WO2017155095A1 - センサーモジュール及びシートモジュール - Google Patents

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WO2017155095A1
WO2017155095A1 PCT/JP2017/009737 JP2017009737W WO2017155095A1 WO 2017155095 A1 WO2017155095 A1 WO 2017155095A1 JP 2017009737 W JP2017009737 W JP 2017009737W WO 2017155095 A1 WO2017155095 A1 WO 2017155095A1
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layer
sensor module
sensor
module according
film layer
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PCT/JP2017/009737
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English (en)
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富樫　和義
良一 大東
米川　司
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大日本印刷株式会社
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    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration

Definitions

  • the present disclosure relates to a sensor module including a sensor that detects a physical quantity related to the property of a structure, and a seat module including the sensor module.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which a crack detection unit (sensor) is formed on the surface of a steel structure by application such as spraying.
  • an object of the present disclosure is to provide a sensor module in which a sensor can be attached to a structure more easily than in the past, and variation in attachment quality can be suppressed.
  • a sensor module is disposed above an elastic layer and at least a part of the elastic layer, and is disposed above the elastic layer, a sensor that detects a physical quantity related to properties of a structure, And a film layer to which the sensor is attached.
  • the senor can be more easily attached to the structure than before, and variation in the attachment quality is suppressed.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of the sensor module 10 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the sensor module 10 includes an elastic layer 5, a sensor 6, and a film layer 7.
  • the senor 6 is disposed below the film layer 7 (first surface side), and the elastic layer 5 is disposed below the sensor 6.
  • the sensor 6 By disposing the sensor 6 under the film layer 7, the sensor 6 is protected, and by disposing the elastic layer 5 under the sensor 6, the sensor 6 can be easily attached to the structure 100.
  • each component of the sensor module 10 will be described in detail in the order of the film layer 7, the elastic layer 5, and the sensor 6.
  • the film layer 7 can be bent, has a shape that spreads in a plane, and has a curved shape.
  • the film layer 7 may be of any color.
  • the film layer 7 is attached to the structure 100 by the elastic layer 5, so that when the structure 100 is cracked, the user can There exists an advantage which becomes easy to confirm the state of the crack of the structure 100.
  • the film layer 7 is arrange
  • the elastic layer 5 may be provided on a part of the back surface of the film layer 7.
  • the film layer 7 may be made of any material, but in this embodiment, for example, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, epoxy, polyimide, liquid crystal polymer, etc. can be applied.
  • the film layer 7 may have a function of protecting the sensor 6 from water vapor or ultraviolet rays (UV). Further, a hole 7a is formed in the film layer 7 in the thickness direction, and a wiring 9 connected to a wire 11 connected to a sensor 6 described later is disposed in the hole 7a, and a terminal 9a of the wiring 9 is exposed from the hole 7a. It may be configured to.
  • the elastic layer 5 may be a layer having any property of an adhesive layer having both adhesiveness and adhesiveness, an adhesive layer having adhesiveness, and an adhesive layer having adhesiveness. Since the elastic layer 5 has such a property, the sensor module 10 can be easily attached to the structure 100.
  • the above-mentioned tackiness means a temporary adhesion phenomenon such as stickiness expressed as tack, etc.
  • adhesiveness means a semi-permanent adhesion phenomenon, which may be distinguished. .
  • the material of the elastic layer 5 may include, for example, an acrylic resin or an epoxy resin.
  • the material of the elastic layer 5 includes a latent curing agent, a curing catalyst that generates a base upon irradiation with ultraviolet rays or an electron beam, a curing agent having a mercapto group, and a curing agent having a phenolic hydroxyl group. Also good. Therefore, it can be said that the elastic layer 5 may be a layer that is cured over time by contact with air, a layer that is photocurable, a layer that is cured at room temperature, or a layer that is thermosetting.
  • the elastic layer 5 is in an adhesive state when it is attached to the structure 100 (see FIG. 1B).
  • the elastic layer 5 is in a cured state after being attached to the structure 100.
  • the elastic layer 5 is cured by heating, light irradiation (preferably the wavelength of ultraviolet rays), electron beam irradiation, etc., and the sensor module 10 is structured. It is fixed to the object 100.
  • the elastic layer 5 is irradiated with light through the release film 50 to start the curing reaction of the elastic layer 5. Since the curing proceeds slowly from light irradiation, the adhesiveness is maintained for several hours. After the light irradiation, the release film 50 provided on the one surface 5a of the elastic layer 5 is immediately released, and the elastic layer 5 is attached to the structure 100.
  • heating of the elastic layer 5 is also given as an example, a configuration in which the elastic layer 5 is gradually cured at room temperature may be used.
  • the sensor module 10 may be pressurized toward the structure 100.
  • the elastic layer 5 has different elastic moduli before and after curing. Specifically, in the temperature range of 0 ° C. to 40 ° C., when not attached to the structure 100, that is, before curing, the pressure is 0.01 MPa or more and less than 1000 MPa. On the other hand, when attached to the structure 100, that is, after curing, it is 1.0 GPa or more and less than 10 GPa.
