JPWO2020079995A1 - 感圧素子および電子機器 - Google Patents

感圧素子および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020079995A1
JPWO2020079995A1 JP2020552955A JP2020552955A JPWO2020079995A1 JP WO2020079995 A1 JPWO2020079995 A1 JP WO2020079995A1 JP 2020552955 A JP2020552955 A JP 2020552955A JP 2020552955 A JP2020552955 A JP 2020552955A JP WO2020079995 A1 JPWO2020079995 A1 JP WO2020079995A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
conductive
pressure
sensitive element
electrodes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020552955A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7281630B2 (ja
Inventor
祐太 森浦
祐太 森浦
唯 沢田
唯 沢田
忍 増田
忍 増田
博伸 浮津
博伸 浮津
玄 松本
玄 松本
光正 松本
光正 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2020079995A1 publication Critical patent/JPWO2020079995A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7281630B2 publication Critical patent/JP7281630B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G01L1/146—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors for measuring force distributions, e.g. using force arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

より十分な伸縮性を有しながらも、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およびそれを用いた電子機器を提供する。感圧素子は、第１方向（Ｄ１）に延在し、第１面内に配列された、導電性の弾性体からなる複数の第１電極（１１）と、第１方向と交差する第２方向（Ｄ２）に延在し、第１面と対向する第２面内に配列された、導体線からなる複数の第２電極（１２）と、複数の第２電極の表面を覆う複数の誘電体（１３）と、を備える。複数の第２電極（１２）は周期的に設けられた屈曲部Ｋを有し、第１電極（１１）と第２電極（１２）との間に加えられた押圧力に応じて第１電極と第２電極とが交差する箇所の静電容量が変化する。

