JP2014228507A - Extension sensor and measuring apparatus - Google Patents

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JP2014228507A
JP2014228507A JP2013110588A JP2013110588A JP2014228507A JP 2014228507 A JP2014228507 A JP 2014228507A JP 2013110588 A JP2013110588 A JP 2013110588A JP 2013110588 A JP2013110588 A JP 2013110588A JP 2014228507 A JP2014228507 A JP 2014228507A
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一善 小野
Kazuyoshi Ono
一善 小野
和彦 高河原
Kazuhiko Takagahara
和彦 高河原
信吾 塚田
Shingo Tsukada
信吾 塚田
龍介 川野
Ryusuke Kawano
龍介 川野
石原 隆子
Takako Ishihara
隆子 石原
弘二 住友
Koji Sumitomo
弘二 住友
淳一 小舘
Junichi Kodate
淳一 小舘
奈保子 河西
Nahoko Kasai
奈保子 河西
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extension sensor that suppresses restriction, discomfort, burden, and dermatitis to a subject, and allows a long period wearing for use.SOLUTION: An extension sensor includes a resistor 1 comprising an elastically deformable substrate in which a mixture containing electro-conductive polymer and binder resin is fixed on at least part of its surface and inside, and a pair of terminals 2a and 2b electrically connected with the edge of the conductive surface of the resistor 1. The substrate is made of fiber or cloth.

Description

本発明は、弾性変形によって抵抗変化が生じる繊維状あるいは布状の伸長センサ、および伸長センサを用いた測定装置に関するものである。より詳しくは、導電性高分子と弾性変形が可能な基材との複合材料を利用した伸長センサに関する。   The present invention relates to a fiber or cloth-like extension sensor in which a resistance change is caused by elastic deformation, and a measuring device using the extension sensor. More specifically, the present invention relates to an extension sensor using a composite material of a conductive polymer and a base material capable of elastic deformation.

従来、主として関節動作等の動きのデータを獲得する方法として、モーションキャプチャシステムが実用化されており、バーチャルリアリティシステムやゲーム機への入力手段、高齢者の自立動作支援、リハビリテーション、あるいはスポーツ動作学習などに用いられている(非特許文献1)。   Conventionally, motion capture systems have been put to practical use mainly as a method for acquiring motion data such as joint motions, and are used as input to virtual reality systems and game consoles, support for the elderly's independence motion, rehabilitation, or sports motion learning. (Non-Patent Document 1).

これらのような例に加えて、人体や周辺機器にセンサを直接設置したり、その周辺にセンサを設置したりすることで、日常における人体からの生体情報や、周辺機器からの情報を取得し、取得した情報を活用する環境知能モーションやウエアラブルコンピューティングといわれる分野の技術開発が盛んに進められている(特許文献1、非特許文献2)。   In addition to these examples, sensors can be installed directly on the human body and peripheral devices, or sensors can be installed around it to acquire biological information from the human body and information from peripheral devices. Technological development in the field of environmental intelligence motion and wearable computing utilizing the acquired information is being actively promoted (Patent Document 1, Non-Patent Document 2).

このようなモーションキャプチャを実現するため、各種情報処理装置に動作データを入力するためのデータグローブやデータスーツなどと呼ばれる装着具が提案されている(特許文献2)。   In order to realize such a motion capture, a mounting tool called a data glove or a data suit for inputting operation data to various information processing apparatuses has been proposed (Patent Document 2).

特開2005−250708号公報JP 2005-250708 A 特開2000−329511号公報JP 2000-329511 A

Hooman Dejnabadi,Brigitte M.Jolles,Emilio Casanova,Pascal Fua,and Kamiar Aminian,“Estimation and Visualization of Sagittal Kinematics of Lower Limbs Orientation Using Body-Fixed Sensors”,IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING,VOL.53,NO.7,JULY 2006Hooman Dejnabadi, Brigitte M. Joles, Emilio Casanova, Pascal Fua, and Kamiar Aminian, “Estimation and Visualization of Sagittal Kinematics of Lower Limbs Orientation Using Body-Fixed Sensors”, IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, VOL.53, NO.7, JULY 2006 横井茂樹,“バーチャルリアリティの医学応用の動向と展望”,Medical Imaging Technology,Vol.12,No.5,p.606-611,1994Shigeki Yokoi, “Trends and Prospects of Medical Application of Virtual Reality”, Medical Imaging Technology, Vol.12, No.5, p.606-611, 1994

以上のようにセンシングにより動作情報の検出を行なうためには、被験者の自然な動きや日常生活を妨げない拘束感のない計測と、被験者の身体への不快感や負担のない計測が望まれる。すなわち、センサの物理特性だけでなく、装着感などを含めたインターフェースの高い質が要求される。例えば、下着、手袋、靴下、膝当て、肘当て等の肌に直接触れる衣類にセンサを長期間に亘り装着したとしても違和感がなく、皮膚カブレ等の炎症が発生しないようなセンサの実現が期待されている。
しかしながら、特許文献2に開示されたセンサは、電気絶縁材料からなるシート状部材の上に電極を形成したものであり、柔軟性や通気性に欠けており、長期間に渡る装着に耐え得るものではなかった。
In order to detect motion information by sensing as described above, measurement without restraint that does not interfere with the subject's natural movement or daily life and measurement without discomfort or burden on the subject's body are desired. That is, a high quality interface including not only the physical characteristics of the sensor but also a feeling of wearing is required. For example, it is expected to realize a sensor that does not feel uncomfortable even if the sensor is worn over a long period of time, such as underwear, gloves, socks, knee pads, elbow pads, etc. Has been.
However, the sensor disclosed in Patent Document 2 is an electrode formed on a sheet-like member made of an electrically insulating material, lacks flexibility and air permeability, and can withstand long-term mounting. It wasn't.

本発明は、このような問題に鑑み、被験者への拘束性や不快感、負担、皮膚炎症を抑制し長期間の装用を可能にする伸長センサを提供することを目的とする。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an extension sensor that can suppress long-term wearing by suppressing restraint, discomfort, burden, and skin inflammation on a subject.

本発明の伸長センサは、弾性変形可能な基材と、この基材の表面および内部の少なくとも一部に固定された導電性高分子とバインダー樹脂とを含有する混合物とからなる抵抗体と、この抵抗体の導電面の端部に電気的に接続された1対の端子とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の伸長センサの1構成例において、前記基材は、繊維または布である。
また、本発明の伸長センサの1構成例において、前記抵抗体は、筒状に形成されるようにしてもよい。
また、本発明の伸長センサの1構成例において、前記抵抗体は、衣類に組み込まれるようにしてもよい。
また、本発明の伸長センサの1構成例において、前記抵抗体を構成する基材は、外部から張力が加えられたときに塑性変形領域に到達することを抑制するためのストッパー構造を備えるものである。
また、本発明の測定装置は、伸長センサと、この伸長センサが装着される測定対象物の長さの変化または角度の変化と、前記抵抗体の抵抗値との関係をあらかじめ記憶するテーブルと、前記抵抗体の抵抗値を基に前記テーブルを参照して、前記抵抗値に対応する長さの変化または角度の変化の情報を取得する情報取得手段とを備えることを特徴とするものである。
The elongation sensor of the present invention comprises a resistor comprising a base material capable of elastic deformation, a mixture containing a conductive polymer and a binder resin fixed to at least a part of the surface and the inside of the base material, And a pair of terminals electrically connected to the end of the conductive surface of the resistor.
Moreover, in one structural example of the extension | expansion sensor of this invention, the said base material is a fiber or a cloth.
Moreover, in one configuration example of the extension sensor of the present invention, the resistor may be formed in a cylindrical shape.
Moreover, in one structural example of the extension sensor of the present invention, the resistor may be incorporated into clothing.
Further, in one configuration example of the extension sensor of the present invention, the base material constituting the resistor includes a stopper structure for suppressing reaching the plastic deformation region when tension is applied from the outside. is there.
Further, the measuring device of the present invention includes an extension sensor, a table that stores in advance a relationship between a change in length or angle of a measurement object to which the extension sensor is attached, and a resistance value of the resistor, It is characterized by comprising information acquisition means for referring to the table based on the resistance value of the resistor and acquiring information on a change in length or an angle change corresponding to the resistance value.

