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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022068034
(43)【公開日】2022-05-09
(54)【発明の名称】応力センサ、及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
G01L 5/1623 20200101AFI20220426BHJP
G01L 5/165 20200101ALI20220426BHJP
G01L 1/20 20060101ALI20220426BHJP
G01L 1/14 20060101ALI20220426BHJP
【ＦＩ】
G01L5/1623
G01L5/165
G01L1/20 Z
G01L1/14 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020176958
(22)【出願日】2020-10-21
(71)【出願人】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】凸版印刷株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504229284
【氏名又は名称】国立大学法人弘前大学
(74)【代理人】
【識別番号】100105854
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 一
(74)【代理人】
【識別番号】100116012
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 徹
(72)【発明者】
【氏名】大原 隆憲
(72)【発明者】
【氏名】笹川 和彦
(72)【発明者】
【氏名】藤崎 和弘
(72)【発明者】
【氏名】森脇 健司
【テーマコード（参考）】
2F051
【Ｆターム（参考）】
2F051DA03
(57)【要約】
【課題】検知層を薄くしてもずりを十分に検出できる構成の応力センサを提供する。
【解決手段】対向配置された２つの電極間に圧力検知層が介装されて押圧力を検知する、１又は２以上の圧力検知部２と、対向配置された２つの電極間にせん断力検知層が介装されてせん断力を検知する、１又は２以上のせん断力検知部３と、上記複数の検知部のうち、少なくともせん断力検知部３の検知層における、当該検知層の厚さ方向の途中位置に介挿された導電性の潤滑層２Ｅ、３Ｅと、を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】対向配置された２つの電極間に圧力検知層が介装されて押圧力を検知する、１又は２以上の圧力検知部２と、対向配置された２つの電極間にせん断力検知層が介装されてせん断力を検知する、１又は２以上のせん断力検知部３と、上記複数の検知部のうち、少なくともせん断力検知部３の検知層における、当該検知層の厚さ方向の途中位置に介挿された導電性の潤滑層２Ｅ、３Ｅと、を備える。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向配置された２つの電極間に圧力検知層が介装されて押圧力を検知する、１又は２以上の圧力検知部と、
対向配置された２つの電極間にせん断力検知層が介装されてせん断力を検知する、１又は２以上のせん断力検知部と、
上記複数の検知部のうち、少なくともせん断力検知部の検知層における、当該検知層の厚さ方向の途中位置に介挿された導電性の潤滑層と、
を備えることを特徴とする応力センサ。
対向配置された２つの電極間にせん断力検知層が介装されてせん断力を検知する、１又は２以上のせん断力検知部と、
上記複数の検知部のうち、少なくともせん断力検知部の検知層における、当該検知層の厚さ方向の途中位置に介挿された導電性の潤滑層と、
を備えることを特徴とする応力センサ。
【請求項2】
少なくとも上記潤滑層が介挿された検知部における検知層の側面に配置された樹脂性の側壁部を有することを特徴とする請求項１に記載した応力センサ。
【請求項3】
隣り合う検知部間に介挿し、上記潤滑層が介挿された検知部における検知層のずりの行き過ぎを防止する樹脂性の隔壁部を有する請求項１又は請求項２に記載した応力センサ。
【請求項4】
上記潤滑層は、グラファイトを含む被膜から構成されることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載した応力センサ。
【請求項5】
上記圧力検知層及び上記せん断力検知層は、縦弾性係数が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の樹脂層から構成されることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載した応力センサ。
【請求項6】
基材の一方の面に複数の第１電極層を形成する工程と、
上記第１電極層のうち、少なくともせん断力検知部用の第１電極層の上に、第１の検知層を形成する工程と、
上記第１の検知層の上に潤滑層を形成する工程と、
上記潤滑層の上に第２の検知層を形成する工程と、
上記第２の検知層の上に第２電極層を形成する工程と、
上記形成した第１の検知層及び第２の検知層の側面に対し、第１の検知層及び第２の検知層より縦弾性係数が小さい樹脂層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする応力センサの製造方法。
上記第１電極層のうち、少なくともせん断力検知部用の第１電極層の上に、第１の検知層を形成する工程と、
上記第１の検知層の上に潤滑層を形成する工程と、
上記潤滑層の上に第２の検知層を形成する工程と、
上記第２の検知層の上に第２電極層を形成する工程と、
上記形成した第１の検知層及び第２の検知層の側面に対し、第１の検知層及び第２の検知層より縦弾性係数が小さい樹脂層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする応力センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、対向電極間に挟まれた検知層の変形によって、押圧力（単に圧力とも記載する）や、せん断力（ずり力）を検知する応力センサに関する。
【背景技術】
【0002】
応力センサは、２つの電極を対向させ、２つの電極間に導電樹脂層等からなる検知層を挟みこんだ構造となっており、検知層が力により変形することで変化する電極間の物理量を、圧力やずり力としてセンシングするセンサである（特許文献１、２参照）。
特許文献１には、対向する２つの電極間に導電層を備え、外力によって導電層が変形することにより、電極間抵抗値が変化することを利用した抵抗式感圧センサの発明が開示されている。
また特許文献２には、２枚の矩形の平行板電極間に、導電性・可撓性を持つゴムを挟みこんだ構成となっている応力センサの発明が開示され、物体に接触して接触面が平行（ずり方向）に動いた際に受けるずり力を検知する。
特許文献１には、対向する２つの電極間に導電層を備え、外力によって導電層が変形することにより、電極間抵抗値が変化することを利用した抵抗式感圧センサの発明が開示されている。
また特許文献２には、２枚の矩形の平行板電極間に、導電性・可撓性を持つゴムを挟みこんだ構成となっている応力センサの発明が開示され、物体に接触して接触面が平行（ずり方向）に動いた際に受けるずり力を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第３６６４６２２号公報
【特許文献2】特開２０１３－２３２２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、応力センサを構成する電極や樹脂（検知層）の選択によっては、応力センサは、生体内のモニタリングなどに応用できる可能性がある。そして、生体内のセンシングなどでは、センササイズが小さくなると、センサの埋め込みなどで被測定対象に掛かる負担を少なくすることができる
また、一定面積あたりの力の測定精度を上げるためには、センシング部分を小型化し・高集積とすることが有効である。
更に、センサ素子を薄くすると、センサが生体の曲げなどの動きに追従しやすくなり、より高精度な測定が可能となる。
以上のように、応力センサに使用する電極の微細化、センサ素子の薄型化が求められている。
また、一定面積あたりの力の測定精度を上げるためには、センシング部分を小型化し・高集積とすることが有効である。
更に、センサ素子を薄くすると、センサが生体の曲げなどの動きに追従しやすくなり、より高精度な測定が可能となる。
以上のように、応力センサに使用する電極の微細化、センサ素子の薄型化が求められている。
【0005】
応力センサが、例えば抵抗値変化を検出するタイプの場合、応力センサは、例えば次のようにして作製される。すなわち、対向した２つの電極間に、検知層としての導電性ゴムを挟むことで、応力センサとする。又は、検知層を構成する導電層に直接電極を印刷することで、応力センサとする。あるいは、電極に導電層を印刷したものを２組作り、２組の導電層同士を重ね合せることで、応力センサとする。
【0006】
上記のような方法で作製した応力センサでは、対向した電極間に挟まれる導電層が最も厚くなる。そのため、生体の曲げ動作等に追従するためにセンサを薄くする場合、導電層を薄くするのが有効な手段である。
こういった応力センサは、原理的には、対向する電極間の抵抗値や静電容量値の変化を読み取って検知するものであり、ゴムや導電層といった検知層の変形により対向電極の距離が変化することが重要となる。
こういった応力センサは、原理的には、対向する電極間の抵抗値や静電容量値の変化を読み取って検知するものであり、ゴムや導電層といった検知層の変形により対向電極の距離が変化することが重要となる。
【0007】
しかし、検知層を変形させて検出する構造のセンサ素子は、ずりの入力に対する変化の出力が検知層の厚みに依存する。検知層が厚ければ、入力に対しセンサ素子は変形しやすく、検知層が薄くなれば、センサ素子は変形しづらくなる。このような観点から、従来、ずりの入力に対し検知層を入力方向に変形させるためには、検知層は厚い方が望ましい。このことは、抵抗値変化の検出を検出するタイプに限らず、静電容量の変化を検出するタイプにおいても同様である。
【0008】
そのため、従来の応力センサでは、ずり方向に十分に変形できるだけの厚みを確保してセンサとする必要があった。しかし、単位面積当たりの測定解像度を上げるためにセンサを小型化すると、ノイズ等を防ぐため小型化、複雑化した電極の近傍に限局して検知層を形成する必要がある。このため、配置パターンに対応しながら、検知層を厚く形成することが難しくなる。
しかしながら、電極の小型化や複雑化に対応するように検知層を薄くすると、従来にあっては、ずりの入力によって抵抗値や静電容量の変化が検出できるほどに検知層が十分に変形できず、センサとして要求される機能を果たせないおそれがあった。
しかしながら、電極の小型化や複雑化に対応するように検知層を薄くすると、従来にあっては、ずりの入力によって抵抗値や静電容量の変化が検出できるほどに検知層が十分に変形できず、センサとして要求される機能を果たせないおそれがあった。
【0009】
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、検知層を薄くしてもずりを十分に検出できる構成の応力センサ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】
【0010】
