(57)【要約】【課題】ひずみ変形を検出することができない方向は存在せず、このため、ひずみ変形方向に依存性を有しないひずみセンサを提供する。【解決手段】シート状基材上に、印加されたひずみに応じて抵抗値が変化するひずみ受感材料を少なくとも部分的に含む導電性材料が所定のパターンとして形成されているひずみセンサである。所定のパターンは、一筆書きパターンであって、シート状基材の所定場所を中心部として、この中心部から、少なくとも３方向以上の複数の放射方向に延伸する複数個の延伸部を備えている。複数個の延伸部のそれぞれは、それぞれが延伸する放射方向に伸縮変形可能なパターン形状とされる共に、延伸部の一部または全部は、ひずみ受感材料で構成されている。複数個の延伸部を含む一筆書きパターンの所定のパターンの全体の抵抗値の変化を検出するための２個の端子を備える。【選択図】図１
2018013339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状基材上に、印加されたひずみに応じて抵抗値が変化するひずみ受感材料を少なくとも部分的に含む導電性材料が所定のパターンとして形成されているひずみセンサであって、
前記所定のパターンは、一筆書きパターンであって、前記シート状基材の所定場所を中心部として、前記中心部から、少なくとも３方向以上の複数の放射方向に延伸する複数個の延伸部を備えており、
前記複数個の延伸部のそれぞれは、それぞれが延伸する放射方向に伸縮変形可能なパターン形状とされる共に、前記延伸部の一部または全部は、前記ひずみ受感材料で構成されており、
前記複数個の延伸部を含む一筆書きパターンの前記所定のパターンの全体の抵抗値の変化を検出するための２個の端子を備える
ことを特徴とするひずみセンサ。
【請求項２】
前記複数個の延伸部は、前記中心部を中心とした円周方向に等角間隔で配設されている
ことを特徴とする請求項１に記載のひずみセンサ。
【請求項３】
前記複数個の延伸部のそれぞれは、前記放射方向の形状が同一とされていると共に、前記放射方向の長さを含む寸法が等しくされている
ことを特徴とする請求項２に記載のひずみセンサ。
【請求項４】
前記複数個の延伸部は偶数個である
ことを特徴とする請求項３に記載のひずみセンサ。
【請求項５】
前記所定のパターンの全体が前記ひずみ受感材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のひずみセンサ。
【請求項６】
前記複数個の延伸部のそれぞれは、それぞれが延伸する放射方向に沿う１対のパターンを備えると共に、前記１対のパターンが、前記放射方向のそれぞれの先端部で連結されて折り返す折り返しパターンとされており、
前記折り返しパターンの、前記中心部を中心とした円周方向に隣接するもの同士が前記中心部の近傍において互いに連結されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のひずみセンサ。
【請求項７】
前記複数個の延伸部の一つの前記１対のパターンは、前記放射方向の先端部で連結されずに、前記２個の端子の一方及び他方と接続されて、前記２個の端子の一方から他方までの間に、前記複数個の延伸部を含む前記一筆書きパターンからなる前記所定のパターンが形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載のひずみセンサ。
【請求項８】
前記２個の端子の一方と、他方とは、それぞれ前記複数の延伸部の内の異なる２個の延伸部の先端部から導出される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のひずみセンサ。
【請求項９】
前記延伸部のそれぞれの放射方向に延伸する部分は、前記放射方向の沿って直線状に形成されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のひずみセンサ。
【請求項１０】
シート状基材上に、印加されたひずみに応じて抵抗値が変化するひずみ受感材料を少なくとも部分的に含む導電性材料が所定のパターンとして形成されているひずみセンサ部の複数個が配列されてなるクラック検出用センサであって、
前記ひずみセンサ部のそれぞれは、
前記所定のパターンは、一筆書きパターンであって、前記シート状基材の所定場所を中心部として、前記中心部から、少なくとも３方向以上の複数の放射方向に延伸する複数個の延伸部を備えており、
前記複数個の延伸部のそれぞれは、それぞれが延伸する放射方向に伸縮変形可能なパターン形状とされる共に、前記延伸部の一部または全部は、前記ひずみ受感材料で構成されており、
前記複数個の延伸部を含む一筆書きパターンの前記所定のパターンの全体の抵抗値の変化を検出するための２個の端子を備える
ことを特徴とするクラック検出用センサ。
【請求項１１】
前記複数個のひずみセンサ部のそれぞれの２個の端子の一方同士が互いに接続された第１の端子と、前記２個の端子の他方同士が互いに接続された第２の端子とを、前記シート状基材に外部の回路との接続用端子として備える
ことを特徴とする請求項１０に記載のクラック検出用センサ。
【請求項１２】
前記ひずみセンサ部の２個の端子のそれぞれと接続される２個の接続用端子の組が、前記複数個のひずみセンサ部のそれぞれに対応して複数組、前記前記シート状基材に形成されている
ことを特徴とする請求項１０に記載のクラック検出用センサ。
【請求項１３】
請求項１１に記載のクラック検出用センサと、
前記クラック検出用センサにおいて前記第１の端子及び前記第２の端子との間に形成される前記複数個のひずみセンサ部の抵抗値の全体の値の変化として、前記クラック検出用センサが被着された被検体におけるクラックの発生を検出する検出部と
からなることを特徴とするクラック検出装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のクラック検出用センサと、
前記クラック検出用センサの前記複数組の接続用端子の各組の接続用端子間に形成されるそれぞれのひずみセンサ部の抵抗値の変化を検出し、前記抵抗値の変化を検出したひずみセンサ部が存在する前記シート状基材の位置から、発生したクラックの前記シート状の位置を検出するクラック発生検出部と、
をからなることを特徴とするクラック検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ひずみセンサ及びクラック検出用センサに関する。また、この発明は、クラック検出用センサを用いたクラック検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体のひずみを測定するための力学的センサとして、ひずみゲージが知られている。このひずみゲージとしては、金属ひずみゲージや半導体ひずみゲージが知られている。これらひずみゲージは、被測定物（被検体）に接着材などにより固着して、被検体にひずみ変形が生じると、ひずみゲージも同率で変形することに基づいて、被検体のひずみ変形を検出するようにする。
