CN110226238A - 压电构造体和使用其的设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种压电构造体，所述压电构造体（10）包含由导电性纤维（B）和压电性纤维（A）构成的编织物，在所述编织物中，所述导电性纤维为芯（3），所述压电性纤维为将所述导电性纤维的周围包覆的包覆纤维（1），其中，所述包覆纤维具有至少1个弯曲部，将所述压电构造体放置在水平面时的从所述水平面到所述压电构造体的最上部的高度（h）比所述包覆纤维的直径大。

Description

压电构造体和使用其的设备
技术领域
本发明涉及使用压电性纤维的压电构造体和使用其的设备。
背景技术
近年来，采用了所谓的触摸面板方式的输入装置即触摸式输入装置大幅度增加。不仅是银行ATM或车站的售票机，而且在便携式电话机、便携式游戏机、便携式音乐播放器等中，与薄型显示器技术的发展互相结合，作为输入接口而采用触摸面板方式的设备大幅度增加。
在最近的便携式电话或智能电话中，许多采用在使用了液晶或有机电致发光等的显示装置之上设置触摸式输入装置而能够在画面上直接输入的方式。为了更加提高高度化进步的智能电话等便携式设备的便利性，优选的是，不仅只在画面上设置输入装置而且有多个触摸式输入单元。
例如，在智能电话中，在要使用手指等对显示画面进行输入的情况下，用单个手持有智能电话，用另一个手的手指进行输入，因此，不得不成为使用两手的操作。另一方面，如果在智能电话的框体中也装入触摸传感器等，则存在能够进行使用单手的操作等优点。
作为其一个例子，在专利文献1中公开了在通常不会作为传感器使用的显示画面背面等的非显示画面部分的框体部分装入触摸传感器等而通过该传感器对画面信息之中的项目上或者锚点（anchor point）进行选择的方式。作为专利文献1那样的实现触摸传感器的输入装置，存在静电电容方式、电阻膜式、光学式、电磁感应方式、使用压电片材的方式等。
作为使用压电片材的方式的例子，在专利文献2中有公开。压电片材方式与静电电容方式或电阻膜方式的触摸传感器不同，能够以其单体同时检测向传感器施加的压力和位置信息双方，能够对输入信息的多样性做出贡献。此外，在专利文献2中，作为压电片材的具体例，公开了使用了作为压电性高分子的聚乳酸的例子。
如在专利文献2中公开的那样，由聚乳酸构成的压电片材能够进行柔性化，此外，为通过1个元件同时检测位置信息和应力的优越的元件，但是，为了得到充分的电输出，需要在输入时根据该应力使压电片材某种程度地弯曲。由聚乳酸构成的压电片材由于针对片材的剪应力而产生电输出，但是，通过拉伸或压缩，不会得到充分的电输出。因此，为了得到较大的电输出，需要通过来自压电片材的垂直方向的挤压力使片材弯曲。例如，当考虑将该压电片材与智能电话的背侧的框体贴合或与框体成为整体来使用时，空间上难以通过在垂直方向上施加于片材的挤压力来使片材弯曲，而期望仅通过摩擦压电元件的表面而产生充分的电输出的压电片材。此外，智能电话等的框体表面不一定限于平面，由于确保设计性等理由，期望在其形状中，三维的凹凸较多，用于此处的压电元件为柔性的。
此外，作为压电纤维技术，在专利文献3中公开了对压电性高分子添加扭曲的取向的技术。在专利文献3中记载的压电纤维通过特殊的制造方法预先使纤维扭曲，由此，针对对纤维的拉伸或压缩得到电输出。可是，在专利文献3中，未完全示出针对对由摩擦纤维表面引起的剪应力产生充分的电输出并取出该电输出的技术。可是，将这样的压电纤维元件装入到智能电话的框体等而仅通过用手指等摩擦表面这样的比较小的施加应力就取出充分的电输出的情况是极困难的。
已知，通常单轴延伸取向的聚乳酸纤维对于针对延伸轴及其垂直方向的延伸或压缩应力几乎不产生极化，因此，以通过用手指等摩擦这样的纤维的表面而产生的比较小的施加应力，几乎不得到电输出。另一方面，已知发现了通过从与聚乳酸压电纤维的延伸轴既不平行也不垂直的方向施加力即施加剪应力来产生极化而作为压电体的功能。
在专利文献4中，公开了能够利用用手指等摩擦表面等比较小的施加应力取出电输出的纤维状的压电元件。在专利文献4中，作为该纤维状压电元件的结构要素即导电纤维而使用碳纤维。可是，在重复耐久性被要求的用途中应用了该纤维状压电元件的情况下，碳纤维的抗弯刚度弱，因此，纤维逐渐折断而不会得到定量的压电性，存在压电性能逐渐降低的可能性。此外，在将线绳状的压电元件用作接触式探针而要得到被测量物的高度或形状信息的情况下，碳纤维折断而顶端变锐，此外，因为碳纤维固有的刚性，存在将被测量物的表面损伤的可能性。
为了解决它们，之前本申请人们开发了如专利文献5所记载那样与压电元件有关的发明，所述压电元件包含由导电性纤维和压电性纤维构成的编织物，在前述编织物中，前述导电性纤维为芯，前述压电性纤维为将前述导电性纤维的周围包覆的包覆纤维。在该发明中，虽然得到能够利用比较小的施加应力来取出电输出的纤维状的压电元件，但是，根据电输出的观点进一步寻求改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-189792号公报；
专利文献2：日本特开2011-253517号公报；
专利文献3：日本特许第3540208号公报；
专利文献4：国际公开第2014/058077号；
专利文献5：国际公开第2016/175321号。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是鉴于上述的背景而完成的，在于提供即使利用由于比较小的变形而产生的应力也能够取出较大的电信号的压电构造体和使用其的设备。
用于解决课题的方案
本发明者们为了达成上述目的而专心讨论的结果是，发现了：当作为导电性纤维与压电性高分子的组合而使用通过压电性高分子包覆成为芯的导电性纤维的表面后的线绳状的包覆纤维来形成具有特定的构造的压电构造体时，与以往的压电元件比较，能够取出更大的电信号，到达了本发明。
即，本发明包含以下的发明。
1. 一种压电构造体，包含由导电性纤维和压电性纤维构成的编织物，在所述编织物中，所述导电性纤维为芯，所述压电性纤维为将所述导电性纤维的周围包覆的包覆纤维，其中，所述包覆纤维具有至少1个弯曲部，将所述压电构造体放置在水平面时的从所述水平面到所述压电构造体的最上部的高度比所述包覆纤维的直径大。
2. 根据上述1所述的压电构造体，其中，从所述水平面到所述压电构造体的最上部的高度为所述包覆纤维的直径的2倍以上。
3. 根据上述1或2所述的压电构造体，其中，所述包覆纤维在任意之处具有1个以上的结扣。
4. 根据上述1~3的任一项所述的压电构造体，其中，所述结扣从由装饰结、绳结和它们的组合构成的组选择。
5. 根据上述4所述的压电构造体，其中，所述结扣为装饰结，该装饰结从由人结、吉祥结、露结、15角笼目结、茗荷结、菊结和它们的组合构成的组选择。
6. 根据上述1~5的任一项所述的压电构造体，其中，所述导电性纤维的抗弯刚度为0.05×10-4N·m2/m以下。
7. 根据上述1~6的任一项所述的压电构造体，其中，所述导电性纤维为被金属涂敷后的有机纤维。
8. 根据上述1~7的任一项所述的压电构造体，其中，所述压电性纤维包含聚乳酸来作为主成分。
9. 根据上述8所述的压电构造体，其中，所述压电性纤维主要包含光学纯度为99%以上的聚-L-乳酸或聚-D-乳酸。
10. 根据上述1~9的任一项所述的压电构造体，其中，所述压电性纤维单轴取向并且包含晶体。
11. 根据上述1~10的任一项所述的压电构造体，其中，对向所述包覆纤维施加的应力的大小和/或施加的位置进行检测。
12. 根据上述11所述的压电构造体，其中，检测的所述应力为所述包覆纤维的表面与被接触物的表面之间的摩擦力。
13. 根据上述11所述的压电构造体，其中，检测的所述应力为对于所述包覆纤维的表面或顶端部的垂直方向的抵抗力。
14. 根据上述1~13的任一项所述的压电构造体，其中，所述包覆纤维由于伸长变形而输出电信号。
15. 根据上述1~14的任一项所述的压电构造体，其中，所述包覆纤维具有：由导电性纤维形成的芯部、以及以包覆所述芯部的方式由线绳状的压电性纤维形成的鞘部。
16. 根据上述15所述的压电构造体，其中，所述压电性纤维为包含使取向轴为3个轴时的压电常数d14的绝对值具有0.1pC/N以上1000pC/N以下的值的结晶性高分子来作为主成分的、压电性高分子，所述压电性高分子相对于由该压电性高分子包覆后的所述芯的中心轴的方向的、取向角度为15°以上75°以下，所述压电性高分子包括：将压电常数d14的值为正的结晶性高分子包含为主成分的P体、以及将负的结晶性高分子包含为主成分的N体，对于所述中心轴具有1cm的长度的部分，将沿Z捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的该P体的质量设为ZP，将沿S捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的该P体的质量设为SP，将沿Z捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的该N体的质量设为ZN，将沿S捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的该N体的质量设为SN，将（ZP+SN）和（SP+ZN）之中较小的一个设为T1，将较大的一个设为T2，此时，T1/T2的值为0以上0.8以下。
17. 根据上述1~16的任一项所述的压电构造体，其中，绝缘性纤维进一步包覆所述导电性纤维的周围。
18. 根据上述17所述的压电构造体，其中，在所述导电性纤维的周围沿Z捻向卷绕所述压电性纤维并且在所述导电性纤维的周围沿S捻向卷绕所述绝缘性纤维，或者，在所述导电性纤维的周围沿S捻向卷绕所述压电性纤维并且在所述导电性纤维的周围沿Z捻向卷绕所述绝缘性纤维。
19. 根据上述1~18的任一项所述的压电构造体，其中，在所述包覆纤维的外侧进一步设置有由导电性纤维构成的层。
20. 一种压电传感器，其中，使用了根据上述1~19的任一项所述的压电构造体。
21. 一种设备，其中，具备：
根据上述20所述的压电传感器；
放大单元，对根据施加的压力而从所述压电传感器输出的电信号进行放大；以及
输出单元，输出由所述放大单元放大后的电信号。
22. 根据上述21所述的设备，其中，所述设备还具备将从所述输出单元输出的电信号向外部设备发送的发送单元。
23. 一种设备，其中，具备：
根据上述20所述的压电传感器；
输出单元，根据施加的压力而从所述压电传感器输出电信号；以及
发送单元，将从所述输出单元输出的电信号向外部设备发送。
发明效果
