JP2016151531A - 感圧センサ - Google Patents

Abstract

【課題】加圧位置がどのような位置であっても圧力位置及びその位置の圧力値を正確に測定し、分解能を高くする。
【解決手段】第１シート部材１０と第２シート部材２０との間に、ひずみゲージ３０が配置されている。第１シート部材１０には第２シート部材２０に向かって突起１１が形成されている。第１シート部材１０を第２シート部材２０に向けて加圧すると、突起１１により第２シート部材２０が変形し、この変形に基づいてひずみゲージ３０が変形し、抵抗値が変化する。この抵抗値から圧力値を測定することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、圧力を検出する感圧センサに関する。

圧力分布を測定する感圧センサとして、従来より、２枚のシート部材間に複数のひずみゲージを配置したものが知られている。特許文献１では、図１３（ａ）に示すように、基板８００上にひずみゲージ８３０を配置し、基板８００の下面側において、ひずみゲージ８３０に対応する位置に、基板８００が変形可能な凹部８０１を形成している。ひずみゲージ８３０の上には、保護膜８４０が形成されている。

土台９００にセンサを載せ、図１３（ｂ）に示すように、押圧部材８５０により圧力を加えると、基板８００において圧力が加えられた位置の凹部８０１が変形し、凹部８０１に対応した位置に存在するひずみゲージ８３０が変形する。これによりひずみゲージ８３０の抵抗値が変化する。図１３（ｂ）では、図中の中央のひずみゲージ８３０が変形していることから、図中の中央部分のみに圧力が加えられたことを検出でき、その位置における圧力値を測定できる。

特開２０１３−７９８３７号公報

ところで、特許文献１のセンサでは、図１３（ａ）に示すように、隣り合う２つの凹部８０１間に柱８０２が形成されている。柱８０２の上方には、ひずみゲージ８３０が配置されていない。

図１３（ｃ）に示すように、柱８０２の上方だけに押圧部材８５０が配置されると、柱８０２は変形せず、基板８００全体が変形しない。そのため、ひずみゲージ８３０も変形せず、抵抗値が変化しない結果、加圧位置も圧力値も測定することができない。このように、特許文献１のセンサでは加圧位置と圧力値を測定できない不感部分が存在するため、センサの分解能が低いという問題がある。また、特許文献１では、図１３（ｄ）に示すように、押圧部材８６０が硬い平板の場合についても負荷した圧力の多くが柱８０２に直接伝わり、凹部８０１付近でほとんど変形が起こらなくなり、圧力を正しく検出できないという問題がある。

そこで、本発明の目的は、圧力が加えられる位置がどのような位置であっても、加圧位置を検出できるとともに加圧位置の圧力値を測定できる、分解能が高い感圧センサを提供することである。

本発明の感圧センサは、可撓性を有する第１シート部材と、可撓性を有するとともに前記第１シート部材に対向するように配置された第２シート部材と、前記第１シート部材と前記第２シート部材との間に配置された複数のひずみゲージとを有するシート積層体であり、前記第１シート部材には、前記第２シート部材に向かって突出した複数の突起が形成され、前記シート積層体表面を加圧したとき、前記突起により前記第２シート部材が変形し、前記第２シート部材の変形に基づいて前記ひずみゲージが変形する。

上記構成では、感圧センサに圧力が加えられると、加圧位置がどのような位置であっても、加圧位置近傍の突起が第２シート部材を押圧する。これにより第２シート部材が変形し、この変形に基づいてひずみゲージが変形し、抵抗値が変化する。この抵抗値から加圧位置及び加圧量を測定することができる。なお、突起間の領域に圧力が加えられても、第１シート部材が撓みながら周囲の突起に力が伝わり第２シート部材を押圧する。これにより、ひずみゲージが変形し、抵抗値が変化するため、加圧位置及び加圧量を測定することができる。したがって、加圧位置がどのような位置であっても、正確な加圧位置及び加圧量を検出することができ、センサの分解能が高い。

また、上記感圧センサにおいて、前記複数のひずみゲージはそれぞれ前記複数の突起のいずれか１つに対応する位置に配置されていることが好ましい。

上記構成では、第１シート部材に圧力が加えられると、第２シート部材の突起に押圧された位置およびその周辺に大きなひずみが発生するため、ひずみゲージが変形しやすい。このため抵抗値が変化しやすい。したがって、より正確な加圧位置及び加圧量を検出することができ、センサの分解能がより高い。

また、上記感圧センサにおいて、前記ひずみゲージと、そのひずみゲージに対応する位置に配置された前記突起の少なくとも一部とが、前記第１シート部材と前記第２シート部材とが対向する方向に重なって配置されることが好ましい。

第１シート部材に圧力が加えられると、第２シート部材の突起に押圧された位置に最大ひずみが発生する。上記構成では、最大ひずみが発生する位置にひずみゲージが配置されているため、ひずみゲージが変形しやすい。したがって、より正確な加圧位置及び加圧量を検出することができるため、センサの分解能がより高い。

また、上記構成において、前記ひずみゲージは、金属線から形成された感圧部を有し、前記感圧部は、前記ひずみゲージと対応する位置に配置された前記突起の中心を基準点とした径方向に対して±４５°以内に傾斜する方向に延在し且つ径方向に対して交差する方向に並んだ複数の径方向延在部と、径方向に対して交差する方向に隣り合う２つの前記径方向延在部を接続する第１接続部とを有しており、前記径方向延在部の長さは、前記第１接続部の長さより長いことが好ましい。

上記構成では、ひずみゲージの径方向延在部が第１接続部より長いため、ひずみゲージの感度が径方向に高い。第１シート部材と第２シート部材の間にフィルムを配置し、第１シート部材をフィルムに向けて加圧したとき、フィルムの第１シート部材側の面では、突起との接触領域の外側周辺において、径方向に引張、周方向に圧縮ひずみが発生する。そこで、フィルムの第１シート部材側の面において、突起との接触領域の外側周辺に上記ひずみゲージを配置すると、ひずみゲージの感度が高い方向（径方向）と大きな引張ひずみが生じる方向（径方向）とが一致するため、より正確な圧力値を測定することができる。

また、前記ひずみゲージは、金属線から形成される感圧部を有し、前記感圧部は、前記ひずみゲージと対応する位置に配置された前記突起の中心に対して前記中心から離れるように凸状に湾曲した複数の湾曲部を有し、前記複数の湾曲部は、前記中心に対して径方向に並んでおり、前記径方向に隣り合う２つの前記湾曲部は第２接続部によって接続され、前記湾曲部の長さが、前記第２接続部の長さより長いことが好ましい。

