JP2010096629A - Sensor-actuator and vehicle using this - Google Patents

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Takashi Honda
崇 本田
Jun Okada
順 岡田
Hiroaki Miura
宏明 三浦
Mitsuharu Namiki
光治 並木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor-actuator which makes a pressure sensor function and an actuator function compatible as one device. <P>SOLUTION: The sensor-actuator includes a first electro-conductive body 11 and a second electro-conductive body 12 which are disposed with a space 19 of a distance enabling mutual contact and separation left between. The second electro-conductive body 12 consists of an electro-conductive polymer. The sensor-actuator is made to function as a pressure sensor by measuring by an ammeter 14 a change in the resistance between the first electro-conductive body 11 and the second electro-conductive body 12 arising from the mutual contact, and it is made to function as an actuator by a shrinking action of the electro-conductive polymer caused by electrification of the second electro-conductive body 12. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、圧力センサー機能とアクチュエーター機能を併せ持つセンサー・アクチュエーター、およびこれを用いた車両に関する。   The present invention relates to a sensor / actuator having both a pressure sensor function and an actuator function, and a vehicle using the same.

近年、有機材料からなる導電性高分子を利用した機能性デバイスの開発が行われている。   In recent years, functional devices using conductive polymers made of organic materials have been developed.

導電性高分子を利用した機能性デバイス一つにアクチュエーターがある。たとえば、導電性高分子材料の表面に、導電性高分子材料とは異なる材料を積層した構造のアクチュエーターがある。このアクチュエーターは、導電性高分子の電気化学的な酸化還元反応を用いて導電性高分子材料を伸縮させることで、積層した材料との伸縮量の違いにより積層体全体を屈曲させている(特許文献1)。   One functional device using a conductive polymer is an actuator. For example, there is an actuator having a structure in which a material different from the conductive polymer material is laminated on the surface of the conductive polymer material. This actuator uses the electrochemical redox reaction of the conductive polymer to expand and contract the conductive polymer material, so that the entire laminate is bent due to the difference in the amount of expansion and contraction with the stacked material (patent) Reference 1).

また、他の機能性デバイスとしてはセンサーがある。センサーとしては、繊維にした導電性高分子からなる織布または不織布を絶縁体で覆い、この織布または不織布の抵抗変化を読み取ることで圧力センサーとして用いているものがある(特許文献2)。
特開2006−241613号公報 特開2006−153471号公報
Another functional device is a sensor. As a sensor, there is one that is used as a pressure sensor by covering a woven or non-woven fabric made of a conductive polymer in a fiber with an insulator and reading a resistance change of the woven or non-woven fabric (Patent Document 2).
JP 2006-241613 A JP 2006-153471 A

しかしながら、軽量、省スペース、かつ圧力センサー機能とアクチュエーター機能を両立させた機能性デバイスはこれまでにはない。   However, there has never been a functional device that is lightweight, space-saving, and has both a pressure sensor function and an actuator function.

そこで本発明の目的は、軽量、省スペース、かつ圧力センサー機能とアクチュエーター機能を一つのデバイスとして両立させたセンサー・アクチュエーターを提供することである。また、本発明の他の目的はこのセンサー・アクチュエーターを搭載した車両を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a sensor / actuator that is lightweight, space-saving, and has both a pressure sensor function and an actuator function as one device. Another object of the present invention is to provide a vehicle equipped with this sensor / actuator.

上記課題を解決するための本発明のセンサー・アクチュエーターは、一対の導電体である第1導電体及び第2導電体が接触、離間可能な距離の空間をあけて配置され絶縁体によって固定されている。そして、一対の導電体のうち、少なくとも一方の導電体である第2導電体は電気を流すことにより収縮、膨張する導電性高分子を含む材料からなる。   The sensor / actuator according to the present invention for solving the above-mentioned problems is arranged with a space of a distance where the first and second conductors, which are a pair of conductors, can be contacted and separated, and is fixed by an insulator. Yes. And the 2nd conductor which is at least one conductor among a pair of conductors consists of material containing the conductive polymer which shrinks | contracts and expand | swells by flowing electricity.

また、上記課題を解決するための本発明の車両は、上述した本発明によるセンサー・アクチュエーターを搭載したものである。   In addition, a vehicle of the present invention for solving the above problems is equipped with the above-described sensor / actuator according to the present invention.

本発明のセンサー・アクチュエーターによれば、圧力センサー機能とアクチュエーター機能を一つの装置として提供することができる。また、圧力センサー機能とアクチュエーター機能が一つのデバイスにあるのでいっそうの軽量化、省スペース化を達成することができる。   According to the sensor / actuator of the present invention, the pressure sensor function and the actuator function can be provided as one device. Further, since the pressure sensor function and the actuator function are provided in one device, further weight saving and space saving can be achieved.

また、本発明の車両によれば、本発明によるセンサー・アクチュエーターを用いたことで、車両内におけるセンサー・アクチュエーターを設置するための面積や体積が少なくてすむようになり、車両全体の空間的な自由度が向上する。また、センサー・アクチュエーター自体が軽量化されているため、その分車両の軽量化を進めることもできる。   Further, according to the vehicle of the present invention, the use of the sensor / actuator according to the present invention can reduce the area and volume for installing the sensor / actuator in the vehicle, and thus the spatial freedom of the entire vehicle can be reduced. The degree is improved. Further, since the sensor / actuator itself is reduced in weight, the vehicle can be reduced in weight accordingly.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明を適用した最良の実施形態は、電気回路構成の違いによる2つのタイプがある。一つは、圧力センサー機能とアクチュエーター機能を、一つのセンサー・アクチュエーターで個別に動作させるタイプである。これと第1タイプと称する。他の一つは、圧力センサー機能とアクチュエーター機能を、一つのセンサー・アクチュエーターで同時動作可能にしたタイプである。これと第2タイプと称する。   The best mode to which the present invention is applied is of two types depending on the difference in the electric circuit configuration. One is a type in which the pressure sensor function and the actuator function are individually operated by one sensor / actuator. This is called the first type. The other is a type in which the pressure sensor function and the actuator function can be operated simultaneously by one sensor / actuator. This is called the second type.

まず、第1タイプのセンサー・アクチュエーターの構成について説明する。   First, the configuration of the first type sensor / actuator will be described.

図1は第1タイプのセンサー・アクチュエーター1の構成を説明するための概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the configuration of a first type sensor / actuator 1.

このセンサー・アクチュエーター1は、第1導電体11と第2導電体12が、所定の空間19をあけてほぼ平行に絶縁体13によって支持されている。所定の空間19は、第1導電体11と第2導電体12のほぼ中間部分にあって、第1導電体11および第2導電体12が接触、離間可能な距離の空間である。そして2つの導電体に力が加わったときに、2つの導電体および絶縁体13が変形してこの空間19が押しつぶされて2つの導電体が互いに接触する。   In the sensor / actuator 1, a first conductor 11 and a second conductor 12 are supported by an insulator 13 with a predetermined space 19 therebetween in a substantially parallel manner. The predetermined space 19 is in a substantially intermediate portion between the first conductor 11 and the second conductor 12, and is a space that allows the first conductor 11 and the second conductor 12 to contact and be separated from each other. When a force is applied to the two conductors, the two conductors and the insulator 13 are deformed and the space 19 is crushed so that the two conductors come into contact with each other.

この2つの導電体11および12のうち、第1導電体11は無機導電性部材、第2導電体12を導電性高分子を含む材料により形成している。導電性高分子は、湿潤性があり電流を流していない状態では空気中の水分を含んで伸びた状態にある。一方、電流を流すとジュール熱の発生によって水分が蒸発して縮む。なお、導電体11および12の具体的な素材などについては後述する。   Of these two conductors 11 and 12, the first conductor 11 is formed of an inorganic conductive member, and the second conductor 12 is formed of a material containing a conductive polymer. The conductive polymer is wet and is stretched with moisture in the air when no current is passed. On the other hand, when an electric current is passed, the moisture evaporates and shrinks due to the generation of Joule heat. Note that specific materials of the conductors 11 and 12 will be described later.

なお、実施形態の記載において、電気回路構成を除く、第1および第2導電体11および12と、絶縁体13より構成される部分を「デバイス」という。   In the description of the embodiment, a portion constituted by the first and second conductors 11 and 12 and the insulator 13 excluding the electric circuit configuration is referred to as a “device”.

この第1タイプのセンサー・アクチュエーター1における電気回路は、センサー用回路(電流測定手段)とアクチュエーター用回路(アクチュエート電力供給手段)が独立して動作可能なようになっている。   The electric circuit in the first type sensor / actuator 1 is configured such that the sensor circuit (current measuring means) and the actuator circuit (actuated power supply means) can operate independently.

センサー用回路は、図示、第1導電体11の左端から電流計14を通り、センサー用電源15を経てスイッチ18aを介して第2導電体12に至る。第1導電体11の右端と第2導電体12の右端は導線16により接続されている。センサー用電源15は、後述する通り、2つの導電体が互いに接触してその接触度合いによって生じる電流変化を電流計14で検出できればよい。したがって、たとえば1.0〜1.5Vなど電池1個分の電圧があればよい。   The sensor circuit passes through the ammeter 14 from the left end of the first conductor 11 shown in the drawing, passes through the sensor power supply 15 and reaches the second conductor 12 via the switch 18a. The right end of the first conductor 11 and the right end of the second conductor 12 are connected by a conducting wire 16. As will be described later, the sensor power supply 15 only needs to be able to detect a change in current caused by the degree of contact between two conductors by the ammeter 14. Therefore, a voltage for one battery such as 1.0 to 1.5 V is sufficient.

一方、アクチュエーター用回路は、図示、第1導電体11の左端から電流計14を通り、アクチュエーター用電源17を経て、スイッチ18bを介して第2導電体12に至る。第1導電体11の右端と第2導電体12の右端は導線16により接続されていることは同じである。アクチュエーター用電源17は、後述する通り、第2導電体12を変形させるために必要な電圧を供給する必要がある。具体的には、アクチュエーターとして動作させるデバイスの大きさや素材によって異なるが、たとえば5〜20V程度などであり、下限は、動作するために必要な電圧、上限は破壊しない電圧とすればよい。なお、動作量については、これも素材や大きさにより異なるものの、おおむね電圧を2倍にすると収縮率は約1.5倍くらいとなる。   On the other hand, the actuator circuit passes through the ammeter 14 from the left end of the first conductor 11 shown in the figure, passes through the actuator power supply 17, and reaches the second conductor 12 via the switch 18b. It is the same that the right end of the first conductor 11 and the right end of the second conductor 12 are connected by the conducting wire 16. As will be described later, the actuator power source 17 needs to supply a voltage necessary to deform the second conductor 12. Specifically, although it varies depending on the size and material of a device operated as an actuator, it is about 5 to 20 V, for example. The lower limit may be a voltage necessary for operation, and the upper limit may be a voltage that does not break. The amount of operation varies depending on the material and size, but when the voltage is roughly doubled, the contraction rate is about 1.5 times.

スイッチ18aおよび18bはオン、オフが逆となって連動する連動スイッチである。すなわち、スイッチ18aがオンのときスイッチ18bはオフ、スイッチ18aがオフのときスイッチ18bはオンとなる。このスイッチ18aおよび18bによって、センサーとして動作させるかアクチュエーターとして動作させるかを切り替えている。なお、ここで、連動スイッチを用いたのは、アクチュエーターの動作をさせないときには、自動的にセンサーとして機能させるようにするためである。なお、独立したスイッチを設けてもよい。   The switches 18a and 18b are interlocking switches that are interlocked with ON and OFF being reversed. That is, when the switch 18a is on, the switch 18b is off, and when the switch 18a is off, the switch 18b is on. The switches 18a and 18b switch between operating as a sensor or operating as an actuator. Here, the reason why the interlock switch is used is to automatically function as a sensor when the actuator is not operated. An independent switch may be provided.

次に、第2タイプのセンサー・アクチュエーター2の構成について説明する。   Next, the configuration of the second type sensor / actuator 2 will be described.

図2は第2タイプのセンサー・アクチュエーター2の構成を説明するための概略図である。なお、第1タイプのセンサー・アクチュエーター1と同じ部材については同じ符号を付した。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the second type sensor / actuator 2. The same members as those of the first type sensor / actuator 1 are denoted by the same reference numerals.

このセンサー・アクチュエーター2は、電気回路構成を除くデバイスの構造は第1タイプと同じである。したがって、第1導電体11と第2導電体12は所定の空間19をあけてほぼ平行に絶縁体13によって支持されている。所定の空間19は、第1導電体11と第2導電体12のほぼ中間部分にあり、2つの導電体に力が加わったときに、2つの導電体および絶縁体13が変形してこの空間19が押しつぶされて2つの導電体が互いに接触する。また、第1タイプ同様に第2導電体12は導電性高分子により形成している。   The sensor / actuator 2 has the same device structure as that of the first type except for the electric circuit configuration. Therefore, the first conductor 11 and the second conductor 12 are supported by the insulator 13 with a predetermined space 19 therebetween in a substantially parallel manner. The predetermined space 19 is substantially in the middle between the first conductor 11 and the second conductor 12, and when a force is applied to the two conductors, the two conductors and the insulator 13 are deformed and this space. 19 is crushed and the two conductors come into contact with each other. Further, like the first type, the second conductor 12 is made of a conductive polymer.

一方、この第2タイプにおける電気回路は、第1タイプと異なり、センサー用回路(電流測定手段)とアクチュエーター用回路(アクチュエート電力供給手段)が同時に動作できるようにしている。   On the other hand, the electric circuit in the second type is different from the first type in that the sensor circuit (current measuring means) and the actuator circuit (actuated power supply means) can be operated simultaneously.

このためセンサー用回路は、図示、第1導電体11の左端から電流計14を通り、センサー用電源15を経て第2導電体12の図示右端に接続される。ここでセンサー用電源15は第1タイプと同様に2つの導電体が互いに接触してその接触度合いによって生じる電流変化を電流計14で検出できればよい。   Therefore, the sensor circuit is connected from the left end of the first conductor 11 to the right end of the second conductor 12 through the ammeter 14 through the sensor power supply 15. Here, similarly to the first type, the sensor power supply 15 only needs to be able to detect the current change caused by the degree of contact between the two conductors and the ammeter 14.

