JP2021156661A - Spacer for sensor sheets and sensor sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサシート用スペーサ、及びセンサシートに関する。 The present invention relates to a spacer for a sensor sheet and a sensor sheet.
静電容量型センサや抵抗膜型センサ等では、センサ電極間の接近や接触を検出するために、センサ電極間にスペーサが設けられている。このようなスペーサとして、例えば、特許文献1では、ゴム等の弾性体からなる絶縁層を挟んでいるセンサが開示されており、特許文献2〜4では、柔軟軟質ウレタンフォーム等の材質からなる誘電層を設けている静電容量型センサが開示されている。一方、特許文献5では、センサ電極間に設けられるスペーサとして、センサと基板の電極間に突出部を配置することによって、これらの電極群を非接触状態に保持しているタッチセンサが開示されている。 In capacitance type sensors, resistive film type sensors, etc., spacers are provided between the sensor electrodes in order to detect the approach or contact between the sensor electrodes. As such a spacer, for example, Patent Document 1 discloses a sensor sandwiching an insulating layer made of an elastic body such as rubber, and Patent Documents 2 to 4 disclose a dielectric made of a material such as flexible flexible urethane foam. Capacitive sensors with layers are disclosed. On the other hand, Patent Document 5 discloses a touch sensor that holds these electrode groups in a non-contact state by arranging a protruding portion between the sensor and the electrodes of the substrate as a spacer provided between the sensor electrodes. There is.
しかしながら、センサ電極間に単一の材質からなる弾性体や発泡体等を充填させてスペーサを構成した場合では、経時変化によりスペーサの厚さに保形性が維持されないことにより、センサ感度が損なわれることが懸念されていた。一方、電極間を突出部により非接触状態にする態様では、突出部の硬度やセンサ面の撓み易さ等によってセンサ感度が影響を受け易いので、センサ感度が安定しなかった。 However, when the spacer is constructed by filling the sensor electrodes with an elastic body or foam made of a single material, the sensor sensitivity is impaired because the shape retention is not maintained in the thickness of the spacer due to aging. There was concern that it would be On the other hand, in the mode in which the electrodes are in a non-contact state by the protruding portion, the sensor sensitivity is easily affected by the hardness of the protruding portion, the flexibility of the sensor surface, and the like, so that the sensor sensitivity is not stable.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、センサシート用スペーサの形状復元性を高めることによって、小さな荷重でも潰れて弾性変形し易いまま、センサ感度を安定させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to stabilize the sensor sensitivity while easily being crushed and elastically deformed even with a small load by improving the shape restoration property of the spacer for the sensor sheet.
本発明の一態様は、上側センサシートと下側センサシートとの間に介在させるセンサシート用スペーサにおいて、水平方向に広がるベース部と、ベース部の上面側に凸状に形成されている複数の上側突出部と、ベース部の下面側に凸状に形成されている複数の下側突出部と、を備え、前記センサシート用スペーサは、ゴム状弾性体から構成され、前記上側突出部と前記下側突出部は、それぞれが上面視で互いに重ならない位置に配置されている。 One aspect of the present invention is a sensor sheet spacer interposed between the upper sensor sheet and the lower sensor sheet, the base portion extending in the horizontal direction and a plurality of portions formed in a convex shape on the upper surface side of the base portion. The upper protruding portion and a plurality of lower protruding portions formed in a convex shape on the lower surface side of the base portion are provided, and the sensor sheet spacer is composed of a rubber-like elastic body, and the upper protruding portion and the said The lower protrusions are arranged at positions where they do not overlap each other in the top view.
本発明の一態様によれば、ゴム状弾性体からなる上側突出部と下側突出部のそれぞれが上面視で互いに重ならないように、ゴム状弾性体からなるベース部に配置されていることから、スペーサに加えられた荷重に対してベース部から先に撓んで変形するので、小さな荷重でも潰れて弾性変形し易く、圧縮永久歪みの小さく、形状復帰性の高いスペーサとすることができる。 According to one aspect of the present invention, the upper protruding portion and the lower protruding portion made of the rubber-like elastic body are arranged on the base portion made of the rubber-like elastic body so as not to overlap each other in the top view. Since the base portion is bent and deformed first with respect to the load applied to the spacer, the spacer can be easily crushed and elastically deformed even with a small load, has a small compression set, and has a high shape recovery property.
本発明の一態様では、前記ベース部は、上面側に前記上側突出部が形成されず、かつ、下面側に前記下側突出部が形成されていない平坦面部を有することととしてもよい。 In one aspect of the present invention, the base portion may have a flat surface portion on which the upper protruding portion is not formed on the upper surface side and the lower protruding portion is not formed on the lower surface side.
