JPS62200203A - Extensible conductive element with fixing means - Google Patents

Extensible conductive element with fixing means

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Publication number
JPS62200203A
JPS62200203A JP4153486A JP4153486A JPS62200203A JP S62200203 A JPS62200203 A JP S62200203A JP 4153486 A JP4153486 A JP 4153486A JP 4153486 A JP4153486 A JP 4153486A JP S62200203 A JPS62200203 A JP S62200203A
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JP
Japan
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conductive element
elongation
conductive
elongated conductive
detection unit
Prior art date
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Application number
JP4153486A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Fukui
福井 実
Naoki Kataoka
直樹 片岡
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62200203A publication Critical patent/JPS62200203A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect with high accuracy the extension behavior of an object showing a considerable quantity of extension change of an extensible conductive element with a fixing means, by constituting the fixing means of a mechanisim so as not be substantially extended by extension stress generated by the object. CONSTITUTION:An extension detection unit consists of an extensible conductive element 3, the pedestal parts 2, 2' mounted on both sides of said element 3 and belts 1, 1' being fixing parts to a human body. By superposing the Velcro fasteners 8, 8' provided on the ends of the belts 1, 1', the extension detection unit can be fixed to the abdominal part 9 of the human body. Because the belts 1, 1' and tahe pedestal parts 2, 2' comprise a flexible material low in elongation and the detection unit is constituted of a mechanism generating no elongation at mutual connection parts of the extensible conductive element, the pedestal parts and the belts, the displacement of body motion due to the respiration of the abdominal part being a measuring object is concentrated to the sensor part of the extensible conductive element and a rubber sheet as a reinforcing material without omission and, as a result, the deformation of the measuring object can be detected with good sensitivity.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固定手段付伸長導電素子に関する。より詳しく
は、固定手段が伸長導電素子の感知部に応力を集中させ
ることができるように構成されている固定手段付伸長導
電素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an elongated conductive element with fixing means. More specifically, the present invention relates to an elongated conductive element with a fixing means configured such that the fixing means can concentrate stress on a sensing portion of the elongated conductive element.

従来伸長変形によって電気抵抗値が減少する素材は広く
知られておらず、したがって伸長変形によって生ずる電
気抵抗値の減少をとらえることによって被測定物の伸長
の有無、伸長の量、伸長圧縮の頻度を検出することので
きる素子も開発されていなかった。
Conventionally, materials whose electrical resistance value decreases due to elongation deformation are not widely known, and therefore, by capturing the decrease in electrical resistance value caused by elongation deformation, it is possible to determine whether or not the measured object is elongated, the amount of elongation, and the frequency of elongation/compression. No element capable of detection had been developed.

一方、伸長変形によって電気抵抗値が増大する性質を利
用した素子としてストレーンゲージが知られている。す
なわち、例えばコンスタンクン、アドバンス、ニクロー
ム等の細い金属線を引張ると電気抵抗値が増大する。し
かし、この種の金属線の伸長率は極めて小さい(1%以
下)ため、前記ストレーンゲージは測定対象物の微小変
形にしか対応できず、例えば人体の肘、膝等の屈曲部分
のような大きな伸長変形の検出には不向きである。
On the other hand, a strain gauge is known as an element that utilizes the property that electrical resistance increases with elongation deformation. That is, when a thin metal wire such as Constance, Advance, or Nichrome is pulled, its electrical resistance increases. However, since the elongation rate of this type of metal wire is extremely small (1% or less), the strain gauge described above can only handle minute deformations of the object to be measured. It is not suitable for detecting elongation deformation.

また圧電素子や感圧導電性ゴムを用いた素子がある。圧
電素子は、機械的な歪変形を電圧変化としてとらえるも
のであるが、ストレーンゲージと同様に微小変形の用途
にしか適さない。一方、後者の感圧導電性ゴムは圧縮変
形に対して電気抵抗値が減少するものであり、伸長変形
に対しては電気抵抗値の低下は生じない。
There are also elements using piezoelectric elements and pressure-sensitive conductive rubber. Piezoelectric elements detect mechanical strain deformation as voltage changes, but like strain gauges, they are only suitable for applications involving minute deformations. On the other hand, in the latter type of pressure-sensitive conductive rubber, the electrical resistance value decreases when subjected to compressive deformation, but does not decrease when subjected to elongated deformation.

上述の如〈従来公知の素子は、微小な伸長変形にしか用
いることができないか、あるいは圧縮変形にしか用いる
ことができない。したがって伸長変形、特に相当量の伸
長変形をする対象物の伸長挙動、すなわち伸長の有無、
伸長の量、伸長を伴う圧縮の頻度等を検出することので
きる素子があれば、広範囲の応用分野があることが期待
されながら、これまでそれを満足するものが出現してい
ない。
As mentioned above, conventionally known elements can only be used for minute extensional deformations or only for compressive deformations. Therefore, the elongation behavior of objects that undergo elongation deformation, especially a considerable amount of elongation deformation, that is, the presence or absence of elongation,
If there were an element that could detect the amount of expansion, the frequency of compression accompanied by expansion, etc., it would be expected to have a wide range of applications, but so far no device has appeared that satisfies this requirement.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

前述のように、従来公知の素子を用いては伸長変形、特
に相当量の伸長挙動を電気的に検出することができない
。そこで、本発明と同一の出願人によって相当量の伸長
挙動を電気的に検出するのに用いることができるシート
状物が提案されている。
As mentioned above, it is not possible to electrically detect elongation deformation, especially elongation behavior of a significant amount, using conventionally known elements. Therefore, the same applicant as the present inventor has proposed a sheet-like material that can be used to electrically detect the elongation behavior of a considerable amount.

