マットセンサ
【課題】感度が良く、軽量、薄型で取扱性に優れ、表面の見栄えの良いマットセンサを提供する。
【解決手段】上面シート２は、内面に蛇行状に設けられる溝１を有し、この溝１内にコードスイッチ３が収容され、コードスイッチ３を収容した状態で、上面シート２に平板状の下面シート４が貼着される。溝１は、その幅がコードスイッチ３の外径より大きく、深さがコードスイッチ３の外径よりも小さい。更に、溝１は、相互間に凸部２ｂを有し、凸部２ｂの表面位置は外縁部６の表面位置よりも低くされ、凸部２ｂと下面シート４との間には隙間５が形成されている。
【解決手段】上面シート２は、内面に蛇行状に設けられる溝１を有し、この溝１内にコードスイッチ３が収容され、コードスイッチ３を収容した状態で、上面シート２に平板状の下面シート４が貼着される。溝１は、その幅がコードスイッチ３の外径より大きく、深さがコードスイッチ３の外径よりも小さい。更に、溝１は、相互間に凸部２ｂを有し、凸部２ｂの表面位置は外縁部６の表面位置よりも低くされ、凸部２ｂと下面シート４との間には隙間５が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットの厚み方向に付与された圧力を検知するマットセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、荷重を検出するセンサとして、長板状にした電極部材と導電部とを加圧時に接触可能にして可撓性の包装体内に対向配置した荷重検知センサ（例えば、特許文献１参照）、絶縁材で等間隔に結合した２条の導電ゴムを捩じり、これを蛇行溝が内面に形成された２枚の板状の基材間に配設したマット（例えば、特許文献２参照）、２つの導電線を等間隔に渦巻き状にして弾力性を有する弾性管内に配設した圧力スイッチ（例えば、特許文献３参照）、導電線を導電体プラスチック層で被覆した２本の電極線を円筒状の中空絶縁体の内部に挿通し、中空絶縁体に外圧が加わったときに２本の電極線が接触するようにした圧力検知装置（例えば、特許文献４参照）、等が知られている。
【０００３】
例えば、上記したセンサを店舗入り口に設置するマットに組み込んでマットセンサを構成し、あるいは上記特許文献２のマットをマットセンサとして用いる場合、マットセンサには、スイッチとしての感度が良いこと、軽量で薄型であること、折り畳みやロール状にすることが可能で収容及び持ち運びなどの取扱性に優れること、表面にデコボコ感がなく見栄えが良いこと、などが要求される。
【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２００６−１６４７１０号公報
【特許文献４】特許第３７０７７９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のセンサによると、２枚の板状の基材やシート間にセンサを単に挟み込んでマットセンサを構成した場合、マット表面にセンサ形状に応じた凹凸が浮き出て平坦性を損ねる不具合がある。また上面にかかる荷重によりセンサが感度レベル以上に押し潰されてしまい、長期寿命性を損なうという問題がある。これを防ぐために基材やシートの厚みを大にするとマットセンサとしての感度が低下するという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、感度が良く、軽量、薄型で取扱性に優れ、表面の見栄えの良いマットセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、内面に溝が設けられている上面シートと、前記上面シートの前記溝に収容されたコードスイッチと、前記上面シートに装着された平板状の下面シートとを備えるマットセンサを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、感度が良く、軽量、薄型で取扱性に優れ、表面の見栄えの良いマットセンサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［第１の実施の形態］
（マットセンサの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るマットセンサを示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）に示すマットセンサの上面シートの裏面図である。
【０００９】
このマットセンサ１０は、図１（ａ）に示すように溝１が内面に設けられている上面シート２と、上面シート２の溝１内に収容されたコードスイッチ３と、コードスイッチ３を封止するようにして上面シート２の周縁に接合された平板状の下面シート４とを備えて構成されており、溝１は、図１（ｂ）に示すように上面シート２に蛇行状に形成されている。
【００１０】
上面シート２は、表面２Ａが人、自動車等の移動体等による荷重が加わる面になり、内側には溝１間に凸部２ｂが形成され、更に、周縁部には傾斜面を有する傾斜部２ａが形成されている。傾斜部２ａの裏面には、凸部２ｂの高さより下面シート４側に突出する外縁部６が設けられている。この外縁部６を下面シート４に接合することにより、溝１間の凸部２ｂの下面と下面シート４との間に隙間５が形成されている。隙間５は、コードスイッチ３が変形したときにマットセンサ１０がＯＮになり、かつ、コードスイッチ３が変形してもコードスイッチ３を圧壊しない高さに設定する。
【００１１】
上面シート２及び下面シート４は、弾性及び難燃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、天然ゴム等を金型によりモールド成型することによって形成されている。
【００１２】
溝１の深さは、図１（ａ）に示す様に、コードスイッチ３の径よりも小さく設定されており、コードスイッチ３が溝１に収容されたとき、コードスイッチ３の一部が凸部２ｂの表面から突出するようになる。また、溝１の底面から外縁部６までの高さｈと隙間５の高さｇとの和（ｈ＋ｇ）は、コードスイッチ３の外径ｄにほぼ一致するように形成されている。
【００１３】
コードスイッチ３の配線形態は、蛇行配線に限定されるものではなく、例えば、マットセンサ１０の検知死角部を無くすように上面シート２及び下面シート４の外周に沿って配線することもでき、あるいは渦巻状に配線する等、用途に応じた配線が可能である。また、配線間隔を短くすることにより、感度ピッチを細かくすることができる。
【００１４】
なお、上面シート２、コードスイッチ３及び下面シート４の相互の硬さは、硬い順に、下面シート４≒上面シート２＞コードスイッチ３となるように設定する。ゴム硬度では、上面シート２で８０〜９０、コードスイッチ３の絶縁体で５５、下面シート４で９０の範囲となるように構成することで、荷重印加時のコードスイッチ３の変形を最適にすることができる。
【００１５】
（コードスイッチの構成）
図２は、コードスイッチの構成を示す斜視図である。コードスイッチ３は、コード状の４本の導電部材３１Ａ〜３１Ｄと、十字形の中空部３２を有し、この中空部３２に一部が露出するようにして導電部材３１Ａ〜３１Ｄを内面に保持する絶縁体３３とを備えて構成されている。