  • the elastic layer 5 can be bent together with the film layer 7, and can take a flat shape or a curved shape.
  • the thickness of the elastic layer 5 may be 50 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably 100 ⁇ m to 250 ⁇ m. If the elastic layer 5 has a thickness within this range, the elastic layer 5 has sufficient adhesive strength to attach the sensor module 10 to the structure 100, and further has high adhesive strength after being cured by heating, light irradiation, or the like. Can have.
  • the elastic layer 5 When the thickness of the elastic layer 5 is less than 50 ⁇ m, the elastic layer 5 becomes thin, and the adhesive force and the adhesive force may be insufficient. On the other hand, if the thickness of the elastic layer 5 exceeds 500 ⁇ m, curing after heating or light irradiation of the elastic layer 5 may not sufficiently proceed or the curing time may be prolonged.
  • the elastic layer 5 preferably has a variation within ⁇ 10 ⁇ m within the above thickness range. Since the thickness of the elastic layer 5 is made uniform, variation in the mounting state of the sensor module 10 with respect to the structure 100 is reduced.
  • the release film 50 is attached to one surface 5a (back surface), and the film layer 7 is attached to the other surface 5b (front surface).
  • the adhesive force between the other surface 5b and the film layer 7 and the adhesive force between the one surface 5a and the release film 50 the adhesive force between the one surface 5a and the release film 50 is weaker. Even if is peeled off, the elastic layer 5 remains in the film layer 7.
  • the release film 50 is peeled from the elastic layer 5 before the sensor module 10 is attached to the structure 100. After the release film 50 is peeled off, the sensor module 10 can be simply attached to the structure 100 for use.
  • the sensor 6 is disposed above a part of the elastic layer 5 described above.
  • the adhesive layer 8 is formed on the lower surface of the film layer 7, and the sensor 6 is attached to the lower surface of the adhesive layer 8.
  • the elastic layer 5 is formed from under this structure.
  • a release film 50 is formed from below the elastic layer 5.
  • Sensor 6 detects a physical quantity related to the property of structure 100 (see FIG. 1B).
  • the sensor 6 may be disposed above at least a part of the surface of the elastic layer 5, but may be disposed above all the surfaces of the elastic layer 5.
  • the adhesive layer 8 is formed on the sensor 6, and the film layer 7 is formed on the adhesive layer 8. From this, the sensor 6 is disposed under the film layer 7, and the sensor 6 is attached to the lower surface of the film layer 7 by the adhesive layer 8. According to such a configuration, the sensor 6 is protected by the film layer 7.
  • the sensor 6 may be configured to be disposed on the film layer 7 (this will be described later with reference to FIGS. 4 and 6). Hereinafter, the elements constituting the sensor module 10 will be described in detail.
  • the type of the sensor 6 may not be particularly specified, but in this embodiment, for example, a strain sensor that measures the strain of the structure 100 is used.
  • the sensor 6 includes an acceleration sensor, a thermal sensor, a greenhouse sensor, an AE (acoustic emission), a sound sensor, a surface acoustic wave sensor, an ultrasonic sensor, a GPS (global position system) sensor, a distance sensor (ranging sensor), and the like. May be used.
  • the above-described sensors may be used alone, or two or more sensors may be used in appropriate combination, or all of them may be used.
  • a plurality of one type of sensors may be used. Any of such sensors can monitor any of changes in the structure 100 such as distortion, vibration, heat, environmental sound, cracks, and position.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view showing a state where the sensor module 10 of FIG. 1A is attached to the structure 100.
  • the sensor module 10 is fixed to the structure 100 by the elastic layer 5.
  • the second weather resistant layer 16 may be disposed on the side surfaces of the elastic layer 5 and the film layer 7.
  • the second weather resistant layer 16 also has weather resistance, and has a function of protecting the configuration covered by the second weather resistant layer 16 from the external environment.
  • the second weather resistant layer 16 is provided to protect the edge of the sensor module 10 after the sensor module 10 is attached to the structure 100.
  • the second weathering layer 16 may cover the surface of the film layer 7.
  • an acrylic resin an acrylic-modified silicone resin, an RTV (Room Temperature Vulcanizing) rubber, an epoxy resin, a urethane resin, or the like in which polysiloxane nanoparticles and a UV absorber are dispersed at high density are used.
  • FIG. 2 is a plan view of the sensor 6, the wire 11, and the wiring 9.
  • the sensor 6 has a metal resistor pattern 6X.
  • a wire 11 and a wiring 9 are connected in order to the metal resistor pattern 6X.
  • the metal resistor pattern 6X extends in the arrow M direction.
  • the pattern is elongated, the length of the resistor is increased and the cross-sectional area is decreased, so that the resistance value is increased.
  • the deformation of the structure 100 is detected by such a change in resistance value.
  • the sensor 6 may include a configuration in which a data processing unit (not shown) that processes the detection information of the sensor 6 is built in and measurement data output from the data processing unit is output to an external device wirelessly.
