(57)【要約】【課題】測定対象部へのダメージを抑制しつつ、測定対象部に印加される荷重を検知する。【解決手段】本発明に係る荷重センサ１０は、高分子層１２２の両面に電極層１２３Ａ，１２３Ｂが設けられ、荷重の印加に応じて変形し、該変形に応じた信号を出力するポリマー素子１２１を有し、ポリマー素子１２１は、荷重が印加されていない状態において非平面状に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加される荷重を検知する荷重センサであって、
イオン導電性高分子層の両面に電極層が設けられ、前記荷重の印加に応じて変形し、該変形に応じた信号を出力するポリマー素子を有し、
前記ポリマー素子は、前記荷重が印加されていない状態において非平面状に設けられていることを特徴とする荷重センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の荷重センサにおいて、
前記荷重の印加に応じて変形する変形部材をさらに有し、
前記ポリマー素子は、前記変形部材の変形に応じて変形することを特徴とする荷重センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の荷重センサにおいて、
前記ポリマー素子は、前記変形部材に取り付けられ、
前記ポリマー素子が取り付けられた変形部材の周囲に設けられた緩衝材をさらに有し、
前記緩衝材を介して、前記荷重が前記変形部材に印加されることを特徴とする荷重センサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の荷重センサにおいて、
前記ポリマー素子は、湾曲しており、前記荷重の印加に応じて、曲率が小さくなるように、または、曲率が大きくなるように変形することを特徴とする荷重センサ。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の荷重センサにおいて、
前記ポリマー素子は、屈曲しており、前記荷重の印加に応じて、屈曲角が小さくなるように、または、屈曲角が大きくなるように変形することを特徴とする荷重センサ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の荷重センサにおいて、
前記イオン導電性高分子層および前記電極層の積層体を覆うカバーフィルムをさらに備えることを特徴とする荷重センサ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の荷重センサを備える物品。
【請求項８】
印加される荷重を検知する荷重検知方法であって、
イオン導電性高分子層の両面に電極層が設けられ、前記荷重の印加に応じて変形し、変形に応じた信号を出力するポリマー素子を有し、前記ポリマー素子は、前記荷重が印加されていない状態において非平面状に設けられている荷重センサに荷重を印加するステップと、
前記荷重の印加に応じて変形する前記ポリマー素子から出力される信号に応じて前記印加された荷重を検知するステップと、を含む荷重検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印加される荷重を検知する荷重センサ、物品および荷重検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印加される荷重を検知するセンサとしては、荷重の印加に応じて伸縮するバネなどの弾性体、圧力センサ、歪みセンサなどを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１０４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した弾性体、圧力センサ、歪みセンサなどを用いたセンサにおいては、センサの土台などの一点（固定部）を、印加される荷重を測定する測定対象部に取り付ける必要がある。ここで、固定部が変形すると荷重を正確に検知することができないので、固定部には、強度の高い部材からなる強固な構造体が用いられる。しかしながら、このような強固な構造体を測定対象部に取り付けると、荷重の印加に応じて、測定対象部にダメージを与えてしまう（例えば、傷を生じさせてしまう）ことがある。
【０００５】
本発明の目的は、上述した課題を解決し、測定対象部へのダメージを抑制しつつ、測定対象部に印加される荷重を検知することができる荷重センサ、物品および荷重検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る荷重センサは、印加される荷重を検知する荷重センサであって、イオン導電性高分子層の両面に電極層が設けられ、前記荷重の印加に応じて変形し、該変形に応じた信号を出力するポリマー素子を有し、前記ポリマー素子は、前記荷重が印加されていない状態において非平面状に設けられている。
【０００７】
