JP2005049332A

JP2005049332A - 触覚センサ

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Publication number: JP2005049332A
Application number: JP2004108441A
Authority: JP
Inventors: Seiji Motojima; 栖二元島; Kenji Kawabe; 憲次河邊
Original assignee: CMC Technology Development Co Ltd
Current assignee: CMC Technology Development Co Ltd
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: JP4023619B2

Abstract

【課題】構成が簡単であるとともに感度を向上させることができる触覚センサを提供する。
【解決手段】触覚センサ１１は、媒体１２と、媒体１２中に分散されているセンサ素子１３と、媒体１２に電気的に接続されている一対の電極１４とから構成されている。媒体１２は、各センサ素子１３同士を機械力学的に接続するとともに各センサ素子１３同士並びに電極１４及びセンサ素子１３を電気的に接続し、誘電体により形成されキャパシタンス成分を有するものが好ましい。センサ素子１３はコイル状炭素繊維１３ａにより構成され、微小バネとして作用するとともにＬＣＲ共振回路として作用する。センサ素子１３は、各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２を介して接続され、機械力学的等価回路及び電気的等価回路として構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、構成が簡単であるとともに感度を向上させることができる触覚センサに関するものである。

従来、この種の触覚センサは、コイルとコンデンサとが直列に接続されて構成されているＬＣ直列共振回路を複数備えている。このＬＣ直列共振回路には外部発振器及びスペクトルアナライザが取付けられ、外部発振器により掃引電気信号等の入力信号がＬＣ直列共振回路に入力された後にスペクトルアナライザに出力されるようになっている。ＬＣ直列共振回路はコイルの固有の周波数に基づく共振周波数を有し、スペクトルアナライザに出力される信号はＬＣ直列共振回路の共振周波数に対応する周波数において信号強度が低下する（例えば、特許文献１参照。）。

そして、触覚センサに触圧が加わったときには触圧によりコイルのピッチ（巻線間隔）や面積が変化し、この変化に伴いコイルのインダクタンスが変化する。ここで、ＬＣ直列共振回路の共振周波数はコイルのインダクタンスの変化に伴い変動する。よって、スペクトルアナライザに出力された信号において、信号強度が低下する位置はＬＣ直列共振回路の共振周波数の変動に伴い変位するために、ＬＣ直列共振回路の共振周波数の変動を検知することができる。このため、触覚センサにより触圧を検出できるようになっている。
特開２００２−２３６０５９号公報（第２〜５頁）

ところが、この従来の触覚センサは、コイルとコンデンサとが直列に接続されてＬＣ直列共振回路が構成されているために、その構成が複雑であるという問題があった。さらにＬＣ直列共振回路は、コイルのインダクタンスの変化のみによりその共振周波数が変動する。このため、例えば触覚センサに微弱な触圧が加わることによりコイルのインダクタンスがほとんど変化しないときには、ＬＣ直列共振回路の共振周波数はほとんど変動しない。よって、触覚センサは、コイルのインダクタンスがほとんど変化しない微弱な触圧を検出することができず、感度が低いという問題があった。

本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、構成が簡単であるとともに感度を向上させることができる触覚センサを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の触覚センサは、媒体と、コイル状炭素繊維により構成され前記媒体中に設けられているとともにコイル状炭素繊維の螺旋構造に基づくインダクタンス（Ｌ）成分並びにキャパシタンス（Ｃ）成分及びレジスタンス（Ｒ）成分を有しＬＣＲ共振回路として作用するセンサ素子と、前記媒体に電気的に接続されている一対の電極とを備えているものである。

請求項２に記載の発明の触覚センサは、請求項１に記載の発明において、前記媒体は誘電体により形成されキャパシタンス（Ｃ）成分を有するものである。
請求項３に記載の発明の触覚センサは、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記センサ素子の含有量が媒体に対して１．０質量％を超えるとともに１０．０質量％以下に設定されているものである。

請求項４に記載の発明の触覚センサは、媒体と、弾力性を有する導電性繊維により構成され前記媒体中に設けられているとともにインダクタンス（Ｌ）成分並びにキャパシタンス（Ｃ）成分及びレジスタンス（Ｒ）成分を有しＬＣＲ共振回路として作用するセンサ素子と、前記媒体に電気的に接続されている一対の電極とを備えているものである。

本発明は、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明の触覚センサによれば、構成が簡単であるとともに感度を向上させることができる。

請求項２に記載の発明の触覚センサによれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、感度の調整を容易に行うことができる。
請求項３に記載の発明の触覚センサによれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、感度をより向上させることができる。

請求項４に記載の発明の触覚センサによれば、構成が簡単であるとともに感度を向上させることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１実施形態の触覚センサ１１は、円板状をなす固体の媒体１２中に複数のセンサ素子１３がランダムに分散され、銅等の金属材料により円板状に形成されている一対の電極１４が媒体１２の上面及び下面にそれぞれ取付けられることにより、円板状に形成されている。尚、図１（ｂ）、図２（ａ）及び（ｂ）、図４並びに図６（ａ）及び（ｂ）においては、媒体１２中に分散されているセンサ素子１３の理解を容易にするために、媒体１２はその厚みを誇張して厚く描かれている。

各電極１４は媒体１２に電気的に接続されるとともに導線１５の一端がそれぞれ接続され、各導線１５の他端には増幅回路１６を介して電源１７及びオシロスコープ等の測定器１８が取付けられている。ここで、電極１４が媒体１２に電気的に接続されるとは、電流が電極１４を介して媒体１２に通電されるように電極１４が媒体１２に接続されることである。触覚センサ１１、増幅回路１６、電源１７及び測定器１８により触覚センサシステム１９が構成され、電源１７から電流が増幅回路１６、導線１５及び電極１４を介して媒体１２に通電され媒体１２での電圧等の変動が増幅回路１６により増幅されるとともに測定器１８により検知されるようになっている。

媒体１２は、分散されている各センサ素子１３同士を機械力学的に接続するとともに、各センサ素子１３同士並びに電極１４及びセンサ素子１３を電気的に接続する。媒体１２はセンサ素子１３を構成するコイル状炭素繊維よりも導電性が低く、材質の具体例としてはシリコーン樹脂等の合成樹脂材料、フェライト等の非導電性磁性材料、シリカ（二酸化ケイ素）等のセラミックス材料、天然ゴム等が挙げられる。これらは単独で媒体１２を形成してもよいし、二種以上が組み合わされて媒体１２を形成してもよい。

