マットセンサ及びその製造方法
【課題】コードスイッチの配線・設置が容易なマットセンサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】荷重が加わるとスイッチングするコードスイッチ（６）が配設されたマットセンサ（１）であって、可撓性を有する上面シート（２）と下面シート（３）との間には、前記荷重により弾性変形する発泡樹脂層（４）が設けられ、少なくとも前記発泡樹脂層（４）には、前記コードスイッチ（６）を収納する収納溝（５）が形成され、前記収納溝（５）の全長又は一部において、前記発泡樹脂層（４）の無荷重時における前記収納溝（５）の少なくとも一部の幅が、無荷重時における前記コードスイッチ（６）の幅よりも小さく、前記収納溝（５）内に前記コードスイッチ（６）を収納することにより、前記発泡樹脂層（４）の前記収納溝（５）部の弾性変形によって前記コードスイッチ（６）を保持する。
【解決手段】荷重が加わるとスイッチングするコードスイッチ（６）が配設されたマットセンサ（１）であって、可撓性を有する上面シート（２）と下面シート（３）との間には、前記荷重により弾性変形する発泡樹脂層（４）が設けられ、少なくとも前記発泡樹脂層（４）には、前記コードスイッチ（６）を収納する収納溝（５）が形成され、前記収納溝（５）の全長又は一部において、前記発泡樹脂層（４）の無荷重時における前記収納溝（５）の少なくとも一部の幅が、無荷重時における前記コードスイッチ（６）の幅よりも小さく、前記収納溝（５）内に前記コードスイッチ（６）を収納することにより、前記発泡樹脂層（４）の前記収納溝（５）部の弾性変形によって前記コードスイッチ（６）を保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットセンサ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、自動ドアの足踏みマット、自動車の座席、ベッドのマットレスなどに用いられ、マット上に人や物体が載っているか否か等を検出するためのマットセンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マットに荷重・圧力検知用のコードスイッチが配線されたマットセンサは、自動ドアの足踏みマット、自動車の座席シート、ベッドのマットレス、室内等の床部などに設けられ、人や物が検出面上に載っているか否かを検出したり、或いは人や物体の出入り・侵入などを検出したりするための面状感圧センサ（マットスイッチ）として用いられる。
【０００３】
従来のマットセンサには、矩形管状の包装体内に感圧センサ体が内蔵された直線状の荷重検知センサを車両座面などに複数本、平行に配置したもの（特許文献１参照）、上下２層のクッション材を貼り合わせてなるマットの、２層のクッション材間の貼り合わせ面に線状スイッチを蛇行して埋め込み固定したもの（特許文献２参照）、座席シート等のクッション部に、線状の荷重センサを覆うように、裏面に接着層を有する可撓性シートを用いて接着固定するもの（特許文献３参照）が知られている。これらマットセンサでは、コードスイッチとして機能する線状センサ（荷重検知センサ、線状スイッチ、荷重センサ）を、クッション材やスポンジ材に位置決めするための溝に設置して固定する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１６７６６０号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５６６４号公報
【特許文献３】特開２００３−５７１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したクッション材やスポンジ材に線状センサ（コードスイッチ）の位置決めの溝を設けたマットセンサでは、溝の線状センサの配置位置からの位置ずれを溝を設けることによってある程度防止できるものの、溝の幅が線状センサの幅と同一か又はより大きく形成されているため、線状センサが溝から外れ易く、線状センサを溝内に接着固定させる接着剤が固定するまでの間、テープ等で仮固定をしなければならず、手間がかかった。
そこで、特許文献３のようにテープで線状センサを固定したり、或いは瞬間接着剤を用いて固定することも考えられるが、テープや瞬間接着剤では、高温環境でのマットセンサの使用や長期信頼性に問題がある。
また、低コスト化やセンサの端末不感部の減少を図るために、一本の線状センサ（コードスイッチ）を曲げてマット面内に蛇行させるなどして配線する場合、線状センサを曲げた屈曲部分に応力が生じて、曲線状に形成した溝の部分から線状センサがすぐに抜け出てしまう。このため、線状センサの配線に時間がかかり、またテープ等による仮固定の箇所も多くなり、配線作業に時間を要した。また、接着剤にも高価で強力なものを使用しなければならなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、コードスイッチの配線・設置が容易なマットセンサ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成されている。
本発明の第１の態様は、荷重が加わるとスイッチングするコードスイッチが配設されたマットセンサであって、可撓性を有する上面シートと下面シートとの間には、前記荷重により弾性変形する発泡樹脂層が設けられ、少なくとも前記発泡樹脂層には、前記コードスイッチを収納する収納溝が形成され、前記収納溝の全長又は一部において、前記発泡樹脂層の無荷重時における前記収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時における前記コードスイッチの幅よりも小さく、前記収納溝内に前記コードスイッチを収納することにより、前記発泡樹脂層の前記収納溝部の弾性変形によって前記コードスイッチを保持するように構成されたことを特徴とするマットセンサである。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様のマットセンサにおいて、無荷重時の前記収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時の前記コードスイッチの幅の０.７〜０.９８倍であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様のマットセンサにおいて、無荷重時の前記収納溝の深さが、無荷重時の前記コードスイッチの高さよりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれかのマットセンサおいて、前記収納溝が曲線状の溝部を有し、前記コードスイッチが前記曲線状の溝部内に屈曲して配設されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記コードスイッチがスイッチングする反応変位が前記発泡樹脂層のつぶれ変位荷重が急激に変化する変化点変位よりも小さく、且つ前記コードスイッチが破壊する破壊変位が前記発泡樹脂層の変化点変位よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第６の態様は、第１〜第５の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記発泡樹脂層の発泡倍率が５〜１００倍であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第７の態様は、第１〜第６の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記発泡樹脂層は、高発泡樹脂層と低発泡樹脂層とを有し、前記コードスイッチがスイッチングする反応変位までは主に高発泡樹脂層がつぶれ変形し、前記コードスイッチが破壊する破壊変位に近づくにつれて前記コードスイッチの変形を主に低発泡樹脂