JP2017053801A - ストレッチャブル静電容量型センサ - Google Patents
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Abstract
Description
[センサの構成例]
図1は、第1実施形態のセンサデバイスをZ方向から見たときの模式図である。図2は、第1実施形態のセンサデバイスをX方向及びY方向に沿って切ったときの断面図である。図1及び図2に示すセンサデバイス1は、センサ10と、導線部21,22を含む。センサ10は、ストレッチャブル静電容量型センサである。
以上の構成を有するセンサ10の動作について説明する。
次に、具体的な実施例について説明する。
センサの作製
(誘電層(47,49)、カバー層(39、43)の作製方法)
シリコーンゴムポリマー「KE−951」(信越化学工業株式会社製)と「TSE−2623U」(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン株式会社製)と「TSE−2627U」(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズジャパン株式会社製)と架橋剤「C23−N」(信越化学工業株式会社製)を混練したものを、150℃で5分間遠赤外線加熱することにより、シリコーンゴムサンプルを得た。得られたゴムサンプルの硬度は、Hs50(JISK6253デュロメータ(タイプA)で測定)であった。
(導電層(37,41,45)の作製方法)
導電ペースト「ドータイトXA−9424」(藤倉化成株式会社製)を、90℃、30分、次いで、155℃、2時間加熱硬化させて導電層を作製した。
中間電極(15)の数をそれぞれ「0」,「1」,「2」,「3」,「4」とする5つの「テスト対象物(試料)」を用意した。そして、いずれの「テスト対象物」においても、センサ(10)のY方向の長さを60mm、各導線部(21,22)のY方向の長さを20mm、センサ(10)及び導線部(21,22)のそれぞれのX方向の長さ(幅)を20mmとした。そして、各「テスト対象物」のセンサ(10)のカバー部(19)のXY平面中央部を所定周期で(所定時間間隔を空けて)手で触れたときの静電容量を測定した。以下では、この測定を「周期接触測定処理」と呼ぶ。また、以下では、5つのテスト対象物を各テスト対象物の中間電極(15)の数を付して、それぞれ、テスト対象物0,1,2,3,4と呼ぶ。ここで、中間電極(15)の数が奇数である場合、一対の外側電極(11,13)の両方をグランドに接続することができる。しかしながら、中間電極(15)の数が「0」及び偶数の場合、一対の外側電極(11,13)の一方をグランドに接続することができないので、他方のみをグランドに接続した状態で「周期接触測定処理」が行われている。
中間電極(15)の数を「3」として、カバー部(19)の厚さをそれぞれ「50μm」、「100μm」、「200μm」とする3つの「テスト対象物」を用意した。いずれの「テスト対象物」においても、センサ(10)のY方向の長さを60mm、各導線部(21,22)のY方向の長さを20mm、センサ(10)及び導線部(21,22)のそれぞれのX方向の長さ(幅)を20mmとした。そして、各「テスト対象物」に対して「周期接触測定処理」を行った。以下では、3つのテスト対象物を各テスト対象物のカバー部厚さを付して、それぞれ、テスト対象物50,100,200と呼ぶ。ここで、テスト対象物50,100,200において、一対の外側電極(11,13)の両方は、テスト対象物3と同様に、グランドに接続されている。
第2実施形態のセンサデバイスは、第1実施形態のセンサデバイス1と比べて、センサの積層方向に直交する面(つまり、XY平面)の広がり方向における外側電極の構成が異なっている。
第3実施形態のセンサデバイスは、第2実施形態のセンサデバイス1’と比べて、X方向のセンサデバイスの両端部の外側に、一対の導電部材をさらに有している点で異なっている。
10,10' センサ(ストレッチャブル静電容量型センサ)
10'A,10'B,10'C 端部
11,13 外側電極
11A,13A 非対向部
15 中間電極
17 誘電体
17−1A,17−2A 非対向部
19 カバー部
21,22 導線部
31 第1シート
33 第2シート
35 第3シート
37,41,45 導電層
39,43 カバー層
47,49 誘電層
51 導電部材
Claims (5)
- 電極及び誘電体を積層方向に積層させて構成され、該積層方向にそれぞれ直交する長手方向及び短手方向を有する静電容量型センサにおいて、
該静電容量型センサの前記長手方向及び前記積層方向に沿った断面で見たときに、
グランドにそれぞれ接続された一対の外側電極と、
前記一対の外側電極の間に設けられた2N−1(Nは自然数)個の中間電極と、
前記一対の外側電極及び前記2N−1個の中間電極から成る電極群の隣接する電極ペア間にそれぞれ設けられた2N個の誘電体と、
を具備することを特徴とする静電容量型センサ。 - 請求項1記載の静電容量型センサにおいて、
エラストマーを含有する導電層をそれぞれ含む、第1シート、第2シート、及び、2N−1個の第3シートを具備し、
前記2N−1個の第3シートの導電層とオーバーラップする前記第1シートの導電層部分、及び、前記2N−1個の第3シートとオーバーラップする前記第2シートの導電層部分が、前記一対の外側電極であり、
前記第1シートの導電層及び前記第2シートの導電層とオーバーラップする、前記2N−1個の第3シートの導電層部分が、前記2N−1個の中間電極である、静電容量型センサ。 - 請求項1または2記載の静電容量型センサにおいて、
前記一対の外側電極の各外側電極は、前記静電容量センサの短手方向において前記2N−1個の中間電極の両端よりも外側にはみ出した、該2N−1個の中間電極との非対向部を有している、静電容量型センサ。 - 請求項3記載の静電容量型センサにおいて、
前記静電容量型センサの短手方向の両端部の外側に、前記2N−1個の中間電極のそれぞれの前記短手方向の端部と非接触状態で対向するように配置された一対の導電部材をさらに有する、静電容量型センサ。 - 請求項4記載の静電容量型センサにおいて、
前記一対の外側電極と前記一対の導電部材は、一連の管を構成し、該一連の管の内部に、前記2N−1個の中間電極及び前記2N個の誘電体が配設される、静電容量型センサ。
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- 2015-09-11 JP JP2015179621A patent/JP2017053801A/ja active Pending
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