ここで、媒体１２中に分散されている各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２は質量を有し、バネ質点系における質点として作用する。このため、各センサ素子１３同士を機械力学的に接続するとは、図２（ａ）に示すように、媒体１２中に分散され微小バネ２０として作用する各センサ素子１３同士を、それらの相互間に存在するとともに質点２１として作用する媒体１２を介して接続することである。一方、各センサ素子１３同士並びに電極１４及びセンサ素子１３を電気的に接続するとは、電極１４を介して媒体１２に通電された電流が、各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２を介して各センサ素子１３を流れるように、各センサ素子１３同士並びに電極１４及びセンサ素子１３を接続することである。ここで、図２（ａ）は、図１（ｂ）における等価回路を示す。

媒体１２は、誘電体により形成されキャパシタンス（Ｃ）成分を有するものであることが好ましい。誘電体により形成されＣ成分を有する媒体１２の具体例としてはシリコーン樹脂等が挙げられる。この場合には、各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２が、センサ素子１３を構成しＣ成分としての機能を有するコイル状炭素繊維とともにコンデンサとして作用することにより、ＬＣＲ共振回路として作用するセンサ素子１３におけるコンデンサの静電容量を増大させることができる。このため、ＬＣＲ共振回路の静電容量の調整の幅を大きくすることができる。ここで、Ｃ成分とは静電容量のことであり、電界に対する誘電特性を示す。

センサ素子１３はコイル状炭素繊維により構成されている。コイル状炭素繊維は炭素材料によりコイル状に形成され、１本の炭素繊維で螺旋構造を形成する一重螺旋構造、又は２本以上の炭素繊維がそれぞれ同じ巻き方向で螺旋構造を形成する多重螺旋構造のいずれかの螺旋構造を有している。加えて、炭素繊維の巻き方向にはコイルの軸線を中心として時計方向（右巻き）と反時計方向（左巻き）とがあり、一重螺旋構造及び多重螺旋構造のコイル状炭素繊維は、右巻き又は左巻きのいずれかの形態をそれぞれ有している。

このコイル状炭素繊維は導電性、熱伝導性、吸着性、表面活性及び生物活性を有し、それ自身が伸縮することにより微小バネとして作用する。さらに、コイル状炭素繊維は、変動磁場等に曝されたときにはファラデーの法則に従って誘導起電力が発生する共振特性を有している。ここで、コイル状炭素繊維は固有の周波数を有し、この周波数と同じ周波数の電磁波をコイル状炭素繊維が受けたときにはこれらの周波数が同調することにより振幅が増幅され、コイル状炭素繊維にはその固有の周波数と異なる周波数の電磁波を受けたときに比べて高い誘導起電力が発生する。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、コイル状炭素繊維１３ａは、その螺旋構造に基づくインダクタンス（Ｌ）成分２２並びにＣ成分２３及びレジスタンス（Ｒ）成分２４を有しＬＣＲ共振回路２５として作用する。このため、コイル状炭素繊維１３ａの伸縮に起因してコイル長さ等が変動したときには、コイル長さ等の変動によってコイル状炭素繊維１３ａのＬ成分２２、Ｃ成分２３及びＲ成分２４の大きさがそれぞれ変動する。よって、コイル状炭素繊維１３ａは、その伸縮に起因するコイル長さ等の変動を、ＬＣＲ共振回路２５のＬ成分２２、Ｃ成分２３及びＲ成分２４の総合的な変動に変換することによって電磁気的変動に変換することができる。ここで、Ｌ成分２２は自己誘導係数や相互誘導係数のことであり、電磁誘導特性を示す。一方、Ｒ成分２４は電気抵抗のことであり、誘電特性を示す。

コイル状炭素繊維１３ａは、非晶質の炭素繊維により構成されたものでもよいが、非晶質の炭素繊維に加熱処理を施すことによって結晶化されたグラファイト層を有するものが好ましい。この場合には、コイル状炭素繊維１３ａは、グラファイト層において炭素繊維を形成する炭素粒が規則正しく配列されることにより変動磁場等に曝されたときに生じる電気抵抗の変動が顕著となるために、共振特性が顕著となる。さらに、ＬＣＲ共振回路２５におけるＲ成分２４等の変動が顕著となる。このため、センサ素子１３の検出精度が向上されることによって触覚センサ１１の感度を向上させることができる。ここで、加熱処理温度は好ましくは１５００〜３０００℃である。加熱処理温度が１５００℃未満では炭素繊維の結晶化が不十分となり、３０００℃を超えてもそれ以上結晶化させることができない。

コイル状炭素繊維１３ａは、その外周面に導電性の物質よりなる被覆層が形成されているのが好ましい。この場合には、コイル状炭素繊維１３ａの導電性を向上させることができる。導電性の物質の具体例としては、金、銀、銅、ニッケル、コバルト、マンガン等の金属又はそれらの化合物や合金等が挙げられる。これらは単独で被覆層を形成してもよいし、二種以上が組み合わされて被覆層を形成してもよい。化合物の具体例としてはコバルト−フェライト化合物等が挙げられ、合金としてはコバルト−ホウ素合金等が挙げられる。

被覆層は、コイル状炭素繊維１３ａに対して１〜５０質量％の割合で形成されるのが好ましい。さらに、被覆層の厚みは好ましくは０．１ｎｍ〜５μｍ、より好ましくは０．１〜２００ｎｍである。被覆層のコイル状炭素繊維１３ａに対する割合又は厚みが上記範囲未満では、コイル状炭素繊維１３ａの導電性を十分に向上させることができない。一方、上記範囲を超えると、被覆層の形成に時間を要しセンサ素子１３の製造効率が低下するおそれがある。

被覆層は、無電解メッキ法、電解メッキ法、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的蒸着法、化学的蒸着法、溶射法、塗装法、浸漬法、微細粒子を機械的に固着させるメカノケミカル法から選ばれる一つの方法により形成される。これらの方法の中でも、無電解メッキ法が被覆層をコイル状炭素繊維１３ａの外周面に均一に形成させることができるために好ましい。