上記構成では、ひずみゲージの湾曲部が第２接続部より長いため、ひずみゲージの感度が周方向に高い。第１シート部材と第２シート部材の間にフィルムを配置し、第１シート部材をフィルムに向けて加圧したとき、フィルムの第２シート部材側の面では、突起との接触領域の外側周辺において、径方向に圧縮ひずみが生じ、周方向に引張ひずみが発生する。そこで、フィルムの第２シート部材側の面において、突起の外側周辺に上記ひずみゲージを配置すると、ひずみゲージの感度が高い方向（周方向）と大きな引張ひずみが生じる方向（周方向）とが一致するため、より正確な圧力値を測定することができる。

前記ひずみゲージは、１本の金属線を折り曲げて形成した感圧部を有し、前記感圧部は、複数の延在部と、隣り合う２つの前記延在部を接続する第３接続部とを有しており、全ての前記延在部及び全ての前記第３接続部が形成された部分を含む領域内において、最も離れた２つの前記延在部の間に前記突起の中心が位置することが好ましい。

第１シート部材と第２シート部材の間にフィルムを配置し、第１シート部材をフィルムに向けて加圧すると、突起の中心付近には、フィルムの第１シート部材に対向する側の面では、向きによらず圧縮ひずみが発生し、フィルムの第２シート部材側の面では、向きによらず引張ひずみが発生する。したがって、ひずみゲージをフィルムの第１シート部材に対向する側の面に形成すると、ひずみゲージ全体が圧縮変形する。また、ひずみゲージをフィルムの第２シート部材に対向する側の面に形成すると、ひずみゲージ全体が引張変形する。つまり、ひずみゲージをフィルムのどちらの面に形成しても、ひずみゲージの延在部と第３接続部に同じ変形（圧縮又は引張）が生じる。よって、延在部と第３接続部の抵抗変化が相殺されなくなるため、正確な圧力値を検出することができる。

また、上記感圧センサにおいて、前記第１シート部材と前記第２シート部材との間に配置された可撓性を有するフィルムをさらに備え、前記複数のひずみゲージが前記フィルムの一方の面に形成されていることが好ましい。

上記構成では、ひずみゲージの形成および配置を一度に行えるようになるため、センサを製造しやすくなる。また、突起との位置あわせが行いやすくなることで加圧位置の誤差が生じにくくなる。これによりセンサの分解能がより高くなる。

また、上記感圧センサにおいて、前記複数のひずみゲージは、前記フィルムの前記第２シート部材側の面に形成されていることが好ましい。

上記構成では、第１シート部材をフィルムに向けて加圧したとき、突起の中心付近において、フィルムの第１シート部材側の面には、径方向及び周方向に大きな圧縮ひずみが発生し、フィルムの第２シート部材側の面には、径方向及び周方向に大きな引張ひずみが発生する。ひずみゲージでは圧縮ひずみと引張ひずみのどちらも検出可能であるが、圧縮時にはひずみゲージがしわ状に屈曲変形する可能性があり正確なひずみ量が評価できない場合があるため、センサとして使用するには引張ひずみを検出するのが好ましい。上記構成では、ひずみゲージがフィルムの第２シート部材側の面に形成されているため、突起の中心付近において、加えられた圧力を引張ひずみとして検出できる。よって、より正確な圧力値を測定することができる。

また、上記感圧センサにおいて、前記第１シート部材と前記第２シート部材との間に配置された複数の行電極及び複数の列電極と、前記行電極と前記列電極とが重なる位置に配置された絶縁部材とをさらに備えていることが好ましい。

行電極と列電極に囲まれた領域にひずみゲージを配置することにより、ひずみゲージがマトリックス状に配置される。これにより、少ない配線数で多くのひずみゲージの抵抗値を評価できるようになり、様々な位置で圧力値を測定できるようになるため、センサの分解能をより高くすることができる。

また、上記感圧センサにおいて、前記突起の先端面は、湾曲状に形成されていることが好ましい。特に、前記突起は半球状に形成されていることが好ましい。

突起を湾曲状にすることにより、突起のエッジ部分による局所的な応力集中が緩和されて接触状態を安定化させることができる。また、湾曲部分が増えると突起先端の断面積が小さくなることで突起による接触面圧が高くなり、発生するひずみが大きくなってひずみゲージが変形しやすくなるため、より正確な圧力値を測定することができる。

本発明によると、感圧センサに圧力が加えられると、加圧位置がどのような位置であっても、加圧位置近傍の突起が第２シート部材を押圧する。これにより第２シート部材が変形し、この変形に基づいてひずみゲージが変形し、抵抗値が変化する。この抵抗値から正確な加圧位置及び加圧量を測定することができるため、センサの分解能が高い。

第１実施形態に係る感圧センサの分解斜視図である。 （ａ）は第１シート部材の下面であり、（ｂ）は第２シート部材の上面及びフィルムの上面である。 感圧センサの断面図であり、図１のIII-III線に沿った図である。 ひずみゲージの平面図である。 （ａ）は感圧センサ全体を加圧したときの感圧センサの一部断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 （ａ）は感圧センサの一部を加圧したときの感圧センサの一部断面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図である。 第２実施形態に係る感圧センサの断面図である。 （ａ）は感圧センサ全体を加圧したときの感圧センサの一部断面図であり、（ｂ）は感圧センサの一部を加圧したときの感圧センサの一部断面図である。 感圧センサを加圧したときのひずみゲージの平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は変形例に係る感圧センサの一部断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は変形例のひずみゲージの正面図である。 （ａ）〜（ｂ）は他の変形例のひずみゲージの正面図である。 （ａ）〜（ｄ）は従来の感圧センサの断面図である。

〔第１実施形態〕
感圧センサ１は、図１に示すように、互いに対向するように配置された第１シート部材１０及び第２シート部材２０と、第１シート部材１０と第２シート部材２０との間において第２シート部材２０の上面に配置されたフィルム２３と、フィルム２３を固定する図示しないコネクタとを備えている。コネクタは圧力検出機能を備えた電源（図示せず）に接続されている。図１では、第１シート部材１０が第２シート部材２０の上方に配置されている。なお、本実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸を第１シート部材１０及び第２シート部材２０の平面内で互いに直交する軸とし、Ｚ軸をＸ軸及びＹ軸に直交する軸としている。

図２（ａ）には第１シート部材１０の下面（第２シート部材２０に対向する面）を示し、図２（ｂ）には第２シート部材２０の上面（第１シート部材１０に対向する面）及びフィルム２３の上面（第１シート部材１０に対向する面）を示している。

