JP7319836B2 - 静電型トランスデューサ - Google Patents

Description

本発明は、静電型トランスデューサに関するものである。

特許文献１には、人体の心拍数や呼吸数を計測する装置に用いられ、導電性布と誘電体とを備える静電型センサが記載されている。特許文献２には、ステアリングホイールに適用された運転者の手放し状態を検出する静電型センサが記載されている。また、特許文献３には、圧電フィルムの両面に設ける電極をメッシュ状とし、メッシュの度合を変えることにより、出力電圧を制御する圧電型センサが記載されている。

特開２００５－３１５８３１号公報 特開２０１４－１９０８５６号公報 特開平５－１７２８３９号公報

ところで、静電型トランスデューサ（センサおよびアクチュエータを含む）の取付対象の形状が、三次元形状（三次元曲面、複合平面を含む）である場合などにおいて、取付性の観点から、静電型トランスデューサに柔軟性が求められる。つまり、静電型トランスデューサを変形させながら取付対象に取り付けることができることが求められる。

近年においては、導電性フィラーを含むエラストマーにより形成された電極シートが開発されている。しかし、導電性フィラーを含むエラストマーにおいて、導電性フィラーの配合割合を高くすると硬くなり、導電性フィラーの配合割合を低くすると柔らかくなるが電気抵抗率が大きくなる。

そこで、上記要請を満たすためには、導電性フィラーを含むエラストマーを電極シートとして用いる場合において、所望の柔軟性を有しつつ所望の電気抵抗率を有する導電性フィラーの配合割合とすることが必要となる。

しかしながら、導電性フィラーを含むエラストマーを電極シートに用いる静電型センサにおいて、１つの検出領域が広い場合には、電極シートの電気抵抗の影響により検出領域内の位置によっては計測精度が低下する。同様に、静電型アクチュエータにおいて、１つの駆動領域が広い場合には、電極シートの電気抵抗の影響により１つの駆動領域の位置によっては駆動精度が低下する。

本発明は、柔軟性を有しつつ、検出精度または駆動精度を向上させることができる静電型トランスデューサを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、
検出領域または駆動領域としての少なくとも１つの対象領域を含むように配置される絶縁体シートと、
導電性フィラーを含むエラストマーにより形成され、かつ、前記絶縁体シートに積層された電極シートであり、少なくとも、前記１つの対象領域を構成する１つの電極シート本体、および、前記１つの電極シート本体の縁における異なる位置に配置される複数の端子部を備える前記電極シートと、
一端が前記複数の端子部のそれぞれに接続されかつ電気的に接続され、他端が相互に接続されかつ電気的に接続される複数の端子接続配線部と、
前記複数の端子接続配線部の他端同士の接続位置から１つの入出力端を構成する結合配線部と、
を備える、静電型トランスデューサにある。
本発明の他の態様は、検出領域または駆動領域としての少なくとも１つの対象領域を含むように配置される絶縁体シートと、
導電性フィラーを含むエラストマーにより形成され、前記絶縁体シートに積層された電極シートであり、少なくとも、独立して配置された複数の分割電極シート、および、前記複数の分割電極シートのそれぞれの縁に少なくとも１つずつ配置される複数の端子部を備える前記電極シートと、
一端が前記複数の端子部のそれぞれに接続されかつ電気的に接続され、他端が相互に接続されかつ電気的に接続される複数の端子接続配線部と、
前記複数の端子接続配線部の他端同士の接続位置から１つの入出力端を構成する結合配線部と、
を備え、
前記対象領域は、長尺状に形成され、
前記複数の分割電極シートは、前記対象領域の長手方向に並んで配置され、
前記対象領域を構成する前記複数の分割電極シートのそれぞれは、前記対象領域の長手方向と同一方向に長手方向となる長尺状に形成され、
前記複数の分割電極シートのそれぞれの縁に配置される前記端子部は、前記複数の分割電極シートのそれぞれの長手方向の中央部に配置される、静電型トランスデューサにある。

電極シートは、導電性フィラーを有するエラストマーにより形成されているため、金属シートや導電性布に比べて柔軟性を有する。従って、静電型トランスデューサを取付対象に取り付ける際に、取付性が良好となる。

ただし、電極シートは、導電性フィラーを含むエラストマーにより形成されているため、金属シートや導電性布に比べると電気抵抗率が大きくなる。しかし、上述した静電型トランスデューサを構成する電極シートは、１つの対象領域を構成すると共に複数の端子部を備える。そして、複数の端子部は、対応する端子接続配線部のそれぞれに電気的に接続され、複数の端子接続配線部は、１つの入出力端を構成する結合配線部に電気的に接続されている。つまり、１つの対象領域を構成する電極シートは、複数の端子部および複数の端子接続配線部を介して、１つの結合配線部に電気的に接続されている。このように、１つの対象領域は、複数の経路によって、１つの結合配線部に接続されている。

従って、任意の位置が、ある端子部から遠い位置であっても、他の端子部から近い位置に位置させることが可能となる。そして、当該任意の位置において、静電型センサとしての検出精度、および、静電型アクチュエータとしての駆動精度は、当該任意の位置と複数の端子部の何れかの端子部との間における電気抵抗に依存する。つまり、位置に応じた電気抵抗の差を小さくすることができる。結果として、検出精度および駆動精度を向上させることができる。

