コードスイッチ及びこれを用いた検知装置
【課題】信頼性に優れる接触型の検知機能も保持しつつ、物体に接触する前に検知できる非接触型の検知機能も併せ持つコードスイッチ及びこれを用いた検知装置を提供する。
【解決手段】復元性を有する中空絶縁体１１の中空部１０の内面には、相互に接触しないようにして長手方向に螺旋状に電極線１２Ａ，１２Ｂが配設され、中空絶縁体１１の外周面には外側電極１３が設けられ、この外側電極１３を絶縁層１４により被覆している。外側電極１３は、グランド用の電極線との間に静電容量を持つほか、接地との間に浮遊静電容量を形成する。通常時の静電容量と、コードスイッチ１に人体等が接近又は接触したときの静電容量とを比較することにより、非接触でコードスイッチ１への人体等の接近の有無を検知することできる。
【解決手段】復元性を有する中空絶縁体１１の中空部１０の内面には、相互に接触しないようにして長手方向に螺旋状に電極線１２Ａ，１２Ｂが配設され、中空絶縁体１１の外周面には外側電極１３が設けられ、この外側電極１３を絶縁層１４により被覆している。外側電極１３は、グランド用の電極線との間に静電容量を持つほか、接地との間に浮遊静電容量を形成する。通常時の静電容量と、コードスイッチ１に人体等が接近又は接触したときの静電容量とを比較することにより、非接触でコードスイッチ１への人体等の接近の有無を検知することできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コードスイッチ及びこれを用いた検知装置に関し、特に、自動開閉によるドア等に物体や人体が挟まれたり、挟まれそうになったことを検知するコードスイッチ及びこれを用いた検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車においては、自動開閉するスライドドア、バックドア等の先端部にセンサを取り付け、ドアと車体との間に物体や人体が挟まった時または挾まれそうになった時、これらの状態をセンサで検知し、異常を検知したときにドアを開方向に反転させるようにしたものがある。
【０００３】
このような目的のセンサにコードスイッチがあり、自動開閉する窓や扉に物体が接触したときの圧力変化に反応して、複数の電極線が接触することによりオン／オフ動作をする接触型の構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図９は、特許文献１に示された従来のコードスイッチの構成を示す。このコードスイチ１００は、復元性を有する中空絶縁体１０１の内面に、４本の電極線１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄを所定の間隔で長手方向に螺旋状に配置した構成を有している。
【０００５】
中空絶縁体１０１は、電極線１０２Ａ〜１０２Ｄを相互に電気的に接触しないようにして保持すると共に、外力により容易に変形し、かつ外力がなくなれば直ちに復元する材料、例えば、復元性ゴム又は復元性プラスチックを用いて構成されている。
【０００６】
電極線１０２Ａ〜１０２Ｄは、１本又は複数本の撚り線からなる金属線の外周に導電性ゴム層又は導電性プラスチック層を設けて構成されている。
【０００７】
図１０は、図９のコードスイッチ１００を用いて構成した検知装置を示す。この検知装置２００は、電極線１０２Ａの始端１０４Ａと電極線１０２Ｄの始端１０４Ｄの間に電源１０７と電流計１０８が直列接続され、電極線１０２Ｂの始端１０４Ｂと電極線１０２Ｃの始端１０４Ｃの間に抵抗１０６が接続されている。更に、電極線１０２Ａ，１０２Ｂの終端１０５Ａ，１０５Ｂ間には短絡線１０９Ａが接続され、電極線１０２Ｃ，１０２Ｄの終端１０５Ｃ，１０５Ｄ間に短絡線１０９Ｂが接続されている。
【０００８】
図１０の検知装置２００には、通常、電源１０７から微弱な監視電流ｉが通電されており、外部からコードスイッチ１００に外力が加わることにより、電極線１０２Ａ，１０２Ｂのいずれかと電極線１０２Ｃ，１０２Ｄのいずれかが接触すると、抵抗１０６をバイパスする短絡電流が流れ、この電流変化により電流計１０８の測定値が大きくなることで異常が検知される。
【０００９】
また、圧力によらないセンサとして静電容量方式があり、物体との間の浮遊容量や抵抗損失などの変化を利用して、自動開閉する窓や扉に接触する前に検知する非接触型のセンサが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】再表９７／２１２３５号公報
【特許文献２】特開平２−２６４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来のコードスイッチによると、中空絶縁体１０１が、電極線１０２Ａ，１０２Ｂと電極線１０２Ｃ，１０２Ｄが接触する状態になるまで変形しなければ検知信号が出力されないため、検知時に物体や人体にかなりの力が加わってしまうという問題がある。また、利便性を向上させるために、ドアの開閉速度を上げようとすると、物体や人体が挟まれた際に物体や人体に加わる力が増大する不具合がある。
【００１１】
更に、特許文献２の非接触型のセンサは、物体の特性、状態、サイズ等によって検知能力に差異が生じるため、接触型に比べて検知能力の信頼性が劣っている。また、検知範囲を広くしようとすると誤作動が起きやすくなり、誤作動が起きないように検知範囲を狭くすると検知物が小さい場合に検知できなくなる可能性がある。
【００１２】
従って、本発明の目的は、信頼性に優れる接触型の検知機能も保持しつつ、物体に接触する前に検知できる非接触型の検知機能も併せ持つコードスイッチ及びこれを用いた検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、上記目的を達成するため、復元性を有する中空絶縁体と、相互に電気的に非接触の状態を保持しつつ前記中空絶縁体の中空部の内面に沿って長手方向に配置された複数の電極線と、前記中空絶縁体の外周面に設けられ、前記電極線との間に静電容量を形成するとともに、接地との間に浮遊静電容量を形成可能な外側電極とを備えたことを特徴とするコードスイッチを提供する。
【００１４】
本発明の第１の態様に係るコードスイッチによれば、電極線同士による接触型の検知のほか、外側電極が電極線との間に固定の静電容量を形成し、接地との間には人体等による浮遊静電容量を形成するので浮遊静電容量の形成の有無から非接触でコードスイッチへの物体の接近を確実かつ迅速に検知することができる。
【００１５】
前記外側電極は、導電性を有する細線を、前記中空絶縁体の外周面に巻き付け、または編組により被覆して構成されていてもよい。導電性を有する細線を中空絶縁体の外周面に巻き付けることにより、コードスイッチを曲げた場合、中空絶縁体の外側が伸張し、内側の圧縮するが、中空絶縁体に巻き付けられた導電性を有する細線がそれに追随して容易に変形するため、コードスイッチの曲げ特性が向上する。
【００１６】
前記外側電極は、導電性を有する帯状部材を、前記中空絶縁体の外周面に巻き付け、または前記中空絶縁体の長さ方向に帯状に設けたものでもよい。
【００１７】
前記外側電極は、絶縁層によって被覆されている構成とすることができる。絶縁層によって浮遊容量の検知感度を調整することができる。
【００１８】
前記複数の電極線は、金属による撚り線に導電性の電極部材を被覆した構成としてもよい。この構成により、屈曲性能を向上させることができる。
【００１９】
前記中空絶縁体は、復元性ゴムからなり、前記電極部材は、導電性ゴムからなり、または前記中空絶縁体は、復元性樹脂からなり、前記電極部材は、導電性プラスチックからなる構成とすることができる。中空絶縁体と電極部材を同種の材料から形成することにより、高い接合強度が得られる。
【００２０】
本発明の第２の態様は、上記目的を達成するため、前記第１の態様に記載のコードスイッチと、前記複数の電極線のうち信号用の電極線とグランド用の電極線との間の電位変化又は電流変化を検知する第１の検知部と、前記外側電極に接続されて、前記静電容量及び前記浮遊静電容量を測定し、これらの容量変化を検知する第２の検知部とを備えたことを特徴とする検知装置を提供する。