第１シート部材１０の下面には、図２（ａ）に示すように、複数の半球状の突起１１が所定の間隔で形成されている（図３参照）。複数の突起１１は互いに離隔している。突起１１の先端面は湾曲している。

フィルム２３の上面には、図２（ｂ）に示すように、複数の帯状の行電極２１と、複数の帯状の列電極２２と、複数のひずみゲージ３０とが配置されている。

複数の行電極２１は、Ｘ軸方向に延在し、Ｙ軸方向に所定のピッチで離隔して配置されている。一方、複数の列電極２２は、Ｙ軸方向に延在し、Ｘ軸方向に所定のピッチで離隔して配置されている。行電極２１の上に列電極２２が配置され、行電極２１と列電極２２は互いに対向し且つ平面視において直交するように配置されている。行電極２１及び列電極２２に囲まれた領域には、ひずみゲージ３０は配置されている。ひずみゲージ３０はマトリックス状に並んでいる。ひずみゲージ３０はフィルム２３の上面に形成されており、フィルム２３は第２シート部材２０に固定されている（図３参照）。

行電極２１と列電極２２が対向する部分には、絶縁膜（絶縁部材）２４が配置されている（図３参照）。絶縁膜２４により、各行電極２１及び各列電極２２は絶縁されている。

行電極２１及び列電極２２は図示しない配線に接続されている。配線は図示しない端子に接続されている。端子はフィルム２３を固定した図示しないコネクタに接続されている。

第１シート部材１０を第２シート部材２０に対向するように配置すると、図３に示すように、第１シート部材１０とフィルム２３との間に、行電極２１、列電極２２及びひずみゲージ３０が配置される。各ひずみゲージ３０は各突起１１に対向するように配置される。第１シート部材１０と第２シート部材２０の対向方向（Ｚ方向）について、ひずみゲージ３０は各突起１１の少なくとも一部と重なって配置されている。このように各突起１１は互いに異なるいずれか１つのひずみゲージ３０に対応する位置に配置されている。突起１１はひずみゲージ３０に接触してもよく、接触しなくてもよい。

感圧センサ１に力が加わると、突起１１が第２シート部材２０に向かってフィルム２３を押し込み、フィルム２３にひずみが発生して、ひずみゲージ３０が変形されることにより、加えた力の値を計測することができる。

ひずみゲージ３０の感圧部は、図４に示すように、金属材料からなる１本の帯状部材を折り曲げて形成されている。ひずみゲージ３０の一端及び他端には、それぞれ第１平板部３１及び第２平板部３２が形成されている。第１平板部３１は行電極２１上に配置され、第２平板部３２は列電極２２上に配置される（図２(ｂ)参照）。これにより、ひずみゲージ３０と行電極２１と列電極２２とが電気的に接続される。ひずみゲージ３０の構成については後述する。

図２（ｂ）に示すように、同じ行（同じＸ方向）に配置された複数のひずみゲージ３０は、それぞれ、同じ行電極２１に接続されているが、互いに異なるいずれか１つの列電極２２に接続されている。また、同じ列（同じＹ方向）に配置されたひずみゲージ３０は、それぞれ、同じ列電極２２に接続されているが、互いに異なるいずれか１つの行電極２１に接続されている。

感圧センサ１に圧力が加えられると、各ひずみゲージ３０が変形し、抵抗値が変化する。抵抗値は図示しない端子、マルチプレクサ及びＡＤ変換器へ伝達され、圧力の強さに対応するデジタル値に変換される。例えば、図２（ｂ）において、第１列のひずみゲージ３０（Ａ１）,３０（Ｂ１）,３０（Ｃ１）・・・の変形によって変化した抵抗値が順に端子へ伝達される。第１列の最終行のひずみゲージ３０（Ｆ１）の変形によって変化した抵抗値が端子へ伝達されると、第２列のひずみゲージ３０（Ａ２）,３０（Ｂ２）・・・の変形によって変化した抵抗値が順に端子へ伝達される。最後に最終列にある最終行のひずみゲージ３０（Ｆ５）の変形によって変化した抵抗値が端子へ伝達されると、再び第１列第１行のひずみゲージ３０（Ａ１）に戻り、上記の手順が繰り返される。抵抗値はＡＤ変換器で圧力の強さに対応するデジタル値に変換され、コンピュータに送られる。また、抵抗についてはブリッジ回路を用いて測定しても良いし、抵抗値のクロストークによる測定誤差の補正を複数端子の測定値から行っても良い。

図２（ａ）に示す第１シート部材１０は可撓性を有しており、例えばＰＤＭＳ、ゴム、プラスチック等の材料で形成されている。また、第１シート部材１０と突起１１は同一材料で一体化して形成されていても良いし、同一または別材料を接合して形成されていても良い。図２（ｂ）に示す第２シート部材２０は可撓性を有しており、例えばＰＤＭＳ、ゴム、発泡ゴム、発泡プラスチック等の柔軟な材料で形成されている。フィルム２３は可撓性を有しており、例えばポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などプラスチック材料が用いられている。ひずみゲージ３０は、例えば銅・ニッケル系合金、ニッケル・クロム系合金などの導電性部材によって形成されている。

なお、第１シート部材１０、第２シート部材２０及びフィルム２３が有する「可撓性」とは、力が加えられると変形し、力の大きさ（圧力値）によって変形量が変わるものである。例えば、第１シート部材１０の可撓性は、感圧センサ１が押圧されたときに適度に撓むことによって押圧された位置近傍の突起のみに力を伝えることが可能な可撓性である。第２シート部材２０の可撓性は、感圧センサ１が押圧されたときに圧縮変形可能な可撓性である。また、フィルム２３の可撓性は、感圧センサ１が押圧されたときに曲げ変形可能な可撓性である。

図３に示す第１シート部材１０の厚みＴ₁（突起１１が形成されていない部分）は、例えば０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下であり、突起１１の半径ｒ₁は、例えば０．０３ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。第２シート部材２０の厚みＴ₂は、例えば０．０２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。また、ひずみゲージの幅Ｗ₁は、例えば０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

次に、図４を参照しつつひずみゲージ３０の構成について説明する。なお、図４には、ひずみゲージ３０と、感圧センサ１に圧力が加えられたときの突起１１との位置関係を示している。

ひずみゲージ３０は、対向する突起１１の中心Ｃに対して径方向に延在した複数の径方向延在部３３を有している。複数の径方向延在部３３は突起１１の中心Ｃに対して周方向に並び、全体で略環状を形成している。周方向は径方向に交差する方向である。本実施形態では、全ての径方向延在部３３が突起１１の中心Ｃを基準点とした径方向に延在し、径方向に対して傾斜していない。

