布状压力传感器的制造方法
【专利摘要】一种布状压力传感器，其具有：第一纤维层；第二纤维层；以及第三纤维层，其设置于第一纤维层及第二纤维层之间。第一纤维层具有导电性的多个第一导通部和使第一导通部彼此绝缘的多个第一非导通部。第二纤维层具有导电性的第二导通部。第三纤维层具有将第一纤维层和第二纤维层以规定的电阻率相连接的连结线。布状压力传感器还具有对第一导通部中的至少一个第一导通部和第二导通部之间的电阻值进行测定的测定器。连结线通过受到压力所引起的第一导通部中的至少一个第一导通部或第二导通部的变形而松弛，使第一导通部中的至少一个第一导通部或第二导通部短路。根据上述布状压力传感器，使纤维层具有压力检测功能，具有通气性且能够检测压力。
【专利说明】布状压力传感器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够对多个部位的压力进行测定的布状压力传感器[sheet pressure sensor]〇
【背景技术】
[0002] 下述专利文献1公开了作为面状的压力传感器而使用感压导电橡胶的面状输入 装置。上述面状输入装置具有在一对聚酯片之间夹入片状感压导电橡胶的3层结构，如果 一方的聚酯片受到压力，则导电橡胶片变形，导电橡胶片的电阻减小。基于该电阻的变化而 对压力变化进行测定。
[0003] 专利文献1 :日本特开平6 - 274265号公报（第1图）
【发明内容】
[0004] 如果在车辆用座椅、床上用品等的表层（与人体接触的位置或与人体接近的位 置）使用上述的压力传感器（面状输入装置），以进行由人体引起的压力分布的测定及向座 椅就座的判定，则由于导电橡胶片不具有通气性，从而因潮热等而使舒适性下降。另外，在 导电橡胶片上开孔而使其具有通气性的情况下，孔附近部分的刚性下降，容易因压力而变 形。因此，在孔附近部分和除了该部分以外的部位，受到压力时的变形量不同，导电橡胶片 复杂地变形，压力变化的测定变得困难。
[0005] 本发明的目的在于提供一种布状压力传感器，其使纤维层具有压力检测功能，具 有通气性且能够检测压力。
[0006] 本发明提供一种布状压力传感器，其特征在于，具有：第一纤维层；第二纤维层， 其与所述第一纤维层分离地相对配置；以及第三纤维层，其设置于所述第一纤维层及所述 第二纤维层之间，所述第一纤维层具有多个第一导通部和多个第一非导通部，其中，多个第 一导通部具有导电性，多个第一非导通部使所述多个第一导通部彼此电气绝缘，所述第二 纤维层具有第二导通部，该第二导通部具有导电性，所述第三纤维层具有多根连结线，该多 根连结线从所述多个第一导通部及所述第二导通部中的一方朝向另一方延伸设置，将所述 多个第一纤维层及所述第二纤维层以规定的电阻率电气连接，所述布状压力传感器还具有 测定器，该测定器对所述多个第一导通部中的至少一个、和所述第二导通部之间的电阻进 行测定，所述多根连结线通过所述多个第一导通部中的所述至少一个、或所述第二导通部 的受到压力所引起的变形而松弛，使所述多根第一导通部中的所述至少一个、或所述第二 导通部短路。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是在座椅面上具有布状压力传感器的第1或第2实施方式的座椅整体斜视 图。
[0008] 图2是表示第1实施方式的布状压力传感器的构造的概略斜视图。
[0009] 图3是表不图2中不出的III 一 III线剖面图，（a)表不受到压力前的状态，（b) 表示受到压力中的状态。
[0010] 图4是表示压力传感器的电阻值变化的曲线。
[0011] 图5是表示第2实施方式的布状压力传感器的构造的概略斜视图。
[0012] 图6是表示连结线的变形例的剖面图，（a)表示第1变形例，（b)表示第2变形例。
