JPH095014A - 曲げセンサ - Google Patents
曲げセンサInfo
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- JPH095014A JPH095014A JP7151967A JP15196795A JPH095014A JP H095014 A JPH095014 A JP H095014A JP 7151967 A JP7151967 A JP 7151967A JP 15196795 A JP15196795 A JP 15196795A JP H095014 A JPH095014 A JP H095014A
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- conductive resin
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
- G01N3/06—Special adaptations of indicating or recording means
- G01N3/066—Special adaptations of indicating or recording means with electrical indicating or recording means
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
- G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N2203/02—Details not specific for a particular testing method
- G01N2203/06—Indicating or recording means; Sensing means
- G01N2203/0617—Electrical or magnetic indicating, recording or sensing means
- G01N2203/0629—Electrical or magnetic indicating, recording or sensing means using thin films, paintings
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 曲率の大きい曲げ変形の測定に有効な曲げセ
ンサを提供する。 【構成】 感圧導電性樹脂膜５が付されたセグメント２
と、対の電極３ａ，３ｂが付された基板４との積層から
なるものである。セグメント２は、短冊状をなし、可撓
性を有し、外力を受けて曲げ変形し、曲げ変形により生
じた変曲点の感圧導電性樹脂膜５を加圧して内部応力を
生じさせるものである。基板４は、短冊状をなし、可撓
性を有し、盛り上げられた接着剤層７によってセグメン
ト２に接着されたものであり、セグメント２と一体に屈
曲変形して電極３ａ，３ｂを感圧導電性樹脂膜５に接触
させる。電極３ａ，３ｂからは感圧導電性樹脂膜５に生
じた抵抗変化が外部に出力される。
ンサを提供する。 【構成】 感圧導電性樹脂膜５が付されたセグメント２
と、対の電極３ａ，３ｂが付された基板４との積層から
なるものである。セグメント２は、短冊状をなし、可撓
性を有し、外力を受けて曲げ変形し、曲げ変形により生
じた変曲点の感圧導電性樹脂膜５を加圧して内部応力を
生じさせるものである。基板４は、短冊状をなし、可撓
性を有し、盛り上げられた接着剤層７によってセグメン
ト２に接着されたものであり、セグメント２と一体に屈
曲変形して電極３ａ，３ｂを感圧導電性樹脂膜５に接触
させる。電極３ａ，３ｂからは感圧導電性樹脂膜５に生
じた抵抗変化が外部に出力される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機器類の曲げ変形部分
や人体の関節などの曲げ角度の検知に用いる曲げセンサ
に関する。
や人体の関節などの曲げ角度の検知に用いる曲げセンサ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械や構造物などの各部に生ずる応力，
