JP2017146134A - 抵抗値調整回路および荷重検出装置ならびに抵抗値調整方法 - Google Patents

抵抗値調整回路および荷重検出装置ならびに抵抗値調整方法 Download PDF

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Abstract

【課題】調整後の抵抗値が変動してしまうことのない抵抗値調整回路を提供する。
【解決手段】抵抗値調整回路１は、絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターン２１と、２本の導電パターン２１間に跨って、導電パターン２１に重なる重畳部１０ｂで電気接続されている抵抗体１０と、を備え、抵抗体１０が、第１方向に間隔を設けて複数配設され、２本の導電パターン２１間で並列に接続されている。そして、隣り合って配設された抵抗体１０の重畳部１０ｂ同士の間で、導電パターン２１の一部が選択的に切断可能にされている。抵抗体１０の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによって、抵抗値の調整を行うことができる。導電パターン２１の一部を切断するものなので、調整後の抵抗値が変動してしまうことがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、トリミングが可能な抵抗値調整回路および抵抗値調整回路を有する荷重検出装置ならびに抵抗値調整方法に関する。
近年、シートベルトやエアバッグ等の各種安全装置の性能を向上させるため、車両用シートに着座している乗員の重量に合わせてこれらの安全装置の動作をコントロールする場合がある。例えば、助手席に小さな子供を座らせている場合や補助具（チャイルドシート）を装着して乳幼児を載せている場合、エアバックを動作させると逆に危険である。このため、乗員の概ねの体格を検知することを目的として、シート上の重量を計測する方式の荷重検出装置が開発されている（例えば、特許文献１）。
図９は、特許文献１の乗員荷重検出装置９００を車体および座席へ取り付けた形態を示す説明図である。図１０は、抵抗調整用のラダー状抵抗Ｒ９２１、Ｒ９２２を有するひずみゲージＲ９１１、Ｒ９１２の形状を示す説明図である。特許文献１には、２軸のグリッド間の抵抗値差が生じた場合、差の大きさに応じて所定のラダー部を切断することにより２軸の抵抗値を揃えることが記載されている。
図９に示すように、特許文献１の乗員荷重検出装置９００は座席シート２本のレールの下に取り付けられて、レール１本あたり前方に１個、後方に１個、でシートには合計４個を取り付けている。
特許文献１の乗員荷重検出装置９００は、起歪体として金属焼結体を用い、補強板としてばね用ステンレス鋼が用いられた。金属焼結体は、原料粉をプレス成形、焼結することにより作製された。ひずみゲージ９１０は、合金を圧延した金属抵抗箔を、ポリイミドフィルムと熱硬化性接着剤で貼り合わせ、受感軸方向の異なる２つのゲージＲ９１１、Ｒ９１２を備え、図１０に示すように、そのゲージに付随してラダー状抵抗Ｒ９２１、Ｒ９２２を備えていた。さらに、配線接続用ゲージタブＴ９１１、Ｔ９１２、Ｔ９１３を備えるパターンをフォトリソグラフィーのプロセスにより形成したものであった。
特開２００５−２４１６１０号公報
しかしながら、ひずみゲージと同じ抵抗体でラダー状抵抗を形成し、その一部を切断して抵抗値を調整する場合、同じ温度係数である利点を有しているが、実用化するためには、切断箇所から抵抗体にクラックが入り、抵抗値が変動してしまうという問題があった。このため、製造工程を複雑にすることなく、調整後の抵抗値が安定した抵抗値調整回路を実現することが必要とされていた。
本発明は、上述した課題を解決するもので、調整後の抵抗値が変動してしまうことのない抵抗値調整回路および荷重検出装置ならびに抵抗値調整方法を提供することを目的とする。を提供することを目的とする。
本発明の抵抗値調整回路は、絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターンと、２本の前記導電パターン間に跨って、前記導電パターンに重なる重畳部で電気接続されている抵抗体と、を備え、前記抵抗体が、前記第１方向に間隔を設けて複数配設され、２本の前記導電パターン間で並列に接続され、隣り合って配設された前記抵抗体の前記重畳部同士の間で、前記導電パターンの一部が選択的に切断可能にされていることを特徴とする。
この構成によれば、選択的に導電パターンの一部を切断することで、抵抗体の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによって、合成抵抗値の調整を行うことができる。抵抗体の一部を切断するものでなく、導電パターンの一部を切断するものなので、抵抗体そのものの抵抗値が経時的に変動する現象は発生しない。したがって、調整後の抵抗値調整回路の合成抵抗値は所望の抵抗値に安定に保持される。
また、本発明の抵抗値調整回路において、前記導電パターンは銀を含む導電膜からなり、前記抵抗体は、抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターンであることを特徴とする。
この構成によれば、銀を含む導電膜からなる導電パターンと抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターンとは、いずれも、スクリーン印刷等で形成することができ、金属箔板の貼り付けなどで形成する場合に比べて容易に形成することができる。
また、本発明の抵抗値調整回路において、前記抵抗体はすべて同じ抵抗値となるように配設されていることを特徴とする。
この構成によれば、抵抗体の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによる抵抗値の計算が容易である。