本発明では、弾性変形可能な基材と、基材の表面および内部の少なくとも一部に固定された導電性高分子とバインダー樹脂とを含有する混合物とからなる抵抗体と、抵抗体の導電面の端部に電気的に接続された1対の端子とから伸長センサを構成する。本発明では、導電性高分子が固化(硬化)したバインダー樹脂(重合体)に練りこまれた状態で、弾性変形が可能な基材に固定されたものを抵抗体として用いるので、抵抗体の構造的な崩壊が起こり難く、長期間に亘り高い導電性を維持することができる。また、基材が本来的に有する柔軟性を活かして、柔軟な抵抗体を形成することができる。導電性高分子がバインダー樹脂に練り込まれた状態であるにも関わらず、導電性高分子の導電性は、実用上問題なく使用できる程に高く、劣化することが殆どない。このため、固化したバインダー樹脂に含まれる導電性高分子が、抵抗変化による微弱な電気信号の変化を伝達できるため、高感度および高精度の信号の送受信を伸長センサと外部装置との間で行うことができる。さらに、固化したバインダー樹脂により抵抗体の機械的強度が高められているため、伸長センサが人体に装着された状態において、抵抗体が外力により破損する可能性を低減することができ、耐久性に優れた伸長センサを実現することができる。また、本発明では、特に肌に接触して長期間使用するウエアラブルデバイスに要求される高い装着性、すなわち肌触りの感触と薄さと柔軟性と強度と通気性という各要求が複雑に絡む装着時の快適さを実現することができる。以上により、本発明では、被験者への拘束性や不快感、負担、皮膚炎症を抑制し長期間の装用が可能になる。   In the present invention, a resistor comprising a base material that is elastically deformable, a mixture containing a conductive polymer and a binder resin fixed to at least a part of the surface and inside of the base material, and a conductive surface of the resistor An extension sensor is composed of a pair of terminals electrically connected to the ends of the sensor. In the present invention, since the conductive polymer is kneaded in a solidified (cured) binder resin (polymer), and fixed to a base material capable of elastic deformation, the resistor is used. Structural breakdown is unlikely to occur, and high conductivity can be maintained over a long period of time. Moreover, a flexible resistor can be formed by taking advantage of the inherent flexibility of the substrate. Despite the state in which the conductive polymer is kneaded into the binder resin, the conductivity of the conductive polymer is so high that it can be used practically without any problem, and hardly deteriorates. For this reason, since the conductive polymer contained in the solidified binder resin can transmit a weak change in electric signal due to a resistance change, high-sensitivity and high-accuracy signal transmission / reception is performed between the extension sensor and the external device. be able to. Furthermore, since the mechanical strength of the resistor is enhanced by the solidified binder resin, it is possible to reduce the possibility that the resistor will be damaged by an external force when the extension sensor is attached to the human body. An excellent extension sensor can be realized. In addition, in the present invention, particularly high wearability required for a wearable device that is used in contact with the skin for a long period of time, that is, when touching, each requirement of touch feeling, thinness, flexibility, strength, and breathability is intricately involved. Comfort can be realized. As described above, in the present invention, restraint on the subject, discomfort, burden, and skin inflammation are suppressed, and long-term wearing becomes possible.

また、本発明では、抵抗体を、測定対象物の測定箇所に装着可能な筒状に形成することにより、測定箇所の変形に追従するように伸長センサを設置することができ、測定対象物の変形を検知する伸長センサを実現することができる。本発明では、複雑な形状の測定対象物の変形を検出することができ、構造が単純で安価なセンサを提供することができる。また、本発明では、公知の作製技術で伸長センサを任意の形状に容易に作製することができる。   Further, in the present invention, by forming the resistor in a cylindrical shape that can be attached to the measurement location of the measurement object, the extension sensor can be installed so as to follow the deformation of the measurement location. An extension sensor that detects deformation can be realized. According to the present invention, it is possible to detect a deformation of a measurement object having a complicated shape, and it is possible to provide a sensor having a simple structure and inexpensive. In the present invention, the extension sensor can be easily formed into an arbitrary shape by a known manufacturing technique.

また、本発明では、抵抗体を衣類に組み込むことにより、被験者の関節等の変形に追従するように伸長センサを設置することができ、被験者の動きを検知する伸長センサを実現することができる。   In the present invention, by incorporating the resistor into the clothing, the extension sensor can be installed so as to follow the deformation of the subject's joint and the like, and an extension sensor that detects the movement of the subject can be realized.

また、本発明では、外部から張力が加えられたときに塑性変形領域に到達することを抑制するためのストッパー構造を基材に設けることにより、引張り時に生じる抵抗変化のヒステリシス性を回避することができる。   Further, in the present invention, by providing the base material with a stopper structure for preventing the plastic deformation region from being reached when tension is applied from the outside, it is possible to avoid the hysteresis characteristic of the resistance change that occurs during tension. it can.

本発明の第1の実施の形態に係る伸長センサの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the expansion | extension sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る伸長センサの抵抗値の変化の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the change of the resistance value of the expansion | extension sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る伸長センサの抵抗体を上方から撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the resistor of the expansion | extension sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention from upper direction. 本発明の第1の実施の形態に係る伸長センサの抵抗値の変化の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the change of the resistance value of the expansion | extension sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る伸長センサの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the expansion | extension sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態において人体の肘に伸長センサを巻きつけた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which wound the expansion | extension sensor around the elbow of the human body in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る伸長センサの抵抗体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the resistor of the expansion | extension sensor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

本発明の発明者らは、PEDOT−PSSを代表とする導電性高分子からなる繊維(糸)が高い親水性および柔軟性を有する一方、発汗する皮膚等に接触した場合に当該繊維が構造的に崩壊するという問題および当該繊維の伸長性について研究を重ねた結果、本発明を完成させた。本発明では、導電性高分子が固化(硬化)したバインダー樹脂(重合体)に練りこまれた状態で、弾性変形が可能な基材に固定されたものを抵抗体として用いることにより、抵抗体の構造的な崩壊が起こり難く、長期間に亘り高い導電性を維持することができる。   The inventors of the present invention show that a fiber (thread) made of a conductive polymer typified by PEDOT-PSS has high hydrophilicity and flexibility, while the fiber is structurally in contact with sweating skin or the like. The present invention was completed as a result of repeated studies on the problem of disintegration of the fiber and the extensibility of the fiber. In the present invention, a resistor is obtained by using, as a resistor, a material that is kneaded in a binder resin (polymer) solidified (cured) and fixed to a base material that can be elastically deformed. Therefore, it is difficult to cause structural collapse, and high conductivity can be maintained over a long period of time.

[第1の実施の形態]
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明するが、本発明はかかる実施の形態に限定されない。
本実施の形態では、導電性高分子とバインダー樹脂とを含有する混合物が表面および内部の少なくとも一部に固定された弾性変形が可能な基材を、伸長センサの抵抗体として用いる。弾性変形が可能な基材としては、繊維または布がある。
[First Embodiment]
Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to such embodiments.
In the present embodiment, a base material capable of elastic deformation in which a mixture containing a conductive polymer and a binder resin is fixed to at least a part of the surface and the inside is used as a resistor of the extension sensor. As a base material capable of elastic deformation, there is a fiber or a cloth.

導電性高分子の種類は特に制限されず、従来公知の導電性高分子が適用可能である。例えば、導電性および親水性に優れるPEDOT−PSS、PEDOT−S等が挙げられる。親水性に優れる導電性高分子を用いることにより、本実施の形態の導電体の導電部位の親水性を高めることができる。親水性が高い導電部位を有する導電体は、皮膚に対する親和性が高いため、後述する伸長センサの用途に適する。   The kind in particular of conductive polymer is not restrict | limited, A conventionally well-known conductive polymer is applicable. For example, PEDOT-PSS, PEDOT-S etc. which are excellent in electroconductivity and hydrophilicity are mentioned. By using a conductive polymer having excellent hydrophilicity, the hydrophilicity of the conductive portion of the conductor of this embodiment can be increased. A conductor having a highly hydrophilic conductive site has a high affinity for the skin, and thus is suitable for the use of an extension sensor described later.

PEDOT−PSSは、モノマーである3,4−エチレンジオキシチオフェンが、ポリ(4−スチレンスルホン酸)の存在下で重合して得られる導電性ポリマーである。PSSはPEDOTに負電荷を付与するドーパントとして機能する。導電性高分子の導電性を高める観点から、導電性高分子にはドーパントが含有されていることが好ましい。   PEDOT-PSS is a conductive polymer obtained by polymerizing 3,4-ethylenedioxythiophene, which is a monomer, in the presence of poly (4-styrenesulfonic acid). PSS functions as a dopant that imparts a negative charge to PEDOT. From the viewpoint of increasing the conductivity of the conductive polymer, the conductive polymer preferably contains a dopant.

PEDOT−PSSが単独で固化された導電体は、PEDOT−PSSが有する高い吸水性により、発汗する皮膚等の比較的湿潤な環境においてゲル化し、機械的強度が極端に低下する。このため、棒状又は板状に加工したPEDOT−PSSからなる導電体を単独で皮膚面に設置して、長期間に亘り使用することは困難である。   The conductor in which PEDOT-PSS is solidified alone gels in a relatively wet environment such as sweating skin due to the high water absorption of PEDOT-PSS, and the mechanical strength is extremely reduced. For this reason, it is difficult to install a conductor made of PEDOT-PSS processed into a rod shape or a plate shape on the skin surface and use it for a long time.