[0013] 图7是导电性高分子纤维的放大斜视图，（a)表示由均匀材料制成的上述 纤维，（b)表示具有芯鞘构造[core-sleeve structure]的所述纤维，（c)表示具有 并排构造[side-by-side structure]的所述纤维，（d)表示具有海岛（多芯）构 造[sea-island(multi core) structure]的所述纤维，（e)表示具有三角形剖面形状 [triangle cross-sectional shape]的所述纤维，（f)表不具有星形剖面形状[astral cross-sectional shape]的所述纤维，（g)表不具有中空构造 [hollow structure]的所述 纤维。
[0014] 图8是表示实施方式及对比例的规格及评价结果的表格。
【具体实施方式】
[0015] 下面，参照附图，对布状压力传感器的实施方式进行说明。在下面的实施方式中， 如图1所示，布状压力传感器作为车辆用座椅的压力传感器而使用，设置于座椅的座椅面 上。
[0016] 如图2所示，第1实施方式的布状压力传感器1具有由上层[upper layer]2(相 当于权利要求中的第一纤维层[first fiber layer])、下层3(相当于权利要求中的第二纤 维层）、电阻可变层[variable resistor layer]8(相当于权利要求中的第三纤维层）构 成的三层构造。上层2由上层导通部[upper layer conductive portions]4(相当于权 利要求中的第一导通部[first conductive portions])和上层非导通部[upper layer non-conductive portions] 5 (相当于权利要求中的第一非导通部[first non-conductive portions])交替并列设置而构成。此外，上层导通部4和上层非导通部5,通过构成这两个 部分的纤维交替地连续编织而成。
[0017] 各上层导通部4(4a、4b、4c…）由镀银纤维（绍兴运佳纺织有限公司[Shaoxing Yunjia Textile Product Co.，Ltd.]制）形成。各上层非导通部5由非导电性的聚酯纤维 ("中央纤维資材，'[Central Fiber Materials Ltd.]制："夕.' V 七' *。U -于，'[Gunze Polina]) 形成（宽2_、长200mm)。下层3由将镀银纤维（绍兴运佳纺织品有限公司制）编织成片 状的下层导通部6 (6a)形成。
[0018] 如图3(a)所示，电阻可变层8由往返的连结线[connecting yarns]8a形成，以 使上层导通部4和下层导通部6电气连接。连结线8a是通过湿式纺纱法而获得的直径约 10ym的导电性高分子纤维。即，连结线8a(导电性高分子纤维）从上层导通部4及下层 导通部6中的一方朝向另一方延伸设置。连结线8a是通过以2 μ L/min的流速将纺丝原 液从微量调节注射器（"株式会社伊藤制作所[Ito Corporation]"制：MS - GLL100、内径 为260 μ m)中挤出而生成的，其中，该纺丝原液是溶剂相使用丙酮（"和光化学株式会社 [WAKO-Chemicals] "制：019 - 00353)，将过滤一次的导电性高分子PED0T/PSS的水分散液 (" 7夕；夕社[Heraeus GmbH]，，制："Clevios P"）和聚乙烯醇[PVA]( "関東化学株式 会社[Kanto Chemical Co, · Inc.] "制）的7wt %水溶液混合到上述溶剂中而制成的。基于 JIS K7194 (导电性塑料的4探针法的电阻率试验方法[Testing method for resistivity of conductive plastics with a four-point probe array])，对该导电性高分子纤维的导电率 进行测定，其结果，电阻率达到大约ΙΟ^Ω · cm。