  • a power supply unit including a vibration generating element, a solar battery, a storage battery, and a power supply controller may be provided.
  • the sensor module 10 may be configured to generate power by itself and transmit the signal wirelessly to acquire information on the structure 100 outside.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the sensor module 20 according to the second embodiment.
  • the configuration of the second embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that the sensor module 20 further includes a first weathering layer 21 and a sealing material layer 22.
  • the first weathering layer 21 (also referred to as a weathering cover layer) is disposed above the film layer 7 (on the sealing material layer 22 on the film layer 7) to cover the film layer 7 To do.
  • the first weather-resistant layer 21 is formed of a weather-resistant material, and has a function of protecting what the first weather-resistant layer 21 covers from the external environment.
  • the first weathering layer 21 may be formed of a multilayer structure such as polyethylene terephthalate or a fluorine film.
  • the first weathering layer 21 may have a water vapor barrier layer or a UV cut layer.
  • the water vapor barrier layer may be produced, for example, by forming a SiOx layer on a polyethylene terephthalate layer.
  • As the UV cut layer for example, an acrylic resin layer in which polysiloxane nanoparticles and a UV absorber are dispersed at a high density can be applied, and the UV cut layer may be formed on the outermost surface of the first weather resistant layer 21.
  • the sealing material layer 22 is disposed between the film layer 7 and the first weathering layer 21.
  • the sealing material layer 22 partially seals the wiring 9 in the hole 7 a of the film layer 7. Further, the sealing material layer 22 functions as an adhesive that adheres between the first weather-resistant layer 21 and the film layer 7.
  • the sealing material layer 22 can use an underfill material for a BGA package or bare chip generally used in the semiconductor field.
  • a hole 21a is formed in the thickness direction in the first weathering layer 21, a hole 22a is formed in the thickness direction in the sealing material layer 22, and a hole 23 is formed by the hole 21a and the hole 22a.
  • the terminal 9 a faces the area of the hole 23, and the terminal 9 a is exposed from the hole 23.
  • the sensor 6 may be protected by filling the holes 23 with solder or the like.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state where the sensor module 20 of FIG. 3A is attached to the structure 100. As shown in FIG. 3B, the sensor module 20 is fixed to the structure 100 by the elastic layer 5.
  • the second weather resistant layer 16 (also referred to as a weather resistant resin layer) is formed on the side surfaces of the elastic layer 5, the film layer 7, the sealing material layer 22 and the first weather resistant layer 21. May be arranged to cover those layers.
  • the second weathering layer 16 may be covered over the surface of the first weathering layer 21.
  • the second weather resistant layer 16 also has weather resistance, and has a function of protecting the configuration covered by the second weather resistant layer 16 from the external environment.
  • the second weather resistant layer 16 is provided to protect the edge of the sensor module 10 after the sensor module 10 is attached to the structure 100.
  • the sensor 6 may be affixed on the film layer 7 with an adhesive layer 8.
  • the sensor 6 is further covered with a sealing material layer 22 and a first weather-resistant layer 21 to be protected.
  • the second weather-resistant layer 16 when the sensor module 20 is fixed to the structure 100, the second weather-resistant layer 16 includes the elastic layer 5, the film layer 7, and the sealing material.
  • the layers 22 and the first weather-resistant layer 21 may be disposed on the side surfaces so as to cover these layers.
  • the second weathering layer 16 may be covered over the surface of the first weathering layer 21.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of the sensor module 30 according to the third embodiment.
  • the sealing material layer 22 is disposed between the film layer 7 and the first weathering layer 21, and the wiring 9 is disposed therein to seal the wiring 9.
  • the sensor module 30 includes an electronic component 31 arranged inside the sealing material layer 22.
  • the electronic component 31 includes at least one of an amplifier, an integrated circuit, a transmitter, and a battery. With such a configuration, independent power generation and wireless transmission can be performed, and information on the state of the structure 100 can be sent to the outside.
  • the second weather resistant layer 16 when the sensor module 30 is fixed to the structure 100, the second weather resistant layer 16 includes the elastic layer 5, the film layer 7, and the sealing material layer 22.
  • the first weatherproof layer 21 may be disposed on the side surface so as to cover these layers.
  • the second weathering layer 16 may be covered over the surface of the first weathering layer 21.
  • the sensor 6 may be affixed on the film layer 7 with an adhesive layer 8.
  • the sensor 6 is covered and protected by the sealing material layer 22 and the first weathering layer 21.
  • the second weather resistant layer 16 when the sensor module 30 is fixed to the structure 100, the second weather resistant layer 16 includes the elastic layer 5, the film layer 7, and the sealing material layer 22.
  • the first weatherproof layer 21 may be arranged on the side surface.
  • the second weathering layer 16 may be covered over the surface of the first weathering layer 21.
  • the senor 6 can be easily attached to the structure 100 as compared to the conventional case, and the variation in the attachment quality is reduced. Can be suppressed. Further, the durability of the sensor 6 is improved. In particular, since the durability of the sensor 6 against direct sunlight and moisture is improved, the mounting accuracy of the sensor 6 and the reproducibility of detection are improved.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the sensor module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view of the sensor module of FIG. 7 viewed from the release film side.
