JP2000346720A - ケーブル状圧力センサおよびその製造方法 - Google Patents
ケーブル状圧力センサおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ケーブル状圧力センサにおいて、可撓性外電
極の形成に複雑な製造工程を要するという課題があっ
た。また可撓性外電極として、樹脂と導電性粉末から成
る導電体を用いた場合、可撓性圧電体との密着に劣ると
いう課題を有していた。 【解決手段】 芯電極３と、芯電極３の周囲に配置され
た可撓性複合圧電体７と、可撓性複合圧電体７の表面に
配置された可撓性外電極５とから成り、可撓性複合圧電
体７が樹脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、可
撓性外電極５が前述した樹脂と導電性粉末から成るケー
ブル状圧力センサとしたものである。従って、可撓性複
合圧電体７の構成要素の一つである樹脂と同じ樹脂およ
び導電性粉末から可撓性外電極５を用いているので、両
者は同じ工程で製造できると共に、両者の密着性にも優
れる。
極の形成に複雑な製造工程を要するという課題があっ
た。また可撓性外電極として、樹脂と導電性粉末から成
る導電体を用いた場合、可撓性圧電体との密着に劣ると
いう課題を有していた。 【解決手段】 芯電極３と、芯電極３の周囲に配置され
た可撓性複合圧電体７と、可撓性複合圧電体７の表面に
配置された可撓性外電極５とから成り、可撓性複合圧電
体７が樹脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、可
撓性外電極５が前述した樹脂と導電性粉末から成るケー
ブル状圧力センサとしたものである。従って、可撓性複
合圧電体７の構成要素の一つである樹脂と同じ樹脂およ
び導電性粉末から可撓性外電極５を用いているので、両
者は同じ工程で製造できると共に、両者の密着性にも優
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はケーブル状圧力セン
サおよびその製造方法に関するものである。
サおよびその製造方法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。
以下のようなものであった。
【０００３】特開昭６２−２３００７１号公報では、図
３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の周囲に可撓性圧電体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。可撓性圧電体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。
３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の周囲に可撓性圧電体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。可撓性圧電体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。
【０００４】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。
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。
【０００５】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、可撓性圧電体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。
２５９５７７号公報にも開示されている。この公報で
は、可撓性圧電体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。
【０００６】また可撓性圧電体４として、ゴムとカーボ
ン粉末とから構成された導電体も実用に供されている。
ン粉末とから構成された導電体も実用に供されている。
【０００７】
【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、可撓性圧電体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圧電体４に密着しな
い。
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、可撓性圧電体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圧電体４に密着しな
い。
