特許 7134813 荷重検知センサ及び荷重検知センサユニット

(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】2022-09-02

(45)【発行日】2022-09-12

(54)【発明の名称】荷重検知センサ及び荷重検知センサユニット

(51)【国際特許分類】

   G01G 19/12 20060101AFI20220905BHJP

   G01G 19/52 20060101ALI20220905BHJP

   G01G 3/14 20060101ALN20220905BHJP

   H01H 13/16 20060101ALN20220905BHJP

【ＦＩ】

G01G19/12 Z

G01G19/52 Z

G01G3/14

H01H13/16 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018183937

(22)【出願日】2018-09-28

(65)【公開番号】P2020051985

(43)【公開日】2020-04-02

【審査請求日】2021-06-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000005186

【氏名又は名称】株式会社フジクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】亀島 貴

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 仁

(72)【発明者】

【氏名】中崎 滋

(72)【発明者】

【氏名】川平 哲也

【審査官】後藤 順也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１１５４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５９７０４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｇ １９／００－１９／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１絶縁シートと、前記第１絶縁シートに設けられる第１電極と、を有する第１電極シートと、
前記第１絶縁シートと対向する第２絶縁シートと、前記第２絶縁シートに設けられ前記第１電極と対向する第２電極と、を有する第２電極シートと、
前記第１絶縁シートと前記第２絶縁シートとの間に介在され、前記第１電極と前記第２電極との間に開口が形成された絶縁性のスペーサとを備え、
前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとは、前記開口の周囲に形成された溶着接続部によって直接接合されており、前記溶着接続部の内側領域は非接着であり、
平面視すると、前記溶着接続部は、前記開口に沿って形成される内側溶着接続部と、前記内側溶着接続部よりも外周に形成される外側溶着接続部と、を有することを特徴とする荷重検知センサ。

【請求項2】

前記外側溶着接続部は、前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとの重なる領域の外形に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載の荷重検知センサ。

【請求項3】

前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとの間であって、前記溶着接続部の外側には、接着層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の荷重検知センサ。

【請求項4】

第１絶縁シートと、前記第１絶縁シートに設けられる第１電極と、を有する第１電極シートと、
前記第１絶縁シートと対向する第２絶縁シートと、前記第２絶縁シートに設けられ前記第１電極と対向する第２電極と、を有する第２電極シートと、
前記第１絶縁シートと前記第２絶縁シートとの間に介在され、前記第１電極と前記第２電極との間に開口が形成された絶縁性のスペーサとを備え、
前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとは、前記開口の周囲に形成された溶着接続部によって直接接合されており、前記溶着接続部の内側領域は非接着であり、
前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとの間であって、前記溶着接続部の外側には、接着層が設けられていることを特徴とする荷重検知センサ。

【請求項5】

前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方には、一対の端子と、前記第１電極及び第２電極の少なくとも一方と前記一対の端子とを電気的に接続する一対の引出配線が設けられており、
平面視において前記引出配線と前記溶着接続部とが交差する交差部においては、溶着接続部が設けられていないことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の荷重検知センサ。

【請求項6】

請求項５に記載の前記荷重検知センサと、
前記荷重検知センサの前記一対の端子を覆う保護樹脂とを備え、
前記保護樹脂は、少なくとも一つの前記交差部も覆っていることを特徴とする荷重検知センサユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットに関し、着座等による荷重を検知する場合に好適なものである。

【背景技術】

【0002】

車両における安全システムの一つとして、乗車時にシートベルトが非着用であることを警告するアラームシステムが実用化されている。このアラームシステムでは、人の着座が感知されている状態でシートベルトの着用が非感知となる場合に、警告が発せられる。この人の着座を感知する装置として、着座による荷重を検知する荷重検知センサが用いられる場合がある。

【0003】

人の着座に起因する荷重を検知する荷重検知センサとして、例えば下記特許文献１が開示されている。下記特許文献１の荷重検知センサでは、一対のフィルム間にスペーサが配置され、当該フィルムとスペーサとが接着剤層により貼り合わされ、それぞれのフィルム上に形成された電極が、スペーサの開口内において互いに所定の間隔をあけて対向している。このような荷重検知センサでは、座席装置の着座に応じて一対のフィルムが押されることでフィルム上に形成された電極が接触し、着座に起因する荷重が検知されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１２１３６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記特許文献１の荷重検知センサにおいて、フィルムとスペーサとを貼り合わせている接着剤層は、一般的に、高温環境下では軟化し、低温環境下では硬化する傾向にある。このため、高温環境下では、接着剤層の軟化により、各フィルムに設けられる電極が接触するために必要な荷重が低下してしまうことが懸念される。一方、低温環境下では、接着剤層の硬質化により、各フィルムに設けられる電極が接触するために必要な荷重が増加してしまうことが懸念される。つまり、荷重検知センサが置かれる環境温度に応じて、当該荷重検知センサがオンとなるときの荷重に誤差が生じることが懸念される。

