WO2019187653A1 - トランスデューサシート - Google Patents

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WO2019187653A1
WO2019187653A1 PCT/JP2019/004098 JP2019004098W WO2019187653A1 WO 2019187653 A1 WO2019187653 A1 WO 2019187653A1 JP 2019004098 W JP2019004098 W JP 2019004098W WO 2019187653 A1 WO2019187653 A1 WO 2019187653A1
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WO
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connection
pressure sensor
transducer sheet
transducer
sheet
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/004098
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English (en)
French (fr)
Inventor
高橋　渉
日比野　真吾
Original Assignee
住友理工株式会社
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Publication date
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    • 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
    • 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
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload

Definitions

  • the present invention relates to a transducer sheet that converts input energy into output energy different from the input energy.
  • a transducer sheet that constitutes a pressure sensor that detects a working pressure by converting it into a voltage, an actuator that outputs a force according to the applied voltage, and the like has been proposed.
  • a transducer sheet for example, there is a sensor sheet that constitutes a pressure distribution sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-284404 (Patent Document 1), and a detection voltage that is output energy according to working pressure that is input energy. This is going to cause changes.
  • Patent Document 1 merely discloses a structure that enables a plurality of sensor sheets to be linearly arranged and connected in a specific direction.
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 5414682 (Patent Document 2), it is proposed to configure a tactile sensor applicable to the surface of a robot by connecting a plurality of tactile sensor modules to each other.
  • the tactile sensor module of Patent Document 2 has a structure in which either an input connection port or an output connection port is arranged on each of three sides of a triangular planar substrate. By connecting the connection port and the output connection port to each other, the tactile sensor can be configured with a surface shape with a greater degree of freedom.
  • both the input connection port and the output connection port can be connected only in the direction orthogonal to the side of the planar substrate. Connection cannot be made except in a direction orthogonal to the side of the flat substrate. Thus, the tactile sensor module of Patent Document 2 has a problem that the connectable direction is limited by the shape of the flat substrate.
  • JP 2006-284404 A Japanese Patent No. 5414682
  • the present invention has been made in the background of the above-described circumstances, and a solution to the problem is to provide a transducer sheet having a novel structure in which a plurality of elements can be connected to each other with a greater degree of freedom. There is.
  • the first aspect of the present invention is a transducer sheet, (i) a transducer sheet main body that converts input energy into another output energy, and (ii) a plurality of provided at a connection portion of the transducer sheet main body. And a connection connector capable of physically and electrically connecting the transducer sheet main body to each other in a plurality of directions at the connection portion.
  • a plurality of transducer sheet main bodies can be connected to each other in a plurality of directions by the connection connector, so that energy such as a target pressure-sensitive region can be obtained.
  • a transducer with a conversion region can be configured with great freedom by one or more transducer sheets.
  • connection connector allows not only physical connection of a plurality of transducer sheet bodies but also electrical connection, when a physical connection structure and an electrical connection structure are provided separately, In comparison, the structure of the transducer sheet can be simplified, and the connection work of a plurality of transducer sheets can be facilitated.
  • a second aspect of the present invention is the transducer sheet described in the first aspect, wherein a plurality of the transducer sheet main bodies can be connected in a plurality of different directions in plan by the connection connector.
  • a plurality of transducer sheet bodies can be connected so as to spread in a plane, and a transducer having a wider energy conversion region can be configured.
  • a third aspect of the present invention is the transducer sheet described in the first or second aspect, wherein a plurality of the transducer sheet main bodies can be connected in the thickness direction by the connection connector.
  • the third aspect by connecting a plurality of transducer sheet bodies so as to be stacked in the thickness direction, for example, a large amount of electricity as output energy with respect to pressure as input energy can be obtained, or as input energy The power as the output energy for electricity can be greatly obtained.
  • the amount of electricity to be output is, for example, a capacitance if the transducer is a capacitance type sensor, and the transducer is a piezoelectric type. If it is a sensor, it is the amount of generated charges.
  • connection connector is provided on both front and back surfaces of the transducer sheet main body.
  • connection connectors are provided on both the front and back surfaces, for example, a plurality of transducer sheet main bodies can be overlapped and connected to the front and back of the connection portion of one transducer sheet main body.
  • connection portions of the transducer sheet main body includes a plurality of connection connectors having the same polarity. It is what.
  • connection in a plurality of directions of the transducer sheet main body can be realized with a greater degree of freedom in the connection portion including a plurality of same-polarity connection connectors.
  • connection connectors are arranged at positions that form four corners of a rhombus.
  • the connection connectors arranged in the diagonal direction have the same polarity, and the connection connectors arranged adjacent to each other in the circumferential direction have different polarities.
  • the rhombus of this aspect is a quadrangle whose lengths of the four sides are equal to each other, and is not limited to the rhombic shape but includes a square.
  • connection connector is provided on an outer peripheral portion of the transducer sheet main body.
  • connection of the transducer sheet main body is realized in the outer peripheral portion, a large energy conversion region such as a pressure sensitive region can be secured in the inner peripheral portion.
  • the transducer sheet body includes a piezoelectric element having a structure in which electrodes are superimposed on both surfaces of a piezoelectric layer. It is what.
  • the positive effect of piezoelectricity in which mechanical force that is input energy is converted into electricity that is output energy, or electricity that is input energy is converted into mechanical force that is output energy.
  • a pressure sensor, a generator, an actuator, or the like can be configured by a transducer sheet using the inverse effect of piezoelectricity.
  • a plurality of the transducer sheet bodies can be connected in a detachable manner by the connection connector. Is.
  • connection by the connection connectors of the plurality of transducer sheet bodies can be redone as necessary. Accordingly, the connection directions of the plurality of transducer sheet bodies can be changed and set as necessary, and a plurality of types of transducers having different shapes and the like can be selectively configured according to the application.
  • one or a plurality of transducers having an energy conversion region such as a target pressure-sensitive region can be obtained by connecting a plurality of transducer sheet bodies to each other in a plurality of directions by a connection connector.
  • the transducer sheet can be configured with a large degree of freedom.
  • the connection connector allows not only physical connection of a plurality of transducer sheet bodies but also electrical connection, when a physical connection structure and an electrical connection structure are provided separately, In comparison, the structure of the transducer sheet can be simplified, and the connection work of a plurality of transducer sheets can be facilitated.
  • II-II sectional drawing of FIG. The figure which expands and shows a part of sensor sheet main body which comprises the pressure sensor sheet shown in FIG.
  • the figure which expands and shows the right end part of FIG. FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 4.
  • VI-VI sectional drawing of FIG. The top view explaining the one connection aspect of the pressure sensor sheet
  • FIGS. 1 and 2 show a pressure sensor sheet 10 as a first embodiment of a transducer sheet having a structure according to the present invention.
  • the pressure sensor sheet 10 includes a sensor sheet body 12 as a transducer sheet body.
  • the up and down direction is the up and down direction in FIG. 2
  • the front and back direction is the up and down direction in FIG. 1
  • the left and right direction is FIG. Say the left and right directions inside.
  • the sensor sheet main body 12 has a thin strip shape as a whole, and has a structure in which a piezoelectric element 18 is disposed between the first protective layer 14 and the second protective layer 16. . Then, mechanical input energy (pressure) acting in the thickness direction on a pressure sensitive region 25 (described later) of the sensor sheet main body 12 is converted into electrical output energy (piezoelectricity) by the piezoelectric element 18. It has become.
  • the first protective layer 14 and the second protective layer 16 are formed of an electrically insulating material such as a synthetic resin elastomer or rubber, and are formed into a thin strip extending in the left-right direction as a whole.
  • the front and rear width dimensions of the left and right end portions constituting 34 are made smaller than the left and right intermediate portions.
  • the 1st protective layer 14 and the 2nd protective layer 16 are piled up mutually in the up-and-down direction, and the peripheral part is mutually fixed and it is made into the substantially bag shape which has space in the inside,
  • a piezoelectric element 18 is disposed between the one protective layer 14 and the second protective layer 16.
  • the fixing means at the outer peripheral portion of the first protective layer 14 and the second protective layer 16 is not particularly limited, and for example, bonding, welding, fixing by sewing, detachable fixing by a surface fastener, or the like may be employed. .
  • the piezoelectric element 18 has a rectangular band shape as a whole. As shown in FIG. 3, each of the first electrode layer 22 and the second electrode layer 24 as electrodes is provided on the upper and lower surfaces of the piezoelectric layer 20. Have a superposed structure.
  • the piezoelectric layer 20 has a rectangular band shape as shown in FIGS. 1 to 3 and is formed of a piezoelectric material, and applies piezoelectricity (voltage) having a magnitude corresponding to a load (pressure) input in the thickness direction. It has come to occur.
  • the material for forming the piezoelectric layer 20 only needs to have piezoelectricity, but it is desirable to have flexibility and stretchability.
  • a crosslinked rubber and a thermoplastic elastomer that have a relatively small elastic modulus and are flexible, A material in which piezoelectric particles, which are particles of a compound having piezoelectricity, are blended is used.
  • the elastomer is preferably, for example, urethane rubber, silicone rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, acrylic rubber, natural rubber, isoprene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, ethylene-vinyl acetate.
  • Copolymers, ethylene-vinyl acetate-acrylic acid ester copolymers, butyl rubber, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber, chloroprene rubber, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, thermoplastic polyurethane, etc. are suitably employed.
  • the urethane rubber silicone rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, acrylic rubber, natural rubber, isoprene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, ethylene-vinyl acetate.
  • piezoelectric compounds include barium titanate, strontium titanate, potassium niobate, sodium niobate, lithium niobate, potassium sodium niobate, potassium sodium niobate, lead zirconate titanate, barium titanate Examples include strontium, bismuth lanthanum titanate, and bismuth strontium tantalate.
  • the piezoelectric particles may be composed of only one kind of the above compound, or may be composed of a plurality of kinds. Further, from the viewpoint of making the piezoelectric layer 20 thin, the average particle diameter of the piezoelectric particles is preferably 10 ⁇ m or less.
  • the first electrode layer 22 and the second electrode layer 24 are thin-film conductors, and may be formed of metal.
