JPH029701B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH029701B2 JPH029701B2 JP57112071A JP11207182A JPH029701B2 JP H029701 B2 JPH029701 B2 JP H029701B2 JP 57112071 A JP57112071 A JP 57112071A JP 11207182 A JP11207182 A JP 11207182A JP H029701 B2 JPH029701 B2 JP H029701B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- rubber sheet
- conductive
- conductor
- wires
- 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
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0002—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using variations in ohmic resistance
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、比較的低圧力用の簡易にしてかつ精
度の高い圧力センサーの製造法に関するものであ
る。さらにいえば、ここでいう圧力センサーと
は、圧力をアナログ的に測定する為のものではな
く、あらかじめ定められた圧力に達したことを端
子間の電気的導通の有無により検知するものであ
る。
度の高い圧力センサーの製造法に関するものであ
る。さらにいえば、ここでいう圧力センサーと
は、圧力をアナログ的に測定する為のものではな
く、あらかじめ定められた圧力に達したことを端
子間の電気的導通の有無により検知するものであ
る。
圧力を測定する装置としては、ブルドン管、ダ
イヤフラム、などがよくしられているが、本発明
のセンサーは、これらよりはるかに小型にするこ
とが可能である。小型センサーとしては半導体を
用いる圧力センサーがしられているが、高圧用で
あり、低圧領域には不適である。
イヤフラム、などがよくしられているが、本発明
のセンサーは、これらよりはるかに小型にするこ
とが可能である。小型センサーとしては半導体を
用いる圧力センサーがしられているが、高圧用で
あり、低圧領域には不適である。
本発明の主なる目的は、圧力の検知を、無加圧
時には絶縁性ゴムシートの厚さよりも短い長さを
有する多数の導電性細線がシートの厚さ方向に配
向し、かつ該導電性細線が焼損処理されている感
圧導電性ゴムシートをはさむ対面した導電体間の
導通の有無によつていることである。
時には絶縁性ゴムシートの厚さよりも短い長さを
有する多数の導電性細線がシートの厚さ方向に配
向し、かつ該導電性細線が焼損処理されている感
圧導電性ゴムシートをはさむ対面した導電体間の
導通の有無によつていることである。
導電性の粒子を配合したゴムが感圧導電性を示
すことはよくしられており、感圧度を特に高めた
導電ゴムも市販されており、これらを圧力センサ
ーとして用いることは既に提案されている。しか
しながら、この種の感圧導電ゴムは、ロツト間変
動がさけられないため、一定の圧力下で常に同じ
導電度を示すとは限らないので、圧力センサーと
しては必ずしも適していないという問題がある。
すことはよくしられており、感圧度を特に高めた
導電ゴムも市販されており、これらを圧力センサ
ーとして用いることは既に提案されている。しか
しながら、この種の感圧導電ゴムは、ロツト間変
動がさけられないため、一定の圧力下で常に同じ
導電度を示すとは限らないので、圧力センサーと
しては必ずしも適していないという問題がある。
ロツト間変動については、本発明に用いる導電
性細線入りの感圧導電ゴムシートにおいても同様
であるが、この導電ゴムシートの特異な点は、２
枚の導電体間に所定の加圧状態で挾持し導電体間
に十分な電流を流すと、接続状態にある導電性細
線が焼損失活して、その加圧力以下では完全な非
導通状態になるが、それ以上の加圧力下で新しく
接続する導電性細線についてはもとの活性を保つ
ているので、これを利用して非常に正確に所定の
圧力で、オン−オフの切り替えがなされる圧力セ
ンサーとなしうることである。
性細線入りの感圧導電ゴムシートにおいても同様
であるが、この導電ゴムシートの特異な点は、２
枚の導電体間に所定の加圧状態で挾持し導電体間
に十分な電流を流すと、接続状態にある導電性細
線が焼損失活して、その加圧力以下では完全な非
導通状態になるが、それ以上の加圧力下で新しく
接続する導電性細線についてはもとの活性を保つ
ているので、これを利用して非常に正確に所定の
圧力で、オン−オフの切り替えがなされる圧力セ
ンサーとなしうることである。
第１図に本発明で得られる圧力センサーの一例
を示す。１は感圧導電ゴムを支える導電体である
が、真の導電体３とこれを支える絶縁性の基板２
との積層構造物であり、後ほど第２図を用いてさ
