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JP6902507B2 - Pressure sensor - Google Patents
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JP6902507B2 - Pressure sensor - Google Patents

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Description

本発明は、生体情報を計測する感圧センサに関する。 The present invention relates to a pressure sensor that measures biological information.

近年、介護や健康促進等の目的で、ベッドでの寝姿の圧力分布や椅子等での着座姿勢の圧力分布を生体情報として計測する用途に感圧センサが使用されている。このように身体に接触させて生体情報を計測する用途では、身体に違和感の少ない柔軟性を有しつつ、身体に対応したサイズで広範囲の圧力分布を計測可能な感圧センサが必要とされている。 In recent years, pressure-sensitive sensors have been used for measuring the pressure distribution of a sleeping posture on a bed and the pressure distribution of a sitting posture on a chair or the like as biological information for the purpose of nursing care and health promotion. In the application of measuring biological information by contacting the body in this way, a pressure sensor that can measure a wide range of pressure distribution with a size corresponding to the body is required while having flexibility that does not cause discomfort to the body. There is.

従来、第一電極と、第一電極に対向する第二電極と、第一電極と第二電極との間に配置され生体情報の変動に伴って弾性変形する誘電層とを感圧部として備えた静電容量型の圧力センサが提案されている(特許文献1:特開2017−176498号公報参照)。 Conventionally, a first electrode, a second electrode facing the first electrode, and a dielectric layer arranged between the first electrode and the second electrode and elastically deformed according to fluctuations in biological information are provided as pressure-sensitive portions. A capacitance type pressure sensor has been proposed (see Patent Document 1: JP-A-2017-176498).

また、第1層シート、第2層シート及び第3層シートを感圧部として備え、第1層シート及び第3層シートは、導電性粒子が所定間隔で塗布された導電路を有し、第1層シートの導電路の配向は、第3層シートの導電路の配向に対して横方向となっており、第2層シートは加圧力によって変化する電気特性を有する布製の感圧シートが提案されている(特許文献2:米国特許第8966997号明細書参照)。 Further, the first layer sheet, the second layer sheet and the third layer sheet are provided as pressure sensitive parts, and the first layer sheet and the third layer sheet have conductive paths to which conductive particles are applied at predetermined intervals. The orientation of the conductive path of the first layer sheet is lateral to the orientation of the conductive path of the third layer sheet, and the second layer sheet is a pressure-sensitive sheet made of cloth having electrical characteristics that change with pressure. It has been proposed (see Patent Document 2: US Pat. No. 8,966,997).

特開2017−176498号公報JP-A-2017-176498 米国特許第8966997号明細書U.S. Pat. No. 8,966,997

特許文献1と特許文献2の構成は、感圧部の圧縮永久歪みによる変形等によって感圧特性が経時変化して感圧値の再現性が低下する。また、電極表面の酸化等によって電極部と感圧部との接触抵抗が経時変化して、感圧値の再現性が低下する。このような場合、感圧値の再現性の低下を防止するために感圧特性のキャリブレーションが必要となる。キャリブレーション設備は高額であり、キャリブレーション設備を有する施設に感圧センサを送付する期間内は感圧センサを使用できず、また、キャリブレーションに係る輸送費用などの負担が大きい。また、感圧部の感圧特性は、温度や湿度等の使用環境の変化によっても変化するので、補正用の温度センサや湿度センサを外付けする必要があり、さらに、感圧部に水が浸った場合等の異常を検知するには、水検知センサ等を外付けする必要がある。これら外付けセンサによって感圧センサは大掛かりとなり、また、外付けセンサの分コストアップとなる。 In the configurations of Patent Document 1 and Patent Document 2, the pressure-sensitive characteristics change with time due to deformation of the pressure-sensitive portion due to compression set, and the reproducibility of the pressure-sensitive value deteriorates. Further, the contact resistance between the electrode portion and the pressure-sensitive portion changes with time due to oxidation of the electrode surface or the like, and the reproducibility of the pressure-sensitive value is lowered. In such a case, it is necessary to calibrate the pressure-sensitive characteristics in order to prevent a decrease in the reproducibility of the pressure-sensitive value. The calibration equipment is expensive, the pressure sensor cannot be used during the period for sending the pressure sensor to the facility having the calibration equipment, and the burden of transportation costs related to the calibration is large. In addition, since the pressure-sensitive characteristics of the pressure-sensitive part also change due to changes in the usage environment such as temperature and humidity, it is necessary to attach a temperature sensor and humidity sensor for correction externally, and water is applied to the pressure-sensitive part. In order to detect an abnormality such as when immersed, it is necessary to attach a water detection sensor or the like externally. With these external sensors, the pressure-sensitive sensor becomes large-scale, and the cost increases by the amount of the external sensor.

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、温度センサ、湿度センサ、水検知センサ等の外付けセンサをなくした構成でありながら、感圧値の再現性の維持向上を図りつつ、補正またはキャリブレーションが簡易にできる構成の感圧センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is corrected or calibrated while maintaining and improving the reproducibility of the pressure-sensitive value while maintaining and improving the reproducibility of the pressure-sensitive value while eliminating the external sensors such as the temperature sensor, the humidity sensor, and the water detection sensor. It is an object of the present invention to provide a pressure sensor having a structure that can be easily used.

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。 As an embodiment, the problem is solved by a solution means as disclosed below.

本発明の感圧センサは、誘電体または導電体からなるシート部と、前記シート部の第1主面に配された第1電極部と、前記シート部の第2主面に配された第2電極部と、を備え、前記第1電極部は第1間隔で複数の第1電極が形成されており、前記第2電極部は第2間隔で複数の第2電極が形成されているとともに前記第2電極が前記第1電極と交差するように配されており、前記第1電極と前記第2電極との交差領域がマトリクス配置で形成される構成、または、誘電体または導電体からなるシート部と、前記シート部の第1主面に第1間隔で配された複数の第1電極部と、前記シート部の第2主面に前記第1電極部と交差する方向に第2間隔で配された複数の第2電極部と、を備え、前記第1電極部と前記第2電極部との交差領域がマトリクス配置で形成される構成であって、前記交差領域のうち少なくとも1つに、前記第1電極部と前記第2電極部とが互いに近づく圧縮方向に所定の圧力で保持する圧力保持部が配されており、前記圧力保持部は、四隅の前記交差領域のうち少なくとも1つの前記交差領域に配されており、前記圧力保持部が配されている位置の感圧値によって前記圧力保持部とは異なる位置の圧力分布の補正またはキャリブレーションを行う構成であることを特徴とする。 The pressure-sensitive sensor of the present invention has a sheet portion made of a dielectric or a conductor, a first electrode portion arranged on the first main surface of the sheet portion, and a second main surface arranged on the second main surface of the sheet portion. The first electrode portion is provided with two electrode portions, and a plurality of first electrodes are formed at the first interval, and the second electrode portion is formed with a plurality of second electrodes at the second interval. The second electrode is arranged so as to intersect with the first electrode, and the intersecting region between the first electrode and the second electrode is formed in a matrix arrangement, or is composed of a dielectric or a conductor. A sheet portion, a plurality of first electrode portions arranged on the first main surface of the seat portion at a first interval, and a second interval on the second main surface of the sheet portion in a direction intersecting with the first electrode portion. A plurality of second electrode portions arranged in the above section are provided, and the intersecting region between the first electrode portion and the second electrode portion is formed in a matrix arrangement, and at least one of the intersecting regions is formed. A pressure holding portion for holding the first electrode portion and the second electrode portion at a predetermined pressure in a compression direction approaching each other is arranged , and the pressure holding portion is at least one of the intersecting regions at the four corners. It is characterized in that it is arranged in one of the intersecting regions, and the pressure distribution at a position different from that of the pressure holding portion is corrected or calibrated according to the pressure sensitive value at the position where the pressure holding portion is arranged. To do.

この構成によれば、圧縮方向に所定の圧力で保持する圧力保持部が配されており、感圧部の圧縮永久歪みによる変形、電極部と感圧部との接触抵抗、温度や湿度等の使用環境の変化、感圧部に水が浸った場合等の異常を、圧力保持部の感圧値を基準として扱うことで、感圧値の再現性の維持向上を図りつつ、補正またはキャリブレーションが簡易にできる構成となる。 According to this configuration, a pressure holding portion that holds the pressure at a predetermined pressure in the compression direction is arranged, and the pressure-sensitive portion is deformed due to compression set, the contact resistance between the electrode portion and the pressure-sensitive portion, temperature, humidity, etc. Correction or calibration while maintaining and improving the reproducibility of the pressure-sensitive value by treating abnormalities such as changes in the usage environment and when water is immersed in the pressure-sensitive part with the pressure-sensitive value of the pressure-holding unit as a reference. Is a simple configuration.

前記圧力保持部は、四隅の前記交差領域のうち少なくとも1つの前記交差領域に配されており、前記圧力保持部が配されている位置の感圧値によって前記圧力保持部とは異なる位置の圧力分布の補正またはキャリブレーションを行う構成であることが好ましい。この構成によれば、身体との接触の中心から外れた位置に圧力保持部が配されているので、厚みのある圧力保持部の場合においても生体情報の計測が支障なくできる。 The pressure holding portion is arranged in at least one of the intersecting regions at the four corners, and the pressure at a position different from that of the pressure holding portion depends on the pressure sensitive value at the position where the pressure holding portion is arranged. It is preferable that the configuration is such that the distribution is corrected or calibrated. According to this configuration, since the pressure holding portion is arranged at a position deviated from the center of contact with the body, the measurement of biological information can be performed without any trouble even in the case of a thick pressure holding portion.

前記圧力保持部は、前記交差領域の複数個所に配されており、それぞれの位置における前記圧力保持部の圧力を異ならせることが好ましい。この構成によれば、例えば、前記圧力保持部の圧力を加圧力が10〜200[mmHg]の下限値付近と上限値付近とに圧力を異ならせることで、加圧力の使用範囲内での補正またはキャリブレーションの計測精度を高めることができる。 The pressure holding portions are arranged at a plurality of locations in the intersecting region, and it is preferable that the pressure of the pressure holding portions at each position is different. According to this configuration, for example, the pressure of the pressure holding portion is corrected within the range of use of the pressing force by making the pressure different between the lower limit value and the upper limit value of the pressing force of 10 to 200 [mmHg]. Alternatively, the measurement accuracy of calibration can be improved.

前記圧力保持部は、前記圧縮方向に所定の圧力を加える弾性体を有することが好ましい。この構成によれば、加圧力を所望の値に調整し易い。 The pressure holding portion preferably has an elastic body that applies a predetermined pressure in the compression direction. According to this configuration, it is easy to adjust the pressing force to a desired value.

前記シート部、前記第1電極部及び前記第2電極部はいずれも織物である、または、前記シート部、前記第1電極部及び前記第2電極部はいずれも編物であることが好ましい。この構成によれば、布の柔軟性を活かしつつ安定した圧力分布の計測が可能となる。 It is preferable that the sheet portion, the first electrode portion and the second electrode portion are all woven fabrics, or the sheet portion, the first electrode portion and the second electrode portion are all knitted. According to this configuration, it is possible to measure a stable pressure distribution while taking advantage of the flexibility of the cloth.

前記第1電極部が縫合糸によって前記シート部に縫い付けられているとともに、前記第2電極部が前記縫合糸によって前記シート部に縫い付けられていることが好ましい。この構成によれば、生産性が高い構成となる。尚且つ、縫い付けによって交差領域の境界の位置が安定するので、各交差領域における加圧力の計測精度を高めることができる。 It is preferable that the first electrode portion is sewn to the seat portion by the suture and the second electrode portion is sewn to the seat portion by the suture. According to this configuration, the configuration has high productivity. Moreover, since the position of the boundary of the crossing region is stabilized by sewing, the measurement accuracy of the pressing force in each crossing region can be improved.

四隅の前記交差領域のうち少なくとも1つの前記交差領域に前記縫合糸が縫い付けられて前記圧力保持部が構成されることが好ましい。この構成によれば、厚みの小さな圧力センサとなり、材料コストも抑えられる。 It is preferable that the suture is sewn to at least one of the intersecting regions at the four corners to form the pressure holding portion. According to this configuration, the pressure sensor has a small thickness, and the material cost can be suppressed.

本発明によれば、圧縮方向に所定の圧力で保持する圧力保持部が配されており、感圧部の圧縮永久歪みによる変形、電極部と感圧部との接触抵抗、温度や湿度等の使用環境の変化、感圧部に水が浸った場合等の異常を、圧力保持部の感圧値を基準として扱うことで、感圧値の再現性の維持向上を図りつつ、補正またはキャリブレーションが簡易にできる構成の感圧センサとなる。 According to the present invention, a pressure holding portion that holds a predetermined pressure in the compression direction is arranged, and deformation of the pressure sensitive portion due to compression set, contact resistance between the electrode portion and the pressure sensitive portion, temperature, humidity, etc. Correction or calibration while maintaining and improving the reproducibility of the pressure-sensitive value by treating abnormalities such as changes in the usage environment and when water is immersed in the pressure-sensitive part with the pressure-sensitive value of the pressure-holding unit as a reference. It is a pressure-sensitive sensor with a configuration that can be easily performed.

