JP2022189022A - Pressure sensitive sensor - Google Patents

Abstract

Translated fromJapanese

【課題】印加荷重に応じて変化する変形層の厚さと印加荷重との相関関係の線形性を高める。【解決手段】感圧センサ１０は、第１主面２１及び第２主面２２を有する変形層と、第１主面２１に積層される第１電極層３１と、第２主面２２に積層される第２電極層３２とを備えている。変形層は、非圧縮性を有する弾性材料により構成されている。変形層は、複数の孔部２３と、隣接する孔部２３の間に位置して孔部２３を区画する隔壁部２４とを備えている。隔壁部の幅（ｗ）に対する高さ（ｔ）の比率（ｔ／ｗ）が０．３以上１０以下である。【選択図】図３An object of the present invention is to improve the linearity of the correlation between the thickness of a deformable layer that changes according to the applied load and the applied load. A pressure-sensitive sensor (10) includes a deformation layer having a first main surface (21) and a second main surface (22), a first electrode layer (31) laminated on the first main surface (21), and a deformation layer laminated on the second main surface (22). and a second electrode layer 32 to be formed. The deformation layer is made of an elastic material having incompressibility. The deformation layer includes a plurality of holes 23 and partition walls 24 located between adjacent holes 23 to partition the holes 23 . The ratio (t/w) of the height (t) to the width (w) of the partition is 0.3 or more and 10 or less. [Selection drawing] Fig. 3

Description

Translated fromJapanese

本発明は、感圧センサに関する。 The present invention relates to pressure sensors.

特許文献１には、正極側電極層と、負極側電極層と、正極側電極層と負極側電極層との間に介装される変形層とを備える静電容量型感圧センサが開示されている。静電容量型感圧センサは、外部から印加される荷重により正極側電極層と負極側電極層との間の距離が変化することに基づき静電容量が変化することを利用して荷重の変化を検出する。Patent Document 1 discloses a capacitive pressure-sensitive sensor including a positive electrode layer, a negative electrode layer, and a deformation layer interposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer. ing. A capacitive pressure sensor detects changes in load by utilizing the change in capacitance due to the change in the distance between the positive electrode layer and the negative electrode layer due to the load applied from the outside. to detect

また、特許文献１の静電容量型感圧センサは、エラストマー製又は樹脂製であって非発泡体製の柱部と空間部とを有する構成の誘電層を採用することにより、正極側電極層及び負極側電極層と誘電層とが接合してない部分を設けている。これにより、正極側電極層及び負極側電極層と誘電層とが全面的に接合されている場合と比較して、センサの面方向の変形、即ち、積層方向に垂直な方向の変形が誘電層により阻害されることを抑制している。 Further, the capacitive pressure-sensitive sensor ofPatent Document 1 adopts a dielectric layer made of elastomer or resin and having a non-foamed column portion and a space portion, so that the positive electrode layer and a portion where the negative electrode layer and the dielectric layer are not bonded. As a result, compared to the case where the positive electrode layer and the negative electrode layer and the dielectric layer are entirely bonded to each other, the deformation in the planar direction of the sensor, that is, the deformation in the direction perpendicular to the stacking direction is reduced by the dielectric layer. It suppresses being inhibited by

特開２０１０－２２３９５３号公報JP 2010-223953 A

静電容量型感圧センサは、誘電層の厚さと反比例の関係にある静電容量を測定し、印加荷重に応じて変化する誘電層の厚さと印加荷重との相関関係に基づいて、静電容量の測定値から印加荷重を導出する。そのため、印加荷重に応じて変化する誘電層の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が高いほど、印加荷重を精確に導出することができる。 A capacitive pressure sensor measures the capacitance, which is inversely proportional to the thickness of the dielectric layer. The applied load is derived from the capacitance measurement. Therefore, the higher the linearity of the correlation between the thickness of the dielectric layer that changes according to the applied load and the applied load, the more accurately the applied load can be derived.

上記課題を解決する感圧センサは、第１主面及び前記第１主面の反対側に位置する第２主面を有する変形層と、前記第１主面に積層される第１電極層と、前記第２主面に積層される第２電極層とを備え、外部から印加される荷重により前記第１電極層と前記第２電極層との間の距離が変化することに基づいて前記荷重を検出する感圧センサであって、前記変形層は、非圧縮性を有する弾性材料により構成され、前記変形層は、複数の孔部と、隣接する前記孔部の間に位置して前記孔部を区画する隔壁部とを備え、前記隔壁部の幅（ｗ）に対する高さ（ｔ）の比率（ｔ／ｗ）が０．３以上１０以下である。 A pressure-sensitive sensor for solving the above problems includes a deformation layer having a first main surface and a second main surface located on the opposite side of the first main surface, and a first electrode layer laminated on the first main surface. and a second electrode layer laminated on the second main surface, wherein the load is applied based on a change in the distance between the first electrode layer and the second electrode layer due to a load applied from the outside. wherein the deformation layer is made of an incompressible elastic material, and the deformation layer includes a plurality of holes and the holes positioned between the adjacent holes. and a partition partitioning a portion, and the ratio (t/w) of the height (t) to the width (w) of the partition is 0.3 or more and 10 or less.

上記構成によれば、印加荷重に応じて変化する変形層の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が高くなる。上記相関関係の線形性が高くなることにより、外部から印加される荷重により第１電極層と第２電極層との間の距離が変化することに基づいて荷重を導出する際の精度が向上する。 According to the above configuration, the linearity of the correlation between the thickness of the deformable layer that changes according to the applied load and the applied load is enhanced. By increasing the linearity of the correlation, the accuracy in deriving the load based on the change in the distance between the first electrode layer and the second electrode layer due to the externally applied load is improved. .

上記感圧センサにおいて、前記隔壁部は、隣接する前記孔部を隔てる壁部であり、積層方向から見た平面視において、前記隔壁部により隔てられた前記孔部は、互いに独立していることが好ましい。 In the above-described pressure-sensitive sensor, the partition is a wall that separates the adjacent holes, and the holes separated by the partition are independent of each other in a plan view in the stacking direction. is preferred.

上記構成によれば、打ち抜き加工やスクリーン印刷により変形層を成形することが容易である。そのため、特許文献１に開示されている、非発泡体製の柱部と空間部とを有する構成の誘電層と比較して簡易に変形層を製造できる。 According to the above configuration, it is easy to form the deformable layer by punching or screen printing. Therefore, the deformable layer can be manufactured more easily than the dielectric layer disclosed inPatent Document 1, which has a non-foam column portion and a space portion.

上記感圧センサにおいて、積層方向から見た平面視において、前記変形層の前記第１主面における前記孔部の占有比率は、３０％以上７０％以下であることが好ましい。
上記構成によれば、印加荷重に応じて変化する変形層の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が高くなる効果がより顕著に得られる。In the above-described pressure-sensitive sensor, it is preferable that the occupancy ratio of the holes in the first main surface of the deformable layer is 30% or more and 70% or less in plan view in the stacking direction.
According to the above configuration, the effect of increasing the linearity of the correlation between the thickness of the deformable layer that changes according to the applied load and the applied load can be obtained more remarkably.