一方、アクチュエーター用回路は、図示、第2導電体12の左端から、アクチュエーター用電源17を経て、スイッチ18を介して第2導電体12の右端に接続される。アクチュエーター用電源17も、第1タイプ同様に第2導電体12を変形させるために必要な電圧を供給するものである。   On the other hand, the actuator circuit is connected from the left end of the second conductor 12 to the right end of the second conductor 12 via the switch 18 via the actuator power supply 17. Similarly to the first type, the actuator power supply 17 supplies a voltage necessary for deforming the second conductor 12.

この第2タイプでは、センサーは常に動作させておくこととしているため、センサー用回路系にスイッチは設けていない。つまりアクチュエーターとして動作させているときでもセンサーとして機能させることが可能となっている。なお、センサー動作、アクチュエーター動作十に、印加する電圧はタイプ1と同じである。   In the second type, since the sensor is always operated, no switch is provided in the sensor circuit system. That is, even when operating as an actuator, it can function as a sensor. The applied voltage is the same as that of Type 1 for sensor operation and actuator operation.

次にセンサー・アクチュエーターのセンサー動作およびアクチュエーター動作について説明する。第1タイプおよび第2タイプのセンサー・アクチュエーター2は電気回路構成を除くデバイスとしてのセンサー動作およびアクチュエーター動作は同じである。したがってここではまず、基本的なセンサー動作およびアクチュエーター動作について説明し、つづいて第1タイプおよび第2タイプのそれぞれで異なる電気的な動作について説明する。   Next, the sensor operation and actuator operation of the sensor / actuator will be described. The first type and second type sensor / actuator 2 have the same sensor operation and actuator operation as devices except for the electric circuit configuration. Therefore, here, first, basic sensor operation and actuator operation will be described, and subsequently, different electrical operations of the first type and the second type will be described.

図3は、センサー動作時のデバイス(第1及び第2導電体部分)の動きを説明するための説明図である。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the movement of the device (first and second conductor portions) during sensor operation.

センサー動作においては、圧力が加わっていない状態では図3(a)に示すように、2つの導電体11および12は、互いにはなれているため、これらの間で電気は流れない。   In the sensor operation, when no pressure is applied, as shown in FIG. 3A, the two conductors 11 and 12 are separated from each other, so that no electricity flows between them.

そして2つの導電体に圧力が加わると、図3(b)に示すように、2つの導電体および絶縁体13が変形して空間19が押しつぶされ、2つの導電体が互いに接触し、第1および第2導電体11および12の間が導通状態となる。   When pressure is applied to the two conductors, as shown in FIG. 3B, the two conductors and the insulator 13 are deformed, the space 19 is crushed, the two conductors come into contact with each other, and the first And between the 2nd conductors 11 and 12 will be in a conduction | electrical_connection state.

このような第1および第2導電体11および12の間が導通状態を電流計14で検出することにより圧力センサーとして機能させることができる。そして、圧力が強く加わると、図3(c)に示すように、空間部分での第1および第2導電体11および12の接触面積が圧力に応じて変化する。これを第1および第2導電体11および12の間が導通電流量の違いとして電流計14で計測すれば、加わった圧力の大きさがわかるようになる。   By detecting the conduction state between the first and second conductors 11 and 12 with the ammeter 14, the first and second conductors 11 and 12 can function as a pressure sensor. When the pressure is strongly applied, as shown in FIG. 3C, the contact area of the first and second conductors 11 and 12 in the space portion changes according to the pressure. If this is measured by the ammeter 14 between the first and second conductors 11 and 12 as a difference in the amount of conduction current, the magnitude of the applied pressure can be known.

図4は、アクチュエーター動作を説明するための説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the actuator operation.

第2導電体12に電流を流すと、ジュール熱の発生によって第2導電体12が含んでいた水分が蒸発する。これにより、膨潤状態で伸びていた導電性高分子が縮む。一方、第1導電体11は無機導電性部材であるため、電流を流したとしても、第2導電体12と比較すればほとんど大きさに変化がない。このため、図4に示すように、第2導電体12が縮むことによりデバイス全体が屈曲することになる。   When a current is passed through the second conductor 12, the moisture contained in the second conductor 12 evaporates due to the generation of Joule heat. Thereby, the conductive polymer that has been stretched in the swollen state contracts. On the other hand, since the first conductor 11 is an inorganic conductive member, there is almost no change in size compared to the second conductor 12 even when a current is passed. For this reason, as shown in FIG. 4, the entire device is bent when the second conductor 12 contracts.

次に、第1タイプと第2タイプの電気回路の違いによるセンサー動作をアクチュエーター動作の違いについて説明する。   Next, the sensor operation due to the difference between the electric circuit of the first type and the second type will be described with respect to the difference in the actuator operation.

図5は第1タイプのセンサー・アクチュエーター1におけるはセンサー動作時((a)図)とアクチュエーター動作時((b)図)の電気的等価回路図である。なお、この図において、可変抵抗器R6は空間19での第1導電体11と第2導電体12との接触面積の違いによる導電性の違いを可変抵抗器として示しており、非接触状態で抵抗値∞、接触面積が大きくなるほど抵抗値は少なくなる。   FIG. 5 is an electrical equivalent circuit diagram of the first type of sensor / actuator 1 when the sensor is operating (FIG. 5A) and when the actuator is operating (FIG. 5B). In this figure, the variable resistor R6 shows the difference in conductivity due to the difference in contact area between the first conductor 11 and the second conductor 12 in the space 19 as a variable resistor. The resistance value decreases as the resistance value ∞ and the contact area increase.

センサー動作時は、図5(a)に示すように、加圧されていないとき(図3(a)の状態)の電流パスはi1→i2→i3→i4→i5となる。そして、加圧されたときには(図3(b)または(c)の状態)、第1および第2導電体11および12が接触するので、電流パスi1→i6→i5が形成される。したがって、第1タイプのセンサー動作は、このような電流パスの違いによって電流計14で測定される電流値の変化を見ることになる。   During the sensor operation, as shown in FIG. 5A, the current path when not pressurized (the state of FIG. 3A) is i1 → i2 → i3 → i4 → i5. When the pressure is applied (the state shown in FIG. 3 (b) or (c)), the first and second conductors 11 and 12 are in contact with each other, so that a current path i1 → i6 → i5 is formed. Therefore, in the first type sensor operation, a change in the current value measured by the ammeter 14 is observed due to such a difference in current path.

第1タイプでのアクチュエーター動作では、図5(b)に示すように、第1および第2導電体11および12が接触していない状態では、電流パスi1→i2→i3→i4→i5と電流が流れる。また、第1および第2導電体11および12が接触した状態では電流パスi1→i2→i3→i4→i5に加えて、第1および第2導電体11および12の接触面積に応じて電流パスi1→i6→i5にも電流が流れる。したがって、第1および第2導電体11および12の接触、非接触に関わらずどちらの場合でも第2導電体12には、その全長にわたり電流が流れることになる。なお、図5(b)に示した等価回路では、スイッチ18bがオンの状態でアクチュエーター動作しているときの等価回路を示している(したがって、この図においてスイッチ18b省略している)。   In the first type of actuator operation, as shown in FIG. 5 (b), the current path i1 → i2 → i3 → i4 → i5 and the current when the first and second conductors 11 and 12 are not in contact with each other. Flows. In the state where the first and second conductors 11 and 12 are in contact with each other, the current path according to the contact area of the first and second conductors 11 and 12 in addition to the current path i1 → i2 → i3 → i4 → i5. A current also flows from i1 to i6 to i5. Therefore, regardless of whether the first and second conductors 11 and 12 are in contact or not in contact, current flows through the entire length of the second conductor 12. The equivalent circuit shown in FIG. 5B shows an equivalent circuit when the actuator is operating with the switch 18b turned on (the switch 18b is omitted in this figure).

図6は第2タイプのセンサー・アクチュエーター2におけるセンサー動作時((a)図)とアクチュエーター動作時((b)図)の電気的等価回路図である。なお、この図において、可変抵抗器R6は空間19での第1導電体11と第2導電体12との接触面積の違いによる導電性の違いを可変抵抗器として示しており、非接触状態で抵抗値∞、接触面積が大きくなるほど抵抗値は少なくなる。   FIG. 6 is an electrical equivalent circuit diagram of the second type sensor / actuator 2 when the sensor is operating (FIG. 6A) and when the actuator is operating (FIG. 6B). In this figure, the variable resistor R6 shows the difference in conductivity due to the difference in contact area between the first conductor 11 and the second conductor 12 in the space 19 as a variable resistor. The resistance value decreases as the resistance value ∞ and the contact area increase.

センサー動作時には図6(a)に示すように、加圧されていないときは第1および第2導電体11および12が接触した部分がないためR6の抵抗値が無限大となり、電流パスは形成されない。そして、加圧されて第1および第2導電体11および12が接触すると、電流パスi1→i6→i5が形成され、これによる電流の流れが電流計14で測定される。   As shown in FIG. 6A during sensor operation, when there is no pressure, there is no portion where the first and second conductors 11 and 12 are in contact, so the resistance value of R6 becomes infinite and a current path is formed. Not. When pressure is applied and the first and second conductors 11 and 12 come into contact with each other, a current path i1 → i6 → i5 is formed, and the current flow is measured by the ammeter 14.

第2タイプでのアクチュエーター動作では、図6(b)に示すように、第1および第2導電体11および12の接触、非接触に関わらず、電流パスi4→i5となっていて、第2導電体12の全長にわたり電流が流れることになる。なお、図6(b)に示した等価回路では、スイッチ18がオンの状態でアクチュエーター動作しているときの等価回路を示している(したがって、この図においてスイッチ18省略している)。   In the second type of actuator operation, as shown in FIG. 6 (b), the current path i4 → i5 regardless of whether the first and second conductors 11 and 12 are in contact with each other. A current flows over the entire length of the conductor 12. Note that the equivalent circuit shown in FIG. 6B shows an equivalent circuit when the actuator is operating with the switch 18 turned on (the switch 18 is omitted in this figure).

次に、センサー・アクチュエーター1および2のデバイスを構成するための好ましい寸法や素材などについて説明する。   Next, preferred dimensions and materials for configuring the devices of the sensor / actuator 1 and 2 will be described.

まず、第1および第2導電体11および12の導電率は、0.01〜1000S/cm程度の範囲が好ましい。導電率が0.01S/cm未満では、センサー動作させたときのデバイス全体の抵抗値が高くなり、計測される電流値が極小さなものになって計測誤差が多くなる可能性があるためである。また、導電率が1000S/cmを超えて高いと、導電体間の接触時に、もともと導電率が高いことで微小面積の接触でも大きな電流が流れて接触面積の変化を抵抗変化として計測できない可能性があるためである。   First, the conductivity of the first and second conductors 11 and 12 is preferably in the range of about 0.01 to 1000 S / cm. If the conductivity is less than 0.01 S / cm, the resistance value of the entire device when the sensor is operated becomes high, and the measured current value may be extremely small, which may increase the measurement error. . Also, if the electrical conductivity is higher than 1000 S / cm, there is a possibility that a large current flows even when a small area is contacted, and the change in the contact area cannot be measured as a resistance change when the electrical conductivity is high. Because there is.

空間部分の長さ(図1、図2のL)は、おおよそ5〜25mm程度の範囲が好ましい。5mm未満では、圧力が加わった際に導電体を接触させるための変形量が多く必要になるため、センサーとしての部材の変形が大きくなり劣化が早くなる恐れがある。一方、25mmを超えると、導電体同士が、自重などによるたるみで、圧力が加わらなくても接触してしまう恐れがあるため、好ましくない。接触面積による抵抗変化を考慮した場合、10mm程度とすることがより好ましい。   The length of the space portion (L in FIGS. 1 and 2) is preferably in the range of about 5 to 25 mm. If it is less than 5 mm, a large amount of deformation is required to bring the conductor into contact when pressure is applied. Therefore, the deformation of the member as the sensor may increase and the deterioration may be accelerated. On the other hand, if it exceeds 25 mm, the conductors may be in contact with each other even if no pressure is applied due to sagging due to their own weight or the like. In consideration of the resistance change due to the contact area, it is more preferable that the thickness be about 10 mm.

空間部分における第1および第2導電体11,12の間隔は、5〜50μm程度の範囲が好ましい。5μm未満では、第1および第2導電体11,12の間隔が少なすぎて、常に接触下状態となる可能性があるので好ましくない。一方、50μmを超えて広くした場合には、接触させるために必要な変形量が大きくなるため、センサーとして少ない圧力を検出できなくなる恐れがある。また、部材にかかる変形負荷が大きくなりデバイスとしての劣化が早くなる恐れがある。   The distance between the first and second conductors 11 and 12 in the space is preferably in the range of about 5 to 50 μm. If the distance is less than 5 μm, the distance between the first and second conductors 11 and 12 is too small, and there is a possibility that the first and second conductors 11 and 12 are always in a contact state. On the other hand, if the width exceeds 50 μm, the amount of deformation required for contact increases, and there is a possibility that a small pressure cannot be detected as a sensor. In addition, the deformation load applied to the member is increased, and there is a possibility that deterioration as a device is accelerated.

第1導電体11は導電性を有する素材であれば特に限定することはない。したがって、たとえば銅、アルミニウム、ステンレスなど金属板を利用することができる(ただし、可撓性を有するような厚さに必要がある)。また、カーボン粉末(アセチレンブラック、カーボンブラック、カーボンナノチューブなど)や金属微粒子(金、銀、銅など)など無機導電性素材を樹脂中に練りこみ成型したものを使用することも可能である。さらに、これら無機導電性素材を溶媒中に分散させ展延法(キャスト法)、スプレー法等で製膜し、溶媒を乾燥させることで作製したもの、あらかじめ作製しておいた樹脂フィルムの上に金や炭素を蒸着およびスパッタを施したものなどでもよい。さらにこれらの形状は板形状に限らず、たとえば繊維にして束ねたり、編み込んだものを使用してもよい。繊維状にするためには、たとえば溶融紡糸や湿式紡糸、エレクトロスピニングなどの直接的に糸形状する方法を用いてカーボン粉末や金属微粒子を混入させたものや、一般的樹脂繊維の表面に金属めっきなどを施すことにより作製された繊維を用いることができる。なお、このような導電体形状の変形形態については後述する。   The first conductor 11 is not particularly limited as long as it is a conductive material. Therefore, for example, a metal plate such as copper, aluminum, and stainless steel can be used (however, the thickness needs to be flexible). It is also possible to use a material obtained by kneading and molding an inorganic conductive material such as carbon powder (acetylene black, carbon black, carbon nanotube, etc.) or metal fine particles (gold, silver, copper, etc.) in a resin. Furthermore, these inorganic conductive materials are dispersed in a solvent, formed by the spreading method (casting method), spraying method, etc., and prepared by drying the solvent, on the resin film prepared in advance Gold or carbon deposited or sputtered may also be used. Furthermore, these shapes are not limited to plate shapes, and for example, fibers that are bundled or knitted may be used. In order to obtain a fiber, for example, carbon powder or metal fine particles are mixed using a method of directly forming a yarn, such as melt spinning, wet spinning, electrospinning, or the surface of a general resin fiber is plated with metal. The fiber produced by giving etc. can be used. Such a modified shape of the conductor shape will be described later.

