(57)【要約】  組み立てロボット２のアームの先端には把持装置１８が設けられている。把持装置１８は、開閉可能な一対の把持部２０、２２を有しており、各把持部２０、２２の部品４と接触する側にはそれぞれ、感圧センサ２４が設けられている。感圧センサ２４は、一対の電極を構成する第１の電極及び第２の電極と、ゴム又はゴム組成物で形成されて一対の電極間に設けられ、対象物（部品４）との接触による変形で発電する中間層とを有している。中間層の対象物と接触する側は表面改質処理が施され、反対側よりも硬度が大きくなっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、
ゴム又はゴム組成物で形成されて前記一対の電極間に設けられ、対象物との接触による変形で発電する中間層と、
を有する感圧センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の感圧センサにおいて、
前記中間層の厚み方向における両側を前記一対の電極で挟む積層構造を有している感圧センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の感圧センサにおいて、
前記一対の電極のうち、前記対象物と接触する側の表面が可撓性を有するカバーで覆われている感圧センサ。
【請求項４】
請求項２に記載の感圧センサにおいて、
前記中間層の積層方向における一方側が、該一方側と他方側とで同じ変形付与力に対する変形の度合いが異なるように表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている感圧センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の感圧センサにおいて、
前記中間層の前記表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている側とこれに対向する電極とが、前記変形時に摩擦ないし剥離帯電が生じるように設けられている感圧センサ。
【請求項６】
請求項４に記載の感圧センサにおいて、
前記中間層がシリコーンゴムである感圧センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の感圧センサにおいて、
前記シリコーンゴムは、オルガノポリシロキサン結合を有し、前記表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている側から内部に向かって酸素が増加して極大値を持ち、且つ、前記表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている側から内部に向かって炭素が減少して極小値を持つ濃度プロファイルを有している感圧センサ。
【請求項８】
前記対象物を把持し、あるいは他の部材と協働して前記対象物を把持する把持部に請求項１に記載の感圧センサを備えた把持装置。
【請求項９】
請求項８に記載の把持装置を有するロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感圧センサ、把持装置及びロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロボットハンド等に設けられる把持装置には、形状、硬さ、表面性、重さ等の様々な特性が異なる被把持物（対象物）を破損等することなく把持できるように、感圧センサが設けられている。
感圧センサの出力信号でリアルタイムに把持状態を検出し、把持力（接触圧）や移動速度等を制御するようになっている。近年においては被把持物の多様性に精度よく対応すべく、人間の指先に相当する圧力感、滑り感等の感覚を得ることができる触覚センサとしての感度が求められている。【０００３】
感圧センサとしては、例えばゴム材料の中にカーボン等の導電性粒子を分散し、加圧による導電性粒子の接触状態の変化による力と抵抗値との関係から印加電流の変化を把握する構成のものが知られている。
このような構成の感圧センサは電源が必要となるため、高コスト化を避けられない。【０００４】
変形によって自己発電する圧電体を感圧センサとして利用すれば電源は不要となる。
振動荷重によって変形する弾性シートと、弾性シートの表面に設置された圧電フィルムと、圧電フィルムの両面に配置された電極とを有する振動発電デバイスが知られている（例えば、特許文献１）。この振動発電デバイスは、弾性シートの変形に伴う圧電フィルムの引っ張り力又は圧縮力による歪みで発電する。圧電フィルムとしては、高分子圧電体であるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）が用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＶＤＦは柔軟性を有しているため、被把持物に対する形状追従性があり、電源も不要となる。
しかしながら、ＰＶＤＦは柔軟性を有するといってもその変形範囲は材質上の歪み範囲内であり、ヤング率は２ＧＰａ程度である。このレベルは、高感度が要求されるセンサ素材としては固いといえる。
すなわち、材料の変形により電圧信号を発生させる、いわゆる圧電現象を利用した感圧センサとしてＰＶＤＦを用いた場合次の問題がある。つまり、ＰＶＤＦを変形させるために十分な負荷をかける時間が必要であり、感圧センサが被把持物に接触した瞬間から電圧信号の出力が開始されるまでの時間が長くなって接触時の圧力検出感度が低下する。この圧力検出感度の低下は被把持物が柔らかい物の場合顕著となる。【０００６】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、被把持物の特性の違いにかかわらず接触時の圧力検出感度を向上させることができる感圧センサの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の感圧センサは、一対の電極と、ゴム又はゴム組成物で形成されて前記一対の電極間に設けられ、対象物との接触による変形で発電する中間層と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被把持物の特性の違いにかかわらず接触時の圧力検出感度を向上させることができる感圧センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るロボットの構成を示す概要図である。
【図２】図２は、感圧センサの断面図である。
【図３】図３は、感圧センサの評価構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、評価機としてのタッキング試験機による感圧センサへのプローブの押し付け構成を示す断面図である。
【図５】図５は、信号出力開始時間の比較実験における実験データのグラフである。
【図６】図６は、図５における信号出力開始部位の拡大図である。
