JPH10340775A - 感温感圧素子 - Google Patents

感温感圧素子

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JPH10340775A
JPH10340775A JP9148891A JP14889197A JPH10340775A JP H10340775 A JPH10340775 A JP H10340775A JP 9148891 A JP9148891 A JP 9148891A JP 14889197 A JP14889197 A JP 14889197A JP H10340775 A JPH10340775 A JP H10340775A
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JP
Japan
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sensitive
temperature
pressure
layer
electrode
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Pending
Application number
JP9148891A
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English (en)
Inventor
Tadataka Yamazaki
忠孝 山崎
Masahiko Ito
雅彦 伊藤
Kazuyuki Obara
和幸 小原
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ヒータと感温センサ及び感圧セン
サを兼備した感温感圧素子を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 本発明は、発熱電極13及び感温機能部
である感温電極11,感温層12と感圧機能部である中
心導体6,感圧層7および外側導体9が1本の可橈性ケ
ーブルに同心軸状に内蔵されているため、発熱及び温度
検知と圧力検知を同時に簡便に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気採暖具寝具な
どに使用する感温感圧素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来特開平8−31608号公報に感温
ヒータが、また、特開昭62−15793号公報や特開
昭62−281288号公報に感圧ヒータが開示されて
いる。感温ヒータを例として以下、その構成について、
図4を参照にしながら説明する。図4に示すように、1
はポリエステル芯糸、2は銅電極栓、3は高分子感温
層、4は発熱温度検知電極線、5はポリ塩化ビニル外皮
である。このように、銅電極線2と発熱温度検知電極線
4の間に、高分子感温層3を介在させ発熱と温度検知が
なされるように構成されており、感温ヒータとして使用
されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記す
る従来の感温ヒータは、温度のみしか検知できないの
で、圧力を検知することは不可能であり、温度と圧力の
両方の検知が必要な場合は、温度センサと共に、別に圧
力センサを配設しなければならないという課題があっ
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の感温感圧素子
は、上記課題を解決するために、感圧機能層の外周に、
感温機能層と発熱体とを設け、前記三者を1本のケーブ
ルに内蔵される構成としたものである。
【0005】本発明によれば、感圧機能層と、感温機能
層と発熱体とを有するため、発熱及び温度検知と圧力検
知を1本の線で同時に行うことができる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明は、1本のケーブル内で感
圧機能層,感温機能層,発熱体とを有するものである。
そして発熱体に通電することによる発熱は、感温機能層
に対向した一対の電極間のインピーダンスが温度と共に
正確かつ鋭敏に変化するため、温度を検知することがで
きる。また感圧機能層に対向した一対の電極間電位が圧
力に対して瞬時に鋭敏に変化するため、圧力を検知する
ことができる。この三つの機能が1本のケーブル内に、
構成されているため発熱と温度検知と圧力検知とを1本
の線で同時に行うことができるものである。
【0007】そして、前記する本発明の感温感圧素子は
請求項2ないし8に記載した具体的な形態で実施できる
ものである。
【0008】すなわち、請求項2に記載のように、細長
い中心導体の外周に同心状に設けた感圧層と、その感圧
層の外周に同心状に設けた外側導体と、その外側導体の
外周に設けた分離層と、その分離層の外側に設けた感温
電極と、その感温電極の外側に設けた感温層と、その感
温層の外側に同心状に設けたヒータを兼ねた発熱電極と
を有していて、その最外周を絶縁材で被覆して構成する
ことができる。
【0009】また、請求項3に記載のように細長い中心
導体の外周に同心状に設けた感圧層と、その感圧層の外
周に同心状に設けた外側導体と、その外側導体の外周に
設けた分離層と、その分離層の外側に同心状に設けたヒ
ータを兼ねた発熱電極と、その発熱電極の外側に設けた
感温層と、その感温層の外側に同心状に設けた感温電極
とを有する構成とし、その最外周を絶縁材で被覆しても
よい。
【0010】また、請求項4に記載のように細長い中心
導体の外周に同心状に設けた感圧層と、その感圧層の外
周に同心状に設けた外側導体と、その外側導体の外側に
