(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の導電性材料及び前記線状の導電性材料の周囲を覆う加圧されることにより電気的特性が変化する感圧部材からなる線状圧力感応部を複数有する平面状圧力センサーであって、
平面視で直線状かつ平行に、互いに離間して配置された複数の導電性糸が織り込まれ又は縫い込まれた異方導電性布を有し、
前記複数の線状圧力感応部は、互いに平行にかつ前記異方導電性布の複数の導電性糸の延在方向とは交差する方向となるように、前記異方導電性布の表面に設けられており、
前記複数の線状圧力感応部における線状の導電性材料がそれぞれ第１電極を構成し、前記異方導電性布の複数の導電性糸がそれぞれ第２電極を構成している、
平面状圧力センサー。
【請求項２】
前記複数の線状圧力感応部は、前記異方導電性布の表及び裏に互い違いに配置されている、請求項１に記載の平面状圧力センサー。
【請求項３】
前記複数の線状圧力感応部は、それぞれ前記異方導電性布の表面に縫い付けられている、請求項１又は２に記載の平面状圧力センサー。
【請求項４】
前記異方導電性布は長方形又は正方形であり、
前記異方導電性布の少なくとも隣接する２辺側にはそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられており、
前記複数の線状圧力感応部の線状の導電性材料の一方側の端部はそれぞれ一方の辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されており、
前記異方導電性布の複数の導電性糸の一方側の端部はそれぞれ他方の辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されている、請求項１〜３のいずれかに記載の平面状圧力センサー。
【請求項５】
前記異方導電性布は長方形又は正方形であり、
前記異方導電性布の４辺側にはそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられており、
前記複数の線状圧力感応部における線状の導電性材料の両側の端部はそれぞれ対応する辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されており、
前記異方導電性布における複数の導電性糸の両側の端部はそれぞれ対応する辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されている、請求項１〜３のいずれかに記載の平面状圧力センサー。
【請求項６】
前記複数の金属製スナップボタン型端子は、隣接する２辺側では凸状とされ、隣接する他の２辺側では凹状とされている、請求項５に記載の平面状圧力センサー。
【請求項７】
前記平面状圧力センサーの複数がそれぞれ前記金属製スナップボタン型端子部分で結合されて一体化されている、請求項６に記載の平面状圧力センサー。
【請求項８】
さらに両側の最外面はそれぞれ非導電性布で被覆されており、前記非導電性布と前記異方導電性布とは互いに縫い合わされている、請求項１〜７のいずれかに記載の平面状圧力センサー。
【請求項９】
線状の導電性材料及び前記線状の導電性材料の周囲を覆う加圧されることにより電気的特性が変化する感圧部材からなる線状圧力感応部を複数有する平面状圧力センサーであって、
非導電性布を有し、
前記非導電性布の一方側の表面に、前記複数の線状圧力感応部が互いに平行に第１の方向に整列固定されており、
前記第１の方向に整列固定された前記複数の線状圧力感応部上に、前記複数の線状圧力感応部が前記第１の方向とは交差する第２の方向に整列固定されており、
複数の前記第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料がそれぞれ第１電極を構成し、
複数の前記第２の方向に整列固定されている前記線状圧力感応部の線状の導電性材料がそれぞれ第２電極を構成している、
平面状圧力センサー。
【請求項１０】
前記複数の第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部の上側及び下側に前記第２の方向に複数の線状圧力感応部が互い違いとなるように整列固定されているか、又は、前記複数の第２の方向に整列固定されている線状圧力感応部の上側及び下側に前記第１の方向に複数の線状圧力感応部が互い違いとなるように整列固定されている、請求項９に記載の平面状圧力センサー。
【請求項１１】
前記第１の方向及び前記第２の方向に整列固定されている複数の線状圧力感応部は、それぞれ前記非導電性布の表面に縫い付けられている、請求項９又は１０に記載の平面状圧力センサー。
【請求項１２】
前記非導電性布は長方形状又は正方形状であり、
前記非導電性布の少なくとも隣接する２辺側にはそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられており、
前記複数の第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料の一方側の端部はそれぞれ一方の辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されており、
前記複数の第２の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料の一方側の端部はそれぞれ他方の辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されている、請求項９〜１１のいずれかに記載の平面状圧力センサー。
【請求項１３】
前記非導電性布は長方形状又は正方形状であり、
前記非導電性布の４辺側にはそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられており、
前記複数の第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料の両側の端部はそれぞれ対応する２辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されており、
前記複数の第２の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料の両側の端部はそれぞれ対応する他の２辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されている、請求項９〜１１のいずれかいずれかに記載の平面状圧力センサー。
【請求項１４】
前記複数の金属製スナップボタン型端子は、隣接する２辺側では凸状とされ、隣接する他の２辺側では凹状とされている、請求項１３に記載の平面状圧力センサー。
【請求項１５】
前記平面状圧力センサーの複数がそれぞれ前記金属製スナップボタン型端子部分で結合されて一体化されている、請求項１４に記載の平面状圧力センサー。
【請求項１６】
最上部側の前記第１の方向又は前記第２の方向に整列固定されている複数の線状圧力感応部は別の非導電性布で被覆されており、前記別の非導電性布と最下部の非導電性布とは互いに縫い付けられている、請求項９〜１５のいずれかに記載の平面状圧力センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大面積の圧力分布を測定することができる平面状圧力センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一次元状の圧力分布を測定し得る線状の圧力センサー、二次元状ないし三次元状の圧力分布を測定し得る平面状の圧力センサーが知られている。例えば、特許文献１（特開平０９−２０３６７１号公報）には、半導体基板上に形成した個々の圧力感知部を一次元状ないし二次元状に配列した、一次元状ないし二次元状の圧力分布を測定し得る圧力センサーが開示されている。
【０００３】
特許文献２（特開２００８−２５６４７０号公報）には、マトリクス状に配置した行電極と列電極との交差点に、加えられている圧力に応じて電気的特性が変化する感圧部材を設けた構成の平面状の圧力センサーが開示されている。特許文献３（特開２００９−０４２１０８号公報）には、非導電性布部に、直線状に平行にして複数の導電性糸を縫い付けた上布部と下布部とを、それぞれの布部の導電性糸が互いに垂直となるように重ね合わせるとともに、上布部と下布部との間に加えられている圧力に応じて電気的特性が変化する１枚のシート状の感圧部材を設けた平面状の圧力センサーが開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献４（特開２００８−１７０４２５号公報）には、図１４Ａ及び図１４Ｂに示したように、線状弾性基材５１の表面に導電性層５２を被覆し、さらにその表面を誘電体層５３で被覆した感圧用線材５４を有し、この感圧用線材５４の複数本をそれぞれ縦糸５４ａ及び横糸５４ｂとして織り込み、マトリクス状に形成された縦糸５４ａと横糸５４ｂとの交点５５を圧力の感知部とした平面状の圧力センサー５０が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９-２０３６７１号公報
【特許文献２】特開２００８−２５６４７０号公報
【特許文献３】特開２００９−０４２１０８号公報
【特許文献４】特開２００８−１７０４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示されている圧力センサーによれば、圧力検出用の信号増幅器及び信号演算器をも備えていることと相まって、小型で、高精度かつ高感度に一次元状ないし二次元状の圧力分布を測定することができるようになる。しかし、上記特許文献１に開示されている圧力センサーは、半導体基板上に圧力感知部を形成しているため、構成が複雑であるとともに、長尺の一次元状の圧力分布を検知し得る圧力センサーないし大面積の二次元状の圧力分布を検知し得る圧力センサーとするには、非常に高価となってしまうという課題が存在する。
