(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル状の圧電基材と、
前記圧電基材に隣接し、前記圧電基材がその軸方向に沿って連続して固定され、かつ前記圧電基材と反対側から加圧される加圧部と、
前記圧電基材に隣接し、かつ前記加圧部の対向側に設けられた基部と、を有し、
前記圧電基材は、長尺の導体と、前記導体の外周に巻回され、かつ光学活性を有するヘリカルキラル高分子からなる長尺平板状の圧電体と、を含み、
前記圧電基材は軸方向の応力に対して、径方向に分極が生じるものであり、
前記加圧部のヤング率Ｅａと、前記基部のヤング率Ｅｂとの比Ｅｂ／Ｅａが１０−１以下となる圧電基材の取付構造。
【請求項２】
前記加圧部のヤング率Ｅａが１０−６〜１０３ＧＰａの範囲であり、前記基部のヤング率Ｅｂが１０−７〜１０１ＧＰａの範囲である請求項１記載の圧電基材の取付構造。
【請求項３】
前記加圧部のヤング率Ｅａが１０−３〜１０３ＧＰａの範囲であり、前記基部のヤング率Ｅｂが１０−５〜１０１ＧＰａの範囲である請求項１記載の圧電基材の取付構造。
【請求項４】
前記加圧部のヤング率Ｅａが１０−２〜１０１ＧＰａの範囲であり、前記基部のヤング率Ｅｂが１０−３〜１０−１ＧＰａの範囲である請求項１記載の圧電基材の取付構造。
【請求項５】
前記基部における前記圧電基材と反対側には１又は複数の層からなる支持部が隣接して設けられている請求項１〜４の何れか１項に記載の圧電基材の取付構造。
【請求項６】
前記基部のヤング率Ｅｂは、前記支持部のうち前記基部に隣接する層のヤング率Ｅｃよりも小さい請求項５記載の圧電基材の取付構造。
【請求項７】
ケーブル状の圧電基材と、
前記圧電基材に隣接して設けられ、かつ前記圧電基材と反対側から加圧される加圧部と、
前記圧電基材に隣接し、かつ前記加圧部の対向側に設けられた基部と、を有し、
前記加圧部と前記基部とが一体成型され、かつ前記圧電基材がその軸方向に沿って連続して固定される本体部を備え、
前記圧電基材は、長尺の導体と、前記導体の外周に巻回され、かつ光学活性を有するヘリカルキラル高分子からなる長尺平板状の圧電体と、を含み、
前記圧電基材は軸方向の応力に対して、径方向に分極が生じるものであり、
前記本体部のヤング率Ｅｆが１０−３〜１０１ＧＰａの範囲であるセンサモジュール。
【請求項８】
前記加圧部における前記圧電基材との隣接方向の厚さは、前記隣接方向における前記基部の厚さよりも厚い請求項７記載のセンサモジュール。
【請求項９】
ケーブル状の圧電基材と、
前記圧電基材に隣接し、前記圧電基材がその軸方向に沿って連続して固定され、かつ前記圧電基材と反対側から加圧される加圧部と、を有し、
前記圧電基材は、長尺の導体と、前記導体の外周に巻回され、かつ光学活性を有するヘリカルキラル高分子からなる長尺平板状の圧電体と、を含み、
前記圧電基材は軸方向の応力に対して、径方向に分極が生じるものであり、
前記加圧部のヤング率Ｅａが１０−３〜１０１ＧＰａの範囲である圧電基材の取付構造。
【請求項１０】
前記加圧部における加圧側には１又は複数の層からなる覆部が隣接して設けられている請求項１〜６、９の何れか１項に記載の圧電基材の取付構造。
【請求項１１】
前記加圧部のヤング率Ｅａは、前記覆部のうち前記加圧部に隣接する層のヤング率Ｅｄよりも大きい請求項１０記載の圧電基材の取付構造。
【請求項１２】
ケーブル状の圧電基材と、
前記圧電基材に隣接し、前記圧電基材がその軸方向に沿って連続して固定され、かつ前記圧電基材と反対側から加圧される加圧部と、を有し、
前記圧電基材は、長尺の導体と、前記導体の外周に巻回され、かつ光学活性を有するヘリカルキラル高分子からなる長尺平板状の圧電体と、を含み、
前記圧電基材は軸方向の応力に対して、径方向に分極が生じるものであり、
前記加圧部に隣接する前記圧電基材の長さは、前記圧電基材の前記加圧部との接触部の長さと異なる圧電基材の取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電基材の取付構造及びセンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、圧電性を有する材料を、導体に被覆して利用する試みがなされている。
例えば、中心から外側に向かって順に同軸状に配置された中心導体、圧電材料層、外側導体及び外被から構成される、圧電ケーブルが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１及び２に記載の圧電ケーブルでは、圧電ケーブルそのものが圧力検知装置とされている。
一方、圧電ケーブルをセンサとして組み込んだ圧力検知装置も制作されている。例えば、特許文献３では、波型に配した圧電ケーブルをマットレスに組み込んだ人体の検知が可能なベット装置が開示されている。また、例えば、特許文献４では、ウレタンゴム製の防水防塵構成のセンサマット内部に波型に配した圧電ケーブルを組み込んだ侵入警報装置が開示されている。
［特許文献１］特開平１０−１３２６６９号公報
［特許文献２］特開２０１０−０７１８４０号公報
［特許文献３］特開２００５−３５１７８１号公報
［特許文献４］特開２００８−１４６５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献３又は４に示す圧力検知装置では、検知範囲を広げるために、また検知感度を確保するために圧電ケーブルを加圧面に対して波型に配置している。一方、加圧面に対して圧電ケーブルを波型に配置することで、構造の複雑化や製造コストの増大という問題が生じている。【０００４】
本発明の一態様の目的は、センサとしての感度を維持しつつ、圧電基材の長さを短縮可能な圧電基材の取付構造及びセンサモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を達成するための具体的手段は、以下の通りである。
＜１＞  ケーブル状の圧電基材と、
前記圧電基材に隣接し、前記圧電基材がその軸方向に沿って連続して固定され、かつ前記圧電基材と反対側から加圧される加圧部と、
前記圧電基材に隣接し、かつ前記加圧部の対向側に設けられた基部と、を有し、
前記圧電基材は、長尺の導体と、前記導体の外周に巻回され、かつ光学活性を有するヘリカルキラル高分子からなる長尺平板状の圧電体と、を含み、
前記圧電基材は軸方向の応力に対して、径方向に分極が生じるものであり、
前記加圧部のヤング率Ｅａと、前記基部のヤング率Ｅｂとの比Ｅｂ／Ｅａが１０−１以下となる圧電基材の取付構造。
＜２＞  前記加圧部のヤング率Ｅａが１０−６〜１０３ＧＰａの範囲であり、前記基部のヤング率Ｅｂが１０−７〜１０１ＧＰａの範囲である＜１＞に記載の圧電基材の取付構造。
＜３＞  前記加圧部のヤング率Ｅａが１０−３〜１０３ＧＰａの範囲であり、前記基部のヤング率Ｅｂが１０−５〜１０１ＧＰａの範囲である＜１＞に記載の圧電基材の取付構造。
＜４＞  前記加圧部のヤング率Ｅａが１０−２〜１０１ＧＰａの範囲であり、前記基部のヤング率Ｅｂが１０−３〜１０−１ＧＰａの範囲である＜１＞に記載の圧電基材の取付構造。
＜５＞  前記基部における前記圧電基材と反対側には１又は複数の層からなる支持部が隣接して設けられている＜１＞〜＜４＞の何れかに記載の圧電基材の取付構造。
＜６＞  前記基部のヤング率Ｅｂは、前記支持部のうち前記基部に隣接する層のヤング率Ｅｃよりも小さい＜５＞に記載の圧電基材の取付構造。
＜７＞  ケーブル状の圧電基材と、
前記圧電基材に隣接して設けられ、かつ前記圧電基材と反対側から加圧される加圧部と、
前記圧電基材に隣接し、かつ前記加圧部の対向側に設けられた基部と、を有し、
前記加圧部と前記基部とが一体成型され、かつ前記圧電基材がその軸方向に沿って連続して固定される本体部を備え、
前記圧電基材は、長尺の導体と、前記導体の外周に巻回され、かつ光学活性を有するヘリカルキラル高分子からなる長尺平板状の圧電体と、を含み、
前記圧電基材は軸方向の応力に対して、径方向に分極が生じるものであり、
前記本体部のヤング率Ｅｆが１０−３〜１０１ＧＰａの範囲であるセンサモジュール。
＜８＞  前記加圧部における前記圧電基材との隣接方向の厚さは、前記隣接方向における前記基部の厚さよりも厚い＜７＞に記載のセンサモジュール。
【０００６】
＜９＞  ケーブル状の圧電基材と、
前記圧電基材に隣接し、前記圧電基材がその軸方向に沿って連続して固定され、かつ前記圧電基材と反対側から加圧される加圧部と、を有し、
前記圧電基材は、長尺の導体と、前記導体の外周に巻回され、かつ光学活性を有するヘリカルキラル高分子からなる長尺平板状の圧電体と、を含み、
前記圧電基材は軸方向の応力に対して、径方向に分極が生じるものであり、
前記加圧部のヤング率Ｅａが１０−３〜１０１ＧＰａの範囲である圧電基材の取付構造。
＜１０＞  前記加圧部における加圧側には１又は複数の層からなる覆部が隣接して設けられている＜１＞〜＜６＞、＜９＞の何れかに記載の圧電基材の取付構造。
＜１１＞  前記加圧部のヤング率Ｅａは、前記覆部のうち前記加圧部に隣接する層のヤング率Ｅｄよりも大きい＜１０＞に記載の圧電基材の取付構造。
【０００７】
＜１２＞  ケーブル状の圧電基材と、
前記圧電基材に隣接し、前記圧電基材がその軸方向に沿って連続して固定され、かつ前記圧電基材と反対側から加圧される加圧部と、を有し、
前記圧電基材は、長尺の導体と、前記導体の外周に巻回され、かつ光学活性を有するヘリカルキラル高分子からなる長尺平板状の圧電体と、を含み、
前記圧電基材は軸方向の応力に対して、径方向に分極が生じるものであり、
前記加圧部に隣接する前記圧電基材の長さは、前記圧電基材の前記加圧部との接触部の長さと異なる圧電基材の取付構造。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、センサとしての感度を維持しつつ、圧電基材の長さを短縮可能な圧電基材の取付構造及びセンサモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１の実施形態のセンサモジュールの斜視図である。
【図１Ｂ】第１の実施形態のセンサモジュールの平面断面図である。
【図１Ｃ】第１の実施形態のセンサモジュールの側面断面図である。
【図２Ａ】第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ａを示す側面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＸ−Ｘ’線断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ｂを示す側面図である。
【図４】第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ｃを示す側面図である。
【図５Ａ】第２の実施形態のセンサモジュールの斜視図である。
【図５Ｂ】第２の実施形態のセンサモジュールの平面断面図である。
【図５Ｃ】第２の実施形態のセンサモジュールの側面断面図である。
【図６Ａ】第３の実施形態のセンサモジュールの斜視図である。
【図６Ｂ】第３の実施形態のセンサモジュールの底面断面図である。
【図６Ｃ】第３の実施形態のセンサモジュールの側面断面図である。
【図７Ａ】第４の実施形態のセンサモジュールの平面図である。
【図７Ｂ】第４の実施形態のセンサモジュールの側面断面図である。
【図８Ａ】第５の実施形態のセンサモジュールの平面図である。
【図８Ｂ】第５の実施形態のセンサモジュールの側面断面図である。
【図９】実施例１のセンサモジュールの側面図である。
【図１０】第６の実施形態及び実施例２のセンサモジュールの側面図である。
【図１１】第７の実施形態及び実施例３のセンサモジュールの側面図である。
【図１２】実施例４のセンサモジュールの側面図である。
【図１３】比較例１のセンサモジュールの側面図である。
【図１４】比較例２のセンサモジュールの側面図である。
【図１５】荷重負荷・発生電荷量検出装置の正面図である。
【図１６Ａ】荷重負荷・発生電荷量検出装置におけるセンサモジュール及び圧電基材の配置を説明する平面図である。
【図１６Ｂ】荷重負荷・発生電荷量検出装置におけるセンサモジュール及び圧電基材の配置を説明する正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、長尺平板状の圧電体（第１の圧電体及び第２の圧電体）の「主面」とは、長尺平板状の圧電体の厚さ方向に直交する面（言い換えれば、長さ方向及び幅方向を含む面）を意味する。
本明細書中において、部材の「面」は、特に断りが無い限り、部材の「主面」を意味する。
本明細書において、厚さ、幅、及び長さは、通常の定義どおり、厚さ＜幅＜長さの関係を満たす。
本明細書において、「接着」は、「粘着」を包含する概念である。また、「接着層」は、「粘着層」を包含する概念である。
本明細書において、２つの線分のなす角度は、０°以上９０°以下の範囲で表す。
本明細書において、「フィルム」は、一般的に「フィルム」と呼ばれているものだけでなく、一般的に「シート」と呼ばれているものをも包含する概念である。
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１Ａ〜図４を基に、第１の実施形態として、圧電基材の取付構造１００（以下、単に「取付構造１００」とする）及び取付構造１００を備えたセンサモジュール２００について説明する。
〔取付構造の概要〕
本実施形態に係る取付構造１００では、ケーブル状の圧電基材１０と、圧電基材１０に隣接して設けられ、かつ圧電基材１０の対向側から加圧される加圧部２０Ａと、圧電基材１０に隣接し、かつ加圧部２０Ａの対向側に設けられた基部２０Ｂと、を有している。
加圧部２０Ａは、圧電基材１０と接触する面と反対側の面が加圧面２１として形成されている。この加圧面２１は、接触により加圧される面であって、圧力を測定する測定面として機能する。一方、圧電基材１０を挟んで、加圧部２０Ａと反対側にある基部２０Ｂは、センサモジュール２００を装着対象物に固定する際の固定部材として機能する。
以上、図１Ｃに示されるように、本実施形態では、加圧面２１が受ける加圧方向（矢印Ｐ方向）に沿って加圧部２０Ａ、圧電基材１０及び基部２０Ｂが配置されている。また、圧電基材１０は、その軸方向が加圧方向と交差する方向（直線Ｃの方向）に設けられている。
また、本実施形態の取付構造１００では、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａと、基部２０Ｂのヤング率Ｅｂとの比Ｅｂ／Ｅａが１０−１以下となる。
【００１２】
本発明者らは、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａと、基部２０Ｂのヤング率Ｅｂとの比Ｅｂ／Ｅａが１０−１以下となることで、加圧部２０Ａに対して加えられた圧力を高い感度で検出しつつ、圧電基材１０の長さを短縮することが可能なことを見出した。
本実施形態では、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａが１０−６〜１０３ＧＰａの範囲であり、基部２０Ｂのヤング率Ｅｂが１０−７〜１０１ＧＰａの範囲であることが望ましい。また、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａが１０−３〜１０３ＧＰａの範囲であり、基部２０Ｂのヤング率Ｅｂが１０−５〜１０１ＧＰａの範囲であることがさらに望ましい。そして、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａが１０−２〜１０１ＧＰａの範囲であり、基部２０Ｂのヤング率Ｅｂが１０−３〜１０−１ＧＰａの範囲であることが特に望ましい。
【００１３】
〔センサモジュール〕
次に、本実施形態の取付構造１００を備えたセンサモジュール２００について説明する。
図１Ａは、本実施形態のセンサモジュール２００の斜視図である。本実施形態のセンサモジュール２００は、その外観が直方体状であって、第１部材２２０と、第１部材２２０が載置される第２部材２２２とを有している。本実施形態では、第１部材２２０が加圧部２０Ａに相当し、第２部材２２２が基部２０Ｂに相当する。
図１Ｂは、圧電基材１０の軸（直線Ｃ）を境とするセンサモジュール２００の平面断面図（主面に平行面の断面図）であって、図１ＡのＰ１−Ｐ１’線断面図ある。同図に示されるように、圧電基材１０は、長さ方向の一端から他端に向けてケーブル状の圧電基材１０が一直線に延びている。
図１Ｃは、圧電基材１０の軸（直線Ｃ）を境とするセンサモジュール２００の側面断面図（厚さ方向の断面図）であって、図１ＡのＳ１−Ｓ１’線断面図ある。同図に示すように、本実施形態のセンサモジュール２００は、ケーブル状の圧電基材１０を第１部材２２０と第２部材２２２とで挟み込むことにより形成されている。
【００１４】
ここで、第１部材２２０としては、以下の材料を採用することができる。
