JP2010054297A - 荷重センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 荷重センサ1は、樹脂またはエラストマーからなる母材と、該母材中に略単粒子状態でかつ高充填率で配合されている球状の導電性フィラーと、を有し、弾性変形量が増加するに従って電気抵抗が増加する弾性変形可能なセンサ薄膜21と、センサ薄膜21に接続され、電気抵抗を出力可能な電極22a、22bと、センサ薄膜21の一面の弾性変形を拘束するようにセンサ薄膜21に積層配置されている拘束板20と、センサ薄膜21および拘束板20のいずれか一方側に積層配置され、入力された荷重により自身が弾性変形することによりセンサ薄膜21を曲げ変形させる弾性板3と、を備え、センサ薄膜21の曲げ変形に基づく電気抵抗の変化から、入力された荷重を検出する。
【選択図】 図1
Description
まず、本実施形態の荷重センサの構成について説明する。図1に、本実施形態の荷重センサの正面図を示す。図2に、図1のII−II断面図を示す。なお、図1では、説明の便宜上、拘束板等を透過して示す(透過した部分については細線で示す)。また、図2では、説明の便宜上、センサ素子の厚さを強調して示す。図1、図2に示すように、荷重センサ1は、センサ素子2と弾性板3とを備えている。
本実施形態の荷重センサと第一実施形態の荷重センサとの相違点は、センサ素子が表裏(前後)反対向きに弾性板と積層されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
以上、本発明の荷重センサの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
センサ薄膜は、樹脂またはエラストマーからなる母材と、該母材中に略単粒子状態でかつ高充填率で配合されている球状の導電性フィラーと、を有する。母材は、樹脂およびエラストマーの中から、導電性フィラーとの相溶性等を考慮して、適宜選択すればよい。特に、センサ塗料からセンサ薄膜を形成する場合には、塗料化が可能な材料を選択することが望ましい。すなわち、自身が液状の材料、あるいは溶剤等に可溶な材料を選択するとよい。
上記第一実施形態の荷重センサ(前出図1、図2参照)と同じ構成の荷重センサを製造した。まず、センサ薄膜形成用のセンサ塗料を、次のようにして調製した。エポキシ樹脂の硬化前樹脂(日本ペルノックス社製「ペルノックス(登録商標)ME−562」;液状)100重量部と、硬化剤(日本ペルノックス社製「ペルキュア(登録商標)HV−562;液状)100重量部と、カーボンビーズ(日本カーボン社製「ニカビーズICB0520」、平均粒子径約5μm)200重量部と、を羽根攪拌により混合し、センサ塗料を得た。
実施例1、2の荷重センサについて、荷重に対する電気抵抗の変化を測定した。測定は次のようにして行った。図4に、実験装置の概略図を示す。図4に示すように、荷重センサ1を、弾性板3を下にしてステンレス鋼製のステージ40に載置した。荷重センサ1の上方には、直径60mmの球面を有するステンレス鋼製の押圧ジグ41を配置した。押圧ジグ41を下方に移動させ、荷重センサ1を押圧すると、弾性板3が潰されると共に、センサ素子2は下方に曲げ変形する。押圧ジグ41により所定の荷重を入力し、荷重センサ1から出力される電気抵抗の変化を測定した。
2:センサ素子 20:拘束板 21:センサ薄膜 22a、22b:電極
23:絶縁フィルム 24:カバーフィルム 25:コネクタ 26a、26b:導線
3:弾性板
40:ステージ 41:押圧ジグ
Claims (5)
- 樹脂またはエラストマーからなる母材と、該母材中に略単粒子状態でかつ高充填率で配合されている球状の導電性フィラーと、を有し、弾性変形量が増加するに従って電気抵抗が増加する弾性変形可能なセンサ薄膜と、
該センサ薄膜に接続され、該電気抵抗を出力可能な電極と、
該センサ薄膜の一面の弾性変形を拘束するように該センサ薄膜に積層配置されている拘束板と、
該センサ薄膜および該拘束板のいずれか一方側に積層配置され、入力された荷重により自身が弾性変形することにより該センサ薄膜を曲げ変形させる弾性板と、
を備え、
該センサ薄膜の曲げ変形に基づく該電気抵抗の変化から、入力された荷重を検出する荷重センサ。 - 前記センサ薄膜の膜厚は、10μm以上500μm以下である請求項1に記載の荷重センサ。
- 前記センサ薄膜は、該センサ薄膜の形成成分を含むセンサ塗料から形成されている請求項1または請求項2に記載の荷重センサ。
- 前記センサ薄膜は、前記拘束板の表面に印刷法により形成されている請求項3に記載の荷重センサ。
- さらに、前記電極と接続されている導線を備え、
該電極および該導線は、前記拘束板の表面に印刷法により形成されている請求項4に記載の荷重センサ。
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