また、本発明に係る荷重センサにおいて、前記荷重の印加に応じて変形する変形部材をさらに有し、前記ポリマー素子は、前記変形部材の変形に応じて変形することが好ましい。
【０００８】
また、本発明に係る荷重センサにおいて、前記ポリマー素子は、前記変形部材に取り付けられ、前記ポリマー素子が取り付けられた変形部材の周囲に設けられた緩衝材をさらに有し、前記緩衝材を介して、前記荷重が前記変形部材に印加されることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係る荷重センサにおいて、前記ポリマー素子は、湾曲しており、前記荷重の印加に応じて、曲率が小さくなるように、または、曲率が大きくなるように変形することが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る荷重センサにおいて、前記ポリマー素子は、屈曲しており、前記荷重の印加に応じて、屈曲角が小さくなるように、または、屈曲角が大きくなるように変形することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る荷重センサにおいて、前記イオン導電性高分子層および前記電極層の積層体を覆うカバーフィルムをさらに備えることが好ましい。
【００１２】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る物品は、上述したいずれかの荷重センサを備える。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る荷重検知方法は、印加される荷重を検知する荷重検知方法であって、イオン導電性高分子層の両面に電極層が設けられ、前記荷重の印加に応じて変形し、変形に応じた信号を出力するポリマー素子を有し、前記ポリマー素子は、前記荷重が印加されていない状態において非平面状に設けられている荷重センサに荷重を印加するステップと、前記荷重の印加に応じて変形する前記ポリマー素子から出力される信号に応じて前記印加された荷重を検知するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る荷重センサ、物品および荷重検知方法によれば、測定対象部へのダメージを抑制しつつ、測定対象部に印加される荷重を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る荷重センサの要部構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示す荷重センサの荷重の印加時の状態を示す図である。
【図３】図１に示すＥＡＰセンサの要部構成の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る荷重センサの要部構成の他の一例を示す図である。
【図５】図４に示す荷重センサの荷重の印加時の状態を示す図である。
【図６】図１に示すＥＡＰセンサの要部構成の他の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る荷重センサの要部構成の一例を示す図である。
【図８】図７に示す荷重センサの荷重の印加時の状態を示す図である。
【図９Ａ】実施例１に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｂ】実施例２に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｃ】実施例３に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｄ】実施例４に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｅ】実施例５に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｆ】実施例６に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｇ】実施例７に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｈ】実施例８に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｉ】実施例９に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｊ】実施例１０に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【図９Ｋ】実施例１１に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る荷重センサ１０の要部構成を示す断面図である。本実施形態に係る荷重センサ１０は、測定対象部に取り付けられ、測定対象部に印加される荷重を検出するものである。
