JP2000306456A - 感圧センサー - Google Patents
感圧センサーInfo
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- JP2000306456A JP2000306456A JP11112937A JP11293799A JP2000306456A JP 2000306456 A JP2000306456 A JP 2000306456A JP 11112937 A JP11112937 A JP 11112937A JP 11293799 A JP11293799 A JP 11293799A JP 2000306456 A JP2000306456 A JP 2000306456A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】感圧素子または弾性体に、弾性限度以上の圧力
が加わらないようにし、弾性体の受ける圧力とひずみ量
の相関関係を安定させた感圧センサー 【解決手段】基板間に感圧素子と弾性体を設け、外部か
らの圧力に応じる基板間の距離を感圧素子にて検知する
感圧センサーにおいて、基板間の距離を制限する剛体で
形成された抑制手段を備えた
が加わらないようにし、弾性体の受ける圧力とひずみ量
の相関関係を安定させた感圧センサー 【解決手段】基板間に感圧素子と弾性体を設け、外部か
らの圧力に応じる基板間の距離を感圧素子にて検知する
感圧センサーにおいて、基板間の距離を制限する剛体で
形成された抑制手段を備えた
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部から加わる圧
力を電気抵抗値として変換する感圧センサーであって、
例えば座席の下に配置し、そこに座っている人の体重を
検知する装置等に組み込まれる感圧センサーに関するも
のである。
力を電気抵抗値として変換する感圧センサーであって、
例えば座席の下に配置し、そこに座っている人の体重を
検知する装置等に組み込まれる感圧センサーに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の感圧センサーは、特開昭６４−４
３７３６号公報に記載のように、ホール素子の上に永久
磁石を配置した構成の感圧素子と、それと並列にコイル
スプリング等の弾性体を用いた感圧センサーが知られて
いる。この感圧センサーは、外部から圧力が加わるとコ
イルスプリングがひずみ、永久磁石とホール素子の間隙
が狭くなり、ホール素子が受ける磁力が強くなる。この
ホール素子が受ける磁力の強弱に対応してホール素子か
ら出力される信号が変化して圧力を検知することができ
る。
３７３６号公報に記載のように、ホール素子の上に永久
磁石を配置した構成の感圧素子と、それと並列にコイル
スプリング等の弾性体を用いた感圧センサーが知られて
いる。この感圧センサーは、外部から圧力が加わるとコ
イルスプリングがひずみ、永久磁石とホール素子の間隙
が狭くなり、ホール素子が受ける磁力が強くなる。この
ホール素子が受ける磁力の強弱に対応してホール素子か
ら出力される信号が変化して圧力を検知することができ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の方
式は、弾性体の許容範囲を超える大きな圧力が加わる
と、圧力解除後に永久歪みが弾性体に残ってしまい、永
久磁石とホール素子の間隙が元の間隔より狭くなる。し
たがって、ホール素子は、無圧の状態でも圧力を受けて
いるような信号を出力してしまう。このように、従来の
方式は、弾性限度を越える圧力を受けると弾性体のひず
み量が変化し、外部から加わる圧力と感圧センサーから
出力される信号との相関関係が崩れてしまった。
式は、弾性体の許容範囲を超える大きな圧力が加わる
と、圧力解除後に永久歪みが弾性体に残ってしまい、永
久磁石とホール素子の間隙が元の間隔より狭くなる。し
たがって、ホール素子は、無圧の状態でも圧力を受けて
いるような信号を出力してしまう。このように、従来の
方式は、弾性限度を越える圧力を受けると弾性体のひず
み量が変化し、外部から加わる圧力と感圧センサーから
出力される信号との相関関係が崩れてしまった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するため、感圧素子または弾性体に、弾性限度以上の
圧力が加わらないように、剛体で形成した抑制手段を設
け、弾性体の受ける圧力とひずみ量の相関関係を安定さ
