JP2012145407A

JP2012145407A - 感圧センサ

Info

Publication number: JP2012145407A
Application number: JP2011003162A
Authority: JP
Inventors: Takashi Aoyama; 貴青山; Akira Yamaura; 章山浦; Akio Hattori; 昭夫服部; Hiroshi Koyama; 洋小山
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-08-02

Abstract

【課題】複雑な形状を有する場所にも設置可能な程度の柔軟性、及び外部の擾乱に対するシールド機能を有しつつも、圧力が印加された位置も検出可能な感圧センサを提供する。
【解決手段】複数の電極Ｓ１〜Ｓ３を並列配置してなる内部電極２と、内部電極２を挟み込むように、かつ内部電極２の複数の電極Ｓ１〜Ｓ３の各々と隣接するように配置され、グランド機能を有する外部電極３と、内部電極２と外部電極３との間に配置され、荷重により変形する誘電体４と、を備え、内部電極２の各電極Ｓ１〜Ｓ３と外部電極３との間の静電容量の変化を検出することで、内部電極２の各電極Ｓ１〜Ｓ３と外部電極３との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した内部電極２の電極位置から、荷重が印加された位置を検出するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量式の感圧センサに関するものである。

近年、ペット型ロボットや、リハビリ用ロボット等の共生型ロボットの開発が盛んに行われている。これら共生型ロボットは、人間との衝突・接触検知やロボットの手で物を掴む行為を行うため、皮膚部に圧力を感じる感圧センサを装備している。これらの用途に用いる感圧センサとしては、抵抗式、ピエゾ（圧電素子）式、静電容量式等が挙げられるが、低荷重での感度に優れる静電容量式の感圧センサがよく使用される。

共生型ロボットの皮膚部に使用可能な静電容量式の感圧センサとして、例えば、特許文献１に記載のものがある。特許文献１の静電容量式の感圧センサは、設置される場所の形状に沿って変形可能であるので、複雑な形状を有する共生型ロボットの皮膚部にも使用可能である。また、静電容量式の感圧センサが外部の擾乱に影響され易く、誤動作が頻繁に生じていたのに対し、特許文献１に記載の静電容量式の感圧センサは、外側に設けられた導電布がグランドの役割を果たすため、外部の擾乱に影響され難く、誤動作の低減を可能にしている。そのため、例えば、擾乱の一因となる水に触れる機会がある場所において用いられる共生型ロボットにも使用可能である。

即ち、こうした技術分野における感圧センサは、複雑な形状を有する場所にも設置可能な程度の柔軟性、及び外部の擾乱に対するシールド機能を有していることが必須である。

特許第４１４１４２６号公報特開２０１０−３０４８号公報

ところで、最近では、共生型ロボットの皮膚部に対して、圧力が印加された位置も検出したいという要求が出てきている。

本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、複雑な形状を有する場所にも設置可能な程度の柔軟性、及び外部の擾乱に対するシールド機能を有しつつも、圧力が印加された位置も検出可能な感圧センサを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、複数の電極を並列配置してなる内部電極と、前記内部電極を挟み込むように、かつ前記内部電極の複数の電極の各々と隣接するように配置され、グランド機能を有する外部電極と、前記内部電極と前記外部電極との間に配置され、荷重により変形する誘電体と、を備え、前記内部電極の各電極と前記外部電極との間の静電容量の変化を検出することで、前記内部電極の各電極と前記外部電極との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した前記内部電極の電極位置から、荷重が印加された位置を検出する感圧センサである。

前記内部電極は、短冊状に形成された複数の電極を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなり、前記内部電極を挟み込む上下の外部電極は、短冊状に形成された複数の電極を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなり、前記内部電極の電極配列方向と、前記外部電極の電極配列方向とが、互いに垂直となっており、前記内部電極の各電極と前記外部電極の各電極との間の静電容量の変化を検出することで、前記内部電極の各電極と前記外部電極の各電極との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した前記内部電極の電極位置と前記外部電極の電極位置とから、荷重が印加された位置を検出してもよい。

前記内部電極は、該内部電極を挟み込む上下の外部電極のうち一方と対面する第１層と、前記外部電極の他方と対面する第２層とを、絶縁層を介して積層した２層構造とされ、前記第１層及び前記第２層は、短冊状に形成された複数の電極を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなり、かつ、前記第１層の電極配列方向と、前記第２層の電極配列方向とが、互いに垂直となっており、前記第１層の各電極と一方の前記外部電極との間、および前記第２層の各電極と他方の前記外部電極との間の静電容量の変化を検出することで、前記内部電極の各電極と前記外部電極との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した前記第１層の電極位置と前記第２層の電極位置とから、荷重が印加された位置を検出してもよい。

