特許ウォッチ

公開番号2025131433
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024029178
出願日2024-02-28
発明の名称センサ
出願人I-PEX株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01B 7/00 20060101AFI20250902BHJP(測定;試験)
要約【課題】検出精度のばらつきを抑制することができるセンサを提供する。
【解決手段】センサとしての近接センサ1は、シート部材2と、シート部材2に近接する物体Hを検出する検出基板3と、を備える。シート部材2は、導電性を有する検出電極11と、導電性を有し、検出電極11と同電位となるように検出電極11に電気的に接続されたアクティブガード電極12と、導電性を有し、接地されたガード電極13と、絶縁体で構成され、検出電極11の裏面に表面が密着するとともにアクティブガード電極12の表面に裏面が密着する第1絶縁膜21と、絶縁体で構成され、アクティブガード電極12の裏面に表面が密着するとともにガード電極13の表面に裏面が密着する第2絶縁膜22と、を備える。検出基板3は、検出電極11と物体Hとの間に生じる静電容量の変化を検出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シート部材と、
前記シート部材に近接する物体を検出する検出部と、を備え、
前記シート部材は、
導電性を有する第１布と、
導電性を有し、前記第１布と同電位となるように前記第１布に電気的に接続された第２布と、
導電性を有し、接地された第３布と、
絶縁体で構成され、前記第１布の裏面に表面が密着するとともに前記第２布の表面に裏面が密着する第１絶縁膜と、
絶縁体で構成され、前記第２布の裏面に表面が密着するとともに前記第３布の表面に裏面が密着する第２絶縁膜と、を備え、
前記検出部は、前記第１布と前記物体との間に生じる静電容量の変化を検出するセンサ。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１布、前記第２布及び前記第３布は、外縁から延出して前記検出部に接続する延出部をそれぞれ備え、
前記検出部は、前記延出部を介して伝わる電気信号に基づいて、前記物体の近接を検出する、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜の膜面の面積は、前記第１布、前記第２布及び前記第３布の布面の面積よりも大きく、
前記第２布の布面の面積は、前記第１布及び前記第３布の布面の面積よりも大きく、
前記第３布の布面の面積は、前記第１布の布面の面積以上である、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記検出部は、
所定のサンプリング間隔で、前記シート部材から得られる電気信号に対応するサンプリング毎の検出値に基づいてフィルタリング処理を行って演算結果の出力値を出力するフィルタリング手段を備え、
前記フィルタリング手段から出力される出力値に基づいて、前記物体の近接を検出し、
前記フィルタリング手段は、
今回の検出値と前回の出力値との差分の絶対値が０より大きく閾値より小さい場合、今回の検出値よりも前回の出力値に近い値を、今回の出力値として出力するフィルタリング処理を行う、
請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ。
【請求項５】
前記フィルタリング手段は、
前記差分の絶対値が０から前記閾値に近づくにつれて、今回の出力値が今回の検出値に近づく関係を示すフィルタリング処理を行う、
請求項４に記載のセンサ。
【請求項６】
前記フィルタリング手段は、
前記差分の絶対値が、０より大きく前記閾値より小さい数値範囲のうち、少なくとも一部の数値範囲にある場合、前回の出力値と同じ値を、今回の出力値として出力する、
請求項４に記載のセンサ。
【請求項７】
前記フィルタリング手段は、
前記差分の絶対値が、０より大きく前記閾値より小さい数値範囲のうち、少なくとも一部の数値範囲にある場合、今回の検出値から一定の中間値だけ前回の出力値に近づいた値を、今回の出力値として出力する、
請求項４に記載のセンサ。
【請求項８】
前記フィルタリング手段は、
前記差分の絶対値が、０より大きく前記閾値より小さい数値範囲のうち、少なくとも一部の数値範囲にある場合、前記差分の絶対値が閾値に近づくにつれて、今回の検出値との差が０に近づく関係を示す値を今回の出力値として出力する、
請求項４に記載のセンサ。
【請求項９】
前記第１布、前記第２布及び前記第３布の少なくとも１枚は、前記絶縁膜に接着される、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記第１布、前記第２布及び前記第３布の少なくとも１枚は、前記絶縁膜に縫い合わされている、
請求項１に記載のセンサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、導電性の第１布および絶縁性の第２布を重ね合わせて構成される布と、第１布に電気的に接続された静電容量センサＩＣとを備える近接センサが開示されている。近接センサは、第１布に接近する物体との間に発生する静電容量の変化によって物体の近接を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１３５１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の近接センサは、第１布と近接する物体以外のものとの間に発生する静電容量の影響を受けることにより、近接する物体を検知する精度にばらつきが生じるという不都合があった。
【０００５】
本発明は、上記実情の下になされたものであり、検出精度のばらつきを抑制することができるセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るセンサは、
シート部材と、
前記シート部材に近接する物体を検出する検出部と、を備え、
前記シート部材は、
導電性を有する第１布と、
導電性を有し、前記第１布と同電位となるように前記第１布に電気的に接続された第２布と、
導電性を有し、接地された第３布と、
絶縁体で構成され、前記第１布の裏面に表面が密着するとともに前記第２布の表面に裏面が密着する第１絶縁膜と、
絶縁体で構成され、前記第２布の裏面に表面が密着するとともに前記第３布の表面に裏面が密着する第２絶縁膜と、を備え、
前記検出部は、前記第１布と前記物体との間に生じる静電容量の変化を検出する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るセンサによれば、検出精度のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施の形態に係る近接センサの構成を示す模式図である。
図１のシート部材の一部が折り返された様子を示す模式図である。
（Ａ）は、積層された検出電極、アクティブガード電極及びガード電極の一部を示す図である。（Ｂ）及び（Ｃ）は、検出電極、アクティブガード電極及びガード電極が検出基板に接続された状態を示す図である。
（Ａ）は、物体が近接していない状態でシート部材により形成される電場を示す模式図である。（Ｂ）は、物体が近接する状態でシート部材により形成される電場を示す模式図である。
（Ａ）は、物体が近接していない状態でアクティブガード電極を備えないシート部材により形成される電場を示す模式図である。（Ｂ）は、物体が近接する状態でアクティブガード電極を備えないシート部材により形成される電場を示す模式図である。
シート部材の各層の面積の大きさの違いを示す図である。
フィルタリング処理のフローチャートである。
差分の絶対値と検出値との関係を示すグラフである。
（Ａ）及び（Ｂ）は、人協働ロボットを示す斜視図である。
垂直多関節ロボットを示す斜視図である。
スカラロボットを示す斜視図である。
移動ロボットを示す斜視図である。
（Ａ）及び（Ｂ）は、多関節ロボットのエンドエフェクタのカバーにセンサが用いられる例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。なお、下記の実施の形態において、“有する”、“含む”又は“含有する”といった表現は、“からなる”又は“から構成される”という意味も包含する。
【００１０】
図１に示すように、本実施の形態に係る近接センサ１は、保護対象Ｇを覆うとともに、保護対象Ｇに近接する物体Ｈを検出する。近接センサ１は、シート部材２と、検出部としての検出基板３と、を備える。シート部材２と検出基板３とは、電気的に接続されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許