JP7025996B2 - 荷重センサ、物品および荷重検知方法 - Google Patents
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図1は、本発明の第1の実施形態に係る荷重センサ10の要部構成を示す断面図である。本実施形態に係る荷重センサ10は、測定対象部に取り付けられ、測定対象部に印加される荷重を検出するものである。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る荷重センサ10Aの要部構成を示す断面図である。
本実施例では、1cm×5cm(幅×長さ)の長方形状のポリマー素子を以下のようにして作製した。
本実施例では、直径10mmのナイロン製のチューブに、作製したEAPセンサを長辺がナイロン製のチューブの軸方向の沿うようにして貼り付けた。
本実施例では、直径8mmのナイロン製のチューブに、作製したEAPセンサを長辺がナイロン製のチューブの軸方向の沿うようにして貼り付けて荷重センサを作製した。
本実施例では、実施例1と同様にしてEAPセンサを貼り付けたポリ塩化ビニル製のチューブの周囲を、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂で構成されたスポンジ(緩衝材)で覆って荷重センサを作製した。スポンジのサイズは、50mm×70mm×30mm(幅×奥行き×高さ)であった。ポリ塩化ビニル製のチューブは、その軸方向がスポンジの奥行き方向と一致するように配置した。なお、以下の実施例においても、EAPセンサを貼り付けたチューブの配置方向は同じである。
本実施例では、実施例2と同様にしてEAPセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例4と同様のスポンジ(緩衝材)で覆った。
本実施例では、実施例3と同様にしてEAPセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例4と同様のスポンジ(緩衝材)で覆って荷重センサを作製した。
本実施例では、実施例1と同様にしてEAPセンサを貼り付けたポリ塩化ビニル製のチューブの周囲を、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂で構成されたスポンジ(緩衝材)で覆って荷重センサを作製した。スポンジのサイズは、50mm×84mm×30mm(幅×奥行き×高さ)であった。
本実施例では、実施例2と同様にしてEAPセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例7と同様のスポンジ(緩衝材)で覆って荷重センサを作製した。
本実施例では、実施例3と同様にしてEAPセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例7と同様のスポンジ(緩衝材)で覆って荷重センサを作製した。
本実施例では、実施例2と同様にしてEAPセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂で構成されたスポンジ(緩衝材)で覆って荷重センサを作製した。スポンジのサイズは、20mm×46mm×30mm(幅×奥行き×高さ)であった。
本実施例では、実施例3と同様にしてEAPセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例10と同様のスポンジ(緩衝材)で覆って荷重センサを作製した。
次に、実施例1~11に係る荷重センサに荷重を印加し、EAPセンサの発生電位を測定した。図9A~図9Kはそれぞれ、実施例1~11に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
11 変形部材
12 EAPセンサ
13 緩衝材
121 ポリマー素子
122 高分子層
123A,123B 電極層
124 カバーフィルム
Claims (7)
- 印加される荷重を検知する荷重センサであって、
イオン導電性高分子層の両面に電極層が設けられ、前記荷重の印加に応じて変形し、該変形に応じた信号を出力するポリマー素子と、
前記荷重の印加に応じて変形する変形部材と、を有し、
前記ポリマー素子は、前記荷重が印加されていない状態において非平面状に設けられ、前記変形部材の変形に応じて変形し、
前記ポリマー素子は、前記変形部材に取り付けられ、
前記ポリマー素子が取り付けられた変形部材の周囲に設けられた緩衝材をさらに有し、
前記緩衝材を介して、前記荷重が前記変形部材に印加されることを特徴とする荷重センサ。 - 請求項1に記載の荷重センサにおいて、
前記ポリマー素子は、湾曲しており、前記荷重の印加に応じて、曲率が小さくなるように、または、曲率が大きくなるように変形することを特徴とする荷重センサ。 - 請求項1に記載の荷重センサにおいて、
前記ポリマー素子は、屈曲しており、前記荷重の印加に応じて、屈曲角が小さくなるように、または、屈曲角が大きくなるように変形することを特徴とする荷重センサ。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の荷重センサにおいて、
前記イオン導電性高分子層および前記電極層の積層体を覆うカバーフィルムをさらに備えることを特徴とする荷重センサ。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の加重センサにおいて、
前記変形部材は円筒形状であることを特徴とする荷重センサ。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の荷重センサを備える物品。
- 印加される荷重を検知する荷重検知方法であって、
イオン導電性高分子層の両面に電極層が設けられ、前記荷重の印加に応じて変形し、変形に応じた信号を出力するポリマー素子と、前記荷重の印加に応じて変形する変形部材と、を有し、前記ポリマー素子は、前記荷重が印加されていない状態において非平面状に設けられ、前記変形部材の変形に応じて変形し、前記ポリマー素子は、前記変形部材に取り付けられ、前記ポリマー素子が取り付けられた変形部材の周囲に設けられた緩衝材をさらに有し、前記緩衝材を介して、前記荷重が前記変形部材に印加される荷重センサに荷重を印加するステップと、
前記荷重の印加に応じて変形する前記ポリマー素子から出力される信号に応じて前記印加された荷重を検知するステップと、を含む荷重検知方法。
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- 2018-05-28 JP JP2018101618A patent/JP7025996B2/ja active Active
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