(57)【要約】【課題】基板１面にポスト４が固着又は一体化され、当該基板１面及び／又は逆側の基板１面に複数の応力検知用歪ゲージ２が配置され、且つ当該歪ゲージ２は前記ポスト４底面の輪郭の周囲に配置され、当該ポスト４への応力付与が基板１を撓ませることに起因する前記歪ゲージ２の特性値変化により前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサにおいて、応力センサの感度を大きくする。【解決手段】上記歪ゲージ２と基板１端との間であって歪ゲージ２付近に基板固定部を有する。複数の歪ゲージ２がポスト４底面の中心から等角度ずれた位置にあることが好ましい。【選択図】          図１
2004184127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板面にポストが固着又は一体化され、当該基板面及び／又は逆側の基板面に複数の応力検知用歪ゲージが配置され、且つ当該歪ゲージは前記ポスト底面の輪郭の周囲に配置され、当該ポストへの応力付与が基板を撓ませることに起因する前記歪ゲージの特性値変化により前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサにおいて、
上記歪ゲージと基板端との間であって歪ゲージ付近に基板固定部を有することを特徴とした応力センサ。
【請求項２】
複数の歪ゲージがポスト底面の中心から等角度ずれた位置にあることを特徴とする請求項１記載の応力センサ。
【請求項３】
基板固定部がポスト底面の中心から等角度ずれた位置にあることを特徴とする請求項１又は２記載の応力センサ。
【請求項４】
基板固定部が基板補強部材の固定部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の応力センサ。
【請求項５】
基板固定部に基板穴があり、当該基板穴を基板補強部材が貫通し、基板穴付近の基板を加締めることにより、当該加締め部を固定部とすることを特徴とする請求項４記載の応力センサ。
【請求項６】
基板補強部材が板状であって、基板面最外層と実質的に密着していることを特徴とする請求項４又は５記載の応力センサ。
【請求項７】
基板補強部材が、歪ゲージが配された基板面側に存在することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の応力センサ。
【請求項８】
基板補強部材と基板最外層との間に、基板の撓みを容易にする枠状のスペーサを設けたことを特徴とする請求項７記載の応力センサ。
【請求項９】
歪ゲージが抵抗素子であり、基板固定部と基板端の間、若しくはそれと同程度に応力付与に対して基板撓みの影響を受けない位置に、当該抵抗素子と直列接続されるトリム用抵抗素子が配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の応力センサ。
【請求項１０】
歪ゲージ用抵抗素子及びトリム用抵抗素子が同一基板面に配され、これら抵抗素子を構成する抵抗体が膜形成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の応力センサ。
【請求項１１】
基板補強部材が、歪ゲージが配された基板面側に存在し、当該歪ゲージ存在領域の全部又は一部を補強しないことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の応力センサ。
【請求項１２】
基板補強部材が補強しない領域が、歪ゲージの一部であり、且つ当該歪ゲージの一部が、ポスト底面の輪郭と基板を介し対向する位置にあることを特徴とする請求項１１記載の応力センサ。
【請求項１３】
補強部材が、応力センサの制御部を構成する回路板を兼ねることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の応力センサ。
【請求項１４】
補強部材が、応力センサの制御部を構成する回路板と応力センサとを結合することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の応力センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータに用いられるポインティングディバイスや、各種電子機器に用いられる多機能・多方向スイッチ等に用いることができる応力センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板面にポストが固着又は一体化され、当該基板面及び／又は逆側の基板面に複数の応力検知用歪ゲージが配置され、且つ当該歪ゲージは前記ポストの周囲に配置され、当該ポストへの応力付与が基板を撓ませることに起因する前記歪ゲージの特性値変化により前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサについては、国際公開番号ＷＯ０２／０５２２３６号公報にその開示がある。