【０００７】
上記特許文献２に開示されている圧力センサーによれば、行電極及び列電極が導電性インクにより形成されているとともに、感圧部材も感圧インク層からなるものを用いているので、製造が容易であり、軽量小型で安価な圧力センサーが得られる。しかしながら、上記特許文献２に開示されている圧力センサーは、フィルム基材内に形成されているため、柔軟性に欠けるとともに、大面積の二次元状の圧力分布を検知し得る圧力センサーとするには非常に高価となってしまうという課題が存在する。
【０００８】
上記特許文献３に開示されている圧力センサーによれば、製造が容易であり、しかも柔軟性に優れているために、二次元平面だけでなく、二次元曲面や自由曲面における圧力分布を測定し得る圧力センサーが得られる。しかしながら、上記特許文献３に開示されている圧力センサーは、上布部及び下布部の導電性糸が感圧部材を介して互いに対向する部分が圧力感応部となるが、感圧部材が上布部と下布部との間の全面にわたって設けられているため、隣接する圧力感応部の出力が互いに干渉し合い、高精細に二次元状の圧力分布を測定することが困難であるという課題が存在している。
【０００９】
さらに、上記特許文献４に開示されている圧力センサーによれば、感圧用線材をそれぞれ縦糸及び横糸として織り込むことにより製造しているため、一応柔軟性及び通気性を有し、二次元平面だけでなく、二次元曲面や自由曲面における圧力分布を高精度に測定することができ、しかも容易に大面積の圧力センサーを製造することができる。しかしながら、上記特許文献４に開示されている圧力センサーの感圧用線材は、中空筒状弾性体ないし中実筒状弾性体の表面に電極となる導電体層及び誘電体層を真空蒸着によって設けているため、高価となるとともに、径が大きくなるので得られる平面状圧力センサーが厚くなり、しかも、柔軟性が十分ではなく、高精細に二次元状の圧力分布を測定することが困難であるという課題が存在する。
【００１０】
本発明は、厚さが薄く、柔軟性に優れ、安価で、通気性が良好で、かつ大面積の圧力分布を高精細に測定し得る平面状圧力センサーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様の平面状圧力センサーによれば、
線状の導電性材料及び前記線状の導電性材料の周囲を覆う加圧されることにより電気的特性が変化する感圧部材からなる線状圧力感応部を複数有する平面状圧力センサーであって、
平面視で直線状かつ平行に、互いに離間して配置された複数の導電性糸が織り込まれ又は縫い込まれた異方導電性布を有し、
前記複数の線状圧力感応部は、互いに平行にかつ前記異方導電性布の複数の導電性糸の延在方向とは交差する方向となるように、前記異方導電性布の表面に設けられており、
前記複数の線状圧力感応部における線状の導電性材料がそれぞれ第１電極を構成し、前記異方導電性布の複数の導電性糸がそれぞれ第２電極を構成している、
平面状圧力センサーが提供される。
【００１２】
本発明の第１の態様の平面状圧力センサーでは、線状圧力感応部と異方導電性布の導電性糸との接触点が圧力感知点となる。本発明の第１の態様の平面状圧力センサーにおいては、線状の導電性材料からなる第１電極として細径のものを使用することができるために線状圧力感応部の径を細くすることができ、また、複数本の導電性糸が平面視で直線状かつ平行に互いに離間して織り込まれ又は縫い込まれた異方導電性布は、厚さが薄く、柔軟性に富むため、第２電極を構成する複数の導電性糸のそれぞれを線状圧力感応部の感圧部材を介して第１電極と密接に対向させることができる。
【００１３】
そのため、本発明の第１の態様の平面状圧力センサーによれば、厚さが薄く、柔軟性に優れ、安価で、通気性及び感度が良好で、高精細に圧力分布を測定し得る平面状圧力センサーが得られる。しかも、線状圧力感応部の長さは任意とすることができ、異方導電性布の長さ及び幅も任意とすることができるので、長さ及び幅がそれぞれ１ｍを越えるような大面積の圧力分布を測定し得る平面状圧力センサーも得ることができるようになる。
【００１４】
加えて、得られた平面状圧力センサーは、通気性が良好であるため、洗浄した場合であっても短時間で実質的に完全に乾燥させることができ、清潔で再使用が可能な平面状圧力センサーが得られる。本発明の一態様の平面状圧力センサーは、一般的な平面状の圧力分布測定用として使用し得るだけでなく、ベッドに敷いて用いる離床センサー、ベッドの横に敷くマットとしての離床センサー、車いす用の着座センサー、褥瘡予防のための体圧測定用センサー等にも使用することができる。なお、本発明の一態様の平面状圧力センサーは、形状の如何に係わらず形成し得るが、用途及び取り扱いの容易性を考慮すると、正方形又は長方形とすることが好ましい。
【００１５】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、前記複数の線状圧力感応部は、前記異方導電性布の表及び裏に互い違いに配置されているものとしてもよい。このような構成を採用すると、線状圧力感応部を高密度に配置することができるとともに、異方導電性布が波打つ状態となって個々の線状圧力感応部と異方導電性布との間の接触面積が大きくなるので、より高精細かつ高感度な平面状圧力センサーが得られる。
【００１６】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、前記複数の線状圧力感応部は、それぞれ前記異方導電性布の表面に縫い付けられていることが好ましい。このような構成を採用すると、線状圧力感応部を強固に異方導電性布の表面に固定することができ、経時劣化が少なく、しかも通気性が良好な平面状圧力センサーが得られる。なお、複数本の線状圧力感応部に対する縫い付け箇所は多い方が良好な結果が得られる。
【００１７】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、前記異方導電性布は長方形又は正方形であり、前記異方導電性布の少なくとも隣接する２辺側にはそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられており、前記複数の線状圧力感応部の線状の導電性材料の一方側の端部はそれぞれ一方の辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されており、前記異方導電性布の複数の導電性糸の一方側の端部はそれぞれ他方の辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されているものとしてもよい。このような構成を備えていると、外部接続用の複数のリード線を金属製スナップボタン型端子を有するもので形成することにより、ワンタッチで外部接続することができるようになる。
【００１８】
なお、外部接続用の複数のリード線としては、個別のリード線、印刷配線基板又は表面が絶縁された金属線からなる導電性糸を用いた異方導電性布を用いることができる。また、金属製スナップボタンの形状としては、凸状のもの及び凹状のものを任意に組み合わせて使用し得るが、外部接続用リード線の取付けの容易性を考慮すると、一つ辺側の複数の金属製スナップボタンの形状は全て凸状又は凹状に統一することが好ましい。
【００１９】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、前記異方導電性布は長方形又は正方形であり、前記異方導電性布の４辺側にはそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられており、前記複数の線状圧力感応部における線状の導電性材料の両側の端部はそれぞれ対応する辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されており、前記異方導電性布における複数の導電性糸の両側の端部はそれぞれ対応する辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されているものとすることができる。異方導電性布の４辺側にそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられていると、１個の平面状圧力センサーを単独で使用する場合においては、外部接続用の配線を設ける辺を適宜に選択し得るので、設計の自由度が増加する。
【００２０】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、前記複数の金属製スナップボタン型端子は、隣接する２辺側では凸状とされ、他の２辺側では凹状とされていることが好ましい。係る場合においては前記平面状圧力センサーの複数がそれぞれ前記金属製スナップボタン型端子部分で結合されて一体化されているものとすることができる。
【００２１】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、複数の金属製スナップボタン型端子を隣接する２辺側で互いに凸状及び凹状の異なるものとしても、隣接する２辺側では凸状とし、他の２辺側では凹状となるようにしても、単一の平面状圧力センサーを使用する場合には実質的に同様の作用効果を奏する。ただ、複数の金属製スナップボタン型端子を隣接する２辺側では凸状とし、隣接する他の２辺側では凹状となるように形成すると、それぞれの辺の複数の金属製スナップボタン型端子を介して左右上下方向に任意の数の平面状圧力センサーを一体に接続することができ、任意サイズの大型の平面状圧力センサーを得ることができるようになる。
