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圧力分布センサ 新技術説明会

国内特許コード P180015221
整理番号 2017000348
掲載日 2018年8月7日
出願番号 特願2018-018015
公開番号 特開2019-135458
出願日 平成30年2月5日(2018.2.5)
公開日 令和元年8月15日(2019.8.15)
発明者
  • 金澤 周介
  • 牛島 洋史
出願人
  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明の名称 圧力分布センサ 新技術説明会
発明の概要 【課題】 気流のような非常に小さな圧力の微少な変化であっても精度良く検出することのできるシート状の圧力分布センサの提供。
【解決手段】 2次元面内の圧力分布を計測するシート状の圧力分布センサである。残存部を与えて環状に打ち抜いて形成された舌状部をマトリクス状に複数有する可撓性シート体の舌状部を片持ち梁として残存部近傍の歪みを計測する計測手段を与えられていることを特徴とする。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

圧電素子や圧電フィルムを利用した圧力センサが各種工業製品や計測機器に用いられている。このような圧力センサを面内に複数配置し2次元面内の圧力分布を計測できるようにした圧力分布センサも提案されている。更に、このような圧力分布センサのうち、可撓性を有するフレキシブルなシート状に形成し、平面だけでなく曲面や複雑形状の表面についての圧力分布の計測を与え、また、圧力付加時の衝撃を吸収し破壊することなく圧力分布を計測できるようにしたセンサシートなども提案されている。

例えば、特許文献1では、フィルム上にマトリクス配線を与えてその交点に薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジスタの表面に感圧導電体を形成した圧力センサ装置を開示している。フィルムにはポリイミドやポリエチレンテレフタレート(PET)のような高分子フィルムを用いるとしており、この上の配線や薄膜トランジスタについては印刷技術を利用できるので、大面積を低価格で実現できるとしている。

また、特許文献2では、マトリクス配線の交差点を圧力計測点として圧力センサを配置した圧力計測シートを用いた歩行解析装置を開示している。圧力センサは、印加された圧力の大きさに応じて電気的な特性値を変化させる感圧層からなり、内部に感圧インクを充填した層状構造体であって、表面に圧力が加えられるとその電気抵抗が低下する圧力素子となっている。

ところで、面に対して物体が接触することにより与えられる圧力とは異なり、気流のような場合にあっては、その与える圧力は非常に小さくなる。

例えば、特許文献3では、工作対象物への気体の吹きつけ時に該工作対象物の受ける圧力を推定するためのセンサとして、片持ち梁(支持梁)を利用してその支持部の歪みゲージにより気体から受ける荷重を計測する圧力センサを開示している。ここでは、工作対象物を乾燥させるなどの目的で与えられるブロワからの比較的強い気流を計測の対象としているが、片持ち梁を利用することで比較的小さな気流の計測であっても可能となり得るであろう。

産業上の利用分野

本発明は、2次元面内の圧力分布を計測するシート状の圧力分布センサに関し、特に、気流のような非常に小さな圧力の微少な変化であっても精度良く検出することのできる圧力分布センサに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
2次元面内の圧力分布を計測するシート状の圧力分布センサであって、
残存部を与えて環状に打ち抜いて形成された舌状部をマトリクス状に複数有する可撓性シート体の前記舌状部を片持ち梁として前記残存部近傍の歪みを計測する計測手段を与えられていることを特徴とする圧力分布センサ。

【請求項2】
前記舌状部は舌先端に向けて部分的に幅を減じたくびれ部を有し、前記くびれ部に前記計測手段を与えられていることを特徴とする請求項1記載の圧力分布センサ。

【請求項3】
前記舌状部は前記可撓性シート体を四角形に打ち抜いて前記四角形の内部に与えられていることを特徴とする請求項2記載の圧力分布センサ。

【請求項4】
前記舌状部は、前記四角形の内部に間隙を設けて与えられていることを特徴とする請求項3記載の圧力分布センサ。

【請求項5】
前記舌状部は、前記四角形の1つの角部に前記残存部を有することを特徴とする請求項4記載の圧力分布センサ。

【請求項6】
前記計測手段は歪みゲージであることを特徴とする請求項1乃至5のうちの1つに記載の圧力分布センサ。

【請求項7】
前記可撓性シート体にはマトリクス配線が与えられており、前記マトリクス配線の各格子に前記舌状部が与えられ、前記歪みゲージが前記マトリクス配線に結線されていることを特徴とする請求項6記載の圧力分布センサ。

【請求項8】
前記可撓性シート体は間にスペーサを与えられてシートの上に設けられていることを特徴とする請求項1乃至7のうちの1つに記載の圧力分布センサ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018018015thum.jpg
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) 産総研フレキシブルエレクトロニクス研究センター
ライセンス等を御希望の方又は特許の内容に興味を持たれた方は,下記「問合せ先」まで直接お問い合わせくださいますよう,お願い申し上げます。


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