隣り合う２つの径方向延在部３３は、突起１１の中心Ｃに近い位置で第１接続短部（第１接続部）３４によって接続されている。また、これとは異なる隣り合う２つの径方向延在部３３は、突起１１の中心Ｃに遠い位置で第１接続長部（第１接続部）３５によって接続されている。第１接続長部（第１接続部）３５の周方向長さは、第１接続短部（第１接続部）３４の周方向長さより長い。径方向延在部３３、第１接続短部（第１接続部）３４及び第１接続長部（第１接続部）３５によって、ひずみゲージ３０の感圧部が構成されている。感圧部の中央には孔３６が形成されている。

径方向延在部３３の径方向長さＲは、第１接続短部（第１接続部）３４の周方向長さ及び第１接続長部（第１接続部）３５の周方向長さより長い。ひずみゲージ３０の感圧部は、主に径方向に長い径方向延在部３３によって構成されているため、ひずみゲージ３０の感度は径方向に高い。

ここで、本発明者らは、感圧センサ１に圧力を加えたときのひずみ分布を評価するため、シミュレーションを行った。
半球状の突起１１をフィルム２３に接触させると、フィルム２３の上面（第１シート部材１０側の面）において、突起１１との接触領域の中心付近には径方向及び周方向に大きな圧縮ひずみが生じ、突起１１との接触領域の外側の領域には、径方向に大きな引張ひずみが生じた。また、径方向に大きな圧縮ひずみが発生する領域と径方向に大きな引張ひずみが発生する領域との境界は、突起１１とフィルム２３の接触部分と非接触部分の境界付近であることがわかった。つまり、突起１１とフィルム２３の接触部分には、径方向及び周方向に大きな圧縮ひずみが生じ、突起１１とフィルム２３の非接触部分には、径方向に大きな引張ひずみが生じることがわかった。突起１１とフィルム２３の接触部分と非接触部分の境界は、図４に示す一点鎖線に相当する。

図４に示すひずみゲージ３０では径方向の感度が高いため、上記結果から、例えば、径方向に大きな引張ひずみが生じる領域（突起１１とフィルム２３の非接触部分）にひずみゲージ３０を配置すると、ひずみゲージ３０の感度が高い方向（径方向）と大きなひずみが生じる方向（径方向）とが一致するため、極めて正確な圧力値を測定できる。

例えば、図３に示す突起１１の半径ｒ₁を０．５ｍｍ（直径２ｒ₁＝１.０ｍｍ）とし、図４に示すひずみゲージ３０の内径Ｒ₁を０．１５ｍｍとし、ひずみゲージ３０の外径Ｒ₂を０．４ｍｍとし、径方向延在部３３の径方向長さＲを０．２５ｍｍとした場合、突起１１の中心とひずみゲージ３０の中心とを一致させるようにすると、ひずみゲージ３０（特に径方向延在部３３）が径方向に大きな引張ひずみが生じる領域に配置される。これにより、検出精度がより一層高まる。

続いて、感圧センサ１に圧力が加えられたときの状態を、図５,６を参照しつつ説明する。なお、図５,６では行電極２１及び列電極２２を省略している。

図５（ａ）に示すように、感圧センサ１におもり５０を載せ、感圧センサ１の全面に圧力を加えると、第１シート部材１０が押し下げられ、突起１１の先端面がその下方のひずみゲージ３０の内縁部に接触する。これにより、第２シート部材２０及びフィルム２３において突起１１に対応した位置が変形し、これらの変形に基づいてひずみゲージ３０が変形する。ひずみゲージ３０の変形によって抵抗値が変化し、この抵抗値から各圧力位置を検出し、各圧力位置における圧力値を測定することにより、圧力分布が得られる。

図５（ｂ）に示すように、フィルム２３の上面（第１シート部材１０側の面）において、突起１１の中心Ｃ付近には径方向及び周方向の大きな圧縮ひずみ（点線矢印）が生じるが、この領域より外側の領域には径方向に大きな引張ひずみ（実線矢印）が生じる。径方向に感度が大きいひずみゲージ３０は、主に径方向に大きな引張ひずみが生じる領域に配置されているため、発生した引張ひずみ量に応じて、引張ひずみ量を正確に反映するように変形する。このため加えられた圧力値をより正確に測定でき、分解能が非常に高い。

次に、図６（ａ）に示すように、隣り合う２つの突起１１の間におもり６０を載せると、２つの突起１１の間に力が加えられる。おもり６０の下方には、突起１１もひずみゲージ３０も存在しないが、第１シート部材１０が撓み、両側の２つの突起１１が斜め方向に押し下げられ、下方のひずみゲージ３０に接触する。これにより、第２シート部材２０及びフィルム２３において２つの突起１１に対応した位置が変形し、これらの変形に基づいて２つの突起１１に対応した位置に存在する２つのひずみゲージ３０が変形する。ひずみゲージ３０の変形によって抵抗値が変化し、この抵抗値から各圧力位置を検出し、各圧力位置における圧力値を測定することにより、圧力分布を測定することができる。

このように、本実施形態の感圧センサ１では、圧力を加える位置に突起１１及びひずみゲージ３０が存在するかにかかわらず、どのような位置に圧力が加えられても、正確な圧力位置を検出でき、その位置における正確な圧力値を測定することができる。

以上のように本実施形態によると以下の効果を奏する。
加圧位置がどのような位置であっても、第１シート部材１０に圧力が加えられると、加圧位置近傍の突起１１が第２シート部材２０及びフィルム２３を押圧する。これにより第２シート部材２０及びフィルム２３が変形し、この変形に基づいてひずみゲージ３０が変形し、抵抗値が変化する。この抵抗値から加圧位置及び加圧量を検出することができる。なお、突起１１及びひずみゲージ３０が存在しない位置に圧力が加えられても、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１シート部材１０が撓みながら突起１１に力を伝達し、突起１１が第２シート部材２０及びフィルム２３を押圧する。これにより、ひずみゲージ３０が変形するため、圧力位置を検出でき、その位置での圧力値を測定することができる。したがって、加圧位置がどの位置であっても、正確な加圧位置及び加圧量を検出することができるため、センサの分解能が高い。

また、本実施形態では、第１シート部材１０に圧力が加えられると、突起１１が押圧することにより発生するひずみが大きい位置にひずみゲージ３０が配置されているため、ひずみゲージ３０が変形しやすい。したがって、より正確な加圧位置及び加圧量を検出することができ、センサの分解能がより高い。