また、本発明の荷重検出装置は、変形部を有する基材と、前記基材の変形に基づく電気信号を出力する検出部と、を備える荷重検出装置であって、前記検出部に電気接続可能に配置された抵抗値調整回路を有し、前記検出部は、４つの検知素子部をブリッジ接続して印加電圧に対する２箇所の中点電位の差分を出力電圧とする抵抗回路からなり、前記抵抗値調整回路は、少なくとも１箇所の前記中点電位を補正するように電気接続可能で、前記変形部とは異なる位置で前記基材に設けられた絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターンと、２本の前記導電パターン間に跨って、前記導電パターンに重なる重畳部で電気接続されている抵抗体と、を備え、前記抵抗体が、前記第１方向に間隔を設けて、２本の前記導電パターン間で並列に接続され、隣り合って配設された前記抵抗体の前記重畳部同士の間で、前記導電パターンの一部が選択的に切断可能にされていることを特徴とする。
この構成によれば、選択的に導電パターンの一部を切断することで、抵抗値調整回路の抵抗体の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによって、検出部の中点電位の差分を補正し易い荷重検出装置を提供することができる。
また、本発明の荷重検出装置において、前記導電パターンは銀を含む導電膜からなり、前記抵抗体は、抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターンであることを特徴とする。
この構成によれば、銀を含む導電膜からなる導電パターンと抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターンとは、いずれも、スクリーン印刷等で形成することができ、金属箔板の貼り付けなどで形成する場合に比べて容易に形成することができる。
また、本発明の荷重検出装置において、前記抵抗体はすべて同じ抵抗値となるように配設されていることを特徴とする。
この構成によれば、抵抗体の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによる抵抗値の計算が容易である。
また、本発明の荷重検出装置において、前記検出部は、４つの前記検知素子部の各接続部に電気接続される配線部を備え、前記検知素子部は前記抵抗膜からなり、前記検知素子部および前記配線部は前記絶縁体からなる平坦面に敷設されてなり、前記基材の前記変形部に前記検知素子部が配置されるとともに、前記基材の前記変形部から前記変形部とは異なる位置に設けられた出力補正部まで前記配線部が延設され、前記抵抗値調整回路は、前記基材の前記出力補正部に配置され、前記導電パターンが前記配線部に電気接続可能とされていることを特徴とする。
この構成によれば、検知素子部と抵抗値調整回路の抵抗体とが同じ抵抗膜からなるので、温度係数が同一であり、荷重検出装置の温度補正が容易である。また、検知素子部と抵抗体とを同一製造工程で一括形成することができる。
また、本発明の荷重検出装置において、前記導電パターンと前記配線部とが同一の前記導電膜からなることを特徴とする。
この構成によれば、導電パターンと配線部とを同一製造工程で一括形成することができる。
また、本発明の抵抗値調整方法は、絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な２本の導電パターンと、２本の前記導電パターン間に跨って、前記導電パターンに重なる重畳部で電気接続されている抵抗体と、を備え、一方の前記導電パターンの所定位置と他方の前記導電パターンの所定位置との間に生じる合成抵抗値を調整する抵抗値調整回路における抵抗値調整方法であって、前記抵抗体が、前記第１方向に間隔を設けて複数配設され、２本の前記導電パターン間で並列に接続されており、隣り合って配設された前記抵抗体の前記重畳部同士の間で、前記導電パターンの一部を切断するトリミング工程ステップを有することを特徴とする。
この構成によれば、１つの並列回路として接続された複数の抵抗体を、導電パターンを切断することで、複数の並列回路の組み合わせや、直列回路との組み合わせなどにすることができ、合成抵抗値の調整を行うことができる。
また、本発明の抵抗値調整方法は、変形部を有する基材と、前記基材の変形に基づく電気信号を出力する検出部と、前記検出部に電気接続可能に配置された抵抗値調整回路と、を備え、前記検出部が４つの検知素子部をブリッジ接続して印加電圧に対する２箇所の中点電位の差分を出力電圧とする抵抗回路からなる荷重検出装置の抵抗値調整方法であって、前記抵抗値調整回路は、少なくとも１箇所の前記中点電位を補正するように電気接続可能で、前記変形部とは異なる位置で前記基材に設けられた絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターンと、２本の前記導電パターン間に跨って、前記導電パターンに重なる重畳部で電気接続されている抵抗体と、を備え、前記抵抗体が、前記第１方向に間隔を設けて、２本の前記導電パターン間で並列に接続されており、２箇所の前記中点電位を算出する補正前測定ステップと、前記補正前測定ステップで算出された２箇所の前記中点電位の差分から必要とされる調整抵抗値を計算する補正係数算出ステップと、隣り合って配設された前記抵抗体の前記重畳部同士の間で、前記導電パターンの一部を切断して、前記補正係数算出ステップで計算した調整抵抗値に調整するトリミング工程ステップと、前記抵抗値調整回路を前記検出部に電気接続する補正回路接続ステップと、を有することを特徴とする。
この構成によれば、導電パターンを切断する際に、切断箇所および切断箇所数を変えることで、複数の並列回路の組み合わせや、並列回路と直列回路の組み合わせや、一つの直列回路にすることができるため、中点電位の差分を細かく調整することができる。