荷重の大きさや分布，部材の変形状態を計測する手段と
して従来より抵抗線歪ゲージが知られている。歪計測に
用いられる機器方法には種々の方式が知られているが、
歪ゲージを用いる計測手段が最も正確なものであるとい
われている。
荷重の大きさや分布，部材の変形状態を計測する手段と
して従来より抵抗線歪ゲージが知られている。歪計測に
用いられる機器方法には種々の方式が知られているが、
歪ゲージを用いる計測手段が最も正確なものであるとい
われている。
【０００３】歪ゲージには、フィルム状の樹脂の上に写
真光学的にエッチングした金属抵抗体を接着し、この金
属抵抗体からリード線を引出したものであり、歪被測定
物に生じた歪は、抵抗変化に変換されて出力される。す
なわち、被測定部に生じた歪は、ベースであるフィルム
状の樹脂を通して金属抵抗体に伝わり、金属抵抗体は歪
の程度に応動して伸縮し、抵抗変化が生じ、その抵抗変
化が出力として取り出される。歪ゲージの出力は、例え
ばホイートストンブリッジ回路で検知され、ホイートス
トンブリッジ回路の出力電圧から被測定物に生じた「歪
量」が算出される。歪ゲージは、工業的に材料強度試験
用，土木建築の構造力学の解析用、各種トランデューサ
の素子，自動車制御機器のセンサとして使用される。
真光学的にエッチングした金属抵抗体を接着し、この金
属抵抗体からリード線を引出したものであり、歪被測定
物に生じた歪は、抵抗変化に変換されて出力される。す
なわち、被測定部に生じた歪は、ベースであるフィルム
状の樹脂を通して金属抵抗体に伝わり、金属抵抗体は歪
の程度に応動して伸縮し、抵抗変化が生じ、その抵抗変
化が出力として取り出される。歪ゲージの出力は、例え
ばホイートストンブリッジ回路で検知され、ホイートス
トンブリッジ回路の出力電圧から被測定物に生じた「歪
量」が算出される。歪ゲージは、工業的に材料強度試験
用，土木建築の構造力学の解析用、各種トランデューサ
の素子，自動車制御機器のセンサとして使用される。
【０００４】この歪センサの原理は、身体の動き又は指
の動きの検出にも利用される。例えば特開平４−２３３
４４２号（先行例１）には、弾性体からなる曲げセンサ
であって、前記弾性体の内部に少なくとも一部が設けら
れた抵抗体を設け、前記抵抗体の曲げの中立面と前記弾
性体の曲げの中立面とを一致しない近傍に配した構造を
有する曲げセンサが開示されている。
の動きの検出にも利用される。例えば特開平４−２３３
４４２号（先行例１）には、弾性体からなる曲げセンサ
であって、前記弾性体の内部に少なくとも一部が設けら
れた抵抗体を設け、前記抵抗体の曲げの中立面と前記弾
性体の曲げの中立面とを一致しない近傍に配した構造を
有する曲げセンサが開示されている。
【０００５】先行例１に用いられる抵抗体は、先の歪セ
ンサの金属抵抗体と同じである。この曲げセンサは、ピ
アノ，ギターなどの演奏者の身体の必要部位に取付けら
れ、身体が曲げられたときに曲げセンサは、その曲げの
程度を検出し、所定の検出信号を発生し、これが外部へ
出力される。この曲げセンサの応用として例えば手袋の
各指の背面にそれぞれ曲げセンサを装着した手袋型の装
着具がある。楽器の演奏時にこの装着具を着用して演奏
すれば、演奏時の指づかいに応じた検出出力が得られ
る。
ンサの金属抵抗体と同じである。この曲げセンサは、ピ
アノ，ギターなどの演奏者の身体の必要部位に取付けら
れ、身体が曲げられたときに曲げセンサは、その曲げの
程度を検出し、所定の検出信号を発生し、これが外部へ
出力される。この曲げセンサの応用として例えば手袋の
各指の背面にそれぞれ曲げセンサを装着した手袋型の装
着具がある。楽器の演奏時にこの装着具を着用して演奏
すれば、演奏時の指づかいに応じた検出出力が得られ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記曲げセ
ンサには、被測定物の曲げの検出に用いられる金属抵抗
体は、歪による抵抗変化量が必ずしも大きくなく、また
金属であるため、曲げ変形が繰返し加えられると金属疲
労によって寿命特性が低下するという問題がある。先の