層が阻止するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第８の態様は、第１〜第７の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記発泡樹脂層における前記低発泡樹脂層に代えてソリッド層とすることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第９の態様は、第１〜第８の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記コードスイッチは、中空部を有する絶縁体と、前記中空部を区画する前記絶縁体の内壁面部にそれぞれ保持され、互いに間隔を隔てつつ前記中空部の長手方向に沿って螺旋状に配線された複数の導電部材とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、可撓性を有する下面シート上に、面状の発泡樹脂層を接合する工程と、前記発泡樹脂層に形成されたコードスイッチを収納する収納溝に、前記コードスイッチを収納して、前記コードスイッチの幅よりも小さい幅の前記収納溝の部分でコードスイッチを保持した状態で設置する工程と、前記発泡樹脂層上を覆う可撓性を有する上面シートを前記下面シートに接合する工程と、を有することを特徴とするマットセンサの製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発泡樹脂層の収納溝部の弾性変形によってコードスイッチを保持するようにしたので、テープ等の仮固定をすることなく、簡易・迅速にコードスイッチの配線、設置ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るマットセンサ及びその製造方法の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態のマットセンサ１を示し、図１（ａ）はマットセンサ１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ拡大断面図である。可撓性を有する上面シート２と下面シート３との間には、荷重により弾性変形する発泡樹脂層４が設けられている。発泡樹脂層４には、荷重が加わるとスイッチングするコードスイッチ６を収納する収納溝（スリット状の開口、貫通孔）５が形成されている。発泡樹脂層４の無荷重時における収納溝５の幅は、コードスイッチ６を収納溝５内に収納する前の、無荷重時におけるコードスイッチ６の幅（直径）よりも小さく、収納溝５内にコードスイッチ６を収納することにより、発泡樹脂層４の収納溝５部の弾性変形によってコードスイッチ６を保持・挟持するように構成されている。
【００１８】
収納溝５は発泡樹脂層４内を蛇行させて形成されており、この収納溝５内に、図１に示すように、連続した一本のコードスイッチ６が収納され、マット面の全域に亘って荷重・圧力を検知できるようになっている。なお、発泡樹脂層４に直線状の収納溝を複数形成し、各収納溝にコードスイッチ６を収納するようにしてもよい。
【００１９】
上面シート２及び下面シート３は、平板状のシートであり、それらの材料としては、発泡樹脂層４より硬いが、可撓性・弾性を有するゴム材料、例えば、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴムなどが挙げられる。上面シート２及び下面シート３の表面には、意匠上或いは滑り止めのために、エンボス加工等を施す場合もある。
【００２０】
発泡樹脂層４は上面シート２と下面のシート３の間に介在する平板状の層であり、発泡樹脂層４の材質には、ウレタン、ポリエチレン、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム等が用いられる。発泡樹脂層４の硬さは、発泡倍率と材質によって決定されるが、収納溝５部によるコードスイッチ６の保持およびコードスイッチ６の動作・感度特性などの観点から、発泡倍率は５〜１００倍程度のものを用いるのが好ましい。
【００２１】
収納溝５の幅が、コードスイッチ６の幅よりも小さいので、収納溝５にコードスイッチ６を嵌め込んで配線したときに、収納溝５部分の発泡樹脂層４の弾性変形・圧縮変形によってコードスイッチ６が挟持され保持される。このため、収納溝５からコードスイッチ６が簡単には抜け出したり浮き出たりせず、テープ等で仮固定（仮押さえ）する必要もなくなり、コードスイッチ６の配線・設置作業が容易となる。特に、コードスイッチ６を曲げてマット面内に蛇行させるなどして屈曲配線する場合には、コードスイッチ６を曲げた屈曲部分に応力が生じ、収納溝５からコードスイッチ６が抜け出やすく大変であったが、収納溝５の溝幅をコードスイッチ６の幅よりも小さくしてコードスイッチ６を保持しているので、コードスイッチ６の配線・設置を簡単に行うことができる。
【００２２】
無荷重時の収納溝５の幅は、収納されるコードスイッチ６を良好に保持し且つコードスイッチ６の動作・感度に支障がないように、無荷重時のコードスイッチ６の幅（直径）の０.７〜０.９８倍であるのが好ましい。また、無荷重時の収納溝５の深さは、無荷重時のコードスイッチ６の高さ（収納溝５の深さ方向の寸法）よりも大きくするのが好ましく、これにより、収納溝５内に確実にコードスイッチ６を保持できると共に、発泡樹脂層４表
面からコードスイッチ６がはみ出さず、マット表面が凹凸状態にならない。
【００２３】
コードスイッチ６は、図２に示すように、中空部１１を有する円管状の絶縁体７と、中空部１１を区画する絶縁体７の内壁面（内周面）部にそれぞれ保持された４本の導電部材８とからなる。４本の導電部材８は、互いに間隔を隔てつつ中空部１１の長手方向に沿ってほぼ同一ピッチで螺旋状に配線され、絶縁体７の横断面おいて４本の導電部材８は対向配置を保って配設されている。絶縁体７は、復元性ゴム又は復元性プラスチックからなり、荷重（押し圧）が加わった時に潰れ変形し、荷重（押し圧）がなくなると、元の円形断面形状に復元する。導電部材８は、金属線（より線）９の外周に導電ゴム等の導電樹脂１０を被覆したものである。絶縁体７が潰れ変形して導電部材８、８同士が接触すると、導電部材８間の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化により、ＯＮ、ＯＦＦのスイッチ動作をし荷重（押し圧）を検知する。円管状の絶縁体７の内周面に隣接する導電部材８、８間の絶縁体７の肉厚は一部薄く形成され、絶縁体７が適度に潰れ変形し易くなっている。また、コードスイッチ６の導電部材８は、図１（ａ）に示すように、コネクタ１３を介して外部配線１２に接続されている。
【００２４】
次に、本実施形態のマットセンサ１の動作を説明する。
図３は、マットセンサ１に人や移動体などが載って押し圧による荷重が加わったときの状態を示す。マットセンサ１の上面シート２に荷重が加わると、荷重が加わった部分の発泡樹脂層４及びコードスイッチ６は、その厚さ方向に押圧されて変形する。この変形により、コードスイッチ６の導電部材８、８間が接触してＯＮ状態となり、ＯＮ信号電流が外部配線１２を通じて流れ、マットセンサ１上に人や移動体などが載ったことを検知する。
【００２５】
コードスイッチ６がスイッチングする反応変位（コードスイッチ６の導電部材８同士が接触する最小変位）は、発泡樹脂層４のつぶれ変位荷重が急激に変化する変化点変位よりも小さくし、且つコードスイッチ６が破壊する破壊変位（コードスイッチ６が変形して破壊する変位）は、発泡樹脂層４の変化点変位よりも大きくするのが好ましい（図１１及び図１３参照）。
発泡樹脂層４はつぶれ変形が小さいときは、発泡樹脂層４内部の空気層（気泡）が変形するため、小さい荷重で変形するが、空気層が完全につぶれる前後から、つぶれ変位に対して急激に荷重が増大する（図１３参照）。この荷重が急激に変化する発泡樹脂層４の変化点変位よりコードスイッチ６の反応変位が小さい場合、発泡樹脂層４のつぶれ荷重は小さいため、コードスイッチ６の反応性（反応荷重）を阻害せず、低荷重で反応性の良いマットセンサ１となる。
