(57)【要約】【課題】優れた耐久性・信頼性を有する力学量センサ素子及びそれに用いる抵抗ペースト材料を提供しようとすること。【解決手段】力学量センサ素子１は、応力の印加によって電気的特性が変化する感圧体２と、該感圧体２の対向する２つの表面に、それぞれ一体的に形成された電気絶縁性の絶縁体３とを有してなる。感圧体２は、ガラスよりなるマトリックス２１に、導電性を有する導電性粒子２２と電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子２３とを分散してなる。補強材粒子２３の含有量は、マトリックス２１と導電性粒子２２との合計量１００重量部に対して、０．５〜５０重量部である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスよりなるマトリックス形成用材料と、
導電性を有する導電性粒子と、
電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子と、
有機溶剤とを含み、
上記補強材粒子の含有量は、上記マトリックス形成用材料と上記導電性粒子との合計量１００重量部に対して、０．５〜５０重量部であることを特徴とする抵抗ペースト材料。
【請求項２】
請求項１において、上記補強材粒子は、ウィスカ状、板状、球状、繊維状のいずれかの形状よりなると共に、上記補強材粒子の長辺の大きさが、最も大きい上記導電性粒子の長辺の大きさよりも大きいことを特徴とする抵抗ペースト材料。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記補強材粒子は、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ホウ酸アルミニウムのいずれかよりなることを特徴とする抵抗ペースト材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記導電性粒子は、ＲｕＯ2よりなることを特徴とする抵抗ペースト材料。
【請求項５】
応力の印加によって電気的特性が変化する感圧体と、該感圧体の対向する２つの表面に、それぞれ一体的に形成された電気絶縁性の絶縁体とを有してなり、
上記感圧体は、ガラスよりなるマトリックスに、導電性を有する導電性粒子と電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子とを分散してなることを特徴とする力学量センサ素子。
【請求項６】
請求項５において、上記補強材粒子は、ウィスカ状、板状、球状、繊維状のいずれかの形状よりなると共に、上記補強材粒子の長辺の大きさが、最も大きい上記導電性粒子の長辺の大きさよりも大きいことを特徴とする力学量センサ素子。
【請求項７】
請求項５又は６において、上記補強材粒子は、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ホウ酸アルミニウムのいずれかよりなることを特徴とする力学量センサ素子。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項において、上記補強材粒子の含有量は、上記マトリックスと上記導電性粒子との合計量１００重量部に対して、０．５〜５０重量部であることを特徴とする力学量センサ素子。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１項において、上記導電性粒子は、ＲｕＯ2よりなることを特徴とする力学量センサ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力、圧力、トルク、速度、加速度、位置、変位、衝撃力、重量、質量、真空度、回転力、振動、騒音等の力学的な変化量を測定する力学量センサ素子及びそれに用いる抵抗ペースト材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、力、圧力、トルク、速度、加速度、位置、変位、衝撃力、重量、質量、真空度、回転力、振動、騒音等の力学的な変化量を測定する手段として、力学的な変化量を歪み（応力）を介して測定する力学量センサ素子が広く利用されている。この力学量センサ素子としては、一般に圧力抵抗効果材料を利用して構成されたものが用いられてきた。
