(57)【要約】【課題】  特に、小型化でき、しかも圧力変化を高感度に測定できる圧力センサを提供することを目的としている。【解決手段】  抵抗体１は、フッ素ゴム等のバインダー樹脂３と導電性粒子４とを有して構成される。前記抵抗体１は、圧力変化により、断面積が変化し、抵抗値が変化するようになっている。前記抵抗体１は例えば基板５上にスクリーン印刷等で形成でき、小型化できる。また前記抵抗体１は、圧力変化が小さい場合等でも、断面積が適切に変化し、また前記抵抗体１自体の大きさを小さくしても、圧力変化に基づいて断面積が適切に変化する。よって本実施形態によれば、前記抵抗体１を用いた圧力センサを小型化でき、しかも圧力を高感度に測定することが可能になる。【選択図】    図３
2007071701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力変化により、断面積が変化する抵抗体を有することを特徴とする圧力センサ。
【請求項２】
前記抵抗体は弾性力を有する請求項１記載の圧力センサ。
【請求項３】
前記抵抗体は、フッ素ゴムを有して形成される請求項２記載の圧力センサ。
【請求項４】
粒子状の弾性体が前記抵抗体中に含有されている請求項２又は３に記載の圧力センサ。
【請求項５】
前記抵抗体は、多孔質である請求項１ないし３のいずれかに記載の圧力センサ。
【請求項６】
前記抵抗体に形成された空孔の少なくとも一部には、粒子状の弾性体が介入している請求項５記載の圧力センサ。
【請求項７】
前記抵抗体は導電性粒子を有する請求項１ないし６のいずれかに記載の圧力センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型化でき、圧力を精度良く測定できる気圧等の圧力センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献では、圧力センサとしてダイヤフラムを用いた構造が開示されている。ダイヤフラムは圧力変化により撓み量が変化し、前記撓み量の変化に基づく抵抗値変化や静電容量変化から圧力を測定している。
【特許文献１】特開２００５−１９５４２３号公報
【特許文献２】特開２００５−８３８０１号公報
【特許文献１】特開平９−１０１２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしダイヤフラムを用いた圧力センサでは、小型化できないといった問題があった。前記ダイヤフラムをある程度、大きく形成しないと圧力変化に対し、前記ダイヤフラムが適切に撓まない。従って、前記ダイヤフラムを用いた圧力センサの小型化を実現できなかった。
【０００４】
また、前記ダイヤフラムの場合、圧力変化が小さいとそれに基づく撓み変化量が小さすぎ、よって正確に圧力を適切に測定できなかった。また、例えば特許文献１では、ダイヤフラム４と固定電極８間には空気が存在し、前記ダイヤフラム４と固定電極８間の間隔が圧力変化によって変動することで静電容量が変化する仕組みであるが、このとき誘電体は空気であるため、静電容量の変化は小さく、圧力を適切に測定することが難しかった。さらに、ダイヤフラムを用いた場合、圧力変化に対する抵抗値（静電容量、出力電圧）の変化のリニアリティ特性がよくなかった。さらに、ダイヤフラムの場合、繰り返し使用により、機械的疲労を生じやすく、高寿命を得ることが難しかった。
【０００５】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するものであり、特に、小型化でき、しかも圧力を精度良く測定できる圧力センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における圧力センサは、
圧力変化により、断面積が変化する抵抗体を有することを特徴とするものである。本発明では、前記抵抗体は直接圧力を受けて変形でき、前記抵抗体の断面積の変化に基づき抵抗値が変化するようになっている。本発明では前記抵抗体を例えば基板上にスクリーン印刷等で形成でき、小型化できる。また本発明の抵抗体は、圧力変化が小さい場合等でも、例えば前記抵抗体の材質や膜構造等を適正化することで、断面積が適切に変化し、また前記抵抗体自体の大きさを小さくしても、圧力変化に基づき断面積が適切に変化する。よって本発明によれば、圧力センサを小型化でき、しかも圧力を精度良く測定することが可能になる。
【０００７】
本発明では、前記抵抗体は弾性力を有していることが好ましい。これにより、圧力を精度良く測定することが可能になる。また、圧力が除去されると、元の状態に形が戻るので、何回でも使用することが出来る。
【０００８】