課題解決のために、本発明の一態様は、対向配置された２つの電極間に圧力検知層が介装されて押圧力を検知する、１又は２以上の圧力検知部と、対向配置された２つの電極間にせん断力検知層が介装されてせん断力を検知する、１又は２以上のせん断力検知部と、上記複数の検知部のうち、少なくともせん断力検知部の検知層における、当該検知層の厚さ方向の途中位置に介挿された導電性の潤滑層と、を備えることを要旨とする。
また、本発明の態様は、基材の一方の面に複数の第１電極層を形成する工程と、上記第１電極層のうち、少なくともせん断力検知部用の第１電極層の上に、第１の検知層を形成する工程と、上記第１の検知層の上に潤滑層を形成する工程と、上記潤滑層の上に第２の検知層を形成する工程と、上記第２の検知層の上に第２電極層を形成する工程と、上記形成した第１の検知層及び第２の検知層の側面に対し、第１の検知層及び第２の検知層より縦弾性係数が小さい樹脂層を形成する工程と、を含むことを要旨とする。
また、本発明の態様は、基材の一方の面に複数の第１電極層を形成する工程と、上記第１電極層のうち、少なくともせん断力検知部用の第１電極層の上に、第１の検知層を形成する工程と、上記第１の検知層の上に潤滑層を形成する工程と、上記潤滑層の上に第２の検知層を形成する工程と、上記第２の検知層の上に第２電極層を形成する工程と、上記形成した第１の検知層及び第２の検知層の側面に対し、第１の検知層及び第２の検知層より縦弾性係数が小さい樹脂層を形成する工程と、を含むことを要旨とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明の態様によれば、少なくとも、せん断力（ずり）を検知するための検知層の厚さ方向途中位置に潤滑層を介挿する。これにより、本発明の態様によれば、潤滑層を挟んだ厚さ方向上下の検知層が、潤滑層を介してずり方向に変位しやすくなり。この結果、本発明の態様によれば、検知層が薄くても対向電極間の物理量（抵抗値、静電容量値）が変化し、センサとして機能する素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に基づく実施形態に係る応力センサを説明する断面図である。
【図2】第１電極層を説明する平面図である。
【図3】第１樹脂層を形成した状態を示す断面図である。
【図4】潤滑層を形成した状態を示す断面図である。
【図5】第２樹脂層を形成した状態を示す断面図である。
【図6】第４樹脂層を形成した状態を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図7】（ａ）は第２電極層の平面図であり、（ｂ）は第２電極層を形成した状態を示す断面図である。
【図8】第１電極層と第２電極層の関係を示す平面図である。
【図9】本発明に基づく実施形態に係る応力センサの他の例を説明する断面図である。
【図10】本発明に基づく実施形態に係る応力センサの他の例を説明する断面図である。
【図11】応力センサに押圧力を入力したときの挙動を示す模式図である。
【図12】比較例における、応力センサにせん断力（ずり力）を入力したときの挙動を示す模式図である。
【図13】本発明例における、応力センサにせん断力（ずり力）を入力したときの挙動を示す模式図であって、（ａ）は検知層が相対的に厚い場合の図であり、（ｂ）は検知層が相対的に薄い場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
ここで、以下に説明する電極の形状や力の測定を行う電極の数等は一例であり、本発明は、本説明の内容に限定されるものではない。また、説明の簡単化のため実寸法と異なる比で図が描かれているが、本発明を限定するものではない。
（構成）
本実施形態の応力センサ１は、図１に示すように、基材５の一方の面側に、１又は２以上のせん断力検知部３と、１又は２以上の圧力検知部２と、を有する。
本実施形態では、２つのせん断力検知部３と、１つの圧力検知部２とを備える場合を例にして説明する。
ここで、以下に説明する電極の形状や力の測定を行う電極の数等は一例であり、本発明は、本説明の内容に限定されるものではない。また、説明の簡単化のため実寸法と異なる比で図が描かれているが、本発明を限定するものではない。
（構成）
本実施形態の応力センサ１は、図１に示すように、基材５の一方の面側に、１又は２以上のせん断力検知部３と、１又は２以上の圧力検知部２と、を有する。
本実施形態では、２つのせん断力検知部３と、１つの圧力検知部２とを備える場合を例にして説明する。
【0014】
（基材５）
基材５は、シート形状であって、可撓性を有する。基材５は、例えば、プラスチックフィルムや紙が例示できる。基材５がプラスチックフィルムの場合、基材５の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ナイロン（登録商標）、塩化ビニルなどを用いてもよい。
基材５は、印刷用のインキ、フォトリソグラフィーで形成する電極の条件やセンサとしての用途に合わせて適宜選択できる。
ここで、応力センサ１の生体への使用を考慮する場合、基材５の材料として、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン等のポリエステルおよびそれらの共重合体、アクリル樹脂、シリコーン、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、スチレン・ブタジエン系エラストマー、アルギン酸ナトリウム、カゼインなどを用いてもよい。
基材５は、シート形状であって、可撓性を有する。基材５は、例えば、プラスチックフィルムや紙が例示できる。基材５がプラスチックフィルムの場合、基材５の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ナイロン（登録商標）、塩化ビニルなどを用いてもよい。
基材５は、印刷用のインキ、フォトリソグラフィーで形成する電極の条件やセンサとしての用途に合わせて適宜選択できる。
ここで、応力センサ１の生体への使用を考慮する場合、基材５の材料として、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン等のポリエステルおよびそれらの共重合体、アクリル樹脂、シリコーン、酢酸セルロース、酢酸プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース等のセルロース誘導体、ポリカーボネート、シクロオレフィンコポリマー、スチレン・ブタジエン系エラストマー、アルギン酸ナトリウム、カゼインなどを用いてもよい。
【0015】
（せん断力検知部３）
せん断力検知部３は、対向配置された２つの電極層３Ａ、３Ｂ間にせん断力検知層が介装されて構成される。なお、各電極層は、電極を構成する。以下の記載についても同様である。
本実施形態のせん断力検知部３は、せん断力検知層の厚さ方向途中位置に潤滑層３Ｅが介挿されている。本実施形態のせん断力検知部３は、基材５側から、第１電極層３Ａ、第１樹脂層３Ｃ、潤滑層３Ｅ、第２樹脂層３Ｄ、第２電極層３Ｂが、この順に積層されて構成される。この場合、本実施形態のせん断力検知層は、第１樹脂層３Ｃ、潤滑層３Ｅ、及び第２樹脂層３Ｄから構成される。
せん断力検知部３は、対向配置された２つの電極層３Ａ、３Ｂ間にせん断力検知層が介装されて構成される。なお、各電極層は、電極を構成する。以下の記載についても同様である。
本実施形態のせん断力検知部３は、せん断力検知層の厚さ方向途中位置に潤滑層３Ｅが介挿されている。本実施形態のせん断力検知部３は、基材５側から、第１電極層３Ａ、第１樹脂層３Ｃ、潤滑層３Ｅ、第２樹脂層３Ｄ、第２電極層３Ｂが、この順に積層されて構成される。この場合、本実施形態のせん断力検知層は、第１樹脂層３Ｃ、潤滑層３Ｅ、及び第２樹脂層３Ｄから構成される。
【0016】
ずり力（せん断力とも呼ぶ）は、基材５の面方向の力成分である。面内における２次元のずり成分を表すためには、少なくとも、平面視で交差する２方向のずり力を検出する必要がある。
このため、本実施形態では、所定の方向（例えば横方向）のずり力を検出するせん断力検知部と、上記所定方向に直交する方向（例えば縦方向）のずり力を検出するせん断力検知部との２つのせん断力検知部３を備える。
このため、本実施形態では、所定の方向（例えば横方向）のずり力を検出するせん断力検知部と、上記所定方向に直交する方向（例えば縦方向）のずり力を検出するせん断力検知部との２つのせん断力検知部３を備える。
【0017】
上記所定方向に直交しない方向の第３のずり力を検出する第３のせん断力検知部を有していてもよい。すなわち、せん断力検知部３は、１つでも良いし３つ以上であってもよい。また、同方向のせん断力を検知する複数のせん断力検知部３を有していても良い。せん断力検知部３を増やすことで、より精度よく詳細にずりを測定することができる。例えば測定対象のずり検出方向が完全に特定されており、より測定解像度を上げたい場合などに有効である。
【0018】
（圧力検知部２）
圧力検知部２は、対向配置された２つの電極層２Ａ、２Ｂ間に圧力検知層が介装されて構成される。
本実施形態の圧力検知部２は、圧力検知層の厚さ方向途中位置に潤滑層２Ｅが介挿されている。すなわち、本実施形態の圧力検知部２は、基材５側から、第１電極層２Ａ、第１樹脂層２Ｃ、潤滑層２Ｅ、第２樹脂層２Ｄ、第２電極層２Ｂがこの順に積層されて構成される。
本実施形態の圧力検知層は、第１樹脂層２Ｃ、潤滑層２Ｅ、及び第２樹脂層２Ｄから構成されているが、潤滑層２Ｅを設けなくても良い。潤滑層２Ｅを介挿しない場合には、圧力検知層は１つの樹脂層で構成してもよい。
圧力検知部２は、少なくとも１つ存在すればよい。圧力検知部２を複数設けても良い。また、圧力検知部２の配置位置などについても特に限定されない。
圧力検知部２は、対向配置された２つの電極層２Ａ、２Ｂ間に圧力検知層が介装されて構成される。
本実施形態の圧力検知部２は、圧力検知層の厚さ方向途中位置に潤滑層２Ｅが介挿されている。すなわち、本実施形態の圧力検知部２は、基材５側から、第１電極層２Ａ、第１樹脂層２Ｃ、潤滑層２Ｅ、第２樹脂層２Ｄ、第２電極層２Ｂがこの順に積層されて構成される。
本実施形態の圧力検知層は、第１樹脂層２Ｃ、潤滑層２Ｅ、及び第２樹脂層２Ｄから構成されているが、潤滑層２Ｅを設けなくても良い。潤滑層２Ｅを介挿しない場合には、圧力検知層は１つの樹脂層で構成してもよい。
圧力検知部２は、少なくとも１つ存在すればよい。圧力検知部２を複数設けても良い。また、圧力検知部２の配置位置などについても特に限定されない。
【0019】
（第１電極層２Ａ、３Ａ）
各第１電極層２Ａ、３Ａは、図２に示すように、基材５の一方の面上に形成される。
＜せん断力検知部３用の第１電極層３Ａ＞
せん断力検知部３用の第１電極層３Ａは、図２に示すように、平面視、短冊（長方形）を２つ同方向に並べ且つ端部間を接続したコの字形状となっており、長方形の延在方向が、ずり検出方向と直交する方向に設定されている。第１電極層３Ａの形状やその大きさは、特に限定されるものではなく、測定対象の大きさにより自由に選択できる。例えば、第１電極層３Ａの形状を、コの字形状でなく、長方形の短冊１個で構成することにより、コの字形状の場合に比べ測定精度は落ちるが、センサ電極を簡易化することができる。また、第１電極層３Ａの形状は、後述の第２電極層３Ｂと異なる形状の組み合わせで形成してもよい。例えば、第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂをそれぞれ長方形と三角形とで構成する場合、せん断力による第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂの重なり面積のずれが長方形同士の組み合わせより大きく得られ、かつ長方形同士の組み合わせと違い、形成時に第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂとの位置が回転方向にずれたとしても、安定して面積変化を得ることができる。