前記誘電体が発泡体であるとよい。

前記外部電極の上下で対向する電極同士は、電気的に接続されているとよい。

本発明によれば、複雑な形状を有する場所にも設置可能な程度の柔軟性、及び外部の擾乱に対するシールド機能を有しつつも、圧力が印加された位置も検出可能な感圧センサを提供できる。

本発明の一実施の形態に係る感圧センサを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図、（ｃ）はその１Ｃ−１Ｃ線断面図である。図１の感圧センサの動作を説明する図である。本発明の他の実施の形態に係る感圧センサを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその３Ｂ−３Ｂ線断面図、（ｃ）はその３Ｃ−３Ｃ線断面図である。図３の感圧センサの動作を説明する図である。本発明の比較対象となる比較例の感圧センサを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその５Ｂ−５Ｂ線断面図、（ｃ）はその５Ｃ−５Ｃ線断面図である。図５の比較例の感圧センサの押圧箇所を示す図である。本発明の実施例で用いる円柱押圧治具の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係る感圧センサを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はその１Ｂ−１Ｂ線断面図、（ｃ）はその１Ｃ−１Ｃ線断面図である。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、感圧センサ１は、複数の電極Ｓ１〜Ｓ３を並列配置してなる内部電極（信号電極）２と、内部電極２を挟み込むように、かつ内部電極２の複数の電極Ｓ１〜Ｓ３の各々と隣接するように配置され、グランド機能を有する外部電極（グランド電極）３と、内部電極２と外部電極３との間に配置され、荷重により変形する誘電体４と、を備えている。

本実施の形態に係る感圧センサ１では、内部電極２は、短冊状（平面視で長方形の板状）に形成された複数（ここでは３つ）の電極Ｓ１〜Ｓ３を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなる。また、内部電極２を挟み込む上下の外部電極３は、それぞれ、短冊状に形成された複数（ここでは３つ）の電極Ｇ１〜Ｇ３，Ｇ４〜Ｇ６を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなる。内部電極２の電極配列方向と、外部電極３の電極配列方向とは、互いに垂直となるようにされる。また、電極Ｇ１〜Ｇ３と電極Ｇ４〜Ｇ６とは、１Ｃ−１Ｃ線断面視において、上下方向に線対称となる位置に配置されている。このとき、線対称の対称軸は、内部電極２の中心を通る。内部電極２と外部電極３の電極配置間隔は、例えば１ｍｍ程度である。

外部電極３を構成する電極Ｇ１〜Ｇ６のうち上下で対向する電極同士、すなわち電極Ｇ１と電極Ｇ４、電極Ｇ２と電極Ｇ５、電極Ｇ３と電極Ｇ６は、電気的に接続されている。

内部電極２、外部電極３を構成する電極Ｓ１〜Ｓ３，Ｇ１〜Ｇ６は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムに銅を施したものからなる。なお、内部電極２、外部電極３を構成する電極Ｓ１〜Ｓ３，Ｇ１〜Ｇ６の材質、形状、本数等は上記のものに限定されない。

内部電極２と外部電極３との間に配置される誘電体４は、外部から荷重が印加されたときに容易に変形し、当該荷重を除いたときに元の形状に復元する材料を用いるとよく、好ましくは、低荷重でも変形し易いウレタン発泡体などの発泡体を用いるとよい。荷重が印加されない状態における内部電極２と外部電極３との距離は、例えば１ｍｍ程度である。

感圧センサ１では、これら内部電極２、外部電極３、誘電体４の全体を覆うように、保護用の外皮５が設けられる。本実施の形態では、片面に接着剤を塗布した２枚のＰＥＴテープで内部電極２、外部電極３、誘電体４を上下から包むことで、外皮５を形成した。

次に、感圧センサ１の動作を説明する。

感圧センサ１では、内部電極２の各電極Ｓ１〜Ｓ３と外部電極３の各電極Ｇ１〜Ｇ６との間の静電容量の変化を検出することで、内部電極２の各電極Ｓ１〜Ｓ３と外部電極３の各電極Ｇ１〜Ｇ６との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した内部電極２の電極位置と外部電極３の電極位置とから、荷重が印加された位置を検出するようになっている。

