负荷传感器制造技术

负荷传感器(1)具备：基材(11、21)，被配置为相互面对；导电弹性体(12、22)，被配置于基材(11、21)的对置面；导电构件(31)，被配置于基材(11)与导电弹性体(22)之间；电介质(32)，被配置于导电弹性体(12、22)与导电构件(31)之间；和伴随着负荷的增加而使电介质(32)的接触面积变化，以使得伴随着负荷的变化的导电弹性体(12、22)与导电构件(31)之间的静电电容的变化接近于直线的结构。接近于直线的结构。接近于直线的结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负荷传感器


[0001]本专利技术涉及基于静电电容的变化来检测从外部赋予的负荷(Load)的负荷传感器。

技术介绍

[0002]负荷传感器被广泛利用于产业设备、机器人以及车辆等的领域。近年来，伴随着基于计算机的控制技术的发展以及外观性的提高，人型的机器人以及汽车的内饰品等的这种丰富多样地使用自由曲面的电子设备的开发正在进行。相应地，需要在各自由曲面装配高性能的负荷传感器。
[0003]以下的专利文献1中记载了一种感压元件，具备：由片状的导电性橡胶构成的第1导电构件、被第1导电构件和基材夹着的线状的第2导电构件、和形成为覆盖第2导电构件的电介质。在该结构中，伴随着负荷的增加，第1导电构件与电介质之间的接触面积增加，伴随于此，第1导电构件与第2导电构件之间的静电电容增加。因此，通过检测第1导电构件与第2导电构件之间的静电电容的值，能够检测处对感压元件赋予的负荷。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2018/096901号