Description

本開示は感圧素子および電子機器に関する。
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。
また、感圧素子を有する電子機器においては、導電性および弾性を併せ持つ導電弾性体を電極として用いる技術が知られている。例えば、静電容量式の感圧装置は、導電弾性体からなる第１電極、導体線からなる第２電極および第２電極の表面を覆う誘電体を有している。このような感圧装置においては、第１電極と第２電極との間に押圧力が付与されると、第１電極としての導電弾性体の弾性に基づいて、第１電極と誘電体との接触面積が拡大する。その結果、第１電極と第２電極との間の静電容量Ｃ〔ｐＦ〕が変化し、そのような変化に基づいて押圧力が測定されるようになっている。
このような電子機器においては、導電弾性体から電気的な引き出しを行う必要がある。導電弾性体からの引き出し方法としては、例えば、図４７に示すように、導電弾性体５０１の表面に薄片状の銅電極からなる引き出し配線５１０を、導電性接着剤５２０で接着してから、この銅電極に電線を接続する方法が知られている（例えば、特許文献４）。
日本国特許第５６６８９６６号 日本国特許第５５１９０６８号 特開２０１４−１９０７１２号公報 日本国第５２７８０３８号
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、感圧素子自体の伸縮性、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を要することがあることを、今回見い出した。
例えば、特許文献１のタッチセンサは導電布が面合わせに重ね合わされて構成されるため、センサ全体として十分な伸縮性を有さなかった。また特許文献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。
また例えば、特許文献２の触覚センサにおいては、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ため、センサ全体として十分な伸縮性を有さなかった。また特許文献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。
また例えば、特許文献３のセンサにおいては、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エラストマー製の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。
また、本願発明者らは、鋭意検討の末、従来の配線引き出し方法では、導電弾性体５０１と引き出し配線（すなわち銅電極）５１０との間での応力集中および接触抵抗の点で改善を要することを、今回新たに見い出した。
詳しくは、例えば図４７に示す電弾性体５０１は弾性を有する一方で、引き出し配線（すなわち銅電極）５１０および導電性接着剤５２０は弾性も柔軟性も有さないため、導電性接着剤５２０と導電弾性体５０１との界面に応力が集中した。このため、引き出し配線（すなわち銅電極）５１０および導電性接着剤５２０が導電弾性体５０１から剥離した。そこで、導電性接着剤として、弾性を有するものを用いることが考えられるが、そのような弾性を有する導電性接着剤は市販されておらず、入手が困難であった。
接触抵抗とは、導電弾性体５０１と引き出し配線（すなわち銅電極）５１０との間で生じる電気的な抵抗のことであり、導電弾性体５０１が導電性接着剤５２０を介して引き出し配線（すなわち銅電極）５１０と間接的に接触するに際しては、導電弾性体５０１と引き出し配線（すなわち銅電極）５１０との間における間接的な接触抵抗のことである。導電性接着剤５２０は導電性を有するものの、導電弾性体５０１と引き出し配線（すなわち銅電極）５１０との間で電気的抵抗を増加させた。このため、電子機器の測定精度が低下した。
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、より十分な伸縮性を有しながらも、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と、それを用いた電子機器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、複数の第１電極と、複数の第２電極と、誘電体と、を備える。第１電極は、導電性の弾性体からなり、かつ第１方向に延在する。第２電極は、導体線からなり、かつ第２方向に延在する。誘電体は、第２電極の表面を覆い、かつ所定の接触領域にて第１電極に接する。また、複数の第１電極は、第１面内かつ第１方向に垂直な方向に並んで配列される。複数の第２電極は、第１面と対向する第２面内かつ第２方向に垂直な方向に並んで配列される。第１方向と、第２方向とは、第１面の上からみて交差する。第１電極と、第２電極と、誘電体とで静電容量が形成される。加えられた押圧力に応じて、接触領域の面積が変化して静電容量が変化する。
また、本開示の電子機器は、上記の感圧素子と、引き出し配線と、接続糸と、を有する。引き出し配線は、感圧素子から導出され、かつ導電部を有する導電布からなる。接続糸は、感圧素子の導電性の弾性体と導電布とを縫合し、導電性の弾性体と導電布の導電部とを電気的に接続する。
本開示に従えば、より十分な伸縮性を有しながらも、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と、当該感圧素子を用いた電子機器が得られる。
図１Ａは、本開示の感圧素子が採用する基本的な圧力の測定メカニズムを説明するための感圧素子の基本的構造の一例を模式的に示した断面図である。 図１Ｂは、図１Ａにおいて押圧力が付与された際の感圧素子の基本的構造を模式的に示した断面図である。 図２は、本開示の感圧素子が採用する基本的な圧力の測定メカニズムを説明するための感圧素子の基本的構造の別の一例を模式的に示した断面図である。 図３は、本開示の感圧素子の一例の構成を模式的に示した斜視図である。 図４は、図３に示す本開示の感圧素子における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。 図５は、本開示の感圧素子の別の一例における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。 図６は、本開示の感圧素子のまた別の一例における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。 図７は、第１電極の第２電極側の表面が第１絶縁部における第２電極側の表面と面一になるときの効果の一例を説明するための第１電極近傍の拡大断面図である。 図８は、第１電極の第２電極側の表面が第１絶縁部における第２電極側の表面と面一になるときの効果の一例を説明するための第１電極近傍の拡大断面図である。 図９は、本開示の感圧素子の別の一例における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。 図１０は、本開示の感圧素子の別の一例における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。 図１１Ａは、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図９に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図１１Ｂは、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図９に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図１１Ｃは、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図９に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図１１Ｄは、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図９に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図１２Ａは、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図１０に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図１２Ｂは、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図１０に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図１２Ｃは、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図１０に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図１２Ｄは、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図１０に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図１３は、図３の感圧素子を第１面Ｍ１上の直線Ｌ（一点鎖線）で切ったときの模式的断面図であって、第１方向Ｄ１に対する垂直断面図である。 図１４Ａは、本開示の感圧素子の別の一例の平面図であって、伸展前の平面図である。 図１４Ｂは、図１４Ａの感圧素子の伸展時の平面図である。 図１５は、第２電極の一例の模式的断面図である。 図１６は、第２電極の別の一例の模式的断面図である。 図１７は、第２電極および誘電体として使用可能な撚り線の模式的斜視図である。 図１８Ａは、外力が付与されていない状態の図１７の撚り線の模式的断面図である。 図１８Ｂは、外力が付与されている状態の図１７の撚り線の模式的断面図である。 図１９Ａは、本開示の感圧素子の別の一例の構成を模式的に示した斜視図であって、接続糸による別のステッチを説明するための斜視図である。 図１９Ｂは、図１９Ａの感圧素子の模式的断面図であって、第１方向Ｄ１に対する垂直断面図である。 図２０は、本開示の感圧素子の別の一例の構成を模式的に示した斜視図であって、第１絶縁層の配置を説明するための斜視図である。 図２１は、本開示の感圧素子の別の一例の構成を模式的に示した斜視図であって、第２弾性体シートの配置を説明するための斜視図である。 図２２は、第２弾性体シートの模式的下面図であって、第２弾性体シート４０における封止部の配置を説明するための図である。 図２３は、感圧素子の製造方法における１つの工程を示す模式的斜視図である。 図２４は、感圧素子の製造方法における１つの工程を示す模式的斜視図である。 図２５Ａは、本開示の感圧素子を適用可能な操舵装置（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２５Ｂは、本開示の感圧素子を適用した操舵装置（ステアリングホイール）の一例を模式的に示す断面図とその一部拡大図である。 図２６は、実施例（実験例１）で使用した感圧素子の模式的断面図である。 図２７は、実施例（実験例１）の評価結果を示すグラフである。 図２８は、実施例（実験例２）で用いた感圧センサ評価機構の模式図である。 図２９は、実施例（実験例２）における「（１）撚り線の形状変形に起因する特性変動」に関する評価結果を示すグラフである。 図３０は、実施例（実験例２）における「（１）撚り線の形状変形に起因する特性変動」に関する評価結果を示すグラフである。 図３１は、実施例（実験例２）における「（１）撚り線の形状変形に起因する特性変動」に関する評価結果を示すグラフである。 図３２は、実施例（実験例２）における「（２）撚り線の劣化に起因する特性変動」に関する評価結果を示すグラフである。 図３３は、実施例（実験例２）における「（２）撚り線の劣化に起因する特性変動」に関する評価の１００００回打点前の撚り線の光学顕微鏡写真を示す図である。 図３４は、実施例（実験例２）における「（２）撚り線の劣化に起因する特性変動」に関する評価の１００００回打点後の撚り線の光学顕微鏡写真を示す図である。 図３５は、実施例（実験例２）における「（３）撚り線とワイヤ単線との比較」に関する評価結果を示すグラフである。 図３６Ａは、本開示の第１実施態様に係る電子機器の基本的構造の一例を模式的に示した斜視図である。 図３６Ｂは、図３６Ａにおける本開示の電子機器のＡ−Ａ断面を矢印方向で見たときの模式的断面図である。 図３７Ａは、第１実施態様において、２つ以上の導電弾性体からの導電布による引き出し方法（特にコネクタ構造）を説明するための模式的分解斜視図である。 図３７Ｂは、図３７Ａに示す引き出し方法により得られた本開示の第１実施態様に係る電子機器の基本的構造（特にコネクタ構造）の一例を模式的に示した斜視図である。 図３７Ｃは、図３７Ｂにおける本開示の電子機器の３７Ｃ−３７Ｃ断面を矢印方向で見たときの模式的断面図である。 図３８Ａは、導電布の一例を模式的に示す平面図である。 図３８Ｂは、導電布の別の一例を模式的に示す平面図である。 図３９Ａは、本開示の第２実施態様に係る電子機器の基本的構造の一例を模式的に示した斜視図である。 図３９Ｂは、図３８Ａにおける本開示の電子機器の３９Ｂ−３９Ｂ断面を矢印方向で見たときの一部拡大模式的断面図である。 図４０Ａは、本開示の第３実施態様に係る感圧装置が採用する基本的な圧力の測定メカニズムを説明するための感圧装置の基本的構造の一例を模式的に示した断面図である。 図４０Ｂは、図４０Ａにおいて押圧力が付与された際の感圧装置の基本的構造を模式的に示した断面図である。 図４１Ａは、本開示の第３実施態様に係る感圧装置の一例の構成を模式的に示した斜視図である。 図４１Ｂは、図４１Ａに示す本開示の感圧装置における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。 図４１Ｃは、本開示の第３実施態様に係る感圧装置の別の一例の平面図であって、伸展前の平面図である。 図４１Ｄは、図４１Ｃの感圧装置の伸展時の平面図である。 図４２Ａは、本開示の感圧装置における第１電極および第１絶縁部を含む第１弾性体シートを製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図４２Ｂは、本開示の感圧装置における第１電極および第１絶縁部を含む第１弾性体シートを製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図４２Ｃは、本開示の感圧装置における第１電極および第１絶縁部を含む第１弾性体シートを製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図４２Ｄは、本開示の感圧装置における第１電極および第１絶縁部を含む第１弾性体シートを製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。 図４３Ａは、第３実施態様に係る感圧装置おいて、２つ以上の第１電極（すなわち導電弾性体）からの導電布による引き出し方法（特にコネクタ構造）を説明するための模式的分解斜視図である。 図４３Ｂは、図４３Ａに示す引き出し方法により得られた本開示の第３実施態様に係る感圧装置の基本的構造（特にコネクタ構造）の一例を模式的に示した斜視図である。 図４４は、実験例１で使用した評価用装置を模式的に示した斜視図である。 図４５は、実験例２で使用した評価用装置を模式的に示した斜視図である。 図４６は、実験例２の評価結果を示すグラフである。 図４７は、従来技術に係る電子機器の基本的構造の一例を模式的に示した断面図である。
［本開示の感圧素子］
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。本開示の感圧素子は”感圧装置”と称されてもよい。
本明細書でいう「平面視」とは、感圧素子の厚み方向に沿って対象物を上側または下側（特に上側）からみたときの状態（上面図または下面図）のことである。又、本明細書でいう「断面視」とは、感圧素子を構成する第１電極の延在方向（すなわち第１方向Ｄ１）に対する垂直方向または第２電極の延在方向またはその主方向（すなわち第２方向Ｄ２）に対する垂直方向からみたときの断面状態（断面図）のことである。
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。本明細書で直接的または間接的に用いる“上下方向”、“左右方向”および“表裏方向”はそれぞれ、図中における上下方向、左右方向および表裏方向に対応した方向に相当する。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。ある好適な態様では、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」に相当し、その逆向きが「上方向」に相当すると捉えることができる。なお、本開示の感圧素子において、押圧は、第１電極と第２電極との相対的な関係において、第１電極側または第２電極側のいずれの側で行われてもよい。押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、押圧は、第１電極と第２電極との相対的な関係において、第１電極側で行われることが好ましく、第３電極を用いる場合においては、第１電極と第２電極と第３電極との相対的な関係において、第１電極側または第３電極側のいずれの側で行われてもよい。
（基本的な測定メカニズム（その１））
本開示の感圧素子は通常、基本的な構造として、図１Ａに示すように、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。図１Ａは、本開示の感圧素子が採用する基本的な圧力の測定メカニズムを説明するための感圧素子の基本的構造の一例を模式的に示した断面図である。
感圧部１Ａは、導電性の弾性体からなる第１電極１１、導体線からなる第２電極１２および第２電極１２の表面を覆う誘電体１３を有している。
本開示の感圧素子においては、図１Ｂに示すように、感圧部１Ａに押圧力（図１Ｂ中の矢印）が付与されると、第１電極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電極１１が有する弾性に基づいて拡大する。その結果、第１電極１１と第２電極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で表されるので、これらの結果、検出器により押圧力が検出される。本開示においては、上記のように接触領域の面積の変化に基づいて押圧力が検出され、当該面積の変化は、例えば、従来の感圧素子における電極間距離の変化よりも容量変化における寄与が比較的大きい（Ｃ∝Ｓ，Ｃ∝１／ｄ）ため、押圧力の測定範囲が比較的広い。特に、押圧力が小さい場合、電極間距離の変化に基づく静電容量の変化は非常に小さい。図１Ｂは、図１Ａにおいて押圧力が付与された際の感圧素子の基本的構造を模式的に示した断面図である。
Figure 2020079995
Figure 2020079995
（式中、ε〔ｐＦ／ｍ〕は誘電体の誘電率、Ｓ〔ｍ２〕は第１電極と誘電体との接触面積、ｄ〔ｍ〕は誘電体の厚み、Ｅ〔Ｐａ〕は第１電極のヤング率、ｅは第１電極のひずみである。）
本開示の感圧素子における感圧部１Ａには、第１電極１１および第２電極１２のうち、いずれの電極側から押圧力が付与されてもよい。図１Ｂは、押圧力が第１電極１１側から付与され、その反作用により、後述の基材２４側からも力が作用することを示している。
検出部２Ａは、第１電極１１と第２電極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。検出部２Ａは、第１電極１１から引き出された配線および第２電極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。検出部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電極１１は検出器２Ａ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電極１１から引き出された配線が電気的に接続される検出部２Ａの端子Ｔ１１はグランドにさらに接続されていることが好ましい。
第２電極１２が複数で使用される場合、検出部２Ａは、当該複数の第２電極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。
本開示の感圧素子においては、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、例えば、従来の感圧素子における電極間距離の変化よりも比較的大きいため、本開示の感圧素子においては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。
（基本的な測定メカニズム（その２））
基本的な測定メカニズム（その２）は、上記した基本的な測定メカニズム（その１）を採用するものである。図２は、測定メカニズム（その２）を説明するための感圧素子の基本的構造の別の一例を模式的に示した断面図である。図２に示す感圧素子の基本的構造は、感圧部１Ｂが基材２４の代わりに、導電性の弾性体からなる第３電極１６を含むこと、および検出部２Ｂが第３電極１６から引き出された配線と電気的に接続される端子Ｔ１６をさらに含むこと以外、図１Ａに示す基本的構造と同様である。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電極１１および第３電極１６は検出器２Ｂのグランドに接続されていることが好ましい。
本測定メカニズムにおいては、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Ｔ１１と端子Ｔ１６との間の静電容量の変化、端子Ｔ１１と端子Ｔ１２との間の静電容量の変化、および端子Ｔ１２と端子Ｔ１６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。感圧感度のさらなる向上の観点からは、上記群から選択される２つ以上の変化、好ましくは端子Ｔ１１と端子Ｔ１２との間の静電容量の変化および端子Ｔ１２と端子Ｔ１６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。
本測定メカニズムにおいては、第１電極１１および第３電極１６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電極１１の弾性率が比較的低く、第３電極１６の弾性率が比較的高い場合、第１電極１１が変形してから、第３電極１６が変形するため、押圧力の測定範囲がより一層、広くなる。
本測定メカニズムにおいても、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。
本測定メカニズムにおいては、第１電極１１、第２電極１２および第３電極１６の３個が使用されるため、ノイズの影響が少なく、押圧力を安定して検出できる。
本測定メカニズムにおいては、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、加圧方向上流側の電極のことであるが、特に当該加圧方向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下流側の電極が挙げられる。例えば、端子Ｔ１１と端子Ｔ１６との間の静電容量の変化のみを計測する場合、端子Ｔ１１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Ｔ１１と端子Ｔ１２との間の静電容量の変化および端子Ｔ１２と端子Ｔ１６との間の静電容量の変化の両方を計測する場合には、第１電極１１を０Ｖ電位にする。また例えば端子Ｔ１２と端子Ｔ１６との間の静電容量の変化のみを計測する場合には、第３電極１６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。
（感圧素子）
本開示の感圧素子１００は、例えば図３に示すように、複数の第１電極１１、複数の第２電極１２および複数の誘電体１３を備えている。第２電極１２の各々は誘電体１３に覆われている。本開示の感圧素子１００において、複数の第１電極１１および複数の第２電極１２はそれぞれ第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に延在し、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２は同一面内において相互に交差する方向であるため、マトリクスセンサとも称され得る。本開示の感圧素子１００においては、上記した測定メカニズムの説明からも明らかなように、第１電極１１と第２電極１２との間に加えられた押圧力に応じて、第１電極１１と第２電極１２とが交差する箇所（すなわち部分またはクロスポイント）の静電容量が変化する。このため、静電容量およびその変化に基づいて、押圧力およびその変化を測定および検出することができる。例えば、押圧力が付与されると、第１電極１１と第２電極１２とが交差する箇所の各々において、第１電極１１と誘電体１３との接触領域の面積が、第１電極１１の弾性に基づいて拡大し、静電容量が変化する。図３は、本開示の感圧素子の一例の構成を模式的に示した斜視図である。
複数の第１電極１１の各々は、第１方向Ｄ１に延在し、かつ第１面内に配列されている。しかも複数の第１電極１１の各々は導電性の弾性体からなっている。複数の第１電極１１の各々が第１方向Ｄ１に延在するとは、第１電極１１の各々の延在方向が第１方向Ｄ１と略平行であるという意味である。複数の第１電極１１の各々が第１面内に配列されるとは、図４〜図６に示すように、複数の第１電極１１の第２電極１２側の面１１ａがいずれも略同一の面（第１面）Ｍ１内に存在するように、複数の第１電極１１が配列されているという意味である。第１面Ｍ１は、図４〜図６に示すように平面であってもよいし、または曲面であってもよい。図４は、図３に示す本開示の感圧素子における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。図５は、本開示の感圧素子の別の一例における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。図６は、本開示の感圧素子のまた別の一例における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。
複数の第１電極１１相互の間には通常、図３〜図６に示すように、絶縁性の弾性体からなる複数の第１絶縁部１８が配置されている。このため第１電極１１の配線密度が高い場合であっても、押圧力が加わった際に隣接する第１電極が変形して短絡することを防止できる。その結果として、高密度の押圧面分布を測定できる感圧素子を提供できる。
複数の第１電極１１相互の間に、複数の第１絶縁部１８が配置される場合、複数の第１電極１１は、その第２電極側の表面１１ａが以下のいずれの態様となるように配置されてもよい。
（態様１）複数の第１電極１１の第２電極側の表面１１ａが、図４に示すように、複数の第１絶縁部１８における第２電極側の表面１８ａと面一になる；「面一」とは段差のないことをいう。
（態様２）複数の第１電極１１の第２電極側の表面１１ａが、図５に示すように、複数の第１絶縁部１８における第２電極側の表面１８ａよりも突出する（すなわち高くなる）。
（態様３）複数の第１電極１１の第２電極側の表面１１ａが、図６に示すように、複数の第１絶縁部１８における第２電極側の表面１８ａよりも窪む（すなわち低くなる）。
複数の第１電極１１は、第２電極１２の第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、隣接する第１電極１１間での短絡のさらなる防止、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、その第２電極側の表面１１ａが上記態様１となるように配置されることが好ましい。詳しくは、態様１においては、第２電極１２（およびその表面の誘電体１３）の各々は、第１電極１１および第１絶縁部１８（後述の第１弾性体シート）と後述の基材または第２弾性体シートとの間で圧力を比較的均一に受けることができる。このため、第２電極１２の第２方向Ｄ２の伸縮は、局所的な高圧により、阻害され難い。しかも、態様１においては、隣接する第１電極１１間の短絡がより一層、防止されながらも、より一層、感度のよい感圧測定が可能になる。より詳しくは、第１電極１１と第１絶縁部１８のこのような面一構造では、良好な感圧感度を確保しながら、図７に示すように、感圧素子の屈曲が起こっても、隣接する第１電極１１間で短絡がより一層、起こり難い。また良好な感圧感度を確保しながら、図８に示すように、限界圧縮により、隣接する第１電極１１間で短絡がより一層、起こり難い。図７および図８の各々は、複数の第１電極１１の第２電極側の表面１１ａが複数の第１絶縁部１８における第２電極側の表面１８ａと面一になるときの効果の一例を説明するための第１電極近傍の拡大断面図である。図７および図８において、Ｆは力を示す。
各々の第１電極１１は、断面形状として、図３〜図６等において、矩形形状を有しているが、電極間の静電容量を測定できる限り特に限定されず、例えば、図９〜図１０に示すように台形形状を有していてもよい。詳しくは、第１電極１１の断面形状は、図９に示すように、第２電極側の辺（表面１１ａ）の方が当該辺と対向する辺よりも長い台形形状（以下、「台形形状Ａ」ということがある）であってもよいし、または図１０に示すように、第２電極側の辺（表面１１ａ）の方が当該辺と対向する辺よりも短い台形形状（以下、「台形形状Ｂ」ということがある）であってもよい。せん断方向のずれ時における第１電極１１間の短絡のさらなる防止および製造簡易性の向上の観点から、台形形状ＡおよびＢの方が矩形形状よりも好ましい。第１電極１１間の短絡のさらなる防止および各々の第１電極１１と各々の誘電体１３との接触面積の増大による感圧感度のさらなる向上の観点から、台形形状Ａの方が台形形状Ｂよりも好ましい。なお、各々の第１電極１１が断面形状として台形形状Ｂを有し、かつ押圧を第１電極と第２電極との相対的な関係において、第１電極側で行う場合において、図１０に示すように、第１電極１１の押圧方向における上流側に、弾性率（または硬度）が第１電極１１および第１絶縁部１８よりも高い弾性基材１９を配置することが、感圧感度のさらなる向上の観点から好ましい。このような弾性基材１９により、押圧力（荷重）が第１電極１１と誘電体１３との接触面に伝達され易くなるためである。図９および図１０の各々は、本開示の感圧素子の一例における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。
複数の第１電極１１と複数の第１絶縁部１８とは一体となって第１弾性体シート２０を構成することが好ましい。複数の第１電極１１と複数の第１絶縁部１８とが一体となるとは、複数の第１電極１１と複数の第１絶縁部１８とが一体不可分に構成されているという意味である。これにより、第１電極１１相互の位置関係を容易に維持でき、高密度の感圧素子を実現できる。また、製造上、複数の第１電極の取り扱いおよび製造が容易である。さらに感圧素子の伸縮性に関する耐久性が向上する。
第１弾性体シート２０においては、第１電極１１は、第１絶縁部１８に包埋されていることが好ましい。ここで、「包埋」とは、第１電極１１の第２電極側の表面１１ａが露出する状態での「包埋」である。詳しくは、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、第１電極１１は、図４および図６に示すように、第２電極側の表面１１ａのみが露出するように、第１絶縁部１８に包埋されていてもよいし、または図５に示すように、第２電極側の表面１１ａおよびその近傍が露出するように、第１絶縁部１８に包埋されていてもよい。
第１電極１１は弾性特性および導電特性を有する。弾性特性とは、外力（例えば、対人感圧用途において感圧素子に対して加えられる通常の押圧力：例えば約０．１Ｎ／ｃｍ２〜１００Ｎ／ｃｍ２の押圧力）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。具体的には、第１電極１１は、感圧部への押圧力により、第１電極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電極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。伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、第１電極１１の弾性率は例えば約１０４Ｐａ〜１０８Ｐａであることが好ましく、例えば１つ例示すると約１．５×１０６Ｐａである。第１電極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電極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。弾性率は、例えば架橋密度を変更することによって調整できる。架橋密度は架橋材の添加量により調整できる。導電特性について、第１電極１１の導電率は、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。第１電極１１の導電率は通常は２００Ω・ｃｍ以下、特に０．０１Ω・ｃｍ〜２００Ω・ｃｍであり、例えば１つ例示すると２５Ω・ｃｍがより好ましい。かかる導電率は、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。対人感圧用途とは、後述するように、人体に起因する圧力をモニタリングする用途のことである。なお、「〜」は、「以上、以下を表す。例えば上記「０．０１Ω・ｃｍ〜２００Ω・ｃｍ」だと０．１Ω・ｃｍ以上かつ２００Ω・ｃｍ以下を表す。
第１電極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電極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電極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。第１電極１１の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から好ましい第１電極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電極１１が導電性ゴムから構成されることにより、第１電極１１の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮がより効果的に達成されるとともに、押圧力をより効果的に検出することができ、また押圧時の押圧感を演出できる。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（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、および天然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。ゴム材料は、ゴムの種類に応じて、弾性体の保持や引裂強度、引張強度の補強のために架橋材、充填材を含んでいてもよい。導電性フィラーは、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、黒鉛等のカーボン材料；Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｃ（カーボン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム（III））およびＳｎＯ２（酸化スズ（IV））等の金属材料；ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（すなわち、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）から成る複合物）等の導電性高分子材料；金属コート有機物繊維、金属線（繊維状態）等の導電性繊維；から成る群から選択される少なくとも１種の材料を含んでよい。導電性フィラーの形状は、導電性フィラー同士が接触しやすい形状であることが好ましく、球形、楕円形（断面形状）、カーボンナノチューブ形状、グラフェン形状、テトラポット形状、ナノロッド形状であってもよい。導電性フィラーは表面（表層）に分散剤などの、分散性をよくする添加剤が付着していてもよい。導電性フィラーは、寸法、形状および種類が異なる２種以上の導電性フィラーを用いてもよい。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電極であってもよい。