上記感圧センサにおいて、前記変形層は、複数の前記隔壁部を備え、複数の前記隔壁部の前記比率は一定である。
上記構成によれば、印加荷重に応じて変化する変形層の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が高くなる効果がより顕著に得られる。In the pressure-sensitive sensor described above, the deformation layer includes a plurality of partition walls, and the ratio of the plurality of partition walls is constant.
According to the above configuration, the effect of increasing the linearity of the correlation between the thickness of the deformable layer that changes according to the applied load and the applied load can be obtained more remarkably.

上記感圧センサは、例えば、前記第１電極層と前記第２電極層との間の距離が変化することによる静電容量の変化に基づいて前記荷重を検出する静電容量型感圧センサであり、前記変形層は、誘電エラストマーである。 The pressure-sensitive sensor is, for example, a capacitive pressure-sensitive sensor that detects the load based on a change in capacitance caused by a change in the distance between the first electrode layer and the second electrode layer. and the deformation layer is a dielectric elastomer.

本発明によれば、印加荷重に応じて変化する変形層の厚さと印加荷重との相関関係の線形性を高めることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the linearity of the correlation between the thickness of the deformable layer that changes according to the applied load and the applied load.

感圧センサの斜視図。The perspective view of a pressure sensor.感圧センサの分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of the pressure sensor;図１の３－３線断面図。3-3 line cross-sectional view of FIG.変形層の平面図。The top view of a deformation|transformation layer.変形層の変形率と外部から印加された荷重との相関関係を示すグラフ。4 is a graph showing the correlation between the deformation rate of the deformation layer and the externally applied load;（ａ）～（ｄ）は、変更例の変形層の平面図。(a) to (d) are plan views of deformation layers of modified examples.（ａ）～（ｅ）は、試験例１～５の試験結果を示すグラフ。(a) to (e) are graphs showing the test results of Test Examples 1 to 5;（ａ），（ｂ）は、試験例６，７の試験結果を示すグラフ。(a) and (b) are graphs showing test results of Test Examples 6 and 7. FIG.（ａ），（ｂ）は、試験例８，９の試験結果を示すグラフ。4(a) and 4(b) are graphs showing the test results of Test Examples 8 and 9;

以下、本発明を静電容量型感圧センサに具体化した一実施形態を説明する。
図１～３に示すように、静電容量型感圧センサである感圧センサ１０は、変形層２０と、第１電極層３１と、第２電極層３２とを備える積層体である。An embodiment in which the present invention is embodied in a capacitive pressure sensor will be described below.
As shown in FIGS. 1 to 3, thepressure sensor 10, which is a capacitive pressure sensor, is a laminate including adeformation layer 20, afirst electrode layer 31, and asecond electrode layer 32. FIG.

（変形層）
変形層２０は、非圧縮性を有する弾性材料、かつ誘電体である材料により構成される部位であり、非圧縮的に変形する性質を有する。非圧縮的に変形するとは、荷重を印加した際に、体積は殆ど変化せずに形状が変化する態様の変形を意味する。(deformation layer)
Thedeformation layer 20 is a portion made of an elastic material having incompressibility and a dielectric material, and has a property of being deformed in an incompressible manner. Deformation in an incompressible manner means deformation in which the shape changes with little change in volume when a load is applied.

変形層２０を構成する材料としては、例えば、天然ゴム、合成天然ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー、架橋されたポリロタキサン等の非圧縮性の誘電エラストマーが挙げられる。変形層２０は、単一の材料により構成されるものであってもよいし、複数の材料を組み合わせて構成されるものであってもよい。 Materials forming thedeformation layer 20 include, for example, incompressible dielectric elastomers such as natural rubber, synthetic natural rubber, styrene-butadiene rubber, silicone elastomer, acrylic elastomer, urethane elastomer, and crosslinked polyrotaxane. Thedeformation layer 20 may be composed of a single material, or may be composed of a combination of multiple materials.

変形層２０のヤング率は、例えば、０．１Ｍｐａ以上２０ＭＰａ以下であり、好ましくは、０．５Ｍｐａ以上５ＭＰａ以下である。変形層２０のヤング率は、変形層２０を構成する材料の選択、及び組み合わせによって調整できる。 The Young's modulus of thedeformation layer 20 is, for example, 0.1 MPa or more and 20 MPa or less, preferably 0.5 MPa or more and 5 MPa or less. The Young's modulus of thedeformation layer 20 can be adjusted by selecting and combining materials that constitute thedeformation layer 20 .

図２及び図４に示すように、変形層２０は、感圧センサ１０の積層方向から見た平面視（以下、単に平面視という。）正方形状をなすシート状の部位であり、第１主面２１と第１主面２１の反対側に位置する第２主面２２とを有する。変形層２０の第１主面２１には、第１電極層３１が積層されるとともに、第２主面２２には、第２電極層３２が積層されている。変形層２０の厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下である。 As shown in FIGS. 2 and 4, thedeformable layer 20 is a sheet-like portion having a square shape when viewed from the stacking direction of the pressure-sensitive sensor 10 (hereinafter simply referred to as a planar view). It has asurface 21 and a secondmajor surface 22 opposite the firstmajor surface 21 . Afirst electrode layer 31 is laminated on the firstmain surface 21 of thedeformation layer 20 , and asecond electrode layer 32 is laminated on the secondmain surface 22 . The thickness of thedeformation layer 20 is, for example, 0.1 mm or more and 5 mm or less, preferably 0.3 mm or more and 3 mm or less.

変形層２０は、変形層２０を積層方向に貫通する９個の孔部２３と、隣接する孔部２３の間に位置するとともに孔部２３を区画する隔壁部２４と、変形層２０の側縁部分を構成する枠状の枠壁部２５とを備えている。変形層２０の第１主面２１及び第２主面２２は、変形層２０の厚さ方向における隔壁部２４及び枠壁部２５の各端面によって形成されている。 Thedeformation layer 20 includes nineholes 23 penetrating thedeformation layer 20 in the stacking direction,partition walls 24 located betweenadjacent holes 23 and partitioning theholes 23 , and side edges of thedeformation layer 20 . and a frame-shapedframe wall portion 25 forming a part. The firstmain surface 21 and the secondmain surface 22 of thedeformation layer 20 are formed by end surfaces of thepartition wall portion 24 and theframe wall portion 25 in the thickness direction of thedeformation layer 20 .