図２では、符号３Ａａが横方向のずり検出用の電極層であり、符号３Ａｂが縦方向のずり検出用の電極層である。このとき、平面視における、第１電極層３Ａａと後述の第２電極層３Ｂａの重なり面積と、第１電極層３Ａｂと第２電極層３Ｂｂの重なり面積とは同じに設定しておく。
各第１電極層２Ａ、３Ａは、図２に示すように、基材５の一方の面上に形成される。
＜せん断力検知部３用の第１電極層３Ａ＞
せん断力検知部３用の第１電極層３Ａは、図２に示すように、平面視、短冊（長方形）を２つ同方向に並べ且つ端部間を接続したコの字形状となっており、長方形の延在方向が、ずり検出方向と直交する方向に設定されている。第１電極層３Ａの形状やその大きさは、特に限定されるものではなく、測定対象の大きさにより自由に選択できる。例えば、第１電極層３Ａの形状を、コの字形状でなく、長方形の短冊１個で構成することにより、コの字形状の場合に比べ測定精度は落ちるが、センサ電極を簡易化することができる。また、第１電極層３Ａの形状は、後述の第２電極層３Ｂと異なる形状の組み合わせで形成してもよい。例えば、第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂをそれぞれ長方形と三角形とで構成する場合、せん断力による第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂの重なり面積のずれが長方形同士の組み合わせより大きく得られ、かつ長方形同士の組み合わせと違い、形成時に第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂとの位置が回転方向にずれたとしても、安定して面積変化を得ることができる。
図２では、符号３Ａａが横方向のずり検出用の電極層であり、符号３Ａｂが縦方向のずり検出用の電極層である。このとき、平面視における、第１電極層３Ａａと後述の第２電極層３Ｂａの重なり面積と、第１電極層３Ａｂと第２電極層３Ｂｂの重なり面積とは同じに設定しておく。
【0020】
＜圧力検知部２用の第１電極層２Ａ＞
圧力検知部２用の第１電極層２Ａは、図２に示すように、平面視長方形状となっている。もっとも、第１電極層２Ａの形状は、直方形状に限定されず、ずり方向にずれが発生したとき、平面視における第１電極層２Ａと後述の第２電極層２Ｂの重複面積が変わらないような形状、サイズで形成できれば、円形など他の形状であっても良い。このときの重複面積は、せん断力検知部３における対向電極、すなわち第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂとの重複面積と同じに設定する。
圧力検知部２用の第１電極層２Ａは、図２に示すように、平面視長方形状となっている。もっとも、第１電極層２Ａの形状は、直方形状に限定されず、ずり方向にずれが発生したとき、平面視における第１電極層２Ａと後述の第２電極層２Ｂの重複面積が変わらないような形状、サイズで形成できれば、円形など他の形状であっても良い。このときの重複面積は、せん断力検知部３における対向電極、すなわち第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂとの重複面積と同じに設定する。
【0021】
＜第１電極層２Ａ、３Ａの形成その他＞
各第１電極層２Ａ、３Ａは、基材５の上に、スクリーン印刷やグラビアオフセット印刷など公知の印刷方法を用いて形成することができる。
電極層に用いるインキは、導電性があるものが求められる。電極層の材料は、数マイクロメートルから数十ナノメートルの貴金属粉末を熱硬化性樹脂に混合したペーストを用いるのが一般的である。電極層の材料は、カーボンやアルミ、モリブデン、タングステン、コバルト、クロムなど貴金属以外でも構わないし、貴金属との合金や混合物であってもよい。導電性が高い貴金属を用いることで、導電性粉末の混合比率を下げることができるし、アルミなどの貴金属以外の金属やカーボンなどにより低コスト化やイオンマイグレーションの発生を抑えることができる。また、電極層の材料として生体内に対し不活性な材料としては、マグネシウム、コバルト、クロム、ニッケル、モリブデンで構成される合金を選ぶことができる。
また、各第１電極層２Ａ、３Ａは、めっき、スパッタリングされた膜をエッチングして形成しても構わない。
各第１電極層２Ａ、３Ａは、基材５の上に、スクリーン印刷やグラビアオフセット印刷など公知の印刷方法を用いて形成することができる。
電極層に用いるインキは、導電性があるものが求められる。電極層の材料は、数マイクロメートルから数十ナノメートルの貴金属粉末を熱硬化性樹脂に混合したペーストを用いるのが一般的である。電極層の材料は、カーボンやアルミ、モリブデン、タングステン、コバルト、クロムなど貴金属以外でも構わないし、貴金属との合金や混合物であってもよい。導電性が高い貴金属を用いることで、導電性粉末の混合比率を下げることができるし、アルミなどの貴金属以外の金属やカーボンなどにより低コスト化やイオンマイグレーションの発生を抑えることができる。また、電極層の材料として生体内に対し不活性な材料としては、マグネシウム、コバルト、クロム、ニッケル、モリブデンで構成される合金を選ぶことができる。
また、各第１電極層２Ａ、３Ａは、めっき、スパッタリングされた膜をエッチングして形成しても構わない。
【0022】
＜リード４＞
各第１電極層２Ａ、３Ａには、それぞれ信号を取り出すためのリード４が接続され、リード４の他端部（不図示）から信号を取り出す構成となっている。各リード４は、配線が途中で交わらない限りどのような引き回しでも許容されるが、本実施形態の応力センサ１のように、の応力センサ１を小型化するためには、基材５の他端部側を一箇所に集約するよう引き回すことが好ましい。
各第１電極層２Ａ、３Ａには、それぞれ信号を取り出すためのリード４が接続され、リード４の他端部（不図示）から信号を取り出す構成となっている。各リード４は、配線が途中で交わらない限りどのような引き回しでも許容されるが、本実施形態の応力センサ１のように、の応力センサ１を小型化するためには、基材５の他端部側を一箇所に集約するよう引き回すことが好ましい。
【0023】
（第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄ）
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃは、図３に示すように、各第１電極層２Ａ、３Ａの上に形成される。図３では、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃは、対応する第１電極層２Ａ、３Ａを覆うように形成されている。ただし、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃは、検知部毎に分離して形成される。
同様に、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、図５に示すように、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に形成された潤滑層２Ｅ、３Ｅの上に形成される。ただし、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、検知部毎に分離して形成する。
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃは、図３に示すように、各第１電極層２Ａ、３Ａの上に形成される。図３では、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃは、対応する第１電極層２Ａ、３Ａを覆うように形成されている。ただし、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃは、検知部毎に分離して形成される。
同様に、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、図５に示すように、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に形成された潤滑層２Ｅ、３Ｅの上に形成される。ただし、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、検知部毎に分離して形成する。
【0024】
ここで、本実施形態では、断面で見た場合、２つのせん断力検知部３用の各第１電極層３Ａａ、３Ａｂが同一断面に存在しない。このため、図３及び図５には、一方のせん断力検知部３用の第１電極層３Ａｂは図示されていない。
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、検知層を構成する。センサの検出が対向電極間の抵抗値変化の場合は、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄとして、導電性を持つ材料が選択される。また、センサの検出が対向電極間の静電容量の場合は、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄとして、絶縁樹脂が選択される。
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、検知層を構成する。センサの検出が対向電極間の抵抗値変化の場合は、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄとして、導電性を持つ材料が選択される。また、センサの検出が対向電極間の静電容量の場合は、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄとして、絶縁樹脂が選択される。
【0025】
本実施形態では、潤滑層２Ｅ、３Ｅを介して、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に第２電極層２Ｂ、３Ｂが積層する。ずり方向においては、せん断力検知層を構成する第１樹脂層３Ｃと第２樹脂層３Ｄとが相対的にずれることにより、電気抵抗値又は静電容量値の変化が検出される。本実施形態のせん断力検知部３では、ずりの入力による第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄの相対変位が、潤滑層３Ｅによって大きくなるように設定可能である。
【0026】
ここで、本実施形態のせん断力検知部３は、ずり入力（せん断力の入力）によって、第１樹脂層３Ｃと第２樹脂層３Ｄがずれる際に、第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄの弾性変形が大きいと、その弾性変形がノイズとなってしまい検出精度が落ちるおそれがある。これを防止するため、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄのうち、少なくとも第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄの縦弾性係数が、１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下が望ましい。
【0027】