【００２１】
前記コードスイッチは、４本の電極線を備え、２本毎に並列接続または直列接続した構成とすることができる。
【００２２】
本発明の第３の態様は、上記目的を達成するため、復元性を有する中空絶縁体の中空部の内面に沿って、信号用とグランド用に用いられる２つの電極線を含む２ｎ本（ｎは正の整数）の電極線を相互に電気的に非接触の状態を保持しつつ長手方向に配置するとともに前記信号用と前記グランド用の電極線間に他の電極線を直列に接続し、前記電極線との間に静電容量を形成し、かつ接地との間に浮遊静電容量を形成可能に外側電極を配置したコードスイッチと、前記２ｎ本の電極線の途中の電極線間に接続された抵抗と、前記信号用と前記グランド用の電極線間の電位変化または電流変化を検知する第１の検知部と、前記外側電極に接続されて、前記静電容量及び前記浮遊静電容量を測定し、これらの容量変化を検知する第２の検知部とを備えたことを特徴とする検知装置を提供する。
【００２３】
本発明の第２及び第３の態様に係る検知装置によれば、コードスイッチの電極線同士と第１の検知部との組合せにより接触型のスイッチを構成し、外側電極及びグラウンド用の電極線と第２の検知部との組合せにより非接触型のスイッチを構成しているため、２種類の検知方法によりコードスイッチへの物体の接近を確実かつ迅速に検知することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、信頼性に優れる接触型の検知機能も保持しつつ、物体に接触する前に検知できる非接触型の検知機能も併せ持つコードスイッチ及びこれを用いた検知装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第１の実施の形態］
（コードスイッチの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコードスイッチを示す斜視図であり、図２は図１のコードスイッチの断面図である。
【００２６】
図１、図２に示すように、コードスイッチ１は、中心部に中空部１０を有するとともに復元性を備えた断面略円形状の中空絶縁体１１と、中空絶縁体１１の内面に、所定の間隔で長手方向に螺旋状に配設された２本の電極線１２Ａ，１２Ｂと、中空絶縁体１１の外周面に設けられた外側電極１３と、外側電極１３を被覆する絶縁層１４とを備える。
【００２７】
中空絶縁体１１は、電極線１２Ａ，１２Ｂを一部埋設した状態で、かつ互いに電気的に接触しない状態で螺旋状に保持固定する。この中空絶縁体１１は、物体等との接触時には容易に変形して電極線１２Ａと電極線１２Ｂを電気的に接触させ、外力が無くなれば直ちに元の形状に復元する特性を有する材料を用いて構成されている。その材料として、復元性ゴム、復元性プラスチック、またはエラストマー等を用いることができる。
【００２８】
復元性ゴムとして、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム等を挙げることができる。また、復元性樹脂（プラスチック）としては、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等を挙げることができる。さらに、エラストマーとして、オレフィン系あるいはスチレン系の熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。
【００２９】
電極線１２Ａ，１２Ｂは、図２に示すように、錫、銀、ニッケル等のめっきが施された複数（ここでは７本）の軟銅素線を７本撚り合わせた導体１５に、樹脂又はゴムにカーボンを混ぜて低抵抗化した電極部材１６を被覆して構成されている。なお、電極線１２Ａ，１２Ｂは、軟銅等による単線であってもよい。
【００３０】
外側電極１３は、電極線１２Ａ，１２Ｂとの間に静電容量を形成する導電体であり、以下のいずれかの構造を用いることができる。
（１）錫、銀等のめっきを施した軟銅線等の金属細線による編組を中空絶縁体１１の外周に被覆した構造（編組構造）。
（２）錫、銀等のめっきを施した軟銅線等の金属細線を中空絶縁体１１の外周に巻き付けた構造（横巻構造）。
（３）銅又はアルミニウムによる導電部材としての金属箔を中空絶縁体１１の外周に巻き付け、または中空絶縁体１１の長手方向に帯状に設ける構造（縦添え）。
（４）蒸着、メッキ等による金属膜が片面に施されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ＰＰ（ポリプロピレン）等による樹脂テープや樹脂繊維を導電部材として中空絶縁体１１の外周に巻き付け、または縦添えした構造。
（５）導電性樹脂や導電性ゴムによる導電部材を中空絶縁体１１の外周に被覆した構造。
（６）板状の導電性樹脂や導電性ゴムによる導電部材を中空絶縁体１１の外周に巻き付け、または縦添えした構造。
【００３１】
また、外側電極１３の接地処理を容易とするため、金属撚り線導体や薄い金属板によるドレインワイヤを外側電極１３と絶縁層１４との間に設けてもよい。また、外側電極１３と中空絶縁体１１、外側電極１３と絶縁層１４間のいずれか、または両方にセパレート用の樹脂テ一プや紙テープを設けてもよい。
【００３２】
絶縁層１４は、外側電極１３を絶縁ならびに保護するためのものであり、ウレタン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）、ＥＰ（エポキシ樹脂）ゴム・シリコーンゴム等のゴム類、エラストマー、ＰＥＴ等の材料を用いて外側電極１３を被覆し、或いはテープにして外側電極１３に巻き付けられる。なお、絶縁層１４の外径は、取付性、柔軟性、及び加工性を考慮すると、直径３〜５ｍｍ程度が好ましい。また、絶縁層１４は復元性を有することが好ましい。
【００３３】
また、浮遊容量の検知感度を調整するため、絶縁層１４に低誘電フィラーを混ぜ、或いは絶縁層１４を発泡させた構造や、外側電極１３と絶縁層１４の間に、誘電体を配置した構造、絶縁層１４の外側に高誘電体を配置した構造などを採用することができる。
【００３４】
（検知装置の構成）
図３は、図１のコードスイッチを用いた検知装置を示す。この検知装置２は、上記したコードスイッチ１と、このコードスイッチ１の電極線１２Ａに接続された第１の検知部としての通電検知部２１と、外側電極１３に接続された第２の検知部としての静電容量測定部２２とを備える。なお、電極線１２Ｂは接地される。
【００３５】
通電検知部２１は、電極線１２Ａ，１２Ｂ間に所定の直流電圧Ｖｓを印加する電源回路を備えるほか、電極線１２Ａ，１２Ｂ間の電位が直流電圧Ｖｓから０レベルに変化したことを検知する回路を備える。
【００３６】
静電容量測定部２２は、外側電極１３と電極線１２Ｂの間の通常時の静電容量Ｃ、及び人体２３がコードスイッチ１に接近したときに生じる浮遊静電容量ΔＣが加わった静電容量（Ｃ＋ΔＣ）を測定し、浮遊静電容量ΔＣの増加を検知したときに検知信号を発生する回路構成を有する。
【００３７】
（コードスイッチ及び検知装置の動作）
ここでは、自動車のスライドドアにコードスイッチ１が装着されているものとする。なお、バックドア、ウィンドウ等の他のドアであっても、動作はスライドドアと同様である。
【００３８】
（通電検知部による検知動作）
まず、通電検知部２１の動作を説明する。スライドドアが閉動作をしているとき、コードスイッチ１に人体２３が接触したとすると、コードスイッチ１の接触箇所は外力を受けて変形する。その外力が大きかった場合、中空絶縁体１１は偏平になり、中空部１０内で電極線１２Ａと電極線１２Ｂの表面が接触する。
【００３９】
電極線１２Ａと電極線１２Ｂの接触により、電極線１２Ａ，１２Ｂ間に印加されていた直流電圧Ｖｓは０Ｖ状態になる。この電位変化から、通電検知部２１は検知信号を発生する。この検知信号に基づいて図示しないドア駆動回路は、ドア駆動用モータを逆回転させ、スライドドアを開ける方向に駆動する。これにより、人体２３に過度の圧力が加わらない様になる。なお、人体２３以外の物体、例えば、手荷物等に対しても同様にして検知が行われる。また、外力が無くなったとき中空絶縁体１１は元の形状に復元し、絶縁層１４も中空絶縁体１１の復元力及び自身の復元力によって元の形状に戻る。
