(57)【要約】【課題】接触対象物との間に生じる滑りを高精度で検出できる滑りセンサを提供する。【解決手段】本滑りセンサは、一方の側が力の入力側となり、他方の側に長手方向を第１方向に向けて並置された複数の第１抵抗部を備えた第１絶縁層と、一方の側に長手方向を前記第１方向に向けて並置された複数の第２抵抗部を備えた第２絶縁層と、前記第１絶縁層の他方の側と前記第２絶縁層の一方の側との間に配置され、前記力に応じて弾性変形する部材と、を有し、各々の前記第１抵抗部と各々の前記第２抵抗部とが、前記部材を介して対向して配置され、各々の前記第１抵抗部及び各々の前記第２抵抗部の両端部には１対の電極が設けられ、前記第１抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値と前記第１抵抗部と対向する前記第２抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値との差が、せん断力による前記部材の弾性変形に応じて連続的に変化する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の側が力の入力側となり、他方の側に長手方向を第１方向に向けて並置された複数の第１抵抗部を備えた第１絶縁層と、
一方の側に長手方向を前記第１方向に向けて並置された複数の第２抵抗部を備えた第２絶縁層と、
前記第１絶縁層の他方の側と前記第２絶縁層の一方の側との間に配置され、前記力に応じて弾性変形する部材と、を有し、
各々の前記第１抵抗部と各々の前記第２抵抗部とは、前記部材を介して対向して配置され、
各々の前記第１抵抗部及び各々の前記第２抵抗部の両端部には１対の電極が設けられ、
前記第１抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値と前記第１抵抗部と対向する前記第２抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値との差が、せん断力による前記部材の弾性変形に応じて連続的に変化する滑りセンサ。
【請求項２】
前記第１抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値と前記第１抵抗部と対向する前記第２抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値との和が、圧縮力による前記部材の弾性変形に応じて連続的に変化する請求項１に記載の滑りセンサ。
【請求項３】
前記部材の各々の前記第１抵抗部の両側に位置する領域に、前記部材の前記第１絶縁層側の面から前記第２絶縁層側の面に向かって窪む凹部が設けられた請求項１又は２に記載の滑りセンサ。
【請求項４】
前記部材の各々の前記第２抵抗部の両側に位置する領域に、前記部材の前記第２絶縁層側の面から前記第１絶縁層側の面に向かって窪む凹部が設けられた請求項３に記載の滑りセンサ。
【請求項５】
前記第２絶縁層の他方の側に長手方向を前記第１方向と交差する第２方向に向けて並置された複数の第３抵抗部が形成され、
一方の側に長手方向を前記第２方向に向けて並置された複数の第４抵抗部を備えた第３絶縁層と、
前記第２絶縁層の他方の側と前記第３絶縁層の一方の側との間に配置され、前記力に応じて弾性変形する第２部材と、を有し、
各々の前記第３抵抗部と各々の前記第４抵抗部とは、前記第２部材を介して対向して配置され、
各々の前記第３抵抗部及び各々の前記第４抵抗部の両端部には１対の電極が設けられ、
前記第３抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値と前記第３抵抗部と対向する前記第４抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値との差が、せん断力による前記第２部材の弾性変形に応じて連続的に変化する請求項１乃至４の何れか一項に記載の滑りセンサ。
【請求項６】
前記第３抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値と前記第３抵抗部と対向する前記第４抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値との和が、圧縮力による前記第２部材の弾性変形に応じて連続的に変化する請求項５に記載の滑りセンサ。
【請求項７】
前記第２部材の各々の前記第３抵抗部の両側に位置する領域に、前記第２部材の前記第２絶縁層側の面から前記第３絶縁層側の面に向かって窪む凹部が設けられた請求項５又は６に記載の滑りセンサ。
【請求項８】
前記第２部材の各々の前記第４抵抗部の両側に位置する領域に、前記第２部材の前記第３絶縁層側の面から前記第２絶縁層側の面に向かって窪む凹部が設けられた請求項７に記載の滑りセンサ。
【請求項９】
他方の側に長手方向を前記第１方向と交差する第２方向に向けて並置された複数の第３抵抗部を備えた第３絶縁層を有し、
前記第３絶縁層の一方の側は、前記第１抵抗部を介して前記第１絶縁層の他方の側に配置され、
前記第３絶縁層の他方の側と前記第２絶縁層の一方の側との間に前記部材が配置され、
前記第２絶縁層の他方の側に長手方向を前記第２方向に向けて並置された複数の第４抵抗部が形成され、
各々の前記第３抵抗部と各々の前記第４抵抗部とは、前記部材を介して対向して配置され、
各々の前記第３抵抗部及び各々の前記第４抵抗部の両端部には１対の電極が設けられ、
前記第３抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値と前記第３抵抗部と対向する前記第４抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値との差が、せん断力による前記部材の弾性変形に応じて連続的に変化する請求項１又は２に記載の滑りセンサ。
【請求項１０】
前記第３抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値と前記第３抵抗部と対向する前記第４抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値との和が、圧縮力による前記部材の弾性変形に応じて連続的に変化する請求項９に記載の滑りセンサ。
【請求項１１】
前記部材の各々の前記第１抵抗部の両側に位置しかつ前記部材の各々の前記第３抵抗部の両側に位置する領域に、前記部材の前記第３絶縁層側の面から前記第２絶縁層側の面に向かって窪む凹部が設けられた請求項９又は１０に記載の滑りセンサ。
【請求項１２】
前記部材の各々の前記第２抵抗部の両側に位置しかつ前記部材の各々の前記第４抵抗部の両側に位置する領域に、前記部材の前記第２絶縁層側の面から前記第３絶縁層側の面に向かって窪む凹部が設けられた請求項１１に記載の滑りセンサ。