本実施の形態の抵抗体は、接着性材料であるバインダー樹脂およびバインダー樹脂のモノマーの少なくとも一方と、導電フィラーである導電性高分子とを混合した樹脂組成物、またはこれらに必要に応じて溶剤を添加した樹脂組成物を、弾性変形が可能な基材に、塗布、印刷、浸漬、噴霧、滴下等することにより付着させ、更に、乾燥、加温、加熱等により固化又は重合させた導電体である。この導電体において、固化した樹脂組成物(混合物)に含まれる導電性高分子はバインダー樹脂に練り込まれて固化され、更に基材によって支持されているため、耐久性に優れる。   The resistor according to the present embodiment includes a resin composition in which at least one of a binder resin as an adhesive material and a monomer of the binder resin and a conductive polymer as a conductive filler are mixed, or a solvent as necessary. A conductor obtained by adhering a resin composition to which a resin is added to a substrate capable of elastic deformation by coating, printing, dipping, spraying, dropping, etc., and further solidifying or polymerizing by drying, heating, heating, etc. It is. In this conductor, the conductive polymer contained in the solidified resin composition (mixture) is kneaded into the binder resin, solidified, and further supported by the base material, which is excellent in durability.

バインダー樹脂の種類は特に制限されず、導電性高分子の導電性を失活させることなく、基材に導電性高分子を接着(結着)させることが可能なバインダー樹脂であれば、従来公知のバインダー樹脂が適用可能である。
また、1種のバインダー樹脂を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて併用してもよい。2種以上のバインダー樹脂を組み合わせることにより、バインダー樹脂の硬化性、接着性(粘着性)、取り扱い易さ(塗布等の作業性)を高められる場合がある。
The type of the binder resin is not particularly limited, and any conventionally known binder resin can be used as long as it is capable of adhering (binding) the conductive polymer to the base material without deactivating the conductivity of the conductive polymer. The binder resin is applicable.
One kind of binder resin may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. By combining two or more binder resins, the curability, adhesiveness (tackiness), and ease of handling (workability such as coating) of the binder resin may be improved.

バインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが用いられ、例えばナフィオン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ−p−キシレン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、ポリアミド、ブタジエン系樹脂、フッ素系樹脂などの熱可塑性エラストマーを含む熱可塑性樹脂、ポリウレタン系樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、変性シリコーン樹脂、フタル酸樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、アニリン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、エポキシアクリレート系、アクリルエポキシカチオン重合系、感光性ポリイミドなどの光硬化性樹脂などが挙げられる。これらのうち、上記各種ビニル樹脂、ナフィオン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、フタル酸樹脂、変性シリコーン樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。   As the binder resin, for example, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or the like is used. For example, Nafion, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, polybutene, polyether, polyester, polystyrene, poly-p- Thermoplastic resins including thermoplastic elastomers such as xylene, polyvinyl acetate, polyacrylate, polymethacrylate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, polyamide, butadiene resin, fluorine resin, polyurethane resin, Thermal curing of urea resin, melamine resin, modified silicone resin, phthalic acid resin, phenol resin, furan resin, aniline resin, unsaturated polyester resin, xylene / formaldehyde resin, epoxy resin, etc. Resin, epoxy acrylate, acrylic epoxy cationic polymerization, and the like photocurable resin such as photosensitive polyimide. Of these, the various vinyl resins, Nafion, polyamide, polyethylene, polypropylene, phthalic acid resin, modified silicone resin, and acrylic resin are preferable.

特にアクリル系樹脂は基材(繊維または布)との接着性が高く、基材から剥がれ落ちにくいことから、バインダー樹脂として最も好ましい。さらにアクリル系樹脂は粘着性の調節が容易であり、加工性が高く、添加剤による柔軟性の付与や、接着および硬化作業が比較的容易であるため、導電性高分子を基材の表面や繊維間にバインドする用途に特に適している。   In particular, an acrylic resin is most preferable as a binder resin because it has high adhesiveness to a base material (fiber or cloth) and hardly peels off from the base material. Furthermore, the acrylic resin is easy to adjust the tackiness, has high processability, and imparts flexibility with additives, and is relatively easy to bond and cure. It is particularly suitable for applications that bind between fibers.

一方、ポリビニルアルコール(以下PVA)は、バインダー樹脂として必ずしも良い材料とはいえない。PVAはアクリル系樹脂と比較して接着力が低く、剥離が生じやすいために適さない。また、剥離を軽減する目的でPVAのアセタール化や架橋剤による硬化処理を加えた場合、PVAのポリマーとしての強度は向上するものの、PVAが付着した基材(布)が硬くなり、可撓性や触感が悪化する。このため、皮膚と直接接触させて使用するために可撓性が要求される生体電極の素材として、PVAをバインダー樹脂として用いることは適さない。   On the other hand, polyvinyl alcohol (hereinafter PVA) is not necessarily a good material as a binder resin. PVA is not suitable because it has lower adhesive force than acrylic resins and is easily peeled off. Also, when PVA acetalization or curing treatment with a crosslinking agent is added for the purpose of reducing peeling, the strength of PVA as a polymer is improved, but the substrate (cloth) to which PVA is attached becomes hard and flexible. And touch feel worse. For this reason, it is not suitable to use PVA as a binder resin as a bioelectrode material that requires flexibility in direct contact with the skin.

本実施の形態の抵抗体を製造する際にバインダー樹脂の前駆体である未重合のモノマーを前記樹脂組成物に含有させる場合、重合後(固化後)の混合物には、未重合のモノマーが残存していてもよい。なお、樹脂組成物中のモノマーは、基材に付着した後に、加熱(熱硬化)、光照射(光硬化)、重合促進剤の添加等により、積極的に重合されてもよいし、乾燥、加温、空気との接触等により、穏やかに自発的に重合されてもよい。   When an unpolymerized monomer that is a precursor of a binder resin is contained in the resin composition when the resistor according to the present embodiment is manufactured, the unpolymerized monomer remains in the mixture after polymerization (after solidification). You may do it. The monomer in the resin composition may be positively polymerized by heating (thermosetting), light irradiation (photocuring), addition of a polymerization accelerator, or the like after adhering to the substrate, or drying, It may be polymerized gently and spontaneously by heating, contact with air, or the like.

本実施の形態の抵抗体を製造する際、予め重合した樹脂(ポリマー)をバインダー樹脂として前記樹脂組成物に含有させてもよい。このようなバインダー樹脂の好ましい具体例として、次に例示するモノマーが重合した重合体が挙げられる。アクリルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#400(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#1000(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール#2000(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド、エチル(メタ)アクリルアミド、プロピル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ブチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。   When manufacturing the resistor according to the present embodiment, a resin (polymer) polymerized in advance may be contained in the resin composition as a binder resin. Preferable specific examples of such a binder resin include a polymer obtained by polymerizing the monomers exemplified below. Examples of the acrylic monomer include (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, hexyl (meth) ) Acrylate, octyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 2-hydroxymethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol # 400 (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol 1000 (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol # 2000 (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, methyl (meth) acrylamide, ethyl (meth) acrylamide, propyl (meth) acrylamide, isopropyl (meth) acrylamide , Butyl (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-hydroxypropyl (meth) acrylamide, N-hydroxybutyl (meth) acrylamide, N- Methoxymethyl (meth) acrylamide, N-ethoxymethyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide, N-isobutoxymethyl (me ) Acrylamide, and the like.

これらのアクリル樹脂をバインダー樹脂として用いることにより、基材に導電性高分子とバインダー樹脂との混合物を確実に固定することができ、当該混合物の耐摩耗性、耐剥離性、耐水性、耐化学性および機械的強度をより向上させることができるとともに、アクリル樹脂に埋包された導電性高分子の導電性を容易に維持することができる。   By using these acrylic resins as binder resins, it is possible to reliably fix a mixture of a conductive polymer and a binder resin to a base material, and wear resistance, peel resistance, water resistance, chemical resistance of the mixture. And the electrical conductivity of the conductive polymer embedded in the acrylic resin can be easily maintained.

さらに、混合物中の導電性高分子とアクリル樹脂との配合比にもよるが、アクリル樹脂に埋包された導電性高分子が有する親水性および柔軟性が維持されて、当該混合物にこれらの性質がある程度反映される。親水性および柔軟性は、後述する生体電極の好ましい特性として求められる性質である。導電性高分子の性質がアクリル樹脂に埋包された後も維持される理由は、埋包された状態においても導電性高分子同士の接触が維持され、更に、当該混合物の表面に導電性高分子の少なくとも一部が露出するためであると考えられる。   Furthermore, depending on the blending ratio of the conductive polymer and the acrylic resin in the mixture, the hydrophilicity and flexibility of the conductive polymer embedded in the acrylic resin is maintained, and these properties are added to the mixture. Is reflected to some extent. Hydrophilicity and flexibility are properties required as preferable characteristics of the bioelectrode described later. The reason why the properties of the conductive polymer are maintained even after being embedded in the acrylic resin is that the conductive polymers are kept in contact with each other even in the embedded state, and further, the surface of the mixture is highly conductive. This is probably because at least a part of the molecule is exposed.