有機ゲル、無機ゲル、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、パーフルオロエラストマー、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、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のエラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエステル、環状ポリオレフィン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタクリル・スチレン共重合体、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの共重合体やアロイ、変性体、発泡体（フォーム）といった高分子材料、
アルミ、鉄、鋼、銅、ニッケル、コバルト、チタン、マグネシウム、スズ、亜鉛、鉛、金、銀、白金及びこれらの合金等の金属材料、木材、ガラスなどを使用することができる。
また、上記材料の積層体を使用することもできる。
【００１５】
一方、第２部材２２２としては、以下の材料を採用することができる。
有機ゲル、無機ゲル、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、パーフルオロエラストマー、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、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のエラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエステル、環状ポリオレフィン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタクリル・スチレン共重合体、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの共重合体やアロイ、変性体、発泡体（フォーム）といった高分子材料、
木材、綿や羊毛等の繊維を有するクッション材などを使用することができる。
また、上記材料の積層体を使用することもできる。
【００１６】
本実施形態では、加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）のヤング率Ｅａと、基部２０Ｂ（つまり、第２部材２２２）のヤング率Ｅｂとの比Ｅｂ／Ｅａが１０−１以下となるよう形成することで、次の作用が生ずる。まず、加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）では、加圧面２１における加圧の場所によらず圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすく、また、基部２０Ｂ（つまり、第２部材２２２）では、加圧方向（図１Ｃの矢印Ｐ方向）に対して圧電基材１０が撓みやすい。したがって、加圧部２０Ａに対して加えられた圧力を高い感度で検出することができる。本実施形態によれば、圧電基材１０を加圧面２１に対して直線状に配設すれば足り、圧電基材１０を加圧面２１の全面に対し、例えば、波型や渦巻状に配設する必要がない。すなわち、圧電基材１０の長さを短縮することが可能となる。
（センサモジュールの製造方法）
本実施形態のセンサモジュール２００を製造する場合、まず、第２部材２２２の面上に圧電基材１０を直線状に設置する。そして、第２部材２２２及び圧電基材１０の上に第１部材２２０を載置し、固定することにより、センサモジュール２００が形成される。
ここで、本実施形態のセンサモジュール２００では、圧電基材１０を被覆する被覆部材が自己粘着性を有している。そのため、圧電基材１０は、この被覆部材の自己粘着性を利用して第１部材２２０及び第２部材２２２に固定される。
また、第１部材２２０と第２部材２２２とは、外縁部分が接着剤により固定される（図示せず）。なお、第１部材２２０と第２部材２２２との固定方法については、接着剤による固定に限らず、粘着剤や粘着テープ（例えば、両面テープ）等により固定することができる。
圧電基材１０を固定する際、第１部材２２０及び第２部材２２２の何れか一方の表面に、圧電基材１０に対応する溝を形成することにより、センサモジュールにおける圧電基材１０の収容部分が盛り上がることを防止することができる。
【００１７】
〔圧電基材〕
本実施形態の取付構造１００において圧力検出に用いられる圧電基材の概要について説明する。
本実施形態の圧電基材は、長尺状の導体と、前記導体に対して一方向に螺旋状に巻回された長尺状の第１の圧電体と、を備え、
前記第１の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）（以下、単に「ヘリカルキラル高分子（Ａ）」ともいう）を含み、
前記第１の圧電体の長さ方向と、前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から下記式（ａ）によって求められる前記第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲である圧電基材。
配向度Ｆ＝（１８０°―α）／１８０°・・（ａ）
式（ａ）中、αは配向由来のピークの半値幅を表す。αの単位は、°である。
【００１８】
以下、本実施形態の圧電基材の説明において、「長尺状の導体」を、単に「導体」と称して説明することがあり、「長尺状の第１の圧電体」を、単に「第１の圧電体」と称して説明することがある。
【００１９】
ここで、第１の圧電体の配向度Ｆは、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の配向の度合いを示す指標であり、例えば、広角Ｘ線回折装置（リガク社製 ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ、３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）により測定されるｃ軸配向度である。
なお、第１の圧電体の配向度Ｆの測定方法の例は、後述の実施例に示すとおりである。
「一方向」とは、本実施形態の圧電基材を導体の軸方向の一端側から見たときに、第１の圧電体が導体の手前側から奥側に向かって巻回されている方向をいう。具体的には、右方向（右巻き、即ち時計周り）又は左方向（左巻き、即ち反時計周り）をいう。
【００２０】
本実施形態の圧電基材は、上記構成を備えることにより、圧電感度に優れ、圧電出力の安定性にも優れる。
より詳細には、本実施形態の圧電基材では、第１の圧電体がヘリカルキラル高分子（Ａ）を含むこと、第１の圧電体の長さ方向とヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向とが略平行であること、及び、第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満であることにより圧電性が発現される。
その上で、本実施形態の圧電基材は、上記第１の圧電体が、導体に対して一方向に螺旋状に巻回された構成をなす。
本実施形態の圧電基材では、第１の圧電体を上記のように配置することにより、圧電基材の長さ方向に張力（応力）が印加されたときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わり、圧電基材の径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が生じる。その分極方向は、螺旋状に巻回された第１の圧電体を、その長さ方向に対して平面と見做せる程度の微小領域の集合体とみなした場合、その構成する微小領域の平面に、張力（応力）に起因したずり力がヘリカルキラル高分子に印加された場合、圧電応力定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向と略一致する。
具体的には、例えばポリ乳酸においては、分子構造が左巻き螺旋構造からなるＬ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ）の場合、ＰＬＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、左巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。また、これとは逆にＰＬＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、右巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加された場合、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。
【００２１】
また、例えば分子構造が右巻き螺旋構造からなるＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ）の場合、ＰＤＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、左巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。また、これとは逆にＰＤＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、右巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。
これにより、圧電基材の長さ方向に張力が印加された際、螺旋状に配置された第１の圧電体の各部位において、張力に比例した電位差が位相の揃った状態で発生するため、効果的に張力に比例した電圧信号が検出されると考えられる。
従って、本実施形態の圧電基材によれば、圧電感度に優れ、圧電出力の安定性にも優れた圧電基材が得られる。
【００２２】
特に、ヘリカルキラル高分子（Ａ）として、非焦電性のポリ乳酸系高分子を用いた圧電基材は、焦電性のＰＶＤＦを用いた圧電基材に比べ、圧電感度の安定性、及び圧電出力の安定性（経時又は温度変化に対する安定性）がより向上する。
また、前述の特許文献４に記載の圧電性繊維を備える圧電単位では、導電性繊維に対する圧電性繊維の巻回方向が限定されていない上、ずり力を構成する力の起点も力の方向も、本実施形態の圧電基材とは異なる。このため、特許文献４に記載の圧電単位に張力を印加しても、圧電単位の径方向に分極が生じないため、即ち、圧電応力定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向に分極が生じないため、圧電感度が不足すると考えられる。
【００２３】
ここで、第１の圧電体の長さ方向と、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であることは、第１の圧電体が長さ方向への引張に強い（即ち、長さ方向の引張強度に優れる）という利点を有する。従って、第１の圧電体を、導体に対して一方向に螺旋状に巻回しても破断しにくくなる。
更に、第１の圧電体の長さ方向と、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であることは、例えば、延伸された圧電フィルムをスリットして第１の圧電体（例えばスリットリボン）を得る際の生産性の面でも有利である。
本明細書中において、「略平行」とは、２つの線分のなす角度が、０°以上３０°未満（好ましくは０°以上２２．５°以下、より好ましくは０°以上１０°以下、更に好ましくは０°以上５°以下、特に好ましくは０°以上３°以下）であることを指す。
また、本明細書中において、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向とは、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主たる配向方向を意味する。ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、第１の圧電体の配向度Ｆを測定することによって確認できる。
また、原料を溶融紡糸した後にこれを延伸して、第１の圧電体を製造する場合、製造された第１の圧電体におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。主延伸方向とは、延伸方向を指す。
同様に、フィルムの延伸及び延伸されたフィルムのスリットを形成して第１の圧電体を製造する場合、製造された第１の圧電体におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。ここで、主延伸方向とは、一軸延伸の場合には延伸方向を指し、二軸延伸の場合には、延伸倍率が高い方の延伸方向を指す。
【００２４】
以下、本発明に係る圧電基材の第１の実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
〔第１の実施形態の圧電基材〕
第１の実施形態の圧電基材は、長尺状の導体が内部導体であり、長尺状の第１の圧電体が、内部導体の外周面に沿って一方向に螺旋状に巻回されていることが好ましい。
導体として、内部導体を用いることにより、内部導体の軸方向に対して、第１の圧電体が螺旋角度βを保持して一方向に螺旋状に配置されやすくなる。
ここで、「螺旋角度β」とは、導体の軸方向と、導体の軸方向に対して第１の圧電体が配置される方向（第１の圧電体の長さ方向）とがなす角度を意味する。
これにより、例えば、圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が、圧電基材の径方向に発生しやすくなる。この結果、電気的特性として効果的に張力に比例した電圧信号（電荷信号）が検出される。
さらに、上記構成の圧電基材は、同軸ケーブルに備えられる内部構造（内部導体及び誘電体）と同一の構造となるため、例えば、上記圧電基材を同軸ケーブルに適用した場合、電磁シールド性が高く、ノイズに強い構造となり得る。
【００２６】
第１の実施形態の圧電基材は、さらに、前記一方向とは異なる方向に螺旋状に巻回された長尺状の第２の圧電体を備えることが好ましい。
さらに、第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第２の圧電体の長さ方向と、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ａ）によって求められる第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なることが好ましい。
これにより、例えば、圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の両方に分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材の径方向である。
この結果、より効果的に張力に比例した電圧信号（電荷信号）が検出される。従って、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
特に、第１の実施形態の圧電基材が、第１の外部導体を備え、かつ圧電体が第１の圧電体及び第２の圧電体を備える二層構造をなす場合、内部導体や第１の外部導体に対して、第１の圧電体及び第２の圧電体の空隙が少なく密着させることが可能となり、張力によって発生した電界が効率よく電極に伝達されやすい。従って、より高感度なセンサを実現するのに好適な形態である。
【００２７】
第１の実施形態の圧電基材は、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、さらに、内部導体の外周面に沿って螺旋状に巻回された第１の絶縁体を備え、
第１の絶縁体が、第１の圧電体から見て、内部導体とは反対側に配置されていることが好ましい。
例えば、第１の実施形態の圧電基材が第１の外部導体を備える場合には、圧電基材を繰り返し屈曲したり、小さい曲率半径で屈曲させると、巻回した第１の圧電体に隙間ができやすく、内部導体と第１の外部導体とが電気的に短絡する可能性がある。その場合、第１の絶縁体を配置することにより、内部導体と第１の外部導体を電気的により確実に遮蔽することが可能となる。また、屈曲して使用される用途においても高い信頼性を確保することが可能となる。
【００２８】
第１の実施形態の圧電基材は、さらに、一方向とは異なる方向に巻回された長尺状の第２の圧電体を備え、
第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第２の圧電体の長さ方向と、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ａ）によって求められる第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
