(57)【要約】  歪み検出部材を直接的に取り付けることが困難な検出対象に発生する歪みを適切に検出すること。検出対象としてのフレーム部材（２０）に対する少なくとも２箇所の固定部としての孔（１２ａ、１２ｂ）を有するベース基板（１１）と、ベース基板（１１）の表面に設けられる一対の歪み検出素子（１５ａ、１５ｂ）とを具備し、これらの歪み検出素子（１５ａ、１５ｂ）を孔（１２ａ、１２ｂ）の間の領域に配置したことを特徴とする。ベース基板（１１）の表面に設けられ、一対の歪み検出素子（１５ａ、１５ｂ）と共にブリッジ回路を構成する参照抵抗素子（１６ａ、１６ｂ）を具備し、参照抵抗素子（１６ａ、１６ｂ）を孔（１２ａ、１２ｂ）の外側の領域に配置したことを特徴とする。
2009084539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象に対する少なくとも２箇所の固定部を有するベース基板と、前記ベース基板の表面に設けられる歪み検出素子とを具備し、前記歪み検出素子を前記固定部の間の領域に配置したことを特徴とする荷重センサ。
【請求項２】
前記ベース基板の表面に設けられ、前記歪み検出素子と共にブリッジ回路を構成する参照抵抗素子を具備し、前記参照抵抗素子を前記固定部の外側の領域に配置したことを特徴とする請求項１記載の荷重センサ。
【請求項３】
前記ベース基板における前記歪み検出素子が設けられる部分の幅を他の部分に比べて細幅にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の荷重センサ。
【請求項４】
前記歪み検出素子及び参照抵抗素子を前記ベース基板にスクリーン印刷により形成したことを特徴とする請求項２記載の荷重センサ。
【請求項５】
前記ベース基板は、曲げ部を挟んで前記検出対象に対向する２面を有し、双方の面に前記固定部を少なくとも１つ設けたことを特徴とする請求項１記載の荷重センサ。
【請求項６】
前記ベース基板は、略Ｌ字形状を有することを特徴とする請求項５記載の荷重センサ。
【請求項７】
前記ベース基板の表面には歪み検出素子とともに入出力端子を設け、前記歪み検出素子を、前記固定部の間の領域に配置する一方、前記固定部を挟んで前記入出力端子と反対側の領域に配置したことを特徴とする請求項１記載の荷重センサ。
【請求項８】
前記ベース基板の表面に設けられ、前記歪み検出素子と共にブリッジ回路を構成する参照抵抗素子を具備し、前記参照抵抗素子を、前記固定部の外側の領域に配置する一方、前記固定部を挟んで前記入出力端子と反対側の領域に配置したことを特徴とする請求項７記載の荷重センサ。
【請求項９】
前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子を前記ベース基板にスクリーン印刷により形成したことを特徴とする請求項８記載の荷重センサ。
【請求項１０】
前記ベース基板は、曲げ部を有すると共に当該曲げ部を挟んで前記検出対象に対向する２面を有し、双方の面に前記固定部を少なくとも１つ設けると共に、一方の面の表面に前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子を設けたことを特徴とする請求項８記載の荷重センサ。
【請求項１１】
前記歪み検出素子を前記曲げ部の近傍の領域に配置する一方、前記参照抵抗素子は前記固定部を挟んで前記曲げ部と反対側の領域に配置されていることを特徴とする請求項１０記載の荷重センサ。
【請求項１２】
前記ベース基板は、略Ｌ字形状を有することを特徴とする請求項１０記載の荷重センサ。
【請求項１３】
前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子と同一の面にサーミスタを設けたことを特徴とする請求項１０記載の荷重センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重センサに関し、特に、歪みゲージ等の歪み検出部材を直接的に取り付けることが困難な検出対象に印加される荷重の検出に好適な荷重センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、荷重センサにおいては、印加荷重を受けて弾性変形するセンサ板と、その表面に固着された複数の歪み検出素子（ストレインゲージ）とを備え、センサに対する印加荷重に応じてセンサ板を弾性変形させることで歪み検出素子に加わる引張応力及び圧縮応力を判断し、当該印加荷重を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、受圧部に接合された受圧柱の側面に、垂直方向の荷重を検出するための歪みゲージと、水平方向の荷重を検出するための歪みゲージとを直接的に取り付け、３次元の荷重分布を検出する荷重分布センサが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このような荷重センサにおいては、近年、検出対象の小型化や複雑な形状が選択されることに伴って、センサ自体の構成を小型化することが要請されている。また、検出される荷重に基づいて行われる制御が高度化されることに伴って、検出対象に印加される荷重を高い精度で検出することも要請されている。
【特許文献１】特開２００３−２９４５２０号公報
【特許文献２】特開２０００−１６２０５４号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、上述のような従来の荷重分布センサにおいては、歪みゲージを受圧柱の側面に直接的に取り付ける構成を採るため、例えば、特殊な材料で形成され、或いは、特殊な形状を有するなど、歪みゲージ等の歪み検出部材を直接的に取り付けることが困難な検出対象に発生する歪みを検出することができないという問題がある。
また、上述したような従来の荷重センサにおいて、小型化を実現するためには、センサ板を縮小することが必要となるが、このようにセンサ板を縮小する場合には、センサ板上に形成される入出力端子と、歪み検出素子との間の距離を確保できない場合が生じ得る。この場合、配線作業等により入出力端子に加えられる応力の影響によって歪み検出素子の検出精度を劣化させることが考えられる。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みて為されたものであり、歪み検出部材を直接的に取り付けることが困難な検出対象に発生する歪みを適切に検出することができ、また、センサ自体の小型化を図りつつ、入出力端子に加わる応力に基づいて発生し得る検出精度の劣化を防止して高度の検出精度を確保することができる荷重センサを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の荷重センサ、検出対象に対する少なくとも２箇所の固定部を有するベース基板と、前記ベース基板の表面に設けられる歪み検出素子とを具備し、前記歪み検出素子を前記固定部の間の領域に配置することを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、ベース基板が２箇所で検出対象に固定されると共に、歪み検出素子を２箇所の固定部の間の領域に配置している。このため、検出対象における歪みを検出したい箇所（歪み検出箇所）が固定部の間に配置されるようにベース基板を固定することにより、検出対象における歪み検出箇所に発生した歪みと同様にベース基板に歪みを発生させると共に、当該ベース基板の歪みを歪み検出素子で検出することができるので、歪み検出部材を検出対象に直接的に取り付けることが困難な場合であっても、検出対象に発生する歪みを適切に検出することが可能となる。
【０００７】
