JP2003329520A - Pressure sensor - Google Patents

Pressure sensor

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JP2003329520A
JP2003329520A JP2002132584A JP2002132584A JP2003329520A JP 2003329520 A JP2003329520 A JP 2003329520A JP 2002132584 A JP2002132584 A JP 2002132584A JP 2002132584 A JP2002132584 A JP 2002132584A JP 2003329520 A JP2003329520 A JP 2003329520A
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JP
Japan
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pressure sensor
binder
conductive polymer
conductive
resistance value
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Application number
JP2002132584A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kobayashi
博 小林
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KINMIRAI TECHNOS KK
Original Assignee
KINMIRAI TECHNOS KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pressure sensor which surely detects a human coming in and going out, which properly displays a function as a heating element for a heating system, and which is installed properly so as to deal surely with different needs required from a floor surface. <P>SOLUTION: The pressure sensor 10 is provided with a sensor mainframe 12, and a resistance detector 14 used to detect an electrical resistance of the sensor mainframe 12. The sensor mainframe 12 is provided with a hollow thread as a substrate 16, and a conductive polymer 18 carried and held by the substrate 16. The conductive polymer 18 comprises conductive materials 20 and a binder 22 carrying and holding the conductive materials 20. The binder 22 has a coefficient of elasticity used to displace a distance between the conductive materials 20, in such a way that an electrical resistance value of the conductive polymer 18 is increased by 10 Ω or more due to a pressure by the weight of a human body. The coefficient of elasticity of the binder 22 is adjusted in such a way that 5 to 10% of a synthetic rubber is contained in terms of a weight ratio with respect to the whole of the binder 22. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、オフィス
や住居等に設置されて人の侵入等を検知する加圧センサ
の改良に関し、特に、床面の暖房等にも対応して床面に
適切に設置することができる実用性の高い加圧センサに
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a pressure sensor installed in an office, a residence or the like for detecting the intrusion of a person, and particularly to a floor surface corresponding to heating of the floor. The present invention relates to a highly practical pressure sensor that can be appropriately installed.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、オフィスや住居への侵入者の侵
入を検知してセキュリティを確保するために使用される
センサ、あるいは、自動ドア等の感応スイッチとして使
用されるセンサにおいては、一般的には、レーザー光線
や赤外線によるセンサが主に用いられてきた。
2. Description of the Related Art For example, a sensor used to detect the intrusion of an intruder into an office or a residence to ensure security, or a sensor used as a sensitive switch such as an automatic door is generally used. In general, sensors using laser beams and infrared rays have been mainly used.

【0003】しかし、これらのセンサにおいては、検知
範囲が線状であることが多かったために死角が存在し、
人の出入りを必ずしも確実に検出することができるとは
限らなかった。また、レーザー光線等の駆動源として電
源を必要とするため、その電源自体を駆動不能とされる
と、人の侵入を検出することができず、特に、セキュリ
ティ用のセンサとしては大きな致命傷となる問題があっ
た。
However, in these sensors, there is a blind spot because the detection range is often linear.
It has not always been possible to reliably detect the entry and exit of people. In addition, since a power source is required as a drive source for laser beams and the like, if the power source itself cannot be driven, intrusion of a person cannot be detected, and in particular, it is a serious fatal injury as a sensor for security. was there.

【0004】この場合、従来から一般にスイッチ等の素
子として使用されている導電性組成物を床面に適用し
て、人体の体重による加圧を検知して、人の侵入等を検
出する加圧センサとすることが考えられる。この感圧セ
ンサとしての導電性組成物は、一般に、例えば黒鉛等の
導電性物質を、例えばシリコーンゴム等のゴムその他の
弾性体により担持して形成されている。
In this case, a conductive composition that has been conventionally used as a device such as a switch is applied to the floor surface to detect the pressure applied by the weight of the human body and detect the intrusion of a person. It can be considered as a sensor. The conductive composition as the pressure-sensitive sensor is generally formed by supporting a conductive substance such as graphite with rubber or other elastic body such as silicone rubber.

【0005】この従来から一般に用いられている導電性
組成物においては、導電性物質を担持する弾性体が加圧
により規制された空間内で圧縮され、導電性物質間の距
離が近接する結果生ずる電気抵抗値の「低下」を検出す
ることにより、加圧を検知するものであった(特開昭5
9−98164号公報、特開平2−186604号公
報、特開平3−247662号公報、特開平6−300
646号公報、特開平7−50122号公報、特公平7
−87123号公報、特開平8−327474号公報、
特開平9−178410号公報、特開平10−1063
84号公報、特開2001−153741号公報等参
照)。
In this conventional electrically conductive composition, an elastic body carrying an electrically conductive substance is compressed in a space regulated by pressurization, resulting in a close distance between the electrically conductive substances. The pressurization is detected by detecting the "reduction" of the electric resistance value (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5).
9-98164, JP-A-2-186604, JP-A-3-247662, JP-A-6-300.
646, JP-A-7-50122, and JP-B-7
-87123, JP-A-8-327474,
JP-A-9-178410, JP-A-10-1063
No. 84, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-153741, etc.).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一方、この導電性組成
物は、近年、床面等に設置されて、床暖房装置やホット
カーペット等の暖房装置の発熱体として利用されること
も多い。具体的には、導電性ポリマーを、予め電極を配
置した耐熱性の繊維やフィルムに担持させ、この電極へ
電力を印加することにより電極間にジュール熱を発生さ
せて発熱体として機能させるものである。従って、この
発熱体として床面等に設置される導電性組成物を、同時
に、人の体重による加圧を検知して侵入等を防止する加
圧センサとしても利用することが考えられる。
On the other hand, in recent years, this conductive composition is often installed on a floor surface or the like and used as a heating element of a floor heating device or a heating device such as a hot carpet. Specifically, a conductive polymer is supported on a heat-resistant fiber or film on which electrodes are arranged in advance, and Joule heat is generated between the electrodes by applying electric power to the electrodes to function as a heating element. is there. Therefore, it is conceivable that the conductive composition installed on the floor or the like as the heating element is also used at the same time as a pressure sensor for detecting pressure applied by the weight of a person to prevent intrusion.

【0007】しかし、従来の加圧センサとして使用され
ていた導電性組成物のように、加圧により弾性体が容易
に変形し電気抵抗値が「低下」すると、電気抵抗値の変
化により加圧は検出することができるものの、一方で、
発熱体としての機能に着目した場合、例えば、導電性組
成物の上に人が座る、寝ころぶ等して荷重が加わった場
合には、電気抵抗値の低下により通電による発熱量が増
大して温度が急上昇する結果、異常加熱を招き、低温や
けど等を招くおそれがある。このことは、発熱体の上に
人等が乗った場合には、ただでさえ、この人体等の加圧
物により発生した熱が閉塞されて逃げ場を失い、放熱作
用が低下する結果、局部的に温度が上昇する傾向がある
ことを考えると、発熱体としては不適格な現象といえ
る。
However, when the elastic body is easily deformed by pressurization and the electric resistance value "decreases" like the conductive composition used as the conventional pressure sensor, the electric resistance value is changed by the change. Can be detected, on the other hand,
When focusing on the function as a heating element, for example, when a person sits on the conductive composition, or when a load is applied such as lying down, the amount of heat generated by energization increases due to a decrease in electrical resistance and As a result, the temperature rises rapidly, which may lead to abnormal heating and low temperature burns. This means that when a person, etc., rides on the heating element, the heat generated by the pressurized object such as the human body is blocked and the escape area is lost. Considering that there is a tendency for the temperature to rise, it can be said that this phenomenon is not suitable as a heating element.

【0008】このため、導電性組成物を発熱体として使
用する場合には、加圧等により安易に電気抵抗値が低下
して発熱量が不必要に増加しないよう、通常は、むし
ろ、導電性物質を担持するバインダに、その弾性変形を
抑制するために、ある程度の剛性を付与する必要があっ
た。従って、導電性組成物を発熱体として使用する場合
には、加圧によりバインダを弾性変形させて電気抵抗値
の低下を生じさせ、これを検知することにより、加圧セ
ンサとして機能させることは困難であるのが実状であっ
た。即ち、従来は、導電性組成物を、発熱体であると同
時に加圧センサとして利用することは、要求される性質
が相反するため、両立させることが困難であった。
For this reason, when the conductive composition is used as a heating element, it is usually rather conductive so that the electric resistance value is not easily lowered by pressurization and the calorific value is not unnecessarily increased. It has been necessary to impart a certain degree of rigidity to the binder carrying the substance in order to suppress its elastic deformation. Therefore, when a conductive composition is used as a heating element, it is difficult to function as a pressure sensor by elastically deforming the binder by pressurization to cause a decrease in electric resistance value and detecting this. It was the actual situation. That is, conventionally, it has been difficult to simultaneously use the conductive composition as a heating element and as a pressure sensor because the properties required are contradictory.

【0009】なお、この場合、導電性組成物にパラフィ
ン等を添加して、導電性組成物にPTC(Positive Tem
perature Coefficient:正温度係数)特性を付与するこ
とにより、異常加熱に対応することが考えられる。しか
し、このPTC特性は、温度の変化を素子の電気抵抗の
変化に変換する正のサーミスタとしての性能の一種であ
り、温度上昇と共に導電性物質を担持するバインダが熱
膨張して導電性物質間の距離が広がる結果電気抵抗値が
「増加」し、所定の温度(シーリングポイント)まで上
昇すると電気抵抗値が急激に「増加」して、発熱量を抑
制する性質である。
In this case, PTC (Positive Tem) is added to the conductive composition by adding paraffin or the like to the conductive composition.
It is conceivable to deal with abnormal heating by adding perature Coefficient (positive temperature coefficient) characteristics. However, this PTC characteristic is a kind of performance as a positive thermistor that converts a change in temperature into a change in the electrical resistance of the element, and the binder carrying the conductive material thermally expands as the temperature rises, causing a gap between the conductive materials. As a result of increasing the distance, the electric resistance value “increases”, and when the temperature rises to a predetermined temperature (sealing point), the electric resistance value suddenly “increases” to suppress the amount of heat generation.

