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JP2007304085A - Pressure detection device - Google Patents

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JP2007304085A
JP2007304085A JP2007025006A JP2007025006A JP2007304085A JP 2007304085 A JP2007304085 A JP 2007304085A JP 2007025006 A JP2007025006 A JP 2007025006A JP 2007025006 A JP2007025006 A JP 2007025006A JP 2007304085 A JP2007304085 A JP 2007304085A
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Japan
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pressure
response
response means
detection device
location coordinate
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Pending
Application number
JP2007025006A
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Japanese (ja)
Inventor
Taku Hashida
卓 橋田
Yu Fukuda
祐 福田
Yuko Fujii
優子 藤井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem with a conventional linear pressure detector in which it can detect presence/absence of pressure application, but cannot detect a place to which pressure application is performed. <P>SOLUTION: This pressure detector comprises two linear pressure response means 9a and 9b adjacently disposed, the pressure response means having different sensitivities for each longitudinal position of a pressure sensing means. When an external pressure is applied, the place to which the pressure application is performed can be specified from the ratio of response voltage of the pressure response means 9a and 9b since the ratio is differed for each place coordinate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

可撓性を有する感圧体を用い外部からの圧力を検出する圧力検出装置に関するものである。   The present invention relates to a pressure detection device that detects pressure from the outside using a flexible pressure sensitive body.

従来、この種の圧力検出装置には図22に示すようなものがある。図22に断面図を示すように、可撓性感圧体1の上下に電極2が形成され、表面を保護層3が覆うシート状の積層構造を有している。図22では、可撓性感圧体1内の残留分極の方向は示していないが、通常、電極2の間に高電圧を印加して分極操作を行うために、電極2の面の垂直方向に残留分極が形成されている。   Conventionally, there is such a pressure detection device as shown in FIG. As shown in a cross-sectional view in FIG. 22, the electrode 2 is formed on the upper and lower sides of the flexible pressure-sensitive body 1, and the sheet-like laminated structure is covered with the protective layer 3. In FIG. 22, the direction of remanent polarization in the flexible pressure-sensitive body 1 is not shown, but normally, in order to perform a polarization operation by applying a high voltage between the electrodes 2, the direction is perpendicular to the surface of the electrode 2. Residual polarization is formed.

上記の可撓性感圧体1として、合成ゴムや合成樹脂の中にチタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電セラミックス粉末を添加した複合体が用いられる。電極2は、可撓性感圧体1に、銅、アルミニウム、金等の金属箔が接着剤等により接着されるか、上記の金属が蒸着されて構成される。   As the flexible pressure-sensitive body 1, a composite in which a piezoelectric ceramic powder such as lead titanate or lead zirconate titanate is added to synthetic rubber or synthetic resin is used. The electrode 2 is configured by bonding a metal foil such as copper, aluminum, or gold to the flexible pressure-sensitive body 1 with an adhesive or the like, or depositing the above metal.

上記の圧力検出装置に外部から圧力が加えられると、可撓性感圧体1に加速度を伴う歪みが発生し、同時に圧電効果により電圧が発生する、この電圧を二つの電極2を介して応答電圧として測定することで圧力が検出される。   When pressure is applied to the pressure detection device from the outside, the flexible pressure-sensitive body 1 is distorted with acceleration, and at the same time, a voltage is generated due to the piezoelectric effect. This voltage is applied to the response voltage via the two electrodes 2. As a result, the pressure is detected.

また、従来知られている圧力検出装置として図23に示すようなケーブル状のものもある(例えば、特許文献1参照)。図23のうち(a)はケーブルの長手方向の断面を、(b)は(a)のA−A線位置での断面を示している。具体的には、中心には内部電極4、その周りに可撓性感圧体1、さらにその外側に、順に外部電極5、保護層3が形成されている。図23では、可撓性感圧体1内の残留分極の方向は示していないが、通常、内部電極4と外部電極5の間に高電圧を印加して分極操作を実施するために、内部電極2から外部電極5へ放射状に残留分極が形成される。   Moreover, there exists a cable-shaped thing as shown in FIG. 23 as a conventionally known pressure detection apparatus (for example, refer patent document 1). 23A shows a cross section in the longitudinal direction of the cable, and FIG. 23B shows a cross section taken along the line AA in FIG. Specifically, the inner electrode 4 is formed at the center, the flexible pressure-sensitive body 1 is formed around the inner electrode 4, and the outer electrode 5 and the protective layer 3 are sequentially formed on the outer side. In FIG. 23, the direction of remanent polarization in the flexible pressure-sensitive body 1 is not shown. Usually, in order to perform a polarization operation by applying a high voltage between the internal electrode 4 and the external electrode 5, the internal electrode Residual polarization is formed radially from 2 to the external electrode 5.

図23の可撓性感圧体1には、シート状の可撓性感圧素子と同様の材料を用いた複合体が用いられる。内部電極4は、金属等の導電体を線状とした線状導電材が用いられる。また、外部電極5は可撓性感圧体1の表面に銀系ゴム塗料などの導電塗料を塗着したものが用いられている。圧力の検知は、シート状の可撓性感圧素子と同様に、動的圧力の印加による加速度を伴う歪に起因して発生する電位差を応答電圧として測定することにより行われる。   For the flexible pressure-sensitive body 1 in FIG. 23, a composite using the same material as that of the sheet-like flexible pressure-sensitive element is used. For the internal electrode 4, a linear conductive material in which a conductor such as metal is linear is used. Further, the external electrode 5 is formed by applying a conductive paint such as a silver-based rubber paint on the surface of the flexible pressure-sensitive body 1. Similar to the sheet-like flexible pressure sensitive element, the pressure is detected by measuring, as a response voltage, a potential difference generated due to strain accompanying acceleration due to application of dynamic pressure.

ここで、本明細書で用いる圧力の定義に関して述べる。圧力には、動的圧力と静的圧力とがあるが、特に明記しない限り、本明細書で用いる「圧力」は、動的な圧力を意味するものとする。以下に、動的圧力と静的圧力との違いを、可撓性感圧体に印加された際の発生電圧の違いに着目して説明する。   Here, the definition of the pressure used in this specification will be described. The pressure includes a dynamic pressure and a static pressure. Unless otherwise specified, “pressure” as used herein means a dynamic pressure. Hereinafter, the difference between the dynamic pressure and the static pressure will be described by focusing on the difference in generated voltage when applied to the flexible pressure sensitive body.

動的圧力は、加えられた物体からの応力と釣り合っていない圧力であり、結果的に動的圧力が印加された物体には加速度を伴う変形が生じることになる。これに対し、静的圧力は、加えられた物体からの応力と完全に釣り合っている圧力であり、結果的に静的圧力の印加されている物体には加速度を伴う変形は生じない。   The dynamic pressure is a pressure that is not balanced with the stress from the applied object. As a result, the object to which the dynamic pressure is applied is deformed with acceleration. On the other hand, the static pressure is a pressure that perfectly balances the stress from the applied object, and as a result, the object to which the static pressure is applied is not deformed with acceleration.

このため、動的圧力が印加される時に限り、可撓性感圧体には加速度をともなう歪が生じ、圧電効果により電圧変化を生じる。
特開昭62−230071号公報
For this reason, only when dynamic pressure is applied, the flexible pressure-sensitive body is distorted with acceleration and changes in voltage due to the piezoelectric effect.
JP-A-62-230071

しかしながら、前記従来の圧力検出装置は、可撓性感圧体のどの部分に圧力が印加されても同じ電圧変化が生じるため、圧力が印加された場所を検出できないという課題を有していた。   However, the conventional pressure detection device has a problem that the location where the pressure is applied cannot be detected because the same voltage change occurs regardless of which portion of the flexible pressure sensitive body is applied with the pressure.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、外部からの圧力印加の有無を検出することに加え、圧力印加がなされた場所の検出も可能な圧力検出装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a pressure detection device capable of detecting a place where pressure is applied in addition to detecting the presence or absence of external pressure application. .

前記従来の課題を解決するために、本発明の圧力検出装置は、可撓性感圧体と、外部から圧力が印加された場合に、前記可撓性感圧体に生じる電位差を応答電圧として測定するための電極とを含む線状の圧力応答手段と、前記圧力応答手段への外部からの圧力印加の有無を判定する圧力判定手段とを有し、前記圧力応答手段が、複数個隣接して配設されるとともに、前記複数の圧力応答手段が、外部から一定の圧力が印加された場合に、配設された場所毎に互いに異なる複数の応答電圧を有することを特徴としている。   In order to solve the conventional problems, the pressure detection device of the present invention measures a potential difference generated in the flexible pressure sensitive body and the flexible pressure sensitive body as a response voltage when pressure is applied from the outside. A linear pressure response means including an electrode for pressure and a pressure determination means for determining whether external pressure is applied to the pressure response means. A plurality of the pressure response means are arranged adjacent to each other. And the plurality of pressure response means have a plurality of response voltages different from each other at different locations when a constant pressure is applied from the outside.

複数の圧力応答手段の感度が、配設された場所毎に互いに異なるため、圧力印加された際に、複数の圧力応答手段に発生する応答電圧の大きさの関係から、圧力印加された場所を特定することが可能となる。   Since the sensitivities of the plurality of pressure response means are different from each other at each place where the pressure is applied, the place where the pressure is applied is determined from the relationship of the magnitude of the response voltage generated in the plurality of pressure response means when a pressure is applied. It becomes possible to specify.

本発明の圧力検出装置により、外部からの圧力印加の有無に加えて、前記の圧力印加された場所の検出が可能となる。   According to the pressure detection device of the present invention, in addition to the presence or absence of external pressure application, it is possible to detect the place where the pressure is applied.

第1の発明の圧力検出装置は、可撓性感圧体と、外部から圧力が印加された場合に、前記可撓性感圧体に生じる電位差を応答電圧として測定するための電極とを含む線状の圧力応答手段と、前記圧力応答手段への外部からの圧力印加の有無を判定する圧力判定手段とを有し、前記圧力応答手段が、複数個隣接して配設されるとともに、前記複数の圧力応答手段の応答電圧が、外部から一定の圧力が印加された場合に、互いに異なる場所座標依存性を有し、前記圧力判定手段が、前記の互いに異なる場所座標依存性を有する応答電圧の大きさの関係から、前記外部からの圧力の印加された場所座標を判定する構成を有する。   A pressure detection device according to a first aspect of the invention includes a linear pressure sensor and an electrode for measuring a potential difference generated in the flexible pressure sensor as a response voltage when pressure is applied from the outside. Pressure response means, and pressure determination means for determining the presence or absence of external pressure application to the pressure response means, a plurality of the pressure response means being arranged adjacent to each other, The response voltage of the pressure response means has different location coordinate dependence when a constant pressure is applied from the outside, and the pressure determination means has a magnitude of response voltage having the different location coordinate dependence. From this relationship, it has a configuration for determining the location coordinates to which the external pressure is applied.

複数の圧力応答手段の応答電圧が、異なる場所座標依存性を有するために、外部から圧力が印加された際に、複数の圧力応答手段に発生する応答電圧の大きさを比較することで、圧力印加された場所座標を特定することが可能となる効果が得られる。   Since the response voltages of the plurality of pressure response means have different location coordinate dependencies, when the pressure is applied from the outside, the magnitude of the response voltage generated in the plurality of pressure response means is compared to The effect of being able to specify the applied location coordinates is obtained.

第2の発明の圧力検出装置は、特に第1の発明において、圧力応答手段が、複数の可撓性感圧体と、前記可撓性感圧体に生じる応答電圧を測定するための複数の電極とを含んで構成され、前記圧力応答手段が、外部から一定の圧力が印加された場合に、前記複数の可撓性感圧体に対応して、互いに異なる場所座標依存性を有する応答電圧を有する構成を有する。   The pressure detection device according to a second invention is the pressure detection device according to the first invention, particularly in the first invention, wherein the pressure response means includes a plurality of flexible pressure sensitive bodies and a plurality of electrodes for measuring response voltages generated in the flexible pressure sensitive bodies. And the pressure response means has response voltages having different location coordinate dependencies corresponding to the plurality of flexible pressure sensitive bodies when a constant pressure is applied from the outside. Have

圧力応答手段の数が少なく、1個しかない場合でも、圧力印加の有無と、印加場所座標の判定とが可能となり、製造、配設が容易となる効果が得られる。   Even when the number of pressure response means is small and there is only one, it is possible to determine the presence / absence of pressure application and the coordinates of the application location, and the effect of facilitating manufacture and arrangement can be obtained.

第3の発明の圧力検出装置は、特に第1あるいは2のいずれかの発明において、圧力応答手段に外部から一定の圧力が印加された場合に発生する応答電圧が、前記圧力応答手段の一方の端部から他方の端部にかけて単調に変化する構成を有する。   In the pressure detection device of the third invention, in particular, in either the first or second invention, a response voltage generated when a constant pressure is applied to the pressure response means from the outside is one of the pressure response means. It has a configuration that changes monotonically from one end to the other end.

単調に応答電圧が変化するものを組み合わせることで、各場所座標での応答電圧の関係が異なる構成を容易に実現できるため、設計が容易になる効果が得られる。また、単調に応答電圧が変化するものを製造することは、場所座標毎に複雑に変化する応答電圧を有するものを製造するよりも簡単であるため、製造も容易となる効果が得られる。   By combining the ones whose response voltage changes monotonously, it is possible to easily realize a configuration in which the relationship of the response voltage at each location coordinate is different. In addition, manufacturing a device whose response voltage changes monotonously is simpler than manufacturing a device having a response voltage that varies in a complicated manner for each location coordinate, so that an effect of facilitating manufacturing can be obtained.

