特許 7570002 荷重センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-10

(45)【発行日】2024-10-21

(54)【発明の名称】荷重センサ

(51)【国際特許分類】

   G01L 1/14 20060101AFI20241011BHJP

【ＦＩ】

G01L1/14 J

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022558855

(86)(22)【出願日】2021-07-19

(86)【国際出願番号】 JP2021026934

(87)【国際公開番号】W WO2022091495

(87)【国際公開日】2022-05-05

【審査請求日】2023-11-29

(31)【優先権主張番号】P 2020180300

(32)【優先日】2020-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111383

【弁理士】

【氏名又は名称】芝野 正雅

(74)【代理人】

【識別番号】100170922

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 誠

(72)【発明者】

【氏名】森浦 祐太

(72)【発明者】

【氏名】浦上 進

(72)【発明者】

【氏名】松本 玄

(72)【発明者】

【氏名】松村 洋大

(72)【発明者】

【氏名】古屋 博之

(72)【発明者】

【氏名】石本 仁

【審査官】大森 努

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０９０３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３２３９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３８６８６３１（ＣＮ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０９６９０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０７９９９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－１７０４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２０８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００６２２４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／１６６６３５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ １／１４，５／００－５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに向かい合うように配置された第１基材および第２基材と、
前記第１基材の対向面に配置された導電弾性体と、
前記第２基材と前記導電弾性体との間に配置された導電性の線材と、
剛性を有し、前記導電弾性体と前記線材との間に配置された誘電体と、を備え、
前記誘電体は、荷重付与時に当該誘電体にかかる応力を逃がすための応力緩和部を有する、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項2】

請求項１に記載の荷重センサにおいて、
前記応力緩和部は、前記誘電体が不連続な部分を含む、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項3】

請求項２に記載の荷重センサにおいて、
前記応力緩和部は、前記誘電体に形成されたクラック状の間隙であり、
前記間隙は、荷重付与時に前記導電弾性体と前記線材とが接触しない幅を有する、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項4】

請求項３に記載の荷重センサにおいて、
前記間隙は、前記誘電体の表面に向かって幅が広くなっている、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項5】

請求項３または４に記載の荷重センサにおいて、
前記間隙は、前記誘電体を厚み方向に貫通している、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項6】

請求項２に記載の荷重センサにおいて、
前記応力緩和部は、前記誘電体の表面に沿って前記誘電体が分離することにより形成され、
前記応力緩和部に、前記誘電体よりも弾性が高い他の誘電体が形成されている、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項7】

請求項２に記載の荷重センサにおいて、
前記応力緩和部は、前記誘電体に形成された微細孔である、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項8】

請求項７に記載の荷重センサにおいて、
前記微細孔は、前記誘電体の厚み方向に延びている、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項9】

請求項８に記載の荷重センサにおいて、
前記微細孔は、前記誘電体の厚みに対し表面側から１／３以上の長さを有する、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項10】

請求項１ないし９の何れか一項に記載の荷重センサにおいて、
前記誘電体は、酸化物により構成される、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項11】

請求項１ないし１０の何れか一項に記載の荷重センサにおいて、
前記誘電体は、前記線材の表面に形成されている、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項12】

請求項１１に記載の荷重センサにおいて、
前記誘電体は、前記線材と同じ組成からなる酸化物により構成される、
ことを特徴とする荷重センサ。

【請求項13】

請求項１ないし１２の何れか一項に記載の荷重センサにおいて、
前記誘電体は、比誘電率が３．５より大きい材料により構成される、
ことを特徴とする荷重センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外部から付与される荷重を静電容量の変化に基づいて検出する荷重センサに関する。

【背景技術】

【0002】

荷重センサは、産業機器、ロボットおよび車両などの分野において、幅広く利用されている。近年、コンピュータによる制御技術の発展および意匠性の向上とともに、人型のロボットおよび自動車の内装品等のような自由曲面を多彩に使用した電子機器の開発が進んでいる。それに合わせて、各自由曲面に高性能な荷重センサを装着することが求められている。

【0003】

以下の特許文献１には、押圧力が付与されるセンサ部と、押圧力を検出する検出器と、を備えた感圧素子が記載されている。この感圧素子において、センサ部は、第１の導電部材と、第１の導電部材および基材に挟まれた第２の導電部材と、誘電体と、を有する。第１の導電部材は、弾性を有する。第２の導電部材は、線状に構成され、一定の主方向に沿って波状に配置される。誘電体は、第１の導電部材と第２の導電部材との間に配置され、第１の導電部材または第２の導電部材の表面を少なくとも部分的に覆う。検出器は、第１の導電部材と第２の導電部材との間の静電容量の変化に基づいて、押圧力を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１８／０９６９０１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような構成においては、センサ部が大きな荷重を受けると、その応力により、誘電体が破損することがある。この場合、破損箇所において、第１の導電部材と第２の導電部材とにショートが生じると、適正に荷重を検出できなくなってしまう。

【0006】

かかる課題に鑑み、本発明は、誘電体の破損を抑制して適正に荷重を検出することが可能な荷重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】

【0007】

本発明の主たる態様は、荷重センサに関する。本態様に係る荷重センサは、互いに向かい合うように配置された第１基材および第２基材と、前記第１基材の対向面に配置された導電弾性体と、剛性を有し、前記第２基材と前記導電弾性体との間に配置された導電性の線材と、前記導電弾性体と前記線材との間に配置された誘電体と、を備える。前記誘電体は、荷重付与時に当該誘電体にかかる応力を逃がすための応力緩和部を有する。

【0008】

本態様に係る荷重センサによれば、荷重付与時に誘電体にかかる応力が、応力緩和部により逃がされる。これにより、誘電体に大きな応力が掛かることが抑制されるため、荷重付与時の応力によって誘電体が破損することを防ぐことができる。よって、誘電体の破損を抑制して適正に荷重を検出することができる。