【図７】図７は、ヤング率と信号出力開始時間との相関を示すグラフである。
【図８】図８は、第２の実施形態における把持装置の構成を示す概要図である。
【図９】図９は、同装置の制御回路図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態における感圧センサの手袋への適用例を示す図である。
【図１１】図１１は、表面改質処理、及び不活性化処理を行った中間層（シリコーンゴム）のＸＰＳ測定結果を示す特性図である。
【図１２】図１２は、図１１で測定した中間層のＳｉ２ｐ結合エネルギーの厚み方向の変化を示すグラフである。
【図１３】図１３は、未処理の中間層（シリコーンゴム）のＸＰＳ測定結果を示す特性図である。
【図１４】図１４は、図１３で測定した中間層のＳｉ２ｐ結合エネルギーの厚み方向の変化を示すグラフである。
【図１５】図１５は、表面改質処理、及び不活性化処理を行った中間層を有する素子の特性を説明するための断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図６に基づいて第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係るロボットを示している。ロボット２は、例えば製造ラインで用いられる組み立てロボットである。
ロボット２は、被把持物（対象物）としての部品４が載置されるベース６と、ベース６に固定された支軸８と、支軸８に固定された固定リンク１０と、可動リンク１２、１４、１６と、先端の可動リンク１６に設けられた把持装置１８とを有している。
支軸８、固定リンク１０、可動リンク１２、１４、１６及び把持装置１８によりロボットアームが構成されている。
【００１１】
把持装置１８により把持された部品４は、ロボットアームの変位動作により組み立て位置へ移送される。
把持装置１８は、開閉可能な一対の把持部２０、２２を有しており、各把持部２０、２２の部品４と接触する側にはそれぞれ、感圧センサ２４が設けられている。
一対の把持部２０、２２によって部品４が把持されると、部品４との接触によって感圧センサ２４が変形し、電圧信号が出力される。電圧信号はロボット２に備えられた制御装置に送られ、制御装置は信号に基づいて把持装置１８の把持力等を調整する。
【００１２】
感圧センサ２４は、図２に示すように、一対の電極を構成する第１の電極２６、第２の電極２８と、ゴム又はゴム組成物で形成されて一対の電極間に設けられ、対象物との接触による変形で発電する圧電体としての中間層３０とを有している。さらに、感圧センサ２４は、一対の電極のうち、少なくとも対象物と接触する側の第１の電極２６の表面を覆う可撓性を有するカバー３２を有している。
本実施形態では、中間層３０の厚み方向における両側を一対の電極で挟む積層構造の周囲全体がカバー３２で覆われた構成となっている。
カバー３２は、部品４との接触による第１の電極２６の保護を主目的としており、中間層３０への接触圧の伝達を阻害しない厚み、材質（硬さ）を有する。カバー３２の材質としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を採用できる。
【００１３】
第１の電極２６及び第２の電極２８と中間層３０との間は接合されていてもよく、また、接合されていなくてもよい。また、接合は一部だけでもよい。
また、中間層３０はゴム又はゴム組成物からなり、積層方向における一方側が、該一方側と他方側とで同じ変形付与力に対する変形の度合いが異なるように且つ電荷を蓄積できるように表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている。この点については後で詳細に説明する。
【００１４】
第１の電極２６及び第２の電極２８と中間層３０との間の未接合部では、変形が生じると、変形時に中間層３０とこれに対向する電極との間に摩擦ないし剥離帯電が生じ、電荷が蓄えられる。電荷が蓄えられると、中間層３０と電極との間に静電容量の変化が生じて発電がなされる。
また、第１の電極２６及び第２の電極２８と中間層３０との間の接合部では、変形が生じると、中間層３０と電極との間に静電容量の変化が生じて発電がなされる。
【００１５】
本実施形態に係る把持装置１８における感圧センサ２４の感度についての比較評価を実施した。
比較評価は、タッキング試験機によりプローブを押し当て、その加圧を検知する時間を比較することで行った。
評価方法の概要としては、以下の３つの手順をそれぞれのセンサで実施し、データを取得した。
【００１６】
（１）図３に示すように、タッキング試験機３４のステージ３６上に感圧センサ２４を貼り付け、チャージアンプ３８を介してオシロスコープ４０に接続する。
（２）図４に示すように、プローブ４２の先端にスポンジ４４を貼り付け、タッキングを行う。
（３）オシロスコープ４０に表示された電圧波形を記録し、３回繰り返した平均データを取得波形とする。
【００１７】
比較した感圧センサの仕様を表１に、評価に用いたスポンジの仕様を表２に、チャージアンプの設定を表３に、オシロスコープの設定を表４に、タッキング試験機の評価条件を表５にそれぞれ示す。
表１に示すように、ＰＶＤＦのヤング率が２Ｇｐａであるのに対し、本実施形態に係る感圧センサ２４の中間層３０のヤング率は０．０１Ｇｐａである。
【００１８】
【表１】
2017130591.tif 000003
【００１９】
【表２】
2017130591.tif 000004
【００２０】
【表３】
2017130591.tif 000005
【００２１】
【表４】
2017130591.tif 000006
【００２２】
【表５】
2017130591.tif 000007
【００２３】
図４に示すように、感圧センサ２４の上面に、接地されたアルミニウム製のテープ４６を配置して不要な電荷によるノイズの発生を抑制した。比較対象のＰＶＤＦを用いた感圧センサの測定においても同様とした。
比較結果を図５及びその部分拡大図である図６に示す。ゴム組成物からなる中間層３０を有する本実施形態の感圧センサ２４では、電圧信号の出力が、プローブ４２に取り付けられたスポンジ４４が感圧センサ２４に接触してから約０．０１ｓｅｃ（１０ｍｓｅｃ）後に開始している。
これに対し、ＰＶＤＦを用いた感圧センサでは、約０．０４ｓｅｃ（４０ｍｓｅｃ）後に開始している。すなわち、本実施形態に係る感圧センサ２４に対して、約０．０３ｓｅｃ（３０ｍｓｅｃ）の遅延を生じている。
センサ感度において、この大きな遅延が生じる理由は、上記のようにＰＶＤＦは中間層３０に比べてヤング率が大きく固いため、電圧信号の出力が開始する変形が生じるまで時間がかかるためである。
【００２４】
柔らかい物に接触しても本実施形態の感圧センサ２４の感度が高いことを実証するために、上記のようにプローブ４２の先端にスポンジ４４を取り付けた。
【００２５】
なお、電圧信号の出力開始時間の原点は、タッキング試験機３４のプローブ４２の根元に設置された圧力センサで検知された時間としている。
