JP5860801B2 - Pressure detection cable - Google Patents
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Description
本発明は、圧力が加えられたことを検知する圧力検知用ケーブルに関する。 The present invention relates to a pressure detection cable for detecting that pressure has been applied.
一般に、車両や建築物等に設けられる自動開閉装置は、圧力検知用ケーブルを有しており、その圧力検知用ケーブルは、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された圧力検知用ケーブルは、２本の電極と、２本の電極を内部に収容した管状体（中空絶縁体)とを有する。また、２本の電極の外周面一部は管状体の内周面に埋め込まれており、かつ、２本の電極は管状体の長手方向に沿って螺旋状に固定されている。２本の電極は、管状体の内周面に固定されることで、電気的に接触しない状態に保持されている。さらに、管状体は、復元性ゴムまたは復元性プラスチックにより構成されており、管状体は、圧力が加えられて変形し、圧力が低下すると元の形状に復元する特性を有する。 In general, an automatic opening / closing device provided in a vehicle, a building, or the like has a pressure detection cable, and the pressure detection cable is described in Patent Document 1, for example. The pressure detection cable described in Patent Document 1 has two electrodes and a tubular body (hollow insulator) in which the two electrodes are accommodated. A part of the outer peripheral surface of the two electrodes is embedded in the inner peripheral surface of the tubular body, and the two electrodes are fixed spirally along the longitudinal direction of the tubular body. The two electrodes are held in a state where they are not in electrical contact by being fixed to the inner peripheral surface of the tubular body. Furthermore, the tubular body is made of a recoverable rubber or a recoverable plastic, and the tubular body has a characteristic of being deformed when a pressure is applied and restoring the original shape when the pressure is lowered.
２本の電極の一方の端部には、電源及び電流計が接続され、２本の電極の他方の端部には、電流調整用の抵抗が接続されることにより、電気回路が形成されている。さらに、電気回路には通電されており、物体が管状体に接触して管状体が変形すると、２本の電極同士が接触して短絡電流が流れ、この電流増加に基づいて、圧力が加えられたことを検知することができる。 A power source and an ammeter are connected to one end of the two electrodes, and a current adjusting resistor is connected to the other end of the two electrodes to form an electric circuit. Yes. Furthermore, the electric circuit is energized, and when the object comes into contact with the tubular body and the tubular body is deformed, the two electrodes come into contact with each other and a short-circuit current flows, and pressure is applied based on this increase in current. Can be detected.
ところで、特許文献１に記載された圧力検知用ケーブルを製造する際の工程を推定すると以下の通りである。まず、外周面に螺旋状の溝が２本形成された長尺部材（中子）を用意し、その長尺部材の外周面の溝に２本の電極を螺旋状に巻き付けた中間体を構成する。次いで、中間体を金型のキャビティ内に配置するとともに、キャビティ内へ絶縁材料を注入して固化して管状体を成形する。さらに、金型を開いて成形品を金型から取り出し、さらに、中子を回転させながら成形品から引き抜いて、圧力検知用ケーブルを得るという製造方法が考えられる。しかしながら、この製造方法においては、製造された圧力検知用ケーブルの管状体の内部から、中子を回転させながら引き抜くという工程が必要であり、製造が面倒であるという問題があった。 By the way, it is as follows when the process at the time of manufacturing the cable for pressure detection described in patent document 1 is estimated. First, a long member (core) having two spiral grooves formed on the outer peripheral surface is prepared, and an intermediate body is formed by spirally winding two electrodes around the outer peripheral surface of the long member. To do. Next, the intermediate body is placed in the cavity of the mold, and an insulating material is injected into the cavity and solidified to form a tubular body. Furthermore, a manufacturing method is conceivable in which a mold is opened, a molded product is taken out from the mold, and further pulled out from the molded product while rotating the core to obtain a pressure detection cable. However, in this manufacturing method, there is a problem that the manufacturing process is troublesome because a step of pulling out the core while rotating the core from the inside of the tubular body of the manufactured pressure detection cable is necessary.
本発明の目的は、製造の容易な圧力検知用ケーブルを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pressure detection cable that is easy to manufacture.
