JP2019140227A

JP2019140227A - 圧電部材

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Publication number: JP2019140227A
Application number: JP2018021859A
Authority: JP
Inventors: 秋元　克弥; Katsuya Akimoto; 克弥秋元; 池田　幸雄; Yukio Ikeda; 幸雄池田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: JP7102762B2; US20190252596A1; US11276812B2

Abstract

【課題】耐久性，柔軟性，屈曲性に優れた圧電部材を実現する。【解決手段】圧電部材６Ａは、互いに対向する帯状の第１導電ゴムシート１０および第２導電ゴムシート２０と、第１導電ゴムシート１０の上面１１と第２導電ゴムシート２０の下面２２との間に設けられた圧電層３０と、を有する。圧電層３０は、第１導電ゴムシート１０の上面１１と第２導電ゴムシート２０の下面２２の少なくとも一方に塗布された圧電性塗料によって形成され、第１導電ゴムシート１０と第２導電ゴムシート２０の少なくとも一方を介して圧電層３０に圧力が印加されると、第１導電ゴムシート１０と第２導電ゴムシート２０との間に電位差が生じる。【選択図】図３

Description

本発明は、圧力が印加されると電圧を生じさせる圧電部材に関するものであり、特に、センサや発電要素としての利用に好適な圧電部材に関するものである。

特許文献１には、車両用ドアの戸挟みを検知する戸挟み検出装置が開示されている。この検出装置は、戸板の縁部に設けられる戸先ゴムと、戸先ゴムの内部に設けられる異物検出センサとしての圧電材と、を備えている。圧電材は、圧電粒子が分散された圧電ゴムと、圧電ゴムの幅方向両端部に、当該圧電ゴムの長手方向に沿ってそれぞれ設けられた一対の電極と、それら一対の電極にそれぞれ接続された配線と、を備えている。

また、特許文献２には、圧電材と、圧電材の上に積層される電極と、を有する挟み込み検知センサが開示されている。特許文献２には、上記電極が導電ゴムによって形成され、可撓性を備えることが記載されている。加えて、特許文献２には、中心電極と、中心電極の周囲に設けられた圧電材と、圧電材の周囲に設けられた外層電極と、外層電極の周囲に設けられた被覆材と、を有する同軸ケーブル状の挟み込みセンサが開示されている。

特開２０１７−８９２４７号公報（[0031]，[0037]，[0041]，図１）特開２０００−３２１１５０号公報（［0076］，［0088］，図２３）

しかし、特許文献１や特許文献２に開示されている従来の圧電材やセンサには、それぞれ次のような課題があった。

特許文献１に開示されている圧電材では、圧電ゴムの幅方向両端部（幅方向両側面）にそれぞれ電極が設けられている。よって、圧電ゴムの上面または下面に、当該圧電ゴムの幅以上の大きさの物体が接触した場合、当該物体の一部が圧電ゴムを越えて電極に接触する。また、当該物体が圧電ゴムと電極との界面を跨いでこれらに同時に接触する。このため、電極に直接的に圧力が印加され、電極が破損したり、圧電ゴムから剥離したりする虞がある。また、特許文献１には、電極の材料や形成方法などについて具体的な開示はないが、金属製の電極を圧電ゴムの表面に形成することは一般的に容易ではない。特に、圧電ゴムの伸縮や屈曲に追従し、かつ、剥離することのない金属製の電極を圧電ゴムの表面に形成することは困難である。

特許文献２に開示されている同軸ケーブル状の挟み込みセンサは、中心電極，圧電材，外層電極および被覆材によって一本のケーブル状に成形されている。よって、中心電極や外層電極の電気抵抗を低減するためにこれらの断面積を増加させることは、ケーブル状の挟み込みセンサの直径拡大に直結し、当該センサの柔軟性や屈曲性の低下を招く。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐久性，柔軟性，屈曲性に優れた圧電部材を提供することである。

本発明の一態様においては、圧電部材は、互いに対向する主面をそれぞれ備える帯状の第１導電ゴムシートおよび第２導電ゴムシートと、前記第１導電ゴムシートの前記主面と前記第２導電ゴムシートの前記主面との間に設けられた圧電層と、を有する。前記圧電層は、前記第１導電ゴムシートの前記主面と前記第２導電ゴムシートの前記主面の少なくとも一方に塗布された圧電性塗料によって形成され、前記第１導電ゴムシートと前記第２導電ゴムシートの少なくとも一方を介して前記圧電層に圧力が印加されると、前記第１導電ゴムシートと前記第２導電ゴムシートとの間に電位差が生じる。