また、本発明の抵抗値調整方法において、前記トリミング工程ステップは、前記導電パターンの一部をレーザで切断することを特徴とする。
この構成によれば、レーザで切断することによって、導電パターンを容易に除去できる。
本発明の抵抗値調整回路および荷重検出装置によれば、選択的に導電パターンの一部を切断することで、抵抗体の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによって、抵抗値の調整を行うことができる。抵抗体の一部を切断するものでなく、導電パターンの一部を切断するものなので、調整後の抵抗値が変動してしまうことがない。したがって、調整後の抵抗値が変動してしまうことのない抵抗値調整回路および荷重検出装置を提供することができる。
また、本発明の抵抗値調整方法によれば、抵抗体が、第１方向に間隔を設けて複数配設され、２本の導電パターン間で並列に接続されており、隣り合って配設された抵抗体の重畳部同士の間で、導電パターンの一部を切断するトリミング工程ステップを有する。１つの並列回路として接続された複数の抵抗体を、導電パターンを切断することで、複数の並列回路の組み合わせや、直列回路との組み合わせなどにすることができ、合成抵抗値の調整を行うことができる。したがって、調整後の抵抗値が変動してしまうことのない抵抗値調整方法を提供することができる。
本発明の第１実施形態の抵抗値調整回路を示す模式平面図である。 第１実施形態の抵抗値調整回路を示す等価回路図である。 第１実施形態の抵抗値調整方法による合成抵抗値の４つの事例を説明する等価回路図である。 本発明の第２実施形態の荷重検出装置を示す斜視図である。 第２実施形態の荷重検出装置を示す底面図である。 検出部を示す回路図である。 検出部と抵抗値調整回路との電気接続の事例を示す等価回路図である。 第２実施形態の抵抗値調整方法を示すフローチャートである。 従来の乗員荷重検出装置を車体および座席へ取り付けた形態を示す説明図である。 従来の乗員荷重検出装置における抵抗調整用のラダー状抵抗を有するひずみゲージの形状を示す説明図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の抵抗値調整回路１を示す模式平面図である。図２は、第１実施形態の抵抗値調整回路１を示す等価回路図である。図３は、第１実施形態の抵抗値調整方法による合成抵抗値の４つの事例を説明する等価回路図である。
（抵抗値調整回路）
本実施形態の抵抗値調整回路１は、図１に示すように、複数本の導電パターン２１と複数本の抵抗体１０とを備え、絶縁体からなる平坦面に敷設されている。図１は模式平面図であるが、ハッチングを加えて、導電パターン２１と抵抗体１０とを見易くしている。複数本（図１では２本）の導電パターン２１は、第１方向に延設されるとともに互いに平行に配設されている。抵抗体１０は、第１方向に間隔を設けて複数本（図１では５本）配設されている。
導電パターン２１は、銀を含む導電膜からなり、絶縁体からなる平坦面にスクリーン印刷等で形成されている。導電パターン２１は、抵抗値が抵抗体１０に比べて充分に小さく、抵抗値調整回路１の回路配線として機能する。
抵抗体１０は、抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターン１１である。抵抗材は、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）である。抵抗パターン１１は、抵抗材を無機系のバインダーに混合した抵抗膜として、ペースト状の原料をスクリーン印刷等で印刷し、焼成することによって形成することができる。
本実施形態の抵抗値調整回路１は、図１に示すように、５本の抵抗パターン１１が、所定の間隔で第１方向に延設された２本の導電パターン２１間にそれぞれ跨って、導電パターン２１に重畳部１０ｂで重なるように形成されている。それぞれの抵抗パターン１１は、重畳部１０ｂで導電パターン２１に電気接続され、抵抗部１０ａが抵抗体１０の抵抗値を決める部分となっている。なお、本実施形態においては、それぞれの抵抗部１０ａを同じ材料で、長さ、幅、および厚さを同じにすることで、製造ばらつきの範囲内ですべて同じ抵抗値となるように形成している。これにより、５本の抵抗パターン１１は、同じ抵抗値の抵抗体１０として機能する。
抵抗値調整回路１は、一方の導電パターン２１の所定位置Ｐ１と他方の導電パターン２１の所定位置Ｐ２との間に、２本の導電パターン２１を介して５本の抵抗体１０が並列接続されたものである。そして、一方の導電パターン２１の所定位置Ｐ１と他方の導電パターン２１の所定位置Ｐ２との間に生じる合成抵抗値を調整することが可能となっている。
（抵抗値調整方法）
本実施形態の抵抗値調整方法は、製造途中に回路構成の一部を切断するトリミング工程を設け、トリミング工程で抵抗値調整回路１の導電パターン２１の一部を切断することによって、所定位置Ｐ１と所定位置Ｐ２との間に生じる合成抵抗値を調整するものである。
導電パターン２１の一部を切断するトリミング工程は、レーザを用いて好適に行うことができる。抵抗値調整回路１は、導電パターン２１が平坦面にスクリーン印刷等で形成されたものであるから、レーザで切断することによって、導電パターン２１を容易に除去できる。抵抗体１０の重畳部１０ｂと隣り合って配設された抵抗体１０の重畳部１０ｂとの間で、導電パターン２１の一部を切断するものなので、抵抗体１０にクラック等を生じる心配がない。したがって、トリミング工程後に抵抗体１０そのものの抵抗値が経時的に変動する現象は発生しなくなるので、トリミング工程後の抵抗値調整回路１の合成抵抗値を所望の抵抗値に安定に保持することができる。
