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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-30
(45)【発行日】2022-04-07
(54)【発明の名称】ハウジングを備える触覚センサ
(51)【国際特許分類】
G01L 1/20 20060101AFI20220331BHJP
G01L 5/00 20060101ALI20220331BHJP
【ＦＩ】
G01L1/20 Z
G01L5/00 Z
【請求項の数】
14
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2018004705
(22)【出願日】2018-01-16
(65)【公開番号】P2018151377
(43)【公開日】2018-09-27
【審査請求日】2020-12-11
(31)【優先権主張番号】10 2017 100 786.5
(32)【優先日】2017-01-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】501493037
【氏名又は名称】ピルツ ゲーエムベーハー アンド コー．カーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】110002310
【氏名又は名称】特許業務法人あい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】オネディン イブロセヴィック
(72)【発明者】
【氏名】マティアス クチェラ
【審査官】森 雅之
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６０－８８３３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平５－９９７６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第５９１３４９４（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特表２０１２－５１９８４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第６３７３００５（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２３２３９１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｌ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１電極（１８）を備える第１層（１２）、第２電極（２０）を備える第２層（１４）、および前記第１電極（１８）を前記第２電極（２０）から離間させる感圧材料（２２）の中間層（１６）を具備するセンサユニット（１０）と、前記センサユニット（１０）が配設されているハウジング（１００）とを備える触覚センサであって、前記第１層（１２）は、導電性ヤーンから作られる前記第１電極（１８）に加えて、非導電性糸（３２）を有するテキスタイルシートであり、
前記センサユニット（１０）は本質的に前記導電性ヤーンによって画定される長手方向Ｌに沿って延びており、
前記第１および第２の電極（１８，２０）は、前記感圧材料（２２）とともに、前記センサユニット（１０）の作用領域を画定し、前記作用領域は、前記作用領域で前記感圧材料（２２）が圧縮されると、評価ユニットで検知することのできる前記第１および第２の電極（１８，２０）間の電気特性の変化をもたらすように設計されており、
前記ハウジング（１００）はメインボディ（１０２）と、圧縮ボディ（１０４）と、接合セクション（１０６）とを具備し、前記メインボディ（１０２）は前記センサユニット（１０）を収容するように設計され、前記圧縮ボディ（１０４）はそれに作用する機械的な力を前記センサユニット（１０）に伝達するように設計され、前記接合セクション（１０６）は前記ハウジング（１００）を支持体（１０８）に連結するように設計されており、
前記メインボディ（１０２）、圧縮ボディ（１０４）および接合セクション（１０６）を備える前記ハウジング（１００）は前記長手方向Ｌに沿って延びており、前記ハウジング（１００）は弾性材料によって１ピースで形成されている、触覚センサ。
【請求項2】
前記接合セクション（１０６）が支持体（１０８）に連結されている場合、前記センサユニット（１０）は前記ハウジング（１００）内に密閉して配置されている、請求項１に記載の触覚センサ。
【請求項3】
前記接合セクション（１０６）は、所定のプロファイルを備える支持体（１０８）に連結することができ、前記接合セクション（１０６）と前記プロファイルとの間を防塵および防水接続にするために、前記支持体（１０８）の前記プロファイルに係合することができるような形状にされている接続要素を具備する、請求項１および請求項２のいずれか１項に記載の触覚センサ。
【請求項4】
前記接続要素は、前記支持体の前記プロファイルに取り付けるために、離間することができるように設計されている、請求項３に記載の触覚センサ。
【請求項5】
前記ハウジングは、前記センサユニット（１０）との電気接点を通すことができる密閉可能な接続領域を具備し、前記密閉可能な接続領域は封止用のクランプ部を具備し、または後でポッティングにより閉鎖することができる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の触覚センサ。