トランスデューサの全体構成を示す図である。 第一例のトランスデューサにおける１つの対象領域に関する部分の構成図である。 第一例のトランスデューサを構成する静電シートおよび基材の部分を示す縦断面図であって、図２のIII－III断面図である。 第二例のトランスデューサにおける１つの対象領域に関する部分の構成図である。 第三例のトランスデューサにおける１つの対象領域に関する部分の構成図である。 第四例の静電シートおよび基材の部分の縦断面図であって、図３に対応する図である。

（１．適用対象）
静電型トランスデューサ（以下、「トランスデューサ」と称する）は、例えば、基材と、基材の取付面に取り付けられた静電シートとを備える。基材は、任意の部材であって、金属、樹脂、その他の材料により形成される。

また、基材の取付面は、曲面、複合平面、平面と曲面の複合形状などの三次元形状に形成されてもよいし、基材の表面が単一平面形状に形成されてもよい。基材が可撓性を有する材料により形成されている場合に、当該基材の取付面に当該静電シートを取り付けることもできる。また、トランスデューサは、基材を備えることなく、当該静電シート単体として利用することもできる。

静電シートは、一対の電極の間の静電容量の変化を利用して、振動や音などを発生させるアクチュエータとして機能させることができる。また、静電シートは、電極との間の静電容量の変化を利用して、外部からの押込力などを検出するセンサ、電位を有する導電体の接触または接近を検出するセンサとして機能させることができる。

静電シートがアクチュエータとして機能する場合には、一対の電極に電圧が印加されることにより、一対の電極の間の電位に応じて絶縁体が変形し、絶縁体の変形に伴って振動が発生する。静電シートが押込力検出センサとして機能する場合には、外部からの押込力や振動や音などの入力に起因して絶縁体が変形することにより一対の電極の間の静電容量が変化し、一対の電極の間の静電容量に応じた電圧を検出することで、外部からの押込力などを検出する。

また、静電シートが接触接近センサとして機能する場合には、電位を有する導電体の接触または接近により、電極と導電体との間の静電容量が変化し、変化した電極との間の静電容量に応じた電圧を検出することで、当該導電体の接触または接近を検出する。また、静電シートが接触接近センサとして機能する場合には、上記の他に、電位を有する導電体の接触または接近により、一対の電極の間の静電容量が変化し、変化した一対の電極の間の静電容量に応じた電圧を検出することで、当該導電体の接触または接近を検出することもできる。

トランスデューサは、例えば、ポインティングデバイスであるマウスやジョイスティックの表面、車両部品の表面などに適用できる。車両部品としては、アームレスト、ドアノブ、シフトレバー、ステアリングホイール、ドアトリム、センタートリム、センターコンソール、天井などが含まれる。多くの場合、基材は、金属や硬質樹脂などの可撓性を有しない材料により形成されている。そして、トランスデューサは、対象者の状態の検出や対象者への振動などの付与を行うことができる。

また、トランスデューサは、シート座面の表層側に配置されるようにしてもよい。この場合、トランスデューサは、樹脂フィルムなどの可撓性を有する材料により形成された基材に、静電シートを取り付けるように構成してもよい。また、トランスデューサは、基材を備えずに、静電シート単体により構成されるようにしてもよい。

また、トランスデューサの静電シートは、ヒータ機能を有する構成とすることもできる。この場合、トランスデューサは、対象者の状態の検出や対象者への振動などの付与に加えて、対象者への熱の付与を行うことができる。

（２．トランスデューサの全体構成）
トランスデューサ１の一例の全体構成について、図１を参照して説明する。トランスデューサ１は、少なくとも、静電シート１０と、処理装置３０と、配線部５０とを備える。図１においては、トランスデューサ１は、さらに、基材２０を備える場合を例に挙げる。ただし、トランスデューサ１は、基材２０を備えない構成とすることもできる。なお、以下において、静電シート１０と基材２０とのユニットを、トランスデューサ本体と称する。

基材２０は、図１においては、長尺状に形成されている場合を例に挙げる。基材２０の形状は、上述したように任意の形状とすることができる。基材２０は、金属や樹脂などの任意の材料により形成されている。

静電シート１０は、基材２０の取付面（表面）に配置されている。静電シート１０は、全体として弾性変形可能であって、柔軟性を有する。静電シート１０は、主として、エラストマーにより形成されている。そして、基材２０の取付面が三次元曲面であっても、静電シート１０は、基材２０の曲面状の取付面に沿って取り付けることができる。特に、静電シート１０を面方向に伸張させながら基材２０の取付面に取り付けることで、静電シート１０にしわが発生することを抑制することができる。

静電シート１０は、少なくとも１つの対象領域（１０ａ，１０ｂ）を備える。静電シート１０は、複数の対象領域（１０ａ，１０ｂ）を備えるようにしてもよい。図１においては、静電シート１０は、２つの対象領域１０ａ，１０ｂを備える。ここで、第一の対象領域１０ａは、トランスデューサ１がセンサである場合には１つの検出領域として機能し、トランスデューサ１がアクチュエータである場合には１つの駆動領域として機能する。第二の対象領域１０ｂも、第一の対象領域１０ａと同様である。

