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JP7120956B2 - pressure sensor - Google Patents
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JP7120956B2 - pressure sensor - Google Patents

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JP7120956B2 JP2019065498A JP2019065498A JP7120956B2 JP 7120956 B2 JP7120956 B2 JP 7120956B2 JP 2019065498 A JP2019065498 A JP 2019065498A JP 2019065498 A JP2019065498 A JP 2019065498A JP 7120956 B2 JP7120956 B2 JP 7120956B2
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Description

本発明は、感圧センサに関し、詳しくは、光弾性ポリウレタン樹脂を備える感圧センサに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pressure sensor, and more particularly to a pressure sensor comprising a photoelastic polyurethane resin.

従来より、光弾性を有するポリウレタン樹脂などの光弾性ポリウレタン樹脂を、感圧センサとして用いることが提案されている。 Conventionally, it has been proposed to use a photoelastic polyurethane resin such as a polyurethane resin having photoelasticity as a pressure sensor.

例えば、25℃におけるヤング率が2~5MPaであり、25℃における光弾性定数が1000×10-12Pa-1~100000×10-12Pa-1であり、ガラス転移温度が-60℃~-21℃である光弾性ポリウレタン樹脂からなる樹脂部材に光を通過させ、その通過光をフォトダイオードで受光して、光量の減衰を検知することにより、樹脂部材に対して負荷された荷重を検知する感圧センサが、提案されている(例えば、特許文献1(第1実施形態)参照)。 For example, the Young's modulus at 25° C. is 2 to 5 MPa, the photoelastic constant at 25° C. is 1000×10 −12 Pa −1 to 100000×10 −12 Pa −1 , and the glass transition temperature is −60° C. to − Light is passed through a resin member made of photoelastic polyurethane resin at 21° C., the light passing through is received by a photodiode, and the attenuation of the light amount is detected, thereby detecting the load applied to the resin member. A pressure sensor has been proposed (see, for example, Patent Document 1 (first embodiment)).

しかし、光弾性ポリウレタン樹脂は、負荷される荷重が大きくなるに従って、フォトダイオードで受光される光信号(電圧)が、一定比率で大きくなるのではなく、所定荷重までは大きくなるが、それ以降は小さくなり、その後、再び所定荷重まで大きくなり、それ以降小さくなるという、光弾性定数に応じた波形を形成する。 However, with photoelastic polyurethane resin, as the load applied to the photoelastic polyurethane resin increases, the optical signal (voltage) received by the photodiode does not increase at a constant rate, but increases up to a predetermined load. A waveform corresponding to the photoelastic constant is formed such that the load decreases, then increases again until a predetermined load is reached, and then decreases thereafter.

従って、検知された光信号(電圧)から推定される荷重が、複数存在してしまい、荷重が一義的に検知できないという不具合がある。 Therefore, there is a problem that a plurality of loads are estimated from the detected optical signal (voltage), and the load cannot be uniquely detected.

そこで、電圧を積算して解析することにより、荷重を算出する方法が提案されている(非特許文献1参照)。この方法では、電圧を積算していくことにより、どの荷重であるかを特定するため、負荷された荷重を一義的に求めることができる。 Therefore, a method of calculating the load by integrating and analyzing the voltage has been proposed (see Non-Patent Document 1). In this method, by accumulating the voltage, the applied load can be determined uniquely because the load is specified.

国際公開WO2016/125905パンフレットInternational publication WO2016/125905 pamphlet

三塚雅彦ら、第28回日本MRS年次大会 予稿集(2018年12月5日公開)、154頁Masahiko Mitsuka et al., Proceedings of the 28th Japan MRS Annual Meeting (published on December 5, 2018), pp. 154

しかし、電圧を積算して解析することにより荷重を算出する方法は、解析に手間がかかり、また、ノイズを含んだ電圧を積算するため、誤差が大きいという不具合がある。 However, the method of calculating the load by integrating and analyzing the voltage has the problem that the analysis is troublesome and the error is large because the voltage including noise is integrated.

本発明は、簡易な構成により、精度よく荷重を測定することのできる感圧センサである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is a pressure sensor that can accurately measure a load with a simple configuration.

本発明[1]は、光弾性定数の絶対値が互いに異なる複数の光弾性ポリウレタン樹脂と、複数の光弾性ポリウレタン樹脂のそれぞれを通過した光を検知する光センサと、前記光センサによって検知された光信号が入力される処理部とを備える感圧センサであって、前記処理部は、前記光センサが前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に検知した光信号から、測定荷重を算出する、感圧センサを含んでいる。 The present invention [1] comprises a plurality of photoelastic polyurethane resins having mutually different absolute values of photoelastic constants, an optical sensor for detecting light passing through each of the plurality of photoelastic polyurethane resins, and and a processor to which an optical signal is input, wherein the processor calculates a measured load from the optical signal detected by the optical sensor for each photoelastic polyurethane resin. contains.

本発明[1]の感圧センサでは、光弾性定数の絶対値が互いに異なる複数の光弾性ポリウレタン樹脂のそれぞれを通過した光を、光センサにより検知する。検知された光信号は、複数の光弾性ポリウレタン樹脂の光弾性定数の絶対値が互いに異なるため、光弾性ポリウレタン樹脂毎に異なる。つまり、特定の荷重が負荷されると、検知された光信号は、光弾性ポリウレタン樹脂毎に異なる。 In the pressure sensor of the present invention [1], the optical sensor detects light passing through each of a plurality of photoelastic polyurethane resins having different absolute values of photoelastic constants. The detected optical signal differs for each photoelastic polyurethane resin because the absolute values of the photoelastic constants of the plurality of photoelastic polyurethane resins are different from each other. That is, when a specific load is applied, the detected optical signal will be different for each photoelastic polyurethane resin.

そのため、処理部は、光弾性ポリウレタン樹脂毎に異なった光信号から、測定荷重を算出することができる。 Therefore, the processing unit can calculate the measured load from the optical signal that differs for each photoelastic polyurethane resin.

その結果、1つの光弾性ポリウレタン樹脂から検知された光信号(電圧)を積算することなく、測定荷重を算出できるので、簡易な構成により、精度よく荷重を測定することができる。 As a result, the load to be measured can be calculated without accumulating optical signals (voltage) detected from one photoelastic polyurethane resin, so that the load can be accurately measured with a simple configuration.

本発明[2]は、前記処理部は、前記光弾性ポリウレタン樹脂に負荷した荷重と、その荷重が負荷されたときに前記光弾性ポリウレタン樹脂を通過した光信号の強度との相関データが、前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に格納された記憶領域を備え、前記光センサが前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に検知した光信号の強度から、前記相関データに基づいて、前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に、複数の推定荷重を算出し、前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に算出された複数の推定荷重から、すべての前記光弾性ポリウレタン樹脂に共通する推定荷重を、測定荷重として抽出する、上記[1]に記載の感圧センサを含んでいる。 In the present invention [2], the processing unit converts the correlation data between the load applied to the photoelastic polyurethane resin and the intensity of the optical signal passing through the photoelastic polyurethane resin when the load is applied to the A storage area is stored for each photoelastic polyurethane resin, and based on the correlation data from the intensity of the optical signal detected by the optical sensor for each photoelastic polyurethane resin, a plurality of photoelastic polyurethane resins are stored. The sensor according to [1] above, wherein an estimated load is calculated, and an estimated load common to all the photoelastic polyurethane resins is extracted as a measurement load from a plurality of estimated loads calculated for each of the photoelastic polyurethane resins. Contains a pressure sensor.

本発明[2]の感圧センサでは、処理部が、光弾性ポリウレタン樹脂に負荷された荷重と光信号の強度との相関データが格納された記憶領域を備えている。そして、処理部では、光弾性ポリウレタン樹脂毎に、検知された光信号の強度から複数の推定荷重を算出し、すべての光弾性ポリウレタン樹脂に共通する推定荷重を、測定荷重として抽出する。 In the pressure sensor of the present invention [2], the processing unit has a storage area storing correlation data between the load applied to the photoelastic polyurethane resin and the intensity of the optical signal. Then, the processing unit calculates a plurality of estimated loads from the intensity of the detected optical signal for each photoelastic polyurethane resin, and extracts an estimated load common to all photoelastic polyurethane resins as a measured load.

そのため、簡易な演算により、確実に荷重を測定することができる。 Therefore, the load can be reliably measured by a simple calculation.

本発明[3]は、複数の前記光弾性ポリウレタン樹脂は、荷重が負荷される方向に、重なって配置されている、上記[1]または上記[2]に記載の感圧センサを含んでいる。 The present invention [3] includes the pressure sensor according to [1] or [2] above, wherein the plurality of photoelastic polyurethane resins are arranged to overlap in the direction in which the load is applied. .

本発明[3]の感圧センサでは、複数の光弾性ポリウレタン樹脂が、荷重が負荷される方向に重なって配置されている。そのため、負荷される荷重が、複数の光弾性ポリウレタン樹脂に一律に作用する。その結果、確実な荷重の測定を達成することができる。 In the pressure sensor of the present invention [3], a plurality of photoelastic polyurethane resins are arranged so as to overlap each other in the direction in which the load is applied. Therefore, the applied load uniformly acts on the plurality of photoelastic polyurethane resins. As a result, reliable load measurement can be achieved.

本発明[4]は、複数の前記光弾性ポリウレタン樹脂は、荷重が負荷される方向と交差する方向に、並んで配置されている、上記[1]または上記[2]に記載の感圧センサを含んでいる。 The present invention [4] is the pressure sensor according to [1] or [2] above, wherein the plurality of photoelastic polyurethane resins are arranged side by side in a direction intersecting the direction in which the load is applied. contains.

本発明[4]の感圧センサでは、複数の光弾性ポリウレタン樹脂が、荷重が負荷される方向と交差する方向に並んで配置されている。そのため、感圧センサの薄型化を図ることができる。 In the pressure sensor of the present invention [4], a plurality of photoelastic polyurethane resins are arranged side by side in a direction crossing the direction in which the load is applied. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the pressure sensor.

本発明[5]は、前記光弾性ポリウレタン樹脂は、荷重が負荷される方向において前記光センサの光が通過する光路と重なる部分が、荷重が負荷される方向と反対方向に、突出している、上記[1]~上記[4]のいずれか1項に記載の感圧センサを含んでいる。 In the present invention [5], a portion of the photoelastic polyurethane resin that overlaps with the light path through which the light of the optical sensor passes in the direction in which the load is applied protrudes in the direction opposite to the direction in which the load is applied. The pressure sensor according to any one of [1] to [4] above is included.

本発明[5]の感圧センサでは、光弾性ポリウレタン樹脂の光路と重なる部分が、荷重が負荷される方向と反対方向に突出している。そのため、測定対象は、突出する部分と最初に接触することができる。そうすると、光弾性ポリウレタン樹脂の光路と重なる部分に、適切に荷重を負荷することができる。その結果、より精度のよい荷重を測定を達成することができる。 In the pressure sensor of the present invention [5], the portion of the photoelastic polyurethane resin that overlaps the optical path protrudes in the direction opposite to the direction in which the load is applied. As such, the measurement object can first come into contact with the protruding portion. Then, a load can be appropriately applied to the portion of the photoelastic polyurethane resin that overlaps the optical path. As a result, more accurate load measurement can be achieved.

本発明の感圧センサでは、簡易な構成により、精度よく荷重を測定することができる。 The pressure sensor of the present invention can accurately measure a load with a simple configuration.

図1は、本発明の感圧センサの第1実施形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the pressure sensor of the present invention. 図2は、図1に示す感圧センサにおける光弾性ポリウレタン樹脂を抜粋して示す斜視図であり、図2Aは、荷重が負荷されていない光弾性ポリウレタン樹脂、図2Bは、荷重が負荷されている光弾性ポリウレタン樹脂を、それぞれ示す。2A and 2B are perspective views showing selected photoelastic polyurethane resins in the pressure-sensitive sensor shown in FIG. 1, FIG. A photoelastic polyurethane resin is shown, respectively. 図3は、光弾性ポリウレタン樹脂に負荷された荷重と、その荷重が負荷されたときに光弾性ポリウレタン樹脂を通過した光信号の強度との相関データの一例を示すグラフであり、図3Aは、光弾性ポリウレタン樹脂Aの荷重と電圧値との相関データの一例を示し、図3Bは、光弾性ポリウレタン樹脂Bの荷重と電圧値との相関データの一例を示す。FIG. 3 is a graph showing an example of correlation data between the load applied to the photoelastic polyurethane resin and the intensity of the light signal that passed through the photoelastic polyurethane resin when the load was applied. An example of correlation data between the load and the voltage value of the photoelastic polyurethane resin A is shown, and FIG. 3B shows an example of correlation data between the load and the voltage value of the photoelastic polyurethane resin B. FIG. 図4は、光弾性ポリウレタン樹脂に負荷された荷重と、その荷重が負荷されたときに光弾性ポリウレタン樹脂を通過した光信号の強度との相関データとしての干渉縞を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing interference fringes as correlation data between the load applied to the photoelastic polyurethane resin and the intensity of the optical signal that passed through the photoelastic polyurethane resin when the load was applied. 図5は、本発明の感圧センサの第2実施形態を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a second embodiment of the pressure sensor of the invention. 図6は、本発明の感圧センサの第3実施形態を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a pressure sensor according to a third embodiment of the present invention. 図7は、本発明の感圧センサの第4実施形態を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a fourth embodiment of the pressure sensor of the invention.

以下において、光弾性ポリウレタン樹脂がシート状に延びる平面方向のうち、長手方向を第1方向(長手方向)とし、第1方向と直交する幅方向を第2方向とし、第1方向および第2方向に直交する厚み方向を第3方向(上下方向)として、図1~図3を参照して詳述する。 In the following, among the planar directions in which the photoelastic polyurethane resin extends in sheet form, the longitudinal direction is defined as the first direction (longitudinal direction), and the width direction orthogonal to the first direction is defined as the second direction. 1 to 3 assuming that the thickness direction orthogonal to the third direction (vertical direction).

図1において、感圧センサ1は、光弾性定数の絶対値が互いに異なる複数の光弾性ポリウレタン樹脂2と、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2のそれぞれを通過した光を検知する光センサ4と、光弾性ポリウレタン樹脂2に対する光の照射を制御するための制御部6と、光センサ4によって検知された光信号が入力される処理部5とを備えている。なお、図1において、処理部5および制御部6は、一体的に形成されている。すなわち、1つのECU(後述)が、処理部5および制御部6を兼ね備えている。 In FIG. 1, a pressure sensor 1 includes a plurality of photoelastic polyurethane resins 2 having mutually different absolute values of photoelastic constants, an optical sensor 4 for detecting light passing through each of the plurality of photoelastic polyurethane resins 2, a light A control unit 6 for controlling irradiation of light to the elastic polyurethane resin 2 and a processing unit 5 to which an optical signal detected by the optical sensor 4 is input are provided. In addition, in FIG. 1, the processing unit 5 and the control unit 6 are integrally formed. That is, one ECU (described later) serves both the processing unit 5 and the control unit 6 .