次に、本実施形態の抵抗値調整方法による合成抵抗値の事例を説明する。抵抗体１０の重畳部１０ｂに電気接続されている導電パターン２１がレーザで切断することによってその部分は回路的に遮断されることから、図２においては、その部分にオフ操作されるスイッチ２５を有する等価回路として、抵抗値調整回路１を模式的に示している。図２に示す８個のスイッチ２５を選択的にオフすることにより、抵抗体１０の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによって、合成抵抗値の調整を行うことができる。
説明を分かりやすくするため、抵抗体１０はすべて抵抗値が１５ｋΩであるとする。抵抗体１０の抵抗値が同じなので、合成抵抗値の計算が容易である。所定位置Ｐ１と所定位置Ｐ２との間に生じる合成抵抗値は、トリミングされていない場合、３ｋΩとなる。
図３に示すように、レーザで切断するスイッチの位置により、トリミング工程後の合成抵抗値が変化する。図３（ａ）では、２本の抵抗体１０が回路的に切り離され、３本の抵抗体１０の並列接続となるため合成抵抗値が５ｋΩとなる。図３（ｂ）では、４本の抵抗体１０が回路的に切り離され、１本の抵抗体１０だけの抵抗値１５ｋΩとなる。図３（ｃ）では、複数の並列回路の組み合わせや、直列回路との組み合わせとなるため、合成抵抗値が３０ｋΩとなる。図３（ｄ）では、５本の抵抗体１０の直列回路となるため、合成抵抗値が７５ｋΩとなる。図３（ａ）〜（ｄ）以外にも、所望の抵抗値に近い合成抵抗値となるように適宜選択可能である。
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
本実施形態の抵抗値調整回路１は、絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターン２１と、２本の導電パターン２１間に跨って、導電パターン２１に重なる重畳部１０ｂで電気接続されている抵抗体１０と、を備え、抵抗体１０が、第１方向に間隔を設けて複数配設され、２本の導電パターン２１間で並列に接続され、隣り合って配設された抵抗体１０の重畳部１０ｂ同士の間で、導電パターン２１の一部が選択的に切断可能にされていることを特徴とする。
この構成によれば、選択的に導電パターン２１の一部を切断することで、抵抗体１０の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによって、抵抗値の調整を行うことができる。抵抗体１０の一部を切断するものでなく、導電パターン２１の一部を切断するものなので、抵抗体１０そのものの抵抗値が経時的に変動する現象は発生しない。したがって、調整後の抵抗値調整回路１の合成抵抗値は所望の抵抗値に安定に保持される。
また、導電パターン２１は銀を含む導電膜からなり、抵抗体１０は、抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターン１１である。この構成によれば、銀を含む導電膜からなる導電パターン２１と抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターン１１とは、いずれも、スクリーン印刷等で形成することができ、金属箔板の貼り付けなどで形成する場合に比べて容易に形成することができる。
また、抵抗体１０はすべて同じ抵抗値となるように配設されている。この構成によれば、抵抗体１０の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによる抵抗値の計算が容易である。
また、本実施形態の抵抗値調整方法は、絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な２本の導電パターン２１と、２本の導電パターン２１間に跨って、導電パターン２１に重なる重畳部１０ｂで電気接続されている抵抗体１０と、を備え、一方の導電パターン２１の所定位置Ｐ１と他方の導電パターン２１の所定位置Ｐ２との間に生じる合成抵抗値を調整する抵抗値調整回路１における抵抗値調整方法であって、抵抗体１０が、第１方向に間隔を設けて複数配設され、２本の導電パターン２１間で並列に接続されており、隣り合って配設された抵抗体１０の重畳部１０ｂ同士の間で、導電パターン２１の一部を切断するトリミング工程ステップを有することを特徴とする。
この構成によれば、１つの並列回路として接続された複数の抵抗体１０を、導電パターン２１を切断することで、複数の並列回路の組み合わせや、直列回路との組み合わせなどにすることができ、合成抵抗値の調整を行うことができる。
また、トリミング工程ステップは、導電パターン２１の一部をレーザで切断することを特徴とする。この構成によれば、レーザで切断することによって、導電パターン２１を容易に除去できる。
［第２実施形態］
図４は、第２実施形態の荷重検出装置１００を示す斜視図である。図５は、第２実施形態の荷重検出装置１００を示す底面図である。図６は、検出部３を示す回路図である。図７は、検出部３と抵抗値調整回路１との電気接続の事例を示す等価回路図である。図８は、第２実施形態の抵抗値調整方法を示すフローチャートである。なお、第１実施形態の抵抗値調整回路１と同じ部分については同じ符号を用いている。
（荷重検出装置）
荷重検出装置１００は、図４および図５に示すように、取付部５１、変形部５２、受け部５３、および出力補正部５４を有する板状の基材５と、基材５の変形部５２の変形に基づく電気信号を出力する検出部３とを備え、受け部５３に加わった荷重の大きさを検出するものである。
基材５は、ステンレスの板材からなり、基材５の取付部５１には取付用貫通孔５１ａが、受け部５３には受け部貫通孔５３ａが、それぞれ設けられている。取付用貫通孔５１ａの周りには補強用に環状取付部材６が溶接により一体化されている。荷重検出装置１００は、取付用貫通孔５１ａに挿入された部材によって環状取付部材６を介して取付部５１が保持された状態で、受け部貫通孔５３ａに取り付けられた受け部材（図示しない）を介して受け部５３に荷重が加わるように取り付けられる。この荷重によって、変形部５２にはＺ１−Ｚ２方向に撓む変形を生じる。
