(57)【要約】【課題】出荷された後であっても任意のタイミングでキャリブレーションを行えるようにして、経時劣化や測定条件の違いなどによる測定誤差を軽減して物体の面圧を精度良く測定できるようにする。【解決手段】キャリブレーション手段４により感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２間に仮想的な荷重を与え、そのときの電気抵抗検出手段２の検出結果に基づいて圧力算出式（キャリブレーションデータ）を求める。【選択図】図１
2009025228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体に加わる面圧を測定する面圧測定装置であって、
複数の導電性線条材が一体に保持された状態で前記物体に配置され、前記物体に加わる面圧に応じて前記複数の導電性線条材同士の接触状態が変化することで特定の電気特性が変化する感圧部材と、
前記感圧部材の前記電気特性を検出する電気特性検出手段と、
前記電気特性検出手段の検出結果と、前記物体に加わる面圧と前記感圧部材の前記電気抵抗との対応関係を表すキャリブレーションデータとに基づいて、前記物体に加わる面圧を算出する面圧算出手段と、
前記感圧部材の複数の導電性線条材間に仮想的な荷重を与え、そのときの前記電気特性検出手段の検出結果に基づいて、前記キャリブレーションデータを作成するキャリブレーション手段とを備えることを特徴とする面圧測定装置。
【請求項２】
前記感圧部材は、前記複数の導電性線条材と一体に設けられ加熱により膨張する膨張部材を有しており、
前記キャリブレーション手段は、前記膨張部材を膨張させることで前記複数の導電性線条材間に仮想的な荷重を与えることを特徴とする請求項１に記載の面圧測定装置。
【請求項３】
前記キャリブレーション手段は、前記複数の導電性線条材に通電したときのジュール熱により、前記膨張部材を膨張させることを特徴とする請求項２に記載の面圧測定装置。
【請求項４】
前記感圧部材は、複数の導電性線条材として、筒状に成形された外側導電性線条材と、前記外側導電性線条材の内部に前記外側導電性線条材と同心円状に配置された内側導電性線条材とを有し、前記外側導電性線条材の外周側を包み込むように、前記膨張部材が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の面圧測定装置。
【請求項５】
前記感圧部材は、複数の導電性線条材として、筒状に成形された外側導電性線条材と、筒状に成形されて前記外側導電性線条材の内部に前記外側導電性線条材と同心円状に配置された内側導電性線条材とを有し、前記内側導電性線条材の内部に、前記膨張部材が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の面圧測定装置。
【請求項６】
前記感圧部材は、複数の導電性線条材として、平行に配置された第１導電性線条材と第２導電性線条材とを有し、これら第１導電性線条材と第２導電性線条材とが対向する部分を除いてこれら第１導電性線条材と第２導電性線条材の外周側を一体に包み込むように、前記膨張部材が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の面圧測定装置。
【請求項７】
前記感圧部材は、その最外周部が、前記膨張部材よりも熱膨張率の低い素材よりなるカバー部材で覆われていることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の面圧測定装置。
【請求項８】
前記キャリブレーション手段は、前記感圧部材の複数の導電性線条材間に与える仮想的な荷重が０の無負荷時における前記電気特性検出手段の検出結果と、前記感圧部材の複数の導電性線条材間に与える仮想的な荷重が最大値となる最大負荷時における前記電気特性検出手段の検出結果と、予め求めておいた仮想的な荷重の最大値に対応する実際の圧力の大きさの値とを用いて、前記キャリブレーションデータを作成することを特徴とする請求項１に記載の面圧測定装置。
【請求項９】
前記キャリブレーション手段は、前記感圧部材の複数の導電性線条材間に与える仮想的な荷重を徐々に大きくしながら、当該仮想的な荷重の変化に応じた前記電気特性検出手段の検出結果の変化量を求め、前記電気特性検出手段の検出結果の変化量が予め定めた所定の基準値以下となったときの仮想的な荷重の大きさを、仮想的な荷重の最大値とすることを特徴とする請求項８に記載の面圧測定装置。
【請求項１０】
複数の導電性線条材が一体に保持された状態で物体に配置され、前記物体に加わる面圧に応じて前記複数の導電性線条材同士の接触状態が変化することで特定の電気特性が変化する感圧部材と、