【請求項6】
前記メインボディ（１０２）は前記センサユニット（１０）を支持するための受け部（１２０）を具備し、前記受け部（１２０）は前記接合セクション（１０６）に対してスロット状の開口を具備し、前記開口を介して前記センサユニット（１０）を前記ハウジング（１００）に挿入することができる、請求項５に記載の触覚センサ。
【請求項7】
前記圧縮ボディ（１０４）は前記センサユニット（１０）の前記作用領域全体にわたって延びており、さらに前記センサユニット（１０）に力を均一に伝達するように設計されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の触覚センサ。
【請求項8】
前記圧縮ボディ（１０４）は、前記センサの高感度を実現するために、直接的な力の伝達を可能にする湾曲面（１２２）を具備する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の触覚センサ。
【請求項9】
前記ハウジング（１００）は緻密化面を備える発泡ポリウレタンから製作される、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の触覚センサ。
【請求項10】
前記ハウジング（１００）は、前記ハウジングの長さが前記ハウジングの幅の、特に幅および高さの少なくとも２桁倍であるような寸法にされており、前記長手方向Ｌがハウジングの長さを画定し、上下に重なり合って配置されている接合セクション（１０６）、メインボディ（１０２）および圧縮ボディ（１０４）が前記ハウジングの高さを画定する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の触覚センサ。
【請求項11】
前記センサの幅は１ｃｍ未満であり、好ましくは０．７ｃｍ、特に０．５ｃｍ未満である、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の触覚センサ。
【請求項12】
開口部を閉鎖する手段であって、第１側辺（１３５）を備える第１部分（１２８）と、前記第１側辺（１３５）に対して可動な第２側辺を備える第２部分（１３０）と、前記手段の閉鎖を監視するために、前記第１または第２の側辺に沿って、好ましくは前記各側辺の全長にわたり配設されている請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のセンサとを具備する、開口部を閉鎖する手段。
【請求項13】
前記第１および第２の側辺は、前記開口部（１２６）が光を遮蔽して閉鎖されるような閉鎖位置に、互いに対して配置されており、前記センサは前記光遮蔽閉鎖を検証するように設計されている、請求項１２に記載の開口部を閉鎖する手段。
【請求項14】
前記センサは、前記開口部の障害物を、閉鎖中に触覚的に検知するように設計されている、請求項１２または請求項１３に記載の開口部を閉鎖する手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハウジングを備える触覚センサおよび該センサを使用して開口部を閉鎖する手段に関する。本発明はさらにそれに関連するハウジングに関する。
【背景技術】
【0002】
建築技術の自動ドア、ゲートもしくは窓、または公共交通機関の車両ドアのために、挟み込み保護手段を設けることが知られている。挟み込み保護手段は、障害物を検知したときに、リスクを伴う動きを停止または反転することによって、ピンチエッジ（pinch edges）およびシャーエッジ（shear edges）に障害物が挟まれるのを防止する。
【0003】
単純なシステムは背面連結または摩擦連結によって一部機械的なやり方で挟み込み保護を実現する。自動閉鎖機能を備えるより複雑なまたはより便利なシステムの場合、窓の位置に応じて駆動トルクを決定することにより、挟み込み保護が得られる。駆動トルクが一定の限界値を超えると、障害物を逃がすために動きが停止し、または動きの方向が反転する。この場合、窓またはドアの位置から、障害物が存在するかどうか、または所定の端位置に達したかどうかを判断する必要がある。挟み込み保護機能は、通常、駆動コントローラを介して直接実現され、窓の位置はモータシャフトのホールセンサを介して決定することができる。
【0004】
また、挟み込み保護手段としていわゆる安全バーを使用することが知られている。安全バーとは、ピンチエッジおよびシャーエッジに沿って配置されているセンサであり、エッジで障害物を直接検知することができる。上に述べた挟み込み保護装置と比較すると、安全バーは、間接的だけではなく、障害物を直接検知するという利点を有する。開閉原理に応じて、安全バーは２つの導電層、ブレーク接点チェーンまたは光電センサを有し、障害物が挟まったときに、関連コントローラを介して危険な動きを即座に停止させ、または反転させる。安全バーは可動エッジまたは可動エッジの各ストッパのいずれかに配設することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、公知のバーは柔軟性が限られた程度にしかなく、そのため本質的に直線的なエッジしか保護することができないという欠点を有する。
【0006】
