(57)【要約】【課題】立体形状の弾性誘電体の変形を複数方向で検出することができる新規な構造の静電容量型センサと、その製造方法を提供すること。【解決手段】導電材料で形成されて相互に対極となる測定用電圧が印加される第一の電極１２と第二の電極１４が誘電材料で形成された弾性誘電体１６を介して配されて、弾性誘電体１６の変形に際して第一の電極１２と第二の電極１４の間の静電容量を検出可能とした静電容量型センサ１０において、弾性誘電体１６がロッド状とされており、弾性誘電体１６の外周面には周上に第一の電極１２と第二の電極１４の三つ以上が配されている。【選択図】図２
2016020836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材料で形成されて相互に対極となる第一の電極と第二の電極が誘電材料で形成された弾性誘電体を介して配されて、該弾性誘電体の変形に際して該第一の電極と該第二の電極の間の静電容量を検出可能とした静電容量型センサにおいて、
前記弾性誘電体がロッド状とされており、該弾性誘電体の外周面には周上に前記第一の電極と前記第二の電極の三つ以上が配されていることを特徴とする静電容量型センサ。
【請求項２】
絶縁材料で形成された筒状基材の内周面には周上に前記第一の電極と前記第二の電極の三つ以上が設けられていると共に、該筒状基材に前記弾性誘電体が挿入されて該弾性誘電体の外周面上に該第一の電極と該第二の電極が配されている請求項１に記載の静電容量型センサ。
【請求項３】
前記第一の電極と前記第二の電極が前記弾性誘電体の周方向で交互に配されて、該弾性誘電体の周方向で隣り合って配された該第一の電極と該第二の電極が電極セットを構成していると共に、該弾性誘電体の軸直角方向で相互に対向する該電極セットが対をなしており、二対の該電極セットの各対向方向が互いに直交している請求項１又は２に記載の静電容量型センサ。
【請求項４】
前記弾性誘電体の外周面が円柱面とされている請求項１〜３の何れか一項に記載の静電容量型センサ。
【請求項５】
導電材料で形成されて相互に対極となる第一の電極と第二の電極が誘電材料で形成された弾性誘電体を介して配されて、該弾性誘電体の変形に際して該第一の電極と該第二の電極の間の静電容量を検出可能とした静電容量型センサの製造方法であって、
絶縁材料で形成された基材シートの一方の面に前記第一の電極と前記第二の電極の三つ以上を並列に設ける工程と、
それら第一の電極と第二の電極を配された一方の面が内周側となるように前記基材シートを筒状に変形させて周方向端部を相互に固着することで、内周面の周上に軸方向に延びる該第一の電極と該第二の電極を配した筒状基材を形成する工程と、
予め準備した前記弾性誘電体を前記筒状基材に挿入して該弾性誘電体の外周面上に前記第一の電極と前記第二の電極の三つ以上を配する工程と
を、有することを特徴とする静電容量型センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極間に配された弾性誘電体の変形による静電容量の変化に基づいて、弾性誘電体に及ぼされた外力やそれに伴う弾性誘電体の変形を検出する静電容量型センサと、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、センサ表面に作用する力（圧力分布）を検出する感圧センサが知られている。感圧センサとしては、例えば、特開２００５−３５１６５３号公報（特許文献１）のように、外力の作用による導電性感圧ゴムの抵抗値の変化を、導電性感圧ゴムに電気的に接続された電極に電圧を印加して計測することにより、導電性感圧ゴムに及ぼされた力が検出されるようになっている。
【０００３】
ところで、感圧センサとしては、電極間に弾性誘電体を介在させて、弾性誘電体の変形による静電容量の変化に基づいて、電極の対向方向に及ぼされた力を検出する静電容量型センサも、提案されている。
【０００４】
しかしながら、従来の感圧センサは、硬質部材と手指などとの間で押圧されて変形することで圧力を検出することから、硬質部材の表面の圧力を検出可能である一方で、立体形状で圧力によって変形する柔軟部材について作用した圧力を検出することは難しい。しかも、柔軟部材に作用する圧力を従来の感圧センサで検出しようとすると、柔軟部材の変形による大きな誤差が生じることから、正確な検出は極めて困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３５１６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、立体形状とされた弾性誘電体の変形を複数方向で検出することができる、新規な構造の静電容量型センサとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【０００８】