【００１８】
図１に示す荷重センサ１０は、変形部材１１と、ＥＡＰ（Electroactive Polymers）センサ１２とを備える。
【００１９】
変形部材１１は、円筒状の部材であり、図２に示すように、荷重の印加により変形する。変形部材１１の材質としては、ポリ塩化ビニル（Polyvinyl chloride:PVC）、ナイロンなどを用いることができる。ただし、変形部材１１の材質は、これらに限られるものではなく、荷重の印加に応じて変形すれば、荷重センサ１０の機能を損なわない範囲で、任意の材質を用いることができる。また、変形部材１１のサイズ（直径）も、検知する荷重の大きさなどに応じて、適宜、設定することができる。また、変形部材１１は、必ずしも円筒状である必要は無く、荷重の印加に応じて変形すれば、任意の形状とすることができる。
【００２０】
ＥＡＰセンサ１２は、例えば、粘着性を有する保護フィルムにより、円筒状の変形部材１１の外表面に、周方向の一部に沿って配置（固定）される。すなわち、ＥＡＰセンサ１２は、荷重が印加されていない状態において、非平面状に（図１では湾曲して）配置される。図２に示すように、変形部材１１の上部から測定対象部に向かって荷重が印加されると、変形部材１１は上下方向に潰れるように変形する。ＥＡＰセンサ１２は、変形部材１１が変形した場合に、曲率が大きくなる部分に配置されている。ＥＡＰセンサ１２は、変形部材１１の変形に伴って、曲率が大きくなるように変形する。なお、図１においては、ＥＡＰセンサ１２が測定対象部に当接する例を示しているが、これに限られるものではなく、変形部材１１が測定対象部に当接していてもよい。
【００２１】
ＥＡＰセンサ１２は、変形部材１１の変形に伴って変形し、その変形に応じた信号（電気信号）を出力する。
【００２２】
図３は、ＥＡＰセンサ１２の要部構成の一例を示す図であり、特に、ＥＡＰセンサ１２が有するポリマー素子１２１の概略構成例（Ｚ−Ｘ断面構成例）を示す図である。
【００２３】
図３に示すように、ＥＡＰセンサ１２は、高分子層１２２（イオン導電性高分子層）と、電極層１２３Ａ，１２３Ｂとを備えるポリマー素子１２１を有する。
【００２４】
高分子層１２２は、スルホン酸基またはカルボン酸基といった極性基を有するフッ素系樹脂（例えば、デュポン株式会社製のナフィオン（登録商標））などのイオン導電性高分子により構成される。なお、高分子層１２２を構成する材料はこれに限られるものではない。高分子層１２２は、イオン物質が含浸されたイオン伝導性高分子化合物により構成される。「イオン物質」とは、高分子層１２２内を伝導することが可能なイオン全般を指しており、有機物質であっても無機物質であってもよい。例えば、イオン物質としては、水素イオン、金属イオン単体、またはそれら陽イオンおよび／または陰イオンと極性溶媒とを含むもの、あるいはイミダゾリウム塩などのそれ自体が液状である陽イオンおよび／または陰イオンを含むものなどを含むが、これらに限られるものではない。
【００２５】
電極層１２３Ａ，１２３Ｂは、高分子層１２２のＺ方向の両面に、高分子層１２２を挟むようにして設けられている。すなわち、ポリマー素子１２１は、高分子層１２２を電極層１２３Ａ，１２３Ｂが挟むように積層された積層体である。電極層１２３Ａ，１２３Ｂはそれぞれ、高分子層１２２を構成する高分子材料中にカーボンブラックを配合して構成される。電極層１２３Ａ，１２３Ｂにはそれぞれ、電気信号の取り出し用の配線が接続されるが、図３においては記載を省略している。
【００２６】
ポリマー素子１２１（ＥＡＰセンサ１２）が外力を受けて、例えば、図３のＺ軸の正方向（電極層１２３Ｂ側）に変形（湾曲）すると、高分子層１２２では、電極層１２３Ｂ側が圧縮し、電極層１２３Ａ側が伸張する。すると、高分子層１２２に含まれる陽イオンが内圧の低い電極層１２３Ａ側に移動し、電極層１２３Ａ側では陽イオンが密となり、電極層１２３Ｂ側では陽イオンが疎となる。そのため、電極層１２３Ａと電極層１２３Ｂとに電位差が生じ、この電位差が電極層１２３Ａ，１２３Ｂに接続された電気信号の引き出し用の配線から電気信号として出力される。
【００２７】
なお、一般に、ＥＡＰセンサ１２（ポリマー素子１２１）は、略平面状に形成される。このＥＡＰセンサ１２を平面状の台座の上に配置して荷重を印加しても、ＥＡＰセンサ１２は変形せず、ＥＡＰセンサ１２から電気信号は出力されない。一方、本実施形態においては、上述したように、ＥＡＰセンサ１２（ポリマー素子１２１）は、荷重が印加されていない状態において、変形部材１１の外表面に非平面状に配置されており、変形部材１１の変形に応じて変形する。ポリマー素子１２１の変形に応じて、電極層１２３Ａと電極層１２３Ｂとの間に電位差が生じ、この電位差が電気信号としてＥＡＰセンサ１２から出力される。
【００２８】
