JPWO2018096901A1

JPWO2018096901A1 - 感圧素子および操舵装置

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Publication number: JPWO2018096901A1
Application number: JP2018552491A
Authority: JP
Inventors: 祐太森浦; 小掠　哲義; 哲義小掠; 忍増田; 啓二野稲; 唯沢田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2017-11-02
Publication date: 2019-10-17
Anticipated expiration: 2037-11-02
Also published as: US20190277713A1; JP7157958B2; JP2021092593A; CN109923388A; US10908034B2; JP6967711B2; CN118089991A; WO2018096901A1

Abstract

押圧力の測定範囲が比較的広く、かつ構造が比較的簡易な感圧素子を提供すること。押圧力を付与される感圧部（１Ａ）と押圧力を検出する検出器（２Ａ）とを備えた感圧素子（１００Ａ）であり、以下の構成を有する。すなわち、感圧部（１Ａ）は、弾性を有する第１の導電部材（１１）と、第２の導電部材（１２）と、誘電体（１３）と、を有する。誘電体（１３）は、第１の導電部材（１１）と第２の導電部材（１２）との間に配置され、かつ第１の導電部材（１１）または第２の導電部材（１２）の表面を少なくとも部分的に覆う。検出器（２Ａ）は、第１の導電部材（１１）と第２の導電部材（１２）との間の静電容量の変化に基づいて、押圧力を検出する。

Description

本開示は感圧素子および操舵装置に関する。

感圧素子は、産業機器、ロボットおよび車両などの分野において、人が触れる部分に、押圧力（接触圧）を検出する感圧センサとして装着されることにより、幅広く利用されている。近年、コンピュータによる制御技術の発展および意匠性の向上とともに、人型のロボットおよび自動車の内装品等のような自由曲面を多彩に使用した電子機器の開発が進んでいる。それに合わせて、各自由曲面に高性能な感圧素子を装着することが求められている。例えば、特許文献１〜３はこれらの背景技術を開示している。

特開２０１１−１０２４５７号公報特開２０１５−１１４３０８号公報特開２０１４−１９０７１２号公報

本願発明者らは、鋭意検討の末、静電容量式の感圧センサとして用いられる感圧素子は、押圧力の測定範囲（ダイナミックレンジ）および構造の簡易化の点で改善点があることを見い出した。

詳しくは、特許文献１の技術においては、導電糸間の距離の変化に基づく静電容量の変化を利用して、押圧力を検出するため、押圧力の測定範囲が比較的狭いことが問題となっていた。

特許文献２の技術においては、クランク状の屈曲構造を有する接続部により検出素子間を接続する必要があるため、感圧素子の構造の簡易化が求められていた。

特許文献３の技術においては、荷重センサ部はエラストマー製の基材および該基材の表側および裏側それぞれに配置される表側電極および裏側電極を備え、押圧による電極間距離の変化に基づいて押圧力が検出される。そのため、押圧力の測定範囲が比較的狭いことが問題となっていた。

本開示は、かかる事情に鑑みて為されたものである。即ち、本開示の目的は、押圧力の測定範囲が比較的広く、かつ構造が比較的簡易な感圧素子を提供することである。

本開示の一態様に係る感圧素子は、押圧力を付与される感圧部と押圧力を検出する検出器とを備えた感圧素子である。感圧部は、弾性を有する第１の導電部材と、第２の導電部材と、誘電体層と、を有する。誘電体層は、第１の導電部材と第２の導電部材との間に配置され、かつ第１の導電部材または第２の導電部材の表面を少なくとも部分的に覆う。検出器は、第１の導電部材と第２の導電部材との間の静電容量の変化に基づいて、押圧力を検出する。

本開示に従えば、押圧力の測定範囲が比較的広く、かつ構造が比較的簡易な感圧素子が得られる。

図１Ａは、本開示の第１実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図１Ｂは、図１Ａの感圧素子の感圧部に押圧力が付与された際の感圧部の構成を模式的に示した断面図である。図１Ｃは、図１Ａの感圧素子における第２の導電部材の平面視形状の一例および当該第２の導電部材の位置ズレを制限する拘束部材の一例を模式的に示す図であって、基材および第２の導電部材を第２の導電部材側から見たときの見取り図である。図１Ｄは、本開示の第１実施態様の変形例に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図１Ｅは、図１Ｄの感圧素子の感圧部に押圧力が付与された際の感圧部の構成を模式的に示した断面図である。図２は、本開示の第２実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図３は、本開示の第３実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図４は、本開示の第４実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図５は、本開示の第５実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図６Ａは、本開示の第６実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図６Ｂは、図６Ａの感圧素子における第１の導電部材および第２の導電部材の形態を模式的に示す、第１の導電部材および第２の導電部材の見取り図である。図７は、本開示の第７実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図８は、本開示の第８実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図９Ａは、本開示の第９実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図９Ｂは、図９Ａの感圧素子の感圧部に押圧力が付与された際の感圧部の構成を模式的に示した断面図である。図１０Ａは、本開示の第１０実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図１０Ｂは、図１０Ａの感圧素子の感圧部に押圧力が付与された際の感圧部の構成を模式的に示した断面図である。図１０Ｃは、本開示の第１０実施態様に係る他の感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図１０Ｄは、本開示の第１０実施態様に係る他の感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図１１Ａは、本開示の第１１実施態様に係る感圧素子の一例における第１の導電部材と誘電体を表面に有する第２の導電部材とを模式的に示した拡大断面図である。図１１Ｂは、本開示の第１１実施態様に係る感圧素子の別の一例における第１の導電部材と誘電体を表面に有する第２の導電部材とを模式的に示した拡大断面図である。図１２は、本開示の感圧素子を適用可能な、第１２実施形態にかかる操舵装置（ステアリングホイール）の一例を模式的に示す見取り図である。図１３Ａは、本開示の感圧素子を適用した、第１２実施形態におかかる操舵装置（ステアリングホイール）の一例を模式的に示す断面図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示す操舵装置の一部領域Ｒにかかる拡大断面図である。

本開示にかかる感圧素子および当該感圧素子の用途の詳細について、図面を用いて説明する。

［感圧素子］
本開示の感圧素子は、容量（キャパシタンス）を有する素子であって、コンデンサ機能またはキャパシタ機能を有している。かかる感圧素子では、押圧力の印加によって容量変化がもたらされ、その容量変化から押圧力が検出される。従って、本開示の感圧素子は「静電容量型感圧センサ素子」、「容量性圧力検出センサ素子」または「感圧スイッチ素子」などとも称される。

以下にて、本開示に係る感圧素子について図面を参照しながら説明する。図面に示す各種の要素は、本開示の理解のために模式的に示したにすぎず、寸法比及び外観などは実物と異なり得ることに留意されたい。尚、本明細書で直接的または間接的に用いる「上下方向」は、図中における上下方向に対応した方向に相当する。また特記しない限り、同じ符号または記号は、同じ部材または同じ意味内容を示すものとする。以下に述べる（第１実施態様）〜（第１１実施態様）およびその変形例は、感圧素子に係る実施態様および変形例である。

（第１実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ａの構成を図１Ａに模式的に示す。すなわち、図１Ａは、第１実施態様に係る感圧素子１００Ａの構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ａは、押圧力を付与される感圧部１Ａと押圧力を検出する検出器２Ａとを備えている。

（１ａ）感圧部１Ａ
感圧部１Ａは第１の導電部材１１、第２の導電部材１２および誘電体１３を有している。誘電体１３は、図１Ａにおいて、第２の導電部材１２の表面を覆っているが、第１の導電部材１１または第２の導電部材１２のいずれか一方の表面を覆っていればよい。

図１Ｂは、図１Ａの感圧素子１００Ａの感圧部１Ａに押圧力が付与された際の感圧部１Ａの構成を模式的に示した断面図である。

本実施態様の感圧素子１００Ａにおいては、図１Ｂに示すように、感圧部１Ａに押圧力Ｆが付与されると、第１の導電部材１１および第２の導電部材１２のうち、誘電体１３が覆われていない導電部材（図１Ａおよび図１Ｂ中、第１の導電部材１１）と誘電体１３との接触領域の面積（以下、単に「接触領域の面積」ということがある）が、第１の導電部材１１が有する弾性に基づいて増大する。その結果、第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の静電容量Ｃ〔ｐＦ〕が変化する。静電容量Ｃ〔ｐＦ〕および感圧部に付与される押圧力Ｆ〔Ｎ〕はそれぞれ以下の（式１）および（式２）で表されるので、検出器２Ａにより押圧力Ｆが検出される。本実施態様においては、上記のように接触領域の面積の変化に基づいて押圧力Ｆが検出される。

なお、（式１）および（式２）中において、ε〔ｐＦ／ｍ〕は誘電体の誘電率、Ｓ〔ｍ^２〕は誘電体が覆われていない導電部材と誘電体との接触面積、ｄ〔ｍ〕は誘電体の厚み、Ｅ〔Ｐａ〕は第１の導電部材のヤング率、ｅは第１の導電部材のひずみである。

従来の感圧素子においては、電極間距離の変化でもって静電容量Ｃの変化をとらえ、押圧力Ｆを検出する。一方、本実施態様の感圧素子においては、接触領域の面積の変化に基づいて静電容量Ｃの変化をとらえ、押圧力Ｆを検出する。静電容量Ｃの変化において、接触領域の面積の変化による寄与は、電極間距離の変化による寄与よりも大きい。特に、押圧力Ｆの大きさが小さい場合、押圧力Ｆの印加により電極間距離がほとんど変化しないので電極間距離の変化に基づく静電容量Ｃの変化は非常に小さい。一方、押圧力Ｆの大きさが小さくても、押圧力Ｆの印加により接触領域の面積は変化するので、接触領域の面積の変化に基づく静電容量Ｃの変化は大きい。なぜならば、静電容量Ｃは、接触領域の面積に比例するが、電極間距離に反比例する（Ｃ∝Ｓ、Ｃ∝１／ｄ）からである。このため、本実施態様の感圧素子は、従来の感圧素子と比べ、押圧力Ｆの測定範囲が広い。

本実施態様の感圧素子における感圧部１Ａには、第１の導電部材１１および第２の導電部材１２のうち、いずれの導電部材側から押圧力が付与されてもよいが、通常は第１の導電部材１１側から押圧力が付与される。図１Ｂは、押圧力が第１の導電部材１１側から付与され、その反作用により、後述の基材１４側からも力が作用することを示している。