さらに、フィルム２３の上面に複数のひずみゲージ３０を形成することにより、複数のひずみゲージ３０の配置を一度に行えるようになるため、感圧センサ１を製造しやすくなる。また、フィルム２３によってひずみゲージ３０を固定することができるため、加圧位置に誤差が生じにくくなる。これによりセンサの分解能がより高くなる。

また、ひずみゲージ３０を行電極２１と列電極２２に囲まれた領域に配置することにより、ひずみゲージ３０がマトリックス状に配置される。これにより、少ない配線数で多くの様々な位置で圧力値を測定できるため、センサの分解能がより高くなる。

さらに、突起１１の先端面が湾曲状に形成されているため、先端面が平坦な時と比べて局所的な応力集中が緩和されて接触状態を安定化させることができる。また、突起１１の先端の断面積が小さくなることにより、突起による接触面圧が高くなり、ひずみゲージ３０が変形しやすい。このため、より正確な圧力値及び加圧位置を検出することができる。

また、ひずみゲージ３０の感圧部は、主に、突起１１の中心Ｃに対して径方向に長い径方向延在部３３によって構成されているため、径方向の感度が高い。本実施形態では、ひずみゲージ３０を、径方向に大きなひずみが発生する位置に配置しているため、より正確な圧力値を検出することができる。

さらに、ひずみゲージ３０は突起１１の少なくとも一部と対向する位置に配置され、ひずみゲージ３０の中心と突起１１の中心Ｃが一致するように配置されている。第２シート部材２０には、突起１１との接触境界付近に径方向の大きなひずみが発生するが、本実施形態ではこの位置にひずみゲージ３０が配置されているため、ひずみゲージが変形しやすい。したがって、より正確な加圧位置及び加圧量を検出することができるため、センサの分解能がより高い。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図７〜９を参照しつつ説明する。第２実施形態において第１実施形態と異なる点は、突起の形状である。なお、図８では、行電極２１、列電極２２、フィルム２３及び絶縁膜２４を省略している。また、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。

図７に示すように、突起２１１は柱状に形成され、先端面が湾曲している。突起２１１の幅ｗ₂₀は、ひずみゲージ３０の内径Ｒ₁より小さい。

図８（ａ）に示すように、感圧センサにおもり５０を載せ、感圧センサの全面に圧力を加えると、第１シート部材２１０が押し下げられ、突起２１１が下方のひずみゲージ３０の孔３６を通って、フィルム２３に接触する。これにより、第２シート部材２０及びフィルム２３において、突起２１１に対応した位置及びその周囲が変形し、これらの変形に基づいてひずみゲージ３０が変形する。ひずみゲージ３０の変形によって抵抗値が変化し、この抵抗値から各圧力位置を検出し、各圧力位置における圧力値を測定することにより、圧力分布が得られる。

また、図８（ｂ）に示すように、隣り合う２つの突起２１１の間の領域に力が加えられると、第１シート部材１０が撓み、両側の２つの突起２１１が斜め方向に押し下げられ、下方のひずみゲージ３０の孔３６を通って、フィルム２３に接触する。これにより、第２シート部材２０及びフィルム２３において、２つの突起２１１に対応した位置が変形し、これらの変形に基づいて、２つの突起２１１に対応した位置に存在する２つのひずみゲージ３０が変形する。ひずみゲージ３０の変形によって抵抗値が変化し、この抵抗値から各圧力位置を検出し、各圧力位置における圧力値を測定することにより、圧力分布が得られる。

図９には、ひずみゲージ３０と、感圧センサに圧力が加えられたときの突起２１１との位置関係を示している。感圧センサに力を加えると、突起２１１はひずみゲージ３０の孔３６に配置され、ひずみゲージ３０に接触しない。しかし、突起２１１はフィルム２３に接触することにより（図８(ａ)及び図８(ｂ)参照）、フィルム２３及び第２シート部材２０が変形し、この変形に基づいてひずみゲージ３０が変形する。これにより抵抗値が変化し、この抵抗値から圧力位置及びその圧力位置における圧力値を測定することができる。

したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、加圧位置がどのような位置であっても、正確な加圧位置及び加圧量を検出することができ、センサの分解能が高い。

なお、上述した第１実施形態及び第２実施形態では２種類の突起１１,２１１について説明したが、突起の形状は上記に限られず、変更可能である。以下では、突起の変形例１〜３について、図１０を参照しつつ説明する。なお、図１０では、行電極２１、列電極２２、フィルム２３及び絶縁膜２４を省略している。

（変形例１）
図１０（ａ）に示すように、突起３１１の先端面は弧状に形成され、湾曲している。突起３１１の幅ｗ₃₀はひずみゲージ３０の幅Ｗ₁より大きい。突起３１１の高さｈ₁は、第１実施形態の突起１１の半径ｒ₁（高さ）より短い。

感圧センサに力が加えられると、突起３１１の先端面がその下方のひずみゲージ３０の内縁部に接触する。

（変形例２）
図１０（ｂ）に示すように、突起４１１は円柱状に形成されている。突起４１１の先端面は、平面である。突起４１１の幅（直径）ｗ₄₀は、ひずみゲージ３０の外径Ｒ₂（幅Ｗ₁）より小さく、ひずみゲージ３０の内径Ｒ₁より大きい。

感圧センサに力が加えられると、突起４１１の先端面はひずみゲージ３０の内縁部周辺に接触する。突起４１１が柱状である場合、力が図中の鉛直方向に伝わってフィルム２３を押圧するため、錘台状（多角錐台状、円錐台状等）の突起より変形しやすい。

なお、変形例２の変形例として、突起４１１の幅（直径）ｗ₄₀をひずみゲージ３０の内径Ｒ₁より小さくしてもよい。この場合、感圧センサに力が加えられると、突起４１１は、第２実施形態のように、ひずみゲージ３０の孔３６を通ってフィルム２３に接触する（図８(ａ)及び図８(ｂ)参照）。これにより、第２シート部材２０及びフィルム２３が変形し、この変形に基づいてひずみゲージ３０が変形するため、加圧位置及びその位置での圧力値を正確に検出できる。

また、変形例２では突起４１１が円柱状であるが、突起４１１は多角柱状でもよい。

（変形例３）
図１０（ｃ）に示すように、突起５１１は四角錐台状に形成され、対向するひずみゲージ３０に近付くにつれて先細り形状である。突起３１１の先端面は、平面である。突起５１１の先端の幅ｗ₅₀は、ひずみゲージ３０の外径Ｒ₂（幅Ｗ₁）より小さく、ひずみゲージ３０の内径Ｒ₁より大きい。

