JP7450730B2 - 荷重センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷重を検知する荷重センサ装置に関するものである。

近年、電子機器などにおいて荷重を検知する荷重センサ装置が多く利用されている。特許文献１には、少なくとも二つの力検出用導電ランド及びこれらの間に設けられた共通導電ランドを有する基板と、力検出用導電ランド及び共通導電ランドに対向配置された導電性ゴム又は導電性エラストマー製の弾性板と、弾性板の力検出用導電ランドとの対向面に形成された多数の微小突起を有する接触抵抗発生面と、弾性板の共通導電ランドとの対向面に形成された平坦な導電弾性接点とを具備する力検出装置が開示される。

特許文献２には、入力操作を行う被検出体が接触する操作面を有し、被検出体が操作面と接触した位置を感知して信号を出力するタッチセンサ部が設けられた透過性の材料からなるタッチパネル部材と、タッチパネル部材の上側を保持し操作面を開放する開口部を有する上側ホルダーと、タッチパネル部材の背後に配置され、タッチパネル部材の下側を保持する導光部材からなる下側ホルダーと、下側ホルダーの背後に配置されるケース体と、導光部材からなる下側ホルダーに光を導き入れる光源と、下側ホルダーとケース体との間に配置され、タッチパネル部材の操作面の押圧作動に伴って応動作動し、タッチセンサ部の入力を確定する押圧信号を出力する押圧スイッチと、押圧スイッチと光源を実装する回路基板と、を備えるタッチパネル入力操作装置が開示される。

特許文献３には、感圧面を有する圧力センサと、弾性を有し、感圧面に間隔を空けて対向するように感圧面の周囲に固定される膜部材と、感圧面と膜部材との間にあり、膜部材にかかる力を感圧面に伝達する弾性部材と、を備える感圧装置が開示される。

特開２００２－１２４４０４号公報 特開２０１４－１４２７７７号公報 国際公開第ＷＯ２０１９／１６７６８８号

荷重を検知する荷重センサ装置においては、高い検知精度および荷重に対する検出値の直線性が求められるほか、荷重センサ素子をハウジングに収納して組み立てる際に必要な公差も要求される。例えば、組み立ての段階で、荷重を受ける部材と荷重センサ素子とを接触させておく必要があると、荷重を受ける部材と荷重センサ素子との位置関係を正確に合わせなければならず、組み立てが困難となる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、検出値の高精度化とともに組み立て時の十分な公差を得ることができる荷重センサ装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、受圧部を有する荷重センサ素子と、荷重センサ素子を収納するハウジングと、ハウジングに支持される押圧部材と、を備え、押圧部材は、荷重を受ける弾性体と、受圧部と接触する剛性押圧部と、剛性押圧部をハウジングに支持する弾性支持部と、を有し、押圧部材に荷重が印加されていない状態では剛性押圧部と受圧部との間に隙間が設けられる荷重センサ装置である。

このような構成によれば、押圧部材に弾性を持たせることによって、弾性体が押圧されたとき、弾性体から弾性支持部および剛性押圧部を介して受圧部に荷重を伝えることができる。この際、受圧部と接触する剛性押圧部が例えば高剛性の材料でできているため、荷重の逃げが抑制され、感度を高めることができる。また、剛性押圧部と受圧部との間に隙間があることによって組み立てにおける公差を設けることができる。

上記荷重センサ装置において、弾性支持部は板バネ部を有していてもよい。弾性支持部が板バネ形状になっていることで、荷重を受圧部に伝えやすくなる。

上記荷重センサ装置において、弾性支持部は弾性体の一部であってもよい。これにより、装置構成の簡素化を図ることができる。

上記荷重センサ装置において、弾性体と剛性押圧部との間に剛性プレート部が設けられていてもよい。このような剛性プレート部が設けられることで、弾性体から剛性押圧部へ伝わる荷重の逃げを抑制して、測定精度を高めることができる。

上記荷重センサ装置において、荷重センサ素子は、受圧部で受けた荷重によって変位する変位部と、変位部の変位量を電気的に検出する複数のピエゾ抵抗素子と、を有していることが好ましい。このような複数のピエゾ抵抗素子を用いた荷重センサ素子によって荷重測定の線形性を高めることができる。

上記荷重センサ装置において、剛性押圧部は金属であってもよいし、シリコンであってもよい。これにより、剛性押圧部と荷重センサ素子の受圧部との接触における耐久性が向上する。

上記荷重センサ装置において、弾性体は金属であってもよい。これにより、金属の弾性体から剛性押圧部へ効率良く荷重を伝えることができる。

上記荷重センサ装置において、弾性体は、荷重を受ける第１接触点を含む第１接触部と、剛性押圧部に接触する第２接触点を含む第２接触部と、第１接触部と第２接触部との間に設けられ、第１接触部と第２接触部との間に空間を設けるための立片部と、を有し、押圧部材に荷重が印加されると剛性押圧部からの抗力によって第２接触部が空間側に弾性変形するようになっていてもよい。これにより、押圧部材に荷重が印加された際の剛性押圧部からの抗力を第２接触部の弾性変形によって吸収しつつ、受圧部へ効率良く荷重を伝えることができる。この場合であって、第２接触部の弾性変形が立片部の弾性変形に優先して生じる構造を有することが、第１接触点から受けた押圧力を剛性押圧部に効率的に伝達する観点から好ましい。

上記荷重センサ装置において、第１接触部、第２接触部および立片部は、金属の板材で一体化されていることが好ましい。これにより、弾性体を１枚の金属の板材から形成することができる。この場合であって、第２接触部が金属の板材の両端部から構成されるときには、これらの両端部を接合して一体化して第２接触部を形成することが、第１接触点から受けた押圧力を剛性押圧部に効率的に伝達する観点から好ましい。

上記荷重センサ装置において、ハウジング内に収容され、荷重センサ素子を積載する集積回路をさらに備えていてもよい。これにより、荷重センサ装置に集積回路の機能を組み込むことができる。

上記荷重センサ装置において、ハウジングには、剛性押圧部の押圧方向と垂直な方向の動きを規制する規制部が設けられていてもよい。これにより、剛性押圧部と受圧部との擦れを抑制することができる。

上記荷重センサ装置において、押圧部材のハウジングとは反対側に配置され、弾性体に荷重を加える蓋部をさらに備えていてもよい。これにより、蓋部で受けた荷重を押圧部材から剛性押圧部を介して荷重センサ素子へ伝えることができる。