【０００３】
一般的に知られている従来の金属ひずみゲージ１は、例えば図１２に示すように、フレキシブル基板などの薄い絶縁体シート２上に、ジグザグ形状（格子状）にレイアウトされたひずみ受感材料としての金属の抵抗体（金属線や金属箔）３が取り付けられ、リード端子３ａ，３ｂが形成された構造を有している。この場合に、図１２に示すように、抵抗体３がジグザグ形状に折り曲げられることにより形成されている複数の直線状部分３ｃは互いに平行とされており、この複数の直線状部分３ｃの長手方向の長さＬはゲージ長と呼ばれている。
【０００４】
抵抗体３がジグザグ形状に折り曲げられて形成されている直線状部分３ｃのそれぞれは、伸びにより断面積が減ると共に、長さが長くなり、その結果、直線状部分３ｃの抵抗値が増加する。ひずみゲージ１では、この抵抗値変化を測定して、被検体に生じたひずみ変形を検出するようにする。つまり、従来のひずみゲージ１は、そのゲージ長の方向を、被検体が伸縮変形する方向に合わせて、当該被検体に固着することで、被検体の伸縮変形によるひずみ変形を検出するようにしている。
【０００５】
すなわち、従来のひずみゲージ１は、検出することができるひずみ変形方向に依存性を有し、被検体がひずみ変形する方向とゲージ長Ｌの方向とが一致している場合には、感度良く、ひずみ変形を検出することができるが、被検体が変形する方向とゲージ長Ｌの方向とが不一致の場合には、ひずみ変形の検出感度が低下する。
【０００６】
図１３に、図１２に示した従来のひずみゲージ１における、ひずみ変形方向に対する抵抗値変化の例を示す。図１３は、図１２に示すように、ひずみ変形方向が、ひずみゲージ１の抵抗体２の直線状部分２ｃの長手方向に平行な方向３Ａ（ゲージ長Ｌの方向に対する傾き０°）の場合、方向３Ａに対して４５°異なる方向３Ｂの場合、方向３Ａに対して９０°異なる方向３Ｃの場合、の３方向の場合について、抵抗値変化を測定したものである。
【０００７】
図１３において、実線４Ａは、図１２における方向３Ａの場合の抵抗値変化を示し、粗い点線４Ｂは、図１２における方向３Ｂの場合の抵抗値変化を示し、細かい点線４Ｃは、図１２における方向３Ｃの場合の抵抗値変化を示している。
【０００８】
この図１３から明らかなように、従来のひずみゲージ１は、被検体が変形する方向とゲージ長Ｌの方向とが不一致の場合には、その不一致の角度に応じてひずみの検出感度が低下し、９０°異なると、ひずみの検出がほぼ不能になること分かる。なお、図１２では、方向３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ひずみゲージ１に対して、これを伸ばす方向の力として示したが、ひずみゲージ１に対して、これを収縮させる方向の力が印加される場合も同様である。
【０００９】
このひずみゲージ１の、検出することができるひずみ変形の方向に依存性を有することに鑑み、従来は、被検体に対して任意の方向に加わる力に応じたひずみを検出する場合には、複数個のひずみゲージを組み合わせてひずみセンサを用いるするようにしている（例えば、特許文献１（特開２０１１−１６４４９５号公報）参照）。すなわち、特許文献１では、ひずみゲージのゲージ長の方向を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３軸のそれぞれに合わせた３個のひずみゲージを組み合わせて、ひずみセンサを構成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１６４４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように、従来のひずみゲージは、検出することができるひずみ変形の方向に依存性を有し、殆どひずみ変形を検出することができない方向を有するために、ひずみ変形方向が既知である被検体にのみ使用することが可能であり、例えば被検体に生じるクラックを検出する場合のように、ひずみ変形方向が未知の場合には、単独では用いることができないという問題があった。
【００１２】
そして、被検体のひずみ変形方向が未知である場合に、特許文献１のひずみセンサのように、ひずみゲージを複数個を組み合わせる場合には、複数個のひずみゲージのそれぞれの抵抗値変化を検出して、それらを合成してひずみ変形を検出する必要があり、ひずみ検出装置の全体としての構成が複雑となるという問題がある。また、ひずみゲージを複数個を組み合わせるために、ひずみセンサの大きさも大きくなってしまうという問題もある。
【００１３】
この発明は、以上の問題点を解決することができるようにしたひずみセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、
シート状基材上に、ひずみ変形に対して抵抗値が変化するひずみ受感材料を少なくとも部分的に含む導電性材料が所定のパターンとして形成されているひずみセンサであって、
前記所定のパターンは、一筆書きパターンであって、前記シート状基材の所定場所を中心部として、前記中心部から、少なくとも３方向以上の複数の放射方向に延伸する複数個の延伸部を備えており、
前記延伸部は、それぞれが延伸する放射方向に伸縮変形可能なパターン形状とされる共に、前記延伸部の一部または全部は、前記ひずみ受感材料で構成されており、
前記一筆書きパターンの前記所定のパターンの全体の抵抗値の変化を検出するための２個の端子を備える
ことを特徴とするひずみセンサを提供する。
【００１５】
上述の構成の請求項１の発明によるひずみセンサは、シート状基材の所定場所に設定された中心部から、少なくとも３方向以上の複数の放射方向に延伸する延伸部を備える。したがって、請求項１の発明によるひずみセンサおいては、ひずみ変形方向がいずれの方向であっても、複数の放射方向に延伸する延伸部のそれぞれには、ひずみ変形方向とそれぞれの延伸部の放射方向との違いに応じた伸縮変形が生じるので、２個の端子の間の全体の抵抗値は、ひずみ変形に応じて変化する。
【００１６】
すなわち、請求項１の発明によれば、ひずみ変形を検出することができない方向を殆ど有さないので、ひずみ変形方向に依存せずに、生じたひずみ変形を検出することができるひずみセンサを実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、少なくとも３方向以上の複数の放射方向に延伸する複数の延伸部を備える一筆書きパターンを具備することで、ひずみ変形を検出することができない方向は存在せず、このため、ひずみ変形方向に依存性を有しないひずみセンサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明によるひずみセンサの第１の実施形態を説明するための図である。