各孔部２３は、平面視矩形状であり、変形層２０の側縁に沿って縦３×横３に並ぶように配置されている。平面視において、隔壁部２４により隔てられた隣接する孔部２３同士は互いに独立している。各孔部２３の形状は、変形層２０の厚さ方向において一定である。変形層２０の第１主面２１における孔部２３の占有比率は特に限定されるものではないが、例えば、３０％以上７０％以下であり、好ましくは４０％以上６０％以下である。 Eachhole 23 has a rectangular shape in a plan view, and is arranged along the side edge of thedeformation layer 20 so as to be lined up in a matrix of 3×3. In plan view, theadjacent holes 23 separated by thepartition wall 24 are independent of each other. The shape of eachhole 23 is constant in the thickness direction of thedeformation layer 20 . The occupation ratio of theholes 23 in the firstmain surface 21 of thedeformation layer 20 is not particularly limited, but is, for example, 30% or more and 70% or less, preferably 40% or more and 60% or less.

平面視における孔部２３の大きさ、及び隣接する孔部２３と孔部２３との間の距離は特に限定されるものではなく、隔壁部２４の寸法が後述する特定値となるように調整される。なお、隣接する隔壁部２４と隔壁部２４との間の距離として定義される孔部２３の大きさは、例えば、後述する隔壁部２４の幅（ｗ）と高さ（ｔ）の合計の０．３倍以上であることが好ましい。 The size of thehole 23 in plan view and the distance between theadjacent holes 23 are not particularly limited, and the dimensions of thepartition wall 24 are adjusted to a specific value described later. be. The size of thehole 23, which is defined as the distance betweenadjacent partition walls 24, is, for example, the sum of the width (w) and height (t) of thepartition walls 24, which will be described later. .3 times or more is preferable.

図３及び図４に示すように、隔壁部２４は、変形層２０の側縁に沿って縦横に延びる格子状に配置されている。各隔壁部２４の幅（ｗ）は、全て一定であるとともに、各隔壁部２４の高さ（ｔ）は、全て一定である。隔壁部２４の幅（ｗ）は、当該隔壁部２４を介して隣接する孔部２３と孔部２３との間の距離である。 As shown in FIGS. 3 and 4 , thepartition walls 24 are arranged in a lattice pattern extending vertically and horizontally along the side edges of thedeformation layer 20 . The width (w) of eachpartition 24 is uniform, and the height (t) of eachpartition 24 is uniform. The width (w) of thepartition 24 is the distance between theadjacent holes 23 via thepartition 24 .

隔壁部２４は、隔壁部２４の幅（ｗ）に対する高さ（ｔ）の比率であるアスペクト比（ｔ／ｗ）が特定の値となるように形成されている。隔壁部２４のアスペクト比は、０．３以上１０以下であり、好ましくは０．５以上５以下であり、より好ましくは０．６以上３以下である。本実施形態では、各隔壁部２４は、幅（ｗ）及び高さ（ｔ）がそれぞれ一定であるため、全ての隔壁部２４のアスペクト比が一定の値になっている。隔壁部２４の幅（ｗ）は、例えば、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、好ましくは０．４ｍｍ以上２ｍｍ以下である。隔壁部２４の高さ（ｔ）は、変形層２０の厚さに等しい。 Thepartition 24 is formed so that the aspect ratio (t/w), which is the ratio of the height (t) to the width (w) of thepartition 24, has a specific value. The aspect ratio of thepartition part 24 is 0.3 or more and 10 or less, preferably 0.5 or more and 5 or less, and more preferably 0.6 or more and 3 or less. In this embodiment, the width (w) and the height (t) of eachpartition wall 24 are constant, so the aspect ratios of all thepartition walls 24 are constant. The width (w) of thepartition 24 is, for example, 0.3 mm or more and 3 mm or less, preferably 0.4 mm or more and 2 mm or less. The height (t) of thepartition wall 24 is equal to the thickness of thedeformation layer 20 .

枠壁部２５は、変形層２０の側縁部分であり、平面視において、隔壁部２４及び孔部２３を囲む四角枠状に形成されている。枠壁部２５の幅は、全て一定であるとともに、枠壁部２５の高さは、全て一定である。 Theframe wall portion 25 is a side edge portion of thedeformation layer 20 and is formed in a square frame shape surrounding thepartition wall portion 24 and thehole portion 23 in plan view. The width of theframe wall portion 25 is all constant, and the height of theframe wall portion 25 is all constant.

隔壁部２４と同様に、枠壁部２５の上記アスペクト比は、０．３以上１０以下であり、好ましくは０．５以上５以下であり、より好ましくは０．６以上３以下である。各枠壁部２５は、幅及び高さがそれぞれ一定であるから、全ての枠壁部２５のアスペクト比が一定の値になっている。また、隔壁部２４のアスペクト比と枠壁部２５のアスペクト比は、０．３以上１０以下の範囲内において同じであってもよいし、異なっていてもよい。枠壁部２５の幅は、例えば、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、好ましくは０．４ｍｍ以上２ｍｍ以下である。枠壁部２５の高さは、変形層２０の厚さに等しい。 Similar to thepartition wall portion 24, the aspect ratio of theframe wall portion 25 is 0.3 or more and 10 or less, preferably 0.5 or more and 5 or less, and more preferably 0.6 or more and 3 or less. Since eachframe wall portion 25 has a constant width and height, all theframe wall portions 25 have a constant aspect ratio. Moreover, the aspect ratio of thepartition wall portion 24 and the aspect ratio of theframe wall portion 25 may be the same within the range of 0.3 to 10, or may be different. The width of theframe wall portion 25 is, for example, 0.3 mm or more and 3 mm or less, preferably 0.4 mm or more and 2 mm or less. The height of theframe wall portion 25 is equal to the thickness of thedeformation layer 20 .

上記の構成の変形層２０を成形する方法としては、例えば、打ち抜き加工、スクリーン印刷、型成形が挙げられる。
（第１電極層及び第２電極層）
第１電極層３１は、変形層２０の第１主面２１の全面を覆うように第１主面２１に積層されている層である。同様に、第２電極層３２は、変形層２０の第２主面２２の全面を覆うように第２主面２２に積層されている層である。Examples of methods for molding thedeformable layer 20 having the above configuration include punching, screen printing, and molding.
(First electrode layer and second electrode layer)
Thefirst electrode layer 31 is a layer laminated on the firstmain surface 21 of thedeformation layer 20 so as to cover the entire surface of the firstmain surface 21 . Similarly, thesecond electrode layer 32 is a layer laminated on the secondmain surface 22 of thedeformation layer 20 so as to cover the entire surface of the secondmain surface 22 .

第１電極層３１及び第２電極層３２の構成は、電極として機能するものであれば特に限定されない。第１電極層３１及び第２電極層３２としては、例えば、板状又はシート状の金属層、導電性の樹脂フィルム、金属蒸着膜等の金属薄膜を形成した絶縁性の樹脂フィルム、電極部を形成した布等の軟質材料が挙げられる。 The configurations of thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32 are not particularly limited as long as they function as electrodes. As thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32, for example, a plate-like or sheet-like metal layer, a conductive resin film, an insulating resin film formed with a metal thin film such as a metal vapor deposition film, and an electrode part are used. Examples include soft materials such as formed fabrics.