次に第2導電体12は導電性高分子よりなる繊維(線材)または導電性高分子を含む導電性繊維(線材)である。用いられる導電性高分子としては、導電性を示すものであって、数V〜数十V(上限は導電性高分子が破壊されない電圧となる)の通電により縮むものを使用する。この伸縮は、通電による水の脱着によりおこる。   Next, the second conductor 12 is a fiber (wire) made of a conductive polymer or a conductive fiber (wire) containing a conductive polymer. As the conductive polymer to be used, one that exhibits conductivity and contracts when energized at several V to several tens V (the upper limit is a voltage at which the conductive polymer is not destroyed) is used. This expansion and contraction occurs by desorption of water by energization.

この導電性高分子としては、たとえば、化学式1の基本骨格を有するアセチレン系、複素5員環系、化学式5の基本骨格を有するフェニレン系、化学式6の基本骨格を有するアニリン系の各導電性を示す高分子やこれらの共重合体などが挙げられる。   Examples of the conductive polymer include acetylene type having a basic skeleton of Formula 1, a 5-membered heterocyclic ring system, phenylene type having a basic skeleton of Formula 5, and aniline type having a basic skeleton of Formula 6. Examples thereof include the polymers shown and copolymers thereof.

上記複素5員環系としては、化学式2の骨格を有するピロール系高分子、化学式3の基本骨格を有するチオフェン系高分子、化学式4の基本骨格を有するイソチアナフテン系高分子がより好ましい。具体的には、たとえばモノマーとして、3−メチルピロール、3−エチルピロール、3−ドデシルピロールなどの3−アルキルピロール;3,4−ジメチルピロール、3−メチル−4−ドデシルピロールなどの3,4−ジアルキルピロール;N−メチルピロール、N−ドデシルピロールなどのN−アルキルピロール;N−メチル−3−メチルピロール、N−エチル−3−ドデシルピロールなどのN−アルキル−3−アルキルピロール;3−カルボキシピロールなどを重合して得られたピロール系高分子、チオフェン系高分子、イソチアナフテン系高分子などが挙げられる。なお、上記導電性高分子は、それぞれ1種類のみを単独で導電性線材に使用してもよく、また複数を混合して使用してもよい。   As the complex 5-membered ring system, a pyrrole polymer having a skeleton of Chemical Formula 2, a thiophene polymer having a basic skeleton of Chemical Formula 3, and an isothianaphthene polymer having a basic skeleton of Chemical Formula 4 are more preferable. Specifically, for example, as a monomer, 3-alkylpyrrole such as 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole and 3-dodecylpyrrole; 3,4 such as 3,4-dimethylpyrrole and 3-methyl-4-dodecylpyrrole N-alkylpyrrole such as N-methylpyrrole and N-dodecylpyrrole; N-alkyl-3-alkylpyrrole such as N-methyl-3-methylpyrrole and N-ethyl-3-dodecylpyrrole; Examples include pyrrole polymers, thiophene polymers, and isothianaphthene polymers obtained by polymerizing carboxypyrrole. In addition, only one kind of each of the conductive polymers may be used alone for the conductive wire, or a plurality of the conductive polymers may be used in combination.

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上記導電性高分子のうち、ポリピロール、ポリアニリン、およびポリ3,4−エチレンジオキシチオフェンからなる群から選択された一つのモノマーを重合した高分子に、ポリ4−スチレンスルホネートをドープしたPEDTOT/PSS、およびポリパラフェニレンビニレンからなる群から選択された導電性高分子、ならび/またはこれらの誘導体から選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましい。   PEDTOT / PSS doped with poly-4-styrenesulfonate on a polymer obtained by polymerizing one monomer selected from the group consisting of polypyrrole, polyaniline, and poly3,4-ethylenedioxythiophene among the conductive polymers. And at least one selected from conductive polymers selected from the group consisting of polyparaphenylene vinylene and / or derivatives thereof.

さらに、チオフェン系導電性高分子のPEDOTにポリ4−スチレンスルホネート(PSをドープしたPEDOT/PSS(Bayer社、Baytron P(登録商標))や、フェニレン系のPPV、ピロール系のポリピロールなどが特に好ましく挙げられる。   Furthermore, poly 4-styrene sulfonate (PS-doped PEDOT / PSS (Bayer, Baytron P (registered trademark)), phenylene PPV, pyrrole polypyrrole, etc. are particularly preferable for PEDOT of thiophene conductive polymer. Can be mentioned.

これら導電性高分子の分子量(重量平均分子量)は、1000〜100000が好ましく、10000〜50000がより好ましく、20000〜30000が特に好ましい。   1000-100000 are preferable, as for the molecular weight (weight average molecular weight) of these conductive polymers, 10000-50000 are more preferable, and 20000-30000 are especially preferable.

上記導電性高分子の分子量が、1000未満だと、導電性の低下から負荷検知の誤差を招きやすくなり、100000超だと繊維(線材)としての柔らかさが損なわれる。   If the molecular weight of the conductive polymer is less than 1000, load detection errors are likely to be caused due to a decrease in conductivity, and if it exceeds 100,000, the softness as a fiber (wire) is impaired.

なお、第2導電体としては、これら導電性高分子そのものを繊維(線材)に形成したもののほか、導電性高分子を含む導電性繊維(線材)を使用することもできる。その場合、導電性繊維に対して導電性高分子の含有量が50〜100質量%が好ましく、90〜100質量%が好ましい。   As the second conductor, in addition to the conductive polymer itself formed into a fiber (wire), a conductive fiber (wire) containing a conductive polymer can also be used. In that case, the content of the conductive polymer is preferably 50 to 100% by mass, and preferably 90 to 100% by mass with respect to the conductive fiber.

さらにこれら導電性高分子においては、ドーパントを加えることで、いっそうの導電性を付与することができる。用いられるドーパントとしては、たとえば、塩化物イオン、臭化物イオンなどのハロゲン化物イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロ硼酸イオン、六フッ化ヒ酸イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、チオシアン酸イオン、六フッ化ケイ酸イオン、燐酸イオン、フェニル燐酸イオン、六フッ化燐酸イオンなどの燐酸系イオン、トリフルオロ酢酸イオン、トシレートイオン、エチルベンゼンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオンなどのアルキルベンゼンスルホン酸イオン、メチルスルホン酸イオン、エチルスルホン酸イオンなどのアルキルスルホン酸イオン、ポリアクリル酸イオン、ポリビニルスルホン酸イオン、ポリスチレンスルホン酸イオン、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)イオンなどの高分子イオンのうち、少なくとも一種のイオンが使用される。中でも、高い導電性を容易に調整できることから、ポリスチレンスルホン酸イオンが好ましい。   Further, in these conductive polymers, further conductivity can be imparted by adding a dopant. Examples of dopants used include halide ions such as chloride ions and bromide ions, perchlorate ions, tetrafluoroborate ions, hexafluoroarsenate ions, sulfate ions, nitrate ions, thiocyanate ions, and hexafluoride ions. Silicate ion, phosphate ion, phenyl phosphate ion, phosphate ion such as hexafluorophosphate ion, trifluoroacetate ion, tosylate ion, ethylbenzenesulfonate ion, alkylbenzenesulfonate ion such as dodecylbenzenesulfonate ion, methylsulfone Alkyl sulfonate ions such as acid ions and ethyl sulfonate ions, polyacrylic acid ions, polyvinyl sulfonic acid ions, polystyrene sulfonic acid ions, poly (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid) ions Among ions, at least one ion is used. Among them, polystyrene sulfonate ions are preferable because high conductivity can be easily adjusted.

ドーパントの添加量は、導電性に効果を与える量であれば特に制限はされないが、通常、導電性高分子100質量部に対し、3〜50質量部、好ましくは10〜30質量部の範囲である。   The amount of dopant added is not particularly limited as long as it has an effect on conductivity, but is usually 3 to 50 parts by mass, preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer. is there.

これらの性能を示す導電性高分子のうち、ポリピロール、ポリアニリン、ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェンにポリ4−スチレンスルホネートをドープしたPEDTOT/PSSおよびポリパラフェニレンビニレンよりなる群、および/またはこれらの誘導体から選ばれた少なくとも1種を含むことが好ましい。   Among the conductive polymers exhibiting these performances, polypyrrole, polyaniline, poly 3,4-ethylenedioxythiophene doped with poly 4-styrene sulfonate, PEDTOT / PSS and polyparaphenylene vinylene, and / or these It is preferable to include at least one selected from the derivatives of

第2導電体12は、以上のような導電性高分子を用いて、フィルム(平板)形状や戦士形状などに形成して用いる。   The second conductor 12 is formed using a conductive polymer as described above into a film (flat plate) shape, a warrior shape, or the like.

フィルム形状にする場合は、たとえば化学重合法、電解重合法、可溶性前駆体法、マトリックス(鋳型)重合法、さらに水や有機溶媒に分散させた導電性高分子分散溶液を展延法(キャスト法)により製膜し、分散液を蒸発、乾燥させる方法などにより製造することができる。   When forming into a film shape, for example, a chemical polymerization method, an electrolytic polymerization method, a soluble precursor method, a matrix (template) polymerization method, and a conductive polymer dispersion solution dispersed in water or an organic solvent is spread (cast method) ) And then the dispersion is evaporated and dried.

また、繊維に形成して用いる場合は、繊維として得やすい材料として、たとえばチオフェン系導電性高分子のPEDOTにポリ4−スチレンスルフォネートPSSをドープしたPEDOT/PSS(Bayer社、Baytron P AG(登録商標))や、フェニレン系のPPV、ピロール系のポリピロールなどを使用することになる。   Moreover, when using it forming in a fiber, as a material which is easy to obtain as a fiber, for example, PEDOT / PSS (Bayer, Baytron P AG (Payt) in which poly 4-styrene sulfonate PSS is doped to PEDOT of a thiophene-based conductive polymer ( Registered trademark)), phenylene PPV, pyrrole polypyrrole, and the like.

これらの材料は、導電性高分子の中でも湿式紡糸やエレクトロスピニングなどの方法で、容易に繊維化することが可能であり、また、上述した導電率を満たす材料となる。   These materials can be easily fiberized by a method such as wet spinning or electrospinning among conductive polymers, and satisfy the above-described conductivity.

たとえば、チオフェン系、ピロール系、アニリン系では、湿式紡糸による製造が可能で、たとえば、PEDOT/PSSの水分散液(Bayer社Baytron P AG(登録商標))をアセトン中にシリンダーから押し出すことで、容易に導電性高分子繊維を得ることができる。なお、このような紡糸方法自体は通常化学繊維製造に用いられているものであり、また本発明の主題とは異なるので詳述しない。   For example, thiophene, pyrrole, and aniline systems can be manufactured by wet spinning. For example, an aqueous dispersion of PEDOT / PSS (Bayer Baytron P AG (registered trademark)) is extruded from acetone into a cylinder. Conductive polymer fibers can be easily obtained. Such a spinning method itself is usually used in the production of chemical fibers and is not described in detail because it is different from the subject of the present invention.

また、たとえばフェニレン系では、ポリパラフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレンなど、ベンゼン環上のπ結合とそれに繋がる直鎖上のπ結合を利用して導電するタイプで、これらの導電性高分子は、エレクトロスピニング法により、繊維化することが可能である。エレクトロスピニング法自体も、通常化学繊維製造において用いられている公知の方法を利用すればよい。   In addition, for example, in the phenylene system, polyparaphenylene, polyparaphenylene vinylene, polyfluorene, and the like are types that conduct using a π bond on a benzene ring and a π bond on a straight chain connected to the benzene ring. Can be made into fibers by an electrospinning method. The electrospinning method itself may be a known method that is usually used in chemical fiber production.

次に、絶縁体は、導電性高分子以外の、絶縁性のある高分子材料によって形成されている。たとえば絶縁体に用いる樹脂には、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、共重合成分を含むポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリルなどを単独あるいは混合したものや、塩化ビニル、酢酸ビニルなどの単独のコーティング剤およびこれらの共重合体等を用いることもできる。   Next, the insulator is made of an insulating polymer material other than the conductive polymer. For example, the resin used for the insulator includes polyamide, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate containing a copolymer component, polybutylene terephthalate, polyacrylonitrile, etc. alone or mixed, and single coating agents such as vinyl chloride and vinyl acetate, and these Copolymers or the like can also be used.

このような絶縁体は第2導電体12である高分子材料上に直接形成して第2導電体12の露出させる部分を除去することで容易に形成することができる。これにより強度、耐久性を向上し、また、安定したセンシングおよびアクチュエート挙動をもたらすことが可能となる。   Such an insulator can be easily formed by directly forming on the polymer material that is the second conductor 12 and removing the exposed portion of the second conductor 12. Thereby, strength and durability can be improved, and stable sensing and actuating behavior can be brought about.

たとえば図1または2に示したように、第2導電体12がフィルム形状(板形状)の場合、まず第2導電体12の全面を絶縁体で被覆する。これには絶縁体となるコーティング溶液をキャスト法やスプレー法により絶縁皮膜を製膜する。その後、第1絶縁体と接触させる部分、空間19となる部分の絶縁体をエッチングなどで除去する。   For example, as shown in FIG. 1 or 2, when the second conductor 12 has a film shape (plate shape), the entire surface of the second conductor 12 is first covered with an insulator. For this purpose, an insulating film is formed by a casting method or a spray method using a coating solution as an insulator. Thereafter, the portion of the insulator to be brought into contact with the first insulator and the portion to be the space 19 is removed by etching or the like.