根据本发明，能够提供即使利用由于比较小的变形而产生的应力也能够取出较大的电信号的压电构造体和使用其的设备。此外，在形成有装饰结等结扣的压电构造体的情况下，与未形成结扣的由以往的包覆纤维构成的压电元件的情况相比较，不仅能够取出更大的电信号，也能够提高作为压电构造体的美观（设计性），因此，能够在要求高的设计性的技术领域中广泛地应用这样的压电构造体。
附图说明
图1是对导电性纤维与压电性纤维的组合中的电信号的产生原理进行说明的示意性的剖面图。
图2是表示本发明的实施方式的压电构造体的结构的一个例子的示意图。
图3是表示本发明的实施方式的包覆纤维的优选的结构的一个例子的示意图。
图4是对取向角度θ的计算方法进行说明的示意图。
图5是示出具备本发明的压电构造体的传感器的框图。
图6是示出具备本发明的压电构造体的传感器中的包覆纤维与放大单元的连接例的示意图。
图7（a）是示出从未设置结扣的线绳状包覆纤维输出的电信号的一个例子的图，图7（b）是示出从设置有结扣的压电构造体输出的电信号的一个例子的图。
图8（a）和（b）是示出本发明的没有结扣的压电构造体的照片，图8（c）是示出针对多个不同的动作而从该压电构造体输出的电信号的图。
图9（a）是示出包含吉祥结和露结的组合的压电构造体的照片，图9（b）~（d）是分别示出针对“摇动”、“用手指夹住”和“拉伸”的动作而从该压电构造体输出的电信号的图。
图10（a）是示出包含吉祥结和露结的组合的压电构造体的颈链（choker）的照片，图10（b）~（d）是分别示出针对“颈的脉搏”、“喝饮料”和“咳嗽”的动作而从该颈链输出的电信号的图。
图11是示出包含15角笼目结的压电构造体的杯垫（coaster）的照片。
图12（a）~（c）是分别示出针对“用手指压”、“用烧杯（beaker）压”和“向烧杯注水”的动作而从包含15角笼目结的压电构造体的杯垫输出的电信号的图。
图13是示出包含茗荷结的压电构造体的照片。
图14（a）~（c）是分别示出针对“用手指压”、“摇动”和“纵向拉长”的动作而从包含茗荷结的压电构造体输出的电信号的图。
图15是示出包含菊结的压电构造体的钥匙保持器（key holder）的照片。
图16是实施方式的线绳状包覆纤维的剖面照片。
具体实施方式
首先，对本发明的导电性纤维与压电性纤维的组合中的电信号的产生原理进行说明。
图1是对导电性纤维与压电性纤维的组合中的电信号的产生原理进行说明的示意性的剖面图。将来自导电性纤维B的引出线连接于放大单元12的输入端子。在图1（a）中，在不向导电性纤维B和压电性纤维A施加外力的状态下，在导电性纤维B和压电性纤维A中均匀地分布正负各电荷。当开始向压电性纤维A施加外力时，如图1（b）所示那样，在压电性纤维A中产生极化，成为沿一个方向排列电荷的正负的状态。受到由于压电性纤维A的极化而产生的正负各电荷的排列的影响，从导电性纤维B流出负的电荷。该负的电荷的移动表现为微小的电信号的流动（即电流），放大单元12对该电信号进行放大，输出单元13输出由放大单元12放大后的电信号。图1（b）所示的极化状态只要针对压电性纤维A的外力被维持（固定）则继续。
当从针对压电性纤维A的外力被维持（固定）的状态（图1（b））起开始减少针对压电性纤维A的外力时，如图1（c）所示那样，在压电性纤维A中消除极化，成为在压电性纤维A中均匀地分布正负各电荷的状态。受到压电性纤维A中的正负各电荷的均匀分布的影响，向导电性纤维B流入负的电荷。该负的电荷的移动表现为微小的电信号的流动（即电流），通过放大单元12对该电信号进行放大，通过输出单元13输出放大后的电信号。再有，在针对压电性纤维A的外力增加的动作中的状态（图1（b））和从施加外力的状态起外力减少的状态（图1（c））下，负的电荷的移动的方向为相反方向，因此，在外力增加的动作和外力减少的动作中产生相反极性的电信号。例如，在压电性纤维A的伸长动作时产生正的电信号，在压电性纤维A的恢复动作时产生负的电信号。
在本发明中，伴随着针对压电性纤维A的伸长和恢复动作而产生的微小的电信号被放大单元12放大而被输出单元12输出，利用外部设备（未图示）中的运算处理，切分放大电信号是正或是负，检测压电性纤维A的伸长的有无和伸长的程度。例如，在外部设备（未图示）中，能够执行以下运算处理：对由放大单元12放大而从输出单元13输出的放大电信号进行时间积分，然后，在该积分值为规定的上限值以上时判定为“伸长动作”，在该积分值为不足规定的下限值时判定为“恢复动作”。再有，在本说明书中，根据向压电性纤维A施加的应力而产生电信号的记载与根据压电性纤维A的变形而产生电信号同义。
以下，对本发明详细地进行说明。
（压电构造体）
本发明的压电构造体包含由导电性纤维和压电性纤维构成的编织物，前述编织物的特征在于，前述导电性纤维为芯，前述压电性纤维为将前述导电性纤维的周围包覆的包覆纤维，前述包覆纤维具有至少一个弯曲部，将前述压电构造体放置在水平面时的从前述水平面到前述压电构造体的最上部的高度比前述包覆纤维的直径大。图2是表示本发明的实施方式的压电构造体的结构的一个例子的示意图，图2（a）示出俯视图，图2（b）示出侧面图。
当参照图2（a）时，压电构造体10由之后详细地说明的包覆纤维1构成，更具体的是具有在该包覆纤维1以形成弯曲部的方式设置结扣的构造。当将该压电构造体10放置在水平面时，如图2（b）所示那样，从水平面到压电构造体10的最上部的高度h比包覆纤维1的直径大。在该情况下，如图2（b）所示那样，包覆纤维1在结扣部分具有沿与平行于水平面的方向不同的多个方向取向的纤维轴。在对该压电构造体10例如从与水平面垂直的方向施加应力的情况下，在结扣部分的包覆纤维1产生多个由伸长造成的变形，由于这样的多个伸长变形而在压电构造体10中产生多个电信号。此外，该压电构造体10如上述那样具有沿多个方向取向的纤维轴，因此，不仅针对来自与水平面垂直的方向的应力而且针对来自其他各种方向的应力也产生伸长变形，能够使电信号产生。进一步来说，明显的是，由于这样的多个伸长变形而产生的电信号当然比由于1个伸长变形而产生的电信号大。此外，结扣部分被复杂地拘束，因此，针对特定的方向的应力而局部地集中应力，其结果是也存在产生的电信号变大的情况。因此，根据具有这样的构造的本发明的压电构造体，即使利用由于比较小的变形而产生的应力，也能够可靠地取出更大的电信号。进而，该压电构造体10具有沿多个方向取向的纤维轴，因此，存在根据施加的应力的方向或强度而伸长变形的方式或程度较大地发生变化的情况。在该情况下，输出的信号的强度或举动也发生变化，因此，也能够区别施加应力的动作。
与此对照地，在仅将1个包覆纤维1放置在水平面的情况下，虽然能够通过拉伸例如包覆纤维1的两端而使伸长变形产生，但是，不能针对来自其他各种方向的应力例如来自不与水平面平行的方向的应力而产生充分的伸长变形。进而，在仅将1个包覆纤维1放置在水平面的情况下，与本发明的压电构造体不同，针对1个应力施加而同时产生多个伸长变形也是困难的。因此，根据本发明的压电构造体，与由以往的包覆纤维构成的压电元件相比较，能够取出更大的电信号。
再有，在图2中，为了容易理解，作为本发明的压电构造体示出了具有结扣的结构，但是，本发明的压电构造体并不限定于这样的结构。即，本发明的压电构造体能够包含任意的构造，在所述任意的构造中，包覆纤维具有至少1个弯曲部，优选具有至少2个或至少3个弯曲部，并且，将压电构造体放置在水平面时的从水平面到该压电构造体的最上部的高度比包覆纤维的直径大。例如，本发明的压电构造体也包含在仅在包覆纤维设置弯曲部之后通过粘接剂等加固该弯曲部而能够维持该构造的结构。
根据本发明，从水平面到压电构造体10的最上部的高度只要比包覆纤维1的直径大即可而不被特别限定，但是，优选的是包覆纤维1的直径的2倍以上，更优选的是3倍以上。在压电构造体10具有这样的更大的高度的情况下，能够使包覆纤维1的纤维轴相对于配置有压电构造体10的面的倾斜更大。因此，针对向压电构造体10的来自特定方向的应力的施加例如来自与水平面垂直的方向的应力的施加，而能够在包覆纤维1中产生更大的伸长变形，作为其结果，能够从压电构造体10取出更大的电信号。此外，通过适当组合从水平面到压电构造体10的最上部的高度和包覆纤维1的弯曲部的数量，从而利用比较小的变形而从多个包覆纤维1的各个取出更大的电信号，由此，也能够取出作为整体极大的电信号。
在本发明中，“包覆纤维的直径”是指构成压电构造体的包覆纤维的最细的部分的直径。
在本发明的压电构造体10中，包覆纤维1优选在任意之处具有1个以上的结扣。通过设置结扣，从而能够在不使用粘接剂等的情况下更简单地形成压电构造体10，在所述压电构造体10中，包覆纤维1具有至少1个弯曲部并且从水平面到压电构造体10的最上部的高度比包覆纤维1的直径大。更优选的是，包覆纤维1在任意之处具有2、3、4或其以上的结扣。通过增加结扣的数量，从而能够形成包含许多包覆纤维1的压电构造体10，所述许多包覆纤维1具有沿各种方向取向的纤维轴。作为其结果，针对1个应力施加而同时产生多个伸长变形，由此，能够取出作为整体极大的电信号。
作为这样的结扣，能够采用对于本领域技术人员公知的任意的结扣，虽然不被特别限定，但是，例如能够采用从由装饰结、绳结和它们的组合构成的组选择的结扣。
作为装饰结，例如能够采用川岛美园著“図解はじめての飾り結び １補訂版”水曜社发行所记载的装饰结，具体的是淡路结（右上）、淡路结（左上）、葵结（一个绳的移动/左旋）、葵结（一个绳的移动/右旋）、四手淡路结、庄严结、华鬘结、本愿寺结（龟结）、总角结（总角结/人型）、总角结（总角结/入型）、菊结、菊结（楔结）、里菊结、十二片菊结、八重菊结、梅结、蝶结1、蝶结2、释迦结（释迦头）、玉结、四菱结、相生结、发饰结、10角笼目结、15角笼目结、六方绪缔结、几账结、二叶结、三叶结、梅花结、露结（男结/人型）、露结（女结/入型）、变化方结（square knot）（横）、变化方结（纵）、叶结、机结、角结（圆）、角结（角）、袈裟结、御守袋结（横）、御守袋结（纵）、玉房结、国结、扁带（三）、扁带（四）、扁带（五）、鳞带（平七）、鳞带（平九）、绳针织（平）、方绳（四）、方绳（六）、方绳（八）、圆绳（四）、圆绳（六）、左右结、蜷结、锁结、重叠四手淡路结、淡路系结、重叠淡路结、双玉结、三角系针织结、四边系针织结、长方形系针织结、风车结、风车结（一个绳的移动）、重叠几账结（上三角）、重叠几帐系结（下三角）、三井结、茗荷结、唐蝶结（向上）、唐蝶结（向下）、三角玉房结（向上）、三角玉房结（向下）、变化玉房结（菱花结）、长8字结、横8字结、四边系针织结（２方入）、长国结、横国结、二重御守袋结、太阳结、环太阳结、幸运伞结、开扇玉房结、云雀结、平结、七宝结（1次平结）、七宝结（1次半平结）、卷结、表梭织结、左上捻结、右上捻结、8字结、止结、缠结（缠绕（wrapping））等。在本发明中，例如，能够采用从由人结、吉祥结、露结、15角笼目结、茗荷结、菊结和它们的组合构成的组选择的装饰结。