上記荷重センサ装置において、蓋部には、弾性体と接触する凸部が設けられていてもよい。これにより、蓋部の凸部から弾性体へ効率良く荷重を伝えることができる。

上記荷重センサ装置において、弾性体は凸部と一体に形成され、または弾性体は凸部と接続されていてもよい。これにより、蓋部の凸部から弾性体へロス無く荷重を伝えることができる。

上記荷重センサ装置において、蓋部とハウジングとの相対的な距離の接近を規制するストッパをさらに備えていてもよい。このようなストッパにより、蓋部とハウジングとの必要以上の接近が規制され、荷重センサ素子への過荷重を防止することができる。

本発明によれば、検出値の高精度化とともに組み立て時の十分な公差を得ることができる荷重センサ装置を提供することが可能となる。

本実施形態に係る荷重センサ装置の構成を例示する斜視図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置の構成を例示する断面図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置の分解斜視図である。 荷重センサ素子の変位部を例示する平面図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置の動作を例示する図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置の動作を例示する図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置に荷重が印加された際の応力分布図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置に荷重が印加された際の応力分布図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置に荷重が印加された際の応力分布図である。 剛性押圧部を用いた場合の押圧の状態を示す図である。 剛性押圧部を用いた場合の押圧の状態を示す図である。 弾性押圧部を用いた場合の押圧の状態を示す図である。 弾性押圧部を用いた場合の押圧の状態を示す図である。 受圧部および押圧部の応力分布の拡大図である。 受圧部および押圧部の応力分布の拡大図である。 荷重に対する変位部の応力を示す図である。 荷重に対する荷重センサ素子の出力値の線形性誤差を示す図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置の他の例を示す断面図である。 本実施形態に係る荷重センサ装置の他の例を示す分解斜視図である。 荷重センサ装置の出力特性を示す図である。 荷重センサ装置の出力特性を示す図である。 弾性支持部の他の例（その１）を示す平面図である。 弾性支持部の他の例（その２）を示す平面図である。 弾性支持部の他の例（その３）を示す平面図である。 弾性支持部の他の例（その４）を示す斜視図である。 弾性支持部の他の例（その５）を示す斜視図である。 弾性支持部の他の例（その６）を示す斜視図である。 弾性支持部の他の例（その７）を示す斜視図である。 弾性体の他の例（その１）を示す斜視図である。 弾性体の他の例（その２）を示す斜視図である。 弾性体の他の例（その２）を示す断面図である。 弾性体の他の例（その３）を示す斜視図である。 弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置を例示する斜視図である。 弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置を例示する分解斜視図である。 弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置を例示する断面図である。 弾性体の他の例（その４）を示す断面図である。 弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置の動作を例示する断面図である。 弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置の動作を例示する断面図である。 比較例の弾性体を用いた荷重センサ装置の動作を例示する断面図である。 比較例の弾性体を用いた荷重センサ装置の動作を例示する断面図である。 集積回路を含む荷重センサ装置を例示する断面図である。 集積回路を含む荷重センサ装置を例示する断面図である。 蓋部を備えた荷重センサ装置の例を示す斜視図である。 蓋部を備えた荷重センサ装置の例を示す分解斜視図である。 蓋部を備えた荷重センサ装置の例を示す断面図である。 蓋部を備えた荷重センサ装置の例を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

（荷重センサ装置の構成）
図１Ａおよび図１Ｂは、本実施形態に係る荷重センサ装置の構成を例示する図である。図１Ａには荷重センサ装置の斜視図が示され、図１Ｂには荷重センサ装置の断面図が示される。
図２は、本実施形態に係る荷重センサ装置の分解斜視図である。
図３は、荷重センサ素子の変位部を例示する平面図である。
本実施形態に係る荷重センサ装置１は、外部からの荷重を受けて、その荷重に応じた信号を出力する装置である。荷重センサ装置１は、荷重センサ素子１０と、荷重センサ素子１０を収納するハウジング２０と、ハウジング２０に支持される押圧部材３０とを備える。なお、実施形態の説明では、ハウジング２０における荷重センサ素子１０の実装面の法線方向をＺ方向、法線方向（Ｚ方向）に直交する方向の１つをＸ方向、他の１つをＹ方向とする。

荷重センサ素子１０は、受圧部１１と、センサ基板１２とを有する。受圧部１１は、センサ基板１２の上面から例えば円柱状に突出して設けられ、外部からの荷重を受ける部分である。受圧部１１はシリコン化合物またはシリコン（センサ基板１２と同一材料）からなる。

センサ基板１２は、受圧部１１で受けた荷重によって変位する変位部１２１と、変位部１２１の変位量を電気的に検出する複数のピエゾ抵抗素子１２２とを有する。センサ基板１２はベース基板１３の上に接合され、ベース基板１３を介してハウジング２０に接続される。変位部１２１は、受圧部１１で受けた荷重によって変位する部分であり、センサ基板１２の受圧部１１とは反対側の面に設けられる。

ピエゾ抵抗素子１２２は、変位部１２１の変位量を電気的に検出する素子である。変位部１２１には複数のピエゾ抵抗素子１２２が設けられる。複数のピエゾ抵抗素子１２２は変位部１２１の周縁部に沿って、隣り合う素子どうしが９０°異なる位相（互いに直交する位置関係）で配置されている。受圧部１１で受けた荷重により変位部１２１が変位すると、その変位量に応じて複数のピエゾ抵抗素子１２２の電気抵抗が変化し、この複数のピエゾ抵抗素子１２２によって構成されたブリッジ回路の中点電位が変化し、この中点電位がセンサ出力となる。

ハウジング２０は例えば箱形に形成されており、縁部２１と、中央の凹部である収納部２２とを有する。縁部２１はハウジング２０の最上面となっており、外部からの荷重を受けた際のストッパとしての役目を果たす。

収納部２２には荷重センサ素子１０が収納される。収納部２２にはパッドが設けられており、収納された荷重センサ素子１０とパッドとがボンディングワイヤ１５によって電気的に接続される。収納部２２内にはボンディングワイヤ１５などの保護の目的で樹脂（図示せず）が埋め込まれていてもよい。