各々の第１電極１１の厚みは、外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化し、かつ第１電極１１が伸縮に耐え得る限り特に限定されない。第１電極１１の厚みは、対人感圧用途において、通常は０．０１ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍ〜２ｍｍであり、例えば１つ例示すると０．５ｍｍがより好ましい。
各々の第１電極１１の幅（第２方向Ｄ２の寸法）は、外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化し、かつ第１電極１１が伸縮に耐え得る限り特に限定されない。第１電極１１の幅は、対人感圧用途において、通常は０．０１ｍｍ〜１０００ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５０ｍｍであり、例えば１つ例示すると１０ｍｍがより好ましい。
第１電極１１は通常、長尺形状（例えば、線状）を有している。第１電極１１の長尺方向寸法（第１方向Ｄ１の寸法）は、特に限定されず、用途に応じて適宜設定されてよい。第１電極１１の長尺方向寸法は、対人感圧用途において、通常は１０〜１０００ｍｍ、好ましくは１００〜５００ｍｍであり、例えば１つ例示すると３００ｍｍがより好ましい。
第１電極１１は、押圧力の測定時におけるノイズ防止の観点から、検出器のグランド（０Ｖ）に接続されることが好ましい。
第１絶縁部１８は弾性特性および非導電特性を有する。弾性特性は、第１電極１１が有する弾性特性と同様の特性である。具体的には、第１絶縁部１８は、感圧素子の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮が達成されるような弾性特性を有すればよい。好ましくは、第１絶縁部１８は、伸縮時に、第１電極１１と同程度に変形するか、または第１電極１１よりも変形するように、第１電極１１の弾性率以下の弾性率を有している。伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、第１絶縁部１８の弾性率は例えば約１０３Ｐａ〜１０８Ｐａであることが好ましく、例えば１つ例示すると約１０６Ｐａである。第１絶縁部１８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絶縁部１８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。弾性率は、例えば架橋密度を変更することによって調整できる。架橋密度は架橋材の添加量により調整できる。非導電特性について、第１絶縁部１８の導電率は、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大きくてもよい。第１絶縁部１８の導電率は通常は１０３Ω・ｃｍ以上、特に１０４Ω・ｃｍ〜１０１０Ω・ｃｍであり、例えば１つ例示すると１０７Ω・ｃｍがより好ましい。かかる導電率は、樹脂材料（ゴム材料）を使用することによって達成できる。
第１絶縁部１８は弾性絶縁部材に相当し、伸縮性部材とも称されうる。第１絶縁部１８は、上記のような弾性特性と非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絶縁部１８は、樹脂材料（特にゴム材料）からなる非導電性樹脂から構成されたものであってよい。第１絶縁部１８の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から好ましい第１絶縁部１８は、ゴム材料からなる非導電性ゴムから構成される。第１絶縁部１８が非導電性ゴムから構成されることにより、第１絶縁部１８の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮がより効果的に達成されるとともに、押圧力をより効果的に検出することができ、また押圧時の押圧感を演出できる。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（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、および天然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。ゴム材料は、ゴムの種類に応じて、弾性体の保持や引裂強度、引張強度の補強のために架橋材、充填材を含んでいてもよい。
各々の第１絶縁部１８の厚みは、外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化し、かつ第１絶縁部１８が伸縮に耐え得る限り特に限定されない。第１絶縁部１８の厚みは通常、第１絶縁部１８の第２電極側の表面１８ａが第１電極１１の第２電極側の表面１１ａの近傍（好ましくは表面１１ａと面一）となるような厚みであってもよい。特に、第１電極１１の第２電極側表面１１ａとは反対側における第１絶縁部１８の厚みｂ（図４参照）は、対人感圧用途において、第１絶縁部１８の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、通常は０．０１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．０１ｍｍ〜２ｍｍであり、より好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍであり、さらに好ましくは０．２ｍｍ〜１ｍｍであり、例えば１つ例示すると０．５ｍｍが最も好ましい。
隣接する第１電極１１間における各々の第１絶縁部１８の幅（第２方向Ｄ２の寸法）は、外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化し、かつ第１絶縁部１８が伸縮に耐え得る限り特に限定されない。第１絶縁部１８の幅は、対人感圧用途において、通常は０．０１〜５０ｍｍ、好ましくは０．５〜１０ｍｍであり、例えば１つ例示すると２ｍｍがより好ましい。
第１絶縁部１８の第１方向Ｄ１の寸法は、特に限定されず、通常は第１電極１１間の短絡防止の観点から、第１電極１１の長尺方向寸法（第１方向Ｄ１の寸法）と同じか、またはそれよりも長い。
弾性基材１９は弾性特性および非導電特性を有する。弾性特性は、第１電極１１が有する弾性特性と同様の特性である。具体的には、弾性基材１９は、感圧素子の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮が達成されるような弾性特性を有すればよい。好ましくは、弾性基材１９は、押圧力の良好な伝達による感圧感度のさらなる向上の観点から、押圧時に第１絶縁部１８よりも変形しないように、第１絶縁部１８よりも高い弾性率を有している。伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、弾性基材１９の弾性率は例えば約１０５Ｐａ〜１０８Ｐａであることが好ましく、例えば１つ例示すると約１０６Ｐａである。弾性基材１９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。弾性基材１９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。弾性率は、例えば架橋密度を変更することによって調整できる。架橋密度は架橋材の添加量により調整できる。非導電特性について、弾性基材１９の導電率は、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大きくてもよい。弾性基材１９の導電率は通常は１０３Ω・ｃｍ以上、特に１０４〜１０１０Ω・ｃｍであり、例えば１つ例示すると１０７Ω・ｃｍがより好ましい。かかる導電率は、樹脂材料（ゴム材料）を使用することによって達成できる。
弾性基材１９は弾性電極部材に相当し、伸縮性部材とも称されうる。弾性基材１９は、上記のような弾性特性と非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、弾性基材１９は、第１絶縁部１８と同様の樹脂材料（特にゴム材料）からなる非導電性樹脂から構成されたものであってよい。弾性基材１９の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から好ましい弾性基材１９は、ゴム材料からなる非導電性ゴムから構成される。弾性基材１９が非導電性ゴムから構成されることにより、弾性基材１９の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮がより効果的に達成されるとともに、押圧力をより効果的に検出することができ、また押圧時の押圧感を演出できる。樹脂材料としては、第１絶縁部１８と同様の樹脂材料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、第１絶縁部１８と同様のゴム材料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。ゴム材料は、ゴムの種類に応じて、弾性体の保持や引裂強度、引張強度の補強のために架橋材、充填材を含んでいてもよい。
各々の弾性基材１９の厚みは、外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化し、かつ弾性基材１９が伸縮に耐え得る限り特に限定されない。弾性基材１９の厚みは、対人感圧用途において、通常は０．０１〜１０００ｍｍ、好ましくは０．０５〜１ｍｍであり、例えば１つ例示すると０．２ｍｍがさらに好ましい。
第１電極１１および第１絶縁部１８（特に第１電極１１および第１絶縁部１８を含む第１弾性体シート２０）は、金型を用いた公知の成形方法により製造することができる。
例えば、図９に示すような第１電極１１および第１絶縁部１８を製造する場合、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および所望により架橋材を含有させて、第１電極用複合材料および第１絶縁部用複合材料を得る。次いで、図１１Ａに示すように、第１電極の所望の形状に対応する成形面を有する金型５１および５２間に、第１電極用複合材料５３を充填し、架橋させて、図１１Ｂに示すように第１電極１１を金型５１上に得る。その後、図１１Ｃに示すように、第１絶縁部（特に第１弾性体シート２０）の所望の形状に対応する成形面を有する金型５１および５５間に、第１絶縁部用複合材料５６を充填し、架橋させて、図１１Ｄに示すように第１電極１１および第１絶縁部１８（特に第１弾性体シート２０）を金型５１および５５内に得る。図１１Ａ〜図１１Ｄの各々は、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図９に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。
また例えば、図１０に示すような第１電極１１および第１絶縁部１８を製造する場合、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および所望により架橋材を含有させて、第１電極用複合材料、第１絶縁部用複合材料および弾性基材用複合材料を得る。次いで、弾性基材用複合材料を用いて成形および架橋を行うことにより、弾性基材１９を得る。次いで、図１２Ａに示すように、第１電極の所望の形状に対応する成形面を有する金型６１と弾性基材１９との間に、第１電極用複合材料６３を充填し、架橋させて、図１２Ｂに示すように第１電極１１を弾性基材１９上に得る。その後、図１２Ｃに示すように、第１絶縁部（特に第１弾性体シート２０）の所望の形状に対応する成形面を有する金型６５と弾性基材１９と間に、第１絶縁部用複合材料６６を充填し、架橋させて、図１２Ｄに示すように第１電極１１および第１絶縁部１８（特に第１弾性体シート２０）を金型６５と弾性基材１９との間に得る。図１２Ａ〜図１２Ｄの各々は、本開示の感圧素子における第１電極および第１絶縁部（図１０に示す第１弾性体シート）を製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。
複数の第２電極１２の各々は少なくとも導電特性を有する線状部材（例えば、導体線または金属線）であり、その表面は通常、誘電体１３により覆われている。複数の第２電極１２の各々は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に延在し、かつ第１面と対向する第２面内に配列されている。第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２とは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２を同一面内で表したとき、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２という意味であり、これらの方向は相互に平行ではないという意味である。このときの第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とがなす角度（小さい方の角度）は特に限定されず、例えば、１°〜９０°であってもよい。感圧素子の第１方向Ｄ１での伸縮性のさらなる向上の観点から、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とがなす角度（小さい方の角度）は３０°〜９０°（特に３０°以上特に９０°未満）であることが好ましく、例えば１つ例示すると４５℃がより好ましい。複数の第１電極１１の各々が第２方向Ｄ２に延在するとは、第２電極１２の各々の延在方向が第２方向Ｄ２と略平行であるという意味である。第２電極１２の各々は、後述するように、周期的に設けられた屈曲部を有しながら第２方向Ｄ２に延在するため、第２電極１２の各々の延在方向とは、詳しくは、第２電極１２の各々が全体として延在する方向（例えば主方向）のことである。第１面と対向する第２面とは、第１面Ｍ１と並行な第２面という意味であり、第２面Ｍ２は、図１３に示すように、第１面Ｍ１と同一の面であってもよい。第２面は第１面Ｍ１に応じて、平面であってもよいし、または曲面であってもよい。図１３は、図３の感圧素子を第１面Ｍ１上の直線Ｌ（一点鎖線）で切ったときの模式的断面図であって、第１方向Ｄ１に対する垂直断面図である。なお、図１３は、第２電極１２の断面形状が円形であるとき、第１方向Ｄ１に対する垂直断面図では第２電極１２は楕円形状を有することを示している。第２電極１２の断面形状は、第２電極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形状のことである。
複数の第２電極１２の各々は、平面視において、図３および図１４Ａに示すように、周期的（および規則的）に設けられた屈曲部Ｋを有している。例えば、複数の第２電極１２の各々は、平面視において、ミアンダ形状を有している。ミアンダ形状とは、線状体が周期的（および規則的）に屈曲した波の形状である。本明細書中、「屈曲」は直線的に曲がる態様だけでなく、曲線的に曲がる態様（すなわち「湾曲」）も包含する。従って、ミアンダ形状の具体例として、例えば、正弦波形状、矩形波形状、三角波形状、のこぎり波形状およびこれらの複合形状が挙げられる。図３は、本開示の感圧素子の一例の構成を模式的に示した斜視図であるが、図３からも、複数の第２電極１２の各々が、平面視において、周期的（および規則的）に設けられた屈曲部Ｋを有していることが明らかである。図１４Ａは、本開示の感圧素子の別の一例の平面図であって、伸展前の平面図である。
複数の第２電極１２の各々が、上記のように、周期的（および規則的）に設けられた屈曲部Ｋを有することにより、本開示の感圧素子１００はより十分な伸縮性を有するようになる。詳しくは、感圧素子１００は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示すように、第２電極１２の屈曲部Ｋの伸展および屈曲（ならびに第１電極１１および第１絶縁部１８の弾性）に基づいて第２方向において、より十分に伸縮するようになる。また感圧素子１００は、第１電極１１（および第１絶縁部）の弾性に基づいて第１方向Ｄ１において、より十分に伸縮するようになる。
第２方向Ｄ２における伸縮（特に伸展）について、より詳しくは、図１４Ａに示すように、第１方向Ｄ１に対する第２電極１２の屈曲角度をθと仮定したとき、伸展時における感圧素子１００の第２方向Ｄ２の寸法が、屈曲時（すなわち伸展前）の感圧素子１００の第２方向Ｄ２の寸法に対して１／ｓｉｎθ倍となるような伸展が可能となる。これに対して、第２電極１２に屈曲部が設けられないとき、θは９０°となるため、伸展は達成されない。図１４Ｂは、図１４Ａの感圧素子の伸展時の平面図である。
第２電極１２の屈曲角度θは、各々の第２電極１２における隣接する任意の２つの屈曲部Ｋ間における接線と、第１方向Ｄ１とのなす角度（小さい方の角度）の平均値である。第２電極１２の屈曲角度θは、感圧素子１００の伸縮性（特に第２方向Ｄ２における伸縮性）のさらなる向上、隣接する第１電極１１間での短絡のさらなる防止、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、好ましくは１°〜９０°（特に１°以上９０°未満）であり、より好ましくは１０°〜８０°であり、さらに好ましくは３０°〜６０°であり、最も好ましくは４０°〜５０°である。
複数の第２電極１２は通常、同様の平面視形状を有しており、しかも複数の第２電極１２のうち隣接する任意の２つの第２電極１２は相互に並行である。ここで「並行」とは、隣接する２つの第２電極１２が相互に一定の間隔を空けて、交わらない関係を意味する。
複数の第２電極１２の各々がミアンダ形状を有するとき、隣接する任意の２つの第２電極１２間の距離Ｐ（ピッチ）（第１方向Ｄ１の間隔）（図３）は通常、１ｍｍ〜３０ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍであり、例えば１つ例示すると５ｍｍがより好ましい。各々の第２電極１２における第１方向Ｄ１の最大変位量Ｑ（例えば、振幅×２ａ）（図３）は通常、２ｍｍ〜４０ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは４ｍｍ〜２０ｍｍであり、例えば１つ例示すると１０ｍｍがより好ましい。各々の第２電極１２における第２方向Ｄ２の繰り返し単位寸法Ｒ（図３）は通常、１ｍｍ〜４０ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは２ｍｍ〜２０ｍｍであり、例えば１つ例示すると１０ｍｍがより好ましい。
第２電極１２の各々は、その表面を覆う誘電体１３を有しながら、第１電極１１に近接配置されている。すなわち、第２電極１２の各々はその表面の誘電体１３を介して間接的に第１電極１１と接触するように配置されている。導電特性について、第２電極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電極１２の抵抗率は通常は１０-１Ω・ｃｍ以下、特に１０-１２Ω・ｃｍ〜１０-１Ω・ｃｍであり、１０-１２Ω・ｃｍ〜１０-８Ω・ｃｍがより好ましい。かかる抵抗率は、例えば、金属線を使用することによって達成できる。
第２電極１２の各々は通常、可撓性を有していてもよいし、弾性特性を有してもよいし、それら両方を有していてもよい。可撓性とは、外力（感圧素子に対して加えられる通常の押圧力：例えば約０．１Ｎ／ｃｍ２〜１００Ｎ／ｃｍ２の押圧力）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。第２電極１２は可撓性を有する場合、例えば約１０８Ｐａ超、特に１０８Ｐａ超１０１２Ｐａ以下の弾性率、例えば１つ例示すると約１．２×１０１１Ｐａの弾性率を有している。
第２電極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電極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また、第２電極１２が可撓性を有する場合において、ガラス体およびその表面に形成された導電層およびその中に分散された導電性フィラーの少なくとも一方から構成されたものであってもよい。また、第２電極１２が可撓性を有する場合において、樹脂体およびその表面に形成された導電層およびその樹脂体内に分散された導電性フィラーの少なくとも一方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電極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）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム（III））およびＳｎＯ２（酸化スズ（IV））から成る群から選択される少なくとも１種の金属を含んで構成される。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構成され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構成され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でき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でき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種の金属を含んで構成されるものであってよい。第２電極１２は、弾性特性を有する場合、第１電極１１と同様の導電性ゴムから構成されていてもよい。
第２電極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電極１２が長尺部材であって、かつ金属体から構成されるとき、この第２電極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さらなる向上の観点から好ましい。
第２電極１２は感圧素子のヒータ要素であってもよい。第２電極１２がヒータ要素であるとき、この第２電極１２を有する感圧素子はヒータとしても機能する。ヒータ要素として、ニクロム線が挙げられる。例えば、当該感圧素子を車両の座席表面に設置した場合に、運転者および同乗者の少なくとも一方の身体が冷たくないように保温できる。また例えば、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。
第２電極１２の断面形状は、押圧力の付与により、その表面の誘電体１３と第１電極１１との接触領域の面積が拡大する限り特に限定されず、例えば、円形状であってもよいし、楕円形状であってもよいし、または図１５もしくは図１６それぞれに示すような三角形状もしくは台形形状等であってもよい。第２電極１２の断面形状が三角形状または台形形状のような傾斜を有する形状であると、押圧力の付与がないときに、誘電体１３と第１電極１１との接触領域の面積が一定となり易いため、感度のリニアリティーが向上する。特に、第２電極１２の断面形状が台形形状であると、除荷時に第１電極と第２電極（特に誘電体１３）が負荷なく離れることが出来るため、信頼性が向上する。図１５および図１６は第２電極１２の一例の模式的断面図である。
第２電極１２の断面寸法は、電極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〜１０ｍｍ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さらなる向上の観点から好ましくは１００μｍ〜１ｍｍであり、例えば１つ例示すると３００μｍがより好ましい。第２電極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電極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電極１２の断面寸法は、第２電極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電極１２は通常、複数で使用される。このとき、当該複数の第２電極１２の各々と複数の第１電極１１の各々との交差箇所（交差部分またはクロスポイント）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。
複数の第２電極１２の各々は、その表面を誘電体１３により覆われている。誘電体１３は、図１３、図１５および図１６において、第２電極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２電極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２電極１２の表面を少なくとも部分的に覆うとは、誘電体１３が、第２電極１２の表面における、少なくとも第１電極１１と第２電極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電極１１と第２電極１２との間に存在する限り、第２電極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２電極１２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２電極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電極１２の表面全体を完全に覆っている場合、誘電体１３は第２電極１２の絶縁皮膜を構成し、誘電体１３および第２電極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電極１２は単一の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電極１１と撚り線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テレート樹脂）、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として、Ａｌ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５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（感圧素子に対して加えられる通常の押圧力：例えば約０．１Ｎ／ｃｍ２〜１００Ｎ／ｃｍ２の押圧力）による変形に対して抵抗する特性をいう。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電極１１よりも変形しないように、第１電極１１よりも高い弾性率を有していてもよい。例えば、第１電極１１の弾性率が約１０４Ｐａ〜１０８Ｐａ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電極間の静電容量が変化する限り特に限定されず、通常は２０ｎｍ〜２ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは２０ｎｍ〜１ｍｍ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。
本開示において、第２電極１２の各々は撚り線を構成することが好ましい。撚り線は、例えば図１７に示すように、複数の絶縁コート導体線（例えば絶縁コート金属線）１４０を撚ってなる撚り線（例えば、複合線）１４のことである。図１７の撚り線１４の断面形状を図１８Ａに示す。撚り線１４は、外力（例えば押圧力）の付与がないとき、当該撚り線１４を構成する複数の絶縁コート導体線１４０は通常、図１８Ａに示すように、全体として、略円形に集束している。撚り線１４は、外力の付与時には、図１８Ｂに示すように、その断面形状は変形する。すなわち当該撚り線１４を構成する複数の絶縁コート導体線１４０の断面構成は、図１８Ｂに示すように、変化する。このため、第２電極１２の各々として撚り線１４を用いると、外力の付与の前後で感圧特性に大きな差が生じることが懸念される。しかしながら、本開示は以下の事象を見い出した。
第２電極１２の各々として撚り線１４を用いても、外力の付与の前後で感圧特性に差がほとんど生じることなく、むしろ、押圧力の測定範囲がさらに拡大するとともに、感圧感度がさらに向上する。図１７は、第２電極１２および誘電体１３として使用可能な撚り線の模式的斜視図である。図１８Ａは、外力が付与されていない状態の図１７の撚り線の模式的断面図である。図１８Ｂは、外力が付与されている状態の図１７の撚り線の模式的断面図である。
第２電極１２の各々が、例えば図１７に示すように、複数の絶縁コート導体線１４０を撚ってなる撚り線１４を構成するとき、当該撚り線１４の各々の絶縁コート導体線１４０における導体線１４１が第２電極１２に相当し、この導体線１４１の表面を覆う絶縁コート１４２が誘電体１３に相当する。このような態様においては、複数の第２電極１２の各々および複数の誘電体１３の各々が、複数の絶縁コート導体線１４０を含む撚り線１４を構成している。
撚り線１４において、各々の導体線１４１（第２電極１２）は、図１７および図１８Ａに示すように、その表面を絶縁コート１４２（誘電体１３）により覆われているが、絶縁コート１４２（誘電体１３）のない複数の導体線から構成された撚り線の表面が絶縁コート１４２（誘電体１３）で覆われていてもよい。
撚り線１４においては、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、各々の導体線１４１（第２電極１２）は、図１７および図１８Ａに示すように、その表面を絶縁コート１４２（誘電体１３）により覆われていることが好ましい。
撚り線１４の断面寸法は、第２電極１２の断面寸法と同様であってもよい。撚り線１４の断面寸法は、好ましくは１００μｍ〜１ｍｍであり、より好ましくは１００μｍ〜５００μｍである。
撚り線１４を構成する導体線１４１の数は、電極間の静電容量を測定できる限り特に限定されず、例えば２本以上、特に２〜１００本であってもよい。
撚り線１４を構成する導体線１４１は、第２電極１２を構成する上記した材料と同様の材料からなってよい。撚り線１４を構成する導体線１４１は、第２電極１２を構成し得る金属体と同様の金属体（すなわち金属線）であることが好ましい。撚り線１４を構成する導体線１４１の断面寸法は、第２電極１２の断面寸法と同様であってもよい。撚り線１４を構成する導体線１４１の断面寸法は、好ましくは１μｍ〜５００μｍであり、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍである。
撚り線１４を構成する導体線１４１は、第２電極１２の導電率と同様の導電率を有する。
撚り線１４を構成する導体線１４１は、第２電極１２を構成する上記した材料と同様の材料からなってよい。撚り線１４を構成する導体線１４１は、第２電極１２を構成し得る金属体と同様の金属体（すなわち金属線）であることが好ましい。
撚り線１４を構成する絶縁コート１４２は、誘電体１３を構成する上記した材料と同様の材料からなってよい。
絶縁コート１４２の被覆領域は、絶縁コート１４２が導体線１４１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。絶縁コート１４２は、感圧素子構造のさらなる簡易化の観点から、導体線１４１の表面全体を完全に覆っていることが好ましい。絶縁コート１４２が導体線１４１の表面全体を完全に覆っている場合、絶縁コート１４２は導体線１４１の絶縁皮膜を構成し、絶縁コート１４２および導体線１４１は通常、一体化されている。一体化された絶縁コート１４２および導体線１４１は単一の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。複数の絶縁コート金属線を用いると、これらを撚るだけで、撚り線１４を形成することができる。
絶縁コート１４２は、誘電体１３と同様に、剛性特性を有する。絶縁コート１４２は、誘電体１３と同様に、押圧力の付与時に第１電極１１よりも変形しないように、第１電極１１よりも高い弾性率を有していてもよい。例えば、第１電極１１の弾性率が約１０４Ｐａ〜１０８Ｐａである場合、それよりも高い弾性率を絶縁コート１４２が有していてもよい。
撚り線１４を構成する絶縁コート１４２の厚みは、上記した誘電体１３の厚みと同様の範囲内であってもよく、例えば、２０ｎｍ〜２ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは２０ｎｍ〜１ｍｍであり、例えば１つ例示すると１０μｍがより好ましい。
感圧素子１００は、第２電極１２の位置ズレを制限する拘束部材１５をさらに有してもよい。拘束部材１５は、第２電極１２を感圧素子１００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電極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。感圧素子１００が拘束部材を有することにより、第２電極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３および図１３等において、第２電極１２（および誘電体１３）を、第１電極１１を含む第１弾性体シート２０に対して拘束しているが、第２電極１２表面の誘電体１３と第１電極１１との接触が達成される限り、これに限定されるものではない。例えば、拘束部材１５は、第１弾性体シート２０とともに第２電極１２（および誘電体１３）を挟持するように配置される後述の第２弾性体シート（図示せず）に対して第２電極１２（および誘電体１３）を拘束してもよい。また例えば、拘束部材１５は、第１弾性体シート２０および後述の第２弾性体シート（図示せず）の両方に対して第２電極１２（および誘電体１３）を拘束してもよい。すなわち、第２電極１２（および誘電体１３）を第１弾性体シートと第２弾性体シートとの間に配置させた状態で、第１弾性体シート、第２電極１２（および誘電体１３）および第２弾性体シート（図示せず）を拘束部材１５により一体化してもよい。拘束部材１５は、伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、第２電極１２（および誘電体１３）を、第１電極１１を含む第１弾性体シート２０に対して拘束していることが好ましい。
拘束部材１５による拘束は、誘電体１３の第２電極１２からの剥離の防止、感圧素子の伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、接続糸１５ａによる縫合および接続であることが好ましい。接続糸１５ａにより第１弾性体シート２０と第２電極１２とを縫合接続することにより、感圧素子の屈曲性と伸縮性を維持しつつ、第１電極と第２電極とが交差する位置を一定範囲内に拘束でき、感圧位置の再現性を確保できる。さらに、誘電体１３の第２電極１２からの剥離を防止することもできる。