【００１６】
導電部材３１Ａ〜３１Ｄは同一の構成を有し、絶縁体３３の内面に等間隔に配置され、かつ絶縁体３３内に螺旋状に配置されている。導電部材３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれは、１または複数本の金属線３４と、導電性を有すると共に金属線３４を被覆する導電性樹脂層３５Ａ〜３５Ｄとを備えて構成されている。
【００１７】
絶縁体３３は、導電部材３１Ａ〜３１Ｄを電気的に非接触の状態で螺旋状に保持固定しており、外力を付与されることにより変形し、外力がなくなれば直ちに復元する特性を有する。このような特性を有するものとして、例えば、復元性ゴムや復元性プラスチックを用いることができる。
【００１８】
復元性ゴムとしては、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がある。
【００１９】
また、復元性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、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をあげることができ、更に、ポリイミドやポリアミド等のエンジニアリングプラスチックでも形状、厚さ、他の材料との積層を工夫することにより使用可能である。
【００２０】
金属線３４は、優れた可撓性及び復元性を得るため、金属素線を複数本撚合せた金属撚線を用いている。
【００２１】
導電性樹脂層３５Ａ〜３５Ｄは、例えば、復元性ゴムまたは復元性プラスチックにカーボンブラック等の導電性充填剤を配合した混和物からなり、この混和物を導電部材３１Ａ〜３１Ｄの外周に被覆する。導電性樹脂層３５Ａ〜３５Ｄの断面積は、導電部材３１Ａ〜３１Ｄの断面積の２倍以上であることが好ましく、これによって、電極線に十分な弾力性を付与すると共に、中空絶縁体３３による電極線の保持固定が十分になされるようになり、大きな復元性が得られる。
【００２２】
なお、コードスイッチ３は、表面を防水構造にするのが好ましい。防水構造にすることで、マットセンサ１０の上面シート２または下面シート４に亀裂が生じ、溝１内に外部から水が浸入した場合でも、コードスイッチ３のスイッチ機能を保持できるので、マットセンサ１０のセンサ機能を維持することができる。
【００２３】
（コードスイッチの測定回路）
図３は、コードスイッチの測定回路を示す回路図である。
電源２１と導電部材３１Ａ〜３１Ｄとの電気的接続は、コードスイッチ３にコネクタ２０を接続することにより行われる。コネクタ２０は、導電部材３１Ａ〜３１Ｄの金属線３４と電気的に接続される端子２４Ａ〜２４Ｄを有し、コネクタ側における導電部材３１Ａの金属線３４の一端には、電源２１の＋電極が配線２５Ａを介して接続され、導電部材３１Ｂ，３１Ｃの金属線３４はコネクタ２０内で抵抗２７を介して接続され、コネクタ側における導電部材３１Ｄの金属線３４の一端には電流計２３の一端が電流制限用の抵抗２２及び配線２５Ｂを介して接続されている。更に、電流計２３の他端は、電源２１の−電極に接続されている。
【００２４】
また、導電部材３１Ａ，３１Ｂのコネクタ側とは反対側の端部は端子３６Ａによって接続されており、導電部材３１Ｃ，３１Ｄのコネクタ側とは反対側の端部についても端子３６Ｂによって同様に接続されている。
【００２５】
（マットセンサの組み立て方法）
図４は、マットセンサの組み立て方法を示し、（ａ）は分解状態、（ｂ）はコードスイッチを下面シートに組み込んだ状態、（ｃ）は完成状態を示す図である。
【００２６】
まず、図４（ａ）に示すように、モールド成型した上面シート２と下面シート４、及び図２に示した構成のコードスイッチ３を用意する。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に示すように、下面シート４に設けられる溝１の形成面（裏面）が上になるように配置し、溝１内にコードスイッチ３を沿わせて配置する。このとき、コードスイッチ３の両側が、溝１の側壁に対して等間隔になるように配置する。
【００２８】
次に、図４（ｃ）に示すように、コードスイッチ３の配置終了後、溝１に収容されたコードスイッチ３の表面に接着剤（図示せず）を塗布し、次いで、上面シート２の外縁部６表面に適量の接着剤を塗布して下面シート４に対して位置決めした後に、上面シート２の外縁部６と下面シート４の周縁を貼り合わせる。以上により、図１に示したマットセンサ１０が完成する。
【００２９】
（マットセンサの動作）
図５は、マットセンサに荷重が加わっているときの変形の様子を示す断面図である。以下に、図１から図５を参照しつつ、マットセンサ１０の動作を説明する。
【００３０】
まず、マットセンサ１０を店舗の入り口等に設置し、マットセンサ１０にコネクタ２０を接続する。
【００３１】
この状態で図５に示すように、上面シート２の一部に人の足が乗るなどしてマットセンサ１０に荷重Ｐが加わると上部シート２が変形し、この変形に伴ってコードスイッチ３にも変形が生じる。マットセンサ１０は、溝１がコードスイッチ３の直径よりも大きな幅を有し、かつ、コードスイッチ３が中空部３２を有するため、コードスイッチ３の絶縁体３３は容易に変形し、水平方向へ膨出して楕円型になる。
【００３２】
コードスイッチ３は、凸部２ｂの先端面が隙間５を埋め、凸部２ｂが潰れるまで変形する。凸部２ｂが潰れる（水平方向への膨出、先端部の変形等）までの荷重Ｐによる変形は、主にコードスイッチ３に加わるので、荷重Ｐが効率的にコードスイッチ３に加わり、センサとしての感度を良くすることができる。凸部２ｂと下面シート４の接触によって隙間５が無くなると、荷重Ｐは、主に凸部２ｂと下面シート４の間に加わるようになる。
【００３３】
この変形により、図３に示す導電性樹脂層３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄがコードスイッチ３の変形に応じて接触し、そのことにより端子２４Ａから端子２４Ｄにかけての抵抗値が接触の程度に応じて変化する。
【００３４】
なお、導電部材３１Ａ〜３１Ｄは、絶縁体３３内に螺旋状に配置されているため、荷重Ｐが加わる場所によっては、導電部材３１Ａ〜３１Ｄの位置関係が図２と異なることがあるが、導電部材３１同士の一定の接触性は確保されるので、センサ機能が損なわれることはない。
【００３５】
導電部材３１Ａ〜３１Ｄの接触に基づいて図３に示す端子２４Ａ〜２４Ｄ間に短絡状態が生じると、電流計２３には導通状態に応じた電流ｉが流れる。この電流の大きさは荷重Ｐの大きさに比例する。この電流計２３に流れる電流変化を検出し、あるいは電流計２３に代えて設けた検出回路により電流変化を検出することでＯＮ／ＯＦＦ信号を形成することができ、このＯＮ／ＯＦＦ信号を用いて本マットセンサの信号を受信する外部の警報装置、制御装置等を動作させることができる。
【００３６】