【０００３】
上記公報では図８に示すように、ポスト５４へ付与された応力が基板５１を撓ませることにより抵抗素子６１である歪ゲージ５２を刺激する応力センサの構成を開示している。また、上記公報では図９に示す基板５１平面図により、基板５１の四隅に支持用穴５３が設けられている応力センサの構成を開示している。当該支持用穴５３は、例えば電子機器に応力センサを取り付けるために用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報にて開示されている応力センサは、その感度を高めることが通常要求される。特にパーソナルコンピュータに用いられるポインティングディバイスや、その他電子機器用スイッチとして応力センサを用いる場合はその要求が強い。その理由は、前記感度を高く、即ち歪ゲージ５２特性値変化率を大きくできないと、応力センサの出力を大きくできなく、Ｓ／Ｎ比が低下し、ノイズマージン小さくなるためである。そこで本発明が解決しようとする課題は、応力センサの感度を大きくすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の応力センサは、基板１面にポスト４が固着又は一体化され、当該基板１面及び／又は逆側の基板１面に複数の応力検知用歪ゲージ２が配置され、且つ当該歪ゲージ２は前記ポスト４底面の輪郭の周囲に配置され、当該ポスト４への応力付与が基板１を撓ませることに起因する前記歪ゲージ２の特性値変化により前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサにおいて、上記歪ゲージ２と基板１端との間であって歪ゲージ２付近に基板固定部を有することを特徴とする。
【０００６】
ここで一般に応力センサは、上記抵抗値等の電気特性を検知、演算等する制御部があってはじめて応力センサとして機能する。しかし本明細書では、便宜上前記制御部を除いた部分について「応力センサ」と表現することとする。
【０００７】
上記従来の応力センサは、ポスト５４上部を力点、支持用穴５３を支点、ポスト５４底面の輪郭部分、即ち抵抗素子６１である歪ゲージ５２の存在する部分を作用点とする、てこの原理により図８に示す動作をして応力が伝達されることとなる。従って前記支点と作用点との距離、及び力点と作用点との距離を調整することで応力センサの感度を高めることができる。ここで力点と作用点との距離を大きくすれば、てこの原理により応力センサ感度が高まる。力点と作用点との距離を本発明にあてはめると、ポスト４上部からポスト４底面までの距離、即ちポスト４の高さである。
【０００８】
しかしながら、上記ポスト４の高さを高めることは一般的に容易ではない。その理由は、応力センサ全体としての大きさは、それが取り付けられる電子機器などの規格により制限される場合が多いからである。また、特に小型電子機器にあっては、それを構成する応力センサ等の各部品の薄型化、小型化が要求される場合が多いためである。
【０００９】
そこで本発明では、上記支点と作用点との距離を短くすることで、てこの原理により応力センサ感度を高めることを考えた。即ち支点となる基板固定部と作用点となるポスト４底面の輪郭との距離を短くすることが、本発明の特徴である。
【００１０】
上記「歪ゲージ２は前記ポスト４底面の輪郭の周囲に配置」される状態は、ポスト４底面の輪郭を跨いで歪ゲージ２が存在する状態、ポスト４底面の輪郭の外側であり、当該輪郭に近接した領域のみに歪ゲージ２が存在する状態を含む。
【００１１】
また上記「歪ゲージ２と基板１端との間であって歪ゲージ２付近」は、ポスト４底面の輪郭よりも外側でなければならない。また歪ゲージ２の一部が当該「付近」と基板１端との間に基板固定部が存在する場合でも、ここでいう「付近」に含まれる。
【００１２】