接続糸１５ａは、繊維を撚り合わせた撚糸の形態を有していてもよいし、または撚り合わせていない単繊維（すなわちモノフィラメント）の形態を有していてもよい。接続糸を構成する繊維は、化学繊維、天然繊維またはそれらの混合繊維であってもよい。
化学繊維は、合成繊維、半合成繊維、再生繊維または無機繊維であってよい。合成繊維としては、ポリスチレン系繊維、脂肪族ポリアミド系繊維（例えば、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維）、芳香族ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維（例えば、ビニロン繊維）、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリエステル系繊維（例えば、ポリエステル繊維、ＰＥＴ繊維、ＰＢＴ繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリアリレート繊維）、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリウレタン系繊維、フェノール系繊維およびポリフルオロエチレン系繊維などを挙げることができる。半合成繊維としては、セルロース系繊維および蛋白質系繊維などを挙げることができる。再生繊維としては、レーヨン繊維、キュプラ繊維およびリヨセル繊維などを挙げることができる。そして、無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維および金属繊維などを挙げることができる。
天然繊維は、植物繊維、動物繊維またはそれらの混合繊維であってよい。植物繊維としては、綿および麻（例えば、アマ、ラミー）などを挙げることができる。動物繊維としては、毛（例えば、羊毛、アンゴラ、カシミヤ、モヘヤ）、絹および羽毛（例えば、ダウン、フェザー）などを挙げることができる。
接続糸１５ａは、ニット用の糸などに用いられている伸縮性を有する糸が好ましく使用される。伸縮性を有する糸は、例えば、エッフェル（カナガワ株式会社）、ソロテックス（帝人フロンティア株式会社）等の市販品として入手可能である。
接続糸１５ａを用いた第２電極１２（および誘電体１３）の第１弾性体シート２０または後述の第２弾性体シートへの拘束は通常、接続糸１５ａを第１弾性体シート２０または後述の第２弾性体シートに貫通させることを含む。このとき、接続糸１５ａの貫通は電極（すなわち第１電極および後述の第３電極）を避けて行うことが好ましい。例えば、接続糸１５ａを第１弾性体シート２０に貫通させる場合には、第１電極１１で貫通を行うことなく、図３および図１４Ａに示すように、第１絶縁部１８で貫通を達成することが好ましい。接続糸１５ａの貫通を、電極を避けて行うにより、第１電極（および後述の第３電極）の導電特性のばらつきを抑制でき、感圧測定の精度を確保できる。
接続糸１５ａは、図３および図１４Ａ等においては、第１電極１１を跨ぐ（または横切る）ことなく、第１絶縁部８で第２電極１２（および誘電体１３）を跨ぐ（または横切る）ステッチ（以下、単に「ステッチＳ１」という）により、第２電極１２の第１弾性体シート２０への縫合接続を行っているが、これに限定されるものではない。例えば、接続糸１５ａは、図１９Ａおよび図１９Ｂに示すように、第１電極１１とともに、第２電極１２（および誘電体１３）を跨ぐ（または横切る）ステッチ（以下、単に「ステッチＳ２」という）により、第２電極１２の第１弾性体シート２０への縫合接続を行ってもよい。このような態様においても、接続糸１５ａの貫通は電極を避けて行われているため、電極の導電特性のばらつきを抑制でき、感圧測定の精度を確保できる。ステッチとは、縫い方または縫い目のことである。図１９Ａは、本開示の感圧素子の別の一例の構成を模式的に示した斜視図であって、接続糸による別のステッチを説明するための斜視図である。図１９Ｂは、図１９Ａの感圧素子の模式的断面図であって、第１方向Ｄ１に対する垂直断面図である。
接続糸１５ａが、ステッチＳ１により、第２電極１２の第１弾性体シート２０への縫合接続を行う場合、接続糸１５ａは、図３に示すように、平面視において、第１方向Ｄ１に沿って配置されながら、第１弾性体シート２０と第２電極１２とを縫合接続できる。これにより、接続糸の縫合時に縫合箇所が第１電極１１に接触することなく、第１弾性体シート２０と第２電極１２との縫合接続を容易に達成することができる。
本開示の感圧素子１００は、図２０に示すように、第１弾性体シート２０の第２電極１２側と逆側に配置された第１絶縁層３０をさらに有することが好ましい。このような第１絶縁層３０により、第１電極１１の背面側の影響による測定ノイズを低減でき、安定して精度のよい感圧測定を可能にする。図２０は、本開示の感圧素子の別の一例の構成を模式的に示した斜視図であって、第１絶縁層３０の配置を説明するための斜視図である。
第１絶縁層３０は弾性特性および非導電特性を有する。弾性特性は、第１電極１１が有する弾性特性と同様の特性である。具体的には、第１絶縁層３０は、感圧素子の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮が達成されるような弾性特性を有すればよい。好ましくは、第１絶縁層３０は、伸縮時に第１電極１１よりも変形するように、第１電極１１よりも低い弾性率を有している。伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、第１絶縁層３０の弾性率は例えば約１０４Ｐａ〜１０８Ｐａであることが好ましく、例えば１つ例示すると約１０５Ｐａである。第１絶縁層３０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絶縁層３０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。弾性率は、例えば架橋密度を変更することによって調整できる。架橋密度は架橋材の添加量により調整できる。非導電特性について、第１絶縁層３０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大きくてもよい。第１絶縁層３０の抵抗率は通常は１０３Ω・ｃｍ以上、特に１０４〜１０１０Ω・ｃｍであり、例えば１つ例示すると１０７Ω・ｃｍがより好ましい。かかる導電率は、例えば樹脂材料（ゴム材料）を使用することによって達成できる。
第１絶縁層３０は弾性絶縁部材に相当し、伸縮性部材とも称されうる。第１絶縁層３０は、上記のような弾性特性と非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絶縁層３０は、樹脂材料（特にゴム材料）からなる非導電性樹脂から構成されたものであってよい。第１絶縁層３０の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から好ましい第１絶縁層３０は、ゴム材料からなる非導電性ゴムから構成される。第１絶縁層３０が非導電性ゴムから構成されることにより、第１絶縁層３０の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮がより効果的に達成されるとともに、押圧力をより効果的に検出することができ、また押圧時の押圧感を演出できる。樹脂材料は、第１絶縁部１８の説明で上記した樹脂材料と同様の樹脂材料であってよい。ゴム材料は、第１絶縁部１８の説明で上記したゴム材料と同様のゴム材料であってよい。ゴム材料は、ゴムの種類に応じて、弾性体の保持や引裂強度、引張強度の補強のために架橋材、充填材を含んでいてもよい。
各々の第１絶縁層３０の厚みは、外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化し、かつ第１絶縁層３０が伸縮に耐え得る限り特に限定されない。第１絶縁層３０の厚みは、対人感圧用途において、第１絶縁層３０の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、通常は０．０１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．０１ｍｍ〜２ｍｍであり、より好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍであり、例えば１つ例示すると０．５ｍｍがさらに好ましい。
感圧素子１００は、複数の第２電極１２を挟んで第１弾性体シート２０と対向する第２弾性体シート４０をさらに有することが好ましい。第２弾性体シート４０は、上記した第１絶縁層３０と同様の層（またはシート）であってもよいし、または第３電極を含む弾性体シートであってもよい。第２弾性体シート４０が上記した第１絶縁層３０と同様の層（またはシート）である場合、感圧素子１００は上記した測定メカニズム（その１）を採用する。第２弾性体シート４０が第３電極を含む弾性体シートである場合、感圧素子１００は上記した測定メカニズム（その２）を採用する。感圧素子１００は、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、第３電極を含む第２弾性体シート４０を含むことが好ましい。以下、第２弾性体シート４０が第３電極を含む弾性体シートである場合について説明する。
第２弾性体シート４０が第３電極を含む弾性体シートである場合、この第２弾性体シート４０は、感圧素子（特に第１電極）の長寿命化、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、以下の構造を有することが好ましい：
第２弾性体シート４０は、図２１に示すように、
複数の第１電極１１と対向し、かつ導電性の弾性体からなる複数の第３電極１６と、
複数の第３電極１６相互の間に配置され、かつ絶縁性の弾性体からなる複数の第２絶縁部４８と、を有する。図２１は、本開示の感圧素子の別の一例の構成を模式的に示した斜視図であって、第２弾性体シート４０の配置を説明するための斜視図である。
詳しくは、第１弾性体シート２０と第２弾性体シート４０とは、第１弾性体シートの複数の第１電極１１の各々が、第２弾性体シートの複数の第３電極１６の各々と対向するように、配置されている。より詳しくは、第２弾性体シート４０の複数の第３電極１６の延在方向は、第１弾性体シート２０の複数の第１電極１１の延在方向（すなわち第１方向Ｄ１）と平行の関係を有する。
第２弾性体シート４０がこのような第３電極１６および第２絶縁部４８を有することにより、押圧力による変形を第１電極と第３電極の両方に分散することができ、押圧力の測定レンジを広げることができる。また、第１電極の変形の程度を軽減でき、第１電極を長寿命化できる。
第３電極１６および第２絶縁部４８はそれぞれ第１電極１１および第１絶縁部１８に相当する。第３電極１６および第２絶縁部４８はそれぞれ第１電極１１および第１絶縁部１８と同様の範囲内から選択されてよい。例えば、第３電極１６および第２絶縁部４８の弾性率、導電率、形状、寸法および構成材料はそれぞれ第１電極１１および第１絶縁部１８の形状、寸法および構成材料と同様の範囲内から選択されてよい。
特に各々の第２絶縁部４８の厚みは、外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化し、かつ第２絶縁部４８が伸縮に耐え得る限り特に限定されない。第２絶縁部４８の厚みは通常、第２絶縁部４８の第２電極側の表面４８ａが第３電極１６の第２電極側の表面の近傍（好ましくは第３電極１６の第２電極側の表面と面一）となるような厚みであってもよい。特に、第３電極１６の第２電極側表面とは反対側における第２絶縁部４８の厚みａ（図２１参照）は、対人感圧用途において、第２絶縁部４８の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、通常は０．０１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．０１ｍｍ〜２ｍｍであり、より好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍであり、さらに好ましくは０．２ｍｍ〜１ｍｍであり、例えば１つ例示すると０．２ｍｍが最も好ましい。
第３電極１６および第２絶縁部４８（特に第３電極１６および第２絶縁部４８を含む第２弾性体シート４０）は特に、第１電極１１および第１絶縁部１８（特に第１電極１１および第１絶縁部１８を含む第１弾性体シート２０）の製造方法と同様の方法（すなわち、上記した金型を用いた公知の成形方法）により製造することができる。
本開示の感圧素子１００は、第２弾性体シート４０の第２電極１２側と逆側に配置された第２絶縁層（図示せず）をさらに有することが好ましい。これにより、第３電極の背面側の影響による測定ノイズを低減でき、安定して精度のよい感圧測定を可能にする。
第２絶縁層は第１絶縁層３０と同様の範囲内から選択されてよい。例えば、第２絶縁層の弾性率、導電率、形状、寸法および構成材料はそれぞれ第１絶縁層３０と同様の範囲内から選択されてよい。
本開示の感圧素子１００は、第１弾性体シート２０と第２弾性体シート４０との間に、第２電極１２（および誘電体１３）を内部に封止する封止部５０を有する。封止部５０は通常、図２２に示すように、第１弾性体シート２０と第２弾性体シート４０との間における周縁部に設けられ、第２電極１２（および誘電体１３）を内部に封止する。封止部５０により、感圧素子の第１電極１１および第３電極１６の劣化（ならびに第２電極１２および誘電体１３）を低減でき、長期信頼性を向上できる。図２２は、第２弾性体シートの模式的下面図であって、第２弾性体シート４０における封止部５０の配置を説明するための図である。
封止部５０は、第１弾性体シート２０と第２弾性体シート４０との間の封止が達成できる限り特に限定されず、例えば、シリコーンゴム系接着剤等により形成することができる。
本開示の感圧素子１００は通常、図３等に示すように、複数の第１電極１１と電気的に接続されているコネクタ６０Ａおよび複数の第２電極１２と電気的に接続されているコネクタ６０Ｂを有する。このようなコネクタ６０Ａおよび６０Ｂを介して、各々の第１電極１１と各々の第２電極１２とが平面視で交差する箇所（すなわち交差部分またはクロスポイント）の静電容量およびその変化が測定される。コネクタ６０Ａおよび６０Ｂはそれぞれ、第１電極１１および第２電極１２との電気的な接続により、上記測定が可能な限り特に限定されず、公知のコネクタが使用可能である。
［本開示の感圧素子の製造方法］
本開示の感圧素子１００は、例えば以下の工程を含む方法により、製造することができる。複数の第１電極１１および第１絶縁部１８を含む第１弾性体シート２０を製造する工程； 第１弾性体シート２０に、表面に誘電体１３を有する第２電極１２を設置する工程； 第２電極１２が設置された第１弾性体シート２０にコネクタ６０Ａおよび６０Ｂを接続する工程； およびコネクタ６０Ａおよび６０Ｂが接続された第１弾性体シート２０に第２弾性体シート４０を張り合わせる工程。
第１弾性体シート２０の製造工程においては、金型を用いた公知の成形方法を用いて、例えば、図２３に示すような第１弾性体シート２０を得る。詳しくは、第１電極１１の断面形状に応じて、上記した図１１Ａ〜図１１Ｄに示す方法、および上記した図１２Ａ〜図１２Ｄに示す方法を採用すればよい。図２３は、感圧素子の製造方法における１つの工程を示す模式的斜視図である。
第２電極１２の設置工程においては、まず、第２電極１２に所望の配置で屈曲部Ｋを形成し、この第２電極１２を第１弾性体シート２０上に配置する。次いで、第２電極１２を、所望の位置で、第１弾性体シート２０に拘束部材１５により拘束する。例えば、図２４に示すように、接続糸１５ａを所望の位置およびステッチで用いて、第２電極１２を第１弾性体シート２０に縫合および接続する。図２４は、感圧素子の製造方法における１つの工程を示す模式的斜視図である。
コネクタの接続工程においては、例えば図２０に示すように、第２電極１２が設置された第１弾性体シート２０にコネクタ６０Ａおよび６０Ｂを接続するとともに、所望により、第１絶縁層３０を第１弾性体シート２０の第２電極１２側とは逆側に配置させ、接着する。接着方法は、第１弾性体シート２０と第１絶縁層３０との接着が達成される限り特に限定されず、例えば、シリコーンゴム系接着剤等の接着剤を用いる方法が挙げられる。接着剤の塗布領域は、第１絶縁層３０における全面または一部（例えば周縁部）であってもよいが、拘束部材１５による第１弾性体シート２０の貫通孔を封止する観点から、全面であることが好ましい。
第２弾性体シート４０の張り合わせ工程においては、図２１に示すように、第１弾性体シート２０と第２弾性体シート４０との間で第２電極１２（および誘電体１３）を挟持するように、第２弾性体シート４０を第１弾性体シート２０に張り合わせる。張り合わせ方法は、第１弾性体シート２０と第２弾性体シート４０との接着が達成される限り特に限定されず、例えば、シリコーンゴム系接着剤等の接着剤を用いる方法が挙げられる。接着剤の塗布領域は、感圧素子１００の伸縮時における第２電極１２（および誘電体１３）の伸展および屈曲と、第１弾性体シート２０と第２弾性体シート４０との間の封止の観点から、図２２に示すように、第２弾性体シート４０における周縁部（すなわち封止部５０の領域）であることが好ましい。
（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、在庫管理）、車管理システム（またはドライバーモニタリングシステム）（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（機能性寝具および機能性便座関連品）等が挙げられる。
車管理システム（またはドライバーモニタリングシステム）では、ドライバーの操舵装置に対する圧力分布（すなわち把持力または把持位置）およびその変化ならびにドライバー（着座状態）の車載シートに対する圧力分布（例えば、重心位置）およびその変化をモニタリングする。これにより、運転状態を把握し、ドライバーの状態(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である。コーチング管理システムは、人体（例えば足裏）の重心または荷重分布ならびにそれらの変化などをモニタリングし、適正な状態または心地よい状態へ矯正または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。介護・育児管理システムは、人体の寝具および便座等に対する圧力分布またはその重心ならびにそれらの変化などをモニタリングし、行動を推定することにより、転倒および転落を防止するシステムである。
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。
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２５Ａに示すステアリングホイールが挙げられる。図２５Ａ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電極から第２電極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電極１１および第２電極１２の位置関係において、第１電極１１が外側に、第２電極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１００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２５Ｂに示す。感圧素子１００は、図２５Ｂ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、感圧素子１００は、第１電極１１、第２電極１２および第３電極１６の相対的位置関係において、第１電極１１が外側に、第３電極１６が内側に配向するように配置される。より詳しくは、感圧素子１００は、第３電極１６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２５Ｂにおいては、第３電極１６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１００の検出部（図示せず）においては第１電極１１が電気的に接続される端子Ｔ１１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。
本開示の感圧素子の用途は、対人感圧用途と非対人感圧用途とに分類することができる。対人感圧用途とは、人体に起因する圧力をモニタリングする用途であり、上記した用途のうち、例えば、車管理システム（またはドライバーモニタリングシステム）、コーチング管理システム、セキュリティー管理システム、介護・育児管理システムを包含する。非対人感圧用途とは、人体以外の物体に起因する圧力をモニタリングする用途であり、上記した用途のうち、例えば、欠品管理システムを包含する。
（実験例１）（ゴム基材についての検討）
図２６に示すような感圧素子１００ｘを製造した。感圧素子１００ｘにおいては、表面を誘電体１３ｘで覆われた第２電極１２ｘが、第１弾性体シート２０ｘの第１電極１１ｘと第２弾性体シート４０ｘの第３電極１６ｘとの間に挟持されている。第１弾性体シート２０ｘは、図２６に示す寸法を有する第１電極１１ｘおよび第１絶縁部１８ｘを備えている。第２弾性体シート４０ｘは、図２６に示す寸法を有する第３電極１６ｘおよび第２絶縁部４８ｘを備えている。図２６は、実施例１（実験例１）で使用した感圧素子の模式的断面図を示す。
第１電極１１ｘは、シリコーンゴムおよび導電性フィラー（導電性カーボン）を含む導電性ゴムから構成されている。弾性率は１０６Ｐａ、導電率は１０Ω・ｃｍであった。第１絶縁部１８ｘは、シリコーンゴムを含む絶縁性ゴムから構成されている。弾性率は１０５Ｐａ、導電率は１０７Ω・ｃｍであった。
第２電極１２ｘおよび誘電体１３ｘは単一の絶縁コート金属線を構成し、単一の絶縁コート金属線として１本のエナメル線（直径１ｍｍ、誘電体厚み約１６μｍ〜３０μｍ）を用いた。
第３電極１６ｘは、シリコーンゴムおよび導電性フィラー（導電性カーボン）を含む導電性ゴムから構成されている。弾性率は１０６Ｐａ、導電率は２５Ω・ｃｍであった。第２絶縁部４８ｘは、シリコーンゴムを含む絶縁性ゴムから構成されている。弾性率は１０５Ｐａ、導電率は１０７Ω・ｃｍであった。
ａ＝０．２ｍｍ、０．５ｍｍまたは１．０ｍｍと、ｂ＝０．２ｍｍ、０．５ｍｍまたは１．０ｍｍとの各組み合わせについて感圧素子を製造した。
各感圧素子について、３回ずつ、押圧力Ｆを０〜５０Ｎの範囲で変化させ、静電容量を測定した。各回において、押圧力５Ｎのときの感度（ｐＦ／Ｎ）を求め、平均値を算出し、表１および図２７に示す。感度は、その値が大きいほど、好ましい。図２７は、実施例（実験例１）の評価結果を示すグラフである。
Figure 2020079995
（実験例２）（撚り線についての検討）
図２８に示すような感圧センサ評価機構を用いて、感圧素子１００ｙにおける撚り線１４ｙの使用について検討した。
感圧素子１００ｙにおいては、撚り線１４ｙが、第１電極１１ｙと第３電極１６ｙとの間に挟持されている。第１電極１１ｙは、シリコーンゴムおよび導電性フィラー（導電性カーボン）を含む導電性ゴムから構成されている。弾性率は１０６Ｐａ、導電率は１０Ω・ｃｍであった。
撚り線１４ｙは、直径０．０５ｍｍの絶縁コート金属線（エナメル線；誘電体厚み約３〜５μｍ）を１０本撚ってなる撚り線を用いた。第３電極１６ｙは、シリコーンゴムおよび導電性フィラー（カーボンナノチューブ）を含む導電性ゴムから構成されている。弾性率は１０６Ｐａ、導電率は２５Ω・ｃｍであった。
圧力計測部５００ｙにおいては、計測器（Keysight社製 ４２６３Ｂ ＬＣＲメータ）を以下の条件で用いた：計測周波数１０ｋＨｚ、電圧１Ｖ、積算時間６５ｍｓｅｃ（ＭＩＤ）、ＯＰＥＮ補正あり。
（１）撚り線の形状変形に起因する特性変動
感圧素子に対して、以下の各状態で、押圧力Ｆを０Ｎ／ｃｍ２〜５０Ｎ／ｃｍ２の範囲で変化させ、静電容量を測定した。それらの結果を図２９〜図３１に示す。
これらの結果において、各条件での計測押圧によらず、ほぼ同じ感圧特性が確認されたため、撚り線の形状変形に起因する特性変動はないことが明らかとなった。
（２）撚り線の劣化に起因する特性変動
撚り線に対して、１万回までの打点（６Ｎ／ｃｍ２）を行った。このような撚り線を用いた感圧素子に対して、以下の各状態で、押圧力Ｆを０Ｎ／ｃｍ２〜６Ｎ／ｃｍ２の範囲で変化させ、静電容量を測定した。それらの結果を図３２に示す。測定した状態は、「１０００回打点 加圧」「１０００回打点 除荷」「２０００回打点 加圧」「２０００回打点 除荷」「３０００回打点 加圧」「３０００回打点 除荷」「４０００回打点 加圧」「４０００回打点 除荷」「５０００回打点 加圧」「５０００回打点 除荷」「６０００回打点 加圧」「６０００回打点 除荷」「７０００回打点 加圧」「７０００回打点 除荷」「８０００回打点 加圧」「８０００回打点 除荷」「９０００回打点 加圧」「９０００回打点 除荷」「１００００回打点 加圧」「１００００回打点 除荷」である。
図３２において、「１０００〜１００００回打点 加圧」の測定結果は重なり、また「１０００〜１００００回打点 除荷」の測定結果は重なった。１００００回打点前の撚り線の光学顕微鏡写真を図３３に示す。撚り線の線径は約２７６μｍであった。１００００回打点後の撚り線の光学顕微鏡写真を図３４に示す。撚り線の線径は約２７０μｍであった。これらの結果より、押圧により撚り線の形状変形など撚り線の劣化に起因する特性変動も外観変化（または形状変化）もないことが明らかとなった。
（３）撚り線とワイヤ単線との比較
撚り線を用いた感圧素子に対して、以下の各状態で、押圧力Ｆを０〜５０Ｎ／ｃｍ２の範囲で変化させ、静電容量を測定した。それらの結果を図３５に示す。
一方で、撚り線１４ｙの代わりに、ワイヤ単線として、エナメル線（直径約０．３ｍｍ、誘電体厚み約１０μｍ）を用いたこと以外、上記と同様の方法により、静電容量を測定した。それらの結果を図３５に示す。
これらの結果より、以下の事象が明らかとなった。
ワイヤ単線を用いた場合においても、十分に良好な押圧力の測定範囲および感圧感度が得られた。撚り線を用いた場合、ワイヤ単線を用いた場合よりも、さらに良好な押圧力の測定範囲および感圧感度が得られた。
［本開示の電子機器］
本開示の電子機器を、以下、図面を用いて詳しく説明する。本明細書でいう「平面視」とは、厚み方向に沿って対象物を上側または下側（特に上側）からみたときの状態（上面図または下面図）のことである。又、本明細書でいう「断面視」とは、厚み方向に対する垂直方向からみたときの断面状態（断面図）のことである。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。本明細書で直接的または間接的に用いる“上下方向”、“左右方向”および“表裏方向”はそれぞれ、図中における上下方向、左右方向および表裏方向に対応した方向に相当する。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。ある好適な態様では、鉛直方向下向き（すなわち、重力が働く方向）が「下方向」に相当し、その逆向きが「上方向」に相当すると捉えることができる。
（第１実施態様）
本開示の第１実施態様に係る電子機器は、例えば、図３６Ａに示すように、素子（特に導電弾性体１）、引き出し配線および接続糸３を含むコネクタ構造に特徴を有する。
本開示の第１実施態様に係る電子機器に含まれる素子は、導電特性および弾性特性を併せ持つ導電弾性体１を含み、かつ当該導電弾性体１からの電気的な引き出しを要する素子であれば特に限定されない。導電弾性体からの電気的な引き出しとは、導電弾性体を他の部材に電気的に接続させることをいう。導電弾性体からの電気的な引き出しの目的は、特に限定されず、例えば、素子（例えば導電弾性体１）における静電容量、電圧、電流、電気抵抗またはその他の電気的特性（またはその変化）を測定することであってもよい。そのような素子として、例えば、後述する感圧素子、タッチセンサ、加速度検出素子、フォトセンサ、音響センサ、ディスプレイ等が挙げられる。本開示の第１実施態様に係る電子機器は、素子として感圧素子を含む場合、当該電子機器は「感圧装置」とも称され得る。
導電弾性体１が有する弾性特性は、外力（例えば、対人感圧用途において感圧装置に対して加えられる通常の押圧力：例えば約０．１〜１００Ｎ／ｃｍ２の押圧力）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である。導電弾性体１の弾性率は、導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中の緩和および接触抵抗の低減の観点から特に限定されず、例えば約１０５Ｐａ〜１０１２Ｐａである。導電弾性体１の弾性率は、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、約１０５Ｐａ〜１０８Ｐａであることが好ましく、例えば１つ例示すると約１０６Ｐａが特に好ましい。弾性率は、例えば架橋密度を変更することによって調整できる。架橋密度は架橋材の添加量により調整できる。対人感圧用途とは、後述するように、人体に起因する圧力をモニタリングする用途のことである。
導電弾性体１が有する導電特性は、電子機器の種類、用途および機能に応じた導電特性であってよい。導電弾性体１の抵抗率は、導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中の緩和および接触抵抗の低減の観点から特に限定されず、例えば、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。導電弾性体１の抵抗率は、例えば、３００Ω・ｃｍ以下、特に０．００００１〜３００Ω・ｃｍであり、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、１〜１００Ω・ｃｍであることが好ましく、例えば１つ例示すると２５Ω・ｃｍがより好ましい。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。
導電弾性体１は伸縮性部材とも称されうる。導電弾性体１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、導電弾性体１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。対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から好ましい導電弾性体１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。導電弾性体１の樹脂材料としては、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（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。導電弾性体１のゴム材料としては、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、および天然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。導電弾性体１の好ましい材料を１つ例示するとシリコーンゴムである。ゴム材料は、ゴムの種類に応じて、各種架橋材を含んでもよい。導電性フィラーは、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、黒鉛、Ｃ（カーボン）等のカーボン材料）；Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム（III））およびＳｎＯ２（酸化スズ（IV））等の金属材料；ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（すなわち、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）から成る複合物等の導電性高分子材料；金属コート有機物繊維、金属線（繊維状態）等の導電性繊維；から成る群から選択される少なくとも１種の材料を含んでよい。導電性フィラーの形状は、導電性フィラー同士が接触しやすい形状であることが好ましく、球形、楕円形（断面形状）、カーボンナノチューブ形状、グラフェン形状、テトラポット形状、ナノロッド形状であってもよい。導電性フィラーは表面（表層）に分散剤などの、分散性をよくする添加剤が付着していてもよい。導電性フィラーは、寸法、形状および種類が異なる２種以上の導電性フィラーを用いてもよい。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（特にゴム構造体）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導電弾性体であってもよい。
導電弾性体１の厚み（特に導電弾性体１における後述の引き出し配線との重なり部分の厚み）Ｔｂは特に限定されず、例えば、０．０５〜１００ｍｍであってもよい。導電弾性体１の厚みＴｂは、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、好ましくは０．０５〜１０ｍｍであり、より好ましくは０．０５〜５ｍｍであり、さらに好ましくは０．０５〜１ｍｍであり、例えば１つ例示すると約０．１ｍｍが特に好ましい。
引き出し配線は導電部２ａを有する導電布２であって、素子から導出されている。引き出し配線が素子から導出されているとは、引き出し配線を構成する導電布２の導電部２ａが、素子の導電弾性体１と電気的に接続されているという意味である。本実施態様においては、引き出し配線として導電布２が使用され、且つ当該導電布２の導電部２ａと導電弾性体１との直接的な接触および電気的な接続が後述の接続糸３により達成されている。このため、導電弾性体と引き出し配線との間において、応力集中がより十分に緩和され、かつ接触抵抗がより十分に低減される。しかも、素子が特に、衣類および人体が接触する箇所に設けられる素子（例えば感圧素子）である場合において、素子（特に導電弾性体１）と引き出し配線（特に導電部２ａ）との接続部に人体が接触した際に、本開示の第１実施態様に係る電子機器は異物感が比較的少なく、外力に対して接続信頼性が比較的高い。例えば、接着剤を用いて導電弾性体１と引き出し配線とを接続すると、接着剤層と導電弾性体との界面に応力が集中するため、外力により剥離または破断が起こることがある。このとき、接着剤が導電性を有していても、導電弾性体と引き出し配線との間で電気的抵抗が増加するため、電子機器の測定精度が低下する。接触抵抗は、導電弾性体１と引き出し配線との接触抵抗のことであり、「接続抵抗」とも称され得る。本実施態様においては、引き出し配線としての導電布を特に「コネクタ」とも称し得る。
導電布２の導電部２ａと素子の導電弾性体１とは、相互に面接触している。詳しくは、導電布２の導電部２ａが有する表面の少なくとも一部（通常は一部）と素子の導電弾性体１が有する表面の少なくとも一部（通常は一部）とが相互に面接触している。より詳しくは、導電布２を素子の表面に沿わせて接触させることにより、導電布２の導電部２ａ表面の少なくとも一部と素子の導電弾性体１表面の少なくとも一部とを相互に直接的に面接触している。導電部２ａと導電弾性体１との接触面積は、これらの電気的接続が十分に達成される限り特に限定されず、例えば、１ｍｍ２以上、特に１ｍｍ２〜５００ｍｍ２であり、接触抵抗のさらなる低減および導電部２ａと導電弾性体１との縫合の観点から、１０ｍｍ２〜１００ｍｍ２であることが好ましく、例えば１つ例示すると１００ｍｍ２がより好ましい。
