JPH049703A - 角変位センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はセンサ技術の角変位すなわち曲かすな検出する
角変位センサ技術に関するものて、特に角変位にともな
ってコンダクタンス、抵抗値（−または導電率）および
抵抗率の値か変化する電気的な角変位センサに関するも
のである。 （従来の技術・発明が解決しようとする課題）角変位と
は曲がり角度すなわち曲かり量か変化した時の隅部すな
わち曲かり部に交差する距離の変化のことである。この
隅部の角度か変化するのに伴って、角変位が変化する。 角変位を測定する角変位センサは隅部の角度か変化した
時にその隅部に交差する距離の変化を測定するものであ
る。いいかえれば角変位センサは曲げられた物体の外側
に発生する距離の変化を測定する。この形式の角変位セ
ンサの代表的な用途として、ドアが開いているか閉して
いるか、あるいはその間のいずれかの位置にあるかを決
定することがある。その他の用途として、手の指などの
人の関節の曲かり量の測定かある。　上述した角変位セ
ンサに係る適用例の１つとしては１人の身体部分たとえ
ば腕、脚および指の曲かり量を検出するものかあるか、
それ以外にも用途はある。 このような技術には抵抗値、コンダクタンス、抵抗率ま
たは導電率の測定を行うことによって、変位、変形また
は弾性伸びを測定するさまざまな方法か知られている。 たとえばシャクソン他の米国特許明細書節４，７４８，
４３３号は弾性伸びを表す検出信号を発生できる電気伝
導性伸び装置を開示している。 シャクソンの米国特許明細書節４，４４４，２０５号は
人や動物の関節の動き易さを評価する装置を開示してい
る。 フクイ他の米国特許明細書節４，７１５，２３３号は変
形を検出する電気伝導性の編地または織地を開示してい
る。 エトホルム他の米国特許明細書節４，６３９．７１１号
は充填剤としてカーボンブラックを含有しているエラス
トママトリックスからなる弾性体を有する電気信号用の
変形検出送信機を開示している。 ボーズ他の米国特許明細書節３，８２０，５２９号は人
体の表面積の変化を測定する導電性弾性伸び計を開示し
ている。 カナモリの米国特許明細書節４，２７３，６８２号は可
撓性の有機物質および導電性粒子から成る基材を有する
感圧導電性弾性組成物を開示している。この組成物は加
圧によって電気抵抗率か低下する特徴を備えている。 サトの米国特許明細書節４，２５２，３９１号、フジタ
ニ他の米国特許明細書節４，２５８，１００号およびテ
ートウォールドの米国特許明細書節４，１５２，３０４
号はそれぞれ、さまざまな感圧電気物質を開示している
。 プリー他の米国特許明細書節４，７２９，８０９号は導
電性接着組成物を開示している。 フィッシュ他の米国特許明細書節３，３３２，２８０号
は伸びを測定する電解液充填管を使用したひずみゲージ
を開示しており、デユワ−他の米国特許明細書節４，４
６１，０８５号は人や動物の関節の回転移動を測定する
際に使用される水銀封入ゴム角変位センサな用いたゴニ
オメータを開示している。 アントリユース他の米国特許明細書節４，０３８．８６
７号は可撓性シート材の負荷を測定する変検器アセンブ
リを開示しており、ラントルフ・ジュニアの米国特許明
細書節３，８７８，７１１号は装置の端部分の相対移動
に比例して曲かったりたわむように電気機械たわみ式た
わみ角変位センサを内部に取り付けた伸び計を開示して
いる。 カービーの米国特許明細書第：ｌ、１７４，１２５号は
機械式圧力角変位センサを開示しており、ラウセルの米
国特ＦＡ明細古第３，９５８．４５！ｉ号は抵抗値ｍ形
　　　−”　　　　　抄　　　−いる・？　−−”ｊ　
−（７）米国特許８５４　ｍ　置型３　、９　’７１　
、２５０　ｔＨ；４曲げひずみ角ｇ佼セン→ノと１ノ゛
τ使用てきる複叡の検出ユ；〜つ）−を設置・」１・電
気検出奴体な開示し。 ている。 プーラ−の米国特訂明細古第４．［１２３，０５４弓は
充電素材を用いたひずみ角変位セン→りを開示し２てお
り、レーじ′スの米国特許明細書第３，８８８，１１゛