本発明の他の一態様においては、圧電部材は、隣接する第１ケーブル状圧電体および第２ケーブル状圧電体を有する。前記第１ケーブル状圧電体および前記第２ケーブル状圧電体のそれぞれは、円形断面の導電ゴムと、前記導電ゴムの外周面に設けられた圧電層と、を備える。前記圧電層は、前記導電ゴムの前記外周面に塗布された圧電性塗料によって形成され、前記第１ケーブル状圧電体が備える前記圧電層と前記第２ケーブル状圧電体が備える前記圧電層の少なくとも一方に圧力が印加されると、前記第１ケーブル状圧電体と前記第２ケーブル状圧電体との間に電位差が生じる。

本発明によれば、耐久性，柔軟性，屈曲性に優れた圧電部材が実現される。

本発明の第１の実施形態を示す説明図である。図１に示される感圧センサの斜視図である。図１に示される感圧センサの断面図である。本発明の第２の実施形態を示す説明図である。図４に示される感圧センサの断面図である。本発明の第３の実施形態を示す説明図である。本発明の第４の実施形態を示す説明図である。保護層の一例を示す断面図である。保護層の他の一例を示す断面図である。図６に示される感圧センサの変形例を示す説明図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の圧電部材の実施形態の一例として、本発明が適用された車両用スライドドアの挟み込み防止センサについて説明する。

図１に示される車両１は、所謂ミニバンタイプの車両である。この車両１の側面には、乗員が後部座席に乗り降りするための開口部２が設けられている。この開口部２は、車両１の側面に、当該車両１の前後方向に移動可能に設けられている電動式のスライドドア３によって開閉される。車両１には、スライドドア３を開閉させるためのスライドドア駆動装置４が搭載されている。スライドドア駆動装置４は、主に、減速機構を備えるアクチュエータ（不図示）と、アクチュエータを制御するコントローラ５と、挟み込み防止センサとしての圧電部材６Ａと、電圧測定器７ａと、を備えている。以下の説明では、圧電部材６Ａを「感圧センサ６Ａ」と呼ぶ。

図１に示されている感圧センサ６Ａは、ウェザーストリップ内に封入された状態でスライドドア３の前面３ａに取り付けられている。図示は省略されているが、スライドドア３の前面３ａは複雑に湾曲している。感圧センサ６Ａは、スライドドア前面３ａの複雑な湾曲に倣って屈曲しつつ、スライドドア前面３ａに取り付けられている。

スライドドア３が閉駆動されている最中に、当該スライドドア３と開口部２との間に何らかの障害物が挟み込まれると、当該障害物が感圧センサ６Ａによって検知される。具体的には、スライドドア３と開口部２との間に挟み込まれた障害物が感圧センサ６Ａに接触し、当該感圧センサ６Ａに圧力が印加されると、感圧センサ６Ａから電圧が出力される。感圧センサ６Ａから出力された電圧は、感圧センサ６Ａと電気的に接続されている電圧測定器７ａに入力される。電圧が入力された電圧測定器７ａは、入力された電圧の値を測定し、測定結果（測定値）をコントローラ５に入力する。コントローラ５は、入力された測定値と所定の閾値（基準値）とを比較し、測定値が基準値よりも大きい場合には、スライドドア３の駆動を停止させるか、スライドドア３を開駆動する。もっとも、電圧測定器７ａにおいて測定値と基準値とが比較される実施形態もある。かかる実施形態では、測定値が基準値を上回ると、電圧測定器７ａから所定の信号が出力され、その信号がコントローラ５に入力される。信号が入力されたコントローラ５は、スライドドア３の駆動を停止させるか、スライドドア３を開駆動する。