図７は、本実施形態の中間層３０とＰＶＤＦのヤング率を測定し、信号出力開始時間との相関をプロットした図である。中間層３０のヤング率と信号出力開始時間はリニアな相関を持つことが確認された。
なお、中間層３０のヤング率は、後述するゴム組成物の詳細な記載において硬度を測定している測定機（フィッシャー社製、超微小硬度計ＷＩＮ−ＨＵＤ）、及び同測定条件を用い、１０μｍ深さの硬度より換算した値を用いている。
【００２６】
ロボットアームの把持部の被把持物に直接当たる部分に感圧センサ２４を配置することにより、把持圧力やズレによる振動を素早く検知し、把持力を制御する制御装置に制御信号を応答遅れがほとんど無い状態で迅速に送信することができる。これにより、適正な応力により被把持物を壊すことなく把持することができる。
【００２７】
上記のように、ＰＶＤＦを用いた感圧センサの場合、数十ｍｓｅｃの検知遅れが生じる。被把持物を把持するときの把持部の移動速度が速い場合は、上記検知遅れ時間分の把持部の移動量が増加し、被把持物に食込むことになる。
その結果として被把持物の傷や、破損などを招きかねない。そのため、検知時間の遅れ分を鑑みて把持する動作速度を遅くせざるをえない。把持する動作速度が遅いことは、作業時間の増加を招き、生産性を著しく低下させてしまう。
本実施形態の感圧センサ２４を用いることにより、人間の感覚に近い把持速度を実現でき、さらにセンサの柔軟性により傷や破壊などのリスクを低減できる。
【００２８】
電源を要する感圧センサの場合、変圧器が必要となったり、電池切れによる検知不能状態を来たす等の虞があるが、本実施形態の感圧センサ２４ではこのような問題が無い構成で高感度を得ることができる。
【００２９】
図８及び図９に基づいて第２の実施形態を説明する。上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、既にした構成上及び機能上の説明は適宜省略する（以下の他の実施形態において同じ）。
上記実施形態では、一対の把持部２０、２２が相対的に移動して被把持物を把持する構成の把持装置１８を例示したが、他の部材と協働して把持する構成としてもよい。
【００３０】
図８に示すように、本実施形態における把持装置５０は、ベース５２と、ベース５２に固定された段差形状の支持部５４と、支持部５４に水平方向に進退可能に支持されたシリンダ５６とを有している。さらに把持装置５０は、シリンダ５６の先端に固定された把持部５８と、把持部５８の被把持物６０と接触する側に設けられた感圧センサ６２とを有している。感圧センサ６２は感圧センサ２４と同様の構成を有している。
【００３１】
図９は、感圧センサ６２によるシリンダ５６の制御回路を示している。
感圧センサ６２はダイオードブリッジ７０、１ｎＦのコンデンサ７１、トランジスタを介してシリンダ５６を駆動するモータのモータドライバ７２に接続されている。モータは例えば２５Ｖの電源で駆動される。
【００３２】
ベース５２の上に被把持物６０が置かれると、シリンダ５６が伸びて把持部５８が図中右側に移動し、ベース５２に固定された他の部材としての受け台６４との間で被把持物６０を把持する。
この把持によって被把持物６０は所定位置に位置決めされ、その後、例えば被把持物６０に対する密封等の処理が別のロボットにより実施される。
本実施形態においても、感圧センサ６２からの信号により、シリンダ５６のモータへの信号が素早く送信され、それにより適正な応力により被把持物６０を壊すことなく把持することができるとともに、検知遅れによる生産性の低下防止等の効果が得られる。
把持装置５０はロボットに適用してもよい。
【００３３】
図１０に第３の実施形態を示す。
手袋６６の手のひらに対応する部分には、面積の大きい感圧センサ６８ａが設けられ、各指部にはそれぞれ小面積の感圧センサ６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆが設けられている。これらの感圧センサ６８ａ〜６８ｆは感圧センサ２４と同様の構成を有している。
手袋６６を人間の手や義手に装着することにより、人間の感覚を電気信号に違和感なく変換することができる。すなわち、被把持物に対する接触力を電気信号で定量化することができる。
これにより、人間の皮膚と同程度の感触の再現や、脳への直接的な電気刺激による感覚の付与などが可能となる。
【００３４】
手術支援ロボットによる遠隔治療などのフィードバック回路、および義足への人工皮膚による感触の再現構築などに感圧センサを用いる場合、接触検知の遅延の少ないことが重要な要件となる。
人間の足先から頭までの神経伝達時間は２０〜３０ｍｓｅｃ（身長１７０ｃｍ、頭から足先までの伝達時間を想定）といわれている。この観点から上記比較例としてのＰＶＤＦを用いた感圧センサを考えると、接触検知の遅延時間は上記のように３０ｍｓｅｃであるため、人間が感覚的に違和感を感じてしまうレベルとなり、好ましくない。
本実施形態の感圧センサを使うことでより違和感を感じにくい触覚システムを実現できる。従って、とっさの判断が求められる手術支援ロボットによる手術における医療事故や、接触検知が遅延することに起因する手すり等の掴み損ねによる転倒リスク等を回避することが可能となる。
【００３５】
［耐熱試験］
感圧センサの耐熱試験を実施した。評価方法としては、まず、下記の発電量評価方法に沿って、２４℃４０ＲＨ％の条件にて発電量を計測し、その後、送風定温恒温器（型番ＤＮ４１０Ｈ：ヤマト科学製）にて１５０℃２４ｈの高温負荷を加えた。
その後取り出し、２４℃４０ＲＨ％の条件下で１０時間静置保管した後、再度発電量の測定を実施し、高温負荷による発生電圧の差を以下の基準にて評価した。
【００３６】
＜発電量評価方法＞
第１の実施形態と同じ構成の感圧センサのサンプルを、厚さ１０ｍｍのシリコンゴムスポンジの上に固定し、該感圧センサに対して、鉄球（重量２００ｇ）を１０ｃｍの高さから落下させた。この時に、両電極間に発生するピーク電圧をオシロスコープを用いて計測した。計測を５回行い、得られた平均値を測定値とした。
＜評価＞
ＰＶＤＦからなる評価サンプルの室温初期測定値に対する倍率を以下の評価基準で評価した。
【００３７】
［評価基準］
○：ＰＶＤＦの室温初期測定値の１倍以上
×：ＰＶＤＦの室温初期測定値の１倍未満
（○以上が合格レベル）
評価結果を表６に示す。
【００３８】
【表６】
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【００３９】
表６から明らかなように、ゴム組成物を使った感圧センサから出力される電圧は、初期のＰＶＤＦ電圧（６．４Ｖ）に対して７．５６倍の出力値（４８．４Ｖ）となっている。この電圧は、１５０℃２４ｈの保管後においても６．１８倍となり、その発電量は高温負荷後においても十分に維持されていることがわかる。
これは、接触時の電圧も維持されるため、例えば感圧センサが接続された制御系において、検出限界電圧に達するまでの時間の低下が少なく、結果として感度が維持されるからである。