混合物中の導電性高分子の含有量としては、当該混合物が導電性を維持する範囲であれば特に制限されないが、例えば、0.1〜50重量%が好ましく、1〜40重量%がより好ましく、10〜30重量%が更に好ましい。導電性高分子の含有量が上記範囲(0.1〜50重量%)の下限値以上であると、混合物の導電性が一層向上する。導電性高分子の含有量が上記範囲(0.1〜50重量%)の上限値以下であると、バインダー樹脂に対する導電性高分子の含有量のバランスが一層良好となり、混合物の耐久性が一層向上する。   The content of the conductive polymer in the mixture is not particularly limited as long as the mixture maintains conductivity, but for example, 0.1 to 50% by weight is preferable, and 1 to 40% by weight is more preferable. 10 to 30% by weight is more preferable. When the content of the conductive polymer is not less than the lower limit of the above range (0.1 to 50% by weight), the conductivity of the mixture is further improved. When the content of the conductive polymer is not more than the upper limit of the above range (0.1 to 50% by weight), the balance of the content of the conductive polymer with respect to the binder resin is further improved, and the durability of the mixture is further improved. improves.

混合物中のバインダー樹脂の含有量としては、当該混合物が導電性を維持する範囲であれば特に制限されないが、例えば、50〜99.9重量%が好ましく、60〜99重量%がより好ましく、70〜90重量%が更に好ましい。バインダー樹脂の含有量が上記範囲(50〜99.9重量%)の下限値以上であると、導電性高分子に対するバインダー樹脂含有量のバランスがより良好となり、混合物の耐久性が一層向上する。バインダー樹脂の含有量が上記範囲(50〜99.9重量%)の上限値以下であると、混合物の導電性が一層向上する。   The content of the binder resin in the mixture is not particularly limited as long as the mixture maintains conductivity. For example, the content is preferably 50 to 99.9% by weight, more preferably 60 to 99% by weight, and 70 More preferred is -90% by weight. When the content of the binder resin is not less than the lower limit of the above range (50 to 99.9% by weight), the balance of the binder resin content with respect to the conductive polymer becomes better, and the durability of the mixture is further improved. When the content of the binder resin is not more than the upper limit of the above range (50 to 99.9% by weight), the conductivity of the mixture is further improved.

混合物中の導電性高分子およびバインダー樹脂の合計の含有量としては、当該混合物が導電性を維持する範囲であれば特に制限されないが、例えば、50〜100重量%が好ましく、60〜100重量%がより好ましく、80〜100重量%が更に好ましい。導電性高分子およびバインダー樹脂の合計の含有量が上記範囲(50〜100重量%)であると、導電性高分子とバインダー樹脂の含有量のバランスがより良好となり、混合物の耐久性および導電性が一層向上する。   The total content of the conductive polymer and the binder resin in the mixture is not particularly limited as long as the mixture maintains conductivity, but is preferably 50 to 100% by weight, for example, 60 to 100% by weight. Is more preferable, and 80 to 100% by weight is still more preferable. When the total content of the conductive polymer and the binder resin is in the above range (50 to 100% by weight), the balance between the content of the conductive polymer and the binder resin becomes better, and the durability and conductivity of the mixture are improved. Is further improved.

混合物中の導電性高分子とバインダー樹脂の重量比としては、当該混合物が導電性を維持する範囲であれば特に制限されないが、例えば、バインダー樹脂の重量/導電性高分子の重量=1〜100が好ましく、2〜10がより好ましく、4〜10が更に好ましく、4〜6が特に好ましい。導電性高分子とバインダー樹脂の重量比が上記範囲(4〜10)であると、導電性高分子とバインダー樹脂の含有量のバランスがより良好となり、混合物の耐久性および導電性が一層向上する。   The weight ratio of the conductive polymer and the binder resin in the mixture is not particularly limited as long as the mixture maintains conductivity, but for example, the weight of the binder resin / the weight of the conductive polymer = 1-100. Are preferable, 2-10 are more preferable, 4-10 are still more preferable, and 4-6 are especially preferable. When the weight ratio of the conductive polymer and the binder resin is in the above range (4 to 10), the balance of the content of the conductive polymer and the binder resin becomes better, and the durability and conductivity of the mixture are further improved. .

本実施の形態の抵抗体に用いる基材は、前記混合物を支持する基材として機能しうるものであれば特に制限されず、従来公知の衣服等に使用されている布地が適用可能である。布地は織物に限定されず、不織布であってもよい。   The base material used for the resistor of the present embodiment is not particularly limited as long as it can function as a base material for supporting the mixture, and conventionally used cloths for clothes and the like can be applied. The fabric is not limited to a woven fabric and may be a non-woven fabric.

基材が繊維である場合、この基材に前記混合物を固定したものは導電性繊維となる。また、基材が布地である場合、この基材に前記混合物を固定したものは導電性布となる。導電性繊維は、電気配線や一次元の(紐状の)生体電極として使用してもよいし、導電性繊維を織って導電性布として使用してもよい。導電性布は、二次元の伸長センサとして使用できる。   When a base material is a fiber, what fixed the said mixture to this base material becomes a conductive fiber. Moreover, when a base material is a fabric, what fixed the said mixture to this base material turns into a conductive cloth. The conductive fiber may be used as an electrical wiring or a one-dimensional (string-like) biological electrode, or may be used as a conductive cloth by weaving conductive fibers. The conductive cloth can be used as a two-dimensional stretch sensor.

導電性高分子とバインダー樹脂とを含有する混合物が基材に固定されている状態とは、基材の少なくとも一部分が当該混合物により被覆されている状態、または基材の少なくとも一領域に当該混合物が付着している状態のことを言う。基材に固定された混合物は、基材の両面、または基材の表面と裏面のいずれか一方に付着していてもよいし、当該基材を構成する繊維(糸)同士の間で、繊維同士を結着するように付着していてもよい。基材の両面に混合物が付着している場合、表面の混合物からなる導電面と、裏面の混合物からなる導電面とは、電気的に独立していてもよいし、電気的に導通していてもよい。また、混合物の一部は基材の内部に浸透していてもよい。   The state in which the mixture containing the conductive polymer and the binder resin is fixed to the substrate is a state in which at least a part of the substrate is covered with the mixture, or the mixture is in at least one region of the substrate. The state of adhering. The mixture fixed to the base material may be attached to both surfaces of the base material, or either the front surface or the back surface of the base material, and the fibers (threads) constituting the base material are fibers. You may adhere so that it may bind. When the mixture is adhered to both surfaces of the substrate, the conductive surface made of the mixture on the front surface and the conductive surface made of the mixture on the back surface may be electrically independent or electrically conductive. Also good. A part of the mixture may penetrate into the base material.

以下、本実施の形態の伸長センサについて説明する。本実施の形態の伸長センサは、図1に示すように、抵抗体1と、抵抗体1の導電面の両端部に電気的に接続された1対の端子2a,2bとを備えている。端子2a,2bは、少なくとも一部が抵抗体1の導電面と電気的に接続されていればよい。端子2a,2bの導電面への固定方法としては例えば接着などの方法を採用することができる。   Hereinafter, the extension sensor of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the extension sensor of the present embodiment includes a resistor 1 and a pair of terminals 2 a and 2 b electrically connected to both ends of the conductive surface of the resistor 1. It suffices that at least a part of the terminals 2 a and 2 b is electrically connected to the conductive surface of the resistor 1. As a method for fixing the terminals 2a and 2b to the conductive surface, for example, a method such as adhesion can be employed.

抵抗体1の導電面の大きさは特に制限されず、用途に応じて適宜調整される。図1の例では、抵抗体1は表面および裏面の全体が導電面である。抵抗体1の表面と裏面とは電気的に導通している。抵抗体1は、上記のとおり、導電性高分子とバインダー樹脂とを含有する混合物が固定された弾性変形が可能な基材からなる。具体的には、抵抗体1としては、繊維状の導電体(繊維に混合物が付着した導電性繊維)が縦糸及び横糸の少なくとも一方として使用された導電性布がある。また、布状の導電体(布地に混合物が付着した導電性布)を抵抗体1として使用することも可能である。これらの導電性布には、導電性高分子が均一に分布しているため、導電性布の導電面はほぼ均質な導電性を有する。また、導電性布は、布地としての通気性、柔軟性、吸湿性を保持している。   The size of the conductive surface of the resistor 1 is not particularly limited, and is appropriately adjusted according to the application. In the example of FIG. 1, the resistor 1 has a conductive surface on the entire front surface and back surface. The front surface and the back surface of the resistor 1 are electrically connected. As described above, the resistor 1 is made of a base material capable of elastic deformation, to which a mixture containing a conductive polymer and a binder resin is fixed. Specifically, as the resistor 1, there is a conductive cloth in which a fibrous conductor (conductive fiber having a mixture attached to the fiber) is used as at least one of warp and weft. It is also possible to use a cloth-like conductor (conductive cloth having a mixture adhered to the cloth) as the resistor 1. Since the conductive polymer is uniformly distributed in these conductive cloths, the conductive surface of the conductive cloth has substantially uniform conductivity. In addition, the conductive cloth retains air permeability, flexibility, and hygroscopicity as a cloth.