【図２】この発明によるひずみセンサの第１の実施形態の等価回路を示す図である。
【図３】この発明によるひずみセンサの第１の実施形態の要部を説明するための図である。
【図４】この発明によるひずみセンサの第１の実施形態についてひずみに応じた出力電圧を検出するひずみ検出回路の一例を示す図である。
【図５】この発明によるひずみセンサの第１の実施形態の効果を説明するために用いる図である。
【図６】この発明によるひずみセンサの第１の実施形態の効果を説明するために用いる図である。
【図７】この発明によるひずみセンサの第２の実施形態を説明するための図である。
【図８】この発明によるひずみセンサの第２の実施形態の等価回路を示す図である。
【図９】この発明によるひずみセンサの他の実施形態を説明するための図である。
【図１０】この発明によるクラック検出用センサ及びクラック検出装置の実施形態を説明するための図である。
【図１１】この発明によるクラック検出用センサ及びクラック検出装置の実施形態の使用例を説明するための図である。
【図１２】従来のひずみセンサの例を説明するための図である。
【図１３】図１２の従来のひずみセンサの方向依存性を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明によるひずみセンサ及びこの発明のひずみセンサを用いたクラック検出センサ、更に、クラック検出センサを備えるクラック検出装置の実施形態を、図を参照しながら説明する。
【００２０】
［ひずみセンサの第１の実施形態］
図１は、この発明によるひずみセンサの第１の実施形態を示すものである。この実施形態のひずみセンサ１１は、フレキシブル基板などの薄い絶縁体シートからなるシート状基材１２の一面上に、図１に示すような放射状パターンからなる無方向性（非方向依存性）ひずみ検知パターン１３が形成されたものである。シート状基材１２は、例えば接着材により被検体に固着されたときに、被検体に生じたひずみ変形に伴ってひずみ変形をするもので構成されている。後述する他の例のひずみセンサ及びクラック検出用センサのシート状基材も同様である。
【００２１】
無方向性ひずみ検知パターン（以下、無方向性パターンと略称する）１３は、ひずみ受感材料からなる線状パターンあるいは箔パターン、この例では箔パターンにより形成される。この無方向性パターン１３の箔パターンは、矩形形状のシート状基材１２上に、例えば印刷や蒸着により形成される。ひずみ受感材料は、この例では、ひずみ変形に対して抵抗値を変える導電性材料であって、例えばグラファイト、銅、コンスタンタン、カーボンナノチューブなどのうちのいずれか、あるいは、それらの混合物で構成され、この例ではコンスタンタン（お願い：一例としてコンスタンタンを記しましたが、適切な材料名を挙げて下さい）が用いられる。
【００２２】
無方向性パターン１３は、この例では、２個のリード端子１３ａ及び１３ｂの間を、箔パターンによる一筆書きパターンで連結したものである。したがって、無方向性パターン１３の等価回路は、図２に示すように、リード端子１３ａとリード端子１３ｂとの間に、ひずみ変形により抵抗値を変える抵抗ＲＶが接続されたものとなる。
【００２３】
そして、ひずみセンサ１１の無方向性パターン１３の幾何学的形状は、シート状基材１２のほぼ中心位置近傍を、その放射状パターンの中心部１４として、当該中心部１４から、ｎ（ｎは３以上）個の放射方向に形成されているｎ個の延伸部１５を備える。図１の例の無方向性パターン１３では、中心部１４を中心とした円周方向の３６０°角範囲を、１６等分（２２．５°の角間隔）したｎ＝１６個の延伸部１５を、放射状に備える。
【００２４】
図１の例の無方向性パターン１３では、ひずみ変形方向によって抵抗変化が異ならないように、１６個の延伸部１５のパターン形状及び放射方向の長さ等の寸法は同一とされている。図３に示すように、所定の一つの延伸部とその両隣の延伸部（図３では、延伸部１５Ａと、その両隣の延伸部１５Ｂ，１５Ｃ）とを抜き出して、一つの延伸部１５（図３では延伸部１５Ａ）の構成について説明する。
【００２５】
すなわち、延伸部１５Ａは、図３に示すように、その放射方向ＲＡに沿った１対の延伸方向パターン１５１及び１５２と、当該１対の延伸方向パターン１５１及び１５２を、その延伸方向の先端で連結する先端連結部１５３とにより形成される折り返しパターン１５４を備える。この例の場合、延伸部１５Ａの延伸方向パターン１５１及び１５２は、当該延伸部１５Ａが延伸される放射方向ＲＡに平行で、幅（箔パターンの幅）が一定の直線状パターンとされている。
【００２６】
そして、延伸部１５Ａの先端連結部１５３は、図３の例では、１対の延伸方向パターン１５１及び１５２間を曲線状に連結するアーチ形状を備えている。先端連結部１５３は、この例のようなアーチ形状にするのは必須ではなく、例えばコの字形状であってもよい。要は、１対の延伸方向パターン１５１及び１５２間を、放射方向の先端部で連結するようにすればよい。
【００２７】
また、延伸部１５Ａの１対の延伸方向パターン１５１及び１５２のうちの一方の延伸方向パターン１５１の中心部１４側は、左側に隣接する延伸部１５Ｂの１対の延伸方向パターン１５１及び１５２の内の他方の延伸方向パターン１５２と中心部側連結部１５５Ｌにより連結されている。また、延伸部１５Ａの１対の延伸方向パターン１５１及び１５２のうちの他方の延伸方向パターン１５２の中心部１４側は、右側に隣接する延伸部１５Ｃの１対の延伸方向パターン１５１及び１５２の内の一方の延伸方向パターン１５１と中心部側連結部１５５Ｒにより連結されている。
【００２８】
そして、以上のように構成されているので、延伸部１５Ａは、２個の延伸方向パターン１５１及び１５２の、先端連結部１５３を除く部分から、中心部側連結部１５５Ｌ及び１５５Ｒまでの長さＬＤ（図３参照）の部分が、当該延伸部１５Ａの放射方向のひずみ変形に対して高感度で抵抗値を変化する有効部（ゲージ長に対応）となる。
【００２９】
以上は、無方向性パターン１３の１６個の延伸部１５の内の特定の１個の延伸部１５Ａについての説明であるが、１６個の延伸部１５のそれぞれについて、同様に構成されているものである。すなわち、この例のひずみセンサ１１の無方向性パターン１３においては、１６個の延伸部１５は、中心部１４からの放射方向が異なるのみで、形状及び長さ、幅（箔パターンの幅のみではなく、折り返しパターン１５４の幅を含む）等の寸法が同一に構成されている。ただし、図１の例では、例えば、シート状基材１２の長手方向に沿う方向を放射方向とする１個の延伸部１５Ｔの延伸方向パターン１５１及び１５２の先端部は、互いには連結されずに、リード端子１３ａ及びリード端子１３ｂのそれぞれに接続されている。
【００３０】