このようにすれば、センサシート用スペーサに荷重が加わると、平坦面部から先に撓んで変形するようになるので、低荷重でも容易に弾性変形した上で形状復帰性を高められる。 In this way, when a load is applied to the spacer for the sensor sheet, the flat surface portion is bent first and deformed, so that the shape can be easily restored after being elastically deformed even with a low load.
本発明の一態様では、前記上側突出部及び前記下側突出部のそれぞれの先端側に当接する樹脂フィルムが更に設けられていることとしてもよい。 In one aspect of the present invention, a resin film that abuts on the tip side of each of the upper protruding portion and the lower protruding portion may be further provided.
このようにすれば、樹脂フィルムを介してセンサシート用スペーサに面接触で加圧されるようになるので、より安定した形状復元性を維持できるようになる。 In this way, the spacer for the sensor sheet is pressed by surface contact via the resin film, so that more stable shape restoration can be maintained.
本発明の一態様では、前記ベース部を介して対向する前記上側突出部と前記下側突出部は、中心軸を共有することとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the upper protruding portion and the lower protruding portion facing each other via the base portion may share a central axis.
このようにすれば、ベース部を介して向かい合う上側突出部と下側突出部との間に平坦面部が均等に配置されるようになるので、上側突出部に押圧力を加えると、平坦面部がより均等に弾性変形してから、下側突出部に押圧力が伝達されるようになる。 By doing so, the flat surface portion is evenly arranged between the upper protruding portion and the lower protruding portion facing each other via the base portion. Therefore, when a pressing force is applied to the upper protruding portion, the flat surface portion becomes After elastic deformation more evenly, the pressing force is transmitted to the lower protrusion.
本発明の一態様では、前記上側突出部は、円柱状突起であることとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the upper protruding portion may be a columnar protrusion.
このようにすれば、円柱状突起の頂面を上側センサシートに対する固着面として使用できるので、取り付け易くなる。 In this way, the top surface of the columnar protrusion can be used as a fixing surface to the upper sensor sheet, so that it can be easily attached.
本発明の一態様では、前記下側突出部は、円環状突起であることとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the lower protrusion may be an annular protrusion.
このようにすれば、上側突起部に加えられた荷重がベース部を介して下側突起部に均等に伝わり易くなる。 In this way, the load applied to the upper protrusion can be easily transmitted evenly to the lower protrusion via the base portion.
本発明の一態様では、前記上側突出部及び/又は前記下側突出部は、配列された行と列が正方形の格子点となるように配置されていることとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the upper protrusion and / or the lower protrusion may be arranged so that the arranged rows and columns are square grid points.
このようにすれば、より均等に上側突出部や下側突出部をベース部に配置できるようになる。 In this way, the upper protruding portion and the lower protruding portion can be arranged more evenly on the base portion.
本発明の一態様では、前記上側突出部及び/又は前記下側突出部は、配列された行と列が正三角形の格子点となるように配置されていることとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the upper protrusion and / or the lower protrusion may be arranged so that the arranged rows and columns form equilateral triangular grid points.
このようにすれば、より高密度に上側突出部や下側突出部をベース部に配置できるようになる。 In this way, the upper protruding portion and the lower protruding portion can be arranged on the base portion at a higher density.
本発明の一態様では、前記ゴム状弾性体は、JIS K6253に基づくタイプAデュロメータによる硬度が20以上70以下であることとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the rubber-like elastic body may have a hardness of 20 or more and 70 or less according to a type A durometer based on JIS K6253.
このようにすれば、面方向の曲げ変形が復帰し易くなるので、形状復元性の高いスペーサとすることができる。 By doing so, the bending deformation in the surface direction can be easily restored, so that the spacer can be made into a spacer having high shape restoration property.
本発明の一態様では、前記ゴム状弾性体は、JIS K6262に基づき25%圧縮して70℃22時間後の圧縮永久歪みが1〜20%であることとしてもよい。 In one aspect of the present invention, the rubber-like elastic body may be compressed by 25% based on JIS K6262 and have a compression set of 1 to 20% after 22 hours at 70 ° C.
このようにすれば、圧縮永久歪みが小さくなるので、形状復元性の高いスペーサとすることができる。 By doing so, the compression set becomes small, so that the spacer can be made into a spacer having high shape restoration property.
本発明の他の態様は、上側センサシートと、下側センサシートと、前記上側センサシートと前記下側センサシートとの間に設けられている前述した何れかのセンサシート用スペーサと、を備えるセンサシートである。 Another aspect of the present invention includes an upper sensor sheet, a lower sensor sheet, and any of the above-mentioned sensor sheet spacers provided between the upper sensor sheet and the lower sensor sheet. It is a sensor sheet.
本発明の他の態様によれば、センサシート用スペーサの形状復元性が高まるので、センサシートのセンサ感度が安定するようになる。 According to another aspect of the present invention, the shape restoration property of the spacer for the sensor sheet is enhanced, so that the sensor sensitivity of the sensor sheet becomes stable.