【発明の効果】

【0009】

以上のとおり、本発明によれば、誘電体の破損を抑制して適正に荷重を検出することが可能な荷重センサを提供できる。

【0010】

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１（ａ）は、実施形態１に係る、下側の基材および下側の基材の対向面に設置された導電弾性体を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、実施形態１に係る、一対の導体線および糸を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２（ａ）は、実施形態１に係る、上側の基材および上側の基材の対向面に設置された導電弾性体を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、実施形態１に係る、組み立てが完了した荷重センサを模式的に示す斜視図である。

【図3】図３（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る、Ｘ軸負方向に見た場合の導体線の周辺を模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、実施形態１に係る、Ｚ軸負方向に見た場合の荷重センサの内部を模式的に示す平面図である。

【図5】図５は、実施形態１に係る、導体線の構成を模式的に示す斜視図である。

【図6】図６（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る、Ｘ軸負方向に見た場合の導体線の周辺を模式的に示す断面拡大図である。

【図7】図７（ａ）～（ｃ）は、実施形態１に係る、発明者らが実際に作成した誘電体および間隙を走査電子顕微鏡で撮影した画像である。

【図8】図８（ａ）は、実施形態１に係る、実験で用いた荷重センサの各部のサイズを説明する図である。図８（ｂ）は、実施形態１に係る、実験で得られた荷重と静電容量との関係を示すグラフである。

【図9】図９は、実施形態２に係る、導体線の構成を模式的に示す斜視図である。

【図10】図１０（ａ）、（ｂ）は、実施形態２に係る、Ｘ軸負方向に見た場合の導体線の周辺を模式的に示す断面拡大図である。

【図11】図１１は、実施形態３に係る、導体線の構成を模式的に示す斜視図である。

【図12】図１２（ａ）、（ｂ）は、実施形態３に係る、発明者らが実際に作成した誘電体および微細孔を走査電子顕微鏡で撮影した画像である。

【0012】

ただし、図面はもっぱら説明のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明に係る荷重センサは、付与された荷重に応じて処理を行う管理システムや電子機器の荷重センサに適用可能である。

【0014】

管理システムとしては、たとえば、在庫管理システム、ドライバーモニタリングシステム、コーチング管理システム、セキュリティー管理システム、介護・育児管理システムなどが挙げられる。

【0015】

在庫管理システムでは、たとえば、在庫棚に設けられた荷重センサにより、積載された在庫の荷重が検出され、在庫棚に存在する商品の種類と商品の数とが検出される。これにより、店舗、工場、倉庫などにおいて、効率よく在庫を管理できるとともに省人化を実現できる。また、冷蔵庫内に設けられた荷重センサにより、冷蔵庫内の食品の荷重が検出され、冷蔵庫内の食品の種類と食品の数や量とが検出される。これにより、冷蔵庫内の食品を用いた献立を自動的に提案できる。

【0016】

ドライバーモニタリングシステムでは、たとえば、操舵装置に設けられた荷重センサにより、ドライバーの操舵装置に対する荷重分布（たとえば、把持力、把持位置、踏力）がモニタリングされる。また、車載シートに設けられた荷重センサにより、着座状態におけるドライバーの車載シートに対する荷重分布（たとえば、重心位置）がモニタリングされる。これにより、ドライバーの運転状態（眠気や心理状態など）をフィードバックすることができる。

【0017】

コーチング管理システムでは、たとえば、シューズの底に設けられた荷重センサにより、足裏の荷重分布がモニタリングされる。これにより、適正な歩行状態や走行状態へ矯正または誘導することができる。

【0018】

セキュリティー管理システムでは、たとえば、床に設けられた荷重センサにより、人が通過する際に、荷重分布が検出され、体重、歩幅、通過速度および靴底パターンなどが検出される。これにより、これらの検出情報をデータと照合することにより、通過した人物を特定することが可能となる。

【0019】

介護・育児管理システムでは、たとえば、寝具や便座に設けられた荷重センサにより、人体の寝具および便座に対する荷重分布がモニタリングされる。これにより、寝具や便座の位置において、人がどのような行動を取ろうとしているかを推定し、転倒や転落を防止することができる。

【0020】

電子機器としては、たとえば、車載機器（カーナビゲーション・システム、音響機器など）、家電機器（電気ポット、ＩＨクッキングヒーターなど）、スマートフォン、電子ペーパー、電子ブックリーダー、ＰＣキーボード、ゲームコントローラー、スマートウォッチ、ワイヤレスイヤホン、タッチパネル、電子ペン、ペンライト、光る衣服、楽器などが挙げられる。電子機器では、ユーザからの入力を受け付ける入力部に荷重センサが設けられる。

【0021】

以下の実施形態における荷重センサは、上記のような管理システムや電子機器の荷重センサにおいて典型的に設けられる静電容量型荷重センサである。このような荷重センサは、「静電容量型感圧センサ素子」、「容量性圧力検出センサ素子」、「感圧スイッチ素子」などと称される場合もある。また、以下の実施形態における荷重センサは、検出回路に接続され、荷重センサおよび検出回路により、荷重検出装置が構成される。以下の実施形態は、本発明の一実施形態あって、本発明は、以下の実施形態に何ら制限されるものではない。

【0022】

以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。便宜上、各図には互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸方向は、荷重センサ１の高さ方向である。

【0023】

＜実施形態１＞
図１（ａ）～図４を参照して、荷重センサ１の構成について説明する。

【0024】

図１（ａ）は、基材１１と、基材１１の対向面１１ａ（Ｚ軸正側の面）に設置された３つの導電弾性体１２とを模式的に示す斜視図である。

【0025】

基材１１は、弾性を有する絶縁性の部材であり、Ｘ－Ｙ平面に平行な平板形状を有する。基材１１は、非導電性を有する樹脂材料または非導電性を有するゴム材料から構成される。基材１１に用いられる樹脂材料は、たとえば、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂（たとえば、ポリジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）など）、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂、およびウレタン系樹脂等からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。基材１１に用いられるゴム材料は、たとえば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、および天然ゴム等からなる群から選択される少なくとも１種のゴム材料である。