これに対して、ＰＶＤＦの場合は、室温初期の発電量を基準とした場合、１５０℃２４ｈ保管後のＰＶＤＦの発電量は０．２５倍となり、著しい発電量の低下を起こす。このため、例えば感圧センサが接続された制御系において、検出限界電圧に達するまでの時間の低下、すなわち感度の低下をもたらす。
【００４０】
以上のことから、ゴム組成物を用いた本実施形態の感圧センサは、高温時にも感度を維持するが、ＰＶＤＦを用いた感圧センサは感度を維持することが難しい。そのため、ゴム組成物を用いた感圧センサは、例えばロボットアームの把持部に装着した場合、１００℃のお湯の中にある柔らかい素材を壊さずに掴むことが可能となり、調理ロボットの実現も可能である。
また、耐熱手袋に装着した場合、感圧センサから発生する電圧を人間の触感にフィードバックさせることにより、人間の皮膚では耐えられないような高温物を、人間の触角感覚を維持したまま取り扱うことができる。従って、すべり防止や、柔らかいものを壊さずに移動することが可能で、高温環境における作業生産性の向上を図ることができる。
【００４１】
上記実施形態では、ロボットアームや手袋への実装を例示したが、本発明はそれに限定されない。
例えば、本発明に係る感圧センサを衣服に装着することにより、人の動作をモニタリングするシステム、あるいは衣服の密着感を数値化し自分に合った着衣をオーダーできるシステムを実現できる。
本発明に係る感圧センサを靴のインソールに装着することにより歩くときの重心の移動を検知するシステムを実現でき、あるいは靴の内側に張り巡らせることにより靴ずれを予測するシステムを実現できる。
この他にも、高感度に圧力を検知し且つ柔軟性が求められる用途での種々の展開が可能である。
【００４２】
以下に、前記特性を発現させるための電極と中間層の材質等の詳細を説明する。
【００４３】
［第１の電極、及び第２の電極］
第１の電極、及び第２の電極の材質、形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
第１の電極、及び第２の電極において、その材質、形状、大きさ、構造は、同じであってもよいし、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
第１の電極、及び第２の電極の材質としては、例えば、金属、炭素系導電材料、導電性ゴム組成物などが挙げられる。
【００４４】
金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニッケル、リン青銅などが挙げられる。炭素系導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、炭素繊維、黒鉛などが挙げられる。導電性ゴム組成物としては、例えば、導電性フィラーと、ゴムとを含有する組成物などが挙げられる。
前記導電性フィラーとしては、例えば、炭素材料（例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー（ＣＦ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェンなど）、金属フィラー（金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケルなど）、導電性高分子材料（ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、及びポリパラフェニレンビニレンのいずれかの誘導体、又は、これら誘導体にアニオン若しくはカチオンに代表されるドーパントを添加したものなど）、イオン液体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４５】
前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ポリサルファイドゴム、ウレタンゴム、イソブチルゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンゴム、天然ゴム（ラテックス）、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
第１の電極の形状、及び第２の電極の形状としては、例えば、薄膜などが挙げられる。第１の電極の構造、及び第２の電極の構造としては、例えば、織物、不織布、編物、メッシュ、スポンジ、繊維状の炭素材料が重なって形成された不織布であってもよい。
【００４６】
前記電極の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、導電性及び可撓性の点から、０．０１μｍ〜１ｍｍが好ましく、０．１μｍ〜５００μｍがより好ましい。前記平均厚みが、０．０１μｍ以上であると、機械的強度が適正であり、導電性が向上する。また、前記平均厚みが、１ｍｍ以下であると、素子が変形可能であり、発電性能が良好である。
【００４７】
［中間層］
中間層は、可撓性を有する。
中間層においては、以下の条件（１）及び条件（２）の少なくともいずれかを満たす。
条件（１）：中間層の面に対して直交する方向から中間層が加圧された際に、中間層における第１の電極側（一方側）の変形量と、中間層における第２の電極側（他方側）の変形量とが、異なる。
条件（２）：中間層の第１の電極側における１０μｍ押し込み時のユニバーサル硬度（Ｈ１）と、中間層の第２の電極側における１０μｍ押し込み時のユニバーサル硬度（Ｈ２）とが、異なる。
【００４８】
中間層においては、以上のように、両面での変形量、又は硬度が異なることにより、大きな発電量を得ることができる。
本実施形態において、変形量とは、以下の条件で中間層を押し付けた際の、圧子の最大押し込み深さである。
【００４９】
{測定条件}
測定機：フィッシャー社製、超微小硬度計ＷＩＮ−ＨＵＤ
圧子：対面角度１３６°の四角錐ダイヤモンド圧子
初期荷重：０．０２ｍＮ
最大荷重：１ｍＮ
初期荷重から最大荷重までの荷重増加時間：１０秒間
【００５０】
ユニバーサル硬度は、以下の方法により求められる。
{測定条件}
測定機：フィッシャー社製、超微小硬度計ＷＩＮ−ＨＵＤ
圧子：対面角度１３６°の四角錐ダイヤモンド圧子
押し込み深さ：１０μｍ
初期荷重：０．０２ｍＮ
最大荷重：１００ｍＮ
初期荷重から最大荷重までの荷重増加時間：５０秒間
【００５１】
ユニバーサル硬度（Ｈ１）と、ユニバーサル硬度（Ｈ２）との比（Ｈ１／Ｈ２）としては、１．０１以上が好ましく、１．０７以上がより好ましく、１．１３以上が特に好ましい。比（Ｈ１／Ｈ２）の上限値としては、特に制限はなく、例えば、使用状態において要求される可撓性の程度、使用状態における負荷等により適宜選択されるが、１．７０以下が好ましい。ここで、Ｈ１は、相対的に硬い面のユニバーサル硬度であり、Ｈ２は、相対的に柔らかい面のユニバーサル硬度である。
【００５２】