例えば昭和59年9月27日に「変形導電性高分子エラ
ストマー」の名で出願された特願昭59−200577
号中に記載されたシートであって、絶縁性の高分子エラ
ストマーに、薄片状の形状をした導電性フィラーを入れ
ることにより、フィラーの面に平行な方向で伸長した際
に、伸長方向の導電性が向上するシートである。あるい
は、昭和60年3月4日に「変形導電性編織物」の名で
出願された特願昭60−41024号中に記載されたシ
ート状物であって、そのシート状物は構成する糸の交絡
部分および交絡部分間についての電気導通性又は電気絶
縁性が下記の条件を満たずように形成されていることに
よって任意の方向に伸長を加えた場合にその電気抵抗値
が変化する変形導電性編織物である。
For example, patent application No. 59-200577 filed on September 27, 1980 under the name of "Deformed conductive polymer elastomer"
The sheet described in this issue is a sheet in which conductive filler in the form of flakes is placed in an insulating polymer elastomer. This is a sheet that improves performance. Alternatively, the sheet-like material described in Japanese Patent Application No. 60-41024 filed on March 4, 1985 under the name of "Deformed Conductive Knitted Fabric", the sheet-like material is composed of A deformed conductor whose electrical resistance changes when stretched in any direction because the electrical conductivity or electrical insulation of the intertwined parts and between the intertwined parts does not satisfy the following conditions. It is a knitted fabric.

■ 該編織物の所定の面積中における全交絡部分の中で
、電気的に絶縁状態にある交絡部分の数を2.とし、電
気的に導通状態にある交絡部分の数を7!2とした場合
にその比I!1/β2の値が1!9以上であること; ■ 前記編織物を構成するそれぞれの糸の長手方向一定
長での隣り合う複数の交絡部分間について、電気的に絶
縁状態である交絡部分間の数をmlとし、電気的に導通
状態である交絡部分間の数をm2とした場合に、その比
m 17m 、の値が1!9以上であること。
■ The number of intertwined parts that are electrically insulated among all the intertwined parts in a predetermined area of the knitted fabric is 2. If the number of electrically conductive intertwined parts is 7!2, then the ratio I! The value of 1/β2 is 1!9 or more; ■ Between a plurality of adjacent intertwined parts in a constant length in the longitudinal direction of each yarn constituting the knitted fabric, the intertwined parts are electrically insulated. The value of the ratio m 17m is 1!9 or more, where the number of intertwined parts is ml and the number of electrically conductive intertwined parts is m2.

また、たて糸もしくはよこ糸のどちらか一方が導電糸で
、他方が絶縁糸からなる織物であって、バイアス方向に
カントすることを特徴とする伸長導電性織物も本発明と
同一の出願人によって提案されている。
Furthermore, an elongated conductive fabric characterized in that either the warp or the weft is a conductive yarn and the other is an insulating yarn and is canted in the bias direction has also been proposed by the same applicant as the present invention. ing.

尚、これら伸長導電性シートが、耐久性等を向上させる
ために、該シートの少なくとも片面にウレタンやシリコ
ーン、フン素ゴムなどのエラストマーシートまたはフィ
ルムを積層してなる伸長導電性シートであってもよい。
In addition, even if these elongated conductive sheets are formed by laminating an elastomer sheet or film such as urethane, silicone, or fluorine rubber on at least one side of the sheet in order to improve durability etc. good.

前述のようなシート状物の任意の2点に電極をとり付け
、電極間のシート状物を伸長すればシート状物の電極間
の電気抵抗が減少するので、その減少の有無および減少
の程度を2個の電極間で測定すれば被測定物の伸長の有
無および伸長の程度を把握することができる。又、これ
らシート状物、特に後者の変形導電性編織物は相当量の
伸長変形をすることができるので、相当量の伸長変形を
する対象物の伸長挙動、すなわち伸長の有無、伸長の量
、伸長を伴う圧縮の頻度等を検出することができる。
If electrodes are attached to any two points on a sheet-like object as described above and the sheet-like object is stretched between the electrodes, the electrical resistance between the electrodes of the sheet-like object will decrease, so it is possible to determine whether the electrical resistance decreases and the extent of the decrease. By measuring between two electrodes, it is possible to determine whether or not the object to be measured is elongated and the degree of elongation. In addition, since these sheet-like materials, especially the latter deformable conductive knitted fabrics, can undergo a considerable amount of elongation deformation, it is important to understand the elongation behavior of objects that undergo a considerable amount of elongation deformation, i.e. whether or not there is elongation, the amount of elongation, It is possible to detect the frequency of compression accompanied by expansion.

以下の説明において前記シート状物を伸長導電性シート
と称し、伸長導電性シートに電極を取りつけた素子を伸
長導電素子と称す。
In the following description, the sheet-like material is referred to as an elongated conductive sheet, and an element in which electrodes are attached to the elongated conductive sheet is referred to as an elongated conductive element.

前述のような伸長導電素子を用いる場合には、伸長導電
素子の電極を直接測定対象物に固定する場合もあるが、
多くの場合、伸長導電素子の両側にベルト等の、伸長導
電素子を対象物を固定する手段を取付け、この固定手段
によって測定対象物に固定される。その際もしこの固定
手段自体が伸びやすいものであったならば、対象物の変
形が伸長導電素子に正しく伝達されず、その結果測定対
象物の伸長が正しく検出されなくなる恐れがある。
When using an elongated conductive element as described above, the electrode of the elongated conductive element may be fixed directly to the object to be measured;
In many cases, means for fixing the elongated conductive element to the object, such as belts, are attached to both sides of the elongated conductive element, and the elongated conductive element is fixed to the object to be measured by this fixing means. In this case, if the fixing means itself is easily stretchable, the deformation of the object will not be properly transmitted to the elongated conductive element, and as a result, there is a risk that the elongation of the object to be measured will not be detected correctly.