【0006】

そこで、本発明は、適切に荷重を検知し得る荷重検知センサ及び荷重検知センサユニット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】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の荷重検知センサは、第１絶縁シートと、前記第１絶縁シートに設けられる第１電極と、を有する第１電極シートと、前記第１絶縁シートと対向する第２絶縁シートと、前記第２絶縁シートに設けられ前記第１電極と対向する第２電極と、を有する第２電極シートと、前記第１絶縁シートと前記第２絶縁シートとの間に介在され、前記第１電極と前記第２電極との間に開口が形成された絶縁性のスペーサとを備え、前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとは、前記開口の周囲に形成された溶着接続部によって直接接合されており、前記溶着接続部の内側領域は非接着であることを特徴とする。

【0008】

上記荷重検知センサによれば、第１絶縁シート及び第２絶縁シートの少なくとも一方とスペーサとは開口の周囲に形成された溶着接続部により直接接合されているため、第１絶縁シート及び第２絶縁シートの少なくとも一方とスペーサとは溶着接続部の内側領域を非接着としても、十分に固定される。そして、溶着接続部の内側領域が非接着となっているため、第１電極や第２電極の周囲であるこの内側領域には接着剤層が存在せず、環境温度の変化による接着剤層の粘度変化に起因して第１電極と第２電極とが接触するために必要な荷重が変化することを抑制できる。こうして、本発明の荷重検知センサは、適切に荷重を検知し得る。

【0009】

また、上記荷重検知センサにおいて、平面視すると、前記溶着接続部は、前記開口に沿って形成される内側溶着接続部と、前記内側溶着接続部よりも外周に形成される外側溶着接続部と、を有することが好ましい。

【0010】

この場合、内側溶着接続部と外側溶着接続部の２重で接合しているため、接合強度が向上する。また、２重で接合しているため、外部からの異物の侵入を効果的に抑制することができる。

【0011】

また、上記荷重検知センサにおいて、前記外側溶着接続部は、前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとの重なる領域の外形に沿って形成されることが好ましい。

【0012】

この場合、外側溶着接続部の接合範囲を最大限広くすることができるため、接合強度がより向上する。また、外側溶着接続部よりも外側の領域を極力小さくでき、第１絶縁シート及び第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとの浮きを抑制することができる。

【0013】

また、上記荷重検知センサにおいて、前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方と前記スペーサとの間であって、前記溶着接続部の外側領域には、接着層が設けられていることが好ましい。

【0014】

この場合、溶着接続部の外側領域に接着層があることで、荷重に影響を与えずに、第１絶縁シート及び第２絶縁シートの少なくとも一方とスペーサとの固定をより確実にすることができる。また、接着層を有することで、異物の混入もより抑制することができる。

【0015】

また、上記荷重検知センサにおいて、前記第１絶縁シート及び前記第２絶縁シートの少なくとも一方には、一対の端子と、前記第１電極及び第２電極の少なくとも一方と前記一対の端子とを電気的に接続する一対の引出配線が設けられており、平面視において前記引出配線と前記溶着接続部とが交差する交差部においては、溶着接続部が設けられていないことが好ましい。

【0016】

この場合、交差部に溶着接続部が設けられていないため、荷重検知センサの曲げ等に伴う応力が加わった際に、交差部の引出配線に応力が集中せず、引出配線が断線等して破損することを防止することができる。

【0017】

また、本発明の荷重検知センサユニットは、前記荷重検知センサと、前記荷重検知センサの前記一対の端子を覆う保護樹脂とを備え、前記保護樹脂は、少なくとも一つの前記交差部も覆っていることが好ましい。

【0018】

この場合、一対の端子を覆う保護樹脂が少なくとも一つの交差部も覆っているため、溶着していない交差部から異物や水分が侵入することを防止することができる。

【発明の効果】

【0019】

以上のように本発明によれば、適切に荷重を検知し得る荷重検知センサを提供し得る。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットの構成を示す平面図である。

