JP2024091012A - Pressure sensitive sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感圧センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor.
中空の管状に形成された中空絶縁体と、中空絶縁体の内側に保持された複数の電極線とを備えた感圧センサが提案されている(例えば、特許文献1および2参照。)。感圧センサは、離れて保持されていた電極線同士が外部からの圧力によって接触することによりスイッチ機能を果たす。
A pressure sensor has been proposed that includes a hollow insulator formed into a hollow tube and multiple electrode wires held inside the hollow insulator (see, for example,
特許文献1において開示された感圧センサでは、電極線にスチレン系熱可塑性エラストマおよびカーボンを含む導電性樹脂組成物が含まれている。中空状の絶縁体内層にはスチレン系熱可塑性エラストマが含まれ、絶縁体外層には熱可塑性ウレタンが含まれている。
In the pressure sensor disclosed in
特許文献2において開示された感圧センサでは、絶縁体内層と絶縁体外層との接着性を改善するため、絶縁体外層に熱可塑性ウレタンと不飽和カルボン酸などで変性された酸変性ポリマが含まれている。 In the pressure sensor disclosed in Patent Document 2, the outer insulator layer contains a thermoplastic urethane and an acid-modified polymer modified with an unsaturated carboxylic acid or the like to improve adhesion between the inner and outer insulator layers.
上述の感圧センサに用いられている絶縁体は透湿性が高いことから、使用環境によっては水蒸気が感圧センサの内部に侵入する可能性がある。内部に侵入した水蒸気は温度変化などにより結露し、電極線間や端末の電極間を短絡させる。短絡が発生すると感圧センサのスイッチ機能に支障が生じるおそれがあった。 The insulator used in the pressure sensor described above is highly moisture permeable, so depending on the usage environment, water vapor may enter the inside of the pressure sensor. The water vapor that enters the inside condenses due to temperature changes, etc., and causes a short circuit between the electrode wires and between the electrodes of the terminals. If a short circuit occurs, there is a risk that the switching function of the pressure sensor will be impaired.
また、特許文献2には、オレフィン系熱可塑性エラストマを用いて形成された中空絶縁体を有する感圧センサが開示されている。オレフィン系熱可塑性エラストマは、上述のスチレン系熱可塑性エラストマ等と比較して透湿性が低い材料である。この感圧センサは、上述のスチレン系熱可塑性エラストマ等を含む感圧センサと比較して水蒸気が内部に侵入しくい。 Patent Document 2 also discloses a pressure sensor having a hollow insulator formed using an olefin-based thermoplastic elastomer. The olefin-based thermoplastic elastomer is a material with lower moisture permeability than the above-mentioned styrene-based thermoplastic elastomer. This pressure sensor is less susceptible to water vapor penetration than the above-mentioned pressure sensor containing a styrene-based thermoplastic elastomer.
その一方で、オレフィン系熱可塑性エラストマを用いて形成された中空絶縁体に隣接する外層には、熱可塑性ポリウレタンや酸変性ポリマが含まれている。この中空絶縁体と外層とは接着性が高くなく、剥離する可能性がある。剥離が生じると感圧センサに不具合が発生するおそれがあった。 On the other hand, the outer layer adjacent to the hollow insulator formed using an olefin-based thermoplastic elastomer contains thermoplastic polyurethane and acid-modified polymer. The adhesion between this hollow insulator and the outer layer is not strong, and there is a possibility that they may peel off. If peeling occurs, there is a risk that malfunctions will occur in the pressure sensor.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、短絡の発生を抑制し、不具合の発生を抑制しやすい感圧センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a pressure sensor that is easy to prevent short circuits and malfunctions.
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の一態様に係る感圧センサは、長手方向に沿って伸びる中空部を有する筒状の弾性絶縁体と、前記弾性絶縁体における前記中空部の内周面に沿って配置され、かつ相互に間隔を設けて配置された複数の電極線と、を備え、前記弾性絶縁体には、オレフィン系熱可塑性エラストマを含む第1層が少なくとも設けられ、前記弾性絶縁体および前記電極線の被覆の少なくとも一方には、前記第1層に隣接する部分である第2層が設けられ、前記第2層には、スチレン系熱可塑性エラストマおよびオレフィン系結晶性樹脂が含まれる。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
A pressure-sensitive sensor according to one embodiment of the present invention comprises a cylindrical elastic insulator having a hollow portion extending along the longitudinal direction, and a plurality of electrode wires arranged along the inner surface of the hollow portion in the elastic insulator and spaced apart from each other, wherein the elastic insulator has at least a first layer containing an olefin-based thermoplastic elastomer, and at least one of the elastic insulator and the coating of the electrode wire has a second layer adjacent to the first layer, and the second layer contains a styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based crystalline resin.
本発明の感圧センサによれば、弾性絶縁体にオレフィン系熱可塑性エラストマを成分に含む第1層が少なくとも設けられる。オレフィン系熱可塑性エラストマは、スチレン系熱可塑性エラストマと比較して透湿性が低く、水蒸気が第1層よりも内部に侵入しにくくなる。水蒸気が感圧センサの内部に侵入しにくくなるため、感圧センサの内部で結露が発生しにくくなる。 According to the pressure sensor of the present invention, at least a first layer containing an olefin-based thermoplastic elastomer as a component is provided in the elastic insulator. Olefin-based thermoplastic elastomer has lower moisture permeability than styrene-based thermoplastic elastomer, and water vapor is less likely to penetrate into the inside than the first layer. Because water vapor is less likely to penetrate into the inside of the pressure sensor, condensation is less likely to occur inside the pressure sensor.
第1層に隣接する部分である第2層に、スチレン系熱可塑性エラストマおよびオレフィン系結晶性樹脂が含まれる。オレフィン系結晶性樹脂は、第1層のオレフィン系熱可塑性エラストマとの接着性を有している。第2層がスチレン系熱可塑性エラストマのみから形成されている場合と比較して、第1層と第2層の接着性が高くなる。 The second layer, which is adjacent to the first layer, contains a styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based crystalline resin. The olefin-based crystalline resin has adhesive properties with the olefin-based thermoplastic elastomer of the first layer. Compared to when the second layer is formed only from a styrene-based thermoplastic elastomer, the adhesive properties between the first layer and the second layer are higher.
本発明の感圧センサによれば、弾性絶縁体にオレフィン系熱可塑性エラストマを成分に含む第1層が少なくとも設けられ、第1層に隣接する部分である第2層に、スチレン系熱可塑性エラストマおよびオレフィン系結晶性樹脂が含まれるため、短絡の発生を抑制し、不具合の発生を抑制しやすくなるという効果を奏する。 The pressure sensor of the present invention has an elastic insulator that is provided with at least a first layer that contains an olefin-based thermoplastic elastomer as a component, and a second layer that is adjacent to the first layer that contains a styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based crystalline resin, which has the effect of suppressing the occurrence of short circuits and making it easier to suppress the occurrence of malfunctions.