しかしながら前述の伸長導電素子についてはそこ迄の配
慮がなされていなかった。
However, no such consideration has been given to the above-mentioned elongated conductive element.

本発明は本出願人と同一の出願人によってさきに提案さ
れた伸長導電素子の有する使用上の問題点を解決して、
伸長導電素子を測定対象物に取付けた時に、伸長導電素
子の感知部に応力を集中させることができる固定手段を
有する伸長導電素子を提供することを目的とする。
The present invention solves the problems in use of the elongated conductive element previously proposed by the same applicant as the present applicant, and
It is an object of the present invention to provide an elongated conductive element having a fixing means capable of concentrating stress on a sensing portion of the elongated conductive element when the elongated conductive element is attached to an object to be measured.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の目的は伸長導電素子と該伸長導電素子を対象物
に固定する固定手段を含んで成る固定手段付伸長導電素
子において、前記固定手段を対象物により発生される伸
長応力によって実質的に伸長されることのない機構によ
って構成することにより伸長導電素子の感知部に応力を
集中させることを特徴とする固定手段付伸長導電素子(
以下伸長検知ユニットと称す)によって達成される。
An object of the present invention is to provide an elongated conductive element with fixing means comprising an elongated conductive element and a fixing means for fixing the elongated conductive element to an object, wherein the elongated conductive element is substantially elongated by elongation stress generated by the object. An elongated conductive element with a fixing means (
(hereinafter referred to as an elongation detection unit).

本発明の発明者らは伸長導電素子の感知部に応力を集中
させることのできる伸長検知ユニットについて鋭意検討
を加えた結果、本発明に到達した。
The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of extensive research into an elongation detection unit that can concentrate stress on the sensing portion of an elongated conductive element.

ここでいう伸長検知ユニットの構成は伸長導電素子本体
と、伸長導電素子が取着される台座部分と、台座部分を
測定対象物に固定する固定部分の3つに大別される。た
だし台座部分が固定部分を兼ねるように構成されていて
もよい。又伸長導電素子本体に併設して2つの台座部分
に弾性的に伸縮可能なゴムシートなどの補強材を接合す
ると、伸長導電素子の伸長繰り返し耐久性が増大すると
共に前記固定部分と台座部分の測定対象物へのフィツト
性が良好になるので好ましい。
The configuration of the elongation detection unit referred to herein is roughly divided into three parts: an elongated conductive element main body, a pedestal portion to which the elongated conductive element is attached, and a fixing portion that fixes the pedestal portion to the object to be measured. However, the pedestal portion may also be configured to serve as a fixed portion. Furthermore, if a reinforcing material such as an elastically stretchable rubber sheet is attached to the two pedestal parts of the elongated conductive element main body, the durability of the elongated conductive element against repeated stretching will increase, and the measurement of the fixed part and the pedestal part will be improved. This is preferable because it provides a good fit to the object.

伸長検知ユニットの固定部分、台座部分が用いられる時
は固定部分と台座部分は、測定対象物の変形挙動を阻害
せずに、かつ正確に(効率よく)測定対象物に生ずる変
位を伸長導電素子の感知部に伝達するように構成される
必要がある。したがって固定部分及び台座部分は、対象
物により発生される伸長応力によって実質的に伸長され
ることのない機構によって構成されるとよい。より具体
的には固定部分及び台座部分に伸長導電素子の感知部を
構成する伸長導電シートよりも引張り弾性率が高い素材
、例えば天然および合成高分子からなる紙、糸、布帛(
織物、不織布など)、フィルムあるいはシートやそれら
の複合体及び無機物から構成されるとよい。固定部分は
、測定対象物の形状に合った形状をしているか、測定対
象物の動きを阻害しないようにしなやかに測定対象物の
形状にフィツトする形状をしていることを要し、例えば
粘着テープやサージカルテープ、ベルトなどがあげられ
る。尚伸長導電素子本体、台座部分および固定部分を接
合するジヨイント部分は、あらゆる種類のジヨイントを
用いることができるが、対象物により発生される伸長応
力によって実質的に伸長されることのない素材や構造に
なっていることが必要である。また伸長導電素子への応
力集中に伴う素子の破断を防ぐために、前記ジヨイント
部分が一定以上の応力によって外れる、例えば、ホック
あるいはマジックファスナであるとより好ましい。
When the fixed part and the pedestal part of the elongation detection unit are used, the fixed part and the pedestal part are connected to an elongated conductive element that accurately (and efficiently) detects the displacement that occurs in the object to be measured without inhibiting the deformation behavior of the object to be measured. It must be configured to transmit the information to the sensing section of the device. Therefore, it is preferable that the fixed part and the pedestal part are configured by a mechanism that is not substantially stretched by the stretching stress generated by the object. More specifically, the fixed part and the pedestal part are made of a material with a higher tensile modulus than the elongated conductive sheet that constitutes the sensing part of the elongated conductive element, such as paper, thread, or fabric made of natural or synthetic polymers.
It is preferable to be composed of fabrics, non-woven fabrics, etc.), films or sheets, composites thereof, and inorganic materials. The fixed part must have a shape that matches the shape of the object to be measured, or a shape that flexibly fits the shape of the object to be measured so as not to impede the movement of the object. Examples include tape, surgical tape, and belts. Note that the joint part that joins the elongated conductive element main body, pedestal part, and fixed part can be made of any type of joint, but it must be made of a material or structure that will not be substantially elongated by the elongation stress generated by the object. It is necessary that the Further, in order to prevent the element from breaking due to stress concentration on the elongated conductive element, it is more preferable that the joint part is a hook or a magic fastener, which can be detached by stress exceeding a certain level.

