特許 7086011 感圧センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-09

(45)【発行日】2022-06-17

(54)【発明の名称】感圧センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20220610BHJP

   G01L 1/20 20060101ALI20220610BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 101Z

G01L1/20 G

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019019964

(22)【出願日】2019-02-06

(65)【公開番号】P2020126025

(43)【公開日】2020-08-20

【審査請求日】2021-11-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000108627

【氏名又は名称】タカノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001726

【氏名又は名称】特許業務法人綿貫国際特許・商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】古賀 欣郎

【審査官】森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２０３８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８９６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第９７３３１３６（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】米国特許第４６４４８０１（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７１４４３７９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

本件出願を優先基礎とする国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１９／０４０４３９

の調査結果が利用された。

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性カーボンブラックとバインダー樹脂との混合物が塗工された導電布と、前記導電布の第１主面に配された第１電極布と、前記導電布の第２主面に配された第２電極布とを備えた感圧センサであって、
前記導電布は非導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第１電極布は第１間隔で複数の第１電極が導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第２電極布は第２間隔で複数の第２電極が導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第１電極と前記第２電極とは交差するように配されており、且つ、前記第１電極と前記第２電極との交差領域がマトリクス配置で形成される構成、または、前記導電布は非導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第１電極布と前記第２電極布とはいずれも導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第１電極布と前記第２電極布とは交差するように配されており、且つ、前記第１電極布と前記第２電極布との交差領域がマトリクス配置で形成される構成となっており、
前記第１電極布のコースまたはウェールは前記導電布のコースまたはウェールと平行または直交するように配置されており、且つ、前記第２電極布のコースまたはウェールは前記導電布のコースまたはウェールと平行または直交するように配置されていること
を特徴とする感圧センサ。

【請求項2】

前記第１電極布と前記第２電極布とは同じ編物であること
を特徴とする請求項１記載の感圧センサ。

【請求項3】

前記第１電極布における前記導電布との接触面と前記第２電極布における前記導電布との接触面とは同じ編模様であること
を特徴とする請求項１または２記載の感圧センサ。

【請求項4】

前記導電布における前記第１電極布との接触面と前記第１電極布における前記導電布との接触面とは同じ編模様であり、且つ、前記導電布における前記第２電極布との接触面と前記第２電極布における前記導電布との接触面とは同じ編模様であること
を特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載の感圧センサ。

【請求項5】

前記第１電極布における前記導電布との接触面とその反対側の面とは異なる編模様であり、前記第２電極布における前記導電布との接触面とその反対側の面とは異なる編模様であり、且つ、前記第１電極布における前記導電布との接触面と前記第２電極布における前記導電布との接触面とは同じ編模様であること
を特徴とする請求項１～４のいずれか一項記載の感圧センサ。

【請求項6】

前記第１電極布のコースまたはウェールにおけるループのピッチはループ径の２倍以下の大きさに設定されており、前記第２電極布のコースまたはウェールにおけるループのピッチはループ径の２倍以下の大きさに設定されており、且つ、前記導電布のコースまたはウェールにおけるループのピッチはループ径の２倍以下の大きさに設定されていること
を特徴とする請求項１～５のいずれか一項記載の感圧センサ。

【請求項7】

前記非導電性繊維糸はポリエステル、ポリアミド、ナイロン、レーヨン、アクリルまたはポリウレタンのいずれか一種以上を含む合成糸であり、且つ、
前記導電性繊維糸は、ポリエステル、ポリアミド、ナイロン、レーヨン、アクリルまたはポリウレタンのいずれか一種以上を含む合成糸を芯糸として、ポリエステル糸、ポリアミド糸またはナイロン糸が銀でコートされた糸によってカバーリングされたカバーリング糸、または、ポリエステル糸、ポリアミド糸またはナイロン糸が銀でコートされてウーリー加工されたウーリー加工糸であること
を特徴とする請求項１～６のいずれか一項記載の感圧センサ。

【請求項8】

前記導電性カーボンブラックは平均一次粒子径が１００ｎｍ以下のケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックまたはファーネスブラックのいずれか１種以上であること
を特徴とする請求項１～７のいずれか一項記載の感圧センサ。

【請求項9】

前記導電布の重量に対する前記導電性カーボンブラックの重量は１％以上５％以下であること
を特徴とする請求項１～８のいずれか一項記載の感圧センサ。

【請求項10】

縫合糸をさらに備え、前記第１電極布が前記縫合糸によって前記導電布に縫い付けられており、且つ、前記第２電極布が前記縫合糸によって前記導電布に縫い付けられていること
を特徴とする請求項１～９のいずれか一項記載の感圧センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体情報を計測する感圧センサに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、介護や健康促進等の目的で、ベッドでの寝姿の圧力分布や椅子等での着座姿勢の圧力分布を生体情報として計測する用途に感圧センサが使用されている。このように身体に接触させて生体情報を計測する用途においては、身体に違和感の少ない柔軟性を有しつつ、身体に対応した大きなサイズで広範囲の圧力分布を計測可能な感圧センサが必要とされている。

【0003】

従来、導電性高分子及びバインダー樹脂を含有する混合物が布地にコーティングされている導電体によって構成された布体と、前記布体の導電面の両面に当接するように並べて配置された導電性高分子でコーティングされた繊維からなる複数の導電性の線状部材とを備え、前記導電面の表面において略平行に並べて配置された複数の前記線状部材が、前記導電面の裏面において略平行に並べて配置された複数の前記線状部材に対して、略直交するように配置されている感圧センサが提案されている（特許文献１：特開２０１４－１０８１３４号公報参照）。

【0004】

また、第１層シート、第２層シート及び第３層シートを備え、第１層シート及び第３層シートは、導電性粒子が所定間隔で塗布された導電路を有し、第１層シートの導電路の配向は、第３層シートの導電路の配向に対して横方向となっており、第２層シートは加圧力によって変化する電気特性を有する布製の感圧シートが提案されている（特許文献２：米国特許第８９６６９９７号明細書参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１０８１３４号公報

【文献】米国特許第８９６６９９７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１記載の感圧センサは、導電性の布体と導電性の線状部材とを意図的に点接触または線接触させた状態で加圧力を計測する構成である。また、特許文献２記載の感圧シートは、導電性貴金属粒子をめっきして塗り分けた電極布によって感圧布を挟んだ状態で加圧力を計測しており、この場合、向かい合う面を構成する繊維は互いに点接触または線接触の状態になる。