すなわち、本発明の第一の態様は、導電材料で形成されて相互に対極となる第一の電極と第二の電極が誘電材料で形成された弾性誘電体を介して配されて、該弾性誘電体の変形に際して該第一の電極と該第二の電極の間の静電容量を検出可能とした静電容量型センサにおいて、前記弾性誘電体がロッド状とされており、該弾性誘電体の外周面には周上に前記第一の電極と前記第二の電極の三つ以上が配されていることを、特徴とする。
【０００９】
このような第一の態様に従う構造とされた静電容量型センサによれば、ロッド状の立体形状とされた柔軟な弾性誘電体の外周面上に静電容量検出用の第一の電極および第二の電極を配することにより、弾性誘電体の変形を静電容量の変化に基づいて検出することができる。更に、第一の電極と第二の電極が三つ以上とされており、第一の電極と第二の電極の各組み合わせについて静電容量を計測することにより、弾性誘電体の変形を少なくとも二方向において検出することができる。また、本態様に係る静電容量型センサによれば、弾性誘電体の変形による静電容量の変化に基づいて、柔軟な弾性誘電体に作用する力を検出することも可能である。
【００１０】
なお、弾性誘電体は、底面乃至は断面の大きさに対する長さの比が限定されるものではなく、例えば、底面乃至は断面の大きさに対して長さ寸法が小さい弾性誘電体（例えば、立方体形状の弾性誘電体など）もロッド状であるということができ、少なくとも外周面に三つ以上の第一の電極と第二の電極が配されていれば、本発明に含まれる。
【００１１】
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された静電容量型センサにおいて、絶縁材料で形成された筒状基材の内周面には周上に前記第一の電極と前記第二の電極の三つ以上が設けられていると共に、該筒状基材に前記弾性誘電体が挿入されて該弾性誘電体の外周面上に該第一の電極と該第二の電極が配されているものである。
【００１２】
第二の態様によれば、第一の電極と第二の電極が内周面上に配された筒状基材に弾性誘電体を挿入することによって、第一の電極と第二の電極を弾性誘電体の外周面上に直接固着することなく配設することができる。従って、例えば第一の電極および第二の電極を固着し難い材料や構造の弾性誘電体（例えば、発泡材料で形成された弾性誘電体など）を採用する場合にも、第一の電極および第二の電極を弾性誘電体の外周面上に位置決め保持することができる。
【００１３】
本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載された静電容量型センサにおいて、前記第一の電極と前記第二の電極が前記弾性誘電体の周方向で交互に配されて、該弾性誘電体の周方向で隣り合って配された該第一の電極と該第二の電極が電極セットを構成していると共に、該弾性誘電体の軸直角方向で相互に対向する該電極セットが対をなしており、二対の該電極セットの各対向方向が互いに直交しているものである。
【００１４】
第三の態様によれば、弾性誘電体の変形を少ない電極によって任意の軸直角方向で高精度に検出することが可能となる。なお、電極セット間の静電容量に加えて、各電極セットを構成する第一の電極と第二の電極の間の静電容量も検出すれば、より高度な検出が可能となり得る。
【００１５】
本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか一つの態様に記載された静電容量型センサにおいて、前記弾性誘電体の外周面が円柱面とされているものである。
【００１６】
第四の態様によれば、弾性誘電体の外周面が円柱面とされることにより、第一の電極および第二の電極を弾性誘電体の周上で任意の位置に配置し易くなって、目的とする方向で弾性誘電体の変形を検出することができる。なお、弾性誘電体の外周面は、軸直角方向の断面形状が真円形状とされた真円柱面でも良いし、楕円形状とされた楕円柱面でも良い。
【００１７】