検知層を構成する樹脂層の縦弾性係数が１０００ＭＰａを下回ると、ずりの入力により無視できないほど、第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄに変形が生じる可能性がある。一方、検知層を構成する樹脂層の縦弾性係数が５０００ＭＰａを超える材料では、第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄが圧力方向に殆ど変形せず、一緒に設けた第１樹脂層２Ｃ及び第２樹脂層２Ｄで抵抗値や静電容量の変化がとれなくなるおそれがある。第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの縦弾性係数の範囲は、より好ましくは２０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の範囲である。
【0028】
＜第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの材料＞
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを構成する樹脂として、導電性を持つ樹脂を用いる場合、電極層よりも抵抗が高い材料を用いる。そのような材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子や、グラファイトやカーボンナノチューブを用いたカーボンペーストが例示できる。
また、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを構成する樹脂として、絶縁樹脂を用いる場合、その樹脂材料としては、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などの絶縁性が高い熱硬化性樹脂を例示できる。この場合、更に誘電率を上げるために、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄに、チタン酸バリウムなどを添加して用いても構わない。
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを構成する樹脂として、導電性を持つ樹脂を用いる場合、電極層よりも抵抗が高い材料を用いる。そのような材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子や、グラファイトやカーボンナノチューブを用いたカーボンペーストが例示できる。
また、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを構成する樹脂として、絶縁樹脂を用いる場合、その樹脂材料としては、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂などの絶縁性が高い熱硬化性樹脂を例示できる。この場合、更に誘電率を上げるために、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄに、チタン酸バリウムなどを添加して用いても構わない。
【0029】
＜第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの形成＞
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、スクリーン印刷などの公知の印刷方法やスプレー塗布などの公知の塗工方法を使用して形成できる。ただし、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃを第１電極層２Ａ、３Ａの付近に限局して形成したり、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを潤滑層２Ｅ、３Ｅ上の所定位置に限局して形成したりするためには、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、一度の印刷により形成できる印刷方法による形成が望ましい。
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、スクリーン印刷などの公知の印刷方法やスプレー塗布などの公知の塗工方法を使用して形成できる。ただし、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃを第１電極層２Ａ、３Ａの付近に限局して形成したり、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを潤滑層２Ｅ、３Ｅ上の所定位置に限局して形成したりするためには、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、一度の印刷により形成できる印刷方法による形成が望ましい。
【0030】
＜第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの関係その他＞
ここで、せん断力検知部３を構成する第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄと、圧力検知部２を形成する第１樹脂層２Ｃ及び第２樹脂層２Ｄとは、異なる樹脂材料を採用しても良い。
また、本実施形態では、せん断力検知部３を構成する第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄは、必ずしも弾性変形させなくても良いので、圧力検知部２を形成する第１樹脂層２Ｃ及び第２樹脂層２Ｄの弾性変形が最適化するようにして、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの樹脂材料を選定するようにしても良い。
また、本実施形態では、相対的に、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ上に形成した潤滑層２Ｅ、３Ｅに沿って、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄがずれるため、そのずり量の目標値を考慮して、少なくともせん断力検知部３については、平面視において、第１樹脂層３Ｃ及び潤滑層３Ｅの面積よりも第１樹脂層３Ｃの面積を小さく設定することが好ましい。
ここで、せん断力検知部３を構成する第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄと、圧力検知部２を形成する第１樹脂層２Ｃ及び第２樹脂層２Ｄとは、異なる樹脂材料を採用しても良い。
また、本実施形態では、せん断力検知部３を構成する第１樹脂層３Ｃ及び第２樹脂層３Ｄは、必ずしも弾性変形させなくても良いので、圧力検知部２を形成する第１樹脂層２Ｃ及び第２樹脂層２Ｄの弾性変形が最適化するようにして、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの樹脂材料を選定するようにしても良い。
また、本実施形態では、相対的に、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ上に形成した潤滑層２Ｅ、３Ｅに沿って、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄがずれるため、そのずり量の目標値を考慮して、少なくともせん断力検知部３については、平面視において、第１樹脂層３Ｃ及び潤滑層３Ｅの面積よりも第１樹脂層３Ｃの面積を小さく設定することが好ましい。
【0031】
（第４樹脂層７）
第４樹脂層７は、隣り合う検知部間に介挿し、潤滑層２Ｅ，３Ｅが介挿された検知部における検知層のずり（せん断方向の変位）の行き過ぎを防止する樹脂性の隔壁部を構成する。
ここで、隣り合う検知部２、３の接触によるセンサの精度劣化を防止するために、隣り合う検知部２、３間に隙間が形成されている。本実施形態では、その隙間部分に第４樹脂層７が形成される。
本実施形態の第４樹脂層７は、図６に示すように、隣り合う検知部の検知層間であって、平面視で、少なくとも第２電極層２Ｂ、３Ｂに接続するリード１０が形成される位置に形成されている。その第４樹脂層７の上面は、できるだけ第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの上面と面一となるように形成することが好ましい。なお、本実施形態では、隣り合う検知部２、３間に隙間のうち、第４樹脂層７が介在しない隙間には、第３樹脂層６が配置される。
第４樹脂層７は、隣り合う検知部間に介挿し、潤滑層２Ｅ，３Ｅが介挿された検知部における検知層のずり（せん断方向の変位）の行き過ぎを防止する樹脂性の隔壁部を構成する。
ここで、隣り合う検知部２、３の接触によるセンサの精度劣化を防止するために、隣り合う検知部２、３間に隙間が形成されている。本実施形態では、その隙間部分に第４樹脂層７が形成される。
本実施形態の第４樹脂層７は、図６に示すように、隣り合う検知部の検知層間であって、平面視で、少なくとも第２電極層２Ｂ、３Ｂに接続するリード１０が形成される位置に形成されている。その第４樹脂層７の上面は、できるだけ第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの上面と面一となるように形成することが好ましい。なお、本実施形態では、隣り合う検知部２、３間に隙間のうち、第４樹脂層７が介在しない隙間には、第３樹脂層６が配置される。
【0032】
また、第４樹脂層７は、第２電極層２Ｂ、３Ｂ側のリード１０の断線を防ぐために形成するものである。第２電極層２Ｂ、３Ｂ形成の方法や第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの厚みによっては、第４樹脂層７は、省略することができる。例えば第２電極層２Ｂ、３Ｂの材料が伸縮性に富み、厚膜形成可能であれば第４樹脂層７を形成する必要はない。
第４樹脂層７は、例えば絶縁材料から構成する。第４樹脂層７の縦弾性係数は、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの縦弾性係数よりも小さい材料を使用する。第４樹脂層７は、例えば、後述の第３樹脂層６と同じ材料で構成する。異なる材料を使用する場合は、第４樹脂層７が第２樹脂層３Ｄのずりを妨げないように、第４樹脂層７として、柔らかく変形が容易なシリコーン樹脂やウレタン樹脂のゴムなどを使用すると良い。
第４樹脂層７は、例えば絶縁材料から構成する。第４樹脂層７の縦弾性係数は、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの縦弾性係数よりも小さい材料を使用する。第４樹脂層７は、例えば、後述の第３樹脂層６と同じ材料で構成する。異なる材料を使用する場合は、第４樹脂層７が第２樹脂層３Ｄのずりを妨げないように、第４樹脂層７として、柔らかく変形が容易なシリコーン樹脂やウレタン樹脂のゴムなどを使用すると良い。
【0033】
第４樹脂層７の形成は、例えば第１樹脂層２Ｃ、３Ｃを形成する前や第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの形成直後に行えば良い。ただし、第４樹脂層７の形成の際に、第４樹脂層７を形成する材料のダレなどにより、第４樹脂層７の一部が第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの表面に掛からないようにして形成する。なお、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃに比べ、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの方が小さいため、第４樹脂層７は、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの側面に位置する部分の幅が相対的に大きくなっている。
【0034】
（潤滑層２Ｅ、３Ｅ）