また、コードスイッチ６の破壊変位が発泡樹脂層４の変化点変位より大きいと、コードスイッチ６の破壊変位に達するまでに必要な荷重が急激に増大し（発泡樹脂層４のつぶれ荷重が変化点以上で急激に増大するため）、その結果、コードスイッチ６が破壊し難くなり、耐久性、耐荷重性に優れたマットセンサ１となる。
【００２６】
次に、上記のマットセンサ１の製造方法を図４により説明する。
まず、予め成形した上面シート２、下面シート３、発泡樹脂層４およびコードスイッチ６を用意し、下面シート３上に発泡樹脂層４を接着剤で貼り合わせた後、発泡樹脂層４に収納溝５を形成する（図４（ａ））。
次に、発泡樹脂層４の収納溝５にコードスイッチ６を沿わせて配線する（図４（ｂ））。このとき、上述したように、発泡樹脂層４の収納溝５の幅は、コードスイッチ６の幅よりも小さいため、コードスイッチ６を曲げて屈曲配線することも容易である。また、下面シート３とコードスイッチ６を接着剤で接着固定する場合でも、接着剤が硬化するまでにテープや瞬間接着剤などを用いた仮固定等は必要ない。
最後に、発泡樹脂層４を上面シート２で覆い、上面シート２と下面シート３を接着剤を用いて貼り合わせる。上面シート２と下面シート３は、それら外縁部で接し、接着剤で密
着一体化される（図４（ｃ））。
【００２７】
上記製造方法では、下面シート３上に発泡樹脂層４を接着剤で貼り合わせた後、発泡樹脂層４に収納溝５を形成したが、発泡樹脂層４を下面シート３に貼り合わせる前に、予め、発泡樹脂層４に収納溝５を形成しておいてもよい。また、始めに上面シート２に発泡樹脂層４を貼り合わせ、収納溝５にコードスイッチ６を配線した後、上面シート２に下面シート３を貼り合わせるようにしてもよい。
【００２８】
なお、図１に示す上記実施形態のマットセンサ１においては、発泡樹脂層４は単層であり、発泡樹脂層４の潰れやすさは、コードスイッチ５が反応する変位までは小さな荷重で変形し、コードスイッチ５が破壊する変位になる前に急激に荷重が増加するような、適切な発泡倍率と材質の発泡層を選定するようにした。このような特性を、図５に示す発泡樹脂層４０では、高発泡樹脂層４１と低発泡樹脂層４２との二層構造によって実現させている。この発泡樹脂層４０では、コードスイッチ６がスイッチングする反応変位までは主に軟らかい高発泡樹脂層４１が潰れ変形して、コードスイッチ６の低荷重での反応性を確保し、一方、コードスイッチ６が破壊する破壊変位に近づくにつれてコードスイッチ６の変形を主に硬い低発泡樹脂層４２が阻止して、コードスイッチ６の破壊を防止する構造としている。
【００２９】
また、図５の発泡樹脂層４０における低発泡樹脂層４２を代えてソリッド層に代えてもよい。また、図６（ａ）に示すように、発泡樹脂層４の貫通した開口（収納溝）の下方に連続する溝を下面シート３にも形成した収納溝５１にし、下面シート３の溝部分をソリッド層として機能させるようにしてもよい。
【００３０】
また、図１の実施形態の収納溝５は、その全長において、発泡樹脂層４を貫通する深さ方向に一定幅の矩形断面のものであるが、収納溝５の一部において、例えば、蛇行させるための曲線状の収納溝５部分のみの溝幅をコードスイッチ６の幅よりも小さく形成するようにしてもよい。
また、深さ方向に一定幅の収納溝５ではなく、収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時におけるコードスイッチ６の幅よりも小さい断面形状のものであればよい。例えば、図６（ｂ）に示すように、コードスイッチ６の挿入側の開口部が狭く、下面シート３側が広いテーパ状の断面形状の収納溝５２、或いは、図６（ｃ）に示すように、発泡樹脂層４が収納溝の開口を塞ぐ方向に一部突出したような断面形状の収納溝５３でもよい。このような断面形状の収納溝５２、５３でも、収納されるコードスイッチ６を保持・挟持してコードスイッチ６が収納溝５２，５３から抜け出ることを防止できる。
【００３１】
図２に示す上記コードスイッチ６は、中空部１１を有する絶縁体７の内壁面部に４本の導電部材８を、互いに間隔を隔てつつ中空部１１の長手方向に沿って螺旋状に配線されているため、全方向からの荷重・圧力を検知でき、可撓性に非常に優れ、座屈せずに直径２０ｍｍ程度まで曲げて配線設置が可能である。また、曲げによって導電部材８同士が接触し難いため、曲げた状態においてもスイッチ機能を奏する。また、マットセンサ１を平坦でない床などに設置して用いることが可能である。更に、可撓性に優れた上面シート２、下面シート３、発泡樹脂層４及びコードスイッチ６を用いてマットセンサ１を構成しているので、マットセンサ１を曲げたりロール状にすることができ、持ち運び、収納などの取扱性がよい。更にまた、コードスイッチ６は細径化が可能で、マットセンサ１の薄型化、軽量化が図れる。
また、コードスイッチ６の導電部材８としての４本の電極を抵抗を介して直列接続することにより、電極同士が非接触のＯＦＦ状態のときには、電極間は一定の抵抗値を示し、何らかの原因により電極に断線が生じてコードスイッチ６が破損したときには、上記の抵抗値が変化するので、これを検知することによりコードスイッチ６の断線検知を行うこと
ができる。
また、コードスイッチ６の表面を防水構造とすることが好ましい。上面シート２と下面シート３とは外縁部で接し、接着剤で液密に接着されているが、マットセンサ１の上面シート２、下面シート３に亀裂が生じ水が浸入した場合でも、コードスイッチ６の表面を防水構造とすることで、コードスイッチ６のスイッチ機能は保たれるので、マットセンサ１のセンサ機能を保持することができる。
【００３２】
なお、図２に示す上記コードスイッチ６は、中空部１１を有する絶縁体７の内壁面部に導電部材８を螺旋状に４本配線しているが、絶縁体７の内壁面部に沿って螺旋状に２本以上の導電部材８を設ければよい。
また、コードスイッチの他の実施形態としては、図７（ａ）に示すように、矩形管状の絶縁体２１の上・下辺壁の内壁面に、矩形断面の２本の導電部材２２（金属線２３に導電樹脂２４を被覆したもの）を間隙を隔てて互いに平行に、絶縁体２１の長手方向に沿って直線状に配線したコードスイッチ６１を用いてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、上電極２６と下電極２７との間に圧電ゴム２８を設けて、これらの外周を絶縁樹脂２９で被覆した矩形断面のコードスイッチ６２、あるいは、図７（ｃ）に示すように、内電極３０とその外周部の外電極３２との間にピエゾ素子（圧電樹脂）３１を設け、ピエゾ素子３１外周を絶縁樹脂３３で被覆した同軸構造のコードスイッチ６３を用いてもよい。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明の実施例を述べる。
図８に、本実施例のマットセンサ８１の平面図を示す。マットセンサ８１の寸法は７００ｍｍ×５００ｍｍである。上面シート８２及び下面シート（図示せず）は、７００ｍｍ×５００ｍｍの矩形で厚さ１ｍｍのクロロプレンゴムを使用した。クロロプレンゴムは、弾性があり難燃性を有する。上面シート８２の表面には、滑り止め加工としてエンボス処理を施した。上面シート８２は、その外縁部８２ａにおいて下面シートに接着剤で貼り合わした。
【００３４】
上面シート８２と下面シートが貼り合わされた防水構造のマットセンサ８１内には、図９に示す発泡樹脂層８４を設けた。発泡樹脂層８４は、寸法６６０ｍｍ×４６０ｍｍ×５ｍｍで、材質としては、イノアックコーポレーション製ＵＥＭ５５（発泡ウレタン、密度５５±３ｋｇ／ｍ３、発泡倍率約２０倍）を用いた。発泡樹脂層８４には、センサ検知の不感部・死角部をなくすように、収納溝８５を蛇行させ且つマットセンサ８２の外周に沿わせて、マットセンサ８２全域に亘って形成した。具体的には、図示のように、収納溝８５の蛇行部においては、直線状の収納溝８５間の間隔を７０ｍｍ、曲線状の収納溝８５の曲率半径を３５ｍｍなどとした。