また、そのほかにスクリーン印刷法などを用いることで絶縁体を付着させる部分と露出させる部分とをあらかじめ決めたパターンとして第2絶縁体上に印刷するようにしてもよい。   In addition, by using a screen printing method or the like, the portion to which the insulator is attached and the portion to be exposed may be printed on the second insulator as a predetermined pattern.

また、一方、導電体が繊維の場合は、単純な一成分からなる繊維の他、芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型の断面形状等を取ることがある。なお芯鞘型を用いた場合のデバイス構造については後述する。   On the other hand, when the conductor is a fiber, it may take a core-sheath type, side-by-side type, sea-island type cross-sectional shape, etc. in addition to a simple single-component fiber. The device structure when the core-sheath type is used will be described later.

図7乃至図13は繊維形態を示す説明図である。   FIG. 7 thru | or FIG. 13 is explanatory drawing which shows a fiber form.

繊維形態としては、たとえば図7に示すような均一な単一の導電性高分子101でできているものを使用することができる。その他にも、たとえば図8に示すように断面で見て芯部に導電性高分子102、その外皮として非導電性高分子103からなる芯鞘構造、図9に示すように導電性高分子102と非導電性高分子103からなるサイドバイサイド構造、図10に示すように複数の導電性高分子102を非導電性高分子103で被覆した海島(多芯)構造、図11および図12に示すように単一の導電性高分子101で断面が円形ではない変形断面形状、図13に示すように中空部104をもつ導電性高分子105でできた中空構造など様々な形状に形成することができる。これら繊維の形状は、本実施形態1によるセンサー、アクチュエーターを実装した場合の機能化の一つの手段として用いることができる。たとえば繊維自体が自然によじれた形状にして風合いを変える、繊維表面積を大きくして軽量化・断熱性を狙うなどに用いられる。このような多様な繊維形状は、デバイスの実装の際に高機能化とセンシングおよびアクチュエート機能を両立させることができる。   As the fiber form, for example, one made of a uniform single conductive polymer 101 as shown in FIG. 7 can be used. In addition, for example, a core-sheath structure comprising a conductive polymer 102 at the core portion and a non-conductive polymer 103 as its outer skin as shown in cross section as shown in FIG. 8, and a conductive polymer 102 as shown in FIG. And a side-by-side structure composed of non-conductive polymer 103, a sea-island (multi-core) structure in which a plurality of conductive polymers 102 are covered with non-conductive polymer 103 as shown in FIG. 10, and as shown in FIGS. In addition, it can be formed into various shapes such as a deformed cross-sectional shape with a single conductive polymer 101 having a non-circular cross-section, and a hollow structure made of a conductive polymer 105 having a hollow portion 104 as shown in FIG. . The shape of these fibers can be used as one means of functionalization when the sensor and actuator according to the first embodiment are mounted. For example, it is used to change the texture of the fiber itself in a natural shape, to increase the surface area of the fiber, and to reduce weight and heat insulation. Such a variety of fiber shapes can achieve both high functionality and sensing and actuate functions during device mounting.

繊維の径およびフィルムの厚さは、1本または1枚あたり概ね特に30μmから500μm程度のものが、絶縁体露出部での導電体の接触の安定化による抵抗変化値の安定性、取り扱い上の観点からより好ましい。   The diameter of the fiber and the thickness of the film are generally about 30 μm to 500 μm per one or one sheet, but the stability of the resistance change value due to the stabilization of the contact of the conductor at the exposed insulator, More preferable from the viewpoint.

さらに好ましい繊維形態としては芯鞘型(前記図8)がある。ここでいう芯鞘型とは、断面積に対する芯鞘形状を形成する成分が異なることを示す。ここで芯は1本に限らず、多芯(海島構造)でも同様の効果が得られる。   A more preferable fiber form is a core-sheath type (see FIG. 8). Here, the core-sheath type indicates that the components forming the core-sheath shape with respect to the cross-sectional area are different. Here, the number of cores is not limited to one, and the same effect can be obtained with a multi-core (sea-island structure).

芯鞘型の導電性高分子繊維は、たとえば湿式紡糸や電界重合で得られた芯部の導電性繊維に、連続工程で鞘成分として導電性高分子ではない樹脂成分を主成分とする絶縁体を塗布することにより製造することができる。湿式紡糸の場合に芯鞘型用の吐出口金を用いることで、一回の液相からの引き上げで芯鞘型繊維を作製することも可能である。   The core-sheath type conductive polymer fiber is an insulator whose main component is a resin component that is not a conductive polymer as a sheath component in a continuous process, for example, in a core conductive fiber obtained by wet spinning or electric field polymerization. It can manufacture by apply | coating. In the case of wet spinning, a core-sheath type fiber can be produced by pulling up from a single liquid phase by using a core-sheath-type discharge nozzle.

できあがった芯鞘型の繊維の絶縁体の被覆をエッチング処理等により溶出させ、第1導電体11と接触させる空間19にあたる露出部を設ける。たとえば、塩化ビニル、酢酸ビニルの共重合体(日信化学工業社ソルバイン)を用い絶縁体を形成した場合には、アセトンやシクロヘキサノンなどを用いることでこれら絶縁体被覆を溶出させることができる。   The coated sheath of the core-sheath type fiber thus obtained is eluted by etching or the like, and an exposed portion corresponding to the space 19 in contact with the first conductor 11 is provided. For example, when an insulator is formed using a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate (Nisshin Chemical Industry Co., Ltd., sorbine), these insulator coatings can be eluted by using acetone, cyclohexanone, or the like.

次に、本実施形態1における変形形態について説明する。   Next, a modification in the first embodiment will be described.

図1および2に示した第1タイプおよび第2タイプのセンサー・アクチュエーター1および2のデバイスは、第1および第2導電体11および12の形態が、ともにフィルム(平板)形態のものを示した。しかし既に説明したように、導電体の形状はフィルム形態のほかに繊維形態も可能である。そこでここでは、繊維形態を使用した場合を含めて様々なデバイス形態について説明する。   The devices of the first type and the second type of sensor / actuator 1 and 2 shown in FIGS. 1 and 2 are those in which the first and second conductors 11 and 12 are both in the form of a film (flat plate). . However, as already described, the shape of the conductor can be a fiber form in addition to a film form. Therefore, here, various device forms including the case where the fiber form is used will be described.

図14乃至16は、他のデバイス形態を示す概略図である。ここでは、図1および2に示したもの以外のデバイス形態について説明する。また、図14〜16に示したデバイスは、いずれも電気回路としては上述した第1タイプ、第2タイプのいずれのタイプをとってもよい。したがって図示では電気回路については省略した。   14 to 16 are schematic views showing other device configurations. Here, device configurations other than those shown in FIGS. 1 and 2 will be described. The devices shown in FIGS. 14 to 16 may take any of the first type and the second type described above as an electric circuit. Therefore, the electric circuit is omitted in the drawing.

まず図14に示した形態は、第1導電体11を繊維状、第2導電体12をフィルム(平板)としたものである。   First, the form shown in FIG. 14 is such that the first conductor 11 is fibrous and the second conductor 12 is a film (flat plate).

次に図15に示した形態は、第1導電体11をフィルム(平板)、第2導電体12を繊維状にしたものである。   Next, in the form shown in FIG. 15, the first conductor 11 is a film (flat plate) and the second conductor 12 is a fiber.

次に図16に示した形態は、第1導電体11および第2導電体12を共に繊維状にしたものである。   Next, in the form shown in FIG. 16, both the first conductor 11 and the second conductor 12 are made into a fiber shape.

これらの形態は、第1導電体11と第2導電体12のうち、少なくとも一方が繊維状であるため、第1導電体11と第2導電体12との接触部分が線状となる。すなわち、一方の導電体の幅より他方の導電体の幅を広くした形態となっている。このため、圧力センタとして使用される際には、第1導電体11と第2導電体12が加わる圧力に対応して接触する量が線的に変化するため、図1および2に示した場合と比較して圧力を細かく段階的に計測することができる。なお、このような一方の導電体の幅より他方の導電体の幅を広くした形態は、両方をフィルム(平板)形態として、その幅だけを違えるようにしてもよい。   In these forms, since at least one of the first conductor 11 and the second conductor 12 is fibrous, the contact portion between the first conductor 11 and the second conductor 12 is linear. That is, the width of the other conductor is wider than the width of one conductor. For this reason, when used as a pressure center, the amount of contact corresponding to the pressure applied by the first conductor 11 and the second conductor 12 changes linearly. The pressure can be measured finely and step by step. In addition, the form which made the width | variety of the other conductor wider than the width | variety of such one conductor may make both differ as a film (flat plate) form, and only the width may differ.

また、これら様々な組み合わせとすることで、たとえば、車のシートなどに使用した場合に(詳細後述)、表面側に位置する導電性部材の形態をフィルム状にするか繊維状にするかでその見栄えや質感を様々に演出することが可能となる。   In addition, by using these various combinations, for example, when used for a car seat or the like (details will be described later), the conductive member located on the surface side may be formed into a film or a fiber. It is possible to produce various appearances and textures.

<車両への応用>
ここで、前述した実施形態1のセンサー・アクチュエーター1を車両のシートに用いた例について説明する。
<Application to vehicles>
Here, the example which used the sensor actuator 1 of Embodiment 1 mentioned above for the vehicle seat is demonstrated.

図17および18は、実施形態1のセンサー・アクチュエーター1または2を車両のシートに用いた場合の構成を説明するための説明図である。   FIGS. 17 and 18 are explanatory views for explaining a configuration when the sensor / actuator 1 or 2 according to the first embodiment is used in a vehicle seat.

まず、図17に示すように、センサー・アクチュエーター1または2を複数連続的に配置したセンサー・アクチュエーターユニット100を製造する。これを図18に示すように、シート200の背もたれ部分に設置する。なお図においてはセンサー・アクチュエーターユニット100がシート200の背もたれから突出しかつ露出しているように描かれているが、これは、このような構成を説明するために誇張したものである。したがって、実際にはセンサー・アクチュエーターユニット100はシート面とほぼ一体的な面となるように配置し、さらにセンサー・アクチュエーターユニット100の表面をシート素材によって覆うようにしてもよい。   First, as shown in FIG. 17, a sensor / actuator unit 100 in which a plurality of sensors / actuators 1 or 2 are continuously arranged is manufactured. As shown in FIG. 18, this is installed on the backrest portion of the seat 200. In the drawing, the sensor / actuator unit 100 is drawn so as to protrude from the backrest of the seat 200 and exposed, but this is exaggerated for explaining such a configuration. Therefore, in actuality, the sensor / actuator unit 100 may be disposed so as to be substantially integrated with the sheet surface, and the surface of the sensor / actuator unit 100 may be covered with a sheet material.

近年、車両のシートには様々な機能が搭載されている。たとえば、搭乗者の乗り心地を改善するために、シート形状を電動によって変化させる機能がある。その一つに、シート背もたれ部分が変形して搭乗者の腰や背中を支えるランバーサポートがある。   In recent years, various functions are mounted on vehicle seats. For example, in order to improve the ride comfort of the passenger, there is a function of changing the seat shape by electric drive. One of them is a lumbar support that supports the passenger's waist and back by deforming the seat back.

図18に示したように、本実施形態のセンサー・アクチュエーター1または2を、このようにシート200の背もたれに設置することで、搭乗者によって加わる圧力を検知し、その圧力に応じてシート200の形状(たとえばランバーサポート)をセンサー・アクチュエーター1または2のアクチュエーター機能によって変えることができる。アクチュエーターの動作は、複数のセンサー・アクチュエーター1または2のそれぞれが計測した圧力に応じてそれぞれのセンサー・アクチュエーター1または2ごとにアクチュエーター動作量を変えることも可能である。   As shown in FIG. 18, the sensor / actuator 1 or 2 of the present embodiment is installed on the backrest of the seat 200 in this way, so that the pressure applied by the passenger is detected, and the seat 200 according to the pressure is detected. The shape (eg lumbar support) can be changed by the actuator function of sensor actuator 1 or 2. The actuator operation amount can be changed for each sensor actuator 1 or 2 according to the pressure measured by each of the plurality of sensor actuators 1 or 2.

センサー・アクチュエーターユニット100の動作は第1タイプと第2タイプの場合で若干異なる。第1タイプのセンサー・アクチュエーター1の場合は、たとえば、まず圧力センサーとして圧力を測定するようにスイッチを切り替えておいて、シート200に加わった圧力を測定する。その後、測定された圧力の大きさからあらかじめ決められた位置のセンサー・アクチュエーター1をあらかじめ決められた量だけ変形するようにアクチュエーター動作させる。一方、第2タイプのセンサー・アクチュエーター2を用いた場合は、圧力センサーとしてシート200に加わった圧力を測定し、そのまま測定された圧力の大きさからあらかじめ決められた位置のセンサー・アクチュエーター2をあらかじめ決められた量だけ変形するようにアクチュエーター動作させる。   The operation of the sensor / actuator unit 100 is slightly different between the first type and the second type. In the case of the first type of sensor / actuator 1, for example, first, the pressure is applied to the seat 200 by switching the switch so as to measure the pressure as a pressure sensor. Thereafter, the actuator is operated so as to deform the sensor / actuator 1 at a predetermined position from the measured pressure level by a predetermined amount. On the other hand, when the second type sensor / actuator 2 is used, the pressure applied to the seat 200 as a pressure sensor is measured, and the sensor / actuator 2 at a predetermined position is determined in advance based on the measured pressure. The actuator is operated so as to be deformed by a predetermined amount.

なお、図17および18では、横方向に複数のセンサー・アクチュエーター1または2を接続した形態を示したが、これはあくまでもシート200にセンサー・アクチュエーターユニット100を設置した場合の一例である。したがって、センサー・アクチュエーター1または2の並びは縦方向に複数のセンサー・アクチュエーター1または2が並ぶようにしてもよい。さらには、横方向に並べたユニットと縦方向に並べたユニットを設けるなど複数のユニットを一つのシート200に設置するようにしてもよい。このようなユニットの配置やユニット内のセンサー・アクチュエーター1または2の並べ方などは、シート200の形状やそこで変形させる形状に応じて適宜設定すればよい。   FIGS. 17 and 18 show a form in which a plurality of sensors / actuators 1 or 2 are connected in the lateral direction, but this is merely an example of the case where the sensor / actuator unit 100 is installed on the seat 200. Therefore, the sensor / actuator 1 or 2 may be arranged in the vertical direction. Furthermore, a plurality of units may be installed on one sheet 200, such as a unit arranged in the horizontal direction and a unit arranged in the vertical direction. The arrangement of the units and the arrangement of the sensors / actuators 1 or 2 in the units may be appropriately set according to the shape of the sheet 200 and the shape to be deformed there.