コイル状炭素繊維１３ａのコイル径は好ましくは１ｎｍ〜５０μｍであり、コイル長さは好ましくは１０ｎｍ〜１０ｍｍである。コイル径が１ｎｍ未満では、コイル状炭素繊維１３ａの製造が困難になる。また、コイル長さが１０ｎｍ未満では、コイル長さが短いためにコイル状炭素繊維１３ａがＬ成分２２としての機能を十分に発揮することができない。一方、コイル径が５０μｍを超える、又はコイル長さが１０ｍｍを超えると、コイル状炭素繊維１３ａにより構成されているセンサ素子１３が大きくなるために、触覚センサ１１の小型化が困難になる。さらに、炭素繊維の繊維径は好ましくは１ｎｍ〜１０μｍである。繊維径が１ｎｍ未満では、コイル状炭素繊維１３ａの製造が困難になる。一方、繊維径が１０μｍを超えると、コイル径を前記範囲にするのが困難になる。ここで、繊維径の概念は、断面円形状に形成された繊維の直径に限らず、断面楕円形状に形成された繊維の長辺（長径）の長さや、断面四角状に形成された繊維の長辺の長さ等も含む。媒体１２中に分散されている各センサ素子１３は、コイル径等が互いに異なるコイル状炭素繊維１３ａによりそれぞれ構成されてもよいし、コイル径等が同じコイル状炭素繊維１３ａによりそれぞれ構成されてもよい。

コイル状炭素繊維１３ａはどのような製法で製造されたものであってもよいが、触媒活性化ＣＶＤ（化学気相成長）法等の気相成長法により製造されたものが、コイル状炭素繊維１３ａのコイル径やコイル長さを上記範囲に容易にすることができるために好ましい。この気相成長法は、炭素材料としてのアセチレン等の炭化水素又は一酸化炭素を金属触媒の存在下６００〜３０００℃に加熱し、気相中で炭化水素又は一酸化炭素を分解反応させる方法である。この気相成長法により得られるコイル状炭素繊維１３ａは、その大半が炭素繊維の中心部分まで微細な炭素粒が詰まった状態で形成されており、一部には中空状に形成されたものも観察される。

触覚センサ１１中のセンサ素子１３の含有量は、媒体１２に対して好ましくは１．０質量％を超えるとともに１０．０質量％以下に設定されている。センサ素子１３の含有量が１．０質量％以下では、センサ素子１３の含有量が低いために触覚センサ１１は触圧を十分に検出することができず感度が低下するおそれがある。一方、１０．０質量％を超えると、媒体１２中において分散されているセンサ素子１３のほとんどが媒体１２を介さずに互いに直接接触する。

ここで、センサ素子１３を構成するコイル状炭素繊維１３ａは、例えば媒体１２中で湾曲した状態で分散されることにより、その両端部の間に存在する媒体１２を介してＣ成分２３としての機能を発揮する。このため、コイル状炭素繊維１３ａ同士が直接接触することによりコイル状炭素繊維１３ａの両端部間に媒体１２が存在していないために、センサ素子１３はＣ成分２３としての機能を発揮するのが困難になる。

図２（ａ）に示すように、媒体１２中に分散されているセンサ素子１３は、各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２を質点２１として各質点２１を介し互いに接続されることにより、複合バネ質点系の機械力学的等価回路２６として構成されている。さらに、図２（ｂ）に示すように、媒体１２が誘電体により形成されＣ成分を有するものであるときには、各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２はコンデンサとして作用する。

そして、媒体１２中に分散されているセンサ素子１３は、各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２を介して互いに接続されることにより、複合共振回路である電気的等価回路２７として構成されている。このため、図４に示すように、媒体１２中に分散されているセンサ素子１３は、電気的等価回路においてセンサ素子全部をまとめて一つのＬＣＲ共振回路２５として作用することができる。ここで、図２（ｂ）は図１（ｂ）における等価回路を示す。

電源１７は、増幅回路１６、導線１５及び電極１４を介して媒体１２に例えば常時一定の電流を通電させる。電源１７から媒体１２に通電される電流は直流でも交流でもよく、交流電流のときには周波数は例えば１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚであり波形は特に限定されず正弦波でもよいし矩形波でもよい。

増幅回路１６は、媒体１２での電圧の変動等を測定器１８によって検知することができる強度にまで増幅させる。この増幅回路１６は例えば１μＶ等の微小電圧変動を検知することができ、外方から受ける電気ノイズの影響を低減させることができるとともに増幅回路１６自身が発生する電気ノイズが小さいものが好ましい。この場合には、微弱な触圧による微小な電圧変動等を外方からの電気ノイズ等に影響されることなく検知し増幅させることができる。

さて、メチルクロロシラン類等のシリコーンモノマーを含有し液状をなす主剤及びシリコーンモノマーの重合用の触媒を含有する硬化剤からなるシリコーン樹脂によって媒体１２が形成されている触覚センサ１１を製造するときには、まずシリコーン樹脂の主剤中にセンサ素子１３を所定量配合する。次いで、硬化剤を配合した後に撹拌して混合液を調製した後、シリコーンモノマーの重合により混合液が固化する前に金型内部のキャビティに混合液を充填し、金型内にて混合液が固化することにより媒体１２を形成する。ここで、金型内部のキャビティは、円板状をなす媒体１２の形状に対応するように形成されている。

続いて、金型を離型した後に媒体１２を金型から取出し、媒体１２の上面及び下面に電極１４を接着剤等によって取付けて触覚センサ１１を製造する。そして、電極１４に導線１５の一端を溶接等によって取付けた後、各導線１５の他端に増幅回路１６を介して電源１７及び測定器１８を取付けて触覚センサシステム１９を構成する。

この触覚センサ１１を用いるときには、例えばまず電源１７によって交流電流を媒体１２に通電する。ここで、媒体１２中に分散されているセンサ素子１３は、図２（ａ）及び（ｂ）の等価回路に示されるように構成されている。触覚センサ１１の一部又は全体に触圧が加わったときには、複合バネ質点系の機械力学的等価回路２６において、触圧が加わった箇所における微小バネ２０の長さが触圧に起因して変動する。又は、触圧が加わった箇所における質点２１が、触圧に起因して各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２の体積が減少する等によって変動する。