[0019] 在使用"株式会社福原精機[Precision Fukuhara Works, Ltd.] "制的圆编机 [circular knitting machine]对连结线 8a 进行编织时，对隔距[gauge]、针数[number of feeder]等进行调整，以使得电阻可变层8的厚度达到10mm，并且，在以与上层2平行的面 将电阻可变层8切断时，在该切断面的单位面积内，导电性高分子纤维占总剖面面积的比 例达到50%。
[0020] 另外，上层2的上层导通部4a与上层电线9a电气连接，上层导通部4b与上层电 线9b电气连接，上层导通部4c与上层电线9c电气连接。下层3的下层导通部6与下层电 线10a电气连接。上层电线9(9a、9b、9c···)及下层电线10与电阻测定装置[resistance measurement device] 15 (权利要求中的测定器[measuring instrument] / 测定单兀 [measurement means])连接。电阻测定装置对上层电线9a和下层电线10之间的电阻值、 上层电线9b和下层电线10之间的电阻值、上层电线9c和下层电线10之间的电阻值等进 行测定。
[0021] 上层导通部4a和下层导通部6a之间的连结线8a的长度L，作为布状压力传感器 1所受到的压力F的函数，通过下述（1)式而表示。系数α是布状压力传感器1在压缩方 向上的弹簧常数的倒数值。
[0022] L = a F.....(1)
[0023] L :连结线8a的上述长度[mm]，F :布状压力传感器1所受到的上述压力[Pa]，α : 上述系数[mm/Pa]
[0024] 在这里，上层导通部4a和下层导通部6a之间的电阻值R，使用电阻率P、连结线 8a的上述长度L和连结线8a的剖面面积S，通过下述（2)式而表示。
[0025] R = p L/S.....(2)
[0026] R :电阻值[k Ω ]，p :电阻率[Ω · cm]，S :剖面面积[mm2]
[0027] 对于上层导通部4(或下层导通部6)所受到的压力的测定进行说明。如果上层导 通部4没有受到压力，则如图3 (a)所示，上层导通部4和下层导通部6之间的连结线8a自 主地维持规定距离L。如果上层导通部4受到压力F，则如图3 (b)所示，上层导通部4朝向 下方（下层导通部6侧）弯曲，与上层导通部4连结的连结线8a松弛，连结线8a与上层导 通部4及下层导通部6分别在接触点B处接触。即，连结线8a(导电性高分子纤维）与上 层导通部4和/或下层导通部6形成短路[short-contact]。此时，在上层导通部4和下层 导通部6之间的通电路径（在图3(b)中以虚线表示）具有长度L'。该长度L'比没有受到 压力时的长度L短。如果上层导通部4a受到的压力F进一步提高，则上层导通部4进一步 朝向下方弯曲，通电路径具有长度L"。该长度L"与上述的长度L'相比，进一步缩短。因 此，上层导通部4和下层导通部6之间的电阻值R与连结线8a的（有效电气）长度L(L'、 L"）为比例关系，上层导通部4所受到的压力F越大，该电阻值R越小。
[0028] 因此，如图4所示，所受到的压力F与上层导通部4及下层导通部6之间的电阻值 R连续变化。因此，能够根据电阻值R计算压力F，电阻可变层8具有压力检测功能。由此， 由于上层2、下层3及电阻可变层8具有通气性，并且电阻可变层8具有压力检测功能，因 此，布状压力传感器1具有通气性，并且能够对施加于上层导通部4或下层导通部6上的压 力F进行测定。在这里，在本实施方式中，能够针对每一个上层导通部4a、4b、4c…进行压力 F的检测，但无法检测到该压力F由各上层导通部4a、4b、4c的长度方向的哪一处承受。在 以下说明的第2实施方式中，还能够检测到压力F由各上层导通部4a、4b、4c的长度方向的 哪一处承受。