（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）マットセンサ１０は、溝１，凸部２ｂ，および外縁部６によって適度な変形性を有する上面シート２、可撓性を有するコードスイッチ３，及び下面シート４から構成されているので、マットセンサ１０の折り曲げやロール状にすることが可能になり、持ち運び、収容などの取扱性を良くすることができる。また、マットセンサ１０の薄型化、軽量化が可能になる。
【００３７】
（ロ）コードスイッチ３は、導電部材３１Ａ〜３１Ｄが長手方向に螺旋状に設置されているので、可撓性に優れ、屈曲した状態でもスイッチ機能が保持される。そのためマットセンサ１０を平坦でない床などに設置して用いることができる。また、例えば、直径２０ｍｍまで曲げての設置が可能であり、曲げによって導電部材３１同士が接触しないため、曲げた状態でもスイッチ機能が発揮される。
【００３８】
（ハ）マットセンサ１０は、外縁部６を有する上面シート２を下面シート４に接着固定することで隙間５を生じる構成を有しているので、コードスイッチ３がＯＮになるまでの良好な変形性を有する。コードスイッチ３が変形した後は、上面シート２の凸部２ｂが下面シート４に面接触することで余分な荷重を逃がすので、コードスイッチ３に過剰な変形が生じることによる破損を防止でき、コードスイッチ３の保護性に優れるとともにマットセンサ１０の寿命を延ばすことができる。
【００３９】
（ニ）上面シート２に溝１，凸部２ｂ，外縁部６を設け、この上面シート２よりも形状を保持する強度の大なる平板状の下面シート４との間にコードスイッチ３を収容したマットセンサ１０としているので、マットセンサ１０の感度、厚さ、重量等を変えることなく、マットセンサ１０の表面に凹凸が生じることを防ぎ、見栄えを良くすることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態においては、導電部材３１が導電部材３１Ａ〜３１Ｄの４本からなるものとしたが、２本であってもよいし、また、コードスイッチ３やマットセンサ１０の大きさに応じて、５本以上にすることも可能である。
【００４１】
［第２の実施の形態］
図６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す斜視図である。このコードスイッチ４０は、四角形断面の中空部４４を備えた角形の中空絶縁体４１と、その内壁の対向面に配置された帯状の導電部材４２Ａ，４２Ｂとを備えて構成されている。
【００４２】
導電部材４２Ａ，４２Ｂは同一構造であり、それぞれは、第１の実施の形態に示した金属線３４と、この金属線３４を被覆する帯状の導電性樹脂４３とを備えて構成されている。導電部材４２Ａ，４２Ｂ及び導電性樹脂４３に用いる材料は、第１の実施の形態に示した導電部材３１Ａ〜３１Ｄ及び導電性樹脂層３５Ａ〜３５Ｄの材料と同じでよい。また、中空絶縁体４１に用いる材料は、第１の実施の形態に示した絶縁体３３の材料と同じでよい。
【００４３】
上記構成のコードスイッチ４０は、第１の実施の形態で説明した上面シート２の溝１内に収容される。更に、溝１にコードスイッチ４０が収容された上面シート２に対して下面シート４を貼り合わせることにより、マットセンサ１０が完成する。
【００４４】
第２の実施の形態によれば、中空絶縁体４１が四角形断面を有しているため、溝１内に収容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。
【００４５】
［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３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。このコードスイッチ５０は、帯状の感圧ゴム５１と、感圧ゴム５１の上下面に配設された上電極５２及び下電極５３と、感圧ゴム５１、上電極５２及び下電極５３を被覆する絶縁体５４とを備えて構成されている。コードスイッチ５０は、第２の実施の形態のコードスイッチ４０と同様に上面シート２の溝１内に配置される。
【００４６】
感圧ゴム５１は、例えば、シリコーンゴムに金属粒子を分散させることによって形成されている。
【００４７】
上電極５２及び下電極５３は、可撓性を有するように銅または銅合金による平編線からなる構成にしている。
【００４８】
このコードスイッチ５０は、例えば、絶縁体５４の上面に荷重が加わると、荷重に応じて上電極５２及び下電極５３が感圧ゴム５１を圧縮する。このとき、感圧ゴム５１は荷重の大きさに応じて抵抗値が減少し、従って上電極５２と下電極５３との間の抵抗値は、無荷重のときに比べて小さくなる。
【００４９】
第３の実施の形態によれば、コードスイッチ５０内に空隙が存在しないため、可撓性には劣るが、荷重が加わったときのマットセンサ１０の表面の下降量（沈み量）を小にすることができる。
【００５０】
［第４の実施の形態］
図８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す正面図である。このコードスイッチ６０は、複数の金属線（単線でもよい）からなる内電極６１と、内電極６１の外周面に層状に設けられた圧電体６２と、圧電体６２の外周面に層状に設けられた外電極６３と、外電極６３を被覆する絶縁体６４とを備えて構成されている。コードスイッチ６０は、第２の実施の形態のコードスイッチ４０と同様に上面シート２の溝１内に配置される。
【００５１】
圧電体６２は、例えば、圧電セラミックスであり、具体的にはチタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛の焼結粉体、ニオブ酸ナトリウム等の非鉛系圧電セラミック焼結粉体等を用いて構成されている。
【００５２】
コードスイッチ６０は、荷重Ｐが絶縁体６４の表面に加わると、外電極６３を介して圧電体６２が加圧される。圧電体６２は、外電極６３を介して或るレベル以上の圧力が加わると、パルス状の電圧を発生する。この電圧は、瞬間的に加わるほど大きくなる。圧電体６２に発生した電圧は、内電極６１及び外電極６３を介して取り出され、更に波形整形等を施すことにより、検出信号を得ることができる。
【００５３】
第４の実施の形態によれば、測定用の電源等を不要にすることができる。また、二値的やアナログ的に変化する検出信号によらず、パルス電圧を用いて制御回路や警報回路を動作させるといった用途のマットセンサ１０に適している。
【実施例１】
【００５４】
次に、本発明の実施例について説明する。
本発明者は、まず、図２に示した構成により、外径４．６ｍｍのコードスイッチ３を製作した。また、図１及び図４に示した構成により、７００×５００ｍｍのサイズの上面シート２及び下面シート４を製作した。なお、下面シート４は、厚みを１ｍｍとした。
【００５５】
図９は、実施例における上面シートの主要部の仕様を示し、（ａ）は溝の断面図、（ｂ）は外縁部の周辺の断面図である。
【００５６】
図９（ａ）に示すように、溝１は、幅を５ｍｍ、高さを３ｍｍとし、この部分の上面シート２の厚みは１ｍｍとした。