金属層を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、銅が挙げられる。導電性の樹脂フィルムを構成する材料としては、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが挙げられる。上記絶縁性高分子としては、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー、架橋されたポリロタキサンが挙げられる。上記導電性フィラーとしては、例えば、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子が挙げられる。金属薄膜を構成する材料としては、例えば、銀、銅が挙げられる。絶縁性の樹脂フィルムとしては、例えば、ＰＥＴフィルムが挙げられる。第１電極層３１及び第２電極層３２は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 Materials forming the metal layer include, for example, aluminum and copper. Examples of the material forming the conductive resin film include a conductive elastomer containing an insulating polymer and a conductive filler. Examples of the insulating polymer include silicone elastomers, acrylic elastomers, urethane elastomers, and crosslinked polyrotaxanes. Examples of the conductive filler include carbon nanotubes, Ketjenblack (registered trademark), carbon black, and metal particles such as copper and silver. Materials constituting the metal thin film include, for example, silver and copper. Examples of insulating resin films include PET films. Thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32 may be the same or different.

第１電極層３１及び第２電極層３２の厚さは特に限定されるものではないが、例えば、２０μｍ以上２００μｍ以下である。第１電極層３１及び第２電極層３２の厚さは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。 Although the thicknesses of thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32 are not particularly limited, they are, for example, 20 μm or more and 200 μm or less. The thicknesses of thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32 may be the same or different.

第１電極層３１及び第２電極層３２は、変形層２０に対して接合されている。第１電極層３１及び第２電極層３２と変形層２０との接合方法は、感圧センサ１０の用途に応じた接合強度が得られるものであれば特に限定されるものではない。上記接合方法としては、例えば、接着剤を用いた接合、両面テープを用いた接合、プラズマ処理による接合が挙げられる。 Thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32 are bonded to thedeformation layer 20 . A method of bonding thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32 to thedeformation layer 20 is not particularly limited as long as a bonding strength suitable for the application of thepressure sensor 10 can be obtained. Examples of the bonding method include bonding using an adhesive, bonding using a double-sided tape, and bonding by plasma treatment.

次に、本実施形態の作用について説明する。
感圧センサ１０は、第１電極層３１に対して感圧センサ１０の積層方向に、外部から荷重が印加されると、変形層２０が厚さ方向に薄くなるように変形する。このとき、第１電極層３１と第２電極層３２との間の距離が変化し、当該距離に応じて感圧センサ１０の静電容量が変化する。したがって、感圧センサ１０を用いることにより、荷重を印加したときの静電容量に基づいて印加荷重を導出できる。Next, the operation of this embodiment will be described.
When a load is applied from the outside to thefirst electrode layer 31 in the stacking direction of thepressure sensor 10, thepressure sensor 10 deforms so that thedeformation layer 20 becomes thinner in the thickness direction. At this time, the distance between thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32 changes, and the capacitance of thepressure sensor 10 changes according to the distance. Therefore, by using thepressure sensor 10, the applied load can be derived based on the capacitance when the load is applied.

変形層２０は、貫通孔状の複数の孔部２３と、隣接する孔部２３の間に位置して孔部２３を区画する隔壁部２４とを備える。そのため、荷重印加時において、変形層２０は、主として、隔壁部２４が厚さ方向に薄くなるように変形する。ここで、本実施形態では、隔壁部２４を含む変形層２０を、非圧縮性を有する弾性材料により構成するとともに、隔壁部２４の形状を、幅（ｗ）に対する高さ（ｔ）の比率であるアスペクト比（ｔ／ｗ）が０．３以上１０以下となる形状としている。 Thedeformation layer 20 includes a plurality of through-hole-shapedholes 23 andpartition walls 24 positioned betweenadjacent holes 23 to partition theholes 23 . Therefore, when a load is applied, thedeformable layer 20 mainly deforms such that thepartition walls 24 become thinner in the thickness direction. Here, in the present embodiment, thedeformable layer 20 including thepartitions 24 is made of an elastic material having incompressibility, and the shape of thepartitions 24 is determined by the ratio of the height (t) to the width (w). The shape has a certain aspect ratio (t/w) of 0.3 or more and 10 or less.

図５に示すように、上記構成とした場合には、感圧センサ１０の積層方向に印加される印加荷重に応じて変化する変形層２０の厚さと印加された荷重との相関関係の線形性が高くなる。その詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように考えられる。 As shown in FIG. 5, in the case of the above configuration, the linearity of the correlation between the thickness of thedeformable layer 20 and the applied load, which changes according to the applied load applied in the stacking direction of thepressure sensor 10 becomes higher. Although the detailed mechanism is unknown, it is considered as follows.

荷重の印加により非圧縮性物質が変形する場合、変形による体積変化はないとみなせることから、荷重の印加方向に薄くなるように変形しつつ、荷重の印加方向と直交する方向に広がるように変形する。また、非圧縮性物質の内部においては、非圧縮性物質を構成する内部物質の一部が荷重の印加方向と直交する方向に流れるように移動する。このとき、非圧縮性物質に、内部物質の移動を妨げる構造的な抵抗が存在すると、印加荷重に基づいて非圧縮性物質を変形させようとする力の一部が上記抵抗を打ち消すために消費されて、その分だけ非圧縮性物質の変形量が減少する。この変形量の減少が印加荷重と非圧縮性物質の変形量との相関関係の線形性を低下させる要因になる。 When an incompressible material is deformed by the application of a load, it can be assumed that there is no volume change due to the deformation. do. Further, inside the incompressible substance, a part of the internal substance that constitutes the incompressible substance moves so as to flow in a direction perpendicular to the direction in which the load is applied. At this time, if the incompressible substance has a structural resistance that prevents movement of the internal substance, part of the force that attempts to deform the incompressible substance based on the applied load is consumed to cancel the resistance. and the amount of deformation of the incompressible substance is reduced accordingly. This reduction in the amount of deformation is a factor that reduces the linearity of the correlation between the applied load and the amount of deformation of the incompressible material.

アスペクト比が上記の範囲である形状の隔壁部２４とした場合には、隔壁部２４の内部において内部物質の孔部２３側への移動を妨げる構造的な抵抗が小さくなる。または、荷重を印加した際に変形層２０が厚さ方向に変化できる範囲内において、構造的な抵抗の変動が少ない範囲が広くなる。その結果、印加荷重に応じて変化する変形層２０の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が高くなる。 When thepartition wall portion 24 has a shape with an aspect ratio within the above range, the structural resistance that prevents the internal substance from moving toward thehole portion 23 inside thepartition wall portion 24 becomes small. Alternatively, within the range in which thedeformable layer 20 can change in the thickness direction when a load is applied, the range in which the structural resistance fluctuates is widened. As a result, the linearity of the correlation between the thickness of thedeformation layer 20 that changes according to the applied load and the applied load is enhanced.

次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）感圧センサ１０は、第１主面２１及び第２主面２２を有する変形層２０と、第１主面２１に積層される第１電極層３１と、第２主面２２に積層される第２電極層３２とを備えている。変形層２０は、非圧縮性を有する弾性材料により構成されている。変形層２０は、複数の孔部２３と、隣接する孔部２３の間に位置して孔部２３を区画する隔壁部２４とを備えている。隔壁部の幅（ｗ）に対する高さ（ｔ）の比率（ｔ／ｗ）が０．３以上１０以下である。Next, the effects of this embodiment will be described.
(1) The pressure-sensitive sensor 10 includes adeformation layer 20 having a firstmain surface 21 and a secondmain surface 22, afirst electrode layer 31 laminated on the firstmain surface 21, and adeformation layer 31 laminated on the secondmain surface 22. and asecond electrode layer 32 to be formed. Thedeformation layer 20 is made of an elastic material having incompressibility. Thedeformation layer 20 includes a plurality ofholes 23 andpartition walls 24 located betweenadjacent holes 23 to partition theholes 23 . The ratio (t/w) of the height (t) to the width (w) of the partition is 0.3 or more and 10 or less.

上記構成によれば、印加荷重に応じて変化する変形層２０の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が高くなる。上記相関関係の線形性が高くなることにより、外部から印加される荷重により第１電極層３１と第２電極層３２との間の距離が変化することに基づいて荷重を導出する際の精度が向上する。 According to the above configuration, the linearity of the correlation between the thickness of thedeformable layer 20 that changes according to the applied load and the applied load is enhanced. As the linearity of the correlation increases, the accuracy in deriving the load based on the change in the distance between thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32 due to the load applied from the outside increases. improves.

（２）隔壁部２４は、隣接する孔部２３を隔てる壁部であり、平面視において、隔壁部２４により隔てられた孔部２３は、互いに独立している。
上記構成によれば、打ち抜き加工やスクリーン印刷により変形層を成形することが容易である。そのため、特許文献１に開示されている、非発泡体製の柱部と空間部とを有する構成の誘電層と比較して簡易に変形層を製造できる。(2) Thepartition wall portion 24 is a wall portion that separates theadjacent hole portions 23, and thehole portions 23 separated by thepartition wall portion 24 are independent of each other in plan view.
According to the above configuration, it is easy to form the deformable layer by punching or screen printing. Therefore, the deformable layer can be manufactured more easily than the dielectric layer disclosed inPatent Document 1, which has a non-foam column portion and a space portion.

（３）変形層２０の第１主面２１における孔部２３の占有比率は、３０％以上７０％以下である。
上記構成によれば、印加荷重に応じて変化する変形層２０の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が高くなる効果がより顕著に得られる。(3) The occupation ratio of theholes 23 in the firstmain surface 21 of thedeformation layer 20 is 30% or more and 70% or less.
According to the above configuration, the effect of increasing the linearity of the correlation between the thickness of thedeformable layer 20 that changes according to the applied load and the applied load can be obtained more remarkably.

（４）変形層２０は、複数の隔壁部２４を備えている。複数の隔壁部２４のアスペクト比は全て一定である。
上記構成によれば、印加荷重に応じて変化する変形層２０の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が高くなる効果がより顕著に得られる。(4) Thedeformation layer 20 has a plurality ofpartition walls 24 . The aspect ratios of the plurality ofpartition walls 24 are all constant.
According to the above configuration, the effect of increasing the linearity of the correlation between the thickness of thedeformable layer 20 that changes according to the applied load and the applied load can be obtained more remarkably.

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・変形層２０の平面視形状は、矩形状に限定されるものではなく、矩形状以外の多角形状、円形状、楕円形状等のその他の形状としてもよい。In addition, this embodiment can be changed and implemented as follows. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
- The planar shape of thedeformation layer 20 is not limited to a rectangular shape, and may be other shapes such as a polygonal shape, a circular shape, an elliptical shape, etc., other than the rectangular shape.

・上記実施形態では、複数の隔壁部２４のアスペクト比を一定としていたが一部又は全部の隔壁部２４のアスペクト比が異なっていてもよい。隔壁部２４の幅を異ならせることにより、隔壁部２４のアスペクト比を異ならせることができる。また、この場合には、各隔壁部２４の幅の平均値を用いて算出されるアスペクト比が０．３以上１０以下の範囲となるように隔壁部２４を形成する。この場合、上記範囲外となる隔壁部２４が部分的に存在してもよい。 - In the above embodiment, the aspect ratios of the plurality ofpartitions 24 are constant, but the aspect ratios of some or all of thepartitions 24 may be different. By varying the width of thepartition wall 24, the aspect ratio of thepartition wall 24 can be varied. In this case, thepartition walls 24 are formed so that the aspect ratio calculated using the average width of thepartition walls 24 is in the range of 0.3 or more and 10 or less. In this case, thepartition wall portion 24 outside the above range may partially exist.

・変形層２０に設けられる孔部２３及び隔壁部２４の形状を変更してもよい。隔壁部２４の平面視形状は、孔部２３の形状に応じた形状となる。例えば、図６（ａ）～（ｄ）に示すように、矩形状以外の多角形状、角を丸めた多角形状、円形状、楕円形状の孔部２３としてもよいし、形状及び大きさの異なる孔部２３を組み合わせてもよい。 - You may change the shape of thehole part 23 and thepartition part 24 which are provided in the deformation|transformation layer 20. FIG. The shape of thepartition wall 24 in a plan view corresponds to the shape of thehole 23 . For example, as shown in FIGS. 6A to 6D, theholes 23 may have a polygonal shape other than a rectangular shape, a polygonal shape with rounded corners, a circular shape, or an elliptical shape, or may have different shapes and sizes. Theholes 23 may be combined.

図６（ａ）は、上記実施形態の孔部２３を、角部を丸めた矩形状の孔部に変更した例を示している。図６（ｂ）は、上記実施形態の孔部２３を、円形状変更した例を示している。図６（ｃ）は、変形層２０の外形を変更するとともに、角部を丸めた矩形状の孔部２３と三角形状の孔部２３とを組み合わせた例を示している。図６（ｄ）は、大きい円形状の孔部２３を千鳥状に配置するとともに、大きい円形状の孔部２３の列の間に小さい円形状の孔部２３を配置した例を示している。 FIG. 6A shows an example in which thehole 23 of the above embodiment is changed to a rectangular hole with rounded corners. FIG. 6(b) shows an example in which thehole portion 23 of the above embodiment is changed into a circular shape. FIG. 6(c) shows an example in which the outer shape of thedeformable layer 20 is changed andrectangular holes 23 with rounded corners andtriangular holes 23 are combined. FIG. 6D shows an example in which largecircular holes 23 are arranged in a zigzag pattern and smallcircular holes 23 are arranged between rows of large circular holes 23 .