【図2】荷重検知センサの構成を示す分解図である。

【図3】図１のＩＶ－ＩＶでの荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットの断面を示す図である。

【図4】図１のＶ－Ｖでの荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットの断面を示す図である。

【図5】荷重検知センサの変形例の一部を示す平面図である。

【図6】荷重検知センサの変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明に係る荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、理解の容易のため、それぞれの図のスケールと、以下の説明に記載のスケールとが異なる場合がある。

【0022】

図１は本実施形態の荷重検知センサ１及び荷重検知センサユニット１００の構成を示す平面図である。図２は荷重検知センサ１の構成を示す分解図である。図３は、図１のＩＶ－ＩＶでの荷重検知センサ１及び荷重検知センサユニット１００の断面を示す図である。図４は、図１のＶ－Ｖでの荷重検知センサ１及び荷重検知センサユニット１００の断面を示す図である。

【0023】

図１に示すように荷重検知センサユニット１００は、荷重検知センサ１と保護樹脂６０とを有する。荷重検知センサ１は、概ね半円形のスイッチ部２と、スイッチ部２に接続されスイッチ部２と同様の幅の引出部３と、引出部３に接続され引出部３と同様の幅の端子部４を有する。スイッチ部２には第１電極１２と第２電極２２とからなるスイッチＳＷが設けられており、引出部３には一対の引出配線１３、２３が設けられており、端子部４には一対の端子１４、２４が設けられている。

【0024】

図１、図２に示すように、荷重検知センサ１は、第１電極シート１０と第２電極シート２０とスペーサ３０とを主な構成要素として備え、荷重検知センサ１は、溶着接続部４０と交差部５０とを有する。

【0025】

第１電極シート１０は、第１絶縁シート１１と第１絶縁シート１１の一方の面上に設けられる第１電極１２と第１引出配線１３と第１端子１４とを有する。

【0026】

第１絶縁シート１１は、可撓性を有する樹脂製の絶縁シートとされる。この第１絶縁シート１１の平面形状は、概ね荷重検知センサ１の平面形状と同様の形状であるが、端子部４においては先端部位が、他の部位より幅が約半分となり、幅方向の一方に寄った形状とされる。このような第１絶縁シート１１の材料として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂が挙げられる。また、第１絶縁シート１１とスペーサ３０との界面の溶着接続部４０を形成する際に、レーザー等を界面まで透過しやするくするため第１絶縁シート１１は、透明であることが好ましい。

【0027】

第１電極１２は、略円形であり、第１絶縁シート１１のスイッチ部２の概ね中央に設けられている。第１電極１２は、導体の層からなり、例えば銀、銅、金等の金属やカーボン等が用いられ、複層であってもよい。第１電極１２は、例えば印刷で形成される。

【0028】

第１引出配線１３は、線状であり、第１電極１２と第１端子１４とを接続するように延在しており、主に第１絶縁シート１１の引出部３に設けられている。第１引出配線１３は、一端が第１電極１２と電気的に接続され、他端が第１端子１４と電気的に接続される。第１引出配線１３は、導体の層からなり、第１電極１２と同様の材料を用いることができ、第１電極１２と同時に同様の方法で形成することができる。

【0029】

第１端子１４は、略四角形であり、第１絶縁シート１１の端子部４の幅が狭くなっている先端部位に設けられる。また、第１電極１２と第１端子１４とは第１引出配線１３を介して互いに電気的に接続されている。第１端子１４は、導体の層からなり、第１電極１２や第１引出配線１３と同様の材料を用いることができ、第１電極１２や第１引出配線１３と同時に同様の方法で形成することができる。また、第１端子１４には、図示せぬ制御ユニットと接続される信号ケーブル１５が接続されている。第１端子１４と信号ケーブル１５とは導電性ペーストやはんだ付け等により接続される。

【0030】

第２電極シート２０は、スペーサ３０を介して第１電極シート１０と対向しており、第２絶縁シート２１と第２絶縁シート２１の他方の面上に設けられる第２電極２２と第２引出配線２３と第２端子２４とを有する。第２絶縁シート２１の他方の面は、第１電極１２と第１引出配線１３と第１端子１４が設けられる第１絶縁シート１１の一方の面と対向する面である。