７号は電気樟械式圧力角変佼センザを開示し、テスタ他
の米国特許明細書第４，４２９，５８０号は布＃ｌ！お
よびｉｉｌ′挑性シー１へ材用のひＶみ変換器を開示し
、フラノースの米国特許明細置型４，２５８．７２（］
−号はひずみケーシソ°レシス千グラフ（ブし子ス千り
ミ７フー・体積変動記録器）を開示しパζ゛いる。 角変位などの物理的移動により抵抗イめまたは導電率か
変化する導電性＃Ｒ質、またはさまざまな電気機械式４
；よひ変換器装置を使用するのに加えて、変位、曲かり
、たわみ、またはその他の変形、応力なとの物理的パラ
メータを決定４−るイ゛の他の角変位センサｑ）知られ
ている。 たとえばンマーマ、：／の米国特許明細書第４，５４２
．２９１号は人の１−の指などの曲かり閂を決定゛４″
るためＬ′使用できるズ、学式またわ４角変位センサを
開示しでいる。 クリムスの米国特許明細書第４，４１４，５３７号は指
の関節のブこわみを検出゛Ｃきるよ・）に−１にはめた
クローブに取り＋ｊＩ３られた・トンサを利用し！、二
デシタルテ′−タ入カクロ・−ソ型インターソニー＝ス
装置を開示しＴいる。その明細書の第４９よひ第５図に
示されＴいるように、そ−のたわみ角変４ｈヤンシは本
質的に光学式゛ｒあり、鏑の絞りによってたわみ菫を測
定するものｒある。さらに、そのたわみ角変位センサは
、たわ、７１１（、□−よって光学筒か完全に閉鎖され
るある煮貝１のたわみを測定することか′Ｃきないため
、４−としでう゛シ装置用装置′７二ある。 シマー　７　、）米ｍ　特ｎ　明細＄ｗＳ４，５４２，
２９１！４のたわみ角変位センサは内＠壁を及射材゛Ｃ
被覆しまたたわみ管を用いて、レジ・−ハて受り取られ
Ｉ−反射光および直接光を組み合わゼるパとによってた
わみの門を１ｗ定するもの“ｒある。しかし〆、この特
許の１、：わみ角変位センサも、ある煮貝上のたわみ量
は１Ｆ確に測定することかてきないという点て不都合で
ある。 ショソン他の米国特旨明細置型４，２６９，５０６号は
通路の長さに対する温度、圧力および力などの物理的パ
ラメータの影響を測定する装置を開７ｊ＼１．・でいる
。４＝の３￥８Ｂは骨性的に延性をイｊ″４る光ファイ
バを用いて、光ソアイハを通過する移動時間に基い″（
長ざ変化を決定するものである。 ジＪ−−−ムズ他の米国特許明細置型４，４２０，２５
１号は疲れ、振動、たわみ、ねしね、曲かりまたは滑り
などに応答→る光学変形角ψ・位センサを開示している
。レイト・フラッ［・・の米国特許明細置型４，１２３
．１．５８号は光弾性ひずみゲージを開乃＼している。 ／スターの米国時１杵明細書第４ｊ９１，４７０号はレ
ー→′））・イノ光学Ｔ＃ずひずみゲージを開示し２て
いる。 ・クィーハの米国特許明細書第３，５１７，９９９リ−
は光学ひずみゲージを開示しτいる。　ロザイヤの米国
特許明細置型３，２２９，５１１号は飛行機用の光学応
力プーラを開示しｒ“いる。 しかしなから［−配色変位センザのいずれも人の関節、
たと大ば指の関節などの角ψ・イＱを広い範囲に渉−］
て正確に測定できる筒中か一つＬ頼情のある１段を提供
していない。 ぞこ“Ｃ本発明の目的は取り付けた物体の角変位門に関
オる信号を正確に発生てきる角変４ｈセンｉｔ＋Ｗ供す
ること°Ｃ５さらなる目的は人体や動物のからた。たと
えば手の指の角変位、腕脚およびその他のｌ’Ｗｍの動
きを測定するためＣ，″使用°〔きる角変位センサを提
供すること下ある。 （課題を解決゛４るための１段・作用）本発明の角変位
センサは被検出物体に取り伺目る基材と、基材Ｕ（取り
伯５ｊられて、電気回路に接続可能な検出手段とを有し
ている。電気回路か角変位に応じて変化する検出手段の
抵抗値を測定する。導電性エラストマ角変位センサ、導
電性インク角変位センサ、すべり抵抗器角変位センサ、
力抵抗器センサおよび導電性流体角変位センサを含む幾
つかの実施例か開示されている。 本発明では角変位センサを手のグローブや入用のボディ
スーツに組合わせて使用して、そのような動きに関する
入力をコンピュータに送ることかてきるようにする。た
とえば角変位センサをユーザかはめたグローブに取り付