静電シート１０は、基材２０に対応するように長尺状に形成されている。さらに、複数の対象領域１０ａ，１０ｂは、基材２０の長手方向に並んで配置されている。また、それぞれの対象領域１０ａ，１０ｂの形状は、基材２０の長手方向を長手方向とする長尺状に形成されている。なお、静電シート１０は、基材２０の幅方向（短手方向）に分割して配置してもよいし、基材２０の長手方向および幅方向に分割して配置してもよい。静電シート１０の形状は、適宜、任意の形状に形成することができる。

処理装置３０は、トランスデューサ１がセンサである場合には、静電シート１０に電力を供給した場合に静電シート１０から電圧または電流を取得し、取得した電圧または電流に基づいて対象動作の検出演算を行う。また、処理装置３０は、トランスデューサ１がアクチュエータである場合には、静電シート１０を駆動させるために供給する電力の演算を行い、演算した電力を静電シート１０に供給する処理を行う。

配線部５０は、静電シート１０と処理装置３０とを電気的に接続する配線である。複数の対象領域１０ａ，１０ｂが存在する場合には、配線部５０は、それぞれの対象領域１０ａ，１０ｂと処理装置３０とを接続する。すなわち、図１に示すように、配線部５０は、第一の対象領域１０ａと処理装置３０とを接続する第一の配線部５０ａと、第二の対象領域１０ｂと処理装置３０とを接続する第二の配線部５０ｂとを備える。

（３．第一例のトランスデューサ１の詳細構成）
第一例のトランスデューサ１の詳細構成について、図２および図３を参照して説明する。トランスデューサ１は、静電シート１０と、基材２０と、処理装置３０と、配線部５０とを備える。

静電シート１０は、少なくとも、絶縁体シート１１と、第一電極シート１２とを備える。図２および図３においては、静電シート１０は、さらに、第二電極シート１４を備える場合を例に挙げる。ただし、静電シート１０は、第二電極シート１４を備えない構成とすることもできる。

絶縁体シート１１は、エラストマーにより形成されている。従って、絶縁体シート１１は、弾性変形可能である。絶縁体シート１１は、例えば、熱可塑性エラストマーにより形成されている。絶縁体シート１１は、熱可塑性エラストマー自身により形成されるようにしてもよいし、熱可塑性エラストマーを素材として加熱することによって架橋されたエラストマーにより形成されるようにしてもよい。

ここで、絶縁体シート１１は、スチレン系、オレフィン系、塩ビ系、ウレタン系、エステル系、アミド系などのエラストマーから、１種以上を選択可能である。例えば、スチレン系エラストマーとしては、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳなどが挙げられる。オレフィン系エラストマーとしては、ＥＥＡ、ＥＭＡ、ＥＭＭＡなどの他、エチレンとαオレフィンとの共重合体（エチレン－オクテン共重合体）などが挙げられる。

絶縁体シート１１は、熱可塑性エラストマー以外のゴム、樹脂を含んでいてもよい。例えば、エチレン－プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）などのゴムを含む場合には、絶縁体シート１１の柔軟性が向上する。絶縁体シート１１の柔軟性を向上させるという観点から、絶縁体シートに可塑剤などの柔軟性付与成分を含有させてもよい。

第一電極シート１２は、絶縁体シート１１の表面（図３の上面）側に積層されている。また、第一電極シート１２は、導電性を有しつつ、柔軟性および面方向への伸縮性を有する。第一電極シート１２は、導電性エラストマーにより形成されている。すなわち、第一電極シート１２は、導電性フィラーを含むエラストマーにより形成されている。

第一電極シート１２に用いられるエラストマーは、絶縁体シート１１と主成分を同種とする材料により形成されるようにするとよい。すなわち、第一電極シート１２は、スチレン系、オレフィン系、塩ビ系、ウレタン系、エステル系、アミド系などのエラストマーから、１種以上を選択可能である。例えば、スチレン系エラストマーとしては、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳなどが挙げられる。オレフィン系エラストマーとしては、ＥＥＡ、ＥＭＡ、ＥＭＭＡなどの他、エチレンとαオレフィンとの共重合体（エチレン－オクテン共重合体）などが挙げられる。

ただし、第一電極シート１２は、絶縁体シート１１よりも高い軟化点を有するようにされている。これは、絶縁体シート１１自身の融着（熱融着）により絶縁体シート１１に第一電極シート１２を固着する際に、絶縁体シート１１が第一電極シート１２より先に軟化することができるようにするためである。

１つの第一電極シート１２は、図１に示す１つの対象領域１０ａを構成する。なお、別の対象領域１０ｂについては、別の第一電極シート１２が構成する。第一電極シート１２は、１つの第一電極シート本体１２ａと、複数の端子部１２ｂ，１２ｄとを備える。第一電極シート本体１２ａが、１つの対象領域１０ａに一致する形状に形成されている。従って、第一電極シート本体１２ａは、長尺状に形成されている。

複数の端子部１２ｂ，１２ｄは、第一電極シート１２の長手方向の異なる位置にそれぞれ配置されている。本例においては、１つの第一電極シート１２は、２つの端子部（第一端子部１２ｂおよび第二端子部１２ｄ）を備える場合を例に挙げるが、３つ以上の端子部を備えるようにしてもよい。