【0007】

従来技術のような点接触または線接触での計測は、接触抵抗が大きいうえに接触状態が不安定となって抵抗値変動が大きい。特に、布が織物の場合、交錯点が突出している構造上、点接触となってしまうので接触抵抗が増大し、また、布の伸縮性などの要因で交錯点の位置がずれることでさらに接触状態が不安定となってしまうので抵抗値変動が大きくなる。その結果、感圧抵抗の再現性に乏しく所望の計測ができない、という問題がある。

【0008】

また、従来技術のように導電性貴金属粒子を布にめっきする場合、材料費が大幅なコストアップとなる。そして、めっきの前処理のために、布の油分除去、触媒付与、布表面の活性化処理等を行う必要があるため、処理工程が複雑になるとともに、このような化学処理は、布へのダメージが懸念される。さらに、布のサイズは、めっき設備のサイズの制約を受けるので、大きなサイズの感圧シートを製造することが困難である。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、布の柔軟性を活かしつつ、広範囲の圧力分布が計測できるとともに、面接触の状態で安定した加圧力の計測ができて、尚且つ、各交差領域における加圧力の計測精度を高めた構成の感圧センサを提供することを目的とする。

【0010】

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

【0011】

本発明の感圧センサは、導電性カーボンブラックとバインダー樹脂との混合物が塗工された導電布と、前記導電布の第１主面に配された第１電極布と、前記導電布の第２主面に配された第２電極布とを備えた感圧センサであって、前記導電布は非導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第１電極布は第１間隔で複数の第１電極が導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第２電極布は第２間隔で複数の第２電極が導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第１電極と前記第２電極とは交差するように配されており、且つ、前記第１電極と前記第２電極との交差領域がマトリクス配置で形成される構成、または、前記導電布は非導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第１電極布と前記第２電極布とはいずれも導電性繊維糸によって形成された編物であり、前記第１電極布と前記第２電極布とは交差するように配されており、且つ、前記第１電極布と前記第２電極布との交差領域がマトリクス配置で形成される構成となっており、前記第１電極布のコースまたはウェールは前記導電布のコースまたはウェールと平行または直交するように配置されており、且つ、前記第２電極布のコースまたはウェールは前記導電布のコースまたはウェールと平行または直交するように配置されていることを特徴とする。

【0012】

この構成によれば、導電布、第１電極布および第２電極布を伸縮性に優れた編物として交差領域をマトリクス配置で形成したうえで、第１電極布のコースまたはウェールと導電布のコースまたはウェールとを平行または直交するように配置して、第２電極布のコースまたはウェールと導電布のコースまたはウェールとを平行または直交するように配置したので、編物の柔軟性及び伸縮性を活かすことができて、互いに対面するループ同士の安定した接触状態によって所望の計測が可能となる。尚且つ、導電性カーボンブラックとバインダー樹脂との混合物を編物に塗工しているので、身体に違和感の少ない柔軟性及び伸縮性を活かしつつ、めっき設備のような設備サイズの制約を受けることなく、身体に対応した大きなサイズとすることが可能となる。さらに、導電性カーボンブラックは、枝状のストラクチャー構造を有し、トンネル効果によって抵抗値を低くし、また、貴金属や導電性高分子化合物と比較して安価に入手できるので、材料費を抑えつつ、生産性が高い構成となる。そして、導電布の抵抗値は、第１電極布および第２電極布の抵抗値よりも大きいので、測定位置による抵抗値のばらつきやクロストークを低減できる。その結果、広範囲の圧力分布が計測できるとともに、面接触の状態で安定した加圧力の計測ができて、尚且つ、各交差領域における加圧力の計測精度を高めた構成となる。

【0013】

本明細書では、各電極布（第１電極布と第２電極布）のコースまたはウェールが導電布のコースまたはウェールと平行するように配置されているとは、一例として、それぞれのループの進行方向の中心線がなす角度（相対角度）が０±１０[度]以内に設定されていることを指しており、この構成によれば、接触抵抗は最小値または最小値に近い値となる。ここでは、感圧抵抗ばらつきの許容範囲内において、第１電極布、導電布及び第２電極布の組み合わせばらつきが製造上生じ得ることを考慮している。感圧抵抗ばらつきを抑えるために、相対角度は０±１０[度]以内に設定され、好ましくは相対角度が０±５[度]以内に設定され、さらに好ましくは相対角度が０±２[度]以内に設定される。

【0014】

また本明細書では、各電極布（第１電極布と第２電極布）のコースまたはウェールが導電布のウェールまたはコースと直交するように配置されているとは、一例として、それぞれのループの進行方向の中心線がなす角度（相対角度）が９０±１０[度]以内に設定されていることを指しており、この構成によれば、接触抵抗は最大値または最大値に近い値となる。ここでは、感圧抵抗ばらつきの許容範囲内において、第１電極布、導電布及び第２電極布の組み合わせばらつきが製造上生じ得ることを考慮している。感圧抵抗ばらつきを抑えるために、相対角度は９０±１０[度]以内に設定され、好ましくは相対角度が９０±５[度]以内に設定され、さらに好ましくは相対角度が９０±２[度]以内に設定される。

【0015】

前記第１電極布と前記第２電極布とは同じ編物であることが好ましい。この構成によれば、交差領域をマトリクス配置で形成しつつ、それぞれの電極布のループの進行方向を導電布のループの進行方向に対して平行配置または直交配置とすることが容易となり、且つ、部品点数を削減できるので合理的な構成となる。ここで、経編と経編とは同じ編物であるとしており、また、緯編と緯編とは同じ編物であるとしている。

【0016】

前記第１電極布における前記導電布との接触面と前記第２電極布における前記導電布との接触面とは同じ編模様であることが好ましい。編模様の表目及び裏目がいずれもコースまたはウェールに規則的に配列されている構成が特に好ましい。この構成によれば、接触抵抗のばらつきを抑えて安定させることができる。同じ編模様は同一または類似の編模様を指している。一例として、平編と平編とは同じ編模様であり、ゴム編とゴム編とは同じ編模様であり、パイル編とパイル編とは同じ編模様であり、ジャガード編とジャガード編とは同じ編模様である。また、一例として、トリコット編とトリコット編とは同じ編模様であり、ラッセル編とラッセル編とは同じ編模様であり、鎖編と鎖編とは同じ編模様であり、クロッシェ編とクロッシェ編とは同じ編模様である。

【0017】

前記導電布における前記第１電極布との接触面と前記第１電極布における前記導電布との接触面とは同じ編模様であり、且つ、前記導電布における前記第２電極布との接触面と前記第２電極布における前記導電布との接触面とは同じ編模様であることが好ましい。この構成によれば、接触抵抗が最小値または最大値になる位置で安定させることができる。

