【書類名】 明細書
【発明の名称】 ケーブル状圧力センサとその製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内側電極である芯電極と、前記芯電極の周囲に配置された可撓性感圧体と、前記可撓性感圧体の表面に配置された可撓性外側電極とから成り、前記可撓性外側電極が可撓性支持体とその表面に形成された金属層で構成されたケーブル状圧力センサ。
【請求項２】 可撓性支持体が高分子フィルムである請求項１記載のケーブル状圧力センサ。
【請求項３】 可撓性支持体がポリエチレンテレフタレートフィルムである請求項２記載のケーブル状圧力センサ。
【請求項４】 金属層がアルミニウムで構成された請求項１記載のケーブル状圧力センサ。
【請求項５】 金属層が可撓性感圧体の表面に前記金属層同志が部分的に積層されて巻きつけた請求項１記載のケーブル状圧力センサ。
【請求項６】 金属層が可撓性感圧体の表面に、前記金属層同志が部分的に積層されず、距離を置いて巻き付けられた請求項１記載のケーブル状圧力センサ。
【請求項７】 内側電極である芯電極の周囲に配置された可撓性感圧体の表面に、可撓性支持体とその表面に形成された金属層で構成された可撓性外側電極を所定の張力を加えて巻きつけるケーブル状圧力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はケーブル圧力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のケーブル状圧力センサは以下のようなものであった。従来例として特開昭６２−２３００７１号公報に示されているようなものがある。これは図５に示すように、線状導電材１と導電ゴム２とから構成された芯電極３の周囲に可撓性感圧体４を配置し、その周囲に可撓性外電極５を配置し、さらにその周囲に熱収縮チューブから成る外皮６を被覆して成るケーブル状圧力センサが開示されている。可撓性感圧体４として、合成ゴムや合成樹脂の中にチタン酸鉛などのセラミック圧電体粉末を添加した複合体が用いられる。また、可撓性外電極５として、アルミニウム箔や塗装法による銀系導電性塗膜が用いられる。
【０００３】
上記ケーブル状圧力センサの一部あるいは全面に圧力が印加されたとき、その部分の圧力センサが歪む結果、芯電極３と外電極５間に電圧が誘起される。上記圧力センサは、この誘起電圧を利用して圧力を検出している。
【０００４】
類似のケーブル状圧力センサが特開平３−２５９５７７号公報にも開示されている。この公報では、可撓性感圧体４として、ポリエチレン、ポリプロピレンや塩化ビニルなどの樹脂の中にチタン酸鉛などのセラミック圧電体粉末を添加した複合体が開示されている。可撓性外電極５として、無電解メッキ法によるニッケル膜や銅膜、および蒸着法によるアルミニウム膜や銀膜が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のケーブル状圧力センサでは、可撓性外電極５として、アルミニウム箔を用いた場合、アルミニウム箔は引っ張り強度が弱いので、可撓性感圧体４にアルミニウム箔を巻き付けるとき充分な張力で巻き付けることができないという課題を有していた。充分な張力で巻き付けると、アルミニウム箔は切断され易く、また、低い張力でまきつけると、アルミニウム箔は可撓性感圧体４に密着しない。
【０００６】
また、可撓性外側電極５として、塗装法、メッキ法、蒸着法による金属膜を用いた場合、可撓性感圧体４に密着し易いという利点はあるが、製造工程が複雑になる、１０ｍ以上の長いケーブル状圧力センサの製造に不適であるという課題を有していた。
【０００７】
また、可撓性感圧体４として、合成ゴムや合成樹脂の中にチタン酸鉛などのセラミック圧電体粉末を添加した複合体が用いられるので、ケーブル状圧力センサの一部または全面に大きな荷重が印加された場合、可撓性感圧体４が押しつぶされて、芯電極３と可撓性外側電極５が接触し、その結果両者が短絡し易いという課題も有していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、内側電極である芯電極と、前記芯電極の周囲に配置された可撓性感圧体と、前記可撓性感圧体の表面に配置された可撓性外側電極とから成り、前記可撓性外側電極が可撓性支持体とその表面に形成された金属層で構成されたケーブル状圧力センサである。