第１の導電部材１１は弾性特性および導電特性を有し、いわゆる電極として機能する。弾性特性とは、外力によって局所的に変形し、除力すると元の形状へと戻る特性をいう。なお、外力は、感圧素子に対して加えられる通常の押圧力であり、その大きさは、例えば約０．１Ｎ／ｃｍ^２以上、約１００Ｎ／ｃｍ^２以下である。具体的には、第１の導電部材１１は、感圧部への押圧力により、第１の導電部材１１と誘電体１３との接触領域の面積が拡大するような弾性特性を有すればよい。詳しくは、第１の導電部材１１は、押圧時に誘電体１３よりも変形するように、誘電体１３よりも低い弾性率を有していてもよい。押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度の向上の観点から、第１の導電部材１１の弾性率は例えば約１０^４Ｐａ以上、約１０^８Ｐａ以下であることが好ましく、例えば１つ例示すると約１０^６Ｐａである。第１の導電部材１１の弾性率は上記範囲内で大きいほど、押圧力の測定範囲は広くなる。第１の導電部材１１の弾性率は上記範囲内で小さいほど、感圧感度は向上する。感圧感度が向上すると、例えば、従来では検出し難い微小な押圧力でも、検出できるようになる。これに伴い、押圧力の付与開始を精度よく検出できるようになる。導電特性について、第１の導電部材１１の抵抗率は、所望の周波数帯域において容量のインピーダンスよりも十分に小さくてもよい。かかる抵抗率は、後述の導電性フィラーと樹脂材料（ゴム材料）との相対的割合を変更することによって調整できる。

第１の導電部材１１は弾性電極部材に相当し、伸縮性部材とも称されうる。第１の導電部材１１は、上記のような弾性特性と導電特性との双方の性質を有していれば、いずれの材質から成るものであってよい。例えば、第１の導電部材１１は、樹脂材料（特にゴム材料）およびその樹脂材料内に分散した導電性フィラーからなる導電性樹脂から構成されたものであってよい。押圧力の測定範囲のさらなる拡大の観点から好ましい第１の導電部材１１は、ゴム材料およびそのゴム材料内に分散した導電性フィラーからなる導電性ゴムから構成される。第１の導電部材１１が導電性ゴムから構成されることにより、感圧部１Ａは、押圧力を効果的に検出することができる。また、第１の導電部材１１が導電性ゴムから構成されることにより、感圧部１Ａは、押圧時の押圧感を有するようになる。樹脂材料としては、例えば、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂（例えば、ポリジメチルポリシロキサン（Polydimethylpolysiloxane、略してＰＤＭＳ））、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂およびウレタン系樹脂等から成る群から選択される少なくとも１種の樹脂材料であってよい。ゴム材料としては、例えば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム等から成る群から選択される少なくとも１種のゴム材料であってよい。導電性フィラーは、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｃ（カーボン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ_２Ｏ_３（酸化インジウム（III））およびＳｎＯ_２（酸化スズ（IV））から成る群から選択される少なくとも１種の材料を含んで成るものであってよい。また、導電性フィラーに代えて又はそれに加えて、導電層を用いてもよい。具体的には、上記した樹脂材料（特にゴム材料）からなる樹脂構造体（特にゴム構造材）の表面に導電性インクの塗布などによって導電層が設けられて成る第１の導電部材であってもよい。

第１の導電部材１１の厚みは、外部からの押圧力により第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の静電容量が変化する限り特に限定されず、通常は１００μｍ以上１０ｃｍ以下、好ましくは５００μｍ以上１ｃｍ以下であり、例えば１つ例示すると１ｍｍがより好ましい。

第１の導電部材１１は通常、シート状または板状を有するが、第２の導電部材１２の対応する位置（例えば、図１Ａのように第２の導電部材１２の直上）に第１の導電部材１１の少なくとも一部が配置される限り、いかなる形状を有していてもよく、例えば長尺形状（例えば、線状）を有していてもよい。

第１の導電部材１１は、押圧力の測定時におけるノイズ防止の観点から、検出器の接地（グランド、０Ｖ）に接続されることが好ましい。

第１の導電部材１１は以下の方法により得ることができる。例えば、まず、所望の樹脂材料（ゴム材料）の溶液または原料溶液に対して導電性フィラーを含有させて複合材料を得る。次いで、複合材料を剥離用基材上に塗布および乾燥し、所望により硬化（架橋）させた後、剥離用基材から剥離して、第１の導電部材を得る。

第１の導電部材１１は以下の別の方法により得ることもできる。例えば、まず、所望の樹脂材料（ゴム材料）の溶液または原料溶液を剥離用基材上に塗布および乾燥し、所望により硬化（架橋）させる。次いで、得られた樹脂層（ゴム層）の表面に導電性フィラーを含むインクを塗布して導電層を形成した後、剥離用基材から剥離して、第１の導電部材を得る。

第２の導電部材１２は第１の導電部材１１に近接配置されている。すなわち、第２の導電部材１２は誘電体１３を介して間接的に第１の導電部材１１と接触するように配置されている。第２の導電部材１２は誘電体１３と空気層とを介して間接的に第１の導電部材１１と接触するように配置されていてもよい。

第２の導電部材１２は少なくとも導電特性を有し、いわゆる電極として機能する。第２の導電部材１２は通常、可撓性を有するが、弾性特性を有してもよい。可撓性とは、外力によって全体として撓み変形しても、除力すると元の形状へと戻る特性をいう。なお、ここで外力とは、感圧素子に対して加えられる通常の押圧力であり、その大きさは、例えば約０．１０Ｎ／ｃｍ^２以上、約１００Ｎ／ｃｍ^２以下である。第２の導電部材１２は可撓性を有する場合、例えば約１０^８Ｐａ超、特に１０^８Ｐａ超かつ１０^１２Ｐａ以下の弾性率、例えば１つ例示すると約１．２×１０^１１Ｐａの弾性率を有している。導電特性について、第２の導電部材１２は、所望の周波数帯域において容量のインピーダンスよりも十分に小さい抵抗率を有していればよい。

第２の導電部材１２は、少なくとも導電特性を有する限り、いずれの材質から成るものであってよい。第２の導電部材１２は、可撓性を有する場合、例えば、金属体から構成されたものであってもよいし、ガラス体およびその表面に形成された導電層またはその中に分散された導電性フィラーから構成されたものであってもよい。また、第２の導電部材１２は、樹脂体およびその表面に形成された導電層またはその樹脂体内に分散された導電性フィラーから構成されたものであってよい。金属体は、金属からなる電極部材であり、すなわち第２の導電部材１２は実質的に金属からなるものでよい。金属体は、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ−Ｃｒ合金（ニクロム）、Ｃ（カーボン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ_２Ｏ_３（酸化インジウム（III））およびＳｎＯ_２（酸化スズ（IV））から成る群から選択される少なくとも１種の金属を含んで成る。ガラス体は、酸化ケイ素の網目状構造を有するものであれば特に限定されず、例えば、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス等から成る群から選択される少なくとも１種のガラス材料を含んで成るものであってよい。樹脂体は、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂（例えば、ポリジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ））、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂およびウレタン系樹脂等から成る群から選択される少なくとも１種の樹脂材料を含んで成るものであってよい。ガラス体および樹脂体の導電層は、金属体を構成し得る金属と同様の金属の群から選択される少なくとも１種の金属を蒸着させてなる層であってもよいし、または導電性インクの塗布などによって形成されてなる層であってもよい。ガラス体および樹脂体の導電性フィラーは、金属体を構成し得る金属と同様の金属の群から選択される少なくとも１種の金属を含んで成るものであってよい。第２の導電部材１２は、弾性特性を有する場合、第１の導電部材１１と同様の導電性ゴムから構成されていてもよい。

第２の導電部材１２は通常、長尺形状（例えば、線状）を有する長尺部材である。第２の導電部材１２が長尺部材であって、かつ金属体から構成されるとき、当該第２の導電部材１２は金属線または金属ワイヤ（例えば、銅線）に相当し、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度の向上の観点から好ましい。第２の導電部材１２が長尺部材のとき、当該長尺部材は、感圧素子の曲面への装着性の向上の観点から、当該長尺部材への張力の印加なしに、配置されることが好ましい。例えば、長尺部材は、図１Ｃに示すように、一定の主方向ｘに沿って波状に配置されることが好ましい。

図１Ｃは、図１Ａの感圧素子１００Ａにおける第２の導電部材１２の平面視形状（長尺形状および波状）の一例を模式的に示す図であって、後述する基材および第２の導電部材を第２の導電部材側から見たときの見取り図である。平面視形状とは、上面から見たときの形状という意味であり、例えば、図１Ａの感圧部を、当該感圧部が有するシート形状に対する垂直方向（例えば、図１Ａ中、上方向）から見たときの透視形状も包含する。

第２の導電部材１２は感圧素子のヒータ要素であってもよい。第２の導電部材１２がヒータ要素であるとき、当該第２の導電部材１２を有する感圧素子はヒータとしても機能する。詳しくは、当該感圧素子を操舵装置（例えば、ステアリングホイール）表面に設置した場合に、操舵装置を握る手が冷たくないように保温できる。ヒータ要素として、ニクロム線が挙げられる。

第２の導電部材１２の断面形状は、押圧力の付与により、接触領域の面積が拡大する限り特に限定されず、例えば、図１Ａに示すような円形状であってもよいし、または楕円形状もしくは三角形状等であってもよい。

第２の導電部材１２の断面寸法は、第２の導電部材１２と第１の導電部材１１との間の静電容量を測定できる限り特に限定されず、通常は１μｍ以上１０ｍｍ以下であり、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度の向上の観点から好ましくは１００μｍ以上１ｍｍ以下であり、例えば１つ例示すると３００μｍがより好ましい。第２の導電部材１２の断面寸法を小さくすると、接触領域の面積の変化が大きくなり、感圧感度が向上する。長尺部材の断面寸法を大きくすると、押圧力の測定範囲がさらに広くなる。第２の導電部材１２の断面寸法は断面形状における最大寸法である。詳しくは、第２の導電部材１２の断面寸法は、第２の導電部材１２が直線状を有するものと仮定したときに、長尺方向に対する垂直断面における最大寸法（例えば、直径）のことである。

第２の導電部材１２が特に長尺部材のとき、通常は複数で使用される。このとき、当該複数の第２の導電部材１２のそれぞれと第１の導電部材１１との容量変化を検出器により検出することにより、パターニングが可能である。パターニングとは、押圧力とともに、押圧位置も検出することである。第１の導電部材１１を分割することでも、パターニングが可能である。

第２の導電部材１２として複数の長尺部材を用いるとき、隣接する当該長尺部材間の距離（ピッチ）ｐ（図１Ｃ）は通常、１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、操舵装置用途の観点から好ましくは２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、例えば１つ例示すると５ｍｍがより好ましい。第２の導電部材１２として複数の長尺部材を波状に配置して用いるとき、波状の波長λ（図１Ｃ）は通常、１ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、操舵装置用途の観点から好ましくは２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、例えば１つ例示すると１０ｍｍがより好ましい。また波状の振幅ａ（図１Ｃ）は通常、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、操舵装置用途の観点から好ましくは２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、例えば１つ例示すると５ｍｍがより好ましい。