なお、図６（ｂ）に示す例のように、隣接する孔部２３の一方又は両方が円形状である場合、それらの間に位置する隔壁部２４は、部位ごとに幅が変化する形状になる。この場合、隣接する孔部２３と孔部２３とが最も接近する部分の長さＡを隔壁部２４の幅と見なしてアスペクト比を算出する。また、図６（ｄ）に示す例のように、隣接する孔部２３と孔部２３とが最も接近する部分の長さＡが異なる隔壁部２４が存在する場合には、上記長さＡの平均値を用いて算出されるアスペクト比が０．３以上１０以下の範囲となるように隔壁部２４を形成する。 When one or both of theadjacent holes 23 are circular, as in the example shown in FIG. Become. In this case, the aspect ratio is calculated by regarding the length A of the portion where theadjacent holes 23 are closest to each other as the width of thepartition wall 24 . In addition, as in the example shown in FIG. 6(d), when there arepartition wall portions 24 having different lengths A of portions where theadjacent hole portions 23 and thehole portions 23 are closest to each other, the length A Thepartition wall 24 is formed so that the aspect ratio calculated using the average value is in the range of 0.3 or more and 10 or less.

・平面視において、隣接する孔部２３同士が繋がる部分が設けられていてもよい。
・枠壁部２５のアスペクト比は、０．３以上１０以下の範囲外であってもよい。また、変形層２０は、枠壁部２５が省略された形状であってもよい。- In planar view, the part which thehole 23 which adjoins comrades connect may be provided.
- The aspect ratio of theframe wall portion 25 may be outside the range of 0.3 or more and 10 or less. Further, thedeformable layer 20 may have a shape in which theframe wall portion 25 is omitted.

・上記実施形態における変形層２０の構成は、静電容量型感圧センサへの適用に限定されるものではなく、外部から印加される荷重により第１電極層３１と第２電極層３２との間の距離が変化することに基づいて荷重を検出する感圧センサの全般に適用できる。例えば、導電エラストマーなどの導電材料によって変形層２０が構成されており、第１電極層３１と第２電極層３２との間の抵抗値に基づいて荷重を導出する感圧センサに適用してもよい。 ・The configuration of thedeformation layer 20 in the above embodiment is not limited to application to a capacitive pressure-sensitive sensor. It can be applied to all pressure-sensitive sensors that detect a load based on a change in the distance between them. For example, thedeformation layer 20 is made of a conductive material such as a conductive elastomer, and applied to a pressure sensor that derives a load based on the resistance value between thefirst electrode layer 31 and thesecond electrode layer 32. good.

＜試験１＞
（試験例１～５）
変形層の第１主面及び第２主面の全面に、銀電極を成膜した厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルムにより構成される電極層を、両面テープを用いて接合することにより試験例１～５の試験サンプルを作製した。変形層には、架橋されたポリロタキサンにより構成されるヤング率３ＭＰａのシート材を用いた。変形層の形状は、図４に示すように、平面視において、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍの矩形状であり、縦３×横３に配置された９個の正方形状の孔部と、縦横に格子状の延びる一定幅の隔壁部及び枠壁部を有する形状とした。各試験サンプルは、下記の表１に示すように、変形層における隔壁部の幅（ｗ）及び高さ（ｔ）の寸法がそれぞれ異なっている。各試験サンプルの変形層の第１主面における孔部の占有比率は全て５０％とした。なお、枠壁部の厚さ及び幅は、隔壁部と同じ寸法とした。<Test 1>
(Test Examples 1 to 5)
An electrode layer composed of a PET film with a thickness of 125 μm on which a silver electrode is formed is attached to the entire first and second main surfaces of the deformation layer using a double-sided tape. Test Examples 1 to 5 A test sample was prepared. A sheet material having a Young's modulus of 3 MPa made of crosslinked polyrotaxane was used for the deformation layer. As shown in FIG. 4, the deformation layer has a rectangular shape of 30 mm long by 30 mm wide in plan view, with 9 square-shaped holes arranged in 3 lengths and 3 widths, and lattices in both length and breadth. The shape is such that it has partition walls and frame walls of a constant width that extend into a shape. Each test sample has different dimensions of width (w) and height (t) of the partition in the deformation layer, as shown in Table 1 below. The occupancy ratio of the holes in the first main surface of the deformation layer of each test sample was all set to 50%. The thickness and width of the frame wall portion were the same as those of the partition wall portion.

（荷重－変形特性の評価）
試験例１～５の測定サンプルを一軸プレス機にセットし、測定サンプルの積層方向に、０～２７７３ｋＰａの範囲の荷重を印加し、各荷重の印加時における変形層の厚さを計測した。変形層の厚さの計測値に基づいて、変形層の変形量（＝「印加前の変形層の厚さ」－「印加前の変形層の厚さ」）、及び最大荷重である２７７３ｋＰａの荷重を印加したときの変形層の変形量を１とする変形率を算出した。そして、図７に示すように、印加荷重と算出された変形率との関係を示すグラフを作成するとともに、印加荷重の変化に対する変形層の変化率の変化曲線について、その非直線度を算出した。その結果を表１に示す。(Evaluation of load-deformation characteristics)
The measurement samples of Test Examples 1 to 5 were set in a uniaxial press, a load in the range of 0 to 2773 kPa was applied in the stacking direction of the measurement samples, and the thickness of the deformation layer was measured at the time of application of each load. Based on the measured value of the thickness of the deformation layer, the amount of deformation of the deformation layer (= "thickness of deformation layer before application" - "thickness of deformation layer before application") and a maximum load of 2773 kPa. A deformation ratio was calculated with the deformation amount of the deformable layer being 1 when the was applied. Then, as shown in FIG. 7, a graph showing the relationship between the applied load and the calculated deformation rate was created, and the non-linearity of the change curve of the change rate of the deformable layer with respect to the applied load was calculated. . Table 1 shows the results.

また、変形層の厚さが荷重印加前の５０％の厚さとなる荷重が印加されたときの非直線度である５０％変形時の非直線度を算出した。その結果を５０％変形時の荷重と併せて表１に示す。なお、非直線度は、印加荷重の変化に対する変形層の変化率の変化曲線の直線からのずれの大きさを意味する値である。そして、表１に示す測定範囲全体の非直線度は、印加荷重が０～２７７３ｋＰａの範囲における上記変化曲線の直線からのずれから得られる値である。また、表１に示す５０％変形時の非直線度は、変形層の厚さが荷重印加前の５０％の厚さとなるまでの印加荷重の範囲における上記変化曲線の直線からのずれから得られる値である。 In addition, the non-linearity at 50% deformation, which is the non-linearity when a load is applied such that the thickness of the deformation layer becomes 50% of the thickness before the load is applied, was calculated. The results are shown in Table 1 together with the load at 50% deformation. The degree of non-linearity is a value that means the amount of deviation from a straight line of the change curve of the rate of change of the deformation layer with respect to the change of the applied load. The non-linearity of the entire measurement range shown in Table 1 is a value obtained from the deviation from the straight line of the change curve in the applied load range of 0 to 2773 kPa. In addition, the non-linearity at 50% deformation shown in Table 1 is obtained from the deviation from the straight line of the change curve in the range of the applied load until the thickness of the deformed layer reaches 50% of the thickness before the load is applied. value.