基材としては、立体的で厚みがある、編み構造(織物)もしくは重なり構造を有する織物または不織布が好ましい。例えば、2ウエイトリコット(2way tricot)や1ウエイトリコット(1way tricot)、ストッキング等の、厚み方向に繊維によって構成された弾性を有する構造の布地が挙げられる。以上のような抵抗体1に引張り力を加えると、抵抗体1に均一に固定されている導電性高分子が圧縮、伸展、屈曲されるため、抵抗値が変化する。   The base material is preferably a three-dimensional and thick knitted structure (woven fabric) or a woven or non-woven fabric having an overlapping structure. For example, a fabric having an elastic structure constituted by fibers in the thickness direction, such as a 2-way tricot, a 2-way tricot, and a stocking, can be given. When a tensile force is applied to the resistor 1 as described above, the conductive polymer that is uniformly fixed to the resistor 1 is compressed, stretched, and bent, so that the resistance value changes.

次に、張力の変化による伸長センサの抵抗値の変化について詳細に説明する。図2は本実施の形態の測定試験で用いた測定方法を示す図である。伸長センサの抵抗体1は、縦3cm、横15cmの導電性布である。この抵抗体1において、中央から左右にそれぞれ2cm離間した位置に端子2a,2bを設けた。この状態で、抵抗体1を左右に0.5cm刻みで引張り、その際の抵抗値変化を測定機器10(Sanwa社、CD731a)で測定した。測定機器10と伸長センサの端子2a,2bとの間はプローブ11a,11bで接続した。抵抗体1としては、後述する第8の実施の形態のものを用いた。図3は抵抗体1を上方から撮影した写真である。上記の条件で測定した結果を表1に示す。   Next, a change in the resistance value of the extension sensor due to a change in tension will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing a measurement method used in the measurement test of the present embodiment. The resistor 1 of the extension sensor is a conductive cloth having a length of 3 cm and a width of 15 cm. In this resistor 1, terminals 2a and 2b were provided at positions spaced 2 cm from the center to the left and right, respectively. In this state, the resistor 1 was pulled to the left and right in 0.5 cm increments, and the resistance value change at that time was measured with a measuring instrument 10 (Sanwa, CD731a). Probes 11a and 11b were connected between the measuring instrument 10 and the extension sensor terminals 2a and 2b. As the resistor 1, an eighth embodiment described later is used. FIG. 3 is a photograph of the resistor 1 taken from above. The results measured under the above conditions are shown in Table 1.

また、測定結果を図4に示す。表1、図4に示す引張り距離ΔLは左右どちらか一方の引張り距離を示している。したがって、引張り距離ΔLが0.5cmであれば、左右合計の引張り距離は1cmである。表1、図4によれば、図3に示した抵抗体1は、左右に引っ張ることで抵抗値が約5〜15kΩまで変化することが分かる。引張り距離ΔLが2cmまでは抵抗値が単調に増大しているが、これ以上の引張り距離ΔLにおいては、抵抗変化が飽和していることが見受けられる。この現象は、図3に示した抵抗体1では抵抗値に弾性領域と塑性領域があることを示している。   The measurement results are shown in FIG. The pulling distance ΔL shown in Table 1 and FIG. 4 indicates the left or right pulling distance. Therefore, if the tensile distance ΔL is 0.5 cm, the total left and right tensile distance is 1 cm. According to Table 1 and FIG. 4, it can be seen that the resistance value of the resistor 1 shown in FIG. 3 changes from about 5 to 15 kΩ by pulling left and right. The resistance value monotonously increases until the tensile distance ΔL is 2 cm, but it can be seen that the resistance change is saturated at a tensile distance ΔL longer than this. This phenomenon indicates that the resistor 1 shown in FIG. 3 has an elastic region and a plastic region in the resistance value.

以上のように、本実施の形態の伸長センサによれば、導電性高分子が固化(硬化)したバインダー樹脂(重合体)に練りこまれた状態で、弾性変形が可能な基材に固定されたものを抵抗体1として用いるので、抵抗体1の構造的な崩壊が起こり難く、長期間に亘り高い導電性を維持することができる。また、基材(繊維または布)が本来的に有する柔軟性を活かして、柔軟な抵抗体1を形成することができる。導電性高分子がバインダー樹脂に練り込まれた状態であるにも関わらず、導電性高分子の導電性は、実用上問題なく使用できる程に高く、劣化することが殆どない。このため、固化したバインダー樹脂に含まれる導電性高分子が、抵抗変化による微弱な電気信号の変化を伝達できるため、高感度および高精度の信号の送受信を伸長センサと外部装置との間で行うことができる。さらに、固化したバインダー樹脂により抵抗体1の機械的強度が高められているため、伸長センサが人体に装着された状態において、抵抗体1が外力により破損する可能性を低減することができ、耐久性に優れた伸長センサを実現することができる。   As described above, according to the extension sensor of the present embodiment, the conductive polymer is fixed to a base material that can be elastically deformed in a state of being kneaded in a solidified (cured) binder resin (polymer). Since the resistor 1 is used as the resistor 1, the structural breakdown of the resistor 1 hardly occurs, and high conductivity can be maintained over a long period of time. Moreover, the flexible resistor 1 can be formed by utilizing the inherent flexibility of the base material (fiber or cloth). Despite the state in which the conductive polymer is kneaded into the binder resin, the conductivity of the conductive polymer is so high that it can be used practically without any problem, and hardly deteriorates. For this reason, since the conductive polymer contained in the solidified binder resin can transmit a weak change in electric signal due to a resistance change, high-sensitivity and high-accuracy signal transmission / reception is performed between the extension sensor and the external device. be able to. Furthermore, since the mechanical strength of the resistor 1 is increased by the solidified binder resin, the possibility that the resistor 1 is damaged by an external force in a state where the extension sensor is attached to the human body can be reduced. It is possible to realize an extension sensor excellent in performance.

また、本実施の形態の伸長センサは、特に肌に接触して長期間使用するウエアラブルデバイス(wearable device)に要求される高い装着性、すなわち肌触りの感触と薄さと柔軟性と強度と通気性という各要求が複雑に絡む装着時の快適さを実現することができる。抵抗体1の基材が繊維の場合には、抵抗体1を衣類に組み込むことで装着時の快適さを実現することができる。また、布状の抵抗体1を衣類に組み込んでもよいことは言うまでもない。   In addition, the extension sensor according to the present embodiment has high wearability required for a wearable device that is used in contact with the skin for a long period of time, that is, touch feeling, thinness, flexibility, strength, and breathability. Comfort at the time of wearing that each request is complicated can be realized. When the base material of the resistor 1 is a fiber, the comfort at the time of wearing can be realized by incorporating the resistor 1 into clothing. Needless to say, the cloth-like resistor 1 may be incorporated into clothing.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施形態では、伸長センサの抵抗体1が引張りを受けた際に抵抗値が変化する。このとき、引張り距離が大きい場合、伸長センサの抵抗値が塑性、すなわちヒステリシスになることを表1、図4で説明した。しかし、図3に示したような導電性布を伸長センサとして用いる場合、引張り距離に対する抵抗値特性はヒステリシスでないことが望ましい。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the resistance value changes when the resistor 1 of the extension sensor is pulled. At this time, when the tensile distance is large, the resistance value of the extension sensor becomes plastic, that is, hysteresis, as described in Table 1 and FIG. However, when the conductive cloth as shown in FIG. 3 is used as an extension sensor, it is desirable that the resistance value characteristic with respect to the tensile distance is not hysteresis.

そこで、本実施の形態では、伸長センサの抵抗体1に、特性の塑性を防止するためのストッパー構造を導入する。図5は本実施の形態の伸長センサの構成を示す平面図である。本実施の形態では、抵抗体1を構成する導電性布に、非可塑性の糸3を編み込むようにしている。これにより、本実施の形態では、非可塑性の糸3が抵抗体1の弾性領域で引張りを抑制するので、抵抗体1の抵抗値特性が塑性になることを回避することができる。   Therefore, in the present embodiment, a stopper structure for preventing the characteristic plasticity is introduced into the resistor 1 of the extension sensor. FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the extension sensor of the present embodiment. In the present embodiment, the non-plastic yarn 3 is knitted into the conductive cloth constituting the resistor 1. Thereby, in this Embodiment, since the non-plastic thread | yarn 3 suppresses tension | tensile_strength in the elastic region of the resistor 1, it can avoid that the resistance value characteristic of the resistor 1 becomes plastic.