【０００３】
圧力抵抗効果とは、材料に圧縮応力、引っ張り応力、せん断応力、静水圧応力等が加わった際に、材料の電気抵抗が変化する現象のことである。
力学量センサ素子は、例えば、このような材料を含む抵抗ペースト材料を所望の部分に塗布して焼成することにより感圧体を形成し、この感圧体に外部から応力を加えることにより感圧体の電気抵抗を変動させ、この電気抵抗の変動を検出することにより力学量を測定する（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、このような力学量センサは、長期間に渡って応力を加え続けると、感圧体に用いた材料（例えば、ガラス等）にクリープ現象が生じることがあった。また、これに伴って、感圧体の電気抵抗値のドリフト（抵抗ドリフト）が大きくなるという問題が生じていた。そのため、従来の力学量センサ素子は、長期間に渡って使用した場合に必ずしも耐久性及び信頼性に優れているとは言えなかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７２７９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、優れた耐久性・信頼性を有する力学量センサ素子及びそれに用いる抵抗ペースト材料を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ガラスよりなるマトリックス形成用材料と、
導電性を有する導電性粒子と、
電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子と、
有機溶剤とを含み、
上記補強材粒子の含有量は、上記マトリックス形成用材料と上記導電性粒子との合計量１００重量部に対して、０．５〜５０重量部であることを特徴とする抵抗ペースト材料にある。
【０００８】
本発明の抵抗ペースト材料は、上記のごとく、マトリックス形成用材料、導電性粒子、有機溶剤の他に、電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子を含んでいる。そのため、上記抵抗ペースト材料を例えば力学量センサ素子における感圧体の材料として用いた場合には、その力学量センサ素子の耐久性・信頼性を向上させることができる。この理由は次のとおりである。
【０００９】
上記抵抗ペースト材料を力学量センサ素子に用いる場合には、塗布した上記抵抗ペースト材料を焼成することにより、上記マトリックス形成用材料が母相としてのマトリックスを形成すると共に、その中に上記導電性粒子だけではなく上記補強材粒子が分散した状態となった感圧体を得る。この感圧体に外部から応力が加えられた際には、上記マトリックスを構成するガラスだけに応力が集中するのではなく、その中に含まれる上記補強材粒子も応力を受ける。即ち、上記感圧体は、加えられた応力を分散して受けることができる。そのため、上記マトリックスとしてのガラスへの応力集中を抑制することができると共に、ガラスが受ける応力を緩和することができる。そして、ガラスが持つ特性であるクリープ現象を抑制することができる。
【００１０】
これにより、上記抵抗ペースト材料を用いた力学量センサ素子は、長期間に渡る使用においても、上記感圧体のマトリックスを構成するガラスのクリープ現象を抑制することができると共に、抵抗ドリフトを低減させることができる。それ故、耐久性・信頼性をより一層向上させることができる。
また、上記抵抗ペースト材料において、好ましい上記補強材粒子の含有量は、上記マトリックス材料と上記導電性粒子との合計量１００重量部に対して、０．５〜５０重量部である。この場合には、上記の効果を充分かつ確実に発揮することができる。
【００１１】