【請求項１３】
前記第３抵抗部及び前記第４抵抗部は、Ｃｒ混相膜から形成されている請求項５乃至１２何れか一項に記載の滑りセンサ。
【請求項１４】
前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部は、Ｃｒ混相膜から形成されている請求項１乃至１３の何れか一項に記載の滑りセンサ。
【請求項１５】
前記Ｃｒ混相膜は、アルファクロムを主成分とする請求項１３又は１４に記載の滑りセンサ。
【請求項１６】
前記Ｃｒ混相膜は、アルファクロムを８０重量％以上含む請求項１５に記載の滑りセンサ。
【請求項１７】
前記Ｃｒ混相膜は、窒化クロムを含む請求項１５又は１６に記載の滑りセンサ。
【請求項１８】
前記Ｃｒ混相膜の下層に、金属、合金、又は、金属の化合物から形成された機能層を有する請求項１３乃至１７の何れか一項に記載の滑りセンサ。
【請求項１９】
前記機能層は、前記Ｃｒ混相膜の結晶成長を促進する機能を有する請求項１８に記載の滑りセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、滑りセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ひずみを検出するための様々なセンサが検討されている。例えば、長手方向の伸縮により抵抗値が変化する帯状のひずみセンサであって、長手方向の両端部に一対のストッパーが付設されていることを特徴とするひずみセンサが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。又、ひずみを検出するために、静電容量型のセンサが用いられる場合もある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２１９７５号公報
【特許文献２】特開２０１５−５９８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来は、接触対象物との間に生じる滑りを高精度で検出できる滑りセンサは提案されていなかった。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、接触対象物との間に生じる滑りを高精度で検出できる滑りセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本滑りセンサは、一方の側が力の入力側となり、他方の側に長手方向を第１方向に向けて並置された複数の第１抵抗部を備えた第１絶縁層と、一方の側に長手方向を前記第１方向に向けて並置された複数の第２抵抗部を備えた第２絶縁層と、前記第１絶縁層の他方の側と前記第２絶縁層の一方の側との間に配置され、前記力に応じて弾性変形する部材と、を有し、各々の前記第１抵抗部と各々の前記第２抵抗部とが、前記部材を介して対向して配置され、各々の前記第１抵抗部及び各々の前記第２抵抗部の両端部には１対の電極が設けられ、前記第１抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値と前記第１抵抗部と対向する前記第２抵抗部の前記１対の電極間の抵抗値との差が、せん断力による前記部材の弾性変形に応じて連続的に変化する。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、接触対象物との間に生じる滑りを高精度で検出できる滑りセンサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る滑りセンサを例示する平面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る滑りセンサを例示する断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る滑りセンサモジュールを例示するブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係る滑りセンサモジュールの制御装置を例示するブロック図である。
【図５】滑りセンサが物体に触れたときの様子を模式的に示す断面図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例１に係る滑りセンサを例示する平面図（その１）である。
【図７】第１の実施の形態の変形例１に係る滑りセンサを例示する断面図（その１）である。
【図８】第１の実施の形態の変形例１に係る滑りセンサを例示する平面図（その２）である。
【図９】第１の実施の形態の変形例１に係る滑りセンサを例示する断面図（その２）である。
【図１０】第１の実施の形態の変形例２に係る滑りセンサを例示する平面図である。
【図１１】第１の実施の形態の変形例２に係る滑りセンサを例示する断面図である。
【図１２】第１の実施の形態の変形例３に係る滑りセンサを例示する平面図（その１）である。
【図１３】第１の実施の形態の変形例３に係る滑りセンサを例示する断面図である。
【図１４】第１の実施の形態の変形例３に係る滑りセンサを例示する平面図（その２）である。
【図１５】滑りセンサの装着例を示す図（その１）である。
【図１６】滑りセンサの装着例を示す図（その２）である。
【図１７】滑りセンサの装着例を示す図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る滑りセンサを例示する平面図である。図２は、第１の実施の形態に係る滑りセンサを例示する断面図であり、図１のＡ−Ａ線に沿う断面を示している。図１及び図２を参照するに、滑りセンサ１は、基材１１及び１２と、抵抗部３１及び３２と、端子部４１及び４２と、部材５１とを有している。
【００１１】
なお、本実施の形態では、便宜上、滑りセンサ１において、基材１１の抵抗部３１が設けられていない側を上側又は一方の側、基材１２の抵抗部３２が設けられていない側を下側又は他方の側とする。又、各部位の基材１１の抵抗部３１が設けられていない側の面を一方の面又は上面、基材１２の抵抗部３２が設けられていない側の面を他方の面又は下面とする。但し、滑りセンサ１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を基材１１の上面１１ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を基材１１の上面１１ａの法線方向から視た形状を指すものとする。
【００１２】
滑りセンサ１は、下面１１ｂに抵抗部３１が形成された基材１１と、上面１２ａに抵抗部３２が形成された基材１２が、下面１１ｂと上面１２ａとの間に弾性変形可能な部材５１を挟んで積層された構造である。各々の抵抗部３１と各々の抵抗部３２とは、部材５１を介して対向して配置されている。各々の抵抗部３１の両端部には１対の電極である端子部４１が設けられ、各々の抵抗部３２の両端部には１対の電極である端子部４２が設けられている。