第１の圧電体と第２の圧電体とは交互に交差された組紐構造をなし、
第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なることが好ましい。
これにより、例えば、圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の両方に分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材の径方向である。
これにより、より効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。この結果、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
特に、第１の実施形態の圧電基材が、第１の外部導体を備え、かつ圧電体が第１の圧電体及び第２の圧電体を備える組紐構造をなす場合、第１の圧電体及び第２の圧電体間に適度な空隙があるため、圧電基材が屈曲変形させるような力が働いた際にも、空隙が変形を吸収し、しなやかに屈曲変形し易くなる。そのため、第１の実施形態の圧電基材は３次元平面に沿わすような、例えばウェアラブル製品の一構成部材として好適に使用できる。
【００２９】
第１の実施形態の圧電基材は、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、さらに、内部導体の外周面に沿って巻回された第１の絶縁体を備え、
第１の圧電体と第１の絶縁体とは交互に交差された組紐構造をなすことが好ましい。
これにより、圧電基材の屈曲変形時において、第１の圧電体が内部導体に対して一方向に巻回した状態が保持されやすくなる。この態様の組紐構造においては、第１の圧電体に張力がかかりやすくなる観点から、第１の圧電体と第１の絶縁体との隙間が無い方が好ましい。
【００３０】
第１の実施形態の圧電基材において、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、第１の圧電体は、内部導体の軸方向に対して、１５°〜７５°（４５°±３０°）の角度を保持して巻回されていることが好ましく、３５°〜５５°（４５°±１０°）の角度を保持して巻回されていることがより好ましい。
【００３１】
第１の実施形態の圧電基材において、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、第１の圧電体は、単数又は複数の束からなる繊維形状を有し、第１の圧電体の断面の長軸径は、０．０００１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、０．００１ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましく、０．００２ｍｍ〜１ｍｍであることが更に好ましい。
ここで、「断面の長軸径」は、第１の圧電体（好ましくは繊維状圧電体）の断面が円形状である場合、「直径」に相当する。
第１の圧電体の断面が異形状である場合、「断面の長軸径」とは、断面の幅の中で、最も長い幅とする。
第１の圧電体が複数の束からなる圧電体の場合、「断面の長軸径」とは、複数の束からなる圧電体の断面の長軸径とする。
【００３２】
本実施形態の圧電基材（例えば、第１の実施形態の圧電基材）において、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、第１の圧電体は長尺平板形状を有することが好ましい。第１の圧電体の厚さは０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍであり、第１の圧電体の幅は０．１ｍｍ〜３０ｍｍであり、第１の圧電体の厚さに対する第１の圧電体の幅の比は２以上である。
以下、長尺平板形状を有する第１の圧電体（以下、「長尺平板状圧電体」ともいう）の寸法（厚さ、幅、比（幅／厚さ、長さ／幅））に関し、より詳細に説明する。
第１の圧電体の厚さは０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍであることが好ましい。
厚さが０．００１ｍｍ以上であることにより、長尺平板状圧電体の強度が確保される。更に、長尺平板状圧電体の製造適性にも優れる。
一方、厚さが０．２ｍｍ以下であることにより、長尺平板状圧電体の厚さ方向の変形の自由度（柔軟性）が向上する。
【００３３】
また、第１の圧電体の幅は０．１ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。
幅が０．１ｍｍ以上であることにより、第１の圧電体（長尺平板状圧電体）の強度が確保される。更に、長尺平板状圧電体の製造適性（例えば、後述するスリット工程における製造適性）にも優れる。
一方、幅が３０ｍｍ以下であることにより、長尺平板状圧電体の変形の自由度（柔軟性）が向上する。
【００３４】
また、第１の圧電体の厚さに対する第１の圧電体の幅の比（以下、「比〔幅／厚さ〕」ともいう）は２以上であることが好ましい。
比〔幅／厚さ〕が２以上であることにより、主面が明確となるので、第１の圧電体（長尺平板状圧電体）の長さ方向に渡って向きを揃えて電極層（例えば外部導体）を形成し易い。例えば、主面の少なくとも一方に外部導体を形成し易い。このため、圧電感度に優れ、また、圧電感度の安定性にも優れる。
【００３５】
第１の圧電体の幅は、０．５ｍｍ〜１５ｍｍであることがより好ましい。
幅が０．５ｍｍ以上であると、第１の圧電体（長尺平板状圧電体）の強度がより向上する。更に、長尺平板状圧電体のねじれをより抑制できるので、圧電感度及びその安定性がより向上する。
幅が１５ｍｍ以下であると、長尺平板状圧電体の変形の自由度（柔軟性）がより向上する。
【００３６】
第１の圧電体は、幅に対する長さの比（以下、比〔長さ／幅〕ともいう）が、１０以上であることが好ましい。
比〔長さ／幅〕が１０以上であると、第１の圧電体（長尺平板状圧電体）の変形の自由度（柔軟性）がより向上する。更に、長尺平板状圧電体が適用される圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）において、より広範囲に渡り、圧電性を付与できる。
【００３７】
本実施形態の圧電基材において、第１の圧電体が長尺平板形状を有する場合、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、第１の圧電体の少なくとも一方の主面の側に機能層が配置されていることが好ましい。
【００３８】
前記機能層は、易接着層、ハードコート層、帯電防止層、アンチブロック層、保護層、及び電極層のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。
これにより、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスへの適用がより容易になる。
【００３９】
前記機能層は、電極層を含むことが好ましい。
これにより、圧電基材を、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、第１の外部導体と導体（好ましくは内部導体）との接続をより簡易に行うことができるので、本実施形態の圧電基材に張力が印加されたときに、張力に応じた電圧信号が検出されやすくなる。
【００４０】
本実施形態の圧電基材において、第１の圧電体と、前記機能層と、を含む積層体の表面層の少なくとも一方は、電極層であることが好ましい。
これにより、圧電基材を、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、第１の外部導体又は導体（好ましくは内部導体）と、積層体との接続をより簡易に行うことができるので、本実施形態の圧電基材に張力が印加されたときに、張力に応じた電圧信号が検出されやすくなる。
【００４１】
本実施形態の圧電基材は、導体が錦糸線であることが好ましい。
錦糸線の形態は、繊維に対して、圧延銅箔がらせん状に巻回された構造を有するが、電気伝導度の高い銅が用いられていることにより出力インピーダンスを低下することが可能となる。従って、本実施形態の圧電基材に張力が印加されたときに、張力に応じた電圧信号が、検出されやすくなる。この結果、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
【００４２】
本実施形態の圧電基材は、導体及び第１の圧電体の間に接着層を備えることが好ましい。
これにより、導体と第１の圧電体との相対位置がずれにくくなるため、第１の圧電体に張力がかかりやすくなり、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり応力が印加されやすくなる。従って、効果的に張力に比例した電圧出力を導体（好ましくは信号線導体）から検出することが可能となる。また、接着層を備えることで、単位引張力当たりの発生電荷量の絶対値がより増加する。
【００４３】
本実施形態の圧電基材において、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）は、圧電性をより向上させる観点から、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子であることが好ましい。
【化１】
0006655196.tif 000002
【００４４】
本実施形態の圧電基材において、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）は、圧電性をより向上させる観点から、光学純度が９５．００％ｅｅ以上であることが好ましい。
【００４５】
本実施形態の圧電基材において、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）は、圧電性をより向上させる観点から、Ｄ体又はＬ体からなることが好ましい。
【００４６】
本実施形態の圧電基材において、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の含有量は、圧電性をより向上させる観点から、第１の圧電体の全量に対し、８０質量％以上であることが好ましい。
【００４７】
本実施形態の圧電基材において、さらに、外周に第１の外部導体を備えることが好ましい。
ここで、「外周」とは、圧電基材の外周部分を意味する。
これにより、静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、導体（好ましくは内部導体）の電圧変化が抑制される。
【００４８】
本実施形態の圧電基材において、さらに、前記第１の外部導体の外周に第２の絶縁体を備えることが好ましい。
本実施形態の圧電基材が第２の絶縁体を備えることにより、外部からの水や汗等の液体の浸入、ほこりの浸入等を抑制できる。そのため、水、汗、ほこりなどに起因する導体（好ましくは内部導体）と外部導体間の漏れ電流の発生を抑制することが可能となる。その結果、圧電基材を、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、様々な環境の変動に対しても頑強な、感度が変動しにくい、安定な出力を可能にする。
【００４９】
以下、第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ａについて、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
〔具体的態様Ａ〕
図２Ａは、第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ａを示す側面図である。図２Ｂは、図２ＡのＸ−Ｘ’線断面図である。
具体的態様Ａの圧電基材１０は、導体としての長尺状の内部導体１２Ａと、長尺状の第１の圧電体１４Ａと、内部導体１２Ａと第１の圧電体１４Ａとの間に配置された接着層（不図示）と、を備えている。
図２Ａに示すように、第１の圧電体１４Ａは、内部導体１２Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１で一端から他端にかけて、隙間がないように一方向に螺旋状に巻回されている。
「螺旋角度β１」とは、内部導体１２Ａの軸方向Ｇ１と、内部導体１２Ａの軸方向に対する第１の圧電体１４Ａの配置方向とがなす角度を意味する。
また、具体的態様Ａでは、第１の圧電体１４Ａは、内部導体１２Ａに対して左巻きで巻回している。具体的には、圧電基材１０を内部導体１２Ａの軸方向の一端側（図２Ａの場合、右端側）から見たときに、第１の圧電体１４Ａは、内部導体１２Ａの手前側から奥側に向かって左巻きで巻回している。
また、図２Ａ中、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、両矢印Ｅ１で示されている。即ち、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、第１の圧電体１４Ａの配置方向（第１の圧電体１４Ａの長さ方向）とは、略平行となっている。
さらに、内部導体１２Ａと第１の圧電体１４Ａとの間には、接着層（不図示）が配置されている。これにより、具体的態様Ａの圧電基材１０では、圧電基材１０の長さ方向に張力が印加されても、第１の圧電体１４Ａと内部導体１２Ａとの相対位置がずれないように構成されている。
【００５１】
以下、具体的態様Ａの圧電基材１０の作用について説明する。
例えば、圧電基材１０の長さ方向に張力が印加されると、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わり、ヘリカルキラル高分子（Ａ）は分極する。このヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極は、図２Ｂ中、矢印で示されるように、圧電基材１０の径方向に生じ、その分極方向は位相が揃えられて生じると考えられる。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
さらに、具体的態様Ａの圧電基材１０では、内部導体１２Ａと第１の圧電体１４Ａとの間に接着層が配置されているため、第１の圧電体１４Ａに張力がより印加されやすくなっている。
以上のことから、具体的態様Ａの圧電基材１０によれば、圧電感度に優れ、圧電出力の安定性が優れたものとなる。
【００５２】
次に、第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ｂについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、具体的態様Ａと同一のものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
〔具体的態様Ｂ〕
図３は、第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ｂを示す側面図である。
具体的態様Ｂの圧電基材１０Ａは、長尺状の第２の圧電体１４Ｂを備えている点が第１の態様の圧電基材１０と異なる。
なお、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティとは、互いに異なっている。
第１の圧電体１４Ａは、具体的態様Ａと同様に、内部導体１２Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１で一端から他端にかけて、隙間がないように一方向に螺旋状に巻回されている。
一方、第２の圧電体１４Ｂは、図３に示すように、第１の圧電体１４Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１と略同一角度である螺旋角度β２で第１の圧電体１４Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回されている。
「螺旋角度β２」とは、前述の螺旋角度β１と同義である。
ここで、具体的態様Ｂにおける「第１の圧電体１４Ａの巻回方向と逆の方向」とは、右巻きのことである。即ち、圧電基材１０Ａを内部導体１２Ａの軸方向Ｇ２の一端側（図３の場合、右端側）から見たときに、第２の圧電体１４Ｂは、内部導体１２Ａの手前側から奥側に向かって右巻きで巻回している。
また、図３中、第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、両矢印Ｅ２で示されている。即ち、第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、第２の圧電体１４Ｂの配置方向（第２の圧電体１４Ｂの長さ方向）とは、略平行となっている。
【００５４】
以下、具体的態様Ｂの圧電基材１０Ａの作用について説明する。
