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公開番号2025135525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-18
出願番号2024047295
出願日2024-03-05
発明の名称超薄型静電容量式・重量式テープセンサー及びその検知システム
出願人株式会社細田
代理人
主分類G01L 1/14 20060101AFI20250910BHJP(測定;試験)
要約【課題】自動車等のハンドル部の円形外周に設置し、人がハンドルを握った時の握力の検出値(静電容量値pf)を測定する静電容量式テープセンサーと対向する電極の接触時を正確に検出する重量式テープセンサーと電極間の通電を検出する外部機器とを有する超薄型静電容量式・重量式システムに関するものである。
【解決手段】電磁波や電波を遮断・吸収することができる導電性布製であるシールドクロス材を用いた、シールドクロス電極S12とシールドクロス電極13Eと、その隙間に装着した気泡を含む帯状の弾性体スペーサー14は、シールドクロス電極の検出面積より数mm大きい外寸法を備え、シールドクロス電極S12・13Eとリード線開口部19の外側を包むようにウレタンフィルム15で密着し、外周をウレタンフィルム層16で密閉し、超薄型で柔軟性と電波障害を受けない構造体を構成している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
検出電極面に加わる荷重物の重量を均一値で検出する極めてシンプルな構造体である超薄型静電容量式・重量式テープセンサーであって、導電性布製であるシールドクロス材を運用した、シールドクロス電極と電極間の隙間に装着した弾性体スペーサーと、シールドクロス電極の外側をウレタンフィルムで密着、密閉した構造体を備えたことを特徴とする超薄型静電容量式・重量式テープセンサー。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
電磁波や電波を遮蔽・遮断・吸収することができる導電性布材であるシールドクロスを用いた、シールドクロス電極Ｓとシールドクロス電極Ｅと、その隙間に装着した気泡を含む帯状の弾性体スペーサーは、シールドクロス電極の検出面積より数ｍｍ大きい外寸法を備え、
シールドクロス電極Ｓ・Ｅとリード線開口部の外側を包むようにウレタンフィルムで密着し、その外周をウレタンフィルム層で密閉し、誘電体シートを用いない構造体を構成したことを特徴とする超薄型静電容量式・重量式テープセンサー。
【請求項３】
前記のシールドクロス材を用いた超薄型静電容量式・重量式テープセンサーの構造体は、導電性布製で構成されたシールドクロス電極によって、荷重圧力を直接弾性体スペーサーに移行する構成により、テープセンサー全体が弾性と柔軟性に優れ、電磁波やノイズ等の電波障害の影響を全く受けないシールドクロス電極と、弾性体スペーサー、ウレタンフィルム層との構成によって、荷重復元力に優れ、シールドクロス電極上、何処の位置であっても同一荷重を同一の値で検出する正確さと温度変化の影響も少ない構造体を備えたことを特徴とする請求項１と２に記載の超薄型静電容量式・重量式テープセンサー。
【請求項４】
前記弾性体スペーサーは、荷重復元力と同一の荷重を同一の値で検出する重要な役割を担う構成材で重量式テープセンサーにあっては、縦幅のセンター中央部分に数ｍｍ幅の隙間を設け、各荷重物の重量の検出にあっては数ケ所の隙間を設けることや帯幅、厚み、密度等の構成により、重量物に応じた検出値の設定機能を備えた請求項１～３に記載の超薄型静電容量式・重量式テープセンサー。
【請求項５】
前記超薄型重量式テープセンサー上に同一面積の樹脂板の配置により、静電容量式へ変換する併用機能を備えたことを特徴とする請求項１と２と４に記載の超薄型重量式テープセンサー。
【請求項６】
前記シールドクロス電極と、弾性体スペーサーと、ウレタンフィルム層で密閉した構造体は、引張強度、耐摩耗性、衝撃吸収性、弾性と柔軟性を有することで、センサー設置場所等の条件に限定することなく、平面、凹凸面、直角面、円形面等の全ての対象物等に設置し、検出することができることを特徴とする請求項１～５に記載の超薄型静電容量式・重量式テープセンサー。
【請求項７】