特に、上記荷重センサにおいては、前記ベース基板の表面に設けられ、前記歪み検出素子と共にブリッジ回路を構成する参照抵抗素子を具備し、前記参照抵抗素子を前記固定部の外側の領域に配置することが好ましい。この場合には、検出対象における歪みを検出したい箇所（歪み検出箇所）が固定部の間に配置されるようにベース基板を固定することにより、検出対象における歪み検出箇所に発生した歪みと同様にベース基板に歪みを発生させると共に、当該ベース基板の歪みに応じた出力電圧をブリッジ回路から出力することができるので、歪み検出部材を検出対象に直接的に取り付けることが困難な場合であっても、検出対象に発生する歪みを適切に検出することが可能となる。特に、固定部の外側の領域に参照抵抗素子が配置されていることから、検出対象に発生した歪みの影響を受けることなく、基準となる抵抗値を得ることが可能となる。
【０００８】
また、上記荷重センサおいて、前記ベース基板における前記歪み検出素子が設けられる部分の幅を他の部分に比べて細幅にすることが好ましい。この場合には、ベース基板を検出対象に発生した歪みに応じて歪み易くすることができるので、より高い精度で検出対象に発生する歪みを検出することが可能となる。
【０００９】
さらに、上記荷重センサにおいては、前記歪み検出素子及び参照抵抗素子を前記ベース基板にスクリーン印刷により形成することが好ましい。この場合には、ベース基板上に簡単に歪み検出素子及び参照抵抗素子を含むブリッジ回路を形成することが可能となる。
【００１０】
また、上記荷重センサにおいて、前記ベース基板は、曲げ部を挟んで前記検出対象に対向する２面を有し、双方の面に前記固定部を少なくとも１つ設けることも可能である。この場合には、曲げ部を挟んだ２面を有するベース基板が検出対象に固定されることから、検出対象に発生した歪みと同様にベース基板に歪みを発生させると共に、当該ベース基板の歪みを歪み検出素子で検出することができるので、歪み検出部材を直接的に取り付けることが困難な屈曲した形状を有する検出対象においても、当該検出対象に発生する歪みを適切に検出することが可能となる。
【００１１】
例えば、上記荷重センサにおいて、前記ベース基板は、略Ｌ字形状を有するようにしても良い。この場合には、略Ｌ字形状を有する検出対象にベース基板を固定することができるので、当該Ｌ字形状を有する検出対象に発生する歪みを適切に検出することが可能となる。
【００１２】
本発明の荷重センサは、検出対象に対する少なくとも２箇所の固定部を有するベース基板と、前記ベース基板の表面に設けられる歪み検出素子及び入出力端子とを具備し、前記歪み検出素子を、前記固定部の間の領域に配置する一方、前記固定部を挟んで前記入出力端子と反対側の領域に配置したことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、ベース基板が少なくとも２箇所で検出対象に固定されると共に、歪み検出素子を固定部の間の領域に配置したことから、検出対象における歪みを検出したい箇所（歪み検出箇所）が固定部の間に配置されるようにベース基板を固定することにより、検出対象における歪み検出箇所に印加された荷重と同等の荷重をベース基板に印加させると共に、当該ベース基板に対する荷重を歪み検出素子で検出することができる。また、入出力端子を、固定部を挟んで歪み検出素子と反対側の領域に配置している。このため、入出力端子に対する応力の影響を受けることなく、ベース基板に対する荷重を歪み検出素子で検出することができる。この結果、入出力端子と歪み検出素子との距離を縮小することができると共に、入出力端子に加わる応力に基づいて発生し得る検出精度の劣化を防止することができるので、センサ自体の小型化を図りつつ、高度の検出精度を確保することが可能となる。
【００１４】
特に、上記荷重センサにおいては、前記ベース基板の表面に設けられ、前記歪み検出素子と共にブリッジ回路を構成する参照抵抗素子を具備し、前記参照抵抗素子を、前記固定部の外側の領域に配置する一方、前記固定部を挟んで前記入出力端子と反対側の領域に配置することが好ましい。この場合には、検出対象における歪みを検出したい箇所（歪み検出箇所）が固定部の間に配置されるようにベース基板を固定することにより、検出対象における歪み検出箇所に印加された荷重と同等の荷重をベース基板に印加させると共に、ブリッジ回路で検出対象に印加された荷重に応じた出力電圧を出力することができる。この場合において、参照抵抗素子が固定部の外側の領域に配置されていることから、検出対象に印加された荷重の影響を受けることなく、基準となる抵抗値を得ることが可能となる。また、固定部を挟んで入出力端子と反対側の領域に配置していることから、入出力端子に対する応力の影響を受けることなく、基準となる抵抗値を得ることが可能となる。
【００１５】
さらに、上記荷重センサにおいては、前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子を前記ベース基板にスクリーン印刷により形成することが好ましい。この場合には、ベース基板上に簡単に歪み検出素子及び参照抵抗素子を含むブリッジ回路を形成することが可能となる。
【００１６】
また、上記荷重センサにおいて、前記ベース基板は、曲げ部を有すると共に当該曲げ部を挟んで前記検出対象に対向する２面を有し、双方の面に前記固定部を少なくとも１つ設けると共に、一方の面の表面に前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子を設けることも可能である。この場合には、曲げ部を挟んだ２面を有するベース基板が双方の面で検出対象に固定されることから、屈曲した形状を有する検出対象に印加された荷重と同等の荷重をベース基板に印加発生させると共に、当該ベース基板に対する荷重を歪み検出素子で検出することが可能となる。
【００１７】
例えば、上記荷重センサにおいては、前記歪み検出素子を前記曲げ部の近傍の領域に配置する一方、前記参照抵抗素子は前記固定部を挟んで前記曲げ部と反対側の領域に配置することが考えられる。この場合には、歪み検出素子が曲げ部の近傍の領域に配置されることから、当該歪み検出素子等が設けられる面を検出対象における歪みを検出したい箇所（歪み検出箇所）に固定することにより、高い精度で検出対象における歪み検出箇所に印加される荷重をベース基板に伝達させることが可能となる。また、参照抵抗素子は固定部を挟んで曲げ部と反対側の領域に配置されていることから、検出対象に対する荷重の影響を受けることなくブリッジ回路における基準となる抵抗値を得ることが可能となる。
【００１８】
また、上記荷重センサにおいて、前記ベース基板は、略Ｌ字形状を有することも可能である。この場合には、略Ｌ字形状を有する検出対象にベース基板を固定することができるので、当該Ｌ字形状を有する検出対象に印加される荷重を適切に検出することが可能となる。
【００１９】
なお、上記荷重センサにおいては、前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子と同一の面にサーミスタを設けるようにしても良い。この場合には、検出対象に対する荷重を検出する歪み検出素子等と同一の面に設けられたサーミスタで検出した温度に応じて荷重の補正計算を行うことができるので、より高い精度で検出対象に印加された荷重を検出することが可能となる。
【００２０】
本発明によれば、ベース基板が２箇所で検出対象に固定されると共に、歪み検出素子を２箇所の固定部の間の領域に配置したことから、検出対象における歪みを検出したい箇所（歪み検出箇所）が固定部の間に配置されるようにベース基板を固定することにより、検出対象における歪み検出箇所に発生した歪みと同様にベース基板に歪みを発生させると共に、当該ベース基板の歪みを歪み検出素子で検出することができるので、歪み検出部材を直接的に取り付けることが困難な構造物体に発生する歪みを検出することが可能となる。
【００２１】
