JP2006222166A - Variable resistance device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable resistance device which can be constituted compactly in a simple structure, and which is easy to constitute a fail-safe system without requiring to draw around a wire long. <P>SOLUTION: A flexible conductive path 8 which forms a nonlinear state as a whole is provided between two electrodes 3 and 4. The part connected to at least two electrodes 3 and 4 of the flexible conductive path 8 shows an electric resistance of the degree not becoming also in the state that is not deformed, and constitutes from variable resistance elastomers 5 and 6 of an elongated shape having characteristic that an electric resistance falls when a deformation is received. At least the part of the elastomers 5 and 6 is made to extend in the direction which keeps away from both the sides of the two electrodes 3 and 4 in the state that a deformation is not received by the force out of the apparatus 1. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、所定部分が変形を受けると、その受けた変形に応じて電気抵抗が変化する可変抵抗装置に係り、特に可変抵抗エラストマーを用いた可変抵抗装置に関する。   The present invention relates to a variable resistance device that changes its electrical resistance in response to deformation of a predetermined portion, and more particularly to a variable resistance device using a variable resistance elastomer.

可変抵抗ゴム等の可変抵抗エラストマーを利用し、該エラストマーが受けた変形に応じて電気抵抗が変化するように構成された可変抵抗装置は、従来より種々開発されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平1−110202号公報
Various variable resistance devices that use a variable resistance elastomer such as a variable resistance rubber so that the electrical resistance changes in accordance with the deformation received by the elastomer have been conventionally developed (see, for example, Patent Document 1). ).
Japanese Patent Laid-Open No. 1-110202

しかしながら、従来のこの種の可変抵抗装置においては、次のような問題があった。   However, this type of conventional variable resistance device has the following problems.

(a)構造が比較的に複雑となる、
(b)可変抵抗ゴム等の可変抵抗素子を細長くし、該素子の両端部にそれぞれ電極を接続する場合には、2つの電極間の間隙が大きくなり、装置の長さが長くなるとともに、少なくとも一方の電極に接続される導線を長く引き回す必要が生じる、
(c)一般の可変抵抗ゴムは、変形を受けていない状態では電気抵抗が非常に高く、電気絶縁体となっているので、このような一般の可変抵抗ゴムを用いた可変抵抗装置においては、変形を受けていない状態および断線等の故障状態のいずれの場合も電気的に絶縁状態になるので、故障時にも変形を受けていないことを示す出力が出されてしまうことになるため、その点を考慮しないと安全上の問題を生じる(ただし、特許文献1の発明は、変形を受けていない状態でも絶縁体とはならない種類の可変抵抗ゴム(伸張型導電ゴム)を使用している)。
(A) the structure is relatively complex;
(B) When a variable resistance element such as a variable resistance rubber is elongated and electrodes are connected to both ends of the element, the gap between the two electrodes is increased, the length of the device is increased, and at least It is necessary to route the lead wire connected to one electrode for a long time,
(C) Since a general variable resistance rubber has a very high electric resistance in an undeformed state and is an electrical insulator, in a variable resistance device using such a general variable resistance rubber, In both cases of not being deformed and failure conditions such as disconnection, it will be electrically insulated, so an output indicating that it has not undergone deformation will be output even at the time of failure. If this is not taken into consideration, a safety problem arises (however, the invention of Patent Document 1 uses a variable resistance rubber (extension-type conductive rubber) of a kind that does not become an insulator even when not deformed).

また、従来においては、上記(c)のように、正常動作状態の出力と故障状態の出力との見分けが付かない場合があるという問題は、可変抵抗エラストマーを用いないセンサー類一般においても共通な問題であった。   In addition, the problem that the output of the normal operation state and the output of the failure state may not be distinguished from each other as in the above (c) is common to the sensors in general that do not use the variable resistance elastomer. It was a problem.

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたもので、本発明の一つの目的は、単純な構造とすることができる可変抵抗装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a variable resistance device that can have a simple structure.

本発明の他の目的は、コンパクトに構成できる可変抵抗装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a variable resistance device that can be configured compactly.

本発明の他の目的は、電極に接続される導線を長く引き回す必要がなく、実装上有利な可変抵抗装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a variable resistance device that is advantageous in mounting without requiring a long lead wire connected to an electrode.

本発明の他の目的は、フェイルセーフなシステムを構成し易い可変抵抗装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a variable resistance device that can easily constitute a fail-safe system.

本発明のさらに他の目的は、以下の説明から明らかになろう。   Still other objects of the present invention will become apparent from the following description.