第4の発明の圧力検出装置は、特に第1から3のいずれかの発明において、圧力応答手段を構成する複数の可撓性感圧体の圧電定数が、互いに異なる場所座標依存性を有することで、前記圧力応答手段の複数の応答電圧が異なった場所座標依存性を有する構成を有する。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the invention, the piezoelectric constants of the plurality of flexible pressure-sensitive bodies constituting the pressure response means have different location coordinate dependencies. The plurality of response voltages of the pressure response means have different location coordinate dependencies.

圧電定数を場所座標毎に変えることは、分極電圧や時間を調整することで容易であるため、本発明の圧力応答手段が容易に得られる効果が得られる。   Since changing the piezoelectric constant for each location coordinate is easy by adjusting the polarization voltage and time, the effect of easily obtaining the pressure response means of the present invention can be obtained.

第5の発明の圧力検出装置は、特に第1から4のいずれかの発明において、圧力応答手段を保護するために保護層が形成され、前記保護層の厚みが場所座標依存性を有することで、前記圧力応答手段の複数の応答電圧が異なる場所座標依存性を有する構成を有する。   In the pressure detection device of the fifth invention, in particular, in any one of the first to fourth inventions, a protective layer is formed to protect the pressure response means, and the thickness of the protective layer has location coordinate dependency. The plurality of response voltages of the pressure response means have different location coordinate dependencies.

可撓性感圧体が既に製造されている場合でも、保護層の違いにより各場所座標での応答電圧を変えることができるため、仕様の変更への対応が容易となる効果が得られる。   Even when a flexible pressure-sensitive body has already been manufactured, the response voltage at each location coordinate can be changed due to the difference in the protective layer, so that an effect of facilitating the change of the specification can be obtained.

第6の発明の圧力検出装置は、特に第1から5のいずれかの発明において、圧力判定手段が、外部から圧力印加がなされた場所座標を判定する際に、互いに異なる場所座標依存性を有する複数の異なる応答電圧から、応答電圧比を算出して前記判断を行う構成を有する。   The pressure detection device according to a sixth aspect of the present invention is the pressure detection device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the pressure determination means has different location coordinate dependencies when determining the location coordinates to which pressure is applied from the outside. The determination is made by calculating a response voltage ratio from a plurality of different response voltages.

応答電圧比は単純な計算により可能であり、圧力判定手段の負荷を下げて圧力判定手段のコストを低減する効果が得られる。また、応答電圧は、水分や、温度により変動するが、応答電圧の比をとることで、それらが相殺され、圧力が印加された場所座標の判定がより正確に下される効果が得られる。   The response voltage ratio can be obtained by simple calculation, and the effect of reducing the cost of the pressure determination means by reducing the load of the pressure determination means can be obtained. In addition, the response voltage varies depending on moisture and temperature, but by taking the ratio of the response voltages, they are canceled out, and the effect of more accurately determining the location coordinates where the pressure is applied can be obtained.

第7の発明の圧力検出装置は、特に第1から6のいずれかの発明において、圧力応答手段がケーブル状の圧力応答手段である構成を有する。   The pressure detection device according to a seventh aspect of the invention has a configuration in which the pressure response means is a cable-like pressure response means, particularly in any one of the first to sixth inventions.

連続的な押し出し工程で製造が可能であるため、より製造が容易となる効果が得られる。   Since the production can be performed by a continuous extrusion process, an effect of facilitating the production can be obtained.

第8の発明の圧力検出装置は、特に第7の発明において、ケーブル状の圧力応答手段が、前記ケーブル状の圧力応答手段の概中心部に位置する内部電極と、前記内部電極に密着した可撓性感圧体と、可撓性感圧体に密着した外部電極とを含んでなり、前記内部電極と前記外部電極とが応答電圧の測定に用いられる構成を有する。   In the pressure detection device according to the eighth invention, in particular, in the seventh invention, the cable-like pressure response means may be in close contact with the internal electrode located at the approximate center of the cable-like pressure response means and the internal electrode. A flexible pressure-sensitive body and an external electrode in close contact with the flexible pressure-sensitive body are included, and the internal electrode and the external electrode are used for measuring a response voltage.

ケーブル状で中心対称な形状となっているため、残留分極は中心から放射状に形成される。このため、どの方向からの圧力印加に対しても等方的な検出が可能である。従って、圧力応答手段が配設時に回転あるいは捻れた場合でも、応答電圧に変化が生じ難い。この結果、配設の自由度が高くなり、安定した圧力印加の有無、および安定した場所座標検知が可能となる効果が得られる。   Since it is cable-shaped and symmetrical with respect to the center, the remanent polarization is formed radially from the center. For this reason, isotropic detection is possible with respect to pressure application from any direction. Therefore, even when the pressure response means is rotated or twisted during installation, the response voltage hardly changes. As a result, the degree of freedom of arrangement is increased, and the effect of enabling stable pressure application and stable location coordinate detection can be obtained.

第9の発明の圧力検出装置は、特に第1から8のいずれかの発明において、複数の圧力応答手段に外部からの圧力を伝える圧力伝達部を有し、前記圧力伝達部の前記各圧力応答手段に接する部分の弾性率が、場所座標依存性を有する構成を有する。   The pressure detection device according to a ninth aspect of the present invention is the pressure detection device according to any one of the first to eighth aspects, further comprising a pressure transmission unit that transmits a pressure from the outside to the plurality of pressure response means, and each pressure response of the pressure transmission unit. The elastic modulus of the portion in contact with the means has a configuration having location coordinate dependency.

各圧力応答手段に接する部分の弾性率が場所座標により異なるために、外部から圧力印加された場合に、各圧力応答手段に伝えられる力が場所により異なる。結果として、各圧力応答手段に発生するの応答電圧が、異なる場所座標依存性を有することになり、複数の圧力応答手段に発生する応答電圧の大きさを比較することで、圧力印加された場所座標を特定することが可能となる効果が得られる。   Since the elastic modulus of the portion in contact with each pressure response means varies depending on the location coordinates, the force transmitted to each pressure response means varies depending on the location when pressure is applied from the outside. As a result, the response voltage generated in each pressure response means has a different location coordinate dependency, and by comparing the magnitude of the response voltage generated in multiple pressure response means, the place where pressure is applied An effect that allows the coordinates to be specified is obtained.

圧力応答手段の可撓性感圧体の圧電定数を場所毎に調整したり、保護層の厚さを調整しなくても、圧力伝達部の圧力応答手段に接する部分の弾性率を変えるだけで良いため、圧力応答手段の製造が容易になる効果が得られる。圧力応答手段に接する部分の弾性率を調整することで、所望の応答電圧の場所依存性が得られるため、設計の自由度が高くなり、仕様の変更にも対応し易くなる効果も得られる。   There is no need to adjust the piezoelectric constant of the flexible pressure-sensitive body of the pressure response means for each location or to adjust the thickness of the protective layer. Therefore, an effect that the manufacture of the pressure response means is facilitated can be obtained. By adjusting the elastic modulus of the portion in contact with the pressure response means, it is possible to obtain the location dependence of the desired response voltage, so that the degree of freedom in design is increased and the effect of being easily adaptable to changes in specifications is also obtained.

第10の発明の圧力検出装置は、特に第1から9のいずれかの発明において、複数の圧力応答手段が同型の圧力応答手段である構成を有する。   A pressure detection device according to a tenth aspect of the invention has a configuration in which, in particular, in any one of the first to ninth aspects, the plurality of pressure response means are the same type of pressure response means.

圧力応答手段が同型で、大きさ、材料、製造工程が同じであるものを使用できるため、圧力応答手段の製造効率が著しく改善される効果がある。   Since the pressure response means having the same shape and the same size, material, and manufacturing process can be used, the manufacturing efficiency of the pressure response means is significantly improved.

第11の発明の圧力検出装置は、特に第1から10のいずれかの発明において、複数の圧力伝達部が圧力応答手段上の、互いに離れた異なる場所座標に、複数個設けられる構成を有する。ある場所座標に存在する圧力伝達部と、他の場所座標に存在する圧力伝達部との間の相互作用が小さくなるため、場所座標の独立性が高まり、場所判定の精度が上昇する効果が得られる。   The pressure detection device according to an eleventh aspect of the present invention has a configuration in which, in particular, in any one of the first to tenth aspects, a plurality of pressure transmission parts are provided at different location coordinates separated from each other on the pressure response means. Since the interaction between the pressure transmission part existing at a certain place coordinate and the pressure transmission part existing at another place coordinate becomes small, the independence of the place coordinate is increased and the effect of increasing the accuracy of the place determination is obtained. It is done.

第12の発明の圧力検出装置は、特に第1から11のいずれかの発明において、圧力伝達部を一定の水平度を保つために、前記圧力伝達部と一体となり、方向の固定された圧力伝達部支持部を有する構成を持つ。   A pressure detection device according to a twelfth aspect of the present invention is the pressure detection device according to any one of the first to eleventh aspects, particularly in which the pressure transmission unit is integrated with the pressure transmission unit and the direction is fixed in order to maintain a certain level of horizontality. It has the structure which has a part support part.

方向の固定された圧力支持固定部と一体となっているため、圧力伝達部の水平度が変化しない。このため、外部からの圧力印加がなされた場合に発生する応答電圧のバラツキが低減され、場所検知の精度が上昇する効果が得られる。   Since it is integrated with the pressure support fixing portion whose direction is fixed, the level of the pressure transmission portion does not change. For this reason, the variation of the response voltage generated when pressure is applied from the outside is reduced, and the effect of increasing the accuracy of location detection can be obtained.

第13の発明の圧力検出装置は、特に第1から12のいずれかの発明において、圧力応答手段を固定する支持固定部が、前記複数の圧力応答手段を接触することなく固定する支持固定部隔壁を有する構成を有する。   A pressure detection device according to a thirteenth aspect of the present invention is the support fixing portion partition wall in which the support fixing portion for fixing the pressure response means fixes the plurality of pressure response means without contacting, particularly in any one of the first to twelfth inventions. It has the composition which has.

支持固定部隔壁を有することで、圧力応答手段の位置ずれが抑制され、応答電圧のバラツキが低減され、場所検知の精度が上昇する効果がある。   By having the support fixing part partition wall, the positional deviation of the pressure response means is suppressed, the variation of the response voltage is reduced, and the location detection accuracy is increased.

また、隔壁により、圧力応答手段が過度に圧縮されることがなくなるため、過度の圧力が外部から印加された場合に、圧力応答手段の塑性変形等の劣化が抑制される効果も得られる。   Further, since the pressure response means is not excessively compressed by the partition wall, an effect of suppressing deterioration such as plastic deformation of the pressure response means is obtained when an excessive pressure is applied from the outside.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態における圧力検出装置の模式図であり、まずこれを用いて、構成と作用の概略とを説明する。図1(a)は上部から見た模式図であり、図1(b)は、B−B線位置での断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a pressure detection device according to a first embodiment of the present invention. First, the configuration and the outline of the operation will be described using this. FIG. 1A is a schematic view seen from above, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line BB.

図1に示すように、圧力検出装置8は、二つの圧力応答手段9a、9bと、一つの圧力判定手段10とからなっている。二つの圧力応答手段9a、9bは、隣接して設置されている。この時、圧力応答手段9a、9bは、外部からの圧力が同じように印加されるように、圧力が印加される領域に比べて狭い範囲に隣接して設置されていることが好ましい。また、必要に応じて、1図に示した二つの圧力応答手段9の上には、外部から圧力を受け、圧力応答手段9a、9bに圧力を伝える圧力伝達部6が設けられるが、これも圧力応答手段に均等に圧力を伝える作用を有している。この状態で、外部から圧力が印加されると、圧力伝達部6を通して、圧力応答手段9a、9bに圧力が伝えられ、圧力応答手段9a、9bに対応する電極間に電圧差が生じる。この電位差を応答電圧として、独立に圧力判定手段10が測定し、圧力印加の有無と、圧力が印加された場所座標の判定を行う。   As shown in FIG. 1, the pressure detection device 8 includes two pressure response means 9 a and 9 b and one pressure determination means 10. The two pressure response means 9a and 9b are installed adjacent to each other. At this time, it is preferable that the pressure response means 9a and 9b be installed adjacent to a narrower range than the region to which the pressure is applied so that the pressure from the outside is applied in the same manner. Further, if necessary, a pressure transmission unit 6 that receives pressure from the outside and transmits the pressure to the pressure response means 9a and 9b is provided on the two pressure response means 9 shown in FIG. It has the action of transmitting pressure evenly to the pressure response means. In this state, when pressure is applied from the outside, the pressure is transmitted to the pressure response means 9a, 9b through the pressure transmission unit 6, and a voltage difference is generated between the electrodes corresponding to the pressure response means 9a, 9b. Using this potential difference as a response voltage, the pressure determination means 10 independently measures the presence / absence of pressure application and the location coordinates where the pressure is applied.

図1に示した圧力応答手段9、は線状の圧力応答手段であり、その例としてケーブル状のものを記載しているが、その他に、可撓性感圧体の形状、電極の取り方によって、図22に対応するテープ状の形態もとることができ、特にその形態に限定されるものではない。   The pressure response means 9 shown in FIG. 1 is a linear pressure response means, and a cable-like one is described as an example, but in addition, depending on the shape of the flexible pressure-sensitive body and how to take the electrodes Further, a tape-like form corresponding to FIG. 22 can be taken, and the form is not particularly limited thereto.