また、本発明によれば、ベース基板が少なくとも２箇所で検出対象に固定されると共に、歪み検出素子を固定部の間の領域に配置すると共に、入出力端子を、固定部を挟んで歪み検出素子と反対側の領域に配置したことから、検出対象に印加された荷重と同等の荷重をベース基板に印加させると共に、入出力端子に対する応力の影響を受けることなく、ベース基板に対する荷重を歪み検出素子で検出することができる。この結果、入出力端子と歪み検出素子との距離を縮小することができると共に、入出力端子に加わる応力に基づいて発生し得る検出精度の劣化を防止することができるので、センサ自体の小型化を図りつつ、高度の検出精度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る歪み検出センサの構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る歪み検出センサの上面図（ａ）及び側断面図（ｂ）である。
【図３】実施の形態１に係る歪み検出センサのベース基板に形成されるブリッジ回路の構成図である。
【図４】実施の形態１に係る歪み検出センサの構成を変更した場合の斜視図である。
【図５】図４に示す歪み検出センサの上面図（ａ）及び側断面図（ｂ）である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る歪み検出センサが有するベース基板の斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図７】実施の形態２に係る歪み検出センサの側断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る荷重センサの構成を示す斜視図である。
【図９】実施の形態３に係る荷重センサの上面図（ａ）及び側断面図（ｂ）である。
【図１０】実施の形態３に係る荷重センサのベース基板に形成されるブリッジ回路の構成図である。
【図１１】実施の形態３に係る荷重センサの構成を変更した場合の上面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る荷重センサが有するベース基板の斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図１３】実施の形態４に係る荷重センサの側断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る荷重センサは、例えば、車両等の内部に配置される各種フレーム等の荷重が印加され易い箇所に配設され、そこに印加される荷重を検出するものである。なお、本実施の形態に係る荷重センサが配設される検出対象については、特定の分野に限定されるものではなく適宜変更が可能である。【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る荷重センサ１０の構成を示す斜視図であり、図２は、実施の形態１に係る荷重センサ１０の上面図（ａ）及び側断面図（ｂ）である。なお、図１及び図２（ｂ）においては、説明の便宜上、荷重センサ１０が固定される検出対象としてのフレーム部材２０を示している。また、図２（ｂ）においては、後述するビス１３ａ、１３ｂの中央で切断した断面について示している。【００２５】
図１に示すように、本実施の形態に係る荷重センサ１０は、フレーム部材２０に固定されるベース基板１１を備えている。ベース基板１１は、例えば、平板状のステンレス（ＳＵＳ）材料を所定形状に加工すると共に、その表面をガラスコーティングすることで形成される。ベース基板１１には、フレーム部材２０に対する固定部としての２つの孔１２ａ、１２ｂ（図１に不図示、図２（ｂ）参照）が形成されている。これらの孔１２ａ、１２ｂは、ベース基板１１の長辺に沿って短辺の中央近傍の同一直線上に形成されている。【００２６】
孔１２ａは、ベース基板１１の図２（ａ）に示す左方側端部よりも内側に形成され、孔１２ｂは、同図に示す右方側端部近傍に形成されている。このため、ベース基板１１においては、孔１２ｂの外側部分よりも孔１２ａの外側部分の寸法が長く構成されている。また、ベース基板１１において、孔１２ａ、１２ｂの間には、他の部分よりも細幅にされたくびれ部１１ａが形成されている。このくびれ部１１ａは、フレーム部材２０に発生した歪みに応じてベース基板１１を歪み易くするために形成されている。【００２７】
このような構成を有するベース基板１１は、孔１２ａ、１２ｂを介してビス１３ａ、１３ｂによりフレーム部材２０に２箇所の位置で固定されている。なお、ベース基板１１とフレーム部材２０との間、並びに、ベース基板１１とビス１３ａ、１３ｂのヘッド部分との間には、スペーサ１４ａ、１４ｂが配設されている。スペーサ１４ａ、１４ｂは、ベース基板１１とフレーム部材２０とを一定距離だけ離間させるため、或いは、ベース基板１１をビス１３ａ、１３ｂにより損傷させないために配設されている。なお、ベース基板１１とビス１３ａ、１３ｂのヘッド部分との間のスペーサ１４ｂは省略しても良い。【００２８】
例えば、本実施の形態に係る荷重センサ１０において、ベース基板１１は、フレーム部材２０における歪みを検出したい箇所（以下、「歪み検出箇所」という）が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるように固定される。このようにフレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間に配置されるように固定されることにより、ベース基板１１は、フレーム部材２０における歪み検出箇所の近傍の状態を反映してフレーム部材２０と一体的に変形する。このため、フレーム部材２０に歪み検出箇所に歪みが発生した場合、ベース基板１１は、当該歪み検出箇所の歪み量に応じて歪みが発生することとなる。【００２９】
ベース基板１１の表面（図１及び図２に示すフレーム部材２０と反対側の表面）には、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂが設けられている。一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂは、ベース基板１１の孔１２ａと１２ｂとの間の領域であって、くびれ部１１ａによる細幅部に対応する位置に図２（ａ）に示す上下方向に並べて配置されている。一方、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａ、１２ｂの外側の領域、具体的には、孔１２ａの図２（ａ）に示す左方側の領域に同図に示す上下方向に並べて配置されている。【００３０】
これらの一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、図３に示すように、ブリッジ接続されてブリッジ回路を構成している。すなわち、直列接続された歪み検出素子１５ａ及び参照抵抗素子１６ｂと、直列接続された歪み検出素子１５ｂ及び参照抵抗素子１６ａとが並列接続され、電源電圧ＶｃｃとアースＧＮＤとの間に接続されている。そして、歪み検出素子１５ｂと参照抵抗素子１６ａとの間の接続点から出力端子Ｏｕｔ１が引き出され、歪み検出素子１５ａと参照抵抗素子１６ｂとの間の接続点から出力端子Ｏｕｔ２が引き出されている。【００３１】
このようなブリッジ回路の構成要素及び配線が、ベース基板１１に形成されている。特に、本実施の形態に係る荷重センサ１０においては、これらのブリッジ回路の構成要素及び配線を、ベース基板１１に対するスクリーン印刷により形成している。このようにスクリーン印刷でベース基板１１にブリッジ回路の構成要素及び配線を形成することにより、ベース基板１１上に簡単にブリッジ回路を形成することが可能となる。【００３２】