【0018】

前記第１電極布における前記導電布との接触面とその反対側の面とは異なる編模様であり、前記第２電極布における前記導電布との接触面とその反対側の面とは異なる編模様であり、且つ、前記第１電極布における前記導電布との接触面と前記第２電極布における前記導電布との接触面とは同じ編模様であることが好ましい。この構成によれば、編物のバリエーションに対応させつつ、接触抵抗のばらつきを抑えて安定させることができる。

【0019】

編物は、一例として、横編機、フルファッション編機または丸編機によって編成された緯編（よこ編み）である。緯編は、一例として、平編、ゴム編、パール編、タック編、パイル編、ジャガード編、その他既知の緯編が適用される。

【0020】

編物は、一例として、トリコット編機、ラッセル編機、クロッシェ編機またはミラニーズ編機によって編成された経編（たて編み）である。経編は、一例として、トリコット編、サテン編、インレイ編、ラッセル編、ダブルラッセル編、クロッシェ編、鎖編、アトラス編、ミラニーズ編、その他既知の経編が適用される。

【0021】

前記第１電極布のコースまたはウェールにおけるループのピッチはループ径の２倍以下の大きさに設定されており、前記第２電極布のコースまたはウェールにおけるループのピッチはループ径の２倍以下の大きさに設定されており、且つ、前記導電布のコースまたはウェールにおけるループのピッチはループ径の２倍以下の大きさに設定されていることが好ましい。この構成によれば、幅方向または長さ方向の接触面積を拡大することができるので、接触抵抗のばらつきを抑えて安定させることができる。

【0022】

一例として、前記導電布のコースまたはウェールにおけるループのピッチは、前記第１電極布のコースまたはウェールにおけるループのピッチの０．５倍以上２．０倍以下であり、且つ、前記導電布のコースまたはウェールにおけるループのピッチは、前記第２電極布のコースまたはウェールにおけるループのピッチの０．５倍以上２．０倍以下である。この構成によれば、幅方向または長さ方向の相互の接触抵抗のばらつきを抑えて安定させることができる。

【0023】

一例として、前記非導電性繊維糸はポリエステル、ポリアミド、ナイロン、レーヨン、アクリルまたはポリウレタンのいずれか一種以上を含む合成糸である。この構成によれば、肌触りがよくて耐薬品性に優れた編物となる。接触抵抗を小さくするためには、非導電性繊維糸はマルチフィラメントが好ましい。非導電性繊維糸は２０～２００デニールである。

【0024】

非導電性繊維糸は導電布に適用される。非導電性繊維糸は第１電極布に編み込まれて第１間隔を形成する場合があり、また、非導電性繊維糸は第２電極布に編み込まれて第２間隔を形成する場合がある。そして、非導電性繊維糸を第１電極や第２電極の一部に編み込んで導電性繊維糸の露出面積を変化させて導電布との接触面積を調整する場合がある。導電性繊維糸は第１電極や第２電極の一部ないしは全部に編み込まれる。導電性繊維糸は金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、またはこれらの合金のいずれか一種以上の金属を含む。この金属は、一例として、合成糸にコートされる場合があり、また、合成糸に練り込まれる場合がある。

【0025】

一例として、前記導電性繊維糸は、ポリエステル、ポリアミド、ナイロン、レーヨン、アクリルまたはポリウレタンのいずれか一種以上を含む合成糸を芯糸として、ポリエステル糸、ポリアミド糸またはナイロン糸が銀でコートされた糸によってカバーリングされたカバーリング糸である。この構成によれば、優れた伸縮性をもたせることができる。コートは、めっき、蒸着、その他既知のコーティング工法が適用される。

【0026】

一例として、前記導電性繊維糸は、ポリエステル糸、ポリアミド糸またはナイロン糸が銀でコートされてウーリー加工されたウーリー加工糸である。この構成によれば、優れた伸縮性をもたせることができるとともに、表面積を大きくして導電布との接触性を高めることができる。

【0027】

導電性金属の厚みは、コートされる糸の直径に対して１％以上１０％以下が好ましい。この構成によれば、コートされる糸の長さ方向の抵抗値を抑えつつ柔軟性を確保できる。特に、銀は展延性に優れているので導電性薄膜を形成できるうえ、銀イオンはバクテリアなどの雑菌に対して強い殺菌力を示すので優れた抗菌作用がある。

【0028】

前記導電性カーボンブラックは平均一次粒子径が１００ｎｍ以下のケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックまたはファーネスブラックのいずれか１種以上であることが好ましい。この構成によれば、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布となる。

【0029】

前記導電布の重量に対する前記導電性カーボンブラックの重量は１％以上５％以下であることが好ましい。この構成によれば、少量の添加量で必要な抵抗値が得られる。

【0030】

縫合糸をさらに備え、前記第１電極布が前記縫合糸によって前記導電布に縫い付けられており、且つ、前記第２電極布が前記縫合糸によって前記導電布に縫い付けられていることが好ましい。この構成によれば、電極布が導電布に縫い付けられて一体化しているので、測定領域の位置ずれを防止するとともに、布の柔軟性を活かしつつ安定した加圧力の計測が可能となる。尚且つ、広範囲の圧力分布を計測可能なサイズにできる。そして、面接触の状態で安定した加圧力の計測が可能となり、材料費を抑えつつ、生産性が高い構成となる。さらに、縫い付けによって交差領域の境界の位置が安定するので、各交差領域における加圧力の計測精度を高めることができる。

【0031】

一例として、幅が９００[ｍｍ]×長さが１８００[ｍｍ]のベッドサイズに合わせたサイズの感圧センサとすることができて、この場合、第１電極ストライプが２５[ｍｍ]で絶縁ストライプが５[ｍｍ]のストライプピッチを有する第１電極布と、第２電極ストライプが２５[ｍｍ]で絶縁ストライプが５[ｍｍ]のストライプピッチを有する第２電極布とで、導電布を挟んだ構成とすることで、交差領域の一辺が２５[ｍｍ]の感圧セルを１８００個備えて圧力分布が計測可能な感圧センサができる。そして、絶縁ストライプのエリア内で第１電極布と導電布と第２電極布とを非導電性の縫合糸で縫製することによって、第１電極布と導電布と第２電極布との位置ずれを防止するとともに、感圧特性の再現性に優れた大きなサイズの感圧センサができる。