【0026】

導電弾性体１２は、基材１１の対向面１１ａ（Ｚ軸正側の面）に形成される。図１（ａ）では、基材１１の対向面１１ａに、３つの導電弾性体１２が形成されている。導電弾性体１２は、弾性を有する導電性の部材である。各導電弾性体１２は、Ｙ軸方向に長い帯状の形状を有しており、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて並んで形成されている。各導電弾性体１２のＹ軸負側の端部に、導電弾性体１２と電気的に接続されたケーブル１２ａが設置される。

【0027】

導電弾性体１２は、基材１１の対向面１１ａに対して、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、およびグラビアオフセット印刷などの印刷工法により形成される。これらの印刷工法によれば、基材１１の対向面１１ａに０．００１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の厚みで導電弾性体１２を形成することが可能となる。

【0028】

導電弾性体１２は、樹脂材料とその中に分散した導電性フィラー、またはゴム材料とその中に分散した導電性フィラーから構成される。

【0029】

導電弾性体１２に用いられる樹脂材料は、上述した基材１１に用いられる樹脂材料と同様、たとえば、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂（ポリジメチルポリシロキサン（たとえば、ＰＤＭＳ）など）、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂、およびウレタン系樹脂等からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。導電弾性体１２に用いられるゴム材料は、上述した基材１１に用いられるゴム材料と同様、たとえば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、および天然ゴム等からなる群から選択される少なくとも１種のゴム材料である。

【0030】

導電弾性体１２に用いられる導電性フィラーは、たとえば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｃ（カーボン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ_２Ｏ_３（酸化インジウム（III））、およびＳｎＯ_２（酸化スズ（IV））等の金属材料や、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（すなわち、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）からなる複合物）等の導電性高分子材料や、金属コート有機物繊維、金属線（繊維状態）等の導電性繊維からなる群から選択される少なくとも１種の材料である。

【0031】

図１（ｂ）は、図１（ａ）の構造体に載置された、３組の一対の導体線１３および１２本の糸１４を模式的に示す斜視図である。

【0032】

一対の導体線１３は、Ｘ軸方向に延びた１本の導体線を折り曲げることにより形成され、折り曲げ位置からＸ軸負方向に向かって延びた２本の導体線１３ａを含む。一対の導体線１３を構成する２本の導体線１３ａは、所定の間隔をあけて並んで配置される。一対の導体線１３は、図１（ａ）に示した３つの導電弾性体１２の上面に重ねて配置される。ここでは、３組の一対の導体線１３が３つの導電弾性体１２の上面に重ねて配置されている。３組の一対の導体線１３は、導電弾性体１２に交差するように配置され、導電弾性体１２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って、所定の間隔をあけて並んで配置されている。一対の導体線１３は、３つの導電弾性体１２に跨がるよう、Ｘ軸方向に延びて配置される。導体線１３ａは、線状の導電部材と、当該導電部材の表面に形成された誘電体とからなる。導体線１３ａの構成については、追って図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

【0033】

図１（ｂ）のように３組の一対の導体線１３が配置された後、各一対の導体線１３は、一対の導体線１３の延びる方向（Ｘ軸方向）に移動可能に、糸１４で基材１１に設置される。図１（ｂ）に示す例では、１２個の糸１４が、導電弾性体１２と一対の導体線１３とが重なる位置以外の位置において、一対の導体線１３を基材１１に接続している。糸１４は、化学繊維、天然繊維、またはそれらの混合繊維などにより構成される。

【0034】

図２（ａ）は、基材１１の上側に重ねて配置される基材２１と、基材２１の対向面２１ａ（Ｚ軸負側の面）に設置された３つの導電弾性体２２とを模式的に示す斜視図である。

【0035】

基材２１は、基材１１と同じ大きさおよび形状を有し、基材１１と同じ材料により構成される。導電弾性体２２は、基材２１の対向面２１ａ（Ｚ軸負側の面）において、導電弾性体１２に対向する位置に形成され、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて並んで形成されている。導電弾性体２２は、導電弾性体１２と同じ大きさおよび形状を有し、導電弾性体１２と同じ材料により構成される。導電弾性体２２は、導電弾性体１２と同様、所定の印刷工法により基材２１のＺ軸負側の面に形成される。各導電弾性体２２のＹ軸負側の端部に、導電弾性体２２と電気的に接続されたケーブル２２ａが設置される。

【0036】

図２（ｂ）は、図１（ｂ）の構造体に図２（ａ）の構造体が設置された状態を模式的に示す斜視図である。

【0037】

図１（ｂ）に示した構造体の上方（Ｚ軸正側）から、図２（ａ）に示した構造体が配置される。このとき、基材１１と基材２１は、対向面１１ａと対向面２１ａとが互いに向かい合うように配置され、導電弾性体１２と導電弾性体２２とが重なるように配置される。そして、基材２１の外周四辺が基材１１の外周四辺に対して、シリコーンゴム系接着剤や糸などで接続されることにより、基材１１と基材２１とが固定される。これにより、３組の一対の導体線１３は、３つの導電弾性体１２と３つの導電弾性体２２とによって挟まれる。こうして、図２（ｂ）に示すように、荷重センサ１が完成する。

【0038】

図３（ａ）、（ｂ）は、Ｘ軸負方向に見た場合の導体線１３ａの周辺を模式的に示す断面図である。図３（ａ）は、荷重が加えられていない状態を示し、図３（ｂ）は、荷重が加えられている状態を示している。

【0039】

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、導体線１３ａは、線材３１と、線材３１に形成された誘電体３２と、により構成される。

【0040】

線材３１は、たとえば、導電性の金属材料により構成される。この他、線材３１は、ガラスからなる芯線およびその表面に形成された導電層により構成されてもよく、樹脂からなる芯線およびその表面に形成された導電層などにより構成されてもよい。実施形態１では、線材３１は、アルミニウムにより構成される。誘電体３２は、電気絶縁性を有し、たとえば、樹脂材料、セラミック材料、金属酸化物材料などにより構成される。実施形態１では、誘電体３２は、酸化アルミニウム（アルミナ）により構成される。

