JP6206597B2 - 圧電フィルムの積層体、及び曲げ検出センサ - Google Patents
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Description
例えば、圧電フィルムの積層体が第1基準電位電極側で被検出体の表面に装着され、被検出体の表面が面方向に伸張すると、各フィルムは、積層方向と直交する方向に伸張する歪が生じる。第1フィルム及び第2フィルムは、第3フィルム及び第4フィルムに比べて被検出体の表面により近いため、伸張量が第3フィルム及び第4フィルムよりも多い。第1フィルム及び第2フィルムは、シグナル電極を介さず、互いに近接に配置されているため、伸張量が略同じである。同様に、第3フィルム及び第4フィルムは、シグナル電極を介さず、互いに近接に配置されているため、伸張量が略同じである。
このモードでは、各フィルムは、積層体の積層方向に突状に湾曲する。すると、例えば第1フィルムは第2フィルムに対して伸張する歪が生じる。換言すれば、第2フィルムは第1フィルムに対して収縮する歪が生じる。すなわち、第1フィルム及び第2フィルムは、互いに逆の変位の歪が生じる。すると、第1フィルムの電荷方向と第2フィルムの電荷方向とは揃う。
このモードでは、例えば、第1フィルム及び第2フィルムは、シグナル電極を基準にすると、第3フィルム及び第4フィルムに対して、伸張する歪が生じる。換言すれば、第3フィルム及び第4フィルムは、シグナル電極を基準にすると、第1フィルム及び第2フィルムに対して、収縮する歪が生じる。
図5の黒塗り矢印に示すように、皮膚901が幅方向に伸張すると、フィルム1、フィルム2、フィルム3、及びフィルム4は、それぞれ幅方向に伸張する歪が生じる。フィルム3及びフィルム4は、フィルム1及びフィルム2に比べて、皮膚901により近いため、フィルム1及びフィルム2より伸張量が多い。
次に、皮膚901の表面がセンサ素子10に対して高さ方向に変位したときの、センサ素子10に生じる歪と、各フィルムに発生する電荷の方向との関係について、図6(A)及び図6(B)を用いて説明する。図6(A)及び図6(B)は、それぞれ皮膚901が高さ方向に突状に隆起した時の奥行方向に視たセンサ素子10の側面図である。図6(A)は、説明のために、フィルム1及びフィルム2の組と、フィルム3及びフィルム4の組とを分けて図示している。
図6(B)に示すように、フィルム1及びフィルム2は、シグナル電極6を基準として、フィルム3及びフィルム4に対して、それぞれ幅方向に伸張する歪が生じている。換言すれば、フィルム3及びフィルム4は、第3の変形モードでは、フィルム1及びフィルム2に対して、それぞれ幅方向に収縮する歪が生じている。
フィルム1A及びフィルム2は、シグナル電極6を基準として、フィルム3及びフィルム4Aに対して、それぞれ幅方向に伸張する歪が生じている。換言すれば、フィルム3及びフィルム4Aは、第3変形モードでは、フィルム1A及びフィルム2に対して、それぞれ幅方向に収縮する歪が生じている。
5,7…基準電位電極
6…シグナル電極
8…連結部
9…絶縁体
10,10A,10B,10C…センサ素子
20…検出部
21,22…シグナル線
23…検出回路
30…バンド
100…生体センサ
Claims (8)
- 第1基準電位電極と、
一部に圧電性樹脂を含む第1フィルムと、
一部に圧電性樹脂を含む第2フィルムと、
シグナル電極と、
一部に圧電性樹脂を含む第3フィルムと、
一部に圧電性樹脂を含む第4フィルムと、
第2基準電位電極と、
が順に積層方向に配置されてなり、
前記第1フィルム、前記第2フィルム、前記第3フィルム、及び前記第4フィルムは、伸縮する歪が生じると、一方主面及び他方主面に電荷を発生させ、
同じ伸縮方向に対し、前記第1フィルムの発生させた電荷の極性の方向である電荷方向は、前記第2フィルムの前記電荷方向と逆であり、
前記第3フィルムの前記電荷方向は、前記第4フィルムの前記電荷方向と逆であり、
前記第1フィルムの前記電荷方向は、前記第4フィルムの前記電荷方向と同じである、
圧電フィルムの積層体。 - 前記第1フィルム及び前記第2フィルムのうち一方のフィルムは、L型ポリ乳酸からなり、他方のフィルムは、D型ポリ乳酸からなり、
前記第1フィルム及び前記第2フィルムは、共押出工程で積層状に一体成形された後、一体に延伸され、
前記第3フィルム及び前記第4フィルムのうち一方のフィルムは、L型ポリ乳酸からなり、他方のフィルムは、D型ポリ乳酸からなり、
前記第3フィルム及び前記第4フィルムは、共押出工程で積層状に一体成形された後、一体に延伸される、
請求項1に記載の圧電フィルムの積層体。 - 前記第1フィルム及び前記第4フィルムは、それぞれ前記D型ポリ乳酸からなり、
前記第1フィルム及び前記第4フィルムは、それぞれ前記第2フィルム及び前記第3フィルムよりも厚い、
請求項2に記載の圧電フィルムの積層体。 - 前記第1フィルム、前記第2フィルム、前記第3フィルム、及び前記第4フィルムは、それぞれL型ポリ乳酸からなり、
前記第1フィルムの前記L型ポリ乳酸の分子の配向方向は、前記第2フィルムの前記配向方向に直交し、
前記第3フィルムの前記L型ポリ乳酸の分子の配向方向は、前記第4フィルムの前記配向方向に直交する、
請求項1に記載の圧電フィルムの積層体。 - 前記シグナル電極は、銅からなり、
前記第1基準電位電極及び前記第2基準電位電極は、それぞれ銀からなる、
請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の圧電フィルムの積層体。 - 第1基準電位電極と、
一部に圧電性樹脂を含む第1フィルムと、
一部に圧電性樹脂を含む第2フィルムと、
シグナル電極と、
絶縁性を有する誘電フィルムと、
第2基準電位電極と、
が順に積層方向に配置されてなり、
前記第1フィルム、及び前記第2フィルムは、伸縮する歪が生じると、一方主面及び他方主面に電荷を発生させ、
同じ伸縮方向に対し、前記第1フィルムの発生させた電荷の極性の方向である電荷方向は、前記第2フィルムの前記電荷方向と逆である、
圧電フィルムの積層体。 - 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の圧電フィルムの積層体と、
前記シグナル電極及び前記第1基準電位電極に電気的に接続され、前記シグナル電極及び前記第1基準電位電極の電位差を検出する検出回路と、
を備えた曲げ検出センサ。 - 生体の皮膚に装着され、前記皮膚の法線方向の変位を検出する請求項7に記載の曲げ検出センサ。
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