【０００９】
上記発明によれば、可撓性外側電極が可撓性支持体とその表面に形成された金属層で構成されているので、可撓性感圧体の表面に充分な張力で可撓性外側電極を巻き付けることができる。従って、塗装法などのように複雑な製造工程を必要としない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかるケーブル状圧力センサは、内側電極としての芯電極と、前記芯電極の周囲に配置された可撓性感圧体と、前記芯電極の周囲に配置された可撓性感圧体と、前記可撓性感圧体の表面に配置された可撓性外側電極とから成り、前記可撓性外側電極が可撓性支持体とその表面に形成された金属層で構成されたケーブル状圧力センサである。可撓性外側電極が可撓性支持体とその表面に形成された金属層で構成されている。可撓性支持体は充分な張力に耐えるので、可撓性感圧体の表面に充分な張力で可撓性外側電極を巻き付けることができる。従って、塗装法などのように複雑な製造工程を必要としない。
【００１１】
本発明の請求項２にかかるケーブル状圧力センサは、可撓性支持体が高分子フィルムで構成される。高分子フィルムとして、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリスチレンなど多くの種類のフィルムが様々な用途に供せられている。これら高分子フィルムの機械的インピーダンスは、可撓性感圧体のそれに比べ小さいので、ケーブル状圧力センサ全体の機械的インピーダンスを低く保持できる。従って、同圧力センサに圧力が印加されたとき、容易に変形する。また、市販されているので容易に入手できると共に低価格である。
【００１２】
本発明の請求項３にかかるケーブル状圧力センサは、可撓性支持体がポリエチレンテレフタレートフィルムで形成されている。種々の高分子フィルムの中でも、ポリエチレンテレフタレートフィルムは１５０℃の高耐熱性を有しているので、耐熱性に優れたケーブル状圧力センサが実現できる。
【００１３】
本発明の請求項４にかかるケーブル状圧力センサは、金属層がアルミニウムで構成されている。高分子フィルムで構成された可撓性支持体表面にアルミニウム層が形成されているので、その機械的インピーダンスは、可撓性感圧体のそれに比べ小さい。従って、ケーブル状圧力センサ全体の機械的インピーダンスを低く保持できるので、同圧力センサに圧力が印加されたとき、容易に変形する。また、高分子フィルム上に金属層を形成した可撓性外側電極も市販されているので容易に入手できると共に低価格である。
【００１４】
本発明の請求項５にかかるケーブル状圧力センサは、可撓性外側電極の金属層がが可撓性感圧体の表面に前記金属層同志が部分的に積層されて巻きつけられた構成である。可撓性感圧体上に巻きつけられた可撓性外側電極同志が、部分的に積層されて巻き付けられているので、可撓性感圧体全体は金属層で覆われる。従って、金属層をアース電位にして、芯電極と可撓性外側電極間から誘起電圧を検出することにより外部空間からのノイズを遮断できる。
【００１５】
本発明の請求項６にかかるケーブル状圧力センサは、可撓性外側電極の金属層が前記可撓性感圧体の表面に、前記金属層同志が積層せず、距離を置いて巻き付けられた構成である。可撓性感圧体上に巻きつけられた可撓性外側電極同志が積層しないので、ケーブル状圧力センサ全体の機械的インピーダンスを低く保持できる。従って、同圧力センサに圧力が印加されたとき、容易に変形する。
【００１６】
本発明の請求項７にかかるケーブル状圧力センサの製造方法は、 内側電極である芯電極の周囲に配置された可撓性感圧体の表面に、可撓性支持体とその表面に形成された金属層で構成された可撓性外側電極を所定の張力を加えて巻きつけるケーブル状圧力センサの製造方法である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１８】
（実施例１）
図１は本発明である実施例１のケーブル状圧力センサの見取図である。
【００１９】
芯電極３の周囲に可撓性感圧体４を形成した後、可撓性支持体８とその一方の表面に形成された金属層７から成る可撓性外側電極９が可撓性感圧体４の周囲に巻き付けられる。このとき、金属層７が可撓性感圧体４の表面と接触するように巻き付けられる。