潤滑層２Ｅ、３Ｅは、図４に示すように、各第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に形成する。図３では省略されているが、図示されていないせん断力検知部３の第１樹脂層３Ｃの上にも潤滑層３Ｅが形成される。
なお、上述のように、圧力検知部２の第１樹脂層２Ｃの上には潤滑層２Ｅを形成しなくてもよい。もっとも、ずり力に対する抵抗力を下げるという観点からは、せん断力検知部３と共に設けられる圧力検知部２の第１樹脂層２Ｃの上にも、潤滑層２Ｅを形成することが好ましい。
潤滑層２Ｅ、３Ｅは、図４に示すように、各第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に形成する。図３では省略されているが、図示されていないせん断力検知部３の第１樹脂層３Ｃの上にも潤滑層３Ｅが形成される。
なお、上述のように、圧力検知部２の第１樹脂層２Ｃの上には潤滑層２Ｅを形成しなくてもよい。もっとも、ずり力に対する抵抗力を下げるという観点からは、せん断力検知部３と共に設けられる圧力検知部２の第１樹脂層２Ｃの上にも、潤滑層２Ｅを形成することが好ましい。
【0035】
潤滑層２Ｅ、３Ｅは、例えば、バインダーとしての樹脂に、固体潤滑剤を配合した被膜潤滑剤を用いて形成される。被膜潤滑剤には、潤滑以外の付加機能の追加に応じてフィラーその他の添加剤を配合してもよい。
被膜潤滑剤は、溶剤に溶かして、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に、例えば、スプレーコートやディスペンサ塗布など公知の塗工方法を用いて形成される。また、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上面以外に潤滑層２Ｅ、３Ｅを形成しないように、印刷法を用いてパターニングするか、潤滑層２Ｅ、３Ｅが不要な部分をレジストして全体に塗布しレジストを剥離してもよい。
被膜潤滑剤は、溶剤に溶かして、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に、例えば、スプレーコートやディスペンサ塗布など公知の塗工方法を用いて形成される。また、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上面以外に潤滑層２Ｅ、３Ｅを形成しないように、印刷法を用いてパターニングするか、潤滑層２Ｅ、３Ｅが不要な部分をレジストして全体に塗布しレジストを剥離してもよい。
【0036】
塗布された潤滑層２Ｅ、３Ｅは、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ表面の凹凸を埋めて、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に平滑な面を形成する。
潤滑剤としては、固定潤滑剤以外に、潤滑油その他の潤滑剤を用いても良いが、固体潤滑剤が好ましい。固体潤滑剤を用いた場合、熱に強く、表面（摩擦面）にせん断の低い被膜を形成し、且つ摩擦面自体の凝着力を下げる効果があるため、摺動面同士の凝着を軽減して、更なる低摩擦化を図ることが可能となる。
潤滑剤としては、固定潤滑剤以外に、潤滑油その他の潤滑剤を用いても良いが、固体潤滑剤が好ましい。固体潤滑剤を用いた場合、熱に強く、表面（摩擦面）にせん断の低い被膜を形成し、且つ摩擦面自体の凝着力を下げる効果があるため、摺動面同士の凝着を軽減して、更なる低摩擦化を図ることが可能となる。
【0037】
固体潤滑剤としては、グラファイトが好適である。グラファイトを用いた場合、薄膜が多層重なった構造となり、ずり力により層間がずり方向にずれることで摺動面の摩擦を低減させる。また、グラファイトは導電性が良好なため、電極間の電気抵抗値の検出を妨げないこと、静電容量での検出においても、平行板コンデンサの電極間の一部に導電体を挿入したのと同じ状態となり、ずり力の検出を妨げることがない。
【0038】
潤滑層２Ｅ、３Ｅに対し、グラファイト以外の固体潤滑剤を用い、銀ペーストなどの導電性材料を添加剤として添加して導電性を持たせて形成しても良い。
そのような潤滑剤は、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、二硫化タングステン、メラミンシアヌレートが挙げられる。本実施形態では、潤滑剤自体が導電性を持ち、かつ潤滑性も高いグラファイトを用いる。
そのような潤滑剤は、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化黒鉛、窒化ホウ素、二硫化タングステン、メラミンシアヌレートが挙げられる。本実施形態では、潤滑剤自体が導電性を持ち、かつ潤滑性も高いグラファイトを用いる。
【0039】
潤滑層２Ｅ、３Ｅは、上述のように第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの表面の凹凸（粗さ）を完全に埋めることが好ましい。従って、潤滑層２Ｅ、３Ｅは、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの表面（上面）に対し、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの最大高さ粗さＲｚ位置まで形成され、更にその上に、０μｍを超え３０μｍ以下の範囲の厚さで形成されていることが好ましい。上記第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの最大高さ粗さＲｚ位置からの膜厚が、潤滑層２Ｅ、３Ｅの膜厚となる。すなわち、潤滑層２Ｅ、３Ｅの膜厚は、０μｍを超え３０μｍ以下の範囲で形成されていることが好ましい。
【0040】
ここで、潤滑層２Ｅ、３Ｅが、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの最大高さ粗さＲｚより薄いと、十分な潤滑効果が得られないおそれがある。一方、潤滑層２Ｅ、３Ｅの膜厚が３０μｍより厚いと、応力センサ１全体として厚くなってしまう。応力センサ１の厚さに余裕がある場合には、潤滑層２Ｅ、３Ｅの膜厚は３０μｍより厚くても構わない。
なお、潤滑層２Ｅ、３Ｅの上に形成する上記の第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、平面視において、潤滑層２Ｅ、３Ｅからはみ出ないように形成する。第２樹脂層２Ｄ、３Ｄがはみ出すと、潤滑層２Ｅ、３Ｅで覆われた部分以外に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが付着してしまい、潤滑できなくなる。上記のように、応力センサ１に要求されるずり変形が発生しても、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが、潤滑層２Ｅ、３Ｅからはみ出さないように、平面視で、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、潤滑層２Ｅ、３Ｅより、小さいことが好ましい。
なお、潤滑層２Ｅ、３Ｅの上に形成する上記の第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、平面視において、潤滑層２Ｅ、３Ｅからはみ出ないように形成する。第２樹脂層２Ｄ、３Ｄがはみ出すと、潤滑層２Ｅ、３Ｅで覆われた部分以外に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが付着してしまい、潤滑できなくなる。上記のように、応力センサ１に要求されるずり変形が発生しても、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが、潤滑層２Ｅ、３Ｅからはみ出さないように、平面視で、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄは、潤滑層２Ｅ、３Ｅより、小さいことが好ましい。
【0041】
（第２電極層２Ｂ、３Ｂ）
第２電極層２Ｂ、３Ｂは、図７に示すように、各第１電極層２Ａ、３Ａと対向配置している。第２電極層２Ｂ、３Ｂとして、圧力検知部２用の第２電極層２Ｂとせん断力検知部３用の第２電極層３Ｂとを有する。
圧力検知部２用の第２電極層２Ｂは、第１電極層２Ａよりも面積が大きく、応力センサ１にずりが発生しても、平面視において、第１電極層２Ａが第２電極層３Ｂに完全に重なっているように構成する。
せん断力検知部３用の第２電極層３Ｂは、ずりの方向を区別するために、対向する第１電極層３Ａとずらした状態で配置する。第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂのずり電極同士がずれた時に、対向する第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂからなる対向電極の重なり部分の減少若しくは増加によって、ずりの方向を区別できる。
第２電極層２Ｂ、３Ｂの材料及び形成方法は、第１電極層２Ａ、３Ａと同じである。
第２電極層２Ｂ、３Ｂは、電気的にリード１０に接続されている。なお、本実施形態では、第２電極層２Ｂ、３Ｂ側がコモン電極側となる。
第２電極層２Ｂ、３Ｂは、図７に示すように、各第１電極層２Ａ、３Ａと対向配置している。第２電極層２Ｂ、３Ｂとして、圧力検知部２用の第２電極層２Ｂとせん断力検知部３用の第２電極層３Ｂとを有する。
圧力検知部２用の第２電極層２Ｂは、第１電極層２Ａよりも面積が大きく、応力センサ１にずりが発生しても、平面視において、第１電極層２Ａが第２電極層３Ｂに完全に重なっているように構成する。
せん断力検知部３用の第２電極層３Ｂは、ずりの方向を区別するために、対向する第１電極層３Ａとずらした状態で配置する。第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂのずり電極同士がずれた時に、対向する第１電極層３Ａと第２電極層３Ｂからなる対向電極の重なり部分の減少若しくは増加によって、ずりの方向を区別できる。
第２電極層２Ｂ、３Ｂの材料及び形成方法は、第１電極層２Ａ、３Ａと同じである。
第２電極層２Ｂ、３Ｂは、電気的にリード１０に接続されている。なお、本実施形態では、第２電極層２Ｂ、３Ｂ側がコモン電極側となる。
【0042】
（第３樹脂層６）
第３樹脂層６は、複数の検知部全体の外周を覆う、側壁部を構成する。なお、第４樹脂層７も側壁部を構成する。
本実施形態の第３樹脂層６は、潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部２、３を無負荷時の初期位置に復元する復元力を発揮する位置復元の機能を有する。
第３樹脂層６は、潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部２、３を構成する検知層の側面の少なくとも一面側に配置される。検知層と第３樹脂層６は接着していても良いし、縁切りされていてもよいが、無負荷状態で、検知層の側面と第３樹脂層６の側面が接触していることが好ましい。
第３樹脂層６は、複数の検知部全体の外周を覆う、側壁部を構成する。なお、第４樹脂層７も側壁部を構成する。
本実施形態の第３樹脂層６は、潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部２、３を無負荷時の初期位置に復元する復元力を発揮する位置復元の機能を有する。
第３樹脂層６は、潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部２、３を構成する検知層の側面の少なくとも一面側に配置される。検知層と第３樹脂層６は接着していても良いし、縁切りされていてもよいが、無負荷状態で、検知層の側面と第３樹脂層６の側面が接触していることが好ましい。
