JPH0617838B2 - 圧力分布測定用ゴム板 - Google Patents
圧力分布測定用ゴム板Info
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- JPH0617838B2 JPH0617838B2 JP14185986A JP14185986A JPH0617838B2 JP H0617838 B2 JPH0617838 B2 JP H0617838B2 JP 14185986 A JP14185986 A JP 14185986A JP 14185986 A JP14185986 A JP 14185986A JP H0617838 B2 JPH0617838 B2 JP H0617838B2
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、面圧の分布状態を定量的に計測する測定器
に使用する圧力分布測定用ゴム板に関するものである。
に使用する圧力分布測定用ゴム板に関するものである。
従来、面圧の分布状態を測定する手段としては、多数の
荷重検出器を計測面に配置する方法や感圧導電ゴム導電
性を測定する方法等があるが、精度等の点において不充
分であり、その改良方法として静電容量方式による面圧
分布測定システムが、測定箇所による特性のばらつきを
少なくすることができ、測定の再現性が良好且つ直線性
が良好でヒステリシスが少ないことと、低コストである
ことから重視されている。
荷重検出器を計測面に配置する方法や感圧導電ゴム導電
性を測定する方法等があるが、精度等の点において不充
分であり、その改良方法として静電容量方式による面圧
分布測定システムが、測定箇所による特性のばらつきを
少なくすることができ、測定の再現性が良好且つ直線性
が良好でヒステリシスが少ないことと、低コストである
ことから重視されている。
この静電容量方式の圧力の測定方法の概要は、適当に選
ぶことの出来る絶縁材料（高分子材料、紙類、繊維、ガ
ラス類等）から成るばね材（クッション、スポンジ、エ
アマット等）を中心に両側をそれぞれシールドされた２
枚の電極板によりはさんだサンドイッチ構造のものをセ
ンサ（sensor）とし、この電極板の一方に高周波信号を
印加し、間にはさんだばね材を透過して他方の電極板に
伝送される高周波信号をヘテロダイン（heterodyne）検
波器により受信するものである。
ぶことの出来る絶縁材料（高分子材料、紙類、繊維、ガ
ラス類等）から成るばね材（クッション、スポンジ、エ
アマット等）を中心に両側をそれぞれシールドされた２
枚の電極板によりはさんだサンドイッチ構造のものをセ
ンサ（sensor）とし、この電極板の一方に高周波信号を
印加し、間にはさんだばね材を透過して他方の電極板に
伝送される高周波信号をヘテロダイン（heterodyne）検
波器により受信するものである。
このセンサ部の概要基本構造は、外側からシールド層、
絶縁層、電極層、ポリエステルフイルムからなる層に
て、ばね材（絶縁物）を両側からはさんだ構造で、これ
に垂直方向に荷重Ｗを加えると、ばね材の厚さｔは荷重
の大きさに応じて変化するためヘテロダイン検出器の出
力は荷重Ｗの関数として得られるものである。このばね
材には従来、加圧導電性ゴムや反撥弾性の良いゴム板が
使用され、いずれも単純な平板形状が採用されていた。
また、感圧紙を使用した圧力分布測定用には、円錐形な
いし山形をした突起を有するゴム板が使用されていたも
のである。
絶縁層、電極層、ポリエステルフイルムからなる層に
て、ばね材（絶縁物）を両側からはさんだ構造で、これ
に垂直方向に荷重Ｗを加えると、ばね材の厚さｔは荷重
の大きさに応じて変化するためヘテロダイン検出器の出
力は荷重Ｗの関数として得られるものである。このばね
材には従来、加圧導電性ゴムや反撥弾性の良いゴム板が
使用され、いずれも単純な平板形状が採用されていた。
また、感圧紙を使用した圧力分布測定用には、円錐形な
いし山形をした突起を有するゴム板が使用されていたも
のである。
上記従来使用されているゴム板形状では、いずれも正確
な面圧を測定していないものである。なぜなれば、感圧
部の圧力による変形量は、その部分を形状係数によって
変化するため、加圧面積が広い場合と狭い場合とで、同
じ単位面積当りの力を加えても、ゴムの変形量が異なり
測定値は正確でない値を示すことになる。
な面圧を測定していないものである。なぜなれば、感圧
部の圧力による変形量は、その部分を形状係数によって
変化するため、加圧面積が広い場合と狭い場合とで、同
じ単位面積当りの力を加えても、ゴムの変形量が異なり
