(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イソシアネートに、直鎖状のポリオール（Ａ）を反応させた後、−ＮＨ２基を１分子中に２個有する硬化剤で硬化させて得られる、ウレタン結合及びウレア結合の少なくとも一方を有する弾性樹脂組成物を含む圧力計測用弾性材料。
【請求項２】
前記硬化剤が、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタンであることを特徴とする請求項１に記載の圧力計測用弾性材料。
【請求項３】
前記イソシアネートが、トリレンジイソシアネートであることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力計測用弾性材料。
【請求項４】
前記ポリオール（Ａ）が、直鎖状のポリエーテル又は直鎖状のポリエステルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料。
【請求項５】
前記ポリオール（Ａ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリブチレンアジペート、又はポリヘキサンアジペートであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料。
【請求項６】
前記ポリオール（Ａ）に加え、更にポリオール（Ａ）より短鎖である直鎖状のポリオール（Ｂ）を前記イソシアネートと反応させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料。
【請求項７】
前記ポリオール（Ｂ）がグリコールであることを特徴とする請求項６に記載の圧力計測用弾性材料。
【請求項８】
一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、圧力に応じて弾性変形可能な請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と、
前記一対の電極の間の静電容量に基づいて前記圧力を計測する計測部と
を有する圧力計測装置。
【請求項９】
駆動配線と、
検出配線と、
前記駆動配線と前記検出配線との間に設けられ、圧力に応じて弾性変形可能な請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と、
前記駆動配線に駆動電圧を印加する駆動部と、
前記駆動配線と前記検出配線との電磁結合によって得られる、前記検出配線からの誘起電圧に基づいて、前記圧力を計測する計測部と、
を有する圧力計測装置。
【請求項１０】
一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と導電性粒子とを含む弾性部と、
前記一対の電極間の抵抗値に基づいて前記圧力を計測する計測部と、
を有する圧力計測装置。
【請求項１１】
一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、圧力に応じて弾性変形可能な請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と、を用い、
前記一対の電極の間の静電容量に基づいて前記圧力を計測する圧力計測方法。
【請求項１２】
駆動配線と、
検出配線と、
前記駆動配線と前記検出配線との間に設けられ、圧力に応じて弾性変形可能な請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と、
前記駆動配線に駆動電圧を印加する駆動部と、を用い、
前記駆動配線と前記検出配線との電磁結合によって得られる、前記検出配線からの誘起電圧に基づいて、前記圧力を計測する圧力計測方法。
【請求項１３】
一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、請求項１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と導電性粒子とを含む弾性部とを用い、
前記一対の電極間の抵抗値に基づいて前記圧力を計測する圧力計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力計測用弾性材料、及び、圧力計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力を検出するための圧力計測装置として種々のものが知られている。
例えば、特許文献１には、圧力によってゴム弾性体からなる誘電体層が弾性変形され、静電容量が変化することを計測に利用した感圧センサーにおいて、誘電体層の特定の物性を特定の範囲に規定する技術が開示されている。この技術によれば、構造を複雑にすることなく、圧力及び重量を高精度に計測のできる感圧センサーが得られるとされている。
【０００３】