【発明の効果】

【0032】

本発明によれば、編物の柔軟性及び伸縮性を活かすことができて、互いに対面するループ同士の安定した接触状態によって所望の計測が可能となる。尚且つ、導電性カーボンブラックとバインダー樹脂との混合物を編物に塗工しているので、身体に違和感の少ない柔軟性及び伸縮性を活かしつつ、めっき設備のような設備サイズの制約を受けることなく、身体に対応した大きなサイズとすることが可能となる。さらに、導電性カーボンブラックは、枝状のストラクチャー構造を有し、トンネル効果によって抵抗値を低くし、また、貴金属や導電性高分子化合物と比較して安価に入手できるので、材料費を抑えつつ、生産性が高い構成となる。そして、導電布の抵抗値は、第１電極布および第２電極布の抵抗値よりも大きいので、測定位置による抵抗値のばらつきやクロストークを低減できる。その結果、広範囲の圧力分布が計測できるとともに、面接触の状態で安定した加圧力の計測ができて、尚且つ、各交差領域における加圧力の計測精度を高めた構成となる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】図１は本実施形態の感圧センサの交差領域における電極布と導電布の配置例を示す概略の構造展開図である。

【図2】図２は本実施形態の感圧センサの交差領域における電極布と導電布の他の配置例を示す概略の構造展開図である。

【図3】図３は本実施形態の感圧センサの交差領域における電極布と導電布の他の配置例を示す概略の構造展開図である。

【図4】図４は本実施形態の感圧センサの交差領域における電極布と導電布の他の配置例を示す概略の構造展開図である。

【図5】図５は本実施形態の感圧センサにおける電極布と導電布の相対角度と加圧時コンダクタンスとの関係を示すグラフ図である。

【図6】図６は本実施形態の感圧センサにおける電極布と導電布の相対角度と加圧時コンダクタンスとの関係を示すグラフ図である。

【図7】図７は第１の例の感圧センサを示す概略の斜視図である。

【図8】図８は第１の例の感圧センサを示す概略の平面図である。

【図9】図９Ａは第１の例の感圧センサを示す概略の正面図であり、図９Ｂは第１の例の感圧センサを示す概略の側面図である。

【図10】図１０Ａは図８におけるＥ－Ｅ線断面図であり、図１０Ｂは図８におけるＦ－Ｆ線断面図である。

【図11】図１１Ａはミシンによって電極布と導電布とを貫通したループ状の上糸に下糸を通して結び目が出来た状態の概略の断面図であり、図１１Ｂは前記結び目を引き上げることで電極布と導電布との間に前記結び目が配された状態の概略の断面図であり、図１１Ｃは電極布と導電布とを所定方向に移動させながら結び目を作る作業を繰り返して縫製された状態の概略の断面図である。

【図12】図１２は第１の例の感圧センサを示す概略の平面図であり、コントローラを接続した状態の図である。

【図13】図１３は第２の例の感圧センサを示す概略の斜視図である。

【図14】図１４は第２の例の感圧センサを示す概略の平面図である。

【図15】図１５Ａは第２の例の感圧センサを示す概略の正面図であり、図１５Ｂは第２の例の感圧センサを示す概略の側面図である。

【図16】図１８は第２の例の感圧センサを示す概略の平面図であり、コントローラを付設した状態の図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図７と図１３は、感圧センサ１の例を示す概略の斜視図である。説明の都合上、図７や図１３等ではカバー布や信号配線等は省略している。図７～図１８の詳細は後述する。ここで、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。なお、第１主面２ａ，３ａ，４ａと第２主面２ｂ，３ｂ，４ｂとはそれぞれ互いに１８０[°]逆向きの面であって、相対的な位置関係を示しており、物理的な向きは限定していない。第１主面２ａ，３ａ，４ａは、例えば上面、表面または表目と読み替えることができる。また、第２主面２ｂ，３ｂ，４ｂは、例えば下面、裏面または裏目と読み替えることができる。

【0035】

図１～図４は、本実施形態の感圧センサ１の交差領域Ｖ１における第１電極布３、導電布２および第２電極布４の配置例を示す概略の構造展開図である。図１と図２の例では、第１電極布３、導電布２および第２電極布４はいずれも緯編となっている。図３と図４の例では、第１電極布３、導電布２および第２電極布４はいずれも経編となっている。説明の都合上、図１～図４は、第１主面２ａ，３ａ，４ａは上面側から視ており、第２主面２ｂ，３ｂ，４ｂは下面側から視ている。

【0036】

図１の例は、第１主面３ａ、第２主面２ｂおよび第１主面４ａは平編の表目となっており、且つ、第１主面２ａ、第２主面３ｂおよび第２主面４ｂは平編の裏目となっている。そして、第１電極布３のコースＰ３は導電布２のコースＰ２と平行するように配置されており、且つ、第２電極布４のコースＰ４は導電布２のコースＰ２と平行するように配置されている。

【0037】

図２の例は、第１主面３ａ、第２主面２ｂおよび第１主面４ａは平編の表目となっており、且つ、第１主面２ａ、第２主面３ｂおよび第２主面４ｂは平編の裏目となっている。そして、第１電極布３のコースＰ３は導電布２のコースＰ２と直交するように配置されており、且つ、第２電極布４のコースＰ４は導電布２のコースＰ２と直交するように配置されている。

【0038】

図３の例は、第１主面３ａ、第２主面２ｂおよび第１主面４ａはトリコット編の表目となっており、且つ、第１主面２ａ、第２主面３ｂおよび第２主面４ｂはトリコット編の裏目となっている。そして、第１電極布３のウェールＰ３は導電布２のウェールＰ２と平行するように配置されており、且つ、第２電極布４のウェールＰ４は導電布２のウェールＰ２と平行するように配置されている。

【0039】

図４の例は、第１主面３ａ、第２主面２ｂおよび第１主面４ａはトリコット編の表目となっており、且つ、第１主面２ａ、第２主面３ｂおよび第２主面４ｂはトリコット編の裏目となっている。そして、第１電極布３のウェールＰ３は導電布２のウェールＰ２と直交するように配置されており、且つ、第２電極布４のウェールＰ４は導電布２のウェールＰ２と直交するように配置されている。

【0040】

上記の例に限定されず、第１電極布３と第２電極布４とが緯編となっており、導電布２が経編となっている場合がある。また、第１電極布３と第２電極布４とが経編となっており、導電布２が緯編となっている場合がある。それぞれの編模様は既知の編模様を適用できて、編模様の組み合わせは任意に設定できる。また、編の表目と編の裏目とは互いに１８０[°]逆向きとなる主面を指しており、相対的な関係にある。なお、第１電極布３並びに第２電極布４は、電極布３並びに電極布４と表記する場合がある。