但し、以下の実施の形態では、図1に示したように、ケーブル状の線状圧力応答手段を例に説明を行う。これは、下記の効果が得られるためである。   However, in the following embodiment, as shown in FIG. 1, a cable-like linear pressure response means will be described as an example. This is because the following effects can be obtained.

ケーブル状の線状圧力応答手段は、連続的な押し出し工程に製造が可能であるため、より製造が容易となる効果が得られる。また、ケーブル状で中心対称な構造を有しているため、残留分極は中心から放射状に形成される。このため、どの方向からの圧力印加に対しても等方的な検出が可能である。従って、圧力応答手段が配設時に回転したり捻れたりした場合でも、応答電圧に変化が生じ難い。この結果、配設の自由度が高くなり、安定した圧力印加の有無の判定、および安定した場所座標判定が可能となる効果が得られる。   Since the cable-like linear pressure response means can be manufactured in a continuous extrusion process, the effect of facilitating the manufacture can be obtained. Further, since the cable has a centrally symmetric structure, the remanent polarization is formed radially from the center. For this reason, isotropic detection is possible with respect to pressure application from any direction. Therefore, even when the pressure response means rotates or twists during installation, the response voltage hardly changes. As a result, the degree of freedom of arrangement is increased, and the effect of enabling the determination of the presence or absence of stable pressure application and the stable location coordinate determination can be obtained.

図2は、本発明の第1の実施の形態における圧力検出装置8の図1に対応する詳細な断面図である。図2のうち(a)は、ケーブル状に構成された圧力応答手段9の長手方向の断面図と圧力算出手段とを示した図であり、(b)は(a)のC−C線位置での断面図である。尚、図2(a)では、簡単のために、二つある圧力応答手段9a、9bのうち一方の断面のみを記載してあるが、他の断面も類似の構造を有する。   FIG. 2 is a detailed cross-sectional view corresponding to FIG. 1 of the pressure detection device 8 according to the first embodiment of the present invention. 2A is a diagram showing a cross-sectional view in the longitudinal direction of the pressure response means 9 configured in a cable shape and a pressure calculation means, and FIG. 2B is a position along the line CC in FIG. FIG. In FIG. 2A, for simplicity, only one cross section of the two pressure response means 9a and 9b is shown, but the other cross section has a similar structure.

図2から分かるように、圧力応答手段9a、9bは、各々内部電極14の周りに、可撓性感圧体11が設けられ、その外側に外部電極12、さらにその外側に保護層13が設けられて構成される。圧力応答手段9a、9bの上部には、既に述べた圧力伝達部6が設けられている。また、下部に上記全体を支えて固定するために支持固定部7が設けてある。もちろん、十分な強度が確保される場合には、保護層13必ずしも必要ではない、また、図中のPoは、外部から印加される圧力を示す。   As can be seen from FIG. 2, each of the pressure response means 9 a and 9 b is provided with a flexible pressure-sensitive body 11 around the internal electrode 14, an external electrode 12 on the outside thereof, and a protective layer 13 on the outside thereof. Configured. Above the pressure response means 9a, 9b, the pressure transmission unit 6 already described is provided. In addition, a support fixing portion 7 is provided in the lower portion to support and fix the whole. Of course, when sufficient strength is ensured, the protective layer 13 is not necessarily required, and Po in the figure indicates the pressure applied from the outside.

可撓性感圧体11は、合成ゴムや合成樹脂の中に圧電セラミックス粉末が分散されて構成される。合成ゴムや合成樹脂としては、塩化ビニル等の熱可塑性樹脂、塩素化ポリエチレン等の熱可塑性エラストマー、EPDM等の加硫ゴム等が用いられる。また、圧電セラミックスとしては、チタン酸鉛、ジルコン鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス・ナトリウム、チタン酸ビスマス・ナトリウム−チタン酸バリウム、
ニオブ酸アルカリ等のペロブスカイト構造を有する化合物、ビスマス層状構造を有する化合物、タングステンブロンズ構造を有する化合物等圧電性を発現するセラミック材料が用いられる。
The flexible pressure sensitive body 11 is configured by dispersing piezoelectric ceramic powder in synthetic rubber or synthetic resin. As the synthetic rubber or synthetic resin, a thermoplastic resin such as vinyl chloride, a thermoplastic elastomer such as chlorinated polyethylene, a vulcanized rubber such as EPDM, or the like is used. Also, as piezoelectric ceramics, lead titanate, lead zircon, lead zirconate titanate, barium titanate, bismuth sodium sodium titanate, bismuth sodium titanate-barium titanate,
A ceramic material exhibiting piezoelectricity such as a compound having a perovskite structure such as alkali niobate, a compound having a bismuth layer structure, or a compound having a tungsten bronze structure is used.

保護層13は、可撓性感圧体11に用いられる合成ゴムや合成樹脂が用いられ、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、加硫ゴムの少なくとも一種が用いられるが、磨耗や電荷の漏れが低減されていれば特に必要ではない。   The protective layer 13 is made of a synthetic rubber or a synthetic resin used for the flexible pressure-sensitive body 11, and is made of at least one of a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, and a vulcanized rubber, but wear and charge leakage are reduced. If it is, it is not particularly necessary.

外部電極12としては、C,Pt、Au、Pd、Ag、Cu、Al、Ni、ステンレス等の線材あるいは線材を圧延して平たいテープ状にしたもの等が用いられる。あるいは前記テープ状の高分子フィルムに前記金属線材あるいは線材をテープ状にしたものをラミネートしたものを用いれば、より可撓性の高い外部電極が得られる。また、金属細線を単独で編んで可撓性感圧体11を覆った電極も使用することができる。   As the external electrode 12, a wire material such as C, Pt, Au, Pd, Ag, Cu, Al, Ni, stainless steel, or the like obtained by rolling a wire material into a flat tape shape or the like is used. Alternatively, if the tape-like polymer film laminated with the metal wire or the tape-like wire is used, a more flexible external electrode can be obtained. Moreover, the electrode which covered the flexible pressure-sensitive body 11 by knitting a metal fine wire independently can also be used.

内部電極14としては、外部電極12で用いられる単数、複数の金属細線、複数のポリエステル等の繊維に前記金属線を巻いたもの等が用いられる。   As the internal electrode 14, one or a plurality of fine metal wires used in the external electrode 12, a plurality of fibers such as polyester wound around the metal wire, or the like is used.

また、可撓性感圧体11、保護層13、外部電極12に関しては、以下の実施の形態でも同様のものが適用可能である。   Further, regarding the flexible pressure-sensitive body 11, the protective layer 13, and the external electrode 12, the same can be applied to the following embodiments.

次に、上記のケーブル状の圧力応答手段の製造方法に関して、一般的な例を説明する。   Next, a general example will be described regarding the manufacturing method of the cable-like pressure response means.

まず、圧電セラミックス粉末と、合成ゴムや合成樹脂としての熱可塑性エラストマーとを、混練して複合体とする。次に、押し出し機を用いて、この複合体を内部電極と共に押し出すことにより、内部電極14を中心にして、周囲に上記の複合体よりなる可撓性感圧体11が形成されたケーブルを得る。さらにケーブルの周囲を覆う分極用電極を用意し、この電極とケーブル中の内部電極14との間に電圧を印加することにより、内部電極から放射状に電界を形成し、対応する向きのセラミック圧電体中に分極を形成する。さらに、分極用電極を取り外した後、上記ケーブルの周りにテープ状の金属線材、テープ状金属、あるいはテープ状金属とテープ状高分子とがラミネートされたテープを巻き付けることにより、外部電極12を形成する。次に、この外部電極12が形成されたケーブルを中心にして、押し出し機により、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム等を押し出し、ケーブルの保護層13を形成することで圧力応答手段が得られる。また、分極は、外部電極12が形成された後に、外部電極12と内部電極14との間に電圧を印加することでも可能である。   First, a piezoelectric ceramic powder and a thermoplastic elastomer as a synthetic rubber or a synthetic resin are kneaded to form a composite. Next, the composite is extruded together with the internal electrode using an extruder, thereby obtaining a cable having the flexible electrode 11 made of the composite formed around the internal electrode 14. Further, a polarization electrode covering the periphery of the cable is prepared, and by applying a voltage between this electrode and the internal electrode 14 in the cable, an electric field is formed radially from the internal electrode, and a ceramic piezoelectric body in a corresponding direction Form polarization inside. Further, after removing the electrode for polarization, the external electrode 12 is formed by winding a tape-shaped metal wire, a tape-shaped metal, or a tape laminated with a tape-shaped metal and a tape-shaped polymer around the cable. To do. Next, a pressure response means is obtained by forming a protective layer 13 of the cable by extruding a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, rubber or the like with an extruder around the cable on which the external electrode 12 is formed. . Polarization can also be performed by applying a voltage between the external electrode 12 and the internal electrode 14 after the external electrode 12 is formed.

上術した分極方法で説明したように、ケーブルの周囲を覆う分極用電極を用意し、この電極とケーブル中の内部電極14との間に電圧を印加することにより、分極を行うことができる。そして、この方法により、複数の圧力応答手段9に対して、互いに異なる応答電圧の場所依存性を導入することが容易になる効果が得られる。以下で説明する本実施の形態の圧力応答手段9についての、応答電圧Vの場所座標依存性はこの分極方法によって導入されたものである。   As described in the above-described polarization method, polarization can be performed by preparing a polarization electrode covering the periphery of the cable and applying a voltage between the electrode and the internal electrode 14 in the cable. This method provides an effect of facilitating the introduction of the location dependence of different response voltages for the plurality of pressure response means 9. With respect to the pressure response means 9 of the present embodiment described below, the dependence of the response voltage V on the location coordinates is introduced by this polarization method.

具体的には、上記分極時の電圧印加時に、場所毎に印加する電圧を高くすることで、また印加時間を長くすることで、あるいは印加時の温度を高くすることで残留分極を大きくすることができる。従って、これらのパラメータを調整することで、残留分極の場所座標依存性を調整することが可能となる。一方、残留分極の大きさは、可撓性感圧体11の圧電定数に比例し、圧電定数は応答電圧Vに比例するため、上記の分極操作により、可撓性感圧体11の圧電定数の場所座標依存性を制御し、さらに、圧力応答手段9の応答電圧Vの場所座標依存性も制御することが可能となる。   Specifically, when applying the voltage at the time of polarization, the residual polarization is increased by increasing the voltage applied at each location, increasing the application time, or increasing the temperature at the time of application. Can do. Therefore, by adjusting these parameters, it is possible to adjust the dependence of the remanent polarization on the location coordinates. On the other hand, since the magnitude of the remanent polarization is proportional to the piezoelectric constant of the flexible pressure-sensitive body 11 and the piezoelectric constant is proportional to the response voltage V, the location of the piezoelectric constant of the flexible pressure-sensitive body 11 is determined by the polarization operation described above. It is possible to control the coordinate dependency and further control the location coordinate dependency of the response voltage V of the pressure response means 9.

また、上記圧電定数は、例えば市販のd33メータにより圧電定数d33として測定可能である。測定は、上記分極操作後、外部電極12が形成される前に行うことができる。   The piezoelectric constant can be measured as the piezoelectric constant d33 using, for example, a commercially available d33 meter. The measurement can be performed after the polarization operation and before the external electrode 12 is formed.

以上のように構成された圧力検出装置8について、以下その動作、作用を説明する。
まず図3を用いて説明する。図3(a)は、圧力応答手段に外部から一定の圧力が印加された場合の応答電圧の場所座標依存性を表したものであり、図3(b)は、圧力応答手段の場所座標の定義を行ったものである。本発明の圧力応答手段の特徴は、圧力応答手段が複数個あり、各々の応答電圧が場所座標毎に異なることである。図3に示した、圧力応答手段は、その簡単で好ましい例であり、圧力応答手段を2個有し、各圧力応答手段に対応する応答電圧V(この場合Va、Vb)は、場所を規定する座標Xの増加に対してVaが単調に増加し、Vbは単調に減少する。このため、各々の応答電圧Va、Vbの場所座標依存性が異なる構成となっている。例えば、Vaに関しては、場所座標X1で応答電圧VaがVa1、場所座標Xmで応答電圧VaがVmと、場所の座標Xの増加に対して、応答電圧Vaも単調に増加している。
About the pressure detection apparatus 8 comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
First, a description will be given with reference to FIG. FIG. 3A shows the location coordinate dependence of the response voltage when a constant pressure is applied to the pressure response means from the outside. FIG. 3B shows the location coordinates of the pressure response means. It is a definition. The feature of the pressure response means of the present invention is that there are a plurality of pressure response means, and each response voltage is different for each location coordinate. The pressure response means shown in FIG. 3 is a simple and preferable example, and has two pressure response means, and the response voltages V (in this case, Va and Vb) corresponding to each pressure response means define the location. As the coordinate X increases, Va increases monotonously and Vb decreases monotonously. For this reason, the location coordinate dependency of each response voltage Va and Vb is different. For example, with respect to Va, the response voltage Va is Va1 at the location coordinate X1, the response voltage Va is Vm at the location coordinate Xm, and the response voltage Va also monotonously increases as the location coordinate X increases.