【0043】
本実施形態では、第３樹脂層６は、図１に示すように、平面視で、各検知層の側面を囲うように形成されている。
図１では、各検知部２、３の上側にも第３樹脂層６が形成されているが、各検知部の上側の部分６Ｂは別の樹脂で構成しても良い。第３樹脂層６のうち、図１中、符号６Ａ部分が、せん断変形した検知部に対する位置復元の機能の役割を有する。
すなわち、本実施形態の第３樹脂層６は、応力センサ１の各検知部全体の保護（封止）としての役割と、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが第１樹脂層２Ｃ、３Ｃに対してずれる際のずりやすさの制御、及びずれた後、第１電極層２Ａ、３Ａに対し第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを元に復元するための役割（位置復元の機構の役割）を担っている。
図１では、各検知部２、３の上側にも第３樹脂層６が形成されているが、各検知部の上側の部分６Ｂは別の樹脂で構成しても良い。第３樹脂層６のうち、図１中、符号６Ａ部分が、せん断変形した検知部に対する位置復元の機能の役割を有する。
すなわち、本実施形態の第３樹脂層６は、応力センサ１の各検知部全体の保護（封止）としての役割と、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが第１樹脂層２Ｃ、３Ｃに対してずれる際のずりやすさの制御、及びずれた後、第１電極層２Ａ、３Ａに対し第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを元に復元するための役割（位置復元の機構の役割）を担っている。
【0044】
すなわち、第３樹脂層６の６Ａ部分の弾性力で、ずりの具合（せん断変形するときの抵抗力や復元力）が調整可能である。
このため、第３樹脂層６は、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃや第２樹脂層２Ｄ、３Ｄよりも柔らかく、ずりによってずり方向に適度なせん断力で変形でき、かつずりの負荷が抜けた時に元に戻れる弾性力を発揮することが求められる。第３樹脂層６は、絶縁樹脂が好ましい。また、測定対象に対して想定される、荷重負荷の大きさに対して、硬さを変更して形成できる材料が良い。そのような材料としてはシリコーンゴムやウレタンゴムが好適に用いられる。
このため、第３樹脂層６は、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃや第２樹脂層２Ｄ、３Ｄよりも柔らかく、ずりによってずり方向に適度なせん断力で変形でき、かつずりの負荷が抜けた時に元に戻れる弾性力を発揮することが求められる。第３樹脂層６は、絶縁樹脂が好ましい。また、測定対象に対して想定される、荷重負荷の大きさに対して、硬さを変更して形成できる材料が良い。そのような材料としてはシリコーンゴムやウレタンゴムが好適に用いられる。
【0045】
第３樹脂層６は、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを形成した後、又は第２電極層２Ｂ、３Ｂを形成した後に形成する。本実施形態では、第３樹脂層６が封止の役割も備えるために、第３樹脂層６は、第２電極層２Ｂ、３Ｂを形成した後に形成される。
第３樹脂層６の形成は、スピンコートやディップコート、各種印刷法など公知の方法を用いることができる。本実施形態では、第３樹脂層６は、第２電極層２Ｂ、３Ｂまでを完全に覆う厚みで形成する。
第３樹脂層６の形成は、スピンコートやディップコート、各種印刷法など公知の方法を用いることができる。本実施形態では、第３樹脂層６は、第２電極層２Ｂ、３Ｂまでを完全に覆う厚みで形成する。
【0046】
位置復元の機構としての役割だけを考慮すると、第３樹脂層６は、少なくとも第１樹脂層２Ｃ、３Ｃと第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの側面と対向する位置に形成されていればよい。
ここで、本実施形態では、第３樹脂層６で位置復元の機構を構成する場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、検知部２、３を囲む第３樹脂層６を設けずに、検知部２、３の側面に配置される第４樹脂層７を位置復元の機構としても良い。
ここで、上記説明では、応力センサ１は、側壁部としての第３樹脂層６及び第４樹脂層７を有する場合を例示したが、図９に示すように、応力センサ１は、第３樹脂層６及び第４樹脂層７を有しない構成であっても良い。
また、図１０に示すように、第３樹脂層６と第４樹脂層７とが一体化した構成であっても良い。
ここで、本実施形態では、第３樹脂層６で位置復元の機構を構成する場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、検知部２、３を囲む第３樹脂層６を設けずに、検知部２、３の側面に配置される第４樹脂層７を位置復元の機構としても良い。
ここで、上記説明では、応力センサ１は、側壁部としての第３樹脂層６及び第４樹脂層７を有する場合を例示したが、図９に示すように、応力センサ１は、第３樹脂層６及び第４樹脂層７を有しない構成であっても良い。
また、図１０に示すように、第３樹脂層６と第４樹脂層７とが一体化した構成であっても良い。
【0047】
（応力センサ１の製造について）
応力センサ１の作製は、例えば、基材５の上に、第１電極層２Ａ、３Ａ、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ、潤滑層２Ｅ、３Ｅ、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄ、及び第２電極層２Ｂ、３Ｂをこの順に積層して製造する。また、第２電極層２Ｂ、３Ｂの形成前後に第３樹脂層６や第４樹脂層７を形成する。
応力センサ１の作製は、例えば、基材５の上に、第１電極層２Ａ、３Ａ、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ、潤滑層２Ｅ、３Ｅ、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄ、及び第２電極層２Ｂ、３Ｂをこの順に積層して製造する。また、第２電極層２Ｂ、３Ｂの形成前後に第３樹脂層６や第４樹脂層７を形成する。
【0048】
（動作その他）
応力センサ１として、潤滑層２Ｅ、３Ｅを設けない比較例の構成と、本発明に基づく本実施形態の構成（発明例の構成）とにおける、押圧力とずり力（せん断力）の検出の違いを説明する。
図１１、図１２は、比較例の構成において、圧力とずりを測定するときの挙動を模式に示している。図１１は、接触圧力センシングのイメージ図である。図１１に示すセンサは、基材５（不図示）の厚み方向に形成された上下の電極２０、２１を備え、その対向する電極２０、２１が、樹脂層２２を介して接続された構成となっている。なお、図示しないが上下の電極２０、２１は信号入出力のリードを備えている。
応力センサ１として、潤滑層２Ｅ、３Ｅを設けない比較例の構成と、本発明に基づく本実施形態の構成（発明例の構成）とにおける、押圧力とずり力（せん断力）の検出の違いを説明する。
図１１、図１２は、比較例の構成において、圧力とずりを測定するときの挙動を模式に示している。図１１は、接触圧力センシングのイメージ図である。図１１に示すセンサは、基材５（不図示）の厚み方向に形成された上下の電極２０、２１を備え、その対向する電極２０、２１が、樹脂層２２を介して接続された構成となっている。なお、図示しないが上下の電極２０、２１は信号入出力のリードを備えている。
【0049】
図１１（ａ）は、上側の電極２１を指３０でさわり、下側の電極２０側に押圧力Ｆ１で押す場合を示している。押圧力Ｆ１を掛けると、図１１（ｂ）のように、樹脂層２２が圧縮変形し、電極２０、２１間の距離が減少する。そして、対向電極２０、２１間の電位や抵抗値、静電容量の変化を接触圧力として出力する。
【0050】
また、図１２は、比較例の構成における、ずり応力センシングのイメージである。図１２（ａ）のセンサは、図１１と同様に、対向電極２０、２１間に樹脂層２２が介在した構成となっており、指３０が上側の電極２１に対し紙面左に向かってずり力（せん断力）Ｆ２を与えた際の状態を示している。このとき、樹脂層２２のうち、平面視で、上側の電極２０と下側電極２１とに挟まれた重なり部分を重なり部２２Ａと呼ぶ。ずり力Ｆ２によって上側の電極２１が、樹脂層２２の弾性変形を伴ってずりが生じ、図１２（ｂ）のようになる。このとき、図１２（ａ）の状態（無負荷の状態）と比べて、電極２０と電極２１の重なり間に位置する重なり部２２Ａの領域が減少することで、電極２０、２１間の電気抵抗値や電極間に流れる電流量、あるいは電極間の静電容量が減少する。そして、この変化をずり応力値として出力する。
【0051】
以上のように、応力センサ１は、対向する電極２０、２１間の距離の変化を検出する。そのため、従来にあっては、電極２０、２１間に挟まれた樹脂層２２の弾性変形が重要となる。ずり方向へは、比較例の構成にあっては、樹脂層２２の厚みを増やすことで、力を印加した電極２１と反対方向の電極２０を支点としたモーメントが増加するため、変形しやすくなる。
しかし、素子の単位面積当たりのセンサ数を増やして解像度を上げる、動体に貼り付けて使用するためにフレキシブル性を持たせるなどを想定した場合、センサ自体の小型化や薄型化が必要であり、樹脂層の厚みも減少させる必要がある。
しかし、素子の単位面積当たりのセンサ数を増やして解像度を上げる、動体に貼り付けて使用するためにフレキシブル性を持たせるなどを想定した場合、センサ自体の小型化や薄型化が必要であり、樹脂層の厚みも減少させる必要がある。
【0052】
しかし、比較例の構成では、電極２０、２１間に挟まれる樹脂層２２の厚みを減少させると、ずり方向の剛性が相対的に上がってしまい、ずり方向へ変形しづらくなる。
また、センサの小型化によって、検出電極と共に、樹脂層２２も幅と長さを小さく形成することが好ましい。しかしながら、印刷によるダレやパターンの倒れがあるため幅や長さに対して厚みだけを突出させて厚く形成することは困難である。
また、センサの小型化によって、検出電極と共に、樹脂層２２も幅と長さを小さく形成することが好ましい。しかしながら、印刷によるダレやパターンの倒れがあるため幅や長さに対して厚みだけを突出させて厚く形成することは困難である。
【0053】
実施形態の応力センサ１の検出原理も、比較例と同様の、電極間の距離の変化を検出する方式である。しかしながら、本実施形態の応力センサ１では、図１３に示すように、対向する第１電極層３Ａ及び第１樹脂層３Ｃと、第２電極層３Ｂ及び第２樹脂層３Ｄとの組が、潤滑層３Ｅを介して接続した構成となっているため、第２電極層３Ｂ及び第２樹脂層３Ｄは、潤滑層３Ｅによって、第１電極層３Ａ及び第１樹脂層３Ｃに対し、樹脂層の弾性力に関係なく、ずり方向にずれることができる。このため、本実施形態では、電極層３Ａ、３Ｂ間に形成される樹脂層が薄く且つ硬い材料で構成されても、対向する電極層３Ａ、３Ｂ間の距離を変化させることができる。
【0054】
（効果）
（１）本実施形態の応力センサ１は、対向配置された２つの電極間に圧力検知層が介装されて押圧力を検知する、１又は２以上の圧力検知部２と、対向配置された２つの電極間にせん断力検知層が介装されてせん断力を検知する、１又は２以上のせん断力検知部３と、上記複数の検知部のうち、少なくともせん断力検知部３の検知層における、当該検知層の厚さ方向の途中位置に介挿された導電性の潤滑層２Ｅ、３Ｅと、を備える。
応力センサ１は、上記潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部を初期位置に復元する復元力を発揮する位置復元の機構を有していても良い。