けることによって、ユーザの指の動きを入力としてコン
ピュータへ供給して、ロボット装置、ビデオゲーム、表
示端末装置上の図形またはその他の表示物の動き、およ
び以下の説明から明らかになるその他の多くの適用物を
制御することかてきるようにする。 そのために被検出物体に取り付ける基材と、基材に取り
付けられて、電気回路に接続可能な検出手段とを有して
おり、その検出手段か角変位に応じて変化する電気抵抗
値を備えた物質を有し、その物質か基材に付着された導
電性インクを有し、物体の角変位センサによって上記目
的か達成される。 本発明の別の実施例によれば、上記目的は被検出物体に
取り付ける基材と、基材に取り付けられて、電気回路に
接続可能な検出手段とを有しており、その検出手段か角
変位に応じて変化する電気抵抗値を備えた導電性のエラ
ストマを有して、基材にエラストマとは異なるたわみ性
を持たせて、エラストマのヒステリシスを微少すなわち
最小にすることにより、エラストマか角変位後に戻るこ
とがてきるようにした、物体の角変位センサによって達
成される。 本発明のさらに別の実施例によれば、上記目的は被検出
物体に取り付ける基材と、基材に取り付けられて、電気
回路に接続可能な検出手段とを有しており、その検出手
段か角変位に応じて変化する電気抵抗値を備えた物質を
有し、その物質か、中空の長手方向に延在した部材に収
容された導電性流体を有し、角変位中にその中空部材の
横断面積か変化するようにした、物体の角変位センサに
よって達成される。 本発明のさらに別の実施例によれば、上記目的は被検出
物体に取り付ける基材と、基材に取り付けられて、電気
回路に接続可能な検出手段とを有しており、その検出手
段は長手方向に延在し前記基材に一端か固定されるとと
もに自由端部を備える非延性部材と、自由端部近傍て基
材に取り付けられた、可動部材および力検出抵抗器を設
けている可変抵抗値手段とを有し、可動部材か力検出抵
抗器に電気接続した状態て移動可能に自由端部に連結さ
れて、可動部材の位置に応じて変化する抵抗値を力検出
抵抗器の端部において与えることかてきるようにした、
物体の角変位センサによって達成される。 本発明のさらに別の実施例によれば、上記目的は被検出
物体に取り付ける基材と、基材に取り付けられて、電気
回路に接続可能な検出手段とを有しており、その検出手
段か基材に一端か固定されるとともに自由端部を備えて
いる長手方向に延在した非延性部材と、基材に隣接して
配置された力検出抵抗器とを有して、自由端部か力検出
抵抗器に力を加えることかてきるように力検出抵抗器と
接触しており、その加えられる力か基材の角変位量に対
応じて変化するようにした、物体の角変位センサによっ
て達成される。 （実施例） つぎに本発明の一実施例を図面に基いて以下、詳細に説
明する。 本発明によれば、電気抵抗値、抵抗率、コンタクタンス
または導電率の変化を測定することによって角変位の変
化を測定する方法として５つの方法か提供されている。 これらの方法には導電性エラストマ、導電性インク、導
電性流体、すべり抵抗器および力抵抗器センサか含まれ
る。これらの方法は伸ひ（エラストマ、インクおよび流
体）、位置（すべり抵抗器）または加λらねた力（力検
出抵抗雰）を介しで角変位を快足する。 第１ａｌ’ｌおよび第】ｂ図に示すように、角変位は曲
げられた物体の外側に発生ずる距離の変化′である。第
１ａ図には可撓性のビ′７、−−ルロ・ソトか直線状に
示され°

【いる。このビニールロフトを第１ｂ図に示す
ように曲げるど、ロットの内側か弛緩する一方、外側は
伸長する。このため内側の長さは元の４ｔｉよりも小さ
くなる一力外側の長さは大ぎくなる。第１ｂ図におりる
Ｉ−記長さの不等から、いかにＬハ角変位か測定される
かすなわち距離Ａ２Ｂ２対距離Ａ　１．　Ｂ　ｌの変化
、または距離Ｃ２Ｄ２対距離ＣＩＤＩの変化の量を検出
することによ、って変位か測定さ第１ることかわかる。 また角変位は距Ｍ：Ａ２Ｂ２を距１ｌＩＩＣ２Ｄ２と比
較することによ−）ても測定゛７きる。本発明による導
電、性エーラストマ、インクおよび流体角変位センサは