【００１３】
滑りセンサ１において、例えば、基材１１の上面１１ａが力（せん断力や圧縮力）の入力側となり、基材１１に接触対象物から力が加わると、接触対象物からの力に応じて部材５１が弾性変形する。ここで、せん断力とは基材１１の上面１１ａと平行な方向の力であり、圧縮力とは基材１１の上面１１ａと垂直な方向の力である。
【００１４】
抵抗部３１の１対の端子部４１間の抵抗値と抵抗部３１と対向する抵抗部３２の１対の端子部４２間の抵抗値との差が、せん断力による部材５１の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の差の変化に基づいて、基材１１と接触対象物との間に生じる滑りを検出することができる。
【００１５】
又、抵抗部３１の１対の端子部４１間の抵抗値と抵抗部３１と対向する抵抗部３２の１対の端子部４２間の抵抗値との和が、圧縮力による部材５１の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の和の変化に基づいて、基材１１が接触対象物から受けた押圧力の大きさを検出することができる。以下、各構成要素について詳説する。
【００１６】
基材１１は、抵抗部３１等を形成するためのベース層となる絶縁性の部材であり、可撓性を有する。基材１１の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、５μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。特に、基材１１の厚さが５μｍ〜２００μｍであると、抵抗部３１のひずみ感度誤差を少なくすることができる点で好ましい。
【００１７】
複数の抵抗部３１は、絶縁層である基材１１の下面１１ｂに、長手方向をＹ方向に向けて所定間隔でＸ方向に並置された薄膜であり、部材５１の弾性変形に応じて連続的に抵抗値が変化する受感部である。抵抗部３１は、基材１１の下面１１ｂに直接形成されてもよいし、基材１１の下面１１ｂに他の層を介して形成されてもよい。なお、図１では、便宜上、抵抗部３１を梨地模様で示している。
【００１８】
基材１２は、抵抗部３２等を形成するためのベース層となる絶縁性の部材であり、可撓性を有する。基材１２の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、５μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。特に、基材１２の厚さが５μｍ〜２００μｍであると、抵抗部３２のひずみ感度誤差を少なくすることができる点で好ましい。
【００１９】
複数の抵抗部３２は、絶縁層である基材１２の上面１２ａに、長手方向をＹ方向に向けて所定間隔でＸ方向に並置された薄膜であり、部材５１を介して各々の抵抗部３１と対向して配置されている。各々の抵抗部３２は、部材５１の弾性変形に応じて連続的に抵抗値が変化する受感部であるが、部材５１がせん断力により弾性変形しても抵抗部３２は殆ど歪まず抵抗部３２の抵抗値は殆ど変化しない。抵抗部３２は、基材１２の上面１２ａに直接形成されてもよいし、基材１２の上面１２ａに他の層を介して形成されてもよい。
【００２０】
基材１１及び１２は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ポリオレフィン樹脂等の絶縁樹脂フィルムから形成することができる。なお、フィルムとは、厚さが５００μｍ以下程度であり、可撓性を有する部材を指す。
【００２１】
ここで、『絶縁樹脂フィルムから形成する』とは、基材１１及び１２が絶縁樹脂フィルム中にフィラーや不純物等を含有することを妨げるものではない。基材１１及び１２は、例えば、シリカやアルミナ等のフィラーを含有する絶縁樹脂フィルムから形成しても構わない。
【００２２】
抵抗部３１及び３２は、例えば、Ｃｒ（クロム）を含む材料、Ｎｉ（ニッケル）を含む材料、又はＣｒとＮｉの両方を含む材料から形成することができる。すなわち、抵抗部３１及び３２は、ＣｒとＮｉの少なくとも一方を含む材料から形成することができる。Ｃｒを含む材料としては、例えば、Ｃｒ混相膜が挙げられる。Ｎｉを含む材料としては、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ（銅ニッケル）が挙げられる。ＣｒとＮｉの両方を含む材料としては、例えば、Ｎｉ−Ｃｒ（ニッケルクロム）が挙げられる。
【００２３】
ここで、Ｃｒ混相膜とは、Ｃｒ、ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ等が混相した膜である。Ｃｒ混相膜は、酸化クロム等の不可避不純物を含んでもよい。
【００２４】
抵抗部３１及び３２の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、０．０５μｍ〜２μｍ程度とすることができる。特に、抵抗部３１及び３２の厚さが０．１μｍ以上であると、抵抗部３１及び３２を構成する結晶の結晶性（例えば、α−Ｃｒの結晶性）が向上する点で好ましい。又、抵抗部３１及び３２の厚さが１μｍ以下であると、抵抗部３１及び３２を構成する膜の内部応力に起因する膜のクラックや基材１１や基材１２からの反りを低減できる点で更に好ましい。
【００２５】
抵抗部３１及び３２の幅は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、０．１μｍ〜１０００μｍ（１ｍｍ）程度とすることができる。隣接する抵抗部３１及び３２のピッチは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、１ｍｍ〜１００ｍｍ程度とすることができる。なお、図１及び図２では、抵抗部３１及び３２を１０本図示しているが、抵抗部３１及び３２は、実際には数１００〜数１０００本程度設けられる。
【００２６】
例えば、抵抗部３１及び３２がＣｒ混相膜である場合、安定な結晶相であるα−Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とすることで、抵抗部３１及び３２の温度係数の安定化や、印加される力に対する抵抗部３１及び３２の感度の向上を実現できる。ここで、主成分とは、対象物質が抵抗部を構成する全物質の５０質量％以上を占めることを意味する。抵抗部３１及び３２の温度係数の安定化や、滑り力に対する抵抗部３１及び３２の感度の向上を実現する観点から、抵抗部３１及び３２はα−Ｃｒを８０重量％以上含むことが好ましい。なお、α−Ｃｒは、ｂｃｃ構造（体心立方格子構造）のＣｒである。
【００２７】