らに説明する。４は感圧導電ゴムシートの円状切
片、５は検知されるべき圧力をうけて感圧導電ゴ
ムを圧迫する可撓性のある導電体、６はスペーサ
ー、７，８は絶縁性の樹脂で成形された一対のケ
ーシングであり、８の下部のネジによつて圧力を
検知されるべき容器に接続される。７のケーシン
グは、１の導電体をはめこむ為に外周の一部が切
欠きになつている。
を示す。１は感圧導電ゴムを支える導電体である
が、真の導電体３とこれを支える絶縁性の基板２
との積層構造物であり、後ほど第２図を用いてさ
らに説明する。４は感圧導電ゴムシートの円状切
片、５は検知されるべき圧力をうけて感圧導電ゴ
ムを圧迫する可撓性のある導電体、６はスペーサ
ー、７，８は絶縁性の樹脂で成形された一対のケ
ーシングであり、８の下部のネジによつて圧力を
検知されるべき容器に接続される。７のケーシン
グは、１の導電体をはめこむ為に外周の一部が切
欠きになつている。
第２図は、第１図中の導電体１の平面図であ
る。真の導電体３はギヤツプをはさんで２分割さ
れており、それぞれの先端は端子を形成してお
り、ハンダ結線あるいはコネクター等により、制
御装置に接続される。
る。真の導電体３はギヤツプをはさんで２分割さ
れており、それぞれの先端は端子を形成してお
り、ハンダ結線あるいはコネクター等により、制
御装置に接続される。
以上の例においては、上部の導電体を２分割し
たものを電気端子としたが、上部の導電体を分割
せずに上下の導電体のそれぞれから、電気端子を
とることも勿論可能である。
たものを電気端子としたが、上部の導電体を分割
せずに上下の導電体のそれぞれから、電気端子を
とることも勿論可能である。
感圧導電ゴムは、あらかじめ所定の圧力下で前
述の焼損処理をほどこしたものを用いることがで
きるが、センサーが組上つて後に、端子間に電圧
をかけた状態で所定の圧力を負荷して焼損処理を
することは正確な動作圧をうる上で好ましい。そ
の両方を併用するとさらに確実である。
述の焼損処理をほどこしたものを用いることがで
きるが、センサーが組上つて後に、端子間に電圧
をかけた状態で所定の圧力を負荷して焼損処理を
することは正確な動作圧をうる上で好ましい。そ
の両方を併用するとさらに確実である。
圧力をうけて感圧導電ゴムを圧迫する導電体は
全体が可撓性のあるシート状導電体であつてもよ
いが、導電体シートと可撓性のあるプラスチツク
シートとの複合体であつてもよい。検圧すべき物
質が腐食性の流体の場合は、プラスチツクシート
を耐食性のあるものに選ぶことにより種々の物質
に対応することができる。検圧すべき物質が流体
の場合は、少なくともこの流体と接する面は可撓
性のあることが要求されるが、固体からの荷重を
直接にうける場合は、必ずしも可撓性は要求され
ない。そのような例を第３図に示す。
全体が可撓性のあるシート状導電体であつてもよ
いが、導電体シートと可撓性のあるプラスチツク
シートとの複合体であつてもよい。検圧すべき物
質が腐食性の流体の場合は、プラスチツクシート
を耐食性のあるものに選ぶことにより種々の物質
に対応することができる。検圧すべき物質が流体
の場合は、少なくともこの流体と接する面は可撓
性のあることが要求されるが、固体からの荷重を
直接にうける場合は、必ずしも可撓性は要求され
ない。そのような例を第３図に示す。
第３図は一種の触感センサーであり、感圧導電
ゴム４を圧迫する導電体は、接触子５と一体化さ
れている。その他の構成は第１図におけるとほぼ
同様である。
ゴム４を圧迫する導電体は、接触子５と一体化さ
れている。その他の構成は第１図におけるとほぼ
同様である。
感圧導電ゴムとしては、特開昭55−122306に述
べたものを用いることができる。ゴムマトリツク
スの素材としてはシリコーンゴム、ウレタンゴ
ム、熱可塑性ポリエステルなどが好適に用いら
れ、なかでもシリコーンゴムをマトリツクスとし
たものは電気特性、耐クリープ性、等の点で好適
である。感圧導電ゴムシートは、いくつかに分割
しておくとか、小さな孔をうちぬいておくとかに
よつて小さい圧力を感知しやすいものにすること
ができる。
べたものを用いることができる。ゴムマトリツク
スの素材としてはシリコーンゴム、ウレタンゴ
ム、熱可塑性ポリエステルなどが好適に用いら
れ、なかでもシリコーンゴムをマトリツクスとし
たものは電気特性、耐クリープ性、等の点で好適
である。感圧導電ゴムシートは、いくつかに分割
しておくとか、小さな孔をうちぬいておくとかに
よつて小さい圧力を感知しやすいものにすること
ができる。
感圧力を調整する為の因子としては、ゴムシー
トや導電性細線の形状、材質等があるが、シート
の厚さと導電性細線の長さの関係は特に重要であ
る。平均長さと厚さの比は1.0と0.7の間のものが
用いられる。この比を例えば0.90に設定しても実
際にはその前後に若干の分布があるが、所定の設
定圧力に達するまでに既に接続するような細線は
電気的に焼損することによつて不活性化すること
ができる。焼損される細線の数については特に制
限はないが、全体の半ばをこえない程度にあらか
じめ平均長さと厚さの比を調節しておくことが好
ましい。
トや導電性細線の形状、材質等があるが、シート
の厚さと導電性細線の長さの関係は特に重要であ