上記本発明の応力センサ及びそれを基本とした好ましい応力センサにおいて、複数の歪ゲージ２がポスト４底面の中心から等角度ずれた位置にあることが好ましい。歪ゲージ２が２つの場合の等角度は１８０°であり、歪ゲージ２が３つの場合の等角度は１２０°であり、歪ゲージ２が４つの場合の等角度は９０°である。このように歪ゲージ２の数で３６０°を割った数字が、ここでいう等角度となる。等角度とすることにより、その付近にある基板固定部も略等角度あることとなり、各々の歪ゲージ２の感度を略同一にでき、感度バランスの良好な応力センサを得ることができる。
【００１３】
同様の理由から、上記本発明の応力センサ及びそれを基本とした好ましい応力センサにおいて、基板固定部がポスト４底面の中心から等角度ずれた位置にあることが好ましい。従って、上記本発明の応力センサ及びそれを基本とした好ましい応力センサにおいて、歪ゲージ２及び基板固定部がポスト４底面の中心から等角度ずれた位置にあることが更に好ましい。各々の歪ゲージ２の感度を更に同一にでき、更に感度バランスの良好な応力センサを得ることができるためである。
【００１４】
また上記本発明の応力センサ及びそれを基本とした好ましい応力センサにおいて、基板固定部が基板補強部材６（以下、補強部材という）の固定部とすることができる。一例を図１に示した。基板穴３が歪ゲージ２と基板１の外周である基板１端との間であって、歪ゲージ２付近に設けられている。一方片状部６と一体となる補強部材５を基板１の下側、図１では歪ゲージ２が配されている側の基板１面の歪ゲージ２を保護する保護層７に、その面同士が密着するようにする（図１（ｂ））。そのためには、片状部６を基板穴３に挿入・貫通させ、基板１の反対側に突出した当該片状部６を折り曲げて基板１に押し付ける、いわゆる加締め加工をする（図１（ｂ））。ここで、基板穴３から前記加締め部を含む領域が基板固定部となる。
【００１５】
このように補強部材６によって補強された基板１は、撓みにくくなり、却って応力センサの感度が低下するようにも思われる。しかしながら基板１の強度の向上と応力センサの感度を高めることは、一面からは相反する事項である。これらのバランスを調整することによって、基板１の強度をある程度維持しつつ、且つ感度の高い応力センサを得ることができる。本発明のように応力センサ感度を高める効果が得られる場合には、その反面の効果としての、基板１強度の低下を考慮した方が好ましい場合もある。本発明はこのようなバランスを考慮している。しかも本発明は、補強部材６の固定部（例えば図１における基板穴３から前記加締め部を含む領域）が基板固定部を兼ねる構造となっており、部品点数の低減の観点からも好ましい構成である。
【００１６】
また上記本発明の応力センサ及びそれを基本とした好ましい応力センサにおいて、歪ゲージ２が抵抗素子であり、基板固定部と基板１端の間、若しくはそれと同程度に応力付与に対して基板１撓みの影響を受けない位置に、当該抵抗素子と直列接続されるトリム用抵抗素子が配置されることが好ましい。複数の歪ゲージ２が抵抗素子である場合には、ポスト４への応力が付与されない状態では、全ての抵抗素子の抵抗値が一定範囲内にあることが当該応力を検知するための制御に通常便利である。しかしながら一定範囲の抵抗値の抵抗素子を形成することが困難な場合が少なくない。かかる場合に、歪ゲージ２である抵抗素子を直接トリミングすることも可能であるが、その際の抵抗素子の損傷が応力センサ特性に悪影響を与える場合もある。そこで、各々の抵抗素子と直列接続されるトリム用抵抗素子とを制御上一つの抵抗素子とみなすことで、制御の便宜を確保した上で、歪ゲージ２の損傷に基づく悪影響のおそれもなくなる。トリミングにより損傷を受けるのは、トリム抵抗だからである。
【００１７】
一方、応力が基板１に付与されることによりトリム抵抗をも刺激し、使用時にその抵抗値を変化させ、応力を正確に検知できないかもしれない、というおそれがあるようにも思われる。しかしトリム抵抗が配置されるのは、基板固定部と基板１端の間、若しくはそれと同程度に応力付与に対して基板１撓みの影響を受けない基板１面位置である。基板固定部と基板１端の間は、基板固定部がポスト４から伝達される応力を遮ることから、ポスト４への応力付与によっても殆ど基板１の撓みが生じない領域であり、トリム抵抗への刺激は無視できる程度であると考えられる。「基板固定部と基板１端の間と同程度に応力付与に対して基板１撓みの影響を受けない位置」とは、基板１とは異なる部材、例えば制御部の回路板上などである。かかるトリム抵抗は、膜形成されたものや、トリマブルチップ抵抗器等を用いることができる。
【００１８】
