JP2000321151A - 感圧センサー - Google Patents

感圧センサー

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JP2000321151A
JP2000321151A JP11127879A JP12787999A JP2000321151A JP 2000321151 A JP2000321151 A JP 2000321151A JP 11127879 A JP11127879 A JP 11127879A JP 12787999 A JP12787999 A JP 12787999A JP 2000321151 A JP2000321151 A JP 2000321151A
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JP
Japan
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optical fiber
pressure
jacket
sensor
pressure sensor
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Pending
Application number
JP11127879A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Sato
敦 佐藤
Toru Sasaki
徹 佐々木
Mitsuo Takaba
美津男 高場
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ジャケット付センサーにおいて光で検知する方
式として圧力検知感度の向上と利用範囲の拡大を図れる
感圧センサーの提供。 【解決手段】光ファイバとこの外側に施されるジャケッ
トを有し、光ファイバのコアにゲル状に近い柔軟性の非
晶質ポリマーを用い、同光ファイバのクラッドに柔軟性
のあるシリコン樹脂を用い、ジャケットの内側に突起を
設け、この突起は光ファイバの周方向の複数箇所にあっ
て、長手方向へスパイラル状に回転伸長する線状突起と
した。第二の手段として、コア及びクラッドがシリコン
樹脂よりなる光ファイバとこの外側に施されるジャケッ
トでなり、このジャケットの内側に突起を設け、この突
起は光ファイバの周方向の複数箇所にあって、長手方向
に点々と並ぶようにした点状突起とした構造を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、物理的な外圧;機
械的圧力を受けてこれを検知する感圧センサーの技術分
野に属する。本発明にいう感圧センサーは、概してケー
ブルのように細長い線状体の態様をとるものを指称す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の感圧センサーは、一つの
態様として、互いに離間対向して並列し合う圧力検知用
電気導体、例えば中心導体と外部導体との組み合わせに
よるものの外側にジャケットを施したジャケット付セン
サーがあった。このジャケット付センサーでは、物体が
挟まれる等の外圧を検知するためのもので、ジャケット
に受ける外圧により導体相互が接触するようになり、こ
の時の電気抵抗の変化を検知するシステムとして用いら
れていた。
【0003】また、別の態様として、線状の圧力センサ
ー、例えば互いに離間対向し合う導電性コアとこれらを
覆う絶縁体で構成されるものの外側にプロテクタチュー
ブを被せたチューブ付センサーがあった。このチューブ
付センサーでは、エレベータやシャッターまたは車の窓
枠等に物体が挟まったことを検知し、自動開閉に供する
ためのもので、プロテクタチューブに受ける外圧により
圧力センサー(導電性コアの相互)が電気的に接触し、
この時の電気抵抗の変化を検知するシステムとして用い
られていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術にお
いて、ジャケット付センサーは、ジャケットの被覆面の
面圧で圧力検知用導体の電気的接触を行うようにしてお
り、またチューブ付センサーは、プロテクタチューブの
面圧で圧力センサーの電気的接触を行うようにしてお
り、このようなことから外力が柔軟性のある場合、圧力
センサーへの接触面積の大きい場合、或いは外力が小さ
い場合には、単位面積当たりの圧力が小さく、圧力検知
用導体或いは圧力センサーが感知するために必要な圧力
が加わり難く、感度の点でいま一歩満足できない面があ
る。
【0005】また、ジャケット付センサーの場合には、
電気ケーブルの構造となるため、利用範囲が限定され
る。
【0006】そこで、本発明の目的は、第一に、ジャケ
ット付センサーにおいて光で検知する方式として圧力検
知感度の向上と利用範囲の拡大を図れる感圧センサーを
提供することにある。第二に、チューブ付センサーにお
いて圧力検知感度の向上を図れる感圧センサーを提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の目的を達
成するために提供する第一手段としての感圧センサー
は、光ファイバとこの外側に施されるジャケットを有
し、前記光ファイバのコアにゲル状に近い柔軟性の非晶
質ポリマーを用い、同光ファイバのクラッドに柔軟性の
あるシリコン樹脂を用い、前記ジャケットの内側に突起
を設け、この突起は前記光ファイバの周方向の複数箇所
にあって、長手方向へスパイラル状に回転伸長するよう