次に、感圧センサ６Ａについてより詳細に説明する。図２，図３に示されるように、感圧センサ６Ａは、互いに対向する主面をそれぞれ備える帯状の第１導電ゴムシート１０および第２導電ゴムシート２０を有する。第１導電ゴムシート１０は、矩形または略矩形の断面形状を有し、主面の一つである上面１１と、主面の他の一つである下面１２と、を備えている。同様に、第２導電ゴムシート２０は、矩形または略矩形の断面形状を有し、主面の一つである上面２１と、主面の他の一つである下面２２と、を備えている。本実施形態では、第１導電ゴムシート１０の主面の一つである上面１１と、第２導電ゴムシート２０の主面の一つである下面２２と、が互いに対向している。導電ゴムシート１０，２０に用いる導電ゴムとしては、例えば、熱可塑性エラストマー（Thermoplastic Elastomers ; TPE）とポリプロピレン（Polypropylene ; PP）の混合物に、体積抵抗率が0.05Ω・cm〜0.10Ω・cmとなるようにカーボン粒子を添加したものを用いることができる。

さらに、互いに対向している第１導電ゴムシート１０の主面と第２導電ゴムシート２０の主面との間には圧電層３０が設けられている。具体的には、第１導電ゴムシート１０の上面１１と第２導電ゴムシート２０の下面２２との間に圧電層３０が設けられ、上面１１と下面２２とが圧電層３０を介して圧着されている。この圧電層３０は、第１導電ゴムシート１０の上面１１に塗布された圧電性塗料によって形成されている。より具体的には、圧電層３０は、スプレーガンを用いて第１導電ゴムシート１０の上面１１に吹き付けられた圧電性塗料によって形成されている。言い換えれば、圧電層３０は、第１導電ゴムシート１０の上面１１に形成された圧電性塗料の塗膜である。圧電性塗料としては、例えば、エポキシ樹脂中にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス粉末を添加したものを使用することができる。

もっとも、圧電層３０を形成する圧電性塗料は、第１導電ゴムシート１０の主面と第２導電ゴムシート２０の主面の少なくとも一方に塗布されていればよい。つまり、第２導電ゴムシート２０の下面２２に圧電性塗料を吹き付けて圧電層３０を形成してもよく、第１導電ゴムシート１０の上面１１および第２導電ゴムシート２０の下面２２の両面に圧電性塗料をそれぞれ吹き付けて圧電層３０を形成してもよい。

一方、第１導電ゴムシート１０の上面１１と第２導電ゴムシート２０の下面２２との間には、圧電層３０以外の層（例えば、接着層）は設けられていない。もっとも、第１導電ゴムシート１０と圧電層３０との電気的導通、並びに第２導電ゴムシート２０と圧電層３０との電気的導通を阻害することがない限りにおいて、第１導電ゴムシート１０の上面１１と第２導電ゴムシート２０の下面２２との間に接着層を含む圧電層３０以外の層を設けてもよい。

図２に示されるように、第１導電ゴムシート１０の端面には、第１接続線としてのリード線４１の一端が接続されている。同様に、第２導電ゴムシート２０の端面には、第２接続線としてのリード線４２の一端が接続されている。これらリード線４１，４２の他端は、それぞれ電圧測定器７ａに接続されている。言い換えれば、第１導電ゴムシート１０と電気的に導通している圧電層３０は、リード線４１を介して電圧測定器７ａに接続されている。また、第２導電ゴムシート２０と電気的に導通している圧電層３０は、リード線４２を介して電圧測定器７ａに接続されている。つまり、第１導電ゴムシート１０は、圧電層３０と電圧測定器７ａとを電気的に接続する電極の１つであり、第２導電ゴムシート２０は、圧電層３０と電圧測定器７ａとを電気的に接続する電極の他の１つである。

上記のように、本実施形態における感圧センサ６Ａは、第１導電ゴムシート１０，圧電層３０および第２導電ゴムシート２０がこの順で重ねられた積層構造を有する。よって、図３に示されるように、第１導電ゴムシート１０と第２導電ゴムシート２０の少なくとも一方を介して圧電層３０に圧力が印加されると、圧電効果によって第１導電ゴムシート１０と第２導電ゴムシート２０との間に電位差（電圧）が生じる。そして、第１導電ゴムシート１０と第２導電ゴムシート２０との間に生じた電位差（電圧）は、これらに接続された電圧測定器７ａ（図１，図２）によって測定される。

尚、図３に示される第１導電ゴムシート１０および第２導電ゴムシート２０の厚み（Ｔ１）は、数ｍｍ程度であり、圧電層３０の厚み（Ｔ２）は１００μｍ〜２００μｍ程度である。

