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公開番号2025153787
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024056423
出願日2024-03-29
発明の名称変形検出機構、移動体および変形検出機構の製造方法
出願人帝人株式会社
代理人弁理士法人信栄事務所
主分類G01N 27/20 20060101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】物品の変形を正確に検出するための変形検出機構を提供する。
【解決手段】変形検出機構は、板状部材と、前記板状部材の第一の主面に配置されたセンサー部と、を備える面状体と、制御部を備える検出装置と、を備える。前記センサー部は導電性を有し、前記板状部材と前記センサー部とは電気的に絶縁されている。前記制御部は、前記センサー部と電気的に接続され、前記センサー部の電気特性を測定した結果に基づいて前記センサー部が不可逆的に変形したか否かを判定するように構成されている。JIS K 7074:1988で定められる三点曲げ試験手法により前記面状体の前記センサー部が配置された面とは反対側の面に曲げ荷重を加えていき、前記センサー部が不可逆的に変形したと前記制御部が判定したときの曲げ応力をF1(MPa)とし、前記面状体の曲げ強さをF2(MPa)としたとき、0.6<F1/F2<1.4の関係を満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
板状部材と、前記板状部材の第一の主面に配置されたセンサー部と、を備える面状体と、
制御部を備える検出装置と、
を備える変形検出機構であって、
前記センサー部は導電性を有し、
前記板状部材と前記センサー部とは電気的に絶縁されており、
前記制御部は、前記センサー部と電気的に接続され、前記センサー部の電気特性を測定した結果に基づいて前記センサー部が不可逆的に変形したか否かを判定するように構成されており、
ＪＩＳＫ７０７４：１９８８で定められる三点曲げ試験手法により前記面状体の前記センサー部が配置された面とは反対側の面に曲げ荷重を加えていき、前記センサー部が不可逆的に変形したと前記制御部が判定したときの曲げ応力をＦ１（ＭＰａ）とし、前記面状体の曲げ強さをＦ２（ＭＰａ）としたとき、０．６＜Ｆ１／Ｆ２＜１．４の関係を満たす、変形検出機構。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記板状部材の比曲げ強度が５（（Ｐａ）
1/2
／（ｋｇ／ｍ
3
））以上である、請求項１に記載の変形検出機構。
【請求項３】
前記センサー部に間欠的に通電するように構成されている、請求項１に記載の変形検出機構。
【請求項４】
前記センサー部の形態が、線状、繊維状、膜状、立体成形体状及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれる１つ以上である、請求項１に記載の変形検出機構。
【請求項５】
前記センサー部の形態が膜状である、請求項４に記載の変形検出機構。
【請求項６】
前記センサー部の導電性成分が銅、銀、金、白金、鉄、錫、アルミニウム、ニッケル、導電性炭素からなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、
前記センサー部における前記導電性成分の存在比が３０質量％以下である請求項４に記載の変形検出機構。
【請求項７】
前記センサー部の前記導電性成分が、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノストラクチャからなる群より選ばれる少なくとも１種の導電性炭素を含み、
前記センサー部における前記導電性炭素の存在比が２０質量％以下である、請求項６に記載の変形検出機構。
【請求項８】
前記センサー部の前記導電性成分が、前記導電性炭素として、黒鉛、炭素繊維、グラフェン、カーボンナノチューブおよびカーボンナノストラクチャからなる群より選ばれる少なくとも１種とカーボンブラックとの組み合わせを含む、請求項７に記載の変形検出機構。
【請求項９】
前記センサー部は、厚みが１．０ｍｍ以下、幅が２０ｍｍ以下の部位を有する、請求項１に記載の変形検出機構。
【請求項１０】
前記センサー部の少なくとも２つの部位が１００ｍｍ以下の間隔を空けて存在している、請求項１に記載の変形検出機構。
（【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、変形検出機構、移動体および変形検出機構の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