[第3の実施の形態]
次に、伸長センサの応用例について説明する。これまでに説明した伸長センサの伸長時における抵抗値の変化を利用することで、例えば人体の関節の屈曲角度を測定することができる。図6は、人体の肘に伸長センサを巻きつけた状態を示す図である。伸長センサの抵抗体1は、図7に示すように、縦25cm、横20cmの導電性布を筒状にしたものである。導電性布を筒状にする際には、導電性布の端部をアイロンテープ4で熱圧着する。
[Third Embodiment]
Next, an application example of the extension sensor will be described. By utilizing the change in the resistance value when the extension sensor is extended as described above, for example, the bending angle of the joint of the human body can be measured. FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which an extension sensor is wound around an elbow of a human body. As shown in FIG. 7, the resistor 1 of the extension sensor is a tube made of a conductive cloth having a length of 25 cm and a width of 20 cm. When the conductive cloth is formed into a cylindrical shape, the end of the conductive cloth is thermocompression bonded with the iron tape 4.

測定方法は図6に示すように、伸長センサの抵抗体1が人体12の肘の中央に配置されるように装着し、伸長センサの端子2a,2bを測定機器13と接続する。これにより、肘の関節の屈曲角度、すなわち伸長センサの抵抗体1に加わる張力による抵抗値の変化を測定機器13にて測定する。抵抗体1としては、後述する第8の実施の形態のものを用いた。   As shown in FIG. 6, the measuring sensor is mounted so that the resistor 1 of the extension sensor is placed at the center of the elbow of the human body 12, and the terminals 2 a and 2 b of the extension sensor are connected to the measuring device 13. Thereby, the bending angle of the elbow joint, that is, the change in the resistance value due to the tension applied to the resistor 1 of the extension sensor is measured by the measuring device 13. As the resistor 1, an eighth embodiment described later is used.

ここで、個々の被験者が初めて伸長センサを装着した際、肘の関節の屈曲角度と伸長センサの抵抗値との相関をあらかじめ調べておき、肘の関節の各屈曲角度に対応する抵抗値を測定機器13のルックアップテーブル(不図示)に記憶させておく。それ以降の動作時には、測定機器13の情報取得手段(不図示)は、伸長センサの抵抗値を基にルックアップテーブルを参照して、抵抗値に対応する屈曲角度の情報を取得する。これにより、測定機器13は、測定者に対して被験者の肘の関節の屈曲角度を提示することができる。このような測定装置13は、CPUと、記憶装置と、抵抗値測定部を含むインターフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って以上のような測定を行う。   Here, when each subject wears the extension sensor for the first time, the correlation between the elbow joint flexion angle and the resistance value of the extension sensor is examined in advance, and the resistance value corresponding to each flexion angle of the elbow joint is measured. The information is stored in a lookup table (not shown) of the device 13. During the subsequent operation, the information acquisition means (not shown) of the measuring device 13 refers to the lookup table based on the resistance value of the extension sensor and acquires information on the bending angle corresponding to the resistance value. Thereby, the measuring device 13 can present the bending angle of the joint of the subject's elbow to the measurer. Such a measuring device 13 can be realized by a CPU, a storage device, a computer including an interface including a resistance value measuring unit, and a program for controlling these hardware resources. The CPU performs the above-described measurement according to the program stored in the storage device.

なお、本実施の形態の関節の屈曲角度の測定方法では、人体の肘関節についてのみ説明したが、これに限るものではなく、同様な手法により他の関節にも適用が可能となる。また、屈曲角度の変化と伸長センサの抵抗値との関係ではなく、長さの変化と伸長センサの抵抗値との関係をルックアップテーブルに記憶させるようにしてもよい。
また、公知の加速度センサや角速度ジャイロセンサなどと共に伸長センサを用いることで、関節の屈曲だけでなく、座位や立位、歩行、走行などの高度なモーションキャプチャが可能となる。
In the method of measuring the bending angle of the joint according to the present embodiment, only the elbow joint of the human body has been described. However, the present invention is not limited to this, and it can be applied to other joints by a similar method. Further, not the relationship between the change in the bending angle and the resistance value of the extension sensor, but the relationship between the change in length and the resistance value of the extension sensor may be stored in the lookup table.
Further, by using an extension sensor together with a known acceleration sensor and angular velocity gyro sensor, it is possible to perform not only joint bending but also advanced motion capture such as sitting, standing, walking, and running.

また、第1〜第3の実施の形態の伸長センサは、薄くて柔軟であるため装着性に優れる。さらに、伸長センサを構成する抵抗体1の導電面が適度な親水性を有する場合には、肌に直接触れるように伸長センサを設置した場合の導電性に一層優れる。また、肌に直接触れるように伸長センサを設置した場合は、伸長センサとしての機能に加えて、生体電極として生体信号を取得する機能も兼ね備えることができる。また、第1〜第3の実施の形態の伸長センサは、単純な回路で作動するので、その感度特性を容易に調節できる。   In addition, since the extension sensors of the first to third embodiments are thin and flexible, they are excellent in wearability. Furthermore, when the conductive surface of the resistor 1 constituting the extension sensor has appropriate hydrophilicity, the conductivity when the extension sensor is installed so as to directly touch the skin is further improved. In addition, when the extension sensor is installed so as to directly touch the skin, in addition to the function as the extension sensor, it can also have a function of acquiring a biological signal as a biological electrode. In addition, since the extension sensors of the first to third embodiments operate with a simple circuit, their sensitivity characteristics can be easily adjusted.

[第4の実施の形態]
次に、第1〜第3の実施の形態の伸長センサの製造方法について説明する。第1〜第3の実施の形態の伸長センサの抵抗体1は、バインダー樹脂およびバインダー樹脂を構成する重合性化合物(モノマー)の少なくとも一方と、導電フィラーである導電性高分子とが含まれる樹脂組成物を弾性変形が可能な基材(繊維または布)に付着させ、樹脂組成物を固化または重合させたものである。
[Fourth Embodiment]
Next, the manufacturing method of the expansion | extension sensor of 1st-3rd embodiment is demonstrated. Resistor 1 of the extension sensor according to the first to third embodiments includes a resin including at least one of a binder resin and a polymerizable compound (monomer) constituting the binder resin, and a conductive polymer as a conductive filler. The composition is adhered to a substrate (fiber or cloth) that can be elastically deformed, and the resin composition is solidified or polymerized.

導電性高分子、バインダー樹脂、バインダー樹脂を構成する重合性化合物(モノマー)、弾性変形が可能な基材は、第1〜第3の実施の形態で説明したとおりである。このため、ここで繰り返して説明することはしない。   The conductive polymer, the binder resin, the polymerizable compound (monomer) constituting the binder resin, and the base material capable of elastic deformation are as described in the first to third embodiments. For this reason, it will not be described repeatedly here.

前記樹脂組成物は、導電性高分子、バインダー樹脂およびモノマーを溶解するため、あるいは粘度を調整するために、溶剤を含有してもよい。溶剤の種類は特に限定されず、樹脂の種類と目的に合わせて適宜選択される。溶剤と樹脂との配合割合も特に制限されず、当該樹脂組成物を基材(繊維または布)に付着させることが可能なように、適宜調整される。また、樹脂組成物には、溶剤の他に、重合開始剤、重合促進剤、樹脂同士を架橋する架橋剤、安定剤、酸化防止剤、顔料、フィラーなどの補助剤を目的に応じて含有してもよい。   The resin composition may contain a solvent in order to dissolve the conductive polymer, the binder resin and the monomer, or to adjust the viscosity. The type of the solvent is not particularly limited, and is appropriately selected according to the type and purpose of the resin. The mixing ratio of the solvent and the resin is not particularly limited, and is appropriately adjusted so that the resin composition can be attached to the base material (fiber or cloth). In addition to the solvent, the resin composition contains an auxiliary agent such as a polymerization initiator, a polymerization accelerator, a cross-linking agent that cross-links resins, a stabilizer, an antioxidant, a pigment, and a filler depending on the purpose. May be.

固化する前の樹脂組成物中の導電性高分子の含有量としては、当該樹脂組成物を固化させた混合物が導電性を維持する範囲であれば特に制限されないが、例えば、0.01〜10重量%が好ましく、0.05〜5重量%がより好ましく、0.1〜3重量%が更に好ましい。   The content of the conductive polymer in the resin composition before solidification is not particularly limited as long as the mixture obtained by solidifying the resin composition maintains conductivity. For example, 0.01 to 10 % By weight is preferred, 0.05 to 5% by weight is more preferred, and 0.1 to 3% by weight is even more preferred.

固化する前の樹脂組成物中のバインダー樹脂の含有量としては、当該樹脂組成物を固化させた混合物が導電性を維持する範囲であれば特に制限されないが、例えば、0.05〜50重量%が好ましく、0.1〜25重量%がより好ましく、3〜8重量%が更に好ましい。   The content of the binder resin in the resin composition before solidification is not particularly limited as long as the mixture obtained by solidifying the resin composition maintains electrical conductivity. For example, 0.05 to 50% by weight Is preferable, 0.1 to 25% by weight is more preferable, and 3 to 8% by weight is further preferable.