また、工業分野では、ピンチエッジおよびシャーエッジを、たとえばライトバリアまたはライトグリッドなどの光学センサで非接触的に保護することが知られている。しかし、ライドグリッドまたはライトバリアは、原則として、直線的なエッジしか確実に保護することができないという欠点を有する。さらに、画像処理に基づいて物体の検出を行う他の光学システムは、挟み込み保護手段として使用するには一般に寸法が大きすぎ、高価すぎる。
【0007】
上記背景に照らし、本発明の目的は、より単純に実現することができ、曲げエッジまたは湾曲エッジを保護することが可能なように、長手方向および横断方向の両方に柔軟性のあるピンチエッジおよびシャーエッジを監視するための触覚センサを提供することである。同時に、簡単に取り付けることができる費用効率よくフレキシブルに使用できるセンサを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記目的は、以下に述べる触覚センサによって達成される。該触覚センサは、第１電極を備える第１層、第２電極を備える第２層、および第１電極を第２電極から離間させる感圧材料の中間層を具備するセンサユニットと、センサユニットが配設されているハウジングとを備える。少なくとも前記第１電極は、導電性ヤーンから作られ、前記センサユニットは本質的に電導性ヤーンによって画定される長手方向に沿って延びており、前記第１および第２の電極は、前記感圧材料とともに、作用領域の感圧材料が圧縮されると第１電極と第２電極との間の電気特性の変化をもたらして、評価ユニットで検知することができるように設計されているセンサユニットの作用領域を画定し、前記ハウジングはメインボディと圧縮ボディと接合セクションとを具備し、前記メインボディはセンサユニットを収容するように設計され、前記圧縮ボディはそれに作用する機械的な力をセンサユニットに伝達するように設計され、前記接合セクションはハウジングを支持体に連結するように設計されており、メインボディ、圧縮ボディおよび接合セクションを備える前記ハウジングは長手方向に沿って延びており、前記ハウジングは弾性材料から１ピースで形成されている。
【0009】
このように、本発明のアイデアは、関連ハウジングに配置されているセンサユニットを備える触覚センサを作製することである。
【0010】
本発明によるセンサユニットは、感圧材料によって互いに離間されている２つの電極を備える多層触覚センサである。少なくとも１つの電極は導電性ヤーンの糸（thread）である。好ましくは、センサユニットの両電極とも導電性ヤーンから作られている。導電性ヤーンの電極は、事実上どの所望の方向にも曲げることができ、そのためセンサは直線に制限されないという利点を有する。さらに、導電性ヤーンの電極は事実上どの所望の長さでも特に細くなるように設計することができ、監視するエッジに最適に適合することのできる特に細いセンサを可能にする。
【0011】
これは、２つの電極を互いに離間させる感圧材料をそれぞれのアプリケーションに適合させることによってさらに支持される。さらに、該多層センサは第１および第２の状態を２値的に示すことができるだけでなく、好適な実施形態においては、圧力負荷の強度または場所に相関するアナログ値または離散化値を伝えてもよい。
【0012】
本発明によるハウジングは、センサユニットを生産性の高いセンサを形成するために特に単純なやり方で組み立てられるようにすることが可能である。特に、本発明によるハウジングは、センサユニット自体を特殊な包囲ハウジングなしで、したがって特に費用効率よく生産することができるようにする。ハウジングの１ピース設計は、さらに、センサを外部の影響に対して特に十分に遮蔽することを可能にしながら、生産コストを最小限に抑えることができる。
【0013】
全体として、センサはピンチエッジおよびシャーエッジを特に良好かつ効果的に監視することを可能にし、非直線的なエッジに直接使用することができる。センサは細く軽量で、好ましくは自動ドアまたは自動窓の移動する構成要素に配置することができる。したがって、前述の目的は完全に達成される。
【0014】
別の改良形態では、接合セクションを支持体に連結すると、センサユニットはハウジングに密閉される。ハウジングが支持体に載せられるとすぐに、内部センサユニットが完全に遮蔽されるので、有利なことに高い保護等級（ＩＰ６７）が達成される。
【0015】
別の改良形態では、接合セクションは所定のプロファイルを備える支持体に連結することができ、接合セクションとプロファイルとの間を防塵および防水接続にするために、支持体のプロファイルに係合するような形状にされている接続要素を具備する。この改良形態では、１ピースハウジングの１セクションが、支持体のプロファイルとフォームフィット接続になることができるような形状にされている。これにより特に良好で確実なセンサの封止が可能になる。
【0016】
特に好適な改良形態では、接続要素は、支持体のプロファイルに取り付けるために離間できるように設計されている。この改良形態は、好ましくはハウジングを工具なしで取り付けることができるという利点を有する。
【0017】
別の改良形態では、メインボディはセンサユニットを支持する受け部を具備し、前記受け部は接合セクションに対してスロット状の開口を具備し、該開口を介してセンサユニットをハウジングに挿入することができる。この改良形態では、接合セクションはスロット状開口を介してメインボディの受け部に接続されているので、ハウジングが関連のプロファイルに取り付けられていなければ、外から受け部にアクセス可能である。それにより、センサユニットは、工具なしで、おそらくエンドユーザによっても、特に単純なやり方でハウジングに収めることができる。これにより、特に単純でユーザにやさしい触覚センサの取り付けが可能になる。スロット状の開口は、好ましくは、センサユニットの全長にわたって延びているので、センサユニットを特に単純なやり方で挿入することができる。