図３６Ａおよび図３６Ｂにおいては、１つの導電弾性体１からの１つの導電部２ａによる引き出し（すなわち１つの導電弾性体１と１つの導電部２ａとの電気的接続）に関する構造が示されているが、これに限定されるものではない。例えば、素子が２つ以上の導電弾性体１を有する場合、導電部２ａは、導電布２において、素子における当該２つ以上の導電弾性体１に対応するパターン形状を有することが好ましい。導電部２ａが導電弾性体１に対応するパターン形状を有するとは、導電布２は、図３７Ａに示すように、導電弾性体１の数に応じた数の導電部２ａを有し、各々の導電部２ａは、導電弾性体１の各々から導出されるようなパターン形状で形成されているという意味である。その結果、図３７Ｂおよび図３７Ｃに示すように、後述の接続糸３による縫合により、導電弾性体１の各々と導電部２ａの各々とが相互に電気的に接続される。パターン形状は通常、平面視において、２つ以上の導電部２ａが相互に平行な関係を有する形状であってもよい。図３７Ａは、２つ以上の導電弾性体１からの導電布２による引き出し方法を説明するための模式的斜視図である。図３７Ｂは、図３７Ａに示す引き出し方法により得られた本開示の第１実施態様に係る電子機器の基本的構造の一例を模式的に示した斜視図である。図３７Ｃは、図３７Ｂにおける本開示の第１実施態様に係る電子機器の３７Ｃ−３７Ｃ断面を矢印方向で見たときの模式的断面図である。図３７Ａ〜図３７Ｃにおいて、導電弾性体１の延在方向を第１方向Ｄ１とし、当該第１方向Ｄ１に対しても、導電弾性体１の厚み方向（Ｄ３）に対しても、垂直な方向を第２方向Ｄ２とする。なお、図３７Ａ〜図３７Ｃに示す導電弾性体１を含む第１弾性体シート２０は、感圧装置に好適な第１電極としての導電弾性体１を含む弾性体シートである。
導電布２は、少なくとも一部に導電部２ａを有する限り、織物、編物もしくは不織布等の形態またはこれらの複合形態を有していてもよい。導電布２が、一部に導電部２ａを有する場合、図３７Ａ〜図３７Ｃに示すように、残部に非導電部２ｂを有する。導電布２は通常、１つ以上の導電部２ａおよび１つ以上の非導電部２ｂ（図３７Ａ〜図３７Ｃ参照）を有する。
導電部２ａの表面抵抗率は、素子（特に導電弾性体１）における電気的特性を測定可能な限り特に限定されず、例えば、１０Ω／□（ohms per square）以下、特に０．０００１Ω／□〜１０Ω／□であり、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における押圧力の測定範囲の拡大および感圧感度の向上の観点から、０．０００１Ω／□〜５Ω／□であることが好ましく、例えば１つ例示すると０．０３Ω/□がより好ましい。導電部２ａを構成する糸（または繊維）がこの導電部２ａの表面抵抗率を有していればよい。
非導電部２ｂの表面抵抗率は、２つ以上の導電部２ａ間の短絡が防止される限り特に限定されず、例えば、２００Ω／□以上、特に２００Ω／□〜５×１０１２Ω／□であり、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における押圧力の測定範囲の拡大および感圧感度の向上の観点から、１０３Ω／□〜１０１０Ω／□であることが好ましく、例えば１つ例示すると１０７Ω／□がより好ましい。非導電部２ｂを構成する糸（または繊維、または樹脂）がこの非導電部２ｂの表面抵抗率を有していればよい。なお、「Ω／□」は表面抵抗率の単位である。
導電布２は、例えば、以下の形態を有していてもよい：（形態Ａ）非導電性の糸と導電性の糸とから形成されてなる布の形態；（形態Ｂ）非導電性の布の少なくとも一部に、導電部２ａとしての、導電粒子を含有する樹脂層が付与された布の形態；または、（形態Ｃ）非導電性の布の少なくとも一部に、導電部２ａとしての金属層が付与された布の形態。
形態Ａの導電布２は、非導電性の糸と導電性の糸とから形成されながらも、織物、編物、不織布またはこれらの複合形態を有する布である。形態Ａの導電布２は一部に導電部２ａを有し、残部に非導電部２ｂを有する。導電部２ａは導電性の糸から構成される。形態Ａの導電布２が非導電部２ｂを有する場合において、この非導電部２ｂは非導電性の糸から構成される。本明細書中、糸は、繊維を撚り合わせた撚糸の形態を有していてもよいし、または撚り合わせていない単繊維（すなわちモノフィラメント）の形態を有していてもよい。
形態Ａにおいて、導電性の糸は、当該糸を構成する繊維内に導電粒子を含有させることにより導電性が付与されていてもよいし、または当該糸を構成する繊維の表面（詳しくは当該表面の少なくとも一部）に、金属層または導電粒子を含有する樹脂層を形成することにより導電性が付与されていてもよい。すなわち、形態Ａにおいて、導電性の糸は、繊維内に導電粒子を含有する繊維から構成される糸、繊維表面の少なくとも一部に金属層または導電粒子を含有する樹脂層を有する繊維から構成される糸、またはこれらの混合糸であってもよい。導電性の糸を構成する繊維は通常、化学繊維である。化学繊維は、合成繊維、半合成繊維、再生繊維および／または無機繊維であってよい。合成繊維としては、ポリスチレン系繊維、脂肪族ポリアミド系繊維（例えば、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維）、芳香族ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維（例えば、ビニロン繊維）、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリエステル系繊維（例えば、ポリエステル繊維、ＰＥＴ繊維、ＰＢＴ繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリアリレート繊維）、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリエチレン系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリウレタン系繊維、フェノール系繊維およびポリフルオロエチレン系繊維などを挙げることができる。半合成繊維としては、セルロース系繊維および蛋白質系繊維などを挙げることができる。再生繊維としては、レーヨン繊維、キュプラ繊維およびリヨセル繊維などを挙げることができる。化学繊維は原料の液体を紡糸することにより製造することができる。このとき、当該原料の液体に導電粒子を予め含有させておくことにより、繊維内に導電粒子を含有させることができる。導電粒子としては、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、黒鉛等のカーボン材料；Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｃ（カーボン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム（III））およびＳｎＯ２（酸化スズ（IV））等の金属材料等が挙げられる。導電粒子の平均粒径は通常、2〜600μｍである。繊維表面の金属層は、例えば、無電解めっき処理法、電解めっき処理法、電着めっき処理法、塗工法、真空蒸着法、スパッタ蒸着法、ＭＯＣＶＤ法などにより形成することができる。繊維表面の導電粒子含有樹脂層は、上記と同様の導電粒子を含む樹脂溶液に繊維を浸漬し、乾燥することにより形成することができる。導電粒子含有樹脂層を構成す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（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のポリマー材料；およびシリコーンゴム、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、および天然ゴム等のゴム材料が挙げられる。当該樹脂材料としては、化学繊維を構成するポリマーの種類と同じ種類のポリマー材料を用いることが好ましい。金属層を構成する金属材料は、導電性を有する限り特に限定されず、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミ）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｓｎ（スズ）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉ−Ｃｒ（ニッケル−クロム）、Ｎｉ−Ｓｎ（ニッケル‐スズ）、Ｎｉ−Ｃｕ（ニッケル−銅）、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）等が挙げられる。金属層および導電粒子含有樹脂層の厚みは、上記した抵抗率が達成される限り、特に限定されず、通常は０．０１μｍ〜６００μｍであり、好ましくは２μｍである。
形態Ａにおいて、導電性の糸の太さは特に限定されず、例えば、０．０１ｍｍ〜５ｍｍであってもよく、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、０．１ｍｍ〜１ｍｍであることが好ましく、例えば１つ例示すると０．５ｍｍがより好ましい。
形態Ａにおいて、非導電性の糸は、当該糸を構成する繊維内に導電粒子を含有しないこと、および当該糸を構成する繊維の表面に、金属層も導電粒子を含有する樹脂層も有さないこと以外、導電性の糸と同様である。非導電性の糸を構成する繊維は、化学繊維であってもよいし、天然繊維であってもよいし、またはそれらの混合繊維であってもよい。非導電性の糸を構成し得る化学繊維は、導電性の糸を構成し得る化学繊維と同様の化学繊維であってもよい。天然繊維は、植物繊維、動物繊維またはそれらの混合繊維であってよい。植物繊維としては、綿および麻（例えば、アマ、ラミー）などを挙げることができる。動物繊維としては、毛（例えば、羊毛、アンゴラ、カシミヤ、モヘヤ）、絹および羽毛（例えば、ダウン、フェザー）などを挙げることができる。
形態Ａにおいて、非導電性の糸の太さは特に限定されず、例えば、０．０１ｍｍ〜５ｍｍであってもよく、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、０．１ｍｍ〜１ｍｍであることが好ましく、例えば１つ例示すると０．５ｍｍがより好ましい。
形態Ｂの導電布２は、非導電性の布の少なくとも一部に、導電部２ａとしての、導電粒子を含有する樹脂層が付与された布である。形態Ｂの導電布２が、非導電性の布の一部に、導電部２ａとしての、導電粒子を含有する樹脂層が付与される場合、その残部は、非導電部２ｂとしての、当該導電粒子含有樹脂層が付与されない部分である。非導電性の布は、織物、編物、不織布またはこれらの複合形態を有する布である。非導電性の布は、形態Ａの導電布２においてと同様の非導電性の糸から形成されていてもよい。導電部２ａは、非導電性の布において、当該布を構成する糸の個々の繊維の表面に、導電粒子を含有する樹脂層を形成することにより導電性が付与された部分である。
形態Ｂにおいて、繊維表面の導電粒子含有樹脂層は、導電粒子を含む樹脂溶液に繊維を浸漬し、乾燥することにより形成することができる。形態Ｂにおいて、導電部２ａは、非導電性の布における非導電部２ｂを予めコートするなどして保護することにより、選択的に形成することができる。形態Ｂにおいて導電粒子含有樹脂層を構成する導電粒子および樹脂材料はそれぞれ、形態Ａにおいて導電粒子含有樹脂層を構成する導電粒子および樹脂材料と同様であってもよい。形態Ｂにおける導電粒子含有樹脂層の厚みは、形態Ａにおける導電粒子含有樹脂層の厚みと同様であってもよい。
形態Ｃの導電布２は、非導電性の布の少なくとも一部に、導電部２ａとしての金属層が付与された布である。形態Ｃの導電布２が、非導電性の布の一部に、導電部２ａとしての金属層が付与さる場合、その残部は、非導電部２ｂとしての、当該金属層が付与されない部分である。非導電性の布は、織物、編物、不織布またはこれらの複合形態を有する布である。非導電性の布は、形態Ａの導電布２においてと同様の非導電性の糸から形成されていてもよい。導電部２ａは、非導電性の布において、当該布を構成する糸の個々の繊維の表面に、金属層を形成することにより導電性が付与された部分である。
形態Ｃにおいて、繊維表面の金属層は、無電解めっき処理法、電解めっき処理法、電着めっき処理法、塗工法、真空蒸着法、スパッタ蒸着法、ＭＯＣＶＤ法などより形成することができる。形態Ｃにおいて、導電部２ａは、非導電性の布における導電部２ａの形成予定領域に触媒を予めコートすることにより、選択的に形成することができる。形態Ｃにおいて金属層を構成する金属材料は、形態Ａにおいて金属層を構成する金属材料と同様であってもよい。形態Ｃにおける金属層の厚みは、形態Ａにおける金属層の厚みと同様であってもよい。
形態Ｃの導電布２の一例を図３８Ａおよび図３８Ｂに示す。図３８Ａは、非導電性の布に、２つ以上の導電部２ａ（Ａｇ−Ｎｉ層）を相互に平行に無電解めっき処理法により２０ｍｍ幅で選択的に形成した導電布を模式的に示す平面図であって、導電部２ａ間には２ｍｍ幅の非導電部２ｂが選択的に未処理のまま残されていることを示す平面図である。図３８Ｂは、非導電性の布に、２つ以上の導電部２ａ（Ａｇ−Ｎｉ層）を相互に平行に無電解めっき処理法により１０ｍｍ幅で選択的に形成した導電布を模式的に示す平面図であって、導電部２ａ間には２ｍｍ幅の非導電部２ｂが選択的に未処理のまま残されていることを示す平面図である。
いずれの形態を有する導電布２においても、導電部２ａの目付は通常、１０〜５００ｇ／ｍ２であり、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、５０〜２５０ｇ／ｍ２であることが好ましく、例えば１つ例示すると１００ｇ／ｍ２がより好ましい。非導電部２ｂの目付は、導電部２ａの目付と同様の範囲内であってよく、通常は導電部２ａの目付と略同様の値である。
素子が２つ以上の導電弾性体１を有する場合、当該２つ以上の導電弾性体１は、図３７Ａに示すように、少なくとも隣接する導電弾性体１間に第１絶縁部１８を含む弾性体シート２０（第１弾性体シート）の形態で提供されてもよい。このとき、２つ以上の導電弾性体１と２つ以上の第１絶縁部１８とは一体となって第１弾性体シート２０を構成することが好ましい。２つ以上の導電弾性体１と２つ以上の第１絶縁部１８とが一体となるとは、２つ以上の導電弾性体１と２つ以上の第１絶縁部１８とが一体不可分に構成されているという意味である。これにより、導電弾性体１相互の位置関係を容易に維持でき、高密度の電子機器（例えば感圧装置）を実現できる。また、製造上、２つ以上の導電弾性体１の取り扱いおよび製造が容易である。さらに電子機器（例えば感圧装置）の伸縮性に関する耐久性が向上する。
第１弾性体シート２０においては、導電弾性体１は、第１絶縁部１８に包埋されていることが好ましい。ここで、「包埋」とは、導電弾性体１の導電布２側の表面１ａが露出する状態での「包埋」である。詳しくは、導電弾性体１は、図３７Ａに示すように、導電布２側の表面１ａのみ（またはその近傍）が露出するように、第１絶縁部１８に包埋されていてもよい。
各々の導電弾性体１の厚みＴｂは特に限定されず、例えば、上記厚みＴｂと同様の範囲内であってもよい。
各々の導電弾性体１の幅（第２方向Ｄ２の寸法）は、例えば、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）において外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化する限り特に限定されない。導電弾性体１の幅は、対人感圧用途において、通常は０．０１〜１０００ｍｍ、好ましくは１〜５０ｍｍであり、例えば１つ例示すると１０ｍｍがより好ましい。
導電弾性体１は通常、長尺形状（例えば、線状）を有している。導電弾性体１の長尺方向寸法（第１方向Ｄ１の寸法）は、特に限定されず、用途に応じて適宜設定されてよい。導電弾性体１の長尺方向寸法は、対人感圧用途において、通常は１０〜１０００ｍｍ、好ましくは１００〜５００ｍｍであり、例えば１つ例示すると３００ｍｍがより好ましい。
導電弾性体１は、押圧力の測定時におけるノイズ防止の観点から、検出器のグランド（０Ｖ）に接続されることが好ましい。
第１絶縁部１８は弾性特性および非導電特性を有することが好ましい。第１絶縁部１８が有する弾性特性は、例えば、導電弾性体１が有する弾性特性と同様の特性であってもよい。好ましくは、第１絶縁部１８は、伸縮時に、導電弾性体１と同程度に変形するか、または導電弾性体１よりも変形するように、導電弾性体１の弾性率以下の弾性率を有していてもよい。対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、第１絶縁部１８の弾性率は例えば約１０３Ｐａ〜１０８Ｐａであることが好ましく、例えば１つ例示すると約１０６Ｐａである。電子機器が感圧装置である場合、第１絶縁部１８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絶縁部１８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。弾性率は、例えば架橋密度を変更することによって調整できる。架橋密度は架橋材の添加量により調整できる。非導電特性について、第１絶縁部１８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大きくてもよい。第１絶縁部１８の抵抗率は通常は１０３Ω・ｃｍ以上、特に１０４〜１０１０Ω・ｃｍであり、例えば１つ例示すると１０７Ω・ｃｍがより好ましい。かかる抵抗率は、樹脂材料（ゴム材料）を使用することによって達成できる。
第１絶縁部１８は弾性絶縁部材に相当し、伸縮性部材とも称されうる。第１絶縁部１８は、上記のような弾性特性と非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絶縁部１８は、樹脂材料（特にゴム材料）からなる非導電性樹脂から構成されたものであってよい。対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、好ましい第１絶縁部１８は、ゴム材料からなる非導電性ゴムから構成される。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（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、および天然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。ゴム材料は、ゴムの種類に応じて、弾性体の保持や引裂強度、引張強度の補強のために架橋材、充填材を含んでいてもよい。
各々の第１絶縁部１８の厚みは特に限定されない。第１絶縁部１８の厚みは、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）の観点から、通常は第１絶縁部１８の導電布２側の表面１８ａが導電弾性体１の導電布２側の表面１ａの近傍（好ましくは表面１ａと面一）となるような厚みであってもよい。
隣接する導電弾性体１間における各々の第１絶縁部１８の幅（第２方向Ｄ２の寸法）は、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）において外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化する限り特に限定されない。第１絶縁部１８の幅は、対人感圧用途において、通常は０．０１〜５０ｍｍ、好ましくは０．５〜１０ｍｍであり、例えば１つ例示すると２ｍｍがより好ましい。
接続糸３は、導電弾性体１と導電布２とを縫合（および締結）することにより、導電弾性体１と導電布２との接触（特に面接触または直接的接触）を維持する。これにより、導電弾性体１と導電布２における導電部２ａとの電気的接続を達成する。
接続糸３は非導電性の糸であってもよいし、または導電性の糸であってもよい。導電弾性体１と導電布２との間の接触抵抗のさらなる低減の観点から、接続糸３は導電性の糸であることが好ましい。
接続糸３を構成する導電性の糸は導電弾性体１と導電布２との縫合および締結が達成される限り特に限定されない。接続糸３を構成する導電性の糸は、例えば、導電布２（特に形態Ａ）における導電性の糸と同様の糸（すなわち、繊維内に導電粒子を含有する繊維から構成される糸、繊維表面の少なくとも一部に金属層または導電粒子を含有する樹脂層を有する繊維から構成される糸、またはこれらの混合糸）、単独の金属ワイヤからなる糸、または複数の金属ワイヤが撚り合わされてなる糸であってもよい。対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、接続糸３を構成する導電性の糸は、以下に示す糸がより好ましい。すなわち、より好ましい糸は、繊維内に導電粒子を含有する繊維から構成される糸、繊維表面の少なくとも一部に金属層または積層金属層または導電粒子を含有する繊維から構成される糸、繊維表面の少なくとも一部に金属層または導電粒子を含有する樹脂層を有する繊維から構成される糸、またはこれらの混合糸である。
接続糸３を構成する導電性の糸の太さは、導電弾性体１と導電布２との縫合および締結が達成される限り特に限定されず、例えば、導電布２（特に形態Ａ）における導電性の糸と同様の範囲内の太さであってもよい。
接続糸３を構成する非導電性の糸は、導電弾性体１と導電布２との縫合および締結が達成される限り特に限定されず、例えば、導電布２（特に形態Ａ）における非導電性の糸と同様の糸であってもよい。詳しくは、当該非導電性の糸を構成する繊維は、化学繊維であってもよいし、天然繊維であってもよいし、またはそれらの混合繊維であってもよい。接続糸３における非導電性の糸を構成し得る化学繊維および天然繊維はそれぞれ、導電布２における非導電性の糸を構成し得る化学繊維および天然繊維と同様であってもよい。
接続糸３を構成する非導電性の糸の太さは、導電弾性体１と導電布２との縫合および締結が達成される限り特に限定されず、例えば、導電布２（特に形態Ａ）における非導電性の糸と同様の範囲内の太さであってもよい。
接続糸３は、図３６Ａおよび図３６Ｂに示すように、導電弾性体１および導電部２ａを貫通してもよい。接続糸３は、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における測定精度のさらなる向上の観点から、図３７Ｂおよび図３７Ｃに示すように、導電弾性体１および導電部２ａではなく、第１絶縁部１８および非導電部２ｂを貫通することが好ましい。
接続糸３のステッチは、図３７Ｂおよび図３７Ｃにおいて、並縫い形態を有しているが、例えば、ミシン縫いにより上糸と下糸とが係合している係合ステッチを有していてもよい。ステッチとは、縫い方または縫い目のことである。
（第２実施態様）
本開示の第２実施態様に係る電子機器は、例えば、図３９Ａおよび図３９Ｂに示すように、素子（特に導電弾性体１）および引き出し配線を含むコネクタ構造に特徴を有する。図３９Ａは、本開示の第２実施態様に係る電子機器の基本的構造の一例を模式的に示した斜視図である。図３９Ｂは、図３９Ａにおける本開示の電子機器の３９Ｂ−３９Ｂ断面を矢印方向で見たときの一部拡大模式的断面図である。
本開示の第２実施態様に係る電子機器に含まれる素子は、第１実施態様に係る電子機器に含まれる素子と同様であり、すなわち導電特性および弾性特性を併せ持つ導電弾性体１を含み、かつ当該導電弾性体１からの電気的な引き出しを要する素子であれば特に限定されない。第２実施態様に係る電子機器に含まれる素子として、第１実施態様に係る電子機器に含まれる素子と同様の素子が挙げられる。本開示の第２実施態様に係る電子機器は、素子として感圧素子を含む場合、当該電子機器は「感圧装置」とも称され得る。
第２実施態様における導電弾性体１は第１実施態様における導電弾性体１と同様である。例えば、第２実施態様における導電弾性体１が有する弾性特性（例えば弾性率）、導電特性（例えば抵抗率）、構成材料、および厚みＴｂはそれぞれ、第１実施態様における導電弾性体１が有する弾性特性（例えば弾性率）、導電特性（例えば抵抗率）、構成材料、および厚みＴｂと同様であってもよい。
第２実施態様において引き出し配線は導体線２ｃであって、素子から導出されている。引き出し配線が素子から導出されているとは、引き出し配線を構成する導体線２ｃが、素子の導電弾性体１と電気的に接続されているという意味である。本実施態様においては、引き出し配線として導体線２ｃが使用され、且つ導体線２ｃは導電弾性体１と直接的に接触しながら、当該導電弾性体１の少なくとも一部の内部を通っている。このため、導電弾性体と引き出し配線との間において、応力集中がより十分に緩和され、かつ接触抵抗がより十分に低減される。しかも、素子が特に、衣類および人体が接触する箇所に設けられる素子（例えば感圧素子）である場合において、素子（特に導電弾性体１）と引き出し配線（特に導体線２ｃ）との接続部に人体が接触した際に、本開示の第２実施態様に係る電子機器は異物感が比較的少なく、外力に対して接続信頼性が比較的高い。本実施態様においては、引き出し配線としての導体線２ｃを特に「コネクタ」とも称し得る。
導体線２ｃは導電弾性体１中、その外表面全体で当該導電弾性体１が有する弾性特性により、圧縮力を受ける。このため、導電弾性体１中の導体線２ｃの外表面と導電弾性体１とは相互に面接触している。詳しくは、導体線２ｃを導電弾性体１中に挿入することにより、導体線２ｃの外表面と導電弾性体１とは圧縮力により相互に直接的に面接触している。導電弾性体１中を通っている導体線２ｃ（すなわち導電弾性体１中に挿入されている導体線２ｃ）の長さは、これらの電気的接続が十分に達成される限り特に限定されず、例えば、１ｍｍ以上、特に１〜５００ｍｍであり、接触抵抗のさらなる低減の観点から、１０〜１００ｍｍであることが好ましく、例えば１つ例示すると３０ｍｍがより好ましい。
導体線２ｃは、導電特性を有する線状部材である限り特に限定されない。導体線２ｃの抵抗率は、素子（特に導電弾性体１）における電気的特性を測定可能な限り特に限定されず、例えば、１０-１Ω・ｃｍ以下、特に１０-１２〜１０-１Ω・ｃｍであり、対人感圧用途（特に後述の感圧素子用途）における押圧力の測定範囲の拡大および感圧感度の向上の観点から、１０-１２〜１０-８Ω・ｃｍであることが好ましく、例えば１つ例示すると１０-１２Ω・ｃｍがより好ましい。
導体線２ｃの構成材料として、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミ）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｓｎ（スズ）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｎｉ−Ｃｒ（ニッケル−クロム）、Ｎｉ−Ｓｎ（ニッケル‐スズ）、Ｎｉ−Ｃｕ（ニッケル−銅）、Ｎｉ−Ｐ（ニッケル−リン）等が挙げられる。なお、導体線２ｃの外表面は、絶縁層で何らコートされておらず、当該構成材料が露出していることが好ましい。
導体線２ｃは、図３９Ａおよび図３９Ｂにおいて、並縫い形態のステッチで、導電弾性体１中を通っているが、例えば、ミシン縫いにより上糸と下糸とが係合している係合ステッチで導電弾性体１中を通っていてもよいし、または単なる挿入のみによって導電弾性体１中を通っていてもよい。導体線２ｃは、図３９Ａおよび図３９Ｂにおいて、１本のみで使用されているが、係合ステッチで導電弾性体１中を通るときのように、２本で使用されてもよいし、または３本以上で使用されてもよい。
導体線２ｃの太さは特に限定されず、例えば、直径で０．０１ｍｍ以上、特に０．１ｍｍ〜２ｍｍであってもよく、対人感圧用途（特に後述の感圧装置用途）における導電弾性体と引き出し配線との間の応力集中のさらなる緩和および接触抵抗のさらなる低減の観点から、０．１ｍｍ〜１ｍｍであることが好ましく、例えば１つ例示すると０．５ｍｍがより好ましい。
（第３実施態様）
本開示の第３実施態様に係る電子機器は感圧装置である。本開示の感圧装置に含まれる素子は感圧素子である。感圧装置の一例について、以下、詳しく説明する。本実施態様においては、第１電極１１からの電気的引き出しを達成するコネクタ６０Ａとして第１実施態様に係る電子機器のコネクタ構造を有するものを用いた感圧装置について説明するが、第２実施態様に係る電子機器のコネクタ構造を有するものを用いてもよい。本実施態様において、第１電極１１は第１実施態様における導電弾性体１に対応する。
本開示の感圧装置は、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。かかる感圧装置では、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、本開示の感圧装置は“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、本開示に係る感圧装置について図面を参照しながら説明する。本開示の感圧装置において、押圧は、第１電極と第２電極との相対的な関係において、第１電極側または第２電極側のいずれの側で行われてもよい。押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、押圧は、第１電極と第２電極との相対的な関係において、第１電極側で行われることが好ましく、第３電極を用いる場合においては、第１電極と第２電極と第３電極との相対的な関係において、第１電極側または第３電極側のいずれの側で行われてもよい。
（基本的な測定メカニズム）
本開示の感圧装置は通常、基本的な構造として、図４０Ａに示すように、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。図４０Ａは、本開示の感圧装置が採用する基本的な圧力の測定メカニズムを説明するための感圧装置の基本的構造の一例を模式的に示した断面図である。
感圧部１Ａは、導電性の弾性体からなる第１電極１１、導体線からなる第２電極１２および第２電極１２の表面を覆う誘電体１３を有している。
本開示の感圧装置においては、図４０Ｂに示すように、感圧部１Ａに押圧力が付与されると、第１電極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電極１１が有する弾性に基づいて拡大する。その結果、第１電極１１と第２電極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で表されるので、これらの結果、検出器により押圧力が検出される。本開示においては、上記のように接触領域の面積の変化に基づいて押圧力が検出され、当該面積の変化は、例えば、従来の感圧装置における電極間距離の変化よりも容量変化における寄与が比較的大きい（Ｃ∝Ｓ，Ｃ∝１／ｄ）ため、押圧力の測定範囲が比較的広い。特に、押圧力が小さい場合、電極間距離の変化に基づく静電容量の変化は非常に小さい。図４０Ｂは、図４０Ａにおいて押圧力が付与された際の感圧装置の基本的構造を模式的に示した断面図である。
Figure 2020079995
Figure 2020079995
（式中、ε〔ｐＦ／ｍ〕は誘電体の誘電率、Ｓ〔ｍ２〕は第１電極と誘電体との接触面積、ｄ〔ｍ〕は誘電体の厚み、Ｅ〔Ｐａ〕は第１電極のヤング率、ｅは第１電極のひずみである。）
本開示の感圧装置における感圧部１Ａには、第１電極１１および第２電極１２のうち、いずれの電極側から押圧力が付与されてもよい。図４０Ｂは、押圧力が第１電極１１側から付与され、その反作用により、後述の基材２４側からも力が作用することを示している。
検出部２Ａは、第１電極１１と第２電極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。検出部２Ａは、第１電極１１から引き出された配線および第２電極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。検出部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電極１１は検出器２Ａ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電極１１から引き出された配線が電気的に接続される検出部２Ａの端子Ｔ１１はグランドにさらに接続されていることが好ましい。
第２電極１２が複数で使用される場合、検出部２Ａは、当該複数の第２電極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。
本開示の感圧装置においては、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、例えば、従来の感圧装置における電極間距離の変化よりも比較的大きいため、本開示の感圧装置においては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。
（感圧装置）
本開示の感圧装置は、導電弾性体としての第１電極を含む感圧素子と、当該素子から導出され、かつ導電布からなる引き出し配線と、第１電極と導電布とを縫合する接続糸と、を備えている。以下、本開示の感圧装置について詳しく説明するが、感圧素子は、以下の感圧装置における引き出し配線としての導電布２（またはコネクタ６０Ａ）以外の部分に相当する。
本開示の感圧装置１００ａは、例えば図４１Ａに示すように、複数の第１電極１１、複数の第２電極１２および複数の誘電体１３を備えている。第２電極１２の各々は誘電体１３に覆われている。本開示の感圧装置１００ａにおいて、複数の第１電極１１および複数の第２電極１２はそれぞれ第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に延在し、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２は同一面内において相互に交差する方向であるため、マトリクスセンサとも称され得る。本開示の感圧装置１００ａにおいては、上記した測定メカニズムの説明からも明らかなように、第１電極１１と第２電極１２との間に加えられた押圧力に応じて、第１電極１１と第２電極１２とが交差する箇所（すなわち部分またはクロスポイント）の静電容量が変化する。このため、静電容量およびその変化に基づいて、押圧力およびその変化を測定および検出することができる。例えば、押圧力が付与されると、第１電極１１と第２電極１２とが交差する箇所の各々において、第１電極１１と誘電体１３との接触領域の面積が、第１電極１１の弾性に基づいて拡大し、静電容量が変化する。図４１Ａは、本開示の第３実施態様に係る感圧装置の一例の構成を模式的に示した断面図である。
複数の第１電極１１の各々は、第１方向Ｄ１に延在し、かつ第１面内に配列されている。しかも複数の第１電極１１の各々は導電性の弾性体からなっている。複数の第１電極１１の各々が第１方向Ｄ１に延在するとは、第１電極１１の各々の延在方向が第１方向Ｄ１と略平行であるという意味である。複数の第１電極１１の各々が第１面内に配列されるとは、図４１Ｂに示すように、複数の第１電極１１の第２電極１２側の面１１ａがいずれも略同一の面（第１面）Ｍ１内に存在するように、複数の第１電極１１が配列されているという意味である。第１面Ｍ１は、図４１Ｂに示すように平面であってもよいし、または曲面であってもよい。図４１Ｂは、図４１Ａに示す本開示の感圧装置における第１電極近傍の拡大断面図であって、第１電極の延在方向（第１方向）に対する垂直な模式的断面図である。
複数の第１電極１１相互の間には通常、図４１Ａ〜図４１Ｂに示すように、絶縁性の弾性体からなる複数の第１絶縁部１８が配置されている。このため第１電極１１の配線密度が高い場合であっても、押圧力が加わった際に隣接する第１電極が変形して短絡することを防止できる。その結果として、高密度の押圧面分布を測定できる感圧装置を提供できる。