【0041】

図５は本実施形態の感圧センサ１における電極布３並びに電極布４と導電布２のコース（またはウェール）の相対角度と加圧時コンダクタンスとの関係を示すグラフ図である。グラフ図の縦軸は、電極布３と電極布４とが互いに近づく圧縮方向に５０[ｍｍＨｇ]の外力を加えた状態における、交差領域Ｖ１の厚み方向の抵抗の平均値の逆数であるコンダクタンスを規格化した加圧時コンダクタンスである。グラフ図の横軸は、電極布３並びに電極布４と導電布２のコース（またはウェール）の相対角度であり、コース（またはウェール）が平行するように配置されているときの相対角度は１８０[°]または３６０[°]となる。また、コース（またはウェール）が直交するように配置されているときの相対角度は９０[°]または２７０[°]となる。

【0042】

図１や図２（または図３や図４）の編模様が同じ構成にて、相対角度を変化させると、図５の略正弦波状の実線波形になり、コース（またはウェール）が平行するように配置されているときに、加圧時コンダクタンスが大きくなるとともに、相対角度の変化に対して接触抵抗のばらつきが少ない状態となる。また、コース（またはウェール）が直交するように配置されているときに、加圧時コンダクタンスが小さくなるとともに、相対角度の変化に対して接触抵抗のばらつきが少ない状態となる。つまり、電極布３並びに電極布４と導電布２のコース（またはウェール）が平行するように配置されている構成、または、電極布３並びに電極布４と導電布２のコース（またはウェール）が直交するように配置されている構成は、接触抵抗のばらつきが少なくなり、感圧抵抗の再現性が高くなるので、好ましい。

【0043】

図１や図２の構成において導電布２を図３や図４の構成とした場合（または図３や図４の構成において導電布２を図１や図２の構成とした場合）の編模様が異なる構成にて、相対角度を変化させると、図５の略正弦波状でコンダクタンス値が高い側のピークがつぶれて台形に近くした破線波形になり、コース（またはウェール）が平行するように配置されているときに、加圧時コンダクタンスが大きくなるとともに、相対角度の変化に対して接触抵抗のばらつきが少ない状態となる。また、コース（またはウェール）が直交するように配置されているときに、加圧時コンダクタンスが小さくなるとともに、相対角度の変化に対して接触抵抗のばらつきが少ない状態となる。

【0044】

図５に示すとおり、電極布３並びに電極布４と導電布２のコース（またはウェール）が平行するように配置されている構成、または、電極布３並びに電極布４と導電布２のコース（またはウェール）が直交するように配置されている構成は、接触抵抗のばらつきが少なくなり、感圧抵抗の再現性が高くなるので、好ましい。また、電極布３並びに電極布４と導電布２の組み付け精度等に伴う相対角度の誤差による接触抵抗のばらつき（感圧抵抗のばらつきと等価）を低減する観点からは、高抵抗側（低コンダクタンス側）にて、コース（またはウェール）が直交するように配置されている構成は、接触抵抗のばらつきが少なくなり、感圧抵抗の再現性が高くなるので、好ましい。

【0045】

電極布３並びに電極布４における電極ストライプの長手方向の抵抗値は、感圧部を構成する導電布２の厚み方向の感圧抵抗の最小値（最大加圧力印加時の感圧抵抗値）に対して、２桁以上小さい値にすることで、マトリクス配置された感圧セル（交差領域Ｖ１）の感圧抵抗の位置依存性を抑えることができる。感圧抵抗の位置依存性を抑える観点からは、低抵抗側（高コンダクタンス側）にて、コース（またはウェール）が平行するように配置されている構成は、接触抵抗のばらつきが少なくなって、感圧抵抗の再現性が高くなるとともに、感圧抵抗値を小さくできるので、好ましい。

【0046】

図６は本実施形態の感圧センサ１における電極布３並びに電極布４と導電布２のコース（またはウェール）の相対角度と加圧時コンダクタンスとの関係を示すグラフ図である。グラフ図の縦軸は、インチ平方あたりのコンダクタンスである。グラフ図の横軸は、電極布３と電極布４とが互いに近づく圧縮方向に外力を段階的に加えた状態における初期状態からの経過時間である。

【0047】

図１や図２（または図３や図４）の編模様が同じ構成にて、電極布３並びに電極布４を位置固定して、導電布２を平面視で反時計回りに角度が４５[°]、９０[°]、１３５[°]、１８０[°]、２２５[°]、２７０[°]、３１５[°]、３６０[°]となる、それぞれの位置で、電極布３と電極布４とが互いに近づく圧縮方向に、順に、５０[ｍｍＨｇ]の外力を６０[秒]加えて、１００[ｍｍＨｇ]の外力をさらに６０[秒]加えて、１５０[ｍｍＨｇ]の外力をさらに６０[秒]加えて、１００[ｍｍＨｇ]の外力をさらに６０[秒]加えて、５０[ｍｍＨｇ]の外力を６０[秒]加えて、加圧力を変化させ、経過時間が１０[秒]毎にインチ平方あたりのコンダクタンスを測定した。図６に示すとおり、コース（またはウェール）が平行するように配置されている構成は、感圧抵抗の再現性が高くなるとともに、感圧抵抗値を小さくできる。

【0048】

図５と図６の結果からは、電極布３並びに電極布４と導電布２のコース（またはウェール）が平行するように配置されている構成は、接触抵抗のばらつきが少なくなって、感圧抵抗の再現性が高くなるとともに、感圧抵抗値を小さくできる。さらに、導電布２における導電性カーボンブラックの添加量を低減できるので、導電布２のコストが低減できるうえ、柔軟性と耐摩耗性の両方を高めた構成の感圧センサ１にできる。

【0049】

(第１の例)
続いて、本実施形態の第１の例について詳しく説明する。図７は、第１の例の感圧センサ１を示す概略の斜視図である。図８は第１の例の感圧センサ１を示す概略の平面図である。図９Ａは第１の例の感圧センサ１を示す概略の正面図であり、図９Ｂは第１の例の感圧センサ１を示す概略の側面図である。ここで、感圧センサ１の各部の位置関係を説明し易くするため、図中にＸ，Ｙ，Ｚの矢印で向きを示している。感圧センサ１を実際に使用する際には、これらの向きに限定されず、どのような向きで使用しても支障ない。

【0050】

第１の例の感圧センサ１は、四角形状の導電布２と、導電布２の第１主面２ａに第１間隔２ｃで配された複数の帯状第１電極布３と、導電布２の第２主面２ｂに第１電極布３と交差する方向に第２間隔２ｄで配された複数の帯状第２電極布４と、非導電性の縫合糸５とを備える。ここでは、導電布２の第１主面２ａにおいて第１電極布３が略平行に配置されており、また、導電布２の第２主面２ｂにおいて第２電極布４が略平行に配置されており、そして、第２電極布４が第１電極布３に対して略直交するように配置されている。なお、導電布２、第１電極布３及び第２電極布４は、四角形状に限られず、角丸四角形状や楕円形状とする場合がある。