固化する前の樹脂組成物中の導電性高分子とバインダー樹脂の合計の含有量としては、当該樹脂組成物を固化させた混合物が導電性を維持する範囲であれば特に制限されないが、例えば、0.06〜60重量%が好ましく、0.15〜30重量%がより好ましく、4〜8重量%が更に好ましい。   The total content of the conductive polymer and the binder resin in the resin composition before solidification is not particularly limited as long as the mixture obtained by solidifying the resin composition maintains conductivity, for example, 0.06-60 weight% is preferable, 0.15-30 weight% is more preferable, and 4-8 weight% is still more preferable.

固化する前の樹脂組成物中の導電性高分子とバインダー樹脂の重量比としては、当該樹脂組成物を固化させた混合物が導電性を維持する範囲であれば特に制限されないが、例えば、バインダー樹脂の重量/導電性高分子の重量=1〜100が好ましく、2〜10がより好ましく、4〜6が更に好ましい。   The weight ratio of the conductive polymer and the binder resin in the resin composition before solidification is not particularly limited as long as the mixture obtained by solidifying the resin composition maintains the conductivity. For example, the binder resin Weight / weight of conductive polymer = 1 to 100, preferably 2 to 10, more preferably 4 to 6.

樹脂組成物中の導電性高分子およびバインダー樹脂の含有量を上記の好ましい範囲に設定し、残部が溶剤であると、当該樹脂組成物の粘度が適度となり、樹脂組成物を基材に付着させる際の作業性が向上し、均一に付着させることができる。   When the content of the conductive polymer and the binder resin in the resin composition is set to the above preferable range, and the balance is a solvent, the viscosity of the resin composition becomes appropriate, and the resin composition is attached to the substrate. The workability at the time is improved, and it can be made to adhere uniformly.

樹脂組成物を基材に付着させる方法は特に制限されず、塗布、印刷、浸漬、噴霧、滴下等の公知の方法が適用可能である。基材に樹脂組成物を付着させた後、当該樹脂組成物を固化(硬化)または重合させることにより、当該樹脂組成物を第1の実施の形態で説明した混合物に変化させることができ、伸長センサの抵抗体1が得られる。   The method for adhering the resin composition to the substrate is not particularly limited, and known methods such as coating, printing, dipping, spraying, and dropping can be applied. After the resin composition is attached to the substrate, the resin composition can be solidified (cured) or polymerized to change the resin composition to the mixture described in the first embodiment, and stretched. A sensor resistor 1 is obtained.

樹脂組成物を固化(硬化)させる方法は、前記混合物が基材(繊維または布)に固定される方法であれば、特に制限されない。例えば、樹脂組成物に含まれる溶剤を気化させて樹脂組成物を乾燥させる方法、樹脂組成物に含まれる前記モノマーを重合させて樹脂組成物中にバインダー樹脂を形成する方法、樹脂組成物に含まれるバインダー樹脂同士を架橋剤により架橋して樹脂組成物中に3次元網目構造を形成する方法、樹脂組成物に含まれる導電性樹脂同士を架橋剤により架橋して樹脂組成物中に3次元網目構造を形成する方法、樹脂組成物に含まれるバインダー樹脂同士および導電性樹脂同士を架橋剤により架橋して樹脂組成物中に3次元網目構造を形成する方法などが挙げられる。   The method for solidifying (curing) the resin composition is not particularly limited as long as it is a method in which the mixture is fixed to a substrate (fiber or cloth). For example, a method of evaporating a solvent contained in a resin composition and drying the resin composition, a method of polymerizing the monomer contained in the resin composition to form a binder resin in the resin composition, and a resin composition The binder resin to be crosslinked with a crosslinking agent to form a three-dimensional network structure in the resin composition, the conductive resins contained in the resin composition are crosslinked with a crosslinking agent to form a three-dimensional network in the resin composition Examples thereof include a method of forming a structure, and a method of forming a three-dimensional network structure in a resin composition by crosslinking binder resins and conductive resins contained in a resin composition with a crosslinking agent.

ここで、樹脂組成物を「固化させる」とは、樹脂組成物が前記混合物になって、当該混合物が基材(繊維または布)をコーティングできる状態に変化することを意味する。したがって、固化させた樹脂組成物(得られた混合物)は、プラスチック成形品のような固体感(剛性)を有してもよいし、有さなくてもよい。また、固化させた樹脂組成物は、ゴムのような弾性を有していてもよいし、ゲルの様な柔軟性を有していてもよい。   Here, “solidifying” the resin composition means that the resin composition becomes the mixture, and the mixture changes to a state in which a substrate (fiber or cloth) can be coated. Therefore, the solidified resin composition (the obtained mixture) may or may not have a solid feeling (rigidity) like a plastic molded product. Moreover, the solidified resin composition may have elasticity like rubber or may have flexibility like gel.

樹脂組成物を乾燥させる方法としては、例えば温風を吹き付ける方法、加熱する方法などが挙げられる。
樹脂組成物に含まれるモノマーを重合させる方法としては、例えば加熱することにより熱硬化させる方法、UVや可視光線等の光を照射して光硬化させる方法などが挙げられる。この場合、樹脂組成物中には、従来公知の硬化開始剤または硬化促進剤を添加しておくことが好ましい。また、樹脂組成物を付着させる基材が厚い場合、光硬化よりも熱硬化の方が、重合効率が高まるので、好ましい。
樹脂組成物に含まれる樹脂同士を架橋する方法は特に制限されず、常法により行うことができる。
Examples of the method of drying the resin composition include a method of blowing warm air and a method of heating.
Examples of the method of polymerizing the monomer contained in the resin composition include a method of thermosetting by heating, a method of photocuring by irradiating light such as UV or visible light, and the like. In this case, it is preferable to add a conventionally known curing initiator or curing accelerator to the resin composition. Moreover, when the base material to which the resin composition is attached is thick, the thermal curing is preferable to the photocuring because the polymerization efficiency is increased.
The method for crosslinking the resins contained in the resin composition is not particularly limited, and can be performed by a conventional method.

樹脂組成物に含まれる導電性高分子の含有量を調整することにより、得られる導電体の導電性を調整することができる。通常は、導電性高分子の含有量を高める程、抵抗体1の導電性を高めることができる。   By adjusting the content of the conductive polymer contained in the resin composition, the conductivity of the obtained conductor can be adjusted. Usually, the electrical conductivity of the resistor 1 can be increased as the content of the conductive polymer is increased.

樹脂組成物に含まれるバインダー樹脂の種類や含有量を目的に合わせて選択することにより、得られる抵抗体1の性質を調整することができる。例えば、親水性(疎水性)、ぬれ性、吸水性、耐水性、耐摩耗性、耐剥離性、耐化学性、耐熱性等を調整することができる。通常は、バインダー樹脂の含有量を高める程、当該バインダー樹脂が有する性質を抵抗体1により多く反映させることができる。   By selecting the type and content of the binder resin contained in the resin composition according to the purpose, the properties of the obtained resistor 1 can be adjusted. For example, hydrophilicity (hydrophobicity), wettability, water absorption, water resistance, abrasion resistance, peel resistance, chemical resistance, heat resistance, and the like can be adjusted. Usually, the higher the content of the binder resin, the more the properties of the binder resin can be reflected in the resistor 1.

本実施の形態の製造方法は、特殊で高額な装置を必要とせず、低コスト且つ高効率で抵抗体1を量産することができる。
抵抗体1を構成する基材が繊維である場合は、当該繊維を所望の形態に加工することができるため、所望の形状の抵抗体1を製造できる。繊維状または布状の抵抗体1を、従来の衣料品に組み込むことにより、当該衣料品に抵抗体1からなる配線を設置したり、抵抗体1からなる導電面を設置したりすることもできる。
The manufacturing method of the present embodiment does not require a special and expensive device, and can mass-produce the resistor 1 at low cost and high efficiency.
When the base material which comprises the resistor 1 is a fiber, since the said fiber can be processed into a desired form, the resistor 1 of a desired shape can be manufactured. By incorporating the fibrous or cloth-like resistor 1 into a conventional clothing product, it is possible to install a wiring made of the resistor 1 or a conductive surface made of the resistor 1 in the clothing. .

抵抗体1を構成する基材が布地である場合は、樹脂組成物を当該布地の所望の領域に印刷等することにより、所望の形状の導電面を有する抵抗体1を製造できる。当該導電面の形状を細長い矩形または線状にすれば、当該導電面を電気配線として機能させることも可能である。更には、複雑な電気回路や電気結束部(コネクタ部)を前記印刷等により当該布地に形成することも可能である。   When the base material constituting the resistor 1 is a fabric, the resistor 1 having a conductive surface having a desired shape can be manufactured by printing the resin composition on a desired region of the fabric. If the shape of the conductive surface is an elongated rectangle or line, the conductive surface can also function as an electrical wiring. Furthermore, it is possible to form a complicated electric circuit or an electric binding part (connector part) on the cloth by the printing or the like.

次に、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。   Next, the present invention will be described in more detail, but the present invention is not limited to the following embodiments.