誘電体１３は、図１Ａにおいては、第２の導電部材１２の表面全体を完全に覆っているが、誘電体１３の被覆領域は、誘電体１３が第１の導電部材１１または第２の導電部材１２の表面を少なくとも部分的に覆う限り、特に限定されない。誘電体１３が第１の導電部材１１または第２の導電部材１２の表面を少なくとも部分的に覆うとは、誘電体１３が、第１の導電部材１１または第２の導電部材１２のいずれか一方の表面における、少なくとも第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の部分を覆っている状態をいう。換言すると、誘電体１３は、第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間に存在する限り、第１の導電部材１１または第２の導電部材１２の表面における少なくとも一部を覆っていればよい。誘電体１３について、「覆う」とは、第１の導電部材１１または第２の導電部材１２のいずれか一方の表面に対して皮膜状に密着しつつ一体化されることである。

誘電体１３は、感圧素子構造のさらなる簡易化の観点から、第１の導電部材１１または第２の導電部材１２の一方の表面全体を完全に覆っていることが好ましい。感圧素子構造のさらなる簡易化および感圧素子材料の入手容易性の観点からは、誘電体１３は、第２の導電部材１２の表面全体を完全に覆っていることが好ましい。誘電体１３が第２の導電部材１２の表面全体を完全に覆っている場合、誘電体１３は第２の導電部材１２の絶縁皮膜を構成し、誘電体１３および第２の導電部材１２は通常、一体化されている。一体化された誘電体１３および第２の導電部材１２は絶縁コート金属線に相当してもよく、例えば、エナメル線、エレメント線であってもよい。絶縁コート金属線を用いると、これを第１の導電部材１１と基材１４との間で配置させるだけで、エッチングなどのフォトリソグラフィプロセスなしに、感圧素子を構成できるので、感圧素子構造の簡易化をより一層、十分に達成でき、しかも製造コストが安価である。

誘電体１３は、少なくとも「誘電体」としての性質を有していれば、いずれの材質から成るものであってよい。例えば、誘電体１３は、樹脂材料、セラミック材料および／または金属酸化物材料などを含んで成るものであってよい。あくまでも例示にすぎないが、誘電体１３は、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などから成る群から選択される少なくとも１種の樹脂材料から成っていてもよい。また、誘電体１３は、Ａｌ_２Ｏ_３およびＴａ_２Ｏ_５などから成る群から選択される少なくとも１種の金属酸化物材料から成るものであってもよい。誘電体１３は通常、所望の周波数帯域において、容量のインピーダンスよりも高い抵抗値を有する材料からなっている。

誘電体１３は通常、剛性特性を有する。剛性特性とは、外力による変形に対して抵抗する特性をいう。なお、ここで外力とは、感圧素子に対して加えられる通常の押圧力であり、その大きさは、例えば約０．１Ｎ／ｃｍ^２以上、約１００Ｎ／ｃｍ^２以下である。誘電体１３は通常、上記のような通常の押圧力によっては変形しない。誘電体１３は、感圧部への押圧力の付与時に第１の導電部材１１よりも変形しないように、第１の導電部材１１よりも高い弾性率を有していてもよい。例えば、第１の導電部材１１の弾性率が約１０^４Ｐａ以上かつ約１０^８Ｐａ以下である場合、それよりも高い弾性率を誘電体１３が有していてもよい。

誘電体１３の厚みは、外部からの押圧力により第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の静電容量が変化する限り特に限定されず、通常は２０ｎｍ以上２ｍｍ以下であり、操舵装置用途の観点から好ましくは２０ｎｍ以上１ｍｍ以下であり、例えば１つ例示すると１０μｍがより好ましい。

誘電体１３が樹脂材料からなる場合、樹脂材料溶液を塗布し、乾燥させるコーティング法、および樹脂材料溶液中で電着を行う電着法等により形成することができる。

誘電体１３が金属酸化物材料からなる場合、陽極酸化法等により形成することができる。

感圧部１Ａは、第２の導電部材１２における第１の導電部材１１側の反対側に、基材１４をさらに有していてもよい。基材１４は、第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間における静電容量の変化を阻害しない限り、いかなる材料からなっていてもよい。基材１４は、感圧素子の曲面への装着性の向上の観点から、伸縮性を有する伸縮性部材であることが好ましい。伸縮性部材は、例えば、前記第１の導電部材１１の説明で記載した同様のゴム材料（特に導電性ゴム）から構成されていてもよく、１つ例示するとシリコーンゴムを含む。

基材１４の厚みは特に限定されるものではなく、例えば、上記した第１の導電部材１１の厚みと同様の範囲内であってよい。

感圧部１Ａは、当該感圧部における第２の導電部材１２の位置ズレを制限する拘束部材１５（図１Ｃ参照）をさらに有してもよい。拘束部材１５は、第２の導電部材１２を感圧部における所定の位置に必ずしも固定しなければならないというわけではなく、第２の導電部材１２が所定の位置に保持される程度の拘束力を有していればよい。感圧部が拘束部材を有することにより、第２の導電部材１２の位置ズレを防止でき、結果として、所定位置での押圧力を確実に検出することができる。また感圧素子を曲面に装着するとき、歪みなどを緩和し易く、破損を防止できる。

拘束部材１５は、図１Ｃにおいて、第２の導電部材１２を基材１４に拘束しているが、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１または基材１４の少なくとも一方に拘束できればよい。すなわち、拘束部材１５は、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１または基材１４の一方に拘束してもよいし、またはこれらの両方に拘束してもよい。拘束部材１５が第２の導電部材１２を上記の両方に拘束するとは、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１と基材１４との間に配置させた状態で、第１の導電部材１１、第２の導電部材１２および基材１４を一体化するという意味である。

拘束部材１５の具体例として、例えば、糸状部材、パーティション、接着剤等が挙げられる。拘束部材１５は糸状部材であることが好ましい。拘束部材１５が糸状部材であると、第２の導電部材１２の位置ズレを防止しながらも、感圧素子構造のさらなる簡易化を達成することができ、また感圧素子の曲面への装着性が向上する。

糸状部材は、図１Ｃに示すように、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１または基材１４に縫い付け得る程度に細長くかつ柔軟性のある部材であれば特に限定されず、導電性または非導電性のいずれの特性を有していてもよい。糸状部材は、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１または基材１４の少なくとも一方に縫い付ければよい。すなわち、糸状部材は、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１または基材１４の一方に縫い付けてもよいし、またはこれらの両方に縫い付けてもよい。糸状部材が第２の導電部材１２を上記の両方に縫い付けるとは、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１と基材１４との間に配置させた状態で縫い付けることにより、第１の導電部材１１、第２の導電部材１２および基材１４を一体化するという意味である。

糸状部材の具体例として、例えば、天然または合成の繊維を細長く引きのばして撚りをかけたものであってもよいし、釣り糸または金属糸であってもよい。糸状部材は、例えば図１Ｃに示されているように、規則的な位置で第２の導電部材１２を縫い付けてもよいし、任意のランダムな位置で第２の導電部材１２を縫い付けてもよい。

糸状部材による第２の導電部材１２の第１の導電部材１１または基材１４への縫い付けは並縫い（串縫い）により達成されてもよいし、上糸および下糸を用いたミシン縫いにより達成されてもよい。糸状部材による第２の導電部材１２の縫い付けがミシン縫いにより達成される場合、当該糸状部材は上糸および下糸から構成されており、上糸と下糸とは係合している。第２の導電部材１２を第１の導電部材１１または基材１４の一方に縫い付ける場合、上糸と下糸との係合部は、第１の導電部材１１または基材１４の中に位置付けられる。第２の導電部材１２を第１の導電部材１１および基材１４の両方に縫い付ける場合、上糸と下糸との係合部は、第１の導電部材１１と基材１４との間に位置付けられる。

パーティションは、第１の導電部材１１と基材１４との間で厚み方向に略平行に立設されることにより、これらの間を仕切って、区画を形成する部材である。パーティションにより、第２の導電部材１２を所定の区画内に保持する。パーティションは、例えば、前記第１の導電部材１１の説明で記載した同様の樹脂材料（特にゴム材料（すなわちエラストマー材料））から構成されていてもよく、１つ例示するとシリコーンゴムを含む。パーティションは、平面視形状において、点状に形成されてもよいし、または連続的に線状に形成されてもよい。パーティションは後述のスペーサとして機能してもよい。

感圧部１Ａは、第１の導電部材１１と基材１４との間に、これらの間隙を確保するためのスペーサをさらに有してもよい。感圧部１Ａがスペーサを有することにより、第１の導電部材１１が、押圧力の除去後、迅速に元の形状に戻るようになり、押圧力の検出速度および応答速度が向上する。スペーサは、平面視形状において、点状に形成されてもよいし、または連続的に線状に形成されてもよい。スペーサは、例えば、前記第１の導電部材１１の説明で記載した同様の樹脂材料（特にゴム材料（すなわちエラストマー材料））から構成されていてもよく、１つ例示するとシリコーンゴムを含む。

（１ｂ）検出器２Ａ
検出器２Ａは、第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の静電容量の変化に基づいて、押圧力を検出する回路である。検出器２Ａは、第１の導電部材１１から引き出された配線および第２の導電部材１２から引き出された配線とそれぞれ端子Ｔ１１およびＴ１２を介して電気的に接続されている。検出器２Ａは、制御回路および集積回路等であってよい。ノイズの影響の低減による押圧力検出の安定化の観点から、第１の導電部材１１は検出器２Ａの接地（グランド）に接続されていることが好ましい。すなわち第１の導電部材１１から引き出された配線が電気的に接続される検出器２Ａの端子Ｔ１１は接地（グランド）にさらに接続されていることが好ましい。

第２の導電部材１２が複数で使用される場合、検出器２Ａは、当該複数の第２の導電部材１２のそれぞれから引き出された配線と電気的に接続するための複数の端子を有する。

（１ｃ）感圧素子１００Ａによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ａにおいては、誘電体１３を変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく端子Ｔ１１と端子Ｔ１２との間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定される。接触領域の面積の変化は、特に小さな押圧力においては、従来の感圧素子における電極間距離の変化よりも大きいため、本実施態様においては簡易な構造で、広い範囲の押圧力を測定することができる。

（変形例）
本実施態様の変形例に係る感圧素子１００Ａの構成を図１Ｄに模式的に示す。この感圧祖素子の構成は、第２の導電部材１２が誘電体１３に覆われる代わりに、誘電体１３が第１の導電部材１１の主面における、第２の導電部材１２に対応する一部分に形成された構成である。他の部分は、図１Ａに示す感圧素子１００Ａと同様である。