また、前記弾性抵抗体は、フッ素ゴムを有して形成されることが好ましい。これによって、圧力をより効果的に精度良く測定することが可能になる。また前記フッ素ゴムは、有機溶剤に溶解し、ペースト化しやすい。よって例えばスクリーン印刷等によって前記抵抗体を形成することが可能になる。
【０００９】
また本発明では、粒子状の弾性体が前記抵抗体中に含有されていてもよい。これによっても適切な復元性が得られる。
【００１０】
また本発明では、前記抵抗体は、多孔質であってもよい。これによってより高い出力電圧が得られる。また、かかる場合、前記抵抗体に形成された空孔の少なくとも一部には、粒子状の弾性体が介入していることが好ましい。これにより、より高い復元性が得られるとともに、圧力をより効果的に精度良く測定することが可能になる。
【００１１】
また本発明では、前記抵抗体は導電性粒子を有することが、圧力をより効果的に精度良く測定することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明における圧力センサは、圧力変化により、断面積が変化する抵抗体を有することを特徴とするものである。本発明では、前記抵抗体は直接圧力を受けて変形でき、前記抵抗体の断面積の変化に基づき抵抗値が変化するようになっている。本発明では前記抵抗体を例えば基板上にスクリーン印刷等で形成でき、小型化できる。また本発明の抵抗体は、圧力変化が小さい場合等でも、例えば前記抵抗体の材質や膜構造等を適正化することで、断面積が適切に変化し、また前記抵抗体自体の大きさを小さくしても、圧力変化に基づき断面積が適切に変化する。よって本発明によれば、圧力センサを小型化でき、しかも圧力を精度良く測定することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本実施形態における抵抗体の斜視図、図２は、前記抵抗体に圧力が加わった状態を示す前記抵抗体の斜視図、図３は、本実施形態の抵抗体を膜厚方向から切断した切断面を示す断面図、図４は、図３とは異なる構造の前記抵抗体の断面図、図５は図３及び図４とは異なる構造の前記抵抗体の断面図、図６は、本実施形態の抵抗体を用いた圧力センサの一例（平面図）、図７は、図６に示すＡ−Ａ線から前記圧力センサを切断し、その切断面を矢印方向から示した断面図、図９は、本実施形態の圧力センサを用いた圧力センサモジュールの一例（前記モジュールを膜厚方向から切断した切断面を示す断面図）、図１０は、実験に使用した治具を膜厚方向から切断した切断面を示す断面図、である。
【００１４】
各図におけるＸ方向は横方向、Ｙ方向は縦方向、Ｚ方向は高さ方向を示し、各方向は残り二つの方向と直交する関係を持つ。
【００１５】
図１に示す符号１は本実施形態の抵抗体である。前記抵抗体１は、例えばアルミナで形成された基板５（図３等に図示）上に設置されている。図１に示すように前記抵抗体１は、横方向（図示Ｘ方向）への長さ寸法がＴ１で、縦方向（図示Ｙ方向）への長さ寸法がＬ１で、膜厚（図示Ｚ方向）がＨ１である。図１に示すように、前記抵抗体１の横方向（図示Ｘ方向）の両側には前記基板５上に設けられた電極部２，２が設けられている。図１に示す実施形態では、前記電極部２は前記基板５上に固定されている。
【００１６】
本実施形態における抵抗体１は、図３に示すように、例えばフッ素ゴムからなるバインダー樹脂３とカーボン粒子等の導電性粒子４とから構成される。前記抵抗体１は、有機溶剤に前記バインダー樹脂３、導電性粒子４が混合・混練されたペーストを基板５上にスクリーン印刷等によって塗布し焼成されて形成された塗膜である。バインダー樹脂３として前記フッ素ゴム以外の材質が選択されてもよいが、有機溶剤に適切に溶解するエラストマーとしてフッ素ゴムを選択している。前記フッ素ゴムはバインダー樹脂３として、前記抵抗体１の大部分を占めており、前記抵抗体１は弾性力を有している。
【００１７】
また図４のように、前記抵抗体１は、多孔質体であってもよい。図４に示す抵抗体１は、バインダー樹脂３と、空孔（気泡）７と、導電性粒子４とを有して構成される。図４の構成において、前記バインダー樹脂３は、フッ素ゴム等のエラストマー以外の材質であってもよい。例えば熱可塑性樹脂等を選択できる。図４に示す抵抗体１は、多孔質であるから、材質が同じであるが多孔質でない形態のものに比べて変形しやすく、圧力を負荷したときの抵抗値変化が大きい。なお、より高い復元性が必要である場合、前記バインダー樹脂３はエラストマーであることが好ましい。特に前記バインダー樹脂３としてフッ素ゴムが選択されることが好ましい。
【００１８】
