JPS5917123A - 感圧センサ− - Google Patents

感圧センサ−

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JPS5917123A
JPS5917123A JP12734682A JP12734682A JPS5917123A JP S5917123 A JPS5917123 A JP S5917123A JP 12734682 A JP12734682 A JP 12734682A JP 12734682 A JP12734682 A JP 12734682A JP S5917123 A JPS5917123 A JP S5917123A
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JP
Japan
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fibers
entangled
fiber
conductive fibers
sensitive sensor
Prior art date
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Granted
Application number
JP12734682A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6334413B2 (ja
Inventor
Takashi Hiramatsu
平松 昂
Tatsuo Togo
東郷 辰夫
Reizo Gomibuchi
五味淵 礼三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Sanmo Dyeing Co Ltd
Sekisui Jushi Corp
Original Assignee
Nihon Sanmo Dyeing Co Ltd
Sekisui Jushi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Sanmo Dyeing Co Ltd, Sekisui Jushi Corp filed Critical Nihon Sanmo Dyeing Co Ltd
Priority to JP12734682A priority Critical patent/JPS5917123A/ja
Publication of JPS5917123A publication Critical patent/JPS5917123A/ja
Publication of JPS6334413B2 publication Critical patent/JPS6334413B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は導電性繊維を用いた簡単な構造の新規な感圧セ
ンサーに関するものである。
感圧センサーは外部からの荷重を検知するものであり、
各種装置に組込オれて使用され、検知した荷重すなわち
入力信号が装置内のyR換P4等によって目的に応じた
出力信号に変換されるシステムの一端を担うものである
木発FJ1は受ける荷重に応じてその電気抵抗が連続的
に変化する簡単な構造で安価な感圧センサーを提供する
ものである。
又、零発IJIけ多数本の導電性繊維が単独又は他の非
導電性繊維と混合されて互に絡み合わされ、その形状が
保持されてなる弾力性を有する密度01〜0.597d
の繊維製交絡体に1対の電極が接触して設けられ、少く
とも電極の外面に絶縁体が設けられており、交絡化がM
重を受けることによシ圧縮されて交絡化の密度が増加し
、導電性繊維と91.の接触部分も増加し、その結果電
気抵抗が変化することをw、理とするものである。
以下、図面を参照しながら本発明について説明する。
第1図は本発明の一実施態様を示す断面図である。第1
図において、+lDj繊維製交絡休、+体1 、12ど
に電極、(3)は絶縁性セル、(4)は絶縁性ケース、
(5)にコイルげね、(6)は導線である。
m、維製交絡体+11 F′!、艮す(L 3〜20 
mm トナサした多数本の導電性繊維が単独又は導電性
繊維とはI1同形状の他の非導電性繊維と均一に混合さ
れて互に絡み合わされている。交絡化(IIVi絶縁性
セル(3)内に充填されてその形状が保11され、密度
0.1〜0.597cylとなされている。導電性繊維
としては、アクリル繊維又はアクリル糸繊維、シアン基
を含有するポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、レ
ーヨン繊維、キュプラ繊維、動物性繊維又Fi植物性繊
維にそれぞれ硫化銅が含有され、比重とえげサンダーロ
ン58−N(日本蚕毛染色社の登録量り比抵抗10 Ω