図２に示すように、第一端子部１２ｂは、第一電極シート１２の長手方向の第一端（図２の右端）側に配置されている。特に、第一端子部１２ｂは、第一電極シート１２の長手方向の第一端側の縁に配置されている。第二端子部１２ｄは、第一電極シート１２の長手方向の第二端（図２の左端）側に配置されている。特に、第二端子部１２ｄは、第一電極シート１２の長手方向の第二端側の縁に配置されている。なお、第一電極シート１２の長手方向の中央部に、さらに１以上の端子部を追加することもできる。

ここで、図２において、複数の端子部１２ｂ，１２ｄは、第一電極シート本体１２ａから外側（幅方向外側）に突出した部位としたが、矩形に形成された第一電極シート本体１２ａの周縁とすることもできる。すなわち、第一電極シート１２は、矩形に形成されるようにしてもよい。

第一電極シート１２は、絶縁体シート１１自身の融着（熱融着）により絶縁体シート１１に固着されている。さらには、第一電極シート１２自身の融着（熱融着）により、第一電極シート１２と絶縁体シート１１とが固着されている。つまり、第一電極シート１２と絶縁体シート１１とは、相互の融着によって固着されている。

第二電極シート１４（反対面電極シート）は、絶縁体シート１１の裏面（図３の下面）側、すなわち絶縁体シート１１における第一電極シート１２とは反対面に積層されている。つまり、第二電極シート１４は、絶縁体シート１１と基材２０との間に配置されている。第二電極シート１４は、第一電極シート１２と同様に形成されている。

１つの第二電極シート１４は、１つの第一電極シート１２に全面に亘って対向配置されている。つまり、１つの第二電極シート１４は、図１に示す１つの対象領域１０ａを構成する。なお、別の対象領域１０ｂについては、別の第二電極シート１４が構成する。第二電極シート１４は、１つの第二電極シート本体１４ａと、複数の端子部１４ｂ，１４ｄとを備える。

図２に示すように、第二電極シート１４において、第一端子部１４ｂは、第二電極シート１４の長手方向の第一端（図２の右端）側に配置されている。特に、第一端子部１４ｂは、第二電極シート１４の長手方向の第一端側の縁に配置されている。第二端子部１４ｄは、第二電極シート１４の長手方向の第二端（図２の左端）側に配置されている。特に、第二端子部１４ｄは、第二電極シート１４の長手方向の第二端側の縁に配置されている。なお、第二電極シート１４の長手方向の中央部に、さらに１以上の端子部を追加することもできる。

配線部５０を構成する第一の配線部５０ａは、対象領域１０ａを構成する第一電極シート１２における複数の端子部１２ｂ，１２ｄと処理装置３０とを電気的に接続する配線である。第二の配線部５０ｂは、第一の配線部５０ａと同様である。配線部５０は、絶縁体シート１１上に配置される配線と、絶縁体シート１１の外部に設けられた配線とにより構成される。また、配線部５０が絶縁体シート１１の外部に設けられる配線である場合において、配線部５０は、ケーブル配線により構成される場合と、回路基板内に形成される配線パターンである場合とを含む。

配線部５０は、第一電極シート１２に接続される配線部として、複数の端子接続配線部５１，５２と、結合配線部５３とを備える。端子接続配線部５１，５２の数は、第一電極シート１２の端子部１２ｂ，１２ｄの数と同数である。本例においては、第一電極シート１２が２つの端子部１２ｂ，１２ｄを備えるため、配線部５０は、２つの端子接続配線部５１，５２を備える。

複数の端子接続配線部５１，５２は、一端が複数の端子部１２ｂ，１２ｄのそれぞれに電気的に接続され、他端が相互に電気的に接続される。つまり、第一端子接続配線部５１の一端が、第一端子部１２ｂに接続され、第二端子接続配線部５２の一端が、第二端子部１２ｄに接続される。そして、第一端子接続配線部５１の他端と第二端子接続配線部５２の他端とが、接続される。ここで、第一端子接続配線部５１は、全部が絶縁体シート１１上に配置される配線としてもよいし、一部が絶縁体シート１１上に配置され、且つ、残りの一部が絶縁体シート１１の外部に設けられた配線としてもよい。

結合配線部５３は、複数の端子接続配線部５１，５２の他端同士の接続位置から１つの入出力端を構成し、処理装置３０に接続される。処理装置３０が回路基板に形成される場合において、結合配線部５３の全部が、処理装置３０を含む回路基板の外部に設けられる配線としてもよい。また、結合配線部５３の一部が、処理装置３０を含む回路基板内に形成され、残りの一部が回路基板の外部に設けられる配線としてもよい。この場合、複数の端子接続配線部５１，５２の他端は、回路基板の外部で接続される。

また、結合配線部５３の全部が、処理装置３０を含む回路基板内に形成される配線としてもよい。この場合、複数の端子接続配線部５１，５２の一部が、回路基板の外部に設けられ、残りの一部が、回路基板内に形成される。つまり、複数の端子接続配線部５１，５２の他端は、回路基板内にて接続される。

また、配線部５０は、第二電極シート１４に接続する配線部として、複数の端子接続配線部５６，５７（反対面端子接続配線部）と、結合配線部５８（反対面結合配線部）とを備える。端子接続配線部５６，５７の数は、第二電極シート１４の端子部１４ｂ，１４ｄの数と同数である。本例においては、第二電極シート１４が２つの端子部１４ｂ，１４ｄを備えるため、配線部５０は、２つの端子接続配線部５６，５７を備える。