このような構成を有する荷重センサ１０において、例えば、外部要因によってフレーム部材２０に歪みが発生すると、これに応じてベース基板１１にも歪みが発生する。この場合において、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂは、孔１２ａ、１２ｂの間の領域に配置されていることから、フレーム部材２０の歪みに応じた圧縮応力又は引張応力が加わることとなる。一方、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａ、１２ｂの外側（孔１２ａの図２（ｂ）に示す左方側）の領域に配置されていることから、フレーム部材２０の歪みに応じた圧縮応力又は引張応力が加わることはない。このため、図３に示すブリッジ回路の出力端子Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２からの出力電圧は、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂに対して加わった圧縮応力又は引張応力に応じて変化する。すなわち、ブリッジ回路からの出力電圧は、荷重センサ１０が固定されるフレーム部材２０に発生した歪みに応じて変化することとなる。【００３３】
このように実施の形態１に係る荷重センサ１０においては、ベース基板１１が２箇所でフレーム部材２０に固定されると共に、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂを孔１２ａ、１２ｂの間の領域に配置している。このため、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるようにベース基板１１を固定することにより、フレーム部材２０における歪み検出箇所に発生した歪みと同様にベース基板１１に歪みを発生させると共に、当該ベース基板１１の歪みを一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂで検出することができるので、歪み検出部材をフレーム部材２０に直接的に取り付けることが困難な場合であっても、フレーム部材２０に発生する歪みを適切に検出することが可能となる。【００３４】
また、このように歪み検出素子１５ａ、１５ｂが設けられるベース基板１１を検出対象としてのフレーム部材２０に固定するだけで済むことから、歪み検出部材を直接的に取り付ける場合と比べて作業効率を向上することができるので、作業に要する時間及びコストを低減することが可能となる。【００３５】
特に、実施の形態１に係る荷重センサ１０においては、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂを、ベース基板１１に形成された固定部としての孔１２ａ、１２ｂの間の領域に配置すると共に、参照抵抗素子１６ａ、１６ｂを孔１２ａ、１２ｂの外側の領域に配置している。このため、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるようにベース基板１１を固定することにより、フレーム部材２０における歪み検出箇所に発生した歪みと同様にベース基板１１に歪みを発生させると共に、ベース基板１１に形成されたブリッジ回路でフレーム部材２０に発生した歪みに応じた出力電圧を出力することができるので、歪み検出部材をフレーム部材２０に直接的に取り付けることが困難な場合であっても、フレーム部材２０に発生する歪みを適切に検出することが可能となる。特に、孔１２ａ、１２ｂの外側の領域に参照抵抗素子１６ａ、１６ｂが配置されていることから、フレーム部材２０に発生した歪みの影響を受けることなく、基準となる抵抗値を得ることが可能となる。【００３６】
特に、実施の形態１に係る荷重センサ１０においては、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂは、ベース基板１１に形成されたくびれ部１１ａの細幅部に配置させていることから、フレーム部材２０の歪みに応じた圧縮応力又は引張応力を精度良く一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂに伝達することができるので、より高い精度でフレーム部材２０に発生する歪みを検出することが可能となる。【００３７】
なお、以上の説明においては、フレーム部材２０に対して２箇所でベース基板１１を固定する場合について説明しているが、ベース基板１１におけるフレーム部材２０に対する固定箇所は、これに限定されるものではない。例えば、図４及び図５に示すように、３箇所でフレーム部材２０に対して固定するようにしても良い。図４は、実施の形態１に係る荷重センサ１０の構成を変更した場合の斜視図であり、図５は、図４に示す荷重センサ１０´の上面図（ａ）及び側断面図（ｂ）である。なお、図４及び図５において、図１及び図２と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。【００３８】
図４及び図５に示す荷重センサ１０´においては、ベース基板１１がより長尺とされ、２つのくびれ部１１ａ、１１ｂを有する点、２つのくびれ部１１ａ、１１ｂの細幅部にそれぞれ歪み検出素子１５ａ、１５ｂが配置されている点、並びに、くびれ部１１ａ、１１ｂの間に固定部としての孔１２ｃが形成され、この孔１２ｃを含めた孔１２ａ〜１２ｃを介してビス１３ａ〜１３ｃによりフレーム部材２０に対して３箇所の位置で固定される点で、上述した荷重センサ１０と相違する。【００３９】
なお、図４及び図５に示す荷重センサ１０´における一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、上述した荷重センサ１０と同様に、図３に示すブリッジ回路を構成している。また、このブリッジ回路の構成要素及び配線は、上述した荷重センサ１０と同様に、ベース基板１１に対するスクリーン印刷により形成されている。【００４０】
このように変形した場合においても、フレーム部材２０に歪みが発生すると、これに応じてベース基板１１にも歪みが発生する。一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂは、それぞれ孔１２ａ、１２ｃの間の領域、並びに、孔１２ｃ、１２ｂの間の領域に配置されていることから、フレーム部材２０の歪みに応じた圧縮応力又は引張応力が加わることとなる。一方、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａ〜１２ｃの外側（孔１２ａの図５（ｂ）に示す左方側）の領域に配置されていることから、フレーム部材２０の歪みに応じた圧縮応力又は引張応力が加わることはない。このため、ブリッジ回路からの出力電圧は、上述した荷重センサ１０と同様に、荷重センサ１０´が固定されるフレーム部材２０に発生した歪みに応じて変化することとなる。すなわち、ベース基板１１を介してフレーム部材２０の歪みに応じた出力電圧を出力することができるので、歪み検出部材をフレーム部材２０に直接的に取り付けることが困難な場合であっても、フレーム部材２０に発生する歪みを適切に検出することが可能となる。【００４１】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る荷重センサ３０は、ベース基板１１が曲げ部を挟んで屈曲した形状を有する点で、ベース基板１１が平板形状を有する実施の形態１に係る荷重センサ１０と相違する。このように屈曲した形状を有することで、実施の形態２に係る荷重センサ３０は、例えば、Ｌ字形状を有する検出対象に発生する歪みを検出可能とするものである。【００４２】
