JPH0615995B2 - 導電性シ−ト - Google Patents
導電性シ−トInfo
- Publication number
- JPH0615995B2 JPH0615995B2 JP60038042A JP3804285A JPH0615995B2 JP H0615995 B2 JPH0615995 B2 JP H0615995B2 JP 60038042 A JP60038042 A JP 60038042A JP 3804285 A JP3804285 A JP 3804285A JP H0615995 B2 JPH0615995 B2 JP H0615995B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive
- insulating sheet
- sheet
- pressure
- elastomer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/205—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using distributed sensing elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧力・荷重センサ等に使用する導電性シー
トに関するものである。
トに関するものである。
〔従来の技術〕 従来より、圧力変化を電気抵抗値変化に変換する手段と
して、円柱状とした２本の導電性エラストマーを互いに
交差して積重し、印加圧力による導電性エラストマーの
弾性変形に伴い、その接触面積すなわち接触抵抗が変化
することを利用するものは公知である。この変換手段
は、比較的高精度の圧力一抵抗特性が得られるととも
に、使用する導電性エラストマーは単純導電性で製造が
容易である等の利点を有するものである。
して、円柱状とした２本の導電性エラストマーを互いに
交差して積重し、印加圧力による導電性エラストマーの
弾性変形に伴い、その接触面積すなわち接触抵抗が変化
することを利用するものは公知である。この変換手段
は、比較的高精度の圧力一抵抗特性が得られるととも
に、使用する導電性エラストマーは単純導電性で製造が
容易である等の利点を有するものである。
しかし、上記変換手段は、広範囲において圧力（荷重）
が作用する部分に適用する場合、あるいは作用する圧力
（荷重）が非常に大である場合には、多数の導電性エラ
ストマーをたとえば井桁状に積重して並列配置する必要
がある。しかし、多数の導電性エラストマーの正確な配
置及び積重した導電性エラストマーの保持固定は困難で
あり、従ってこの変換手段は広範囲あるいは高圧の圧力
検知には事実上適用できないものであった。
が作用する部分に適用する場合、あるいは作用する圧力
（荷重）が非常に大である場合には、多数の導電性エラ
ストマーをたとえば井桁状に積重して並列配置する必要
がある。しかし、多数の導電性エラストマーの正確な配
置及び積重した導電性エラストマーの保持固定は困難で
あり、従ってこの変換手段は広範囲あるいは高圧の圧力
検知には事実上適用できないものであった。
この発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、
そのために講じた技術的手段は次の通りである。
そのために講じた技術的手段は次の通りである。
すなわち、絶縁性シート（２）の片面に、棒状とした導
電性エラストマー（３）を一定の間隔をあけて複数本並
列させると主に、導電性エラストマー（３）の断面積の
略半分を絶縁性シート（２）の片面に埋設して固着し、
さらに各導電性エラストマー（３）の絶縁性シート
（２）と反対側の絶縁（3a）を同一平面上に配置し、さ
らに上記端縁（3a）を押圧した際に導電性エラストマー
（３）の押圧部における接触面積が弾性変形とともに徐
々に変化する様にしたこと、である。
電性エラストマー（３）を一定の間隔をあけて複数本並
列させると主に、導電性エラストマー（３）の断面積の
略半分を絶縁性シート（２）の片面に埋設して固着し、
さらに各導電性エラストマー（３）の絶縁性シート
（２）と反対側の絶縁（3a）を同一平面上に配置し、さ
らに上記端縁（3a）を押圧した際に導電性エラストマー
（３）の押圧部における接触面積が弾性変形とともに徐
々に変化する様にしたこと、である。
２枚の導電性シートを導電性エラストマーを互いに対向
させて積重すると、各導電性エラストマーは均一に接触
するとともに、容易に移動しない。そして、絶縁性シー
トの表面を押圧すると、押圧部の導電性エラストマーは
弾性変形し、その接触面積すなわち接触抵抗は徐々に変
化する。
させて積重すると、各導電性エラストマーは均一に接触