次に、本実施形態に係る荷重センサ１０を用いた荷重検知方法について、図１，２を参照して説明する。
【００２９】
まず、ＥＡＰセンサ１２が配置された変形部材１１を、図１に示すように、測定対象部上に配置する。ここで、ＥＡＰセンサ１２は、円筒状の変形部材１１の外表面に沿って、非平面状に設けられている。すなわち、ＥＡＰセンサ１２（ポリマー素子１２１）は、荷重が印加されていない状態において非平面状（図１においては、湾曲状）に設けられている。
【００３０】
図１に示す状態から、図２に示すように、変形部材１１を介して測定対象部に向かう方向に荷重が印加されると、変形部材１１は、ＥＡＰセンサ１２が貼り付けられた部分の曲率が大きくなるように変形する。変形部材１１の変形に応じて、ＥＡＰセンサ１２のポリマー素子１２１も曲率が大きくなるように変形する。ポリマー素子１２１の変形に応じて、ＥＡＰセンサ１２から信号が出力され、この信号を検出することで、印加された荷重を検出することができる。
【００３１】
荷重の印加に応じてＥＡＰセンサ１２（ポリマー素子１２１）が変形し、その変形に応じた信号が出力されることで、印加された荷重を検知することができる。また、変形部材１１およびＥＡＰセンサ１２は、荷重の印加に応じて変形する程度の柔軟性を有する。そのため、測定対象部に押圧されても、測定対象部へのダメージ、例えば、傷を生じさせる可能性は少ない。したがって、測定対象部へのダメージを抑制しつつ、測定対象部に印加される荷重を検知することができる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、円筒状の変形部材１１にＥＡＰセンサ１２を固定して、ＥＡＰセンサ１２を非平面状に保持する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。変形部材１１は、ＥＡＰセンサ１２を非平面状に保持し、変形部材１１の変形に応じてＥＡＰセンサ１２を変形させることが可能であれば、任意の形状とすることができる。また、荷重が印加されていない状態において、ＥＡＰセンサ１２を非平面状に保持することができれば、必ずしも変形部材１１を設ける必要は無い。
【００３３】
また、本実施形態においては、ＥＡＰセンサ１２（ポリマー素子１２１）が、荷重の印加に応じて、曲率が大きくなるように変形する例を用いて説明したが、これに限られるものではない。ＥＡＰセンサ１２（ポリマー素子１２１）は、荷重の印加に応じて、曲率が小さくなるように変形してもよい。
【００３４】
また、本実施形態においては、ＥＡＰセンサ１２（ポリマー素子１２１）が、荷重が印加されていない状態において、湾曲している（円弧状をしている）例を用いて説明したが、これに限られるものではない。例えば、ＥＡＰセンサ１２（ポリマー素子１２１）が、図４に示すように、屈曲していてもよい（折れ曲がっていてもよい）。この場合、変形部材１１としては、例えば、図４に示すように、台形の部材を用いることができる。台形の変形部材１１は、平行な二辺のうち、短い方の辺が屈曲したＥＡＰセンサ１２に当接するように配置される。そして、荷重が印加されると、図５に示すように、ＥＡＰセンサ１２を押し広げるようにして、変形部材１１が潰れる（変形する）。すなわち、ＥＡＰセンサ１２は、荷重の印加に応じて、屈曲角が大きくなるように変形し、その変形に応じた信号を出力する。このように、ＥＡＰセンサ１２が屈曲していても、荷重を検知することができる。なお、ＥＡＰセンサ１２は、荷重の印加に応じて、屈曲角が小さくなるように変形してもよい。
【００３５】
また、本実施形態においては、ＥＡＰセンサ１２は、高分子層１２２（イオン導電性高分子層）の両側を電極層１２３Ａ，１２３Ｂで挟んだ積層体（ポリマー素子１２１）を備える例を用いて説明したが、これに限られるものではない。ＥＡＰセンサ１２は、図６に示すように、高分子層１２２および電極層１２３Ａ，１２３Ｂの積層体を覆うカバーフィルム１２４をさらに備えていてもよい。カバーフィルム１２４は、水分の透過を抑制可能な材質、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）などで構成される。また、カバーフィルム１２４としては、無機金属層を有するバリアフィルムを用いることができる。カバーフィルム１２４は、高分子層１２２および電極層１２３Ａ，１２３Ｂの積層体への水分の侵入を抑制するように、積層体全体を覆う。
【００３６】
高分子層１２２および電極層１２３Ａ，１２３Ｂの積層体をカバーフィルム１２４で覆うことで、温度や湿度によらず、ＥＡＰセンサ１２は安定した特性を発現することができる。
【００３７】
このように本実施形態においては、荷重センサ１０は、高分子層１２２（イオン導電性高分子層）の両面に電極層１２３Ａ，１２３Ｂが設けられ、荷重の印加に応じて変形し、変形に応じた信号を出力するポリマー素子１２１を有し、ポリマー素子１２１は、荷重が印加されていない状態において非平面状に設けられている。