以下、実施の形態２に係る荷重センサ３０の構成について説明する。図６は、実施の形態２に係る荷重センサ３０が有するベース基板３１の斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）である。図７は、実施の形態２に係る荷重センサ３０の側断面図である。なお、図６において、実施の形態１に係る荷重センサ１０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図７においては、説明の便宜上、荷重センサ３０が固定される検出対象としてのフレーム部材２０を示している。【００４３】
図６（ａ）に示すように、実施の形態２に係る荷重センサ３０が有するベース基板３１においては、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂと、孔１２ｂとの間の位置で配置された曲げ部３２にて略直角に折り曲げられている点で、実施の形態１に係るベース基板１１と相違する。実施の形態２に係るベース基板３１においては、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂと、孔１２ｂとの間の位置に曲げ部３２が配置されており、曲げ部３２を挟んでフレーム部材２０に対向する２つの平面を有している。具体的には、ベース基板３１は、曲げ部３２から上方側に垂直に延出する平面と、曲げ部３２から図７に示す右方側に水平に延出する平面とで略Ｌ字形状を有している。【００４４】
曲げ部３２から垂直に上方側に延出する平面には、図６に示すように、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂが設けられている。これらの一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、実施の形態１に係る荷重センサ１０と同様に、図３に示すブリッジ回路を構成している。また、このブリッジ回路の構成要素及び配線は、実施の形態１に係る荷重センサ１０と同様に、ベース基板３１に対するスクリーン印刷により形成されている。【００４５】
なお、実施の形態２に係る荷重センサ３０においても、ベース基板３１が、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるように固定される点は、実施の形態１に係る荷重センサ１０と同様である。【００４６】
このような構成を有する荷重センサ３０において、例えば、外部要因によってフレーム部材２０に歪みが発生すると、これに応じてベース基板３１にも歪みが発生する。この場合において、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂは、孔１２ａ、１２ｂの間の領域に配置されていることから、フレーム部材２０の歪みに応じた圧縮応力又は引張応力が加わることとなる。一方、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａ、１２ｂの外側（孔１２ａの図７に示す上方側）の領域に配置されていることから、フレーム部材２０の歪みに応じた圧縮応力又は引張応力が加わることはない。このため、図３に示すブリッジ回路の出力端子Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２からの出力電圧は、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂに対して加わった圧縮応力又は引張応力に応じて変化する。すなわち、ブリッジ回路からの出力電圧は、荷重センサ３０が固定されるフレーム部材２０に発生した歪みに応じて変化することとなる。【００４７】
このように実施の形態２に係る荷重センサ３０においては、曲げ部３２を挟んでフレーム部材２０に対向する２つの平面を有し、双方の平面にそれぞれ固定部としての孔１２ａ、１２ｂ設けると共に、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂを孔１２ａ、１２ｂの間の領域に配置すると共に、参照抵抗素子１６ａ、１６ｂを孔１２ａ、１２ｂの外側の領域に配置している。従って、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるようにベース基板３１を固定することにより、フレーム部材２０における歪み検出箇所に発生した歪みと同様にベース基板１１に歪みを発生させると共に、ベース基板１１に形成されたブリッジ回路でフレーム部材２０に発生した歪みに応じた出力電圧を出力することができるので、歪み検出部材を直接的に取り付けることが困難な屈曲した形状を有するフレーム部材２０においても、当該フレーム部材２０に発生する歪みを適切に検出することが可能となる。【００４８】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る荷重センサ４０の構成を示す斜視図であり、図９は、実施の形態３に係る荷重センサ４０の上面図（ａ）及び側断面図（ｂ）である。なお、図８及び図９（ｂ）においては、説明の便宜上、荷重センサ４０が固定される検出対象としてのフレーム部材２０を示している。また、図９（ｂ）においては、後述するビス１３ａ、１３ｂの中央で切断した断面について示している。【００４９】
図８に示すように、本実施の形態に係る荷重センサ４０は、フレーム部材２０に固定されるベース基板１１を備えている。ベース基板１１は、例えば、平板状のステンレス（ＳＵＳ）材料を所定形状に加工すると共に、その表面をガラスコーティングすることで形成される。このようにステンレス材料の表面をガラスコーティングすることにより、弾性を確保しつつ、耐高熱性に優れたベース基板１１を得ることができる。ベース基板１１には、フレーム部材２０に対する固定部としての３つの孔１２ａ〜ｃ（図８に不図示、図９（ｂ）参照）が形成されている。これらの孔１２ａ〜ｃは、ベース基板１１の長辺に沿って短辺の中央近傍の同一直線上に形成されている。【００５０】
孔１２ａは、ベース基板１１の図９（ａ）に示す左方側端部よりも内側に形成され、孔１２ｂは、同図に示す右方側端部よりも内側に形成され、孔１２ｃは、ベース基板１１の中央近傍に形成されている。また、ベース基板１１において、孔１２ａと孔１２ｃとの間、並びに、孔１２ｃと孔１２ｂとの間には、それぞれ他の部分よりも細幅にされたくびれ部１１ａ、１１ｂが形成されている。このくびれ部１１ａ、１１ｂは、フレーム部材２０に印加された荷重に応じてベース基板１１を歪み易くするために形成されている。【００５１】
このような構成を有するベース基板１１は、孔１２ａ〜１２ｃを介してビス１３ａ〜１３ｃによりフレーム部材２０に３箇所の位置で固定されている。なお、ベース基板１１とフレーム部材２０との間、並びに、ベース基板１１とビス１３ａ〜１３ｃのヘッド部分との間には、図９（ｂ）に示すように、スペーサ１４ａ〜１４ｃが配設されている。スペーサ１４ａ〜１４ｃは、ベース基板１１とフレーム部材２０とを一定距離だけ離間させるため、或いは、ベース基板１１をビス１３ａ〜１３ｃにより損傷させないために配設されている。【００５２】
例えば、本実施の形態に係る荷重センサ４０において、ベース基板１１は、フレーム部材２０における歪みを検出したい箇所（以下、「歪み検出箇所」という）が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｃ及び１２ｂとの間）に配置されるように固定される。このようにフレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間に配置されるように固定することにより、ベース基板１１は、フレーム部材２０における歪み検出箇所の近傍の状態を反映して一体的に変形する。このため、フレーム部材２０における歪み検出箇所に荷重が印加された場合、ベース基板１１には、当該歪み検出箇所に対する荷重と同等の荷重が印加されることとなる。【００５３】