【００２２】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、さらに両側の最外面はそれぞれ非導電性布で被覆されており、前記最外面側の非導電性布と前記異方導電性布とは互いに縫い合わされていることが好ましい。このような構成を採用すると、非導電性布は保護シートとして作用し、外部から異方導電性布の導電性糸や露出している導電性部分に直接触れることができなくなるので、平面状圧力センサーの寿命が長くなるとともに測定値の信頼性が向上する。加えて、非導電性布と異方導電性布が互いに縫い合わされているので、使用時に最外面側の非導電性布のズレが少なく、例えばベッドに敷いて用いる離床センサーとして用いた場合には、人が動いてもその動きに安定的に追従した出力が得られるようになる。
【００２３】
また、本発明の第２の態様の平面状圧力センサーによれば、
線状の導電性材料及び前記線状の導電性材料の周囲を覆う加圧されることにより電気的特性が変化する感圧部材からなる線状圧力感応部を複数有する平面状圧力センサーであって、
非導電性布を有し、
前記非導電性布の一方側の表面に、前記複数の線状圧力感応部が互いに平行に第１の方向に整列固定されており、
前記第１の方向に整列固定された前記複数の線状圧力感応部上に、前記複数の線状圧力感応部が前記第１の方向とは交差する第２の方向に整列固定されており、
複数の前記第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料がそれぞれ第１電極を構成し、
複数の前記第２の方向に整列固定されている前記線状圧力感応部の線状の導電性材料がそれぞれ第２電極を構成している、
平面状圧力センサーが提供される。
【００２４】
第２の態様の平面状圧力センサーにおいては、前記複数の第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部の上側及び下側に前記第２の方向に複数の線状圧力感応部が互い違いとなるように整列固定されているか、又は、前記複数の第２の方向に整列固定されている線状圧力感応部の上側及び下側に前記第１の方向に複数の線状圧力感応部が互い違いとなるように整列固定されているものとしてもよい。なお、第２の態様の平面状圧力センサーにおいても、どのような形状ものにも形成し得るが、用途及び取り扱いの容易性を考慮すると、正方形又は長方形とすることが好ましい。
【００２５】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、さらに、前記第１の方向及び前記第２の方向に整列固定されている複数の線状圧力感応部は、それぞれ前記非導電性布の表面に縫い付けられていることが好ましい。本発明の第２の態様の平面状圧力センサーでは、第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部と第２の方向に整列固定されている線状圧力感応部との接触点が圧力感知点となる。本発明の第２の態様の平面状圧力センサーによれば、製造が容易であり、その他の点については実質的に第１の態様の平面状センサーと同様の作用効果を奏する平面状圧力センサーが得られる。
【００２６】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、前記非導電性布は長方形状又は正方形状であり、前記非導電性布の少なくとも隣接する２辺側にはそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられており、前記複数の第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料の一方側の端部はそれぞれ一方の辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されており、前記複数の第２の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料の一方側の端部はそれぞれ他方の辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されているものとしてもよい。このような構成を備えていると、外部接続用の複数のリード線を金属製スナップボタン型端子を有するもので形成することにより、ワンタッチで外部接続することができるようになる。
【００２７】
なお、外部接続用の複数のリード線としては、個別のリード線、印刷配線基板又は表面が絶縁された金属線からなる導電性糸を用いた異方導電性布を用いることができる。また、金属製スナップボタンの形状としては、凸状のもの及び凹状のものを任意に組み合わせて使用し得るが、外部接続用リード線の取付けの容易性を考慮すると、一つ辺の複数の金属製スナップボタンの形状は全て凸状又は凹状に統一することが好ましい。
【００２８】
また、係る態様の平面状圧力センサーにおいては、前記非導電性布は長方形状又は正方形状であり、前記非導電性布の４辺側にはそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられており、前記複数の第１の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料の両側の端部はそれぞれ対応する２辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されており、前記複数の第２の方向に整列固定されている線状圧力感応部の線状の導電性材料の両側の端部はそれぞれ対応する他の２辺側の前記複数の金属製スナップボタン型端子に接続されているものとすることができる。異方導電性布の４辺側にそれぞれ複数の金属製スナップボタン型端子が設けられていると、１個の平面状圧力センサーを単独で使用する場合においては、外部接続用の配線を設ける辺を適宜に選択し得るので、設計の自由度が増加する。
【００２９】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、前記複数の金属製スナップボタン型端子は、隣接する２辺側では凸状とされ、他の２辺側では凹状とされていることが好ましい。係る場合においては前記平面状圧力センサーの複数がそれぞれ前記金属製スナップボタン型端子部分で結合されて一体化されているものとすることができる。
【００３０】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、複数の金属製スナップボタン型端子を隣接する２辺側で互いに凸状及び凹状の異なるものとしても、隣接する２辺側では凸状とし、他の２辺側では凹状となるようにしても、単一の平面状圧力センサーを使用する場合には実質的に同様の作用効果を奏する。ただ、複数の金属製スナップボタン型端子を隣接する２辺側では凸状とし、隣接する他の２辺側では凹状となるように形成すると、それぞれの辺の複数の金属製スナップボタン型端子を介して左右上下方向に任意の数の平面状圧力センサーを一体に接続することができ、任意サイズの大型の平面状圧力センサーを得ることができるようになる。
【００３１】
係る態様の平面状圧力センサーにおいては、さらに両側の最外面はそれぞれ非導電性布で被覆されており、前記最外面側の非導電性布と内部の非導電性布とは互いに縫い付けられていることが好ましい。このような構成を採用すると、最外面側の非導電性布は保護シートとして作用し、外部から内部に直接触れることができなくなるので、平面状圧力センサーの寿命が長くなるとともに測定値の信頼性が向上する。加えて、両側の非導電性布と内部の非導電性布が互いに縫い合わされているので、使用時に最外面側の非導電性布のズレが少なく、例えばベッドに敷いて用いる離床センサーとして用いた場合には、人が動いてもその動きに安定的に追従した出力が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１Ａは異方導電性布の平面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ部分の拡大図であり、図１Ｃは図１ＢのＩＣ−ＩＣ線に沿った断面図である。
【図２】図２Ａは線状圧力感応部の拡大平面図であり、図２Ｂは図２ＡのIIＢ−IIＢ線に沿った断面図である。
【図３】図３Ａは実施形態１の平面状圧力センサーの概略斜視図であり、図３Ｂは図３ＡのIIIＢ−IIIＢ線に沿った拡大断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄはそれぞれ線状圧力感応部の縫い付け例を示す図である。
【図５】図５Ａは実施形態２の平面状圧力センサーの概略斜視図であり、図５Ｂは図５ＡのＶＢ−ＶＢ線に沿った拡大断面図である。
【図６】図６Ａは実施形態３の平面状圧力センサーの概略斜視図であり、図６Ｂは図６ＡのVIＢ−VIＢ線に沿った拡大断面図である。
【図７】図７Ａは実施形態４の平面状圧力センサーの概略斜視図であり、図７Ｂは図７ＡのVIIＢ−VIIＢ線に沿った拡大断面図である。
【図８】図８Ａは実施形態５の平面状圧力センサーの概略斜視図であり、図８Ｂは図８ＡのVIIIＢ−VIIIＢ線に沿った拡大断面図である。
【図９】実施形態６の平面状圧力センサーの概略斜視図である。
【図１０】実施形態７の平面状圧力センサーの概略平面図である。
【図１１】実施形態８の平面状圧力センサーの概略平面図である。
【図１２】図１２Ａは参考例１の平面状圧力センサーの概略斜視図であり、図１２Ｂは図１２ＡのXIIＢ−XIIＢ線に沿った断面図である。
【図１３】参考例２の平面状圧力センサーの概略斜視図である。