例えば、圧電基材１０Ａの長さ方向に張力が印加されると、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）両方にずり応力が印加され、分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材１０Ａの径方向である。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される
以上のことから、具体的態様Ｂの圧電基材１０Ａによれば、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
特に、具体的態様Ｂの圧電基材１０Ａが外部導体を備える場合には、圧電体が第１の圧電体及び第２の圧電体を備え、かつ二層構造をなすため、内部導体や外部導体に対して、第１の圧電体及び第２の圧電体の空隙が少なく密着させることが可能となり、張力によって発生した電界が効率よく電極に伝達されやすい。従って、より高感度なセンサを実現するのに好適な形態である。
【００５５】
次に、第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ｃについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、具体的態様Ａ及び具体的態様Ｂと同一のものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
〔具体的態様Ｃ〕
図４は、第１の実施形態に係る圧電基材の具体的態様Ｃを示す側面図である。
具体的態様Ｃの圧電基材１０Ｂは、第１の圧電体１４Ａ及び第２の圧電体１４Ｂが交互に交差されており組紐構造をなしている点が具体的態様Ｂの圧電基材１０Ａと異なる。
なお、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティとは、互いに異なっている。
図４に示すように、具体的態様Ｃの圧電基材１０Ｂでは、第１の圧電体１４Ａが、内部導体１２Ａの軸方向Ｇ３に対し、螺旋角度β１で左巻きで螺旋状に巻回され、第２の圧電体１４Ｂが、螺旋角度β２で右巻きで螺旋状に巻回されると共に、第１の圧電体１４Ａ及び第２の圧電体が交互に交差されている。
また、図４に示す組紐構造において、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向（両矢印Ｅ１）と、第１の圧電体１４Ａの配置方向とは、略平行となっている。同様に、第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向（両矢印Ｅ２）と、第２の圧電体１４Ｂの配置方向とは、略平行となっている。
【００５７】
以下、具体的態様Ｃの圧電基材１０Ｂの作用について説明する。
具体的態様Ｂと同様に、例えば、圧電基材１０Ｂの長さ方向に張力が印加されると、第１の圧電体１４Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体１４Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）両方に分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材１０Ｂの径方向である。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される
以上のことから、具体的態様Ｃの圧電基材１０Ｂによれば、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
特に、具体的態様Ｃの圧電基材１０Ｂが外部導体を備える場合には、圧電基材１０Ｂの長さ方向に張力が印加されたときに、組紐構造を形成する左巻きの第１の圧電体と右巻きの第２の圧電体にずり応力が印加され、その分極の方向は一致し、内部導体と外部導体の間の絶縁体（即ち、第１の圧電体及び第２の圧電体）における圧電性能に寄与する体積分率が増えるため、圧電性能がより向上する。そのため、具体的態様Ｃの圧電基材１０Ｂは３次元平面に沿わすような、例えばウェアラブル製品の一構成部材として好適に使用できる。
【００５８】
次に、本実施形態の圧電基材に含まれる導体、第１の圧電体などについて説明する。
【００５９】
＜導体＞
本実施形態の圧電基材は、長尺状の導体を備える。
本実施形態における導体（例えば内部導体）は、信号線導体であることが好ましい。
信号線導体とは、第１の圧電体或いは第２の圧電体から効率的に電気的信号を検出するための導体をいう。具体的には、本実施形態の圧電基材に張力が印加されたときに、印加された張力に応じた電圧信号（電荷信号）を検出するための導体である。
導体としては、電気的な良導体であることが好ましく、例えば、銅線、アルミ線、ＳＵＳ線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、錦糸線、有機導電材料等を用いることが可能である。錦糸線とは、繊維に銅箔がスパイラルに巻回されたものをいう。導体の中でも、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上し、高い屈曲性を付与する観点から、錦糸線、カーボンファイバーが好ましい。
特に、電気的抵抗が低く、かつ屈曲性、可とう性が要求される用途（例えば衣服に内装するようなウェアラブルセンサ等の用途）においては、錦糸線を用いることが好ましい。
また、非常に高い屈曲性、しなやかさが求められる、織物や、編物などへの加工用途（例えば圧電織物、圧電編物、圧電センサ（織物状圧電センサ、編物状圧電センサ））においては、カーボンファイバーを用いることが好ましい。
また、本実施形態の圧電基材を繊維として用いて、圧電織物や圧電編物に加工する場合は、しなやかさ、高屈曲性が求められる。そのような用途においては、糸状、又は繊維状の信号線導体が好ましい。糸状、繊維状の信号線導体を備える圧電基材は、高い屈曲性を有するため、織機や編機での加工が好適である。
【００６０】
＜第１の圧電体＞
本実施形態の圧電基材は、長尺状の第１の圧電体を備える。
第１の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含む圧電体である。
【００６１】
（ヘリカルキラル高分子（Ａ））
本実施形態における第１の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含む。
ここで、「光学活性を有するヘリカルキラル高分子」とは、分子構造が螺旋構造であり分子光学活性を有する高分子を指す。
【００６２】
上記ヘリカルキラル高分子（Ａ）としては、例えば、ポリペプチド、セルロース誘導体、ポリ乳酸系高分子、ポリプロピレンオキシド、ポリ（β―ヒドロキシ酪酸）等を挙げることができる。
上記ポリペプチドとしては、例えば、ポリ（グルタル酸γ−ベンジル）、ポリ（グルタル酸γ−メチル）等が挙げられる。
上記セルロース誘導体としては、例えば、酢酸セルロース、シアノエチルセルロース等が挙げられる。
【００６３】
ヘリカルキラル高分子（Ａ）は、第１の圧電体の圧電性を向上する観点から、光学純度が９５．００％ｅｅ以上であることが好ましく、９６．００％ｅｅ以上であることがより好ましく、９９．００％ｅｅ以上であることがさらに好ましく、９９．９９％ｅｅ以上であることがさらにより好ましい。望ましくは１００．００％ｅｅである。ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度を上記範囲とすることで、圧電性を発現する高分子結晶のパッキング性が高くなり、その結果、圧電性が高くなるものと考えられる。
【００６４】
ここで、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度は、下記式にて算出した値である。
光学純度（％ｅｅ）＝１００×｜Ｌ体量−Ｄ体量｜／（Ｌ体量＋Ｄ体量）
即ち、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度は、
『「ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕との量差（絶対値）」を「ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕との合計量」で割った（除した）数値』に、『１００』をかけた（乗じた）値である。
【００６５】
なお、ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた方法により得られる値を用いる。具体的な測定の詳細については後述する。
【００６６】
上記ヘリカルキラル高分子（Ａ）としては、光学純度を上げ、圧電性を向上させる観点から、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有する高分子が好ましい。
【００６７】
【化２】
0006655196.tif 000003
【００６８】
上記式（１）で表される繰り返し単位を主鎖とする高分子としては、ポリ乳酸系高分子が挙げられる。
ここで、ポリ乳酸系高分子とは、「ポリ乳酸（Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸から選ばれるモノマー由来の繰り返し単位のみからなる高分子）」、「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と、該Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」、又は、両者の混合物をいう。
ポリ乳酸系高分子の中でも、ポリ乳酸が好ましく、Ｌ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ、単に「Ｌ体」ともいう）又はＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ、単に「Ｄ体」ともいう）が最も好ましい。
【００６９】
ポリ乳酸は、乳酸がエステル結合によって重合し、長く繋がった高分子である。
ポリ乳酸は、ラクチドを経由するラクチド法；溶媒中で乳酸を減圧下加熱し、水を取り除きながら重合させる直接重合法；などによって製造できることが知られている。
ポリ乳酸としては、Ｌ−乳酸のホモポリマー、Ｄ−乳酸のホモポリマー、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むブロックコポリマー、及び、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むグラフトコポリマーが挙げられる。
【００７０】
上記「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物」としては、グリコール酸、ジメチルグリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシプロパン酸、３−ヒドロキシプロパン酸、２−ヒドロキシ吉草酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、２−ヒドロキシカプロン酸、３−ヒドロキシカプロン酸、４−ヒドロキシカプロン酸、５−ヒドロキシカプロン酸、６−ヒドロキシカプロン酸、６−ヒドロキシメチルカプロン酸、マンデル酸等のヒドロキシカルボン酸；グリコリド、β−メチル−δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の環状エステル；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テレフタル酸等の多価カルボン酸及びこれらの無水物；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−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、１，９−ノナンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール、１，４−ヘキサンジメタノール等の多価アルコール；セルロース等の多糖類；α−アミノ酸等のアミノカルボン酸；等を挙げることができる。
【００７１】
上記「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と、該Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」としては、らせん結晶を生成可能なポリ乳酸シーケンスを有する、ブロックコポリマー又はグラフトコポリマーが挙げられる。
【００７２】
また、ヘリカルキラル高分子（Ａ）中におけるコポリマー成分に由来する構造の濃度は２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
例えば、ヘリカルキラル高分子（Ａ）が、ポリ乳酸系高分子である場合、ポリ乳酸系高分子中における、乳酸に由来する構造と、乳酸と共重合可能な化合物（コポリマー成分）に由来する構造と、のモル数の合計に対して、コポリマー成分に由来する構造の濃度が２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００７３】
ポリ乳酸系高分子は、例えば、特開昭５９−０９６１２３号公報、及び特開平７−０３３８６１号公報に記載されている乳酸を直接脱水縮合して得る方法；米国特許２，６６８，１８２号及び４，０５７，３５７号等に記載されている乳酸の環状二量体であるラクチドを用いて開環重合させる方法；などにより製造することができる。
【００７４】
さらに、上記各製造方法により得られたポリ乳酸系高分子は、光学純度を９５．００％ｅｅ以上とするために、例えば、ポリ乳酸をラクチド法で製造する場合、晶析操作により光学純度を９５．００％ｅｅ以上の光学純度に向上させたラクチドを、重合することが好ましい。
【００７５】
−重量平均分子量−
ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５万〜１００万であることが好ましい。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗが５万以上であることにより、第１の圧電体の機械的強度が向上する。上記Ｍｗは、１０万以上であることが好ましく、２０万以上であることがさらに好ましい。
一方、ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗが１００万以下であることにより、成形（例えば押出成形、溶融紡糸）によって第１の圧電体を得る際の成形性が向上する。上記Ｍｗは、８０万以下であることが好ましく、３０万以下であることがさらに好ましい。
【００７６】
また、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、第１の圧電体の強度の観点から、１．１〜５であることが好ましく、１．２〜４であることがより好ましい。さらに１．４〜３であることが好ましい。
【００７７】
なお、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）を用いて測定された値を指す。ここで、Ｍｎは、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の数平均分子量である。
以下、ＧＰＣによるヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗ及びＭｗ／Ｍｎの測定方法の一例を示す。
【００７８】
−ＧＰＣ測定装置−
Ｗａｔｅｒｓ社製ＧＰＣ−１００
−カラム−
昭和電工社製、Ｓｈｏｄｅｘ  ＬＦ−８０４
−サンプルの調製−
第１の圧電体を４０℃で溶媒（例えば、クロロホルム）へ溶解させ、濃度１ｍｇ／ｍｌのサンプル溶液を準備する。
−測定条件−
サンプル溶液０．１ｍｌを溶媒〔クロロホルム〕、温度４０℃、１ｍｌ／分の流速でカラムに導入する。
【００７９】
カラムで分離されたサンプル溶液中のサンプル濃度を示差屈折計で測定する。
ポリスチレン標準試料にてユニバーサル検量線を作成し、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出する。
【００８０】
ヘリカルキラル高分子（Ａ）の例であるポリ乳酸系高分子としては、市販のポリ乳酸を用いることができる。
市販品としては、例えば、ＰＵＲＡＣ社製のＰＵＲＡＳＯＲＢ（ＰＤ、ＰＬ）、三井化学社製のＬＡＣＥＡ（Ｈ−１００、Ｈ−４００）、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ  ＬＬＣ社製のＩｎｇｅｏＴＭ  ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、等が挙げられる。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）としてポリ乳酸系高分子を用いるときに、ポリ乳酸系高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）を５万以上とするためには、ラクチド法、又は直接重合法によりポリ乳酸系高分子を製造することが好ましい。