以上説明したように、本実施形態1によれば以下のような効果を奏する。   As described above, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.

無機導電性部材と導電性高分子を組み合わせることで、圧力センサーとアクチュエーターの両機能を一つのデバイスで実行することができるようになる。しかも、第1タイプのように、電気回路を第1導電体11と第2導電体12に常に流れるように配線した上でスイッチの切り替えにより圧力センサー動作とアクチュエーター動作を切り替えて使用できるようにできる。一方、第2タイプのように、電気回路を圧力センサー動作用とアクチュエーター動作用に分けて配線することで、圧力センサー動作とアクチュエーター動作を同時に行わせるようにすることもできる。   By combining the inorganic conductive member and the conductive polymer, both functions of the pressure sensor and the actuator can be executed by one device. In addition, as in the first type, the electrical circuit is wired so as to always flow through the first conductor 11 and the second conductor 12, and the pressure sensor operation and the actuator operation can be switched and used by switching the switch. . On the other hand, the pressure sensor operation and the actuator operation can be performed simultaneously by separately wiring the electric circuit for the pressure sensor operation and the actuator operation as in the second type.

また、様々なデバイス形態に加工することで、圧力センサーやアクチュエーターとしての機能ばかりでなく、使用用途や場所に応じて見た目の変化をつけたり、質感を変えるなどの製品として様々な装飾効果を出すことができる。   Also, by processing into various device forms, not only functions as pressure sensors and actuators, but also produces various decorative effects as products that change the appearance and change the texture according to the usage and location Can do.

さらに、車両のシートにこのセンサー・アクチュエーターを設けることで、シートのような限られたスペースで、圧力を感知してそれに対応して形状変化をつけることができるようになる。   Further, by providing this sensor / actuator on the vehicle seat, it becomes possible to sense the pressure in a limited space such as the seat and change the shape accordingly.

(実施形態2)
実施形態2は、第1導電体と第2導電体を共に導電性高分子を用いたものである。本実施形態2においても電気回路の異なる第1タイプと第2タイプの形態がある。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a conductive polymer is used for both the first conductor and the second conductor. Also in the second embodiment, there are first and second types of different electric circuits.

図19は実施形態2における第1タイプのセンサー・アクチュエーター3の構成を説明するための概略図である。図20は実施形態2における第2タイプのセンサー・アクチュエーター4の構成を説明するための概略図である。   FIG. 19 is a schematic diagram for explaining the configuration of the first type sensor / actuator 3 in the second embodiment. FIG. 20 is a schematic view for explaining the configuration of the second type sensor / actuator 4 in the second embodiment.

本実施形態2においても第1タイプと第2タイプの違いは電気回路であり、この電気回路の構成は、実施形態1と同じであるので説明を省略する。また、第1タイプと第2タイプによる動作の違いも実施形態1と同じであるので説明を省略する。   Also in the second embodiment, the difference between the first type and the second type is an electric circuit, and the configuration of this electric circuit is the same as that of the first embodiment, so that the description thereof is omitted. Further, the difference in operation between the first type and the second type is the same as that in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

本実施形態2の電気回路を除くデバイス構成は、第1タイプ、第2タイプともに同じである。第1導電体21および第2導電体22がともに導電性高分子よりなるフィルムである。なお、導電性高分子は実施形態1で説明したものと同じである。   The device configuration excluding the electric circuit of the second embodiment is the same for both the first type and the second type. Both the first conductor 21 and the second conductor 22 are films made of a conductive polymer. The conductive polymer is the same as that described in the first embodiment.

そして、一方の導電体、図において第1導電体21は、第2導電体22と比較してより多くの面積が絶縁性部材によって覆われている。すなわち、第1導電体21は第2導電体22との間で所定の空間19を保つための絶縁部材13と、さらに第2導電体22に向かう面の反対面側の面(図においては第1導電体21の上面)を被覆用絶縁部材23により覆っている。   And one conductor, the 1st conductor 21 in a figure, compared with the 2nd conductor 22, more area is covered with the insulating member. That is, the first conductor 21 has an insulating member 13 for maintaining a predetermined space 19 between the first conductor 21 and a surface opposite to the surface facing the second conductor 22 (in the figure, the first conductor 21 The upper surface of one conductor 21 is covered with a covering insulating member 23.

これにより、第1導電体21と第2導電体22は、通電した際の水分の脱量を違えることができる。この違いはアクチュエーター動作に作用する。つまり第1導電体21は絶縁部材で覆われている部分が多いため、絶縁部材から露出している部分の多い第2導電体22に比べ、通電による水の脱量が少ない。このため、第1導電体21と第2導電体22の間で膨潤率差が生じて、図21に示すように第2導電体22側へ屈曲する。   Thereby, the 1st conductor 21 and the 2nd conductor 22 can differ in the desorption amount of the water | moisture content at the time of supplying with electricity. This difference affects actuator operation. In other words, since the first conductor 21 is often covered with the insulating member, the amount of water drained by energization is less than that of the second conductor 22 that is often exposed from the insulating member. For this reason, a swelling rate difference arises between the 1st conductor 21 and the 2nd conductor 22, and as shown in FIG. 21, it bends to the 2nd conductor 22 side.

ここで、第1導電体21における露出部分:被覆部分=10:1以上とすることが好ましい。これは、露出部分:被覆部分が10:1未満であると、露出部分が多くなりすぎて、第2導電体22との膨潤率差がつけにくくなって、屈曲しにくくなるためである。   Here, it is preferable that the exposed portion of the first conductor 21: the covered portion = 10: 1 or more. This is because when the exposed portion: covered portion is less than 10: 1, the exposed portion becomes too much, and it becomes difficult to make a difference in the swelling rate with the second conductor 22 and it is difficult to bend.

なお、圧力センサーとしては実施形態1と同じように機能するので説明は省略する。   Since the pressure sensor functions in the same manner as in the first embodiment, description thereof is omitted.

アクチュエーター動作に印加する電圧の大きさは、水の脱離を引き起こす電圧が必要であり、これも実施形態1同様に、たとえば5〜30Vである。一方、圧力センサーとしては、たとえば1.0〜1.5Vである。   The magnitude of the voltage applied to the actuator operation requires a voltage that causes desorption of water, which is also 5 to 30 V, for example, as in the first embodiment. On the other hand, as a pressure sensor, it is 1.0-1.5V, for example.

なお、本実施形態2において第1導電体21および第2導電体22として使用される導電性高分子はその素材および形態のいずれも実施形態1と同じでよい。   In the second embodiment, the conductive polymer used as the first conductor 21 and the second conductor 22 may be the same as that of the first embodiment in terms of its material and form.

さらに本実施形態2においても、図19および20のほかに、繊維状の導電体を用いることで様々なデバイス形態とすることができる。   Further, also in the second embodiment, various device forms can be obtained by using a fibrous conductor in addition to FIGS. 19 and 20.

図22〜24は、本実施形態2における、電気回路を除くデバイス形態を示す図面である。   22-24 is drawing which shows the device form except an electric circuit in this Embodiment 2. FIG.

まず、図22に示すように、第1導電体21はフィルム(平板)状とし、第2導電体22を繊維状としたものである。   First, as shown in FIG. 22, the first conductor 21 has a film (flat plate) shape, and the second conductor 22 has a fiber shape.

次に、図23に示すように、第1導電体21は繊維状とし、第2導電体22をフィルム(平板)状としたものである。   Next, as shown in FIG. 23, the first conductor 21 has a fibrous shape, and the second conductor 22 has a film (flat plate) shape.

次に、図24に示すように、第1導電体21と第2導電体22を共に繊維状としたものである。   Next, as shown in FIG. 24, both the 1st conductor 21 and the 2nd conductor 22 are made into the fiber form.

ここで図24に示したものは、第1導電体21を繊維状にした場合において、絶縁体として露出部以外の部分を繊維の円周方向に沿って覆うように鞘型の絶縁体24を設けたものとしている。このような形態は、たとえば、繊維状の導電性高分子に、空間19となる露出部を除いて絶縁体24で覆うとよい。または繊維状の導電性高分子を全体にわたりいったん絶縁体24で覆い、空間19となる露出部だけ絶縁体24を除去するようにしてもよい。なお、図23に示した形態においても、同様に第1導電体21を鞘型の絶縁体24としてもよい。   Here, what is shown in FIG. 24 is a sheath-type insulator 24 that covers a portion other than the exposed portion as an insulator along the circumferential direction of the fiber in the case where the first conductor 21 is in a fibrous form. It is assumed that it was provided. Such a form is good to cover with the insulator 24 except the exposed part used as the space 19, for example in fibrous conductive polymer. Alternatively, the fibrous conductive polymer may be temporarily covered with the insulator 24 over the whole, and the insulator 24 may be removed only at the exposed portion that becomes the space 19. Note that, also in the embodiment shown in FIG. 23, the first conductor 21 may similarly be a sheath-type insulator 24.

なお、本実施形態2のセンサー・アクチュエーター3または4においても、実施形態1同様に車両のシート設置することで、シートに加わる圧力に応じてシート形状を変えることが容易に行えるようになる。   In the sensor / actuator 3 or 4 of the second embodiment, the seat shape of the vehicle can be easily changed according to the pressure applied to the seat by installing the vehicle seat as in the first embodiment.

このように構成された実施形態2では、前述の実施形態1の効果を持つとともに、さらに加えて、以下のような効果を奏する。   The second embodiment configured as described above has the effects of the first embodiment described above, and further has the following effects.

第1導電体21と第2導電体22をともに導電性高分子を用いたので、同じ材料を用いてデバイス部分を製造することができる。また、特に導電性高分子を用いた繊維(線材)を使用することで、実施形態1にも増して、さまざまな風合いや柔軟性などを付与することができる。したがって、車両のシート200に用いた場合に、実施形態1にも増して座り心地や肌触りなどを加味した加工が可能となる。   Since both the first conductor 21 and the second conductor 22 are made of a conductive polymer, the device portion can be manufactured using the same material. In addition, by using a fiber (wire) using a conductive polymer, various textures and flexibility can be imparted as compared with the first embodiment. Therefore, when used for the vehicle seat 200, it is possible to perform processing in consideration of sitting comfort, touch and the like as compared with the first embodiment.

次に、上述した実施形態1および2に基づいたデバイスを実際に作成して圧力センサーおよびアクチュエーターとして動作させた結果を説明する。   Next, the result of actually creating a device based on the above-described first and second embodiments and operating as a pressure sensor and an actuator will be described.

(実施例1(デバイス形態図1、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体11:塩ビフィルム(PVC)に炭素粉末をスパッタした導電性フィルム(約30μm)を作製した。
(Example 1 (device form FIG. 1, electric circuit first type))
(1) First conductor 11: A conductive film (about 30 μm) obtained by sputtering a carbon powder on a polyvinyl chloride film (PVC) was produced.

(2)第2導電体12:導電性高分子PEDOT/PSS(Bayer社、Baytron P AG(登録商標))水分散液をテフロンシャーレにキャストし、70℃、15時間乾燥させることで膜厚約30μmのPEDOT/PSSフィルムを作製した(以下の各実施例においてPEDOT/PSSフィルムは同様にして作製している)。   (2) Second conductor 12: Conductive polymer PEDOT / PSS (Bayer, Baytron PAG (registered trademark)) aqueous dispersion is cast into a Teflon petri dish and dried at 70 ° C. for 15 hours to obtain a film thickness of about A 30 μm PEDOT / PSS film was produced (PEDOT / PSS films were produced in the same manner in the following examples).

(3)デバイス作製:上記(2)で作製したPEDOT/PSSフィルムの上に絶縁体13として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。そして絶縁体13の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、その上に上記(1)の導電性フィルムを貼り付け、乾燥させることで図1に示したような3層構造となったデバイス構造体を作製した。この構造体を200μm×10cmの短冊状にカットしてその両端10mmおよびその中央部を10mm間隔で絶縁体13を溶出させ、各導電体同士が接触できる露出部を得てデバイスとした。   (3) Device preparation: On the PEDOT / PSS film prepared in (2) above, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name; sorbine) is used as an insulator 13 in cyclohexanone at 20 wt%. The dissolved coating solution was applied and dried for 12 hours. Then, a device structure having a three-layer structure as shown in FIG. 1 is obtained by applying a little cyclohexanone on the insulator 13 as a paste, applying the conductive film (1) on the insulator 13 and drying it. Was made. This structure was cut into a strip of 200 μm × 10 cm, and the insulator 13 was eluted at 10 mm intervals and 10 mm at both ends to obtain an exposed portion where each conductor could come into contact with each other to obtain a device.

(4)電気回路:各導電体の両端に露出している部分に電極として、導線(ニラコ社製 CU−111107、繊維径0.05mm)を銀ペースト(藤倉化成社製ドータイトD−500)を用いて接続し、第1タイプのセンサー・アクチュエーター1を作製した。   (4) Electric circuit: Conductive wires (CU-111107 manufactured by Niraco Co., Ltd., fiber diameter 0.05 mm) are used as electrodes on portions exposed at both ends of each conductor, and silver paste (Dotite D-500 manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) is used. The first type of sensor / actuator 1 was produced by connecting them.

(実施例2(デバイス形態図2、電気回路第2タイプ))
実施例1と同じ材料、同じデバイス構造として電気回路を図2で示した第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター2を作製した。
(Example 2 (device form FIG. 2, electric circuit second type))
The sensor / actuator 2 was manufactured by wiring the electrical circuit so as to be the second type shown in FIG. 2 with the same material and the same device structure as in Example 1.

(実施例3(デバイス形態図14、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体11:膜厚約30μmの導電性フィルム(PVC+炭素)を用いた。
(Example 3 (device form FIG. 14, electric circuit first type))
(1) First conductor 11: A conductive film (PVC + carbon) having a film thickness of about 30 μm was used.