また、上記抵抗ペースト材料は、圧縮歪みだけを用いて力学量を算出するタイプの力学量センサ素子、引張り歪みと圧縮歪みとの両方を用いて力学量を算出するタイプの力学量センサ素子等、様々なタイプの力学量センサ素子に適用しても、上記の効果を発揮することができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、例えば力学量センサ素子の感圧体の材料として用いることにより、その力学量センサ素子の耐久性・信頼性を向上させることができる抵抗ペースト材料を提供することができる。
【００１３】
第２の発明は、応力の印加によって電気的特性が変化する感圧体と、該感圧体の対向する２つの表面に、それぞれ一体的に形成された電気絶縁性の絶縁体とを有してなり、
上記感圧体は、ガラスよりなるマトリックスに、導電性を有する導電性粒子と電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子とを分散してなることを特徴とする力学量センサ素子にある。
【００１４】
本発明の力学量センサ素子において、上記感圧体は、上記マトリックスとしてのガラスに上記補強材粒子が分散されている。そのため、この感圧体に外部から上記絶縁体を介して応力が加えられた際には、上記マトリックスとしてのガラスだけに応力が集中するのではなく、その中に分散されている上記補強材粒子も応力を受ける。即ち、上記感圧体は、加えられた応力を分散して受けることができる。そのため、上記マトリックスとしてのガラスへの応力集中を抑制することができると共に、ガラスが受ける応力を緩和することができる。そして、ガラスが持つ特性であるクリープ現象を抑制することができる。
【００１５】
これにより、上記力学量センサ素子は、長期間に渡る使用においても、上記感圧体のマトリックスを構成するガラスのクリープ現象を抑制することができると共に、抵抗ドリフトを低減させることができる。それ故、優れた耐久性・信頼性を有するものとなる。
なお、ここでいうガラスのクリープ現象とは、ガラスに一定の荷重（応力）を長期間に渡って加え続けると、時間と共に変形（歪み）が増加していく現象のことである。
また、ここでいう抵抗ドリフトとは、荷重を除荷した後に変形が元の状態まで充分に回復せず、残留歪みに相当する抵抗変動が残ってしまう現象のことである。
【００１６】
このように、本発明によれば、優れた耐久性・信頼性を有する力学量センサ素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
上記第１の発明においては、上記補強材粒子の含有量が０．５重量部未満の場合には、上記抵抗ペースト材料を力学量センサ素子に用いた場合に得られる効果が低減するおそれがある。一方、５０重量部を超える場合には、上記抵抗ペースト材料を力学量センサ素子に用いて形成した感圧体中の上記マトリックスと導電性粒子との合計比率が減少するため、単位応力当たりの電気抵抗変化率（感度）が低下してしまうおそれがある。そのため、本発明の効果を充分かつ確実に得るためには、上記補強材粒子の含有量は１〜２０重量部であることがより好ましい。
また、上記補強材粒子は、無機質結晶性である。この無機質結晶性とは、無機質であり、かつ結晶性を有するものである。
【００１８】
また、上記補強材粒子は、ウィスカ状、板状、球状、繊維状のいずれかの形状よりなると共に、上記補強材粒子の長辺の大きさが、最も大きい上記導電性粒子の長辺の大きさよりも大きいことが好ましい。
この場合には、上記抵抗ペースト材料を力学量センサ素子に用いた場合に得られる効果をより一層発揮することができる。ここで、上記長辺とは、各粒子が球状の場合はその直径、異形状の場合はその粒子に外接する球の直径、すなわち最大径のことである。なお、上記補強材粒子の長辺の大きさの上限は、上記抵抗ペースト材料を用いて形成した感圧体を適正な厚みに収めるため、２００μｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
なお、上記導電性粒子の長辺の大きさは、０．１〜５μｍであることが好ましい。