【図１４】図１４Ａは従来例の感圧用線材の断面図であり、図１４Ｂは図１４Ａの感圧用線材を用いて作製された平面状圧力センサーの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の平面状圧力センサーを説明する。ただし、以下に示す各実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための平面状圧力センサーを例示するものであって、本発明をこれらのものに特定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いられた各図面においては、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に適宜に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示されているものではない。
【００３４】
［異方導電性布について］
最初に、図１を参照して各実施形態の平面状圧力センサーの構成要素である異方導電性布１０の具体的構成について説明する。なお、図１Ａは異方導電性布の平面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ部分の拡大図であり、図１Ｃは図１ＢのＩＣ−ＩＣ線に沿った断面図である。
【００３５】
異方導電性布１０は、非導電性繊維の織物１１に、平面視で直線状かつ平行に、互いに離間して配置された複数本の導電性糸１２が織り込まれ又は縫い込まれたものであり、実質的に非導電性繊維の織物１１における縦糸又は横糸の一部を予め定めた一定の間隔で導電性糸１２に置換したものないし予め定めた一定の間隔で導電性糸を縫い込んだものからなる。図１Ａ〜図１Ｃは、導電性糸が横糸として織り込まれた場合の例を示している。
【００３６】
なお、この明細書における「平面視」とは、異方導電性布１０を平坦面に載置して、異方導電性布１０の表面に対して垂直方向から視認することを意味し、「側面視」とは、異方導電性布１０を平坦面に載置し、異方導電性布１０に対して導電性糸１２の延在方向に対して垂直な側面から視認することを意味する。同じく「平面視で直線状かつ平行」とは、異方導電性布１０を平面視した場合に、複数の導電性糸１２のそれぞれが直線状にかつ平行に見えることを意味し、導電性糸１２は、異方導電性布１０に織り込まれ又は縫い込まれているので、図１Ｂに示されているように、一部が非導電性繊維の織物１１における縦糸によって覆われた状態となっていても、図１Ｃに示されているように、側面視で波状に見える状態となっていてもよい。
【００３７】
非導電性繊維としては例えば繊維径約２５μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維が用いられている。異方導電性布１０は、厚さが約５０μｍで、非常に柔軟性に富んでいる。なお、異方導電性布１０を構成する非導電性繊維は、ＰＥＴ以外にも非導電性のものであれば種類を問わずに使用し得るが、耐熱性及び化学的耐性を有するものが好ましい。また、導電性糸１２は、銀糸、金糸、ステンレススチール糸、炭素繊維、銀めっきナイロン糸等の、径が細く、導電性を有し、柔軟なものであれば使用することができ、その径は非導電性繊維と同程度とすることが好ましい。異方導電性布１０を構成する非導電性繊維及び導電性糸１２の径は、数μｍ〜数十μｍ範囲のものを用いることができる。複数の導電性糸１２間の間隔は、特に臨界的限度はないが、圧力分布を高分解能で測定することができるようにするためには０．５〜１．０ｍｍ程度とすればよく、用途によって１〜数ｃｍ程度となるようにすることもできる。
【００３８】
［線状圧力感応部］
次に、各実施形態に共通する線状圧力感応部について、図２を参照しながら説明する。なお、図２Ａは線状圧力感応部の平面図であり、図２Ｂは図２ＡのIIＢ−IIＢ線に沿った断面図である。
【００３９】
先ず、図２に示したような構成を有する線状の導電性材料１５と、線状の導電性材料１５の周囲を覆う、加圧されることにより電気的特性が変化する感圧部材１６とからなる線状圧力感応部１７を製造する。ここでは、感圧部材１６は線状の導電性材料１５の周囲を全周にわたって被覆しており、線状の導電性材料１５と感圧部材１６とは同心的に配置されている。線状圧力感応部１７の長さは、目的とする平面状圧力センサーの長さないし幅とほぼ同程度とされる。線状の導電性材料１５は、銀線、金線、ステンレススチール線等、径が約１００〜５００μｍ程度の導電性金属線材を使用することが好ましい。
【００４０】
線状圧力感応部１７は、チューブ状に形成された感圧部材１６の中空孔に線状の導電性材料１５である導電性金属線材を挿入することにより製造することができるが、通常の絶縁単線の製造方法と同様にして長尺状の線状圧力感応部１７を製造した後に切断することにより製造してもよい。なお、感圧部材１６としては、周知の感圧抵抗体や極板間の容量変化として検出するための誘電体を用いることもできるが、測定の容易さを考慮すれば感圧抵抗体を使用することが好ましい。
【００４１】
［実施形態１］
本発明の第１の態様の平面状圧力センサーに対応する実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａを図３及び図４を参照して説明する。なお、図３Ａは実施形態１の平面状圧力センサーの概略図であり、図３Ｂは図３ＡのIIIＢ−IIIＢ線に沿った拡大断面図である。図４Ａ〜図４Ｄはそれぞれ線状圧力感応部の縫い付け例を示す図である。また、図３及び図４においては、図１〜図３に示した構成と同一の部分には同一の参照符号を付与して説明する。
【００４２】
実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａは、異方導電性布１０と、複数、ここでは８個の線状圧力感応部１７とを有している。複数の線状圧力感応部１７は、互いに平行にかつ異方導電性布１０の複数の導電性糸１２の延在方向とは実質的に直角に交差する方向となるように、異方導電性布１０の表面に設けられている。なお、この明細書における「実質的に直交」とは、正確に直交していれば最も望ましいが、必ずしも正確に直交していなくても９０度に近い角度で交差していれば良いことを意味する。
【００４３】
異方導電性布１０の複数の導電性糸１２は、線状圧力感応部１７の感圧部材１６を介して線状の導電性材料１５と対向することになり、第１リード線２１によって第１の端子板２２の所定の端子（図示省略）に接続されている。また、複数の線状圧力感応部１７のそれぞれの線状の導電性材料１５は、第２リード線２３によって第２の端子板２４の所定の端子(図示省略）に接続されている。なお、複数の線状圧力感応部１７のそれぞれの線状の導電性材料１５を延在させることによって第２リード線２３として兼ねさせることもできる。
【００４４】
異方導電性布１０の複数の導電性糸１２は本発明の第１電極を構成し、複数の線状圧力感応部１７のそれぞれの線状の導電性材料１５は本発明の第２電極を構成し、異方導電性布１０の複数の導電性糸１２と複数の線状圧力感応部１７との交点がそれぞれ独立した圧力感知点となる。
【００４５】
圧力感知点における線状圧力感応部１７と異方導電性布１０の導電性糸１２との間の接触長さないし接触面積を大きくするとともに接触状態を安定化させると、高感度になるとともに出力の長期安定性に優れるようになる。そのため、線状圧力感応部１７と異方導電性布１０の導電性糸１２とを、圧力感知点において電気的に接触した状態で強固に固定することが望ましい。
【００４６】
線状圧力感応部１７と異方導電性布１０の導電性糸１２とを電気的に接触した状態で強固に固定するには、図４Ａに示したように絶縁性の糸２５ａによって特に導電性糸１２と交差する位置においてＸ字状に縫い付けて固定しても、図４Ｂに示したように絶縁性の糸２５ｂによってジグザグ状に連続的に縫い付けて固定しても、図４Ｃに示したように絶縁性の糸２５ｃによって異方導電性布１０の導電性糸１２の間に導電性糸１２と平行に縫い付けて固定してもよく、さらには図４Ｄに示したように、絶縁性の糸２５ｄによってメッシュを形成して、このメッシュで線状圧力感応部１７の表面を覆うようにメッシュ２５ｅの周囲を異方導電性布１０に縫い付け又は接着によって固定してもよい。
なお、導電性接着剤によって線状圧力感応部１７を異方導電性布１０の導電性糸１２部分に固定すると、異方導電性布１０が柔軟性に富むために安定した状態で強固に固定することができず、しかも、通気性が低下してしまうので好ましくないが、これらの点を問題にしなければ導電性接着剤で固定してもよい。
【００４７】
実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａにおいては、線状の導電性材料１５からなる第１電極として細径のものを使用することができるために線状圧力感応部１７の径を小さくすることができ、また、異方導電性布１０は、複数本の導電性糸１２が、平面視で直線状かつ平行に、互いに離間して織り込まれ又は縫い込まれたものからなるので、厚さが薄く、柔軟性に富むため、第２電極を構成する複数の導電性糸１２のそれぞれを線状圧力感応部１７の感圧部材１６を介して第１電極となる線状の導電性材料１５と密接に対向させることができる。
【００４８】
そのため、実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａによれば、厚さが薄く、柔軟性に優れ、安価で、通気性及び感度が良好で、高精細に圧力分布を測定し得る平面状圧力センサーが得られる。しかも、線状圧力感応部１７の長さは任意とすることができ、異方導電性布１０の長さ及び幅も任意とすることができるので、長さ及び幅がそれぞれ１ｍを越えるような大面積の圧力分布を測定し得る平面状圧力センサーも得ることができるようになる。
【００４９】
加えて、得られた平面状圧力センサー２０Ａは通気性が良好であるため、洗浄した場合であっても短時間で実質的に完全に乾燥させることができ、清潔で再使用が可能な平面状圧力センサーが得られる。そのため、実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａは、一般的な平面状の圧力分布測定用として使用し得るだけでなく、ベッドに敷いて用いる離床センサー、ベッドの横に敷くマットとしての離床センサー、車いす用の着座センサー、褥瘡予防のための体圧測定用センサー等にも使用することができる。
【００５０】
［実施形態２］
同じく本発明の第１の態様の平面状圧力センサーに対応する実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂを図５を参照して説明する。なお、図５Ａは実施形態２の平面状圧力センサーの概略図であり、図５Ｂは図５ＡのＶＢ−ＶＢ線に沿った拡大断面図である。また、図５Ａにおいては、実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してそれらの詳細な説明は省略する。
【００５１】
実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａにおいては、異方導電性布１０の複数本の導電性糸１２と線状圧力感応部１７の感圧部材１６とを電気的に接続する必要上、異方導電性布１０の表面には複数本の導電性糸１２が露出しており、しかも、複数本の導電性糸１２の表面は、絶縁されておらず、通電部分が露出している。そのため、異方導電性布１０の複数本の導電性糸１２に外部から人体や導電性物質が接触すると、誤動作する可能性がある。
【００５２】
そこで、実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂは、最外面側、すなわち実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａにおいて、端子板２２、２４部分を除いて、異方導電性布１０の下面側を非導電性布２６ａによって、線状圧力感応部１７の上部側を非導電性布２６ｂによって、それぞれ被覆している。
【００５３】
非導電性布２６ａ及び２６ｂは、互いに周縁部で縫い付けられているとともに、周縁の内側においても適宜箇所において互いに縫い付けられている。なお、図５においては、縫い付け箇所は図示省略されている。非導電性布２６ａ及び２６ｂを周縁部の内側においても互いに縫い付けると、非導電性布２６ａ及び２６ｂの間に異方導電性布１０が配置されているため、非導電性布２６ａ及び２６ｂと異方導電性布１０とが互いに強固に固定される。この場合の縫い付け箇所は多い方が良好な結果が得られる。
【００５４】
そのため、実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂによれば、ベッドに敷いて用いる離床センサーや褥瘡予防のための体圧測定用センサーのように、測定対象が動くような場合であっても経時劣化が少なく信頼性が良好であり、他の点では実質的に実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａの場合と同様の作用効果を奏することができる平面状圧力センサーが得られる。
【００５５】
［実施形態３］
同じく本発明の第１の態様の平面状圧力センサーに対応する実施形態３の平面状圧力センサー２０Ｃを図６を参照して説明する。なお、図６Ａは実施形態３の平面状圧力センサーの概略図であり、図６Ｂは図６ＡのVIＢ−VIＢ線に沿った拡大断面図である。また、図６においては、実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してそれらの詳細な説明は省略する。
【００５６】
実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａにおいては、複数の線状圧力感応部１７は異方導電性布１０の一方側の表面のみに設けられている。それに対し、実施形態３の平面状圧力センサー２０Ｃにおいては、複数の線状圧力感応部１７を異方導電性布１０の両側の面に互い違いに設けたものであり、その他の点では実質的に実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａと同様である。
【００５７】
実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａでは、高精細化の目的で線状圧力感応部１７の数を増加させると、線状圧力感応部１７間距離が短くなって隣接する線状圧力感応部１７同士が接触してしまう状態となる。隣接する線状圧力感応部１７同士が接触する状態であると、一方の線状圧力感応部に加わった圧力が他方に分散されてしまうので、正確に圧力分布を測定することができなくなる。
【００５８】
実施形態３の平面状圧力センサー２０Ｃでは、複数の線状圧力感応部１７が異方導電性布１０の両側の面に互い違いに設けられているので、異方導電性布１０を挟んで隣接する線状圧力感応部１７間距離が短くなっても同一面に存在する隣接する線状圧力感応部１７同士が接触しないようにできる。これにより、実施形態３の平面状圧力センサー２０Ｃによれば、複数の線状圧力感応部１７を高密度に配置することができるため、高精細化に圧力分布を測定することができ、その他の点では実質的に実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａと同様の作用効果を奏することができる平面状圧力センサーが得られる。
【００５９】
なお、実施形態３の平面状圧力センサー２０Ｃにおいては、異方導電性布１０に対する複数の線状圧力感応部１７の縫い付け形態としては、図４に示した実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａの場合と同様の構成を採用できる。また、実施形態３の平面状圧力センサー２０Ｃにおいては、図５に示した実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂの場合と同様に、端子板２２、２４部分を除いて、最外面側、すなわち異方導電性布１０の下面側及び線状圧力感応部１７の上部側を非導電性布によって被覆し、これらの非導電性布と異方導電性布１０とを互いに縫い合わせてもよい。
【００６０】
［実施形態４］
本発明の第２の態様の平面状圧力センサーに対応する実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄを図７を参照して説明する。なお、図７Ａは実施形態４の平面状圧力センサーの概略図であり、図７Ｂは図７ＡのVIIＢ−VIIＢ線に沿った拡大断面図である。
【００６１】
実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄは、基材としての非導電性布２７と、複数、ここでは１７個の線状圧力感応部とを有している。このうち、９個の線状圧力感応部１７ａは、第１の方向（図７Ａにおいては横方向）に沿って互いに平行にかつ所定間隔で基材となる非導電性布２７の表面に設けられている。残りの８個の線状圧力感応部１７ｂは、第１の方向に沿って設けられた９個の線状圧力感応部１７ａとは実質的に直交する第２の方向に沿って、互いに平行に所定間隔で、第１の方向に沿って設けられた９個の線状圧力感応部１７ａ上に設けられている。
【００６２】
なお、第１の方向及び第２の方向は、平面状でお互いに実質的に直交していれば、任意の方向を選択し得る。そのため、図７においては、第１の方向に沿って設けられた９個の線状圧力感応部１７ａと第２の方向に沿って設けられた８個の線状圧力感応部１７ｂの上限関係が逆になってもよい。
【００６３】
第１の方向に沿って設けられた９個の線状圧力感応部１７ａ(以下、単に「第１方向の線状圧力感応部１７ａ」ということがある。）は、それぞれ非導電性布２７に縫い付けられて固定されていてもよく、あるいは非導電性布２７に直接接着剤によって固定されていてもよい。また、第２の方向に沿って設けられた８個の線状圧力感応部１７ｂ(以下、単に「第２方向の線状圧力感応部１７ｂ」ということがある。）は、非導電性布２７に直接縫い付けられていても、あるいは第１の方向の線状圧力感応部１７ａ上に直接接着剤によって固定されていてもよい。ただし、感圧部材１６として感圧抵抗を用いる場合には導電性接着剤を用いる必要があり、感圧部材１６として誘電体を用いる場合には導電性接着剤及び絶縁性接着剤のいずれをも使用し得る。
【００６４】
したがって、第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２の方向の線状圧力感応部１７ｂとにおけるそれぞれの線状の導電性材料１５ａ、１５ｂは、それぞれの圧力感応部の感圧部材を介して対向することになる。すなわち、実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｅにおいては、第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２方向の線状圧力感応部１７ｂとの接触点がそれぞれ独立した圧力感知点となる。
【００６５】