この構成によれば、せん断力検知層が薄くても、ずり方向（せん断方向）に変位しやすくなり、応力センサ１を小型化及び薄型化することが可能となる。
なお、潤滑層２Ｅ、３Ｅを介挿しても、位置復元の機構を有する場合には、ずりを生じた検知部が初期位置に向けて自動的に復元可能となる。
（１）本実施形態の応力センサ１は、対向配置された２つの電極間に圧力検知層が介装されて押圧力を検知する、１又は２以上の圧力検知部２と、対向配置された２つの電極間にせん断力検知層が介装されてせん断力を検知する、１又は２以上のせん断力検知部３と、上記複数の検知部のうち、少なくともせん断力検知部３の検知層における、当該検知層の厚さ方向の途中位置に介挿された導電性の潤滑層２Ｅ、３Ｅと、を備える。
応力センサ１は、上記潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部を初期位置に復元する復元力を発揮する位置復元の機構を有していても良い。
この構成によれば、せん断力検知層が薄くても、ずり方向（せん断方向）に変位しやすくなり、応力センサ１を小型化及び薄型化することが可能となる。
なお、潤滑層２Ｅ、３Ｅを介挿しても、位置復元の機構を有する場合には、ずりを生じた検知部が初期位置に向けて自動的に復元可能となる。
【0055】
（２）上記位置復元の機構として、例えば、上記潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部における検知層の側面に配置された位置決め用の樹脂層を有する。位置決め用の樹脂層は、第３樹脂層や第４樹脂層で構成することが可能である。
この構成によれば、応力センサ１を厚くすることなく、ずり方向に変形した検知部を初期位置に復帰させることができる。
（３）上記位置決め用の樹脂層の縦弾性係数Ａと、上記潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部の検知層の縦弾性係数Ｂとの比Ａ：Ｂが、１：１０～１：５００である。
この構成によれば、位置決め用の樹脂層を設けても、せん断力検知部のずり方向への変形を必要以上に妨げることを防止できる。
この構成によれば、応力センサ１を厚くすることなく、ずり方向に変形した検知部を初期位置に復帰させることができる。
（３）上記位置決め用の樹脂層の縦弾性係数Ａと、上記潤滑層２Ｅ、３Ｅが介挿された検知部の検知層の縦弾性係数Ｂとの比Ａ：Ｂが、１：１０～１：５００である。
この構成によれば、位置決め用の樹脂層を設けても、せん断力検知部のずり方向への変形を必要以上に妨げることを防止できる。
【0056】
（４）上記潤滑層２Ｅ、３Ｅは、例えば、グラファイトを含む被膜から構成される。
この構成によれば、簡便に、導電性を有する潤滑層２Ｅ、３Ｅを形成可能となる。
（５）上記圧力検知層及びせん断力検知層は、例えば、縦弾性係数が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の樹脂層から構成する。
この構成によれば、ずりの入力に対し、せん断力検知層の弾性変形を許容範囲ないにおさめることが可能となると共に、圧力検知層が押圧力の検知が可能な弾性変形が可能となる。
この構成によれば、簡便に、導電性を有する潤滑層２Ｅ、３Ｅを形成可能となる。
（５）上記圧力検知層及びせん断力検知層は、例えば、縦弾性係数が１０００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下の樹脂層から構成する。
この構成によれば、ずりの入力に対し、せん断力検知層の弾性変形を許容範囲ないにおさめることが可能となると共に、圧力検知層が押圧力の検知が可能な弾性変形が可能となる。
【0057】
（６）本実施形態の応力センサ１の製造方法は、例えば、基材５の一方の面に複数の第１電極層２Ａ、３Ａを形成する工程と、上記第１電極層２Ａ、３Ａのうち、少なくともせん断力検知部３用の第１電極層２Ａ、３Ａの上に、第１の検知層を形成する工程と、上記第１の検知層の上に潤滑層２Ｅ、３Ｅを形成する工程と、上記潤滑層２Ｅ、３Ｅの上に第２の検知層を形成する工程と、上記第２の検知層の上に第２電極層２Ｂ、３Ｂを形成する工程と、上記形成した上記第１の検知層及び第２の検知層の側面に対し、上記第１の検知層及び第２の検知層より縦弾性係数が小さい樹脂層を形成する工程と、を含む。
この構成によれば、本実施形態の応力センサ１を作製可能となる。
（７）本実施形態は、隣り合う検知部間に介挿し、上記潤滑層が介挿された検知部における検知層のずりの行き過ぎを防止する樹脂性の隔壁部を有する。
この構成によれば、潤滑層が介挿された検知部における検知層のずりの行き過ぎを簡易な構成で防止できる。
この構成によれば、本実施形態の応力センサ１を作製可能となる。
（７）本実施形態は、隣り合う検知部間に介挿し、上記潤滑層が介挿された検知部における検知層のずりの行き過ぎを防止する樹脂性の隔壁部を有する。
この構成によれば、潤滑層が介挿された検知部における検知層のずりの行き過ぎを簡易な構成で防止できる。
【実施例0058】
次に、実施形態に基づく実施例について説明する。
（実施例１）
基材５として、１２５μｍのポリイミドフィルム（東レ株式会社製：カプトン５００Ｖ）を用いた。
基材５の上に、図１のように、第１電極層２Ａ、３Ａの材料として銀ペーストを用いて、全ての第１電極層２Ａ、３Ａが１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲内に収まるように印刷法で作製した。このとき、圧力検知部２の第１電極層２Ａは、幅０．５ｍｍ×長さ３ｍｍの長方形状に作製した。２つのせん断力検知部３の各第１電極層３Ａは、互いに直交するずり方向に延在する、それぞれコの字形状（２つの並んだ短冊部分（長方形部分）とそれを接続する部分で構成される）で作製した。コの字形状のうち、２つの短冊部分（長方形部分）の寸法は、それぞれ、幅０．５ｍｍ、長さ３．２ｍｍとし、並んだ短冊部分間の間隔は２．５ｍｍとした。また第１電極層２Ａ、３Ａと同時に、リード４も幅０．０３ｍｍで、互いに交わることがないように配置した。第１電極層２Ａ、３Ａの厚みは、２μｍであった。
（実施例１）
基材５として、１２５μｍのポリイミドフィルム（東レ株式会社製：カプトン５００Ｖ）を用いた。
基材５の上に、図１のように、第１電極層２Ａ、３Ａの材料として銀ペーストを用いて、全ての第１電極層２Ａ、３Ａが１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲内に収まるように印刷法で作製した。このとき、圧力検知部２の第１電極層２Ａは、幅０．５ｍｍ×長さ３ｍｍの長方形状に作製した。２つのせん断力検知部３の各第１電極層３Ａは、互いに直交するずり方向に延在する、それぞれコの字形状（２つの並んだ短冊部分（長方形部分）とそれを接続する部分で構成される）で作製した。コの字形状のうち、２つの短冊部分（長方形部分）の寸法は、それぞれ、幅０．５ｍｍ、長さ３．２ｍｍとし、並んだ短冊部分間の間隔は２．５ｍｍとした。また第１電極層２Ａ、３Ａと同時に、リード４も幅０．０３ｍｍで、互いに交わることがないように配置した。第１電極層２Ａ、３Ａの厚みは、２μｍであった。
【0059】
次に、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの材料として、十条ケミカル製のカーボンインキＪＥＬＣＯＮ ＣＨ－Ｎを用い、各第１電極層２Ａ、３Ａの上に、各第１樹脂層２Ｃ、３Ｃを印刷法で形成した。このとき、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの膜厚は６μｍであった。
次に、潤滑層２Ｅ、３Ｅの材料として、Ｅｖｅｒｌｕｂｅ（登録商標） Ｐｒｏｄｕｃｔｓ のＬｕｂｅ－ｌｏｋ４００６を用いて、各第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に潤滑層２Ｅ、３Ｅをスプレー塗布により形成した。潤滑層２Ｅ、３Ｅの乾燥膜厚は５μｍであった。
次に、潤滑層２Ｅ、３Ｅの材料として、Ｅｖｅｒｌｕｂｅ（登録商標） Ｐｒｏｄｕｃｔｓ のＬｕｂｅ－ｌｏｋ４００６を用いて、各第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上に潤滑層２Ｅ、３Ｅをスプレー塗布により形成した。潤滑層２Ｅ、３Ｅの乾燥膜厚は５μｍであった。
【0060】
次に、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの材料として、十条ケミカル製のカーボンインキＪＥＬＣＯＮ ＣＨ－Ｎを用い、各潤滑層２Ｅ、３Ｅの上に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを印刷法で形成した。このとき、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの膜厚は６μｍであった。
なお、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが積層された構造体の一部に次工程で形成する第２電極層２Ｂ、３Ｂに接続するリード１０の断線防止のため第４樹脂層７を形成した、第４樹脂層７は、材料として、絶縁材料であるアサヒ化学研究所製の絶縁性樹脂ＦＲ－１Ｔ－ＮＳＤ９を用い、スクリーン印刷により形成した。乾燥膜厚は１０μｍであった。
なお、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが積層された構造体の一部に次工程で形成する第２電極層２Ｂ、３Ｂに接続するリード１０の断線防止のため第４樹脂層７を形成した、第４樹脂層７は、材料として、絶縁材料であるアサヒ化学研究所製の絶縁性樹脂ＦＲ－１Ｔ－ＮＳＤ９を用い、スクリーン印刷により形成した。乾燥膜厚は１０μｍであった。
【0061】
次に、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄ及び第４樹脂層７の上に第２電極層２Ｂ、３Ｂ及びリード１０を、銀ペーストを用いて印刷法にて形成した。第２電極層２Ｂ、３Ｂの厚みは、２μｍであった。
最後に、第３樹脂層６の材料として、デュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル社のＳＩＬＰＯＴ１８４に硬化剤を混ぜたものを用いて、第３樹脂層６を、第１電極層２Ａ、３Ａ及び第２電極層２Ｂ、３Ｂを含む全面に印刷法で塗布して形成した。厚みは３０μｍであった。
最後に、第３樹脂層６の材料として、デュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル社のＳＩＬＰＯＴ１８４に硬化剤を混ぜたものを用いて、第３樹脂層６を、第１電極層２Ａ、３Ａ及び第２電極層２Ｂ、３Ｂを含む全面に印刷法で塗布して形成した。厚みは３０μｍであった。
【0062】
以上によって、実施例１の応力センサ１を作製した。
作製した実施例１の応力センサ１に対し、センサ全体に指で厚み方向に圧力を掛けたところ、圧力検出用の電極において抵抗値の変化が確認された。
また、実施例１の応力センサ１に対し、指で面方向にずり力を掛けたところ、ずり力の入力方向に、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃに対し第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが相対的に滑り、対応するずり検出用の電極間が、大きく抵抗値変化することを確認した。
このように、実施例１の応力センサ１は、圧力とずりが検出できることを確認した。