先行例１は、抵抗体の曲げの中立面と弾性体の曲げの中
立面との位置ずれを相対的に大きく設定して歪量を減少
させ、センサの疲労を低減することを意図したものであ
るが、金属疲労が低減されてもそれは程度の問題であ
り、金属疲労の問題が根本的に解決されたわけではな
い。一方、先行例１では、金属抵抗体は、接着剤によっ
てベース部材に接着しているが、金属蒸着法を用いてベ
ース部材上に形成することも可能である。
ンサには、被測定物の曲げの検出に用いられる金属抵抗
体は、歪による抵抗変化量が必ずしも大きくなく、また
金属であるため、曲げ変形が繰返し加えられると金属疲
労によって寿命特性が低下するという問題がある。先の
先行例１は、抵抗体の曲げの中立面と弾性体の曲げの中
立面との位置ずれを相対的に大きく設定して歪量を減少
させ、センサの疲労を低減することを意図したものであ
るが、金属疲労が低減されてもそれは程度の問題であ
り、金属疲労の問題が根本的に解決されたわけではな
い。一方、先行例１では、金属抵抗体は、接着剤によっ
てベース部材に接着しているが、金属蒸着法を用いてベ
ース部材上に形成することも可能である。
【０００７】しかし金属蒸着法によれば高度の技術が必
要であり、いずれにしてもセンサに金属抵抗体を用いる
かぎり、金属疲労が生じ、この問題が解決されない限
り、大きな曲がりの検出には必ずしも有効ではないとい
う問題点があった。
要であり、いずれにしてもセンサに金属抵抗体を用いる
かぎり、金属疲労が生じ、この問題が解決されない限
り、大きな曲がりの検出には必ずしも有効ではないとい
う問題点があった。
【０００８】本発明の目的は、曲げ率の大きい曲げ変形
の測定に有効な曲げセンサを提供することにある。
の測定に有効な曲げセンサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による曲げセンサにおいては、感圧導電性樹
脂膜をセグメント上に有し、電極を通して感圧導電性樹
脂膜に生じた抵抗変化を検出する曲げセンサであって、
感圧導電性樹脂膜は、感圧導電性インキをセグメント上
に塗布して形成されたものであり、入力面を加圧するに
したがい抵抗値が減少する傾向を有するものであり、セ
グメントは、可撓性を有し、外力を受けて曲げ変形し、
曲げ変形により生じた変曲点の感圧導電性樹脂膜を加圧
して内部応力を生じさせるものであり、電極は、対をな
し、対の電極は、セグメントの曲げ変形時の感圧導電性
樹脂膜の抵抗値を外部へ出力するものである。
め、本発明による曲げセンサにおいては、感圧導電性樹
脂膜をセグメント上に有し、電極を通して感圧導電性樹
脂膜に生じた抵抗変化を検出する曲げセンサであって、
感圧導電性樹脂膜は、感圧導電性インキをセグメント上
に塗布して形成されたものであり、入力面を加圧するに
したがい抵抗値が減少する傾向を有するものであり、セ
グメントは、可撓性を有し、外力を受けて曲げ変形し、
曲げ変形により生じた変曲点の感圧導電性樹脂膜を加圧
して内部応力を生じさせるものであり、電極は、対をな
し、対の電極は、セグメントの曲げ変形時の感圧導電性
樹脂膜の抵抗値を外部へ出力するものである。
【００１０】またセグメントは、短冊状をなし、その長
手方向と直角又は角度をなして横切る方向に屈曲変形さ
せるものであり、感圧導電性樹脂膜は、セグメントのほ
ぼ全長にわたり一定の幅で形成されたものである。
手方向と直角又は角度をなして横切る方向に屈曲変形さ
せるものであり、感圧導電性樹脂膜は、セグメントのほ
ぼ全長にわたり一定の幅で形成されたものである。
【００１１】また電極は、基板上に付されたものであ
り、基板は可撓性を有し、短冊状をなし、セグメントに
積層され、セグメントと一体に屈曲変形するものであ
り、セグメント上の感圧導電性樹脂膜と、基板上の電極
とは、一定間隔を置いて向き合わせに配置され、両電極
は、感圧導電性樹脂膜に接触して曲げ変形時の抵抗値を
外部へ出力するものである。
り、基板は可撓性を有し、短冊状をなし、セグメントに
積層され、セグメントと一体に屈曲変形するものであ
り、セグメント上の感圧導電性樹脂膜と、基板上の電極
とは、一定間隔を置いて向き合わせに配置され、両電極