以上のように、本実施形態における感圧センサ６Ａは、一対の柔軟な第１導電ゴムシート１０および第２導電ゴムシート２０とそれら導電ゴムシート１０，２０の間に設けられた圧電層３０とを有し、圧電層３０は圧電性塗料によって形成されている。よって、第１導電ゴムシート１０および第２導電ゴムシート２０の変形が圧電層３０によって阻害されることはなく、全体として柔軟性や屈曲性に優れている。また、圧電性塗料を第１導電ゴムシート１０や第２導電ゴムシート２０の表面に塗布するだけで圧電層３０を形成することができるので、圧電層３０を含む感圧センサ６Ａを容易かつ短時間で製造することができる。

さらに、本実施形態における感圧センサ６Ａでは、ゴム弾性を有する第１導電ゴムシート１０および第２導電ゴムシート２０が、当該感圧センサ６Ａと外部機器（本実施形態では電圧測定器７ａ）とを電気的に接続する電極として機能する。よって、外力によって電極が損傷を受ける可能性が極めて低い。また、圧電性塗料の塗膜である圧電層３０は、電極である第１導電ゴムシート１０や第２導電ゴムシート２０の変形（伸縮や屈曲）に柔軟に追従する。よって、電極である第１導電ゴムシート１０および第２導電ゴムシート２０と圧電層３０とが乖離する可能性も極めて低い。総じて、本実施形態における感圧センサ６Ａは、柔軟性，屈曲性および耐久性に優れている。

（第２の実施形態）
次に、本発明の圧電部材の実施形態の他の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。図４，図５に示されるように、本実施形態に係る圧電部材６Ｂは、隣接する第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２を有する。これら第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２は、互いに平行に配置され、全長または略全長において互いの外周面同士が接触している。尚、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２は、同一の形状，構造および寸法を有する。そこで、以下の説明では、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２を「ケーブル状圧電体５０」と総称することがある。また、以下の説明では、本実施形態に係る圧電部材６Ｂを「感圧センサ６Ｂ」と呼ぶ。

感圧センサ６Ｂを構成するケーブル状圧電体５０は、押出成形された円形断面（本実施形態では、真円または略真円）の導電ゴム６０と、導電ゴム６０の外周面に設けられた圧電層６１と、を備えている。導電ゴム６０としては、例えば、熱可塑性エラストマー（Thermoplastic Elastomers ; TPE）とポリプロピレン（Polypropylene ; PP）の混合物に、体積抵抗率が0.05Ω・cm〜0.10Ω・cmとなるようにカーボン粒子を添加したものを用いることができる。

圧電層６１は、導電ゴム６０の外周面に塗布された圧電性塗料によって形成されている。具体的には、圧電層６１は、スプレーガンを用いて導電ゴム６０の外周面に吹き付けられた圧電性塗料によって形成されている。言い換えれば、圧電層６１は、導電ゴム６０の外周面に形成された圧電性塗料の塗膜である。圧電性塗料としては、例えば、エポキシ樹脂中にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス粉末を添加したものを使用することができる。

図４に示されるように、第１ケーブル状圧電体５１の端面には、第１接続線としてのリード線７１の一端が接続されており、第２ケーブル状圧電体５２の端面には、第２接続線としてのリード線７２の一端が接続されている。より詳細には、第１ケーブル状圧電体５１が備える導電ゴム６０の端面にリード線７１の一端が接続されており、第２ケーブル状圧電体５２が備える導電ゴム６０の端面にリード線７２の一端が接続されている。これらリード線７１，７２の他端は、それぞれ電圧測定器７ｂに接続されている。言い換えれば、第１ケーブル状圧電体５１が備える導電ゴム６０は、リード線７１を介して電圧測定器７ｂに接続されている。また、第２ケーブル状圧電体５２が備える導電ゴム６０は、リード線７２を介して電圧測定器７ｂに接続されている。つまり、第１ケーブル状圧電体５１が備える導電ゴム６０は、当該第１ケーブル状圧電体５１が備える圧電層６１と電圧測定器７ｂとを接続する電極であり、第２ケーブル状圧電体５２が備える導電ゴム６０は、当該第２ケーブル状圧電体５２が備える圧電層６１と電圧測定器７ｂとを接続する電極である。

