JP7467828B2 - 歪センサユニット及び伸長量測定部材 - Google Patents
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Description
<歪センサユニット>
図1~図4の歪センサユニット1は、長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子12(図1~図4では糸状を図示)と、歪センサ素子12の使用状態における伸長量の初期値を定める伸長量測定部13とを備える。伸長量測定部13は、歪センサ素子12の伸長に対応して変形可能に構成される。また、当該歪センサユニット1は、歪センサ素子12を伸長状態で測定対象に取付け可能な取付け部14と、伸長量測定部13と歪センサ素子12とを接続する一対の接続部15とを備える。伸長量測定部13及び一対の接続部15は、それ自体本発明の一態様である伸長量測定部材2を構成している。なお、歪センサ素子の「帯状」とは、厚さに対して幅の大きい長尺状を意味し、厚さ及び幅が部分的に相違する構成を含む。「使用状態における伸長量の初期値」とは、測定対象に取り付けられた状態における測定対象の基準状態に対応する伸長量を意味する。
歪センサ素子12は、全体として1方向に延在するよう測定対象に取り付けられる。歪センサ素子12は、延在方向の両端部で測定対象に固定される。歪センサ素子12は、伸縮性を有し、伸縮に応じて電気的特性が変化するものであればよく、伸縮により電気抵抗が変化する歪抵抗素子が好適に用いられる。中でも、歪センサ素子12としては、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」ともいう)を用いたCNT歪センサが特に好適に用いられる。
取付け部14は、歪センサ素子12の両端部に取り付けられ、歪センサ素子12を伸長状態で支持可能な一対の支持部14aと、一対の支持部14aに接続され、歪センサ素子12を伸長状態で測定対象に固定可能な一対の保持部14bとを有する。
伸長量測定部13は、歪センサ素子12の伸長に対応して伸長する。伸長量測定部13は可撓性部材である。伸長量測定部13は紐状であるとよい。伸長量測定部13は、両端部は幅が大きく、中央部は幅が小さくなっている。伸長量測定部13の長手方向長さは、歪センサ素子12の使用状態における初期長さ(基準長さ)に対応して定められる。なお、伸長量測定部の「紐状」とは、細長状で可撓性を有するものを意味する。この「紐状」とは、複数の糸状体を編成又は織成した網状(ニット状)、織物状、リボン状を含み、幅、厚さ等が部分的に変化したものであってもよい。
伸長量測定部材2は、長手方向に伸縮する歪センサ素子12の伸長に対応して変形可能である。伸長量測定部材2は、歪センサ素子12の使用状態における伸長量の初期値を定める。
当該歪センサユニット1は、伸長量測定部13が歪センサ素子12の伸長に対応して変形することで、歪センサ素子12の使用状態における伸長量の初期値を定めることができる。また、歪センサ素子12のリニアリティの高くなるところまで歪みセンサ素子12を伸長して測定することができるので、測定精度を向上することができる。
<伸長量測定部材>
図5の伸長量測定部材22は、図3の伸長量測定部材2に替えて用いられ得る。当該伸長量測定部材22は、長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子12の伸長に対応して変形可能であり、図6に示すように、歪センサ素子12の使用状態における伸長量の初期値を定める。当該伸長量測定部材22は、伸長量測定部23と一対の接続部15とを備える。一対の接続部15としては、図3の伸長量測定部材2の一対の接続部15と同様のため、同一符号を付して説明を省略する。
図6の歪センサユニット21は、長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子12と、歪センサ素子12の使用状態における伸長量の初期値を定める伸長量測定部23とを備える。伸長量測定部23は、歪センサ素子12の伸長に対応して変形可能に構成される。また、当該歪センサユニット21は、歪センサ素子12を伸長状態で測定対象に取付け可能な取付け部14と、伸長量測定部23と歪センサ素子12とを接続する一対の接続部15とを備える。当該歪センサユニット21は、図1の伸長量測定部13に替えて伸長量測定部23を用いている以外、図1の歪センサユニット1と同様の構成とすることができる。当該歪センサユニット21は、歪センサ素子12を伸長した際に、伸長量測定部23が変形して伸長量を測定することができる。
当該歪センサユニット21は、伸長量測定部23が全体の長さを段階的に変更可能に構成されているので、測定部位等に応じて歪センサ素子12の使用状態における伸長量の初期値を調節することができる。
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
2,22,42 伸長量測定部材
12,32 歪センサ素子
13,23,33,43 伸長量測定部
14,45 取付け部
14a 支持部
14b 保持部
14c 基台部
14d 固定部
15 接続部
23a 折り目
43a 電極接続部
X 測定対象
Claims (14)
