JPH0479403B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、空調機器、採暖機器、防災機器等に
用いる可撓性線状のマルチセンサーに関するもの
である。

（従来例の構成とその問題点） 従来、可撓性線状のセンサーとしては、平行ケ
ーブル状あるいは二重スパイラル状の温度検知線
や感圧電線、PTC（Positive Temperature
Coefficient：正の温度係数）材料によるヒータ
等があり、これらはいずれも単機能のセンサーで
あると共に、多機能化し難い構造のものであつ
た。

（発明の目的） 本発明の目的は、複数の機能を有し、あるいは
任意の数に多機能化しやすい可撓性線状のマルチ
センサーを提供するものである。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明の可撓性線
状マルチセンサーは、導電性芯線と、この導電性
芯線上にスパイラル状に巻回された複数の機能層
被覆線とを備え、前記複数の機能層被覆線は、導
体線の表面にそれぞれ異なる機能性被覆層が形成
されており、導電性芯線と各導体線との間に各機
能性被覆層が介在され、かつ機能層被覆線どうし
は互いに分離層を介するか若しくは間隔を介して
導電性芯線上に略平行に巻回されており、そし
て、導電性芯線と機能層被覆線の各導体線をそれ
ぞれ電極対として信号を取り出す構成としたもの
である。

上記構成によれば、可撓性線状マルチセンサー
に加えられた環境条件等の外的要因により導電性
芯線と各導体線との間に介在された各機能性被覆
層の電気特性、例えばインピーダンスが変化し、
それに流れる電流の変化を検出することにより、
外的要因の状態を知ることができる。

（実施例の説明） 以下、図面を参照して実施例を詳細に説明す
る。第１図Ａは、本発明の一実施例を示したもの
で、３は導電性芯線、５ａ，５ｂ，５ｃはこの導
電性芯線３上にスパイラル状に巻回された複数の
機能層被覆線である。この機能層被覆線５ａ，５
ｂ，５ｃは、第１図Ｂに示したように、導体線１
の表面にそれぞれ異なる機能性被覆層２ａ，２
ｂ，２ｃが形成されており、導電性芯線３と各導
体線１との間に各機能性被覆層２ａ，２ｂ，２ｃ
が介在され、かつ機能層被覆線どうしは互いに接
触しないように、絶縁性の分離層（図示せず）を
介するか若しくは適当な間隔を介して略平行に導
電性芯線３上に巻回されている。４はその外側に
形成されたフイルター層あるいは絶縁性外被であ
る。

なお、第２図は、機能層被覆線の各種構成例を
示したものであり、１ａ，１ｂ，１ｃは導体線、
２ｄ，２ｅは導体線１ａ，１ｂを全周被覆した機
能性被覆層、２ｆは導体線１ｃの一主面を被覆し
た機能性被覆層である。

このように構成された可撓性線状マルチセンサ
ーでは、一本の導電性芯線３に対し、各機能層被
覆線５ａ，５ｂ，５ｃはその機能性被覆層２ａ，
２ｂ，２ｃを介して各導体線１が並列に対向する
構造となる。そして、機能性被覆層２ａ，２ｂ，
２ｃは環境条件等の外的要因によりその電気特
性、例えばインピーダンスが変化するので、導電
性芯線３と機能層被覆線５ａ，５ｂ，５ｃの各導
体線１をそれぞれ電極対として電圧を印加すれ
ば、インピーダンスの変化に対応して電流値が変
化し、その電流値の変化を検出することにより、
外的要因の状態を知ることができる。

導電性芯線３は、金属ワイヤや、ポリエステ
ル、アラミド繊維、ガラス繊維等の上に銅やステ
ンレスの金属箔線を巻きつけたもの等を利用す
る。

また、機能性被覆層２ａ，２ｂ，２ｃは、機能
性高分子組成物よりなり、感温性、感湿性、感圧
性、感光性、感ガス性、感液性のいずれかの性質
を有し、これらはすべて外的作用因子によりイン
ピーダンスが変化する機能をもつている。

感温性材料にはサーミスタ材料、PTC材料、
焦電性高分子等が含まれ、サーミスタ材料として
はポリ塩化ビニールやポリアミドをベースとする
感温体がある。PTC動作温度（PTC寺料の電気
抵抗が急激に変わる温度）の異なるPTC材料を
機能性被覆層とする複数の感温層被覆線を導電性
芯線３上に巻回すれば、１本の線で各種温度の検
出が可能なセンサーが得られ、また、複数の感温
層被覆線のうち一部の感温層被覆線を自己温度制
御型ヒータとして使用することもできる。

感圧性材料は導電粒子と高分子マトリクス中に
分散した加圧導電ゴムあるいは圧電高分子材料が
用いられる。感光性材料は光導電性高分子組成物
を用いる。感湿性、感ガス性あるいは感液性材料
としては吸湿性高分子材料、吸有機ガス性材料
や、有機溶剤による膨潤性材料がそれぞれ用いら
れる。

