JP4386427B2 - Pressure measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、圧力計測装置に関するものであり、例えば、タイヤの接地部の圧力計測装置に関する。 The present invention relates to a pressure measuring device, for example, a pressure measuring device for a ground contact portion of a tire.
従来より、タイヤの動的あるいは静的特性を解析するためには、タイヤの接地圧を計測することが重要であり、いくつかの計測方法が提案されている。 Conventionally, in order to analyze the dynamic or static characteristics of a tire, it is important to measure the contact pressure of the tire, and several measurement methods have been proposed.
具体的には、例えば図7に示すように(従来構成例1という)、代用路面となる強化ガラス板33の下部に直角プリズム34の長辺に当たる面を透明な接着剤で接着し、プリズム34の斜面を通して光を当て、強化ガラス板33の上面で全反射させるように構成する。タイヤ31を強化ガラス板33上部に接触させると、反射光量が接触圧力により変化する。そこで、反射光量と圧力の関係を求めておき、接触部の微小な面積部分で吸収された光量を測定して圧力に変換する。この測定を接触部の全面にわたって行い、コンピュータで処理を行って、タイヤの圧力分布状態などをカラー画像として表示する方法がある(例えば特許文献1参照)。
Specifically, for example, as shown in FIG. 7 (referred to as Conventional Configuration Example 1), a surface corresponding to the long side of the right-
また、図8に示すように(従来構成例2という)、並行した複数の電極線を直交させグリッド状の検出端を形成したシート形状の圧力検出体が提案されており、これを利用することで、平面的な圧力分布を画像として表示することができる。つまり、図9(A)に示すように、バックシート52に配された縦電極54に感圧導電性インク72をコーティングしたシート50と、図9(B)に示すように、バックシート62に配された横電極64に感圧導電性インク74をコーティングしたシート60とを重ねて一体とし、交差部が検出端を形成している(例えば特許文献2参照)。
しかし、上記のようにタイヤの接地圧を計測するに際しては、いくつか改善を必要とする問題点があった。 However, when measuring the tire contact pressure as described above, there are some problems that require improvement.
つまり、従来構成例1のような方法では静的な接地圧を計測するのは優位であるが、光学的に高い精度が必要となり、装置が大掛かりで汎用性に欠けるという問題があった。さらに、タイヤの回転移動という動的な接地圧の計測を行った場合、計測面の画像が安定しないという大きな課題があった。 That is, in the method as in Conventional Configuration Example 1, it is advantageous to measure the static ground pressure, but there is a problem that high optical accuracy is required, the apparatus is large and lacks versatility. Furthermore, when dynamic contact pressure measurement such as rotational movement of the tire is performed, there is a big problem that the image on the measurement surface is not stable.
従来構成例2のようなシート状の圧力検出部については、広い平面における静的な接地圧を計測するのは優位であるが、シート内部における各検出端ごとの感度にバラツキがあるという問題点があった。また、タイヤを転動させた場合、シートの破損あるいは検出端の破壊が生じることから、動的な計測には適さないという問題点があった。さらに、計測密度を高めるためにグリッドの密度を高めると、隣接する検出端が互いに影響を受け合うことがある一方、こうした影響を減少させるためにグリッドの密度を低くすると、計測密度が低下することになるという課題もあった。 For the sheet-like pressure detection unit as in the conventional configuration example 2, it is advantageous to measure the static ground pressure in a wide plane, but there is a problem in that the sensitivity at each detection end in the sheet varies. was there. Further, when the tire is rolled, there is a problem that the sheet is damaged or the detection end is broken, which is not suitable for dynamic measurement. In addition, if the grid density is increased to increase the measurement density, adjacent detection edges may be affected by each other. However, if the grid density is decreased to reduce these effects, the measurement density will decrease. There was also a problem of becoming.
従って、本発明は、検出部に上下左右の力が加わっても影響しない強固な構造を有し、計測密度の高い多次元の圧力情報として取り出すことができる圧力計測装置を提供することを目的とする。特に、タイヤの接地圧を計測する場合のように、高い計測密度を必要とするとともに、動的な計測にも適用可能な圧力計測装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a pressure measuring device that has a strong structure that does not affect even if a vertical, horizontal, and horizontal force is applied to the detection unit and that can be extracted as multidimensional pressure information with a high measurement density. To do. In particular, an object of the present invention is to provide a pressure measurement device that requires high measurement density and can be applied to dynamic measurement as in the case of measuring the tire contact pressure.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す圧力計測装置により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-described object can be achieved by a pressure measuring device shown below, and have completed the present invention.