前記感圧部材の前記電気特性を検出する電気特性検出手段と、
前記電気特性検出手段の検出結果と、前記物体に加わる面圧と前記感圧部材の前記電気抵抗との対応関係を表すキャリブレーションデータとに基づいて、前記物体に加わる面圧を算出する面圧算出手段とを備える面圧測定装置のキャリブレーション方法であって、
前記感圧部材の複数の導電性線条材間に仮想的な荷重を与え、そのときの前記電気特性検出手段の検出結果に基づいて、前記キャリブレーションデータを作成することを特徴とする面圧測定装置のキャリブレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本以上の導電性線条材が一体に保持された状態の感圧部材を物体に配置して物体に加わる面圧を測定する面圧測定装置及びそのキャリブレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外部から加わる圧力を測定する測定装置として種々の方式の測定装置が提案されており、例えば、対向配置された２つの電極間の電気抵抗が印加圧力に応じて変化することを利用して、この電気抵抗値を計測することで物体に加わる圧力を検出できるようにした感圧センサが知られている。この種の感圧センサでは、製品として出荷される前に工場にてキャリブレーションを実施することで、電気抵抗値と印加圧力の大きさとの対応関係を表すキャリブレーションデータを求め、使用時には、このキャリブレーションデータを用いて、電気抵抗の計測値から物体に加わる圧力を検出できるようにしている。
【０００３】
この種の感圧センサのキャリブレーションの手法としては、例えば特許文献１に記載されているように、実際に感圧センサに対して圧力を印加して、この印加圧力の大きさを変えながらそれぞれの大きさの圧力が印加されたときの感圧センサの出力を実測し、実測データに基づいて、電気抵抗値と印加圧力の大きさとの対応関係を表すキャリブレーションデータを得るようにしているのが一般的である。
【特許文献１】特開２００５−１０６５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているキャリブレーションの手法では、感圧センサに対して実際に圧力を印加して、実測によりキャリブレーションデータを求めるようにしているため、例えば出荷後の経時劣化等によって感圧センサの特性が変化したときなど、改めてキャリブレーションを行うことが求められるような場合には、製品を回収して工場に持ち込む必要があり、対応が極めて煩雑になるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みて創案されたものであって、出荷された後であっても任意のタイミングでキャリブレーションを行うことができ、経時劣化や測定条件の違いなどによる測定誤差を軽減して物体の面圧を精度良く測定することができる面圧測定装置及びそのキャリブレーション方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る面圧測定装置は、複数の導電性線条材が一体に保持された状態で物体に配置され、物体に加わる面圧に応じて複数の導電性線条材同士の接触状態が変化することで特定の電気特性が変化する感圧部材を用いて、物体に加わる面圧を測定する。感圧部材の特定の電気特性は電気特性検出手段により検出され、この電気特性検出手段の検出結果とキャリブレーションデータとに基づいて、面圧算出手段により物体に加わる面圧が算出される。キャリブレーションデータは、物体に加わる面圧と感圧部材の特定の電気特性との関係を表すデータであり、キャリブレーション手段により作成される。キャリブレーション手段は、感圧部材の複数の導電性線条材間に仮想的な荷重を与え、そのときの電気抵抗検出手段の検出結果に基づいて、キャリブレーションデータを作成する。
【０００７】
また、本発明に係るキャリブレーション方法は、以上のような感圧部材、電気特性検出手段、面圧算出手段を備えた面圧測定装置のキャリブレーション方法であって、感圧部材の複数の導電性線条材間に仮想的な荷重を与え、そのときの電気特性検出手段の検出結果に基づいて、物体に加わる面圧と感圧部材の特定の電気特性との関係を表すキャリブレーションデータを作成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、任意のタイミングでキャリブレーションを行ってキャリブレーションデータを面圧測定装置の現在の状態に合わせて随時更新することができるので、経時劣化や測定条件の違いなどによる測定誤差を軽減して物体の面圧を精度良く測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