ベース基板１１の表面（図８及び図９に示すフレーム部材２０と反対側の表面）には、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂ、並びに、４つの入出力端子１７ａ〜１７ｄが設けられている。歪み検出素子１５ａは、ベース基板１１の孔１２ａと孔１２ｃとの間の領域であって、くびれ部１１ａによる細幅部に対応する位置に配置されている。また、歪み検出素子１５ｂは、ベース基板１１の孔１２ｃと孔１２ｂとの間の領域であって、くびれ部１１ｂによる細幅部に対応する位置に配置されている。一方、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａ〜１２ｃの外側の領域、具体的には、孔１２ａの図９（ａ）に示す左方側の領域に同図に示す上下方向に並べて配置されている。さらに、入出力端子１７ａ〜１７ｄは、孔１２ａ〜１２ｃを挟んで一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂと反対側の領域、具体的には、孔１２ｂの図９（ａ）に示す右方側の領域に同図に示す上下方向に並べて配置されている。【００５４】
これらの一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂ、並びに、入出力端子１７ａ〜１７ｄは、図１０に示すように、ブリッジ接続されてブリッジ回路を構成している。すなわち、直列接続された歪み検出素子１５ａ及び参照抵抗素子１６ｂと、直列接続された歪み検出素子１５ｂ及び参照抵抗素子１６ａとが並列接続され、電源電圧ＶｃｃとアースＧＮＤとの間に接続されている。そして、歪み検出素子１５ｂと参照抵抗素子１６ａとの間の接続点から出力端子Ｏｕｔ１が引き出され、歪み検出素子１５ａと参照抵抗素子１６ｂとの間の接続点から出力端子Ｏｕｔ２が引き出されている。ここでは、入出力端子１７ａ、１７ｂがそれぞれ電源電圧Ｖｃｃ、アースＧＮＤに対応し、入出力端子１７ｃ、１７ｄがそれぞれ出力端子Ｏｕｔ１、出力端子Ｏｕｔ２に対応するものとする。【００５５】
このようなブリッジ回路の構成要素及び配線が、ベース基板１１に形成されている。特に、本実施の形態に係る荷重センサ４０においては、これらのブリッジ回路の構成要素及び配線を、ベース基板１１に対するスクリーン印刷により形成している。このようにスクリーン印刷でベース基板１１にブリッジ回路の構成要素及び配線を形成することにより、ベース基板１１上に簡単にブリッジ回路を形成することが可能となる。【００５６】
このような構成を有する荷重センサ４０において、例えば、フレーム部材２０に荷重が印加されると、当該荷重がビス１３ｂ、１３ｃを介してベース基板１１に伝達される。この場合において、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂは、それぞれ孔１２ａと孔１２ｃとの間、孔１２ｃと孔１２ｂとの間の領域に配置されていることから、フレーム部材２０に対する荷重に応じた圧縮応力又は引張応力が加わることとなる。一方、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａ〜１２ｃの外側（孔１２ａの図９（ａ）に示す左方側）の領域に配置されていることから、フレーム部材２０に対する荷重に応じた圧縮応力又は引張応力が加わることはない。このため、図１０に示すブリッジ回路の出力端子Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２からの出力電圧は、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂに対して加わった圧縮応力又は引張応力に応じて変化する。すなわち、ブリッジ回路からの出力電圧は、荷重センサ４０が固定されるフレーム部材２０に印加された荷重に応じて変化することとなる。【００５７】
なお、入出力端子１７ａ〜１７ｄは、孔１２ａ〜１２ｃを挟んで一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂと反対側（孔１２ｃの図９（ａ）に示す右方側）の領域に配置されている。このため、配線作業等により入出力端子１７ａ〜１７ｄに加えられる応力が歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂに影響を与えることはない。【００５８】
このように実施の形態３に係る荷重センサ４０においては、ベース基板１１が３箇所でフレーム部材２０に固定されると共に、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂをそれぞれ孔１２ａと孔１２ｃとの間、孔１２ｃと孔１２ｂとの間の領域に配置している。このため、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｃ及び１２ｂとの間）に配置されるようにベース基板１１を固定することにより、フレーム部材２０における歪み検出箇所に印加された荷重と同等の荷重をベース基板１１に印加させると共に、当該ベース基板１１に対する荷重を一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂで検出することができる。【００５９】
また、実施の形態３に係る荷重センサ４０においては、入出力端子１７ａ〜１７ｄを、孔１２ｂ、１２ｃを挟んで一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂと反対側の領域に配置している。このため、入出力端子１７ａ〜１７ｄに対する応力の影響を受けることなく、ベース基板１１に対する荷重を一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂで検出することができる。この結果、入出力端子１７ａ〜１７ｄと一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂとの距離を縮小することができると共に、入出力端子１７ａ〜１７ｄに加わる応力に基づいて発生し得る検出精度の劣化を防止することができるので、センサ自体の小型化を図りつつ、高度の検出精度を確保することが可能となる。【００６０】
さらに、実施の形態３に係る荷重センサ４０においては、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂと共にブリッジ回路を構成する一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂを孔１２ａ〜１２ｃの外側の領域に配置している。このため、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｃ及び１２ｂとの間）に配置されるようにベース基板１１を固定することにより、フレーム部材２０における歪み検出箇所に印加された荷重と同等の荷重をベース基板１１に印加させると共に、ブリッジ回路でフレーム部材２０に印加された荷重に応じた出力電圧を出力することができる。この場合において、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂが孔１２ａ〜１２ｃの外側の領域に配置されていることから、フレーム部材２０に印加された荷重の影響を受けることなく、基準となる抵抗値を得ることが可能となる。また、孔１２ａを挟んで入出力端子１７ａ〜１７ｄと反対側の領域に配置していることから、入出力端子１７ａ〜１７ｄに対する応力の影響を受けることなく、基準となる抵抗値を得ることが可能となる。【００６１】