前記弾性体スペーサーは、圧縮残留歪が小さく、寸法安定性、ヘタリがないなどの優れた高機能ウレタンフォーム等を用いた弾性体スペーサーの素材は、ウレタン、アクリル、ウレア、ニトリル、シリコーンエラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム、天然ゴムなどの、均一なセル構造の材料を用いたことを特徴とする求項１～６に記載の超薄型静電容量式・重量式テープセンサー。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項の超薄型静電容量式・重量式テープセンサーと、シールドクロス電極Ｓとシールドクロス電極Ｅとの間の通電を検出する外部機器とを有する超薄型静電容量式・重量式検知システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、超薄型静電容量式・重量式テープセンサーに関し、自動車のハンドル部等の円形外周に設置し、人がハンドルを握った時の握力の検出値（静電容量値ｐｆ）を測定する静電容量式テープセンサーと対向する電極の接触時を正確に検出する重量式テープセンサーと通電を検知する外部機器とを有する静電容量式・重量式システムに関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景の技術】
【０００２】
２極の電極を複数の帯状電極で構成し、その電極間に誘電体シートと複数のスペーサーを設けて一対のコンデンサー電極を設けた静電容量式重量センサーとしては、下記特許文献１、下記特許文献２、下記特許文献３に記載の技術がある。特許文献１に記載の静電容量式重量センサーは、電極を構成している絶縁体上下２枚の間にスペーサーを設け、コンデンサー電極間に加わるスペーサーの収縮する重量変化をコンデンサー電極間の静電容量の変化として検出する静電容量重量センサーがある。
【０００３】
しかし特許文献１に記載の静電容量重量センサーは、スペーサーの取りつけ部分が変動しないため、微少な荷重の変化を検出しようとしても、コンデンサー電極間の静電容量の変化が少なく、検出することができないという問題があった。
【０００４】
また、スペーサーの取付け部分が変動しないためスペーサーの周辺に重量が加わる場合と、それ以外の場所に重量が加わる場合とでは、その検出値が異なるという課題がある。
【０００５】
特許文献２は、パネル電極Ｓを挟んで上下にパネル電極Ｅを設け、パネル電極Ｓをセンターにして、上下に２つのコンデンサーを形成することで、単一のコンデンサーよりも、より高感度の静電容量重量センサーである。
【０００６】
しかし、特許文献２に記載の技術も、特許文献１に記載の技術と同様にパネル電極Ｓとパネル電極Ｅとの間に、複数のスペーサーを一定の間隔で設けている。このため、スペーサーやその周辺にセンサーに荷重がかかる場合と、それ以外の部分に荷重が加わる場合にその検出値が異なり、センサーに加わる荷重の位置が異なるごと検出値が異なるという課題がある。
【０００７】
特許文献３は、パネル電極Ｓ又はパネル電極Ｅいずれかが太鼓張り状態によって、パネル電極Ｓとパネル電極Ｅとの中央付近に於ける離隔が、外枠スペーサー付近のパネル電極Ｓとパネル電極Ｅとの離隔より広くなっていることから、センサーマットに加わる重量をほぼ等しく測定できる。
【０００８】
しかし、特許文献３に記載の技術も、センサーマット上全体の加わる箇所の重量をほぼ等しく検出測定できるセンサーマットではあるが、同一の荷重を同一値での検出や少数ロット等の対応は可能であるが、組立工数や生産性等のコスト高によって、量産製品に対応する製品としては課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特許第４０６９２５６号公報
特許第６３７８００１号公報
特許第７１２５７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明の課題はこのような事情に鑑みてなされたものであり、テープセンサーのシンプルな構造体の構成によって、テープセンサー上の全ての荷重（重量）の位置に係わらず、正確に高精度で均一値を検出する超薄型静電容量式テープセンサーと、接点出力と静電容量式出力を併用する構造体の超薄型重量式テープセンサーは、接点出力に応じた設定機能を有することによって、超薄型静電容量式・重量式テープセンサーは、多用する用途の需要が求める広範囲への対応と多角的で生産性の高い低コストの製品を提供することを課題とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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