【００８１】
本実施形態における第１の圧電体は、上述したヘリカルキラル高分子（Ａ）を、１種のみ含有していてもよいし、２種以上含有していてもよい。
本実施形態における第１の圧電体中におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の含有量（２種以上である場合には総含有量）は、第１の圧電体の全量に対し、８０質量％以上が好ましい。
【００８２】
＜安定化剤＞
第１の圧電体は、更に、一分子中に、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の安定化剤（Ｂ）を含有することが好ましい。これにより、耐湿熱性をより向上させることができる。
【００８３】
安定化剤（Ｂ）としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００３９〜００５５に記載された「安定化剤（Ｂ）」を用いることができる。
【００８４】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にカルボジイミド基を含む化合物（カルボジイミド化合物）としては、モノカルボジイミド化合物、ポリカルボジイミド化合物、環状カルボジイミド化合物が挙げられる。
モノカルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、等が好適である。
また、ポリカルボジイミド化合物としては、種々の方法で製造したものを使用することができる。従来のポリカルボジイミドの製造方法（例えば、米国特許第２９４１９５６号明細書、特公昭４７−３３２７９号公報、Ｊ．０ｒｇ．Ｃｈｅｍ．２８，２０６９−２０７５（１９６３）、Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  １９８１，Ｖｏｌ．８１  Ｎｏ．４、ｐ６１９−６２１）により、製造されたものを用いることができる。具体的には特許４０８４９５３号公報に記載のカルボジイミド化合物を用いることもできる。
ポリカルボジイミド化合物としては、ポリ（４，４’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド）、ポリ（１，３，５−トリイソプロピルフェニレン−２，４−カルボジイミド、等が挙げられる。
環状カルボジイミド化合物は、特開２０１１−２５６３３７号公報に記載の方法などに基づいて合成することができる。
カルボジイミド化合物としては、市販品を用いてもよく、例えば、東京化成社製、Ｂ２７５６（商品名）、日清紡ケミカル社製、カルボジライトＬＡ−１（商品名）、ラインケミー社製、Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ、Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ４００、Ｓｔａｂａｘｏｌ  I（いずれも商品名）等が挙げられる。
【００８５】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にイソシアネート基を含む化合物（イソシアネート化合物）としては、イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニ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、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、等が挙げられる。
【００８６】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にエポキシ基を含む化合物（エポキシ化合物）としては、フェニルグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
【００８７】
安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量は、上述のとおり２００〜６００００であるが、２００〜３００００がより好ましく、３００〜１８０００がさらに好ましい。
分子量が上記範囲内ならば、安定化剤（Ｂ）がより移動しやすくなり、耐湿熱性改良効果がより効果的に奏される。
安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量は、２００〜９００であることが特に好ましい。なお、重量平均分子量２００〜９００は、数平均分子量２００〜９００とほぼ一致する。また、重量平均分子量２００〜９００の場合、分子量分布が１．０である場合があり、この場合には、「重量平均分子量２００〜９００」を、単に「分子量２００〜９００」と言い換えることもできる。
【００８８】
第１の圧電体が安定化剤（Ｂ）を含有する場合、上記第１の圧電体は、安定化剤を１種のみ含有してもよいし、２種以上含有してもよい。
第１の圧電体が安定化剤（Ｂ）を含む場合、安定化剤（Ｂ）の含有量は、ヘリカルキラル高分子（Ａ）１００質量部に対し、０．０１質量部〜１０質量部であることが好ましく、０．０１質量部〜５質量部であることがより好ましく、０．１質量部〜３質量部であることがさらに好ましく、０．５質量部〜２質量部であることが特に好ましい。
上記含有量が０．０１質量部以上であると、耐湿熱性がより向上する。
また、上記含有量が１０質量部以下であると、透明性の低下がより抑制される。
【００８９】
安定化剤（Ｂ）の好ましい態様としては、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有し、且つ、数平均分子量が２００〜９００の安定化剤（Ｂ１）と、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を１分子内に２以上有し、且つ、重量平均分子量が１０００〜６００００の安定化剤（Ｂ２）とを併用するという態様が挙げられる。なお、数平均分子量が２００〜９００の安定化剤（Ｂ１）の重量平均分子量は、大凡２００〜９００であり、安定化剤（Ｂ１）の数平均分子量と重量平均分子量とはほぼ同じ値となる。
安定化剤として安定化剤（Ｂ１）と安定化剤（Ｂ２）とを併用する場合、安定化剤（Ｂ１）を多く含むことが透明性向上の観点から好ましい。
具体的には、安定化剤（Ｂ１）１００質量部に対して、安定化剤（Ｂ２）が１０質量部〜１５０質量部の範囲であることが、透明性と耐湿熱性の両立という観点から好ましく、５０質量部〜１００質量部の範囲であることがより好ましい。
【００９０】
以下、安定化剤（Ｂ）の具体例（安定化剤Ｂ−１〜Ｂ−３）を示す。
【００９１】
【化３】
0006655196.tif 000004
【００９２】
以下、上記安定化剤Ｂ−１〜Ｂ−３について、化合物名、市販品等を示す。
・安定化剤Ｂ−１  …  化合物名は、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドである。重量平均分子量（この例では、単なる「分子量」に等しい）は、３６３である。市販品としては、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｉ」、東京化成社製「Ｂ２７５６」が挙げられる。
・安定化剤Ｂ−２  …  化合物名は、ポリ（４，４’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約２０００のものとして、日清紡ケミカル社製「カルボジライトＬＡ−１」が挙げられる。
・安定化剤Ｂ−３  …  化合物名は、ポリ（１，３，５−トリイソプロピルフェニレン−２，４−カルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約３０００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ」が挙げられる。また、重量平均分子量２００００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ  Ｐ４００」が挙げられる。
【００９３】
＜その他の成分＞
第１の圧電体は、必要に応じ、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の公知の樹脂；シリカ、ヒドロキシアパタイト、モンモリロナイト等の公知の無機フィラー；フタロシアニン等の公知の結晶核剤；安定化剤（Ｂ）以外の安定化剤；等が挙げられる。
無機フィラー及び結晶核剤としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００５７〜００５８に記載された成分を挙げることもできる。
【００９４】
（配向度Ｆ）
本実施形態における第１の圧電体の配向度Ｆは、上述したとおり、０．５以上１．０未満であるが、０．７以上１．０未満であることが好ましく、０．８以上１．０未満であることがより好ましい。
第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上であれば、延伸方向に配列するヘリカルキラル高分子（Ａ）の分子鎖（例えばポリ乳酸分子鎖）が多く、その結果、配向結晶の生成する率が高くなり、より高い圧電性を発現することが可能となる。
第１の圧電体の配向度Ｆが１．０未満であれば、縦裂強度が更に向上する。
【００９５】
（結晶化度）
本実施形態における第１の圧電体の結晶化度は、上述のＸ線回折測定（広角Ｘ線回折測定）によって測定される値である。
本実施形態における第１の圧電体の結晶化度は、好ましくは２０％〜８０％であり、より好ましくは２５％〜７０％であり、更に好ましくは３０％〜６０％である。
結晶化度が２０％以上であることにより、圧電性が高く維持される。結晶化度が８０％以下であることにより、第１の圧電体の透明性が高く維持される。
結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１の圧電体の原料となる圧電フィルムを延伸によって製造する際に白化や破断がおきにくいので、第１の圧電体を製造しやすい。また、結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１の圧電体の原料（例えばポリ乳酸）を溶融紡糸後に延伸によって製造する際に屈曲性が高く、しなやかな性質を有する繊維となり、第１の圧電体を製造しやすい。
【００９６】
（透明性（内部ヘイズ））
本実施形態における第１の圧電体において、透明性は特に要求されないが、透明性を有していてももちろん構わない。
第１の圧電体の透明性は、内部ヘイズを測定することにより評価することができる。ここで、第１の圧電体の内部ヘイズとは、第１の圧電体の外表面の形状によるヘイズを除外したヘイズを指す。
第１の圧電体は、透明性が要求される場合には、可視光線に対する内部ヘイズが５％以下であることが好ましく、透明性及び縦裂強度をより向上させる観点からは、２．０％以下がより好ましく、１．０％以下が更に好ましい。第１の圧電体の前記内部ヘイズの下限値は特に限定はないが、下限値としては、例えば０．０１％が挙げられる。
第１の圧電体の内部ヘイズは、厚さ０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍの第１の圧電体に対して、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して、ヘイズ測定機〔（有）東京電色社製、ＴＣ−ＨＩＩＩ  ＤＰＫ〕を用いて２５℃で測定したときの値である。
以下、第１の圧電体の内部ヘイズの測定方法の例を示す。
まず、ガラス板２枚の間に、シリコーンオイル（信越化学工業株式会社製信越シリコーン（商標）、型番：ＫＦ９６−１００ＣＳ）のみを挟んだサンプル１を準備し、このサンプル１の厚さ方向のヘイズ（以下、ヘイズ（Ｈ２）とする）を測定する。
次に、上記のガラス板２枚の間に、シリコーンオイルで表面を均一に塗らした複数の第１の圧電体を隙間なく並べて挟んだサンプル２を準備し、このサンプル２の厚さ方向のヘイズ（以下、ヘイズ（Ｈ３）とする）を測定する。
次に、下記式のようにこれらの差をとることにより、第１の圧電体の内部ヘイズ（Ｈ１）を得る。
内部ヘイズ（Ｈ１）＝ヘイズ（Ｈ３）−ヘイズ（Ｈ２）
ここで、ヘイズ（Ｈ２）及びヘイズ（Ｈ３）の測定は、それぞれ、下記測定条件下で下記装置を用いて行う。
測定装置：東京電色社製、ＨＡＺＥ  ＭＥＴＥＲ  ＴＣ−ＨＩＩＩＤＰＫ
試料サイズ：幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍ
測定条件：ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠
測定温度：室温（２５℃）
【００９７】
（第１の圧電体の形状、寸法）
本実施形態の圧電基材は、長尺状の第１の圧電体を備える。
長尺状の第１の圧電体としては、単数若しくは複数の束からなる繊維形状（糸形状）を有する圧電体、又は長尺平板形状を有する圧電体であることが好ましい。
以下、繊維形状を有する圧電体（以下、繊維状圧電体ともいう）、長尺平板形状を有する圧電体（以下、長尺平板状圧電体ともいう）について順に説明する。
【００９８】
−繊維状圧電体−
繊維状圧電体としては、例えば、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸が挙げられる。
【００９９】
・モノフィラメント糸
モノフィラメント糸の単糸繊度は、好ましくは３ｄｔｅｘ〜３０ｄｔｅｘであり、より好ましくは５ｄｔｅｘ〜２０ｄｔｅｘである。
単糸繊度が３ｄｔｅｘ未満になると、織物準備工程や製織工程において糸を取り扱うことが困難となる。一方、単糸繊度が３０ｄｔｅｘを超えると、糸間で融着が発生し易くなる。
モノフィラメント糸は、コストの点を考慮すれば直接的に紡糸、延伸して得ることが好ましい。なお、モノフィラメント糸は入手したものであってもよい。
【０１００】
・マルチフィラメント糸
マルチフィラメント糸の総繊度は、好ましくは３０ｄｔｅｘ〜６００ｄｔｅｘであり、より好ましくは１００ｄｔｅｘ〜４００ｄｔｅｘである。
マルチフィラメント糸は、例えば、スピンドロー糸などの一工程糸の他、ＵＤＹ（未延伸糸）やＰＯＹ（高配向未延伸糸）などを延伸して得る二工程糸のいずれもが採用可能である。なお、マルチフィラメント糸は入手したものであってもよい。
ポリ乳酸系モノフィラメント糸、ポリ乳酸系マルチフィラメント糸の市販品としては、東レ製のエコディア（Ｒ）ＰＬＡ、ユニチカ製のテラマック（Ｒ）、クラレ製プラスターチ（Ｒ）が使用可能である。
【０１０１】
繊維状圧電体の製造方法には特に限定はなく、公知の方法により製造することができる。
例えば、第１の圧電体としてのフィラメント糸（モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸）は、原料（例えばポリ乳酸）を溶融紡糸した後、これを延伸することにより得ることができる（溶融紡糸延伸法）。なお、紡出後において、冷却固化するまでの糸条近傍の雰囲気温度を一定温度範囲に保つことが好ましい。
また、第１の圧電体としてのフィラメント糸は、例えば、上記溶融紡糸延伸法で得られたフィラメント糸をさらに分繊することにより得てもよい。
【０１０２】
・断面形状
繊維状圧電体の断面形状としては、繊維状圧電体の長手方向に垂直な方向の断面において、円形状、楕円形状、矩形状、繭形状、リボン形状、４つ葉形状、星形状、異形状など様々な断面形状を適用することが可能である。
【０１０３】
−長尺平板状圧電体−
長尺平板状圧電体としては、例えば、公知の方法で作製した圧電フィルム、又は入手した圧電フィルムをスリットすることにより得た長尺平板状圧電体（例えばスリットリボン）などが挙げられる。
第１の圧電体として、長尺平板状圧電体を用いることにより、導体に対して、面で密着することが可能となるため、効率的に圧電効果により発生した電荷を電圧信号として検出することが可能となる。
【０１０４】
本実施形態における長尺平板状圧電体（第１の圧電体）は、第１の圧電体の少なくとも一方の主面の側に配置された機能層を備えることが好ましい。
機能層は、単層構造であっても二層以上からなる構造であってもよい。
例えば、長尺平板状圧電体の両方の主面の側に機能層が配置される場合、一方の主面（以下、便宜上、「オモテ面」ともいう）の側に配置される機能層、及び、他方の面（以下、便宜上、「ウラ面」ともいう）の側に配置される機能層は、それぞれ独立に、単層構造であっても二層以上からなる構造であってもよい。
【０１０５】
機能層としては、様々な機能層が挙げられる。
機能層として、例えば、易接着層、ハードコート層、屈折率調整層、アンチリフレクション層、アンチグレア層、易滑層、アンチブロック層、保護層、接着層、帯電防止層、放熱層、紫外線吸収層、アンチニュートンリング層、光散乱層、偏光層、ガスバリア層、色相調整層、電極層などが挙げられる。