  • the metal layer may be made of a polymer elastomer such as synthetic resin or rubber. It is formed of conductive ink or silver paste mixed with conductive fillers such as particles, metal oxide particles, metal carbide particles, metal nanowires, carbon black, carbon nanotubes, graphite, graphene, etc., and flexibly follows the piezoelectric layer 20 It is desirable to have elasticity and elasticity. More preferably, for example, metal nanowires, carbon nanotubes, thin-layer graphite, and graphene are employed as fillers having a large aspect ratio that can realize high flexibility and stretchability. Further, as shown in FIG.
  • the first and second electrode layers 22 and 24 are electrically in contact with the piezoelectric layer 20 by being superimposed on one surface of the piezoelectric layer 20 in a contact state. It is connected.
  • a pressure is applied to the piezoelectric layer 20
  • a potential difference corresponding to the applied pressure is generated between the first and second electrode layers 22 and 24.
  • the piezoelectric layer 20 and the first and second electrode layers 22 and 24 constituting the piezoelectric element 18 for example, a piezoelectric layer and an electrode layer described in Japanese Patent No. 6034543 are suitably applied.
  • the piezoelectric element 18 having such a structure is disposed between the first protective layer 14 and the second protective layer 16.
  • a vertical projection area of the piezoelectric element 18 indicated by a broken line in FIG. 1 is a pressure-sensitive area 25 as an energy conversion area in the pressure sensor sheet 10.
  • the piezoelectric element 18 is formed separately from the first and second protective layers 14 and 16 and is disposed in a contained state between the bag-like first and second protective layers 14 and 16. However, it may be formed integrally with the first and second protective layers 14 and 16.
  • the first electrode layer 22 is formed on the lower surface of the first protective layer 14 by printing
  • the second electrode layer 24 is formed on the upper surface of the second protective layer 16 by printing.
  • the piezoelectric element 18 may be integrally formed with the first and second protective layers 14 and 16 in a state where the piezoelectric element 18 is disposed between the first protective layer 14 and the second protective layer 16.
  • the first wiring 26 and the second wiring 28 are connected to the piezoelectric element 18.
  • the first and second wirings 26 and 28 are formed of a conductive material in the same manner as the first and second electrode layers 22 and 24, and the first wiring 26 is connected to the first electrode layer 22.
  • the second wiring 28 is connected to the second electrode layer 24 and extends to the left and right outer connection portions 34, 34.
  • the first and second wirings 26 and 28 are provided in a plane on the connection portions 34 and 34.
  • the first and second wirings 26 and 28 are multilayered with an insulating layer interposed therebetween.
  • the first and second wirings 26 and 28 can be connected to each other even in the connection portions 34 and 34 having a small projected area in the vertical direction. It can be provided in an insulated state.
  • the first wiring 26 may be integrally formed with the first electrode layer 22, but for example, the first electrode layer 22 is formed of a conductive ink in which carbon black is used as a conductive filler. At the same time, the first wiring 26 is formed of silver paste, thereby ensuring the conductivity of the first wiring 26 having a small cross-sectional area while reducing the cost of the first electrode layer 22 having a large cross-sectional area. Can do. Further, the second wiring 28 and the second electrode layer 24 can be formed of the same material as each other and can be formed of different materials.
  • the first wiring 26 is connected to a first connection connector 30 as a connection connector
  • the second wiring 28 is connected to a second connection connector 32 as a connection connector.
  • the first and second connection connectors 30 and 32 are formed of a conductive material such as metal or conductive resin, for example, and have a thick, substantially disk shape. It arrange
  • the first connection connector 30 is connected to the first electrode layer 22 by the first wiring 26, and the second connection connector 32 is connected to the second electrode layer 24 by the second wiring 28.
  • the first connection connector 30 and the second connection connector 32 are one of a positive electrode and a negative electrode.
  • the first and second connection connectors 30 and 32 are provided on the upper and lower surfaces of the sensor sheet main body 12, and both the left and right ends of the first protective layer 14 constituting the connection portions 34 and 34 and the second. In both the left and right end portions of the protective layer 16, a plurality are respectively provided penetrating in the vertical direction and fixed to either the first or second protective layer 14, 16.
  • the plurality of first connection connectors 30 have a concave cross-section first connection connector 30 a (see FIGS. 5 and 6) having a recess 36 that opens to the upper and lower outer sides in the inner peripheral portion. ) And a first connection connector 30b having a convex cross section having a convex portion 38 projecting upward and downward on the inner peripheral portion.
  • two first connection connectors 30 a are arranged on both the upper and lower surfaces of the right connection portion 34
  • two first connection connectors 30 b are arranged on the upper and lower surfaces of the left connection portion 34.
  • the first connecting connector 30a and the first connecting connector 30b are physically connected by fitting the convex portion 38 of the first connecting connector 30b into the concave portion 36 of the first connecting connector 30a. It is designed to be electrically connected.
  • the plurality of second connection connectors 32 protrudes toward the upper and lower outer sides at the inner peripheral portion and the second connection connector 32a having a concave cross section having a recess 36 that opens toward the upper and lower outer sides at the inner peripheral portion.
  • a second connecting connector 32b (see FIGS. 5 and 6) having a convex cross section having a convex portion 38.
  • two second connection connectors 32 b are arranged on both the upper and lower surfaces of the right connection portion 34
  • two second connection connectors 32 a are arranged on the upper and lower surfaces of the left connection portion 34.
  • Each of the first connection connectors 30a and 30b and the second connection connectors 32a and 32b of the present embodiment has a spring hook-like structure, and the convex portion 38 is detachably fitted to the concave portion 36. be able to. Thereby, it is possible to redo the connection of the pressure sensor sheet
  • the first connecting connector 30 and the second connecting connector 32 are provided with convex portions and concave portions having different shapes, and the convex portions or concave portions of the first connecting connector 30 and the concave portions or convex portions of the second connecting connector 32 are provided.
  • the first connection connector 30 and the second connection connector 32 may be prevented from being erroneously connected by preventing the portion from being fitted.
  • first connection connectors 30a and 30a and the two second connection connectors 32b and 32b fixed to the first protective layer 14 in the right connection portion 34 have four sides having the same length.
  • the shape is located at the four corners of a square (an alternate long and short dash line in FIG. 4) as one aspect of the rhombus, and the two first connection connectors 30a and 30a are arranged opposite to each other in one diagonal direction.
  • Two second connection connectors 32b and 32b are arranged opposite to each other in the diagonal direction.
  • first connection connectors 30a are arranged at the upper left and lower right corners of the square
  • second connection connectors 32b are arranged at the lower left and upper right corners of the square. ing.
  • first connection connectors 30a, 30a facing each other in the diagonal direction of the square are both connected to the first electrode layer 22 and have the same polarity, and the other of the squares
  • the two second connection connectors 32b and 32b that face each other in the diagonal direction are both connected to the second electrode layer 24 and have the same polarity.
  • the first connection connector 30a and the second connection connector 32b are alternately arranged in the circumferential direction of the square, and two connection connectors adjacent in the circumferential direction of the square are first and second electrode layers. They are connected to one of 22 and 24 and have different polarities.
  • first connection connectors 30a and 30a and the two second connection connectors 32b and 32b fixed to the second protective layer 16 in the right connection portion 34 are similarly arranged in a top view.
  • first connection connectors 30 a and 30 a fixed to the first protective layer 14 and the first connection fixed to the second protective layer 16 in the right connection portion 34.
  • the connection connectors 30 a and 30 a are arranged vertically at positions corresponding to each other, and the second connection connectors 32 b and 32 b fixed to the first protective layer 14 and the second protective layer 16 fixed to the second protective layer 16.
  • Two connection connectors 32b and 32b are arranged vertically at positions corresponding to each other.
  • first connection connectors 30b and 30b and the two second connection connectors 32a and 32a fixed to the first protective layer 14 in the left connection portion 34 are formed by virtual square corners (not shown).
  • the two first connection connectors 30b, 30b are arranged opposite to each other in one diagonal direction, and the two second connection connectors 32a, 32a are opposed in the other diagonal direction. It is arranged.
  • the first connection connector 30b is disposed at the upper left corner and the lower right corner of the square
  • the second connection connector 32a is disposed at the lower left corner and the upper right corner of the square. ing.
  • the two first connection connectors 30b, 30b facing each other in the diagonal direction of the square are both connected to the first electrode layer 22 and have the same polarity, and the other of the squares
  • the two second connection connectors 32a and 32a that face each other in the diagonal direction are both connected to the second electrode layer 24 and have the same polarity.
  • the first connection connector 30b and the second connection connector 32a are alternately arranged in the circumferential direction of the square, and the two connection connectors adjacent in the circumferential direction of the square are the first and second electrode layers. They are connected to one of 22 and 24 and have different polarities.
  • first connection connectors 30b and 30b and the two second connection connectors 32a and 32a fixed to the second protective layer 16 in the left connection portion 34 are similarly arranged in a top view.
  • first connection connectors 30b and 30b fixed to the first protective layer 14 and the first connection connectors 30b and 30b fixed to the second protective layer 16 correspond to each other.
  • the second connection connectors 32a and 32a fixed to the first protective layer 14 and the second connection connectors 32a and 32a fixed to the second protective layer 16 It is arranged up and down at positions corresponding to each other.
  • first connection connectors 30 a, 30 a, 30 a, 30 a provided in the right connection portion 34 are connected to one first wiring 26.
  • the first connection connectors 30a and 30a arranged up and down at positions corresponding to each other are connected to the same first wiring 26 by arranging the first wiring 26 in a contact state between the upper and lower sides. Yes. Accordingly, the four first connection connectors 30 a, 30 a, 30 a, and 30 a provided on the right connection portion 34 are all connected to the first electrode layer 22 through the first wiring 26.
  • first connection connectors 30b, 30b, 30b, 30b provided in the left connection portion 34 are also connected to the other first wiring 26 in the same manner.
  • the four second connection connectors 32 b, 32 b, 32 b, 32 b, 32 b provided in the right connection portion 34 are connected to one second wiring 28.
  • the second connection connectors 32b and 32b arranged up and down at positions corresponding to each other are connected to the same second wiring 28 by arranging the second wiring 28 in a contact state between the upper and lower sides. Yes.
  • the four second connection connectors 32 b, 32 b, 32 b, 32 b provided on the right connection portion 34 are all connected to the second electrode layer 24 via the second wiring 28.
  • the four second connection connectors 32a, 32a, 32a, 32a, 32a provided in the left connection portion 34 are also connected to the other second wiring 28 in the same manner.