この発明の一実施形態に係る感圧センサ10について、図1から図7を参照しながら説明する。本実施形態の感圧センサ10は、例えば、車両などのドアパネルを電動で移動させる自動開閉装置に設けられるセンサである。具体的には、車両の乗降口の周縁部とドアパネルとの間の開閉部において異物や人体が挟まれたり接触したりすることを検知するセンサである。
A
図1は本実施形態の感圧センサ10の構成を説明する斜視図である。図2は感圧センサ10の構成を説明する断面視図である。
感圧センサ10には、図1および図2に示すように、弾性絶縁体11と、複数の電極線21とが設けられている。本実施形態では、2本の電極線21,21が設けられている例に適用して説明する。なお、電極線21の数は、複数であればよく2本に限定されない。
Fig. 1 is a perspective view illustrating the configuration of a pressure-
1 and 2, the pressure-
弾性絶縁体11は複数の電極線21,21を内部に保持する部材である。また弾性絶縁体11は長尺状に形成された部材であって、後述する中空部17が設けられて筒状に形成された部材である。
The
弾性絶縁体11には、弾性絶縁体11の内部を長手方向に連続して形成された空間である中空部17が設けられている。中空部17の内周面には複数の電極線21,21が配置されている。
The
感圧センサ10が外力を受けて変形していない状態において、中空部17は複数の電極線21,21が相互に間隔をあけて収容できる大きさ及び断面形状を有することが好ましい。言い換えると、複数の電極線21,21が接触することなく収容できる大きさ及び断面形状を有することが好ましい。なお、中空部17の大きさ及び断面形状は、感圧センサ10に設けられる電極線21の本数に応じて適宜変更してもよい。
When the
本実施形態において、弾性絶縁体11には外層(第1層に相当する。)12と、内層(第2層に相当する。)13と、が設けられている。
外層12は、弾性絶縁体11における外周側部分を形成し、内層13の周囲を覆う部分である。外層12の厚さとしては0.3mmを例示することができる。外層12は、0.3mmよりも厚くてもよい。
In this embodiment, the
The
本実施形態の外層12は、オレフィン系熱可塑性エラストマを含む組成物を用いて形成されることが好ましい。外層12は、オレフィン系樹脂を連続相、架橋されたゴム成分を分散層に持つオレフィン系熱可塑性エラストマを含む組成物を用いて形成されることが好ましい。更に外層12は、ポリプロピレンを連続相、架橋されたエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)を分散層に持つオレフィン系熱可塑性エラストマを含む組成物を用いて形成されることがより好ましい。
The
外層12を構成する組成物は、必要に応じて加工助剤、オイル、難燃剤、難燃助剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤、充填剤、相溶化剤、安定剤、着色剤等の他の添加物を含んでもよい。
The composition constituting the
オレフィン系熱可塑性エラストマは、ポリオレフィン樹脂をハードセグメントとする熱可塑性エラストマである。
ハードセグメントとしては結晶性のポリオレフィンが用いられる。具体的には、ポリプロピレン(PP)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)などが挙げられる。
The olefin-based thermoplastic elastomer is a thermoplastic elastomer having a polyolefin resin as a hard segment.
The hard segment is made of a crystalline polyolefin, such as polypropylene (PP), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), etc.
オレフィン系熱可塑性エラストマのソフトセグメントとしては、エチレン-プロピレン共重合体(EPM)、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体(EPDM)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体(NBR)、水素添加NBR、エチレン-オクテン共重合体(EOR)、エチレン-ブテン-1共重合体(EBR)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、エチレン-エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、スチレン成分を含むエラストマなどが挙げられる。 Examples of soft segments of olefin-based thermoplastic elastomers include ethylene-propylene copolymer (EPM), ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR), hydrogenated NBR, ethylene-octene copolymer (EOR), ethylene-butene-1 copolymer (EBR), linear low-density polyethylene (LLDPE), very low-density polyethylene (VLDPE), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), and elastomers containing styrene components.
内層13は、弾性絶縁体11における中心側部分を形成し、外層12と隣接する部分である。内層13の内部には、中空部17が形成されている。本実施形態の内層13は、スチレン系熱可塑性エラストマおよびオレフィン系結晶性樹脂を含む組成物を用いて形成されることが好ましい。
The
内層13を構成する組成物は、必要に応じて加工助剤、オイル、難燃剤、難燃助剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤、充填剤、相溶化剤、安定剤、着色剤等の他の添加物を含んでもよい。
The composition constituting the
スチレン系熱可塑性エラストマは、ハードセグメントとしてスチレン系単量体(例えばポリスチレン)からなる重合体ブロックと、ソフトセグメントとしてオレフィンからなる重合体ブロックと、を有するブロック共重合体またはランダム共重合体である。 Styrenic thermoplastic elastomers are block or random copolymers that have polymer blocks of styrene monomers (e.g., polystyrene) as hard segments and polymer blocks of olefins as soft segments.
具体的には、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン-イソプレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SIBS)や、これらに水素添加したスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEEPS)などを用いることができる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Specific examples of usable copolymers include styrene-butadiene-styrene block copolymers (SBS), styrene-isoprene-styrene block copolymers (SIS), styrene-isoprene-butadiene-styrene block copolymers (SIBS), and hydrogenated copolymers such as styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymers (SEBS), styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymers (SEPS), and styrene-ethylene-ethylene-propylene-styrene block copolymers (SEEPS). These may be used alone or in combination of two or more.
スチレン系熱可塑性エラストマは、分子鎖中の不飽和結合が少ないほど耐熱性が高くなる。弾性絶縁体11の耐熱性を向上させる観点から、水素添加により分子鎖に二重結合を含まないスチレン系熱可塑性エラストマが好ましい。具体的には、SEBS、SEPSおよびSEEPSなどが好ましい。
The fewer unsaturated bonds in the molecular chain of a styrene-based thermoplastic elastomer, the higher its heat resistance. From the viewpoint of improving the heat resistance of the
オレフィン系結晶性樹脂としては、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、エチレンオクテン共重合体(EOR)、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン-アクリル酸エチル共重合体(EEA)、エチレン-アクリル酸メチル共重合体(EMA)、エチレン-アクリル酸ブチル共重合体(EBA)、エチレン-ブテン-1共重合体(EBR)、などが挙げられ、これらを単独で用いても良い。また、これらの2種以上を混合して用いても良い。 Examples of olefin-based crystalline resins include high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, very low-density polyethylene, polypropylene, ethylene-acrylate copolymer, ethylene-octene copolymer (EOR), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), ethylene-methyl acrylate copolymer (EMA), ethylene-butyl acrylate copolymer (EBA), ethylene-butene-1 copolymer (EBR), etc., which may be used alone or in combination of two or more.