端子部４１は、基材１１の下面１１ｂにおいて、各々の抵抗部３１の両端部から延在しており、平面視において、抵抗部３１よりも拡幅して略矩形状に形成されている。端子部４１は、部材５１の弾性変形により生じる抵抗部３１の抵抗値の変化を外部に出力するための１対の電極であり、例えば、外部接続用のフレキシブル基板やリード線等が接合される。端子部４１の上面を、端子部４１よりもはんだ付け性が良好な金属で被覆してもよい。なお、抵抗部３１と端子部４１とは便宜上別符号としているが、両者は同一工程において同一材料により一体に形成することができる。
【００２８】
端子部４２は、基材１２の上面１２ａにおいて、各々の抵抗部３２の両端部から延在しており、平面視において、抵抗部３２よりも拡幅して略矩形状に形成されている。端子部４２は、抵抗部３２の抵抗値の変化を外部に出力するための１対の電極であり、例えば、外部接続用のフレキシブル基板やリード線等が接合される。端子部４２の上面を、端子部４２よりもはんだ付け性が良好な金属で被覆してもよい。なお、抵抗部３２と端子部４２とは便宜上別符号としているが、両者は同一工程において同一材料により一体に形成することができる。
【００２９】
なお、基材１１や基材１２を貫通する貫通配線（スルーホール）を設け、端子部４１及び４２を基材１１の上面１１ａ側や基材１２の下面１２ｂ側に移動してもよい。
【００３０】
抵抗部３１を被覆し端子部４１を露出するように基材１１の下面１１ｂにカバー層（絶縁樹脂層）を設けても構わない。又、抵抗部３２を被覆し端子部４２を露出するように基材１２の上面１２ａにカバー層（絶縁樹脂層）を設けても構わない。カバー層を設けることで、抵抗部３１及び３２に機械的な損傷等が生じることを防止できる。又、カバー層を設けることで、抵抗部３１及び３２を湿気等から保護することができる。なお、カバー層は、端子部４１及び４２を除く部分の全体を覆うように設けてもよい。
【００３１】
カバー層は、例えば、ＰＩ樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＮ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、複合樹脂（例えば、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂）等の絶縁樹脂から形成することができる。カバー層は、フィラーや顔料を含有しても構わない。カバー層の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、２μｍ〜３０μｍ程度とすることができる。
【００３２】
部材５１は、基材１１の下面１１ｂ側と基材１２の上面１２ａ側との間に配置され、基材１１に接触対象物から力が加わると、接触対象物からの力に応じて弾性変形する部材である。部材５１の材料としては、例えば、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。部材５１の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、５μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。
【００３３】
滑りセンサ１を製造するためには、まず、基材１１を準備し、基材１１の下面１１ｂに図１に示す平面形状の抵抗部３１及び端子部４１を形成する。抵抗部３１及び端子部４１の材料や厚さは、前述の通りである。抵抗部３１と端子部４１とは、同一材料により一体に形成することができる。
【００３４】
抵抗部３１及び端子部４１は、例えば、抵抗部３１及び端子部４１を形成可能な原料をターゲットとしたマグネトロンスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィによってパターニングすることで形成できる。抵抗部３１及び端子部４１は、マグネトロンスパッタ法に代えて、反応性スパッタ法や蒸着法、アークイオンプレーティング法、パルスレーザー堆積法等を用いて成膜してもよい。
【００３５】
抵抗部３１の温度係数の安定化や、印加される力に対する抵抗部３１の感度の向上を実現する観点から、抵抗部３１及び端子部４１を成膜する前に、下地層として膜厚が１ｎｍ〜１００ｎｍ程度の機能層を真空成膜することが好ましい。機能層は、例えば、コンベンショナルスパッタ法により成膜できる。なお、機能層は、機能層の上面全体に抵抗部３１及び端子部４１を形成後、フォトリソグラフィによって抵抗部３１及び端子部４１と共に図１に示す平面形状にパターニングされる。
【００３６】
本願において、機能層とは、少なくとも上層である抵抗部の結晶成長を促進する機能を有する層を指す。機能層は、更に、基材１１に含まれる酸素や水分による抵抗部の酸化を防止する機能や、基材１１と抵抗部との密着性を向上する機能を備えていることが好ましい。機能層は、更に、他の機能を備えていてもよい。
【００３７】
基材１１を構成する絶縁樹脂フィルムは酸素や水分を含むため、特に抵抗部がＣｒを含む場合、Ｃｒは自己酸化膜を形成するため、機能層が抵抗部の酸化を防止する機能を備えることは有効である。
【００３８】
機能層の材料は、少なくとも上層である抵抗部の結晶成長を促進する機能を有する材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃ（炭素）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ（銅）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ａｌ（アルミニウム）からなる群から選択される１種又は複数種の金属、この群の何れかの金属の合金、又は、この群の何れかの金属の化合物が挙げられる。
【００３９】
上記の合金としては、例えば、ＦｅＣｒ、ＴｉＡｌ、ＦｅＮｉ、ＮｉＣｒ、ＣｒＣｕ等が挙げられる。又、上記の化合物としては、例えば、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２等が挙げられる。
【００４０】
機能層は、例えば、機能層を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒ（アルゴン）ガスを導入したコンベンショナルスパッタ法により真空成膜することができる。コンベンショナルスパッタ法を用いることにより、基材１１の下面１１ｂをＡｒでエッチングしながら機能層が成膜されるため、機能層の成膜量を最小限にして密着性改善効果を得ることができる。
【００４１】
但し、これは、機能層の成膜方法の一例であり、他の方法により機能層を成膜してもよい。例えば、機能層の成膜の前にＡｒ等を用いたプラズマ処理等により基材１１の下面１１ｂを活性化することで密着性改善効果を獲得し、その後マグネトロンスパッタ法により機能層を真空成膜する方法を用いてもよい。