【００３８】
荷重の印加に応じてポリマー素子１２１が変形し、その変形に応じた信号が出力されることで、印加された荷重を検知することができる。また、変形部材１１およびポリマー素子１２１（ＥＡＰセンサ１２）は、荷重の印加に応じて変形する程度の柔軟性を有する。そのため、測定対象部に押圧されても、測定対象部へのダメージ、例えば、傷を生じさせる可能性は少ない。したがって、測定対象部へのダメージを抑制しつつ、測定対象部に印加される荷重を検知することができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る荷重センサ１０Ａの要部構成を示す断面図である。
【００４０】
図７に示す荷重センサ１０Ａは、図１に示す荷重センサ１０と比較して、緩衝材１３を追加した点が異なる。
【００４１】
緩衝材１３は、ＥＡＰセンサ１２が取り付けられた変形部材１１の周囲を覆うように設けられている。緩衝材１３は、変形部材１１に印加される荷重を緩衝する緩衝機能を有する。緩衝材１３は、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などで構成されるが、これに限られるものではなく、緩衝機能を有していれば、荷重センサ１０Ａの機能を損なわない範囲で、任意に材質により構成することができる。
【００４２】
変形部材１１の変形の程度には限度がある。そのため、限度を超える変形を生じさせるような大きな荷重が印加された場合には、印加された荷重を正確に検知することができない。
【００４３】
本実施形態に係る荷重センサ１０Ａにおいては、図８に示すように、緩衝材１３を介して変形部材１１に荷重が印加される。緩衝材１３を介して荷重が印加されることで、変形部材１１自体に印加される荷重が減少するので、より大荷重の検知が可能となる。
【００４４】
上述した本発明に係る荷重センサ１０，１０Ａは、工業や農業に代表される産業上利用可能な分野において、荷重を検出する機能を備える種々の物品に適用することが可能である。
【実施例】
【００４５】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００４６】
（実施例１）
本実施例では、１ｃｍ×５ｃｍ（幅×長さ）の長方形状のポリマー素子を以下のようにして作製した。
【００４７】
まず、分散媒に導電性材料粉末と導電性高分子とを分散させた塗料をイオン導電性高分子膜の両面に塗布した。次に、分散媒を揮発させて、イオン導電性高分子膜の両面に電極層を形成するとともに、イオン導電性高分子膜に陽イオン物質を含浸させた。その後、イオン導電性高分子膜（イオン導電性高分子層）および電極層を所定の大きさ（１ｃｍ×５ｃｍ）に裁断して、ポリマー素子を作製した。イオン導電性高分子膜の厚さは１００μｍであった。また、イオン導電性高分子膜の両面に形成された電極層の厚さは１５μｍであった。
【００４８】
次に、作製したポリマー素子に電気信号の引き出し用の配線を取り付けた上で、２ｃｍ×６ｃｍ（幅×長さ）のＰＥＴフィルム（カバーフィルム）の中央部に配置した。そして、ＰＥＴフィルムの外周から５ｍｍの幅の領域に熱硬化型樹脂材を５０μｍの厚さで塗布し、その上から２ｃｍ×６ｃｍのＰＥＴフィルムを張り合わせて、ＥＡＰセンサを作製した。ポリマー素子の両面のＰＥＴフィルムの厚さは１２μｍであった。なお、以下の実施例においても、ＥＡＰセンサの作製方法は同じである。
【００４９】
次に、直径１５ｍｍのポリ塩化ビニル製のチューブに、作製したＥＡＰセンサを長辺がポリ塩化ビニル製のチューブの軸方向の沿うようにして貼り付けて荷重センサを作製した。
【００５０】
（実施例２）
本実施例では、直径１０ｍｍのナイロン製のチューブに、作製したＥＡＰセンサを長辺がナイロン製のチューブの軸方向の沿うようにして貼り付けた。
【００５１】
（実施例３）
本実施例では、直径８ｍｍのナイロン製のチューブに、作製したＥＡＰセンサを長辺がナイロン製のチューブの軸方向の沿うようにして貼り付けて荷重センサを作製した。
【００５２】
（実施例４）
本実施例では、実施例１と同様にしてＥＡＰセンサを貼り付けたポリ塩化ビニル製のチューブの周囲を、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂で構成されたスポンジ（緩衝材）で覆って荷重センサを作製した。スポンジのサイズは、５０ｍｍ×７０ｍｍ×３０ｍｍ（幅×奥行き×高さ）であった。ポリ塩化ビニル製のチューブは、その軸方向がスポンジの奥行き方向と一致するように配置した。なお、以下の実施例においても、ＥＡＰセンサを貼り付けたチューブの配置方向は同じである。
【００５３】
（実施例５）
本実施例では、実施例２と同様にしてＥＡＰセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例４と同様のスポンジ（緩衝材）で覆った。