【0031】

第２絶縁シート２１は、第１絶縁シート１１と同様に樹脂製の絶縁シートとされる。また、第２絶縁シート２１の平面形状は、第１絶縁シート１１と同様に概ね荷重検知センサ１の平面形状と同様の形状であるが、端子部４においては先端部位が、他の部位より幅が約半分となり、幅方向の他方に寄った形状とされる。なお、第１絶縁シート１１の端子部４の先端部位は一方に寄っているので、重ね合わせた際に、第２絶縁シート２１の端子部４の先端部位は、第１絶縁シート１１の端子部４の先端部位と重ならない。このような第２絶縁シート２１の材料として、第１絶縁シート１１の材料と同じ材料が挙げられ、第２絶縁シート２１の材料と第１絶縁シート１１の材料とは同じであっても異なっていても良い。また、第２絶縁シート２１は、第１絶縁シート１１と同様に、透明であることが好ましい。

【0032】

第２電極２２は、略円形であり、第２絶縁シート２１のスイッチ部２の概ね中央に設けられており、第１電極１２と対向する。第２電極２２は、導体の層からなり、材料としては、第１電極１２と同じ材料があげられる。また、第２電極１２は、第１電極１２と同様に、例えば印刷で形成される。第１電極１２と第２電極２２とによってスイッチＳＷが構成され、スイッチ部２に圧力が加わると第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１の少なくとも一方が撓み、これにより第１電極１２と第２電極２２とが互いに接触して導通する。

【0033】

第２引出配線２３は、第１引出配線１３と同様に線状であり、第２電極２２と第２端子２４とを接続するように延在しており、主に第２絶縁シート２１の引出部３に設けられている。第２引出配線２３は、一端が第２電極２２と電気的に接続され、他端が第２端子２４と電気的に接続される。第２引出配線２３は、導体の層からなり、第２電極２２と同様の材料を用いることができ、第２電極２２と同時に同様の方法で形成することができる。なお、耐久性を向上させる観点から、第１引出配線１３と第２引出配線２３は、平面視において重ならないように配置されている。

【0034】

第２端子２４は、第１端子１４と同様に略四角形であり、第２絶縁シート２１の端子部４の幅が狭くなっている先端部位に設けられる。また、第２電極２２と第２端子２４とは第２引出配線２３を介して互いに電気的に接続されている。第２端子２４は、導体の層からなり、第２電極２２や第２引出配線２３と同様の材料を用いることができ、第２電極２２や第２引出配線２３と同時に同様の方法で形成することができる。平面視すると、第１絶縁シート１１の端子部４の先端部位は一方に寄っており、第２絶縁シート２１の端子部４の先端部位は他方に寄っているため、第１端子１４と第２端子２４は重ならない。また、第２端子２４には、図示せぬ制御ユニットと接続される信号ケーブル２５が接続されている。第２端子２４と信号ケーブル２５とは導電性ペーストやはんだ付け等により接続される。なお、スイッチＳＷの第１電極１２と第２電極２２とが接触すると、信号ケーブル１５、２５に接続される図示せぬ制御ユニットによりスイッチがオンになったことが検知される。

【0035】

スペーサ３０は、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１の間に配置され、可撓性を有する樹脂製の絶縁シートとされる。このスペーサ３０の平面形状は、第１絶縁シート１１や第２絶縁シート２１と同様に概ね荷重検知センサ１の平面形状と同様の形状であるが、端子部４は有さない。これにより、第１絶縁シート１１の端子部４の先端部位に設けられた第１端子１４及び第２絶縁シート２１の端子部４の先端部位に設けられた第２端子２４はスペーサ３０から露出する。このようなスペーサ３０の材料として、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１と同様の材料を挙げることができる。なお、スペーサ３０の材料は、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１の材料と同じであっても異なっていても良いが、同一の材料の方が、レーザー等で溶着接続部４０を形成する際に、界面がなくなり一体的に強固に溶着されるため好ましい。また、スペーサ３０は着色剤などを加えて着色されていてもよい。着色されていると、レーザー等で溶着接続部４０を形成する際に、着色部で熱が吸収され、高温にしやすいため、溶着接続部４０を容易かつ短時間で形成することができる。

【0036】

また、このスペーサ３０のスイッチ部２の中央付近には、第１電極１２と第２電極２２との間に概ね円形の開口３１が形成されている。これにより、第１電極１２と第２電極２２とは接触可能となっている。また、スペーサ３０にはスリット３２が形成されている。このスリット３２は、開口３１の引出部３と反対側から引出部３と離れる方向に向かって延在し、外気と繋がる。従って、スリット３２を介して開口３１は外気と連通する。