【００４２】
機能層の材料と抵抗部３１及び端子部４１の材料との組み合わせは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。例えば、機能層としてＴｉを用い、抵抗部３１及び端子部４１としてα−Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とするＣｒ混相膜を成膜することが可能である。
【００４３】
この場合、例えば、Ｃｒ混相膜を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスを導入したマグネトロンスパッタ法により、抵抗部３１及び端子部４１を成膜することができる。或いは、純Ｃｒをターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスと共に適量の窒素ガスを導入し、反応性スパッタ法により、抵抗部３１及び端子部４１を成膜してもよい。
【００４４】
これらの方法では、Ｔｉからなる機能層がきっかけでＣｒ混相膜の成長面が規定され、安定な結晶構造であるα−Ｃｒを主成分とするＣｒ混相膜を成膜できる。又、機能層を構成するＴｉがＣｒ混相膜中に拡散することにより、抵抗部３１の温度係数の安定化や、印加される力に対する抵抗部３１の感度の向上を実現できる。なお、機能層がＴｉから形成されている場合、Ｃｒ混相膜にＴｉやＴｉＮ（窒化チタン）が含まれる場合がある。
【００４５】
なお、抵抗部３１がＣｒ混相膜である場合、Ｔｉからなる機能層は、抵抗部３１の結晶成長を促進する機能、基材１１に含まれる酸素や水分による抵抗部３１の酸化を防止する機能、及び基材１１と抵抗部３１との密着性を向上する機能の全てを備えている。機能層として、Ｔｉに代えてＴａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅを用いた場合も同様である。
【００４６】
このように、抵抗部３１の下層に機能層を設けることにより、抵抗部３１の結晶成長を促進することが可能となり、安定な結晶相からなる抵抗部３１を作製できる。その結果、滑りセンサ１において、抵抗部３１の温度係数の安定化や、印加される力に対する抵抗部３１の感度の向上を実現することができる。又、機能層を構成する材料が抵抗部３１に拡散することにより、滑りセンサ１において、抵抗部３１の温度係数の安定化や、印加される力に対する抵抗部３１の感度の向上を実現することができる。
【００４７】
次に、基材１２を準備し、基材１２の上面１２ａに抵抗部３２及び端子部４２を形成する。抵抗部３２及び端子部４２は、抵抗部３１及び端子部４１と同様の方法で形成することができる。抵抗部３２及び端子部４２を成膜する前に、下地層として、基材１２の上面１２ａに機能層を成膜することが好ましい点も同様である。
【００４８】
抵抗部３１及び端子部４１並びに抵抗部３２及び端子部４２を形成後、必要に応じ、基材１１の下面１１ｂに抵抗部３１を被覆し端子部４１を露出するカバー層を設けてもよい。又、基材１２の上面１２ａに抵抗部３２を被覆し端子部４２を露出するカバー層を設けてもよい。
【００４９】
カバー層は、例えば、基材１１の下面１１ｂに抵抗部３１を被覆し端子部４１を露出するように半硬化状態の熱硬化性の絶縁樹脂フィルムをラミネートし、加熱して硬化させて作製することができる。又、カバー層は、例えば、基材１２の上面１２ａに抵抗部３２を被覆し端子部４２を露出するように半硬化状態の熱硬化性の絶縁樹脂フィルムをラミネートし、加熱して硬化させて作製することができる。カバー層は、絶縁樹脂フィルムのラミネートに代えて、液状又はペースト状の熱硬化性の絶縁樹脂を塗布し、加熱して硬化させて作製してもよい。
【００５０】
次に、弾性変形可能な部材５１を準備する。そして、抵抗部３２を設けた基材１２を抵抗部３２を上側に向けて部材５１の下側に配置し、抵抗部３１を設けた基材１１を抵抗部３１を下側に向けて部材５１の上側に配置する。そして、基材１１及び１２と部材５１とを接着する。これにより、滑りセンサ１が完成する。
【００５１】
基材１１及び１２と部材５１は、例えば、接着層を介して接着することができる。接着層は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、変性ウレタン樹脂等を用いることができる。
【００５２】
図３に示すように、滑りセンサ１及び制御装置７により滑りセンサモジュール８を実現できる。滑りセンサモジュール８において、滑りセンサ１は、例えば、人間の指やロボットハンドの指に取り付けられ、制御装置７により人間やロボットが物体を把持した際等の物体との接触個所や滑りを検出することができる。複数の滑りセンサ１を人間の複数の指やロボットハンドの複数の指に取り付けてもよい。例えば、ロボットハンドの２本の指の各々に滑りセンサ１を取り付け、ロボットハンドの２本の指で物体を把持した際に、各々の滑りセンサ１の出力に基づいて、制御装置７によりロボットが対象物を把持した際の物体との接触位置や滑りを検出できる。
【００５３】
滑りセンサモジュール８において、滑りセンサ１の各々の端子部４１及び４２は、例えば、フレキシブル基板やリード線等を用いて、制御装置７に接続されている。
【００５４】
制御装置７は、滑りセンサ１の端子部４１及び４２を介して得られた情報に基づいて、滑りセンサ１が接触対象物に接触した位置の座標や接触対象物の滑りを検出することができる。例えば、滑りセンサ１の抵抗部３１及び３２はＸ座標の検出に用いることができる。
【００５５】
図４に示すように、制御装置７は、例えば、アナログフロントエンド部７１と、信号処理部７２とを含む構成とすることができる。
【００５６】
アナログフロントエンド部７１は、例えば、入力信号選択スイッチ、ブリッジ回路、増幅器、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）等を備えている。アナログフロントエンド部７１は、温度補償回路を備えていてもよい。
【００５７】
アナログフロントエンド部７１では、例えば、滑りセンサ１の全ての端子部４１及び４２が入力信号選択スイッチに接続され、入力信号選択スイッチにより１対の電極が選択される。入力信号選択スイッチで選択された１対の電極は、ブリッジ回路に接続される。
【００５８】
すなわち、ブリッジ回路の１辺が入力信号選択スイッチで選択された１対の電極間の抵抗部で構成され、他の３辺が固定抵抗で構成される。これにより、ブリッジ回路の出力として、入力信号選択スイッチで選択された１対の電極間の抵抗部の抵抗値に対応した電圧（アナログ信号）を得ることができる。なお、入力信号選択スイッチは、信号処理部７２から制御可能である。
【００５９】
