传感器用电极以及使用了该传感器用电极的面状传感器制造技术

一种传感器用电极，其是由使用了导电性线以及绝缘性线的纺织物或编织物构成的布状的电极，其具有：绝缘性部，形成为包含该绝缘性线；以及导电性部，形成为包含该导电性线，并配置成夹着该绝缘性部。传感器用电极具有柔软性，在伸展时不易产生电阻的增加以及断裂。面状传感器(1)具备：介电层(10)；以及配置成在厚度方向夹着该介电层(10)的正面侧电极(2)以及背面侧电极(3)。正面侧电极(2)以及背面侧电极(3)由该传感器用电极构成，在正面侧电极(2)的导电性部(01X～08X)和背面侧电极(3)的导电性部(01Y～08Y)隔着该介电层(10)对置的部分设定有检测部(D)。

The electrode for the sensor and the surface sensor using the electrode for the sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】传感器用电极以及使用了该传感器用电极的面状传感器
本专利技术涉及在柔软的压电传感器、静电电容型传感器等中使用的传感器用电极、以及使用了该传感器用电极的面状传感器。
技术介绍
开发了在电极间夹装有弹性体制的介电层的柔软的静电电容型传感器。在这种静电电容型传感器中，基于因载荷而使介电层被压缩且电极间距离变小所致的静电电容的变化来检测压力。针对构成传感器的电极，要求具有能够追随介电层的变形的程度的柔软性。作为用于形成柔软的电极的材料，例如可以列举在弹性体中配合有碳粉末等导电材料的导电涂料(例如参照专利文献1、2)。另一方面，提出了使用导电性线的布状的电极。例如在专利文献3中，记载了在非导电性的布上通过缝纫机的平缝来缝合多条导电性线而形成了电极部的布状电极。在专利文献4中记载了将镀覆的导电性纤维与绝缘性纤维一起平织而成的导电性布。在专利文献5中记载了编织有导电性线的变形导电性编织物。在专利文献6中记载了在构成布帛的纤维表面形成有金属层的金属被覆布帛。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-96716号公报专利文献2：日本特开2015-7566号公报专利文献3：日本特开2009-42108号公报专利文献4：日本特开2007-262623号公报专利文献5：日本特开昭62-200701号公报专利文献6：日本特开2008-266814号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在弹性体中配合有导电材料的电极中，由于母材的弹性体柔软，因此能够大幅伸展。然而，与能够大幅伸展相应地，导电材料彼此的接触容易被切断，容易导致导电性的降低、断裂。另外，为了使导电材料彼此容易接触、即使伸展也维持其接触而需要研究导电材料的形状等，因此材料的成本变高。并且，难以使导电材料均匀地分散到弹性体聚合物中，从而需要使用分散剂、特殊的分散装置。因此，制造导电涂料所需的工序、工时增多，制造成本也变高。进一步地，也难以将导电涂料尺寸精度良好地涂覆成薄膜状。另外，根据如专利文献3所记载地在非导电性的布上缝制导电性线的结构，夹着非导电性布且上下交替地配置导电性线。因此，在夹着介电层配置有该布的情况下，电极间距离根据导电性线的上下位置而不同，在检测基于电极间距离的静电电容的传感器中检测精度降低。另外，由于专利文献4～6中记载的导电性布或导电性编织物整体具有导电性，因此不适合作为测定需要确定施加了载荷的位置的载荷分布的传感器用电极。本专利技术是鉴于这样的实际情况而完成的，其课题在于提供具有柔软性、在伸展时不易发生电阻的增加及断裂的传感器用电极、以及柔软且耐久性高的面状传感器。用于解决问题的手段(1)为了解决上述的问题，本专利技术的传感器用电极是由使用了导电性线以及绝缘性线的纺织物或编织物构成的布状的传感器用电极，所述传感器用电极的特征在于，具有：绝缘性部，其形成为包含该绝缘性线；以及导电性部，其形成为包含该导电性线，并配置成夹着该绝缘性部。导电性线是具有导电性的线，绝缘性线是具有绝缘性的线。在本说明书中，测定一根线中的每100mm的电阻值，若其小于1×1010Ω则设为导电性线，若其为1×1010Ω以上则设为绝缘性线。导电性部是表面电阻值小于1×107Ω的部位，绝缘性部是表面电阻值为1×107Ω以上的部位。在本说明书中，采用通过以下的测定方法测定的值作为表面电阻值。首先，在测定对象部位的正反两面使一对电极(正面电极、背面电极)对置配置。正面电极呈10mm见方的正方形状，背面电极呈20mm见方的正方形状。并且，以包围正面电极的方式，从正面电极间隔2mm地配置正方形框状的保护电极。然后，对保护电极施加电压V，测定从保护电极流向正面电极的电流I，根据式Rs＝V/I算出表面电阻值Rs。