【００２０】
芯電極３として、従来例で示した構成の芯電極や複数の金属細線だけから成る芯電極などが用いられる。可撓性感圧体４として、ゴムや樹脂の中にチタン酸鉛、チタン酸鉛ジルコン酸鉛などのセラミック圧電体粉末を添加した複合体が用いられる。
【００２１】
可撓性外側電極９は、可撓性支持体８の一方の表面に金属層７を形成して構成される。可撓性支持体８として、高分子フィルムが優れている。高分子フィルムは、芯電極３の周囲に可撓性感圧体４を形成した構成物の機械的インピーダンスに比べ小さな機械的インピーダンスを有するので、可撓性感圧体４に巻き付けられても全体の機械的インピーダンスを増加させない。従って、外部からの圧力に応じて、容易に変形するからである。高分子フィルムの厚さは、できるだけ薄い方がその機械的インピーダンスも小さくなるので好ましいが、工業的に多く利用されている、数十μｍ以下の厚さが入手の容易性や価格の点でも好ましい。また、高分子フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニール、ナイロン、ポリエチレン、トリアセテートなど種々の材料で構成されるが、これらの中でもポリエチレンテレフタレートは高耐熱性（最高使用温度１５０℃）を有する点で優れている。
【００２２】
また、金属層７として、アルミニウム層、銅層、ニッケル層などがあるが、これらの中でもアルミニウム層が優れている。アルミニウム層は、銅層に比べ熱的に酸化され難く、また、ニッケル層に比べ柔らかいので機械的インピーダンスが小さいからである。高分子フィルムである可撓性支持体８の一方の表面にアルミニウムなどの金属層７を形成するには、両者を接着剤で接合して形成してもよいし、また、スパッタ法や蒸着法で形成してもよい。金属層７の厚さも、高分子フィルムと同様、できるだけ薄い方が好ましいが、入手の容易性や価格の点を考慮すると１０μｍ以下が好ましい。可撓性支持体８の一方の表面に金属層７を形成して構成した可撓性外側電極９は市販されており、本発明のケーブル状圧力センサでは、この可撓性外側電極９を可撓性感圧体４に巻き付けているので、従来の外電極５に比べ、塗装法、メッキ法や蒸着法などの複雑な製造工程を特に必要としない。
【００２３】
また、可撓性を有するケーブル状圧力センサでは、ケーブル全体としての可撓性確保のために、可撓性を有する芯電極３、可撓性感圧体４や可撓性外側電極９で構成される。前述したように、可撓性感圧体４として、ゴムや樹脂の中にチタン酸鉛、チタン酸鉛ジルコン酸鉛などのセラミック圧電体粉末を添加した複合体が用いられる。ゴムや樹脂は機械的インピーダンスが小さく、外部から圧力が印加されたとき、容易に変形する。この変形を通じてゴムや樹脂の中に添加された圧電体粉末に応力が印可される結果、芯電極３と金属層７間に電圧が誘起されるので、圧力が検出できる。このようにゴムや樹脂は可撓性を実現する上で不可欠である。
【００２４】
図１に示したように、可撓性支持体８と金属層７である可撓性外側電極９のうち金属層７であるアルミニウム層側を可撓性感圧体４の表面に接して巻き付けたセンサ（センサＡ）とアルミニウム層である金属層７のみを可撓性感圧体４の表面に接して巻き付けたセンサ（センサＢ）をそれぞれ作成し、室温で両者に荷重を徐々に増加して印加し、芯電極３と金属層７間が短絡するときの荷重を測定した。
【００２５】
アルミニウム層は１０μｍ、可撓性支持体８である高分子フイルムはポリエチレンテレフタレート１０μｍを用いた。また、このときのケーブル状圧力センサにポリエチレン系樹脂である塩素化ポリエチレンにチタン酸ジルコン酸鉛系粉末を添加した可撓性感圧体４を用いた。
【００２６】
そして、両者とも外径は約２φｍｍとした。その結果、センサＡの短絡荷重は約１２０ｋｇｆ、センサＢは、荷重を付加していくと約１０ｋｇｆで、金属層７で用いたアルミニウム層が断線してしまった。
【００２７】
このことはセンサＡが、可撓性外側電極９として金属層７と可撓性支持体８を積層しているために、センサＢの場合の金属層７のみの可撓性電極の場合よりも強度が増したためで、大きな付加荷重を印加しても可撓性外側電極９が破損してしまうことはない。このように、本発明のケーブル状圧力センサによれば、従来に大きな付加荷重をかけられるケーブル状圧力センサを得ることができる。