以上説明したように本発明によれば、センサシート用スペーサの形状復元性を高めることによって、小さな荷重でも潰れて弾性変形し易いまま、センサ感度を安定させることができる。 As described above, according to the present invention, by enhancing the shape restoration property of the spacer for the sensor sheet, it is possible to stabilize the sensor sensitivity while being easily crushed and elastically deformed even with a small load.
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。また、本明細書及び特許請求の範囲では、センサシート及びセンサシート用スペーサの高さ方向における底面側を「下側」とし、センサシート及びセンサシート用スペーサの頂面側を「上側」として記載する。しかしながら、それらは、センサシート及びセンサシート用スペーサ等の設置方向や実装の仕方を限定するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. The present embodiment described below does not unreasonably limit the content of the present invention described in the claims, and all the configurations described in the present embodiment are indispensable as a means for solving the present invention. Is not always the case. Further, in the present specification and claims, the bottom surface side in the height direction of the sensor sheet and the sensor sheet spacer is described as "lower side", and the top surface side of the sensor sheet and the sensor sheet spacer is described as "upper side". do. However, they do not limit the installation direction and mounting method of the sensor sheet, the spacer for the sensor sheet, and the like.
(第1の実施形態)
本発明の一実施形態に係るセンサシートとセンサシート用スペーサの概略構成について、図面を使用しながら説明する。図1(A)は、本発明の一実施形態に係るセンサシートの平面図であり、図1(B)は、図1(A)のA−A線断面図であり、図1(C)は、本発明の一実施形態に係るセンサシート用スペーサの断面図である。
(First Embodiment)
The schematic configuration of the sensor sheet and the spacer for the sensor sheet according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 (A) is a plan view of a sensor sheet according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 (A), and FIG. 1 (C) is a cross-sectional view taken along the line AA. Is a cross-sectional view of a spacer for a sensor sheet according to an embodiment of the present invention.
本発明の一実施形態に係るセンサシート100は、図1(A)に示すような矩形形状や長尺形状であり、例えば、介護や医療の現場等で使用されるベッドに設置される薄型のシート状センサである。センサシート100は、小さな荷重での押圧を検出可能な構成となっており、ベッドに横たわるユーザの寝返りや呼吸、心拍等の体動を測定して、ユーザの体調や睡眠状態等を把握するために使用される。
The
本実施形態のセンサシート100は、図1(B)に示すように、上側センサシート101と、下側センサシート102と、上側センサシート101と下側センサシート102との間に設けられているセンサシート用スペーサ110と、を備える。これら上側センサシート101、下側センサシート102、及びセンサシート用スペーサ110は、センサシート100の外装表面等を保護する保護シートとして機能する合成樹脂等からなるカバー103で覆われている。
As shown in FIG. 1B, the
上側センサシート101には、静電容量型センサ等からなる上側センサ電極(図示せず)が設けられ、下側センサシート102には、静電容量型センサ等からなる下側センサ電極(図示せず)が設けられている。センサシート100は、上側センサシート101に設けられている上側センサ電極と下側センサシート102に設けられている下側センサ電極との間の接近や接触があることで、下側センサ電極に対する上側センサ電極の押込みや位置が検出されるようになっている。なお、本実施形態のセンサシート100は、検出対象物の接近を検出する近接センサとして、静電容量型センサの他に、磁気型センサ、電磁誘導型センサ、光電型センサ、超音波型センサ、高周波発振型センサ等を適用しても良い。
The
センサシート用スペーサ110は、これらセンサ電極間の接近や接触を検出するために、双方のセンサ間に介在するように配置されている。本実施形態では、センサシート用スペーサ110は、図1(C)に示すように、ベース部111と、上側突出部112と、下側突出部113と、を備えており、これらがゴム状弾性体で一体成型等によって構成されている。
The
ベース部111は、水平方向に広がる板状のゴム状弾性体から構成されている。ベース部111は、図1(C)に示すように、上面側に上側突出部112が形成されず、かつ、下面側に下側突出部113が形成されていない可撓性を有する平坦面部111aが設けられている。ベース部111は、平坦面部111aの厚さが0.02〜5.0mmであることが好ましい。ベース部111は、同一厚みの板状であることが好ましいが、全体的に水平方向に広がる構成となっていれば、平坦形状以外にも一方向波形状、XY方向波形状等の構成としてもよい。
The