上記導電性粒子の長辺の大きさが０．１μｍ未満である場合には、上記抵抗ペースト材料を力学量センサ素子に用いて形成した感圧体の抵抗値が高くなりすぎるおそれがある。一方、５μｍを超える場合には、上記感圧体の単位応力当たりの電気抵抗変化率（感度）が低下してしまうおそれがある。なお、上記導電性粒子が略球状の場合には、粒径（平均粒径）を上記長辺の大きさとして扱うことができる。
【００２０】
また、上記補強材粒子は、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ホウ酸アルミニウムのいずれかよりなることが好ましい。
この場合には、上記抵抗ペースト材料を力学量センサ素子に用いた場合に得られる効果をより一層発揮することができる。
【００２１】
また、上記導電性粒子は、ＲｕＯ2（酸化ルテニウム）よりなることが好ましい。
この場合には、上記抵抗ペーストを例えば力学量センサ素子に用いることにより、その力学量センサ素子の感度をより一層向上させることができる。
【００２２】
上記第２の発明においては、上記補強材粒子は、上記マトリックス中に均一に分散されていることが好ましい。
この場合には、上記感圧体は、加えられた応力をより均一に分散して受けることができる。
【００２３】
また、上記補強材粒子は、ウィスカ状、板状、球状、繊維状のいずれかの形状よりなると共に、上記補強材粒子の長辺の大きさが、最も大きい上記導電性粒子の長辺の大きさよりも大きいことが好ましい。
この場合には、上記マトリックスとしてのガラスへの応力集中を抑制すると共に、ガラスが受ける応力を緩和するという効果をより一層発揮することができる。
【００２４】
また、上記補強材粒子は、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ホウ酸アルミニウムのいずれかよりなることが好ましい。
この場合には、上記マトリックスとしてのガラスへの応力集中を抑制すると共に、ガラスが受ける応力を緩和するという効果をより一層発揮することができる。
【００２５】
また、上記補強材粒子の含有量は、上記マトリックスと上記導電性粒子との合計量１００重量部に対して、０．５〜５０重量部であることが好ましい。
上記補強材粒子の含有量が０．５重量部未満の場合には、上記マトリックスとしてのガラスへの応力集中を抑制すると共に、ガラスが受ける応力を緩和するという効果を充分に得ることができないおそれがある。一方、５０重量部を超える場合には、上記感圧体中の上記マトリックスと導電性粒子との合計比率が減少するため、単位応力当たりの電気抵抗変化率（感度）が低下してしまうおそれがある。そのため、本発明の効果を充分かつ確実に得るためには、上記補強材粒子の含有量は１〜２０重量部であることがより好ましい。
【００２６】
また、上記導電性粒子は、ＲｕＯ2（酸化ルテニウム）よりなることが好ましい。
この場合には、上記力学量センサ素子の感度をより一層向上させることができる。
また、上記導電性粒子としては、上記のＲｕＯ2以外にもルテニウム酸鉛等を用いることができる。また、これらのうちの１種類のみを用いることもできるし、２種類以上を組み合わせて用いることもできる。
【００２７】
上記絶縁体は、上記感圧体の対向する２つの表面に、上記感圧体を挟み込むように形成されている。そのため、上記感圧体は、外部から上記絶縁体に加えられた応力を直接受けることができる。それ故、上記感圧体に対する力学量のかかり具合を平均化することができ、正確な力学量の測定ができる。また、力学量として大きな応力の測定に供した場合でも、力学量を精密に測定できる。
【００２８】
また、上記感圧体と上記絶縁体とは一体的に形成されており、これらは焼成により一体化されていることが好ましい。
両者を一体で焼成した素子は、上記絶縁体を別途加工する工程や上記両者を接着する工程を省くことができる。そのため、素子の製造コストを低減することができる。また、上記力学量センサ素子の強度を向上させることができる。
【００２９】
また、上記感圧体と上記絶縁体とは、接着剤により接合することもできる。
これにより、両者が焼成によりうまく一体化することができない場合等にも、上記両者を容易に接合することができる。
なお、上記接着剤としては、例えば有機系及び無機系の接着剤、低融点ガラス等を用いることができる。