実際に距離を測定する代わりに、電気抵抗イめ、コンタ
クタンスおよび、または抵抗率を検出するのであるか、
“の伸ひ＆ｉ！ｉ東に基いて角変位を決定するもの”Ｃ
ある。 付置または力の変化に基い°〔角変４Ｑを測ｊ′−４る
本発明の角変位セ゛／ザは、角変位変換機構と呼ばれる
１つの一般的な用途を持ち、その角変位センサかいかに
作動するかが第２ａ図および第２ｂ図に示さねでいる。 可撓性のコート＋ｏｂ）角変位センサの外側面かり部分
に交差孝るよ−）に取り付けられている。コート暑（）
の一端部は基材１２に永久的に取り細目られている一方
、他嬬部およびコート】Ｄと基材】２との間の接合布は
接着されていない。第２ｂ図に示すようし、曲げか発生
すると、外側の距離か入きくなり、コト１０か外表面上
を永久的に取り付けられＴいる端部に向かっで摺動側る
。この用途では角変位か相対位欝の変化に変換されてお
り、これは加えられた力の変化として解釈することも′
？′−きる。第２ａ図および第２ｂ図に示すように、距
離Ａ、　２　Ｅ　２か距離ＡＩＥＩと同して、一定のま
まであるのて、距＠Ｂ２Ｅ２を距１１１１Ｂ１．Ｅｌと
比較することによって角変位を測ＩＩｉ？することかて
きる。 第３ａ図および第３ｂ図はコート）０に対しで垂直力向
のりブを設りた口■抗性物質１４に交差するようにコー
ト１０を取り伺けることによって第２ａ図および第２ｂ
図の角変位変換器の性能かいかに向上さセることかてき
るかを示している。曲げか発生すると、ソツか曲かり位
置で広がるため、外側の曲かり距離か増幅される。リブ
か高いほど、増幅か大きくなる。このことは以前はリブ
付き材の長さよりもｐかったコート１０かリブ付き材の
外側長さ全体とほぼ同しなかさになるまて、リブ付き材
の長さか増加していることから、わかる。コート１０か
長さ全体に渡ってリブに付着されていわば、平坦なり７
無しの基材１２に＋Ｉ着させた同しコート１０よりも多
く伸長するてあろう。この角変位「増幅器」はここに記
載する導電性エラストマ、導電性インクおよび導電性流
体、および力抵抗器センザとともに使用して、角変位セ
ンサか発生ずる角変位信号を増幅することかてきる。 ごごて説明する角変位を測定するための第１の方法は導
電性エラストマを使用する。これは−殻内に浸炭０■撓
性ゴム、シリコン、プラスチックなどの導電性をダえる
ことかてきる化合物て製造された、弾性特性を＠大だゴ
ム状の素材′（ある。導電性エラストマは電子キーバッ
トや帯電防止製品に一般的にイψｉ用されており殻内に
シリコンゴムおよび力〜ボンの捏合物をイ１している。 導電性エラスＩ−マの導電＋、抵抗率したかってユ１ン
タクタンス、抵抗値に影響する要因の１つは・１法、特
に長さおよび断面積である。その集材の断面積を一定に
しなから長さを変更すると導電率か変化し、＃劇か短く
なるのｒ′イ生って、導電＋は大きくなる。 同様に、長さを一定にして断面積を変更すると導電率か
変化し、素材の断面積か人きくなるのに伴って、導電率
は人きくなる。 導電性エラストマか伸長すると瓦さか増加し、断面積は
減少する。これにより導電特性か大幅に変化する。導電
性エラストマストリップか伸長すると、その抵抗率か上
昇する。この特性により、導電性エラストマか長さ方向
の位置変化すなわち伸びを測定するのに非常に適したも
のとなる。第４ａ図および第４ｂ図に示した導電性エラ
ストマセンサは基材１２に取り付けられた導電性エラス
トマ１６を有している。導電性エラストマ１６の両端部
は基材１２に永久的に取り付けられており、好ましくは
導電性エラストマ１６を基材１２との接合面に沿って基
材１２に固着する。図示のように曲げた時、いずれの端
部ても滑りか発生せず、導電性エラストマ１６か伸びる
、電圧を角変位センサに加えて、抵抗値の変化に比例す
る電流の変化を測定することにより、曲かり量を決定で
きる。あるいは角変位センサを分圧器装置に取り付けて
、曲げに伴う角変位センサを流れる電圧の変化を測定す
ると、角変位センサを流れる電圧は曲かり量によって誘
発された伸びの度合いにしたかって変化する。 第５８図ないし第５Ｃ図は導電性流体１８を有する別の