図1は本発明の第1の実施形態に係る感圧センサの例を示す概略の斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a pressure sensor according to the first embodiment of the present invention. 図2は第1の実施形態の感圧センサの例を示す概略の平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the pressure sensor of the first embodiment. 図3Aは第1の実施形態の感圧センサの例を示す概略の正面図であり、図3Bは第1の実施形態の感圧センサの例を示す概略の側面図である。FIG. 3A is a schematic front view showing an example of the pressure sensor of the first embodiment, and FIG. 3B is a schematic side view showing an example of the pressure sensor of the first embodiment. 図4は図2におけるIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 図5は図2におけるV−V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 図6Aはミシンによって電極布と導電布とを貫通したループ状の上糸に下糸を通して結び目が出来た状態の概略の断面図であり、図6Bは前記結び目を引き上げることで電極布と導電布との間に前記結び目が配された状態の概略の断面図であり、図6Cは電極布と導電布とを所定方向に移動させながら結び目を作る作業を繰り返して縫製された状態の概略の断面図である。FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of a state in which a bobbin thread is passed through a loop-shaped upper thread penetrating the electrode cloth and the conductive cloth by a sewing machine to form a knot, and FIG. 6B shows the electrode cloth and the conductive cloth by pulling up the knot. FIG. 6C is a schematic cross-sectional view of a state in which the knot is arranged between and, and FIG. 6C is a schematic cross-sectional view of a state in which the operation of tying a knot is repeated while moving the electrode cloth and the conductive cloth in a predetermined direction. It is a figure. 図7Aは第1電極布と導電布との接触状態の例を模式的に示す概略の断面図であり、図7Bは第1電極布と導電布との接触状態の他の例を模式的に示す概略の断面図であり、図7Cは第1電極布と導電布との接触状態の他の例を模式的に示す概略の断面図である。FIG. 7A is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of the contact state between the first electrode cloth and the conductive cloth, and FIG. 7B schematically shows another example of the contact state between the first electrode cloth and the conductive cloth. FIG. 7C is a schematic cross-sectional view schematically showing another example of the contact state between the first electrode cloth and the conductive cloth. 図8は第1の実施形態の感圧センサの例を示す概略の平面図であり、コントローラを接続した状態の図である。FIG. 8 is a schematic plan view showing an example of the pressure sensor of the first embodiment, and is a diagram showing a state in which a controller is connected. 図9Aは第1の実施形態の感圧センサの圧力保持部の例を示す概略の平面図であり、図9Bは第1の実施形態の感圧センサの圧力保持部の例を示す概略の側面図である。FIG. 9A is a schematic plan view showing an example of the pressure holding portion of the pressure sensor of the first embodiment, and FIG. 9B is a schematic side view showing an example of the pressure holding portion of the pressure sensor of the first embodiment. It is a figure. 図10Aは第1の実施形態の感圧センサの圧力保持部の他の例を示す概略の平面図であり、図10Bは第1の実施形態の感圧センサの圧力保持部の例を示す概略の側面図である。FIG. 10A is a schematic plan view showing another example of the pressure holding portion of the pressure sensor of the first embodiment, and FIG. 10B is a schematic showing an example of the pressure holding portion of the pressure sensor of the first embodiment. It is a side view of. 図11は本発明の第2の実施形態に係る感圧センサの例を示す概略の斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing an example of a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention. 図12は第2の実施形態の感圧センサの例を示す概略の平面図である。FIG. 12 is a schematic plan view showing an example of the pressure sensor of the second embodiment. 図13Aは第2の実施形態の感圧センサの例を示す概略の正面図であり、図13Bは第2の実施形態の感圧センサの例を示す概略の側面図である。FIG. 13A is a schematic front view showing an example of the pressure sensor of the second embodiment, and FIG. 13B is a schematic side view showing an example of the pressure sensor of the second embodiment. 図14は第2の実施形態の感圧センサの例を示す概略の平面図であり、コントローラを付設した状態の図である。FIG. 14 is a schematic plan view showing an example of the pressure sensor of the second embodiment, and is a view showing a state in which a controller is attached. 図15Aは感圧センサの交差領域における圧力と抵抗との関係を例示する抵抗特性グラフ図であり、図15Bは感圧センサの交差領域における圧力と抵抗との関係を例示する抵抗特性グラフ図である。FIG. 15A is a resistance characteristic graph illustrating the relationship between pressure and resistance in the intersection region of the pressure sensor, and FIG. 15B is a resistance characteristic graph illustrating the relationship between pressure and resistance in the intersection region of the pressure sensor. is there. 図16Aは感圧センサの交差領域における圧力と抵抗との関係を例示する抵抗特性グラフ図であり、図16Bは感圧センサの交差領域における圧力と抵抗との関係を例示する抵抗特性グラフ図である。FIG. 16A is a resistance characteristic graph illustrating the relationship between pressure and resistance in the intersection region of the pressure sensor, and FIG. 16B is a resistance characteristic graph illustrating the relationship between pressure and resistance in the intersection region of the pressure sensor. is there. 図17は本実施形態の感圧センサの交差領域における圧力とコンダクタンスとの関係を例示する感圧特性グラフ図である。FIG. 17 is a pressure-sensitive characteristic graph illustrating the relationship between pressure and conductance in the intersection region of the pressure-sensitive sensor of the present embodiment.

(第1の実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図1は、第1の実施形態の感圧センサ1の例を示す概略の斜視図である。図2は本実施形態の感圧センサ1の例を示す概略の平面図である。図3Aは第1の実施形態の感圧センサの例を示す概略の正面図であり、図3Bは第1の実施形態の感圧センサの例を示す概略の側面図である。説明の都合上、図1等ではカバー布や信号配線等は省略している。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
(First Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the pressure sensor 1 of the first embodiment. FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the pressure sensor 1 of the present embodiment. FIG. 3A is a schematic front view showing an example of the pressure sensor of the first embodiment, and FIG. 3B is a schematic side view showing an example of the pressure sensor of the first embodiment. For convenience of explanation, the cover cloth, signal wiring, etc. are omitted in FIG. In all the drawings for explaining the embodiment, members having the same function may be designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof may be omitted.

ここで、感圧センサ1の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にX,Y,Zの矢印で向きを示している。感圧センサ1を実際に使用する際には、これらの向きに限定されず、どのような向きで使用しても支障ない。なお、第1主面2aと第2主面2bとは互いに反対向きの面であって、相対的な位置関係を示しており、物理的な向きは限定していない。第1主面2aは、例えば上面または表面と読み替えることができる。また、第2主面2bは、例えば下面または裏面と読み替えることができる。 Here, in order to make it easier to explain the positional relationship of each part of the pressure sensor 1, the directions are indicated by the arrows X, Y, and Z in the figure. When the pressure sensor 1 is actually used, it is not limited to these directions, and there is no problem in using it in any direction. It should be noted that the first main surface 2a and the second main surface 2b are surfaces opposite to each other and show a relative positional relationship, and the physical orientation is not limited. The first main surface 2a can be read as, for example, an upper surface or a surface. Further, the second main surface 2b can be read as, for example, the lower surface or the back surface.

感圧センサ1は、図1、図2、図3A、図3Bに示すように、四角形状の導電性布からなるシート部2(導電布)と、導電布2の第1主面2aに第1間隔2cで配された複数の帯状導電性布からなる第1電極部3(第1電極布)と、導電布2の第2主面2bに第1電極布3と交差する方向に第2間隔2dで配された複数の帯状導電性布からなる第2電極部4(第2電極布)と、非導電性の縫合糸5と、所定位置で第1電極布3と第2電極布4とが互いに近づく圧縮方向に所定の圧力で保持する圧力保持部8とを備える。ここでは、導電布2の第1主面2aにおいて第1電極布3が略平行に配置されており、また、導電布2の第2主面2bにおいて第2電極布4が略平行に配置されており、そして、第2電極布4が第1電極布3に対して略直交するように配置されている。なお、導電布2、第1電極布3及び第2電極布4は、四角形状に限られず、角丸四角形状や楕円形状とする場合がある。 As shown in FIGS. 1, 2, 3A, and 3B, the pressure-sensitive sensor 1 has a sheet portion 2 (conductive cloth) made of a rectangular conductive cloth and a first main surface 2a of the conductive cloth 2. The first electrode portion 3 (first electrode cloth) made of a plurality of strip-shaped conductive cloths arranged at 1 interval 2c, and the second main surface 2b of the conductive cloth 2 in a direction intersecting with the first electrode cloth 3. A second electrode portion 4 (second electrode cloth) composed of a plurality of strip-shaped conductive cloths arranged at intervals of 2d, a non-conductive suture thread 5, and a first electrode cloth 3 and a second electrode cloth 4 at predetermined positions. A pressure holding unit 8 is provided which holds the electrodes at a predetermined pressure in the compression direction close to each other. Here, the first electrode cloth 3 is arranged substantially in parallel on the first main surface 2a of the conductive cloth 2, and the second electrode cloth 4 is arranged substantially in parallel on the second main surface 2b of the conductive cloth 2. The second electrode cloth 4 is arranged so as to be substantially orthogonal to the first electrode cloth 3. The conductive cloth 2, the first electrode cloth 3, and the second electrode cloth 4 are not limited to a square shape, and may have a rounded square shape or an elliptical shape.

図1と図2に示すように、圧力保持部8は、四隅の交差領域V1のうち一端側の二隅の交差領域V1に配されており、圧力保持部8が配されている位置の感圧値によって圧力保持部8とは異なる位置の圧力分布の補正またはキャリブレーションを行う構成である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the pressure holding portion 8 is arranged in the intersecting region V1 at the two corners on one end side of the intersecting regions V1 at the four corners, and the feeling of the position where the pressure holding portion 8 is arranged is felt. It is configured to correct or calibrate the pressure distribution at a position different from that of the pressure holding unit 8 depending on the pressure value.

圧力保持部8は、一例として、図9Aと図9Bとに示すように、U字形状の恒弾性体からなるクリップである。また、圧力保持部8は、一例として、図10Aと図10Bとに示すように、コイルばね81を備えた洗濯バサミ形状のクリップである。圧力保持部8の材質は、一例として、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂(ABS)、ポリアセタール(POM)、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、液晶ポリマー(LCP)等の絶縁性樹脂、ステンレス、ニッケル合金、エリンバ等の恒弾性金属に絶縁コーティングを施したもの、ガラス、その他既知の恒弾性体が挙げられる。 As an example, the pressure holding portion 8 is a clip made of a U-shaped constant elastic body, as shown in FIGS. 9A and 9B. Further, as an example, the pressure holding portion 8 is a clothespin-shaped clip provided with a coil spring 81, as shown in FIGS. 10A and 10B. As an example, the material of the pressure holding portion 8 is polybutylene terephthalate (PBT), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer synthetic resin (ABS), polyacetal (POM), polymethylmethacrylate resin (PMMA), liquid crystal polymer (LCP). Examples thereof include insulating resins such as, stainless steel, nickel alloys, constant elastic metals such as Elimba with an insulating coating, glass, and other known constant elastic bodies.

本実施形態によれば、感圧部の圧縮永久歪みによる変形、電極部と感圧部との接触抵抗、温度や湿度等の使用環境の変化、感圧部に水が浸った場合等の異常を、圧力保持部8の感圧値を基準として扱うことで、感圧値の再現性の維持向上を図りつつ、補正またはキャリブレーションが簡易にできる構成となる。そして、身体との接触の中心から外れた位置に圧力保持部8が配されているので、厚みのある圧力保持部8の場合においても生体情報の計測が支障なくできる。なお、上記以外の構成として、四隅の交差領域V1のうち一隅の交差領域V1に圧力保持部8が配されている場合、四隅の交差領域V1のうち三隅の交差領域V1に圧力保持部8が配されている場合、四隅の交差領域V1のうち四隅の交差領域V1に圧力保持部8が配されている場合がある。 According to this embodiment, there are abnormalities such as deformation of the pressure-sensitive part due to compression set, contact resistance between the electrode part and the pressure-sensitive part, changes in the usage environment such as temperature and humidity, and water immersion in the pressure-sensitive part. By treating the pressure-sensitive value of the pressure-holding unit 8 as a reference, correction or calibration can be easily performed while maintaining and improving the reproducibility of the pressure-sensitive value. Since the pressure holding portion 8 is arranged at a position deviated from the center of contact with the body, the measurement of biological information can be performed without any trouble even in the case of the thick pressure holding portion 8. As a configuration other than the above, when the pressure holding portion 8 is arranged in the crossing region V1 of one corner of the crossing regions V1 of the four corners, the pressure holding portion 8 is located in the crossing region V1 of the three corners of the crossing regions V1 of the four corners. When arranged, the pressure holding portion 8 may be arranged in the intersection region V1 at the four corners among the intersection regions V1 at the four corners.