このとき、センサ素子１３はＬＣＲ共振回路２５としても作用するために、微小バネの長さや質点２１の変動をＬ成分２２、Ｃ成分２３及びＲ成分２４の総合的な変動に変換することによって電磁気的変動に変換することができる。このため、ＬＣＲ共振回路２５の電圧等が変動し、電圧等の変動を増幅回路１６によって増幅させた後に測定器１８によって検知することができる。よって、触覚センサ１１により触圧を検出することができる。

以上詳述した第１実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・第１実施形態の触覚センサ１１を構成するセンサ素子１３は、コイル状炭素繊維１３ａにより構成されている。このため、従来の触覚センサに比べてセンサ素子１３の構成を簡単にすることにより、触覚センサ１１の構成を簡単にすることができる。さらに、媒体１２中に分散されているセンサ素子１３は複合バネ質点系の機械力学的等価回路２６として構成され、触覚センサ１１に触圧が加わったときにはこの触圧に起因して複合バネ質点系の機械力学的等価回路２６において微小バネ２０の長さ等が変動する。

このとき、センサ素子１３はＬＣＲ共振回路２５として作用し電気的等価回路２７として構成されるために、微小バネ２０の長さ等の変動をＬ成分２２、Ｃ成分２３及びＲ成分２４の総合的な変動に変換することによって電磁気的変動に変換することができる。このため、コイルのインダクタンスの変化のみによって触圧を検出する従来の触覚センサに比べて、触覚センサ１１の感度を向上させることができる。

加えて、センサ素子１３を構成するコイル状炭素繊維１３ａのコイル長さ等を変更することにより、機械力学的等価回路２６における微小バネ２０の長さ等を容易に変更することができるとともに、ＬＣＲ共振回路２５におけるＬ成分２２等の大きさを容易に変更することができる。よって、コイル状炭素繊維１３ａのコイル長さ等を変更するだけでセンサ素子１３の感度を容易に調整することができるために、触覚センサ１１の感度の調整を容易に行うことができる。

・媒体１２は、誘電体により形成されＣ成分２３を有するものであることが好ましい。この場合には、各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２が、センサ素子１３を構成するコイル状炭素繊維１３ａとともにコンデンサとして作用することにより、ＬＣＲ共振回路２５の静電容量の調整の幅を大きくすることができる。このため、触覚センサ１１の感度をより容易に調整することができる。

・触覚センサ１１中のセンサ素子１３の含有量は、媒体１２に対して１．０質量％を超えるとともに１０．０質量％以下に設定されているのが好ましい。この場合には、触覚センサ１１の感度をより向上させることができる。

・コイル状炭素繊維１３ａはグラファイト層を有しているものが好ましい。この場合には、コイル状炭素繊維１３ａの共振特性及びＬＣＲ共振回路２５における各成分の変動を顕著にすることができるために、触覚センサ１１の感度をさらに向上させることができる。

・センサ素子１３を構成するコイル状炭素繊維１３ａのコイル径は好ましくは１ｎｍ〜５０μｍであり、コイル長さは好ましくは１０ｎｍ〜１０ｍｍである。この場合には、センサ素子１３が小さいために触覚センサ１１の小型化を図ることができる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について詳細に説明する。尚、この第２実施形態については、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

第２実施形態の触覚センサ１１は、媒体１２中に複数のセンサ素子１３がランダムに分散され、前記電極１４が媒体１２の上面及び下面にそれぞれ取付けられて構成されている。媒体１２は、各センサ素子１３同士並びに電極１４及びセンサ素子１３を電気的に接続する。媒体１２はセンサ素子１３を構成する導電性繊維よりも導電性が低く、前記具体例は第１実施形態と同じである。この媒体１２は、前記誘電体により形成されＣ成分を有するものであることが好ましい。この場合には、各センサ素子１３の相互間に存在する媒体１２が、ＬＣＲ共振回路２５として作用するセンサ素子１３におけるコンデンサの静電容量を増大させることができる。その結果、ＬＣＲ共振回路２５の静電容量の調整の幅を大きくすることができる。

センサ素子１３は導電性繊維により構成されている。この導電性繊維は導電性材料により形成され、導電性材料の具体例として銅や銀等の金属材料、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の合金材料、炭素材料、ポリアセチレン等の高分子材料が挙げられる。導電性繊維の繊維形状としては、線状、筒状等が挙げられる。この導電性繊維の製造方法は特に限定されず、前記気相成長法等が挙げられる。導電性繊維の具体例としては、カーボンナノチューブ、ＶＧＣＦ（気相成長炭素繊維）、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、導電性ウィスカ等が挙げられる。これらは単独でセンサ素子１３を構成してもよいし、二種以上が組み合わされてセンサ素子１３を構成してもよい。

導電性繊維はＬ成分２２、Ｃ成分２３及びＲ成分２４を有してＬＣＲ共振回路２５として作用するうえに、弾力性を有している。即ち、導電性繊維は、例えば外方から応力が加わることにより容易に屈曲し、この屈曲により内部に歪が発生してＲ成分２４が変化するとともに、屈曲前に比べて媒体１２との位置関係が相違することによりリアクタンス成分（Ｌ成分２２及びＣ成分２３）が変化する。

導電性繊維は、繊維径が好ましくは１ｎｍ〜１０μｍ、繊維直径が好ましくは１ｎｍ〜５０μｍ、繊維長さが好ましくは１０ｎｍ〜１０ｍｍである。ここで、繊維径は、導電性繊維の繊維形状が線状のときにはその直径を示し、筒状のときには周壁の厚みを示す。さらに、繊維直径は、前記繊維形状が線状のときにはその直径を示し、筒状のときには断面における外周の直径を示す。加えて、繊維における直径の概念は、断面円形状に形成された繊維の直径に限らず、断面楕円形状に形成された繊維の長辺（長径）の長さや、断面四角状に形成された繊維の長辺の長さ等も含む。

繊維径又は繊維直径が１ｎｍ未満では、導電性繊維が屈曲したときのＲ成分２４の変化が小さくなるおそれがある。また、繊維長さが１０ｎｍ未満では導電性繊維が十分に屈曲するこができない。一方、繊維径が１０μｍを超える、繊維直径が５０μｍを超える、又は繊維長さが１０ｍｍを超えると、導電性繊維の製造に時間を要し製造効率が低下するおそれがある。さらに、導電性繊維により構成されているセンサ素子１３が大きくなるために、触覚センサ１１の小型化が困難になる。

導電性繊維は、その繊維長さを繊維直径で除算することにより求められるアスペクト比が好ましくは２〜１００００であり、より好ましくは１００〜１０００であり、最も好ましくは２００〜８００である。アスペクト比が２未満では導電性繊維が十分に屈曲することができず、逆に１００００を超えると導電性繊維が過剰に長くなってその製造効率が低下するとともに触覚センサ１１の小型化が困難になる。

導電性繊維は、その外周面に前記被覆層が形成されているのが好ましい。この場合には、導電性繊維の導電性を向上させることができる。前記被覆層を形成する導電性の物質の具体例、被覆層の導電性繊維に対する割合及び厚み、並びに被覆層の形成方法は第１実施形態と同じである。

さて、触覚センサ１１を用いるときには、例えばまず電源１７によって交流電流を媒体１２に通電する。ここで、媒体１２中に分散されているセンサ素子１３は、電気的等価回路として構成されている。触覚センサ１１の一部又は全体に触圧が加わったときには、センサ素子１３が屈曲し、この屈曲によりＲ成分２４が変化するとともにリアクタンス成分が変化する。このため、触圧をＬ成分２２、Ｃ成分２３及びＲ成分２４の総合的な変動に変化することによって電磁気的変動に変換することができる。

以上詳述した第２実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・第２実施形態の触覚センサ１１を構成するセンサ素子１３は、導電性繊維により構成されている。このため、触覚センサ１１は、第１実施形態と同様に、従来の触覚センサに比べて構成を簡単にすることができる。さらに、センサ素子１３は、ＬＣＲ共振回路２５として作用し電気的等価回路として構成されるために、触圧を電磁気的変動に変換することができる。このため、第２実施形態の触覚センサ１１は、従来の触覚センサに比べて感度を向上させることができる。加えて、センサ素子１３を構成する導電性繊維の繊維長さ等を変更することにより、ＬＣＲ共振回路２５におけるＬ成分２２等の大きさを容易に変更することができる。このため、導電性繊維の繊維長さ等を変更するだけでセンサ素子１３の感度を容易に調整することができるために、触覚センサ１１の感度の調整を容易に行うことができる。

尚、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・前記各実施形態において、媒体１２の形状を四角板状等の多角板状に変更してもよい。また、図５（ａ）に示すように、触覚センサ１１を、四角板状をなすとともにセンサ素子が分散されている媒体１２の下面の両側部に細長四角板状をなす一対の電極１４をそれぞれ取付けることにより形成してもよい。また、図５（ｂ）に示すように、四角柱状をなすとともにセンサ素子が分散されている媒体１２を、アクリル樹脂により略四角柱状に形成されている台座２８の上面に取付ける。次いで、媒体１２の下部及び台座２８の上部の両側面に、たすき状に形成されている一対の電極１４を取付けることにより、触覚センサ１１を形成してもよい。

・前記各実施形態において、液状をなす媒体１２にセンサ素子１３を複数分散させた後に磁力線が一方向に延びる磁場を印加することによってセンサ素子１３の全部を磁力線と平行をなすようにそれぞれ配向させる。そして、媒体１２を固化させることにより、図６（ａ）に示すように、各センサ素子１３を同一方向に配向した状態で媒体１２中に分散させてもよい。また、金型中に液状をなす媒体１２を金型の容積の３分の１程度まで充填した後にセンサ素子１３を媒体１２中に分散させ、上記と同様にしてセンサ素子１３が同一方向に配向した状態で媒体１２を固化させる。次いで、上記と同じ操作を繰返すことにより、図６（ｂ）に示すように、各センサ素子１３を格子状をなすように媒体１２中に分散させてもよい。

・前記各実施形態において、前記媒体１２中にセンサ素子１３を一個のみ設けてもよい。
・前記各実施形態において、媒体１２中に圧電体粉末を分散させてもよい。圧電体粉末の具体例としてはフェライト、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ₃）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰｂＺｒＴｉＯ₃）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）等が挙げられる。このとき、媒体１２中に圧電体粉末を分散させることにより、ＬＣＲ共振回路２５として作用するセンサ素子１３の出力を安定させることができる。

・前記第１実施形態において、前記媒体１２中に、コイル状炭素繊維１３ａにより構成されているセンサ素子１３とともに、第２実施形態の導電性繊維により構成されているセンサ素子１３を分散させてもよい。また、第２実施形態において、媒体１２中に、導電性繊維により構成されているセンサ素子１３とともに、第１実施形態のコイル状炭素繊維１３ａにより構成されているセンサ素子１３を分散させてもよい。

次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜３及び比較例１）
実施例１においては、まず主剤及び硬化剤からなる２液型のシリコーン樹脂（信越シリコーンＫＥ１０３；信越化学工業株式会社製）の主剤にコイル状炭素繊維１３ａからなるセンサ素子１３を配合した後、さらに硬化剤を配合して混合液を調製した。ここで、主剤と硬化剤との配合比率を質量比で主剤：硬化剤＝１００：５とした。次いで、混合液を５分間撹拌してセンサ素子１３を混合液中にランダムに分散させた後、混合液が硬化する前に金型内部のキャビティに混合液を充填し、混合液を硬化させて媒体１２を形成した。ここで、媒体１２は直径が１０ｃｍであるとともに厚みが２０ｍｍの円板状をなし、金型内部のキャビティは円板状をなす媒体１２の形状に対応するように形成した。

続いて、金型を離型した後に媒体１２を金型から取出し、媒体１２の上面及び下面に直径が１０ｃｍであるとともに厚みが５ｍｍの円板状をなす電極１４をそれぞれ取付けて触覚センサ１１を得た。そして、各電極１４に導線１５の一端を取付けた後、各導線１５の他端に増幅回路１６を介して電源１７及び測定器１８としてのオシロスコープを取付けて触覚センサシステム１９を構成した。