ベース部111の上面側には、凸状に突出するゴム状弾性体から構成されている上側突出部112が複数形成されている。一方、ベース部111の下面側には、凸状に突出するゴム状弾性体から構成されている下側突出部113が複数形成されている。そして、本実施形態では、上側突出部112と下側突出部113は、それぞれが上面視で互いに重ならない位置に配置されている。すなわち、上側突出部112と下側突出部113とは、ベース部111に対して互いに上下方向で重ならないように配置されている。上側突出部112と下側突出部113を含めたセンサシート用スペーサ110の全体の厚さ(高さ)は、0.5〜10.0mmであることが好ましい。なお、上側突出部112と下側突出部113の構成の詳細な説明は、後述する。
On the upper surface side of the
センサシート用スペーサ110を構成するゴム状弾性体は、ゴム弾性を有し、面方向の曲げ変形が復帰しやすく、圧縮永久歪みの小さなものが好ましい。このようなゴム状弾性体として、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等の合成ゴムや、スチレン系、オレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。特に、シリコーンゴムは、形状復帰性が高く、圧縮永久歪みが小さいことから、センサシート用スペーサ110を構成するゴム状弾性体として用いられることが好ましい。
The rubber-like elastic body constituting the
センサシート用スペーサ110に用いるゴム状弾性体は、ベース部111の面方向の曲げ変形が復帰し易くして形状復元性を高めるために、JIS K6253に基づくタイプAデュロメータによる硬度が20以上70以下であることが好ましい。特に、ベース部111の面方向の曲げ変形がより復帰し易くして形状復元性を更に高めるためには、ゴム状弾性体は、JIS K6253に基づくタイプAデュロメータによる硬度が40以上60以下であることがより好ましい。また、圧縮永久歪みを小さくして、形状復元性を高めるために、ゴム状弾性体は、JIS K6262に基づき25%圧縮して70℃22時間後の圧縮永久歪みが1〜20%であることが好ましい。
The rubber-like elastic body used for the
本実施形態では、上側センサシート101及び下側センサシート102の面接触による均等な押圧が行われるようにするために、図1(B)及び図1(C)に示すように、上側突出部112及び下側突出部113のそれぞれの先端側には、樹脂フィルム114、115が設けられている。そして、これらの樹脂フィルム114、115は、上側突出部112、下側突出部113の先端側にそれぞれ当接している。すなわち、センサシート用スペーサ110は、その上下面に樹脂フィルム114、115を積層したものとして、その樹脂フィルム114、115の外面側に上側センサシート101、下側センサシート102をそれぞれ積層する構成となっている。各センサシート101、102とセンサシート用スペーサ110とは、接触部分を接着剤や粘着テープ等により固着させることが好ましい。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 (B) and 1 (C), the upper protruding portion is formed so that the
なお、本実施形態では、センサシート用スペーサ110は、上側突出部112及び下側突出部113のそれぞれの先端側には、樹脂フィルム114、115が設けられている構成となっているが、樹脂フィルム114、115がない構成としてもよい。すなわち、図2(A)、図2(B)に示すように、上側突出部112及び下側突出部113のそれぞれの接触部分となる先端側を接着剤や粘着テープで付着させることによって、直接、上側センサシート101と下側センサシート102とを積層することとしてもよい。
In the present embodiment, the
次に、本発明の一実施形態に係るセンサシート用スペーサの詳細な構成について、図面を使用しながら説明する。図3(A)は、本発明の一実施形態に係るセンサシート用スペーサの要部の平面図であり、図3(B)は、図3(A)のB−B線断面図である。また、図4(A)は、本発明の一実施形態に係るセンサシート用スペーサに備わる上側突出部と下側突出部の配置を示す平面図であり、図4(B)は、本発明の一実施形態の一変形例に係るセンサシート用スペーサに備わる上側突出部と下側突出部の配置を示す平面図であり、図4(C)は、本発明の一実施形態の他の変形例に係るセンサシート用スペーサに備わる上側突出部と下側突出部の配置を示す平面図である。 Next, the detailed configuration of the spacer for the sensor sheet according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3A is a plan view of a main part of a spacer for a sensor sheet according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a sectional view taken along line BB of FIG. 3A. Further, FIG. 4 (A) is a plan view showing the arrangement of the upper protruding portion and the lower protruding portion provided on the spacer for the sensor sheet according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 (B) is a plan view showing the arrangement of the upper protruding portion and the lower protruding portion. FIG. 4C is a plan view showing the arrangement of the upper protruding portion and the lower protruding portion provided on the spacer for the sensor sheet according to one modification of the embodiment, and FIG. 4C is another modification of the embodiment of the present invention. It is a top view which shows the arrangement of the upper protruding part and the lower protruding part provided in the spacer for a sensor sheet which concerns on.