これを用いた圧力印加の有無の判定は以下のようになされる。印加された圧力P0に対する応答電圧V(9a、9bに対応して順にVa、Vb)が閾値電圧Vx(9a、9bに対応して順にVxa、Vxb)以上となる場合に、圧力が印加されたと判定し、Vx未満の場合に圧力印加がなされなかったと判定される。一方、図4は、9aに対する閾値電圧Vxaについて、場所座標との関係を示した図であり、これから閾値電圧Vxaは、座標座標依存性を有することが分かる。具体的には、場所座標X1で閾値電圧VxaがVxa1、場所座標Xmで閾値電圧VxaがVxmとなる。これは、図3(a)に示した様に、一定圧力が印加された場合の応答電圧Vaが、場所座標X毎に変化するためである。ここには具体的に示さないが、閾値電圧Vxbは、図3のVbに対応して、場所座標Xの増加により単調に減少する。   The determination of the presence or absence of pressure application using this is made as follows. The pressure is applied when the response voltage V (Va, Vb in order corresponding to 9a, 9b) with respect to the applied pressure P0 is equal to or higher than the threshold voltage Vx (Vxa, Vxb in order corresponding to 9a, 9b). When it is less than Vx, it is determined that no pressure is applied. On the other hand, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the threshold voltage Vxa for 9a and the location coordinates, and it can be seen from this that the threshold voltage Vxa has coordinate coordinate dependency. Specifically, the threshold voltage Vxa is Vxa1 at the location coordinate X1, and the threshold voltage Vxa is Vxm at the location coordinate Xm. This is because the response voltage Va when a constant pressure is applied changes for each location coordinate X as shown in FIG. Although not specifically shown here, the threshold voltage Vxb monotonously decreases as the location coordinate X increases corresponding to Vb in FIG.

次に、応答電圧Vをもとに、圧力P0が印加された場所座標Xを求める方法を説明する。図5は、場所座標Xでの、応答電圧比Vb/Va(応答電圧VbとVaとの比)を示したものである。図5からわかるように、応答電圧比Vb/Vaは、場所座標Xの増加に対して単調に減少している。従って、一つの応答電圧比Vb/Vaに対して、一つの場所座標Xが対応する。即ち、応答電圧比Vb/Vaより、場所座標Xを特定することが可能となる。   Next, a method for obtaining the location coordinate X to which the pressure P0 is applied based on the response voltage V will be described. FIG. 5 shows the response voltage ratio Vb / Va (ratio of response voltages Vb and Va) at the location coordinate X. As can be seen from FIG. 5, the response voltage ratio Vb / Va monotonously decreases as the location coordinate X increases. Therefore, one location coordinate X corresponds to one response voltage ratio Vb / Va. That is, the location coordinate X can be specified from the response voltage ratio Vb / Va.

上記場所座標の検知は、セキュリティ用途に、バルコニーやフェンス等の家屋の外周部等に設置されて使用されると、侵入者の有無以外に、侵入場所も特定できるために非常に効果的である。   The detection of the location coordinates is very effective because it can identify the intrusion location in addition to the presence or absence of intruders when installed and used on the outer periphery of a house such as a balcony or fence for security purposes. .

また、情報入力装置、例えば、自動車のハンドルに設置され車内の電装品を操作する装置に適用した場合、圧力の強弱以外に、圧力が印加された場所座標の入力も、単純な構造で可能となるため効果が大となる。   In addition, when applied to an information input device, for example, a device that is installed on a steering wheel of an automobile and operates an electrical component in the vehicle, in addition to the pressure level, it is possible to input the location coordinates where pressure is applied with a simple structure. Therefore, the effect becomes large.

このように、単調に応答電圧が変化する圧力応答手段9を用いることにより、応答電圧比に対して一義的に場所座標を対応させることが容易となり、このことは設計が容易となることを意味する。また、既に説明したように分極操作時のパラメータを制御する方法では、単調に応答電圧が変化する圧力応答手段を製造する方が、場所座標毎に複雑に変化する応答電圧を有するものを製造するよりも容易であり、製造コストの観点からも好ましい。   In this way, by using the pressure response means 9 whose response voltage changes monotonously, it becomes easy to make the location coordinates uniquely correspond to the response voltage ratio, which means that the design becomes easy. To do. In addition, as described above, in the method for controlling the parameters during the polarization operation, the pressure response means in which the response voltage changes monotonously is manufactured with a response voltage that changes in a complicated manner for each location coordinate. This is also easier from the viewpoint of manufacturing cost.

一方、単調に応答電圧が変化する圧力応答手段を、逆向きにして隣接配設すればよいた
め、製造する圧力応答手段としては1種類で良く、この点からの製造コストが低下する効果が得られる。
On the other hand, since the pressure response means whose response voltage changes monotonously may be arranged adjacent to each other in the opposite direction, only one type of pressure response means may be manufactured, and the effect of reducing the manufacturing cost from this point is obtained. It is done.

また、ここでは、応答電圧Vをもとに、圧力P0が印加された場所座標Xを求める際に、応答電圧比Vb/Vaを用いたが、本発明は、これに限定されるものではない。   Here, the response voltage ratio Vb / Va is used when obtaining the location coordinate X to which the pressure P0 is applied based on the response voltage V. However, the present invention is not limited to this. .

たとえば、圧力応答手段の複数の応答電圧の大きさの関係として、応答電圧比Vb/Vaではなく、αVa+βVb+γ(α、β、γは定数)を用いることも可能である。   For example, αVa + βVb + γ (α, β, and γ are constants) can be used instead of the response voltage ratio Vb / Va as the relationship between the magnitudes of the plurality of response voltages of the pressure response means.

ところで、圧力応答手段9の応答電圧Vは、一般的に温度依存性、湿度依存性を有する。特に、圧電セラミックスとして、アルカリ金属を含むチタン酸ビスマス・ナトリウム、チタン酸ビスマス・ナトリウム−チタン酸バリウム、ニオブ酸アルカリ等を用いる際には、吸湿による応答電圧の変化が起こり易い。このような場合には、上記のように応答電圧比Vb/Vaをもとに、圧力P0が印加された場所座標Xを求める方法が非常に効果的である。   Incidentally, the response voltage V of the pressure response means 9 generally has temperature dependency and humidity dependency. In particular, when bismuth / sodium titanate containing alkali metal, bismuth titanate / sodium-barium titanate, alkali niobate, or the like is used as the piezoelectric ceramic, the response voltage easily changes due to moisture absorption. In such a case, the method of obtaining the location coordinate X to which the pressure P0 is applied based on the response voltage ratio Vb / Va as described above is very effective.

この理由は以下の通りである。複数の感圧応答手段9の応答電圧Vは、湿度や、温度により各々同じような割合で変動する。例えば、複数の感圧応答手段では、湿度上昇により同程度の水分を吸収し、ほぼ同じ割合で応答電圧が上昇する。このため、応答電圧の比をとることで、水分や温度による変動分が相殺され、圧力が印加された場所座標Xの判定がより正確に下される効果が得られる。   The reason is as follows. The response voltage V of the plurality of pressure sensitive response means 9 varies at the same rate depending on the humidity and temperature. For example, in a plurality of pressure sensitive response means, the same amount of water is absorbed by the increase in humidity, and the response voltage increases at substantially the same rate. For this reason, by taking the ratio of the response voltages, fluctuations due to moisture and temperature are offset, and the effect of more accurately determining the location coordinates X to which pressure is applied can be obtained.

また、応答電圧比は単純な計算により可能であり、圧力判定手段の負荷を下げて圧力判定手段のコストを低減する効果が得られる。   Further, the response voltage ratio can be obtained by simple calculation, and an effect of reducing the cost of the pressure determination unit by reducing the load of the pressure determination unit can be obtained.

尚、ここでは応答電圧Va、Vbが、場所座票Xに対して、単調に変化する場合を考えたが、応答電圧比 Vb/Vaが、場所座標Xに対して単調に変化すれば、必ずしも、応答電圧Va、Vbが、場所座標Xに対して単調に変化する必要はない。   Although the case where the response voltages Va and Vb change monotonously with respect to the place slip X is considered here, if the response voltage ratio Vb / Va changes monotonously with respect to the place coordinate X, it is not always necessary. The response voltages Va and Vb do not need to change monotonously with respect to the location coordinate X.

最後に、本圧力検出装置による、外部からの圧力印加の有無の判断、圧力印加された場所座標の判断の手順を図6を用いて説明する。   Finally, the procedure for determining the presence / absence of external pressure application and the determination of the location coordinates where the pressure is applied by the pressure detection apparatus will be described with reference to FIG.

まず、外部からの圧力P0の印加により、圧力応答手段9a、9bに応答電圧Va、Vbが発生し、これを圧力判定手段10が測定する(ST1)。次に、圧力判定手段10により、応答電圧比Vb/Vaが算出される(ST2)。引き続き、圧力判定手段10が有するメモリから、応答電圧比Vb/Vaに対応する場所座標Xを読み出す(ST3)。尚、応答電圧比と場所座標Xとの関係は、あらかじめ実験的に測定を行い、圧力判定手段10が有するメモリに記録しておくことができる。   First, response voltages Va and Vb are generated in the pressure response means 9a and 9b by the external application of the pressure P0, and the pressure determination means 10 measures them (ST1). Next, the response voltage ratio Vb / Va is calculated by the pressure determination means 10 (ST2). Subsequently, the location coordinate X corresponding to the response voltage ratio Vb / Va is read from the memory included in the pressure determination means 10 (ST3). The relationship between the response voltage ratio and the location coordinate X can be experimentally measured in advance and recorded in a memory included in the pressure determination unit 10.

一方、場所座標Xでの応答電圧Vaに対応する閾値電圧Vxaを、圧力判定手段10が有するメモリから読み出す(ST4)。場所座標Xと、その場所座標Xでの応答電圧Vaに対応する閾値電圧Vxaとの関係は、あらかじめ実験的に測定を行い、圧力判定手段10が有するメモリに記録しておくことができる。   On the other hand, the threshold voltage Vxa corresponding to the response voltage Va at the location coordinate X is read from the memory included in the pressure determination means 10 (ST4). The relationship between the location coordinate X and the threshold voltage Vxa corresponding to the response voltage Va at the location coordinate X can be experimentally measured in advance and recorded in the memory of the pressure determination means 10.

引き続き、メモリから読み出したVxaと測定したVaとを、圧力判定手段10が比較し、その大小を判定する(ST5)。   Subsequently, the pressure determination means 10 compares Vxa read from the memory with the measured Va, and determines the magnitude (ST5).

上記判定に従い、Va≧Vxaであれば、場所座標Xと圧力印加有りの判断を出力する(ST6)。出力先としては、図には示していないが、ディスプレイ、スピーカ等好ましい手段を用いることができる。また、Va<Vxaであれば、何も出力しない(ST7)
If Va ≧ Vxa according to the above determination, the location coordinate X and the determination of the presence of pressure application are output (ST6). Although not shown in the drawing, preferred means such as a display and a speaker can be used as the output destination. If Va <Vxa, nothing is output (ST7).
.

従って、圧力応答手段9への圧力P0の印加により、閾値電圧Vxa以上の応答電圧Vaが発生した時のみ、圧力印加の場所座標Xと、圧力印加有りの判断とを出力することになる。   Therefore, only when the response voltage Va equal to or higher than the threshold voltage Vxa is generated by the application of the pressure P0 to the pressure response means 9, the location coordinates X of the pressure application and the determination of the presence of pressure application are output.

また、図6では、圧力印加の判断のために、Vaに対応するVxaを用いたが、その代わりにVxbを用いても良いし、その両方を用いることができる。例えば、Vb≧VxbかつVa≧Vxaの時に、圧力印加があったと判定することができる。   In FIG. 6, Vxa corresponding to Va is used for determination of pressure application, but Vxb may be used instead, or both of them may be used. For example, it can be determined that pressure is applied when Vb ≧ Vxb and Va ≧ Vxa.

また、本発明の圧力検出手段の可撓性感圧体中の圧電セラミックスとしては、廃棄時の処理を考えると、鉛を含まないものが好ましい。例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ビスマス・ナトリウム、チタン酸ビスマス・ナトリウム−チタン酸バリウム、ニオブ酸アルカリ等が好適に用いられる。さらに、セキュリティ用途等屋外で用いられる場合や、トイレ、風呂、台所等水を使用する環境では、上記圧電セラミックス粉体が撥水処理されて、水分の侵入が抑制されることがさらに好ましい。これは、上記のアルカリ金属を含む、圧電セラミックスは、水分を吸収し易く、そのことにより性能も変動し易くなるためである。   In addition, the piezoelectric ceramic in the flexible pressure-sensitive body of the pressure detecting means of the present invention is preferably one that does not contain lead in consideration of the disposal process. For example, barium titanate, bismuth / sodium titanate, bismuth / sodium titanate-barium titanate, alkali niobate, etc. are preferably used. Furthermore, when used outdoors, such as for security purposes, or in environments using water such as toilets, baths, and kitchens, it is more preferable that the piezoelectric ceramic powder is subjected to a water repellent treatment to prevent moisture from entering. This is because the piezoelectric ceramic containing the above alkali metal easily absorbs moisture, and the performance easily fluctuates accordingly.

尚、本実施の形態で記載した材料、工法は以下の実施の形態でも好適に適用できる。   Note that the materials and methods described in this embodiment can also be suitably applied to the following embodiments.

(実施の形態2)
本実施の形態の特徴は、圧力検出装置10が、3個の圧力応答手段を有していることである。
(Embodiment 2)
The feature of the present embodiment is that the pressure detection device 10 has three pressure response means.

図7(a)は、本実施の形態における圧力検出装置10の圧力応答手段9a、9b、9cに対応する応答電圧Va、Vb、Vcの場所座標依存性を示したものである。また、図7(b)は、本実施の形態における圧力検出装置10を上部からみた概観図であり、同時に場所座標の定義を示している。圧力応答手段9、9b、9cの断面図は示していないが、実施の形態1の図2で示したケーブル状の構造を有している。   FIG. 7A shows the location coordinate dependence of the response voltages Va, Vb, Vc corresponding to the pressure response means 9a, 9b, 9c of the pressure detection device 10 in the present embodiment. FIG. 7B is an overview of the pressure detection device 10 according to the present embodiment as viewed from above, and shows the definition of location coordinates. Although the sectional view of the pressure response means 9, 9b, 9c is not shown, it has the cable-like structure shown in FIG. 2 of the first embodiment.