本発明の第五の態様は、導電材料で形成されて相互に対極となる第一の電極と第二の電極が誘電材料で形成された弾性誘電体を介して配されて、該弾性誘電体の変形に際して該第一の電極と該第二の電極の間の静電容量を検出可能とした静電容量型センサの製造方法であって、絶縁材料で形成された基材シートの一方の面に前記第一の電極と前記第二の電極の三つ以上を並列に設ける工程と、それら第一の電極と第二の電極を配された一方の面が内周側となるように前記基材シートを筒状に変形させて周方向端部を相互に固着することで、内周面の周上に軸方向に延びる該第一の電極と該第二の電極を配した筒状基材を形成する工程と、予め準備した前記弾性誘電体を前記筒状基材に挿入して該弾性誘電体の外周面上に前記第一の電極と前記第二の電極の三つ以上を配する工程とを、有することを、特徴とする。
【００１８】
このような第五の態様に従う静電容量型センサの製造方法によれば、表面に第一の電極および第二の電極を設けた基材シートを変形させて筒状基材を形成することにより、筒状基材の内周面に第一の電極および第二の電極を容易に配することができる。そして、筒状基材の内周側に弾性誘電体を挿入することで、第一の電極および第二の電極が弾性誘電体の外周面上の所定位置に保持される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ロッド状の立体形状を有する弾性誘電体の変形を、弾性誘電体の外周面上に配した第一の電極と第二の電極の間の静電容量の変化に基づいて検出することができる。しかも、第一の電極と第二の電極が弾性誘電体の外周面上に少なくとも三つ配されていることから、それら第一の電極と第二の電極の各組み合わせについて静電容量を計測することによって、弾性誘電体の変形を複数の方向で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態としての静電容量型センサを示す斜視図。
【図２】図１に示された静電容量型センサの断面図。
【図３】図１に示された静電容量型センサの変形態様の具体例を示す図。
【図４】図１に示された静電容量型センサの製造方法を示す斜視図であって、（ａ）が基材シートの表面に電極を形成した状態を、（ｂ）が基材シートを丸めて筒状基材を形成した状態を、（ｃ）が筒状基材に弾性誘電体を挿入した完成状態を、それぞれ示す。
【図５】図１に示された静電容量型センサを用いた関節カバーを、アームへの装着状態で示す図。
【図６】図５に示された関節カバーの断面図。
【図７】本発明の別の一実施形態としての静電容量型センサを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１，２には、本発明の一実施形態としての静電容量型センサ１０が示されている。静電容量型センサ１０は、各複数の第一の電極１２および第二の電極１４が弾性誘電体１６を介して配された構造を有している。なお、以下の説明において、特に説明がない限り、上下方向とは図２中の上下方向を、左右方向とは図２中の左右方向を、それぞれ言う。
【００２３】
より詳細には、第一の電極１２および第二の電極１４は、何れも導電材料で形成された薄膜状の部材であって、銅や金などの金属薄膜や、ゴム又はエラストマに導電性フィラー（例えばカーボンブラック）を添加した導電ゴム又は導電エラストマなどで形成されている。また、第一の電極１２および第二の電極１４は、後述する弾性誘電体１６の周方向で交互に配置されており、弾性誘電体１６の周方向で隣り合う第一の電極１２と第二の電極１４によって電極セット１８が構成されている。本実施形態では、四つの第一の電極１２ａ〜１２ｄと四つの第二の電極１４ａ〜１４ｄが配されており、それら第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄによって四組の電極セット１８ａ〜１８ｄが構成されている。なお、第一，第二の電極１２，１４は、例えば軟質材料で形成される或いは十分に薄肉とされることにより、後述する筒状基材２０および弾性誘電体１６の変形に追従し得る柔軟性（可撓性）を有することが望ましい。
【００２４】
さらに、第一の電極１２ａ〜１２ｄおよび第二の電極１４ａ〜１４ｄは、筒状基材２０の内周面上に配されている。筒状基材２０は、ゴムやエラストマなどの絶縁材料で形成されて、薄肉の略円筒形状を有している。そして、筒状基材２０の内周面に第一の電極１２ａ〜１２ｄおよび第二の電極１４ａ〜１４ｄが接着乃至はプリントされており、第一の電極１２ａ〜１２ｄおよび第二の電極１４ａ〜１４ｄがそれぞれ筒状基材２０の軸方向に延びている。更に、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄは、筒状基材２０の周方向に交互に設けられている。更にまた、第一の電極１２ａ〜１２ｄの四つが筒状基材２０の周方向で略等間隔に分散して配置されていると共に、第二の電極１４ａ〜１４ｄの四つが筒状基材２０の周方向で略等間隔に分散して配置されている。なお、図１，２では、パイプ形状に成形された筒状基材２０が例示されているが、筒状基材２０は、例えば、後述するように矩形膜状の基材シート３４を丸めて周方向両端部を相互に固着することによって、得ることもできる。また、図中では、見易さのために、第一，第二の電極１２，１４および筒状基材２０の厚さが、後述する弾性誘電体１６の直径に対して、実際の比率よりも大きく示されている。