本発明に係る面圧測定装置は、物体に配置された感圧部材の特定の電気特性が外部から加えられる圧力に応じて変化することを利用して、物体に加わる面圧を測定するものであり、特に、物体に加わる面圧と感圧部材の特定の電気特性との対応関係を表すキャリブレーションデータを随時更新できるようにしたものである。
【００１１】
ここで、外部からの圧力に応じて変化する感圧部材の電気特性としては、例えば、電気抵抗値やキャパシタ成分などが挙げられる。以下では、感圧部材の電気抵抗値の変化から物体に加わる圧力の大きさを求める場合を例に挙げて説明するが、キャパシタ成分の変化など、他の電気特性の変化から物体に加わる圧力の大きさを求める場合も、以下で説明する手法と同様の手法を用いることができる。
【００１２】
図１は本発明に係る面圧測定装置の一実施形態を説明する図であり、面圧測定装置の概略構成図である。この図１に示す面圧測定装置は、面圧を測定する対象となる物体に配置される感圧部材１と、感圧部材１の電気抵抗値を検出する電気抵抗検出手段２と、電気抵抗検出手段２の検出結果とキャリブレーションデータとに基づいて、物体に加わる面圧を算出する面圧算出手段３と、キャリブレーションデータを作成し随時更新するためのキャリブレーション手段４とを備える。なお、ここでは、キャリブレーションデータを後述する圧力算出式のかたちで保持するものとして説明するが、キャリブレーションデータの形式はここで挙げる例に限らず、物体に加わる面圧と感圧部材１の電気抵抗値との対応関係を表すものであればどのような形式であってもよい。
【００１３】
感圧部材１は、複数の導電性線条材が一体に保持された状態で物体に配置され、物体に加わる面圧に応じて複数の導電性線条材同士の接触状態が変化し、これら導電性線条材の間の接触抵抗が変化することで、電気抵抗値が変化するものである。ここでは、簡単のために、感圧部材１が図１に示すように２本の導電性線条材１１，１２を有する構成とされているものとして説明する。図１に示す例では、これら２本の導電性線条材１１，１２を同心円状に配置している。すなわち、一方の導電性線条材１１は筒状に成形されており、この筒状に成形された導電性線条材（以下、外側導電性線条材１１という。）の内部に、他方の導電性線条材１２（以下、内側導電性線条材１２という。）が同心円状に配置されている。
【００１４】
また、この感圧部材１においては、外側導電性線条材１１の外周側を包み込むように膨張部材１３が配置され、膨張部材１３のさらに外周側にカバー部材１４が配置されている。膨張部材１３は、加熱によって膨張するものであり、後述するキャリブレーションを行う際に膨張して体積を増大させることによって、外側導電性線条材１１を内側導電性線条材１２側へと圧縮し、これら外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に仮想的な荷重を与える機能を有している。また、カバー部材１４は、膨張部材１３よりも熱膨張率の低い素材で形成されており、感圧部材１を保護するとともに、キャリブレーション時には膨張部材１３の外側への膨張を規制して、膨張部材１３が外側導電性線条材１１を効率よく圧縮できるようにする機能を有している。
【００１５】
外側導電性線条材１１及び内側導電性線条材１２としては、例えば、ポリピロール、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸）、ＰＰＶ（パラフェニレンビニレン）のうちの少なくとも何れかを含む、径１０μｍ程度の繊維を束ねたもの（おおよその導電率は０．５〜５００Ｓ／ｃｍ）などが好適である。ただし、外側導電性線条材１１及び内側導電性線条材１２の構成はこの例に限定されるものではなく、ある一定の抵抗値を持った金属もしくは高分子素材によって形成されたものであれば、いずれのものも導電性線条材１１，１２として使用可能である。
【００１６】
また、膨張部材１３としては、例えばシリコンゴムなどを筒状に成形したものが用いられ、カバー部材１４の素材には、例えばフッ素ゴムなどが用いられる。ただし、これら膨張部材１３やカバー部材１４の素材も特にここで挙げた例に限定されるものではなく、膨張部材１３には熱膨張率の高い任意の素材、カバー部材１４には膨張部材１３よりも熱膨張率の低い任意の部材が使用可能である。
【００１７】