なお、以上の説明においては、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂを孔１２ａの図９（ａ）に示す左方側の領域に配置した場合について説明しているが、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂが配置される位置については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。検出対象としてのフレーム部材２０に印加される荷重、並びに、入出力端子１７ａ〜１７ｄに対する応力の影響を受けない位置であれば、いかなる位置に配置しても良い。例えば、図１１に示すように、ベース基板１１の長辺から延出する補助片１１ｃを設け、この補助片１１ｃの表面に一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂを配置するようにしても良い。このように変形した場合においても、上述した実施の形態と同様に、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂが、フレーム部材２０に印加される荷重、並びに、入出力端子１７ａ〜１７ｄに対する応力の影響を受けることがないことから、ブリッジ回路において基準となる抵抗値を得ることができるので、当該ブリッジ回路でフレーム部材２０に印加された荷重に応じた出力電圧を出力することができ、高度の検出精度を確保することが可能となる。【００６２】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る荷重センサ６０は、ベース基板３１が曲げ部を有し、この曲げ部を挟んで屈曲した形状を有する点で、ベース基板１１が平板形状を有する実施の形態３に係る荷重センサ４０と相違する。このように屈曲した形状を有するベース基板３１を備えることで、実施の形態４に係る荷重センサ６０は、例えば、Ｌ字形状を有する検出対象に印加された荷重を適切に検出可能とするものである。【００６３】
以下、実施の形態４に係る荷重センサ６０の構成について説明する。図１２は、実施の形態４に係る荷重センサ６０が有するベース基板３１の斜視図（ａ）及び正面図（ｂ）である。図１３は、実施の形態４に係る荷重センサ６０の側断面図である。なお、図１２及び図１３において、実施の形態３に係る荷重センサ４０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図６においては、図５（ｂ）に示す鎖線における断面図を示している。さらに、図１３においては、説明の便宜上、荷重センサ６０が固定される検出対象としてのフレーム部材２０を示している。【００６４】
図１２（ａ）に示すように、実施の形態４に係る荷重センサ６０が有するベース基板３１には、所定位置に曲げ部３２が形成されている。ベース基板３１は、曲げ部３２により略直角に折り曲げられており、曲げ部３２を挟んでフレーム部材２０に対向する２つの平面を有している。具体的には、ベース基板３１は、曲げ部３２から上方側に垂直に延出する平面３１ａと、曲げ部３２から図１３に示す右方側に水平に延出する平面３１ｂとで略Ｌ字形状を有している。固定部としての孔１２ａ、１２ｂは、それぞれの平面３１ａ、３１ｂの略中央部分に形成されている。また、ベース基板３１には、図１２に示す左方側に突出する突出部３３が形成されている。なお、ベース基板３１の構成材料及びコーティング材料は、実施の形態３に係るベース基板１１と同様である。【００６５】
このような構成を有するベース基板３１は、図１３に示すように、孔１２ａ、１２ｂを介してビス１３ａ、１３ｂによりフレーム部材２０に２箇所の位置で固定されている。なお、ベース基板３１とフレーム部材２０との間には、スペーサ１４ａ、１４ｂが配設されている。これらのスペーサ１４ａ、１４ｂは、ベース基板３１とフレーム部材２０とを一定距離だけ離間させるために配置されている。なお、図１３に示す荷重センサ６０においては、ベース基板３１とビス１３ａ、１３ｂのヘッド部分との間に配置されるスペーサを省略している。【００６６】
例えば、実施の形態４に係る荷重センサ６０において、ベース基板３１は、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるように固定される。このようにフレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間に配置されるように固定することにより、ベース基板３１は、フレーム部材２０における歪み検出箇所の近傍の状態を反映してフレーム部材２０と一体的に変形する。このため、フレーム部材２０における歪み検出箇所に荷重が印加された場合、ベース基板３１には、フレーム部材２０に対する荷重と同等の荷重が印加されることとなる。【００６７】
平面３１ａの表面（図１３に示すフレーム部材２０側の表面）には、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂ、並びに、５つの入出力端子１７ａ〜１７ｅが設けられている。一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂは、孔１２ａと孔１２ｂとの間であって、曲げ部３２の近傍の領域に配置されている。一方、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａを挟んで曲げ部３２と反対側の領域に配置されている。また、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、それぞれ孔１２ａよりも図１２に示す右方側の領域に、同図に示す左右方向に並べて配置されている。入出力端子１７ａ〜１７ｅは、突出部３３に設けられ、孔１２ａを挟んで一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂと反対側に配置されている。なお、入出力端子１７ｅは、後述するサーミスタ１８に対応する入出力端子を構成する。【００６８】
このように一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂが曲げ部３２の近傍の領域に配置されることから、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるようにベース基板３１を固定することにより、高い精度でフレーム部材２０における歪み検出箇所に印加される荷重をベース基板３１に伝達させることが可能となる。また、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂを孔１２ａを挟んで曲げ部３２と反対側の領域に配置したことから、フレーム部材２０に対する荷重の影響を受けることなく、後述するブリッジ回路における基準となる抵抗値を得ることが可能となる。【００６９】
このように平面３１に設けられる一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂ、並びに、入出力端子１７ａ〜１７ｅは、実施の形態３に係る荷重センサ４０と同様に、図１０に示すブリッジ回路を構成している。また、このブリッジ回路の構成要素及び配線は、実施の形態３に係る荷重センサ４０と同様に、ベース基板３１に対するスクリーン印刷により形成されている。このようにスクリーン印刷でベース基板３１の平面３１ａにブリッジ回路の構成要素及び配線を形成することにより、曲げ部３２で屈曲する構成を有する場合においても、ベース基板３１上に簡単にブリッジ回路を形成することが可能となる。【００７０】