【００５７】
また、図９（ｂ）に示すように、外縁部６は、幅を２０ｍｍとし、段部２ｃの高さを１．５ｍｍとした。また、傾斜部２ａは、幅を１８ｍｍ、その最大高さを５ｍｍ、周縁の高さを１ｍｍとした。
【００５８】
このように外縁部６における段部２ｃの高さを１、５ｍｍ、外縁部６の下面からの最大厚みを５．５ｍｍとしたことにより、外径４．６ｍｍのコードスイッチ３に対して適度な変形である１．５ｍｍ強の潰れ変形を常に確保することができた。また、上面シート２の溝１は、コードスイッチ３を曲げて配置し、曲げた状態でも検知できる弾性を有するコードスイッチ３の特長を活かしてＲ３０の屈曲部を設けて一筆書き状に形成した。
【００５９】
図１０は、コードスイッチにおける抵抗−センサ潰れ変位特性を示す特性図である。この場合のコードスイッチ３は、上記した様に外径を４．６ｍｍとし、導電部材３１Ａ〜３１Ｄは、各外径を０．８５ｍｍ、隣接間の距離を０．７５ｍｍ、対向位置にある導電部材３１間の距離を１．２〜１．３ｍｍとした。
【００６０】
ここで、コードスイッチ３の潰れ変位δは、上面シート２に荷重Ｐが付与される方向の径が変形前の径Ｄ１に対し、変形後の径Ｄ２との偏差（δ＝Ｄ１−Ｄ２）と定義する。
【００６１】
図１０に示すように、コードスイッチ３の抵抗値は、マットセンサ１０に荷重Ｐが加わり始め、潰れ変位δが１ｍｍを超えると導電部材３１の抵抗が減少し始め、潰れ変位δが約１．２ｍｍまでは急激に変化する。その後、抵抗は緩やかに変化し、１．５ｍｍ以上の潰れ変位δではほぼ一定になる。１．５ｍｍ強の潰れ変位を確保することによって、安定した動作が得られ、また、潰れ変位δを１．５ｍｍ程度にとどめることができる。
【００６２】
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み合わせは任意に行うことができる。
【００６３】
また、本発明のマットセンサ１０は、例えば、ホームセキュリティ、店舗入り口、マンションベランダ、マンション屋上、医療・介護関係（入室管理、俳徊管理）、車両等の検知（駐車場、重機類の接近）、プラント等の危険エリア管理などに応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るマットセンサを示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）に示すマットセンサの上面シートの裏面図である。
【図２】図２は、コードスイッチの構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、コードスイッチの測定回路を示す回路図である。
【図４】図４は、マットセンサの組み立て方法を示し、（ａ）は分解状態、（ｂ）はコードスイッチを下面シートに組み込んだ状態、（ｃ）は完成状態を示す図である。
【図５】図５は、マットセンサに荷重が加わったときの変形の様子を示す断面図である。
【図６】図６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す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第３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８】図８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す正面図である。
【図９】図９は、実施例における上面シートの主要部の仕様を示し、（ａ）は溝の断面図、（ｂ）は外縁部の周辺の断面図である。
【図１０】図１０は、コードスイッチにおける抵抗−センサ潰れ変位特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 溝
２ 上面シート
２ａ 傾斜部
２ｂ 凸部
２ｃ 段部
３ コードスイッチ
４ 下面シート
５ 隙間
６ 外縁部
１０ マットセンサ
２０ コネクタ
２１ 電源
２２ 抵抗
２３ 電流計
２４Ａ〜２４Ｄ 端子
２５Ａ，２５Ｂ 配線
２６Ａ，２６Ｂ 短絡線
２７ 抵抗
３１Ａ〜３１Ｄ 導電部材
３２ 中空部
３３ 絶縁体
３４ 金属線
３５Ａ〜３５Ｄ 導電性樹脂層
３６Ａ，３６Ｂ 端子
４０ コードスイッチ
４１ 中空絶縁体
４２Ａ，４２Ｂ 導電部材
４３ 導電性樹脂
４４ 中空部
５０ コードスイッチ
５１ 感圧ゴム
５２ 上電極
５３ 下電極
５４ 絶縁体
６０ コードスイッチ
６１ 内電極
６２ 圧電体
６３ 外電極
６４ 絶縁体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マットの厚み方向に付与された圧力を検知するマットセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、荷重を検出するセンサとして、長板状にした電極部材と導電部とを加圧時に接触可能にして可撓性の包装体内に対向配置した荷重検知センサ（例えば、特許文献１参照）、絶縁材で等間隔に結合した２条の導電ゴムを捩じり、これを蛇行溝が内面に形成された２枚の板状の基材間に配設したマット（例えば、特許文献２参照）、２つの導電線を等間隔に渦巻き状にして弾力性を有する弾性管内に配設した圧力スイッチ（例えば、特許文献３参照）、導電線を導電体プラスチック層で被覆した２本の電極線を円筒状の中空絶縁体の内部に挿通し、中空絶縁体に外圧が加わったときに２本の電極線が接触するようにした圧力検知装置（例えば、特許文献４参照）、等が知られている。
【０００３】
例えば、上記したセンサを店舗入り口に設置するマットに組み込んでマットセンサを構成し、あるいは上記特許文献２のマットをマットセンサとして用いる場合、マットセンサには、スイッチとしての感度が良いこと、軽量で薄型であること、折り畳みやロール状にすることが可能で収容及び持ち運びなどの取扱性に優れること、表面にデコボコ感がなく見栄えが良いこと、などが要求される。
【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２００６−１６４７１０号公報
【特許文献４】特許第３７０７７９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のセンサによると、２枚の板状の基材やシート間にセンサを単に挟み込んでマットセンサを構成した場合、マット表面にセンサ形状に応じた凹凸が浮き出て平坦性を損ねる不具合がある。また上面にかかる荷重によりセンサが感度レベル以上に押し潰されてしまい、長期寿命性を損なうという問題がある。これを防ぐために基材やシートの厚みを大にするとマットセンサとしての感度が低下するという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、感度が良く、軽量、薄型で取扱性に優れ、表面の見栄えの良いマットセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するため、内面に溝が設けられている上面シートと、前記上面シートの前記溝に収容されたコードスイッチと、前記上面シートに装着された平板状の下面シートとを備えるマットセンサを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、感度が良く、軽量、薄型で取扱性に優れ、表面の見栄えの良いマットセンサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［第１の実施の形態］