せた感圧センサーを提供するものである。すなわち、基
板間に感圧素子と弾性体を設け、外部からの圧力に応じ
る基板間の距離を感圧素子にて検知する感圧センサーに
おいて、基板間の距離を制限する剛体で形成された抑制
手段を備えたことを特徴とする感圧センサーである。
決するため、感圧素子または弾性体に、弾性限度以上の
圧力が加わらないように、剛体で形成した抑制手段を設
け、弾性体の受ける圧力とひずみ量の相関関係を安定さ
せた感圧センサーを提供するものである。すなわち、基
板間に感圧素子と弾性体を設け、外部からの圧力に応じ
る基板間の距離を感圧素子にて検知する感圧センサーに
おいて、基板間の距離を制限する剛体で形成された抑制
手段を備えたことを特徴とする感圧センサーである。
【０００５】さらに、抑制手段が、外部からの圧力を受
けた際に、基板が剛体を挟み、基板の接近を防ぐ手段を
備えたものである。さらに、抑制手段が、外部からの圧
力を受けた際に、剛体で形成されたそれぞれの基板から
の突出部の係合により、基板の接近を防ぐ手段を備えた
ものである。本発明の剛体としては、圧力を十分に受け
られる材質のものなら全てよく、金属、樹脂、セラミク
ス等が挙げられる。
けた際に、基板が剛体を挟み、基板の接近を防ぐ手段を
備えたものである。さらに、抑制手段が、外部からの圧
力を受けた際に、剛体で形成されたそれぞれの基板から
の突出部の係合により、基板の接近を防ぐ手段を備えた
ものである。本発明の剛体としては、圧力を十分に受け
られる材質のものなら全てよく、金属、樹脂、セラミク
ス等が挙げられる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の感圧センサーをさらに詳
しく説明する。図２に断面で示すように、本発明は、上
下に対向させた基板１の一方に、下部が空洞となった剛
体からなる抑制手段３を設け、抑制手段３の下部空洞部
３ａが被さるように感圧ゴム６を下方より進入させてあ
る。そして、抑制手段３の外周にコイルバネ２を装着し
た。この時、抑制手段によって制限する基板間の距離
は、コイルバネの弾性限度になる圧縮量と感圧ゴムの弾
性限度になる圧縮量のどちらか小さい方に設定する。
しく説明する。図２に断面で示すように、本発明は、上
下に対向させた基板１の一方に、下部が空洞となった剛
体からなる抑制手段３を設け、抑制手段３の下部空洞部
３ａが被さるように感圧ゴム６を下方より進入させてあ
る。そして、抑制手段３の外周にコイルバネ２を装着し
た。この時、抑制手段によって制限する基板間の距離
は、コイルバネの弾性限度になる圧縮量と感圧ゴムの弾
性限度になる圧縮量のどちらか小さい方に設定する。
【０００７】外部からの圧力を両側(図では上下)の基板
１で受けることにより、弾性体のコイルバネ２と感圧ゴ
ム６がひずみ、接点基板７に設けられた接点回路８に抵
抗値の変化が現れ、圧力の大きさを測定する。この時、
コイルバネあるいは感圧ゴムが弾性限度になる前に、抑
制手段によって制限される。
１で受けることにより、弾性体のコイルバネ２と感圧ゴ
ム６がひずみ、接点基板７に設けられた接点回路８に抵
抗値の変化が現れ、圧力の大きさを測定する。この時、
コイルバネあるいは感圧ゴムが弾性限度になる前に、抑
制手段によって制限される。
【０００８】本発明の感圧素子は、感圧ゴムに限ったも
のではなく、磁石とホール素子、半導体磁気抵抗素子等
と組み合わせた感圧素子、発光ダイオードに代表される
発光素子とフォトトライアック、フォトトランジスタ等
を組み合わせた感圧素子等が挙げられる。本発明の弾性
体は、反復継続的に弾性を有する物質なら特に限定され
ず、ゴム、合成樹脂、空気バネ、液体バネ、金属バネ等
が挙げられる。本発明の感圧素子と弾性体は、並列に配
置されていれば良く、どちらが内側に設けられていても
かまわない。また、感圧センサーの受ける圧力が大きく
一つの弾性体で不足の場合には、複数の弾性体を感圧素
子と並設してもかまわない。
のではなく、磁石とホール素子、半導体磁気抵抗素子等
と組み合わせた感圧素子、発光ダイオードに代表される
発光素子とフォトトライアック、フォトトランジスタ等
を組み合わせた感圧素子等が挙げられる。本発明の弾性
体は、反復継続的に弾性を有する物質なら特に限定され
ず、ゴム、合成樹脂、空気バネ、液体バネ、金属バネ等
が挙げられる。本発明の感圧素子と弾性体は、並列に配
置されていれば良く、どちらが内側に設けられていても
かまわない。また、感圧センサーの受ける圧力が大きく