中間層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゴム、ゴム組成物などが挙げられる。ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム（ラテックス）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリコーンゴムが好ましい。
【００５３】
前記シリコーンゴムとしては、オルガノポリシロキサン結合を有するゴムであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記シリコーンゴムとしては、例えば、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、変性シリコーンゴム（例えば、アクリル変性、アルキッド変性、エステル変性、エポキシ変性）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記ゴム組成物としては、例えば、フィラーと前記ゴムとを含有する組成物などが挙げられる。これらの中でも、前記シリコーンゴムを含有するシリコーンゴム組成物は発電性能が高いため好ましい。
【００５４】
前記フィラーとしては、例えば、有機フィラー、無機フィラー、有機無機複合フィラーなどが挙げられる。前記有機フィラーとしては、有機化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記有機フィラーとしては、例えば、アクリル微粒子、ポリスチレン微粒子、メラミン微粒子、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂微粒子、シリコーンパウダー（シリコーンレジンパウダー、シリコーンゴムパウダー、シリコーン複合パウダー）、ゴム粉末、木粉、パルプ、デンプンなどが挙げられる。前記無機フィラーとしては、無機化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記無機フィラーとしては、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、窒化物、炭素類、金属、又はその他の化合物などが挙げられる。
【００５５】
前記酸化物としては、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、酸化マグネシウムなどが挙げられる。
前記水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。
前記炭酸塩としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、ハイドロタルサイトなどが挙げられる。
前記硫酸塩としては、例えば、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
前記ケイ酸塩としては、例えば、ケイ酸カルシウム（ウォラストナイト、ゾノトライト）、ケイ酸ジルコン、カオリン、タルク、マイカ、ゼオライト、パーライト、ベントナイト、モンモロナイト、セリサイト、活性白土、ガラス、中空ガラスビーズなどが挙げられる。
【００５６】
前記窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素などが挙げられる。
前記炭素類としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、フラーレン（誘導体を含む）、グラフェンなどが挙げられる。
前記金属としては、例えば、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルなどが挙げられる。
前記その他の化合物としては、例えば、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、炭化ケイ素、硫化モリブテン、などが挙げられる。なお、前記無機フィラーは、表面処理をしていてもよい。
【００５７】
前記有機無機複合フィラーとしては、有機化合物と無機化合物とを分子レベルで組み合わせた化合物であれば特に制限されずに用いることができる。
前記有機無機複合フィラーとしては、例えば、シリカ・アクリル複合微粒子、シルセスキオキサンなどが挙げられる。
前記フィラーの平均粒径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１μｍ〜３０μｍが好ましく、０．１μｍ〜１０μｍがより好ましい。前記平均粒径が、０．０１μｍ以上であると、発電性能が向上することがある。また、前記平均粒径が、３０μｍ以下であると、中間層が変形可能であり、発電性能の増加を図ることができる。
【００５８】
前記平均粒径は、公知の粒度分布測定装置、例えば、マイクロトラックＨＲＡ（日機装株式会社製）などを用いて、公知の方法に従って測定することができる。
前記フィラーの含有量は、ゴム１００質量部に対して、０．１質量部〜１００質量部が好ましく、１質量部〜５０質量部がより好ましい。前記含有量が、０．１質量部以上であると、発電性能が向上することがある。また、前記含有量が、１００質量部以下であると、中間層が変形可能であり、発電性能の増加を図ることができる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば添加剤などが挙げられる。前記その他の成分の含有量は、本発明の目的を損なわない程度で適宜選定することができる。
【００５９】
前記添加剤としては、例えば、架橋剤、劣化防止剤、耐熱剤、着色剤などが挙げられる。
前記中間層を構成する材料の調製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記ゴム組成物の調製方法としては、前記ゴム及び前記フィラー、更に必要に応じて前記その他の成分を混合し、混錬分散することにより調製することができる。
前記中間層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記ゴム組成物の薄膜の形成方法としては、前記ゴム組成物を、基材上にブレード塗装、ダイ塗装、ディップ塗装などで塗布し、その後、熱や電子線などで硬化する方法が挙げられる。
【００６０】
中間層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、変形追従性の点から、１μｍ〜１０ｍｍが好ましく、２０μｍ〜１ｍｍがより好ましい。また、平均厚みが、好ましい範囲内であると、成膜性が確保でき、かつ変形を阻害することもないため、良好な発電を行うことができる。
【００６１】
中間層は、絶縁性であることが好ましい。絶縁性としては、１０８Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことが好ましく、１０１０Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことがより好ましい。中間層は、複層構造であってもよい。