以下本発明による固定手段付伸長導電素子、すなわち伸
長検知ユニットの実施例の数例を示す添付図面を参照し
て本発明を詳述する。
The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, which show some embodiments of an elongated conductive element with fixing means, ie an elongation detection unit, according to the invention.

第1a図は本発明による伸長検知ユニットの一実施例を
示す略示平面図であって、第1b図はその伸長検知ユニ
ットを人体の腹部に取着した状態を示す。第1a図およ
び第1b図に示す伸長検知ユニットは伸長導電素子3と
、その両側に取着された台座部分2,2′と人体への固
定部分であるベル)1.1’から成る。伸長導電素子3
は伸長導電シート3aとその両端に取着された電極3b
FIG. 1a is a schematic plan view showing an embodiment of the elongation detection unit according to the present invention, and FIG. 1b shows the elongation detection unit attached to the abdomen of a human body. The elongation detection unit shown in FIGS. 1a and 1b consists of an elongated conductive element 3, base parts 2, 2' attached on both sides thereof, and a bell) 1.1' which is a part fixed to the human body. Elongated conductive element 3
is an elongated conductive sheet 3a and electrodes 3b attached to both ends thereof.
.

3b’から成り、その電極3b 、 3b ’に台座部
分2゜2′が取着されている。又伸長導電素子3に平行
して補強材としてのゴムシート6が台座部分2゜2′に
取着されており、一方電極3b 、 3b ’にはリー
ド線4を介してコネクタ5が接続されている。
3b', and a pedestal part 2°2' is attached to the electrodes 3b, 3b'. Further, a rubber sheet 6 as a reinforcing material is attached to the base portion 2°2' in parallel to the elongated conductive element 3, while a connector 5 is connected to the electrodes 3b and 3b' via lead wires 4. There is.

ベルト1,1′の一端はそれぞれジヨイント7゜7′を
介して台座部分2,2′に連結され、ベル)1.1’の
他端にはマジックファスナ8.8′が取着されており、
このマジックファスナ8.8′を重ね合せることによっ
て第1b図に示すように、人体の腹部9に伸長検知ユニ
ットを固定することができる。
One end of the belts 1, 1' is connected to the pedestal parts 2, 2' through joints 7.7', respectively, and a magic fastener 8.8' is attached to the other end of the belt 1.1'. ,
By overlapping the magic fasteners 8,8', it is possible to fix the extension detection unit to the abdomen 9 of the human body, as shown in FIG. 1b.

前記ベル)1.1’および台座部分2.2′は伸びの少
ない、しなやかな素材から成り、且つ伸長導電素子、台
座部分およびベルト間の相互の接続部分において伸びが
発生することのない機構で構成されているので、測定対
象物である腹部の呼吸などによる体動の変位はもれなく
伸長導電素子の感知部と補強材としてのゴムシートに集
中され、この結果測定対象物の変形を感度良く検知する
ことができる。
The bell) 1.1' and the pedestal part 2.2' are made of a flexible material with little elongation, and have a mechanism that does not cause elongation at the mutual connection between the elongated conductive element, the pedestal part, and the belt. As a result, the displacement of the body movement of the object to be measured due to breathing etc. is concentrated on the sensing part of the elongated conductive element and the rubber sheet as a reinforcing material, and as a result, the deformation of the object to be measured is detected with high sensitivity. can do.

第2図に本発明による伸長検知ユニットを防犯センサと
して窓の桟に用いた場合の例を示す。第2図に示すよう
に、伸長導電シート10aとその両端に取着された電極
10b 、 10b ’から成る伸長導電素子10はわ
ん曲部分を有するプラスチック板から成る台座部分13
と共に窓18の桟17に取付けられる。すなわちわん曲
プラスチック板13の下端はビス16′で桟17の固定
部分11に固定され、ビス16′より上方の位置でビス
15′によってわん曲プラスチック板14の下端が電極
10b′に固定される。固定部分11の上方は断面コの
字状のシリンダ状部分12に形成され、その部分12の
内側に摺動可能にピストン13が配置される。わん曲プ
ラスチック板13の上端はビス16によって前記ピスト
ン13に固定されると共にビス15によって電極10b
に固定される。
FIG. 2 shows an example in which the extension detection unit according to the present invention is used as a security sensor on a window frame. As shown in FIG. 2, an elongated conductive element 10 consisting of an elongated conductive sheet 10a and electrodes 10b and 10b' attached to both ends thereof has a base portion 13 made of a plastic plate having a curved portion.
It is also attached to the crosspiece 17 of the window 18. That is, the lower end of the curved plastic plate 13 is fixed to the fixed part 11 of the crosspiece 17 with a screw 16', and the lower end of the curved plastic plate 14 is fixed to the electrode 10b' with a screw 15' at a position above the screw 16'. . A cylindrical portion 12 having a U-shaped cross section is formed above the fixed portion 11, and a piston 13 is slidably disposed inside the portion 12. The upper end of the curved plastic plate 13 is fixed to the piston 13 with a screw 16, and the electrode 10b is fixed with a screw 15.
Fixed.

窓18が開かれている時には、第2図に示す如くわん曲
プラスチック板14の中央部がわん曲しているが、窓を
締めると伸長検知ユニットの台座部分であるわん曲プラ
スチック板14のわん曲部分が延び、シリンダ状部分1
2の中にピストン13を押上げ、それにつれてわん曲プ
ラスチック板の伸長応力が伸長導電素子の感知部に集中
する。
When the window 18 is open, the central part of the curved plastic plate 14 is curved as shown in FIG. The curved part extends and the cylindrical part 1
2, the piston 13 is pushed up, and the elongation stress of the curved plastic plate is concentrated on the sensing part of the elongated conductive element.