また、特許文献２には、複数の駆動コイルと、この複数の駆動コイルのそれぞれに対してペアとなり電磁結合する複数の検出コイルと、複数の駆動コイルと複数の検出コイルとの間の距離を一定に保つスペーサー手段と、駆動コイル及び／又は検出コイルの近傍に移動可能に設けられた導電体又は磁性体からなる電磁結合可変手段と、駆動コイルを駆動する駆動回路と、駆動コイルと検出コイルとの電磁結合の変化を検出コイルから検出する検出回路とを有する圧力分布検出装置が開示されている。この技術によれば、平面だけでなく曲面等の任意の形状の面にフィットさせても圧力分布の検出感度や検出精度への悪影響が少なく、装置の設置環境に影響を受け難い圧力分布検出装置が得られるとされている。
【０００４】
更に、特許文献３及び４には、加圧力に伴って発生する導電性膜（シート）の圧縮変形に起因する電気抵抗値の変化に基づいて、圧力を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４３０８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２１８８９２号公報
【特許文献３】特表２００８−５２５８０４号公報
【特許文献４】実開平５−５９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧力計測装置用の従来の弾性シートに大きな圧力を与えた場合、弾性シート中に残留圧縮ひずみが生じ、弾性シートが、加圧前の初期状態（特に、厚みにおける初期状態）に戻らなくなり、以降、正確な圧力計測を行うことができないことがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記従来の問題点を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、正確で圧力計測の再現性に優れた圧力計測装置を得ることのできる圧力計測用弾性材料、それを用いた圧力計測装置並びに圧力計測方法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】
【０００８】
本発明は、以下の構成を有する。
１．
イソシアネートに、直鎖状のポリオール（Ａ）を反応させた後、−ＮＨ２基を１分子中に２個有する硬化剤で硬化させて得られる、ウレタン結合及びウレア結合の少なくとも一方を有する弾性樹脂組成物を含む圧力計測用弾性材料。
２．
前記硬化剤が、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタンであることを特徴とする前記１に記載の圧力計測用弾性材料。
３．
前記イソシアネートが、トリレンジイソシアネートであることを特徴とする前記１又は２に記載の圧力計測用弾性材料。
４．
前記ポリオール（Ａ）が、直鎖状のポリエーテル又は直鎖状のポリエステルであることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料。
５．
前記ポリオール（Ａ）が、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリブチレンアジペート、又はポリヘキサンアジペートであることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料。
６．
前記ポリオール（Ａ）に加え、更にポリオール（Ａ）より短鎖を有する直鎖状のポリオール（Ｂ）を前記イソシアネートと反応させることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料。
７．
前記ポリオール（Ｂ）がグリコールであることを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料。
８．
一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、圧力に応じて弾性変形可能な前記１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と、
前記一対の電極の間の静電容量に基づいて前記圧力を計測する計測部と
を有する圧力計測装置。
９．  
駆動配線と、
検出配線と、
前記駆動配線と前記検出配線との間に設けられ、圧力に応じて弾性変形可能な前記１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と、
前記駆動配線に駆動電圧を印加する駆動部と、
前記駆動配線と前記検出配線との電磁結合によって得られる、前記検出配線からの誘起電圧に基づいて、前記圧力を計測する計測部と、
を有する圧力計測装置。
１０．  
一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、前記１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と導電性粒子とを含む弾性部と、
前記一対の電極間の抵抗値に基づいて前記圧力を計測する計測部と、
を有する圧力計測装置。
１１．