  • connection portions 34, 34 provided at the left and right ends of the sensor sheet main body 12 are connected to the plurality of first connection connectors 30 connected to the first electrode layer 22 and the second electrode layer 24.
  • a plurality of connected second connection connectors 32 are provided so as to be exposed from the electrically insulative first and second protective layers 14 and 16.
  • the pressure sensor sheet 10 having such a structure can be physically and electrically connected to other pressure sensor sheets 10 in a plurality of directions at the connection portions 34 and 34 at both left and right ends.
  • connection modes of the plurality of pressure sensor sheets 10 shown in FIGS. 7 to 10 will be described. 7 to 10, the first connection connector 30 is indicated by a white circle and the second connection connector 32 is indicated by a black circle for easy understanding.
  • FIG. 7 shows a pressure sensor 40 as a transducer.
  • the pressure sensor 40 has a structure in which two pressure sensor sheets 10 and 10 are connected in a straight line in the left-right direction. More specifically, in FIG. 7, the left end connection portion 34 of the right pressure sensor sheet 10 is superimposed on the right end connection portion 34 of the left pressure sensor sheet 10 from the upper side.
  • connection part 34 of the left end of the pressure sensor sheet 10 of the right side with respect to each recessed part 36 of the 1st connection connectors 30a and 30a provided in the connection part 34 of the right end of the pressure sensor sheet 10 of the left side.
  • the convex portions 38 of the first connection connectors 30b and 30b are fitted, and the first connection connectors 30a and 30a and the first connection connectors 30b and 30b are physically connected.
  • the convex portions 38 of the second connection connectors 32b and 32b provided at the right end connection portion 34 of the left pressure sensor sheet 10 are provided at the left end connection portion 34 of the right pressure sensor sheet 10.
  • the second connection connectors 32b and 32b and the second connection connectors 32a and 32a are physically connected by being fitted into the respective concave portions 36 of the second connection connectors 32a and 32a.
  • both the first connection connector 30a and the first connection connector 30b are conductors, the first connection connector 30a and the first connection connector 30b are physically connected by concave and convex fitting. At the same time, it is electrically connected. As a result, the first electrode layer 22 of the left pressure sensor sheet 10 and the first electrode layer 22 of the right pressure sensor sheet 10 are electrically connected by the connection of the first connection connector 30a and the first connection connector 30b. To function as a substantially integral electrode.
  • the second connection connector 32a and the second connection connector 32b are both conductors, the second connection connector 32a and the second connection connector 32b are physically connected by concave and convex fitting. At the same time, it is electrically connected. Thereby, the second electrode layer 24 of the left pressure sensor sheet 10 and the second electrode layer 24 of the right pressure sensor sheet 10 are electrically connected by the connection of the second connection connector 32a and the second connection connector 32b. To function as a substantially integral electrode.
  • the pressure sensor 40 having a wider pressure-sensitive region in the left-right direction can be configured by the two pressure sensor sheets 10 and 10.
  • FIG. 8 shows a pressure sensor 42 as a transducer.
  • the pressure sensor 42 has a structure in which two pressure sensor sheets 10 and 10 are connected in a state in which the two pressure sensor sheets 10 and 10 are arranged in a bowl shape so that their length directions are orthogonal to each other.
  • one pressure sensor sheet 10 (rear pressure sensor sheet 10) is arranged to be longitudinal in the front-rear direction, and the other pressure sensor sheet 10 (right pressure The sensor sheet 10) is disposed so as to be longitudinal in the left-right direction, and the pressure sensor sheets 10, 10 are disposed in a direction substantially orthogonal to each other on substantially the same plane.
  • the rear pressure sensor sheet 10 is rotated 90 ° clockwise with respect to the right pressure sensor sheet 10 so that the longitudinal direction is the longitudinal direction.
  • the left end connection portion 34 of the right pressure sensor sheet 10 is overlapped with the front end connection portion 34 of the rear pressure sensor sheet 10 from above.
  • the left half of the left connection portion 34 of the right pressure sensor sheet 10 is superimposed on the right half of the front connection portion 34 of the rear pressure sensor sheet 10.
  • connection connector 30b provided in the connection part 34 of the left end of the pressure sensor sheet 10 of the right side with respect to the recessed part 36 of the 1st connection connector 30a provided in the connection part 34 of the front end of the pressure sensor sheet 10 of the rear side.
  • the projection 38 of the connection connector 30b is fitted, and the first connection connector 30a and the first connection connector 30b are physically and electrically connected.
  • the convex portion 38 of the second connection connector 32 b provided at the front connection portion 34 of the rear pressure sensor sheet 10 is provided in the second connection portion 34 provided at the left end connection portion 34 of the right pressure sensor sheet 10.
  • the second connection connector 32b and the second connection connector 32a are physically and electrically connected by being fitted into the recess 36 of the connection connector 32a.
  • the first electrode layer 22 of the rear pressure sensor sheet 10 and the first electrode layer 22 of the right pressure sensor sheet 10 are electrically connected by the connection of the first connection connector 30a and the first connection connector 30b. Connected to each other and function as a substantially integral electrode. Further, the second electrode layer 24 of the rear pressure sensor sheet 10 and the second electrode layer 24 of the right pressure sensor sheet 10 are electrically connected by the connection of the second connection connector 32a and the second connection connector 32b. To function as a substantially integral electrode.
  • the two pressure sensor sheets 10 and 10 are arranged side by side so as to be substantially orthogonal to each other on substantially the same plane, so that the pressure sensing region 25 of the rear pressure sensor sheet 10 and the right pressure sensor sheet 10 are sensed.
  • region 25 functions integrally, and the pressure sensor 42 which has a pressure-sensitive area
  • one pressure sensor sheet 10 when connecting the two pressure sensor sheets 10, 10, one pressure sensor sheet 10 is connected to the other pressure sensor sheet 10 in a plurality of directions different from each other in plan view. It is possible. Specifically, in this embodiment, one pressure sensor sheet 10 can be selectively connected to the other pressure sensor sheet 10 at an angle of 90 °, 180 °, or 270 °.
  • FIG. 9 shows a pressure sensor 44 as a transducer.
  • the pressure sensor 44 has a structure in which two pressure sensor sheets 10 and 10 extending in the left-right direction and two pressure sensor sheets 10 and 10 extending in the front-rear direction are arranged and connected to form a cross. Yes. That is, in FIG. 9, four pressure sensor sheets 10, 10, 10, and 10 are connected linearly to the plurality of pressure sensor sheets 10 shown in FIG. 7 and 90 of the plurality of pressure sensor sheets 10 shown in FIG. ° It is connected in a cross shape by combining with a bent hook-shaped connection mode.
  • the connecting portion 34 at the rear end of the front pressure sensor sheet 10 and the connecting portion 34 at the front end of the rear pressure sensor sheet 10 are overlapped and connected vertically.
  • the right end connecting portion 34 of the left pressure sensor sheet 10 is overlapped and connected from the upper side to the left half of the connecting portions 34, 34 of the front and rear pressure sensor sheets 10, 10 connected to each other.
  • the connecting portion 34 at the left end of the right pressure sensor sheet 10 is overlapped and connected to the right half of the connecting portions 34 and 34 of the front and rear pressure sensor sheets 10 and 10 connected to each other. ing.
  • the four pressure sensor sheets 10, 10, 10, and 10 function as an integral electrode layer by physically and electrically connecting the first electrode layers 22, 22, 22, and 22 to each other.
  • the second electrode layers 24, 24, 24, 24 are physically and electrically connected to each other so as to function as an integral electrode layer. Accordingly, the pressure sensitive areas 25 of the four pressure sensor sheets 10, 10, 10, 10 function integrally, and the pressure sensor 44 having the pressure sensitive areas spreading in a cross shape can be configured.
  • FIG. 9 shows an example in which the four pressure sensor sheets 10, 10, 10, and 10 are connected in a cross shape, the linear connection of the plurality of pressure sensor sheets 10 shown in FIG. 7 and the example shown in FIG.
  • the plurality of pressure sensor sheets 10 may be connected in a lattice shape by combining the plurality of pressure sensor sheets 10 with a 90 ° bent connection.
  • FIG. 10 shows a pressure sensor 46 as a transducer.
  • the pressure sensor 46 has a structure in which two pressure sensor sheets 10 and 10 are stacked in the vertical direction, which is the thickness direction, and are physically and electrically connected in a three-dimensional stacked state.
  • the upper pressure sensor sheet 10 is arranged in a state of being rotated 180 ° with respect to the lower pressure sensor sheet 10 about a rotation axis extending in the vertical direction.
  • the upper pressure sensor sheet 10 is provided with the first connection connectors 30a and 30a and the second connection connectors 32b and 32b at the left end connection portion 34, and at the right end connection portion 34 with the first connection connector 34a.
  • Connection connectors 30b and 30b and second connection connectors 32a and 32a are provided.
  • the first connection connectors 30b and 30b and the second connection connectors 32a and 32a provided on the lower surface of the right end connection portion 34 of the upper pressure sensor sheet 10 are connected to the right end of the lower pressure sensor sheet 10.
  • the first connection connectors 30a and 30a and the second connection connectors 32b and 32b provided on the upper surface of the portion 34 are connected by uneven fitting.
  • the first connection connectors 30a, 30a and the second connection connectors 32b, 32b provided on the lower surface of the left end connection portion 34 in the upper pressure sensor sheet 10 are connected to the left end in the lower pressure sensor sheet 10.
  • the first connection connectors 30b and 30b and the second connection connectors 32a and 32a provided on the upper surface of the portion 34 are connected by concave and convex fitting.
  • first electrode layer 22 of the upper pressure sensor sheet 10 and the first electrode layer 22 of the lower pressure sensor sheet 10 are electrically connected by the connection of the first connection connector 30a and the first connection connector 30b.
  • second electrode layer 24 of the upper pressure sensor sheet 10 and the second electrode layer 24 of the lower pressure sensor sheet 10 are connected to the second connection connector 32a and the second connection connector 32b. Is electrically connected.
  • the pressure sensor 46 formed by connecting the two pressure sensor sheets 10 and 10 in a stacked state in which the two pressure sensor sheets 10 and 10 are stacked in the vertical direction, the voltage generated by the piezoelectric action increases with respect to the pressure input in the vertical direction. Therefore, the pressure detection accuracy can be improved.