【００４０】
（静電容量測定部による検知動作）
次に、静電容量測定部２２による検知動作について説明する。外側電極１３と電極線１２Ｂとの間には、静電容量Ｃが常に形成されている。この静電容量Ｃは、通常時はスライドドアがどの場所にあっても変化しない。
【００４１】
次に、スライドドアが閉動作にあるとき、コードスイッチ１が人体２３に接近すると、コードスイッチ１への外力の有無にかかわらず、外側電極１３と接地間に、人体２３による浮遊静電容量ΔＣが形成される。この浮遊静電容量ΔＣと静電容量Ｃの和、（Ｃ＋ΔＣ）が静電容量測定部２２によって測定される。
【００４２】
静電容量測定部２２は、静電容量がＣから（Ｃ＋ΔＣ）に変化したことに基づいて、検知信号を出力する。この検知信号に基づいて図示しないドア駆動回路は、ドア駆動用モータを逆回転させ、スライドドアを開ける方向に駆動する。
【００４３】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）静電容量測定部２２で静電容量を測定し、その静電容量の変化から、人体２３や物体の有無を非接触により確実かつ迅速に検出することができる。
（ロ）電極線１２Ａ，１２Ｂによる従来からの接触型のコードスイッチの機能も有しているので、高い信頼性で挟み込み等の圧力を検知することかできる。
（ハ）電極線１２Ｂの長さが変われば、静量容量Ｃが変わるため、静量容量Ｃの変化から電極線１２Ｂの断線を検知することかできる。なお、電極線１２Ａと電極線１２Ｂを静電容量測定部２２への接続替えを行えば、電極線１２Ａの断線も検知することかできる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るコードスイッチを示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）は外力を受けて変形した時の断面図である。
【００４５】
本実施の形態は、第１の実施の形態において、電極線を２本から４本にしたものであり、その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００４６】
中空絶縁体１１の中空部１０は、十字形を成し、その４つの凹部位置に電極線１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが配設されている。この電極線１２Ａ〜１２Ｄは、脱落しないように中空絶縁体１１の内面に螺旋状に保持されている。
【００４７】
図５は、図４のコードスイッチを用いた検知装置を示す。この検知装置３は、電極線１２Ａ〜１２Ｄを並列接続したものである。すなわち、電極線１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの終端を開放にし、電極線１２Ａ，１２Ｃの始端のそれぞれに通電検知部２１を接続し、電極線１２Ｂ，１２Ｄのそれぞれの始端を接地し、更に、外側電極１３に静電容量測定部２２を接続して構成されている。
【００４８】
次に、検知装置３の動作について説明する。スライドドアが閉動作をしているとき、コードスイッチ１に人体等が接触すると、コードスイッチ１の接触箇所は外力を受けて変形する。外力が大きかった場合、図４の（ｂ）のように、中空絶縁体１１は変形して偏平になり、電極線１２Ａ，１２Ｂは電極線１２Ｄ，１２Ｃに接触する。また、図４の（ｂ）の横方向から外力が加わった場合、電極線１２Ａ，１２Ｄと、電極線１２Ｂ，１２Ｃが接触する。
【００４９】
上記した電極線同士の接触により、通電検知部２１の入力端の電位は、直流電圧Ｖｓから０Ｖ状態に変化する。この電位変化から、通電検知部２１は検知信号を発生する。この検知信号に基づいて図示しないドア駆動回路は、ドア駆動用モータを逆回転させ、スライドドアを開ける方向に駆動する。これにより、人体等に過度の圧力が加わるのを防止することができる。なお、静電容量測定部２２による検出は、第１の実施の形態で説明した通りであるので、説明を省略する。
【００５０】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）４本の電極線１２Ａ〜１２Ｄを用いているため、図４に示すコードスイッチ１の上下、左右の４方向からの圧力を検知することができる。
（２）信号用及びグランド用に各２本が割り当てられているため、確実に短絡回路が形成され、検知の信頼性を高めることができる。
（３）検知装置３は、電極線１２Ａ〜１２Ｄの結線をすべて始端側で行えるため、施工をし易くすることができる。
その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００５１】
［第３の実施の形態］
図６は、図４のコードスイッチを用いて構成された第３の実施の形態に係る検知装置を示す。この検知装置４は、電極線１２Ａ〜１２Ｄを直列接続したものである。すなわち、電極線１２Ａ，１２Ｃのそれぞれの終端を短絡線１７Ａで接続し、電極線１２Ｂ，１２Ｄのそれぞれの終端を短絡線１７Ｂで接続し、電極線１２Ａの始端に通電検知部２１を接続し、電極線１２Ｂの始端を接地し、電極線１２Ｃ，１２Ｄの始端を開放にし、更に、外側電極１３に静電容量測定部２２を接続して構成されている。
【００５２】
次に、検知装置４の動作について説明する。スライドドアが閉動作をしているとき、コードスイッチ１に人体等が接触すると、コードスイッチ１の接触箇所は外力を受けて変形する。外力が大きかった場合、図４の（ｂ）のように、中空絶縁体１１は変形して偏平になり、電極線１２Ａと電極線１２Ｄが接触するほか、電極線１２Ｂと電極線１２Ｃが接触する。この結果、電極線１２Ａ，１２Ｂの始端間の電位は、直流電圧Ｖｓから０Ｖ状態に変化する。
【００５３】
この電位変化から、通電検知部２１は検知信号を発生する。この検知信号に基づいて図示しないドア駆動回路は、ドア駆動用モータを逆回転させ、スライドドアを開ける方向に駆動する。これにより、人体等に過度の圧力が加わるのを防止できる。なお、静電容量測定部２２による検出は、第１の実施の形態で説明した通りであるので、説明を省略する。
【００５４】
（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）４本の電極線１２Ａ〜１２Ｄを用いているため、図４に示すコードスイッチ１の上下、左右の４方向からの圧力を検知することができる。
（２）信号用及びグランド用に各２本が割り当てられているため、確実に短絡回路が形成され、検知の信頼性を高めることができる。
（３）検知装置３は、電極線１２Ａ〜１２Ｄの結線を始端及び終端に振り分けられるため、始端側の接続を簡略にすることができる。
その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係るコードスイッチを示し、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は屈曲状態を示す要部正面図である。なお、図７（ａ），（ｂ）では、後述する外側電極線１３０を断面して示す。
【００５６】
本実施の形態は、第１の実施の形態において、外側電極１３として外側電極線１３０を中空絶縁体１１の外周に螺旋状に巻き付けたものである。なお、図７では、最外層の絶縁層１４の図示を省略している。
【００５７】
外側電極線１３０は、例えば、銅、銅合金等の金属を用いることができる。
【００５８】
この第４の実施の形態によれば、コードスイッチ１を曲げた場合、図７（ｂ）に示すように、中空絶縁体１１の外側が伸張し、内側の圧縮するが、外側電極線１３０がそれに追随して容易に変形するため、コードスイッチの曲げ特性を向上させることができる。
次に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００５９】