作为绳结，例如，均能够采用杉浦昭典著“図解新・ロープの結び方”海文堂发行所记载的绳结，具体的是一重结、8字结、一结、捻结、卷结、二重结、舫结、腰掛结、轮投结、中间轮结、缔结、真结、一重系、绫系、思结、华鬘结、总角结、棒结、捕缚结、把手结（冠结（crownknot）、绳端结（wall knot）、绳端冠形结（wall and crown knot）、桶梁结（Matthew WalkerKnot）、握索结（diamond knot）、６股（strand）把手结）、箍结（3边3个形土耳其头（Turkshead）、4边3个形土耳其头、5边3个形土耳其头、多边3个形土耳其头、4个形土耳其头）等。此外，能够基于上述的文献的记载而容易地形成装饰结和绳结的具体的结扣。
再有，在本发明的压电构造体中，使用将多个包覆纤维束起后的纤维也可，例如，进一步用另外的纤维或层将该包覆纤维的周围包覆以使包覆纤维的直径为适当的尺寸，将多个像这样做得到的包覆纤维束起来使用也可。特别是在包含具有上述的装饰结的包覆纤维的压电构造体的情况下，（以单独的方式或）以束起多个的方式使用进一步用具有另外的各种形状（例如，线绳状、包芯纱状等）或颜色的纤维或层将包覆纤维的周围包覆后的纤维，由此，能够得到设计性更高的压电构造体。此时，将应该形成装饰结的线绳物做成压电包覆纤维也可，该线绳物的一部分使用压电包覆纤维也可。
（包覆纤维）
本发明的压电构造体包含用压电性高分子的纤维即压电性纤维将导电性纤维的表面包覆后的包覆纤维。图3是表示本发明的实施方式的包覆纤维的优选的结构的一个例子的示意图。如图3所示那样，包覆纤维1’具备：由导电性纤维B形成的芯部3、以及以包覆芯部3的方式由线绳状的压电性纤维A形成的鞘部2。再有，在图3中，如上述那样，作为包覆纤维1的优选的结构的一个例子而示出了线绳状包覆纤维1’，但是，本发明的包覆纤维1并不限定于这样的线绳状包覆纤维1’，能够包含由导电性纤维和压电性纤维构成的任意的形状的编织物。以下，对包覆纤维1的优选的结构的一个例子即线绳状包覆纤维1’更详细地进行说明。
在线绳状包覆纤维1’中，许多压电性纤维A将至少一个导电性纤维B的外周面致密地围绕。当在线绳状包覆纤维1’产生变形时，在许多压电性纤维A各个产生由变形引起的应力，由此，在许多压电性纤维A各个产生电场（压电效果），其结果是，在导电性纤维B产生叠加有将导电性纤维B围绕的许多压电性纤维A的电场后的电压变化。即，与不使用压电性纤维A的线绳状的鞘部2的情况相比较，来自导电性纤维B的电信号增大。由此，在线绳状包覆纤维1’中，利用根据比较小的变形产生的应力，也能够取出较大的电信号。再有，导电性纤维B也可以为多个。
线绳状包覆纤维1’优选针对向其中心轴（图3中的CL）方向的伸长变形而选择性地输出较大的电信号的纤维。
（针对伸长变形而选择性地输出较大的电信号的线绳状包覆纤维）
作为针对向中心轴方向的伸长变形而选择性地输出较大的电信号的线绳状包覆纤维1’，例如，作为压电性纤维A，能够使用压电性高分子，所述压电性高分子为单轴取向后的高分子的成型体并且作为主成分而包含使取向轴为3个轴时的压电常数d14的绝对值具有0.1pC/N以上1000pC/N以下的值的、结晶性高分子。在本发明中，“作为主成分而包含”是指占结构成分的50质量%以上。此外，在本发明中，结晶性高分子是指由1质量%以上的晶体部和晶体部以外的非晶部构成的高分子，结晶性高分子的质量是指将晶体部和非晶部合计后的质量。再有，d14的值根据成型条件或纯度和测定环境而示出不同的值，但是，在本发明中，测定实际上使用的压电性高分子中的结晶性高分子的晶体化度和晶体取向度，使用该结晶性高分子来制作具有与其同等的晶体化度和晶体取向度的单轴延伸膜，只要该膜的d14的绝对值在实际上使用的温度下示出0.1pC/N以上1000pC/N以下的值即可，作为本实施方式的压电性高分子所包含的结晶性高分子，并不限定于后述那样的特定的结晶性高分子。膜样品的d14的测定能够取公知的各种方法，但是，将在例如膜样品的两个表面蒸镀金属而做成电极后的样品切出为沿从延伸方向倾斜45度后的方向具有4个边的长方形，测定在沿其长方向施加拉伸荷重时在两个表面的电极产生的电荷，由此，能够测定d14的值。
此外，在针对向中心轴方向的伸长变形而选择性地输出较大的电信号的线绳状包覆纤维1’中，中心轴的方向与压电性高分子的取向方向形成的角度（取向角度θ）优选为15°以上75°以下。在满足该条件时，对线绳状包覆纤维1’赋予中心轴方向的伸长变形（拉伸应力和压缩应力），由此，高效率地利用压电性高分子所包含的结晶性高分子的压电常数d14所对应的压电效果，能够在线绳状包覆纤维1’的中心轴侧和外侧高效率地产生相反极性（相反符号）的电荷。从这样的观点出发，取向角度θ优选为25°以上65°以下，更优选为35°以上55°以下，进而优选为40°以上50°以下。当像这样配置压电性高分子时，压电性高分子的取向方向描绘螺旋。
此外，通过像这样配置压电性高分子，从而能够做成线绳状包覆纤维1’，所述线绳状包覆纤维1’针对摩擦线绳状包覆纤维1’的表面那样的剪切变形、或将中心轴弯曲那样的弯曲变形、或将中心轴作为轴的扭曲变形而不会在线绳状包覆纤维1’的中心轴侧和外侧产生较大的电荷，即，针对中心轴方向的伸长而选择性地产生较大的电荷。
取向角度θ尽可能通过下述的方法测定。拍摄线绳状包覆纤维1’的侧面照片，测定压电性高分子A’的螺距（helical pitch）HP。螺距HP如图4那样为1个压电性高分子A’从表面返回背面再次来到表面为止需要的、中心轴方向的直线距离。此外，在根据需要使用粘接剂固定构造后，切出与线绳状包覆纤维1’的中心轴垂直的剖面来拍摄照片，测定鞘部2占有的部分的外侧半径Ro和内侧半径Ri。在剖面的外缘和内缘为椭圆形或扁平的圆形的情况下，使长径和短径的平均值为Ro和Ri。根据下述式计算压电性高分子相对于中心轴的方向的取向角度θ。
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其中，，即为根据剖面积加权平均后的包覆纤维1的半径。
在线绳状包覆纤维1’的侧面照片中，压电性高分子具有均匀的表面，在不能判别压电性高分子的螺距的情况下，以通过中心轴的平面割断通过粘接剂等固定后的线绳状包覆纤维1’，进行广角X射线衍射分析，以使沿与割断面垂直的方向以通过中心轴的方式在充分狭窄的范围内透射X射线，决定取向方向而取与中心轴的角度而设为θ。
在本发明的线绳状包覆纤维1’中，存在关于沿着压电性高分子的取向方向描绘的螺旋而同时存在使螺旋方向（S捻向（twist direction）或Z捻向）或螺距不同的2个以上的螺旋的情况，但是，对各个螺旋方向和螺距的压电性高分子分别进行上述测定，任一个螺旋方向和螺距的压电性高分子需要满足前述的条件。
在沿着S捻的螺旋配置压电性高分子的取向方向的情况和沿着Z捻的螺旋配置相同的压电性高分子的取向方向的情况下，针对中心轴方向的伸长变形而在中心轴侧和外侧产生的电荷的极性为彼此相反的极性。因此，在与沿着S捻的螺旋配置同时沿着Z捻的螺旋配置压电性高分子的取向方向的情况下，针对伸长变形的产生电荷在S捻向和Z捻向彼此互相抵消而不能高效率地利用，因此，不是优选的。因此，上述的压电性高分子包括：将压电常数d14的值为正的结晶性高分子作为主成分包含的P体、以及将负的结晶性高分子作为主成分包含的N体，对于包覆纤维1的中心轴具有1cm的长度的部分，将沿Z捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的P体的质量设为ZP，将沿S捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的P体的质量设为SP，将沿Z捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的N体的质量设为ZN，将沿S捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的N体的质量设为SN，将（ZP+SN）和（SP+ZN）之中较小的一个设为T1，将较大的一个设为T2，此时，T1/T2的值优选为0以上0.8以下，进而优选为0以上0.5以下。
在作为本发明的压电性纤维而使用包含聚乳酸来作为主成分的纤维的情况下，聚乳酸中的乳酸单元优选为90摩尔%以上，更优选的是95摩尔%以上，进而优选的是98摩尔%以上。
再有，在线绳状包覆纤维1’中，只要达成本发明的目的，则在鞘部2中与压电性纤维A以外的其他的纤维组合来进行混纤等也可，在芯部3中与导电性纤维B以外的其他的纤维组合来进行混纤等也可。
包覆纤维1或线绳状包覆纤维1’的长度并不被特别限定，但是，在制造中被连续地制造，之后切断为希望的长度来利用也可。在作为实际的压电构造体的利用中，包覆纤维1或线绳状包覆纤维1’的长度为1mm~20m，优选的是1cm~10m，更优选的是10cm~5m。当长度过于短时存在对于压电构造体的形成不利的情况，此外，当长度过于长时存在导电性纤维B的电阻值的问题等且电输出降低等问题。
以下，对各结构详细地进行说明。
（导电性纤维）
作为导电性纤维B，只要是示出导电性的纤维即可，使用公知的所有导电性纤维。作为导电性纤维B，例如，可举出：金属纤维、由导电性高分子构成的纤维、碳纤维、由使纤维状或粒状的导电性填料（filler）分散后的高分子构成的纤维、或者在纤维状物的表面设置有具有导电性的层的纤维。作为在纤维状物的表面设置具有导电性的层的方法，可举出：金属涂敷、导电性高分子涂敷、导电性纤维的卷绕等。在其中，从导电性、耐久性、柔软性等观点出发也优选金属涂敷。作为对金属进行涂敷的具体的方法，可举出蒸镀、溅射、电解电镀、非电解电镀等，但是，从生产性等观点出发，优选电镀。这样的被电镀金属后的纤维能够称为金属电镀纤维。
作为被涂敷金属的基底的纤维，不论导电性的有无而能够使用公知的纤维，例如，除了聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酸（acryl）纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、氯乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、聚砜（polysulfone）纤维、聚醚（polyether）纤维、聚氨酯（polyurethane）纤维等合成纤维之外，还能够使用棉、麻纤维、丝等天然纤维、醋酸酯（acetate）等半合成纤维、人造纤维、铜氨纤维等再生纤维。基底的纤维并不限定于这些，能够任意使用公知的纤维，将这些纤维组合使用也可。
