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公開番号2025075904
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187407
出願日2023-11-01
発明の名称感圧導電体
出願人株式会社クラベ
代理人
主分類H10B 63/00 20230101AFI20250508BHJP()
要約【課題】接触のような小さい圧力に対しても感度よく導電に切り替わる感圧導電体とそれを使用した感圧導電ユニットを提供すること。
【解決手段】高分子材料からなるマトリクスに、チタン酸バリウム粉末と、金属粉末が混合されてなり、加圧により電気抵抗値が変化する感圧導電体。上記金属粉末がアルミニウム粉末であり、平均粒径が、98μm以上300μm以下である感圧導電体。上記マトリクス100重量部に対し、上記チタン酸バリウム粉末10～66重量部、上記金属粉末20～133重量部が混合されている感圧導電体。厚さが、上記チタン酸バリウム粉末の平均粒径と上記金属粉末の平均粒径の合計値以上であり、且つ、上記チタン酸バリウム粉末の平均粒径と上記金属粉末の平均粒径の合計値の3倍以下である感圧導電体。上記の感圧導電体が、一対の薄状導電体に挟持された感圧導電ユニット。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
高分子材料からなるマトリクスに、チタン酸バリウム粉末と、金属粉末が混合されてなり、加圧により電気抵抗値が変化する感圧導電体。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
上記金属粉末がアルミニウム粉末である請求項１記載の感圧導電体。
【請求項３】
上記マトリクス１００重量部に対し、上記チタン酸バリウム粉末１０～６６重量部、上記金属粉末２０～１３３重量部が混合されている請求項１記載の感圧導電体。
【請求項４】
厚さが、上記チタン酸バリウム粉末の平均粒径と上記金属粉末の平均粒径の合計値以上であり、且つ、上記チタン酸バリウム粉末の平均粒径と上記金属粉末の平均粒径の合計値の３倍以下である請求項１記載の感圧導電体。
【請求項５】
上記金属粉末の平均粒径が、９８μｍ以上３００μｍ以下である請求項１記載の感圧導電体。
【請求項６】
チタン酸バリウム粉末と、アルミニウム粉末またはマグネシウム粉末からなる金属粉末が混合されてなり、加圧により電気抵抗値が変化する感圧導電体。
【請求項７】
上記金属粉末がアルミニウム粉末である請求項６記載の感圧導電体。
【請求項８】
上記チタン酸バリウム粉末と上記金属粉末が、３：１～１：１２の割合で混合されてなる請求項６記載の感圧導電体。
【請求項９】
上記金属粉末の平均粒径が、９８μｍ以上３００μｍ以下である請求項６記載の感圧導電体。
【請求項１０】
上記請求項１～９何れか記載の感圧導電体が、一対の薄状導電体に挟持された感圧導電ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、接触センサ、圧力センサ、感圧スイッチ、発熱素子などの目的で使用され、圧力によって導電する感圧導電体とそれを使用した感圧導電ユニットに係り、特に、接触のような小さい圧力に対しても感度よく導電に切り替わるものに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、感圧導電体として、シリコーンゴム等のマトリクス中に、グラファイト粒子、正特性サーミスタ粉末等の導電体粒子を分散させたものが知られている。これは、弾性体であるマトリクスが圧力により変形することで、分散された導電体粒子同士が接触し、抵抗値が低下して導通しするもので、圧力が緩和されると導電体粒子同士が元の状態に分離して非接触になり、抵抗値が上昇して電気絶縁状態に戻るものである。このような技術として、例えば、特許文献１等が挙げられる。また、参考となる技術として、例えば、特許文献２等が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－２４５９３７公報：リケン
特許第６２２１８６３号公報：デンソー
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたような感圧導電体は、相当に大きい圧力が加わらなければ抵抗値がほとんど変化しないため、例えば、接触程度の軽微な圧力を検知するような用途では使用が困難である。昨今では、自動車内の暖房装置として、上記特許文献２に記載されたような輻射ヒータが採用されてきている。これは、自動車内装に装着され、乗員に輻射熱を放射して快適な温感を与えるものがあるが、一方で十分な輻射熱を放出するためには、輻射ヒータの表面温度を高く設定する必要がある。そのため、何らかの要因により乗員が輻射ヒータに接触してしまった場合、乗員の熱傷を防止するべく、即座にそれを検知して輻射ヒータへの通電を遮断しなければならない。しかし、上記特許文献１のような感圧導電体では、接触程度の軽微な圧力は検知できないので、このような用途へ適用することができない。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、接触のような小さい圧力に対しても感度よく導電に切り替わる感圧導電体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するべく、本発明による感圧導電体は、高分子材料からなるマトリクスに、チタン酸バリウム粉末と、金属粉末が混合されてなり、加圧により電気抵抗値が変化するものである。
また、上記金属粉末がアルミニウム粉末であることが考えられる。
また、上記マトリクス１００重量部に対し、上記チタン酸バリウム粉末１０～６６重量部、上記金属粉末２０～１３３重量部が混合されていることが考えられる。
また、厚さが、上記チタン酸バリウム粉末の平均粒径と上記金属粉末の平均粒径の合計値以上であり、且つ、上記チタン酸バリウム粉末の平均粒径と上記金属粉末の平均粒径の合計値の３倍以下であることが考えられる。
また、上記金属粉末の平均粒径が、９８μｍ以上３００μｍ以下であることが考えられる。
本発明による他の感圧導電体は、チタン酸バリウム粉末と、アルミニウム粉末またはマグネシウム粉末からなる金属粉末が混合されてなり、加圧により電気抵抗値が変化するものである。
また、上記金属粉末がアルミニウム粉末であることが考えられる。
また、上記チタン酸バリウム粉末と上記金属粉末が、３：１～１：１２の割合で混合されてなることが考えられる。
また、上記金属粉末の平均粒径が、９８μｍ以上３００μｍ以下であることが考えられる。
本発明による感圧導電ユニットは、上記の感圧導電体が、一対の薄状導電体に挟持されたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による感圧導電体は、微小な圧力に対しても導電に切り替わることができる。そのため、接触のような小さい圧力に対しても感度よく検知することができる。
また、マトリクスとして高分子材料を使用したものであれば、柔軟で可撓性に優れた感圧導電体とすることが可能となり、曲面を有する場所への配置が可能となる。また、シート形状の感圧導電体として広範囲で接触や加圧を検知する用途にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明による感圧導電体を使用した接触センサの構成を示す一部切欠平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１では、感圧導電体を使用した接触スイッチについて説明する。実施の形態１による感圧導電体は、高分子材料からなるマトリクスとし、このマトリクス中に金属粉末とチタン酸バリウム粉末が分散されたものである。
【００１０】
実施の形態１では、マトリクスとして、ＲＴＶと称される一液硬化型シリコーンゴムを使用した。これは、室温で空気中の水分と反応して硬化しゴム弾性体となるものである。このマトリクスに分散される金属粉末としては、平均粒径９８μｍのアルミニウム粉末を使用した。同じくマトリクスに分散されるチタン酸バリウム粉末として、焼成前のチタン酸バリウム系セラミックス粒子を使用した。このチタン酸バリウム粉末は、キュリー温度が４０℃であり、光学顕微鏡によって幾何平均径を算出したところ、平均の１次粒径は２．０μｍであった。
（【００１１】以降は省略されています）

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