  • the sensor module 40 according to the present embodiment is substantially the same as the sensor module 10 (see FIG. 1A) according to the first embodiment. Therefore, detailed description of overlapping portions is omitted, and only different portions are described in detail.
  • the sensor module 40 according to the fourth embodiment differs from the sensor module 10 shown in FIG. 1A in the elastic layer 5. That is, the elastic layer 5 of the sensor module 40 includes a first adhesive layer 12 having adhesiveness and a second adhesive layer 12 disposed on the periphery of the first adhesive layer 12. As shown in FIG. 8, the long side of the second adhesive layer 13 and the long side of the first adhesive layer 12 are separated by a predetermined distance d1. In other words, the end 13a of the second adhesive layer 13 and the peripheral edge 12a of the first adhesive layer 12 are separated by a predetermined distance d1. Similarly, the short side of the second adhesive layer 13 and the short side of the first adhesive layer 12 are separated by a predetermined distance d1.
  • the predetermined distance d1 is 3 mm or more. More preferably, the predetermined distance d1 is 5 mm or more.
  • the second adhesive layer 13 has higher adhesive strength than the first adhesive layer 12. Specifically, the second adhesive layer 13 has an adhesive strength of 4 (N / 10 mm) or more, preferably 9 (N / 10 mm) or more.
  • the material of the first adhesive layer 12 includes, for example, an acrylic resin or an epoxy resin. Therefore, the material of the second adhesive layer 13 is acrylic resin, epoxy resin, or butyl rubber.
  • the second adhesive layer 13 may be a material that has only tackiness and does not cure.
  • the film layer 7 has one surface (first surface) 7b and a second surface 7c that is the surface opposite to the first surface.
  • the sensor 6 is disposed on the first surface side of the film layer 7.
  • the sensor 6 is disposed between the film layer 7 and the first adhesive layer 12.
  • the film layer 7 may be warped due to a manufacturing process, characteristics of the film layer 7 itself (for example, molecular orientation), etc., at a location of about 3 mm to 10 mm from the end thereof. Therefore, when the sensor module 40 according to the present embodiment is fixed to the structure 100, the end portion may float and be easily peeled off.
  • the second adhesive layer 13 having a stronger adhesive force than the first adhesive layer 12 is disposed on the periphery of the first adhesive layer 12. And as for the 2nd adhesive bond layer 13, distance d1 from the edge part 13a to the peripheral edge 12a of the 1st adhesive bond layer 12 is about 5 mm.
  • the elastic layer 5 of the sensor module 10 of FIG. 1A of the first embodiment is used as the first adhesive layer 12 and the second adhesive layer 13. It explained on the assumption.
  • the elastic layer 5 of the first embodiment (FIG. 1B), the elastic layer 5 of the second embodiment (FIGS. 3A, 3B, 4A and 4B), the third embodiment (FIGS. 5A and 5B). 6A and 6B) may be the first adhesive layer 12 and the second adhesive layer 13. Also in these modified examples, in addition to the effects in the respective embodiments, warpage occurring in the film layer 7 can be suppressed.
  • FIG. 9 is a plan view of the sensor module according to Modification 2 of the fourth embodiment as viewed from the release film side. As shown in FIG.
  • the distance from the end 13a of the second adhesive layer 13 to the peripheral edge 12a of the first adhesive layer 12 is d2 shorter than d1, or d3 longer than d1.
  • the first adhesive layer 12 and the second adhesive layer 13 may have a convex portion or a concave portion in a top view as shown in FIG.
  • the boundary between the first adhesive layer 12 and the second adhesive layer 13 may be zigzag bent. Also in these modified examples, in addition to the effects in the respective embodiments, warpage occurring in the film layer 7 can be suppressed.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the sensor module according to the fifth embodiment. It is the figure which looked at the sensor module of Drawing 10 from the 2nd surface side of a film layer.
  • the sensor module 50 according to the present embodiment is substantially the same as the sensor module 10 according to the first embodiment (see FIG. 1A). Therefore, detailed description of overlapping portions is omitted, and only different portions are described in detail.
  • the sensor module 50 according to the fifth embodiment differs from the sensor module 10 shown in FIG. 1A in the film layer 7. That is, the first cutout portion 14 is provided on the second surface 7 c of the film layer 7 of the sensor module 50. As shown in FIG. 11, the first notch 14 is provided at a predetermined distance d1 from the end of the film layer 7.
  • the 1st notch part 14 is provided in the thickness direction of the film layer 7 from the 2nd surface 7c of the film layer 7 at the 1st surface 7b side rather than the middle of the film layer 7.
  • FIG. 10 the depth dp1 of the first notch portion 14 shown in FIG. 10 has a relationship of “dp1> dp2 / 2” in relation to the thickness dp2 of the film layer 7.
  • the 1st notch part 14 can be formed by cutting with respect to the 2nd surface 7c of the film layer 7 with sharp objects, such as a cutter.