【0041】

なお、誘電体３２は、応力緩和部４０（図５～図６（ｂ）参照）を備えるが、図３（ａ）、（ｂ）では、便宜上、図示が省略されている。応力緩和部４０については、追って図５～図６（ｂ）を参照して説明する。

【0042】

図３（ａ）に示すように、荷重が加えられていない場合、導電弾性体１２と導体線１３ａとの間にかかる力、および、導電弾性体２２と導体線１３ａとの間にかかる力は、ほぼゼロである。この状態から、図３（ｂ）に示すように、基材１１の下面に対して上方向に荷重が加えられ、基材２１の上面に対して下方向に荷重が加えられると、導体線１３ａによって導電弾性体１２、２２が変形する。

【0043】

図３（ｂ）に示すように、荷重が加えられると、導体線１３ａは、導電弾性体１２、２２に包まれるように導電弾性体１２、２２に近付けられ、導体線１３ａと導電弾性体１２、２２との間の接触面積が増加する。これにより、線材３１と導電弾性体１２との間の静電容量および線材３１と導電弾性体２２との間の静電容量が変化する。そして、導体線１３ａの領域の静電容量が検出されることにより、この領域にかかる荷重が算出される。

【0044】

図４は、Ｚ軸負方向に見た場合の荷重センサ１の内部を模式的に示す平面図である。図４では、便宜上、糸１４の図示が省略されている。

【0045】

荷重センサ１の計測領域Ｒには、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に並ぶ９個のセンサ部が設定されている。具体的には、計測領域ＲをＸ軸方向に３分割しＹ軸方向に３分割した９個の領域が、９個のセンサ部に割り当てられる。各センサ部の境界は、当該センサ部と隣り合うセンサ部の境界と接している。９個のセンサ部は、導電弾性体１２、２２と一対の導体線１３とが交わる９個の位置に対応しており、９個の位置に、荷重に応じて静電容量が変化する９個のセンサ部Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３が形成されている。

【0046】

各センサ部は、導電弾性体１２、２２と一対の導体線１３を含み、一対の導体線１３は、静電容量の一方の極（たとえば陽極）を構成し、導電弾性体１２、２２は、静電容量の他方の極（たとえば陰極）を構成する。すなわち、一対の導体線１３内の線材３１（図３（ａ）、（ｂ）参照）は、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）の一方の電極を構成し、導電弾性体１２、２２は、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）の他方の電極を構成し、一対の導体線１３内の誘電体３２（図３（ａ）、（ｂ）参照）は、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）において静電容量を規定する誘電体に対応する。

【0047】

各センサ部に対してＺ軸方向に荷重が加わると、荷重により一対の導体線１３（２つの導体線１３ａ）が導電弾性体１２、２２に包み込まれる。これにより、一対の導体線１３と導電弾性体１２、２２との間の接触面積が変化し、当該一対の導体線１３と当該導電弾性体１２、２２との間の静電容量が変化する。

【0048】

一対の導体線１３のＸ軸負側の端部、ケーブル１２ａのＹ軸負側の端部、およびケーブル２２ａのＹ軸負側の端部は、荷重センサ１に対して設置される検出回路に接続される。

【0049】

図４に示すように、３組の導電弾性体１２、２２から引き出されたケーブル１２ａ、２２ａをラインＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３と称し、３組の一対の導体線１３内の線材３１をラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３と称する。ラインＬ１１に接続された導電弾性体１２、２２が、ラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３と交わる位置が、それぞれ、センサ部Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３であり、ラインＬ１２に接続された導電弾性体１２、２２が、ラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３と交わる位置が、それぞれ、センサ部Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３であり、ラインＬ１３に接続された導電弾性体１２、２２が、ラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３と交わる位置が、それぞれ、センサ部Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３である。

【0050】

センサ部Ａ１１に対して荷重が加えられると、センサ部Ａ１１において一対の導体線１３と導電弾性体１２、２２との接触面積が増加する。したがって、ラインＬ１１とラインＬ２１との間の静電容量を検出することにより、センサ部Ａ１１において加えられた荷重を算出することができる。同様に、他のセンサ部においても、当該他のセンサ部において交わる２つのライン間の静電容量を検出することにより、当該他のセンサ部において加えられた荷重を算出することができる。

【0051】

図５は、導体線１３ａの構成を模式的に示す斜視図である。

【0052】

線材３１としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの弁作用金属や、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などが用いられる。また、線材３１の直径は、たとえば、１０μｍ以上１５００μｍ以下でもよく、５０μｍ以上８００μｍ以下でもよい。このような線材３１の構成は、線材強度と抵抗の観点から好ましい。誘電体３２の厚みは、５ｎｍ以上１００μｍ以下が好ましく、センサ感度等の設計により適宜選択することができる。

【0053】

実施形態１では、上述したように、導体線１３ａは、アルミニウムからなる線材３１と、酸化アルミニウムからなる誘電体３２とにより構成される。ここで、酸化アルミニウムからなる誘電体３２は、陽極酸化処理（アルマイト処理）により、アルミニウムの線材３１の表面に形成される。これにより、線材３１の表面に、アルミニウムの酸化物（アルマイト）の皮膜が形成される。陽極酸化処理（アルマイト処理）は、硫酸、しゅう酸、リン酸、ほう酸等の無機酸溶液、あるいは有機酸溶液を用い、０℃～８０℃の条件下で、適切な電圧（１～５００Ｖ）を印加することで実施される。このとき、線材３１の表面に形成される誘電体３２には、荷重付与時に誘電体３２にかかる応力を逃がすための応力緩和部４０が形成される。ここでは、応力緩和部４０は、誘電体３２が形成されていない領域のことである。実施形態１の応力緩和部４０は、誘電体３２に形成されたクラック状の間隙４１である。