在基底的纤维涂敷的金属示出导电性，只要起到本发明的效果，则使用哪一个都可以。例如，能够使用金、银、铂、铜、镍、锡、锌、钯、硫化铜等以及它们的混合物或合金等。
当对于导电性纤维B而使用进行有屈曲耐性的金属涂敷后的有机纤维时，导电性纤维折断的情况非常少，作为使用了压电构造体的传感器的耐久性或安全性优越。
导电性纤维B可以使用将多个纤维丝束起的多纤维丝，此外，也可以使用由1个纤维丝构成的单纤维丝。多纤维丝根据电特性的长稳定性的观点更优选。在单纤维丝（包含纱）的情况下，其单线直径为1μm~5000μm，优选的是2μm~100μm。进而优选的是3μm~50μm。在多纤维丝的情况下，作为纤维丝数量，优选1个~100000个，更优选的是5个~500个，进而优选的是10个~100个。但是，导电性纤维B的细度、个数是指在制作线绳时使用的芯部3的细度、个数，假设由多个单线（单纤维丝）形成的多纤维丝也数为一个导电性纤维B。在此，芯部3是指即使在使用了导电性纤维以外的纤维的情况下也为包含其的整体的量。
当纤维的直径小时，强度降低，处理变得困难，此外，在直径大的情况下，柔性成为牺牲。作为导电性纤维B的剖面形状，根据包覆纤维的设计和制造的观点，优选的是圆或者椭圆，但是，并不限定于此。
此外，为了高效率地取出来自压电性高分子的电输出，电阻低是优选的，作为体积电阻率，优选的是10-1Ω·cm以下，更优选的是10-2Ω·cm以下，进而优选的是10-3Ω·cm以下。但是，只要在电信号的检测中得到充分的强度，则导电性纤维B的电阻率并不在此限。
关于导电性纤维B，从本发明的用途出发，对于重复的弯曲或扭曲等动作，耐性是必须的。作为其指标，优选结节强度（knot strength）更大的情况。结节强度能够由JISL1013 8.6的方法测定。作为在本发明中适当的结节强度的程度，优选的是0.5cN/dtex以上，更优选的是1.0cN/dtex以上，进而优选的是1.5cN/dtex以上，最优选的是2.0cN/dtex以上。此外，作为另一指标，优选抗弯刚度更小的情况。通常，抗弯刚度由keskato（股份）制KES-FB2纯弯曲试验机等测定装置测定。作为在本发明中适当的抗弯刚度的程度，比东邦tenax（股份）制的碳纤维“tenax”（注册商标）HTS40-3K小更优选。具体地，导电性纤维的抗弯刚度优选为0.05×10-4N·m2/m以下，更优选为0.02×10-4N·m2/m以下，进而优选为0.01×10-4N·m2/m以下。
（压电性纤维）
作为压电性纤维A的材料即压电性高分子，能够利用聚偏二氟乙烯或聚乳酸那样的示出压电性的高分子，但是，在本实施方式中，如上述那样，压电性纤维A优选包含使取向轴为3个轴时的压电常数d14的绝对值高的结晶性高分子特别是聚乳酸来作为主成分。关于聚乳酸，由于在例如熔融纺丝之后通过延伸容易地进行取向来示出压电性而不需要在聚偏二氟乙烯等中需要的电场取向处理的方面，生产性优越。可是，该情况并不意图在实施本发明时排除聚偏二氟乙烯等压电性材料的使用。
作为聚乳酸，根据其晶体构造，存在将L-乳酸、L-丙交酯聚合而成的聚-L-乳酸、将D-乳酸、D-丙交酯聚合而成的聚-D-乳酸、进而由它们的混合构造构成的立构复合聚乳酸等，但是，只要是示出压电性的聚乳酸，则都能够利用。根据压电系数的高低的观点，优选的是聚-L-乳酸、聚-D-乳酸。聚-L-乳酸、聚-D-乳酸分别针对相同的应力而极化相反，因此，也能够根据目的将它们组合来使用。
关于聚乳酸的光学纯度，优选的是99%以上，更优选的是99.3%以上，进而优选的是99.5%以上。当光学纯度为不足99%时，存在压电系数显著降低的情况，存在难以通过压电性纤维A的形状变化来得到充分的电信号的情况。特别地，压电性纤维A作为主成分包含聚-L-乳酸或聚-D-乳酸，它们的光学纯度为99%以上是优选的。
将聚乳酸作为主成分的压电性纤维A在制造时延伸，在其纤维轴方向上单轴取向。进而，关于压电性纤维A，优选的是不仅在其纤维轴方向上单轴取向而且包含聚乳酸的晶体的纤维，更优选的是包含单轴取向的聚乳酸的晶体的纤维。原因是因为，聚乳酸由于其结晶性高和单轴取向而示出更大的压电性，d14的绝对值变高。
通过均质PLA晶体化度Xhomo（%）和晶体取向度Ao（%）求取结晶性和单轴取向性。作为本发明的压电性纤维A，均质PLA晶体化度Xhomo（%）和晶体取向度Ao（%）优选满足下述式（1）。
。
在不满足上述式（1）的情况下，存在如下可能性：结晶性和/或单轴取向性不充分，针对动作的电信号的输出值降低或针对特定方向的动作的信号的灵敏度降低。上述式（1）的左边的值更优选0.28以上，进而优选0.3以上。在此，按照下述求取各个值。
均质聚乳酸晶体化度Xhomo：
根据利用广角X射线衍射分析（WAXD）的晶体构造解析求取均质聚乳酸晶体化度Xhomo。在广角X射线衍射分析（WAXD）中，使用（股份）Rigaku制ultrax18型X射线衍射装置通过透射法在以下条件下将样品的X射线衍射图形记录在成像板中。
X射线源：Cu-Kα线（共焦反射镜）
输出：45kV×60mA
狭缝：1st：1mmΦ，2nd：0.8mmΦ
摄像机长度：120mm
累计时间：10分
样品：将35mg的聚乳酸纤维并线而做成3cm的纤维束。
在得到的X射线衍射图形中遍及方位角求取总散射强度Itotal，在此求取在2θ=16.5°、18.5°、24.3°附近出现的源自均质聚乳酸晶体的各衍射峰值的积分强度的总和∑IHMi。根据这些值按照下式（2），求取均质聚乳酸晶体化度Xhomo。
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再有，∑IHMi通过在总散射强度中减去背景或由非晶造成的漫反射来计算。
（2）晶体取向度Ao：
关于晶体取向度Ao，在通过上述的广角X射线衍射分析（WAXD）得到的X射线衍射图形中，针对在矢径方向的2θ=16.5°附近出现的源自均质聚乳酸晶体的衍射峰值而取得相对于方位角（°）的强度分布，根据得到的分布剖面图的半高宽的总计∑wi（°）由下式（3）计算。
。
再有，聚乳酸为水解比较快的聚酯，因此，在耐湿热性为问题的情况下，也可以添加公知的、异氰酸盐化合物、恶唑啉化合物、环氧化合物、碳化二亚胺化合物等水解防止剂。此外，也可以根据需要添加磷酸类化合物等氧化防止剂、增塑剂、光劣化防止剂等来进行物性改良。
压电性纤维A可以为将多个纤维丝束起的多纤维丝，此外，也可以为由1个纤维丝构成的单纤维丝。在单纤维丝（包含纱）的情况下，其单线直径为1μm~5mm，优选的是5μm~2mm，进而优选的是10μm~1mm。在多纤维丝的情况下，其单线直径为0.1μm~5mm，优选的是2μm~100μm，进而优选的是3μm~50μm。作为多纤维丝的纤维丝数量，优选1个~100000个，更优选的是50个~50000个，进而优选的是100个~20000个。但是，关于压电性纤维A的细度、个数，为制作线绳时的每1个载体的细度、个数，假设由多个单线（单纤维丝）形成的多纤维丝也数为一个压电性纤维A。在此，在1个载体之中，即使在使用了压电性纤维以外的纤维的情况下，也为包含其的整体的量。
为了将这样的压电性高分子做成压电性纤维A，只要起到本发明的效果，则均能够采用用于从高分子纤维化的公知的方法。例如，能够采用将压电性高分子挤压成型来进行纤维化的方法、将压电性高分子熔融纺丝来进行纤维化的方法、通过干式或湿式纺丝将压电性高分子纤维化的方法、通过静电纺丝将压电性高分子纤维化的方法、在形成薄膜之后将其切得细的方法等。关于这些纺丝条件，只要根据所采用的压电性高分子来应用公知的方法即可，通常只要采用工业上生产容易的熔融纺丝法即可。进而，在形成纤维后将所形成的纤维延伸。由此形成单轴延伸取向且包含晶体的示出较大的压电性的压电性纤维A。
此外，关于压电性纤维A，在将如上述那样制作的纤维做成线绳之前，能够进行染色、捻线、并线、热处理等处理。
进而，关于压电性纤维A，存在在形成线绳时纤维彼此摩擦而断线或出现绒毛的情况，因此，其强度和耐磨耗性高更优选，强度优选为1.5cN/dtex以上，更优选为2.0cN/dtex以上，进而优选为2.5cN/dtex以上，最优选为3.0cN/dtex以上。能够通过JIS L10959.10.2B法等评价耐磨耗性，摩擦次数优选100次以上，更优选的是1000次以上，进而优选的是5000次以上，最优选的是10000次以上。用于提高耐磨耗性的方法并不被特别限定，能够使用公知的所有方法，例如，能够提高晶体化度或者添加微粒子或者进行表面加工。此外，在对线绳进行加工时，也能够对纤维涂敷润滑剂来减少摩擦。
此外，压电性纤维的收缩率与前述的导电性纤维的收缩率的差小是优选的。当收缩率差大时，存在在线绳制作后的后处理工序或实际使用时由于施加热时或随时间变化而线绳弯曲或者压电信号变弱的情况。在通过后述的沸水收缩率将收缩率定量化后的情况下，压电性纤维的沸水收缩率S（p）和导电性纤维的沸水收缩率S（c）优选满足下述式（4）。
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上述式（4）的左边更优选为5以下，如果为3以下则进而优选。
此外，压电性纤维的收缩率与导电性纤维以外的纤维例如绝缘性纤维的收缩率的差也小是优选的。当收缩率差大时，存在在线绳制作后的后处理工序或实际使用时由于施加热时或随时间变化而线绳弯曲或者压电信号变弱的情况。在通过沸水收缩率将收缩率定量化后的情况下，压电性纤维的沸水收缩率S（p）和绝缘性纤维的沸水收缩率S（i）优选满足下述式（5）。
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上述式（5）的左边更优选为5以下，如果为3以下则进而优选。
此外，压电性纤维的收缩率小更优选。例如，在使用沸水收缩率将收缩率定量化后的情况下，关于压电性纤维的收缩率，优选的是15%以下，更优选的是10%以下，进而优选的是5%以下，最优选的是3%以下。作为降低收缩率的方案，能够应用公知的所有方法，例如，能够通过利用热处理降低非晶部的取向缓和或晶体化度来降低收缩率，实施热处理的定时并不被特别限定，可举出延伸后、捻线后、线绳化后等。再有，假设上述的沸水收缩率由以下的方法测定。通过框周1.125m的测量机制作卷数20次的卷线轴，施加0.022cN/dtex的负荷，吊在刻度板来测定了初始的卷线轴长度L0。之后，将该卷线轴在100℃的沸腾水浴中进行30分钟处理后，放冷再次施加上述负荷吊在刻度板来测定了收缩后的卷线轴长度L。使用所测定的L0和L通过下述式（6）计算沸水收缩率。
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（包覆）