ここで、各センサ素子１３を構成するコイル状炭素繊維１３ａは、コイル径が５〜１０μｍの範囲であるとともにコイル長さが９０〜１５０μｍであった。さらに、センサ素子１３の含有量は媒体１２に対して１．０質量％とした。実施例２においてはセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対して２．０質量％に変更し、実施例３においてはセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対して３．０質量％とした以外は、実施例１と同様にしてそれぞれ触覚センサ１１を得た。一方、比較例１においては、センサ素子１３を配合せずに媒体１２を形成した以外は実施例１と同様にして触覚センサ１１を得た。そして、各例の触覚センサ１１について、下記（１）〜（５）の項目に関して評価を行った。

（１）一定荷重試験
各例の触覚センサ１１上にビーカーを載置した後にビーカー内に給水し、オシロスコープにおける波形の変化を測定した。給水量は１００ｍｌから１００ｍｌずつ増量し、上限を１０００ｍｌとした。また、触覚センサ１１に重りを載置し、オシロスコープにおける波形の変化を観察した。ここで、重りの質量は０．３ｇから０．３ｇずつ増量し、３．０ｇを上限とした。

この結果、実施例１〜３においては、給水又は重りの載置に応じてインパルス的な応答波形を示した。実施例３においては顕著な応答波形を示し、実施例２においては実施例３よりも小さい応答波形を示した。また、実施例１においては、実施例２よりも小さく微弱な応答波形を示した。このため、実施例１〜３の触覚センサ１１は給水等の荷重による触圧を検出することができ、実施例２及び実施例３においては、センサ素子１３の含有量が１．０質量％を超えるためにセンサ素子１３の含有量の増加に伴い触覚センサ１１の感度をそれぞれ向上させることができた。さらに、応答波形の大きさは、給水量及び給水時の衝撃度にそれぞれ依存していた。一方、比較例１においては、応答波形を示さず荷重による触圧を検出することができなかった。

（２）変位試験
図７に示すように、各例の触覚センサ１１を圧電プリロード印加装置２９にそれぞれ取付けた。ここで、圧電プリロード印加装置２９は、Ｌ字板状をなすプリロード３０が図７の上下方向に移動するとともに、プリロード３０の移動距離はコントローラ３１によって調整されるように構成されている。そして、プリロード３０の下面と触覚センサ１１の上面とが接触しているとともに触覚センサ１１がプリロード３０によって押圧されていないときのプリロード３０の下面の位置を基準面とし、この基準面から下方へプリロード３０を移動、即ち変位させた。そして、プリロード３０が変位したときのオシロスコープによる波形の変化を測定した。ここで、プリロード３０の移動距離は、５０μｍ又は１００μｍずつ長くし、上限を３０００μｍとした。また、２０μｍずつ長くし、上限を２００μｍとした。

この結果、実施例１〜３においては、プリロード３０の変位に応じてインパルス的な応答波形を示した。ここで、実施例１〜３における応答波形は（１）一定荷重試験と同様の傾向を示し、実施例１〜３の触覚センサ１１はプリロード３０の変位による触圧を検出することができるとともに実施例２及び実施例３においては触覚センサ１１の感度をそれぞれ向上させることができた。一方、比較例１においては、応答波形を示さずプリロード３０の変位による触圧を検出することができなかった。

（３）衝撃試験
所定の質量を有する重りを所定の高さから触覚センサ１１に落下させて衝突させ、オシロスコープにおける波形の変化を測定した。ここで、重りの質量は１ｇ、３ｇ、５ｇ又は１０ｇとし、重りを触覚センサ１１に対して垂直方向から落下させるとともにその高さは１０ｃｍから５ｃｍずつ高くして４０ｃｍを上限とした。ここで、重りを落下させる高さは、触覚センサ１１の上面と落下させる前の重りとの距離を示す。

この結果、実施例１〜３においては、重りの衝突による衝撃に応じてインパルス的な応答波形を示した。ここで、実施例１〜３における応答波形は（１）一定荷重試験と同様の傾向を示し、実施例１〜３の触覚センサ１１は衝撃による触圧を検出することができるとともに実施例２及び実施例３においては触覚センサ１１の感度をそれぞれ向上させることができた。一方、比較例１においては、応答波形を示さず衝撃による触圧を検出することができなかった。

（４）最小感度試験
第３の実施形態の触覚センサ１１を、（２）変位試験と同様にして圧電プリロード印加装置２９に取付けた。そして、基準面から下方へプリロード３０を移動させたときのオシロスコープにおける波形の変化を測定した。ここで、プリロードの移動距離は、１０μｍ、５μｍ、１μｍ、０．５μｍ又は０．１μｍとした。この結果、プリロード３０のいずれの移動距離おいてもプリロード３０の変位に応じてインパルス的な応答波形を示した。このため、実施例３の触覚センサ１１は、プリロード３０の０．１μｍ等の微小な変位による触圧を検出することができた。

（５）刺激種類試験
各例の触覚センサ１１に人間の指、楊枝、直径が５ｃｍの丸棒、こより等で直接刺激を与え、オシロスコープにおける波形の変化を測定した。ここで、人間の指を用いて触覚センサ１１に刺激を与えるときには、触覚センサ１１を押し下げる、触覚センサ１１の表面に軽く触れる又は撫でるの３種類を行った。また、楊枝を用いたときには、楊枝で触覚センサ１１の表面を１ｍｍ押し下げる、触覚センサ１１の表面に軽く触れる、撫でる、連続して突く、軽く突く又は楊枝で触覚センサ１１の表面を強く押した後に楊枝を触覚センサ１１の表面から離間させるの６種類を行った。一方、丸棒を用いたときには触覚センサ１１を押し下げ、こよりを用いたときには触覚センサ１１の表面を撫でた。