は、感圧導電性樹脂膜に接触して曲げ変形時の抵抗値を
外部へ出力するものである。
【００１２】また電極は、分岐して板の長手方向に延び
る櫛刃状部分を有し、両電極の櫛刃状部分は互いに隣接
して交互に配列されたものである。
る櫛刃状部分を有し、両電極の櫛刃状部分は互いに隣接
して交互に配列されたものである。
【００１３】またセグメントと、基板とは、感圧導電性
樹脂膜及び電極形成領域の周辺に盛り上げて塗布された
粘着性を有する接着剤の層又は両面粘着テープを介して
積層一体化されたものである。
樹脂膜及び電極形成領域の周辺に盛り上げて塗布された
粘着性を有する接着剤の層又は両面粘着テープを介して
積層一体化されたものである。
【００１４】
【作用】身体や指の動きを検出するセンサは、部材の曲
げ変形により部分的に生じた歪を検出するセンサであ
り、原理的には、機械，構造物の応力，荷重の大きさ、
部材の変形状態の計測に用いる歪ゲージと同じである。
げ変形により部分的に生じた歪を検出するセンサであ
り、原理的には、機械，構造物の応力，荷重の大きさ、
部材の変形状態の計測に用いる歪ゲージと同じである。
【００１５】本発明においては、曲げセンサの抵抗体に
感圧導電性インキを用いるものである。感圧導電性イン
キはシリコーン系などのポリマーに導電性粒子を配合し
たものであり、この感圧導電性インキをスクリーン印刷
によりプラスチックフィルムなどに印刷したものは、新
しいタイプの感圧抵抗素子として知られ、例えば東芝シ
リコーン株式会社よりシルタッチ１００，シルタッチ２
００，シルタッチ３００として販売されている。
感圧導電性インキを用いるものである。感圧導電性イン
キはシリコーン系などのポリマーに導電性粒子を配合し
たものであり、この感圧導電性インキをスクリーン印刷
によりプラスチックフィルムなどに印刷したものは、新
しいタイプの感圧抵抗素子として知られ、例えば東芝シ
リコーン株式会社よりシルタッチ１００，シルタッチ２
００，シルタッチ３００として販売されている。
【００１６】この感圧抵抗素子は、圧力センサとしてタ
ブレット，打鍵力センサ，コネクターなどの分野への応
用が期待されたものであり、入力面を加圧するにしたが
い、抵抗値が減少する特性を有し、圧力−抵抗特性（Ｆ
−Ｒ特性）の関数関係は、ほぼＦ∝Ｒ-1であるとされて
いる。東芝シリコーン株式会社のシルタッチ１００，シ
ルタッチ２００及び及びシルタッチ３００の代表的な圧
力−抵抗特性を図１に示す（東芝シリコーン株式会社
カタログ 感圧導電性インキとスクリーン印刷技術を応
用した新しい感圧抵抗素子「シルタッチ」より）。
ブレット，打鍵力センサ，コネクターなどの分野への応
用が期待されたものであり、入力面を加圧するにしたが
い、抵抗値が減少する特性を有し、圧力−抵抗特性（Ｆ
−Ｒ特性）の関数関係は、ほぼＦ∝Ｒ-1であるとされて
いる。東芝シリコーン株式会社のシルタッチ１００，シ
ルタッチ２００及び及びシルタッチ３００の代表的な圧
力−抵抗特性を図１に示す（東芝シリコーン株式会社
カタログ 感圧導電性インキとスクリーン印刷技術を応
用した新しい感圧抵抗素子「シルタッチ」より）。
【００１７】上記感圧抵抗素子は、入力面を加圧するに
したがい印刷膜の抵抗値が変化するというものである。
本発明は、このような圧力−抵抗特性を曲げ変形の検出
に利用するものである。感圧導電性インキによる感圧導
電性樹脂膜が付されたセグメントをその弾性に抗して凸
状又は凹状に屈曲変形させると、屈曲変形部分の感圧導
電性樹脂膜には内部応力を生ずる。この応力は、実質的
に入力面の加圧によって生ずる内部応力と同じであるか
ら、感圧導電性樹脂の屈曲変形によって生ずる応力の大
小に応答して抵抗値が変化する。セグメントが曲げられ
ると、基板は、セグメントと一体に屈曲変形し、凸状又
は凹状に屈曲変形したそれぞれの変曲点を中心に生ずる
感圧導電性樹脂膜の抵抗値の変化が電極を通じて信号と
して外部へ取り出される。
したがい印刷膜の抵抗値が変化するというものである。
本発明は、このような圧力−抵抗特性を曲げ変形の検出
に利用するものである。感圧導電性インキによる感圧導
電性樹脂膜が付されたセグメントをその弾性に抗して凸