ここで、感圧センサ1は、図4に示すように、第1電極布3と第1電極布3との間の第1隙間3aの位置で縫合糸5によって第2電極布4が導電布2に縫い付けられている。また、図5に示すように、第2電極布4と第2電極布4との間の第2隙間4aの位置で縫合糸5によって第1電極布3が導電布2に縫い付けられている。そして、平面視で、第1電極布3と第2電極布4との交差領域V1がマトリクス配置で形成される。図1と図2では、ハッチングされた四角形状の領域を交差領域V1として例示している。 Here, in the pressure-sensitive sensor 1, as shown in FIG. 4, the second electrode cloth 4 is made of a conductive cloth by the suture 5 at the position of the first gap 3a between the first electrode cloth 3 and the first electrode cloth 3. It is sewn on 2. Further, as shown in FIG. 5, the first electrode cloth 3 is sewn to the conductive cloth 2 by the suture thread 5 at the position of the second gap 4a between the second electrode cloth 4 and the second electrode cloth 4. .. Then, in a plan view, the intersection region V1 between the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 is formed in a matrix arrangement. In FIGS. 1 and 2, the hatched rectangular region is illustrated as an intersecting region V1.

図2の例では、交差領域V1を囲むように縫合糸5が縫い付けられている。尚且つ、交差領域V1の四隅の外側位置に縫合糸5が縫い付けられている。この構成によれば、縫合糸5の縫い付けによって交差領域V1から他の交差領域V1へのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のS/N比を改善できる。 In the example of FIG. 2, the suture thread 5 is sewn so as to surround the intersecting region V1. Moreover, the suture thread 5 is sewn at the outer positions of the four corners of the intersection region V1. According to this configuration, the leakage current from the crossing region V1 to the other crossing region V1 is reduced by sewing the suture thread 5, so that the S / N ratio of the detection signal output in response to the pressing force is improved. it can.

そして、図4に示すとおり、第1電極布3における縫合糸5が縫い付けられている箇所が縫合糸5の張力によって窪んでいる。また、図5に示すとおり、第2電極布4における縫合糸5が縫い付けられている箇所が縫合糸5の張力によって窪んでいる。この構成によれば、縫合糸5の縫い付けによる上下方向の締付けによって縫い付け部に不感帯が形成され、不感帯が形成されるので交差領域V1以外の箇所の抵抗値の変動が抑えられるので、加圧力に対応して出力される検出信号のS/N比を改善できる。上記以外の構成として、交差領域V1の四隅の位置に縫合糸5が縫い付けられている場合があり、この場合も図4に示す構成と同様の効果が見込める。 Then, as shown in FIG. 4, the portion of the first electrode cloth 3 where the suture thread 5 is sewn is recessed due to the tension of the suture thread 5. Further, as shown in FIG. 5, the portion of the second electrode cloth 4 where the suture thread 5 is sewn is recessed due to the tension of the suture thread 5. According to this configuration, a dead band is formed in the sewn portion by tightening the suture thread 5 in the vertical direction by sewing, and since the dead band is formed, the fluctuation of the resistance value in the portion other than the intersection region V1 can be suppressed. The S / N ratio of the detection signal output corresponding to the pressure can be improved. As a configuration other than the above, the suture thread 5 may be sewn at the positions of the four corners of the intersection region V1, and in this case as well, the same effect as the configuration shown in FIG. 4 can be expected.

図6A、図6B、図6Cは、ミシンによって第1電極布3と導電布2とを縫製する手順を例示する概略の断面図である。一例として、本縫いの場合、ミシンによって第1電極布3と導電布2とを貫通したループ状の上糸5に下糸5を通して結び目が出来た状態とし(図6A)、結び目を引き上げることで第1電極布3と導電布2との間に結び目が配される状態とし(図6B)、第1電極布3と導電布2とを所定方向に移動させながら結び目を作る作業を繰り返して縫製する(図6C)。ミシンによって第2電極布4と導電布2とを縫製する場合も、図6A、図6B、図6Cに示す縫製手順と同様である。 6A, 6B, and 6C are schematic cross-sectional views illustrating a procedure for sewing the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 with a sewing machine. As an example, in the case of lockstitching, a knot is formed by passing the bobbin thread 5 through the loop-shaped upper thread 5 penetrating the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 by a sewing machine (FIG. 6A), and pulling up the knot. A knot is arranged between the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 (FIG. 6B), and the work of tying the knot is repeated while moving the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 in a predetermined direction to sew. (Fig. 6C). When sewing the second electrode cloth 4 and the conductive cloth 2 with a sewing machine, the sewing procedure is the same as that shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C.

本実施形態は、第1電極布3の短手方向の幅は第1間隔2cの短手方向の幅よりも大きく、かつ、第2電極布4の短手方向の幅は第2間隔2dの短手方向の幅よりも大きい。この構成によれば、隣接する測定箇所からのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のS/N比を改善できる。第1電極布3の短手方向の幅と第2電極布4の短手方向の幅は、それぞれ一例として10〜100[mm]である。また、第1間隔2cの短手方向の幅と第2間隔2dの短手方向の幅は、それぞれ一例として1〜10[mm]である。 In the present embodiment, the width of the first electrode cloth 3 in the lateral direction is larger than the width of the first interval 2c in the lateral direction, and the width of the second electrode cloth 4 in the lateral direction is the second interval 2d. It is larger than the width in the lateral direction. According to this configuration, the leakage current from the adjacent measurement points is reduced, so that the S / N ratio of the detection signal output in response to the pressing force can be improved. The width of the first electrode cloth 3 in the lateral direction and the width of the second electrode cloth 4 in the lateral direction are, for example, 10 to 100 [mm], respectively. Further, the width of the first interval 2c in the lateral direction and the width of the second interval 2d in the lateral direction are 1 to 10 [mm], respectively, as an example.

本実施形態は、導電布2の厚みは第1間隔2cの短手方向の幅よりも小さく、かつ、導電布2の厚みは第2間隔2dの短手方向の幅よりも小さい。この構成によれば、隣接する測定箇所からのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のS/N比を改善できる。導電布2の厚みは、一例として0.3〜0.6[mm]である。第1電極布3の厚みと第2電極布4の厚みは、一例として0.2〜0.6[mm]である。 In the present embodiment, the thickness of the conductive cloth 2 is smaller than the width of the first interval 2c in the lateral direction, and the thickness of the conductive cloth 2 is smaller than the width of the second interval 2d in the lateral direction. According to this configuration, the leakage current from the adjacent measurement points is reduced, so that the S / N ratio of the detection signal output in response to the pressing force can be improved. The thickness of the conductive cloth 2 is 0.3 to 0.6 [mm] as an example. The thickness of the first electrode cloth 3 and the thickness of the second electrode cloth 4 are 0.2 to 0.6 [mm] as an example.

第1電極布3における電極は、導電布2の第1主面2aと対向する面にのみ形成されている場合があり、この場合、電極材料のコスト及び製造コストを抑えられる。または、第1電極布3における電極は、第1電極布3の上面と下面とに形成されている場合があり、第1電極布3の全周に亘って形成されている場合がある。この場合、第1電極布3の上面と下面とのどちらを導電布2に重ねてもよいので製造し易くなる。または、第1電極布3における電極は、第1電極布3の厚み方向に導通するように形成されている場合があり、この場合、電極の導通の信頼性を高められる。 The electrode in the first electrode cloth 3 may be formed only on the surface of the conductive cloth 2 facing the first main surface 2a, and in this case, the cost of the electrode material and the manufacturing cost can be suppressed. Alternatively, the electrodes in the first electrode cloth 3 may be formed on the upper surface and the lower surface of the first electrode cloth 3, and may be formed over the entire circumference of the first electrode cloth 3. In this case, either the upper surface or the lower surface of the first electrode cloth 3 may be superposed on the conductive cloth 2, which facilitates manufacturing. Alternatively, the electrodes in the first electrode cloth 3 may be formed so as to conduct in the thickness direction of the first electrode cloth 3, and in this case, the reliability of the conduction of the electrodes can be enhanced.

第2電極布4における電極は、導電布2の第2主面2bと対向する面にのみ形成されている場合があり、この場合、電極材料のコスト及び製造コストを抑えられる。または、第2電極布4における電極は、第2電極布4の上面と下面とに形成されている場合があり、第2電極布4の全周に亘って形成されている場合がある。この場合、第2電極布4の上面と下面とのどちらを導電布2に重ねてもよいので製造し易くなる。または、第2電極布4における電極は、第2電極布4の厚み方向に導通するように形成されている場合があり、この場合、電極の導通の信頼性を高められる。 The electrode in the second electrode cloth 4 may be formed only on the surface of the conductive cloth 2 facing the second main surface 2b, and in this case, the cost of the electrode material and the manufacturing cost can be suppressed. Alternatively, the electrodes in the second electrode cloth 4 may be formed on the upper surface and the lower surface of the second electrode cloth 4, and may be formed over the entire circumference of the second electrode cloth 4. In this case, either the upper surface or the lower surface of the second electrode cloth 4 may be superposed on the conductive cloth 2, which facilitates manufacturing. Alternatively, the electrodes in the second electrode cloth 4 may be formed so as to conduct in the thickness direction of the second electrode cloth 4, and in this case, the reliability of the conduction of the electrodes can be enhanced.

図7A、図7B、図7Cは、図3Aにおける破線で囲んだ部分P1を拡大した図であり、第1電極布3と導電布2との接触状態の例を模式的に示す概略の断面図である。ここでは、第1導電性粒子11は導電性カーボンブラックであり、また、第2導電性粒子12は導電性金属粒子12aと導電性カーボンブラック12bである。そして、導電性カーボンブラック11がバインダー樹脂13aによって導電布2に接着しており、また、導電性金属粒子12aと導電性カーボンブラック12bとがバインダー樹脂13bによって第1電極布3に接着している。第2電極布4と導電布2との接触状態についても図7A、図7B、図7Cに示す接触状態と同様である。つまり、第1電極布3と第2電極布4とに、第1導電性粒子11よりも電気伝導率が高い第2導電性粒子12が塗工されている。 7A, 7B, and 7C are enlarged views of a portion P1 surrounded by a broken line in FIG. 3A, and is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of a contact state between the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2. Is. Here, the first conductive particles 11 are conductive carbon black, and the second conductive particles 12 are conductive metal particles 12a and conductive carbon black 12b. The conductive carbon black 11 is adhered to the conductive cloth 2 by the binder resin 13a, and the conductive metal particles 12a and the conductive carbon black 12b are adhered to the first electrode cloth 3 by the binder resin 13b. .. The contact state between the second electrode cloth 4 and the conductive cloth 2 is the same as the contact state shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C. That is, the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 are coated with the second conductive particles 12 having higher electrical conductivity than the first conductive particles 11.

本実施形態は、第1導電性粒子11のストラクチャーによって、導電布2は厚み方向、長手方向及び短手方向に導通している(不図示)。また、導電性金属粒子12aと導電性カーボンブラック12bとのストラクチャーによって、第1電極布3は厚み方向、長手方向及び短手方向に導通している(不図示)。第2電極布4についても、第1電極布3と同様である。 In this embodiment, the conductive cloth 2 is conductive in the thickness direction, the longitudinal direction, and the lateral direction due to the structure of the first conductive particles 11 (not shown). Further, due to the structure of the conductive metal particles 12a and the conductive carbon black 12b, the first electrode cloth 3 is conductive in the thickness direction, the longitudinal direction, and the lateral direction (not shown). The second electrode cloth 4 is the same as that of the first electrode cloth 3.

本実施形態は、導電性カーボンブラック11(12b)は平均一次粒子径が100nm以下のケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックまたはファーネスブラックのいずれか1種以上である。この構成によれば、少量の添加量で必要な抵抗値が得られるので、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布となる。 In the present embodiment, the conductive carbon black 11 (12b) is one or more of Ketjen black, acetylene black, channel black, and furnace black having an average primary particle size of 100 nm or less. According to this configuration, the required resistance value can be obtained with a small amount of addition, so that the conductive cloth has excellent scratch resistance and flexibility.

ファーネスブラックは、油やガスを高温ガス中で不完全燃焼させて導電性カーボンブラックを得るファーネス法によって製造される。ファーネスブラックは、製造上、大量生産に向き、粒子径やストラクチャーをコントロールし易い。 Furness black is produced by a furnace method in which oil or gas is incompletely burned in a high temperature gas to obtain conductive carbon black. Furnace black is suitable for mass production in manufacturing, and it is easy to control the particle size and structure.