【0018】
別の改良形態では、ハウジングは、センサユニットとの電気接点を通すことのできる密閉可能な接続領域を具備し、前記接続領域は封止用のクランプ部を具備し、または後でポッティングにより閉鎖することができる。この改良形態は取り付けの一層の単純化に寄与し、第１および第２の電極に接触するために必要な電気接点をハウジングから単純なやり方で導出することができ、接続領域をクランプ部によって簡単に封止することができる。
【0019】
別の改良形態では、圧縮ボディはセンサユニットの作用領域全体にわたって延びており、圧縮ボディはさらにセンサユニットに力を均一に伝達するように設計されている。したがって、この改良形態では、別個の圧縮ボディがセンサユニットの作用領域全体にわたって形成されて、障害物との衝突から生じる機械的な力をセンサユニットに均一に伝達するので、特に高い感度を達成することができる。
【0020】
別の好適な改良形態では、圧縮ボディは、センサの高感度を達成するために、直接的な力の伝達を可能にする湾曲面を具備する。したがって、この改良形態では、ハウジングは上側の角を丸くされているので、前記上側との接触は圧縮ボディの下に位置するメインボディおよび前記メインボディに含まれているセンサユニットに均一に伝達される。センサの感度はこの設計によってさらに一層高めることができる。
【0021】
別の改良形態では、ハウジングは緻密化面を備える発泡ポリウレタンから製作される。この改良形態はセンサの特に費用効率のよい生産に寄与する。ポリウレタンは工業的に生産することのできるプラスチックまたは合成樹脂であり、硬質発泡体として、任意の所望の形状にすることができる。緻密化面は、ハウジングにさらなる材料または追加の構成要素を必要とせずに、ハウジングを外部の影響に対して特にロバストに設計することを可能にする。
【0022】
別の改良形態では、ハウジングは、ハウジングの長さがハウジングの幅の、特に幅および高さの２桁倍であるような寸法にされており、ハウジングの長さは長手方向の範囲によって画定され、上下に重なり合って配置されている接合セクション、メインボディおよび圧縮ボディがハウジングの高さを画定する。この改良形態は、本質的に長手方向に形成されるセンサにとって好適なハウジングの形状を記述する。ハウジングは、センサユニットの細く、薄く、長手方向に延びている形状に適合するように設計されている。センサの幅が小さく高さが低いので、センサがわずかにしか突出しないため、センサをピンチエッジおよびシャーエッジ上の挟み込み保護手段として使用するのに特に適する。特に、センサは、とりわけ互いに向かって移動する２枚のガラスドアとともに使用するときには、可視領域に対してほとんど影響しない。
【0023】
別の改良形態では、センサの幅は１ｃｍ未満であり、好ましくは０．７ｃｍ、特に０．５ｃｍ未満である。これらの寸法は、センサを細いドアまたは窓で使用することもできるようにするのに特に適する。
【0024】
前述の特徴およびこれから説明する特徴は、それぞれ明記される組み合わせだけでなく、本発明の範囲を逸脱することなく、他の組み合わせまたは単独でも使用できることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】センサの第１実施形態を示す斜視図である。
【図2】センサの第２実施形態を示す断面図である。
【図3】センサの第３実施形態を示す断面図である。
【図4】センサの第４実施形態を示す断面図および上面図である。
【図5】センサの第５実施形態を示す断面図および上面図である。
【図6】センサのハウジングの一実施形態を示す斜視図である。
【図8】センサのアプリケーションの実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本発明の例示的な実施形態を図面に示し、以下の説明で詳細に説明する。
【0027】
図１は、センサの第１実施形態を斜視図で示す。センサはここでは全体を参照符号１０で記されている。センサ１０は多層であり、少なくとも第１層１２と、第２層１４と、第１層と第２層との間に配設されている中間層とを具備する。第１層１２は第１電極１８を具備し、第２層１４は第２電極２０を具備する。
【0028】
この実施形態では、第１および第２の電極１８，２０は、導電性ヤーンから作られている。特に、この実施形態の第１および第２の電極１８，２０は、それぞれ導電性ヤーンの糸であり、そのため柔軟である。
【0029】
一般に、導電性ヤーンは、織物、編物、かぎ針編物および刺繍に加工することができ、特に縫製に使用することのできる直線状の織布である。通常のヤーンと比べて、導電性ヤーンは電流を通すことができる。これは導電性繊維、たとえば、ステンレススチール繊維からヤーンを紡績することによって実現することができる。あるいは、糸に導電性材料を被覆することにより、従来の非導電性糸を導電性にすることができる。たとえば、導電性糸を得るために、普通のナイロン糸に銀を被覆することができる。異なる種類の導電性ヤーンは強度および伝導率に関して異なる利点および欠点を有するが、センサに関しては同様に使用することができる。糸は完全に導電性であると同時に、テキスタイルのような特性、特に柔軟性および可撓性を保つことは明白である。
【0030】