本発明による可変抵抗装置は、2つの電極と、これらの2つの電極間に設けられ、前記2つの電極を互いに電気的に接続する、全体としては非直線状をなす可撓導電路とを有してなり、
前記可撓導電路のうちの少なくとも前記2つの電極にそれぞれ接続される部分は、変形を受けていない状態でも電気絶縁体とはならない程度の電気抵抗を示し、かつ変形を受けると電気抵抗が下がる特性を備えている細長い形状の可変抵抗エラストマーからなり、
前記可変抵抗エラストマーの少なくとも一部は、装置外の力により変形を受けていない状態において、前記2つの電極の双方から遠ざかる方向に延びているものである。
The variable resistance device according to the present invention has two electrodes and a flexible conductive path which is provided between the two electrodes and electrically connects the two electrodes to each other and which is formed in a non-linear shape as a whole. And
The portions of the flexible conductive path connected to at least the two electrodes, respectively, exhibit an electrical resistance that does not become an electrical insulator even when they are not deformed, and the electrical resistance decreases when they are deformed. It consists of an elongated variable resistance elastomer with properties,
At least a part of the variable resistance elastomer extends in a direction away from both of the two electrodes in a state in which the variable resistance elastomer is not deformed by a force outside the apparatus.

前記可撓導電路の形状は、具体的には、例えば、少なくとも前記可変抵抗エラストマーが装置外の力により変形を受けていない状態では、大略U字状をなすようにすることができる。   Specifically, the shape of the flexible conductive path can be substantially U-shaped, for example, in a state where at least the variable resistance elastomer is not deformed by a force outside the apparatus.

本発明においては、上記のような構成により、構造を単純化することができる。   In the present invention, the structure can be simplified by the configuration as described above.

また、もし可撓導電路を全体に直線状とすると、装置の長さが長くなるとともに、2つの電極間の間隙が大きくなり、少なくとも一方の電極に接続される導線を長く引き回す必要が生じ、実装上不利であるが、本発明においては可撓導電路は非直線状とされているので、コンパクトに構成できるとともに、2つの電極間の間隙を小さくできるため、電極に接続される導線を長く引き回す必要がなくなり、実装上有利である。   Further, if the flexible conductive path is linear as a whole, the length of the device becomes long and the gap between the two electrodes becomes large, and it is necessary to draw a conductive wire connected to at least one electrode long, Although this is disadvantageous in terms of mounting, in the present invention, since the flexible conductive path is non-linear, it can be configured compactly, and the gap between the two electrodes can be reduced, so that the conductive wire connected to the electrode can be lengthened. This eliminates the need for routing and is advantageous in terms of mounting.

また、本発明においては、可変抵抗ゴムは、変形を受けていない状態でも電気絶縁体とはならない程度の電気抵抗を示すので、絶縁状態となる断線等の故障時との判別が容易であり、フェイルセーフなシステムを構成し易い。   In the present invention, since the variable resistance rubber exhibits an electrical resistance that does not become an electrical insulator even in a state where it is not deformed, it is easy to distinguish from a failure such as a disconnection that becomes an insulating state, Easy to configure fail-safe system.

本発明の可変抵抗装置は、
(イ)単純な構造とすることができる、
(ロ)コンパクトに構成できる、
(ハ)電極に接続される導線を長く引き回す必要がなく、実装上有利である、
(ニ)フェイルセーフなシステムを構成し易い、
等の優れた効果を得られるものである。
The variable resistance device of the present invention is
(B) It can be a simple structure,
(B) It can be configured compactly.
(C) There is no need to route the lead wire connected to the electrode long, which is advantageous for mounting.
(D) Easy to configure fail-safe systems.
It is possible to obtain excellent effects such as.