チャンネルブラックは、天然ガスを燃焼させ、チャンネル鋼に析出させたものを掻き集めて得るチャンネル法によって製造される。チャンネルブラックは、表面官能基が多いので、塗工に向いている。 Channel black is produced by the channel method, which is obtained by burning natural gas and scraping what is deposited on channel steel. Channel black is suitable for coating because it has many surface functional groups.

アセチレンブラックは、アセチレンガスを熱分解して得るアセチレン法よって製造される。アセチレンブラックは、導電性が高く、不純物が少ない。 Acetylene black is produced by the acetylene method obtained by thermally decomposing acetylene gas. Acetylene black has high conductivity and few impurities.

ケッチェンブラックは、大まかには不純物の少ない油を高温ガス中で不完全燃焼させて導電性カーボンブラックを得るオイルファーネス法によって製造され、副生するガスを分離後、前駆体を造粒・乾燥して製造される。ケッチェンブラックは他の導電性カーボンブラックと異なり、中空シェル状の構造を持っているため、アセチレンブラックよりも高い導電性を発現する。 Ketjen black is roughly manufactured by the oil furnace method in which oil with few impurities is incompletely burned in a high-temperature gas to obtain conductive carbon black. After separating the by-product gas, the precursor is granulated and dried. Is manufactured. Unlike other conductive carbon blacks, Ketjen black has a hollow shell-like structure, so it exhibits higher conductivity than acetylene black.

一例として、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社のケッチェンブラックEC300JはBET比表面積のカタログ値が800[m2/g]であり、ケッチェンブラックEC600JDはBET比表面積のカタログ値が1270[m2/g]以上であり、いずれも標準的なアセチレンブラックのBET比表面積の10倍以上である。これにより、少量の添加量で高い導電性が得られるので、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布となる。 As an example, Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.'s Ketjen Black EC300J has a BET specific surface area catalog value of 800 [m 2 / g], and Ketjen Black EC600JD has a BET specific surface area catalog value of 1270 [m 2 / g]. g] or more, both of which are 10 times or more the BET specific surface area of standard acetylene black. As a result, high conductivity can be obtained with a small amount of addition, so that the conductive cloth has excellent scratch resistance and flexibility.

図7Aに示すように、第1導電性粒子11の外径サイズと、第2導電性粒子12の外径サイズとが略同一サイズとなっている状態は、第1電極布3と導電布2との接触抵抗が最小となるベストモードである。図7Aの例では、第1電極布3と導電布2との接触面積が、最大となって必要な接触面積を十分に確保する、且つ、第1電極布3の抵抗値が導電布2の抵抗値よりも適度に小さい値となるので、測定位置による抵抗値のばらつきやクロストークを低減できる。第2電極布4についても、第1電極布3と同様である。 As shown in FIG. 7A, the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 are in a state where the outer diameter size of the first conductive particle 11 and the outer diameter size of the second conductive particle 12 are substantially the same size. This is the best mode that minimizes the contact resistance with. In the example of FIG. 7A, the contact area between the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 is maximized to sufficiently secure the required contact area, and the resistance value of the first electrode cloth 3 is the conductive cloth 2. Since the value is appropriately smaller than the resistance value, it is possible to reduce variations in the resistance value and crosstalk depending on the measurement position. The second electrode cloth 4 is the same as that of the first electrode cloth 3.

図7Bに示すように、第1導電性粒子11の外径サイズが、第2導電性粒子12の外径サイズの0.5倍以上で2.0倍以下のサイズとなっている状態は、第1電極布3と導電布2との接触抵抗が適度に小さい値となるベターモードである。図7Bの例では、第1電極布3の第2導電性粒子12の大半と、導電布2の第1導電性粒子11の大半とが接触し、必要な接触面積を確保するので、測定位置による抵抗値のばらつきやクロストークを低減できる。第2電極布4についても、第1電極布3と同様である。 As shown in FIG. 7B, the state in which the outer diameter size of the first conductive particle 11 is 0.5 times or more and 2.0 times or less the outer diameter size of the second conductive particle 12 This is a better mode in which the contact resistance between the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 is an appropriately small value. In the example of FIG. 7B, most of the second conductive particles 12 of the first electrode cloth 3 and most of the first conductive particles 11 of the conductive cloth 2 come into contact with each other to secure a necessary contact area, so that the measurement position is obtained. It is possible to reduce the variation in resistance value and crosstalk due to. The second electrode cloth 4 is the same as that of the first electrode cloth 3.

図7Cに示すように、第1導電性粒子11の外径サイズが、第2導電性粒子12の外径サイズの2.0倍以下で0.5倍以上のサイズとなっている状態は、第1電極布3と導電布2との接触抵抗が適度に小さい値となるベターモードである。図7Cの例では、第1電極布3の第2導電性粒子12の大半と、導電布2の第1導電性粒子11の大半とが接触し、必要な接触面積を確保するので、測定位置による抵抗値のばらつきやクロストークを低減できる。第2電極布4についても、第1電極布3と同様である。 As shown in FIG. 7C, the state in which the outer diameter size of the first conductive particle 11 is 2.0 times or less and 0.5 times or more the outer diameter size of the second conductive particle 12 This is a better mode in which the contact resistance between the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 is an appropriately small value. In the example of FIG. 7C, most of the second conductive particles 12 of the first electrode cloth 3 and most of the first conductive particles 11 of the conductive cloth 2 come into contact with each other to secure a necessary contact area, so that the measurement position is obtained. It is possible to reduce the variation in resistance value and crosstalk due to. The second electrode cloth 4 is the same as that of the first electrode cloth 3.

図7A、図7B、図7Cに示すように、本実施形態は、第1導電性粒子11の平均一次粒子径を基準として、第2導電性粒子12の平均一次粒子径が0.5倍以上2.0倍以下の範囲内である。この構成によれば、第1電極布3と導電布2、並びに第2電極布4と導電布2との接触面積を大きくして接触状態を安定にすることができる。 As shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, in this embodiment, the average primary particle size of the second conductive particle 12 is 0.5 times or more based on the average primary particle size of the first conductive particle 11. It is within the range of 2.0 times or less. According to this configuration, the contact area between the first electrode cloth 3 and the conductive cloth 2 and the contact area between the second electrode cloth 4 and the conductive cloth 2 can be increased to stabilize the contact state.

本実施形態は、導電布2の重量を基準として、第1導電性粒子11の重量が5%以下である。この構成によれば、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布2となり、且つ、材料費が低減できる。 In this embodiment, the weight of the first conductive particles 11 is 5% or less based on the weight of the conductive cloth 2. According to this configuration, the conductive cloth 2 has excellent scratch resistance and flexibility, and the material cost can be reduced.

本実施形態は、第1導電性粒子11と破断伸度が100%以上のバインダー樹脂13aとの混合物が導電布2に塗工されている。また、第2導電性粒子12と破断伸度が100%以上のバインダー樹脂13bとの混合物が第1電極布3に塗工されている。尚且つ、第2導電性粒子12と破断伸度が100%以上のバインダー樹脂13bとの混合物が第2電極布4に塗工されている。この構成によれば、導電布2、第1電極布3及び第2電極布4の柔軟性を活かしつつ安定した加圧力の計測ができる。 In this embodiment, the conductive cloth 2 is coated with a mixture of the first conductive particles 11 and the binder resin 13a having a breaking elongation of 100% or more. Further, a mixture of the second conductive particles 12 and the binder resin 13b having a breaking elongation of 100% or more is coated on the first electrode cloth 3. Moreover, a mixture of the second conductive particles 12 and the binder resin 13b having a breaking elongation of 100% or more is coated on the second electrode cloth 4. According to this configuration, stable pressing force can be measured while taking advantage of the flexibility of the conductive cloth 2, the first electrode cloth 3, and the second electrode cloth 4.

本実施形態は、導電布2、第1電極布3及び第2電極布4はいずれも織物である、または、導電布2、第1電極布3及び第2電極布4はいずれも編物である。この構成によれば、伸縮性に優れた感圧センサ1となり、身体に違和感の少ない柔軟性を有しつつ、身体に対応した大きなサイズで広範囲の圧力分布を計測可能な感圧センサ1となる。 In this embodiment, the conductive cloth 2, the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 are all woven fabrics, or the conductive cloth 2, the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 are all knitted fabrics. .. According to this configuration, it becomes a pressure sensor 1 having excellent elasticity, and it becomes a pressure sensor 1 capable of measuring a wide range of pressure distribution with a large size corresponding to the body while having flexibility with little discomfort to the body. ..

第1導電性粒子11はバインダー樹脂13aによって導電布2における基材布の表面及び繊維中に接着されている。また、第2導電性粒子12はバインダー樹脂13bによって第1電極布3における基材布の表面及び繊維中に接着されている。そして、第2導電性粒子12はバインダー樹脂13bによって第2電極布4における基材布の表面及び繊維中に接着されている。 The first conductive particles 11 are adhered to the surface of the base cloth and the fibers of the conductive cloth 2 by the binder resin 13a. Further, the second conductive particles 12 are adhered to the surface of the base cloth and the fibers of the first electrode cloth 3 by the binder resin 13b. Then, the second conductive particles 12 are adhered to the surface of the base cloth and the fibers of the second electrode cloth 4 by the binder resin 13b.

一例として、導電布2は、繊維からなる基布に導電性カーボンブラック(第1導電粒子11)及びバインダー樹脂13aが塗工されている。一例として、第1電極布3および第2電極布4は、繊維からなる基布に導電性金属粒子(第2導電粒子12)及びバインダー樹脂13bが塗工されている。一例として、第1電極布3と第2電極布4とは、同一の材料からなる。 As an example, in the conductive cloth 2, the base cloth made of fibers is coated with conductive carbon black (first conductive particles 11) and a binder resin 13a. As an example, in the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4, conductive metal particles (second conductive particles 12) and a binder resin 13b are coated on a base cloth made of fibers. As an example, the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 are made of the same material.

本実施形態は、第1電極布3と前記第2電極布4とに導電性金属粒子が塗工されており、かつ、導電布2に導電性カーボンブラックが塗工されているので、第1電極布3と第2電極布4との表面抵抗率が、いずれも導電布2の表面抵抗率よりも2桁以上小さくなる。これによれば、第1電極布3および第2電極布4の長さ方向の抵抗の影響が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のS/N比を改善できる。つまり、感圧部である交差領域V1における測定抵抗の影響をほとんど無視できる。尚且つ、導電性金属粒子と比較して安価な導電性カーボンブラックによって分散安定性に優れた導電布2を構成できる。また、測定位置による抵抗値のばらつきを低減できるとともに、交差領域V1と交差領域V1とのクロストークを低減できる。 In the present embodiment, the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 are coated with conductive metal particles, and the conductive cloth 2 is coated with conductive carbon black. The surface resistance of the electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 are both smaller than the surface resistance of the conductive cloth 2 by two orders of magnitude or more. According to this, since the influence of the resistance in the length direction of the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 is reduced, the S / N ratio of the detection signal output corresponding to the pressing force can be improved. That is, the influence of the measurement resistance in the intersection region V1 which is the pressure sensitive portion can be almost ignored. Moreover, the conductive cloth 2 having excellent dispersion stability can be formed by the conductive carbon black which is cheaper than the conductive metal particles. Further, the variation in the resistance value depending on the measurement position can be reduced, and the crosstalk between the crossing region V1 and the crossing region V1 can be reduced.

前記基布は、一例としてナイロン、ポリエステル、レーヨン、アクリル、ポリアミドなどの合成繊維や、綿、リンネルなどの天然繊維からなる。医療現場では、オートクレーブ滅菌処理を行うことが想定されることから、オートクレーブ滅菌処理の耐性が高いこれらの繊維が好ましい。 As an example, the base cloth is made of synthetic fibers such as nylon, polyester, rayon, acrylic and polyamide, and natural fibers such as cotton and linen. In the medical field, since it is assumed that the autoclave sterilization treatment is performed, these fibers having high resistance to the autoclave sterilization treatment are preferable.

前記基布は、一例として織物、編物、不織布である。前記基布を構成する糸または繊維の太さは、一例として50〜200デニールである。前記基布が編物または不織布の場合、身体との接触面積を増大させるとともに、接触抵抗を下げることができる。前記基布が編物の場合、織物や不織布よりも伸縮性が大きくなり、優れたものとなる。 The base cloth is, for example, a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric. The thickness of the threads or fibers constituting the base fabric is, for example, 50 to 200 denier. When the base cloth is a knitted fabric or a non-woven fabric, the contact area with the body can be increased and the contact resistance can be lowered. When the base cloth is a knitted fabric, the elasticity is larger than that of a woven fabric or a non-woven fabric, which is excellent.