この結果、実施例１〜３においては、各種刺激に応じてインパルス的な応答波形を示した。ここで、実施例３について、指で触覚センサ１１を押し下げたときのオシロスコープにおける応答波形を図８（ａ）に示すとともに触覚センサ１１の表面を指で軽く触れたときの応答波形を図８（ｂ）に示し、指で触覚センサ１１の表面を撫でたときの応答波形を図８（ｃ）に示す。一方、楊枝で触覚センサ１１の表面を１ｍｍ押し下げたときの応答波形を図８（ｄ）に示し、楊枝で触覚センサ１１の表面を軽く触れたときの応答波形を図８（ｅ）に示す。楊枝で触覚センサ１１の表面を撫でたときの応答波形を図８（ｆ）に示し、楊枝で触覚センサ１１の表面を連続して突いたときの応答波形を図９（ａ）に示す。

さらに、楊枝で触覚センサ１１の表面を軽く突いたときの応答波形を図９（ｂ）に示し、楊枝で触覚センサ１１の表面を強く押した後に楊枝を触覚センサ１１の表面から離間させたときの応答波形を図９（ｃ）に示す。丸棒で触覚センサ１１の表面を突いたときの応答波形を図９（ｄ）に示し、こよりで触覚センサ１１の表面を撫でたときの応答波形を図９（ｅ）に示す。尚、図８（ａ）〜図９（ｅ）においては、Ｒ成分における電圧変位３２と、Ｌ成分及びＣ成分における電圧変位３３とをそれぞれ分けて示した。

実施例１〜３における応答波形は（１）一定荷重試験と同様の傾向を示し、実施例１〜３の触覚センサ１１は各種刺激による触圧を検出することができるとともに実施例２及び実施例３においては触覚センサ１１の感度をそれぞれ向上させることができた。一方、比較例１については、応答波形を示さず各種刺激による触圧を検出することができなかった。
（実施例４〜９）
実施例４においては、媒体１２の形状を図５（ａ）に示すように縦及び横１００ｍｍ並びに厚さ５ｍｍの四角板状に変更し、媒体１２の下面の両側部に縦１００ｍｍ、横１０ｍｍ及び厚さ０．１ｍｍの電極１４を取付けた以外は、実施例１と同様にして触覚センサ１１を得た。実施例５においてはセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対して２．０質量％に変更し、実施例６においてはセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対して３．０質量％に変更した以外は、実施例４と同様にしてそれぞれ触覚センサ１１を得た。

実施例７においては、媒体１２の形状を図５（ｂ）に示すように縦及び横１０ｍｍ並びに厚さ５ｍｍの四角柱状に変更し、媒体１２をアクリル樹脂により形成されている台座２８の上面に取付ける。ここで、台座２８はその上部が縦、横及び厚さ１０ｍｍの四角柱状をなすとともに下部が直径１０ｍｍ及び厚さ１０ｍｍの円柱状をなす。

次いで、媒体１２の下部及び台座の上部の両側面にたすき状をなす電極１４を取付けた以外は、実施例１と同様にして触覚センサ１１を得た。実施例８においてはセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対して２．０質量％に変更し、実施例９においてはセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対して３．０質量％に変更した以外は、実施例７と同様にしてそれぞれ触覚センサ１１を得た。

そして、実施例４〜９の触覚センサ１１について、上記（５）の項目に関して評価を行った。この結果、各実施例においては、各種刺激に応じてインパルス的な応答波形を示し、各応答波形は（１）一定荷重試験と同様の傾向を示した。このため、実施例４〜９の触覚センサ１１は各種刺激による触圧を検出することができるとともに実施例５、実施例６、実施例８及び実施例９においては触覚センサ１１の感度をそれぞれ向上させることができた。

（実施例１０〜２０）
実施例１０においては、媒体１２を直径１０ｍｍであるとともに厚みが３ｍｍの円板状形成する。そして、媒体１２の下面に四角板状をなす一対の電極１４（厚み０．５ｍｍ、幅３ｍｍ、長さ３０ｍｍ、電極間の距離２．５ｍｍ）を取付けて触覚センサ１１を得た。さらに、センサ素子１３をＶＧＣＦで構成した以外は、実施例１と同様にして触覚センサシステムを構成した。ここで、ＶＧＣＦは、繊維直径が５０〜１００ｎｍの範囲であるとともに繊維長さが１０〜５０μｍの範囲であった。さらに、センサ素子１３の含有量は媒体１２に対して１質量％とした。

実施例１１においてはセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対して２質量％に変更し、実施例１２においてはセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対して５質量％に変更した以外は、実施例１０と同様にして触覚センサ１１を得た。実施例１３においては、媒体１２の厚みを０．５ｍｍに変更した以外は、実施例１２と同様にして触覚センサ１１を得た。

実施例１４においては、センサ素子１３をカーボンナノチューブにより構成し、センサ素子１３の含有量を媒体１２に対して５質量％に設定した以外は、実施例１０と同様にして触覚センサ１１を得た。ここで、カーボンナノチューブは、繊維直径が０．７〜５０ｎｍの範囲であるとともに繊維長さが０．０１〜１００μｍの範囲であった。実施例１５においては、媒体１２中にフェライトを分散させた以外は、実施例１２と同様にして触覚センサ１１を得た。ここで、フェライトの含有量は媒体１２に対して５質量％とした。実施例１６においては、媒体１２中にフェライトを分散させた以外は、実施例１４と同様にして触覚センサ１１を得た。ここで、フェライトの含有量は媒体１２に対して５質量％とした。

実施例１７においては、センサ素子１３を前記ＶＧＣＦ及びコイル状炭素繊維により構成した以外は、実施例１５と同様にして触覚センサ１１を得た。ここで、コイル状炭素繊維は、コイル径が５〜１０μｍの範囲であるとともにコイル長さが９０〜１５０μｍであった。さらに、ＶＧＣＦにより構成されたセンサ素子１３及びコイル状炭素繊維により構成されたセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対してそれぞれ５質量％とした。

実施例１８においては、センサ素子１３を前記コイル状炭素繊維及び前記カーボンナノチューブにより構成した以外は、実施例１０と同様にして触覚センサ１１を得た。ここで、コイル状炭素繊維により構成されたセンサ素子１３及びカーボンナノチューブにより構成されたセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対してそれぞれ５質量％とした。実施例１９においては、センサ素子１３を前記ＶＧＣＦ及び前記コイル状炭素繊維により構成した以外は、実施例１０と同様にして触覚センサ１１を得た。ここで、ＶＧＣＦにより構成されたセンサ素子１３及びコイル状炭素繊維により構成されたセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対してそれぞれ５質量％とした。