【００３５】
収納溝８５内に収納されるコードスイッチ８６は、図１０に示すように、上記図２のコードスイッチ６と同一の構造であって、外径４.６ｍｍである。円管状の絶縁体８７は絶
縁ゴムからなる。導電部材８８は、外径０.８５ｍｍで、金属線８９の外周に導電ゴム９
０を被覆したものである。また、導電部材８８間の間隔は０.７４ｍｍ、導電部材８８間
の絶縁体８７の薄肉部の厚さは０.７ｍｍとした。
発泡樹脂層８４の厚さは５ｍｍであり、収納溝８５に収納されるコードスイッチ８６の外径４.６ｍｍよりも大きく、コードスイッチ８６が発泡樹脂層８４表面から盛り上がっ
て凸凹の状態にならないようにした。また、収納溝８５の幅は、コードスイッチ８６に嵌め込んで仮固定ができるように、コードスイッチ８６の径よりも小さい４.１ｍｍとした
。
【００３６】
図１０は、上記コードスイッチ８６に荷重を加えて潰れ変形させたときの、コードスイッチ８６の厚さと抵抗との関係を測定する方法を説明する説明図である。下面の寸法１０
ｍｍ×２５ｍｍの圧子治具１０１を用い、コードスイッチ８６にその半径方向に荷重をかけ、潰れ変形するコードスイッチ８６の厚さと抵抗との関係を測定した。
【００３７】
図１１には、上記測定によるコードスイッチ８６の厚さ（ｍｍ）と抵抗（Ω）との関係を示す。測定結果から、コードスイッチ８６の厚さが３.１ｍｍ〜３.６ｍｍの範囲がコードスイッチ８６が反応する反応変位領域（１〜１.５ｍｍ）であり、厚さ０.９ｍｍがコードスイッチ８６が破壊される破壊変位（３.７ｍｍ）であった。
【００３８】
図１２は、上記の発泡樹脂層８４に荷重を加えて変形させたときの、発泡樹脂層８４の厚さと荷重との関係を測定する方法を説明する説明図である。図１０と同様に、下面寸法１０ｍｍ×２５ｍｍの圧子治具１０１を用い、発泡樹脂層８４にその厚さ方向に荷重をかけ、圧縮変形する発泡樹脂層８４の厚さと荷重との関係を測定した。
【００３９】
図１３には、上記測定による発泡樹脂層８４の厚さ（ｍｍ）と荷重（Ｎ）との関係を示す。図１３に示すように、発泡樹脂層８４は厚さ１.８ｍｍまでは低荷重で変形したが、
１.８ｍｍ以上に圧縮変形させるには、必要な荷重が急激に増加した。従って、発泡樹脂
層８４の変化点変位は、厚さが１.８ｍｍとなるときであり、変化点変位（３.２ｍｍ）となるまでが低荷重領域で、厚さ１.８ｍｍを超えると高荷重領域になる。
【００４０】
上記図１１及び図１３の結果から、発泡樹脂層８４の厚さが１.８ｍｍとなるの変化点
変位（３.２ｍｍ）は、コードスイッチ８６の厚さが３.１ｍｍ〜３.６ｍｍの範囲にある
コードスイッチ８６の反応変位領域（１〜１.５ｍｍ）より十分に大きく、コードスイッ
チ８６の厚さが０.９ｍｍとなるコードスイッチ８６の破壊変位（３.７ｍｍ）よりも十分に小さい。このため、コードスイッチ８６は極めて破壊されにくく、しかも低荷重で反応性の良い特性を発揮できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態のマットセンサを示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図２】図１のコードスイッチを示す図である。
【図３】図１のマットセンサに荷重が加わった状態を示す断面図である。
【図４】図１のマットセンサの製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の他の実施形態のマットセンサにおける発泡樹脂層を説明するための断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態のマットセンサにおける発泡樹脂層を示す断面図である。
【図７】本発明に用いられるコードスイッチの他の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施例のマットセンサの平面図である。
【図９】図８のマットセンサの発泡樹脂層の平面図である。
【図１０】図８のマットセンサに用いられるコードスイッチに荷重を加えて変形させたときの、コードスイッチの厚さと抵抗との関係を測定する方法を説明する説明図である。
【図１１】図１０の測定により得られた、コードスイッチの厚さと抵抗との関係を示す図である。
【図１２】図８のマットセンサに用いられる発泡樹脂層に荷重を加えて変形させたときの、発泡樹脂層の厚さと荷重との関係を測定する方法を説明する説明図である。
【図１３】図１２の測定により得られた、発泡樹脂層の厚さと荷重との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ マットセンサ
２ 上面シート
３ 下面シート
４ 発泡樹脂層
５ 収納溝
６ コードスイッチ
７ 絶縁体
８ 導電部材
１１ 中空部
４０ 発泡樹脂層
４１ 高発泡樹脂層
４２ 低発泡樹脂層
５１、５２、５３ 収納溝
６１、６２、６３ コードスイッチ
８１ マットセンサ
８４ 発泡樹脂層
８５ 収納溝
８６ コードスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットセンサ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、自動ドアの足踏みマット、自動車の座席、ベッドのマットレスなどに用いられ、マット上に人や物体が載っているか否か等を検出するためのマットセンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マットに荷重・圧力検知用のコードスイッチが配線されたマットセンサは、自動ドアの足踏みマット、自動車の座席シート、ベッドのマットレス、室内等の床部などに設けられ、人や物が検出面上に載っているか否かを検出したり、或いは人や物体の出入り・侵入などを検出したりするための面状感圧センサ（マットスイッチ）として用いられる。
【０００３】
従来のマットセンサには、矩形管状の包装体内に感圧センサ体が内蔵された直線状の荷重検知センサを車両座面などに複数本、平行に配置したもの（特許文献１参照）、上下２層のクッション材を貼り合わせてなるマットの、２層のクッション材間の貼り合わせ面に線状スイッチを蛇行して埋め込み固定したもの（特許文献２参照）、座席シート等のクッション部に、線状の荷重センサを覆うように、裏面に接着層を有する可撓性シートを用いて接着固定するもの（特許文献３参照）が知られている。これらマットセンサでは、コードスイッチとして機能する線状センサ（荷重検知センサ、線状スイッチ、荷重センサ）を、クッション材やスポンジ材に位置決めするための溝に設置して固定する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１６７６６０号公報
【特許文献２】特開２００５−２３５６６４号公報
【特許文献３】特開２００３−５７１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したクッション材やスポンジ材に線状センサ（コードスイッチ）の位置決めの溝を設けたマットセンサでは、溝の線状センサの配置位置からの位置ずれを溝を設けることによってある程度防止できるものの、溝の幅が線状センサの幅と同一か又はより大きく形成されているため、線状センサが溝から外れ易く、線状センサを溝内に接着固定させる接着剤が固定するまでの間、テープ等で仮固定をしなければならず、手間がかかった。
そこで、特許文献３のようにテープで線状センサを固定したり、或いは瞬間接着剤を用いて固定することも考えられるが、テープや瞬間接着剤では、高温環境でのマットセンサの使用や長期信頼性に問題がある。