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

図1および2は、本発明の実施例1における可変抵抗装置1を示している。プラスチック等の電気絶縁体からなる板状の電極支持体2には、それぞれ該電極支持体2に対し垂直方向に貫通した状態で、2本の短い丸棒状の電極3,4が固定されている。各電極3,4の一端(図1における下端)側の外周には、2本のチューブ状の可変抵抗エラストマー5,6の一端側がそれぞれ嵌着されている。各可変抵抗エラストマー5,6の他端側は、横断面円形で全体として大略U字状ないしはコの字状をなした金属等の導電材料からなる中継導電材7の両端部の外周にそれぞれ嵌着されている。ここにおいて、前記2本の可変抵抗エラストマー5,6および中継導電材7は、前記2つの電極3,4を互いに電気的に接続する可撓導電路8を構成しており、この可撓導電路8は、全体として、少なくとも前記可変抵抗エラストマー5,6が可変抵抗装置1外の力により変形を受けていない状態では、大略U字状をなしている。ただし、前記2本の可変抵抗エラストマー5,6は、装置1外の力により変形を受けていない状態では、それぞれ直線状に延びた状態となっている。   1 and 2 show a variable resistance device 1 according to a first embodiment of the present invention. Two short round bar-like electrodes 3 and 4 are fixed to a plate-like electrode support 2 made of an electrical insulator such as plastic in a state of penetrating in a vertical direction with respect to the electrode support 2. . One end sides of two tube-like variable resistance elastomers 5 and 6 are fitted on the outer circumference of one end (lower end in FIG. 1) of each electrode 3 and 4. The other end sides of the variable resistance elastomers 5 and 6 are respectively fitted to the outer circumferences of both ends of the relay conductive material 7 made of a conductive material such as a metal having a circular cross section and generally U-shaped or U-shaped as a whole. It is worn. Here, the two variable resistance elastomers 5 and 6 and the relay conductive material 7 constitute a flexible conductive path 8 that electrically connects the two electrodes 3 and 4 to each other. 8 is generally U-shaped when at least the variable resistance elastomers 5 and 6 are not deformed by a force outside the variable resistance device 1. However, the two variable resistance elastomers 5 and 6 are linearly extended when not deformed by a force outside the device 1.

前記可変抵抗エラストマー5,6は同一の可変抵抗エラストマー材料によって構成されている。図3はその可変抵抗エラストマー材料に伸び与えた場合の伸び率と電気抵抗の変化との関係を示す特性図である(ただし、この特性図は、可変抵抗エラストマー材料を長さ50.0mm、幅30.0mm、厚さ0.3mmのシート状とした場合の特性である)。この特性図から明らかなように、前記可変抵抗エラストマー材料は、伸びを全く与えない状態では電気絶縁体とはならない程度の高い電気抵抗を有しており、かつ与えられる伸びが大きくなるにつれて電気抵抗が小さくなる特性を有している。そして、この可変抵抗エラストマー材料においては、伸び(力)の変化に対する電気抵抗の変化がスムーズであって、かつ伸び(力)と電気抵抗との関係が安定しており、ヒシテリシスも小さい。   The variable resistance elastomers 5 and 6 are made of the same variable resistance elastomer material. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the elongation ratio and the change in electrical resistance when the variable resistance elastomer material is stretched (however, this characteristic diagram shows a variable resistance elastomer material having a length of 50.0 mm and a width). 30.0 mm and thickness 0.3 mm). As is apparent from this characteristic diagram, the variable resistance elastomer material has a high electrical resistance that does not become an electrical insulator in a state where no elongation is given, and the electrical resistance increases as the given elongation increases. Has a characteristic of decreasing. In this variable resistance elastomer material, the change in electrical resistance with respect to the change in elongation (force) is smooth, the relationship between elongation (force) and electrical resistance is stable, and hysteresis is small.

なお、前記可変抵抗エラストマー材料は、圧縮されたときやねじられときも、伸ばされたときと同様に、変形が大きくなるにつれて電気抵抗が小さくなる特性を有している。   The variable resistance elastomer material has a characteristic that when it is compressed or twisted, the electrical resistance decreases as the deformation increases, as in the case of stretching.

このような特性を示す可変抵抗エラストマー材料としては、例えば本発明者が先に特開平4−304266号または特開昭64−48306号において開示した可変抵抗ゴム(伸張型導電ゴム)を使用することができる。ただし、本発明における可変抵抗エラストマーとしては、変形を受けていない状態でも電気絶縁体とはならない程度の電気抵抗を示し、かつ変形を受けると電気抵抗が下がる特性を備えていれば、上記公報に開示された以外のゴム、およびゴム以外のエラストマーも使用可能である。   As the variable resistance elastomer material exhibiting such characteristics, for example, the variable resistance rubber (extension type conductive rubber) previously disclosed by the present inventor in JP-A-4-304266 or JP-A-64-48306 is used. Can do. However, as the variable resistance elastomer in the present invention, if it has a characteristic that the electrical resistance does not become an electrical insulator even in a state where it is not deformed, and the electrical resistance decreases when it is deformed, the above publication discloses Rubbers other than those disclosed and elastomers other than rubber can also be used.