ここでは、図４に示す構成により、実施例１〜３を以下のように製作した。実施例１は、錫めっき軟銅撚り線（０．１２７ｍｍの素線を７本撚り）の外周に導電性ゴムを被覆して０．６ｍｍ径の電極線１２Ａ〜１２Ｄを製作し、これらを外径３．５ｍｍの中空絶縁体１１の内側に螺旋状に配置した。次に、中空絶縁体１１の外周面に、１００本の０．０５ｍｍの錫めっき軟銅素線を等ピッチで巻き付けて外側電極１３とし、この外周面にウレタンからなる絶縁層１４を０．３ｍｍの厚さに被覆した。
【００６０】
本実施例１と、Ａｌ／ＰＥＴ箔により外部導体を形成した一般的な同軸構造のもの（比較例）について、静電容量と静電容量の変化を測定した。その結果、静電容量については、実施例１は１４４ｐＦ／ｍ、比較例は１３８ｐＦ／ｍとなった。また、５０ｍｍ幅の金属板をコードスイッチ１から３０ｍｍの距離に配置したときの静電容量の変化は、実施例１は０．１２ｐＦ／ｍ、比較例は０．１１ｐＦ／ｍとなり、実施例１は、比較例と同等の静電容量及び静電容量変化が得られた。
【実施例２】
【００６１】
実施例２は、電極線１２Ａ〜１２Ｄ及び中空絶縁体１１を実施例１と同様に製作した後、中空絶縁体１１の外周面に４μｍのＰＥＴと７μのアルミニウム箔を貼り合せた６ｍｍ幅のテープを等ピッチに巻き付けて外側電極１３とし、この外側電極１３の外周面にウレタンからなる絶縁層１４を０．４ｍｍの厚さに被覆した。
【実施例３】
【００６２】
実施例３は、電極線１２Ａ〜１２Ｄ及び中空絶縁体１１を実施例１と同様に製作した後、中空絶縁体１１の外周面に０．１ｍｍの錫めっき軟銅素線を編み込んだ編組構造の外側電極１３とし、この外側電極１３の外周面にＰＶＣからなる絶縁層１４を０．２５ｍｍの厚さに被覆した。
【００６３】
以上のようにして製作した実施例１〜３によるコードスイッチ１を自動車のドアに取り付け、図５に示す検知装置３を構成して動作させたところ、接触型スイッチ、非接触型スイッチのいずれも、良好な結果を得ることができた。
【００６４】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。また、電極線は、２本及び４本による構成を示したが、更に多くてもよい。この場合、偶数の組合せにするのが望ましい。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、電極線に抵抗を接続しない検知装置の構成を示したが、図８に示したように電極線１２Ｂ，１２Ｃの途中に抵抗１８を介在させた構成にすることも可能である。これにより、電極線同士の接触を抵抗値変化あるいは電流値変化により検知することができる。
【００６６】
また、細い金属導体に薄い絶縁被覆を施した電線を外側電極１３としてコ一ドスィッチの外周に巻き付ける構造により、絶縁層１４を省略した構造にすることができる。
【００６７】
なお、上記実施の形態においては、コードスイッチ１を自動車のスライドドア、バックドア、ウィンドウ等の挟み込み検知に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、自動ドア等の挟み込み防止用、或いは侵入防止用のセンサとして利用することも可能である。
【００６８】
また、上記実施の形態において、静電容量がＣから（Ｃ＋ΔＣ）に変化したことに基づく検出信号によりドア駆動用モータを逆転させるようにしたが、これに限らず、検出信号に基づきドア駆動用モータを減速あるいは停止させるようにしてもよい。また、音声ブザー等により警告を促すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るコードスイッチを示す斜視図である。
【図２】図１のコードスイッチの断面図である。
【図３】図１のコードスイッチを用いた検知装置を示す接続図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るコードスイッチを示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）は外力を受けて変形した時の断面図である。
【図５】図４のコードスイッチを用いた検知装置を示す接続図である。
【図６】第３の実施の形態に係る検知装置を示す接続図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るコードスイッチを示し、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は屈曲状態を示す要部正面図である。
【図８】コードスイッチの変形例を用いた見地装置を示す接続図である。
【図９】従来のコードスイッチの構成を示す断面図である。
【図１０】図８のコードスイッチを用いて構成した検知装置を示す接続図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ コードスイッチ
２ 検知装置
３，４ 検知装置
１０ 中空部
１１ 中空絶縁体
１２Ａ〜１２Ｄ 電極線
１３ 外側電極
１４ 絶縁層
１５ 導体
１６ 電極部材
１７Ａ，１７Ｂ 短絡線
１８ 抵抗
２１ 通電検知部
２２ 静電容量測定部
２３ 人体
１００ コードスイッチ
１０１ 中空絶縁体
１０２Ａ〜１０２Ｄ 電極線
１０３ 中空部
１０４Ａ〜１０４Ｄ 始端
１０５Ａ〜１０５Ｄ 終端
１０６ 抵抗
１０７ 電源
１０８ 電流計
１０９Ａ，１０９Ｂ 短絡線
１３０ 外側電極線
２００ 検知装置
Ｃ 静電容量
ΔＣ 浮遊静電容量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コードスイッチ及びこれを用いた検知装置に関し、特に、自動開閉によるドア等に物体や人体が挟まれたり、挟まれそうになったことを検知するコードスイッチ及びこれを用いた検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車においては、自動開閉するスライドドア、バックドア等の先端部にセンサを取り付け、ドアと車体との間に物体や人体が挟まった時または挾まれそうになった時、これらの状態をセンサで検知し、異常を検知したときにドアを開方向に反転させるようにしたものがある。
【０００３】
このような目的のセンサにコードスイッチがあり、自動開閉する窓や扉に物体が接触したときの圧力変化に反応して、複数の電極線が接触することによりオン／オフ動作をする接触型の構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図９は、特許文献１に示された従来のコードスイッチの構成を示す。このコードスイチ１００は、復元性を有する中空絶縁体１０１の内面に、４本の電極線１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２Ｄを所定の間隔で長手方向に螺旋状に配置した構成を有している。
【０００５】
中空絶縁体１０１は、電極線１０２Ａ〜１０２Ｄを相互に電気的に接触しないようにして保持すると共に、外力により容易に変形し、かつ外力がなくなれば直ちに復元する材料、例えば、復元性ゴム又は復元性プラスチックを用いて構成されている。
【０００６】
電極線１０２Ａ〜１０２Ｄは、１本又は複数本の撚り線からなる金属線の外周に導電性ゴム層又は導電性プラスチック層を設けて構成されている。
【０００７】
図１０は、図９のコードスイッチ１００を用いて構成した検知装置を示す。この検知装置２００は、電極線１０２Ａの始端１０４Ａと電極線１０２Ｄの始端１０４Ｄの間に電源１０７と電流計１０８が直列接続され、電極線１０２Ｂの始端１０４Ｂと電極線１０２Ｃの始端１０４Ｃの間に抵抗１０６が接続されている。更に、電極線１０２Ａ，１０２Ｂの終端１０５Ａ，１０５Ｂ間には短絡線１０９Ａが接続され、電極線１０２Ｃ，１０２Ｄの終端１０５Ｃ，１０５Ｄ間に短絡線１０９Ｂが接続されている。
【０００８】
図１０の検知装置２００には、通常、電源１０７から微弱な監視電流ｉが通電されており、外部からコードスイッチ１００に外力が加わることにより、電極線１０２Ａ，１０２Ｂのいずれかと電極線１０２Ｃ，１０２Ｄのいずれかが接触すると、抵抗１０６をバイパスする短絡電流が流れ、この電流変化により電流計１０８の測定値が大きくなることで異常が検知される。