本発明は、印加電極、出力電極および計測面を有する感圧導電性エラストマーから構成される圧力検出部を、一定間隔に平面状に複数配列し、該複数の圧力検出部出力を多次元情報として取り出す圧力計測装置であって、
前記各圧力検出部の周囲に、感圧導電性エラストマーの変形可能な領域を制限する剛体の外周カバー部を設け、該外周カバー部と圧力検出部との間に狭隙部を設けるとともに、前記外周カバー部の少なくとも一部が導電性を有し、圧力計測時の前記感圧導電性エラストマーの変形によって、前記狭隙部が埋まり圧力検出部と外周カバー部とが導通することを特徴とする。
In the present invention, a plurality of pressure detectors composed of a pressure-sensitive conductive elastomer having an application electrode, an output electrode, and a measurement surface are arranged in a plane at regular intervals, and the outputs of the plurality of pressure detectors are used as multidimensional information. A pressure measuring device to be taken out,
Wherein the periphery of the pressure detecting portion, the outer peripheral cover portion of the rigid body for limiting the deformable region of the pressure-sensitive conductive elastomer provided, provided with a narrow gap between the outer peripheral cover and the pressure detecting unit, wherein At least a part of the outer peripheral cover part is conductive, and the narrow gap part is filled by the deformation of the pressure-sensitive conductive elastomer during pressure measurement, and the pressure detecting part and the outer peripheral cover part are electrically connected. .
つまり、面全体として負荷が掛かる圧力計測時において、平面状の圧力検出ユニット内で細分された部位に圧力検出部を設け、感圧導電性エラストマー(以下「感圧素子」という)を圧力検出部として用いることで、付加された圧力の解除に伴い、感圧素子の機能が迅速に回復することができることを見出したもので、特に動的な圧力計測を行う場合において、圧力計測を精度よく行うことができる。また、こうした圧力検出部を、一定間隔に平面状に複数配列することによって、2次元の圧力分布、あるいは各圧力検出部の抵抗値を含む3次元の分布、さらには同一対象の繰り返し計測を行う場合には時間を含む4次元の分布、を情報として得ることができる。従って、検出部に上下左右の力が加わっても影響しない強固な構造を有し、計測密度の高い多次元の圧力情報として取り出すことができるとともに、動的な計測が可能な圧力計測装置を提供することができる。 In other words, when pressure is applied to the entire surface, a pressure detection unit is provided in a subdivision of the planar pressure detection unit, and a pressure-sensitive conductive elastomer (hereinafter referred to as “pressure-sensitive element”) is used as the pressure detection unit. As a result, it was found that the function of the pressure-sensitive element can be quickly recovered as the applied pressure is released. Especially when dynamic pressure measurement is performed, the pressure measurement is accurately performed. be able to. In addition, by arranging a plurality of such pressure detection units in a plane at regular intervals, a two-dimensional pressure distribution, or a three-dimensional distribution including the resistance value of each pressure detection unit, and the same target are repeatedly measured. In some cases, a four-dimensional distribution including time can be obtained as information. Therefore, it provides a pressure measurement device that has a robust structure that does not affect the detection unit even when force is applied to the detector, can be extracted as multidimensional pressure information with a high measurement density, and can perform dynamic measurement. can do.