本発明の圧力検知用ケーブルは、圧力が加えられて弾性変形する管状体と、前記管状体の内部に設けられ、かつ、前記管状体に圧力が加えられて前記管状体が変形することにともない相互に導通する複数の電極とを有する圧力検知用ケーブルであって、前記管状体の内部に設けられ、前記管状体が変形していないときに前記複数の電極同士を非導通状態に保持し、かつ外周面に円周方向で間隔をおいて複数の突出部が設けられた第１セパレータを有し、前記複数の電極は、前記第１セパレータを取り囲むように螺旋状に配置されており、前記管状体の長手方向に対して垂直な平面断面内で、前記第１セパレータの外接円の外径Ｈと、前記複数の電極のそれぞれの外径φと、前記突出部の厚みｂの関係は、数式１ The pressure detection cable according to the present invention is provided with a tubular body that is elastically deformed when pressure is applied, and is provided inside the tubular body, and the tubular body is deformed when pressure is applied to the tubular body. A pressure detecting cable having a plurality of electrodes that are electrically connected to each other, provided inside the tubular body, and holding the plurality of electrodes in a non-conductive state when the tubular body is not deformed; And a first separator having a plurality of protrusions provided on the outer peripheral surface at intervals in the circumferential direction, wherein the plurality of electrodes are arranged in a spiral shape so as to surround the first separator, In a plane cross section perpendicular to the longitudinal direction of the tubular body, the relationship between the outer diameter H of the circumscribed circle of the first separator, the outer diameter φ of each of the plurality of electrodes, and the thickness b of the protrusion is as follows: Formula 1
本発明の圧力検知用ケーブルは、前記平面断面内で、前記外径Ｈと、前記外径φとの関係は、Ｈ≦（２／３）φであることを特徴とする。 In the pressure detection cable of the present invention, the relationship between the outer diameter H and the outer diameter φ is H ≦ (2/3) φ in the plane cross section.
本発明の圧力検知用ケーブルは、前記第１セパレータの前記突出部は、螺旋状に形成され、前記複数の電極は、前記複数の突出部同士の間にそれぞれ単独で配置されていることを特徴とする。 In the pressure detection cable of the present invention, the protrusions of the first separator are formed in a spiral shape, and the plurality of electrodes are individually disposed between the plurality of protrusions. And
本発明の圧力検知用ケーブルは、前記管状体の内部に第２セパレータが配置され、前記第２セパレータは、前記第１セパレータ及び前記複数の電極の外周に前記第１セパレータの螺旋の向きと同じ向きに螺旋状に設けられ、かつ前記管状体および前記複数の電極のうち隣接する２本の電極に接触して配置されていることを特徴とする。 In the pressure detection cable of the present invention, a second separator is disposed inside the tubular body, and the second separator has the same spiral direction as the first separator on the outer periphery of the first separator and the plurality of electrodes. It is provided in a spiral shape, and is arranged in contact with two adjacent electrodes among the tubular body and the plurality of electrodes.
本発明の圧力検知用ケーブルは、前記複数の電極は、前記第１セパレータの外周面に溶着して固定されていることを特徴とする。 The pressure detection cable according to the present invention is characterized in that the plurality of electrodes are welded and fixed to the outer peripheral surface of the first separator.
本発明（請求項１）によれば、複数の電極同士は、第１セパレータにより非接触状態に保持される。したがって、圧力検知用ケーブルの製造後に、管状体の内部から取り出す要素はなく、圧力検知用ケーブルの製造工程が増加することを抑制でき、製造が容易である。また、圧力検知用ケーブルに圧力が加わった際に、電極同士の接触圧力をなるべく早く上昇させることができる。したがって、圧力検知用ケーブルは、圧力の検知感度が向上する。 According to the present invention (Claim 1), the plurality of electrodes are held in a non-contact state by the first separator. Therefore, there is no element taken out from the inside of the tubular body after the manufacture of the pressure detection cable, the increase in the manufacturing process of the pressure detection cable can be suppressed, and the manufacture is easy. Further, when pressure is applied to the pressure detection cable, the contact pressure between the electrodes can be increased as soon as possible. Therefore, the pressure detection cable improves the pressure detection sensitivity.
本発明（請求項１）によれば、圧力の検知感度を一層向上できる。 According to the present invention (Claim 1 ), the pressure detection sensitivity can be further improved.
本発明（請求項２）によれば、複数の突出部同士の間に、複数の電極がそれぞれ単独で配置されているから、加えられる圧力が所定値未満であるとき、電極同士の接触を確実に防止できる。 According to the present invention (Claim 2 ), since the plurality of electrodes are individually disposed between the plurality of protrusions, when the applied pressure is less than a predetermined value, the electrodes are reliably in contact with each other. Can be prevented.