図1において、光弾性ポリウレタン樹脂2は、光弾性を有する樹脂からなる部材であり、第1方向(長手方向)および第2方向(幅方向)に延びる平面視略矩形のシート状に形成されている。 In FIG. 1, the photoelastic polyurethane resin 2 is a member made of resin having photoelasticity, and is formed into a substantially rectangular sheet shape extending in a first direction (longitudinal direction) and a second direction (width direction). there is

また、感圧センサ1において、光弾性ポリウレタン樹脂2は複数備えられている。光弾性ポリウレタン樹脂2の数は、2つ以上であり、通常、20つ以下、好ましくは、10つ以下、より好ましくは、5つ以下である。なお、図1には、光弾性ポリウレタン樹脂2が2つ備えられる形態を示している。 Moreover, in the pressure-sensitive sensor 1, a plurality of photoelastic polyurethane resins 2 are provided. The number of photoelastic polyurethane resins 2 is two or more, and usually 20 or less, preferably 10 or less, more preferably 5 or less. In addition, FIG. 1 shows a form in which two photoelastic polyurethane resins 2 are provided.

複数(2つ)の光弾性ポリウレタン樹脂2は、光弾性ポリウレタン樹脂2の第1方向(長手方向)および第2方向(幅方向)と直交する第3方向(厚み方向)において、重なって配置されている。これにより、光弾性ポリウレタン樹脂2を複数備えるポリウレタン積層体3が、形成されている。なお、第3方向は、後述する荷重が負荷される方向であり、感圧センサ1の用途に応じて異なるが、例えば、鉛直方向である。 A plurality (two) of photoelastic polyurethane resins 2 are arranged to overlap each other in a third direction (thickness direction) perpendicular to the first direction (longitudinal direction) and second direction (width direction) of the photoelastic polyurethane resin 2. ing. Thus, a polyurethane laminate 3 having a plurality of photoelastic polyurethane resins 2 is formed. The third direction is the direction in which a load described later is applied, and is, for example, the vertical direction, although it varies depending on the application of the pressure sensor 1 .

以下において、複数(2つ)の光弾性ポリウレタン樹脂2を区別する場合には、第3方向一方側(上側)の光弾性ポリウレタン樹脂2を、光弾性ポリウレタン樹脂2Aと称し、また、第3方向他方側(下側)の光弾性ポリウレタン樹脂2を、光弾性ポリウレタン樹脂2Bと称する。 Hereinafter, when distinguishing between a plurality of (two) photoelastic polyurethane resins 2, the photoelastic polyurethane resin 2 on one side (upper side) in the third direction is referred to as a photoelastic polyurethane resin 2A. The photoelastic polyurethane resin 2 on the other side (lower side) is referred to as a photoelastic polyurethane resin 2B.

複数の光弾性ポリウレタン樹脂2は、例えば、国際公開WO2016/125905パンフレットに記載の方法に準拠して、得ることができる。 A plurality of photoelastic polyurethane resins 2 can be obtained, for example, according to the method described in International Publication WO2016/125905.

そして、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2は、光弾性定数の絶対値が互いに異なるように、原料成分の種類や量が、適宜設計される。 The types and amounts of raw material components are appropriately designed so that the photoelastic constants of the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 have mutually different absolute values.

より具体的には、各光弾性ポリウレタン樹脂2は、それぞれ、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを含有するポリウレタン樹脂組成物を、反応および硬化させることにより、反応生成物として得ることができる。 More specifically, each photoelastic polyurethane resin 2 can be obtained as a reaction product by reacting and curing a polyurethane resin composition containing a polyisocyanate component and an active hydrogen group-containing component. .

ポリイソシアネート成分は、好ましくは、芳香環含有ポリイソシアネートを含む。また、芳香環含有ポリイソシアネートは、好ましくは、1,4-フェニレン基(但し、1,4-フェニレン基における一部の水素原子が、メチル基および/またはメトキシ基で置換されていてもよい。)、および/または、1,5-ナフチレン基を含有している。 The polyisocyanate component preferably contains an aromatic ring-containing polyisocyanate. Further, the aromatic ring-containing polyisocyanate preferably contains a 1,4-phenylene group (with the proviso that some hydrogen atoms in the 1,4-phenylene group may be substituted with methyl groups and/or methoxy groups. ) and/or contain a 1,5-naphthylene group.

1,4-フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとしては、例えば、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′-MDI)、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネートの重合物(カルボジイミド変性MDI、ウレトンイミン変性MDI、アシル尿素変性MDIなど)、2,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4′-MDI)、3,3′-ジメチルビフェニル-4,4′-ジイソシアネート(TODI)、3,3′-ジメトキシビフェニル-4,4′-ジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、4,4′-ジフェニルジイソシアネート、4,4′-ジフェニルエーテルジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート(2,4-TDI)、1,4-キシリレンジイソシアネート(1,4-XDI)などのベンゼン環含有ポリイソシアネート(具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネート)などが挙げられる。 Examples of aromatic ring-containing polyisocyanates containing 1,4-phenylene groups include 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), polymers of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (carbodiimide-modified MDI, uretonimine-modified MDI, acyl urea-modified MDI, etc.), 2,4'-diphenylmethane diisocyanate (2,4'-MDI), 3,3'-dimethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate (TODI), 3,3'- Dimethoxybiphenyl-4,4'-diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), 1,4- Benzene ring-containing polyisocyanates (specifically, benzene ring-containing diisocyanates) such as xylylene diisocyanate (1,4-XDI) are included.

また、1,5-ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとしては、例えば、1,5-ナフタレンジイソシアネート(1,5-NDI)などのナフタレン環含有ポリイソシアネート(具体的には、ナフタレン環含有ジイソシアネート)などが挙げられる。 Examples of the aromatic ring-containing polyisocyanate containing a 1,5-naphthylene group include naphthalene ring-containing polyisocyanates such as 1,5-naphthalene diisocyanate (1,5-NDI) (specifically, naphthalene ring-containing diisocyanate) and the like.

これら1,4-フェニレン基および/または1,5-ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートは、単独使用または2種類以上併用することができる。 These 1,4-phenylene group- and/or 1,5-naphthylene group-containing aromatic ring-containing polyisocyanates can be used alone or in combination of two or more.

1,4-フェニレン基および/または1,5-ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートのうち、好ましくは、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′-MDI)、3,3′-ジメチルビフェニル-4,4′-ジイソシアネート(TODI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(1,5-NDI)が挙げられる。 Among aromatic ring-containing polyisocyanates containing 1,4-phenylene groups and/or 1,5-naphthylene groups, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI), 3,3'- Dimethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate (TODI) and 1,5-naphthalenediisocyanate (1,5-NDI) can be mentioned.

また、ポリイソシアネート成分は、上記した芳香環含有ポリイソシアネート以外のポリイソシアネート(以下、その他のポリイソシアネート)を含有することもできる。 The polyisocyanate component can also contain polyisocyanates other than the above-described aromatic ring-containing polyisocyanates (hereinafter referred to as other polyisocyanates).

その他のポリイソシアネートとしては、例えば、芳香族ポリイソシアネート(上記した芳香環含有ポリイソシアネートを除く)、芳香脂肪族ポリイソシアネート、(上記した芳香環含有ポリイソシアネートを除く)、脂環族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネートなどが挙げられる。 Examples of other polyisocyanates include aromatic polyisocyanates (excluding the above-described aromatic ring-containing polyisocyanates), araliphatic polyisocyanates (excluding the above-described aromatic ring-containing polyisocyanates), alicyclic polyisocyanates, aliphatic group polyisocyanates.

芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、2,2′-MDI、2,6-TDI、m-フェニレンジイソシアネート、2,6-NDIなどの芳香族ジイソシアネートが挙げられる。 Aromatic polyisocyanates include, for example, aromatic diisocyanates such as 2,2'-MDI, 2,6-TDI, m-phenylene diisocyanate and 2,6-NDI.

芳香脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、1,3-キシリレンジイソシアネート(1,3-XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などの芳香脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。 Examples of araliphatic polyisocyanates include araliphatic diisocyanates such as 1,3-xylylene diisocyanate (1,3-XDI) and tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI).

脂環族ポリイソシアネートとしては、例えば、3-イソシアナトメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、IPDI)、4,4′-、2,4′-または2,2′-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートもしくはその混合物(H12MDI)、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(水添キシリレンジイソシアネート、HXDI)、2,5-または2,6-ビス(イソシアナトメチル)ノルボルナンもしくはその混合物(NBDI)、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,4-または1,3-シクロヘキサンジイソシアネートもしくはその混合物、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環族ジイソシアネートが挙げられる。 Alicyclic polyisocyanates include, for example, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (isophorone diisocyanate, IPDI), 4,4′-, 2,4′- or 2,2′-dicyclohexyl Methane diisocyanate or mixtures thereof (H 12 MDI), 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane (hydrogenated xylylene diisocyanate, H 6 XDI), 2,5- or 2,6-bis(isocyanatomethyl)norbornane or mixtures thereof (NBDI), 1,3-cyclopentane diisocyanate, 1,4- or 1,3-cyclohexane diisocyanate or mixtures thereof, methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate. Cyclic diisocyanates are mentioned.

脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート(TMDI)、ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、1,2-、2,3-または1,3-ブチレンジイソシアネート、2,4,4-または2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートが挙げられる。 Aliphatic polyisocyanates include, for example, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate (TMDI), pentamethylene diisocyanate (PDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), 1,2-, 2,3- or 1,3-butylene diisocyanate. , 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate.

その他のポリイソシアネートは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Other polyisocyanates can be used alone or in combination of two or more.

ポリイソシアネート成分が、その他のポリイソシアネートと、1,4-フェニレン基および/または1,5-ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートとを含有する場合には、1,4-フェニレン基および/または1,5-ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートの割合が、ポリイソシアネート成分の総量に対して、例えば、30質量%以上、さらに好ましくは、50質量%以上、とりわけ好ましくは、90質量%以上である。 When the polyisocyanate component contains other polyisocyanates and aromatic ring-containing polyisocyanates containing 1,4-phenylene groups and/or 1,5-naphthylene groups, 1,4-phenylene groups and/or Alternatively, the ratio of the aromatic ring-containing polyisocyanate containing a 1,5-naphthylene group is, for example, 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass, relative to the total amount of the polyisocyanate component. % or more.

また、ポリイソシアネート成分は、好ましくは、その他のポリイソシアネートを含まず、1,4-フェニレン基および/または1,5-ナフチレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートからなる。 Also, the polyisocyanate component preferably comprises an aromatic ring-containing polyisocyanate containing 1,4-phenylene groups and/or 1,5-naphthylene groups without containing other polyisocyanates.

活性水素基含有成分は、活性水素基(例えば、水酸基、アミノ基など)を有する化合物であって、例えば、ポリオール、ポリアミンなどが挙げられ、好ましくは、ポリオールが挙げられる。 The active hydrogen group-containing component is a compound having an active hydrogen group (eg, hydroxyl group, amino group, etc.), and examples thereof include polyols and polyamines, preferably polyols.

ポリオールは、好ましくは、高分子量ポリオールを含有している。 The polyol preferably contains a high molecular weight polyol.

高分子量ポリオールは、水酸基を2つ以上有し、平均水酸基価(後述)が500mgKOH/g以下の化合物である。 A high molecular weight polyol is a compound having two or more hydroxyl groups and an average hydroxyl value (described later) of 500 mgKOH/g or less.

高分子量ポリオールとして、好ましくは、平均水酸基価(後述)が20~500mgKOH/gの化合物が挙げられる。また、平均官能基数(後述)が2の場合には、数平均分子量が225以上の化合物が挙げられ、また、平均官能基数(後述)が3の場合には、数平均分子量337以上の化合物が挙げられる。 Preferred high-molecular-weight polyols include compounds having an average hydroxyl value (described later) of 20 to 500 mgKOH/g. Further, when the average number of functional groups (described later) is 2, compounds having a number average molecular weight of 225 or more are included, and when the average number of functional groups (described later) is 3, compounds having a number average molecular weight of 337 or more are included. mentioned.

高分子量ポリオールの平均水酸基価は、20mgKOH/g以上、好ましくは、80mgKOH/g以上、より好ましくは、100mgKOH/g以上であり、500mgKOH/g以下、好ましくは、300mgKOH/g以下、より好ましくは、250mgKOH/g以下、さらに好ましくは、220mgKOH/g以下である。 The average hydroxyl value of the high molecular weight polyol is 20 mgKOH/g or more, preferably 80 mgKOH/g or more, more preferably 100 mgKOH/g or more, and 500 mgKOH/g or less, preferably 300 mgKOH/g or less, more preferably 250 mgKOH/g or less, more preferably 220 mgKOH/g or less.

高分子量ポリオールの水酸基価(単位:mgKOH/g)は、JIS K 1557-1のA法またはB法に準拠するアセチル化法またはフタル化法などから求めることができる。 The hydroxyl value (unit: mgKOH/g) of the high-molecular-weight polyol can be determined by an acetylation method or a phthalation method conforming to JIS K 1557-1 method A or B.

そして、高分子量ポリオールの平均水酸基価(単位:mgKOH/g)は、高分子量ポリオールが単独使用される場合には、その高分子量ポリオールの水酸基価と同一である。一方、高分子量ポリオールの平均水酸基価は、高分子量ポリオールが併用される場合には、それらの平均値である。 The average hydroxyl value (unit: mgKOH/g) of the high-molecular-weight polyol is the same as the hydroxyl value of the high-molecular-weight polyol when the high-molecular-weight polyol is used alone. On the other hand, the average hydroxyl value of the high-molecular-weight polyol is their average value when the high-molecular-weight polyol is used in combination.

高分子量ポリオールの平均水酸基価が上記した範囲を超過すると、光弾性ポリウレタン樹脂2において、ヤング率が高くなり過ぎ、所望の光弾性定数(絶対値)を得ることができない場合がある。一方、平均水酸基価が上記した範囲未満であると、ガラス転移温度が過度に低くなり、加工性や耐傷付き性が低下する場合がある。 If the average hydroxyl value of the high-molecular-weight polyol exceeds the above range, the Young's modulus of the photoelastic polyurethane resin 2 may become too high and the desired photoelastic constant (absolute value) may not be obtained. On the other hand, when the average hydroxyl value is less than the above range, the glass transition temperature becomes excessively low, and workability and scratch resistance may deteriorate.

高分子量ポリオールの平均官能基数は、例えば、1.9以上、好ましくは、2.0以上であり、例えば、3以下、好ましくは、2.5以下、さらに好ましくは、2.2以下である。 The average functional group number of the high molecular weight polyol is, for example, 1.9 or more, preferably 2.0 or more, and is, for example, 3 or less, preferably 2.5 or less, and more preferably 2.2 or less.