【０００８】また可撓性外電極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、可撓性圧電体
４に密着し易いという利点はあるが、製造工程が複雑に
なり、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。
キ法、蒸着法による金属膜を用いた場合、可撓性圧電体
４に密着し易いという利点はあるが、製造工程が複雑に
なり、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。
【０００９】また可撓性外電極５として、樹脂と導電性
粉末から成る導電体を用いた場合、可撓性圧電体４と異
なる材料であるので、両者の密着に劣るという課題を有
していた。
粉末から成る導電体を用いた場合、可撓性圧電体４と異
なる材料であるので、両者の密着に劣るという課題を有
していた。
【００１０】
【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、芯電極と、前記芯電極の周囲に配置され
た可撓性複合圧電体と、前記可撓性複合圧電体の表面に
配置された可撓性外電極とから成り、前記可撓性複合圧
電体が樹脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、前
記可撓性外電極が前記樹脂と導電性粉末からケーブル状
圧力センサを構成したものである。
決するために、芯電極と、前記芯電極の周囲に配置され
た可撓性複合圧電体と、前記可撓性複合圧電体の表面に
配置された可撓性外電極とから成り、前記可撓性複合圧
電体が樹脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、前
記可撓性外電極が前記樹脂と導電性粉末からケーブル状
圧力センサを構成したものである。
【００１１】上記発明によれば、可撓性複合圧電体の構
成要素の一つである樹脂と同じ樹脂および導電性粉末か
ら可撓性外電極が構成されているので、可撓性複合圧電
体との密着性に優れる。また可撓性複合圧電体と同じ製
造方法で可撓性外電極を形成できるので、製造工程が簡
素化されると共にアルミニウム箔を巻き付ける工程も不
要になる。
成要素の一つである樹脂と同じ樹脂および導電性粉末か
ら可撓性外電極が構成されているので、可撓性複合圧電
体との密着性に優れる。また可撓性複合圧電体と同じ製
造方法で可撓性外電極を形成できるので、製造工程が簡
素化されると共にアルミニウム箔を巻き付ける工程も不
要になる。
【００１２】
【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、芯電極と、芯電極の周囲に配置され
た可撓性複合圧電体と、可撓性複合圧電体の表面に配置
された可撓性外電極とから成り、可撓性複合圧電体が樹
脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、可撓性外電
極が前述した樹脂と導電性粉末から構成されたものであ
る。
ル状圧力センサは、芯電極と、芯電極の周囲に配置され
た可撓性複合圧電体と、可撓性複合圧電体の表面に配置
された可撓性外電極とから成り、可撓性複合圧電体が樹
脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、可撓性外電
極が前述した樹脂と導電性粉末から構成されたものであ
る。
【００１３】そして、可撓性複合圧電体の構成要素の一
つである樹脂と同じ樹脂および導電性粉末から可撓性外
電極が構成されているので、可撓性複合圧電体との密着
性に優れる。また可撓性複合圧電体と同じ製造方法で可
撓性外電極を形成できるので、製造工程が簡素化される
と共に、アルミニウム箔を巻き付ける工程も不要にな
る。
つである樹脂と同じ樹脂および導電性粉末から可撓性外
電極が構成されているので、可撓性複合圧電体との密着
性に優れる。また可撓性複合圧電体と同じ製造方法で可
撓性外電極を形成できるので、製造工程が簡素化される
と共に、アルミニウム箔を巻き付ける工程も不要にな
る。
【００１４】本発明の請求項２にかかるケーブル状圧力
センサは、請求項１記載の発明に加えて、導電性粉末を
銀粉末で構成したものである。
センサは、請求項１記載の発明に加えて、導電性粉末を
銀粉末で構成したものである。
【００１５】導電性粉末としては、金粉末、銀粉末、銀
ーパラジウム粉末などの貴金属系粉末が、導電性厚膜用
として多量に工業的に利用されている点で優れている。
これらの貴金属系粉末の中でも銀粉末は比較的低価格で
ある。また銀の比抵抗は他の金属と比べても小さいの
で、樹脂と銀粉末から成る可撓性外電極の抵抗を小さく
できる。
ーパラジウム粉末などの貴金属系粉末が、導電性厚膜用