感圧センサに力が加えられると、突起５１１の先端面はひずみゲージ３０の内縁部周辺に接触する。

なお、変形例３では突起５１１は四角錐台状であるが、突起５１１は円錐台状でもよい。

上記では突起の形状について説明したが、感圧センサに力が加えられたときにフィルム２３に接触し第２シート部材２０及びフィルム２３を変形させる機能を有しているのであれば突起の形状はどのような形状であってもよい。また、機能が同等であれば一部の突起の形状が他の突起と異なっていてもよい。

また、ひずみゲージ３０の形状についても変更可能である。以下では、ひずみゲージの変形例１〜６について、図１１及び図１２を参照しつつ説明する。なお、変形例１〜６のひずみゲージには、第１実施形態のひずみゲージと同様に、行電極２１上に配置される第１平板部３１が一端に形成され、列電極２２上に配置される第２平板部３２が他端に形成されている。また、図１１及び図１２に示す突起１１の中心Ｃは、ひずみゲージが第１シート部材１０の突起１１に対応する位置に配置された場合（例えば、ひずみゲージの中心と突起１１の中心とが一致するように配置された場合、ひずみゲージと突起１１が対向するように配置された場合）の突起１１の中心である。

（変形例１）
ひずみゲージ２３０は、図１１（ａ）に示すように、第１実施形態のひずみゲージ３０の一部から構成されている。複数の径方向延在部３３は、突起１１の中心Ｃに対して周方向に並び、全体で扇形状を形成している。

ひずみゲージ２３０の感圧部は、主に径方向に長い径方向延在部３３によって構成されているため、ひずみゲージ３０の感度は径方向に高い。

ひずみゲージ２３０が、第１実施形態のように、径方向に大きな引張ひずみが生じる領域に配置されると、より正確な圧力値及び加圧位置を検出でき、より高い分解能が得られる。

（変形例２）
ひずみゲージ３３０は、図１１（ｂ）に示すように、突起１１の中心Ｃに対して径方向に延在した複数の径方向延在部３３３を有している。複数の径方向延在部３３３は突起１１の中心Ｃに対して周方向に並び、全体で環形状を形成している。

ひずみゲージ３３０の内径Ｒ₂₁は、第１実施形態のひずみゲージ３０の内径Ｒ₁より小さい。また、径方向延在部３３３の径方向長さＲ₃₀は、第１実施形態の径方向延在部３３の径方向長さＲよりも短い。

隣り合う２つの径方向延在部３３３は、突起１１の中心Ｃに近い位置で第１接続短部（第１接続部）３３４によって接続されている。また、これとは異なる隣り合う２つの径方向延在部３３３は、突起１１の中心Ｃに遠い位置で第１接続長部（第１接続部）３３５によって接続されている。第１接続長部（第１接続部）３３５の周方向長さは、第１接続短部（第１接続部）３３４の周方向長さより長い。径方向延在部３３３、第１接続短部（第１接続部）３３４及び第１接続長部（第１接続部）３３５によって、感圧部が形成されている。本実施形態では、全ての径方向延在部３３３が突起１１の中心Ｃを基準点とした径方向に延在し、径方向に対して傾斜していない。

径方向延在部３３３の径方向長さＲ₃₀は、第１接続短部（第１接続部）３３４の周方向長さ及び第１接続長部（第１接続部）３３５の周方向長さより長い。ひずみゲージ３３０の感圧部は、主に径方向に長い径方向延在部３３３によって構成されているため、ひずみゲージ３３０の感度は径方向に高い。

第１実施形態では、感圧センサ１に圧力を加えたときのフィルム２３上面のシミュレーション結果について説明したが、フィルム２３下面（フィルム２３の第２シート部材２０側の面）では、以下の分布が得られた。
半球状の突起１１をフィルム２３に接触させると、フィルム２３下面において、突起１１の中心付近（突起１１とフィルム２３との接触部分）には、径方向及び周方向に大きな引張ひずみが生じ、突起１１の中心付近より径方向外側の領域（突起１１とフィルム２３との非接触部分）には、径方向に大きな圧縮ひずみが生じることが分かった。

ひずみゲージ３３０は内径及び外径が小さく、径方向の感度が高いため、例えば、フィルム２３下面において、径方向に大きな引張ひずみが生じる突起１１の中心付近（突起１１とフィルム２３の接触部分）にひずみゲージ３３０を配置すると、ひずみゲージ３０の感度が高い方向（径方向）と大きなひずみが生じる方向（径方向）とが一致するため、極めて正確な圧力値を測定できる。

ひずみゲージ３３０の中心と突起１１の中心Ｃとが対向するように、ひずみゲージ３３０を突起１１と対向して配置し、感圧センサに力を加えると、図１１（ｂ）に示すように、突起１１の先端面がひずみゲージ３３０の内縁部から外縁部の近くまでの領域に接触し、径方向延在部３３３の殆どの部分が突起１１の先端面と接触する。これにより、径方向延在部３３３は、発生した引張ひずみに応じて径方向にひずむ。

（変形例３）
ひずみゲージ４３０の感圧部は、図１１（ｃ）に示すように、１本の金属線を折り曲げて形成され、突起１１の中心Ｃから離れるように凸状に湾曲した複数の湾曲部４３６を有している。複数の湾曲部４３６は、中心Ｃに対して径方向に並んでおり、全体で扇形状を形成している。湾曲部４３６は中心Ｃに対して周方向に延在している。

径方向に隣り合う２つの湾曲部４３６は、一端同士が第２接続部４３７によって接続されている。また、これとは異なる径方向に隣り合う２つの湾曲部４３６は、他端同士が第２接続部４３８によって接続されている。湾曲部４３６と第２接続部４３７,４３８によって感圧部が形成されている。

湾曲部４３６の長さは、第２接続部４３７及び第２接続部４３８より長い。ひずみゲージ４３０の感圧部は、主に周方向に長い湾曲部４３６によって構成されているため、ひずみゲージ４３０の感度は湾曲部４３６の長手方向（本変形例では、突起１１の中心Ｃに対して周方向）に高い。

そこで、中心Ｃに対して周方向に大きなひずみが生じる領域にひずみゲージ４３０を配置すると、大きなひずみが生じる方向（周方向）とひずみゲージ４３０の感度が高い方向（周方向）とが一致するため、極めて正確な圧力値を測定できる。周方向に大きなひずみが生じる領域は、例えば、フィルム２３下面において、突起１１の中心付近の領域（突起１１とフィルム２３との接触部分）である。