本実施形態のセンサシート用スペーサ110では、図3(A)及び図3(B)に示すように、上側突出部112は、ベース部111の上面側に複数形成されており、その形状が円柱形状である円柱状突起となっている。一方、下側突出部113は、ベース部111の下面側に複数形成されており、その形状が円環形状である円環状突起となっている。そして、ベース部111を介して対向する上側突出部112と下側突出部113は、中心軸を共有するようにして、それぞれが上面視で互いに重ならない位置に配置されている。すなわち、上側突出部112と下側突出部113とは、ベース部111に対して上下方向に重ならないように配置されている。そして、隣接する下側突出部113が互いに外接する構成となっている。
In the
上側突出部112に関しては、円錐台形形状やドーム形状とすることも可能であるが、本実施形態のように、上側突出部112を円柱状突起にして突出する頂点に平面を有する構成とすると、上側センサシート101に取り付ける際の固着面として使用できるため好ましい。また、上側突出部112を突出する頂点に向かって先細り形状にすると、荷重圧接された初期に頂点が軽く潰れ、加圧に伴い徐々に全体が潰れていくようなあまり好ましい荷重ストローク曲線とならない。このため、本実施形態では、上側突出部112の形状に関しては、荷重ストローク曲線が好ましくなるように円柱形状を選択して用いている。
The upper protruding
本実施形態のセンサシート用スペーサ110では、上側突出部112及び下側突出部113は、図4(A)に示すように、上側突出部112が配列された行と列が正方形の格子点となるように配置されている。すなわち、センサシート用スペーサ110を上面視した際に、円環状凸部とした下側突出部113が円柱状凸部とした上側突出部112を囲むように配置されて、上側突出部112が正方形の頂点位置に隣接して配置されるようになっている。
In the
なお、本実施形態のセンサシート用スペーサ100では、上側突出部112と下側突出部113をより均等にベース部111に配置させるために、上側突出部112が配列された行と列が正方形の格子点となるように配置されている。しかしながら、これら上側突出部112と下側突出部113の配置は、他の態様としてもよい。
In the
例えば、より高密度に上側突出部212と下側突出部213をベース部211に配置させるために、図4(B)に示すように、上側突出部212及び下側突出部213は、上側突出部212が配列された行と列が正三角形の格子点となるように配置させてもよい。すなわち、センサシート用スペーサ210を上面視した際に、円環状凸部とした下側突出部213が円柱状凸部とした上側突出部212を囲むように配置されて、上側突出部212が正三角形の頂点位置に隣接して配置させる千鳥配置としてもよい。また、図4(C)に示すように、センサシート用スペーサ310は、より高密度に上側突出部312と下側突出部313をベース部311に配置させるために、隣接する下側突出部313同士が一部重複する構成としてもよい。
For example, in order to arrange the
次に、本発明の一実施形態に係るセンサシート用スペーサ110の作用・効果について、図面を使用しながら説明する。図5(A)及び図5(B)は、本発明の一実施形態に係るセンサシート用スペーサの動作説明図であり、図6は、本発明の一実施形態に係るセンサシート用スペーサの圧縮率と荷重の関係を示す荷重ストローク曲線のグラフである。
Next, the action / effect of the
本実施形態のセンサシート用スペーサ110は、図5(A)に示すように、可撓性を有するゴム状弾性体からなるシート状のベース部111の上面側に円柱形状の上側突出部112が複数設けられ、ベース部111の下面側に円環形状の下側突出部113が上側突出部112のそれぞれと同心軸状に設けられている。このため、上側突出部112は、ベース部111を介して対向する下側突出部113に対して中央位置に配置されるようになるので、センサシート用スペーサ110が上側突出部112側から押圧されると、図5(B)に示すように、上側突出部112と下側突出部113との間のベース部111の平坦面部111aが柔らかく撓んで弾性変形するようになる。
As shown in FIG. 5A, the
すなわち、本実施形態では、上側突出部112と下側突出部113とは、ベース部111に対して上下方向に重ならないように配置されている。そして、ベース部111は、上面側に上側突出部112が形成されず、かつ、下面側に下側突出部113が形成されていない平坦面部111aを有する構成となっている。このため、センサシート用スペーサ110に荷重が加わると、ベース部111の平坦面部111aから先に撓んで変形するようになるので、低荷重でも容易に弾性変形した上で形状復帰性を高められる。
That is, in the present embodiment, the upper protruding
また、本実施形態では、ベース部111を介して対向する上側突出部112と下側突出部113は、中心軸を共有するように配置されているので、上側突出部112と下側突出部113との距離が等しくなることによって、双方の突出部の間に有する平坦面部111aが均等に配置されるようになる。このため、上側突出部112が押圧されると、平坦面部111aがより均等に弾性変形してから、下側突出部113に押圧力が伝達されるので、上側突起部112に加えられた荷重がベース部111を介して下側突起部113に均等に伝わって、安定した低荷重での収縮や元の厚みへの復元性を高めることができる。
Further, in the present embodiment, since the upper protruding
すなわち、本実施形態のセンサシート用スペーサ110の構成とすることによって、センサシート用スペーサ110の圧縮率と荷重の関係を示す荷重ストローク曲線が図6に示す態様となる。具体的には、荷重ストローク曲線は、図6に示すように、1.0kPa以下の低荷重の領域では、傾きが緩い斜め傾斜直線状に変動する。そして、荷重ストローク曲線は、圧縮率40%時点での荷重が2kPa以下となるように変動している。
That is, by configuring the