  • the pressure sensor sheets 10 and 10 arranged adjacent to each other in the overlapping direction are arranged in a direction rotated relatively by 180 °, whereby the first connection connector 30a and the first connection connector 30b. Can be connected in the vertical direction, and the second connection connector 32a and the second connection connector 32b can be connected in the vertical direction.
  • a plurality of structures 46 shown in FIG. 10 in which a plurality of pressure sensor sheets 10 are connected in a stacked state in the vertical direction are further connected to each other on a plane orthogonal to the vertical direction as shown in FIGS.
  • a pressure sensor can be configured, and a plurality of pressure sensor sheets 10 can be connected to each other not only in the vertical direction but also in a plurality of directions.
  • the pressure sensor it is possible to improve detection accuracy by stacking while setting a wide pressure-sensitive region.
  • the transducer is a piezoelectric sensor
  • the amount of generated charge is doubled by stacking two sensor sheets, and when the transducer is a capacitive sensor, two sensor sheets are stacked.
  • the piezoelectric layer 20 is a thin film, the volume when stacked can be reduced, and the amount of generated charge per unit volume can be increased.
  • the sensor sensitivity per unit volume can be improved when a pressure sensor is configured with the transducer sheet, while the displacement amount when the actuator is configured, The amount of power generation when configuring a machine can also be improved.
  • the plurality of pressure sensor sheets 10 are appropriately connected to meet the required pressure-sensitive region shape, size, detection sensitivity, or the like. A pressure sensor can be obtained easily.
  • the specific shape of the transducer sheet main body is not limited to the belt shape like the sensor sheet main body 12 shown in the above embodiment, and may be a rectangular sheet shape having a square energy conversion region, or a polygon other than a rectangle. It is a sheet shape corresponding to the shape of the required energy conversion region, the shape of the installation surface, etc.
  • the transducer sheet main body connected by the connection connector may be different in shape and structure.
  • the connecting portions are not necessarily provided at two places on the transducer sheet main body, but may be provided at only one place, or may be provided at three or more places. Moreover, although it is desirable to provide a connection part in the outer peripheral part of a transducer sheet main body, it can also be provided in an inner peripheral part.
  • connection angle circumferential planar connection direction
  • connection angle can be set as appropriate depending on the arrangement of the connection connectors and the like, and is not necessarily 90 °, 180 °, 270 as in the above embodiment. It is not limited to the three directions of °.
  • a pressure sensor sheet 50 as a transducer sheet as shown in FIG. 11 may be employed.
  • the pressure sensor sheet 50 includes one first connection connector 30 and two second connection connectors 32 arranged so as to be equidistant from the first connection connector 30 in one connection portion 52. , 32 are provided, and each of the first connection connector 30 and the second connection connector 32 is arranged in the width direction in the other connection portion 54. And with respect to either of the two second connection connectors 32 and 32 provided in the connection part 52 of one pressure sensor sheet 50, the second provided in the connection part 54 of the other pressure sensor sheet 50 is provided. By selectively connecting the connector 32, the pressure sensor sheets 50 and 50 can be connected on substantially the same plane.
  • one pressure sensor sheet 50 can be connected to the other pressure sensor sheet 50 at an angle of 135 ° or 225 °. Further, as shown by a two-dot chain line in FIG. 11, another second connection connector 32 provided in the connection portion 52 of one pressure sensor sheet 50 is selected, and the other pressure sensor sheet 50 is changed to one pressure sensor. It is possible to connect the sensor sheet 50 in a different direction, and connect the added third pressure sensor sheet 50 to one pressure sensor sheet 50 in a direction different from the other pressure sensor sheet 50. You can also
  • connection connectors including two first connection connectors 30 and 30 and two second connection connectors 32 and 32 are arranged at the connection portions 34 and 34 at both ends of the pressure sensor sheet 10, respectively.
  • the pressure sensor sheet 10 does not need to be turned upside down in any connection direction, but the pressure sensor sheet 10 is turned upside down and connected as necessary. By doing so, the connection in each direction can be realized with fewer connection connectors.
  • one connection portion 34 of the pressure sensor sheet 10 is provided with a total of four connection connectors of two first connection connectors 30 and 30 and two second connection connectors 32 and 32, and pressure
  • one first connection connector 30 and one second connection connector 32, on the other connection portion 34 of the sensor sheet 10 in each direction that can be connected in the embodiment. Can be realized.
  • connection connector is merely an example, and other structures can be adopted as long as physical connection and electrical connection can be realized at the same time.
  • a physical and electrical connection can be detachably realized by using a conductive magnet, a spring hook, an adhesive tape, a hook-and-loop fastener, an adhesive, an adhesive, and the like.
  • connection connector is formed of conductive adhesive tape, hook-and-loop fastener, adhesive, adhesive, etc., the transducer sheets that are connected to each other by the connection connector if the connection position between the connection connectors is adjusted appropriately The relative position can be adjusted to some extent in the surface direction.
  • a C-shaped annular snap ring can be used as a connection connector.
  • a snap ring as a connection connector is arranged so that the opening on the circumference of the snap ring opens toward the outer circumference at one connection portion of the pressure sensor sheet, and the thickness is formed at the other connection portion of the pressure sensor sheet.
  • the connecting connector may be allowed to change its position on the transducer sheet body.
