JP2021162384A - Sensor unit - Google Patents

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Abstract

To provide a sensor unit including a plurality of pressure-sensitive sensors with a simplified wiring structure and improved connection reliability.SOLUTION: For each of laminates 13 and 14 in pressure-sensitive sensors 12A and 12B, a first sensor electrode 21 is connected to a first circuit part electrode 31 and a second sensor electrode 23 is connected to a second circuit part electrode 33. Thus, the pressure-sensitive sensors 12A and 12B are electrically connected to the circuit part 30. The first sensor electrode 21 and the second sensor electrode 23 for each of the laminates 13 and 14 are formed on a substrate 11. A negative electrode layer 16 (second electrode layer) in the laminate 13 closer to the substrate 11 is formed on a surface of a dielectric layer 17 farther from the substrate 11. A member held between the negative electrode layer 16 and the second sensor electrode 23 includes a second conductive structure that is flexible and penetrates a positive electrode layer 15 (first electrode layer) in an insulated state in a thickness direction. The negative electrode layer 16 is connected to the second sensor electrode 23 through the second conductive structure part.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、外部から加えられる圧力を検出する感圧センサを複数備え、それらの感圧センサの検出結果を用いて処理を行なうセンサユニットに関する。 The present invention relates to a sensor unit that includes a plurality of pressure-sensitive sensors that detect pressure applied from the outside, and performs processing using the detection results of the pressure-sensitive sensors.

柔軟性を有する基板上に、柔軟性を有する感圧センサと、感圧センサの検出結果を用いて処理を行なう回路部とが配置されたセンサユニットが知られている。感圧センサは、基板上に第1電極層、誘電層及び第2電極層を順に積層することによって構成されている。第1電極層には第1センサ電極が接続され、第2電極層には第2センサ電極が接続されている。第1センサ電極及び第2センサ電極はともに基板上に形成されている。回路部に対しそれぞれ接続された第1回路部電極及び第2回路部電極もまた、基板上に形成されている。上記センサユニットでは、第1センサ電極が第1回路部電極に接続され、第2センサ電極が第2回路部電極に接続されることで、感圧センサの回路部に対する電気的な接続がなされている。 A sensor unit in which a flexible pressure-sensitive sensor and a circuit unit that performs processing using the detection result of the pressure-sensitive sensor are arranged on a flexible substrate is known. The pressure-sensitive sensor is configured by laminating a first electrode layer, a dielectric layer, and a second electrode layer in this order on a substrate. The first sensor electrode is connected to the first electrode layer, and the second sensor electrode is connected to the second electrode layer. Both the first sensor electrode and the second sensor electrode are formed on the substrate. The first circuit unit electrode and the second circuit unit electrode connected to the circuit unit, respectively, are also formed on the substrate. In the above sensor unit, the first sensor electrode is connected to the first circuit section electrode, and the second sensor electrode is connected to the second circuit section electrode, whereby an electrical connection to the circuit section of the pressure sensitive sensor is made. There is.

上記センサユニットにおいて、仮に、基板から厚み方向に離間した第2電極層の、基板上の第2センサ電極に対する接続が、感圧センサの外部に設けられた配線部によってなされると、誘電層の伸縮に伴い配線部が動き、断線が発生する等して接続信頼性が低下するおそれがある。また、配線構造が複雑になるおそれもある。そこで、上記センサユニットには、配線構造を簡素化しつつ接続信頼性を高めることが求められる。 In the above sensor unit, if the second electrode layer separated from the substrate in the thickness direction is connected to the second sensor electrode on the substrate by a wiring portion provided outside the pressure-sensitive sensor, the dielectric layer becomes The wiring portion may move due to expansion and contraction, causing disconnection and the like, which may reduce the connection reliability. In addition, the wiring structure may become complicated. Therefore, the sensor unit is required to improve connection reliability while simplifying the wiring structure.

なお、特許文献1及び特許文献2には、スルーホールを介して電気的接続を行なう技術が記載されている。そのため、上記技術から、誘電層にスルーホールを設け、第2電極層及び第2センサ電極の接続を、スルーホールを介して行なうことが考えられる。 In addition, Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a technique for making an electrical connection through a through hole. Therefore, from the above technique, it is conceivable to provide a through hole in the dielectric layer and connect the second electrode layer and the second sensor electrode through the through hole.

特開平7−209070号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-209070 特開2009−77619号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-77619

上記特許文献1及び特許文献2は、感圧センサが単一であることを前提としているが、複数の感圧センサを備え、かつそれらの感圧センサの検出結果を用いて処理を行なうタイプのセンサユニットでも同様の課題があり、上記と同様の効果が求められている。 The above-mentioned Patent Document 1 and Patent Document 2 are based on the premise that there is a single pressure sensor, but are of a type in which a plurality of pressure sensors are provided and processing is performed using the detection results of the pressure sensors. The sensor unit also has the same problem, and the same effect as described above is required.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の感圧センサを備えるセンサユニットにおいて、配線構造を簡素化しつつ接続信頼性を高めることにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve connection reliability while simplifying a wiring structure in a sensor unit including a plurality of pressure-sensitive sensors.

上記課題を解決するセンサユニットは、それぞれ柔軟性を有する複数の感圧センサと、前記複数の感圧センサの検出結果を用いて処理を行なう回路部とが、柔軟性を有する基板上に配置され、各感圧センサは、互いに極性の異なる第1電極層及び第2電極層で誘電層を挟み込んでなる積層体を、前記基板の厚み方向に少なくとも1つ備え、前記積層体毎の前記第1電極層には第1センサ電極が接続され、前記第2電極層には第2センサ電極が接続され、前記回路部に対しそれぞれ接続された第1回路部電極及び第2回路部電極は、前記基板上に形成されており、前記積層体毎の前記第1センサ電極が前記第1回路部電極に接続され、かつ前記第2センサ電極が前記第2回路部電極に接続されることで、各感圧センサの前記回路部に対する電気的接続がなされているセンサユニットであって、前記複数の感圧センサは、空間部を介して互いに離間した状態で配置され、前記積層体毎の前記第1センサ電極及び前記第2センサ電極は前記基板上に形成され、前記基板に隣接する前記積層体の前記第2電極層は、前記誘電層のうち前記基板から遠い側の面上に形成され、前記第2電極層と前記第2センサ電極とにより挟まれる部材には、柔軟性を有し、かつ前記第1電極層に対し絶縁された状態で前記厚み方向に貫通する導通構造部が設けられ、前記第2電極層は前記導通構造部を介して前記第2センサ電極に接続されている。 In the sensor unit that solves the above problems, a plurality of flexible pressure-sensitive sensors and a circuit unit that performs processing using the detection results of the plurality of pressure-sensitive sensors are arranged on a flexible substrate. Each pressure-sensitive sensor is provided with at least one laminate in which the dielectric layer is sandwiched between the first electrode layer and the second electrode layer having different polarities in the thickness direction of the substrate, and the first one for each of the laminates. The first sensor electrode is connected to the electrode layer, the second sensor electrode is connected to the second electrode layer, and the first circuit unit electrode and the second circuit unit electrode connected to the circuit unit are the same. Each of them is formed on a substrate, and the first sensor electrode for each of the laminates is connected to the first circuit unit electrode, and the second sensor electrode is connected to the second circuit unit electrode. A sensor unit in which the pressure-sensitive sensor is electrically connected to the circuit portion, and the plurality of pressure-sensitive sensors are arranged in a state of being separated from each other via a space portion, and the first one for each of the laminated bodies. The sensor electrode and the second sensor electrode are formed on the substrate, and the second electrode layer of the laminate adjacent to the substrate is formed on the surface of the dielectric layer on the side far from the substrate. The member sandwiched between the second electrode layer and the second sensor electrode is provided with a conductive structure portion that has flexibility and penetrates in the thickness direction in a state of being insulated from the first electrode layer. The second electrode layer is connected to the second sensor electrode via the conduction structure portion.