一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、圧力に応じて弾性変形可能な前記１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と、を用い、
前記一対の電極の間の静電容量に基づいて前記圧力を計測する圧力計測方法。
１２．
駆動配線と、
検出配線と、
前記駆動配線と前記検出配線との間に設けられ、圧力に応じて弾性変形可能な前記１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と、
前記駆動配線に駆動電圧を印加する駆動部と、を用い、
前記駆動配線と前記検出配線との電磁結合によって得られる、前記検出配線からの誘起電圧に基づいて、前記圧力を計測する圧力計測方法。
１３．
一対の電極と、
前記一対の電極の間に設けられ、前記１〜７のいずれか１項に記載の圧力計測用弾性材料と導電性粒子とを含む弾性部とを用い、
前記一対の電極間の抵抗値に基づいて前記圧力を計測する圧力計測方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、正確な圧力計測の再現性に優れた圧力計測装置を得ることのできる圧力計測用弾性材料及びそれを用いた圧力計測装置並びに圧力計測方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧力計測装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る圧力計測装置を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る圧力計測装置を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る圧力計測装置を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る圧力計測装置を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る圧力計測装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔圧力計測用弾性材料〕
先ず、本発明の実施形態に係る圧力計測用弾性材料について詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る圧力計測用弾性材料は、イソシアネートに、直鎖状のポリオール（Ａ）を反応させてプレポリマーを得た後、−ＮＨ２基を１分子中に２個有する硬化剤で硬化させて得られる、ウレタン結合及びウレア結合の少なくとも一方を有する弾性樹脂組成物を含む。
【００１２】
イソシアネートは、ポリオール（Ａ）と反応してプレポリマーを形成可能な化合物であれば特に限定されず、通常ジイソシアネートであり、分子量８０〜１０００の化合物が好ましく、分子量１００〜５００の化合物がより好ましい。イソシアネートは１つの芳香環に−ＮＣＯ基が２つ結合した構造を有することが好ましい。イソシアネートとしては、例えばトリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリック４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）、トリイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられ、トリレンジイソシアネートがより好ましい。
【００１３】
ポリオール（Ａ）は、好ましくは分子量１００〜１００００、より好ましくは分子量３００〜７０００、更に好ましくは分子量５００〜５０００のものである。
ポリオール（Ａ）としては、例えばポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテルグリコール、ポリエチレンエーテルグリコール等のポリエーテルポリオール及びこれらのコポリエーテルポリオール、アジピン酸、マレイン酸、イタコン酸、マロン酸、コハク酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の二塩基酸とエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ジメチロールシクロヘキサン等のグリコールとから得られるポリエステルポリオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオール等が挙げられる。
ポリオール（Ａ）は、直鎖状のポリエーテル又は直鎖状のポリエステルであることが好ましく、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリブチレンアジペート、又はポリヘキサンアジペートであることがより好ましい。
ポリオール（Ａ）が直鎖状であることにより、弾性材料のひずみ特性が改善しているものと推測される。
【００１４】