(2)本专利技术的面状传感器的特征在于，具备：介电层；以及配置成在厚度方向夹着该介电层的正面侧电极以及背面侧电极，该正面侧电极以及该背面侧电极是上述本专利技术的传感器用电极，在该传感器用电极的所述导电性部隔着该介电层对置的部分设定有检测部。专利技术效果(1)本专利技术的传感器用电极由纺织物或编织物构成。因此，虽然柔软，但与以弹性体为母材的现有的电极相比，不易大幅伸展。因此，不易产生伸展时的导电性的降低、断裂，耐久性高。由此，也能够应用于检测大载荷的用途。并且，与以弹性体为母材的现有的电极相比，耐热性也变高。另外，由于不使用导电涂料，因此不需要考虑导电材料的形状、分散方法、导电涂料的涂布时的问题等。本专利技术的传感器用电极能够通过纺织或编织导电性线以及绝缘性线而容易地制造。在使用导电涂料的情况下，如上述专利文献1、2所记载地，在树脂制的基材上涂覆导电涂料而制成电极。因此，在构成了传感器的情况下，透气性以及透湿性降低，如果配置在床的床垫、汽车等的座椅等上，则存在容易闷热的问题。另外，配置在电极间的聚氨酯制的层容易水解，从而存在耐久性低下的问题。关于这一点，本专利技术的传感器用电极由纺织物或编织物构成，因此透气性、透湿性优异。因此，能够降低闷热、耐久性低下这样的现有的问题。本专利技术的传感器用电极除了能够用作具备介电层的静电电容型传感器以外，还能够用作具备压电层的压电传感器等的电极。在此，本专利技术的传感器用电极具有形成为包含导电性线的导电性部、以及形成为包含绝缘性线的绝缘性部。即，如专利文献4～6所记载的导电性布或导电性编织物那样，整体不具有导电性，而是一部分(仅导电性部)具有导电性。另外，导线性部配置成夹着绝缘性部。即，导电性部的至少一部分通过绝缘性部隔开。由此，在本专利技术的传感器用电极上形成导电图案。因此，本专利技术的传感器用电极适合作为测定需要确定施加有载荷的位置的载荷分布的传感器用电极。而且，本专利技术的传感器用电极是纺织物或编织物，因此仅通过变更线的种类就能够以各种形态配置导电性部。换言之，根据本专利技术的传感器用电极，能够容易地形成各种导电图案。(2)本专利技术的面状传感器具备作为正面侧电极以及背面侧电极的本专利技术的传感器用电极。因此，即使反复变形，也不易产生电极中的导电性的降低、断裂，耐久性优异。因此，也能够应用于检测大载荷的用途。另外，能够以更低的成本制造能够高精度地测定载荷分布的面状传感器。另外，本专利技术的面状传感器与使用了现有的树脂片的面状传感器相比，透气性、透湿性优异。因此，适合作为配置在床的床垫、车、轮椅的座椅、鞋底等上的载荷分布传感器。附图说明图1是第一实施方式的面状传感器的透视俯视图。图2是该面状传感器的II-II剖视图。图3是构成该面状传感器的正面侧电极的俯视图。图4是图3的圆IV的放大图。图5是构成第二实施方式的面状传感器的背面侧电极的俯视图。图6是图5的圆VI的放大图。图7是表示导电性部的另一配置方式的正面侧电极的俯视图。具体实施方式接下来，对本专利技术的传感器用电极以及面状传感器的实施方式进行说明。在第一实施方式、第二实施方式中，本专利技术的传感器用电极被具体化为面状传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器用电极，其是由使用了导电性线以及绝缘性线的纺织物或编织物构成的布状的传感器用电极，其特征在于，具有：/n绝缘性部，其形成为包含该绝缘性线；以及/n导电性部，其形成为包含该导电性线，并配置成夹着该绝缘性部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 JP 2018-0348971.一种传感器用电极，其是由使用了导电性线以及绝缘性线的纺织物或编织物构成的布状的传感器用电极，其特征在于，具有：
绝缘性部，其形成为包含该绝缘性线；以及
导电性部，其形成为包含该导电性线，并配置成夹着该绝缘性部。


2.根据权利要求1所述的传感器用电极，其中，所述纺织物具有选自平纹纺织、斜纹纺织、缎纹纺织中的至少一种的组织。


3.根据权利要求1所述的传感器用电极，其中，所述纺织物是平纹纺织物、斜纹纺织物或缎纹纺织物。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器用电极，其中，所述传感器用电极由所述纺织物构成，所述导电性部中的经线以及纬线中的一方是所述导电性线，另一方是所述绝缘性线。


5.根据权利要求1所述的传感器用电极，其中，所述编织物具有选自平纹编织、罗纹编织、接结编织、双拉舍尔编织中的至少一种的组织。


6.根据权利要求1所述的传感器用电极，其中，所述编织物是平纹编织物、罗纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊东邦夫，饭尾真治，日比野委茂，
申请(专利权)人：住友理工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP