(57)【要約】  本発明の圧力センサ１は、基板５０と、基板５０に積層され、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなる機能性素子４０と、を備え、基板５０は、機能性素子４０との積層方向の厚みが他の方向の厚みよりも小さい薄膜状の基板薄膜部５１を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に積層され、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなる機能性素子と、
を備え、
前記基板は、前記機能性素子との積層方向の厚みが他の方向の厚みよりも小さい薄膜状の基板薄膜部を有することを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
さらに電極を備え、
前記電極は、前記機能性素子の表面に２個以上設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
さらに電極を備え、
前記電極は、前記機能性素子の表面に１個以上設けられ、かつ、前記基板と前記機能性素子との界面に１個以上設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記基板は、半導体、ＳＯＩ、酸化物、金属及びポリイミド樹脂からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記電極は、金属、導電性酸化物、カーボン及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項２又は３に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記基板薄膜部で超音波を受け、前記機能性素子を介した前記２個以上の電極間の電気抵抗を測定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項７】
五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）の組成を有し１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに圧力変化に応じて物性が変化する機能性素子を含む圧力センサ本体、を備えることを特徴とする圧力センサ。
【請求項８】
前記機能性素子は、圧力が印加されていない状態で少なくともλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒を有し、１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに前記λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記機能性酸化チタンは、３５０℃未満でβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときに前記β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有することを特徴とする請求項８に記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記圧力センサ本体は、前記機能性素子からなり、
この機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる成形体であることを特徴とする請求項８又は９に記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記圧力センサ本体は、前記機能性素子からなり、
この機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる薄膜であり、
この薄膜は、基板上に形成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
前記圧力センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、樹脂からなり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項８又は９に記載の圧力センサ。
【請求項１３】
前記圧力センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、フィルムであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項８又は９に記載の圧力センサ。
【請求項１４】
前記圧力センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、織布又は不織布からなるシートであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項８又は９に記載の圧力センサ。
【請求項１５】
前記圧力センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、液体又はゲルであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項８又は９に記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力変化等に応じて物性が変化する圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発熱部の温度を計測するために、顔料の色調変化を利用した示温塗料や、ゼーベック効果を利用した熱電対といった機能性素子が用いられてきた。示温塗料によれば、顔料の色調変化により対象物の温度を計測することができる。また、熱電対によれば、ゼーベック効果を利用して電気的計測を行うことにより、対象物の温度を計測することができる。これらの技術は、例えば、非特許文献１や２に開示されている。【０００３】
しかし、高温測定ができる示温塗料は一般的に高価である。また、熱電対では、計測温度範囲によって白金やロジウムといった貴金属を使用する必要があり、この場合、熱電対が高価になる。このように、従来の、示温塗料を用いる温度計や、貴金属を含む熱電対を用いる温度計は、高価である。【０００４】
これに対し、近年、本願の発明者は、ナノ粒子化した五酸化三チタンを利用した温度センサを提案した。一般的な五酸化三チタンは、低温領域でβ相五酸化三チタン、高温領域でλ相五酸化三チタンの結晶構造を示し、温度変化によりこれらの結晶構造の変化を繰り返す。ところが、近年、所定粒径にナノ粒子化した五酸化三チタンでは、高温領域で生成されたλ相五酸化三チタンの結晶構造が、冷却後もλ相五酸化三チタンのまま維持されることが分かってきた。さらに、本願の発明者は、所定粒径にナノ粒子化した五酸化三チタンを３５０℃以上に加熱すると、二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶形態に変化し、冷却後も二酸化チタンのまま維持されることを世界で初めて見出した。【０００５】
上記β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、それぞれ色や電気伝導度等の物性が異なる。このため、本願の発明者は、上記ナノ粒子化した五酸化三チタンを温度センサの本体である機能性素子として用い、熱履歴後の機能性素子の色や電気伝導度等を測定することで、その結晶形態をとり得る最高温度を測定可能な温度センサを提案している。この温度センサは、電気伝導度の測定するタイプのものである場合、機能性素子に２個以上の電極を設けたものになる。【０００６】
この温度センサの一例を図１に示す。図１に示す温度センサ１００ＡＡは、基板１５０Ａと、この基板１５０Ａに積層され、ナノ粒子化した五酸化三チタンからなる機能性素子４０Ａとを有する。機能性素子４０Ａは、例えば、ナノ粒子化した五酸化三チタンの圧紛体である。機能性素子４０Ａの形状は、例えば、図２に示す機能性素子４０ＡＡのような円柱状や、図３に示す機能性素子４０ＡＢのような矩形板状とする。【０００７】
また、図４は、温度センサの他の一例を示す模式的な断面図である。図４に示す温度センサ１００ＡＢは、基板１５０Ａと、この基板１５０Ａに積層される上記機能性素子４０Ａと、この機能性素子４０Ａの同一表面上に配置された２個の電極７０Ａ、７０Ａとを有する。電極７０Ａは、例えば、金属、導電性酸化物、導電性高分子、炭素系材料等である。【０００８】
さらに、図５は、温度センサのさらに他の一例を示す模式的な断面図である。図５に示す温度センサ１００ＡＣは、基板１５０Ａと、この基板１５０Ａに積層される上記機能性素子４０Ａと、この機能性素子４０Ａの表面上に配置された電極７０Ａと、基板１５０Ａと機能性素子４０Ａとの界面に設けられた電極７０Ａとを有する。【０００９】
また、近年、本願の発明者は、上記機能性素子を構成するナノ粒子化した五酸化三チタンが、微小な圧力の変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することを見出した。このため、本願の発明者は、上記温度センサ１００ＡＡ、１００ＡＢ及び１００ＡＣを、圧力センサとしても用いることを検討している。【００１０】
しかしながら、温度センサ１００ＡＡ、１００ＡＢ及び１００ＡＣに用いられる、基板１５０Ａと、五酸化三チタンからなる機能性素子４０Ａとは、通常、熱膨張係数に大きな差異がある。このため、これらの温度センサを圧力センサとして用いる場合に、熱膨張の大きな環境下で使用した場合、基板１５０Ａと機能性素子４０Ａや電極７０Ａとの剥離、機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生等が生じる可能性がある。このため、上記温度センサを圧力センサとして用いる場合にも、熱膨張の大きな環境下で使用した場合、基板１５０Ａと機能性素子４０Ａや電極７０Ａとの剥離、機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生等が生じる可能性があるという第１の課題があった。【００１１】
ところで、従来、圧力を計測する手段として、発色剤含有マイクロカプセルを利用した感圧紙、ひずみゲージや、圧電素子を利用した圧力センサが用いられてきた。【００１２】
例えば、特許文献１には、支持体上に顕色剤層を設けた、感圧記録紙用顕色剤シートが開示されている。この感圧記録紙用顕色剤シートでは、感圧紙に発色剤含有マイクロカプセルが用いられる。また、非特許文献３には、ひずみゲージや圧電素子を用いた圧力センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許３０１３８９７号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】武内 敏、「示温塗料の現状と将来」、色材協会誌、一般社団法人色材協会、日本、１９７８年、第５１巻、第６号、ｐ．３７１−３７８
【非特許文献２】芝 亀吉、上田 政文、八木 康男、「熱電抵抗温度計」、応用物理、社団法人応用物理学会、日本、１９７７年、第４６巻、第１０号、ｐ．１００４−１００９
【非特許文献３】杉山進、「半導体圧力センサの技術進展の道のり」、デンソーテクニカルレビュー、株式会社デンソー、２０１２年、Ｖｏｌ．１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載された、発色剤含有マイクロカプセルを用いる感圧紙は、繰り返し使用することができないという第２の課題があった。また、ひずみゲージや圧電素子は、素子を動作させるために電源が必要であるという第２の課題があった。【００１６】
本発明は、上記第１の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、温度変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、基板と機能性素子や電極との剥離の発生、及び機能性素子や電極へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な圧力センサを提供することを目的とする。【００１７】
また、本発明は、上記第２の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、繰り返して使用することが可能で、電源が不要な圧力センサ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】
【００１８】
上記第１の課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る圧力センサは、基板と、前記基板に積層され、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなる機能性素子と、を備え、前記基板は、前記機能性素子との積層方向の厚みが他の方向の厚みよりも小さい薄膜状の基板薄膜部を有する。【００１９】
また、上記第２の課題を解決するために、本発明の第２の態様に係る圧力センサは、五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）の組成を有し１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに圧力変化に応じて物性が変化する機能性素子を含む圧力センサ本体、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の温度センサの一例を示す模式的な断面図である。
【図２】機能性素子の一例を示す模式的な斜視図である。
【図３】機能性素子の他の一例を示す模式的な斜視図である。
【図４】従来の温度センサの他の一例を示す模式的な断面図である。
【図５】従来の温度センサのさらに他の一例を示す模式的な断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。
【図７】第２の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。
【図８】第３の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。
【図９】Ｘ線回折分析結果を示す図である。
【図１０】第４の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。
【図１１】第５の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は第６の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った模式的な断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は第７の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った模式的な断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は第８の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った模式的な断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は第９の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った模式的な断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は第１０の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った模式的な断面図である。
【図１７】図１７（ａ）は第１１の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った模式的な断面図である。
【図１８】第１２の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。
【図１９】第１３の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。
【図２０】第１４の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。
【図２１】第１５の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。
【図２２】第１６の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。
【図２３】機能性酸化チタンに印加される圧力と、圧力印加後の機能性酸化チタンにおけるλ−Ｔｉ３Ｏ５の相比率（λ相含有率）及びβ−Ｔｉ３Ｏ５の相比率（β相含有率）と、の関係を示すグラフである。
【図２４】圧力印加前の機能性酸化チタンのλ相／β相比率（λ相含有率／β相含有率）と、機能性酸化チタンのλ相含有率が３０％減少するために必要な印加圧力（応答圧力）と、の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、第１の圧力センサ及び第２の圧力センサについて、図面を参照して説明する。
【００２２】
＜第１の圧力センサ＞
以下、第１の圧力センサについて、図面を参照して説明する。なお、下記の第１〜第３の実施形態に係る圧力センサは、いずれも圧力センサに加え温度センサとしても機能し、圧力及び温度を検知するセンサである。また、上記圧力センサのうち、第１及び第２の実施形態に係る圧力センサは、基板５０Ａの基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとが物理的に接触する構成のため、基板薄膜部５１に加えられる微小な圧力を基板薄膜部５１を介して機能性素子４０Ａが検知可能である。このため、第１及び第２の実施形態に係る圧力センサは、特に、超音波照射圧力等の微小な圧力を検知可能である。
【００２３】
［圧力センサ］
（第１の実施形態）
図６は、第１の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。図６に示す圧力センサ１ＡＡ（１Ａ）は、基板５０ＡＡ（５０Ａ）と、基板５０ＡＡに積層される機能性素子４０Ａと、を備える。また、基板５０ＡＡは、機能性素子４０Ａとの積層方向の厚みが基板５０ＡＡにおける他の方向の厚みよりも小さい薄膜状の基板薄膜部５１を有する。基板５０ＡＡの基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとは物理的に接触している。
【００２４】
＜機能性素子＞
機能性素子４０Ａとは、温度変化及び圧力変化に応じて物性が変化する素子である。具体的には、機能性素子４０Ａとは、温度変化及び圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って物性が変化する機能性酸化チタンからなる素子である。この温度変化及び圧力変化に応じて変化する物性としては、例えば電気伝導度及び色の１種以上が挙げられる。
【００２５】
機能性酸化チタンとは、少なくとも加熱に応じて結晶粒の結晶構造が変化し、かつ、加熱により生成した結晶構造の結晶粒が冷却後にも維持される機能、を有する酸化チタン材料を意味する。具体的には、機能性酸化チタンは、少なくとも加熱の前後で結晶構造の異なる結晶粒を生成し、かつ、加熱により生成した結晶構造の結晶粒が冷却後にも維持される機能、を有する。
【００２６】
また、機能性酸化チタンは、加熱による温度変化に加え、機能性酸化チタンに加えられる圧力の変化に応じても結晶粒の結晶構造が変化する。具体的には、機能性酸化チタンは、加圧の前後で結晶構造の異なる結晶粒を生成し、かつ、この生成した結晶構造の結晶粒が加圧の解除の後にも維持される機能、をさらに有する。また、機能性酸化チタンは、上記温度変化や圧力の変化に加え、電流や光の供給等の前後で結晶構造の異なる結晶粒を生成し、かつ、この生成した結晶構造の結晶粒が電流や光の供給の停止等の後にも維持される機能、をさらに有していてもよい。
【００２７】
機能性酸化チタンは、上記結晶構造の変化に伴って、物性が変化する。ここで、変化する物性としては、色、電気伝導度等が挙げられる。機能性酸化チタンにおける、結晶構造の変化と、色、電気伝導度等の物性との関係については後述する。
【００２８】
機能性素子４０Ａは、実質的に機能性酸化チタンのみからなる。機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位は、後述のように、機能性酸化チタンの結晶粒からなるナノ粒子である。しかし、ナノ粒子では取扱いが困難であるため、機能性酸化チタンとしては、通常、ナノ粒子の結晶粒の多結晶体からなる粉末が用いられる。一方、圧力センサ１ＡＡに用いられる機能性素子４０Ａは、基板５０Ａと積層可能な面積が必要であり、多結晶体からなる粉末では面積が十分でない。このため、機能性素子４０Ａとしては、通常、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末からなる成形体や薄膜が用いられる。成形体としては、例えば、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末を押し固めて得られる薄板状の圧紛体が用いられる。なお、成形体は、型を用いて成形した成型体であってもよい。機能性素子４０Ａの形状は、特に限定されない。機能性素子４０Ａの形状としては、例えば、図２に示す円柱状や、図３に示す矩形板状が挙げられる。なお、図２及び図３は、説明の便宜のために、厚さを誇張して描いている。また、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末を用いた薄膜としては、例えば、機能性酸化チタンの多結晶体からなる粉末をスパッタリング法などによって形成した薄膜が用いられる。
【００２９】
機能性素子４０Ａの厚さは特に限定されないが、通常１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは０．１〜１．０μｍである。機能性素子４０Ａの厚さがこの範囲内にあると、温度や圧力の微小な変化を感度よく検知しやすいため好ましい。
【００３０】
［機能性酸化チタンの結晶構造］
機能性素子４０Ａの材質である機能性酸化チタンの結晶構造について具体的に説明する。機能性酸化チタンは、常圧下で、通常、４５０℃以下でβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有する。そして、機能性酸化チタンは、常圧下で、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタンの結晶粒及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する。
【００３１】
上記のように、機能性酸化チタンは、加熱による温度変化に加え圧力の変化に応じても結晶粒の結晶構造が変化する。以下、加熱による温度変化や圧力の変化に対する機能性酸化チタンの作用を説明する。
【００３２】
（常圧下での、温度変化に対する機能性酸化チタンの作用）
機能性酸化チタンの、常圧下での、温度変化に対する機能性酸化チタンの作用について具体的に説明する。なお、実施形態の機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ａは、温度センサとして用いられる場合、通常、常圧、室温下で取り扱われ、高温下に置かれたときの最高温度を計測するという使用方法が一般的である。このため、以下の説明では、機能性酸化チタンを構成する結晶粒は、常圧下にあり、１９０℃以上の加熱履歴がなく１９０℃未満で、かつβ相五酸化三チタンのみからなるものとして説明する。
【００３３】
機能性酸化チタンは、低温領域から高温領域にかけて、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの３種の形態の１種以上の形態をとり得る。
【００３４】
具体的には、機能性酸化チタンは、１９０℃未満で、通常、β相五酸化三チタンの結晶粒のみを有する。β相五酸化三チタンからなる機能性酸化チタンは、通常、β相五酸化三チタンの結晶粒の多結晶体である。
【００３５】
機能性酸化チタンを構成する多数個のβ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、１９０℃以上３５０℃未満に加熱されると、相転移して、λ相五酸化三チタンの結晶粒となる。具体的には、β相五酸化三チタンの結晶粒は、１９０℃以上に加熱されると、５モル％以上がλ相五酸化三チタンの結晶粒に相転移する。
【００３６】
なお、この１９０℃以上３５０℃未満の温度領域での、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のβ相五酸化三チタンからλ相五酸化三チタンへの相転移のタイミングには、ばらつきがある。このため、機能性酸化チタンは、１９０℃以上３５０℃未満に加熱されると、通常、λ相五酸化三チタンの結晶粒を主として有し、β相五酸化三チタンの結晶粒も共に有するものとなる。
【００３７】
また、機能性酸化チタンを構成する多数個のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、３５０℃以上４５０℃以下に加熱されると、結晶の組成が変化して、二酸化チタンの結晶粒となる。具体的には、λ相五酸化三チタンの結晶粒は、３５０℃以上に加熱されると、５モル％以上が二酸化チタンの結晶粒に相転移する。
【００３８】
ここで、二酸化チタンとは、ルチル、アナターゼ、及びブルカイトを含む概念である。なお、３５０℃以上４５０℃以下の温度領域での、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のλ相五酸化三チタンから二酸化チタンへの結晶組成の変化のタイミングには、ばらつきがある。このため、機能性酸化チタンは、３５０℃以上４５０℃以下に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒を主として有し、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの結晶粒も共に有するものとなる。
【００３９】
なお、機能性酸化チタンがλ相五酸化三チタンの結晶粒を主として有しβ相五酸化三チタンの結晶粒も共に有する場合に、機能性酸化チタンが３５０℃以上４５０℃以下に加熱されるときも、機能性酸化チタン中で二酸化チタンの結晶粒が生成される。具体的には、β相五酸化三チタンの結晶粒は、加熱により、相転移してλ相五酸化三チタンの結晶粒となった後に、さらに二酸化チタンの結晶粒に変化する。
【００４０】
また、機能性酸化チタンを構成する多数のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、４５０℃を超え５５０℃未満に加熱されると、結晶粒のほとんどが白色の二酸化チタンの結晶粒になる。
【００４１】
しかし、４５０℃を超え５５０℃未満の温度領域では、機能性酸化チタンを構成する多数の結晶粒のλ相五酸化三チタンから二酸化チタンへの結晶組成の変化のタイミングにばらつきが生じる。このため、機能性酸化チタンは、４５０℃を超え５５０℃未満に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒を主として有し、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの結晶粒も微量ながら共に有するものとなる。
【００４２】
なお、機能性酸化チタンを構成する多数のλ相五酸化三チタンの結晶粒の全てが二酸化チタンの結晶粒に変化する温度は、概ね５５０℃以上である。すなわち、機能性酸化チタンは、５５０℃以上に加熱されると、通常、二酸化チタンの結晶粒のみを有するものとなる。
【００４３】
機能性酸化チタンは、上記のように、温度領域により安定な結晶構造が異なり、一旦加熱すると、加熱時に生成した結晶粒の結晶構造を冷却した後にも維持する性質を有する。例えば、機能性酸化チタンが、一旦高温領域まで加熱されて、機能性酸化チタンを構成する結晶粒中に二酸化チタンの結晶粒が形成されると、機能性酸化チタンを室温まで冷却しても生成した二酸化チタンの組成がそのまま維持される。
【００４４】
上記のβ相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、物性が異なる。例えば、物性として色に着目すると、β相五酸化三チタンは赤色又は赤褐色、λ相五酸化三チタンは青色、及び二酸化チタンは白色、という色の相違がある。
【００４５】
このため、機能性酸化チタンを温度変化が生じる場所で用いた場合において、機能性酸化チタンの色が赤色又は赤褐色、青色又は白色であれば、機能性酸化チタンの熱履歴の最高温度を検知することができる。すなわち、機能性酸化チタンの色が赤色又は赤褐色、青色、又は白色であれば、機能性酸化チタンが、それぞれ、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン、又は二酸化チタンであることが分かる。このように、機能性酸化チタンの色が赤色又は赤褐色、青色、又は白色であれば、機能性酸化チタンが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満又は３５０℃以上の温度領域の最高温度の熱履歴を有することが分かる。このため、機能性酸化チタンは、色の変化を調べることにより、温度センサ、及び温度センサの機能も有する圧力センサの材料として用いることができる。
【００４６】
具体的には、機能性酸化チタンは、１９０℃以上の加熱履歴がない場合、通常、β相五酸化三チタンのみからなり、赤色又は赤褐色になっている。
【００４７】
また、機能性酸化チタンは、１９０℃以上３５０℃未満の加熱履歴があると、赤色又は赤褐色のβ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部が、相転移して、青色のλ相五酸化三チタンの結晶粒となる。
【００４８】
さらに、機能性酸化チタンは、３５０℃以上４５０℃以下の加熱履歴があると、青色のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、結晶の組成が変化して、白色の二酸化チタンの結晶粒となる。
【００４９】
また、機能性酸化チタンは、４５０℃を超え５５０℃未満に加熱されると、結晶粒のほとんどが白色の二酸化チタンの結晶粒になる。
【００５０】
さらに、機能性酸化チタンは、５５０℃以上の加熱履歴があると、通常、白色の二酸化チタンの結晶粒のみを有するものとなる。
【００５１】
機能性酸化チタンの色の評価は、目視又は機能性酸化チタンの吸収スペクトルにより行うことができる。このように、機能性酸化チタンは、色の変化を調べることにより、温度センサ、及び温度センサの機能も有する圧力センサの材料として用いることができる。
【００５２】
また、機能性酸化チタンの結晶構造の変化により変化する物性として機能性酸化チタンの電気伝導度に着目すると、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンは、それぞれ電気伝導度が異なる。例えば、β相五酸化三チタンは多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンは多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。そして、二酸化チタンは、多くの絶縁体と同様の範囲内の電気伝導度を有する。これらの電気伝導度の違いは、機能性酸化チタンの室温への冷却後も維持される。機能性酸化チタンの電気伝導度の変化は、例えば、機能性酸化チタンを介した２個以上の電極間の電気抵抗を測定することにより知ることができる。
【００５３】
このため、機能性酸化チタンの電気伝導度の測定により、機能性酸化チタンが、それぞれ、１９０℃未満、１９０℃以上３５０℃未満、又は３５０℃以上の温度領域内の温度であったことが分かる。このため、機能性酸化チタンを温度センサ、及び温度センサの機能も有する圧力センサの材料として用いることができる。
【００５４】
なお、機能性酸化チタンの、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの結晶構造の変化には、機能性酸化チタンの用いられる雰囲気の影響が実質的にない。例えば、機能性酸化チタンは、空気、酸素雰囲気、窒素雰囲気等の雰囲気中で用いることができる。
【００５５】
機能性酸化チタンは、上記のように、少なくとも加熱に応じて結晶粒の結晶構造が変化し、かつ、加熱により生成した結晶構造の結晶粒が冷却後にも維持される機能、を有する。この、少なくとも加熱に応じて結晶粒の結晶構造が変化し、かつ、加熱により生成した結晶構造の結晶粒が冷却後にも維持される機能を、以下、「機能性酸化チタンとしての機能」ともいう。
【００５６】
（機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径）
機能性酸化チタンは、機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位が、ナノ粒子である結晶粒からなる。この機能性酸化チタンを構成する結晶粒は、上記のように、常圧下で、１９０℃以上の加熱履歴がない場合、通常、β相五酸化三チタンのみからなる。
【００５７】
β相五酸化三チタンの結晶粒の平均粒径（メジアン径）、すなわち、機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径は、通常１〜１００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜２０ｎｍである。β相五酸化三チタンの結晶粒の平均粒径が上記範囲内にあると、機能性酸化チタンが、上記機能性酸化チタンとしての機能を有する。このため、機能性酸化チタンは、加熱履歴の最高温度を冷却後に知ることができる温度センサ用、及び温度センサの機能も有する圧力センサ用として好適である。
【００５８】
機能性酸化チタンにおいて、機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位は、平均粒径が上記範囲内にある結晶粒である。しかし、ナノ粒子の結晶粒は取り扱いが困難であるため、機能性酸化チタンとしては、ナノ粒子の結晶粒の多結晶体が用いられることが好ましい。このナノ粒子の結晶粒の多結晶体は、その形状について特に限定されないが、例えば、粒状のものが用いられる。この粒状の結晶粒の多結晶体の大きさは、例えば、平均粒径（メジアン径）が、通常５０ｎｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは３μｍ〜８μｍである。粒状の結晶粒の多結晶体の平均粒径（メジアン径）が、上記範囲内にあると、取扱いが容易である。
【００５９】
第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡの機能性素子４０Ａは、この粒状の結晶粒の多結晶体等の機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体を押し固めて得られた薄板状の圧粉体になっている。
【００６０】
なお、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさは、加熱によりβ相五酸化三チタンからλ相五酸化三チタンに相転移しても実質的に変化しないと考えられる。このため、上記、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさは、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の大きさとみなすことができる。
【００６１】
一方、結晶粒がナノ粒子でない多結晶体からなる五酸化三チタンや、五酸化三チタンの単結晶体等の、従来の五酸化三チタンは、機能性酸化チタンと異なり、加熱時に生成した結晶粒の結晶構造を冷却した後に維持する性質を有さない。この理由は、通常の五酸化三チタンでは、結晶粒における、β相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン、及び二酸化チタン間の結晶構造の変化が可逆的かつ容易に行われるためであると推測される。このため、従来の五酸化三チタンは、加熱履歴の最高温度を冷却後に知ることができる温度センサ用、及び温度センサの機能も有する圧力センサ用として好適な材料でない。
【００６２】
これに対し、第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡを構成する五酸化三チタンは、機能性酸化チタンであるため、温度センサ用、及び温度センサの機能も有する圧力センサ用の材料として好適である。
【００６３】
（常温下での、圧力変化に対する機能性酸化チタンの作用）
機能性酸化チタンは、上記の加熱により結晶構造を変える機能に加え、加圧の前後で結晶構造の異なる結晶粒を生成し、かつ、この生成した結晶構造の結晶粒が加圧の解除の後にも維持される機能、をさらに有する。
【００６４】
機能性酸化チタンの、常温下での、圧力変化に対する機能性酸化チタンの作用について具体的に説明する。なお、以下の説明において、機能性酸化チタンを構成する結晶粒は、常温下にあり、６０ＭＰａ以上の加圧履歴がないものとして説明する。機能性酸化チタンは、低圧領域から中高圧領域にかけて、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタン二酸化チタンの２種の形態をとり得る。
【００６５】
具体的には、機能性酸化チタンは、６０ＭＰａ未満で、通常、λ相五酸化三チタンの結晶粒のみを有する。通常、λ相五酸化三チタンからなる機能性酸化チタンは、通常、λ相五酸化三チタンの結晶粒の多結晶体である。この機能性酸化チタンを構成する多数個のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部は、６０ＭＰａ以上に加圧されると、相転移して、β相五酸化三チタンの結晶粒となる。機能性酸化チタンのλ相五酸化三チタンの結晶粒は、６０ＭＰａ以上に加圧されると、５モル％以上がβ相五酸化三チタンの結晶粒に相転移する。
【００６６】
機能性酸化チタンは、上記のように、圧力領域により安定な結晶構造が異なり、一旦加圧すると、加圧時に生成した結晶粒の結晶構造を加圧の解除後にも維持する性質を有する。例えば、機能性酸化チタンのλ相五酸化三チタンの結晶粒が、一旦６０ＭＰａ以上に加圧されてβ相五酸化三チタンの結晶粒が形成されると、加圧が６０ＭＰａ未満になった後も生成したβ相五酸化三チタンの組成がそのまま維持される。
【００６７】
具体的には、機能性酸化チタンは、６０ＭＰａ以上の加圧履歴がない場合、通常、λ相五酸化三チタンのみからなり、青色になっている。
【００６８】
また、機能性酸化チタンは、６０ＭＰａ以上の加圧履歴があると、青色のλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部が、相転移して、赤色又は赤褐色のβ相五酸化三チタンの結晶粒となる。
【００６９】
このため、機能性酸化チタンが青色であれば、６０ＭＰａ以上の加圧履歴がないと判断することができる。また、機能性酸化チタンが赤色又は赤褐色であれば、６０ＭＰａ以上の加圧履歴があると判断することができる。機能性酸化チタンの色の評価は、目視又は機能性酸化チタンの吸収スペクトルにより行うことができる。このように、機能性酸化チタンは、色の変化を調べることにより、圧力センサの材料として用いることができる。
【００７０】
［機能性素子の作用］
機能性素子４０Ａは、機能性酸化チタン粉末の薄板状圧紛体であり機能性酸化チタンからなる。このため、機能性素子４０Ａの作用は、機能性酸化チタンと同様の作用を示す。具体的には、機能性素子４０Ａは、機能性酸化チタンの、上記「常圧下での、温度変化に対する機能性酸化チタンの作用」及び「常温下での、圧力変化に対する機能性酸化チタンの作用」と同様の作用を示し、温度センサ及び圧力センサとして作用する。機能性素子４０Ａの作用は、機能性酸化チタンの作用と同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
＜基板＞
基板５０ＡＡ（５０Ａ）は、圧力センサ１ＡＡの製造時に機能性素子４０Ａ等を形成する土台となるものである。また、基板５０ＡＡは、圧力センサ１ＡＡに、機械的強度を付与し、熱伝導性、電気伝導性等の特性を制御する作用を有する。さらに、基板５０ＡＡは、薄膜状の基板薄膜部５１により、温度や圧力の微小な変化を機能性素子４０Ａが感度よく検知しやすくなっている。
【００７２】
図６に示すように、基板５０ＡＡは、薄膜状の基板薄膜部５１と、薄膜状でない基板外周部５３と、基板薄膜部５１と基板外周部５３とを接続する基板壁部５２と、を有する。
【００７３】
基板５０ＡＡは、円盤状又は矩形状、かつ薄膜状の基板薄膜部５１と、この基板薄膜部５１の周端部から斜めに立ち上がる基板壁部５２と、基板壁部５２の周端部の外周から水平方向外周に形成された非薄膜状の基板外周部５３と、を有する。
【００７４】
基板薄膜部５１は、基板５０ＡＡのうち、機能性素子４０Ａとの積層方向の厚みが基板５０ＡＡにおける他の方向の厚みよりも小さい薄膜状の部分である。図６において、機能性素子４０Ａとの積層方向は、上下方向である。他の方向とは、積層方向とは異なる方向である。例えば、図６における基板５０ＡＡと機能性素子４０Ａとの積層方向に垂直な方向、すなわち、図６における左右方向は、他の方向である。なお、後述の第２の実施形態の図７における左右方向や、第３の実施形態の図８における左右方向も、同様に、他の方向である。基板薄膜部５１の、機能性素子４０Ａとの積層方向の厚みは、通常１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは７〜１５μｍ、さらに好ましくは８〜１２μｍである。基板５０Ａの厚さがこの範囲内にあると、温度や圧力の微小な変化を機能性素子４０Ａが感度よく検知しやすいため好ましい。
【００７５】
基板壁部５２及び基板外周部５３は、基板薄膜部５１を含む基板５０ＡＡを補強しかつ基板薄膜部５１の形状を維持する部分である。基板５０ＡＡは、基板薄膜部５１に加え、機械的強度の高い基板壁部５２及び基板外周部５３を有することにより、機能性素子４０Ａを高い強度で支持することができるようになっている。
【００７６】
基板外周部５３の、機能性素子４０Ａとの積層方向の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．１〜５．０ｍｍ、好ましくは０．７〜１．０ｍｍである。基板外周部５３の厚さがこの範囲内にあると、機械的強度が高く、加工装置へ利用しやすいため好ましい。
【００７７】
なお、基板５０ＡＡにおいて基板薄膜部５１は必須の構成であるが、基板壁部５２及び基板外周部５３は任意の構成とすることができる。すなわち、基板５０ＡＡの図示しない変形例として、基板薄膜部５１のみからなる構成の基板５０Ａとすることができる。
【００７８】
基板５０ＡＡは、例えば、半導体、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）、酸化物、金属及びポリイミド樹脂からなる群より選択される１種以上の材質よりなる。半導体としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ等が用いられる。ＳＯＩとしては、例えば、公知のＳＯＩが用いられる。酸化物としては、サファイア、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３、Ｌａ−ＳｒＴｉＯ３等の無機酸化物等が用いられる。なお、Ｎｂ−ＳｒＴｉＯ３やＬａ−ＳｒＴｉＯ３はチタン酸ストロンチウムにＮｂやＬａをドープしたものであり、導電性酸化物である。金属としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、ＳＵＳ等が用いられる。ファイバとしては、ガラスファイバやカーボンファイバが用いられる。基板５０ＡＡが上記材質よりなると、機能性素子４０Ａ等の形成が容易であり、一枚の基板上に同一の素子を多数個作製することが容易であるため好ましい。
【００７９】
なお、ＳＯＩは、Ｓｉ基板と埋め込み絶縁層との２種以上の構成からなる。基板５０ＡＡがＳＯＩである場合、基板薄膜部５１のみでＳＯＩ構造を有していてもいなくてもよく、基板薄膜部５１以外の部分を含めた基板５０ＡＡ全体としてＳＯＩが構成されていればよい。
【００８０】
［基板薄膜部の形成］
基板薄膜部５１を有する基板５０ＡＡは、公知の方法で作製することができる。具体的には、基板５０ＡＡは、例えば、原料として基板薄膜部５１が形成されていない平板な基板を用い、この平板な基板の一部を薄膜化して基板薄膜部５１を形成する方法により作製される。薄膜化の方法としては、公知の方法を採用することができる。具体的な薄膜化の方法としては、例えば、Ｓｉの異方性を利用したウェットエッチングや、反応性イオンエッチング等のドライエッチング、が用いられる。なお、ウェットエッチングを用いる場合、例えば、ＳＯＩウェハが有するＳｉＯ２等の酸化膜やＳｉ３Ｎ４等の窒化膜をエッチングストップ層として用いることができる。薄膜化は、通常、平板な基板の表面の一部に行い、その後機能性素子を積層する。
【００８１】
＜圧力センサの作用＞
圧力センサ１ＡＡの作用のうち、機能性素子４０Ａ自体の作用は、上記「機能性素子の作用」で述べたとおりである。すなわち、圧力センサ１ＡＡの機能性素子４０Ａは、温度センサ及び圧力センサとして作用する。このため、機能性素子４０Ａを備える圧力センサ１ＡＡは、温度センサの機能も有する圧力センサとして作用する。圧力センサ１ＡＡの作用のうち、機能性素子４０Ａ自体の作用については、説明を省略する。
【００８２】
圧力センサ１ＡＡは、機能性素子４０Ａ自体の作用に加えて、基板５０ＡＡに基づく作用を有する。以下、基板５０ＡＡに基づく作用について説明する。
【００８３】
圧力センサ１ＡＡは、基板５０ＡＡと機能性素子４０Ａとの材質が異なり、両者は原子の配列間隔が異なる。このため、基板５０ＡＡと機能性素子４０Ａとが物理的に接触するように積層されると、基板５０ＡＡと機能性素子４０Ａとの界面にせん断応力が生じる。具体的には、通常、機能性素子４０Ａには、基板５０ＡＡによって、機能性素子４０Ａの界面の原子の配列間隔が伸びるようなせん断応力が加えられる。このため、０．７〜１．０ｍｍ程度の厚さを有する従来の平板状の基板を備えた圧力センサでは、せん断応力のために、基板と機能性素子４０Ａとの剥離の発生、及び機能性素子４０Ａへのクラックの発生等が起こりやすい。
【００８４】
これに対し、圧力センサ１ＡＡでは、基板５０ＡＡのうち、機能性素子４０Ａと積層される界面の面積の多くを薄膜状の基板薄膜部５１が占め、加熱・冷却をしない場合において、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ａとの界面に加えるせん断応力は小さい。また、基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力も小さい。このため、圧力センサ１ＡＡでは、加熱・冷却をした場合及びしない場合において、基板５０ＡＡと機能性素子４０Ａとの剥離の発生、及び機能性素子４０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【００８５】
また、従来技術のように、基板が０．７〜１．０ｍｍ程度の厚さを有する場合は、基板により機能性素子４０Ａ全体に強いせん断応力が作用し、機能性素子４０Ａがたわみにくい。これに対し、圧力センサ１ＡＡでは、機能性素子４０Ａと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であり、基板５０ＡＡから機能性素子４０Ａに加えられるせん断応力が小さくなるため、機能性素子４０Ａがたわみやすい。このため、圧力センサ１ＡＡは、超音波の照射圧力等の微小な圧力でも容易に機能性素子４０Ａがたわみやすくなり、超音波照射圧力等の微小な圧力を検知可能である。
【００８６】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＡＡによれば、機能性素子４０Ａを構成する機能性酸化チタンの結晶粒の結晶構造の変化に伴って物性が変化することを利用して温度及び圧力を測定することができる。すなわち、圧力センサ１Ａによれば、温度センサの機能も有する圧力センサが得られる。
【００８７】
また、機能性素子４０Ａを構成する機能性酸化チタンは安価である。このため、圧力センサ１ＡＡによれば、安価な、温度センサの機能も有する圧力センサが得られる。
【００８８】
さらに、圧力センサ１ＡＡは、機能性素子４０Ａと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しにくい。このため、圧力センサ１ＡＡによれば、加熱・冷却による、基板５０ＡＡと機能性素子４０Ａとの剥離の発生、及び機能性素子４０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【００８９】
また、圧力センサ１ＡＡは、機能性素子４０Ａと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却しない場合においても、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ａとの界面に加えるせん断応力が小さい。このため、圧力センサ１ＡＡによれば、加熱・冷却しない場合における、基板５０ＡＡと機能性素子４０Ａとの剥離の発生、及び機能性素子４０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【００９０】
さらに、圧力センサ１ＡＡは、温度センサの機能も有するため、３５０℃以上の高温領域での温度測定が可能である。このため、圧力センサ１ＡＡによれば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉や配電盤等での温度測定が可能である。
【００９１】
また、圧力センサ１ＡＡは、機能性素子４０Ａと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、機能性素子４０Ａがたわみやすい。このため、圧力センサ１ＡＡによれば、超音波照射圧力等の微小な圧力を検知可能である。
【００９２】
圧力センサ１ＡＡは、温度変化及び圧力変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用いる。このため、圧力センサ１ＡＡによれば、基板と機能性素子との剥離の発生、及び機能性素子へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な、温度センサの機能も有する圧力センサが得られる。
【００９３】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。図７に示す圧力センサ１ＡＢ（１Ａ）は、基板５０ＡＢ（５０Ａ）と、基板５０ＡＢに積層される機能性素子４０Ａと、を備える。また、基板５０ＡＢは、機能性素子４０Ａとの積層方向の厚みが基板５０ＡＢにおける他の方向の厚みよりも小さい薄膜状の基板薄膜部５１を有する。基板５０ＡＢの基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとは物理的に接触している。圧力センサ１ＡＢは、さらに電極７０Ａを備え、電極７０Ａは、機能性素子４０Ａの表面に電極７０ＡＢ１、７０ＡＢ２の２個設けられる。
【００９４】
図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢは、図６に示す第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡに比較して、機能性素子４０Ａの表面に電極７０ＡＢ１、７０ＡＢ２が設けられる点で異なり、他の点は、同じである。このため、図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢと、図６に示す第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡとで、同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略する。
【００９５】
第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢの基板５０ＡＢ（５０Ａ）は、第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡの基板５０ＡＡ（５０Ａ）と同様であるため、説明を省略する。
【００９６】
＜電極＞
圧力センサ１ＡＢは、機能性素子４０Ａの表面に、電極７０ＡＢ１、７０ＡＢ２（７０Ａ）を備える。電極７０Ａは、機能性素子４０Ａの表面と電気的に接続される。機能性素子４０Ａは、上記のように、温度変化及び圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って電気伝導度等の物性が変化する。電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２は、温度変化及び圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って機能性素子４０Ａの表面近傍の電気伝導度が変化することを検知する。
【００９７】
圧力センサ１ＡＢでは、このような電極７０ＡＢ１及び電極７０ＡＢ２の配置により、機能性素子４０Ａの表面近傍の電気伝導度が変化することを検知可能になっている。
【００９８】
電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２は、機能性素子４０Ａの表面の少なくとも一部に配置される。具体的には、電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２は、機能性素子４０Ａの図７中の上側の表面に、離間して設けられる。なお、電極７０Ａの数は電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２を含め２個以上とすることができる。例えば、圧力センサ１ＡＢの変形例として、電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２に加え、機能性素子４０Ａの図７中の上側の表面に、さらに図示しない電極７０Ａを２個設けることができる。このように、機能性素子４０Ａの図７中の上側の表面に、電極７０Ａを４個設けると機能性素子４０Ａの電気伝導度の変化を四端子法で精度よく検知することが可能になる。
【００９９】
電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２は、例えば、金属、導電性酸化物、カーボン材料及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなる。金属としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ等が用いられる。導電性酸化物としては、ＩＴＯ（酸価インジウムスズ）等が用いられる。カーボン材料としては、グラファイト（黒鉛）等が用いられる。導電性高分子としては、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー等が用いられる。電極７０Ａが上記材質よりなると、機能性素子４０Ａと電極７０Ａとの間の電気伝導が容易になるため好ましい。
【０１００】
電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２の厚さは特に限定されないが、通常０．０１〜１０００μｍ、好ましくは０．１〜１００μｍである。電極７０ＡＢ１、７０ＡＢ２の厚さがこの範囲内にあると、電極の導電性を確保できるため好ましい。
【０１０１】
＜圧力センサの作用＞
図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢは、図６に示す第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡと同様の作用を示す。
【０１０２】
また、圧力センサ１ＡＢでは、基板５０ＡＢのうち、機能性素子４０Ａと物理的に接触して積層される界面の面積の多くを薄膜状の基板薄膜部５１が占め、加熱・冷却をしない場合において、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ａとの界面に加えるせん断応力は小さい。また、基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力も小さい。このため、圧力センサ１ＡＢでは、加熱・冷却をした場合及びしない場合において、基板５０ＡＢと、機能性素子４０Ａや電極７０Ａと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０１０３】
また、圧力センサ１ＡＢは、電極７０ＡＢ１、７０ＡＢ２（７０Ａ）を備える。このため、圧力センサ１ＡＢによれば、機能性素子４０Ａの表面近傍の電気伝導度が変化することを検知して機能性素子４０Ａの結晶粒の結晶構造を検知し、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０１０４】
なお、電極７０ＡＢ１、７０ＡＢ２は、機能性素子４０Ａから見て基板薄膜部５１の反対側に位置する。このため、電極７０Ａは、基板薄膜部５１に加えられる超音波照射圧力等の微小な圧力が基板薄膜部５１と物理的に接触する機能性素子４０Ａに伝達されることを阻害しない。したがって、圧力センサ１ＡＢによれば、基板薄膜部５１に加えられる超音波照射圧力等の微小な圧力を、機能性素子４０Ａの電気伝導度が変化することを検知して、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０１０５】
圧力センサ１ＡＢは、基板薄膜部５１で超音波を受け、この超音波の圧力は基板薄膜部５１を介して機能性素子４０Ａに伝達される。機能性素子４０Ａは、超音波の圧力に基づいて電気伝導度が変化し、機能性素子４０Ａの電気伝導度の変化は、例えば、機能性素子４０Ａを介した２個以上の電極間の電気抵抗を測定することにより知ることができる。このため、圧力センサ１ＡＢは、基板薄膜部５１で超音波を受け、機能性素子４０Ａを介した２個以上の電極７０Ａ、７０Ａ間の電気抵抗を測定する圧力センサとして用いることができる。
【０１０６】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＡＢによれば、図６に示す第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡと同様の効果を奏する。
【０１０７】
また、圧力センサ１ＡＢは、機能性素子４０Ａと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しにくい。このため、圧力センサ１ＡＢによれば、加熱・冷却による、基板５０ＡＢと、機能性素子４０Ａや電極７０Ａと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０１０８】
また、圧力センサ１ＡＢは、機能性素子４０Ａと物理的に接触する基板薄膜部５１が薄膜状であるため、加熱・冷却しない場合においても、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ａとの界面に加えるせん断応力が小さい。このため、圧力センサ１ＡＢによれば、加熱・冷却しない場合における、基板５０ＡＢと、機能性素子４０Ａや電極７０Ａと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０１０９】
また、圧力センサ１ＡＢは、電極７０ＡＢ１、７０ＡＢ２（７０Ａ）を備える。このため、圧力センサ１ＡＢによれば、機能性素子４０Ａの表面近傍の電気伝導度が変化することを検知して機能性素子４０Ａの結晶粒の結晶構造を検知し、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０１１０】
圧力センサ１ＡＢは、温度変化及び圧力変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用いる。このため、圧力センサ１ＡＢによれば、基板と機能性素子や電極との剥離の発生、及び機能性素子や電極へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な、温度センサの機能も有する圧力センサが得られる。
【０１１１】
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。図８に示す圧力センサ１ＡＣ（１Ａ）は、基板５０ＡＣ（５０Ａ）と、基板５０ＡＣに電極７０ＡＣ２を介して積層される機能性素子４０Ａと、を備える。また、基板５０ＡＣは、機能性素子４０Ａとの積層方向の厚みが基板５０ＡＣにおける他の方向の厚みよりも小さい薄膜状の基板薄膜部５１を有する。圧力センサ１ＡＣは、さらに電極７０Ａを備える。電極７０Ａは、機能性素子４０Ａの表面に電極７０ＡＣ１の１個が設けられ、かつ、基板５０ＡＣと機能性素子４０Ａとの界面に電極７０ＡＣ２の１個が設けられる。なお、基板５０ＡＣの基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとは、電極７０Ａが介在するため、物理的に接触していない。
【０１１２】
図８に示す第３の実施形態に係る圧力センサ１ＡＣは、図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢに比較して、機能性素子４０Ａの表面に電極７０ＡＣ１が１個設けられる点で異なる。また、図８に示す第３の実施形態に係る圧力センサ１ＡＣは、図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢに比較して、基板５０ＡＣと機能性素子４０Ａとの界面に電極７０ＡＣ２が１個設けられる点で異なる。第３の実施形態に係る圧力センサ１ＡＣと第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢとは、他の点は、同じである。このため、図８に示す第３の実施形態に係る圧力センサ１ＡＣと、図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢとで、同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略する。
【０１１３】
第３の実施形態に係る圧力センサ１ＡＣの基板５０ＡＣ（５０Ａ）は、第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡの基板５０ＡＡ（５０Ａ）と同様であるため、説明を省略する。
【０１１４】
＜電極＞
圧力センサ１ＡＣは、機能性素子４０Ａの表面に電極７０ＡＣ１が１個設けられ、かつ、基板５０ＡＣと機能性素子４０Ａとの界面に電極７０ＡＣ２が１個設けられる。電極７０ＡＣ２は、基板５０ＡＣと機能性素子４０Ａとの界面に設けられる。すなわち、電極７０ＡＣ１及び電極７０ＡＣ２は機能性素子４０Ａを挟み込むように配置される。
【０１１５】
圧力センサ１ＡＣでは、このような電極７０ＡＣ１及び電極７０ＡＣ２の配置により、機能性素子４０Ａの面直方向の電気伝導度が変化することを検知可能になっている。
【０１１６】
電極７０ＡＣ１及び電極７０ＡＣ２は、それぞれ、機能性素子４０Ａの表裏の表面全体を覆うように形成される。すなわち、電極７０ＡＣ１及び電極７０ＡＣ２は、図８中の手前及び奥行方向の長さが機能性素子４０Ａの表裏の表面の手前及び奥行方向の長さと一致するようになっている。
【０１１７】
なお、圧力センサ１ＡＣの変形例として、電極７０ＡＣ１及び電極７０ＡＣ２の１種以上が、機能性素子４０Ａの表面の一部を覆うように形成されたものとすることができる。すなわち、電極７０ＡＣ１及び電極７０ＡＣ２は、図８中の手前及び奥行方向の長さが機能性素子４０Ａの表面の手前及び奥行方向の長さよりも短くなるようにすることができる。この変形例によれは、機能性素子４０Ａのうち、電極７０ＡＣ１及び電極７０ＡＣ２が対向した部分にある機能性素子４０Ａの電気伝導度等を測定することができる。
【０１１８】
電極７０Ａは、機能性素子４０Ａの表裏の表面と電気的に接続される。機能性素子４０Ａは、上記のように、温度変化及び圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って電気伝導度等の物性が変化する。電極７０ＡＣ１及び７０ＡＣ２は、温度変化及び圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造が変化することに伴って機能性素子４０Ａの面直方向の電気伝導度が変化することを検知する。
【０１１９】
なお、電極７０Ａの数は電極７０ＡＣ１及び７０ＡＣ２を含め２個以上とすることができる。すなわち、電極７０Ａは、機能性素子４０Ａの表面に１個以上設けられ、かつ、基板５０ＡＣと機能性素子４０Ａとの界面に１個以上設けられるようにすることができる。具体的には、圧力センサ１ＡＣの変形例として、電極７０ＡＣ１及び７０ＡＣ２に加え、電極７０ＡＣ１及び７０ＡＣ２に離間してさらに図示しない電極７０Ａを１個以上設けることができる。このように、電極７０Ａを多く設けると、機能性素子４０Ａの電気伝導度の変化を精度よく検知することが可能になる。
【０１２０】
電極７０ＡＣ１及び７０ＡＣ２の材質としては、図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢの電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２の材質と同様のものが用いられる。電極７０ＡＣ１及び７０ＡＣ２の厚さは、図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢの電極７０ＡＢ１及び７０ＡＢ２と同様である。
【０１２１】
＜圧力センサの作用＞
図８に示す第３の実施形態に係る圧力センサ１ＡＣは、図６に示す第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡと同様の作用を示す。
【０１２２】
なお、圧力センサ１ＡＣでは、図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢと異なり、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとが接触していない。このため、加熱・冷却しない場合において、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ａとの界面で機能性素子４０Ａに加えるせん断応力が発生しない。また、圧力センサ１ＡＣでは、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しない。このため、圧力センサ１ＡＣでは、基板５０ＡＡと、機能性素子４０Ａや電極７０Ａと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０１２３】
また、圧力センサ１ＡＣは、電極７０ＡＣ１、７０ＡＣ２（７０Ａ）を備える。このため、圧力センサ１ＡＣによれば、機能性素子４０Ａの面直方向の電気伝導度が変化することを検知して機能性素子４０Ａの結晶粒の結晶構造を検知し、熱履歴の最高温度及び圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０１２４】
なお、圧力センサ１ＡＣでは、電極７０ＡＣ２が、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの界面に設けられるため、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとが物理的に接触していない。このため、圧力センサ１ＡＣでは、基板薄膜部５１に加えられる超音波照射圧力等の微小な圧力については、機能性素子４０Ａに到達するまでに電極７０ＡＣ２により減衰する可能性がある。このため、圧力センサ１ＡＣは、第１及び第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡ及び１Ｂに比較して、超音波照射圧力等の微小な圧力の検知能力が低下する可能性がある。ただし、圧力センサ１ＡＣでも、超音波照射圧力よりも大きな圧力の検知能力は有する。
【０１２５】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＡＣによれば、図６に示す第１の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡと同様の効果を奏する。
【０１２６】
また、圧力センサ１ＡＣは、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとが物理的に接触しないため、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しない。このため、圧力センサ１ＡＣによれば、加熱・冷却による、基板５０ＡＣと、機能性素子４０Ａや電極７０Ａと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０１２７】
また、圧力センサ１ＡＣは、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとが物理的に接触しないため、加熱・冷却しない場合においても、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ａとの界面に加えるせん断応力が発生しない。このため、圧力センサ１ＡＣによれば、加熱・冷却しない場合における、基板５０ＡＣと、機能性素子４０Ａや電極７０Ａと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【０１２８】
また、圧力センサ１ＡＣは、電極７０ＡＣ１、７０ＡＣ２（７０Ａ）を備える。このため、圧力センサ１ＡＣによれば、機能性素子４０Ａの面直方向の電気伝導度が変化することを検知して機能性素子４０Ａの結晶粒の結晶構造を検知し、熱履歴の最高温度や圧力履歴の最高圧力を検知することができる。
【０１２９】
圧力センサ１ＡＣは、温度変化及び圧力変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用いる。このため、圧力センサ１ＡＣによれば、基板と機能性素子や電極との剥離の発生、及び機能性素子や電極へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な、温度センサの機能も有する圧力センサが得られる。
【０１３０】
＜第２の圧力センサ＞
次に、第２の圧力センサについて、図面を参照して説明する。
【０１３１】
［圧力センサ］
（第４の実施形態）
図１０は、第４の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１０に示す圧力センサ１ＢＡ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＡ（１０Ｂ）、を備える。なお、圧力センサ１ＢＡは、図１０に示す圧力センサ本体１０ＢＡを少なくとも備えるものであればよく、図示しない周辺部材を備えていてもよい。また、後述の第５〜第１６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＢ〜１ＢＭも、第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡと同様に、圧力センサ本体１０ＢＢ〜１０ＢＭを備える。
【０１３２】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＡは、機能性素子４０Ｂからなり圧力変化に応じて物性が変化する部材である。図１０に示す圧力センサ本体１０ＢＡは、機能性素子４０ＢＡ（４０Ｂ）からなり、機能性素子４０ＢＡ以外の材質を実質的に含まない。なお、例えば、後述の第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣでは、圧力センサ本体１０Ｂが、機能性素子４０Ｂ以外の材質である母材３０Ｂを含む。
【０１３３】
［機能性素子］
機能性素子４０Ｂとは、五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）の組成を有し１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに圧力変化に応じて物性が変化する素子を意味する。通常、この物性の変化は、機能性素子４０Ｂが１９０℃未満の場合に発現する。
【０１３４】
機能性素子４０Ｂは、機能性酸化チタンからなる素子である。換言すれば、機能性酸化チタンは、機能性素子４０Ｂの材質である。ここで、機能性酸化チタンとは、五酸化三チタンの組成を有し１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに圧力変化に応じて物性が変化する物質を意味する。
【０１３５】
機能性酸化チタンは、圧力が印加されていない状態で少なくともλ相五酸化三チタンの結晶粒を有し、１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときにλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する性質の物質である。なお、機能性酸化チタンは、通常、圧力が印加されていない状態から１ＭＰａ未満の圧力が印加された場合でもλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する。しかし、機能性酸化チタンに１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときは、λ相五酸化三チタンの結晶粒からβ相五酸化三チタンの結晶粒への変化の度合いが容易である。また、通常、上記の１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときにλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する性質は、１９０℃未満において発現する。機能性酸化チタンが１９０℃を超えると、五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がα相五酸化三チタンの結晶粒に相転移して、λ相五酸化三チタンからβ相五酸化三チタンへの相転移が困難になる。
【０１３６】
機能性素子４０Ｂ及びその材質である機能性酸化チタンが圧力変化に応じて変化する物性としては、例えば電気伝導度、色及び磁性から選ばれる１種以上が挙げられる。これらの物性については後述する。
【０１３７】
機能性酸化チタンについて、機能性酸化チタンの相と、印加される圧力との関係について説明する。
【０１３８】
（機能性酸化チタン）
機能性酸化チタンは、１９０℃未満かつ圧力が印加されていない状態で、少なくともλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒を有する。機能性酸化チタンは、通常、１９０℃未満かつ圧力が印加されていない状態において、λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒を有する。すなわち、機能性酸化チタンは、通常、１９０℃未満かつ圧力が印加されていない状態において、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの２相を有する。なお、実施形態で用いられる機能性酸化チタンにおける、λ相五酸化三チタンと、β相五酸化三チタンとの相比率は、特に限定されない。
【０１３９】
機能性酸化チタンは、１９０℃未満で１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときにλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する性質を有する。すなわち、機能性酸化チタンは、１９０℃未満で１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに、λ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部が相転移してβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する性質を有する。
【０１４０】
また、機能性酸化チタンは、１９０℃未満において印加される圧力の増加に伴い、λ相五酸化三チタンの結晶粒がβ相五酸化三チタンの結晶粒に相転移する割合が増加する性質を有する。すなわち、機能性酸化チタンは、１９０℃未満において印加される圧力の増加に伴い、λ相五酸化三チタンからβ相五酸化三チタンへの相転移量が増加する性質を有する。
【０１４１】
このように、機能性酸化チタンは、１９０℃未満において、印加される圧力の増加に伴い、λ相五酸化三チタンの相比率が減少し、β相五酸化三チタンの相比率が増加する性質を有する。例えば、機能性酸化チタンは、１９０℃未満、圧力が印加されない状態でλ相五酸化三チタンの結晶粒Ｘモル％とβ相五酸化三チタンの結晶粒１００−Ｘモル％とを含む場合において、１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときにＸの値が減少する性質を有する。
【０１４２】
機能性酸化チタンの、印加される圧力の増加に伴いλ相五酸化三チタンの相比率が減少しβ相五酸化三チタンの相比率が増加する特性は、機能性酸化チタン毎に異なる。この特性を、以下、「相比率変化特性」という。相比率変化特性は、機能性酸化チタンの、圧力が印加されない状態でのλ相とβ相との相比率や結晶粒の大きさ等により決定されると考えられる。このため、各機能性酸化チタンにつき相比率変化特性を予め測定しておくと、圧力印加後の機能性酸化チタンにおける五酸化三チタンのλ相又はβ相の相比率を測定することで、機能性酸化チタンに印加された圧力の測定が可能になる。
【０１４３】
なお、機能性酸化チタンは、圧力変化に応じて、一旦、結晶粒の結晶構造がλ相五酸化三チタンとβ相五酸化三チタンとの間で相転移すると、１９０℃未満において、相転移後の結晶状態が維持される性質を有する。このため、予め測定しておいた相比率変化特性に、圧力印加後の機能性酸化チタンのλ相比率又はβ相比率を当てはめると、機能性酸化チタンに印加された圧力の最大値を算出することができる。
【０１４４】
相比率変化特性について詳細に説明する。機能性酸化チタンにおけるλ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの相比率の合計が１００モル％である場合、λ相及びβ相の五酸化三チタンの相比率は、通常、次のように表される。すなわち、縦軸をλ相五酸化三チタンの相比率（モル％）、横軸を機能性酸化チタンに印加される圧力とした座標において、１９０℃未満における機能性酸化チタンのλ相五酸化三チタンの相比率は単調減少する曲線（λ相比率曲線Ｃλ）として描かれる。一方、同じ座標において、１９０℃未満における機能性酸化チタンのβ相五酸化三チタンの相比率は、単調増加する曲線（β相比率曲線Ｃβ）として描かれる。
【０１４５】
このため、予め測定しておいたλ相比率曲線Ｃλやβ相比率曲線Ｃβに、圧力印加後の機能性酸化チタンのλ相比率又はβ相比率を当てはめると、機能性酸化チタンに印加された圧力の最大値を算出することができる。なお、相比率変化特性に含まれるλ相比率曲線Ｃλ及びβ相比率曲線Ｃβは、上記のように、機能性酸化チタンの、圧力が印加されない状態でのλ相とβ相との相比率や結晶粒の大きさ等により決定されると考えられる。
【０１４６】
また、機能性酸化チタンの、圧力が印加されない状態でのλ相とβ相との相比率や結晶粒の大きさ等によっては、λ相比率曲線Ｃλとβ相比率曲線Ｃβとは、交差することがある。例えば、λ相比率曲線Ｃλにおける印加圧力が０のときの相比率（Ｒλ０）が、β相比率曲線Ｃβにおける印加圧力が０のときの相比率（Ｒβ０）よりも大きい場合、λ相比率曲線Ｃλとβ相比率曲線Ｃβとが交差することがある。このような特性の機能性酸化チタンでは、λ相比率曲線Ｃλとβ相比率曲線Ｃβとの交点（ＰＩＮＴ）の圧力を境にして、λ相比率とβ相比率とが逆転する。具体的には、交点ＰＩＮＴの圧力未満の圧力領域ではλ相比率がβ相比率より大きくなり、交点ＰＩＮＴの圧力を超える圧力領域ではλ相比率がβ相比率より小さくなる。このため、このような特性の機能性酸化チタンを用いると、λ相比率とβ相比率との逆転により、圧力変化を検知しやすくなる。
【０１４７】
本実施形態の機能性酸化チタンは、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの相比率や、これらの結晶粒の大きさを調整することにより、上記交点ＰＩＮＴを任意の圧力値に調整することが可能である。例えば、機能性酸化チタンを、１９０℃未満において、所定の圧力が印加されたときに、前記λ相五酸化三チタンの相比率がβ相五酸化三チタンの相比率よりも多くなるように調製することが可能である。この機能性酸化チタンを用いると、β相五酸化三チタンの相比率とλ相五酸化三チタンの相比率とを測定することにより、印加された最大圧力が交点ＰＩＮＴ以上の圧力であることを検知することが容易である。
【０１４８】
機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンは、物性が異なる。例えば、β相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンは、電気伝導度が異なる。具体的には、β相五酸化三チタンは多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンは多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。このため、機能性酸化チタンの電気伝導度を、公知の電気伝導度測定装置で測定することにより、機能性酸化チタンに印加された圧力の最大値を算出することができる。機能性酸化チタンの電気伝導度の変化は、例えば、機能性酸化チタンを介した２個以上の電極間の電気抵抗を測定することにより知ることができる。
【０１４９】
また、β相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンは、色が異なる。具体的には、β相五酸化三チタンは赤色又は赤褐色であり、λ相五酸化三チタンは青色である。このため、機能性酸化チタンの色を、目視観察したり、各波長の光の吸収スペクトルを評価したりすることにより、機能性酸化チタンのλ相比率又はβ相比率を算出すると、機能性酸化チタンに印加された圧力の最大値を算出することができる。
【０１５０】
さらに、β相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンは、磁性が異なる。具体的には、β相五酸化三チタンは非磁性体であり、λ相五酸化三チタンは常磁性体である。このため、機能性酸化チタンの磁性の相違を、公知の磁化評価装置で測定することにより、機能性酸化チタンに印加された圧力の最大値を算出することができる。
【０１５１】
機能性酸化チタンの上記の特殊な性質は、機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径（メジアン径）が特定範囲内であることにより発現する。すなわち、機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径（メジアン径）は、通常１〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、より好ましくは１０〜２０ｎｍである。ここで、機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径とは、機能性酸化チタンを構成するλ相五酸化三チタンの結晶粒及びβ相五酸化三チタンの結晶粒の平均粒径を意味する。一方、機能性酸化チタンの結晶粒の平均粒径が上記範囲外であると、圧力変化に応じて物性が変化しなくなるおそれがある。例えば、バルク状の五酸化三チタンは、通常、圧力変化に応じて物性が変化することはない。
【０１５２】
機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位は、平均粒径が上記範囲内にある五酸化三チタンの結晶粒である。このため、機能性酸化チタンとしての機能を有する最小単位として、平均粒径が上記範囲内にある結晶粒の単結晶体からなるナノ粒子をそのまま用いることも可能である。しかし、平均粒径が上記範囲内にあるナノ粒子は取り扱いが困難であるため、機能性酸化チタンとしては、通常、平均粒径が上記範囲内にある五酸化三チタンの結晶粒の多結晶体が用いられる。この結晶粒の多結晶体は、その形状について特に限定されないが、例えば、粒状のものが用いられる。
【０１５３】
この粒状の結晶粒の多結晶体の大きさは、例えば、平均粒径（メジアン径）が、通常５０ｎｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは３μｍ〜８μｍである。粒状の結晶粒の多結晶体の平均粒径（メジアン径）が、上記範囲内にあると、取扱いが容易である。
【０１５４】
粒状の結晶粒の多結晶体は、このまま用いることもできるが、多数個の粒状の結晶粒の多結晶体を押し固めた圧粉体等、の結晶粒の多結晶体の成形体としたり、母材３０Ｂ中に含ませたりして用いることができる。成形体は、型を用いずに成形したものでもよいが、型を用いて作製した成型体としてもよい。本第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡの圧力センサ本体１０ＢＡの機能性素子４０ＢＡは、機能性酸化チタンからなる成形体であり、具体的には、機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体を押し固めた圧粉体になっている。
【０１５５】
上記のように、機能性素子４０Ｂ及びその材質である機能性酸化チタンは、圧力変化に応じて結晶粒の結晶構造がλ相五酸化三チタンとβ相五酸化三チタンとの間で相転移して物性が変化する。また、機能性素子４０Ｂ及びその材質である機能性酸化チタンは、温度変化に応じても、結晶粒の結晶構造がλ相五酸化三チタンとβ相五酸化三チタンとの間で相転移したり結晶粒の組成が五酸化三チタン以外に変化したりして物性が変化する。そして、機能性酸化チタンは、温度変化に応じて、一旦、結晶粒の結晶構造が相転移したり結晶粒の組成が変化したりすると、印加される圧力に実質的に変化がない場合において、相転移後又は組成変化後の結晶状態が維持される性質を有する。
【０１５６】
以下に、機能性酸化チタンが、温度変化に応じて物性が変化することについて説明する。なお、機能性酸化チタンは、圧力変化及び温度変化の影響により、物性が変化する。このため、以下では、常圧下にある機能性酸化チタンが、温度変化に応じて物性が変化することについて説明する。
【０１５７】
機能性酸化チタンは、常圧下、かつ３５０℃未満で、β相五酸化三チタンの結晶粒及びλ相五酸化三チタンの結晶粒を有する。
【０１５８】
なお、機能性酸化チタンは、１９０℃以上３５０℃未満に加熱すると、通常、β相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がλ相五酸化三チタンの結晶粒に相転移する性質を有する。このため、圧力変化に応じて、一旦、λ相五酸化三チタンの相比率が低下した機能性酸化チタンでも、１９０℃以上３５０℃未満に加熱することにより、λ相五酸化三チタンの相比率を再び上昇させることが可能である。このように、機能性酸化チタンは、１９０℃以上３５０℃未満に加熱することにより、圧力変化を検知する物質として再利用可能である。
【０１５９】
また、機能性酸化チタンは、常圧下で、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタンの結晶粒及びλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する。具体的には、λ相五酸化三チタンの結晶粒は、３５０℃以上に加熱されると、５モル％以上が二酸化チタンの結晶粒に組成が変化する。このため、機能性酸化チタンは、常圧下、かつ３５０℃以上では、β相五酸化三チタンの結晶粒、λ相五酸化三チタンの結晶粒、及び二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒を有する。なお、二酸化チタン（ＴｉＯ２）とは、ルチル、アナターゼ、及びブルカイトを含む概念である。
【０１６０】
ところで、二酸化チタンは、機能性酸化チタンを構成するβ相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンと、物性が異なる。例えば、二酸化チタン、β相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンは、電気伝導度が異なる。具体的には、二酸化チタンは多くの絶縁体と同様の範囲内の電気伝導度を有する。一方、β相五酸化三チタンは多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンは多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。このため、３５０℃以上に加熱された後の機能性酸化チタンにおける電気伝導度の相違を、公知の電気伝導度測定装置で測定することにより、機能性酸化チタン中の二酸化チタンの存在を確認することができる。
【０１６１】
また、二酸化チタン、β相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンは、色が異なる。具体的には、二酸化チタンは白色、β相五酸化三チタンは赤色又は赤褐色、及びλ相五酸化三チタンは青色という色の相違がある。このため、３５０℃以上に加熱された後の機能性酸化チタンの色を、目視観察したり、各波長の光の吸収スペクトルを評価したりすることにより、機能性酸化チタン中の二酸化チタンの存在を確認することができる。
【０１６２】
さらに、二酸化チタン、β相五酸化三チタン及びλ相五酸化三チタンは、磁性が異なる。このため、３５０℃以上に加熱された後の機能性酸化チタンにおける磁性の相違を、公知の磁化評価装置で測定することにより、機能性酸化チタン中のβ相五酸化三チタン、λ相五酸化三チタン及び二酸化チタンの存在を確認することができる。
【０１６３】
＜圧力センサの作用＞
圧力センサ１ＢＡは、圧力センサ本体１０ＢＡを構成する機能性素子４０Ｂの材質である機能性酸化チタンが、１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに圧力変化に応じて物性が変化することにより、圧力を検知する作用を示す。
【０１６４】
なお、圧力センサ１ＢＡは、圧力センサ本体１０ＢＡが１９０℃未満になる温度領域で使用する。圧力センサ本体１０Ａが１９０℃を超えると、圧力センサ本体１０ＢＡを構成する機能性素子４０Ｂの材質である機能性酸化チタンが圧力変化に応じて物性が変化しなくなるからである。また、圧力センサ１ＢＡの圧力センサ本体１０ＢＡは、一旦、圧力変化に応じて物性が変化すると、印加する圧力を解除しても変化後の物性を維持する。このため、以下の説明では、圧力が印加されていない状態の圧力センサ本体１０ＢＡが１９０℃未満になる温度領域で使用される場合の作用について説明する。
【０１６５】
圧力センサ１ＢＡは、圧力センサ本体１０ＢＡに、１９０℃未満で１ＭＰａ以上の圧力が印加されたとき、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ｂのλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する。
【０１６６】
また、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ｂは、１９０℃未満において印加される圧力の増加に伴い、λ相五酸化三チタンの結晶粒がβ相五酸化三チタンの結晶粒に相転移する割合が増加する。すなわち、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ｂは、１９０℃未満において、印加される圧力の増加に伴い、λ相五酸化三チタンの相比率が減少し、β相五酸化三チタンの相比率が増加する性質を有する。この機能性酸化チタンの、印加される圧力の増加に伴いλ相五酸化三チタンの相比率が減少しβ相五酸化三チタンの相比率が増加する特性（相比率変化特性）は、機能性酸化チタン毎に異なる。
【０１６７】
このため、圧力センサ本体１０ＢＡを構成する機能性素子４０Ｂにつき相比率変化特性を予め測定しておくと、圧力センサ本体１０ＢＡに印加された圧力の最大値を測定することが可能になる。すなわち、機能性素子４０Ｂにつき相比率変化特性を予め測定しておくと、圧力印加後の機能性素子４０Ｂにおける五酸化三チタンのλ相又はβ相の相比率を測定することで、機能性素子４０Ｂに印加された圧力の最大値を測定することが可能になる。このように、圧力センサ１ＢＡによれば、圧力センサ本体１０ＢＡに印加された圧力の最大値を測定することが可能になる。
【０１６８】
なお、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ｂの圧力変化に応じて物性が変化する機能は、機能性酸化チタン自体が有する特性に基づくものであるため、圧力センサ１ＢＡにエネルギーを供給する電源等の施設は不要である。また、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０Ｂは、１９０℃以上３５０℃未満に加熱することにより、λ相五酸化三チタンの相比率を再び上昇させることが可能である。このため、圧力センサ１ＢＡは、圧力センサ本体１０ＢＡの１９０℃以上３５０℃未満の加熱処理により、圧力変化を検知する物質として再利用可能である。
【０１６９】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＡによれば、繰り返して使用することが可能で、電源が不要である。また、圧力センサ本体１０ＢＡを構成する機能性素子４０Ｂの材質である機能性酸化チタンの圧力変化により物性が変化する特性は、周囲の雰囲気の影響を受けない。このため、圧力センサ１ＢＡは、空気中、酸素中、窒素中等の雰囲気中で使用することができる。
【０１７０】
（第５の実施形態）
図１１は、第５の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１１に示す圧力センサ１ＢＢ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＢ（１０Ｂ）を備える。圧力センサ本体１０ＢＢは、機能性素子４０ＢＢ（４０Ｂ）からなり、この機能性素子４０ＢＢは、機能性酸化チタンからなる薄膜４０ＢＢになっている。また、薄膜４０ＢＢは、基板５０Ｂ上に形成される。換言すれば、圧力センサ１ＢＢは、基板５０Ｂと、この基板５０Ｂ上に形成された機能性素子としての薄膜４０ＢＢと、を備える。
【０１７１】
図１１に示す第５の実施形態に係る圧力センサ１ＢＢは、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡに比較して、圧力センサ本体１０ＢＢの形状と、基板５０Ｂの有無の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１１に示す第５の実施形態に係る圧力センサ１ＢＢと、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１７２】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＢは、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡの圧力センサ本体１０ＢＡと同様に、機能性素子４０ＢＢ（４０Ｂ）からなり、機能性素子４０ＢＢ以外の材質を実質的に含まない。機能性素子４０ＢＢは、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡの機能性素子４０ＢＡと同じ材質である機能性酸化チタンからなる。ただし、機能性素子４０ＢＢは、基板５０Ｂ上に形成される。
【０１７３】
機能性素子４０ＢＢは、図１０に示す機能性素子４０ＢＡと異なり、機能性酸化チタンの薄膜になっている。薄膜状の機能性素子４０ＢＢによれば、薄膜化によって視認性が向上して目視を容易にすることができ、また吸収スペクトルの評価を容易にすることができる。この薄膜状の機能性素子４０ＢＢは、例えば、スピンコート、ディップコート、スパッタリング、ＣＶＤ、レーザーアプレーション、エアロゾルデポジション法等を用いることにより、基板５０Ｂ上に形成される。
【０１７４】
基板５０Ｂの材質は特に限定されない。基板５０Ｂの材質としては、例えば、ガラス；Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ等の半導体；サファイア等の無機酸化物；Ａｌ, Ｃｕ, Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、ＳＵＳ等の金属；ポリイミド樹脂等の樹脂を用いることができる。
【０１７５】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＢの作用は、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡの作用と同じであるため、説明を省略する。
【０１７６】
なお、圧力センサ１ＢＢは、基板５０Ｂを備える。このため、圧力センサ１ＢＢは、機械的強度が高い。また、圧力センサ１ＢＢは、基板５０Ｂの圧力伝達性、熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することにより、圧力センサ１ＢＢの圧力伝達性、熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することができる。
【０１７７】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＢによれば、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡと同様の効果を奏する。
【０１７８】
また、圧力センサ１ＢＢによれば、機能性素子４０ＢＢが薄膜であるため、圧力センサ１ＢＡに比較して、視認性が向上する。
【０１７９】
さらに、圧力センサ１ＢＢは、基板５０Ｂを備える。このため、圧力センサ１ＢＢによれば、機械的強度が高い。また、圧力センサ１ＢＢによれば、基板５０Ｂの圧力伝達性、熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することにより、圧力センサ１ＢＢの圧力伝達性、熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することができる。
【０１８０】
（第６の実施形態）
図１２（ａ）は第６の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った模式的な断面図である。図１２に示す圧力センサ１ＢＣ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＣ（１０Ｂ）を備える。この圧力センサ本体１０ＢＣは、母材３０ＢＣ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＣ中に含まれる機能性素子４０ＢＣ（４０Ｂ）と、を有する。
【０１８１】
図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣは、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡに比較して、圧力センサ本体１０ＢＣの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣと、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１８２】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＣは、母材３０ＢＣと、この母材３０ＢＣ中に含まれる機能性素子４０ＢＣと、を有する。図１２に示す母材３０ＢＣは板状であるが、母材３０ＢＣの形状は特に限定されない。
【０１８３】
圧力センサ本体１０ＢＣでは、機能性素子４０ＢＣは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＣになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＣは、機能性酸化チタンの結晶粒の多結晶体の粒状物である。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＣの大きさは、例えば、平均粒径（メジアン径）が、通常１００ｎｍ〜５００μｍ、好ましくは１μｍ〜５０μｍ、より好ましくは３μｍ〜８μｍである。粒状の結晶粒の多結晶体の平均粒径（メジアン径）が、上記範囲内にあると、取扱いが容易である。
【０１８４】
圧力センサ本体１０ＢＣでは、この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＣを固定するため、母材３０ＢＣを用いる。具体的には、母材３０ＢＣは、樹脂からなる。母材３０ＢＣに用いられる樹脂としては、例えば、ポリイミド等の耐熱性樹脂が用いられる。母材３０ＢＣが耐熱性樹脂からなると、耐熱性が高いため、圧力センサ１ＢＣを高温下で用いることができる。また、母材３０ＢＣを構成する樹脂は、完全に硬化した硬化物であってもよいし、ゲル状物であってもよい。
【０１８５】
図１２（ｂ）に示すように、圧力センサ本体１０ＢＣでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＣは、分散した状態で、母材３０ＢＣ中に含まれる。圧力センサ本体１０ＢＣは、例えば、流動性を有する母材３０ＢＣ中に機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＣを添加、混合して成形することにより得られる。
【０１８６】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＣの作用は、圧力変化に応じて物性が変化する素子である機能性素子４０Ｂの作用が粒子状の機能性素子４０ＢＣにおいて発現する点、及び母材３０ＢＣに基づく作用を発現する点以外は、図１０に示す圧力センサ１ＢＡの作用と同じである。このため、圧力センサ１ＢＣの作用については、説明を省略する。
【０１８７】
圧力変化に応じて物性が変化する素子である機能性素子４０Ｂの作用が、粒子状の機能性素子４０ＢＣにおいて発現する点について簡単に説明する。粒子状の機能性素子４０ＢＣは、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡの機能性素子４０ＢＡと同様に、圧力変化に応じて物性が変化する。ただし、機能性素子４０ＢＣは、実質的に、母材３０ＢＣ中に含まれているため、母材３０ＢＣを介して、間接的に圧力が印加されることになる。この母材３０ＢＣを介して、間接的に圧力が印加される作用以外は、圧力センサ１ＢＣの作用は、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡの作用と同じである。
【０１８８】
なお、圧力変化に応じて変化する物性が色である場合は、機能性素子４０ＢＣの色の変化が母材３０ＢＣを介して観察又は測定される。また、圧力変化に応じて変化する物性が電気伝導度である場合は、機能性素子４０ＢＣの電気伝導度の変化が母材３０ＢＣを介して測定される。
【０１８９】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＣによれば、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡと同様の効果を奏する。
【０１９０】
また、圧力センサ１ＢＣは、樹脂からなる母材３０ＢＣを備える。このため、圧力センサ１Ｃによれば、機械的強度が高い。また、圧力センサ１ＢＣによれば、母材３０ＢＣの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することにより、圧力センサ１ＢＣの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することができる。母材３０ＢＣの熱伝導特性、電気伝導特性等の調整は、母材３０ＢＣの樹脂の材質や機能性素子４０ＢＣに対する母材３０ＢＣ量の調整等により行うことができる。
【０１９１】
さらに、圧力センサ１ＢＣによれば、少なくとも製造時に流動性を有する樹脂からなる母材３０ＢＣを備える。このため、圧力センサ１ＢＣによれば、任意の形状に形成することが容易である。
【０１９２】
（第７の実施形態）
図１３（ａ）は第７の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った模式的な断面図である。図１３に示す圧力センサ１ＢＤ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＤ（１０Ｂ）を備える。この圧力センサ本体１０ＢＤは、母材３０ＢＤ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＤ中に含まれる機能性素子４０ＢＤ（４０Ｂ）と、を有する。
【０１９３】
図１３に示す第７の実施形態に係る圧力センサ１ＢＤは、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣに比較して、圧力センサ本体１０ＢＤの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１３に示す第７の実施形態に係る圧力センサ１ＢＤと、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０１９４】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＤは、母材３０ＢＤと、この母材３０ＢＤ中に含まれる機能性素子４０ＢＤと、を有する。図１３に示す母材３０ＢＤは板状であるが、母材３０ＢＤの形状は特に限定されない。
【０１９５】
母材３０ＢＤとしては、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣで用いられる母材３０ＢＣと同様の樹脂が用いられる。
【０１９６】
圧力センサ本体１０ＢＤでは、機能性素子４０ＢＤは、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣで用いられる機能性素子４０ＢＣと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＤになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＤとしては、第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＣと同様のものを用いることができる。
【０１９７】
図１３（ｂ）に示すように、圧力センサ本体１０ＢＤでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＤの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を形成している。すなわち、圧力センサ本体１０ＢＤでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＤは、複数個が連結した状態で母材３０ＢＤ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＢＤの連結個数は、特に限定されず、２個以上であればよい。図１３（ｂ）では、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＢＤの連結個数が９個の場合を例示した。
【０１９８】
図１３（ｂ）に示すように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向は、圧力センサ本体１０ＢＤの表裏面に垂直な方向になっている。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５がこのように配置されると、圧力センサ本体１０ＢＤの表裏面に垂直な方向の圧力伝達性、熱伝導性や導電性が向上し、圧力測定の精度が向上したり、再利用のための加熱処理が容易になったりするため好ましい。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５では、母材３０ＢＤを構成する樹脂よりも圧力伝達性、熱伝導性及び導電性が高い機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＤが２個以上が連結している。このため、圧力センサ本体１０ＢＤでは、粒子４０ＢＤ間の圧力伝達性、熱伝導性及び導電性が高い。
【０１９９】
なお、図示しないが、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向が、圧力センサ本体１０ＢＤの表裏面に垂直な方向に直交する方向になるように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を配置することもできる。ここで、圧力センサ本体１０ＢＤの表裏面に垂直な方向に直交する方向とは、図１３（ｂ）中の左右方向である。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５がこのように配置されると、圧力センサ本体１０ＢＤの表面方向に沿った圧力伝達性、熱伝導性や導電性が向上し、圧力センサ本体１０ＢＤの表面部位による計測のばらつきを抑制することができるため好ましい。
【０２００】
圧力センサ本体１０ＢＤは、例えば、流動性を有する母材３０ＢＤ中に機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を投入して成形することにより得られる。
【０２０１】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＤの作用は、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣの作用と同じである。なお、圧力センサ１ＢＤは圧力センサ本体１０ＢＤが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含むため、圧力センサ１ＢＣに比較して表裏面に垂直な方向の圧力変化を迅速に表面側で観測することができる。
【０２０２】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＤによれば、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣと同様の効果を奏する。
【０２０３】
また、圧力センサ１ＢＤは、圧力センサ本体１０ＢＤが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含む。このため、圧力センサ１ＢＤによれば、圧力センサ１ＢＣに比較して表裏面に垂直な方向の圧力変化をより迅速に表面側で観測することができる。
【０２０４】
（第８の実施形態）
図１４（ａ）は第８の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った模式的な断面図である。図１４に示す圧力センサ１ＢＥ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＥ（１０Ｂ）を備える。この圧力センサ本体１０ＢＥは、母材３０ＢＥ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＥ中に含まれる機能性素子４０ＢＥ（４０Ｂ）と、を有する。
【０２０５】
図１４に示す第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥは、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣに比較して、圧力センサ本体１０ＢＥの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１４に示す第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥと、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２０６】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＥは、母材３０ＢＥと、この母材３０ＢＥ中に含まれる機能性素子４０ＢＥと、を有する。図１４に示す母材３０ＢＥは板状であるが、母材３０ＢＥの形状は特に限定されない。
【０２０７】
母材３０ＢＥは、フィルム、すなわち薄膜からなる。ここで、フィルムとは実質的に空隙のない密な構造を有する薄膜を意味する。母材３０ＢＥの厚みは、例えば、１ｍｍ以下、好ましくは１μｍ〜１ｍｍである。また、母材３０ＢＥが樹脂等の軟質材からなる場合、母材３０ＢＥの厚みは、より好ましくは１μｍ以上０．２ｍｍ未満である。また、母材３０ＢＥが金属等の硬質材からなる場合、母材３０ＢＥの厚みは、より好ましくは１μｍ以上０．５ｍｍ未満である。母材３０ＢＥの材質としては特に限定されないが、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕ、Ａｇ、ＳＵＳ等の金属、ポリイミド等の耐熱性樹脂が用いられる。母材３０ＢＥがこれらの材質からなると、耐熱性が高いため、圧力センサ１ＢＥを高温下で用いることができる。
【０２０８】
図１４（ｂ）に示すように、圧力センサ本体１０ＢＥでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＥは、分散した状態で、母材３０ＢＥ中に含まれる。圧力センサ本体１０ＢＥは、例えば、流動性を有する母材３０ＢＥ中に機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＥを添加、混合して成形することにより得られる。
【０２０９】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＥの作用は、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣの作用と同じである。なお、圧力センサ１ＢＥは母材３０ＢＥの厚さが小さいフィルムであるため、可撓性に優れる。このため、圧力センサ１ＢＥを曲面上に貼付又は設置することが容易である。
【０２１０】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＥによれば、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣと同様の効果を奏する。
【０２１１】
また、圧力センサ１ＢＥは、母材３０ＢＥの厚さが小さいフィルムであるため、可撓性に優れる。このため、圧力センサ１ＢＥによれば、圧力センサ１ＢＣに比較して曲面上に貼付又は設置することがより容易である。
【０２１２】
（第９の実施形態）
図１５（ａ）は第９の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った模式的な断面図である。図１５に示す圧力センサ１ＢＦ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＦ（１０Ｂ）を備える。この圧力センサ本体１０ＢＦは、母材３０ＢＦ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＦ中に含まれる機能性素子４０ＢＦ（４０Ｂ）と、を有する。
【０２１３】
図１５に示す第９の実施形態に係る圧力センサ１ＢＦは、図１４に示す第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥに比較して、圧力センサ本体１０ＢＦの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１５に示す第９の実施形態に係る圧力センサ１ＢＦと、図１４に示す第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２１４】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＦは、母材３０ＢＦと、この母材３０ＢＦ中に含まれる機能性素子４０ＢＦと、を有する。図１５に示す母材３０ＢＦは板状であるが、母材３０ＢＦの形状は特に限定されない。
【０２１５】
母材３０ＢＦとしては、図１４に示す第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥで用いられる母材３０ＢＥと同様のフィルムが用いられる。
【０２１６】
圧力センサ本体１０ＢＦでは、機能性素子４０ＢＦは、図１４に示す第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥで用いられる機能性素子４０ＢＥと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＥになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＥとしては、第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＥと同様のものを用いることができる。
【０２１７】
図１５（ｂ）に示すように、圧力センサ本体１０ＢＦでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＦの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を形成している。すなわち、圧力センサ本体１０ＢＦでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＦは、複数個が連結した状態で母材３０ＢＦ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＢＦの連結個数は、特に限定されず、２個以上であればよい。図１５（ｂ）では、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＢＦの連結個数が３個の場合を例示した。
【０２１８】
図１５（ｂ）に示すように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向は、圧力センサ本体１０ＢＦの表裏面に垂直な方向になっている。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５がこのように配置されると、圧力センサ本体１０ＢＦの表裏面に垂直な方向の圧力伝達性、熱伝導性や導電性が向上し、圧力測定の精度が向上したり、再利用のための加熱処理が容易になったりするため好ましい。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５では、母材３０ＢＦを構成する樹脂よりも圧力伝達性、熱伝導性及び導電性が高い機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＦが２個以上が連結している。このため、圧力センサ本体１０ＢＦでは、粒子４０ＢＦ間の圧力伝達性、熱伝導性及び導電性が高い。
【０２１９】
なお、図示しないが、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向が、圧力センサ本体１０ＢＦの表裏面に垂直な方向に直交する方向になるように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を配置することもできる。ここで、圧力センサ本体１０ＢＦの表裏面に垂直な方向に直交する方向とは、図１５（ｂ）中の左右方向である。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５がこのように配置されると、圧力センサ本体１０ＢＦの表面方向に沿った圧力伝達性、熱伝導性や導電性が向上し、圧力センサ本体１０ＢＦの表面部位による計測のばらつきを抑制することができるため好ましい。
【０２２０】
圧力センサ本体１０ＢＦは、例えば、流動性を有する母材３０ＢＦ中に機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を投入して成形することにより得られる。
【０２２１】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＦの作用は、図１４に示す第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥの作用と同じである。なお、圧力センサ１ＢＦは圧力センサ本体１０ＢＦが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含むため、圧力センサ１ＢＥに比較して表裏面に垂直な方向の圧力変化を迅速に表面側で観測することができる。
【０２２２】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＦによれば、図１４に示す第８の実施形態に係る圧力センサ１ＢＥと同様の効果を奏する。
【０２２３】
また、圧力センサ１ＢＦは、圧力センサ本体１０ＢＦが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含む。このため、圧力センサ１ＢＦによれば、圧力センサ１ＢＥに比較して表裏面に垂直な方向の圧力変化をより迅速に表面側で観測することができる。
【０２２４】
（第１０の実施形態）
図１６（ａ）は第１０の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った模式的な断面図である。図１６に示す圧力センサ１ＢＧ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＧ（１０Ｂ）を備える。この圧力センサ本体１０ＢＧは、母材３０ＢＧ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＧ中に含まれる機能性素子４０ＢＧ（４０Ｂ）と、を有する。
【０２２５】
図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧは、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣに比較して、圧力センサ本体１０ＢＥの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧと、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２２６】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＧは、母材３０ＢＧと、この母材３０ＢＧ中に含まれる機能性素子４０ＢＧと、を有する。
【０２２７】
母材３０ＢＧは、織布又は不織布からなるシートである。本明細書において、シートとは、織布又は不織布を意味する。母材３０ＢＧの材質としては特に限定されないが、例えば、ガラスファイバやカーボンファイバが用いられる。このため、母材３０ＢＧとしては、例えば、ガラスファイバやカーボンファイバの織布、ガラスファイバやカーボンファイバの不織布等が用いられる。母材３０ＢＧがこれらの材質からなると、耐熱性が高いため、圧力センサ１ＢＧを高温下で用いることができる。
【０２２８】
図１６（ｂ）に示すように、圧力センサ本体１０ＢＧでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＧは、分散した状態で、母材３０ＢＧ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＧは、例えば、母材３０ＢＧを構成する繊維間に絡まったり、母材３０ＢＧを構成する繊維に固着したりすることにより、分散した状態で、母材３０ＢＧ中に含まれる。
【０２２９】
圧力センサ本体１０ＢＧは、例えば、以下のようにして得られる。すなわち、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＧを含む溶液又はスラリー中に母材３０ＢＧを浸漬した後、引き上げ、母材３０ＢＧを構成する繊維間の空隙中に機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＧを分散して固定させることにより得られる。
【０２３０】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＧの作用は、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣの作用と同じである。なお、圧力センサ１ＢＧは母材３０ＢＧが織布又は不織布からなるシートであるため、可撓性に優れる。このため、圧力センサ１ＢＧを曲面上に貼付又は設置することが容易である。
【０２３１】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＧによれば、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣと同様の効果を奏する。
【０２３２】
また、圧力センサ１ＢＧは、母材３０ＢＧが織布又は不織布からなるシートであるため、可撓性に優れる。このため、圧力センサ１ＢＧによれば、圧力センサ１ＢＣに比較して曲面上に貼付又は設置することがより容易である。
【０２３３】
（第１１の実施形態）
図１７（ａ）は第１１の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１７（ｂ）は図１７（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った模式的な断面図である。図１７に示す圧力センサ１ＢＨ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＨ（１０Ｂ）を備える。この圧力センサ本体１０ＢＨは、母材３０ＢＨ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＨ中に含まれる機能性素子４０ＢＨ（４０Ｂ）と、を有する。
【０２３４】
図１７に示す第１１の実施形態に係る圧力センサ１ＢＨは、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧに比較して、圧力センサ本体１０ＢＨの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１７に示す第１１の実施形態に係る圧力センサ１ＢＨと、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２３５】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＨは、母材３０ＢＨと、この母材３０ＢＨ中に含まれる機能性素子４０ＢＨと、を有する。
【０２３６】
母材３０ＢＨとしては、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１Ｇで用いられる母材３０ＢＧと同様の織布又は不織布からなるシートが用いられる。
【０２３７】
圧力センサ本体１０ＢＨでは、機能性素子４０ＢＨは、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧで用いられる機能性素子４０ＢＧと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＨになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＨとしては、第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＧと同様のものを用いることができる。
【０２３８】
図１７（ｂ）に示すように、圧力センサ本体１０ＢＨでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＨの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を形成している。すなわち、圧力センサ本体１０ＢＨでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＨは、複数個が連結した状態で母材３０ＢＨ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＨが連結して形成された機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５は、分散した状態で、母材３０ＢＨ中に含まれる。粒子の連結体４５は、例えば、母材３０ＢＨを構成する繊維間に絡まったり、母材３０ＢＨを構成する繊維に固着したりすることにより、分散した状態で、母材３０ＢＨ中に含まれる。
【０２３９】
機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＢＨの連結個数は、特に限定されず、２個以上であればよい。図１７（ｂ）では、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＢＨの連結個数が３個の場合を例示した。
【０２４０】
図１７（ｂ）に示すように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向は、圧力センサ本体１０ＢＨの表裏面に垂直な方向になっている。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５がこのように配置されると、圧力センサ本体１０ＢＨの表裏面に垂直な方向の圧力伝達性、熱伝導性や導電性が向上し、圧力測定の精度が向上したり、再利用のための加熱処理が容易になったりするため好ましい。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５では、母材３０ＢＨを構成する樹脂よりも圧力伝達性、熱伝導性及び導電性が高い機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＨが２個以上が連結している。このため、圧力センサ本体１０ＢＨでは、粒子４０ＢＨ間の圧力伝達性、熱伝導性及び導電性が高い。
【０２４１】
なお、図示しないが、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向が、圧力センサ本体１０ＢＨの表裏面に垂直な方向に直交する方向になるように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を配置することもできる。ここで、圧力センサ本体１０ＢＤの表裏面に垂直な方向に直交する方向とは、図１７（ｂ）中の左右方向である。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５がこのように配置されると、圧力センサ本体１０ＢＨの表面方向に沿った圧力伝達性、熱伝導性や導電性が向上し、圧力センサ本体１０ＢＨの表面部位による計測のばらつきを抑制することができるため好ましい。
【０２４２】
圧力センサ本体１０ＢＨは、例えば、以下のようにして得られる。すなわち、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含む溶液又はスラリー中に母材３０ＢＨを浸漬した後、引き上げ、母材３０ＢＨを構成する繊維間の空隙中に機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を固定させることにより得られる。
【０２４３】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＨの作用は、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧの作用と同じである。なお、圧力センサ１Ｈは圧力センサ本体１０ＢＨが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含むため、圧力センサ１ＢＧに比較して表裏面に垂直な方向の圧力変化を迅速に表面側で観測することができる。
【０２４４】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＨによれば、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧと同様の効果を奏する。
【０２４５】
また、圧力センサ１ＢＨは、圧力センサ本体１０ＢＨが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含む。このため、圧力センサ１ＢＨによれば、圧力センサ１ＢＧに比較して表裏面に垂直な方向の圧力変化をより迅速に表面側で観測することができる。
【０２４６】
（第１２の実施形態）
図１８は、第１２の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１８に示す圧力センサ１ＢＩ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＩ（１０Ｂ）を備える。この圧力センサ本体１０ＢＩは、母材３０ＢＩ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＩ中に含まれる機能性素子４０ＢＩ（４０Ｂ）と、を有する。なお、圧力センサ本体１０ＢＩは、スラリー状又はゲル状であり、流動性を有するため、容器６０に収容される。このため、圧力センサ１ＢＩは、圧力センサ本体１０ＢＩと、この圧力センサ本体１０ＢＩを収容する容器６０と、を有する。
【０２４７】
図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩは、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣに比較して、圧力センサ本体１０ＢＩの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩと、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２４８】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＩは、母材３０ＢＩと、この母材３０ＢＩ中に含まれる機能性素子４０ＢＩと、を有する。
【０２４９】
母材３０ＢＩは、液体又はゲルである。母材３０ＢＩの材質としては特に限定されないが、例えば、公知の、有機溶媒、無機溶媒等が用いられる。無機溶媒としては、例えば、水が用いられる。母材３０ＢＩが有機溶媒や無機溶媒からなると、母材３０ＢＩと機能性素子４０ＢＩとを有するスラリーを圧力計測対象物に吹き付けた場合に、母材３０ＢＩが容易に揮発し、機能性素子４０ＢＩのみを圧力計測対象物に固着させやすいため好ましい。また、母材３０ＢＩがゲルからなると、母材３０ＢＩと機能性素子４０ＢＩとを有するゲルを圧力計測対象物に吹き付けた場合に、ゲル中の機能性素子４０ＢＩが圧力計測対象物に付着又は固着しやすい。
【０２５０】
図１８に示すように、圧力センサ本体１０ＢＩでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＩは、分散した状態で、母材３０ＢＩ中に含まれる。圧力センサ本体１０ＢＩは、例えば、母材３０ＢＩ中に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＩを添加して混合することにより得られる。
【０２５１】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＩの作用は、圧力計測対象物の圧力計測時に圧力センサ本体１０ＢＩが母材３０ＢＩを含むか否かにより、作用に差異がある。ここで、圧力計測対象物の圧力計測時に圧力センサ本体１０ＢＩが母材３０ＢＩを含む場合とは、例えば、圧力センサ本体１０ＢＩを配管等の圧力計測対象物中に流して使用する等の場合である。また、圧力計測対象物の圧力計測時に圧力センサ本体１０ＢＩが母材３０ＢＩを含まない場合とは、例えば、圧力センサ本体１０ＢＩを圧力計測対象物に吹き付け、母材３０ＢＩを揮発させて、機能性素子４０ＢＩのみを固着させて使用する等の場合である。
【０２５２】
圧力計測対象物の圧力計測時に圧力センサ本体１０ＢＩが母材３０ＢＩを含む場合の圧力センサ１ＢＩの作用は、圧力計測対象物との間に母材３０Ｂが介在することから、実質的に、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣの作用と同じである。このため、この場合の作用の説明を省略する。なお、圧力センサ本体１０ＢＩを配管等の圧力計測対象物中に流して使用する場合は、配管外部からの計測が困難な場所の圧力を計測することができる点で好適である。この場合、配管等の圧力計測対象物から圧力センサ本体１０ＢＩに印加される圧力は母材３０ＢＩを介して印加される圧力となる、
【０２５３】
また、圧力計測対象物の圧力計測時に圧力センサ本体１０ＢＩが母材３０ＢＩを含まない場合の圧力センサ１ＢＩの作用は、実質的に、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡの作用と同じである。これは、圧力センサ１ＢＩでは、圧力計測対象物との間に母材３０Ｂが介在しないためである。このため、圧力計測対象物の圧力計測時に圧力センサ本体１０ＢＩが母材３０ＢＩを含まない場合の作用の説明を省略する。なお、圧力センサ本体１０ＢＩを圧力計測対象物に吹き付け、母材３０ＢＩを揮発させて、機能性素子４０ＢＩのみを固着させて使用する場合は、圧力センサ本体１０ＢＩを吹き付けた部分のみの圧力を計測することができる点で好適である。
【０２５４】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＩによれば、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡ又は図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣと同様の効果を奏する。
【０２５５】
（第１３の実施形態）
図１９は、第１３の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図１９に示す圧力センサ１ＢＪ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＪ（１０Ｂ）を備える。この圧力センサ本体１０ＢＪは、母材３０ＢＪ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＪ中に含まれる機能性素子４０ＢＪ（４０Ｂ）と、を有する。
【０２５６】
図１９に示す第１３の実施形態に係る圧力センサ１ＢＪは、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩに比較して、圧力センサ本体１０ＢＪの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１９に示す第１３の実施形態に係る圧力センサ１ＢＪと、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【０２５７】
＜圧力センサ本体＞
圧力センサ本体１０ＢＪは、母材３０ＢＪと、この母材３０ＢＪ中に含まれる機能性素子４０ＢＪと、を有する。
【０２５８】
母材３０ＢＪとしては、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩで用いられる母材３０ＢＩと同様のものが用いられる。
【０２５９】
圧力センサ本体１０ＢＪでは、機能性素子４０ＢＪは、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩで用いられる機能性素子４０ＢＩと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＪになっている。この機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＪとしては、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩで用いられる機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＩと同様のものを用いることができる。
【０２６０】
図１９に示すように、圧力センサ本体１０ＢＪでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＪの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を形成している。すなわち、圧力センサ本体１０ＢＪでは、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＪは、複数個が連結した状態で母材３０ＢＪ中に含まれる。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＢＪの連結個数は、特に限定されず、２個以上であればよい。図１９では、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５における粒子４０ＢＪの連結個数が２個の場合を例示した。
【０２６１】
圧力センサ本体１０ＢＪは、例えば、母材３０ＢＪ中に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＪの複数個が連結して機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を添加して混合することにより得られる。
【０２６２】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＪの作用は、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩの作用と同じである。
【０２６３】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＪによれば、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩと同様の効果を奏する。
【０２６４】
（第１４の実施形態）
図２０は、第１４の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。図２０に示す圧力センサ１ＢＫ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＫ（１０Ｂ）と、圧力センサ本体１０ＢＫに接触する電極７０Ｂａ、７０Ｂｂ（７０Ｂ）とを備える。すなわち、圧力センサ１ＢＫは、圧力センサ本体１０ＢＫと、圧力センサ本体１０ＢＫに接触する２個の電極７０Ｂａ、７０Ｂｂがさらに設けられたものである。
【０２６５】
なお、図２０に示す圧力センサ本体１０ＢＫ（１０Ｂ）の形状は、特に限定されない。圧力センサ本体１０ＢＫ（１０Ｂ）の形状は、例えば、図１０に示す圧力センサ本体１０ＢＡのような円柱状や、図１２（ａ）に示す圧力センサ本体１０ＢＣのような板状とすることができる。
【０２６６】
図２０に示すように、電極７０Ｂａ及び７０Ｂｂは、圧力センサ本体１０ＢＫを挟み込むように設けられる。電極７０Ｂａ及び７０Ｂｂは、の形状は、特に限定されない。なお、圧力センサ本体１０ＢＫに接触する電極７０Ｂは、図示しないが２個以上にすることができる。
【０２６７】
圧力センサ１ＢＫを構成する圧力センサ本体１０ＢＫとしては特に限定されないが、例えば、上記第４〜第１１の実施形態の圧力センサ１ＢＡ〜１ＢＨを構成する圧力センサ本体１０ＢＡ〜１０ＢＨが用いられる。
【０２６８】
圧力センサ１ＢＫを構成する電極７０Ｂの材質としては特に限定されないが、例えば、Ａｌ、Ａｇ及びＡｕ等の金属；ＩＴＯ等の導電性酸化物；導電性高分子；グラファイト等の炭素系材料等が用いられる。
【０２６９】
［圧力センサの作用］
上記のように、β相五酸化三チタン、及びλ相五酸化三チタンは、それぞれ電気伝導度が異なる。例えば、β相五酸化三チタンは多くの半導体と同様の範囲内の電気伝導度を有し、λ相五酸化三チタンは多くの金属と同様の範囲内の電気伝導度を有する。そして、これらの電気伝導度の違いは、機能性酸化チタンの室温への冷却後も維持される。
【０２７０】
このため、圧力センサ１ＢＫは、圧力センサ本体１０ＢＫに接触する電極７０Ｂａ、７０Ｂｂ（７０Ｂ）を用いて、圧力センサ本体１０ＢＫを構成する機能性素子４０Ｂの電気伝導度を測定することにより、圧力センサとして機能させることができる。
【０２７１】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＫによれば、電極７０Ｂを用いて、圧力センサ本体１０ＢＫを構成する機能性素子４０Ｂの電気伝導度を測定する。これにより、圧力センサ１ＢＫによれば、図１０に示す第４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＡ又は図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣと同様の効果を奏する。
【０２７２】
（第１５の実施形態）
図２１は、第１５の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な断面図である。図２１に示す圧力センサ１ＢＬ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＬ（１０Ｂ）と、圧力センサ本体１０ＢＬに接触する電極７０Ｂｃ、７０Ｂｄ（７０Ｂ）とを備える。すなわち、圧力センサ１ＢＬは、圧力センサ本体１０ＢＬと、圧力センサ本体１０ＢＬに接触する２個の電極７０Ｂｃ、７０Ｂｄがさらに設けられたものである。
【０２７３】
なお、図２１に示す圧力センサ本体１０ＢＬ（１０Ｂ）の形状は、特に限定されない。圧力センサ本体１０ＢＬ（１０Ｂ）の形状は、例えば、図１０に示す圧力センサ本体１０ＢＡのような円柱状や、図１２（ａ）に示す圧力センサ本体１０ＢＣのような板状とすることができる。
【０２７４】
図２１に示すように、電極７０Ｂｃ及び７０Ｂｄは、圧力センサ本体１０ＢＬを挟み込むように設けられる。電極７０Ｂｃ及び７０Ｂｄは、の形状は、特に限定されない。なお、圧力センサ本体１０ＢＬに接触する電極７０Ｂは、図示しないが２個以上にすることができる。
【０２７５】
圧力センサ１ＢＬを構成する圧力センサ本体１０ＢＬとしては、例えば、上記第１４の実施形態の圧力センサ１ＢＫを構成する圧力センサ本体１０ＢＫと同じものが用いられる。
【０２７６】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＬの作用は、図２０に示す第１４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＫの作用と同じである。
【０２７７】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＬによれば、図２０に示す第１４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＫと同様の効果を奏する。
【０２７８】
（第１６の実施形態）
図２２は、第１６の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図２２に示す圧力センサ１ＢＭ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＭ（１０Ｂ）と、圧力センサ本体１０ＢＭに接触する電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆ（７０Ｂ）とを備える。すなわち、圧力センサ１ＢＭは、圧力センサ本体１０ＢＭと、圧力センサ本体１０ＢＭに接触する２個の電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆがさらに設けられたものである。図２２に示すように、電極７０Ｂｅ及び７０Ｂｆは、一部が圧力センサ本体１０ＢＭ中に浸漬するように設けられる。なお、圧力センサ本体１０ＢＭに接触する電極７０Ｂは、図示しないが２個以上にすることができる。
【０２７９】
圧力センサ本体１０ＢＭは、母材３０ＢＭ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＭ中に含まれる機能性素子４０ＢＭ（４０Ｂ）と、を有する。なお、圧力センサ本体１０ＢＭは、スラリー状又はゲル状であり、流動性を有するため、容器６０に収容される。このため、圧力センサ１ＢＩは、圧力センサ本体１０ＢＭと、この圧力センサ本体１０ＢＭを収容する容器６０と、を有する。
【０２８０】
図２２に示す第１６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＭは、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩに、さらに、圧力センサ本体１０ＢＭに接触する電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆ（７０Ｂ）を備えたものである。圧力センサ１ＢＭの構成のうち、電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆ（７０Ｂ）以外の構成は、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩと実質的に同じである。このため、電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆ（７０Ｂ）以外の構成についての説明を省略する。
【０２８１】
電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆ（７０Ｂ）は、形状が異なるものの、図２０に示す第１４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＫの電極７０Ｂａ、７０Ｂｂ（７０Ｂ）と同様の材質及び作用を有するものである。このため、電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆについての説明を省略する。
【０２８２】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＭの作用は、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩの作用と、図２０に示す第１４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＫの作用とを足したものに等しい。このため、作用についての説明を省略する。
【０２８３】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＭによれば、図１８に示す第１２の実施形態に係る圧力センサ１ＢＩ及び図２０に示す第１４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＫと同様の効果を奏する。
【０２８４】
（第１６の実施形態の変形例）
図２２に示す第１６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＭの圧力センサ本体１０ＢＭでは、図１８に示す圧力センサ１ＢＩの圧力センサ本体１０ＢＩと同様に、機能性酸化チタンからなる粒子４０ＢＭは、分散した状態で、母材３０ＢＭ中に含まれる。
【０２８５】
しかし、第１６の実施形態の変形例として、圧力センサ本体１０ＢＭに代えて、図１９に示す第１３の実施形態に係る圧力センサ１ＢＪの圧力センサ本体１０ＢＪを用いてもよい。すなわち、第１６の実施形態の変形例として、圧力センサ本体１０Ｂにおいて、機能性酸化チタンからなる粒子４０Ｂが、複数個が連結した状態で母材３０Ｂ中に含まれる、ようにしてもよい。
【０２８６】
この変形例に係る圧力センサの作用は、図１９に示す第１３の実施形態に係る圧力センサ１ＢＪの作用と、図２０に示す第１４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＫの作用とを足したものに等しい。このため、作用についての説明を省略する。
【０２８７】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＢＭによれば、図１９に示す第１３の実施形態に係る圧力センサ１ＢＪ及び図２０に示す第１４の実施形態に係る圧力センサ１ＢＫと同様の効果を奏する。
【実施例】
【０２８８】
以下、本実施形態を実施例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。【０２８９】
［実施例１］
図１０に示す機能性素子４０ＢＡからなる圧力センサ１ＢＡを作製した。なお、機能性素子４０ＢＡは、図２に示す機能性素子４０ＡＡにも該当する特性を有するものとした。さらに、機能性素子４０ＢＡ（４０ＡＡ）からなる圧力センサ１ＢＡを用いて図６に示す圧力センサ１ＡＡを作製した。以下、詳述する。
(機能性素子の調製) 
＜機能性酸化チタンの調製＞
はじめに、原料としてルチル型及びアナターゼ型が含まれるＴｉＯ２を用意した。このＴｉＯ２のＸ線回折結果を図９の（ｉ）に示す。次に、このＴｉＯ２を、水素ガス雰囲気中で１１４０℃で２時間、焼成したところ、Ｔｉ３Ｏ５粉末が得られた。得られたＴｉ３Ｏ５粉末のＸ線回折結果を図９の（ａ）に示す。図９の（ａ）のＸ線回折結果より、得られたＴｉ３Ｏ５粉末は、λ型Ｔｉ３Ｏ５とβ型Ｔｉ３Ｏ５とが一つの粉末試料の中に混在（共存）していることが分かった。
なお、得られたＴｉ３Ｏ５粉末は、後述の加熱試験の結果より、加熱によりＴｉＯ２に変化し、変化したＴｉＯ２が冷却後もＴｉＯ２のまま維持されることが分かった。また、得られたＴｉ３Ｏ５粉末は、後述の加圧試験の結果より、加圧によりλ型Ｔｉ３Ｏ５の組成比が減少しかつβ型Ｔｉ３Ｏ５の組成比が増加することが分かった。また、得られたＴｉ３Ｏ５粉末は、加圧の程度が大きいほど、λ型Ｔｉ３Ｏ５の組成比が減少しかつβ型Ｔｉ３Ｏ５の組成比が増加することが分かった。これらのことから、得られたＴｉ３Ｏ５粉末は、機能性酸化チタンであることが分かった。【０２９０】
(機能性酸化チタン成型体の調製) 
次に、油圧プレス機と成型ダイスを用いて、得られたＴｉ３Ｏ５粉末に２０〜４００ＭＰａの圧力をかけて、図１０に示す円柱状の成型体を作製した。この成型体はＴｉ３Ｏ５粉末の圧粉体である。この成型体のＸ線回折結果を図９の（ｂ）に示す。図９の（ｂ）より、この成型体は、図９の（ａ）に示すＴｉ３Ｏ５粉末と同様に、λ型Ｔｉ３Ｏ５とβ型Ｔｉ３Ｏ５との混在したものからなることが分かった。【０２９１】
(機能性酸化チタン成型体の加熱試験)
得られた成型体について、空気中で、加熱温度を変えて加熱する試験を行った。具体的には、サンプルとしてＴｉ３Ｏ５からなる成型体を複数個用意し、それぞれ、２５０℃、３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃、５５０℃に加熱する加熱試験を行った。加熱試験後のサンプルについて、Ｘ線回折を行った。２５０℃、３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃及び５５０℃に加熱した後のサンプルのＸ線回折結果を、それぞれ、図９の、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）に示す。これらのＸ線回折結果より、加熱温度が高くなることに伴って、β相Ｔｉ３Ｏ５が減少し、λ相Ｔｉ３Ｏ５が増加することが分かった。また、加熱温度が３５０℃を超えると、ＴｉＯ２の回折ピークが現れ始め、５５０℃まで加熱すると図９の（ｉ）と同様のＴｉＯ２の回折ピークのみになることが分かった。【０２９２】
このように、得られた成型体、及びこの成型体を構成するＴｉ３Ｏ５粉末は、加熱前において、β−Ｔｉ３Ｏ５の結晶粒及びλ−Ｔｉ３Ｏ５の結晶粒の１種以上の結晶粒を有することが分かった。そして、成型体、及びこの成型体を構成するＴｉ３Ｏ５粉末は、３５０℃以上に加熱したときにβ−Ｔｉ３Ｏ５の結晶粒及びλ−Ｔｉ３Ｏ５の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部がＴｉＯ２の結晶粒に変化する性質を有することが分かった。さらに、加熱により変化した結晶構造が、冷却後もそのまま維持されることが分かった。このため、成型体、及びこの成型体を構成するＴｉ３Ｏ５粉末の材質は、機能性酸化チタンであることが分かった。また、成型体は、機能性酸化チタンからなる機能性素子４０ＡＡ及び４０ＢＡのそれぞれに該当することが分かった。【０２９３】
(機能性酸化チタンの加圧試験)
上記の機能性酸化チタン粉末を用いて、加圧試験を行った。
はじめに、機能性酸化チタン粉末につき、３００℃で１２０分間加熱することにより、λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の相比率を増加させ、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の相比率を減少させた。各機能性酸化チタンは、λ相五酸化三チタンの相比率が８６モル％、β相五酸化三チタンの相比率が１４モル％、結晶粒の平均粒径（メジアン径）が１１０ｎｍであった。なお、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの相比率は、株式会社リガク製Ｘ線回折装置で測定したＸ線回折パターンより計算した。
次に、成型ダイスと油圧プレス（理研機器株式会社製）を用いて、これらの機能性酸化チタン粉末を成型ダイスに円柱状に充填し、充填された機能性酸化チタン粉末の上下の平面方向に垂直な圧力を印加する加圧試験を行った。加圧試験は、印加する圧力を変えて各機能性酸化チタン粉末に１回ずつ行った。
さらに、圧力印加後の各機能性酸化チタン粉末における、λ相五酸化三チタン及びβ相五酸化三チタンの相比率を測定した。結果を図２３に示す。図２３は、機能性酸化チタンに印加される圧力と、圧力印加後の機能性酸化チタンにおけるλ−Ｔｉ３Ｏ５の相比率（λ相含有率）及びβ−Ｔｉ３Ｏ５の相比率（β相含有率）と、の関係を示すグラフである。λ相含有率及びβ相含有率の単位は、モル％である。
図２３より、印加圧力の増加に伴って、λ相五酸化三チタンの相比率は単調減少する曲線を示し、β相五酸化三チタンの相比率は単調増加する曲線を示すことが分かった。また、λ相五酸化三チタンの相比率とβ相五酸化三チタンの相比率とは、０〜２０ＭＰａの範囲内で、逆転することが推測された。
上記加圧試験の結果より、上記機能性酸化チタン粉末の成型体は、機能性素子４０ＡＡ及び４０ＢＡのそれぞれに該当することが分かった。【０２９４】
(圧力センサの調製)
まず、平板状のＳｉ基板の表面の中央部を反応性イオンエッチング法でエッチングした。これにより、平板状のＳｉ基板の表面の中央部に、厚さ１０μｍの基板薄膜部５１を形成した。次に、スパッタリング法により、厚さ１．０ｍｍの平板状のＳｉ基板に上記機能性素子４０ＡＡを物理的に接触するように積層し、平板状のＳｉ基板と機能性素子４０ＡＡとを一体化させた。この結果、図６に示す圧力センサ１ＡＡが得られた。なお、基板薄膜部５１の厚さが１０μｍと薄いため、圧力センサ１ＡＡは、超音波照射圧力等の微小な圧力を検知可能であることが分かった。【０２９５】
［実施例２］
(機能性酸化チタンの調製)
実施例１と同様にして、λ相五酸化三チタンの相比率（ＰＲλモル％）及びβ相五酸化三チタンの相比率（ＰＲβモル％）が異なるように、水素ガス雰囲気中で１１００〜１３００℃中の４つの温度で２時間焼成した。これにより機能性酸化チタン粉末（サンプルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を調製した。各機能性酸化チタン粉末のＰＲλモル％とＰＲβモル％との合計値は１００モル％であった。【０２９６】
(機能性酸化チタンの加圧試験)
上記の機能性酸化チタン粉末（Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を用いて加圧試験を行った。
はじめに、粉末サンプルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤにつき、λ相五酸化三チタンの相比率（ＰＲλモル％）をβ相五酸化三チタンの相比率（ＰＲβモル％）で除してλ相／β相比率（λ相含有率／β相含有率）の値を算出した。サンプルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤのλ相／β相比率は、それぞれ、５．７、６．２、１５及び２１であった。なお、λ相／β相比率が４であると（ＰＲλモル％，ＰＲβモル％）は（８０モル％，２０モル％）となり、λ相／β相比率が９であると（ＰＲλモル％，ＰＲβモル％）は（９０モル％，１０モル％）となる。
次に、粉末サンプルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤにつき、実施例１の加圧試験と同様にして圧力を印加し、λ相五酸化三チタンの相比率（ＰＲλモル％）が３０モル％低下するために必要な印加圧力（応答圧力）を測定した。例えば、（ＰＲλモル％，ＰＲβモル％）が（７０モル％，３０モル％）のサンプルであれば、（ＰＲλモル％，ＰＲβモル％）が（４０モル％，６０モル％）になるために必要なサンプルへの印加圧力を測定した。結果を図２４に示す。図２４は、圧力印加前の機能性酸化チタンのλ相／β相比率（λ相含有率／β相含有率）と、機能性酸化チタンのλ相含有率が３０％減少するために必要な印加圧力（応答圧力）と、の関係を示すグラフである。
図２４より、圧力が印加されていない状態のλ相／β相比率（λ相含有率／β相含有率）が大きいサンプルほど、応答圧力が大きくなる傾向を示すことが分かった。すなわち、圧力が印加されていない状態においてλ相の相比率が大きい機能性酸化チタンほど、物性の変化が生じるために必要な印加圧力が大きくなることが分かった。【０２９７】
特願２０１６−２０８５２１号（出願日：２０１６年１０月２５日）及び特願２０１７−０７８９０２号（出願日：２０１７年４月１２日）の全内容は、ここに援用される。【０２９８】
以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【産業上の利用可能性】
【０２９９】
第１の圧力センサによれば、温度及び圧力変化に応じて物性が変化する安価な機能性素子を用い、基板と機能性素子や電極との剥離の発生、及び機能性素子や電極へのクラックの発生が防止又は抑制される、安価な圧力センサを提供することができる。【０３００】
第２の圧力センサによれば、繰り返して使用することが可能で、電源が不要な圧力センサを提供することができる。【０３０１】
実施形態に係る圧力センサは、超音波照射圧力等の圧力を検知可能な圧力センサとして使用することができる。また、実施形態に係る圧力センサは、温度センサとしても用いることができる。この温度センサは、例えば、３５０℃以上の高温領域での温度測定が求められる、電気炉、配電盤や配管等に使用することができる。
【符号の説明】
【０３０２】
１Ａ、１ＡＡ、１ＡＢ、１ＡＣ、１Ｂ、１ＢＡ、１ＢＢ、１ＢＣ、１ＢＤ、１ＢＥ、１ＢＦ、１ＢＧ、１ＢＨ、１ＢＩ、１ＢＪ、１ＢＫ、１ＢＬ、１ＢＭ  圧力センサ
１０Ｂ、１０ＢＡ、１０ＢＢ、１０ＢＣ、１０ＢＤ、１０ＢＥ、１０ＢＦ、１０ＢＧ、１０ＢＨ、１０ＢＩ、１０ＢＪ、１０ＢＫ、１０ＢＬ、１０ＢＭ  圧力センサ本体
３０Ｂ、３０ＢＣ、３０ＢＤ、３０ＢＥ、３０ＢＦ、３０ＢＧ、３０ＢＨ、３０ＢＩ、３０ＢＪ  母材
４０Ａ、４０Ｂ、４０ＢＡ、４０ＢＢ、４０ＢＣ、４０ＢＤ、４０ＢＥ、４０ＢＦ、４０ＢＧ、４０ＢＨ、４０ＢＩ、４０ＢＪ  機能性素子
４５  機能性酸化チタンからなる粒子の連結体
５０Ａ、５０Ｂ、１５０Ａ  基板
５１  基板薄膜部
５２  基板壁部
５３  基板外周部
６０  容器
７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｂａ、７０Ｂｂ、７０Ｂｃ、７０Ｂｄ、７０Ｂｅ、７０Ｂｆ  電極
１００ＡＡ、１００ＡＢ、１００ＡＣ  温度センサ
【図１】
2018079363.tif 000003
【図２】
2018079363.tif 000004
【図３】
2018079363.tif 000005
【図４】
2018079363.tif 000006
【図５】
2018079363.tif 000007
【図６】
2018079363.tif 000008
【図７】
2018079363.tif 000009
【図８】
2018079363.tif 000010
【図９】
2018079363.tif 000011
【図１０】
2018079363.tif 000012
【図１１】
2018079363.tif 000013
【図１２】
2018079363.tif 000014
【図１３】
2018079363.tif 000015
【図１４】
2018079363.tif 000016
【図１５】
2018079363.tif 000017
【図１６】
2018079363.tif 000018
【図１７】
2018079363.tif 000019
【図１８】
2018079363.tif 000020
【図１９】
2018079363.tif 000021
【図２０】
2018079363.tif 000022
【図２１】
2018079363.tif 000023
【図２２】
2018079363.tif 000024
【図２３】
2018079363.tif 000025
【図２４】
2018079363.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月19日(2019.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
また、図４は、温度センサの他の一例を示す模式的な断面図である。図４に示す温度センサ１００ＡＢは、基板１５０Ａと、この基板１５０Ａに積層される上記機能性素子４０Ａと、この機能性素子４０Ａの同一表面上に配置された２個の電極７０Ａ、７０Ａとを有する。電極７０Ａは、例えば、金属、導電性酸化物、導電性高分子、炭素系材料等からなる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ところで、従来、圧力を計測する手段として、発色剤含有マイクロカプセルを利用した感圧紙、ひずみゲージや圧電素子を利用した圧力センサが用いられてきた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、上記第２の課題を解決するために、本発明の第２の態様に係る圧力センサは、五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）の組成を有し１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに圧力変化に応じて物性が変化する機能性素子を含む圧力センサ本体、を備え、前記機能性素子は、圧力が印加されていない状態で少なくともλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒を有し、１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに前記λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなり、前記機能性酸化チタンは、３５０℃未満で前記β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及び前記λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときに前記β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及び前記λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
＜圧力センサの効果＞
圧力センサ１ＡＡによれば、機能性素子４０Ａを構成する機能性酸化チタンの結晶粒の結晶構造の変化に伴って物性が変化することを利用して温度及び圧力を測定することができる。すなわち、圧力センサ１ＡＡによれば、温度センサの機能も有する圧力センサが得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
なお、圧力センサ１ＡＣでは、図７に示す第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＢと異なり、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとが接触していない。このため、加熱・冷却しない場合において、基板薄膜部５１が機能性素子４０Ａとの界面で機能性素子４０Ａに加えるせん断応力が発生しない。また、圧力センサ１ＡＣでは、加熱・冷却による、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの熱膨張係数の差に基づくせん断応力が発生しない。このため、圧力センサ１ＡＣでは、基板５０ＡＣと、機能性素子４０Ａや電極７０Ａと、の剥離の発生、及び機能性素子４０Ａや電極７０Ａへのクラックの発生が防止又は抑制される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
なお、圧力センサ１ＡＣでは、電極７０ＡＣ２が、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとの界面に設けられるため、基板薄膜部５１と機能性素子４０Ａとが物理的に接触していない。このため、圧力センサ１ＡＣでは、基板薄膜部５１に加えられる超音波照射圧力等の微小な圧力については、機能性素子４０Ａに到達するまでに電極７０ＡＣ２により減衰する可能性がある。このため、圧力センサ１ＡＣは、第１及び第２の実施形態に係る圧力センサ１ＡＡ及び１ＡＢに比較して、超音波照射圧力等の微小な圧力の検知能力が低下する可能性がある。ただし、圧力センサ１ＡＣでも、超音波照射圧力よりも大きな圧力の検知能力は有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
機能性酸化チタンは、圧力が印加されていない状態で少なくともλ相五酸化三チタンの結晶粒を有し、１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときにλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する性質の物質である。なお、機能性酸化チタンは、通常、圧力が印加されていない状態から１ＭＰａ未満の圧力が印加された場合でもλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する。しかし、機能性酸化チタンに１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときは、λ相五酸化三チタンの結晶粒からβ相五酸化三チタンの結晶粒への変化しやすい。また、通常、上記の１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときにλ相五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタンの結晶粒に変化する性質は、１９０℃未満において発現する。機能性酸化チタンが１９０℃を超えると、五酸化三チタンの結晶粒の少なくとも一部がα相五酸化三チタンの結晶粒に相転移して、λ相五酸化三チタンからβ相五酸化三チタンへの相転移が困難になる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７３】
機能性素子４０ＢＢは、図１０に示す機能性素子４０ＢＡと異なり、機能性酸化チタンの薄膜になっている。薄膜状の機能性素子４０ＢＢによれば、薄膜化によって視認性が向上して目視を容易にすることができ、また吸収スペクトルの評価を容易にすることができる。この薄膜状の機能性素子４０ＢＢは、例えば、スピンコート、ディップコート、スパッタリング、ＣＶＤ、レーザーアブレーション、エアロゾルデポジション法等を用いることにより、基板５０Ｂ上に形成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９０】
また、圧力センサ１ＢＣは、樹脂からなる母材３０ＢＣを備える。このため、圧力センサ１ＢＣによれば、機械的強度が高い。また、圧力センサ１ＢＣによれば、母材３０ＢＣの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することにより、圧力センサ１ＢＣの熱伝導特性、電気伝導特性等を調整することができる。母材３０ＢＣの熱伝導特性、電気伝導特性等の調整は、母材３０ＢＣの樹脂の材質や機能性素子４０ＢＣに対する母材３０ＢＣ量の調整等により行うことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２２５】
図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧは、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣに比較して、圧力センサ本体１０ＢＧの構成の点で異なるが、他の点は同じである。このため、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧと、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣとで同じ部材に同じ符号を付し、構成及び作用の説明を省略又は簡略化する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３６】
母材３０ＢＨとしては、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧで用いられる母材３０ＢＧと同様の織布又は不織布からなるシートが用いられる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４１】
なお、図示しないが、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５の長手方向が、圧力センサ本体１０ＢＨの表裏面に垂直な方向に直交する方向になるように、機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を配置することもできる。ここで、圧力センサ本体１０ＢＨの表裏面に垂直な方向に直交する方向とは、図１７（ｂ）中の左右方向である。機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５がこのように配置されると、圧力センサ本体１０ＢＨの表面方向に沿った圧力伝達性、熱伝導性や導電性が向上し、圧力センサ本体１０ＢＨの表面部位による計測のばらつきを抑制することができるため好ましい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４３】
［圧力センサの作用］
圧力センサ１ＢＨの作用は、図１６に示す第１０の実施形態に係る圧力センサ１ＢＧの作用と同じである。なお、圧力センサ１ＢＨは圧力センサ本体１０ＢＨが機能性酸化チタンからなる粒子の連結体４５を含むため、圧力センサ１ＢＧに比較して表裏面に垂直な方向の圧力変化を迅速に表面側で観測することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２５２】
圧力計測対象物の圧力計測時に圧力センサ本体１０ＢＩが母材３０ＢＩを含む場合の圧力センサ１ＢＩの作用は、圧力計測対象物との間に母材３０Ｂが介在することから、実質的に、図１２に示す第６の実施形態に係る圧力センサ１ＢＣの作用と同じである。このため、この場合の作用の説明を省略する。なお、圧力センサ本体１０ＢＩを配管等の圧力計測対象物中に流して使用する場合は、配管外部からの計測が困難な場所の圧力を計測することができる点で好適である。この場合、配管等の圧力計測対象物から圧力センサ本体１０ＢＩに印加される圧力は母材３０ＢＩを介して印加される圧力となる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６６】
図２０に示すように、電極７０Ｂａ及び７０Ｂｂは、圧力センサ本体１０ＢＫを挟み込むように設けられる。電極７０Ｂａ及び７０Ｂｂは、の形状は、特に限定されない。なお、圧力センサ本体１０ＢＫに接触する電極７０Ｂは、図示しないが３個以上にすることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２７４】
図２１に示すように、電極７０Ｂｃ及び７０Ｂｄは、圧力センサ本体１０ＢＬを挟み込むように設けられる。電極７０Ｂｃ及び７０Ｂｄは、の形状は、特に限定されない。なお、圧力センサ本体１０ＢＬに接触する電極７０Ｂは、図示しないが３個以上にすることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２７８】
（第１６の実施形態）
図２２は、第１６の実施形態に係る圧力センサを示す模式的な斜視図である。図２２に示す圧力センサ１ＢＭ（１Ｂ）は、圧力センサ本体１０ＢＭ（１０Ｂ）と、圧力センサ本体１０ＢＭに接触する電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆ（７０Ｂ）とを備える。すなわち、圧力センサ１ＢＭは、圧力センサ本体１０ＢＭと、圧力センサ本体１０ＢＭに接触する２個の電極７０Ｂｅ、７０Ｂｆがさらに設けられたものである。図２２に示すように、電極７０Ｂｅ及び７０Ｂｆは、一部が圧力センサ本体１０ＢＭ中に浸漬するように設けられる。なお、圧力センサ本体１０ＢＭに接触する電極７０Ｂは、図示しないが３個以上にすることができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２７９】
圧力センサ本体１０ＢＭは、母材３０ＢＭ（３０Ｂ）と、この母材３０ＢＭ中に含まれる機能性素子４０ＢＭ（４０Ｂ）と、を有する。なお、圧力センサ本体１０ＢＭは、スラリー状又はゲル状であり、流動性を有するため、容器６０に収容される。このため、圧力センサ１ＢＭは、圧力センサ本体１０ＢＭと、この圧力センサ本体１０ＢＭを収容する容器６０と、を有する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に積層され、β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときにβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及びλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の１種以上の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなる機能性素子と、
を備え、
前記基板は、前記機能性素子との積層方向の厚みが他の方向の厚みよりも小さい薄膜状の基板薄膜部を有することを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
さらに電極を備え、
前記電極は、前記機能性素子の表面に２個以上設けられることを特徴とする請求項１に記載の圧力センサ。
【請求項３】
さらに電極を備え、
前記電極は、前記機能性素子の表面に１個以上設けられ、かつ、前記基板と前記機能性素子との界面に１個以上設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力センサ。
【請求項４】
前記基板は、半導体、ＳＯＩ、酸化物、金属及びポリイミド樹脂からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記電極は、金属、導電性酸化物、カーボン及び導電性高分子からなる群より選択される１種以上の材質よりなることを特徴とする請求項２又は３に記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記基板薄膜部で超音波を受け、前記機能性素子を介した前記２個以上の電極間の電気抵抗を測定することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の圧力センサ。
【請求項７】
五酸化三チタン（Ｔｉ３Ｏ５）の組成を有し１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに圧力変化に応じて物性が変化する機能性素子を含む圧力センサ本体、を備え、
前記機能性素子は、圧力が印加されていない状態で少なくともλ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒を有し、１ＭＰａ以上の圧力が印加されたときに前記λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の少なくとも一部がβ相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒に変化する性質を有する機能性酸化チタンからなり、
前記機能性酸化チタンは、３５０℃未満で前記β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及び前記λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒を有し、３５０℃以上に加熱したときに前記β相五酸化三チタン（β−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒及び前記λ相五酸化三チタン（λ−Ｔｉ３Ｏ５）の結晶粒の少なくとも一部が二酸化チタン（ＴｉＯ２）の結晶粒に変化する性質を有することを特徴とする圧力センサ。
【請求項８】
前記圧力センサ本体は、前記機能性素子からなり、
この機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる成形体であることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項９】
前記圧力センサ本体は、前記機能性素子からなり、
この機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる薄膜であり、
この薄膜は、基板上に形成されることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項１０】
前記圧力センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、樹脂からなり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項１１】
前記圧力センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、フィルムであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項１２】
前記圧力センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、織布又は不織布からなるシートであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【請求項１３】
前記圧力センサ本体は、母材と、この母材中に含まれる前記機能性素子と、を有し、
前記母材は、液体又はゲルであり、
前記機能性素子は、前記機能性酸化チタンからなる粒子であり、
前記機能性酸化チタンからなる粒子は、分散した状態又は複数個が連結した状態で、前記母材中に含まれることを特徴とする請求項７に記載の圧力センサ。
【国際調査報告】
2018079363.tif 000027
2018079363.tif 000028
2018079363.tif 000029