こうして、１６個の延伸部１５の延伸方向パターン１５１及び１５２の内の、リード端子１３ａ及び１３ｂと接続される延伸部１５Ｔの延伸方向パターン１５１及び１５２を除く全ての延伸部１５について、上述した先端連結部１５３による連結と、中心部側連結部１５５Ｌ及び１５５Ｒによる連結とをすることによって、リード端子１３ａとリード端子１３ｂとの間には、１６個の延伸部１５を備える一筆書きパターンからなる無方向性パターン１３が生成される。
【００３１】
この実施形態のひずみセンサ１１によれば、当該ひずみセンサ１１を、ひずみ変形が生じる被検体に、シート状基材１２を接着材により接着して固着したときには、被検体に生じるひずみ変形方向に関係なく、当該ひずみ変形を確実に検出することができる。
【００３２】
すなわち、ひずみセンサ１１の無方向性パターン１３に含まれる１６個の延伸部１５のそれぞれには、その放射方向と、被検体に生じるひずみ変形方向との一致度合あるいは異なり度合に応じた伸縮が生じる。つまり、被検体に生じるひずみ変形方向がいずれの方向であっても、１６個の延伸部１５のそれぞれには、ひずみ変形の大きさ及びひずみ変形方向とそれぞれ延伸部１５の放射方向との違いに応じた伸縮が生じる。そして、ひずみセンサ１１の無方向性パターン１３のリード端子１３ａとリード端子１３ｂとの間の抵抗ＲＶには、それぞれの延伸部１５の伸縮に応じた抵抗値変化の総合変化が生じる。
【００３３】
この場合に、この実施形態のひずみセンサ１１の無方向性パターン１３に含まれる１６個の延伸部は、中心部１４を中心として円周方向に等角間隔で配置されていると共に、延伸する方向（放射方向）が異なるだけで、形状及び長さ、幅等の寸法が同一に構成されている。このため、ひずみセンサ１１の無方向性パターン１３のリード端子１３ａとリード端子１３ｂとの間の抵抗ＲＶの抵抗値変化は、ひずみ変形の方向に関係なく、ひずみ変形の大きさに応じたものとなる。
【００３４】
したがって、ひずみセンサ１１のリード端子１３ａとリード端子１３ｂとの間の抵抗ＲＶの抵抗値の変化を検出することにより、被検体に生じるひずみ変形方向がいずれの方向であっても、そのひずみ変形の大きさを検出することができる。
【００３５】
この場合に、この実施形態のひずみセンサ１１の無方向性パターン１３の複数個の延伸部１５は、偶数個であって、かつ、等角間隔で形成されている。このため、中心部１４を跨いで対向している２個の延伸部１５は、１８０°の角間隔となり、一つの放射方向の延長方向となっている。当該１８０°角間隔離れた２個の延伸部では、その延伸方向のひずみ変形に対して同様の伸縮をするので、その延伸方向のひずみ変形に対する検出感度が２倍になるのに等しい。したがって、この実施形態のひずみセンサ１１は、複数個の延伸部１５が、等角間隔であって、奇数個である場合よりも、それぞれの方向のひずみ変形を感度良く検出することができるという効果がある。
【００３６】
例えば、被検体に、図３に示した放射方向ＲＡの方向のひずみ変形が生じたときには、ひずみセンサ１１においては、当該放射方向ＲＡに延伸している延伸部１５Ａと、当該延伸部１５Ａと１８０°角間隔離間している延伸部１５Ｔとにおいて、大きな伸縮が生じて、リード端子１３ａとリード端子１３ｂとの間の抵抗ＲＶには、図１３で実線で示したような大きな抵抗値変化が得られる。
【００３７】
そして、同時に、延伸部１５Ａの両隣の２２．５°の角間隔離れた延伸部１５Ｂ及び延伸部１５Ｃと、それらと１８０°角間隔だけ離間している２個の延伸部１５との合計４個の延伸部１５には、延伸部１５Ａよりは、ひずみ変形方向と延伸方向の違いである２２．５°に応じた若干小さい伸縮が生じて、それに応じた抵抗変化が生じる。さらに、延伸部１５Ａと、４５°の角間隔離れた２個の延伸部１５と、それらと１８０°角間隔だけ離間している２個の延伸部１５との合計４個の延伸部１５には、延伸部１５Ａよりは、ひずみ変形方向と延伸方向の違いである４５°に応じたさらに小さい伸縮が生じ、それに応じた抵抗変化が生じる。
【００３８】
さらに、また、延伸部１５Ａと、６７．５°の角間隔離れた２個の延伸部１５と、それらと１８０°角間隔だけ離間している２個の延伸部１５との合計４個の延伸部１５には、延伸部１５Ａよりは、ひずみ変形方向と延伸方向の違いである６７．５°に応じたさらに小さい伸縮が生じ、それに応じた抵抗変化が生じる。なお、延伸部１５Ａと、９０°の角間隔離れた２個の延伸部１５では、図１３に示したように、ひずみ変形方向ＲＡのときには、殆ど伸縮が生じず、抵抗値変化もほとんど得られない。
【００３９】
リード端子１３ａとリード端子１３ｂとの間の抵抗ＲＶには、以上のように複数個の延伸部１５のそれぞれに生じた抵抗変化の総合の抵抗値変化が生じる。
【００４０】
［ひずみセンサの抵抗値変化の検出回路例］
図４は、この実施形態のひずみセンサ１１の抵抗値変化を検出するひずみ検出回路の一例を説明するための回路図であり、この図４の例のひずみ検出回路は、公知のホイートストンブリッジを用いた構成である。
【００４１】
すなわち、抵抗器２１と抵抗器２２との直列回路と、ひずみセンサ１１と抵抗器２３との直列回路とが並列に接続されると共に、抵抗器２１と抵抗器２２との直列回路と、ひずみセンサ１１と抵抗器２３との直列回路とに、電源２４からの電圧Ｅが印加される。そして、抵抗器２１と抵抗器２２との接続点と、抵抗器２１と抵抗器２２との接続点とが、それぞれ出力電圧検出回路２５に接続される。
【００４２】
図４に示すように、抵抗器２１，２２，２３の抵抗値をＲ１，Ｒ２，Ｒ３とすると、ひずみセンサ１１の抵抗値はＲＶであるので、出力電圧検出回路２５では、
ｅ０＝（ＲＶ×Ｒ２−Ｒ１×Ｒ２）×Ｅ／（ＶＲ＋Ｒ３）×（Ｒ１＋Ｒ２）
なる演算式により求められる出力電圧ｅ０を検出する。
【００４３】
ここで、ひずみセンサ１１にひずみ変形が加わっていないときの抵抗値をＲ０としたとき、Ｒ０＝ＲＶ＝Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３に選定されている。したがって、ひずみセンサ１１にひずみ変形が加わっていないときの出力電圧検出回路２５で検出される出力電圧ｅ０は、上記の演算式からｅ０＝０となる。
【００４４】
ひずみセンサ１１にひずみ変形が加わって、その抵抗値が、ＲＶ＋ΔＲＶになった時には、出力電圧検出回路２５で検出されるそのひずみ変形に対応する出力電圧Δｅは、
Δｅ＝ΔＲＶ×Ｅ／（４Ｒ０＋２ΔＲＶ）
となり、ΔＲＶ＜＜ＲＶである場合には、２ΔＲＶ＜＜４ＲＯであるので、
Δｅ＝ΔＲＶ×Ｅ／４Ｒ０
となる。
【００４５】
上述したように、この実施形態のひずみセンサ１１は、ひずみ変形方向に関係なく、同じ大きさのひずみ変形を受けたときには、ほぼ同じ抵抗値変化を生じる。したがって、出力電圧検出回路２５では、ひずみ変形方向に関係なく、ひずみセンサ１１に加わったひずみ変形の大きさに応じた出力電圧Δｅが検出される。