複数の第１電極１１相互の間に、複数の第１絶縁部１８が配置される場合、複数の第１電極１１は、その第２電極側の表面１１ａが以下のいずれの態様となるように配置されてもよい。
（態様１）複数の第１電極１１の第２電極側の表面１１ａが、図４１Ｂに示すように、複数の第１絶縁部１８における第２電極側の表面１８ａと面一になる；「面一」とは段差のないことをいう。
（態様２）複数の第１電極１１の第２電極側の表面１１ａが、複数の第１絶縁部１８における第２電極側の表面１８ａよりも突出する（すなわち高くなる）。
（態様３）複数の第１電極１１の第２電極側の表面１１ａが、複数の第１絶縁部１８における第２電極側の表面１８ａよりも窪む（すなわち低くなる）。
複数の第１電極１１は、第２電極１２の第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、隣接する第１電極１１間での短絡のさらなる防止、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、その第２電極側の表面１１ａが上記態様１となるように配置されることが好ましい。詳しくは、態様１においては、第２電極１２（およびその表面の誘電体１３）の各々は、第１電極１１および第１絶縁部１８（後述の第１弾性体シート）と後述の基材シートとの間で圧力を比較的均一に受けることができる。このため、第２電極１２の第２方向Ｄ２の伸縮は、局所的な高圧により、阻害され難い。しかも、態様１においては、隣接する第１電極１１間の短絡がより一層、防止されながらも、より一層、感度のよい感圧測定が可能になる。より詳しくは、第１電極１１と第１絶縁部１８のこのような面一構造では、良好な感圧感度を確保しながら、感圧装置の屈曲が起こっても、隣接する第１電極１１間で短絡がより一層、起こり難い。また良好な感圧感度を確保しながら、限界圧縮により、隣接する第１電極１１間で短絡がより一層、起こり難い。
複数の第１電極１１と複数の第１絶縁部１８とは一体となって第１弾性体シート２０を構成することが好ましい。複数の第１電極１１と複数の第１絶縁部１８とが一体となるとは、複数の第１電極１１と複数の第１絶縁部１８とが一体不可分に構成されているという意味である。これにより、第１電極１１相互の位置関係を容易に維持でき、高密度の感圧装置を実現できる。また、製造上、複数の第１電極の取り扱いおよび製造が容易である。さらに感圧装置の伸縮性に関する耐久性が向上する。
本実施態様における第１電極１１、第１絶縁部１８および第１弾性体シート２０はそれぞれ、第１実施態様における導電弾性体１、絶縁部１８（第１絶縁部）および弾性体シート２０（第１弾性体シート）と同様である。
第１電極１１は、押圧力の測定時におけるノイズ防止の観点から、検出器のグランド（０Ｖ）に接続されることが好ましい。
第１絶縁部１８の第１方向Ｄ１の寸法は、特に限定されず、通常は第１電極１１間の短絡防止の観点から、第１電極１１の長尺方向寸法（第１方向Ｄ１の寸法）と同じか、またはそれよりも長い。
第１電極１１および第１絶縁部１８（特に第１電極１１および第１絶縁部１８を含む第１弾性体シート２０）は、金型を用いた公知の成形方法により製造することができる。
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所望により導電性フィラーおよび架橋材の少なくとも一方を含有させて、第１電極用複合材料および第１絶縁部用複合材料を得る。次いで、図４２Ａに示すように、第１電極の所望の形状に対応する成形面を有する金型５１および５２間に、第１電極用複合材料５３を充填し、架橋させて、図４２Ｂに示すように第１電極１１を金型５１上に得る。その後、図４２Ｃに示すように、第１絶縁部（特に第１弾性体シート２０）の所望の形状に対応する成形面を有する金型５１および５５間に、第１絶縁部用複合材料５６を充填し、架橋させて、図４２Ｄに示すように第１電極１１および第１絶縁部１８（特に第１弾性体シート２０）を金型５１および５５内に得る。図４２Ａ〜図４２Ｄの各々は、本開示の感圧装置における第１電極および第１絶縁部を含む第１弾性体シートを製造するための方法の１つの工程を示す模式的断面図である。
複数の第２電極１２の各々は少なくとも導電特性を有する線状部材（例えば、導体線または金属線）であり、その表面は通常、誘電体１３により覆われている。複数の第２電極１２の各々は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に延在し、かつ第１面と対向する第２面内に配列されている。第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２とは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２を同一面内で表したとき、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２という意味であり、これらの方向は相互に平行ではないという意味である。本実施態様において第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とがなす角度（小さい方の角度）は特に限定されず、例えば、１〜９０°であってもよい。感圧装置の第１方向Ｄ１での伸縮性のさらなる向上の観点から、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とがなす角度（小さい方の角度）は３０〜９０°（特に３０°以上特に９０°未満）であることが好ましく、例えば１つ例示すると４５°がより好ましい。複数の第１電極１１の各々が第２方向Ｄ２に延在するとは、第２電極１２の各々の延在方向が第２方向Ｄ２と略平行であるという意味である。第２電極１２の各々は、後述するように、周期的に設けられた屈曲部を有しながら第２方向Ｄ２に延在するため、第２電極１２の各々の延在方向とは、詳しくは、第２電極１２の各々が全体として延在する方向（例えば主方向）のことである。第１面と対向する第２面とは、第１面Ｍ１と並行な第２面という意味であり、第２面Ｍ２は、図４１Ａに示すように、第１面Ｍ１と同一の面であってもよい。第２面は第１面Ｍ１に応じて、平面であってもよいし、または曲面であってもよい。
複数の第２電極１２の各々は、平面視において、図４１Ａおよび図４１Ｃに示すように、周期的（および規則的）に設けられた屈曲部Ｋを有している。例えば、複数の第２電極１２の各々は、平面視において、ミアンダ形状を有している。ミアンダ形状とは、線状体が周期的（および規則的）に屈曲した波の形状である。本明細書中、「屈曲」は直線的に曲がる態様だけでなく、曲線的に曲がる態様（すなわち「湾曲」）も包含する。従って、ミアンダ形状の具体例として、例えば、正弦波形状、矩形波形状、三角波形状、のこぎり波形状およびこれらの複合形状が挙げられる。図４１Ａは、本開示の感圧装置の一例の構成を模式的に示した斜視図であるが、図４１Ａからも、複数の第２電極１２の各々が、平面視において、周期的（および規則的）に設けられた屈曲部Ｋを有していることが明らかである。図４１Ｃは、本開示の第３実施態様に係る感圧装置の別の一例の平面図であって、伸展前の平面図である。
複数の第２電極１２の各々が、上記のように、周期的（および規則的）に設けられた屈曲部Ｋを有することにより、本開示の感圧装置１００ａはより十分な伸縮性を有するようになる。詳しくは、感圧装置１００ａは、図４１Ｃおよび図４１Ｄに示すように、第２電極１２の屈曲部Ｋの伸展および屈曲（ならびに第１電極１１および第１絶縁部１８の弾性）に基づいて第２方向において、より十分に伸縮するようになる。また感圧装置１００ａは、第１電極１１（および第１絶縁部）の弾性に基づいて第１方向Ｄ１において、より十分に伸縮するようになる。図４１Ｄは、図４１Ｃの感圧装置の伸展時の平面図である。
第２方向Ｄ２における伸縮（特に伸展）について、より詳しくは、図４１Ｃに示すように、第１方向Ｄ１に対する第２電極１２の屈曲角度をθと仮定したとき、伸展時における感圧装置１００ａの第２方向Ｄ２の寸法が、屈曲時（すなわち伸展前）の感圧装置１００ａの第２方向Ｄ２の寸法に対して１／ｓｉｎθ倍となるような伸展が可能となる。これに対して、第２電極１２に屈曲部が設けられないとき、θは９０°となるため、伸展は達成されない。
第２電極１２の屈曲角度θは、各々の第２電極１２における隣接する任意の２つの屈曲部Ｋ間における接線と、第１方向Ｄ１とのなす角度（小さい方の角度）の平均値である。第２電極１２の屈曲角度θは、感圧装置１００ａの伸縮性（特に第２方向Ｄ２における伸縮性）のさらなる向上、隣接する第１電極１１間での短絡のさらなる防止、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、好ましくは１〜９０°（特に１°以上９０°未満）であり、より好ましくは１０〜８０°であり、さらに好ましくは３０〜６０°であり、最も好ましくは４０〜５０°である。
複数の第２電極１２は通常、同様の平面視形状を有しており、しかも複数の第２電極１２のうち隣接する任意の２つの第２電極１２は相互に並行である。ここで「並行」とは、隣接する２つの第２電極１２が相互に一定の間隔を空けて、交わらない関係を意味する。
複数の第２電極１２の各々がミアンダ形状を有するとき、隣接する任意の２つの第２電極１２間の距離Ｐ（ピッチ）（第１方向Ｄ１の間隔）（図４１Ａ）は通常、１〜３０ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは２ｍｍ〜１０ｍｍであり、例えば１つ例示すると５ｍｍがより好ましい。各々の第２電極１２における第１方向Ｄ１の最大変位量Ｑ（例えば、振幅×２ａ）（図４１Ａ）は通常、２〜４０ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは４ｍｍ〜２０ｍｍであり、例えば１つ例示すると１０ｍｍがより好ましい。各々の第２電極１２における第２方向Ｄ２の繰り返し単位寸法Ｒ（図４１Ａ）は通常、１〜４０ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは２ｍｍ〜２０ｍｍであり、例えば１つ例示すると１０ｍｍがより好ましい。
第２電極１２の各々は、その表面を覆う誘電体１３を有しながら、第１電極１１に近接配置されている。すなわち、第２電極１２の各々はその表面の誘電体１３を介して間接的に第１電極１１と接触するように配置されている。導電特性について、第２電極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電極１２の抵抗率は通常は１０-１Ω・ｃｍ以下、特に１０-１２〜１０-１Ω・ｃｍであり、１０-１２〜１０-８Ω・ｃｍがより好ましい。かかる抵抗率は、例えば、金属線を使用することによって達成できる。
第２電極１２の各々は通常、可撓性を有していてもよいし、または弾性特性を有してもよい。可撓性とは、外力（感圧装置に対して加えられる通常の押圧力：例えば約０．１〜１００Ｎ／ｃｍ２の押圧力）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。第２電極１２は可撓性を有する場合、例えば約１０８Ｐａ超、特に１０８Ｐａ超１０１２Ｐａ以下の弾性率、例えば１つ例示すると約１．２×１０１１Ｐａの弾性率を有している。
第２電極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電極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し、また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電極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）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム（III））およびＳｎＯ２（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電極１２は、弾性特性を有する場合、第１電極１１と同様の導電性ゴムから構成されていてもよい。
第２電極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電極１２が長尺部材であって、かつ金属体から構成されるとき、この第２電極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さらなる向上の観点から好ましい。
第２電極１２は感圧装置のヒータ要素であってもよい。第２電極１２がヒータ要素であるとき、この第２電極１２を有する感圧装置はヒータとしても機能する。ヒータ要素として、ニクロム線が挙げられる。例えば、当該感圧装置を車両の座席表面に設置した場合に、運転者または同乗者の身体が冷たくないように保温できる。また例えば、当該感圧装置を操舵装置（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。
第２電極１２の断面形状は、押圧力の付与により、その表面の誘電体１３と第１電極１１との接触領域の面積が拡大する限り特に限定されず、例えば、円形状であってもよいし、楕円形状であってもよいし、または三角形状もしくは台形形状等であってもよい。第２電極１２の断面形状が三角形状または台形形状のような傾斜を有する形状であると、押圧力の付与がないときに、誘電体１３と第１電極１１との接触領域の面積が一定となり易いため、感度のリニアリティーが向上する。特に、第２電極１２の断面形状が台形形状であると、除荷時に第１電極と第２電極（特に誘電体１３）が負荷なく離れることが出来るため、信頼性が向上する。
第２電極１２の断面寸法は、電極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〜１０ｍｍ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さらなる向上の観点から好ましくは１００μｍ〜１ｍｍであり、例えば１つ例示すると３００μｍがより好ましい。第２電極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電極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電極１２の断面寸法は、第２電極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電極１２は通常、複数で使用される。このとき、当該複数の第２電極１２の各々と複数の第１電極１１の各々との交差箇所（交差部分またはクロスポイント）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。
複数の第２電極１２の各々は、その表面を誘電体１３により覆われている。誘電体１３は、図４１Ａ等において、第２電極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２電極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２電極１２の表面を少なくとも部分的に覆うとは、誘電体１３が、第２電極１２の表面における、少なくとも第１電極１１と第２電極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電極１１と第２電極１２との間に存在する限り、第２電極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２電極１２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、感圧装置構造のさらなる簡易化の観点から、第２電極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電極１２の表面全体を完全に覆っている場合、誘電体１３は第２電極１２の絶縁皮膜を構成し、誘電体１３および第２電極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電極１２は単一の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電極１１と基材２４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、感圧装置を構成できるので、感圧装置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テレート樹脂）、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として、Ａｌ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５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（感圧装置に対して加えられる通常の押圧力：例えば約０．１〜１００Ｎ／ｃｍ２の押圧力）による変形に対して抵抗する特性をいう。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電極１１よりも変形しないように、第１電極１１よりも高い弾性率を有していてもよい。例えば、第１電極１１の弾性率が約１０４Ｐａ〜１０８Ｐａ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電極間の静電容量が変化する限り特に限定されず、通常は２０ｎｍ〜２ｍｍであり、対人感圧用途の観点から好ましくは２０ｎｍ〜１ｍｍ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。
感圧装置１００ａは、第２電極１２の位置ズレを制限する拘束部材１５をさらに有してもよい。拘束部材１５は、第２電極１２を感圧装置１００ａ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電極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。感圧装置１００ａが拘束部材を有することにより、第２電極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。また感圧装置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４１Ａ等において、第２電極１２（および誘電体１３）を、第１電極１１を含む第１弾性体シート２０に対して拘束しているが、第２電極１２表面の誘電体１３と第１電極１１との接触が達成される限り、これに限定されるものではない。例えば、拘束部材１５は、第１弾性体シート２０とともに第２電極１２（および誘電体１３）を挟持するように配置される後述の基材シート（図示せず）に対して第２電極１２（および誘電体１３）を拘束してもよい。また例えば、拘束部材１５は、第１弾性体シート２０および後述の基材シート（図示せず）の両方に対して第２電極１２（および誘電体１３）を拘束してもよい。すなわち、第２電極１２（および誘電体１３）を第１弾性体シートと基材シートとの間に配置させた状態で、第１弾性体シート、第２電極１２（および誘電体１３）および基材シート（図示せず）を拘束部材１５により一体化してもよい。拘束部材１５は、伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、第２電極１２（および誘電体１３）を、第１電極１１を含む第１弾性体シート２０に対して拘束していることが好ましい。
拘束部材１５による拘束は、誘電体１３の第２電極１２からの剥離の防止、感圧装置の伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、接続糸１５ａによる縫合および接続であることが好ましい。接続糸１５ａにより第１弾性体シート２０と第２電極１２とを縫合接続することにより、感圧装置の屈曲性と伸縮性を維持しつつ、第１電極と第２電極とが交差する位置を一定範囲内に拘束でき、感圧位置の再現性を確保できる。さらに、誘電体１３の第２電極１２からの剥離を防止することもできる。
接続糸１５ａは、繊維を撚り合わせた撚糸の形態を有していてもよいし、または撚り合わせていない単繊維（すなわちモノフィラメント）の形態を有していてもよい。接続糸１５ａを構成する繊維は、化学繊維、天然繊維またはそれらの混合繊維であってもよい。接続糸１５ａを構成する化学繊維および天然繊維はそれぞれ、導電布２における非導電性の糸を構成し得る化学繊維および天然繊維と同様であってもよい。
接続糸１５ａは、ニット用の糸などに用いられている伸縮性を有する糸が好ましく使用される。伸縮性を有する糸は、例えば、エッフェル（カナガワ株式会社）、ソロテックス（帝人フロンティア株式会社）等の市販品として入手可能である。
接続糸１５ａを用いた第２電極１２（および誘電体１３）の第１弾性体シート２０および後述の基材シートの少なくとも一方への拘束は通常、接続糸１５ａを第１弾性体シート２０および後述の基材シートの少なくとも一方に貫通させることを含む。このとき、接続糸１５ａの貫通は電極（すなわち第１電極）を避けて行うことが好ましい。例えば、接続糸１５ａを第１弾性体シート２０に貫通させる場合には、第１電極１１で貫通を行うことなく、第１絶縁部１８で貫通を達成することが好ましい。接続糸１５ａの貫通を、電極を避けて行うことにより、第１電極の導電特性のばらつきを抑制でき、感圧測定の精度を確保できる。
接続糸１５ａは、図４１Ａ等においては、第１電極１１を跨ぐ（または横切る）ことなく、第１絶縁部１８で第２電極１２（および誘電体１３）を跨ぐ（または横切る）ステッチ（以下、単に「ステッチＳ１」という）により、第２電極１２の第１弾性体シート２０への縫合接続を行っているが、これに限定されるものではない。
接続糸１５ａが、ステッチＳ１により、第２電極１２の第１弾性体シート２０への縫合接続を行う場合、接続糸１５ａは、図４１Ａに示すように、平面視において、第１方向Ｄ１に沿って配置されながら、第１弾性体シート２０と第２電極１２とを縫合接続できる。これにより、接続糸の縫合時に縫合箇所が第１電極１１に接触することなく、第１弾性体シート２０と第２電極１２との縫合接続を容易に達成することができる。
感圧装置１００ａは通常、複数の第２電極１２を挟んで第１弾性体シート２０と対向する基材シート（図示せず）をさらに有することが好ましい。
基材シートは弾性特性および非導電特性を有する。弾性特性は、第１電極１１が有する弾性特性と同様の特性である。具体的には、基材シートは、感圧装置の第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮が達成されるような弾性特性を有すればよい。好ましくは、基材シートは、伸縮時に第１電極１１よりも変形するように、第１電極１１よりも低い弾性率を有している。伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、基材シートの弾性率は例えば約１０４Ｐａ〜１０８Ｐａであることが好ましく、例えば１つ例示すると約１０５Ｐａである。基材シート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。基材シート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。弾性率は、例えば架橋密度を変更することによって調整できる。架橋密度は架橋材の添加量により調整できる。非導電特性について、基材シートの抵抗率は、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大きくてもよい。基材シートの抵抗率は通常は１０３Ω・ｃｍ以上、特に１０４〜１０１０Ω・ｃｍであり、例えば１つ例示すると１０７Ω・ｃｍがより好ましい。かかる抵抗率は、樹脂材料（ゴム材料）を使用することによって達成できる。
基材シートは弾性絶縁部材に相当し、伸縮性部材とも称されうる。基材シートは、上記のような弾性特性と非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、基材シートは、樹脂材料（特にゴム材料）からなる非導電性樹脂から構成されたものであってよい。基材シートの第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から好ましい基材シートは、ゴム材料からなる非導電性ゴムから構成される。基材シートが非導電性ゴムから構成されることにより、基材シートの第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２への伸縮がより効果的に達成されるとともに、押圧力をより効果的に検出することができ、また押圧時の押圧感を演出できる。樹脂材料は、第１絶縁部１８の説明で上記した樹脂材料と同様の樹脂材料であってよい。ゴム材料は、第１絶縁部１８の説明で上記したゴム材料と同様のゴム材料であってよい。ゴム材料は、ゴムの種類に応じて、弾性体の保持や引裂強度、引張強度の補強のために架橋材、充填材を含んでいてもよい。
基材シートの厚みは、外部からの押圧力により電極間の静電容量が変化し、かつ基材シートが伸縮に耐え得る限り特に限定されない。基材シートの厚みは、対人感圧用途において、基材シートの第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２における伸縮性のさらなる向上、押圧力の測定範囲のさらなる拡大および感圧感度のさらなる向上の観点から、通常は０．０１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．０１ｍｍ〜２ｍｍであり、より好ましくは０．１ｍｍ〜２ｍｍであり、例えば１つ例示すると０．５ｍｍがさらに好ましい。
本開示の感圧装置１００ａは通常、図４１Ａ等に示すように、複数の第１電極１１と電気的に接続されているコネクタ６０Ａおよび複数の第２電極１２と電気的に接続されているコネクタ６０Ｂを有する。このようなコネクタ６０Ａおよび６０Ｂを介して、各々の第１電極１１と各々の第２電極１２とが平面視で交差する箇所（すなわち交差部分またはクロスポイント）の静電容量およびその変化が測定される。
本実施態様においては、コネクタ６０Ａとして、第１実施態様における引き出し配線としての導電布２を用いる。導電布２は、第１実施態様において説明したように、２つ以上の導電部２ａおよび２つ以上の非導電部２ｂを含み、導電部２ａは、導電布２において、複数の第１電極１１に対応するパターン形状を有することが好ましい。導電部２ａが複数の第１電極１１に対応するパターン形状を有するとは、導電布２は、図４３Ａに示すように、複数の第１電極１１の数に応じた数の導電部２ａを有し、各々の導電部２ａは、複数の第１電極１１の各々から導出されるようなパターン形状で形成されているという意味である。その結果、図４３Ａおよび図４３Ｂに示すように、接続糸３による縫合により、複数の第１電極１１の各々と導電部２ａの各々とが相互に電気的に接続される。パターン形状は通常、平面視において、２つ以上の導電部２ａが相互に平行な関係を有する形状であってもよい。図４３Ａは、第３実施態様に係る感圧装置おいて、２つ以上の第１電極（すなわち導電弾性体）からの導電布による引き出し方法（特にコネクタ構造）を説明するための模式的斜視図（または模式的分解図）である。図４３Ｂは、図４３Ａに示す引き出し方法により得られた本開示の第３実施態様に係る感圧装置の基本的構造（特にコネクタ構造）の一例を模式的に示した斜視図である。
本実施態様においては、引き出し配線を構成する導電布２の導電部２ａが、第１電極１１と電気的に接続されている。詳しくは、引き出し配線として導電布２が使用され、且つこの導電布２の導電部２ａと導電弾性体１との直接的な接触および電気的な接続が接続糸３により達成されている。このため、第１電極と引き出し配線との間において、応力集中がより十分に緩和され、かつ接触抵抗がより十分に低減される。しかも、感圧装置において、第１電極１１と導電布２との接続部に人体が接触した際に、本開示の第３実施態様に係る感圧装置は異物感が比較的少なく、外力に対して接続信頼性が比較的高い。
コネクタ６０Ｂは、第２電極１２との電気的な接続により、上記測定が可能な限り特に限定されず、公知のコネクタが使用可能である。
（本開示の第３実施態様に係る感圧装置の製造方法）
本開示の第３実施態様に係る感圧装置１００ａは、例えば以下の工程を含む方法により、製造することができる。
複数の第１電極１１および第１絶縁部１８を含む第１弾性体シート２０を製造する工程； 第１弾性体シート２０に、表面に誘電体１３を有する第２電極１２を設置する工程；および 第２電極１２が設置された第１弾性体シート２０にコネクタ６０Ａおよび６０Ｂを接続する工程。
第１弾性体シート２０の製造工程においては、金型を用いた公知の成形方法を用いて、例えば、図３７Ａに示すような第１弾性体シート２０を得る。詳しくは、例えば、上記した図４２Ａ〜図４２Ｄに示す方法を採用すればよい。
第２電極１２の設置工程においては、まず、第２電極１２に所望の配置で屈曲部Ｋを形成し、この第２電極１２を第１弾性体シート２０上に配置する。次いで、第２電極１２を、所望の位置で、第１弾性体シート２０に拘束部材１５により拘束する。例えば、図４３Ａに示すように、接続糸１５ａを所望の位置およびステッチで用いて、第２電極１２を第１弾性体シート２０に縫合および接続する。
コネクタの接続工程においては、例えば図４３Ａおよび図４３Ｂに示すように、第２電極１２が設置された第１弾性体シート２０における複数の第１電極１１の各々の端部を、導電布２（コネクタ６０Ａ）の複数の導電部２ａの各々の端部と重なるように配置する。そして、図４３Ｂに示すように、第１弾性体シート２０と導電布２との重なり部分を接続糸３により縫合する。
（本開示の電子機器の用途）
本開示の電子機器（特に感圧装置）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、在庫管理）、車管理システム（またはドライバーモニタリングシステム）（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（機能性寝具および機能性便座関連品）等が挙げられる。
車管理システム（またはドライバーモニタリングシステム）では、ドライバーの操舵装置に対する圧力分布（すなわち把持力または把持位置）およびその変化ならびにドライバー（着座状態）の車載シートに対する圧力分布（例えば、重心位置）およびその変化をモニタリングする。これにより、運転状態を把握し、ドライバーの状態(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である。
コーチング管理システムは、人体（例えば足裏）の重心および荷重分布の少なくとも一方ならびにそれらの変化などをモニタリングし、適正な状態または心地よい状態へ矯正または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。
介護・育児管理システムは、人体の寝具および便座等に対する圧力分布またはその重心ならびにそれらの変化などをモニタリングし、行動を推定することにより、転倒および転落を防止するシステムである。
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。本開示の感圧装置を、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。
感圧装置１００ａの検出部（図示せず）においては第１電極１１が電気的に接続される端子Ｔ１１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。
本開示の感圧装置の用途は、対人感圧用途と非対人感圧用途とに分類することができる。
対人感圧用途とは、人体に起因する圧力をモニタリングする用途であり、上記した用途のうち、例えば、車管理システム（またはドライバーモニタリングシステム）、コーチング管理システム、セキュリティー管理システム、介護・育児管理システムを包含する。非対人感圧用途とは、人体以外の物体に起因する圧力をモニタリングする用途であり、上記した用途のうち、例えば、欠品管理システムを包含する。
（実験例１）（第１実施態様）
図４４に示す寸法の導電弾性体１を製造した。導電弾性体１は、シリコーンゴムおよび導電性フィラー（導電性カーボン）を含む導電性ゴムから構成されている。弾性率は１０６Ｐａであった。
図４４に示す寸法の導電布２を製造した。導電布２は導電部２ａのみから構成されている。詳しくは、非導電性の布(織物)に対して、無電解めっき処理を行い、バッファー層となるニッケルをめっきした後、表層に銀の層を積層させることで形成した。
導電弾性体１と導電布２とを、図４４に示すように重ね合わせた状態で、接続糸３（綿糸）により縫合した。
・評価
導電弾性体１のみの抵抗値をテスターにより測定した。詳しくは、測定は導電弾性体１の長手方向の両端で行った。
次いで、導電弾性体１と導電布２との一体化物の抵抗値をテスターにより測定した。詳しくは、測定は当該一体化物の長手方向の両端で行った。
このような測定をさらに２回行った。
測定結果を表２に示す。
Figure 2020079995
「導電弾性体のみの抵抗値」と「導電弾性体＋導電布の抵抗値」とはほとんど同値であった。このため、本開示の電子機器においては、導電弾性体と導電布との間の接触抵抗（すなわち接触により生じる電気的抵抗）は極めて低いことが明らかとなった。
これらの結果より、本開示の第１実施態様に係る電子機器は、優れた柔軟性および伸縮性を有しながらも、十分に低い接触抵抗を実現できることが確認された。
（実験例２）（第２実施態様）
図４５に示す寸法の導電弾性体１を製造した。導電弾性体１は、シリコーンゴムおよび導電性フィラー（導電性カーボン）を含む導電性ゴムから構成されている。弾性率は１０６Ｐａであった。
図４５に示す導体線２ｃとして銀線を用いた。
導体線２ｃを、図４５および図３９Ｂに示すように、並縫い形態のステッチで、導電弾性体１中を徐々に通した。
・評価
図４５におけるＡ−Ｂ間の抵抗値をテスターにより測定し、ＬＡｇと抵抗値との関係を示すグラフを図４６に示した。ＬＡｇは図１０中のＬＡｇであり、導電弾性体１中における導体線２ｃの通過距離のことである。なお、導電弾性体１のみの抵抗値（すなわち導電弾性体１の長手方向の両端で測定した抵抗値）は１４ｋΩであった。導体線２ｃのみの抵抗値は０．０５ｋΩであった。
図４６に示すグラフより、以下の事項が明らかとなった。
・ＬＡｇが０ｃｍのときのＡ−Ｂ間の抵抗値は導電弾性体１のみの抵抗値に極めて近似すること；
・ＬＡｇが３０ｃｍのときのＡ−Ｂ間の抵抗値は導体線２ｃのみの抵抗値に極めて近似すること；および
・ＬＡｇが０〜３０ｃｍのとき、ＬＡｇとＡ−Ｂ間の抵抗値との関係は一次関数の関係を示すこと。
これらの結果より、本開示の第２実施態様に係る電子機器は、優れた柔軟性および伸縮性を有しながらも、十分に低い接触抵抗を実現できることが確認された。
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。
本開示の電子機器（特に感圧装置）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。本開示の感圧装置を、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。
２ａ 導電部
２ｂ 非導電部
２ｃ、１４１ 導体線
３、１５ａ 接続糸
１１、１１ｘ、１１ｙ 第１電極
１２、１２ｘ 第２電極
１３、１３ｘ 誘電体
１４、１４ｙ 撚り線
１５ 拘束部材
１６、１６ｘ、１６ｙ 第３電極
１８、１８ｘ 第１絶縁部
２０、２０ｘ 第１弾性体シート
２４ 基材
４０、４０ｘ 第２弾性体シート
４８、４８ｘ 第２絶縁部
５０ 封止部
１００、１００ｘ、１００ｙ 感圧素子
１００ａ 感圧装置
１４０ 絶縁コート導体線