実施例２０においては、センサ素子１３を前記コイル状炭素繊維及びＰＡＮ系炭素繊維により構成した以外は、実施例１０と同様にして触覚センサ１１を得た。ここで、ＰＡＮ系炭素繊維は、繊維直径が１〜３０μｍであるとともに繊維長さが０．０１〜１０ｍｍであった。さらに、コイル状炭素繊維により構成されたセンサ素子１３及びＰＡＮ系炭素繊維により構成されたセンサ素子１３の含有量を媒体１２に対してそれぞれ５質量％とした。そして、各例の触覚センサ１１について、下記（６）の項目に関して評価を行った。

（６）押圧試験
マニュピレータに取付けられた石英製棒（直径０．５ｃｍ、重さ１ｇ）を用い、各例の触覚センサ１１を断続的（０．３〜０．５秒間隔）に押圧した後、さらに触覚センサ１１を３〜５秒間連続して押圧し、オシロスコープによる波形の変化を測定した。この結果、実施例１０〜２０においては、石英製棒による押圧に応じてインパルス的な応答波形を示し、押圧による触圧を検出することができた。ここで、実施例１０における応答波形を図１０（ａ）、実施例１１における応答波形を図１０（ｂ）、実施例１２における応答波形を図１０（ｃ）、実施例１３における応答波形を図１０（ｄ）、実施例１４における応答波形を図１０（ｅ）、実施例１５における応答波形を図１０（ｆ）に示す。さらに、実施例１６における応答波形を図１１（ａ）、実施例１７における応答波形を図１１（ｂ）、実施例１８における応答波形を図１１（ｃ）、実施例１９における応答波形を図１１（ｄ）、実施例２０における応答波形を図１１（ｅ）に示す。

（実施例２１）
実施例２１においては、実施例１２と同様にして触覚センサ１１を得た。そして、実施例２１の触覚センサ１１について、前記（６）の項目に関して評価を行った。ここで、石英製棒の重さを２０ｇとした。この結果、実施例２１においては、実施例１０〜２０と同様に、石英製棒による押圧に応じてインパルス的な応答波形を示し、押圧による触圧を検出することができた。ここで、実施例２０における応答波形を図１１（ｆ）に示す。

（実施例２２）
実施例２２においては、実施例１２と同様にして触覚センサ１１を得た。そして、実施例２２の触覚センサ１１について、前記（５）刺激種類試験を行った。ここで、刺激の種類は、人間の指を用いて触覚センサ１１を押し下げる、針で触覚センサ１１の表面を連続して突く、刷毛を用いて触覚センサ１１表面を擦るの３種類で行った。この結果、実施例２２においては、各種刺激に応じてインパルス的な応答波形を示した。ここで、指で触覚センサ１１を押し下げたときの応答波形を図１２（ａ）に示し、針で連続して突いたときの応答波形を図１２（ｂ）に示し、刷毛で擦るときの応答波形を図１２（ｃ）に示す。尚、図１０（ａ）〜図１２（ｃ）においては、Ｒ成分における電圧変位３２と、Ｌ成分及びＣ成分における電圧変位３３とをそれぞれ分けて示した。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）前記コイル状炭素繊維はグラファイト層を有している請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の触覚センサ。この構成によれば、感度をより向上させることができる。

（２）前記コイル状炭素繊維は、コイル径が１ｎｍ〜５０μｍであるとともにコイル長さが１０ｎｍ〜１０ｍｍである請求項１から請求項３及び上記（１）のいずれか一項に記載の触覚センサ。この構成によれば、触覚センサの小型化を図ることができる。

（３）前記媒体は誘電体により形成されＣ成分を有する請求項４に記載の触覚センサ。この構成によれば、感度を容易に調整することができる。

（ａ）は本実施形態の触覚センサを示す斜視図、（ｂ）は触覚センサシステムを示す概略図。（ａ）は機械力学的等価回路を示す回路図、（ｂ）は電気的等価回路を示す回路図。（ａ）及び（ｂ）はＬＣＲ共振回路を示す回路図。ＬＣＲ共振回路を示す要部拡大断面図。（ａ）及び（ｂ）は触覚センサの別例を示す斜視図。（ａ）及び（ｂ）は触覚センサの別例を示す要部拡大断面図。触覚センサが圧電プリロード印加装置に取付けられた触覚センサシステムを示す概略図。（ａ）〜（ｆ）は応答波形を示すグラフ。（ａ）〜（ｅ）は応答波形を示すグラフ。（ａ）〜（ｆ）は応答波形を示すグラフ。（ａ）〜（ｆ）は応答波形を示すグラフ。（ａ）〜（ｃ）は応答波形を示すグラフ。

符号の説明

１１…触覚センサ、１２…媒体、１３…センサ素子、１３ａ…コイル状炭素繊維、１４…電極、２２…インダクタンス（Ｌ）成分、２３…キャパシタンス（Ｃ）成分、２４…レジスタンス（Ｒ）成分、２５…ＬＣＲ共振回路。

Claims

媒体と、コイル状炭素繊維により構成され前記媒体中に設けられているとともにコイル状炭素繊維の螺旋構造に基づくインダクタンス（Ｌ）成分並びにキャパシタンス（Ｃ）成分及びレジスタンス（Ｒ）成分を有しＬＣＲ共振回路として作用するセンサ素子と、前記媒体に電気的に接続されている一対の電極とを備えていることを特徴とする触覚センサ。
前記媒体は誘電体により形成されキャパシタンス（Ｃ）成分を有する請求項１に記載の触覚センサ。
前記センサ素子の含有量が媒体に対して１．０質量％を超えるとともに１０．０質量％以下に設定されている請求項１又は請求項２に記載の触覚センサ。
媒体と、弾力性を有する導電性繊維により構成され前記媒体中に設けられているとともにインダクタンス（Ｌ）成分並びにキャパシタンス（Ｃ）成分及びレジスタンス（Ｒ）成分を有しＬＣＲ共振回路として作用するセンサ素子と、前記媒体に電気的に接続されている一対の電極とを備えていることを特徴とする触覚センサ。