として多量に工業的に利用されている点で優れている。
これらの貴金属系粉末の中でも銀粉末は比較的低価格で
ある。また銀の比抵抗は他の金属と比べても小さいの
で、樹脂と銀粉末から成る可撓性外電極の抵抗を小さく
できる。
【００１６】本発明の請求項３にかかるケーブル状圧力
センサは、請求項１記載の発明に加えて、導電性粉末を
カーボン粉末で構成したものである。
センサは、請求項１記載の発明に加えて、導電性粉末を
カーボン粉末で構成したものである。
【００１７】貴金属系粉末以外にも導電性粉末として、
カーボン粉末がある。金属に比べ、その比抵抗は一桁以
上大きいので、樹脂とカーボン粉末から成る可撓性外電
極の抵抗は、樹脂と貴金属粉末から成る可撓性外電極の
それに比べ、大きくなるが、低価格である点で優れてい
る。
カーボン粉末がある。金属に比べ、その比抵抗は一桁以
上大きいので、樹脂とカーボン粉末から成る可撓性外電
極の抵抗は、樹脂と貴金属粉末から成る可撓性外電極の
それに比べ、大きくなるが、低価格である点で優れてい
る。
【００１８】本発明の請求項４にかかるケーブル状圧力
センサは、請求項３記載の発明に加えて、可撓性外電極
の周囲を導電性編組で被覆した構成としたものである。
センサは、請求項３記載の発明に加えて、可撓性外電極
の周囲を導電性編組で被覆した構成としたものである。
【００１９】樹脂とカーボン粉末で構成した可撓性外電
極の比抵抗は大きいので、例えば、１０m以上の長いケ
ーブル状圧力センサにこの可撓性外電極を形成した場
合、可撓性外電極の電極抵抗が無視できない場合が生じ
る。このような場合、可撓性外電極の周囲を導電性編組
で被覆することにより、実質的に電極抵抗を低減でき
る。
極の比抵抗は大きいので、例えば、１０m以上の長いケ
ーブル状圧力センサにこの可撓性外電極を形成した場
合、可撓性外電極の電極抵抗が無視できない場合が生じ
る。このような場合、可撓性外電極の周囲を導電性編組
で被覆することにより、実質的に電極抵抗を低減でき
る。
【００２０】本発明の請求項５にかかるケーブル状圧力
センサでは、請求項２または３記載の発明に加えて、樹
脂を塩素化ポリエチレンで構成したものである。
センサでは、請求項２または３記載の発明に加えて、樹
脂を塩素化ポリエチレンで構成したものである。
【００２１】そして可撓性圧電体は、塩素化ポリエチレ
ンとセラミック圧電体粉末とで構成されるので、１２０
℃の高耐熱性を有する。また可撓性外電極も塩素化ポリ
エチレンと導電性粉末で構成されるので、可撓性複合圧
電体との密着性に優れると共に１２０℃の高耐熱性を有
する。
ンとセラミック圧電体粉末とで構成されるので、１２０
℃の高耐熱性を有する。また可撓性外電極も塩素化ポリ
エチレンと導電性粉末で構成されるので、可撓性複合圧
電体との密着性に優れると共に１２０℃の高耐熱性を有
する。
【００２２】本発明の請求項６にかかるケーブル状圧力
センサの製造方法は、芯電極の周囲に、樹脂とセラミッ
ク圧電体粉末から成る可撓性複合圧電体を同軸状に形成
した後、前記樹脂と導電性粉末の混合物を樹脂の軟化温
度で前記可撓性複合圧電体の周囲に同軸状に押出して、
可撓性外電極を形成するものである。
センサの製造方法は、芯電極の周囲に、樹脂とセラミッ
ク圧電体粉末から成る可撓性複合圧電体を同軸状に形成
した後、前記樹脂と導電性粉末の混合物を樹脂の軟化温
度で前記可撓性複合圧電体の周囲に同軸状に押出して、
可撓性外電極を形成するものである。
【００２３】可撓性複合圧電体と可撓性外電極は、共に
同軸状に押出す製造方法で形成できるので、可撓性外電
極を形成するための巻付け工程や蒸着工程などの特別な
プロセスを必要としなくなり、製造工程が簡素になる。
また可撓性外電極を樹脂の軟化温度で押出すことによ
り、部分的に融解した樹脂を介して可撓性外電極は可撓
性複合圧電体に密着して形成できる。
同軸状に押出す製造方法で形成できるので、可撓性外電
極を形成するための巻付け工程や蒸着工程などの特別な
プロセスを必要としなくなり、製造工程が簡素になる。
また可撓性外電極を樹脂の軟化温度で押出すことによ
り、部分的に融解した樹脂を介して可撓性外電極は可撓
性複合圧電体に密着して形成できる。
【００２４】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、請求項６記載の発明に加えて、樹
脂として塩素化ポリエチレンを用い、１２０℃〜１８０
℃で可撓性複合圧電体の周囲に同軸状に押出して、可撓
性外電極を形成するものである。
センサの製造方法は、請求項６記載の発明に加えて、樹
脂として塩素化ポリエチレンを用い、１２０℃〜１８０
℃で可撓性複合圧電体の周囲に同軸状に押出して、可撓
性外電極を形成するものである。