ブリッジ回路から出力された電圧は、増幅器で増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル信号に変換され、信号処理部７２に送られる。アナログフロントエンド部７１が温度補償回路を備えている場合には、温度補償されたデジタル信号が信号処理部７２に送られる。入力信号選択スイッチを高速で切り替えることで、滑りセンサ１の全ての端子部４１及び４２の抵抗値に対応するデジタル信号を極短時間で信号処理部７２に送ることができる。
【００６０】
信号処理部７２は、アナログフロントエンド部７１から送られた情報に基づいて、滑りセンサ１が接触対象物に接触した位置の座標や接触対象物の滑りを検出することができる。具体的には、信号処理部７２は、互いに対向する抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の差を計算することにより、接触対象物の滑りを検出することができる。又、信号処理部７２は、互いに対向する抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の和を計算することにより、接触対象物が滑りセンサ１を押す場合の押圧力の大きさを求めることができる。
【００６１】
信号処理部７２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、メインメモリ等を含む構成とすることができる。
【００６２】
この場合、信号処理部７２の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、信号処理部７２の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、信号処理部７２は、物理的に複数の装置等により構成されてもよい。
【００６３】
図５は、滑りセンサが物体に触れたときの様子を模式的に示す断面図である。図５に示すように、滑りセンサ１と接触対象物３００とが接触した状態で矢印方向に力Ｆ（せん断力）が加わると、力Ｆが加わった箇所の近傍の部材５１の基材１１側が力Ｆの方向に変形するが、部材５１の基材１２側は殆ど変形しない。
【００６４】
すなわち、領域Ａに位置する抵抗部３１の抵抗値が変化するが、領域Ｂに位置する抵抗部３２の抵抗値は殆ど変化しない。なお、領域Ａに位置する抵抗部３１と領域Ｂに位置する抵抗部３２は、力Ｆが加わっていない状態において、部材５１を介して互いに対向して配置されていたものである。
【００６５】
互いに対向していた抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の差を算出することで、接触対象物３００の滑りを算出することができる。例えば、領域Ａの左側の抵抗部３１と領域Ｂの左側の抵抗部３２の抵抗値の差、領域Ａの中央の抵抗部３１と領域Ｂの中央の抵抗部３２の抵抗値の差、及び領域Ａの右側の抵抗部３１と領域Ｂの右側の抵抗部３２の抵抗値の差を算出する。これにより、滑りの大きさ及び分布を知ることができる。
【００６６】
ここで、抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の差を取るのは、滑りセンサ１が厚さ方向（Ｚ方向）に押圧されたことで生じる成分を除去するためである。すなわち、滑りセンサ１が厚さ方向に押圧されると、抵抗部３１と抵抗部３２が同じように押圧されて歪み、抵抗部３１の抵抗値と抵抗部３２の抵抗値が同方向に同程度に変化するため、抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の差を取ることにより押圧成分を除去できる。その結果、滑り成分を精度よく検出することができる。
【００６７】
なお、滑り成分に加えて押圧成分も算出する要求がある場合には、互いに対向していた抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の和を算出することで、接触対象物３００の押圧成分を算出することができる。すなわち、滑りセンサ１は、触覚センサとしての機能を併せ持つことができる。
【００６８】
このように、滑りセンサ１に接触対象物から力が加わると、接触対象物からの力に応じて部材５１が弾性変形する。そして、部材５１が弾性変形すると、部材５１を介して対向して配置されていた抵抗部３１の１対の電極である端子部４１間の抵抗値と抵抗部３２の１対の電極である端子部４２間の抵抗値との差が、せん断力による部材５１の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の差の変化に基づいて、滑りセンサ１と接触対象物との間に生じる滑りを検出することができる。抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の差を取ることにより、圧縮力により部材５１が弾性変形したことによる抵抗部３１及び３２の抵抗値の変化分を除去することが可能となるため、滑りセンサ１と接触対象物との間に生じる滑りを高精度で検出できる。
【００６９】
特に、抵抗部３１及び３２がＣｒ混相膜から形成されている場合は、抵抗部３１及び３２がＣｕ−ＮｉやＮｉ−Ｃｒから形成されている場合と比べ、力に対する抵抗値の感度（同一の力に対する抵抗部３１及び３２の抵抗値の変化量）が大幅に向上する。抵抗部３１及び３２がＣｒ混相膜から形成されている場合、力に対する抵抗値の感度は、抵抗部３１及び３２がＣｕ−ＮｉやＮｉ−Ｃｒから形成されている場合と比べ、おおよそ５〜１０倍程度となる。そのため、抵抗部３１及び３２をＣｒ混相膜から形成することで、滑りセンサ１と接触対象物との間に生じる滑りを特に高感度で検出できる。
【００７０】
又、力に対する抵抗値の感度が高いことで、滑りが小であることを検出した場合には所定の動作を行い、滑りが中であることを検出した場合には他の動作を行い、滑りが大であることを検出した場合には更に他の動作を行うような制御の実現が可能となる。或いは、滑りが小又は中であることを検出した場合には動作を行わず、滑りが大であることを検出した場合にのみ所定の動作を行うような制御の実現が可能となる。
【００７１】
又、力に対する抵抗値の感度が高いと、Ｓ／Ｎの高い信号を得ることができる。そのため、アナログフロントエンド部７１のＡ／Ｄ変換回路において平均化を行う回数を低減しても精度よく信号検出ができる。Ａ／Ｄ変換回路において平均化を行う回数を低減することで、１回のＡ／Ｄ変換に必要な時間を短縮できるため、入力信号選択スイッチを更に高速で切り替えることが可能となる。その結果、滑りセンサ１に入力される速い動きも検出することができる。
【００７２】
又、特に、抵抗部３１及び３２がＣｒ混相膜から形成されている場合は、抵抗部３１及び３２がＣｕ−ＮｉやＮｉ−Ｃｒから形成されている場合と比べ、平面視において１／１０以下に小型化することができる。その結果、小型の滑りセンサ１を実現することが可能となり、滑りセンサ１を様々な対象物に装着することができる。