作製した実施例１の応力センサ１に対し、センサ全体に指で厚み方向に圧力を掛けたところ、圧力検出用の電極において抵抗値の変化が確認された。
また、実施例１の応力センサ１に対し、指で面方向にずり力を掛けたところ、ずり力の入力方向に、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃに対し第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが相対的に滑り、対応するずり検出用の電極間が、大きく抵抗値変化することを確認した。
このように、実施例１の応力センサ１は、圧力とずりが検出できることを確認した。
【0063】
（実施例２）
基材５として、１２５μｍのポリイミドフィルム（東レ株式会社製：カプトン５００Ｖ）を用いた。
基材５の上に、図１のように、第１電極層２Ａ、３Ａとして銀ペーストを用いて、全ての第１電極層２Ａ、３Ａが１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲内に収まるように印刷法で作製した。このとき、圧力検知部２の第１電極層２Ａは、幅０．５ｍｍ×長さ３ｍｍの長方形状に作製した。２つのせん断力検知部３の各第１電極層３Ａは、互いに直交するずり方向に延在する、それぞれコの字形状（２つの並んだ短冊部分（長方形部分）とそれを接続する部分で構成される）で作製した。コの字形状のうち、２つの短冊部分（長方形部分）の寸法は、それぞれ、幅０．５ｍｍ、長さ３．２ｍｍとし、並んだ短冊部分間の間隔は２．５ｍｍとした。また第１電極層２Ａ、３Ａと同時に、リード４も幅０．０３ｍｍで、互いに交わることがないように配置した。第１電極層２Ａ、３Ａの厚みは５μｍであった。
基材５として、１２５μｍのポリイミドフィルム（東レ株式会社製：カプトン５００Ｖ）を用いた。
基材５の上に、図１のように、第１電極層２Ａ、３Ａとして銀ペーストを用いて、全ての第１電極層２Ａ、３Ａが１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲内に収まるように印刷法で作製した。このとき、圧力検知部２の第１電極層２Ａは、幅０．５ｍｍ×長さ３ｍｍの長方形状に作製した。２つのせん断力検知部３の各第１電極層３Ａは、互いに直交するずり方向に延在する、それぞれコの字形状（２つの並んだ短冊部分（長方形部分）とそれを接続する部分で構成される）で作製した。コの字形状のうち、２つの短冊部分（長方形部分）の寸法は、それぞれ、幅０．５ｍｍ、長さ３．２ｍｍとし、並んだ短冊部分間の間隔は２．５ｍｍとした。また第１電極層２Ａ、３Ａと同時に、リード４も幅０．０３ｍｍで、互いに交わることがないように配置した。第１電極層２Ａ、３Ａの厚みは５μｍであった。
【0064】
次に、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの材料として、アサヒ化学研究所製の絶縁材料、ＦＲ－１Ｔ－ＮＳＤ９を用い、基材５の上に第１樹脂層２Ｃ、３Ｃを印刷法により形成した。第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの厚みは１０μｍであった。
次に、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上のみに、Ｅｖｅｒｌｕｂｅ(r) Ｐｒｏｄｕｃｔｓ のＬｕｂｅ－ｌｏｋ４００６をスプレー塗布して、潤滑層２Ｅ、３Ｅを形成した。潤滑層２Ｅ、３Ｅの厚みは５μｍであった。
次に、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃの上のみに、Ｅｖｅｒｌｕｂｅ(r) Ｐｒｏｄｕｃｔｓ のＬｕｂｅ－ｌｏｋ４００６をスプレー塗布して、潤滑層２Ｅ、３Ｅを形成した。潤滑層２Ｅ、３Ｅの厚みは５μｍであった。
【0065】
次に、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの材料として、アサヒ化学研究所製の絶縁材料、ＦＲ－１Ｔ－ＮＳＤ９を用い、印刷法で第２樹脂層２Ｄ、３Ｄを形成した。第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの厚みは１０μｍであった。
なお、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが積層された構造体の一部に、次工程で形成する第２電極層２Ｂ、３Ｂに接続するリード１０の断線防止のため、絶縁材料としてデュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル社のＳＩＬＰＯＴ１８４に硬化剤を混ぜたものを用いてスクリーン印刷により第４樹脂層７を形成した。第４樹脂層７の厚みは２５μｍであった。
なお、第１樹脂層２Ｃ、３Ｃ及び第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが積層された構造体の一部に、次工程で形成する第２電極層２Ｂ、３Ｂに接続するリード１０の断線防止のため、絶縁材料としてデュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル社のＳＩＬＰＯＴ１８４に硬化剤を混ぜたものを用いてスクリーン印刷により第４樹脂層７を形成した。第４樹脂層７の厚みは２５μｍであった。
【0066】
次に、第２樹脂層２Ｄ、３Ｄ及び第４樹脂層７の上に、第２電極層２Ｂ、３Ｂ及びリード１０として銀ペーストを印刷法にて形成した。第２電極層２Ｂ、３Ｂ及びリード１０の厚みは２μｍであった。
最後に、第３樹脂層６の材料として、デュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル社のＳＩＬＰＯＴ１８４に硬化剤を混ぜたものを用いて、第３樹脂層６を、第１電極層２Ａ、３Ａ及び第２電極層２Ｂ、３Ｂを含む全面に印刷法で塗布して形成した。厚みは４０μｍであった。
最後に、第３樹脂層６の材料として、デュポン・東レ・スペシャルティ・マテリアル社のＳＩＬＰＯＴ１８４に硬化剤を混ぜたものを用いて、第３樹脂層６を、第１電極層２Ａ、３Ａ及び第２電極層２Ｂ、３Ｂを含む全面に印刷法で塗布して形成した。厚みは４０μｍであった。
【0067】
以上によって、実施例２の応力センサ１を作製した。
作製した実施例２の応力センサ１に対し、センサ各電極に電圧を掛け、全体に指で厚み方向に圧力を掛けたところ、圧力検出用の電極において静電容量値の増加が確認された。また、実施例２の応力センサ１に対し、指で面方向にずり力を掛けたところ、ずり力の入力方向に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが滑り、ずり検出用の電極の静電容量値が増減した。
以上のように、実施例２の応力センサ１が、センサとして圧力とずりが検出できることを確認した。
作製した実施例２の応力センサ１に対し、センサ各電極に電圧を掛け、全体に指で厚み方向に圧力を掛けたところ、圧力検出用の電極において静電容量値の増加が確認された。また、実施例２の応力センサ１に対し、指で面方向にずり力を掛けたところ、ずり力の入力方向に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが滑り、ずり検出用の電極の静電容量値が増減した。
以上のように、実施例２の応力センサ１が、センサとして圧力とずりが検出できることを確認した。
【0068】
（比較例１）
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃと第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの間に潤滑層２Ｅ、３Ｅを設けないという条件以外は、実施例１と同じ形成条件で、比較例１の応力センサ１を作製した。
この作製した比較例１の応力センサ１に対し、センサ全体に指で厚み方向に圧力を掛けたところ、圧力検出用の電極において抵抗値の変化が確認された。
一方、比較例１の応力センサ１に対し、指で面方向にずり力を掛けたところ、ずり力の入力方向に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが滑らなかった。このため、対応するずり検出用の電極の抵抗値が変化せず、ずり方向の検出ができなかった。
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃと第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの間に潤滑層２Ｅ、３Ｅを設けないという条件以外は、実施例１と同じ形成条件で、比較例１の応力センサ１を作製した。
この作製した比較例１の応力センサ１に対し、センサ全体に指で厚み方向に圧力を掛けたところ、圧力検出用の電極において抵抗値の変化が確認された。
一方、比較例１の応力センサ１に対し、指で面方向にずり力を掛けたところ、ずり力の入力方向に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが滑らなかった。このため、対応するずり検出用の電極の抵抗値が変化せず、ずり方向の検出ができなかった。
【0069】
（比較例２）
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃと第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの間に潤滑層２Ｅ、３Ｅを設けないという条件以外は、実施例２と同じ形成条件で、比較例２の応力センサ１を作製した。
作製した比較例２の応力センサ１に対し、センサ各電極に電圧を掛け、全体に指で厚み方向に圧力を掛けたところ、圧力検出用の電極において静電容量値の増加が確認された。
一方、比較例２の応力センサ１に対し、指で面方向にずり力を掛けたところ、ずり力の入力方向に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが滑らなかった。このため、ずり検出用の電極の静電容量値が増減せず、ずりの検出ができなかった。
第１樹脂層２Ｃ、３Ｃと第２樹脂層２Ｄ、３Ｄの間に潤滑層２Ｅ、３Ｅを設けないという条件以外は、実施例２と同じ形成条件で、比較例２の応力センサ１を作製した。
作製した比較例２の応力センサ１に対し、センサ各電極に電圧を掛け、全体に指で厚み方向に圧力を掛けたところ、圧力検出用の電極において静電容量値の増加が確認された。
一方、比較例２の応力センサ１に対し、指で面方向にずり力を掛けたところ、ずり力の入力方向に第２樹脂層２Ｄ、３Ｄが滑らなかった。このため、ずり検出用の電極の静電容量値が増減せず、ずりの検出ができなかった。
【0070】
以上のように、応力センサ１の厚さを薄くするために検知層を薄くしても、本発明に基づく実施例１、２では、比較例１、２に比べ、押圧力及びずり力（せん断力）を検出可能であることが分かった。
【符号の説明】
【0071】
１ 応力センサ
２ 圧力検知部
２Ａ 第１電極層
２Ｂ 第２電極層（電極）
２Ｃ 第１樹脂層（電極）
２Ｄ 第２樹脂層
２Ｅ 潤滑層
３ せん断力検知部
３Ａ 第１電極層（電極）
３Ｂ 第２電極層（電極）
３Ｃ 第１樹脂層
３Ｄ 第２樹脂層
３Ｅ 潤滑層
５ 基材
６ 第３樹脂層(側壁部)
７ 第４樹脂層（側壁部、隔壁部）
２ 圧力検知部
２Ａ 第１電極層
２Ｂ 第２電極層（電極）
２Ｃ 第１樹脂層（電極）
２Ｄ 第２樹脂層
２Ｅ 潤滑層
３ せん断力検知部
３Ａ 第１電極層（電極）
３Ｂ 第２電極層（電極）
３Ｃ 第１樹脂層
３Ｄ 第２樹脂層
３Ｅ 潤滑層
５ 基材
６ 第３樹脂層(側壁部)
７ 第４樹脂層（側壁部、隔壁部）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】