より具体的には、本実施の形態では、内部電極２を構成する電極がＳ１〜Ｓ３の３つ、外部電極３を構成する電極がＧ１とＧ４、Ｇ２とＧ５、Ｇ３とＧ６の３対であるから、これらそれぞれの組合せについて９箇所の静電容量を測定する。

例えば、図２に示すように、Ｒ点に荷重が印加されると、電極Ｓ１と電極Ｇ１，Ｇ４の距離が近くなり、電極Ｓ１と電極Ｇ１，Ｇ４間の静電容量が増加する。同様に、Ｑ点に荷重が印加されると電極Ｓ２と電極Ｇ２，Ｇ５間の静電容量が増加し、Ｐ点に荷重が印加されると電極Ｓ３と電極Ｇ３，Ｇ６間の静電容量が増加する。

したがって、測定した９箇所の静電容量の中で、電極Ｓ１と電極Ｇ１，Ｇ４間の静電容量の変化が大きければ、Ｒ点に荷重が印加されたと判断することができる。同様に、電極Ｓ２と電極Ｇ２，Ｇ５間の静電容量の変化が大きければ、Ｑ点に荷重が印加されたと判断でき、電極Ｓ３と電極Ｇ３，Ｇ６間の静電容量の変化が大きければ、Ｐ点に荷重が印加されたと判断できる。

ここでは、内部電極２の電極数を３つ、外部電極３の電極数を３つとしているが、内部電極２の電極数や外部電極３の電極数を増加することで、分解能をさらに向上し、荷重が印加された位置をより高い精度で検出することが可能となる。

なお、本実施の形態に係る感圧センサ１では、内部電極２と外部電極３の両方を複数の電極で構成したが、少なくとも内部電極２が複数の電極で構成されていれば、荷重が印加された位置を検出することが可能である。

例えば、上下の外部電極３をそれぞれ共通の１つの電極で構成するようにした場合、内部電極２の各電極と外部電極３との間の静電容量の変化を検出することで、内部電極２の各電極と外部電極３との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した内部電極２の電極位置から、荷重が印加された位置を検出することになる。この場合、図１（ａ）のように内部電極２の電極を並列配置すれば、荷重が印加された位置を電極配列方向に沿って一次元的に検出できることになる。また、内部電極２を２次元的に配置する構成とすれば、荷重が印加された位置を２次元的に検出することも可能となる。但し、内部電極２を２次元的に配置するのは電極数が増加し配線等が困難になるため、荷重が印加された位置を２次元的に検出する場合には、本実施の形態に係る感圧センサ１のように構成することが望ましい。

以上説明したように、本実施の形態に係る感圧センサ１では、複数の電極Ｓ１〜Ｓ３を並列配置してなる内部電極２と、内部電極２を挟み込むように、かつ内部電極２の複数の電極Ｓ１〜Ｓ３の各々と隣接するように配置され、グランド機能を有する外部電極３と、内部電極２と外部電極３との間に配置され、荷重により変形する誘電体４と、を備えている。

内部電極２を、複数の電極Ｓ１〜Ｓ３を並列配置した構造とすることにより、各電極Ｓ１〜Ｓ３と外部電極３間の静電容量の変化を検出することで、内部電極２の各電極Ｓ１〜Ｓ３と外部電極３との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した内部電極２の電極位置から、荷重が印加された位置を検出することが可能になる。

また、内部電極２を上下の外部電極３で挟む構造とすることで、外部の擾乱に対するシールド機能が得られ、水滴等の外乱による誤作動を抑えることが可能である。

さらに、感圧センサ１は、設置される場所の形状に沿って変形可能であるから、本発明によれば、複雑な形状を有する場所にも設置可能な程度の柔軟性、及び外部の擾乱に対するシールド機能を有しつつも、圧力が印加された位置も検出可能な感圧センサ１を実現できる。

また、感圧センサ１では、内部電極２を上下の外部電極３で挟む構造とし、かつ、外部電極３の上下で対向する電極同士を電気的に接続しているため、荷重が加わったときに、内部電極２と上方の外部電極３、内部電極２と下方の外部電極３の両方の距離が短くなって、静電容量の変化が大きくなり、圧力に対して感度のよい静電容量式の感圧センサ１を実現できる。

さらに、感圧センサ１では、内部電極２の複数の電極Ｓ１〜Ｓ３と、外部電極３の複数の電極Ｇ１〜Ｇ６を短冊状に形成し、内部電極２の電極配列方向と、外部電極３の電極配列方向とを互いに垂直に交差させているため、少ない電極の数で、荷重が印加された位置を２次元的に特定することが可能となる。