第１方向の線状圧力感応部１７ａにおけるそれぞれの線状の導電性材料１５ａは、それぞれ第１リード線２１によって第１の端子板２２の所定の端子（図示省略）に接続されている。同じく第２方向の線状圧力感応部１７ｂにおけるそれぞれの線状の導電性材料１５ｂは、それぞれ第２リード線２３によって第２の端子板２４の所定の端子（図示省略）に接続されている。なお、第１方向の線状圧力感応部１７ａのそれぞれの線状の導電性材料１５ａを延在させることによって第１リード線２１として、また第２方向の線状圧力感応部１７ｂのそれぞれの線状の導電性材料１５ｂを延在させることによって第２リード線２３として兼ねさせることもできる。
【００６６】
このような構成を備える実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄによれば、第１方向の線状圧力感応部１７ａを非導電性布２７上に配置するとともに、第２方向の線状圧力感応部１７ｂを第１方向の線状圧力感応部１７ａ上に積層することにより製造することができるので、製造が容易となるほか、その他の点については実質的に実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａと同様の作用効果を奏することができる。
【００６７】
なお、実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄにおいては、非導電性布２７に対する複数の第１方向の線状圧力感応部１７ａ及び第２方向の線状圧力感応部１７ｂの縫い付け形態として、図４に示した実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａの場合と同様の構成を採用できる。また、実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄにおいても、図５に示した実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂの場合と同様に、端子板２２、２４部分を除いて、最外面側、すなわち非導電性布２７の下面側及び線状圧力感応部１７の上部側を非導電性布によって被覆し、これらの非導電性布と内部の非導電性布２７とを互いに縫い合わせてもよい。
【００６８】
［実施形態６］
同じく本発明の第２の態様の平面状圧力センサーに対応する実施形態５の平面状圧力センサー２０Ｅを図８を参照して説明する。なお、図８Ａは実施形態５の平面状圧力センサーの概略図であり、図８Ｂは図８ＡのVIIIＢ−VIIIＢ線に沿った拡大断面図である。また、図８においては、実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してそれらの詳細な説明は省略する。
【００６９】
実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄにおいては、基材となる非導電性布２７上に第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２方向の線状圧力感応部とが積層配置されている。この平面状圧力センサー２０Ｄにおいて、高精細化を達成するためには第１方向の線状圧力感応部１７ａ及び第２方向の線状圧力感応部のうちの少なくとも一方の実装密度を大きくすればよいが、隣接する線状圧力感応部同士が接触する状態が限度となる。
【００７０】
そこで、実施形態５の平面状圧力センサー２０Ｅでは、第１方向の線状圧力感応部１７ａに対して第２方向の線状圧力感応部１７ｂを上方向だけなく下方向にもそれぞれが互い違いとなるように配置固定したものである。このような構成を採用すると、隣接する第２方向の線状圧力感応部１７ｂ同士が接触しない状態で、高密度に線状圧力感応部１７ｂを配置することができるので、高精細化された平面状の圧力分布の測定が可能な平面状圧力センサー２０Ｅが得られる。
【００７１】
なお、実施形態５の平面状圧力センサー２０Ｇにおいては、第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２方向の線状圧力感応部１７ｂとの配置関係を逆にし、第２方向の線状圧力感応部１７ｂに対して第１方向の線状圧力感応部１７ａを上方向だけなく下方向にもそれぞれが互い違いとなるように配置固定しても同様の作用効果を奏する。
【００７２】
なお、実施形態５の平面状圧力センサー２０Ｅにおいては、非導電性布２７に対する複数の第１方向の線状圧力感応部１７ａ及び第２方向の線状圧力感応部１７ｂの縫い付け形態として、図４に示した実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａの場合と同様の構成を採用できる。また、実施形態５の平面状圧力センサー２０Ｅにおいても、図５に示した実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂの場合と同様に、端子板２２、２４部分を除いて、最外面、すなわち非導電性布２７の下面側及び第１及び第２の線状圧力感応部１７ａ、１７ｂの上部側を非導電性布によって被覆し、これらの非導電性布と内部の非導電性布２７とを互いに縫い合わせてもよい。
【００７３】
［実施形態６］
第１の態様の平面状圧力センサーに対応する実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆを図９を参照して説明する。なお、図９は実施形態６の平面状圧力センサーの概略図である。また、図９においては、図３に示した実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してそれらの詳細な説明は省略する。
【００７４】
実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａにおいては、異方導電性布１０の複数本の導電性糸１２のそれぞれを複数の第１リード線２１を介して第１の端子板２２と接続し、複数本の線状圧力感応部１７の線状の導電性材料１５をそれぞれ複数の第２リード線２３を介して端子板２３に接続した例を示した。それに対し、実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆでは、異方導電性布１０の隣接する２辺Ａ、Ｂ側にそれぞれの凸状ないし凹状の金属製スナップボタン型端子２８ａ、２８ｂを設け、異方導電性布１０の複数の導電性糸１２の一方側の端部をそれぞれ辺Ａに設けられた複数の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂに接続し、複数の線状圧力感応部１７の線状の導電性材料１５の一方側の端部をそれぞれ辺Ｂの複数の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａに接続したものである。
【００７５】
なお、これらの複数の導電性糸１２と複数の線状圧力感応部１７との具体的な配置関係は、図３に示した実施形態１の平面状圧力センサー１０Ａの場合と実質的に同様である。
【００７６】
ここでは、異方導電性布１０の辺Ａに設けられた金属製スナップボタン型端子２８ｂを全て凹状のものとし、辺Ｂに設けられた金属製スナップボタン形端子２８ａを凸状のものとしたものを示した。しかしながら、それぞれの辺に設ける金属製スナップボタン型端子としては、凸状のもの及び凹状のものを任意の配置で設けることができ、辺Ａ及びＢともに全て凸状のもの又は凹状のものに統一して設けてもよい。しかしながら、外部接続用リード線の取付けの容易性を考慮すると、実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆのように、一辺の複数の金属製スナップボタン型端子の形状を全て凸状のもの又は凹状のものに統一して設け、他方の辺の複数の金属製スナップボタン型端子の形状を全て逆の凹状のもの又は凸状のものに統一して設けることが好ましい。
【００７７】
また、ここでは、辺Ａ及びＢに設けられた金属製スナップボタン型端子に対して外部に電気的に接続するための複数の第１リード線２１及び第２リード線２３として、それぞれ凸状又は凹状の金属製スナップボタン型端子２８ａ又は２８ｂを備えた印刷配線基板からなる第１配線基板２９及び第２配線基板３０を用いている。異方導電性布１０の複数の導電性糸１２と電気的導通をとるための第１配線基板２９は、異方導電性布１０側の複数の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂに対応する位置にそれぞれ凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａが設けられ、これらの複数の凸状２８ａの金属製スナップボタン型端子にそれぞれ接続された印刷回路からなる複数の第１リード線２１が設けられている。
【００７８】
また、複数の線状圧力感応部１７の線状の導電性材料１５の一方側の端部と電気的導通をとるための第２配線基板３０は、異方導電性布１０側の複数の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａに対応する位置にそれぞれ凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂが設けられ、これらの複数の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂにそれぞれ接続された印刷回路からなる複数の第２リード線２３が設けられている。
【００７９】
第１配線基板２９の複数の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａと異方導電性布１０の複数の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂとを当接させて押圧すると、それぞれの凸状及び凹状の金属製スナップボタン型端子２８ａ及び２８ｂ同士が嵌合され、両者間に電気的導通が行われるとともに、異方導電性布１０と第１配線基板２９とが一体に固定される。同じく第２配線基板３０の複数の凹状２８ｂの金属製スナップボタン型端子と異方導電性布１０の複数の凸状２８ａの金属製スナップボタン型端子とを当接させて押圧すると、それぞれの凸状２８ａ及び凹状２８ｂの金属製スナップボタン型端子同士が嵌合し、両者間に電気的導通が行われるとともに、異方導電性布１０と第２配線基板３０とが一体に固定される。