  • the film layer 7 begins to warp from the distance d1 from the end of the film layer 7. Therefore, by providing the first cutout portion 14 at a predetermined distance d1 from the end portion of the film layer 7, it is possible to prevent the warpage from occurring.
  • the first cutout portion 14 is provided in the film layer 7 of the sensor module 10 shown in FIG. 1A.
  • the first cutout portion 14 may be provided in the film layer 7 of the sensor module 10 shown in FIG. 1B.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of a sensor module according to Modification 1 of the fifth embodiment.
  • the sensor module 60 is substantially the same as the sensor module 20 (see FIG. 3A) of the second embodiment. Therefore, detailed description of overlapping portions is omitted, and only different portions are described in detail.
  • the point which the 1st notch part 14 is provided in the film layer 7 of the sensor module 60 is the same as the sensor module 50 of 5th Embodiment. Therefore, a detailed description of the first cutout portion 14 is also omitted here.
  • the first weathering layer 21 is provided with a second notch 62 penetrating the first weathering layer 21 in the thickness direction.
  • the sealing material layer 22 is provided with a third cutout portion 64 that penetrates the sealing material layer 22 in the thickness direction.
  • the second notch 62 is provided at a predetermined distance d1 from the end of the first weathering layer 21.
  • the third notch 64 is provided at a predetermined distance d1 from the end of the sealing material layer 22. That is, it can be said that the third cutout portion 64 is connected to the first cutout portion 14 and the second cutout portion 62.
  • the film layer 7 starts to warp from the distance d1 from the end of the film layer 7.
  • the sealing material layer 22 and the 1st weather-resistant layer 21 which were arrange
  • FIG. Therefore, the first cutout portion 14, the second cutout portion 62, and the third cutout portion 64 are provided at the above-described positions, respectively, so that the film layer 7, the first weather resistance layer 21, and the sealing material layer 22 are generated. Warpage can be suppressed.
  • the film layer 7 of the sensor module 20 of FIG. 3A has the first notch 14, the first weather resistant layer 21 the second notch 62, and the sealing material layer 22 the third notch 64.
  • the explanation was based on the assumption that each was provided.
  • the first notch portion 14 is formed on the film layer 7 of the sensor module 20 shown in FIGS. 3B, 4A and 4B, and the sensor module 30 shown in FIGS. 5A, 5B, 6A and 6B.
  • the first weather resistant layer 21 may be provided with the second notch 62 and the sealing material layer 22 may be provided with the third notch 64.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a sensor module according to Modification 2 of the fifth embodiment.
  • the sensor module 70 is substantially the same as the sensor module 20 (see FIG. 3A) of the second embodiment. Therefore, detailed description of overlapping portions is omitted, and only different portions are described in detail.
  • the film layer 7 of the sensor module 70 is provided with a first notch 14. This is the same as the sensor module 50 of the fifth embodiment. Therefore, a detailed description of the first cutout portion 14 is also omitted here.
  • the first weather-resistant layer 21 is not provided with the second notch. Further, the sealing material layer 22 is also not provided with the third notch.
  • This modification also has the same effect as Modification 1.
  • the first cutout portion 14 is provided in the film layer 7 of the sensor module 20 of FIG. 3A.
  • the first notch portion 14 is formed in the film layer 7 of the sensor module 20 shown in FIGS. 3B, 4A and 4B, and the sensor module 30 shown in FIGS. 5A, 5B, 6A and 6B. Each may be provided.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the sensor module according to the sixth embodiment.
  • the sensor module 80 is substantially the same as the sensor module 20 (see FIG. 3A) of the second embodiment. Therefore, detailed description of overlapping portions is omitted, and only different portions are described in detail.
  • a magnet 82 is disposed on the opposite side of the sealing material layer 22 from the disposed one.
  • the release film 50 is peeled off and the elastic layer 5 is attached to the structure 100
  • the structure 100 is a material having a property of attracting the magnet 82 such as steel
  • the magnet 82 is warped by the film layer 7. It can suppress that the film layer 7 warps by arrange
  • the magnet 82 preferably has a volume of at least ⁇ 2 mm and a height of 1 mm or more in order to obtain a necessary attraction force.
  • the magnet 82 has been described on the premise that the magnet 82 is disposed on the side opposite to the position where the sealing material layer 22 of the first weathering layer 21 is disposed.
  • the position of the magnet 82 is not limited to this. You may arrange
  • the sealing material layer 22 and A magnet 82 may be disposed between at least one of the first weathering layer 21 and the side opposite to the side of the first weathering layer 21 on which the sealing material layer 22 is disposed.
  • Each of the sensor modules 10 to 80 according to the first to sixth embodiments and the modified examples is a sheet module in which a plurality of unit sheets are separated from each other as a unit sheet having at least one sensor 6. 200 may be configured (see FIG. 15).

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Abstract

従来よりもセンサーを構造物に対して容易に取付け可能であると共に取付け品質のバラツキを抑制できるセンサーモジュールを提供する。弾性層と、前記弾性層の少なくとも一部の上方に配置され、構造物の性質に係る物理量を検知するセンサーと、前記弾性層の上方に配置され、前記センサーが取り付けられるフィルム層と、を備えるセンサーモジュール。

Description

センサーモジュール及びシートモジュール
　本開示は、構造物の性質に係る物理量を検知するセンサー等を備えるセンサーモジュール、及び、これを備えるシートモジュールに関する。
　道路、鉄道、港湾、ダム、建築物等の社会資本を構成する構造物の老朽化に対し、適切な維持管理が求められている。例えば、自動車道路や鉄道等における橋梁、トンネル、法面におけるコンクリート壁等においては、外壁の剥落があると大きな事故の原因となるため、定期的な点検及び検査を行い、必要箇所の補修工事が適宜行われている。
　構造物の定期点検等は、従来、センサーを構造物に取り付けることにより行われてきた。特許文献１には、亀裂検出部（センサー）が鋼構造物の表面にスプレー等の塗布により形成される技術が開示される。
特開２００８－１９１１６９号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のセンサーモジュールでは、現場施工であるので、接着材の厚み、気泡の巻き込み等のムラにより、構造物に対する貼付品質のバラツキが生じる可能性がある。
　本開示は、上記実情に鑑み、従来よりもセンサーを構造物に対して容易に取付け可能であると共に取付け品質のバラツキを抑制できるセンサーモジュールを提供することを目的とする。
　本開示の一実施形態に係るセンサーモジュールは、弾性層と前記弾性層の少なくとも一部の上方に配置され、構造物の性質に係る物理量を検知するセンサーと、前記弾性層の上方に配置され、前記センサーが取り付けられるフィルム層と、を備えるセンサーモジュール。
　本開示によれば、従来よりもセンサーが構造物に対して容易に取付け可能であると共に取付け品質のバラツキが抑制される。
本開示の第１実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。 本開示の第１実施形態に係るセンサーモジュールを構造物に固定した様子を示す断面図である。 センサー、配線、端子の平面図である。 第２実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。 第２実施形態に係るセンサーモジュールを構造物に固定した様子を示す断面図である。 第２実施形態の他の例に係るセンサーモジュールの断面図である。 図４Ａのセンサーモジュールを構造物に固定した様子を示す断面図である。 第３実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。 図５Ａのセンサーモジュールを構造物に固定した様子を示す断面図である。 第３実施形態の他の例に係るセンサーモジュールの断面図である。 図６Ａのセンサーモジュールを構造物に固定した様子を示す断面図である。 第４実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。 図７のセンサーモジュールを剥離フィルム側から見た平面図である。 第４実施形態の変形例２に係るセンサーモジュールを剥離フィルム側から見た平面図である。 第５実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。 図１０のセンサーモジュールをフィルム層の第２面側から見た図である。 第５実施形態の変形例１に係るセンサーモジュールの断面図である。 第５実施形態の変形例２に係るセンサーモジュールの断面図である。 第６実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。 シートモジュールの平面図である。
　以下、本開示の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明するが、上下方向が逆転してもよい。
　本明細書において、ある部材又は領域が、他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
第１実施形態
１－１．電子部品モジュールの構成１
　図１Ａは、本開示の第１実施形態に係るセンサーモジュール１０の断面図である。センサーモジュール１０は、弾性層５と、センサー６と、フィルム層７と、を備える。
　本実施形態では、フィルム層７の下方（第１面側）にセンサー６が配置され、センサー６の下方に弾性層５が配置されている。フィルム層７の下にセンサー６が配置されることでセンサー６が守られ、センサー６の下に弾性層５が配置されることでセンサー６が構造物１００に対して容易に取付けられる。以下、フィルム層７、弾性層５、センサー６の順にセンサーモジュール１０の構成要素の各々に関して詳述していく。
１－１－１．フィルム層