図５に示されるように、第１ケーブル状圧電体５１が備える圧電層６１と第２ケーブル状圧電体５２が備える圧電層６１の少なくとも一方に圧力が印加されると、圧電効果によって第１ケーブル状圧電体５１と第２ケーブル状圧電体５２との間に電位差（電圧）が生じる。そして、第１ケーブル状圧電体５１と第２ケーブル状圧電体５２との間に生じた電位差（電圧）は、これらに接続された電圧測定器７ｂ（図４）によって測定することができる。よって、図１に示される感圧センサ６Ａを本実施形態に係る感圧センサ６Ｂに置換することができる。つまり、本実施形態に係る感圧センサ６Ｂの検知結果に基づいて車両１のスライドドア３の挟み込みを検知することができるとともに、挟み込みが検知された場合には、スライドドア３を停止させたり、開駆動させたりすることができる。

本実施形態に係る感圧センサ６Ｂは、ゴム弾性を有する導電ゴム６０と当該導電ゴム６０の周囲に設けられた圧電層６１とを有し、圧電層６１は圧電性塗料によって形成されている。よって、導電ゴム６０の変形が圧電層６１によって阻害されることはなく、全体として柔軟性や屈曲性に優れている。また、圧電性塗料を導電ゴム６０の表面に塗布するだけで圧電層６１を形成することができるので、圧電層６１を含むケーブル状圧電体５０を容易かつ短時間で製造することができ、ひいては一対のケーブル状圧電体５０を含む感圧センサ６Ｂを容易かつ短時間で製造することができる。

さらに、本実施形態に係る感圧センサ６Ｂでは、ゴム弾性を有する導電ゴム６０が、ケーブル状圧電体５０と外部機器（本実施形態では電圧測定器７ｂ）とを電気的に接続する電極として機能する。よって、外力によって電極が損傷を受ける可能性が極めて低い。また、圧電性塗料の塗膜である圧電層６１は、電極である導電ゴム６０の変形（伸縮や屈曲）に柔軟に追従する。よって、電極である導電ゴム６０と圧電層６１とが乖離する可能性も極めて低い。総じて、本実施形態における感圧センサ６Ｂは、柔軟性，屈曲性および耐久性に優れている。

加えて、本実施形態に係る感圧センサ６Ｂは、２本のケーブル状圧電体５０（第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２）を有しており、それぞれのケーブル状圧電体５０が電極として機能する導電ゴム６０を個別に備えている。よって、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２のそれぞれは、これらが個別に備える導電ゴム６０の合計断面積と同程度の断面積を有する１つの導電ゴムを備える一本のケーブル状圧電体に比べて細径であり、柔軟性や屈曲性において勝る。

（第３の実施形態）
次に、本発明の圧電部材の実施形態のさらに他の一例について、図６を参照しながら詳細に説明する。もっとも、本実施形態に係る圧電部材は、第２の実施形態に係る圧電部材（感圧センサ６Ｂ）と同一の基本構成を有する。そこで、以下の説明では、本実施形態に係る圧電部材を「感圧センサ６Ｃ」と呼ぶとともに、本実施形態に係る感圧センサ６Ｃと第２の実施形態に係る感圧センサ６Ｂとの相違点について主に説明する。また、既に説明した構成と同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を用いる。

図６を参照すると、本実施形態に係る感圧センサ６Ｃは、第２の実施形態に係る感圧センサ６Ｂ（図４，図５）と同様に、互い平行に配置された第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２と、これら第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２と電圧測定器７ｂとを接続するリード線７１，７２と、を有する。

しかし、本実施形態に係る感圧センサ６Ｃは、第１ケーブル状圧電体５１に対するリード線７１の引き出し方向に関して、第２の実施形態に係る感圧センサ６Ｂと相違している。以下、具体的に説明する。図６に示されるように、感圧センサ６Ｃにおけるリード線７１は、第１ケーブル状圧電体５１の第１端面５１ａから引き出されて電圧測定器７ｂに接続されている。一方、感圧センサ６Ｃにおけるリード線７２は、第２ケーブル状圧電体５２の第２端面５２ｂから引き出されて電圧測定器７ｂに接続されている。