【００８０】
これにより、実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆにおける複数の第１電極を構成する線状の導電性材料１５及び複数の第２電極を構成する導電性糸１２と外部との接続用の複数のリード線２１及び２３との間の電気的接続をワンタッチで行うことができるようになる。なお、ここでは複数の外部との接続用の第１リード線２１ないし第２リード線２３としてそれぞれ個別に形成された印刷配線基板からなる第１配線基板２９及び第２配線基板３０を用いた例を示したが、両者が一体化されたものを用いてもよい。さらには、第１配線基板２９及び第２配線基板３０に換えて、個別のリード線又は表面が絶縁された金属線からなる導電性糸を用いた異方導電性布を用いてもよい。
【００８１】
なお、実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆにおいても、図５に示した実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂの場合と同様に、少なくとも凸状及び凹状の金属製のスナップボタン型端子２８ａ及び２８ｂ部分をも含むように、異方導電性布１０の下面側及び線状圧力感応部１７の上部側を非導電性布によって被覆し、これらの非導電性布と異方導電性布１０とを互いに縫い合わせてもよい。
【００８２】
［実施形態７］
第１の態様の平面状圧力センサーに対応する実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｇを図１０を参照して説明する。なお、図１０は実施形態７の平面状圧力センサーの概略図である。また、図１０においては、図９に示した実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してそれらの詳細な説明は省略する。
【００８３】
実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｅは、１０本の導電性糸１２が形成されている実質的に正方形の異方導電性布１０を有し、この異方導電性布１０の表面に導電性糸１２と実質的に直交する方向に配置された１０本の線状圧力感知部１７を有している。これらの１０本の導電性糸１２と１０本の線状圧力感応部１７との具体的な配置関係は、図３に示した実施形態１の平面状圧力センサー１０Ａの場合と実質的に同様である。
【００８４】
そして、異方導電性布１０の４辺Ａ〜Ｄのそれぞれに複数の凸状ないし凹状の金属製スナップボタン型端子２８ａ、２８ｃが設けられている。例えば、隣接する辺Ａ及びＤ側には１０個の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂが設けられ、他の隣接する辺Ｂ及びＣ側には凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａが設けられている。
【００８５】
異方導電性布１０における１０本の導電性糸１２は、いずれも辺Ａ側の端部では凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂに接続され、辺Ｃ側では凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａに接続されている。また、１０本の線状圧力感応部１７の線状の導電性材料１５は、いずれも辺Ｂ側では凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａに接続され、辺Ｄ側では凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂに接続されている。
【００８６】
また、辺Ａ及びＢに設けられた金属製スナップボタン型端子２８ａ及び２８ｂに対して外部に電気的に接続するための複数の第１リード線２１及び第２リード線２３として、それぞれ凸状又は凹状の金属製スナップボタン型端子２８ａ又は２８ｂを備えた印刷配線基板からなる第１配線基板２９及び第２配線基板３０を用いている。異方導電性布１０の１０本の導電性糸１２と電気的導通をとるための第１配線基板２９は、異方導電性布１０側の複数の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂに対応する位置にそれぞれ凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａが設けられ、これらの１０個の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａにそれぞれ接続された印刷回路からなる複数の第１リード線２１が設けられている。
【００８７】
また、１０本の線状圧力感応部１７の線状の導電性材料１５の一方側の端部と電気的導通をとるための印刷配線基板３０は、異方導電性布１０側の１０個の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａに対応する位置にそれぞれ凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂが設けられ、これらの１０個の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂにそれぞれ接続された印刷回路からなる複数の第２リード線２３が設けられている。
【００８８】
第１配線基板２９の１０個の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａと異方導電性布１０の１０個の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂとを当接させて押圧すると、それぞれの凸状及び凹状の金属製スナップボタン型端子２８ａ及び２８ｂ同士が嵌合され、両者間に電気的導通が行われるとともに、異方導電性布１０と第１配線基板２９とが一体に固定される。同じく印刷配線基板３０の複数の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂと異方導電性布１０の複数の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａとを当接させて押圧すると、それぞれの凸状及び凹状の金属製スナップボタン型端子２８ａ及び２８ｂ同士が嵌合し、両者間に電気的導通が行われるとともに、異方導電性布１０と印刷配線基板３０とが一体に固定される。
【００８９】
これにより、実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｇにおける複数の第１電極を構成する線状の導電性材料１５及び複数の第２電極を構成する導電性糸１２と外部との接続用の複数のリード線２１及び２３との間の電気的接続をワンタッチで行うことができるようになる。加えて、第１配線基板２９ないし第２配線基板３０を、適宜に金属製スナップボタン型端子の形状を変更することにより、辺Ａ及びＢにそれぞれ対向する辺ＣないしＤ側に設けることもでき、設計の自由度が向上する。この場合も、複数の外部との接続用の第１リード線２１ないし第２リード線２３として、それぞれ個別に形成された第１配線基板２９ないし第２配線基板３０からなるものをだけでなく、両者が一体化されたものを用いることもでき、さらには、第１配線基板２９ないし第２配線基板３０に換えて、個別のリード線又は表面が絶縁された金属線からなる導電性糸を用いた異方導電性布を用いることもできる。
【００９０】
なお、実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｇにおいても、図５に示した実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂの場合と同様に、少なくとも凸状及び凹状の金属製のスナップボタン型端子２８ａ及び２８ｂ部分をも含むように、異方導電性布１０の下面側及び線状圧力感応部１７の上部側を非導電性布によって被覆し、これらの非導電性布と異方導電性布１０とを互いに縫い合わせてもよい。
【００９１】
［実施形態８］
実施形態８の平面状圧力センサーを図１１を用いて説明する。実施形態８の平面状圧力センサー２０Ｈは、図１０に示した実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｇを６枚組み合わせて構成したものであり、この平面状圧力センサー２０Ｇの詳細な図示及び説明は省略する。
【００９２】
実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｇは、辺Ａ及びＤ側では凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂが設けられており、辺Ｂ及びＣ側では凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａが設けられており、また、辺Ａ〜Ｄの長さは同一の正方形状となされている。そのため、１枚の平面状圧力センサー２０Ｇにおいて、少なくとも辺Ａに対しては他の平面状圧力センサー２０Ｇの辺Ｃを、辺Ｂに対しては他の平面状圧力センサー２０Ｇの辺Ｄを、辺Ｃに対しては他の平面状圧力センサー２０Ｇの辺Ａを、辺Ｄに対しては他の平面状圧力センサー２０Ｇの辺Ｂを、それぞれ結合させることができる。図１１においては、平面状圧力センサー２０Ｇの辺の記号とともに、括弧内に金属製スナップボタン型端子が凸状であるか凹状であるかの区別を示してある（凸状を「２８ａ」で表し、凹状を「２８ｂ」で表してある。）。