本発明（請求項３）によれば、圧力が加えられていない状態で、電極同士が接触することを確実に防止できる。 According to the present invention (Claim 3 ), it is possible to reliably prevent the electrodes from contacting each other in a state where no pressure is applied.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１及び図２に示す圧力検知用ケーブル１０は、中空の管状体１１と、管状体１１の内部に設けられた４本の電極１２，１３，１４，１５と、管状体１１の内部に設けられた第１セパレータ１６及び第２セパレータ１７とを有する。管状体１１は、円筒形状の導電層１１ａと、導電層１１ａの外周面を覆うように形成された円筒形状の絶縁層１１ｂとを有している。導電層１１ａは、少なくとも内側部分が導電性を有する弾性材料により形成されている。導電層１１ａは、管状体１１の直径方向に沿った平面断面内における外周形状が円形である。ここで、管状体１１の直径方向に沿った平面断面とは、管状体１１の長手方向に対して垂直な平面断面を意味する。また、断面形状が円形とは、管状体１１に圧力が加えられていない状態での形状を意味する。導電層１１ａは、可撓性、すなわち加わった圧力により変形する特性を有する。導電層１１ａは、例えば導電性ゴム、導電性プラスチック等により構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A
一方、管状体１１の絶縁層１１ｂは可撓性を有する材料により構成されている。具体的に説明すると、絶縁層１１ｂは、直径方向の圧力が加えられると弾性変形する一方、加えられる圧力が低下すると元の形状に戻る復元性を有する。また、絶縁層１１ｂは、電流を通さない絶縁体である。このような特性の絶縁層１１ｂを構成する材料としては、復元性ゴム、復元性プラスチック等を用いることができる。導電層１１ａ及び絶縁層１１ｂは別部材により構成したものを接着剤により接着して管状体１１を構成してもよいし、物理的に同一物で構成した管状体１１の内側部分を導電層１１ａとし、管状体１１の外側部分を絶縁層１１ｂとしてもよい。
On the other hand, the
管状体１１の内部に設けられる４本の電極１２，１３，１４，１５は、共に導電性及び可撓性を有し、４本の電極１２，１３，１４，１５は、金属製の導線１８と、導線１８の外周側を被覆した被覆層１９とにより構成されている。導線１８を構成する導電性の金属材料には、銅、銅合金等が含まれる。導線１８は単体でもよいし、複数の導線１８をより合わせて構成してもよい。被覆層１９は導電性を有する材料、例えば、導電性ゴム、導電性プラスチック等により構成され、導線１８よりも高い抵抗値を有している。そして、４本の電極１２，１３，１４，１５は、それぞれの直径方向の断面形状が円形（真円）であり、４本の電極１２，１３，１４，１５は外径が同一である。ここで、断面形状が円形とは、電極１２，１３，１４，１５の単体で圧力が加えられていない状態での形状を意味する。
The four
管状体１１の内部に設けられる第１セパレータ１６は、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加えられていない状態で、電極１２，１３，１４，１５のうち、少なくとも２本が接触することを防止する要素である。第１セパレータ１６は、管状体１１の直径方向で内部の中心に設けられており、かつ、管状体１１の長手方向に沿って配置された長尺形状を有する。第１セパレータ１６は、圧力が加えられると弾性変形し、圧力が低下すると元の形状に戻る復元性を有する。第１セパレータ１６は絶縁材料により構成されている。第１セパレータ１６を構成する材料には、復元性ゴム、復元性プラスチック等が含まれる。
The
また、第１セパレータ１６の外周面には、直径方向に向けて延ばされた突出部（リブ)１６ａが４つ設けられている。４つの突出部１６ａは、第１セパレータ１６の円周方向に沿って９０度間隔で配置されている。つまり、第１セパレータ１６は、管状体１１の直径方向の平面断面内における形状が十字形状を有している。４つの突出部１６ａは、第１セパレータ１６の長手方向に沿って螺旋状に形成されている。４つの突出部１６ａは、第１セパレータ１６の長手方向における螺旋のピッチが全て同一である。ピッチは、突出部１６ａが第１セパレータ１６の円周方向に一周したときの第１セパレータ１６の長手方向における長さを意味する。
Further, four protrusions (ribs) 16 a extending in the diameter direction are provided on the outer peripheral surface of the
さらに、第１セパレータ１６の外周面において、突出部１６ａ同士の間には長手方向に沿った凹部１６ｂが４つ形成されている。つまり、４つの凹部１６ｂは、第１セパレータ１６の外周面に螺旋状に形成されており、４つの凹部１６ｂは、ねじれ方向が全て同一である。また、４つの凹部１６ｂは、第１セパレータ１６の長手方向における螺旋のピッチが全て同一である。
Furthermore, on the outer peripheral surface of the
第１セパレータ１６の突出部１６ａ同士の間、つまり、凹部１６ｂには、４本の電極１２，１３，１４，１５がそれぞれ単独で配置されており、突出部１６ａおよび凹部１６ｂの螺旋の向きに沿って第１セパレータ１６の外周面に４本の電極１２，１３，１４，１５が螺旋状に巻き付けられている。そして、突出部１６ａは隣り合う電極同士の間に位置しているため、隣り合う電極同士は圧力が加えられていない状態では相互に非接触である。なお、隣り合わない電極同士も当然ながら非接触である。