さらにまた、感圧センサ１では、誘電体４として発泡体を用いているため、低荷重で内部電極２と外部電極３間の距離が変化するようになり、感度が良くなる。

次に、本発明の他の実施の形態を説明する。

図３（ａ）〜（ｃ）に示す感圧センサ３１は、図１の感圧センサ１において、内部電極２を２層構造とし、上下の外部電極３をそれぞれ共通の１つの電極Ｇ１，Ｇ２で構成したものである。電極Ｇ１，Ｇ２は、電気的に接続してある。

感圧センサ３１では、内部電極２は、下方の外部電極３（電極Ｇ２）と対面する第１層２ａと、上方の外部電極３（電極Ｇ１）と対面する第２層２ｂとを、絶縁層３２を介して積層した構造となっている。絶縁層３２は、例えばＰＥＴフィルムからなる。

第１層２ａは、短冊状に形成された複数の電極Ｓ１〜Ｓ３を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなり、第２層２ｂは、短冊状に形成された複数の電極Ｓ４〜Ｓ６を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなる。第１層２ａの電極配列方向と、第２層２ｂの電極配列方向とは、互いに垂直となっている。

感圧センサ３１では、第１層２ａの各電極Ｓ１〜Ｓ３と外部電極３の電極Ｇ２との間、および第２層２ｂの各電極Ｓ４〜Ｓ６と外部電極３の電極Ｇ１との間の静電容量の変化を検出することで、内部電極２の各電極Ｓ１〜Ｓ６と外部電極３の電極Ｇ１，Ｇ２との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した第１層２ａの電極位置と第２層２ｂの電極位置とから、荷重が印加された位置を検出するようになっている。

具体的には、感圧センサ３１では、内部電極２を構成する電極がＳ１〜Ｓ６の６つ、外部電極３を構成する電極がＧ１とＧ２の１対であるから、これらの組合せについて６箇所の静電容量を測定する。

例えば、図４に示すように、Ｔ点に荷重が印加されると、電極Ｓ３と電極Ｇ２、電極Ｓ６と電極Ｇ１の距離が近くなり、電極Ｓ３，Ｓ６と電極Ｇ１，Ｇ２間の静電容量が増加する。同様に、Ｕ点に荷重が印加されると電極Ｓ２，Ｓ５と電極Ｇ１，Ｇ２間の静電容量が増加し、Ｖ点に荷重が印加されると電極Ｓ１，Ｓ４と電極Ｇ１，Ｇ２間の静電容量が増加する。

したがって、電極Ｓ３，Ｓ６と電極Ｇ１，Ｇ２間の静電容量の変化が大きければ、Ｔ点に荷重が印加されたと判断することができる。同様に、電極Ｓ２，Ｓ５と電極Ｇ１，Ｇ２間の静電容量の変化が大きければ、Ｕ点に荷重が印加されたと判断でき、電極Ｓ１，Ｓ４と電極Ｇ１，Ｇ２間の静電容量の変化が大きければ、Ｖ点に荷重が印加されたと判断できる。

感圧センサ３１によれば、外部電極３が上下単一の電極Ｇ１，Ｇ２であっても荷重が印加された位置を検知することが可能となり、図１の感圧センサ１と同様に、複雑な形状を有する場所にも設置可能な程度の柔軟性、及び外部の擾乱に対するシールド機能を有しつつも、圧力が印加された位置も検出可能な感圧センサを実現できる。

また、感圧センサ３１によれば、外部電極３を上下単一の電極Ｇ１，Ｇ２で構成でき、図１の感圧センサ１のように外部電極３の電極間に隙間が形成されないため、外部の擾乱に対するシールド機能をより向上できる。

さらに、感圧センサ３１によれば、例えば図４におけるＶ点を電極Ｇ１側から押圧した場合、電極Ｓ４と電極Ｇ１間の距離の方が、電極Ｓ１と電極Ｇ２間の距離よりも小さくなり、電極Ｓ４と電極Ｇ１間の静電容量の変化が、電極Ｓ１と電極Ｇ２間の静電容量の変化よりも大きくなる。つまり、感圧センサ３１によれば、上下の外部電極３（電極Ｇ１，Ｇ２）のどちらの方向から荷重が印加されたかも判別可能となる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