- 長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子と、
前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を定める伸長量測定部と
を備え、
前記伸長量測定部の両端は、前記歪センサ素子の延在方向の両端部に前記歪センサ素子に対して距離を空けて固定されており、
前記伸長量測定部の長さが、前記歪センサ素子の長さより長く、
前記伸長量測定部は、前記歪センサ素子との間に、他の部材を介さず、空間を有しており、
前記伸長量測定部は、前記歪センサ素子が前記初期値に伸長した状態において、前記歪センサ素子に対して固定されている部分間の全ての領域が前記歪センサ素子と離間している歪センサユニット。 - 長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子と、
前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を定める伸長量測定部と
を備え、
前記伸長量測定部は、前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を見た目の変化によって確認できるように構成されており、
前記伸長量測定部は変形することで変色する素材からなる歪センサユニット。 - 長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子と、
前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を定める伸長量測定部と
を備え、
前記伸長量測定部は、前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を見た目の変化によって確認できるように構成されており、
前記伸長量測定部は変形することで模様が変化する歪センサユニット。 - 前記伸長量測定部が前記歪センサ素子の延在方向の両端部に接続される請求項2又は請求項3に記載の歪センサユニット。
- 前記伸長量測定部の長さが、前記歪センサ素子の長さより長い請求項4に記載の歪センサユニット。
- 前記伸長量測定部が前記歪センサ素子に着脱可能に構成される請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の歪センサユニット。
- 前記伸長量測定部が可撓性部材である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の歪センサユニット。
- 前記伸長量測定部が伸縮性を有する請求項7に記載の歪センサユニット。
- 前記伸長量測定部が変形前の状態で折りたたまれている請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の歪みセンサユニット。
- 前記伸長量測定部は、一定量伸長した際に破断する素材からなり、
前記歪センサ素子は、前記伸長量測定部が破断した伸長量で破断しない請求項1に記載の歪センサユニット。 - 長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子の伸長に対応して変形可能であり、前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を定める伸長量測定部と、
前記歪センサ素子の延在方向の両端部に前記歪センサ素子に対して距離を空けて前記伸長量測定部を固定する一対の接続部と
を備え、
前記伸長量測定部は、前記歪センサ素子との間に、他の部材を介さず、空間を有するように設けられており、
前記伸長量測定部は、前記歪センサ素子が前記初期値に伸長した状態において、前記一対の接続部間の全ての領域が前記歪センサ素子と離間するように設けられている伸長量測定部材。 - 長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子の伸長に対応して変形可能であり、前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を定める伸長量測定部を備え、
前記伸長量測定部は、前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を見た目の変化によって確認できるように構成されており、
前記伸長量測定部は変形することで変色する素材からなる伸長量測定部材。 - 長手方向に伸縮する糸状又は帯状の歪センサ素子の伸長に対応して変形可能であり、前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を定める伸長量測定部を備え、
前記伸長量測定部は、前記歪センサ素子の使用状態における伸長量の初期値を見た目の変化によって確認できるように構成されており、
前記伸長量測定部は変形することで模様が変化する伸長量測定部材。 - 前記歪センサ素子に対して着脱可能に構成されている請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の伸長量測定部材。
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