高分子量ポリオールの官能基数は、高分子量ポリオールの水酸基数であって、具体的には、1分子当たりの活性な水酸基の数である。 The number of functional groups in a high molecular weight polyol is the number of hydroxyl groups in the high molecular weight polyol, specifically the number of active hydroxyl groups per molecule.

そして、高分子量ポリオールの平均官能基数は、高分子量ポリオール1分子当たりの活性な水酸基の平均値である。つまり、異なる官能基数を有する高分子量ポリオールが混合(併用)される場合は、その高分子量ポリオールの混合物の分子数に対する混合物の活性な水酸基の数の割合を示した数値が、高分子量ポリオールの平均官能基数である。 The average number of functional groups of the high-molecular-weight polyol is the average number of active hydroxyl groups per molecule of the high-molecular-weight polyol. In other words, when high-molecular-weight polyols with different numbers of functional groups are mixed (combined), the ratio of the number of active hydroxyl groups in the mixture to the number of molecules in the mixture of high-molecular-weight polyols is the average of the high-molecular-weight polyols. It is the number of functional groups.

なお、高分子量ポリオールの平均官能基数は、次式(B)から求めることもできる。 The average number of functional groups of the high-molecular-weight polyol can also be obtained from the following formula (B).

平均官能基数=(各高分子量ポリオールの官能基数×当量数)の総和/各高分子量ポリオールの当量数の総和 (B)
高分子量ポリオールの数平均分子量は、例えば、225以上、好ましくは、500以上であり、例えば、20,000以下、好ましくは、15,000以下である。
Average number of functional groups = sum of (number of functional groups of each high molecular weight polyol × number of equivalents) / sum of number of equivalents of each high molecular weight polyol (B)
The number average molecular weight of the high molecular weight polyol is, for example, 225 or more, preferably 500 or more, and for example, 20,000 or less, preferably 15,000 or less.

数平均分子量は、次式(C)から求めることができる。 A number average molecular weight can be calculated|required from following Formula (C).

数平均分子量=56100×平均官能基数/平均水酸基価 (C)
高分子量ポリオールの平均官能基数が上記した範囲を超過すると、光弾性ポリウレタン樹脂2において、所望の光弾性定数(絶対値)を得にくい場合がある。一方、平均官能基数が上記した範囲未満であると、ヤング率が低くなり過ぎ、加工性や耐傷付き性が低下する場合がある。
Number average molecular weight = 56100 × average number of functional groups / average hydroxyl value (C)
If the average number of functional groups of the high-molecular-weight polyol exceeds the above range, it may be difficult to obtain a desired photoelastic constant (absolute value) in the photoelastic polyurethane resin 2 . On the other hand, if the average number of functional groups is less than the above range, the Young's modulus may become too low, resulting in deterioration in workability and scratch resistance.

そのような高分子量ポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、ダイマーポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオール、アクリルポリオール、エポキシポリオール、天然油ポリオール、シリコーンポリオール、フッ素ポリオールなどが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。 Examples of such high molecular weight polyols include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polyolefin polyols, dimer polyols, polyurethane polyols, polyoxyalkylene polyester block copolymer polyols, acrylic polyols, epoxy polyols, natural oil polyols, Examples include silicone polyols and fluorine polyols. These can be used alone or in combination of two or more.

高分子量ポリオールとして、好ましくは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオールが挙げられ、さらに好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、とりわけ好ましくは、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが挙げられる。 High molecular weight polyols preferably include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, and polyolefin polyols, more preferably polytetramethylene ether polyols, polycarbonate polyols, and most preferably polytetramethylene ether glycol.

また、ポリオールは、上記した高分子量ポリオールに加え、低分子量ポリオールを含有することもできる。 In addition to the high-molecular-weight polyols described above, the polyols can also contain low-molecular-weight polyols.

ポリオールが低分子量ポリオールを含有することにより、ポリオールの平均水酸基価を増大させて、その分、イソシアネートインデックス(後述)を所望の値に調整すべく、上記したポリイソシアネート成分(好ましくは、芳香環含有ポリイソシアネート)をポリウレタン樹脂組成物に多く配合することができる。そのため、光弾性ポリウレタン樹脂2の光弾性定数の絶対値を高めることができる。 By containing a low molecular weight polyol in the polyol, the average hydroxyl value of the polyol is increased, and the isocyanate index (described later) is adjusted to a desired value by that amount. polyisocyanate) can be blended into the polyurethane resin composition. Therefore, the absolute value of the photoelastic constant of the photoelastic polyurethane resin 2 can be increased.

低分子量ポリオールは、水酸基を2つ以上有し、平均水酸基価(後述)が500mgKOH/gを超過する化合物である。 A low-molecular-weight polyol is a compound having two or more hydroxyl groups and having an average hydroxyl value (described later) exceeding 500 mgKOH/g.

低分子量ポリオールとして、好ましくは、平均水酸基価(後述)が500mgKOH/gを超過し、3000mgKOH/g以下の化合物が挙げられ、また、官能基数(後述)が2の場合には、分子量が40以上225未満のジオールが挙げられ、官能基数(後述)が3の場合には、分子量40以上337未満のトリオールが挙げられる。 The low-molecular-weight polyol preferably includes a compound having an average hydroxyl value (described later) of more than 500 mgKOH/g and 3000 mgKOH/g or less, and when the number of functional groups (described later) is 2, the molecular weight is 40 or more. Examples include diols having a molecular weight of less than 225, and triols having a molecular weight of 40 or more and less than 337 when the number of functional groups (described later) is 3.

そのような低分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、トリメチレングリコール(1,3-プロパンジオール)、1,4-ブチレングリコール(1,4-ブタンジオール)、1,3-ブチレングリコール(1,3-ブタンジオール)などの脂肪族ジオール(炭素数2~13)や、例えば、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族ジオール(炭素数6~13)、さらには、例えば、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、キシレングリコールなどの芳香族ジオール(芳香環を含有する炭素数6~13の芳香環含有ジオール)、さらにまた、ジエチレングリコール、トリオキシエチレングリコール、テトラオキシエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリオキシプロピレングリコールなどのオキシアルキレンアルコールなどのジオール(炭素数2~9)(2価アルコール)、例えば、グリセリン、2-メチル-2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、2,4-ジヒドロキシ-3-ヒドロキシメチルペンタン、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)-3-ブタノールなどの炭素数3~6の脂肪族トリオール、および、その他の脂肪族トリオール(炭素数7~20)などのトリオール(3価アルコール)、例えば、テトラメチロールメタン(ペンタエリスリトール)、ジグリセリン(ジグリセロール)などのテトラオール(4価アルコール)(炭素数5~27)などが挙げられる。 Examples of such low molecular weight polyols include ethylene glycol, propylene glycol (1,2-propanediol), trimethylene glycol (1,3-propanediol), 1,4-butylene glycol (1,4-butanediol ), aliphatic diols (2 to 13 carbon atoms) such as 1,3-butylene glycol (1,3-butanediol), alicyclic diols (6 to 13 carbon atoms) such as cyclohexanedimethanol, and further is, for example, bishydroxyethoxybenzene, xylene glycol and other aromatic diols (aromatic ring-containing diols having 6 to 13 carbon atoms), furthermore, diethylene glycol, trioxyethylene glycol, tetraoxyethylene glycol, di Diols (2-9 carbon atoms) (dihydric alcohols) such as oxyalkylene alcohols such as propylene glycol and trioxypropylene glycol, e.g., glycerin, 2-methyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 2, C3-C6 aliphatic triols such as 4-dihydroxy-3-hydroxymethylpentane, 1,2,6-hexanetriol, trimethylolpropane, 2,2-bis(hydroxymethyl)-3-butanol, and Triols (trihydric alcohols) such as other aliphatic triols (having 7 to 20 carbon atoms), tetraols (tetrahydric alcohols) such as tetramethylolmethane (pentaerythritol) and diglycerin (diglycerol) (having 5 carbon atoms) ~ 27) and the like.

これら低分子量ポリオールは、単独使用または2種以上併用することができる。 These low-molecular-weight polyols can be used alone or in combination of two or more.

低分子量ポリオールとして、好ましくは、2価アルコール、3価アルコールが挙げられ、より好ましくは、3価アルコールが挙げられ、さらに好ましくは、炭素数3~6の脂肪族トリオールが挙げられ、とりわけ好ましくは、トリメチロールプロパンが挙げられる。 Low-molecular-weight polyols preferably include dihydric alcohols and trihydric alcohols, more preferably trihydric alcohols, still more preferably aliphatic triols having 3 to 6 carbon atoms, particularly preferably , and trimethylolpropane.

低分子量ポリオールの配合割合は、高分子量ポリオール100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上、好ましくは、0.5質量部以上であり、例えば、30質量部以下、好ましくは、20質量部以下、より好ましくは、10質量部以下、さらに好ましくは、5質量部以下である。 The blending ratio of the low-molecular-weight polyol is, for example, 0.1 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass or more, for example, 30 parts by mass or less, preferably 20 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the high-molecular-weight polyol. It is not more than 10 parts by mass, more preferably not more than 5 parts by mass.

低分子量ポリオールの配合割合が上記した範囲を超える場合は、光弾性ポリウレタン樹脂2が不透明になり、光が、光弾性ポリウレタン樹脂2を透過しない場合や、光弾性ポリウレタン樹脂2のヤング率が高くなり過ぎる場合がある。 If the blending ratio of the low-molecular-weight polyol exceeds the above range, the photoelastic polyurethane resin 2 becomes opaque and light does not pass through the photoelastic polyurethane resin 2, or the Young's modulus of the photoelastic polyurethane resin 2 increases. sometimes too much.

そして、光弾性ポリウレタン樹脂2は、上記ポリイソシアネート成分と上記活性水素基含有成分とを反応させて、ポリウレタン樹脂組成物を硬化および成形することにより、得ることができる。 The photoelastic polyurethane resin 2 can be obtained by reacting the polyisocyanate component and the active hydrogen group-containing component to cure and mold the polyurethane resin composition.

ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを反応させるには、例えば、ワンショット法やプレポリマー法などの公知の成形方法に準拠することができる。 In order to react the polyisocyanate component and the active hydrogen group-containing component, for example, known molding methods such as the one-shot method and the prepolymer method can be used.

ワンショット法では、例えば、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分とを、イソシアネートインデックス(水酸基濃度に対するイソシアネート基濃度の比に100を乗じた値、NCO濃度/水酸基濃度×100)が、例えば、70~400、好ましくは、80~150となるように処方(混合)して、それらを成形型に注入して、例えば、0℃~250℃、好ましくは、室温(20℃)~150℃で、例えば、1分間~7日間、好ましくは、10分間~2日間、硬化反応させる。 In the one-shot method, for example, the polyisocyanate component and the active hydrogen group-containing component are combined so that the isocyanate index (value obtained by multiplying the ratio of the isocyanate group concentration to the hydroxyl group concentration by 100, NCO concentration / hydroxyl group concentration × 100) is, for example, 70. 400, preferably 80 to 150, and injected into a mold, for example, 0 ° C. to 250 ° C., preferably room temperature (20 ° C.) to 150 ° C. For example, curing reaction is allowed for 1 minute to 7 days, preferably 10 minutes to 2 days.

この硬化反応では、例えば、有機金属系触媒、アミン系触媒などの公知のウレタン化触媒を添加することができる。また、上記した硬化反応は、公知の溶媒の存在下で実施することもできる。 In this curing reaction, for example, a known urethanization catalyst such as an organometallic catalyst or an amine catalyst can be added. Moreover, the curing reaction described above can also be carried out in the presence of a known solvent.

そして、成形型に注入して硬化反応させた後、脱型し、必要に応じて外形加工すれば、所定形状に成形された光弾性ポリウレタン樹脂2を得ることができる。 The photoelastic polyurethane resin 2 molded into a predetermined shape can be obtained by injecting it into a mold and causing a curing reaction, removing the mold, and processing the outer shape as necessary.

プレポリマー法は、例えば、まず、ポリイソシアネート成分と活性水素基含有成分の一部(例えば、高分子量ポリオール)とを反応させて、分子末端にイソシアネート基を有するイソシアネート基末端プレポリマーを合成する。次いで、得られたイソシアネート基末端プレポリマーと、活性水素基含有成分の残部(鎖伸長剤:例えば、低分子量ポリオール(および必要により高分子量ポリオール))とを反応(鎖伸長)させて、硬化反応させる。 In the prepolymer method, for example, first, a polyisocyanate component and a part of an active hydrogen group-containing component (eg, high molecular weight polyol) are reacted to synthesize an isocyanate group-terminated prepolymer having an isocyanate group at the molecular end. Next, the resulting isocyanate group-terminated prepolymer and the remainder of the active hydrogen group-containing component (chain extender: e.g., low molecular weight polyol (and optionally high molecular weight polyol)) are allowed to react (chain extend) to cause a curing reaction. Let

そして、成形型に注入して硬化反応させた後、脱型し、必要に応じて外形加工すれば、所定形状に成形された光弾性ポリウレタン樹脂2を得ることができる。 The photoelastic polyurethane resin 2 molded into a predetermined shape can be obtained by injecting it into a mold and causing a curing reaction, removing the mold, and processing the outer shape as necessary.

なお、上記のポリウレタン樹脂組成物または光弾性ポリウレタン樹脂2には、必要に応じて、例えば、消泡剤、可塑剤、レベリング剤、艶消し剤、難燃剤、揺変剤、粘着付与剤、増粘剤、滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、反応遅延剤、脱水剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、耐候安定剤などの公知の添加剤を適宜配合することができる。 The above polyurethane resin composition or photoelastic polyurethane resin 2 may optionally contain, for example, antifoaming agents, plasticizers, leveling agents, delustering agents, flame retardants, thixotropic agents, tackifiers, thickening agents, Known additives such as viscosity agents, lubricants, antistatic agents, surfactants, reaction retardants, dehydrating agents, antioxidants, UV absorbers, hydrolysis inhibitors, and weather stabilizers can be appropriately added.

そして、上記の光弾性ポリウレタン樹脂2は、光弾性、つまり、荷重などに基づく応力の発生により、光弾性ポリウレタン樹脂2の内部を通過する光(例えば、レーザー光など)に複屈折を生じさせることができる。そのため、感圧センサ1において好適に用いることができる。 The photoelastic polyurethane resin 2 is photoelastic, that is, the generation of stress based on a load or the like causes birefringence in light (for example, laser light) passing through the interior of the photoelastic polyurethane resin 2. can be done. Therefore, it can be suitably used in the pressure sensor 1 .