【0010】従って、このPTC特性を利用した発熱体
においても、通常は、電気抵抗値の変化を適切に制御し
て、温度を設定した所定の値に確実に制御できるよう
に、導電性物質を担持するバインダにある程度の剛性を
付与する必要があることに変わりはなく、また、特に、
加圧により電気抵抗値が「低下」するように設定されて
いると、PTC特性による電気抵抗値の「増加」が相殺
されて、このPTC特性による温度制御機能を適切に発
揮させることができなくなるおそれもある。
Therefore, even in the heating element utilizing this PTC characteristic, usually, a conductive material is used so that the change of the electric resistance value can be appropriately controlled and the temperature can be surely controlled to a predetermined value. It is still necessary to impart a certain degree of rigidity to the binder to be carried, and in particular,
If the electric resistance value is set to “decrease” by pressurization, the “increase” of the electric resistance value due to the PTC characteristic is offset, and the temperature control function due to the PTC characteristic cannot be properly exerted. There is a fear.

【0011】本発明が解決しようとする課題は、上記の
問題点に鑑み、人の出入りを確実に検出することができ
ると同時に、暖房装置の発熱体としての機能をも適切に
発揮して、床面に要求される異なるニーズに確実に対応
して床面に適切に設置することができる加圧センサを提
供することにある。
In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to be able to reliably detect the comings and goings of a person, and at the same time, appropriately exhibit the function as a heating element of a heating device. It is an object of the present invention to provide a pressure sensor that can be appropriately installed on a floor surface to surely meet different needs of the floor surface.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するための第1の手段として、センサ本体とこのセ
ンサ本体の電気抵抗を検知する抵抗検知器とを備えた加
圧センサであって、センサ本体は、基材とこの基材に担
持された導電性ポリマーとを備え、この導電性ポリマー
は導電性材料とこの導電性材料を担持するバインダとを
有し、このバインダは、加圧により導電性ポリマーの電
気抵抗値が増加するように導電性材料間の距離を変位さ
せる弾性率を有することを特徴とする加圧センサを提供
するものである。
As a first means for solving the above problems, the present invention provides a pressure sensor having a sensor body and a resistance detector for detecting the electrical resistance of the sensor body. Then, the sensor body includes a base material and a conductive polymer carried on the base material, and the conductive polymer has a conductive material and a binder carrying the conductive material, and the binder is The present invention provides a pressure sensor having an elastic modulus that displaces a distance between conductive materials so that the electric resistance of the conductive polymer increases by pressurization.

【0013】このように、センサ本体である導電性ポリ
マーのバインダの弾性率を調整して、例えば、センサ本
体の上に人が座る、寝ころぶ等して、センサ本体に荷重
が加わった場合に、バインダが弾性変形して担持する導
電性材料間の距離が広がり、単位体積当たりの導電性材
料の数が同じで間隔が伸びるように設定すると、最短距
離にある導電性材料を伝播して流れる電気の道のりの最
短距離が伸びる結果、当該加圧された箇所の電気抵抗値
が増加するため、この電気抵抗値の増加により荷重を検
知することができ、人の侵入等を確実に検出することが
できる。
As described above, when the elastic modulus of the binder of the conductive polymer which is the sensor body is adjusted, for example, when a load is applied to the sensor body by a person sitting on the sensor body, lying down, etc. If the binder is elastically deformed to increase the distance between the conductive materials that it carries, and if the number of conductive materials per unit volume is the same and the intervals are set to be longer, the electricity flowing through the conductive material at the shortest distance will flow. As a result of the increase in the shortest distance on the road, the electric resistance value of the pressurized location increases, so the load can be detected by this increase in the electric resistance value, and it is possible to reliably detect human intrusion, etc. it can.

【0014】特に、この場合、出入り口等の1箇所のみ
ではなく、人が侵入等した場合に踏むことを回避するこ
とができない床面の全体に簡易にかつ安価で敷設するこ
とができ、また、線状で検出するレーザー光線等と異な
り、面状の加圧センサとすることができると共に、加圧
によって変化する電気抵抗値の増加により加圧を検知し
ているため、人の侵入等を検出するためにはセンサ本体
への通電を必要としないので、センサ本体への通電を遮
断されても人の侵入等を確実に検出することができると
共に、通電により発揮される発熱体としての機能が不必
要な夜間等においても確実に検知することができると同
時に、使用する電気量を低減させることもできる。
In particular, in this case, not only at one place such as an entrance and exit, but also on the entire floor surface where it is not possible to avoid stepping on when a person invades, etc., can be laid easily and inexpensively. Unlike a laser beam that detects linearly, it can be used as a planar pressure sensor, and since pressure is detected due to an increase in the electrical resistance value that changes due to pressure, it can detect human intrusion, etc. In order to do so, it is not necessary to energize the sensor body, so even if the sensor body is de-energized, it is possible to reliably detect the intrusion of people, and the function as a heating element exerted by energization is impaired. The amount of electricity used can be reduced at the same time as it can be detected reliably even at the required night time.

【0015】更に、通電により発熱体として機能できる
ことは勿論、この場合に、特に、加圧により電気抵抗値
が増加するため、例えば、部屋全体の暖房状態等には大
きな影響を与えることなく、局部的な温度上昇のみを適
切に抑制することができると共に、発熱体の発熱量自体
が抑制されるため、別途温度センサ等を設けることな
く、人が乗っている等の人体に快適な温度に保持する必
要がある場合にのみ、当該局部の温度上昇のみが抑制さ
れるように適切に制御することができ、床暖房装置とし
ての要求にも確実に応えることができるので、床面に適
切に設置することができる。
Further, it is of course possible to function as a heating element by energizing, and in this case, in particular, since the electric resistance value is increased by pressurization, for example, the heating state of the entire room is not significantly affected, and the local area is not affected. The temperature rise of the heating element itself can be suppressed as well as the appropriate temperature rise can be suppressed, so the temperature can be kept comfortable for the human body, such as a passenger, without providing a separate temperature sensor. Only when necessary, it is possible to properly control so that only the local temperature rise is suppressed, and it is possible to reliably meet the requirements as a floor heating system. can do.

【0016】本発明は、上記の課題を解決するための第
2の手段として、上記第1の解決手段において、抵抗検
知器は、センサ本体の電気抵抗値の変化を検知すること
を特徴とする加圧センサを提供するものである。
As a second means for solving the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned first solution means, the resistance detector detects a change in the electric resistance value of the sensor body. A pressure sensor is provided.

【0017】このように、加圧による電気抵抗値の増加
の有無のみを単に検知するだけでも、加圧を検出するこ
とができると同時に、特に、この電気抵抗値を所定の荷
重以上でのみ増加するように基準値を設定することによ
り、人の侵入があった場合のみ反応して、不必要な検出
を防止して必要な場合にのみ確実に検出することができ
る。
As described above, the pressurization can be detected by simply detecting only the presence or absence of the increase in the electric resistance value due to the pressurization, and at the same time, the electric resistance value is increased only above a predetermined load. By setting the reference value so as to perform, it is possible to react only when a person invades, prevent unnecessary detection, and surely detect only when necessary.

【0018】本発明は、上記の課題を解決するための第
3の手段として、上記第1の解決手段において、抵抗検
知器は、センサ本体の電気抵抗値を測定して変化量を検
出することを特徴とする加圧センサを提供するものであ
る。
According to the present invention, as a third means for solving the above-mentioned problems, in the first solving means, the resistance detector measures the electric resistance value of the sensor body to detect the change amount. The present invention provides a pressure sensor characterized by:

【0019】このように、センサ本体の電気抵抗値の増
加の有無のみならず、変化量を常時測定することによ
り、その増加量に応じて、どの程度の荷重が加わったか
を判別することにより、人の侵入等を確実に検出するこ
とができる。
As described above, by not only measuring whether or not the electric resistance value of the sensor body has increased, but also measuring the amount of change at all times, it is possible to determine how much load is applied according to the amount of increase. It is possible to reliably detect intrusion of a person or the like.

【0020】本発明は、上記の課題を解決するための第
4の手段として、上記第1乃至第3のいずれかの解決手
段において、導電性材料が、黒鉛、カーボンブラック、
グラファイトその他の導電性物質の粒体又は粉体若しく
は微粒子であることを特徴とする加圧センサを提供する
ものである。
As a fourth means for solving the above problems, the present invention provides any one of the first to third means for solving the above, wherein the conductive material is graphite, carbon black,
The present invention provides a pressure sensor characterized by being particles or powder or fine particles of a conductive material such as graphite.

【0021】このように、導電性材料として、特に、カ
ーボンブラック等の導電性物質の粒体又は粉体若しくは
微粒子を使用すると、バインダにより担持して導電性ポ
リマーとして形成しやすいと共に、バインダの弾性変形
により導電性材料間の距離を変位させやすく、電気抵抗
値を容易に増加させる上で、好適である。
As described above, in particular, when a granular material, powder or fine particles of a conductive substance such as carbon black is used as the conductive material, it is easily supported by the binder to form a conductive polymer, and the elasticity of the binder is increased. This is preferable because the distance between the conductive materials can be easily displaced by the deformation and the electric resistance value can be easily increased.

【0022】本発明は、上記の課題を解決するための第
5の手段として、上記第1乃至第4のいずれかの解決手
段において、バインダは、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化
性樹脂又はエラストマーに合成ゴムを混練して形成さ
れ、この合成ゴムの含有量を調整することにより弾性率
が設定されていることを特徴とする加圧センサを提供す
るものである。
The present invention provides, as a fifth means for solving the above-mentioned problems, in any one of the first to fourth solving means, the binder is synthesized with a thermoplastic resin, a thermosetting resin or an elastomer. The present invention provides a pressure sensor, which is formed by kneading rubber and has an elastic modulus set by adjusting the content of the synthetic rubber.

【0023】このように、合成ゴムをバインダ中に混練
りすることにより、バインダの弾性率を簡易に適切な値
に調整することができる。この場合、この使用できる合
成ゴムとしては、具体的には、次のものを挙げることが
できる。即ち、本発明は、上記の課題を解決するための
第6の手段として、上記第5の解決手段において、バイ
ンダに混練される合成ゴムが、スチレンブタジエンゴム
(SBR)又はニトリルゴム(NBR)であることを特
徴とする発熱体を提供するものである。
As described above, by kneading the synthetic rubber into the binder, the elastic modulus of the binder can be easily adjusted to an appropriate value. In this case, as the synthetic rubber that can be used, the following can be specifically mentioned. That is, the present invention is, as a sixth means for solving the above-mentioned problems, in the fifth solving means, the synthetic rubber to be kneaded with the binder is styrene-butadiene rubber (SBR) or nitrile rubber (NBR). The present invention provides a heating element characterized by being present.