状又は凹状に屈曲変形させると、屈曲変形部分の感圧導
電性樹脂膜には内部応力を生ずる。この応力は、実質的
に入力面の加圧によって生ずる内部応力と同じであるか
ら、感圧導電性樹脂の屈曲変形によって生ずる応力の大
小に応答して抵抗値が変化する。セグメントが曲げられ
ると、基板は、セグメントと一体に屈曲変形し、凸状又
は凹状に屈曲変形したそれぞれの変曲点を中心に生ずる
感圧導電性樹脂膜の抵抗値の変化が電極を通じて信号と
して外部へ取り出される。
【００１８】
【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。図２において、本発明による曲げセンサ１は、感圧
導電性樹脂膜５が一面に付されたセグメント２と、対の
電極３ａ，３ｂが一面に付された基板４との組合せを有
するものである。セグメント２及び基板４は可撓性を有
する絶縁フィルムであり、短冊状に加工されたものであ
り、基板４の全長は、セグメント２よりも若干長く設定
している。セグメント２には、例えばポリエステル樹脂
フィルム、また、基板４にはポリエステル樹脂フィルム
又はポリイミド樹脂フィルムを用いるが、いずれも電気
的絶縁性，可撓性，変形後の現状復元性を有するフィル
ムであればよく、フィルムの透明，不透明は問わない。
る。図２において、本発明による曲げセンサ１は、感圧
導電性樹脂膜５が一面に付されたセグメント２と、対の
電極３ａ，３ｂが一面に付された基板４との組合せを有
するものである。セグメント２及び基板４は可撓性を有
する絶縁フィルムであり、短冊状に加工されたものであ
り、基板４の全長は、セグメント２よりも若干長く設定
している。セグメント２には、例えばポリエステル樹脂
フィルム、また、基板４にはポリエステル樹脂フィルム
又はポリイミド樹脂フィルムを用いるが、いずれも電気
的絶縁性，可撓性，変形後の現状復元性を有するフィル
ムであればよく、フィルムの透明，不透明は問わない。
【００１９】感圧導電性樹脂膜５は、感圧導電性インキ
（例えば東芝シリコーン株式会社製シルタッチ１００，
２００又は３００に用いられる感圧導電性インキ）をセ
グメント２の一面に塗布して形成されたものである。塗
布に際しては、接着代となる短冊状のセグメント２の周
縁部を除く長方形の領域にスクリーン印刷法などを用い
て感圧導電性インキを塗布し、これを固化させる。
（例えば東芝シリコーン株式会社製シルタッチ１００，
２００又は３００に用いられる感圧導電性インキ）をセ
グメント２の一面に塗布して形成されたものである。塗
布に際しては、接着代となる短冊状のセグメント２の周
縁部を除く長方形の領域にスクリーン印刷法などを用い
て感圧導電性インキを塗布し、これを固化させる。
【００２０】電極３ａ，３ｂは、前記感圧導電性樹脂膜
５の形成領域に対応して基板４の長方形の領域に形成さ
れたものであり、基板４上に積層された導電膜のエッチ
ング、又はスクリーン印刷法などを用いて導電性インキ
を基板５上に対の電極３ａ，３ｂを形成し、基板４の長
手方向一端には、各電極３ａ，３ｂの電極端子８ａ，８
ｂを設ける。各電極３ａ，３ｂは、２以上に分岐させて
各分岐部分を基板４の長手方向に櫛刃状に延設し、各電
極の櫛刃状部分６ａ，６ｂを互いに隣接して交互に配置
する。
５の形成領域に対応して基板４の長方形の領域に形成さ
れたものであり、基板４上に積層された導電膜のエッチ
ング、又はスクリーン印刷法などを用いて導電性インキ
を基板５上に対の電極３ａ，３ｂを形成し、基板４の長
手方向一端には、各電極３ａ，３ｂの電極端子８ａ，８
ｂを設ける。各電極３ａ，３ｂは、２以上に分岐させて
各分岐部分を基板４の長手方向に櫛刃状に延設し、各電
極の櫛刃状部分６ａ，６ｂを互いに隣接して交互に配置
する。
【００２１】電極３ａ，３ｂの形成領域の周縁部の基板
４上には、電極３ａ，３ｂの高さ以上に盛り上げて粘着
性を有する接着剤を塗布し又は両面粘着テープを接着
し、その上方に、感圧導電性樹脂膜５の形成面を下向き
にしてセグメント２を積層し、粘着性接着剤の盛り上げ
によって形成される接着層７にセグメント２を接着し、
積層の基板露出部分に電極端子８ａ，８ｂを臨ませて曲
げセンサ１を得る。これによって基板４とセグメント２