【００２８】
図２は、本発明における実施例１のケーブル状圧力センサ長尺方向の切断面を示す断面図である。可撓性外側電極９が可撓性感圧体４の表面に巻き付けられるとき、可撓性外側電極９は部分的に積層部１０を有した構成である。
【００２９】
この構成では、芯電極３と金属層７間で誘起電圧を検出するとき、金属層７をアース電位にすることにより外部ノイズを遮断できる利点がある。なお、この構成では、積層部１０の長さはできるだけ短いほうが好ましい。ケーブル状圧力センサが外部圧力により変形するとき、積層部１０もまた変形するので、このとき積層部１０での変形抵抗が小さくなり、変形し易いからである。
【００３０】
（実施例２）
図３は、本発明の実施例２の圧力センサ構成を示す断面図である。可撓性外側電極９が可撓性感圧体４の表面に巻き付けられるとき、可撓性外側電極９は自身で積層せず、距離を置いて巻き付けられた構成である。図２に示した積層部１０が存在せず、また、可撓性外側電極９は距離を置いて巻き付けられるので、これらの分の変形抵抗が小さくなる利点がある。しかし、本構成では、芯電極３と金属層７間で誘起電圧を検出するとき外部ノイズを拾い易い。金属層７が芯電極３の周囲を完全に覆っていないからである。このような場合、図４に示すように、可撓性外側電極９の周囲を導電性編組１１で被覆することが望ましい。芯電極３と金属層７間から誘起電圧を検出するとき、金属層７と導電性編組１１を短絡して、アース電位に保持することにより外部ノイズを遮断することができる。
【００３１】
なお、上記実施例では、図５に示した従来例の外皮６について特に触れてないが、保護などの必要に応じて用いてもよいことは明らかである。また、外被として、熱収縮チューブ以外にも塩化ビニールやウレタン樹脂などを用いてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のケーブル状圧力センサは、芯電極と、前記芯電極の周囲に配置された可撓性感圧体と、前記芯電極の周囲に配置された可撓性感圧体と、前記可撓性感圧体の表面に配置された可撓性外側電極とから成り、前記可撓性外側電極が可撓性支持体とその表面に形成された金属層で構成されたケーブル状圧電センサである。このケーブル状圧力センサは可撓性外側電極が可撓性支持体と金属層が積層しているので、金属層のみで構成されている可撓性外電極よりも付加加重に対して大きな強度を持ち、可撓性外側電極の断線を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１におけるケーブル状圧力センサの斜視図
【図２】
同センサの長尺方向の断面図
【図３】
本発明の実施例２におけるケーブル状圧力センサの断面図
【図４】
本発明の他の実施例におけるケーブル状圧力センサの断面図
【図５】
従来のケーブル状圧力センサの斜視図
【符号の説明】
３ 芯電極
４ 可撓性感圧体
５ 可撓性外電極
７ 可撓性支持体
８ 金属層
９ 可撓性外側電極
１０ 可撓性外側電極の積層部
１１ 導電性編組
[Document name] statement
Title: Cable-like pressure sensorAnd its manufacturing method
[Claim of claim]
1. A core electrode which is an inner electrode, a flexible pressure-sensitive body disposed around the core electrode, and a flexible outer electrode disposed on the surface of the flexible pressure-sensitive body, The flexible outer electrode comprises a flexible support and a metal layer formed on the surface of the flexible support.TheCable pressure sensor.