図１による実施形態では、第１電極および第２電極１８，２０として１本の電気糸だけが示されている。これは特殊なケースである。他の実施形態では、第１および第２の電極１８，２０は複数の導電性糸から作ってもよい。以下、図１に示すように電極として導電性ヤーンの１本の糸だけを備える特殊なケースを「単糸電極（single-yarn electrode）」と呼ぶ。
【0031】
また、図１による実施形態では、第１および第２の電極１８，２０は同じ設計である。これは必ずしもそうしなければならないのではなく、他の実施形態では第１層の電極は第２層の電極とは異なる設計にできることは理解されるであろう。
【0032】
電極１８，２０をヤーンとして形成することは、電極１８，２０が本質的に長手方向Ｌに延びている必要がある。それにもかかわらず、電極は直線である必要はない。事実、電極は、関連のアプリケーションが必要とする幾何学形状によって、弧状に延びていてもよい。
【0033】
この実施形態では、第１および第２の電極１８，２０は互いに平行に走行し、中間層１６によって互いに離間している。中間層１６は感圧材料２２から作られる。たとえば、中間層は、圧力が電極１８，２０に対して横断方向に加えられると強制的に引き離される圧縮可能な要素を具備して、第１および第２の電極１８，２０が圧力負荷点で接触するようにしてもよい。あるいは、圧力下で第１電極１８と第２電極２０との間でその電気特性が変化する材料を中間層に使用してもよい。特に、圧力下でその電気抵抗が変化する材料を使用することができる。好ましくは、該中間層１６がここで示すように表面全体に広がっていてもよい。
【0034】
その設計に関係なく、圧力が中間層１６に対して垂直に加えられると、第１電極１８と第２電極２０との間で変化した電気特性が、分析回路（ここでは図示せず）によって検知されてもよい。図１に示すような「単糸電極」を備えるセンサの特殊なケースの場合、表面に電極が延びている圧力マットと同じ作用原理が適用される。
【0035】
また、センサは、少なくとも第１電極を中間層１６の所定の位置に保持する締結手段２４を具備する。締結手段２４は、第１電極によって画定される長手方向Ｌに延びている少なくとも１つの第１の縫い目（seam）２６を具備する。すなわち、縫い目２６は第１電極１８に平行に走行している出入穴２８を具備する。糸は、第１電極１８を中間層１６に保持するために、出入穴２８を通じて感圧材料２２に複数回繰り返し通される。ここに図示される実施形態では、この目的のために、糸は第１電極の上を繰り返し横切り、それによって電極を中間層１６上に押しつける。
【0036】
好適な実施形態では、第２電極２０が第１電極と同様に具現されている場合、第２電極も縫い目によって中間層１６に締結してもよいことは理解されるであろう。特に好ましくは、この場合、第２電極２０も第１の縫い目２６によって保持して、第１および第２の電極１８，２０に必要な締結手段２４を１つだけにする。この場合、第１の縫い目２６の糸は、伝導率は別にして、第１または第２の電極１８，２０の導電性ヤーンと同様な特性を具備し、センサが全体として電極の柔軟性を保つようにする。このように、センサの柔軟性は締結手段２４によって大幅に制限されることはない。同時に、第１電極１８は、センサ１０がねじれているまたは曲がっているときでも、所定の位置に保持される。
【0037】
好ましくは、本発明によるセンサは、たとえば、工業用生産システムのピンチエッジおよびシャーエッジ、建築技術の自動ドア、ゲートもしくは窓、または公共交通機関の車両ドアを保護するために、帯状センサとして使用される。このため、好適なセンサは本質的に長手方向Ｌに延びており、センサの高さＨおよび幅Ｂはその奥行Ｔに対して小さい。好適な実施形態では、奥行Ｔは幅Ｂの少なくとも１０倍である。さらに、好適な実施形態では、センサは接着テープのように巻いて貼ってもよい。本発明によるセンサは、エンドユーザによって最終的な形に切断される連続アイテムとして製作してもよい。ロバストさは電極の設計のみに左右され、センサの幾何学形状には左右されないため、電極の個々の固定によって実現されるロバストさはこれによって失われない。
【0038】
本発明は前述の帯状センサに制限されるのではなく、個々の固定は異なる幾何学形状を有する他の形状の触覚センサとともに使用することもできることは理解されるであろう。
【0039】
【0040】
図１による実施形態に対し、第１および第２の層は導電性ヤーンの電極だけから作られているのではない。実際、導電性電極１８，２０はそれぞれテキスタイルシートの一部である。第１テキスタイルシート３０は第１層１２を形成するとともに、導電性ヤーンの第１電極１８に加えて非導電性糸３２をさらに具備する。非導電性糸３２および第１電極１８は図の平面で長手方向Ｌに延びており、テキスタイル半製品を形成するために長手方向に対して横断方向に走行している糸と織り合わされる。したがって、第１シートは導電性糸と非導電性糸とから作られる織布である。
【0041】
第１電極１８と同様に、この実施形態の第２電極２０も非導電性糸と織り合わされて第２シート３４を形成する。第１および第２のテキスタイルシート３０，３４は中間層１６の向かい合う面に貼られる。
【0042】
第１および第２の電極１８，２０が重なり合う領域が作用領域を形成し、該作用領域では中間層１６の感圧材料２２の圧縮を第１および第２の電極１８，２０によって知ることができる。ここに示す実施形態では、第１電極１８および第２電極２０はその全長にわたって互いに平行に配設されて、作用領域が第１および第２の電極１８，２０の寸法によって画定されるようにする。電極の異なる配置が考えられることは理解されるであろう。特に、他の実施形態では、個々にポーリングすることのできる感圧セルを画定するために、行列状に配設されるさらなる電極を提供してもよい。