図１Ｅは、図１Ｄの感圧素子の感圧部に押圧力が付与された際の感圧部の構成を模式的に示した断面図である。本変形例の感圧素子１００Ａにおいては、図１Ｅに示すように、感圧部１Ａに押圧力Ｆが付与されると、誘電体１３と第２の導電部材１２との接触面積が増大する。その結果、第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の静電容量Ｃ〔ｐＦ〕が変化する。静電容量Ｃ〔ｐＦ〕および感圧部に付与される押圧力Ｆ〔Ｎ〕はそれぞれ上記の（式１）および（式２）で表されるので、検出器２Ａにより押圧力Ｆが検出される。

なお、誘電体１３は、感圧部１Ａに押圧力Ｆが付与された場合に、第２の導電部材１２と接しないようにする必要がある。さもなければ、第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の静電容量Ｃを測定することができなくなるからである。そのためには、例えば図１Ｄに示す感圧素子１００Ｄの場合、誘電体１３の、第１の導電部材１１の主面に平行な方向に沿った長さをＬ、導電部材の半径をｒとしたとき、（式３）を満たすことが望ましい。

なお、ここでπは円周率である。

（第２実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｂの構成を図２に模式的に示す。すなわち、図２は、第２実施態様に係る感圧素子１００Ｂの構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｂは、押圧力を付与される感圧部１Ｂと押圧力を検出する検出器２Ｂとを備えている。

（２ａ）感圧部１Ｂ
感圧部１Ｂは、第１の導電部材と第２の導電部材とが交互に積み重ねられた構成の一実施態様であり、以下の事項（１Ｂ−１）、（１Ｂ−２）以外、第１実施態様の感圧部１Ａと同様である。

（１Ｂ−１）
感圧部１Ｂは、第２の導電部材１２を両側から挟む第１の導電部材を２つ有する。感圧部１Ｂの２つの第１の導電部材は、図２において、１１ａおよび１１ｂで表され、それぞれ独立して、感圧部１Ａの第１の導電部材１１と同様の範囲内から選択されてよい。第１の導電部材１１ａおよび１１ｂは導電性ゴムから構成されていることが好ましく、またシート形状を有することが好ましい。ここで導電性ゴムは、感圧部１Ａにおける第１の導電部材１１の構成材料として説明した導電性ゴムと同様であってもよい。

（１Ｂ−２）
第２の導電部材１２は表面を覆う誘電体１３を有する。誘電体１３は、第２の導電部材１２の表面全体を完全に覆っていることが好ましい。第２の導電部材１２は複数で使用されることが好ましく、当該複数の第２の導電部材１２はそれぞれ、表面全体を完全に覆う誘電体１３を有することが好ましい。

（２ｂ）検出器２Ｂ
検出器２Ｂは、以下の事項（２Ｂ−１）以外、第１実施態様の検出器２Ａと同様である。

（２Ｂ−１）
検出器２Ｂは、第１の導電部材１１ａおよび１１ｂから引き出された配線および第２の導電部材１２から引き出された配線とそれぞれ端子Ｔ１１ａ、Ｔ１１ｂおよびＴ１２を介して電気的に接続されている。例えば、２つの第１の導電部材１１ａおよび１１ｂは検出器２Ｂを介して互いに電気的に接続されている。ノイズの影響の低減による押圧力検出の安定化の観点から、第１の導電部材１１ａおよび１１ｂは検出器２Ｂの接地（グランド）に接続されていることが好ましい。すなわち第１の導電部材１１ａおよび１１ｂから引き出された配線が電気的に接続される検出器２Ｂの端子Ｔ１１ａおよびＴ１１ｂは接地（グランド）にさらに接続されていることが好ましい。

図２においては、検出器２Ｂは、複数の第２の導電部材１２のうち、１つの第２の導電部材１２から引き出された配線と電気的に接続するための端子Ｔ１２を１つのみ有する。しかし、検出器２Ｂは通常、複数の第２の導電部材１２のそれぞれから引き出された配線と電気的に接続するための複数の端子Ｔ１２を有する。すなわち、全ての第２の導電部材１２のそれぞれが配線および端子を介して検出器２Ｂと接続されている。

（２ｃ）感圧素子１００Ｂによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｂにおいては、様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

例えば、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２との間の静電容量の変化、および端子Ｔ１２と端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化からなる群から選択される１つ以上の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

感圧感度の向上の観点からは、上記群から選択される２つ以上の変化、好ましくは端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２との間の静電容量の変化および端子Ｔ１２と端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することが好ましい。

本実施態様の感圧素子１００Ｂにおいては、第１の導電部材１１ａおよび第１の導電部材１１ｂとして弾性率（ヤング率）が異なるものを使用することにより、押圧力の測定範囲をより一層、広くすることができる。例えば、第１の導電部材１１ａの弾性率が比較的低く、第１の導電部材１１ｂの弾性率が比較的高い場合、第１の導電部材１１ａが先に変形し押縮してから、第１の導電部材１１ｂが変形するため、押圧力の測定範囲がより一層、広くなる。

本実施態様の感圧素子１００Ｂにおいても、誘電体１３を変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｂにおいては、２つの第１の導電部材１１ａおよび第１の導電部材１１ｂが使用されるため、ノイズの影響が少なく、押圧力を安定して検出できる。

本実施態様の感圧素子１００Ｂにおいては、外乱ノイズの大きい方の電極を接地（０Ｖ電位）にすることで、当該感圧素子はノイズ耐性により一層、強くなる。外乱ノイズの大きい方の電極とは通常、加圧方向の上流側の電極のことであるが、特に当該加圧方向の上流側の電極の上部に導体が存在する場合には、加圧方向の下流側の電極のことである。すなわち、外乱ノイズの大きい方の電極としては、例えば、加圧方向の上流側の電極の上部に導体が存在しない場合における当該上流側の電極、および加圧方向の上流側の電極の上部に導体が存在する場合における加圧方向の下流側の電極が挙げられる。

例えば、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２との間の静電容量の変化のみを計測する場合、および端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２との間の静電容量の変化および端子Ｔ１２と端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化を計測する場合には、第１の導電部材１１ａを接地（０Ｖ電位）にする。

また例えば端子Ｔ１２と端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合には、第１の導電部材１１ｂを接地（０Ｖ電位）にする。

これにより、押圧力の測定時においてノイズが防止される。

なお、ここで、上記説明にて述べた加圧方向の上流側および下流側の意味を述べる。例えば、感圧素子の表面の所定の位置にある電極が人の手によって押される場合を考える。この場合、当該電極より感圧素子の内部へと押圧力が伝わることになる。この押圧力が伝わる方向を加圧方向という。すなわち、加圧方向の上流側とは、当該電極側であり、加圧方向の下流側とは、感圧素子の内部側のことである。

また、加圧方向の上流側の電極の上部に導体が存在する場合に、加圧方向の下流側の電極のほうが上流側の電極よりも外乱ノイズが大きくなる理由を説明する。

通常、加圧方向の上流側にある電極において、人の手が有する寄生容量により外乱ノイズが大きくなる。しかし、加圧方向の上流側の電極の上部に導体が存在する場合には、当該導体を接地することで加圧方向の上流側の電極を０Ｖとすることができ、人の手が有する寄生容量による外乱ノイズを打ち消すことができる。そのため、この場合は、加圧方向の下流側の電極のほうが、外乱ノイズが大きくなるのである。

（第３実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｃの構成を図３に模式的に示す。すなわち、図３は、第３実施態様に係る感圧素子１００Ｃの構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｃは、押圧力を付与される感圧部１Ｃと押圧力を検出する検出器２Ｃとを備えている。

（３ａ）感圧部１Ｃ
感圧部１Ｃは、第１の導電部材と第２の導電部材とが交互に積み重ねられた構成の一実施態様であり、以下の事項（１Ｃ−１）以外、第１実施態様の感圧部１Ａと同様である。

（１Ｃ−１）
感圧部１Ｃは、第１の導電部材１１を両側から挟む第２の導電部材を有する。第１の導電部材１１の両側にある第２の導電部材は、図３において、１２ａおよび１２ｂで表され、それぞれ独立して、感圧部１Ａの第２の導電部材１２と同様の範囲内から選択されてよい。第２の導電部材１２ａおよび第２の導電部材１２ｂはいずれも、表面全体を完全に覆う誘電体１３ａおよび１３ｂを有することが好ましい。誘電体１３ａおよび１３ｂはそれぞれ独立して、感圧部１Ａの誘電体１３と同様の範囲内から選択されてよい。

（３ｂ）検出器２Ｃ
検出器２Ｃは、以下の事項（２Ｃ−１）以外、第１実施態様の検出器２Ａと同様である。

（２Ｃ−１）
検出器２Ｃは、第１の導電部材１１から引き出された配線および第２の導電部材１２ａおよび第２の導電部材１２ｂから引き出された配線とそれぞれ端子Ｔ１１、端子Ｔ１２ａおよび端子Ｔ１２ｂを介して電気的に接続されている。ノイズの影響の低減による押圧力検出の安定化の観点から、第２の導電部材１２ａは検出器２Ｃの接地（グランド）に接続されていることが好ましい。すなわち第２の導電部材１２ａから引き出された配線が電気的に接続される検出器２Ｃの端子Ｔ１２ａはグランドにさらに接続されていることが好ましい。

図３においては、検出器２Ｃは、第１の導電部材１１の両側のそれぞれにおける複数の第２の導電部材１２ａまたは複数の第２の導電部材１２ｂのうち、１つの第２の導電部材１２ａまたは１つの第２の導電部材１２ｂから引き出された配線と電気的に接続するための端子（端子Ｔ１２ａまたは端子Ｔ１２ｂ）を１つのみ有するように記載されている。しかし、検出器２Ｃは通常、第１の導電部材１１の両側のそれぞれにおける複数の第２の導電部材１２ａまたは複数の第２の導電部材１２ｂのそれぞれから引き出された配線と電気的に接続するための複数の端子（端子Ｔ１２ａまたは端子Ｔ１２ｂ）を有する。すなわち、第１の導電部材１１の両側のそれぞれにおける全ての第２の導電部材１２ａまたは全ての第２の導電部材１２ｂがそれぞれ配線および端子を介して検出器２Ｃと接続されている。

（３ｃ）感圧素子１００Ｃによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｃにおいては、様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

例えば、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１１との間の静電容量の変化、および端子Ｔ１１と端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化からなる群から選択される１つ以上の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

感圧感度の向上の観点からは、上記群から選択される２つ以上の変化、好ましくは端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１１との間の静電容量の変化および端子Ｔ１１と端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することが好ましい。