【００４６】
図５は、ひずみセンサ１１のひずみ変形方向に依存しないことを検証するための検証装置を説明するための図である。そして、図６は、図５の検証装置で測定した複数のひずみ変形方向おけるひずみセンサ１１の抵抗値変化を示す図である。
【００４７】
図５の例の検証装置は、弾性変形が可能な矩形の板状体３１を被検体として、その長手方向の一端３１ａが、固定部材３２に対して取り付けられた片持ち梁構造を有するもので、板状体３１の他端３１ｂ側は、図５で矢印ＦＤで示すように、当該板状体３１の板面に直交する方向に押下することで、自由に撓むことができるようにされている。
【００４８】
そして、この板状体３１の一端側３１ａの、当該板状体３１が図５で矢印ＦＤで示す方向に押下されたときに板状体３１の長手方向（図５の矢印ＳＤ）に伸縮ひずみ変形する位置には、ひずみセンサ１１のリード端子１３ａ及びリード端子１３ｂが接続されている延伸部１５Ｔの延伸方向を基準にして、互いに異なる方向に、ひずみセンサ１１が接着材により固着されている。図５の例では、３個のひずみセンサ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの延伸部１５Ｔの延伸方向のそれぞれが、板状体３１の長手方向（矢印ＳＤ）に対して、それぞれ０°、４５°、９０°の角度だけ異なるように固着されている。
【００４９】
この状態で、板状体３１の他端３１ｂ側を矢印ＦＤの方向に押下したときには、ひずみセンサ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに対して、矢印ＳＤの方向の伸縮が生じ、それに応じて、ひずみセンサ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのそれぞれのリード端子１３ａ及びリード端子１３ｂの間に形成される抵抗値ＲＶが変化する。
【００５０】
図６は、このときのひずみセンサ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃのそれぞれのリード端子１３ａ及びリード端子１３ｂの間に形成される抵抗値の変化を示す。この図６において、実線４１Ａは、ひずみセンサ１１Ａの抵抗値変化を示し、粗い点線４１Ｂは、ひずみセンサ１１Ｂの抵抗値変化を示し、細かい点線４１Ｃは、ひずみセンサ１１Ｃの抵抗値変化を示している。
【００５１】
この図６から明らかなように、この実施形態のひずみセンサ１１を、被検体としての板状体３１に対してどの方向に向けて固着しても、被検体としての板状体３１に生じるひずみ変形に応じた、ひずみセンサ１１の抵抗値変化はほぼ同様となる。すなわち、この実施形態のひずみセンサ１１は、ひずみ変形方向に依存性を有さずに、当該ひずみセンサ１１に印加されるひずみ変形の大きさを検出することができる。
【００５２】
［第１の実施形態のひずみセンサ１１の効果］
以上のようにして、上述した第１の実施形態のひずみセンサ１１は、所定の中心部を中心として、複数個の放射方向に延伸部１５を備えるので、図１２で説明した従来のひずみゲージ１の、ゲージ長の方向とひずみ変形方向とが９０°の場合のように、ひずみ変形を検出できない方向は存在しない。
【００５３】
そして、上述の実施形態のひずみセンサ１１においては、複数個の延伸部１５は、等角間隔で形成されていると共に、延伸方向（放射方向）の長さ及び寸法関係が等しく形成されているので、ひずみセンサ１１は、ひずみ変形方向に関係なく、ひずみ変形の大きさに応じた抵抗値変化をする。したがって、この実施形態のひずみセンサ１１を用いたひずみ検出装置においては、ひずみ変形方向に関係なく、そのひずみ変形の大きさに応じたひずみ検出出力を得ることができる。
【００５４】
また、上述の実施形態のひずみセンサ１１においては、複数個の延伸部１５の数は偶数個であるので、互いに１８０°の角間隔離れた位置に２個の延伸部１５が存在する構成となる。このため、ひずみ変形に対して２個の延伸部１５のペアに同様の抵抗変化が生じることになり、効率良く、ひずみ変形を検出することができるという効果もある。
［ひずみセンサの第２の実施形態］
上述した第１の実施形態のひずみセンサ１１では、無方向性パターン１３が備える複数個の延伸部１５の内の一つの延伸部１５Ｔは、１対の延伸方向パターン１５１及び１５２の先端部の先端部では連結せずに、１対の延伸方向パターン１５１及び１５２のそれぞれの先端部からリード端子１３ａ及びリード端子１３ｂを導出するようにした。これに対して、第２の実施形態のひずみセンサは、２個のリード端子の導出の方法が異なる。
【００５５】
図７は、第２の実施形態のひずみセンサ５１の一例を示すもので、第１の実施形態のひずみセンサ１１と同様に、矩形状のシート状基材５２上に、同一形状及び同一寸法の１６個の延伸部５１が等角間隔で形成されている無方向性パターン５３を備える。この第２の実施形態のひずみセンサ５１では、１６個の全ての延伸部５１を構成する１対の延伸方向パターン５５１及び５５２の先端は先端連結部５５３で全て連結して、全ての延伸部５１を折り返しパターン５５４の構成とする。そして、折り返しパターン５５４で構成される各延伸部５１の１対の延伸方向パターン５５１及び５５２の中心部５４側は、隣接する延伸部５１と連結部５５５Ｌ及び５５５Ｒにより連結する。
【００５６】
そして、図７の例の第２の実施形態のひずみセンサ５１では、互いに１８０°の角間隔離れた２個の延伸部５５、図７の例では、シート状基材５２の横方向に沿った２個の延伸部５５ＴＡと延伸部５５ＴＢ、の一方の先端部から、ひずみセンサ５１の一方のリード端子５３ａが導出され、また、他方の先端部からひずみセンサ５１の他方のリード端子５３ｂが導出される。
【００５７】
このように構成された第２の実施形態のひずみセンサ５１は、リード端子５３ａとリード端子５３ｂの中心を通る、図７で一点鎖線で示す直線ＳＬよりも、上側の１８０°の角範囲部分ＳＣａと、下側の１８０°の角範囲部分ＳＣｂとにそれぞれ存在する複数個の延伸部５５で構成される抵抗値ＲＶａと、抵抗値ＲＶｂとが、図８に示すように、並列に接続された構成を、等価的に備えるものとなる。ここで、図７の実施形態のひずみセンサ５１では、ＲＶａ＝ＲＶｂとなっているものである。
【００５８】
なお、リード端子５３ａに接続される延伸部５５ＴＡと、リード端子５３ｂに接続される延伸部５５ＴＢとのそれぞれの１対の延伸方向パターン５５１，５５２は、一方が角範囲部分ＳＣａに含まれ、他方が角範囲部分ＳＣｂに含まれることになる。
【００５９】