【００７３】
〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、弾性変形可能な部材を特定方向に変形し易くした滑りセンサの例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００７４】
図６は、第１の実施の形態の変形例１に係る滑りセンサを例示する平面図である。図７は、第１の実施の形態の変形例１に係る滑りセンサを例示する断面図であり、図６のＢ−Ｂ線に沿う断面を示している。
【００７５】
図６及び図７を参照するに、滑りセンサ１Ａでは、部材５１の各々の抵抗部３１の両側に位置する領域に、部材５１の基材１１側の面から基材１２側の面に向かって窪む凹部５１ｘが設けられている。平面視において、各々の凹部５１ｘは、抵抗部３１の長手方向（Ｙ方向）に沿って設けられている。又、部材５１の各々の抵抗部３２の両側に位置する領域に、部材５１の基材１２側の面から基材１１側の面に向かって窪む凹部５１ｙが設けられている。平面視において、各々の凹部５１ｙは、抵抗部３２の長手方向（Ｙ方向）に沿って設けられている。
【００７６】
このように、滑りセンサ１Ａにおいて、部材５１の各々の抵抗部３１及び３２の両側に位置する領域に凹部５１ｘ及び５１ｙを設けることにより、滑りセンサ１Ａに力が加わった場合に、部材５１のＸ方向の変形量が大きくなる。その結果、滑りセンサ１ＡのＸ方向の滑りの検出感度を向上できる。
【００７７】
なお、図８の平面図に示す滑りセンサ１Ｂのように、抵抗部３１及び３２の１本の長さ当たりに対して複数の凹部５１ｘ及び５１ｙを断続的に配置してもよい。
【００７８】
又、図９の断面図に示す滑りセンサ１Ｃのように、凹部５１ｙは設けずに凹部５１ｘのみを設けてもよい。この場合、凹部５１ｘの深さを部材５１の厚さの半分以上としてもよい。又、平面視においては、図６のように抵抗部３１の１本の長さ当たりに対して１つの凹部５１ｘを配置してもよいし、図８のように抵抗部３１の１本の長さ当たりに対して複数の凹部５１ｘを断続的に配置してもよい。
【００７９】
又、図６〜図９の何れの場合にも、凹部に代えて貫通孔としてもよい。
【００８０】
図８に示す滑りセンサ１Ｂ及び図９に示す滑りセンサ１Ｃの場合も、図６及び図７に示す滑りセンサ１Ａの場合と同様に、Ｘ方向の滑りの検出感度を向上できる。
【００８１】
〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、ＸＹ座標の検出が可能な滑りセンサの例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００８２】
図１０は、第１の実施の形態の変形例２に係る滑りセンサを例示する平面図である。図１１は、第１の実施の形態の変形例２に係る滑りセンサを例示する断面図であり、図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面を示している。
【００８３】
図１０及び図１１を参照するに、滑りセンサ１Ｄでは、滑りセンサ１の構造に加え、基材１２の下面１２ｂに、長手方向をＸ方向に向けて所定間隔でＹ方向に並置された複数の抵抗部３３が形成されている。又、滑りセンサ１Ｄは、長手方向をＸ方向に向けて所定間隔でＹ方向に並置された抵抗部３４が上面１３ａに形成された基材１３と、弾性変形可能な部材５２とを有している。部材５２は、基材１２の下面１１ｂと基材１３の上面１３ａとの間に積層されている。
【００８４】
各々の抵抗部３３と各々の抵抗部３４とは、部材５２を介して対向して配置されている。各々の抵抗部３３の両端部には１対の電極である端子部４３が設けられ、各々の抵抗部３４の両端部には１対の電極である端子部４４が設けられている。
【００８５】
抵抗部３３の１対の端子部４３間の抵抗値と抵抗部３３と対向する抵抗部３４の１対の端子部４４間の抵抗値との差が、せん断力による部材５２の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の差の変化に基づいて、基材１１と接触対象物との間に生じる滑りを検出することができる。
【００８６】
又、抵抗部３３の１対の端子部４３間の抵抗値と抵抗部３３と対向する抵抗部３４の１対の端子部４４間の抵抗値との和が、圧縮力による部材５２の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の和の変化に基づいて、基材１１が接触対象物から受けた押圧力の大きさを検出することができる。
【００８７】
抵抗部３３及び３４の材料や厚さ、製造方法は、抵抗部３１及び３２と同様とすることができる。部材５２の材料や厚さは、部材５１と同様とすることができる。なお、抵抗部３１及び３２と抵抗部３３及び３４とは平面視で直交している必要はなく、交差していればよい。
【００８８】
このように、滑りセンサ１Ｄでは、長手方向をＹ方向とする抵抗部３１及び３２に加え、長手方向をＸ方向とする抵抗部３３及び３４を設けている。これにより、滑りセンサ１Ｄでは、互いに対向する抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の差からＸ方向の滑りを算出できると共に、互いに対向する抵抗部３３と抵抗部３４の抵抗値の差からＹ方向の滑りを算出することができる。又、滑りが生じた位置のＸＹ座標の検出が可能である。
【００８９】
なお、部材５１の抵抗部３１及び３２に沿ってに図６〜図９に示した凹部を設けても構わない。同様に、部材５２の抵抗部３３及び３４に沿って図６〜図９に示した凹部を設けても構わない。これにより、滑りセンサ１Ｄにおいて、Ｘ方向の滑りの検出感度及びＹ方向の滑りの検出感度を向上できる。
【００９０】
〈第１の実施の形態の変形例３〉
第１の実施の形態の変形例３では、ＸＹ座標の検出が可能な滑りセンサの他の例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例３において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００９１】
図１２は、第１の実施の形態の変形例３に係る滑りセンサを例示する平面図である。図１３は、第１の実施の形態の変形例３に係る滑りセンサを例示する断面図であり、図１２のＤ−Ｄ線に沿う断面を示している。
【００９２】
図１２及び図１３を参照するに、滑りセンサ１Ｅでは、滑りセンサ１の構造に加え、基材１１と部材５１との間に複数の抵抗部３３を備えた絶縁層である基材１５が追加され、基材１２の下面１２ｂに複数の抵抗部３４が設けられている。基材１５の材料や厚さは、例えば、基材１１と同様とすることができる。
【００９３】