角変位センサを示している。導電性流体１８は電解溶液
または導電性オイルのような導電性を与える流体の特性
を備えた物質である。 導電性流体１８はｌ／４５ｃ図に示すように１弾性管２
０の内部に収容されている。弾性管２０か伸長すると導
電性流体Ｉ８を収容している管の長さか増加する一方、
その断面積か減少するため導電性流体１８の抵抗値は上
昇する。第５ｂ図を参照されたい。導電性流体センサは
第４ａ図および第４ｂ図の導電性エラストマセンサとほ
ぼ同様にして作動する、すなわち湾曲によって誘発され
た伸びの度合いを測定する。 第６ａ図８よび第６ｂ図は角変位を測定するすべり電位
差計であるすべり抵抗器センサを示している。コート２
０か角変位センサ部分に交差するように取り付けられて
おり、一端部のみて基材１２に固定されている。コート
２０と基材１２との間の接合面も自由になっている。自
由端部かすべり電位差計の可動部材２２に取り付けられ
ている。曲かりの度合いが増加すると、コート２０は相
対的に固定部材の方へ摺動して、すべり電位差計をばね
またはその他の弾性物質２４の作用に逆らう方向へ移動
させる。ばねまたはその他の弾性材は可動部材とリテー
ナ２５との間に連結されている。曲がりか減少してコー
ド２０か弛緩した場合、ばねまたはその他の弾性部材か
そのたるみを角変位センサから取り除いている。 第７ａ図および第７ｂ図は力抵抗器センサの曲げ角変位
センサを示している。力抵抗器センサは変換された角変
位な力検出抵抗器２６に加えられる力に比例させて変換
する。弾性のゴム状物質２８か角変位変換器として使用
されている。 変換器の一端部に設けられた突起３０が力検出抵抗器２
６の直上に配置されている。曲げが発生すると、突起３
０か力検出抵抗器２６に徐々に圧力を加えていき、その
加えられる力の量に対応じて力検出抵抗器２６の抵抗値
か変化する。力検出抵抗器２６はたとえばカナモリの米
国特許明細書環４，２７３，６８２号またはサトの米国
特許明細書環４，２５０，３９１号に示されているよう
な感圧物質を有している。 第８ａ図はマイラー（Ｍｙｌ　ａｒ■）またはキャブタ
ン（Ｃａｐｔａｎ■）等の基材３４上に印刷または付着
された導電性インク３２を利用した導電性インクセンサ
を示している。導電性インク３２は一般的に連結材内に
カーボン粒子を有している。 印刷された導電性インク３２か曲かり部の外側になるよ
うにして基材３４を曲げると、導電性インク３２内部て
の２つの物理的反応かそれの電気抵抗値を変化させる。 第１の物理的反応ては導電性インク３２か伸びることに
より、導電性カーボン粒子間の距離か増加する。これに
より電気抵抗率が予期した通り非常に着実に増加する。 この物理的反応は導電性インク３２が曲かり部の内側に
ある場合にも発生し、その場合には粒子間の距離か減少
することにより、抵抗率か減少する。 第２の物理的反応により、導電性インク３２か曲かり部
の外側に“ある時、微細クラ・・ｔりか角変位センサの
投手方向に交差−する方向に形成される。曲がりか増大
すると、こオ〕らのクラックの幅か増ス゛するため、電
気抵抗値かさらに人輻ζ゛増加する。 所望の特別な特徴に合わセて、２種類の導電性インク組
成物を混合し“【、本発明による曲げ角変位センサに使
用される導電性インク３２な作成することかできる。耐
久性の高い延性を有４−る導電性インク組成物５第１の
インクは第１の物理的反応の特徴を示し、他方の導電Ｍ
インク、第２の一１′ンクの組成物はＪ延性な有し、嶋
２の物理的反応の特徴を示す。ごわらの２種の導電性−
インクは曲は角変位セン→の所定の鮒檀；を得るために
混合、いいかえれば曲げ角変位センシの性能はこれらの
２種類の導電性インクの混合割合に依有する。両方の導
電性インク３２を混合して成る適当な導電性インク３２
はアムテック（Ａ　ｍ　＋：、ｅ　ｃ　ｈ　）　　・イ
ンターナショナルのロット番号９２３４９から得られる
。こわらの導電相−インク３２は一般的（、“電位ｙ−
の製造に使用されでいる。第２のインクの使用割合か増