また、低コスト化やセンサの端末不感部の減少を図るために、一本の線状センサ（コードスイッチ）を曲げてマット面内に蛇行させるなどして配線する場合、線状センサを曲げた屈曲部分に応力が生じて、曲線状に形成した溝の部分から線状センサがすぐに抜け出てしまう。このため、線状センサの配線に時間がかかり、またテープ等による仮固定の箇所も多くなり、配線作業に時間を要した。また、接着剤にも高価で強力なものを使用しなければならなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決し、コードスイッチの配線・設置が容易なマットセンサ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成されている。
本発明の第１の態様は、荷重が加わるとスイッチングするコードスイッチが配設されたマットセンサであって、可撓性を有する上面シートと下面シートとの間には、前記荷重により弾性変形する発泡樹脂層が設けられ、少なくとも前記発泡樹脂層には、前記コードスイッチを収納する収納溝が形成され、前記収納溝の全長又は一部において、前記発泡樹脂層の無荷重時における前記収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時における前記コードスイッチの幅よりも小さく、前記収納溝内に前記コードスイッチを収納することにより、前記発泡樹脂層の前記収納溝部の弾性変形によって前記コードスイッチを保持するように構成されたことを特徴とするマットセンサである。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様のマットセンサにおいて、無荷重時の前記収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時の前記コードスイッチの幅の０.７〜０.９８倍であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の態様は、第１の態様又は第２の態様のマットセンサにおいて、無荷重時の前記収納溝の深さが、無荷重時の前記コードスイッチの高さよりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれかのマットセンサおいて、前記収納溝が曲線状の溝部を有し、前記コードスイッチが前記曲線状の溝部内に屈曲して配設されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記コードスイッチがスイッチングする反応変位が前記発泡樹脂層のつぶれ変位荷重が急激に変化する変化点変位よりも小さく、且つ前記コードスイッチが破壊する破壊変位が前記発泡樹脂層の変化点変位よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第６の態様は、第１〜第５の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記発泡樹脂層の発泡倍率が５〜１００倍であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第７の態様は、第１〜第６の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記発泡樹脂層は、高発泡樹脂層と低発泡樹脂層とを有し、前記コードスイッチがスイッチングする反応変位までは主に高発泡樹脂層がつぶれ変形し、前記コードスイッチが破壊する破壊変位に近づくにつれて前記コードスイッチの変形を主に低発泡樹脂層が阻止するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第８の態様は、第１〜第７の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記発泡樹脂層における前記低発泡樹脂層に代えてソリッド層とすることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第９の態様は、第１〜第８の態様のいずれかのマットセンサにおいて、前記コードスイッチは、中空部を有する絶縁体と、前記中空部を区画する前記絶縁体の内壁面部にそれぞれ保持され、互いに間隔を隔てつつ前記中空部の長手方向に沿って螺旋状に配線された複数の導電部材とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、可撓性を有する下面シート上に、面状の発泡樹脂層を接合する工程と、前記発泡樹脂層に形成されたコードスイッチを収納する収納溝に、前記コードスイッチを収納して、前記コードスイッチの幅よりも小さい幅の前記収納溝の部分でコードスイッチを保持した状態で設置する工程と、前記発泡樹脂層上を覆う可撓性を有する上面シートを前記下面シートに接合する工程と、を有することを特徴とするマットセンサの製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発泡樹脂層の収納溝部の弾性変形によってコードスイッチを保持するようにしたので、テープ等の仮固定をすることなく、簡易・迅速にコードスイッチの配線、設置ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明に係るマットセンサ及びその製造方法の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態のマットセンサ１を示し、図１（ａ）はマットセンサ１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ拡大断面図である。可撓性を有する上面シート２と下面シート３との間には、荷重により弾性変形する発泡樹脂層４が設けられている。発泡樹脂層４には、荷重が加わるとスイッチングするコードスイッチ６を収納する収納溝（スリット状の開口、貫通孔）５が形成されている。発泡樹脂層４の無荷重時における収納溝５の幅は、コードスイッチ６を収納溝５内に収納する前の、無荷重時におけるコードスイッチ６の幅（直径）よりも小さく、収納溝５内にコードスイッチ６を収納することにより、発泡樹脂層４の収納溝５部の弾性変形によってコードスイッチ６を保持・挟持するように構成されている。
【００１８】
収納溝５は発泡樹脂層４内を蛇行させて形成されており、この収納溝５内に、図１に示すように、連続した一本のコードスイッチ６が収納され、マット面の全域に亘って荷重・圧力を検知できるようになっている。なお、発泡樹脂層４に直線状の収納溝を複数形成し、各収納溝にコードスイッチ６を収納するようにしてもよい。
【００１９】
上面シート２及び下面シート３は、平板状のシートであり、それらの材料としては、発泡樹脂層４より硬いが、可撓性・弾性を有するゴム材料、例えば、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴムなどが挙げられる。上面シート２及び下面シート３の表面には、意匠上或いは滑り止めのために、エンボス加工等を施す場合もある。
【００２０】
発泡樹脂層４は上面シート２と下面のシート３の間に介在する平板状の層であり、発泡樹脂層４の材質には、ウレタン、ポリエチレン、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム等が用いられる。発泡樹脂層４の硬さは、発泡倍率と材質によって決定されるが、収納溝５部によるコードスイッチ６の保持およびコードスイッチ６の動作・感度特性などの観点から、発泡倍率は５〜１００倍程度のものを用いるのが好ましい。
【００２１】
収納溝５の幅が、コードスイッチ６の幅よりも小さいので、収納溝５にコードスイッチ６を嵌め込んで配線したときに、収納溝５部分の発泡樹脂層４の弾性変形・圧縮変形によってコードスイッチ６が挟持され保持される。このため、収納溝５からコードスイッチ６が簡単には抜け出したり浮き出たりせず、テープ等で仮固定（仮押さえ）する必要もなくなり、コードスイッチ６の配線・設置作業が容易となる。特に、コードスイッチ６を曲げてマット面内に蛇行させるなどして屈曲配線する場合には、コードスイッチ６を曲げた屈曲部分に応力が生じ、収納溝５からコードスイッチ６が抜け出やすく大変であったが、収納溝５の溝幅をコードスイッチ６の幅よりも小さくしてコードスイッチ６を保持しているので、コードスイッチ６の配線・設置を簡単に行うことができる。