第1導電粒子11は、一例として導電性カーボンブラックからなり、例えばケッチェンブラックである。導電性カーボンブラックは、枝状のストラクチャー構造を有し、トンネル効果によって抵抗値を低くし、また、貴金属や導電性高分子化合物と比較して安価に入手できる。特にケッチェンブラックは、少量の添加量で必要な抵抗値が得られるので、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布となる。 The first conductive particle 11 is made of conductive carbon black as an example, and is, for example, Ketjen black. Conductive carbon black has a branched structure structure, has a low resistance value due to the tunnel effect, and can be obtained at a low cost as compared with precious metals and conductive polymer compounds. In particular, Ketjen Black is a conductive cloth having excellent scratch resistance and flexibility because the required resistance value can be obtained with a small amount of addition.

第2導電粒子12は、一例として導電性金属粉末、導電性金属繊維、導電性高分子化合物、導電性カーボンブラック、またはこれらの混合物からなる。前記導電性金属は一例として、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、その他既知の導電性金属である。前記導電性高分子化合物は一例として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリ(4−スチレンスルホン酸)をドープしたポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT/PSS)、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、ポリピロール(PPy)、ポリアニリン(PANI)、ポリチオフェン(PT)、または既知の導電性高分子化合物である。 The second conductive particle 12 is composed of, for example, a conductive metal powder, a conductive metal fiber, a conductive polymer compound, a conductive carbon black, or a mixture thereof. The conductive metal is, for example, gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), nickel (Ni), aluminum (Al), and other known conductive metals. As an example, the conductive polymer compound is poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), poly (4-styrene sulfonic acid) -doped poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT /). PSS), tetracyanoquinodimethane (TCNQ), polypyrrole (PPy), polyaniline (PANI), polythiophene (PT), or known conductive polymer compounds.

バインダー樹脂13aとバインダー樹脂13bとは、一例として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂からなる。バインダー樹脂13aとバインダー樹脂13bとは、一例としてポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリウレタン(PU)、ポリエステル(PEs)、または既知の合成樹脂である。 The binder resin 13a and the binder resin 13b are made of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin as an example. The binder resin 13a and the binder resin 13b are, for example, polyamide (PA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PU), polyester (PEs), or known synthetic resins.

塗工は、浸漬法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法、電着法、または他既知の塗布方法、若しくはこれら塗布方法の組み合わせが適用できる。 As the coating, a dipping method, a spray coating method, a roll coating method, a bar coating method, an electrodeposition method, another known coating method, or a combination of these coating methods can be applied.

縫合糸5は、一例としてナイロン、ポリエステル、レーヨン、アクリル、ポリアミドなどの合成繊維や、綿、リンネルなどの天然繊維からなる。縫合糸5の太さは、一例として20〜200デニールである。 As an example, the suture thread 5 is made of synthetic fibers such as nylon, polyester, rayon, acrylic and polyamide, and natural fibers such as cotton and linen. The thickness of the suture 5 is, for example, 20 to 200 denier.

縫製は、一例としてミシン、若しくは手縫いである。前記縫製は、一例として本縫い、環縫い、かがり縫い、偏平縫い、その他既知の縫い方が適用される。縫製が本縫いの場合、第1主面2a(表)と第2主面2b(裏)の両方において、縫合糸5が縫い付けられた箇所が伸縮性のない縫い目となり、不感帯が形成されて交差領域V1以外の箇所の抵抗値の変動が抑えられるので、交差領域V1をマトリクス配置で形成するとともに、個々に電気信号を取り出すための独立した圧力セルとして機能させ易くなる。 Sewing is, for example, a sewing machine or hand-sewn. As an example, lockstitch, chain stitch, overlock stitch, flat stitch, and other known sewing methods are applied to the sewing. When sewing is lockstitching, on both the first main surface 2a (front side) and the second main surface 2b (back side), the portion where the suture thread 5 is sewn becomes a non-stretchable seam, and a dead zone is formed. Since fluctuations in resistance values at locations other than the intersection region V1 are suppressed, the intersection region V1 is formed in a matrix arrangement, and it becomes easy to function as an independent pressure cell for individually extracting electrical signals.

図8は第1の実施形態の感圧センサ1の例を示す概略の平面図であり、コントローラ7を接続した状態の図である。コントローラ7は、信号配線の切替え回路、信号検出器、A/D変換器、半導体メモリ、演算回路、これらを制御するCPUを有する。 FIG. 8 is a schematic plan view showing an example of the pressure sensor 1 of the first embodiment, and is a view showing a state in which the controller 7 is connected. The controller 7 includes a signal wiring switching circuit, a signal detector, an A / D converter, a semiconductor memory, an arithmetic circuit, and a CPU that controls these.

感圧センサ1は、複数の第1電極布3bと複数の第2電極布4bとの、それぞれの長手方向の端部に信号線が接続され、コントローラ7に内蔵された切替え回路によって周波数が一例として10〜100[Hz]でスキャンされ、マトリクス配置で形成された交差領域V1の抵抗値を個々にミリ秒オーダーで信号検出器によって検出され、A/D変換器によってA−D変換され、半導体メモリによってデータ蓄積され、演算回路によって演算され、最終的に圧力値または圧力分布、若しくは圧力値及び圧力分布として外部のディスプレイ装置に表示される。一例としてコントローラ7とディスプレイ装置とは、感圧センサ1との信号接続用のインターフェース基板が内蔵されたパーソナルコンピュータが適用できる。 In the pressure-sensitive sensor 1, signal lines are connected to the ends of the plurality of first electrode cloths 3b and the plurality of second electrode cloths 4b in the longitudinal direction, and the frequency is set as an example by a switching circuit built in the controller 7. Scanned at 10 to 100 [Hz], the resistance values of the intersecting regions V1 formed in the matrix arrangement are individually detected by the signal detector on the order of millisecond, A / D converted by the A / D converter, and the semiconductor. The data is stored in the memory, calculated by the arithmetic circuit, and finally displayed on the external display device as the pressure value or the pressure distribution, or the pressure value and the pressure distribution. As an example, a personal computer having a built-in interface board for signal connection with the pressure sensor 1 can be applied to the controller 7 and the display device.

本実施形態は、導電布2の第1主面2aに第1間隔2cで配された[m]数の第1電極布3と、導電布2の第2主面2bに第1電極布3と交差する方向に第2間隔2dで配された[n]数の第2電極布4とを備え、第1電極布3と第2電極布4との交差領域V1がマトリクス配置で形成される。ここで、[m]と[n]とはそれぞれ2以上の自然数であり、図8の例では、m=5であり、n=6である。 In this embodiment, the number of [m] number of first electrode cloths 3 arranged on the first main surface 2a of the conductive cloth 2 at the first interval 2c and the first electrode cloth 3 on the second main surface 2b of the conductive cloth 2 A [n] number of second electrode cloths 4 arranged at a second interval 2d in a direction intersecting with the first electrode cloth 3 are provided, and an intersection region V1 between the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 is formed in a matrix arrangement. .. Here, [m] and [n] are natural numbers of 2 or more, respectively, and in the example of FIG. 8, m = 5 and n = 6.

本実施形態は、第1電極布3と第2電極布4とが互いに近づく圧縮方向に50[mmHg]の外力を加えた状態における、交差領域V1の厚み方向の抵抗の平均値である抵抗値Rc[Ω]に対して、長手方向で隣接する2つの交差領域V1,V1の長手方向の抵抗の平均値である抵抗値Re[Ω]が次の式(1)を満たす。 In this embodiment, a resistance value which is an average value of resistances in the thickness direction of the intersecting region V1 in a state where an external force of 50 [mmHg] is applied in the compression direction in which the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 approach each other. The resistance value Re [Ω], which is the average value of the resistances in the longitudinal direction of the two intersecting regions V1 and V1 adjacent to each other in the longitudinal direction with respect to Rc [Ω], satisfies the following equation (1).

[数1]
1<Re<(Rc/(m+n))・・・(1)
[Number 1]
1 <Re <(Rc / (m + n)) ... (1)

図8のように、行方向の各第1電極布3の電極ピッチ3cと、列方向の各第2電極布4の電極ピッチ4cとが等しい場合、上述の式(1)のとおりとなる。 As shown in FIG. 8, when the electrode pitch 3c of each first electrode cloth 3 in the row direction and the electrode pitch 4c of each second electrode cloth 4 in the column direction are equal, the above equation (1) is obtained.

一方、各第1電極布3の電極ピッチ3cと、各第2電極布4の電極ピッチ4cとが異なる場合、行方向の各第1電極布3の電極ピッチ3cでの電極抵抗値R1[Ω]と、列方向の各第2電極布4の電極ピッチ4cでの電極抵抗値R2[Ω]との加重平均で抵抗値Re[Ω]を、次の式(2)によって算出する。 On the other hand, when the electrode pitch 3c of each first electrode cloth 3 and the electrode pitch 4c of each second electrode cloth 4 are different, the electrode resistance value R1 [Ω] at the electrode pitch 3c of each first electrode cloth 3 in the row direction. ] And the electrode resistance value R2 [Ω] at the electrode pitch 4c of each second electrode cloth 4 in the column direction, and the resistance value Re [Ω] is calculated by the following equation (2).

[数2]
Re=(m×R1+n×R2)/(m+n)・・・(2)
[Number 2]
Re = (m x R1 + n x R2) / (m + n) ... (2)

図15A、図15B、図16A、図16Bは、感圧センサの交差領域における圧力と抵抗との関係を例示する抵抗特性グラフ図である。 15A, 15B, 16A, and 16B are resistance characteristic graphs illustrating the relationship between pressure and resistance in the intersection region of the pressure sensor.

例えば、第1導電性粒子が貴金属微粒子である場合、抵抗値Re[Ω]は1[Ω]よりもかなり小さい値となる(Re[Ω]<<1[Ω])。この場合、図15Aに示すとおり、(m ,n)のマトリクス配置で形成される交差領域における、(1 1)の抵抗特性グラフと、(m ,n)の抵抗特性グラフとは、一致する。しかしながら、布に導電性貴金属粒子をめっきしなければならず、材料費が大幅なコストアップとなり、大きなサイズの感圧シートを製造することが困難である。 For example, when the first conductive particles are precious metal fine particles, the resistance value Re [Ω] is considerably smaller than 1 [Ω] (Re [Ω] << 1 [Ω]). In this case, as shown in FIG. 15A, the resistance characteristic graph of (11) and the resistance characteristic graph of (m, n) in the intersection region formed by the matrix arrangement of (m, n) are in agreement. However, the cloth must be plated with conductive noble metal particles, which greatly increases the material cost and makes it difficult to manufacture a large-sized pressure-sensitive sheet.

本実施形態の一例として、第1導電性粒子11が導電性カーボンブラックであって、抵抗値Re[Ω]を1[Ω]よりも大きい値として(1[Ω]<Re[Ω])、尚且つ、第2導電性粒子12が導電性金属粒子12aと、導電性カーボンブラック12bとの混合物であって、抵抗値Re[Ω]を、抵抗値Rc[Ω]を(m+n)で除した値よりもかなり小さい値とする(Re[Ω]<<(Rc[Ω]/(m+n)))。この場合、図15Bに示すとおり、(m ,n)のマトリクス配置で形成される交差領域における、(1 ,1)の抵抗特性グラフと、(m ,n)の抵抗特性グラフとは、図15Aのグラフと同様に、ほぼ一致する。そして、加圧力が50[mmHg]近傍または加圧力が50[mmHg]以上の範囲ではマトリクス配置で形成される交差領域のどの位置においても抵抗特性グラフがほぼ一致する。 As an example of this embodiment, the first conductive particle 11 is conductive carbon black, and the resistance value Re [Ω] is set to a value larger than 1 [Ω] (1 [Ω] <Re [Ω]). Further, the second conductive particle 12 is a mixture of the conductive metal particle 12a and the conductive carbon black 12b, and the resistance value Re [Ω] is divided by the resistance value Rc [Ω] by (m + n). The value is considerably smaller than the value (Re [Ω] << (Rc [Ω] / (m + n))). In this case, as shown in FIG. 15B, the resistance characteristic graph of (1, 1) and the resistance characteristic graph of (m, n) in the intersection region formed by the matrix arrangement of (m, n) are shown in FIG. 15A. Similar to the graph in, it almost matches. Then, in the vicinity of the pressing force of 50 [mmHg] or in the range of the pressing force of 50 [mmHg] or more, the resistance characteristic graphs are substantially the same at any position of the intersecting region formed by the matrix arrangement.