ポリウレタン樹脂組成物として、好ましくは、1,4-フェニレン基を含有する芳香環含有ポリイソシアネートと、ポリエーテルポリオールと、トリオールとの組合せが挙げられ、具体的には、ベンゼン環含有ジイソシアネートと、ポリテトラメチレンエーテルポリオールと、脂肪族トリオールとの組み合わせが挙げられる。 The polyurethane resin composition preferably includes a combination of an aromatic ring-containing polyisocyanate containing a 1,4-phenylene group, a polyether polyol, and a triol. Specifically, a combination of a benzene ring-containing diisocyanate and a poly Combinations of tetramethylene ether polyols and aliphatic triols are included.

また、ポリウレタン樹脂組成物において、上記ポリイソシアネート成分と上記活性水素基含有成分との組み合わせや、添加剤の添加割合は、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2が、それぞれ異なる光弾性定数の絶対値を有するように、適宜選択される。 Further, in the polyurethane resin composition, the combination of the polyisocyanate component and the active hydrogen group-containing component and the addition ratio of the additive are such that the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 have different absolute values of photoelastic constants. are selected as appropriate.

例えば、光弾性ポリウレタン樹脂2Aにおいて、好ましくは、ベンゼン環含有ジイソシアネートとして、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′-MDI)と、3,3′-ジメチルビフェニル-4,4′-ジイソシアネート(TODI)とが併用される。一方、光弾性ポリウレタン樹脂2Bにおいて、好ましくは、ベンゼン環含有ジイソシアネートとして、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4′-MDI)が単独使用される。 For example, in the photoelastic polyurethane resin 2A, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI) and 3,3'-dimethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate (4,4'-MDI) are preferably used as benzene ring-containing diisocyanates. TODI) is used in combination. On the other hand, in the photoelastic polyurethane resin 2B, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (4,4'-MDI) is preferably used alone as the benzene ring-containing diisocyanate.

このように、各光弾性ポリウレタン樹脂2において、ポリウレタン樹脂組成物の処方を種々変更することにより、互いに光弾性定数の絶対値が異なる光弾性ポリウレタン樹脂2を得ることができる。 Thus, by variously changing the formulation of the polyurethane resin composition in each photoelastic polyurethane resin 2, photoelastic polyurethane resins 2 having different absolute values of photoelastic constants can be obtained.

なお、光弾性定数の絶対値に応じて処方を変更する例としては、上記に限定されず、例えば、原料成分として互いに異なるポリエーテルポリオールを使用することや、添加剤の配合割合を互いに変更することなどによって、複数種類の光弾性ポリウレタン樹脂2を得ることもできる。 Examples of changing the prescription according to the absolute value of the photoelastic constant are not limited to the above, and for example, using different polyether polyols as raw material components, or changing the blending ratio of additives. It is also possible to obtain a plurality of types of photoelastic polyurethane resin 2 by, for example,

すべての光弾性ポリウレタン樹脂2において、25℃における光弾性定数の絶対値は、例えば、20×10-12Pa-1以上、好ましくは、500×10-12Pa-1以上、より好ましくは、1000×10-12Pa-1以上、さらに好ましくは、2000×10-12Pa-1以上、とりわけ好ましくは、3000×10-12Pa-1以上であり、例えば、1×10-5Pa-1以下(=10000000×10-12Pa-1以下)、好ましくは、1×10-6Pa-1以下(=1000000×10-12Pa-1以下)、より好ましくは、1×10-7Pa-1以下(=100000×10-12Pa-1以下)、さらに好ましくは、1×10-8Pa-1以下(=10000×10-12Pa-1以下)、とりわけ好ましくは、8000×10-12Pa-1以下である。 In all the photoelastic polyurethane resins 2, the absolute value of the photoelastic constant at 25° C. is, for example, 20×10 −12 Pa −1 or more, preferably 500×10 −12 Pa −1 or more, more preferably 1000. ×10 −12 Pa −1 or more, more preferably 2000×10 −12 Pa −1 or more, particularly preferably 3000×10 −12 Pa −1 or more, for example, 1×10 −5 Pa −1 or less (=10000000×10 −12 Pa −1 or less), preferably 1×10 −6 Pa −1 or less (=1000000×10 −12 Pa −1 or less), more preferably 1×10 −7 Pa −1 or less (=100000×10 −12 Pa −1 or less), more preferably 1×10 −8 Pa −1 or less (=10000×10 −12 Pa −1 or less), particularly preferably 8000×10 −12 Pa -1 or less.

光弾性定数の絶対値が上記範囲であれば、感圧センサ1において必要とされる優れた光弾性を確保することができる。 If the absolute value of the photoelastic constant is within the above range, the excellent photoelasticity required in the pressure sensor 1 can be ensured.

そして、各光弾性ポリウレタン樹脂2の光弾性定数の絶対値は、上記範囲内で互いに異なる。 The absolute values of the photoelastic constants of the respective photoelastic polyurethane resins 2 differ from each other within the above range.

各光弾性ポリウレタン樹脂2の間における光弾性定数の絶対値の差異は、例えば、100×10-12Pa-1以上、好ましくは、500×10-12Pa-1以上、より好ましくは、1000×10-12Pa-1以上であり、例えば、10000000×10-12Pa-1以下、好ましくは、100000×10-12Pa-1以下、より好ましくは、10000×10-12Pa-1以下である。 The difference in the absolute value of the photoelastic constant between the respective photoelastic polyurethane resins 2 is, for example, 100×10 −12 Pa −1 or more, preferably 500×10 −12 Pa −1 or more, more preferably 1000× 10 −12 Pa −1 or more, for example, 10000000×10 −12 Pa −1 or less, preferably 100000×10 −12 Pa −1 or less, more preferably 10000×10 −12 Pa −1 or less .

光弾性定数の絶対値の差異が上記範囲であれば、優れた検知感度の感圧センサ1を得ることができる。 If the difference in the absolute values of the photoelastic constants is within the above range, the pressure sensor 1 with excellent detection sensitivity can be obtained.

また、例えば、光弾性ポリウレタン樹脂2が2つである場合、一方の光弾性ポリウレタン樹脂2の光弾性定数の絶対値が、例えば、4000×10-12Pa-1未満であり、他方の光弾性ポリウレタン樹脂2の光弾性定数の絶対値が、例えば、4000×10-12Pa-1以上である。 Further, for example, when there are two photoelastic polyurethane resins 2, the absolute value of the photoelastic constant of one of the photoelastic polyurethane resins 2 is, for example, less than 4000×10 −12 Pa −1 and the photoelasticity of the other The absolute value of the photoelastic constant of the polyurethane resin 2 is, for example, 4000×10 −12 Pa −1 or more.

光弾性ポリウレタン樹脂2の光弾性定数は、「築地光雄、高和宏行、田實佳郎著“光学フィルム用・光弾性定数測定システムの開発”、精密学会誌73、253-258(2007)」の「光弾性定数測定方法」の記載に準拠して測定することができる。 The photoelastic constant of the photoelastic polyurethane resin 2 is described in “Mitsuo Tsukiji, Hiroyuki Takakazu, Yoshiro Tajimi, “Development of Photoelastic Constant Measurement System for Optical Films”, Precision Society Journal 73, 253-258 (2007)”. It can be measured according to the description of "Photoelastic constant measurement method".

また、光弾性定数の測定とともに、光弾性ポリウレタン樹脂2の歪光学定数とヤング率とが求められる。 In addition to measuring the photoelastic constant, the strain optical constant and Young's modulus of the photoelastic polyurethane resin 2 are obtained.

光弾性ポリウレタン樹脂2の歪光学定数は、光弾性ポリウレタン樹脂2の変形量に対する、かかる変形によって発生する複屈折の強さの割合を示す。 The strain optical constant of the photoelastic polyurethane resin 2 indicates the ratio of the intensity of birefringence generated by deformation to the amount of deformation of the photoelastic polyurethane resin 2 .

光弾性定数、歪光学定数およびヤング率は、下記式(1)を満足する。 The photoelastic constant, strain optical constant and Young's modulus satisfy the following formula (1).

光弾性定数=歪光学定数÷ヤング率 (1)
従って、光弾性ポリウレタン樹脂2の光弾性定数を上記した所望の範囲に設定するには、歪光学定数およびヤング率を調整する。
Photoelastic constant = Strain optical constant / Young's modulus (1)
Therefore, in order to set the photoelastic constant of the photoelastic polyurethane resin 2 within the above desired range, the strain optical constant and Young's modulus are adjusted.

具体的には、歪光学定数が高いほど、また、ヤング率が低いほど、光弾性定数が高くなるが、ヤング率が過度に低いと、成形性が低下する場合がある。 Specifically, the higher the strain optical constant and the lower the Young's modulus, the higher the photoelastic constant.

そのため、光弾性ポリウレタン樹脂2の25℃におけるヤング率は、例えば、2.0MPa以上、好ましくは、3.0MPa以上、より好ましくは、4.0MPa以上であり、例えば、5.0MPa以下、好ましくは、4.9MPa以下、より好ましくは、4.8MPa以下である。 Therefore, the Young's modulus of the photoelastic polyurethane resin 2 at 25° C. is, for example, 2.0 MPa or more, preferably 3.0 MPa or more, more preferably 4.0 MPa or more, and for example, 5.0 MPa or less, preferably , 4.9 MPa or less, more preferably 4.8 MPa or less.

光弾性ポリウレタン樹脂2のヤング率が上記した範囲未満である場合には、光弾性ポリウレタン樹脂2が軟らか過ぎて傷付き易く、加工性が低下する。光弾性ポリウレタン樹脂2のヤング率が上記した範囲を超過する場合には、光弾性ポリウレタン樹脂2が硬すぎるため、光弾性が低下する。 If the Young's modulus of the photoelastic polyurethane resin 2 is less than the above range, the photoelastic polyurethane resin 2 is too soft and easily damaged, resulting in poor workability. If the Young's modulus of the photoelastic polyurethane resin 2 exceeds the above range, the photoelastic polyurethane resin 2 is too hard, resulting in reduced photoelasticity.

そのため、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2のヤング率は、好ましくは、互いに同程度である。 Therefore, the Young's moduli of the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 are preferably similar to each other.

一方、上記した互いに異なる光弾性定数を得る観点から、光弾性ポリウレタン樹脂2の25℃における歪光学定数は、好ましくは、互いに異なる。 On the other hand, from the viewpoint of obtaining different photoelastic constants as described above, the strain optical constants of the photoelastic polyurethane resin 2 at 25° C. are preferably different from each other.

好ましくは、上記した所望の光弾性定数を得るには、光弾性ポリウレタン樹脂2の25℃のヤング率が2MPa以上3MPa以下の場合には、25℃の歪光学定数が、例えば、6000×10-6以上(通常、10000×10-6以下)であり、光弾性ポリウレタン樹脂2の25℃のヤング率が3MPaを超過し5MPa以下の場合には、25℃の歪光学定数は、例えば、10000×10-6以上(通常、30000×10-6以下)である。 Preferably, in order to obtain the above desired photoelastic constant, when the Young's modulus at 25°C of the photoelastic polyurethane resin 2 is 2 MPa or more and 3 MPa or less, the strain optical constant at 25°C is, for example, 6000 × 10 - 6 or more (usually 10000×10 −6 or less), and when the Young's modulus at 25° C. of the photoelastic polyurethane resin 2 exceeds 3 MPa and is 5 MPa or less, the strain optical constant at 25° C. is, for example, 10000× 10 −6 or more (usually 30000×10 −6 or less).

そして、各光弾性ポリウレタン樹脂2の歪光学定数が、上記範囲内で互いに異なる場合、各光弾性ポリウレタン樹脂2の間における歪光学定数の差異は、例えば、100×10-6以上、好ましくは、500×10-6以上、より好ましくは、1000×10-6以上であり、例えば、20000×10-6以下、好ましくは、10000×10-6以下、より好ましくは、8000×10-6以下である。 When the distortion optical constants of the respective photoelastic polyurethane resins 2 are different from each other within the above range, the difference in the distortion optical constants of the respective photoelastic polyurethane resins 2 is, for example, 100×10 −6 or more, preferably 500×10 −6 or more, more preferably 1000×10 −6 or more, for example, 20000×10 −6 or less, preferably 10000×10 −6 or less, more preferably 8000×10 −6 or less be.

歪光学定数の差異が上記範囲であれば、優れた検知感度の感圧センサ1を得ることができる。 If the difference in strain optical constant is within the above range, the pressure sensor 1 with excellent detection sensitivity can be obtained.

光弾性ポリウレタン樹脂2のガラス転移温度は、例えば、-60℃以上、好ましくは、-50℃以上、より好ましくは、-40℃以上であり、例えば、25℃未満、好ましくは、0℃未満、より好ましくは、-25℃未満である。 The glass transition temperature of the photoelastic polyurethane resin 2 is, for example, −60° C. or higher, preferably −50° C. or higher, more preferably −40° C. or higher, for example, lower than 25° C., preferably lower than 0° C. More preferably, it is below -25°C.

光弾性ポリウレタン樹脂2のガラス転移温度が上記した下限未満である場合には、光弾性ポリウレタン樹脂2の加工性および耐傷付き性が低下する場合がある。また、光弾性ポリウレタン樹脂2のガラス転移温度が、上記した上限以上である場合には、上記した所望の光弾性定数を得にくくなる場合がある。 If the glass transition temperature of the photoelastic polyurethane resin 2 is lower than the lower limit described above, the workability and scratch resistance of the photoelastic polyurethane resin 2 may deteriorate. Further, when the glass transition temperature of the photoelastic polyurethane resin 2 is equal to or higher than the above upper limit, it may be difficult to obtain the above desired photoelastic constant.

そのため、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2のガラス転移温度は、好ましくは、互いに同程度である。 Therefore, the glass transition temperatures of the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 are preferably similar to each other.

なお、光弾性ポリウレタン樹脂2のガラス転移温度は、動的粘弾性測定装置を用いて、周波数10Hzで、温度分散モード(昇温速度5℃/min)の測定により、得ることができる。 The glass transition temperature of the photoelastic polyurethane resin 2 can be obtained by measurement using a dynamic viscoelasticity measuring device at a frequency of 10 Hz in a temperature dispersion mode (heating rate of 5° C./min).

また、上記したガラス転移温度の測定では、同時に、貯蔵伸長弾性率E’、損失伸長弾性率E’’および損失正接tanδが得られる。 In the measurement of the glass transition temperature described above, the storage elongation modulus E′, the loss elongation modulus E″ and the loss tangent tan δ are obtained at the same time.

光弾性ポリウレタン樹脂2の25℃における貯蔵伸長弾性率E’は、例えば、1×10~1×10Paであり、25℃における損失伸長弾性率E’’は、例えば、1×10~1×10Paであり、25℃における損失正接tanδは、例えば、0.01~0.2である。 The storage elongation modulus E′ of the photoelastic polyurethane resin 2 at 25° C. is, for example, 1×10 6 to 1×10 8 Pa, and the loss elongation elastic modulus E″ at 25° C. is, for example, 1×10 4 ˜1×10 8 Pa, and the loss tangent tan δ at 25° C. is, for example, 0.01 to 0.2.