【００２２】
無荷重時の収納溝５の幅は、収納されるコードスイッチ６を良好に保持し且つコードスイッチ６の動作・感度に支障がないように、無荷重時のコードスイッチ６の幅（直径）の０.７〜０.９８倍であるのが好ましい。また、無荷重時の収納溝５の深さは、無荷重時のコードスイッチ６の高さ（収納溝５の深さ方向の寸法）よりも大きくするのが好ましく、これにより、収納溝５内に確実にコードスイッチ６を保持できると共に、発泡樹脂層４表
面からコードスイッチ６がはみ出さず、マット表面が凹凸状態にならない。
【００２３】
コードスイッチ６は、図２に示すように、中空部１１を有する円管状の絶縁体７と、中空部１１を区画する絶縁体７の内壁面（内周面）部にそれぞれ保持された４本の導電部材８とからなる。４本の導電部材８は、互いに間隔を隔てつつ中空部１１の長手方向に沿ってほぼ同一ピッチで螺旋状に配線され、絶縁体７の横断面おいて４本の導電部材８は対向配置を保って配設されている。絶縁体７は、復元性ゴム又は復元性プラスチックからなり、荷重（押し圧）が加わった時に潰れ変形し、荷重（押し圧）がなくなると、元の円形断面形状に復元する。導電部材８は、金属線（より線）９の外周に導電ゴム等の導電樹脂１０を被覆したものである。絶縁体７が潰れ変形して導電部材８、８同士が接触すると、導電部材８間の抵抗値が変化し、この抵抗値の変化により、ＯＮ、ＯＦＦのスイッチ動作をし荷重（押し圧）を検知する。円管状の絶縁体７の内周面に隣接する導電部材８、８間の絶縁体７の肉厚は一部薄く形成され、絶縁体７が適度に潰れ変形し易くなっている。また、コードスイッチ６の導電部材８は、図１（ａ）に示すように、コネクタ１３を介して外部配線１２に接続されている。
【００２４】
次に、本実施形態のマットセンサ１の動作を説明する。
図３は、マットセンサ１に人や移動体などが載って押し圧による荷重が加わったときの状態を示す。マットセンサ１の上面シート２に荷重が加わると、荷重が加わった部分の発泡樹脂層４及びコードスイッチ６は、その厚さ方向に押圧されて変形する。この変形により、コードスイッチ６の導電部材８、８間が接触してＯＮ状態となり、ＯＮ信号電流が外部配線１２を通じて流れ、マットセンサ１上に人や移動体などが載ったことを検知する。
【００２５】
コードスイッチ６がスイッチングする反応変位（コードスイッチ６の導電部材８同士が接触する最小変位）は、発泡樹脂層４のつぶれ変位荷重が急激に変化する変化点変位よりも小さくし、且つコードスイッチ６が破壊する破壊変位（コードスイッチ６が変形して破壊する変位）は、発泡樹脂層４の変化点変位よりも大きくするのが好ましい（図１１及び図１３参照）。
発泡樹脂層４はつぶれ変形が小さいときは、発泡樹脂層４内部の空気層（気泡）が変形するため、小さい荷重で変形するが、空気層が完全につぶれる前後から、つぶれ変位に対して急激に荷重が増大する（図１３参照）。この荷重が急激に変化する発泡樹脂層４の変化点変位よりコードスイッチ６の反応変位が小さい場合、発泡樹脂層４のつぶれ荷重は小さいため、コードスイッチ６の反応性（反応荷重）を阻害せず、低荷重で反応性の良いマットセンサ１となる。
また、コードスイッチ６の破壊変位が発泡樹脂層４の変化点変位より大きいと、コードスイッチ６の破壊変位に達するまでに必要な荷重が急激に増大し（発泡樹脂層４のつぶれ荷重が変化点以上で急激に増大するため）、その結果、コードスイッチ６が破壊し難くなり、耐久性、耐荷重性に優れたマットセンサ１となる。
【００２６】
次に、上記のマットセンサ１の製造方法を図４により説明する。
まず、予め成形した上面シート２、下面シート３、発泡樹脂層４およびコードスイッチ６を用意し、下面シート３上に発泡樹脂層４を接着剤で貼り合わせた後、発泡樹脂層４に収納溝５を形成する（図４（ａ））。
次に、発泡樹脂層４の収納溝５にコードスイッチ６を沿わせて配線する（図４（ｂ））。このとき、上述したように、発泡樹脂層４の収納溝５の幅は、コードスイッチ６の幅よりも小さいため、コードスイッチ６を曲げて屈曲配線することも容易である。また、下面シート３とコードスイッチ６を接着剤で接着固定する場合でも、接着剤が硬化するまでにテープや瞬間接着剤などを用いた仮固定等は必要ない。
最後に、発泡樹脂層４を上面シート２で覆い、上面シート２と下面シート３を接着剤を用いて貼り合わせる。上面シート２と下面シート３は、それら外縁部で接し、接着剤で密
着一体化される（図４（ｃ））。
【００２７】
上記製造方法では、下面シート３上に発泡樹脂層４を接着剤で貼り合わせた後、発泡樹脂層４に収納溝５を形成したが、発泡樹脂層４を下面シート３に貼り合わせる前に、予め、発泡樹脂層４に収納溝５を形成しておいてもよい。また、始めに上面シート２に発泡樹脂層４を貼り合わせ、収納溝５にコードスイッチ６を配線した後、上面シート２に下面シート３を貼り合わせるようにしてもよい。
【００２８】
なお、図１に示す上記実施形態のマットセンサ１においては、発泡樹脂層４は単層であり、発泡樹脂層４の潰れやすさは、コードスイッチ５が反応する変位までは小さな荷重で変形し、コードスイッチ５が破壊する変位になる前に急激に荷重が増加するような、適切な発泡倍率と材質の発泡層を選定するようにした。このような特性を、図５に示す発泡樹脂層４０では、高発泡樹脂層４１と低発泡樹脂層４２との二層構造によって実現させている。この発泡樹脂層４０では、コードスイッチ６がスイッチングする反応変位までは主に軟らかい高発泡樹脂層４１が潰れ変形して、コードスイッチ６の低荷重での反応性を確保し、一方、コードスイッチ６が破壊する破壊変位に近づくにつれてコードスイッチ６の変形を主に硬い低発泡樹脂層４２が阻止して、コードスイッチ６の破壊を防止する構造としている。
【００２９】
また、図５の発泡樹脂層４０における低発泡樹脂層４２を代えてソリッド層に代えてもよい。また、図６（ａ）に示すように、発泡樹脂層４の貫通した開口（収納溝）の下方に連続する溝を下面シート３にも形成した収納溝５１にし、下面シート３の溝部分をソリッド層として機能させるようにしてもよい。
【００３０】
また、図１の実施形態の収納溝５は、その全長において、発泡樹脂層４を貫通する深さ方向に一定幅の矩形断面のものであるが、収納溝５の一部において、例えば、蛇行させるための曲線状の収納溝５部分のみの溝幅をコードスイッチ６の幅よりも小さく形成するようにしてもよい。
また、深さ方向に一定幅の収納溝５ではなく、収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時におけるコードスイッチ６の幅よりも小さい断面形状のものであればよい。例えば、図６（ｂ）に示すように、コードスイッチ６の挿入側の開口部が狭く、下面シート３側が広いテーパ状の断面形状の収納溝５２、或いは、図６（ｃ）に示すように、発泡樹脂層４が収納溝の開口を塞ぐ方向に一部突出したような断面形状の収納溝５３でもよい。このような断面形状の収納溝５２、５３でも、収納されるコードスイッチ６を保持・挟持してコードスイッチ６が収納溝５２，５３から抜け出ることを防止できる。
【００３１】
図２に示す上記コードスイッチ６は、中空部１１を有する絶縁体７の内壁面部に４本の導電部材８を、互いに間隔を隔てつつ中空部１１の長手方向に沿って螺旋状に配線されているため、全方向からの荷重・圧力を検知でき、可撓性に非常に優れ、座屈せずに直径２０ｍｍ程度まで曲げて配線設置が可能である。また、曲げによって導電部材８同士が接触し難いため、曲げた状態においてもスイッチ機能を奏する。また、マットセンサ１を平坦でない床などに設置して用いることが可能である。更に、可撓性に優れた上面シート２、下面シート３、発泡樹脂層４及びコードスイッチ６を用いてマットセンサ１を構成しているので、マットセンサ１を曲げたりロール状にすることができ、持ち運び、収納などの取扱性がよい。更にまた、コードスイッチ６は細径化が可能で、マットセンサ１の薄型化、軽量化が図れる。