【００２５】そして樹脂として塩素化ポリエチレンを用
いているので、可撓性複合圧電体にも可撓性外電極にも
高耐熱性を付与できる。
いているので、可撓性複合圧電体にも可撓性外電極にも
高耐熱性を付与できる。
【００２６】
【実施例】以下、本本発明の実施例について図面を用い
て説明する。
て説明する。
【００２７】（実施例１）図１は本発明の実施例１にお
けるケーブル状圧力センサの斜視図である。尚、従来例
と同一のものは同一番号を付与して、詳細な説明を省略
する。
けるケーブル状圧力センサの斜視図である。尚、従来例
と同一のものは同一番号を付与して、詳細な説明を省略
する。
【００２８】芯電極３の周囲に可撓性複合圧電体７を形
成した後、可撓性外電極５が可撓性複合圧電体７の周囲
に形成される。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。可撓性複合圧電体７は、樹脂とチタン酸鉛、チ
タン酸鉛ジルコン酸鉛などのセラミック圧電体粉末から
構成された混合物である。また可撓性外電極５は、可撓
性複合圧電体７で用いられる樹脂と同じ樹脂と導電性粉
末から構成された混合物である。この樹脂として、シリ
コーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂あるいはクロ
ロプレン・ゴムなどが用いられる。
成した後、可撓性外電極５が可撓性複合圧電体７の周囲
に形成される。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。可撓性複合圧電体７は、樹脂とチタン酸鉛、チ
タン酸鉛ジルコン酸鉛などのセラミック圧電体粉末から
構成された混合物である。また可撓性外電極５は、可撓
性複合圧電体７で用いられる樹脂と同じ樹脂と導電性粉
末から構成された混合物である。この樹脂として、シリ
コーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂あるいはクロ
ロプレン・ゴムなどが用いられる。
【００２９】可撓性複合圧電体７は、４０vol％〜６０v
ol％の樹脂成分を含み、また可撓性外電極５も５０vol
％〜８０vol％の樹脂成分を含む。更に、可撓性複合圧
電体７で用いられる樹脂と可撓性外電極５で用いられる
樹脂は、同じ樹脂を用いているので、この樹脂の軟化す
る温度領域で両者を接触させることにより、両者を優れ
た密着性で容易に接続できる。
ol％の樹脂成分を含み、また可撓性外電極５も５０vol
％〜８０vol％の樹脂成分を含む。更に、可撓性複合圧
電体７で用いられる樹脂と可撓性外電極５で用いられる
樹脂は、同じ樹脂を用いているので、この樹脂の軟化す
る温度領域で両者を接触させることにより、両者を優れ
た密着性で容易に接続できる。
【００３０】また後述するように、可撓性複合圧電体７
も可撓性外電極５も所定の温度で押出し法により形成で
きる。従って、可撓性外電極５を形成するために、巻付
け工程、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ので、製造工程が簡単になる。
も可撓性外電極５も所定の温度で押出し法により形成で
きる。従って、可撓性外電極５を形成するために、巻付
け工程、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ので、製造工程が簡単になる。
【００３１】可撓性外電極５に用いられる導電性粉末と
して、金粉末、銀粉末、銀ーパラジウム粉末などの貴金
属系粉末は、導電性厚膜用として多量に工業的に利用さ
れている点で優れている。これらの貴金属系粉末の中で
も銀粉末は比較的低価格である。また銀の比抵抗は他の
金属と比べても小さいので、樹脂と銀粉末から成る可撓
性外電極５の抵抗を小さくできる。例えば、エポキシ樹
脂に６０wt％〜８０wt％程度添加することにより、比抵
抗値が１０-4〜１０-5Ω・cmの低抵抗の可撓性外電極５
が得られる。
して、金粉末、銀粉末、銀ーパラジウム粉末などの貴金
属系粉末は、導電性厚膜用として多量に工業的に利用さ
れている点で優れている。これらの貴金属系粉末の中で
も銀粉末は比較的低価格である。また銀の比抵抗は他の
金属と比べても小さいので、樹脂と銀粉末から成る可撓
性外電極５の抵抗を小さくできる。例えば、エポキシ樹
脂に６０wt％〜８０wt％程度添加することにより、比抵
抗値が１０-4〜１０-5Ω・cmの低抵抗の可撓性外電極５
が得られる。
【００３２】また可撓性外電極５に用いられる他の導電
性粉末としては、カーボン粉末がある。
性粉末としては、カーボン粉末がある。
【００３３】上記貴金属系に比べ、その比抵抗は一桁以
上大きいので、樹脂とカーボン粉末から成る可撓性外電