【0054】

また、誘電体３２の表面における算術平均粗さＲａは、たとえば、０．０１μｍ以上１００μｍ以下でもよく、０．０５μｍ以上５０μｍ以下でもよい。このような場合、導電弾性体１２、２２と適度な界面密着性を有することができる。算術平均粗さＲａは、線材３１の長手方向に垂直な３箇所の断面において、境界面の軌跡の平均線を求め、ＪＩＳ Ｂ０６０１-１９９４に準拠して、当該平均線を基準とするＲａを測定し、３つの測定値の平均値として求めればよい。

【0055】

誘電体３２がアルミニウムの酸化物の場合、主成分のアルミニウム以外に、Ｓ、Ｐ、Ｎを０．１～１０ａｔｍ％含有することがあり、このような場合、誘電体３２自体の応力緩和性が向上し、外的圧力・衝撃などによる割れなどを抑制できる。また、誘電体３２は、アモルファスであれば同様の効果が得られるため好ましい。

【0056】

間隙４１は、陽極酸化処理（アルマイト処理）において、膜成長の調整により形成される。たとえば、高速で誘電体３２（酸化アルミニウム）の皮膜を成長させることにより、誘電体３２にクラック状の間隙４１を生じさせることができる。また、陽極酸化処理（アルマイト処理）の条件によって、線材３１の周方向における間隙４１の幅や、線材３１の径方向における間隙４１の長さを制御できる。間隙４１の周方向の幅は、０．５μｍ～５μｍである。また、間隙４１は、誘電体３２の表面に向かって（線材３１の中心から外に向かって）、幅が広くなるよう形成される。間隙４１は、誘電体３２を厚み方向に貫通している。また、間隙４１は、線材３１の延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って誘電体３２に形成される。

【0057】

間隙４１は、誘電体３２の厚みに対し表面側から１／３以上の長さを有すること、また、幅に対して長手方向に３倍以上の長さを有する線状形状とすることが望ましい。これにより、適正な応力緩和効果を実現できる。また、線材３１の長手方向に垂直な断面において、間隙４１が２箇所以上、好ましくは４箇所以上形成されることにより、応力緩和効果が高まる。

【0058】

図６（ａ）、（ｂ）は、Ｘ軸負方向に見た場合の導体線１３ａの周辺を模式的に示す断面拡大図である。図６（ａ）、（ｂ）では、便宜上、基材１１、２１の図示が省略されている。図６（ａ）は、基材１１、２１に荷重が加えられていない状態を示し、図６（ｂ）は、基材１１、２１に荷重が加えられている状態を示している。

【0059】

図６（ａ）に示すように、基材１１、２１に荷重が加えられていない場合、間隙４１の幅は、初期状態の幅となっている。この状態から基材１１、２１に荷重が加えられると、図６（ｂ）に示すように、荷重によって誘電体３２に生じる応力により、間隙４１に向かって誘電体３２が移動し、間隙４１の幅が狭くなる。すなわち、誘電体３２にかかる応力は、間隙４１へと逃がされる。これにより、誘電体３２が破損することを防ぐことができる。

【0060】

また、間隙４１は、導電弾性体１２、２２と線材３１とが接触しない程度の幅に形成される。図６（ｂ）に示すように基材１１、２１に荷重が加えられた状態において、導電弾性体１２、２２が間隙４１に入り込み線材３１と接触すると、この領域を含むセンサ部において適正に荷重を検出できなくなる。したがって、間隙４１は、基材１１、２１に荷重が加えられた場合に導電弾性体１２、２２と線材３１とが接触しない程度の幅に形成される。

【0061】

なお、誘電体３２に応力緩和部４０（実施形態１では間隙４１）が設けられない場合、基材１１、２１に荷重が加えられると、この荷重により誘電体３２に生じる応力によって誘電体３２が破れ、誘電体３２に約１０μｍ以上の孔が生じることがある。この場合、この孔を介して導電弾性体１２、２２と線材３１とが接触して電気的に導通するため、荷重を適正に検出できなくなってしまう。これに対し、実施形態１によれば、荷重付与時に誘電体３２にかかる応力が、応力緩和部４０に逃がされるため、応力による誘電体３２の破損を抑制できる。よって、荷重センサ１にかかる荷重を適正に検出できる。

【0062】

図７（ａ）～（ｃ）は、発明者らが実際に作成した誘電体３２および間隙４１を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した画像である。

【0063】

図７（ａ）は、導体線１３ａが伸びる方向に垂直な方向から撮影した場合の導体線１３ａ表面の画像である。図７（ａ）の中央付近において、間隙４１が上下方向（図５ではＸ軸方向）に延びている。この間隙４１の幅ｄ１は、約１μｍである。

【0064】

図７（ｂ）は、導体線１３ａの断面画像である。図７（ｂ）には、導体線１３ａの半分の領域の断面画像が示されており、誘電体３２には、領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の位置にクラック状の間隙４１が形成されている。

【0065】

図７（ｃ）は、図７（ｂ）の領域Ａ３の拡大画像である。領域Ａ３の間隙４１は、誘電体３２の表面に向かって幅が広くなっており、誘電体３２を厚み方向に貫通している。具体的には、誘電体３２の表面における間隙４１の幅ｄ２は、約１μｍであり、線材３１の表面における間隙４１の幅ｄ３は、１μｍより小さい。

【0066】

次に、発明者らは、実施形態１に基づく荷重センサ１を実際に作成し、作成した荷重センサ１に対して繰り返し荷重を加えて、適正に荷重を検出できるか否かを検証する実験を行った。

【0067】

図８（ａ）を参照して、実験で用いた荷重センサ１の各部のサイズについて説明する。図８（ａ）は、Ｘ軸負方向に見た場合の導体線１３ａの周辺を模式的に示す断面図である。この実験では、１つのセンサ部のみが形成されており、当該センサ部において、Ｘ軸方向に延びた２本の導体線１３ａを挟んで、図３（ａ）、（ｂ）と同様、基材１１、２１および導電弾性体１２、２２が配置されている。