【0037】

図１、図３、図４に示すように、第１絶縁シート１１とスペーサ３０との間及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との間には、溶着接続部４０が形成されている。第１絶縁シート１１や第２絶縁シート２１とスペーサ３０とはこの溶着接続部４０により、直接接合されている。溶着接続部４０は、スペーサ３０の開口３１の周囲に形成されており、内側溶着接続部４１と外側溶着接続部４２とを有している。溶着接続部４０は、第１絶縁シート１１や第２絶縁シート２１とスペーサ３０とを溶着させることで形成することができる。具体的には、第１絶縁シート１１とスペーサ３０と第２絶縁シート２１とを積層した後に、溶着接続部４０を形成する箇所に、第１絶縁シート側や第２絶縁シート側から圧力を加えながらレーザーや超音波等を当てることで、第１絶縁シート１１や第２絶縁シート２１とスペーサ３０との界面近傍が加熱され溶融することで相溶して接続され、溶着接続部４０が形成される。なお、溶着接続部４０としては、完全に相溶して界面が存在しない態様だけでなく、スイッチ動作をする際等の通常的な使用時に第１絶縁シート１１や第２絶縁シート２１とスペーサ３０とが剥がれない接合強度を有しているのであれば界面が存在する態様であっても、含まれるものとする。

【0038】

内側溶着接続部４１は、スペーサ３０の開口３１に沿って形成されている。具体的には、スペーサ３０の開口３１を囲むように内側溶着接続部４１が設けられている。このように内側溶着接続部４１が開口３１を囲むように設けられているため、スイッチＳＷの周囲において、第１絶縁シート１１や第２絶縁シート２１とスペーサ３０とが剥がれて浮きが発生することを防止することができ、適切に荷重を検知することができる。なお、スペーサ３０のスリット３２と重なる部分においては、スペーサ３０が存在しないため、内側溶着接続部４１は設けられていない。

【0039】

図３、図４に示すように、本実施形態においては、第１絶縁シート１１とスペーサ３０との間、及び、第２絶縁シート２１とスペーサ３０との間には、全域に渡って接着層が設けられていない。したがって、第１絶縁シート１１とスペーサ３０、及び、第２絶縁シート２１とスペーサ３０とは、内側溶着接続部４１よりも開口３１側の内側領域において、非接着となっている。

【0040】

外側溶着接続部４２は、荷重検知センサ１の外形に沿って形成されている。具体的には、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との重なる領域の外形に沿って形成されており、本実施形態においては、スペーサ３０の外形が最も小さいため、スペーサ３０の外形に沿って形成されている。

【0041】

図１、図４に示すように、交差部５０は、溶着接続部４０と一対の引出配線１３、１４が交差する部分である。交差部５０は、内側溶着接続部４１と一対の引出配線１３、１４とが交差する内側交差部５１と、外側溶着接続部４２と一対の引出配線１３、１４が交差する外側交差部５２とを有する。交差部５０においては、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との間に溶着接続部４０は設けられていない。また、外側交差部５２は、後述する保護樹脂６０に覆われている。

【0042】

図１、図４に示すように、荷重検知センサユニット１００には、一対の端子１４，２４を保護するために、端子部４を覆う保護樹脂６０が設けられている。また、保護樹脂６０は、荷重検知センサ１の端子部４を覆うとともに引出部３の一部も覆っている。具体的には、保護樹脂６０は、荷重検知センサ１の端子部４の全体を覆い一対の端子１４、２４を覆うと共に、引出部３のうち端子部４側の一部を覆うことで、交差部５０のうち外側交差部５２も覆っている。保護樹脂６０の材料として、例えば、ポリアミド系、ポリイミド系、オレフィン系、ウレタン系、アクリル系等の熱可塑性樹脂や光硬化樹脂等の樹脂が挙げられる。また、保護樹脂６０は、一対の端子１４，２４を適切に保護するため、第１絶縁シート１１、第２絶縁シート２１及びスペーサ３０よりも高いヤング率を有する。なお、図４に示すように保護樹脂６０が設けられている部分においては、断面視すると、荷重検知センサ１の全周を覆うように設けられている。