また、圧力検出部の周囲に剛体の外周カバー部を設け、感圧導電性エラストマー(感圧素子)の変形可能な領域を制限することによって、堅牢さを強化するとともに、感圧素子の変形の回復を迅速かつ確実に行うことができる。さらに、後述するように、圧力と抵抗値の相関関係が最適な領域のみを利用することができることから、高い計測精度を確保することが可能となる。従って、強固な構造を確保し動的な計測が可能な圧力計測装置を提供することができる。また、こうした狭隙部を有する構造は、加圧に伴う感圧素子の変形を回復する空間的猶予をもたらすことができることから、圧力検出部の再現性を確保することができる点、効果的である。In addition, by providing a rigid outer cover around the pressure detector and limiting the deformable area of the pressure-sensitive conductive elastomer (pressure-sensitive element), the robustness is enhanced and the pressure-sensitive element is deformed. Recovery can be done quickly and reliably. Furthermore, as will be described later, since only the region where the correlation between the pressure and the resistance value is optimal can be used, high measurement accuracy can be ensured. Therefore, it is possible to provide a pressure measuring device that can ensure a strong structure and perform dynamic measurement. In addition, the structure having such a narrow gap portion is effective in that the reproducibility of the pressure detection unit can be ensured because it can bring about a spatial delay to recover the deformation of the pressure sensitive element due to pressurization. is there.
上記のように、タイヤの接地圧計測などにおいては、計測装置の圧力検出部自体の耐久性・耐圧性が要求される。また、検出部の重要な特性として要求される再現性を確保するためにも、機械的に可塑性を有する構造が不可欠である。本発明においては、計測面を被覆する保護カバーを設けるとともに、計測面を確保しつつ所定の高さで変形が停止するように外周部を被覆するカバー部を設けることによって、圧力検出部の破損あるいは破壊を防止し、感圧導電性エラストマーの変形の回復を迅速かつ確実に行うことができる。従って、強固な構造を確保し動的な計測が可能な圧力計測装置を提供することができる。 As described above, durability and pressure resistance of the pressure detection unit itself of the measuring device are required for tire ground pressure measurement and the like. In addition, in order to ensure the reproducibility required as an important characteristic of the detection unit, a mechanically plastic structure is indispensable. In the present invention, a protective cover that covers the measurement surface is provided, and a pressure detection unit is damaged by providing a cover portion that covers the outer periphery so that the deformation stops at a predetermined height while securing the measurement surface. Or destruction can be prevented and the deformation | transformation recovery of a pressure-sensitive conductive elastomer can be performed rapidly and reliably. Therefore, it is possible to provide a pressure measuring device that can ensure a strong structure and perform dynamic measurement.
さらに、本発明は、上記特徴とともに、前記外周カバー部の少なくとも一部が導電性を有し、圧力計測時の前記感圧導電性エラストマーの変形によって、前記狭隙部が埋まり圧力検出部と外周カバー部とが導通することを特徴とする。 Further, according to the present invention, in addition to the above features, at least a part of the outer peripheral cover portion has conductivity, and the narrow gap portion is filled by deformation of the pressure-sensitive conductive elastomer at the time of pressure measurement. The cover portion is electrically connected.
感圧導電性エラストマーを圧力検出部として用いた場合、圧力−抵抗値(電流値)の相関関係は、一定の変形が生じた後の方が直線関係に近く、高い計測精度を得ることができる。従って、圧力検出部の外周カバー部の表面あるいは全体を導電性部材で形成するとともに、圧力検出部と該カバー部の間に設けた狭隙部を接点として利用し、圧力検出部の一定の変形によって計測開始時点を明確にすることによって、計測精度の向上を図ることができる。また、こうした狭隙部は、加圧に伴う変形を回復する空間的猶予をもたらすことができることから、検出部の再現性を確保することができる。 When a pressure-sensitive conductive elastomer is used as a pressure detector, the pressure-resistance value (current value) correlation is closer to a linear relationship after a certain deformation occurs, and high measurement accuracy can be obtained. . Accordingly, the surface of the outer periphery cover part of the pressure detection part or the entire surface is formed of a conductive member, and the narrow gap part provided between the pressure detection part and the cover part is used as a contact point, so that the pressure detection part is deformed constantly. By making the measurement start time clear, the measurement accuracy can be improved. Moreover, since such a narrow gap part can bring about a spatial delay which recovers the deformation | transformation accompanying pressurization, it can ensure the reproducibility of a detection part.
本発明は、前記圧力計測装置がタイヤの接地圧力計測用として用いられ、タイヤのトレッドパターン内の1つのブロックに対しても、複数の前記圧力検出部が接することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the pressure measuring device is used for measuring a ground contact pressure of a tire, and the plurality of pressure detecting units are in contact with one block in a tread pattern of the tire.