測定値は正確でない値を示すことになる。
因って、単位面積当りの圧力とゴムの変形量を常に正し
く求めるような、ゴム板の形状問題を解決し、測定の精
度を大幅に向上させるにある。なお、形状係数とは、受
圧面積を自由面積で割った値であって、ゴム板の変形の
しやすさの指標の一つである。たとえば、正方形の角柱
では、正方形の一辺をａとすると受圧面積はａ２とな
り、正方形の角柱の高さをｂとすると、自由面積は４ａ
ｂで表示される。従って、 となる。
く求めるような、ゴム板の形状問題を解決し、測定の精
度を大幅に向上させるにある。なお、形状係数とは、受
圧面積を自由面積で割った値であって、ゴム板の変形の
しやすさの指標の一つである。たとえば、正方形の角柱
では、正方形の一辺をａとすると受圧面積はａ２とな
り、正方形の角柱の高さをｂとすると、自由面積は４ａ
ｂで表示される。従って、 となる。
以上のとおり、感圧部のゴム板の形状すなわち、一定の
受圧面積と一定の自由面積にて形成される所要の形状係
数が解決の第一義的事項であるが、もち論、ゴムの物性
としては、ヒステリシスロスの小さい、老化性、疲労性
を小さい物性のものを使用しようとするものである。
受圧面積と一定の自由面積にて形成される所要の形状係
数が解決の第一義的事項であるが、もち論、ゴムの物性
としては、ヒステリシスロスの小さい、老化性、疲労性
を小さい物性のものを使用しようとするものである。
以上従来の欠点を解消するこの発明は、ヒステリシスロ
スの小さいゴム、たとえば、無機充填剤の量がゴム１０
０部に対して５０部以下のゴムで過酸化物加硫をした天
然ゴムやシリコンゴム等を使用して、測定の再現性、線
形性、応答速度の向上を目差すと同時に、感圧部が個個
に少なくとも一部分が周辺の溝によって独立的に分離し
た形とすることによって、個個の感圧部における圧力と
ひずみ（歪）の関係を、周囲の圧力の分布状態とは全く
切り離して求められるようにしたことである。すなわ
ち、溝付ゴム板によって、感圧部が周辺の溝にて分離さ
れた所要の形状係数を形成したことである。因って、ゴ
ム板上の内側に周辺の溝によって独立的な状態に形成さ
れた感圧部を圧力測定部として使用するものである。
スの小さいゴム、たとえば、無機充填剤の量がゴム１０
０部に対して５０部以下のゴムで過酸化物加硫をした天
然ゴムやシリコンゴム等を使用して、測定の再現性、線
形性、応答速度の向上を目差すと同時に、感圧部が個個
に少なくとも一部分が周辺の溝によって独立的に分離し
た形とすることによって、個個の感圧部における圧力と
ひずみ（歪）の関係を、周囲の圧力の分布状態とは全く
切り離して求められるようにしたことである。すなわ
ち、溝付ゴム板によって、感圧部が周辺の溝にて分離さ
れた所要の形状係数を形成したことである。因って、ゴ
ム板上の内側に周辺の溝によって独立的な状態に形成さ
れた感圧部を圧力測定部として使用するものである。
なお、詳細については、実施例の項において例示の図面
に基づいて具体的に説明する。
に基づいて具体的に説明する。
この発明の作用については、基本的説明図として例示し
た第６図−（Ａ）、（Ｂ）、第７図−（イ）、（ロ）の
荷重時の断面状態を示す圧力とひずみとの関係図により
具体的に説明する。
た第６図−（Ａ）、（Ｂ）、第７図−（イ）、（ロ）の
荷重時の断面状態を示す圧力とひずみとの関係図により
具体的に説明する。
第６図−（Ａ）、（Ｂ）は、従来の単純な平板形状の場
合の圧力とひずみの関係の説明図で、Ｗは荷重、ＲＳＰ
はゴム平面板であり、第７図−（イ）、（ロ）は、この
出願発明の圧力とひずみの関係の説明図で、Ｗは荷重、
ＧＲＰは溝付ゴム板である。従来例は、第６図−
（Ａ）、（Ｂ）の図に示すとおり、厚さｈのゴム平面板
ＲＳＰに、受圧面の単位面積当り同じ圧力の荷重を掛け
てもひずみ量ｄ１、ｄ２は、Ｂ図＞Ａ図となり、加圧導
電性や静電容量の変化は、本来同じ測定値を示すべきで
あるが、Ａ図とＢ図が違った値を示すことになるもので
ある。すなわち、第８図のひずみ量と単位面積当りの圧
力の関係曲線に示すように、第６図−（Ａ）の曲線Ａと
第６図−（Ｂ）の曲線Ｂの両曲線の示すとおり、Ｂ曲線
がＡ曲線より大きなひずみ量を示すものである。
合の圧力とひずみの関係の説明図で、Ｗは荷重、ＲＳＰ
はゴム平面板であり、第７図−（イ）、（ロ）は、この
出願発明の圧力とひずみの関係の説明図で、Ｗは荷重、
ＧＲＰは溝付ゴム板である。従来例は、第６図−
（Ａ）、（Ｂ）の図に示すとおり、厚さｈのゴム平面板
ＲＳＰに、受圧面の単位面積当り同じ圧力の荷重を掛け
てもひずみ量ｄ１、ｄ２は、Ｂ図＞Ａ図となり、加圧導