特に、本実施形態のセンサシート用スペーサ110は、ベッド等に設置される薄型のシート状センサであるセンサシート100に設置されるので、狭い範囲で局所的な点状に押圧を受けるものではなく、ある一定面積以上の広い面で潰された場合の荷重を検出する必要がある。すなわち、本実施形態のセンサシート用スペーサ110は、低荷重領域では、潰れ易くした上で、荷重から解放されたら、元の厚さへの復帰性が高いことが望ましい。
In particular, since the
比較例となる従来のセンサシートでは、上側センサと下側センサとの間の空間には、スペーサとして単一素材の弾性体や発泡体等が均一に充填されるか、所定の大きさの空間が広がっている構成であった。このため、長期間の使用に伴い、スペーサの厚みが潰れたまま復帰し難くなることによって、センサシートによるセンサ電極間の接近や接触の検出の精度が低下することがあった。 In the conventional sensor sheet as a comparative example, the space between the upper sensor and the lower sensor is uniformly filled with an elastic body or foam of a single material as a spacer, or a space of a predetermined size. Was a widespread configuration. For this reason, with long-term use, the thickness of the spacer may be crushed and it becomes difficult to recover, so that the accuracy of detecting the approach or contact between the sensor electrodes by the sensor sheet may be lowered.
これに対して、本実施形態では、センサシート用スペーサ110がベース部111の上下面にそれぞれ上側突出部112と下側突出部113を上下方向で互いに重ならない位置に配置される構成となっている。このため、センサシート用スペーサ110に掛かる負荷が低荷重の領域では、ベース部111の平坦面部111aが曲げ方向で柔軟であることから、小さな荷重で曲がって、撓み変形をし易くなる。そして、荷重が更に加わることで、上側突出部112や下側突出部113も潰れて変形するようになり、これらの挙動によってセンサ間の距離が近づいて、センサ間距離が検出されるようになる。
On the other hand, in the present embodiment, the
このように、本実施形態では、センサシート用スペーサ110の厚さ方向に加えられた荷重に対して、上側センサシート101に当接する上側突出部112が潰れて変形するよりも先に、ベース部111から撓んで変形するようになる。このため、スペーサを構成するゴム状弾性体自身が潰れることによる摩耗や経年劣化が抑制されて、圧縮永久歪みの小さく、形状復帰性の高いスペーサとすることができる。また、低荷重の領域では、ベース部111の平坦面部111aが曲げ方向に撓み変形をするので、荷重フリーとなった際にベース部111が撓み変形から通常の水平方向に広がる状態に復元するようになる。
As described above, in the present embodiment, the base portion is formed before the upper protruding
このため、センサシート用スペーサ110が厚さ方向に復元し易くなり、センサ間の距離が元の位置に復帰し易くなる。また、センサシート用スペーサ110に荷重が加わると、最初の低荷重領域では、ベース部111の厚さ方向の曲げ変形によりセンサシート用スペーサ110の厚さが縮減するので、スペーサ自体が圧縮されて潰れることによる経年劣化が抑制される。従って、本実施形態では、センサシート用スペーサ110の形状復元性を高めることによって、小さな荷重でも潰れて弾性変形し易いまま、センサシート100の下側センサ電極に対する上側センサ電極の押込みや位置を検知する精度が維持され易くすることが実現される。
Therefore, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の他の実施形態に係るセンサシート用スペーサについて、図面を使用しながら説明する。図7(A)は、本発明の第2の実施形態に係るセンサシート用スペーサの平面図であり、図7(B)は、図7(A)のC−C線断面図である。図8(A)は、本発明の第2の実施形態の一変形例に係るセンサシート用スペーサの平面図であり、(B)は、図8(A)のD−D線断面図である。図9(A)は、本発明の第2の実施形態の他の変形例に係るセンサシート用スペーサの平面図であり、(B)は、図9(A)のE−E線断面図である。
(Second Embodiment)
Next, the spacer for the sensor sheet according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 7 (A) is a plan view of the spacer for the sensor sheet according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 (B) is a sectional view taken along line CC of FIG. 7 (A). 8 (A) is a plan view of a spacer for a sensor sheet according to a modification of the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 (B) is a sectional view taken along line DD of FIG. 8 (A). .. 9 (A) is a plan view of a spacer for a sensor sheet according to another modification of the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 (B) is a sectional view taken along line EE of FIG. 9 (A). be.