【００３０】
また、上記感圧体には、一対の電極が配設されていることが好ましい。
この場合には、上記感圧体に外部から電極を接続する必要がなくなり、上記力学量センサ素子をそのまま計測システム等に組み込むことができる。
【００３１】
また、上記感圧体の厚みは、１〜２００μｍであることが好ましい。
上記感圧体の厚みが１μｍ未満の場合には、上記感圧体の抵抗値が非常に大きくなり、その応力に対する抵抗変化が小さくなるおそれがある。一方、２００μｍを超える場合には、上記感圧体の抵抗が非常に小さくなり、この場合にも感圧体の応力に対する抵抗変化が小さくなるおそれがある。
【００３２】
また、上記感圧体は、上記マトリックスとしてガラスを用いている。そのため、上記感圧体は、上記絶縁体に印加された応力を上記感圧体全体に精密に反映させることができる。
上記マトリックスとしては、例えばホウケイ酸鉛ガラス、ホウケイ酸アルカリガラス等のホウケイ酸塩ガラス、アルカリケイ酸鉛ガラス等のケイ酸鉛ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ソーダライムガラス等のアルカリ・アルカリ土類ケイ酸ガラス、リン酸塩ガラス等を用いることができ、それらの混合組成系のガラスを用いることもできる。
【００３３】
また、上記絶縁体としては、例えばＺｒＯ2（ジルコニア）、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＳｉＯ2、３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｌａ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4等よりなるものを用いることができる。また、これらによって表面が被覆され、電気的に絶縁状態となった金属等を用いることもできる。
【実施例】
【００３４】
本発明の実施例について説明する。
本例においては、本発明にかかる力学量センサ素子（試料Ｅ１〜Ｅ５）を作製し、その特性を評価する。また、比較用としての力学量センサ素子（試料Ｃ１）も作製し、同様に評価した。
【００３５】
本例の力学量センサ素子１（試料Ｅ１〜Ｅ５）は、図１に示すごとく、応力Ｆの印加によって電気的特性が変化する感圧体２と、該感圧体２の対向する２つの表面にそれぞれ一体的に形成された電気絶縁性の絶縁体３とを有してなる。即ち、絶縁体３は、感圧体２を挟み込むように形成されている。また、感圧体２と絶縁体３とは、焼成により一体的に形成されている。また、感圧体２には、一対の電極４が配設されている。
【００３６】
また、感圧体２は、図２に示すごとく、ガラスよりなるマトリックス２１に、導電性を有する導電性粒子２２と電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子２３とを分散してなる。なお、図２は、後述する試料Ｅ１の力学量センサ素子１における感圧体２の状態を表したものである。
【００３７】
本例のマトリックス２１としては、ケイ酸鉛ガラスを用いた。
また、導電性粒子２２としては、ＲｕＯ2（酸化ルテニウム）を用いた。これ以外にも、ルテニウム酸鉛等を用いることができる。また、これらは１種類を用いることもできるし、２種類以上を組み合わせて用いることもできる。
また、絶縁体３としては、ＺｒＯ2（ジルコニア）を用いた。これ以外にも、Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＳｉＯ2、３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＣｅＯ2、Ｌａ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4等を用いることができる。
【００３８】
次に、本例の力学量センサ素子１（試料Ｅ１〜Ｅ５）の作製方法について説明する。
（試料Ｅ１）
まず、感圧体の材料として、マトリックス形成用材料としてのガラス（ケイ酸鉛ガラス）と、平均粒径が１μｍ前後である導電性粒子としてのＲｕＯ2（酸化ルテニウム）粒子と、有機溶剤とを含有する抵抗ペースト材料Ａ（ＥＳＬ社製、３４１４−Ｂ）を準備した。