したがって伸長導電素子の伸長による電気抵抗値の減少
を検出すれば、窓18が締められていることを確認する
ことができる。逆にいえば、伸長導電素子の電気抵抗値
が増大した時には窓が開かれた事を意味し、それらを利
用して防犯センサとして用いることができる。
Therefore, by detecting a decrease in electrical resistance due to the elongation of the elongated conductive element, it can be confirmed that the window 18 is closed. Conversely, when the electrical resistance value of the elongated conductive element increases, it means that the window is opened, and this can be used as a security sensor.

第1a図および第1b図及び第2図に示した伸長導電素
子では伸長導電性シートとして変形導電性織物を用いて
いる。この変形導電性織物は前述     ゛のように
任意の方向に伸長を加えた場合にその電気抵抗が減少す
る織物であって、織物の所定の而(■2) 積中における全交絡部分の中で、電気的に絶縁状態にあ
る交絡部分の数をA、とし、電気的に導通状態にある交
絡部分の数をβ2とした場合に、その比L/l−zの値
が1/9以上であるという条件と、織物を構成するそれ
ぞれの糸の長手方向一定長での隣り合う複数の交絡部分
間について、電気的に絶縁状態である交絡部分間の数を
mlとし、電気的に導通状態である交絡部分間の数をm
2とした場合に、その比m 17 m 2の値が1/9
以上であるという条件を共に満たす織物である。
In the elongated conductive elements shown in FIGS. 1a, 1b, and 2, a deformed conductive fabric is used as the elongated conductive sheet. This deformed conductive fabric is a fabric whose electrical resistance decreases when stretched in any direction as described in ゛ above, and the electrical resistance of the fabric decreases when stretched in any direction. , when the number of intertwined parts in an electrically insulating state is A, and the number of intertwined parts in an electrically conductive state is β2, the value of the ratio L/l-z is 1/9 or more. Regarding the condition that there is a certain length in the longitudinal direction of each yarn constituting the fabric, the number of intertwined parts that are electrically insulating is defined as ml, and the number of intertwined parts that are electrically insulated is The number of intertwined parts is m
2, the value of the ratio m 17 m 2 is 1/9
This is a fabric that satisfies both of the above conditions.

ここでいう電気的に絶縁状態とは、実施例中に記載した
電気抵抗値の測定法によって、2つの針状端子間の電気
抵抗値が106Ω以上である状態を意味し、また、電気
的導通状態とは、同様に2つの針状端子間の電気抵抗値
が106Ω未満である状態を意味する。
The electrically insulated state here means a state in which the electrical resistance value between two needle terminals is 106Ω or more as determined by the electrical resistance measurement method described in the examples, and electrically conductive state. Similarly, the state means a state in which the electrical resistance value between two needle terminals is less than 106Ω.

ここでいう交絡部分とは、各糸が交差している部分を示
しており、必ずしも接触している必要はない。織物の場
合は経糸と緯糸の交差部分であり、編物の場合は、ルー
プの交差部分を意味する。
The intertwined portion here refers to a portion where each thread intersects, and does not necessarily need to be in contact with each other. In the case of woven fabrics, it is the intersection of warp and weft yarns, and in the case of knitted fabrics, it is the intersection of loops.

ここでいう電気的に絶縁状態である交絡部分または電気
的に導通状態である交絡部分とは、交絡している2本の
糸が交絡部分を介してそれぞれ電気的に絶縁状態である
部分、あるいは電気的に導通状態である部分を意味する
The intertwined part that is electrically insulated or the intertwined part that is electrically conductive here refers to the part where two intertwined threads are electrically insulated through the intertwined part, or It means a part that is electrically conductive.

また隣り合う交絡部分間とは、より正確には交絡部分中
心間部分であって、一本の糸で隣り合う交絡部分の中心
間を意味する。また電気的に絶縁状態である交絡部分間
、または電気的に導通状態である交絡部分間とは、上に
述べた隣り合う交絡部分間が電気的に絶縁状態であるか
、導通状態であるかを意味する。
Moreover, the term "between adjacent interlaced parts" more precisely means the part between the centers of the interlaced parts, and means the area between the centers of adjacent interlaced parts of one thread. Also, between interlaced parts that are electrically insulated or electrically conductive refers to whether the adjacent interlaced parts mentioned above are electrically insulated or electrically conductive. means.

ここで用いられる変形導電性織物は平織で形成されてい
る。平織は組織が密で繰り返し耐久性に優れ、また微小
の変形に対して高感度に抵抗値が変化するのでより好ま
しい。ただし綾織または朱子織で変形導電性織物を形成
してもよい。また編物を用いてもよい。編物の組織とし
ては、経編、緯編のどちらでも良いし、トリコット編、
天竺編、ゴム編、バール編等のいずれでも良い。尚、微
小変形、大変形に対する変形導電性は、それぞれ織物1
編物の構成(糸の太さ、密度2度目等)を適切に選定す
ることにより得られる。編織物の形状としては、シート
状1円筒状など編織物の組織を使ったすべての形状を含
む。
The deformed conductive fabric used here is formed of a plain weave. Plain weave is more preferable because it has a dense structure and is excellent in repeated durability, and the resistance value changes with high sensitivity to minute deformation. However, the deformed conductive fabric may be formed of twill weave or satin weave. A knitted fabric may also be used. The knitting structure can be either warp knitting or weft knitting, tricot knitting,
Any of jersey knitting, rubber knitting, crowbar knitting, etc. is acceptable. In addition, the deformation conductivity with respect to minute deformation and large deformation is for fabric 1, respectively.
This can be achieved by appropriately selecting the structure of the knitted fabric (thickness of yarn, second density, etc.). The shape of the knitted fabric includes all shapes using the structure of the knitted fabric, such as a sheet, a cylinder, and the like.