上記のような圧力計測装置は、微小部分の圧力計測に有用であり、特にタイヤの接地圧計測のように加圧条件での動的な計測においては、堅牢かつ高精度の計測が可能な圧力計測装置を提供することができる。 The pressure measuring device as described above is useful for measuring the pressure in a minute part. Especially, in dynamic measurement under pressure conditions such as measurement of tire ground pressure, pressure that enables robust and highly accurate measurement. A measuring device can be provided.
以上のように、本発明では、感圧素子を用いて堅牢かつ小スポットの圧力検出部とし、該圧力検出部を最適構造および最適な配列によって平面圧力計測装置を形成することで、高い計測密度を必要とする動的な計測が可能な圧力計測装置を提供することができる。特に、変形を伴う圧力検出部の迅速な回復を図る構造とすることで、計測精度の高い圧力計測装置の提供が可能となる。 As described above, in the present invention, a pressure measurement element is used as a robust and small spot pressure detection unit, and the pressure detection unit is formed into a planar pressure measurement device with an optimal structure and optimal arrangement, thereby achieving high measurement density. It is possible to provide a pressure measuring device capable of dynamic measurement that requires In particular, a pressure measurement device with high measurement accuracy can be provided by adopting a structure that promptly recovers the pressure detection unit accompanying deformation.
具体的には、タイヤの接地圧計測のように、圧力検出部に対し直接負荷がかかるような用途には、本発明の堅牢かつ計測密度の高い機能は非常に有効である。 Specifically, the robust and high measurement density function of the present invention is very effective for applications in which a load is directly applied to the pressure detection unit, such as tire ground pressure measurement.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に、本発明に係る圧力計測装置を例示する。複数の圧力検出部および各圧力検出部に対応する印加電極と出力電極から構成される圧力検出ユニット1が、保護カバー2を介して枠体3によって基体4に固定されている。例えば、タイヤの計測においては、タイヤを枠体3の上を走査することで、圧力検出ユニット1の各圧力検出部が圧力を感知し、タイヤの接地圧を計測することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 illustrates a pressure measuring device according to the present invention. A pressure detection unit 1 including a plurality of pressure detection units and application electrodes and output electrodes corresponding to the pressure detection units is fixed to the base body 4 by a
ここで、保護カバー2は、直接対象物が圧力検出ユニット1に接することでの破損や汚濁の防止あるいは絶縁性の保持などを目的として設けられるもので、例えば、数10〜数100μm程度のゴムや柔軟性樹脂膜などを用いることができる。
Here, the
また、枠体3および基体4は、圧力検出ユニット1の保持・固定をするものであれば、その素材および構成は限定されない。例えば、金属やセラミックス製あるいは剛性の樹脂などを用いることができる。あるいは、ガラスエポキシなどの樹脂を用い、一般の配線基板と同様の構成を形成することが可能である。さらには、ポリイミド系の高機能樹脂などを用いて、フレキシブルな基板を形成することも可能である。
In addition, the material and the configuration of the
上記圧力計測装置においては、図2に例示するように、圧力検出部5を一定間隔に平面状に複数配列した形態を形成している。このように配列することによって、2次元の圧力情報を得ることができるとともに、圧力検出ユニット1を小型の圧力検出部5に細分することで、1つには圧力変形に対して堅牢な構造が可能となり、もう1つには圧力検出ユニット1からの圧力に関する豊富な情報量の入手が可能となる、という利点がある。
In the pressure measuring device, as illustrated in FIG. 2, a plurality of