导电性纤维B或芯部3的表面被由压电性高分子形成的压电性纤维A包覆。关于包覆导电性纤维B的压电性纤维层或鞘部2的厚度，优选的是1μm~10mm，更优选的是5μm~5mm，进而优选的是10μm~3mm，最优选的是20μm~1mm。当过于薄时存在在强度的方面成为问题的情况，此外，当过于厚时存在难以取出电输出的情况。
在线绳状包覆纤维1’中，鞘部2的压电性纤维A的总细度为芯部3的导电性纤维B的总细度的1/2倍以上、20倍以下是优选的，更优选的是1倍以上、15倍以下，进而优选的是2倍以上、10倍以下。当压电性纤维A的总细度相对于导电性纤维B的总细度过于小时，包围导电性纤维B的压电性纤维A过于少而导电性纤维B不能输出充分的电信号，进而存在导电性纤维B与接近的其他的导电性纤维接触的可能性。当压电性纤维A的总细度相对于导电性纤维B的总细度过于大时，包围导电性纤维B的压电性纤维A过于多而线绳状包覆纤维1’变硬而难以变形。即，在哪一个情况下压电构造体10作为传感器都不会充分地发挥作用。
在此所说的总细度是指构成鞘部2的压电性纤维A全部的细度的和，例如，在通常的8股搓线绳的情况下，为8个纤维的细度的总和。
此外，在线绳状包覆纤维1’中，鞘部2的压电性纤维A的每一个的细度为导电性纤维B的总细度的1/20倍以上、2倍以下是优选的，更优选的是1/15倍以上、1.5倍以下，进而优选的是1/10倍以上、1倍以下。当压电性纤维A每一个的细度相对于导电性纤维B的总细度过于小时，压电性纤维A过于少而导电性纤维B不能输出充分的电信号，进而存在压电性纤维A切断的可能性。当压电性纤维A每一个的细度相对于导电性纤维B的总细度过于大时，压电性纤维A过于粗而包覆纤维1变硬而难以变形。即，在哪一个情况下压电构造体10作为传感器都不会充分地发挥作用。
再有，在对于导电性纤维B而使用了金属纤维的情况或者将金属纤维混纤到导电性纤维B或压电性纤维A中的情况下，细度的比率不在上述的限度。这是因为，在本发明中，上述比率根据接触面积或包覆率即面积和体积的观点是重要的。例如，在各个纤维的比重超过2那样的情况下，纤维的平均截面积的比率为上述细度的比率是优选的。
压电性纤维A与导电性纤维B尽可能紧贴是优选的，但是，为了改良紧贴性，也可以在导电性纤维B与压电性纤维A之间设置锚定层或粘接层等。
包覆的方法采取将导电性纤维B作为芯并且在其周围卷绕压电性纤维A的方法。另一方面，关于压电性纤维层的形状，只要能够针对施加的应力而取出电信号，则并不被特别限定，但是，在线绳状包覆纤维1’的情况下，优选具有芯部3的8股搓线绳或16股搓线绳。
作为导电性纤维B和压电性纤维A的形状，并不被特别限定，但是优选尽可能接近同心圆状。再有，在将多纤维丝用作导电性纤维B的情况下，只要压电性纤维A以接触导电性纤维B的多纤维丝的表面（纤维周面）的至少一部分的方式来包覆即可，压电性纤维A包覆于构成多纤维丝的全部的纤维丝表面（纤维周面）也可，此外不包覆也可。只要考虑作为压电性元件的性能、操作性等来适当设定向构成导电性纤维B的多纤维丝的内部的各纤维丝的压电性纤维A的包覆状态即可。
本发明中的包覆纤维1包含至少1个导电性纤维，但是，导电性纤维并不限定于1个，也可以更多。
本发明中的包覆纤维1不需要在其表面存在电极，因此，不需要进一步将包覆纤维1本身包覆，此外，存在难以进行错误工作这样的优点。
（绝缘性纤维）
在本发明的包覆纤维1中，也可以用绝缘性纤维进一步包覆导电性纤维B的周围。更具体地，在线绳状包覆纤维1’中，鞘部2仅由压电性纤维A形成也可，或者，由压电性纤维A和绝缘性纤维的组合形成也可。例如，也可以在导电性纤维B的周围沿Z捻向卷绕压电性纤维A并且在导电性纤维B的周围沿S捻向卷绕绝缘性纤维，或者，在导电性纤维B的周围沿S捻向卷绕压电性纤维A并且在导电性纤维B的周围沿Z捻向卷绕绝缘性纤维。
作为这样的绝缘性纤维，例如，除了聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯酸纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、氯乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、聚砜纤维、聚醚纤维、聚氨酯纤维等合成纤维之外，还能够使用棉、麻纤维、丝等天然纤维、醋酸酯等半合成纤维、人造纤维、铜氨纤维等再生纤维。并不限定于这些，能够任意使用公知的绝缘性纤维。进而，也可以将这些绝缘性纤维组合来使用，也可以采用与不具有绝缘性的纤维组合而作为整体具有绝缘性的纤维。
此外，也能够使用公知的所有剖面形状的纤维。
（制造方法）
本发明的压电构造体包含用压电性纤维A将至少1个导电性纤维B的表面包覆后的包覆纤维。作为该包覆纤维的制造方法，可举出以下的方法。即，为通过各自的工序制作导电性纤维B和延伸的压电性纤维A并将压电性纤维A卷绕于导电性纤维B来包覆的方法。在该情况下，优选以尽可能接近同心圆状的方式包覆。
在该情况下，作为将聚乳酸用作形成压电性纤维A的压电性高分子的情况下的优选的纺丝、延伸条件，熔融纺丝温度优选150~250℃，延伸温度优选40~150℃，延伸倍率优选1.1倍至5.0倍，晶体化温度优选80~170℃。
作为在导电性纤维B卷绕的压电性纤维A，可以使用将多个纤维丝束起的多纤维丝，此外，也可以使用单纤维丝（包含纱）。此外，作为被卷绕压电性纤维A的导电性纤维B，可以使用将多个纤维丝束起的多纤维丝，此外，也可以使用单纤维丝（包含纱）。
作为卷绕包覆的方式，例如，通过将压电性纤维A做成编织管那样的方式并且将导电性纤维B作为芯插入到该编织管中来进行包覆也可。此外，通过将导电性纤维B作为芯线而在其周围将压电性纤维A制绳来制作管状搓线物（Tubular Braid）来进行包覆也可。在将压电性纤维A用作单纤维丝的情况下，其单线直径为1μm~5mm，优选的是5μm~2mm，进而优选的是10μ~1mm。在用作多纤维丝的情况下，其单线直径为0.1μm~5mm，优选的是2μm~100μm，进而优选的是3μm~50μm。作为多纤维丝的纤维丝数量，优选1个~100000个，更优选的是50个~50000个，进而优选的是100个~20000个。
本发明的压电构造体能够使用由以上那样的方法制造的包覆纤维来通过任意的适当的方法来制造。例如，在包覆纤维设置至少1个弯曲部之后通过粘接剂等加固该至少1个弯曲部而压电构造体能够维持三维的构造也可。或者此外，根据本发明的优选的实施方式，在包覆纤维的任意之处形成1个以上的结扣也可。根据这样的方法，能够在不使用粘接剂等的情况下更简单地形成压电构造体，在所述压电构造体中包覆纤维具有至少1个弯曲部并且从水平面到压电构造体的最上部的高度比包覆纤维的直径大。再有，关于结扣，均能够使用公知的结扣手法，形成多个相同的结扣也可，形成多个不同种也可。作为公知的结扣手法，已知有装饰结和绳结，均能够应用它们的组合等。例如，均能够采用川岛美园著“図解はじめての飾り結び １補訂版”水曜社发行所记载的装饰结或杉浦昭典著“図解 新・ロープの結び方”海文堂发行所记载的绳结等，能够基于这些文献的记载而容易地形成具体的结扣。例如以单独的方式或以束起多个的方式使用进一步用具有另外不同的形状（例如，线绳状、包芯纱状等）或颜色的纤维或层将包覆纤维的周围包覆后的纤维，由此，形成这些结扣也可。这样的包覆纤维通过例如在包覆纤维的周围将具有另外的各种颜色的纤维卷绕成线绳状或包芯纱状来形成也可，或者通过将本发明的包覆纤维插入到线绳状或包芯纱状的绳中来形成也可。
（保护层）
也可以在本发明的包覆纤维1的最外侧表面设置保护层。该保护层为绝缘性是优选的，从柔性等观点出发，更优选由高分子构成的保护层。在使保护层具有绝缘性的情况下，当然，在该情况下每个保护层进行变形或者在保护层上进行摩擦，但是，只要这些外力到达至压电性纤维A而能够引起其极化，则没有特别限定。作为保护层，不限定于利用高分子等的涂敷形成的保护层，可以卷绕薄膜、布帛、纤维等，或者也可以为组合了它们的保护层。
作为保护层的厚度而尽可能薄更容易将剪应力传递至压电性纤维A，但是，当过于薄时容易产生保护层本身被破坏等问题，因此，优选的是10nm~200μm，更优选的是50nm~50μm，进而优选的是70nm~30μm，最优选的是100nm~10μm。
此外，将噪声减少作为目的而在包覆纤维1的外侧进一步设置电磁波屏蔽层也可。电磁波屏蔽层并不被特别限定，但是，也可以涂敷导电性的物质，也可以卷绕具有导电性的薄膜、布帛、纤维等。作为电磁波屏蔽层的体积电阻率，优选的是10-1Ω·cm以下，更优选的是10-2Ω·cm以下，进而优选的是10-3Ω·cm以下。但是，只要得到电磁波屏蔽层的效果，则电阻率不在此限。该电磁波屏蔽层可以设置在鞘的压电性纤维A的表面，也可以设置在前述的保护层的外侧。当然，也可以层叠多层电磁波屏蔽层和保护层，其顺序也根据目的来适当决定。
进而，也能够设置多层由压电性纤维构成的层或者设置多层由用于取出信号的导电性纤维构成的层。当然，关于这些保护层、电磁波屏蔽层、由压电性纤维构成的层、由导电性纤维构成的层，根据其目的来适当决定其顺序和层数。再有，作为卷绕的方法，例如可举出在线绳状包覆纤维1’的情况下在鞘部2的进一步外层形成或者覆盖线绳构造的方法。
（作用）
本发明的压电构造体能够用作对向压电构造体施加应力的情况、应力的大小、施加的位置等进行检测的传感器，所述传感器如果通过对表面进行压、摩擦或摇动等来对压电性高分子提供剪应力则能够取出电输出。
再有，在形成有结扣的压电构造体的情况下，如上述那样，与未形成结扣的由以往的包覆纤维构成的压电元件的情况相比较，能够取出更大的电信号，因此，能够通过利用这样的压电构造体而制造提高了感测性能的传感器。此外，也能够通过形成装饰结等结扣来提高作为压电构造体的美观（设计性），因此，在要求高的设计性的技术领域中也能够广泛地应用。
（压电构造体的应用技术）
本发明的压电构造体为哪一个情况都能够将向表面的接触、压力、形状变化、振动等作为电信号输出，因此，能够用作对向压电构造体施加的应力的大小和/或施加的位置进行检测的传感器。图5是示出具备本发明的压电构造体的传感器的框图。只要构成由本发明的压电构造体10、对根据施加的应力而从压电构造体10输出的电信号进行放大的放大单元12、输出由放大单元12放大后的电信号的输出单元13、以及将从输出单元13输出的电信号向外部设备（未图示）发送的发送单元14构成的压电传感器11，则能够基于根据向压电构造体10的表面的接触、压力、形状变化、振动而输出的电信号通过外部设备（未图示）中的运算处理来对向压电构造体10施加的应力的大小和/或施加的位置进行检测。或者，在压电传感器11内设置基于从输出单元13输出的电信号来运算向压电构造体10施加的应力的大小和/或施加的位置的运算单元（未图示）也可。