【0024】本発明は、上記の課題を解決するための第
7の手段として、上記第5又は第6のいずれかの解決手
段において、合成ゴムのバインダ全体に対する重量比が
5%〜10%であることを特徴とする加圧センサを提供
するものである。
As a seventh means for solving the above problems, the present invention provides the method according to any one of the fifth and sixth solutions, wherein the weight ratio of the synthetic rubber to the entire binder is 5% to 10%. A pressure sensor is provided.

【0025】このように、合成ゴムのバインダ全体に対
する重量比を5%〜10%に設定すると、後述する実施
例に示すように、適切な範囲で加圧により電気抵抗値が
増加するように、バインダの弾性率を適切に調整、設定
することができる。
Thus, when the weight ratio of the synthetic rubber to the entire binder is set to 5% to 10%, the electric resistance value is increased by pressurizing in an appropriate range, as shown in Examples described later. The elastic modulus of the binder can be appropriately adjusted and set.

【0026】本発明は、上記の課題を解決するための第
8の手段として、上記第1乃至第7のいずれかの解決手
段において、バインダは、人体の体重による加圧により
導電性ポリマーの電気抵抗値が10Ω以上増加するよう
に導電性材料間の距離を変位させる弾性率を有している
ことを特徴とする加圧センサを提供するものである。
The present invention provides, as an eighth means for solving the above-mentioned problems, in any one of the first to seventh means for solving the problems, the binder is an electroconductive polymer made of an electrically conductive polymer when pressed by the weight of the human body. The present invention provides a pressure sensor having an elastic modulus that displaces a distance between conductive materials so that a resistance value increases by 10Ω or more.

【0027】このように、実際に検出することが必要な
人の侵入の際に生ずる人体の体重による荷重が加わった
場合に2桁台の値で電気抵抗値を増加させると、人の侵
入の有無を確実に判別することができると同時に、例え
ば、単なる書籍の落下や犬、猫等の小動物の立ち入り等
の感応する必要がない場合に誤動作することを防止する
ことができる。また、この場合、通電により発熱体とし
ての機能も発揮している場合には、当該加圧による局部
的な温度上昇を抑制することができる。より具体的に
は、バインダの弾性率や電気抵抗値の変化量を以下の範
囲で設定することが好ましい。
As described above, when the electric resistance value is increased by a value of two digits when the load due to the weight of the human body which is generated when the person actually needs to be detected is invaded, the intrusion of the person is detected. The presence / absence can be surely determined, and at the same time, malfunction can be prevented when there is no need to sense such as a simple drop of a book or entry of a small animal such as a dog or a cat. Further, in this case, when the function as a heating element is also exerted by energization, it is possible to suppress a local temperature increase due to the pressurization. More specifically, it is preferable to set the amount of change in the elastic modulus or electric resistance of the binder within the following range.

【0028】即ち、本発明は、上記の課題を解決するた
めの第9の手段として、上記第1乃至第8のいずれかの
解決手段において、バインダは、導電性ポリマーの電気
抵抗値が60kg/0.075m2の加圧で20Ω以上
増加するように導電性材料間の距離を変位させる弾性率
を有していることを特徴とする加圧センサを提供するも
のである。
That is, according to the present invention, as a ninth means for solving the above-mentioned problems, in any one of the above-mentioned first to eighth means, the binder has an electric resistance value of a conductive polymer of 60 kg / The present invention provides a pressure sensor having an elastic modulus that displaces a distance between conductive materials so as to increase by 20Ω or more when a pressure of 0.075 m 2 is applied.

【0029】後述する実施例に示すように、実際に電気
抵抗値の変化との関係を考察したところ、このように、
バインダが、導電性ポリマーの電気抵抗値が60kg/
0.075m2の加圧で20Ω以上増加するように導電
性材料間の距離を変位させる弾性率を有していると、人
の侵入を確実に検出することができると共に、60℃以
下の温度でも温度制御機能を働かせることができ、人体
に快適な温度に適切に維持できることが確認できた。
As shown in Examples described later, when the relationship with the change of the electric resistance value was actually examined, it was found that
The binder has an electric resistance value of the conductive polymer of 60 kg /
Having an elastic modulus that displaces the distance between the conductive materials so that it increases by 20 Ω or more when a pressure of 0.075 m 2 is applied, the intrusion of a person can be reliably detected, and a temperature of 60 ° C. or less can be detected. However, it was confirmed that the temperature control function can be activated and the temperature can be appropriately maintained at a comfortable temperature for the human body.

【0030】本発明は、上記の課題を解決するための第
10の手段として、上記第1乃至第9のいずれかの解決
手段において、センサ本体の基材が繊維であって、この
センサ本体が繊維状に形成されていることを特徴とする
加圧センサを提供するものである。
The present invention provides, as a tenth means for solving the above-mentioned problems, in any one of the above-mentioned first to ninth means, the base material of the sensor main body is a fiber, and the sensor main body is The present invention provides a pressure sensor characterized by being formed into a fibrous shape.

【0031】本発明は、上記の課題を解決するための第
11の手段として、上記第1乃至第10のいずれかの解
決手段において、センサ本体の基材が繊維であって、こ
のセンサ本体が導電性ポリマーを担持した繊維から面状
に形成されていることを特徴とする加圧センサを提供す
るものである。
The present invention provides, as an eleventh means for solving the above-mentioned problems, in any one of the first to tenth solving means, the base material of the sensor main body is a fiber, and the sensor main body is The present invention provides a pressure sensor characterized in that the pressure sensor is formed in a planar shape from fibers carrying a conductive polymer.

【0032】このように、繊維を基材として、繊維状や
面状のセンサ本体とすると、床暖房やホットカーペット
その他の製品に容易に適応させて、床面に適切に設置し
て、発熱体として機能させることができると同時に、人
の侵入を防ぐセキュリティ用のセンサや自動ドアの開閉
を制御するセンサとしても、有効に利用することができ
る。この場合、特に、面状のセンサ本体は、次の手段に
より具体化することができる。
As described above, when the fibrous or planar sensor main body is made of fiber as a base material, it can be easily adapted to floor heating, hot carpets and other products, and can be properly installed on the floor surface to generate a heating element. At the same time, it can be effectively used as a security sensor for preventing people from entering and a sensor for controlling opening / closing of an automatic door. In this case, in particular, the planar sensor body can be embodied by the following means.

【0033】即ち、本発明は、上記の課題を解決するた
めの第12の手段として、上記第11の解決手段におい
て、センサ本体は、導電性ポリマーを担持した繊維を同
方向に配置し、ダミー繊維を導電性ポリマーを担持した
繊維の直交方向に配置して編み組んで面状に形成されて
いることを特徴とする加圧センサを提供するものであ
る。
That is, according to the present invention, as a twelfth means for solving the above-mentioned problems, in the eleventh solution means, the sensor main body has fibers carrying a conductive polymer arranged in the same direction to form a dummy. The present invention provides a pressure sensor characterized in that fibers are arranged in a direction orthogonal to fibers carrying a conductive polymer and are braided to form a plane.

【0034】このように、導電性ポリマーを有する繊維
状のセンサ本体を並列に配置すれば、人が跨ぐ等して検
出を回避することが困難で確実に人の侵入等を検出する
ことができると同時に、電流により発熱させることがで
きる一方、これらのセンサ本体に直交する方向にダミー
繊維を配置すると、強度や面状のセンサ本体としての保
形性、適切な可撓性を確保することができる。
As described above, if the fibrous sensor bodies having the conductive polymer are arranged in parallel, it is difficult to avoid the detection because the person is straddling the person, and the intrusion of the person can be surely detected. At the same time, it is possible to generate heat with an electric current, while arranging dummy fibers in a direction orthogonal to these sensor bodies ensures strength and shape retention as a planar sensor body, and appropriate flexibility. it can.

【0035】本発明は、上記の課題を解決するための第
13の手段として、上記第10乃至第12のいずれかの
解決手段において、センサ本体の基材である繊維が中空
糸であることを特徴とする加圧センサを提供するもので
ある。
The present invention provides, as a thirteenth means for solving the above-mentioned problems, in any one of the above-mentioned tenth to twelfth means, the fiber as the base material of the sensor body is a hollow fiber. A characteristic pressure sensor is provided.

【0036】このように、センサ本体の基材である繊維
として、中空糸を使用すると、導電性ポリマーを安定し
て担持することができるため、性能を一定化させること
ができると同時に、中空糸は表面積が広いため、導電性
ポリマーとの結合力を向上させる上で好適である。
As described above, when the hollow fiber is used as the fiber which is the base material of the sensor body, the conductive polymer can be stably supported, so that the performance can be made constant and, at the same time, the hollow fiber can be obtained. Has a large surface area and is suitable for improving the binding force with the conductive polymer.

【0037】本発明は、上記の課題を解決するための第
14の手段として、上記第10乃至第13のいずれかの
解決手段において、更に導電性ポリマーに通電する電極
を備えていることを特徴とする加圧センサを提供するも
のである。
As a fourteenth means for solving the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that, in any of the tenth to thirteenth means for solving the above-mentioned problems, an electrode for electrically conducting a conductive polymer is further provided. The present invention provides a pressure sensor.

【0038】このように、導電性ポリマーに電力を印可
する電極をも備えた場合には、単なる加圧センサとして
のみならず、実際に、床暖房やホットカーペット等の様
々な加温製品にも適用することができる。
As described above, when the conductive polymer is also provided with electrodes for applying electric power, it is not only used as a mere pressure sensor but also in various heating products such as floor heating and hot carpet. Can be applied.

【0039】本発明は、上記の課題を解決するための第
15の手段として、上記第1乃至第14のいずれかの解
決手段において、導電性ポリマーは、加圧による電気抵
抗値の増加により通電による発熱量が低下することを特
徴とする加圧センサを提供するものである。
The present invention provides, as a fifteenth means for solving the above problems, in any one of the first to fourteenth means for solving the problems, the conductive polymer is energized by an increase in electric resistance value due to pressurization. The present invention provides a pressure sensor characterized in that the amount of heat generated by

【0040】このように、加圧による電気抵抗値の増加
により通電による発熱量を低下させると、人の体重によ
る加圧によって局地的に異常加熱することを防止するこ
とができ、特に、センサ本体が同時にPTC特性をも有
する導電性ポリマーを含んでいる場合、一般にそのPT
C特性が発揮される60℃以下の温度でも適切に温度を
制御することができる。
As described above, when the amount of heat generated by energization is reduced by increasing the electric resistance value due to pressurization, it is possible to prevent local abnormal heating due to pressurization due to the weight of a person. If the body also contains a conductive polymer that also has PTC properties, the PT is generally
The temperature can be appropriately controlled even at a temperature of 60 ° C. or lower at which the C characteristic is exhibited.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
しながら詳細に説明すると、図1は、本発明の加圧セン
サ10を示し、この加圧センサ10は、図1に示すよう
に、センサ本体12と、このセンサ本体12の電気抵抗
を検知する抵抗検知器14とを備えている。このセンサ
本体12は、特に、図2に示すように、基材16と、こ
の基材16に担持された導電性ポリマー18とを備えて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a pressure sensor 10 of the present invention, and the pressure sensor 10 has a structure as shown in FIG. In addition, the sensor body 12 and the resistance detector 14 for detecting the electric resistance of the sensor body 12 are provided. As shown in FIG. 2, the sensor body 12 particularly includes a base material 16 and a conductive polymer 18 carried on the base material 16.