【0043】

以上のように、本実施形態の荷重検知センサ１は、第１絶縁シート１１と第１絶縁シート１１に設けられる第１電極１２とを有する第１電極シート１０と、第１絶縁シート１１と対向する第２絶縁シート２１と第２絶縁シート２１に設けられ第１電極１２と対向する第２電極２２とを有する第２電極シート２０と、第１絶縁シート１１と第２絶縁シート２１との間に介在され第１電極１２と第２電極２２との間に開口３１が形成された絶縁性のスペーサ３０とを備え、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０とは、開口３１の周囲に形成された溶着接続部４０によって直接接合されており、溶着接続部４０の内側領域は非接着である。

【0044】

これにより荷重検知センサ１において、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０とは開口３１の周囲に形成された溶着接続部４０により直接接合されているため、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０とは、溶着接続部４０の内側領域を非接着としても、十分に固定される。そして、溶着接続部４０の内側領域が非接着となっているため、第１電極１２や第２電極２２の周囲であるこの内側領域には接着剤層が存在せず、環境温度の変化による接着剤層の粘度変化に起因して第１電極１２と第２電極２２とが接触するために必要な荷重が変化することを抑制できる。こうして、本実施形態の荷重検知センサ１は、適切に荷重を検知し得る。

【0045】

本実施形態では、平面視すると、溶着接続部４０が、開口３１に沿って形成される内側溶着接続部４１と、内側溶着接続部４１よりも外周に形成される外側溶着接続部４２とを有する。これにより、内側溶着接続部４１と外側溶着接続部４２の２重で接合されているため、接合強度が向上する。また、２重で接合しているため、外部からの異物の侵入を効果的に抑制することができる。

【0046】

本実施形態では、外側溶着接続部４２は、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との重なる領域の外形に沿って形成される。これにより、外側溶着接続部４２の接続範囲を最大限広くすることができるため、接合強度がより向上する。また、外側溶着接続部４２よりも外側の領域を極力小さくでき、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との浮きを抑制することができる。

【0047】

本実施形態では、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１には、一対の端子１４、２４と、第１電極１２及び第２電極２２と一対の端子１４、２４とを電気的に接続する一対の引出配線１３、２３が設けられており、平面視において引出配線１３、２３と溶着接続部４０とが交差する交差部５０においては、溶着接続部４０が設けられていない。これにより、交差部５０に溶着接続部４０が設けられていないため、荷重検知センサ１の曲げ等に伴う応力が加わった際に、交差部５０の引出配線１３，２３に応力が集中せず、引出配線１３，２３が断線等して破損することを防止することができる。

【0048】

本実施形態の荷重検知センサユニット１００は、荷重検知センサ１と、荷重検知センサ１の一対の端子１４、２４を覆う保護樹脂６０とを備え、保護樹脂６０は、交差部５０のうち外側溶着接続部４２と引出配線１３、２３とが交差する外側交差部５２も覆っている。この場合、一対の端子１４，２４を覆う保護樹脂６０が交差部５０のうち外側交差部５２も覆っているため、溶着していないこの外側交差部５２から異物や水分が侵入することを防止することができる。

【0049】

また、保護樹脂６０は、少なくとも一つの交差部５０を覆っていれば良いが、交差部５０のうち、平面視すると、少なくとも最外周に設けられた溶着接続部４０と引出配線１３、２３との交差部５０を覆うことが好ましい。本実施形態において、保護樹脂６０は、最外周に設けられた外側溶着接続部４２と引出配線１３、２３とが交差する外側交差部５２を覆っている。保護樹脂６０が外側交差部５２を覆うことで、外部からの異物や水分が侵入することを最外周で防止できる。一方で、本実施形態において、保護樹脂６０は、内側溶着接続部４１と引出配線１３、２３とが交差する内側交差部５１を覆っていない。内側溶着接続部４１は、スイッチＳＷの近傍に設けられており、スイッチＳＷの検知性能に影響を及ぼさないために、内側交差部５１には保護樹脂６０を設けない方が好ましい。

【0050】

以上、本発明の荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットについて上記実施形態を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

【0051】

例えば、上記実施形態では、溶着接続部４０は、内側溶着接続部４１と外側溶着接続部４２の２重構造であったが、中間溶着接続部を加えて、３重以上の構造としてもよいし、内側溶着接続部４１と外側溶着接続部４２のいずれか１方の１重構造であっても良い。