この構成によれば、布の柔軟性を活かしつつ安定した加圧力の計測が可能となり、かつ、広範囲の圧力分布を計測可能なサイズにできるとともに、材料費を抑えつつ生産性が高い構成となる。尚且つ、導電布2の上下に配された帯状電極(第1電極布3と第2電極布4)の表面抵抗が、導電布2の表面抵抗より2桁以上小さい構成となるので、各交差領域V1における加圧力の計測精度を高めることができる。 According to this configuration, it is possible to measure the pressure stably while taking advantage of the flexibility of the cloth, and it is possible to make the size of the pressure distribution over a wide range measurable, and the configuration is highly productive while suppressing the material cost. .. Moreover, since the surface resistance of the strip-shaped electrodes (first electrode cloth 3 and second electrode cloth 4) arranged above and below the conductive cloth 2 is two orders of magnitude smaller than the surface resistance of the conductive cloth 2, each intersection. The measurement accuracy of the pressing force in the region V1 can be improved.

本実施形態の一例として、第1導電性粒子11が導電性カーボンブラックであって、抵抗値Re[Ω]を1[Ω]よりもかなり大きい値として(1[Ω]<<Re[Ω])、尚且つ、第2導電性粒子12が導電性金属粒子12aと、導電性カーボンブラック12bとの混合物であって、抵抗値Re[Ω]を、抵抗値Rc[Ω]を(m+n)で除した値よりも小さい値とする(Re[Ω]<(Rc[Ω]/(m+n)))。この場合、図16Aに示すとおり、(m ,n)のマトリクス配置で形成される交差領域における、(1 ,1)の抵抗特性グラフと、(m ,n)の抵抗特性グラフとは、図15Aや図15Bのグラフに比べて、抵抗値にばらつきが生じる。この場合、各抵抗値のばらつきは2倍以内に収まっているので、各交差領域においてキャリブレーションすることで感圧センサとして支障なく使うことができる。 As an example of this embodiment, the first conductive particle 11 is conductive carbon black, and the resistance value Re [Ω] is set to a value considerably larger than 1 [Ω] (1 [Ω] << Re [Ω]. ), And the second conductive particle 12 is a mixture of the conductive metal particle 12a and the conductive carbon black 12b, and the resistance value Re [Ω] is set to the resistance value Rc [Ω] by (m + n). The value is smaller than the divided value (Re [Ω] <(Rc [Ω] / (m + n))). In this case, as shown in FIG. 16A, the resistance characteristic graph of (1, 1) and the resistance characteristic graph of (m, n) in the intersection region formed by the matrix arrangement of (m, n) are shown in FIG. 15A. And, as compared with the graph of FIG. 15B, the resistance value varies. In this case, since the variation of each resistance value is within twice, it can be used as a pressure-sensitive sensor by calibrating in each intersection region.

例えば、抵抗値Re[Ω]を、抵抗値Rc[Ω]を(m+n)で除した値よりも大きい値とする(Re[Ω]>(Rc[Ω]/(m+n)))。この場合、図16Bに示すとおり、(m ,n)のマトリクス配置で形成される交差領域における、(1 ,1)の抵抗特性グラフと、(m ,n)の抵抗特性グラフとは、図15Bや図16Aのグラフに比べて、抵抗値のばらつきが大きい。この場合、各抵抗値のばらつきは2倍を超えているので、各交差領域においてキャリブレーションしても感圧センサとして使いこなすのは困難である。 For example, the resistance value Re [Ω] is set to a value larger than the value obtained by dividing the resistance value Rc [Ω] by (m + n) (Re [Ω]> (Rc [Ω] / (m + n))). In this case, as shown in FIG. 16B, the resistance characteristic graph of (1, 1) and the resistance characteristic graph of (m, n) in the intersection region formed by the matrix arrangement of (m, n) are shown in FIG. 15B. And the graph of FIG. 16A has a large variation in resistance value. In this case, since the variation of each resistance value exceeds twice, it is difficult to use it as a pressure-sensitive sensor even if it is calibrated in each intersection region.

続いて、第1の実施形態の感圧センサ1の他の例について、以下に説明する。 Subsequently, another example of the pressure sensor 1 of the first embodiment will be described below.

図11は、本実施形態の感圧センサ1の上記以外の例を示す概略の平面図である。この例は、縫合糸5の縫い目が、四隅の交差領域V1のうち一端側の二隅の交差領域V1内に複数個所で設けられており、縫合糸5によって第1電極布3と第2電極布4とが互いに近づく圧縮方向に所定の圧力で保持する圧力保持部8が形成される。この構成によれば、厚みの小さな圧力センサ1となり、材料コストも抑えられる。なお、上記以外の構成として、四隅の交差領域V1のうち一隅の交差領域V1に圧力保持部8が配されている場合、四隅の交差領域V1のうち三隅の交差領域V1に圧力保持部8が配されている場合、四隅の交差領域V1のうち四隅の交差領域V1に圧力保持部8が配されている場合がある。 FIG. 11 is a schematic plan view showing an example other than the above of the pressure sensor 1 of the present embodiment. In this example, the stitches of the suture thread 5 are provided at a plurality of places in the intersection region V1 at the two corners on one end side of the intersection region V1 at the four corners, and the suture thread 5 provides the first electrode cloth 3 and the second electrode. A pressure holding portion 8 is formed which holds the cloth 4 at a predetermined pressure in the compression direction close to each other. According to this configuration, the pressure sensor 1 has a small thickness, and the material cost can be suppressed. As a configuration other than the above, when the pressure holding portion 8 is arranged in the crossing region V1 of one corner of the crossing regions V1 of the four corners, the pressure holding portion 8 is located in the crossing region V1 of the three corners of the crossing regions V1 of the four corners. When arranged, the pressure holding portion 8 may be arranged in the intersection region V1 at the four corners among the intersection regions V1 at the four corners.

(第2の実施形態)
図12は第2の実施形態の感圧センサ1の例を示す概略の平面図である。図13Aは第2の実施形態の感圧センサ1の例を示す概略の正面図であり、図13Bは第2の実施形態の感圧センサ1の例を示す概略の側面図である。説明の都合上、図12等ではカバー布や信号配線等は省略している。第2の実施形態では、第1の実施形態と相違する点を中心に説明する。
(Second embodiment)
FIG. 12 is a schematic plan view showing an example of the pressure sensor 1 of the second embodiment. FIG. 13A is a schematic front view showing an example of the pressure sensor 1 of the second embodiment, and FIG. 13B is a schematic side view showing an example of the pressure sensor 1 of the second embodiment. For convenience of explanation, the cover cloth, signal wiring, and the like are omitted in FIG. 12 and the like. In the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施形態は、導電布2の第1主面2aに配された1つの第1電極布3と、導電布2の第2主面2bに配された1つの第2電極布とを備え、第1電極布3は第1間隔2cで複数の第1電極3bが形成されており、第2電極布4は第2間隔2dで複数の第2電極4bが形成されているとともに、第2電極4bが第1電極3bと交差するように配されており、第1電極3bと第2電極4bとの交差領域V1がマトリクス配置で形成される。 The present embodiment includes one first electrode cloth 3 arranged on the first main surface 2a of the conductive cloth 2 and one second electrode cloth arranged on the second main surface 2b of the conductive cloth 2. The first electrode cloth 3 has a plurality of first electrodes 3b formed at the first interval 2c, and the second electrode cloth 4 has a plurality of second electrodes 4b formed at the second interval 2d and the second electrode. 4b is arranged so as to intersect the first electrode 3b, and the intersection region V1 between the first electrode 3b and the second electrode 4b is formed in a matrix arrangement.

本実施形態は、四隅の交差領域V1に圧力保持部8が配されており、縫合糸5によって第1電極布3と第2電極布4とが互いに近づく圧縮方向に所定の圧力で保持する圧力保持部8が形成される。 In the present embodiment, the pressure holding portion 8 is arranged in the intersecting regions V1 at the four corners, and the pressure held by the suture thread 5 at a predetermined pressure in the compression direction in which the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 approach each other. The holding portion 8 is formed.

本実施形態は、第1電極3bの短手方向の幅は第1間隔2cの短手方向の幅よりも大きく、かつ、第2電極4bの短手方向の幅は第2間隔2dの短手方向の幅よりも大きい。この構成によれば、隣接する測定箇所からのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のS/N比を改善できる。第1電極3bの短手方向の幅と第2電極4bの短手方向の幅は、それぞれ一例として10〜100[mm]である。また、第1間隔2cの短手方向の幅と第2間隔2dの短手方向の幅は、それぞれ一例として1〜10[mm]である。 In the present embodiment, the width of the first electrode 3b in the lateral direction is larger than the width of the first interval 2c in the lateral direction, and the width of the second electrode 4b in the lateral direction is the lateral width of the second interval 2d. Greater than the width of the direction. According to this configuration, the leakage current from the adjacent measurement points is reduced, so that the S / N ratio of the detection signal output in response to the pressing force can be improved. The width of the first electrode 3b in the lateral direction and the width of the second electrode 4b in the lateral direction are, for example, 10 to 100 [mm], respectively. Further, the width of the first interval 2c in the lateral direction and the width of the second interval 2d in the lateral direction are 1 to 10 [mm], respectively, as an example.

本実施形態は、導電布2の厚みは第1間隔2cの短手方向の幅よりも小さく、かつ、導電布2の厚みは第2間隔2dの短手方向の幅よりも小さい。この構成によれば、隣接する測定箇所からのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のS/N比を改善できる。導電布2の厚みは、一例として0.3〜0.6[mm]である。第1電極布3の厚みと第2電極布4の厚みは、一例として0.2〜0.6[mm]である。 In the present embodiment, the thickness of the conductive cloth 2 is smaller than the width of the first interval 2c in the lateral direction, and the thickness of the conductive cloth 2 is smaller than the width of the second interval 2d in the lateral direction. According to this configuration, the leakage current from the adjacent measurement points is reduced, so that the S / N ratio of the detection signal output in response to the pressing force can be improved. The thickness of the conductive cloth 2 is 0.3 to 0.6 [mm] as an example. The thickness of the first electrode cloth 3 and the thickness of the second electrode cloth 4 are 0.2 to 0.6 [mm] as an example.

第1電極3bは、第1電極布3における、導電布2の第1主面2aと対向する面にのみ形成されている場合があり、この場合、電極材料のコスト及び製造コストを抑えられる。または、第1電極3bは、第1電極布3の上面と下面とに形成されている場合があり、この場合、第1電極布3の上面と下面とのどちらを導電布2に重ねてもよいので製造し易くなる。または、第1電極3bは、第1電極布3の厚み方向に導通するように形成されている場合があり、この場合、電極の導通の信頼性を高められる。 The first electrode 3b may be formed only on the surface of the first electrode cloth 3 facing the first main surface 2a of the conductive cloth 2, and in this case, the cost of the electrode material and the manufacturing cost can be suppressed. Alternatively, the first electrode 3b may be formed on the upper surface and the lower surface of the first electrode cloth 3, and in this case, whichever of the upper surface and the lower surface of the first electrode cloth 3 is overlapped with the conductive cloth 2. It is good and easy to manufacture. Alternatively, the first electrode 3b may be formed so as to conduct in the thickness direction of the first electrode cloth 3, and in this case, the reliability of the conduction of the electrodes can be enhanced.

第2電極4bは、第2電極布4における、導電布2の第2主面2bと対向する面にのみ形成されている場合があり、この場合、電極材料のコスト及び製造コストを抑えられる。または、第2電極4bは、第2電極布4の上面と下面とに形成されている場合があり、この場合、第2電極布4の上面と下面とのどちらを導電布2に重ねてもよいので製造し易くなる。または、第2電極4bは、第2電極布4の厚み方向に導通するように形成されている場合があり、この場合、電極の導通の信頼性を高められる。 The second electrode 4b may be formed only on the surface of the second electrode cloth 4 facing the second main surface 2b of the conductive cloth 2, and in this case, the cost of the electrode material and the manufacturing cost can be suppressed. Alternatively, the second electrode 4b may be formed on the upper surface and the lower surface of the second electrode cloth 4, and in this case, whichever of the upper surface and the lower surface of the second electrode cloth 4 is superposed on the conductive cloth 2. It is good and easy to manufacture. Alternatively, the second electrode 4b may be formed so as to conduct in the thickness direction of the second electrode cloth 4, and in this case, the reliability of the conduction of the electrodes can be enhanced.

第2の実施形態は、第1電極布3と第2電極布4との寸法や数が上述の第1の実施形態と相違している。それ以外の縫製方法や縫製位置、第1導電性粒子11や第2導電性粒子12、その他構成要素を第1の実施形態と同様にできる。 In the second embodiment, the dimensions and the number of the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 are different from those in the first embodiment described above. Other sewing methods, sewing positions, first conductive particles 11, second conductive particles 12, and other components can be made in the same manner as in the first embodiment.