内層13におけるオレフィン系結晶性樹脂の配合量は、スチレン系熱可塑性エラストマとの合計100質量部のうち、10質量部以上70質量部以下であることが好ましい。
The amount of olefin-based crystalline resin in the
本実施形態では、内層13におけるオレフィン系結晶性樹脂の配合量は、スチレン系熱可塑性エラストマとの合計100質量部のうち、20質量部である例(スチレン系熱可塑性エラストマ80質量部とオレフィン系結晶性樹脂20質量部の合計100質量部)に適用して説明する。
In this embodiment, the amount of olefin-based crystalline resin in the
2本の電極線21,21は、中空部17の内周面に互いに間隔をあけて配置されている。例えば、感圧センサ10の中心を間に挟んで対向する位置に配置されている。また、2本の電極線21,21は、中空部17の内周面に沿って長手方向にわたって螺旋状に延びて配置されている。なお、2本の電極線21,21は、中空部17の内周面に沿って長手方向にわたって直線状に延びて配置されていてもよい。
The two
2本の電極線21,21は、互いの端部が抵抗31を介して接続されている。抵抗31は任意の抵抗値を有する。本実施形態では抵抗31が1kΩの抵抗値を有する例に適用して説明する。
The ends of the two
電極線21には、導体22と、被覆23とが設けられている。
導体22は、感圧センサ10に用いられる金属線を用いることができる。例えば銅線、軟銅線、銅合金線の他、アルミニウム線、金線、銀線などを導体22として用いることができる。また、耐熱性を向上させるために、外周に錫、ニッケル、銀および金などの金属めっきを施した金属線を導体22として用いてもよい。
The
The
さらに、金属線を撚り合わせた集合撚り導体を導体22として用いてもよい。導体22の外径は、電極線21に求められる電気特性に応じて適宜変更され、外径の太さを特に限定しない。
Furthermore, a bunched stranded conductor made of twisted metal wires may be used as the
被覆23は導体22の外周を覆う部材である。被覆23は導電性を有するとともに柔軟性を有する材料を用いて形成されている。被覆23の厚さは、電極線21に要求される導電性や柔軟性に応じて適宜変更することができる。
The
本実施形態の被覆23は、スチレン系熱可塑性エラストマおよび導電剤を含む組成物を用いて形成される。被覆23の組成物には、オレフィン系結晶性樹脂がさらに含まれてもよい。オレフィン系結晶性樹脂がさらに含まれる場合は、被覆23におけるオレフィン系結晶性樹脂の配合量は、スチレン系熱可塑性エラストマとの合計100質量部のうち、10質量部以上70質量部以下であることが好ましい。被覆23の組成物には、ゴム成分がさらに含まれてもよい。
The
被覆23の組成物は、必要に応じて加工助剤、オイル、難燃剤、難燃助剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤、充填剤、相溶化剤、安定剤、着色剤等の他の添加物を含んでもよい。
The composition of
被覆23の組成物に含まれるスチレン系熱可塑性エラストマは、内層13の組成物に含まれるスチレン系熱可塑性エラストマと同様のエラストマであることが好ましい。同様のエラストマとすることにより、内層13と被覆23との接着性を確保しやすくなる。具体的には、感圧センサ10を変形させて元の状態に復元させるという過程を繰り返し行っても内層13から被覆23が剥がれないような接着性を確保しやすくなる。
It is preferable that the styrene-based thermoplastic elastomer contained in the composition of the
導電剤は、スチレン系熱可塑性エラストマに導電性を付与する導電性付与剤である。導電剤としては、カーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどを用いることができる。 The conductive agent is a conductive agent that imparts electrical conductivity to the styrene-based thermoplastic elastomer. Carbon black can be used as the conductive agent. Examples of carbon black that can be used include furnace black, ketjen black, acetylene black, channel black, thermal black, and lamp black.
カーボンブラックは1種を単独で導電剤として用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
導電剤として用いる場合、ケッチェンブラックを用いることが好ましい。他と比較して、ケッチェンブラックは少ない配合量で優れた導電性を得られる。被覆23へ導電剤の配合量を少なくし導電性を確保しつつ、電極線21の柔軟性を維持しやすい。なお、カーボンブラックの粒子径は、特に限定されない。
The carbon black may be used alone as the conductive agent, or two or more kinds may be used in combination.
When used as a conductive agent, it is preferable to use Ketjen black. Compared to other conductive agents, Ketjen black can obtain excellent conductivity with a small amount of compounding. By reducing the amount of conductive agent compounded in the
導電剤の配合量は、被覆23におけるスチレン系熱可塑性エラストマとオレフィン系結晶性樹脂の合計100質量部に対して10質量部以上100質量部以下であることが好ましい。導電剤の配合量を10質量部以上とすることにより、被覆23において所望の導電性が得られる。導電剤の配合量を100質量部以下とすることにより、導電剤の配合によって被覆23の組成物が硬くなりにくくなる。また、被覆23の組成物における加工性を確保しやすくなり、被覆23の柔軟性および耐摩耗性を維持しやすくなる。なお、導電剤の配合量は、被覆23に求められる導電性に応じて適宜変更することができる。
The amount of conductive agent is preferably 10 parts by mass or more and 100 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total of the styrene-based thermoplastic elastomer and the olefin-based crystalline resin in the
次に、上記の構成を有する感圧センサ10における外圧の検知について説明する。言い換えると感圧センサ10のスイッチ機能について説明する。
感圧センサ10は、使用する際に給電部(図示せず。)から電流が供給される。給電部は、抵抗31が配置された端部と反対側の端部から引き出された2本の電極線21に接続される。
Next, the detection of external pressure by the
When the
感圧センサ10に外圧が加わっていない状態では、給電部から一方の電極線21に電流が供給される。一方の電極線21に流れた電流は、抵抗31を介してもう一方の電極線21に流れる。この場合、感圧センサ10において測定される抵抗値は、抵抗31の抵抗値となる。
When no external pressure is applied to the
なお、感圧センサ10は、図2に示すように、外層12および内層13から構成される弾性絶縁体11を有するものであってもよいし、図3に示すように、単層(第1層に相当する。)12Aから構成される弾性絶縁体11Aを有する感圧センサ10Aであってもよい。
The
感圧センサ10Aには、弾性絶縁体11Aと、複数の電極線21Aとが設けられている。
弾性絶縁体11Aは、弾性絶縁体11と同様に複数の電極線21A,21Aを内部に保持する部材である。また弾性絶縁体11Aは長尺状に形成された部材であって、中空部17が設けられて筒状に形成された部材である。
The pressure-
The
弾性絶縁体11Aは全体が単層12Aから構成されている。単層12Aの内部には、中空部17が形成されている。単層12Aは、外層12と同様に、オレフィン系熱可塑性エラストマを含む組成物を用いて形成されることが好ましい。単層12Aは、オレフィン系樹脂を連続相、架橋されたゴム成分を分散層に持つオレフィン系熱可塑性エラストマを含む組成物を用いて形成されることが好ましい。更に単層12Aは、ポリプロピレンを連続相、架橋されたエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)を分散層に持つオレフィン系熱可塑性エラストマを含む組成物を用いて形成されることがより好ましい。
The
単層12Aを構成する組成物は、必要に応じて加工助剤、オイル、難燃剤、難燃助剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤、充填剤、相溶化剤、安定剤、着色剤等の他の添加物を含んでもよい。
The composition constituting the
2本の電極線21A,21Aは、電極線21と同様に、中空部17の内周面に互いに間隔をあけて配置されている。電極線21Aには、導体22と、被覆(第2層)23Aとが設けられている。
The two
被覆23Aは導体22の外周を覆う部材である。被覆23Aは導電性を有するとともに柔軟性を有する材料を用いて形成されている。被覆23Aの厚さは、電極線21Aに要求される導電性や柔軟性に応じて適宜変更することができる。
The
被覆23Aは、スチレン系熱可塑性エラストマ、オレフィン系結晶性樹脂および導電剤を含む組成物を用いて形成される。被覆23、23Aの組成物には、ゴム成分がさらに含まれてもよい。