電性や静電容量の変化は、本来同じ測定値を示すべきで
あるが、Ａ図とＢ図が違った値を示すことになるもので
ある。すなわち、第８図のひずみ量と単位面積当りの圧
力の関係曲線に示すように、第６図−（Ａ）の曲線Ａと
第６図−（Ｂ）の曲線Ｂの両曲線の示すとおり、Ｂ曲線
がＡ曲線より大きなひずみ量を示すものである。
そこで、この出願発明は、この欠点の解消を目差したも
ので、第７図−（イ）、（ロ）の荷重時の断面状態の図
示のとおり、溝付ゴム板を採用することによって、感圧
部の少なくとも一部を周辺の溝で隔離することにより、
個個の感圧部の圧力とひずみの関係が一定となり、第８
図に示すような、Ｂ曲線とＡ曲線のごとき誤差を生起し
ないことが判明したものである。それは、第７図−
（イ）において、各感圧部の受圧面積と自由面積（図で
は感圧部の側面積）が一定であれば、常に圧力とひずみ
の関係は、一定となり、第７図−（イ）と第７図−
（ロ）のひずみ量ｄ３は同じ値となり、正しい測定値が
得られる。
ので、第７図−（イ）、（ロ）の荷重時の断面状態の図
示のとおり、溝付ゴム板を採用することによって、感圧
部の少なくとも一部を周辺の溝で隔離することにより、
個個の感圧部の圧力とひずみの関係が一定となり、第８
図に示すような、Ｂ曲線とＡ曲線のごとき誤差を生起し
ないことが判明したものである。それは、第７図−
（イ）において、各感圧部の受圧面積と自由面積（図で
は感圧部の側面積）が一定であれば、常に圧力とひずみ
の関係は、一定となり、第７図−（イ）と第７図−
（ロ）のひずみ量ｄ３は同じ値となり、正しい測定値が
得られる。
実施例−１ 本例は、両面に溝を形成した単位板を重ね合わせて感圧
部を形成するものである。
部を形成するものである。
第１図は、この発明の一例を示す圧力分布測定用ゴム板
の単位板の溝付ゴム板の部分斜視図、 第２図は、第１図のII−II線断面の部分断面図、 第３図は、第１図の単位板を直角に重ね合わせて、周辺
の溝によって正方形の角柱の多数の感圧部の受圧面積を
それぞれ独立的な圧力測定部として、この発明の圧力分
布測定用ゴム板を形成するものであるが、図を省略し
て、正方形の角柱の感圧部（一点鎖線）が形成されるこ
とを示す１個の感圧部のみの部分拡大斜視図（溝部図示
省略）で示したものである。図において、１は溝付ゴム
板、周辺の溝は、横溝２ａと縦溝２ｂとからなり、３は
感圧部で、周辺の溝によって独立的にある一定の形状係
数に形成されているものである。なお、感圧部を高さと
受圧面積および溝幅の関係は、感圧部の座屈傾向のない
ような高さに対する受圧面積の比および測定圧力の大き
さの関係を考慮して適切な選定が行なわれる。
の単位板の溝付ゴム板の部分斜視図、 第２図は、第１図のII−II線断面の部分断面図、 第３図は、第１図の単位板を直角に重ね合わせて、周辺
の溝によって正方形の角柱の多数の感圧部の受圧面積を
それぞれ独立的な圧力測定部として、この発明の圧力分
布測定用ゴム板を形成するものであるが、図を省略し
て、正方形の角柱の感圧部（一点鎖線）が形成されるこ
とを示す１個の感圧部のみの部分拡大斜視図（溝部図示
省略）で示したものである。図において、１は溝付ゴム
板、周辺の溝は、横溝２ａと縦溝２ｂとからなり、３は
感圧部で、周辺の溝によって独立的にある一定の形状係
数に形成されているものである。なお、感圧部を高さと
受圧面積および溝幅の関係は、感圧部の座屈傾向のない
ような高さに対する受圧面積の比および測定圧力の大き
さの関係を考慮して適切な選定が行なわれる。
実施例−２ 本例の第４図は、片面に溝を形成したこの発明の圧力分
布測定用ゴム板の部分斜視図である。
布測定用ゴム板の部分斜視図である。
図において、１は溝付ゴム板、横溝２ａを複数本設け、
縦溝２ｂはゴム板の両側に１本宛設けて、周辺に溝を形
成して感圧部３を設定したものである。
縦溝２ｂはゴム板の両側に１本宛設けて、周辺に溝を形
成して感圧部３を設定したものである。
実施例−３ 本例の第５図は、ゴム板の片面に多数の横溝２ａと縦溝
２ｂを形成して周辺の溝によって感圧部３を形成した本
発明の圧力分布測定用ゴム板の部分斜視図である。
２ｂを形成して周辺の溝によって感圧部３を形成した本
発明の圧力分布測定用ゴム板の部分斜視図である。
以上各実施例が示すように、この発明の圧力分布測定用
ゴム板は、前記作用の項にて説明したとおり、周辺に溝
を形成して感圧部の受圧面積がそれぞれ独立的圧力測定
部を形成し、上記他の実施例と同様各感圧部の受圧面積
と自由面積がある一定の所要の形状係数に形成されるも
のである。
ゴム板は、前記作用の項にて説明したとおり、周辺に溝