【００３９】
ここで、差動型示差熱天秤（理学電気株式会社製、ＴＧ−８１２０）を用いて、抵抗ペースト材料Ａの加熱重量変化を測定した。その結果、抵抗ペースト材料Ａ中の無機成分（マトリックス形成用材料及び導電性粒子）の割合は６８．７重量％であり、残りは有機成分（有機溶剤）であることを確認した。
【００４０】
次いで、抵抗ペースト材料Ａをプラスチック容器に３ｇ量り取り、これに平均粒径が７〜１１μｍである補強材粒子としてのアルミナ球状粒子（株式会社マイクロン製、ＡＸ１０−３２）を２４６ｍｇ添加した。そして、プラスチック製のへらを用いてよく練り込み、アルミナ球状粒子を抵抗ペースト材料Ａ中に均一に分散させた抵抗ペースト材料Ｂ１を得た。
【００４１】
抵抗ペースト材料Ｂ１は、ガラスよりなるマトリックス形成用材料と、導電性を有する導電性粒子（酸化ルテニウム）と、電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子（アルミナ球状粒子）と、有機溶剤とを含有してなる。
なお、抵抗ペースト材料Ｂ１において、補強材粒子の含有量Ｘは１１．９重量部である。ここで、補強材粒子の含有量Ｘは、感圧体を構成する抵抗ペースト材料中の無機成分であるマトリックス形成用材料と導電性粒子との合計量１００重量部に対する含有量である（以下、同様に用いる）。
【００４２】
次いで、絶縁体として、２５ｍｍ×２５ｍｍ×１．５ｍｍのジルコニア板（京セラ株式会社製）を２枚準備した。そして、抵抗ペースト材料Ｂ１をジルコニア板の片面にスクリーン印刷し、温度８５０℃にて１０分間保持して焼き付けた。同様に、もう一枚のジルコニア板の片面にも抵抗ペースト材料Ｂ１を焼き付けた。この焼き付けにより、抵抗ペースト材料Ｂ１から有機成分を蒸発させると共に上記無機成分を焼成して、ジルコニア板の表面に、導電性粒子と補強材粒子とをガラスよりなるマトリックスに分散させてなる感圧体を形成した。なお、両ジルコニア板の表面に形成した感圧体の厚みは約１８μｍであった。
【００４３】
次いで、表面に感圧体を形成した２枚のジルコニア板を、その感圧体を形成した面同士で重ね合わせ、温度８５０℃にて４０分間焼成した。これにより、２枚のジルコニア板を一体化させた。焼成後、４ｍｍ×４ｍｍ×１．５ｍｍの大きさに加工し、図１に示すごとく、感圧体２が絶縁体３に挟まれたサンドイッチ構造の力学量センサ素子１を得た。
また、図２に示すごとく、感圧体２は、上述したとおりガラスよりなるマトリックス２１に、導電性を有する導電性粒子２２と電気絶縁性を有する無機質結晶性の補強材粒子２３とを分散してなる。なお、焼成後の感圧体２の厚みは約３５μｍであった。
【００４４】
次いで、銀ペースト（昭栄化学工業株式会社製）を準備し、この銀ペーストを力学量センサ素子１における感圧体２が露出した一対の側面に塗布し、温度８５０℃にて１０分間加熱した。これにより、図１に示すごとく、感圧体２に銀ペーストが焼き付けられ、感圧体２を挟む一対の電極４を形成した。
このようにして得られた力学量センサ素子を試料Ｅ１とした。
【００４５】
（試料Ｅ２）
試料Ｅ２の作製方法においては、補強材粒子として平均粒径２０〜２４μｍのアルミナ球状粒子（株式会社マイクロン製、ＡＸ−２５）を抵抗ペースト材料Ａに添加し、抵抗ペースト材料Ｂ２を得た。補強材粒子の含有量Ｘは１１．９重量部である。そして、この抵抗ペースト材料Ｂ２を用いて、感圧体を形成した。焼成後の感圧体の厚みは約６１μｍであった。
その他は、試料Ｅ１と同様の作製方法を用い、力学量センサ素子（試料Ｅ２）を得た。
【００４６】
（試料Ｅ３）
試料Ｅ３の作製方法においては、補強材粒子として平均粒径４９〜５３μｍのアルミナ球状粒子（株式会社マイクロン製、ＡＸ−５０）を抵抗ペースト材料Ａに添加し、抵抗ペースト材料Ｂ３を得た。