縁部２１の内側で収納部２２を囲むように段差部２３が設けられる。段差部２３には後述する押圧部材３０の剛性押圧部３２が載置される。

押圧部材３０は、外部からの荷重を受ける弾性体３１と、受圧部１１と接触する剛性押圧部３２と、剛性押圧部３２をハウジング２０に支持する弾性支持部３３とを有する。弾性体３１は突出部３１１とフランジ部３１２とを有する。弾性体３１は例えばラバーによって形成される。突出部３１１は例えば円柱状に設けられ、フランジ部３１２は突出部３１１を剛性押圧部３２の上に載置するための面を有する。

剛性押圧部３２は板状の部材であって、弾性体３１よりも固い材料で形成される。剛性押圧部３２には、例えば０．２ｍｍ厚程度のステンレスが用いられる。剛性押圧部３２として、シリコン、セラミックス、ガラス、アルミニウムなどを用いてもよい。剛性押圧部３２の弾性率は弾性体３１の弾性率よりも高く、好ましい弾性率は６０ＧＰａ以上である。

弾性支持部３３は、ハウジング２０の段差部２３に載置される枠部３３１と、枠部３３１と剛性押圧部３２とを繋ぐアーム部３３２とを有する。弾性支持部３３によって剛性押圧部３２を支持することで、剛性押圧部３２は収納部２２の上に弾性支持部３３を介して位置する状態となる。

アーム部３３２は板バネとして作用する板バネ部であって、剛性押圧部３２はアーム部３３２の弾性変形によって所定のバネ定数により支持される。このバネ定数は、アーム部３３２の材料のほか、幅、厚さ、長さおよび形状によって調整される。剛性押圧部３２を中心としてアーム部３３２が板バネ形状で対称に設けられていることにより弾性体３１からの荷重を直下の受圧部１１へ伝えやすくなる。

また、押圧部材３０に弾性を持たせることによって、弾性体３１が押圧されたとき、弾性体３１から弾性支持部３３および剛性押圧部３２を介して荷重センサ素子１０の受圧部１１に荷重を伝えることができる。この際、受圧部１１と接触する剛性押圧部３２が例えば高剛性の材料（金属やシリコンなど）でできているため、荷重の逃げが抑制され、検出感度を高めることができる。

荷重センサ素子１０として複数のピエゾ抵抗素子１２２によるブリッジ回路で出力を得る構成の場合、凸型の受圧部１１で荷重を受けて変位部１２１を効率良く変位させる必要がある。このため、押圧部材３０から受圧部１１に荷重を伝える際、受圧部１１と接触する部材の剛性が低いと荷重を効果的に受圧部１１に伝えられない。本実施形態では、剛性押圧部３２によって受圧部１１を押圧するため、外部からの荷重の逃げを抑制し、効率良く受圧部１１へ荷重を伝えることができる。

（荷重センサ装置の組み立て）
上記構成において、ハウジング２０の収納部２２に荷重センサ素子１０が収納され、荷重センサ素子１０と収納部２２のパッドとがボンディングワイヤ１５で接続される。また、収納部２２の段差部２３に押圧部材３０の弾性支持部３３が載置され、剛性押圧部３２の上に弾性体３１が載置される。

そして、この状態でハウジング２０にフレーム４０が被せられる。フレーム４０はハウジング２０の側面に設けられたフック２５に掛けることで固定される。フレーム４０の中央には孔４０ｈが設けられており、フレーム４０をハウジング２０に被せた際、孔４０ｈから突出部３１１が上方に突出する状態となる。弾性体３１はフランジ部３１２でフレーム４０によって押さえられる。これにより、押圧部材３０がハウジング２０に固定される。

このように組み立てられた荷重センサ装置１において、押圧部材３０に荷重が印加されていない状態では剛性押圧部３２と受圧部１１との間に隙間ｄが設けられる。すなわち、剛性押圧部３２の受圧部１１の面は受圧部１１とは接していない。剛性押圧部３２と受圧部１１との間に隙間ｄがあることによって組み立てにおける公差を設けることができる。

つまり、剛性押圧部３２と受圧部１１とが接触する、または接触するほど接近していると、各部の寸法誤差や組み立ての際のずれなどによって剛性押圧部３２と受圧部１１とが衝突してしまう可能性が生じる。剛性押圧部３２のように剛性の高いものが受圧部１１と衝突すると荷重センサ素子１０へ悪影響を及ぼす可能性がある。本実施形態のように、剛性押圧部３２と受圧部１１との間に隙間ｄが設けられていることで、組み立て時の衝突を積極的に回避し、荷重センサ素子１０を保護することができる。

（荷重センサ装置の動作）
図４Ａおよび図４Ｂは、本実施形態に係る荷重センサ装置の動作を例示する図である。図４Ａには荷重センサ装置１に荷重をかける状態を例示する図が示され、図４Ｂには荷重センサ素子の出力例が示される。図４Ｂにおいて横軸はプレート５０のＺ方向のストローク、縦軸は出力値（相対値）を表す。

図４Ａに示すように、荷重センサ装置１の押圧部材３０の弾性体３１にはプレート５０を介して荷重がかけられる。プレート５０から弾性体３１にＺ方向に荷重が加えられると、弾性支持部３３のバネ作用で支持されている剛性押圧部３２がＺ方向に押し込まれる。

ここで、剛性押圧部３２と荷重センサ素子１０の受圧部１１との間には隙間ｄが設けられているため、剛性押圧部３２が受圧部１１と接触するまでの間、受圧部１１には荷重がかからない。

したがって、図４Ｂに示すように、荷重センサ装置１に荷重がかかり始めて所定のストロークＳ１までは出力は発生しない。この領域をプリストローク領域Ｒ１と言う。プリストローク領域Ｒ１では、荷重がかかった際に弾性支持部３３が弾性変形し、剛性押圧部３２が受圧部１１に接触するまでの間、押圧部材３０はストロークするものの受圧部１１には荷重が伝わらず、出力値は増加しない。プリストローク領域Ｒ１の長さは隙間ｄによって設定可能である。

次に、プリストローク領域Ｒ１を越えて荷重がかかるとストロークに応じて出力値が増加する。この領域を受力領域Ｒ２と言う。受力領域Ｒ２では剛性押圧部３２が受圧部１１に接触しているため、弾性体３１から剛性押圧部３２を介して受圧部１１に荷重が伝わる。受圧部１１に接触する剛性押圧部３２の剛性によって、ストローク（荷重）の大きさにほぼ比例するように荷重センサ素子１０からの出力値が増加する。出力値はストロークに応じてＶ１まで増加する。