するとともに、容易に移動しない。そして、絶縁性シー
トの表面を押圧すると、押圧部の導電性エラストマーは
弾性変形し、その接触面積すなわち接触抵抗は徐々に変
化する。
一方の導電性シートを平坦な導電性板材としても同様で
ある。
ある。
以下、添付図面に基いてこの発明の実施例を説明する。
第１図は、この発明に係る導電性シートの使用状態を示
したもので、各導電性シート（１）は絶縁性シート
（２）と複数の円柱状の導電性エラストマー（３）とか
ら構成されている。各導電性エラストマー（３）は、絶
縁性シート（２）の片面に互いに平行に一定の間隔をあ
けて並列固着されているとともに、導電性エラストマー
（３）の断面積の略半分が絶縁性シート（２）の片面に
埋設されて固着されている。各導電性エラストマー
（３）の絶縁性シート（２）と反対側の端縁（3a）は、
同一平面上にある。
したもので、各導電性シート（１）は絶縁性シート
（２）と複数の円柱状の導電性エラストマー（３）とか
ら構成されている。各導電性エラストマー（３）は、絶
縁性シート（２）の片面に互いに平行に一定の間隔をあ
けて並列固着されているとともに、導電性エラストマー
（３）の断面積の略半分が絶縁性シート（２）の片面に
埋設されて固着されている。各導電性エラストマー
（３）の絶縁性シート（２）と反対側の端縁（3a）は、
同一平面上にある。
使用時には、２枚の導電性シート（１）を各導電性エラ
ストマー（３）が互いに直交して接触する様に積重さ
れ、両絶縁性シート（２）（２）の周縁部が連結され
る。このとき、各導電性エラストマー（３）は互いに均
一に接触し、両導電性シート（１）（１）は互いに平行
となる。
ストマー（３）が互いに直交して接触する様に積重さ
れ、両絶縁性シート（２）（２）の周縁部が連結され
る。このとき、各導電性エラストマー（３）は互いに均
一に接触し、両導電性シート（１）（１）は互いに平行
となる。
絶縁性シート（２）は、シリコーンゴム、ポリウレタン
等のポリマーをシート状に形成したものである。また、
導電性エラストマー（３）は、シリコーンゴム、ネオプ
レン、天然ゴム、ポリウレタン等のエラストマーに導電
性微粒子たとえば炭素、鉄、銀、アルミニウム等の微粉
末や銅メタライジング合成繊維（商品名サンダーロン、
日本蚕毛染色（株）製）の短繊維等を混入分散させ、円
柱状に形成したものであり、弾性変形に対して電気抵抗
値が変化しない単純導電性である。
等のポリマーをシート状に形成したものである。また、
導電性エラストマー（３）は、シリコーンゴム、ネオプ
レン、天然ゴム、ポリウレタン等のエラストマーに導電
性微粒子たとえば炭素、鉄、銀、アルミニウム等の微粉
末や銅メタライジング合成繊維（商品名サンダーロン、
日本蚕毛染色（株）製）の短繊維等を混入分散させ、円
柱状に形成したものであり、弾性変形に対して電気抵抗
値が変化しない単純導電性である。
絶縁性シート（２）の硬度は、導電性エラストマー
（３）の硬度と同等もしくはより高硬度であり、導電性
シート（１）の用途に応じて適宜設定されることができ
る。たとえばこの実施例のように、重量計等の荷重セン
サとして使用する場合には、絶縁シート（２）を非常に
高硬度として撓み難くされる。こうすれば、絶縁性シー
ト（２）の面全体を同時に変位させることができ、各導
電性エラストマー（３）に作用する荷重を小さくするこ
とができるものである。また、多点型センサとして使用
する場合には、その感度に応じて絶縁性シート（２）の
硬度を導電性エラストマー（３）とほぼ等しくしたり、
多少高くしたりすればよい。
（３）の硬度と同等もしくはより高硬度であり、導電性
シート（１）の用途に応じて適宜設定されることができ
る。たとえばこの実施例のように、重量計等の荷重セン
サとして使用する場合には、絶縁シート（２）を非常に
高硬度として撓み難くされる。こうすれば、絶縁性シー
ト（２）の面全体を同時に変位させることができ、各導
電性エラストマー（３）に作用する荷重を小さくするこ
とができるものである。また、多点型センサとして使用
する場合には、その感度に応じて絶縁性シート（２）の
硬度を導電性エラストマー（３）とほぼ等しくしたり、
多少高くしたりすればよい。
尚、（４）は電気抵抗値の変化を外部に取り出すための
リード線である。
リード線である。
次に、上記構成とした導電性シート（１）の使用状態に
ついて説明する。
ついて説明する。
絶縁性シート（２）に圧力が作用しない時には、第２図
に見る様に、互いに接触する導電性エラストマー（３）
の端縁（3a）における接触面積は非常に小であるが、絶
縁性シート（２）上に物体が載せられると、絶縁性シー
ト（２）は下方に変位するとともに各導電性エラストマ
ー（３）（３）は一様に弾性変形し、接触面積が増加す