  • the connector can be slidably displaced with respect to the transducer sheet body, and the displacement of the connector can be allowed in the surface direction of the transducer sheet body to cope with component dimensional errors and manufacturing errors.
  • transformation of the transducer sheet main body between several connection connectors can also accept
  • one of the connected connectors is a structure having a planar extension such as a hook-and-loop fastener, for example, the position of the other connected connector is appropriately set on the surface of the one connected connector. A substantial change in the position of the connector can be allowed.
  • the plurality of piezoelectric elements 18 are connected to each other in the vertical direction so that the plurality of stacked piezoelectric elements 18 are connected to the first protective layer 14 and the first protective layer 14.
  • the pressure detection accuracy of the pressure sensor sheet 10 can be increased.
  • a plurality of pressure sensor sheets 10 including a plurality of piezoelectric elements 18 are connected in a stacked state in the thickness direction, the pressure detection accuracy can be further improved.
  • the pressure sensor sheet 10 of the embodiment can be connected to other pressure sensor sheets 10 in a plurality of directions, and has flexibility and stretchability, and thus has a curved surface, unevenness, and the like.
  • the pressure can be detected by attaching it to a complicated deformed surface or a surface causing deformation.
  • the piezoelectric element 18 is divided into a plurality of parts in the left-right direction, and the electrode layers of the plurality of divided piezoelectric elements are electrically connected to each other. It is also possible to function as the piezoelectric element 18. In other words, by connecting a plurality of piezoelectric elements in the left-right direction and connecting them in a conductive state in one pressure sensor sheet body 12, the connected plurality of piezoelectric elements can be made to function integrally. According to this, since a large piezoelectric element is configured by combining small piezoelectric elements, it is possible to easily manufacture the piezoelectric element as compared with the case where the large piezoelectric elements are integrally formed.
  • the piezoelectric pressure sensor sheet 10 that detects pressure based on a change in voltage due to piezoelectric action is shown.
  • the transducer sheet is based on a change in capacitance, for example.
  • Capacitance type pressure sensor sheet that detects pressure
  • power generation sheet that obtains electric power by converting mechanical energy such as pressure into electric energy
  • actuator sheet that converts electric energy into mechanical energy and outputs it, etc. Also good.

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Abstract

より大きな自由度で複数を相互に接続することが可能とされた、新規な構造のトランスデューサシートを提供する。　トランスデューサシート１０であって、（ｉ）入力エネルギーを別の出力エネルギーに変換するトランスデューサシート本体１２と、（ｉｉ）トランスデューサシート本体１２の接続部３４，３４に設けられて、複数のトランスデューサシート本体１２を接続部３４，３４において相互に複数方向で物理的且つ電気的に接続可能とする接続コネクタ３０，３２とを、有する。

Description

トランスデューサシート
　本発明は、入力エネルギーをそれとは別の出力エネルギーに変換するトランスデューサシートに関するものである。
　従来から、例えば、作用圧力を電圧に変換して検出する圧力センサや、印加された電圧に応じた力を出力するアクチュエータなどを構成するトランスデューサシートが提案されている。トランスデューサシートとしては、例えば、特開２００６－２８４４０４号公報（特許文献１）に示された圧力分布センサを構成するセンサシートなどがあり、入力エネルギーである作用圧力に応じて出力エネルギーである検出電圧の変化を生じるようになっている。
　ところで、特許文献１のセンサシートは、複数を直列的に接続可能とされており、これによって、各センサシートを大きくすることなく、圧力分布センサにおける圧力検出領域の面積を変更することが可能とされている。
　ところが、特許文献１に記載の構造では、複数のセンサシートが相互接続コネクタにおいて左右方向に接続されるようになっており、感圧領域のサイズを左右方向で大きくすることは可能であるが、上下方向で大きくすることはできなかった。要するに、特許文献１は、複数のセンサシートを特定方向に直線的に並べて接続することが可能となる構造を開示しているに過ぎない。
　また、特許第５４１４６８２号公報（特許文献２）には、複数の触覚センサモジュールを相互に接続することで、ロボットの表面に適用可能な触覚センサを構成することが提案されている。この特許文献２の触覚センサモジュールは、三角形の平面基板の３つの辺部に対して入力接続ポートと出力接続ポートの何れかがそれぞれ配された構造とされており、隣り合う触覚センサモジュールの入力接続ポートと出力接続ポートを相互に接続することにより、触覚センサをより大きな自由度の面形状で構成することが可能とされている。
　しかしながら、特許文献２の触覚センサモジュールにおいて、入力接続ポートと出力接続ポートは、何れも平面基板の辺部に直交する方向での接続だけを可能とするものであって、隣り合う触覚センサモジュールを平面基板の辺部と直交する方向以外で接続することができない。このように、特許文献２の触覚センサモジュールは、平面基板の形状によって接続可能な方向が限定されてしまうという問題があった。
特開２００６－２８４４０４号公報 特許第５４１４６８２号公報
　本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、複数をより大きな自由度で相互に接続することが可能とされた、新規な構造のトランスデューサシートを提供することにある。
　以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
　すなわち、本発明の第一の態様は、トランスデューサシートであって、（ｉ）入力エネルギーを別の出力エネルギーに変換するトランスデューサシート本体と、（ｉｉ）該トランスデューサシート本体の接続部に設けられて複数の該トランスデューサシート本体を該接続部において相互に複数方向で物理的且つ電気的に接続可能とする接続コネクタとを、有することを特徴とする。
　このような第一の態様に従う構造とされたトランスデューサシートによれば、複数のトランスデューサシート本体が接続コネクタによって複数方向で相互に接続可能とされていることで、目的とする感圧領域などのエネルギー変換領域を備えたトランスデューサを、１つ又は複数のトランスデューサシートによって大きな自由度で構成することができる。
　しかも、接続コネクタは、複数のトランスデューサシート本体を物理的に接続可能とするだけでなく電気的にも接続可能とすることから、物理的な接続構造と電気的な接続構造を各別に設ける場合に比して、トランスデューサシートの構造を簡単にすることができると共に、複数のトランスデューサシートの接続作業が容易になり得る。
　本発明の第二の態様は、第一の態様に記載されたトランスデューサシートにおいて、複数の前記トランスデューサシート本体が前記接続コネクタによって平面的に複数の異なる方向で接続可能とされているものである。
　第二の態様によれば、複数のトランスデューサシート本体を平面的に広がるように接続することができて、より広いエネルギー変換領域を備えるトランスデューサを構成することができる。
　本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載されたトランスデューサシートにおいて、複数の前記トランスデューサシート本体が前記接続コネクタによって厚さ方向で接続可能とされているものである。
　第三の態様によれば、複数のトランスデューサシート本体を厚さ方向で積層されるように接続することで、例えば、入力エネルギーとしての圧力に対する出力エネルギーとしての電気を大きく得たり、入力エネルギーとしての電気に対する出力エネルギーとしての力を大きく得たりすることができる。なお、入力エネルギーとしての力に対する出力エネルギーとしての電気を得るセンサにおいて、出力される電気量としては、例えば、トランスデューサが静電容量型のセンサであれば静電容量であり、トランスデューサが圧電型のセンサであれば発生電荷量である。
　本発明の第四の態様は、第一～第三の何れか１つの態様に記載されたトランスデューサシートにおいて、前記接続コネクタが前記トランスデューサシート本体の表裏両面に設けられているものである。
　第四の態様によれば、接続コネクタが表裏両面に設けられていることで、例えば、複数のトランスデューサシート本体を１つのトランスデューサシート本体の接続部の表裏に重ね合わせて接続することが可能となる。
　本発明の第五の態様は、第一～第四の何れか１つの態様に記載されたトランスデューサシートにおいて、前記トランスデューサシート本体の少なくとも一つの前記接続部が同極の前記接続コネクタを複数備えているものである。
　第五の態様によれば、同極の接続コネクタを複数備える接続部において、トランスデューサシート本体の複数方向での接続を、より大きな自由度で実現することができる。
　本発明の第六の態様は、第五の態様に記載されたトランスデューサシートにおいて、前記トランスデューサシート本体の少なくとも一つの前記接続部において４つの前記接続コネクタが菱形の四隅をなす位置に配されており、対角方向に配された該接続コネクタが互いに同極とされていると共に、周方向で隣り合って配された該接続コネクタが互いに異極とされているものである。
　第六の態様によれば、１つのトランスデューサシート本体の接続部に対して、他のトランスデューサシート本体を平面的に３つの異なる方向に接続することが可能となることから、複数のトランスデューサシートを大きな自由度で接続することができる。なお、本態様の菱形は、四辺の長さが互いに相等しい四辺形であって、斜方形に限定されず正方形も含む。
　本発明の第七の態様は、第一～第六の何れか１つの態様に記載されたトランスデューサシートにおいて、前記接続コネクタが前記トランスデューサシート本体の外周部分に設けられているものである。
　第七の態様によれば、トランスデューサシート本体の接続が外周部分で実現されることから、感圧領域などのエネルギー変換領域を内周部分に大きく確保することができる。
　本発明の第八の態様は、第一～第七の何れか１つの態様に記載されたトランスデューサシートにおいて、前記トランスデューサシート本体が圧電層の両面に電極を重ね合わせた構造を有する圧電素子を備えているものである。
　第八の態様によれば、入力エネルギーである機械的な力が出力エネルギーである電気に変換される圧電の正効果や、入力エネルギーである電気が出力エネルギーである機械的な力に変換される圧電の逆効果を利用して、圧力センサや発電機、アクチュエータなどをトランスデューサシートによって構成することができる。
