(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延びるようにそれぞれ配置される複数の第１のアクチュエーターと、
前記第１の方向と交差する第２の方向に延びるようにそれぞれ配置される複数の第２のアクチュエーターと、
前記複数の第１のアクチュエーターのうちの一の第１のアクチュエーターと前記複数の第１のアクチュエーターのうちの他の第１のアクチューターとの間に、前記第１の方向に延びるように配置される第１の補強部材と、を備え、
前記複数の第１のアクチュエーターおよび前記複数の第２のアクチュエーターのそれぞれは、電解質を含む層と、前記層の第１の面に設けられる第１の電極と、前記層の前記第１の面に対向する第２の面に設けられる第２の電極と、を含み、
前記複数の第１のアクチュエーターのうちの前記一の第１のアクチュエーターは、該一の第１のアクチュエーターにおける前記第１の電極および前記第２の電極のうちの一方と前記複数の第２のアクチュエーターのうちの一の第２のアクチュエーターにおける前記第１の電極および前記第２の電極のうちの一方とを介して該一の第１のアクチュエーターの前記層および前記一の第２のアクチュエーターの前記層が積層されるように、前記一の第２のアクチュエーターの下に交差し、該一の第１のアクチュエーターにおける前記第１の電極および前記第２の電極のうちの他方と前記複数の第２のアクチュエーターのうちの他の第２のアクチュエーターにおける前記第１の電極および前記第２の電極のうちの他方とを介して該一の第１のアクチュエーターの前記層および前記他の第２のアクチュエーターの前記層が積層されるように、前記他の第２のアクチュエーターの上に交差し、
前記一の第２のアクチュエーターは、該一の第２のアクチュエーターにおける前記第１の電極および前記第２の電極のうちの他方と前記複数の第１のアクチュエーターのうちの前記他の第１のアクチュエーターにおける前記第１の電極および前記第２の電極のうちの他方とを介して該一の第２のアクチュエーターの前記層および前記他の第１のアクチュエーターの前記層が積層されるように、前記他の第１のアクチュエーターの下に交差する
ことを特徴とする圧力センサー。
【請求項２】
前記複数の第１のアクチュエーターと前記複数の第２のアクチュエーターとがそれぞれ交差する位置において、積層される前記第１のアクチュエーターの前記層および前記第２のアクチュエーターの前記層の電位差を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力センサー。
【請求項３】
前記複数の第１のアクチュエーターおよび前記複数の第２のアクチュエーターは、前記一の第１のアクチュエーターと前記他の第１のアクチュエーターとが隣り合い、前記一の第２のアクチュエーターと前記他の第２のアクチュエーターとが隣り合うように、配置される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧力センサー。
【請求項４】
前記複数の第２のアクチュエーターのうちの一の前記第２のアクチュエーターと前記複数の第２のアクチュエーターのうちの他の前記第２のアクチューターとの間に、前記第２の方向に延びるように配置される第２の部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の圧力センサー。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の圧力センサーを備える
ことを特徴とするロボットハンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係るいくつかの態様は、電解質を含むアクチュエーターを用いる圧力センサーおよび圧力測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアクチュエーターの一つとして、高分子アクチュエーターが知られている。この高分子アクチュエーターは、ゴムのような柔らかい材質であるが、電圧を加えると曲がり、電圧を加えるのをやめると元に戻る特性を持っている。例えば、イオン交換膜の両側に電極を形成し、イオン交換膜に電位差を与えてイオン交換膜に変形を発生させる。このような高分子電解質膜形のアクチュエーターの例が特開平４−２７５０７８号公報や特開平１１−１６９３９３号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２７５０７８号公報
【特許文献２】特開平１１−１６９３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述のような電解質膜を有するアクチュエーターでは、電解質膜に外部から力（外的応力）を加えると電解質膜に電位差（電圧）が発生する。発生した電圧は電解質膜の湾曲（曲がり加減）に関係している。この電圧を電解質膜の両側の電極で検出することにより、電解質膜を有するアクチュエーターは、加えられる力（圧力）を検出する圧力センサーとして使用することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、このアクチュエーターは、加えられる力に対する機械的強度（以下、単に強度という）が低いため、圧力センサーとして使用する場合に、設置した部材が動いたり曲がったりするときに、アクチュエーターがズレたり脱落してしまったりする、というという問題があった。
【０００６】
本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、電解質を含むアクチュエーターを用いて、加えられる力に対する強度を高めることのできる圧力センサーおよびロボットハンドを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る圧力センサーは、第１の方向に延びるようにそれぞれ配置される複数の第１のアクチュエーターと、第１の方向と交差する第２の方向に延びるようにそれぞれ配置される複数の第２のアクチュエーターと、複数の第１のアクチュエーターのうちの一の第１のアクチュエーターと複数の第１のアクチュエーターのうちの他の第１のアクチューターとの間に、第１の方向に延びるように配置される第１の補強部材と、を備え、複数の第１のアクチュエーターおよび複数の第２のアクチュエーターのそれぞれは、電解質を含む層と、前記層の第１の面に設けられる第１の電極と、前記層の前記第１の面に対向する第２の面に設けられる第２の電極と、を含み、複数の第１のアクチュエーターのうちの一の第１のアクチュエーターは、該一の第１のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの一方と複数の第２のアクチュエーターのうちの一の第２のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの一方とを介して該一の第１のアクチュエーターの前述の層および前述の一の第２のアクチュエーターの前述の層が積層されるように、前述の一の第２のアクチュエーターの下に交差し、該一の第１のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの他方と複数の第２のアクチュエーターのうちの他の第２のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの他方とを介して該一の第１のアクチュエーターの前述の層および前述の他の第２のアクチュエーターの前述の層が積層されるように、前述の他の第２のアクチュエーターの上に交差し、前述の一の第２のアクチュエーターは、該一の第２のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの他方と複数の第１のアクチュエーターのうちの他の第１のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの他方とを介して該一の第２のアクチュエーターの前述の層および前述の他の第１のアクチュエーターの前述の層が積層されるように、前述の他の第１のアクチュエーターの下に交差する。
【０００８】
かかる構成によれば、複数の第１のアクチュエーターのうちの一の第１のアクチュエーターは、当該一の第１のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの一方と複数の第２のアクチュエーターのうちの一の第２のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの一方とを介して当該一の第１のアクチュエーターの前述の層および前述の一の第２のアクチュエーターの前述の層が積層されるように、前述の一の第２のアクチュエーターの下に交差するとともに、当該一の第１のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの他方と複数の第２のアクチュエーターのうちの他の第２のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの他方とを介して当該一の第１のアクチュエーターの前述の層および前述の他の第２のアクチュエーターの前述の層が積層されるように、前述の他の第２のアクチュエーターの上に交差する。また、前述の一の第１のアクチュエーターの上に交差する前述の一の第２のアクチュエーターは、当該一の第２のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの他方と複数の第１のアクチュエーターのうちの他の第１のアクチュエーターにおける第１の電極および第２の電極のうちの他方とを介して当該一の第２のアクチュエーターの前述の層および前述の他の第１のアクチュエーターの前述の層が積層されるように、前述の他の第１のアクチュエーターの下に交差する。これにより、織物のようなシート状（布状）の構造を形成することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度が高められる。したがって、電解質を含む層を有する第１のアクチュエーターおよび第２のアクチュエーターを用いて、加えられる力に対する強度を高めることができる。
また、かかる構成によれば、第１の部材が、複数の第１のアクチュエーターのうちの一の第１のアクチュエーターと複数の第１のアクチュエーターのうちの他の第１のアクチュエーターとの間に、第１の方向に延びるように配置される。これにより、複数の第１のアクチュエーターおよび複数の第２のアクチュエーターにより形成されるシート状（布状）の構造において、第１の部材によって第１の方向の強度を補強することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【０００９】
また、複数の第１のアクチュエーターのそれぞれを第１の方向に延びるように配置するとともに、複数の第２のアクチュエーターのそれぞれを第１の方向と交差する第２の方向に延びるように配置して、織物のようなシート状（布状）の構造を形成することで、圧力検出素子である第１のアクチュエーターおよび第２のアクチュエーターが二次元の所定領域内に配置される。したがって、圧力センサー１００に所定の広がりをもった二次元の圧力が加えられる場合に、二次元の圧力に対する分布（圧力分布）を得ることができる。さらに、こうして得られた圧力分布は、二次元の圧力を加える対象物との間の滑り（ズレ）、当該対象物の硬さや重さなどの情報を得るのに利用することができる。
【００１０】
さらに、電解質を含む層を有する第１のアクチュエーターおよび第２のアクチュエーターは、軽量で、弾力性（弾性）を有し、密着性に優れ、加工が容易で、動作時（作動時）に振動がなく、圧力が加わると即座に応答して電圧（電位差）生じ、圧力が続く限り信号（電圧）を出力して、圧力が取り除かれると信号（電圧）の出力が停止する、という特徴を有する。したがって、複数の第１のアクチュエーターおよび複数の第２のアクチュエーターを備える本発明の圧力センサーは、これらの特徴のうち少なくとも１つを要件とする用途に、好適に適用することができる。
【００１１】
好ましくは、複数の第１のアクチュエーターと複数の第２のアクチュエーターとがそれぞれ交差する位置において、積層される第１のアクチュエーターの前述の層および第２のアクチュエーターの前述の層の電位差を検出する。
【００１２】
かかる構成によれば、複数の第１のアクチュエーターと複数の第２のアクチュエーターとがそれぞれ交差する位置において、積層される第１のアクチュエーターの電解質を含む層および第２のアクチュエーターの電解質を含む層の電位差（電圧）が検出される。これにより、加えられる圧力に対する検出信号（圧力検出信号）として、１つの電解質を含む層を有するアクチュエーターに発生する電圧より高いレベルの電圧を得ることが可能となる。したがって、電解質を含む層を有する第１のアクチュエーターおよび第２のアクチュエーターを用いて、加えられる圧力に対する検出信号のレベルを高めることができ、圧力に対する検出感度を高めることができる。
【００１３】
好ましくは、複数の第１のアクチュエーターおよび複数の第２のアクチュエーターは、前述の一の第１のアクチュエーターと前述の他の第１のアクチュエーターとが隣り合い、前述の一の第２のアクチュエーターと前述の他の第２のアクチュエーターとが隣り合うように、配置される。
【００１４】
かかる構成によれば、複数の第１のアクチュエーターおよび複数の第２のアクチュエーターは、前述の一の第１のアクチュエーターと前述の他の第１のアクチュエーターとが隣り合い、前述の一の第２のアクチュエーターと前述の他の第２のアクチュエーターとが隣り合うように、配置される。これにより、複数の第１のアクチュエーターおよび複数の第２のアクチュエーターにより形成されるシート状（布状）の構造において、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【００１７】
好ましくは、複数の第２のアクチュエーターのうちの一の第２のアクチュエーターと複数の第２のアクチュエーターのうちの他の第２のアクチューターとの間に、第２の方向に延びるように配置される第２の部材をさらに備える。
【００１８】
かかる構成によれば、第２の部材が、複数の第２のアクチュエーターのうちの一の第２のアクチュエーターと複数の第２のアクチュエーターのうちの他の第２のアクチュエーターとの間に、第２の方向に延びるように配置される。これにより、複数の第１のアクチュエーターおよび複数の第２のアクチュエーターにより形成されるシート状（布状）の構造において、第２の部材によって第２の方向の強度を補拒することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【００１９】
また、本発明に係るロボットハンドは、前述の圧力センサーを備える。
【００２０】
かかる構成によれば、前述した本発明に係る圧力センサーを備える。これにより、本発明に係る圧力センサーは、加えられる力に対する強度を高めることができるので、圧力の検出位置（検出場所）が動いたり、曲がったりするロボットハンドを容易に実現（構成）することができる。
【００２１】
ここで、ロボットハンドが対象物を把持すると、対象物からロボットハンドに所定の広がりをもった二次元の圧力が加えられるので、ロボットハンドに設けられた圧力センサーは二次元の圧力に対する圧力分布を得ることができる。また、こうして得られた圧力分布を利用して、把持する対象物との間の滑り（ズレ）、当該対象物の硬さや重さなどの情報を検出するロボットハンドを実現することができる。
【００２２】
一般に、ロボットハンドの触覚センサーは、軽量で、弾力性（弾性）を有し、密着性に優れ、加工が容易で、動作時（作動時）に振動がなく、圧力が加わると即座に応答して信号を生じ、圧力が続く限り信号を出力して、圧力が取り除かれると信号の出力が停止する、という特徴を有することが好ましい。本発明に係る圧力センサーが備える複数の第１のアクチュエーターおよび複数の第２のアクチュエーターのそれぞれは、これらの特徴を有するので、理想的な（最適な）触覚センサーを有するロボットハンドを実現（構成）することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る圧力センサーの一例を説明する平面図である。
【図２】図１に示した第１アクチュエーターの一例を説明する斜視図である。
【図３】、図１および図２に示した第１アクチュエーターに電圧を印加した場合の動作を説明する説明図である。
【図４】図１および図２に示した第１アクチュエーターに力を加えた場合の動作を説明する説明図である。
【図５】図１および図２に示した第１アクチュエーターに加える力と発生する電圧との関係を説明する説明図である。
【図６】図５に示した第１アクチュエーターにおける変位量と電圧との関係を示すグラフである。
【図７】金属板に設置した第１アクチュエーターに加える圧力と発生する電圧との関係を説明する説明図である。
【図８】図７に示した第１アクチュエーターにおける圧力と電圧との関係を示すグラフである。
【図９】図１に示した圧力センサーの要部拡大斜視図である。
【図１０】図９に示した積層構造体に加える圧力と発生する電圧との関係を説明する説明図である。
【図１１】図７に示した第１アクチュエーターと図１０に示した積層構造体における電圧の関係を示すグラフである。
【図１２】図１に示した圧力センサーに形成される積層構造体を説明する平面図である。
【図１３】図１に示した圧力センサーの変形例を説明する平面図である。
【図１４】本発明に係るロボットハンドの一例を説明する概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」、紙面の手前側を「前」、奥側を「後」、という。
【００２５】
［圧力センサー］
図１ないし図１３は、本発明に係る圧力センサーの一実施形態を示すためのものである。図１は、本発明に係る圧力センサーの一例を説明する斜視図である。図１に示すように、圧力センサー１００は、複数の第１アクチュエーター１０と、複数の第２アクチュエーター２０と、を備える。
【００２６】
各第１アクチュエーター１０は、帯状（テープ状）の形状を有しており、平面視において、互いに平行に、第１方向（図１において横方向または左右方向）に延びるように、配置されている。また、各第２アクチュエーター２０も、同様に、帯状（テープ状）の形状を有しており、平面視において、互いに平行に、第１方向に直角に交差する第２方向（図１において縦方向または上下方向）に延びるように、配置されている。なお、図１では、第１方向の各行に左端から順番に番号を付与して第ｍ行（但し、ｍは正の整数）をＸmと表記するとともに、第２方向の各列に上端から順番に番号を付与して第ｎ列（但し、ｎは正の整数）をＹnと表記している。また、第１方向の第ｍ行の第１アクチュエーターを１０（Ｘm）と表記するとともに、第２方向の第ｎ列の第２アクチュエーターを２０（Ｙn）と表記している。
【００２７】
図２は、図１に示した第１アクチュエーター１０の一例を説明する斜視図である。図２に示すように、第１アクチュエーター１０は、電解質膜１５と、電極１１と、電極１２と、を備える。なお、第２アクチュエーター２０は、第１アクチュエーター１０と同様に、電解質膜２５と、電極２１と、電極２２と、を備える。よって、以下の説明では、特に明示した場合を除き、第１アクチュエーター１０のみを説明し、第２アクチュエーター２０はその説明を省略する。
【００２８】
電極１１は、電解質膜１５の第１面（図２において前面）に設けられ、電極１２は、電解質膜１５の第１面に対向する第２面（図２において後面）に設けられている。
【００２９】
電解質膜１５は、例えば、イオン導電性の高分子電解質膜を使用することができ、より詳細には、例えば、フッ素樹脂系イオン交換膜を使用することができる。イオン交換膜としては、陽イオン交換膜、陰イオン交換膜のいずれも使用可能である。例えば、陽イオン交換膜としては、パーフルオロスルホン酸膜、パーフルオロカルボン酸膜を挙げることができる。
【００３０】
本実施形態では、電解質膜１５として、例えば、パーフルオロスルホン酸膜（商品名「ナフィオン」、デュポン社登録商標）を使用している。また、電解質膜１５の形状は、短辺が２［ｃｍ］、長辺が５［ｃｍ」、厚さが２００［μｍ］〜１［ｍｍ］程度の長方形に形成されている。
【００３１】
なお、電解質膜１５としてパーフルオロスルホン酸膜の例を示したが、これに限定されず、他の材料、例えば、パーフルオロカルボン酸膜（商品名「フレミオン」、旭化成（株）登録商標）など、イオン液をゲル化したもの等を使用することが可能である。また、電解質膜１５の形状および寸法も同様に、前述した例に限定されるものではない。
【００３２】
電極１１および１２は、金、白金、イリジウム、パラジウム、ルテニウム、カーボンナノチューブなどを使用することができる。電極１１および１２の電解質膜１５への接合には、化学メッキ、電気メッキ、真空蒸着、スパッタリング、塗布、圧着、溶着などが適宜に使用される。
【００３３】
本実施形態では、電極１１および１２は、電解質膜１５に金メッキを施すことによって形成している。電解質膜１５への金メッキは、まず、塩化ジクロロフェナントロリン金（III）［Ａｕ(phen)Ｃｌ2］Ｃｌ水溶液に浸潤し、イオン交換反応で金錯イオンを吸着させる。次に、吸着させた膜を亜硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ3）水溶液に浸漬させ、還元して膜の内部に取り込まれた金イオンが外側に析出する。これによって膜の両面に金メッキを施すことが可能となる。メッキされる金の量は、一回のメッキ工程でメッキできる金の量は片面１〜２［ｍｇ／ｃｍ2］である。これを繰り返して所要の電極膜厚とする。例えば、４回〜８回程度メッキを繰り返すと、片面１０［ｍｇ／ｃｍ2］程度の金が析出する。この場合、金層（電極）の膜厚はおおよそ１〜５［μｍ］程度である。
【００３４】
なお、電極１１および１２の材料は、前述した例に限定されるものではなく、他の材料を使用してもよい。また、電極１１および１２の電解質膜１５への接合も同様に、前述した例に限定されるものではない。
【００３５】
第１アクチュエーター１０の電解質膜１５は、電界が与えられると変形する。電圧の印加によって電解質膜１５が変形する理由は正確に解明されているわけではないが、概略、次のように説明することができる。
【００３６】
図３は、図１および図２に示した第１アクチュエーター１０に電圧を印加した場合の動作を説明する説明図である。図３の左図に示すように、直流電源から第１アクチュエーター１０の電極１１および１２にそれぞれ正電圧と負電圧とが印加されると、電解質膜１５中の陽イオンは電極１２側に移動する。この陽イオンの移動に伴って水分子（溶媒）も移動するので、電極１２側の水分が相対的に増大し、電極１１側の水分が相対的に減少する。このため、電解質膜１５の正電極側と負電極側とでは、電解質膜１５中の水分（溶媒）量に差が生じる。電解質膜１５中の水分量が増えた側では電解質膜が膨らみ（膨潤し）、水分量が減った側では電解質膜が収縮するので、第１アクチュエーター１０は電極１１側（図３において左側）に湾曲して曲がる。
【００３７】
一方、図３の右図に示すように、直流電源から電極１１および１２にそれぞれ負電圧と正電圧とが印加されると、電解質膜１５中の陽イオンは電極１１側に移動する。この陽イオンの移動に伴って水分子（溶媒）も移動するので、電極１１側の水分が相対的に増大し、電極１１側の水分が相対的に減少する。このため、電解質膜１５の正電極側と負電極側とでは、電解質膜１５中の水分（溶媒）量に差が生じる。電解質膜１５中の水分量が増えた側では電解質膜が膨らみ（膨潤し）、水分量が減った側では電解質膜が収縮するので、第１アクチュエーター１０は電極１２側（図３において右側）に湾曲して曲がる。
【００３８】
また、第１アクチュエーター１０の電解質膜１５は、力（外的応力）が加えられると電位差（電圧）が発生する。力を加えることによって電解質膜１５に電圧が発生する理由は正確に解明されているわけではないが、概略、次のように説明することができる。
【００３９】
図４は、図１および図２に示した第１アクチュエーター１０に力を加えた場合の動作を説明する説明図である。図４の左図に示すように、第１アクチュエーター１０の電極１２に外部から力（外的応力）が加わると、第１アクチュエーター１０は左側に湾曲して曲がる。このとき、電解質膜１５中の水分子（溶媒）は電極１２側に移動する。この水分子（溶媒）の移動に伴って陽イオンも移動するので、電極１２側の陽イオン密度が相対的に高くなり、電極１１側の陽イオン密度が相対的に低くなる。このため、電解質膜１５の電極１２側と電極１１側とでは、電解質膜１５中の電位に差が生じ、第１アクチュエーター１０の電極１１および１２がそれぞれ負電位と正電位になる電位差（電圧）が発生する。
【００４０】
一方、図４の右図に示すように、第１アクチュエーター１０の電極１１に外部から力（外的応力）が加わると、第１アクチュエーター１０は右側に湾曲して曲がる。このとき、電解質膜１５中の水分子（溶媒）は電極１１側に移動する。この水分子（溶媒）の移動に伴って陽イオンも移動するので、電極１１側の陽イオン密度が相対的に高くなり、電極１２側の陽イオン密度が相対的に低くなる。このため、電解質膜１５の電極１１側と電極１２側とでは、電解質膜１５中の電位に差が生じ、第１アクチュエーター１０の電極１１および１２がそれぞれ正電位と負電位になる電位差（電圧）が発生する。
【００４１】
図５は、図１および図２に示した第１アクチュエーター１０に加える力と発生する電圧との関係を説明する説明図である。図５に示すように、第１アクチュエーター１０の電極１２に外部から力Ｆ0が加わると、第１アクチュエーター１０は加えられた力Ｆ0に比例する変位量ｄ0だけ下側に変位する。このとき、第１アクチュエーター１０には、電極１１および１２がそれぞれ負電位と正電位となる電圧Ｖ0が発生する。図示を省略するが、同様に、第１アクチュエーター１０の電極１１に外部から力Ｆ0が加わると、第１アクチュエーター１０は変位量ｄ0だけ上側に変位する。このとき、第１アクチュエーター１０には、電極１１および１２がそれぞれ正電位と負電位となる電圧Ｖ0が発生する。
【００４２】
図６は、図５に示した第１アクチュエーター１０における変位量と電圧との関係を示すグラフである。なお、図６のグラフは、横軸が時間、左側の縦軸が電圧、右側の縦軸が変位量を示し、図５に示すように、電圧は電極１１および１２がそれぞれ正電位と負電位になる場合を正、変位量は第１アクチュエーター１０が下側に変位する場合を正として表したものである。また、実線Ｌ１が電圧Ｖ0、破線Ｌ２が変位量ｄ0を表している。電極１２側および電極１１側に、経時的に変化する力Ｆ0を交互に加える場合に、第１アクチュエーター１０の変位量ｄ0と、第１アクチュエーター１０の電極１１および１２に発生する電圧Ｖ0とを測定すると、図６に示すようなグラフになる。図６に示すように、第１アクチュエーター１０に発生する電圧Ｖ0は、そのレベルが第１アクチュエーター１０の変位量ｄ0に比例しており、第１アクチュエーター１０の変位量ｄ0の変化に応答する応答性を有していることが分かる。
【００４３】
図７は、金属板Ａに設置した第１アクチュエーター１０に加える圧力と発生する電圧との関係を説明する説明図である。図７に示すように、第１アクチュエーター１０の電極１１側を金属板Ａの上に載置して固定した上で、第１アクチュエーター１０の電極１２の中央部に外部から圧力（力）Ｆ0が加わると、第１アクチュエーター１０は上側に反って湾曲する。このとき、前述したように、第１アクチュエーター１０の電極１１および１２がそれぞれ負電圧と正電圧になる電圧（電位差）が発生する。
【００４４】
図８は、図７に示した第１アクチュエーター１０における圧力と電圧との関係を示すグラフである。なお、図８のグラフは、横軸が時間、左側の縦軸が電圧、右側の縦軸が圧力を示し、四角でプロットした実線Ｌ３が電圧Ｖ0、菱形でプロットした破線Ｌ４が圧力Ｆ0を表している。第１アクチュエーター１０に所定時間の間、圧力Ｆ0を加えた後、加えていた圧力Ｆ0を取り除く場合に、第１アクチュエーター１０の電極１１および１２に発生する電圧Ｖ0を測定すると、図８に示すようなグラフになる。図８に示すように、第１アクチュエーター１０に発生する電圧Ｖ0は、そのレベルが圧力Ｆ0の大きさに比例しており、圧力Ｆ0の変化に応答する応答性を有していることが分かる。また、第１アクチュエーター１０に発生する電圧Ｖ0は、圧力Ｆ0が加えられている間は発生し続け、圧力Ｆ0が除去されるとそのレベルがゼロになることが分かる。
【００４５】
このように、電解質膜１５を有する第１アクチュエーター１０および電解質膜２５を有する第２アクチュエーター２０は、軽量で、弾力性（弾性）を有し、密着性に優れ、加工が容易で、動作時（作動時）に振動がなく、圧力を加えると即座に応答して電圧（電位差）が発生し、圧力が続く限り信号（電圧）を出力して、圧力が取り除かれると信号（電圧）の出力が停止する、という特徴を有する。
【００４６】
図９は、図１に示した圧力センサー１００の要部拡大斜視図である。図９に示すように、第１アクチュエーター１０および第２アクチュエーター２０は、例えば、第２アクチュエーター２０が第１アクチュエーター１０の上に積み重ねられるように、交差している。言い換えれば、第１アクチュエーター１０が第２アクチュエーター２０の下に、交差している。その結果、第１アクチュエーター１０と第２アクチュエーター２０とが交差する位置（交差位置）において、第１アクチュエーター１０の電極１２と第２アクチュエーター２０の電極２１を介して、第１アクチュエーター１０の電解質膜１５および第２アクチュエーター２０の電解質膜２５が積層され、積層構造体Ｓが形成される。
【００４７】
なお、図９では、第２アクチュエーター２０が第１アクチュエーター１０の上に交差する例を示したが、これに限定されない。圧力センサー１００は、第１アクチュエーター１０が第２アクチュエーター２０の上に交差する、言い換えれば、第２アクチュエーター２０が第１アクチュエーター１０の下に交差することもある。この場合も同様に、第１アクチュエーター１０と第２アクチュエーター２０とが交差する交差位置において、第２アクチュエーター２０の電極２２および第１アクチュエーター１０電極１１を介して、第２アクチュエーター２０の電解質膜２５および第１アクチュエーター１０の電解質膜１５が積層され、積層構造体Ｓが形成される。
【００４８】
図１に示すように、各第１アクチュエーター１０および各第２アクチュエーター２０は、上下方向（高さ方向）に所定の順序（規則）で交差している。すなわち、例えば、第１方向の第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）は、第２方向の第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）の下に交差するとともに、第２方向の第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の上に交差している。このとき、第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）の電極１２と第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）の電極２１とを介して第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）の電解質膜１５および第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）の電解質膜２５が積層されるとともに、第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）の電極１１と第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電極２２とを介して第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）の電解質膜１５および第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電解質膜２５が積層される。一方、第２方向の第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）は、前述したように第１方向の第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）の上に交差するとともに、第１方向の第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の下に交差している。このとき、第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）の電極２１と第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）の電極１２とを介して第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）の電解質膜２５および第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）の電解質膜１５が積層されるとともに、第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）の電極２２と第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の電極１１を介して第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）の電解質膜２５および第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の電解質膜１５が積層される。
【００４９】
また、例えば、第１方向の第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）は、第２方向の第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の下に交差するとともに、第２方向の第３列の第２アクチュエーター２０（Ｙ3）の上に交差している。このとき、第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の電極１２と第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電極２１とを介して第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の電解質膜１５および第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電解質膜２５が積層されるとともに、第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の電極１１と第３列の第２アクチュエーター２０（Ｙ3）の電極２２とを介して第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の電解質膜１５および第３列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電解質膜２５が積層される。一方、第２方向の第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）は、前述したように第１方向の第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の上に交差するとともに、第１方向の第３行の第１アクチュエーター１０（Ｘ3）の下に交差している。このとき、第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電極２１と第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の電極１２とを介して第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電解質膜２５および第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）の電解質膜１５が積層されるとともに、第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電極２２と第３行の第１アクチュエーター１０（Ｘ3）の電極１１を介して第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）の電解質膜２５および第３行の第１アクチュエーター１０（Ｘ3）の電解質膜１５が積層される。
【００５０】
このように、複数の第１アクチュエーター１０のうちの一の第１アクチュエーター１０は、当該一の第１アクチュエーター１０における電極１１および電極１２のうちの一方と複数の第２アクチュエーター２０のうちの一の第２アクチュエーター２０における電極２１および電極２２のうちの一方とを介して当該一の第１アクチュエーター１０の電解質膜１５および前述の一の第２アクチュエーター２０の電解質膜２５が積層されるように、前述の一の第２アクチュエーター２０の下に交差し、当該一の第１アクチュエーター１０における電極１１および電極１２のうちの他方と複数の第２アクチュエーター２０のうちの他の第２アクチュエーター２０における電極２１および電極２２のうちの他方とを介して当該一の第１アクチュエーター１０の電解質膜１５および前述の他の第２アクチュエーター２０の電解質膜２５が積層されるように、前述の他の第２アクチュエーター２０の上に交差し、前述の一の第１アクチュエーター１０の上に交差する前述の一の第２アクチュエーター２０は、当該一の第２アクチュエーター１０における電極２１および電極２２のうちの他方と複数の第１アクチュエーター１０のうちの他の第１アクチュエーター１０における電極１１および電極１２のうちの他方とを介して当該一の第２アクチュエーター２０の電解質膜２５および前述の他の第１アクチュエーター１０の電解質膜１５が積層されるように、前述の他の第１アクチュエーター１０の下に交差することにより、織物のようなシート状（布状）の構造を形成することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度が高められる。
【００５１】
また、複数の第１アクチュエーター１０のそれぞれを第１方向に延びるように配置するとともに、複数の第２アクチュエーター２０のそれぞれを第１方向と交差する第２方向に延びるように配置して、織物のようなシート状（布状）の構造を形成することで、圧力検出素子である第１アクチュエーター１０および第２アクチュエーター２０が二次元の所定領域内に配置される。
【００５２】
本実施形態では、第１方向および第２方向が互いに直交する例を示したが、これに限定されない。第１方向と第２方向が交差していればよい。また、第１アクチュエーター１０および第２アクチュエーター２０の数は、それぞれ複数であればよく、同一であっても異なっていてもよい。
【００５３】
ここで、圧力センサー１００に圧力が加えられると、各第１アクチュエーター１０および各第２アクチュエーター２０に電圧が発生し、加えられる圧力を検出することが可能である。一方、第１アクチュエーター１０および第２アクチュエーター２０に発生する電圧Ｖ0は、例えば、２［ｍＶ］程度であり、最大でも数［ｍＶ］程度である。そのため、各第１アクチュエーター１０および各第２アクチュエーター２０に発生する電圧は、加えられる圧力を検出する信号（圧力検出信号）として、信号レベルが低いことがある。以上のことを考慮すると、圧力センサー１００は、後述するように、複数の第１アクチュエーター１０と複数の第２アクチュエーター２０とがそれぞれ交差する交差位置において、積層される第１アクチュエーター１０の電解質膜１５および第２アクチュエーター２０の電解質膜２５に発生する電位差（電圧）を検出することが好ましい。
【００５４】
図１０は、図９に示した積層構造体Ｓに加える圧力と発生する電圧との関係を説明する説明図である。図１０に示すように、積層構造体Ｓの電極１１側を金属板Ａの上に載置して固定した上で、積層構造体Ｓの電極２２の中央部に外部から圧力（力）Ｆ0が加わると、積層構造体Ｓは上側に反って湾曲する。このとき、第１アクチュエーター１０には、電極１１および１２がそれぞれ負電圧と正電圧になる電圧Ｖ1が発生し、第２アクチュエーター２０には、電極２１および２２がそれぞれ負電圧と正電圧になる電圧Ｖ2が発生する。
【００５５】
図１１は、図７に示した第１アクチュエーター１０と図１０に示した積層構造体Ｓにおける電圧の関係を示すグラフである。なお、図１１のグラフは、横軸が圧力、縦軸が電圧を示し、四角のプロットが図１０に示した積層構造体Ｓに発生する電圧、菱形のプロットが図７に示した第１アクチュエーター１０に発生する電圧、を表している。図１１に示すように、加えられる圧力Ｆ0の全ての範囲において、積層構造体Ｓに発生する電圧（Ｖ1＋Ｖ2）は、図７に示した単体の第１アクチュエーター１０に発生する電圧Ｖ0より高いレベルであり、２倍または略２倍となることが分かる（Ｖ1＋Ｖ2≒２×Ｖ0）。
【００５６】
図１２は、図１に示した圧力センサー１００に形成される積層構造体Ｓを説明する平面図である。なお、図１２では、図１と同様に、第１方向の各行に左端から順番に番号を付与して第ｍ行（但し、ｍは正の整数）をＸmと表記するとともに、第２方向の各列に上端から順番に番号を付与して第ｎ列（但し、ｎは正の整数）をＹnと表記している。また、第ｍ行第ｎ列の交差位置の積層構造体をＳmnと表記している。図１２に示すように、各積層構造体Ｓは、各第１アクチュエーター１０および各第２アクチュエーター２０のそれぞれの交差位置に形成されている。各積層構造体Ｓの電位差（電圧）は、電解質膜１５の下面および上面にそれぞれ設けられた電極１１および２２と電解質膜２５の下面および上面にそれぞれ設けられた電極２１および１２とによって、検出することが可能である。よって、複数の第１アクチュエーター１０と複数の第２アクチュエーター２０とがそれぞれ交差する交差位置において、積層構造体Ｓの電位差、すなわち、積層される第１アクチュエーター１０の電解質膜１５および第２アクチュエーター２０の電解質膜２５の電位差（電圧）を検出することにより、加えられる圧力に対する検出信号（圧力検出信号）として、１つの電解質膜１５を有する第１アクチュエーター１０に発生する電圧より高いレベルの電圧を得ることが可能となる。
【００５７】
また、図１に示すように、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０は、それぞれ上下方向に交互に交差する、すなわち、前述の一の第１アクチュエーター１０と前述の他の第１アクチュエーター１０とが隣り合い、前述の一の第２アクチュエーター２０と前述の他の第２アクチュエーター２０とが隣り合うように、配置されることが好ましい。これにより、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０により形成されるシート状（布状）の構造において、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【００５８】
図１では、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０は、それぞれ上下方向に交互に交差する例を示したが、これに限定されない。複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０は、織物のようなシート状（布状）の構造を形成するように、複数の第１アクチュエーター１０のうちの一の第１アクチュエーター１０が複数の第２アクチュエーター２０のうちの一の第２アクチュエーター２０の下に交差するとともに複数の第２アクチュエーター２０のうちの他の第２アクチュエーター２０の上に交差し、当該一の第２アクチュエーター２０が複数の第１アクチュエーター１０のうちの他の第１アクチュエーター１０の下に交差していればよい。例えば、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０は、複数本（複数個）ごとに上下方向に交差するようにしてもよいし、１つごと（交互）に交差する場合と複数本（複数個）ごとに交差する場合とを組み合わせてもよい。
【００５９】
図１３は、図１に示した圧力センサー１００の変形例を説明する平面図である。なお、図１３では、図１と同様に、第１方向の各行に左端から順番に番号を付与して第ｍ行（但し、ｍは正の整数）をＸmと表記するとともに、第２方向の各列に上端から順番に番号を付与して第ｎ列（但し、ｎは正の整数）をＹnと表記している。また、第１方向の第ｍ行の第１アクチュエーターを１０（Ｘm）と表記するとともに、第２方向の第ｎ列の第２アクチュエーターを２０（Ｙn）と表記している。図１３に示すように、圧力センサー１００は、２つの第１補強部材３０と、２つの第２補強部材４０とをさらに備えるようにしてもよい。
【００６０】
各第１補強部材３０は、例えば、繊維質材料で、帯状（テープ状）の形状を有し、複数の第１アクチュエーター１０のうちの一の第１アクチュエーター１０と複数の第１アクチュエーター１０のうちの他の第１アクチュエーター１０との間に、織り込まれている。すなわち、各第１補強部材３０は第１方向に延びるように配置されており、例えば、第１行の第１アクチュエーター１０（Ｘ1）と第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）との間に配置されるとともに、第２行の第１アクチュエーター１０（Ｘ2）と第３行の第１アクチュエーター１０（Ｘ3）との間に配置される。これにより、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０により形成されるシート状（布状）の構造において、第１補強部材３０によって第１方向の強度を補強することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【００６１】
図１３では、圧力センサー１００が２つの第１補強部材３０を備える例を示したが、これに限定されない。第１補強部材３０は、１つであってもよいし、３つ以上の複数であってもよい。また、第１補強部材３０は、複数の第１アクチュエーター１０の一部の間にのみ配置してもよいし、複数の第１アクチュエーター１０の全ての間に配置してもよいし、複数の第１アクチュエーター１０の間に所定の間隔で配置してもよい。
【００６２】
各第２補強部材４０は、例えば、繊維質材料であり、例えば、繊維質材料で、帯状（テープ状）の形状を有し、複数の第２アクチュエーター２０のうちの一の第２アクチュエーター２０と複数の第２アクチュエーター２０のうちの他の第２アクチュエーター２０との間に、織り込まれている。すなわち、各第２補強部材４０は第２方向に延びるように配置されており、例えば、第１列の第２アクチュエーター２０（Ｙ1）と第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）との間に配置されるとともに、第２列の第２アクチュエーター２０（Ｙ2）と第３列の第２アクチュエーター２０（Ｙ3）との間に配置される。これにより、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０により形成されるシート状（布状）の構造において、第２補強部材４０によって第２方向の強度を補強することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【００６３】
図１３では、圧力センサー１００が２つの第２補強部材４０を備える例を示したが、これに限定されない。第２補強部材４０は、１つであってもよいし、３つ以上の複数であってもよい。また、第２補強部材４０は、複数の第２アクチュエーター２０の一部の間にのみ配置してもよいし、複数の第２アクチュエーター２０の全ての間に配置してもよいし、複数の第２アクチュエーター２０の間に所定の間隔で配置してもよい。
【００６４】
また、図１３では、圧力センサー１００が第１補強部材３０および第２補強部材４０の両方を備える例を示したが、これに限定されない。圧力センサー１００は、第１補強部材３０および第２補強部材４０のいずれか一方のみを備えるようにしてもよい。また、第１補強部材３０および第２補強部材４０は、それぞれ異なる数であってもよい。また、第１補強部材３０および第２補強部材４０は、上下方向（高さ方向）に所定の順序（規則）で交差することが好ましく、図１３に示すように、上下方向に交互に交差することがさらに好ましい。さらに、第１補強部材３０および第２補強部材４０は、それぞれ、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０とも上下方向に交差することが好ましく、図１３に示すように、交互に交差することがさらに好ましい。
【００６５】
このように、本実施形態の圧力センサー１００によれば、複数の第１アクチュエーター１０のうちの一の第１アクチュエーター１０は、当該一の第１アクチュエーター１０における電極１１および電極１２のうちの一方と複数の第２アクチュエーター２０のうちの一の第２アクチュエーター２０における電極２１および電極２２のうちの一方とを介して当該一の第１アクチュエーター１０の電解質膜１５および前述の一の第２アクチュエーター２０の電解質膜２５が積層されるように、前述の一の第２アクチュエーター２０の下に交差するとともに、当該一の第１アクチュエーター１０における電極１１および電極１２のうちの他方と複数の第２アクチュエーター２０のうちの他の第２アクチュエーター２０における電極２１および電極２２のうちの他方とを介して当該一の第１アクチュエーター１０の電解質膜１５および前述の他の第２アクチュエーター２０の電解質膜２５が積層されるように、前述の他の第２アクチュエーター２０の上に交差する。また、前述の一の第１アクチュエーター１０の上に交差する前述の一の第２アクチュエーター２０は、当該一の第２アクチュエーター１０における電極２１および電極２２のうちの他方と複数の第１アクチュエーター１０のうちの他の第１アクチュエーター１０における電極１１および電極１２のうちの他方とを介して当該一の第２アクチュエーター２０の電解質膜２５および前述の他の第１アクチュエーター１０の電解質膜１５が積層されるように、前述の他の第１アクチュエーター１０の下に交差する。これにより、織物のようなシート状（布状）の構造を形成することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度が高められる。したがって、電解質膜１５を有する第１アクチュエーター１０および電解質膜２５を有する第２アクチュエーター２０を用いて、加えられる力に対する強度を高めることができる。
【００６６】
また、複数の第１アクチュエーター１０のそれぞれを第１方向に延びるように配置するとともに、複数の第２アクチュエーター２０のそれぞれを第１方向と交差する第２方向に延びるように配置して、織物のようなシート状（布状）の構造を形成することで、圧力検出素子である第１アクチュエーター１０および第２アクチュエーター２０が二次元の所定領域内に配置される。したがって、圧力センサー１００に所定の広がりをもった二次元の圧力が加えられる場合に、二次元の圧力に対する分布（圧力分布）を得ることができる。さらに、こうして得られた圧力分布は、二次元の圧力を加える対象物との間の滑り（ズレ）、当該対象物の硬さや重さなどの情報を得るのに利用することができる。
【００６７】
さらに、電解質膜１５を有する第１アクチュエーター１０および電解質膜２５を有する第２アクチュエーター２０は、軽量で、弾力性（弾性）を有し、密着性に優れ、加工が容易で、動作時（作動時）に振動がなく、圧力が加わると即座に応答して電圧（電位差）生じ、圧力が続く限り信号（電圧）を出力して、圧力が取り除かれると信号（電圧）の出力が停止する、という特徴を有する。したがって、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０を備える本発明の圧力センサー１００は、これらの特徴のうち少なくとも１つを要件とする用途に、好適に適用することができる。
【００６８】
また、本実施形態の圧力センサー１００によれば、複数の第１アクチュエーター１０と複数の第２アクチュエーター２０とがそれぞれ交差する交差位置において、積層される第１アクチュエーター１０の電解質膜１５および第２アクチュエーター２０の電解質膜２５の電位差（電圧）が検出される。これにより、加えられる圧力に対する検出信号（圧力検出信号）として、１つの電解質膜１５を有する第１アクチュエーター１０に発生する電圧より高いレベルの電圧を得ることが可能となる。したがって、電解質膜１５を有する第１アクチュエーター１０および電解質膜２５を有する第２アクチュエーター２０を用いて、加えられる圧力に対する検出信号のレベルを高めることができ、圧力に対する検出感度を高めることができる。
【００６９】
また、本実施形態の圧力センサー１００によれば、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０は、前述の一の第１アクチュエーター１０と前述の他の第１アクチュエーター１０とが隣り合い、前述の一の第２アクチュエーター２０と前述の他の第２アクチュエーター２０とが隣り合うように、配置される。これにより、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０により形成されるシート状（布状）の構造において、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【００７０】
また、本実施形態の圧力センサー１００によれば、第１補強部材３０が、複数の第１アクチュエーター１０のうちの一の第１アクチュエーター１０と複数の第１アクチュエーター１０のうちの他の第１アクチュエーター１０との間に、第１方向に延びるように配置される。これにより、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０により形成されるシート状（布状）の構造において、第１補強部材３０によって第１方向の強度を補強することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【００７１】
また、本実施形態の圧力センサー１００によれば、第２補強部材４０が、複数の第２アクチュエーター２０のうちの一の第２アクチュエーター２０と複数の第２アクチュエーター２０のうちの他の第２アクチュエーター２０との間に、第２方向に延びるように配置される。これにより、複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０により形成されるシート状（布状）の構造において、第２補強部材４０によって第２方向の強度を補強することが可能となり、加えられる力（応力）に対する強度をさらに高めることができる。
【００７２】
［ロボットハンド］
図１４は、本発明に係るロボットハンドの一実施形態を示すためのものであり、同図は、本発明に係るロボットハンドの一例を説明する概略側面図である。なお、前述した本発明に係る圧力センサーの実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。また、図示しない構成部分は、前述した本発明に係る圧力センサーの実施形態と同様とする。
【００７３】
前述した本発明に係る圧力センサー１００は、例えば、対象物（図示量略）を把持するロボットハンドに好適に適用することができる。すなわち、図１４に示すように、ロボットハンド２００は、アーム部１１０と、前述した本発明に係る圧力センサー１００を含むハンド部１５０と、を備える。
【００７４】
ハンド部１５０は、屈曲可能な関節部１５１を有しており、対象物が接触可能な範囲、例えば、先端部から関節部１５１を含むハンド部１５０の表面に、シート状（布状）に形成された前述した本発明に係る圧力センサー１００が設けられている。
【００７５】
圧力センサー１００は、ハンド部１５０が対象物を把持したときの圧力を検出し、検出した信号（圧力検出信号）を制御部（図示省略）に出力する。制御部は、入力された圧力検出信号に基づいて、ロボットハンド２００の動作を制御する。このように、本実施形態の圧力センサー１００は、ロボットハンド２００の触覚センサーとして使用される。
【００７６】
一般に、ロボットハンド２００の触覚センサーは、軽量で、弾力性（弾性）を有し、密着性に優れ、加工が容易で、動作時（作動時）に振動がなく、圧力が加わると即座に応答して信号を生じ、圧力が続く限り信号を出力して、圧力が取り除かれると信号の出力が停止する、という特徴を有することが好ましい。
【００７７】
ここで、ハンド部１５０が対象物を把持すると、対象物からハンド部１５０に所定の広がりをもった二次元の圧力が加えられるので、ハンド部１５０に設けられた圧力センサー１００は二次元の圧力に対する圧力分布を得ることができる。
【００７８】
本実施形態では、圧力センサー１００をハンド部１５０に設ける例を示したが、これに限定されない。圧力センサー１００は、アーム部１１０の可動部分、例えば、肘関節に相当する部分に設けるようにしてもよい。
【００７９】
また、図１４では、説明の簡略化のため、圧力センサー１００のみを備えるロボットハンド２００の例を示したが、これに限定されさない。ロボットハンド２００が、例えば、近接センサー、六軸力センサー、トルクセンサー、など各種のセンサーを、これらのセンサー情報に基づいて、ロボットハンド２００の動作を制御するようにしてもよい。
【００８０】
このように、本実施形態におけるロボットハンド２００によれば、前述した本発明に係る圧力センサー１００を備える。これにより、本発明に係る圧力センサー１００は、加えられる力に対する強度を高めることができるので、圧力の検出位置（検出場所）、例えば、アーム部１１０や関節部１５１が、動いたり、曲がったりするロボットハンド２００を容易に実現（構成）することができる。
【００８１】
ここで、ハンド部１５０が対象物を把持すると、対象物からハンド部１５０に所定の広がりをもった二次元の圧力が加えられるので、ハンド部１５０に設けられた圧力センサー１００は二次元の圧力に対する圧力分布を得ることができる。また、こうして得られた圧力分布を利用して、把持する対象物との間の滑り（ズレ）、当該対象物の硬さや重さなどの情報を検出するロボットハンド２００を実現することができる。
【００８２】
一般に、ロボットハンド２００の触覚センサーは、軽量で、弾力性（弾性）を有し、密着性に優れ、加工が容易で、動作時（作動時）に振動がなく、圧力が加わると即座に応答して信号を生じ、圧力が続く限り信号を出力して、圧力が取り除かれると信号の出力が停止する、という特徴を有することが好ましい。本発明に係る圧力センサー１００が備える複数の第１アクチュエーター１０および複数の第２アクチュエーター２０のそれぞれは、これらの特徴を有するので、理想的な（最適な）触覚センサーを有するロボットハンド２００を実現（構成）することができる。
【００８３】
なお、前述した実施形態の構成を組み合わせたり、あるいは、一部の構成部分を入れ替えたりしてもよい。また、本発明の構成は、前述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０…第１アクチュエーター、２０…第２アクチュエーター、１１，１２，２１，２２…電極、１５，２５…電解質膜、３０…第１補強部材、４０…第２補強部材、１００…圧力センサー、Ｓ…積層構造体、２００…ロボットハンド
【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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