様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測するに際し、端子Ｔ１２ａおよび端子Ｔ１２ｂを用いて静電容量の変化を計測する場合、第２の導電部材１２ａの主方向と、第２の導電部材１２ｂの主方向とを交差させておくことにより、押圧力とともに押圧位置の検出も可能となる。端子Ｔ１２ａおよび端子Ｔ１２ｂを用いて静電容量の変化を計測する場合には、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、および端子Ｔ１２ａまたは端子Ｔ１２ｂの一方を含む端子間の静電容量の変化および他方を含む端子間の静電容量の変化を計測する場合が包含される。

配線の引き出し容易性の観点からは、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化のみを計測することで、押圧力を測定することが好ましい。

本実施態様の感圧素子１００Ｃにおいても、誘電体１３ａおよび誘電体１３ｂを変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｃにおいても、感圧素子１００Ｂにおいてと同様に、外乱ノイズの大きい方の電極を接地（０Ｖ電位）にすることで、当該感圧素子はノイズ耐性に強くなる。

例えば、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１１との間の静電容量の変化のみを計測する場合、および端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１１との間の静電容量の変化および端子Ｔ１１と端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化を計測する場合には、第２の導電部材１２ａを接地（０Ｖ電位）にする。

また例えば、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合には、第１の導電部材１１を接地（０Ｖ電位）にする。

また感圧素子の対向する部位を０Ｖ電位で挟むことで、対外ノイズに強くなる。すなわち、第２の導電部材１２ａおよび第２の導電部材１２ｂを０Ｖ電位にする。これにより、押圧力の測定時においてノイズが防止される。

本実施態様の感圧素子１００Ｃにおいては、図３において、第２の導電部材１２ａのさらに上側および／または第２の導電部材１２ｂのさらに下側に、感圧素子１００Ａの基材１４と同様の基材が配置されてもよい。

（第４実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｄの構成を図４に模式的に示す。図４は、第４実施態様に係る感圧素子１００Ｄの構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｄは、押圧力を付与される感圧部１Ｄと押圧力を検出する検出器２Ｄとを備えている。

（４ａ）感圧部１Ｄ
感圧部１Ｄは、第１の導電部材と第２の導電部材とが交互に積み重ねられた構成の一実施態様であり、以下の事項（１Ｄ−１）以外、第１実施態様の感圧部１Ａと同様である。

（１Ｄ−１）
感圧部１Ｄは、感圧部１Ａにおける第１の導電部材１１および第２の導電部材１２を繰り返し積層したものである。図４において、上位および下位の第１の導電部材はそれぞれ１１ａおよび１１ｂで表され、それぞれ独立して、感圧部１Ａの第１の導電部材１１と同様の範囲内から選択されてよい。上位および下位の第２の導電部材はそれぞれ１２ａおよび１２ｂで表され、それぞれ独立して、感圧部１Ａの第２の導電部材１２と同様の範囲内から選択されてよい。第２の導電部材１２ａおよび１２ｂはいずれも、表面全体を完全に覆う誘電体１３ａおよび１３ｂを有することが好ましい。誘電体１３ａおよび１３ｂはそれぞれ独立して、感圧部１Ａの誘電体１３と同様の範囲内から選択されてよい。

（４ｂ）検出器２Ｄ
検出器２Ｄは、以下の事項（２Ｄ−１）以外、第１実施態様の検出器２Ａと同様である。

（２Ｄ−１）
検出器２Ｄは、第１の導電部材１１ａおよび第１の導電部材１１ｂから引き出された配線および第２の導電部材１２ａおよび１２ｂから引き出された配線とそれぞれ端子Ｔ１１ａ、端子Ｔ１１ｂ、端子Ｔ１２ａおよび端子Ｔ１２ｂを介して電気的に接続されている。ノイズの影響の低減による押圧力検出の安定化の観点から、第１の導電部材１１ａは検出器２Ｄのグランドに接続されていることが好ましい。すなわち第１の導電部材１１ａから引き出された配線が電気的に接続される検出器２Ｄの端子Ｔ１１ａはグランドにさらに接続されていることが好ましい。

図４においては、検出器２Ｄは、第１の導電部材１１ｂの両側のそれぞれにおける複数の第２の導電部材１２ａまたは複数の第２の導電部材１２ｂのうち、１つの第２の導電部材１２ａまたは１つの第２の導電部材１２ｂから引き出された配線と電気的に接続するための端子（端子Ｔ１２ａまたは端子Ｔ１２ｂ）を１つのみ有する。しかし、検出器２Ｄは通常、第１の導電部材１１ｂの両側のそれぞれにおける複数の第２の導電部材１２ａまたは複数の第２の導電部材１２ｂのそれぞれから引き出された配線と電気的に接続するための複数の端子Ｔ１２ａまたは複数の第２の導電部材Ｔ１２ｂを有する。すなわち、第１の導電部材１１ｂの両側のそれぞれにおける全ての第２の導電部材１２ａまたは全ての第２の導電部材１２ｂがそれぞれ配線および端子を介して検出器２Ｄと接続されている。

（４ｃ）感圧素子１００Ｄによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｄにおいては、様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

例えば、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２ａとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化、および端子Ｔ１１ｂと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化からなる群から選択される１つ以上の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

感圧感度の向上の観点からは、上記群から選択される２つ以上の変化、好ましくは端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２ａとの間の静電容量の変化および端子Ｔ１１ｂと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することが好ましい。

本実施態様の感圧素子１００Ｄにおいては、接触領域の面積のより一層の増加がもたらされるので、感圧感度がより一層、向上する。また各々の端子間で計測することで、それらの差分も検出されるため、より詳細に容量変化の計測が可能である。

本実施態様においても、様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測するに際し、端子Ｔ１２ａおよび端子Ｔ１２ｂを用いて静電容量の変化を計測する場合、第２の導電部材１２ａの主方向と、第２の導電部材１２ｂの主方向とを交差させておくことにより、押圧力とともに押圧位置の検出も可能となる。端子Ｔ１２ａおよび端子Ｔ１２ｂを用いて静電容量の変化を計測する場合には、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、および端子Ｔ１２ａまたは端子Ｔ１２ｂの一方を含む端子間の静電容量の変化および他方を含む端子間の静電容量の変化を計測する場合が包含される。

本実施態様の感圧素子１００Ｄにおいても、誘電体１３ａおよび１３ｂを変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｄにおいても、感圧素子１００Ｂにおいてと同様に、外乱ノイズの大きい方の電極を０Ｖ電位にすることで、当該感圧素子はノイズ耐性に強くなる。

例えば、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２ａとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２ａとの間の静電容量の変化および端子Ｔ１１ｂと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化を計測する場合には、第１の導電部材１１ａを接地（０Ｖ電位）にする。これらの場合、第２の導電性部材１２ｂも接地（０Ｖ電位）にすることで、当該感圧素子はノイズ耐性により一層、強くなる。

また例えば、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、および端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合には、第２の導電部材１２ｂを０Ｖ電位にする。これにより、押圧力の測定時においてノイズが防止される。

また感圧素子の対向する部位を接地（０Ｖ電位）で挟むことで、対外ノイズに強くなる。すなわち、第１の導電部材１１ａおよび第２の導電部材１２ｂを０Ｖ電位にする。これにより、ノイズに強くなる。

本実施態様の感圧素子１００Ｄにおいては、図４において、第２の導電部材１２ｂのさらに下側に、感圧素子１００Ａの基材１４と同様の基材が配置されてもよい。

（第５実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｅの構成を図５に模式的に示す。すなわち、図５は、第５実施態様に係る感圧素子１００Ｅの構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｅは、押圧力を付与される感圧部１Ｅと押圧力を検出する検出器２Ｅとを備えている。

（５ａ）感圧部１Ｅ
感圧部１Ｅは、第１の導電部材と第２の導電部材とが交互に積み重ねられた構成の一実施態様であり、以下の事項（１Ｅ−１）以外、第４実施態様の感圧部１Ｄと同様である。

（１Ｅ−１）
感圧部１Ｅは、図５において、第２の導電部材１２ｂのさらに下側に第１の導電部材１１ｃをさらに有する。第１の導電部材１１ｃは、感圧部１Ａの第１の導電部材１１と同様の範囲内から選択されてよい。

（５ｂ）検出器２Ｅ
検出器２Ｅは、以下の事項（２Ｅ−１）以外、第４実施態様の検出器２Ｄと同様である。

（２Ｅ−１）
検出器２Ｅは端子Ｔ１１ｃをさらに有し、第１の導電部材１１ｃから引き出された配線と端子Ｔ１１ｃを介して電気的に接続されている。

（５ｃ）感圧素子１００Ｅによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｅにおいては、様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

例えば、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１１ｃとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２ａとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１１ｂとの間の静電容量の変化、端子Ｔ１１ｂと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化、および端子Ｔ１２ｂと端子Ｔ１１ｃとの間の静電容量の変化からなる群から選択される１つ以上の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

本実施態様においても、様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測するに際し、押圧力とともに押圧位置の検出も可能となる。例えば、端子Ｔ１２ａおよび端子Ｔ１２ｂを用いて静電容量の変化を計測する場合、第２の導電部材１２ａの主方向と、第２の導電部材１２ｂの主方向とを交差させておくことにより、押圧力とともに押圧位置の検出も可能となる。なお、端子Ｔ１２ａおよび端子Ｔ１２ｂを用いて静電容量の変化を計測する場合には、端子Ｔ１２ａと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、および端子Ｔ１２ａまたは端子Ｔ１２ｂの一方を含む端子間の静電容量の変化および他方を含む端子間の静電容量の変化を計測する場合が包含される。

本実施態様の感圧素子１００Ｅにおいても、誘電体１３ａおよび１３ｂを変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｅにおいても、感圧素子１００Ｂにおいてと同様に、外乱ノイズの大きい方の電極を接地（０Ｖ電位）にすることで、当該感圧素子はノイズ耐性に強くなる。

例えば、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１１ｃとの間の静電容量の変化のみを計測する場合には、第１の導電部材１１ａを接地（０Ｖ電位）にする。

また例えば、端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２ａとの間の静電容量の変化のみを計測する場合、および端子Ｔ１１ａと端子Ｔ１２ａとの間の静電容量の変化および端子Ｔ１１ｂと端子Ｔ１２ｂとの間の静電容量の変化を計測する場合には、第１の導電部材１１ａを０Ｖ電位にする。これらの場合、第１の導電部材１１ｃも接地（０Ｖ電位）にすることで、当該感圧素子はノイズ耐性により一層、強くなる。

また感圧素子１００Ｅの対向する部位を０Ｖ電位で挟むことで、対外ノイズに強くなる。すなわち、第１の導電部材１１ａおよび１１ｃを接地（０Ｖ電位）にする。これにより、押圧力の計測時においてノイズが防止される。