基材５の底面（Ｚ２側の面）には、図５に示すように、検出部３が配設されている。検出部３は、４つの検知素子部３１と、４つの検知素子部３１に電気接続される配線３２を備え、絶縁体からなる平坦面を形成する絶縁膜３４に検知素子部３１および配線３２が敷設されてなる。なお、検知素子部３１および配線３２は敷設後にソルダレジストで覆われるが、図５ではソルダレジストを省略して図示している。
検出部３には、基材５の変形部５２の変形を検出できるように、変形部５２の底面に検知素子部３１が配置されている。検知素子部３１は、抵抗材を含む抵抗膜からなり、圧縮応力を受けると抵抗値が減少し、引張応力を受けると抵抗値が増加する性質により、ひずみを検出する。抵抗材は、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ2）である。検知素子部３１は、抵抗材を無機系のバインダーに混合した抵抗膜として、ペースト状の原料をスクリーン印刷等で印刷し、焼成することによって形成することができる。印刷、焼成によって形成する抵抗膜は、金属箔板の貼り付けなどで形成する場合に比べて容易に形成することができる。
検出部３は、４つの検知素子部３１を、図６に示すようにブリッジ接続した抵抗回路からなる。検出部３は、Ｂ−Ｄ間の印加電圧に対する２箇所（Ａ、Ｃ）の中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分を出力電圧とする。検出部３は、基材５の変形部５２の変形に対して、Ｒ３ａおよびＲ３ｂが圧縮応力および引張応力を受けるように配置し、Ｒ３ｃおよびＲ３ｄが引張応力および圧縮応力を受けるように配置する。このとき、Ｒ３ａおよびＲ３ｄは同時に圧縮応力を受け、Ｒ３ｂおよびＲ３ｃは同時に引張応力を受ける。なお、圧縮応力および引張応力の関係は上記を入れ替えた関係であってもよい。
配線３２は、４つの検知素子部３１の各接続部に電気接続され、図６のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの各箇所から引き回されて、図５に示すように出力補正回路部３３まで延設される。出力補正回路部３３は、基材５の変形部５２とは異なる位置に設けられた出力補正部５４に配置され、絶縁体からなる平坦面を形成する絶縁膜３４に敷設されている。
出力補正回路部３３は、図６のＢ、Ｄ間に所定の電圧（例えば５Ｖ）を印加し、図６のＡ、Ｃの電位の差分を増幅して出力する。このとき、所定の状態（例えば、無負荷の初期状態）において、Ａ、Ｃの電位の差分が０Ｖ±０．０５Ｖとなるように検知素子部３１のＲ３ａ、Ｒ３ｂ、Ｒ３ｃ、Ｒ３ｄが揃っていることが好ましい。本実施形態の荷重検出装置１００は、出力補正回路部３３に第１実施形態の抵抗値調整回路１を有し、抵抗値調整回路１が少なくとも１箇所の中点電位を補正するように電気接続可能となっている。抵抗値調整回路１の詳細は第１実施形態で述べたとおりである。
検出部３と抵抗値調整回路１は、例えば、図７に示すように電気接続することができる。図７では、抵抗値調整回路１が、Ａ、Ｄ間に並列接続可能に配設されるとともにＣ、Ｄ間に並列接続可能に配設される。そして、スイッチ３７およびスイッチ３８を導通させた状態に保持することによって、接続前より中点電位Ｖ２を低くなるようにしている。等価回路のスイッチ３７およびスイッチ３８は、機械的なスイッチで構成してもよいが、半導体スイッチやダミーチップまたはジャンパー配線の半田付けで導通させるように構成してもよい。中点電位Ｖ１を低くしたい場合には、スイッチ３５およびスイッチ３６を導通させた状態に保持する。
抵抗値調整回路１は、選択的に導電パターン２１の一部を切断することで、抵抗体１０の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによって、抵抗値の調整を行うことができる。図７に示す事例では、図３（ｃ）に示す等価回路となるように導電パターン２１の一部を切断している。そして、Ａ、Ｄ間またはＣ、Ｄ間に並列接続して、中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分を抵抗値調整回路１の合成抵抗値によって補正することが可能である。
本実施形態の荷重検出装置１００では、検出部３と出力補正回路部３３が、絶縁体からなる平坦面を形成する絶縁膜３４に敷設されている。検出部３の検知素子部３１と出力補正回路部３３に設けられた抵抗値調整回路１の抵抗体１０とは、同一の抵抗材を含む抵抗膜からなる。抵抗体１０はすべて同じ抵抗値となるように配設されている。そして、検知素子部３１と抵抗体１０とは、抵抗材を無機系のバインダーに混合した抵抗膜として、ペースト状の原料をスクリーン印刷等で印刷し、焼成することによって同時に形成することができる。こうすれば、検知素子部３１と抵抗体１０とを同一製造工程で一括形成できるので、荷重検出装置１００の製造工程が短縮される。
また、抵抗値調整回路１の導電パターン２１と検出部３の配線３２とが銀を含む同一の導電膜からなる。そして、導電パターン２１と配線３２とは、銀を含む導電膜として、ペースト状の原料をスクリーン印刷等で印刷し、焼成することによって同時に形成することができる。こうすれば、導電パターン２１と配線３２とを同一製造工程で一括形成できるので、荷重検出装置１００の製造工程が短縮される。
（抵抗値調整方法）
本実施形態の荷重検出装置１００の抵抗値調整方法は、図８に示す手順で行う。