【0051】

ここで、感圧センサ１は、図１０Ａに示すように、第１電極布３と第１電極布３との間の第１隙間の位置で縫合糸５によって第２電極布４が導電布２に縫い付けられている。また、図１０Ｂに示すように、第２電極布４と第２電極布４との間の第２隙間の位置で縫合糸５によって第１電極布３が導電布２に縫い付けられている。そして、平面視で、第１電極布３と第２電極布４との交差領域Ｖ１がマトリクス配置で形成される。図７と図８では、ハッチングされた四角形状の領域を交差領域Ｖ１として示している。

【0052】

図８の例では、交差領域Ｖ１を囲むように縫合糸５が縫い付けられている。尚且つ、交差領域Ｖ１の四隅の外側位置に縫合糸５が縫い付けられている。この構成によれば、縫合糸５の縫い付けによって交差領域Ｖ１から他の交差領域Ｖ１へのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のＳ／Ｎ比を改善できる。

【0053】

そして、図１０Ａに示すとおり、第１電極布３における縫合糸５が縫い付けられている箇所が縫合糸５の張力によって窪んでいる。また、図１０Ｂに示すとおり、第２電極布４における縫合糸５が縫い付けられている箇所が縫合糸５の張力によって窪んでいる。この構成によれば、縫合糸５の縫い付けによる上下方向の締付けによって縫い付け部に不感帯が形成されるので交差領域Ｖ１以外の箇所の抵抗値の変動が抑えられて、加圧力に対応して出力される検出信号のＳ／Ｎ比を改善できる。上記以外の構成として、交差領域Ｖ１の四隅の位置に縫合糸５が縫い付けられている場合があり、この場合も上記の構成と同様の効果が見込める。

【0054】

図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは、ミシンによって第１電極布３と導電布２とを縫製する手順を例示する概略の断面図である。一例として、本縫いの場合、ミシンによって第１電極布３と導電布２とを貫通したループ状の上糸５に下糸５を通して結び目が出来た状態とし（図１１Ａ）、結び目を引き上げることで第１電極布３と導電布２との間に結び目が配される状態とし（図１１Ｂ）、第１電極布３と導電布２とを所定方向に移動させながら結び目を作る作業を繰り返して縫製する（図１１Ｃ）。ミシンによって第２電極布４と導電布２とを縫製する場合も、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示す縫製手順と同様である。

【0055】

本実施形態は、第１電極布３の短手方向の幅は第１間隔２ｃの短手方向の幅よりも大きく、かつ、第２電極布４の短手方向の幅は第２間隔２ｄの短手方向の幅よりも大きい。この構成によれば、隣接する測定箇所からのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のＳ／Ｎ比を改善できる。第１電極布３の短手方向の幅と第２電極布４の短手方向の幅は、それぞれ一例として１０～１００[ｍｍ]である。また、第１間隔２ｃの短手方向の幅と第２間隔２ｄの短手方向の幅は、それぞれ一例として１～１０[ｍｍ]である。

【0056】

本実施形態は、導電布２の厚みは第１間隔２ｃの短手方向の幅よりも小さく、かつ、導電布２の厚みは第２間隔２ｄの短手方向の幅よりも小さい。この構成によれば、隣接する測定箇所からのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のＳ／Ｎ比を改善できる。導電布２の厚みは、一例として０．３～０．６[ｍｍ]である。第１電極布３の厚みと第２電極布４の厚みは、一例として０．２～０．６[ｍｍ]である。

【0057】

本実施形態は、導電性カーボンブラックのストラクチャーによって、導電布２は厚み方向、長手方向及び短手方向に導通している（不図示）。また、銀でコートされた糸（導電性繊維糸）のストラクチャーによって、第１電極布３は厚み方向、長手方向及び短手方向に導通している（不図示）。第２電極布４についても、第１電極布３と同様である。

【0058】

本実施形態は、導電性カーボンブラックは平均一次粒子径が１００ｎｍ以下のケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックまたはファーネスブラックのいずれか１種以上である。この構成によれば、少量の添加量で必要な抵抗値が得られるので、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布２となる。

【0059】

ファーネスブラックは、油やガスを高温ガス中で不完全燃焼させて導電性カーボンブラックを得るファーネス法によって製造される。ファーネスブラックは、製造上、大量生産に向き、粒子径やストラクチャーをコントロールし易い。

【0060】

チャンネルブラックは、天然ガスを燃焼させ、チャンネル鋼に析出させたものを掻き集めて得るチャンネル法によって製造される。チャンネルブラックは、表面官能基が多いので、塗工に向いている。

【0061】

アセチレンブラックは、アセチレンガスを熱分解して得るアセチレン法よって製造される。アセチレンブラックは、導電性が高く、不純物が少ない。

【0062】

ケッチェンブラックは、大まかには不純物の少ない油を高温ガス中で不完全燃焼させて導電性カーボンブラックを得るオイルファーネス法によって製造され、副生するガスを分離後、前駆体を造粒・乾燥して製造される。ケッチェンブラックは他の導電性カーボンブラックと異なり、中空シェル状の構造を持っているため、アセチレンブラックよりも高い導電性を発現する。

【0063】

一例として、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社のケッチェンブラックＥＣ３００ＪはＢＥＴ比表面積のカタログ値が８００[ｍ²／ｇ]であり、ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤはＢＥＴ比表面積のカタログ値が１２７０[ｍ²／ｇ]以上であり、いずれも標準的なアセチレンブラックのＢＥＴ比表面積の１０倍以上である。これにより、少量の添加量で高い導電性が得られるので、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布２となる。

【0064】

本実施形態は、導電布２、第1電極布３及び第２電極布４はいずれも編物である。この構成によれば、伸縮性に優れた感圧センサ１となり、身体に違和感の少ない柔軟性を有しつつ、身体に対応した大きなサイズで広範囲の圧力分布を計測可能な感圧センサ１となる。

【0065】

本実施形態は、導電性カーボンブラックと破断伸度が１００％以上のバインダー樹脂との混合物が導電布２に塗工されている。この構成によれば、導電布２の柔軟性を活かしつつ安定した加圧力の計測ができる。一例として、導電性カーボンブラックはバインダー樹脂によって導電布２における基材布の表面及び繊維中に接着されている。一例として、第１電極布３と第２電極布４とは、同一の材料からなる。