物品の種類によらず、時間経過や使用による物品の劣化は避けられない。特に車両等の移動体を構成する部品では、動力機関から発生する熱、装置の駆動に伴う摩擦もしくは天候の影響、または飛来物の衝突もしくは移動体内で離脱した他の部品との接触等の原因により、部品に変形や破損が生じることがある。
【０００３】
移動体部品の破損は事故の原因となりうるため、破損が生じた場合には直ちにそのことを検知して修理や部品交換を行うべきである。しかし、移動体部品の点検を行うことができるのは専門的な知識を有する技術者に限られ、かつ専門の技術者であっても複雑な構造を有する移動体において部品を点検するには手間が掛かる。したがって、移動体部品に破損が生じたことを直ちに検知し、移動体利用者、特に運転者に知らせる装置が移動体に備えられていることが好ましい。
【０００４】
特許文献１には、車両のタイヤホイールなどの可動対象物においてそれらの動作中に発生する亀裂をリアルタイムに検出することができる亀裂検知システムが示されている。特許文献２には、電気自動車などに用いられるバッテリーパックに関し、電気絶縁体製の保護プレートに付与された導電性コーティングを含む変形センサーおよび当該変形センサーの電気抵抗の変化を検出する評価回路によって、保護プレートの破損を検知する技術が開示されている。特許文献３には、バッテリーと、当該バッテリーのある面に配置された保護プレートと、当該保護プレートに埋設された破損表示手段を有する破損検出装置からなる自動車用のバッテリー機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１０－４４００７号公報
欧州特許出願公開第３３９２０７０号明細書
米国特許出願公開第２０２２／００２９２１５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
破損検出装置は、検出対象の部品が破損した場合に確実にセンサーが反応することが求められる。しかしながら、例えば移動体に外部から飛来物が衝突したときや移動体が縁石や落下物を乗り上げたとき、移動体部品の外観に異常がなくても、衝撃を受けた面と反対側にある、たとえば電気自動車のバッテリーのような重要機能部品に破損が生じている場合がある。そのため、移動体部品などに用いられる破損検出装置は、衝撃を受ける面の反対側に生じる破損を正しく検出できることが好ましい。しかしながら、従来技術では部品が完全に破損した場合にしか検出できないなど、上記の課題についての検討が十分でない。
【０００７】
また、破損検出装置では、実際には部品が破損していないにもかかわらずセンサーが反応してしまう誤検知を防ぐことが重要である。しかしながら、従来技術ではそのような誤検知の防止に関する検討が十分でない。
【０００８】
本発明は、物品の変形を正確に検出するための変形検出機構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】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る変形検出機構は、
板状部材と、前記板状部材の第一の主面に配置されたセンサー部と、を備える面状体と、
制御部を備える検出装置と、
を備える変形検出機構であって、
前記センサー部は導電性を有し、
前記板状部材と前記センサー部とは電気的に絶縁されており、
前記制御部は、前記センサー部と電気的に接続され、前記センサー部の電気特性を測定した結果に基づいて前記センサー部が不可逆的に変形したか否かを判定するように構成されており、
ＪＩＳＫ７０７４：１９８８で定められる三点曲げ試験手法により前記面状体の前記センサー部が配置された面とは反対側の面に曲げ荷重を加えていき、前記センサー部が不可逆的に変形したと前記制御部が判定したときの曲げ応力をＦ１（ＭＰａ）とし、前記面状体の曲げ強さをＦ２（ＭＰａ）としたとき、０．６＜Ｆ１／Ｆ２＜１．４の関係を満たす。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る移動体は、本発明の一実施形態に係る変形検出機構を有する移動体であって、
前記移動体部品は、前記移動体の底部に配置されるバッテリーハウジング、バッテリー保護プレート、および充電用コイルハウジングからなる群より選ばれる１つ以上であり、
前記板状部材の前記第一の主面が前記移動体の室内を向くように前記変形検出機構が配置されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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