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発明の名称 感圧センサの端末接続部及び端末接続方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−5110(P2007−5110A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−183160(P2005−183160)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 荻野 弘之 / 近藤 龍太
要約 課題
ケーブル状の感圧センサ1を同軸ケーブル11に接続する場合、中心電極2、12を対向させて位置決めがしにくかったり、絶縁テープ2の巻きつけ等に手間がかかったりしていた。

解決手段
感圧センサ1と同軸ケーブル11双方の端末部6、16における中心軸の延長方向が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させているので、中心電極2、12同士の半田付けの際の位置決めが容易となる。また、端末接続部35の一端が開放端となっているので、中心電極2、12同士や外側電極4、14同士を導通させる加工や、中心電極2、12と外側電極4、14との絶縁を確保する加工等がやり易く、機械化も容易に可能で、従来の構成よりも作業の合理化ができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
ケーブル状の感圧センサを同軸ケーブルと接続する感圧センサの端末接続部であって、前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の端末部における中心軸の延長方向が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させて前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の中心電極同士及び外側電極同士を接続し、端末接続部の一端が開放端となっていることを特徴とする感圧センサの端末接続部。
【請求項2】
感圧センサと同軸ケーブル双方の中心電極同士を接続した中心電極接続部を前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の外側電極から絶縁する絶縁部を備え、前記絶縁部は前記中心電極同士を接続した部位に端末接続部の開放端側から熱収縮チューブを挿入して熱加工により成型された請求項1記載の感圧センサの端末接続部。
【請求項3】
感圧センサと同軸ケーブル双方の外側電極と絶縁部とは導電性樹脂によりモールドされた請求項2記載の感圧センサの端末接続部。
【請求項4】
感圧センサと同軸ケーブルとが所定の方向に分岐するようモールドされた請求項3記載の感圧センサの端末接続部。
【請求項5】
ケーブル状の感圧センサを同軸ケーブルと接続する感圧センサの端末接続方法であって、前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の端末部における中心軸の延長方向が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させる工程と、隣接した場所において前記感圧センサと同軸ケーブルの中心電極同士をカシメや半田付け等により接続する工程と、前記中心電極同士を接続した部位の近傍に熱収縮チューブを挿入して熱加工する工程と、前記熱収縮チューブの近傍を覆うとともに前記感圧センサと前記同軸ケーブルの外側電極同士を導通させるよう導電性樹脂によるモールド加工を行う工程とを少なくとも有することを特徴とする感圧センサの端末接続方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ケーブル状の感圧センサを同軸ケーブルに接続する感圧センサの端末接続部及び端末接続方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ケーブル状の感圧センサを同軸ケーブルに接続する従来の技術として、次のようなものがあった。図3に従来技術による接続部の構造図を加工の工程順に示す。図3の工程1において、感圧センサ1は中心電極2、感圧層3、外側電極4、被覆層5を同軸状に成型したものである。また、同軸ケーブル11は中心電極12、絶縁層13、外側電極14、外被層15を備えている。そして、この工程では、接続部20において、中心電極2、12同士が半田付けにより接続される。次に、工程2では、上記半田付け部位近傍の上に絶縁テープ21が巻かれる。そして、工程3では、絶縁テープ21の上には外側電極4、14同士を接続する導電テープ22が巻かれる。さらに、工程4では、予め感圧センサ1又は同軸ケーブル11に挿入しておいた熱収縮チューブ23が導電テープ22上を覆って熱加工される。これにより、熱収縮チューブ23が被覆層5と外被層15と密接し、接続部20が密封された構成となっている。
【0003】
また、一般的には専用のコネクタを用いてケーブル工場など専用設備内で処理されるものもある(特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2001−176623号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、専用工場でコネクタを用いての接続作業を行わない場合は、上記した従来の接続部20では、中心電極2、12同士を半田付けする際に中心電極2、12を対向させてつき合わせる必要があり、位置決めがしにくかった。