前者については、受圧面積は圧力検出ユニット1全体であるが、圧力検出部5としては非常に狭小な受圧面(計測面)しかなく、また、隣接部からの圧迫を受けることがなく、従来のように、急激な圧縮による破壊あるいは圧搾などを防止することができる。特に、後述するような圧力検出部5の周囲に剛体の外周カバー部を設け、圧力検出部5の変形量を所定の範囲で制限することによって、さらに、堅牢さを強化することが可能である。また、隣接部の影響を受けることがなく、独立性の高い出力を得ることができることから、高い精度圧力計測を確保することができる。さらに、各圧力検出部5個々に、例えば定圧チェッカによる校正が容易であり、相互のトレーサビリティの確保が容易であり、一層の計測精度の向上を図ることができる。
For the former, the pressure receiving area is the entire pressure detection unit 1, but the
後者については、圧力検出部5の大きさおよび配列は、任意に設定することが可能であり、検出感度あるいは計測対象によって必要となる情報量などを考慮して設定される。例えば、タイヤの計測においては、圧力検出部5を約0.5〜1.5mmφとし2〜3mm間隔で配することによって、タイヤのトレッドパターン内にある5〜10mm幅の1つのブロックに対して5〜10点の計測を行うことができる。こうした配列を基に、200〜300mm幅の圧力検出ユニット1を形成した場合には、幅方向に100〜150ポイントの計測が可能となり、タイヤの動的計測には十分な情報を得ることができる。タイヤの空気圧の相違による動的な接地圧の差を解析するなど、各種タイヤの評価試験において非常に有用である。
About the latter, the magnitude | size and arrangement | sequence of the
また、本装置においては、圧力検出部5が感圧導電性エラストマー(感圧素子)によって構成されている。感圧素子は、本来圧力変形に対して可塑性を有し、かつ本装置においては、上記のように各圧力検出部5が小容量であることから、圧力解除に伴い迅速に形状を回復し、再現性のよい精度の高い圧力計測出力を得ることができる。さらに、感圧導電性エラストマーは、後述するように、圧力変形によって電気抵抗値が変化し、一定条件では圧力値と抵抗値が所定の相関関係を有するという特性がある。従って、こうした特性を利用し、上記のような圧力検出ユニット1を形成することによって、各圧力検出部の出力を3次元の圧力情報として取り出すことができる。さらに、同一対象を繰り返し計測した場合には、平面情報および各点の抵抗値に時間を加えた4次元の情報として取り出すことができる。
Moreover, in this apparatus, the
感圧素子としては、ゴムあるいは樹脂の成形体として圧力検出部5を形成することができるものであれば、任意に選択することができる。具体的には、絶縁体とされているゴム材料に導電材を混ぜた導電タイプのエラストマーが使用可能であるが、導電性塗料や有機半導体あるいはピエゾ素子やポリフッ化ビニリデンなどの圧電素子などを利用した成形体も使用することができる。
Any pressure sensitive element can be selected as long as it can form the
なお、圧力検出部5の形状を図2では円筒形として表したが、これに限定されることはなく、立方形や角柱、あるいは断面を多角形などの形状にした筒体など任意に設定することができる。また、計測面5aについても、接触面(点)での圧力が感圧素子全体に伝達できる構造であれば平面に限定されるものではなく、中央部が盛り上がった形状あるいは一部(1または複数箇所)に突起部を有する場合など任意に設定することが可能である。また、外周面5bについても特に限定されるものではなく、後述する狭隙部を介して外周カバー部との接触が容易となるように、外周の一部(1または複数箇所あるいは周面)に突起部を設けるなど任意に設定することが可能である。
Although the shape of the
図3(A)に、圧力検出部5の構成例の断面を示す。圧力検出部5の計測面5aおよび外周面5bを被覆する保護カバー2および外周カバー部6が設けられている。図3(A)では、保護カバー2と外周カバー部6を一体化した部材として例示しているが、むろん別体である場合にも、本発明は適用される。
FIG. 3A shows a cross section of a configuration example of the
圧力検出部5の詳細を、図4に例示する。ここでは、感圧素子7がメッキ層8を介して基板9に取り付けられており、印加電極10および出力電極11がメッキ層8を介して感圧素子7と接続している。ここで、印加電極10に所定の電圧を印加しておくと、感圧素子7の抵抗値変化に応じて、両電極間における電流値が変化する。つまり、計測面5aに圧力が付加された場合、感圧素子7は、圧力に対応した抵抗値の変化が生じる。発生した抵抗値の変化は、その変化量に対応した電流値の変化となる。従って、出力電極11を介して電流値を測定すれば、計測面5aでの圧力を計測することができる。
The details of the
計測面5aでの圧力と感圧素子7の抵抗値(電流値)の相関関係は、例えば、図5に示すような例が挙げられる。片対数グラフ上において2つの領域(A)あるいは(B)で直線に近い関係となる特性を有しており、この領域を活用することで、容易に計測面5aでの圧力を計測することができるとともに、高い計測精度を確保することが可能となる。一般的には、電流値の高精度測定の方が容易であることから、領域(A)のように、抵抗値変化に比べ荷重量変化が少ない方が、荷重量の高い計測精度を得ることができる。また、感圧素子7に予め所定量の圧力を付加し、感圧素子7の特性をこうした領域(A)あるいは(B)で使用可能な条件にしておくことによって、高い計測精度を確保することも可能となる。
An example of the correlation between the pressure on the
ここで、図3(B)に例示するように、計測面5aの高さが、外周カバー部6の高さよりも少なくとも一部が大きいことが好適である。つまり、タイヤの接地圧計測などにおいては、計測装置の圧力検出部自体の耐久性・耐圧性が要求され、また、検出部の重要な特性として要求される再現性を確保するためにも、機械的に可塑性を有する構造が不可欠である。圧力検出部5の周囲に剛体の外周カバー部を設け、感圧素子7の変形可能な領域を制限することによって、上述のように、堅牢さを強化するとともに、感圧素子の変形の回復を迅速かつ確実に行うことができる。また、図5に例示された圧力と抵抗値の相関関係が最適な領域のみを利用することができることから、高い計測精度を確保することが可能となる。従って、強固な構造を確保し動的な計測が可能な圧力計測装置を提供することができる。