（マットセンサの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るマットセンサを示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）に示すマットセンサの上面シートの裏面図である。
【０００９】
このマットセンサ１０は、図１（ａ）に示すように溝１が内面に設けられている上面シート２と、上面シート２の溝１内に収容されたコードスイッチ３と、コードスイッチ３を封止するようにして上面シート２の周縁に接合された平板状の下面シート４とを備えて構成されており、溝１は、図１（ｂ）に示すように上面シート２に蛇行状に形成されている。
【００１０】
上面シート２は、表面２Ａが人、自動車等の移動体等による荷重が加わる面になり、内側には溝１間に凸部２ｂが形成され、更に、周縁部には傾斜面を有する傾斜部２ａが形成されている。傾斜部２ａの裏面には、凸部２ｂの高さより下面シート４側に突出する外縁部６が設けられている。この外縁部６を下面シート４に接合することにより、溝１間の凸部２ｂの下面と下面シート４との間に隙間５が形成されている。隙間５は、コードスイッチ３が変形したときにマットセンサ１０がＯＮになり、かつ、コードスイッチ３が変形してもコードスイッチ３を圧壊しない高さに設定する。
【００１１】
上面シート２及び下面シート４は、弾性及び難燃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、天然ゴム等を金型によりモールド成型することによって形成されている。
【００１２】
溝１の深さは、図１（ａ）に示す様に、コードスイッチ３の径よりも小さく設定されており、コードスイッチ３が溝１に収容されたとき、コードスイッチ３の一部が凸部２ｂの表面から突出するようになる。また、溝１の底面から外縁部６までの高さｈと隙間５の高さｇとの和（ｈ＋ｇ）は、コードスイッチ３の外径ｄにほぼ一致するように形成されている。
【００１３】
コードスイッチ３の配線形態は、蛇行配線に限定されるものではなく、例えば、マットセンサ１０の検知死角部を無くすように上面シート２及び下面シート４の外周に沿って配線することもでき、あるいは渦巻状に配線する等、用途に応じた配線が可能である。また、配線間隔を短くすることにより、感度ピッチを細かくすることができる。
【００１４】
なお、上面シート２、コードスイッチ３及び下面シート４の相互の硬さは、硬い順に、下面シート４≒上面シート２＞コードスイッチ３となるように設定する。ゴム硬度では、上面シート２で８０〜９０、コードスイッチ３の絶縁体で５５、下面シート４で９０の範囲となるように構成することで、荷重印加時のコードスイッチ３の変形を最適にすることができる。
【００１５】
（コードスイッチの構成）
図２は、コードスイッチの構成を示す斜視図である。コードスイッチ３は、コード状の４本の導電部材３１Ａ〜３１Ｄと、十字形の中空部３２を有し、この中空部３２に一部が露出するようにして導電部材３１Ａ〜３１Ｄを内面に保持する絶縁体３３とを備えて構成されている。
【００１６】
導電部材３１Ａ〜３１Ｄは同一の構成を有し、絶縁体３３の内面に等間隔に配置され、かつ絶縁体３３内に螺旋状に配置されている。導電部材３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれは、１または複数本の金属線３４と、導電性を有すると共に金属線３４を被覆する導電性樹脂層３５Ａ〜３５Ｄとを備えて構成されている。
【００１７】
絶縁体３３は、導電部材３１Ａ〜３１Ｄを電気的に非接触の状態で螺旋状に保持固定しており、外力を付与されることにより変形し、外力がなくなれば直ちに復元する特性を有する。このような特性を有するものとして、例えば、復元性ゴムや復元性プラスチックを用いることができる。
【００１８】
復元性ゴムとしては、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がある。
【００１９】
また、復元性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、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をあげることができ、更に、ポリイミドやポリアミド等のエンジニアリングプラスチックでも形状、厚さ、他の材料との積層を工夫することにより使用可能である。
【００２０】
金属線３４は、優れた可撓性及び復元性を得るため、金属素線を複数本撚合せた金属撚線を用いている。
【００２１】
導電性樹脂層３５Ａ〜３５Ｄは、例えば、復元性ゴムまたは復元性プラスチックにカーボンブラック等の導電性充填剤を配合した混和物からなり、この混和物を導電部材３１Ａ〜３１Ｄの外周に被覆する。導電性樹脂層３５Ａ〜３５Ｄの断面積は、導電部材３１Ａ〜３１Ｄの断面積の２倍以上であることが好ましく、これによって、電極線に十分な弾力性を付与すると共に、中空絶縁体３３による電極線の保持固定が十分になされるようになり、大きな復元性が得られる。
【００２２】
なお、コードスイッチ３は、表面を防水構造にするのが好ましい。防水構造にすることで、マットセンサ１０の上面シート２または下面シート４に亀裂が生じ、溝１内に外部から水が浸入した場合でも、コードスイッチ３のスイッチ機能を保持できるので、マットセンサ１０のセンサ機能を維持することができる。
【００２３】
（コードスイッチの測定回路）
図３は、コードスイッチの測定回路を示す回路図である。
電源２１と導電部材３１Ａ〜３１Ｄとの電気的接続は、コードスイッチ３にコネクタ２０を接続することにより行われる。コネクタ２０は、導電部材３１Ａ〜３１Ｄの金属線３４と電気的に接続される端子２４Ａ〜２４Ｄを有し、コネクタ側における導電部材３１Ａの金属線３４の一端には、電源２１の＋電極が配線２５Ａを介して接続され、導電部材３１Ｂ，３１Ｃの金属線３４はコネクタ２０内で抵抗２７を介して接続され、コネクタ側における導電部材３１Ｄの金属線３４の一端には電流計２３の一端が電流制限用の抵抗２２及び配線２５Ｂを介して接続されている。更に、電流計２３の他端は、電源２１の−電極に接続されている。
【００２４】
また、導電部材３１Ａ，３１Ｂのコネクタ側とは反対側の端部は端子３６Ａによって接続されており、導電部材３１Ｃ，３１Ｄのコネクタ側とは反対側の端部についても端子３６Ｂによって同様に接続されている。
【００２５】