る。平均長さと厚さの比は1.0と0.7の間のものが
用いられる。この比を例えば0.90に設定しても実
際にはその前後に若干の分布があるが、所定の設
定圧力に達するまでに既に接続するような細線は
電気的に焼損することによつて不活性化すること
ができる。焼損される細線の数については特に制
限はないが、全体の半ばをこえない程度にあらか
じめ平均長さと厚さの比を調節しておくことが好
ましい。
不要導通細線の焼損にあたつては、設定圧力に
達してのち電圧をかけるよりも、電圧をかけた状
態で徐々に昇圧していく方が、大電流を要さない
ので好ましい。焼損処理を行なう時点についてい
えば、圧力センサーに組みこむ為の小片にカツト
する以前の大きい面積のシートの段階でおよその
焼損をすませておくことが好ましい。大きいシー
トを焼損する方法としては、電圧を印加した２ケ
のローラー間を走行させるとか、電圧を印加した
２枚の金属シートの間にはさんでこれにローラー
がけするとか、ゴム袋を介して液体圧を加える等
の方法が適用できる。
達してのち電圧をかけるよりも、電圧をかけた状
態で徐々に昇圧していく方が、大電流を要さない
ので好ましい。焼損処理を行なう時点についてい
えば、圧力センサーに組みこむ為の小片にカツト
する以前の大きい面積のシートの段階でおよその
焼損をすませておくことが好ましい。大きいシー
トを焼損する方法としては、電圧を印加した２ケ
のローラー間を走行させるとか、電圧を印加した
２枚の金属シートの間にはさんでこれにローラー
がけするとか、ゴム袋を介して液体圧を加える等
の方法が適用できる。
ケーシングのサイズ形状、材質については、さ
まざまの組合せがある。第１図の例ではケーシン
グ材質として絶縁物を用いたが、その他の部品の
形状や材質との組合せによつて、導通を検知する
端子間をシヨートしないかぎりに於ては金属を用
いることもできる。
まざまの組合せがある。第１図の例ではケーシン
グ材質として絶縁物を用いたが、その他の部品の
形状や材質との組合せによつて、導通を検知する
端子間をシヨートしないかぎりに於ては金属を用
いることもできる。
実施例 １
(1) 感圧導電ゴムシートの準備
太さ12μの磁性ステンレススチール繊維を切
断して平均繊維長830μ長さの標準偏差8μの多
数の短繊維を得た。これを低温硬化型のシリコ
ーンゴム原液に混合し、２枚のポリエステルシ
ートの間に液厚さが900μになるように周辺部
にスペーサーを配置してサンドイツチ状にはさ
み、さらに２枚のガラス板の間に保持した。シ
ートの厚み方向に1500ガウスの磁場をかけた状
態で60℃60分保持してゴムを硬化した後さらに
100℃60分キユアした後、ゴムシートをとりだ
した。ゴムシートの中には、短繊維がシートの
厚み方向に配向して、ほぼ等間隔に約９本／mm2
の密度で存在した。
断して平均繊維長830μ長さの標準偏差8μの多
数の短繊維を得た。これを低温硬化型のシリコ
ーンゴム原液に混合し、２枚のポリエステルシ
ートの間に液厚さが900μになるように周辺部
にスペーサーを配置してサンドイツチ状にはさ
み、さらに２枚のガラス板の間に保持した。シ
ートの厚み方向に1500ガウスの磁場をかけた状
態で60℃60分保持してゴムを硬化した後さらに
100℃60分キユアした後、ゴムシートをとりだ
した。ゴムシートの中には、短繊維がシートの
厚み方向に配向して、ほぼ等間隔に約９本／mm2
の密度で存在した。
銅箔を片面にはりつけたポリイミドフイルム
の上に上記ゴムシートをはさみ、これをガラス
板の上におき二枚の銅箔間に10Vの電圧を印加
した状態で上からゴムローラーをかけた。その
後、ゴムシートから８mm直径の円板をきりぬい
た。
の上に上記ゴムシートをはさみ、これをガラス
板の上におき二枚の銅箔間に10Vの電圧を印加
した状態で上からゴムローラーをかけた。その
後、ゴムシートから８mm直径の円板をきりぬい
た。
(2) 圧力センサーの組立て
第１図に示す圧力センサーをくみたてた。
図において、スペーサー６は、エポキシ・ガ
ラス積層板から作成し、厚さ0.80mm、内径8.5
mm、外径14mmであつた。受圧側の導電体５は、
100μ厚さのポリイミドフイルムの上面に30μ厚
さの銅箔がはりつけられており、フイルムの外
径は14mm、銅箔部の外径は12mmである。背面側
の導電体１は、1.6mm厚さのエポキシ・ガラス
積層板の下面に30μ厚さの銅箔がはりつけられ
ており、円板部における積層板の外径は14mm、
銅箔部の外径は12mmであり、銅箔は0.5mmのギ
ヤツプをもつて二つに分割されている。
ラス積層板から作成し、厚さ0.80mm、内径8.5
mm、外径14mmであつた。受圧側の導電体５は、
100μ厚さのポリイミドフイルムの上面に30μ厚
さの銅箔がはりつけられており、フイルムの外
径は14mm、銅箔部の外径は12mmである。背面側
の導電体１は、1.6mm厚さのエポキシ・ガラス
積層板の下面に30μ厚さの銅箔がはりつけられ
ており、円板部における積層板の外径は14mm、
銅箔部の外径は12mmであり、銅箔は0.5mmのギ
ヤツプをもつて二つに分割されている。
(3) 感圧レベルの調整
組立てた圧力センサーをチツソの圧力管と接