る。従って、各接触面の接触抵抗が減少するので、リー
ド線（４）を介して各接触面を通過する電流値が増加
し、圧力の作用とその大きさを検出することができる。
に見る様に、互いに接触する導電性エラストマー（３）
の端縁（3a）における接触面積は非常に小であるが、絶
縁性シート（２）上に物体が載せられると、絶縁性シー
ト（２）は下方に変位するとともに各導電性エラストマ
ー（３）（３）は一様に弾性変形し、接触面積が増加す
る。従って、各接触面の接触抵抗が減少するので、リー
ド線（４）を介して各接触面を通過する電流値が増加
し、圧力の作用とその大きさを検出することができる。
物体を取り除くと、導電性エラストマー（３）の弾性力
により、絶縁性シート（２）は上方に復帰する。
により、絶縁性シート（２）は上方に復帰する。
この実施例では、導電性エラストマー（３）は円柱状と
されているが、弾性変形とともに接触面積が徐々に変化
する形状であればよく、たとえば断面半円形としたり、
断面放物線形とすることができる。
されているが、弾性変形とともに接触面積が徐々に変化
する形状であればよく、たとえば断面半円形としたり、
断面放物線形とすることができる。
また、導電性シート（１）は、互いに平行に並列した導
電性エラストマー（３）を絶縁性シート（２）の金型上
に配し、絶縁性シート（２）の成型と同時に固着して製
造されることができるが、絶縁性シート（２）を別個に
製造しても接着してもよいことは勿論である。
電性エラストマー（３）を絶縁性シート（２）の金型上
に配し、絶縁性シート（２）の成型と同時に固着して製
造されることができるが、絶縁性シート（２）を別個に
製造しても接着してもよいことは勿論である。
この導電性シート（１）は、第３図に見る様に、平坦な
金属・プラスチック等よりなる導電性板材（５）上に載
置しても、上記と同様に圧力センサとして使用すること
ができる。
金属・プラスチック等よりなる導電性板材（５）上に載
置しても、上記と同様に圧力センサとして使用すること
ができる。
下表は、この発明を実施した具体例を示したものであ
る。
る。
〔発明の効果〕 この発明は上述の構成を有するものであり、次の様な優
れた効果を有する。
れた効果を有する。
(a) 導電性エラストマー（３）は絶縁性シート（２）
に固定されているので、単体の導電性エラストマー
（３）を並列・積重する場合の様に、接触面が移動する
虞れがない。
に固定されているので、単体の導電性エラストマー
（３）を並列・積重する場合の様に、接触面が移動する
虞れがない。
(b) 任意の大きさに切断し、２枚の導電性シート
（１）または導電性シート（１）と導電性板材（５）を
積重すれば、広範囲の圧力検知が可能であるとともに、
複数の接触面に印加圧力が分散されるので高圧も検知可
能である。
（１）または導電性シート（１）と導電性板材（５）を
積重すれば、広範囲の圧力検知が可能であるとともに、
複数の接触面に印加圧力が分散されるので高圧も検知可
能である。
(c) 導電性エラストマー（３）の配列密度の変えるこ
とにより、低圧から高圧まで広範囲にわたって使用可能
な圧力範囲を選定することができる。
とにより、低圧から高圧まで広範囲にわたって使用可能
な圧力範囲を選定することができる。
(d) 圧力−抵抗特性が高精度であるとともに再現性も
良好であるため、高精度の圧力（荷重）センサを提供す
ることができる。
良好であるため、高精度の圧力（荷重）センサを提供す
ることができる。
(e) 用途に応じて適当な大きさに切断するだけで、圧
力（荷重）センサとして使用することができる。
力（荷重）センサとして使用することができる。
第１図は、この発明に係る導電性シートの１実施例を示
したもので、積重した２枚の導電性シートを離隔した状
態の斜視図。第２図は、同断面図。第３図は、導電性シ
ートと導電性板材とを積重した場合の斜視図。 （１）……導電性シート、（２）……絶縁性シート （３）……導電性エラストマー、（3a）……端縁 （４）……リード線、（５）……導電性板材
したもので、積重した２枚の導電性シートを離隔した状
態の斜視図。第２図は、同断面図。第３図は、導電性シ
ートと導電性板材とを積重した場合の斜視図。 （１）……導電性シート、（２）……絶縁性シート （３）……導電性エラストマー、（3a）……端縁 （４）……リード線、（５）……導電性板材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−161539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−795（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−156978（ＪＰ，Ａ) 実公 平５−3958（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁性シート（２）の片面に、棒状とした