2. The cable pressure sensor according to claim 1, wherein the flexible support is a polymer film.
3. The cable pressure sensor according to claim 2, wherein the flexible support is a polyethylene terephthalate film.
4. The cable pressure sensor according to claim 1, wherein the metal layer is made of aluminum.
5. The metal layer is partially laminated on the surface of the flexible pressure sensitive material.Was wound upThe cable pressure sensor according to claim 1.
6. The cable-like pressure sensor according to claim 1, wherein the metal layer is wound on the surface of the flexible pressure-sensitive body, with the metal layers not being partially laminated, but at a distance.
[7] A predetermined tension is applied to the surface of the flexible pressure-sensitive body disposed around the core electrode, which is the inner electrode, with the flexible outer electrode composed of the flexible support and the metal layer formed on the surface. Method of manufacturing a cable-like pressure sensor to be wound.
Detailed Description of the Invention
[0001]
Field of the Invention
The present invention relates to a cable pressure sensor.
[0002]
[Prior Art]
Heretofore, this type of cable-like pressure sensor has been as follows. As a conventional example, there is one as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-230071. As shown in FIG. 5, the flexible pressure-sensitive body 4 is disposed around the core electrode 3 composed of the linear conductive material 1 and the conductive rubber 2, and the flexible outer electrode 5 is disposed around the same. And a cable-like pressure sensor comprising a heat shrinkable tube 6 coated on the periphery thereof. As the flexible pressure-sensitive body 4, a composite obtained by adding a ceramic piezoelectric powder such as lead titanate to synthetic rubber or synthetic resin is used. Further, as the flexible outer electrode 5, an aluminum foil or a silver-based conductive coating film by a coating method is used.
[0003]
When pressure is applied to a part or the entire surface of the cable pressure sensor, as a result of the pressure sensor in that part being distorted, a voltage is induced between the core electrode 3 and the outer electrode 5. The pressure sensor detects the pressure using this induced voltage.
[0004]
A similar cable pressure sensor is also disclosed in JP-A-3-259577. This publication discloses, as the flexible pressure-sensitive body 4, a composite in which a ceramic piezoelectric powder such as lead titanate is added to a resin such as polyethylene, polypropylene or vinyl chloride. As the flexible outer electrode 5, a nickel film or a copper film by an electroless plating method, and an aluminum film or a silver film by a vapor deposition method are disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of using the aluminum foil as the flexible outer electrode 5 in the conventional cable-like pressure sensor, the aluminum foil has a weak tensile strength, so sufficient tension can be applied when winding the aluminum foil around the flexible pressure sensitive body 4 It had the subject that it could not wind. When wound with a sufficient tension, the aluminum foil is easily cut, and when wound with a low tension, the aluminum foil does not adhere to the flexible pressure sensitive body 4.
[0006]
When a metal film formed by a coating method, a plating method, or a vapor deposition method is used as the flexible outer electrode 5, there is an advantage that the flexible pressure sensitive body 4 is easily adhered, but the manufacturing process becomes complicated. It had the subject that it was unsuitable for manufacture of the above long cable-like pressure sensor.
[0007]
In addition, since a composite obtained by adding ceramic piezoelectric powder such as lead titanate in synthetic rubber or synthetic resin is used as the flexible pressure-sensitive body 4, a large load is applied to a part or the entire surface of the cable pressure sensor. When applied, the flexible pressure-sensitive body 4 is crushed, and the core electrode 3 and the flexible outer electrode 5 come into contact with each other. As a result, both are easily short-circuited.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is directed to a core electrode which is an inner electrode, a flexible pressure-sensitive body disposed around the core electrode, and a flexible disposed on the surface of the flexible pressure-sensitive body. A flexible outer electrode, the flexible outer electrode being formed on a flexible support and its surfaceTheIt is a cable-like pressure sensor comprised by the metal layer.