放大单元12也可以由例如各种电子电路构筑，或者也可以被构筑为由在处理器上进行工作的软件程序安装的功能模块，或者也可以由各种电子电路和软件程序的组合构筑。作为处理器，例如存在CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）、DSP（digitalsignal processor，数字信号处理器）、LSI（large scale integration，大规模集成）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路）、FPGA（Field-ProgrammingGate Array，现场编程门阵列）等。此外，输出单元13也可以由例如各种连接器单独构筑，或者也可以被构筑为与发送单元14整体化后的通信装置。此外或者，也可以由将放大单元12、输出单元13和发送单元14的功能汇总而写入软件程序的集成电路或微处理器等实现。再有，只要根据构成的传感器来适当决定使由发送单元14进行的发送方式为根据无线的方式或根据有线的方式即可。此外，也能够使用与上述传感器同样的结构实现接触式探针。
此外，不仅能够组合放大单元来使用，也能够组合除去噪声的单元或与其他的信号组合来进行处理的单元等公知的信号处理单元。能够根据目的适当改变这些单元的连接的顺序。当然，也可以在将从压电构造体10输出的电信号直接向外部设备发送之后对其进行信号处理。此外，例如，作为从压电构造体10输出的电信号的大小，不使用电流值或电压值等那样的信号强度本身而使用它们的值的微分值或其他运算值也可。例如，如果为微分值，则能够高精度地取得急剧的电信号的变化，或者，如果为积分值，则能够进行基于变形的大小的解析。
图6是示出具备本发明的压电构造体的传感器中的包覆纤维更具体的是线绳状包覆纤维与放大单元的连接例的示意图。图6的放大单元12相当于参照图5来说明的单元，但是，关于图5的输出单元13和发送单元14，在图6中省略了图示。在构成具备压电构造体10的传感器的情况下，例如将压电构造体10中的来自线绳状包覆纤维1’的导电性纤维B的引出线连接于放大单元12的输入端子，将压电性纤维A连接于接地（接地）端子。
产业上的可利用性
本发明的压电构造体有柔软性，也具有美观，因此，考虑非常广泛的用途。作为本发明的由压电构造体构成的设备的具体的例子，可举出做成包含帽子或手套、袜子等穿着的衣服、护具（supporter）、手帕状等形状的触摸面板、人或动物的表面压敏传感器、例如做成手套或腰带、护具等形状的感知关节部的弯曲、扭曲、伸缩的传感器。例如，在用于人的情况下，对接触或动作进行检测，能够用作医疗用途等的关节等的动作的信息收集、娱乐（amusement）用途、用于开动失去的组织或机器人的接口。此外，能够用作模仿了动物或人型的玩偶或机器人的表面压敏传感器、感知关节部的弯曲、扭曲、伸缩的传感器。此外，能够用作床单或枕头等寝具、鞋底、手套、椅子、地毯、布袋、旗、装饰用的首饰（项链（necklace）、手镯、耳饰）等的表面压敏传感器或形状变化传感器。
例如，如果为纱带（misanga）那样的形状且在手腕周围经常密接的首饰形状，则能够在穿戴者无意识的情况下经常感测脉搏跳动，此外，当采用特别是颈链那样在脖子周围与皮肤经常密接那样的形状时，能够在穿戴者未特别意识的情况下利用信号强度区别感测脉搏跳动、咽喉的活动（咽下东西时）、咽喉的活动（咳嗽时）。
进而，本发明的设备具有柔软性，因此，通过贴附或包覆于所有构造物的整体或一部分的表面，从而能够用作具有美观的表面压敏传感器、形状变化传感器。
实施例
以下，通过实施例对本发明进一步具体地进行记载，但是，本发明并不由此受到任何的限定。
在以下的实施例中，作为本发明的包覆纤维而使用在以下说明的线绳状包覆纤维1-2，其通过以下的方法制造。
在线绳状包覆纤维中使用的压电性纤维的特性通过以下的方法决定。
（1）聚-L-乳酸晶体化度Xhomo：
根据利用广角X射线衍射分析（WAXD）的晶体构造解析求取聚-L-乳酸晶体化度Xhomo。在广角X射线衍射分析（WAXD）中，使用（股份）Rigaku制ultrax18型X射线衍射装置通过透射法在以下条件下将样品的X射线衍射图形记录在成像板中。
X射线源：Cu-Kα线（共焦反射镜）
输出：45kV×60mA
狭缝：1st：1mmΦ，2nd：0.8mmΦ
摄像机长度：120mm
累计时间：10分
样品：将35mg的聚乳酸纤维并线而做成3cm的纤维束。
在得到的X射线衍射图形中遍及方位角求取总散射强度Itotal，在此求取在2θ=16.5°、18.5°、24.3°附近出现的源自聚-L-乳酸晶体的各衍射峰值的积分强度的总和∑IHMi。根据这些值按照下式（3），求取聚-L-乳酸晶体化度Xhomo。
[数式3]
。
再有，∑IHMi通过在总散射强度中减去背景或由非晶造成的漫反射来计算。
（2）聚-L-乳酸晶体取向度A：
关于聚-L-乳酸晶体取向度A，在通过上述的广角X射线衍射分析（WAXD）得到的X射线衍射图形中，针对在矢径方向的2θ=16.5°附近出现的源自聚-L-乳酸晶体的衍射峰值而取得相对于方位角（°）的强度分布，根据得到的分布剖面图（profile）的半高宽的总计∑wi（°）由下式（4）计算。
[数式4]
。
（3）聚乳酸的光学纯度
采取构成线绳状包覆纤维的1个（在多纤维丝的情况下为1束）聚乳酸纤维0.1g，添加5摩尔/升浓度的氢氧化钠水溶液1.0mL和甲醇1.0mL，设置在设定为65℃的水浴振动器中，在聚乳酸成为均匀溶液之前进行30分左右水解，进而在水解完成后的溶液中添加0.25摩尔/升的硫酸进行中和直到pH7，采取0.1mL该分解溶液利用高效液相色谱法（HPLC）流动相溶液3ml进行稀释，利用膜滤器（0.45μm）进行了过滤。进行该调整溶液的HPLC测定，将L-乳酸单体和D-乳酸单体的比率定量。在1个聚乳酸纤维不满足于0.1g的情况下，配合可采取的量调整其他的溶液的使用量，供HPLC测定的样品溶液的聚乳酸浓度由于与上述同等所以为100分之一的范围。
<HPLC测定条件>
柱（column）：（股份）住化分析中心公司制“SUMICHIRAL（注册商标）”OA-5000（4.6mmϕ×150mm）、
流动相：1.0毫摩尔/升的硫酸铜水溶液
流动相流量：1.0毫升/分
检测器：UV检测器（波长254nm）
注入量：100微升。
当将源自L乳酸单体的峰值面积设为SLLA且将源自D-乳酸单体的峰值面积设为SDLA时，SLLA和SDLA与L-乳酸单体的摩尔浓度MLLA和D-乳酸单体的摩尔浓度MDLA分别成比例，因此，将SLLA和SDLA之中较大的一个的值设为SMLA，光学纯度通过下述式（5）计算。
[数式5]
。
（聚乳酸的制造）
聚乳酸通过以下的方法制造。
对L-丙交酯（（股份）武藏野化学研究所制、光学纯度100%）100重量份添加0.005重量份的辛酸锡并在氮环境下通过带有搅拌翼的反应机在180℃下反应2小时，对辛酸锡添加1.2倍当量的磷酸，之后，在13.3Pa下减压除去残存的丙交酯，进行切片（chip）化，得到了聚-L-乳酸（PLLA1）。得到的PLLA1的重量平均分子量为15.2万，玻化温度（Tg）为55℃，熔点为175℃。
（压电性纤维）
从24孔的盖以20g/min涌出在240℃下熔融后的PLLA1，以887m/min取回。以80℃、2.3倍对该未延伸多纤维丝线进行延伸，并在100℃下进行热固定处理，由此，得到了84dTex/24纤维丝的多纤维丝单轴延伸线PF1。此外，从12孔的盖以8g/min涌出在240℃下熔融后的PLLA1，以1050m/min取回。以80℃、2.3倍对该未延伸多纤维丝线进行延伸，并在150℃下进行热固定处理，由此，得到了33dTex/12纤维丝的多纤维丝单轴延伸线PF2。将这些压电性纤维PF1和PF2用作压电性高分子。PF1和PF2的聚-L-乳酸晶体化度、聚-L-乳酸晶体取向度和光学纯度通过上述的方法测定，如表1那样。
[表1]
表1
压电性纤维 聚-L-乳酸晶体化度X<sub>homo</sub>[%] 聚-L-乳酸晶体取向度A[%] 聚乳酸的光学纯度[%]
PF1 35.9 95.6 99.7
PF2 36.8 94.8 99.9
（导电性纤维）
将mitsufuji（股份）制的银电镀尼龙 品名“AGposs”100d34f（CF1）用作导电性纤维B。CF1的电阻率为250Ω·m。
此外，将mitsufuji（股份）制的银电镀尼龙 品名“AGposs”30d10f（CF2）用作导电性纤维B。CF2的电阻率为950Ω·m。
（绝缘性纤维）
分别将84dTex/24纤维丝的延伸线IF1和33dTex/124纤维丝的延伸线IF2做成绝缘性纤维。所述延伸线IF1和延伸线IF2通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯在熔融纺丝后延伸来制造。
（线绳状包覆纤维）
如图3所示那样，将导电性纤维CF1作为芯线，在8股圆线绳制绳机的8个载体之中的、沿Z捻向编织的4个载体中设置上述的压电性纤维PF1并且在沿S捻向编织的4个载体中设置上述的绝缘性纤维IF1来进行编织，由此，制作了在芯线的周围沿Z捻向将压电性纤维PF1卷绕成螺旋状后的线绳状包覆纤维1-1。在此，压电性纤维相对于导电性纤维的纤维轴CL的卷绕角度（取向角度θ）为45°。进而，将线绳状包覆纤维1-1作为芯线，在制绳机的8个载体之中的、沿Z捻向编织的4个载体和沿S捻向编织的4个载体全部中设置上述的导电性纤维CF2来进行编织，由此，制作用导电性纤维覆盖线绳状包覆纤维1-1的周围后的纤维，做成了线绳状包覆纤维1-2（直径：约0.4mm）。
（实施例1）
对于线绳状包覆纤维1-2，调查在设置有结扣的情况下得到的信号强度。首先，将设置有人结的结扣的压电构造体放置在水平面，接着，在该压电构造体之上以均匀地传播应力的方式进一步放置硬质片材之后，从其上用手遍及多次敲打该硬质片材，由此，实施了试验。在图7（b）中示出其结果。图7（a）示出了对未设置结扣的线绳状包覆纤维1-2进行同样的试验的情况下的结果。
当参照图7（b）时，已知能够在约1秒间隔检测与用手敲打压电构造体的动作对应地从该压电构造体输出的电信号。另一方面，在对未设置结扣的线绳状包覆纤维1-2进行同样的试验的情况下，从图7（a）的结果明显可知：在从该线绳状包覆纤维1-2输出的电信号中未出现显著的变动。
（实施例2）
在本实施例中，使用线绳状包覆纤维1-2来制造图8（a）和（b）所示的没有结扣的压电构造体，调查从该压电构造体得到的电信号。在图8（c）中示出其结果。再有，通过在线绳状包覆纤维1-2设置弯曲部（环部）之后通过瞬间粘接剂“Aron Alpha EXRA2000”（东亚合成（股份）制）使该弯曲部固化来制造压电构造体。