上記トリム抵抗を用いた本発明の応力センサ及びそれを基本とした好ましい応力センサにおいて、歪ゲージ２用抵抗素子及びトリム用抵抗素子が同一基板１面に配され、これら抵抗素子を構成する抵抗体が膜形成されることが好ましい。歪ゲージ２用抵抗素子及びトリム用抵抗素子の同時形成が可能であり、製造が簡略化され得るためである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
まず、プリプレグを複数枚積層して加熱・加圧成型したガラス繊維混入エポキシ系樹脂板を用意する。当該板が基板１となる（図２（ｂ）（ｃ））。そして基板１両面に厚み１８μｍの銅箔を貼付した後に当該銅箔の必要部分を除いて公知のエッチング処理（除去処理）を施すことにより、配線８、電極９が図２（ａ）に示すように形成される。ここで同図は、図２（ｂ）に示す歪ゲージ２の拡大平面図である。また当該歪ゲージ２は、抵抗素子１１である。
【００２０】
次いで基板１に予め穴あけ加工によって設けられているスルーホールの内壁に無電解めっき法にて導電性物質を配することにより、基板１表裏面の配線８同士を導通させる。このとき、無電解めっきにより析出する導電性物質（銅）は配線８及び電極９表面にも析出する。その結果配線８及び電極９のそれぞれの高さは、３０〜５０μｍの略一定値になる。
【００２１】
次いで基板１の電極９が形成された面に、スクリーン印刷技術により抵抗体１０を配し、加熱硬化する。これで図２（ｃ）に示すような抵抗素子１１（即ち歪ゲージ２）が、応力センサ一つあたり四つ形成された。ここで抵抗体１０は、アモルファスカーボン粉末を導電性物質とし、エポキシ系樹脂材料を非導電性物質とするものである。四つの抵抗素子１１は、それらの抵抗値を略同等とするため、公知のレーザトリミング工程に供される。その後抵抗素子１１全体を保護するために、４つの抵抗素子１１全体を覆うようエポキシ系樹脂ペーストによるスクリーン印刷工程、及び当該ペーストを硬化させる工程を経る。そのようにして得られた保護層７（図２には示していない）はその表面が略平滑である。
【００２２】
その後図２（ｂ）、（ｃ）に示す基板穴３を打ち抜き加工等で設ける。そして基板１の略中央であって抵抗素子１１が形成された基板１面とは逆側の面に、アルミナセラミック製ポスト４を固定する（図２（ｂ））。かかる固定にはエポキシ系接着剤を用いた。また固定位置は、図２（ｃ）に示すようにポスト４底面の輪郭が基板１を介して全ての抵抗素子１１と対応位置にあるようにする。
【００２３】
その後図１（ａ）に示すように片状部６と一体化した補強部材５を、基板１に取り付ける。補強部材５は、厚み０．２ｍｍ程度のステンレス鋼からなる板材である。まず基板穴３と片状部６との位置を確認し（図３（ａ））、基板穴３に歪ゲージ２配置側の基板１面から片状部６を挿入する（図３（ｂ））。逆側の基板１面に片状部６がはみ出すよう、且つ補強部材５の平板部分が歪ゲージ２配置側の基板１面最外層である保護層７面に密着させる。そしてはみ出た片状部６を折り曲げて基板１面に押し付ける、いわゆる加締め加工を施す（図３（ｃ））。これで基板穴３から前記加締め部を含む領域が基板固定部となる。
【００２４】
以上の工程を経て、本発明の応力センサを得ることができる。この応力センサは、基板１端付近の四隅に固定用穴１２を設け（図２（ｂ）（ｃ））、そこにネジを挿入する等して電子機器等に取り付けられる。また配線８は、上記エッチング処理の際のパターニングにより、図示していないが、基板１表裏に亘り形成され、結果として図４に示すブリッジ回路を四つの抵抗素子１１で構成するようにされる。
【００２５】
かかる応力センサは、これ単体では動作することができず、信号制御部を介して電子機器の制御が可能となる。図４には本発明の応力センサにおける、上記ブリッジ回路の電気信号入出力の状態の概要を示した。このブリッジ回路の電圧印加端子（Ｖｃｃ）−（ＧＮＤ）間には所定の電圧が印加されている。また同図左側の抵抗素子１１及びＹ端子（Ｙｏｕｔ）によりＹ軸方向の応力センサが構成され、更に同図右側の抵抗素子１１及びＸ端子（Ｘｏｕｔ）によりＸ軸方向の応力センサが構成される。これで図  に示すように任意のｘ、ｙ方向に応力を付与した旨、及びそのときの応力の方向と大きさとを把握することができる。また図２（ｂ）に示したようにポスト４頂面を押下したとき、即ちｚ軸方向へ応力付与した旨、及びそのときの応力の大きさを把握することができる。ｚ軸方向に応力付与することにより、四つの抵抗素子１１全てを伸張させ、各々の抵抗値を略同程度にまで大きくする。このような電気特性は、任意の横方向（ｘ、ｙ方向）に応力を付与した場合と異なる電気的特性であり、それらとは区別できる。