上記の構成によれば、センサユニットでは、各感圧センサにおける積層体毎の第1センサ電極が第1回路部電極に接続され、かつ第2センサ電極が第2回路部電極に接続されることで、各感圧センサが回路部に対し電気的に接続される。 According to the above configuration, in the sensor unit, the first sensor electrode for each laminate in each pressure sensitive sensor is connected to the first circuit unit electrode, and the second sensor electrode is connected to the second circuit unit electrode. Then, each pressure sensor is electrically connected to the circuit unit.

積層体毎の第1センサ電極の第1回路部電極に対する接続も、第2センサ電極の第2回路部電極に対する接続も、基板上でなされる。基板に隣接する積層体では、誘電層のうち同基板から遠い側の面上に形成された第2電極層の第2センサ電極に対する接続は、同第2電極層と第2センサ電極とにより挟まれる部材に設けられた導通構造部を介してなされる。導通構造部は、柔軟性を有し、かつ誘電層等を厚み方向に貫通しているため、誘電層の伸縮に追従して変形する。しかも、導通構造部は、第1電極層に対し絶縁されている。従って、第2電極層の第2センサ電極に対する接続が、感圧センサの外部に設けられた配線部によってなされる場合とは異なり、導通構造部に断線が生じにくい。また、第2電極層の第2センサ電極に対する接続が、基板の厚み方向へ延びる導通構造部によって実現されるため、配線構造が簡素化される。また、センサユニットに占める感圧センサの比率を増やし、感圧センサの実装密度を高めることが可能である。 The connection of the first sensor electrode to the first circuit portion electrode and the connection of the second sensor electrode to the second circuit portion electrode of each laminate are made on the substrate. In the laminate adjacent to the substrate, the connection of the second electrode layer formed on the surface of the dielectric layer far from the substrate to the second sensor electrode is sandwiched between the second electrode layer and the second sensor electrode. This is done through a conductive structure provided on the member. Since the conductive structure portion has flexibility and penetrates the dielectric layer or the like in the thickness direction, it deforms following the expansion and contraction of the dielectric layer. Moreover, the conductive structure portion is insulated from the first electrode layer. Therefore, unlike the case where the connection of the second electrode layer to the second sensor electrode is made by the wiring portion provided outside the pressure-sensitive sensor, the conductive structure portion is less likely to be disconnected. Further, since the connection of the second electrode layer to the second sensor electrode is realized by the conductive structure portion extending in the thickness direction of the substrate, the wiring structure is simplified. Further, it is possible to increase the ratio of the pressure-sensitive sensor to the sensor unit and increase the mounting density of the pressure-sensitive sensor.

上記センサユニットにおいて、各感圧センサは、前記厚み方向に積層された複数の前記積層体を備えており、前記基板に隣接する前記積層体における前記第1電極層は同基板上に形成され、かつ前記第1センサ電極を介して前記第1回路部電極に接続されており、前記導通構造部を第2導通構造部とした場合において、前記基板に隣接しない前記積層体における前記第1電極層は、同積層体における前記誘電層のうち前記基板から遠い側の面上に形成され、前記基板に隣接する前記積層体における前記第1電極層と、前記基板に隣接しない前記積層体における前記第1電極層とにより挟み込まれる部材には、柔軟性を有し、かつ前記第2電極層に対し絶縁された状態で前記厚み方向に貫通する第1導通構造部が設けられ、両第1電極層は、前記第1導通構造部を介して接続されていることが好ましい。 In the sensor unit, each pressure-sensitive sensor includes a plurality of the laminated bodies laminated in the thickness direction, and the first electrode layer in the laminated body adjacent to the substrate is formed on the same substrate. Further, when the conductive structure portion is connected to the first circuit portion electrode via the first sensor electrode and the conductive structure portion is used as the second conductive structure portion, the first electrode layer in the laminated body not adjacent to the substrate. Is formed on the surface of the dielectric layer in the same laminate on the side farther from the substrate, the first electrode layer in the laminate adjacent to the substrate, and the first electrode layer in the laminate not adjacent to the substrate. The member sandwiched between the one electrode layer and the first electrode layer is provided with a first conductive structure portion that has flexibility and penetrates in the thickness direction in a state of being insulated from the second electrode layer, and both first electrode layers. Is preferably connected via the first conductive structure portion.

上記の構成によれば、基板に隣接する積層体では、第1電極層の第1回路部電極に対する接続が基板上において第1センサ電極を介してなされる。基板に隣接しない積層体では、第1センサ電極の第1回路部電極に対する接続が基板上においてなされる。 According to the above configuration, in the laminated body adjacent to the substrate, the connection of the first electrode layer to the first circuit portion electrode is made on the substrate via the first sensor electrode. In the laminated body not adjacent to the substrate, the connection of the first sensor electrode to the first circuit portion electrode is made on the substrate.

また、基板に隣接しない積層体では、同積層体における誘電層のうち基板から遠い側の面上に形成された第1電極層の第1回路部電極に対する接続は、同第1電極層が、基板に隣接する積層体の第1電極層に対し接続されることによりなされる。両第1電極層の接続は、両第1電極層により挟み込まれる部材に設けられた第1導通構造部を介してなされる。第1導通構造部は、柔軟性を有し、かつ誘電層等を厚み方向に貫通しているため、誘電層の伸縮に追従して変形する。しかも、第1導通構造部は、第2電極層に対し絶縁されている。従って、両第1電極層の接続が、感圧センサの外部に設けられた配線部によってなされる場合とは異なり、第1導通構造部に断線が生じにくい。また、両第1電極層同士の接続が、基板の厚み方向へ延びる第1導通構造部によって実現されるため、配線構造が簡素化される。このように、配線構造がより一層簡素化されつつ接続信頼性が一層高められる。 Further, in the laminated body not adjacent to the substrate, the first electrode layer is connected to the first circuit portion electrode of the first electrode layer formed on the surface of the dielectric layer on the side far from the substrate in the laminated body. This is done by connecting to the first electrode layer of the laminate adjacent to the substrate. The connection between the first electrode layers is made via a first conductive structure portion provided in a member sandwiched between the first electrode layers. Since the first conductive structure portion has flexibility and penetrates the dielectric layer or the like in the thickness direction, it deforms following the expansion and contraction of the dielectric layer. Moreover, the first conductive structure portion is insulated from the second electrode layer. Therefore, unlike the case where both first electrode layers are connected by a wiring portion provided outside the pressure-sensitive sensor, disconnection is unlikely to occur in the first conduction structure portion. Further, since the connection between the two first electrode layers is realized by the first conductive structure portion extending in the thickness direction of the substrate, the wiring structure is simplified. In this way, the wiring structure is further simplified and the connection reliability is further improved.

なお、前記第1導通構造部及び前記第2導通構造部の少なくとも一方は、前記厚み方向へ延びる貫通孔と、前記貫通孔内に配置された柔軟性を有する導電性ペーストとにより構成されてもよいし、前記厚み方向へ延びるスルーホールにより構成されてもよい。 Even if at least one of the first conductive structure portion and the second conductive structure portion is composed of a through hole extending in the thickness direction and a flexible conductive paste arranged in the through hole. Alternatively, it may be composed of through holes extending in the thickness direction.