【0042】この基材16としては、図2に示すよう
に、繊維状のものを使用することが好ましい。これによ
り、図2に示すように、センサ本体12を繊維状に形成
することができ、この繊維状のセンサ本体12を加工し
て、図1に示すように、面状の加圧センサ10として、
例えば、マットや床暖房装置、ホットカーペット等の広
い面積で加圧を検知して人の出入りを検出することが必
要な製品に簡易に適応させて、床面の全体に簡易にかつ
安価で敷設することができる。
As the base material 16, it is preferable to use a fibrous material as shown in FIG. As a result, the sensor body 12 can be formed into a fibrous shape as shown in FIG. 2, and the fibrous sensor body 12 is processed into a planar pressure sensor 10 as shown in FIG. ,
For example, it can be easily adapted to products that need to detect pressure in a wide area, such as mats, floor heating systems, and hot carpets, to detect people entering and exiting, and can be laid easily and inexpensively on the entire floor surface. can do.

【0043】この繊維状の基材16としては、導電性ポ
リマー18を適切に担持することができれば、特に限定
はなく、具体的には、例えば、綿や、ポリエステル系繊
維、ポリアミド系繊維、アクリル系繊維、ビニロン系繊
維等の合成繊維や、又はこれらの紡績繊維、混合繊維等
を使用することができるが、特に、図2に示すように、
中空糸を使用すると、導電性ポリマー18を安定して担
持することができるため、性能を一定化させることがで
きると同時に、中空糸は表面積が広いため、導電性ポリ
マー18との結合力を向上させる上で好適である。
The fibrous base material 16 is not particularly limited as long as it can properly carry the conductive polymer 18, and specifically, for example, cotton, polyester fiber, polyamide fiber, acrylic resin. Synthetic fibers such as type fibers and vinylon type fibers, or spun fibers or mixed fibers thereof may be used, and in particular, as shown in FIG.
When the hollow fiber is used, the conductive polymer 18 can be stably supported, so that the performance can be made constant, and at the same time, since the hollow fiber has a large surface area, the binding force with the conductive polymer 18 is improved. It is suitable for the purpose.

【0044】また、導電性ポリマー18は、図2に示す
ように、少なくとも、導電性材料20と、この導電性材
料20を担持するバインダ22とを有している。このよ
うな導電性ポリマー18であれば、後述するバインダ2
2の弾性率についての特徴を除き、その基本的な構成に
は特に限定はなく、従来から床暖房装置等の発熱体とし
て使用されている導電性組成物とほぼ同様の構成、材質
のもの等様々なものを使用することができ、また、同時
にパラフィン等が添加されてPTC特性を発揮すること
ができるものであることを妨げないが、具体的には、以
下の形態のものを挙げることができる。
As shown in FIG. 2, the conductive polymer 18 has at least a conductive material 20 and a binder 22 carrying the conductive material 20. With such a conductive polymer 18, a binder 2 described later
There is no particular limitation on the basic constitution except the characteristic of the elastic modulus of 2, and the constitution and the material thereof are almost the same as those of the conductive composition conventionally used as a heating element of a floor heating device or the like. Various materials can be used, and it is not precluded that paraffin or the like can be added at the same time to exhibit PTC characteristics, but specific examples include the following. it can.

【0045】導電性材料20としては、例えば、黒鉛、
カーボンブラック、グラファイト、金属又はこれらの混
合物その他の導電性物質の粒体又は粉体若しくは微粒子
を使用することができる。このように、粒体、粉体、微
粒子とすると、バインダ22により担持して導電性ポリ
マー18として形成しやすいと共に、後述するバインダ
22の弾性変形により導電性材料20間の距離を変位さ
せやすく、電気抵抗値を容易に増加させる上で、好適で
ある。
As the conductive material 20, for example, graphite,
Granules or powders or particles of carbon black, graphite, metals or mixtures thereof and other electrically conductive substances can be used. As described above, when the particles, the powder or the fine particles are used, it is easy to support the binder 22 to form the conductive polymer 18, and it is easy to displace the distance between the conductive materials 20 by elastic deformation of the binder 22 described later. It is suitable for easily increasing the electric resistance value.

【0046】また、バインダ22は、熱可塑性樹脂若し
くは熱硬化性樹脂又はエラストマーを主成分として使用
することができる。更に具体的には、このような熱硬化
性樹脂としては、例えば、変性エチレンテレフタレート
等を、エラストマーとしては、ブタジエン、イソブレン
等を挙げることができるが、本発明では、次に述べるよ
うに、バインダ22を適切な弾性率に調整することが必
要であり、この高弾性率の確保に適切なものとして、特
に、サーモプラスチックエラストマー(TPE)を使用
することが望ましい。
Further, the binder 22 can use a thermoplastic resin, a thermosetting resin or an elastomer as a main component. More specifically, examples of such a thermosetting resin include modified ethylene terephthalate and the like, and examples of the elastomer include butadiene and isoprene. However, in the present invention, as described below, a binder is used. It is necessary to adjust 22 to an appropriate elastic modulus, and it is particularly desirable to use a thermoplastic elastomer (TPE) as an appropriate material for ensuring this high elastic modulus.

【0047】具体的には、本発明では、バインダ22
は、加圧により導電性ポリマー18の電気抵抗値が増加
するように導電性材料20間の距離を変位させる弾性率
を有している。即ち、加圧により適切に、バインダ22
が弾性変形する結果、導電性材料20間の距離が広が
り、単位体積当たりの導電性材料20の数が同じで間隔
が伸びる結果、最短距離にある導電性材料20を伝播し
て流れる電気の道のりの最短距離が伸びるため、当該加
圧された箇所の電気抵抗値のみが増加する。従って、こ
の電気抵抗値の増加を、抵抗検知器14により検出する
ことにより、荷重を検知することができ、人の侵入等を
確実に検出することができる。
Specifically, in the present invention, the binder 22
Has an elastic modulus that displaces the distance between the conductive materials 20 so that the electrical resistance value of the conductive polymer 18 is increased by pressurization. That is, the binder 22 is appropriately applied by pressurization.
As a result of elastic deformation of the conductive materials 20, the distance between the conductive materials 20 is widened, and the number of conductive materials 20 per unit volume is the same and the intervals are expanded. As a result, the path of electricity that propagates through the conductive material 20 at the shortest distance and flows. Since the shortest distance of is increased, only the electric resistance value of the pressed portion is increased. Therefore, the load can be detected by detecting the increase in the electric resistance value by the resistance detector 14, and the intrusion of a person can be surely detected.

【0048】この場合、この加圧による導電性ポリマー
18の電気抵抗値の増加量の目安としては、具体的に
は、人の出入りを検出することが必要となる人体の体重
程度の加圧が負荷された状態において、従来、床面に発
熱体として敷設されることが多かった一般的なPTC特
性を発揮する導電性ポリマーでは発揮されない二桁台で
の増加、即ち、10Ω以上増加するように導電性材料2
0間の距離を変位させる弾性率とすることが望ましい。
これにより、電気抵抗値の増加を明確に把握して、人の
侵入の有無を確実に判別することができると同時に、例
えば、単なる書籍の落下等の感応する必要がない場合に
誤動作することを防止することができる。
In this case, the amount of increase in the electric resistance value of the conductive polymer 18 due to the pressurization is, specifically, a pressurization of about the weight of the human body which is required to detect the entrance and exit of a person. In the loaded state, it is increased by a double digit, which is not exhibited by a conductive polymer that exhibits a general PTC characteristic that has been often laid as a heating element on the floor, that is, by 10Ω or more. Conductive material 2
It is desirable that the elastic modulus is such that the distance between 0 is displaced.
As a result, it is possible to clearly grasp the increase in the electric resistance value and reliably determine whether or not a person has entered, and at the same time, for example, malfunction may occur when it is not necessary to simply sense the fall of a book. Can be prevented.

【0049】また、導電性ポリマー18は、通電により
床面に設置される暖房装置等の発熱体としても機能する
ことができるが、この加圧による電気抵抗値の増加によ
り、その発熱量も低下するように制御される。このた
め、通電により発熱体としての機能も発揮している場合
には、例えば、部屋全体の暖房状態等には大きな栄子湯
を与えることなく当該加圧による局部的な温度上昇のみ
を抑制することができる。具体的には、例えば、センサ
本体12の上に、人が座る、寝ころぶ等の快適な温度に
維持することが必要な場合にのみ、別途温度センサ等を
設けることなく、当該局部の温度上昇のみが抑制される
ように適切に制御することができる。また、センサ本体
12の上に家具を設置する等した場合にも、発熱量が抑
制され、不必要に温度が上昇することがない。従って、
床暖房装置としての要求にも確実に応えることができ、
人の出入りを確実に検出することができると同時に、暖
房装置の発熱体としての機能をも適切に発揮して、床面
に要求される異なるニーズに確実に対応して床面に適切
に設置することができる。
Further, the conductive polymer 18 can also function as a heating element for a heating device or the like installed on the floor surface by energization, but the amount of heat generation also decreases due to the increase in the electric resistance value due to this pressurization. To be controlled. For this reason, when the function as a heating element is also exerted by energization, for example, only a local temperature rise due to the pressurization is suppressed without giving a large amount of Eiko hot water to the heating state of the entire room. You can Specifically, for example, only when it is necessary to maintain a comfortable temperature such as a person sitting on the sensor body 12 or lying down on the sensor body 12, it is possible to increase the temperature of the local area without providing a separate temperature sensor. Can be appropriately controlled so as to be suppressed. Further, even when furniture is installed on the sensor body 12, the amount of heat generated is suppressed and the temperature does not unnecessarily rise. Therefore,
We can surely meet the demand as a floor heating system,
As well as being able to reliably detect people coming in and going out, it also properly functions as a heating element of the heating device, ensuring that it can be properly installed on the floor to meet the different needs of the floor. can do.