　本発明の第九の態様は、第一～第八の何れか１つの態様に記載されたトランスデューサシートにおいて、複数の前記トランスデューサシート本体が前記接続コネクタによって着脱自在な態様で接続可能とされているものである。
　第九の態様によれば、複数のトランスデューサシート本体の接続コネクタによる接続を必要に応じてやり直すことができる。従って、複数のトランスデューサシート本体の接続方向を必要に応じて変更設定することができて、用途等に応じて形状などの異なる複数種類のトランスデューサを選択的に構成することができる。
　本発明によれば、複数のトランスデューサシート本体が接続コネクタによって複数方向で相互に接続可能とされていることで、目的とする感圧領域などのエネルギー変換領域を備えたトランスデューサを、１つ又は複数のトランスデューサシートによって大きな自由度で構成することができる。しかも、接続コネクタは、複数のトランスデューサシート本体を物理的に接続可能とするだけでなく電気的にも接続可能とすることから、物理的な接続構造と電気的な接続構造を各別に設ける場合に比して、トランスデューサシートの構造を簡単にすることができると共に、複数のトランスデューサシートの接続作業が容易になり得る。
本発明の第一の実施形態としての圧力センサシートを示す平面図。 図１のＩＩ－ＩＩ断面図。 図２に示す圧力センサシートを構成するセンサシート本体の一部を拡大して示す図。 図１の右端部を拡大して示す図。 図４のＶ－Ｖ断面図。 図５のＶＩ－ＶＩ断面図。 図１に示す圧力センサシートの一接続態様を説明する平面図。 図１に示す圧力センサシートの別の一接続態様を説明する平面図。 図１に示す圧力センサシートのまた別の一接続態様を説明する平面図。 図１に示す圧力センサシートの更にまた別の一接続態様を説明する断面図。 本発明の別の一実施形態としての圧力センサシートの接続態様を説明する部分的な平面図。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１，２には、本発明に従う構造とされたトランスデューサシートの第一の実施形態としての圧力センサシート１０が示されている。圧力センサシート１０は、トランスデューサシート本体としてのセンサシート本体１２を備えている。以下の説明では、原則として、図１，２中に矢印で示すように、上下方向とは図２中の上下方向を、前後方向とは図１中の上下方向を、左右方向とは図１中の左右方向を、それぞれ言う。
　より詳細には、センサシート本体１２は、全体として薄肉の帯状とされており、第一の保護層１４と第二の保護層１６の間に圧電素子１８が配された構造を有している。そして、センサシート本体１２の後述する感圧領域２５に対して厚さ方向に作用する機械的な入力エネルギー（圧力）が、圧電素子１８によって電気的な出力エネルギー（圧電気）に変換されるようになっている。
　第一の保護層１４と第二の保護層１６は、合成樹脂エラストマやゴムなどの電気絶縁性材料で形成されて、全体として左右方向に延びる薄肉帯状とされており、後述する接続部３４，３４を構成する左右両端部の前後幅寸法が左右中間部分よりも小さくされている。そして、第一の保護層１４と第二の保護層１６は、上下方向で相互に重ね合わされていると共に、外周部分が相互に固着されて内部に空間を有する略袋状とされており、第一の保護層１４と第二の保護層１６の間に圧電素子１８が配されている。なお、第一の保護層１４と第二の保護層１６の外周部分での固着手段は特に限定されないが、例えば、接着や溶着、縫製による固着、面ファスナによる着脱可能な固着などが採用され得る。
　圧電素子１８は、全体として矩形帯状とされており、図３に示すように、圧電層２０の上下両面に対して、電極としての第一の電極層２２と第二の電極層２４の各一方が重ね合わされた構造を有している。
　圧電層２０は、図１～３に示すように矩形帯状とされており、圧電材料で形成されて、厚さ方向に入力される荷重（圧力）に応じた大きさの圧電気（電圧）を生じるようになっている。圧電層２０の形成材料は圧電性を有していれば良いが、柔軟性と伸縮性を備えていることが望ましく、例えば、弾性率が比較的に小さく柔軟な架橋ゴムおよび熱可塑性エラストマに、圧電性を有する化合物の粒子である圧電粒子を配合した材料が用いられる。
　具体的には、例えば、エラストマとしては、好適には、例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレンープロピレン－ジエンゴム、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－酢酸ビニル－アクリル酸エステル共重合体、ブチルゴム、スチレン－ブタジエンゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、熱可塑性ポリウレタンなどが好適に採用される。
　また、圧電性を有する化合物としては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸ナトリウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウムナトリウム、ニオブ酸カリウムナトリウムリチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸ビスマスランタン、タンタル酸ビスマスストロンチウムなどが挙げられる。なお、圧電粒子は、上記化合物の一種類だけで構成されていても良いし、複数種類によって構成されていても良い。また、圧電層２０を薄肉にできる観点から、圧電粒子の平均粒子径は１０μｍ以下であることが望ましい。
　第一の電極層２２と第二の電極層２４は、薄膜状の導電体であって、金属によって形成されていても良いが、例えば、合成樹脂やゴムなどの高分子エラストマに対して、金属粒子や金属酸化物粒子、金属炭化物粒子、金属ナノワイヤ、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェンなどの導電性フィラーを混合した導電性インクや銀ペーストなどで形成されて、圧電層２０に追従する柔軟性や伸縮性を備えていることが望ましい。より好適には、高い柔軟性や伸縮性を実現できるアスペクト比の大きいフィラーとして、例えば、金属ナノワイヤ、カーボンナノチューブ、薄層グラファイト、グラフェンが採用される。また、第一，第二の電極層２２，２４は、図３に示すように、圧電層２０の各一方の面に接触状態で重ね合わされていることにより、圧電層２０に対して電気的に接続されている。そして、圧電層２０に圧力が作用すると、第一，第二の電極層２２，２４の間に作用圧力に応じた電位差が生じるようになっている。
　なお、圧電素子１８を構成する圧電層２０や第一，第二の電極層２２，２４としては、例えば、特許第６０３４５４３号公報に記載された圧電層や電極層が好適に適用される。
　かくの如き構造とされた圧電素子１８は、第一の保護層１４と第二の保護層１６の間に配されている。そして、図１に破線で示す圧電素子１８の上下投影領域が、圧力センサシート１０におけるエネルギー変換領域としての感圧領域２５とされている。なお、圧電素子１８は、第一，第二の保護層１４，１６とは別体で形成されて、袋状とされた第一，第二の保護層１４，１６の間に収容状態で配されていても良いが、第一，第二の保護層１４，１６と一体的に形成することもできる。具体的には、例えば、第一の保護層１４の下面に第一の電極層２２をプリントによって形成すると共に、第二の保護層１６の上面に第二の電極層２４をプリントによって形成して、第一の保護層１４に設けられた第一の電極層２２と第二の保護層１６に設けられた第二の電極層２４とを、圧電層２０の上下各一方側から重ね合わせることにより、圧電素子１８を第一の保護層１４と第二の保護層１６の間に配された状態で第一，第二の保護層１４，１６と一体的に形成することも可能である。
　また、圧電素子１８には、第一の配線２６と第二の配線２８が接続されている。第一，第二の配線２６，２８は、第一，第二の電極層２２，２４と同様に導電性材料で形成されており、第一の配線２６が第一の電極層２２に接続されて左右外側の接続部３４，３４（後述）へ延び出していると共に、第二の配線２８が第二の電極層２４に接続されて左右外側の接続部３４，３４へ延び出している。本実施形態では、第一，第二の配線２６，２８が接続部３４，３４に平面的に設けられているが、例えば第一，第二の配線２６，２８を絶縁層を挟んで多層的に形成することも可能であり、このような立体配線を採用することで、例えば上下方向の投影面積が小さい接続部３４，３４であっても、第一，第二の配線２６，２８を相互に絶縁された状態で設けることができる。
　なお、第一の配線２６は、第一の電極層２２と一体形成されていても良いが、例えば、第一の電極層２２がカーボンブラックを導電性フィラーとされた導電性インクで形成されると共に、第一の配線２６が銀ペーストで形成されることにより、断面積が大きい第一の電極層２２のコストを低減しながら、断面積が小さい第一の配線２６の導電性を確保することができる。更に、第二の配線２８と第二の電極層２４についても同様に、互いに同一の材料で形成することが可能であると共に、互いに異なる材料で形成することも可能である。
　また、図４に示すように、第一の配線２６が接続コネクタとしての第一の接続コネクタ３０に接続されていると共に、第二の配線２８が接続コネクタとしての第二の接続コネクタ３２に接続されている。第一，第二の接続コネクタ３０，３２は、例えば金属や導電性樹脂などの導電性材料で形成されて、厚肉の略円板形状を有しており、センサシート本体１２の外周部分を構成する左右両端部に設けられた接続部３４，３４に配されている。そして、第一の接続コネクタ３０が第一の配線２６によって第一の電極層２２に接続されていると共に、第二の接続コネクタ３２が第二の配線２８によって第二の電極層２４に接続されており、第一の接続コネクタ３０と第二の接続コネクタ３２が正極と負極の各一方とされている。なお、第一，第二の接続コネクタ３０，３２は、センサシート本体１２の上下両面に設けられていると共に、接続部３４，３４を構成する第一の保護層１４の左右両端部と第二の保護層１６の左右両端部とにおいて、それぞれ複数が上下方向に貫通して配されて、第一，第二の保護層１４，１６の何れかに固着されている。
　また、複数の第一の接続コネクタ３０は、図２に示すように、内周部分に上下外側に向けて開口する凹部３６を有する凹形断面の第一の接続コネクタ３０ａ（図５，６参照）と、内周部分に上下外側に向けて突出する凸部３８を有する凸形断面の第一の接続コネクタ３０ｂとを含んで構成されている。本実施形態では、右側の接続部３４の上下両面に各２つの第一の接続コネクタ３０ａが配されていると共に、左側の接続部３４の上下両面に各２つの第一の接続コネクタ３０ｂが配されている。そして、第一の接続コネクタ３０ａの凹部３６に第一の接続コネクタ３０ｂの凸部３８が嵌め合わされることにより、第一の接続コネクタ３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂが物理的に接続されるとともに電気的に接続されるようになっている。
　さらに、複数の第二の接続コネクタ３２は、内周部分に上下外側に向けて開口する凹部３６を有する凹形断面の第二の接続コネクタ３２ａと、内周部分に上下外側に向けて突出する凸部３８を有する凸形断面の第二の接続コネクタ３２ｂ（図５，６参照）とを含んで構成されている。本実施形態では、右側の接続部３４の上下両面に各２つの第二の接続コネクタ３２ｂが配されていると共に、左側の接続部３４の上下両面に各２つの第二の接続コネクタ３２ａが配されている。そして、第二の接続コネクタ３２ａの凹部３６に第二の接続コネクタ３２ｂの凸部３８が嵌め合わされることにより、第二の接続コネクタ３２ａと第二の接続コネクタ３２ｂが物理的に接続されるとともに電気的に接続されるようになっている。
　本実施形態の第一の接続コネクタ３０ａ，３０ｂと第二の接続コネクタ３２ａ，３２ｂは、何れもバネホックの如き構造とされており、凸部３８を凹部３６に対して着脱可能な状態で嵌め合わせることができる。これにより、第一，第二の接続コネクタ３０，３２による圧力センサシート１０の接続をやり直すことが可能であり、必要に応じて接続方向や接続数などの接続態様を変更することもできる。なお、第一の接続コネクタ３０と第二の接続コネクタ３２に互いに異なる形状の凸部と凹部を設けて、第一の接続コネクタ３０の凸部又は凹部と第二の接続コネクタ３２の凹部又は凸部とが嵌合されないようにすることで、第一の接続コネクタ３０と第二の接続コネクタ３２が誤って接続されないようにしても良い。
　また、右側の接続部３４において第一の保護層１４に固着された２つの第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａと２つの第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂは、四辺の長さが互いに相等しい四辺形である菱形の一態様としての正方形（図４に一点鎖線）の四隅に位置しており、２つの第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａが一方の対角方向で対向して配されていると共に、２つの第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂが他方の対角方向で対向して配されている。本実施形態では、上記正方形の左上と右下の角部にそれぞれ第一の接続コネクタ３０ａが配されていると共に、上記正方形の左下と右上の角部にそれぞれ第二の接続コネクタ３２ｂが配されている。
　これにより、上記正方形の一方の対角方向で対向する２つの第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａが何れも第一の電極層２２に接続されて同極とされていると共に、上記正方形の他方の対角方向で対向する２つの第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂが何れも第二の電極層２４に接続されて同極とされている。更に、第一の接続コネクタ３０ａと第二の接続コネクタ３２ｂが上記正方形の周方向で交互に配されており、上記正方形の周方向で隣り合う２つの接続コネクタが第一，第二の電極層２２，２４の各一方に接続されて互いに異極とされている。
　なお、右側の接続部３４において第二の保護層１６に固着された２つの第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａと２つの第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂも上面視において同様に配されている。そして、図５，６に示すように、右側の接続部３４において、第一の保護層１４に固着された第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａと第二の保護層１６に固着された第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａが、互いに対応する位置で上下に配されていると共に、第一の保護層１４に固着された第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂと第二の保護層１６に固着された第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂが、互いに対応する位置で上下に配されている。