貫通孔及び導電性ペーストの組合せもスルーホールも、誘電層の伸縮に追従して変形する。そのため、上記配線構造を簡素化しつつ接続信頼性を高める効果が得られる。 Both the through hole and the combination of the conductive paste and the through hole are deformed according to the expansion and contraction of the dielectric layer. Therefore, the effect of improving the connection reliability while simplifying the wiring structure can be obtained.

本発明によれば、複数の感圧センサを備えるセンサユニットにおいて、配線構造を簡素化しつつ接続信頼性を高めることができる。 According to the present invention, in a sensor unit including a plurality of pressure-sensitive sensors, it is possible to improve connection reliability while simplifying the wiring structure.

一実施形態におけるセンサユニットの概略構成を示す斜視図。The perspective view which shows the schematic structure of the sensor unit in one Embodiment. 図1のセンサユニットの平面図。The plan view of the sensor unit of FIG. 図1のセンサユニットの側面図。The side view of the sensor unit of FIG. 図1のセンサユニットの底面図。The bottom view of the sensor unit of FIG. 図3の5−5線に沿った部分断面図。FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG. 図3の6−6線に沿った部分断面図。FIG. 6 is a partial cross-sectional view taken along the line 6-6 of FIG. 図2の7−7線に沿った部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along the line 7-7 of FIG. 図2の8−8線に沿った部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along the line 8-8 of FIG. 図2の9−9線に沿った部分断面図。FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line 9-9 of FIG.

以下、センサユニットの一実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。
図1〜図3に示すように、センサユニット10は、柔軟性を有する基板11と、基板11上に配置された複数(本実施形態では2つ)の感圧センサ12A,12Bと、上記感圧センサ12A,12Bから離間した状態で基板11上に配置された回路部30とを備えている。これらの感圧センサ12A,12B及び回路部30は、本実施形態では列をなすように配置されている。
Hereinafter, an embodiment of the sensor unit will be described with reference to the drawings.
The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and differ from the actual ratios.
As shown in FIGS. 1 to 3, the sensor unit 10 includes a flexible substrate 11, a plurality of pressure-sensitive sensors 12A and 12B arranged on the substrate 11, and the above-mentioned feelings. It includes a circuit unit 30 arranged on the substrate 11 in a state of being separated from the pressure sensors 12A and 12B. These pressure-sensitive sensors 12A and 12B and the circuit unit 30 are arranged in a row in the present embodiment.

基板11は、フレキシブルプリント配線基板(FPC:Flexible Printed Circuits の略)によって構成されている。フレキシブルプリント配線基板は、プリント基板の一形態であり、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート等の樹脂材料によって形成された薄いフィルムに、銅箔等からなる配線パターン(配線部)を形成したものであり、薄くて軽く、折り曲げることができる特徴を有している。 The substrate 11 is composed of a flexible printed wiring board (FPC: an abbreviation for Flexible Printed Circuits). The flexible printed wiring board is a form of a printed circuit board, in which a wiring pattern (wiring portion) made of copper foil or the like is formed on a thin film formed of a resin material such as polyimide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, or polycarbonate. It is thin, light, and has the characteristics of being bendable.

回路部30は、両感圧センサ12A,12Bの物理的な変化を電気信号に変換する検出部と、検出部で得られた検出結果を用いて処理を行なう処理部と、処理部の処理結果を無線通信により外部へ伝送する伝送部と、各感圧センサ12A,12B、検出部、処理部及び伝送部に電力を供給する電池部とを備えている。電池部としては、一次電池が用いられてもよいし、二次電池や、キャパシタ等の蓄電装置が用いられてもよい。 The circuit unit 30 includes a detection unit that converts physical changes of both pressure-sensitive sensors 12A and 12B into electrical signals, a processing unit that performs processing using the detection results obtained by the detection unit, and processing results of the processing unit. It is provided with a transmission unit that transmits the power to the outside by wireless communication, and a battery unit that supplies power to the pressure-sensitive sensors 12A and 12B, a detection unit, a processing unit, and a transmission unit. As the battery unit, a primary battery may be used, or a secondary battery or a power storage device such as a capacitor may be used.

各感圧センサ12A,12Bは、これに加えられる圧力を検出するセンサであって、軽量でありかつ柔軟性を有している。本実施形態では、感圧センサ12A,12Bとして、静電容量型の圧力センサが用いられている。また、両感圧センサ12A,12Bは、空間部S1を介して互いに離間した状態で基板11上に配置されている。 Each of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B is a sensor that detects the pressure applied thereto, and is lightweight and has flexibility. In this embodiment, a capacitance type pressure sensor is used as the pressure sensitive sensors 12A and 12B. Further, both pressure-sensitive sensors 12A and 12B are arranged on the substrate 11 in a state of being separated from each other via the space portion S1.

各感圧センサ12A,12Bは、厚み方向に伸縮動作する誘電エラストマーアクチュエータによって構成されており、互いに同様の構成を有している。各感圧センサ12A,12Bは、互いに極性の異なる第1電極層及び第2電極層で誘電層17を挟み込んでなる積層体を、基板11の厚み方向に少なくとも1つ、本実施形態では2つ備えている。ここでは、両積層体を区別するために、基板11に近い側(隣接する側)の積層体を積層体13といい、同基板11から遠い側(隣接しない側)の積層体を積層体14というものとする。各感圧センサ12A,12Bは、誘電層17の厚み方向が基板11の厚み方向に一致するように、同基板11上に配置されている。 Each of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B is configured by a dielectric elastomer actuator that expands and contracts in the thickness direction, and has the same configuration as each other. Each of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B has at least one laminated body in which the dielectric layer 17 is sandwiched between the first electrode layer and the second electrode layer having different polarities in the thickness direction of the substrate 11, and two in the present embodiment. I have. Here, in order to distinguish between the two laminates, the laminate on the side closer to the substrate 11 (adjacent side) is referred to as the laminate 13, and the laminate on the side farther from the substrate 11 (non-adjacent side) is referred to as the laminate 14. Let's say. The pressure-sensitive sensors 12A and 12B are arranged on the substrate 11 so that the thickness direction of the dielectric layer 17 coincides with the thickness direction of the substrate 11.

また、本実施形態では第1電極層は正極電極層15によって構成され、第2電極層は負極電極層16によって構成されている。積層体13における負極電極層16は、積層体14における負極電極層16を兼ねている。表現を変えると、隣り合う積層体13,14における負極電極層は、共通の負極電極層16によって構成されている。 Further, in the present embodiment, the first electrode layer is composed of the positive electrode layer 15, and the second electrode layer is composed of the negative electrode layer 16. The negative electrode layer 16 in the laminated body 13 also serves as the negative electrode layer 16 in the laminated body 14. In other words, the negative electrode layers in the adjacent laminates 13 and 14 are composed of a common negative electrode layer 16.

各積層体13,14において、両正極電極層15及び負極電極層16を形成する材料としては、例えば、導電エラストマー、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック(登録商標)、銅やアルミ等の金属箔、金属蒸着膜が挙げられる。上記導電エラストマーとしては、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが挙げられる。 Examples of the materials forming both the positive electrode layer 15 and the negative electrode layer 16 in the laminated bodies 13 and 14 include conductive elastomer, carbon nanotube, Ketjen black (registered trademark), metal foil such as copper and aluminum, and metal. A vapor deposition film can be mentioned. Examples of the conductive elastomer include a conductive elastomer containing an insulating polymer and a conductive filler.