【0068】

実験では、基材１１、２１の厚みｄ１０を１ｍｍとし、導電弾性体１２、２２の厚みｄ２０を３０μｍ程度とし、導体線１３ａの直径ｄ３０を０．５ｍｍとし、線材３１の直径ｄ３１を０．４９４ｍｍ程度とし、誘電体３２の厚みｄ３２を６．３μｍ～６．７μｍとした。誘電体３２には、図５～図７（ｂ）に示したように、応力緩和部４０として間隙４１を形成した。なお、この実験では、基材１１、２１を、便宜上、導電弾性体１２、２２と同じ材料により構成した。

【0069】

導電弾性体１２、２２をグランド（ＧＮＤ）に接続し、２つの線材３１を互いに接続した。図８（ａ）のように設定した荷重センサ１を固定台に設置し、基材２１の上から繰り返し荷重を付与した。そして、荷重を１０００回、２０００回、３０００回、４０００回、５０００回、１００００回付与した後、荷重の付与時に線材３１と導電弾性体１２、２２との間の静電容量を測定した。

【0070】

図８（ｂ）は、実験で得られた荷重と静電容量との関係を示すグラフである。

【0071】

図８（ｂ）に示すように、荷重を所定回数だけ付与した後に得られる曲線は、いずれも荷重に応じて一意に容量が決定される適正な形状となっている。誘電体３２に破損が生じると、所定の大きさ以上の荷重が付与されることにより、導電弾性体１２、２２と線材３１との間に短絡が生じ、静電容量値が急激に低下する。図８（ｂ）では、何れの曲線においても、このような静電容量値の急激な低下は生じていない。

【0072】

したがって、本実施形態のように、誘電体３２に応力緩和部４０として間隙４１が形成されると、１００００回程度の十分な回数の荷重が加えられたとしても、誘電体３２の破損を抑制できることが分かった。また、１００００回程度の荷重が加えられた後でも、荷重と静電容量との関係を示す曲線は適正な形状であるため、静電容量に基づいて適正に荷重を検出できることが分かった。

【0073】

＜実施形態１の効果＞
実施形態１によれば、以下の効果が奏される。

【0074】

図５～図７（ｃ）に示したように、誘電体３２は、荷重付与時に当該誘電体３２にかかる応力を逃すための応力緩和部４０を有する。これにより、誘電体３２に大きな応力が掛かることが抑制されるため、荷重付与時の応力によって誘電体３２が破損することを防ぐことができる。よって、誘電体３２の破損を抑制して適正に荷重を検出することができる。

【0075】

応力緩和部４０は、誘電体３２が不連続な部分（間隙４１）を含む。これにより、荷重付与時に誘電体３２に掛かる応力が不連続な部分に逃される。よって、応力による誘電体３２の破損が生じにくくなる。

【0076】

応力緩和部４０は、誘電体３２に形成されたクラック状の間隙４１であり、間隙４１は、荷重付与時に導電弾性体１２、２２と線材３１とが接触しない幅を有する。実施形態１では、陽極酸化法を用いることにより、荷重付与時に導電弾性体１２、２２と線材３１とが接触しない幅の間隙４１（クラック）を、製造工程において容易に形成できる。よって、荷重検出の精度を維持しながら、破損防止のためのクラックを容易に形成できる。

【0077】

間隙４１は、誘電体３２の表面に向かって幅が広くなっている。通常、荷重付与時には、誘電体３２の表面側において、誘電体３２の伸縮がより大きくなると想定される。したがって、誘電体３２の表面側において間隙４１の幅を広くして、誘電体３２の伸縮の自由度を高めることにより、誘電体３２の破損を円滑に抑制できる。

【0078】

間隙４１は、誘電体３２を厚み方向に貫通している。これにより、誘電体３２の伸縮の自由度をさらに高めることができるため、さらに誘電体３２の破損を抑制できる。

【0079】

誘電体３２は、酸化物（酸化アルミニウム）により構成される。誘電体３２が酸化物により構成されると、誘電体３２の厚みを小さくできるとともに、誘電体３２の誘電率を高めることができる。これにより、荷重センサ１の感度を高めることができる。なお、一般に誘電体３２の厚みを小さくすると、荷重付与時の応力によって誘電体３２が破損しやすくなる。これに対し、実施形態１によれば、上記のように応力緩和部４０が設けられることにより、誘電体３２の破損を抑制できる。

【0080】

誘電体３２は、線材３１の表面に形成されている。これにより、線材３１の表面に誘電体３２を形成するだけで、導電弾性体１２、２２と線材３１との間に誘電体を設置できる。

【0081】

誘電体３２は、線材３１（アルミニウム）と同じ組成からなる酸化物（酸化アルミニウム）により構成される。これにより、線材３１と誘電体３２との界面強度が強固となるため、荷重付与時の応力によって、誘電体３２が線材３１から剥がれにくくなる。よって、荷重センサ１の信頼性を高めることができる。また、線材３１がアルミニウムにより構成され、誘電体３２が酸化アルミニウムにより構成されると、簡易なプロセス（アルマイト処理）で、安価かつ迅速に導体線１３ａを形成できる。

【0082】

誘電体３２は、比誘電率が８．５程度の酸化アルミニウムにより構成されている。このように、比誘電率が３．５より大きい材料により誘電体３２が構成されると、導電弾性体１２、２２と線材３１との間の静電容量が高くなるため、荷重センサ１の感度特性を高めることができる。

【0083】

＜実施形態２＞
実施形態１では、応力緩和部４０は、誘電体３２に形成された間隙４１であった。しかしながら、荷重付与時に誘電体３２にかかる応力を逃すことができれば、応力緩和部４０には、間隙４１に代えて他の誘電体が配置されてもよい。実施形態２では、応力緩和部４０に他の誘電体４２が配置される。実施形態２のその他の構成は、実施形態１と同様である。