（第６実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｆの構成を図６Ａおよび図６Ｂに模式的に示す。すなわち、図６Ａは、第６実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。図６Ｂは、図６Ａの感圧素子における第１の導電部材１１と、誘電体１３ｃを有する第２の導電部材１２ｃとを模式的に示した見取り図である。本実施態様の感圧素子１００Ｆは、押圧力を付与される感圧部１Ｆと押圧力を検出する検出器２Ｆとを備えている。

（６ａ）感圧部１Ｆ
感圧部１Ｆは、以下の事項（１Ｆ−１）、（１Ｆ−２）以外、第１実施態様の感圧部１Ａと同様である。

（１Ｆ−１）
形状が異なる第２の導電部材１２ｃを用いる。詳しくは、第２の導電部材１２ｃは、図６Ｂに示すような網形状（メッシュ形状）を有していてもよいし、または織物形状を有していてもよい。例えば、網形状および編物形状を構成する線材の断面寸法は、感圧部１Ａにおいて長尺形状を有する第２の導電部材１２の断面寸法と同様の範囲内であってもよい。網形状および編物形状の目開き寸法は特に限定されず、通常、０．０７ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、操舵装置用途の観点から好ましくは１ｍｍ以上１２ｍｍ以下であり、例えば１つ例示すると２ｍｍがより好ましい。目開き寸法は、平面視形状における空間部の最大寸法のことである。

第２の導電部材１２ｃは、形状が異なること以外、感圧部１Ａの第２の導電部材１２と同様であり、例えば、第２の導電部材１２ｃの構成材料は感圧部１Ａの第２の導電部材１２の構成材料と同様の範囲内から選択されればよい。

（１Ｆ−２）
誘電体１３ｃは、このような第２の導電部材１２ｃの表面を覆っている。誘電体１３ｃは、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第２の導電部材１２ｃの表面全体を完全に覆っていることが好ましい。誘電体１３ｃの被覆領域は、誘電体１３ｃが第２の導電部材１２ｃの表面を少なくとも部分的に覆う限り、特に限定されない。誘電体１３ｃが第２の導電部材１２ｃの表面を少なくとも部分的に覆うとは、誘電体１３ｃが、第２の導電部材１２ｃの表面における、少なくとも第１の導電部材１１と第２の導電部材１２ｃとの間の部分を覆っている状態をいう。

（６ｂ）検出器２Ｆ
検出器２Ｆは、以下の事項（２Ｆ−１）以外、第１実施態様の検出器２Ａと同様である。

（２Ｆ−１）
検出器２Ｆは、第１の導電部材１１から引き出された配線および第２の導電部材１２ｃから引き出された配線と、それぞれ端子Ｔ１１およびＴ１２ｃを介して電気的に接続されている。

（６ｃ）感圧素子１００Ｆによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｆにおいては、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２ｃとの間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。本実施態様の感圧素子１００Ｆは、第２の導電部材１２ｃが網形状または編物形状を有するため、スイッチ機能を有する感圧素子として有用である。

本実施態様の感圧素子１００Ｆにおいても、誘電体１３ｃを変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

本実施態様においては、第２の導電部材が網形状または織物形状を有し、第２の導電部材の取り扱いが容易になるため、製造効率が向上する。

（第７実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｇの構成を図７に模式的に示す。すなわち、図７は、第７実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｇは、押圧力を付与される感圧部１Ｇと押圧力を検出する検出器２Ｇとを備えている。

（７ａ）感圧部１Ｇ
感圧部１Ｇは、以下の事項（１Ｇ−１）以外、第１実施態様の感圧部１Ａと同様である。

（１Ｇ−１）
第２の導電部材１２ｄは導電性ゴムから構成されている。ここで導電性ゴムは、感圧部１Ａにおける第１の導電部材１１の構成材料として説明した導電性ゴムと同様であってもよい。第２の導電部材１２ｄは弾性特性および導電特性を有し、いわゆる電極として機能する。具体的には、第２の導電部材１２ｄは、感圧部への押圧力により、第１の導電部材１１とともに、弾性変形し、第１の導電部材１１と誘電体１３との接触領域の面積が拡大するような弾性特性を有すればよい。より詳しくは、感圧部１Ｇの第１の導電部材１１は、感圧部１Ａにおける第１の導電部材１１と同様の範囲内の弾性率を有していてもよい。第２の導電部材１２ｄもまた、感圧部１Ａにおける第１の導電部材１１と同様の範囲内の弾性率を有していてもよい。導電特性について、第２の導電部材１２ｄの抵抗率は、所望の周波数帯域において容量のインピーダンスよりも十分に小さくてもよい。かかる抵抗率は、前述の導電性フィラーとゴム材料との相対的割合を変更することによって調整できる。

（７ｂ）検出器２Ｇ
検出器２Ｇは、以下の事項（２Ｇ−１）以外、第１実施態様の検出器２Ａと同様である。

（２Ｇ−１）
検出器２Ｇは、第１の導電部材１１から引き出された配線および第２の導電部材１２ｄから引き出された配線と、それぞれ端子Ｔ１１および端子Ｔ１２ｄを介して電気的に接続されている。

（７ｃ）感圧素子１００Ｇによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｇにおいては、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２ｄとの間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｇにおいては、第２の導電部材１２ｄの変形に伴い、誘電体１３は全体として変形するが、誘電体１３の厚みは不変である。このため、本実施態様の感圧素子１００Ｇにおいても、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

（第８実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｈの構成を図８に模式的に示す。すなわち、図８は、第８実施態様に係る感圧素子１００Ｈの構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｈは、押圧力を付与される感圧部１Ｈと押圧力を検出する検出器２Ｈとを備えている。

（８ａ）感圧部１Ｈ
感圧部１Ｈは、以下の事項（１Ｈ−１）、（１Ｈ−２）以外、第１実施態様の感圧部１Ａと同様である。

（１Ｈ−１）
第２の導電部材１２ｅは導電性ゴムから構成されている。第２の導電部材１２ｅは表面に誘電体１３を有さなくてもよいし、または有していてもよいこと以外、第７実施態様における第２の導電部材１２ｄと同様である。

（１Ｈ−２）
第１の導電部材１１は表面に誘電体１３ｄを有している。誘電体１３ｄは、形成領域が第１の導電部材１１の表面であること以外、感圧部１Ａにおける誘電体１３と同様である。例えば、誘電体１３ｄの構成材料は感圧部１Ａにおける誘電体１３の構成材料と同様の範囲内から選択されてもよい。また例えば、誘電体１３ｄの厚みは感圧部１Ａにおける誘電体１３の厚みと同様の範囲内から選択されてもよい。

（８ｂ）検出器２Ｈ
検出器２Ｈは、以下の事項（２Ｈ−１）以外、第１実施態様の検出器２Ａと同様である。

（２Ｈ−１）
検出器２Ｈは、第１の導電部材１１から引き出された配線および第２の導電部材１２ｅから引き出された配線と、それぞれ端子Ｔ１１およびＴ１２ｅを介して電気的に接続されている。

（８ｃ）感圧素子１００Ｈによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｈにおいては、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２ｅとの間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｈにおいても、誘電体１３ｄを変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

（第９実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｊの構成を図９Ａに模式的に示す。すなわち、図９Ａは、第９実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｊは、押圧力を付与される感圧部１Ｊと押圧力を検出する検出器２Ｊとを備えている。

（９ａ）感圧部１Ｊ
感圧部１Ｊは、以下の事項（１Ｊ−１）、（１Ｊ−２）以外、第１実施態様の感圧部１Ａと同様である。

（１Ｊ−１）
感圧部１Ｊは、断面寸法が異なる２種以上の第２の導電部材を有する。図９Ａにおいては、断面寸法が異なる２種の第２の導電部材１２ｆおよび第２の導電部材１２ｇが示されている。断面寸法が異なる２種以上の第２の導電部材は、互いに断面寸法が異なること以外、感圧部１Ａにおける第２の導電部材１２と同様である。断面寸法が異なる２種以上の第２の導電部材の断面寸法は、感圧部１Ａにおける第２の導電部材１２の断面寸法と同様の範囲内から選択されてもよい。断面寸法が異なる２種以上の第２の導電部材（図９Ａ中、１２ｆおよび１２ｇ）はそれぞれ、表面全体を完全に覆う誘電体（図９Ａ中、１３ｆおよび１３ｇ）を有することが好ましい。断面寸法が異なる２種以上の第２の導電部材（図９Ａ中、１２ｆおよび１２ｇ）が有する誘電体（図９Ａ中、１３ｆおよび１３ｇ）は、感圧部１Ａにおける誘電体１３と同様の範囲内から選択されてよい。

（１Ｊ−２）
感圧部１Ｊは、第２の導電部材１２ｆおよび１２ｇを両側から挟む第１の導電部材を２つ有する。感圧部１Ｊの２つの第１の導電部材は、図９Ａにおいて、１１ａおよび１１ｂで表され、それぞれ独立して、感圧部１Ａの第１の導電部材１１と同様の範囲内から選択されてよい。第１の導電部材１１ａおよび１１ｂは導電性ゴムから構成されていることが好ましく、またシート形状を有することが好ましい。ここで導電性ゴムは、感圧部１Ａにおける第１の導電部材１１の構成材料として説明した導電性ゴムと同様であってもよい。

（９ｂ）検出器２Ｊ
検出器２Ｊは、以下の事項（２Ｊ−１）以外、第１実施態様の検出器２Ａと同様である。

（２Ｊ−１）
検出器２Ｊは、第１の導電部材１１ａおよび１１ｂから引き出された配線および第２の導電部材１２ｆから引き出された配線とそれぞれ端子Ｔ１１ａ、端子Ｔ１１ｂおよび端子Ｔ１２を介して電気的に接続されている。例えば、２つの第１の導電部材１１ａおよび１１ｂは検出器２Ｊを介して互いに電気的に接続されている。ノイズの影響の低減による押圧力検出の安定化の観点から、第１の導電部材１１ａおよび１１ｂは検出器２Ｊのグランドに接続されていることが好ましい。すなわち第１の導電部材１１ａおよび１１ｂから引き出された配線が電気的に接続される検出器２Ｊの端子Ｔ１１ａおよびＴ１１ｂはグランドにさらに接続されていることが好ましい。

図９Ａにおいては、検出器２Ｊは、断面寸法が異なる２種以上の第２の導電部材（１２ｆおよび１２ｇ）のうち、１つの第２の導電部材から引き出された配線と電気的に接続するための端子Ｔ１２を１つのみ有する。しかし、検出器２Ｊは通常、当該第２の導電部材（１２ｆおよび１２ｇ）のそれぞれから引き出された配線と電気的に接続するための複数の端子Ｔ１２を有する。すなわち、全ての第２の導電部材（１２ｆおよび１２ｇ）のそれぞれが配線および端子を介して検出器２Ｊと接続されている。

（９ｃ）感圧素子１００Ｊによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｊにおいては、様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｊにおいても、誘電体を変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