導電性エラストマー（３）を一定の間隔をあけて複数本
並列させると共に、導電性エラストマー（３）の断面積
の略半分を絶縁性シート（２）の片面に埋設して固着
し、さらに各導電性エラストマー（３）の絶縁性シート
（２）と反対側の端縁（3a）を同一平面上に配置し、さ
らに上記端縁（3a）を押圧した際に導電性エラストマー
（３）の押圧部における接触面積が弾性変形とともに徐
々に変化する様にしたことを特徴とする導電性シート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038042A JPH0615995B2 (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 導電性シ−ト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60038042A JPH0615995B2 (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 導電性シ−ト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61195324A JPS61195324A (ja) | 1986-08-29 |
| JPH0615995B2 true JPH0615995B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=12514474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60038042A Expired - Lifetime JPH0615995B2 (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 導電性シ−ト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0615995B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3638641A1 (de) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Richter Dietrich H | Druckmesselement |
| JPH0436627A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-06 | Nitta Ind Corp | 感圧導電性エラストマー組成物とこれを利用して構成した感圧センサ |
| US6529122B1 (en) * | 1999-12-10 | 2003-03-04 | Siemens Technology-To-Business Center, Llc | Tactile sensor apparatus and methods |
| US6888537B2 (en) | 2002-02-13 | 2005-05-03 | Siemens Technology-To-Business Center, Llc | Configurable industrial input devices that use electrically conductive elastomer |
| GB2405934A (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-16 | Qinetiq Ltd | Resistance strain/moisture gauge |
| JP5626744B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2014-11-19 | 島根県 | 圧力検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663892B2 (ja) * | 1984-01-31 | 1994-08-22 | 株式会社富士電機総合研究所 | 圧覚認識制御装置 |
-
1985
- 1985-02-26 JP JP60038042A patent/JPH0615995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61195324A (ja) | 1986-08-29 |
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