ここで用いられる変形導電性織物はエステルマルチフィ
ラメントを用いて形成されているが、それ以外に編織物
を構成する糸として、通常の溶融、湿式紡糸機によって
紡糸されたモノフィラメントやマルチフィラメント、短
繊維からなる紡績糸やそれらの糸の撚糸、フィルムやシ
ートを細長くスリットした、細長い形状物もしくはその
収束物を用いることができる。その素材としては、エス
テル以外にもナイロンなどのすべての電気絶縁性合成高
分子、セルロース等の再生セルロース繊維などの化繊、
天然ゴムなどの電気絶縁性天然高分子、ガラスなどの電
気絶縁性無機繊維等を用いることができる。
The deformed conductive fabric used here is formed using ester multifilament, but other yarns constituting the knitted fabric include monofilament, multifilament, and staple fibers spun using a conventional melt or wet spinning machine. It is possible to use spun yarns made of , twisted yarns of these yarns, elongated objects obtained by slitting films or sheets, or convergence thereof. In addition to esters, the materials include all electrically insulating synthetic polymers such as nylon, synthetic fibers such as cellulose and other regenerated cellulose fibers,
Electrically insulating natural polymers such as natural rubber, electrically insulating inorganic fibers such as glass, etc. can be used.

前述の変形導電性編織物の製造は、まず電気絶縁性繊維
にメッキ、コーティング、溶射などの手段により、導電
性物質を付与した導電糸から作られた編織物、もしくは
電気絶縁性編織物をメッキ、コーティング、溶射などの
手段により、導電性物質を付与した導電性編織物を用意
し、この編織物に超音波、水や空気の高速噴射、流速の
差の大きい層流の生じている媒体中などで物理的応力を
加えることにより、糸の交絡部分及び交絡部分間で選択
的に導電性物質を剥離させることによって行われる。し
たがって変形導電性編織物を構成する糸の特定の部分の
み電気的絶縁状態におかれており、その他の部分は、銅
、ニッケル、銀、カーボンなどの導電性物質がメッキ、
コーティング、溶射などの導電化手段により導電性を付
与されている。尚、特にマルチフィラメントや紡績糸の
場合には、微小の応力で各フィラメントや短繊維が接触
するので高感度変形導電性編織物を形成するためにはよ
り好ましい。
The above-mentioned modified conductive knitted fabric is manufactured by first plating a knitted fabric made from conductive yarn to which an electrically insulating fiber is coated with a conductive substance by plating, coating, thermal spraying, etc., or plating an electrically insulating knitted fabric. A conductive knitted fabric to which a conductive substance has been applied by means such as , coating, or thermal spraying is prepared, and this knitted fabric is subjected to ultrasonic waves, high-speed jetting of water or air, or a medium in which a laminar flow with a large difference in flow velocity occurs. This is done by selectively peeling off the conductive substance between the intertwined portions of the yarn and the intertwined portions by applying physical stress, such as by applying physical stress. Therefore, only certain parts of the yarn that make up the modified conductive knitted fabric are electrically insulated, and other parts are plated with conductive substances such as copper, nickel, silver, and carbon.
Conductivity is imparted by conductive means such as coating or thermal spraying. In particular, in the case of multifilaments or spun yarns, each filament or short fiber comes into contact with each other under minute stress, which is more preferable for forming a highly sensitive deformable conductive knitted fabric.

第1a図および第2図に示した伸長導電素子では電極と
して銅板が用いられているが、これ以外にアルミ、真鍮
、ステンレスなど通常電極として用いられる金属板をは
じめ、布帛やエラストマーシートに金属鍍金、コーティ
ング、溶射あるいは導電性フィラー混入などの手段によ
り導電性を付与した導電性布帛や、導電性エラストマー
シートを用いてもよい。
Copper plates are used as electrodes in the elongated conductive elements shown in Figures 1a and 2, but other metal plates such as aluminum, brass, and stainless steel, which are normally used as electrodes, as well as fabrics and elastomer sheets are plated with metal. A conductive fabric or a conductive elastomer sheet may be used, which has been imparted with conductivity by means such as coating, thermal spraying, or mixing with a conductive filler.

金属板や導電性布帛や導電性エラストマーシートで作ら
れた電極と伸長導電性シートとの接続は導電性樹脂層を
介して行うと、接触抵抗が低く、伸長くり返しに対する
力学的強度が増大するので好ましい。ここでいう導電性
樹脂層とは、通常よく用いられるエポキシ系、アクリル
系、エステル系などのプラスチック系接着剤をはじめ、
ウレタに弄、ラテックス系などの接着剤、または熱溶融
型のポリマー、例えばポリエステル系、ポリアミド系樹
脂などを基材とし、それに通常5〜50体積%の範囲内
で適当量の導電性フィラーを混入した導電性樹脂からな
る層である。ここでいう導電性フィラーとは、ニッケル
、銅、鉄、アルミニウム、金、銀、などの金属もしくは
、それらの合金もしくは導電性カーボンなどからなり、
形状としく17) ては粉末もしくは短繊維状である。また、導電性樹脂層
の厚みとしては、1μm以上の厚みが必要であり、伸長
導電素子の用途にもよるが、通常は2μm以上50μm
以下の厚みが、伸長導電性シート、電極板との接着力、
接触抵抗、コストの面で好ましいがこれに限られるもの
ではない。導電性樹脂層の厚みが1μm未満であると、
接着力が劣る。尚、導電性樹脂が、熱溶融型のポリマー
を基材としている場合には、シート状、もしくはフィル
ム状で使用できるので操作性の面で優れ、工業的により
好ましい。
If the electrode made of a metal plate, conductive fabric, or conductive elastomer sheet is connected to a stretched conductive sheet through a conductive resin layer, the contact resistance will be low and the mechanical strength against repeated stretching will increase. preferable. The conductive resin layer referred to here includes commonly used plastic adhesives such as epoxy, acrylic, and ester adhesives.
The base material is urethane, latex-based adhesive, or hot-melt polymer such as polyester-based or polyamide-based resin, and an appropriate amount of conductive filler is mixed therein, usually within the range of 5 to 50% by volume. This layer is made of conductive resin. The conductive filler here is made of metals such as nickel, copper, iron, aluminum, gold, silver, alloys thereof, conductive carbon, etc.
The shape is 17) powder or short fibers. The thickness of the conductive resin layer must be 1 μm or more, and although it depends on the use of the elongated conductive element, it is usually 2 μm or more and 50 μm or more.
The following thickness is the adhesive strength between the stretched conductive sheet and the electrode plate.
This is preferable in terms of contact resistance and cost, but is not limited thereto. The thickness of the conductive resin layer is less than 1 μm,
Adhesive strength is poor. In addition, when the conductive resin is based on a heat-melting type polymer, it can be used in the form of a sheet or a film, which is excellent in terms of operability and is more preferable from an industrial perspective.