以上のような構成とされた感圧部材１は、定常状態（外部圧力が印加されていない状態）では、図２（ａ）に示すように、外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２とが非接触に近い状態とされている。そして、物体に荷重が加わってその圧力が感圧部材１に印加されると、図２（ｂ）に示すように、その印加圧力ｆ（Ｐａ）の大きさに応じて外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２とが接触してこれら導電性線条材１１，１２同士が電気的に接続された状態となる。このとき、印加圧力ｆ（Ｐａ）の大きさに応じて外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間の接触面積が変化して、この接触部分における接触抵抗ｒ（Ω）が変化する。感圧部材１に加わる圧力ｆ（Ｐａ）とそのときの導電性線条材１１，１２間の接触抵抗ｒ（Ω）とは、図３に示すように反比例の関係となっている。したがって、物体に加わる面圧と感圧部材１の電気抵抗値との間にも反比例の関係があり、この関係が予め分かっていれば、感圧部材１の電気抵抗値を検出することで、物体に加わる面圧を測定することが可能である。本実施形態の面圧測定装置は、このような物体に加わる面圧と感圧部材１の電気抵抗値との対応関係（キャリブレーションデータ）を後述する圧力算出式のかたちで更新可能に記憶しており、この圧力算出式を用いて物体に加わる面圧を算出するようにしている。
【００１８】
なお、感圧部材１においては、外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２とが定常状態のときに非接触に近い状態に保たれるように、これら外側導電性線条材１１及び内側導電性線条材１２の位置を保持しておくことが望まれる。そのため、感圧部材１に部分的に非感圧部を設定し、図４に示すように、非感圧部においては、外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に電気的絶縁材料よりなるスペーサ１５を配置することで、これら外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との位置を保持できるようにすることが望ましい。
【００１９】
電気抵抗検出手段２は、感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２とに接続されており、これら外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に一定の電圧を印加して、その際に流れる電流値を測定することによって、感圧部材１の電気抵抗値を検出する。なお、電気抵抗検出手段２による感圧部材１の電気抵抗値を検出する手法は、ここで挙げる例に限らず、感圧部材１の電気抵抗値を検出可能な手法であればどのような手法を採用してもよい。
【００２０】
面圧算出手段３は、電気抵抗検出手段２に接続されており、この電気抵抗検出手段２の検出結果と圧力算出式とから、物体に加わる面圧を算出する。具体的には、面圧算出手段３は、内部に圧力算出式を更新可能に記憶するメモリ装置と演算装置とを備えており、電気抵抗検出手段２によって感圧部材１の電気抵抗値が検出されると、メモリ装置に記憶されている圧力算出式を用いて、電気抵抗検出手段２によって検出された感圧部材１の電気抵抗値から物体に加わる面圧を演算装置により算出する。
【００２１】
キャリブレーション手段４は、感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に仮想的な荷重を与え、そのときの電気抵抗検出手段２の検出結果に基づいて、面圧測定装置の現在の状態や使用環境に適合した圧力算出式（キャリブレーションデータ）を作成し、面圧算出手段３のメモリ装置に格納する。このとき、面圧算出手段３のメモリ装置に既に圧力算出式が記憶されている場合は、記憶されている圧力算出式を新たに作成した圧力算出式に更新する。
【００２２】
具体的には、キャリブレーション手段４は、以下の手法で感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に仮想的な荷重を与える。すなわち、キャリブレーション手段４は、電気抵抗検出手段２を利用して感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に、電気抵抗の測定時に印加する電圧よりも大きなキャリブレーション用電圧（数十Ｖ程度）を与えて、これら外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２とにジュール熱を発生させる。この熱は、外側導電性線条材１１及び内側導電性線条材１２を包み込むように配置された膨張部材１３に伝熱され、このジュール熱により膨張部材１３が膨張して体積を増加させる。このとき、膨張部材１３の外周側はカバー部材１４により覆われていて外側への膨張が規制されているため、内側に向かって膨張して外側導電性線条材１１を内側導電性線条材１２側へと圧縮する。これにより、外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に仮想的な荷重が与えられることになる。