【００６２】
（表面改質処理、及び不活性化処理）
中間層において、両面での変形量、又は硬度を異ならせる方法としては、例えば、表面改質処理、不活性化処理などが挙げられる。これらの処理は、両方を行ってもよいし、片方のみを行ってもよい。
【００６３】
＜表面改質処理＞
表面改質処理としては、例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン処理、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、中性子線）照射処理などが挙げられる。これらの処理の中でも、処理スピードの点から、プラズマ処理、コロナ放電処理、電子線照射処理が好ましいが、ある程度の照射エネルギーを有し、材料を改質しうるものであれば、これらに限定されない。
【００６４】
《プラズマ処理》
プラズマ処理の場合、プラズマ発生装置としては、例えば、平行平板型、容量結合型、誘導結合型のほか、大気圧プラズマ装置でも可能である。耐久性の観点から、減圧プラズマ処理が好ましい。
プラズマ処理における反応圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５Ｐａ〜１００Ｐａが好ましく、１Ｐａ〜２０Ｐａがより好ましい。
プラズマ処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性ガス、希ガス、酸素などのガスが有効であるが、効果の持続性においてアルゴンが好ましい。
【００６５】
その際、酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
プラズマ処理における照射電力量は、（出力×照射時間）により規定される。前記照射電力量としては、５Ｗｈ〜２００Ｗｈが好ましく、１０Ｗｈ〜５０Ｗｈがより好ましい。照射電力量が、好ましい範囲内であると、中間層に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
【００６６】
《コロナ放電処理》
コロナ放電処理における印加エネルギー（積算エネルギー）としては、６Ｊ／ｃｍ２〜３００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１２Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。印加エネルギーが、好ましい範囲内であると、中間層に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
【００６７】
《電子線照射処理》
電子線照射処理における照射量としては、１ｋＧｙ以上が好ましく、３００ｋＧｙ〜１０ＭＧｙがより好ましい。照射量が、好ましい範囲内であると、中間層に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
電子線照射処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが充填し酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
【００６８】
《紫外線照射処理》
紫外線照射処理における紫外線としては、波長３６５ｎｍ以下で２００ｎｍ以上が好ましく、波長３２０ｎｍ以下で２４０ｎｍ以上がより好ましい。
紫外線照射処理における積算光量としては、５Ｊ／ｃｍ２〜５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、５０Ｊ／ｃｍ２〜４００Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。積算光量が、好ましい範囲内であると、中間層に発電機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
【００６９】
紫外線照射処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが充填し酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
【００７０】
従来技術として、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、電子線照射処理などにより励起又は酸化させることで活性基を形成し、層間接着力を高めることが提案されている。しかし、その技術は、層間への適用に限定され、最表面への適用はむしろ離型性を低下させるため好ましくないことがわかっている。また、反応を酸素リッチな状態下で行い、効果的に反応活性基（水酸基）を導入している。そのため、そのような従来技術は、本実施形態の前記表面改質処理とは本質が異なる。
【００７１】
本実施形態の前記表面改質処理は、酸素が少なく減圧された反応環境による処理（例えば、プラズマ処理）のため、表面の再架橋及び結合を促し、例えば、「結合エネルギーの高いＳｉ−Ｏ結合の増加」に起因して耐久性が向上する。
さらに加えて「架橋密度向上による緻密化」に起因して離型性が向上すると考えられる。なお、本実施形態においても一部活性基は形成されてしまうが、後述するカップリング剤や風乾処理にて、活性基を不活性化させている。
【００７２】
＜不活性化処理＞
中間層の表面は、各種材料を用いて、適宜不活性化処理が施されてもよい。
不活性化処理としては、中間層の表面を不活性化させる処理であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性化剤を前記中間層の表面に付与する処理が挙げられる。不活性化とは、中間層の表面を、化学反応を起こしにくい性質に変化させることを意味する。この変化は、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、電子線照射処理などによる励起又は酸化によって発生した活性基（例えば、−ＯＨなど）を不活性化剤と反応させて、中間層の表面の活性度を下げることで得られる。
【００７３】
不活性化剤としては、例えば、非晶質樹脂、カップリング剤などが挙げられる。非晶質樹脂としては、例えば、主鎖にパーフルオロポリエーテル構造を有する樹脂などが挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、金属アルコキシド、金属アルコキシドを含む溶液などが挙げられる。
【００７４】
金属アルコキシドとしては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物や、重合度２〜１０程度のそれらの部分加水分解重縮合物又はそれらの混合物などが挙げられる。
Ｒ１（４−ｎ）Ｓｉ（ＯＲ２）ｎ・・・一般式（１）