ここで、第１ケーブル状圧電体５１は、リード線７１が引き出されている第１端面５１ａの反対側に位置する第２端面５１ｂを備えている。また、第２ケーブル状圧電体５２は、リード線７２が引き出されている第２端面５２ｂの反対側に位置する第１端面５２ａを備えている。つまり、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２は、それぞれ第１端面５１ａ，５２ａおよび第２端面５１ｂ，５２ｂを備えている。そして、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２の第１端面５１ａ，５２ａは、感圧センサ６Ｃの長手方向において同じ側（図６の紙面右側）に位置しており、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２の第２端面５１ｂ，５２ｂは、感圧センサ６Ｃの長手方向において同じ側（図６の紙面左側）に位置している。つまり、リード線７１が引き出されている第１ケーブル状圧電体５１の第１端面５１ａと、リード線７２が引き出されている第２ケーブル状圧電体５２の第２端面５２ｂとは、感圧センサ６Ｃの長手方向（図６の紙面左右方向）において互いに反対側に位置している。

第１ケーブル状圧電体５１の第１端面５１ａから引き出されているリード線７１は、第１ケーブル状圧電体５１に沿って第２ケーブル状圧電体５２の第２端面５２ｂが位置する側（図６の紙面左側）に引き回されて電圧測定器７ｂに接続されている。一方、第２ケーブル状圧電体５２の第２端面５２ｂから引き出されているリード線７２は、リード線７１のように引き回されることなく（向きを変えることなく）、そのまま電圧測定器７ｂに接続されている。

上記のように、本実施形態に係る感圧センサ６Ｃにおけるリード線７１，７２は、最終的には感圧センサ６Ｃの全体に対して同一方向（図６の紙面左方向）に引き出されている一方、それぞれのケーブル状圧電体５１，５２に対しては互いに反対方向に引き出されている。このように、２本のリード線７１，７２が感圧センサ６Ｃの全体に対して同一方向に引き出されているので、感圧センサ６Ｃと外部機器との接続が容易である。

（第４の実施形態）
次に、本発明の圧電部材の実施形態のさらに他の一例について、図７を参照しながら詳細に説明する。もっとも、本実施形態に係る圧電部材は、第２の実施形態に係る圧電部材（感圧センサ６Ｂ）と同一の基本構成を有する。そこで、以下の説明では、本実施形態に係る圧電部材を「感圧センサ６Ｄ」と呼ぶとともに、本実施形態に係る感圧センサ６Ｄと第２の実施形態に係る感圧センサ６Ｂとの相違点について主に説明する。また、既に説明した構成と同一または実質的に同一の構成については、同一の符号を用いる。

図７に示されるように、本実施形態に係る感圧センサ６Ｄでは、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２が、これらの長手方向一箇所以上（本実施形態では二箇所）において互いに固定されている。具体的には、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２の長手方向二箇所に配置された環状の固定具８０によって、これらケーブル状圧電体５１，５２が互いに固定されている。

第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２が互いに固定されている本実施形態に係る感圧センサ６Ｄは、外圧の他に振動によっても電圧を生じる。つまり、第１ケーブル状圧電体５１や第２ケーブル状圧電体５２に何らかの物体が接触しなくとも、これらケーブル状圧電体５１，５２が振動すると、これに起因してケーブル状圧電体５１，５２が備える圧電層６１（図５）に圧力が印加され、ケーブル状圧電体５１，５２の間に電位差（電圧）が生じる。よって、本実施形態における圧電部材は、感圧センサとしてだけでなく、振動センサや振動発電機として利用することもできる。

本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、図４，図５に示される感圧センサ６Ｂを構成している第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２を互いに撚り合わせてもよい。また、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２の周囲に、これらを一括して被覆する保護層を設けてもよい。このような保護層の一例を図８，図９に示す。図８に示される保護層６３は、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２の周囲に押出成形されたシースである。一方、図９に示される保護層６３は、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２が挿通されたチューブである。保護層６３としてのシース（図８）やチューブ（図９）は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やウレタンによって形成することができる。なお、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２を互いに撚り合わせたものに、シースやチューブからなる保護層を設けてもよい。

図６に示される感圧センサ６Ｃを構成している第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２に保護層６３を設ける場合には、図１０に示されるように、第１ケーブル状圧電体５１および第２ケーブル状圧電体５２に加えて、第１接続線としてのリード線７１も一括して被覆することが好ましい。これにより、配索作業が容易となり、またリード線７１の断線の虞を低減することできる。