極５の抵抗は、樹脂とカーボン粉末から成る可撓性外電
極５のそれに比べ、大きくなるが、低価格である点で優
れている。例えば、エポキシ樹脂に〜２０wt％程度添加
した可撓性外電極５の比抵抗値は〜１０-2Ω・cmであ
り、上記貴金属系を添加した可撓性外電極５の比抵抗値
に比べ二桁以上大きい。可撓性複合圧電体７は電気的絶
縁体でもあるので、ケーブル状圧力センサの長さが短い
場合、例えば１０m以下の場合、カーボンを添加した可
撓性外電極５の比抵抗が大きくても問題にならない。
上大きいので、樹脂とカーボン粉末から成る可撓性外電
極５の抵抗は、樹脂とカーボン粉末から成る可撓性外電
極５のそれに比べ、大きくなるが、低価格である点で優
れている。例えば、エポキシ樹脂に〜２０wt％程度添加
した可撓性外電極５の比抵抗値は〜１０-2Ω・cmであ
り、上記貴金属系を添加した可撓性外電極５の比抵抗値
に比べ二桁以上大きい。可撓性複合圧電体７は電気的絶
縁体でもあるので、ケーブル状圧力センサの長さが短い
場合、例えば１０m以下の場合、カーボンを添加した可
撓性外電極５の比抵抗が大きくても問題にならない。
【００３４】（実施例２）図２は本発明の実施例２にお
けるケーブル状圧力センサの斜視図である。尚、従来例
または実施例１と同一のものは同一番号を付与して、詳
細な説明を省略する。
けるケーブル状圧力センサの斜視図である。尚、従来例
または実施例１と同一のものは同一番号を付与して、詳
細な説明を省略する。
【００３５】可撓性複合圧電体７が電気的絶縁体であっ
ても、ケーブル状圧力センサの芯電極３と可撓性外電極
５間の抵抗は、その長さに逆比例して小さくなる。他
方、可撓性外電極５の両端の抵抗は、その長さに比例し
て大きくなる。従って、樹脂とカーボン粉末から成る可
撓性外電極５を用いて長いケーブル状圧力センサを形成
した場合、例えば長さ５０m程度で、可撓性外電極５の
両端の抵抗値が１００kΩ以上になり、電極として不適
になる場合がある。このような場合、図２に示すよう
に、可撓性外電極５の周囲を導電性編組８で被覆するこ
とが好ましい。
ても、ケーブル状圧力センサの芯電極３と可撓性外電極
５間の抵抗は、その長さに逆比例して小さくなる。他
方、可撓性外電極５の両端の抵抗は、その長さに比例し
て大きくなる。従って、樹脂とカーボン粉末から成る可
撓性外電極５を用いて長いケーブル状圧力センサを形成
した場合、例えば長さ５０m程度で、可撓性外電極５の
両端の抵抗値が１００kΩ以上になり、電極として不適
になる場合がある。このような場合、図２に示すよう
に、可撓性外電極５の周囲を導電性編組８で被覆するこ
とが好ましい。
【００３６】導電性編組８としては、金属線編組が用い
られる。この導電性編組８は多くの接触点を介して可撓
性外電極５と電気的に接触している。従って、可撓性外
電極５の抵抗が高くても、その周囲に導電性編組８が被
覆され、この導電性編組８は多くの接触点を介して可撓
性外電極５と電気的に接触しているので、ケーブル状圧
力センサの両端間の抵抗は、ほぼ導電性編組８の低い抵
抗に近くなる。このことは、両端間の抵抗が高い可撓性
外電極５を可撓性複合圧電体７に密着して形成しても、
可撓性外電極５の周囲に導電性編組８を被覆することに
より、可撓性複合圧電体７に対する可撓性外電極５の優
れた密着性を保持したままで、実質的に電極抵抗を低く
できることを示す。
られる。この導電性編組８は多くの接触点を介して可撓
性外電極５と電気的に接触している。従って、可撓性外
電極５の抵抗が高くても、その周囲に導電性編組８が被
覆され、この導電性編組８は多くの接触点を介して可撓
性外電極５と電気的に接触しているので、ケーブル状圧
力センサの両端間の抵抗は、ほぼ導電性編組８の低い抵
抗に近くなる。このことは、両端間の抵抗が高い可撓性
外電極５を可撓性複合圧電体７に密着して形成しても、
可撓性外電極５の周囲に導電性編組８を被覆することに
より、可撓性複合圧電体７に対する可撓性外電極５の優
れた密着性を保持したままで、実質的に電極抵抗を低く
できることを示す。
【００３７】またこの可撓性外電極５にリード線を接続
するとき、可撓性外電極５にリード線をハンダ付けでき
ない。しかし、導電性編組８にリード線をハンダ付けす
ることが容易である点でもこの構成は好ましい。
するとき、可撓性外電極５にリード線をハンダ付けでき
ない。しかし、導電性編組８にリード線をハンダ付けす
ることが容易である点でもこの構成は好ましい。
【００３８】なお、可撓性複合圧電体７の周囲に直接的
に導電性編組８を被覆することもできるが、可撓性複合
圧電体７に対する導電性編組８の接触面積が小さくなる
ので、可撓性複合圧電体７の分極が不充分になる点で好
ましくない。
に導電性編組８を被覆することもできるが、可撓性複合