Four
第１セパレータ１６の外周面に各電極１２，１３，１４，１５が螺旋状に巻き付けられている状態では、管状体１１の直径方向における平面断面内で、４本の電極１２，１３，１４，１５の外周形状は楕円（長円)となる。すなわち、４本の電極１２，１３，１４，１５の断面には長軸及び短軸がある。なお、本実施形態で参照する図は、全て管状体１１の直径方向における平面断面を表しているが、便宜上、４本の電極１２，１３，１４，１５の外周形状は楕円ではなく真円で示してある。そして、第１セパレータ１６の円周方向において、電極１２の両側に電極１３，１５が配置されており、電極１３と電極１５との間でかつ第１セパレータ１６を挟んで電極１２と対向する位置に電極１４が配置されている。
In a state in which the
管状体１１の内部には、前述の第１セパレータ１６に電極１２，１３，１４，１５が巻きつけられた状態でさらに、線状の絶縁体で形成された前記第２セパレータ１７が第１セパレータ１６と電極１２，１３，１４，１５との外周に螺旋状に巻き付けられている。また、第２セパレータ１７は、第１セパレータ１６の突出部１６ａと対向して配置されている。第２セパレータ１７は管状体１１の導電層１１ａおよび隣り合う２本の電極とに接触して配置され、各図においては、便宜上、第２セパレータ１７は、管状体１１の内周面である導電層１１ａ、電極１４，１５に接触した状態で示されている。第２セパレータ１７のねじれ方向は、４本の電極１２，１３，１４，１５のねじれ方向および第１セパレータ１６の突出部１６ａの螺旋の向きと同一である。
Inside the
第２セパレータ１７は、抗張力繊維１７ａと、抗張力繊維１７ａの外側を覆った円筒形状の被覆層１７ｂとを有する。被覆層１７ｂは、復元性ゴムまたは復元性プラスチックにより構成されている。第２セパレータ１７は、管状体１１の直径方向における平面断面内の外周形状が円形である。
The
ここで、外周形状が円形とは、第２セパレータ１７に圧力が加えられていない状態での形状を意味する。また、第２セパレータ１７の長手方向における螺旋のピッチは、突出部１６ａの螺旋のピッチと同じである。また、管状体１１の直径方向における平面断面内で、第２セパレータ１７の外周形状は楕円形（長円形)であるが、本実施形態で参照する図では、便宜上、円形で示してある。
Here, the circular outer peripheral shape means a shape in a state where no pressure is applied to the
上述のように、第２セパレータ１７のねじれ方向は、電極１２，１３，１４，１５のねじれ方向および第１セパレータ１６の螺旋の向きと同一で、かつ第２セパレータ１７の螺旋のピッチが第１セパレータ１６の突出部１６ａの螺旋のピッチと同一に設定されている。これによって、圧力検知用ケーブル１０の長手方向において第１セパレータ１６、電極１２，１３，１４，１５および第２セパレータ１７それぞれの配置が常に等しくなる。これによって、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加えられて変形しても、電極１２，１３，１４，１５が電気的に導通する押圧力を、圧力検知用ケーブル１０の長手方向で常に一定にでき、圧力検知用ケーブル１０に圧力を加える場所によって電極１２，１３，１４，１５が電気的に導通する押圧力がばらつくということを防ぐことができる。
As described above, the twist direction of the
また、第２セパレータ１７は、第１セパレータ１６の突出部１６ａと対向する位置に配置されているため、第２セパレータ１７の外周面は、管状体１１の内周面である導電層１１ａと、電極１２，１３，１４，１５のうちの隣接する２本の電極のそれぞれの外周面との３箇所と接している。したがって、圧力検知用ケーブル１０の断面視において、第２セパレータ１７は前述の３箇所で接して保持されているため、管状体１１と第２セパレータ１７が接している箇所が管状体１１の外側から押される圧力が圧力検知用ケーブル１０に加わった場合、第２セパレータ１７が管状体１１と電極との相対位置を変えることなく、圧力検知用ケーブル１０に加わった圧力をそのまま第１セパレータ１６および電極１２，１３，１４，１５に伝えることができる。したがって、圧力検知用ケーブル１０に加わった圧力が、圧力検知用ケーブル１０を構成する構造体の変形によって逃げてしまい、検知圧力が高くなるということを防ぐことができる。
Further, since the
また、第２セパレータ１７のねじれ方向が、電極１２，１３，１４，１５のねじれ方向および第１セパレータ１６の螺旋の向きと同一で、かつ第２セパレータ１７の螺旋のピッチが第１セパレータ１６の突出部１６ａの螺旋のピッチと同一なため、第２セパレータ１７が４本の電極１２，１３，１４，１５の外接円よりも半径方向内側に配置されるため、圧力検知用ケーブル１０の外径を細くすることができる。
The twist direction of the
つぎに、圧力検知用ケーブル１０が接続された電気回路の一例を図３に基づいて説明する。電気回路２０では、４本の電極１２，１３，１４，１５は直列に接続され、詳細には、次のように接続されている。電極１２の一端は、電源２１及び抵抗測定器２２に電気的に接続され、電極１２の他端は電極１３の一端に電気的に接続されている。電極１３の他端は、検出用抵抗２３を介して電極１４の一端に電気的に接続されている。