は積層一体化され、電極３ａ，３ｂと、感圧導電性樹脂
膜５とは図３のように一定間隔を置いて向き合わせに配
置される。
４上には、電極３ａ，３ｂの高さ以上に盛り上げて粘着
性を有する接着剤を塗布し又は両面粘着テープを接着
し、その上方に、感圧導電性樹脂膜５の形成面を下向き
にしてセグメント２を積層し、粘着性接着剤の盛り上げ
によって形成される接着層７にセグメント２を接着し、
積層の基板露出部分に電極端子８ａ，８ｂを臨ませて曲
げセンサ１を得る。これによって基板４とセグメント２
は積層一体化され、電極３ａ，３ｂと、感圧導電性樹脂
膜５とは図３のように一定間隔を置いて向き合わせに配
置される。
【００２２】実施例において、本発明の曲げセンサ１
を、その長手方向に直交又は角度をなして横切る方向に
屈曲変形させて図４のように一方向に弯曲させると、弯
曲によって形成される変曲点の弯曲凸部又は弯曲凹面が
圧迫され、内部応力が生じて抵抗値が変化する。同時に
この曲げ変形によって電極３ａ，３ｂの一部が感圧導電
性樹脂膜５の一部に押し付けられ、電極３ａ，３ｂ間が
短絡し、その抵抗変化は電極端子８ａ，８ｂを通じて外
部へ取り出される。感圧導電性樹脂膜５は、その曲げ角
度に比例して抵抗値が減少する。感圧導電性樹脂膜５の
曲げ角度に対する抵抗変化特性の一例を図５に示す。こ
の例は、感圧導電性樹脂膜（長さ３０ｍｍ，幅４．５ｍ
ｍ，厚さ２０μｍ）をポリエステルフィルム上に形成し
た曲げセンサの例である。
を、その長手方向に直交又は角度をなして横切る方向に
屈曲変形させて図４のように一方向に弯曲させると、弯
曲によって形成される変曲点の弯曲凸部又は弯曲凹面が
圧迫され、内部応力が生じて抵抗値が変化する。同時に
この曲げ変形によって電極３ａ，３ｂの一部が感圧導電
性樹脂膜５の一部に押し付けられ、電極３ａ，３ｂ間が
短絡し、その抵抗変化は電極端子８ａ，８ｂを通じて外
部へ取り出される。感圧導電性樹脂膜５は、その曲げ角
度に比例して抵抗値が減少する。感圧導電性樹脂膜５の
曲げ角度に対する抵抗変化特性の一例を図５に示す。こ
の例は、感圧導電性樹脂膜（長さ３０ｍｍ，幅４．５ｍ
ｍ，厚さ２０μｍ）をポリエステルフィルム上に形成し
た曲げセンサの例である。
【００２３】測定は以下の要領で行った。すなわち、図
６において、曲げセンサ１の一端を固定して水平に支持
し、その自由端に力Ｆを加えて水平面からの屈曲角度０
〜９０°に対応する抵抗値の変化を測定したものであ
る。なお、屈曲変形の曲率は１５ｍｍ（Ｒ）である。こ
の例では、測定電流０．１ｍＡで測定したものであり、
曲げ角度が１５〜９０°の範囲で抵抗値が数ＫΩから数
十Ωまで大きく変化し、この範囲の曲げ角度を精度よく
測定でき、曲率の大きい変化に対して特に有効であるこ
とがわかる。以上実施例では、曲げセンサと感圧導電性
膜と電極とを一定間隔を置いて向き合わせに配置し、曲
げセンサを屈曲変形させたときに電極を感圧導電性樹脂
に接触させて抵抗値の変化信号を出力する例を示した。
しかし、本発明は必ずしも、感圧導電性樹脂と電極とは
無変形時に離されていなければならないものではない。
予め感圧導電性樹脂と電極とを接触させておけば、電極
間には曲げセンサの無変形時の出力が得られ、曲げ変形
時には電極間に変形時の出力が得られる。また、曲げ変
形は、２以上の変曲点が形成される場合、例えば、曲げ
センサの長手方向に沿って弯曲凸面と弯曲凹面とが繰返
し形成されるような変形であってもよい。さらに、曲げ
センサの全長にわたり、一定の幅で感圧導電性樹脂膜が
形成されていれば、曲げ変形による出力値は、任意の断
面について同じであるが、使用目的によっては長手方向
に沿って幅を変化させたり、あるいは曲げ強度を部分的
に変化させることもできる。
６において、曲げセンサ１の一端を固定して水平に支持
し、その自由端に力Ｆを加えて水平面からの屈曲角度０
〜９０°に対応する抵抗値の変化を測定したものであ
る。なお、屈曲変形の曲率は１５ｍｍ（Ｒ）である。こ
の例では、測定電流０．１ｍＡで測定したものであり、
曲げ角度が１５〜９０°の範囲で抵抗値が数ＫΩから数
十Ωまで大きく変化し、この範囲の曲げ角度を精度よく