【００２３】
キャリブレーション手段４は、このような手法で感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に仮想的な荷重を与えながら、電気抵抗検出手段２に感圧部材１の電気抵抗値の検出を行わせ、初期状態（仮想的な荷重が０の状態）のときの電気抵抗値検出手段２の検出結果と、仮想的な荷重が最大値のときの電気抵抗検出手段２の検出結果をそれぞれ求めて、これら電気抵抗検出手段２の検出結果と、予め実験などを行って求めておいた仮想的な荷重の最大値に対応する実際の圧力の大きさの値とを用いて、面圧測定装置の現在の状態や使用環境に適合した圧力算出式（キャリブレーションデータ）を作成する。
【００２４】
図５は、本実施形態の面圧測定装置において実施されるキャリブレーションの一連の処理の流れを示すフローチャートである。以下、この図５のフローチャートに沿って、本実施形態の面圧測定装置が実施するキャリブレーションについて、さらに詳しく説明する。
【００２５】
図５のフローは、例えば、面圧測定装置に設けられた図示しないキャリブレーションスイッチが押下されたときなど、面圧測定装置に対してキャリブレーションの実施を促す何らかのトリガがあったときにスタートする。図５のフローがスタートすると、まず、ステップＳ１において、感圧部材１の膨張部材１３が膨張していない無負荷の状態で、電気抵抗検出手段２が、感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に抵抗値測定用の一定電圧（測定用電圧）を印加して、感圧部材１の電気抵抗値ｒ０を検出する。この無負荷時における電気抵抗検出手段２の検出結果ｒ０は、キャリブレーション手段４に入力されて一時的に記憶される。
【００２６】
次に、ステップＳ２において、電気抵抗検出手段２が、所定時間（Δｔ秒間）、感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に測定用電圧よりも大きいキャリブレーション用電圧を印加して、外側導電性線条材１１及び内側導電性線条材１２を発熱させ、感圧部材１の膨張部材１３を加熱、膨張させて、外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に仮想的な荷重を与える。そして、ステップＳ３において、ステップＳ２での膨張部材１３に対する加熱量に応じて外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に仮想的な荷重が与えられている状態で、電気抵抗検出手段２が、感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に印加する電圧を、キャリブレーション用電圧から測定用電圧に切り替え、感圧部材１の電気抵抗値を再度検出する。この仮想的な荷重を与えた状態における電気抵抗検出手段２の検出結果も、キャリブレーション手段４に入力されて一時的に記憶される。
【００２７】
ここで、本実施形態の面圧測定装置のように、感圧部材１内部の導体の接触抵抗の変化を利用して圧力を測定する面圧測定装置では、圧力に応じて変化する導体同士の接触面積や導体間距離は有限であるため、ある値以上の圧力に対しては出力は線形に増加せずにある値に集束していくことになる。したがって、圧力の変化に対する出力の変化量をモニタリングすれば、感圧部材１が感度を持つ最大圧力（荷重の最大値）が分かる。ここでは、以上のような性質を利用して、外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２との間に与える仮想的な荷重を徐々に大きくしながら、仮想的な荷重の変化に応じた電気特性検出手段２の検出結果の変化量を求め、その変化量が予め定めた所定の基準値以下となったときの仮想的な荷重の大きさを、仮想的な荷重の最大値とする。
【００２８】
具体的には、ステップＳ４において、キャリブレーション手段４が、前回検出されて一時的に記憶している電気抵抗検出手段２の検出結果と、ステップＳ３で新たに検出された電気抵抗検出手段２の検出結果とを比較し、感圧部材１の電気抵抗値の変化量が予めさだめた所定の基準値以下となっているかの判定を行う。ここで、感圧部材１の電気抵抗値の変化量が所定の基準値を超えていれば、ステップＳ２に戻って膨張部材１３をさらに膨張させて仮想的な荷重の大きさを高めて、感圧部材１の電気抵抗値の検出、抵抗値変化量の判定を繰り返す。そして、感圧部材１の電気抵抗値の変化量が所定の基準値以下となったときに最大負荷が加えられた状態になったと判断し、ステップＳ５に進んで、そのときの電気抵抗検出手段２の検出結果を確認し、これを最大負荷時の感圧部材１の電気抵抗値ｒ１として検出する。