前記可変抵抗エラストマー5,6は、電極3,4および中継導電材7に嵌着される前の、外力を全く受けず変形されていない自由な状態では、内径および外径が均一な大きさでかつ真直ぐな状態となっている。自由な状態における可変抵抗エラストマー5,6の内径並びに電極3,4および中継導電材7の外径の大きさは、自由な状態における可変抵抗エラストマー5,6の内径の方が電極3,4および中継導電材7の外径より小さく、電極3,4および中継導電材7に対する可変抵抗エラストマー5,6の嵌着部分が40%程度伸びた状態、すなわちこれらの嵌着部分における可変抵抗エラストマー5,6の電気抵抗が十分下がりきった状態となるように設定することが好ましい。これにより、前記嵌着部分における可変抵抗エラストマー5,6の電気抵抗が本装置の動作に悪影響を与えないようにすることができる。   The variable resistance elastomers 5 and 6 have a uniform inner diameter and outer diameter in a free state in which they are not subjected to any external force and are not deformed before being fitted to the electrodes 3 and 4 and the relay conductive material 7. And it is in a straight state. The inner diameters of the variable resistance elastomers 5 and 6 in the free state and the outer diameters of the electrodes 3 and 4 and the relay conductive material 7 are the same as the inner diameters of the variable resistance elastomers 5 and 6 in the free state. It is smaller than the outer diameter of the relay conductive material 7, and the portions where the variable resistance elastomers 5 and 6 are attached to the electrodes 3 and 4 and the relay conductive material 7 are extended by about 40%, that is, the variable resistance elastomers 5 in these fitting portions. It is preferable to set so that the electric resistance of 6 is sufficiently lowered. Thereby, the electrical resistance of the variable resistance elastomers 5 and 6 in the fitting portion can be prevented from adversely affecting the operation of the apparatus.

次に、本実施例の作動を説明する。この可変抵抗装置1においては、装置1外の力により変形を受けていない状態では、図1のように可変抵抗エラストマー5,6がそれぞれ直線状に延びた状態となっており、可変抵抗エラストマー5,6のうちの電極3,4および中継導電材7に嵌着されていない部分(以下、非嵌着部分5a,6aという)の電気抵抗、ひいては電極3,4間の電気抵抗が電気絶縁体とはならない程度の高い値となっている。   Next, the operation of this embodiment will be described. In this variable resistance device 1, in a state where it is not deformed by a force outside the device 1, the variable resistance elastomers 5 and 6 are in a state of extending linearly as shown in FIG. , 6, the electrical resistance of the portions not fitted to the electrodes 3, 4 and the relay conductive material 7 (hereinafter referred to as non-fitted portions 5 a, 6 a), and the electrical resistance between the electrodes 3, 4, is an electrical insulator. The value is high enough not to be.

しかし、装置1外の力が可変抵抗エラストマー5,6の非嵌着部分5a,6aに、中継導電材7を介してまたは直接に作用すると、非嵌着部分5a,6aが変形するので、可変抵抗エラストマー5,6全体の電気抵抗、ひいては電極3,4間の電気抵抗が非嵌着部分5a,6aの変形の大きさに応じて低下する。したがって、この可変抵抗装置1は、種々の状態ないしは物理量等を検出する各種センサとして使用することができる。   However, if the force outside the device 1 acts on the non-insertion portions 5a and 6a of the variable resistance elastomers 5 and 6 via the relay conductive material 7 or directly, the non-insertion portions 5a and 6a are deformed. The electrical resistance of the resistance elastomers 5 and 6 as a whole, and consequently the electrical resistance between the electrodes 3 and 4, decreases according to the magnitude of deformation of the non-inserted portions 5a and 6a. Therefore, the variable resistance device 1 can be used as various sensors for detecting various states or physical quantities.

図4は、この可変抵抗装置1の曲げを受ける使用態様例を示している。この使用態様例では、(a)のように、例えばドア等の可動体9が通過する前は、可変抵抗エラストマー5,6の非嵌着部分5a,6aは変形を受けておらず、真直ぐな状態となっているので、電極3,4間の電気抵抗は高い値となっている。   FIG. 4 shows an example of how the variable resistance device 1 is bent. In this example of use, as shown in (a), before the movable body 9 such as a door passes, the non-fitting portions 5a and 6a of the variable resistance elastomers 5 and 6 are not deformed and are straight. Since it is in a state, the electrical resistance between the electrodes 3 and 4 has a high value.