图8（a）和（b）是示出本发明的没有结扣的压电构造体的照片，图8（c）是示出针对多个不同的动作而从该压电构造体输出的电信号的图。在此，如图8（c）所示那样，在（i）使压电构造体的直线部伸长的情况、（ii）将压电构造体的直线部的伸长解除的情况、和（iii）弹压电构造体的环部的情况哪一个下都能够检测显著的信号输出。其结果是可说是暗示本发明的压电构造体不仅针对特定的应力或来自特定方向的应力而且针对各种应力都能够输出电信号。
（实施例3）
在本实施例中，使用将线绳状包覆纤维1-2插入到由绝缘性纤维构成的直径1mm的线绳中后的线绳，制造图9（a）所示的包含吉祥结和露结的组合的压电构造体，调查针对多个不同的动作而从该压电构造体输出的电信号。在图9（b）~（d）中示出其结果。
图9（a）是示出包含吉祥结和露结的组合的压电构造体的照片，图9（b）~（d）是分别示出针对“摇动”、“用手指夹住”和“拉伸”的动作而从该压电构造体输出的电信号的图。从图9（b）~（d）的结果可知：能够针对这些动作来检测完全不同的电信号的举动，因此，能够明确地区别这些动作。
（实施例4）
在本实施例中，使用将线绳状包覆纤维1-2插入到由绝缘性纤维构成的直径1mm的线绳中后的线绳，制造图10（a）所示的包含吉祥结和露结的组合的压电构造体的颈链，将其卷绕到人的脖子上，调查针对多个不同的动作而从该颈链输出的电信号。在图10（b）~（d）中示出其结果。
图10（a）是示出包含吉祥结和露结的组合的压电构造体的颈链的照片，图10（b）~（d）是分别示出针对“脖子的脉搏”、“喝饮料”和“咳嗽”的动作而从该颈链输出的电信号的图。从图10（b）~（d）的结果可知：能够将脉搏那样的微小的活动检测为电信号，并且，能够针对这些动作来检测完全不同的电信号的举动，因此，能够明确地区别这些动作。
（实施例5）
在本实施例中，使用将线绳状包覆纤维1-2插入到由绝缘性纤维构成的蓝、黄和白这3个直径3mm的线绳中后的线绳，制造图11所示的包含15角笼目结的压电构造体的杯垫，调查针对多个不同的动作而从该杯垫输出的电信号。在图12中示出其结果。
图12（a）~（c）是分别示出针对“用手指压”、“用烧杯压”和“向烧杯注水”的动作而从包含15角笼目结的压电构造体的杯垫输出的电信号的图。在图12（a）~（c）的各个中，从上起示出了从蓝、黄和白这3个线绳状包覆纤维的各个输出的电信号。从它们可知：在“用手指压”、“用烧杯压”的动作的情况下，在压时和松开其时出现不同的波形，能够区别这些动作。此外，已知：在进行“用烧杯压”动作的情况下，从蓝、黄和白这3个线绳状包覆纤维的各个输出的电信号的形状稍微不同。这被认为是由于杯垫中的3个线绳状包覆线的位置和拘束场所的不同而产生，可以说能够暗示能够判别在杯垫上放置的东西或放置方法。进而，在“用手指压”、“用烧杯压”的动作与“向烧杯注水”动作之间，在电信号的举动中能够检测明显的差异，能够明确地区别这些动作。
（实施例6）
在本实施例中，使用将线绳状包覆纤维1-2插入到由绝缘性纤维构成的直径3mm的线绳中后的线绳，制造图13所示的包含茗荷结的压电构造体，调查针对多个不同的动作而从该压电构造体输出的电信号。在图14中示出其结果。
图14（a）~（c）是分别示出针对“用手指压”、“摇动”和“纵向拉长”的动作而从包含茗荷结的压电构造体输出的电信号的图。例如，当参照图14（a）时，已知：在用手指压压电构造体时和松开其时出现不同的波形，能够区别这些动作。同样地，当参照图14（c）时，已知：在纵向拉长压电构造体时和恢复其时出现不同的波形，能够区别这些动作。此外，从图14（a）~（c）的结果可知：能够针对“用手指压”、“摇动”和“纵向拉长”的动作来检测完全不同的电信号的举动，因此，能够明确地区别这些动作。
（实施例7）
在本实施例中，使用将线绳状包覆纤维1-2插入到由绝缘性纤维构成的直径3mm的线绳中后的线绳，制造图15所示的包含菊结的压电构造体，调查针对多个不同的动作而从该压电构造体输出的电信号，与其他的结同样地，能够针对“用手指压”、“摇动”和“纵向拉长”的动作来检测完全不同的电信号的举动，因此，能够明确地区别这些动作。
（实施例8）
在本实施例中，关于在本发明的压电构造体中使用的包覆纤维，调查了压电性高分子的取向角度θ和T1/T2的值对针对伸唱变形的电信号造成的影响。
包覆纤维的特性通过以下的方法决定。
（1）压电性高分子相对于中心轴的方向的取向角度θ
根据下述式计算了压电性高分子相对于中心轴的方向的取向角度θ。
。
其中，，即为根据剖面积加权平均后的线绳状包覆纤维（或其他的构造体）的半径。螺距HP、线绳状包覆纤维（或其他的构造体）占有的部分的外侧半径Ro和内侧半径Ri如以下那样进行了测定。
（1-1）在线绳状包覆纤维的情况下（为在进行了利用线绳状包覆纤维的压电性高分子以外的包覆的情况下根据需要除去包覆而能够从侧面观察压电性高分子的状态以后），拍摄侧面照片，在任意的5处如图4那样测定压电性高分子的螺距HP（μm），取平均值。此外，在将低粘性的瞬间粘接剂“Aron AlphaEXTRA2000”（东亚合成（股份）制）渗入到线绳状包覆纤维并固化之后，切出与线绳的长轴垂直的剖面来拍摄剖面照片，针对1个剖面照片如后述那样测定线绳状包覆纤维占有的部分的外侧半径Ro（μm）和内侧半径Ri（μm），针对不同的任意的剖面5处测定同样的测定，取平均值。在同时编织压电性高分子和绝缘性高分子的情况例如使用了将压电性纤维和绝缘性纤维并线后的纤维的情况或8股搓线绳的4个纤维为压电性高分子且剩下的4个纤维为绝缘性高分子的情况下，在各种场所取剖面时，互相调换压电性高分子存在的区域和绝缘性高分子存在的区域，因此，将压电性高分子存在的区域和绝缘性高分子存在的区域合并看作线绳状包覆纤维占有的部分。但是，对于未与压电性高分子同时编织绝缘性高分子的部分，不会看作线绳状包覆纤维的一部分。
关于外侧半径Ro和内侧半径Ri，如以下那样进行了测定。如图16（a）的剖面照片那样，定义由压电性纤维A形成的鞘部2占有的区域（以后记载为PSA）和处于PSA的中央部且不是PSA的区域（以后记载为CA）。将处于PSA的外侧且不与PSA重叠的最小的正圆的直径和不通过PSA的外侧（也可以通过CA）的最大的正圆的直径的平均值设为Ro（图16（b））。此外，将处于CA的外侧且不与CA重叠的最小的正圆的直径和不通过CA的外侧的最大的正圆的直径的平均值设为Ri（图16（c））。
（1-2）在包芯纱状包覆纤维的情况下覆盖压电性高分子时的卷绕速度为T次/m（包芯纱的每个长度的压电性高分子的转速）时，螺距HP（μm）=1000000/T。此外，在将低粘性的瞬间粘接剂“Aron AlphaEXTRA2000”（东亚合成（股份）制）渗入到包芯纱状包覆纤维并固化之后，切出与线绳的长轴垂直的剖面来拍摄剖面照片，针对1个剖面照片与线绳状包覆纤维的情况同样地测定包芯纱状包覆纤维占有的部分的外侧半径Ro（μm）和内侧半径Ri（μm），针对不同的任意的剖面5处测定同样的测定，取平均值。在同时覆盖压电性高分子和绝缘性高分子的情况例如覆盖了将压电性纤维和绝缘性纤维并线后的纤维的情况或以不重叠的方式同时覆盖压电性纤维和绝缘性纤维的情况下，在各种场所取剖面时，互相调换压电性高分子存在的区域和绝缘性高分子存在的区域，因此，将压电性高分子存在的区域和绝缘性高分子存在的区域合并看作包芯纱状包覆纤维占有的部分。但是，对于未与压电性高分子同时覆盖绝缘性高分子即取怎样的剖面而绝缘性高分子都总是处于压电性高分子的内侧或外侧的部分，不会看作包芯纱状包覆纤维的一部分。
（2）电信号测定
在将电位计（Keysight Technologies Inc.制 B2987A）经由同轴电缆（芯：Hi极、屏蔽罩：Lo极）连接于包覆纤维的导电体的状态下，一边针对包覆纤维进行下述2-1~5的任一个的动作实验一边以50m秒的间隔测量了电流值。
（2-1）拉伸试验
使用（股份）Orientec制万能试验机“TensilonRTC-1225A”，在包覆纤维的长方向上空开12cm的间距来使用夹具抓住包覆纤维，将包覆纤维松弛的状态设为0.0N，在拉伸到0.5N的张力的状态下将移位设为0mm，重复10次以100mm/min的动作速度拉伸到1.2mm、之后以-100mm/min的动作速度返回到0mm的动作。
（2-2）扭曲试验
使用扭曲试验装置，所述扭曲试验装置被设计为：抓住包覆纤维的2处的夹具之中的、一个夹具不进行扭曲动作而被设置在沿包覆纤维的长轴方向自由地移动那样的道路上，成为总是对包覆纤维施加0.5N的张力的状态，另一个夹具不会沿包覆纤维的长轴方向移动而进行扭曲动作，在包覆纤维的长方向上空开72mm的间隔使用这些夹具抓住包覆纤维，以从包覆纤维的中央观察夹具而顺时针地扭曲的方式重复10次以100°/s的速度从0°旋转到45°、之后以-100/s的速度从45°旋转到0°的往返扭曲动作。
（2-3）弯曲试验
使用以下试验装置：具备上部和下部的2个夹具，下部的夹具被固定，上部的夹具位于下部的夹具的72mm上方，上部的夹具在将使2个夹具相结的线段作为直径的假想的圆周上移动，将包覆纤维把持并固定到夹具，在该圆周上使上部的夹具为12点的位置且使下部的夹具为6点的位置时为将包覆纤维向9点方向稍微弯曲为突起的状态之后，重复了10次将上部的夹具从12点的位置经由该圆周上的1点、2点的位置以固定速度花费0.9秒移动到3点的位置、之后花费0.9秒移动到12点的位置的、往返弯曲动作。
（2-4）剪切试验
利用在表面粘上由50支棉线梭织后的平纹织布后的2个刚直的金属板，从上下水平地夹持包覆纤维的中央部64mm的长度的部分（下部的金属板被固定于台），从上施加3.2N的垂直荷重，保持金属板表面的棉布与包覆纤维之间不滑动的状态，重复了10次对上方的金属板施加1秒从0N到1N的荷重而沿包覆纤维的长方向拉伸之后，花费1秒将拉伸荷重返回到0N的剪切动作。
（2-5）按压试验
使用（股份）Orientec制万能试验机“TensilonRTC-1225A”，将静置于水平且刚直的金属台上的包覆纤维的中央部64mm的长度的部分利用设置成上部的丁字头的刚直的金属板水平地夹持包覆纤维，重复了10次花费0.6秒使从包覆纤维向上部的金属板的反作用力从0.01N到20N来降低并按压上部的丁字头并且花费0.6秒进行除压直到反作用力变为0.01N的动作。
（例A）
作为例A的样品，如图3所示那样，将导电性纤维CF1作为芯线，在8股圆线绳制绳机的8个载体之中的、沿Z捻向编织的4个载体中设置上述的压电性纤维PF1并且在沿S捻向编织的4个载体中设置上述的绝缘性纤维IF1来进行编织，由此，制作了在芯线的周围沿Z捻向将压电性纤维PF1卷绕成螺旋状后的线绳状包覆纤维1-A。