受力領域Ｒ２は、ハウジング２０の縁部２１がストッパとして機能するところまで続く。すなわち、押圧部材３０が押し込まれていき、プレート５０がハウジング２０の縁部２１に当たるとそれ以上は押し込まれなくなる。これにより押圧部材３０のストロークはＳ２で止まり、これ以上出力値は増加せず、荷重センサ素子１０への過負荷が防止される。

図５Ａから図５Ｃは、本実施形態に係る荷重センサ装置に荷重が印加された際の応力分布図である。図５Ａには荷重が印加されていない状態（図４Ｂのストローク０の状態）が示される。この状態では、弾性体３１と受圧部１１との間に位置する剛性押圧部３２を支持する弾性支持部３３のアーム部３３２は変形していないため、側方から見て、剛性押圧部３２は枠部３３１に隠れている。

図５Ｂには荷重の印加によって押圧部材３０がＺ方向に押し込まれ、剛性押圧部３２と受圧部１１とが接触した状態（図４ＢのストロークＳ１の状態）での応力分布が示される。プレート５０からの荷重は弾性体３１を介して剛性押圧部３２に伝達される。これにより、剛性押圧部３２は弾性支持部３３のアーム部３３２に支持されながら、Ｚ方向の受圧部１１側へと移動し、これに接触する。

図５Ｃにはプレート５０がハウジング２０の縁部２１に当接した状態（図４ＢのストロークＳ２の状態）での応力分布が示される。この応力分布の変化に示されるように、プレート５０から印加される荷重が剛性押圧部３２から受圧部１１を介して荷重センサ素子１０に効果的に伝わることが把握される。

なお、何らかの理由（組み付けばらつきなど）によりプレート５０が荷重センサ装置１に対して斜めに近接する（片当たりする）場合であっても、プレート５０に直接的に接する弾性体３１が変形することにより、プレート５０と弾性体３１との接触状態を安定化させることができる。そして、荷重を受けた弾性体３１が、アーム部３３２を変形させながら、剛性押圧部３２をＺ方向から受圧部１１に近づくように変位させる。このように、弾性体３１は押圧部材３０とプレート５０との接触を安定化させるためのものであり、剛性押圧部３２は押圧部材３０と荷重センサ素子１０との接触を適正化させるためのものである。

（実施例）
次に、受圧部１１と接する押圧部の硬さの比較について説明する。
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明例として、剛性押圧部３２が受圧部１１に接触する場合の押圧の状態を示す図である。図６Ａには剛性押圧部３２と受圧部１１とが接触した状態を示す模式断面図が示され、図６Ｂには剛性押圧部３２から受圧部１１に荷重が加えられた場合の応力分布図が示される。
図７Ａおよび図７Ｂは、比較例として、剛性押圧部３２に代えて弾性率が低い弾性押圧部３２Ｂが受圧部１１に接触する場合の押圧の状態を示す図である。図７Ａには弾性押圧部３２Ｂと受圧部１１とが接触した状態を示す模式断面図が示され、図７Ｂには弾性押圧部３２Ｂから受圧部１１に荷重が加えられた場合の応力分布図が示される。
図８Ａおよび図８Ｂは受圧部および押圧部の応力分布の拡大図である。図８Ａには図６Ｂに示す剛性押圧部３２と受圧部１１との接触部分の応力分布の拡大図が示され、図８Ｂには図７Ｂに示す弾性押圧部３２Ｂと受圧部１１との接触部分の応力分布の拡大図が示される。

図６および図８Ａに示す剛性押圧部３２にはステンレス（ＳＵＳ３０４）が用いられ、図７および図８Ｂに示す弾性押圧部３２Ｂにはゴム（硬度７０（デュロメータ高度計Ａ型を用いて測定））が用いられる。いずれも受圧部１１への荷重は６Ｎである。

剛性押圧部３２を用いた場合、受圧部１１との接点を中心に荷重がセンサ基板に向けて集中的に伝わっていることが分かる。一方、弾性押圧部３２Ｂを用いた場合、受圧部１１が弾性押圧部３２Ｂに食い込むようになり、荷重が分散していることが分かる。したがって、剛性押圧部３２は、受圧部１１との接触面が受圧部１１の受圧面に収まる程度の剛性を有していればよい。この接触面の面積はヘルツの接触理論より求めることができる。

図９は、荷重に対する変位部の応力を示す図である。
弾性押圧部３２Ｂを用いた場合、荷重が分散してしまうことで受圧部１１からセンサ基板１２に効率良く荷重を伝えることができず、荷重に対してセンサ基板１２の変位部１２１に伝わる応力は大きくならない。一方、剛性押圧部３２を用いた場合、荷重を効率良くセンサ基板に伝えることができ、荷重に対してセンサ基板１２の変位部１２１に伝わる応力を大きくすることができる。図９の荷重に対する変位部１２１の応力変化は感度と等価である。したがって、弾性押圧部３２Ｂに比べて剛性押圧部３２を用いる方が十分な感度を得ることができる。

図１０は、荷重に対する荷重センサ素子の出力値の線形性誤差を示す図である。
弾性押圧部３２Ｂを用いた場合、４Ｎまで受圧部１１が弾性押圧部３２Ｂに食い込み、荷重が分散してしまうことから、線形性誤差は大きい。一方、剛性押圧部３２を用いる場合、受圧部１１が剛性押圧部３２へ食い込むことはなく、荷重の逃げはほとんど生じない。したがって、非常に線形性誤差が小さいことが分かる。

（荷重センサ装置の他の例）
図１１は、本実施形態に係る荷重センサ装置の他の例を示す断面図である。
図１２は、本実施形態に係る荷重センサ装置の他の例を示す分解斜視図である。
図１１および図１２に示すように他の例の荷重センサ装置１Ｂは、弾性体３１と剛性押圧部３２との間に剛性プレート部６０を備えている。

先に説明した荷重センサ装置１では、弾性体３１によって剛性押圧部３２を直接押圧しているが、弾性体３１の一部（フランジ部３１２）がフレームや弾性支持部３３の枠部３３１に触れているため、受けた荷重の一部が分散して荷重センサ素子１０に伝わる力の減衰を招く。

一方、荷重センサ装置１Ｂでは、弾性体３１で受けた荷重を、剛性プレート部６０を介して剛性押圧部３２に伝えている。剛性プレート部６０は、他の部材と干渉することなく剛性押圧部３２の中央部分に力を伝達することができる。したがって、弾性体３１で受けた荷重が荷重センサ素子１０に伝わりやすく、感度の向上を図ることができる。