しかし、(b)のように、可動体9が可変抵抗エラストマー5,6および中継導電材7に接触しながら可変抵抗装置1の設置位置を通過しようとすると、可変抵抗エラストマー5,6の非嵌着部分5a,6aが曲げ変形するので、電極3,4間の電気抵抗が低下する。   However, when the movable body 9 tries to pass the installation position of the variable resistance device 1 while contacting the variable resistance elastomers 5 and 6 and the relay conductive material 7 as shown in FIG. Since the landing portions 5a and 6a are bent and deformed, the electrical resistance between the electrodes 3 and 4 is lowered.

また、(c)のように、可動体9が可変抵抗装置1の設置位置を通過し、可変抵抗装置1が可動体9から自由な状態になると、再び、可変抵抗エラストマー5,6は真直ぐな状態となり、電極3,4間の電気抵抗は再び高い値となる。これにより、可動体9が所定位置を通過したか否かを検出することができる。   When the movable body 9 passes through the installation position of the variable resistance device 1 and the variable resistance device 1 becomes free from the movable body 9 as shown in (c), the variable resistance elastomers 5 and 6 are again straight. The electric resistance between the electrodes 3 and 4 becomes a high value again. Thereby, it can be detected whether the movable body 9 passed the predetermined position.

したがって、例えば、ドアを可動体9とすれば、ドアの開閉を検知できる。また、次のようにして、ドアの挟まり検出センサとして使用することもできる。すなわち、(a)の位置をドアが開いている位置、(b)の位置をドアが完全に閉じる直前の位置、(c)の位置をドアが完全に閉じた位置に設定すれば、人等がドアに挟まれない場合には、電極3,4間の抵抗値は(b)の位置で短時間のみ低下した後、高い値に戻ることとなるが、人等が挟まれた場合は、ドアが(b)の位置に長時間止まることになるので、電極3,4間の抵抗値が長時間低下することになる。よって、一定時間以上継続する電極3,4間の抵抗値の低下を検出することにより、ドアの挟まりを検知することができる。   Therefore, for example, if the door is the movable body 9, the opening and closing of the door can be detected. Moreover, it can also be used as a door pinching detection sensor as follows. That is, if the position of (a) is set to the position where the door is open, the position of (b) is set to the position immediately before the door is completely closed, and the position of (c) is set to the position where the door is completely closed, Is not pinched by the door, the resistance value between the electrodes 3 and 4 decreases for a short time at the position (b) and then returns to a high value, but when a person or the like is pinched, Since the door stops at the position (b) for a long time, the resistance value between the electrodes 3 and 4 decreases for a long time. Therefore, it is possible to detect the pinching of the door by detecting a decrease in the resistance value between the electrodes 3 and 4 that continues for a certain period of time.

図5は、他の曲げを受ける使用態様例を示しており、この可変抵抗装置1を液位センサとして用いる例である。この使用態様例では、中継導電材7に浮子10が取り付けられており、この浮子10が液面11に浮かべられるようになっている。したがって、液面11の昇降に応じて可変抵抗エラストマー5,6の非嵌着部分5a,6aが曲げ変形するので、電極3,4間の電気抵抗の変化に基づいて液面11の高さを検出することができる。   FIG. 5 shows an example of usage that undergoes another bending, and is an example in which this variable resistance device 1 is used as a liquid level sensor. In this usage example, the float 10 is attached to the relay conductive material 7, and the float 10 is floated on the liquid surface 11. Accordingly, the non-fitting portions 5a and 6a of the variable resistance elastomers 5 and 6 are bent and deformed as the liquid level 11 is raised and lowered. Can be detected.

図6,7は、この可変抵抗装置1のねじりを受ける使用態様例を示しており、この使用態様例では、中継導電材7には薄い板状の羽根12が取り付けられている。これにより、図7の矢印Aで示すように羽根12の片側に装置1外の力が作用すると、可変抵抗エラストマー5,6の非嵌着部分5a,6aがねじり変形を受ける。したがって、電極3,4間の電気抵抗の変化に基づいて前記力を検出することができる。   FIGS. 6 and 7 show an example of usage that receives torsion of the variable resistance device 1. In this usage example, a thin plate-like blade 12 is attached to the relay conductive material 7. As a result, when a force outside the device 1 acts on one side of the blade 12 as shown by an arrow A in FIG. 7, the non-fitting portions 5a and 6a of the variable resistance elastomers 5 and 6 undergo torsional deformation. Therefore, the force can be detected based on a change in electrical resistance between the electrodes 3 and 4.