　フィルム層７は、湾曲可能であり、平面的に広がる形態もとれ、湾曲した形態もとれる。フィルム層７には、いずれの色彩のものが使用されても良い。なお、フィルム層７として例えば透明の材質のものが使用された場合には、フィルム層７が弾性層５により構造物１００に取付けられることで、構造物１００に亀裂が生じたときにユーザがその構造物１００の亀裂の状態を確認し易くなる利点がある。ここでは、フィルム層７は、後述する弾性層５の全面よりも上方に配置されている。なお、弾性層５がフィルム層７の裏面の一部に設けられる構成であっても良い。
　フィルム層７には、いずれの材質のものが使用されても良いが、本実施例では例えばポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ、ポリイミド、液晶ポリマー等が適用できる。
　また、フィルム層７は、センサー６を、水蒸気や紫外線（ＵＶ）から守る機能を有しても良い。さらに、フィルム層７には厚み方向に孔７ａが形成され、孔７ａには後述するセンサー６に繋がれたワイヤー１１と接続された配線９が配置され、孔７ａから配線９の端子９ａが露出するように構成されても良い。
１－１－２．弾性層
　弾性層５は、粘着性と接着性とを共に有する粘接着層、粘着性を有する粘着層、接着性を有する接着層のうちのいずれの性質を有する層であっても良い。弾性層５がそのような性質であるゆえに、センサーモジュール１０は、簡便に構造物１００に対して貼付することができる。なお、前述の粘着性とは、タックなどと表現されるようなベタつきのように一時的な接着現象を意味し、接着性とは、半永久的な接着現象を意味し、区別されることがある。
　弾性層５の材質には、例えばアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂を含む構成であっても良い。また、弾性層５の材質には、潜在性の硬化剤、紫外線や電子線を照射することで塩基を発生する硬化触媒とメルカプト基を有する硬化剤、フェノール性水酸基を有する硬化剤が含まれても良い。従って、弾性層５は、空気に触れて経時的に硬化する層、光硬化性を有する層、常温で硬化する層、熱硬化性を有する層であっても良いと言える。
　弾性層５は、構造物１００（図１Ｂ参照）に貼付されるときには粘着状態にある。そして、弾性層５は、構造物１００に貼付された後では硬化状態にある。センサーモジュール１０が構造物１００に貼付されるときには粘着状態にあるが、弾性層５は、加熱、光照射（紫外線の波長が望ましい）、電子線照射等されて硬化状態となり、センサーモジュール１０が構造物１００に固定される。
　例えば、施工時には、弾性層５に対して剥離フィルム５０越しに光を照射して、弾性層５の硬化反応を開始させる。光照射からゆっくり硬化が進むので、数時間は粘着性を保っている。光照射後、速やかに弾性層５の一方の面５ａに設けられた剥離フィルム５０を剥離して、弾性層５を構造物１００に付着させる。弾性層５に対して加熱も例に挙げたが、弾性層５が室温によって徐々に硬化する構成でも構わない。弾性層５が硬化するときに、センサーモジュール１０を構造物１００に向かって加圧しても良い。
　弾性層５は、硬化前と硬化後とでは弾性率が異なる。具体的には、温度０℃～４０℃の範囲において、構造物１００に取り付けられていないとき、すなわち硬化前においては、０．０１ＭＰａ以上１０００ＭＰａ未満である。他方、構造物１００に取り付けられた時、すなわち、硬化後においては、１．０ＧＰａ以上１０ＧＰａ未満である。
　弾性層５は、フィルム層７と共に、湾曲可能であり、平面的に広がった形態もとれ、湾曲した形態もとれる。弾性層５の厚さは、５０μｍ～５００μｍ、好ましくは１００μｍ～２５０μｍであればよい。弾性層５は、この範囲内の厚さであれば、センサーモジュール１０を構造物１００に取り付けるのに十分な粘着力を有し、さらに、加熱や光照射等により硬化させた後に高い接着力を有することができる。
　弾性層５の厚さが５０μｍ未満である場合は、弾性層５が薄くなり、粘着力と接着力が不十分になることがある。一方、弾性層５の厚さが５００μｍを超えると、弾性層５に加熱や光照射等をした後の硬化が十分進行しなかったり、硬化時間が長くなったりすることがある。また、弾性層５は、上記厚さの範囲内で±１０μｍ以内のばらつきであることが好ましい。弾性層５の厚さが均一化されていることにより、構造物１００に対するセンサーモジュール１０の取り付け状態のバラツキが低減される。
　弾性層５は、構造物１００に貼付される前には、一方の面５ａ（裏面）に剥離フィルム５０が貼付されていて、他方の面５ｂ（表面）にフィルム層７が貼付されている。他方の面５ｂとフィルム層７との接着力と、一方の面５ａと剥離フィルム５０との接着力とでは、一方の面５ａと剥離フィルム５０との接着力の方が弱いので、剥離フィルム５０が剥がされても、弾性層５がフィルム層７に残った状態となる。剥離フィルム５０は、センサーモジュール１０が構造物１００に貼付される前に、弾性層５から剥離される。剥離フィルム５０が剥離された後は、センサーモジュール１０は、簡便に構造物１００に貼付して使用できる。
１－１－３．センサー
　センサー６は前述の弾性層５の一部の上方に配置される。製造過程では、フィルム層７の下面に接着材層８が形成され、その接着材層８の下面にセンサー６が取り付けられる。そして、この構成の下から弾性層５が形成される。弾性層５の下から剥離フィルム５０が形成される。
　センサー６は構造物１００（図１Ｂ参照）の性質に係る物理量を検知する。このセンサー６は、弾性層５の少なくとも一部の面の上方に配置されれば良いが、弾性層５の全部の面の上方に配置されても良い。