【０００９】
また、圧力によらないセンサとして静電容量方式があり、物体との間の浮遊容量や抵抗損失などの変化を利用して、自動開閉する窓や扉に接触する前に検知する非接触型のセンサが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】再表９７／２１２３５号公報
【特許文献２】特開平２−２６４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来のコードスイッチによると、中空絶縁体１０１が、電極線１０２Ａ，１０２Ｂと電極線１０２Ｃ，１０２Ｄが接触する状態になるまで変形しなければ検知信号が出力されないため、検知時に物体や人体にかなりの力が加わってしまうという問題がある。また、利便性を向上させるために、ドアの開閉速度を上げようとすると、物体や人体が挟まれた際に物体や人体に加わる力が増大する不具合がある。
【００１１】
更に、特許文献２の非接触型のセンサは、物体の特性、状態、サイズ等によって検知能力に差異が生じるため、接触型に比べて検知能力の信頼性が劣っている。また、検知範囲を広くしようとすると誤作動が起きやすくなり、誤作動が起きないように検知範囲を狭くすると検知物が小さい場合に検知できなくなる可能性がある。
【００１２】
従って、本発明の目的は、信頼性に優れる接触型の検知機能も保持しつつ、物体に接触する前に検知できる非接触型の検知機能も併せ持つコードスイッチ及びこれを用いた検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様は、上記目的を達成するため、復元性を有する中空絶縁体と、相互に電気的に非接触の状態を保持しつつ前記中空絶縁体の中空部の内面に沿って長手方向に配置された複数の電極線と、前記中空絶縁体の外周面に設けられ、前記電極線との間に静電容量を形成するとともに、接地との間に浮遊静電容量を形成可能な外側電極とを備えたことを特徴とするコードスイッチを提供する。
【００１４】
本発明の第１の態様に係るコードスイッチによれば、電極線同士による接触型の検知のほか、外側電極が電極線との間に固定の静電容量を形成し、接地との間には人体等による浮遊静電容量を形成するので浮遊静電容量の形成の有無から非接触でコードスイッチへの物体の接近を確実かつ迅速に検知することができる。
【００１５】
前記外側電極は、導電性を有する細線を、前記中空絶縁体の外周面に巻き付け、または編組により被覆して構成されていてもよい。導電性を有する細線を中空絶縁体の外周面に巻き付けることにより、コードスイッチを曲げた場合、中空絶縁体の外側が伸張し、内側の圧縮するが、中空絶縁体に巻き付けられた導電性を有する細線がそれに追随して容易に変形するため、コードスイッチの曲げ特性が向上する。
【００１６】
前記外側電極は、導電性を有する帯状部材を、前記中空絶縁体の外周面に巻き付け、または前記中空絶縁体の長さ方向に帯状に設けたものでもよい。
【００１７】
前記外側電極は、絶縁層によって被覆されている構成とすることができる。絶縁層によって浮遊容量の検知感度を調整することができる。
【００１８】
前記複数の電極線は、金属による撚り線に導電性の電極部材を被覆した構成としてもよい。この構成により、屈曲性能を向上させることができる。
【００１９】
前記中空絶縁体は、復元性ゴムからなり、前記電極部材は、導電性ゴムからなり、または前記中空絶縁体は、復元性樹脂からなり、前記電極部材は、導電性プラスチックからなる構成とすることができる。中空絶縁体と電極部材を同種の材料から形成することにより、高い接合強度が得られる。
【００２０】
本発明の第２の態様は、上記目的を達成するため、前記第１の態様に記載のコードスイッチと、前記複数の電極線のうち信号用の電極線とグランド用の電極線との間の電位変化又は電流変化を検知する第１の検知部と、前記外側電極に接続されて、前記静電容量及び前記浮遊静電容量を測定し、これらの容量変化を検知する第２の検知部とを備えたことを特徴とする検知装置を提供する。
【００２１】
前記コードスイッチは、４本の電極線を備え、２本毎に並列接続または直列接続した構成とすることができる。
【００２２】
本発明の第３の態様は、上記目的を達成するため、復元性を有する中空絶縁体の中空部の内面に沿って、信号用とグランド用に用いられる２つの電極線を含む２ｎ本（ｎは正の整数）の電極線を相互に電気的に非接触の状態を保持しつつ長手方向に配置するとともに前記信号用と前記グランド用の電極線間に他の電極線を直列に接続し、前記電極線との間に静電容量を形成し、かつ接地との間に浮遊静電容量を形成可能に外側電極を配置したコードスイッチと、前記２ｎ本の電極線の途中の電極線間に接続された抵抗と、前記信号用と前記グランド用の電極線間の電位変化または電流変化を検知する第１の検知部と、前記外側電極に接続されて、前記静電容量及び前記浮遊静電容量を測定し、これらの容量変化を検知する第２の検知部とを備えたことを特徴とする検知装置を提供する。
【００２３】
本発明の第２及び第３の態様に係る検知装置によれば、コードスイッチの電極線同士と第１の検知部との組合せにより接触型のスイッチを構成し、外側電極及びグラウンド用の電極線と第２の検知部との組合せにより非接触型のスイッチを構成しているため、２種類の検知方法によりコードスイッチへの物体の接近を確実かつ迅速に検知することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、信頼性に優れる接触型の検知機能も保持しつつ、物体に接触する前に検知できる非接触型の検知機能も併せ持つコードスイッチ及びこれを用いた検知装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［第１の実施の形態］
（コードスイッチの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るコードスイッチを示す斜視図であり、図２は図１のコードスイッチの断面図である。
【００２６】
図１、図２に示すように、コードスイッチ１は、中心部に中空部１０を有するとともに復元性を備えた断面略円形状の中空絶縁体１１と、中空絶縁体１１の内面に、所定の間隔で長手方向に螺旋状に配設された２本の電極線１２Ａ，１２Ｂと、中空絶縁体１１の外周面に設けられた外側電極１３と、外側電極１３を被覆する絶縁層１４とを備える。
【００２７】
中空絶縁体１１は、電極線１２Ａ，１２Ｂを一部埋設した状態で、かつ互いに電気的に接触しない状態で螺旋状に保持固定する。この中空絶縁体１１は、物体等との接触時には容易に変形して電極線１２Ａと電極線１２Ｂを電気的に接触させ、外力が無くなれば直ちに元の形状に復元する特性を有する材料を用いて構成されている。その材料として、復元性ゴム、復元性プラスチック、またはエラストマー等を用いることができる。
【００２８】
復元性ゴムとして、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム等を挙げることができる。また、復元性樹脂（プラスチック）としては、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等を挙げることができる。さらに、エラストマーとして、オレフィン系あるいはスチレン系の熱可塑性エラストマー等を挙げることができる。
【００２９】
電極線１２Ａ，１２Ｂは、図２に示すように、錫、銀、ニッケル等のめっきが施された複数（ここでは７本）の軟銅素線を７本撚り合わせた導体１５に、樹脂又はゴムにカーボンを混ぜて低抵抗化した電極部材１６を被覆して構成されている。なお、電極線１２Ａ，１２Ｂは、軟銅等による単線であってもよい。
【００３０】
外側電極１３は、電極線１２Ａ，１２Ｂとの間に静電容量を形成する導電体であり、以下のいずれかの構造を用いることができる。
（１）錫、銀等のめっきを施した軟銅線等の金属細線による編組を中空絶縁体１１の外周に被覆した構造（編組構造）。