複数の端子接続配線部５６，５７は、一端が複数の端子部１４ｂ，１４ｄのそれぞれに電気的に接続され、他端が相互に電気的に接続される。つまり、第一端子接続配線部５６の一端が、第一端子部１４ｂに接続され、第二端子接続配線部５７の一端が、第二端子部１４ｄに接続される。そして、第一端子接続配線部５６の他端と第二端子接続配線部５７の他端とが、接続される。結合配線部５８は、複数の端子接続配線部５６，５７の他端同士の接続位置から１つの入出力端を構成し、処理装置３０に接続される。

なお、複数の端子接続配線部５６，５７および結合配線部５８は、複数の端子接続配線部５１，５２および結合配線部５３と同様に、絶縁体シート１１上に配置される配線である場合、ケーブル配線により構成される場合、回路基板内に形成される配線パターンである場合の何れかを含む。

（４．第一例のトランスデューサ１による効果）
第一電極シート１２は、導電性フィラーを有するエラストマーにより形成されているため、金属シートや導電性布に比べて柔軟性を有する。第二電極シート１４も同様である。従って、トランスデューサ１を基材２０に取付対象に取り付ける際に、取付性が良好となる。

ただし、第一電極シート１２は、導電性フィラーを含むエラストマーにより形成されているため、金属シートや導電性布に比べると電気抵抗率が大きくなる。ここで、第一電極シート１２単体において、第一端子部１２ｂと第一端子部１２ｂに近い位置Ｐ１（図２に示す）との間の電気抵抗は、小さい。しかし、第一電極シート１２単体において、第一端子部１２ｂと第一端子部１２ｂから遠い位置Ｐ２（図２に示す）との間の電気抵抗は、大きくなる。当然に、第一電極シート１２単体において、第一端子部１２ｂと第一電極シート１２の長手方向の中間に位置する位置Ｐ３（図２に示す）との間の電気抵抗は、中間程度となる。

しかし、第一電極シート１２は、１つの対象領域１０ａを構成すると共に複数の端子部１２ｂ，１２ｄを備える。つまり、位置Ｐ２は、第一端子部１２ｂからは遠いが、第二端子部１２ｄからは近い。従って、第一電極シート１２単体において、位置Ｐ２は、第一端子部１２ｂとの間の電気抵抗は大きいが、第二端子部１２ｄとの間の電気抵抗は小さくなる。

そして、複数の端子部１２ｂ，１２ｄは、対応する端子接続配線部５１，５２のそれぞれに電気的に接続され、複数の端子接続配線部５１，５２は、１つの入出力端を構成する結合配線部５３に電気的に接続されている。つまり、１つの対象領域１０ａを構成する第一電極シート１２は、複数の端子部１２ｂ，１２ｄおよび複数の端子接続配線部５１，５２を介して、１つの結合配線部５３に電気的に接続されている。このように、１つの対象領域１０ａは、複数の経路によって１つの結合配線部５３に接続されている。

つまり、結合配線部５３には、第一端子接続配線部５１に流れる電流と第二端子接続配線部５２に流れる電流とが合成された電流が流れる。従って、処理装置３０にとって、第一電極シート１２における位置Ｐ１と位置Ｐ２とは、いずれも端子部１２ｂ，１２ｄの近傍に位置するため、実質の電気抵抗はほぼ同一となる。第一端子部１２ｂおよび第二端子部１２ｄから電気抵抗が最も大きくなる位置が、位置Ｐ３となる。

従って、位置Ｐ２が、第一端子部１２ｂから遠い位置であっても、第二端子部１２ｄから近い位置に位置させることが可能となる。そして、第一電極シート１２における任意の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、静電型センサとしての検出精度、および、静電型アクチュエータとしての駆動精度は、当該任意の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と複数の端子部１２ｂ，１２ｄの何れかの端子部との間における電気抵抗に依存する。つまり、位置に応じた電気抵抗の差を小さくすることができる。結果として、検出精度および駆動精度を向上させることができる。

例えば、複数の端子接続配線部５１，５２の電気抵抗が同一とした場合、結合配線部５３と位置Ｐ１との間の電気抵抗と、結合配線部５３と位置Ｐ２との間の電気抵抗とは、同一となる。つまり、位置Ｐ１における検出精度または駆動精度と、位置Ｐ２における検出精度または駆動精度とは、同等となる。

さらに、位置Ｐ３は、第一端子部１２ｂからの距離も、第二端子部１２ｄからの距離も同一である。つまり、位置Ｐ３が、第一端子部１２ｂおよび第二端子部１２ｄの何れかから最も遠い位置に位置することになる。換言すると、第一電極シート１２において、最大の電気抵抗が、第一端子部１２ｂと位置Ｐ３との間のものとなる。従って、仮に、第一電極シート１２が第二端子部１２ｄを備えない場合と比較した場合には、本例における最大の電気抵抗が半分となる。