Here, as illustrated in FIG. 3B, it is preferable that at least a part of the height of the
具体的な計測面5aおよび外周カバー部6の高さは、感圧素子7の特性や実測に必要な圧力範囲などによって設定される。例えば、タイヤの接地圧計測に用いられる、上記のような構成の圧力検出部においては、計測面5aが0.1〜1mm程度高い部分があれば、精度の高い検出が可能である。
The specific heights of the
本発明における別の実施態様を、図6に例示する。外周カバー部6と圧力検出部5との間に狭隙部を設けるとともに、圧力計測時の感圧素子7の変形によって圧力検出部5と外周カバー部6との導通が可能な構成を採っている。
Another embodiment of the present invention is illustrated in FIG. A configuration is adopted in which a narrow gap portion is provided between the outer
つまり、1つには、こうした狭隙部を有する構造は、加圧に伴う感圧素子7の変形を回復する空間的猶予をもたらすことができることから、圧力検出部5の再現性を確保することができる点、効果的である。
That is, for one thing, the structure having such a narrow gap portion can bring about a spatial delay in recovering the deformation of the pressure-
また、付加圧力と感圧素子7の抵抗値の関係は、図5に示すように、一定の付加圧力(荷重)G以上において直線関係に近く、既述のように直線関係に近いほど高い計測精度を得ることができる。つまり、外周カバー部6を印加電極10と接続し、上記の狭隙部が埋まるような変形が生じる圧力Gを、計測スタートの接点として利用することによって、計測精度の向上を図ることができる。特に、タイヤの接地圧計測などにおいては、付加圧力ゼロからの計測値は必ずしも精度を必要とせず、所定圧力以上における偏差を精度よく計測したいとの要請が強い場合が有り、こうした目的には、上記の狭隙部をトリガとする構成は非常に有用である。
Further, as shown in FIG. 5, the relationship between the applied pressure and the resistance value of the pressure-
このとき、圧力検出部5は外周カバー部6から等距離であることが好適であり、狭隙部の距離は必ずしも厳格な管理を要するものではなく一定の精度で管理されれば、実用可能である。具体的には、約0.1mm程度の精度管理で十分であり、より高い精度が必要な場合には、例えば定圧チェッカによる校正が可能である。また、外周カバー部6は、全体が導電体である必要はなく、印加電極10と接続しかつ感圧素子7との接続が可能なように、表面に導電性を有する素材をコーティングしたものでもよい。
At this time, it is preferable that the
出力電極11からの出力は、信号処理部(図示せず)によって処理された後、表示部(図示せず)に表示され、あるいはデジタル信号に変換して圧力計測装置から出力されて、多次元情報として活用される。
The output from the
以上のような本発明に係る圧力計測装置は、特に、タイヤの接地圧力計測用として用いた場合には、非常に有用性が高い。つまり、タイヤの接地圧力計測においては、トレッドパターンの1つのブロックでの圧力分布および各ブロックごとの圧力分布の相違が、タイヤの動的特性の解析に重要であり、本装置においては、こうした情報を精度よく提供することができる。具体的には、等間隔に配列した複数の堅牢な圧力検出部によって、小さなスポットにおけるタイヤの接地圧に関する3次元の情報を、連続的にかつ再現よく得られることから、タイヤの接地圧計測のように微小部分の圧力計測を必要とし、堅牢かつ高精度の動的な計測に適しているといえる。 The pressure measuring device according to the present invention as described above is very useful particularly when used for measuring the ground contact pressure of a tire. In other words, in tire contact pressure measurement, the pressure distribution in one block of the tread pattern and the difference in pressure distribution in each block are important for the analysis of the dynamic characteristics of the tire. Can be provided with high accuracy. Specifically, three-dimensional information on the tire contact pressure at a small spot can be obtained continuously and reproducibly by a plurality of robust pressure detectors arranged at equal intervals. Therefore, it can be said that it is suitable for robust and highly accurate dynamic measurement.