プレポリマーは、イソシアネートとポリオール（Ａ）とを混合し、加熱することにより結合させたものが好ましい。加熱は好ましくは５０〜１５０℃、より好ましくは６０〜１００℃で行われ、好ましくは１〜６０分、より好ましくは５〜２０分間行う。
【００１５】
プレポリマーは、ポリオール（Ａ）に加え、更にポリオール（Ａ）より短鎖である直鎖状のポリオール（Ｂ）を鎖延長剤として前記イソシアネートと反応させて得られるものであることが好ましい。ポリオール（Ｂ）はグリコールが好ましく、炭素数２〜９のものがより好ましく、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、などの短鎖ジオールや、グリセリンなどの短鎖トリオールを用いることができる。
【００１６】
ポリオール（Ｂ）の構造としては、ポリオール（Ａ）と同様のものであって、上記のようにより小さな分子量を有するものが挙げられる。ポリオール（Ｂ）はポリオール（Ａ）と同種のものを用いても異なるものを用いてもよい。
【００１７】
ポリオール（Ｂ）を用いる場合、その使用量は、質量比でポリオール（Ａ）の０．００１倍〜１０倍であることが好ましく、０．１倍〜０．５倍であることがより好ましい。
【００１８】
硬化剤は、−ＮＨ２を１分子中に２個有し、プレポリマーの−ＮＣＯ基と反応して結合することが可能な化合物を広く使用することができ、分子量５０〜１０００の化合物が好ましい。
硬化剤は、例えばエチレンジアミン、トリメチレンジ−ｐ−アミノベンゾエート、１，４−フェニレンジアミン、２，６−ジアミノトルエン、１，５−ナフタレンジアミン、３，３´−ジクロロ−４，４´−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）、１−メチル−３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ジアミノベンゼン、１−メチル−３，５´−ジエチル−２，６−ジアミノベンゼン、４，４´−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）、４，４´−メチレン−ビス−（２，３−ジクロロアニリン）、トリメチレングリコール−ジ―パラ−アミノベンゾエート、４，４´−メチレン−ビス−（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４´−ジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。
硬化剤としては、ハロゲン原子（好ましくは塩素原子）が置換したフェニルアミノ基（−Ｃ６ＸＨ４−ＮＨ２；Ｘはハロゲン原子）を有するものが好ましく、３−クロロ−４−アミノフェニル基を有するものがより好ましい。
プレポリマーと硬化剤の混合比率として、（硬化剤の有する活性水素原子の数）／  （プレポリマーの有する活性ＮＣＯ基の数）＝０．７０〜１．０  の比率であることが好ましく、更に０．７５〜０．９５となる割合であることが好ましく、更に０．８０〜０．９０の割合であることが好ましい。
【００１９】
弾性樹脂組成物は、プレポリマーに硬化剤を添加して硬化することで得られる。硬化は、プレポリマーと硬化剤とを混合することで行われ、加熱等は要しないが、加熱を行ってもよい。加熱を行う場合、５０℃〜１００℃で１〜６０分間加熱することが好ましい。
【００２０】
圧力計測用弾性材料は、上記弾性樹脂組成物と、必要に応じてその他の成分とを含有し、例えば、上記以外の弾性樹脂組成物、触媒、脱水剤、可塑剤、紫外線吸収剤等の耐候剤、染料、顔料、消泡剤、後述する導電性粒子等を含んでもよい。これらその他の成分は、上記弾性樹脂組成物が加熱硬化する前に混合し分散等させてから硬化しても良い。圧力計測用弾性材料中の上記弾性樹脂組成物の含有量は２０〜１００質量％であることが好ましく、５０〜１００質量％であることがより好ましい。導電性粒子を含有する場合、圧力計測用弾性材料中の含有量は２０〜７０質量％が好ましい。
【００２１】
圧力計測用弾性材料を特に薄いシート状の圧力計測装置に適用する場合、圧力計測用弾性材料は、フイルム形状であることが好ましい。
このようなフイルム状の圧力計測用弾性材料の製造方法としては、公知の方法をいずれも採用できるが、例えば、上記樹脂組成物、必要に応じて用いられる上記添加剤、及び、溶剤を含む液状組成物を成型型に注入し固化させることにより、容易に得ることができる。
【００２２】
本発明の実施形態に係る圧力計測用弾性材料は、以上に説明した構成である。この構成をもつことによって、大きな圧力を与えた場合、弾性シート中に残留圧縮ひずみが生じにくい。よって、その後、圧力を解除しても、圧力計測用弾性材料が加圧前の初期状態（特に、厚みにおける初期状態）により確実に戻るため、圧力計測の再現性に優れた圧力計測装置を得ることのできる圧力計測用弾性材料とすることができる。
【００２３】
〔圧力計測装置〕
次に、本発明の実施形態に係る圧力計測装置について詳細に説明する。