一つの弾性体で不足の場合には、複数の弾性体を感圧素
子と並設してもかまわない。
【０００９】本発明の抑制手段は、基板の一方に設けて
も、両方に設けてもかまわない。本発明の抑制手段は、
少なくとも一方の基板に剛体を、溶接，接着，圧着、ネ
ジ込み等にて設けたもの、または、少なくとも一方の剛
体で形成した基板の一部を折り曲げて形成できる。後者
は、抑制手段を別体とし、基板に接着または溶接する手
間が省けるため、製造工数を少なくすることができる。
も、両方に設けてもかまわない。本発明の抑制手段は、
少なくとも一方の基板に剛体を、溶接，接着，圧着、ネ
ジ込み等にて設けたもの、または、少なくとも一方の剛
体で形成した基板の一部を折り曲げて形成できる。後者
は、抑制手段を別体とし、基板に接着または溶接する手
間が省けるため、製造工数を少なくすることができる。
【００１０】本発明の実施例を以下に示す。
【実施例１】図１ａは、感圧素子に代えて永久磁石４と
ホール素子５を用いたものを示す。外部からの圧力を基
板１に受けることにより、図１ｂのように弾性体のコイ
ルバネ２が圧縮され、永久磁石４とホール素子５の間隙
が縮まり、ホール素子５から出力されるホール電圧が大
きくなることで、圧力の大きさを測定できる。
ホール素子５を用いたものを示す。外部からの圧力を基
板１に受けることにより、図１ｂのように弾性体のコイ
ルバネ２が圧縮され、永久磁石４とホール素子５の間隙
が縮まり、ホール素子５から出力されるホール電圧が大
きくなることで、圧力の大きさを測定できる。
【００１１】図１ａでは、永久磁石を樹脂からなる抑制
手段の基板側に、ホール素子を永久磁石とは反対側の基
板側に配置したが、その逆の配置でも構わない。抑制手
段によってコイルバネの受ける圧力を弾性限度以下にす
ることにより、コイルバネに永久歪みが残らないように
し、感圧センサーに受ける圧力とコイルバネのひずみ量
は常に一定となり、感圧センサーに受ける圧力と感圧セ
ンサーから出力される信号との相関関係を一定に保つこ
とができた。
手段の基板側に、ホール素子を永久磁石とは反対側の基
板側に配置したが、その逆の配置でも構わない。抑制手
段によってコイルバネの受ける圧力を弾性限度以下にす
ることにより、コイルバネに永久歪みが残らないように
し、感圧センサーに受ける圧力とコイルバネのひずみ量
は常に一定となり、感圧センサーに受ける圧力と感圧セ
ンサーから出力される信号との相関関係を一定に保つこ
とができた。
【００１２】
【実施例２】感圧素子として感圧ゴム６を用い、弾性体
としてのコイルバネ２を用いた場合を図２に示した。こ
れは、外部から受ける圧力がコイルバネ２と、感圧ゴム
６に加わり、感圧ゴム６が圧縮されることにより接点基
板７に設けられた接点回路８間に抵抗値の変化が現れる
構成である。一方の基板１にセラミクスからなる抑制手
段３を設け、抑制手段３で覆われるように感圧ゴム７を
配置した。そして、抑制手段３の外部にコイルバネ２を
配置した。この時、抑制手段によって制限する基板間の
距離は、感圧ゴムの弾性限度になるひずみ量で設定し
た。これによって、感圧センサーに受ける圧力と感圧ゴ
ム６のひずみ量は常に一定となり、受ける圧力と感圧セ
ンサーから出力される信号との相関関係を一定に保つこ
とができた。
としてのコイルバネ２を用いた場合を図２に示した。こ
れは、外部から受ける圧力がコイルバネ２と、感圧ゴム
６に加わり、感圧ゴム６が圧縮されることにより接点基
板７に設けられた接点回路８間に抵抗値の変化が現れる
構成である。一方の基板１にセラミクスからなる抑制手
段３を設け、抑制手段３で覆われるように感圧ゴム７を
配置した。そして、抑制手段３の外部にコイルバネ２を
配置した。この時、抑制手段によって制限する基板間の
距離は、感圧ゴムの弾性限度になるひずみ量で設定し
た。これによって、感圧センサーに受ける圧力と感圧ゴ
ム６のひずみ量は常に一定となり、受ける圧力と感圧セ
ンサーから出力される信号との相関関係を一定に保つこ
とができた。
【００１３】
【実施例３】図３に示すように、感圧素子として感圧ゴ
ム６を用い、弾性体としてのコイルバネ２を巻装し、こ
れらを覆うようにステンレスからなる基板を折り曲げる
ことにより抑制手段３として使用した。これにより、実
施例１、２のように抑制手段を基板に接着または溶接す
る手間が省けるため、製造工数を少なくすることができ
た。
ム６を用い、弾性体としてのコイルバネ２を巻装し、こ
れらを覆うようにステンレスからなる基板を折り曲げる
ことにより抑制手段３として使用した。これにより、実