上記以外の例として、例えば織物にて第1電極布3と第2電極布4とを構成する。経糸を、例えばナイロンをコアとして銀メッキでシェルを構成した導電糸と、例えばナイロン製の絶縁糸とを複数交互に並べる。また、緯糸を、例えばナイロン製の複数の絶縁糸を順に織って、所定間隔で複数のストライプ状電極が形成された一枚の第1電極布3を構成する。そして、第1電極布3と同一の第2電極布4を水平方向に90°回転させて、導電布2の上下でマトリックス電極を構成する。そして、縫合糸5によって、交差領域V1を含まない部分で第1電極布3と導電布2と第2電極布4とを縫製する。この構成によれば、布の柔軟性を最大限に活かしたサイズの自由度が高い感圧センサ1ができる。 As an example other than the above, for example, the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 are made of a woven fabric. As the warp threads, for example, a plurality of conductive threads having a nylon core as a shell formed of silver plating and, for example, nylon insulating threads are arranged alternately. Further, the weft threads are woven in order, for example, a plurality of insulating threads made of nylon to form a single first electrode cloth 3 in which a plurality of striped electrodes are formed at predetermined intervals. Then, the second electrode cloth 4, which is the same as the first electrode cloth 3, is rotated by 90 ° in the horizontal direction to form a matrix electrode above and below the conductive cloth 2. Then, the first electrode cloth 3, the conductive cloth 2, and the second electrode cloth 4 are sewn by the suture thread 5 at a portion that does not include the intersecting region V1. According to this configuration, the pressure-sensitive sensor 1 having a high degree of freedom in size that maximizes the flexibility of the cloth can be obtained.

図14は第2の実施形態の感圧センサ1の例を示す概略の平面図であり、コントローラ7を接続した状態の図である。コントローラ7は、信号配線の切替え回路、信号検出器、A/D変換器、半導体メモリ、演算回路、これらを制御するCPUを有する。 FIG. 14 is a schematic plan view showing an example of the pressure sensor 1 of the second embodiment, and is a view showing a state in which the controller 7 is connected. The controller 7 includes a signal wiring switching circuit, a signal detector, an A / D converter, a semiconductor memory, an arithmetic circuit, and a CPU that controls these.

本実施形態は、導電布2の第1主面2aに配された1つの第1電極布3と、導電布2の第2主面2bに配された1つの第2電極布4とを備え、第1電極布3は第1間隔2cで[m]数の第1電極3bが形成されており、第2電極布4は第2間隔2dで[n]数の第2電極4bが形成されているとともに、第2電極4bが第1電極3bと交差するように配されており、第1電極3bと第2電極4bとの交差領域V1がマトリクス配置で形成される。ここで、[m]と[n]とはそれぞれ2以上の自然数であり、図14の例では、m=5であり、n=6である。 The present embodiment includes one first electrode cloth 3 arranged on the first main surface 2a of the conductive cloth 2 and one second electrode cloth 4 arranged on the second main surface 2b of the conductive cloth 2. , The first electrode cloth 3 has [m] number of first electrodes 3b formed at the first interval 2c, and the second electrode cloth 4 has [n] number of second electrodes 4b formed at the second interval 2d. The second electrode 4b is arranged so as to intersect the first electrode 3b, and the intersection region V1 between the first electrode 3b and the second electrode 4b is formed in a matrix arrangement. Here, [m] and [n] are natural numbers of 2 or more, respectively, and in the example of FIG. 14, m = 5 and n = 6.

本実施形態は、第1電極布3と第2電極布4とが互いに近づく圧縮方向に50[mmHg]の外力を加えた状態における、交差領域V1の厚み方向の抵抗の平均値である抵抗値Rc[Ω]に対して、長手方向で隣接する2つの交差領域V1,V1の長手方向の抵抗の平均値である抵抗値Re[Ω]が上述の式(1)を満たす。 In this embodiment, a resistance value which is an average value of resistances in the thickness direction of the intersecting region V1 in a state where an external force of 50 [mmHg] is applied in the compression direction in which the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 approach each other. The resistance value Re [Ω], which is the average value of the resistances in the longitudinal direction of the two intersecting regions V1 and V1 adjacent to each other in the longitudinal direction with respect to Rc [Ω], satisfies the above equation (1).

図14のように、行方向の各第1電極布3の電極ピッチ3cと、列方向の各第2電極布4の電極ピッチ4cとが等しい場合、上述の式(1)のとおりとなる。 As shown in FIG. 14, when the electrode pitch 3c of each first electrode cloth 3 in the row direction and the electrode pitch 4c of each second electrode cloth 4 in the column direction are equal, the above equation (1) is obtained.

一方、各第1電極布3の電極ピッチ3cと、各第2電極布4の電極ピッチ4cとが異なる場合、行方向の各第1電極布3の電極ピッチ3cでの電極抵抗値R1[Ω]と、列方向の各第2電極布4の電極ピッチ4cでの電極抵抗値R2[Ω]との加重平均で抵抗値Re[Ω]を、上述の式(2)によって算出する。感圧センサの抵抗特性は、上述の図15A、図15B、図16A、図16Bにおけるグラフと同様である。 On the other hand, when the electrode pitch 3c of each first electrode cloth 3 and the electrode pitch 4c of each second electrode cloth 4 are different, the electrode resistance value R1 [Ω] at the electrode pitch 3c of each first electrode cloth 3 in the row direction. ] And the electrode resistance value R2 [Ω] at the electrode pitch 4c of each second electrode cloth 4 in the column direction, and the resistance value Re [Ω] is calculated by the above equation (2). The resistance characteristics of the pressure-sensitive sensor are the same as the graphs in FIGS. 15A, 15B, 16A, and 16B described above.

続いて、本発明に係る感圧センサ1の製造方法について、以下に説明する。 Subsequently, a method for manufacturing the pressure-sensitive sensor 1 according to the present invention will be described below.

感圧センサ1の製造手順は、一例として、導電性カーボンブラックからなる第1導電性粒子11の分散液を第1基布に塗工して導電布2を形成する導電布形成ステップ、並びに、第1導電性粒子11よりも電気伝導率が高い第2導電性粒子12の分散液を第2基布に塗工して第1電極布3と第2電極布4とを形成する電極布形成ステップを有する。一例として、第1導電性粒子11はケッチェンブラックであり、第2導電性粒子12は導電性金属粒子12aと導電性カーボンブラック12bとの混合物であり、前記電極布形成ステップは、破断伸度が100%以上のバインダー樹脂13aと第1導電性粒11子とを混合して塗工し、かつ、前記導電布形成ステップは、破断伸度が100%以上のバインダー樹脂13bと第2導電性粒子12とを混合して塗工する。 As an example, the manufacturing procedure of the pressure-sensitive sensor 1 includes a conductive cloth forming step of applying a dispersion liquid of the first conductive particles 11 made of conductive carbon black to the first base cloth to form the conductive cloth 2. Forming an electrode cloth for forming the first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 by applying a dispersion liquid of the second conductive particles 12 having a higher electric conductivity than the first conductive particles 11 to the second base cloth. Have steps. As an example, the first conductive particle 11 is Ketjen black, the second conductive particle 12 is a mixture of the conductive metal particle 12a and the conductive carbon black 12b, and the electrode cloth forming step is the elongation at break. In the conductive cloth forming step, the binder resin 13a having a breaking elongation of 100% or more and the first conductive particles 11 are mixed and coated, and the binder resin 13b having a breaking elongation of 100% or more and the second conductive particles are used. The particles 12 are mixed and coated.

この構成によれば、めっき設備のような設備サイズの制約を受けることなく、簡便な塗工作業によって感圧センサを製造することができる。そして、導電性カーボンブラックは、貴金属や導電性高分子化合物と比較して安価に入手できるので、材料費を抑えつつ、高い生産性が得られる。 According to this configuration, the pressure-sensitive sensor can be manufactured by a simple coating operation without being restricted by the equipment size as in the plating equipment. Since conductive carbon black can be obtained at a lower cost than precious metals and conductive polymer compounds, high productivity can be obtained while suppressing material costs.

前記導電布形成ステップと前記電極布形成ステップとの後、第1電極布3と第1電極布3との間の第1隙間3aの位置で非導電性の縫合糸5によって第2電極布4を導電布2に縫い付けるとともに、第2電極布4と第2電極布4との間の第2隙間4aの位置で縫合糸5によって第1電極布3を導電布2に縫い付けて、第1電極布3と第2電極布4との交差領域V1をマトリクス配置で形成する縫製ステップを有する。そして、前記縫製ステップは、ミシンによって縫合糸5を縫い付ける。 After the conductive cloth forming step and the electrode cloth forming step, the second electrode cloth 4 is provided by the non-conductive suture thread 5 at the position of the first gap 3a between the first electrode cloth 3 and the first electrode cloth 3. Is sewn to the conductive cloth 2, and the first electrode cloth 3 is sewn to the conductive cloth 2 by the suture thread 5 at the position of the second gap 4a between the second electrode cloth 4 and the second electrode cloth 4. It has a sewing step of forming an intersecting region V1 between the 1-electrode cloth 3 and the 2nd electrode cloth 4 in a matrix arrangement. Then, in the sewing step, the suture thread 5 is sewn with a sewing machine.

この構成によれば、設備サイズの制約を受けることなく、簡便な縫製作業によって感圧センサ1を製造することができる。そして、縫い付けられる電極布の面積は導電布の面積よりも小さいから、材料費を抑えつつ、高い生産性が得られる。尚且つ、縫い付けによって加圧力を検出する交差領域V1の境界が形成されて各交差領域がマトリクス配置で形成されるので、各交差領域V1における加圧力の計測精度を高めることができる。 According to this configuration, the pressure-sensitive sensor 1 can be manufactured by a simple sewing operation without being restricted by the equipment size. Since the area of the electrode cloth to be sewn is smaller than the area of the conductive cloth, high productivity can be obtained while suppressing the material cost. Moreover, since the boundary of the crossing region V1 for detecting the pressing force is formed by sewing and each crossing region is formed in a matrix arrangement, the measurement accuracy of the pressing force in each crossing region V1 can be improved.

このようにして製造された感圧センサ1は、一例としてベッド、ベッド用マット、シーツ、敷布、クッション、椅子用マット、健康マット、カーペットに適用できる。 The pressure-sensitive sensor 1 manufactured in this manner can be applied to a bed, a bed mat, sheets, a mat, a cushion, a chair mat, a health mat, and a carpet as an example.

例えば、ベッド、ベッド用マット、シーツまたは敷布に感圧センサ1を組み込むことで、人の就寝時の寝姿を計測し、エアマットの空気圧調整等によって寝返りを促して褥瘡を防止できる。また、所定部位の圧力波形を分析演算することにより心拍センサや呼吸センサとして、心拍や呼吸等を計測することも可能である。 For example, by incorporating the pressure sensor 1 into a bed, a bed mat, sheets or a mat, it is possible to measure a person's sleeping appearance at bedtime and to promote turning over by adjusting the air pressure of the air mat to prevent pressure ulcers. It is also possible to measure heartbeat, respiration, etc. as a heartbeat sensor or respiration sensor by analyzing and calculating the pressure waveform of a predetermined portion.

例えば、クッションまたは椅子用マットに感圧センサ1を組み込むことで、人の着座姿勢の計測や、離席を検知して人の動作の把握や、エアクッションの空気圧調整等によって姿勢を矯正して肩こりや腰痛を防止できる。 For example, by incorporating the pressure sensor 1 into a cushion or chair mat, the posture can be corrected by measuring the sitting posture of a person, detecting the person leaving the seat to grasp the movement of the person, adjusting the air pressure of the air cushion, and the like. Can prevent stiff shoulders and back pain.

例えば、健康マットまたはカーペットに感圧センサ1を組み込むことで、人の歩行姿勢の計測や、立位での足圧計測によって被検者に対応する靴のカスタマイズができる。そして、接触抵抗から人の体重を計測することも可能であり、また、人の部屋内移動など生活習慣の計測にも応用可能である。 For example, by incorporating the pressure sensor 1 into a health mat or carpet, it is possible to customize shoes corresponding to the subject by measuring the walking posture of a person or measuring the foot pressure in a standing position. It is also possible to measure the weight of a person from the contact resistance, and it can also be applied to the measurement of lifestyle habits such as movement of a person in a room.

一般に、椅子やベッドでの圧力分布計測では、感圧センサ1による計測範囲は加圧力が10〜200[mmHg]で十分に計測できる。感圧センサ1による計測頻度が高いのは加圧力が50[mmHg]前後である。 In general, in pressure distribution measurement in a chair or bed, the measurement range by the pressure sensor 1 can be sufficiently measured when the pressing force is 10 to 200 [mmHg]. The frequency of measurement by the pressure sensor 1 is high when the pressing force is around 50 [mmHg].