【００２９】
次に、ステップＳ６において、キャリブレーション手段４が、ステップＳ１で得られた無負荷時（仮想的な荷重の大きさが０のとき）の感圧部材１の電気抵抗値ｒ０と、ステップＳ５で得られた最大負荷時（仮想的な荷重の大きさが最大値のとき）の感圧部材１の電気抵抗値ｒ１と、予め実験などを行って求めておいた仮想的な荷重の最大値に対応する実際の圧力の大きさの値（最大負荷ｆ１）とを用い、面圧測定装置の現在の状態や使用環境に適合した圧力算出式を求めて、面圧算出手段３のメモリ装置に既に圧力算出式が記憶されていれば、これを新たな圧力算出式に更新する。
【００３０】
感圧部材１の電気抵抗値をｒ（Ω）、物体に加わる圧力をｆ（Ｐａ）とすると、圧力算出式は、ｆ＝ａ／ｒ＋ｂと表される。なお、式中のａ，ｂは、感圧部材１の特性などを反映したパラメータである。
【００３１】
ここで、無負荷時（ｆ＝０のとき）の感圧部材１の電気抵抗値はｒ０なので、
０＝ａ／ｒ０＋ｂとなり、
ｂ＝−ａ／ｒ０と表すことができる。  
また、最大負荷時（ｆ＝ｆ１のとき）の感圧部材１の電気抵抗値はｒ１なので、
ｆ１＝ａ／ｒ１＋ｂとなり、これにｂ＝−ａ／ｒ０＋ｂを代入すると、圧力算出式におけるパラメータａは、下記式（１）に示すように表すことができる。  
ａ＝ｆ１／（１／ｒ１−１／ｒ０）  ・・・（１）
この式（１）のように、圧力算出式におけるパラメータａは、ｒ０、ｒ１、ｆ１の式で表すことができ、最大負荷の値ｆ１は予め実験などによって求められている値であるので、無負荷時（仮想的な荷重の大きさが０のとき）の感圧部材１の電気抵抗値ｒ０と、ステップＳ５で得られた最大負荷時（仮想的な荷重の大きさが最大値のとき）の感圧部材１の電気抵抗値ｒ１とから、圧力算出式におけるパラメータａを決定することができる。
【００３２】
また、同様に、無負荷時（ｆ＝０のとき）の感圧部材１の電気抵抗値はｒ０なので、
０＝ａ／ｒ０＋ｂとなり、
ａ＝−ｂ・ｒ０と表すことができる。  
また、最大負荷時（ｆ＝ｆ１のとき）の感圧部材１の電気抵抗値はｒ１なので、
ｆ１＝ａ／ｒ１＋ｂとなり、これにａ＝−ｂ・ｒ０を代入すると、圧力算出式におけるパラメータｂは、下記式（２）に示すように表すことができる。  
ｂ＝ｆ１／（−ｒ０／ｒ１＋１）  ・・・（２）
この式（２）のように、圧力算出式におけるパラメータｂについても、ｒ０、ｒ１、ｆ１の式で表すことができ、最大負荷の値ｆ１は予め実験などによって求められている値であるので、無負荷時（仮想的な荷重の大きさが０のとき）の感圧部材１の電気抵抗値ｒ０と、ステップＳ５で得られた最大負荷時（仮想的な荷重の大きさが最大値のとき）の感圧部材１の電気抵抗値ｒ１とから、圧力算出式におけるパラメータｂを決定することができる。そして、以上のようにして得られたパラメータａ，ｂを用いることで、面圧測定装置の現在の状態や使用環境に適合した圧力算出式を得ることができる。
【００３３】
以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態の面圧測定装置は、キャリブレーション手段４により感圧部材１の外側導電性線条材１１と内側導電性線条材１２間に仮想的な荷重を与え、そのときの電気抵抗検出手段２の検出結果に基づいて圧力算出式（キャリブレーションデータ）を求めるようにしている。したがって、この面圧測定装置では、任意のタイミングでキャリブレーションを行って圧力算出式（キャリブレーションデータ）を面圧測定装置の現在の状態に合わせて随時更新することができるので、経時劣化や測定条件の違いなどによる測定誤差を軽減して物体の面圧を精度良く測定することができる。
【００３４】
また、本実施形態の面圧測定装置では、感圧部材１の導電性線条材１１，１２と一体に膨張部材１３を設け、この膨張部材１３を加熱により膨張させることによって、導電性線条材１１，１２間に仮想的な荷重を与えるようにしているので、簡素な構成で且つ効率よく導電性線条材１１，１２間に仮想的な荷重を与えることができ、適切にキャリブレーションを実施することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態の面圧測定装置では、感圧部材１の電気抵抗測定用の電気抵抗手段２を利用して感圧部材１の導電性線条材１１，１２にキャリブレーション用電圧を印加し、導電性線条材１１，１２のジュール熱により膨張部材１３を膨張させて導電性線条材１１，１２間に仮想的な荷重を与えるようにしているので、膨張部材１３を膨張させるための特別な構成を付加する必要がなく、装置構成を極めて簡素なものとすることができる。