施例１、２のように抑制手段を基板に接着または溶接す
る手間が省けるため、製造工数を少なくすることができ
た。
【００１４】
【実施例４】図４ａに感圧素子として感圧ゴム６を用
い、弾性体としてコイルバネ２を用い、その外側に、抑
制手段３として、ステンレスで形成された上下の基板の
一方を折り曲げて各々対角となる４ヶ所に係止部９を設
け、他方の基板には、係止部９に整合する部分に長溝１
０を上下方向に設けて両者を組み付けた。このようにす
ることで上下の基板及び弾性体としてのコイルバネ、感
圧ゴム、接点回路がバラバラにならなくなった。そして
長溝の長さが弾性限度となる。
い、弾性体としてコイルバネ２を用い、その外側に、抑
制手段３として、ステンレスで形成された上下の基板の
一方を折り曲げて各々対角となる４ヶ所に係止部９を設
け、他方の基板には、係止部９に整合する部分に長溝１
０を上下方向に設けて両者を組み付けた。このようにす
ることで上下の基板及び弾性体としてのコイルバネ、感
圧ゴム、接点回路がバラバラにならなくなった。そして
長溝の長さが弾性限度となる。
【００１５】本発明の係止部の設け方としては、抑制手
段側面に、別途製造した係止片を接着等によって固定す
る方法があるが、抑制手段の先端を折り曲げて係止片の
代わりにする方法を用いると、係止片を接着または溶接
する手間が省けるため、製造工数を少なくすることがで
きる。この時、係止片と長溝の形状は特に限定されず、
いくつかの溝の形状を図４ｃから図４ｅに示した。これ
により無圧力のときに上下の基板が外れなくなった。
段側面に、別途製造した係止片を接着等によって固定す
る方法があるが、抑制手段の先端を折り曲げて係止片の
代わりにする方法を用いると、係止片を接着または溶接
する手間が省けるため、製造工数を少なくすることがで
きる。この時、係止片と長溝の形状は特に限定されず、
いくつかの溝の形状を図４ｃから図４ｅに示した。これ
により無圧力のときに上下の基板が外れなくなった。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、感圧センサーに弾性体の許容
範囲を超える圧力である弾性限度以上の圧力を受けない
ように、弾性限度以上の圧力を抑制手段で受けることに
より、弾性体に永久歪みが残らないようにした。これに
より、弾性体に永久歪みが残らないため、感圧センサー
に受ける圧力と弾性体のひずみ量は常に一定となり、受
ける圧力と感圧センサーから出力される信号との相関関
係を反復継続的に一定に保つことができる。また、抑制
手段に設けた係止部と長溝を利用し上下の基板を組み合
わせることにより、上下の基板、弾性体、感圧素子、接
点回路等がバラバラになることなく組み付けることがで
き、組立がしやすく扱いやすくなった。
範囲を超える圧力である弾性限度以上の圧力を受けない
ように、弾性限度以上の圧力を抑制手段で受けることに
より、弾性体に永久歪みが残らないようにした。これに
より、弾性体に永久歪みが残らないため、感圧センサー
に受ける圧力と弾性体のひずみ量は常に一定となり、受
ける圧力と感圧センサーから出力される信号との相関関
係を反復継続的に一定に保つことができる。また、抑制
手段に設けた係止部と長溝を利用し上下の基板を組み合
わせることにより、上下の基板、弾性体、感圧素子、接
点回路等がバラバラになることなく組み付けることがで
き、組立がしやすく扱いやすくなった。
【図１】本発明の実施例の圧縮前(ａ)および圧縮後(ｂ)
の縦断面図
の縦断面図
【図２】本発明の感圧ゴムを使用した実施例の縦断面図
【図３】本発明の基板を折り曲げて抑制手段とした実施
例の縦断面図
例の縦断面図
【図４】本発明の上下の基板を組み付けて抑制手段とし
た実施例の圧縮前(ａ)および圧縮後(ｂ)の縦断面図
た実施例の圧縮前(ａ)および圧縮後(ｂ)の縦断面図
【図５】抑制手段の組み付け長溝の形状例
１ 基板 ２ コイルバネ ３ 抑制手段 ４ 永久磁石 ５ ホール素子 ６ 感圧ゴム ７ 接点基板 ８ 接点回路 ９ 係止片 １０ 長溝
Claims (4)
- 【請求項１】 基板間に感圧素子と弾性体を設け、外部
からの圧力に応じる基板間の距離を感圧素子にて検知す
る感圧センサーにおいて、基板間の距離を制限する剛体
で形成された抑制手段を備えたことを特徴とする感圧セ
ンサー。 - 【請求項２】 抑制手段が、外部からの圧力を受けた際
に、対向する基板間に配置した剛体が、基板の接近を防
ぐようになっていることを特徴とする請求項１に記載の