Next, an example of an electric circuit to which the
また、電極１４の他端は、電極１５の一端に電気的に接続され、電極１５の他端は、グランド２４に接地され、かつ、抵抗測定器２２に電気的に接続されている。したがって、４本の電極１２，１３，１４，１５は、圧力検知用ケーブル１０の一端側において電源２１、抵抗測定器２２、検出用抵抗２３およびグランド２４に接続され、圧力検知用ケーブル１０の他端側において、電極１２と電極１３、電極１４と電極１５それぞれが互いに電気的に接続されている。これによって、電極同士の接続は圧力検知用ケーブル１０の他端側だけで行い、抵抗測定器２２や検出用抵抗２３と電極１２，１３，１４，１５との接続は圧力検知用ケーブル１０の一端側だけで行うことができるため、圧力検知用ケーブル１０におけるそれぞれの電極１２，１３，１４，１５の接続が行いやすくなる。また、抵抗測定器２２は、電気回路２０における電流の抵抗を検知する要素である。抵抗測定器２２は、電子制御装置（コントローラ）２５に接続されている。電子制御装置２５は、抵抗測定器２２において検知される抵抗値に基づいて、圧力検知用ケーブル１０に加わる圧力によって、電極１２，１３，１４，１５のうちの少なくとも２本が直接接触する、もしくは管状体１１を介して導通することを判断する。すなわち、電子制御装置２５は、圧力検知用ケーブル１０に加わる実際の圧力（実加圧力)が所定値（基準加圧力）以上になったか否かを判断する機能を有する。
The other end of the
次に、圧力検知用ケーブル１０の作用を説明する。４本の電極同士の間には第１セパレータ１６の突出部１６ａが配置されている。このため、圧力検知用ケーブル１０に物体が接触していないと、隣り合う電極同士は接触（短絡)しない。また、４本の電極１２，１３，１４，１５の単独と導電層１１ａとの間には、第２セパレータ１７が配置されている。このため、電極１２，１３，１４，１５の単独と導電層１１ａとの間に隙間が形成されており、非接触の状態にある。この状態では、電源２１から電気回路２０に流れた電流は順に電極１２、電極１３、検出用抵抗２３、電極１４、電極１５を通るため、抵抗測定器２２で検知される実際の抵抗値（実抵抗値)は、検出用抵抗２３の抵抗値となる。ここで、電子制御装置２５には、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加わったか否かを判断する閾値として、検出用抵抗２３の抵抗値よりも低い所定値（基準抵抗値）が予め記憶されている。そして、抵抗測定器２２で検知される実抵抗値が、基準所定値以上であるとき、電子制御装置２５は、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加わっていないと判断する。
Next, the operation of the
これに対して、圧力検知用ケーブル１０に物体が接触して、図４のように、管状体１１に加わる圧力Ｆの延長線Ｓ上に、第１セパレータ１６の中心Ａが位置する場合の例を説明する。管状体１１に圧力が加わって直径方向に弾性変形すると、少なくとも２つの電極が導電層１１ａに接触する。図４では、便宜上、電極１３，１４が導電層１１ａに接触した例が示されている。その結果、検出用抵抗２３を電極１３と電極１４とが短絡（ショート）し、電気回路２０に検出用抵抗２３を介した導通路と、検出用抵抗２３を介さない短絡した導通路の２つの並列回路が形成された状態となる。検出用抵抗２３を介さない短絡した導通路の抵抗値は、電極１３と電極１４の被覆層１９が有する抵抗値、すなわち導線１８よりも高い抵抗値となる。
On the other hand, when an object contacts the
このため、抵抗測定器２２で検知される実抵抗値は、２つの導通路の並列回路の合成抵抗となり、電極が導電層１１ａに接触しない状態よりも小さくなり、具体的には所定値（基準抵抗値）未満である。したがって、抵抗測定器２２で検知される実抵抗値が、基準所定値未満であるとき、電子制御装置２５は、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加えられていると判断する。なお、物体が圧力検知用ケーブル１０から離れると、管状体１１は元の形状に復元し、全ての電極１２，１３，１４，１５は導電層１１ａから離れる。
For this reason, the actual resistance value detected by the
さらに、図５のように、圧力検知用ケーブル１０に加えられる圧力Ｆの延長線Ｓ上に、第１セパレータ１６の中心Ａが位置しない場合について説明する。具体的には、小さな力の外力によって管状体１１が弾性変形して電極１２に接触したときに、電極１２は第１セパレータ１６を押しながら弾性変形する。すると、第１セパレータ１６は突出部１６ａが倒れるように弾性変形し、また電極１２は第１セパレータ１６の突出部１６ａを乗り越えるように変形および移動し、隣り合う電極同士が接触する。図５では、電極１２と電極１３とが接触する例が示されている。
Furthermore, a case where the center A of the
本実施形態の圧力検知用ケーブル１０は、上記の動作を達成するため、以下のように構成されている。具体的には図６に示すように、数式２
The
特に、本実施形態の圧力検知用ケーブル１０は、より好ましくは、
Ｈ≦（２／３）φ ・・・式（１）
の構成を有する。
In particular, the
H ≦ (2/3) φ Expression (1)
It has the composition of.