The
被覆23Aの組成物に含まれるスチレン系熱可塑性エラストマは、被覆23の組成物に含まれるスチレン系熱可塑性エラストマと同様のエラストマであることが好ましい。被覆23Aの組成物に含まれるオレフィン系結晶性樹脂は、単層12Aの組成物に含まれるオレフィン系結晶性樹脂と同様の結晶性樹脂であることが好ましい。被覆23Aの組成物に含まれる導電剤は、被覆23の組成物に含まれる導電剤と同様の導電剤であることが好ましい。
The styrene-based thermoplastic elastomer contained in the composition of
被覆23Aの組成物は、必要に応じて加工助剤、オイル、難燃剤、難燃助剤、架橋助剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤、充填剤、相溶化剤、安定剤、着色剤等の他の添加物を含んでもよい。
The composition of
さらに、感圧センサ10は、図4に示すように、最外層14Bがさらに設けられた弾性絶縁体11Bを有する感圧センサ10Bであってもよい。
感圧センサ10Bには、弾性絶縁体11Bと、複数の電極線21とが設けられている。弾性絶縁体11Bは、外層12と、内層13と、最外層14Bとから構成されている。
Furthermore, the pressure-
The pressure-
最外層14Bは、弾性絶縁体11Bにおける外周側部分を形成し、外層12の周囲を覆う部分である。最外層14Bは、熱可塑性ポリウレタンを含む組成物、熱可塑性ポリウレタンと酸変性ポリマとを含む組成物などを用いて形成されてもよい。
The
熱可塑性ポリウレタンは、ジオール成分とジイソシアネート成分と必要に応じて鎖伸長剤とを反応させて得られる。最外層14Bは最外層14Bの機械特性や柔軟性に寄与する。熱可塑性ポリウレタンの成分としては、ポリエステル系ポリウレタン(アジペート系、カプロラクトン系およびポリカーボネート系など)とポリエーテル系ポリウレタンを用いることができる。耐湿熱性の観点からはポリエーテル系ポリウレタンが好ましい。
Thermoplastic polyurethane is obtained by reacting a diol component, a diisocyanate component, and, if necessary, a chain extender. The
熱可塑性ポリウレタンを構成するジオール成分としては、例えばエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールなどの脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオールなどの脂環式ジオール等を用いることができる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As the diol component constituting the thermoplastic polyurethane, for example, aliphatic diols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, and 1,10-decanediol; alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol and cyclohexanediol, etc., can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
熱可塑性ポリウレタンを構成するジイソシアネート成分としては、例えばテトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,2,4-又は2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピリデンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環式ジイソシアネート、2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4´-ジイソシアネート、3-メチルジフェニルメタン-4,4´-ジイソシアネート、m-又はp-フェニレンジイソシアネート、クロロフェニレン-2,4-ジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートなどを用いることができる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of diisocyanate components constituting thermoplastic polyurethane include fatty acids such as tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, isopropylidenebis(4-cyclohexylisocyanate), methylcyclohexane diisocyanate, and isophorone diisocyanate. Aliphatic or alicyclic diisocyanates, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 3-methyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, m- or p-phenylene diisocyanate, chlorophenylene-2,4-diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, xylylene diisocyanate, tetramethylxylylene diisocyanate, and other aromatic diisocyanates can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
酸変性ポリマは、ポリマが不飽和カルボン酸もしくはその誘導体で変性されたものであり、最外層14Bの外層12との接着性を高めるものである。
The acid-modified polymer is a polymer modified with an unsaturated carboxylic acid or its derivative, which enhances the adhesion of the
酸変性ポリマを構成するポリマとしては、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン-ブテン-1共重合体、エチレン-ヘキセン-1共重合体、エチレン-オクテン-1共重合体、ポリブテン、ポリ-4-メチル-ペンテン-1、エチレン-ブテン-ヘキセン三元共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-メチルアクリレート共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-メチルメタクリレート共重合体、およびエチレン-グリシジルメタクリレート共重合体などの結晶性樹脂、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-ブテン-1-ジエン共重合体、エチレン-オクテン-1-ジエン共重合体、アクリロニトリルブタジエンゴム、およびアクリルゴムなどのゴム、並びにポリオレフィン系、スチレン系、ポリエステル系、およびポリアミド系などの熱可塑性エラストマを用いることができる。 Polymers that can be used to form the acid-modified polymer include crystalline resins such as polypropylene, high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, very low-density polyethylene, ethylene-butene-1 copolymer, ethylene-hexene-1 copolymer, ethylene-octene-1 copolymer, polybutene, poly-4-methyl-pentene-1, ethylene-butene-hexene terpolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, and ethylene-glycidyl methacrylate copolymer; rubbers such as ethylene-propylene-diene copolymer, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-1-diene copolymer, ethylene-octene-1-diene copolymer, acrylonitrile butadiene rubber, and acrylic rubber; and thermoplastic elastomers such as polyolefins, styrenes, polyesters, and polyamides.
不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸およびフマル酸などを用いることができ、不飽和カルボン酸の誘導体としては上記不飽和カルボン酸の金属塩、アミド、エステル、無水物等があり、これらの中でも無水マレイン酸が好ましい。 As unsaturated carboxylic acids, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, etc. can be used, and as derivatives of unsaturated carboxylic acids, metal salts, amides, esters, anhydrides, etc. of the above unsaturated carboxylic acids can be used, and among these, maleic anhydride is preferred.