（実施例１）
図１に示すタイプの静電容量式の感圧センサ１を作製した。上側の外部電極３は、幅５ｍｍ、長さ２２ｍｍの短冊状の電極Ｇ１〜Ｇ３を１ｍｍの間隔を空けて３個設置した。下側の外部電極３も、同様の寸法の電極Ｇ４〜Ｇ６を同様の方向に配置した。上下一対の外部電極３同士（Ｇ１とＧ４、Ｇ２とＧ５、Ｇ３とＧ６）は、電気的に接続してある。

内部電極２は、幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍの短冊状にして、外部電極３の長手方向と内部電極２の長手方向が垂直になるように、上側と下側の外部電極３の中間に設置した。電極Ｓ１〜Ｓ３，Ｇ１〜Ｇ６の材質は、厚さ６μｍＰＥＴフィルムに銅２μｍを施したものを用いた。外部電極３と内部電極２の間には誘電体４として発泡体を挿入し外部電極３と内部電極２の間が１ｍｍとなるようにした。

発泡体は、イノアック製ウレタン発泡（商品名：ＵＥＭ５５、密度５５ｋｇ／ｍ³）を使用した。そして、片面に接着剤を塗布したＰＥＴテープ（厚さ１２μｍ）２枚で電極部を上下から包み、外皮５を形成、周囲を接着した。

実施例１の感圧センサ１は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の３個の内部電極２と、Ｇ１とＧ４、Ｇ２とＧ５、Ｇ３とＧ６の３対の外部電極３間のそれぞれの組み合わせについて計９箇所、静電容量を測定している。そして、例えば図２に示すＲ点に荷重が印加されると、電極Ｓ１と電極Ｇ１，Ｇ４の距離が近くなり、静電容量が増加する。また、計９箇所の静電容量の中で、電極Ｓ１と電極Ｇ１，Ｇ４間の静電容量の変化が大きい場合、Ｒ点に荷重が印加されたと判断することができる。

この感圧センサ１に、まんべんなく水滴を２０滴たらしたが、静電容量の変化はなく、誤作動は生じなかった。

また、図７に示すφ５ｍｍの円柱押圧治具（銅製）７１を用いて、図２におけるＰ点，Ｑ点，Ｒ点に２００ｇの荷重を加え、感圧センサ１を反応させたところ、表１に示すような静電容量の変化が得られた。

表１に示すように、実施例１の感圧センサ１では、測定電極（電極Ｓ１と電極Ｇ１，Ｇ４、電極Ｓ２と電極Ｇ２，Ｇ５、電極Ｓ３と電極Ｇ３，Ｇ６）間で大きな静電容量変化があり、荷重が印加された位置の検出が可能であった。

（実施例２）
図３に示すタイプの静電容量式の感圧センサ３１を作製した。上側の外部電極３、下側の外部電極３は、２１ｍｍ×２１ｍｍで、上下２枚設置した。上下の外部電極３同士（Ｇ１とＧ２）は、電気的に接続してある。

内部電極２は、幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍの短冊状の電極Ｓ１〜Ｓ６を６個作製し、３個を１ｍｍ間隔で並べ、ＰＥＴテープの絶縁層（厚さ１２μｍ）３２を介して３個を先ほどのものと垂直になるように設置させた。

電極Ｓ１〜Ｓ６，Ｇ１，Ｇ２の材質は、厚さ６μｍＰＥＴフィルムに銅２μｍを施したものを用いた。外部電極３と内部電極２の間には誘電体４として発泡体を挿入し、外部電極３と内部電極２の間が１ｍｍになるようにした。

実施例２の感圧センサ３１は、Ｓ１〜Ｓ６の６個の内部電極２と、Ｇ１，Ｇ２の１対の外部電極３のそれぞれの組合せについて計６箇所、静電容量を測定している。そして、例えば図４におけるＶ点に荷重が印加されると、電極Ｓ１と電極Ｇ２、電極Ｓ４と電極Ｇ１の電極間の距離が近くなり、静電容量が増加する。また、電極Ｓ１と電極Ｇ２、電極Ｓ４と電極Ｇ１の電極間の静電容量の変化が大きい場合、Ｖ点に荷重が印加されたと判断することができる。

この感圧センサ３１に、まんべんなく水滴を２０滴たらしたが、静電容量の変化はなく、誤作動は生じなかった。

また、図７に示すφ５ｍｍの円柱押圧治具（銅製）７１を用いて、図４におけるＴ点，Ｕ点，Ｖ点に２００ｇの荷重を加え、感圧センサ３１を反応させたところ、表２に示すように測定電極に大きな静電容量変化があり、位置の検出が可能であった。