なお、羽根12を気体または液体の流れの中に置けば、気体または液体の流動に応じて、図4および5の場合と同様に、可変抵抗エラストマー5,6の非嵌着部分5a,6aが曲げ変形をを受ける。したがって、可変抵抗装置1を、電極3,4間の電気抵抗の変化に基づいて液体の流動を検出する流動センサとして使用することができる。   If the blades 12 are placed in a gas or liquid flow, the non-fitting portions 5a and 6a of the variable resistance elastomers 5 and 6 are formed according to the flow of the gas or liquid, as in FIGS. Subject to bending deformation. Therefore, the variable resistance device 1 can be used as a flow sensor that detects the flow of a liquid based on a change in electrical resistance between the electrodes 3 and 4.

この可変抵抗装置1は、以上述べたような使用態様以外の態様でも使用できる。例えば、振動センサとして使用したり、中継導電材7に磁性体等を取り付け、磁気センサとして使用することもできる。また、可変抵抗エラストマー5,6がそれらの長さ方向に引っ張られて伸ばされるような態様でも使用できる。   The variable resistance device 1 can be used in modes other than the usage modes as described above. For example, it can be used as a vibration sensor, or can be used as a magnetic sensor by attaching a magnetic body or the like to the relay conductive material 7. Moreover, the variable resistance elastomers 5 and 6 can also be used in such a manner that they are stretched by being pulled in their length direction.

また、本発明においては、必ずしも可変抵抗エラストマー5,6をチューブ状とする必要はなく、横断面円形、4角形、多角形等の中実状としてもよいが、その場合は、エラストマー5,6を単純に締め付ける構造により電極3,4または中継導電材7に接続しようとすると、接続部の電気抵抗が不安定になるという問題が生じるとともに、可変抵抗エラストマー5,6にクラックが発生しやすくなる。しかるに、本実施例のように、可変抵抗エラストマー5,6をチューブ状とすれば、そのような不都合を防止できる(ただし、中実状とする場合も、可変抵抗エラストマー5,6の締付対象部分を40%程度伸ばし、これらの締付対象部分における可変抵抗エラストマー5,6の電気抵抗を十分低下させた上、締め付ければ、接続部の電気抵抗を安定にすることができる)。   Further, in the present invention, the variable resistance elastomers 5 and 6 are not necessarily formed in a tube shape, and may be a solid shape such as a circular cross-section, a quadrangle, or a polygon. If an attempt is made to connect to the electrodes 3, 4 or the relay conductive material 7 by a simple tightening structure, there arises a problem that the electrical resistance of the connection portion becomes unstable, and cracks are likely to occur in the variable resistance elastomers 5, 6. However, if the variable resistance elastomers 5 and 6 are formed in a tube shape as in this embodiment, such inconvenience can be prevented. The electrical resistance of the variable resistance elastomers 5 and 6 in these tightening target portions is sufficiently lowered and then tightened to stabilize the electrical resistance of the connecting portion).

なお、本実施例において、可変抵抗エラストマー5,6の非嵌着部分5a,6aの長さL(図1参照)は、通常の場合、自由な状態における該可変抵抗エラストマー5,6の内径の1〜3倍程度が好ましい。これは、長さLが長すぎると、作動時、可変抵抗エラストマー5,6が受ける変形率が小さくなるため、十分な大きさの抵抗変化が得られなくなるからである。   In this embodiment, the length L (see FIG. 1) of the non-fitting portions 5a and 6a of the variable resistance elastomers 5 and 6 is usually equal to the inner diameter of the variable resistance elastomers 5 and 6 in a free state. About 1 to 3 times is preferable. This is because, when the length L is too long, the deformation ratio that the variable resistance elastomers 5 and 6 receive during operation becomes small, and thus a sufficiently large resistance change cannot be obtained.

また、もし可撓導電路8を直線状に延びるように構成すると、装置1の長さが長くなるとともに、2つの電極3,4間の間隙が大きくなり、少なくとも一方の電極3または4に接続される導線(図示せず)を長く引き回す必要が生じ、実装上不利であるが、この可変抵抗装置1においては可撓導電路8は大略U字状をなしているので、装置をコンパクトに構成できるとともに、2つの電極3,4間の間隙を小さくできるため、電極3,4に接続される導線を長く引き回す必要がなくなり、実装上有利である。   Further, if the flexible conductive path 8 is configured to extend linearly, the length of the device 1 is increased, and the gap between the two electrodes 3 and 4 is increased, so that it is connected to at least one of the electrodes 3 or 4. However, in this variable resistance device 1, the flexible conductive path 8 is generally U-shaped, so that the device can be made compact. In addition, since the gap between the two electrodes 3 and 4 can be reduced, it is not necessary to draw a long lead wire connected to the electrodes 3 and 4, which is advantageous in mounting.