【００２６】
上記ｚ軸方向への応力の付与を感知する場合は、例えばコンピュータのポインティングディバイスとして本発明の応力センサを使用し、いわゆるマウスをクリックする信号に上記ｚ軸方向への応力の付与を割り当てる場合である。また、例えばいわゆる携帯電話等の小型携帯機器用の多機能・多方向スイッチとして本発明の応力センサを使用した場合である。この場合は、所定時間下向きへの応力付与をしたときに当該携帯機器の電源のオン・オフの命令に対応させる等が可能となる。これら２つの場合では、付与された応力の大小を精度良く感知する必要性は乏しい。一定レベルの応力が付与されたことを感知できればよい。しかしこれらの場合であっても付与された応力の大きさを把握することには変わりはない。また後者の場合は任意の横方向（ｘ、ｙ方向）に応力を付与した場合についても、一定レベルの応力が付与されたことを感知できればよいことになる。
【００２７】
本例では基板１材料をガラス繊維混入エポキシ系樹脂とし、ポスト４をアルミナセラミックとしたが、この組み合わせに限定されないことは言うまでもない。例えばポスト４と基板１の双方をセラミック材料とすることもできる。但し本例のように基板１材料よりもポスト４材料の剛性を高くすることが好ましい。基板１の変形を容易にし、抵抗素子１１の抵抗値変化率を大きくできるためである。しかしあまりにも基板１の変形を容易にし過ぎると、変形に可逆性が失われる塑性変形にまで至るおそれがあるため、その点注意を要する。本例で用いた基板１材料であるガラス繊維混入エポキシ系樹脂は、主成分の樹脂材料よりも張力が大きい繊維を混入した材料からなり、可塑変形に至るのを有効に防止し得る。基板１に繊維混入樹脂系材料を用いる場合に好適な繊維には、ガラス繊維の他にアラミド樹脂系繊維、ナイロン繊維、ポリオレフィン系樹脂等の１種以上である。
【００２８】
また本例では、基板固定部を片状部材６による基板１面への加締めにより形成した。しかしこのような形成法には限定されず、種々の形成法を採用し得る。例えば本例における補強部材５を基板１にネジ留めすることによる方法、補強部材５を基板１面に熱溶着又は超音波溶着する方法等によっても基板固定部の形成は可能である。但し本例のように片状部材６による加締めは、他の基板固定部の形成法に比して製造工程設計が容易であり、量産に適した方法である点で有利である。また加締めは、熱や超音波のようなエネルギーを余計に使用しない点でも有利である。更に加締めは、ネジ留めよりも基板固定部領域の厚みを薄くすることができる利点をも有する。
【００２９】
また本例では補強部材５の固定部を基板固定部としているが、これに限定されないことは言うまでもない。例えば図２（ｂ）、（ｃ）に示す、電子機器等への固定のための固定用穴１３を基板固定部とすることもできる。
【００３０】
また本例では補強部材５を平板状とし、基板１面最外層である保護層７と実質的に密着している構成としたが、当該構成により基板１の撓みが阻害され、所望の応力センサ感度を得ることができない場合は、補強部材５と基板１最外層との間に、基板１の撓みを容易にする枠状のスペーサを設けることもできる。当該スペーサの存在により、歪ゲージ２存在部分の基板１の撓みが許容され、歪ゲージ２よりも外側の基板１領域が枠状に締め付け固定されることとなる。
【００３１】
また本例では補強部材５と基板１面最外層とを直接密着させたが、絶縁シートを介して密着させることもできる。本例のように補強部材５が導電性物質の場合、配線６や歪ゲージ２等との接触を極力避けるよう配慮すべき場合がある。そのような場合には極めて好適な構成である。また絶縁物を被覆した導電性を有する補強部材を用いることによっても同様に好適である。また本例では補強部材５としてステンレス鋼を用いたが、それ以外の金属、非金属材料を用いることができることは言うまでもない。
【００３２】
また本例では歪ゲージ２と基板穴３の位置関係、及び補強部材５の形状等を図１又は図２に示したものとした。しかしこれらのバリエーションは種々のものが適用できることは言うまでもない。以下、当該バリエーションの個々について図５、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００３３】