図１３Ａおよび図１３Ｂは、荷重センサ装置の出力特性を示す図である。図１３Ａおよび図１３Ｂの各図において横軸は荷重、縦軸は荷重センサ素子１０の出力値である。図１３Ａには荷重センサ装置１の出力特性が示され、図１３Ｂには荷重センサ装置１Ｂの出力特性が示される。同じ荷重をかけた場合、荷重センサ装置１Ｂは荷重センサ装置１に比べて約１．６倍の出力値を得ている。

剛性プレート部６０を備えた荷重センサ装置１Ｂであっても、荷重センサ装置１と同様に、剛性押圧部３２と荷重センサ素子１０の受圧部１１との間に設けられた隙間ｄによって、プリストローク領域Ｒ１（図４Ｂ参照）が設定される。この場合、プリストローク領域Ｒ１である荷重のかかり始めから所定のストロークＳ１までの大きさは、剛性プレート部６０の厚さによって設定することができる。すなわち、剛性プレート部６０の厚さが薄いほど隙間ｄが大きくなり、プリストローク領域Ｒ１は大きくなる。一方、剛性プレート部６０の厚さが厚いほど隙間ｄが小さくなり、プリストローク領域Ｒ１は小さくなる。

（弾性支持部の他の例）
図１４Ａから図１４Ｃは、弾性支持部の他の例を示す平面図である。
図１４Ａには、弾性支持部３３の他の例（その１）が示され、図１４Ｂには、弾性支持部３３の他の例（その２）が示され、図１４Ｃには、弾性支持部３３の他の例（その３）が示される。
図１４Ａから図１４Ｃに示すように、弾性支持部３３のアーム部３３２の形状には種々の形態が考えられる。図１４Ａでは、中央に配置される剛性押圧部３２に対してアーム部３３２が線対称に設けられている。また、図１４Ｂおよび図１４Ｃでは、中央に配置される剛性押圧部３２に対してアーム部３３２が点対称に設けられている。このうち図１４Ｂでは、アーム部３３２が折り返し状に設けられている。図１４Ｃでは、アーム部３３２が渦巻き状に設けられている。

アーム部３３２がこれらのような形状を有していることにより、剛性押圧部３２は、受圧部１１に近接する方向（Ｚ方向）には弾性変形しやすいが、他の方向（例えば枠部３３１の面内方向：ＸＹ方向）には弾性変形しにくい。すなわち、アーム部３３２は弾性変形のしやすさに異方性を有している。このため、プレート５０に加えられた荷重は受圧部１１に効率的に伝達される。また、プレート５０に加えられた荷重の向きにばらつきがあっても、弾性体３１が弾性変形することにより適切に荷重を受けることが可能であり、弾性変形のしやすさに異方性があるアーム部３３２により、弾性体３１が受けた荷重を受圧部１１の方向（Ｚ方向）に効果的に伝達することができる。特に、図１４Ａに示す弾性支持部３３の形状では、弾性変形の異方性効果に優れることから、受圧部１１との接触信頼性が高まる。また、図１４Ｂおよび図１４Ｃに示す弾性支持部３３の形状では、アーム部３３２が長く、弾性変形しやすいため、ソフトなプリストローク感を得やすい。

弾性支持部３３におけるバネ構造によって、中央に配置される剛性押圧部３２は所定のバネ定数によって支持される。このバネ構造において、アーム部３３２の長さが長いほど、また、幅が狭いほどバネ定数は小さくなる（小さな荷重で変位しやすくなる）。同様に、アーム部３３２の厚さが薄いほどバネ定数は小さくなるが、ステンレスを用いる場合、剛性押圧部３２の強度を考慮すると０．２ｍｍ程度の厚さを有していることが好ましい。

また、アーム部３３２によって支持される剛性押圧部３２の面内方向への変位を抑制できると、剛性押圧部３２と荷重センサ素子１０の受圧部１１との接触による摩耗リスクを低減でき、より信頼性の高い製品を提供できることになる。

図１５Ａは、弾性支持部の他の例（その４）を示す斜視図である。
図１５Ｂは、弾性支持部の他の例（その５）を示す斜視図である。
図１６Ａは、弾性支持部の他の例（その６）を示す斜視図である。
図１６Ｂは、弾性支持部の他の例（その７）を示す斜視図である。
上記のいずれの図においても、説明の便宜上、弾性体３１を外した状態が示される。
弾性支持部３３の他の例（その４）から（その７）では、枠部３３１に位置決め用の孔３３１ｈが設けられている。枠部３３１が載置されるハウジング２０の段差部２３には、位置決め用の突起部２３ａが設けられており、段差部２３に枠部３３１を載置すると位置決め用の孔３３１ｈに突起部２３ａが嵌合して弾性支持部３３の載置位置が決まる。

図１５Ａから図１６Ｂに示す弾性支持部３３は、それぞれのアーム部３３２における剛性押圧部３２との連結部分３３２ａの板幅（Ｙ方向の幅）が相違する。すなわち、図１５Ａに示す弾性支持部３３のアーム部３３２における連結部分３３２ａの板幅が最も狭く、図１５Ｂ、図１６Ａおよび図１６Ｂに示す順にアーム部３３２における連結部分３３２ａの板幅が広くなっている。弾性支持部３３のアーム部３３２における連結部分３３２ａの板幅が狭いほどバネ定数は小さくなり、ソフトなプリストローク感を得やすい。一方、アーム部３３２における連結部分３３２ａの板幅が広いほどバネ定数は大きくなり、押圧感を得やすい。

（弾性体の他の例）
図１７は、弾性体の他の例（その１）について示す斜視図である。
図１７に示す弾性体３１Ｂは、弾性支持部３３を兼用している。すなわち、弾性支持部３３は弾性体３１Ｂの一部となっている。具体的には、弾性体３１Ｂの荷重センサ素子１０側の面には剛性押圧部３２が組み込まれており、弾性体３１のフランジ部３１２が剛性押圧部３２を支持する弾性支持部３３としての機能を兼ねている。このような弾性体３１Ｂを用いる場合、図２に示す板状の弾性支持部３３は不要となり、押圧部材３０の構成の簡素化を図ることができる。