【００５４】
（実施例６）
本実施例では、実施例３と同様にしてＥＡＰセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例４と同様のスポンジ（緩衝材）で覆って荷重センサを作製した。
【００５５】
（実施例７）
本実施例では、実施例１と同様にしてＥＡＰセンサを貼り付けたポリ塩化ビニル製のチューブの周囲を、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂で構成されたスポンジ（緩衝材）で覆って荷重センサを作製した。スポンジのサイズは、５０ｍｍ×８４ｍｍ×３０ｍｍ（幅×奥行き×高さ）であった。
【００５６】
（実施例８）
本実施例では、実施例２と同様にしてＥＡＰセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例７と同様のスポンジ（緩衝材）で覆って荷重センサを作製した。
【００５７】
（実施例９）
本実施例では、実施例３と同様にしてＥＡＰセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例７と同様のスポンジ（緩衝材）で覆って荷重センサを作製した。
【００５８】
（実施例１０）
本実施例では、実施例２と同様にしてＥＡＰセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂で構成されたスポンジ（緩衝材）で覆って荷重センサを作製した。スポンジのサイズは、２０ｍｍ×４６ｍｍ×３０ｍｍ（幅×奥行き×高さ）であった。
【００５９】
（実施例１１）
本実施例では、実施例３と同様にしてＥＡＰセンサを貼り付けたナイロン製のチューブの周囲を、実施例１０と同様のスポンジ（緩衝材）で覆って荷重センサを作製した。
【００６０】
（ＥＡＰセンサの発生電位の測定）
次に、実施例１〜１１に係る荷重センサに荷重を印加し、ＥＡＰセンサの発生電位を測定した。図９Ａ〜図９Ｋはそれぞれ、実施例１〜１１に係る荷重センサにおける印加された荷重に対する発生電位を示すグラフである。
【００６１】
図９Ａに示すように、実施例１に係る荷重センサにおいては、荷重が約５〜２５ｋｇｆの範囲で発生電位が線形的に上昇した。
【００６２】
図９Ｂに示すように、実施例２に係る荷重センサにおいては、荷重が約２５〜５０ｋｇｆの範囲で発生電位が線形的に上昇した。
【００６３】
図９Ｃ〜図９Ｋに示すように、実施例３〜１１に係る荷重センサにおいては、荷重が約２５〜１００ｋｇｆの範囲で発生電位が線形的に上昇した。
【００６４】
このように、実施例１〜１１に係る荷重センサはいずれも、印加される荷重の増加に伴って線形的に発生電位が増加する範囲があり、この範囲では荷重の検知が可能であることが分かった。
【００６５】
また、緩衝材を設けていない実施例１（図９Ａ）と、緩衝材を設けた実施例４，７（図９Ｄ，９Ｇ）とを比較すると、あるいは、緩衝材を設けていない実施例２（図９Ｂ）と、緩衝材を設けた実施例５，８、１０（図９Ｅ，９Ｈ，９Ｊ）とを比較すると、緩衝材を設けた実施例の方が、線形的に発生電位が増加する荷重の範囲が大荷重側にシフトし、また、傾きが小さくなることが分かった。したがって、緩衝材を設けることにより、大荷重の検知が可能となることが分かった
【００６６】
また、変形部材として用いたチューブの材質、直径、また、緩衝材のサイズなどに応じて、線形的に発生電位が増加する荷重の範囲が異なっていた。したがって、変形部材として用いたチューブの材質、直径、また、緩衝材のサイズなどを適宜、選択することで、検知する荷重の範囲を調整することができることが分かった。
【００６７】
本発明は、上述した各実施形態で特定された構成に限定されず、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、各構成部などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部などを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１０Ａ    荷重センサ
１１    変形部材
１２    ＥＡＰセンサ
１３    緩衝材
１２１    ポリマー素子
１２２    高分子層
１２３Ａ，１２３Ｂ    電極層
１２４    カバーフィルム
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図９Ｉ】
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【図９Ｊ】
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【図９Ｋ】
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