機能層は、これらの層のうちの二層以上からなる層であってもよい。
また、機能層としては、これらの機能のうちの２つ以上を兼ね備えた層であってもよい。
長尺平板状圧電体の両方の主面に機能層が設けられている場合は、オモテ面側に配置される機能層及びウラ面側に配置される機能層は、同じ機能層であっても、異なる機能層であってもよい。
【０１０６】
また、機能層の効果には、長尺平板状圧電体表面のダイラインや打痕などの欠陥が埋められ、外観が向上するという効果もある。この場合は長尺平板状圧電体と機能層との屈折率差が小さいほど長尺平板状圧電体と機能層と界面の反射が低減し、より外観が向上する。
【０１０７】
前記機能層は、易接着層、ハードコート層、帯電防止層、アンチブロック層、保護層、及び電極層のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。これにより、例えば圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスへの適用がより容易となる。
【０１０８】
前記機能層は、電極層を含むことがより好ましい。
電極層は、長尺平板状圧電体に接して設けられていてもよいし、電極層以外の機能層を介して設けられていてもよい。
【０１０９】
本実施形態における長尺平板状圧電体（第１の圧電体）の特に好ましい態様は、長尺平板状圧電体の両方の主面の側に機能層を備え、かつ、両面の機能層がいずれも電極層を含む態様である。
【０１１０】
本実施形態における長尺平板状圧電体（第１の圧電体）において、第１の圧電体と、機能層と、を含む積層体の表面層の少なくとも一方が、電極層であることが好ましい。即ち、本実施形態における長尺平板状圧電体（第１の圧電体）において、オモテ面側の表面層及びウラ面側の表面層の少なくとも一方が、電極層であること（言い換えれば、電極層が露出していること）が好ましい。
これにより、長尺平板状圧電体を、例えば圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、導体（好ましくは内部導体）又は第１の外部導体と、積層体との接続をより簡易に行うことができるので、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの生産性が向上する。
【０１１１】
機能層の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば金属や金属酸化物等の無機物；樹脂等の有機物；樹脂と微粒子とを含む複合組成物；などが挙げられる。樹脂としては、例えば、温度や活性エネルギー線で硬化させることで得られる硬化物を利用することもできる。つまり、樹脂としては、硬化性樹脂を利用することもできる。
【０１１２】
硬化性樹脂としては、例えばアクリル系化合物、メタクリル系化合物、ビニル系化合物、アリル系化合物、ウレタン系化合物、エポキシ系化合物、エポキシド系化合物、グリシジル系化合物、オキセタン系化合物、メラミン系化合物、セルロース系化合物、エステル系化合物、シラン系化合物、シリコーン系化合物、シロキサン系化合物、シリカ−アクリルハイブリット化合物、及びシリカ−エポキシハイブリット化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の材料（硬化性樹脂）が挙げられる。
これらの中でも、アクリル系化合物、エポキシ系化合物、シラン系化合物がより好ましい。
金属としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｔａ及びＺｒから選ばれる少なくとも一つ、又は、これらの合金が挙げられる。
金属酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、及び酸化タンタル、またこれらの複合酸化物の少なくとも１つが挙げられる。
微粒子としては上述したような金属酸化物の微粒子や、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂などの樹脂微粒子などが挙げられる。さらにこれらの微粒子の内部に空孔を有する中空微粒子も挙げられる。
微粒子の平均一次粒径としては、透明性の観点から１ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が更に好ましい。５００ｎｍ以下であることで可視光の散乱が抑制され、１ｎｍ以上であることで微粒子の二次凝集が抑制され、透明性の維持の観点から望ましい。
【０１１３】
機能層の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．０１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。
【０１１４】
上記厚さの上限値は、より好ましくは６μｍ以下であり、更に好ましくは３μｍ以下である。また、下限値はより好ましくは０．０１μｍ以上であり、更に好ましくは０．０２μｍ以上である。
【０１１５】
機能層が複数の機能層からなる多層膜の場合には、上記厚さは多層膜全体における厚さを表す。また、機能層は長尺平板状圧電体の両面にあってもよい。また、機能層の屈折率は、それぞれが異なる値であってもよい。
【０１１６】
長尺平板状圧電体の製造方法には特に限定はなく、公知の方法により製造することができる。
また、例えば、圧電フィルムから第１の圧電体を製造方法としては、原料（例えばポリ乳酸）をフィルム状に成形して未延伸フィルムを得、得られた未延伸フィルムに対し、延伸及び結晶化を施し、得られた圧電フィルムをスリットすることにより得ることができる。
ここで、「スリットする」とは、上記圧電フィルムを長尺状にカットすることを意味する。
なお、上記延伸及び結晶化は、いずれが先であってもよい。また、未延伸フィルムに対し、予備結晶化、延伸、及び結晶化（アニール）を順次施す方法であってもよい。延伸は、一軸延伸であっても二軸延伸であってもよい。二軸延伸の場合には、好ましくは一方（主延伸方向）の延伸倍率を高くする。
圧電フィルムの製造方法については、特許第４９３４２３５号公報、国際公開第２０１０／１０４１９６号、国際公開第２０１３／０５４９１８号、国際公開第２０１３／０８９１４８号、等の公知文献を適宜参照できる。
【０１１７】
＜第２の圧電体＞
第１の実施形態の圧電基材は、長尺状の第２の圧電体を備えることがある。
第２の圧電体は、第１の圧電体と同様の特性を有していることが好ましい。
即ち、第２の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第２の圧電体の長さ方向と、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ａ）によって求められる第２の圧電体の配向度Ｆは０．５以上１．０未満の範囲であることが好ましい。
第２の圧電体は、上記以外の特性においても、第１の圧電体と同様の特性を有していることが好ましい。
但し、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティについては、本実施形態の効果がより奏される観点から、圧電基材の態様に応じて適宜選択すればよい。
なお、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティの好ましい組み合わせの一例については、前述の具体的態様で説明した通りである。
また、第２の圧電体は、第１の圧電体と異なる特性を有していてもよい。
【０１１８】
＜第１の絶縁体＞
第１の実施形態の圧電基材は、さらに、第１の絶縁体を備えていてもよい。
第１の絶縁体は、内部導体の外周面に沿って螺旋状に巻回されることが好ましい。
この場合、第１の絶縁体は、第１の圧電体から見て、内部導体とは反対側に配置されていてもよく、内部導体と第１の圧電体との間に配置されていてもよい。
また、第１の絶縁体の巻回方向は、第１の圧電体の巻回方向と同じ方向であってもよく、異なる方向であってもよい。
特に、第１の実施形態の圧電基材が第１の外部導体を備える場合においては、第１の実施形態に係る圧電基材が、さらに、第１の絶縁体を備えることにより、圧電基材が屈曲変形する時に、内部導体と外部導体の電気的短絡の発生を抑制しやすくなるという利点がある。
【０１１９】
第１の絶縁体としては、特に限定はないが、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フッ素ゴム、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ゴム（エラストマーを含む）等が挙げられる。
第１の絶縁体の形状は、導体に対する巻回の観点から、長尺形状であることが好ましい。
＜第２の絶縁体＞
本実施形態の圧電基材において、外周に第１の外部導体を備える場合、さらに、第１の外部導体の外周に第２の絶縁体を備えていてもよい。
これにより、信号線となる内部導体を静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、導体（好ましくは内部導体）の電圧変化が抑制される。
【０１２０】
第２の絶縁体には特に限定はないが、例えば、第１の絶縁体として例示した材料が挙げられる。
また、第２の絶縁体の形状は特に限定はなく、第１の外部導体の少なくとも一部を被覆できる形状であればよい。
【０１２１】
（第１の外部導体）
本実施形態の圧電基材は、さらに、外周に第１の外部導体を備えることが好ましい。
本実施形態における第１の外部導体は、グラウンド導体であることが好ましい。
グラウンド導体とは、信号を検出する際、例えば、導体（好ましくは信号線導体）の対となる導体を指す。
【０１２２】
グラウンド導体の材料には特に限定はないが、断面形状によって、主に以下のものが挙げられる。
例えば、矩形断面を有するグラウンド導体の材料としては、円形断面の銅線を圧延して平板状に加工した銅箔リボンや、Ａｌ箔リボンなどを用いることが可能である。
例えば、円形断面を有するグラウンド導体の材料としては、銅線、アルミ線、ＳＵＳ線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、繊維に銅箔がスパイラルに巻回された錦糸線を用いることが可能である。
また、グラウンド導体の材料として、有機導電材料を絶縁材料でコーティングしたものを用いてもよい。
【０１２３】
グラウンド導体は、信号線導体と短絡しないように、導体（好ましくは信号線導体）及び第１の圧電体を包むように配置されていることが好ましい。
このような信号線導体の包み方としては、銅箔などを螺旋状に巻回して包む方法や、銅線などを筒状の組紐にして、その中に包みこむ方法などを選択することが可能である。
なお、信号線導体の包み方は、これら方法に限定されない。信号線導体を包み込むことにより、静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、信号線導体の電圧変化を防ぐことが可能となる。
また、グラウンド導体の配置は、本実施形態の圧電基材の最小基本構成単位（即ち、導体及び第１の圧電体）を円筒状に包接するように配置することも好ましい形態の一つである。
【０１２４】
グラウンド導体の断面形状は、円形状、楕円形状、矩形状、異形状など様々な断面形状を適用することが可能である。特に、矩形断面は、導体（好ましくは信号線導体）、第１の圧電体、必要に応じて第１の絶縁体、第２の圧電体などに対して、平面で密着することが可能となるため、効率的に圧電効果により発生した電荷を電圧信号として検出することが可能となる。
【０１２５】
＜接着層を形成する接着剤＞
本実施形態の圧電基材は、導体及び第１の圧電体の間に接着層を備えることが好ましい。
接着層を形成する接着剤は、前記導体と前記第１の圧電体との間を機械的に一体化するため、又は、圧電基材が外部導体を備える場合は電極間（導体及び外部導体間）の距離を保持するために用いる。
導体及び第１の圧電体の間に接着層を備えることにより、本実施形態の圧電基材に張力が印加されたときに、導体と第１の圧電体との相対位置がずれにくくなるため、第１の圧電体に張力がかかりやすくなる。従って、効果的に張力に比例した電圧出力を導体（好ましくは信号線導体）から検出することが可能となる。この結果、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。また、接着層を備えることで、単位引張力当たりの発生電荷量の絶対値がより増加する。
一方、導体及び第１の圧電体の間に接着層を備えない圧電基材では、圧電繊維などに加工した後もしなやかな性質が保たれるため、ウェアラブルセンサ等にしたときに装着感が良好となる。
【０１２６】
接着層を形成する接着剤の材料としては、以下の材料を用いることが可能である。
エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、酢酸ビニル樹脂系エマルション形接着剤、（ＥＶＡ）系エマルション形接着剤、アクリル樹脂系エマルション形接着剤、スチレン・ブタジエンゴム系ラテックス形接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、α−オレフィン（イソブテン−無水マレイン酸樹脂）系接着剤、塩化ビニル樹脂系溶剤形接着剤、ゴム系接着剤、弾性接着剤、クロロプレンゴム系溶剤形接着剤、ニトリルゴム系溶剤形接着剤等、シアノアクリレート系接着剤等を用いることが可能となる。
【０１２７】
−弾性率−
本実施形態における接着剤は、接合後の弾性率が第１の圧電体と同程度以上であることが好ましい。第１の圧電体の弾性率に対して、弾性率が低い材料を用いると、本実施形態の圧電基材に印加された張力による歪（圧電歪）が接着剤部分で緩和され、第１の圧電体への歪の伝達効率が小さくなるため、本実施形態の圧電基材を、例えばセンサに適用した場合、センサの感度が低くなりやすい。
【０１２８】
−厚さ−
本実施形態における接着剤の接合部位の厚さは、接合する対象間に空隙ができず、接合強度が低下しない範囲であれば薄ければ薄い程良い。接合部位の厚さを小さくすることで、圧電基材に印加された張力による歪が接着剤部分で緩和されにくくなり、第１の圧電体への歪が効率的に小さくなるため、本実施形態の圧電基材を、例えばセンサに適用した場合、センサの感度が向上する。
【０１２９】
−接着剤の塗布方法−
接着剤の塗布方法は特に限定されないが、主に以下の２つの方法を用いることが可能である。
【０１３０】
・加工後に接着剤を配置し接合する方法
例えば、導体（好ましくは信号線導体）及び第１の圧電体の配置；信号線導体及びグラウンド導体の加工、配置；が完了した後に、ディップコートや、含浸等の方法で、導体及び第１の圧電体の界面に接着剤を配置し接着する方法が挙げられる。
また、上記方法により、導体及び第１の圧電体を接合する他、必要に応じて、本実施形態の圧電基材に備えられる各部材間を接合してもよい。
【０１３１】
・加工前に未硬化の接着剤を配置し、加工後に接合する方法
例えば、予め第１の圧電体の表面に光硬化性の接着剤、熱硬化性の接着剤、熱可塑性の接着剤などを、グラビアコーターやディップコーター等でコーティングし乾燥させ、導体及び第１の圧電体の配置が完了した後に、紫外線照射や加熱により接着剤を硬化させ、導体及び第１の圧電体の界面を接合する方法が挙げられる。
また、上記方法により、導体及び第１の圧電体を接合する他、必要に応じて、本実施形態の圧電基材に備えられる各部材間を接合してもよい。
上記方法を用いれば、接着剤をコーティング乾燥後はドライプロセスでの加工が可能となり加工が容易となる、また均一な塗膜厚が形成しやすいためセンサ感度等のバラツキが少ないといった特徴がある。
【０１３２】
＜圧電基材の製造方法＞
本実施形態の圧電基材の製造方法には特に限定はないが、例えば、第１の圧電体を準備して、別途準備した導体（好ましくは信号線導体）に対して、第１の圧電体を一方向に螺旋状に巻回することにより製造することができる。
第１の圧電体は、公知の方法で製造したものであっても、入手したものであってもよい。
また、本実施形態の圧電基材が、必要に応じて第２の圧電体、第１の絶縁体を備える場合、かかる圧電基材は、第１の圧電体を螺旋状に巻回する方法に準じて、製造することができる。
但し、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティについては、前述の通り、圧電基材の態様に応じて適宜選択することが好ましい。
また、本実施形態の圧電基材が、第１の外部導体（例えばグラウンド導体）を備える場合、かかる圧電基材は、前述の方法又は公知の方法により、第１の外部導体を配置することにより製造することができる。
なお、導体及び第１の圧電体の間、必要に応じて、本実施形態の圧電基材に備えられる各部材間を、例えば前述の方法により接着剤を介して貼り合わせてもよい。
【０１３３】
本実施形態の圧電基材は、引張力を印加することで、引張力に比例したずり歪が、ヘリカルキラル（Ａ）に印加され、電圧信号（電荷信号）として導体から検出される。