測定でき、曲率の大きい変化に対して特に有効であるこ
とがわかる。以上実施例では、曲げセンサと感圧導電性
膜と電極とを一定間隔を置いて向き合わせに配置し、曲
げセンサを屈曲変形させたときに電極を感圧導電性樹脂
に接触させて抵抗値の変化信号を出力する例を示した。
しかし、本発明は必ずしも、感圧導電性樹脂と電極とは
無変形時に離されていなければならないものではない。
予め感圧導電性樹脂と電極とを接触させておけば、電極
間には曲げセンサの無変形時の出力が得られ、曲げ変形
時には電極間に変形時の出力が得られる。また、曲げ変
形は、２以上の変曲点が形成される場合、例えば、曲げ
センサの長手方向に沿って弯曲凸面と弯曲凹面とが繰返
し形成されるような変形であってもよい。さらに、曲げ
センサの全長にわたり、一定の幅で感圧導電性樹脂膜が
形成されていれば、曲げ変形による出力値は、任意の断
面について同じであるが、使用目的によっては長手方向
に沿って幅を変化させたり、あるいは曲げ強度を部分的
に変化させることもできる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によるときには、可
撓性を有するセグメントに感圧導電性樹脂膜を付し、セ
グメントをその長手方向と直角又は角度をなして横切る
方向に屈曲変形させたときに生ずる抵抗値の変化をセグ
メントに積層されて一体に変形する基板の電極を通して
外部に取り出すことができる。感圧導電性インキを用い
た感圧導電性樹脂膜は、圧力−抵抗変化特性の再現性に
優れ、ヒステリシスが殆どなく、応答性に優れ、入力面
を加圧するにしたがい抵抗値が減少する特性を有してい
るため、大きな曲率又は曲げ角度領域において、高精度
の測定が可能となり、例えば、次のような用途、 １．身体の指，肘，膝などの関節部分の曲げ角度の検
出、 ２．タイヤ等の荷重を受けて大きく弯曲する物体の弯曲
変化の検出、 ３．釣竿などの微弱な力によって弯曲する物体の弯曲変
化の検出、 ４．人体，美術品，骨などのように表面に強い応力を加
えることができない物体表面の曲率の測定 などの用途に極めて好適である。
撓性を有するセグメントに感圧導電性樹脂膜を付し、セ
グメントをその長手方向と直角又は角度をなして横切る
方向に屈曲変形させたときに生ずる抵抗値の変化をセグ
メントに積層されて一体に変形する基板の電極を通して
外部に取り出すことができる。感圧導電性インキを用い
た感圧導電性樹脂膜は、圧力−抵抗変化特性の再現性に
優れ、ヒステリシスが殆どなく、応答性に優れ、入力面
を加圧するにしたがい抵抗値が減少する特性を有してい
るため、大きな曲率又は曲げ角度領域において、高精度
の測定が可能となり、例えば、次のような用途、 １．身体の指，肘，膝などの関節部分の曲げ角度の検
出、 ２．タイヤ等の荷重を受けて大きく弯曲する物体の弯曲
変化の検出、 ３．釣竿などの微弱な力によって弯曲する物体の弯曲変
化の検出、 ４．人体，美術品，骨などのように表面に強い応力を加
えることができない物体表面の曲率の測定 などの用途に極めて好適である。
【００２５】また、本発明によるときには、曲げセンサ
を屈曲させると短冊状のセグメントと基板との積層の有
効長の範囲内で両電極の櫛刃状部分が短絡して屈曲個所
の抵抗値を任意に取り出すことができる。
を屈曲させると短冊状のセグメントと基板との積層の有
効長の範囲内で両電極の櫛刃状部分が短絡して屈曲個所
の抵抗値を任意に取り出すことができる。
【００２６】また、基板とセグメントとを粘性接着剤又
は両面粘着テープを用いて接着することによって曲げ変
形の際のセグメントと基板間に生ずる相対変化のずれを
無理なく吸収できる。
は両面粘着テープを用いて接着することによって曲げ変
形の際のセグメントと基板間に生ずる相対変化のずれを
無理なく吸収できる。
【図１】東芝シリコーン株式会社製 シルタッチ（１０
０，２００，３００）の圧力−抵抗特性を示す図であ
る。
０，２００，３００）の圧力−抵抗特性を示す図であ
る。
【図２】本発明による曲げセンサの一実施例を示す一部
断面平面図である。
断面平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】曲げセンサを屈曲変形させたときの状況を示す