図5は、感圧センサ10に外圧Fが加わった状態を説明する断面視図である。
次に、感圧センサ10による外圧Fの検知について説明する。なお、感圧センサ10Aおよび感圧センサ10Bによる外圧Fの検知も同様であるため、その説明を省略する。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state in which an external pressure F is applied to the pressure-
Next, a description will be given of detection of the external pressure F by the
感圧センサ10に外圧Fが加わると、図5に示すように、外圧Fが加わった箇所における弾性絶縁体11が弾性変形する。弾性絶縁体11の変形に伴って中空部17に配置された電極線21,21も撓み、電極線21,21同士が接触する。
When an external pressure F is applied to the
電極線21,21同士が接触部分においても、一方の電極線21からもう一方の電極線21に電流が流れる。そのため、感圧センサ10において測定される抵抗値は、抵抗31の抵抗値から変動する。
Even when the
例えば、給電部が一定の電圧で電流を供給している場合には、感圧センサ10に供給される電流の値が変化する。この電流値の変化を検知することにより、感圧センサ10に外圧Fが加わったことを検知できる。
For example, when the power supply unit supplies current at a constant voltage, the value of the current supplied to the
次に、上記の構成を有する感圧センサ10の製造方法について説明する。なお、感圧センサ10Aおよび感圧センサ10Bの製造方法も同様であるため、その説明を省略する。
Next, a method for manufacturing the pressure-
まず、導体22の外周に被覆23が設けられた電極線21を準備する。電極線21は、導体22の外周に組成物を押し出して被覆23を形成して作製される。被覆23を形成する組成物は、上述のスチレン系熱可塑性エラストマおよび導電剤を含む。
First, an
続いてコアを形成する。コアは、中心に1本の長尺な中心スペーサ(図示せず。)が配置される。さらに、中心のスペーサの周囲に2本の電極線21と4本の長尺な周囲スペーサ(図示せず。)が配置される。2本の電極線21の間に周囲スペーサが配置され、2本の電極線21が互いに接触しないように配置される。
Next, the core is formed. A long central spacer (not shown) is placed in the center of the core. In addition, two
中心スペーサの周囲に配置された2本の電極線21と4本の周囲スペーサは、撚り合わせられる。2本の電極線21は中心スペーサの長手方向に沿って螺旋状に延びて配置されるとともに、互いに対向して配置される。
The two
続いて、上述のコアの外周に弾性絶縁体11の内層13を形成する。内層13はコアの外周に組成物を押し出して形成される。内層13はコアを被覆する略円筒状の形状を有する。内層13の組成物は、上述のスチレン系熱可塑性エラストマおよびオレフィン系結晶性樹脂を含む。
Next, the
さらに、弾性絶縁体11の内層13外周に外層12を形成する。外層12は内層13の外周に組成物を押し出して形成される。外層12は内層13を被覆する略円筒状の形状を有する。外層12の組成物は、上述のオレフィン系熱可塑性エラストマを含む。
Furthermore, an
その後、中空部17が形成される。中空部17は、弾性絶縁体11から1本の中心スペーサおよび4本の周囲スペーサを引き抜いて形成される空間である。弾性絶縁体11には2本の電極線21,21が残る。
Then, a
2本の電極線21,21は、中空部17の内周面に沿って配置され、長手方向にわたって螺旋状に巻回されている。また、2本の電極線21,21は、互いに接触しないように離間して配置され、互いに対向して配置されている。
The two
図6は、感圧センサ10の評価を行う透湿試験装置100を説明する模式図である。
次に、上記の構成を有する感圧センサ10および感圧センサ10Aの評価について説明する。まず、感圧センサ10の透湿試験について図6を参照しながら説明する。透湿試験装置100は、高温高湿槽110と、電源120と、電源線130と、接続部140と、を有する。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a moisture
Next, evaluation of the pressure-
高温高湿槽110は、感圧センサ10が内部に配置される容器であって、内部を所定の温度および所定の湿度に保つ機能を有する容器である。高温高湿槽110には、感圧センサ10が相通される開口111が設けられている。
The high-temperature, high-
電源120は、感圧センサ10に電力を供給する装置である。電源120は高温高湿槽110の外部に配置される。電源120は、例えば、所定の電圧を感圧センサ10に印可する定電圧電源である。また、感圧センサ10に供給される電流の値を検知する機能を有する電源である。
The
電源線130および接続部140は、高温高湿槽110の外部に配置され、電源120から感圧センサ10への電力供給に用いられる部品である。電源線130は、電源120と接続部140との間をつなぐ配線である。電源線130としては公知の配線を用いることができる。
The
接続部140は、感圧センサ10の端部が取り付けられる機器である。また接続部140には電源線130が接続されている。接続部140としては、公知の構成や公知の構成を組みわせたものを用いることができる。
The
次に透湿試験の条件について説明する。
高温高湿槽110の内部は、例えば、温度が80℃、相対湿度が90%となるように調整される。試験用には、長さが1m以上2m以下の感圧センサ10が用いられる。ここでは、長さが1.5mの感圧センサ10を用いて試験を行った。
Next, the conditions for the moisture permeability test will be described.