尚、金属板の表面が凹凸にエンボス加工されていると、
導電性樹脂層との接着力が高く、かつ電気的な絶縁破壊
が起りやすくなるので導電性フィラーの混入量を下げる
ことができ、コスト面及び導電性樹脂層の接着力低下も
抑えられるのでより好ましい。
In addition, if the surface of the metal plate is embossed with unevenness,
The adhesive strength with the conductive resin layer is high, and electrical breakdown occurs more easily, so the amount of conductive filler mixed can be reduced, and the cost and decrease in adhesive strength of the conductive resin layer can be suppressed. preferable.

また、電極として、導電性のホックやはとめ、圧着端子
を用いることもできるし、上記電極板や導電性布帛や導
電性エラストマーシートと組み合せて用いることもでき
る。
Furthermore, conductive hooks, eyelets, and crimp terminals can be used as the electrodes, and they can also be used in combination with the above electrode plates, conductive fabrics, and conductive elastomer sheets.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例を用いてさらに詳しく説明するが、本発明の
伸長検知ユニットは、これら実施例や先の図面に示すも
ののみに限定されるものではないことは明らかである。
Although a more detailed explanation will be given below using examples, it is clear that the elongation detection unit of the present invention is not limited to those shown in these examples or the previous drawings.

旭化成工業■製のエステルタフタ(経50 d /24
f、緯75 d /36 r )を水酸化ナトリウム水
溶液(80g/Iり、100℃で減量加工(減量率20
%)し、5nC7!2:塩酸が3=10の重量比の浴中
で感受性化し、水洗脱水後、PdCA2 :塩酸が重量
比1:15の浴中で活性化し、水洗脱水後NiCE z
  ・6HzO1NaHPOz HH2O、クエン酸ナ
トリウム、NH4,CIl、アンモニア水がl:l:3
:2:2の重量比の浴中90℃×2分処理して、Niメ
ンキエステルタフタを作製した。これを10cffl×
10cmの大きさのサンプルに切り、二重円筒形の層流
発生装置(内側の円筒が高速回転、外筒の内径25cm
、内筒の外径10cm)に水と一緒に入れ:内筒回転速
度20Orpmで、300分処理して伸長導電性シート
用原料シートを得た。
Ester taffeta manufactured by Asahi Kasei Corporation (measurement 50 d/24
f, latitude 75 d / 36 r) was treated with a sodium hydroxide aqueous solution (80 g/I) at 100°C for weight loss (weight loss rate 20
%) and sensitized in a bath with a weight ratio of 5nC7!2:hydrochloric acid of 3=10, and after washing and dehydration, activated in a bath with a weight ratio of PdCA2:hydrochloric acid of 1:15, and after washing and dehydration, NiCE z
・6HzO1NaHPOz HH2O, sodium citrate, NH4, CIl, ammonia water is l:l:3
:2:2 weight ratio bath at 90° C. for 2 minutes to produce Ni-menky ester taffeta. This is 10cffl×
Cut the sample into 10 cm size samples and use a double cylindrical laminar flow generator (inner cylinder rotates at high speed, outer cylinder has an inner diameter of 25 cm).
, into an inner cylinder (outer diameter 10 cm) with water: The inner cylinder rotation speed was 20 rpm, and the mixture was treated for 300 minutes to obtain a raw material sheet for an elongated conductive sheet.

次に、市販ウレタン系エラストマー樹脂(溶媒DMF 
、固形分10wt%)を9f)umのゲージで離型紙に
コーテイング後100℃X3m1n乾そうさせ生がわき
の状態で、この原料シートの両面に4kg/dの圧力で
110℃で熱接着転写し100°C×30分乾そうさせ
、伸長導電性シートを得た。
Next, commercially available urethane elastomer resin (solvent DMF
, solid content 10wt%) was coated on a release paper with a gauge of 9 f) um, dried at 100°C x 3 ml, and then thermally adhesively transferred onto both sides of this raw material sheet at 110°C with a pressure of 4 kg/d. It was dried at 100°C for 30 minutes to obtain an elongated conductive sheet.