技术实现思路

[0007]‑
专利技术要解决的课题
‑
[0008]但是，在上述结构中，由于第2导电构件是线状的，因此根据负荷的增加，接触面积不线性地增加，负荷与静电电容的关系通过曲线状的波形而规定。因此，在根据静电电容的值来求取负荷时，需要考虑该波形，产生负荷的检测处理复杂化的问题。
[0009]鉴于该问题，本专利技术的目的在于，提供一种能够更加简易地检测赋予负荷传感器的负荷的负荷传感器。
[0010]‑
解决课题的手段
‑
[0011]本专利技术的主要方式涉及负荷传感器。本方式所涉及的负荷传感器具备：第1基材以及第2基材，被配置为相互面对；导电弹性体，被配置于所述第1基材的对置面；导电构件，被配置于所述第2基材与所述导电弹性体之间；电介质，被配置于所述导电弹性体与所述导电构件之间；和伴随着负荷的增加使所述电介质的接触面积变化，以使得伴随着负荷的变化的所述导电弹性体与所述导电构件之间的静电电容的变化接近于直线的结构。
[0012]根据本方式所涉及的负荷传感器，伴随着负荷的变化的导电弹性体与导电构件之间的静电电容的变化接近于直线。因此，通过测定导电弹性体与导电构件之间的静电电容的值，对测定的静电电容的值应用基于比例关系的简易的处理，能够适当检测赋予负荷传感器的负荷。因此，能够更加简易地检测赋予负荷传感器的负荷。
[0013]‑
专利技术效果
‑
[0014]如上述，根据本专利技术，能够提供能够更加简易地检测赋予负荷传感器的负荷的负
荷传感器。
[0015]本专利技术的效果乃至意义通过以下所示的实施方式的说明而更加清楚。但是，以下所示的实施方式仅仅是将本专利技术实施化时的一个示例，本专利技术并不限制于以下的实施方式中所述的方式。
附图说明
[0016]图1的(a)是示意性地表示实施方式1所涉及的设置于下侧的基材以及下侧的基材的对置面的导电弹性体的立体图。图1的(b)是示意性地表示实施方式1所涉及的在基材设置有导体线的状态的立体图。
[0017]图2的(a)是示意性地表示实施方式1所涉及的在上侧的基材以及上侧的基材的对置面设置的导电弹性体的立体图。图2的(b)是示意性地表示实施方式1所涉及的组装结束的负荷传感器的立体图。
[0018]图3的(a)、(b)是示意性地表示实施方式1所涉及的在X轴负方向观察的情况下的导体线的周边的剖视图。
[0019]图4是示意性地表示实施方式1所涉及的在Z轴负方向观察的情况下的负荷传感器的内部的俯视图。
[0020]图5是示意性地表示实施方式1所涉及的负荷与静电电容的关系的图表。
[0021]图6的(a)是示意性地表示实施方式1所涉及的负荷被赋予前的初始状态下的电介质与导电弹性体的关系的图。图6的(b)是示意性地表示实施方式1所涉及的负荷被赋予的状态下的电介质与导电弹性体的关系的图。
[0022]图7的(a)是示意性地表示实施方式1所涉及的在Y轴负方向观察导体线的情况下的结构的侧视图。图7的(b)是示意性地表示实施方式1的变更例所涉及的在Y
‑
Z平面切断电介质时的截面的图。
[0023]图8的(a)是示意性地表示实施方式2所涉及的负荷被赋予前的初始状态下的电介质与导电弹性体的关系的图。图8的(b)是示意性地表示实施方式2所涉及的负荷被赋予的状态下的电介质与导电弹性体的关系的图。
[0024]图9的(a)是表示实施方式2所涉及的接触角θ与ε
r
·
S/d的值的关系的图表。图9的(b)是表示实施方式2所涉及的压力与静电电容的关系的图表。
[0025]图10是示意性地表示实施方式2的变更例1所涉及的负荷被赋予前的初始状态下的电介质与导电弹性体的关系的图。
[0026]图11的(a)是表示实施方式2的变更例1所涉及的接触角θ与ε
r
·
S/d的值的关系的图表。图11的(b)是表示实施方式2的变更例1所涉及的压力与静电电容的关系的图表。
[0027]图12是示意性地表示实施方式2的变更例2所涉及的负荷被赋予前的初始状态下的电介质与导电弹性体的关系的图。
[0028]图13的(a)是示意性地表示实施方式3所涉及的负荷被赋予前的初始状态下的电介质与导电弹性体的关系的图。图13的(b)是示意性地表示实施方式3所涉及的负荷被赋予的状态下的电介质与导电弹性体的关系的图。
[0029]图14的(a)是示意性地表示实施方式4所涉及的在Z轴负方向观察负荷传感器的情况下的结构的俯视图。图14的(b)是示意性地表示实施方式4所涉及的负荷传感器的基于Y
‑
Z平面的截面的图。
[0030]其中，附图是主要用于说明的图，并不是限定本专利技术的范围。
具体实施方式
[0031]本专利技术所涉及的负荷传感器能够应用于根据被赋予的负荷来进行处理的管理系统、电子设备的负荷传感器。
[0032]作为管理系统，例如举例库存管理系统、驾驶员监控系统、指导管理系统、安全管理系统、护理/育儿管理系统等。
[0033]库存管理系统中，例如，通过设置于库存架的负荷传感器，检测被装载的库存的负荷，检测存在于库存架的商品的种类和商品的数量。由此，在店铺、工厂、仓库等中，能够效率良好地管理库存并且能够实现省人化。此外，通过设置于冰箱内的负荷传感器，检测冰箱内的食品的负荷，检测冰箱内的食品的种类与食品的数、量。由此，能够自动提出使用了冰箱内的食品的菜单。
[0034]在驾驶员监控系统中，例如通过设置于转向装置的负荷传感器，监控驾驶员的针对转向装置的负荷分布(例如，握持力、握持位置、踏力)。此外，通过设置于车载座椅的负荷传感器，监控落座状态下的驾驶员针对车载座椅的负荷分布(例如，重心位置)。由此，能够反馈驾驶员的驾驶状态(睡意、心理状态等)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种负荷传感器，具备：第1基材以及第2基材，被配置为相互面对；导电弹性体，被配置于所述第1基材的对置面；导电构件，被配置于所述第2基材与所述导电弹性体之间；电介质，被配置于所述导电弹性体与所述导电构件之间；和伴随着负荷的增加而使所述电介质的接触面积变化，以使得伴随着负荷的变化的所述导电弹性体与所述导电构件之间的静电电容的变化接近于直线的结构。2.根据权利要求1所述的负荷传感器，其中，所述电介质具有：密度在伴随着负荷的增加而所述电介质的接触行进的接面方向上变化的多个微细孔。3.根据权利要求1所述的负荷传感器，其中，所述电介质的表面的面粗糙度被调整，以使得所述电介质的面密度在伴随着负荷的增加而所述电介质的接触行进的接面方向上变化。4.根据权利要求1至3的任一项所述的负荷传感器，其中，在所述电介质，在初始接触区域设置有缺口。5.根据权利要求1至4的任一项所述的负荷传...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦上进，古屋博之，森浦祐太，松本玄，浮津博伸，松村洋大，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：