The inside of the high-temperature and high-
感圧センサ10は、中央部分が高温高湿槽110の内部に配置される。感圧センサ10における接続部140に接続される端部および他の端部は、開口111を通って高温高湿槽110の外部に配置される。言い換えると、感圧センサ10は、中央部分と両端部との間に温度差が生じるように配置される。ここでは、中央部分1mが高温高湿槽110の内部に配置されるようにした。
The central portion of the
透湿試験では感圧センサ10の抵抗値が記録される。所定の試験期間において、抵抗値の変動幅が所定範囲以内の場合には合格と判定され、所定範囲を超えた場合には不合格と判定される。ここでは、所定の試験期間は1000時間とし、変動幅の所定範囲は±5%としている。
In the moisture permeability test, the resistance value of the
図7は、透湿試験装置100による評価結果を説明する表である。図7では、実施例1、実施例2、比較例1および比較例2の評価結果が記載されている。
実施例1は図2に示す構造を有する感圧センサ10である。つまり実施例1は、外層12と内層13とを有する弾性絶縁体11が設けられた感圧センサ10である。
Fig. 7 is a table for explaining the evaluation results obtained by the moisture
Example 1 is a pressure-
実施例1の感圧センサ10は、以下に説明する通りに作製される。
まず、電極線21が作製される。具体的には、7本の銅素線が撚り合わされた撚線であって外径が0.127mmの導体22が用意される。導体22の外周にスチレン系熱可塑性エラストマ、ポリオレフィン、および、導電剤を含む組成物が押し出されて被覆23が形成される。被覆23が形成された電極線21の外径は0.8mmとなる。
The pressure-
First, the
被覆23を形成する組成物としては、スチレン系エラストマ(クラレ製セプトン4055;SEEPS、スチレン含有量30質量%):50質量部、ポリプロピレン(日本ポリプロ製ノバテックFY6C):50質量部、オイル(三井化学製ルーカントHC-40):100質量部、および、カーボンブラック(ライオン製ケッチェンブラックEC600JD):50質量部を含むものを使用した。
The composition used to form the
続いて、電極線21を含むコアが作製される。コアの中心には、電極線21と同じ外径を有するスペーサ用電線1本が配置される。中心に配置されたスペーサ用電線の周囲に、2本の電極線21と、電極線21と同じ外径を有する4本のスペーサ用電線と、が撚り合わされてコアが作製される。2本の電極線21の間には、2本のスペーサ用電線が配置される。
Next, a core including
その後、コアの周囲に弾性絶縁体11が形成される。具体的には、内層13を構成する組成物と、外層12を構成する組成物と、がコアの外周に同時に押し出されて弾性絶縁体11が形成される。
Then, the
内層13を構成する組成物としては、スチレン系熱可塑性エラストマ、および、ポリオレフィンを含む組成物であって、合計100質量部のうちポリオレフィンが10~70質量部である組成物を使用した。具体的には、スチレン系エラストマ(クラレ製セプトン4055;SEEPS、スチレン含有量30質量%):80質量部、ポリプロピレン(日本ポリプロ製ノバテックFY6C):20質量部、オイル(三井化学製ルーカントHC-40):90質量部、および、炭酸カルシウム(備北粉化工業製ソフトン1200:90質量部)を含む組成物を使用した。
The composition constituting the
外層12を構成する組成物としては、オレフィン系熱可塑性エラストマを含む組成物を使用した。具体的には、オレフィン系熱可塑性エラストマ(アロン化成株式会社VP-A90ET)を使用した。VP-A90ETは、ポリプロピレン(PP)を連続層、架橋されたエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)を分散層に持つ。
The composition that constitutes the
内層13は外径が4mmに形成され、外層12は厚さが0.3mmに形成される。弾性絶縁体11が形成されると、コアのスペーサ用電線が引き抜かれて実施例1の感圧センサ10となる。
The
実施例2は図3に示す構造を有する感圧センサ10Aである。つまり実施例2は、単層12Aを有する弾性絶縁体11Aが設けられた感圧センサ10Aである。
Example 2 is a pressure-
実施例2の感圧センサ10Aは、以下に説明する通りに作製される。
まず、電極線21Aが作製される。具体的には、電極線21と同様に、導体22が用意される。導体22の外周にスチレン系熱可塑性エラストマ、ポリオレフィン、および、導電剤を含む組成物が押し出されて被覆23Aが形成される。被覆23Aが形成された電極線21Aの外径は0.8mmとなる。
The pressure-
First, the
被覆23Aを形成する組成物としては、スチレン系エラストマ(クラレ製セプトン4055;SEEPS、スチレン含有量30質量%):50質量部、ポリプロピレン(日本ポリプロ製ノバテックFY6C):50質量部、オイル(三井化学製ルーカントHC-40):100質量部、および、カーボンブラック(ライオン製ケッチェンブラックEC600JD):50質量部を含むものを使用した。
The composition used to form the
続いて、電極線21Aを含むコアが作製される。このコアの作製方法は感圧センサ10におけるコアの作製方法と同様であり、その説明を省略する。
コアが作製されると、コアの周囲に弾性絶縁体11Aが形成される。具体的には、単層12Aを構成する組成物がコアの外周に押し出されて弾性絶縁体11Aが形成される。
Next, a core including the
Once the core is fabricated,
単層12Aを構成する組成物としては、オレフィン系熱可塑性エラストマを含む組成物を使用した。具体的には、オレフィン系熱可塑性エラストマ(アロン化成株式会社VP-A90ET)を使用した。VP-A90ETは、ポリプロピレン(PP)を連続層、架橋されたエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)を分散層に持つ。
The composition that constitutes the
単層12Aは外径が4.6mmに形成される。弾性絶縁体11Aが形成されると、コアのスペーサ用電線が引き抜かれて実施例1の実施例2の感圧センサ10Aとなる。
The
比較例1は、熱可塑性ウレタンを用いて形成された外層と、スチレン系熱可塑性エラストマを用いて形成された内層と、を有する弾性絶縁体が設けられた感圧センサである。 Comparative example 1 is a pressure sensor provided with an elastic insulator having an outer layer formed from a thermoplastic urethane and an inner layer formed from a styrene-based thermoplastic elastomer.
比較例1の感圧センサは、以下に説明する通りに作製される。
まず、実施例1の感圧センサ10と同様にして電極線が作製される。続いて、電極線を含むコアが作製される。電極線の導体の材料および作製方法は、実施例1の感圧センサ10の場合と同様であり、その説明を省略する。導体の外周には、スチレン系熱可塑性エラストマおよび導電剤を含む組成物が押し出されて被覆が形成される。被覆が形成された電極線の外径は0.8mmとなる。
The pressure sensor of Comparative Example 1 is fabricated as described below.
First, an electrode wire is fabricated in the same manner as in the pressure-
被覆を構成する組成物としては、スチレン系エラストマ(クラレ製セプトン4055;SEEPS、スチレン含有量30質量%):50質量部、オイル(三井化学製ルーカントHC-40):100質量部、および、カーボンブラック(ライオン製ケッチェンブラックEC600JD):50質量部を含むものを使用した。 The coating composition used was one containing 50 parts by mass of styrene-based elastomer (Septon 4055; SEEPS, manufactured by Kuraray, styrene content 30% by mass), 100 parts by mass of oil (Lucant HC-40, manufactured by Mitsui Chemicals), and 50 parts by mass of carbon black (Ketjenblack EC600JD, manufactured by Lion).
続いて、電極線を含むコアが作製される。このコアの作製方法は感圧センサ10におけるコアの作製方法と同様であり、その説明を省略する。
コアが作製されると、コアの周囲に弾性絶縁体が形成される。具体的には、内層を構成する組成物と、外層を構成する組成物と、がコアの外周に同時に押し出されて弾性絶縁体が形成される。
Next, a core including the electrode wires is fabricated. The method of fabricating this core is the same as the method of fabricating the core in the pressure-
Once the core is made, an elastic insulator is formed around the core by simultaneously extruding the composition that constitutes the inner layer and the composition that constitutes the outer layer around the core to form the elastic insulator.