【０１３４】
＜第２の実施形態＞
図５Ａ〜図５Ｃを基に、第２の実施形態のセンサモジュール２００について説明する。
第２の実施形態では、その取付構造１００は第１の実施形態と同じであるが、センサモジュール２００を構成する加圧部２０Ａと基部２０Ｂとが一体成型されている点で相違する。
なお、圧電基材１０の構造については、第１の実施形態と同じであり、説明は割愛する。また、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付すものとする。
【０１３５】
図５Ａ〜図５Ｃに、本実施形態の取付構造１００を備えたセンサモジュール２００を示す。本実施形態では、接触により加圧される加圧部２０Ａと、圧電基材１０に隣接し、かつ加圧部２０Ａの対向側に設けられた基部２０Ｂとが一体成型された本体部２１０からなることを特徴としている。また、本実施形態では、加圧部２０Ａ及び基部２０Ｂ（つまり、本体部２１０）のヤング率Ｅｆが１０−３〜１０１ＧＰａの範囲である。
図５Ａは、本実施形態のセンサモジュール２００の斜視図である。本実施形態のセンサモジュール２００は、その外観が直方体状であって、加圧部２０Ａと基部２０Ｂとが一体とされる本体部２１０により形成されている。
図５Ｂは、圧電基材１０の軸（直線Ｃ）を境とするセンサモジュール２００の平面断面図（主面に平行面の断面図）であって、図５ＡのＰ２−Ｐ２’線断面図ある。同図に示すように、圧電基材１０は、長さ方向の一端から他端に向けてケーブル状の圧電基材１０が一直線に延びている。
【０１３６】
図５Ｃは、圧電基材１０の軸（直線Ｃ）を境とするセンサモジュール２００の側面断面図（厚さ方向の断面図）であって、図５ＡのＳ２−Ｓ２’線断面図ある。同図に示すように、本実施形態のセンサモジュール２００は、圧電基材１０を本体部２１０に埋め込むことにより形成されている。
ここで、本実施形態のセンサモジュール２００では、圧電基材１０を境にして、加圧面２１側が加圧部２０Ａとなり、加圧面２１側と反対側が基部２０Ｂとなる。
【０１３７】
なお、本体部２１０としては、以下の材料を採用することができる。
有機ゲル、無機ゲル、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、パーフルオロエラストマー、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、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のエラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエステル、環状ポリオレフィン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタクリル・スチレン共重合体、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの共重合体やアロイ、変性体、発泡体（フォーム）といった高分子材料、木材などを使用することができる。
本実施形態では、本体部２１０のヤング率Ｅｆが１０−３〜１０１ＧＰａの範囲であり、人の手により弾性変形が可能な硬さとされている。したがって、本実施形態のセンサモジュール２００では圧電基材１０が撓みやすい。
【０１３８】
また、本実施形態では、加圧部２０Ａにおける圧電基材１０との隣接方向の厚さ（図５Ｃのｄａ）は、前記隣接方向における基部２０Ｂの厚さ（図５Ｃのｄｂ）よりも厚い。
上記の厚さの関係によれば、以下の作用が生ずる。まず、基部２０Ｂに対して加圧部２０Ａを厚くすることで、加圧部２０Ａでは曲げが生じにくく、加圧面２１における加圧の場所によらず圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすくなる。また、基部２０Ｂでは、加圧部２０Ａと比べて曲げが生じやすく、加圧方向（図５Ｃの矢印Ｐ方向）に対して圧電基材１０が撓みやすい。したがって、加圧部２０Ａに対して加えられた圧力を高い感度で検出することができる。本実施形態によれば、圧電基材１０を加圧面２１に対して直線状に配設すれば足り、圧電基材１０を加圧面２１の全面に対し、例えば、波型や渦巻状に配設する必要がない。すなわち、圧電基材１０の長さを短縮することが可能となる。
【０１３９】
（センサモジュールの製造方法）
本実施形態のセンサモジュール２００を製造する場合、圧電基材１０の埋め込み方法としては、本体部２１０の成型時に埋め込む場合と、本体部２１０の成型後に埋め込む場合の２通りがある。
まず、本体部２１０の成型時に埋め込む場合、溶融押出しにより、又は射出成型により圧電基材１０を囲むように、本体部２１０を形成する。このように形成されたセンサモジュール２００では、本体部２１０内部に埋め込まれた圧電基材１０が本体部２１０に対して固定されている。また、硬化性の材料を、圧電基材１０を囲むように配置した後に硬化させることで本体部２１０を形成することもできる。
また、本体部２１０の成型後に埋め込む場合は、成型後の本体部２１０の側面に穴を開け、圧電基材１０を挿入して成形される。なお、後から圧電基材１０を挿入する場合は、圧電基材１０が挿入される穴に接着剤を流し込んだ上で挿入する。または、圧電基材１０を挿入した後、接着剤を含浸する。接着剤を使用することで、本体部２１０において、圧電基材１０が軸方向に移動することを防ぐことができる。
【０１４０】
＜第３の実施形態＞
図６Ａ〜図６Ｃを基に、第３の実施形態のセンサモジュール２００について説明する。
第３の実施形態は、粘着テープ２４０と第１部材２２０とでセンサモジュールを構成した例である。具体的に、本実施形態のセンサモジュール２００は以下の構造を有している。すなわち、ケーブル状の圧電基材１０と、圧電基材１０に隣接して設けられ、かつ圧電基材１０の対向側から加圧される加圧部２０Ａと、を有している。また本実施形態では、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａは１０−３〜１０１ＧＰａの範囲である。
なお、圧電基材１０の構造については、第１の実施形態と同じであり、説明は割愛する。また、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付すものとする。
【０１４１】
図６Ａは、本実施形態のセンサモジュール２００の斜視図である。本実施形態のセンサモジュール２００は、直方体状の第１部材２２０と、粘着テープ２４０に覆われ、かつ第１部材２２０の下面に配された圧電基材１０とを備えている。
図６Ｂは、圧電基材１０の軸（直線Ｃ）を境とするセンサモジュール２００の底面断面図（主面に平行面の断面図）であって、図６ＡのＰ３−Ｐ３’線断面図ある。同図に示すように、圧電基材１０は、長さ方向の一端から他端に向けてケーブル状の圧電基材１０が一直線に延びている。そして、圧電基材１０の先端部及び外周部を覆うように粘着テープ２４０が設けられている。
【０１４２】
図６Ｃは、圧電基材１０の軸（直線Ｃ）を境とするセンサモジュール２００の側面断面図（厚さ方向の断面図）であって、図６ＡのＳ３−Ｓ３’線断面図ある。同図に示すように、圧電基材１０の先端部及び下部を覆うように粘着テープ２４０が設けられている。粘着テープ２４０は、圧電基材１０を覆うように第１部材２２０に対して貼り付けられている。
本実施形態では、加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）のヤング率Ｅａが１０−３〜１０１ＧＰａの範囲であり、加圧面２１における加圧の場所によらず圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすい。また、圧電基材１０の加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）と対向する面には、圧電基材１０を拘束する部材が存在しないため、加圧方向（図６Ｃの矢印Ｐ方向）に対して圧電基材１０は撓みやすい。したがって、加圧部２０Ａに対して加えられた圧力を高い感度で検出することができる。本実施形態によれば、圧電基材１０を加圧面２１に対して直線状に配設すれば足り、圧電基材１０を加圧面２１の全面に対し、例えば、波型や渦巻状に配設する必要がない。すなわち、圧電基材１０の長さを短縮することが可能となる。
【０１４３】
（センサモジュールの製造方法）
本実施形態のセンサモジュール２００を製造する場合、まず、第１部材２２０の下面に圧電基材１０を直線状に設置する。そして、圧電基材１０を覆うように粘着テープ２４０を貼り付ける。
【０１４４】
＜第４の実施形態＞
図７Ａ及び図７Ｂを基に、第４の実施形態のセンサモジュール２００について説明する。
第４の実施形態は、以下の点を特徴としている。即ち、ケーブル状の圧電基材１０と、圧電基材１０に隣接して設けられ、かつ圧電基材１０の対向側から加圧される加圧部２０Ａと、を有している。そして、加圧部２０Ａに隣接する圧電基材１０の長さは、圧電基材１０の加圧部２０Ａとの接触部の長さと異なることを特徴としている。
図７Ａに示すように、本実施形態のセンサモジュール２００は、加圧部２０Ａとして直方体状の第１部材２２０と、第１部材２２０の下面に配された圧電基材１０とを備えている。この第１部材２２０は、圧電基材１０の配設場所３箇所に開口部２５０が設けられている。
【０１４５】
図７Ｂは、圧電基材１０の軸（直線Ｃ）を境とするセンサモジュール２００の側面断面図（厚さ方向の断面図）であって、図７ＡのＳ４−Ｓ４’線断面図ある。同図に示すように、圧電基材１０は、第１部材２２０の下面（つまり、加圧面２１の反対側の面）において、開口部２５０を除く部分と接触している。なお、特に図示しないが、圧電基材１０は第１部材２２０に対し、接着材や粘着テープにより固定されている。
ここで、加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）に隣接する圧電基材１０の長さをＬＡ、圧電基材１０の加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）との接触部の長さをそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４とすると、以下の関係が成立する。
ＬＡ＞Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４
【０１４６】
以上、加圧部２０Ａに隣接する圧電基材１０の長さは、圧電基材１０の加圧部２０Ａとの接触部の長さと異なるといえる。
本実施形態では、加圧面２１のうち開口部２５０を除く部分においては、加圧の場所によらず圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすい。また、圧電基材１０の加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）と対向する面では、開口部２５０により加圧の影響を受けない部分が生じるため、加圧の影響を受ける開口部２５０以外の部分との間でせん断力が生じるため、圧電基材１０は変形しやすい。したがって、本実施形態では加圧部２０Ａに対して加えられた圧力を高い感度で検出することができる。本実施形態によれば、圧電基材１０を加圧面２１に対して直線状に配設すれば足り、圧電基材１０を加圧面２１の全面に対し、例えば、波型や渦巻状に配設する必要がない。すなわち、圧電基材１０の長さを短縮することが可能となる。
なお、本実施形態のセンサモジュール２００の製造方法は、上述した第３の実施形態の製造方法と同じである。
【０１４７】
＜第５の実施形態＞
図８Ａ及び図８Ｂを基に、第５の実施形態のセンサモジュール２００について説明する。
第５の実施形態は、以下の点を特徴としている。即ち、ケーブル状の圧電基材１０と、圧電基材１０に隣接して設けられ、かつ圧電基材１０の対向側から加圧される加圧部２０Ａと、圧電基材１０に隣接し、かつ加圧部２０Ａの対向側に設けられた基部２０Ｂと、を有している。そして、加圧部２０Ａ及び基部２０Ｂに隣接する圧電基材１０の長さは、圧電基材１０の加圧部２０Ａ及び基部２０Ｂとの接触部の長さと異なることを特徴としている。
図８Ａに示すように、本実施形態のセンサモジュール２００は、加圧部２０Ａとして直方体状の第１部材２２０と、基部２０Ｂとしての直方体状の第２部材２２２を有している。そして、第１部材２２０と第２部材２２２との間に圧電基材１０が配されている。ここで、第１部材２２０には、圧電基材１０の配設場所３箇所に開口部２５０が設けられ、第２部材２２２には、圧電基材１０の配設場所４箇所に開口部２５５が設けられている。
【０１４８】
図８Ｂは、圧電基材１０の軸（直線Ｃ）を境とするセンサモジュール２００の側面断面図（厚さ方向の断面図）であって、図８ＡのＳ５−Ｓ５’線断面図ある。同図に示すように、圧電基材１０は、第１部材２２０の下面（つまり、加圧面２１の反対側の面）において、開口部２５０を除く部分と接触し、第２部材２２２の上面（つまり、加圧面２１側の面）において開口部２５５を除く部分と接触している。なお、特に図示しないが、圧電基材１０は第１部材２２０及び／又は第２部材２２２に対し、接着材などにより固定されている。また、圧電基材１０が自己粘着性を有する被覆部材に被覆されている場合は、この被覆部材の自己粘着性を利用して第１部材２２０及び第２部材２２２に固定される。
ここで、加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）及び基部２０Ｂ（つまり、第２部材２２２）に隣接する圧電基材１０の長さをＬＡとする。また、圧電基材１０の加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）との接触部の長さをそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４とし、基部２０Ｂ（つまり、第２部材２２２）との接触部の長さをそれぞれＬ５、Ｌ６、Ｌ７及びＬ８すると、以下の関係が成立する。
【０１４９】
ＬＡ＜Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６＋Ｌ７＋Ｌ８
以上、加圧部２０Ａ及び基部２０Ｂに隣接する圧電基材１０の長さは、圧電基材１０の加圧部２０Ａ及び基部２０Ｂとの接触部の長さと異なるといえる。
本実施形態では、加圧面２１のうち開口部２５０を除く部分においては、加圧の場所によらず圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすい。一方、圧電基材１０の加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）と対向する面では、開口部２５０により加圧されない部分が生じる。また、圧電基材１０の基部２０Ｂ（つまり、第２部材２２２）と対向する面では、開口部２５５により、圧電基材１０が支持されない部分が生じる。このため圧電基材１０では、加圧の影響を受ける開口部２５０以外の部分と、圧電基材１０が支持されない開口部２５５との間でせん断力が生じるため、圧電基材１０は変形しやすい。したがって、本実施形態では加圧部２０Ａに対して加えられた圧力を高い感度で検出することができる。本実施形態によれば、圧電基材１０を加圧面２１に対して直線状に配設すれば足り、圧電基材１０を加圧面２１の全面に対し、例えば、波型や渦巻状に配設する必要がない。すなわち、圧電基材１０の長さを短縮することが可能となる。
なお、本実施形態のセンサモジュール２００の製造方法は、上述した第１の実施形態の製造方法と同じである。
【０１５０】
＜第６の実施形態＞
第６の実施形態の取付構造１００及びセンサモジュール２００は、第３の実施形態の構成に加えて、以下の点を特徴とする。即ち、図１０に示すように、加圧部２０Ａにおける加圧側（つまり、加圧面２１側）には１又は複数の層からなる覆部２４が隣接して設けられていることを特徴としている。この特徴によれば、加圧される物体に合わせて加圧面２１の材質を選択することが可能となる。例えば、人の接触を感知するセンサモジュール２００の場合、人が衝突する部分となる覆部２４をウレタンなどの軟質素材とすることができる。
また、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａは、覆部２４のうち加圧部２０Ａに隣接する層２４Ａのヤング率Ｅｄよりも大きいことを特徴としている。この特徴によれば、加圧部２０Ａの上部に覆部２４を設けても、加圧部２０Ａでは圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすい。
【０１５１】
＜第７の実施形態＞