【0050】この場合、特に、人体の体重による加圧に
よって、電気抵抗値が10Ω以上増加するように設定す
ると、PTC特性による温度制御では達成できない60
℃(現実に確保できる最低限のシーリングポイント)に
満たない快適な温度でも温度制御機能を働かせて、適温
に維持することができる。なお、このバインダ22に、
パラフィン等を添加して、PTC特性をも有する導電性
ポリマー18からセンサ本体12を形成した場合には、
約60℃程度に温度上昇した場合、このPTC特性によ
る温度制御機能も併せて発揮させることができる。
In this case, in particular, if the electric resistance value is set to increase by 10 Ω or more due to pressurization by the weight of the human body, the temperature control based on the PTC characteristic cannot achieve 60.
Even at a comfortable temperature below ℃ (the minimum sealing point that can be actually secured), the temperature control function can be activated to maintain an appropriate temperature. In addition, in this binder 22,
When the sensor body 12 is formed from the conductive polymer 18 which also has PTC characteristics by adding paraffin or the like,
When the temperature rises to about 60 ° C., the temperature control function by this PTC characteristic can also be exhibited.

【0051】このように、加圧により、電気抵抗値が適
切に増加するようにバインダ22の弾性率を調整するた
めには、具体的には、バインダ22を、熱可塑性樹脂若
しくは熱硬化性樹脂又はエラストマーに、合成ゴムを混
練することにより形成し、この合成ゴムの含有量を調整
することにより弾性率を設定して、対応することができ
る。これにより、バインダ22の弾性率を、一般の加圧
センサとして使用される従来の導電性組成物程度には柔
らかすぎず、一方で、従来の発熱体として使用される導
電性組成物程には硬すぎない適切な値に簡易に調整し
て、検知が必要な人体の体重による加圧によって、導電
性材料20間の距離が広がって電気抵抗値が増加するよ
うな適切な弾性変形を生じさせるように設定することが
できる。
As described above, in order to adjust the elastic modulus of the binder 22 so that the electric resistance value is appropriately increased by pressurization, specifically, the binder 22 is made of a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Alternatively, the elastomer can be formed by kneading synthetic rubber into the elastomer, and the elastic modulus can be set by adjusting the content of the synthetic rubber to deal with it. As a result, the elastic modulus of the binder 22 is not too soft as compared with the conventional conductive composition used as a general pressure sensor, while the elastic modulus of the binder 22 is less than that of the conventional conductive composition used as a heating element. It is easily adjusted to an appropriate value that is not too hard, and pressure applied by the weight of the human body that needs to be detected causes appropriate elastic deformation such that the distance between the conductive materials 20 increases and the electrical resistance value increases. Can be set as:

【0052】この混練りする合成ゴムとしては、具体的
には、スチレンブタジエンゴム又はニトリルゴム等を挙
げることができ、バインダ22を、これらの合成ゴムが
混練りされたポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタ
ン、ポリエステル系の樹脂等を主成分とするサーモプラ
スチックエラストマー(TPE)から形成することによ
り対応することができる。
Specific examples of the synthetic rubber to be kneaded include styrene-butadiene rubber and nitrile rubber, and the binder 22 is a polyolefin, polyamide, polyurethane or polyester in which these synthetic rubbers are kneaded. It can be dealt with by forming it from a thermoplastic elastomer (TPE) whose main component is a resin or the like.

【0053】この場合、合成ゴムの適切な含有量につい
ては、後述する適切な電気抵抗値の増加を確認できた本
発明の実施例を基準に考察すると、合成ゴムのバインダ
22全体に対する重量比が5%〜10%であることが望
ましいと考えられる。これにより、適切な範囲で加圧に
よって電気抵抗値が増加するように、バインダ22の弾
性率を適切に調整、設定することができる。
In this case, regarding the proper content of the synthetic rubber, considering the embodiment of the present invention in which an appropriate increase in the electrical resistance value, which will be described later, could be confirmed, the weight ratio of the synthetic rubber to the entire binder 22 is considered. It is considered desirable to be 5% to 10%. Thereby, the elastic modulus of the binder 22 can be appropriately adjusted and set so that the electric resistance value is increased by the pressurization in an appropriate range.

【0054】以上のような構成の本発明に用いられるセ
ンサ本体12は、その製造方法も特に限定はないが、一
例として、次のような製法を挙げることができる。即
ち、具体的には、(1)加温された撹拌容器にキシレン
等の芳香族の溶剤を注入して撹拌して、40℃〜60℃
で加熱し、(2)この溶剤中に、バインダ22となるべ
き樹脂又はエラストマーを、後に添加する導電性材料2
0に対して適量、好ましくは25重量%〜40重量%の
量で添加した上で、引き続き撹拌し、更に、(3)PT
C特性を付与する場合には、PTC特性を付与する物質
として、後に添加する導電性材料20に対して25重量
%〜40重量%のパラフィンを添加して、全ての固体が
溶解するまで撹拌を係属し、(4)微粉末状の導電性材
料20を添加して、均一なペーストが得られるまで撹拌
し、(5)このペーストを微粉末状の導電性材料20が
実質的に均一に分散されるまで混練することにより、導
電性ポリマー18とすることができる(米国特許第5,
556,576号等参照)。
The sensor body 12 used in the present invention having the above-mentioned structure is not particularly limited in its manufacturing method, but the following manufacturing method can be given as an example. Specifically, (1) 40 ° C. to 60 ° C., in which an aromatic solvent such as xylene is injected into a heated stirring container and the mixture is stirred.
(2) A conductive material 2 to which a resin or elastomer to serve as the binder 22 is added later in this solvent.
0 in an appropriate amount, preferably 25 to 40% by weight, followed by stirring, and further adding (3) PT
When imparting the C characteristic, 25% by weight to 40% by weight of paraffin is added to the conductive material 20 to be added later as a substance imparting the PTC characteristic, and stirring is performed until all solids are dissolved. (4) The fine powdery conductive material 20 is added and stirred until a uniform paste is obtained, and (5) the fine powdery conductive material 20 is dispersed substantially uniformly. The conductive polymer 18 can be obtained by kneading until it is heated (US Pat.
556, 576, etc.).

【0055】なお、バインダ22に高弾性率を付与する
ための合成ゴムは、通常は、予め、合成ゴムを含有する
サーモプラスチックエラストマーを用いて、これを溶剤
中に添加してバインダ22とすることができるが、バイ
ンダ22の主成分となる樹脂又はエラストマーと共に溶
剤中に添加することもできる。その後、この導電性ポリ
マー18に、基材16である中空糸を含浸し、乾燥、加
熱工程を経て、発熱体10とすることができる。
As the synthetic rubber for imparting a high elastic modulus to the binder 22, a thermoplastic plastic elastomer containing synthetic rubber is usually used in advance, and this is added to a solvent to form the binder 22. However, it can be added to the solvent together with the resin or elastomer that is the main component of the binder 22. After that, the conductive polymer 18 is impregnated with the hollow fiber that is the base material 16, and the heating element 10 can be obtained through the steps of drying and heating.

【0056】抵抗検知器14は、図1に示すように、こ
のセンサ本体12に接続されて、このセンサ本体12の
加圧による電気抵抗値の増加を検知する。この場合、抵
抗検知器14は、センサ本体12の電気抵抗値の変化
(増加があったこと)を検知するように、設定すること
ができる。即ち、加圧により、センサ本体12の電気抵
抗値に増加が遭った場合にのみ反応して、加圧を検出す
るように設定することができる。これにより、具体的に
は、例えば、センサ本体12を、その電気抵抗値が所定
の荷重以上でのみ増加するように基準値を設定すること
により、あるいは、上記のように、例えば、抵抗検知器
14を、10Ω以上の電気抵抗値があった場合にのみ反
応するように、設定すること等により、人の侵入があっ
た場合のみ反応して、不必要な検出を防止して必要な場
合にのみ確実に検出することができる。
As shown in FIG. 1, the resistance detector 14 is connected to the sensor body 12 and detects an increase in the electric resistance value due to pressurization of the sensor body 12. In this case, the resistance detector 14 can be set so as to detect a change (increase) in the electric resistance value of the sensor body 12. That is, it can be set to detect the pressurization by reacting only when the electric resistance value of the sensor body 12 increases due to the pressurization. Thus, specifically, for example, by setting the reference value so that the electrical resistance value of the sensor body 12 increases only when the load is equal to or more than a predetermined load, or as described above, for example, the resistance detector. By setting 14 so that it reacts only when there is an electric resistance value of 10 Ω or more, it reacts only when there is a person's intrusion, and unnecessary detection is prevented when necessary. Only can be reliably detected.

【0057】但し、抵抗検知器14の動作は、電気抵抗
値の増加を確実に検出することができれば、必ずしも、
上記の形態に限定されるものではなく、他の適宜の形態
をとることができる。具体的には、他に、例えば、抵抗
検知器14を、センサ本体12の電気抵抗値を測定して
変化量を検出する用に設定することもできる。即ち、単
に、センサ本体12の電気抵抗値の増加の有無のみでは
なく、変化量を常時測定することにより、その増加量に
応じて、どの程度の荷重が加わったかを判別することに
より、人の侵入等を確実に検出することができる。これ
によっても、その測定された増加量に応じて、何による
荷重が負荷されたかを判別することにより、誤審を防止
して、人の検出を確実に防止することができる。
However, the operation of the resistance detector 14 is not always required if the increase in the electric resistance value can be surely detected.
The present invention is not limited to the above-mentioned form, but can take other appropriate forms. Specifically, for example, the resistance detector 14 may be set to measure the electric resistance value of the sensor body 12 to detect the amount of change. That is, not only whether or not the electrical resistance value of the sensor main body 12 is increased, but by constantly measuring the amount of change, it is possible to determine how much load is applied according to the amount of increase. An intrusion or the like can be reliably detected. Also by this, it is possible to prevent erroneous trials and reliably prevent human detection by determining what kind of load is applied according to the measured increase amount.