図１の模式断面図に示すように、本発明の第１の実施形態に係る圧力計測装置２０は、基材４と、第１の電極１と、上記に説明した本発明の実施形態に係る圧力計測用弾性材料２と、第２の電極３と、押圧部５とが、この順で積層されてなる。また、圧力計測装置２０は、第１の電極１と第２の電極３との間の静電容量に基づいて圧力を計測する計測部１０を有している。より具体的には、計測部１０は、第１の電極１及び第２の電極３の各々に電気的に接続する検出部１１と、検出部１１との間で信号伝送が可能な演算部１２とを有している。
【００２４】
物体Ａが押圧部５の接触面５Ａ上に裁置され、圧力Ｆが印加されると、圧力計測用弾性材料２は弾性変形し（より具体的には、圧力計測用弾性材料２の厚みが小さくなる）、第１の電極１と第２の電極３の間の静電容量が変化する。検出部１１は、この静電容量を検出し、得られた検出値信号を演算部１２に伝送する。演算部１２は、圧力と静電容量の変化量との対応関係に関するデータを予め有しており、当該データと、検出部１１から伝送された静電容量の検出値信号とからの演算によって、圧力Ｆを計測する。
【００２５】
図２の分解斜視図及び図３の模式断面図に示すように、本発明の第２の実施形態に係る圧力計測装置４０は、基材２４と、駆動配線２１と、上記に説明した本発明の実施形態に係る圧力計測用弾性材料２２と、検出配線２３と、押圧部２５とが、この順で積層されてなる。
駆動配線２１は、駆動コイル２１Ａを有している。検出配線２３は、検出コイル２３Ａを有している。ここで、駆動配線２１及び検出配線２３は、駆動コイル２１Ａと検出コイル２３Ａとが圧力計測用弾性材料２２を介して向き合うように配置されている。
【００２６】
圧力計測装置４０は、駆動配線２１に駆動電圧を印加する駆動部３３を有している。駆動部は交流電源であることが好ましい。
また、圧力計測装置４０は、駆動配線２１と検出配線２３との電磁結合によって得られる、検出配線２３からの誘起電圧に基づいて、圧力を計測する計測部３０を有している。より具体的には、計測部３０は、検出配線２３に電気的に接続する検出部３１と、検出部３１との間で信号伝送が可能な演算部３２とを有している。
【００２７】
駆動部３３が駆動配線２１に駆動電圧を印加すると、駆動コイル２１Ａと検出コイル２３Ａとの電磁結合により、検出配線２３から誘起電圧が発生する。
この状態で、物体Ａが押圧部２５の接触面２５Ａ上に裁置されて、圧力Ｆが印加されると、圧力計測用弾性材料２２は弾性変形する（より具体的には、圧力計測用弾性材料２２の厚みが小さくなる）。これにより、駆動コイル２１Ａと検出コイル２３Ａとの電磁結合の度合いが変化し、これに伴い、検出配線２３から誘起電圧も変化する。検出部３１は、この誘起電圧を検出し、得られた検出値信号を演算部３２に伝送する。演算部３２は、圧力と誘起電圧の変化量との対応関係に関するデータを予め有しており、当該データと、検出部３１から伝送された誘起電圧の検出値信号とからの演算によって、圧力Ｆを計測する。
【００２８】
図４の分解斜視図及び図５の模式断面図に示すように、本発明の第３の実施形態に係る圧力計測装置６０は、基材４４と、駆動配線４１と、スペーサー４６と、検出配線４３と、上記に説明した本発明の実施形態に係る圧力計測用弾性材料４２と、押圧部４５とが、この順で積層されてなる。このような構成により、駆動配線４１と検出配線４３とは、所定距離（スペーサー４６の厚みに相当）で、離間配置されている。
駆動配線４１は、駆動コイル４１Ａを有している。検出配線４３は、検出コイル４３Ａを有している。ここで、駆動配線４１及び検出配線４３は、駆動コイル４１Ａと検出コイル４３Ａとがスペーサー４６を介して向き合うように配置されている。スペーサー４６の材質は特に限定されないが、通常、非弾性材料が用いられ、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリイミド基板、ガラスエポキシ基板等を挙げることができる、なお、スペーサー４６は、必要に応じて、可撓性を有する基板であっても良い。
押圧部４５は、押圧されることによって駆動配線４１と検出配線４３との電磁結合の度合いを変化可能な電磁結合可変部として構成されており、このような作用を発現するものであれば特に限定されないが、例えば、導電体（好ましくはシート状、たとえばアルミ箔など）あるいは磁性体（好ましくはシート状）などで構成される。押圧部４５は、例えば、予め作製されたシートを圧力計測用弾性材料４２の上に貼り付けたり、あるいは、導電体あるいは磁性体等の化合物を圧力計測用弾性材料４２の上にシート状に蒸着させたりすることにより、好適に形成される。
【００２９】
圧力計測装置６０は、駆動配線４１に駆動電圧を印加する駆動部５３を有している。
また、圧力計測装置６０は、駆動配線４１と検出配線４３との電磁結合によって得られる、検出配線４３からの誘起電圧に基づいて、圧力を計測する計測部５０を有している。より具体的には、計測部５０は、検出配線４３に電気的に接続する検出部５１と、検出部５１との間で信号伝送が可能な演算部５２とを有している。
【００３０】
第２実施形態と同様、駆動部５３が駆動配線４１に駆動電圧を印加すると、駆動コイル４１Ａと検出コイル４３Ａとの電磁結合により、検出配線４３から誘起電圧が発生する。