なお、第一電極シート１２が、長手方向の両端に端子部１２ｂ，１２ｄを備え、さらに長手方向の中間に１以上の端子部を備える場合には、第一電極シート本体１２ａを等間隔に２以上に分割し、両端および各分割位置に端子部を配置するとよい。分割数をＭとした場合には、端子部の数は、両端の２個と、中間のＭ－１個となる。つまり、合計の端子部の数は、Ｍ＋１個となる。この場合、各端子部から電気抵抗が最も大きくなる位置までの長さは、第一電極シート本体１２ａを分割した１つ当たりの長さの半分となる。従って、検出精度または駆動精度がより向上する。また、上記において第一電極シート１２について説明したが、第二電極シート１４（反対面電極シート）についても、同様の効果を奏する。

（５．第二例のトランスデューサ２）
第二例のトランスデューサ２について、図４を参照して説明する。第二例のトランスデューサ２において、第一例のトランスデューサ１と同一構成については同一符号を付す。

第二例のトランスデューサ２において、第一電極シート１２は、第一電極シート本体１２ａと、複数の端子部１２ｅ，１２ｆとを備える。複数の端子部１２ｅ，１２ｆは、第一電極シート１２の長手方向の異なる位置にそれぞれ配置されている。本例においては、１つの第一電極シート１２は、２つの端子部（第一端子部１２ｂおよび第二端子部１２ｄ）を備える場合を例に挙げるが、３つ以上の端子部を備えるようにしてもよい。

本例においては、図４に示すように、第一端子部１２ｅは、第一電極シート１２の長手方向の第一端（図４の右端）側に配置されている。特に、第一端子部１２ｅは、第一電極シート１２の長手方向の第一端側の縁から距離を有する位置に配置されている。第二端子部１２ｆは、第一電極シート１２の長手方向の第二端（図４の左端）側に配置されている。特に、第二端子部１２ｆは、第一電極シート１２の長手方向の第二端側の縁から距離を有する位置に配置されている。なお、第一電極シート１２の長手方向の中央部に、さらに１以上の端子部を追加することもできる。

本例においては、第一電極シート本体１２ａを長手方向に４個の分割領域に等しく分割する。そして、第一電極シート本体１２ａは、隣り合う分割領域の分割位置を３個有している。第一端子部１２ｅは、連続する３個の分割位置のうち第一端側の分割位置に配置される。第二端子部１２ｆは、連続する３個の分割位置のうち第二端側の分割位置に配置される。つまり、３個の分割位置のうち両端側の２箇所に、第一端子部１２ｅと第二端子部１２ｆが配置され、中央の分割位置には、端子部１２ｅ，１２ｆが配置されていない。

この場合、第一端子部１２ｅおよび第二端子部１２ｄから電気抵抗が最も大きくなる位置が、位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のそれぞれとなる。つまり、電気抵抗が最も大きくなる位置までの長さが、第一電極シート１２を４分割したときの１つ当たりの長さとなる。従って、端子部１２ｅ，１２ｆから最も大きくなる電気抵抗を小さくすることができるため、検出精度または駆動精度を向上させることができる。

ここで、第一電極シート１２が長手方向の両端の縁に端子部を備えない場合には、以下のようにしてもよい。第一電極シート本体１２ａを長手方向にＮ個（Ｎは偶数）の分割領域に等しく分割したとき、第一電極シート本体１２ａは、隣り合う分割領域の分割位置を（Ｎ－１）個有している。複数の端子部は、（Ｎ－１）個の分割位置のうち、両端の２個の分割位置を含み、分割位置を１個飛ばしで配置され、Ｎ／２個配置されるようにしてもよい。このとき、複数の端子接続配線部は、複数の端子部と同数のＮ／２個配置されることになる。この場合、各端子部から電気抵抗が最も大きくなる位置までの長さは、第一電極シート本体１２ａを分割した１つ当たりの長さとなる。第二電極シート１４も同様である。

（６．第三例のトランスデューサ３）
第三例のトランスデューサ３について、図５を参照して説明する。第三例のトランスデューサ３において、第二例のトランスデューサ２と同一構成については同一符号を付す。

第三例のトランスデューサ３は、第二例のトランスデューサ２において第一電極シート本体１２ａを長手方向に分割した場合に、端子部を配置しない分割位置にて、第一電極シート１２を分断させた構成を有する。分断させる数は、適宜設定可能である。第二電極シート１４についても同様である。

すなわち、トランスデューサ３において、第一電極シート１２は、１つの対象領域１０ａを構成すると共に独立して配置された複数の第一分割電極シート１２ｇ，１２ｈを備える。そして、複数の端子部１２ｅ，１２ｆのそれぞれは、複数の第一分割電極シート１２ｇ，１２ｈのそれぞれに配置される。

詳細には、第一電極シート１２は、第一分割電極シート１２ｇと第一端子部１２ｅとを備えるシートと、第一分割電極シート１２ｈと第二端子部１２ｄとを備えるシートとにより構成される。第二電極シート１４は、第二分割電極シート１４ｇと第一端子部１４ｅとを備えるシートと、第二分割電極シート１４ｈと第二端子部１４ｄとを備えるシートとにより構成される。

第三例のトランスデューサ３は、実質的に、第二例のトランスデューサ２と同様の効果を奏する。つまり、第一電極シート本体１２ａを長手方向にＬ個（Ｌは２以上の整数）に等しく分断した場合に、端子部は、分断された各領域の長手方向の中央部に配置することになる。第二電極シート１４も同様である。