そして、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2は、図1に示されるように、互いに略同サイズの平面視略矩形のシート状に形成されており、上記したように、第3方向(厚み方向)に積層配置されることにより、ポリウレタン積層体3を形成している。 As shown in FIG. 1, the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 are formed in sheets of substantially the same size and substantially rectangular in plan view, and are arranged in the third direction (thickness direction) as described above. A polyurethane laminate 3 is formed by being laminated.

各光弾性ポリウレタン樹脂2のサイズは、特に制限されないが、長さ(第1方向長さ)が、例えば、1mm以上、好ましくは、10mm以上であり、例えば、3000mm以下、好ましくは、80mm以下である。また、幅(第2方向長さ)が、例えば、1mm以上、好ましくは、5mm以上であり、例えば、150mm以下、好ましくは、50mm以下である。また、厚み(第3方向長さ)が、例えば、0.5mm以上、好ましくは、1mm以上であり、例えば、10mm以下、好ましくは、3mm以下である。 The size of each photoelastic polyurethane resin 2 is not particularly limited. be. Also, the width (length in the second direction) is, for example, 1 mm or more, preferably 5 mm or more, and is, for example, 150 mm or less, preferably 50 mm or less. Further, the thickness (third direction length) is, for example, 0.5 mm or more, preferably 1 mm or more, and for example, 10 mm or less, preferably 3 mm or less.

また、ポリウレタン積層体3の総厚みは、例えば、1mm以上、好ましくは、2mm以上であり、例えば、30mm以下、好ましくは、10mm以下である。 Further, the total thickness of the polyurethane laminate 3 is, for example, 1 mm or more, preferably 2 mm or more, and for example, 30 mm or less, preferably 10 mm or less.

このような光弾性ポリウレタン樹脂2およびポリウレタン積層体3は、例えば、図示しない平坦な支持部材(ステージ)上に載置される。 Such photoelastic polyurethane resin 2 and polyurethane laminate 3 are placed, for example, on a flat support member (stage) (not shown).

また、光弾性ポリウレタン樹脂2およびポリウレタン積層体3は、必要に応じて、ケースに収納することもできる。この場合、光弾性ポリウレタン樹脂2に、後述する荷重に基づく変形を生じさせるため、好ましくは、剛性が比較的低いケースを用いるか、または、ケースの内壁と光弾性ポリウレタン樹脂2との間に空隙を設ける。 Moreover, the photoelastic polyurethane resin 2 and the polyurethane laminate 3 can be housed in a case, if necessary. In this case, in order to cause the photoelastic polyurethane resin 2 to deform based on a load, which will be described later, it is preferable to use a case with relatively low rigidity, or to create a gap between the inner wall of the case and the photoelastic polyurethane resin 2 . set up.

光センサ4は、図1に示されるように、ポリウレタン積層体3の第1方向(光弾性ポリウレタン樹脂2の長手方向)一方側に配置される発光部7と、第1方向(光弾性ポリウレタン樹脂2の長手方向)他方側に配置される受光部8とを備えている。 As shown in FIG. 1, the optical sensor 4 includes a light emitting part 7 arranged on one side of the polyurethane laminate 3 in the first direction (longitudinal direction of the photoelastic polyurethane resin 2), 2) and a light receiving portion 8 disposed on the other side.

なお、感圧センサ1では、通常、ポリウレタン積層体3の一方側端部と、発光部7とが密着し、また、ポリウレタン積層体3の他方側端部と、受光部8とが密着する。図1では、説明のため、ポリウレタン積層体3、発光部7および受光部8を、互いに離隔して示している。 In the pressure-sensitive sensor 1, the one side end of the polyurethane laminate 3 and the light emitting section 7 are usually in close contact, and the other side end of the polyurethane laminate 3 and the light receiving section 8 are in close contact. In FIG. 1, the polyurethane laminate 3, the light emitting section 7 and the light receiving section 8 are shown separated from each other for explanation.

発光部7は、公知の発光部材を備えている。発光部材は、例えば、各光弾性ポリウレタン樹脂2に均一に光を導入できるように、ポリウレタン積層体3の第1方向一方側に単数または複数設けられている。つまり、発光部材は、光弾性ポリウレタン樹脂2の第1方向(光弾性ポリウレタン樹脂2の長手方向)の一方側端面と対向配置されている。これにより、発光部材は、各光弾性ポリウレタン樹脂2に対して、第1方向(光弾性ポリウレタン樹脂2の長手方向)の一方側端面から、光を入射可能としている。また、1つの発光部7に設けられる発光部材の数は、特に制限されず、例えば、1つの光弾性ポリウレタン樹脂2に対して1つの発光部材が設けられていてもよく、また、複数(好ましくは、すべて)の光弾性ポリウレタン樹脂2に対して1つの発光部材が設けられていてもよい。発光部材としては、特に制限されないが、例えば、半導体レーザー(波長405nm~1064nm)、発光ダイオードや蛍光灯、ハロゲンランプ、ハングステンランプなどが挙げられる。 The light-emitting portion 7 includes a known light-emitting member. For example, one or a plurality of light emitting members are provided on one side of the polyurethane laminate 3 in the first direction so that light can be uniformly introduced into each photoelastic polyurethane resin 2 . In other words, the light-emitting member is arranged to face one end surface of the photoelastic polyurethane resin 2 in the first direction (longitudinal direction of the photoelastic polyurethane resin 2). Thus, the light-emitting member allows light to enter each photoelastic polyurethane resin 2 from one end surface in the first direction (longitudinal direction of the photoelastic polyurethane resin 2). The number of light emitting members provided in one light emitting portion 7 is not particularly limited. For example, one light emitting member may be provided for one photoelastic polyurethane resin 2, or a plurality (preferably , one light emitting member may be provided for all the photoelastic polyurethane resins 2 . Examples of the light-emitting member include, but are not limited to, semiconductor lasers (wavelength: 405 nm to 1064 nm), light-emitting diodes, fluorescent lamps, halogen lamps, hangsten lamps, and the like.

また、発光部7は、必要に応じて、光ファイバーなどの光導波路を備え、光導波路を介して、発光部材から光弾性ポリウレタン樹脂2に光を入射可能としていてもよい。 In addition, the light emitting section 7 may include an optical waveguide such as an optical fiber, if necessary, so that light can enter the photoelastic polyurethane resin 2 from the light emitting member via the optical waveguide.

また、発光部7は、図1において仮想線で示されるように、制御部6に電気的に接続されている。 Also, the light emitting unit 7 is electrically connected to the control unit 6 as indicated by the phantom lines in FIG.

制御部6は、発光部7を電気的に制御するECU(Electronic Control Unit)であり、演算領域としての演算部と、記憶領域としてのメモリ部とを備えている。このような制御部6から発せられる電気信号に応じて、発光部材の発光のON/OFFが、制御される。 The control unit 6 is an ECU (Electronic Control Unit) that electrically controls the light emitting unit 7, and includes a calculation unit as a calculation area and a memory unit as a storage area. ON/OFF of the light emission of the light emitting member is controlled according to the electric signal emitted from the control section 6 as described above.

受光部8は、公知の受光部材を備えている。受光部材は、例えば、発光部材の数に応じて複数設けられており、光弾性ポリウレタン樹脂2の第1方向(光弾性樹脂2の長手方向)の他方側端面と対向配置されている。これにより、各受光部材は、各光弾性ポリウレタン樹脂2を長手方向一方側から他方側に通過した光を、受光可能としている。受光部材としては、受光した光の強度を電気信号(光信号)に変換可能な素子が挙げられ、例えば、フォトダイオードなどが挙げられる。 The light receiving section 8 includes a known light receiving member. For example, a plurality of light-receiving members are provided according to the number of light-emitting members, and are arranged to face the other end surface of the photoelastic polyurethane resin 2 in the first direction (longitudinal direction of the photoelastic resin 2). Thereby, each light-receiving member can receive the light that has passed through each photoelastic polyurethane resin 2 from one side in the longitudinal direction to the other side. Examples of the light-receiving member include an element capable of converting the intensity of received light into an electric signal (optical signal), such as a photodiode.

また、受光部8は、必要に応じて、反射板などの反射部材を備え、反射部材を介して、光弾性ポリウレタン樹脂2から受光部材に光を導入可能としていてもよい。 Further, the light receiving section 8 may be provided with a reflecting member such as a reflecting plate, as necessary, so that light can be introduced from the photoelastic polyurethane resin 2 to the light receiving member via the reflecting member.

また、図1において仮想線で示されるように、受光部8には、処理部5が電気的に接続されている。 In addition, as indicated by a phantom line in FIG. 1 , the processing section 5 is electrically connected to the light receiving section 8 .

処理部5は、光センサ4が光弾性ポリウレタン樹脂2毎に検知した光信号から、測定荷重を算出するために設けられている。 The processing unit 5 is provided to calculate the measured load from the optical signal detected by the optical sensor 4 for each photoelastic polyurethane resin 2 .

処理部5は、受光部8において受光された光の強度を分析するための分析処理ユニットであり、演算領域としての演算部と、記憶領域としてのメモリ部とを備えている。 The processing section 5 is an analysis processing unit for analyzing the intensity of the light received by the light receiving section 8, and includes a calculation section as a calculation area and a memory section as a storage area.

処理部5のメモリ部には、光弾性ポリウレタン樹脂2に負荷された荷重と、その荷重が負荷されたときに光弾性ポリウレタン樹脂2を通過した光信号の強度との相関データが、光弾性ポリウレタン樹脂2毎に格納されている。 Correlation data between the load applied to the photoelastic polyurethane resin 2 and the intensity of the optical signal that passed through the photoelastic polyurethane resin 2 when the load was applied is stored in the memory unit of the processing unit 5 . Stored for each resin 2 .

さらに、光センサ4は、単数または複数(好ましくは、2つ)の偏光板10を備えている。偏光板10は、例えば、発光部7およびポリウレタン積層体3の間や、受光部8およびポリウレタン積層体4の間などに、それぞれ配置される。そして、これら偏光板10は、互いに異なる振動波を通過可能とする。 Furthermore, the optical sensor 4 includes one or more (preferably two) polarizing plates 10 . The polarizing plate 10 is arranged, for example, between the light emitting section 7 and the polyurethane laminate 3, between the light receiving section 8 and the polyurethane laminate 4, and the like. These polarizing plates 10 allow different vibration waves to pass therethrough.

より具体的には、例えば、発光部7およびポリウレタン積層体3の間には、光の左右振動波(横波)を通過させる偏向板10Aが配置される。 More specifically, for example, a polarizing plate 10A is arranged between the light-emitting portion 7 and the polyurethane laminate 3 to allow the lateral oscillation wave (transverse wave) of light to pass therethrough.

一方、受光部8およびポリウレタン積層体3の間には、光の上下振動波(縦波)を通過させる偏光板10Bが配置される。 On the other hand, between the light receiving portion 8 and the polyurethane laminate 3, a polarizing plate 10B is arranged to pass vertical vibration waves (longitudinal waves) of light.

このような偏光板10によって、受光部8で受光される光と、ポリウレタン積層体3に負荷される荷重との相関関係を得ることができる。 With such a polarizing plate 10, the correlation between the light received by the light receiving section 8 and the load applied to the polyurethane laminate 3 can be obtained.

すなわち、発光部7において生じた光は、偏光板10Aを通過した後、ポリウレタン積層体3に照射される。 That is, the light generated in the light emitting section 7 is irradiated onto the polyurethane laminate 3 after passing through the polarizing plate 10A.

このとき、図2Aが参照されるように、ポリウレタン積層体3に荷重が負荷されていなければ、各光弾性ポリウレタン樹脂2は変形しないため、複屈折を生じない。 At this time, as shown in FIG. 2A, if no load is applied to the polyurethane laminate 3, each photoelastic polyurethane resin 2 is not deformed, and birefringence does not occur.

そのため、偏光板10Aおよび光弾性ポリウレタン樹脂2を通過した光は、偏光板10Bにおいて遮られる。その結果、受光部8で受光される光信号の強度は、小さくなる。 Therefore, the light passing through the polarizing plate 10A and the photoelastic polyurethane resin 2 is blocked by the polarizing plate 10B. As a result, the intensity of the optical signal received by the light receiving section 8 is reduced.

一方、図2Bが参照されるように、ポリウレタン積層体3に対して、例えば、第3方向一方側(上側)から他方側(下側)に荷重が負荷されると、各光弾性ポリウレタン樹脂2は、荷重に応じた変形を生じ、複屈折を生じさせる。 On the other hand, as shown in FIG. 2B, when a load is applied to the polyurethane laminate 3 from one side (upper side) to the other side (lower side) in the third direction, each photoelastic polyurethane resin 2 produces deformation according to load and produces birefringence.

そのため、偏光板10Aおよび光弾性ポリウレタン樹脂2を通過し、複屈折された光が、偏光板10Bを通過して、受光部8で受光される。その結果、受光部8で受光される光信号の強度は、大きくなる。なお、複屈折の度合いと、荷重の大きさとの関係は、比例するものではなく、光弾性定数の絶対値に応じた所定波形のグラフとして示される。 Therefore, the light that has passed through the polarizing plate 10A and the photoelastic polyurethane resin 2 and has been birefringent passes through the polarizing plate 10B and is received by the light receiving section 8 . As a result, the intensity of the optical signal received by the light receiving section 8 increases. Note that the relationship between the degree of birefringence and the magnitude of the load is not proportional, but is shown as a graph of a predetermined waveform corresponding to the absolute value of the photoelastic constant.

また、図2Bにおいて、各光弾性ポリウレタン樹脂2は、光弾性定数の絶対値が互いに異なるため、発光部7から照射される光の強度(発光強度)が同一であり、また、各光弾性ポリウレタン樹脂2に対して負荷される荷重が同一であっても、各光弾性ポリウレタン樹脂2内における複屈折の度合いが異なり、その結果、受光部8で受光される光信号の強度(受光強度)が異なる。 In FIG. 2B, since the photoelastic constants of the photoelastic polyurethane resins 2 differ from each other, the intensity of the light emitted from the light emitting unit 7 (emission intensity) is the same. Even if the load applied to the resin 2 is the same, the degree of birefringence in each photoelastic polyurethane resin 2 is different. different.

そこで、感圧センサ1では、各光弾性ポリウレタン樹脂2に対して、負荷される荷重の大きさと、複屈折による減衰後の光の強度(受光強度)との相関データを予め取得し、処理部5に格納する。 Therefore, in the pressure sensor 1, correlation data between the magnitude of the load applied to each photoelastic polyurethane resin 2 and the intensity of light after attenuation due to birefringence (light receiving intensity) is acquired in advance, and the processing unit 5.