(2)第2導電体12:導電性高分子繊維を、湿式紡糸法を用いて以下のように作製した。   (2) Second conductor 12: Conductive polymer fibers were produced as follows using a wet spinning method.

導電性高分子繊維の原料である導電性高分子PEDOT/PSS(Bayer社、Baytron P AG(登録商標))水分散液をマイクロシリンジ(伊藤製作所製、MS−GLL250)の先端に針部内径300μm×15口の吐出口を設けたシリンジを4本用意し、合計150μL/min.の速度で原料をアセトン中へ押し出し、液相中でまとめて空気中の巻き取り機へ巻き上げた。これにより直径約150μmの導電性繊維を得た。得られた導電性高分子繊維の導電率をJIS K 7194(導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法)に準拠して測定し、得られた抵抗率(Ω・cm)の逆数(S/cm)として算出したところ、約100S/cmとなった。   Conductive polymer PEDOT / PSS (Bayer, Baytron P AG (registered trademark)) aqueous dispersion, which is a raw material of the conductive polymer fiber, is placed on the tip of a microsyringe (manufactured by Ito Seisakusho, MS-GLL250) with an inner diameter of 300 μm. X Four syringes provided with 15 outlets were prepared, for a total of 150 μL / min. The raw materials were extruded into acetone at a speed of 5 mm and rolled up in an air winder together in the liquid phase. As a result, conductive fibers having a diameter of about 150 μm were obtained. The conductivity of the obtained conductive polymer fiber was measured in accordance with JIS K 7194 (resistivity test method by conductive probe 4-probe method), and the reciprocal of the obtained resistivity (Ω · cm) ( When calculated as (S / cm), it was about 100 S / cm.

(3)デバイス作製:上記(1)の導電性フィルム上に絶縁体13として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。この絶縁体13の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、(2)の導電性高分子繊維を貼り付け乾燥させることで、図14に示した3層構造となったデバイスを作製した。   (3) Device production: Coating solution obtained by dissolving 20 wt% of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) as insulator 13 on the conductive film of (1) above. Was applied and dried for 12 hours. A device having the three-layer structure shown in FIG. 14 was produced by applying a little cyclohexanone on the insulator 13 as a paste and pasting and drying the conductive polymer fiber (2).

(4)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (4) Electrical circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was prepared in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electrical circuit.

(実施例4(デバイス形態図14、電気回路第2タイプ))
実施例3と同じ材料、同じデバイス構造(図14)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 4 (device form FIG. 14, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring an electric circuit of the same material and device structure as in Example 3 (FIG. 14) so as to be of the second type.

(実施例5(デバイス形態図15、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体11:導電性繊維を、ポリブチレンテレフタレート(PBT)にカーボンナノチューブ(CNT)を5wt%分散させたコンポジット材料を溶融紡糸装置を用いて作成した。溶融紡糸装置は、口金温度;250℃、吐出口径;1mm、吐出量;8cc/min、巻き取り速度;2000m/min、および1000m/minとして作製し、直径100μmの導電性繊維を得た。
(Example 5 (device form FIG. 15, electric circuit first type))
(1) 1st conductor 11: The composite material which disperse | distributed 5 wt% of carbon nanotubes (CNT) in the polybutylene terephthalate (PBT) was produced using the melt spinning apparatus. The melt spinning apparatus was manufactured with a die temperature of 250 ° C., a discharge port diameter of 1 mm, a discharge amount of 8 cc / min, a winding speed of 2000 m / min, and 1000 m / min, and conductive fibers having a diameter of 100 μm were obtained.

(2)第2導電体12:膜厚約30μmの導電性高分子PEDOT/PSSフィルムを用いた。   (2) Second conductor 12: A conductive polymer PEDOT / PSS film having a film thickness of about 30 μm was used.

(3)デバイス作製:(2)のPEDOT/PSSフィルム上の上に絶縁体13として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。この絶縁体13上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、その上に(1)の導電性繊維を貼り付け、乾燥させることで図15に示した3層構造となったデバイスを作製した。   (3) Device preparation: On the PEDOT / PSS film of (2), 20 wt% of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) was dissolved in cyclohexanone as the insulator 13. The coating solution was applied and dried for 12 hours. A device having the three-layer structure shown in FIG. 15 was produced by applying a small amount of cyclohexanone on the insulator 13 as a paste, pasting the conductive fiber (1) thereon and drying.

(4)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (4) Electrical circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was prepared in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electrical circuit.

(実施例6(デバイス形態図15、電気回路第2タイプ))
実施例5と同じ材料、同じデバイス構造(図15)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 6 (device form FIG. 15, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring the electrical circuit as the second type using the same material and the same device structure as in Example 5 (FIG. 15).

(実施例7(デバイス形態図16、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体11:テフロン(登録商標)シート上に絶縁体13である塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥後、テフロンシートからはがした。続いて絶縁体膜の片面にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、その上に第1導電体11として導電性繊維(PBT+CNT)を貼り付け、乾燥させた。
(Example 7 (device form FIG. 16, electric circuit 1st type))
(1) First conductor 11: A vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (made by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) as an insulator 13 was dissolved in 20% by weight in cyclohexanone on a Teflon (registered trademark) sheet. The coating liquid was applied and dried for 12 hours, and then peeled off from the Teflon sheet. Subsequently, cyclohexanone was applied on one side of the insulator film as a paste, and conductive fibers (PBT + CNT) were attached as the first conductor 11 thereon, and dried.

(2)第2導電体12およびデバイス作製:(1)の絶縁体13の導電性繊維を貼付けた面の反対側にシクロヘキサノンを塗り、その上に、導電性高分子繊維PEDOT/PSSを貼り付け乾燥させることで図16に示した3層構造となったデバイスを作製した。   (2) Second conductor 12 and device fabrication: Apply cyclohexanone to the opposite side of the surface of the insulator 13 of (1) where the conductive fiber is pasted, and then paste the conductive polymer fiber PEDOT / PSS on it. A device having a three-layer structure shown in FIG. 16 was produced by drying.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例8(デバイス形態図16、電気回路第2タイプ))
実施例7と同じ材料、同じデバイス構造(図16)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 8 (device form FIG. 16, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring the electrical circuit to be the second type using the same material and the same device structure as in Example 7 (FIG. 16).

(実施例9(デバイス形態図19、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体21:膜厚約30μmの導電性高分子PEDOT/PSSフィルムを用いた。
(Example 9 (device form FIG. 19, electric circuit first type))
(1) First conductor 21: A conductive polymer PEDOT / PSS film having a film thickness of about 30 μm was used.

(2)第2導電体22およびデバイス作製:(1)のPEDOT/PSSフィルム上に絶縁体13として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液(以下コーティング液は同様のものである)を塗布し12時間乾燥させた。   (2) Production of second conductor 22 and device: (1) PEDOT / PSS film with vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) as insulator 13 as cyclohexanone A coating solution in which 20 wt% was dissolved (hereinafter the coating solution is the same) was applied and dried for 12 hours.

この絶縁体13の上に、シクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、(1)と同じPEDOT/PSSフィルムを貼り付け乾燥させ、第1導電体21である(1)のPEDOT/PSSフィルム上にさらに絶縁体23として同様のコーティング液を塗布し12時間乾燥させることで図19に示した4層構造となったデバイスを作製した。   A little cyclohexanone is applied on the insulator 13 as glue, and the same PEDOT / PSS film as in (1) is pasted and dried to further insulate on the PEDOT / PSS film of (1) as the first conductor 21. By applying the same coating liquid as the body 23 and drying it for 12 hours, a device having the four-layer structure shown in FIG. 19 was produced.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例10(デバイス形態図20、電気回路第2タイプ))
実施例9と同じ材料、同じデバイス構造(図20)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 10 (device form FIG. 20, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was manufactured by wiring an electric circuit of the same material and device structure as in Example 9 (FIG. 20) so as to be of the second type.

(実施例11(デバイス形態図22、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体21:テフロンシート上に絶縁体13である塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥後、テフロンシートからはがした。つづいて絶縁体13の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、膜厚約30μmのPEDOT/PSSフィルムを貼り付け乾燥させた。さらにPEDOT/PSSフィルムの絶縁体13を貼付けた面の反対面に絶縁体23として同様のコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。
(Example 11 (device form FIG. 22, electric circuit first type))
(1) First conductor 21: A coating solution obtained by dissolving 20 wt% of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (made by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) as insulator 13 on a Teflon sheet is applied. After drying for 12 hours, it was peeled off from the Teflon sheet. Subsequently, cyclohexanone was applied a little on the insulator 13 as a paste, and a PEDOT / PSS film having a thickness of about 30 μm was pasted and dried. Furthermore, the same coating liquid as the insulator 23 was applied to the surface opposite to the surface to which the insulator 13 of the PEDOT / PSS film was attached, and dried for 12 hours.

(2)第2導電体22およびデバイス作製:(1)の絶縁体13にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り導電性高分子繊維PEDOT/PSSを貼り付け乾燥させ、図22に示した4層構造となったデバイスを作製した。   (2) Fabrication of second conductor 22 and device: Cyclohexanone was applied to insulator 13 of (1) as a paste, and conductive polymer fiber PEDOT / PSS was applied and dried, and the four-layer structure shown in FIG. The resulting device was fabricated.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例12(デバイス形態図22、電気回路第2タイプ))
実施例11と同じ材料、同じデバイス構造(図22)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 12 (device configuration FIG. 22, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring the electrical circuit as the second type using the same material and device structure as in Example 11 (FIG. 22).

(実施例13(デバイス形態図23、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体21:導電性高分子繊維PEDOT/PSSを作製した。
(Example 13 (device form FIG. 23, electric circuit first type))
(1) 1st conductor 21: Conductive polymer fiber PEDOT / PSS was produced.

(2)第2導電体22およびデバイス作製:膜厚約30μmの導電性高分子PEDOT/PSSフィルムの上に絶縁体13である塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥した。続いて、シクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、(1)の導電性高分子繊維PEDOT/PSSを貼り付け乾燥させた。その後さらに第1導電体21の導電性高分子繊維PEDOT/PSSに絶縁体23としてコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。   (2) Second conductor 22 and device fabrication: vinyl chloride / vinyl acetate copolymer as insulator 13 on a conductive polymer PEDOT / PSS film having a film thickness of about 30 μm (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., product) A coating solution in which 20% by weight of sorbine) was dissolved in cyclohexanone was applied and dried for 12 hours. Subsequently, cyclohexanone was applied a little as a paste, and the conductive polymer fiber PEDOT / PSS of (1) was applied and dried. Thereafter, the coating liquid was applied as the insulator 23 to the conductive polymer fiber PEDOT / PSS of the first conductor 21 and dried for 12 hours.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例14(デバイス形態図23、電気回路第2タイプ))
実施例13と同じ材料、同じデバイス構造(図23)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 14 (device form FIG. 23, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring an electric circuit of the same material and device structure as in Example 13 (FIG. 23) so as to be of the second type.

(実施例15(デバイス形態図24、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体21:導電性高分子繊維PEDOT/PSSを、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに50wt%溶解したコーティング液に、導電性高分子繊維を含浸させ、その後12時間乾燥させた。これにより、PEDOT/PSS繊維が芯、絶縁体24が鞘型となるようにコーティングされた。
(Example 15 (device form FIG. 24, electric circuit first type))
(1) First conductor 21: In a coating solution in which conductive polymer fiber PEDOT / PSS is dissolved in 50% by weight of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) in cyclohexanone. The conductive polymer fiber was impregnated and then dried for 12 hours. As a result, the PEDOT / PSS fiber was coated so that it was a core and the insulator 24 was a sheath.

(2)第2導電体22およびデバイス作製:(2)の鞘型の絶縁体24の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、PEDOT/PSS繊維を貼り付け乾燥させた。これにより図24に示したデバイスを作製した。   (2) Second conductor 22 and device fabrication: Cyclohexanone was applied a little as a glue on the sheath-type insulator 24 of (2), and PEDOT / PSS fibers were pasted and dried. Thus, the device shown in FIG. 24 was produced.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例16(デバイス形態図24、電気回路第2タイプ))
実施例15と同じ材料、同じデバイス構造(図24)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 16 (device form FIG. 24, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring the electric circuit to be the second type using the same material and device structure as in Example 15 (FIG. 24).

(実施例17(デバイス形態図19、電気回路第1タイプ))
(1)第2導電体22となる膜厚約30μmの導電性高分子PEDOT/PSSフィルムの上に絶縁体13として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。
(Example 17 (device form FIG. 19, electric circuit first type))
(1) A vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (made by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: Solvine) as an insulator 13 on a conductive polymer PEDOT / PSS film having a film thickness of about 30 μm to be the second conductor 22 ) Was applied in a solution of 20 wt% in cyclohexanone and dried for 12 hours.

(2)上記(1)の絶縁体13の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、第1導電体21となる導電性フィルム(PVC+炭素)を貼り付け乾燥させ、さらに絶縁体23としてコーティング液を塗布し12時間乾燥させることで、図19に示した4層構造となったデバイスを作製した。   (2) Apply a little cyclohexanone on the insulator 13 of (1) above as a glue, apply and dry a conductive film (PVC + carbon) to be the first conductor 21, and further apply a coating solution as the insulator 23. The device having the four-layer structure shown in FIG. 19 was produced by applying and drying for 12 hours.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例18(デバイス形態図20、電気回路第2タイプ))
実施例17と同じ材料、同じデバイス構造(図20)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 18 (device form FIG. 20, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring the electrical circuit to be the second type using the same material and the same device structure as in Example 17 (FIG. 20).

(実施例19(デバイス形態図22、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体21:テフロンシート上に絶縁体13である塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥後、テフロンシートからはがした。この塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体層の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、導電性フィルム(PVC+炭素)を貼り付け乾燥させた。その後さらに絶縁体23としてコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。
(Example 19 (device form FIG. 22, electric circuit first type))
(1) First conductor 21: A coating solution obtained by dissolving 20 wt% of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (made by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) as insulator 13 on a Teflon sheet is applied. After drying for 12 hours, it was peeled off from the Teflon sheet. On this vinyl chloride / vinyl acetate copolymer layer, cyclohexanone was applied a little as a paste, and a conductive film (PVC + carbon) was applied and dried. Thereafter, a coating solution was further applied as an insulator 23 and dried for 12 hours.