【0005】
また、中心電極2、12は外径が小さいので、その周りに絶縁テープ21を巻きつけるのは手間のかかる作業であり、巻きつけが緩んで絶縁テープ21がずれて絶縁性が損なわれる可能性もあった。
【0006】
さらに、熱収縮チューブ23で接続部20の最外層を封止するためには、予め熱収縮チューブ23を感圧センサ1又は同軸ケーブル11に挿入しておかなくてはならならないといった煩わしさがあった。
【0007】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、感圧センサを同軸ケーブルに接続する作業に手間のかからない端末接続部を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記従来の課題を解決するために、前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の端末部における中心軸の延長方向が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させているので、例えば、中心電極同士の半田付けの際の位置決めが容易となる。また、端末接続部の一端が開放端となっているので、中心電極同士や外側電極同士を導通させる加工や、中心電極と外側電極との絶縁を確保する加工等がやり易く、機械化も容易に可能で、従来の構成よりも作業の合理化ができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明の感圧センサの端末接続部は、前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の端末部における中心軸の延長方向が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させているので、例えば、中心電極同士の半田付けの際の位置決めが容易となる。また、端末接続部の一端が開放端となっているので、中心電極同士や外側電極同士を導通させる加工や、中心電極と外側電極との絶縁を確保する加工等がやり易く、機械化も容易に可能で、従来の構成よりも作業の合理化ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
第1の発明は、ケーブル状の感圧センサを同軸ケーブルと接続する感圧センサの端末接続部であって、前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の端末部における中心軸の延長方向が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させているので、例えば、中心電極同士の半田付けの際の位置決めが容易となる。また、端末接続部の一端が開放端となっているので、中心電極同士や外側電極同士を導通させる加工や、中心電極と外側電極との絶縁を確保する加工等がやり易く、機械化も容易に可能で、従来の構成よりも作業の合理化ができる。
【0011】
第2の発明は、特に第1の発明において、感圧センサと同軸ケーブル双方の中心電極同士を接続した中心電極接続部を前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の外側電極から絶縁する絶縁部を備え、前記絶縁部は前記中心電極同士を接続した部位に端末接続部の開放端側から熱収縮チューブを挿入して熱加工により成型されたものである。
【0012】
そして、前記中心電極同士を接続した部位に端末接続部の開放端側から熱収縮チューブを挿入することができるので、従来のように絶縁テープを巻きつける手間は不要となり、作業の合理化が図れるとともに、従来のように絶縁テープがずれて絶縁性が損なわれるといった懸念がなく、信頼性が向上する。
【0013】
第3の発明は、特に第2の発明の感圧センサと同軸ケーブル双方の外側電極と絶縁部とは導電性樹脂によりモールドされたもので、導電性樹脂を介して外側電極同士が導通するとともに端末接続部の封止ができる。
【0014】
第4の発明は、特に第3の発明において、感圧センサと同軸ケーブルとが所定の方向に分岐するようモールドされたもので、感圧センサのレイアウトや同軸ケーブルによる信号導出の自由度が向上する。
【0015】
第5の発明は、ケーブル状の感圧センサを同軸ケーブルと接続する感圧センサの端末接続方法であって、ケーブル状の感圧センサを同軸ケーブルと接続する感圧センサの端末接続方法であって、前記感圧センサと前記同軸ケーブル双方の端末部における中心軸の延長方向が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させる工程と、隣接した場所において前記感圧センサと同軸ケーブルの中心電極同士をカシメや半田付け等により接続する工程と、前記中心電極同士を接続した部位の近傍に熱収縮チューブを挿入して熱加工する工程と、前記熱収縮チューブの近傍を覆うとともに前記感圧センサと前記同軸ケーブルの外側電極同士を導通させるよう導電性樹脂によるモールド加工を行う工程とを少なくとも有することを特徴とする。