に形成された線状突起からなる構造にして、外圧を受け
た時の光ファイバの形状変化に伴う光量変化を検知する
ようにしたものである。そして、ジャケットに受ける圧
力を内側の線状突起に集中させ、単位面積当たりの圧力
を大きくしてこれを光ファイバに効率よく伝え、而も光
ファイバのクラッドには柔軟性のシリコン樹脂を使用
し、同光ファイバのコアにはより柔軟性のあるゲル状の
ポリマーを使用することで、圧力を受けた時の形状変化
を極めて容易に行えるようにしたものである。また、光
ファイバを使用することで、従来の電気ケーブルでは利
用できないところにも適用可能としたものである。
【0008】本発明の第一の目的を達成するために提供
する第二の手段としての感圧センサーは、光ファイバ本
体とこの外側に施されるジャケットを有し、前記光ファ
イバ本体のコア及びクラッドに柔軟性のあるシリコン樹
脂を用い、前記ジャケットの内側に突起を設け、この突
起は前記光ファイバの周方向の複数箇所にあって、長手
方向へ点在するように形成された点状突起からなる構造
にして、外圧を受けた時の光ファイバの形状変化に伴う
光量変化を検知するようにしたものである。そして、ジ
ャケットに受ける圧力を内側の点状突起に集中させ、単
位面積当たりの圧力をかなり大きくしてこれを光ファイ
バに効率よく伝え、而も光ファイバのクラッド及びコア
に柔軟性のシリコン樹脂を使用することで、圧力を受け
た時の形状変化を容易に行えるようにしたものである。
また、第一手段と同様に光ファイバを用いたことで適用
範囲を広められるようにしたものである。
【0009】本発明の第二の目的を達成するために提供
する第三手段としての感圧センサーは、線状の圧力セン
サーとこの外側に施されるプロテクタチューブを有し、
このプロテクタチューブの内側に突起を設け、この突起
は前記圧力センサーの周方向の複数箇所にあって、長手
方向へ点在するように形成された点状突起からなる構造
にして、プロテクタチューブに受ける圧力を内側の点状
突起に集中させ、単位面積当たりの圧力をかなり大きく
してこれを圧力センサーへ効率よく伝え、圧力検出感度
の向上を図ったものである。
【0010】尚、前記圧力センサーは、互いに離間対向
して並列し合う導電性コアと、この導電性コアの外周に
施される絶縁体で構成されたもので良い。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る感圧センサ
ーの第一手段を具体化した第一実施例を示したものであ
る。この第一実施例は、コア1とクラッド2で構成され
る光ファイバの外側にジャケット3を施した構造のジャ
ケット付センサーであって、光ファイバのコア1にゲル
状に近い柔軟性の非晶質ポリマーを用い、同光ファイバ
のクラッド2にシリコン樹脂を用い、さらに、ジャケッ
ト3の内側に突起4を設けたものである。この突起4
は、光ファイバの周方向に等間隔(図面上で上下左右)
にあって、長手方向へスパイラル状に回転伸長するよう
に形成された線状突起からなる。
【0012】このような構造の第一実施例の感圧センサ
ーにおいて、外部(周囲)から機械的圧力が加わった時
には、ジャケット3に受ける外圧がこれの受けた部分の
内側に位置する線状突起4に集中し、単位面積当たりの
圧力を大きくしてこれを光ファイバに効率よく伝え、而
も光ファイバのクラッドには柔軟性のシリコン樹脂を用
い、同光ファイバのコア1にはより柔軟性の高いゲル状
のポリマーを用いたことで、圧力を受けた時の光ファイ
バの形状変化が極めて容易におこなわれ、この形状変化
による光量の変化を検知することにより、感度の極めて
良好なこの種の感圧センサーを得ることができたもので
ある。また、線状突起4が複数で光ファイバの周囲にス
パイラル状に設けられたことにより、全ての方向に対す
る外圧の検知が可能になる。
【0013】そして、光ファイバを用いたことで、従来
の電気ケーブルでは利用できないところ(例えば、電気
配線できない場所)へも適用でき、この種の感圧センサ
ーの利用範囲を広めることができる。
【0014】尚、線状突起4は、ジャケット3と同一材
質で一体に形成されていても、或いは別の材質で別体に
設けられていても良い。望ましくは、ジャケット3がゴ
ム状弾性体で、線状突起4が光ファイバのコア1及びク
ラッド2よりも硬い材質で形成されているものである。
線状突起4をスパイラルに施す場合のピッチは特に規定
しないが、ピッチが大きければ大きいほど好ましい。
【0015】ゲル状に近い柔軟性の非晶質ポリマーから
なる光ファイバのコア1の粘度は特に規定しないが、要
はシリコン樹脂によるクラッド2よりも柔らかいもので
あると良い。
【0016】図2は、本発明に係る感圧センサーの第二
手段を具体化した第二実施例を示したものである。この
第二実施例は、コア1′とクラッド2′で構成される光
ファイバの外側にジャケット3′を横断面矩形に施した
構造のジャケット付センサーであって、光ファイバのコ
ア1′及びクラッド2′に柔軟性のあるシリコン樹脂を
用い、ジャケット3′の内側に突起4′を設けたもので
ある。この突起4′は、光ファイバの周方向に等間隔
(図面上で上下)にあって、長手方向へ点々と並ぶよう
に形成された点状突起からなる。
【0017】このような構造の第二実施例の感圧センサ
ーにおいて、外部(周囲)から機械的圧力が加わった時
には、ジャケット3′に受ける外圧がこれの受けた部分
の内側に位置する点状突起4′に集中し、単位面積当た
りの圧力をかなり大きくしてこれを光ファイバに効率よ