上記では、主としてタイヤの接地圧力計測用の圧力計測装置に対する本発明の適用について説明したが、同じ技術思想はタイヤだけではなく、他のゴム成形体などに対して適用可能である。また、計測対象物の形状についても、平面状あるいは曲面状など種々の形状に対しても適用可能であり、広い用途に適用することができる。 In the above, the application of the present invention to the pressure measuring device for measuring the ground contact pressure of the tire has been described. However, the same technical idea can be applied not only to the tire but also to other rubber molded bodies. Further, the shape of the measurement object can be applied to various shapes such as a flat shape or a curved surface shape, and can be applied to a wide range of uses.
具体的には、スポーツ分野においては、運動能力の計測、例えば、走行中の足底面の圧力分布あるいは跳躍に伴う衝撃(圧力)分布の計測、などに適用可能である。また、医療分野においける、皮膚や骨格に対する義手や義足などによる負荷の分布の計測、あるいは、ロボット工学分野などにおける、捕捉、狭持または押付などの接触圧分布の計測、など幅広い分野あるいは用途に適用可能であり、非常に有用性が高い。 Specifically, in the sports field, the present invention can be applied to the measurement of athletic ability, for example, the measurement of the pressure distribution on the bottom surface of the running foot or the impact (pressure) distribution accompanying jumping. Also, in a wide range of fields and applications, such as measurement of load distribution with prosthetic hands and legs on the skin and skeleton in the medical field, or measurement of contact pressure distribution such as capture, pinching or pressing in the field of robotics And is very useful.
1 圧力検出ユニット
2 保護カバー
3 枠体
4 基体
5 圧力検出部
5a 計測面
5b 外周面
6 外周カバー部
7 感圧導電性エラストマー(感圧素子)
10 印加電極
11 出力電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
10
Claims (2)
前記各圧力検出部の周囲に、感圧導電性エラストマーの変形可能な領域を制限する剛体の外周カバー部を設け、該外周カバー部と圧力検出部との間に狭隙部を設けるとともに、前記外周カバー部の少なくとも一部が導電性を有し、圧力計測時の前記感圧導電性エラストマーの変形によって、前記狭隙部が埋まり圧力検出部と外周カバー部とが導通することを特徴とする圧力計測装置。 A pressure measuring device in which a plurality of pressure detection units each composed of a pressure-sensitive conductive elastomer having an application electrode, an output electrode, and a measurement surface are arranged in a plane at regular intervals, and the plurality of pressure detection unit outputs are extracted as multidimensional information Because
Wherein the periphery of the pressure detecting portion, the outer peripheral cover portion of the rigid body for limiting the deformable region of the pressure-sensitive conductive elastomer provided, provided with a narrow gap between the outer peripheral cover and the pressure detecting unit, wherein At least a part of the outer peripheral cover part is conductive, and the narrow gap part is filled by the deformation of the pressure-sensitive conductive elastomer during pressure measurement, and the pressure detection part and the outer peripheral cover part are electrically connected. Pressure measuring device.
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