・−のものが好適に使用される。その他界電性繊維とし
て金属メッキ繊維、金m蒸着繊維、炭素繊維又は金属細
線が使用することができる。非導電性繊維としては、適
宜合成繊維、天然繊維等が使用されればよい。
交絡化(])を形成する上記繊維長さけ、あまり短かす
ぎると繊維が粉状となシ絶縁性セル(3)内に密に充填
されすぎ、繊維のもつ弾力性がそこなわれ、交絡化f+
lが受ける荷重に応じた電気抵抗を示さなくなる。又、
逆にあまシ長すぎ、る七導電性繊維を均一に混合できな
くなり、センサーとしての精度低下をきたす。従って繊
維長さけα3〜20vrmとするのが好ましい。
交絡化(1)の密度は、あまり小さすぎると交絡化f+
)が受ける荷重の変化に対して電気抵抗が急激に変化す
ることになり、センサーとしての精度低下をきたす。又
、逆にあまり大きすぎると交絡化(1)が受ける荷重の
変化に対して電気抵抗の変化が鈍くなる。従って、交絡
化+11が受ける′R重の変化に対して漸次連続的に電
気弾状を変化させるには、交絡化filの密度を0.1
〜0.59/cr4とするのが好オしい。ここで密度と
け見かけ比重をいう。
電4t 121 、 +2)’t−を交絡化ftl l
挟着するようになされ、一方の電極(2)け交絡化(1
)が充填された絶縁性セル(3)の底部に、他方の電極
(2YVi絶縁性ヤル(3)の上部開口部に設けられて
いる。又、電極12rけ断面路T形となされて絶縁性セ
ル(3)内に1督励可能に挿入され、電極(2とと絶縁
性セル(3)間に設けられたコイルげね(5)によって
支持されている。電極12Yの外面には絶縁性ケース(
4)が被せられている。なお、電極12どの形状は所面
略T形に限定するものではなく、交絡化(1)の上面に
接触する適宜形状のものであればよい。
導線(6)は電極+21 、 +2とに接続され、その
端部は電源、変換器等の装置に接続されるよう例なされ
ている。
この第1図の場合は絶縁ケースi41に下方に向けて荷
重をかけるき、交絡化(])が電極+27により圧縮さ
れ、その密度が増加し、#KiJA抵抗が変化するもの
である。第2図はこの荷重とffl気抵抗抵抗係の一例
を示すグラフであって、荷重の変化に対して電気抵抗が
漸次連続的に変化する特性を示している。又、第2図は
第1図における交絡化(1)を長さ0、5.、mmの導
電性繊維テングーロン5S−N(日本蚕毛染色社の登録
量v!4)のみから形成し、その密度0.289/cd
とし、絶縁性セル(3)の直径(g)を2−とした場合
を示す。
第3図は本発明の他の実施態様を示す断面図である。@
3図において、(4Yは絶縁性ケース、その他の番号は
第1図のものと同様なものを示す。
繊維製交絡化+11 Vi長さ20〜180πmとなさ
れた多数本の導電性繊維が他の非導電性繊維に3〜70
%混紡されて、厚み3〜20πmのフェルト状となされ
て形状保持されている。導電性繊維、非導電性繊維とし
ては@1図のものと同種のものが使用される。
交絡化fllを形成する上記繊J(を長さけ、あ−!i
シ短かすぎても、長すぎても弾力性を有するフエルト状
のものが得られず、センサーとしての精度低下をきたす
ので、20〜180關とするのが好ましいO 導電性繊維の混紡率はあ寸り小さすぎると交絡体f+l
に導電性がなくなり使用不可能となり、あまり大きすぎ
ると交絡体fi+が受ける荷重に対して電気抵抗が急激
に変化すること罠なり、センサーとしての精度低下をき
たすので、3〜70%とするのが好ましい。
交絡体(tlの厚みけあまり薄すぎる七交絡体Dlが受
ける荷重に対してW1気抵抗が急激に変化し、センサー
としての精度低下をきたし、あまり厚すぎるとフェルト
状にできなくなるので、3〜20問とするのが好ましい
電M +21 、 +2)’は交絡体fi+を挟着する
板状となされ、電極+21 、 +21’の外面に交絡
体+Ilを保険する如く絶縁性ケース+41 、 +4
とが設けられている。
又、絶縁性ケース14t 、 I4と間にコイルばねが
設けられていてもよい。このコイルばねけ上記ケース+
41 、 (4Yの間隔を適宜に保持すること及び繊維
製交絡体filの弾性負担をtl整し且−)補助手段と
して使用されるものでちる。
この第3図の場合も第1図の場合と同様に絶縁ケース1
4)に下方に向けて荷重をかけると、交絡体(1)が圧
縮されてその密度が増加し、電気抵抗が変化する。又、
この荷重と電気抵抗の関係も第2図とほぼ同様な傾向を
示す。たとえば第4図の如き傾向を示し、この場合、第
3図における交絡体(1)を導電性繊維ザンダーロン5
S−N(日木蚕毛染色社の登録商標)を非導電性のアク
リル繊維に5%混紡してフェルト状とし、その密度0.
199/ad寸法tel R4cM、横5側、厚み5闘
とした場合を示す。
第5図は本発明のさらに他の実施ね様を示す断面図であ
る。第5図において、+71 、 +71’は絶縁体、