図7(a)より、Vaは一定値V0をとる。また、Vbは場所座標0でV0であるが単調に減少しX0(=5Xu)で0となる。さらに、Vcは、場所座標XのXuの単位毎にV0から0への単調減少を繰り返す。   From FIG. 7A, Va takes a constant value V0. Vb is V0 at the location coordinate 0, but monotonously decreases and becomes 0 at X0 (= 5Xu). Further, Vc repeats monotonous decrease from V0 to 0 for each unit of Xu of the location coordinate X.

図7(a)で示した応答電圧の場所座標依存性のために、応答電圧比Vb/Va、Vc/Vaは、図8に示した場所座標依存性を示す。このような複数の応答電圧比を用いることで、圧力P0が印加された場所座標Xを、さらに正確に決めることができる。   Due to the location coordinate dependency of the response voltage shown in FIG. 7A, the response voltage ratios Vb / Va and Vc / Va show the location coordinate dependency shown in FIG. By using such a plurality of response voltage ratios, the location coordinate X to which the pressure P0 is applied can be determined more accurately.

具体的には、図8のVb/VaがVb1/Va1であるとき、対応する場所座標XであるX1を決めることが可能である。しかし、Vc1/Va1は必ず一定の精度をもって測定されている。その精度を仮に5%とすれば、決められるX1の精度もまたX0(=5Xu)に対して5%程度であると考えられる。そこでさらに、Vc1/Va1を用いて、場所座標Xを決定することを考える。Vc/Va=Vc1/Va1の場合、図8より、対応する場所座標Xは、0〜Xu、Xu〜2Xu、2Xu〜3Xu、3Xu〜4Xu、4Xu〜5Xuの各区間に一箇所で合計5箇所存在する。しかし、Vb/Va=Vb1/Va1より、場所座標Xは、3Xu〜4Xuにあることがわかっているため、前記の5個のうち1個に確定することができる。ここで、Vc/Vaの測定精度がVb/Vaの測定精度と同程度の5%とすると、Vc/Vaの値から、3Xu〜4Xuの区間での場所座標をXuに対して5%の精度で決めることができることになる。従って、Vb/Vaのみから場所
座標Xを決める場合に比べて、5倍の精度でXを決めることができることがわかる。
Specifically, when Vb / Va in FIG. 8 is Vb1 / Va1, it is possible to determine X1, which is the corresponding location coordinate X. However, Vc1 / Va1 is always measured with a certain accuracy. If the accuracy is assumed to be 5%, the accuracy of the determined X1 is also considered to be about 5% with respect to X0 (= 5Xu). Therefore, it is further considered to determine the location coordinate X using Vc1 / Va1. In the case of Vc / Va = Vc1 / Va1, as shown in FIG. 8, the corresponding location coordinates X are 5 in one place in each section of 0 to Xu, Xu to 2Xu, 2Xu to 3Xu, 3Xu to 4Xu, 4Xu to 5Xu. Exists. However, from Vb / Va = Vb1 / Va1, since it is known that the location coordinate X is in 3Xu to 4Xu, it can be determined to one of the five. Here, if the measurement accuracy of Vc / Va is 5%, which is about the same as the measurement accuracy of Vb / Va, the location coordinates in the 3Xu to 4Xu interval from the value of Vc / Va is 5% accuracy relative to Xu. It can be decided by. Therefore, it can be seen that X can be determined with five times higher accuracy than the case where the location coordinate X is determined only from Vb / Va.

最後に、本圧力検出装置による、外部からの圧力印加の有無の判断、圧力印加された場所座標の判断の手順を図9を用いて説明する。   Finally, the procedure for determining the presence / absence of external pressure application and the determination of the location coordinates where the pressure is applied by the pressure detection apparatus will be described with reference to FIG.

まず、外部からの圧力P0の印加により、圧力応答手段9a、9b、9cに応答電圧Va、Vb、Vcが発生し、これを圧力判定手段10が測定する(ST1)。次に、圧力判定手段10により、応答電圧比Vb/Va、Vc/Vaが算出される(ST2)。引き続き、圧力判定手段10が有するメモリから、応答電圧比Vb/Vaに対応する場所座標Xbaを読み出す(ST3)。さらに、圧力判定手段10が有するメモリから、応答電圧比Vc/Vaに対応する場所座標Xca1、Xca2、Xca3、Xca4、Xca5を読み出す(ST4)。ここで、5個の場所座標が読み出されるのは、既に説明したように、Vcが単調な減少を周期的に5回繰り返すためである。   First, response voltages Va, Vb, and Vc are generated in the pressure response means 9a, 9b, and 9c by the external application of the pressure P0, and the pressure determination means 10 measures them (ST1). Next, the response voltage ratios Vb / Va and Vc / Va are calculated by the pressure determination means 10 (ST2). Subsequently, the location coordinate Xba corresponding to the response voltage ratio Vb / Va is read from the memory of the pressure determination means 10 (ST3). Further, the location coordinates Xca1, Xca2, Xca3, Xca4, Xca5 corresponding to the response voltage ratio Vc / Va are read from the memory included in the pressure determination means 10 (ST4). Here, the five location coordinates are read because Vc monotonously decreases periodically five times as described above.

次に、場所座標Xca1、Xca2、Xca3、Xca4、Xca5のうちXbaに最も近いものを、求める位置座標Xとする(ST5)。こうして、外部からの圧力P0が印加された場所座標として、Xbaに比べて精度の高い位置座表Xを決定することが出来る。   Next, among the location coordinates Xca1, Xca2, Xca3, Xca4, and Xca5, the one closest to Xba is set as the position coordinate X to be obtained (ST5). In this manner, the position coordinate table X with higher accuracy than Xba can be determined as the location coordinates to which the external pressure P0 is applied.

後は、実施の形態1と同様にして、圧力印加の場所座標Xでの、応答電圧Vaに対応する閾値電圧出力Vxaを、圧力判定手段10が有するメモリから読み出し(ST6)、メモリから読み出したVxaと測定したVaとを、圧力判定手段10が比較し、その大小を判定し(ST7)その後に、Va≧Vxaであれば、場所座標Xと圧力印加有りの判断を出力し(ST8)、Va<Vxaであれば、出力を行わない(ST9)。   Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the threshold voltage output Vxa corresponding to the response voltage Va at the pressure application location coordinate X is read from the memory included in the pressure determination means 10 (ST6) and read from the memory. The pressure determination means 10 compares Vxa with the measured Va, and determines the magnitude (ST7). Then, if Va ≧ Vxa, the position coordinate X and the determination of presence of pressure are output (ST8). If Va <Vxa, no output is performed (ST9).

尚、場所座標Xと応答電圧Vとの関係、場所座標Xと閾値電圧Vxとの関係は、あらかじめ実験的に測定を行い、圧力判定手段10が有するメモリに記録しておくことができる。   The relationship between the location coordinate X and the response voltage V and the relationship between the location coordinate X and the threshold voltage Vx can be experimentally measured in advance and recorded in the memory of the pressure determination means 10.

尚、本実施の形態では、圧力判定手段が3個の場合を考え、3番目の圧力判定手段の応答電圧の周期が圧力応答手段の長さの1/5である場合を考えたが、さらに、圧力判定手段の個数を増やすことにより、あるいは、圧力応答手段の応答電圧の周期を短くすることでさらに、場所座標検知の精度を上げることが可能である。   In this embodiment, the case where there are three pressure determination means is considered, and the case where the cycle of the response voltage of the third pressure determination means is 1/5 of the length of the pressure response means. By increasing the number of pressure determination means or by shortening the cycle of the response voltage of the pressure response means, it is possible to further improve the accuracy of location coordinate detection.

(実施の形態3)
本実施の形態の特徴は、圧力応答手段の保護層の厚みが場所毎に異なることにより、外部からの一定圧力の印加に対して、応答電圧が場所依存性を実現していることである。
(Embodiment 3)
The feature of this embodiment is that the response voltage realizes location dependence with respect to the application of a constant pressure from the outside, because the thickness of the protective layer of the pressure response means varies from location to location.

図10は、本実施の形態における圧力検出装置8の二つの圧力応答手段9a、9bに関して、場所座標の定義を行ったものである。図9では、圧力応答手段9a、9bを、場所座標毎にn+1の部分に分けている。   FIG. 10 shows the definition of location coordinates for the two pressure response means 9a, 9b of the pressure detection device 8 in the present embodiment. In FIG. 9, the pressure response means 9a and 9b are divided into n + 1 portions for each location coordinate.

図11(a)は、圧力応答手段9aの長手方向の断面を示したものである。圧力応答手段9aでは、左端の部分から右端の部分に向けて、保護層13の厚みが厚くなっている。また、それに応じて、外部からの圧力P0が圧力応答手段9a、9bに均等に印加されるように、圧力伝達部6と支持固定部7の厚みが調整されていることがわかる。但し、簡単のために、特に両端とm番目の部分を切り出して示しており、他の部分は省略してある。また、圧力応答手段9bの断面は、9aの陰になるため示していないが、9bに関しては、場所座標による保護層13の厚みの変化はなく、図11(b)に示した圧力伝達部6と支持固定部7の圧力応答手段9b部での厚みは、1番目(右端)の部分からn+1番目(
左端)の部分の全ての部分で一定となっている。
FIG. 11 (a) shows a longitudinal section of the pressure response means 9a. In the pressure response means 9a, the thickness of the protective layer 13 increases from the left end portion toward the right end portion. Further, it can be seen that the thicknesses of the pressure transmitting portion 6 and the support fixing portion 7 are adjusted so that the pressure P0 from the outside is equally applied to the pressure response means 9a and 9b. However, for the sake of simplicity, in particular, both ends and the m-th part are cut out and the other parts are omitted. The cross section of the pressure response means 9b is not shown because it is shaded by 9a. However, with respect to 9b, there is no change in the thickness of the protective layer 13 due to the location coordinates, and the pressure transmission section 6 shown in FIG. And the thickness of the pressure response means 9b portion of the support fixing portion 7 is n + 1th from the first (right end) portion (
The leftmost part is constant in all parts.

上述の図11(b)は、圧力応答手段9a、9bの1番目(右端)の部分にあるD−D線位置での断面を示している。何れも同軸状のケーブルの構造をしており、上部が圧力伝達部6、下部が支持固定部7で挟まれた構成を有している。   FIG. 11B described above shows a cross section at the DD line position in the first (right end) portion of the pressure response means 9a, 9b. Both have the structure of a coaxial cable, and have a configuration in which the upper part is sandwiched between the pressure transmission part 6 and the lower part is sandwiched between the support fixing parts 7.

このように、圧力応答手段9aでは、部分毎に異なる保護層13の厚みを有することで、外部からの一定の圧力印加に対して、部分毎に異なる応答電圧Vaを生じる。これを示したのが、図12である。圧力応答手段9aは、図11(a)に示した左端の部分から右端の部分へ増加する保護層13の厚みに対応して、部分毎にステップ状に応答電圧Vaが減少していることがわかる。これは、保護層13が厚くなるにつれ、外部からの圧力P0のうち可撓性感圧体11に伝えられる割合が小さくなるためである。これに対して、圧力応答手段9bは、保護層13の厚みが一定であるため、全ての部分で等しい応答電圧V0を有する。   Thus, the pressure response means 9a has different thicknesses of the protective layer 13 for each portion, so that a different response voltage Va is generated for each portion in response to a constant external pressure application. This is shown in FIG. In the pressure response means 9a, the response voltage Va decreases step by step for each portion corresponding to the thickness of the protective layer 13 increasing from the left end portion to the right end portion shown in FIG. Recognize. This is because as the protective layer 13 becomes thicker, the proportion of the external pressure P0 that is transmitted to the flexible pressure sensitive body 11 decreases. On the other hand, since the thickness of the protective layer 13 is constant, the pressure response means 9b has the same response voltage V0 in all parts.

図12で説明した各圧力応答手段9a、9bに関する応答電圧の場所座標依存性のために、応答電圧比Va/Vbも、各部分毎に異なった値を持つ。ここでは具体的には示さないが、応答電圧Vbが一定であることから、応答電圧比Va/Vbは、場所座標毎の相対値としては、図12のVaと全く同様に不連続な値をとりながら、左から右の部分へかけてステップ状に減少する。   The response voltage ratio Va / Vb also has a different value for each portion because of the dependence of the response voltage on the position coordinates of each pressure response means 9a, 9b described in FIG. Although not specifically shown here, since the response voltage Vb is constant, the response voltage ratio Va / Vb is a discontinuous value exactly as Va in FIG. In the meantime, it decreases in steps from the left to the right.

このように、部分毎に応答電圧比Va/Vbが異なるために、実施の形態1で述べた手順に従って、応答電圧比Va/Vbから、圧力P0が印加された部分を特定することができる。   Thus, since the response voltage ratio Va / Vb is different for each portion, the portion to which the pressure P0 is applied can be specified from the response voltage ratio Va / Vb according to the procedure described in the first embodiment.