図１のＢ−Ｂ線断面図である。
図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明による曲げセンサの曲げ角度に対する抵
抗変化特性の一例を示す図である。
抗変化特性の一例を示す図である。
【図６】曲げセンサの曲げ変形による抵抗値の測定要領
を示す図である。
を示す図である。
１ 曲げセンサ ２ セグメント ３ａ，３ｂ 電極 ４ 基板 ５ 感圧導電性樹脂膜 ６ａ，６ｂ 櫛刃状部分 ７ 接着層 ８ａ，８ｂ 電極端子
Claims (5)
- 【請求項１】 感圧導電性樹脂膜をセグメント上に有
し、電極を通して感圧導電性樹脂膜に生じた抵抗変化を
検出する曲げセンサであって、 感圧導電性樹脂膜は、感圧導電性インキをセグメント上
に塗布して形成されたものであり、入力面を加圧するに
したがい抵抗値が減少する傾向を有するものであり、 セグメントは、可撓性を有し、外力を受けて曲げ変形
し、曲げ変形により生じた変曲点の感圧導電性樹脂膜を
加圧して内部応力を生じさせるものであり、 電極は、対をなし、対の電極は、セグメントの曲げ変形
時の感圧導電性樹脂膜の抵抗値を外部へ出力するもので
あることを特徴とする曲げセンサ。 - 【請求項２】 セグメントは、短冊状をなし、その長手
方向と直角又は角度をなして横切る方向に屈曲変形させ
るものであり、 感圧導電性樹脂膜は、セグメントのほぼ全長にわたり一
定の幅で形成されたものであることを特徴とする請求項
１に記載の曲げセンサ。 - 【請求項３】 電極は、基板上に付されたものであり、 基板は可撓性を有し、短冊状をなし、セグメントに積層
され、セグメントと一体に屈曲変形するものであり、 セグメント上の感圧導電性樹脂膜と、基板上の電極と
は、向き合わせに配置され、 両電極は、感圧導電性樹脂膜に接触して曲げ変形時の抵
抗値を外部へ出力するものであることを特徴とする請求
項１に記載の曲げセンサ。 - 【請求項４】 電極は、分岐して板の長手方向に延びる
櫛刃状部分を有し、両電極の櫛刃状部分は互いに隣接し
て交互に配列されたものであることを特徴とする請求項
１又は３に記載の曲げセンサ。 - 【請求項５】 セグメントと、基板とは、感圧導電性樹
脂膜及び電極形成領域の周辺に盛り上げて塗布された粘
着性を有する接着剤の層又は両面粘着テープを介して積
層一体化されたものであることを特徴とする請求項３に
記載の曲げセンサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151967A JPH095014A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 曲げセンサ |
| US08/654,908 US5652395A (en) | 1995-06-19 | 1996-05-29 | Bending sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151967A JPH095014A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 曲げセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095014A true JPH095014A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15530137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7151967A Pending JPH095014A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 曲げセンサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5652395A (ja) |
| JP (1) | JPH095014A (ja) |
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