上記絶縁性高分子としては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁性高分子のうちの一種が用いられてもよいし、複数種が併用されてもよい。上記導電性フィラーとしては、例えば、ケッチェンブラック(登録商標)、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子が挙げられる。これら導電性フィラーのうちの一種が用いられてもよいし、複数種が併用されてもよい。 Examples of the insulating polymer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer. One of these insulating polymers may be used, or a plurality of types may be used in combination. Examples of the conductive filler include metal particles such as Ketjen Black (registered trademark), carbon black, and copper and silver. One of these conductive fillers may be used, or a plurality of types may be used in combination.

上記積層体13,14毎の誘電層17は、誘電エラストマーによって形成されており、シート状をなしている。この誘電エラストマーは特に限定されるものではなく、公知の誘電エラストマー、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーを用いることができる。これら誘電エラストマーのうちの一種が用いられてもよいし、複数種が併用されてもよい。 The dielectric layer 17 for each of the laminated bodies 13 and 14 is formed of a dielectric elastomer and has a sheet shape. The dielectric elastomer is not particularly limited, and known dielectric elastomers such as crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer can be used. One of these dielectric elastomers may be used, or a plurality of types may be used in combination.

誘電エラストマーアクチュエータからなる上記感圧センサ12A,12Bの静電容量は、正極電極層15及び負極電極層16の電極間隔に反比例し、電極面積(対向面積)に比例し、感圧センサ12A,12Bの形状に応じて変化する。そのため、感圧センサ12A,12Bに対して外力が作用して、誘電層17の厚み方向に感圧センサ12A,12Bが圧縮されると、静電容量が増大する。外力が作用していない状態における感圧センサ12A,12Bの静電容量と、外力が作用している状態における感圧センサ12A,12Bの静電容量との間には違いが生じる。これらのことから、感圧センサ12A,12Bは、静電容量の変化に応じて、同感圧センサ12A,12Bに加えられた圧力を検出することが可能である。 The capacitances of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B made of dielectric elastomer actuators are inversely proportional to the electrode spacing between the positive electrode layer 15 and the negative electrode layer 16 and proportional to the electrode area (opposing area), and the pressure-sensitive sensors 12A and 12B. It changes according to the shape of. Therefore, when an external force acts on the pressure-sensitive sensors 12A and 12B and the pressure-sensitive sensors 12A and 12B are compressed in the thickness direction of the dielectric layer 17, the capacitance increases. There is a difference between the capacitance of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B when no external force is applied and the capacitance of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B when an external force is applied. From these facts, the pressure-sensitive sensors 12A and 12B can detect the pressure applied to the pressure-sensitive sensors 12A and 12B according to the change in capacitance.

また、上記のように2つの積層体13,14が誘電層17の厚み方向に積層されて構成された感圧センサ12A,12Bは、正極電極層15と負極電極層16を上下反転させた2つのコンデンサを積層したような構成になっており、両正極電極層15は電気的に接続されている。感圧センサ12A,12Bを上記のような2層構造とすることで、感圧センサ12A,12Bが外部電磁界に晒されたときに、一方のコンデンサと他方のコンデンサに逆相の電圧あるいは逆相の電流が発生し、これらが加算されるとゼロになるため、外部電磁界によるノイズの影響をなくすことができる。 Further, the pressure-sensitive sensors 12A and 12B configured by laminating the two laminated bodies 13 and 14 in the thickness direction of the dielectric layer 17 as described above have the positive electrode layer 15 and the negative electrode layer 16 inverted upside down2. The configuration is such that two capacitors are stacked, and both positive electrode layers 15 are electrically connected. By making the pressure sensitive sensors 12A and 12B have a two-layer structure as described above, when the pressure sensitive sensors 12A and 12B are exposed to an external electromagnetic field, one capacitor and the other capacitor have opposite-phase voltage or reverse. Since phase currents are generated and when they are added, they become zero, the influence of noise due to the external electromagnetic field can be eliminated.

図2〜図4に示すように、いずれの感圧センサ12A,12Bにおいても、積層体13,14毎の両正極電極層15には共通の第1センサ電極21が接続されている。これに対し、回路部30に近い側の感圧センサ12Aにおいて、積層体13,14毎の負極電極層16には共通の第2センサ電極22が接続されている。回路部30から遠い側の感圧センサ12Bにおいて、積層体13,14毎の負極電極層16には共通の第2センサ電極23が接続されている。 As shown in FIGS. 2 to 4, in any of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B, a common first sensor electrode 21 is connected to both positive electrode layers 15 for each of the laminated bodies 13 and 14. On the other hand, in the pressure-sensitive sensor 12A on the side close to the circuit unit 30, a common second sensor electrode 22 is connected to the negative electrode layer 16 for each of the laminated bodies 13 and 14. In the pressure-sensitive sensor 12B on the side far from the circuit unit 30, a common second sensor electrode 23 is connected to the negative electrode layer 16 for each of the laminated bodies 13 and 14.

積層体13,14毎の第1センサ電極21は、基板11のうち、回路部30が配置された面と同一側の面上に形成され、第2センサ電極22,23は、第1センサ電極21とは反対側の面上に形成されている。 The first sensor electrode 21 for each of the laminated bodies 13 and 14 is formed on the surface of the substrate 11 on the same side as the surface on which the circuit unit 30 is arranged, and the second sensor electrodes 22 and 23 are the first sensor electrodes. It is formed on the surface opposite to 21.

積層体13における正極電極層15は基板11のうち、回路部30が配置された面と同一側の面上に形成され、第1センサ電極21に接続されている。積層体14における正極電極層15は、同積層体14における誘電層17のうち基板11から遠い側の面上に形成されている。 The positive electrode layer 15 in the laminated body 13 is formed on the surface of the substrate 11 on the same side as the surface on which the circuit portion 30 is arranged, and is connected to the first sensor electrode 21. The positive electrode layer 15 in the laminated body 14 is formed on the surface of the dielectric layer 17 in the laminated body 14 on the side far from the substrate 11.

積層体13における負極電極層16は、同積層体13における誘電層17のうち基板11から遠い側の面上に形成されている。表現を変えると、積層体14毎の負極電極層16は、同積層体14における誘電層17に対し基板11に近い側の面上に形成されている。 The negative electrode layer 16 in the laminated body 13 is formed on the surface of the dielectric layer 17 in the laminated body 13 on the side far from the substrate 11. In other words, the negative electrode layer 16 for each laminated body 14 is formed on the surface of the laminated body 14 on the side closer to the substrate 11 with respect to the dielectric layer 17.

回路部30には、上記配線部の一部として、1つの第1回路部電極31と、2つの第2回路部電極32,33とがそれぞれ電気的に接続されている。第1回路部電極31は、基板11のうち、両感圧センサ12A,12B及び回路部30が配置された面と同一側の面上に形成されている。両第2回路部電極32,33は、基板11のうち、上記第1回路部電極31とは反対側の面上に形成されている。両第2回路部電極32,33は、基板11を厚み方向に貫通して回路部30に接続されている。 One first circuit unit electrode 31 and two second circuit unit electrodes 32 and 33 are electrically connected to the circuit unit 30 as a part of the wiring unit, respectively. The first circuit unit electrode 31 is formed on the surface of the substrate 11 on the same side as the surface on which both pressure-sensitive sensors 12A and 12B and the circuit unit 30 are arranged. Both the second circuit unit electrodes 32 and 33 are formed on the surface of the substrate 11 opposite to the first circuit unit electrode 31. Both second circuit unit electrodes 32 and 33 penetrate the substrate 11 in the thickness direction and are connected to the circuit unit 30.