本実施形態では、第1の実施形態と上側突出部と下側突出部の形状や配置を変更したものとなっている。すなわち、上面視した際に、上側突出部と下側突出部が互いに重ならない位置に配置されていれば、ベース部から上側面及び下側面から突出する突出部のそれぞれの形状は、円柱状、立方体形状、直方体形状、柱形状、環状、壁形状、格子形状等とすることができる。 In this embodiment, the shapes and arrangements of the upper protruding portion and the lower protruding portion are changed from those of the first embodiment. That is, if the upper protruding portion and the lower protruding portion are arranged at positions where they do not overlap each other when viewed from above, the shapes of the protruding portions protruding from the upper side surface and the lower side surface from the base portion are cylindrical. It can be a cube shape, a rectangular parallelepiped shape, a pillar shape, an annular shape, a wall shape, a lattice shape, or the like.
例えば、図7(A)、図7(B)に示すように、上側突出部412と下側突出部413の形状が共に円柱状突起として、かつ、センサシート用スペーサ410を上面視した際に、これらの上側突出部412と下側突出部413が配列された行と列が正方形の格子点となるように配置した上で、これら行と列において、上側突出部412と下側突出部413を交互に配置してもよい。
For example, as shown in FIGS. 7A and 7B, when the shapes of the
すなわち、本実施形態では、上側突出部412と下側突出部413を円柱形状として、正方形の頂点位置に交互に等間隔に配置させることによって、上側突出部412が隣接する4つの下側突出部413に対して中央位置に配置されるようになる。このため、これらの間のベース部411の平坦面部411aが柔らかく撓んで変形し易くなる。また、本実施形態では、上側突出部412と下側突出部413が共に円柱状突起となっているので、双方の突出部を過密に設置することによって、より細かい部位にも設置可能なスペーサとして、設置先の装置の小型化に対応し易くなる。
That is, in the present embodiment, the
また、図8(A)、図8(B)に示すように、上側突出部512の形状を四角柱形状として、下側突出部513の形状を格子枠形状として、かつ、センサシート用スペーサ510を上面視した際に、上側突出部512がベース部511を介して対向する下側突出部513の中心に配置される構成としてもよい。このように、上側突出部512が正方形の四角柱形状として、下側突出部513が上側突出部512を囲む格子状として、かつ、隣接する下側突出部513を連続して繋がる構成とすることによって、上側突出部512が格子状の下側突出部513に対して中央位置に配置されるようになる。このため、これらの間に有するベース部511の平坦面部511aが柔らかく撓んで変形し易くなる。また、本実施形態では、上側突出部512と下側突出部513が共に断面が矩形となるので、設置先が矩形の場合に設置容易となる。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the shape of the upper protruding
さらに、図9(A)、図9(B)に示すように、上側突出部612と下側突出部613を共に四角柱形状として、かつ、センサシート用スペーサ610を上面視した際に、上側突出部612と下側突出部613が交互に平行に配列される構成としてもよい。このように、上側突出部612と下側突出部613を直方体の柱形状として、交互に等間隔に配置することによって、上側突出部612が隣接する下側突出部613に対して中間位置に配置されるので、これらの間に有するベース部611の平坦面部611aが柔らかく撓んで変形し易くなる。また、本実施形態では、上側突出部612と下側突出部613が共に直方体の柱形状となっているので、大面積の部位に設置し易いスペーサとして、設置先の装置の大型化に対応し易くなる。
Further, as shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B), when the upper protruding
(第3の実施形態)
次に、本発明の更に他の実施形態に係るセンサシート用スペーサについて、図面を使用しながら説明する。図10(A)、図10(B)は、本発明の第3の実施形態に係るセンサシート用スペーサの断面図である。
(Third Embodiment)
Next, the spacer for the sensor sheet according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 10 (A) and 10 (B) are cross-sectional views of a spacer for a sensor sheet according to a third embodiment of the present invention.
本実施形態では、ベース部が一様に平坦な板形状ではなく、昇り降りを等間隔に連続した傾斜面又は屈曲面としている。すなわち、図10(A)に示す実施形態では、センサシート用スペーサ710のベース部711は、昇り降りを等間隔に連続した傾斜面又は屈曲面として、ベース部711を昇った頂点の上面側に上側突出部712を配置し、ベース部711を下った底面の下面側に下側突出部713を配置した構成としている。このような構成とすることによって、上側突出部712が隣接する下側突出部713に対して中間位置に配置されるため、これらの間のベース部711の平坦面部711aが柔らかく撓んで変形し易くなる。
In the present embodiment, the base portion does not have a uniformly flat plate shape, but the ascending and descending surfaces are continuous inclined surfaces or bent surfaces at equal intervals. That is, in the embodiment shown in FIG. 10A, the
一方、図10(B)に示す実施形態では、センサシート用スペーサ810のベース部811は、昇り降りを等間隔に連続した傾斜面又は屈曲面として、ベース部711を下った底面の上面側に上側突出部812を配置し、昇った頂点の下面側に下側突出部813を配置した構成としている。このような構成とすることによって、上側突出部812が隣接する下側突出部813に対して中間位置に配置されるため、これらの間のベース部811の平坦面部811aが柔らかく撓んで変形し易くなる。また、本実施形態では、センサシート用スペーサ810を薄型化できるようになる。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 10B, the
なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。 Although each embodiment and each embodiment of the present invention have been described in detail as described above, those skilled in the art will be able to make many modifications that do not substantially deviate from the new matters and effects of the present invention. , Will be easy to understand. Therefore, all such modifications are included in the scope of the present invention.