[0029] 如图5所示，第2实施方式的布状压力传感器1具有由上层2、下层3、电阻可变层 8构成的三层构造。但是，在本实施方式的布状压力传感器1中，下层3的构造与上述的第 1实施方式的构造不同，因此，压力检测的结构也不同。下面，对于与第1实施方式相同或等 同的结构部分标记同一标号，省略它们的重复说明。
[0030] 与第1实施方式相同地，上层2为上层导通部4和上层非导通部5交替并列设置 而构成。在本实施方式中，下层3也是由下层导通部6和下层非导通部7交替并列设置而 构成。电阻可变层8与第1实施方式相同地，由往返的连结线8a形成，以使上层导通部4 和下层导通部6电气连接。
[0031] 上层2(上层导通部4及上层非导通部5)的结构与第1实施方式的上层2相同。 另一方面，下层3由聚酯纤维形成。各下层导通部6(6a、6b、6c…）是将导电膏（"藤仓化成 株式会社[Fujikura Kasei Co, · Ltd.] "制：" F -夕^卜[Dotite](注册商标）"）涂敷在 上述的聚酯纤维上而形成（宽200mm，长10mm)。对于下层非导通部7,没有在上述的聚酯纤 维上涂敷导电膏（宽200mm，长2mm)。上层导通部4和下层导通部6按照从上方（与布状 压力传感器1垂直的方向）观察时彼此相交叉的方式配置（在本实施方式中，大致正交）。 因此，各下层导通部6通过连结线8a而与全部的上层导通部4电气连接。
[0032] 下层电线10a与下层导通部6a电气连接，下层电线10b与下层导通部6b电气连 接，下层电线10C与下层导通部6c电气连接。上层电线9及下层电线10与电阻测定装置 15连接。电阻测定装置对上层电线9a和下层电线10a之间的电阻值、上层电线9b和下层 电线10a之间的电阻值、上层电线9c和下层电线10a之间的电阻值等进行测定。同样地， 电阻测定装置对上层电线9a和下层电线10b之间的电阻值、上层电线9b和下层电线10b 之间的电阻值、上层电线9c和下层电线10b之间的电阻值等进行测定。下面，对于下层电 线10c也同样。
[0033] 对于上层导通部4a(或下层导通部6a)所受到的压力的测定进行说明。如果没有 在上层导通部4a上施加压力，则如图3 (a)所示，上层导通部4a和下层导通部6a (下层导 通部6b或6c等也相同）之间的连结线8a，自主地维持规定距离L。在上层导通部4受到 压力F时，如图3(b)所示，上层导通部4朝向下方（下层导通部6侧）弯曲，与上层导通部 4连结的连结线8a松弛，连结线8a与上层导通部4及下层导通部6分别在接触点B处接 触。这时，上层导通部4及下层导通部6之间的通电路径（在图3(b)以虚线表示）具有长 度L'。该长度L'比没有受到压力时的长度L短。如果上层导通部4所受到的压力F进一 步提高，则上层导通部4进一步朝向下方弯曲，通电路径具有长度L"。该长度L"与上述的 长度L'相比进一步缩短。因此，上层导通部4和下层导通部6之间的电阻值R与连结线8a 的（有效电气）长度L(L'、L"）为比例关系，上层导通部4受到的压力F越大，该电阻值R 越小。
[0034] 以上对于下层导通部6a进彳丁了说明，而对于其它下层导通部6b、6c…也同样地， 各自的电阻值R变化。因此，对于上层导通部4a、4b、4c…和下层导通部6a、6b、6c…的全部 组合，能够分别检测电阻值R。
[0035] 因此，如图4所示，所受到的压力F与上层导通部4及下层导通部6之间的电阻值 R表现连续的变化。因此，能够根据电阻值R计算压力F，电阻可变层8具有压力检测功能。 由此，由于上层2、下层3及电阻可变层8具有通气性，并且电阻可变层8具有压力检测功 能，因此，布状压力传感器1具有通气性，并且能够对施加在上层导通部4或下层导通部6 上的压力F进行测定。在这里，在本实施方式中，能够基于上层导通部4a、4b、4c…和下层导 通部6a、6b、6c…之间的组合位置以及该位置处的电阻值R，以网格状检测压力F由布状压 力传感器1上的哪个位置承受。