感圧センサ12Aでは、第1センサ電極21が第1回路部電極31に対し直接接続されている。感圧センサ12Bでは、第1センサ電極21が、感圧センサ12Aの正極電極層15に接続されており、同正極電極層15及び第1センサ電極21を介して第1回路部電極31に間接的に接続されている。また、第2センサ電極22が第2回路部電極32に接続されるとともに、第2センサ電極23が第2回路部電極33に接続されている。 In the pressure-sensitive sensor 12A, the first sensor electrode 21 is directly connected to the first circuit unit electrode 31. In the pressure-sensitive sensor 12B, the first sensor electrode 21 is connected to the positive electrode layer 15 of the pressure-sensitive sensor 12A, and is indirectly connected to the first circuit unit electrode 31 via the positive electrode layer 15 and the first sensor electrode 21. Is connected. Further, the second sensor electrode 22 is connected to the second circuit unit electrode 32, and the second sensor electrode 23 is connected to the second circuit unit electrode 33.

図5、図6及び図8に示すように、感圧センサ12Aにおいて、負極電極層16と第2センサ電極22とによって挟まれる部材には、柔軟性を有し、かつ正極電極層15に対し絶縁された状態で基板11の上記厚み方向に貫通する第2導通構造部37が、導通構造部の一部として設けられている。該当する部材は、基板11に近い側の誘電層17、基板11に近い側の正極電極層15及び基板11である。 As shown in FIGS. 5, 6 and 8, in the pressure-sensitive sensor 12A, the member sandwiched between the negative electrode layer 16 and the second sensor electrode 22 has flexibility and is relative to the positive electrode layer 15. A second conductive structure portion 37 that penetrates the substrate 11 in the thickness direction in an insulated state is provided as a part of the conductive structure portion. The corresponding members are the dielectric layer 17 on the side close to the substrate 11, the positive electrode layer 15 on the side close to the substrate 11, and the substrate 11.

図5、図6及び図9に示すように、感圧センサ12Bにおいて、負極電極層16と第2センサ電極23とによって挟まれる部材には、柔軟性を有し、かつ正極電極層15に対し絶縁された状態で基板11の上記厚み方向に貫通する第2導通構造部37が、導通構造部の一部として設けられている。該当する部材は、基板11に近い側の誘電層17、基板11に近い側の正極電極層15及び基板11である。 As shown in FIGS. 5, 6 and 9, in the pressure-sensitive sensor 12B, the member sandwiched between the negative electrode layer 16 and the second sensor electrode 23 has flexibility and is relative to the positive electrode layer 15. A second conductive structure portion 37 that penetrates the substrate 11 in the thickness direction in an insulated state is provided as a part of the conductive structure portion. The corresponding members are the dielectric layer 17 on the side close to the substrate 11, the positive electrode layer 15 on the side close to the substrate 11, and the substrate 11.

上記各第2導通構造部37は、基板11に近い側の誘電層17、基板11に近い側の正極電極層15及び基板11を上記厚み方向へ貫通する貫通孔38と、正極電極層15に対し絶縁された状態で貫通孔38内に形成され、かつ柔軟性を有する導電性ペースト39とによって構成されている。導電性ペースト39は、誘電層17及び基板11では貫通孔38に充填されている。貫通孔38は、正極電極層15では、誘電層17及び基板11におけるよりも大径状に形成されている。導電性ペースト39は、正極電極層15においては、貫通孔38の内壁面から離間した状態で、すなわち、絶縁された状態で貫通している。導電性ペースト39は、例えば、シリコーンゴムに銀、銅等の金属粉を添加して得ることができ、誘電層17の伸縮に追従して変形可能である。そして、図8及び図9に示すように、感圧センサ12Aでは、負極電極層16は第2導通構造部37を介して第2センサ電極22に接続されている。また、感圧センサ12Bでは、負極電極層16は第2導通構造部37を介して第2センサ電極23に接続されている。 Each of the second conductive structure portions 37 is formed in a dielectric layer 17 on the side close to the substrate 11, a positive electrode layer 15 on the side close to the substrate 11, a through hole 38 penetrating the substrate 11 in the thickness direction, and a positive electrode layer 15. It is formed of a conductive paste 39 which is formed in the through hole 38 in an insulated state and has flexibility. The conductive paste 39 is filled in the through hole 38 in the dielectric layer 17 and the substrate 11. The through hole 38 is formed in the positive electrode layer 15 to have a larger diameter than that in the dielectric layer 17 and the substrate 11. In the positive electrode layer 15, the conductive paste 39 penetrates in a state of being separated from the inner wall surface of the through hole 38, that is, in an insulated state. The conductive paste 39 can be obtained, for example, by adding a metal powder such as silver or copper to silicone rubber, and can be deformed by following the expansion and contraction of the dielectric layer 17. Then, as shown in FIGS. 8 and 9, in the pressure-sensitive sensor 12A, the negative electrode layer 16 is connected to the second sensor electrode 22 via the second conductive structure portion 37. Further, in the pressure-sensitive sensor 12B, the negative electrode layer 16 is connected to the second sensor electrode 23 via the second conductive structure portion 37.

図5〜図7に示すように、各感圧センサ12A,12Bの積層体14において、誘電層17のうち基板11から遠い側の面上に形成された正極電極層15の第1回路部電極31に対する接続は、同正極電極層15が、積層体13の正極電極層15に対し接続されることによりなされている。各感圧センサ12A,12Bにおいて、両正極電極層15によって挟み込まれる部材、すなわち、両誘電層17及び負極電極層16には、柔軟性を有し、かつ同負極電極層16に対し絶縁された状態で基板11の上記厚み方向に貫通する第1導通構造部34が設けられている。 As shown in FIGS. 5 to 7, in the laminated body 14 of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B, the first circuit portion electrode of the positive electrode layer 15 formed on the surface of the dielectric layer 17 far from the substrate 11. The connection to 31 is made by connecting the positive electrode layer 15 to the positive electrode layer 15 of the laminated body 13. In each of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B, the members sandwiched between the positive electrode layers 15, that is, the dielectric layer 17 and the negative electrode layer 16 have flexibility and are insulated from the negative electrode layer 16. A first conductive structure portion 34 that penetrates the substrate 11 in the thickness direction is provided in this state.

感圧センサ12A,12B毎の第1導通構造部34は、両誘電層17及び負極電極層16を基板11の上記厚み方向へ貫通する貫通孔35と、負極電極層16に対し絶縁された状態で貫通孔35内に形成され、かつ柔軟性を有する導電性ペースト36とによって構成されている。導電性ペースト36としては、上記導電性ペースト39と同様のものが用いられる。導電性ペースト36は、両誘電層17では貫通孔35に充填されている。貫通孔35は、負極電極層16では、両誘電層17におけるよりも大径状に形成されている。導電性ペースト36は、負極電極層16においては、貫通孔35の内壁面から離間した状態で、すなわち、絶縁された状態で貫通している。そして、感圧センサ12A,12B毎の両正極電極層15は、第1導通構造部34を介して相互に接続されている。 The first conductive structure portion 34 for each of the pressure sensitive sensors 12A and 12B is in a state of being insulated from the negative electrode layer 16 and the through hole 35 penetrating the dielectric layer 17 and the negative electrode layer 16 in the thickness direction of the substrate 11. It is composed of a conductive paste 36 formed in the through hole 35 and having flexibility. As the conductive paste 36, the same one as the conductive paste 39 is used. The conductive paste 36 is filled in the through hole 35 in both dielectric layers 17. The through hole 35 is formed in the negative electrode layer 16 to have a larger diameter than in both dielectric layers 17. The conductive paste 36 penetrates the negative electrode layer 16 in a state of being separated from the inner wall surface of the through hole 35, that is, in an insulated state. The positive electrode layers 15 for each of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B are connected to each other via the first conductive structure portion 34.