第７の実施形態の取付構造１００及びセンサモジュール２００は、第１の実施形態の構成に加えて、以下の点を特徴とする。即ち、図１１に示すように、基部２０Ｂにおける圧電基材１０の反対側には１又は複数の層からなる支持部２２が隣接して設けられていることを特徴としている。この特徴によれば、センサモジュール２００が装着される対象物に合わせて支持部２２の材質を選択することが可能となる。例えば、壁面に対する衝突を感知するセンサモジュール２００の場合、壁面（例えば、コンクリート面）に装着される支持部２２をアルミニウム板などの金属材料とすることができる。
また、基部２０Ｂのヤング率Ｅｂは、支持部２２のうち基部２０Ｂに隣接する層２２Ａのヤング率Ｅｃよりも小さいことを特徴としている。この特徴によれば、基部２０Ｂの下部に支持部２２を設けても、圧電基材１０の撓みや変形が妨げられることが無い。
【０１５２】
（実施形態のまとめ）
各実施形態においては、物体の接触により加圧部２０Ａが加圧される（衝撃や振動による加圧を含む）と、圧電基材１０が撓むことにより、又はせん断力による変形により信号を出力する。これにより、各実施形態は圧力センサ（衝撃センサ、振動センサ）として機能するのである。
そして各実施形態において、加圧部２０Ａでは圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすく、一方、圧電基材１０は撓みやすい、又は変形しやすく形成されている。各実施形態によれば、加圧部２０Ａに対して加えられた圧力を高い感度で検出しつつ、圧電基材１０の長さを短縮することが可能となる。
【０１５３】
なお、各実施形態については、実施形態同士を適宜組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しすることができる。
以上、本実施形態の取付構造１００及びセンサモジュール２００は、次のセンサに採用することができる。例えば、センサとしては、加圧センサ、衝撃センサ、振動センサ、生体情報（心拍、呼吸、体動）センサ等がある。また、これらのセンサが装着される、又はこれらのセンサと一体化された構造体に採用することができる。例えば、自動車（四輪自動車、二輪自動車等）、列車、荷車、船舶、航空機、自転車、台車、キャスター付トランク、ロボット、アクチュエータなどの移動する構造体に採用することができる。また、プロテクター、サポーター、靴、衣服、帽子、ヘルメットなどの人を保護する構造体に採用することができる。さらに、壁材、窓枠、床材、カーペット、座布団、ベッド、椅子、乗物用シートなどの固定物にも採用することができる。床材としては例えば木材やプラスチック、畳、樹脂製の模擬畳、金属、ガラス等が挙げられる。
【実施例】
【０１５４】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。【０１５５】
実施例及び比較例として、ケーブル状の圧電基材１０を配設したセンサモジュール２００を複数製造した。
（実施例１）
実施例１のセンサモジュール２００は、図９に示すように、板状の第１部材２２０と、第１部材２２０の下面に配された圧電基材１０と、圧電基材１０を第１部材２２０に対して固定する粘着テープ２４０と、を備えている。
＜圧電基材の製法＞
上述のように製造した圧電フィルム（ＰＬＡフィルム）から、厚さ５０μｍ、幅０．６ｍｍのマイクロスリットリボンを作製した。次に株式会社明清産業製の錦糸線（型番：ｕ２４）に対してマイクロスリットリボンを、錦糸線の長手方向に対して、斜め４５°の方向に、Ｓ巻（反時計周り）方向にラッピング加工した。さらに外側に、外部導体として、幅０．３ｍｍ、厚さ３０μｍの圧延銅箔をマイクロスリットリボンが外側から露出しないように密にＺ巻方向にラッピングし、圧電基材１０とした。
さらに、実際に圧力を検出するために、圧電基材１０を７０ｍｍにカットし、６０ｍｍを実際に歪を測定する領域とし（図１６Ａの寸法Ｒ参照）、残りの１０ｍｍの部分は、同軸ケーブルに接続するための接続電極部とした。同軸ケーブルは電荷量を測定するためのエレクトロメータ４５０（図１５参照）に接続して評価した。【０１５６】
＜センサモジュールの製造＞
実施例１は、図１６Ａに示すように、幅（寸法Ｚ）が６０ｍｍ、長さ（寸法Ｘ）が１００ｍｍに形成されている。ここで、圧電基材１０を接触させる第１部材２２０としては、光スミホリデー社製の厚さ２ｍｍのアクリル板を矩形に加工した。そして加工した第１部材２２０において、圧電基材１０をその軸が第１部材２２０の長手方向に対して斜め４５°の方向を向くように配置した（図１６Ａ参照）。さらに、圧電基材１０を厚さ０．０５ｍｍ、幅１０ｍｍの粘着テープ２４０（ポリイミド製粘着テープ）で第１部材２２０に対して固定した。以上、実施例１では、圧電基材１０が第１部材２２０と粘着テープ２４０により挟まれた状態で固定されている。【０１５７】
（実施例２）
実施例２のセンサモジュール２００は、図１０に示すように、板状の覆部２４（層２４Ａ）と、覆部２４の下部に隣接する板状の第１部材２２０と、第１部材２２０の下面に配された圧電基材１０と、圧電基材１０を第１部材２２０に対して固定する粘着テープ２４０と、を備えている。
ここで、覆部２４には、プロト技研製の厚さ６ｍｍのウレタンシートが、第１部材２２０には、東レ製ルミラの厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルムが、それぞれ採用されている。
なお、その他の構成は実施例１と同様であり、説明を割愛する。【０１５８】
（実施例３）
実施例３のセンサモジュール２００は、図１１に示すように、板状の第１部材２２０と、第１部材２２０の下部に配された圧電基材１０と、圧電基材１０を第１部材２２０に対して固定する粘着テープ２４０と、を備えている。さらに、実施例３のセンサモジュール２００は、粘着テープ２４０の下部に隣接する板状の第２部材２２２と、第２部材２２２の下部に隣接する板状の支持部２２（層２２Ａ）と、を備えている。
ここで、第１部材２２０には、光スミホリデー社製の厚さ２ｍｍのアクリル板が、第２部材２２２には、プロト技研製の厚さ６ｍｍのウレタンシートが、支持部２２には、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板が、それぞれ採用されている。
なお、その他の構成は実施例１と同様であり、説明を割愛する。【０１５９】
（実施例４）
実施例４のセンサモジュール２００は、図１２に示すように、板状の覆部２４（層２４Ａ）と、覆部２４の下部に隣接する板状の第１部材２２０と、第１部材２２０の下面に配された圧電基材１０と、圧電基材１０を第１部材２２０に対して固定する粘着テープ２４０と、を備えている。さらに、実施例４のセンサモジュール２００は、粘着テープ２４０の下部に隣接する板状の第２部材２２２と、第２部材２２２の下部に隣接する板状の支持部２２（層２２Ａ）と、を備えている。
ここで、覆部２４には、プロト技研製の厚さ６ｍｍのウレタンシートが、第１部材２２０には、東レ製ルミラの厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルムが、第２部材２２２には、プロト技研製の厚さ６ｍｍのウレタンシートが、支持部２２には、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板が、それぞれ採用されている。
なお、その他の構成は実施例１と同様であり、説明を割愛する。【０１６０】
（比較例１）
比較例１のセンサモジュール２００は、図１３に示すように、板状の第１部材２２０と、第１部材２２０の下面に配された圧電基材１０と、圧電基材１０を第１部材２２０に対して固定する粘着テープ２４０と、粘着テープ２４０の下部に隣接する板状の第２部材２２２とを備えている。
ここで、第１部材２２０には、光スミホリデー社製の厚さ２ｍｍのアクリル板が、第２部材２２２には、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板が、それぞれ採用されている。
なお、その他の構成は実施例１と同様であり、説明を割愛する。【０１６１】
（比較例２）
比較例２のセンサモジュール２００は、図１４に示すように、板状の覆部２４（層２４Ａ）と、覆部２４の下部に隣接する板状の第１部材２２０と、第１部材２２０の下面に配された圧電基材１０と、圧電基材１０を第１部材２２０に対して固定する粘着テープ２４０と、を備えている。さらに、比較例２のセンサモジュール２００は、粘着テープ２４０の下部に隣接する板状の第２部材２２２を備えている。
ここで、覆部２４には、プロト技研製の厚さ６ｍｍのウレタンシートが、第１部材２２０には、東レ製ルミラの厚さ０．１ｍｍのＰＥＴフィルムが、第２部材２２２には、厚さ１０ｍｍのアルミニウム板が、それぞれ採用されている。
なお、その他の構成は実施例１と同様であり、説明を割愛する。【０１６２】
上記のように製造した各実施例及び各比較例について、以下の測定及び評価を行った。
＜ヤング率＞
センサモジュール２００を構成する各部材のヤング率を、ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準拠した引張試験方法により、ＪＩＳ  Ｋ６２５１の規定されるダンベル状１号形の試験片を用いて計測した。第１部材２２０のヤング率は、後述する荷重負荷により得られた応力ひずみ線図における弾性域（線形部）の傾きとして求めた。
なお、以下の測定及び評価に際し、粘着テープ２４０の影響は無視している。【０１６３】
＜電圧感度測定＞
上述のように製造したセンサモジュール２００を、荷重負荷・発生電荷量検出装置４００にセットし電圧感度の測定を行った。ここで、荷重負荷・発生電荷量検出装置４００とは、図１５に示すように、引張試験機４１０（エーアンドディ社製引張試験機テンシロンＲＴＧ１２５０）と、エレクトロメータ４５０と、ＡＤ変換器４５２と、解析用ＰＣ４５４とを有している。引張試験機４１０はさらに、上下に移動するクロスヘッド４１５と、クロスヘッド４１５に固定されたロードセル４２０と、ロードセル４２０の先端に装着された押出棒４２５と、測定物を設置する架台４３０とを有している。ここで、架台４３０にはセンサモジュール２００を支持するための、左右一対の支持体４４０が設けられている。なお、左右の支持体４４０の間の距離Ｙは８０ｍｍとされている（図１５及び図１６Ａ参照）
ここで、圧電基材１０で発生した電荷は、エレクトロメータ４５０において検出される。一方、ＡＤ変換器４５２では、エレクトロメータ４５０で検出された電荷、ロードセル４２０で検出された荷重、クロスヘッド４１５の移動量である歪値がそれぞれ入力される。そして、ＡＤ変換器４５２でデジタル化された情報が解析用ＰＣ４５４に出力され、解析用ＰＣ４５４において各検出値が算出される。【０１６４】
（発生電圧）
図１５、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すようにセンサモジュール２００の両端部を支持体４４０に設置し、センサモジュール２００の加圧面２１の中央部を押出棒４２５で押圧すると、センサモジュール２００の撓み変形に伴い、圧電ラインに張力が印加され、圧電効果により電荷が発生する。この電荷を、エレクトロメータ４５０（ケースレー社製エレクトロメータ６５１４）で読み取る。そして、読み取った電荷量をセンサの静電容量４１ｐＦで除し、得られた値を発生電圧とした。【０１６５】
（電圧感度）
電圧感度の測定は、センサモジュール２００の加圧面２１の中央部に押出棒４２５を垂直に接触させ、クロスヘッドスピード毎分１ｍｍで荷重を負荷する。荷重は、引張試験機４１０のロードセル４２０で計測され、荷重が５Ｎに達したら、クロスヘッド４１５の進行方向を反転させて荷重を減じる。荷重が１Ｎに達したら、再度、クロスヘッド４１５の進行方向を反転させる。そして、再び、荷重を増大させ５Ｎに達したら力を減じる。
このサイクルを５サイクル行い、荷重をＸ軸、発生電圧をＹ軸として、測定値をプロットした。そして、最小二乗法による直線近似を行い、単位力（Ｎ）当たりの発生電圧（Ｖ）を示す直線の傾きを電圧感度とした。
以下、実施例及び比較例の概要を示すとともに、表１に実施例１〜４、並びに比較例１及び２の構成と評価結果を示す。【０１６６】
【表１】
0006655196.tif 000005
【０１６７】
（表１の説明）
表中、「（数値ａ）Ｅ（数値ｂ）」の表記は、「（数値ａ）×１０（数値ｂ）」を表す。例えば、「７．５Ｅ−０３」との表記は、７．５×１０−３を表す。
電圧感度について、実施例は０．１６３〜１．７５６Ｖ／Ｎの範囲であり、比較例は０．０７４〜０．１２３Ｖ／Ｎの範囲であった。人が触れる程度の低圧力でも高感度で検知するためには、０．１６Ｖ／Ｎ以上の範囲であることが望ましい。【０１６８】
実施例３及び４、並びに比較例１及び２におけるヤング率比Ｅｂ／Ｅａを対比すると１．０×１０−２以下の値が好適といえる。すなわち、ヤング率比Ｅｂ／Ｅａが１０−２以下となるよう形成することで、次のことがいえる。加圧部２０Ａ（つまり、第１部材２２０）では、加圧面２１における加圧の場所によらず圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすく、また、基部２０Ｂ（つまり、第２部材２２２）では、加圧方向に対して圧電基材１０が撓みやすい（換言すると、変形しやすい）ことが確認された。既知の材料のヤング率を考慮すれば、ヤング率比Ｅｂ／Ｅａが１０−１以下であれば、加圧方向に対して圧電基材１０が撓みやすいといえる。
実施例３及び４では、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａが１０−２〜１０１ＧＰａの範囲であり、基部２０Ｂのヤング率Ｅｂが１０−３〜１０−１ＧＰａの範囲であった。実施例１及び２においても、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａが１０−３〜１０１ＧＰａの範囲であった。【０１６９】
実施例２及び４において、加圧部２０Ａのヤング率Ｅａと、覆部２４のうち加圧部２０Ａに隣接する層２４Ａのヤング率Ｅｄとを対比すると、Ｅａ＞Ｅｄの関係が成立している。すなわち、加圧部２０Ａの上部に覆部２４を設けても、加圧部２０Ａでは圧力が圧電基材１０に対して伝達されやすいことが確認された。
実施例３及び４において、基部２０Ｂのヤング率Ｅｂと、支持部２２のうち基部２０Ｂに隣接する層２２Ａのヤング率Ｅｃとを対比すると、Ｅｂ＜Ｅｃの関係が成立している。すなわち、基部２０Ｂの下部に支持部２２を設けても、圧電基材１０の撓み（換言すると、変形）が妨げられることが無いことが確認された。
以上、各実施例によれば、加圧部２０Ａに対して加えられた圧力が高い感度で検出されることが分かる。そして、圧電基材１０を加圧面２１の全面に対して配設する必要がないため、圧電基材１０の長さを短縮することが可能である。【０１７０】
２０１６年９月２７日に出願された日本国特許出願２０１６−１８８６００の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【符号の説明】
【０１７１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  圧電基材
１２Ａ  内部導体
１４Ａ  第１の圧電体
１４Ｂ  第２の圧電体
１６  絶縁性糸
２０Ａ  加圧部
２０Ｂ  基部
２１  加圧面
２２  支持部
２２Ａ  支持部のうち基部に隣接する層
２４  覆部
２４Ａ  覆部のうち加圧部に隣接する層
１００  圧電基材の取付構造
２１０  本体部
２２０  第１部材
２２２  第２部材
２４０  粘着テープ
【図１Ａ】
0006655196.tif 000006
【図１Ｂ】
0006655196.tif 000007
【図１Ｃ】
0006655196.tif 000008
【図２Ａ】
0006655196.tif 000009
【図２Ｂ】
0006655196.tif 000010
【図３】
0006655196.tif 000011
【図４】
0006655196.tif 000012
【図５Ａ】
0006655196.tif 000013
【図５Ｂ】
0006655196.tif 000014
【図５Ｃ】
0006655196.tif 000015
【図６Ａ】
0006655196.tif 000016
【図６Ｂ】
0006655196.tif 000017
【図６Ｃ】
0006655196.tif 000018
【図７Ａ】
0006655196.tif 000019
【図７Ｂ】
0006655196.tif 000020
【図８Ａ】
0006655196.tif 000021
【図８Ｂ】
0006655196.tif 000022
【図９】
0006655196.tif 000023
【図１０】
0006655196.tif 000024
【図１１】
0006655196.tif 000025
【図１２】
0006655196.tif 000026
【図１３】
0006655196.tif 000027
【図１４】
0006655196.tif 000028
【図１５】
0006655196.tif 000029
【図１６Ａ】
0006655196.tif 000030
【図１６Ｂ】
0006655196.tif 000031