【0052】

また、上記実施形態では、溶着接続部４０は、線状にほぼ全周に渡って設けられていたが、開口３１の周囲に形成される限り、図５に示すように、点状に設けても良い。また、溶着接続部４０の内側溶着接続部４１と外側溶着接続部４２はそれぞれ単線の１重で形成されているが、それぞれ複線にして２重以上にしてもよいし、点状と線状を組合せてもよいし、線状ではなく、例えば、第１絶縁シート１１とスペーサ３０との間及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との間の全域に渡って設けられてもよい。

【0053】

また、上記実施形態では、第１絶縁シート１１とスペーサ３０との間、及び、第２絶縁シート２１とスペーサ３０との間には、全域に渡って接着層が設けられていなかったが、図６に示すように、溶着接続部４０の外側領域に接着層７０を設けても良い。接着層７０の材料としては、粘着剤、接着剤、ＰＥＴや不織布などの基材の両面に粘着剤や接着剤を設けて構成される両面テープ等が挙げら、粘着剤、接着剤としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂や光硬化樹脂等が挙げられる。接着層７０として、粘着剤を用いる場合には、例えば、シリコン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、アクリル系粘着剤等を用いることができる。このように、溶着接続部４０の外側領域に接着層７０があることで、荷重に影響を与えずに、第１絶縁シート１１及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との固定をより確実にすることができる。また、接着層７０を有することで、異物の混入もより抑制することができる。なお、図５においては、便宜上、溶着接続部４０としては、内側溶着接続部４１のみを図示しているが、上記実施形態のように、内側溶着接続部４１に加えて外側溶着接続部４２も有していても良い。また、上述の通り、外側溶着接続部４２のみであっても良いし、３重以上であってもよい。２重以上の場合においては、異物の混入を防止する観点と適切に荷重を検知する観点から、最外周の溶着接続部４０の外側のみに接着層を設けることが好ましい。

【0054】

また、上記実施形態では、略円形の第１電極１２と略円形の第２電極２２とでスイッチＳＷを構成したが、第１電極を互いに電気的に絶縁された２つの略半円形の電極とし、第２電極を略半円形の第１電極の両方に跨るように略円形とするいわゆる櫛歯構造であっても良い。この場合、第１電極の一方の略半円形の電極と他方の半円形の電極とに、それぞれ引出配線及び端子が接続されるので、一対の引出配線及び一対の端子は第１絶縁シート１１にのみに設けられ、第２絶縁シートは第２電極のみが設けられる。

【0055】

また、上記実施形態では、第１絶縁シート１１とスペーサ３０及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との両方が、溶着接続部４０により接合されていたが、どちらか一方のみを溶着接続部４０で接合し、他方は、溶着接続部４０を設けずに接着層のみで接着してもよい。ただし、第１絶縁シート１１とスペーサ３０及び第２絶縁シート２１とスペーサ３０との両方を溶着接続部４０で接合した方が、より第１電極と第２電極とが接触するために必要な荷重が変化することを抑制できるため好ましい。

【0056】

また、本実施形態では、保護樹脂６０を有していたが、保護樹脂を有さなくてもよい。また、保護樹脂は、一対の端子１４，２４のみを覆っており、外側交差部５２を覆わなくてもよい。

【0057】

本発明の荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットは、荷重を検知すべき検知対象物に対する荷重の有無を検知する限り利用可能性を有する。例えば、介護用ベッドのシートクッションに荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットを配置する形態が挙げられる。このような形態であっても、荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットが荷重を検知でき、当該荷重検知センサ及び荷重検知センサユニットの検知結果に基づいて、シートクッション上に人が存在しているかを示す情報を得ることができる。また、電子機器のスイッチとして用いられ、荷重の有無を検知しても良い。

【符号の説明】

【0058】

１・・・荷重検知センサ
２・・・スイッチ部
３・・・引出部
４・・・端子部
１０・・・第１電極シート
１１・・・第１絶縁シート
１２・・・第１電極
１３・・・第１引出配線
１４・・・第１端子
２０・・・第２電極シート
２１・・・第２絶縁シート
２２・・・第２電極
２３・・・第２引出配線
２４・・・第２端子
３０・・・スペーサ
３１・・・開口
３２・・・スリット
４０・・・溶着接続部
４１・・・内側溶着接続部
４２・・・外側溶着接続部
５０・・・交差部
５１・・・内側交差部
５２・・・外側交差部
６０・・・保護樹脂
７０・・・接着層
１００・・・荷重検知センサユニット
ＳＷ・・・スイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】