補正前測定ステップＳＴ１では、出力補正回路部３３まで延設された配線３２が回路上オープンになっている状態で各検知素子部３１の抵抗値をそれぞれ測定し、各抵抗値の測定結果から２箇所の中点電位Ｖ１、Ｖ２を算出する。なお、本実施形態では、各抵抗値の測定結果から中点電位Ｖ１、Ｖ２を理論計算により算出するものとしたが、図６のＢ、Ｄ間に所定の電圧（例えば５Ｖ）を印加し、図６のＡ、Ｃの中点電位Ｖ１、Ｖ２をそれぞれ実測してもよい。
次に、補正前測定ステップＳＴ１で算出された２箇所の中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分から、差分電圧の補正が必要とされるかが判定される。例えば、Ａ、Ｃの電位の差分が０Ｖ±０．０５Ｖを越えている場合に、差分電圧の補正が必要であるとされ、補正係数算出ステップＳＴ２に進む。
補正係数算出ステップＳＴ２では、各検知素子部３１の抵抗値の測定結果を踏まえて、図７に示す２つの抵抗値調整回路１のいずれか一方を電気接続したときに必要とされる調整抵抗値を計算する。
トリミング工程ステップＳＴ３では、使用する抵抗値調整回路１の合成抵抗値を補正係数算出ステップＳＴ２で計算した調整抵抗値に調整する。トリミング工程ステップＳＴ３は、抵抗値調整回路１の導電パターン２１の一部を、レーザを用いて切断することによって合成抵抗値が調整される。抵抗値調整回路１は、導電パターン２１の切断箇所および切断箇所数を変えることで、複数の並列回路の組み合わせや、並列回路と直列回路の組み合わせや、一つの直列回路にすることができる。なお、算出された調整抵抗値に合わせた最適なトリミングを行うために、補正前測定ステップＳＴ１において、あらかじめ抵抗値調整回路１の抵抗体１０の抵抗値を測定しておくことが好ましい。
本実施形態の荷重検出装置１００では、抵抗値調整回路１の抵抗体１０はすべて同じ抵抗値となるように配設されている。このため、算出された調整抵抗値に合成抵抗値を合わせる計算が容易である。また、導電パターン２１を切断する際に、切断箇所および切断箇所数を変えることで、複数の並列回路の組み合わせや、並列回路と直列回路の組み合わせや、一つの直列回路にすることができるため、中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分を細かく調整することができる。
また、トリミング工程ステップＳＴ３では、抵抗値調整回路１の導電パターン２１の一部を切断することによって、差分電圧の補正を行うので、検知素子部３１や抵抗体１０の抵抗膜を部分的に切断するトリミングを行わなくてよい。本実施形態とは異なり、抵抗膜を部分的に切断するトリミングでは、切断箇所からクラックが入ったり、切断面の抵抗膜が変質したりして、調整後の抵抗値が変動してしまうという問題があった。本実施形態では、このような問題を生じることがなく、トリミング工程ステップＳＴ３の後に抵抗体１０そのものの抵抗値が経時的に変動する現象は発生しない。したがって、調整後の抵抗値調整回路１の合成抵抗値は所望の抵抗値に安定に保持される。
補正回路接続ステップＳＴ４では、出力補正回路部３３の図示しないコンディショニングＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やチップ抵抗やチップコンデンサ等の電気部品を実装するとともに、使用する抵抗値調整回路１を含む出力補正回路部３３を検出部３に電気接続する。抵抗値調整回路１の抵抗体１０は、検知素子部３１と同じ温度係数であるため、コンディショニングＩＣによって設定される温度補正が容易である。
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
また、本実施形態の荷重検出装置１００は、変形部５２を有する基材５と、基材５の変形に基づく電気信号を出力する検出部３と、を備える荷重検出装置１００であって、検出部３に電気接続可能に配置された抵抗値調整回路１を有し、検出部３は、４つの検知素子部３１をブリッジ接続して印加電圧に対する２箇所の中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分を出力電圧とする抵抗回路からなり、抵抗値調整回路１は、少なくとも１箇所の中点電位を補正するように電気接続可能で、変形部５２とは異なる位置で基材５に設けられた絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターン２１と、２本の導電パターン２１間に跨って、導電パターン２１に重なる重畳部１０ｂで電気接続されている抵抗体１０と、を備え、抵抗体１０が、第１方向に間隔を設けて、２本の導電パターン２１間で並列に接続され、隣り合って配設された抵抗体１０の重畳部１０ｂ同士の間で、導電パターン２１の一部が選択的に切断可能にされていることを特徴とする。
この構成によれば、選択的に導電パターン２１の一部を切断することで、抵抗値調整回路１の抵抗体１０の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによって、検出部３の中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分を補正し易い荷重検出装置１００を提供することができる。
また、導電パターン２１は銀を含む導電膜からなり、抵抗体１０は、抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターン１１である。この構成によれば、銀を含む導電膜からなる導電パターン２１と抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターン１１とは、いずれも、スクリーン印刷等で形成することができ、金属箔板の貼り付けなどで形成する場合に比べて容易に形成することができる。
また、抵抗体１０はすべて同じ抵抗値となるように配設されている。この構成によれば、抵抗体１０の並列接続本数を減らしたり直列接続を組み合わせたりすることによる抵抗値の計算が容易である。