図４に示す空孔７は、有機溶剤に添加する界面活性剤の量を多くすることで直径を１μｍ以下の大きさの略球状に形成できる。例えば前記界面活性剤を、前記バインダー樹脂３の質量に対して５〜５０（質量％）程度の範囲内で混合する。従来では、前記界面活性剤はせいぜい１〜３（質量％）の含有量である。前記界面活性剤は、従来、消泡剤として用いられていたが、本実施形態のように従来に比べて多くの界面活性剤を添加することで空孔７が出来やすくなることがわかっている。なお前記界面活性剤は、トルエン等の溶剤にアクリレート系共重合体樹脂を溶かした溶液である。
【００１９】
前記有機溶剤に、界面活性剤と前記バインダー樹脂３とが混合されたペーストを、基板５上にスクリーン印刷等し、その後、前記ペーストを焼成することで有機溶剤や、界面活性剤を溶解していたトルエン等の溶剤が揮発し、これら溶剤は前記抵抗体１に残らない。前記抵抗体１には、バインダー樹脂３、導電性粒子４のほかに、焼成によって揮発しなかった界面活性剤（共重合体樹脂）が含まれる。この樹脂成分が基点となって、空孔が形成される。
【００２０】
なお図４に示す抵抗体１中に、前記空孔７は５〜３０（ｖｏｌ％）の範囲内で含有されていることが好ましい。前記空孔７の体積分率があまり大きくなっても、逆に復元性は悪くなってしまう。
【００２１】
また図５に示す抵抗体１では、図４に示す抵抗体１の空孔７の少なくとも一部に粒子状の弾性体８が介入している。このような形態は予め界面活性剤に前記弾性体８を混合しておき、有機溶剤に、前記弾性体８が混合された界面活性剤と、前記バインダー樹脂３を混合・混練してペーストを形成し、前記ペーストを基板５上にスクリーン印刷し、焼成することで得られる。前記弾性体８を界面活性剤に混合・混練する点、前記界面活性剤を上記したように従来に比べて多く入れる点に、製造方法としての特徴的部分がある。これにより本来、空孔７となるはずであった空間領域に、前記弾性体８が配置されやすくなる。図４に示すように、一部の空孔７には前記弾性体８が介入していなくてもよく、また、矢印Ｂに示す空孔７は、前記空孔７よりも小さい弾性体８が介入しているため、空孔７の一部分が残された状態になっている。あるいは矢印Ｃに示す空孔７では、前記空孔７の周囲に、前記弾性体８が配置されている。あるいは図示しないが、空孔７は形成されておらず、粒子状の弾性体８がバインダー樹脂３中に分散している状態であってもよい。
【００２２】
図５の実施形態で、前記バインダー樹脂３はエラストマーであることが好ましい。ただし図５の実施形態では、抵抗体１中に部分的であるが弾性体８が含まれているため、前記バインダー樹脂３がエラストマー以外の材質であっても復元性を得られるが、より高い復元性を得るには前記バインダー樹脂３はエラストマーであることが好ましい。また前記弾性体８もエラストマーであるが、前記弾性体８は特に有機溶剤に溶解しなくても、前記有機溶剤中に粒子状（コロイド状）として残っていてもよい。したがって前記弾性体８にはフッ素ゴム以外のエラストマーが使用できる。
【００２３】
前記導電性粒子４としては、カーボンブラック、グラファイト、気相成長炭素繊維、アセチレンブラック等のカーボン系粒子のほかに、銀粒子や銅粒子等も使用できる。
【００２４】
また上記したように、バインダー樹脂３はエラストマーであることが好ましく、その中でも特にフッ素ゴムがより好ましい。また、ポリエステル等の熱可塑性樹脂等を用いると、復元性は低いが、圧力負荷により、断面積が大きく変化し出力電圧を大きくできるので、例えば繰り返し使用する用途でない場合等に適している。また架橋剤を含めてもよい。架橋剤はバインダー樹脂３に対し１質量％〜３質量％程度である。前記フッ素ゴムに対する架橋剤は、たとえばＮ，Ｎ−ジシンナミリデン−１，６−ヘキサメチレンジアミンを使用する。
【００２５】
図１に示すように、前記抵抗体１は例えば直方体形状で形成される。前記抵抗体１の上面１ａの面積はＴ１×Ｌ１で、左側面１ｂ，右側面１ｃの面積はともにＨ１×Ｌ１で、正面１ｄ、背面１ｅの面積はともにＴ１×Ｈ１である。図１に示すように、膜厚Ｈ１は、幅寸法Ｔ１や長さ寸法Ｌ１に比べてかなり小さいために、前記上面１ａの面積は、側面１ｂ，１ｃ、正面１ｄ及び背面１ｅに比べてかなり大きく形成されている。なお図１では、電極部２，２の並び方向（電流の流れ方向，図示Ｘ方向）に直交する方向の断面積Ｄは、Ｈ１×Ｌ１である。
【００２６】
上記した各面の表面積の違いから、ある気圧（単位面積当たりに受ける力）が各面に同じ大きさで加わったとき、上面１ａが受ける力Ｆは、他の面が受ける力ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４に比べて非常に大きくなる。
【００２７】
前記抵抗体１は、例えば図３ないし図５で説明した例えばバインダー樹脂３としてフッ素ゴムを適用した弾性を示す抵抗体であり、前記上面１ａは、他の面に比べて強い力Ｆを受けて、弾性変形して潰れ、膜厚がＨ１からＨ２に薄くなる。一方、前記抵抗体１の縦方向への長さ寸法はＬ１からＬ２に若干大きくなるか、あるいは同じ程度であり、前記抵抗体１の断面積Ｄは、図１のＨ１×Ｌ１から、Ｈ２×Ｌ２に小さくなる。このように図１に示す抵抗体１の断面積Ｄの大きさは、気圧が変化することで変化する。そして前記断面積Ｄの変化により、前記抵抗体１の抵抗値が変化する。
【００２８】
なお、前記抵抗体１の横方向（図示Ｘ方向）の長さ寸法は気圧変化により、Ｔ１（図１）からＴ２（図２）に変化する。図１，図２では前記横方向（図示Ｘ方向）は、電極部２，２の並び方向（電流の流れ方向）に一致するが、前記電極部２，２は基板５上に固定されており、前記抵抗体１の長さ寸法がＴ１からＴ２に変化しても、前記電極間の距離は変化しない。よって、電極の並び方向の前記抵抗体１の長さ寸法が変化しても、それに基づく抵抗値変化はなく、断面積Ｄの変化に基づき抵抗値が変化している。ただし例えば、前記電極部２下の基板の表面層が、前記抵抗体１が圧力変化によって変形したときに、それに引きずられて、伸縮するエラストマー等の材質で形成され、前記抵抗体１の電極の並び方向の長さ寸法が変化すると、それに伴い前記基板の表面層も変形して、前記電極部２，２間の距離が変動する構成であってもよい。かかる場合は、断面積Ｄと長さ寸法（電極間距離）の変化により、前記抵抗体１の抵抗値が変化する。
【００２９】
図１，図２で示した、気圧変化により断面積Ｄが変化する抵抗体１を用いて例えば図６，図７に示す構造の圧力センサ１０を形成できる。
【００３０】
図６，図７に示すように、アルミナ基板１１上には、４つの抵抗体１４，１５，１６，１７が設けられている。ここで前記抵抗体１４，１６は、気圧変化により、断面積が変化する抵抗体であり、抵抗体１５，１７は気圧変化で断面積が変化しない固定抵抗体である。
【００３１】
前記抵抗体１４〜１７は、例えば図３に示したようなフッ素ゴム（バインダー樹脂３）と導電性粒子４から構成された抵抗体であり、前記抵抗体１５，１７を固定抵抗体にするため、前記抵抗体１５，１７の上面及び側面に例えばフェノール系のオーバーコート膜１８が被覆され、気圧変化によって抵抗値が変化しないようになっている。図６に示すように各抵抗体１４〜１７の両側には電極部２０が設けられ、前記電極部２０から導電パターン２１がパターン形成され、入力端子２４や出力端子２３に接続されている。図６，図７に示す圧力センサ１０は、図８の回路図に示されるように、ホイストーンブリッジ回路を構成している。前記抵抗体１４，１６は、気圧変化により断面積が変化することで、前記抵抗体１４，１６の抵抗値が変化し、これにより出力端子２３から出力電圧の変化が検知される。本実施形態のように、ホイストーンブリッジ回路にすることで前記出力電圧を大きくでき、気圧を精度良く測定することが出来る。
【００３２】
なお図６，図７の圧力センサ１０において、汚染や湿度の影響を出来るだけ取り除く理由により、抵抗体１４，１６に対し薄いフッ素系ゴムのオーバーコート膜を被覆してもよい。また前記固定抵抗体１５，１７を熱硬化性樹脂（例えばポリエーテルケトン樹脂）で形成すれば、特に、上記したフェノール系オーバーコート膜１８を形成する必要はない。
【００３３】
図６，図７に示す圧力センサは、被測定部の圧力変化を前記抵抗体１４，１６の抵抗値変化で捕らえ、圧力変化を、ランプ表示や、ブザー警告等で表すようにした圧力センサ、具体的には例えば掃除機の吸引経路内に負圧力をチェックする圧力センサを設け、このセンサが所定の負圧力より低くなったことを検知したときは警告用ランプが点灯する構成を提示できる。あるいは圧力センサをタイヤの空気圧測定等して使用できる。
【００３４】
また、図６，図７に示す圧力センサ１０は、例えば図９に示す基台２１に形成された凹部２１ａの底面に設置される。前記基台２１の凹部２１ａ上には、前記凹部２１ａ上を覆う薄膜部２２が設けられ、前記薄膜部２２は押圧力（流体以外の圧力であってもよい）を受けると、撓み変形できるようになっている。前記薄膜部２２が撓むと前記凹部２１ａ内の気圧は変化するため、その気圧変化により、前記抵抗体１４，１６の断面積が変化し、前記抵抗体１４，１６の抵抗値が変化するため、押圧されたことを検知できる。
【００３５】