（２）錫、銀等のめっきを施した軟銅線等の金属細線を中空絶縁体１１の外周に巻き付けた構造（横巻構造）。
（３）銅又はアルミニウムによる導電部材としての金属箔を中空絶縁体１１の外周に巻き付け、または中空絶縁体１１の長手方向に帯状に設ける構造（縦添え）。
（４）蒸着、メッキ等による金属膜が片面に施されたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ＰＰ（ポリプロピレン）等による樹脂テープや樹脂繊維を導電部材として中空絶縁体１１の外周に巻き付け、または縦添えした構造。
（５）導電性樹脂や導電性ゴムによる導電部材を中空絶縁体１１の外周に被覆した構造。
（６）板状の導電性樹脂や導電性ゴムによる導電部材を中空絶縁体１１の外周に巻き付け、または縦添えした構造。
【００３１】
また、外側電極１３の接地処理を容易とするため、金属撚り線導体や薄い金属板によるドレインワイヤを外側電極１３と絶縁層１４との間に設けてもよい。また、外側電極１３と中空絶縁体１１、外側電極１３と絶縁層１４間のいずれか、または両方にセパレート用の樹脂テ一プや紙テープを設けてもよい。
【００３２】
絶縁層１４は、外側電極１３を絶縁ならびに保護するためのものであり、ウレタン、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）、ＥＰ（エポキシ樹脂）ゴム・シリコーンゴム等のゴム類、エラストマー、ＰＥＴ等の材料を用いて外側電極１３を被覆し、或いはテープにして外側電極１３に巻き付けられる。なお、絶縁層１４の外径は、取付性、柔軟性、及び加工性を考慮すると、直径３〜５ｍｍ程度が好ましい。また、絶縁層１４は復元性を有することが好ましい。
【００３３】
また、浮遊容量の検知感度を調整するため、絶縁層１４に低誘電フィラーを混ぜ、或いは絶縁層１４を発泡させた構造や、外側電極１３と絶縁層１４の間に、誘電体を配置した構造、絶縁層１４の外側に高誘電体を配置した構造などを採用することができる。
【００３４】
（検知装置の構成）
図３は、図１のコードスイッチを用いた検知装置を示す。この検知装置２は、上記したコードスイッチ１と、このコードスイッチ１の電極線１２Ａに接続された第１の検知部としての通電検知部２１と、外側電極１３に接続された第２の検知部としての静電容量測定部２２とを備える。なお、電極線１２Ｂは接地される。
【００３５】
通電検知部２１は、電極線１２Ａ，１２Ｂ間に所定の直流電圧Ｖｓを印加する電源回路を備えるほか、電極線１２Ａ，１２Ｂ間の電位が直流電圧Ｖｓから０レベルに変化したことを検知する回路を備える。
【００３６】
静電容量測定部２２は、外側電極１３と電極線１２Ｂの間の通常時の静電容量Ｃ、及び人体２３がコードスイッチ１に接近したときに生じる浮遊静電容量ΔＣが加わった静電容量（Ｃ＋ΔＣ）を測定し、浮遊静電容量ΔＣの増加を検知したときに検知信号を発生する回路構成を有する。
【００３７】
（コードスイッチ及び検知装置の動作）
ここでは、自動車のスライドドアにコードスイッチ１が装着されているものとする。なお、バックドア、ウィンドウ等の他のドアであっても、動作はスライドドアと同様である。
【００３８】
（通電検知部による検知動作）
まず、通電検知部２１の動作を説明する。スライドドアが閉動作をしているとき、コードスイッチ１に人体２３が接触したとすると、コードスイッチ１の接触箇所は外力を受けて変形する。その外力が大きかった場合、中空絶縁体１１は偏平になり、中空部１０内で電極線１２Ａと電極線１２Ｂの表面が接触する。
【００３９】
電極線１２Ａと電極線１２Ｂの接触により、電極線１２Ａ，１２Ｂ間に印加されていた直流電圧Ｖｓは０Ｖ状態になる。この電位変化から、通電検知部２１は検知信号を発生する。この検知信号に基づいて図示しないドア駆動回路は、ドア駆動用モータを逆回転させ、スライドドアを開ける方向に駆動する。これにより、人体２３に過度の圧力が加わらない様になる。なお、人体２３以外の物体、例えば、手荷物等に対しても同様にして検知が行われる。また、外力が無くなったとき中空絶縁体１１は元の形状に復元し、絶縁層１４も中空絶縁体１１の復元力及び自身の復元力によって元の形状に戻る。
【００４０】
（静電容量測定部による検知動作）
次に、静電容量測定部２２による検知動作について説明する。外側電極１３と電極線１２Ｂとの間には、静電容量Ｃが常に形成されている。この静電容量Ｃは、通常時はスライドドアがどの場所にあっても変化しない。
【００４１】
次に、スライドドアが閉動作にあるとき、コードスイッチ１が人体２３に接近すると、コードスイッチ１への外力の有無にかかわらず、外側電極１３と接地間に、人体２３による浮遊静電容量ΔＣが形成される。この浮遊静電容量ΔＣと静電容量Ｃの和、（Ｃ＋ΔＣ）が静電容量測定部２２によって測定される。
【００４２】
静電容量測定部２２は、静電容量がＣから（Ｃ＋ΔＣ）に変化したことに基づいて、検知信号を出力する。この検知信号に基づいて図示しないドア駆動回路は、ドア駆動用モータを逆回転させ、スライドドアを開ける方向に駆動する。
【００４３】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）静電容量測定部２２で静電容量を測定し、その静電容量の変化から、人体２３や物体の有無を非接触により確実かつ迅速に検出することができる。
（ロ）電極線１２Ａ，１２Ｂによる従来からの接触型のコードスイッチの機能も有しているので、高い信頼性で挟み込み等の圧力を検知することかできる。
（ハ）電極線１２Ｂの長さが変われば、静量容量Ｃが変わるため、静量容量Ｃの変化から電極線１２Ｂの断線を検知することかできる。なお、電極線１２Ａと電極線１２Ｂを静電容量測定部２２への接続替えを行えば、電極線１２Ａの断線も検知することかできる。
【００４４】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るコードスイッチを示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）は外力を受けて変形した時の断面図である。
【００４５】
本実施の形態は、第１の実施の形態において、電極線を２本から４本にしたものであり、その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００４６】
中空絶縁体１１の中空部１０は、十字形を成し、その４つの凹部位置に電極線１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが配設されている。この電極線１２Ａ〜１２Ｄは、脱落しないように中空絶縁体１１の内面に螺旋状に保持されている。
【００４７】
図５は、図４のコードスイッチを用いた検知装置を示す。この検知装置３は、電極線１２Ａ〜１２Ｄを並列接続したものである。すなわち、電極線１２Ａ〜１２Ｄのそれぞれの終端を開放にし、電極線１２Ａ，１２Ｃの始端のそれぞれに通電検知部２１を接続し、電極線１２Ｂ，１２Ｄのそれぞれの始端を接地し、更に、外側電極１３に静電容量測定部２２を接続して構成されている。
【００４８】
次に、検知装置３の動作について説明する。スライドドアが閉動作をしているとき、コードスイッチ１に人体等が接触すると、コードスイッチ１の接触箇所は外力を受けて変形する。外力が大きかった場合、図４の（ｂ）のように、中空絶縁体１１は変形して偏平になり、電極線１２Ａ，１２Ｂは電極線１２Ｄ，１２Ｃに接触する。また、図４の（ｂ）の横方向から外力が加わった場合、電極線１２Ａ，１２Ｄと、電極線１２Ｂ，１２Ｃが接触する。
【００４９】
上記した電極線同士の接触により、通電検知部２１の入力端の電位は、直流電圧Ｖｓから０Ｖ状態に変化する。この電位変化から、通電検知部２１は検知信号を発生する。この検知信号に基づいて図示しないドア駆動回路は、ドア駆動用モータを逆回転させ、スライドドアを開ける方向に駆動する。これにより、人体等に過度の圧力が加わるのを防止することができる。なお、静電容量測定部２２による検出は、第１の実施の形態で説明した通りであるので、説明を省略する。
【００５０】