[0036] 在第3实施方式的布状压力传感器1中，使用导电性高分子纤维作为连结线8a， 其中，该导电性高分子纤维是按照剖面面积比为50 :50的方式，将使炭黑（"三菱化学 [Mitsubishi Chemical Corporation] "制）以20wt %分散在PVA中制得的涂敷溶液涂覆 于聚酯纤维上而制得的。其他结构与第1实施方式的结构相同。连结线8a的电阻率为 100 Ω · cm，获得了与第1实施方式相同的效果。
[0037] 在第4实施方式的布状压力传感器1中，使用镀银纤维（导电性高分子纤维）作 为连结线8a。该镀银纤维是将银涂覆在聚酯纤维表面而构成的。其他结构与第1实施方式 的结构相同。连结线8a的电阻率为0.01 Ω · cm，获得与第1实施方式相同的效果。
[0038] 在第5实施方式的布状压力传感器1中，使用导电性高分子纤维作为连结线8a，其 中，该导电性高分子纤维是按照剖面面积比为50 :50的方式，将使氧化锌（ZnO)以20wt % 分散在PVA中制得的涂敷溶液涂覆于聚酯纤维上而制得的。其他结构与第1实施方式的结 构相同。连结线8a的电阻率为10Ω · cm，获得了与第1实施方式相同的效果。
[0039] 在第6实施方式的布状压力传感器1中，使用导电性高分子纤维作为连结线8a， 其中，该导电性高分子纤维是按照剖面面积比为50 :50的方式，将PED0T/PSS的水分散液涂 覆于聚酯纤维上而制得的。其他结构与第1实施方式的结构相同。连结线8a的电阻率为 1Ω · cm，获得了与第1实施方式相同的效果。
[0040] 在第7实施方式的布状压力传感器1中，使用导电性高分子聚批咯[polypyrrol] 的5%水溶液（"〉夕''7 7>卜1厂;/^社政8111&-八1(11^11(：〇.1^.]"制）以湿式纺丝法制 成的直径约10 μ m的导电性高分子纤维，作为连结线8a。其他结构与第1实施方式的结构 相同。连结线8a的电阻率为1Ω · cm，获得了与第1实施方式相同的效果。
[0041] 第1至第7实施方式中的评价结果示出在图8所示的表格中。在表格中的第1及 第2对比例中，代替由连结线8a形成的具有纤维构造的电阻可变层8,使用片状的导电性 橡胶。上层2及下层3的结构与第1实施方式相同。从表格可知，各实施方式的电阻值均 具有适合于检测的范围，而各对比例的电阻值的范围较窄（或无法测定），存在不能够正确 地进行检测的可能性。另外，各实施方式能够确保充分的通气量，而各对比例的通气量较少 (或无法测定：不通气），舒适性不好。
[0042] 作为导电性原材料，可以采用金?银?铜?镍铬合金[Nichrome]等的金属线、碳 石墨等碳类材料、由金属氧化物等半导体或金属构成的粒子状材料、乙炔类· 5元杂环类 [complex5_men circle system] ·亚苯基类·苯胺类等导电性高分子材料。作为碳类材料， 除了碳纤维（"東 式会社[Toray Industries, Inc.] " 制："卜 b 力[Torayca] "（注册 商标）、"大阪力' ' ^ S力'1株式会社[Osaka Gas Chemicals Co.，Ltd.] "制：" F'少力一水 [Donacarbo]"等）这种普通市售的材料以外，可以使用混合有碳纤维、碳粉末等纺丝制成 的纤维。作为粒子状材料，可以使用炭黑（" 7 4才 >株式会社[Lion Corporation]"制： 柯琴黑[Ketjenblack])等碳类粉末、铁?铝等金属微粒子。另外，氧化锡（Sn0 2)、或氧化锌 (ZnO)等半导电性微粒子也可以作为粒子状材料使用。此处所谓导电性高分子纤维，是指上 述导电性原材料中不包括金属在内的原材料。