ただし、一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アルキルポリエーテル鎖、及びアリール基のいずれかを表す。ｎは、２〜４の整数を表す。
【００７５】
不活性化処理は、例えば、ゴムなどの中間層前駆体に前記表面改質処理を行った後に、中間層前駆体の表面に不活性化剤を塗布又はディッピング等により含浸させることによって行うことができる。
中間層前駆体としてシリコーンゴムを用いた場合は、前記表面改質処理を行った後に、空気中に静置して風乾することにより、失活させてもよい。
【００７６】
中間層の厚み方向における酸素濃度のプロファイルは、極大値を有することが好ましい。中間層の厚み方向における炭素濃度のプロファイルは、極小値を有することが好ましい。
中間層において、酸素濃度のプロファイルが極大値を示す位置と、炭素濃度のプロファイルが極小値を示す位置とは、一致することがより好ましい。
酸素濃度のプロファイル、及び炭素濃度のプロファイルは、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）によって求めることができる。
測定方法は、例えば、以下の方法が挙げられる。
【００７７】
{測定方法}
測定装置：Ｕｌｖａｃ−ＰＨＩ  ＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ、アルバック・ファイ株式会社製
測定光源：Ａｌ（ｍｏｎｏ）
測定出力：１００μｍφ、２５．１Ｗ
測定領域：５００μｍ×３００μｍ
パスエネルギー：５５ｅＶ（ｎａｒｒｏｗ  ｓｃａｎ）
エネルギーｓｔｅｐ：０．１ｅＶ（ｎａｒｒｏｗ  ｓｃａｎ）
相対感度係数：ＰＨＩの相対感度係数を使用
スパッタ源：Ｃ６０クラスターイオン
Ｉｏｎ  Ｇｕｎ  出力：１０  ｋＶ、１０  ｎＡ
Ｒａｓｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ：（Ｘ＝０．５，Ｙ＝２．０）ｍｍ
スパッタレート：０．９ｎｍ／ｍｉｎ（ＳｉＯ２換算）
ＸＰＳでは、光電子効果により飛び出す電子を捕捉することにより、測定対象物中の原子の存在濃度比や結合状態を知ることができる。
【００７８】
シリコーンゴムは、シロキサン結合を有し、主成分がＳｉ、Ｏ、及びＣである。そのため、中間層において、その材質としてシリコーンゴムを用いた場合、ＸＰＳのワイドスキャンスペクトルを測定し、各元素の相対ピーク強度比から、表層から内部に存在する各原子の深さ方向の存在濃度比を求めることができる。その一例を図１１に示す。ここで、各原子はＳｉ、Ｏ、及びＣであり、存在濃度比は（ａｔｏｍｉｃ％）である。
図１１は、シリコーンゴムを用い、更に前記表面改質処理（プラズマ処理）及び前記不活性化処理を行って得られた中間層のサンプルである。図１１において、横軸は表面から内部方向への分析深さであり、縦軸は存在濃度比である。
【００７９】
更に、シリコーンゴムの場合、Ｓｉの２ｐ軌道の電子が飛び出すエネルギーを測定することにより、ケイ素に結合している元素及び結合状態を知ることができる。そこで、Ｓｉの結合状態を示すＳｉ２ｐ軌道におけるナロースキャンスペクトルからピーク分離を行い、化学結合状態を求めた。
その結果を図１２に示す。図１２の測定対象は、図１１の測定に用いたサンプルである。図１２において、横軸は結合エネルギーであり、縦軸は強度比である。また、下から上に向かっては深さ方向での測定スペクトルを示している。
一般に、ピークシフトの量は結合状態に依存することが知られており、本件に関するシリコーンゴムの場合、Ｓｉ２ｐ軌道において高エネルギー側にピークがシフトするということは、Ｓｉに結合している酸素の数が増えていることを示す。
【００８０】
これによれば、シリコーンゴムにおいて、表面改質処理及び不活性化処理を行うと、表層から内部に向かって酸素が多くなり極大値を持ち、また炭素が減少し極小値を持つ。さらに深さ方向に分析をすすめると酸素が減少して炭素が増加し、ほぼ未処理のシリコーンゴムと同等の原子存在濃度となる。
さらに図１１のαの位置で検出された酸素の極大値は、Ｓｉ２ｐ結合エネルギーシフトが高エネルギー側にシフトすることと一致（図１２のαの位置）しており、酸素増加がＳｉに結合した酸素の数に起因することが示されている。
【００８１】
未処理のシリコーンゴムについて同様の分析をした結果を、図１３及び図１４に示す。図１３には、図１１にみられたような酸素濃度の極大値、及び炭素濃度の極小値は見られない。更に、図１４より、Ｓｉ２ｐ結合エネルギーシフトが高エネルギー側にシフトする様子もみられないことから、Ｓｉに結合した酸素の数も変化していないことが確認された。
【００８２】
以上のように、カップリング剤等の不活性化剤を中間層の表面に塗布又はディッピングして浸透させることにより、不活性化剤が中間層に染み込んでいく。カップリング剤が、一般式（１）で表される化合物などの場合、中間層においては、ポリオルガノシロキサンが濃度分布をもって存在するようになり、この分布はポリオルガノシロキサンに含まれる酸素原子が深さ方向に極大値を有するような分布となる。
結果として、中間層は、３つ〜４つの酸素原子と結合したケイ素原子を有するポリオルガノシロキサンを含有することとなる。
【００８３】
なお、不活性化処理の方法としては、ディッピング工法に限らない。例えば、ポリオルガノシロキサンに含まれる酸素原子が、中間層の深さ方向（厚み方向）に極大値を有するような分布を実現できればよく、プラズマＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、燃焼化学気相蒸着などの方法でもよい。
【００８４】
中間層は、静置状態において初期表面電位を持つ必要はない。なお、静置状態における初期表面電位は、以下の測定条件で測定できる。ここで、初期表面電位を持たないとは、下記測定条件で測定した際に、±１０Ｖ以下を意味する。
【００８５】
{測定条件}
前処理：温度３０℃相対湿度４０％雰囲気に２４ｈ静置後、除電を６０ｓｅｃ（Ｋｅｙｅｎｃｅ製のＳＪ−Ｆ３００を使用）
装置：Ｔｒｅｃｋ  Ｍｏｄｅｌ３４４
測定プローブ：６０００Ｂ−７Ｃ
測定距離：２ｍｍ
測定スポット径：直径１０ｍｍ
【００８６】
本実施形態の素子においては、摩擦帯電に似たメカニズムでの帯電と、内部電荷留保による表面電位差の発生とが、中間層の両面の硬度差に基づく変形量の差に起因して静電容量の偏りを生み出すことにより、電荷が移動して発電すると推測される。
素子は、中間層と、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかとの間に空間を有することが好ましい。そうすることにより、発電量を増やすことができる。
前記空間を設ける方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、中間層と、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかとの間にスペーサを配置する方法などが挙げられる。
【００８７】