（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）４本の電極線１２Ａ〜１２Ｄを用いているため、図４に示すコードスイッチ１の上下、左右の４方向からの圧力を検知することができる。
（２）信号用及びグランド用に各２本が割り当てられているため、確実に短絡回路が形成され、検知の信頼性を高めることができる。
（３）検知装置３は、電極線１２Ａ〜１２Ｄの結線をすべて始端側で行えるため、施工をし易くすることができる。
その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００５１】
［第３の実施の形態］
図６は、図４のコードスイッチを用いて構成された第３の実施の形態に係る検知装置を示す。この検知装置４は、電極線１２Ａ〜１２Ｄを直列接続したものである。すなわち、電極線１２Ａ，１２Ｃのそれぞれの終端を短絡線１７Ａで接続し、電極線１２Ｂ，１２Ｄのそれぞれの終端を短絡線１７Ｂで接続し、電極線１２Ａの始端に通電検知部２１を接続し、電極線１２Ｂの始端を接地し、電極線１２Ｃ，１２Ｄの始端を開放にし、更に、外側電極１３に静電容量測定部２２を接続して構成されている。
【００５２】
次に、検知装置４の動作について説明する。スライドドアが閉動作をしているとき、コードスイッチ１に人体等が接触すると、コードスイッチ１の接触箇所は外力を受けて変形する。外力が大きかった場合、図４の（ｂ）のように、中空絶縁体１１は変形して偏平になり、電極線１２Ａと電極線１２Ｄが接触するほか、電極線１２Ｂと電極線１２Ｃが接触する。この結果、電極線１２Ａ，１２Ｂの始端間の電位は、直流電圧Ｖｓから０Ｖ状態に変化する。
【００５３】
この電位変化から、通電検知部２１は検知信号を発生する。この検知信号に基づいて図示しないドア駆動回路は、ドア駆動用モータを逆回転させ、スライドドアを開ける方向に駆動する。これにより、人体等に過度の圧力が加わるのを防止できる。なお、静電容量測定部２２による検出は、第１の実施の形態で説明した通りであるので、説明を省略する。
【００５４】
（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）４本の電極線１２Ａ〜１２Ｄを用いているため、図４に示すコードスイッチ１の上下、左右の４方向からの圧力を検知することができる。
（２）信号用及びグランド用に各２本が割り当てられているため、確実に短絡回路が形成され、検知の信頼性を高めることができる。
（３）検知装置３は、電極線１２Ａ〜１２Ｄの結線を始端及び終端に振り分けられるため、始端側の接続を簡略にすることができる。
その他の効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係るコードスイッチを示し、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は屈曲状態を示す要部正面図である。なお、図７（ａ），（ｂ）では、後述する外側電極線１３０を断面して示す。
【００５６】
本実施の形態は、第１の実施の形態において、外側電極１３として外側電極線１３０を中空絶縁体１１の外周に螺旋状に巻き付けたものである。なお、図７では、最外層の絶縁層１４の図示を省略している。
【００５７】
外側電極線１３０は、例えば、銅、銅合金等の金属を用いることができる。
【００５８】
この第４の実施の形態によれば、コードスイッチ１を曲げた場合、図７（ｂ）に示すように、中空絶縁体１１の外側が伸張し、内側の圧縮するが、外側電極線１３０がそれに追随して容易に変形するため、コードスイッチの曲げ特性を向上させることができる。
次に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００５９】
ここでは、図４に示す構成により、実施例１〜３を以下のように製作した。実施例１は、錫めっき軟銅撚り線（０．１２７ｍｍの素線を７本撚り）の外周に導電性ゴムを被覆して０．６ｍｍ径の電極線１２Ａ〜１２Ｄを製作し、これらを外径３．５ｍｍの中空絶縁体１１の内側に螺旋状に配置した。次に、中空絶縁体１１の外周面に、１００本の０．０５ｍｍの錫めっき軟銅素線を等ピッチで巻き付けて外側電極１３とし、この外周面にウレタンからなる絶縁層１４を０．３ｍｍの厚さに被覆した。
【００６０】
本実施例１と、Ａｌ／ＰＥＴ箔により外部導体を形成した一般的な同軸構造のもの（比較例）について、静電容量と静電容量の変化を測定した。その結果、静電容量については、実施例１は１４４ｐＦ／ｍ、比較例は１３８ｐＦ／ｍとなった。また、５０ｍｍ幅の金属板をコードスイッチ１から３０ｍｍの距離に配置したときの静電容量の変化は、実施例１は０．１２ｐＦ／ｍ、比較例は０．１１ｐＦ／ｍとなり、実施例１は、比較例と同等の静電容量及び静電容量変化が得られた。
【実施例２】
【００６１】
実施例２は、電極線１２Ａ〜１２Ｄ及び中空絶縁体１１を実施例１と同様に製作した後、中空絶縁体１１の外周面に４μｍのＰＥＴと７μのアルミニウム箔を貼り合せた６ｍｍ幅のテープを等ピッチに巻き付けて外側電極１３とし、この外側電極１３の外周面にウレタンからなる絶縁層１４を０．４ｍｍの厚さに被覆した。
【実施例３】
【００６２】
実施例３は、電極線１２Ａ〜１２Ｄ及び中空絶縁体１１を実施例１と同様に製作した後、中空絶縁体１１の外周面に０．１ｍｍの錫めっき軟銅素線を編み込んだ編組構造の外側電極１３とし、この外側電極１３の外周面にＰＶＣからなる絶縁層１４を０．２５ｍｍの厚さに被覆した。
【００６３】
以上のようにして製作した実施例１〜３によるコードスイッチ１を自動車のドアに取り付け、図５に示す検知装置３を構成して動作させたところ、接触型スイッチ、非接触型スイッチのいずれも、良好な結果を得ることができた。
【００６４】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。また、電極線は、２本及び４本による構成を示したが、更に多くてもよい。この場合、偶数の組合せにするのが望ましい。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、電極線に抵抗を接続しない検知装置の構成を示したが、図８に示したように電極線１２Ｂ，１２Ｃの途中に抵抗１８を介在させた構成にすることも可能である。これにより、電極線同士の接触を抵抗値変化あるいは電流値変化により検知することができる。
【００６６】
また、細い金属導体に薄い絶縁被覆を施した電線を外側電極１３としてコ一ドスィッチの外周に巻き付ける構造により、絶縁層１４を省略した構造にすることができる。
【００６７】
なお、上記実施の形態においては、コードスイッチ１を自動車のスライドドア、バックドア、ウィンドウ等の挟み込み検知に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、自動ドア等の挟み込み防止用、或いは侵入防止用のセンサとして利用することも可能である。
【００６８】
また、上記実施の形態において、静電容量がＣから（Ｃ＋ΔＣ）に変化したことに基づく検出信号によりドア駆動用モータを逆転させるようにしたが、これに限らず、検出信号に基づきドア駆動用モータを減速あるいは停止させるようにしてもよい。また、音声ブザー等により警告を促すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るコードスイッチを示す斜視図である。
【図２】図１のコードスイッチの断面図である。
【図３】図１のコードスイッチを用いた検知装置を示す接続図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るコードスイッチを示し、（ａ）は通常時の断面図、（ｂ）は外力を受けて変形した時の断面図である。
【図５】図４のコードスイッチを用いた検知装置を示す接続図である。
【図６】第３の実施の形態に係る検知装置を示す接続図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るコードスイッチを示し、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は屈曲状態を示す要部正面図である。