なお、湾曲部４３６は、突起１１の中心Ｃに対して周方向に延在しているが、周方向に延在せず、単に突起１１の中心Ｃから離れるように凸状に湾曲した形状でもよい。

（変形例４）
ひずみゲージ５３０は、図１１（ｄ）に示すように、突起１１の中心Ｃに対して渦巻き状に形成された感圧部５３１を有している。感圧部５３１は、突起１１の中心Ｃから離れるように凸状に湾曲しており、中心Ｃに対してほぼ周方向に延在している。このため、ひずみゲージ５３０の感度は周方向に高い。したがって、ひずみゲージ５３０を周方向に大きなひずみが生じる領域、例えば、フィルム２３下面において、突起１１の中心付近の領域（突起１１とフィルム２３との接触部分）に配置すると、極めて正確な圧力値を測定できる。

（変形例５）
ひずみゲージ６３０は、図１２（ａ）に示すように、１本の金属線を折り曲げて形成され、突起１１の中心Ｃに対して周方向に並んだ４つの感圧部６３１,６３２,６３３,６３４を有している。

感圧部６３１は、突起１１の中心Ｃを基準点とした径方向に対して±４５°以内に傾斜する方向に延在した複数の径方向延在部６４１を有している。例えば、図１２（ａ）の拡大図に示すように、径方向延在部６４１（Ａ）は中心Ｃを基準点とした径方向に延在した直線ｌ₁に対して±４５°以内に傾斜している。また、その隣の径方向延在部６４１（Ｂ）は中心Ｃを基準点とした径方向に延在した直線ｌ₂に対して±４５°以内に傾斜している。さらに、その隣の径方向延在部６４１（Ｃ）は中心Ｃを基準点とした径方向に延在した直線ｌ₃に対して±４５°以内に傾斜している。図１２（ａ）中のθ₁,θ₂,θ₃は、それぞれ、中心Ｃを基準点とする径方向に延在した直線ｌ₁,ｌ₂,ｌ₃に対する径方向延在部６４１（Ａ）,６４１（Ｂ）,６４１（Ｃ）の傾斜角である。θ₁,θ₂,θ₃は、±４５°以内である。

複数の径方向延在部６４１は、中心Ｃを基準点とした径方向に対して交差する方向に並んでいる。径方向に対して交差する方向に隣り合う２つの径方向延在部６４１は、中心Ｃに近い位置で第１接続部６４２によって接続されている。また、これとは異なる隣り合う２つの径方向延在部６４１は、中心Ｃに遠い位置で第１接続部６４３によって接続されている。径方向延在部６４１は第１接続部６４２,６４３より長い。

感圧部６３２は、突起１１の中心Ｃを基準点とした径方向に対して±４５°以内に傾斜する方向に延在した複数の径方向延在部６５１を有している。径方向に交差する方向に隣り合う２つの径方向延在部６５１は、中心Ｃに近い位置で第１接続部６５２によって接続されている。また、これとは異なる隣り合う２つの径方向延在部６５１は、中心Ｃに遠い位置で第１接続部６５３によって接続されている。径方向延在部６５１は第１接続部６５２,６５３より長い。

感圧部６３３は、突起１１の中心Ｃを基準点とした径方向に対して±４５°以内に傾斜する方向に延在した複数の径方向延在部６６１を有している。径方向に交差する方向に隣り合う２つの径方向延在部６６１は、中心Ｃに近い位置で第１接続部６６２によって接続されている。また、これとは異なる隣り合う２つの径方向延在部６６１は、中心Ｃに遠い位置で第１接続部６６３によって接続されている。径方向延在部６６１は第１接続部６６２,６６３より長い。

感圧部６３４は、突起１１の中心Ｃを基準点とした径方向に対して±４５°以内に傾斜する方向に延在した複数の径方向延在部６７１を有している。径方向に交差する方向に隣り合う２つの径方向延在部６７１は、中心Ｃに近い位置で第１接続部６７２によって接続されている。また、これとは異なる隣り合う２つの径方向延在部６７１は、中心Ｃに遠い位置で第１接続部６７３によって接続されている。径方向延在部６７１は第１接続部６７２,６７３より長い。

ひずみゲージ６３０の感圧部６３１,６３２,６３３,６３４は、それぞれ、突起１１の中心Ｃを基準点とした径方向に対して±４５°以内に傾斜する方向に延在した複数の径方向延在部６４１,６５１,６６１,６７１によって構成されているため、径方向の感度が高い。このため、ひずみゲージ６３０を径方向に大きなひずみが発生する位置（例えば、フィルム２３の上面（第１シート部材１０側の面）において、突起１１の中心Ｃ付近より外側の領域）に配置すると、より正確な圧力値を検出することができる。

（変形例６）
ひずみゲージ７３０は、図１２（ｂ）に示すように、１本の金属線を折り曲げて形成された感圧部７４０を有している。感圧部７４０は、ジグザク形状であり、Ｙ軸に延在した５本の延在部７３１を有している。５本の延在部７３１はＸ軸方向に離隔して配置されている。Ｘ軸方向に隣り合う２つの延在部７３１は、一端同士が第３接続部７３２によって接続されている。また、これとは異なる隣り合う２つの延在部７３１は、他端同士が第３接続部７３３によって接続されている。延在部７３１は第３接続部７３２,７３３より長い。延在部７３１及び第３接続部７３２,７３３によって、感圧部７４０が形成されている。感圧センサに圧力が加えられたとき、突起１１の中心Ｃは、５本の延在部７３１と全ての第３接続部７３２,７３３とを含む領域Ｓに配置される。領域Ｓは、感圧部７４０を含む領域であり、Ｙ軸方向に延在した５本の延在部７３１のうちＸ軸方向に最も離れた２本の延在部７３１と、この２本の延在部７３１の端部同士を結ぶ線とによって囲まれた領域である。２本の延在部７３１の端部同士を結ぶ線の一部は、第３接続部７３２,７３３と重なっている。

突起１１の中心Ｃ付近には、フィルムの第１シート部材に対向する側の面では、向きによらず圧縮ひずみが発生し、フィルムの第２シート部材側の面では、向きによらず引張ひずみが発生する。突起１１の中心Ｃは、ひずみゲージ７３０の感圧部７４０を含む領域Ｓに位置するため、ひずみゲージ７３０をフィルム２３の上面（第１シート部材に対向する側の面）に形成すると、ひずみゲージ７３０全体が圧縮変形し、ひずみゲージ７３０をフィルム２３の下面（第２シート部材に対向する側の面）に形成すると、ひずみゲージ７３０全体が引張変形する。つまり、ひずみゲージ７３０がフィルム２３の上面に形成されても、下面に形成されても、延在部７３１と第３接続部７３２,７３３に同じ変形（圧縮又は引張）が生じる。このため、延在部７３１と第３接続部７３２,７３３の抵抗変化が相殺されることなく検出できる。よって、加圧位置及び圧力値を正確に検出でき、高い分解能が得られる。