設けた感温層と、その感温層の外側に同心状に設けたヒ
ータを兼ねた発熱電極を有する構成とし、その最外周を
絶縁材で被覆してもよい。
【0011】そして、請求項5記載のように、感圧層が
感圧性樹脂で構成してもよいし、請求項6記載のように
感圧性高分子組成物(樹脂でなくてもよい)にしてもよ
い。
【0012】また、請求項7記載のように、感温層がポ
リ塩化ビニル組成物、または請求項8記載のようにポリ
アミド組成物で構成するとよい。
【0013】また、請求項9記載のように、本発明の感
温感圧素子は電気採暖具または寝具に使用して有用なも
のである。
【0014】以下、本発明の一実施例について図面を用
いて説明する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1における感温感圧
素子の要部断面図である。
【0015】図において、6はニッケルメッキ銅線の撚
線よりなり内側電極の役目をする中心導体である。7は
無延伸で分極性を示すポリ2ふっ化ビニリデン−3ふっ
化エチレンを用いて温度220℃で押出成形し、厚さ
0.35mmの層を同芯円状に形成した感圧層である。
8は銅箔である。9はシールド編みの銅線の外側電極の
役目をする外側導体であり、感圧層7を介在して同芯円
状に形成した。従って、中心導体6と外側導体9とが感
圧層7の電極を形成している。10はポリエステルフィ
ルムの分離層である。11は感温部を形成するニッケル
鍍金銅線の感温電極であり、前記分離層10にスパイラ
ル状に巻回されている。12はポリ塩化ビニル組成物の
感温層であり、増感剤として過塩素酸塩や熱安定剤など
を含んでいる。13は発熱電極であり、感温層12の外
側の電極も兼ねており、前記感温層12にスパイラル状
に巻回されている。この感温電極11と発熱電極13と
が感温層12の電極を形成している。14はポリ塩化ビ
ニルの絶縁外被である。細長い中心導体6の外周に同心
状に感圧層7を設け、前記感圧層7の外周に同心状に外
側導体9を設け、前記感圧層7の外側導体9の外周に分
離層10を設け、さらにその外側に感温電極11を設け
その外側に感温層12を設け、前記感温層12の外側に
同心状に発熱電圧13を設け、前記発熱電極13の外周
に絶縁外被14で被覆して直径3.65mmになるよう
に設けられている。銅箔8は充分な圧電感度が得られる
場合は省略してもよい。中心導体6はポリエステル芯線
に金属線や箔を巻回したものでもよい。次にエレクトレ
ット化するために、中心導体6と外側導体8の間に直流
電圧40KV/mmでシリコーン油浴中で30分間印加
することによって、ポーリング処理を行い、可橈性感温
感圧素子を作製した。
【0016】次に動作、作用について説明すると、中心
導体6と感圧層7と外側導体9とより形成された感圧機
能層で圧力を温度20〜100℃で検知し、発熱電極1
3により温度上昇し、感温電極11と感温層12と発熱
電極13とより形成された感温機能層で温度30〜10
0℃の範囲でイオン伝導の温度依存性により、インピー
ダンスが鋭敏に変化するので、1本の線で発熱させ、温
度と圧力を同時に検知することができる。本実施例につ
いて、感圧性は試作した長さ2cmの試作物を水平に、
固定用治具上に設置し、直径11mm、重さ5.4gの
鋼球を高さ10cmから、垂直に自然落下させ、中心導
体6と外側導体9で発生する電圧をオシロスコープで測
定したところ、最大発生電圧値と最小発生電圧値の距離
△Vmaxとして150mVを得た。測定温度をかえ
て、同様に調べたところ、20℃から100℃まで一定
していた。次に、感温電極11と発熱電極13のインピ
ーダンスの温度依存性は40℃におけるインピーダンス
40及び80℃におけるインピーダンスZ80を測定した
結果ももとに算出したサーミスタB定数で表した値で1
4000Kを得た。このようにして感圧感温特性を確認
した。
【0017】(実施例2)図2は本発明の実施例2にお
ける感温感圧素子の要部断面図である。実施例2におい
て実施例1と相違する点は、図1における発熱電極13
を感温層12の内側に形成した点である。なお実施例1
と同一符号のものは同一機能または構造を有し、詳細な
説明は省略する。動作、作用については、実施例1と同
様の結果を得た。
【0018】(実施例3)図3は本発明の実施例3にお
ける感温感圧素子の要部断面図である。実施例3におい
て実施例1及び実施例2と相違する点は、図1における
感温層12の感温電極11を簡略化するため、感圧層7
の外側導体9とを共用化した点にある。従って、分離層
10に替えて導電フイルム15を用いた点である。なお
実施例1と同一符号のものは同一機能または構造を有
し、説明は省略する。
【0019】次に動作、作用について説明すると、図3
において、16はポリエステル芯糸であり、6は内側に
巻線した中心導体、7は圧電セラミックゴム組成物の感
圧層であり、8は銅箔である。9はシールド編み銅線か
らなる外側導体であり、また感温層12の内側の電極も
兼ねている。中心導体6と外側導体9とが感圧層7の電
極を形成しているのは実施例1の場合と同様である。1
5は導電性ポリエステルフィルムの導電フイルムであ
り、12はナイロン組成物の感温層であり、13は発熱
電極であり、また、感温層12の外側の電極を兼ねてい
る。外側導体9と発熱電極13とが感温層12の電極を
形成している。14はポリ塩化ビニルの絶縁外被であ
る。次に中心導体6と外側導体9の間に実施例1と同様
にエレクトレット化の為に、ポーリング処理を行い、可
橈性感温感圧素子を作製した。
【0020】次に動作、作用について説明すると、中心
導体6と感圧層7と外側導体9とより形成された感圧機
能部で圧力を温度20〜120℃で検知し、中心導体6
と感温層12と外側導体9とをポーリング処理を行い、