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、センサシート用スペーサ、及びセンサシートの構成、動作も本発明の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 For example, a term described at least once in a specification or drawing with a different term in a broader or synonymous manner may be replaced by the different term anywhere in the specification or drawing. Further, the spacer for the sensor sheet and the configuration and operation of the sensor sheet are not limited to those described in each embodiment and each embodiment of the present invention, and various modifications can be carried out.
100 センサシート
101 上側センサシート
102 下側センサシート
103 カバー
110、210、310、410、510、610、710、810 センサシート用スペーサ
111、211、311、411、511、611、711、811 ベース部
111a 平坦面部
112、212、312 上側突出部(円柱状突起)
113、213、313 下側突出部(円環状突起)
114、115 樹脂フィルム
412、512、612、712、812 上側突出部
413、513、613、713、813 下側突出部
100
113, 213, 313 Lower protrusion (annular protrusion)
114, 115
Claims (11)
水平方向に広がるベース部と、
ベース部の上面側に凸状に形成されている複数の上側突出部と、
ベース部の下面側に凸状に形成されている複数の下側突出部と、を備え、
前記センサシート用スペーサは、ゴム状弾性体から構成され、
前記上側突出部と前記下側突出部は、それぞれが上面視で互いに重ならない位置に配置されている
センサシート用スペーサ。 In the sensor sheet spacer interposed between the upper sensor sheet and the lower sensor sheet,
With a base that extends horizontally,
A plurality of upper protrusions formed in a convex shape on the upper surface side of the base portion, and
A plurality of lower protrusions formed in a convex shape on the lower surface side of the base portion are provided.
The spacer for the sensor sheet is made of a rubber-like elastic body.
The upper protruding portion and the lower protruding portion are spacers for a sensor sheet that are arranged at positions where they do not overlap each other in a top view.
請求項1に記載のセンサシート用スペーサ。 The spacer for a sensor sheet according to claim 1, wherein the base portion has a flat surface portion on which the upper protruding portion is not formed on the upper surface side and the lower protruding portion is not formed on the lower surface side.
請求項1又は2に記載のセンサシート用スペーサ。 The spacer for a sensor sheet according to claim 1 or 2, further provided with a resin film that abuts on the tip side of each of the upper protruding portion and the lower protruding portion.
請求項1〜3の何れか1項に記載のセンサシート用スペーサ。 The spacer for a sensor sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the upper protruding portion and the lower protruding portion facing each other via the base portion share a central axis.
請求項1〜4の何れか1項に記載のセンサシート用スペーサ。 The spacer for a sensor sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the upper protruding portion is a columnar protrusion.
請求項1〜5の何れか1項に記載のセンサシート用スペーサ。 The spacer for a sensor sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the lower protruding portion is an annular protrusion.
請求項1〜6の何れか1項に記載のセンサシート用スペーサ。 The spacer for a sensor sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein the upper protrusion and / or the lower protrusion is arranged so that the arranged rows and columns form square grid points. ..
請求項1〜7の何れか1項に記載のセンサシート用スペーサ。 The sensor sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein the upper protrusion and / or the lower protrusion is arranged so that the arranged rows and columns form equilateral triangular lattice points. Spacer.
請求項1〜8の何れか1項に記載のセンサシート用スペーサ。 The spacer for a sensor sheet according to any one of claims 1 to 8, wherein the rubber-like elastic body has a hardness of 20 or more and 70 or less according to a type A durometer based on JIS K6253.
請求項1〜9の何れか1項に記載のセンサシート。 The sensor sheet according to any one of claims 1 to 9, wherein the rubber-like elastic body is compressed by 25% based on JIS K6262 and has a compression set of 1 to 20% after 22 hours at 70 ° C.
下側センサシートと、
前記上側センサシートと前記下側センサシートとの間に設けられている請求項1〜10の何れか1項に記載のセンサシート用スペーサと、を備える
センサシート。 Upper sensor sheet and
With the lower sensor sheet,
A sensor sheet comprising the sensor sheet spacer according to any one of claims 1 to 10, which is provided between the upper sensor sheet and the lower sensor sheet.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023136051A1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Load sensor |
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2020
- 2020-03-26 JP JP2020055369A patent/JP2021156661A/en active Pending
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WO2023136051A1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Load sensor |
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