【0058】このように、所定の加圧を適切に検出する
ことができる結果、本発明の加圧センサ10を、床面全
体に設置することにより、出入り口等の1箇所のみでは
なく、また、線状で検出するレーザー光線等と異なり、
人が侵入等した場合に踏むことを回避することができな
い床面の全体で、人の侵入を検出することができるた
め、人の侵入等を確実に検出することができる。
As described above, as a result of being able to appropriately detect a predetermined pressure, by installing the pressure sensor 10 of the present invention on the entire floor surface, not only at one place such as an entrance and exit, but also Unlike a laser beam that detects linearly,
Since it is possible to detect the intrusion of a person on the entire floor surface that cannot be stepped on when a person intrudes, it is possible to reliably detect the intrusion of a person.

【0059】加えて、加圧によって変化する電気抵抗値
の増加により加圧を検知しているため、人の侵入等を検
出するためにはセンサ本体12への通電を必要としない
ので、センサ本体12への通電を遮断されても人の侵入
等を確実に検出することができると共に、通電により発
揮される発熱体としての機能が不必要な夜間等において
も確実に検知することができると同時に、使用する電気
量を低減させることもできる。
In addition, since the pressurization is detected by the increase of the electric resistance value which changes due to the pressurization, it is not necessary to energize the sensor main body 12 to detect the intrusion of a person. Even if the power supply to 12 is cut off, it is possible to reliably detect a person's intrusion and the like, and at the same time, it is possible to surely detect even at night when the function as a heating element to be exhibited by the power supply is unnecessary. It is also possible to reduce the amount of electricity used.

【0060】なお、この抵抗検知器14に、更に、図示
しない警報機や通報器等を接続することにより、より一
層確実に、不法侵入その他の犯罪を防止することができ
る。また、この警報機や通報器の作動のオン、オフを切
り替えることができるように設定することにより、例え
ば、家屋内に人が滞在していて、不法侵入のチェック等
が必ずしも必要がない場合や、発熱体としても機能させ
る場合には、この警報や通報のための手段をオフにする
設定とすることもできる。
Further, by connecting an alarm device (not shown) or an alarm device (not shown) to the resistance detector 14, it is possible to more surely prevent illegal intrusion and other crimes. In addition, by setting such that the operation of the alarm device and the alarm device can be turned on and off, for example, when a person is staying inside the house and it is not always necessary to check for illegal intrusion, In the case of also functioning as a heating element, it is possible to set to turn off the means for warning and reporting.

【0061】更に、本発明の加圧センサ10は、確実に
人の出入りを検出することができるため、このようなセ
キュリティ用のセンサとしてのみならず、幅広い用途に
用いることができ、他の一例を挙げれば、例えば、自動
ドアの開閉を制御するセンサ等としても使用することが
できる。
Further, since the pressure sensor 10 of the present invention can reliably detect the comings and goings of a person, it can be used not only as such a sensor for security but also in a wide range of applications. For example, it can be used as a sensor for controlling opening and closing of an automatic door.

【0062】[0062]

【実施例】次に、本発明の加圧センサ10の実施例につ
いて、図1を参照しながら説明する。具体的には、基材
16として、綿糸を用い、これに、適切な弾性率を有す
るバインダ22を有する導電性ポリマー18を担持させ
て繊維状のセンサ本体12とし、この繊維状の複数のセ
ンサ本体12を、図1に示すように、同一方向に配置す
ると共に、綿糸から成る通常のダミー繊維24(図1の
一点鎖線参照)を導電性ポリマー18を担持した繊維状
のセンサ本体12の直交方向に配置して編み組んで縦3
0cm、横20cmの面状に形成した。
EXAMPLE An example of the pressure sensor 10 of the present invention will be described with reference to FIG. Specifically, a cotton thread is used as the base material 16, and the conductive polymer 18 having the binder 22 having an appropriate elastic modulus is carried on the base material 16 to form the fibrous sensor main body 12. As shown in FIG. 1, the main body 12 is arranged in the same direction, and a normal dummy fiber 24 made of cotton yarn (see the alternate long and short dash line in FIG. 1) is orthogonal to the fibrous sensor main body 12 carrying the conductive polymer 18. Arranged in the direction and braided vertically 3
It was formed in a plane shape of 0 cm and 20 cm in width.

【0063】更に、図1に示すように、この並列に配置
された複数の繊維状のセンサ本体12の両端に電極26
を設けると共に、この電極26に、接続端子28及びこ
の接続端子28に接続されるリード線30を介して、電
気抵抗値の変化量を測定できる抵抗検知器14を接続し
て、加圧センサ10とした。なお、この場合、図1に示
すように、リード線30に、更に、電極26に通電する
100Vの交流電源32(通常のコンセントと同様の設
定)をも接続して、電極26間の導電性ポリマー18を
担持した繊維状のセンサ本体12に通電してジュール熱
を発生させて、床暖房装置やホットカーペット等の暖房
装置にも適用できる発熱体としての機能も付与した。
Further, as shown in FIG. 1, electrodes 26 are provided on both ends of the plurality of fibrous sensor bodies 12 arranged in parallel.
And the resistance detector 14 capable of measuring the amount of change in the electrical resistance value is connected to the electrode 26 via the connection terminal 28 and the lead wire 30 connected to the connection terminal 28. And In this case, as shown in FIG. 1, the lead wire 30 is further connected to an AC power source 32 of 100 V for energizing the electrodes 26 (setting similar to a normal outlet) so that the conductivity between the electrodes 26 is increased. The fibrous sensor main body 12 carrying the polymer 18 is energized to generate Joule heat, and a function as a heating element applicable to a heating device such as a floor heating device or a hot carpet is also added.

【0064】この場合、導電性ポリマー18は、(1)
バインダ22となるべきエラストマーとして、レジン−
1を導電性ポリマー18を組成するための物質全体に対
する重量比(以下、本実施例において同じ)で10%、
その他、剛性を調整するためのレジン−2を5%を含有
するエラストマーを、キシレン40%及びMIBK10
%から成る溶剤中に添加すると共に、(2)PTC特性
を付与するためのパラフィンを27%加えて更に撹拌
し、(3)導電性材料20として、5%のカーボンブラ
ックの微粉末を加えて撹拌して、製造した。この場合に
おいて、高弾性率を付与するための合成ゴムとして、更
に、SBRを3%を含有させた。
In this case, the conductive polymer 18 is (1)
As an elastomer to serve as the binder 22, a resin-
1 is 10% by weight ratio to the whole substance for forming the conductive polymer 18 (hereinafter, the same in this embodiment),
In addition, an elastomer containing 5% of resin-2 for adjusting the rigidity is used, xylene 40% and MIBK10.
%, While (2) adding 27% of paraffin for imparting PTC characteristics and further stirring, (3) adding 5% of carbon black fine powder as the conductive material 20 Stir to produce. In this case, as a synthetic rubber for imparting a high elastic modulus, SBR was further contained in an amount of 3%.

【0065】このような実施例の加圧センサ10におい
て、まず、その電気抵抗値を測定したところ、室温25
℃において660Ωであった。また、この実施例の加圧
センサ10に通電すると、250w/m2 の発熱量で発
熱した。この初期値を元に、図1に示す本発明の実施例
の加圧センサ10の上に、60kg/0.075m2
圧力を加えたところ、20〜50Ωの範囲で電気抵抗値
が増加することが確認され、この範囲内の電気抵抗値の
増加により、明確に加圧を検出することができたと同時
に、特に過熱感を感じることなく、快適と思われる温度
に制御することができた。
In the pressure sensor 10 of such an embodiment, first, its electric resistance value was measured and found to be room temperature 25.
It was 660Ω at ° C. When the pressure sensor 10 of this example was energized, it generated heat with a heat generation amount of 250 w / m 2 . Based on this initial value, when a pressure of 60 kg / 0.075 m 2 is applied on the pressure sensor 10 of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the electric resistance value increases in the range of 20 to 50 Ω. It was confirmed that by increasing the electric resistance value within this range, the pressurization could be clearly detected, and at the same time, it was possible to control the temperature to a comfortable temperature without feeling overheating.

【0066】従って、一般的な人の体重による加圧であ
る60kg/0.075m2の加圧で、20Ω以上電気
抵抗値が増加するように、バインダ22の弾性率を調整
すれば、人の侵入を確実に検出することができると同時
に、60℃に満たない、好ましくは、体温に近い温度
で、温度制御機能を働かせることができることが確認さ
れた。
Therefore, if the elastic modulus of the binder 22 is adjusted so that the electrical resistance value increases by 20 Ω or more at a pressure of 60 kg / 0.075 m 2 which is a pressure applied by the weight of a person, It was confirmed that the intrusion can be reliably detected, and at the same time, the temperature control function can be activated at a temperature lower than 60 ° C., preferably near body temperature.

【0067】また、この場合、本実施例において、導電
性ポリマー18を組成するための物質全体に対する重量
比の50%を占める溶剤(キシレン及びMIBK)の揮
発後、レジン1(同10%)、レジン2(同5%)、パ
ラフィン(同27%)及びSBR(同3%)から形成さ
れたバインダ22(導電性ポリマー18を組成するため
の物質全体に対する重量比45%)中に、同じく導電性
ポリマー18を組成するための物質全体に対する重量比
で3%のSBR(合成ゴム)が含有されていることか
ら、これを、バインダ22全体に対する重量比に換算す
ると(45%中の3%)、バインダ22全体に対する重
量比で約6.6%の合成ゴムが含有されていたことにな
る。従って、上記の実施例のように、電気抵抗値の増加
を得るのに適切なバインダ22の弾性率についても、バ
インダ22全体に対する重量比で約6.6%の合成ゴム
を含有させることにより、加圧の検知及び温度制御に適
切な値の弾性率を付与できたことから、その前後の5%
〜10%(バインダ22全体に対する重量比)の範囲内
で、合成ゴムを混入することにより、人の侵入の検出及
び人体に快適な温度で制御することが可能になると考え
られる。
Also, in this case, in this embodiment, after the solvent (xylene and MIBK), which accounted for 50% by weight of the total weight of the substances for forming the conductive polymer 18, was volatilized, resin 1 (10%) was used. The resin 22 (5% by weight), paraffin (27% by weight) and SBR (3% by weight) formed in a binder 22 (45% by weight based on the total weight of the material for composing the conductive polymer 18) is also electrically conductive. Since SBR (synthetic rubber) is contained in an amount of 3% by weight based on the total weight of the substance for forming the water-soluble polymer 18, this is converted into a weight ratio based on the entire binder 22 (3% out of 45%). That is, the synthetic rubber contained about 6.6% by weight of the total amount of the binder 22. Therefore, as in the above-described embodiment, the elastic modulus of the binder 22 suitable for obtaining an increase in the electric resistance value is also set by adding about 6.6% by weight of the synthetic rubber to the entire binder 22, 5% before and after that because an elastic modulus of an appropriate value could be added to the detection of pressure and temperature control.
It is considered that by mixing the synthetic rubber within the range of 10% (weight ratio with respect to the entire binder 22), it is possible to detect the intrusion of a person and control at a temperature comfortable to the human body.