本実施の形態で示したように、保護層13の厚みを変えることで、応答電圧比Va/Vbを調整することが可能となる。このことは、可撓性感圧体11が既に形成してあり分極も終了している場合でも、保護層13の違いにより、各場所(部分)での応答電圧Vを調整することができることを意味する。即ち、仕様の変更に対応が容易となり、設計の裕度も上昇する効果が得られることを意味する。   As shown in the present embodiment, the response voltage ratio Va / Vb can be adjusted by changing the thickness of the protective layer 13. This means that the response voltage V at each location (part) can be adjusted by the difference in the protective layer 13 even when the flexible pressure-sensitive body 11 has already been formed and polarization has ended. To do. In other words, this means that it is easy to cope with changes in specifications, and the effect of increasing the design margin is obtained.

また、場所座標毎に異なる残留分極を有する可撓性感圧体11を用いて、さらに保護層13の厚みの変化を加えることにより、応答電圧比の変化をより大きくすることも可能であり、このことにより、さらに精度の高い場所検出が可能となる効果も得られる。   Further, by using the flexible pressure-sensitive body 11 having different remanent polarization for each location coordinate, and further adding a change in the thickness of the protective layer 13, the change in the response voltage ratio can be further increased. As a result, it is possible to obtain an effect that enables more accurate location detection.

また、応答電圧比Va/Vbが不連続な値を有するために、応答電圧比Va/Vbは必ずしも単調に増加あるいは減少する必要がなくなる。応答電圧比が連続的に変化する場合は、応答電圧比Va/Vbが増加した後に減少すると、同じ応答電圧比を有する場所座標が二つ存在するために、これらの場所座標の区別が付かなくなるが、本実施の形態の場合のように、部分毎に不連続な値をとる場合は、増加の後に減少しても、その値が僅かに異なっていれば、各部分の区別が可能となるからである。このため、圧力応答手段の設計に自由度が広くなり製造が容易となる効果が得られる。   Further, since the response voltage ratio Va / Vb has a discontinuous value, the response voltage ratio Va / Vb does not necessarily need to be monotonously increased or decreased. When the response voltage ratio changes continuously, if the response voltage ratio Va / Vb increases and then decreases, there are two location coordinates having the same response voltage ratio, so that these location coordinates cannot be distinguished. However, in the case of taking a discontinuous value for each part as in the case of the present embodiment, even if it decreases after the increase, if the value is slightly different, it becomes possible to distinguish each part. Because. For this reason, the degree of freedom is widened in the design of the pressure response means, and the effect of facilitating the production can be obtained.

一方、本発明の不連続な応答電圧比Va/Vbのために、各部分の境界部では、応答電圧比Va/Vbの差がより大きくなる。このため、何れの部分に圧力P0が印加されたかをより正確に判断できる効果が得られる。また、可撓性感圧体11の残留分極や厚みにバラツキがある場合でも、同様に圧力P0の印加された部分を正確に検出できる効果が得られる。   On the other hand, due to the discontinuous response voltage ratio Va / Vb of the present invention, the difference in the response voltage ratio Va / Vb becomes larger at the boundary between the portions. For this reason, the effect which can judge more correctly which part pressure P0 was applied is acquired. Further, even when there is variation in the residual polarization and thickness of the flexible pressure-sensitive body 11, an effect of accurately detecting the portion to which the pressure P0 is applied can be obtained.

尚、図11では、圧力応答手段9aの各部で、保護層13の厚みが一定となる例を示し
たが、各部で連続的に変化させることも可能である。その場合、応答電圧比は、各部分内で一定でなく異なった値を有するため、幅を持つ部分でなく点で表せる場所座標の検出が可能となる。
11 shows an example in which the thickness of the protective layer 13 is constant in each part of the pressure response means 9a, but it is also possible to change the thickness continuously in each part. In this case, since the response voltage ratio is not constant and has a different value in each part, it is possible to detect a location coordinate that can be represented by a point instead of a part having a width.

尚、本実施の形態では、保護層13の場所座標毎に厚みを変えることで、応答電圧の調整を行ったが、保護層13の弾性率を場所座標毎に変えることでも同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the response voltage is adjusted by changing the thickness for each location coordinate of the protective layer 13, but the same effect can be obtained by changing the elastic modulus of the protection layer 13 for each location coordinate. It is done.

(実施の形態4)
本実施の形態の特徴は、一つの圧力応答手段9aの中に、複数の可撓性感圧体11と、それらに対応する内部電極14、外部電極12を有している点である。
(Embodiment 4)
A feature of the present embodiment is that a single pressure response means 9a has a plurality of flexible pressure sensitive bodies 11, internal electrodes 14 and external electrodes 12 corresponding to them.

図13は、本実施の形態の圧力検出装置8を上部から見た概観図である。圧力応答手段は9a一つしかないことが分かる。   FIG. 13 is an overview of the pressure detection device 8 according to the present embodiment as viewed from above. It can be seen that there is only one pressure response means 9a.

図14(a)は、圧力検出装置8中に唯一つ存在する圧力応答手段9aの長手方向の断面を示したものである。また、圧力応答手段9aの中に二組存在する可撓性感圧体11、外部電極12、内部電極14のうち、奥の方にある1組に関しては、手前のものと重なるために示していない。   FIG. 14A shows a cross section in the longitudinal direction of the pressure response means 9 a that exists only one in the pressure detection device 8. Further, among the flexible pressure-sensitive body 11, the external electrode 12, and the internal electrode 14 that exist in two sets in the pressure response means 9a, one set at the back is not shown because it overlaps with the previous one. .

一方、図14(b)は、図14(a)のD−D線位置での断面を示したものである。二組の可撓性感圧体11、内部電極14、外部電極12は、何れも同軸状のケーブル構造をしており、2組が一つの保護層13に包まれて、さらに上部が圧力伝達部6、下部が支持固定部7で挟まれた構成を有している。   On the other hand, FIG. 14B shows a cross section taken along the line DD in FIG. The two sets of the flexible pressure sensitive body 11, the internal electrode 14, and the external electrode 12 all have a coaxial cable structure. Two sets are wrapped in one protective layer 13, and the upper part is a pressure transmitting portion. 6. The lower part is sandwiched between the support fixing parts 7.

複数の可撓性感圧体11、内部電極14、外部電極12が一つの保護層13に包まれて一つの圧力応答手段9aが形成されており、圧力応答手段の数が少ないため、圧力伝達部6や支持固定部7を介した、機器や設備への配設が容易となる効果が得られる。また、保護層13が一つとなるため、工程が簡略化され、製造コストが低減される効果も得られる。   A plurality of flexible pressure sensitive bodies 11, internal electrodes 14, and external electrodes 12 are wrapped in one protective layer 13 to form one pressure response means 9a, and the number of pressure response means is small. 6 and the support fixing part 7, the effect that arrangement | positioning to an apparatus or an installation becomes easy is acquired. Moreover, since the protective layer 13 becomes one, the process is simplified, and the effect of reducing the manufacturing cost can be obtained.

尚、図13では、外部電極12、可撓性感圧体11を別々に設けたが、これらを共通にして内部電極11を二つ設けることも可能である。この場合さらに、製造工程が簡略化され、製造コストが低減される効果が得られる。   In FIG. 13, the external electrode 12 and the flexible pressure sensitive body 11 are provided separately, but it is also possible to provide two internal electrodes 11 in common. In this case, the manufacturing process is further simplified and the manufacturing cost can be reduced.

尚、本実施の形態における圧力P0の印加の有無の判断、圧力P0が印加された場所座標の検出は、実施の形態1で述べた手順と同様にして行うことができる。   Note that the determination of whether or not the pressure P0 is applied and the detection of the location coordinates to which the pressure P0 is applied can be performed in the same manner as the procedure described in the first embodiment.

(実施の形態5)
本実施の形態の特徴は、複数の圧力応答手段9に外部からの圧力P0を伝える作用を有する圧力伝達部6に関して、それが圧力応答手段9に接する部分の弾性率が、場所座標毎に異なる点である。
(Embodiment 5)
The feature of the present embodiment is that, with respect to the pressure transmission unit 6 having an action of transmitting the pressure P0 from the outside to the plurality of pressure response units 9, the elastic modulus of the portion in contact with the pressure response unit 9 varies for each location coordinate. Is a point.

以下で、図15〜19を用いて本実施の形態の構成と作用の概略を説明するが、これらのみに限定されるものではない。   Hereinafter, the outline of the configuration and operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 19, but is not limited thereto.

図15(a)は、圧力検出装置8中に二つ存在する圧力応答手段9a、9bのうち、9aの長手方向の断面含む断面図である。尚、図15(a)では、簡単のために、二つある圧力応答手段9a、9bのうち一方の断面のみを記載してあるが、他の断面も類似の構造を有する。   FIG. 15A is a cross-sectional view including a longitudinal section of 9a among the two pressure response means 9a and 9b existing in the pressure detecting device 8. FIG. In FIG. 15A, for the sake of simplicity, only one cross section of the two pressure response means 9a and 9b is shown, but the other cross section has a similar structure.

図15(b)は、図15(a)のF−F線位置での断面を示したものである。   FIG. 15B shows a cross section taken along the line F-F in FIG.

また、このとき、本実施の形態の圧力検出装置8を、圧力応答手段の長手方向に平行な上部から見た概観図は、実施の形態の図1と同様であるとする。   Further, at this time, it is assumed that the general view of the pressure detection device 8 of the present embodiment viewed from the upper part parallel to the longitudinal direction of the pressure response means is the same as FIG. 1 of the embodiment.

図15(b)を見て分かるように、二つの圧力応答手段の上部にある圧力伝達部6は、圧力伝達部主部6cと、その下部に形成された圧力伝達部接触部6a、6bから形成されている。この圧力伝達部接触部6a、6bの弾性率が、互いに異なった場所座標依存性を有していることが重要である。ここで、本実施の形態の場所座標は、実施の形態3の図10に示したものと同様に定義されるものとする。   As can be seen from FIG. 15 (b), the pressure transmission part 6 at the upper part of the two pressure response means is composed of the pressure transmission part main part 6c and the pressure transmission part contact parts 6a and 6b formed at the lower part. Is formed. It is important that the elastic moduli of the pressure transmission contact portions 6a and 6b have different location coordinate dependencies. Here, the location coordinates of the present embodiment are defined in the same manner as that shown in FIG. 10 of the third embodiment.

次に図16(a)を用いて、作用の概略を説明する。図16(a)は、図15(a)と同じでものであり、図16(a)から図16(b)への変化は、外部からの圧力P0が印加されたときの、変化を示したものである。図16(b)では、外部からの圧力P0により、圧力伝達部6a、6bが大きく圧縮され、この圧力伝達部6a、6bを介して、圧力応答手段9a、9bに、各々力FaとFbとが加わることで、圧力応答手段9a、9bが縦方向に歪んでいることがわかる。   Next, the outline of the operation will be described with reference to FIG. FIG. 16 (a) is the same as FIG. 15 (a), and the change from FIG. 16 (a) to FIG. 16 (b) shows the change when the external pressure P0 is applied. Is. In FIG. 16 (b), the pressure transmission units 6a and 6b are greatly compressed by the pressure P0 from the outside, and the pressures Fa and Fb are respectively applied to the pressure response means 9a and 9b via the pressure transmission units 6a and 6b. It can be seen that the pressure response means 9a and 9b are distorted in the vertical direction.

ところで、図16(b)下部に記載されたように、圧力伝達部接触部6a、6bの弾性率は、順にGa、Gbであり、大小関係はGb>Gaである。ここで圧力伝達部接触部6a、6bの歪みγは同じ大きさであることを考慮すると、圧力応答手段9a、9bに加わる力は、順にFa=Ga×γ、Fb=Gb×γであり、Gb>Gaに注意すると、Fa<Fbであることが分かる。従って、圧力応答手段9a、9bに対応する応答電圧は異なり、Vb>Vaとなる。   By the way, as described in the lower part of FIG. 16B, the elastic moduli of the pressure transmission part contact parts 6a and 6b are Ga and Gb in this order, and the magnitude relationship is Gb> Ga. Here, considering that the strain γ of the pressure transmission unit contact portions 6a and 6b is the same, the forces applied to the pressure response means 9a and 9b are Fa = Ga × γ and Fb = Gb × γ in this order, When attention is paid to Gb> Ga, it can be seen that Fa <Fb. Accordingly, the response voltages corresponding to the pressure response means 9a and 9b are different and Vb> Va.

さらに、図17、18、19を用いて、場所座標毎の圧力伝達部接触部6a、6b、圧力応答手段9a、9bに加わる力、この力により発生する応答電圧に関して説明する。   Furthermore, the force applied to the pressure transmission part contact portions 6a and 6b and the pressure response means 9a and 9b for each location coordinate and the response voltage generated by this force will be described with reference to FIGS.

まず、図17により、圧力伝達部接触部6a、6bの弾性率の各場所座標依存性を説明する。   First, with reference to FIG. 17, the dependence of the elastic modulus of the pressure transmission portion contact portions 6a and 6b on each location coordinate will be described.

図17より、Gbは場所座標に依らず一定で、Gaは、各場所座標の区間で異なり、その値は、場所座標が0〜X0に増加するに従い、単調に減少していることが分かる。   FIG. 17 shows that Gb is constant regardless of the location coordinates, Ga is different in each location coordinate section, and the value decreases monotonically as the location coordinates increase from 0 to X0.

また図18は、上記弾性率に対応して圧力応答手段9a、9bに加わる力Fa,Fbの場所依存性を示したものである。   FIG. 18 shows the location dependency of the forces Fa and Fb applied to the pressure response means 9a and 9b corresponding to the elastic modulus.