また、この可変抵抗装置1においては、可変抵抗エラストマー5,6は、変形を受けていない状態でも電気絶縁体とはならない程度の高さの電気抵抗を示すので、絶縁状態となる断線等の故障時との判別が容易であり、フェイルセーフなシステムを構成し易い(電極3,4間に電圧が印加されていると、変形を受けていない場合も可変抵抗エラストマー5,6には微弱な電流が流れている)。   Further, in this variable resistance device 1, since the variable resistance elastomers 5 and 6 exhibit an electrical resistance high enough not to be an electrical insulator even in a state where they are not deformed, a failure such as a broken wire that becomes an insulating state. It is easy to discriminate from the time, and it is easy to construct a fail-safe system (if a voltage is applied between the electrodes 3 and 4, a weak current is applied to the variable resistance elastomers 5 and 6 even when no deformation is applied. Is flowing).

図8は、本発明の実施例2を示している。本実施例においては、大略U字状をなす可撓導電路8は1本のチューブ状の可変抵抗エラストマー13のみからなり、実施例1における中継導電材7は設けられていない。   FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the flexible conductive path 8 having a substantially U shape is composed of only one tube-shaped variable resistance elastomer 13, and the relay conductive material 7 in the first embodiment is not provided.

本実施例においては、 中継導電材7は設けられていないので、前記実施例1より更に構成を単純化することができる。   In the present embodiment, since the relay conductive material 7 is not provided, the configuration can be further simplified as compared with the first embodiment.

ただし、可変抵抗エラストマー13として、外力を受けない状態では真直ぐな状態となっているものを使用する場合には、可変抵抗エラストマー13のうちの抵抗値変化を生じさせるべき部分が常に変形されていることになるので、使用できる抵抗値変化の範囲が狭くなるとともに、エラストマー13の疲労を生じ易くなる(前記実施例1においては、そのような不都合を防止することができる)。もっとも、可変抵抗エラストマー13を最初から大略U字状に成形しておき、装置外から外力を受けていない状態では変形を受けていない状態となるようにすれば、そのような不都合を防止できる。

なお、前記各実施例においては、可撓導電路8は全体として大略U字状をなしているが、本発明においては、可撓導電路の形状は、大略U字状をなす場合と実質的に同じ機能を果たす形状となっていればよい。すなわち、可撓導電路の形状は、全体としては非直線状をなしていて、該導電路を構成する可変抵抗エラストマーの少なくとも一部が2つの電極の双方から遠ざかる方向に延びていればよく、例えば、大略W字状ないしはM字状または円弧状となっていてもよい。
However, when using the variable resistance elastomer 13 that is straight when not receiving external force, the portion of the variable resistance elastomer 13 that should cause a change in resistance value is always deformed. As a result, the range of change in resistance value that can be used is narrowed and the elastomer 13 is easily fatigued (in the first embodiment, such inconvenience can be prevented). However, such inconvenience can be prevented by forming the variable resistance elastomer 13 in a generally U shape from the beginning so that the variable resistance elastomer 13 is not deformed when not receiving external force from outside the apparatus.

In each of the above embodiments, the flexible conductive path 8 is generally U-shaped as a whole. However, in the present invention, the shape of the flexible conductive path is substantially the same as the case where the flexible conductive path is generally U-shaped. It is sufficient that the shape fulfills the same function. That is, the shape of the flexible conductive path may be non-linear as a whole, and at least a part of the variable resistance elastomer constituting the conductive path may extend in a direction away from both of the two electrodes. For example, it may be generally W-shaped, M-shaped or arc-shaped.

以上のように本発明による可変抵抗装置は、各種センサとして有用である。   As described above, the variable resistance device according to the present invention is useful as various sensors.