を形成して感圧部の受圧面積がそれぞれ独立的圧力測定
部を形成し、上記他の実施例と同様各感圧部の受圧面積
と自由面積がある一定の所要の形状係数に形成されるも
のである。
なお、感圧部の形は正方形の柱状に限定するものでな
く、圧力とひずみの関係が単純な、円柱、角柱（正方
形、長方形）、円錐台等の外、用途、応力方向、電極と
の関係等から適当に選定されうるものである。また、溝
部に導電性の材料を設けることにより感圧部間の干渉を
少なくすることもできる。
く、圧力とひずみの関係が単純な、円柱、角柱（正方
形、長方形）、円錐台等の外、用途、応力方向、電極と
の関係等から適当に選定されうるものである。また、溝
部に導電性の材料を設けることにより感圧部間の干渉を
少なくすることもできる。
〔発明の効果〕 この発明は、電極間に挟持されるばね材としてのゴム板
を、従来の平板形状に代えて溝付ゴム板として感圧部を
個個に分割した形とし、それぞれの圧力とひずみの関係
を一定とすることを可能としたことにより、非常に正確
な圧力分布値が求められるようになったものである。ま
た、実施例−１のような構成では、電極の設定がはなは
だ容易となり、安価な圧力分布測定器を作ることができ
る利点が得られる。
を、従来の平板形状に代えて溝付ゴム板として感圧部を
個個に分割した形とし、それぞれの圧力とひずみの関係
を一定とすることを可能としたことにより、非常に正確
な圧力分布値が求められるようになったものである。ま
た、実施例−１のような構成では、電極の設定がはなは
だ容易となり、安価な圧力分布測定器を作ることができ
る利点が得られる。
第１図は、この発明の一例の圧力分布測定用ゴム板の単
位板の部分斜視図、 第２図は、第１図のII−II線部分断面図、 第３図は、第１図の溝付ゴム板の単位板を重ねて得られ
るこの発明の正方形の角柱の感圧部の一部を示す部分拡
大斜視図、 第４図は、この発明の他の実施例を示す圧力分布測定用
ゴム板の部分斜視図、 第５図は、この発明の他の実施例を示す圧力分布測定用
ゴム板の部分斜視図、 第６図−（Ａ）、（Ｂ）は、従来の単純な平板形状のゴ
ム板の圧力とひずみの関係の説明図、 第７図−（イ）、（ロ）は、溝付ゴム板の圧力とひずみ
との関係の説明図、 第８図は、第６図−（Ａ）、（Ｂ）における単位面積当
りの圧力とひずみ量を示す曲線図で、縦軸はひずみ量、
横軸は単位面積当りの圧力である。 １……溝付ゴム板、２ａ……横溝 ２ｂ……縦溝、３……感圧部
位板の部分斜視図、 第２図は、第１図のII−II線部分断面図、 第３図は、第１図の溝付ゴム板の単位板を重ねて得られ
るこの発明の正方形の角柱の感圧部の一部を示す部分拡
大斜視図、 第４図は、この発明の他の実施例を示す圧力分布測定用
ゴム板の部分斜視図、 第５図は、この発明の他の実施例を示す圧力分布測定用
ゴム板の部分斜視図、 第６図−（Ａ）、（Ｂ）は、従来の単純な平板形状のゴ
ム板の圧力とひずみの関係の説明図、 第７図−（イ）、（ロ）は、溝付ゴム板の圧力とひずみ
との関係の説明図、 第８図は、第６図−（Ａ）、（Ｂ）における単位面積当
りの圧力とひずみ量を示す曲線図で、縦軸はひずみ量、
横軸は単位面積当りの圧力である。 １……溝付ゴム板、２ａ……横溝 ２ｂ……縦溝、３……感圧部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 祐成 茨城県新治郡桜村並木１丁目２番地 通商 産業省工業技術院機械技術研究所内 (72)発明者 香川 賢一 大阪府茨木市西駅前町７番705号 (72)発明者 立石 和雄 東京都八王子市谷野町914番地の33 審査官 森 雅之 (56)参考文献 特開 昭62−297735（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−226030（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−142430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−131382（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−123948（ＪＰ，Ｕ) 実公 平５−3958（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (2)
- 【請求項１】圧力分布を測定する機器に使用するゴム板
が、表裏両面に溝を形成した溝付ゴム板の組合せ又は片
面に溝を形成した溝付ゴム板において、周辺の溝によっ
て、感圧部の受圧面積がそれぞれ独立的な圧力測定部を