また、検出部３は、４つの検知素子部３１の各接続部に電気接続される配線３２を備え、検知素子部３１は抵抗膜からなり、検知素子部３１および配線３２は絶縁体からなる平坦面に敷設されてなり、基材５の変形部５２に検知素子部３１が配置されるとともに、基材５の変形部５２から変形部５２とは異なる位置に設けられた出力補正部５４まで配線３２が延設されている。そして、抵抗値調整回路１は、基材５の出力補正部５４に配置され、導電パターン２１が配線３２に電気接続可能とされている。この構成によれば、検知素子部３１と抵抗値調整回路１の抵抗体１０とが同じ抵抗膜からなるので、温度係数が同一であり、荷重検出装置１００の温度補正が容易である。また、検知素子部３１と抵抗体１０とを同一製造工程で一括形成することができる。
また、導電パターン２１と配線３２とが同一の導電膜からなる。この構成によれば、導電パターン２１と配線３２とを同一製造工程で一括形成することができる。
また、本実施形態の抵抗値調整方法は、変形部５２を有する基材５と、基材５の変形に基づく電気信号を出力する検出部３と、検出部３に電気接続可能に配置された抵抗値調整回路１と、を備え、検出部３が４つの検知素子部３１をブリッジ接続して印加電圧に対する２箇所の中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分を出力電圧とする抵抗回路からなる荷重検出装置１００の抵抗値調整方法である。抵抗値調整回路１は、少なくとも１箇所の中点電位を補正するように電気接続可能で、変形部５２とは異なる位置で基材５に設けられた絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターン２１と、２本の導電パターン２１間に跨って、導電パターン２１に重なる重畳部１０ｂで電気接続されている抵抗体１０と、を備え、抵抗体１０が、第１方向に間隔を設けて、２本の導電パターン２１間で並列に接続されている。そして、２箇所の中点電位Ｖ１、Ｖ２を測定する補正前測定ステップＳＴ１と、補正前測定ステップＳＴ１で測定された２箇所の中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分から必要とされる調整抵抗値を計算する補正係数算出ステップＳＴ２と、隣り合って配設された抵抗体１０の重畳部１０ｂ同士の間で、導電パターン２１の一部を切断して、補正係数算出ステップＳＴ２で計算した調整抵抗値に調整するトリミング工程ステップＳＴ３と、抵抗値調整回路１を検出部３に電気接続する補正回路接続ステップＳＴ４と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、導電パターン２１を切断する際に、切断箇所および切断箇所数を変えることで、複数の並列回路の組み合わせや、並列回路と直列回路の組み合わせや、一つの直列回路にすることができるため、中点電位Ｖ１、Ｖ２の差分を細かく調整することができる。
また、トリミング工程ステップＳＴ３は、導電パターン２１の一部をレーザで切断することを特徴とする。この構成によれば、レーザで切断することによって、導電パターン２１を容易に除去できる。
以上のように、本発明の第１実施形態の抵抗値調整回路１および第２実施形態の荷重検出装置１００ならびに抵抗値調整方法を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。
（１）第１実施形態および第２実施形態において、抵抗値調整回路１は導電パターン２１が２本並んでいる構成としたが、３本以上の導電パターン２１が並んでいる構成に変更してもよい。導電パターン２１の本数を増やしたり、配設する抵抗体１０の本数をより増やしたりすれば、より細かな抵抗値の調整が可能となる。
（２）第２実施形態において、抵抗値調整回路１を補正回路接続ステップＳＴ４で検出部３と電気接続するように構成したが、あらかじめ電気接続された構成にしてもよい。この場合、トリミングする前の抵抗値調整回路１を含む合成抵抗値を測定してから、必要のない部分の導電パターン２１を切断する手順とすればよい。
（３）第２実施形態において、抵抗値調整回路１の抵抗体１０が検知素子部３１と同じ抵抗膜であるとしたが、異なる材料からなる抵抗膜であってもよい。また、抵抗体１０は、抵抗膜からなる抵抗パターン１１に限定されず、チップ抵抗で構成するようにしてもよい。トリミングするのが、抵抗体１０でなく、導電パターン２１の一部であるから、抵抗体１０にチップ抵抗を用いることが可能である。
（４）第２実施形態において、２つの抵抗値調整回路１が配設されているとしたが、４つの検知素子部３１に対応して４つの抵抗値調整回路１を配設するように変更してもよい。なお、使用する抵抗値調整回路１は１つあればよいので、あらかじめ接続する１箇所の検知素子部３１を決めて抵抗値を異ならせておき、その検知素子部３１に対応して抵抗値調整回路１を配設して必ず調整するように構成してもよい。また、抵抗値調整回路１が検知素子部３１に並列接続される回路構成として説明したが、２つの検知素子部３１からなるハーフブリッジ部分に直列接続される回路構成としてもよい。
１ 抵抗値調整回路
３ 検出部
５ 基材
６ 環状取付部材
１０ 抵抗体
１０ａ 抵抗部
１０ｂ 重畳部
１１ 抵抗パターン
２１ 導電パターン
２５ スイッチ
３１ 検知素子部
３２ 配線
３３ 出力補正回路部
３４ 絶縁膜
３５ スイッチ
３６ スイッチ
３７ スイッチ
３８ スイッチ
５１ 取付部
５１ａ 取付用貫通孔
５２ 変形部
５３ 受け部
５３ａ 受け部貫通孔
５４ 出力補正部
１００ 荷重検出装置
Ｐ１ 所定位置
Ｐ２ 所定位置
Ｖ１ 中点電位
Ｖ２ 中点電位

Claims (11)