さらに、本実施形態の圧力検知用ケーブル１０においてφおよびｂがとりうる範囲は、より好ましくは
φ≧０．４（ｍｍ）
ｂ≧０．１５（ｍｍ）
である。
Furthermore, the range that φ and b can take in the
b ≧ 0.15 (mm)
It is.
上記の数式３、式（１）において、
Ｈ≦（２φ＋ｂ）
の事項、または
Ｈ≦（２／３）φ
の事項は、第１セパレータ１６の外接円Ｂの直径Ｈの上限値を表し、数式４
In the above Equation 3 and Equation (1),
H ≦ (2φ + b)
Or H ≦ (2/3) φ
Represents the upper limit of the diameter H of the circumscribed circle B of the
φ／２≦Ｈ
の事項は、共に第１セパレータ１６の外接円Ｂの直径Ｈの下限値を表している。
φ / 2 ≦ H
Both of these items represent the lower limit value of the diameter H of the circumscribed circle B of the
第１セパレータ１６の外接円Ｂの直径Ｈの上限値は、第１セパレータ１６の突出部１６ａが、隣接する電極同士の外周を結ぶ線に接する位置まで存在するときの値であり、これは圧力検知用ケーブル１０に圧力が加えられたときに、電極同士が実接触するタイミングをなるべく早くするための値で、電極同士の実接触圧力をなるべく低くするために設定した値である。すなわち、圧力検知用ケーブル１０に対して実接触圧力がどの方向から加えられたとしても、電極同士の接触部分における電流の流通抵抗が低下し、抵抗測定器２２により測定される実抵抗の変化幅が大きくなる。その結果、電子制御装置２５は、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加わったとの判断を行い易くなり、圧力検知用ケーブル１０による圧力検知の感度が向上する。言い換えれば、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加わったと判断される圧力（検知荷重)をなるべく小さくすることができる。
The upper limit value of the diameter H of the circumscribed circle B of the
さらに、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加わったとき、管状体１１が変形を開始してから、電極同士の実接触圧力が、基準接触圧力以上となる（ＯＮ）までの管状体１１の変形量（ストローク)を、なるべく小さくすることができる。また、圧力検知用ケーブル１０の長手方向において、電極同士の実接触圧力が、基準接触圧力以上となりにくい箇所（断面）を減らすことができる。
Further, when pressure is applied to the
これに対して、第１セパレータ１６の外接円Ｂの下限値は、４つの電極が接触している状態で対向する電極の中心を結んだ線における、対向する円の間隔を対角線とする正方形の辺と等しく、これは圧力検知用ケーブル１０自体が撓んで取り付けられた状態で、圧力が加わっていないときに、電極同士の実接触圧力が基準接触圧力以上になるこをを防止するために設定した値である。つまり、前記下限値は、圧力検知用ケーブル１０を取り付ける対象物の形状、対象物の湾曲部の曲率半径（Ｒ）等に基づいて定めた値である。
On the other hand, the lower limit value of the circumscribed circle B of the
したがって、圧力検知用ケーブル１０は、圧力が加えられたときに、実接触圧力が基準接触圧力以上となるタイミングが、数式１の構成よりも数式２の構成の方が早い。
Therefore, in the
また、電極１２，１３，１４，１５同士のピッチ、突出部１６ａ同士のピッチをなるべく小さくすれば、圧力検知用ケーブル１０が撓んで取り付けられて、電極同士が接触しても、その実接触圧力は、基準接触圧力以上となることがない。したがって、圧力検知用ケーブル１０を対象物の形状に合わせて湾曲させやすくなり、追従性が向上する。
Also, if the pitch between the
次に、圧力検知用ケーブル１０の他の構成例を、図７に基づいて説明する。図７において第１セパレータ２６は、直径方向の平面断面内における外周形状が円形（真円）である。そして、４本の電極１２，１３，１４，１５は、第１セパレータ２６の外周面に螺旋状に取り付けられている。４本の電極１２，１３，１４，１５は、第１セパレータ２６に対して同じ方向にねじれており、４本の電極１２，１３，１４，１５は、溶着により第１セパレータ２６の外周面に固定されている。
Next, another configuration example of the
また、図７に示す圧力検知用ケーブル１０においては、第１セパレータ２６の平面断面形状は円形であるため、第１セパレータ２６の直径は、第１セパレータ２６の外接円の直径と一致する。さらに、図７の圧力検知用ケーブル１０において、第１セパレータ２６の外接円（図示せず)の直径Ｈと、４本の電極１２，１３，１４，１５のそれぞれの直径φとの関係は、数式１、好ましくは（式１）の構成を有している。
In the