さらに、感圧センサ３１を両面から荷重が加えられるように縦に設置して、図４におけるＴ点を上側の外部電極３（電極Ｇ１）側から押した場合、電極Ｇ１と電極Ｓ６間の静電容量は１．５ｐＦ変化したが、電極Ｇ２と電極Ｓ３間の静電容量は０．１ｐＦしか変化せず、これにより上側、下側の外部電極３のどちらの方向から荷重が印加されたかも判別することができた。

（比較例）
図５に示すタイプの静電容量式の感圧センサ５１を作製した。比較例の感圧センサ５１は、図１の感圧センサ１において、下側の外部電極３（電極Ｇ４〜Ｇ６）と内部電極２の下側の誘電体４とを省略したものである。

上側の外部電極３は、幅５ｍｍ、長さ２２ｍｍの短冊状の電極Ｇ１〜Ｇ３を１ｍｍの間隔を空けて３個設置した。内部電極２は、幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍの短冊状にして、外部電極３の長手方向と内部電極２の長手方向が垂直になるように、上側の外部電極３の下方に設置した。電極Ｓ１〜Ｓ３，Ｇ１〜Ｇ３の材質は、厚さ６μｍＰＥＴフィルムに銅２μｍを施したものを用いた。外部電極３と内部電極２の間には誘電体４として発泡体を挿入し外部電極３と内部電極２の間が１ｍｍとなるようにした。

この試作品に、まんべんなく水滴を２０滴たらしたとき、各電極間の静電容量が大きく変化し、誤作動が生じてしまった。

また、図７に示すφ５ｍｍの円柱押圧治具（銅製）７１を用いて、図６に示すＷ点、Ｘ点、Ｙ点に２００ｇの荷重を加え、感圧センサ５１を反応させたところ、表３に示すように測定電極に静電容量変化があり、位置の検出が可能であったが、実施例１（表１）と比較して半分程度の静電容量変化となっていた。

以上述べたように、本発明による実施例１，２の感圧センサ１，３１は、水滴等の外乱で誤作動を起こさず、荷重が加わった位置を検知でき、荷重に対して感度がよい。

１感圧センサ
２内部電極
３外部電極
４誘電体
５外皮

Claims

複数の電極を並列配置してなる内部電極と、
前記内部電極を挟み込むように、かつ前記内部電極の複数の電極の各々と隣接するように配置され、グランド機能を有する外部電極と、
前記内部電極と前記外部電極との間に配置され、荷重により変形する誘電体と、
を備え、
前記内部電極の各電極と前記外部電極との間の静電容量の変化を検出することで、前記内部電極の各電極と前記外部電極との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した前記内部電極の電極位置から、荷重が印加された位置を検出する
ことを特徴とする感圧センサ。
前記内部電極は、短冊状に形成された複数の電極を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなり、
前記内部電極を挟み込む上下の外部電極は、短冊状に形成された複数の電極を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなり、
前記内部電極の電極配列方向と、前記外部電極の電極配列方向とが、互いに垂直となっており、
前記内部電極の各電極と前記外部電極の各電極との間の静電容量の変化を検出することで、前記内部電極の各電極と前記外部電極の各電極との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した前記内部電極の電極位置と前記外部電極の電極位置とから、荷重が印加された位置を検出する
請求項１記載の感圧センサ。
前記内部電極は、該内部電極を挟み込む上下の外部電極のうち一方と対面する第１層と、前記外部電極の他方と対面する第２層とを、絶縁層を介して積層した２層構造とされ、前記第１層及び前記第２層は、短冊状に形成された複数の電極を、その短冊状の短辺方向に並列配置してなり、かつ、前記第１層の電極配列方向と、前記第２層の電極配列方向とが、互いに垂直となっており、
前記第１層の各電極と一方の前記外部電極との間、および前記第２層の各電極と他方の前記外部電極との間の静電容量の変化を検出することで、前記内部電極の各電極と前記外部電極との間の距離の変化を検知し、当該距離が変化した前記第１層の電極位置と前記第２層の電極位置とから、荷重が印加された位置を検出する
請求項１記載の感圧センサ。
前記誘電体が発泡体である請求項１〜３いずれかに記載の感圧センサ。
前記外部電極の上下で対向する電極同士は、電気的に接続されている請求項１〜４いずれかに記載の感圧センサ。