[0009]
According to the above invention, since the flexible outer electrode is composed of the flexible support and the metal layer formed on the surface, the flexible outer electrode with sufficient tension on the surface of the flexible pressure sensitive body. Can be wound. Therefore, no complicated manufacturing process is required as in the painting method.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The cable-like pressure sensor according to claim 1 of the present invention comprises a core electrode as an inner electrode, a flexible pressure-sensitive body disposed around the core electrode, and a flexible sense disposed around the core electrode. A pressure body, and a flexible outer electrode disposed on the surface of the flexible pressure sensitive body, wherein the flexible outer electrode comprises a flexible support and a metal layer formed on the surface thereofTheIt is a cable-like pressure sensor. A flexible outer electrode is comprised of a flexible support and a metal layer formed on the surface thereof. The flexible support withstands sufficient tension so that the flexible outer electrode can be wound on the surface of the flexible pressure sensitive body with sufficient tension. Therefore, no complicated manufacturing process is required as in the painting method.
[0011]
In the cable pressure sensor according to claim 2 of the present invention, the flexible support is made of a polymer film. As polymer films, many types of films such as polyethylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene and the like are used for various applications. The mechanical impedance of these polymer films is smaller than that of the flexible pressure sensor, so the mechanical impedance of the entire cable-like pressure sensor can be kept low. Therefore, when pressure is applied to the same pressure sensor, it deforms easily. Moreover, since it is commercially available, it is easily available and inexpensive.
[0012]
In the cable pressure sensor according to claim 3 of the present invention, the flexible support is formed of a polyethylene terephthalate film. Among various polymer films, the polyethylene terephthalate film has a high heat resistance of 150 ° C., so that a cable-like pressure sensor excellent in heat resistance can be realized.
[0013]
In the cable pressure sensor according to claim 4 of the present invention, the metal layer is made of aluminum. Because the aluminum layer is formed on the surface of the flexible support composed of the polymer film, its mechanical impedance is smaller than that of the flexible pressure sensitive body. Therefore, since the mechanical impedance of the entire cable pressure sensor can be kept low, it deforms easily when pressure is applied to the pressure sensor. In addition, flexible outer electrodes in which a metal layer is formed on a polymer film are also commercially available, and are readily available and inexpensive.
[0014]
In the cable-like pressure sensor according to claim 5 of the present invention, the metal layer of the flexible outer electrode is partially laminated on the surface of the flexible pressure-sensitive body.Wrapped aroundIt is a structure. Since the flexible outer electrodes wound on the flexible pressure sensitive body are partially laminated and wound, the entire flexible pressure sensitive body is covered with the metal layer. Therefore, by setting the metal layer to the ground potential and detecting the induced voltage from between the core electrode and the flexible outer electrode, noise from the external space can be cut off.
[0015]
The cable-like pressure sensor according to claim 6 of the present invention is configured such that the metal layer of the flexible outer electrode is wound on the surface of the flexible pressure sensitive member without the metal layers being laminated. It is. The mechanical impedance of the entire cable-like pressure sensor can be kept low because the flexible outer electrodes wound on the flexible pressure sensitive material do not stack. Therefore, when pressure is applied to the same pressure sensor, it deforms easily.
[0016]
Cable-like pressure sensor according to claim 7 of the present inventionThe manufacturing method of is A predetermined tension is applied to the surface of the flexible pressure-sensitive body disposed around the core electrode, which is the inner electrode, with the flexible outer electrode composed of the flexible support and the metal layer formed on the surface. It is a manufacturing method of the cable-like pressure sensor wound up.
[0017]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
Example 1
FIG. 1 is a sketch of a cable pressure sensor according to a first embodiment of the present invention.