また、この第２の実施形態のひずみセンサ５１は、見方を変えると、シート状基材５２上に、互いに１８０°の角間隔離れたリード端子５３ａとリード端子５３ｂとの間において、上側の１８０°の角範囲部分ＳＣａに、一筆書きパターンによる複数個（７個）の延伸部５５が形成されると共に、下側の１８０°の角範囲部分ＳＣａに、一筆書きパターンによる複数個（７個）の延伸部５５が形成されているものであって、リード端子５３ａとリード端子５３ｂが先端部から導出されている２個の延伸部５５ＴＡ及び５５ＴＢを含めて、合計１６個の延伸部５５を備える無方向性パターン５３が形成されていると表現することもできる。
【００６０】
この第２の実施形態のひずみセンサ５１は、図４に示したひずみ検出回路において、ひずみセンサ１１に代えて接続されることにより、前述の第１の実施形態のひずみセンサ１１と同様にして、ひずみ変形の大きさに応じた出力電圧を、ひずみ変形方向に依存性無く検出することができる。
【００６１】
この第２の実施形態のひずみセンサ５１によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００６２】
［ひずみセンサのその他の実施形態または変形例］
ひずみセンサ１１の複数個の延伸部１５及びひずみセンサ５１の複数個の延伸部５５は、上述の実施形態では、等角間隔で偶数個、上述の例では１６個としたが、３個以上であれば、等角間隔で奇数個を配設するようにしてもよい。
【００６３】
また、前述もしたように、ひずみセンサ１１の複数個の延伸部１５及びひずみセンサ５１の複数個の延伸部５５における延伸方向パターン１５１，１５２及び延伸方向パターン５５１，５５２は、直線状パターンとしたが、放射方向に沿って延伸していれば、曲線状パターンであってもよい。また、１対の延伸方向パターン１５１，１５２及び１対の延伸方向パターン５５１，５５２の幅（箔パターンの幅）は一定でなくてもよい。ただし、ひずみ変形の大きさを、ひずみ変形方向に依存性なく検出する場合には、ひずみセンサ１１の複数個の延伸部１５及びひずみセンサ５１の複数個の延伸部５５は、同一の形状及び同一の寸法で形成するようにする必要があることは前述した通りである。
【００６４】
また、上述の実施形態では、ひずみセンサ１１及びひずみセンサ５１は、中心部１４及び中心部５４を中心とした３６０°の範囲に、複数個の延伸部１５及び複数個の延伸部５５を形成するようにしたが、中心部１４及び中心部５４を中心とした３６０°より小さいの所定の角度範囲分に、複数個の延伸部１５及び複数個の延伸部５５を形成するようにした構成とするようにしてもよい。
【００６５】
例えば、図９は、そのような構成例の一例であって、この例は、第２の実施形態のひずみセンサ５１の変形例であり、当該ひずみセンサ５１の内の上側の１８０°の角範囲ＳＣａ分に相当するひずみセンサ５１Ａの場合を示している。なお、第１の実施形態のひずみセンサ１１についても同様の変形例を構成することができる。
【００６６】
この図９のひずみセンサ５１Ａは、矩形形状のシート状基材５２Ａにおいて、その所定の位置に放射方向の中心部５４Ａが定められ、この中心部５４Ａを中心とした１８０°の角範囲に、２２．５°の角間隔で、９個の延伸部５５Ａが形成されて、無方向性パターン５３Ａが形成されたものである。
【００６７】
そして、この図９のひずみセンサ５１Ａは、９個の延伸部の内、互いに１８０°の角間隔離れた２個の延伸部５５ＡＴＡ及び５５ＡＴＢとを除く７個の延伸部５５Ａは、前述した第２の実施形態と同様に、１対の延伸方向パターン５５１Ａ及び５５２Ａと、それら延伸方向パターン５５１Ａ，５５２Ａを、その先端連結部５５３で連結した折り返しパターン５５４で構成されている。折り返しパターン５５４からなる延伸部５５Ａの隣接するもの同士は、中心部５４側において、中心部連結部５５４ＡＬ及び中心部連結部５５４ＡＲにより連結されている。
【００６８】
この７個の延伸部５５Ａの折り返しパターン５５４Ａの延伸方向（中心部５４Ａを放射中心とした放射方向）の長さ及び延伸方向パターン５５１Ａ及び５５２Ａの幅などの寸法は、第２の実施形態と同様に、全て同一に構成されている。
【００６９】
そして、この図９の例においては、１８０°の角間隔離れた２個の延伸部５５ＡＴＡ及び５５ＡＴＢは、折り返しパターンの構成とはなっておらず、それぞれ１個づつの延伸方向パターンを備えるものとされている。そして、延伸部５５ＡＴＡ及び５５ＡＴＢを構成する延伸方向パターンの先端から、リード端子５３Ａａ及びリード端子５３Ａｂが導出される。
【００７０】
この図９の例のひずみセンサ５１Ａは、リード端子５３Ａａ及びリード端子５３Ａｂとの間に形成される抵抗値が、図８に示した抵抗値ＲＶａに等しいものとなる。この図９の例のひずみセンサ５１Ａにおいても、ひずみ変形方向に依存することなく、ひずみ変形の大きさに応じた抵抗値変化をする。したがって、図４に示したひずみ検出回路のホイートストンブリッジに接続したひずみセンサ１１の代わりに、この図９の例のひずみセンサ５１Ａを接続することで、出力電圧検出回路２５においては、ひずみ変形方向に依存することなく、ひずみ変形の大きさに応じた検出出力を得ることができる。
【００７１】
以上は、この発明のひずみセンサについて、ひずみ変形方向が全く未知である場合を想定した場合であるが、ひずみ変形方向が所定の角度範囲に生じることが分かっている場合には、３個以上の複数個の延伸部をその角度範囲に設けることにより、当該角度範囲内においては、ひずみ変形の大きさに応じた検出出力を得ることができるように構成することができる。
【００７２】
以上の変形例は、ひずみ変形方向に関係なく、ひずみ変形の大きさに応じた抵抗値変化を呈することができるように構成した場合である。しかし、この発明によるひずみセンサは、放射方向に３個以上の複数個の延伸部を備えるので、前述した図１２に示した従来のひずみセンサの場合のような、ひずみ変形を検出できない方向（図１３の９０°の場合参照）は、この発明によるひずみセンサでは存在しない。
【００７３】
したがって、この発明によるひずみセンサにおいては、ひずみ変形による抵抗値変化がひずみ変形方向によって異なったとしても、いずれのひずみ変形方向に対しても所定値以上の抵抗値変化が得られる。よって、ひずみ変形による抵抗値変化がひずみ変形方向によって異なったとしても、ひずみセンサに生じる抵抗値変化により、閾値以上の検出出力が得られるように構成することができる。
【００７４】
このように、ひずみ変形による抵抗値変化がひずみ変形方向によって異なってもよい場合を想定した場合には、この発明によるひずみセンサにおいて、上述のように等角間隔で延伸部を配することは必須ではないし、また、延伸部を構成する対の延伸方向パターンの長さ及び折り返しパターンの形状や寸法も、全ての延伸部で全く等しく選定することも必須ではない。
【００７５】
また、延伸部の対の延伸方向パターンの一方と他方とで、幅を異ならせてもよい。また、複数個の延伸部の延伸方向の長さ（延伸方向パターンの長さ）も、全てを同じにしなくてもよい。また、複数個の延伸部のそれぞれは、他の延伸方向の延伸部１５と形状を異ならせたり、長さや幅等の寸法を異ならせたりしてもよい。