形成した溝付ゴム板構造体である圧力分布測定用ゴム
板。 - 【請求項２】溝付ゴム板の圧力測定部の各感圧部は周辺
の溝によって、一定の受圧面積と一定の自由面積にて形
成される所要の形状係数を有する感圧部である特許請求
の範囲第１項記載の圧力分布測定用ゴム板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14185986A JPH0617838B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 圧力分布測定用ゴム板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14185986A JPH0617838B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 圧力分布測定用ゴム板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62298736A JPS62298736A (ja) | 1987-12-25 |
| JPH0617838B2 true JPH0617838B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=15301826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14185986A Expired - Lifetime JPH0617838B2 (ja) | 1986-06-18 | 1986-06-18 | 圧力分布測定用ゴム板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617838B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007135895A1 (ja) * | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Omron Corporation | アレイ型静電容量式センサ |
| CN102525439A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-04 | 无锡爱普瑞康科技有限公司 | 一种柔性多点脉搏传感器装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4932395B2 (ja) * | 2006-09-07 | 2012-05-16 | ニッタ株式会社 | 圧力計測シート、圧力分布計測装置及び圧力分布計測方法 |
| KR101979680B1 (ko) * | 2012-12-05 | 2019-05-20 | 삼성전자주식회사 | 촉각센서 |
| JP6191363B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2017-09-06 | セイコーエプソン株式会社 | 力検出装置及びロボット |
| JP2019011982A (ja) * | 2017-06-29 | 2019-01-24 | 住友理工株式会社 | センサシート、静電容量型センサ、およびセンサシートの製造方法 |
| CN117242325A (zh) * | 2021-05-14 | 2023-12-15 | 松下知识产权经营株式会社 | 载荷传感器 |
-
1986
- 1986-06-18 JP JP14185986A patent/JPH0617838B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007135895A1 (ja) * | 2006-05-24 | 2007-11-29 | Omron Corporation | アレイ型静電容量式センサ |
| KR101066672B1 (ko) * | 2006-05-24 | 2011-09-21 | 오므론 헬스캐어 가부시키가이샤 | 어레이형 정전용량식 센서 |
| CN102525439A (zh) * | 2012-02-16 | 2012-07-04 | 无锡爱普瑞康科技有限公司 | 一种柔性多点脉搏传感器装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62298736A (ja) | 1987-12-25 |
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