表１及び図７（ａ）～（ｅ）に示すように、変形層の隔壁部のアスペクト比が０．３以上１０以下である試験例１～３は、アスペクト比が０．２である試験例４と比較して測定範囲全体の非直線度が小さい。試験例１～３の上記変化曲線は、試験例４の上記変化曲線と比較して、直線からのずれの大きさが半分以下になっている。

As shown in Table 1 and FIGS. 7(a) to (e), Test Examples 1 to 3 in which the aspect ratio of the partition wall portion of the deformation layer is 0.3 or more and 10 or less are tests in which the aspect ratio is 0.2. Less non-linearity over the measuring range compared to Example 4. Compared with the change curve of Test Example 4, the change curves of Test Examples 1 to 3 deviate from the straight line by half or less.

一方、変形層の隔壁部のアスペクト比が１２である試験例５は、計測途中において、３００ｋＰａ程度の荷重の印加により隔壁部が座屈してしまった。そのため、本試験では、試験例５の非直線度を測定不能と評価した。これらの結果から、変形層の隔壁部のアスペクト比を０．３以上１０以下とすることにより、印加荷重に応じて変化する変形層の厚さと印加荷重との相関関係を示す変化曲線の線形性が向上することが分かる。 On the other hand, in Test Example 5 in which the aspect ratio of the partition wall of the deformable layer was 12, the partition wall buckled due to the application of a load of about 300 kPa during the measurement. Therefore, in this test, the nonlinearity of Test Example 5 was evaluated as unmeasurable. From these results, the linearity of the change curve showing the correlation between the thickness of the deformable layer and the applied load that changes according to the applied load by setting the aspect ratio of the partition wall of the deformable layer to 0.3 or more and 10 or less is found to improve.

また、５０％変形時の非直線度についても、変形層の隔壁部のアスペクト比が０．３以上１０以下である試験例１～３は、アスペクト比が０．２である試験例４と比較して、１／３以下に小さくなっている。この結果は、荷重を印加した際に変形層が厚さ方向に変化できる範囲内において、構造的な抵抗の変動が少ない範囲が広くなり、上記相関関係が線形となる範囲が広くなっていることを示唆する。 Also, regarding the non-linearity at 50% deformation, Test Examples 1 to 3 in which the aspect ratio of the partition wall portion of the deformation layer is 0.3 or more and 10 or less are compared with Test Example 4 in which the aspect ratio is 0.2. As a result, it is reduced to 1/3 or less. As a result, within the range where the deformation layer can change in the thickness direction when a load is applied, the range where the structural resistance fluctuates is widened, and the range where the above correlation is linear is widened. Suggest.

＜試験２＞
（試験例６～７）
上記試験１と同様にして、試験例６～７の試験サンプルを作製した。試験例６～７の試験サンプルは、表２に示すように、変形層の隔壁部の幅（ｗ）及び高さ（ｔ）の寸法を調整することにより、変形層の隔壁部のアスペクト比を０．５で固定し、変形層の第１主面における孔部の占有比率を変化させている。<Test 2>
(Test Examples 6-7)
Test samples of Test Examples 6 and 7 were prepared in the same manner as inTest 1 above. For the test samples of Test Examples 6 and 7, as shown in Table 2, the width (w) and height (t) of the partition walls of the deformation layer were adjusted to increase the aspect ratio of the partition walls of the deformation layer. It is fixed at 0.5, and the occupancy ratio of the holes on the first main surface of the deformation layer is changed.

（荷重－変形特性の評価）
試験例６～７の測定サンプルを一軸プレス機にセットし、測定サンプルの積層方向に、０～２７７３ｋＰａの範囲の荷重を印加し、各荷重の印加時における変形層の厚さを計測した。試験例１と同様にして、図８に示すように、印加荷重と算出された変形率との関係を示すグラフを作成した。

(Evaluation of load-deformation characteristics)
The measurement samples of Test Examples 6 and 7 were set in a uniaxial press, a load in the range of 0 to 2773 kPa was applied in the stacking direction of the measurement sample, and the thickness of the deformed layer was measured at the time of application of each load. As in Test Example 1, a graph showing the relationship between the applied load and the calculated deformation rate was prepared as shown in FIG.

図７（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）に示すように、試験例２，６，７は、印加荷重に応じて変化する変形層の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が同程度であった。この結果から、変形層の隔壁部のアスペクト比を０．３以上１０以下とすることによる上記線形性を向上させる効果は、孔部の占有比率に大きく影響されないことが分かる。 As shown in FIGS. 7(b) and 8(a), (b), Test Examples 2, 6, and 7 demonstrate the linearity of the correlation between the thickness of the deformable layer and the applied load, which changes according to the applied load. was similar. From this result, it can be seen that the effect of improving the linearity by setting the aspect ratio of the partition walls of the deformable layer to 0.3 or more and 10 or less is not greatly affected by the occupancy ratio of the holes.

＜試験３＞
（試験例８～９）
架橋されたポリロタキサンにより構成されるヤング率３ＭＰａのシート材からなる変形層の第１主面及び第２主面の全面に、銀電極を成膜した厚さ１２５μｍのＰＥＴフィルムにより構成される電極層を接合することにより試験例８～９の試験サンプルを作製した。<Test 3>
(Test Examples 8-9)
An electrode layer composed of a PET film having a thickness of 125 μm and having a silver electrode deposited on the entire first and second main surfaces of a deformation layer composed of a sheet material having a Young's modulus of 3 MPa and composed of crosslinked polyrotaxane. Test samples of Test Examples 8 and 9 were prepared by joining.

試験例８の変形層の形状は、平面視において、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍの矩形状であり、縦４×横４に配置された１６個の正方形状の孔部と、縦横に格子状の延びる一定幅の隔壁部を有する形状とした。試験例９の変形層の形状は、平面視において、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍの矩形状であり、縦５×横５に配置された２５個の正方形状の孔部と、縦横に格子状の延びる一定幅の隔壁部を有する形状とした。試験例８～９の試験サンプルは、表３に示すように、変形層の隔壁部の幅（ｗ）及び高さ（ｔ）の寸法を調整することにより、変形層の隔壁部のアスペクト比を０．５で固定するとともに、変形層の第１主面における孔部の占有比率を５０％で固定している。なお、枠壁部の厚さ及び幅は、隔壁部と同じ寸法とした。 The deformation layer of Test Example 8 has a rectangular shape of 30 mm long by 30 mm wide in plan view, and has 16 square-shaped holes arranged in 4 lengths by 4 widths, and a grid-like shape extending vertically and horizontally. A shape having partition walls with a constant width was used. The shape of the deformation layer of Test Example 9 is a rectangular shape of 30 mm long x 30 mm wide in plan view, with 25 square-shaped holes arranged in 5 lengths x 5 widths and a lattice-like extending lengthwise and breadthwise. A shape having partition walls with a constant width was used. For the test samples of Test Examples 8 and 9, as shown in Table 3, the aspect ratio of the partition walls of the deformation layer was adjusted by adjusting the width (w) and height (t) of the partition walls of the deformation layer. It is fixed at 0.5, and the occupancy ratio of the holes in the first main surface of the deformation layer is fixed at 50%. The thickness and width of the frame wall portion were the same as those of the partition wall portion.