次いで、抵抗ペースト材料Ｂ３をジルコニア板の片面にスクリーン印刷し、温度８５０℃にて１０分間保持して焼き付けた。ここで、抵抗ペースト材料Ｂ３に添加したアルミナ球状粒子は粒径が大きいため、焼き付けた面に凹凸が形成された。そのため、この段差を埋めるように抵抗ペースト材料Ａをスクリーン印刷し、焼き付けた。これを複数回行い、焼き付けた面が平滑となるようにした。もう一枚のジルコニア板の片面には、抵抗ペースト材料Ａを焼き付けた。
【００４７】
そして、両ジルコニア板を重ね合わせて焼成し、感圧体を形成した。最終的な補強材粒子の含有量Ｘは２．６重量部であった。また、焼成後の感圧体の厚みは約８８μｍであった。
その他は、試料Ｅ１と同様の作製方法を用い、力学量センサ素子（試料Ｅ３）を得た。
【００４８】
（試料Ｅ４）
試料Ｅ４の作製方法においては、補強材粒子として平均粒径４．５〜６．０μｍ、アスペクト比２０〜３０である六角板状のアルミナ粒子（ＹＫＫ株式会社製「ＳＥＲＡＴＨ（セラフ）」、ＹＦＡ０５０２５）を抵抗ペースト材料Ａに添加し、抵抗ペースト材料Ｂ４を得た。補強材粒子の含有量Ｘは６．０重量部である。そして、この抵抗ペースト材料Ｂ４を用いて、感圧体を形成した。焼成後の感圧体の厚みは約３５μｍであった。
その他は、試料Ｅ１と同様の作製方法を用い、力学量センサ素子（試料Ｅ４）を得た。
【００４９】
（試料Ｅ５）
試料Ｅ５の作製方法においては、補強材粒子として平均繊維長１０〜３０μｍ、繊維径０．５〜１．０μｍのホウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業株式会社製「アルボレックス」、Ｍ２０）を抵抗ペースト材料Ａに添加し、抵抗ペースト材料Ｂ５を得た。補強材粒子の含有量Ｘは４．１重量部である。そして、この抵抗ペースト材料Ｂ５を用いて、感圧体を形成した。焼成後の感圧体の厚みは約２９μｍであった。
その他は、試料Ｅ１と同様の作製方法を用い、力学量センサ素子（試料Ｅ５）を得た。
【００５０】
次に、比較用の力学量センサ素子（試料Ｃ１）について説明する。
力学量センサ素子（試料Ｃ１）は、図１の力学量センサ素子１（試料Ｅ１〜Ｅ５）と同様の構成である。
ただし、感圧体は、ガラスよりなるマトリックスに導電性を有する導電性粒子を分散してなる。
【００５１】
次に、力学量センサ素子（試料Ｃ１）の作製方法について説明する。
試料Ｃ１の作製方法においては、補強材粒子を添加していない抵抗ペースト材料Ａを用いて、感圧体を形成した。焼成後の感圧体の厚みは約１９μｍであった。
その他は、試料Ｅ１と同様の作製方法を用い、力学量センサ素子（試料Ｃ１）を得た。
【００５２】
次に、上記のようにして得られた試料Ｅ１〜Ｅ５及び試料Ｃ１の力学量センサ素子について、クリープ特性を評価する。
具体的には、試料Ｅ１〜Ｅ５及び試料Ｃ１について、応力を加えたときの抵抗変化率（荷重特性）をクリープ処理前後で以下のようにして調べた。
【００５３】
「荷重特性」
力学量センサ素子に応力Ｆを積層方向にかけ（図１参照）、このときの電気抵抗を室温（２５℃）で測定した。力学量センサ素子への応力Ｆの印加に当たっては、０ＭＰａから１００ＭＰａまでその大きさを徐々に大きくしながら印加し、１００ＭＰａまで達した後は、０ＭＰａまでその大きさを徐々に小さくしながら印加した。そして、応力を加えていないとき（応力Ｆ＝０ＭＰａ）の電気抵抗（無負荷抵抗値）に対する、応力を加えたとき（応力Ｆ＝１００ＭＰａ）の電気抵抗の変化の割合（抵抗変化率）を算出し、これをＦＳ（Ｆｕｌｌ  Ｓｃａｌｅ）１００ＭＰａ感度とした。
この結果を表１に示した。表１には、初期における無負荷抵抗値（Ω）（＝ａ）及びＦＳ１００ＭＰａ感度（％）（＝ｂ）を示した。
【００５４】
次に、力学量センサ素子を門型ネジ締め込み式の圧縮荷重印加治具に装着した。これに１００ＭＰａの圧縮応力を室温（２５℃）で印加し、さらに１５０℃に設定した恒温槽に入れ、３００時間保持した（クリープ処理）。このクリープ処理の後、圧縮荷重印加治具に装着した力学量センサ素子を恒温槽から取り出し、室温になるまで充分冷却させてから圧縮荷重印加治具を取り外して圧縮応力を除荷した。そして、上記と同様の方法で応力Ｆを積層方向にかけ、このときの電気抵抗を室温（２５℃）で測定した。