【００７６】
また、上述の実施形態のひずみセンサ１１あるいはひずみセンサ５１では、無方向性パターン１３あるいは無方向性パターン５３は、全て、ひずみ受感材料で構成するようにした。しかし、ひずみ変形に応じて有効に働く部分は、複数個の延伸部１５あるいは延伸部５５の延伸方向パターン１５１，１５２あるいは延伸方向パターン５５１，５５２の部分であるので、この延伸方向パターン１５１，１５２あるいは延伸方向パターン５５１，５５２の部分のみをひずみ受感材料で構成し、その他の先端連結部１５３あるいは５５３や中心部連結部１５５Ｌ，１５５Ｒ及び５５５Ｌ，５５５Ｒは、導電性材料で構成するようにしてもよい。そして、さらには、延伸部１５あるいは延伸部５５の延伸方向パターン１５１，１５２あるいは延伸方向パターン５５１，５５２の延伸方向の全体をひずみ受感材料で構成するのではなく、その延伸方向の一部をひずみ受感材料で構成するようにしてもよい。
【００７７】
［クラック検出用センサ及びクラック検出装置の実施形態］
以上説明したように、この発明によるひずみセンサは、ひずみ変形方向には依存することなく、ひずみ変形を検出することが可能になる。そこで、この発明によるひずみセンサを用いて、発生する方向が未知であって任意であるクラックの検出が可能となる。
【００７８】
この場合に、上述したひずみセンサの１個のみをクラック検出用として用いて、クラック検出用センサを構成することは勿論できるが、以下に説明する実施形態では、被検体において、クラックを生じる可能性のある比較的広い領域をカバーし、その領域内のいずれの位置でクラックが生じているかを検出することができるクラック検出用センサの場合について説明する。
【００７９】
図１０は、この発明によるクラック検出用センサの一実施形態と、当該クラック検出用センサを用いたクラック検出装置の一実施形態の全体の概要を示すである。この実施形態のクラック検出装置は、この発明によるクラック検出用センサの一実施形態としてのクラック検出用センサ６１と、ひずみ検出回路群７１と、クラック発生位置判別回路７２と、クラック発生位置表示部７３とからなる。
【００８０】
クラック検出用センサ６１は、矩形形状のシート状基材６２の一面上に、複数個のひずみセンサ１１ｉｊ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ、ｊ＝１，２，・・・，ｍ）が形成されて構成されたクラック検出パターン６３を備えている。クラック検出パターン６３を構成する複数個のひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれは、図１０の例では、第１の実施形態のひずみセンサ１１と同様の構成とされている。なお、複数個のひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれを、第２の実施形態のひずみセンサ５１と同様の構成としてもよいことは言うまでもない。
【００８１】
そして、クラック検出用センサ６１においては、複数個のひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれの２個のリード端子（図１０では、参照符号は省略）からリードパターンが導出されると共に、その複数個のひずみセンサ１１ｉｊからのリードパターンは、矩形形状のシート状基材６２の１辺側に集約されて、外部回路との接続用のコネクタ部６４が形成されている。
【００８２】
図１０の例においては、複数個のひずみセンサ１１ｉｊは、矩形形状のシート状基材６２の一面上において、横方向をＸ軸方向、縦方向をＹ軸方向として、マトリクス状に配列されている。ひずみセンサ１１ｉｊのサフィックスｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）は、矩形形状のシート状基材６２のＸ軸方向の位置を示し、また、サフィックスｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｍ）は、矩形形状のシート状基材６２のＹ軸方向の位置を示している。ここで、Ｘ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置は、図１０から理解されるように、点的な位置ではなく、ひずみセンサ１１ｉｊの大きさに応じた領域範囲の位置を示している。
【００８３】
例えば、矩形形状のシート状基材６２の左上側を基準としたときに、図１０において、横方向の領域Ｘ１及び縦方向の領域Ｙ１には、ひずみセンサ１１１１が配置されており、また、横方向の領域Ｘ２及び縦方向の領域Ｙ１には、ひずみセンサ１１２１が配置されており、・・・、横方向の領域Ｘｎ及び縦方向の領域Ｙｍには、ひずみセンサ１１ｎｍが配置されている。
【００８４】
ひずみ検出回路群７１は、図示は省略するが、前述の図４に示したひずみ検出回路を、複数個のひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれに対して備えている。そして、クラック検出用センサ６１のコネクタ部６４の各ひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれの２個の端子が、ひずみ検出回路群７１の、対応するひずみ検出回路に接続されるように、クラック検出用センサ６１のコネクタ部６４に対して、ひずみ検出回路群７１が接続される。この場合に、各ひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれの２個の端子は、図４に示したように、対応する各ひずみ検出回路のホイートストンブリッジ回路において、ひずみセンサ１１ｉｊが接続されるべき部分に接続されるようにされる。
【００８５】
ひずみ検出回路群７１の各ひずみ検出回路の出力電圧検出回路２５（図４参照）に得られる出力電圧のそれぞれは、クラック発生位置判別回路７２に供給される。クラック発生位置判別回路７２では、ひずみ検出回路群７１の各ひずみ検出回路の出力電圧検出回路２５からの出力電圧が、クラック検出用センサ６１の複数個のひずみセンサ１１１１〜１１ｎｍの内のいずれのひずみセンサ１１ｉｊについての出力電圧であるかを認識している。
【００８６】
クラック発生位置判別回路７２は、ひずみ検出回路群７１の各ひずみ検出回路の出力電圧検出回路２５からの出力電圧のそれぞれを監視して、クラックの発生位置を判別する。そして、クラック発生位置判別回路７２は、複数個のひずみ検出回路の出力電圧検出回路２５からの出力電圧のうち、例えば所定の閾値を超えた出力電圧を検出したときには、対応するひずみセンサ１１ｉｊの位置にクラックが発生したとして検出し、その検出位置（シート状基材６２上の位置）のＸ軸方向の位置情報及びＹ軸方向の位置情報を、クラック発生位置表示部７３に出力する。