【0084】

図９は、実施形態２に係る、導体線１３ａの構成を模式的に示す斜視図である。

【0085】

実施形態２では、実施形態１と同様にして、誘電体３２が線材３１の表面に形成され、誘電体３２には、実施形態１と同様の間隙４１が形成される。そして、この間隙４１に、誘電体３２よりも弾性が高い（誘電体３２よりも弾性率が低い）他の誘電体４２が、たとえば電着処理により形成される。他の誘電体４２は、たとえば、樹脂材料により構成される。他の誘電体４２は、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂（たとえば、ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。

【0086】

なお、他の誘電体４２の誘電率は、誘電体３２の誘電率と同程度に設定される。ただし、これに限らず、他の誘電体４２の誘電率は、誘電体３２の誘電率より大きくてもよく、誘電体３２の誘電率より小さくてもよい。

【0087】

図１０（ａ）、（ｂ）は、実施形態２に係る、Ｘ軸負方向に見た場合の導体線１３ａを模式的に示す断面拡大図である。

【0088】

図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態２においても、基材１１、２１に荷重が加えられると、荷重により誘電体３２に生じた応力により他の誘電体４２に向かって誘電体３２が移動し、他の誘電体４２の幅が狭くなる。すなわち、誘電体３２にかかる応力は、他の誘電体４２へと逃がされる。これにより、誘電体３２が破損することを防ぐことができる。

【0089】

＜実施形態２の効果＞
実施形態２によれば、以下の効果が奏される。

【0090】

応力緩和部４０は、誘電体３２の表面に沿って誘電体３２が分離することにより形成され、応力緩和部４０に、誘電体３２よりも弾性が高い他の誘電体４２が形成されている。これにより、基材１１、２１に荷重が加えられることにより誘電体３２にかかる応力が、応力緩和部４０に形成された他の誘電体４２へと逃がされるため、誘電体３２の破損を抑制できる。また、応力緩和部４０に他の誘電体４２が形成されているため、応力緩和部４０に間隙４１が形成されている場合に比べて、荷重付与時の誘電率の変化を安定させることができる。

【0091】

＜実施形態３＞
実施形態１では、応力緩和部４０は、数μｍ程度の幅を有し、導体線１３ａの延びる方向（Ｙ軸方向）に延びた間隙４１であった。実施形態３では、応力緩和部４０として、間隙４１に代えて、微細孔が形成される。実施形態３のその他の構成は、実施形態１と同様である。

【0092】

図１１は、実施形態３に係る、導体線１３ａの構成を模式的に示す斜視図である。

【0093】

実施形態３では、陽極酸化処理（アルマイト処理）の設定が調整されることにより、線材３１の全周に形成される誘電体３２に、微細孔４３が形成される。微細孔４３は、誘電体３２の厚み方向（線材３１の中心に対して径方向）に延びている。微細孔４３は、誘電体３２の厚みに対し表面側から１／３以上の長さを有する。微細孔４３は、円柱形状の孔である。誘電体３２の厚み方向に垂直な方向における微細孔４３の径は、２ｎｍ程度である。誘電体３２形成時の陽極酸化処理（アルマイト処理）の条件を調整することによって、微細孔４３の径や長さを制御できる。微細孔４３の径は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。また、表面から観察したとき、１００箇所以上／ｍｍ^２とすることで、応力緩和効果が高まる。微細孔４３に加えて、上記実施形態の間隙４１や他の誘電体４２が併せて形成されてもよい。

【0094】

図１２（ａ）、（ｂ）は、発明者らが実際に作成した誘電体３２および微細孔４３を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した画像である。

【0095】

図１２（ａ）は、導体線１３ａが延びる方向に垂直な方向から撮像した場合の導体線１３ａ表面の画像である。図１２（ａ）において、非常に小さい微細孔４３の開口が、誘電体３２の表面に並んで形成されていることが分かる。

【0096】

図１２（ｂ）は、線材３１と誘電体３２の境界付近における導体線１３ａの断面画像ある。図１２（ｂ）において、右下から左上に向かう方向が、線材３１の中心から外側に向かう方向である。線材３１の中心から外側に向かう方向に沿って、複数の微細孔４３が延びていることが分かる。

【0097】

＜実施形態３の効果＞
実施形態３によれば、以下の効果が奏される。

【0098】

応力緩和部４０は、誘電体３２に形成された微細孔４３である。これにより、荷重が加えられたときに、誘電体３２にかかる応力が微細孔４３に逃がされるため、誘電体３２の破損を抑制できる。

【0099】

微細孔４３は、誘電体３２の厚み方向に延びている。これにより、荷重付与時の応力によって誘電体３２が厚み方向に垂直な方向に伸縮しても、この伸縮が微細孔４３によって吸収される。これにより、荷重付与時の応力によって誘電体３２が破損することを、より効果的に抑制できる。

【0100】

微細孔４３は、誘電体３２の厚みに対し表面側から１／３以上の長さを有する。これにより、厚み方向に垂直な方向における誘電体３２の伸縮の自由度を高めることができるため、適正な応力緩和効果を実現でき、誘電体３２の破損を抑制できる。また、微細孔４３は極めて小さな径の孔であるため、荷重付与時に導電弾性体１２、２２と線材３１とが意図せず接触してしまうこと回避できる。

【0101】

＜変更例＞
荷重センサ１の構成は、上記実施形態に示した構成以外に、種々の変更が可能である。

【0102】

たとえば、上記実施形態１、２では、図６（ａ）、（ｂ）および図１０（ａ）、（ｂ）に示したように、線材３１の周方向において４つの応力緩和部４０が設けられたが、線材３１の表面に設けられる応力緩和部４０の数は、これに限らない。

【0103】

また、上記実施形態１～３では、線材３１がアルミニウムにより構成され、誘電体３２が酸化アルミニウムにより構成された。しかしながら、線材３１および誘電体３２を構成する材料は、これに限らない。たとえば、線材３１がタンタルにより構成され、誘電体３２が酸化タンタルにより構成されてもよい。また、線材３１がニオブにより構成され、誘電体３２が酸化ニオブにより構成されてもよい。この他、線材３１として、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの弁作用金属、およびこれを含む合金を用いることができる。この場合も、誘電体３２が、線材３１の酸化物により構成される。このように、誘電体３２が線材３１と同じ組成からなる酸化物の場合、上述したように、誘電体３２が線材３１から剥がれにくくなり、荷重センサ１の信頼性を高めることができる。