く伝え、而も光ファイバのコア1′及びクラッド2′に
は柔軟性のシリコン樹脂を用いたことで、圧力を受けた
時の光ファイバの形状変化が容易に行われ、この形状変
化による光量の変化を検知することにより、感度の良好
なこの種の感圧センサーを得ることができたものであ
る。また、光ファイバを用いたことで、従来の電気ケー
ブルでは利用できないところ(例えば、電気配線できな
い場所)へも適用でき、この種の感圧センサーの利用範
囲を広めることができる。
【0018】尚、点状突起4′は、ジャケット3′と同
一材質で一体に形成されていても、或いは別の材質で別
体に設けられていても良い。望ましくは、ジャケット
3′がゴム状弾性体で、点状突起4′が光ファイバのコ
ア1′及びクラッド2′よりも硬い材質で形成されてい
るものである。
【0019】図3は、本発明に係る感圧センサーの第三
手段を具体化した第三実施例を示したものである。この
第三実施例は、線状の圧力センサー;互いに離間対向し
て長手方向に並列する一対の導電性コア14,14とこ
の外側に被覆された絶縁体13からなるものを、プロテ
クタチューブ11で覆う構造のチューブ付センサーであ
って、プロテクタチューブ11の内側に突起12を設け
たものである。この突起12は、圧力センサー周方向に
等間隔(図面上で上下)にあって、長手方向へ点々と並
ぶように形成された点状突起からなる。
【0020】このような構造の第三実施例の感圧センサ
ーにおいて、外部(周囲)から機械的圧力が加わった時
には、プロテクタチューブ11に受ける外圧がこれの受
けた部分の内側に位置する点状突起12に集中し、単位
面積当たりの圧力をかなり大きくしてこれを圧力センサ
ーに効率よく伝え、この圧力を受けた時の導電性コア1
4,14間の電気的接触を検知することにより、感度の
良好なこの種の感圧センサーを得ることができたもので
ある。
【0021】尚、点状突起12は上下の2方向に設ける
以外に、プロテクタチューブ11の内面上の多数方向に
も付けることが可能である。また、点状突起12はプロ
テクタチューブ11の内面に取り付け一体化している
が、圧力センサー(絶縁体13)の外面に接着一体化さ
せることも可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したような本発明の第一または
第二の手段によれば、ジャケット付センサーにおいて光
で検知する方式として圧力検知感度の向上と利用範囲の
拡大を図れる、感圧センサーを提供するという、第一の
目的を達成することができる。
【0023】また、本発明の第三の手段によれば、チュ
ーブ付センサーにおいて圧力検知感度の向上を図れる感
圧センサーを提供するという、第二の目的を達成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る感圧センサーの第一手段を具体化
して得られた第一実施例にして、(イ)は横断面説明
図、(ロ)は縦断面説明図。
【図2】本発明に係る感圧センサーの第二手段を具体化
して得られた第二実施例にして、(イ)は横断面説明
図、(ロ)は縦断面説明図。
【図3】本発明に係る感圧センサーの第三手段を具体化
して得られた第三実施例にして、(イ)は横断面説明
図、(ロ)は縦断面説明図。
【符号の説明】
1 光ファイバコア;ゲル状ポリマー 2 光ファイバクラッド;シリコン樹脂 3 ジャケット 4 線状突起 1′ 光ファイバコア;シリコン樹脂 2′ 光ファイバクラッド;シリコン樹脂 3′ ジャケット 4′ 点状突起 11 プロテクタチューブ 12 点状突起 13 圧力センサーの絶縁体 14 圧力センサーの導電性コア

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ファイバとこの外側に施されるジャケッ
    トを有し、前記光ファイバのコアにゲル状に近い柔軟性
    の非晶質ポリマーを用い、同光ファイバのクラッドに柔
    軟性のあるシリコン樹脂を用い、前記ジャケットの内側
    に突起を設け、この突起は前記光ファイバの周方向の複
    数箇所にあって、長手方向へスパイラル状に回転伸長す
    るように形成された線状突起からなる、感圧センサー。
  2. 【請求項2】光ファイバ本体とこの外側に施されるジャ
    ケットを有し、前記光ファイバ本体のコア及びクラッド
    に柔軟性のあるシリコン樹脂を用い、前記ジャケットの
    内側に突起を設け、この突起は前記光ファイバの周方向
    の複数箇所にあって、長手方向へ点在するように形成さ
    れた点状突起からなる、感圧センサー。
  3. 【請求項3】線状の圧力センサーとこの外側に施される
    プロテクタチューブを有し、このプロテクタチューブの
    内側に突起を設け、この突起は前記圧力センサーの周方
    向の複数箇所にあって、長手方向へ点在するように形成
    された点状突起からなる、感圧センサー。
JP11127879A 1999-05-10 1999-05-10 感圧センサー Pending JP2000321151A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006337385A (ja) * 2006-09-22 2006-12-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 感圧デバイス
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