上記のように本実施形態の抵抗体１は、流体の圧力変化により、断面積が変化する。この断面積の変化により、前記抵抗体１の抵抗値が変動する。本実施形態では、前記抵抗体１をスクリーン印刷等で形成し、前記抵抗体１の大きさを非常に小さく形成できる。例えば、図６，図７の圧力センサ１０では、数ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約１ｍｍ四方の抵抗体１４，１６を形成できる。そしてこのように非常に小型の抵抗体１４，１６であっても、圧力変化により、抵抗値（出力電圧）が変化することが後述の実験でも確認されている。本実施形態の抵抗体１は、圧力変化が小さいときでも、バインダー樹脂３としてフッ素ゴムを用いたり、あるいは図４のように抵抗体１を多孔質化したり、材質や膜構造を適正化することで、適切に断面積は変化し、これにより適切に抵抗値変化（出力電圧変化）を得ることができ、また、圧力変化に対する抵抗値変化（出力電圧値変化）のリニアリティ特性を優れたものに出来る。さらに、図３に示すようにフッ素ゴム３等のエラストマーをバインダー樹脂として用いたり、あるいは図４のように抵抗体１を多孔質化したり、さらには図５のように粒状の弾性体８を抵抗体１中に含有させたりすることで、圧力を取り除いたときの前記抵抗体１の復元性を良好なものに出来る。
【００３６】
以上により、本実施形態では、前記抵抗体１の小型化を実現でき、しかも前記抵抗体１を小型化しても、圧力を精度良く測定することが出来る。
【００３７】
なお復元性が必要ない場合、例えば、圧力の最大値だけを知りたい等、特に繰り返し使用する用途でない場合は、小さい圧力変化でも断面積の変化が大きく、よって大きな出力電圧を得ることができるポリエステル等の熱可塑性樹脂をバインダー樹脂として用いても良い。
【実施例】
【００３８】
図１０に示す実験装置に、本実施形態の抵抗体を設置して、空気圧と、出力電圧との関係を調べた。
【００３９】
図１０に示す実験装置は、基台３０と、中空構造の胴体部３１と、ピストン部材３２と、圧力計３３と、を有して構成される。図１０に示すように、基台３０の中央には凸型の設置部３０ａが設けられており、前記設置部３０ａ上に、本実施形態の被検査体（以下、圧力センサ１０と称する）を設置できるようになっている。また前記圧力センサ１０を前記設置部３０ａ上に固定するための抑え部３０ｂが前記基台３０に設けられている。図１０に示すように、前記基台３０上には前記胴体部３１が設置され、また前記胴体部３１の上面には中央に形成された貫通孔３１ａに、前記ピストン部材３２が挿入されている。
【００４０】
実験に使用した圧力センサ１０は、図６，図７に示す形態である。まず実験では、抵抗体１４，１６として以下の４種類の抵抗体が夫々、作製された圧力センサ１０を形成した。
【００４１】
（試料１）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、気相成長炭素繊維（抵抗体全体に対して１０ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約２０ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約５ｍｍ×６ｍｍの大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１７０℃で３０分間焼成した。
【００４２】
（試料２）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、気相成長炭素繊維（抵抗体全体に対して１０ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約５ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約１ｍｍ四方の大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１７０℃で３０分間焼成した。
【００４３】
（試料３）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、気相成長炭素繊維（抵抗体全体に対して１４ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約２０ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約５ｍｍ×６ｍｍの大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１７０℃で３０分間焼成した。
【００４４】
（試料４）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、気相成長炭素繊維（抵抗体全体に対して１４ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約５ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約１ｍｍ四方の大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１７０℃で３０分間焼成した。