この状態で、物体Ａが押圧部４５の接触面４５Ａ上に裁置されて、圧力Ｆが印加されると、圧力計測用弾性材料４２は弾性変形する（より具体的には、圧力計測用弾性材料４２の厚みが小さくなる）。このように、電磁結合可変部としての押圧部４５が検出配線４３に近づくと、駆動コイル４１Ａと検出コイル４３Ａとの電磁結合の度合いが変化し、これに伴い、検出配線４３における誘起電圧も変化する。検出部５１は、この誘起電圧を検出し、得られた検出値信号を演算部５２に伝送する。演算部５２は、圧力と誘起電圧の変化量との対応関係に関するデータを予め有しており、当該データと、検出部５１から伝送された誘起電圧に応じた検出値信号に基づく演算によって、圧力Ｆを計測する。
【００３１】
図６の模式断面図に示すように、本発明の第４の実施形態に係る圧力計測装置８０は、基材６４と、第１の電極６１と、上記に説明した本発明の実施形態に係る圧力計測用弾性材料６２及び導電性粒子６６よりなる弾性部と、第２の電極６３と、押圧部６５とが、この順で積層されてなる。導電性粒子６６は圧力を加えない状態では少なくとも一方の電極とは離れている。導電性粒子は図４に示すように平面方向に配列していても良いし、厚さ方向にも分散していてもよい。また図４に示すように粒径が異なる粒子を混合して用いても良い。また、圧力計測装置８０は、第１の電極６１と第２の電極６３との間の抵抗値に基づいて圧力を計測する計測部７０を有している。より具体的には、計測部７０は、第１の電極６１及び第２の電極６３の各々に電気的に接続する検出部７１と、検出部７１との間で信号伝送が可能な演算部７２とを有している。
【００３２】
圧力を加えない状態では、両電極は弾性部で離され、検出部７１では高い抵抗値を示す。物体Ａが押圧部６５の接触面６５Ａ上に裁置され、圧力Ｆが印加されると、圧力計測用弾性材料６２は弾性変形し（より具体的には、圧力計測用弾性材料６２の厚みが小さくなる）、導電性粒子６６同士、及び導電性粒子６６と第１の電極６１、第２の電極６３とが接近し、両電極間で導電性粒子６６を介して通電可能となる。ここで１つの粒子が両電極と接近しての圧力Ｆが大きくなるほど、圧力計測用弾性材料６２は大きく弾性変形し、抵抗値は減少する。両電極間が１つの粒子を介して通電すること、即ち、厚さ方向（圧力が加えられる方向）には１つの粒子だけが存在するように分散していることが精度を向上する上で好ましい。また、異なる粒径の粒子が平面的に分散することで、圧力Ｆに反比例した抵抗値を得やすくなる。検出部７１は、この抵抗値を検出し、得られた検出値信号を演算部７２に伝送する。ここで、抵抗値に変えて電圧、電流等の電気量を計測してもよい。演算部７２は、圧力と抵抗値の変化量との対応関係に関するデータを予め有しており、当該データと、検出部７１から伝送された静電容量の検出値信号とからの演算によって、圧力Ｆを計測する。
【００３３】
導電性粒子６６は、導電性を有していれば特に限定されず、例えば導電材料よりなる粒子であっても、非導電性材料よりなる核を導電材料で被覆した粒子であってもよく、中実であっても中空であってもよい。導電性材料としては、金属でも有機導電性物質でもよく、導電性樹脂であってもよい。非導電性材料よりなる核は、特に制限されず、非導電性樹脂粒子、ガラス粒子、セラミック粒子、炭素粒子等が挙げられ、上記に説明した本発明の圧力計測用弾性材料であっても良い。
【００３４】
導電性・非導電性粒子は、球形であっても無くてもよく、短繊維や不定形の粒子であっても良い。導電性・非導電性粒子は、１：１〜１：３０のアスペクト比を有するものが好ましく、粒径０．１μｍ〜５ｍｍのもの、或いは両電極間の距離の０．００１〜０．９倍の粒径をもつものが好ましい。
【００３５】
以上のように、第１〜第４実施形態に係る圧力計測装置２０、４０、６０、８０について説明したが、圧力計測装置の積層体の各層間には、本発明の効果に影響を与えない範囲で、任意の層を介装しても良い。
また、第２，３の実施形態に係る圧力計測装置４０，６０においては、駆動配線及び検出配線として、それぞれコイル状に形成されたものを例示したが、電磁結合可能であれば、コイル状に限らず、例えば、直線形状とすることも可能である。
更に、第１〜第４実施形態に係る圧力計測装置２０，４０，６０，８０は、単一の圧力Ｆを計測するものとして説明したが、これに限定されない。即ち、このような圧力計測装置を複数用いた圧力分布計測装置も本発明の範囲内である。
圧力分布計測装置としては、たとえば、圧力計測装置を行方向及び列方向にアレイ状に多数個で配列し、各圧力計測装置の押圧部を集合させてなる押圧領域を、圧力測定に供される物体に対する接触面とすることにより、当該物体の圧力分布を計測できるようにしたものが挙げられる。
【００３６】
以上に説明した第１〜第４実施形態に係る圧力計測装置２０，４０，６０，８０において、圧力計測用弾性材料２，２２，４２，６２は、上記したように、圧力を受けた場合に、大きな圧力を与えた場合、弾性シート中に残留圧縮ひずみが生じにくいため、その後、圧力を解除しても、圧力計測用弾性材料が加圧前の初期状態（特に、厚みにおける初期状態）により確実に戻る、という特性を有している。