（例B）
将线绳状包覆纤维1-A作为芯线，在制绳机的8个载体之中的、沿Z捻向编织的4个载体和沿S捻向编织的4个载体全部中设置上述的导电性纤维CF2来进行编织，由此，制作使用导电性纤维覆盖线绳状包覆纤维1-A的周围后的元件，做成了线绳状包覆纤维1-B。
（例C、D）
除了变更了PF1的卷绕速度以外与线绳状包覆纤维1-A同样地制作2个线绳状包覆纤维，将这些线绳状包覆纤维作为芯线，与线绳状包覆纤维1-B同样地制作使用导电性纤维覆盖后的元件，做成了线绳状包覆纤维1-C和1-D。
（例E~H）
在制绳机的8个载体之中的、如表2那样沿Z捻向和S捻向编织的载体中分别设置PF1和IF1来进行编织，由此，制作在芯线的周围沿Z捻向和S捻向的各个以规定的比例将压电性纤维PF1卷绕成螺旋状后的线绳状包覆纤维，将这些线绳状包覆纤维作为芯线，与线绳状包覆纤维1-B同样地制作使用导电性纤维覆盖后的元件，做成了线绳状包覆纤维1-E~1-H。
（例I）
除了代替PF1而使用PF2并且代替IF1而使用IF2并且调整了卷绕速度以外与线绳状包覆纤维1-A同样地制作线绳状包覆纤维，将该线绳状包覆纤维作为芯线，与线绳状包覆纤维1-B同样地制作使用导电性纤维覆盖后的元件，做成了线绳状包覆纤维1-I。
（例J）
除了代替PF1而使用IF2并且代替IF2而使用PF2以外与线绳状包覆纤维1-A同样地制作线绳状包覆纤维，将该线绳状包覆纤维作为芯线，与线绳状包覆纤维1-B同样地制作使用导电性纤维覆盖后的元件，做成了线绳状包覆纤维1-J。
（例K）
将CF1作为芯线，制作了在芯线的周围沿S捻向以3000次/m的覆盖次数卷绕PF1、在其外侧进一步沿Z捻向以3000次/m的覆盖次数卷绕IF1、在其外侧进一步沿S捻向以3000次/m的覆盖次数卷绕CF2、在其外侧进一步沿Z捻向以3000次/m的覆盖次数卷绕CF2、在芯线的周围沿S捻向将压电性纤维PF1卷绕成螺旋状进而使用导电性纤维覆盖外侧后的包芯纱状包覆纤维1-K。
（例L）
除了代替PF1而使用IF1以外与线绳状包覆纤维1-A同样地制作线绳状包覆纤维，将该线绳状包覆纤维作为芯线，与线绳状包覆纤维1-B同样地制作使用导电性纤维覆盖后的元件，做成了线绳状包覆纤维1-L。
（例M）
除了代替PF1而使用IF1以外与包芯纱状包覆纤维1-K同样地制作包芯纱状包覆纤维，制作了包芯纱状包覆纤维1-M。
（例N）
除了代替IF1而使用PF1以外与线绳状包覆纤维1-B同样地制作了线绳状包覆纤维1-N。
（例O）
除了代替IF2而使用PF2以外与线绳状包覆纤维1-I同样地制作了线绳状包覆纤维1-O。
（例P）
将导电性纤维CF1作为芯线，在16股圆线绳制绳机的16个载体之中的、沿Z捻向编织的8个载体中设置上述的压电性纤维PF1并且在沿S捻向编织的8个载体中设置上述的绝缘性纤维IF1来进行编织，由此，制作在芯线的周围沿Z捻向将压电性纤维PF1卷绕成螺旋状后的线绳状包覆纤维，将该线绳状包覆纤维作为芯线，与线绳状包覆纤维1-B同样地制作使用导电性纤维覆盖后的元件，做成了线绳状包覆纤维1-P。
（例Q）
将CF1作为芯线，制作了在芯线的周围沿S捻向以6000次/m的覆盖次数卷绕PF1、在其外侧进一步沿Z捻向以6000次/m的覆盖次数卷绕IF1、在其外侧进一步沿S捻向以3000次/m的覆盖次数卷绕CF2、在其外侧进一步沿Z捻向以3000次/m的覆盖次数卷绕CF2、在芯线的周围沿S捻向将压电性纤维PF1卷绕成螺旋状进而使用导电性纤维覆盖外侧后的包芯纱状包覆纤维1-Q。
测定各包覆纤维的Ri、Ro、HP，在表2中示出计算出的压电性高分子相对于中心轴方向的取向角度θ的值和T1/T2的值。关于线绳状包覆纤维，在剖面中将压电性纤维和绝缘性纤维存在的区域合并为包覆纤维占有的区域来测定了Ri和Ro。关于包芯纱状包覆纤维，在剖面中将压电性纤维存在的区域作为包覆纤维占有的区域来测定了Ri和Ro。此外，将各包覆纤维切断为15cm的长度，将芯的导电性纤维作为Hi极，将屏蔽罩周边的金属网或鞘的导电性纤维作为Lo极而连接于电位计（Keysight Technologies Inc.制 B2987A），对电流值进行了监控。在表2中示出拉伸试验、扭曲试验、弯曲试验、剪切试验和按压试验时的电流值。再有，例L、M不包含压电性高分子，因此，不能测定θ和T1/T2的值。
[表2]
。
从表2的结果可知为以下包覆纤维：压电性高分子相对于中心轴的方向的取向角度θ为15°以上75°以下，T1/T2的值为0以上0.8以下，此时，针对拉伸动作（伸长变形）产生较大的信号，针对拉伸以外的动作不产生较大的信号，选择性地响应拉伸动作。此外，当将例I和J相比时，已知：当将沿Z捻向较多地卷绕压电性纤维的情况和沿S捻向较多地卷绕压电性纤维的情况相比时，拉伸试验时的信号的极性相反，卷绕方向对应于信号的极性。
进而，在表中未示出，但是，已知：关于例A~K的包覆纤维，当将施加拉伸荷重时的信号和除去拉伸荷重时的信号相比时，产生了极性彼此相反且绝缘值大致相同的信号，因此，这些包覆纤维适于拉伸荷重或移位的定量。另一方面，已知：关于例N和O的包覆纤维，当将施加拉伸荷重时的信号和除去拉伸荷重时的信号相比时，有极性彼此相反的情况也有相同的情况，因此，这些包覆纤维不适于拉伸荷重或移位的定量。此外，在表中未示出，但是，已知：例B的拉伸试验时的噪声电平比例A的拉伸试验时的噪声电平低，在线绳状包覆纤维的外侧配置导电性纤维来做成屏蔽罩的包覆纤维中能够减少噪声。
附图标记的说明
A 压电性纤维
A’ 压电性高分子
B 导电性纤维
1 包覆纤维
1’ 线绳状包覆纤维
2 鞘部
3 芯部
10 压电构造体
11 压电传感器
12 放大单元
13 输出单元
14 发送单元
CL 纤维轴
α 卷绕角度。

Claims (23)

1.一种压电构造体，包含由导电性纤维和压电性纤维构成的编织物，在所述编织物中，所述导电性纤维为芯，所述压电性纤维为将所述导电性纤维的周围包覆的包覆纤维，其中，所述包覆纤维具有至少1个弯曲部，将所述压电构造体放置在水平面时的从所述水平面到所述压电构造体的最上部的高度比所述包覆纤维的直径大。
2.根据权利要求1所述的压电构造体，其中，从所述水平面到所述压电构造体的最上部的高度为所述包覆纤维的直径的2倍以上。
3.根据权利要求1或2所述的压电构造体，其中，所述包覆纤维在任意之处具有1个以上的结扣。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的压电构造体，其中，所述结扣从由装饰结、绳结和它们的组合构成的组选择。
5.根据权利要求4所述的压电构造体，其中，所述结扣为装饰结，该装饰结从由人结、吉祥结、露结、15角笼目结、茗荷结、菊结和它们的组合构成的组选择。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的压电构造体，其中，所述导电性纤维的抗弯刚度为0.05×10-4N·m2/m以下。
7.根据权利要求1~6的任一项所述的压电构造体，其中，所述导电性纤维为被金属涂敷后的有机纤维。
8.根据权利要求1~7的任一项所述的压电构造体，其中，所述压电性纤维包含聚乳酸来作为主成分。
9.根据权利要求8所述的压电构造体，其中，所述压电性纤维主要包含光学纯度为99%以上的聚-L-乳酸或聚-D-乳酸。
10.根据权利要求1~9的任一项所述的压电构造体，其中，所述压电性纤维单轴取向并且包含晶体。
11.根据权利要求1~10的任一项所述的压电构造体，其中，对向所述包覆纤维施加的应力的大小和/或施加的位置进行检测。
12.根据权利要求11所述的压电构造体，其中，检测的所述应力为所述包覆纤维的表面与被接触物的表面之间的摩擦力。
13.根据权利要求11所述的压电构造体，其中，检测的所述应力为对于所述包覆纤维的表面或顶端部的垂直方向的抵抗力。
14.根据权利要求1~13的任一项所述的压电构造体，其中，所述包覆纤维由于伸长变形而输出电信号。
15.根据权利要求1~14的任一项所述的压电构造体，其中，所述包覆纤维具有：由导电性纤维形成的芯部、以及以包覆所述芯部的方式由线绳状的压电性纤维形成的鞘部。
16.根据权利要求15所述的压电构造体，其中，所述压电性纤维为包含使取向轴为3个轴时的压电常数d14的绝对值具有0.1pC/N以上1000pC/N以下的值的结晶性高分子来作为主成分的、压电性高分子，所述压电性高分子相对于由该压电性高分子包覆后的所述芯的中心轴的方向的、取向角度为15°以上75°以下，所述压电性高分子包括：将压电常数d14的值为正的结晶性高分子包含为主成分的P体、以及将负的结晶性高分子包含为主成分的N体，对于所述中心轴具有1cm的长度的部分，将沿Z捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的该P体的质量设为ZP，将沿S捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的该P体的质量设为SP，将沿Z捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的该N体的质量设为ZN，将沿S捻向以卷绕螺旋的方式配置取向轴后的该N体的质量设为SN，将（ZP+SN）和（SP+ZN）之中较小的一个设为T1，将较大的一个设为T2，此时，T1/T2的值为0以上0.8以下。
17.根据权利要求1~16的任一项所述的压电构造体，其中，绝缘性纤维进一步包覆所述导电性纤维的周围。
18.根据权利要求17所述的压电构造体，其中，在所述导电性纤维的周围沿Z捻向卷绕所述压电性纤维并且在所述导电性纤维的周围沿S捻向卷绕所述绝缘性纤维，或者，在所述导电性纤维的周围沿S捻向卷绕所述压电性纤维并且在所述导电性纤维的周围沿Z捻向卷绕所述绝缘性纤维。
19.根据权利要求1~18的任一项所述的压电构造体，其中，在所述包覆纤维的外侧进一步设置有由导电性纤维构成的层。
20.一种压电传感器，其中，使用了根据权利要求1~19的任一项所述的压电构造体。
21.一种设备，其中，具备：
根据权利要求20所述的压电传感器；
放大单元，对根据施加的压力而从所述压电传感器输出的电信号进行放大；以及
输出单元，输出由所述放大单元放大后的电信号。
22.根据权利要求21所述的设备，其中，所述设备还具备将从所述输出单元输出的电信号向外部设备发送的发送单元。
23.一种设备，其中，具备：
根据权利要求20所述的压电传感器；
输出单元，根据施加的压力而从所述压电传感器输出电信号；以及
发送单元，将从所述输出单元输出的电信号向外部设备发送。
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