【００２５】
また、筒状基材２０には、弾性誘電体１６が挿入されている。弾性誘電体１６は、ゴム弾性体やエラストマなどの誘電材料で形成されて、好適には複数の気泡を有する発泡弾性体（発泡ゴムや発泡プラスチック）などで形成されており、特に、相互に連続して且つ表面に開放された気泡を有するゴム又は樹脂製の発泡弾性体が望ましい。本実施形態の弾性誘電体１６は、柔軟さ（弾性）や衝撃吸収性能（減衰性能）に優れた発泡ウレタンによって形成されている。更に、弾性誘電体１６は、柱形状や筒形状などのロッド状とされており、本実施形態では外周面を円柱面とされた略円柱形状を有している。そして、弾性誘電体１６は、筒状基材２０の中央孔に挿入されており、筒状基材２０の内周面に固着された第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが弾性誘電体１６の外周面に重ね合わされている。これにより、弾性誘電体１６の外周面上には、各四つの第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが周方向に所定の間隔で交互に配設されており、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが弾性誘電体１６を介して配されている。
【００２６】
さらに、弾性誘電体１６の周方向で隣り合って配された第一の電極１２と第二の電極１４によって電極セット１８が構成されており、弾性誘電体１６の周上に四つの電極セット１８ａ〜１８ｄが設けられている。そして、電極セット１８ａと電極セット１８ｃが弾性誘電体１６の径方向で対向して対をなすように配置されていると共に、電極セット１８ｂと電極セット１８ｄが弾性誘電体１６の径方向で対向して対をなすように配置されて、周上に二対の電極セット１８ａ，１８ｃおよび１８ｂ，１８ｄが配されている。また、電極セット１８ａと電極セット１８ｃの対向方向と、電極セット１８ｂと電極セット１８ｄの対向方向とが、相互に略直交している。
【００２７】
このような構造とされた静電容量型センサ１０は、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄに、電気的な制御装置からなるセンサコントローラ２２が接続されており、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄの対向方向における静電容量の変化を検知することで、各電極１２，１４間に及ぼされた圧力を検出することが可能とされている。即ち、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄの各対向部分が、静電容量型の圧力検出素子（セル）として機能し得るのである。
【００２８】
かかるセンサコントローラ２２は、例えば図２に示されているように、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄに配線２３を介してそれぞれ接続されて測定用電圧を給電する電源回路２４と、静電容量検知用の検出回路２６を備えている。電源回路２４は、第一の電極１２ａ〜１２ｄに対する給電を行うようになっており、演算処理装置（ＣＰＵ）２８による制御下で、測定用電圧として周期的な波形電圧を印加する。これにより、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄとの間に電位差が生ぜしめられて、それら第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが相互に対極となっている。
【００２９】
そして、第二の電極１４ａ〜１４ｄから出力される静電容量の検出信号が、順次に検出回路２６で検出され、その検出値がＲＡＭ３０に記憶される。より具体的には、例えば第二の電極１４側の電流もしくは電位の変化を検出することで、静電容量を検出する。
【００３０】
また、ＲＯＭ３２には、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄの各組み合わせで構成されたコンデンサの特性データが記憶されており、この特性データに基づいて、演算処理装置（ＣＰＵ）２８により、配線抵抗の影響を排除して求められた静電容量の検出値から第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄの間に及ぼされた外力が求められる。
【００３１】
ここにおいて、弾性誘電体１６が円柱形状とされており、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが弾性誘電体１６の外周面上に分散して配置されている。従って、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄの各組み合わせについて静電容量の変化を計測することにより、弾性誘電体１６の変形を複数方向で検出することが可能とされている。
【００３２】
すなわち、図３（ａ）に示す初期状態の静電容量型センサ１０に、上下方向の圧縮力又は左右方向の引張力が作用すると、図３（ｂ）に示すように弾性誘電体１６が弾性変形して、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが、それぞれ上下方向で接近変位すると共に左右方向で離隔変位する。これにより、上下方向で対向する第一の電極１２ａと第二の電極１４ｂおよび第一の電極１２ｃと第二の電極１４ｄの間の静電容量が大きくなると共に、左右方向で対向する第一の電極１２ｂと第二の電極１４ｃおよび第一の電極１２ｄと第二の電極１４ａの間の静電容量が小さくなる。これらの静電容量の変化に基づいて、弾性誘電体１６の上下方向での圧縮変形（左右方向の引張変形）が検出される。
【００３３】
また、図３（ａ）に示す初期状態の静電容量型センサ１０に、左右方向の圧縮力又は上下方向の引張力が作用すると、図３（ｃ）に示すように弾性誘電体１６が弾性変形して、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが、それぞれ左右方向で接近変位すると共に上下方向で離隔変位する。これにより、左右方向で対向する第一の電極１２ｂと第二の電極１４ｃおよび第一の電極１２ｄと第二の電極１４ａの間の静電容量が大きくなると共に、上下方向で対向する第一の電極１２ａと第二の電極１４ｂおよび第一の電極１２ｃと第二の電極１４ｄの間の静電容量が小さくなる。これらの静電容量の変化に基づいて、弾性誘電体１６の左右方向での圧縮変形（上下方向での引張変形）が検出される。
【００３４】
また、図３（ａ）に示す初期状態の静電容量型センサ１０に、斜め４５°方向の圧縮力又は斜め１３５°方向の引張力が作用すると、図３（ｄ）に示すように弾性誘電体１６が弾性変形して、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが、それぞれ斜め４５°方向で接近変位すると共に斜め１３５°方向で離隔変位する。これにより、斜め４５°方向で対向する第一の電極１２ａと第二の電極１４ｃおよび第一の電極１２ｃと第二の電極１４ａの間の静電容量が大きくなると共に、斜め１３５°方向で対向する第一の電極１２ｂと第二の電極１４ｄおよび第一の電極１２ｄと第二の電極１４ｂの間の静電容量が小さくなる。これらの静電容量の変化に基づいて、弾性誘電体１６の斜め４５°方向での圧縮変形（斜め１３５°方向での引張変形）が検出される。
【００３５】
また、図３（ａ）に示す初期状態の静電容量型センサ１０に、斜め１３５°方向の圧縮力又は斜め４５°方向の引張力が作用すると、図３（ｅ）に示すように弾性誘電体１６が弾性変形して、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが、それぞれ斜め１３５°方向で接近変位すると共に斜め４５°方向で離隔変位する。これにより、斜め１３５°方向で対向する第一の電極１２ｂと第二の電極１４ｄおよび第一の電極１２ｄと第二の電極１４ｂの間の静電容量が大きくなると共に、斜め４５°方向で対向する第一の電極１２ａと第二の電極１４ｃおよび第一の電極１２ｃと第二の電極１４ａの間の静電容量が小さくなる。これらの静電容量の変化に基づいて、弾性誘電体１６の斜め１３５°方向での圧縮変形（斜め４５°方向での引張変形）が検出される。
【００３６】