これにより、圧力計測装置２０，４０，６０，８０は、高い精度で迅速に圧力計測が可能であるとともに、寿命に優れた圧力計測装置となる。
【実施例】
【００３７】
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
【００３８】
圧力計測用弾性材料：  
実施例１（サンプルＡ）：  ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ、ＰＴＧ−１０００  保土谷化学工業（株）製  数平均分子量１０００）と、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＧ、ナカライテスク株式会社製）と、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を１：１：３のモル比で混合し、この混合液を７５℃で１１分間加熱することにより、イソシアネート基末端プレポリマーを調整した。上記プレポリマーと、硬化剤として３，３’−ジクロロ−４，４−’ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ；キュアミンＭＴ  イハラケミカル社製）を混合して成形型に流し込み、ポリウレタンポリウレアを得た。イソシアネート末端プレポリマーと硬化剤の混合割合は、（ＮＣＯ：活性水素＝１．０：０．９０［モル比］）で調整した。成型物のＴＤＩ含有量は４．１質量％であった。成型物を２０ｍｍ角の大きさにカットし、１枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した厚みは１．９１ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は９５であった。
【００３９】
実施例２（サンプルＣ）：  ポリヘキサンアジペート（ＰＨＡ）と、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＧ、ナカライテスク株式会社製）と、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を１：１：３のモル比で混合し、この混合液を７５℃で７分間加熱することにより、イソシアネート基末端プレポリマーを調整した。上記プレポリマーと、硬化剤として３，３’−ジクロロ−４，４−’ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ；キュアミンＭＴ  イハラケミカル社製）を混合して成形型に流し込み、ポリウレタンポリウレアを得た。イソシアネート末端プレポリマーと硬化剤の混合割合は、（ＮＣＯ：活性水素＝１．０：０．９０［モル比］）で調整した。成型物のＴＤＩ含有量は４．１質量％であった。成型物を２０ｍｍ角の大きさにカットし、１枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した厚みは１．９２ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は９０であった。
【００４０】
比較例１（サンプルＢ）：  ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）と、１，４−ブタンジオール（１，４−ＢＧ、ナカライテスク株式会社製）と、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を１：１：３のモル比で混合し、この混合液を７５℃で１１分間加熱することにより、イソシアネート基末端プレポリマーを調整した。上記プレポリマーと、硬化剤として３，３’−ジクロロ−４，４−’ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ；キュアミンＭＴ  イハラケミカル社製）を混合して成形型に流し込み、ポリウレタンポリウレアを得た。イソシアネート末端プレポリマーと硬化剤の混合割合は、（ＮＣＯ：活性水素＝１．０：０．９０［モル比］）で調整した。成型物のＴＤＩ含有量は４．６質量％であった。
成型物を２０ｍｍ角の大きさにカットし、１枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した厚みは１．８４ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は９０であった。
比較例２：  発泡シリコーンゴム  ＳＳＲ９３０Ｎ（クレハエラストマー社製）の成形品を２０ｍｍ角の大きさにカットして、１枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した厚みは２．９ｍｍ、アスカーＣによる硬度は３５であった。