例えば、受光部材としてフォトダイオードを用いる場合、各光弾性ポリウレタン樹脂2を通過した光(複屈折により減衰した後の光)の強度(受光強度)を、それぞれフォトダイオードによって電圧値に変換する。そして、各電圧値と、負荷される荷重の大きさとの相関データを取得する。このような相関データは、例えば、各光弾性ポリウレタン樹脂2において、互いに異なる波形のグラフとして示される。 For example, when a photodiode is used as a light receiving member, the intensity (light receiving intensity) of light that has passed through each photoelastic polyurethane resin 2 (light after being attenuated by birefringence) is converted into a voltage value by each photodiode. Correlation data between each voltage value and the magnitude of the applied load is acquired. Such correlation data are shown as graphs of different waveforms for each photoelastic polyurethane resin 2, for example.

相関データの一例としては、特定の光弾性定数(絶対値)を有する光弾性ポリウレタン樹脂2Aでは、図3Aに示すように、特定の波形の相関データが得られる。 As an example of correlation data, a photoelastic polyurethane resin 2A having a specific photoelastic constant (absolute value) provides correlation data of a specific waveform, as shown in FIG. 3A.

これに対して、光弾性ポリウレタン樹脂2Bは、光弾性ポリウレタン樹脂2Aの光弾性定数(絶対値)とは異なる光弾性定数(絶対値)を有するため、図3Bに示すように、図3Aの波形とは異なる波形の相関データが得られる。 On the other hand, the photoelastic polyurethane resin 2B has a photoelastic constant (absolute value) different from the photoelastic constant (absolute value) of the photoelastic polyurethane resin 2A. Correlation data with a different waveform is obtained.

そして、これら相関データが、処理部5のメモリ部に格納される。 These correlation data are stored in the memory section of the processing section 5 .

また、処理部5のメモリ部には、上記の相関データから、後述の方法で光信号から荷重を算出するための荷重検知プログラムが格納されている。 Further, the memory section of the processing section 5 stores a load detection program for calculating the load from the light signal from the above correlation data by a method described later.

これにより、処理部5は、下記の荷重検知方法によって、受光部8において検知された光に基づく光信号(例えば、電圧値)に基づいて、光弾性ポリウレタン樹脂2に負荷された推定荷重を算出可能としている。 As a result, the processing unit 5 calculates the estimated load applied to the photoelastic polyurethane resin 2 based on the optical signal (for example, voltage value) based on the light detected by the light receiving unit 8 by the following load detection method. It is possible.

次に、この感圧センサ1を用いて、光弾性ポリウレタン樹脂2に荷重が負荷された場合の推定荷重を荷重検知プログラムにより算出する方法(荷重検知方法)について、図1~図3を参照して説明する。 Next, referring to FIGS. 1 to 3, a method (load detection method) for calculating an estimated load when a load is applied to the photoelastic polyurethane resin 2 using the pressure sensor 1 by means of a load detection program. to explain.

この荷重検知方法では、まず、制御部6の制御により発光部7の発光部材(ダイオードなど)から各光弾性ポリウレタン樹脂2(光弾性ポリウレタン樹脂2Aおよび光弾性ポリウレタン樹脂2B)に、光を入射する。 In this load detection method, light is first made incident on each photoelastic polyurethane resin 2 (photoelastic polyurethane resin 2A and photoelastic polyurethane resin 2B) from a light emitting member (such as a diode) of the light emitting part 7 under the control of the control part 6. .

そして、各光弾性ポリウレタン樹脂2(光弾性ポリウレタン樹脂2Aおよび光弾性ポリウレタン樹脂2B)を通過した光を、受光部8の受光部材(フォトダイオードなど)で受光して、その受光した光の強度を、光信号として処理部5に入力する。例えば、受光部材としてフォトダイオードを用いる場合、各光弾性ポリウレタン樹脂2を通過した光の強度を、それぞれフォトダイオードによって電圧値に変換し、各電圧値を光信号(電気信号)として処理部5に入力する。 Light passing through each photoelastic polyurethane resin 2 (photoelastic polyurethane resin 2A and photoelastic polyurethane resin 2B) is received by a light receiving member (such as a photodiode) of the light receiving unit 8, and the intensity of the received light is measured. , is input to the processing unit 5 as an optical signal. For example, when a photodiode is used as a light receiving member, the intensity of light passing through each photoelastic polyurethane resin 2 is converted into a voltage value by each photodiode, and each voltage value is sent to the processing unit 5 as an optical signal (electrical signal). input.

このとき、上記した通り、受光部8で受光される光の強度と、光弾性ポリウレタン樹脂2に負荷された荷重との相関は、各光弾性ポリウレタン樹脂2間で互いに異なる。 At this time, as described above, the correlation between the intensity of light received by the light receiving portion 8 and the load applied to the photoelastic polyurethane resin 2 differs among the photoelastic polyurethane resins 2 .

つまり、図2Aに示されるように、光弾性ポリウレタン樹脂2に荷重が負荷されていなければ、各光弾性ポリウレタン樹脂2は、無変形状態である。この場合、各光弾性ポリウレタン樹脂2に対して入射された光は、複屈折を生じることなく各光弾性ポリウレタン樹脂2を通過し、偏光板10Bで遮られる。つまり、光弾性ポリウレタン樹脂2が無変形状態である場合、受光部8で受光される光の強度は、小さくなる。 That is, as shown in FIG. 2A, if no load is applied to the photoelastic polyurethane resin 2, each photoelastic polyurethane resin 2 is in an undeformed state. In this case, light incident on each photoelastic polyurethane resin 2 passes through each photoelastic polyurethane resin 2 without causing birefringence and is blocked by the polarizing plate 10B. That is, when the photoelastic polyurethane resin 2 is in an undeformed state, the intensity of light received by the light receiving section 8 is reduced.

一方、例えば、図2Bに示されるように、光弾性ポリウレタン樹脂2の第3方向一方側(上側)から第3方向他方側(下側)に荷重が負荷されている場合、各光弾性ポリウレタン樹脂2は、荷重に応じて変形を生じる。そして、各光弾性ポリウレタン樹脂2に対して入射された光は、変形部分において複屈折を生じ、その複屈折光が、偏光板10Bを通過して、受光部8で受光される。つまり、光弾性ポリウレタン樹脂2が変形状態である場合、受光部8で受光される光の強度は、大きくなる。 On the other hand, for example, as shown in FIG. 2B, when a load is applied from one side (upper side) in the third direction of the photoelastic polyurethane resin 2 to the other side (lower side) in the third direction, each photoelastic polyurethane resin 2 produces deformation according to the load. The light incident on each photoelastic polyurethane resin 2 is birefringent at the deformed portion, and the birefringent light passes through the polarizing plate 10B and is received by the light receiving section 8. FIG. That is, when the photoelastic polyurethane resin 2 is in a deformed state, the intensity of light received by the light receiving section 8 increases.

このとき、上記の各光弾性ポリウレタン樹脂2は、光弾性定数の絶対値が互いに異なるため、上記した通り、変形状態の各光弾性ポリウレタン樹脂2を通過した光の強度(受光強度L)の減衰の度合いは、荷重の大きさに応じて変化するが、それら光の強度と荷重との相関は、各光弾性ポリウレタン樹脂2間で互いに異なる。 At this time, since the photoelastic polyurethane resins 2 have different absolute values of photoelastic constants, the intensity of light (light receiving intensity L R ) that has passed through each photoelastic polyurethane resin 2 in the deformed state is The degree of attenuation changes according to the magnitude of the load, but the correlation between the light intensity and the load differs between the photoelastic polyurethane resins 2 .

そのため、この検知方法では、まず、光センサ4が光弾性ポリウレタン樹脂2毎に検知した光信号の強度から、上記の相関データに基づいて、光弾性ポリウレタン樹脂2毎に、複数の推定荷重を算出する。 Therefore, in this detection method, first, a plurality of estimated loads are calculated for each photoelastic polyurethane resin 2 based on the above correlation data from the intensity of the optical signal detected by the optical sensor 4 for each photoelastic polyurethane resin 2. do.

すなわち、図3Aおよび図3Bが参照されるように、光信号の強度と、荷重との相関データは、特定の波形を有するため、受光部8が特定の強度の光信号(例えば、特定の電圧値)を検知した場合には、その強度となる荷重の候補が複数選出される。 That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, the correlation data between the intensity of the optical signal and the load has a specific waveform. value) is detected, a plurality of load candidates having that strength are selected.

より具体的には、図3Aが参照されるように、受光部8が、光弾性ポリウレタン樹脂2Aを通過した光を、特定の光信号の強度(例えば、電圧値0.6V)として検知した場合、その光信号の強度となる推定荷重の候補は、複数選出される(例えば、5.2N、7.4N、9.5N、12.0N、15.1N、16.0N、18.3N、19.4N)。 More specifically, as shown in FIG. 3A, when the light receiving section 8 detects the light passing through the photoelastic polyurethane resin 2A as a specific optical signal intensity (for example, voltage value 0.6 V), , a plurality of estimated weight candidates are selected as the intensity of the optical signal (for example, 5.2N, 7.4N, 9.5N, 12.0N, 15.1N, 16.0N, 18.3N, 19 .4N).

また、図3Bが参照されるように、受光部8が、光弾性ポリウレタン樹脂2Bを通過した光を、特定の光信号の強度(例えば、電圧値0.8V)として検知した場合、その光信号の強度となる推定荷重の候補も、複数選出される(例えば、6.9N、10.0N、13.7N、16.0N、19.9N、26.4N、27.8N)。 Further, as shown in FIG. 3B, when the light receiving unit 8 detects the light passing through the photoelastic polyurethane resin 2B as the intensity of a specific optical signal (for example, voltage value of 0.8 V), the optical signal A plurality of candidates for the estimated load having the intensity of are also selected (eg, 6.9N, 10.0N, 13.7N, 16.0N, 19.9N, 26.4N, 27.8N).

そこで、この荷重検知方法では、光弾性ポリウレタン樹脂2毎に算出された複数の推定荷重から、すべての光弾性ポリウレタン樹脂2に共通する推定荷重を、測定荷重として抽出する。 Therefore, in this load detection method, from a plurality of estimated loads calculated for each photoelastic polyurethane resin 2, an estimated load common to all photoelastic polyurethane resins 2 is extracted as a measurement load.

例えば、光弾性ポリウレタン樹脂2Aを通過した光の強度から選出された推定荷重の候補(例えば、5.2N、7.4N、9.5N、12.0N、15.1N、16.0N、18.3N、19.4N)と、光弾性ポリウレタン樹脂2Bを通過した光の強度から選出された推定荷重の候補(例えば、6.9N、10.0N、13.7N、16.0N、19.9N、26.4N、27.8N)とを対比し、共通する推定荷重(例えば、16.0N)を、測定荷重として抽出する。 For example, estimated load candidates (eg, 5.2N, 7.4N, 9.5N, 12.0N, 15.1N, 16.0N, 18.0N, 18.0N, 18.0N, 18.0N, 5.2N, 7.4N, 9.5N, 12.0N, 15.1N, 16.0N) selected from the intensity of light that has passed through the photoelastic polyurethane resin 2A. 3N, 19.4N) and estimated load candidates (for example, 6.9N, 10.0N, 13.7N, 16.0N, 19.9N, 26.4N, 27.8N), and a common estimated load (for example, 16.0N) is extracted as the measured load.

つまり、この荷重検知方法では、各光弾性ポリウレタン樹脂2において選出された推定荷重のうち、すべての光弾性ポリウレタン樹脂2で共通する値を、測定荷重とする。 That is, in this load detection method, among the estimated loads selected for each photoelastic polyurethane resin 2, the value common to all the photoelastic polyurethane resins 2 is used as the measurement load.

このように、上記の感圧センサ1では、光弾性定数の絶対値が互いに異なる複数の光弾性ポリウレタン樹脂2のそれぞれを通過した光を、光センサ4により検知する。検知された光信号は、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2の光弾性定数の絶対値が互いに異なるため、光弾性ポリウレタン樹脂2毎に異なる。つまり、特定の荷重が負荷されると、検知された光信号は、光弾性ポリウレタン樹脂2毎に異なる。 Thus, in the pressure-sensitive sensor 1 described above, the optical sensor 4 detects light passing through each of the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 having different absolute values of photoelastic constants. The detected optical signal differs for each photoelastic polyurethane resin 2 because the absolute values of the photoelastic constants of the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 are different from each other. That is, when a specific load is applied, the detected optical signal differs for each photoelastic polyurethane resin 2 .

そのため、処理部5は、光弾性ポリウレタン樹脂2毎に異なった光信号から、測定荷重を算出することができる。 Therefore, the processing unit 5 can calculate the measured load from optical signals that differ for each photoelastic polyurethane resin 2 .

その結果、1つの光弾性ポリウレタン樹脂2から検知された光信号(電圧)を積算することなく、測定荷重を算出できるので、簡易な構成により、精度よく荷重を測定することができる。 As a result, the load to be measured can be calculated without accumulating optical signals (voltage) detected from one photoelastic polyurethane resin 2, so that the load can be measured with high accuracy with a simple configuration.

とりわけ、上記の感圧センサ1では、処理部5が、光弾性ポリウレタン樹脂2に負荷された荷重と光信号の強度との相関データが格納されたメモリ部を備えている。 In particular, in the pressure-sensitive sensor 1 described above, the processing section 5 includes a memory section in which correlation data between the load applied to the photoelastic polyurethane resin 2 and the intensity of the optical signal is stored.

そして、処理部5では、光弾性ポリウレタン樹脂2毎に、検知された光信号の強度から複数の推定荷重を算出し、すべての光弾性ポリウレタン樹脂2に共通する推定荷重を、測定荷重として抽出する。 Then, the processing unit 5 calculates a plurality of estimated loads from the intensity of the detected optical signal for each photoelastic polyurethane resin 2, and extracts the estimated load common to all the photoelastic polyurethane resins 2 as the measured load. .

そのため、簡易な演算により、確実に荷重を測定することができる。 Therefore, the load can be reliably measured by a simple calculation.

また、上記の感圧センサ1では、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2が、荷重が負荷される方向に重なって配置されている。そのため、負荷される荷重が、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2に一律に作用する。その結果、確実な荷重の測定を達成することができる。 Further, in the above-described pressure sensor 1, a plurality of photoelastic polyurethane resins 2 are arranged so as to overlap each other in the direction in which the load is applied. Therefore, the applied load uniformly acts on the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 . As a result, reliable load measurement can be achieved.

なお、上記した説明では、荷重が負荷される第3方向を、鉛直方向としているが、荷重が負荷される方向は、特に制限されず、例えば、水平方向であってもよく、その他の任意の方向であってもよい。 In the above description, the third direction in which the load is applied is the vertical direction, but the direction in which the load is applied is not particularly limited. It can be a direction.

また、上記した説明では、予め測定された荷重と光信号の強度との相関データから、光弾性ポリウレタン樹脂2に負荷された荷重を算出しているが、処理部5による荷重の算出方法は、上記に限定されない。 In the above description, the load applied to the photoelastic polyurethane resin 2 is calculated from the correlation data between the load measured in advance and the intensity of the optical signal. Not limited to the above.