【図８】コードスイッチの変形例を用いた見地装置を示す接続図である。
【図９】従来のコードスイッチの構成を示す断面図である。
【図１０】図８のコードスイッチを用いて構成した検知装置を示す接続図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ コードスイッチ
２ 検知装置
３，４ 検知装置
１０ 中空部
１１ 中空絶縁体
１２Ａ〜１２Ｄ 電極線
１３ 外側電極
１４ 絶縁層
１５ 導体
１６ 電極部材
１７Ａ，１７Ｂ 短絡線
１８ 抵抗
２１ 通電検知部
２２ 静電容量測定部
２３ 人体
１００ コードスイッチ
１０１ 中空絶縁体
１０２Ａ〜１０２Ｄ 電極線
１０３ 中空部
１０４Ａ〜１０４Ｄ 始端
１０５Ａ〜１０５Ｄ 終端
１０６ 抵抗
１０７ 電源
１０８ 電流計
１０９Ａ，１０９Ｂ 短絡線
１３０ 外側電極線
２００ 検知装置
Ｃ 静電容量
ΔＣ 浮遊静電容量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復元性を有する中空絶縁体と、
相互に電気的に非接触の状態を保持しつつ前記中空絶縁体の中空部の内面に沿って長手方向に配置された複数の電極線と、
前記中空絶縁体の外周面に設けられ、前記電極線との間に静電容量を形成するとともに、接地との間に浮遊静電容量を形成可能な外側電極とを備えたことを特徴とするコードスイッチ。
【請求項２】
前記外側電極は、導電性を有する細線を前記中空絶縁体の外周面に巻き付けて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項３】
前記外側電極は、導電性を有する細線を、前記中空絶縁体の周面を編組により被覆して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項４】
前記外側電極は、導電性を有する帯状部材を、前記中空絶縁体の外周面に巻き付け、または前記中空絶縁体の長さ方向に帯状に設けたことを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項５】
前記外側電極は、絶縁層によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項６】
前記複数の電極線は、金属による撚り線に導電性の電極部材を被覆した構成であることを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項７】
前記中空絶縁体は、復元性ゴムからなり、前記電極部材は、導電性ゴムからなり、または前記中空絶縁体は、復元性樹脂からなり、前記電極部材は、導電性プラスチックからなることを特徴とする請求項６に記載のコードスイッチ。
【請求項８】
前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコードスイッチと、
前記複数の電極線のうち信号用の電極線とグランド用の電極線との間の電位変化又は電流変化を検知する第１の検知部と、
前記外側電極に接続されて、前記静電容量及び前記浮遊静電容量を測定し、これらの容量変化を検知する第２の検知部とを備えたことを特徴とする検知装置。
【請求項９】
前記コードスイッチは、４本の電極線を備え、２本毎に並列接続または直列接続されていることを特徴とする請求項８に記載の検知装置。
【請求項１０】
復元性を有する中空絶縁体の中空部の内面に沿って、信号用とグランド用に用いられる２つの電極線を含む２ｎ本（ｎは正の整数）の電極線を相互に電気的に非接触の状態を保持しつつ長手方向に配置するとともに前記信号用と前記グランド用の電極線間に他の電極線を直列に接続し、前記電極線との間に静電容量を形成し、かつ接地との間に浮遊静電容量を形成可能に外側電極を配置したコードスイッチと、
前記２ｎ本の電極線の途中の電極線間に接続された抵抗と、
前記信号用と前記グランド用の電極線間の電位変化または電流変化を検知する第１の検知部と、
前記外側電極に接続されて、前記静電容量及び前記浮遊静電容量を測定し、これらの容量変化を検知する第２の検知部とを備えたことを特徴とする検知装置。
【請求項１】
復元性を有する中空絶縁体と、
相互に電気的に非接触の状態を保持しつつ前記中空絶縁体の中空部の内面に沿って長手方向に配置された複数の電極線と、
前記中空絶縁体の外周面に設けられ、前記電極線との間に静電容量を形成するとともに、接地との間に浮遊静電容量を形成可能な外側電極とを備えたことを特徴とするコードスイッチ。
【請求項２】
前記外側電極は、導電性を有する細線を前記中空絶縁体の外周面に巻き付けて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項３】
前記外側電極は、導電性を有する細線を、前記中空絶縁体の周面を編組により被覆して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項４】
前記外側電極は、導電性を有する帯状部材を、前記中空絶縁体の外周面に巻き付け、または前記中空絶縁体の長さ方向に帯状に設けたことを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項５】
前記外側電極は、絶縁層によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項６】
前記複数の電極線は、金属による撚り線に導電性の電極部材を被覆した構成であることを特徴とする請求項１に記載のコードスイッチ。
【請求項７】
前記中空絶縁体は、復元性ゴムからなり、前記電極部材は、導電性ゴムからなり、または前記中空絶縁体は、復元性樹脂からなり、前記電極部材は、導電性プラスチックからなることを特徴とする請求項６に記載のコードスイッチ。
【請求項８】
前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコードスイッチと、
前記複数の電極線のうち信号用の電極線とグランド用の電極線との間の電位変化又は電流変化を検知する第１の検知部と、
前記外側電極に接続されて、前記静電容量及び前記浮遊静電容量を測定し、これらの容量変化を検知する第２の検知部とを備えたことを特徴とする検知装置。
【請求項９】
前記コードスイッチは、４本の電極線を備え、２本毎に並列接続または直列接続されていることを特徴とする請求項８に記載の検知装置。
【請求項１０】
復元性を有する中空絶縁体の中空部の内面に沿って、信号用とグランド用に用いられる２つの電極線を含む２ｎ本（ｎは正の整数）の電極線を相互に電気的に非接触の状態を保持しつつ長手方向に配置するとともに前記信号用と前記グランド用の電極線間に他の電極線を直列に接続し、前記電極線との間に静電容量を形成し、かつ接地との間に浮遊静電容量を形成可能に外側電極を配置したコードスイッチと、
前記２ｎ本の電極線の途中の電極線間に接続された抵抗と、
前記信号用と前記グランド用の電極線間の電位変化または電流変化を検知する第１の検知部と、
前記外側電極に接続されて、前記静電容量及び前記浮遊静電容量を測定し、これらの容量変化を検知する第２の検知部とを備えたことを特徴とする検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１２３２０２（Ｐ２００７−１２３２０２Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１７４９９（Ｐ２００５−３１７４９９）
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月３１日（２００５．１０．３１）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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