本発明よる可変抵抗装置の実施例1を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows Example 1 of the variable resistance apparatus by this invention. 前記実施例1を示す平面図である。It is a top view which shows the said Example 1. FIG. 前記実施例1における可変抵抗エラストマーの、伸びを与えられた場合の伸び率と電気抵抗との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the elongation rate at the time of giving the elongation of the variable resistance elastomer in the said Example 1, and an electrical resistance. 前記実施例1の可変抵抗装置の、曲げを受ける使用態様例を示す動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which shows the usage example which receives bending of the variable resistance apparatus of the said Example 1. FIG. 前記実施例1の可変抵抗装置の、曲げを受ける他の使用態様例を示す動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which shows the other usage condition example which receives bending of the variable resistance apparatus of the said Example 1. FIG. 前記実施例1の可変抵抗装置の、ねじりを受ける使用態様例を示す正面図である。It is a front view which shows the usage example which receives the twist of the variable resistance apparatus of the said Example 1. FIG. 前記実施例1の可変抵抗装置の、ねじりを受ける使用態様例を示す動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing which shows the usage example which receives the twist of the variable resistance apparatus of the said Example 1. FIG. 本発明よる可変抵抗装置の実施例2を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows Example 2 of the variable resistance apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 可変抵抗装置
3,4 電極
5,6 可変抵抗エラストマー
7 中継導電材
8 可撓導電路
13 可変抵抗エラストマー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable resistance apparatus 3, 4 Electrode 5, 6 Variable resistance elastomer 7 Relay conductive material 8 Flexible conductive path 13 Variable resistance elastomer

Claims (8)

2つの電極と、これらの2つの電極間に設けられ、前記2つの電極を互いに電気的に接続する、全体としては非直線状をなす可撓導電路とを有してなり、
前記可撓導電路のうちの少なくとも前記2つの電極にそれぞれ接続される部分は、変形を受けていない状態でも電気絶縁体とはならない程度の電気抵抗を示し、かつ変形を受けると電気抵抗が下がる特性を備えている細長い形状の可変抵抗エラストマーからなり、
前記可変抵抗エラストマーの少なくとも一部は、装置外の力により変形を受けていない状態において、前記2つの電極の双方から遠ざかる方向に延びている可変抵抗装置。
Two electrodes, and a flexible conductive path which is provided between these two electrodes and electrically connects the two electrodes to each other and forms a non-linear shape as a whole,
The portions of the flexible conductive path connected to at least the two electrodes, respectively, exhibit an electrical resistance that does not become an electrical insulator even when they are not deformed, and the electrical resistance decreases when they are deformed. It consists of an elongated variable resistance elastomer with properties,
The variable resistance device, wherein at least a part of the variable resistance elastomer extends in a direction away from both of the two electrodes in a state in which the variable resistance elastomer is not deformed by a force outside the device.
前記可撓導電路は、少なくとも前記可変抵抗エラストマーが装置外の力により変形を受けていない状態では、大略U字状をなしている可変抵抗装置。 The flexible conductive path is a variable resistance device that is generally U-shaped at least when the variable resistance elastomer is not deformed by a force outside the device. 前記可撓導電路は、それぞれ前記2つの電極に接続される2本の前記可変抵抗エラストマーと、これらの2本の可変抵抗エラストマー間に電気的に接続された中継導電材とを有しており、前記2本の可変抵抗エラストマーは、装置外の力により変形を受けていない状態では、それぞれ直線状に延びた状態となるようになっている請求項1または2記載の可変抵抗装置。 The flexible conductive path has two variable resistance elastomers connected to the two electrodes, respectively, and a relay conductive material electrically connected between the two variable resistance elastomers. The variable resistance device according to claim 1, wherein the two variable resistance elastomers are in a state of extending linearly when not deformed by a force outside the device. 前記可変抵抗エラストマーはチューブ状であり、前記中継導電材の外周に嵌合されている請求項3に記載の可変抵抗装置。 The variable resistance device according to claim 3, wherein the variable resistance elastomer has a tube shape and is fitted to an outer periphery of the relay conductive material. 前記可撓導電路は1本の前記可変抵抗エラストマーによって構成されている請求項1または2記載の可変抵抗装置。 The variable resistance device according to claim 1, wherein the flexible conductive path is constituted by a single variable resistance elastomer. 前記可変抵抗エラストマーはチューブ状であり、前記電極の外周に嵌合されている請求項1乃至5のいずれかに記載の可変抵抗装置。 The variable resistance device according to claim 1, wherein the variable resistance elastomer has a tube shape and is fitted to an outer periphery of the electrode. 前記可変抵抗エラストマーは中実状である請求項1,2,3または5に記載の可変抵抗装置。 The variable resistance device according to claim 1, 2, 3, or 5, wherein the variable resistance elastomer is solid. 前記可変抵抗エラストマーは、伸びを与えられると該伸びの大きさに応じて電気抵抗が変化する特性を備えている請求項1乃至7のいずれかに記載の可変抵抗装置。
The variable resistance device according to any one of claims 1 to 7, wherein the variable resistance elastomer has a characteristic that when the elongation is given, the electric resistance changes according to the magnitude of the elongation.
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