加４゛るのに伴って、曲かりに対→る抵扛偵の一■二昇
かさらＣ急激に高くなっ°【い〈。高い分解佳か望まれ
る場合、第２の一インクの使用割合を高く−４る必ｔか
あることかわかっ′Ｃいる。耐久性を高・（シ／゛【、
平均的な分解能、たと大ば抵抗値範囲を４段階に細分化
する場合、第１のインクの使用割合を高・ぐする必要か
ある。特に４ＰＪ′階の分解能゛ｒビデオゲームコント
ロ・〜うにデータを入力′できるように１の位置を決定
４−るためにクローブに取り付けられる曲げ角変位セン
サに使用する場合、第１のインク杢・所定割合にし・、
残りを第２のインクにした上記アムう一ツクのロット番
号９２３４９の導電性インク３２か好まし／い、、Ｊの
導電性インク３２を使用した角変位セン習は本Ｈ，ｌ願
大の明細占にしたかって製造さねた部品Ａ　Ｍ　４００
０Ｒｅｖ、Ｇとしでアムデ・ツク・インタ・〜チン１プ
ルか販売ｌ〕ている。 導電性インク曲はセンサζＪ導電性丁。ラス１−ン１６
とは異なり、直線位置のカへ曲げた時、メ千りをｌ１ｉ
ｌｘていない。このため導ｉ１ｔ＋ｌｌインク３２は導
電性エラスｌ〜７１６のようなじステリシス特性を示さ
ない、したかって抵抗値は直線状の曲げられていない状
態になる度に、回し抵抗値に戻る。 反対に導電性エラストマ１６はメセリを備λているので
、直線状になった時にも抵抗値は元の値に戻らない傾向
かある。この傾向を軽減するため、第４ａ図および第４
ｂ図に示すように、導電性エラストマ１６とは異なった
物理的たわみ特性を備えて、直線位置に簡単にｙること
かてきる基材３４に導電性エラストマ１６を取り伺りる
ことにより、可及的に導電性エラストマ１５を直線状に
して、導電性エラストマ１６のヒステリシスの量を減少
さｆることかてきるように４−るのか好まＩ７．い。基
材３４に適した素材とし′τ、たとえば屈曲後に非屈曲
位置へ容易に跳ね戻るマイラー（Ｍｙｌａｒ＠　）フィ
ルムかある。 第８ｂ図は導電性インク３２の別の実施例を承している
。この角変位センサ”〔はマイラーまたはキャブタンな
どの口■撓骨の基材６１十に導電性インクｂＯかＵ字形
に封着されでいる。（約４インチの実際の角変位センサ
の長さに対する）そのような導電性インクｌｉＯの抵抗
値は一般的に高く、ツクオームの範囲であるから、角変
位センサの抵抗値範囲は導電性の高い物質、たとえば金
属物質を導電性インクｂυの所定範囲５２にに付着させ
て、合；１の抵抗値か金属刊着物を含Ｊ“ない角変位セ
ンサよりも小さい一連の個々の導電性インク６０を事実
１−形成することにより、低い範囲に変換することかて
きる。また角変位センサは必要に応し・て導電性インク
６０の被覆部分を選択的じ大きくするごとにより、任意
の８賞な抵抗値範囲を持つように構成することかできる
。金属端部端子接続部分か６４’７示されて４．；す、
ｂ３はたとえばＵ字形導電性インク６０＋ｉ看物の　方
を導電性インク６０の有効部分の端部に連結する長いプ
レート状の導電性金属材である。 このため事実には導電性インクｂＤの合届材τ被覆され
ていないこれらの部分たけかたわみの量を決定する際に
有効である。 第９ａ図および第９ｂ図は導電性エラストマセンサの構
造に第９ａ図に示したような斜めの切れ口３６を入れた
、ダイシンクされた導電性エラストマセンサを示してい
る。曲がりの度合いか増加するのに伴って、切れ目か広
がり、電気抵抗値か大きくなる。角変位センサか直線状
になると、切れ目か閉して、電気抵抗値か小さくなる。 この構造により、導電性エラストマ１６のメモリ効果す
なわちヒステリシスを微少にすることがてきる。 以上に、本発明の特殊な実施例を説明してきた。しかし
、請求の範囲に記載された本発明の幅広い精神および範
囲内のさまざまな変更および変化を加えることかてきる
ことは明らかである。したかって明細書および図面は制
限的なものてはなく、説明のためのものである。 （発明の効果） 本発明は上記のように構成したので指の関節などの曲げ
による角変位を上述した素材の電気抵抗値の変位として
検出することかできる。これにより上記角変位を広範囲
に渉って正確に測定てきるため、製品信頼度および精度