図９Ｂは、図９Ａの感圧素子の感圧部に押圧力が付与された際の感圧部の構成を模式的に示した断面図である。

本実施態様の感圧素子１００Ｊにおいては、断面寸法が異なる２種以上の第２の導電部材が使用されるため、感圧感度の向上を図りつつ、押圧力の測定範囲をより一層、拡大することができる。このことは、押圧力の付与により、感圧部１Ｊが図９Ｂの状態になった後も、接触領域の面積の変化が有効にもたらされ得ることから明らかである。図９Ｂは、押圧力が第１の導電部材１１ａ側から付与され、その反作用により、第１の導電部材１１ｂ側からも力が作用することを示している。

（第１０実施態様）
本実施態様の感圧素子１００Ｋの構成を図１０Ａに模式的に示す。本実施態様の感圧素子１００Ｋは、押圧力を付与される感圧部１Ｋと押圧力を検出する検出器２Ｋとを備えている。図１０Ａは、第１０実施態様に係る感圧素子の構成を模式的に示した断面図である。

（１０ａ）感圧部１Ｋ
感圧部１Ｋは、以下の事項（１Ｋ−１）以外、第２実施態様の感圧部１Ｂと同様である。

（１Ｋ−１）
感圧部１Ｋは、当該感圧部における第２の導電部材１２の位置ズレを制限する拘束部材を有する。拘束部材は上糸１５１および下糸１５２から構成されており、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１ａと第１の導電部材１１ｂとの間に配置させた状態で、第１の導電部材１１ａおよび１１ｂおよび第２の導電部材１２を一体化している。上糸と下糸との係合部は、図１０Ａにおいては、第１の導電部材１１ａと第１の導電部材１１ｂとの間に位置付けられているが、第１の導電部材１１ａ中に位置付けられてもよいし、または第１の導電部材１１ｂ中に位置付けられていてもよい。

（１０ｂ）検出器２Ｋ
検出器２Ｋは第２実施態様の検出器２Ｂと同様である。

（１０ｃ）感圧素子１００Ｋによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｋにおいても、誘電体を変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

図１０Ｂは、図１０Ａの感圧素子の感圧部に押圧力が付与された際の感圧部の構成を模式的に示した断面図である。

本実施態様の感圧素子１００Ｋにおいては、図１０Ｂに示すように、感圧部１Ｋに押圧力が付与されても、上糸１５１および下糸１５２により、感圧部１Ｋにおける第２の導電部材１２の位置ズレが制限され、第２の導電部材１２が適度な拘束力で所定の位置に保持される。このため、所定位置で押圧力を確実に検出することができる。また感圧素子を曲面に装着するとき、歪みなどを緩和し易く、破損を防止できる。図１０Ｂは、押圧力が第１の導電部材１１ａ側から付与され、その反作用により、第１の導電部材１１ｂ側からも力が作用することを示している。

（第１変形例）
本実施態様の第１変形例にかかる感圧素子１００Ｌの構成を図１０Ｃに模式的に示す。すなわち、図１０Ｃは、感圧素子１００Ｌの構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｌは、押圧力を付与される感圧部１Ｌと押圧力を検出する検出器２Ｌとを備えている。

（１０ｄ）感圧部１Ｌ
感圧部１Ｌは、以下の事項（１Ｌ−１）以外、第１０実施態様の感圧部１Ｋと同様である。

（１Ｌ−１）
感圧部１Ｌは、当該感圧部における第２の導電部材１２の位置ズレを制限する拘束部材を有する。拘束部材は上糸１５１および下糸１５２から構成されており、第２の導電部材１２を第１の導電部材１１ａと第１の導電部材１１ｂとの間に配置させた状態で、第１の導電部材１１ａおよび１１ｂおよび第２の導電部材１２を一体化している。上糸１５１は、第１の導電部材１１ａに設けられた貫通孔１５０と第１の導電部材１１ｂに設けられた貫通孔１５０を経由して、第１の導電部材１１ｂの外面側で下糸１５２と係合している。この構成により、第１の導電部材１１ｂに貫通孔１５０を形成し、上糸１５１と下糸１５２とを用いて縫合する際に、第１の導電部材１１ａおよび第１の導電部材１１ｂに加えられる機械的負荷が小さく、貫通孔１５０も小さくて済む。このため、感圧部１Ｌは屈曲に対する機械的耐久性に優れる。

（１０ｅ）検出器２Ｌ
検出器２Ｌは第２実施態様の検出器２Ｂと同様である。

（１０ｆ）感圧素子１００Ｌによる押圧力の測定
本変形例の感圧素子１００Ｌにおいても、誘電体を変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｌにおいては、図１０Ｃに示すように、感圧部１Ｌに押圧力が付与されても、上糸１５１および下糸１５２により、感圧部１Ｌにおける第２の導電部材１２の位置ズレが制限され、第２の導電部材１２が適度な拘束力で所定の位置に保持される。このため、所定位置で押圧力を確実に検出することができる。また感圧素子を曲面に装着するとき、歪みなどを緩和し易く、破損を防止できる。

（第２変形例）
本実施態様の第２変形例にかかる感圧素子１００Ｍの構成を図１０Ｄに模式的に示す。すなわち、図１０Ｄは、感圧素子１００Ｍの構成を模式的に示した断面図である。本実施態様の感圧素子１００Ｍは、押圧力を付与される感圧部１Ｍと押圧力を検出する検出器２Ｍとを備えている。

（１０ｇ）感圧部１Ｍ
感圧部１Ｍは、以下の事項（１Ｍ−１）以外、第１０実施態様の感圧部１Ｌと同様である。

（１Ｍ−１）
感圧部１Ｍは、当該感圧部における第２の導電部材１２の位置ズレを制限する拘束部材を有する。拘束部材は上糸１５１と下糸１５３、１５４とから構成されている。第２の導電部材１２は、下糸１５３により第１の導電部材１１ｂに係止されている。第１の導電部材１１ａと第１の導電部材１１ｂとは、上糸１５１と下糸１５４とにより縫合されている。上糸１５１は、第１の導電部材１１ａに設けられた貫通孔１５０と第１の導電部材１１ｂに設けられた貫通孔１５０を経由して、第１の導電部材１１ｂの外面側で下糸１５４と係合している。第２の導電部材１２を第１の導電部材１１ｂに係止する下糸１５３は、上糸１５１および下糸１５４とは別体である。これにより、第１の導電部材１１ｂに対して、あらかじめ第２の導電部材１２を位置決めすることができ、上糸１５１を用いて縫合する際に、第２の導電部材１２の位置ズレを抑制することができる。これにより、上糸１５１を用いて縫合する際に、第２の導電部材１２および誘電体１３を損傷することを抑制することができ、感圧部１Ｍの製造歩留まりおよび品質が向上する。

（１０ｈ）検出器２Ｍ
検出器２Ｍは第２実施態様の検出器２Ｂと同様である。

（１０ｉ）感圧素子１００Ｍによる押圧力の測定
本実施態様の感圧素子１００Ｍにおいても、誘電体を変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構造で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。

本実施態様の感圧素子１００Ｍにおいては、図１０Ｄに示すように、感圧部１Ｍに押圧力が付与されても、上糸１５１および下糸１５２により、感圧部１Ｋにおける第２の導電部材１２の位置ズレが制限され、第２の導電部材１２が適度な拘束力で所定の位置に保持される。このため、所定位置で押圧力を確実に検出することができる。また感圧素子を曲面に装着するとき、歪みなどを緩和し易く、破損を防止できる。

（第１１実施態様）
本実施態様は、前記した第１〜第１０実施態様において、第１の導電部材（１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が、第２の導電部材（１２、１２ａ、１２ｂ）に面した側に複数の突起部を有する態様を包含する。本実施態様においては、第２の導電部材が通常、その表面を覆う誘電体１３を有する。第２の導電部材が有する誘電体は、好ましくは第２の導電部材の表面全体を完全に覆っている。

第１の導電部材が、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、第２の導電部材に面した側に複数の突起部２０を有することにより、感圧感度が向上する。詳しくは、感圧部に押圧力が付与されたとき、第１の導電部材と誘電体との接触領域の面積の変化が大きくなり、感圧感度が向上する。感圧感度が向上すると、例えば、従来では検出し難い微小な押圧力でも、検出できるようになる。これに伴い、押圧力の付与開始を精度よく検出できるようになる。

図１１Ａは、本開示の第１１実施態様に係る感圧素子の一例における第１の導電部材と誘電体１３を表面に有する第２の導電部材とを模式的に示した拡大断面図である。図１１Ａにおいて、第１の導電部材は片面に複数の突起部２０を有している。このような第１の導電部材は以下の第１の導電部材に対応し得る。

図１Ａ、図６Ａおよび図７における第１の導電部材１１。

図２、図９Ａおよび図１０Ａにおける第１の導電部材１１ａおよび１１ｂ。

図４における第１の導電部材１１ａ。

図５における第１の導電部材１１ａおよび１１ｃ。

図９Ａおよび図１０Ａにおける第１の導電部材１１ａおよび１１ｂ。

図１１Ｂは、本開示の第１１実施態様に係る感圧素子の別の一例における第１の導電部材と誘電体１３を表面に有する第２の導電部材とを模式的に示した拡大断面図である。図１１Ｂにおいて、第１の導電部材は両面に複数の突起部２０を有している。このような第１の導電部材は以下の第１の導電部材に対応し得る。

図３における第１の導電部材１１。

図４および図５における第１の導電部材１１ｂ。

本実施態様において第１の導電部材１１（１１ａ〜１１ｃ）は、突起部２０を有すること以外、前記した実施態様の第１の導電部材と同様である。本実施態様において第２の導電部材１２（１２ａ〜１２ｇ）、誘電体１３（１３ａ〜１３ｇ）およびその他の構成は、前記した実施態様においてと同様である。

突起部２０は通常、第１の導電部材と同様の材料から構成されており、好ましくは導電性ゴムから構成されている。突起部２０は通常、第１の導電部材と同様の弾性特性および導電特性を有している。突起部２０は、例えば図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、第１の導電部材１１のベース部分１１０から、第２の導電部材１２および誘電体１３の配置側に向かって突出する形態を有している。換言すれば、第１の導電部材１１は、第２の導電部材１２および誘電体１３の配置側の面に、局所的に隆起および沈降した凹凸形態を有している。第１の導電部材１１の突起部２０の個数は通常、少なくとも１つである。突起部２０が２つ以上設けられており、それゆえ、第１の導電部材１１は複数の突起部２０を有していてもよい。複数の突起部２０が設けられている態様に起因して、第１の導電部材１１がその面全体として凹凸形態を有することになり、その凹凸形態における凸部が突起部２０に相当する。第１の導電部材１１のベース部分１１０は、突起部を有しない部分のことである。