[0043] 能够使用下述材料：由上述的导电性原材料单体所形成的材料、通过蒸镀或涂覆 而在表面上包覆有上述导电性原材料的材料、以及将上述的导电性原材料作为芯材使用并 使该芯材的表面由其它材料包覆的材料。从市场购买的容易性、比重等方面考虑，优选作为 导电性原材料使用碳类纤维或碳类粉末。另外，导电性原材料可以由单一原材料形成，也可 以由多种原材料形成。
[0044] 考虑通气性优选上层2由纤维形成。此外，上层导通部4也可以在上层2上以带 状或在整个面内均匀地涂敷导电性涂料而形成。作为导电性涂料，可以使用"藤倉化成"制 的"卜''一夕4卜"等。为了避免由局部的硬度不同而引起的舒适性降低，上层导通部4也可 以使用具有与形成上层2、下层3以及电阻可变层8的纤维大致相同的剖面面积的金属线、 导电性纤维（例如，镍等的金属绞合线）。上述情况对于下层3(下层导通部6)也同样。
[0045] 从成本和实用性方面考虑，优选在上层非导通部5及下层非导通部7中单独或组 合使用由尼龙6、尼龙66等的聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、含有共聚成分的聚对苯二甲 酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二烯酯、聚丙烯腈等常用树脂构成的纤维。另外，上层2及下 层3的形状只要形成为具有通气性的布状即可，而从保温性、电阻可变层8的固定的方面考 虑，优选由通常使用的纤维所构成的织布、无纺布或编织品形成。
[0046] 作为电阻测定装置（测定器/测定单元），可以使用通常使用的欧姆表、LCR表，可 以使用利用电压计对与基准电阻的电压比进行计测的方法的仪器、单元。另外，可以将上述 的仪器单独和/或组合来使用。
[0047] 此处的所谓纤维，是指通过熔融纺丝、湿式纺丝、静电纺丝法纺制而成的纤维、将 薄膜切割为狭条状的纤维等。从形成织物或编织品的方面考虑（纺织/编织容易度、作为 织布/编织布的柔软度、作为布料的处理容易度等），优选具有几 μ m至几百μ m左右的直 径或宽度的纤维。通过将几十根至几千根上述纤维集成一束[bundling]，从而作为纤维变 得容易处理。此时也可以绞合。
[0048] 在不使用导电性高分子纤维而使用金属纤维的情况下，由于金属的电阻率特别 低，因此为了使电阻可变层的电阻率的变化幅度（动态范围（dynamic range))增大而使检 测能力提高，有必要使用极细的金属纤维或使上下层之间的距离增大。但是，如果使用较细 的金属丝，则无法使狭窄测定对象范围内的电阻率的变化幅度增大。另外，在测定对象范围 内，即使存在金属纤维和周围的纤维之间的接触，电阻值也大致不变化，不能够提高检测能 力。另外，如果使上下层之间的距离增大，则由于金属纤维的柔软度而不能承担所受到的压 力。为了承担压力，如果混入其他非导电性纤维则形成绝缘部，因此，无法使电阻率的变化 幅度增大、使检测能力提闻。
[0049] 这里的所谓导电性高分子纤维，是指将上述导电性原材料分散/涂敷在通常被用 于纤维的高分子上的纤维、由导电性高分子材料自身形成的纤维等。特别优选使用半导 体·导电性高分子?碳纤维作为导电性原材料的导电性高分子纤维。优选导电性原材料的 导电性高分子纤维中的配合量为0. 5至30vol %。如果配合量低于0. 5vol %，则导电性原 材料的量不足，与非配合纤维相比性能没有提高而只是伴有成本上升，因此不优选。另一方 面，如果配合量超过30v 〇l%，则由于配合有导电性原材料的高分子树脂（树脂基质）溶融 时的粘度增加，纺丝性大幅度降低，因此不优选。
[0050] 作为树脂基质，从成本、实用性方面考虑，优选单独或组合使用由尼龙6、尼龙66 等聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二烯、聚丙烯腈等常用树脂构成的纤 维。也优选由其它高分子材料对导电性高分子纤维进行涂覆。