複数の抵抗部３３は、基材１５の下面１５ｂに、長手方向をＸ方向に向けて所定間隔でＹ方向に並置されている。各々の抵抗部３３の両端部には１対の電極である端子部４３が設けられている。
【００９４】
基材１５の上面１５ａ側は、抵抗部３１を介して基材１１の下面１１ｂ側に配置されている。基材１５の下面１５ｂ側と基材１２の上面１２ａ側との間に部材５１が配置されている。
【００９５】
複数の抵抗部３４は、基材１２の下面１２ｂに、長手方向をＸ方向に向けて所定間隔でＹ方向に並置されている。各々の抵抗部３４の両端部には１対の電極である端子部４４が設けられている。各々の抵抗部３４と各々の抵抗部３３とは、基材１２及び部材５１を介して対向して配置されている。
【００９６】
抵抗部３１の１対の端子部４１間の抵抗値と抵抗部３１と対向する抵抗部３２の１対の端子部４２間の抵抗値との差が、せん断力による部材５１の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の差の変化に基づいて、基材１１と接触対象物との間に生じる滑りを検出することができる。
【００９７】
又、抵抗部３１の１対の端子部４１間の抵抗値と抵抗部３１と対向する抵抗部３２の１対の端子部４２間の抵抗値との和が、圧縮力による部材５１の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の和の変化に基づいて、基材１１が接触対象物から受けた押圧力の大きさを検出することができる。
【００９８】
又、抵抗部３３の１対の端子部４３間の抵抗値と抵抗部３３と対向する抵抗部３４の１対の端子部４４間の抵抗値との差が、せん断力による部材５１の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の差の変化に基づいて、基材１１と接触対象物との間に生じる滑りを検出することができる。
【００９９】
又、抵抗部３３の１対の端子部４３間の抵抗値と抵抗部３３と対向する抵抗部３４の１対の端子部４４間の抵抗値との和が、圧縮力による部材５１の弾性変形に応じて連続的に変化する。この抵抗値の和の変化に基づいて、基材１１が接触対象物から受けた押圧力の大きさを検出することができる。
【０１００】
抵抗部３３及び３４の材料や厚さ、製造方法は、抵抗部３１及び３２と同様とすることができる。なお、抵抗部３１及び３２と抵抗部３３及び３４とは平面視で直交している必要はなく、交差していればよい。
【０１０１】
このように、滑りセンサ１Ｅでは、長手方向をＹ方向とする抵抗部３１及び３２に加え、長手方向をＸ方向とする抵抗部３３及び３４を設けている。これにより、滑りセンサ１Ｅでは、互いに対向する抵抗部３１と抵抗部３２の抵抗値の差からＸ方向の滑りを算出できると共に、互いに対向する抵抗部３３と抵抗部３４の抵抗値の差からＹ方向の滑りを算出することができる。又、滑りが生じた位置のＸＹ座標の検出が可能である。
【０１０２】
又、滑りセンサ１Ｅは、滑りセンサ１Ｄに比べ、弾性変形する部材を１つ少なくできるため、小型化や低背化の観点でメリットがある。
【０１０３】
なお、例えば、図１４に示すように、部材５１の各々の抵抗部３１の両側に位置しかつ部材５１の各々の抵抗部３３の両側に位置する領域に、部材５１の基材１５側の面から基材１２側の面に向かって窪む凹部５１ｘを設けてもよい。又、部材５１の各々の抵抗部３２の両側に位置しかつ部材５１の各々の抵抗部３４の両側に位置する領域に、部材５１の基材１２側の面から基材１５側の面に向かって窪む凹部５１ｙを設けてもよい。或いは、凹部５１ｙは設けずに凹部５１ｘのみを設けてもよい。何れの場合も、滑りセンサ１Ｅにおいて、Ｘ方向の滑りの検出感度及びＹ方向の滑りの検出感度を向上できる。
【０１０４】
〈滑りセンサの装着例〉
図１５は、図７に示す滑りセンサ１Ａを細長状に形成して人間の指５００に装着した例である。なお、滑りセンサ１Ａに代えて、滑りセンサ１、１Ｂ、１Ｃ、又は１Ｄを装着してもよい。
【０１０５】
図１５では、滑りセンサ１Ａと接触対象物３００とが接触した状態で矢印方向に力Ｆが加わっており、力Ｆが加わった箇所の近傍の部材５１の領域Ｔの基材１１側が力Ｆの方向に変形し、部材５１の基材１２側が殆ど変形していない様子を示している。
【０１０６】
このように、滑りセンサ１Ａは薄く可撓性を有しているため、人間の指５００のように平面でない物にも容易に装着することができる。滑りセンサ１Ａを人間の指５００に装着することで、滑りセンサ１Ａと接触する接触対象物３００の滑りを検出することができる。
【０１０７】
図１６は、図１に示す滑りセンサ１をロボットハンド５１０の５本の把持部（指）５１１〜５１５の各々に装着した例である。図１７は、図１に示す滑りセンサ１をロボットハンド５２０の２本の把持部５２１及び５２２の各々に装着した例である。なお、滑りセンサ１に代えて、滑りセンサ１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、又は１Ｄを装着してもよい。
【０１０８】
ロボットハンド５１０や５２０が把持する把持対象物（図１７の鉛筆５５０等）の硬度や重量が様々である場合、把持対象物によらず一定の力でロボットハンド５１０や５２０を操作すると、把持対象物を破壊したり、把持対象物を落としたりするおそれがある。
【０１０９】
そこで、把持対象物に応じてロボットハンド５１０や５２０の把持部の把持力を調整する必要があるが、滑りセンサ１で把持部と把持対象物との滑りを検出することで、ロボットハンド５１０や５２０の把持部を適切な把持力に制御することができる。
【０１１０】
例えば、滑りセンサ１が滑りを検出した場合には、ロボットハンド５１０や５２０の把持部の把持力を強めるように制御することができる。ロボットハンド５１０や５２０の把持部の把持力を、滑りが検出できるいかできないかのぎりぎりの値に制御することで、把持対象物を破壊したり、把持対象物を落としたりすることを防止できる。
【０１１１】
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ  滑りセンサ、７  制御装置、８  滑りセンサモジュール、１１、１２、１３、１５  基材、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１５ａ  基材の上面、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１５ｂ  基材の下面、３１、３２、３３、３４  抵抗部、４１、４２、４３、４４  端子部、５１、５２  部材、５１ｘ、５１ｙ  凹部、７１  アナログフロントエンド部、７２  信号処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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