また、コードスイッチ６の導電部材８としての４本の電極を抵抗を介して直列接続することにより、電極同士が非接触のＯＦＦ状態のときには、電極間は一定の抵抗値を示し、何らかの原因により電極に断線が生じてコードスイッチ６が破損したときには、上記の抵抗値が変化するので、これを検知することによりコードスイッチ６の断線検知を行うこと
ができる。
また、コードスイッチ６の表面を防水構造とすることが好ましい。上面シート２と下面シート３とは外縁部で接し、接着剤で液密に接着されているが、マットセンサ１の上面シート２、下面シート３に亀裂が生じ水が浸入した場合でも、コードスイッチ６の表面を防水構造とすることで、コードスイッチ６のスイッチ機能は保たれるので、マットセンサ１のセンサ機能を保持することができる。
【００３２】
なお、図２に示す上記コードスイッチ６は、中空部１１を有する絶縁体７の内壁面部に導電部材８を螺旋状に４本配線しているが、絶縁体７の内壁面部に沿って螺旋状に２本以上の導電部材８を設ければよい。
また、コードスイッチの他の実施形態としては、図７（ａ）に示すように、矩形管状の絶縁体２１の上・下辺壁の内壁面に、矩形断面の２本の導電部材２２（金属線２３に導電樹脂２４を被覆したもの）を間隙を隔てて互いに平行に、絶縁体２１の長手方向に沿って直線状に配線したコードスイッチ６１を用いてもよい。また、図７（ｂ）に示すように、上電極２６と下電極２７との間に圧電ゴム２８を設けて、これらの外周を絶縁樹脂２９で被覆した矩形断面のコードスイッチ６２、あるいは、図７（ｃ）に示すように、内電極３０とその外周部の外電極３２との間にピエゾ素子（圧電樹脂）３１を設け、ピエゾ素子３１外周を絶縁樹脂３３で被覆した同軸構造のコードスイッチ６３を用いてもよい。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明の実施例を述べる。
図８に、本実施例のマットセンサ８１の平面図を示す。マットセンサ８１の寸法は７００ｍｍ×５００ｍｍである。上面シート８２及び下面シート（図示せず）は、７００ｍｍ×５００ｍｍの矩形で厚さ１ｍｍのクロロプレンゴムを使用した。クロロプレンゴムは、弾性があり難燃性を有する。上面シート８２の表面には、滑り止め加工としてエンボス処理を施した。上面シート８２は、その外縁部８２ａにおいて下面シートに接着剤で貼り合わした。
【００３４】
上面シート８２と下面シートが貼り合わされた防水構造のマットセンサ８１内には、図９に示す発泡樹脂層８４を設けた。発泡樹脂層８４は、寸法６６０ｍｍ×４６０ｍｍ×５ｍｍで、材質としては、イノアックコーポレーション製ＵＥＭ５５（発泡ウレタン、密度５５±３ｋｇ／ｍ３、発泡倍率約２０倍）を用いた。発泡樹脂層８４には、センサ検知の不感部・死角部をなくすように、収納溝８５を蛇行させ且つマットセンサ８２の外周に沿わせて、マットセンサ８２全域に亘って形成した。具体的には、図示のように、収納溝８５の蛇行部においては、直線状の収納溝８５間の間隔を７０ｍｍ、曲線状の収納溝８５の曲率半径を３５ｍｍなどとした。
【００３５】
収納溝８５内に収納されるコードスイッチ８６は、図１０に示すように、上記図２のコードスイッチ６と同一の構造であって、外径４.６ｍｍである。円管状の絶縁体８７は絶
縁ゴムからなる。導電部材８８は、外径０.８５ｍｍで、金属線８９の外周に導電ゴム９
０を被覆したものである。また、導電部材８８間の間隔は０.７４ｍｍ、導電部材８８間
の絶縁体８７の薄肉部の厚さは０.７ｍｍとした。
発泡樹脂層８４の厚さは５ｍｍであり、収納溝８５に収納されるコードスイッチ８６の外径４.６ｍｍよりも大きく、コードスイッチ８６が発泡樹脂層８４表面から盛り上がっ
て凸凹の状態にならないようにした。また、収納溝８５の幅は、コードスイッチ８６に嵌め込んで仮固定ができるように、コードスイッチ８６の径よりも小さい４.１ｍｍとした
。
【００３６】
図１０は、上記コードスイッチ８６に荷重を加えて潰れ変形させたときの、コードスイッチ８６の厚さと抵抗との関係を測定する方法を説明する説明図である。下面の寸法１０
ｍｍ×２５ｍｍの圧子治具１０１を用い、コードスイッチ８６にその半径方向に荷重をかけ、潰れ変形するコードスイッチ８６の厚さと抵抗との関係を測定した。
【００３７】
図１１には、上記測定によるコードスイッチ８６の厚さ（ｍｍ）と抵抗（Ω）との関係を示す。測定結果から、コードスイッチ８６の厚さが３.１ｍｍ〜３.６ｍｍの範囲がコードスイッチ８６が反応する反応変位領域（１〜１.５ｍｍ）であり、厚さ０.９ｍｍがコードスイッチ８６が破壊される破壊変位（３.７ｍｍ）であった。
【００３８】
図１２は、上記の発泡樹脂層８４に荷重を加えて変形させたときの、発泡樹脂層８４の厚さと荷重との関係を測定する方法を説明する説明図である。図１０と同様に、下面寸法１０ｍｍ×２５ｍｍの圧子治具１０１を用い、発泡樹脂層８４にその厚さ方向に荷重をかけ、圧縮変形する発泡樹脂層８４の厚さと荷重との関係を測定した。
【００３９】
図１３には、上記測定による発泡樹脂層８４の厚さ（ｍｍ）と荷重（Ｎ）との関係を示す。図１３に示すように、発泡樹脂層８４は厚さ１.８ｍｍまでは低荷重で変形したが、
１.８ｍｍ以上に圧縮変形させるには、必要な荷重が急激に増加した。従って、発泡樹脂
層８４の変化点変位は、厚さが１.８ｍｍとなるときであり、変化点変位（３.２ｍｍ）となるまでが低荷重領域で、厚さ１.８ｍｍを超えると高荷重領域になる。
【００４０】
上記図１１及び図１３の結果から、発泡樹脂層８４の厚さが１.８ｍｍとなるの変化点
変位（３.２ｍｍ）は、コードスイッチ８６の厚さが３.１ｍｍ〜３.６ｍｍの範囲にある
コードスイッチ８６の反応変位領域（１〜１.５ｍｍ）より十分に大きく、コードスイッ
チ８６の厚さが０.９ｍｍとなるコードスイッチ８６の破壊変位（３.７ｍｍ）よりも十分に小さい。このため、コードスイッチ８６は極めて破壊されにくく、しかも低荷重で反応性の良い特性を発揮できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態のマットセンサを示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ拡大断面図である。
【図２】図１のコードスイッチを示す図である。
【図３】図１のマットセンサに荷重が加わった状態を示す断面図である。
【図４】図１のマットセンサの製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の他の実施形態のマットセンサにおける発泡樹脂層を説明するための断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態のマットセンサにおける発泡樹脂層を示す断面図である。
【図７】本発明に用いられるコードスイッチの他の実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施例のマットセンサの平面図である。
【図９】図８のマットセンサの発泡樹脂層の平面図である。
【図１０】図８のマットセンサに用いられるコードスイッチに荷重を加えて変形させたときの、コードスイッチの厚さと抵抗との関係を測定する方法を説明する説明図である。
【図１１】図１０の測定により得られた、コードスイッチの厚さと抵抗との関係を示す図である。
【図１２】図８のマットセンサに用いられる発泡樹脂層に荷重を加えて変形させたときの、発泡樹脂層の厚さと荷重との関係を測定する方法を説明する説明図である。
【図１３】図１２の測定により得られた、発泡樹脂層の厚さと荷重との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１ マットセンサ
２ 上面シート
３ 下面シート
４ 発泡樹脂層
５ 収納溝
６ コードスイッチ
７ 絶縁体
８ 導電部材
１１ 中空部