図１８Ａは、弾性体の他の例（その２）を示す斜視図である。なお、説明の便宜上、図１８Ａにはフレーム４０を外した状態が示される。図１８Ｂは、弾性体の他の例（その２）を示す断面図である。
弾性体３１の他の例（その２）では、弾性体３１のフランジ部３１２がＸ方向にハウジング２０の縁部２１まで延出している。ハウジング２０の縁部２１には段部２１ａが設けられており、弾性体３１のフランジ部３１２が縁部２１の段部２１ａの上に載置される。弾性体３１の縁部２１と対向する側面３１ａには凹部３１ｂが設けられ、この凹部３１ｂがハウジング２０に設けられた凸部２０ａと係合して弾性体３１の位置決めが行われる。また、ハウジング２０の上からフレーム４０を被せることで、フレーム４０とハウジング２０との間で弾性体３１が挟み込まれる。弾性体３１にフランジ部３１２が設けられていると、フレーム４０とハウジング２０との間でこのフランジ部３１２が挟み込まれ、弾性体３１に横圧力が加わった際に弾性体３１が外れることを効果的に防止することができる。

図１９は、弾性体の他の例（その３）を示す斜視図である。
弾性体３１の他の例（その３）では、弾性体３１のフランジ部３１２がＸ方向にハウジング２０の縁部２１まで延出しているとともに、フランジ部３１２が縁部２１の段部２１ａの上に載置される。弾性体３１の他の例（その３）には凹部３１ｂは設けられていないが、弾性体３１の側面３１ａとハウジング２０の内周面との当接、および縁部２１の四隅に設けられた内向きの凸部２１ｂと、フランジ部３１２の切り欠き部３１２ｂとの係合によって弾性体３１の位置決めが行われる。弾性体３１の他の例（その３）においても、ハウジング２０の上からフレーム４０を被せることで、フレーム４０とハウジング２０との間で弾性体３１が挟み込まれる。弾性体３１にフランジ部３１２が設けられていると、フレーム４０とハウジング２０との間でこのフランジ部３１２が挟み込まれ、弾性体３１に横圧力が加わった際に弾性体３１が外れることを効果的に防止することができる。

図２０は、弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置を例示する斜視図である。
図２１は、弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置を例示する分解斜視図である。
図２２は、弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置を例示する断面図である。
図２３は、弾性体の他の例（その４）を示す断面図である。
他の例（その４）に係る弾性体３１Ｃは、金属によって形成されている。例えば、板状の金属を折り曲げることで弾性体３１が形成される。

弾性体３１Ｃは、荷重を受ける第１接触点ＣＰ１を含む第１接触部３１０１と、剛性押圧部３２に接触する第２接触点ＣＰ２を含む第２接触部３１０２と、第１接触部３１０１と第２接触部３１０２との間に設けられ、第１接触部３１０１と第２接触部３１０２との間に空間Ｓを設けるための立片部３１０３と、を有する。

この弾性体３１Ｃにおいて、第１接触部３１０１と立片部３１０３とによって凸形状が構成される。この凸形状が突出部３１１となる。第２接触部３１０２は第１接触部３１０１と対向する部分であり、立片部３１０３の高さに応じて第１接触部３１０１との間に間隔が設けられる。この間隔によって第１接触部３１０１と第２接触部３１０２との間の空間Ｓが構成される。

弾性体３１Ｃは、例えば金属の板材を折り曲げることで第１接触部３１０１、第２接触部３１０２および立片部３１０３を１枚の金属の板材から一体的に形成している。金属の板材の両端部は接合（溶接など）され、環状部分を有する弾性体３１Ｃとなっている。環状部分の内側が空間Ｓとなる。

具体的には、金属の板材によって、第１接触点ＣＰ１を含み横方向（ＸＹ平面に沿った方向）に延在する第１接触部３１０１が構成され、第１接触部３１０１の両端側の板材を下方に略直角に折り曲げることで２つの立片部３１０３が構成される。さらに、立片部３１０３から板材を横方向の第１接触部３１０１とは反対側に折り曲げ、所定の位置で１８０度折り返すことで第２接触部３１０２が構成される。

第２接触部３１０２における金属の板材の両端部は重ね合わせた状態で接合されていてもよいし、端面を付き合わせた状態で接合されていてもよい。なお、重ね合わせた状態で接合されるほうが接合強度の観点から好ましい。また、重ね合わせた部分が剛性プレート部６０として機能するため、感度の向上を図ることができる。また、立片部３１０３から第２接触部３１０２にかけての金属の板材を横方向に張り出した状態で折り曲げることで、弾性体３１Ｃのフランジ部３１２が構成される。

図２４Ａおよび図２４Ｂは、弾性体の他の例（その４）を用いた荷重センサ装置の動作を例示する断面図である。
図２５Ａおよび図２５Ｂは、比較例の弾性体を用いた荷重センサ装置の動作を例示する断面図である。
図２４Ａには、弾性体３１Ｃを用いた荷重センサ装置１に荷重を印加する前の状態が示され、図２４Ｂには、弾性体３１Ｃを用いた荷重センサ装置１に荷重を印加した状態が示される。弾性体３１Ｃの上にプレート５０を接触させて荷重を印加すると、第１接触部３１０１の第１接触点ＣＰ１で受けた荷重は第２接触部３１０２の第２接触点ＣＰ２で接触する剛性押圧部３２に印加される。

剛性押圧部３２に荷重が印加されることで弾性支持部３３が撓み、剛性押圧部３２が荷重センサ素子１０の受圧部１１に接近してやがて接触する。剛性押圧部３２が受圧部１１に接触すると、剛性押圧部３２からの抗力によって第２接触部３１０２が空間Ｓ側に弾性変形する。プレート５０からの荷重は弾性体３１Ｃを介して剛性押圧部３２に伝達され、剛性押圧部３２から受圧部１１を介して荷重センサ素子１０に伝わることになる。

図２５Ａには、比較例の弾性体３１Ｄを用いた荷重センサ装置１に荷重を印加する前の状態が示され、図２５Ｂには、比較例の弾性体３１Ｄを用いた荷重センサ装置１に荷重を印加した状態が示される。比較例の弾性体３１Ｄは、弾性体３１Ｃと同様に金属の板材を折り曲げることで構成されているが、第２接触部３１０２の端部（金属の板材の端部）が接合されていない。