ひずみゲージ７３０を用いたセンサの一例として、第２シート部材に１４行１４列、合計１９６個のひずみゲージ７３０をマトリックス状に配置する。ひずみゲージ７３０のピッチは３ｍｍとする。また、第２シート部材に１４本の行電極（幅１ｍｍ）を３ｍｍピッチで配置し、１４本の列電極（幅１ｍｍ）を３ｍｍピッチで配置し、行電極と列電極が平面視において直交するように重ねる。行電極と列電極とが重なる位置には、絶縁膜（例えば１．６ｍｍ×１．６ｍｍの大きさの絶縁膜）を配置する。ひずみゲージ７３０は、第１シート部材の突起に対向するように配置される。

なお、ひずみゲージ７３０は５本の延在部７３１を有するが、６本以上の延在部７３１を有する構成としてもよい。

以上、本発明の実施形態及び実施例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及び実施例に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上述の実施形態では、突起１１,２１１がひずみゲージ３０と対応する位置（突起１１,２１１と対向する位置）に配置され、突起とひずみゲージが１対１の関係であるが、突起とひずみゲージとの関係は変更可能である。例えば、１つの突起が隣り合う２つのひずみゲージに対向する位置に配置されていてもよい。この場合、加圧センサに力が加えられたとき、１つの突起周りに発生するひずみを２つのひずみゲージで検出する。また、２つの突起の間の領域に１つのひずみゲージが対向するように配置されていてもよい。この場合、加圧センサに力が加えられたとき、２つの突起間の領域に発生するひずみを１つのひずみゲージで検出する。

また、第１実施形態では、ひずみゲージ３０の径方向延在部３３が突起１１の中心Ｃを基準点とした径方向に延在ししているが、径方向延在部３３は中心Ｃを基準点とした径方向に対して±４５°以内の範囲で傾斜していてもよい。

また、上述の実施形態では、フィルム２３の上面（第１シート部材１０と対向する面）に、複数のひずみゲージ３０が形成されているが、フィルム２３の下面（第２シート部材２０と対向する面）に、複数のひずみゲージ３０が形成されていてもよい。

また、上述の実施形態では、帯状の行電極２１と帯状の列電極２２が互いに対向し且つ平面視において直交するように配置されているが、電極の形状、配置及び行電極と列電極の角度は変更可能である。

さらに、上述の実施形態では、複数のひずみゲージ３０がマトリックス状に配置されているが、ひずみゲージ３０の配置は変更可能である。

また、上述の実施形態では、第１シート部材１０と第２シート部材２０との間にフィルム２３が配置されているが、フィルム２３が配置されていなくてもよい。

１ 感圧センサ
１０ 第１シート部材
１１,２１１,３１１,４１１,５１１ 突起
２０ 第２シート部材
２１ 行電極
２２ 列電極
２３ フィルム
２４ 絶縁膜（絶縁部材）
３０,２３０,３３０,４３０,５３０ ひずみゲージ
３１ 第１平板部
３２ 第２平板部
３３,３３３,６４１,６５１,６６１,６７１ 径方向延在部
３４,３５,３３４,３３５,６４２,６４３,６５２,６５３,６６２,６６３,６７２,６７３ 第１接続部
３６ 孔
４３６ 湾曲部
４３７,４３８ 第２接続部
５３１,６３１,６３２,６３３,６３４,７４０ 感圧部
７３１ 延在部
７３２,７３３ 接続部

Claims (11)

1. 可撓性を有する第１シート部材と、
   可撓性を有するとともに前記第１シート部材に対向するように配置された第２シート部材と、
   前記第１シート部材と前記第２シート部材との間に配置された複数のひずみゲージとを有するシート積層体であり、
   前記第１シート部材には、前記第２シート部材に向かって突出した複数の突起が形成され、
   前記シート積層体表面を加圧したとき、前記突起により前記第２シート部材が変形し、前記第２シート部材の変形に基づいて前記ひずみゲージが変形することを特徴とする感圧センサ。
2. 前記複数のひずみゲージはそれぞれ前記複数の突起のいずれか１つに対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の感圧センサ。
3. 前記ひずみゲージと、そのひずみゲージに対応する位置に配置された前記突起の少なくとも一部とが、前記第１シート部材と前記第２シート部材とが対向する方向に重なって配置されることを特徴とする請求項２に記載の感圧センサ。
4. 前記ひずみゲージは、金属線から形成された感圧部を有し、
   前記感圧部は、前記ひずみゲージと対応する位置に配置された前記突起の中心を基準点とした径方向に対して±４５°以内に傾斜する方向に延在し且つ径方向に対して交差する方向に並んだ複数の径方向延在部と、径方向に対して交差する方向に隣り合う２つの前記径方向延在部を接続する第１接続部とを有しており、
   前記径方向延在部の長さは、前記第１接続部の長さより長いことを特徴とする請求項２又は３に記載の感圧センサ。
5. 前記ひずみゲージは、金属線から形成される感圧部を有し、
   前記感圧部は、前記ひずみゲージと対応する位置に配置された前記突起の中心に対して前記中心から離れるように凸状に湾曲した複数の湾曲部を有し、
   前記複数の湾曲部は、前記中心に対して径方向に並んでおり、
   前記径方向に隣り合う２つの前記湾曲部は第２接続部によって接続され、
   前記湾曲部の長さが、前記第２接続部の長さより長いことを特徴とする請求項２又は３に記載の感圧センサ。
6. 前記ひずみゲージは、１本の金属線を折り曲げて形成した感圧部を有し、
   前記感圧部は、複数の延在部と、隣り合う２つの前記延在部を接続する第３接続部とを有しており、
   全ての前記延在部及び全ての前記第３接続部が形成された部分を含む領域内において、最も離れた２つの前記延在部の間に前記突起の中心が位置することを特徴とする請求項２又は３に記載の感圧センサ。
7. 前記第１シート部材と前記第２シート部材との間に配置された可撓性を有するフィルムをさらに備え、
   前記複数のひずみゲージが前記フィルムの一方の面に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の感圧センサ。
8. 前記複数のひずみゲージは、前記フィルムの前記第２シート部材側の面に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の感圧センサ。
9. 前記第１シート部材と前記第２シート部材との間に配置された複数の行電極及び複数の列電極と、
   前記行電極と前記列電極とが重なる位置に配置された絶縁部材とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の感圧センサ。
10. 前記突起の先端面は、湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の感圧センサ。
11. 前記突起は、半球状に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の感圧センサ。

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