【0043】
図２による実施形態では、第２の縫い目３６が第１の縫い目２６のそばに設けられて、一緒に締結手段２４を形成する。この実施形態では、第１の縫い目２６の糸および第２の縫い目３６の糸はともに、第１層１２、第２層１４および中間層１６に複数回繰り返し通される。縫い目２６，３６は第１および第２の電極１８，２０に平行に長手方向Ｌに沿って走行している。この実施形態の第１の縫い目２６も第２の縫い目３６も、第１電極１８または第２電極２０を固定するためにこれらに直接接続されているわけではない。実際、第１の縫い目２６および第２の縫い目３６は、中間層１６に固定するために、第１テキスタイルシート３０および第２テキスタイルシート３４に結びつけられている。第１電極１８および第２電極２０はどちらも、それぞれ第１シート３０または第２シート３４に織り込まれているため、締結手段２４は第１の縫い目２６および第２の縫い目３６を、したがって電極を互いに対して所定の位置に固定している。このように、この実施形態では、電極は縫い目２６，３６によって間接的にのみ固定されている。
【0044】
センサ１０の可撓性は主に個々の層１２，１４，１６の可撓性に依存し、本質的には第１および第２の縫い目２６，３６からの影響を受けない。それにもかかわらず、電極１８，２０は、センサが曲がっているまたはねじれている間でも、所定の位置にとどまる。この実施形態の縫い目は電極に直接接触することはないため、縫い目は導電性ヤーン製であってもよく、もしかすると電極またはセンサの他の構成要素の接触に寄与することになるかもしれない。
【0045】
【0046】
図３による実施形態では、第１電極１８および第２電極２０はテキスタイルシートの一部でもある。しかし、前述した実施例に対し、第１シート３０および第２シート３４は中間層１６の感圧材料２２の側辺３８で折り返されている共通シートのセクションである。したがって、この実施形態では、第１および第２の層１２，１４は、１ピースのテキスタイル半製品を折り重ねた結果として形成される。封筒と同様に、感圧材料２２の中間層は折りたたまれたシートに差し込まれている。好ましくは、シートは、第１電極１８および第２電極２０が積み重なるように、側辺３８で折り返されている。第１電極１８および第２電極２０が重なり合う領域は、センサ１０の作用領域である。ここに示す実施形態では、第１電極１８および第２電極２０は長手方向Ｌに全長にわたって重なり合っている。
【0047】
さらに、前述の実施形態に対し、図３によると、個々の縫い目２６は締結手段２４として提供される。この実施形態では、個々の縫い目２６は第１および第２の電極１８，２０ならびに側辺３８と平行に走行している。したがって、縫い目２６は、層１６の感圧材料２２が手紙のように差し込まれる封筒を閉じる。ここで、縫い目２６を第１シート３０、第２シート３４および中間層１６に通過させることによって、縫い目２６は第１層１２、第２層１４および中間層１６を一緒に固定する。
【0048】
それにより、１つの縫い目だけを敷設すればよく、縫い目の他に必要なのが織り込まれた電極および中間層を備える１ピースの半製品のみであるため、図３の実施形態による帯状センサは特に単純かつ安価に実施することができる。
【0049】
図４および図５は、センサの２つの別の実施形態を示す。図４は、センサを図の下部に上面図で、上半分に断面図で両方示す。同じ参照符号は同じ部品を表す。ここでは、図１による実施形態と同様に、センサ１０は第１層１２に単一電極と、第２層１４に単一電極とを具備する。したがって、どちらの層も「単糸電極」を具備する。しかし、以下詳細に説明する電極の固定はこの設計に制限されるのではなく、他の設計の電極とともに使用することもできることは理解されるであろう。特に、電極は隣り合って並べられ、ねじられ、または織られる複数の糸から構成することもできる。
【0050】
前述の実施形態と同様に、第１電極１８および第２電極２０は感圧材料の中間層１６によって互いに離間している。第１および第２の電極１８，２０は長手方向Ｌに沿って延びており、それによって本質的にセンサ１０の寸法を決める。このため、センサ１０は比較的長く、細くて薄い帯状のセンサであり、たとえば、ドアまたは窓の細いエッジに適合されてもよい。センサの作用領域は、第１電極１８および第２電極２０が重なり合う領域に対応する。第１電極および第２電極１８，２０の近い周囲での感圧材料２２の圧縮は、センサ１０によって、圧縮により生じる第１電極１８と第２電極２０との間の電気特性の変化を観察して検知することができる。
【0051】
第１電極１８は締結手段２４によって中間層１６に保持されている。ここで、締結手段２４は第１ジグザグパターンを画定する糸によるジグザグ縫い目４０を具備する。糸は感圧材料２２に通されて、出入穴２８から感圧材料２２を出て、第１電極１８を介して別の出入穴２８に通され、そこから感圧材料２２に入る。糸が個々の出入穴２８間を画定する短いセクション４２は同じ角度４４で鎖状連結されるので、端部、すなわち出入穴２８は第１電極１８が間に入る２本の平行な線または弧を描く。好ましくは、出入穴２８は第１電極１８の各側にこれから等距離のところに配設されているので、電極は短いセクション４２によって中間層１６上に均一に押しつけられる。すなわち、ジグザグ縫い目４０は長手方向Ｌに沿って所定の間隔ｄ１で第１電極１８と交差する。ジグザグ縫い目４０は機械によって特に簡単に作ることができる。同時に、第１電極１８はジグザグ縫い目４０によって所定の位置に最適に固定される。