  1. 絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターンと、
    ２本の前記導電パターン間に跨って、前記導電パターンに重なる重畳部で電気接続されている抵抗体と、を備え、
    前記抵抗体が、前記第１方向に間隔を設けて複数配設され、２本の前記導電パターン間で並列に接続され、
    隣り合って配設された前記抵抗体の前記重畳部同士の間で、前記導電パターンの一部が選択的に切断可能にされていることを特徴とする抵抗値調整回路。
  2. 前記導電パターンは銀を含む導電膜からなり、
    前記抵抗体は、抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターンであることを特徴とする請求項１に記載の抵抗値調整回路。
  3. 前記抵抗体はすべて同じ抵抗値となるように配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の抵抗値調整回路。
  4. 変形部を有する基材と、
    前記基材の変形に基づく電気信号を出力する検出部と、を備える荷重検出装置であって、
    前記検出部に電気接続可能に配置された抵抗値調整回路を有し、
    前記検出部は、４つの検知素子部をブリッジ接続して印加電圧に対する２箇所の中点電位の差分を出力電圧とする抵抗回路からなり、
    前記抵抗値調整回路は、
    少なくとも１箇所の前記中点電位を補正するように電気接続可能で、
    前記変形部とは異なる位置で前記基材に設けられた絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターンと、
    ２本の前記導電パターン間に跨って、前記導電パターンに重なる重畳部で電気接続されている抵抗体と、を備え、
    前記抵抗体が、前記第１方向に間隔を設けて、２本の前記導電パターン間で並列に接続され、
    隣り合って配設された前記抵抗体の前記重畳部同士の間で、前記導電パターンの一部が選択的に切断可能にされていることを特徴とする荷重検出装置。
  5. 前記導電パターンは銀を含む導電膜からなり、
    前記抵抗体は、抵抗材を含む抵抗膜からなる抵抗パターンであることを特徴とする請求項４に記載の荷重検出装置。
  6. 前記抵抗体はすべて同じ抵抗値となるように配設されていることを特徴とする請求項５に記載の荷重検出装置。
  7. 前記検出部は、４つの前記検知素子部の各接続部に電気接続される配線部を備え、
    前記検知素子部は前記抵抗膜からなり、前記検知素子部および前記配線部は前記絶縁体からなる平坦面に敷設されてなり、
    前記基材の前記変形部に前記検知素子部が配置されるとともに、前記基材の前記変形部から前記変形部とは異なる位置に設けられた出力補正部まで前記配線部が延設され、
    前記抵抗値調整回路は、前記基材の前記出力補正部に配置され、前記導電パターンが前記配線部に電気接続可能とされていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の荷重検出装置。
  8. 前記導電パターンと前記配線部とが同一の前記導電膜からなることを特徴とする請求項７に記載の荷重検出装置。
  9. 絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な２本の導電パターンと、
    ２本の前記導電パターン間に跨って、前記導電パターンに重なる重畳部で電気接続されている抵抗体と、を備え、
    一方の前記導電パターンの所定位置と他方の前記導電パターンの所定位置との間に生じる合成抵抗値を調整する抵抗値調整回路における抵抗値調整方法であって、
    前記抵抗体が、前記第１方向に間隔を設けて複数配設され、２本の前記導電パターン間で並列に接続されており、
    隣り合って配設された前記抵抗体の前記重畳部同士の間で、前記導電パターンの一部を切断するトリミング工程ステップを有することを特徴とする抵抗値調整方法。
  10. 変形部を有する基材と、
    前記基材の変形に基づく電気信号を出力する検出部と、
    前記検出部に電気接続可能に配置された抵抗値調整回路と、を備え、
    前記検出部が４つの検知素子部をブリッジ接続して印加電圧に対する２箇所の中点電位の差分を出力電圧とする抵抗回路からなる荷重検出装置の抵抗値調整方法であって、
    前記抵抗値調整回路は、少なくとも１箇所の前記中点電位を補正するように電気接続可能で、前記変形部とは異なる位置で前記基材に設けられた絶縁体からなる平坦面に敷設され、第１方向に延設されるとともに互いに平行な複数の導電パターンと、２本の前記導電パターン間に跨って、前記導電パターンに重なる重畳部で電気接続されている抵抗体と、を備え、前記抵抗体が、前記第１方向に間隔を設けて、２本の前記導電パターン間で並列に接続されており、
    ２箇所の前記中点電位を算出する補正前測定ステップと、
    前記補正前測定ステップで算出された２箇所の前記中点電位の差分から必要とされる調整抵抗値を計算する補正係数算出ステップと、
    隣り合って配設された前記抵抗体の前記重畳部同士の間で、前記導電パターンの一部を切断して、前記補正係数算出ステップで計算した調整抵抗値に調整するトリミング工程ステップと、
    前記抵抗値調整回路を前記検出部に電気接続する補正回路接続ステップと、
    を有することを特徴とする抵抗値調整方法。
  11. 前記トリミング工程ステップは、前記導電パターンの一部をレーザで切断することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の抵抗値調整方法。

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