[第5の実施の形態]
エタノールが52重量%、水が42重量%、ポリメタクリル酸が5重量%、PEDOT−PSSが1重量%含まれた混合液(樹脂組成物)を調製した。この混合液に基材である混紡布(5cm×10cm)を5分間浸漬した後、ドライヤーを用いて当該混紡布に温風を当てて乾燥させ、混合液を固化させた抵抗体1を得た。この抵抗体1の表面に抵抗測定器のプローブを当て、5Vの直流で測定したところ、張力を掛けていない状態での抵抗体1の電気抵抗値は200kΩ/cmであった。
[Fifth Embodiment]
A mixed solution (resin composition) containing 52% by weight of ethanol, 42% by weight of water, 5% by weight of polymethacrylic acid, and 1% by weight of PEDOT-PSS was prepared. A mixed fabric (5 cm × 10 cm) as a base material was immersed in this mixed solution for 5 minutes, and then dried by applying warm air to the mixed fabric using a dryer to obtain a resistor 1 in which the mixed solution was solidified. . When a probe of a resistance measuring instrument was applied to the surface of the resistor 1 and measured with a direct current of 5 V, the electric resistance value of the resistor 1 in a state where no tension was applied was 200 kΩ / cm.

本実施の形態では、基材である混紡布として、ポリエステル(87%含有)およびポリウレタン(13%含有)からなる「SILKY DRY」(登録商標)(株式会社ファーストリーディング、東レ株式会社製)を用いた。エタノールは関東化学社製のものを用いた。水は、MILLI−Q(登録商標)(メルク社製)で製造した精製水を用いた。ポリメタクリル酸はサイエンティフィックポリマープロダクツ(Scientific Polymer Products Inc.)社製のものを用いた。PEDOT−PSSは、Clevious P(ドイツ国ヘレウス社製)を用いた。   In this embodiment, “SILKY DRY” (registered trademark) (First Reading Co., Ltd., manufactured by Toray Industries, Inc.) made of polyester (containing 87%) and polyurethane (containing 13%) is used as a blended fabric as a base material. It was. Ethanol manufactured by Kanto Chemical Co. was used. As the water, purified water produced by MILLI-Q (registered trademark) (manufactured by Merck) was used. The polymethacrylic acid used was made by Scientific Polymer Products Inc. As PEDOT-PSS, Clevious P (manufactured by Heraeus, Germany) was used.

[第6の実施の形態]
第5の実施の形態のポリメタクリル酸の代わりに、5重量%のポリメチルメタクリル酸(Aldrich Chemical社製)を用いて伸長センサの抵抗体1を作製した。混合液のその他の構成物は第5の実施の形態で説明したとおりである。この場合、張力を掛けていない状態での抵抗体1の電気抵抗値は1MΩ/cmであった。
[Sixth Embodiment]
Resistor 1 of the extension sensor was produced using 5% by weight of polymethylmethacrylic acid (manufactured by Aldrich Chemical Co.) instead of the polymethacrylic acid of the fifth embodiment. The other components of the mixed liquid are as described in the fifth embodiment. In this case, the electric resistance value of the resistor 1 in a state where no tension was applied was 1 MΩ / cm.

[第7の実施の形態]
第5の実施の形態のポリメタクリル酸の代わりに、5重量%のポリアクリル酸(サイエンティフィックポリマープロダクツ社製)を用いて伸長センサの抵抗体1を作製した。混合液のその他の構成物は第5の実施の形態で説明したとおりである。この場合、張力を掛けていない状態での抵抗体1の電気抵抗値は100kΩ/cmであった。
[Seventh Embodiment]
The extension sensor resistor 1 was prepared using 5 wt% polyacrylic acid (manufactured by Scientific Polymer Products) instead of the polymethacrylic acid of the fifth embodiment. The other components of the mixed liquid are as described in the fifth embodiment. In this case, the electric resistance value of the resistor 1 in a state where no tension was applied was 100 kΩ / cm.

[第8の実施の形態]
第7の実施の形態のポリアクリル酸の代わりに、5重量%のポリビニルアルコール(和光純薬工業)を用いて混合液を調製した。混合液のその他の構成物は第5の実施の形態で説明したとおりである。この混合液に第5の実施の形態で説明した混紡布を5分間浸漬した後、ドライヤーで当該混紡布を乾燥させ、更にエタノールに5分間浸漬することにより、PEDOT−PSS及びポリビニルアルコールによって構成される混合物を化学的に固定した。その後ドライヤーで乾燥させることにより伸長センサの抵抗体1を作製した。第5の実施の形態と同様に測定したところ、張力を掛けていない状態での抵抗体1の電気抵抗値は1.2MΩ/cmであった。
[Eighth Embodiment]
A mixed liquid was prepared using 5% by weight of polyvinyl alcohol (Wako Pure Chemical Industries) in place of the polyacrylic acid of the seventh embodiment. The other components of the mixed liquid are as described in the fifth embodiment. After the blended fabric described in the fifth embodiment is immersed in this mixed solution for 5 minutes, the blended fabric is dried with a drier and further immersed in ethanol for 5 minutes, thereby being composed of PEDOT-PSS and polyvinyl alcohol. The mixture was chemically fixed. Thereafter, the resistor 1 of the extension sensor was produced by drying with a dryer. When measured in the same manner as in the fifth embodiment, the electrical resistance value of the resistor 1 in a state where no tension was applied was 1.2 MΩ / cm.

[第9の実施の形態]
伸縮性の布であるライクラ(登録商標)(東レ・オペロンテックス社製)を基材として用い、第5の実施の形態と同様の方法により導電性を付与した抵抗体1を作製した。この抵抗体1の大きさは、横15cm×縦3cm、厚さ600μmであった。
[Ninth Embodiment]
Using a lycra (registered trademark) (manufactured by Toray Operontex Co., Ltd.), which is a stretchable cloth, as a base material, a resistor 1 provided with conductivity was produced by the same method as in the fifth embodiment. The size of the resistor 1 was 15 cm wide × 3 cm long and 600 μm thick.

以上で説明した各実施の形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施の形態によって限定されることはなく、請求項の範囲によってのみ限定される。   The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and the addition, omission, replacement, and other changes of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention. Further, the present invention is not limited by each embodiment, and is limited only by the scope of the claims.

本発明は、モーションキャプチャをはじめ、医療、ヘルスプロモーションやインフォメーションテクノロジー、ウエアラブルコンピューターなどの幅広い分野において広く利用可能である。   The present invention can be widely used in a wide range of fields such as motion capture, medical care, health promotion, information technology, and wearable computers.

1…抵抗体、2a,2b…端子、3…非可塑性糸、4…アイロンテープ、10,13…測定機器、11a,11b…プローブ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resistor, 2a, 2b ... Terminal, 3 ... Nonplastic yarn, 4 ... Iron tape, 10, 13 ... Measuring instrument, 11a, 11b ... Probe.

Claims (6)

弾性変形可能な基材と、この基材の表面および内部の少なくとも一部に固定された導電性高分子とバインダー樹脂とを含有する混合物とからなる抵抗体と、
この抵抗体の導電面の端部に電気的に接続された1対の端子とを備えることを特徴とする伸長センサ。
A resistor composed of an elastically deformable base material, and a mixture containing a conductive polymer and a binder resin fixed to at least a part of the surface and inside of the base material;
An extension sensor comprising: a pair of terminals electrically connected to an end of the conductive surface of the resistor.
請求項1記載の伸長センサにおいて、
前記基材は、繊維または布であることを特徴とする伸長センサ。
The extension sensor according to claim 1, wherein
The elongation sensor, wherein the substrate is a fiber or a cloth.
請求項1または2記載の伸長センサにおいて、
前記抵抗体は、筒状に形成されることを特徴とする伸長センサ。
The extension sensor according to claim 1 or 2,
The resistor is formed in a cylindrical shape.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の伸長センサにおいて、
前記抵抗体は、衣類に組み込まれることを特徴とする伸長センサ。
The extension sensor according to any one of claims 1 to 3,
The extension sensor is incorporated in clothing.
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の伸長センサにおいて、
前記抵抗体を構成する基材は、外部から張力が加えられたときに塑性変形領域に到達することを抑制するためのストッパー構造を備えることを特徴とする伸長センサ。
The extension sensor according to any one of claims 1 to 4,
The elongation sensor characterized by the base material which comprises the said resistor is equipped with the stopper structure for suppressing reaching | attaining a plastic deformation area | region when tension | tensile_strength is applied from the outside.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の伸長センサと、
この伸長センサが装着される測定対象物の長さの変化または角度の変化と、前記抵抗体の抵抗値との関係をあらかじめ記憶するテーブルと、
前記抵抗体の抵抗値を基に前記テーブルを参照して、前記抵抗値に対応する長さの変化または角度の変化の情報を取得する情報取得手段とを備えることを特徴とする測定装置。
The extension sensor according to any one of claims 1 to 5,
A table for storing in advance the relationship between the change in length or angle of the measurement object to which the extension sensor is attached and the resistance value of the resistor;
A measurement apparatus comprising: an information acquisition unit that acquires information on a change in length or an angle corresponding to the resistance value by referring to the table based on the resistance value of the resistor.
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