図５（ａ）は、歪ゲージ２と基板固定部の位置関係のみに着目した本発明のバリエーションの一例を示している。このように歪ゲージ２の各々の間に基板固定部があっても、当該基板固定部が基板１端との間であって歪ゲージ２付近にあれば、本発明に含まれる。ここでの基板固定部は、本例における加締め、又はネジ留め用基板穴３や熱溶着部・超音波溶着部等によって形成され得ることは言うまでもない。
【００３４】
図５（ｂ）は補強部材５の存在を前提とした、当該補強部材５の形状に着目した本発明のバリエーションである。補強部材５をドーナツ形状とし、ドーナツの穴に歪ゲージ２を位置させる構成である。かかる構成では、基板１の補強は補強部材５に担わせ、歪ゲージ１が位置する基板１部を補強しないため、その撓みを許容できる利点がある。補強部材５の固定は、補強部材５内周に位置する基板穴３を利用した加締め等が考えられる。この構成の場合、基板固定部は、補強部材５の内周全域に位置していると考えられる。またこの構成では、特に前述のように基板１材料よりもポスト４材料の剛性を高くすることが好ましい。基板１全体の撓みは期待できず、ポスト４底面の輪郭付近の基板１の撓み量が重要となるからである。
【００３５】
図５（ｃ）は図５（ｂ）の構成を有しつつ、補強部材５の外周にも固定位置を設け、更なる補強効果の向上を図った構成である。
【００３６】
図５（ｄ）は、図５（ｂ）の構成を変更した応力センサを示している。まず補強部材５の外形を、略基板１全域を覆うようにしている。このことにより、基板１の補強効果が向上する。そして補強部材５の中央部の穴を小さくして、歪ゲージ２の外端の一部と重なるよう、且つポスト４底面の輪郭よりも大きくしている。この構成の場合も、基板固定部は、補強部材５の内周全域に位置していると考えられる。またこの構成は、補強部材５が補強しない領域が、歪ゲージ２の一部であり、且つ当該歪ゲージ２の一部が、ポスト４底面の輪郭と基板１を介し対向する位置にある構成である。このことにより、ポスト４へ応力を付与した場合に、ポスト４底面の輪郭と補強部材５とにより、歪ゲージ２へせん断応力が付与される。当該せん断応力の付与は、単なる基板１の撓みに起因する歪ゲージ２への刺激に比べて大きい刺激の付与となる。当該刺激が歪ゲージ２のせん断領域に集中するためであると考えられる。また、この構成では補強部材５による基板１の固定手段の一部にリベット１３を用いている。リベット１３については後述する。
【００３７】
図５（ｅ）は、図５（ｄ）の構成を一部変更した応力センサを示している。変更点は、歪ゲージ２付近の基板穴３を利用した片状部６による前述の加締め加工のみで補強部材５を基板１に固定している点、及びそのため補強部材５の外形が若干小さくなっている点である。この構成の利点は、前記固定箇所が少ないため、製造が容易になることである。
【００３８】
図５（ｆ）は、図５（ｅ）の構成を一部変更した応力センサを示している。変更点は、補強部材５の外形が若干大きくなっている点、及び補強部材５を基板１にリベット１３を用いて固定している点である。図７にリベット１３が、基板１と補強部材５とを固定する様子を示している。リベット１３にはＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂製のものを用いる。図７（ａ）、（ｂ）に示すようにリベット１３を基板穴３及び補強部材５に設けられた穴に挿入する。そして基板１反対面側にはみ出たリベット１３を加熱・冷却することにより、図７（ｃ）に示すように、当該はみ出たリベット１３部分溶融・固化することで補強部材５と基板１とを固定するのである。このように樹脂製のリベット１３を用いる利点は、固定部の厚みを薄く維持でき、且つ導電性物質を用いない点である。特に電子機器に用いる応力センサ構成部材に導電性のものを用いることは、他の回路をショートさせるおそれがある物質を電子機器内に持ち込むこととなるため、多少不利な構成となる。またリベット１３を用いることにより、片状部材６形成が不要となり、応力センサ設計の自由度が高まる利点がある。
【００３９】
図５（ｇ）は、図５（ｆ）の構成を一部変更した応力センサを示している。変更点は、４つ必要だったリベット１３を一結合してつの部材として取り扱えるようにしたものである。同図の場合、枠状の基底部を各リベット１３に共通させ、そこから図７（ｂ）に示す挿入する部分が４つ導出されているリベット１３を示している。このように複数のリベット１３を結合させる利点は、応力センサ部品点数低減に伴う製造の容易化である。
【００４０】
