JP2021139691A - 積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 - Google Patents
積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021139691A JP2021139691A JP2020036354A JP2020036354A JP2021139691A JP 2021139691 A JP2021139691 A JP 2021139691A JP 2020036354 A JP2020036354 A JP 2020036354A JP 2020036354 A JP2020036354 A JP 2020036354A JP 2021139691 A JP2021139691 A JP 2021139691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base material
- sensor
- electrode layer
- bending sensor
- insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 110
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 79
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 25
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 25
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 235
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 29
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 16
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 13
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 8
- 210000004177 elastic tissue Anatomy 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 229920003226 polyurethane urea Polymers 0.000 description 7
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- 238000009940 knitting Methods 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 5
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 3
- 239000012775 heat-sealing material Substances 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 2
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 210000004705 lumbosacral region Anatomy 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920006264 polyurethane film Polymers 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
[積層型曲げセンサの構成]
図1(a)に示すように、積層型曲げセンサ100は、伸縮性を有する基材8と、基材8に両端縁1A,1Bが重畳するように固定され中間部1Mが基材8から遊離するように取り付けられた可撓性のセンサ本体1と、を備えている。
伸長回復率(%)={(L1−L2)/(L1−L0)}×100
図5(a)に示すように、センサ本体1は、平面視で細幅の帯状に形成され、表裏其々に配された一対の可撓性の外側電極層2A,2Bと、外側電極層2A,2Bの間に配された可撓性の内側電極層4と、外側電極層2A,2Bと内側電極層4との間の其々に配された一対の可撓性の外側絶縁層3A,3Bとを備えている。外力が付与されていない自由状態で外側電極層2A,2Bの厚みは互いに等しくなるように構成されている。
なお、電極の面積S、電極間距離d、絶縁層の誘電率εとすると、静電容量C=ε・(S/d)の関係があり、電極間の距離dが短くなると静電容量は増大し、電極間の距離dが長くなると静電容量は減少する。また、電極の面積Sが大きくなると静電容量は増大し、電極の面積Sが小さくなると静電容量は減少する。
上述したセンサ本体1を構成する外側電極層2A,2B、外側絶縁層3A,3B、内側電極層4,4A,4B、内側絶縁層5は、何れも可撓性材料で構成されていればよく、伸縮性を備えていることがさらに好ましい。
図12(a),(b),(c)には、上述した積層型曲げセンサ100を組み込んだ機械電気変換装置200が例示されている。機械電気変換装置100は積層型曲げセンサ100と、積層型曲げセンサ100を支持し姿勢計測対象部に取付ける取付け部材80とを備えている。姿勢計測対象部として人体の手足の関節部、背骨の屈曲姿勢、腰部の屈曲姿勢などが想定される。
1M:中間部
1F:位置規制部材
2A,2B:外側電極層
3A,3B:外側絶縁層
4,4A,4B:内側電極層
5:内側絶縁層
6:姿勢保持部材
8:基材
9:伸長規制部材
10:信号処理回路
80:取付け部材
100:積層型曲げセンサ
200:機械電気変換装置
Claims (12)
- 積層型曲げセンサであって、
伸縮性を有し、収縮状態における伸縮方向長さをLBとする基材と、
前記基材の伸縮方向に沿った自由長さをLSとするとき、LB<LSの関係を有する可撓性のセンサ本体と、
を備え、
前記センサ本体は、表裏其々に配された一対の外側電極層と、前記外側電極層の間に配された内側電極層と、前記外側電極層と前記内側電極層との間の其々に配された一対の外側絶縁層と、を備えて構成され、
前記センサ本体は、前記基材に両端縁が重畳固定され中間部が前記基材から遊離するように取り付けられ、前記基材の伸長の程度にかかわらず前記センサ本体に前記基材の伸長方向への張力が作用しないように構成されている積層型曲げセンサ。 - 前記基材の最大伸長状態における伸縮方向長さをLBmax、とするときに、LBmax≦LSに設定されている請求項1記載の積層型曲げセンサ。
- 前記基材の最大伸長状態における伸縮方向長さLBmaxは、前記基材の伸長回復率が所定値以上となる長さに設定されている請求項2記載の積層型曲げセンサ。
- 前記基材の伸長長さLBiを、LBi<LSに制限する伸長規制部材を備えている請求項1から3の何れかに記載の積層型曲げセンサ。
- 前記センサ本体の前記中間部の一部を前記基材に近接するように位置規制する位置規制部材を備えている請求項1から4の何れかに記載の積層型曲げセンサ。
- 前記センサ本体を前記基材に重畳固定した両端縁に、前記センサ本体の撓みを抑制する姿勢保持部材を備えている請求項1から5の何れかに記載の積層型曲げセンサ。
- 前記内側電極層の外縁に前記外側絶縁層に被覆された縁部絶縁層が配されている請求項1から6の何れかに記載の積層型曲げセンサ。
- 前記一対の外側絶縁層の間に可撓性の内側絶縁層が設けられ、前記内側絶縁層を挟むように前記内側電極層が一対設けられている請求項1から7の何れかに記載の積層型曲げセンサ。
- 前記内側絶縁層は前記外側絶縁層より厚肉に形成されている請求項8記載の積層型曲げセンサ。
- 前記内側絶縁層が前記外側電極層よりも幅方向両側に突出する突出部を備えて構成され、前記突出部を介して前記センサ本体が前記基材に固定されている請求項8または9記載の積層型曲げセンサ。
- 前記外側電極層及び内側電極層は、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域に、複数のコースにわたって導電糸が添え糸編み編成された平編地でなる導電性布帛、または、絶縁性の弾性糸を地糸に用いて編成された絶縁性編地領域を挟んで、導電糸を用いた帯状の導電性編地領域が編成された平編地でなる導電性布帛で構成されている請求項1から10の何れかに記載の積層型曲げセンサ。