可橈性感温感圧素子を作製した。
【0021】次に動作、作用について説明すると、中心
導体6と感圧層7と外側導体9とより形成された感圧機
能部で圧力を温度20〜120℃で検知し、発熱電極1
3で生じた温度上昇は、外側導体9と感温層12と発熱
電極13とより形成された感温機能部で温度30〜12
0℃の範囲でイオン伝導の温度依存性により、インピー
ダンスが鋭敏に変化するので、1本の線で発熱および温
度と圧力を同時に検知することができる。本実施例につ
いて、感圧性及び感温性は実施例1と同様の結果が得ら
れることを確認した。なお、感圧機能部の内部電極は実
施例1と同様にニッケルメッキ銅の撚線であってもよ
く、可橈性のある導電性金属線ならば同様の機能をも
つ。また、銅箔8及び導電フイルム11は加工上の問題
がなければ省略してもよい。
【0022】
【発明の効果】以上のように請求項1ないし4に記載し
た発明によれば、発熱体と、感温機能層と、感圧機能層
が1本のケーブルに内蔵されているので、発熱と温度検
知と圧力検知を1本の線で同時に行うことができるとい
う有利な効果を有する。また、可橈性をもつ紐状とする
ことができるため、配線の利便性が良いという効果も有
する。請求項8記載のようにこの感温感圧素子を電気カ
ーペットや暖房マットなどの暖房器具に用いると、加圧
によりヒータ電源の制御や発熱部の温度制御が可能とな
り、優れた利便性と省エネルギー性を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における感温感圧素子の要部
断面図
【図2】本発明の実施例2における感温感圧素子の要部
断面図
【図3】本発明の実施例3における感温感圧素子の要部
断面図
【図4】従来の感温ヒータの要部断面図
【符号の説明】
6 中心導体 7 感圧層 8 銅箔 9 外側導体 10 分離層 11 感温電極 12 感温層 13 発熱電極 14 絶縁外被(絶縁材) 15 導電フイルム 16 ポリエステル芯糸

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感圧機能層の外周と感温機能層と発熱体と
    を設け、前記三者を1本のケーブルに内蔵させたことを
    特徴とする感温感圧素子。
  2. 【請求項2】細長い中心導体の外周に同心状に設けた感
    圧層と、前記感圧層の外周に同心状に設けた外側導体
    と、前記外側導体の外周に設けた分離層と、前記分離層
    の外側に設けた感温電極と、前記感温電極の外側に設け
    た感温層と、前記感温層の外側に同心状に設けたヒータ
    を兼ねた発熱電極とを有し、最外周を絶縁材で被覆した
    ことを特徴とする感温感圧素子。
  3. 【請求項3】細長い中心導体の外周に同心状に設けた感
    圧層と、前記感圧層の外周に同心状に設けた外側導体
    と、前記外側導体の外周に設けた分離層と、前記分離層
    の外側に同心状に設けたヒータを兼ねた発熱電極と、前
    記発熱電極の外側に設けた感温層と、前記感温層の外側
    に同心状に設けた感温電極とを有し、最外周を絶縁材で
    被覆したことを特徴とする感温感圧素子。
  4. 【請求項4】細長い中心導体の外周に同心状に設けた感
    圧層と、前記感圧層の外周に同心状に設けた外側導体
    と、前記外側導体の外側に設けた感温層と、前記感温層
    の外側に同心状に設けたヒータを兼ねた発熱電極とを有
    し、最外周を絶縁材で被覆したことを特徴とする感温感
    圧素子。
  5. 【請求項5】感圧層が感圧性樹脂であることを特徴とす
    る請求項2ないし4のいずれかに記載の感温感圧素子。
  6. 【請求項6】感圧層が感圧性高分子組成物であることを
    特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の感温感
    圧素子。
  7. 【請求項7】感温層がポリ塩化ビニル組成物であること
    を特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の感温
    感圧素子。
  8. 【請求項8】感温層がポリアミド組成物であることを特
    徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の感温感圧
    素子。
  9. 【請求項9】請求項1ないし8のいずれか1項に記載の
    感温感圧素子を配設することを特徴とする採暖具または
    寝具。
JP9148891A 1997-06-06 1997-06-06 感温感圧素子 Pending JPH10340775A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025032970A (ja) * 2023-08-28 2025-03-12 コリア アドヴァンスト インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー 温度と変形率の同時計測が可能な二重モード同軸繊維型センサ、その製造方法および計測システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025032970A (ja) * 2023-08-28 2025-03-12 コリア アドヴァンスト インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー 温度と変形率の同時計測が可能な二重モード同軸繊維型センサ、その製造方法および計測システム

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