この結果を同じく表１に示した。表１には、クリープ処理後における無負荷抵抗値（Ω）（＝ｃ）及びＦＳ１００ＭＰａ感度（％）（＝ｄ）を示した。
【００５５】
そして、上記の測定値ａ〜ｄを用いて、以下の無負荷抵抗値の変化率（％）、ゼロ点ドリフト（％ＦＳ）、及び感度変化率（％ＦＳ）を算出した。
無負荷抵抗値の変化率（％）（＝ｅ）は、クリープ前後における無負荷抵抗値の変化の割合を示すものであり、ｅ＝１００×（ｃ−ａ）／ａの式より求めることができる。
ゼロ点ドリフト（％ＦＳ）（＝ｆ）は、初期のＦＳ１００ＭＰａ感度に対する無負荷抵抗値の変化率の割合を示すものであり、ｆ＝１００×ｅ／ｂの式より求めることができる。
感度変化率（％ＦＳ）（＝ｇ）は、クリープ前後におけるＦＳ１００ＭＰａ感度の変化の割合を示すものであり、ｇ＝１００×（ｄ−ｂ）／ｂの式より求めることができる。
これらの値を求め、表１に示した。
【００５６】
次に、試料Ｅ１〜Ｅ５及び試料Ｃ１の力学量センサ素子の特性について、表１を用いて説明する。
表１より知られるごとく、比較用の試料Ｃ１の力学量センサ素子においては、ゼロ点ドリフト２０．０％ＦＳ、感度変化率−０．７４％ＦＳであった。
一方、同表より知られるごとく、本発明の試料Ｅ１の力学量センサ素子においては、ゼロ点ドリフト９．９％ＦＳ、感度変化率−０．３４％ＦＳであった。試料Ｅ１は、試料Ｃ１に比べてゼロ点ドリフトの値が低く、応力に対する感度の変化はほとんどない。即ち、試料Ｅ１は、応力に対する感度を維持しながら、ゼロ点ドリフトを低減できることがわかる。
【００５７】
また、同表より知られるごとく、試料Ｅ２においては、ゼロ点ドリフト１５．３％ＦＳ、感度変化率−０．４９％ＦＳであった。
また、試料Ｅ３においては、ゼロ点ドリフト１６．０％ＦＳ、感度変化率−０．３５％ＦＳであった。
また、試料Ｅ４においては、ゼロ点ドリフト４．５％ＦＳ、感度変化率０．９５％ＦＳであった。
また、試料Ｅ５においては、ゼロ点ドリフト１６．７％ＦＳ、感度変化率１．００％ＦＳであった。
即ち、試料Ｅ２〜Ｅ５においても、試料Ｅ１と同様に、応力に対する感度を維持しながら、ゼロ点ドリフトを低減することができる。
【００５８】
以上の結果から、本発明にかかる力学量センサ素子１（試料Ｅ１〜Ｅ５）は、応力に対する感度を維持しながら、ゼロ点ドリフト（抵抗ドリフト）を低減できることがわかる。
即ち、力学量センサ素子１において、感圧体２は、図２に示したとおり、マトリックス２１としてのガラスに補強材粒子２３が分散されている。そのため、この感圧体２に応力が加えられた際には、マトリックス２１としてのガラスだけに応力が集中するのではなく、その中に分散されている補強材粒子２３も応力を受ける。即ち、感圧体２は、加えられた応力を分散して受けることができる。そのため、マトリックス２１としてのガラスへの応力集中を抑制することができると共に、ガラスが受ける応力を緩和することができる。そして、ガラスが持つ特性であるクリープ現象を抑制することができる。
【００５９】
これにより、力学量センサ素子１は、長期間に渡る使用においても、感圧体２のマトリックス２１を構成するガラスのクリープ現象を抑制することができる。そして、このガラスのクリープ現象によって引き起こされていた抵抗ドリフトを低減させることができるのである。それ故、力学量センサ素子１は、優れた耐久性・信頼性を有するものとなる。
【００６０】
【表１】
2007107963.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施例における、力学量センサ素子の構成を示す説明図。
【図２】実施例における、感圧体の内部の状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００６２】
１  力学量センサ素子
２  感圧体
２１  マトリックス
２２  導電性粒子
２３  補強材粒子
３  絶縁体
４  電極
【図１】
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【図２】
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