（７．第四例のトランスデューサ４）
第四例のトランスデューサ４について、図６を参照して説明する。図６に示すように、トランスデューサ４は、静電シート１０と、基材２０と、静電シート１０の裏面と基材２０の表面との間に配置されたヒータシート４０と、処理装置３０とを備える。つまり、トランスデューサ４は、センサまたはアクチュエータの機能に加えて、ヒータ機能を有する。

ここで、静電シート１０は、上記トランスデューサ１，２，３における静電シート１０を適用することができる。ただし、静電シート１０を構成する絶縁体シート１１は、ヒータシート４０の熱を静電シート１０の表面に伝達できるようにすることと、耐熱性を確保するために、以下の材料により形成するとよい。

絶縁体シート１１の熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。好適な熱伝導率は、０．４Ｗ／ｍ・Ｋ以上、さらには０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。絶縁体シート１１は、熱伝導率が比較的大きく、かつ絶縁性の無機フィラーを有することが望ましい。絶縁体シート１１の熱伝導率を大きくするために用いる無機フィラー（熱伝導性フィラー）の好適な熱伝導率は、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導率が比較的大きい無機フィラーとしては、金属系フィラー、例えば、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどが挙げられる。金属系フィラーの他に、窒化ホウ素、炭化ケイ素なども、熱伝導率が比較的大きい無機フィラーとして用いることができる。

また、絶縁体シート１１に難燃性を付与するという観点から、絶縁体シート１１は、難燃性かつ絶縁性の無機フィラーを有することが好ましい。難燃性フィラーとしては、水酸化物フィラー、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。水酸化物フィラーの他に、窒化ホウ素なども、難燃性フィラーとして用いることができる。また、難燃性フィラーを、絶縁体シート１１の熱伝導率を大きくするために用いる無機フィラー（熱伝導性フィラー）として兼用させることもできる。

また、絶縁体シート１１の絶縁性を確保するという観点から、絶縁体シート１１の体積抵抗率は、１×１０¹²Ω・ｃｍ以上である。好適な体積抵抗率は、１×１０¹³Ω・ｃｍ以上である。

ヒータシート４０は、静電シート１０の裏面側、すなわち、第二電極シート１４の裏面側に配置されている。ヒータシート４０は、ヒータ線４１と、ヒータ線４１を被覆するヒータ絶縁層４２とを備える。ヒータ線４１は、金属の合金系材料であり、例えば、ニッケルクロム、鉄クロムなどである。ヒータ線４１は、シート状となるように、例えば、線材を往復に形成したり、渦巻き状に巻回したりして形成されている。

ヒータ絶縁層４２は、ヒータ線４１を囲み、ヒータ線４１が露出しないように配置されている。ヒータ絶縁層４２は、絶縁体シート１１と同様の材料により形成されるとよい。さらに、ヒータ絶縁層４２の表面側の一部分が、自身の融着（熱融着）により、第二電極シート１４の裏面に固着される。さらに、ヒータ絶縁層４２の表面側は、絶縁体シート１１の裏面露出面にも、自身の融着により固着される。また、ヒータ絶縁層４２の裏面側の一部分が、自身の融着（熱融着）により、基材２０の取付面に固着される。

トランスデューサ４は、ヒータ機能を有することから、対象者の状態の検出や対象への振動などの付与に加えて、対象者への熱の付与を行うことができる。特に、絶縁体シート１１およびヒータ絶縁層４２の熱伝導率を上記のようにすることで、ヒータ線４１の熱を、静電シート１０の表面に伝達することができる。また、絶縁体シート１１およびヒータ絶縁層４２が難燃性フィラーを有することで、耐熱効果を向上させることができる。

また、ヒータ線４１に電力を供給することに伴って、ヒータ線４１がノイズ発生源となるおそれがある。しかし、第二電極シート１４は、ヒータ線４１に対して高いシールド機能を発揮する。つまり、ヒータ線４１に供給される電力によってノイズを発生したとしても、第二電極シート１４がシールド機能を発揮することができる。その結果、トランスデューサ４は、センサとしての検出精度やアクチュエータとしての動作精度を良好とすることができる。

１，２，３、４：静電型トランスデューサ、１０：静電シート、１０ａ，１０ｂ：対象領域、１１：絶縁体シート、１２：第一電極シート、１２ａ：第一電極シート本体、１２ｂ，１２ｅ：第一端子部、１２ｄ，１２ｆ：第二端子部、１２ｇ，１２ｈ：第一分割電極シート、１４：第二電極シート、１４ａ：第二電極シート本体、１４ｂ，１４ｅ：第一端子部、１４ｄ，１４ｆ：第二端子部、１４ｇ：第二分割電極シート、１４ｈ：第二分割電極シート、２０：基材、３０：処理装置、４０：ヒータシート、４１：ヒータ線、４２：ヒータ絶縁層、５０，５０ａ，５０ｂ：配線部、５１，５６：第一端子接続配線部、５２，５７：第二端子接続配線部、５３，５８：結合配線部

Claims (11)