上記のようにして本実施形態のセンサユニット10が構成されている。次に、このセンサユニット10の作用について説明する。また、作用に伴い生ずる効果についても併せて説明する。 The sensor unit 10 of the present embodiment is configured as described above. Next, the operation of the sensor unit 10 will be described. In addition, the effects caused by the action will also be described.

本実施形態のセンサユニット10では、各感圧センサ12A,12Bにおける積層体13,14毎の第1センサ電極21が第1回路部電極31に接続され、第2センサ電極22が第2回路部電極32に接続され、第2センサ電極23が第2回路部電極33に接続されることで、各感圧センサ12A,12Bが回路部30に対し電気的に接続される。 In the sensor unit 10 of the present embodiment, the first sensor electrode 21 for each of the laminated bodies 13 and 14 in the pressure sensitive sensors 12A and 12B is connected to the first circuit unit electrode 31, and the second sensor electrode 22 is the second circuit unit. The pressure-sensitive sensors 12A and 12B are electrically connected to the circuit unit 30 by being connected to the electrode 32 and the second sensor electrode 23 being connected to the second circuit unit electrode 33.

積層体13,14毎の第1センサ電極21の第1回路部電極31に対する接続は、基板11上でなされる。各積層体13,14において、第2センサ電極22の第2回路部電極32に対する接続と、第2センサ電極23の第2回路部電極33に対する接続とが、同基板11上でなされる。 The connection of the first sensor electrode 21 for each of the laminates 13 and 14 to the first circuit portion electrode 31 is made on the substrate 11. In each of the laminated bodies 13 and 14, the connection of the second sensor electrode 22 to the second circuit portion electrode 32 and the connection of the second sensor electrode 23 to the second circuit portion electrode 33 are made on the substrate 11.

図8に示すように、感圧センサ12Aの積層体13では、誘電層17のうち基板11から遠い側の面上に形成された負極電極層16の第2センサ電極22に対する接続は、同負極電極層16と第2センサ電極22とにより挟まれる部材に設けられた第2導通構造部37を介してなされる。同様に、図9に示すように、感圧センサ12Bの積層体13では、誘電層17のうち基板11から遠い側の面上に形成された負極電極層16の第2センサ電極23に対する接続は、同負極電極層16と第2センサ電極23とにより挟まれる部材に設けられた第2導通構造部37を介してなされる。 As shown in FIG. 8, in the laminated body 13 of the pressure-sensitive sensor 12A, the connection of the negative electrode electrode layer 16 formed on the surface of the dielectric layer 17 far from the substrate 11 to the second sensor electrode 22 is the same negative electrode. It is formed via a second conductive structure portion 37 provided in a member sandwiched between the electrode layer 16 and the second sensor electrode 22. Similarly, as shown in FIG. 9, in the laminated body 13 of the pressure-sensitive sensor 12B, the connection of the negative electrode layer 16 formed on the surface of the dielectric layer 17 far from the substrate 11 to the second sensor electrode 23 is This is done via a second conductive structure portion 37 provided in a member sandwiched between the negative electrode layer 16 and the second sensor electrode 23.

図8及び図9に示すように、各第2導通構造部37は、柔軟性を有し、かつ誘電層17等を厚み方向に貫通しているため、誘電層17の伸縮に追従して変形する。しかも、各第2導通構造部37は正極電極層15に対し絶縁されている。従って、負極電極層16の第2センサ電極22,23に対する接続が、感圧センサ12A,12Bの外部に設けられた配線部によってなされる場合とは異なり、各第2導通構造部37に断線が生じにくい。また、負極電極層16の第2センサ電極22,23に対する接続が、基板11の厚み方向へ延びる第2導通構造部37によって実現されるため、配線構造が簡素化される。 As shown in FIGS. 8 and 9, each of the second conductive structure portions 37 has flexibility and penetrates the dielectric layer 17 and the like in the thickness direction, and therefore deforms following the expansion and contraction of the dielectric layer 17. do. Moreover, each second conductive structure portion 37 is insulated from the positive electrode layer 15. Therefore, unlike the case where the negative electrode layer 16 is connected to the second sensor electrodes 22 and 23 by the wiring portion provided outside the pressure sensitive sensors 12A and 12B, the second conductive structure portion 37 is disconnected. It is unlikely to occur. Further, since the connection of the negative electrode layer 16 to the second sensor electrodes 22 and 23 is realized by the second conductive structure portion 37 extending in the thickness direction of the substrate 11, the wiring structure is simplified.

このように、本実施形態によれば、複数の感圧センサ12A,12Bを備えるセンサユニット10において、配線構造を簡素化しつつ接続信頼性を高めることができ、センサユニット10に占める感圧センサ12A,12Bの比率を増やして、感圧センサの実装密度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the sensor unit 10 including the plurality of pressure-sensitive sensors 12A and 12B, the connection reliability can be improved while simplifying the wiring structure, and the pressure-sensitive sensor 12A occupying the sensor unit 10 , 12B ratio can be increased to increase the mounting density of the pressure sensor.

また、本実施形態のセンサユニット10では、図7に示すように、感圧センサ12A,12B毎の積層体13では、正極電極層15の第1センサ電極21に対する接続も、第1センサ電極21の第1回路部電極31に対する接続も基板11上でなされる。 Further, in the sensor unit 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 7, in the laminated body 13 for each of the pressure sensitive sensors 12A and 12B, the connection of the positive electrode layer 15 to the first sensor electrode 21 is also made by the first sensor electrode 21. The connection to the first circuit unit electrode 31 is also made on the substrate 11.

感圧センサ12A,12B毎の積層体14では、第1センサ電極21の第1回路部電極31に対する接続が基板11上においてなされる。また、感圧センサ12A,12B毎の積層体14において、誘電層17のうち基板11から遠い側の面上に形成された正極電極層15の第1回路部電極31に対する接続は、同正極電極層15が、積層体13の正極電極層15に対し接続されることによりなされる。各感圧センサ12A,12Bにおける両正極電極層15の接続は、同両正極電極層15により挟み込まれる部材に設けられた第1導通構造部34を介してなされる。各第1導通構造部34は、柔軟性を有し、かつ誘電層17等を厚み方向に貫通しているため、誘電層17の伸縮に追従して変形する。しかも、各第1導通構造部34は、負極電極層16に対し絶縁されている。従って、両正極電極層15の接続が、感圧センサ12A,12Bの外部に設けられた配線部によってなされる場合とは異なり、各第1導通構造部34に断線が生じにくい。また、両正極電極層15同士の接続が、基板11の厚み方向へ延びる第1導通構造部34によって実現されるため、配線構造が簡素化される。従って、配線構造のより一層の簡素化を図りつつ接続信頼性を一層高めることができ、センサユニット10に占める感圧センサ12A,12Bの比率を増やして、感圧センサの実装密度を高めることができる。 In the laminated body 14 for each of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B, the first sensor electrode 21 is connected to the first circuit portion electrode 31 on the substrate 11. Further, in the laminated body 14 for each of the pressure sensitive sensors 12A and 12B, the connection of the positive electrode layer 15 formed on the surface of the dielectric layer 17 far from the substrate 11 to the first circuit portion electrode 31 is the same positive electrode. The layer 15 is formed by being connected to the positive electrode layer 15 of the laminated body 13. The connection of both positive electrode layers 15 in the pressure sensitive sensors 12A and 12B is made via a first conductive structure portion 34 provided in a member sandwiched by both positive electrode layers 15. Since each of the first conductive structure portions 34 has flexibility and penetrates the dielectric layer 17 and the like in the thickness direction, it deforms following the expansion and contraction of the dielectric layer 17. Moreover, each first conductive structure portion 34 is insulated from the negative electrode layer 16. Therefore, unlike the case where the positive electrode layers 15 are connected by the wiring portions provided outside the pressure-sensitive sensors 12A and 12B, the first conductive structure portions 34 are less likely to be disconnected. Further, since the connection between the positive electrode layers 15 is realized by the first conductive structure portion 34 extending in the thickness direction of the substrate 11, the wiring structure is simplified. Therefore, the connection reliability can be further improved while further simplifying the wiring structure, and the ratio of the pressure-sensitive sensors 12A and 12B to the sensor unit 10 can be increased to increase the mounting density of the pressure-sensitive sensors. can.