【0104】

また、上記実施形態１～３において、誘電体３２は、必ずしも線材３１と同じ組成からなる酸化物でなくてもよい。たとえば、線材３１が銅により構成され、誘電体３２が酸化アルミニウムにより構成されてもよい。ただし、この場合は、線材３１と誘電体３２との界面強度が強固になりにくいため、上記実施形態１～３のように、誘電体３２が線材３１と同じ組成からなる酸化物であるのが好ましい。

【0105】

また、上記実施形態１～３では、応力緩和部４０を有する誘電体３２が、陽極酸化処理（アルマイト処理）により、線材３１の表面に形成されたが、誘電体３２の形成手法は、これに限られるものではない。間隙４１、他の誘電体４２および微細孔４３等からなる応力緩和部４０を、荷重付与時に線材３１と導電弾性体１２、２２とが接触することを回避しつつ、適正に形成可能な限りにおいて、陽極酸化法に基づく処理以外の処理によって誘電体３２が形成されてもよい。

【0106】

また、上記実施形態１では、図５～図７（ｃ）に示したように、間隙４１は、誘電体３２を厚み方向に貫通していたが、これに限らず、誘電体３２の厚み方向の一部に設けられてもよい。また、上記実施形態２では、図９～図１０（ｂ）に示したように、他の誘電体４２は、誘電体３２を厚み方向に貫通する間隙に設置されたが、これに限らず、誘電体３２の厚み方向の一部に設けられた切欠きに設置されてもよい。また、上記実施形態３において、微細孔４３は、誘電体３２を厚み方向に貫通するよう構成されてもよい。

【0107】

なお、間隙４１および他の誘電体４２が、誘電体３２の厚み方向の一部に設けられる場合、これらの構成は、誘電体３２の表面側に設けられるのが好ましく、誘電体３２の厚みの１／３以上の長さで設けられるのが好ましい。これにより、荷重付与時の応力の影響をより受けやすい表面側の誘電体３２を、間隙４１および他の誘電体４２に円滑に移動させることができ、応力による誘電体３２の破損を適切に抑制できる。

【0108】

また、上記実施形態１では、陽極酸化処理（アルマイト処理）において、膜成長を調整することにより、間隙４１を有する誘電体３２を線材３１の表面に形成したが、誘電体３２において間隙４１を設ける手法はこれに限らない。たとえば、線材３１の表面にマスキング処理を施し、この状態で誘電体３２を線材３１の表面に形成してもよい。これにより、マスキング処理が施された位置に、クラック状の間隙４１が形成される。また、線材３１の表面に隙間無く誘電体３２を形成した後、エッチングにより間隙４１を形成してもよい。

【0109】

また、上記実施形態２においても、上述した実施形態１の場合に間隙４１を形成可能な他の手法により、他の誘電体４２に対応する間隙が誘電体３２に形成されてもよい。なお、実施形態２では、誘電体３２に形成される間隙に他の誘電体４２が配置されるため、誘電体３２の間隙の幅は、実施形態１の間隙４１の幅よりも数段大きくてもよい。したがって、たとえば、線材３１の全周に亘って誘電体３２を形成し、誘電体３２の一部を削り取ることにより、他の誘電体４２を配置するための間隙を形成してもよい。また、線材３１にテープや糸などのマスキング部材を設置し、この状態で誘電体３２を線材３１の表面に形成してもよい。これにより、マスキング部材の位置に、他の誘電体４２を配置するための間隙が形成される。

【0110】

また、上記実施形態３においても、誘電体３２において微細孔４３を設ける手法は、陽極酸化処理（アルマイト処理）に限らない。

【0111】

また、上記実施形態１～３では、図２（ｂ）に示したように、荷重センサ１は、３組の一対の導体線１３を備えたが、少なくとも１組の一対の導体線１３を備えればよい。たとえば、荷重センサ１が備える一対の導体線１３は、１組でもよい。

【0112】

また、上記実施形態１～３では、図２（ｂ）に示したように、荷重センサ１は、上下に対向する３組の導電弾性体１２、２２を備えたが、少なくとも１組の導電弾性体１２、２２の組を備えればよい。たとえば、荷重センサ１に備える導電弾性体１２、２２の組は、１組でもよい。

【0113】

また、上記実施形態１～３において、基材２１側の導電弾性体２２は省略されてもよい。この場合、一対の導体線１３は、基材１１側の導電弾性体１２と基材２１の対向面２１ａとによって挟まれ、荷重に応じて一対の導体線１３が導電弾性体１２にめり込むことにより、各センサ部における静電容量が変化する。また、基材２１側の導電弾性体２２が省略される場合、基材２１に代えて、シート状の基材が設置されてもよい。

【0114】

また、上記実施形態１～３では、一対の導体線１３は、Ｙ軸方向に並ぶ２つの導体線１３ａがＸ軸方向の端部で繋がった形状とされたが、一対の導体線１３に代えて、１本の導体線が配置されてもよく、３本以上の導体線が配置されてもよい。また、一対の導体線１３の形状は、平面視において、直線形状でなくてもよく、波形状であってもよい。

【0115】

また、上記実施形態１～３では、誘電体３２は、線材３１の表面に形成されたが、これに限らず、導電弾性体１２、２２の表面に形成されてもよい。

【0116】

この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0117】

１ 荷重センサ
１１、２１ 基材（第１基材、第２基材）
１１ａ、２１ａ 対向面
１２、２２ 導電弾性体（他の導電弾性体）
３１ 線材
３２ 誘電体
４０ 応力緩和部
４１ 間隙
４２ 他の誘電体
４３ 微細孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】