【0052】
ジグザグパターンの他に、異なる縫い目パターンを使用してもよく、それを用いて第１電極１８を中間層１６上に押しつけるとともに、所定の位置に固定することは理解されるであろう。ジグザグパターンは特に容易に作ることができるので好ましい。また、別の実施形態では、第２電極２０も適切な縫い目を用いて同様に中間層１６に固定することができる。
【0053】
【0054】
前述の実施形態と同様に、第１および第２の層１２，１４はそれぞれ単一電極１８，２０を具備し、感圧材料２２の中間層１６によって互いに離間している。第１電極１８は第１ジグザグ縫い目４０によって中間層１６に保持されている。
【0055】
前述の実施形態に加えて、締結手段２４は、第１ジグザグ縫い目４０の他に第２ジグザグ縫い目４６を具備する。第１ジグザグ縫い目４０と同様に、第２ジグザグ縫い目４６も第１電極１８によって画定される長手方向Ｌに延びている。第１ジグザグ縫い目４０に対し、第２ジグザグ縫い目４６は、第１電極１８の下の第１電極１８と中間層１６との間に配設されている。すなわち、第２ジグザグ縫い目４６は中間層１６の表面に直接接触している。さらに、ここでは、第２ジグザグ縫い目４６は所定の間隔ｄ２で第１電極１８と交差する。したがって、第１電極１８は交点では第１中間層１６上に直に置かれているのではなく、第２ジグザグ縫い目４６によって支持されている。
【0056】
その結果、この実施形態では第２ジグザグ縫い目４６はスペーサとして作用し、それによりセンサ１０の感度を調整することができる。支持点の数を増やすことによって、第１電極１８と第２電極２０との間の電気特性の変化を生じさせるためには、電極１８および中間層１６に対してより大きな圧力をかけなければならないように、センサ１０を調整することができる。特に、第１ジグザグ縫い目４０によって第１電極１８にかけられる高い押圧力は、第２ジグザグ縫い目４６によって補償し、バランスを取ることができる。
【0057】
全体として、有利なことに、支持点の距離ならびに／または第１および第２のジグザグ縫い目４０，４６の重なりの距離を変えることによって、センサの感度を調整することができる。このように、この実施形態では締結手段２４は電極の個々の固定としてだけでなく、センサの感度を制御するための調整手段としても使用される。他の実施形態では、センサの異なる点で異なる感度を提供するために、支持点の間隔（ｄ２）または重なりの間隔（ｄ１）を長手方向Ｌに沿って変えることが考えられる。このように、締結手段２４だけでセンサの異なる領域に異なる感度を与えることができる。別の実施形態では、締結のために、またはスペーサとして、ジグザグ縫い目とは異なる縫い目を使用してもよいことは理解されるであろう。
【0058】
この実施形態では締結手段２４を第１電極１８に関して説明してきたが、同じ締結手段２４を第２電極２０にも使用することも考えられる。個々の実施形態の異なる締結手段を互いに組み合わせることも考えられる。たとえば、第１および／または第２の層がテキスタイルシートの場合、ジグザグ縫い目を使用してもよい。また、第１層１２のために第１締結手段２４を使用し、第２層１４のために異なる締結手段を使用することが考えられる。この点に関し、各層の個々の締結手段は自由に変えることができる。図示する実施形態は「単糸電極」の特殊なケースに特に適するが、導電性ヤーンの複数本の糸から作られる電極にも使用してもよいことも理解されるであろう。
【0059】
図６を参照して、上記開示してきたセンサのためのハウジングの好適な実施形態を以下説明する。ハウジングは特に締結および帯状センサの保護のために設計されている。
【0060】
図６は、２つのイメージで、センサの斜視図を示す。上のイメージは閉鎖形のハウジングを示すのに対し、下のイメージはハウジングの内部の図を示しており、外部輪郭をここでは点線で表している。両方のイメージで、同じ参照符号は同じ部品を指す。
【0061】
全体が参照符号１００で表されるハウジングは、メインボディ１０２、圧縮ボディ１０４および接合セクション１０６に分割される。ハウジングは１ピースの弾性材料として作られているため、圧縮ボディ１０４、メインボディ１０２および接合セクション１０６は互いにシームレスに移行する。帯状センサユニット１０がセンサ１００内に、より正確にいうと、メインボディ１０２内に配設されている。帯状センサユニット１０は、好ましくは、図１から図５を参照して上記説明してきたセンサの実施形態である。したがって、特に、導電性ヤーンの少なくとも１つの電極を具備するセンサである。ここで示される該センサの代表例は、「単糸電極」を備える特殊なケースである。収容するセンサと同様、ハウジング１００は本質的に長手方向Ｌに沿って延びている。
【0062】
ハウジング１００は、センサユニット１０と一緒に、ハウジングの一部ではないが、センサ１０を適切に支持するとともに、外部の影響に対して遮蔽するためにハウジングと連動する支持体１０８に取り付けられている。ハウジング１００は、好ましくは、支持体１０８とぴったり嵌合される。このために、ハウジングは、接合セクション１０６に、支持体１０８の確動ロックと係合するような形状にされている接続要素を具備する。それにより、支持体１０８は、好ましくは、外形が接続要素１１０に一致する矩形プロファイルである。
【0063】