【００８７】
クラック発生位置表示部７３は、この例では、表示用ディスプレイを備え、予め用意されているクラック検出用センサ６１の表示画像上に、クラックが発生した位置を表示するようにする。この例の場合、クラックが発生した位置は、Ｘ軸方向の位置と、Ｙ軸方向の位置とで特定されるひずみセンサ１１ｉｊが存在する領域を、点滅表示したり、色を変えたりして、他の領域と区別できる表示をすることで表示する。なお、クラック発生位置表示部７３は、パソコンで構成することができる。
【００８８】
図１１は、被検体８０に、クラック検出用センサ６１が、例えば接着材により固着された状態を示している。この場合に、被検体８０に図１１に示すようにクラック８１が発生したときには、そのクラック８１の発生部分においては、被検体８０には、クラックの発生位置を境に両側に離れようとするひずみ変形が生じる。
【００８９】
このひずみ変形は、被検体８０に固着されているクラック検出用センサ６１においても同様に生じる。このため、クラック８１の発生位置のひずみセンサ１１ｉｊは、２個のリード端子間の抵抗値が変化するので、ひずみ検出回路群７１の対応するひずみ検出回路の出力電圧が閾値を超えるように変化する。
【００９０】
クラック発生位置判別回路７２は、出力電圧が閾値を超えたひずみ検出回路を検出すると、当該ひずみ検出回路に対応するＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を判別し、その判別結果の位置情報を、クラック発生位置表示部７３に出力する。クラック発生位置表示部７３では、その位置情報で示される一つのひずみセンサが存在する矩形領域のそれぞれを、点滅表示したり、色を変えたりして、クラックが発生した位置をディスプレイの観視者に対して報知する。
【００９１】
以上のようにして、この実施形態のクラック検出装置によれば、クラック検出用センサ６１において複数個のひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれが配設されている領域の単位で、クラックが発生した位置を検出することができる。この場合に、複数個のひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれは、ひずみ変形方向には依存することなく、任意の方向のひずみ変形を検出することができるので、発生方向が未知のクラックの発生位置を確実に検出することができる。
【００９２】
［クラック検出用センサ及びクラック検出装置の他の実施形態］
上述の実施形態のクラック検出用センサでは、複数個のひずみセンサをシート状基材のＸ軸方向及びＹ軸方向にマトリクス状に配設するようにしたが、複数個のひずみセンサのシート状基材における配設の仕方は、これに限られるものではないことは言うまでもない。例えば、複数個のひずみセンサをＸ軸方向のみに一列に、あるいはＹ軸方向に一列に、配設するようにしてもよい。また、複数個のひずみセンサのシート状基材上の配置位置を、クラック発生位置判別回路７２で認識しているのであれば、複数個のひずみセンサのシート状基材上の配置位置は、どのような配置であってもよい。
【００９３】
また、クラック検出用センサのシート状基材の形状は、矩形形状に限られるものではなく、円形や多角形の形状でもよいし、被検体の形状に合わせた任意の形状であってもよい。ただし、その場合においても、クラック発生位置判別回路７２は、複数個のひずみセンサのシート状基材上の配置位置を認識しており、各ひずみセンサに対応するひずみ検出回路の出力電圧を監視するようにするものである。
【００９４】
また、上述した実施形態のクラック検出用センサ及びクラック検出装置は、シート状基材６２のいずれの位置でクラックが発生しているかを検出することができるようにするために、クラック検出用センサでは、複数個のひずみセンサの２個のリード端子のそれぞれから独立のリード端子を導出すると共に、複数個のひずみセンサのそれぞれに対応する複数個のひずみ検出回路を備えるひずみ検出回路群を設けるようにした。
【００９５】
しかし、シート状基材６２内の位置は問題にせずに、当該シート状基材６２内で発生するクラックを検出する用途であれば、複数個のひずみセンサ１１ｉｊのそれぞれの２個のリード端子の一方を共通に接続すると共に、複数個のひずみセンサ１１ｉｊの２個のリード端子の他方を共通に接続して、コネクタ部６４´には２個のコネクタ端子のみを備えるクラック検出用センサ６１´の構成することもできる。
【００９６】
このように構成した場合には、クラック検出用センサ６１´のシート状基材６２内でクラックが発生した場合には、複数個のひずみセンサ１１ｉｊのいずれか一つあるいは複数個で、そのクラックに応じたひずみ変形による抵抗値変化が生じる。そして、その抵抗値変化分は、クラック検出用センサ６１´のコネクタ部６４´の２個の端子間に得られる抵抗値の変化分として検出することができ、当該抵抗値変化分に応じた出力電圧が所定の閾値を超えたか否かにより、クラック検出用センサ６１´のシート状基材６２内で発生したクラックを検出することができる。
【００９７】
なお、このクラック検出用センサ６１´の場合には、ひずみセンサが複数個ではなく、１個の場合も含むものである。
【００９８】
［その他の実施形態または変形例］
なお、上述の実施形態では、シート状基材上に、ひずみ変形に応じて抵抗値を変化させるひずみ受感材料による線状パターンあるいは箔状パターンを印刷や蒸着により形成するようにした、いわゆる金属ひずみゲージの構成としたが、半導体ひずみゲージの構成とすることもできる。半導体ひずみゲージは、半導体の電気抵抗率が応力により変化するピエゾ抵抗効果（piezoresistive effect）や、印加された圧力に比例した分極（表面電荷）が現れる圧電効果（piezorelectric effect）を利用したひずみゲージである。
【符号の説明】
【００９９】
１１，５１，５１Ａ…ひずみセンサ、１２，５２，５２Ａ…シート状基材、１３，５３，５３Ａ…無方向性パターン、１３ａ，１３ｂ，５３ａ，５３ｂ，５３Ａａ，５３ｂ…リード端子、１４，５４，５４Ａ…中心部、１５，５５，５５Ａ…延伸部、１５１，１５２，５５１，５５２，５５１Ａ，５５２Ａ…延伸方向パターン、１５４，５５４，５５４Ａ…折り返しパターン、６１…クラック検出用センサ、６２…シート状基材、６３…クラック検出パターン、６４…コネクタ部、７１…ひずみ検出回路群、７２…クラック発生位置判別回路、７３…クラック発生位置表示部
【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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