　また、左側の接続部３４において第一の保護層１４に固着された２つの第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂと２つの第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａは、図示しない仮想的な正方形の角部に位置しており、２つの第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂが一方の対角方向で対向して配されていると共に、２つの第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａが他方の対角方向で対向して配されている。本実施形態では、上記正方形の左上と右下の角部にそれぞれ第一の接続コネクタ３０ｂが配されていると共に、上記正方形の左下と右上の角部にそれぞれ第二の接続コネクタ３２ａが配されている。
　これにより、上記正方形の一方の対角方向で対向する２つの第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂが何れも第一の電極層２２に接続されて同極とされていると共に、上記正方形の他方の対角方向で対向する２つの第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａが何れも第二の電極層２４に接続されて同極とされている。更に、第一の接続コネクタ３０ｂと第二の接続コネクタ３２ａが上記正方形の周方向で交互に配されており、上記正方形の周方向で隣り合う２つの接続コネクタが第一，第二の電極層２２，２４の各一方に接続されて互いに異極とされている。
　なお、左側の接続部３４において第二の保護層１６に固着された２つの第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂと２つの第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａも上面視において同様に配されている。そして、左側の接続部３４において、第一の保護層１４に固着された第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂと第二の保護層１６に固着された第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂが、互いに対応する位置で上下に配されていると共に、第一の保護層１４に固着された第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａと第二の保護層１６に固着された第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａが、互いに対応する位置で上下に配されている。
　また、右側の接続部３４に設けられた４つの第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａ，３０ａ，３０ａは、１つの第一の配線２６に接続されている。なお、互いに対応する位置で上下に配された第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａは、上下間に第一の配線２６が接触状態で配されることによって、同じ第一の配線２６に接続されている。これにより、右側の接続部３４に設けられた４つの第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａ，３０ａ，３０ａは、何れも第一の配線２６を介して第一の電極層２２に接続されている。
　さらに、左側の接続部３４に設けられた４つの第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂ，３０ｂ，３０ｂも、同様にして他の１つの第一の配線２６に接続されている。
　また、右側の接続部３４に設けられた４つの第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂ，３２ｂ，３２ｂは、１つの第二の配線２８に接続されている。なお、互いに対応する位置で上下に配された第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂは、第二の配線２８が上下間に接触状態で配されることによって、同じ第二の配線２８に接続されている。これにより、右側の接続部３４に設けられた４つの第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂ，３２ｂ，３２ｂは、何れも第二の配線２８を介して第二の電極層２４に接続されている。
　さらに、左側の接続部３４に設けられた４つの第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａ，３２ａ，３２ａも、同様にして他の１つの第二の配線２８に接続されている。
　以上により、センサシート本体１２の左右両端部に設けられた接続部３４，３４には、第一の電極層２２に接続された複数の第一の接続コネクタ３０と、第二の電極層２４に接続された複数の第二の接続コネクタ３２とが、電気絶縁性の第一，第二の保護層１４，１６から露出して設けられている。
　このような構造とされた圧力センサシート１０は、左右両端の接続部３４，３４において、他の圧力センサシート１０に対して複数方向で物理的且つ電気的に接続可能とされている。以下、図７～１０に示す複数の圧力センサシート１０の接続態様についてそれぞれ説明する。なお、図７～１０では、分かり易さのために、第一の接続コネクタ３０を白丸で示すと共に、第二の接続コネクタ３２を黒丸で示す。
　図７には、トランスデューサとしての圧力センサ４０が示されている。圧力センサ４０は、２つの圧力センサシート１０，１０が左右方向に直線的に並んで接続された構造を有している。より具体的には、図７では、左側の圧力センサシート１０の右端の接続部３４に対して、右側の圧力センサシート１０の左端の接続部３４が上側から重ね合わされている。
　そして、左側の圧力センサシート１０の右端の接続部３４に設けられた第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａの各凹部３６に対して、右側の圧力センサシート１０の左端の接続部３４に設けられた第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂの各凸部３８が嵌合されて、それら第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂが物理的に接続されている。更に、左側の圧力センサシート１０の右端の接続部３４に設けられた第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂの各凸部３８が、右側の圧力センサシート１０の左端の接続部３４に設けられた第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａの各凹部３６に嵌合されて、第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂと第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａが物理的に接続されている。
　ここにおいて、第一の接続コネクタ３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂが何れも導電体とされていることから、第一の接続コネクタ３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂは、凹凸嵌合によって、物理的に接続されると同時に電気的にも接続される。これにより、左側の圧力センサシート１０の第一の電極層２２と右側の圧力センサシート１０の第一の電極層２２が、第一の接続コネクタ３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂの接続によって電気的に接続されて、実質的に一体の電極として機能する。
　さらに、第二の接続コネクタ３２ａと第二の接続コネクタ３２ｂが何れも導電体とされていることから、第二の接続コネクタ３２ａと第二の接続コネクタ３２ｂは、凹凸嵌合によって、物理的に接続されると同時に電気的にも接続される。これにより、左側の圧力センサシート１０の第二の電極層２４と右側の圧力センサシート１０の第二の電極層２４が、第二の接続コネクタ３２ａと第二の接続コネクタ３２ｂの接続によって電気的に接続されて、実質的に一体の電極として機能する。
　従って、２つの圧力センサシート１０，１０を左右に並べて接続することにより、左側の圧力センサシート１０の感圧領域２５と右側の圧力センサシート１０の感圧領域２５が一体的に機能して、左右方向でより広い感圧領域を有する圧力センサ４０を、それら２つの圧力センサシート１０，１０によって構成することができる。
　図８には、トランスデューサとしての圧力センサ４２が示されている。圧力センサ４２は、２つの圧力センサシート１０，１０が、各長さ方向が相互に直交するように鉤形に配された状態で接続された構造とされている。
　より具体的には、図８では、一方の圧力センサシート１０（後側の圧力センサシート１０）が前後方向に長手となるように配されていると共に、他方の圧力センサシート１０（右側の圧力センサシート１０）が左右方向に長手となるように配されており、それら圧力センサシート１０，１０が略同一平面上で互いに略直交する向きに配されている。なお、後側の圧力センサシート１０は、右側の圧力センサシート１０に対して右回りに９０°回転することで、前後方向が長手とされている。
　さらに、後側の圧力センサシート１０の前端の接続部３４に対して、右側の圧力センサシート１０の左端の接続部３４が上側から重ね合わされている。本実施形態では、後側の圧力センサシート１０の前端の接続部３４の右半分に対して、右側の圧力センサシート１０の左端の接続部３４の左半分が重ね合わされている。
　そして、後側の圧力センサシート１０の前端の接続部３４に設けられた第一の接続コネクタ３０ａの凹部３６に対して、右側の圧力センサシート１０の左端の接続部３４に設けられた第一の接続コネクタ３０ｂの凸部３８が嵌合されて、それら第一の接続コネクタ３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂが物理的に且つ電気的に接続されている。更に、後側の圧力センサシート１０の前端の接続部３４に設けられた第二の接続コネクタ３２ｂの凸部３８が、右側の圧力センサシート１０の左端の接続部３４に設けられた第二の接続コネクタ３２ａの凹部３６に嵌合されて、第二の接続コネクタ３２ｂと第二の接続コネクタ３２ａが物理的に且つ電気的に接続されている。
　これにより、後側の圧力センサシート１０の第一の電極層２２と右側の圧力センサシート１０の第一の電極層２２が、第一の接続コネクタ３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂの接続によって電気的に接続されて、実質的に一体の電極として機能する。更に、後側の圧力センサシート１０の第二の電極層２４と右側の圧力センサシート１０の第二の電極層２４が、第二の接続コネクタ３２ａと第二の接続コネクタ３２ｂの接続によって電気的に接続されて、実質的に一体の電極として機能する。
　従って、２つの圧力センサシート１０，１０を略同一平面上で相互に略直交するように並べて接続することにより、後側の圧力センサシート１０の感圧領域２５と右側の圧力センサシート１０の感圧領域２５が一体的に機能して、鉤状に広がる感圧領域を有する圧力センサ４２を構成することができる。
　図７，８から分かるように、２つの圧力センサシート１０，１０を接続する際に、一方の圧力センサシート１０を他方の圧力センサシート１０に対して平面的に相互に異なる複数方向で接続することが可能とされている。具体的には、本実施形態では、一方の圧力センサシート１０を他方の圧力センサシート１０に対して、９０°，１８０°，２７０°の何れかの角度で選択的に接続することができる。
　図９には、トランスデューサとしての圧力センサ４４が示されている。圧力センサ４４は、左右方向に延びる２つの圧力センサシート１０，１０と、前後方向に延びる２つの圧力センサシート１０，１０とが、十字をなすように配されて接続された構造を有している。即ち、図９では、４つの圧力センサシート１０，１０，１０，１０が、図７に示す複数の圧力センサシート１０の直線的な接続態様と、図８に示す複数の圧力センサシート１０の９０°屈曲した鉤状の接続態様とを組み合わせることで、十字状に接続されている。
　より具体的には、図９では、前側の圧力センサシート１０の後端の接続部３４と、後側の圧力センサシート１０の前端の接続部３４とが、上下に重ね合わされて接続されている。更に、左側の圧力センサシート１０の右端の接続部３４が、相互に接続された前後の圧力センサシート１０，１０の接続部３４，３４の左半分に対して、上側から重ね合わされて接続されていると共に、右側の圧力センサシート１０の左端の接続部３４が、相互に接続された前後の圧力センサシート１０，１０の接続部３４，３４の右半分に対して、上側から重ね合わされて接続されている。
　これらによって、４つの圧力センサシート１０，１０，１０，１０は、第一の電極層２２，２２，２２，２２が相互に物理的且つ電気的に接続されて、一体的な電極層として機能するようになっていると共に、第二の電極層２４，２４，２４，２４が相互に物理的且つ電気的に接続されて、一体的な電極層として機能するようになっている。従って、４つの圧力センサシート１０，１０，１０，１０の各感圧領域２５が一体的に機能して、十字状に広がる感圧領域を有する圧力センサ４４を構成することができる。
　なお、図９では４つの圧力センサシート１０，１０，１０，１０を十字状に接続した例を示したが、図７に示す複数の圧力センサシート１０の直線的な接続と、図８に示す複数の圧力センサシート１０の９０°屈曲した鉤状の接続との組み合わせによって、十字状以外にも、例えば、複数の圧力センサシート１０を格子状に接続することなども可能である。
　図１０には、トランスデューサとしての圧力センサ４６が示されている。圧力センサ４６は、２つの圧力センサシート１０，１０が、厚さ方向である上下方向に重ね合わされて、立体的な積層状態で物理的且つ電気的に接続された構造とされている。