この弾性体３１Ｄの上にプレート５０を接触させて荷重を印加すると、第１接触部３１０１で受けた荷重は第２接触部３１０２と接触する剛性押圧部３２に印加される。剛性押圧部３２に荷重が印加されることで弾性支持部３３が撓み、剛性押圧部３２が荷重センサ素子１０の受圧部１１に接近してやがて接触する。剛性押圧部３２が受圧部１１に接触すると、剛性押圧部３２からの抗力によって第２接触部３１０２が空間Ｓ側に弾性変形する。

この際、第２接触部３１０２の端部が接合されていないことから、荷重が加わるほど２つの第２接触部３１０２は拡がる方向に移動していく。さらに、２つの第２接触部３１０２が拡がることで立片部３１０３の第２接触部３１０２側（下側）が拡がるように突出部３１１が潰れていく。このように、弾性体３１Ｄでは弾性体３１Ｃに比べて突出部３１１が潰れやすい。

シミュレーションにおいて弾性体３１Ｃの第１接触部３１０１および弾性体３１Ｄの第１接触部３１０１に等しい押圧力を付与すると、弾性体３１Ｄの第２接触部３１０２を介して剛性押圧部３２に伝達される力は、弾性体３１Ｃの第２接触部３１０２を介して剛性押圧部３２に伝達される力の１／５となった。このシミュレーションにより確認されたように、第２接触部３１０２の弾性変形が立片部３１０３の弾性変形に優先して生じる構造を有する弾性体３１Ｃを用いた荷重センサ装置１では、立片部３１０３の弾性変形が第２接触部３１０２の弾性変形に優先して生じる構造を有する弾性体３１Ｄを用いた荷重センサ装置１に比べて、プレート５０からの荷重を効率的に荷重センサ素子１０へ伝達することができる。第１接触部３１０１、第２接触部３１０２および立片部３１０３を備える弾性体が金属の板材を折り曲げ加工することにより形成され、第２接触部３１０２が金属の板材の両端部から構成される場合には、弾性体３１Ｃのように、金属の板材の両端部を接合して一体化して第２接触部３１０２を形成することにより、第１接触部３１０１が受けた押圧力を効率的に剛性押圧部３２に伝達することができる。

（集積回路を含む荷重センサ装置の例）
図２６Ａおよび図２６Ｂは、集積回路を含む荷重センサ装置を例示する断面図である。
この荷重センサ装置１Ｃに用いられる集積回路７０は、例えば荷重センサ素子１０からの出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）である。集積回路７０は信号変換以外の回路であってもよい。

集積回路７０は、荷重センサ素子１０を載置する。すなわち、ハウジング２０の収納部２２には、集積回路７０と荷重センサ素子１０とが積層される。これにより、１つの荷重センサ装置１Ｃによって、集積回路７０を含めたパッケージ構成を実現することができる。

図２６Ａには、荷重センサ装置１Ｃのハウジング２０としてモールド樹脂が用いられた例が示される。図２６Ｂには、荷重センサ装置１Ｃのハウジング２０としてセラミックスが用いられた例が示される。モールド樹脂をハウジング２０として用いる場合、安価かつ軽量な荷重センサ装置１Ｃを構成することができる。また、セラミックスをハウジング２０として用いる場合、ハウジング２０に精細なメタライズパターンを形成することができ、集積回路７０との電気的な接続の細線化を図ることができる。

（蓋部を備えた荷重センサ装置の例）
図２７は、蓋部を備えた荷重センサ装置の例を示す斜視図である。
図２８は、蓋部を備えた荷重センサ装置の例を示す分解斜視図である。
図２９は、蓋部を備えた荷重センサ装置の例を示す断面図である。
図３０は、蓋部を備えた荷重センサ装置の例を示す拡大断面図である。
荷重センサ装置１Ｄは、押圧部材３０のハウジング２０とは反対側に配置された蓋部８０を備える。この荷重センサ装置１Ｄのハウジング２０には、剛性押圧部３２の押圧方向（Ｚ方向）と垂直な方向（Ｘ方向およびＹ方向）の動きを規制する規制部２７が設けられる。具体的には、規制部２７はハウジング２０に設けられた孔であり、この孔内に荷重センサ素子１０および押圧部材３０（弾性体３１、剛性押圧部３２および弾性支持部３３）が収容される。なお、荷重センサ装置１Ｄでは、弾性体３１と剛性押圧部３２との間に剛性プレート部６０が設けられている。剛性プレート部６０は必要に応じて設けるようにすればよい。

規制部２７の孔のＸ方向およびＹ方向の長さはＺ方向に一定であり、規制部２７の孔内で押圧部材３０はＺ方向には摺動可能であるが、Ｘ方向およびＹ方向には移動が規制される。

蓋部８０には、弾性体３１と接触する凸部８１が設けられる。これにより、蓋部８０から荷重を加えると、凸部８１から弾性体３１に荷重が伝わり、剛性押圧部３２を介して荷重センサ素子１０の受圧部１１へ荷重を伝えることができる。この際、押圧部材３０はハウジング２０の規制部２７によってＸ方向およびＹ方向の移動が規制されることから、剛性押圧部３２のＸ方向およびＹ方向への移動も規制され、剛性押圧部３２と受圧部１１とのＸ方向およびＹ方向への擦れが抑制される。したがって、受圧部１１がシリコンなど高硬度で低靭性な材料で構成されていても、受圧部１１と剛性押圧部３２との擦れによる受圧部１１の破損を抑制することができる。

蓋部８０の凸部８１は弾性体３１と一体に形成されていてもよいし、凸部８１と弾性体３１とが接続されていてもよい。これにより、蓋部８０の凸部８１から弾性体３１へロス無く荷重を伝えることができる。

また、荷重センサ装置１Ｄには、蓋部８０とハウジング２０との相対的な距離の接近を規制するストッパ８５が設けられていることが好ましい。例えば、ストッパ８５は、蓋部８０における凸部８１の近傍においてハウジング２０との対向部分に設けられた突起によって構成される。蓋部８０を押し込んでいくとストッパ８５とハウジング２０とが当接し、それ以上の蓋部８０の押し込みを防止する。これにより、必要以上の荷重が蓋部８０に加わっても、荷重センサ素子１０への過荷重を防止することができる。ストッパ８５は、蓋部８０の凸部８１の近傍に配置されていることが好ましい。例えば、蓋部８０の剛性が低いと蓋部８０を押し込んだ際に蓋部８０の撓みが発生しやすくなる。ストッパ８５が凸部８１の近傍に配置されていれば、蓋部８０が撓んだ際にも凸部８１によって荷重センサ素子１０を押圧する際のストッパ効果を十分に発揮させることができる。また、ストッパ８５は予備的に凸部８１から離れた位置に配置されていてもよい。これにより、蓋部８０の撓みの抑制効果も得ることができる。なお、ストッパ８５は、蓋部８０側に設けられていてもよいし、ハウジング２０側に設けられていてもよい。すなわち、ストッパ８５は、蓋部８０とハウジング２０との対向位置に設けられていればよく、蓋部８０およびハウジング２０のそれぞれに設けられていてもよい。