[0019]
After forming the flexible pressure-sensitive body 4 around the core electrode 3, the flexible outer-side electrode 9 consisting of the flexible support 8 and the metal layer 7 formed on one surface of the flexible pressure-sensitive body 4 is the flexible pressure-sensitive body 4. Wrapped around the At this time, the metal layer 7 is wound so as to be in contact with the surface of the flexible pressure sensitive body 4.
[0020]
As the core electrode 3, a core electrode having a configuration shown in the prior art, a core electrode formed of only a plurality of metal fine wires, or the like is used. As the flexible pressure-sensitive body 4, a composite in which a ceramic piezoelectric powder such as lead titanate or lead zirconate titanate is added to rubber or resin is used.
[0021]
The flexible outer electrode 9 is configured by forming a metal layer 7 on one surface of the flexible support 8. A polymer film is excellent as the flexible support 8. The polymer film has a small mechanical impedance as compared with the mechanical impedance of the component in which the flexible pressure-sensitive body 4 is formed around the core electrode 3, so that the entire machine may be wound around the flexible pressure-sensitive body 4. Not increase the dynamic impedance. Therefore, it is because it deforms easily according to the pressure from the outside. The thickness of the polymer film is preferably as thin as possible because the mechanical impedance is also small, but a thickness of several tens of μm or less, which is widely used in industry, is preferable in terms of availability and cost. . Also, the polymer film is composed of various materials such as polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, nylon, polyethylene, triacetate, etc. Among them, polyethylene terephthalate has high heat resistance (maximum use temperature 150 ° C.) It is excellent in point.
[0022]
Further, as the metal layer 7, there are an aluminum layer, a copper layer, a nickel layer and the like, and among these, the aluminum layer is excellent. The aluminum layer is less susceptible to thermal oxidation as compared to the copper layer, and is softer than the nickel layer so that the mechanical impedance is small. In order to form the metal layer 7 such as aluminum on one surface of the flexible support 8 which is a polymer film, both may be formed by bonding with an adhesive, or sputtering or vapor deposition may be used. It may be formed of The thickness of the metal layer 7 is preferably as thin as possible as in the case of the polymer film, but is preferably 10 μm or less in consideration of availability and cost. The flexible outer electrode 9 configured by forming the metal layer 7 on one surface of the flexible support 8 is commercially available, and in the cable-like pressure sensor of the present invention, the flexible outer electrode 9 can be used. Since the flexible pressure-sensitive body 4 is wound, complex manufacturing processes such as a coating method, a plating method and a vapor deposition method are not particularly required as compared with the conventional outer electrode 5.
[0023]
Further, in the flexible cable-like pressure sensor, the core electrode 3 having flexibility, the flexible pressure-sensitive body 4 and the flexible outer electrode 9 are provided in order to ensure the flexibility of the entire cable. Ru. As described above, a composite obtained by adding a ceramic piezoelectric powder such as lead titanate or lead zirconate titanate in rubber or resin is used as the flexible pressure-sensitive body 4. Rubber and resin have low mechanical impedance and easily deform when an external pressure is applied. Since stress is applied to the piezoelectric powder added to the rubber or resin through this deformation, a voltage is induced between the core electrode 3 and the metal layer 7, so that the pressure can be detected. Thus, rubber and resin are essential for achieving flexibility.
[0024]
As shown in FIG. 1, of the flexible support 8 and the flexible outer electrode 9 which is the metal layer 7, the aluminum layer side which is the metal layer 7 is wound in contact with the surface of the flexible pressure sensitive body 4 A sensor (Sensor B) in which only the sensor (Sensor A) and the metal layer 7 which is an aluminum layer are wound in contact with the surface of the flexible pressure sensing member 4 is prepared, and the load is gradually increased and applied to both at room temperature. The load when the core electrode 3 and the metal layer 7 were shorted was measured.
[0025]
The aluminum layer was 10 μm, and the polymer film as the flexible support 8 was polyethylene terephthalate 10 μm. Moreover, the flexible pressure-sensitive body 4 which added lead zirconate titanate powder to chlorinated polyethylene which is polyethylene-type resin was used for the cable-like pressure sensor at this time.