例えば、図4に示されるように、光弾性ポリウレタン樹脂2は、荷重に応じた複屈折を生じるため、偏光板を介して複屈折光を観察すれば、荷重に応じた干渉縞Sが発現する。そこで、光弾性ポリウレタン樹脂2に負荷された荷重と、その荷重により生じる複屈折光の干渉縞との相関データを、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2毎に取得することができる。そして、処理部5(図1参照)は、荷重が負荷されたときに生じる干渉縞Sを観測し、上記の相関データに基づいて、干渉縞Sから荷重を算出することもできる。 For example, as shown in FIG. 4, the photoelastic polyurethane resin 2 produces birefringence depending on the load. Therefore, when birefringent light is observed through a polarizing plate, interference fringes S appear depending on the load. . Therefore, correlation data between the load applied to the photoelastic polyurethane resin 2 and the interference fringes of birefringent light generated by the load can be obtained for each of the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 . The processing unit 5 (see FIG. 1) can also observe the interference fringes S generated when the load is applied, and calculate the load from the interference fringes S based on the above correlation data.

また、上記した説明では、感圧センサ1は、光弾性ポリウレタン樹脂2を2つ備えているが、光弾性ポリウレタン樹脂2の数は、2つ以上であればよく、その数は特に制限されない。感圧センサ1は、3つ以上の光弾性ポリウレタン樹脂2を備えていてもよい。 In the above description, the pressure-sensitive sensor 1 includes two photoelastic polyurethane resins 2, but the number of photoelastic polyurethane resins 2 may be two or more, and the number is not particularly limited. The pressure sensor 1 may comprise three or more photoelastic polyurethane resins 2 .

図5において、第2実施形態として、3つの光弾性ポリウレタン樹脂2を備える感圧センサ1を示す。以下、3つの光弾性ポリウレタン樹脂2を、それぞれ、光弾性ポリウレタン樹脂2A、光弾性ポリウレタン樹脂2Bおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Cと称して区別する。 FIG. 5 shows a pressure sensor 1 comprising three photoelastic polyurethane resins 2 as a second embodiment. The three photoelastic polyurethane resins 2 are hereinafter referred to as a photoelastic polyurethane resin 2A, a photoelastic polyurethane resin 2B, and a photoelastic polyurethane resin 2C, respectively, for distinction.

図5に示す第2実施形態では、第3方向他方側(下側)から第3方向一方側(上側)に向けて、光弾性ポリウレタン樹脂2C、光弾性ポリウレタン樹脂2Bおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Aが、順次積層されている。 In the second embodiment shown in FIG. 5, photoelastic polyurethane resin 2C, photoelastic polyurethane resin 2B, and photoelastic polyurethane resin 2A are arranged from the other side (lower side) in the third direction toward the one side (upper side) in the third direction. , are sequentially stacked.

このような第2実施形態では、光弾性ポリウレタン樹脂2A、光弾性ポリウレタン樹脂2Bおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Cのそれぞれについて、負荷荷重と光信号の強度との相関データが取得され、処理部5のメモリ部に格納される。 In the second embodiment as described above, the correlation data between the load and the intensity of the optical signal is acquired for each of the photoelastic polyurethane resin 2A, the photoelastic polyurethane resin 2B, and the photoelastic polyurethane resin 2C, and stored in the memory of the processing unit 5. stored in the department.

そして、ポリウレタン積層体3に荷重が負荷された場合には、光弾性ポリウレタン樹脂2A、光弾性ポリウレタン樹脂2Bおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Cのそれぞれにおいて、光信号の強度に基づく荷重の候補が選出される。 When a load is applied to the polyurethane laminate 3, load candidates based on the intensity of the optical signal are selected for each of the photoelastic polyurethane resin 2A, the photoelastic polyurethane resin 2B, and the photoelastic polyurethane resin 2C. .

その後、各光弾性ポリウレタン樹脂2において選出された推定荷重のうち、すべての光弾性ポリウレタン樹脂2で共通する値を、推定荷重とする。 Then, among the estimated loads selected for each photoelastic polyurethane resin 2, the value common to all the photoelastic polyurethane resins 2 is used as the estimated load.

なお、上記の感圧センサ1は、光弾性ポリウレタン樹脂2を多く備えるほど、より精密に屈曲方向を検知することができる。そのため、感圧センサ1における光弾性ポリウレタン樹脂2の数は、3つ以上であることが好ましい。一方、光弾性ポリウレタン樹脂2を多く備えるほど、生産効率およびコスト性が低下するため、感圧センサ1における光弾性ポリウレタン樹脂2の数は、通常、10つ以下、好ましくは、5つ以下、より好ましくは、4つ以下、とりわけ好ましくは、3つである。 It should be noted that the more the photoelastic polyurethane resin 2 provided, the more accurately the pressure-sensitive sensor 1 can detect the bending direction. Therefore, the number of photoelastic polyurethane resins 2 in pressure sensor 1 is preferably three or more. On the other hand, the more the photoelastic polyurethane resin 2 is provided, the lower the production efficiency and cost performance. Preferably no more than 4, especially preferably 3.

また、上記した説明では、各光弾性ポリウレタン樹脂2は、平面視略矩形のシート状に形成されているが、光弾性ポリウレタン樹脂2の形状は、特に制限されず、測定対象に応じて、種々変更することができる。 In the above description, each photoelastic polyurethane resin 2 is formed in a sheet shape that is substantially rectangular in plan view, but the shape of the photoelastic polyurethane resin 2 is not particularly limited, and can vary depending on the object to be measured. can be changed.

例えば、光弾性ポリウレタン樹脂2に対する荷重が不均一となり、光センサ4の光が通過する光路に対して、適切に荷重を負荷できない可能性がある場合には、図6に第3実施形態として示すように、光弾性ポリウレタン樹脂2を、第3方向一方側に向けて突出させることができる。 For example, when the load on the photoelastic polyurethane resin 2 becomes non-uniform and there is a possibility that the load cannot be appropriately applied to the optical path through which the light of the optical sensor 4 passes, FIG. 6 shows a third embodiment. , the photoelastic polyurethane resin 2 can be projected toward one side in the third direction.

この第3実施形態では、荷重が負荷される方向(第3方向)における最上層の光弾性ポリウレタン樹脂2Aの、光センサ4の光が通過する光路と重なる部分が、荷重が負荷される方向(第3方向上側から下側)とは反対方向(第3方向下側から上側)に向けて、突出している。 In this third embodiment, the portion of the photoelastic polyurethane resin 2A of the uppermost layer in the direction (third direction) in which the load is applied, which overlaps with the optical path through which the light of the optical sensor 4 passes, is aligned in the direction in which the load is applied (the third direction). It protrudes in the opposite direction (from the bottom to the top in the third direction).

なお、突出する部分は、光弾性ポリウレタン樹脂2において、光センサ4の光が通過する光路と重なる部分の全部であってもよく、一部であってもよい。例えば、図6では、光弾性ポリウレタン樹脂2Aの幅方向(第2方向)中央部分が最も第3方向一方側へ隆起し、幅方向(第2方向)両端部およびその近傍が隆起しない形状に、形成されている。 The projecting portion may be all or part of the portion of the photoelastic polyurethane resin 2 that overlaps the optical path through which the light from the optical sensor 4 passes. For example, in FIG. 6, the central portion in the width direction (second direction) of the photoelastic polyurethane resin 2A protrudes most toward one side in the third direction, and both ends in the width direction (second direction) and the vicinity thereof do not protrude. formed.

このような感圧センサ1では、光弾性ポリウレタン樹脂2の光路と重なる部分が、荷重が負荷される方向と反対方向に突出している。そのため、測定対象は、突出する部分と最初に接触することができる。そうすると、光弾性ポリウレタン樹脂2の光路と重なる部分に、適切に荷重を負荷することができる。その結果、より精度のよい荷重を測定を達成することができる。 In such a pressure sensor 1, the portion of the photoelastic polyurethane resin 2 that overlaps the optical path protrudes in the direction opposite to the direction in which the load is applied. As such, the measurement object can first come into contact with the protruding portion. Then, a load can be appropriately applied to the portion of the photoelastic polyurethane resin 2 that overlaps the optical path. As a result, more accurate load measurement can be achieved.

また、図5に示す第2実施形態においても、上記と同様に、光弾性ポリウレタン樹脂2を第3方向一方側に向けて突出させることができる(図5仮想線参照)。 Also in the second embodiment shown in FIG. 5, similarly to the above, the photoelastic polyurethane resin 2 can be projected toward one side in the third direction (see the phantom line in FIG. 5).

また、上記の説明では、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2は、荷重が負荷される第3方向に沿って積層配置されているが、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2の配置は、上記に限定されない。 In the above description, the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 are stacked along the third direction in which the load is applied, but the arrangement of the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 is not limited to the above.

より具体的には、例えば、図7において第4実施形態として示すように、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2を、荷重が負荷される第3方向と交差する方向に沿って並ぶように配置することもできる。 More specifically, for example, as shown in FIG. 7 as a fourth embodiment, a plurality of photoelastic polyurethane resins 2 may be arranged so as to line up along a direction intersecting the third direction in which a load is applied. can also

図7において、第4実施形態として、3つの光弾性ポリウレタン樹脂2が、荷重が負荷される第3方向と直交する第2方向に沿って、並列配置されている感圧センサ1を示す。以下、3つの光弾性ポリウレタン樹脂2を、それぞれ、光弾性ポリウレタン樹脂2D、光弾性ポリウレタン樹脂2Eおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Fと称して区別する。 FIG. 7 shows, as a fourth embodiment, a pressure sensor 1 in which three photoelastic polyurethane resins 2 are arranged in parallel along a second direction perpendicular to the third direction in which a load is applied. The three photoelastic polyurethane resins 2 are hereinafter referred to as a photoelastic polyurethane resin 2D, a photoelastic polyurethane resin 2E, and a photoelastic polyurethane resin 2F, respectively, for distinction.

図7に示す第4実施形態では、第2方向一方側から第2方向他方側に向けて、光弾性ポリウレタン樹脂2D、光弾性ポリウレタン樹脂2Eおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Fが、順次並列されている。 In the fourth embodiment shown in FIG. 7, a photoelastic polyurethane resin 2D, a photoelastic polyurethane resin 2E, and a photoelastic polyurethane resin 2F are arranged in order from one side in the second direction to the other side in the second direction.

このような第4実施形態では、光弾性ポリウレタン樹脂2D、光弾性ポリウレタン樹脂2Eおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Fのそれぞれについて、負荷荷重と光信号の強度との相関データが取得され、処理部5のメモリ部に格納される。 In such a fourth embodiment, the correlation data between the load and the intensity of the optical signal is acquired for each of the photoelastic polyurethane resin 2D, the photoelastic polyurethane resin 2E, and the photoelastic polyurethane resin 2F, and stored in the memory of the processing unit 5. stored in the department.

そして、光弾性ポリウレタン樹脂2D、光弾性ポリウレタン樹脂2Eおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Fのそれぞれについて、一様に荷重が負荷された場合には、光弾性ポリウレタン樹脂2D、光弾性ポリウレタン樹脂2Eおよび光弾性ポリウレタン樹脂2Fのそれぞれにおいて、光信号の強度に基づく荷重の候補が選出される。 When a uniform load is applied to each of the photoelastic polyurethane resin 2D, the photoelastic polyurethane resin 2E and the photoelastic polyurethane resin 2F, the photoelastic polyurethane resin 2D, the photoelastic polyurethane resin 2E and the photoelastic polyurethane resin 2F For each of the resins 2F, candidate weights are selected based on the intensity of the optical signal.

その後、各光弾性ポリウレタン樹脂2において選出された推定荷重のうち、すべての光弾性ポリウレタン樹脂2で共通する値を、推定荷重とする。 Then, among the estimated loads selected for each photoelastic polyurethane resin 2, the value common to all the photoelastic polyurethane resins 2 is used as the estimated load.

このような感圧センサ1では、すべての光弾性ポリウレタン樹脂2に一様に荷重が付加される必要はあるが、複数の光弾性ポリウレタン樹脂2が、荷重が負荷される方向と交差する方向に並んで配置されているため、感圧センサ1の薄型化を図ることができる。 In such a pressure-sensitive sensor 1, it is necessary to uniformly apply a load to all the photoelastic polyurethane resins 2, but the plurality of photoelastic polyurethane resins 2 are arranged in a direction intersecting the direction in which the load is applied. Since they are arranged side by side, the thickness of the pressure sensor 1 can be reduced.

また、図7に示す第4実施形態においても、上記と同様に、光弾性ポリウレタン樹脂2を第3方向一方側に向けて突出させることができる(図7仮想線参照)。 Also in the fourth embodiment shown in FIG. 7, similarly to the above, the photoelastic polyurethane resin 2 can be projected toward one side in the third direction (see the phantom line in FIG. 7).

なお、上記の感圧センサ1では、光弾性ポリウレタン樹脂2の複屈折により生じた光を光センサ4の偏光板10により抽出し、その光信号と荷重との相関データから、荷重を算出しているが、例えば、偏光板10を用いることなく、複屈折による光強度の減衰と、荷重との相関データから、荷重を算出してもよい。 In the above-described pressure-sensitive sensor 1, the light generated by the birefringence of the photoelastic polyurethane resin 2 is extracted by the polarizing plate 10 of the optical sensor 4, and the load is calculated from the correlation data between the light signal and the load. However, for example, without using the polarizing plate 10, the load may be calculated from the correlation data between the light intensity attenuation due to birefringence and the load.

また、上記の感圧センサ1は、光弾性ポリウレタン樹脂2の第1方向一方側から光が照射され、第1方向他方側から光が射出される透過型センサであるが、例えば、光弾性ポリウレタン樹脂2の第1方向一方側から光が照射され、第1方向他方側において光が再帰性反射材により反射され、光弾性ポリウレタン樹脂2の第1方向一方側から光が射出される反射型センサであってもよい。 The pressure sensor 1 is a transmissive sensor in which light is emitted from one side of the photoelastic polyurethane resin 2 in the first direction and light is emitted from the other side in the first direction. A reflective sensor in which light is emitted from one side of the resin 2 in the first direction, light is reflected by the retroreflective material on the other side in the first direction, and light is emitted from the one side of the photoelastic polyurethane resin 2 in the first direction. may be

そして、このような感圧センサ1は、簡易な構成により、精度よく荷重を測定することができる。そのため、各種産業分野において、ロボット、機器などの感圧部材として、好適に用いることができる。 And such a pressure sensor 1 can accurately measure a load with a simple configuration. Therefore, in various industrial fields, it can be suitably used as a pressure-sensitive member for robots, equipment, and the like.

次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に言及がない限り、質量基準である。 Next, the present invention will be described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited by the following examples. "Parts" and "%" are based on mass unless otherwise specified.