荷重センサ装置１Ｄは蓋部８０を備えるため、製品においてユーザに視認される位置に配置される構成部材として荷重センサ装置１Ｄをそのまま使用することができる。そのような構成部材の具体例として、屋内や車両内に配置されるパネルスイッチが挙げられる。蓋部８０におけるユーザから視認される側には、画像表示装置が設けられていてもよい。弾性体３１の材料（弾性率）を調整することで蓋部８０の押圧感（パネルスイッチの押し応え）を変えることができる。また、弾性体３１の厚さを調整することで蓋部８０の表面位置（パネルスイッチのタッチ位置）を調整することができる。

このように、本実施形態によれば、高い検知精度および荷重に対する検出値の直線性を得られるとともに、組み立て時の十分な公差を得ることができる荷重センサ装置１、１Ｂ、１Ｃおよび１Ｄを提供することが可能となる。

なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、弾性支持部３３のアーム部３３２の形状は上記説明したものには限定されない。また、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の構成例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。

１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…荷重センサ装置
１０…荷重センサ素子
１１…受圧部
１２…センサ基板
１３…ベース基板
１５…ボンディングワイヤ
２０…ハウジング
２０ａ…凸部
２１…縁部
２１ａ…段部
２１ｂ…凸部
２２…収納部
２３…段差部
２３ａ…突起部
２５…フック
２７…規制部
３０…押圧部材
３１，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ…弾性体
３１ａ…側面
３１ｂ…凹部
３２…剛性押圧部
３２Ｂ…弾性押圧部
３３…弾性支持部
４０…フレーム
４０ｈ…孔
５０…プレート
６０…剛性プレート部
７０…集積回路
８０…蓋部
８１…凸部
８５…ストッパ
１２１…変位部
１２２…ピエゾ抵抗素子
３１１…突出部
３１２…フランジ部
３１２ｂ…切り欠き部
３３１…枠部
３３１ｈ…位置決め用の孔
３３２…アーム部
３３２ａ…連結部分
３１０１…第１接触部
３１０２…第２接触部
３１０３…立片部
ＣＰ１…第１接触点
ＣＰ２…第２接触点
Ｒ１…プリストローク領域
Ｒ２…受力領域
ｄ…隙間
Ｓ…空間

Claims (15)

1. 受圧部を有する荷重センサ素子と、
   前記荷重センサ素子を収納するハウジングと、
   前記ハウジングに支持される押圧部材と、
   を備え、
   前記押圧部材は、
   荷重を受ける弾性体と、
   前記受圧部と接触する剛性押圧部と、
   前記剛性押圧部を前記ハウジングに支持する弾性支持部と、を有し、
   前記押圧部材に荷重が印加されていない状態では前記剛性押圧部と前記受圧部との間に隙間が設けられ、
   前記剛性押圧部はシリコンであることを特徴とする荷重センサ装置。
2. 受圧部を有する荷重センサ素子と、
   前記荷重センサ素子を収納するハウジングと、
   前記ハウジングに支持される押圧部材と、
   を備え、
   前記押圧部材は、
   荷重を受ける弾性体と、
   前記受圧部と接触する剛性押圧部と、
   前記剛性押圧部を前記ハウジングに支持する弾性支持部と、を有し、
   前記押圧部材に荷重が印加されていない状態では前記剛性押圧部と前記受圧部との間に隙間が設けられ、
   前記弾性支持部は前記弾性体の一部であることを特徴とする荷重センサ装置。
3. 受圧部を有する荷重センサ素子と、
   前記荷重センサ素子を収納するハウジングと、
   前記ハウジングに支持される押圧部材と、
   を備え、
   前記押圧部材は、
   荷重を受ける弾性体と、
   前記受圧部と接触する剛性押圧部と、
   前記剛性押圧部を前記ハウジングに支持する弾性支持部と、を有し、
   前記押圧部材に荷重が印加されていない状態では前記剛性押圧部と前記受圧部との間に隙間が設けられ、
   前記弾性体は、
   荷重を受ける第１接触点を含む第１接触部と、
   前記剛性押圧部に接触する第２接触点を含む第２接触部と、
   前記第１接触部と前記第２接触部との間に設けられ、前記第１接触部と前記第２接触部との間に空間を設けるための立片部と、を有し、
   前記押圧部材に荷重が印加されると前記剛性押圧部からの抗力によって前記第２接触部が前記空間側に弾性変形することを特徴とする荷重センサ装置。
4. 前記第１接触部、前記第２接触部および前記立片部は、金属の板材で一体化されている、請求項３に記載の荷重センサ装置。
5. 前記剛性押圧部は金属である、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。
6. 前記弾性支持部は板バネ部を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。
7. 前記弾性体と前記剛性押圧部との間に剛性プレート部が設けられた、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。
8. 前記荷重センサ素子は、
   前記受圧部で受けた荷重によって変位する変位部と、
   前記変位部の変位量を電気的に検出する複数のピエゾ抵抗素子と、を有する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。
9. 前記弾性体は金属である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。
10. 前記ハウジング内に収容され、前記荷重センサ素子を積載する集積回路をさらに備えた、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。
11. 前記ハウジングには、前記剛性押圧部の押圧方向と垂直な方向の動きを規制する規制部が設けられた、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。
12. 前記押圧部材の前記ハウジングとは反対側に配置され、前記弾性体に荷重を加える蓋部をさらに備えた、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。
13. 前記蓋部には、前記弾性体と接触する凸部が設けられた、請求項１２記載の荷重センサ装置。
14. 前記弾性体は前記凸部と一体に形成され、または前記弾性体は前記凸部と接続された、請求項１３記載の荷重センサ装置。
15. 前記蓋部と前記ハウジングとの相対的な距離の接近を規制するストッパをさらに備えた、請求項１２から請求項１４のいずれか１項に記載の荷重センサ装置。

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