【００４５】
上記のようにして形成された４種類の圧力センサ１０を、前記設置部３０ａ上に設置し、前記ピストン部材３２を加圧して、前記胴体部３１の内部の空気圧を変化させ（空気圧を圧力計３３で測定）、入力電圧５Ｖを印加したときの前記圧力センサ１０の抵抗値変化に基づく出力電圧を測定した。その実験結果を図１１に示す。
【００４６】
図１１に示すように、前記気相成長炭素繊維の配合比が大きくなると、出力電圧が低下することがわかった。また、抵抗体１４，１６のサイズが小さくなると、出力電圧が低下することがわかった。また、空気圧変化に対する出力電圧の変化は直線的でリニアリティ特性が良好であることもわかった。
【００４７】
次に、実験では、抵抗体１４，１６として以下の４種類の抵抗体が夫々、作製された圧力センサ１０を形成した。
【００４８】
（試料５）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、アセチレンブラック（抵抗体全体に対して１０ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約２０ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約５ｍｍ×６ｍｍの大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１７０℃で３０分間焼成した。
【００４９】
（試料６）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、アセチレンブラック（抵抗体全体に対して１０ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約５ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約１ｍｍ四方の大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１７０℃で３０分間焼成した。
【００５０】
（試料７）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、アセチレンブラック（抵抗体全体に対して２０ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約２０ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約５ｍｍ×６ｍｍの大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１７０℃で３０分間焼成した。
【００５１】
（試料８）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、アセチレンブラック（抵抗体全体に対して２０ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約５ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約１ｍｍ四方の大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１７０℃で３０分間焼成した。
【００５２】
上記のようにして形成された４種類の圧力センサ１０を、前記設置部３０ａ上に設置し、前記ピストン部材３２を加圧して、前記胴体部３１の内部の空気圧を変化させ（空気圧を圧力計３３で測定）、入力電圧５Ｖを印加したときの前記圧力センサ１０の抵抗値変化に基づく出力電圧を測定した。その実験結果を図１２に示す。
【００５３】
図１２に示すように、前記アセチレンブラックの配合比が大きくなると、出力電圧が低下したが、試料７，８の圧力センサに示すように、抵抗体１４，１６のサイズが変わってもほとんど、出力電圧に差が無いことがわかった。なお試料５，６の圧力センサでも、抵抗体１４，１６のサイズが変わっても、気相成長炭素繊維を用いた図１１の実験結果に比べて、出力電圧差を小さくできることがわかった。また、空気圧変化に対する出力電圧の変化は直線的でリニアリティ特性が良好であることもわかった。
【００５４】
次に、実験では、抵抗体１４，１６として以下の２種類の抵抗体が夫々、作製された圧力センサ１０を形成した。
【００５５】
（試料９）
有機溶剤に、ポリエステル樹脂と、カーボンブラック（抵抗体全体に対して１０ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約２０ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約５ｍｍ×６ｍｍの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１６０℃で３０分間焼成した。