Claims (28)

  1. 導電性の弾性体からなり、かつ第１方向に延在する第１電極と、
    導体線からなり、かつ第２方向に延在する第２電極と、
    前記第２電極の表面を覆い、かつ所定の接触領域にて前記第１電極に接する誘電体と、を備え、
    前記第１電極を複数有し、
    前記第２電極を複数有し、
    前記誘電体を複数有し、
    前記複数の前記第１電極は、第１面内かつ前記第１方向に垂直な方向に並んで配列され、
    前記複数の前記第２電極は、前記第１面と対向する第２面内かつ前記第２方向に垂直な方向に並んで配列され、
    前記第１方向と、前記第２方向とは、前記第１面の上からみて交差し、
    前記第１電極と、前記第２電極と、前記誘電体とで静電容量が形成され、
    加えられた押圧力に応じて、前記接触領域の面積が変化して前記静電容量が変化する感圧素子。
  2. 導電性の弾性体からなり、かつ第１方向に延在する第１電極と、
    導体線からなり、かつ第２方向に延在する第２電極と、
    前記第２電極の表面を覆い、かつ所定の接触領域にて前記第１電極に接する誘電体と、
    第１絶縁部と、
    第２絶縁部と、を備え、
    前記第１電極を複数有し、
    前記第２電極を複数有し、
    前記誘電体を複数有し、
    前記複数の前記第１電極は、第１面内かつ前記第１方向に垂直な方向に並んで配列され、
    前記複数の前記第２電極は、前記第１面と対向する第２面内かつ前記第２方向に垂直な方向に並んで配列され、
    前記第１絶縁部は、隣り合う前記第１電極の間に配置され、かつ絶縁性の弾性体からなり、
    前記第２絶縁部は、隣り合う前記第２電極の間に配置され、かつ絶縁性の弾性体からなり、
    前記第１方向と、前記第２方向とは、前記第１面の上からみて交差し、
    前記第１電極と、前記第２電極と、前記誘電体とで静電容量が形成され、
    加えられた押圧力に応じて、前記接触領域の面積が変化して前記静電容量が変化する感圧素子。
  3. 前記第１電極と対向し、導電性の弾性体からなる第３電極をさらに設けた請求項１または２に記載の感圧素子。
  4. 前記第２電極は、規則的に設けられた屈曲部を有する請求項３に記載の感圧素子。
  5. 前記第１電極の弾性に基づいて前記第１方向に伸縮し、前記第２電極の前記屈曲部の伸展および屈曲に基づいて前記第２方向に伸縮する、請求項４に記載の感圧素子。
  6. 前記第２電極は、平面視において、ミアンダ形状を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の感圧素子。
  7. 前記第１電極と前記第１絶縁部とが一体となって第１弾性体シートを構成する、請求項１〜６のいずれかに記載の感圧素子。
  8. 前記第１電極は、その前記第２電極に向かう表面が前記第１絶縁部における前記第２電極に向かう表面と面一になるように配置されている、請求項７に記載の感圧素子。
  9. 前記第１弾性体シートからみて前記第２電極とは逆側に配置された第１絶縁層をさらに備える、請求項８に記載の感圧素子。
  10. 前記第２電極を挟んで前記第１弾性体シートと対向する第２弾性体シートをさらに備え、
    前記第２弾性体シートは、
    前記第１電極と対向し、導電性の弾性体からなる複数の第３電極と、
    前記複数の第３電極相互の間に配置され、絶縁性の弾性体からなる複数の第２絶縁部と、を有する、請求項９に記載の感圧素子。
  11. 前記第２弾性体シートからみて前記第２電極と逆側に配置された第２絶縁層をさらに備える、請求項１０に記載の感圧素子。
  12. 前記第１弾性体シートと前記第２弾性体シートとの間に設けられ、かつ前記第２電極を内部に封止する封止部を有する、請求項１０または１１に記載の感圧素子。
  13. 前記第１弾性体シートと前記第２電極とを縫合固定する接続糸をさらに備える、請求項７〜１２のいずれかに記載の感圧素子。
  14. 前記接続糸は前記第１絶縁部において前記第１弾性体シートを貫通する、請求項１３に記載の感圧素子。
  15. 前記接続糸は、平面視において、前記第１方向に沿って配置されながら、前記第１弾性体シートと前記第２電極とを縫合固定している、請求項１３または１４に記載の感圧素子。
  16. 前記第２電極および前記誘電体は単一の絶縁コート金属線よりなる、請求項１〜１５のいずれかに記載の感圧素子。
  17. 前記第２電極は撚り線よりなる、請求項１〜１６のいずれかに記載の感圧素子。
  18. 前記第２電極および前記誘電体は、複数の絶縁コート金属線を含む前記撚り線を構成する、請求項１７に記載の感圧素子。
  19. 前記第１電極は導電性ゴムから構成されている、請求項１〜１８のいずれかに記載の感圧素子。
  20. 前記誘電体は２０ｎｍ以上２ｍｍ以下の厚みを有する、請求項１〜１９のいずれかに記載の感圧素子。
  21. 請求項１〜２０に記載の感圧素子と、
    前記感圧素子から導出され、かつ導電部を有する導電布からなる引き出し配線と、
    前記感圧素子の前記第１電極と前記導電布とを縫合し、前記第１電極と前記導電布の前記導電部とを電気的に接続する接続糸と、
    を備える、電子機器。
  22. 前記導電布の前記導電部と前記感圧素子の前記第１電極とは、相互に面接触している、請求項２１に記載の電子機器。
  23. 前記導電布は前記導電部および非導電部をさらに含む、請求項２１または２２に記載の電子機器。
  24. 前記導電部は、前記導電布において、前記感圧素子の前記第１電極に対応するパターン形状を有する、請求項２１〜２３のいずれかに記載の電子機器。
  25. 前記導電布は、前記第１電極の数に等しい数の導電部を有し、
    前記接続糸による縫合により、前記第１電極の各々と前記導電部とが相互に電気的に接続されている、請求項２４に記載の電子機器。
  26. 前記導電布は以下の形態を有する、請求項２１または２２に記載の電子機器：
    （形態Ａ）非導電性の糸と導電性の糸とから形成されてなる布の形態；
    （形態Ｂ）非導電性の布の少なくとも一部に導電粒子を含有する樹脂層が付与された布の形態；
    または、
    （形態Ｃ）非導電性の布の少なくとも一部に金属層が付与された布の形態。
  27. 請求項１〜２０に記載の感圧素子と、前記感圧素子から導出され、かつ導体線からなる引き出し配線と、を備えた、電子機器。
  28. 前記導体線は、前記導電弾性体と直接的に接触しながら、該導電弾性体の少なくとも一部の内部を通っている、請求項２７に記載の電子機器。
JP2020552955A 2018-10-18 2019-09-11 感圧素子および電子機器 Active JP7281630B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018196844 2018-10-18
JP2018196844 2018-10-18
JP2018204064 2018-10-30
JP2018204064 2018-10-30
PCT/JP2019/035647 WO2020079995A1 (ja) 2018-10-18 2019-09-11 感圧素子および電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020079995A1 true JPWO2020079995A1 (ja) 2021-09-16
JP7281630B2 JP7281630B2 (ja) 2023-05-26