圧電体７に対する導電性編組８の接触面積が小さくなる
ので、可撓性複合圧電体７の分極が不充分になる点で好
ましくない。
【００３９】可撓性複合圧電体７を構成する樹脂とし
て、前述したように、従来種々の樹脂が用いられ、その
形成過程で樹脂は架橋され、可撓性複合圧電体７の耐熱
性（約８０℃）を得ている。他方、樹脂として塩素化ポ
リエチレンを用いてケーブル状圧力センサを構成した場
合、架橋しなくても約１２０℃の高耐熱性が得られる。
て、前述したように、従来種々の樹脂が用いられ、その
形成過程で樹脂は架橋され、可撓性複合圧電体７の耐熱
性（約８０℃）を得ている。他方、樹脂として塩素化ポ
リエチレンを用いてケーブル状圧力センサを構成した場
合、架橋しなくても約１２０℃の高耐熱性が得られる。
【００４０】この詳細な理由は不明であるが、塩素化ポ
リエチレンはゴムとしての性質を有し、可撓性に優れ
る。この性質は酸化により劣化するが、ケーブル状圧力
センサ構成の場合、可撓性外電極５や外皮が酸素を遮断
するので、酸化による劣化を防止できる。また塩素化ポ
リエチレンは熱的に約１２０℃まで安定である。従っ
て、上記の高耐熱性が得られる。
リエチレンはゴムとしての性質を有し、可撓性に優れ
る。この性質は酸化により劣化するが、ケーブル状圧力
センサ構成の場合、可撓性外電極５や外皮が酸素を遮断
するので、酸化による劣化を防止できる。また塩素化ポ
リエチレンは熱的に約１２０℃まで安定である。従っ
て、上記の高耐熱性が得られる。
【００４１】本発明のケーブル状圧力センサを製造する
場合、芯電極３の周囲に、樹脂とセラミック圧電体粉末
から成る可撓性複合圧電体７を同軸状に形成した後、樹
脂と導電性粉末の混合物を樹脂の軟化温度で可撓性複合
圧電体７の周囲に同軸状に押出して、可撓性外電極５を
形成する方法が望ましい。可撓性複合圧電体７と可撓性
外電極５は、共に同軸状に押出す製造方法で形成でき
る。従って、可撓性外電極５を形成するために巻付け工
程や蒸着工程などの特別なプロセスを必要としないの
で、製造工程が簡素になる。
場合、芯電極３の周囲に、樹脂とセラミック圧電体粉末
から成る可撓性複合圧電体７を同軸状に形成した後、樹
脂と導電性粉末の混合物を樹脂の軟化温度で可撓性複合
圧電体７の周囲に同軸状に押出して、可撓性外電極５を
形成する方法が望ましい。可撓性複合圧電体７と可撓性
外電極５は、共に同軸状に押出す製造方法で形成でき
る。従って、可撓性外電極５を形成するために巻付け工
程や蒸着工程などの特別なプロセスを必要としないの
で、製造工程が簡素になる。
【００４２】また樹脂の分子量や分子構造は単一でな
く、ある程度分布しているので、一定の温度で融解せ
ず、ある温度範囲にわたり部分的に融解する。この温度
範囲で樹脂は軟化する。可撓性複合圧電体７を構成する
樹脂と可撓性外電極５を構成する樹脂は同じであるの
で、両者の樹脂は軟化温度で部分的に融解している。こ
の結果、可撓性複合圧電体７と可撓性外電極５は融解し
た樹脂を介して密着する。樹脂として、塩素化ポリエチ
レンを用いた場合、この軟化温度は１２０℃〜１８０℃
であり、可撓性複合圧電体７の周囲に同軸状に押出すこ
とにより、可撓性複合圧電体７と可撓性外電極５は優れ
た密着性を示すと共に、樹脂として塩素化ポリエチレン
を用いているので、可撓性複合圧電体７にも可撓性外電
極５にも高耐熱性を付与できる。
く、ある程度分布しているので、一定の温度で融解せ
ず、ある温度範囲にわたり部分的に融解する。この温度
範囲で樹脂は軟化する。可撓性複合圧電体７を構成する
樹脂と可撓性外電極５を構成する樹脂は同じであるの
で、両者の樹脂は軟化温度で部分的に融解している。こ
の結果、可撓性複合圧電体７と可撓性外電極５は融解し
た樹脂を介して密着する。樹脂として、塩素化ポリエチ
レンを用いた場合、この軟化温度は１２０℃〜１８０℃
であり、可撓性複合圧電体７の周囲に同軸状に押出すこ
とにより、可撓性複合圧電体７と可撓性外電極５は優れ
た密着性を示すと共に、樹脂として塩素化ポリエチレン
を用いているので、可撓性複合圧電体７にも可撓性外電
極５にも高耐熱性を付与できる。
【００４３】なお、上記実施例では図３に示した従来例
の外皮６について特に触れていないが、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。
の外皮６について特に触れていないが、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。
【００４４】また外皮６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、もちろ
んよいものである。
も塩化ビニールやウレタン樹脂などを用いても、もちろ