４０ 発泡樹脂層
４１ 高発泡樹脂層
４２ 低発泡樹脂層
５１、５２、５３ 収納溝
６１、６２、６３ コードスイッチ
８１ マットセンサ
８４ 発泡樹脂層
８５ 収納溝
８６ コードスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重が加わるとスイッチングするコードスイッチが配設されたマットセンサであって、
可撓性を有する上面シートと下面シートとの間には、前記荷重により弾性変形する発泡樹脂層が設けられ、
少なくとも前記発泡樹脂層には、前記コードスイッチを収納する収納溝が形成され、
前記収納溝の全長又は一部において、前記発泡樹脂層の無荷重時における前記収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時における前記コードスイッチの幅よりも小さく、前記収納溝内に前記コードスイッチを収納することにより、前記発泡樹脂層の前記収納溝部の弾性変形によって前記コードスイッチを保持するように構成されたことを特徴とするマットセンサ。
【請求項２】
無荷重時の前記収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時の前記コードスイッチの幅の０.７〜０.９８倍であることを特徴とする請求項１に記載のマットセンサ。
【請求項３】
無荷重時の前記収納溝の深さが、無荷重時の前記コードスイッチの高さよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のマットセンサ。
【請求項４】
前記収納溝が曲線状の溝部を有し、前記コードスイッチが前記曲線状の溝部内に屈曲して配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項５】
前記コードスイッチがスイッチングする反応変位が前記発泡樹脂層のつぶれ変位荷重が急激に変化する変化点変位よりも小さく、且つ前記コードスイッチが破壊する破壊変位が前記発泡樹脂層の変化点変位よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項６】
前記発泡樹脂層の発泡倍率が５〜１００倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項７】
前記発泡樹脂層は、高発泡樹脂層と低発泡樹脂層とを有し、前記コードスイッチがスイッチングする反応変位までは主に高発泡樹脂層がつぶれ変形し、前記コードスイッチが破壊する破壊変位に近づくにつれて前記コードスイッチの変形を主に低発泡樹脂層が阻止するように構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項８】
前記発泡樹脂層における前記低発泡樹脂層に代えてソリッド層とすることを特徴とする請求項７に記載のマットセンサ。
【請求項９】
前記コードスイッチは、中空部を有する絶縁体と、前記中空部を区画する前記絶縁体の内壁面部にそれぞれ保持され、互いに間隔を隔てつつ前記中空部の長手方向に沿って螺旋状に配線された複数の導電部材とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項１０】
可撓性を有する下面シート上に、面状の発泡樹脂層を接合する工程と、
前記発泡樹脂層に形成されたコードスイッチを収納する収納溝に、前記コードスイッチを収納して、前記コードスイッチの幅よりも小さい幅の前記収納溝の部分でコードスイッチを保持した状態で設置する工程と、
前記発泡樹脂層上を覆う可撓性を有する上面シートを前記下面シートに接合する工程と、
を有することを特徴とするマットセンサの製造方法。
【請求項１】
荷重が加わるとスイッチングするコードスイッチが配設されたマットセンサであって、
可撓性を有する上面シートと下面シートとの間には、前記荷重により弾性変形する発泡樹脂層が設けられ、
少なくとも前記発泡樹脂層には、前記コードスイッチを収納する収納溝が形成され、
前記収納溝の全長又は一部において、前記発泡樹脂層の無荷重時における前記収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時における前記コードスイッチの幅よりも小さく、前記収納溝内に前記コードスイッチを収納することにより、前記発泡樹脂層の前記収納溝部の弾性変形によって前記コードスイッチを保持するように構成されたことを特徴とするマットセンサ。
【請求項２】
無荷重時の前記収納溝の少なくとも一部の幅が、無荷重時の前記コードスイッチの幅の０.７〜０.９８倍であることを特徴とする請求項１に記載のマットセンサ。
【請求項３】
無荷重時の前記収納溝の深さが、無荷重時の前記コードスイッチの高さよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のマットセンサ。
【請求項４】
前記収納溝が曲線状の溝部を有し、前記コードスイッチが前記曲線状の溝部内に屈曲して配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項５】
前記コードスイッチがスイッチングする反応変位が前記発泡樹脂層のつぶれ変位荷重が急激に変化する変化点変位よりも小さく、且つ前記コードスイッチが破壊する破壊変位が前記発泡樹脂層の変化点変位よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項６】
前記発泡樹脂層の発泡倍率が５〜１００倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項７】
前記発泡樹脂層は、高発泡樹脂層と低発泡樹脂層とを有し、前記コードスイッチがスイッチングする反応変位までは主に高発泡樹脂層がつぶれ変形し、前記コードスイッチが破壊する破壊変位に近づくにつれて前記コードスイッチの変形を主に低発泡樹脂層が阻止するように構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項８】
前記発泡樹脂層における前記低発泡樹脂層に代えてソリッド層とすることを特徴とする請求項７に記載のマットセンサ。
【請求項９】
前記コードスイッチは、中空部を有する絶縁体と、前記中空部を区画する前記絶縁体の内壁面部にそれぞれ保持され、互いに間隔を隔てつつ前記中空部の長手方向に沿って螺旋状に配線された複数の導電部材とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のマットセンサ。
【請求項１０】
可撓性を有する下面シート上に、面状の発泡樹脂層を接合する工程と、
前記発泡樹脂層に形成されたコードスイッチを収納する収納溝に、前記コードスイッチを収納して、前記コードスイッチの幅よりも小さい幅の前記収納溝の部分でコードスイッチを保持した状態で設置する工程と、
前記発泡樹脂層上を覆う可撓性を有する上面シートを前記下面シートに接合する工程と、
を有することを特徴とするマットセンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１９２４８７（Ｐ２００８−１９２４８７Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６６０２（Ｐ２００７−２６６０２）
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【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２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月６日（２００７．２．６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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