次にこのシートをl cm巾X5cm長にバイアス方向
に裁断し、両端からl cm長の表裏に厚さ40μmの
銅板を導電性接着剤で接続しく実質的に3cm長)、1
5%伸長することにより、#、#!2=4、m+/m2
−4であり抵抗値が4.5X106Ωから2.0×10
2Ωに低下する伸長導電素子を作製した。
Next, this sheet was cut in the bias direction to 1 cm width x 5 cm length, and a 40 μm thick copper plate was connected to the front and back sides of 1 cm length from both ends with conductive adhesive (substantially 3 cm long), 1
By elongating by 5%, #, #! 2=4, m+/m2
-4 and the resistance value is 4.5×106Ω to 2.0×10
An elongated conductive element with a resistance of 2Ω was fabricated.

次にエステル系不縁布目付100g/ rrrを150
℃でヒートセットしたシート状物を3cm巾にカットし
、ベルト及び台座部分を作製した。次に、台座部分に前
述した伸長導電素子を金属製ホックで接続し、該素子に
併設して厚さ300μmのウレタン系シートを台座部分
に取りつげた。台座部分とベルトとの接続は樹脂製バッ
クルを用い、第1図aに示す本発明の伸長検知ユニット
を作製した。
Next, the ester-based unlined fabric weight 100g/rrr is 150
The sheet-like material heat-set at ℃ was cut into 3 cm width to produce a belt and a pedestal portion. Next, the above-mentioned elongated conductive element was connected to the pedestal part with a metal hook, and a 300 μm thick urethane sheet was attached to the pedestal part. A resin buckle was used to connect the pedestal portion and the belt, and the elongation detection unit of the present invention shown in FIG. 1a was manufactured.

この伸長検知ユニットにリード線をとりつけて腹部に装
着したところ、腹部の形状によくフィツトする呼吸に伴
う体動を検知するベルトが実現された。
By attaching a lead wire to this elongation detection unit and wearing it on the abdomen, a belt that fits well to the shape of the abdomen and detects body movements associated with breathing was realized.

次に、前記伸長導電素子の両端を中央部分がわん曲した
アクリル製のプラスチック板の両端にビスで固定した。
Next, both ends of the elongated conductive element were fixed with screws to both ends of an acrylic plastic plate whose central portion was curved.

次に一端がシリンダーになっており、窓の桟に合った形
状を有するプラスチック製の固定部分に先のプラスチッ
ク板をビスで固定し第2図の概略図に示す本発明の伸長
検知ユニットを作製した。この伸長検知ユニットにリー
ド線をとりつけ、窓の桟に取りつけたところ、窓の開閉
を検知する防犯センサーが実現された。
Next, the plastic plate was fixed with screws to a fixed part made of plastic that had a cylinder shape at one end and had a shape that matched the frame of the window, creating the extension detection unit of the present invention as shown in the schematic diagram in Fig. 2. did. By attaching a lead wire to this extension detection unit and attaching it to a window frame, a security sensor that detects when a window is opened or closed was created.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明による伸長検知ユニットは前述の如く構成されて
いるので、従来公知のセンサ素子を用いては行うことの
できない伸長変形、特に相当量の伸長変化をする対象物
の伸長挙動を検出することができると共に検出に際して
より精度高く測定値が得られる。
Since the elongation detection unit according to the present invention is configured as described above, it is possible to detect elongation deformation that cannot be performed using conventionally known sensor elements, especially elongation behavior of an object that undergoes a considerable elongation change. At the same time, it is possible to obtain measured values with higher accuracy during detection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1a図は本発明による固定手段付き伸長導電素子すな
わち伸長検知ユニットの一実施例を示す略示平面図であ
り、第1b図を第1a図に示した伸長検知ユニットを人
体の腹部に取着した状態で示す正面図であり、第2図は
本発明による伸長検知ユニットの他の実施例を窓の防犯
センサとして用いた場合を示す正面図である。 1.1′・・・ベルト、 2,2′・・・台座部分、3
.10・・・伸長導電素子、 3a 、 10a・・・伸長導電シート、Ib、lb’
 、10b 、10b ’・・・電極、7.7′・・・
ジ9インド、 8.8′・・・マジックファスナ、 11・・・固定部′分、   12・・・シリンダ状部
分、13・・・ピストン、 14・・・わん曲プラスチック板。 q 第2図 (b) 第1図
FIG. 1a is a schematic plan view showing an embodiment of an elongated conductive element with fixing means, that is, an elongation detection unit according to the present invention, and FIG. 1b is a schematic plan view showing an elongation detection unit shown in FIG. FIG. 2 is a front view showing a case where another embodiment of the extension detection unit according to the present invention is used as a security sensor for a window. 1.1'...belt, 2,2'...pedestal part, 3
.. 10... Elongated conductive element, 3a, 10a... Elongated conductive sheet, Ib, lb'
, 10b, 10b'...electrode, 7.7'...
9 India, 8.8'...Magic fastener, 11...Fixed part' portion, 12...Cylinder shaped part, 13...Piston, 14...Curved plastic plate. q Figure 2 (b) Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、伸長導電素子と該伸長導電素子を対象物に固定する
固定手段を含んで成る固定手段付伸長導電素子において
、前記固定手段を対象物により発生される伸長応力によ
って実質的に伸長されることのない機構によって構成す
ることにより伸長導電素子の感知部に応力を集中させる
ことを特徴とする固定手段付伸長導電素子。
1. An elongated conductive element with fixing means comprising an elongated conductive element and a fixing means for fixing the elongated conductive element to an object, wherein the fixing means is substantially elongated by elongation stress generated by the object. 1. An elongated conductive element with fixing means, characterized in that the elongated conductive element is configured with a mechanism without a fixing means, thereby concentrating stress on a sensing portion of the elongated conductive element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007020654A (en) * 2005-07-12 2007-02-01 Fukuda Denshi Co Ltd Body motion detection belt
JP2016145725A (en) * 2015-02-06 2016-08-12 日本メクトロン株式会社 Conductive expandable substrate and distortion sensor
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