んよいものである。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
かかるケーブル状圧力センサは、可撓性複合圧電体が樹
脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、可撓性外電
極が前述した樹脂と導電性粉末から成り、可撓性複合圧
電体の構成要素の一つである樹脂と同じ樹脂および導電
性粉末から可撓性外電極が構成されているので、可撓性
複合圧電体との密着性に優れる。また可撓性複合圧電体
と同じ製造方法で可撓性外電極を形成できるので、製造
工程が簡素化できると共にアルミニウム箔を巻き付ける
工程も不要になる。
かかるケーブル状圧力センサは、可撓性複合圧電体が樹
脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、可撓性外電
極が前述した樹脂と導電性粉末から成り、可撓性複合圧
電体の構成要素の一つである樹脂と同じ樹脂および導電
性粉末から可撓性外電極が構成されているので、可撓性
複合圧電体との密着性に優れる。また可撓性複合圧電体
と同じ製造方法で可撓性外電極を形成できるので、製造
工程が簡素化できると共にアルミニウム箔を巻き付ける
工程も不要になる。
【００４６】本発明の請求項２にかかるケーブル状圧力
センサは、導電性粉末が多量に工業的に利用されている
銀粉末で構成されるので、比較的低価格である。また銀
の比抵抗は他の金属と比べても小さいので、可撓性外電
極の抵抗を小さくできる。
センサは、導電性粉末が多量に工業的に利用されている
銀粉末で構成されるので、比較的低価格である。また銀
の比抵抗は他の金属と比べても小さいので、可撓性外電
極の抵抗を小さくできる。
【００４７】本発明の請求項３にかかるケーブル状圧力
センサは、導電性粉末がカーボン粉末で構成されるの
で、樹脂とカーボン粉末から成る可撓性外電極の抵抗
は、樹脂と貴金属粉末から成る可撓性外電極のそれに比
べ、大きくなるが、低価格である点で優れている。
センサは、導電性粉末がカーボン粉末で構成されるの
で、樹脂とカーボン粉末から成る可撓性外電極の抵抗
は、樹脂と貴金属粉末から成る可撓性外電極のそれに比
べ、大きくなるが、低価格である点で優れている。
【００４８】本発明の請求項４にかかるケーブル状圧力
センサは、可撓性外電極の周囲を導電性編組で被覆した
ので、実質的に電極抵抗を低減できる。
センサは、可撓性外電極の周囲を導電性編組で被覆した
ので、実質的に電極抵抗を低減できる。
【００４９】本発明の請求項５にかかるケーブル状圧力
センサでは、樹脂が塩素化ポリエチレンで構成されるの
で、可撓性複合圧電体も可撓性外電極も１２０℃の高耐
熱性を有する。また可撓性外電極と可撓性複合圧電体と
の密着性にも優れる。
センサでは、樹脂が塩素化ポリエチレンで構成されるの
で、可撓性複合圧電体も可撓性外電極も１２０℃の高耐
熱性を有する。また可撓性外電極と可撓性複合圧電体と
の密着性にも優れる。
【００５０】本発明の請求項６にかかるケーブル状圧力
センサの製造方法は、芯電極の周囲に、樹脂とセラミッ
ク圧電体粉末から成る可撓性複合圧電体を同軸状に形成
した後、前記樹脂と導電性粉末の混合物を樹脂の軟化温
度で前記可撓性複合圧電体の周囲に同軸状に押出して、
可撓性外電極を形成するので、可撓性外電極を形成する
ために巻付け工程や蒸着工程などの特別なプロセスを必
要とせず、製造工程が簡素になる。また可撓性外電極を
樹脂の軟化温度で押出すことにより、部分的に融解した
樹脂を介して可撓性外電極は可撓性複合圧電体に密着し
て形成できる。
センサの製造方法は、芯電極の周囲に、樹脂とセラミッ
ク圧電体粉末から成る可撓性複合圧電体を同軸状に形成
した後、前記樹脂と導電性粉末の混合物を樹脂の軟化温
度で前記可撓性複合圧電体の周囲に同軸状に押出して、
可撓性外電極を形成するので、可撓性外電極を形成する
ために巻付け工程や蒸着工程などの特別なプロセスを必
要とせず、製造工程が簡素になる。また可撓性外電極を
樹脂の軟化温度で押出すことにより、部分的に融解した
樹脂を介して可撓性外電極は可撓性複合圧電体に密着し
て形成できる。
【００５１】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、樹脂として塩素化ポリエチレンを
用い、１２０℃〜１８０℃で可撓性複合圧電体の周囲に
同軸状に押出して、可撓性外電極を形成するので、可撓
性複合圧電体にも可撓性外電極にも高耐熱性を付与でき
る。
センサの製造方法は、樹脂として塩素化ポリエチレンを
用い、１２０℃〜１８０℃で可撓性複合圧電体の周囲に
同軸状に押出して、可撓性外電極を形成するので、可撓