を向上させると同時に汎用性を拡大させることかてきる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は角変位を説明するための正面図、 第１図（ｂ）は第１図（ａ）と異る状態を示す正面図 第２図（ａ）はいかにして角変位か位置変化に変換され
るかを示す正面図、 第２図（ｂ）は第２図（ａ）と異る状態を示す正面図、 第３図（ａ）はいかにして角変位センサの性能かリブ付
きの基材に交差するように角変位センサ材を配置するこ
とによって高められるかを示す正面図 第３図（ｂ）は第３図（ａ）と異る状態な示す正面図 第４図（ａ）は導電性エラストマセンサを示す正面図、 第４図（ｂ）は第４図（ａ）と異る状態を示す正面図、 第５図（ａ）は導電性流体センサを示す正面図、　第５
図（ｂ）は第５図（ａ）と異る状態を示す正面図、 第５図（ｃ）は第５図（ａ）の断面図、第６図（ａ）は
すべり抵抗器センサを示す正面図、 第６図（ｂ）は第６図（ａ）と異る状態を示す正面図 第７図（ａ）は力抵抗器センサを示す正面図、 第７図（ｂ）は第７図（ａ）と異る状態を示す正面図 第８図（ａ）は導電性インクを示す正面図第８図（ｂ）
は第８図（ａ）の導電性インクと異る実施例を示す平面
図、 第９図（ａ）はダイシンクされた導電性エラストマセン
サを示す正面図、 第９図（ｂ）は第９図（ａ）と異る状態を示す正面図で
ある。 Ｉｎ、２０・・・コート １２．３４．６１・・・基材 】６・・・導電性エラストマ １８・・・導電性流体 ２２・・・可動部材 ２４・・・骨性物質 ２５・・・リテーナ ２６・・・力検出抵抗器 ２８・・・ゴム状物質 ３０・・・突起 ３２．６Ｇ・・・導電性インク ３６・・・切れ目 ６２・・・所定範囲 ワールドアソーシイエイト株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物体の角変位を検出する角変位センサであって、
   被検出物体に取り付ける基材と、該基材に取り付けられ
   電気回路に接続可能な検出手段とを有し、該検出手段が
   角変位の関数として変化する電気抵抗を備えた物質を有
   し、該物質が前記基材上に付着された導電性インクから
   なることを特徴とする角変位センサ。 （２）前記導電性インクが連結材内にカーボン粒子から
   なることを特徴とする請求項１に記載の角変位センサ。 （３）前記導電性インクが延性を有する第１のインクの
   溶液と非延性を有する第２のインクの溶液とからなるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の角変位センサ。 （４）前記第１のインクおよび第２のインクは用途に応
   じて混合され、前記第１のインクは耐久性を備え前記第
   ２のインクは高率の抵抗値変動範囲を備えていることを
   特徴とする請求項３に記載の角変位センサ。 （５）前記基材は微少のヒステリシス特性を示す可撓性
   を有する素材からなり、角変位された該基材を元の直線
   状態に戻すことを特徴とする請求項１に記載の角変位セ
   ンサ。 （６）前記基材にリブが設けられており該リブは前記基
   材の長手方向に直交する方向に配設されていることを特
   徴とする請求項１に記載の角変位センサ。 （７）さらに導電性インクの少なくとも１つの所定範囲
   に導電性の高い物質を付着させたことを特徴とする請求
   項１に記載の角変位センサ。 （８）物体の角変位を検出する角変位センサであって、
   被検出物体に取り付けるための基材と、該基材に取り付
   けられ電気回路に接続可能な検出手段とを有し、該検出
   手段は角変位の関数として変化する電気抵抗値を備えて
   いる物質を有し、該物質は前記基材の長さ方向に沿って
   基材に接着された導電性エラストマを有しており、前記
   基材は前記エラストマとは異るたわみ特性を有し、角変
   位された該基材を元の直線状態に復帰させるためにヒス
   テリシス特性を微少にしたことを特徴とする角変位セン
   サ。 （９）前記エラストマがシリコンゴムおよびカーボン粒