ところで、上記センサユニット10は、基板11における回路部30等の硬質の部品が配置されていない部分、例えば回路部30とその隣の感圧センサ12Aとの間の領域において、同基板11の厚み方向へ屈曲可能である。感圧センサ12A,12Bも柔軟性を有しているため、多少の湾曲は可能である。そのため、家具、棚、箱、工具、ロボットハンド等、種々の外形形状を有するものを取付けの対象(被取付部)とし、センサユニット10を屈曲させることで、被取付部の外形形状に合わせて変形させることができる。なお、配線部は基板11の一部を構成するものであって柔軟性を有しているため、屈曲されても支障はない。そして、センサユニット10は、両面接着テープ等によって被取付部に取付けられる。 By the way, the sensor unit 10 has a thickness of the substrate 11 in a portion of the substrate 11 on which hard parts such as the circuit portion 30 are not arranged, for example, in a region between the circuit portion 30 and the pressure-sensitive sensor 12A adjacent to the circuit portion 30. It can be bent in the direction. Since the pressure sensors 12A and 12B also have flexibility, they can be slightly curved. Therefore, furniture, shelves, boxes, tools, robot hands, and other items with various external shapes are targeted for attachment (attached portion), and the sensor unit 10 is bent to match the external shape of the attached portion. It can be transformed. Since the wiring portion constitutes a part of the substrate 11 and has flexibility, there is no problem even if it is bent. Then, the sensor unit 10 is attached to the attached portion by a double-sided adhesive tape or the like.

上記のようにして被取付部に取付けられたセンサユニット10では、各感圧センサ12A,12Bに対し圧力が加えられると静電容量が圧力に応じて変化する。感圧センサ12A,12Bでは、上記静電容量の変化に基づき圧力が検出される。処理部では、複数(2つ)の感圧センサ12A,12Bの検出結果が用いられて処理が行なわれる。処理部の処理結果は、伝送部から無線で送信される。 In the sensor unit 10 attached to the attached portion as described above, when pressure is applied to the pressure-sensitive sensors 12A and 12B, the capacitance changes according to the pressure. In the pressure-sensitive sensors 12A and 12B, the pressure is detected based on the change in capacitance. In the processing unit, processing is performed using the detection results of a plurality of (two) pressure sensors 12A and 12B. The processing result of the processing unit is wirelessly transmitted from the transmission unit.

本実施形態によると、上記以外にも、次の効果が得られる。
・第1導通構造部34及び第2導通構造部37によりシンプルな配線構造となるため、センサユニット10の小型化を図ることができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained in addition to the above.
-Since the first conductive structure portion 34 and the second conductive structure portion 37 have a simple wiring structure, the sensor unit 10 can be miniaturized.

・隣り合う感圧センサ12A,12B間の空間部S1では、感圧センサ12A,12Bによるような圧力の検出ができない又は検出が困難である。この点、本実施形態では、感圧センサ12A,12Bの内部で接続が行なわれる分、同感圧センサ12A,12Bの外部で行なわれる接続の部分が少なくなる。従って、隣り合う感圧センサ12A,12B間の空間部S1の寸法を小さくし、センサユニット10において、圧力の検出のできない又は検出が困難な領域を少なくすることができ、センサユニット10に占める感圧センサ12A,12Bの比率を増やして、感圧センサの実装密度を高めることができる。 -In the space S1 between the adjacent pressure sensors 12A and 12B, the pressure cannot be detected or is difficult to detect as in the pressure sensors 12A and 12B. In this respect, in the present embodiment, since the connection is made inside the pressure sensors 12A and 12B, the number of connections made outside the pressure sensors 12A and 12B is reduced. Therefore, the size of the space S1 between the adjacent pressure-sensitive sensors 12A and 12B can be reduced, and the area where the pressure cannot be detected or is difficult to detect in the sensor unit 10 can be reduced, and the feeling occupied by the sensor unit 10 can be reduced. The ratio of the pressure sensors 12A and 12B can be increased to increase the mounting density of the pressure sensor.

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変形例として実施することもできる。上記実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組合わせて実施することができる。 It should be noted that the above embodiment can also be implemented as a modified example in which this is modified as follows. The above embodiment and the following modifications can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・上記実施形態とは異なり、第1電極層が負極電極層16によって構成され、第2電極層が正極電極層15によって構成されてもよい。
・第1導通構造部34及び第2導通構造部37の少なくとも一方が、誘電層17の伸縮に追従して変形し得るスルーホールによって構成されてもよい。この場合、複数の第1導通構造部34のうちの一部のみがスルーホールによって構成されてもよいし、全部がスルーホールによって構成されてもよい。複数の第2導通構造部37についても同様である。
-Unlike the above embodiment, the first electrode layer may be composed of the negative electrode layer 16 and the second electrode layer may be composed of the positive electrode layer 15.
At least one of the first conductive structure portion 34 and the second conductive structure portion 37 may be formed by through holes that can be deformed by following the expansion and contraction of the dielectric layer 17. In this case, only a part of the plurality of first conductive structure portions 34 may be composed of through holes, or all of them may be composed of through holes. The same applies to the plurality of second conductive structure portions 37.

スルーホールは、誘電層17等を厚み方向へ貫通する貫通孔と、同貫通孔の内壁面に形成された導電性の金属めっき層とを備える。すなわち、上記実施形態における貫通孔35,38内に形成された導電性ペースト36,39が金属めっき層に代えられる。金属めっき層は、誘電層17の伸縮に追従して変形可能となるような厚みで施される。 The through hole includes a through hole that penetrates the dielectric layer 17 and the like in the thickness direction, and a conductive metal plating layer formed on the inner wall surface of the through hole. That is, the conductive pastes 36 and 39 formed in the through holes 35 and 38 in the above embodiment are replaced with the metal plating layer. The metal plating layer is applied with a thickness that allows it to be deformed by following the expansion and contraction of the dielectric layer 17.

このように変更された場合であっても、上記実施形態と同様に、配線構造を簡素化しつつ接続信頼性を高める効果が得られる。
・各感圧センサ12A,12Bにおける積層体13,14の数が、1又は3以上に変更されてもよい。
Even in the case of such a change, the effect of improving the connection reliability while simplifying the wiring structure can be obtained as in the above embodiment.
-The number of laminated bodies 13 and 14 in each pressure sensitive sensor 12A and 12B may be changed to 1 or 3 or more.

・上記実施形態において、第1回路部電極31が2つ設けられ、感圧センサ12Aにおける第1センサ電極21と、感圧センサ12Bにおける第1センサ電極21とが別々の第1回路部電極31に接続されてもよい。 In the above embodiment, two first circuit unit electrodes 31 are provided, and the first sensor electrode 21 in the pressure sensor 12A and the first sensor electrode 21 in the pressure sensor 12B are separate first circuit unit electrodes 31. May be connected to.