内層を構成する組成物としては、スチレン系熱可塑性エラストマを含む組成物を使用した。具体的には、スチレン系エラストマ(クラレ製セプトン4055;SEEPS、スチレン含有量30質量%):100質量部、オイル(三井化学製ルーカントHC-40):100質量部、および、カーボンブラック(ライオン製ケッチェンブラックEC600JD):50質量部を含むものを使用した。 The composition used for the inner layer was a composition containing a styrene-based thermoplastic elastomer. Specifically, the composition used contained 100 parts by mass of a styrene-based elastomer (Septon 4055 by Kuraray; SEEPS, styrene content 30% by mass), 100 parts by mass of oil (Lucant HC-40 by Mitsui Chemicals), and 50 parts by mass of carbon black (Ketjenblack EC600JD by Lion).
外層を構成する組成物としては、エーテル系ポリウレタンを含む組成物を使用した。具体的には、BASFジャパン株式会社製「エラストラン1180A」を含むものを使用した。 The composition used to make up the outer layer was an ether-based polyurethane composition. Specifically, a composition containing "Elastollan 1180A" manufactured by BASF Japan Ltd. was used.
内層は外径が4mmに形成され、外層は厚さが0.3mmに形成される。弾性絶縁体が形成されると、コアのスペーサ用電線が引き抜かれて比較例1の感圧センサとなる。 The inner layer is formed to have an outer diameter of 4 mm, and the outer layer is formed to have a thickness of 0.3 mm. Once the elastic insulator is formed, the spacer wire in the core is pulled out to form the pressure sensor of Comparative Example 1.
比較例2は、熱可塑性ウレタンおよび酸変性ポリマを用いて形成された外層と、スチレン系熱可塑性エラストマを用いて形成された内層と、を有する弾性絶縁体が設けられた感圧センサである。 Comparative example 2 is a pressure sensor provided with an elastic insulator having an outer layer formed from a thermoplastic urethane and an acid-modified polymer and an inner layer formed from a styrene-based thermoplastic elastomer.
比較例2の感圧センサは、以下に説明する通りに作製される。
まず、実施例1の感圧センサ10と同様にして電極線が作製される。続いて、電極線を含むコアが作製される。電極線の導体の材料および作製方法は、実施例1の感圧センサ10の場合と同様であり、その説明を省略する。導体の外周には、スチレン系熱可塑性エラストマおよび導電剤を含む組成物が押し出されて被覆が形成される。被覆を構成する組成物は、比較例1の被覆を構成する組成物と同じである。被覆が形成された電極線の外径は0.8mmとなる。
The pressure sensor of Comparative Example 2 is fabricated as described below.
First, an electrode wire is produced in the same manner as the pressure-
続いて、電極線を含むコアが作製される。このコアの作製方法は感圧センサ10におけるコアの作製方法と同様であり、その説明を省略する。
コアが作製されると、コアの周囲に弾性絶縁体が形成される。具体的には、内層を構成する組成物と、外層を構成する組成物と、がコアの外周に同時に押し出されて弾性絶縁体が形成される。
Next, a core including the electrode wires is fabricated. The method of fabricating this core is the same as the method of fabricating the core in the pressure-
Once the core is made, an elastic insulator is formed around the core by simultaneously extruding the composition that constitutes the inner layer and the composition that constitutes the outer layer around the core to form the elastic insulator.
内層を構成する組成物は、比較例1の内層を構成する組成物と同じである。
外層を構成する組成物としては、エーテル系ポリウレタン、および、無水マレイン酸共重合エチレンエチルアクリレートを含む組成物を使用した。具体的には、エーテル系ポリウレタン(BASFジャパン株式会社製「エラストラン1180A)、および、無水マレイン酸共重合エチレンエチルアクリレート(アルケマ株式会社製「ボンダインLX4110」を含むものを使用した。
The composition constituting the inner layer was the same as the composition constituting the inner layer of Comparative Example 1.
The composition constituting the outer layer was a composition containing an ether-based polyurethane and maleic anhydride copolymerized ethylene ethyl acrylate. Specifically, a composition containing an ether-based polyurethane ("Elastollan 1180A" manufactured by BASF Japan Ltd.) and maleic anhydride copolymerized ethylene ethyl acrylate ("Bondine LX4110" manufactured by Arkema K.K.) was used.
内層は外径が4mmに形成され、外層は厚さが0.3mmに形成される。弾性絶縁体が形成されると、コアのスペーサ用電線が引き抜かれて比較例2の感圧センサとなる。 The inner layer is formed to have an outer diameter of 4 mm, and the outer layer is formed to have a thickness of 0.3 mm. Once the elastic insulator is formed, the spacer wire in the core is pulled out to form the pressure sensor of Comparative Example 2.
透湿試験装置100による評価の結果、実施例1の感圧センサ10は、所定の試験期間である1000時間が経過しても抵抗値の変動幅が所定範囲である1kΩの±5%以内に収まった。その結果、実施例1の感圧センサ10は合格と判定された。
As a result of evaluation using the moisture
実施例2の感圧センサ10Aは、所定の試験期間である1000時間が経過しても抵抗値の変動幅が所定範囲である1kΩの±5%以内に収まった。その結果、実施例2の感圧センサ10Aは合格と判定された。
The
比較例1の感圧センサは、所定の試験期間である1000時間を経過する前に、抵抗値の変動幅が所定範囲である1kΩの±5%超となった。その結果、比較例1の感圧センサは不合格と判定された。 The pressure sensor of Comparative Example 1 showed a resistance fluctuation range of more than ±5% of the specified range of 1 kΩ before the specified test period of 1000 hours had elapsed. As a result, the pressure sensor of Comparative Example 1 was determined to have failed.
比較例2の感圧センサは、所定の試験期間である1000時間を経過する前に、抵抗値の変動幅が所定範囲である1kΩの±5%超となった。その結果、比較例2の感圧センサは不合格と判定された。 The pressure sensor of Comparative Example 2 showed a resistance fluctuation range of more than ±5% of the specified range of 1 kΩ before the specified test period of 1000 hours had elapsed. As a result, the pressure sensor of Comparative Example 2 was determined to have failed.