製造例1<光弾性ポリウレタン樹脂A>
ガラス製フラスコに、PTG-1000(ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価111.5mgKOH/g、保土谷化学社製)100質量部を仕込み、減圧下、120℃で2時間乾燥し、温度を80℃に下げ、窒素で常圧に戻した。次いで、撹拌しながら、TMP(トリメチロールプロパン)1.0質量部を加え、温度を70℃に調整した。次いで、70℃で溶解したMDI-PH(4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート、三井化学社製)20.2質量部(イソシアネートインデックス105)を投入し、撹拌混合した。
Production Example 1 <Photoelastic polyurethane resin A>
A glass flask was charged with 100 parts by mass of PTG-1000 (polytetramethylene ether glycol, hydroxyl value 111.5 mgKOH/g, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), dried under reduced pressure at 120°C for 2 hours, and heated to 80°C. and returned to normal pressure with nitrogen. Then, while stirring, 1.0 part by mass of TMP (trimethylolpropane) was added, and the temperature was adjusted to 70°C. Then, 20.2 parts by mass of MDI-PH (4,4'-diphenylmethane diisocyanate, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) dissolved at 70° C. (isocyanate index 105) was added and mixed with stirring.

その後、減圧下で30秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。 After that, it was defoamed under reduced pressure for 30 seconds, returned to normal pressure with nitrogen, and then taken out of the flask to obtain a polyurethane composition.

次いで、得られたポリウレタン組成物を、2mm厚シート型に流し込み、70℃で18時間硬化させることにより、シート状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。 Next, the obtained polyurethane composition was poured into a 2 mm thick sheet mold and cured at 70° C. for 18 hours to obtain a sheet-like photoelastic polyurethane resin.

製造例2<光弾性ポリウレタン樹脂B>
ガラス製フラスコに、PTG-1000(ポリテトラメチレンエーテルグリコール、水酸基価111.5mgKOH/g、保土谷化学社製)100質量部を仕込み、減圧下、120℃で2時間乾燥し、温度を80℃に下げ、窒素で常圧に戻した。次いで、撹拌しながら、TODI(3,3′-ジメチルビフェニル-4,4′-ジイソシアネート、日本曹達社製)9.2質量部(イソシアネートインデックス35)を投入した。次いで、撹拌しながら、TMP(トリメチロールプロパン)1.0質量部を加え、温度を70℃に調整した。次いで、70℃で溶解したMDI-PH(4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート、三井化学社製)20.2質量部(イソシアネートインデックス105)を投入し、撹拌混合した。
Production Example 2 <Photoelastic polyurethane resin B>
A glass flask was charged with 100 parts by mass of PTG-1000 (polytetramethylene ether glycol, hydroxyl value 111.5 mgKOH/g, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), dried under reduced pressure at 120°C for 2 hours, and heated to 80°C. and returned to normal pressure with nitrogen. Then, 9.2 parts by mass of TODI (3,3'-dimethylbiphenyl-4,4'-diisocyanate, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) (isocyanate index 35) was added while stirring. Then, while stirring, 1.0 part by mass of TMP (trimethylolpropane) was added, and the temperature was adjusted to 70°C. Then, 20.2 parts by mass of MDI-PH (4,4'-diphenylmethane diisocyanate, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) dissolved at 70° C. (isocyanate index 105) was added and mixed with stirring.

その後、減圧下で30秒間脱泡し、窒素で常圧に戻した後、フラスコから取り出し、ポリウレタン組成物を得た。 After that, it was defoamed under reduced pressure for 30 seconds, returned to normal pressure with nitrogen, and then taken out of the flask to obtain a polyurethane composition.

次いで、得られたポリウレタン組成物を、2mm厚シート型に流し込み、70℃で18時間硬化させることにより、シート状の光弾性ポリウレタン樹脂を得た。 Next, the obtained polyurethane composition was poured into a 2 mm thick sheet mold and cured at 70° C. for 18 hours to obtain a sheet-like photoelastic polyurethane resin.

<光弾性ポリウレタン樹脂の物性評価>
(1)光弾性定数およびヤング率
「築地光雄、高和宏行、田實佳郎著“光学フィルム用・光弾性定数測定システムの開発”、精密学会誌73、253-258(2007)」の「光弾性定数測定方法」の記載に準拠して測定し、光弾性ポリウレタン樹脂の25℃における歪み光学定数およびヤング率を得るとともに、それらから25℃における光弾性定数を算出した。上記測定には、波長630nmのレーザー光を使用した。光弾性定数およびヤング率を表1に示す。
<Evaluation of physical properties of photoelastic polyurethane resin>
(1) Photoelastic constant and Young's modulus "Mitsuo Tsukiji, Hiroyuki Takakazu, Yoshiro Tajimi, ``Development of a photoelastic constant measurement system for optical films'', Journal of Precision Society 73, 253-258 (2007)" Elastic constant measurement method", the strain optical constant and Young's modulus of the photoelastic polyurethane resin at 25°C were obtained, and the photoelastic constant at 25°C was calculated therefrom. A laser beam with a wavelength of 630 nm was used for the above measurements. Table 1 shows the photoelastic constant and Young's modulus.

(2)動的粘弾性
光弾性ポリウレタン樹脂を、動的粘弾性測定装置(VES-F-III、VISCO-ELASTICSPECTROMETER、岩本製作所社製)を用いて、昇温速度5℃/分、振動数10Hz、振幅±0.01mmの温度分散モードにて測定し、貯蔵伸長弾性率(E’)、損失伸長弾性率(E’’)および損失正接(tanδ)を求めるとともに、得られたデータの損失正接(tanδ)のピーク値の温度を、ガラス転移温度(Tg)とした。貯蔵伸長弾性率(E’)、損失伸長弾性率(E’’)、損失正接(tanδ)およびガラス転移温度(Tg)を表1に示す。
(2) Dynamic viscoelasticity A photoelastic polyurethane resin was measured using a dynamic viscoelasticity measuring device (VES-F-III, VISCO-ELASTIC SPECTROMETER, manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) at a temperature increase rate of 5 ° C./min and a frequency of 10 Hz. , measured in a temperature dispersion mode with an amplitude of ± 0.01 mm to obtain the storage elongation modulus (E'), the loss elongation modulus (E'') and the loss tangent (tan δ), and the loss tangent of the obtained data The temperature of the peak value of (tan δ) was defined as the glass transition temperature (Tg). Table 1 shows the storage elongation modulus (E′), loss elongation modulus (E″), loss tangent (tan δ) and glass transition temperature (Tg).

Figure 0007120956000001
Figure 0007120956000001

実施例1<感圧センサ>
製造例1および製造例2で得られた光弾性ポリウレタン樹脂を用いて、図1に示すように、感圧センサを作製した。
Example 1 <Pressure sensor>
Using the photoelastic polyurethane resins obtained in Production Examples 1 and 2, a pressure sensor was produced as shown in FIG.

すなわち、光弾性ポリウレタン樹脂Aと光弾性ポリウレタン樹脂Bとを積層した。 That is, photoelastic polyurethane resin A and photoelastic polyurethane resin B were laminated.

また、各光弾性ポリウレタン樹脂の両端を裁断して平滑化して、それぞれの一方側端部に、光源および光ファイバーU-49(商品名、キーエンス製)を接着剤で固定した。これにより、各光弾性ポリウレタン樹脂に光を入射可能とした。また、各光弾性ポリウレタン樹脂の他方側端部には、光弾性ポリウレタン樹脂を通過した光を検出するために、フォトダイオードを備えたアンプFS-N11MN(商品名、キーエンス製)を、反射板を介して接続した。そして、アンプから出力される電圧値を、データロガーNR-600(商品名、キーエンス製)にて記録した。 Both ends of each photoelastic polyurethane resin were cut and smoothed, and a light source and an optical fiber U-49 (trade name, manufactured by Keyence) were fixed to one end of each with an adhesive. This made it possible for light to enter each photoelastic polyurethane resin. At the other end of each photoelastic polyurethane resin, an amplifier FS-N11MN (trade name, manufactured by Keyence) equipped with a photodiode is provided to detect light passing through the photoelastic polyurethane resin, and a reflector is provided. connected through Then, the voltage value output from the amplifier was recorded with a data logger NR-600 (trade name, manufactured by Keyence).

<<荷重-電圧グラフ>>
上記の感圧センサと同様にして、光源およびフォトダイオードを、単独の各光弾性ポリウレタン樹脂に対して接続した。
<<Load-Voltage Graph>>
A light source and photodiode were connected to each single photoelastic polyurethane resin in the same manner as the pressure sensors described above.

そして、各光弾性ポリウレタン樹脂にフォースゲージを用いて荷重を徐々に加え、荷重に応じた電圧値を観測し、グラフ化した。光弾性ポリウレタン樹脂Aの荷重-電圧グラフを、図3Aに示す。また、光弾性ポリウレタン樹脂Bの荷重-電圧グラフを、図3Bに示す。 A load was gradually applied to each photoelastic polyurethane resin using a force gauge, and voltage values corresponding to the load were observed and graphed. The load-voltage graph of Photoelastic Polyurethane Resin A is shown in FIG. 3A. A load-voltage graph of the photoelastic polyurethane resin B is shown in FIG. 3B.

そして、光弾性ポリウレタン樹脂Aおよび光弾性ポリウレタン樹脂Bを積層した感圧センサに対して、質量未知の荷重を負荷したところ、光弾性ポリウレタン樹脂Aを通過した光は0.6Vの出力値を示し、光弾性ポリウレタン樹脂Bを通過した光は0.8Vの出力値を示した。 Then, when a load of unknown mass was applied to the pressure sensor in which the photoelastic polyurethane resin A and the photoelastic polyurethane resin B were laminated, the light passing through the photoelastic polyurethane resin A showed an output value of 0.6V. , the light passing through the photoelastic polyurethane resin B showed an output value of 0.8V.

次いで、各出力値と、上記の荷重-電圧グラフとを対比した。 Next, each output value was compared with the above load-voltage graph.

図3Aに示される光弾性ポリウレタン樹脂Aの荷重-電圧グラフを参照すると、光弾性ポリウレタン樹脂Aを通過した光が電圧値0.6Vを示す場合、荷重の候補は、5.2N、7.4N、9.5N、12.0N、15.1N、16.0N、18.3N、19.4Nである。 Referring to the load-voltage graph of the photoelastic polyurethane resin A shown in FIG. 3A, when the light passing through the photoelastic polyurethane resin A exhibits a voltage value of 0.6V, the load candidates are 5.2N and 7.4N. , 9.5N, 12.0N, 15.1N, 16.0N, 18.3N, 19.4N.

一方、図3Bに示される光弾性ポリウレタン樹脂Bの荷重-電圧グラフを参照すると、光弾性ポリウレタン樹脂Bを通過した光が電圧値0.8Vを示す場合、荷重の候補は、6.9N、10.0N、13.7N、16.0N、19.9N、26.4N、27.8Nである。 On the other hand, referring to the load-voltage graph of photoelastic polyurethane resin B shown in FIG. .0N, 13.7N, 16.0N, 19.9N, 26.4N, 27.8N.

これらの荷重の候補のうち、共通する推定荷重は、16.0Nであった。 Among these load candidates, the common estimated load was 16.0N.

そのため、感圧センサに対して負荷され荷重は、16.0Nであると推測された。 Therefore, the load applied to the pressure sensor was estimated to be 16.0N.

なお、実際に感圧センサに対して負荷された荷重を、市販の測定器で測定したところ、16.0Nであった。 In addition, when the load actually applied to the pressure sensor was measured with a commercially available measuring instrument, it was 16.0N.

1 感圧センサ
2 光弾性ポリウレタン樹脂
3 カバー部材
4 光センサ
5 処理部
6 制御部
7 発光部
8 受光部
REFERENCE SIGNS LIST 1 pressure sensor 2 photoelastic polyurethane resin 3 cover member 4 optical sensor 5 processing unit 6 control unit 7 light emitting unit 8 light receiving unit

Claims (5)

光弾性定数の絶対値が互いに異なる複数の光弾性ポリウレタン樹脂と、複数の光弾性ポリウレタン樹脂のそれぞれを通過した光を検知する光センサと、前記光センサによって検知された光信号が入力される処理部とを備える感圧センサであって、
前記処理部は、前記光センサが前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に検知した光信号から、測定荷重を算出することを特徴とする、感圧センサ。
A process in which a plurality of photoelastic polyurethane resins having different absolute values of photoelastic constants, an optical sensor for detecting light passing through each of the plurality of photoelastic polyurethane resins, and an optical signal detected by the optical sensor are input. A pressure sensor comprising:
The pressure-sensitive sensor, wherein the processing unit calculates the measured load from the optical signal detected by the optical sensor for each of the photoelastic polyurethane resins.
前記処理部は、
前記光弾性ポリウレタン樹脂に負荷された荷重と、その荷重が負荷されたときに前記光弾性ポリウレタン樹脂を通過した光信号の強度との相関データが、前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に格納された記憶領域を備え、
前記光センサが前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に検知した光信号の強度から、前記相関データに基づいて、前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に、複数の推定荷重を算出し、
前記光弾性ポリウレタン樹脂毎に算出された複数の推定荷重から、すべての前記光弾性ポリウレタン樹脂に共通する推定荷重を、測定荷重として抽出する
ことを特徴とする、請求項1に記載の感圧センサ。
The processing unit is
A storage area in which correlation data between the load applied to the photoelastic polyurethane resin and the intensity of the light signal passing through the photoelastic polyurethane resin when the load is applied is stored for each photoelastic polyurethane resin. with
calculating a plurality of estimated loads for each of the photoelastic polyurethane resins based on the correlation data from the intensity of the optical signal detected by the optical sensor for each of the photoelastic polyurethane resins;
2. The pressure sensor according to claim 1, wherein an estimated load common to all said photoelastic polyurethane resins is extracted as a measured load from a plurality of estimated loads calculated for each of said photoelastic polyurethane resins. .
複数の前記光弾性ポリウレタン樹脂は、荷重が負荷される方向に、重なって配置されていることを特徴とする、請求項1または請求項2の記載の感圧センサ。 3. The pressure sensor according to claim 1, wherein a plurality of said photoelastic polyurethane resins are stacked in a direction in which a load is applied. 複数の前記光弾性ポリウレタン樹脂は、荷重が負荷される方向と交差する方向に、並んで配置されていることを特徴とする、請求項1または請求項2の記載の感圧センサ。 3. The pressure sensor according to claim 1, wherein the plurality of photoelastic polyurethane resins are arranged side by side in a direction intersecting the direction in which the load is applied. 前記光弾性ポリウレタン樹脂は、荷重が負荷される方向において前記光センサの光が通過する光路と重なる部分が、荷重が負荷される方向と反対方向に、突出していることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の感圧センサ。 The photoelastic polyurethane resin is characterized in that a portion of the photoelastic polyurethane resin that overlaps with the optical path through which the light of the optical sensor passes in the direction in which the load is applied protrudes in the direction opposite to the direction in which the load is applied. 5. The pressure sensor according to any one of 1 to 4.
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