(2)第2導電体22およびデバイス作製:絶縁体13にシクロヘキサノンを塗り、第2導電体22となる導電性高分子繊維PEDOT/PSSを貼り付け乾燥させ、図22に示した4層のデバイスを作製した。   (2) Second conductor 22 and device fabrication: Four-layer device shown in FIG. 22 by applying cyclohexanone to insulator 13, pasting conductive polymer fiber PEDOT / PSS to be second conductor 22, and drying. Was made.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例20(デバイス形態図22、電気回路第2タイプ))
実施例19と同じ材料、同じデバイス構造(図22)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 20 (device form FIG. 22, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring the electrical circuit to be the second type using the same material and the same device structure as in Example 19 (FIG. 22).

(実施例21(デバイス形態図23、電気回路第1タイプ))
(1)第2導電体22:膜厚約30μmの導電性高分子PEDOT/PSSフィルムの上に絶縁体13である塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥した。
(Example 21 (device form FIG. 23, electric circuit first type))
(1) Second conductor 22: a vinyl chloride / vinyl acetate copolymer that is an insulator 13 on a conductive polymer PEDOT / PSS film having a film thickness of about 30 μm (trade name; Solvine, manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd.) ) Was applied in a cyclohexanone solution of 20 wt% and dried for 12 hours.

(2)第1導電体21およびデバイス作製:(1)の絶縁体13上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、導電性繊維(PBT+CNT)を貼り付け乾燥させた。その後さらに導電性繊維に絶縁体23としてコーティング液を塗布し12時間乾燥させ、図23に示した4層のデバイスを作製した。   (2) First conductor 21 and device fabrication: Cyclohexanone was slightly applied on the insulator 13 of (1) as a paste, and conductive fibers (PBT + CNT) were pasted and dried. Thereafter, a coating solution was further applied to the conductive fibers as the insulator 23 and dried for 12 hours to produce the four-layer device shown in FIG.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例22(デバイス形態図23、電気回路第2タイプ))
実施例21と同じ材料、同じデバイス構造(図23)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 22 (device form FIG. 23, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring an electric circuit of the same material and device structure as in Example 21 so as to be of the second type (FIG. 23).

(実施例23(デバイス形態図24、電気回路第1タイプ))
(1)第1導電体21:導電性繊維(PBT+CNT)を塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)を、シクロヘキサノンに50wt%溶解したコーティング液に含浸後、12時間乾燥させた。これにより、導電性繊維が芯、絶縁体24が鞘型となるようにコーティングされた。
(Example 23 (device form FIG. 24, electric circuit first type))
(1) First conductor 21: After impregnating conductive fiber (PBT + CNT) with vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) in a coating solution in which 50 wt% is dissolved in cyclohexanone. And dried for 12 hours. As a result, the coating was performed so that the conductive fiber was a core and the insulator 24 was a sheath type.

(2)第2導電体22およびデバイス作製:(1)の鞘型の絶縁体23の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、PEDOT/PSS繊維を貼り付けた。これにより図24に示したデバイスを作製した。   (2) Second conductor 22 and device fabrication: Cyclohexanone was applied a little on the sheath type insulator 23 of (1) as a paste, and PEDOT / PSS fibers were attached. Thus, the device shown in FIG. 24 was produced.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付け第1タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was produced in which a central portion and exposed portions at both ends were formed and electrodes were attached to form a first type electric circuit.

(実施例24(デバイス形態図24、電気回路第2タイプ))
実施例23と同じ材料、同じデバイス構造(図24)として電気回路を第2タイプとなるように配線してセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。
(Example 24 (device form FIG. 24, electric circuit second type))
A sensor / actuator structure was fabricated by wiring the electrical circuit as the second type using the same material and device structure as in Example 23 (FIG. 24).

(実施例25(デバイス形態図2、電気回路第2タイプ))
(1)第1導電体11:導電性高分子であるポリアニリン水分散液(Panipol社製、PanipolW)をテフロンシャーレにキャストし、70℃、15時間乾燥させることで膜厚約30μmのポリアニリンフィルムを作製した。これにポリアニリンフィルムの上に絶縁体13として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。
(Example 25 (device form FIG. 2, electric circuit second type))
(1) First conductor 11: Polyaniline aqueous dispersion (Panipol, Panipol W), which is a conductive polymer, is cast on a Teflon petri dish and dried at 70 ° C. for 15 hours to form a polyaniline film having a thickness of about 30 μm. Produced. A coating solution prepared by dissolving 20 wt% of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) as an insulator 13 on cyclohexanone was applied onto the polyaniline film and dried for 12 hours.

(2)第2導電体12およびデバイス作製:(1)の絶縁体13の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、その上に導電性フィルム(PVC+炭素)を貼り付け、乾燥させることで図2に示した3層のデバイスを作製した。   (2) Second conductor 12 and device fabrication: Apply a little cyclohexanone on the insulator 13 of (1) as a glue, apply a conductive film (PVC + carbon) on it, and dry it to obtain FIG. The three-layer device shown in 1 was produced.

(3)電気回路:実施例1と同様、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付けて、第2タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: As in Example 1, a sensor / actuator structure was formed as a second type electric circuit by forming an exposed portion at the center and both ends and attaching electrodes.

(実施例26(デバイス形態図2、電気回路第2タイプ))
(1)第1導電体11:導電性高分子であるポリピロール水分散液(シグマアルドリッチジャパン社製、製品番号48255−2)をテフロンシャーレにキャストし、70℃、15時間乾燥させることで膜厚約30μmのポリアニリンフィルムを作製した。続いてポリアニリンフィルムの上に絶縁体13として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。
(Example 26 (device form FIG. 2, electric circuit second type))
(1) First conductor 11: Polypyrrole aqueous dispersion (Sigma Aldrich Japan, product number 48255-2), which is a conductive polymer, is cast into a Teflon petri dish and dried at 70 ° C. for 15 hours. A polyaniline film of about 30 μm was prepared. Subsequently, a coating solution prepared by dissolving 20 wt% of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) as an insulator 13 in cyclohexanone was applied onto the polyaniline film and dried for 12 hours.

(2)第2導電体12およびデバイス作製:(1)の絶縁体13の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、その上に導電性フィルム(PVC+炭素)を貼り付け、乾燥させることで図2に示した3層のデバイスを作製した。   (2) Second conductor 12 and device fabrication: Apply a little cyclohexanone on the insulator 13 of (1) as a glue, apply a conductive film (PVC + carbon) on it, and dry it to obtain FIG. The three-layer device shown in 1 was produced.

(3)電気回路:実施例1と同様に、中央部と両端の露出部を形成して電極を取り付けて、第2タイプの電気回路としたセンサー・アクチュエーター構造体を作製した。   (3) Electric circuit: In the same manner as in Example 1, a sensor / actuator structure was formed as a second type electric circuit by forming an exposed portion at the center and both ends and attaching electrodes.

(比較例1)
比較例1として、デバイス構造的には、図2に示した構造と同様にして、2枚の非導電性フィルムを絶縁体13により支持した形態を作製した。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a device structure was prepared in which two non-conductive films were supported by an insulator 13 in the same manner as the structure shown in FIG.

すなわち、厚さ30μmのPETフィルムの上に絶縁体13である塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥させた。続いて絶縁体13の上にシクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、さらに厚さ30μmのPETフィルムを貼り付け乾燥させた。   That is, a coating solution prepared by dissolving 20 wt% of vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine) as an insulator 13 on a PET film having a thickness of 30 μm was applied. Let dry for hours. Subsequently, cyclohexanone was applied a little on the insulator 13 as a paste, and a PET film having a thickness of 30 μm was further applied and dried.

そして、実施形態1同様に電極を取り付けて、図2に示したような第2タイプの電気回路形態となる比較例1のデバイスを作製した。   Then, an electrode was attached in the same manner as in Embodiment 1, and a device of Comparative Example 1 having a second type electric circuit configuration as shown in FIG. 2 was produced.

(比較例2)
比較例2として、デバイス構造的には、図2に示した構造と同様にして、2枚の導電性フィルムを絶縁体13により支持した形態を作製した。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a device structure was prepared in which two conductive films were supported by an insulator 13 in the same manner as the structure shown in FIG.

膜厚約30μmの導電性高分子PEDOT/PSSフィルムの上に絶縁体13である塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体(日信化学工業社製、商品名;ソルバイン)をシクロヘキサノンに20wt%溶解したコーティング液を塗布し12時間乾燥した。続いて、シクロヘキサノンを糊がわりとして少々塗り、さらに膜厚約30μmの導電性高分子PEDOT/PSSフィルムを貼り付けた。   Coating in which vinyl chloride / vinyl acetate copolymer (Nissin Chemical Industry Co., Ltd., trade name: sorbine), which is an insulator 13, is dissolved in cyclohexanone on a conductive polymer PEDOT / PSS film having a thickness of about 30 μm in cyclohexanone. The liquid was applied and dried for 12 hours. Subsequently, cyclohexanone was applied a little as a paste, and a conductive polymer PEDOT / PSS film having a thickness of about 30 μm was attached.

そして、実施形態1同様に電極を取り付けて、図2に示したような第2タイプの電気回路形態となる比較例2のデバイスを作製した。   Then, electrodes were attached in the same manner as in the first embodiment, and a device of Comparative Example 2 having a second type electric circuit configuration as shown in FIG. 2 was produced.

(評価試験)
センサー試験
図25は、センサーおよびアクチュエーター機能の試験を行うための試験装置構成を説明するための図面である。
(Evaluation test)
Sensor Test FIG. 25 is a view for explaining a test apparatus configuration for testing a sensor and an actuator function.

図25に示すように、試験台のくぼみ部分に試験体(上述した各実施例および比較例のセンサー・アクチュエーター構造体)を載せ、多少たるませた状態でテンションをかけて両端をテープで止めて固定しておく。試験体の感度がある空間部分(絶縁体から露出した部分)の下部に平面の台を設置、上部からはφ17mmの先端部が平面円形のゴム圧子を用いて試験体に対して、ロードセルで測定しながら0〜0.5Nの力で押し付けた。このときあらかじめ試験体に、1Vの電圧を印加しておき、電流計で電流値を測定、抵抗値に変換する。0〜0.5Nの間の抵抗バラツキ幅を考慮し、この幅が重ならない範囲がいくつ確保できるかを、荷重分解能の指標とした。   As shown in FIG. 25, the test body (the sensor / actuator structure of each of the examples and comparative examples described above) is placed on the indented portion of the test table, and is applied with tension in a slightly slackened state, and both ends are fixed with tape. Keep it fixed. A flat base is installed at the bottom of the space where the specimen is sensitive (exposed from the insulator). From the top, a φ17mm tip is measured with a load cell on the specimen using a round rubber indenter. While pressing with a force of 0 to 0.5N. At this time, a voltage of 1 V is applied to the test body in advance, and the current value is measured with an ammeter and converted into a resistance value. Taking into account the resistance variation width between 0 and 0.5 N, the number of non-overlapping ranges can be secured as an index of load resolution.

アクチュエート試験
図26はアクチュエート試験を説明するための概略図である。なお、試験装置自体は図25と同じものを用いている。
Actuate Test FIG. 26 is a schematic diagram for explaining the actuate test. The test apparatus itself is the same as that shown in FIG.

図26に示すように、試験体をたるませた状態のたるみを振幅と表現し、通電前と通電後(5〜20V)の範囲で最大振幅の大きさの比(通電後/通電前)をとりアクチュエート性能とした。なお、比が1になれば地面と平行に近い状態まで変位したことを表し、1以上になれば上に凸な状態にまで変位したことを表している。   As shown in FIG. 26, the sag in the state in which the specimen is slack is expressed as amplitude, and the ratio of the maximum amplitude (after energization / before energization) in the range before energization and after energization (5 to 20V). It was assumed to be actuate performance. Note that when the ratio is 1, it indicates that it has been displaced to a state that is nearly parallel to the ground, and when it is 1 or more, it indicates that it has been displaced to an upwardly convex state.

ただし、評価には次のことに注意し行った。   However, the following attention was paid to the evaluation.

第1タイプの電気回路とした場合、圧力センサーとして機能させる際の電圧印加によりアクチュエート動作が同時に起ってしまう可能性がある。そのためセンサー評価の時はゴム圧子をロードセルで押し付けアクチュエートが起らないようにし、実際にはアクチュエート動作が起こらないと考えられる1〜4Vを印加して実施した。   In the case of the first type electric circuit, there is a possibility that the actuating operation may occur at the same time due to voltage application when functioning as a pressure sensor. Therefore, at the time of sensor evaluation, the rubber indenter was pressed with a load cell so as not to be actuated, and 1 to 4 V considered to cause no actual actuating operation was applied.

一方、アクチュエート評価のときはゴム圧子を押し付けないで、5〜20V印加して実施した。   On the other hand, the actuator evaluation was performed by applying 5 to 20 V without pressing the rubber indenter.

なお、第2タイプの電気回路のときはセンサー試験とアクチュエート試験を別々にできる。そのためセンサー試験のときはセンサー回路の方に1〜4V印加して行い、アクチュエート試験の時はアクチュエート回路の方に5〜20V、それぞれ別々に印加して実施した。   In the case of the second type electric circuit, the sensor test and the actuate test can be performed separately. Therefore, 1 to 4 V was applied to the sensor circuit during the sensor test, and 5 to 20 V was separately applied to the actuate circuit during the actuator test.

(試験結果)
表1〜3に実施例および比較例の試験結果を示す。なおアクチュエート評価は電圧10Vを印加した際の結果を表している。
(Test results)
Tables 1 to 3 show the test results of Examples and Comparative Examples. Actuate evaluation represents the result when a voltage of 10 V is applied.

Figure 2010096629
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表1と2から第1導電体11と第2導電体12が絶縁体13から剥き出しになっている場合の方が変位量(振幅)大きかった。   From Tables 1 and 2, the displacement (amplitude) was greater when the first conductor 11 and the second conductor 12 were exposed from the insulator 13.