- 請求項1から11の何れかに記載の積層型曲げセンサと、前記積層型曲げセンサが姿勢計測対象部の姿勢変化に応じて伸縮するように前記姿勢計測対象部に取付ける取付け部材とを備えている機械電気変換装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020036354A JP7364496B2 (ja) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | 積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 |
PCT/JP2020/034620 WO2021095345A1 (ja) | 2019-11-15 | 2020-09-14 | 積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 |
CN202080067319.XA CN114585873A (zh) | 2019-11-15 | 2020-09-14 | 层叠型弯曲传感器以及机电转换装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020036354A JP7364496B2 (ja) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | 積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021139691A true JP2021139691A (ja) | 2021-09-16 |
JP2021139691A5 JP2021139691A5 (ja) | 2022-12-19 |
JP7364496B2 JP7364496B2 (ja) | 2023-10-18 |
Family
ID=77668316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020036354A Active JP7364496B2 (ja) | 2019-11-15 | 2020-03-04 | 積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7364496B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023223732A1 (ja) * | 2022-05-17 | 2023-11-23 | 株式会社村田製作所 | 変形検知センサ及び電子機器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4715235A (en) * | 1985-03-04 | 1987-12-29 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Deformation sensitive electroconductive knitted or woven fabric and deformation sensitive electroconductive device comprising the same |
JP2009020006A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Tokai Rubber Ind Ltd | 静電容量型センサ |
JP2015219127A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 運動特性計測装置及び運動特性計測方法 |
JP2019011965A (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | グンゼ株式会社 | 引張センサ |
-
2020
- 2020-03-04 JP JP2020036354A patent/JP7364496B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4715235A (en) * | 1985-03-04 | 1987-12-29 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Deformation sensitive electroconductive knitted or woven fabric and deformation sensitive electroconductive device comprising the same |
JP2009020006A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Tokai Rubber Ind Ltd | 静電容量型センサ |
JP2015219127A (ja) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 運動特性計測装置及び運動特性計測方法 |
JP2019011965A (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | グンゼ株式会社 | 引張センサ |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023223732A1 (ja) * | 2022-05-17 | 2023-11-23 | 株式会社村田製作所 | 変形検知センサ及び電子機器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7364496B2 (ja) | 2023-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6986667B2 (ja) | 人体動作検出用装着具 | |
JP6702709B2 (ja) | 衣料 | |
JP6536006B2 (ja) | 歪センサ固定方法 | |
US20050054941A1 (en) | Physiological monitoring garment | |
JP2003512734A (ja) | 可撓性電子回路及びその製造方法 | |
TWI689263B (zh) | 作爲衣著物品之用以監測使用者生理參數的裝置 | |
JP6836645B2 (ja) | 導電性複合シート | |
WO2021095345A1 (ja) | 積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 | |
JP2021139691A (ja) | 積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 | |
JP2021139691A5 (ja) | ||
JP2020143942A (ja) | 機械電気変換装置及び機械電気変換装置の製造方法 | |
JP6960725B2 (ja) | 姿勢検出衣料 | |
JP7297611B2 (ja) | 電気中継部材 | |
JP2021081237A (ja) | 積層型曲げセンサ及び機械電気変換装置 | |
JP2018096797A (ja) | 伸縮構造体、伸縮構造体の製造方法及びセンサ部品 | |
JP7240753B2 (ja) | 被服、測定装置、および監視システム | |
EP4130937A1 (en) | Motion-detecting member | |
TW202014846A (zh) | 可穿戴式感測器及其形成方法及感測器模組及其形成方法 | |
JP2020148693A (ja) | 積層型センサ及び機械電気変換装置 | |
JP6896967B2 (ja) | 人体動作検出用ウェア | |
KR20130141288A (ko) | 밴드 센서를 구비하는 의복 | |
JP2018115884A (ja) | センサーユニット | |
JP2017211215A (ja) | 歪みセンサユニット及び歪み測定キット | |
JP7493179B2 (ja) | 布帛状積層回路構造体 | |
JP2020176887A (ja) | 機械電気変換装置の寿命診断装置及び機械電気変換装置の寿命診断方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221209 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231003 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231005 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7364496 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |