(57)【要約】【課題】優れた検出精度を有するセンサーおよびロボットを提供する。【解決手段】センサーは、少なくとも一部が伸縮性を有する第１基体と、少なくとも一部が伸縮性を有する第２基体と、前記第１基体に接続され、前記第１基体から前記第２基体側へ突出し、導電性を有する第１部材と、前記第２基体に設けられ、前記第１部材とギャップを介して対向配置されている第１電極と、前記第２基体または前記第１電極に接続され、前記第１基体と前記第２基体の並び方向から見た平面視で、前記第１電極の少なくとも一部を囲むように設けられている第２部材と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が伸縮性を有する第１基体と、
少なくとも一部が伸縮性を有する第２基体と、
前記第１基体に接続され、前記第１基体から前記第２基体側へ突出し、導電性を有する第１部材と、
前記第２基体に設けられ、前記第１部材とギャップを介して対向配置されている第１電極と、
前記第２基体に接続され、前記第１基体と前記第２基体との並び方向から見た平面視で、前記第１電極の少なくとも一部を囲むように設けられている第２部材と、を有することを特徴とするセンサー。
【請求項２】
前記第２部材は、前記第１基体と前記第２基体との並び方向に交差する方向で前記第１部材とギャップを介して対向している部分を有する請求項１に記載のセンサー。
【請求項３】
前記第２部材は、前記第１基体と前記第２基体との並び方向から見た平面視で、前記第１部材の周囲の少なくとも一部を囲むように設けられている請求項１または２に記載のセンサー。
【請求項４】
前記第１基体に設けられており、前記第１部材と電気的に接続されている第２電極を有する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項５】
前記第２部材は、前記第２電極とギャップを介して対向配置されている請求項４に記載のセンサー。
【請求項６】
前記第１部材の側面の少なくとも一部が絶縁性を有する絶縁部で覆われている請求項１ないし５のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項７】
前記第２部材は、絶縁性を有している請求項１ないし６のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項８】
前記第１基体と前記第２基体との間に配置され、前記第１部材と前記第２部材とを接続する第３部材を有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項９】
前記第２部材は、前記第１基体にも接続されている請求項１ないし８のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項１０】
前記第２部材は、前記第１部材よりも弾性率が小さい請求項１ないし９のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項１１】
前記第１基体には、複数の前記第１部材が配置され、
前記第２基体には、前記複数の第１部材に対応して複数の前記第１電極および複数の前記第２部材が配置されている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のセンサーを有することを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーおよびロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、触覚センサーとして特許文献１のような構成が知られている。特許文献１に記載の触覚センサーは、コンデンサ電極が設けられた第１基板と、コンデンサ電極と対向するコイルが設けられた第２基板と、コンデンサ電極とコイルとの間に位置し、触覚などの外力の大きさに応じてコイルとの接触面積が変化する変形自在な導電性の弾性体と、を有し、インダクタンスおよびキャパシタンスの変化から触圧を求めることができるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような構成では、弾性体がコイルおよびコンデンサ電極の両方に固定されているのか、一方にのみ固定されているのかが不明であるが、仮に、一方（ここでは、コンデンサ電極）にのみ固定されている場合には次のような問題がある。すなわち、例えば、第１基板および第２基板が伸縮を有する場合、第１基板および第２基板が異なる伸縮をすることで、弾性体とコイルとが面方向にずれてしまい、弾性体とコイルとが接触しなくなるおそれがある。そのため、このような構成では、検出精度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、優れた検出精度を有するセンサーおよびロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明のセンサーは、少なくとも一部が伸縮性を有する第１基体と、
少なくとも一部が伸縮性を有する第２基体と、
前記第１基体に接続され、前記第１基体から前記第２基体側へ突出し、導電性を有する第１部材と、
前記第２基体に設けられ、前記第１部材とギャップを介して対向配置されている第１電極と、
前記第２基体に接続され、前記第１基体と前記第２基体との並び方向から見た平面視で、前記第１電極の少なくとも一部を囲むように設けられている第２部材と、を有することを特徴とする。
これにより、第１基体と第２基体とが接近する際に、第２部材が第１部材を第１電極に向けて誘導することができるため、第１基体および第２基体が伸張しているときでも第１部材と第１電極とをより確実に接触させることができる。そのため、優れた検出精度を有するセンサーとなる。
【０００８】
本発明のセンサーでは、前記第２部材は、前記第１基体と前記第２基体との並び方向に交差する方向で前記第１部材とギャップを介して対向している部分を有することが好ましい。
これにより、仮に、第１基体および第２基体がその面方向に異なる伸縮の仕方をし、第１電極に対して第１部材が面方向にずれようとした際に、より確実に、第１部材を第２部材に接触させることができる。そのため、第１電極に対する第１部材のずれをより確実に抑制することができる。また、触圧を受けて第１基体と第２基体とが接近する際、より確実に、第２部材で第１部材を第１電極へ誘導することができる。
【０００９】
本発明のセンサーでは、前記第２部材は、前記第１基体と前記第２基体との並び方向から見た平面視で、前記第１部材の周囲の少なくとも一部を囲むように設けられていることが好ましい。
これにより、仮に、第１基体および第２基体がその面方向に異なる伸縮の仕方をし、第１電極に対して第１部材が面方向にずれようとした際に、より確実に、第１部材を第２部材に接触させることができる。そのため、第１電極に対する第１部材のずれをより確実に抑制することができる。また、触圧を受けて第１基体と第２基体とが接近する際、より確実に、第２部材で第１部材を第１電極へ誘導することができる。
【００１０】
本発明のセンサーでは、前記第１基体に設けられており、前記第１部材と電気的に接続されている第２電極を有することが好ましい。
これにより、第１部材の電気的な接続を容易に行うことができる。
【００１１】
本発明のセンサーでは、前記第２部材は、前記第２電極とギャップを介して対向配置されていることが好ましい。
これにより、触圧を受けた際に、第１部材と第１電極とを接触させ易くなる。
【００１２】
本発明のセンサーでは、前記第１部材の側面の少なくとも一部が絶縁性を有する絶縁部で覆われていることが好ましい。
これにより、第１部材と第２部材とが電気的に接続されてしまうことを抑制することができる。
【００１３】
本発明のセンサーでは、前記第２部材は、絶縁性を有していることが好ましい。
これにより、第１部材と第２部材との電気的な接続を防止することができる。
【００１４】
本発明のセンサーでは、前記第１基体と前記第２基体との間に配置され、前記第１部材と前記第２部材とを接続する第３部材を有することが好ましい。
これにより、第１電極に対する第１部材の過度な変位を抑制することができる。
【００１５】
本発明のセンサーでは、前記第２部材は、前記第１基体にも接続されていることが好ましい。
これにより、第１電極に対する第１部材の過度な変位を抑制することができる。
【００１６】
本発明のセンサーでは、前記第２部材は、前記第１部材よりも弾性率が小さいことが好ましい。
これにより、第２部材が変形し易くなり、例えば、第１部材と第２部材とが接触した際の第１部材の過度な変形が抑制される。そのため、第１基体と第２基体とが接近した際に、第１部材と第１電極とをより確実に接触させることができる。
【００１７】
本発明のセンサーでは、前記第１基体には、複数の前記第１部材が配置され、
前記第２基体には、前記複数の第１部材に対応して複数の前記第１電極および複数の前記第２部材が配置されていることが好ましい。
これにより、広範囲にわたって触圧を検知することのできるセンサーとなる。
【００１８】
本発明のロボットは、本発明のセンサーを有することを特徴とする。
これにより、センサーの効果を享受でき、信頼性の高いロボットとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサーを示す断面図である。
【図２】図１に示すセンサーが触圧を受けている状態を示す断面図である。
【図３】突起部が囲み部に接触した状態を示す断面図である。
【図４】第１基体の平面図である。
【図５】第２基体の底面図である。
【図６】絶縁処理の一例を示す断面図である。
【図７】図１に示すセンサーの変形例を示す第２基体の底面図である。
【図８】図１に示すセンサーの変形例を示す断面図である。
【図９】図１に示すセンサーの変形例を示す断面図である。
【図１０】図１に示すセンサーの変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るセンサーの断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るセンサーの断面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係るセンサーの断面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係るロボットの斜視図である。
【図１５】図１４に示すロボットが有するエンドエフェクターを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明のセンサーおよびロボットを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るセンサーを示す断面図である。図２は、図１に示すセンサーが触圧を受けている状態を示す断面図である。図３は、突起部が囲み部に接触した状態を示す断面図である。図４は、第１基体の平面図である。図５は、第２基体の底面図である。図６は、絶縁処理の一例を示す断面図である。図７は、図１に示すセンサーの変形例を示す第２基体の底面図である。図８ないし図１０は、それぞれ、図１に示すセンサーの変形例を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
【００２２】
図１に示すセンサー１は、触覚センサーであり、少なくとも一部が伸縮性を有する第１基体２と、少なくとも一部が伸縮性を有する第２基体３と、第１基体２に接続され、第１基体２から第２基体３側へ突出し、導電性を有する第１部材としての突起部４と、第２基体３に設けられ、突起部４とギャップＧ１を介して対向配置されている第１電極５と、第２基体３に接続され、第１基体２と第２基体３との並び方向から見た平面視（以下、単に「平面視」ともいう。）で、第１電極５の少なくとも一部を囲むように設けられている第２部材としての囲み部６、を有している。このようなセンサー１は、図２に示すように、厚さ方向（第１基体２と第２基体３との並び方向）の触圧（図２中の矢印ａ方向の応力）を受けると、第２基体３が第１基体２に接近するように変形して、突起部４と第１電極５とが接触するようになっている。そして、突起部４と第１電極５との接触を電気的に検出することで、触圧を受けたことおよび触圧を受けた場所を検出できるようになっている。このような構成のセンサー１によれば、図３に示すように、仮に、第１基体２および第２基体３がその面方向に異なる伸縮の仕方をし、第１電極５に対して突起部４が面方向（紙面横方向）にずれようとしても、突起部４が囲み部６と接触することによりそのずれ、すなわち突起部４の囲み部６からの横方向の離脱が抑制される。さらには、触圧を受けて第１基体２と第２基体３とが接近する際に、突起部４が囲み部６によって第１電極５に向けて誘導（案内）されるため、突起部４と第１電極５とをより確実に接触させることができる。そのため、優れた検出精度を有するセンサー１となる。以下、このようなセンサー１について詳細に説明する。
【００２３】
このようなセンサー１は、シート状をなしており、図１に示すように、シート状の第１基体２と、第１基体２と対向配置されたシート状の第２基体３と、第１基体２の上面（第２基体３側の面）に配置された複数の第２電極７と、各第２電極７上に配置され、上側（第２基体３側）に向けて突出する複数の突起部４と、第２基体３の下面（第１基体２側の面）に、複数の第２電極７に対応して配置された複数の第１電極５と、第１電極５の下面に、下側（第１基体２側）に向けて突出して配置された複数の囲み部６と、を有している。
【００２４】
第１基体２および第２基体３は、それぞれ、シート状をなしており、可撓性および伸縮性を有している。第１基体２および第２基体３がそれぞれ可撓性および伸縮性を有することで、センサー１を取り付ける対象物（例えば、後述するロボット１０００）への装着感（フィット性）が増し、センサー１を対象物へ取り付けやすくなると共に、対象物に取り付けた状態で、優れた検出精度を発揮することができる。言い換えると、対象物に取り付けることによって、センサー１の検出精度が低下してしまうことを抑制することができる。なお、第１基体２および第２基体３は、それぞれ、少なくとも一部が伸縮性を有していればよいが、本実施形態では、ほぼ全域が伸縮性を有している（可撓性についても同様である）。
【００２５】
このような第１基体２および第２基体３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせたもの（ポリマーブレンド、多層積層構造等）を用いることができる。また、材料補強として、例えば、セルロースナノファイバー、グラスファイバー等の各種材料を添加してもよい。また、第１基体２および第２基体３は、それぞれ、シート状に加工された物であってもよいし、例えば、上記樹脂材料で構成された繊維を用いた編物、織物であってもよい。また、基体表面へフッ素コートなどの表面処理を施し、水分の侵入を抑制してもよい。
【００２６】
また、第１基体２および第２基体３の厚さとしては、特に限定されず、その構成材料によっても異なるが、例えば、５０μｍ以上、３００μｍ以下であることが好ましい。また、複数積層していてもよい。これにより、第１基体２および第２基体３の機械的強度を十分に維持しつつ、第１基体２および第２基体３を十分に薄いものとすることができる。そのため、センサー１の小型化（薄肉化）を図ることができる。
【００２７】
また、第１基体２および第２基体３の離間距離Ｄとしては特に限定されないが、例えば、１００μｍ以上、１０００μｍ以下であることが好ましく、３００μｍ以上、５００μｍ以下であることがより好ましい。これにより、第１基体２および第２基体３を十分に離間させることができ、これらの間に突起部４や囲み部６を配置するスペースを十分に確保することができる。さらには、センサー１の過度な大型化（厚肉化）を抑制することもできる。
【００２８】
また、第１基体２と第２基体３の間にある空間Ｓは、気密封止されていてもよいし、気密封止されずに大気に開放されていてもよい。また、気密封止されている場合、空間Ｓ内の圧力としては、大気圧（外圧と同じ圧力）であってもよいし、陽圧（外圧よりも高い圧力）であってもよいし、陰圧（外圧よりも低い圧力）であってもよいが、陽圧となっていることが好ましい。これにより、触圧が加わっていない状態において第１電極５と突起部４とが離間した状態を保ち易くなるため、第１電極５と突起部４の意図しない接触（触圧が加わっていない状態での接触）を抑制することができる。加えて、触圧が解除されれば、速やかに第１電極５と突起部４とを離間させることもできる。そのため、センサー１の検出精度が向上する。なお、空間Ｓが気密封止されている場合、空間Ｓに充填されている気体としては、特に限定されないが、アルゴン、窒素、ヘリウム等の不活性ガスであることが好ましい。これにより、例えば、第１電極５や第２電極７の酸化（腐食）を抑制することができる。また、センサー１では、図示しないポンプ等によって空間Ｓ内の圧力が調整可能となっていてもよい。
【００２９】
また、図４に示すように、第１基体２の上面（第２基体３側の面）には図中横方向（Ｘ方向）に延びる配線２１が図中縦方向（Ｙ方向）に間隔を隔てて複数配置されている。一方、図５に示すように、第２基体３の下面（第１基体２側の面）には図中縦方向（Ｙ方向）に延びる配線３１が図中横方向（Ｘ方向）に間隔を隔てて複数配置されている。そして、複数の配線２１のピッチおよび複数の配線３１のピッチは、等しく設定されている。
【００３０】
前述したように、第１基体２が伸縮性を有していることから、第１基体２に配置された各配線２１は、伸縮性を有し、第１基体２の伸張によっても断線しない構成となっている。同様に、第２基体３が伸縮性を有していることから、第２基体３に配置された各配線３１は、伸縮性を有し、第２基体３の伸張によっても断線しない構成となっている。
【００３１】
このような配線２１および配線３１としては、特に限定されず、例えば、上記で、第１基体２および第２基体３の構成材料として挙げた各種材料に、金属系（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ）、金属酸化物系（例えば、ＳｎＯ２／Ｓｂドープ、Ｉｎ２Ｏ３／Ｓｎドープ、ＺｎＯ／Ａｌドープ）、カーボン系（例えば、導電性カーボンブラック、グラファイト）の各種導電性フィラーを混ぜ合わせた導電性樹脂材料で形成することができる。特に、配線２１および配線３１は、第１基体２および第２基体３よりもヤング率の小さい材料を用いて形成することが好ましい。これにより、より断線し難い配線２１および配線３１となる。
【００３２】
図１に示すように、以上のような第１基体２の上面には複数の第２電極７が配置されており、第２基体３の下面には複数の第１電極５が設けられている。図５に示すように、複数の第１電極５は、配線３１の延在方向（Ｙ方向）と並び方向（Ｘ方向）とに広がってマトリクス状に配置されている。複数の第１電極５は、それぞれ、１つの配線３１と電気的に接続されており、配線３１の延在方向に沿って並ぶ複数の第１電極５は、同じ配線３１と電気的に接続されている。同様に、図４に示すよう、複数の第２電極７は、配線２１の延在方向（Ｘ方向）と並び方向（Ｙ方向）とに広がってマトリクス状に配置されている。複数の第２電極７は、それぞれ、１つの配線２１と電気的に接続されており、配線２１の延在方向に沿って並ぶ複数の第２電極７は、同じ配線２１と電気的に接続されている。
【００３３】
また、第１電極５の配設ピッチと第２電極７の配設ピッチとがほぼ等しく、複数の第１電極５と複数の第２電極７とは、１対１の関係で対向して配置されている。すなわち、平面視で、１つの第１電極５に対して１つの第２電極７が重なるように、複数の第１電極５および複数の第２電極７が配置されている。なお、第１電極５の配設ピッチ（Ｘ方向のピッチおよびＹ方向のピッチ）および第２電極７の配設ピッチ（Ｘ方向のピッチおよびＹ方向のピッチ）としては、特に限定されず、センサー１に求められる検出精度によっても異なるが、例えば、１ｍｍ以上、５０ｍｍ以下程度とすることが好ましい。また、マトリクス状に等ピッチであってもよいし、等ピッチでなくてもよい。
【００３４】
ここで、前述したように、第１基体２が伸縮性を有していることから、第１基体２に配置された各第２電極７は、伸縮性を有し、第１基体２の伸張によっても断線しない構成となっている。同様に、第２基体３が伸縮性を有していることから、第２基体３に配置された各第１電極５は、伸縮性を有し、第２基体３の伸張によっても断線しない構成となっている。このような第１電極５および第２電極７の構成材料としては、特に限定されず、例えば、配線２１および配線３１と同様の材料を用いることができる。特に、第１電極５および第２電極７は、第１基体２および第２基体３よりもヤング率の小さい材料を用いて形成することが好ましい。これにより、より柔軟な第１電極５および第２電極７となり、より断線し難い第１電極５および第２電極７が得られる。なお、本実施形態では、第１電極５は、配線３１と同じ材料で構成されており、かつ、配線３１と一体形成されている。同様に、第２電極７は、配線２１と同じ材料で構成されており、かつ、配線２１と一体形成されている。これにより、センサー１の構成がより簡単なものとなる。
【００３５】
ただし、第１電極５および第２電極７としては、伸縮性を有していなくてもよく、例えば、第１基体２および第２基体３の伸長によっても実質的に変形しない硬質なものであってもよい。このように、第１電極５および第２電極７を硬質なものとすると、第１電極５および第２電極７の変形が抑えられるため、場合によっては、センサー１の誤検出の可能性を低減することができる。第１電極５および第２電極７を硬質なものとする場合、第１電極５および第２電極７は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ等の各種金属材料で形成することができる。また、ＰＥＤＯＴなどの導電性ポリマー等でもよい。
【００３６】
図１に示すように、複数の突起部４は、それぞれ、対応する第２電極７上に配置され、上側に向けて突出している。そして、突起部４は、触圧が加わっていない状態にて、その先端部がギャップＧ１を介して第１電極５と対向している。このような突起部４は、横断面積および横断面形状がその延在方向に沿ってほぼ一定のストレート形状をなしており、先端部が丸み付けされている。なお、突起部４の横断面形状としては、特に限定されず、円形、三角形、四角形等が挙げられるが、本実施形態では円形となっている。このように、突起部４を角のない形状とすることで、突起部４や囲み部６が破損し難くなる。
【００３７】
なお、突起部４の幅Ｗ４（直径）としては、特に限定されないが、例えば、１００μｍ以上、５００ｍｍ以下であることが好ましい。突起部４の幅Ｗ４をこのような範囲とすることで、突起部４の機械的強度を十分に保ちつつ、突起部４の過度な大型化を防止することができる。また、ギャップＧ１としては、特に限定されないが、触圧を受けていない状態で１０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、触圧を受けた際に突起部４と第１電極５とが十分に接触し易くなると共に、触圧を受けていない状態での突起部４と第１電極５との意図しない接触を効果的に抑制することができる。
【００３８】
このような突起部４は、導電性を有しており、その下方に位置する第２電極７と電気的に接続されている。そのため、触圧を受けて突起部４が第１電極５に接触すると、当該突起部４と電気的に接続されている配線２１と、当該第１電極５と電気的に接続されている配線３１と、が電気的に接続される。この電気的な接続を、図示しない検知部で検知することで、触圧を受けたことを検出することができると共に、触圧を受けた場所を特定することができる。なお、前述したように、平面視で、複数の配線２１と複数の配線３１とが交差して配置されており、対応する第１電極５と第２電極７の組が、マトリックス状に配置されているため、触圧を受けた場所は、電気的に接続された配線２１と配線３１との組み合わせを特定することで特定することができる。
【００３９】
特に、本実施形態では、上述したように、第１基体２には、複数の突起部４が配置され、第２基体３には、複数の突起部４に対応して複数の第１電極５および複数の囲み部６が配置されている。そのため、センサー１の広がり方向の全域（広範囲）にわたって触圧を検知することができる。また、本実施形態では、第１基体２に設けられており、突起部４と電気的に接続されている第２電極７を有しているため、この第２電極７を介して突起部４と配線２１との電気的な接続を容易に行うことができ、さらには、触圧を受けた際に、第１電極５、突起部４および第２電極７を介して配線２１と配線３１とをより確実に電気的に接続することができる。
【００４０】
このような突起部４としては、特に限定されないが、例えば、ポリイミド系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系等の各種樹脂材料に、金属系（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ）、金属酸化物系（例えば、ＳｎＯ２／Ｓｂドープ、Ｉｎ２Ｏ３／Ｓｎドープ、ＺｎＯ／Ａｌドープ）、カーボン系（例えば、導電性カーボンブラック、グラファイト）の各種導電性フィラーを混ぜ合わせた導電性樹脂材料で形成することができる。なお、本実施形態の突起部４は、ポリイミド系の樹脂材料にシリコーン系の樹脂材料（弾性率調整用の添加材）を添加した材料で構成されている。このような構成とすることで、好適な弾性率を有する突起部４となる。ここでいう弾性率とは、例えば、ヤング率、剛性率、ポアソン比、あるいは体積変化率であるが、本実施形態では、弾性率をヤング率として説明する。突起部４の弾性率（ヤング率）としては、特に限定されないが、例えば、０．５ＧＰａ以上、５ＧＰａ以下程度であることが好ましい。
【００４１】
図１に示すように、複数の囲み部６は、それぞれ、対応する第１電極５に配置され、下側に向けて突出している。囲み部６は、第１基体２および第２基体３がその面方向に異なる伸縮の仕方をした際、第１電極５から突起部４が面方向に離脱するのを阻止する規制部として、あるいは、触圧を受けた際、突起部４を第１電極５へ導くガイド部材として機能するものである。このような囲み部６は、平面視で、第１電極５の外縁部に沿って、第１電極５の中央部の少なくとも一部を囲むように設けられている。
【００４２】
さらに、囲み部６は、平面視（第１基体２と第２基体３との並び方向から見た平面視）で、対応する突起部４の周囲の少なくとも一部を囲むように設けられている。そのため、図３に示すように、仮に、第１基体２および第２基体３がその面方向に異なる伸縮の仕方をし、第１電極５に対して突起部４が面方向にずれようとした際に、より確実に、突起部４を囲み部６に接触させることができる。そのため、第１電極５に対する突起部４のずれをより確実に抑制することができる。また、触圧を受けて第１基体２と第２基体３とが接近する際、より確実に、囲み部６で突起部４を第１電極５へ誘導することができる。特に、本実施形態では、囲み部６は、環状（枠状）をなしており、第１電極５の中央部の全周および突起部４の先端部の全周を囲んでいるため、第１電極５に対して、突起部４が面内方向のどの方向にずれても上述した効果を発揮することができる。よって、上述の効果がより顕著なものとなる。
【００４３】
また、図１に示すように、囲み部６は、触圧を受けていない状態で、第１基体２と第２基体３との並び方向に交差（直交）する方向（ＸＹ面内方向）で突起部４とギャップＧ３を介して対向している部分を有している。そのため、図３に示すように、仮に、第１基体２および第２基体３がその面方向に異なる伸縮の仕方をし、第１電極５に対して突起部４が面方向にずれようとした際に、より確実に、突起部４を囲み部６に接触させることができる。したがって、第１電極５に対する突起部４のずれをより確実に抑制することができる。また、触圧を受けて第１基体２と第２基体３とが接近する際、より確実に、囲み部６で突起部４を第１電極５へ誘導することができる。
【００４４】
また、図１に示すように、囲み部６は、第２電極７とギャップＧ２を介して対向配置されている。ギャップＧ２を設けることで、触圧を受けた際、囲み部６によって第１基体２と第２基体３との接近が阻害され難くなるため、突起部４と第１電極５とをより確実に接触させることができる。なお、ギャップＧ２としては、特に限定されないが、触圧を受けていない状態でギャップＧ１よりも大きいことが好ましい。これにより、触圧を受けた際に、突起部４と第１電極５とをより確実に接触させることができ、センサー１の検出精度が向上する。
【００４５】
また、囲み部６は、導電性を有しており、上方に位置する第１電極５と電気的に接続されている。また、囲み部６は、弾性を有しており、さらに、突起部４よりも弾性率（ヤング率）が小さくなっている。このように、囲み部６の弾性率を突起部４の弾性率よりも小さくすることで、突起部４に対して囲み部６が変形し易くなり、例えば、突起部４が囲み部６に接触した際の突起部４の過度な変形が抑制される。そのため、触圧を受けた際に、突起部４と第１電極５とをより確実に接触させることができる。
【００４６】
ここで、囲み部６が導電性を有していることから、囲み部６と突起部４とが接触することでも配線２１と配線３１とが電気的に接続されてしまうため、これらの間には絶縁処理が施されている。この絶縁処理としては、特に限定されないが、例えば、図６に示すように、突起部４の側面の少なくとも一部が絶縁性を有する絶縁部４９で覆われている構成が挙げられる。より具体的には、突起部４の側面であって囲み部６と対向している部分（すなわち、突起部４が第１電極５に対して面方向にずれた際に囲み部６と接触し得る部分）の表面に、膜状の絶縁部４９が設けられている。これにより、突起部４が囲み部６と接触しても、配線２１と配線３１とが電気的に接続されないため、センサー１の検出精度の低下を抑制することができる。なお、この他にも、例えば、囲み部６の内周に絶縁部４９を設けてもよい。また、図示しないが、囲み部６と第２電極７とが接触することでも配線２１と配線３１とが電気的に接続されてしまうため、これらの間にも同様の絶縁処理が施されている。具体的には、囲み部６の下面および第２電極７の上面の少なくとも一方に図示しない絶縁部が設けられている。
【００４７】
このような囲み部６としては、特に限定されないが、例えば、突起部４と同様に、ポリイミド系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系等の各種樹脂材料に、金属系（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ）、金属酸化物系（例えば、ＳｎＯ２／Ｓｂドープ、Ｉｎ２Ｏ３／Ｓｎドープ、ＺｎＯ／Ａｌドープ）、カーボン系（例えば、導電性カーボンブラック、グラファイト）の各種導電性フィラーを混ぜ合わせた導電性樹脂材料で形成することができる。なお、本実施形態の囲み部６は、ポリイミド系の樹脂材料（ベースポリマー）に、シリコーン系の樹脂材料（弾性率調整用の添加剤）を添加した材料で構成され、シリコーン系の樹脂材料の添加量を調整することで、突起部４よりも弾性率（ヤング率）が小さくなっている。なお、囲み部６の弾性率（ヤング率）としては、特に限定されないが、例えば、１ＭＰａ以上、１０００ＭＰａ以下程度であることが好ましい。
【００４８】
以上のような囲み部６の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、円環状、三角環状、四角環状等が挙げられるが、本実施形態では円環状となっている。このように、角のない形状とすることで、囲み部６が破損し難くなる。また、囲み部６の幅Ｗ６（外径と内径の差）としては、特に限定されないが、１００μｍ以上、５００ｍｍ以下であることが好ましい。囲み部６の幅Ｗ６をこのような範囲とすることで、囲み部６の機械的強度を十分に保ちつつ、囲み部６の過度な大型化を防止することができる。
【００４９】
以上、センサー１について説明したが、センサー１の構成としては、これに限定されない。例えば、本実施形態では、囲み部６は、平面視で、第１電極５の中央部の全周を囲む環状となっているが、囲み部６の構成としては、第１電極５の周囲の少なくとも一部を囲むように配置されていれば特に限定されない。そのため、例えば、囲み部６は、図７に示すように、複数の囲み部片６１が第１電極５の外縁部に沿って互いに間隔を隔てて配置された構成となっていてもよい。また、本実施形態では、囲み部６が第１電極５上に配置されているが、例えば、図８に示すように、第２基体３に配置され、第１電極５の周囲を囲むように配置されていてもよい。また、本実施形態では、突起部４は、ストレート状をなしているが、例えば、図９に示すように、横断面積が先端側に向けて漸減するテーパー状となっていてもよい。また、本実施形態では、突起部４と囲み部６との間にギャップＧ３が形成されているが、例えば、図１０に示すように、突起部４の外周と囲み部６の内周とが摺動可能に接触していてもよい。
【００５０】
＜第２実施形態＞
図１１は、本発明の第２実施形態に係るセンサーの断面図である。
【００５１】
本実施形態は、囲み部が絶縁性を有していること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００５２】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５３】
図１１に示すセンサー１では、囲み部６は、絶縁性を有している。これにより、突起部４と囲み部６との電気的な接続（配線２１と配線３１との電気的な接続）を防止することができる。ここで、前述した第１実施形態では、囲み部６が導電性を有していたため、突起部４との間に絶縁処理（絶縁部４９の配置）が必要であったが、本実施形態では、囲み部６が絶縁性を有しているため、そのような絶縁処理が不要となる。そのため、前述した第１実施形態と比較してセンサー１の構成が簡単なものとなる。
【００５４】
このような第２実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５５】
＜第３実施形態＞
図１２は、本発明の第３実施形態に係るセンサーの断面図である。
【００５６】
本実施形態は、囲み部の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００５７】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１２において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５８】
図１２に示すセンサー１では、囲み部６は、第１基体２にも接続されている。具体的には、囲み部６は、その上端部が第１電極５に接続されており、下端部が第２電極７に接続されている。これにより、囲み部６によって第１基体２と第２基体３とが接続され、第１電極５に対する突起部４の面方向への過度な変位が抑制されると共に、触圧を受けた際に、囲み部６によって突起部４をより効果的に第１電極５へ誘導することができる。
【００５９】
このような第３実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６０】
＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の第４実施形態に係るセンサーの断面図である。
【００６１】
本実施形態は、突起部と囲み部とを接続する接続部を有すること以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【００６２】
なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１３において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００６３】
図１３に示すセンサー１は、第１基体２と第２基体３との間に配置され、突起部４と囲み部６とを接続する第３部材としての接続部８を有している。接続部８は、突起部４と囲み部６との間に配置されており、突起部４の先端部を除くようにして、突起部４の側面と囲み部６の内周面とを接続している。そのため、突起部４の先端部は、接続部８から露出している。さらには、接続部８は、囲み部６と第１基体２との間にも配置されており、これらを接続している。このような接続部８は、弾性を有していると共に、絶縁性を有している。このような接続部８を設けることで、第１電極５に対する突起部４の面方向への過度な変位が抑制される。
【００６４】
また、接続部８は、突起部４よりも弾性率（ヤング率）が小さい。このように、接続部８の弾性率を突起部４の弾性率よりも小さくすることで、接続部８が触圧を受けた際の第１電極５の突起部４側への変位が阻害され難くなる。このような接続部８の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムのような各種ゴム材料（特に加硫処理したもの）や、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせたもの（ポリマーブレンド、多層積層構造等）を用いることができる。なお、接続部８は、スポンジのような多孔質体であってもよい。
【００６５】
このような第４実施形態によっても前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６６】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係るロボットについて説明する。
【００６７】
図１４は、本発明の第５実施形態に係るロボットの斜視図である。図１５は、図１４に示すロボットが有するエンドエフェクターを示す平面図である。
【００６８】
図１４に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品（対象物）の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御する制御部１０８０と、を有している。また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、図１５に示すように、エンドエフェクター１０９０は、互いに接近・離間する把持アーム１０９１、１０９２を有している。そして、この把持アーム１０９１、１０９２にセンサー１が指サックのようにして装着されており、物を把持した際の触圧を検出できるようになっている。なお、センサー１は、第１基体２を把持アーム１０９１、１０９２側にして配置してもよいし、反対に、第２基体３を把持アーム１０９１、１０９２側にして配置してもよい。
【００６９】
このようなロボット１０００は、センサー１を有しているため、上述したセンサー１の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００７０】
以上、本発明のセンサーおよびロボットを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…センサー、２…第１基体、２１…配線、３…第２基体、３１…配線、４…突起部、４９…絶縁部、５…第１電極、６…囲み部、６１…囲み部片、７…第２電極、８…接続部、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０…アーム、１０８０…制御部、１０９０…エンドエフェクター、１０９１、１０９２…把持アーム、Ｄ…離間距離、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３…ギャップ、Ｓ…空間、Ｗ４、Ｗ６…幅
【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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