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明によれば、上記のように、加圧に
より電気抵抗値が増加するようにセンサ本体である導電
性ポリマーのバインダの弾性率を調整しているため、こ
の電気抵抗値の増加により荷重を検知することができ、
人の侵入等を確実に検出することができる実益がある。
According to the present invention, as described above, the elastic modulus of the binder of the conductive polymer, which is the sensor body, is adjusted so that the electrical resistance value increases by pressurization. The load can be detected by the increase of
There is a real benefit of being able to reliably detect intrusion of people.

【0069】特に、本発明によれば、上記のように、出
入り口等の1箇所のみではなく、人が侵入等した場合に
踏むことを回避することができない床面の全体に簡易に
かつ安価で敷設することができ、また、線状で検出する
レーザー光線等と異なり、面状の加圧センサとすること
ができるため、人の侵入等を確実に検出することができ
る実益がある。
In particular, according to the present invention, as described above, not only at one place such as the entrance and exit, but easily and inexpensively over the entire floor surface where it is impossible to avoid stepping on when a person invades. Since it can be laid, and unlike a laser beam or the like which is detected linearly, it can be a planar pressure sensor, so that intrusion of a person or the like can be reliably detected.

【0070】また、本発明によれば、上記のように、加
圧によって変化する電気抵抗値の増加により加圧を検知
しているため、人の侵入等を検出するためにはセンサ本
体への通電を必要としないので、センサ本体への通電を
遮断されても人の侵入等を確実に検出することができる
と共に、通電により発揮される発熱体としての機能が不
必要な夜間等においても確実に検知することができると
同時に、使用する電気量を低減させることもできる実益
もある。
Further, according to the present invention, as described above, since the pressurization is detected by the increase of the electric resistance value which changes with the pressurization, the sensor main body is detected in order to detect the intrusion of a person or the like. Since it does not need to be energized, it is possible to reliably detect human intrusion even if the sensor body is de-energized, and it is also reliable at night when the function as a heating element that is activated by energization is unnecessary. There is also a real benefit that the amount of electricity used can be reduced at the same time that it can be detected.

【0071】更に、本発明によれば、上記のように、通
電により発熱体として機能させることができるのは勿
論、この場合に、特に、加圧により電気抵抗値が増加す
るため、例えば、部屋全体の暖房状態等には大きな影響
を与えることなく、局部的な温度上昇のみを適切に抑制
することができると共に、発熱体の発熱量自体が抑制さ
れるため、別途温度センサ等を設けることなく、人が乗
っている等の人体に快適な温度に保持する必要がある場
合にのみ、当該局部の温度上昇のみが抑制されるように
適切に制御することができ、床暖房装置としての要求に
も確実に応えることができるので、床面に適切に設置す
ることができる実益がある。
Further, according to the present invention, as described above, it can be made to function as a heating element by energization, and in this case, in particular, since the electric resistance value is increased by pressurization, for example, in a room. It is possible to appropriately suppress only the local temperature rise without significantly affecting the overall heating state and the like, and since the calorific value of the heating element itself is suppressed, there is no need to provide a separate temperature sensor or the like. Only when it is necessary to maintain a comfortable temperature for the human body, such as when a person is riding, it is possible to appropriately control so that only the temperature rise of the local part is suppressed, and it is possible to meet the demand as a floor heating device. Since it can respond surely, there is a real advantage that it can be properly installed on the floor surface.

【0072】本発明によれば、上記のように、抵抗検知
器により、加圧による電気抵抗値の増加の有無のみを単
に検知するだけでも、加圧を検出することができると同
時に、特に、この電気抵抗値を所定の荷重以上でのみ増
加するように基準値を設定することにより、人の侵入が
あった場合のみ反応して、不必要な検出を防止して必要
な場合にのみ確実に検出することができる実益がある。
According to the present invention, as described above, it is possible to detect the pressurization at the same time by detecting the presence or absence of the increase in the electric resistance value due to the pressurization by the resistance detector. By setting the reference value so that this electric resistance value increases only when the load is more than a predetermined value, it reacts only when there is a person intruding, preventing unnecessary detection and ensuring only when necessary. There is a real benefit that can be detected.

【0073】本発明によれば、上記のように、抵抗検知
器により、センサ本体の電気抵抗値の増加の有無のみな
らず、変化量を常時測定することにより、その増加量に
応じて、どの程度の荷重が加わったかを判別することに
より、人の侵入等を確実に検出することができる実益が
ある。
According to the present invention, as described above, the resistance detector constantly measures not only the presence or absence of an increase in the electric resistance value of the sensor body, but also the change amount. By determining whether or not a certain amount of load has been applied, there is the practical benefit of being able to reliably detect intrusion of a person or the like.

【0074】本発明によれば、上記のように、導電性材
料として、特に、カーボンブラック等の導電性物質の粒
体又は粉体若しくは微粒子を使用しているため、バイン
ダにより担持して導電性ポリマーとして形成しやすいと
共に、バインダの弾性変形により導電性材料間の距離を
変位させやすく、電気抵抗値を容易に増加させることが
できる実益がある。
According to the present invention, as described above, since the granular material, powder or fine particles of the conductive material such as carbon black is used as the conductive material, the conductive material is supported by the binder to make the conductive material. In addition to being easily formed as a polymer, the distance between the conductive materials can be easily displaced by elastic deformation of the binder, and the electrical resistance value can be easily increased.

【0075】本発明によれば、上記のように、バインダ
は、熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂又はエラストマ
ーにSBR、NBR等の合成ゴムを混練して形成され、
この合成ゴムの含有量を調整することにより弾性率を設
定しているため、バインダの弾性率を簡易に調整するこ
とができる実益がある。
According to the present invention, as described above, the binder is formed by kneading a thermoplastic resin, a thermosetting resin or an elastomer with a synthetic rubber such as SBR or NBR,
Since the elastic modulus is set by adjusting the content of the synthetic rubber, there is a practical benefit that the elastic modulus of the binder can be easily adjusted.

【0076】本発明によれば、上記のように、合成ゴム
のバインダ全体に対する重量比を5%〜10%に設定し
ているため、適切な範囲で加圧により電気抵抗値が増加
するようにバインダの弾性率を簡易にかつ適切に調整、
設定することができる。
According to the present invention, as described above, the weight ratio of the synthetic rubber to the entire binder is set to 5% to 10%, so that the electric resistance value is increased by pressurizing in an appropriate range. Easy and appropriate adjustment of the elastic modulus of the binder,
Can be set.

【0077】本発明によれば、上記のように、実際に検
出することが必要な人の侵入の際に生ずる人体の体重に
よる荷重が加わった場合に2桁台の値で電気抵抗値を増
加させているため、人の侵入の有無を確実に判別するこ
とができると同時に、例えば、単なる書籍の落下や犬、
猫等の小動物の立ち入り等の感応する必要がない場合に
誤動作することを防止することができる実益がある。
According to the present invention, as described above, when a load due to the weight of the human body that is generated when a person who actually needs to be detected intrudes is applied, the electric resistance value is increased by a value of two digits. Therefore, it is possible to surely determine whether or not a person has invaded, and at the same time, for example, a mere drop of a book or a dog,
There is a practical benefit that it is possible to prevent malfunctions when there is no need to respond to the entry of small animals such as cats.

【0078】同時に、本発明によれば、上記のように、
実際に温度制御が必要となる人体の体重による荷重が加
わった場合に2桁台の値で電気抵抗値を増加させている
ため、当該加圧による局部的な温度上昇を抑制すること
ができる実益がある。
At the same time, according to the present invention, as described above,
When the load due to the weight of the human body, which actually requires temperature control, is applied, the electrical resistance value is increased by a value in the double digits, so the local temperature rise due to the pressurization can be suppressed. There is.

【0079】本発明によれば、上記のように、バインダ
は、導電性ポリマーの電気抵抗値が60kg/0.07
5m2の加圧で20Ω以上増加するように導電性材料間
の距離を変位させる弾性率を有しているため、人の侵入
を確実に検出することができると共に、60℃以下の温
度でも温度制御機能を働かせることができ、人体に快適
な温度に適切に維持できる実益がある。
According to the present invention, as described above, the binder has an electric resistance of the conductive polymer of 60 kg / 0.07.
Since it has an elastic modulus that displaces the distance between conductive materials so that it increases by 20 Ω or more when a pressure of 5 m 2 is applied, it is possible to reliably detect human intrusion, and even at a temperature of 60 ° C. or less, The control function can be activated, and there is a practical benefit of being able to properly maintain a temperature that is comfortable for the human body.

【0080】本発明によれば、上記のように、繊維を基
材として、繊維状や面状のセンサ本体とすると、床暖房
やホットカーペットその他の製品に容易に適応させて、
床面に適切に設置して、発熱体として機能させることが
できると同時に、人の侵入を防ぐセキュリティ用のセン
サや自動ドアの開閉を制御するセンサとしても、有効に
利用することができる実益がある。
According to the present invention, as described above, when the fiber is used as the substrate and the fibrous or planar sensor body is used, it can be easily adapted to floor heating, hot carpets and other products.
It can be properly installed on the floor and can function as a heating element, and at the same time, it can be effectively used as a security sensor to prevent people from entering and a sensor to control opening and closing of automatic doors. is there.

【0081】本発明によれば、上記のように、導電性ポ
リマーを有する繊維状の発熱体を並列に配置しているた
め、人が跨ぐ等して検出を回避することが困難で確実に
人の侵入等を検出することができると同時に、電流によ
り発熱させることができる一方、これらの発熱体に直交
する方向にダミー繊維を配置しているため、強度や面状
の発熱体としての保形性、適切な可撓性を確保すること
ができる実益がある。
According to the present invention, as described above, since the fibrous heating elements having the conductive polymer are arranged in parallel, it is difficult for a person to straddle the detection to avoid the detection reliably. In addition to being able to detect the intrusion of heat, it can also generate heat with an electric current, while dummy fibers are arranged in a direction orthogonal to these heating elements, so that the shape retention as a strength or planar heating element is maintained. There is a real benefit of ensuring the flexibility and proper flexibility.