【００５６】
（試料１０）
有機溶剤に、フッ素ゴムと、カーボンブラック（抵抗体全体に対して１０ｖｏｌ％）とを混合・混練してなるペーストを、約２０ｍｍ四方の大きさの基板１１上に、約５ｍｍ×６ｍｍの大きさの抵抗体１４，１６をスクリーン印刷で形成し、その後、１６０℃で３０分間焼成した。
【００５７】
上記のようにして形成された２種類の圧力センサ１０を、前記設置部３０ａ上に設置し、前記ピストン部材３２を加圧して、前記胴体部３１の内部の空気圧を変化させ（空気圧を圧力計３３で測定）、前記圧力センサ１０の抵抗値変化に基づく出力電圧を測定した。その実験結果を図１３に示す。
【００５８】
図１３に示すように、バインダー樹脂としてポリエステル樹脂を用いた試料９の圧力センサでは、バインダー樹脂としてフッ素ゴムを用いた試料１０の圧力センサに比べて非常に高い出力電圧を得られた。
【００５９】
次にピストン部材３２の元の状態に戻し、前記胴体部３１の内部の空気圧を約１３０ｋＰａの状態から０ｋＰａにしたときの、出力電圧を測定した。その実験結果を図１４に示す。出力電圧が０ｍＶになっていると、抵抗体１４，１６は圧力によって潰された状態から復元していることを意味する。
【００６０】
フッ素ゴムを用いた試料１０の圧力センサでは、出力電圧がほぼ０ｍＶとなり、復元性に優れているのに対し、ポリエステルを用いた試料９の圧力センサでは、出力電圧が数ｍＶとなっており、元の状態に戻っていないことがわかった。ただし、ポリエステルを用いた試料９の圧力センサでは、図１３で説明したように、出力電圧を大きくできるため復元性の必要ない用途では使用できるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態における抵抗体の斜視図、
【図２】前記抵抗体に圧力が加わった状態を示す前記抵抗体の斜視図、
【図３】本実施形態の抵抗体を膜厚方向から切断した切断面を示す断面図、
【図４】図３とは異なる構造の前記抵抗体の断面図、
【図５】図３及び図４とは異なる構造の前記抵抗体の断面図、
【図６】本実施形態の抵抗体を用いた圧力センサの一例（平面図）、
【図７】図６に示すＡ−Ａ線から前記圧力センサを切断し、その切断面を矢印方向から示した断面図、
【図８】図６、図７の圧力センサの回路図、
【図９】本実施形態の圧力センサを用いた圧力センサモジュールの一例（前記モジュールを膜厚方向から切断した切断面を示す断面図）、
【図１０】実験に使用した治具を膜厚方向から切断した切断面を示す断面図、
【図１１】フッ素ゴムと気相成長炭素繊維を用いて抵抗体を形成し、前記気相成長炭素繊維の配合比や抵抗体の大きさを変えた４種類の圧力センサの空気圧と、出力電圧との関係を示すグラフ、
【図１２】フッ素ゴムとアセチレンブラックを用いて抵抗体を形成し、前記アセチレンブラックの配合比や抵抗体の大きさを変えた４種類の圧力センサの空気圧と、出力電圧との関係を示すグラフ、
【図１３】ポリエステルとカーボンブラックから形成した抵抗体、及びフッ素ゴムとカーボンブラックから形成した抵抗体を、夫々有して形成された圧力センサの空気圧と、出力電圧との関係を示すグラフ、
【図１４】図１３の実験で使用した２種類の圧力センサを加圧状態から元の状態に戻したとき、夫々の前記圧力センサの出力電圧を求めたグラフ、
【符号の説明】
【００６２】
１  抵抗体
２  電極部
３  バインダー樹脂
４  導電性粒子
５、１１  基板
７  空孔
８  弾性体
１０  圧力センサ
１４、１６  抵抗体
１５、１７  固定抵抗体
１８  オーバーコート膜
３０  基台
３１  胴体部
３２  ピストン部材
３３  圧力計
【図１】
2007071701.tif 000003
【図２】
2007071701.tif 000004
【図３】
2007071701.tif 000005
【図４】
2007071701.tif 000006
【図５】
2007071701.tif 000007
【図６】
2007071701.tif 000008
【図７】
2007071701.tif 000009
【図８】
2007071701.tif 000010
【図９】
2007071701.tif 000011
【図１０】
2007071701.tif 000012
【図１１】
2007071701.tif 000013
【図１２】
2007071701.tif 000014
【図１３】
2007071701.tif 000015
【図１４】
2007071701.tif 000016