【0016】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【0017】
(実施の形態1)
本発明の第1の実施の形態を図1を参照して説明する。
【0018】
図1は本発明の第1の実施の形態における感圧センサの端末接続部の構造図を加工の工程順に示したものである。
【0019】
まず、図1の工程1では、感圧センサ1と同軸ケーブル11双方の端末部6、16における中心軸の延長方向(図中、A、Bの矢印方向)が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させる。次に、工程2では、上記工程で端末部同士を隣接した場所において感圧センサ1と同軸ケーブル11の中心電極2、12同士をカシメ冶具からなる中心電極接続部31により接続する。そして、工程3では、中心電極2、12同士を中心電極接続部31により接続した部位の近傍に熱収縮チューブを図中のC方向から挿入して熱加工により絶縁部32を形成する。
【0020】
さらに、工程4では、絶縁部32の近傍を覆うとともに感圧センサ1と同軸ケーブル11の外側電極4、14同士を導通させるよう導電性樹脂によるモールド加工が行なわれ、モールド部33が形成される。この際、感圧センサ1と同軸ケーブル11はそれぞれD方向とE方向に分岐してモールドされる。尚、それぞれの分岐の方向は任意に設計可能である。また、感圧センサ1と同軸ケーブル11の間には隙間34があるが、モールド加工の際の導電性樹脂の流動性により隙間34もくまなく封止される。
【0021】
以上の工程により端末接続部35が完成する。

尚、感圧センサとしては、ケーブル状の圧電センサ、静電容量センサ、摩擦電気式センサ等が用いられる。
【0022】
また、中心電極接続部31は半田付けにより形成してもよいし、導電性接着剤付の金属テープ等で形成してもよい。
【0023】
上記構成により、感圧センサ1と同軸ケーブル11双方の端末部6、16における中心軸の延長方向(図中、A、Bの矢印方向)が略同一方向となるよう端末部同士を隣接させているので、中心電極2、12同士の半田付けの際の位置決めが容易となる。
【0024】
また、端末接続部35の一端が開放端となっているので、中心電極2、12同士や外側電極4、14同士を導通させる加工や、中心電極2、12と外側電極4、14との絶縁を確保する加工等がやり易く、機械化も容易に可能で、従来の構成よりも作業の合理化ができる。
【0025】
また、中心電極2、12同士を接続した部位に端末接続部35の開放端側から熱収縮チューブを挿入して熱加工することにより絶縁部32を形成することができるので、従来のように絶縁テープを巻きつける手間は不要となり、作業の合理化が図れるとともに、従来のように絶縁テープがずれて絶縁性が損なわれるといった懸念がなく、信頼性が向上する。
【0026】
また、感圧センサ1と同軸ケーブル11双方の外側電極4、14と絶縁部32とは導電性樹脂によりモールドされたもので、導電性樹脂を介して外側電極4、14同士が導通するとともに端末接続部35の封止ができる。
【0027】
また、モールド加工は機械化が可能であり、従来の構成のように、接続部の封止のために、予め熱収縮チューブを感圧センサ1又は同軸ケーブル11に挿入しておかなくてはならならないといった手作業での煩わしさがない。
【0028】
また、感圧センサ1と同軸ケーブル11とが所定の方向に分岐するようモールドされる
ので、感圧センサのレイアウトや同軸ケーブルによる信号導出の自由度が向上する。
【0029】
尚、上記第1の実施の形態の絶縁部32は熱収縮チューブにより形成したが、非導電性樹脂によるモールド加工により形成してもよく、モールド加工は機械化が可能なので、作業がより合理化される。
【0030】
(実施の形態2)
本発明の第2の実施の形態を図2を参照して説明する。
【0031】
上記第1の実施の形態で説明した端末接続部により同軸ケーブルが接続されたケーブル状の感圧センサは、例えば、自動車の電動スライドドアのような自動開閉ドアでの異物接触検出用として用いることが出来る。この実施の形態を図2を参照して説明する。
【0032】
図2(a)は上記第1の実施の形態の感圧センサ1を自動車の電動スライドドア41の異物接触検出用として用いた構成図である。図2(a)において、感圧センサ1は例えば、ケーブル状の圧電センサからなり、端末接続部35を介して同軸ケーブル11に接続されている。感圧センサ1は合成ゴムや熱可塑性エラストマー等からなるプロテクタ36に配設されている。プロテクタ36への感圧センサ1の挿入は圧搾空気を注入しながら行うとよい。また、プロテクタ36の押出し成型時に感圧センサ1を同時に押出して成型してもよい。プロテクタ36の両端は水分侵入の防止のため封止加工されている。
【0033】
同軸ケーブル11の先端にはシールド型の中継コネクタ37が装着されている。プロテクタ36は電動スライドドア41の端部42に装着される。この際、同軸ケーブル11は端部42下端近傍に設けられた貫通孔43を通って電動スライドドア41のパネル内部に挿入され、中継コネクタ37は相手方のシールド型の中継コネクタ44と接続される。中継コネクタ44は同軸ケーブル45の一端に装着され、同軸ケーブル45他端にはシールド型のコネクタ46が装着されている。そして、コネクタ46は電動スライドドア41の駆動を制御するコントローラ47に接続されている。