上記の構成の感圧センサ10,10Bによれば、弾性絶縁体11,11Bにオレフィン系熱可塑性エラストマを成分に含む外層12が少なくとも設けられる。オレフィン系熱可塑性エラストマは、スチレン系熱可塑性エラストマと比較して透湿性が低く、水蒸気が外層12よりも内部に侵入しにくくなる。水蒸気が感圧センサ10,10Bの内部に侵入しにくくなるため、感圧センサ10,10Bの内部で結露が発生しにくくなる。そのため、電極線21,21の短絡の発生を抑制しやすくなる。
According to the pressure-
また、感圧センサ10Aによれば、弾性絶縁体11Aにオレフィン系熱可塑性エラストマを成分に含む単層12Aが設けられる。オレフィン系熱可塑性エラストマは、スチレン系熱可塑性エラストマと比較して透湿性が低く、水蒸気が単層12Aよりも内部に侵入しにくくなる。水蒸気が感圧センサ10Aの内部に侵入しにくくなるため、感圧センサ10Aの内部で結露が発生しにくくなる。そのため、電極線21A,21Aの短絡の発生を抑制しやすくなる。
In addition, according to the
外層12に隣接する部分である内層13に、スチレン系熱可塑性エラストマおよびオレフィン系結晶性樹脂が含まれる。オレフィン系結晶性樹脂は、外層12のオレフィン系熱可塑性エラストマとの接着性を有している。内層13がスチレン系熱可塑性エラストマのみから形成されている場合と比較して、外層12と内層13の接着性が高くなる。そのため、外層12と内層13の剥離に起因する不具合の発生を抑制しやすくなる。
The
また、単層12Aに隣接する部分である被覆23Aに、スチレン系熱可塑性エラストマおよびオレフィン系結晶性樹脂が含まれる。オレフィン系結晶性樹脂は、単層12Aのオレフィン系熱可塑性エラストマとの接着性を有している。被覆23Aがスチレン系熱可塑性エラストマのみから形成されている場合と比較して、単層12Aと被覆23Aの接着性が高くなる。そのため、単層12Aと被覆23Aの剥離に起因する不具合の発生を抑制しやすくなる。
In addition, the
感圧センサ10のように外層12を特許請求の範囲における第1層とすることにより、感圧センサ10の最も外側の部分の透湿性を低くしやすくなる。そのため、感圧センサ10の内部に水蒸気が侵入しにくくなる。また、内層13を特許請求の範囲における第2層とすることにより、弾性絶縁体11が外層12と内層13に剥離しにくくなる。
By making the
感圧センサ10Aのように弾性絶縁体11Aの全体を特許請求の範囲における第1層であり単層12Aとすることにより、部分的に第1層とする場合と比較して透湿性が低い層の厚さを確保しやすくなる。そのため、感圧センサ10Aの内部に水蒸気がさらに侵入しにくくなる。また、被覆23Aを特許請求の範囲における第2層とすることにより、弾性絶縁体11Aと電極線21Aとが剥離しにくくなる。
As in the pressure-
感圧センサ10の内層13におけるオレフィン系結晶性樹脂が含まれる割合を10質量部以上とすることにより、外層12と内層13との接着性を確保しやすくなる。言い換えると、10質量部未満になると、外層12と内層13とが剥離しやすくなり、不具合が発生しやすくなる。
By making the proportion of olefin-based crystalline resin in the
内層13におけるオレフィン系結晶性樹脂が含まれる割合を70質量部以下とすることにより、内層13の柔軟性を確保しやすくなる。そのため、感圧センサ10が変形しやすくなり、感圧センサ10の設置が容易となり、圧力センサの感度を確保しやすくなる。言い換えると、70質量部超になると、内層13が固くなり感圧センサ10を変形させにくくなる。そのため、感圧センサ10の設置が困難となり、感圧センサ10の感度が低下しやすくなる。
By setting the proportion of olefin-based crystalline resin in the
感圧センサ10Aの被覆23Aにおけるオレフィン系結晶性樹脂が含まれる割合を10質量部以上とすることにより、単層12Aと被覆23Aとの接着性を確保しやすくなる。言い換えると、10質量部未満になると、第1層と被覆23Aとが剥離しやすくなり、不具合が発生しやすくなる。
By making the proportion of olefin-based crystalline resin in the
また、被覆23Aにおけるオレフィン系結晶性樹脂が含まれる割合を70質量部以下とすることにより、被覆23Aの柔軟性を確保しやすくなる。そのため、感圧センサ10Aが変形しやすくなり、感圧センサ10Aの設置が容易となり、感圧センサ10Aの感度を確保しやすくなる。言い換えると、70質量部超になると、被覆23Aが固くなり感圧センサ10Aを変形させにくくなる。そのため、感圧センサ10Aの設置が困難となり、感圧センサ10Aの感度が低下しやすくなる。
In addition, by setting the proportion of olefin-based crystalline resin in the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and may be applied to an embodiment in which these embodiments are appropriately combined, and is not particularly limited.
10,10A,10B…感圧センサ、 11,11A,11B…弾性絶縁体、 12…外層(第1層)、 12A…単層(第1層)、 13…内層(第2層)、 17…中空部、 21,21A…電極線、 23…被覆、 23A…被覆(第2層) 10, 10A, 10B... pressure sensor, 11, 11A, 11B... elastic insulator, 12... outer layer (first layer), 12A... single layer (first layer), 13... inner layer (second layer), 17... hollow portion, 21, 21A... electrode wire, 23... coating, 23A... coating (second layer)
Claims (5)
前記弾性絶縁体における前記中空部の内周面に沿って配置され、かつ相互に間隔を設けて配置された複数の電極線と、を備え、
前記弾性絶縁体には、オレフィン系熱可塑性エラストマを含む第1層が少なくとも設けられ、
前記弾性絶縁体および前記電極線の被覆の少なくとも一方には、前記第1層に隣接する部分である第2層が設けられ、
前記第2層には、スチレン系熱可塑性エラストマおよびオレフィン系結晶性樹脂が含まれる感圧センサ。 a cylindrical elastic insulator having a hollow portion extending along a longitudinal direction;
a plurality of electrode wires arranged along an inner circumferential surface of the hollow portion of the elastic insulator and spaced apart from one another;
The elastic insulator is provided with at least a first layer including an olefin-based thermoplastic elastomer,
At least one of the elastic insulator and the coating of the electrode wire is provided with a second layer that is adjacent to the first layer,
The second layer of the pressure-sensitive sensor includes a styrene-based thermoplastic elastomer and an olefin-based crystalline resin.
前記外層が前記第1層であり、前記内層が前記第2層である請求項1記載の感圧センサ。 the elastic insulator has an outer layer forming an outer peripheral portion and an inner layer forming a hollow portion,
2. The pressure sensor of claim 1, wherein said outer layer is said first layer and said inner layer is said second layer.
前記被覆における少なくとも前記第1層に隣接する部分が前記第2層である請求項1記載の感圧センサ。 the elastic insulator is entirely the first layer;
2. The pressure sensor according to claim 1, wherein at least a portion of said coating adjacent to said first layer is said second layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022207261A JP2024091012A (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Pressure sensitive sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2022207261A JP2024091012A (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Pressure sensitive sensor |
Publications (1)
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JP2022207261A Pending JP2024091012A (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Pressure sensitive sensor |
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2022
- 2022-12-23 JP JP2022207261A patent/JP2024091012A/en active Pending
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