比較例３：  シリコーンゴム  ＴＳＥ２７０−５Ｕ（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）の成形品を２０ｍｍ角の大きさにカットして、１枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した厚みは１．０ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は５０であった。
比較例４：  極薄シリコーンゴム  ＳＣ５０ＮＮＳ（クレハエラストマー社製）の成形品を２０ｍｍ角の大きさにカットして３枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した３枚合計の厚みは０．３１ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は５２であった。
比較例５：  極薄シリコーンゴム  ＳＣ３０（クレハエラストマー社製）の成形品を２０ｍｍ角の大きさにカットして３枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した３枚合計の厚みは０．２７ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は３０であった。
比較例６：  シリコーンゴム  ＳＲ６０（クレハエラストマー社製）の成形品を２０ｍｍ角の大きさにカットして３枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した３枚合計の厚みは０．２５ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は６０であった。
比較例７：  フッ素ゴム  ＦＢ７８０Ｎ（クレハエラストマー社製）の成形品を２０ｍｍ角の大きさにカットして１枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した１枚合計の厚みは１．０ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は８０であった。
比較例８：  ニトリルゴム  ＮＢ２７０Ｎ（クレハエラストマー社製）の成形品を２０ｍｍ角の大きさにカットして１枚で厚み変化計測実験を行った。マイクロメータにて計測した１枚合計の厚みは１．０ｍｍ、ＪＩＳ−Ａによる硬度は８０であった。
なお、比較例１の弾性材料はポリオールが直鎖状ではなく、比較例２〜８のゴムはウレタン・ウレア結合を有さない。
【００４１】
実施例と市販材料について、残留歪みについて下記の評価を行った。結果を表に示す。
【００４２】
実験方法：  疲労試験機  インストロン８８０２（インストロン社製；  神奈川県産業技術センター設置）にて実験した。
実施例、比較例共にサンプルを２０ｍｍ角に切り取り、試料をアルミ板に挟んで加圧した。ロードセルの出力値が一定になるように制御し、加圧プラテンの位置を計測した。同一加圧条件で試料を入れず、アルミ板のみの位置変化と差し引くことで、試料の厚みを計算した。
試料の厚みの変化率が１０％未満のものを○、１０以上２０％未満のものを△、２０％以上のものを×とした。
＜加圧条件＞
・実施例１、２及び比較例１、４〜８：  ２ＭＰａで６０秒保持した後、５Ｍｐａで６０秒ホールドした後、１０Ｍｐａで６０秒ホールドした後、非加重で６０秒保持。
・比較例２：  ２ＭＰａで６０秒保持した後、非加重で６０秒間保持。
・比較例３：  ２ＭＰａで６０秒保持した後、非加重で６０秒間保持。更に５Ｍｐａで６０秒保持した後、非加重で６０秒保持。更に１０Ｍｐａで６０秒保持した後、非加重で６０秒保持。
＜温度条件＞
常温（３０℃）
【００４３】
【表１】
0005501064.tif 000002
【００４４】
評価の結果、実施例１、２の圧力計測用弾性材料は、圧力を受けた場合に、残留圧縮歪みが小さかった。よって、実施例１の圧力計測用弾性材料によれば、その後、圧力を解除しても、圧力計測用弾性材料が加圧前の初期状態（特に、厚みにおける初期状態）により確実に戻るため、圧力計測の再現性に優れた圧力計測装置を得ることができる。
一方、比較例１〜８の圧力計測用弾性材料は、残留歪みが大きく、このような圧力計測用弾性材料を使用しても、圧力計測の再現性に優れた圧力計測装置を得ることは難しいことが分かった。
【符号の説明】
【００４５】
１，３，６１，６３  第１の電極、第２の電極（一対の電極）
２，２２，４２，６２  圧力計測用弾性材料
１０，３０，５０，７０  計測部
２１，４１  駆動配線
２３，４３  検出配線
３３，５３  駆動部
４，２４，４４，６４  基材
５，２５，４５，６５  押圧部
２０，４０，６０，８０  圧力計測装置
６６  導電性粒子
【図１】
0005501064.tif 000003
【図２】
0005501064.tif 000004
【図３】
0005501064.tif 000005
【図４】
0005501064.tif 000006
【図５】
0005501064.tif 000007
【図６】
0005501064.tif 000008