図18より、Fbは場所座標に依らず一定で、Faは、各場所座標の区間で異なり、その値は、場所座標が0〜X0に増加するに従い、単調に減少していることが分かる。これは、図17に示したように対応する弾性率が同様の変化をしているためである。   FIG. 18 shows that Fb is constant regardless of the location coordinates, Fa is different in each location coordinate section, and the value decreases monotonously as the location coordinates increase from 0 to X0. This is because the corresponding elastic modulus changes similarly as shown in FIG.

図19は、上記の力に対応して圧力応答手段9a、9bに発生する応答電圧比Va/Vbの場所依存性を示したものである。   FIG. 19 shows the location dependence of the response voltage ratio Va / Vb generated in the pressure response means 9a, 9b corresponding to the above force.

図19より、Va/Vbは、各場所座標の区間で異なり、その値は、場所座標が0〜X0に増加するに従い、単調に減少していることが分かる。これは、図18に示したように対応する力Fa、Fbに比例した発生電圧Va、Vbが生じるためである。このVa/Vbの場所座標依存性を用いると、場所座標の検出を、実施の形態1で述べた手順と同様にして行うことができる。   From FIG. 19, it can be seen that Va / Vb is different in each location coordinate section, and the value decreases monotonously as the location coordinate increases from 0 to X0. This is because the generated voltages Va and Vb proportional to the corresponding forces Fa and Fb are generated as shown in FIG. Using the location coordinate dependency of Va / Vb, location coordinates can be detected in the same manner as the procedure described in the first embodiment.

このように、支持固定部接触部6a、6bの弾性率を変えるだけで、圧力応答手段9中の可撓性感圧体の圧電定数、保護層の厚みや弾性率を変えることなく、場所検知が可能にある。このことにより、圧力応答手段の製造が格段に容易になる効果が得られる。特に、本実施の形態の圧力応答手段は、同型のものであることが好ましい。ここでいう同型とは、寸法、前記の圧電定数、保護層の厚み弾性率に代表される構成が同じであることをいう。このように、同じ製造プロセスで製造された同型の圧力応答手段を用いることで、応力応答手段の供給が格段に容易になる。また、同型の圧力応答手段を用いても、支持固定部接触部6a、6bの弾性率を調整するだけで、所望の発生電圧が得られるため、応用に応じた設計が容易になる効果も得られる。   As described above, the location detection can be performed without changing the piezoelectric constant, the thickness of the protective layer, and the elastic modulus of the flexible pressure-sensitive body in the pressure response means 9 only by changing the elastic modulus of the support fixing portion contact portions 6a and 6b. Is possible. As a result, it is possible to obtain an effect that the manufacture of the pressure response means becomes much easier. In particular, the pressure response means of the present embodiment is preferably of the same type. Here, the same type means that the dimensions, the above-described piezoelectric constant, and the constitution represented by the thickness elastic modulus of the protective layer are the same. Thus, by using the same type of pressure response means manufactured by the same manufacturing process, the supply of the stress response means becomes much easier. Further, even if the same type of pressure response means is used, a desired generated voltage can be obtained simply by adjusting the elastic modulus of the supporting and fixing portion contact portions 6a and 6b, so that the effect of facilitating the design according to the application is also obtained. It is done.

尚、本実施の形態の、支持固定部接触部6a、6bに関しては、弾性率の調整が可能であれば、特に材質を問わない。例えば、ゴム等の樹脂を発泡させることにより弾性率を調整することもできる。また、バネ状のものをゴム支持固定部接触部に用いて弾性率を調整することも可能である。   In addition, regarding the support fixing portion contact portions 6a and 6b of the present embodiment, any material may be used as long as the elastic modulus can be adjusted. For example, the elastic modulus can be adjusted by foaming a resin such as rubber. It is also possible to adjust the elastic modulus by using a spring-like member for the rubber support fixing portion contact portion.

また、支持固定部主部6cに関しては、圧力応答手段の長手方向にある程度撓ることが好ましいため、可撓性の樹脂シート、テープ、布、不織布等が用いられる。   Further, since the support fixing main part 6c is preferably bent to some extent in the longitudinal direction of the pressure response means, a flexible resin sheet, tape, cloth, nonwoven fabric, or the like is used.

(実施の形態6)
本実施の形態の特徴は、外部からの圧力P0を圧力応答手段に伝える圧力伝達部が、方向が固定された圧力伝達部支持部と一体化されている点である。
(Embodiment 6)
The feature of this embodiment is that the pressure transmission part that transmits the pressure P0 from the outside to the pressure response means is integrated with the pressure transmission part support part having a fixed direction.

以下の図20,21を用いて、2つの圧力応答手段を有する圧力検出装置に関して、本実施の形態の構成と作用の概略を説明するが、これに限定されるものではない。   20 and 21, the configuration of the present embodiment and the outline of the operation of the pressure detection apparatus having two pressure response means will be described, but the present invention is not limited to this.

また、ここでは場所座標として、実施の形態3の図10に示したものと同様に定義されるものを用いる。   Further, here, as the location coordinates, those defined in the same manner as those shown in FIG. 10 of the third embodiment are used.

また、本実施の形態の圧力検出装置8を、圧力応答手段9の長手方向に平行な上部から見た概観図は、実施の形態の図1と同様である。   Moreover, the general view of the pressure detection device 8 of the present embodiment as viewed from the top parallel to the longitudinal direction of the pressure response means 9 is the same as FIG. 1 of the embodiment.

図20は、本実施の形態の圧力検出装置8の圧力応答手段9の長手方向に垂直な面での断面図である。   FIG. 20 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the pressure response means 9 of the pressure detection device 8 of the present embodiment.

図20より、圧力伝達部6は、圧力伝達部主部6cと、その下部に圧力伝達部接触部6a、6bとから形成されている点に関しては、実施の形態5の図15と同じであることがわかる。異なる点は、圧力伝達部主部6cが、圧力伝達部支持部上6dに結合して形成され、この圧力伝達部支持部上6dが、中空の圧力伝達部支持固定部下6eに挿入され、さらに圧力伝達部支持固定部下6eは、支持固定部主部7aに固定されている点である。   From FIG. 20, the pressure transmission part 6 is the same as FIG. 15 of Embodiment 5 in that the pressure transmission part main part 6c and the pressure transmission part contact parts 6a and 6b are formed in the lower part. I understand that. The difference is that the pressure transmission part main part 6c is formed by being coupled to the pressure transmission part support part 6d, and this pressure transmission part support part 6d is inserted into the hollow pressure transmission part support fixing part 6e, The lower pressure transmission portion support fixing portion 6e is fixed to the support fixing portion main portion 7a.

圧力伝達部支持固定部下6eが、支持固定部主部7aに固定されていることで、圧力伝達部支持固定部下6eの方向が固定される。さらに、圧力伝達部支持固定部下6eに、圧力伝達部支持部上6dが挿入されることで、圧力伝達部支持部上6dの方向が固定される。こうして、圧力伝達部支持部上6dに結合して形成された圧力伝達部主部6cの方向が固定され、最終的に圧力伝達部6a、6bの水平度が一定に固定される。   The direction of the pressure transmission part support fixing part lower 6e is fixed because the pressure transmission part support fixing part lower 6e is fixed to the support fixing part main part 7a. Further, the direction of the pressure transmission unit support portion 6d is fixed by inserting the pressure transmission unit support portion 6d into the pressure transmission unit support fixing portion 6e. In this way, the direction of the pressure transmission part main part 6c formed by coupling to the pressure transmission part support part 6d is fixed, and finally the horizontality of the pressure transmission parts 6a and 6b is fixed.

このことによって、圧力応答手段9aと9bに加わる力のバラツキがより低減され、結果的に、精度の高い場所検知が可能となる効果が得られる。   As a result, the variation in force applied to the pressure response means 9a and 9b is further reduced, and as a result, an effect of enabling highly accurate location detection is obtained.

ここで、圧力伝達部支持固定部上6dを、圧力伝達部支持部下6eに挿入する部分は、ベアリングを使うか、潤滑剤を用いる等して摩擦を低減することが好ましい。   Here, it is preferable to reduce friction by using a bearing or a lubricant at a portion where the upper pressure transmission portion support fixing portion 6d is inserted into the lower pressure transmission portion support portion 6e.

また、ここでは、圧力伝達部支持固定部下6eが、支持固定部主部7aに固定されたが、固定さえされていれば、固定される場所は特に支持固定部主部7aである必要はない。   In addition, here, the pressure transmitting portion supporting and fixing portion lower 6e is fixed to the supporting and fixing portion main portion 7a. However, as long as the pressure transmitting portion supporting and fixing portion main portion 7a is fixed, the place to be fixed need not be the supporting and fixing portion main portion 7a. .

また、図20より、実施の形態5と異なる点として、支持固定部隔壁7bが、支持固定部主部7aに連続して形成されている点が挙げられる。   Further, as shown in FIG. 20, the difference from the fifth embodiment is that the support fixing portion partition wall 7b is formed continuously with the support fixing portion main portion 7a.

支持固定部隔壁7bが形成されていることで、圧力応答手段9a,9bが隔てられて固定され、圧力応答手段の位置的なずれが抑制され、また、圧力応答手段9a,9b間の力の伝達が抑制されることにより、圧力応答手段応答電圧Va、Vbのばらつきが低減され、場所検知にばらつきが抑制される効果が得られる。   By forming the support fixing portion partition wall 7b, the pressure response means 9a and 9b are separated and fixed, the positional deviation of the pressure response means is suppressed, and the force between the pressure response means 9a and 9b is reduced. By suppressing the transmission, the variation in the pressure response means response voltages Va and Vb is reduced, and the effect of suppressing the variation in the location detection can be obtained.

また、図支持固定部隔壁7bの存在により、圧力応答手段9a、9bの圧縮幅が、最大h2となることが分かる。このことにより、外部から過度の圧力P0が印加された場合でも、圧力応答手段の過度の変形抑制し、圧力応答手段9に生じる塑性変形等の劣化を最小限に抑制することが可能である。   Further, it can be seen that the compression width of the pressure response means 9a, 9b becomes the maximum h2 due to the presence of the figure support fixing part partition wall 7b. As a result, even when an excessive pressure P0 is applied from the outside, it is possible to suppress excessive deformation of the pressure response means and to minimize deterioration such as plastic deformation occurring in the pressure response means 9.

また、この効果は、圧力伝達部支持部上6dが圧力伝達部支持部下6eに挿入されてできる隙間h1でも生じる。即ち、外部から過度の圧力P0が印加された場合でも、圧力応答手段の圧縮幅がh1以下に抑えられ、圧力応答手段に生じる塑性変形等の劣化を最小限に抑制される。   This effect also occurs in the gap h1 formed by inserting the upper pressure transmission part support 6d into the lower pressure transmission part support 6e. That is, even when an excessive pressure P0 is applied from the outside, the compression width of the pressure response means is suppressed to h1 or less, and deterioration such as plastic deformation occurring in the pressure response means is suppressed to a minimum.

次に、図21を用いて、本実施の形態における圧力応答手段9の長手方向における圧力伝達部6の構成と作用に関して説明する。   Next, the configuration and operation of the pressure transmission unit 6 in the longitudinal direction of the pressure response means 9 in the present embodiment will be described with reference to FIG.

また、図21より、実施の形態5と異なる点として、圧力応伝達部6が、各位置座標の区間の境界で不連続となっている点が挙げられる。尚、図21では、簡単のために、二つある圧力応答手段9a、9bのうち9aに対応する断面のみを記載してあるが、図20に示したように圧力応答手段9aと9bは等価な構造を有し、圧力王投手段9bに相当する断面も類似の構造を有する。   Further, from FIG. 21, the point different from the fifth embodiment is that the pressure response transmission unit 6 is discontinuous at the boundary of each position coordinate section. In FIG. 21, for the sake of simplicity, only the cross section corresponding to 9a of the two pressure response means 9a and 9b is shown, but the pressure response means 9a and 9b are equivalent as shown in FIG. The cross section corresponding to the pressure hammering means 9b has a similar structure.

このように、圧力伝達手段6が、各位置座標の区間毎に分離して形成され、それらの間に隙間が形成されているために、各区間に分離して独立に力を加えることが可能となる。この結果、ある座標区間にP0が印加された場合に、圧力伝達部6を介して他の座標区間の圧力応答手段に加えられる力が減少する。このため、各座標区間での応答電圧Va,Vbが独立して精度良く得られ、場所検知の精度が上昇する効果が得られる。   Thus, the pressure transmission means 6 is formed separately for each position coordinate section, and a gap is formed between them, so that it is possible to apply force independently to each section. It becomes. As a result, when P0 is applied to a certain coordinate section, the force applied to the pressure response means in the other coordinate section via the pressure transmission unit 6 decreases. For this reason, the response voltages Va and Vb in each coordinate section are obtained independently and accurately, and the effect of increasing the accuracy of location detection is obtained.

尚、本実施の形態における圧力P0の印加の有無の判断、圧力P0が印加された場所座標の検出は、実施の形態1で述べた手順と同様にして行うことができる。   Note that the determination of whether or not the pressure P0 is applied and the detection of the location coordinates to which the pressure P0 is applied can be performed in the same manner as the procedure described in the first embodiment.

尚、本実施の形態の圧力伝達部支持部、支持固定部隔壁の構成は、本発明の他の実施の形態にも適用可能である。   In addition, the structure of the pressure transmission part support part of this Embodiment and a support fixing | fixed part partition is applicable also to other embodiment of this invention.