【0066】

本実施形態は、上述の構成により、第１電極布３と第２電極布４との表面抵抗率が、いずれも導電布２の表面抵抗率よりも２桁以上小さくなる。これによれば、第１電極布３および第２電極布４の長さ方向の抵抗の影響が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のＳ／Ｎ比を改善できる。つまり、感圧部である交差領域Ｖ１における測定抵抗の影響をほとんど無視できる。尚且つ、導電性金属粒子と比較して安価な導電性カーボンブラックによって分散安定性に優れた導電布２を構成できるうえ、少量の添加量で必要な抵抗値が得られるので、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布２となる。また、測定位置による抵抗値のばらつきを低減できるとともに、交差領域Ｖ１と交差領域Ｖ１とのクロストークを低減できる。

【0067】

前記基布は、一例としてナイロン、ポリエステル、レーヨン、アクリル、ポリアミドなどの合成繊維からなる。医療現場では、オートクレーブ滅菌処理を行うことが想定されることから、オートクレーブ滅菌処理の耐性が高いこれらの繊維が好ましい。前記基布は、一例として編物である。前記基布を構成する糸または繊維の太さは、一例として２０～２００デニールである。前記基布が編物であることで、織物や不織布よりも伸縮性が大きくなり、感圧特性に優れた感圧センサ１となる。

【0068】

導電性カーボンブラックは、枝状のストラクチャー構造を有し、トンネル効果によって抵抗値を低くし、また、貴金属や導電性高分子化合物と比較して安価に入手できる。特にケッチェンブラックは、少量の添加量で必要な抵抗値が得られるので、耐擦過性および柔軟性に優れた導電布２となる。

【0069】

バインダー樹脂は、一例として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂からなる。バインダー樹脂は、一例としてポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエステル（ＰＥｓ）、または既知の合成樹脂である。

【0070】

塗工は、浸漬法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法、電着法、または他既知の塗布方法、若しくはこれら塗布方法の組み合わせが適用できる。

【0071】

縫合糸５は、一例としてナイロン、ポリエステル、レーヨン、アクリル、ポリアミドなどの合成繊維や、綿、リンネルなどの天然繊維からなる。縫合糸５の太さは、一例として２０～２００デニールである。

【0072】

縫製は、一例としてミシン、若しくは手縫いである。前記縫製は、一例として本縫い、環縫い、かがり縫い、偏平縫い、その他既知の縫い方が適用される。縫製が本縫いの場合、第１主面２ａ（表）と第２主面２ｂ（裏）の両方において、縫合糸５が縫い付けられた箇所が伸縮性のない縫い目となり、不感帯が形成されて交差領域Ｖ１以外の箇所の抵抗値の変動が抑えられるので、交差領域Ｖ１をマトリクス配置で形成するとともに、個々に電気信号を取り出すための独立した圧力セルとして機能させ易くなる。

【0073】

図１２は第１の例の感圧センサ１の例を示す概略の平面図であり、コントローラ７を接続した状態の図である。コントローラ７は、信号配線の切替え回路、信号検出器、Ａ／Ｄ変換器、半導体メモリ、演算回路、これらを制御するＣＰＵを有する。感圧センサ１は、所定間隔で複数配された第１電極布３と所定間隔で複数配された複数の第２電極布４との、それぞれの長手方向の端部に信号線が接続され、コントローラ７に内蔵された切替え回路によって周波数が一例として１０～１００[Ｈｚ]でスキャンされ、マトリクス配置で形成された交差領域Ｖ１の抵抗値を個々にミリ秒オーダーで信号検出器によって検出され、Ａ／Ｄ変換器によってＡ－Ｄ変換され、半導体メモリによってデータ蓄積され、演算回路によって演算され、最終的に圧力値または圧力分布、若しくは圧力値及び圧力分布として外部のディスプレイ装置に表示される。一例としてコントローラ７とディスプレイ装置とは、感圧センサ１との信号接続用のインターフェース基板が内蔵されたパーソナルコンピュータが適用できる。

【0074】

本実施形態は、導電布２の第１主面２ａに第１間隔２ｃで配された[ｍ]数の第１電極布３と、導電布２の第２主面２ｂに第１電極布３と交差する方向に第２間隔２ｄで配された[ｎ]数の第２電極布４とを備え、第１電極布３と第２電極布４との交差領域Ｖ１がマトリクス配置で形成される。ここで、[ｍ]と[ｎ]とはそれぞれ２以上の自然数であり、図１２の例では、ｍ＝５であり、ｎ＝６である。

【0075】

本実施形態は、第１電極布３と第２電極布４とが互いに近づく圧縮方向に５０[ｍｍＨｇ]の外力を加えた状態における、交差領域Ｖ１の厚み方向の抵抗の平均値である抵抗値Ｒｃ[Ω]に対して、長手方向で隣接する２つの交差領域Ｖ１，Ｖ１の長手方向の抵抗の平均値である抵抗値Ｒｅ[Ω]が次の式（１）を満たす。

【0076】

（数１）
１＜Ｒｅ＜（Ｒｃ／（ｍ＋ｎ））・・・（１）

【0077】

この構成によれば、布の柔軟性を活かしつつ安定した加圧力の計測が可能となり、かつ、広範囲の圧力分布を計測可能なサイズにできるとともに、材料費を抑えつつ生産性が高い構成となる。尚且つ、導電布２の上下に配された帯状電極の表面抵抗が、導電布２の表面抵抗より２桁以上小さい構成となるので、各交差領域における加圧力の計測精度を高めることができる。

【0078】

図１２のように、行方向の各第１電極布３の電極ピッチ３ｐと、列方向の各第２電極布４の電極ピッチ４ｐとが等しい場合、上述の式（１）のとおりとなる。

【0079】

一方、各第１電極布３の電極ピッチ３ｐと、各第２電極布４の電極ピッチ４ｐとが異なる場合、行方向の各第１電極布３の電極ピッチ３ｐでの電極抵抗値Ｒ１[Ω]と、列方向の各第２電極布４の電極ピッチ４ｐでの電極抵抗値Ｒ２[Ω]との加重平均で抵抗値Ｒｅ[Ω]を、次の式（２）によって算出する。

【0080】

（数２）
Ｒｅ＝（ｍ×Ｒ１＋ｎ×Ｒ２）／（ｍ＋ｎ）・・・（２）

【0081】

この構成によれば、布の柔軟性を活かしつつ安定した加圧力の計測が可能となり、かつ、広範囲の圧力分布を計測可能なサイズにできるとともに、材料費を抑えつつ生産性が高い構成となる。尚且つ、導電布２の上下に配された帯状電極（第１電極布３と第２電極布４）の表面抵抗が、導電布２の表面抵抗より２桁以上小さい構成となるので、各交差領域Ｖ１における加圧力の計測精度を高めることができる。