【００９３】
このように、実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｇは、それぞれの四辺に任意の数の平面状圧力センサー２０Ｇを結合させることができる。これにより、実施形態８の平面状圧力センサー２０Ｈとしては、平面状圧力センサー２０Ｇの数を適宜に定めることにより、任意サイズの大型の平面状圧力センサーを得ることができる。
【００９４】
なお、得られた実施形態８の平面状圧力センサー２０Ｈが方形状の場合には、それぞれの辺側に位置する金属製スナップボタン型端子が凸状のみないし凹状のみとすることができるので、外部との接続用の第１リード線ないし第２リード線として、実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｇで用いられている第１配線基板２９及び第２配線基板３０と同様の構成の配線基板を用いることができる。しかも、実施形態８の平面状圧力センサー２０Ｈにおいては、実施形態７の平面状圧力センサー２０Ｇで用いられている第１配線基板２９及び第２配線基板３０と同様の構成の配線基板を用いると、ここの平面状圧力センサー２０Ｇ間の結合強度が増加するという効果も生じるようになる。
【００９５】
なお、実施形態８の平面状圧力センサー２０Ｈにおいても、図５に示した実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂの場合と同様に、少なくとも最外周側の凸状及び凹状の金属製のスナップボタン型端子２８ａ及び２８ｂ部分をも含むように、平面状圧力センサー２０Ｇの両面を非導電性布によって被覆し、これらの非導電性布と平面状圧力センサー２０Ｇの異方導電性布１０とを互いに縫い合わせてもよい。
【００９６】
［参考例１］
本発明の第１及び第２の態様の平面状圧力センサーで用いた線状圧力感応部１７（図２参照）の構成を図１４に示した従来例の平面状圧力センサーに適用した参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉを図１２を参照して説明する。なお、図１２Ａは参考例１の平面状圧力センサーの概略図であり、図１２Ｂは図１２ＡのXIIＢ−XIIＢ線に沿った断面図である。また、図１２においては、実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄと同一の構成部分には同一の参照符号を付与して説明する。
【００９７】
実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄにおいては、図７に示したように、基材となる非導電性布２７上に第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２方向の線状圧力感応部１７ｂとが積層配置されている。そのため、実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄにおいては、製造が容易であるが第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２方向の線状圧力感応部１７ｂとの間の結合関係が弱いので、使用を継続すると経時変化が生じたり、劣化し易いという課題がある。そこで、参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉでは、第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２方向の線状圧力感応部１７ｂとを互いに編み込み、編み込まれた第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２方向の線状圧力感応部１７ｂとを基材となる非導電性布２７上に縫い付けにより固定したものであり、その他の構成は実質的に実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄの場合と同様とされている。
【００９８】
このような構成の参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉによれば、第１方向の線状圧力感応部１７ａと第２方向の線状圧力感応部１７ｂとが強固に結合されているので、長寿命で経時変化が少なく、その他の点では実質的に実施形態４の平面状圧力センサー２０Ｄと同様の作用効果を奏する平面状圧力センサーが得られる。
【００９９】
なお、参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉにおいては、非導電性布２７に対する複数の第１方向の線状圧力感応部１７ａ及び第２方向の線状圧力感応部１７ｂの縫い付け形態として、図４に示した実施形態１の平面状圧力センサー２０Ａの場合と同様の構成を採用できる。また、参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉにおいても、図５に示した実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂの場合と同様に、少なくとも端子板２２、２４部分を除いて、異方導電性布１０の下面側及び線状圧力感応部１７の上部側を非導電性布によって被覆し、これらの非導電性布と異方導電性布１０とを互いに縫い合わせてもよい。
【０１００】
［参考例２］
同じく参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉに対して、金属製スナップボタン型端子を設けた参考例２の平面状圧力センサー２０Ｊを図１３を参照して説明する。なお、図１３Ａは参考例２の平面状圧力センサーの概略平面図である。また、図１３においては、図１２に示した参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉ及び図９に示した実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してそれらの詳細な説明は省略する。
【０１０１】
参考例２の平面状圧力センサー２０Ｊは、参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉと同様に、基材となる非導電性布２７上に複数の第１方向の線状圧力感応部１７ａと複数の第２方向の線状圧力感応部１７ｂとが互いに織り込まれて配置されているほか、非導電性布２７の辺Ａ側に複数の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａが設けられ、辺Ｂ側には凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂが設けられている。そして、複数の第１方向の線状圧力感応部１７ａの線状の導電性材料１５ａはそれぞれ辺Ｂ側に設けられた複数の凹状の金属製スナップボタン型端子２８ｂに接続されている。複数の第２方向の線状圧力感応部１７ｂの線状の導電性材料１５ｂはそれぞれ辺Ａ側に設けられた複数の凸状の金属製スナップボタン型端子２８ａに接続されている。
【０１０２】
なお、ここで用いている辺Ａ及びＢに設けられた金属製スナップボタン型端子２８ａ、２８ｂに対して外部に電気的に接続するための複数の第１リード線２１及び第２リード線２３としての第１及び第２配線基板２９、３０は、図９に示した実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆの場合と同様の構成を備えている。このような構成の参考例２の平面状圧力センサー２０Ｊにおいては、圧力検知という観点では参考例１の平面状圧力センサー２０Ｉと同様の作用効果を奏するほか、外部接続用リード電という観点では実施形態６の平面状圧力センサー２０Ｆと同様の作用効果を奏することができる。
【０１０３】
なお、参考例２の平面状圧力センサー２０Ｊにおいても、図５に示した実施形態２の平面状圧力センサー２０Ｂの場合と同様に、少なくとも最外周側の凸状及び凹状の金属製のスナップボタン型端子２８ａ及び２８ｂ部分をも含むように、平面状圧力センサー２０Ｊの両面を非導電性布によって被覆し、これらの非導電性布と平面状圧力センサー２０Ｊの非導電性布２７とを互いに縫い合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…異方導電性布                １１…非導電性繊維の織物
１２…導電性糸                １５、１５ａ、１５ｂ…線状の導電性材料
１６…感圧部材                １７、１７ａ、１７ｂ…線状圧力感応部
２０Ａ〜２０Ｊ…平面状圧力センサー        ２１…第１リード線
２２…端子板                    ２３…第２リード線
２４…端子板                    ２５ａ〜２５ｄ……絶縁性の糸
２６ａ〜２６ｊ…非導電性布            ２７…(基材となる）非導電性布
２８ａ、２８ｂ…スナップボタン型端子  ２９…第１配線基板
３０…第２配線基板
【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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