表2から実施形態2の形態において、第1導電体21が導電性高分子ではない、つまり通電により変形しない材料を用いている方が変位量(振幅)が大きかった。第1導電体21の面側と第2導電体22の面側の膨潤率差が大きくなるためだと考えられる。   In the form of Embodiment 2 from Table 2, the displacement (amplitude) was larger when the first conductor 21 was not a conductive polymer, that is, a material that was not deformed by energization was used. This is probably because the difference in the swelling rate between the surface side of the first conductor 21 and the surface side of the second conductor 22 is increased.

また、各表から第1タイプおよび第2タイプで、さほど変位量(振幅)に差が出なかった。   Moreover, there was not much difference in displacement (amplitude) between the first type and the second type from each table.

また、すべて実施例において圧力センサー機能は認められた。圧力の違いによる抵抗値(印加した電圧を電流計による電流値で割った値)は、約1700〜2300Ωの範囲で加えた圧力に応じた変化が認められた。   Moreover, the pressure sensor function was recognized in all the Examples. The resistance value due to the difference in pressure (the value obtained by dividing the applied voltage by the current value by the ammeter) was found to change depending on the pressure applied in the range of about 1700-2300Ω.

一方、表3から、比較例1は圧力センサー機能、アクチュエーター機能のいずれも認められず、比較例2は圧力センサー機能は認められたものの、アクチュエーター機能は示さなかった。   On the other hand, from Table 3, Comparative Example 1 showed neither a pressure sensor function nor an actuator function, and Comparative Example 2 showed a pressure sensor function but did not show an actuator function.

以上説明したように、本発明を適用した実施形態および実施例によれば以下のような効果を奏する。   As described above, according to the embodiments and examples to which the present invention is applied, the following effects can be obtained.

一対の導電体のうち、少なくとも一方を導電性高分子を含む材料を用いて、この一対の導電体を平行に配置したというきわめて簡単な構成により、圧力センサーとアクチュエーターの両機能を一つのデバイスで実行することができるようになる。そして、このように圧力センサー機能とアクチュエーター機能が一つのデバイスにあるのでいっそうの軽量化、省スペース化を達成することができる。   With a very simple configuration in which at least one of the pair of conductors is made of a material containing a conductive polymer and the pair of conductors are arranged in parallel, both functions of the pressure sensor and the actuator can be achieved with a single device. Be able to run. Further, since the pressure sensor function and the actuator function are provided in one device as described above, further weight saving and space saving can be achieved.

より具体的な構成としては、実施形態1のように第1導電体を無機導電性部材とし、第2導電体を導電性高分子を含む材料によって形成したことで、第1導電体側は電圧の印加によっても、ほとんど大きさが変化しないため(ジュール熱による膨張収縮分を除く)、アクチュエーターとして大きく動作させることができる。   As a more specific configuration, the first conductor is made of an inorganic conductive member and the second conductor is made of a material containing a conductive polymer as in the first embodiment. Since the size hardly changes even when applied (except for the expansion and contraction due to Joule heat), the actuator can be operated largely.

また、実施形態2のように、第1導電体および第2導電体を共に導電性高分子を含む材料によって形成したことで、使用用途や場所に応じて導電性高分子を用いたフィルムや繊維(線材)を使用して、さまざまな風合いや柔軟性などを付与することができる。   In addition, as in the second embodiment, the first conductor and the second conductor are both formed of a material containing a conductive polymer, so that a film or fiber using the conductive polymer depending on the intended use or place. (Wire material) can be used to impart various textures and flexibility.

また、実施形態1および2共に、さまざまな導電体の組み合わせを可能としている。具体的には、両方の導電体を共にフィルム(平板)形状としたもの、一方の導電体を繊維(線材)他方をフィルムとして一方の導電体の幅より他方の導電体の幅を広くしたもの、両方を繊維形状としたものである。中でも、一方の導電体の幅より他方の導電体の幅を広くした形態することで、第1導電体11と第2導電体12が加わる圧力に対応して接触する量が線的に変化するため圧力を細かく段階的に計測することができる。   In addition, in both Embodiments 1 and 2, various combinations of conductors are possible. Specifically, both conductors are in the form of a film (flat plate), one conductor is a fiber (wire), the other is a film, and the width of the other conductor is wider than the width of one conductor. Both are fiber-shaped. In particular, by making the width of the other conductor wider than the width of one conductor, the contact amount corresponding to the pressure applied by the first conductor 11 and the second conductor 12 changes linearly. Therefore, the pressure can be measured finely and stepwise.

また、導電体として使用する導電性高分子は、特に、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェンにポリ4−スチレンスルホネートをドープした高分子、およびこれらの誘導体よりなる群から選択された少なくとも一つの導電性高分子が好ましく、これらの導電性高分子はセンサーとして良好な導電性を持つと共に、アクチュエーター動作をさせるために必要な湿潤性を備えている。   In addition, the conductive polymer used as the conductor is, in particular, a polymer obtained by doping polypyrrole, polyaniline, polyparaphenylene vinylene, poly3,4-ethylenedioxythiophene with poly-4-styrenesulfonate, and derivatives thereof. At least one conductive polymer selected from the group is preferred, and these conductive polymers have good conductivity as a sensor and have wettability necessary for operating the actuator.

また、実施形態1および2共に電気回路として、圧力センサー機能とアクチュエーター機能を独立して動作させるタイプ1と、圧力センサー機能とアクチュエーター機能を同時に動作させるタイプ2の形態を設けたので、使用用途に応じてさまざまな展開が可能である。   In addition, since both Embodiments 1 and 2 are provided as an electric circuit, a type 1 in which the pressure sensor function and the actuator function are operated independently and a type 2 in which the pressure sensor function and the actuator function are simultaneously operated are provided. Various developments are possible depending on the situation.

実施形態1の第1タイプのセンサー・アクチュエーターの構成を説明するための概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a configuration of a first type sensor / actuator of the first embodiment. 実施形態1の第2タイプのセンサー・アクチュエーターの構成を説明するための概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a configuration of a second type sensor / actuator of the first embodiment. センサー動作時のデバイス(第1及び第2導電体部分)の動きを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a motion of the device (1st and 2nd conductor part) at the time of a sensor operation | movement. アクチュエーター動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an actuator operation | movement. 第1タイプのセンサー・アクチュエーターにおけるはセンサー動作時((a)図)とアクチュエーター動作時((b)図)の電気的等価回路図である。FIG. 2 is an electrical equivalent circuit diagram of the first type of sensor / actuator when the sensor is operating (FIG. (A)) and when the actuator is operating (FIG. (B)). 第2タイプのセンサー・アクチュエーター2におけるはセンサー動作時((a)図)とアクチュエーター動作時((b)図)の電気的等価回路図である。The second type sensor / actuator 2 is an electrical equivalent circuit diagram when the sensor is operating (FIG. (A)) and when the actuator is operating (FIG. (B)). 導電性高分子を用いた繊維形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fiber form using a conductive polymer. 導電性高分子を用いた繊維形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fiber form using a conductive polymer. 導電性高分子を用いた繊維形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fiber form using a conductive polymer. 導電性高分子を用いた繊維形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fiber form using a conductive polymer. 導電性高分子を用いた繊維形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fiber form using a conductive polymer. 導電性高分子を用いた繊維形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fiber form using a conductive polymer. 導電性高分子を用いた繊維形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the fiber form using a conductive polymer. 実施形態1の他のデバイス形態を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating another device configuration of the first embodiment. 実施形態1の他のデバイス形態を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating another device configuration of the first embodiment. 実施形態1の他のデバイス形態を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating another device configuration of the first embodiment. 実施形態1のセンサー・アクチュエーターを車両のシートに用いた場合の構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the structure at the time of using the sensor actuator for Embodiment 1 for the vehicle seat. 実施形態1のセンサー・アクチュエーターを車両のシートに用いた場合の構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the structure at the time of using the sensor actuator for Embodiment 1 for the vehicle seat. 実施形態2における第1タイプのセンサー・アクチュエーター3の構成を説明するための概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a configuration of a first type sensor / actuator 3 in Embodiment 2. 実施形態2における第2タイプのセンサー・アクチュエーター3の構成を説明するための概略図である。6 is a schematic diagram for explaining a configuration of a second type sensor / actuator 3 in Embodiment 2. FIG. アクチュエーター動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an actuator operation | movement. 実施形態2の他のデバイス形態を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing another device form of the second embodiment. 実施形態2の他のデバイス形態を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing another device form of the second embodiment. 実施形態2の他のデバイス形態を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing another device form of the second embodiment. センサーおよびアクチュエーター機能の試験を行うための試験装置構成を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the structure of the test apparatus for testing a sensor and an actuator function. アクチュエート試験を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating an actuate test.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3、4 センサー・アクチュエーター、
11、21 第1導電体、
12、22 第2導電体、
13、23、24 絶縁体、
14 電流計、
15 センサー用電源、
17 アクチュエーター用電源、
18、18a、18b スイッチ、
19 空間、
23 被覆用絶縁部材、
100 センサー・アクチュエーターユニット、
200 シート。
1, 2, 3, 4 sensor actuator
11, 21 first conductor,
12, 22 Second conductor,
13, 23, 24 insulator,
14 Ammeter,
15 Power supply for sensor,
17 Power supply for actuator,
18, 18a, 18b switch,
19 Space,
23 Insulation member for coating,
100 sensor / actuator unit,
200 sheets.

Claims (10)

第1導電体と、
電気を流すことにより収縮、膨張する導電性高分子を含む材料からなる第2導電体と、
前記第1導電体および前記第2導電体を接触、離間可能な距離の空間をあけて固定する絶縁体と、
を有することを特徴とするセンサー・アクチュエーター。
A first conductor;
A second conductor made of a material containing a conductive polymer that contracts and expands when electricity is passed;
An insulator that fixes the first conductor and the second conductor with a space that can be contacted and separated; and
A sensor / actuator characterized by comprising:
前記第1導電体は無機導電性部材からなることを特徴とする請求項1記載のセンサー・アクチュエーター。   The sensor / actuator according to claim 1, wherein the first conductor is made of an inorganic conductive member. 前記第1導電体は前記導電性高分子を含む材料からなり、
前記第1導電体は前記空間において前記第2導電体と接触する部分を含む露出部を有し他の部分が絶縁体によって被覆され、
前記第2導電体は前記空間において前記第1導電体と接触する部分を含み、前記第1導電体の露出部の表面積より大きい露出部を有し、他の部分が絶縁体によって被覆されていることを特徴とする請求項1記載のセンサー・アクチュエーター。
The first conductor is made of a material containing the conductive polymer,
The first conductor has an exposed portion including a portion in contact with the second conductor in the space, and the other portion is covered with an insulator.
The second conductor includes a portion in contact with the first conductor in the space, has an exposed portion larger than a surface area of the exposed portion of the first conductor, and the other portion is covered with an insulator. The sensor actuator according to claim 1.
前記第1導電体および第2導電体のうち、一方の導電体の幅より他方の導電体の幅が広いことを特徴とする請求項1記載のセンサー・アクチュエーター。   2. The sensor / actuator according to claim 1, wherein, of the first conductor and the second conductor, the width of the other conductor is wider than the width of the one conductor. 前記第1導電体および第2導電体のうち、一方の導電体は線形状であり、他方の導電体は平板形状であることを特徴とする請求項4記載のセンサー・アクチュエーター。   5. The sensor / actuator according to claim 4, wherein one of the first conductor and the second conductor has a linear shape, and the other conductor has a flat plate shape. 前記導電性高分子は、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェンにポリ4−スチレンスルホネートをドープした高分子、およびこれらの誘導体よりなる群から選択された少なくとも一つの導電性高分子からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のセンサー・アクチュエーター。   The conductive polymer is at least one selected from the group consisting of polypyrrole, polyaniline, polyparaphenylene vinylene, a polymer in which poly 3,4-ethylenedioxythiophene is doped with poly 4-styrene sulfonate, and derivatives thereof. The sensor / actuator according to any one of claims 1 to 5, wherein the sensor / actuator is composed of two conductive polymers. さらに、前記第1導電体および第2導電体が接触したときに、少なくとも当該接触部分を流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記第1導電体および第2導電体のうち少なくとも前記導電性高分子からなる導電体を収縮または膨張させるための電力を供給するアクチュエート電力供給手段と、
を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載のセンサー・アクチュエーター。
Furthermore, when the first conductor and the second conductor are in contact with each other, current measuring means for measuring a current flowing through at least the contact portion;
Actuate power supply means for supplying power for contracting or expanding at least one of the first conductor and the second conductor made of the conductive polymer;
The sensor / actuator according to any one of claims 1 to 6, characterized by comprising:
前記電流測定手段は、センサー用電源と当該センサー用電源に対して直列に接続された電流計とを有し、前記センサー用電源および前記電流計に前記第1導電体および前記第2導電体が直列に接続されており、
アクチュエート電力供給手段は、アクチュエーター用電源を有し、前記アクチュエーター用電源に対して前記第1導電体および前記第2導電体が直列に接続されており、
さらに、前記電流測定手段とアクチュエート電力供給手段を切り換えるスイッチを有することを特徴とする請求項7記載のセンサー・アクチュエーター。
The current measuring means includes a sensor power supply and an ammeter connected in series to the sensor power supply, and the first conductor and the second conductor are connected to the sensor power supply and the ammeter. Connected in series,
Actuate power supply means has an actuator power supply, and the first conductor and the second conductor are connected in series to the actuator power supply,
8. The sensor actuator according to claim 7, further comprising a switch for switching between said current measuring means and actuated power supply means.
前記電流測定手段は、センサー用電源と当該センサー用電源に対して直列に接続された電流計とを有し、前記センサー用電源および前記電流計に前記第1導電体および前記第2導電体が前記空間を介し直列に接続されており、
アクチュエート電力供給手段は、アクチュエーター用電源を有し、前記アクチュエーター用電源に対して第2導電体のみが直列に接続された回路を構成することを特徴とする請求項7記載のセンサー・アクチュエーター。
The current measuring means includes a sensor power supply and an ammeter connected in series to the sensor power supply, and the first conductor and the second conductor are connected to the sensor power supply and the ammeter. Connected in series via the space,
8. The sensor / actuator according to claim 7, wherein the actuated power supply means includes a power source for the actuator, and constitutes a circuit in which only the second conductor is connected in series to the power source for the actuator.
請求項7〜9のいずれか一つに記載のセンサー・アクチュエーターを搭載したことを特徴とする車両。   A vehicle comprising the sensor / actuator according to any one of claims 7 to 9.
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