【００３６】
さらに、本実施形態の面圧測定装置では、感圧部材１の最外周部を膨張部材１３よりも熱膨張率の低いカバー部材１４で覆うようにしているので、加熱によって膨張部材１３が膨張する方向を導電性線条材１１，１２側に集中させることができ、導電性線条材１１，１２間に効率よく仮想的な荷重を与えることができる。
【００３７】
また、本実施形態の面圧測定装置では、キャリブレーション手段４が、感圧部材１の導電性線条材１１，１２間に与える仮想的な荷重が０の無負荷時における電気抵抗検出手段２の検出結果と、導電性線条材１１，１２間に与える仮想的な荷重が最大値となる最大負荷時における電気抵抗検出手段２の検出結果と、予め求めておいた仮想的な荷重の最大値に対応する実際の圧力の大きさの値とを用いて圧力算出式（キャリブレーションデータ）を求めるようにしているので、簡便なキャリブレーションにより適切な圧力算出式を精度よく求めることができる。
【００３８】
なお、以上説明した面圧測定装置は、本発明の一実施形態を例示的に示したものであり、本発明の技術的範囲が以上の実施形態で開示した内容に限定されることを意図したものではない。つまり、本発明の技術的範囲は、以上の各実施形態で開示した具体的構成に限らず、この開示から容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。
【００３９】
例えば、上述した面圧測定装置では、感圧部材１として、筒状の外側導電性線条材１１及びその内部に同心円状に配置された棒状の内側導電性線条材１２を有し、外側導電性線条材１１の外周側を包み込むように、筒状の膨張部材１３を配置したものを用いているが、これに代えて、例えば図６に示すように、内側導電性線条材１２が筒状に成形されて外側導電性線条材１１の内部に同心円状に配置され、さらにその内側導電性線条材１１の内部に膨張部材１３が配置された構造の感圧部材１を用いるようにしてもよい。また、以上の構造以外にも、例えば図７に示すように、互いに平行に配置された第１導電性線条材２１と第２導電性線条材２２とを有し、これら第１導電性線条材２１と第２導電性線条材２２とが対向する部分を除いてこれら第１導電性線条材２１と第２導電性線条材２２の外周側を一体に包み込むように、膨張部材１３が配置された構造の感圧部材１を用いるようにしてもよい。これら図６や図７に示す感圧部材１においても、膨張部材１３の膨張によって導電性線条材１１，１２間または導電性線条材２１，２２間に仮想的な荷重を適切に与えることができ、また、最外周部を膨張部材１３よりも熱膨張率の低いカバー部材１４で覆う構成とすることで、膨張部材１３が膨張する方向を導電性線条材１１，１２側または導電性線条材２１，２２側に集中させることができる。
【００４０】
また、上述した面圧測定装置では、感圧部材１が２本の導電性線条材１１，１２で構成されていることを前提に説明したが、感圧部材１の導電性線条材の数は２本より多くすることも可能であり、感圧部材１に対して要求される感度や検出精度などに応じて、適宜設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用した面圧測定装置の概略構成図である。
【図２】感圧部材の構造を説明する図であり、（ａ）は外部から圧力が加えられていない状態の感圧部材の断面図、（ｂ）は外部から圧力が加えられたときに感圧部材の導電性線条材同士が接触する様子を示す断面図である。
【図３】感圧部材に加わる圧力と導電性線条材間の接触抵抗との関係を示す図である。
【図４】感圧部材に部分的に非感圧部が設けられていることを説明する模式図である。
【図５】本発明を適用した面圧測定装置において実施されるキャリブレーションの一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】感圧部材の他の例を示す断面図である。
【図７】感圧部材の更に他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  感圧部材
２  電気抵抗検出手段
３  面圧算出手段
４  キャリブレーション手段
１１  外側導電性線条材
１２  内側導電性線条材
１３  膨張部材
１４  カバー部材
２１  第１導電性線条材
２２  第２導電性線条材
【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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