性複合圧電体にも可撓性外電極にも高耐熱性を付与でき
る。
【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
サの斜視図
【図２】本発明の実施例２におけるケーブル状圧力セン
サの斜視図
サの斜視図
【図３】従来のケーブル状圧力センサの斜視図
３ 芯電極 ５ 可撓性外電極 ７ 可撓性複合圧電体 ８ 導電性編祖
フロントページの続き (72)発明者 藤井 優子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 荻野 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】芯電極と、前記芯電極の周囲に配置された
可撓性複合圧電体と、前記可撓性複合圧電体の表面に配
置された可撓性外電極とから成り、前記可撓性複合圧電
体が樹脂とセラミック圧電体粉末から成り、且つ、前記
可撓性外電極が前記樹脂と導電性粉末から成るケーブル
状圧力センサ。 - 【請求項２】導電性粉末が銀粉末である請求項１記載の
ケーブル状圧力センサ。 - 【請求項３】導電性粉末がカーボン粉末である請求項１
記載のケーブル状圧力センサ。 - 【請求項４】可撓性外電極の周囲を導電性編組で被覆し
た請求項３記載のケーブル状圧力センサ。 - 【請求項５】樹脂が塩素化ポリエチレンである請求項２
または請求項３記載のケーブル状圧力センサ。 - 【請求項６】芯電極の周囲に、樹脂とセラミック圧電体
粉末から成る可撓性複合圧電体を同軸状に形成した後、
前記樹脂と導電性粉末の混合物を樹脂の軟化温度で前記
可撓性複合圧電体の周囲に同軸状に押出して、可撓性外
電極を形成するケーブル状圧力センサの製造方法。 - 【請求項７】樹脂として塩素化ポリエチレンを用い、１
２０℃〜１８０℃で可撓性複合圧電体の周囲に同軸状に
押出して、可撓性外電極を形成する請求項６記載のケー
ブル状圧力センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16189899A JP3656462B2 (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | ケーブル状圧力センサおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16189899A JP3656462B2 (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | ケーブル状圧力センサおよびその製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000346720A true JP2000346720A (ja) | 2000-12-15 |
| JP3656462B2 JP3656462B2 (ja) | 2005-06-08 |
| JP2000346720A5 JP2000346720A5 (ja) | 2005-06-09 |
Family
ID=15744121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16189899A Expired - Fee Related JP3656462B2 (ja) | 1999-06-09 | 1999-06-09 | ケーブル状圧力センサおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3656462B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102928134A (zh) * | 2012-10-30 | 2013-02-13 | 中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所 | 一种碳阻式高压力传感器 |
-
1999
- 1999-06-09 JP JP16189899A patent/JP3656462B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102928134A (zh) * | 2012-10-30 | 2013-02-13 | 中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所 | 一种碳阻式高压力传感器 |
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| JP3656462B2 (ja) | 2005-06-08 |
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