続し、端子間の抵抗を測定しながら昇圧した。
1.2Kg／cm2に達した時に導通が生じた。一旦圧
力を下げた後、端子間に10Vの電圧を印加し圧
力をゆるやかに1.5Kg／cm2まで昇圧した。この
間22回の断続的な電流が検知された。再び圧力
を下げた後、端子間の抵抗を測定しながら約40
秒のサイクルで1.0Kg／cm2〜2.0Kg／cm2の加圧減
圧をくり返し、端子間がオン、オフされる時点
の圧力を測定したところ、全て1.5±0.1Kg／cm2
の圧力でオン、オフ作動することが確認され
た。
続し、端子間の抵抗を測定しながら昇圧した。
1.2Kg／cm2に達した時に導通が生じた。一旦圧
力を下げた後、端子間に10Vの電圧を印加し圧
力をゆるやかに1.5Kg／cm2まで昇圧した。この
間22回の断続的な電流が検知された。再び圧力
を下げた後、端子間の抵抗を測定しながら約40
秒のサイクルで1.0Kg／cm2〜2.0Kg／cm2の加圧減
圧をくり返し、端子間がオン、オフされる時点
の圧力を測定したところ、全て1.5±0.1Kg／cm2
の圧力でオン、オフ作動することが確認され
た。
第１図は、本発明で得られる圧力センサーの１
例をしめす断面図である。第２図は、第１図にお
ける導電板１の平面図である。第３図は、検出さ
れるべき荷重が流体でなく固体による接触圧であ
る場合に適用される触覚センサーともいうべき、
本発明で得られる圧力センサーの一種である。
例をしめす断面図である。第２図は、第１図にお
ける導電板１の平面図である。第３図は、検出さ
れるべき荷重が流体でなく固体による接触圧であ
る場合に適用される触覚センサーともいうべき、
本発明で得られる圧力センサーの一種である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも下記○イ〜○ハからなる圧力センサー
の製造法であつて、圧力負荷状態で、対面重畳す
る導電体間に電圧をかけて、接続状態にある導電
性細線を焼損せしめることを特徴とする圧力セン
サーの製造法。 ○イ 絶縁性ゴムシートの中に無加圧時において
は、該ゴムシートの厚さよりも短い長さを有す
る多数の導電性細線が、該ゴムシートの厚さ方
向に配向し、かつ該導電性細線が焼損処理され
てなる感圧導電性ゴムシート ○ロ 感圧されるべき圧力を受けて○イの導電ゴムシ
ートに密着し、これを圧迫する導電体 ○ハ 導電ゴムシートの背面にあつて、これに密着
して、これを支える導電体であつて、少なくと
もその一部または全部が○ロの導電体と重畳して
いる導電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11207182A JPS593234A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 圧力センサーの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11207182A JPS593234A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 圧力センサーの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS593234A JPS593234A (ja) | 1984-01-09 |
| JPH029701B2 true JPH029701B2 (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=14577337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11207182A Granted JPS593234A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | 圧力センサーの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS593234A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4510683B2 (ja) * | 2005-04-07 | 2010-07-28 | アスモ株式会社 | 感圧センサ、及び感圧センサの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55122306A (en) * | 1979-03-15 | 1980-09-20 | Toray Industries | Pressureesensitive anisotropic conductive rubber sheet |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP11207182A patent/JPS593234A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS593234A (ja) | 1984-01-09 |
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