また、図７においては、４本の電極１２，１３，１４，１５の中心を通る仮想円上において、隣り合う電極同士の円周方向の隙間量は、圧力検知用ケーブル１０の感度を確保でき、かつ、実加圧力が低いと電極同士が接触しないような値に決定されている。図７に示す圧力検知用ケーブル１０の他の構成は、図１及び図２に示す圧力検知用ケーブル１０の構成と同じである。
In FIG. 7, the circumferential gap between adjacent electrodes on a virtual circle passing through the centers of the four
そして、図７の実施形態において、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加えられていないとき、電子制御装置２５は、前述と同様の原理により、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加えられていないと判断する。また、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加えられて、電極及び第１セパレータ２６が弾性変形して、少なくとも２以上の電極が導電層に接触すると、電子制御装置２５は、前述と同様の原理により、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加えられたと判断する。さらに、圧力検知用ケーブル１０に加わる圧力の方向が、第１セパレータ２６の中心を通らないとき、隣り合う電極同士が接触して実抵抗値が低下し、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加わったと判断することは、前述と同様である。
In the embodiment of FIG. 7, when no pressure is applied to the
さらに、図７に示す圧力検知用ケーブル１０は、第１セパレータ２６に対して電極１２，１３，１４，１５が溶着して固定されている。このとき、電極１２，１３，１４，１５は隣り合う電極同士が接触しない位置で第１セパレータ２６に溶着される。したがって、圧力が加えられていない状態で、隣り合う電極同士が接触することを確実に防止できる。また、図７の圧力検知用ケーブル１０において、図１及び図２に示された圧力検知用ケーブル１０と同じ構成部分については、同じ作用効果を得られる。
Furthermore, the
ここで、本実施形態の圧力検知用ケーブルと、比較例の圧力検知用ケーブルとを対比した結果の一例を説明する。比較例の圧力検知用ケーブルは、第１セパレータの外接円の直径が、電極の直径を超えている。そして、本実施形態の圧力検知用ケーブルでは、実加圧力Ｐ１から実接触圧力が上昇を開始し、その後、実加圧力Ｐ２で実接触圧力が基準接触圧力以上となった。これに対して、比較例の圧力検知用ケーブルは、実加圧力Ｐ１では実接触圧力が上昇を開始せず、その後、実加圧力Ｐ３で実接触圧力が基準接触圧力以上となった。ここで、実加圧力Ｐ２は実加圧力Ｐ１よりも高圧であり、実加圧力Ｐ３は実加圧力Ｐ２よりも高圧である。 Here, an example of the result of comparing the pressure detection cable of the present embodiment with the pressure detection cable of the comparative example will be described. In the pressure detection cable of the comparative example, the diameter of the circumscribed circle of the first separator exceeds the diameter of the electrode. In the pressure detection cable of this embodiment, the actual contact pressure started to increase from the actual applied pressure P1, and then the actual contact pressure became equal to or higher than the reference contact pressure at the actual applied pressure P2. On the other hand, in the pressure detection cable of the comparative example, the actual contact pressure did not start increasing at the actual applied pressure P1, and then the actual contact pressure became equal to or higher than the reference contact pressure at the actual applied pressure P3. Here, the actual pressure P2 is higher than the actual pressure P1, and the actual pressure P3 is higher than the actual pressure P2.