Family

ID=70283938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020552955A Active JP7281630B2 (ja) 2018-10-18 2019-09-11 感圧素子および電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11965785B2 (ja)
JP (1) JP7281630B2 (ja)
CN (1) CN112771358B (ja)
WO (1) WO2020079995A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201700006845A1 (it) * 2017-01-23 2018-07-23 B810 Soc A Responsabilita Limitata Sensore di pressione
US11267380B2 (en) * 2018-08-03 2022-03-08 Illinois Tool Works Inc. Suspension fabric seat heating system
WO2020153029A1 (ja) * 2019-01-24 2020-07-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 感圧素子
US10921943B2 (en) 2019-04-30 2021-02-16 Apple Inc. Compliant material for protecting capacitive force sensors and increasing capacitive sensitivity
US11740143B2 (en) * 2020-05-28 2023-08-29 Nano And Advanced Materials Institute Limited Flexible pressure sensor array and method for fabricating the same
CN116529575A (zh) * 2020-12-18 2023-08-01 松下知识产权经营株式会社 负荷传感器
JPWO2022137837A1 (ja) * 2020-12-24 2022-06-30
WO2022181254A1 (ja) * 2021-02-25 2022-09-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 荷重センサ
CN117460936A (zh) * 2021-07-09 2024-01-26 松下知识产权经营株式会社 载荷传感器
US11592946B1 (en) 2021-09-21 2023-02-28 Apple Inc. Capacitive gap force sensor with multi-layer fill
WO2023047665A1 (ja) * 2021-09-24 2023-03-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 荷重センサ
CN118339438A (zh) * 2021-12-08 2024-07-12 松下知识产权经营株式会社 负荷传感器
KR20230155257A (ko) * 2022-05-03 2023-11-10 현대모비스 주식회사 차량용 디스플레이 장치

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6110734A (ja) * 1984-05-04 1986-01-18 レイケム・リミテツド センサ−配列
JPH06323929A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Gunze Ltd 着用圧測定装置
WO2005121729A1 (de) * 2004-06-09 2005-12-22 Eth Zürich Eth Transfer Textiler kapazitiver drucksensor
JP2008170425A (ja) * 2006-12-11 2008-07-24 Univ Nagoya 感圧シート
JP2013147765A (ja) * 2012-01-18 2013-08-01 Toyota Boshoku Corp 布帛構造
JP2016090319A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 国立大学法人鳥取大学 平面状圧力センサー
JP2017026395A (ja) * 2015-07-17 2017-02-02 帝人株式会社 布帛状センサおよびこれを含むデバイス
JP2017080177A (ja) * 2015-10-29 2017-05-18 国立大学法人鳥取大学 圧力センサ、内視鏡スコープおよび内視鏡装置
JP2018019762A (ja) * 2016-08-01 2018-02-08 帝人株式会社 センサシーツ
JP2018072200A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 住友理工株式会社 静電容量型センサ
WO2018096901A1 (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 感圧素子および操舵装置
JP2018112489A (ja) * 2017-01-12 2018-07-19 国立研究開発法人産業技術総合研究所 圧力センサ、圧力センサの製造方法、ベッド装置及び自動車用シート

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3236098A1 (de) * 1982-09-29 1984-03-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Druckwandleranordnung, insbesondere fuer industrieroboter
JP5278038B2 (ja) 2008-02-26 2013-09-04 日本精工株式会社 エラストマートランスデューサー
US8161826B1 (en) * 2009-03-05 2012-04-24 Stryker Corporation Elastically stretchable fabric force sensor arrays and methods of making
US7958789B2 (en) * 2008-08-08 2011-06-14 Tokai Rubber Industries, Ltd. Capacitive sensor
US8451013B1 (en) * 2009-04-30 2013-05-28 Kuang-Ting Hsiao Insulated fiber sensor apparatus and method
US8621942B2 (en) * 2009-08-03 2014-01-07 Atmel Corporation Force sensor with compressible electrode
JP5668966B2 (ja) 2009-10-15 2015-02-12 株式会社槌屋 導電性織物及び導電性織物を使用したタッチセンサ装置
US8544336B2 (en) * 2009-11-26 2013-10-01 Xsensor Technology Corporation Sealed conductive grid capacitive pressure sensor
JP2011158336A (ja) * 2010-01-29 2011-08-18 Asmo Co Ltd 感圧センサの製造方法及び感圧センサ
KR20130109090A (ko) * 2010-06-11 2013-10-07 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 힘 측정을 갖는 포지셔널 터치 센서
JP5871129B2 (ja) * 2012-02-13 2016-03-01 日産自動車株式会社 布状圧力センサー
CA2827699A1 (en) * 2012-09-24 2014-03-24 Prakash Crj Naidu Tactile array sensor
US8997588B2 (en) * 2012-09-29 2015-04-07 Stryker Corporation Force detecting mat with multiple sensor types
US20150294756A1 (en) * 2012-10-22 2015-10-15 Enhanced Surface Dynamics, Inc. Flexible conducting materials and methods for the manufacture thereof
JP6165481B2 (ja) 2013-03-26 2017-07-19 住友理工株式会社 把持状態検出センサ
JPWO2014157627A1 (ja) * 2013-03-29 2017-02-16 バンドー化学株式会社 静電容量型センサシート及び静電容量型センサ
JP5519068B1 (ja) 2013-12-16 2014-06-11 株式会社トライフォース・マネジメント 触覚センサ
JP6645978B2 (ja) * 2014-10-22 2020-02-14 バンドー化学株式会社 静電容量型センサ
JP2016180747A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 感圧センサ
CN106017747A (zh) * 2015-03-25 2016-10-12 松下知识产权经营株式会社 感压传感器
WO2017022258A1 (ja) * 2015-07-31 2017-02-09 住友理工株式会社 静電容量型センサ、センサシートおよび静電容量型センサの製造方法
US10555609B2 (en) * 2015-10-06 2020-02-11 Lg Innotek Co., Ltd. Pressure-sensing chair, including first elastic body having lower elastic modulus than second elastic bodies arranged therein
JP6280579B2 (ja) * 2016-02-29 2018-02-14 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 圧力検出装置
DE102016106071A1 (de) * 2016-04-04 2017-10-05 Pilz Gmbh & Co. Kg Gewebe mit mehreren Gewebelagen und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102016106074A1 (de) * 2016-04-04 2017-10-05 Pilz Gmbh & Co. Kg Gewebe mit mehreren Gewebelagen
WO2017210795A1 (en) * 2016-06-08 2017-12-14 The University Of British Columbia Surface sensor arrays using ionically conducting material
KR101809369B1 (ko) * 2016-06-10 2017-12-15 한양대학교 산학협력단 전도성 구조체 및 그 제조 방법, 그를 포함하는 터치 센서 및 터치 센서의 제조 방법 및 터치 센싱 방법
DE112017004499T5 (de) * 2016-09-07 2019-06-19 Tactual Labs Co. Druck- und schersensor
JP7056571B2 (ja) * 2016-09-27 2022-04-19 ソニーグループ株式会社 センサ、電子機器、ウエアラブル端末および制御方法
JP6998782B2 (ja) * 2018-02-06 2022-02-10 日本プラスト株式会社 ハンドル用被覆部材、ハンドル、及びハンドルの製造方法
KR20200045844A (ko) * 2018-10-23 2020-05-06 삼성전자주식회사 변형가능한 지문 인식 소자, 이를 이용한 지문 인증 방법 및 전자 장치

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6110734A (ja) * 1984-05-04 1986-01-18 レイケム・リミテツド センサ−配列
JPH06323929A (ja) * 1993-05-13 1994-11-25 Gunze Ltd 着用圧測定装置
WO2005121729A1 (de) * 2004-06-09 2005-12-22 Eth Zürich Eth Transfer Textiler kapazitiver drucksensor
JP2008170425A (ja) * 2006-12-11 2008-07-24 Univ Nagoya 感圧シート
JP2013147765A (ja) * 2012-01-18 2013-08-01 Toyota Boshoku Corp 布帛構造
JP2016090319A (ja) * 2014-10-31 2016-05-23 国立大学法人鳥取大学 平面状圧力センサー
JP2017026395A (ja) * 2015-07-17 2017-02-02 帝人株式会社 布帛状センサおよびこれを含むデバイス
JP2017080177A (ja) * 2015-10-29 2017-05-18 国立大学法人鳥取大学 圧力センサ、内視鏡スコープおよび内視鏡装置
JP2018019762A (ja) * 2016-08-01 2018-02-08 帝人株式会社 センサシーツ
JP2018072200A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 住友理工株式会社 静電容量型センサ
WO2018096901A1 (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 感圧素子および操舵装置
JP2018112489A (ja) * 2017-01-12 2018-07-19 国立研究開発法人産業技術総合研究所 圧力センサ、圧力センサの製造方法、ベッド装置及び自動車用シート

Also Published As

Publication number Publication date
CN112771358A (zh) 2021-05-07
JP7281630B2 (ja) 2023-05-26
US11965785B2 (en) 2024-04-23
WO2020079995A1 (ja) 2020-04-23
CN112771358B (zh) 2023-09-26
US20210223119A1 (en) 2021-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7281630B2 (ja) 感圧素子および電子機器
JP6967711B2 (ja) 感圧素子
JP6741995B2 (ja) フレキシブルタッチセンサおよびその製造方法
Castano et al. Smart fabric sensors and e-textile technologies: a review
CN108135362B (zh) 压力感测椅
CA3015904A1 (en) Fibre-based sensor for yarn
JP7017067B2 (ja) 生体情報計測用衣類
JP2022547123A (ja) 変形可能センサ
US20210388543A1 (en) Fabric material with electrode wiring
WO2019167744A1 (ja) センサ用電極およびそれを用いた面状センサ
Roh Conductive yarn embroidered circuits for system on textiles
US20220221351A1 (en) Load sensor
US20230392997A1 (en) Load sensor
KR20170040985A (ko) 압력 감지 의자
CN115315678A (zh) 动作检测用部件
Maity et al. Advanced applications of green materials in wearable e-textiles
US20240219246A1 (en) Load sensor
WO2023105950A1 (ja) 荷重センサ
WO2022075129A1 (ja) 導電性ゴム引布
WO2023100525A1 (ja) 荷重センサ
WO2023013300A1 (ja) 生体情報測定用部材、及び生体情報測定用衣服
WO2018051884A1 (ja) 感圧装置およびこれに用いられる感圧部品
WO2023084807A1 (ja) 荷重センサ
WO2022075128A1 (ja) 導電性ゴム引布
WO2023013299A1 (ja) 生体情報測定用部材、及び生体情報測定用衣服

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220202

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20221021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221116

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230131

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230303

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20230303

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230313

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20230314

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230410

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7281630

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151