[0051] 在将导电性原材料涂覆在高分子纤维上的情况下，由于在导电性高分子纤维的表 面上存在导电性原材料，因此，容易实现上述的电气接触（参照图3 (b)的接触点B)，能够使 上述的动态范围增大。导电性原材料的涂覆量只要是不妨碍检测性能的范围内即可，优选 导电性原材料占导电性高分子纤维总剖面面积（100% )的大于或等于10%且小于或等于 80%，特别优选占导电性高分子纤维总剖面面积（100%)的大于或等于20%且小于或等于 50%。
[0052] 如图7(a)至图7(g)所示，优选导电性高分子纤维（连结线8a)在其形成阶段或 纤维化后的纺织/编织阶段，形成各种剖面形状或剖面构造。导电性高分子纤维（连结线 8a)能够具有由导电性部分13以及非导电性部分14形成的各种剖面。如图7(a)所示，连 结线8a也可以由均匀的导电性高分子材料形成，具有通常的圆形剖面形状。如图7(b)所 示，连结线8a也可以具有芯鞘构造。如图7(c)所示，连结线8a也可以具有并排构造。如 图7(d)所示，连结线8a也可以具有海岛（多芯）构造。如图7(e)以及图7(f)所示，连结 线8a也可以具有非圆形的剖面形状。如图7(g)所示，连结线8a也可以具有中空构造。这 些构造使纤维的静态特性变化。例如，根据上述的不同原材料（导电性部分13以及非导电 性部分14)的组合和剖面形状的种类，能够使纤维自身自然扭转而使手感发生变化。另外， 如果纤维的表面积增大，则能够实现轻量化和隔热性提高。
[0053] 另外，导电性高分子纤维（连结线8a)由于其电阻而具有发热性能。如上述实施方 式所示，如果将具有导电性高分子纤维（连结线8a)的布状压力传感器1用于车辆用座椅， 则布状压力传感器1也可以作为片状加热器起作用。因此，不仅使上述的静态特性变化，还 能够对纤维的构造和材料进行改进以提高发热性能，且能够实现上述的压力检测功能。
[0054] 为了实现上述的压力检测功能，优选导电性原材料的电阻率为大于或等于 1(Γ3Ω · cm且小于或等于1〇2Ω · cm。即，优选导电性高分子纤维（连结线8a)单独的电 阻率为大于或等于1〇_3Ω ·_且小于或等于1〇2Ω，⑶。其理由在于，由于成为织物/编 织品的导电性高分子纤维作为电阻体动作，因此，如果导电性原材料的电阻值过小（低于 1(Γ 3Ω · cm)，则受到导通部位（参照图3(b)接触点Β)处的接触电阻的影响而不能够正确 地检测压力。另一方面，如果导电性原材料的电阻率过大（超过1〇 2Ω ·_)，则难以使用于 压力检测的电流流过，从而得不到充分的响应。另外，更加优选导电性原材料（导电性高分 子纤维）的电阻率为大于或等于1〇_ 2Ω ·_且小于或等于Κ^Ω μπι，如果在该范围内则能 够高效地实现上述的发热功能。
[0055] 作为具有上述优选电阻率的导电性高分子材料（导电性原材料），更加优选包含 聚吡咯、PEDTOT/PSS、聚乙烯苯胺、聚对苯撑乙炔[PPV]中的至少一种。进一步，在上述的 材料中，噻吩类导电性高分子的聚3, 4-乙撑二氧噻吩（PED0T)中掺杂聚4-苯乙烯磺酸钠 (PPS)的PED0T/PSS( 7社，，制："CleviosP，，）、亚苯类的PPV、吡咯类的聚吡咯等， 是作为纤维容易获得的材料，因而优选。
[0056] 上述的导电性高分子材料由于能够容易地通过湿式纺丝或静电纺丝法实现纤维 化，并且满足上述的电阻率，因此优选。例如，噻吩类、吡咯类或苯胺类材料能够通过湿式纺 丝容易地实现纤维化。通过将PED0T/PSS的水分解液（"?b7社，，制："Clevios P，，） 从圆筒中压入到丙酮中，从而能够容易地获得导电性高分子纤维。
[0057] 通过采用上述工序，从而能够容易地制造用于形成布状压力传感器的导电性高分 子纤维。此外，连结线8a不一定是在连接部11 (参照图3 (a)及图3(b))处以1根进行连 接，也可以如图6(a)及图6(b)所示，在上层2或下层3中的任一方（或两方）被切断。但 是，在这种情况下，对于连结线8a的切断端部12,必须通过某种方法?构造固定在上层2或 下层3上。