【0082】本発明によれば、上記のように、基材であ
る繊維として、中空糸を使用しているため、導電性ポリ
マーを安定して担持することができるので、性能を一定
化させることができると同時に、中空糸は表面積が広い
ので、導電性ポリマーとの結合力を向上させることがで
きる実益がある。
According to the present invention, since the hollow fiber is used as the fiber as the base material as described above, the conductive polymer can be stably supported, so that the performance can be kept constant. At the same time, since the hollow fiber has a large surface area, there is a practical advantage that the binding force with the conductive polymer can be improved.

【0083】本発明によれば、上記のように、導電性ポ
リマーに電力を印可する電極をも備えているため、単な
る加圧センサとしてのみならず、実際に、床暖房やホッ
トカーペット等の様々な加温製品に適用することができ
る実益がある。
According to the present invention, as described above, since the conductive polymer is also provided with the electrodes for applying electric power, it is not only used as a mere pressure sensor, but is actually used for various purposes such as floor heating and hot carpet. There are practical benefits that can be applied to various warming products.

【0084】本発明によれば、上記のように、加圧によ
る電気抵抗値の増加により通電による発熱量を低下させ
ているため、人の体重による加圧によって局地的に異常
加熱することを防止することができ、特に、センサ本体
が同時にPTC特性をも有する導電性ポリマーを含んで
いる場合、一般にそのPTC特性が発揮される60℃以
下の温度でも適切に温度を制御することができる実益が
ある。
According to the present invention, as described above, the amount of heat generated by energization is reduced by the increase in the electric resistance value due to the pressurization. In particular, when the sensor body contains a conductive polymer that also has PTC characteristics at the same time, the temperature can be appropriately controlled even at a temperature of 60 ° C. or lower at which the PTC characteristics are generally exhibited. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の面状の加圧センサの概略平面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic plan view of a planar pressure sensor of the present invention.

【図2】本発明に使用される繊維状のセンサ本体の概略
縦断面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of a fibrous sensor body used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 加圧センサ 12 センサ本体 14 抵抗検知器 16 基材 18 導電性ポリマー 20 導電性材料 22 バインダ 24 ダミー繊維 26 電極 28 接続端子 30 リード線 32 交流電源 10 Pressure sensor 12 Sensor body 14 Resistance detector 16 Base material 18 Conductive polymer 20 Conductive material 22 binder 24 dummy fiber 26 electrodes 28 connection terminals 30 lead wires 32 AC power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/14 H05B 3/14 F Fターム(参考) 3K092 PP20 QA05 QB08 QB09 QB19 QB26 UA12 UA19 VV23 VV40 3L072 AA01 AB04 AC02 AD19 AE04 AF07 AF11 AG02 4M112 AA01 BA01 CA41 CA47 CA59 EA01 EA11 EA14 5C084 AA02 AA07 AA13 BB04 CC17 DD01 DD77 EE01 EE04 5E030 AA20 BA06 BA29 CA06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H05B 3/14 H05B 3/14 FF term (reference) 3K092 PP20 QA05 QB08 QB09 QB19 QB26 UA12 UA19 VV23 VV40 3L072 AA01 AB04 AC02 AD19 AE04 AF07 AF11 AG02 4M112 AA01 BA01 CA41 CA47 CA59 EA01 EA11 EA14 5C084 AA02 AA07 AA13 BB04 CC17 DD01 DD77 EE01 EE04 5E030 AA20 BA06 BA29 CA06

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 センサ本体と前記センサ本体の電気抵抗
を検知する抵抗検知器とを備えた加圧センサであって、
前記センサ本体は、基材と前記基材に担持された導電性
ポリマーとを備え、前記導電性ポリマーは導電性材料と
前記導電性材料を担持するバインダとを有し、前記バイ
ンダは、加圧により前記導電性ポリマーの電気抵抗値が
増加するように前記導電性材料間の距離を変位させる弾
性率を有することを特徴とする加圧センサ。
1. A pressure sensor comprising a sensor body and a resistance detector for detecting the electrical resistance of the sensor body,
The sensor body includes a base material and a conductive polymer carried on the base material, the conductive polymer has a conductive material and a binder carrying the conductive material, the binder is a pressure A pressure sensor having an elastic modulus that displaces the distance between the conductive materials so that the electric resistance of the conductive polymer increases.
【請求項2】 請求項1に記載された加圧センサであっ
て、前記抵抗検知器は、前記センサ本体の電気抵抗値の
変化を検知することを特徴とする加圧センサ。
2. The pressure sensor according to claim 1, wherein the resistance detector detects a change in an electric resistance value of the sensor body.
【請求項3】 請求項1に記載された加圧センサであっ
て、前記抵抗検知器は、前記センサ本体の電気抵抗値を
測定して変化量を検出することを特徴とする加圧セン
サ。
3. The pressure sensor according to claim 1, wherein the resistance detector detects an amount of change by measuring an electric resistance value of the sensor body.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
された加圧センサであって、前記導電性材料が、黒鉛、
カーボンブラック、グラファイトその他の導電性物質の
粒体又は粉体若しくは微粒子であることを特徴とする加
圧センサ。
4. The pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive material is graphite.
A pressure sensor characterized by being particles, powder or fine particles of a conductive substance such as carbon black, graphite or the like.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載
された加圧センサであって、前記バインダは、熱可塑性
樹脂若しくは熱硬化性樹脂又はエラストマーに合成ゴム
を混練して形成され、前記合成ゴムの含有量を調整する
ことにより前記弾性率が設定されていることを特徴とす
る加圧センサ。
5. The pressure sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the binder is formed by kneading a synthetic rubber with a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or an elastomer. The pressure sensor, wherein the elastic modulus is set by adjusting the content of the synthetic rubber.
【請求項6】 請求項5に記載された加圧センサであっ
て、前記バインダに混練される合成ゴムが、スチレンブ
タジエンゴム又はニトリルゴムであることを特徴とする
加圧センサ。
6. The pressure sensor according to claim 5, wherein the synthetic rubber kneaded with the binder is styrene butadiene rubber or nitrile rubber.
【請求項7】 請求項5又は請求項6のいずれかに記載
された加圧センサであって、前記合成ゴムの前記バイン
ダ全体に対する重量比が5%〜10%であることを特徴
とする加圧センサ。
7. The pressure sensor according to claim 5, wherein the weight ratio of the synthetic rubber to the entire binder is 5% to 10%. Pressure sensor.
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
された加圧センサであって、前記バインダは、人体の体
重による加圧により前記導電性ポリマーの電気抵抗値が
10Ω以上増加するように前記導電性材料間の距離を変
位させる弾性率を有していることを特徴とする加圧セン
サ。
8. The pressure sensor according to claim 1, wherein the binder increases the electrical resistance value of the conductive polymer by 10Ω or more due to the pressure applied by the weight of the human body. A pressure sensor having an elastic modulus that displaces the distance between the conductive materials.
【請求項9】 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載
された加圧センサであって、前記バインダは、前記導電
性ポリマーの電気抵抗値が60kg/0.075m2
加圧で20Ω以上増加するように前記導電性材料間の距
離を変位させる弾性率を有していることを特徴とする加
圧センサ。
9. The pressure sensor according to claim 1, wherein the binder has an electric resistance of the conductive polymer of 60 Ω / 0.075 m 2 and a pressure of 20 Ω. A pressure sensor having an elastic modulus that displaces the distance between the conductive materials so as to increase as described above.
【請求項10】 請求項1乃至請求項9のいずれかに記
載された加圧センサであって、前記センサ本体の基材が
繊維であって、前記センサ本体が繊維状に形成されてい
ることを特徴とする加圧センサ。
10. The pressure sensor according to claim 1, wherein the base material of the sensor body is a fiber, and the sensor body is formed in a fibrous shape. A pressure sensor characterized by.
【請求項11】 請求項1乃至請求項10のいずれかに
記載された加圧センサであって、前記センサ本体の基材
が繊維であって、前記センサ本体が前記導電性ポリマー
を担持した前記繊維から面状に形成されていることを特
徴とする加圧センサ。
11. The pressure sensor according to claim 1, wherein the base material of the sensor body is a fiber, and the sensor body carries the conductive polymer. A pressure sensor, which is formed in a planar shape from fibers.
【請求項12】 請求項11に記載された加圧センサで
あって、前記センサ本体は、前記導電性ポリマーを担持
した前記繊維を同方向に配置し、ダミー繊維を前記導電
性ポリマーを担持した前記繊維の直交方向に配置して編
み組んで面状に形成されていることを特徴とする加圧セ
ンサ。
12. The pressure sensor according to claim 11, wherein the sensor main body has the fibers carrying the conductive polymer arranged in the same direction, and dummy fibers carrying the conductive polymer. A pressure sensor, wherein the pressure sensor is arranged in a direction orthogonal to the fibers and formed into a planar shape by braiding.
【請求項13】 請求項10乃至請求項12のいずれか
に記載された加圧センサであって、前記センサ本体の基
材である繊維が中空糸であることを特徴とする加圧セン
サ。
13. The pressure sensor according to claim 10, wherein the fiber that is the base material of the sensor body is a hollow fiber.
【請求項14】 請求項10乃至請求項13のいずれか
に記載された加圧センサであって、更に前記導電性ポリ
マーに通電する電極を備えていることを特徴とする加圧
センサ。
14. The pressure sensor according to claim 10, further comprising an electrode that conducts electricity to the conductive polymer.
【請求項15】 請求項1乃至請求項14のいずれかに
記載された加圧センサであって、前記導電性ポリマー
は、前記加圧による電気抵抗値の増加により通電による
発熱量が低下することを特徴とする加圧センサ。
15. The pressure sensor according to any one of claims 1 to 14, wherein the conductive polymer has a reduced amount of heat generated by energization due to an increase in electric resistance value due to the pressurization. A pressure sensor characterized by.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008070327A (en) * 2006-09-15 2008-03-27 Tokai Rubber Ind Ltd Deformation sensor
JP2013178895A (en) * 2012-02-28 2013-09-09 Nissan Motor Co Ltd Cloth-like pressure sensor heater
JP2015224948A (en) * 2014-05-27 2015-12-14 藤倉ゴム工業株式会社 Cloth-state pressure sensor
JP2021004820A (en) * 2019-06-27 2021-01-14 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター Contact pressure sensor and contact pressure measurement system

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