【0034】
これらの構成により感圧センサ1の出力信号は同軸ケーブル11、45を介してコントローラ47に伝播され、所定のフィルター処理や増幅処理をされて、閾値と比較される。すなわち、電動スライドドア閉止動作中に異物がプロテクタ36に接触して感圧センサ1が変形すると、変形に応じた出力信号が感圧センサ1から出力される。感圧センサ1の出力信号が上記の処理を受けて、閾値以上となった場合は、異物の接触ありと判定して電動スライドドア閉止動作が停止され、かつ、開口動作へと反転することにより、それ以降の不要な異物の接触やボディーとの間での挟み込みが回避される。
【0035】
尚、感圧センサ1が圧電センサ等の高インピーダンスなセンサであっても、コントローラ47までの信号伝播経路に同軸ケーブル11、45、シールド型コネクタ37、44、46を用いていて電気的なノイズ成分の侵入は遮蔽されるので、強電界ノイズの影響を受けない。この場合、さらに、コントローラ47を電気的にシールドされたケースに内蔵するのが好ましい。
【0036】
また、異物の接触を検出する領域以外の信号伝播経路には同軸ケーブル11、45を用いているので、万一、ドアパネル内部で車体の振動が同軸ケーブル11、45に印加されても、それによる同軸ケーブル11、45からの電荷発生は極端に小さいか全く無いので、振動ノイズの影響も受けにくい。
【0037】
また、感圧センサ1が圧電センサ等の高インピーダンスなセンサの場合でも、同軸ケーブル11、45を介してコントローラ47に入力される信号は通常の電圧増幅型アンプで
処理してもよいが、感圧センサ1の静電容量C1に対して同軸ケーブル11、45の静電容量C2が無視できないほど大きい場合は、感圧センサ1で発生した電荷をQとすると発生電圧Vは、V=Q/(C1+C2)の関係より、感圧センサ1での正味の発生電圧(=Q/C1)より小さくなる。このような場合は、コントローラ47に入力される信号をチャージアンプにより処理することが好ましい。チャージアンプを使用すると、同軸ケーブル11、45の静電容量に関係なく、感圧センサ1での発生電荷とチャージアンプの帰還コンデンサとの比により出力電圧が決まるので、電圧増幅型アンプの場合のようなロスを抑えることができる。
【0038】
また、感圧センサ1の一般的な使い方として、感圧センサ1の端部(端末接続部35に相当)に上述したフィルター処理回路や増幅処理回路、閾値との比較回路等からなる検知回路を接続し、前記検知回路からコントローラ47までは通常のリード線で検知信号を伝送する構成もあるが、上記第2の実施の形態によれば、前記検知回路をコントローラ47に集約することができるので、感圧センサ1の端部に検知回路を接続する構成よりもシステム全体の合理化が図れるといった利点がある。
【0039】
尚、感圧センサ1にケーブル状の圧電センサを用いる場合、プロテクタ36は異物の接触時に圧電センサがなるべく変形しやすいような材質や断面形状とすることが望ましい。これは、圧電センサが変形の加速度に比例した出力電圧を発生するためである。例えば、図2(b)に図2(a)のFF位置におけるプロテクタ36の断面図を示す。図2(b)に示すように、プロテクタ36は内部に中空部38を有しており、異物がプロテクタ36に接触した際に、感圧センサ1が中空部38方向に変形しやすくなっている。このような中空部38を設けることにより、感圧センサ1の感度が向上するとともに、異物がプロテクタ36に接触した際の緩衝作用もあり、接触した異物への荷重を低減することができる。
【0040】
また、上記は、自動車の電動スライドドアへの適用例を示したが、自動車のハッチバックドアやサンルーフパワーウィンドウ等の開閉部に適用してもよい。また、建物や列車等の自動ドアに適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0041】
以上のように、本発明にかかる感圧センサの端末接続部は、ケーブル状の感圧センサを同軸ケーブルに接続する作業に手間のかからない端末接続部を提供することができる。
従って、感圧センサから信号を導出する経路で不要な振動の影響を受けたくない場合には好適である。例えば、住居の塀や施設の境界用のフェンスに配設して侵入者を検知するようなセキュリティ用の防犯システム用のセンサとしても適用でき、塀やフェンス以外での不要な振動の影響は受けずに侵入者による塀やフェンスの振動のみを検出する実用的な防犯システムが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明の実施の形態1における感圧センサの端末接続部の加工の工程とその構成図
【図2】(a)本発明の実施の形態2における感圧センサ1を自動車の電動スライドドア41の異物接触検出用として用いた構成図(b)図2(a)のFF位置におけるプロテクタ36の断面図
【図3】従来技術による接続部の加工の工程とその構造図
【符号の説明】
【0043】
1 感圧センサ
2 中心電極
3 感圧層
4 外側電極
5 被覆層
6 端末部
11 同軸ケーブル
12 中心電極
13 絶縁層
14 外側電極
15 外被層
16 端末部
31 中心電極接続部
32 絶縁部
33 モールド部
35 端末接続部




 

 


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