本発明の圧力検知用ケーブル１０は、管状体１１の内部に第１セパレータ１６（２６）が設けられ、かつ、管状体１１の内部に複数の電極１２，１３，１４，１５が設けられている。そして、複数の電極同士は、第１セパレータ１６（２６）により非接触状態に保持される。したがって、圧力検知用ケーブル１０の製造後に、管状体１１の内部から取り出す要素はなく、圧力検知用ケーブル１０の製造工程が増加することを抑制でき、製造が容易である。
In the
本発明の圧力検知用ケーブル１０は、例えば、車両の自動開閉装置に用いることができる。具体的には、圧力検知用ケーブル１０は、車両のドアの端部、または車体の開口部に取り付けられる。このように構成すると、電子制御装置２５は、圧力検知用ケーブル１０により検知される実抵抗値に基づいて、圧力検知用ケーブル１０に圧力が加わったか否か、すなわち、人体や荷物が圧力検知用ケーブル１０に接触したか否かを判断することができる。
The
本発明の圧力検知用ケーブル１０は、物体が接触したか否かを実加圧力に基づいて検知するためのタッチセンサの機能を含む。本発明の第１セパレータ１６（２６）は、圧力検知用ケーブル１０に物体が接触していないとき、電極同士の実接触圧力を基準接触圧力未満に保つ機能を有する。また、本発明の第１セパレータ１６（２６）は、圧力検知用ケーブル１０に物体が接触して圧力が加わったときに、電極同士の実接触圧力の上昇タイミングを、決定する機能を有する。本発明の管状体１１は、第１セパレータ１６（２６）及び複数の電極１２，１３，１４，１５を収容する機能と、圧力検知ケーブル１０に物体が接触して圧力が加わったときに複数の電極１２，１３，１４，１５の少なくとも２つを短絡し、電極同士を導通させる機能を有する。ここで、本実施形態で説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、第１セパレータ１６，２６が、本発明のセパレータに相当する。
The
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本発明における複数の電極は、４未満の電極、または５以上の電極を含む。本発明のセパレータは、直径方向の平面断面内における形状が円形のセパレータ、外周面に螺旋状の凹部を複数形成したセパレータ等を含む。本発明の圧力検知用ケーブルは、セパレータの外周面に螺旋状の凹部を複数形成し、各凹部にそれぞれ電極を配置した構成を含む。本実施形態における凹部は、電極を保持するための構造であり、凹部は溝、窪みを含む。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the plurality of electrodes in the present invention includes less than 4 electrodes, or 5 or more electrodes. The separator of the present invention includes a separator having a circular shape in a plane cross section in the diametrical direction, a separator having a plurality of spiral recesses formed on the outer peripheral surface, and the like. The pressure detection cable of the present invention includes a configuration in which a plurality of spiral recesses are formed on the outer peripheral surface of the separator, and electrodes are disposed in the respective recesses. The recess in this embodiment is a structure for holding an electrode, and the recess includes a groove and a recess.
１０ 圧力検知用ケーブル
１１ 管状体
１１ａ 導電層
１１ｂ 絶縁層
１２，１３，１４，１５ 電極
１６，２６ 第１セパレータ
１６ａ 突出部
１６ｂ 凹部
１７ 第２セパレータ
１７ａ 抗張力繊維
１７ｂ，１９ 被覆層
１８ 導線
２０ 電気回路
２１ 電源
２２ 抵抗測定器
２３ 検出用抵抗
２４ グランド
２５ 電子制御装置
Ａ，Ｄ 中心
Ｂ 外接円
Ｅ 仮想円
Ｆ 圧力
Ｈ 直径
Ｓ 延長線
φ 直径
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記管状体の内部に設けられ、前記管状体が変形していないときに前記複数の電極同士を非導通状態に保持し、かつ外周面に円周方向で間隔をおいて複数の突出部が設けられた第１セパレータを有し、前記複数の電極は、前記第１セパレータを取り囲むように螺旋状に配置されており、
前記管状体の長手方向に対して垂直な平面断面内で、前記第１セパレータの外接円の外径Ｈと、前記複数の電極のそれぞれの外径φと、前記突出部の厚みｂの関係は、数式１
前記平面断面内で、前記外径Ｈと、前記外径φとの関係は、
Ｈ≦（２／３）φ
であることを特徴とする圧力検知用ケーブル。 A tubular body that is elastically deformed when pressure is applied, and a plurality of electrodes that are provided inside the tubular body and that are electrically connected to each other as the tubular body is deformed when pressure is applied to the tubular body. A pressure sensing cable having
Provided inside the tubular body, when the tubular body is not deformed, the plurality of electrodes are held in a non-conducting state, and a plurality of protrusions are provided on the outer peripheral surface at intervals in the circumferential direction. The plurality of electrodes are arranged in a spiral shape so as to surround the first separator,
Within a plane cross section perpendicular to the longitudinal direction of the tubular body, the relationship between the outer diameter H of the circumscribed circle of the first separator, the outer diameter φ of each of the plurality of electrodes, and the thickness b of the protrusion is , Formula 1
Within the plane cross section, the relationship between the outer diameter H and the outer diameter φ is:
H ≦ (2/3) φ
Pressure detection cable, characterized in der Rukoto.
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