第１ケーブル状圧電体５１や第２ケーブル状圧電体５２に、テンションメンバとしての金属線，エナメル線，樹脂線などを内蔵させてもよい。このようなテンションメンバは、第１ケーブル状圧電体５１や第２ケーブル状圧電体５２が備える導電ゴム６０の中心に配置することが好ましい。

図６に示される実施形態では、リード線７１が第１ケーブル状圧電体５１に沿って引き回されている一方、リード線７２はリード線７１のように引き回されてはいない。しかし、リード線７２が第２ケーブル状圧電体５２に沿って引き回されている一方、リード線７１がリード線７２のように引き回されてはいない実施形態もある。

１車両
２開口部
３スライドドア
３ａスライドドアの前面
４スライドドア駆動装置
５コントローラ
６Ａ，６Ｂ圧電部材（感圧センサ）
６Ｃ，６Ｄ感圧センサ
７ａ，７ｂ電圧測定器
１０第１導電ゴムシート
１１上面
１２下面
２０第２導電ゴムシート
２１上面
２２下面
３０，６１圧電層
４１，４２，７１，７２リード線
５０ケーブル状圧電体
５１第１ケーブル状圧電体
５２第２ケーブル状圧電体
５１ａ，５２ａ第１端面
５１ｂ，５２ｂ第２端面
６０導電ゴム
６３保護層
８０固定具

Claims

互いに対向する主面をそれぞれ備える帯状の第１導電ゴムシートおよび第２導電ゴムシートと、
前記第１導電ゴムシートの前記主面と前記第２導電ゴムシートの前記主面との間に設けられた圧電層と、を有し、
前記圧電層は、前記第１導電ゴムシートの前記主面と前記第２導電ゴムシートの前記主面の少なくとも一方に塗布された圧電性塗料によって形成され、
前記第１導電ゴムシートと前記第２導電ゴムシートの少なくとも一方を介して前記圧電層に圧力が印加されると、前記第１導電ゴムシートと前記第２導電ゴムシートとの間に電位差が生じる、
圧電部材。
隣接する第１ケーブル状圧電体および第２ケーブル状圧電体を有し、
前記第１ケーブル状圧電体および前記第２ケーブル状圧電体のそれぞれは、円形断面の導電ゴムと、前記導電ゴムの外周面に設けられた圧電層と、を備え、
前記圧電層は、前記導電ゴムの前記外周面に塗布された圧電性塗料によって形成され、
前記第１ケーブル状圧電体が備える前記圧電層と前記第２ケーブル状圧電体が備える前記圧電層の少なくとも一方に圧力が印加されると、前記第１ケーブル状圧電体と前記第２ケーブル状圧電体との間に電位差が生じる、
圧電部材。
請求項２に記載の圧電部材において、
前記第１ケーブル状圧電体および前記第２ケーブル状圧電体が互いに平行に配置されている、
圧電部材。
請求項２に記載の圧電部材において、
前記第１ケーブル状圧電体および前記第２ケーブル状圧電体が撚り合わされている、
圧電部材。
請求項２〜４のいずれか一項に記載に圧電部材において、
前記第１ケーブル状圧電体および前記第２ケーブル状圧電体を一括して被覆する保護層を有する、
圧電部材。
請求項５に記載の圧電部材において、
前記第１ケーブル状圧電体の第１端面から引き出される第１接続線と、
前記第２ケーブル状圧電体の第２端面から引き出される第２接続線と、を有し、
前記第１ケーブル状圧電体の前記第１端面と前記第２ケーブル状圧電体の前記第２端面とは、当該圧電部材の長手方向において互いに反対側に位置し、
前記第１接続線は、前記第１ケーブル状圧電体に沿って前記第２ケーブル状圧電体の前記第２端面が位置する側に引き回されており、
前記第１ケーブル状圧電体，第２ケーブル状圧電体および第１接続線は、前記保護層によって一括して被覆されている、
圧電部材。
請求項２〜６のいずれか一項に記載の圧電部材において、
前記第１ケーブル状圧電体および前記第２ケーブル状圧電体が、これらの長手方向一箇所以上において互いに固定されている、
圧電部材。