また、平面３１には、実施の形態４に係る荷重センサ６０が配設される温度変化に応じて温度補正を行うためのサーミスタ１８が設けられている。サーミスタ１８は、参照抵抗素子１６ａの図１２に示す左方側の領域、具体的には、孔１２ａと入出力端子１７ａ〜１７ｅとの間であって、孔１２ａを挟んで曲げ部３２と反対側の領域に配置されている。このように参照抵抗素子１６ａの側方側の領域に配置したのは、フレーム部材２０に対する荷重の影響を受けることなく適切に温度検出を可能とするためである。サーミスタ１８で検出された温度は、外部の制御部に渡され、この制御部によって荷重センサ６０が検出した荷重の補正計算に用いられる。このようにフレーム部材２０に対する荷重を検出する歪み検出素子１５ａ、１５ｂ等と同一面に設けられたサーミスタ１８で検出した温度に応じて荷重の補正計算を行うことにより、より高い精度でフレーム部材２０に対する荷重を検出することが可能となる。【００７１】
このような構成を有する荷重センサ６０において、例えば、フレーム部材２０に荷重が印加されると、当該荷重がビス１３ａを介してベース基板３１に伝達される。この場合において、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂは、孔１２ａと孔１２ｂとの間であって曲げ部３２近傍の領域に配置されていることから、フレーム部材２０に対する荷重に応じた圧縮応力又は引張応力が加わることとなる。一方、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａを挟んで曲げ部３２と反対側の領域に配置されていることから、フレーム部材２０に対する荷重に応じた圧縮応力又は引張応力が加わることはない。このため、図１０に示すブリッジ回路の出力端子Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２からの出力電圧は、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂに対して加わった圧縮応力又は引張応力に応じて変化する。すなわち、ブリッジ回路からの出力電圧は、荷重センサ６０が固定されるフレーム部材２０に印加された荷重に応じて変化することとなる。【００７２】
なお、入出力端子１７ａ〜１７ｄは、孔１２ａを挟んで一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂと反対側（孔１２ａの図１２に示す左方側）の領域に配置されていることから、配線作業等により入出力端子１７ａ〜１７ｅに加えられる応力が歪み検出素子１５ａ、１５ｂ、並びに、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂに影響を与えることはない。【００７３】
このように実施の形態４に係る荷重センサ６０においては、曲げ部３２を挟んでフレーム部材３１に対向する２つの平面３１ａ、３１ｂを有し、双方の平面３１ａ、３１ｂの孔１２ａ、１２ｂを介して２箇所に固定されると共に、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂを孔１２ａ、１２ｂの間であって曲げ部３２近傍の領域に配置している。従って、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるようにベース基板３１を固定することにより、フレーム部材２０の歪み検出箇所に印加された荷重と同等の荷重をベース基板３１に印加させると共に、当該ベース基板３１に対する荷重を一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂで検出することができる。【００７４】
また、実施の形態４に係る荷重センサ６０においては、入出力端子１７ａ〜１７ｅを、孔１２ａを挟んで一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂと反対側の領域に配置している。このため、入出力端子１７ａ〜１７ｅに対する応力の影響を受けることなく、ベース基板３１に対する荷重を一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂで検出することができる。この結果、入出力端子１７ａ〜１７ｄと一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂとの距離を縮小することができると共に、入出力端子１７ａ〜１７ｅに加わる応力に基づいて発生し得る検出精度の劣化を防止することができるので、センサ自体の小型化を図りつつ、高度の検出精度を確保することが可能となる。【００７５】
さらに、実施の形態４に係る荷重センサ６０においては、一対の歪み検出素子１５ａ、１５ｂと共にブリッジ回路を構成する参照抵抗素子１６ａ、１６ｂを孔１２ａを挟んで曲げ部３２の反対側の領域に配置している。従って、フレーム部材２０における歪み検出箇所が固定部の間（すなわち、孔１２ａと、孔１２ｂとの間）に配置されるようにベース基板３１を固定することにより、フレーム部材２０における歪み検出箇所に印加された荷重と同等の荷重をベース基板３１に印加させると共に、当該ブリッジ回路でフレーム部材２０に印加された荷重に応じた出力電圧を出力することができる。この場合において、参照抵抗素子１６ａ、１６ｂが孔１２ａを挟んで曲げ部３２の反対側の領域に配置されていることから、フレーム部材２０に印加された荷重の影響を受けることなく、基準となる抵抗値を得ることが可能となる。また、一対の参照抵抗素子１６ａ、１６ｂは、孔１２ａを挟んで入出力端子１７ａ〜１７ｄと反対側の領域に配置していることから、入出力端子１７ａ〜１７ｄに対する応力の影響を受けることなく、基準となる抵抗値を得ることが可能となる。【００７６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月22日(2010.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象に対する少なくとも２箇所の固定部を有するベース基板と、前記ベース基板の表面に設けられる歪み検出素子及び入出力端子とを具備し、前記歪み検出素子を、前記固定部の間の領域に配置する一方、前記固定部を挟んで前記入出力端子と反対側の領域に配置したことを特徴とする荷重センサ。
【請求項２】
前記ベース基板の表面に設けられ、前記歪み検出素子と共にブリッジ回路を構成する参照抵抗素子を具備し、前記参照抵抗素子を、前記固定部の外側の領域に配置する一方、前記固定部を挟んで前記入出力端子と反対側の領域に配置したことを特徴とする請求項１記載の荷重センサ。
【請求項３】
前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子を前記ベース基板にスクリーン印刷により形成したことを特徴とする請求項２記載の荷重センサ。
【請求項４】
前記ベース基板は、曲げ部を有すると共に当該曲げ部を挟んで前記検出対象に対向する２面を有し、双方の面に前記固定部を少なくとも１つ設けると共に、一方の面の表面に前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子を設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の荷重センサ。
【請求項５】
前記歪み検出素子を前記曲げ部の近傍の領域に配置する一方、前記参照抵抗素子は前記固定部を挟んで前記曲げ部と反対側の領域に配置されていることを特徴とする請求項４記載の荷重センサ。
【請求項６】
前記ベース基板は、略Ｌ字形状を有することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の荷重センサ。
【請求項７】
前記歪み検出素子、入出力端子及び参照抵抗素子と同一の面にサーミスタを設けたことを特徴とする請求項４から請求項６のいずれかに記載の荷重センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
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