（マットセンサの組み立て方法）
図４は、マットセンサの組み立て方法を示し、（ａ）は分解状態、（ｂ）はコードスイッチを下面シートに組み込んだ状態、（ｃ）は完成状態を示す図である。
【００２６】
まず、図４（ａ）に示すように、モールド成型した上面シート２と下面シート４、及び図２に示した構成のコードスイッチ３を用意する。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に示すように、下面シート４に設けられる溝１の形成面（裏面）が上になるように配置し、溝１内にコードスイッチ３を沿わせて配置する。このとき、コードスイッチ３の両側が、溝１の側壁に対して等間隔になるように配置する。
【００２８】
次に、図４（ｃ）に示すように、コードスイッチ３の配置終了後、溝１に収容されたコードスイッチ３の表面に接着剤（図示せず）を塗布し、次いで、上面シート２の外縁部６表面に適量の接着剤を塗布して下面シート４に対して位置決めした後に、上面シート２の外縁部６と下面シート４の周縁を貼り合わせる。以上により、図１に示したマットセンサ１０が完成する。
【００２９】
（マットセンサの動作）
図５は、マットセンサに荷重が加わっているときの変形の様子を示す断面図である。以下に、図１から図５を参照しつつ、マットセンサ１０の動作を説明する。
【００３０】
まず、マットセンサ１０を店舗の入り口等に設置し、マットセンサ１０にコネクタ２０を接続する。
【００３１】
この状態で図５に示すように、上面シート２の一部に人の足が乗るなどしてマットセンサ１０に荷重Ｐが加わると上部シート２が変形し、この変形に伴ってコードスイッチ３にも変形が生じる。マットセンサ１０は、溝１がコードスイッチ３の直径よりも大きな幅を有し、かつ、コードスイッチ３が中空部３２を有するため、コードスイッチ３の絶縁体３３は容易に変形し、水平方向へ膨出して楕円型になる。
【００３２】
コードスイッチ３は、凸部２ｂの先端面が隙間５を埋め、凸部２ｂが潰れるまで変形する。凸部２ｂが潰れる（水平方向への膨出、先端部の変形等）までの荷重Ｐによる変形は、主にコードスイッチ３に加わるので、荷重Ｐが効率的にコードスイッチ３に加わり、センサとしての感度を良くすることができる。凸部２ｂと下面シート４の接触によって隙間５が無くなると、荷重Ｐは、主に凸部２ｂと下面シート４の間に加わるようになる。
【００３３】
この変形により、図３に示す導電性樹脂層３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄがコードスイッチ３の変形に応じて接触し、そのことにより端子２４Ａから端子２４Ｄにかけての抵抗値が接触の程度に応じて変化する。
【００３４】
なお、導電部材３１Ａ〜３１Ｄは、絶縁体３３内に螺旋状に配置されているため、荷重Ｐが加わる場所によっては、導電部材３１Ａ〜３１Ｄの位置関係が図２と異なることがあるが、導電部材３１同士の一定の接触性は確保されるので、センサ機能が損なわれることはない。
【００３５】
導電部材３１Ａ〜３１Ｄの接触に基づいて図３に示す端子２４Ａ〜２４Ｄ間に短絡状態が生じると、電流計２３には導通状態に応じた電流ｉが流れる。この電流の大きさは荷重Ｐの大きさに比例する。この電流計２３に流れる電流変化を検出し、あるいは電流計２３に代えて設けた検出回路により電流変化を検出することでＯＮ／ＯＦＦ信号を形成することができ、このＯＮ／ＯＦＦ信号を用いて本マットセンサの信号を受信する外部の警報装置、制御装置等を動作させることができる。
【００３６】
（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）マットセンサ１０は、溝１，凸部２ｂ，および外縁部６によって適度な変形性を有する上面シート２、可撓性を有するコードスイッチ３，及び下面シート４から構成されているので、マットセンサ１０の折り曲げやロール状にすることが可能になり、持ち運び、収容などの取扱性を良くすることができる。また、マットセンサ１０の薄型化、軽量化が可能になる。
【００３７】
（ロ）コードスイッチ３は、導電部材３１Ａ〜３１Ｄが長手方向に螺旋状に設置されているので、可撓性に優れ、屈曲した状態でもスイッチ機能が保持される。そのためマットセンサ１０を平坦でない床などに設置して用いることができる。また、例えば、直径２０ｍｍまで曲げての設置が可能であり、曲げによって導電部材３１同士が接触しないため、曲げた状態でもスイッチ機能が発揮される。
【００３８】
（ハ）マットセンサ１０は、外縁部６を有する上面シート２を下面シート４に接着固定することで隙間５を生じる構成を有しているので、コードスイッチ３がＯＮになるまでの良好な変形性を有する。コードスイッチ３が変形した後は、上面シート２の凸部２ｂが下面シート４に面接触することで余分な荷重を逃がすので、コードスイッチ３に過剰な変形が生じることによる破損を防止でき、コードスイッチ３の保護性に優れるとともにマットセンサ１０の寿命を延ばすことができる。
【００３９】
（ニ）上面シート２に溝１，凸部２ｂ，外縁部６を設け、この上面シート２よりも形状を保持する強度の大なる平板状の下面シート４との間にコードスイッチ３を収容したマットセンサ１０としているので、マットセンサ１０の感度、厚さ、重量等を変えることなく、マットセンサ１０の表面に凹凸が生じることを防ぎ、見栄えを良くすることができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態においては、導電部材３１が導電部材３１Ａ〜３１Ｄの４本からなるものとしたが、２本であってもよいし、また、コードスイッチ３やマットセンサ１０の大きさに応じて、５本以上にすることも可能である。
【００４１】
［第２の実施の形態］
図６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す斜視図である。このコードスイッチ４０は、四角形断面の中空部４４を備えた角形の中空絶縁体４１と、その内壁の対向面に配置された帯状の導電部材４２Ａ，４２Ｂとを備えて構成されている。
【００４２】
導電部材４２Ａ，４２Ｂは同一構造であり、それぞれは、第１の実施の形態に示した金属線３４と、この金属線３４を被覆する帯状の導電性樹脂４３とを備えて構成されている。導電部材４２Ａ，４２Ｂ及び導電性樹脂４３に用いる材料は、第１の実施の形態に示した導電部材３１Ａ〜３１Ｄ及び導電性樹脂層３５Ａ〜３５Ｄの材料と同じでよい。また、中空絶縁体４１に用いる材料は、第１の実施の形態に示した絶縁体３３の材料と同じでよい。
【００４３】
上記構成のコードスイッチ４０は、第１の実施の形態で説明した上面シート２の溝１内に収容される。更に、溝１にコードスイッチ４０が収容された上面シート２に対して下面シート４を貼り合わせることにより、マットセンサ１０が完成する。
【００４４】
第２の実施の形態によれば、中空絶縁体４１が四角形断面を有しているため、溝１内に収容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。