ここに示す実施形態では、支持体１０８は、上側フランジ１１２と下側フランジ１１４と、この２つのフランジを接合する中央柱１１６とを備えるダブルＴ形プロファイルである。上側フランジ１１２はセンサユニット１０の支持面として作用する平らな表面１１８を有する。したがって、表面１１８はセンサユニット１０の安定した均一な基盤を形成する。さらに、ハウジング１００はセンサユニット１０と一緒に支持面１１８を包囲する。したがって、センサユニット１０はハウジング１００内に密閉されている。圧縮ボディ１０４によって、衝撃はセンサユニット１０に均一に伝達する。メインボディ１０２、圧縮ボディ１０４および接合セクション１０６の特定の形およびその機能を、図７を参照して以下詳細に説明する。
【0064】
図７は、図６によるハウジングの実施形態を断面図で示す。同じ参照符号は同じ部品を指す。ハウジング１００が圧縮ボディ１０４、メインボディ１０２および接合セクション１０６に区分されていることが、点線で示されている。前述したように、この実施形態では、接合セクション１０６は２つの接続要素１１０を具備し、それによって支持体（ここでは図示せず）との確動ロック接続を可能にすることができる。接続要素１１０は支持体に取り付けるために離間するように設計されている。
【0065】
メインボディ１０２は、センサユニット１０を挿入することのできる受け部１２０を具備する。受け部１２０は上部を圧縮ボディ１０４によって、側面をセンサユニット１０の高さに対応するサイド部１２１によって閉鎖する。下部セクション、つまり、接合セクション１０６への移行部では、受け部１２０はセンサユニット１０が接合セクション１０６を通してメインボディ１０２に挿入することができるように開いていることが好ましい。支持体への取り付けと同様に、このために、接続要素１１０は離間しており、センサユニット１０が受け部１２０に挿入される。このように、センサユニット１０は工具なく組み立てることができる。
【0066】
取り付けられた状態では、つまり、ハウジング１００が支持体に載せられているとき、接続要素１１０は水および埃に対して受け部１２０を封止するので、センサは外部の影響に対して保護される。好ましくは、このため、センサは保護等級ＩＰ６７で製作してもよい。好ましくはセンサの上部で行われる、センサユニット１０との電気接点が通される領域では、封止は対応するクランプ部（ここでは図示せず）を用いて、または後でポッティングすることによって保証することができる。
【0067】
圧縮ボディ１０４は圧縮ボディ１０４の表面１２２に作用する力を帯状のセンサユニット１０に伝達するように設計されている。同時に、圧縮ボディ１０４は、センサユニット１０がさらに取り囲むハウジングなく受け部１２０に挿入することができるように、センサ１０に対する衝撃を適切に減衰させるように具現される。圧縮ボディはハウジングの残りの部分に比較して相対的に厚く、柔らかいように設計され、好ましくは湾曲面１２２を具備する。湾曲面１２２は、それに作用する力をセンサ１０に均一に伝達するという利点を有する。その結果、有利なことに、センサ１０の感度が高まる。
【0068】
ハウジング１００を１ピースとして作る材料は、好ましくは封止面を備える発泡ポリウレタンである。ハウジング１００の寸法は、本質的には、使用するセンサユニット１０によって決まる。ハウジングの長さ、つまりこの場合、図の平面の範囲は、その幅または高さの少なくとも２桁倍であることが好ましい。ハウジングの高さは、本質的に、圧縮ボディ１０４および接合セクション１０６によって画定されるのに対し、センサユニット１０と同程度に細いメインボディ１０２を実施することができ、そのため、高さに大きく寄与しない。特に好ましくは、センサの幅Ｂは１ｃｍ未満であり、好ましくは０．７ｃｍ、特に０．５ｃｍ未満である。このように、センサは自動ドア、ゲートおよび窓の挟み込み保護手段として使用するのに、または該自動ドア、ゲートおよび窓が密封されているかどうかを判断するのに特に優れる。特定のアプリケーションの実施例を図８を参照して以下説明する。
【0069】
図８は、本発明によるセンサ１０が配設されている自動閉鎖窓１２４を示す。窓１２４は開口部１２６を閉じるように設計されており、第１部分１２８と第２部分１３０とを有する。第１部分１２８は、矢印１３４によって表される移動方向に沿って可動な枠１３２に配設されている窓ガラスである。第２部分１３０は、窓１２４が開口部１２６を閉じようとしている場合に、枠１３２の側辺１３５が同一平面上に接触することになるストッパを形成する。
【0070】
センサの一実施形態が枠１３２の該側辺１３５に全長にわたり配設されている。センサ１０は、ここでは、開口部１２６が完全に閉まっているかどうかを検知するように設計される。別の実施形態では、ここではストッパとして設計されて固定されている、第２部分１３０も可動にしてもよい。第２部分１３０は、好ましくは、断面がセンサ１０のハウジング１００と同様に設計されているシーリングリップ１３６を具備する。それにより、シーリングリップ１３６およびハウジング１００がシールとして作用してもよい。
【0071】
センサは、ドア、ゲートまたは窓の封止を、触覚原理に基づいて単純に点検することが可能である。特に、センサユニット１０が負荷自体に加えて、センサ上のその強度またはその分布も判断するように設計されている場合、センサは同時に、たとえば封止およびクランプ保護のテストなど、異なるアプリケーションのために使用することができることが有利である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】