【0082】

(第２の例)
続いて、本実施形態の第２の例について詳しく説明する。図１３は、第２の例の感圧センサ１を示す概略の斜視図である。図１４は第２の例の感圧センサ１を示す概略の平面図である。図１５Ａは第２の例の感圧センサ１を示す概略の正面図であり、図１５Ｂは第２の例の感圧センサ１を示す概略の側面図である。説明の都合上、図１３等ではカバー布や信号配線等は省略している。第２の例では、第１の例と相違する点を中心に説明する。

【0083】

本実施形態は、導電布２の第１主面２ａに配された１枚の第１電極布３と、導電布２の第２主面２ｂに配された１枚の第２電極布４とを備え、第１電極布３は第１間隔２ｃで複数の第１電極３ｄが形成されており、第２電極布４は第２間隔２ｄで複数の第２電極４ｄが形成されているとともに、第２電極４ｄが第１電極３ｄと交差するように配されており、第１電極３ｄと第２電極４ｄとの交差領域Ｖ１がマトリクス配置で形成される。

【0084】

本実施形態は、第１電極３ｄの短手方向の幅は第１間隔２ｃの短手方向の幅よりも大きく、かつ、第２電極４ｄの短手方向の幅は第２間隔２ｄの短手方向の幅よりも大きい。この構成によれば、隣接する測定箇所からのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のＳ／Ｎ比を改善できる。第１電極３ｄの短手方向の幅と第２電極４ｄの短手方向の幅は、それぞれ一例として１０～１００[ｍｍ]である。また、第１間隔２ｃの短手方向の幅と第２間隔２ｄの短手方向の幅は、それぞれ一例として１～１０[ｍｍ]である。

【0085】

本実施形態は、導電布２の厚みは第１間隔２ｃの短手方向の幅よりも小さく、かつ、導電布２の厚みは第２間隔２ｄの短手方向の幅よりも小さい。この構成によれば、隣接する測定箇所からのリーク電流が低減されるので、加圧力に対応して出力される検出信号のＳ／Ｎ比を改善できる。導電布２の厚みは、一例として０．３～０．６[ｍｍ]である。第１電極布３の厚みと第２電極布４の厚みは、一例として０．２～０．６[ｍｍ]である。

【0086】

第２の例は、第１電極布３と第２電極布４との寸法や数が上述の第１の例と相違している。それ以外の縫製方法や縫製位置、導電性カーボンブラック、導電性繊維糸、その他構成要素を第１の例と同様にできる。

【0087】

図１６は第２の例の感圧センサ１を示す概略の平面図であり、コントローラ７を接続した状態の図である。コントローラ７は、信号配線の切替え回路、信号検出器、Ａ／Ｄ変換器、半導体メモリ、演算回路、これらを制御するＣＰＵを有する。本実施形態は、導電布２の第１主面２ａに配された１つの第１電極布３と、導電布２の第２主面２ｂに配された１つの第２電極布４とを備え、第１電極布３は第１間隔２ｃで[ｍ]数の第１電極３ｄが形成されており、第２電極布４は第２間隔２ｄで[ｎ]数の第２電極４ｄが形成されているとともに、第２電極４ｄが第１電極３ｄと交差するように配されており、第１電極３ｄと第２電極４ｄとの交差領域Ｖ１がマトリクス配置で形成される。ここで、[ｍ]と[ｎ]とはそれぞれ２以上の自然数であり、図１６の例では、ｍ＝５であり、ｎ＝６である。

【0088】

本実施形態は、第１電極布３と第２電極布４とが互いに近づく圧縮方向に５０[ｍｍＨｇ]の外力を加えた状態における、交差領域Ｖ１の厚み方向の抵抗の平均値である抵抗値Ｒｃ[Ω]に対して、長手方向で隣接する２つの交差領域Ｖ１，Ｖ１の長手方向の抵抗の平均値である抵抗値Ｒｅ[Ω]が上述の式（１）を満たす。図１６のように、行方向の各第１電極布３の電極ピッチ３ｐと、列方向の各第２電極布４の電極ピッチ４ｐとが等しい場合、上述の式（１）のとおりとなる。

【0089】

一方、各第１電極布３の電極ピッチ３ｐと、各第２電極布４の電極ピッチ４ｐとが異なる場合、行方向の各第１電極布３の電極ピッチ３ｐでの電極抵抗値Ｒ１[Ω]と、列方向の各第２電極布４の電極ピッチ４ｐでの電極抵抗値Ｒ２[Ω]との加重平均で抵抗値Ｒｅ[Ω]を、上述の式（２）によって算出する。

【0090】

上述の感圧センサ１は、一例としてベッド、ベッド用マット、シーツ、敷布、クッション、椅子用マット、健康マット、カーペットに適用できる。一例としてベッド、ベッド用マット、シーツまたは敷布に感圧センサ１を組み込むことで、人の就寝時の寝姿を計測し、エアマットの空気圧調整等によって寝返りを促して褥瘡を防止できる。また、所定部位の圧力波形を分析演算することにより心拍センサや呼吸センサとして、心拍や呼吸等を計測することも可能である。一例として、クッションまたは椅子用マットに感圧センサ１を組み込むことで、人の着座姿勢の計測や、離席を検知して人の動作の把握や、エアクッションの空気圧調整等によって姿勢を矯正して肩こりや腰痛を防止できる。一例として、健康マットまたはカーペットに感圧センサ１を組み込むことで、人の歩行姿勢の計測や、立位での足圧計測によって被検者に対応する靴のカスタマイズができる。そして、接触抵抗から人の体重を計測することも可能であり、また、人の部屋内移動など生活習慣の計測にも応用可能である。

【0091】

一般に、椅子やベッドでの圧力分布計測では、感圧センサ１による計測範囲は加圧力が１０～２００[ｍｍＨｇ]で十分に計測できる。感圧センサ１による計測頻度が高いのは加圧力が５０[ｍｍＨｇ]前後である。

【0092】

本発明は、上述の実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。感圧センサ１の形状及びサイズは、既知のベッド、ベッド用マット、シーツ、敷布、クッション、椅子用マット、健康マット、カーペットの仕様等に合わせて適宜仕様変更する場合がある。

【符号の説明】

【0093】

１ 感圧センサ
２ 導電布、２ａ 第１主面、２ｂ 第２主面、２ｃ 第１間隔、２ｄ 第２間隔
３ 電極布（第１電極布）、３ａ 第１主面、３ｂ 第２主面、３ｄ 第１電極、
４ 電極布（第２電極布）、４ａ 第１主面、４ｂ 第２主面、４ｄ 第２電極
５ 縫合糸
７ コントローラ
Ｐ２ コース（またはウェール）
Ｐ３ コース（またはウェール）
Ｐ４ コース（またはウェール）
Ｖ１ 交差領域

【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】

【図14】

【図15】

【図16】