その他の番号は第1図及び第3図のものと同様なものを
示す。
この第5図の場合は、繊維製交絡体(1)が第3図のも
のと同様にフェルト状となされ、絶縁体(7)。
(7Y間に適宜間隔をおいて複数個挟着さitている。
各交絡体il) 、 (x)・・・は第6図の如(端部
において電極(2)によって連結されている。又、絶縁
体+71 、 ff+’間にコイルげね(6)が設けら
れ、絶縁体+71 、 +7)’の外面に絶縁性ケース
+41 、 (4γが設けられている。
この第5図の場合も第4図及び第3図の場合と同様に絶
縁性ケース(4)に下方に向けて荷重をかけると、各交
絡体o+ 、: o)・・・が圧縮され、それぞれの密
度が増加し、各交絡体(tl 、 (tl・・・を組合
わせた電気抵抗を示すものである。
又、木発り1において、交絡体fil、電極+21 、
 +2とけ絶縁体により被覆されて面1水件等がf=I
与されていることが好オしい。又、荷重とili!A抵
抗の特性は目的に応じて、交絡体の密度、繊維長さ、導
電性繊維の混紡率、交絡体の厚み等を適宜選択組合わせ
ればよく、必ずしも第2図や第4図のグラフのものに限
定されるものではなく、荷重の変化に対してW1気抵抗
が漸次連続的に変化するようになされるものである。
以上詳述した如く、本発明は多数本の導電性繊維が単独
又は他の非導電性繊維とシ艮合されて互に絡み合わされ
、弾力性を有する繊維製交絡体に1対のW1極が接触し
て設けられているので、構造がきわめて簡単であシ、薄
くコン/(クトにでき、安価々ものが得られる。又、構
造が簡単でメカニス。
ムの要素がないので、故障がなくメンテナンスがいらな
いと共に、H#、衝撃等の不必要な外力に対して影響を
受け々い〇 又、交絡体が受ける荷重に応じてその電気抵抗が漸次連
続的に変化するようにかされているので、各積装[K組
込んで使用する場合、荷重に応じて電気抵抗の連続的変
化を変換器を介して他の出力信号の連続的変化に変換で
き、このため感■−センザーとして、nti計、圧力計
、可変抵抗器、その他ロボット部品等に組込んで使用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施態様を示す断面図、第2図は本
発用罠おける荷重と[気抵抗の関係の一例を示すグラフ
、第3図は本発明の他の実施紛様を示す断面図、第4図
は本発明における荷重と電負抵抗の関係の他の例を示す
グラフ、第5図は木発す1のさらに他の実施例を示す断
面図、第6図第5図M−■線における一部切欠断面図で
ある。 (1)・・・繊維製交絡体、121 、 (2y・・・
電極、(3)・・・絶縁性セル、+41 、 +4Y・
・・絶縁性ケJス、(5)・・・コイルばね、(6)・
・・導線、tel 、 (IY・・・絶縁体。 特許出願人の名称 才j園 局  吏 才 5 囚 才 6 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)多数本の導電性繊、維が単独又は他の非導電性繊維
    、!:元混合れて互に絡み合わされ、その形状が保持さ
    れてなる弾力性を有する密度0.1−0.59/Mの繊
    維製交絡体に1対の電極が接触して設けられ、少くとも
    電極の外面に絶縁体が設けられており、交絡体が受ける
    荷重に応じてその電気抵抗が漸次連続的に変化するよう
    になされた感圧センサー。 2)繊J(t+製交絡休体形成する導テは性繊維、非導
    電性#!維のtll、維長さがα3〜20πmとなされ
    、該交M体が、上部が門口された絶縁性セル内に充填さ
    れて形状保持され、上記セルの底部、開口部側に交絡体
    を挟着するfa極が設けられ、セルの門口部側か受圧面
    となされた特許請求の範囲第1項記載の感圧センサー。 3)長さ20−180 mmとなされた多数本の導電性
    繊維が他の非導電性繊維に3〜70%混紡されて轍維製
    交絡体が形成され、該交絡体が厚み3〜20πmのフェ
    ルト状となされて形状保持された特#′[請求の範囲@
    1項記載の感圧センサー。
JP12734682A 1982-07-21 1982-07-21 感圧センサ− Granted JPS5917123A (ja)

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JPS5917123A true JPS5917123A (ja) 1984-01-28
JPS6334413B2 JPS6334413B2 (ja) 1988-07-11

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ID=14957649

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