上記以外の例として、シート部2を誘電体で構成し、第1電極部3と第2電極部4との静電容量を計測する静電容量型の圧力センサとすることができる。静電容量型の圧力センサの場合、シート部2は、一例として、厚み方向で容易に弾性変形可能な弾性材料であるゴムや樹脂などの電気絶縁性エラストマで形成される。 As an example other than the above, a capacitance type pressure sensor can be obtained in which the sheet portion 2 is made of a dielectric material and the capacitances of the first electrode portion 3 and the second electrode portion 4 are measured. In the case of a capacitance type pressure sensor, the sheet portion 2 is formed of, for example, an electrically insulating elastomer such as rubber or resin, which is an elastic material that can be easily elastically deformed in the thickness direction.

上述の実施形態における圧力分布の補正またはキャリブレーションは、温度や湿度等の環境変化に応じて実施される。例えばシート部2が誘電体で構成されている場合、温度や湿度の上昇に伴い静電容量値が増加する傾向にある。一方、シート部2が導電体で構成されている場合、温度や湿度の上昇に伴い抵抗値が減少する傾向にある。これらのデータを補正やキャリブレーションのための情報テーブルとして利用可能な状態で予めデータベースに蓄積しておけば、温度や湿度を予測することができる。また、水をこぼす等の異常事態については、シート部2が誘電体の場合、シート部2が導電体の場合、いずれについても、第1電極部3と第2電極部4との電極間のショートが起こるので、過大電流を検知するなどして測定不能であることを警告することができる。さらに、感圧部の圧縮永久歪みによる変形については、同様に、予め設定された範囲を超えた静電容量値や、予め設定された範囲を下回った抵抗値となった場合に異常であることを警告することができる。 The correction or calibration of the pressure distribution in the above-described embodiment is carried out in response to environmental changes such as temperature and humidity. For example, when the sheet portion 2 is made of a dielectric material, the capacitance value tends to increase as the temperature and humidity rise. On the other hand, when the sheet portion 2 is made of a conductor, the resistance value tends to decrease as the temperature and humidity increase. If these data are stored in a database in advance in a state where they can be used as an information table for correction and calibration, the temperature and humidity can be predicted. Further, regarding an abnormal situation such as spilling water, in both cases where the sheet portion 2 is a dielectric and the sheet portion 2 is a conductor, between the electrodes of the first electrode portion 3 and the second electrode portion 4. Since a short circuit occurs, it is possible to warn that measurement is not possible by detecting an excessive current. Further, the deformation of the pressure-sensitive part due to the compression set is also abnormal when the capacitance value exceeds the preset range or the resistance value falls below the preset range. Can be warned.

[実施例]
第1導電性粒子11としてケッチェンブラックの微粒子を、バインダーであるウレタン樹脂と水とを混合した混合液を、第1基布であるナイロン編物に塗工して導電布2を形成した。第2導電性粒子12として銀の微粒子12aと導電性カーボンブラック12bとの混合物を、バインダーであるウレタン樹脂と水とを混合した混合液を、第2基布であるナイロン編物に塗工して第1電極布3と第2電極布4とを形成した。そして、ミシンの本縫いによって、ナイロンの縫合糸5で第2電極布4を導電布2に縫い付けるとともに、ナイロンの縫合糸5で第1電極布3を導電布2に縫い付けて、第1電極布3と第2電極布4との交差領域V1をマトリクス配置で形成し、四隅の交差領域V1のうち一端側の一隅の交差領域V1内に複数個所で、縫合糸5によって第1電極布3と第2電極布4とが互いに近づく圧縮方向に所定の圧力で保持する圧力保持部8を形成し、感圧センサ1を試作した。
[Example]
The conductive cloth 2 was formed by applying fine particles of Ketjen black as the first conductive particles 11 and a mixed solution of urethane resin as a binder and water to a nylon knitted fabric as the first base cloth. A mixture of silver fine particles 12a and conductive carbon black 12b as the second conductive particles 12 and a mixed solution of urethane resin as a binder and water are applied to a nylon knitted fabric as the second base cloth. The first electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 were formed. Then, by lock stitching of the sewing machine, the second electrode cloth 4 is sewn to the conductive cloth 2 with the nylon suture thread 5, and the first electrode cloth 3 is sewn to the conductive cloth 2 with the nylon suture thread 5. The intersection region V1 of the electrode cloth 3 and the second electrode cloth 4 is formed in a matrix arrangement, and the first electrode cloth is formed by the suture thread 5 at a plurality of locations in the intersection region V1 at one corner of the four corner intersection regions V1. A pressure-sensitive sensor 1 was prototyped by forming a pressure-holding portion 8 that holds the third and the second electrode cloth 4 at a predetermined pressure in the compression direction approaching each other.

図17は試作品の感圧センサ1の交差領域V1(第2行目、第2列目)における、エアバッグによる圧力とコンダクタンスとの関係を例示する感圧特性グラフ図である。グラフの縦軸はコンダクタンス[μS]であり、グラフの横軸は圧力[mmHg]である。 FIG. 17 is a pressure-sensitive characteristic graph illustrating the relationship between the pressure due to the airbag and the conductance in the intersection region V1 (second row, second column) of the pressure-sensitive sensor 1 of the prototype. The vertical axis of the graph is conductance [μS], and the horizontal axis of the graph is pressure [mmHg].

図17に示すとおり、加圧によってコンダクタンスは増加(抵抗値は減少)し、減圧によってコンダクタンスは減少(抵抗値は増加)する。繊維の復元力の性質上、グラフはヒステリシスカーブになる。なお、同一圧力を連続して加えた場合、経過時間に応じてコンダクタンスは緩やかに増加(抵抗値は減少)する(不図示)。 As shown in FIG. 17, the conductance increases (the resistance value decreases) by pressurization, and the conductance decreases (the resistance value increases) by the depressurization. Due to the nature of the restoring force of the fibers, the graph has a hysteresis curve. When the same pressure is continuously applied, the conductance gradually increases (the resistance value decreases) according to the elapsed time (not shown).

図17に示すとおり、加圧時と減圧時とでは、コンダクタンスは同様の傾斜となり、このことから、再現性の高い計測ができることが判る。 As shown in FIG. 17, the conductance has the same inclination during pressurization and depressurization, and from this, it can be seen that highly reproducible measurement can be performed.

本発明は、上述の実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。上述の実施例は導電性布からなるシート部2(導電布)であるとして説明したが、これに限定されない。例えば、シート部2は、厚み方向で容易に弾性変形可能な弾性材料であるゴムや樹脂などの電気絶縁性エラストマで形成されている場合がある。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the present invention. Although the above-described embodiment has been described as a sheet portion 2 (conductive cloth) made of a conductive cloth, the present invention is not limited to this. For example, the sheet portion 2 may be formed of an electrically insulating elastomer such as rubber or resin, which is an elastic material that can be easily elastically deformed in the thickness direction.

感圧センサ1の形状及びサイズは、既知のベッド、ベッド用マット、シーツ、敷布、クッション、椅子用マット、健康マット、カーペットの仕様等に合わせて適宜仕様変更する場合がある。 The shape and size of the pressure sensitive sensor 1 may be appropriately changed according to the specifications of known beds, bed mats, sheets, mattresses, cushions, chair mats, health mats, carpets, and the like.

1 感圧センサ
2 シート部(導電布)、2a 第1主面、2b 第2主面、2c 第1間隔、2d 第2間隔
3 第1電極部(第1電極布)、3a 第1隙間、3b 第1電極
4 第2電極部(第2電極布)、4a 第2隙間、4b 第2電極
5 縫合糸
7 コントローラ
8 圧力保持部
11 第1導電性粒子(導電性カーボンブラック)
12 第2導電性粒子(導電性金属粒子と導電性カーボンブラックの混合物)
12a 導電性金属粒子、12b 導電性カーボンブラック
13a、13b バインダー樹脂
V1 交差領域
1 Pressure sensitive sensor 2 Sheet part (conductive cloth), 2a 1st main surface, 2b 2nd main surface, 2c 1st interval, 2d 2nd interval 3 1st electrode part (1st electrode cloth), 3a 1st gap, 3b 1st electrode 4 2nd electrode part (2nd electrode cloth), 4a 2nd gap, 4b 2nd electrode 5 Suture thread 7 Controller 8 Pressure holding part 11 1st conductive particles (conductive carbon black)
12 Second conductive particles (mixture of conductive metal particles and conductive carbon black)
12a Conductive metal particles, 12b Conductive carbon black 13a, 13b Binder resin V1 Intersection region

Claims (6)

誘電体または導電体からなるシート部と、前記シート部の第1主面に配された第1電極部と、前記シート部の第2主面に配された第2電極部と、を備え、前記第1電極部は第1間隔で複数の第1電極が形成されており、前記第2電極部は第2間隔で複数の第2電極が形成されているとともに前記第2電極が前記第1電極と交差するように配されており、前記第1電極と前記第2電極との交差領域がマトリクス配置で形成される構成、または、
誘電体または導電体からなるシート部と、前記シート部の第1主面に第1間隔で配された複数の第1電極部と、前記シート部の第2主面に前記第1電極部と交差する方向に第2間隔で配された複数の第2電極部と、を備え、前記第1電極部と前記第2電極部との交差領域がマトリクス配置で形成される構成であって、
前記交差領域のうち少なくとも1つに、前記第1電極部と前記第2電極部とが互いに近づく圧縮方向に所定の圧力で保持する圧力保持部が配されており、
前記圧力保持部は、四隅の前記交差領域のうち少なくとも1つの前記交差領域に配されており、前記圧力保持部が配されている位置の感圧値によって前記圧力保持部とは異なる位置の圧力分布の補正またはキャリブレーションを行う構成であること
を特徴とする感圧センサ。
A sheet portion made of a dielectric or a conductor, a first electrode portion arranged on the first main surface of the sheet portion, and a second electrode portion arranged on the second main surface of the sheet portion are provided. A plurality of first electrodes are formed in the first electrode portion at the first interval, a plurality of second electrodes are formed in the second electrode portion at the second interval, and the second electrode is the first electrode. It is arranged so as to intersect with the electrodes, and the intersecting region between the first electrode and the second electrode is formed in a matrix arrangement, or
A sheet portion made of a dielectric or a conductor, a plurality of first electrode portions arranged at first intervals on the first main surface of the sheet portion, and the first electrode portion on the second main surface of the sheet portion. A plurality of second electrode portions arranged at second intervals in the intersecting direction are provided, and the intersecting region between the first electrode portion and the second electrode portion is formed in a matrix arrangement.
At least one of the intersecting regions is provided with a pressure holding portion that holds the first electrode portion and the second electrode portion at a predetermined pressure in a compression direction approaching each other .
The pressure holding portion is arranged in at least one of the intersecting regions at the four corners, and the pressure at a position different from that of the pressure holding portion depends on the pressure sensitive value at the position where the pressure holding portion is arranged. A pressure-sensitive sensor characterized in that it is configured to correct or calibrate the distribution.
前記圧力保持部は、前記交差領域の複数個所に配されており、それぞれの位置における前記圧力保持部の圧力を異ならせること
を特徴とする請求項記載の感圧センサ。
Said pressure holding unit, the are arranged in a plurality of locations of the cross region, the pressure-sensitive sensor of claim 1, wherein varying the pressure of the pressure holding portions at each location.
前記圧力保持部は、前記圧縮方向に所定の圧力を加える弾性体を有すること
を特徴とする請求項1または2記載の感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 1 or 2 , wherein the pressure holding portion has an elastic body that applies a predetermined pressure in the compression direction.
前記シート部、前記第1電極部及び前記第2電極部はいずれも織物である、または、前記シート部、前記第1電極部及び前記第2電極部はいずれも編物であること
を特徴とする請求項1〜のいずれか一項記載の感圧センサ。
The sheet portion, the first electrode portion, and the second electrode portion are all woven fabrics, or the sheet portion, the first electrode portion, and the second electrode portion are all knitted. The pressure-sensitive sensor according to any one of claims 1 to 3.
前記第1電極部が縫合糸によって前記シート部に縫い付けられているとともに、前記第2電極部が前記縫合糸によって前記シート部に縫い付けられていること
を特徴とする請求項記載の感圧センサ。
The feeling according to claim 4 , wherein the first electrode portion is sewn to the seat portion by a suture, and the second electrode portion is sewn to the seat portion by the suture. Pressure sensor.
四隅の前記交差領域のうち少なくとも1つの前記交差領域に前記縫合糸が縫い付けられて前記圧力保持部が構成されること
を特徴とする請求項記載の感圧センサ。
The pressure-sensitive sensor according to claim 5 , wherein the suture is sewn to at least one of the intersecting regions at the four corners to form the pressure holding portion.
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