前記スペーサとしては、その材質、形態、形状、大きさなどについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記スペーサの材質としては、例えば、高分子材料、ゴム、金属、導電性高分子材料、導電性ゴム組成物などが挙げられる。
前記高分子材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ポリサルファイドゴム、ウレタンゴム、イソブチルゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンゴム、天然ゴム（ラテックス）などが挙げられる。
【００８８】
前記金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニッケル、リン青銅などが挙げられる。前記導電性高分子材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリンなどが挙げられる。前記導電性ゴム組成物としては、例えば、導電性フィラーとゴムとを含有する組成物などが挙げられる。前記導電性フィラーとしては、例えば、炭素材料（例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェンなど）、金属（例えば、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルなど、導電性高分子材料（例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、及びポリパラフェニレンビニレンのいずれかの誘導体、又は、これら誘導体にアニオン若しくはカチオンに代表されるドーパントを添加したものなど）、イオン液体などが挙げられる。
【００８９】
前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ポリサルファイドゴム、ウレタンゴム、イソブチルゴム、フロロシリコーンゴム、エチレンゴム、天然ゴム（ラテックス）などが挙げられる。
前記スペーサの形態としては、例えば、シート、フィルム、織布、不織布、メッシュ、スポンジなどが挙げられる。
前記スペーサの形状、大きさ、厚み、設置場所は、素子の構造に応じて適宜選択することができる。
【００９０】
図１５に示すように、第１の電極をａ、中間層をｂ、第２の電極をｃと表示すると、中間層ｂの第１の電極ａ側に上記表面改質処理又は不活性化処理を行った場合、中間層ｂの第１の電極ａ側が第２の電極ｃ側よりも硬くなる。従って、ユニバーサル硬度についてＨ１＞Ｈ２となる。
これにより、同じ変形付与力である加圧力Ｆが第１の電極ａ側と第２の電極ｃ側に作用した場合、中間層ｂの第１の電極ａ側の変形の度合いが、第２の電極ｃ側よりも小さくなる。
【００９１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９２】
２  ロボット
４  対象物としての部品
１８、５０  把持装置
２０、２２  把持部
２４  感圧センサ
２６  電極としての第１の電極
２８  電極としての第２の電極
３０  中間層
３２  カバー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２０１３−９９１３０号公報
【図１】
2017130591.tif 000009
【図２】
2017130591.tif 000010
【図３】
2017130591.tif 000011
【図４】
2017130591.tif 000012
【図５】
2017130591.tif 000013
【図６】
2017130591.tif 000014
【図７】
2017130591.tif 000015
【図８】
2017130591.tif 000016
【図９】
2017130591.tif 000017
【図１０】
2017130591.tif 000018
【図１１】
2017130591.tif 000019
【図１２】
2017130591.tif 000020
【図１３】
2017130591.tif 000021
【図１４】
2017130591.tif 000022
【図１５】
2017130591.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月16日(2017.3.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、
高分子又は高分子組成物で形成されて前記一対の電極間に設けられ、対象物との接触による変形で前記電極との間に帯電を生じさせて発電する中間層と、
を有する感圧センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の感圧センサにおいて、
前記中間層の厚み方向における両側を前記一対の電極で挟む積層構造を有している感圧センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の感圧センサにおいて、
前記一対の電極のうち、前記対象物と接触する側の表面が可撓性を有するカバーで覆われている感圧センサ。
【請求項４】
請求項２に記載の感圧センサにおいて、
前記中間層の積層方向における一方側が、該一方側と他方側とで同じ変形付与力に対する変形の度合いが異なるように表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている感圧センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の感圧センサにおいて、
前記中間層の前記表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている側とこれに対向する電極とが、前記変形時に摩擦ないし剥離帯電が生じるように設けられている感圧センサ。
【請求項６】
請求項４に記載の感圧センサにおいて、
前記中間層がシリコーンゴムである感圧センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の感圧センサにおいて、
前記シリコーンゴムは、オルガノポリシロキサン結合を有し、前記表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている側から内部に向かって酸素が増加して極大値を持ち、且つ、前記表面改質処理及び／又は不活性化処理がなされている側から内部に向かって炭素が減少して極小値を持つ濃度プロファイルを有している感圧センサ。
【請求項８】
前記対象物を把持し、あるいは他の部材と協働して前記対象物を把持する把持部に請求項１に記載の感圧センサを備えた把持装置。
【請求項９】
請求項８に記載の把持装置を有するロボット。
【国際調査報告】
2017130591.tif 000024
2017130591.tif 000025