[0058] 日本专利申请第2012 - 28118号（2012年2月13日申请）的全部内容通过参照 而引用在本说明书中。通过参照本发明的实施方式而如上所述对本发明进行了说明，但本 发明并不限定于上述的实施方式。本发明的范围由权利要求书决定。
[0059] 例如，上述布状压力传感器不只是针车辆用座椅，还可以应用于坐垫的罩或电热 毯等各种用途。
【权利要求】
1. 一种布状压力传感器，其具有： 第一纤维层； 第二纤维层，其与所述第一纤维层分离地相对配置；以及 第三纤维层，其设置于所述第一纤维层及所述第二纤维层之间， 所述第一纤维层具有多个第一导通部和多个第一非导通部，其中，多个第一导通部具 有导电性，多个第一非导通部使所述多个第一导通部彼此电气绝缘， 所述第二纤维层具有第二导通部，该第二导通部具有导电性， 所述第三纤维层具有多根连结线，该多根连结线从所述多个第一导通部及所述第二导 通部中的一方朝向另一方延伸设置，将所述多个第一纤维层和所述第二纤维层以规定的电 阻率电气连接， 所述布状压力传感器还具有测定器，该测定器对所述多个第一导通部中的至少一个、 和所述第二导通部之间的电阻进行测定， 所述多根连结线通过所述多个第一导通部中的所述至少一个、或所述第二导通部的受 到压力所引起的变形而松弛，使所述多个第一导通部中的所述至少一个、或所述第二导通 部短路。
2. 根据权利要求1所述的布状压力传感器，其中， 所述第二纤维层具有多个所述第二导通部，并且，具有多个第二非导通部，该多个第二 非导通部使所述多个第二导通部彼此电气绝缘， 所述多个第二导通部通过所述多根连结线而与所述第一导通部电气连接。
3. 根据权利要求1所述的布状压力传感器，其中， 所述多根连结线由导电性高分子纤维形成。
4. 根据权利要求3所述的布状压力传感器，其中， 所述导电性高分子纤维含有半导体。
5. 根据权利要求3所述的布状压力传感器，其中， 所述导电性高分子纤维含有导电性高分子。
6. 根据权利要求3所述的布状压力传感器，其中， 所述导电性高分子纤维含有碳。
7. 根据权利要求3所述的布状压力传感器，其中， 所述导电性高分子纤维是在纤维的表面涂覆导电性原材料而构成的。
8. 根据权利要求3所述的布状压力传感器，其中， 所述导电性高分子纤维的电阻率大于或等于1〇_3Ω ·_而小于或等于102Ω，⑶。
9. 一种布状压力传感器，其具有： 第一纤维层； 第二纤维层，其与所述第一纤维层分离地相对配置；以及 第三纤维层，其设置于所述第一纤维层及所述第二纤维层之间， 所述第一纤维层具有多个第一导通部和多个第一非导通部，其中，多个第一导通部具 有导电性，多个第一非导通部使所述多个第一导通部彼此电气绝缘， 所述第二纤维层具有第二导通部，该第二导通部具有导电性， 所述第三纤维层具有多根连结线，该多根连结线从所述多个第一导通部及所述第二导 通部中的一方朝向另一方延伸设置，将所述多个第一纤维层和所述第二纤维层以规定的电 阻率电气连接， 所述布状压力传感器还具有测定单元，该测定单元对所述多个第一导通部中的至少一 个、和所述第二导通部之间的电阻进行测定， 所述多根连结线通过所述多个第一导通部中的所述至少一个、或所述第二导通部的受 到压力所引起的变形而松弛，使所述多个第一导通部中的所述至少一个、或所述第二导通 部短路。
10.根据权利要求9所述的布状压力传感器，其中， 所述测定单元基于由所述短路引起的所述电阻的变化，对所述压力进行检测。
【文档编号】G01L5/00GK104067098SQ201380006043
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年2月12日 优先权日:2012年2月13日
【发明者】三浦宏明, 寸田刚司, 福山康弘 申请人:日产自动车株式会社