【００４５】
［第３の実施の形態］
図７は、本発明の第３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。このコードスイッチ５０は、帯状の感圧ゴム５１と、感圧ゴム５１の上下面に配設された上電極５２及び下電極５３と、感圧ゴム５１、上電極５２及び下電極５３を被覆する絶縁体５４とを備えて構成されている。コードスイッチ５０は、第２の実施の形態のコードスイッチ４０と同様に上面シート２の溝１内に配置される。
【００４６】
感圧ゴム５１は、例えば、シリコーンゴムに金属粒子を分散させることによって形成されている。
【００４７】
上電極５２及び下電極５３は、可撓性を有するように銅または銅合金による平編線からなる構成にしている。
【００４８】
このコードスイッチ５０は、例えば、絶縁体５４の上面に荷重が加わると、荷重に応じて上電極５２及び下電極５３が感圧ゴム５１を圧縮する。このとき、感圧ゴム５１は荷重の大きさに応じて抵抗値が減少し、従って上電極５２と下電極５３との間の抵抗値は、無荷重のときに比べて小さくなる。
【００４９】
第３の実施の形態によれば、コードスイッチ５０内に空隙が存在しないため、可撓性には劣るが、荷重が加わったときのマットセンサ１０の表面の下降量（沈み量）を小にすることができる。
【００５０】
［第４の実施の形態］
図８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す正面図である。このコードスイッチ６０は、複数の金属線（単線でもよい）からなる内電極６１と、内電極６１の外周面に層状に設けられた圧電体６２と、圧電体６２の外周面に層状に設けられた外電極６３と、外電極６３を被覆する絶縁体６４とを備えて構成されている。コードスイッチ６０は、第２の実施の形態のコードスイッチ４０と同様に上面シート２の溝１内に配置される。
【００５１】
圧電体６２は、例えば、圧電セラミックスであり、具体的にはチタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛の焼結粉体、ニオブ酸ナトリウム等の非鉛系圧電セラミック焼結粉体等を用いて構成されている。
【００５２】
コードスイッチ６０は、荷重Ｐが絶縁体６４の表面に加わると、外電極６３を介して圧電体６２が加圧される。圧電体６２は、外電極６３を介して或るレベル以上の圧力が加わると、パルス状の電圧を発生する。この電圧は、瞬間的に加わるほど大きくなる。圧電体６２に発生した電圧は、内電極６１及び外電極６３を介して取り出され、更に波形整形等を施すことにより、検出信号を得ることができる。
【００５３】
第４の実施の形態によれば、測定用の電源等を不要にすることができる。また、二値的やアナログ的に変化する検出信号によらず、パルス電圧を用いて制御回路や警報回路を動作させるといった用途のマットセンサ１０に適している。
【実施例１】
【００５４】
次に、本発明の実施例について説明する。
本発明者は、まず、図２に示した構成により、外径４．６ｍｍのコードスイッチ３を製作した。また、図１及び図４に示した構成により、７００×５００ｍｍのサイズの上面シート２及び下面シート４を製作した。なお、下面シート４は、厚みを１ｍｍとした。
【００５５】
図９は、実施例における上面シートの主要部の仕様を示し、（ａ）は溝の断面図、（ｂ）は外縁部の周辺の断面図である。
【００５６】
図９（ａ）に示すように、溝１は、幅を５ｍｍ、高さを３ｍｍとし、この部分の上面シート２の厚みは１ｍｍとした。
【００５７】
また、図９（ｂ）に示すように、外縁部６は、幅を２０ｍｍとし、段部２ｃの高さを１．５ｍｍとした。また、傾斜部２ａは、幅を１８ｍｍ、その最大高さを５ｍｍ、周縁の高さを１ｍｍとした。
【００５８】
このように外縁部６における段部２ｃの高さを１、５ｍｍ、外縁部６の下面からの最大厚みを５．５ｍｍとしたことにより、外径４．６ｍｍのコードスイッチ３に対して適度な変形である１．５ｍｍ強の潰れ変形を常に確保することができた。また、上面シート２の溝１は、コードスイッチ３を曲げて配置し、曲げた状態でも検知できる弾性を有するコードスイッチ３の特長を活かしてＲ３０の屈曲部を設けて一筆書き状に形成した。
【００５９】
図１０は、コードスイッチにおける抵抗−センサ潰れ変位特性を示す特性図である。この場合のコードスイッチ３は、上記した様に外径を４．６ｍｍとし、導電部材３１Ａ〜３１Ｄは、各外径を０．８５ｍｍ、隣接間の距離を０．７５ｍｍ、対向位置にある導電部材３１間の距離を１．２〜１．３ｍｍとした。
【００６０】
ここで、コードスイッチ３の潰れ変位δは、上面シート２に荷重Ｐが付与される方向の径が変形前の径Ｄ１に対し、変形後の径Ｄ２との偏差（δ＝Ｄ１−Ｄ２）と定義する。
【００６１】
図１０に示すように、コードスイッチ３の抵抗値は、マットセンサ１０に荷重Ｐが加わり始め、潰れ変位δが１ｍｍを超えると導電部材３１の抵抗が減少し始め、潰れ変位δが約１．２ｍｍまでは急激に変化する。その後、抵抗は緩やかに変化し、１．５ｍｍ以上の潰れ変位δではほぼ一定になる。１．５ｍｍ強の潰れ変位を確保することによって、安定した動作が得られ、また、潰れ変位δを１．５ｍｍ程度にとどめることができる。
【００６２】
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み合わせは任意に行うことができる。
【００６３】
また、本発明のマットセンサ１０は、例えば、ホームセキュリティ、店舗入り口、マンションベランダ、マンション屋上、医療・介護関係（入室管理、俳徊管理）、車両等の検知（駐車場、重機類の接近）、プラント等の危険エリア管理などに応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係るマットセンサを示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）に示すマットセンサの上面シートの裏面図である。
【図２】図２は、コードスイッチの構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、コードスイッチの測定回路を示す回路図である。
【図４】図４は、マットセンサの組み立て方法を示し、（ａ）は分解状態、（ｂ）はコードスイッチを下面シートに組み込んだ状態、（ｃ）は完成状態を示す図である。
【図５】図５は、マットセンサに荷重が加わったときの変形の様子を示す断面図である。
【図６】図６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す斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第３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８】図８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す正面図である。