上記のような各種機能層被覆線を組み合わせて
導電性芯線上に巻回し、２機能あるいはさらに多
機能を持たせたマルチセンサーを構成し、しかも
多機能であるにもかかわらず、外見上、直径２mm
ないし３mm程度の一本の可撓性線状に構成するこ
とができるので、空調機器や採暖機器、防災機器
等に簡便に適用することができる。

さらに、巻回された機能層被覆線の外側に設け
る絶縁層あるいはフイルタ層４は、次のように使
い分ける。即ち、感圧性、感温性の場合には電気
絶縁層を用い、感光性、感湿性、感ガス性、感液
性に対しては外的作用が機能性被覆層まで届くよ
うに配慮したものを使用する。すなわち汚染防止
や電気絶縁も兼ねたフイルタ層４を用いる。

各用途に対応した性質のフイルタ層４を用い、
それに加えて、外的作用因子に対する選択性を持
たせた、選択性フイルタを使用するものである。

次に、具体例について説明する。

2000デニールのポリエステル芯糸上に、幅0.41
mm、厚さ0.07mmの銅箔をピツチ0.7mmで巻きつけ
導電性芯線３とする。一方、上記銅箔と同一形状
の銅箔からなる導体線１の表面にそれぞれ感温層
と感湿層を被覆して２本の機能層被覆線とする。
感温層にはイオンキヤリヤをドープした可塑化ポ
リ塩化ビニール組成物（60℃、体積固有インピー
ダンス２×10⁸Ω−cm、Ｂ定数8000K）を用い、
感湿層にはナイロン６組成物を用いる。これら２
本の機能層被覆線を導電性芯線３上に互いに間隔
を介してダブルスパイラル状に巻回した後、その
外側に多孔質分子層からなるフイルタ層４を形成
する。このようにすると、感温センサー及び感湿
センサーを有するマルチセンサーが一本の線で構
成される。

本発明のマルチセンサーの用途としては、温度
−湿度、湿度−ガス、水分−油、温度−圧力、ガ
ス−有機溶剤、温度−湿度−ガス等の組合せがあ
る。また、複数の機能層被覆線の中にPTC材料
を機能性被覆層とするものを含み、それをヒータ
として使用することにより、汚染や結露を除去す
るリセツト機能を果させることもできる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、面状採
暖器具のような広範囲な面積内に温度センサーや
圧力センサー等が一本の可撓性線状センサーとし
て組み込まれ、長さ方向に電気的に並列構造で配
線されるので、その各々の平均情報を出力として
検出でき、配設形状が自由にできるほか、長さも
自由に変えられ、また可動面にさえ適用できる等
の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明の一実施例における可撓性線
状マルチセンサーの分解斜視図、第１図Ｂは機能
層被覆線の断面図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃは各種形状
の機能層被覆線の断面図である。 １……導体線、２ａ，２ｂ，２ｃ……機能性被
覆層、３……導電性芯線、４……絶縁性外被ある
いはフイルタ層、５ａ，５ｂ，５ｃ……機能層被
覆線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性芯線と、該導電性芯線上にスパイラル
   状に巻回された複数の機能層被覆線とを備え、 前記複数の機能層被覆線は、導体線の表面にそ
   れぞれ異なる機能性被覆層が形成されており、前
   記導電性芯線と各導体線との間に各機能性被覆層
   が介在され、かつ機能層被覆線どうしは互いに分
   離層を介するか若しくは間隔を介して前記導電性
   芯線上に略平行に巻回されており、 前記導電性芯線と前記機能層被覆線の各導体線
   をそれぞれ電極対として信号を取り出すことを特
   徴とする可撓性線状マルチセンサー。 ２ 機能性被覆層が感温性，感湿性，感圧性，感
   光性，感ガス性，感液性の各高分子組成物より選
   ばれた少なくとも２つの機能性高分子組成物より
   なり、環境条件の変化による前記機能性高分子組
   成物の電気特性の変化を検出することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の可撓性線状マルチ
   センサー。 ３ 感温性被覆層が正の抵抗温度係数を有する高
   分子組成物であり、温度特性の異なる前記高分子
   組成物をそれぞれ被覆した複数の感温層被覆線が
   導電性芯線上に巻回されてなり、前記複数の感温
   層被覆線のうち一部の感温層被覆線をジユール発
   熱させる発熱体として用い、他を温度検出用とし
   て用いることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の可撓性線状マルチセンサー。 ４ 導電性芯線上にスパイラル状に巻回された機
   能層被覆線の外側にフイルター層あるいは絶縁性
   外被を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の可撓性線状マルチセンサー。