[0026]
And both made the outer diameter about 2 (phi) mm. As a result, the short circuit load of the sensor A was about 120 kgf, and the sensor B was about 10 kgf as the load was applied, and the aluminum layer used in the metal layer 7 was broken.
[0027]
This is because sensor A laminates the metal layer 7 and the flexible support 8 as the flexible outer electrode 9, so that the sensor A is more flexible than the flexible electrode of only the metal layer 7 in the case of the sensor B. Because the strength is increased, the flexible outer electrode 9 is not broken even if a large load is applied. Thus, according to the cable pressure sensor of the present invention, it is possible to obtain a cable pressure sensor which can be conventionally subjected to a large additional load.
[0028]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cut surface in the longitudinal direction of the cable pressure sensor according to the first embodiment of the present invention. When the flexible outer electrode 9 is wound around the surface of the flexible pressure sensitive body 4, the flexible outer electrode 9 is configured to partially have the laminated portion 10.
[0029]
In this configuration, when the induced voltage is detected between the core electrode 3 and the metal layer 7, there is an advantage that external noise can be blocked by setting the metal layer 7 to the ground potential. In this configuration, the length of the laminated portion 10 is preferably as short as possible. When the cable pressure sensor is deformed by the external pressure, the laminated portion 10 is also deformed. At this time, the deformation resistance in the laminated portion 10 is reduced, and the sheet pressure sensor is easily deformed.
[0030]
(Example 2)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a pressure sensor configuration according to a second embodiment of the present invention. When the flexible outer electrode 9 is wound around the surface of the flexible pressure sensitive body 4, the flexible outer electrode 9 is not laminated by itself but is wound at a distance. Since the laminated portion 10 shown in FIG. 2 does not exist and the flexible outer electrode 9 is wound at a distance, there is an advantage that the deformation resistance of these portions is reduced. However, in the present configuration, when detecting the induced voltage between the core electrode 3 and the metal layer 7, it is easy to pick up external noise. This is because the metal layer 7 does not completely cover the periphery of the core electrode 3. In such a case, as shown in FIG. 4, it is desirable to coat the periphery of the flexible outer electrode 9 with the conductive braid 11. When an induced voltage is detected from between the core electrode 3 and the metal layer 7, external noise can be cut off by shorting the metal layer 7 and the conductive braid 11 and holding the same at the ground potential.
[0031]
Although the above-mentioned embodiment does not touch on the skin 6 of the conventional example shown in FIG. 5, it is apparent that it may be used according to the necessity of protection or the like. Moreover, you may use a vinyl chloride, a urethane resin, etc. as a jacket | cover besides a heat contraction tube.
[0032]
【Effect of the invention】
As described above, the cable-like pressure sensor according to the present invention includes a core electrode, a flexible pressure sensitive body disposed around the core electrode, and a flexible pressure sensitive body disposed around the core electrode. And a flexible outer electrode disposed on the surface of the flexible pressure sensitive body, wherein the flexible outer electrode comprises a flexible support and a metal layer formed on the surface of the flexible support.Cable-like piezoelectric sensor.In this cable-like pressure sensor, since the flexible outer electrode is formed by laminating the flexible support and the metal layer, the cable-like pressure sensor has higher strength against applied load than the flexible outer electrode formed only of the metal layer. It is possible to prevent breakage of the flexible outer electrode.
Brief Description of the Drawings
[Fig. 1]
The perspective view of the cable-like pressure sensor in Example 1 of this invention
[Fig. 2]
Longitudinal sectional view of the same sensor
[Fig. 3]
Sectional view of a cable pressure sensor according to a second embodiment of the present invention
[Fig. 4]
Sectional view of a cable pressure sensor according to another embodiment of the present invention
[Fig. 5]
Perspective view of a conventional cable pressure sensor
[Description of the code]
3-core electrode
4 flexible pressure sensitive body
5 flexible outer electrode
7 Flexible support
8 Metal layer
9 flexible outer electrode
10 Laminated part of flexible outer electrode
11 Conductive braid