1. 検出領域または駆動領域としての少なくとも１つの対象領域を含むように配置される絶縁体シートと、
   導電性フィラーを含むエラストマーにより形成され、かつ、前記絶縁体シートに積層された電極シートであり、少なくとも、前記１つの対象領域を構成する１つの電極シート本体、および、前記１つの電極シート本体の縁における異なる位置に配置される複数の端子部を備える前記電極シートと、
   一端が前記複数の端子部のそれぞれに接続されかつ電気的に接続され、他端が相互に接続されかつ電気的に接続される複数の端子接続配線部と、
   前記複数の端子接続配線部の他端同士の接続位置から１つの入出力端を構成する結合配線部と、
   を備える、静電型トランスデューサ。
2. 前記電極シート本体は、長尺状に形成され、
   前記複数の端子部は、前記電極シート本体における長手方向の異なる位置にそれぞれ配置された第一端子部および第二端子部を備え、
   前記第一端子部は、前記電極シート本体の長手方向の第一端側に配置され、
   前記第二端子部は、前記電極シート本体の長手方向の第二端側に配置され、
   前記複数の端子接続配線部は、前記第一端子部に接続されかつ電気的に接続される第一端子接続配線部、および、前記第二端子部に接続されかつ電気的に接続される第二端子接続配線部を備える、請求項１に記載の静電型トランスデューサ。
3. 前記第一端子部は、前記電極シート本体の長手方向の第一端側であって、前記電極シート本体の長手方向の第一端側の縁から距離を有する位置に配置され、
   前記第二端子部は、前記電極シート本体の長手方向の第二端側であって、前記電極シート本体の長手方向の第二端側の縁から距離を有する位置に配置される、請求項２に記載の静電型トランスデューサ。
4. 前記電極シート本体を長手方向にＮ個（Ｎは偶数）の分割領域に等しく分割したとき、前記電極シート本体は、隣り合う前記分割領域の分割位置を（Ｎ－１）個有しており、
   前記複数の端子部は、両端の２個の前記分割位置を含み、前記分割位置を１個飛ばしで配置され、Ｎ／２個配置され、
   前記複数の端子接続配線部は、Ｎ／２個配置される、請求項３に記載の静電型トランスデューサ。
5. 前記電極シート本体を長手方向に４個の分割領域に等しく分割したとき、前記電極シート本体は、隣り合う前記分割領域の分割位置を３個有しており、
   前記複数の端子部としての前記第一端子部は、連続する３個の前記分割位置のうちの第一端側の前記分割位置に配置され、
   前記複数の端子部としての前記第二端子部は、連続する３個の前記分割位置のうちの第二端側の前記分割位置に配置される、請求項４に記載の静電型トランスデューサ。
6. 前記第一端子部は、前記電極シート本体の長手方向の第一端側の縁に配置され、
   前記第二端子部は、前記電極シート本体の長手方向の第二端側の縁に配置される、請求項２に記載の静電型トランスデューサ。
7. 前記静電型トランスデューサは、さらに、
   導電性フィラーを含むエラストマーにより形成され、かつ、前記絶縁体シートにおける前記電極シートとは反対面に積層された反対面電極シートであり、少なくとも、前記１つの対象領域を構成する１つの反対面電極シート本体、および、前記１つの反対面電極シート本体の縁における異なる位置に配置される複数の反対面端子部を備える前記反対面電極シートと、
   一端が前記複数の反対面端子部のそれぞれに接続されかつ電気的に接続され、他端が相互に接続されかつ電気的に接続される複数の反対面端子接続配線部と、
   前記複数の反対面端子接続配線部の他端同士の接続位置から１つの入出力端を構成する反対面結合配線部と、
   を備える、請求項１－６の何れか１項に記載の静電型トランスデューサ。
8. 検出領域または駆動領域としての少なくとも１つの対象領域を含むように配置される絶縁体シートと、
   導電性フィラーを含むエラストマーにより形成され、前記絶縁体シートに積層された電極シートであり、少なくとも、独立して配置された複数の分割電極シート、および、前記複数の分割電極シートのそれぞれの縁に少なくとも１つずつ配置される複数の端子部を備える前記電極シートと、
   一端が前記複数の端子部のそれぞれに接続されかつ電気的に接続され、他端が相互に接続されかつ電気的に接続される複数の端子接続配線部と、
   前記複数の端子接続配線部の他端同士の接続位置から１つの入出力端を構成する結合配線部と、
   を備え、
   前記対象領域は、長尺状に形成され、
   前記複数の分割電極シートは、前記対象領域の長手方向に並んで配置され、
   前記対象領域を構成する前記複数の分割電極シートのそれぞれは、前記対象領域の長手方向と同一方向に長手方向となる長尺状に形成され、
   前記複数の分割電極シートのそれぞれの縁に配置される前記端子部は、前記複数の分割電極シートのそれぞれの長手方向の中央部に配置される、静電型トランスデューサ。
9. 前記電極シートは、前記電極シート自身の融着により前記絶縁体シートに固着されてい
   る、請求項１－８の何れか１項に記載の静電型トランスデューサ。
10. 前記絶縁体シートは、エラストマーにより形成され、
    前記電極シートは、前記電極シート自身の融着および前記絶縁体シートの融着により前記絶縁体シートに固着されている、請求項９に記載の静電型トランスデューサ。
11. 前記静電型トランスデューサは、静電型センサである、請求項１－１０の何れか１項に記載の静電型トランスデューサ。

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