第１の導電部材１１の突起部２０はテーパ形状を有していてもよい。具体的には、第１の導電部材１１の突起部２０は、その幅寸法が突端に向かって漸次減じられたテーパ形状を有していてもよい（図１１Ａおよび図１１Ｂ参照）。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、例えば突起部２０は、全体として円錐台、四角錐台などの錐台形態を有していてもよい。

突起部２０の高さ寸法は、外部からの押圧力により第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の静電容量が変化する限り、いずれの寸法であってよい。また、複数の突起部２０は規則正しく配列されていてもよい。複数の突起部２０のピッチ寸法もまた、外部からの押圧力により第１の導電部材１１と第２の導電部材１２との間の静電容量が変化する限り、特に制限はない。第１の導電部材１１が突起部２０を有する場合、第１の導電部材１１は突起部２０を包含する概念で用いるものとする。すなわち、突起部２０は第１の導電部材１１の一部を構成する。従って、前記した第１の導電部材１１の厚みには突起部２０の高さ寸法も含まれる。

突起部２０は通常、シート形状を有する第１の導電部材１１の表面に複数で形成されている。当該複数の突起部２０の弾性率は、当該シート形状の形成位置に応じて局所的に変化させてもよい。これにより、微小な加重も計測が可能となり、感圧感度が向上する。

１つの突起部２０において、弾性率を高さ方向で局所的に変化させてもよい。これにより、感度のリニアリティーの設計が可能になり、感圧素子はより高感度かつリニアリティーを有するようになる。ここで、リニアリティーとは、押圧力の値と静電容量の測定値とが比例関係にあることをいう。感圧素子がリニアリティーを有すれば、押圧力の値をより精度よく求めることができる。

突起部２０は、第１実施態様において説明した第１の導電部材１１の製造方法において、以下の処理を行うことにより形成できる。すなわち、樹脂材料（ゴム材料）の溶液または原料溶液もしくは複合材料を塗布した後に行う乾燥または硬化の時、所望の凹凸パターンを有するモールドを押付け処理する。これにより、突起部２０を有する第１の導電部材１１が形成される。使用されるモールドの凹凸パターンの形状に応じて、複数のピラー状突起は、種々の形状（例えば、円柱形状、円錐形状、円錐台形状、四角錐台形状、半球形状または格子形状などの形状）を有し得る。

突起部２０を有する第１の導電部材１１はナノインプリント技術を用いて得ることができる。ナノインプリント技術とは、凹凸パターンを有したモールドを被転写材料の樹脂体に押し付け、ナノオーダーでモールドに形成されたパターンを樹脂体に転写する技術である。かかる技術は、リソグラフィ技術と比べて微細なパターンかつ円錐等の傾斜を有した立体を形成することができる。ナノインプリント技術では、予め規定した所望の凹凸パターンを備えたモールドを用い、第１の導電部材１１の全体的形状及び突起部高さなどを容易に制御することができる。同様にして、ナノインプリント技術では、突起部の形状制御も容易となる。突起部の形状制御によって、感圧素子において突起部２０と誘電体１３との接触面積の変化（押圧時の接触面積の変化）を特に緩やかにすることができる。つまり、押圧時の容量変化につき制御が可能となり、押圧力が精度良く検知される感圧素子を実現できる。

［本開示の感圧素子の用途］
本開示の感圧素子は各種管理システムおよび各種電子機器におけるセンサ素子として好適に利用できる。

管理システムとしては、例えば、欠品管理システム（レジかご、物流管理、冷蔵庫関連品）、車管理システム（座席シート、操舵装置、コンソール周りのスイッチ（アナログ入力可能））、コーチング管理システム（シューズ、衣類）、セキュリティー管理システム（接触部全部）、介護・育児管理システム（機能性寝具関連品）等が挙げられる。車管理システムは、さりげなく運転状態を把握し、運転者の状態(眠気・心理状態など)を読み取り、フィードバックすることが可能なシステムである。コーチング管理システムは、人体の重心、荷重分布などを読み取り、瞬時に心地よい状態へ誘導することができるシステムである。セキュリティー管理システムにおいては、例えば、人が通過する際に、体重、歩幅、通過速度および靴底パターンなどを同時に読み取ることが可能であり、データと照合することで、人物を特定することが可能である。

電子機器としては、例えば、車載機器（カーナビゲーション・システム、音響機器など）、家電機器（電気ポット、ＩＨクッキングヒーターなど）、スマートフォン、電子ペーパー、電子ブックリーダー等が挙げられる。本開示の感圧素子を、上記のような各種管理システムおよび各種電子機器に適用することにより、これまで以上にユーザーの利便性が図られたタッチセンサ素子（感圧シート、操作パネルおよび操作スイッチ等）として利用できる。

（第１２実施態様）
例えば、本開示の感圧素子を移動体の操舵装置に適用する場合について、第１２実施態様にて詳しく説明する。移動体としては、例えば、自動車、船舶、飛行機等が挙げられる。操舵装置としては、例えば、図１２に示すステアリングホイールが挙げられる。図１２において、ステアリングホイールの把持部を２００で示す。この場合、感圧素子は、ヒトが手で把持部２００を把持したとき、ヒトの指が配置されるところに、設けられることが好ましい。このとき、感圧素子は、第１の導電部材から第２の導電部材の方向に押圧力が付与されるように、感圧素子の表裏方向を考慮して設けられることが好ましい。感圧素子の感圧部は通常、第１の導電部材１１および第２の導電部材１２の位置関係において、第１の導電部材１１が外側に、第２の導電部材１２が内側に配向するように配置される。

詳しくは、本開示の感圧素子として第２実施態様の感圧素子１００Ｂを自動車のステアリングホイールに適用する実施態様を図１３Ａおよび図１３Ｂに示す。感圧素子１００Ｂの感圧部１Ｂは、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、ステアリングホイールの把持部２００の外周曲面に装着されている。このとき、感圧部１Ｂは、第１の導電部材１１ａおよび第２の導電部材１２の相対的位置関係において、第１の導電部材１１ａが外側に、第２の導電部材１２が内側に配向するように配置される。より詳しくは、感圧部１Ｂは、第１の導電部材１１ｂの外面が把持部２００の外周曲面と接触するように装着される。

装着方法は、感圧部の把持部への固定が達成される限り特に限定されず、例えば、接着剤が有用である。図１３Ａおよび図１３Ｂにおいては、第１の導電部材１１ｂの外面と把持部２００の外周曲面との間に間隙が生じているように見えるが、当該間隙には通常、接着剤が充填されている。

感圧素子の検出器２Ｂ（図示せず）において第１の導電部材１１ａが電気的に接続される端子Ｔ１１ａは移動体の本体のグランドに接続されていることが好ましい。

本開示の感圧素子は上記した各種管理システムおよび各種電子機器におけるセンサ素子として好適に利用できる。本開示の感圧素子を、上記のような各種管理システムおよび各種電子機器に適用することにより、これまで以上にユーザーの利便性が図られたタッチセンサ素子（感圧シート、操作パネルおよび操作スイッチ等）として利用できる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ，１Ｍ感圧部
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ，２Ｊ，２Ｋ，２Ｌ，２Ｍ検出器
１１，１１ａ〜１１ｃ第１の導電部材
１２，１２ａ〜１２ｇ第２の導電部材
１３，１３ａ〜１３ｇ誘電体
１４基材
１５拘束部材
２０突起部
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ，１００Ｊ，１００Ｋ，１００Ｌ，１００Ｍ感圧素子
１５０貫通孔
１５１上糸
１５２，１５３，１５４下糸
２００把持部
Ｆ押圧力
Ｒ一部領域

Claims

押圧力を付与される感圧部と前記押圧力を検出する検出器とを備えた感圧素子であって、
前記感圧部は、
弾性を有する第１の導電部材と、
第２の導電部材と、
前記第１の導電部材と前記第２の導電部材との間に配置され、かつ前記第１の導電部材または前記第２の導電部材の表面を少なくとも部分的に覆う、誘電体と、を有し、
前記検出器は、前記第１の導電部材と前記第２の導電部材との間の静電容量の変化に基づいて、前記押圧力を検出する、感圧素子。
前記感圧部に前記押圧力が付与されると、前記第１の導電部材または前記第２の導電部材と前記誘電体との接触領域の面積が、前記第１の導電部材が有する前記弾性に基づいて拡大し、前記静電容量が変化する、請求項１に記載の感圧素子。
前記誘電体は剛性を有する、請求項１または２に記載の感圧素子。
前記感圧部における前記第２の導電部材の位置ズレを制限する拘束部材をさらに有する、請求項１〜３のいずれかに記載の感圧素子。
前記拘束部材は糸状部材である、請求項４に記載の感圧素子。
前記糸状部材が上糸および下糸から構成されている、請求項５の記載の感圧素子。
前記第１の導電部材はシート状の導電性ゴムからなる、請求項１〜６のいずれかに記載の感圧素子。
前記第１の導電部材は、前記第２の導電部材に面した側に複数の突起部を有する、請求項１〜７のいずれかに記載の感圧素子。
前記第２の導電部材は長尺部材である、請求項１〜８のいずれかに記載の感圧素子。
前記第２の導電部材は可撓性長尺部材である、請求項１〜９のいずれかに記載の感圧素子。
前記第２の導電部材は断面寸法の異なる２種類以上の長尺部材からなる、請求項１〜１０のいずれかに記載の感圧素子。
前記第２の導電部材は金属線または金属ワイヤである、請求項１〜１１のいずれかに記載の感圧素子。
前記第２の導電部材は網形状または織物状の金属である、請求項１〜８のいずれかに記載の感圧素子。
前記第２の導電部材は前記感圧素子のヒータ要素である、請求項１〜１３のいずれかに記載の感圧素子。
前記第２の導電部材は弾性を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載の感圧素子。
前記誘電体は前記第２の導電部材の絶縁皮膜を構成し、
前記誘電体および前記第２の導電部材は絶縁コート金属線を構成する、請求項１〜１５のいずれかに記載の感圧素子。
前記誘電体が２０ｎｍ〜２ｍｍの厚みを有する、請求項１〜１６のいずれかに記載の感圧素子。
前記感圧部は、前記第２の導電部材を両側から挟む前記第１の導電部材を２つ有し、
前記第２の導電部材は表面を覆う前記誘電体を有し、
前記２つの第１の導電部材は互いに電気的に接続されている、請求項１〜１７のいずれかに記載の感圧素子。
前記感圧部は、前記第１の導電部材と前記第２の導電部材とが交互に積み重ねられた構成を有する、請求項１〜１７のいずれかに記載の感圧素子。
移動体に設けられる操舵装置であって、
前記操舵装置は、
把持部と、
前記把持部の表面部に設けられた請求項１〜１９のいずれかに記載の感圧素子と、を有する操舵装置。