   子からなることを特徴とする請求項８に記載の角変位セ
   ンサ。 （１０）前記エラストマが該エラストマの長手方向に直
   交する切込みからなることを特徴とする請求項８に記載
   の角変位センサ。 （１１）前記切込みが前記エラストマの中に斜めに設け
   られていることを特徴とする請求項１０に記載の角変位
   センサ。 （１２）前記基材にリブが設けられ該リブが前記基材の
   長手方向に直交する方向に配設されていることを特徴と
   する請求項８に記載の角変位センサ。 （１３）物体の角変位を検出する角変位センサであつて
   、被検出物体に取り付けるための基材と、該基材に取り
   付けられ電気回路に接続可能な検出手段とを有しており
   、該検出手段は角変位の関数として変化する電気抵抗値
   を備えた物質を有し該物質が中空で長手方向に延在した
   部材に収容された導電性流体を有し、角変位中には前記
   中空部材の横断面積および長さの少なくとも一方が変化
   することを特徴とする角変位センサ。 （１４）前記中空部材が管からなることを特徴とする請
   求項１３に記載の角変位センサ。（１５）前記導電性流
   体が電解液を有することを特徴とする請求項１４に記載
   の角変位センサ。 （１６）前記中空部材は前記基材に該基材の長さ方向に
   沿って取り付けられていることを特徴とする請求項１３
   に記載の角変位センサ。 （１７）前記基材にリブが設けられ該リブが前記基材の
   長手方向に交差する方向に配設されていることを特徴と
   する請求項１６に記載の角変位センサ。 （１８）物体の角変位を検出する角変位センサであって
   、被検出物体に取り付けるための基材と、該基材に取り
   付けられ電気回路に接続可能な検出手段とを有しており
   、該検出手段は長手方向に延在し前記基材に一端が固定
   されるとともに自由端部を備える非延性部材と、前記自
   由端部に隣接する前記基材に取り付けられ可動部材およ
   び固定抵抗器を有する可変抵抗値手段とからなり、前記
   可動部材は前記自由端部に連結され前記固定抵抗器に電
   気的に接触して移動可能であるとともに前記固定抵抗器
   の端部に対して前記可動部材の位置に基いて変化する抵
   抗値を付与することを特徴とする角変位センサ。 （１９）前記可動部材が前記固定抵抗器上を摺動可能で
   あることを特徴とする請求項１８に記載の角変位センサ
   。 （２０）前記基材の対向側に配置された保持手段に前記
   可動部材を連結する弾性部材を有しており、前記固定抵
   抗器が前記基材と前記保持手段との間に位置するように
   したことを特徴とする請求項１９に記載の角変位センサ
   。 （２１）前記弾性部材がばねからなることを特徴とする
   請求項２０に記載の角変位センサ。 （２２）物体の角変位を検出する角変位センサであって
   、被検出物体に取り付けるための基材と、該基材に取り
   付けられ電気回路に接続可能な検出手段とを有しており
   、該検出手段は長手方向に延在し前記基材に一端が固定
   されるとともに自由端部を備える非延性部材と、前記自
   由端部に隣接して配置された力検出抵抗器とを有し、前
   記自由端部は力を加えるために前記力検出抵抗器に接触
   させて設け、前記力検出抵抗器に接触して該抵抗器に力
   を加え、その力は前記基材の角変位量に対応して変化し
   、前記力の変化に対応して前記力検出抵抗器の抵抗値を
   変化させたことを特徴とする角変位センサ。 （２３）前記自由端部が前記力検出抵抗器に接触する突
   起を備えており、該突起が角変位に応じて変化する力を
   前記力検出抵抗器に加えるようにしたことを特徴とする
   請求項２２に記載の角変位センサ。 （２４）前記力検出抵抗器が導電性インクを有している
   請求項２２に記載の角変位センサ。 （２５）前記基材にリブが設けられ、該リブが前記基材
   の長手方向に交差する方向に配設されていることを特徴
   とする請求項２２に記載の角変位センサ。