JPH0449562Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、軟らかい物体間の押圧を測定するた
めのセンサーに関するものである。

（従来の技術） 衣服や椅子ベツト等のクツシヨン材と人体の間
や身の回り品と人体の間等の押圧を再現性良く測
定することは、快適で機能的な衣服や身の回り品
を製造したり開発したりするために極めて重要で
ある。

従来、このような比較的軟らかい物体間の押圧
を測定するためには、水柱もしくは水銀柱による
マノメーターとエアーバツクをパイプによつて接
続したり、エアーバツクを衣服と人体の間に挿入
して測定する方法が採用されていた。マノメータ
ーは、エアーバツクの圧力変化を水柱もしくは水
銀柱の高さによつて読み取る方式であるから、微
少な圧力を読み取るためには、エアーバツクの容
積をある程度以上大きくする必要がある。大きな
エアーバツクを例えば衣服と人体の界面に挿入す
ると、衣服と人体の界面の接触状態を変化させて
しまうので、正確な測定ができない。さらに、圧
力が測定できる最少面積は、エアーバツクの接触
面積によつて限定されるため、精度の高い圧力分
布の測定は困難である。また、マノメーターの指
示が安定するまでに数秒以上の時間が必要である
ため、圧力変動のある場合にはその圧力の変動を
測定することは不可能である。このような欠点を
解消するため、歪ゲージ式圧力センサーを利用す
る試みがなされている。歪ゲージ式圧力センサー
は、受圧板（起歪材）の裏面に歪ゲージを貼付し
容器に収納したもので第２図に示すごとき構造を
有するものである。圧力がかかると圧力に応じて
受圧板７が歪み、この歪を受圧板の裏面に貼付し
た歪ゲージ８によつて電気信号として検出し、圧
力として表示するものであり、小型、軽量で応答
が速い等の優れた特徴を有している。しかしなが
ら、歪ゲージ式圧力センサーはその構造上受圧板
７の中央に垂直に圧力をかけなければ正確な測定
はできない。したがつて、圧力を測定する対象物
が気体や液体のように自由に変形し、受圧板に均
一に圧力がかかるものの場合には極めて正確に精
度の高い測定を行うことができるが、衣服と人体
のように双方が比較的軟らかく、圧力によつて変
形したり形態が変化するものの場合には、受圧板
に垂直に圧力がかかるように歪ゲージ式圧力セン
サーを保持することが困難であるため、正確な測
定は困難である。

（本考案が解決しようとする問題点） 本考案は、歪ゲージ式圧力センサーを利用する
ことにより、その即応答性や精度等の優れた特性
を損なうことなく、しかも衣服と人体等のごとく
比較的軟らかく受圧板に垂直に圧力が加わり難い
二物体間の圧力を再現性良く測定することができ
る押圧センサーを提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段及び作用） 本考案は、圧力センサーの設置状態にかからず
常に歪ゲージ式圧力センサーの受圧板に垂直に圧
力が加わるように、歪ゲージ式圧力センサーを該
センサーの許容圧力下における伸びが１％以下の
合成樹脂軟質フイルムからなる袋状物に絶縁性液
体とともに封入してなる構造を特徴とする押圧セ
ンサーである。

以下、図面によつて本考案を詳細に説明する。

第１図は、本考案の押圧センサーの１例を示す
断面図であり、歪ゲージ式圧力センサー１を合成
樹脂軟質フイルムからなる袋状物２の中に絶縁性
液体３とともに封入してなる構造を有するもので
ある。歪ゲージ式圧力センサー１については、多
種類のセンサーが市販されているので、目的とす
る測定圧力レベルや要求精度に合わせて選択し、
用いればよい。袋状物２の形状は歪ゲージ式圧力
センサー１に袋状物２が接触しなければいかなる
状態としても良いが、測定時に容積が変化すると
押圧と歪ゲージ式圧力センサーに加わる圧力のリ
ニアリテイーが変化するので、ゴム等の弾性体を
用いることは好ましくなく、歪ゲージ式圧力セン
サーの許容圧力下における伸びが１％以下のもの
を用いる。この点についてさらに詳しく説明する
と、袋状物の内容積をＡ、歪ゲージの容積をＢ、
絶縁性液体の容積をＣとした場合、この三者の関
係がＡ≦（Ｂ＋Ｃ）の場合に正確な押圧測定が可
能となる。袋状物が何らかの原因によつて伸びを
生ずると、袋状物の内容積が増加してＡ＞（Ｂ＋
Ｃ）の状態となり、（Ｂ＋Ｃ）は変化しないので
袋状物内が減圧状態となるか、伸びが大きい場合
には袋がたるんだ状態となる。この状態で押圧を
測定すると、袋状物の内容積が（Ｂ＋Ｃ）の状態
となるまで押圧は検出できない。従つて、Ａ＞
（Ｂ＋Ｃ）の状態を避け、測定精度を上げるため
に袋状物の伸びを制限する必要がある。また、本
考案の押圧センサーは２物体の間に挿入して測定
するものであるから、２物体の界面の接触状態を
できるだけ変化させずに、界面に沿うように軟ら
かい性能のものが望ましく、この点からポリエス
テル系、ポリアミド系等の２軸延伸フイルムが特
に好ましい。このようなフイルムで袋状物２を形
成し、内部に歪ゲージ式圧力センサー１と絶縁性
液体３を封入する。袋状物を形成するにはヒート
シール加工を行うことが望ましく、これにより歪
ゲージ式圧力センサーや絶縁性液体を封入する際
の加工性が一段と向上する。袋状物に圧力が加わ
ると、袋状物内の絶縁性液体３はいかなる部分で
も均一な加圧状態となるので、歪ゲージ式圧力セ
ンサーの状態にかかわらず袋状物に加わつた圧力
に対応する圧力が歪ゲージ式圧力センサーの受圧
板に正確に伝達される。絶縁性液体３は即応答性
の点からできるだけ粘度が低く、かつ袋状物や歪
ゲージ式圧力センサーに悪影響を及ぼさないもの
がよく、具体的にはアルコール類、油類等が好適
である。歪ゲージ式圧力センサーが耐水性のある
ものの場合には、無論水を利用することも可能で
ある。

（本考案の効果） 本考案の押圧センサーは、袋状物に挿入されて
いる絶縁性液体を介して、歪ゲージ式圧力センサ
ーの受圧板に圧力を伝達するものである。したが
つて、従来の歪ゲージ式圧力センサーのごとく受
圧板の中央に垂直に圧力をかけて測定する必要が
なく、押圧を測定する２物体の材質や形態に関係
なく、歪ゲージ式圧力センサーの即応答性や精度
をいささかも損なうことなく正確にしかも簡便に
押圧を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の押圧センサーの１例を示す
断面図である。 １……歪ゲージ式圧力センサー、２……袋状
物、３……絶縁性液体、４……リード線、５……
封入接着剤、６……歪ゲージ用アンプ。第２図
は、歪ゲージ式圧力センサーの構造を示す断面図
である。７……受圧板（起歪材）、８……歪ゲー
ジ、９……収納容器、１０……リード線。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 歪ゲージ式圧力センサーの許容力下における伸
   びが１％以下の合成樹脂軟質フイルムからなる袋
   状物に歪ゲージ式圧力センサーと絶縁性液体を封
   入してなる構造を特徴とする押圧センサー。