（荷重－変形特性の評価）
試験例８～９の測定サンプルを一軸プレス機にセットし、測定サンプルの積層方向に、０～２７７３ｋＰａの範囲の荷重を印加し、各荷重の印加時における変形層の厚さを計測した。試験例１と同様にして、図９に示すように、印加荷重と算出された変形率との関係を示すグラフを作成した。

(Evaluation of load-deformation characteristics)
The measurement samples of Test Examples 8 and 9 were set in a uniaxial press, a load in the range of 0 to 2773 kPa was applied in the stacking direction of the measurement sample, and the thickness of the deformation layer was measured at the time of application of each load. As in Test Example 1, a graph showing the relationship between the applied load and the calculated deformation rate was prepared as shown in FIG.

図７（ｂ）及び図９（ａ），（ｂ）に示すように、試験例２，８，９は、印加荷重に応じて変化する変形層の厚さと印加荷重との相関関係の線形性が同程度であった。この結果から、変形層の隔壁部のアスペクト比を０．３以上１０以下とすることによる上記線形性を向上させる効果は、孔部の配置及び形状に大きく影響されないことが分かる。 As shown in FIGS. 7(b) and 9(a) and (b), Test Examples 2, 8, and 9 demonstrate linearity of the correlation between the thickness of the deformable layer and the applied load, which changes according to the applied load. was similar. From this result, it can be seen that the effect of improving the linearity by setting the aspect ratio of the partition walls of the deformable layer to 0.3 or more and 10 or less is not greatly affected by the arrangement and shape of the holes.

１０…感圧センサ
２０…変形層
２１…第１主面
２２…第２主面
２３…孔部
２４…隔壁部
２５…枠壁部
３１…第１電極層
３２…第２電極層DESCRIPTION OFSYMBOLS 10... Pressure-sensitive sensor 20...Deformation layer 21... 1stmain surface 22... 2ndmain surface 23...Hole 24...Partition wall part 25...Frame wall part 31...1st electrode layer 32... 2nd electrode layer

（荷重－変形特性の評価）
試験例１～５の測定サンプルを一軸プレス機にセットし、測定サンプルの積層方向に、０～２７７３ｋＰａの範囲の荷重を印加し、各荷重の印加時における変形層の厚さを計測した。変形層の厚さの計測値に基づいて、変形層の変形量（＝「印加前の変形層の厚さ」－「印加後の変形層の厚さ」）、及び最大荷重である２７７３ｋＰａの荷重を印加したときの変形層の変形量を１とする変形率を算出した。そして、図７に示すように、印加荷重と算出された変形率との関係を示すグラフを作成するとともに、印加荷重の変化に対する変形層の変化率の変化曲線について、その非直線度を算出した。その結果を表１に示す。(Evaluation of load-deformation characteristics)
The measurement samples of Test Examples 1 to 5 were set in a uniaxial press, a load in the range of 0 to 2773 kPa was applied in the stacking direction of the measurement samples, and the thickness of the deformation layer was measured at the time of application of each load. Based on the measured value of the thickness of the deformation layer, the amount of deformation of the deformation layer (= "thickness of deformation layer before application" - "thickness of deformation layerafter application") and a maximum load of 2773 kPa. A deformation ratio was calculated with the deformation amount of the deformable layer being 1 when the was applied. Then, as shown in FIG. 7, a graph showing the relationship between the applied load and the calculated deformation rate was created, and the non-linearity of the change curve of the change rate of the deformable layer with respect to the applied load was calculated. . Table 1 shows the results.

Claims (5)

Translated fromJapanese

第１主面及び前記第１主面の反対側に位置する第２主面を有する変形層と、前記第１主面に積層される第１電極層と、前記第２主面に積層される第２電極層とを備え、外部から印加される荷重により前記第１電極層と前記第２電極層との間の距離が変化することに基づいて前記荷重を検出する感圧センサであって、
前記変形層は、非圧縮性を有する弾性材料により構成され、
前記変形層は、複数の孔部と、隣接する前記孔部の間に位置して前記孔部を区画する隔壁部とを備え、
前記隔壁部の幅（ｗ）に対する高さ（ｔ）の比率（ｔ／ｗ）が０．３以上１０以下であることを特徴とする感圧センサ。a deformation layer having a first main surface and a second main surface located opposite to the first main surface; a first electrode layer laminated on the first main surface; and a deformation layer laminated on the second main surface. a second electrode layer, and detects the load based on a change in the distance between the first electrode layer and the second electrode layer due to a load applied from the outside,
The deformation layer is made of an elastic material having incompressibility,
The deformation layer includes a plurality of holes and partition walls positioned between the adjacent holes and partitioning the holes,
A pressure sensor, wherein the ratio (t/w) of the height (t) to the width (w) of the partition is 0.3 or more and 10 or less. 前記隔壁部は、隣接する前記孔部を隔てる壁部であり、
積層方向から見た平面視において、前記隔壁部により隔てられた前記孔部は、互いに独立している請求項１に記載の感圧センサ。The partition is a wall that separates the adjacent holes,
2. The pressure-sensitive sensor according to claim 1, wherein the holes separated by the partition wall are independent of each other in plan view in the stacking direction. 前記変形層の前記第１主面における前記孔部の占有比率は、３０％以上７０％以下である請求項１又は請求項２に記載の感圧センサ。 3. The pressure sensor according to claim 1, wherein the occupancy ratio of the holes in the first main surface of the deformation layer is 30% or more and 70% or less. 前記変形層は、複数の前記隔壁部を備え、
複数の前記隔壁部の前記比率は一定である請求項１～３のいずれか一項に記載の感圧センサ。The deformation layer includes a plurality of partition walls,
The pressure sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the ratio of the plurality of partition walls is constant. 前記第１電極層と前記第２電極層との間の距離が変化することによる静電容量の変化に基づいて前記荷重を検出する静電容量型感圧センサであり、
前記変形層は、誘電エラストマーである請求項１～４のいずれか一項に記載の感圧センサ。A capacitive pressure sensor that detects the load based on a change in capacitance due to a change in the distance between the first electrode layer and the second electrode layer,
The pressure sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the deformation layer is a dielectric elastomer.

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