以上のように本発明の圧力検出装置は、圧力の印加の有無の判断に加え、圧力印加場所に関しても判断が下されるため、特にセキュリティ用途に、バルコニーやフェンス等の家屋の外周部等の長い部分に設置されることで好適に使用される。また、圧力の強弱以外に、圧力印加場所も入力情報として用いることができるため、情報入力装置、例えば、自動
車のハンドルに設置され車内の電装品を操作する装置等に好適に用いられる。
As described above, the pressure detection device of the present invention makes a determination regarding the location of pressure application in addition to the determination of whether or not pressure is applied, and therefore, particularly for security applications, such as the outer periphery of a house such as a balcony or a fence. It is preferably used by being installed in a long part. Moreover, since the pressure application location can be used as input information in addition to the pressure level, it can be suitably used for an information input device, for example, a device that is installed on a steering wheel of a car and operates electrical components in the car.

(a)本発明の実施の形態1の圧力検出装置の構成を表した模式図(b)同圧力検出装置B−B線位置の断面図(A) The schematic diagram showing the structure of the pressure detection apparatus of Embodiment 1 of this invention (b) Sectional drawing of the same pressure detection apparatus BB line position (a)本発明の実施の形態1の圧力検出装置の断面図(b)同圧力検出装置C−C線位置の断面図(A) Cross-sectional view of the pressure detection device according to the first embodiment of the present invention (b) Cross-sectional view of the pressure detection device CC line position (a)本発明の実施の形態1における圧力応答手段における応答電圧の場所座標依存性を表したグラフ(b)同圧力応答手段の場所座標を定義した説明図(A) Graph showing the dependence of the response voltage on the location coordinates in the pressure response means according to the first embodiment of the present invention (b) An explanatory diagram defining the location coordinates of the pressure response means 本発明の実施の形態1における圧力応答手段に対する閾値電圧の場所座標依存性を示したグラフThe graph which showed the place coordinate dependence of the threshold voltage with respect to the pressure response means in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における圧力応答手段の応答電圧比の場所座標依存性を示したグラフThe graph which showed the place coordinate dependence of the response voltage ratio of the pressure response means in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1における圧力印加された場所座標、圧力印加有無の判断の手順を示したフローチャートThe flowchart which showed the procedure of the judgment of the place coordinate to which the pressure was applied in Embodiment 1 of this invention, and the pressure application presence / absence (a)本発明の実施の形態2における圧力応答手段の応答電圧の場所座標依存性を表したグラフ(b)同圧力応答手段の場所座標を定義した説明図(A) A graph showing the dependency of the response voltage of the pressure response means in the second embodiment of the present invention on the location coordinates (b) An explanatory diagram defining the location coordinates of the pressure response means 本発明の実施の形態2における圧力応答手段の応答電圧比の場所座標依存性を示したグラフThe graph which showed the place coordinate dependence of the response voltage ratio of the pressure response means in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態2における圧力印加された場所座標、圧力印加有無の判断の手順を示したフローチャートThe flowchart which showed the procedure of the judgment of the place coordinate to which the pressure was applied in Embodiment 2 of this invention, and the pressure application presence / absence 本発明の実施の形態3における圧力応答手段の場所座標を定義した説明図Explanatory drawing which defined the place coordinate of the pressure response means in Embodiment 3 of this invention (a)本発明の実施の形態3の圧力検出装置の断面図(b)同圧力検出装置D−D線位置の断面図(A) Cross-sectional view of the pressure detection device of Embodiment 3 of the present invention (b) Cross-sectional view of the pressure detection device DD line position 本発明の実施の形態3の圧力応答手段における応答電圧の場所座標依存性を表したグラフThe graph showing the location coordinate dependence of the response voltage in the pressure response means of Embodiment 3 of this invention 本発明の実施の形態4の圧力検出装置の構成を表した模式図The schematic diagram showing the structure of the pressure detection apparatus of Embodiment 4 of this invention (a)本発明の実施の形態4の圧力検出装置の断面図(b)同圧力検出装置E−E線位置の断面図(A) Cross-sectional view of the pressure detection device according to the fourth embodiment of the present invention (b) Cross-sectional view of the pressure detection device EE line position (a)本発明の実施の形態5の圧力検出装置の断面図(b)同圧力検出装置F−F線位置の断面図(A) Cross-sectional view of the pressure detection device of Embodiment 5 of the present invention (b) Cross-sectional view of the pressure detection device FF line position (a)本発明の実施の形態5の圧力検出装置の圧力応答手段の長手方向に垂直な面での断面図(b)同圧力検出装置に圧力が印加され、圧力応答手段が大きく歪んだ場合の同断面図断面図(A) Cross-sectional view of the pressure response means of the pressure detection device according to the fifth embodiment of the present invention in a plane perpendicular to the longitudinal direction (b) When pressure is applied to the pressure detection device and the pressure response means is greatly distorted The same sectional view 本発明の実施の形態5における支持固定部接触部の弾性率の場所座標依存性を示したグラフThe graph which showed the place coordinate dependence of the elasticity modulus of the support fixing | fixed part contact part in Embodiment 5 of this invention 本発明の実施の形態5における圧力応答手段に加わる力の場所座標依存性を示したグラフThe graph which showed the place coordinate dependence of the force added to the pressure response means in Embodiment 5 of this invention 本発明の実施の形態5における圧力応答手段の応答電圧比の場所座標依存性を示したグラフThe graph which showed the place coordinate dependence of the response voltage ratio of the pressure response means in Embodiment 5 of this invention 本発明の実施の形態6の圧力検出装置の圧力応答手段の長手方向に垂直な面での断面図Sectional drawing in the surface perpendicular | vertical to the longitudinal direction of the pressure response means of the pressure detection apparatus of Embodiment 6 of this invention 本発明の実施の形態6の圧力検出装置の圧力応答手段の長手方向に並行な面での断面図Sectional drawing in the surface parallel to the longitudinal direction of the pressure response means of the pressure detection apparatus of Embodiment 6 of this invention 従来のシート状の圧力応答手段の断面図Sectional view of a conventional sheet-like pressure response means (a)従来のケーブル状の圧力応答手段の断面図(b)同A−A線位置の断面図(A) Cross-sectional view of a conventional cable-like pressure response means (b) Cross-sectional view of the AA line position

符号の説明Explanation of symbols

6 圧力伝達部
6a 圧力伝達部接触部
6b 圧力伝達部接触部
6c 圧力伝達部主部
6d 圧力伝達部支持部上
6e 圧力伝達部支持部下
7 支持固定部
7a 支持固定部主部
7b 支持固定部隔壁
8 圧力検出装置
9a 圧力応答手段
9b 圧力応答手段
9c 圧力応答手段
10 圧力判定手段
11 可撓性感圧体
12 外部電極
13 保護層
14 内部電極
6 pressure transmission part 6a pressure transmission part contact part 6b pressure transmission part contact part 6c pressure transmission part main part 6d pressure transmission part support part 6e pressure transmission part support part 7 support fixing part 7a support fixing part main part 7b support fixing part partition DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 Pressure detection apparatus 9a Pressure response means 9b Pressure response means 9c Pressure response means 10 Pressure determination means 11 Flexible pressure sensitive body 12 External electrode 13 Protective layer 14 Internal electrode

Claims (13)

可撓性感圧体と、外部から圧力が印加された場合に、前記可撓性感圧体に生じる電位差を応答電圧として測定するための電極とを含む線状の圧力応答手段と、
前記圧力応答手段への外部からの圧力印加の有無を判定する圧力判定手段とを有し、
前記圧力応答手段が、複数個隣接して配設されるとともに、
前記複数の圧力応答手段の応答電圧が、外部から一定の圧力が印加された場合に、互いに異なる場所座標依存性を有し、
前記圧力判定手段が、前記圧力応答手段の複数の応答電圧の大きさの関係をもとに、前記外部からの圧力が印加された場所座標を判定する圧力検出装置。
Linear pressure response means including a flexible pressure sensitive body and an electrode for measuring a potential difference generated in the flexible pressure sensitive body as a response voltage when pressure is applied from the outside;
Pressure determining means for determining the presence or absence of external pressure application to the pressure response means,
A plurality of the pressure response means are disposed adjacent to each other;
The response voltages of the plurality of pressure response means have different location coordinate dependencies when a constant pressure is applied from the outside,
The pressure detection device in which the pressure determination unit determines a location coordinate to which the pressure from the outside is applied based on a relationship between the magnitudes of a plurality of response voltages of the pressure response unit.
圧力応答手段は、複数の可撓性感圧体と、前記可撓性感圧体に生じる応答電圧を測定するための複数の電極とを含んで構成され、
前記圧力応答手段が、外部から一定の圧力が印加された場合に、前記複数の可撓性感圧体に対応して、互いに異なる場所座標依存性を有する応答電圧を生じる請求項1に記載の圧力検出装置。
The pressure response means includes a plurality of flexible pressure sensitive bodies and a plurality of electrodes for measuring a response voltage generated in the flexible pressure sensitive bodies.
2. The pressure according to claim 1, wherein the pressure response means generates response voltages having different location coordinate dependencies corresponding to the plurality of flexible pressure sensitive bodies when a constant pressure is applied from the outside. Detection device.
圧力応答手段に外部から一定の圧力が印加された場合に発生する応答電圧が、前記圧力応答手段の一方の端部から他方の端部にかけて単調に変化する請求項1または2に記載の圧力検出装置。 The pressure detection according to claim 1 or 2, wherein a response voltage generated when a constant pressure is applied to the pressure response means from outside changes monotonously from one end of the pressure response means to the other end. apparatus. 圧力応答手段を構成する複数の可撓性感圧体の圧電定数が、互いに異なる場所座標依存性を有することで、前記圧力応答手段の複数の応答電圧が、異なった場所座標依存性を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The piezoelectric constants of the plurality of flexible pressure-sensitive bodies constituting the pressure response means have different location coordinate dependencies, so that the plurality of response voltages of the pressure response means have different location coordinate dependencies. The pressure detection apparatus of any one of 1-3. 圧力応答手段を保護するために保護層が形成され、前記保護層の厚みが場所座標依存性を有することで、前記圧力応答手段の複数の応答電圧が異なった場所座標依存性を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The protective layer is formed to protect the pressure response means, and the thickness of the protective layer has location coordinate dependence, so that the plurality of response voltages of the pressure response means have different location coordinate dependence. The pressure detection apparatus of any one of -4. 圧力判定手段が、外部から圧力が印加された場所座標を判定する際に、互いに異なる場所座標依存性を有する複数の異なる応答電圧から、応答電圧比を算出して前記判断を行う請求項1〜5のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The pressure determination means calculates the response voltage ratio from a plurality of different response voltages having different location coordinate dependencies when determining the location coordinates to which pressure is applied from the outside, and makes the determination. The pressure detection device according to any one of 5. 線状の圧力応答手段がケーブル状の圧力応答手段であり、複数の前記ケーブル状の圧力応答手段が隣接して配設される請求項1〜6のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The pressure detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the linear pressure response means is a cable-like pressure response means, and the plurality of cable-like pressure response means are disposed adjacent to each other. ケーブル状の圧力応答手段が、前記ケーブル状の圧力応答手段の概中心部に位置する内部電極と、前記内部電極に密着した可撓性感圧体と、可撓性感圧体に密着した外部電極とを含んでなり、前記内部電極と前記外部電極とが応答電圧の測定に用いられる請求項7に記載の圧力検出装置。 The cable-like pressure response means includes an internal electrode located at a substantially central portion of the cable-like pressure response means, a flexible pressure sensitive body in close contact with the internal electrode, and an external electrode in close contact with the flexible pressure sensitive body. The pressure detection device according to claim 7, wherein the internal electrode and the external electrode are used for response voltage measurement. 複数の圧力応答手段に対し、外部からの圧力を伝える圧力伝達部を有し、
前記圧力伝達部の前記各圧力応答手段に接する部分の弾性率が、前記圧力応答手段毎に異なった場所座標依存性を有する請求項1〜8のいずれか1項に記載の圧力検出装置。
It has a pressure transmission part that transmits pressure from the outside to a plurality of pressure response means,
The pressure detection device according to any one of claims 1 to 8, wherein an elastic modulus of a portion of the pressure transmission unit that is in contact with each pressure response unit has a location coordinate dependency that is different for each pressure response unit.
複数の圧力応答手段が同型の圧力応答手段である請求項1〜9のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The pressure detection device according to any one of claims 1 to 9, wherein the plurality of pressure response means are pressure response means of the same type. 複数の圧力伝達部が圧力応答手段上の、互いに離れた異なる場所座標に、複数設けられる請求項1〜10のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The pressure detection device according to any one of claims 1 to 10, wherein a plurality of pressure transmission units are provided at different location coordinates apart from each other on the pressure response means. 圧力伝達部の水平度を保つために、前記圧力伝達部と一体となり、方向が固定された圧力伝達部支持部を有する請求項1〜11のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The pressure detection device according to any one of claims 1 to 11, further comprising a pressure transmission unit support unit that is integral with the pressure transmission unit and has a fixed direction in order to maintain the level of the pressure transmission unit. 圧力応答手段を固定する支持固定部が、前記複数の圧力応答手段を接触することなく固定する支持固定部隔壁を有する請求項1〜12のいずれか1項に記載の圧力検出装置。 The pressure detection device according to any one of claims 1 to 12, wherein a support fixing portion that fixes the pressure response means includes a support fixing portion partition wall that fixes the plurality of pressure response means without contact.
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JP (1) JP2007304085A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009192335A (en) * 2008-02-13 2009-08-27 Aisin Seiki Co Ltd Load detection device

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JP2009192335A (en) * 2008-02-13 2009-08-27 Aisin Seiki Co Ltd Load detection device

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