感圧センサー。 - 【請求項３】 抑制手段が、剛体で形成されたそれぞれ
の基板の組み付けにより、基板の接近を防ぐ手段を備え
たものであることを特徴とする請求項１に記載の感圧セ
ンサー。 - 【請求項４】 基板間に設けた感圧素子と弾性体を、基
板の周縁から相互方向に折曲されてなる抑制手段が覆
い、抑制手段同士が一方に設けた係止部が他方に設けた
長溝に係合して組み付けられてなる感圧センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112937A JP2000306456A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 感圧センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112937A JP2000306456A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 感圧センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306456A true JP2000306456A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14599237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11112937A Pending JP2000306456A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 感圧センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000306456A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003062777A1 (fr) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Procede et dispositif pour detecter une faible rigidite |
| CN103390520A (zh) * | 2013-07-30 | 2013-11-13 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种用于移动终端的压力传感系统及实现方法 |
| JP6262324B1 (ja) * | 2016-12-21 | 2018-01-17 | 東芝エレベータ株式会社 | 押しボタン装置 |
| CN111590435A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-28 | 杭州迹瑞工贸有限公司 | 一种基于重力变化实现对五金件打磨废屑收集装置 |
-
1999
- 1999-04-20 JP JP11112937A patent/JP2000306456A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003062777A1 (fr) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Procede et dispositif pour detecter une faible rigidite |
| CN103390520A (zh) * | 2013-07-30 | 2013-11-13 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种用于移动终端的压力传感系统及实现方法 |
| JP6262324B1 (ja) * | 2016-12-21 | 2018-01-17 | 東芝エレベータ株式会社 | 押しボタン装置 |
| JP2018101555A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | 東芝エレベータ株式会社 | 押しボタン装置 |
| CN111590435A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-08-28 | 杭州迹瑞工贸有限公司 | 一种基于重力变化实现对五金件打磨废屑收集装置 |
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