図５（ｈ）ポスト４底面の輪郭のうち、突起部となり得る当該底面角部を歪ゲージ２と基板１を介して対向位置にしたものである。ポスト４に応力を付与することにより、当該突起部が歪ゲージ２を刺激するため大きな刺激となり、応力センサ感度を高めることができる。この構成は本発明の全ての構成に適用できる。
【００４１】
図５（ｂ）、（ｃ）については、基板１のポスト４が存在する側の面に補強部材５を配置しても、上記図５（ｂ）、（ｃ）の説明と同様な効果を得ることができることは言うまでもない。
【００４２】
図６（ａ）は、図５（ｆ）に示した応力センサの補強部材５が、応力センサの制御部を構成する回路板と応力センサとを結合する構成を示している。基板１の一辺に凸部を設け、当該凸部に設けられた応力センサ出力端子１４が、応力センサ出力信号を制御する制御部１５の回路板との電気接続を実現している。当該電機接続には、半田や導電性接着剤が用いられる。制御部１５にはコントロールＩＣ等の電子部品が数多く搭載されている。制御部１５と応力センサとを結合する手段には、リベット１３を用いている。リベット１３や前述した加締め等の固定手段は、一旦固定した後でも脱着が比較的容易である。従って、応力センサ部と制御部１５との電機特性のマッチングが良好でないことが確認できた場合には、別の良好なマッチングとすることができる利点がある。
【００４３】
図６（ｂ）は、図５及び図６（ａ）に示した図と異なり、基板１の歪ゲージ２が配されていない面から見た図である。制御部１５を構成する回路板が横長であり、応力センサが当該回路板の一部に載置されている。基板穴３を利用することで、リベット１３等で当該回路板と固定することができる。その場合本構成は、補強部材５が、応力センサの制御部１５を構成する回路板を兼ねる構成である。また既に補強部材５が装着された状態で当該回路板と固定する構成とすることもできる。
【００４４】
図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示した制御部１５を構成する回路板に穴１６を形成し、当該穴１６を図５（ｄ）に示す補強部材５の中央にある穴と同じ役割をさせる構成を示している。本構成により、図５（ｄ）に示す補強部材５を用いなくとも図５（ｄ）に示す補強部材５と同じ利点を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明により、応力センサの感度を大きくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、一例としての本発明の応力センサに補強部材を取り付ける前段階の斜視図であり、（ｂ）は、補強部材取り付け後の縦断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の応力センサを構成する歪ゲージの一例である抵抗素子の平面図であり、（ｂ）は一例としての本発明の応力センサの平面図、（ｃ）は一例としての本発明の応力センサの底面図である。
【図３】本発明の実施の形態における、補強部材を応力センサに取り付ける様子を示した図である。
【図４】本発明の応力センサの信号入出力の様子の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態の例を示す図である。
【図７】本発明の応力センサを構成し得るリベットの利用状態を示す図である。
【図８】従来の応力センサの主な動作状態を示す図である。
【図９】従来の応力センサの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１．基板
２．歪ゲージ
３．基板穴
４．ポスト
５．補強部材
６．片状部
７．保護層
８．配線
９．電極
１０．抵抗体
１１．抵抗素子
１２．固定用穴
１３．リベット
１４．出力端子
１５．制御部
１６．穴
５１．基板
５２．歪ゲージ
５３．支持用穴
５４．ポスト
５８．配線
５９．穴
６１．抵抗素子
【図１】
2004184127.tif 000003
【図２】
2004184127.tif 000004
【図３】
2004184127.tif 000005
【図４】
2004184127.tif 000006
【図５】
2004184127.tif 000007
【図６】
2004184127.tif 000008
【図７】
2004184127.tif 000009
【図８】
2004184127.tif 000010
【図９】
2004184127.tif 000011