・センサユニット10に使用される感圧センサ12A,12Bの数は3以上であってもよい。多数の感圧センサ12A,12Bを使用する場合、それらは縦横に格子状(碁盤目状)に規則正しく並んだ状態で配置されることが望ましい。この場合、隣り合う感圧センサ12A,12Bを接近させた状態で配置することができ、空間部S1を小さくすることができる。 The number of pressure-sensitive sensors 12A and 12B used in the sensor unit 10 may be 3 or more. When a large number of pressure sensors 12A and 12B are used, it is desirable that they are arranged in a regular arrangement in a grid pattern (a grid pattern) in the vertical and horizontal directions. In this case, the adjacent pressure sensors 12A and 12B can be arranged in close proximity to each other, and the space portion S1 can be reduced.

また、多くの感圧センサ12A,12Bを用いた場合には、圧力分布を検出することが可能である。
・第2回路部電極32,33が共通化されるとともに、第2センサ電極22,23が共通化され、共通化された第2回路部電極に対し、共通化された第2センサ電極が接続されてもよい。
Further, when many pressure sensors 12A and 12B are used, it is possible to detect the pressure distribution.
-The second circuit unit electrodes 32 and 33 are standardized, the second sensor electrodes 22 and 23 are standardized, and the common second sensor electrode is connected to the common second circuit unit electrode. May be done.

10…センサユニット
11…基板
12A,12B…感圧センサ
13,14…積層体
15…正極電極層(第1電極層)
16…負極電極層(第2電極層)
17…誘電層
21…第1センサ電極
22,23…第2センサ電極
30…回路部
31…第1回路部電極
32,33…第2回路部電極
34…第1導通構造部(導通構造部)
35,38…貫通孔
36,39…導電性ペースト
37…第2導通構造部(導通構造部)
S1…空間部
10 ... Sensor unit 11 ... Substrate 12A, 12B ... Pressure sensitive sensor 13, 14 ... Laminated body 15 ... Positive electrode layer (first electrode layer)
16 ... Negative electrode layer (second electrode layer)
17 ... Dielectric layer 21 ... 1st sensor electrode 22, 23 ... 2nd sensor electrode 30 ... Circuit part 31 ... 1st circuit part electrode 32, 33 ... 2nd circuit part electrode 34 ... 1st conductive structure part (conducting structure part)
35, 38 ... Through holes 36, 39 ... Conductive paste 37 ... Second conductive structure part (conducting structure part)
S1 ... Spatial part

Claims (4)

それぞれ柔軟性を有する複数の感圧センサと、前記複数の感圧センサの検出結果を用いて処理を行なう回路部とが、柔軟性を有する基板上に配置され、
各感圧センサは、互いに極性の異なる第1電極層及び第2電極層で誘電層を挟み込んでなる積層体を、前記基板の厚み方向に少なくとも1つ備え、
前記積層体毎の前記第1電極層には第1センサ電極が接続され、前記第2電極層には第2センサ電極が接続され、前記回路部に対しそれぞれ接続された第1回路部電極及び第2回路部電極は、前記基板上に形成されており、
前記積層体毎の前記第1センサ電極が前記第1回路部電極に接続され、かつ前記第2センサ電極が前記第2回路部電極に接続されることで、各感圧センサの前記回路部に対する電気的接続がなされているセンサユニットであって、
前記複数の感圧センサは、空間部を介して互いに離間した状態で配置され、
前記積層体毎の前記第1センサ電極及び前記第2センサ電極は前記基板上に形成され、前記基板に隣接する前記積層体の前記第2電極層は、前記誘電層のうち前記基板から遠い側の面上に形成され、
前記第2電極層と前記第2センサ電極とにより挟まれる部材には、柔軟性を有し、かつ前記第1電極層に対し絶縁された状態で前記厚み方向に貫通する導通構造部が設けられ、前記第2電極層は前記導通構造部を介して前記第2センサ電極に接続されているセンサユニット。
A plurality of pressure-sensitive sensors, each of which has flexibility, and a circuit unit that performs processing using the detection results of the plurality of pressure-sensitive sensors are arranged on the flexible substrate.
Each pressure sensor is provided with at least one laminate in the thickness direction of the substrate, which is formed by sandwiching a dielectric layer between a first electrode layer and a second electrode layer having different polarities.
A first sensor electrode is connected to the first electrode layer of each laminate, a second sensor electrode is connected to the second electrode layer, and the first circuit unit electrode and the circuit unit are connected to the circuit unit, respectively. The second circuit unit electrode is formed on the substrate, and is formed on the substrate.
By connecting the first sensor electrode of each laminate to the first circuit unit electrode and connecting the second sensor electrode to the second circuit unit electrode, the pressure-sensitive sensor is connected to the circuit unit. A sensor unit that is electrically connected
The plurality of pressure-sensitive sensors are arranged so as to be separated from each other via a space portion.
The first sensor electrode and the second sensor electrode for each laminate are formed on the substrate, and the second electrode layer of the laminate adjacent to the substrate is the side of the dielectric layer far from the substrate. Formed on the surface of
The member sandwiched between the second electrode layer and the second sensor electrode is provided with a conductive structure portion that has flexibility and penetrates in the thickness direction in a state of being insulated from the first electrode layer. , The second electrode layer is a sensor unit connected to the second sensor electrode via the conduction structure portion.
各感圧センサは、前記厚み方向に積層された複数の前記積層体を備えており、
前記基板に隣接する前記積層体における前記第1電極層は同基板上に形成され、かつ前記第1センサ電極を介して前記第1回路部電極に接続されており、
前記導通構造部を第2導通構造部とした場合において、前記基板に隣接しない前記積層体における前記第1電極層は、同積層体における前記誘電層のうち前記基板から遠い側の面上に形成され、
前記基板に隣接する前記積層体における前記第1電極層と、前記基板に隣接しない前記積層体における前記第1電極層とにより挟み込まれる部材には、柔軟性を有し、かつ前記第2電極層に対し絶縁された状態で前記厚み方向に貫通する第1導通構造部が設けられ、両第1電極層は、前記第1導通構造部を介して接続されている請求項1に記載のセンサユニット。
Each pressure-sensitive sensor includes a plurality of the laminated bodies laminated in the thickness direction.
The first electrode layer in the laminated body adjacent to the substrate is formed on the substrate and is connected to the first circuit unit electrode via the first sensor electrode.
When the conductive structure portion is used as the second conductive structure portion, the first electrode layer in the laminated body not adjacent to the substrate is formed on the surface of the dielectric layer in the laminated body on the side far from the substrate. Being done
The member sandwiched between the first electrode layer in the laminate adjacent to the substrate and the first electrode layer in the laminate not adjacent to the substrate has flexibility and the second electrode layer. The sensor unit according to claim 1, wherein a first conductive structure portion is provided so as to penetrate in the thickness direction in an insulated state, and both first electrode layers are connected via the first conductive structure portion. ..
前記第1導通構造部及び前記第2導通構造部の少なくとも一方は、前記厚み方向へ延びる貫通孔と、前記貫通孔内に配置された柔軟性を有する導電性ペーストとにより構成されている請求項2に記載のセンサユニット。 Claim that at least one of the first conductive structure portion and the second conductive structure portion is composed of a through hole extending in the thickness direction and a flexible conductive paste arranged in the through hole. 2. The sensor unit according to 2. 前記第1導通構造部及び前記第2導通構造部の少なくとも一方は、前記厚み方向へ延びるスルーホールにより構成されている請求項2に記載のセンサユニット。 The sensor unit according to claim 2, wherein at least one of the first conductive structure portion and the second conductive structure portion is composed of through holes extending in the thickness direction.
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