【図９】図９は、実施例における上面シートの主要部の仕様を示し、（ａ）は溝の断面図、（ｂ）は外縁部の周辺の断面図である。
【図１０】図１０は、コードスイッチにおける抵抗−センサ潰れ変位特性を示す特性図である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 溝
２ 上面シート
２ａ 傾斜部
２ｂ 凸部
２ｃ 段部
３ コードスイッチ
４ 下面シート
５ 隙間
６ 外縁部
１０ マットセンサ
２０ コネクタ
２１ 電源
２２ 抵抗
２３ 電流計
２４Ａ〜２４Ｄ 端子
２５Ａ，２５Ｂ 配線
２６Ａ，２６Ｂ 短絡線
２７ 抵抗
３１Ａ〜３１Ｄ 導電部材
３２ 中空部
３３ 絶縁体
３４ 金属線
３５Ａ〜３５Ｄ 導電性樹脂層
３６Ａ，３６Ｂ 端子
４０ コードスイッチ
４１ 中空絶縁体
４２Ａ，４２Ｂ 導電部材
４３ 導電性樹脂
４４ 中空部
５０ コードスイッチ
５１ 感圧ゴム
５２ 上電極
５３ 下電極
５４ 絶縁体
６０ コードスイッチ
６１ 内電極
６２ 圧電体
６３ 外電極
６４ 絶縁体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に溝が設けられている上面シートと、
前記上面シートの前記溝に収容されたコードスイッチと、
前記上面シートに装着された平板状の下面シートとを備えることを特徴とするマットセンサ。
【請求項２】
前記溝は、幅が前記コードスイッチの外径より大きく、深さが前記コードスイッチの外径よりも小さい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】
前記上面シートは、その周縁に前記下面シートとの貼着を行うための所定幅の外縁部を有し、前記コードスイッチが配置される面に前記溝の側部を構成する凸部が設けられ、前記凸部の表面位置が前記外縁部の表面よりも低い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４】
前記コードスイッチは、中空の絶縁体と、
前記絶縁体の内面の円周方向に等間隔に配置され、かつ長手方向に螺旋状に配設された複数の導電部材と、
を備え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５】
前記コードスイッチは、角形の断面形状からなる中空部を有する絶縁体と、
前記絶縁体の対向する内壁面に所定の距離をもって配置された一対の導電部材と、
を備え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６】
前記複数または一対の導電部材は、少なくとも１本の金属線と、
復元性及び導電性を備えて前記金属線を被覆する導電性樹脂層と、
を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載のマットセンサ。
【請求項７】
前記コードスイッチは、加圧力に応じて導電状態が変化する帯状の感圧ゴムと、
可撓性を有するとともに前記感圧ゴムの両面に重ね合わされた一対の電極と、
前記一対の電極及び前記感圧ゴムを封止する絶縁体と、
を備え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８】
前記コードスイッチは、少なくとも１本の金属線からなる内電極と、
印加された荷重に応じた電圧を発生すると共に前記内電極に被覆された圧電体と、
前記圧電体を被覆する外電極と、
前記外電極を被覆する絶縁体と、
を備え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１】
内面に溝が設けられている上面シートと、
前記上面シートの前記溝に収容されたコードスイッチと、
前記上面シートに装着された平板状の下面シートとを備えることを特徴とするマットセンサ。
【請求項２】
前記溝は、幅が前記コードスイッチの外径より大きく、深さが前記コードスイッチの外径よりも小さい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】
前記上面シートは、その周縁に前記下面シートとの貼着を行うための所定幅の外縁部を有し、前記コードスイッチが配置される面に前記溝の側部を構成する凸部が設けられ、前記凸部の表面位置が前記外縁部の表面よりも低い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４】
前記コードスイッチは、中空の絶縁体と、
前記絶縁体の内面の円周方向に等間隔に配置され、かつ長手方向に螺旋状に配設された複数の導電部材と、
を備え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５】
前記コードスイッチは、角形の断面形状からなる中空部を有する絶縁体と、
前記絶縁体の対向する内壁面に所定の距離をもって配置された一対の導電部材と、
を備え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６】
前記複数または一対の導電部材は、少なくとも１本の金属線と、
復元性及び導電性を備えて前記金属線を被覆する導電性樹脂層と、
を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載のマットセンサ。
【請求項７】
前記コードスイッチは、加圧力に応じて導電状態が変化する帯状の感圧ゴムと、
可撓性を有するとともに前記感圧ゴムの両面に重ね合わされた一対の電極と、
前記一対の電極及び前記感圧ゴムを封止する絶縁体と、
を備え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８】
前記コードスイッチは、少なくとも１本の金属線からなる内電極と、
印加された荷重に応じた電圧を発生すると共に前記内電極に被覆された圧電体と、
前記圧電体を被覆する外電極と、
前記外電極を被覆する絶縁体と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のマットセンサ。
【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２００８−１５３００５（Ｐ２００８−１５３００５Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３８２１１（Ｐ２００６−３３８２１１）
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【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７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１５日（２００６．１２．１５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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