以上のようにして、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄの間の静電容量の変化を計測することにより、弾性誘電体１６の複数方向での弾性変形が検出される。なお、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄの各組み合わせについての静電容量の検出結果に基づいて、例えば、上記四方向以外の径方向入力による弾性誘電体１６の変形や、複数方向への同時入力による弾性誘電体１６のより複雑な変形などを、検出することも可能である。また、各第一，第二の電極１２，１４間の静電容量の変化の大きさに基づいて、弾性誘電体１６に対する入力の大きさと、それに伴う弾性誘電体１６の変形量を求めることもできる。更に、上記した第一，第二の電極１２，１４の各組み合わせに加えて、周方向で隣り合って配置される第一，第二の電極１２，１４の各組み合わせについても静電容量を検出することにより、弾性誘電体１６に対する入力とそれに伴う弾性誘電体１６の変形をより高精度に検出可能となり得る。
【００３７】
また、本実施形態では、弾性誘電体１６の周方向で第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが周方向に交互に配されていることから、それら第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄが弾性誘電体１６の周上で分散してバランス良く配されて、少ない電極数でも弾性誘電体１６の変形を多方向で検出することができる。
【００３８】
さらに、弾性誘電体１６の周方向に隣り合う第一の電極１２と第二の電極１４で構成された電極セット１８の四組が、互いに直交する弾性誘電体１６の径方向二方向で対向するように、弾性誘電体１６の周上で配されている。これにより、少ない第一の電極１２および第二の電極１４によって、弾性誘電体１６の全ての径方向での変形を高精度に検出することが可能とされる。
【００３９】
また、弾性誘電体１６が円柱形状とされて、第一，第二の電極１２，１４が配設される外周面が円柱面とされていることから、任意の径方向への入力に対して有効な検出が実現されて、弾性誘電体１６の変形をより高度に検出することができる。
【００４０】
なお、本実施形態に従う構造とされた静電容量型センサ１０は、例えば、図４に示す工程によって製造することができる。以下に、図４を参照しながら、本実施形態に係る静電容量型センサ１０の製造方法を説明する。
【００４１】
先ず、図４（ａ）に示すように、絶縁材料で略矩形膜状の基材シート３４を予め形成すると共に、基材シート３４の一方の表面には、導電性材料で形成された第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄを、互いに略平行に延びて略等間隔で離隔するように並列に形成する。以上により、電極の形成工程が完了する。なお、第一の電極１２ａ〜１２ｄおよび第二の電極１４ａ〜１４ｄの形成方法は特に限定されないが、例えば、基材シート３４の表面に導電インクでプリントしたり、導電材料で形成された所定形状の膜を固着するなどして形成される。
【００４２】
次に、図４（ｂ）に示すように、第一の電極１２ａ〜１２ｄおよび第二の電極１４ａ〜１４ｄを形成された表面が内周側となるように基材シート３４を筒状に変形させて、変形させた基材シート３４の周方向両端部を相互に溶着する。これにより、基材シート３４によって筒状基材２０を形成すると共に、筒状基材２０の内周面上に第一の電極１２ａ〜１２ｄおよび第二の電極１４ａ〜１４ｄを配設する。以上により、筒状基材の形成工程が完了する。
【００４３】
また次に、図４（ｃ）に示すように、誘電材料で予め形成された略円柱形状の弾性誘電体１６を筒状基材２０の中央孔に挿入して収容配置することにより、弾性誘電体１６の外周面上に筒状基材２０の内周面上に設けられた第一の電極１２ａ〜１２ｄおよび第二の電極１４ａ〜１４ｄを配する。以上により、弾性誘電体の配設工程を完了して、静電容量型センサの製造工程を完了する。
【００４４】
このような静電容量型センサ１０の製造方法によれば、表面に第一の電極１２と第二の電極１４を形成した基材シート３４を筒状に丸めることで、筒状基材２０の内周面に第一の電極１２と第二の電極１４を簡単に設けることができる。そして、筒状基材２０に弾性誘電体１６を差し入れることで、第一の電極１２と第二の電極１４を弾性誘電体１６の外周面上に簡単に配することができる。
【００４５】
なお、本実施形態に係る静電容量型センサ１０は、例えば、図５に示す関節カバー３６などに適用され得る。より具体的には、関節カバー３６は、図６に示すように、複数の静電容量型センサ１０が径方向で直列的に連結された構造を有しており、本実施形態では筒状基材２０が周上で相互に固着されることによって、それら複数の静電容量型センサ１０が相互に連結されている。そして、図５に示すように、連結方向の端部に配された静電容量型センサ１０，１０が、各筒状基材２０に設けられた連結部３８を介して、ロボットのアーム４０における第一部材４２と第二部材４４の各一方に取り付けられることにより、第一部材４２と第二部材４４を繋ぐ関節部４６の外方が関節カバー３６によって覆われるようになっている。
【００４６】
かかるアーム４０への装着状態において、関節カバー３６は、手指などがアーム４０の関節部４６に巻き込まれるのを防ぐようになっている。即ち、関節部４６の屈曲外側と屈曲内側にそれぞれ関節カバー３６が配設されており、連結された複数の静電容量型センサ１０が関節部４６の屈曲内外を覆うことにより、手指などの関節部４６に対する直接的な接触が関節カバー３６（静電容量型センサ１０）によって防止されるようになっている。特に、静電容量型センサ１０は、弾性誘電体１６の外周を柔軟な筒状基材２０で覆った構造とされて、全体が柔軟に変形可能であることから、関節カバー３６に対する人体の接触時に、痛みや不快感などを低減することができる。
【００４７】
さらに、関節カバー３６に対する人や物の当接とその当接方向や当接圧などを、静電容量型センサ１０によって検出することができる。従って、例えば、人や物の当接検出時に関節部４６の屈伸動作が停止されるように制御したり、当接した人や物の方向を特定することなどが可能になる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前記実施形態では、略円柱形状の弾性誘電体１６が例示されていたが、弾性誘電体は、多角柱状や筒状などでも良い。即ち、図７に示す静電容量型センサ５０のように、略円筒形状の弾性誘電体５２を採用しても、前記実施形態と同様に、弾性誘電体５２の変形を、第一の電極１２ａ〜１２ｄと第二の電極１４ａ〜１４ｄの間の静電容量の変化として有効に検出することができる。なお、図７において、前記実施形態と実質的に同一の部材および部位には、図中に同一の符号を付すことにより、説明を省略した。
【００４９】
さらに、弾性誘電体の形状は、必ずしも直線的に延びるロッド状に限定されるものではなく、例えば、部分的に或いは全体が屈曲乃至は湾曲していても良い。また、前記実施形態の弾性誘電体１６は、長さが直径よりも大きい円柱ロッド状とされていたが、弾性誘電体の底面形状と長さの関係は特に限定されるものではなく、例えば、長さが直径よりも小さい円柱ロッド状の弾性誘電体なども採用可能である。
【００５０】
また、第一の電極１２と第二の電極１４は、弾性誘電体１６の外周面に接着などの手段で固着されていても良く、その場合には、前記実施形態に示した筒状基材２０は省略され得る。
【００５１】
また、第一の電極１２および第二の電極１４の数は、弾性誘電体１６の変形を検出すべき方向や要求される検出精度などに応じて適宜に設定され得るものであって、何れかが複数であれば特に限定されるものではない。更に、第一の電極１２の数と第二の電極１４の数は互いに異なっていても良く、必ずしも電極セット１８を構成しなくても良い。
【００５２】
さらに、第一の電極１２および第二の電極１４は、必ずしも周上で均等に分散配置されていなくても良く、例えば、周上で高精度に検出したい方向に偏在していても良い。更にまた、第一の電極１２および第二の電極１４は周方向で交互に配置されていなくても良く、第一の電極１２と第一の電極１２或いは第二の電極１４と第二の電極１４が、周上で隣り合って配置されていても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１０，５０：静電容量型センサ、１２：第一の電極、１４：第二の電極、１６，５２：弾性誘電体、１８：電極セット、２０：筒状基材、３４：基材シート
【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６】
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【図７】
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【図５】
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