　より具体的には、図１０では、上側の圧力センサシート１０は、下側の圧力センサシート１０に対して、上下方向に延びる回転軸を中心として１８０°回転した状態で配されている。これにより、上側の圧力センサシート１０は、左端の接続部３４に第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａと第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂが設けられていると共に、右端の接続部３４に第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂと第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａが設けられている。
　そして、上側の圧力センサシート１０における右端の接続部３４の下面に設けられた第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂと第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａが、下側の圧力センサシート１０における右端の接続部３４の上面に設けられた第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａと第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂに対して、凹凸嵌合によって接続されている。更に、上側の圧力センサシート１０における左端の接続部３４の下面に設けられた第一の接続コネクタ３０ａ，３０ａと第二の接続コネクタ３２ｂ，３２ｂが、下側の圧力センサシート１０における左端の接続部３４の上面に設けられた第一の接続コネクタ３０ｂ，３０ｂと第二の接続コネクタ３２ａ，３２ａに対して、凹凸嵌合によって接続されている。
　これにより、上側の圧力センサシート１０の第一の電極層２２と下側の圧力センサシート１０の第一の電極層２２が、第一の接続コネクタ３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂの接続によって電気的に接続されると共に、上側の圧力センサシート１０の第二の電極層２４と下側の圧力センサシート１０の第二の電極層２４が、第二の接続コネクタ３２ａと第二の接続コネクタ３２ｂの接続によって電気的に接続される。
　このような２つの圧力センサシート１０，１０を上下方向に重ね合わせた積層状態で接続してなる圧力センサ４６によれば、上下方向に入力される圧力に対して圧電作用によって生じる電圧が大きくなることから、圧力の検出精度の向上が図られる。
　なお、図１０では、２つの圧力センサシート１０，１０を積層した構造について説明したが、３つ以上の圧力センサシート１０を積層状態で重ねて接続することも可能である。この場合には、重ね合わせ方向で隣り合って配される圧力センサシート１０，１０が相対的に１８０°回転した向きで配されることにより、第一の接続コネクタ３０ａと第一の接続コネクタ３０ｂを上下方向で接続することができると共に、第二の接続コネクタ３２ａと第二の接続コネクタ３２ｂを上下方向で接続することができる。
　さらに、複数の圧力センサシート１０を上下方向の積層状態で接続した図１０に示す構造体４６の複数を、更に図７～９に示すように上下方向と直交する平面上で相互に接続することで、圧力センサを構成することも可能とされており、複数の圧力センサシート１０を上下方向だけでなく複数方向で相互に接続することが可能とされている。これにより、圧力センサにおいて、感圧領域を広く設定しながら、積層による検出精度の向上を実現することが可能になる。具体的には、トランスデューサが圧電型センサの場合には、２枚のセンサシートを積層することによって発生電荷量が２倍になり、静電容量型センサの場合には、２つのセンサシートを積層することによって静電容量の変化が２倍になることから、センサのＳＮ比を容易に向上させることができる。加えて、センサシートの積層数を調節することによって、センサシートで構成されるセンサの感度を調整することが可能であり、複数の圧力センサシート１０を積層した図１０の構造体４６と、図１に示す単層の圧力センサシート１０とを接続することで、検出精度を部分的に変化させることも可能である。
　また、圧電層２０が薄膜であることから、積層した際の体積を小さくすることができて、単位体積あたりの発生電荷量を増やすことができる。このような薄肉のトランスデューサシートを積層すれば、トランスデューサシートによって圧力センサを構成する場合に、単位体積あたりのセンサの感度の向上が図られる一方、アクチュエータを構成する場合の変位量の向上や、発電機を構成する場合の発電量の向上なども図られる。
　したがって、複数枚の圧力センサシート１０を含むセットを提供すれば、それら複数枚の圧力センサシート１０を適宜に接続することで、要求される感圧領域の形状や大きさ或いは検出感度などに応じた圧力センサを簡単に得ることができる。
　以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、トランスデューサシート本体の具体的な形状は、前記実施形態に示すセンサシート本体１２のような帯状に限定されず、正方形のエネルギー変換領域を備える矩形シート状としても良いし、四角形以外の多角形や円形、異形など、必要なエネルギー変換領域の形状や設置面の形状などに応じたシート状とされる。また、接続コネクタによって接続されるトランスデューサシート本体は、形状や構造が互いに異なっていても良い。
　さらに、接続部は、必ずしもトランスデューサシート本体の２箇所に設けられるものではなく、１箇所だけに設けられていても良いし、３箇所以上に設けられていても良い。また、接続部は、トランスデューサシート本体の外周部分に設けられることが望ましいが、内周部分に設けることも可能である。
　また、接続コネクタの数や配置は、前記実施形態の例示によって限定的に解釈されるものではない。更に、接続されたトランスデューサシートの接続角度（周方向の平面的な接続方向）は、接続コネクタの配置などによって適宜に設定可能であって、必ずしも前記実施形態のような９０°，１８０°，２７０°の３方向に限定されるものではない。
　具体的には、例えば、図１１に示すようなトランスデューサシートとしての圧力センサシート５０も採用され得る。圧力センサシート５０は、一方の接続部５２において、１つの第一の接続コネクタ３０と、その第一の接続コネクタ３０に対して等距離となるように配された２つの第二の接続コネクタ３２，３２とが設けられていると共に、他方の接続部５４において、各１つの第一の接続コネクタ３０と第二の接続コネクタ３２が幅方向に並んで配されている。そして、一方の圧力センサシート５０の接続部５２に設けられた２つの第二の接続コネクタ３２，３２の何れかに対して、他方の圧力センサシート５０の接続部５４に設けられた第二の接続コネクタ３２を選択的に接続することで、それら圧力センサシート５０，５０を略同一平面上で接続することができる。
　なお、図１１では、一方の圧力センサシート５０が他方の圧力センサシート５０に対して１３５°又は２２５°の角度で接続可能とされている。また、図１１に二点鎖線で示すように、一方の圧力センサシート５０の接続部５２に設けられた別の第二の接続コネクタ３２を選択して、他方の圧力センサシート５０を一方の圧力センサシート５０に対して異なる方向で接続することも可能であるし、追加された３つ目の圧力センサシート５０を他方の圧力センサシート５０とは別の方向で一方の圧力センサシート５０に接続することもできる。
　さらに、前記実施形態では、圧力センサシート１０の両端の接続部３４，３４にそれぞれ２つの第一の接続コネクタ３０，３０と２つの第二の接続コネクタ３２，３２の合計４つの接続コネクタが配されていることで、何れの接続方向であっても、圧力センサシート１０を表裏反転させる必要がないようにされているが、必要に応じて圧力センサシート１０の表裏を反転して接続するようにすれば、各方向での接続をより少ない接続コネクタによって実現することができる。具体的には、例えば、圧力センサシート１０の一方の接続部３４に２つの第一の接続コネクタ３０，３０と２つの第二の接続コネクタ３２，３２の合計４つの接続コネクタを設けると共に、圧力センサシート１０の他方の接続部３４に１つの第一の接続コネクタ３０と１つの第二の接続コネクタ３２の合計２つの接続コネクタを設けることにより、前記実施形態で接続可能とされた各方向での接続を実現できる。
　更にまた、接続コネクタの具体的な構造は、あくまでも例示であって、物理的な接続と電気的な接続を同時に実現可能であれば、他の構造を採用することもできる。例えば、導電性の磁石やバネホック、粘着テープ、面ファスナ、接着剤、粘着剤などによっても、物理的且つ電気的な接続を着脱可能に実現することができる。なお、接続コネクタが導電性の粘着テープ、面ファスナ、接着剤、粘着剤などで形成される場合に、接続コネクタ間の接続位置を適宜に調節すれば、接続コネクタによって相互に接続されるトランスデューサシートの相対位置を、面方向である程度まで調節可能とすることもできる。
　加えて、接続コネクタとしてＣ字環状のスナップリングを採用することもできる。例えば、スナップリングの周上の開口が圧力センサシートの一方の接続部において外周に向けて開口するように接続コネクタとしてのスナップリングを配すると共に、圧力センサシートの他方の接続部には厚さ方向に突出する軸金具を接続コネクタとして設けて、スナップリングを軸金具に嵌着することで、接続コネクタによる物理的且つ電気的な接続を着脱可能に実現することができる。
　また、接続コネクタは、トランスデューサシート本体上で位置変化を許容されていても良い。例えば、接続コネクタをトランスデューサシート本体に対してスライド変位可能な構造で設けて、接続コネクタの変位をトランスデューサシート本体の面方向で許容することにより、部品寸法の誤差や製造上の誤差に対応して接続可能とする他、接続方向の相違による接続コネクタ間の距離の変化などに対応して接続自由度の更なる向上を図ることなども可能となる。なお、複数の接続コネクタ間におけるトランスデューサシート本体の変形によって、接続コネクタ間の距離の変化を面方向や厚さ方向で許容することもできる。更に、接続される一方の接続コネクタが例えば面ファスナのような平面的な広がりを有する構造であれば、他方の接続コネクタの位置を一方の接続コネクタの面上で適宜に設定することによって、接続コネクタの実質的な位置変化を許容することができる。
　また、前記実施形態の圧力センサシート本体１２において、複数の圧電素子１８を上下方向で相互に重ね合わせた状態で接続して、積層状態の複数の圧電素子１８を第一の保護層１４と第二の保護層１６の間に配することにより、圧力センサシート１０の圧力検出精度を高めることもできる。更に、複数の圧電素子１８を備える圧力センサシート１０の複数を、厚さ方向に積層状態で接続すれば、圧力検出精度の更なる向上が図られる。
　また、前記実施形態の圧力センサシート１０は、他の圧力センサシート１０に対して複数の方向で接続可能であると共に、柔軟性および伸縮性を有していることから、曲面や凹凸等を有する複雑な異形面、更には変形を生じる面などにも取り付けて圧力を検出することができる。
　さらに、前記実施形態の圧力センサシート本体１２において、圧電素子１８を左右方向で複数に分割して形成し、それら分割された複数の圧電素子の電極層を相互に導通させることで、一体的な圧電素子１８として機能させることも可能である。換言すれば、１つの圧力センサシート本体１２において、複数の圧電素子を左右方向に並べて相互に導通状態で接続することで、接続された複数の圧電素子を一体的に機能させることができる。これによれば、小型の圧電素子を組み合わせることで大型の圧電素子が構成されることから、大型の圧電素子を一体として形成する場合に比して圧電素子の製造が容易になり得る。
　前記実施形態では、トランスデューサシートの一例として、圧電作用による電圧の変化に基づいて圧力を検出する圧電型の圧力センサシート１０を示したが、トランスデューサシートは、例えば、静電容量の変化に基づいて圧力を検出する静電容量型の圧力センサシート、圧力などの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を得る発電シート、電気エネルギーを機械的エネルギーに変換して出力するアクチュエータシートなどであっても良い。
１０，５０：圧力センサシート（トランスデューサシート）、１２：センサシート本体（トランスデューサシート本体）、１８：圧電素子、２０：圧電層、２２：第一の電極層（電極）、２４：第二の電極層（電極）、３０：第一の接続コネクタ（接続コネクタ）、３２：第二の接続コネクタ（接続コネクタ）、３４，５２，５４：接続部

Claims (9)

  1. 　入力エネルギーを別の出力エネルギーに変換するトランスデューサシート本体と、
    　該トランスデューサシート本体の接続部に設けられて複数の該トランスデューサシート本体を該接続部において相互に複数方向で物理的且つ電気的に接続可能とする接続コネクタと
    を、有することを特徴とするトランスデューサシート。
  2. 　複数の前記トランスデューサシート本体が前記接続コネクタによって平面的に複数の異なる方向で接続可能とされている請求項１に記載のトランスデューサシート。
  3. 　複数の前記トランスデューサシート本体が前記接続コネクタによって厚さ方向で接続可能とされている請求項１又は２に記載のトランスデューサシート。
  4. 　前記接続コネクタが前記トランスデューサシート本体の表裏両面に設けられている請求項１～３の何れか一項に記載のトランスデューサシート。
  5. 　前記トランスデューサシート本体の少なくとも一つの前記接続部が同極の前記接続コネクタを複数備えている請求項１～４の何れか一項に記載のトランスデューサシート。
  6. 　前記トランスデューサシート本体の少なくとも一つの前記接続部において４つの前記接続コネクタが菱形の四隅をなす位置に配されており、対角方向に配された該接続コネクタが互いに同極とされていると共に、周方向で隣り合って配された該接続コネクタが互いに異極とされている請求項５に記載のトランスデューサシート。
  7. 　前記接続コネクタが前記トランスデューサシート本体の外周部分に設けられている請求項１～６の何れか一項に記載のトランスデューサシート。
  8. 　前記トランスデューサシート本体が圧電層の両面に電極を重ね合わせた構造を有する圧電素子を備えている請求項１～７の何れか一項に記載のトランスデューサシート。
  9. 　複数の前記トランスデューサシート本体が前記接続コネクタによって着脱自在な態様で接続可能とされている請求項１～８の何れか一項に記載のトランスデューサシート。
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