　センサー６の上に接着材層８が形成され、接着材層８の上にフィルム層７が形成される。このことから、フィルム層７の下にセンサー６が配置され、フィルム層７の下面に接着材層８によりセンサー６が取り付けられていることにもなる。こうした構成によれば、センサー６は、フィルム層７により保護される。なお、センサー６は、フィルム層７の上に配置される構成であっても良い（これに関しては、図４、図６を参照しつつ後述する）。以下、センサーモジュール１０を構成する要素に関して詳述する。
　センサー６の種類は、特に特定されなくても良いが、本実施例では例えば、構造物１００の歪みを計測する歪みセンサーが用いられる。また、センサー６として、加速度センサー、熱センサー、温室センサー、ＡＥ（アコースティックエミッション）、音センサー、表面弾性波センサー、超音波センサー、ＧＰＳ（グローバルポジションシステム）センサー、距離センサ（測距センサ）等が使用されても良い。また、前述のセンサーは、単体で使用されても良く、２つ以上が適宜組み合わせられて使用されても良く、全てが使用されても良い。また、一種類のセンサーが複数個使用されても良い。こうしたセンサーのいずれかにより、構造物１００の歪み、振動、熱、環境音、ひび割れ、位置等の変化のいずれかを監視することができる。
　図１Ｂは、図１Ａのセンサーモジュール１０が構造物１００に取付けられた状態を示す断面図である。図１Ｂで示すように、センサーモジュール１０は、弾性層５により構造物１００に固定される。また、センサーモジュール１０が構造物１００に取付けられるときに、弾性層５とフィルム層７の側面に第２耐候性層１６が配置されてもよい。第２耐候性層１６も耐候性を有し、第２耐候性層１６が覆う構成を外部環境から守る機能を有する。特に、第２耐候性層１６は、センサーモジュール１０を構造物１００に取付けた後に、センサーモジュール１０のエッジを保護するために設けられる。また、この第２耐候性層１６は、フィルム層７の表面にまで跨って覆っても良い。第２耐候性層１６としては、ポリシロキサンナノ粒子とＵＶ吸収剤が高密度に分散されたアクリル樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂、ＲＴＶ（Ｒｏｏｍ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）ゴム、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、等が用いられる。
　図２は、センサ６、ワイヤー１１、配線９の平面図である。センサー６は金属抵抗体パターン６Ｘを有する。金属抵抗体パターン６Ｘには、ワイヤー１１、配線９が順に接続されている。例えば、構造物１００に矢印Ｍ方向の引張りの力が作用して伸びる方向に変形すると、金属抵抗体パターン６Ｘが矢印Ｍ方向に伸びる。パターンが伸びると、抵抗体の長さが長くなり、且つ断面積が減少するため抵抗値が大きくなる。このような抵抗値の変化により、構造物１００の変形を検出する。
１－１－４．その他構成
　ここで図１の説明に戻る。センサー６と配線９との間はワイヤー１１で接続される。また、センサー６には、センサー６の検出情報を処理する図示しないデータ処理部が内蔵され、データ処理部から出力される測定データを外部機器に無線で出力する構成が含まれていても良い。また、振動発生素子、太陽電池、蓄電池、電源コントローラを含む電源部が設けられても良い。こうした構成であれば、センサーモジュール１０は、自分で発電して無線で発信し、構造物１００の情報を外部で取得する構成にすることも可能である。
第２実施形態
２－１．電子部品モジュールの構成２
　図３Ａは、第２実施形態に係るセンサーモジュール２０の断面図である。第２実施形態の構成が第１実施形態の構成と異なるのは、センサーモジュール２０が、第１耐候性層２１と、封止材層２２と、を更に備える点である。
２－１－１．第１耐候性層
　第１耐候性層２１（耐候性カバー層ともいう）は、フィルム層７の上方（フィルム層７の上の封止材層２２の上）に配置されてフィルム層７を被覆する。第１耐候性層２１は、耐候性を有する材質で形成され、第１耐候性層２１が覆うものを外部環境から守る機能を有する。第１耐候性層２１には、ポリエチレンテレフタレート、フッ素フィルム等の多層構造で形成されても良い。
　第１耐候性層２１は、水蒸気バリア層やＵＶカット層を有しても良い。水蒸気バリア層は、例えば、ポリエチレンテレフタレート層の上にＳｉＯｘ層を形成することで製造しても良い。ＵＶカット層は、例えば、ポリシロキサンナノ粒子とＵＶ吸収剤が高密度に分散されたアクリル樹脂層などが適用でき、第１耐候性層２１の最も表面に形成しても良い。
２－１－２．封止材層
　封止材層２２は、フィルム層７と第１耐候性層２１との間に配置される。封止材層２２は、フィルム層７の孔７ａ内の配線９を、部分的に封止する。また、封止材層２２は、第１耐候性層２１とフィルム層７との間を接着する接着材として機能する。封止材層２２は、半導体分野で一般的に使われるＢＧＡパッケージ用あるいはベアチップ用アンダーフィル材を用いる事ができ、他にアクリル変性シリコーン樹脂、ＲＴＶ（Ｒｏｏｍ　Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）ゴム、オレフィン樹脂、エバ、ホットメルト系のエポキシ樹脂（熱硬化樹脂）等により形成される。
　第１耐候性層２１には厚み方向に孔２１ａが形成され、封止材層２２には厚み方向に孔２２ａが形成され、これらの孔２１ａと孔２２ａとで孔２３が形成される。孔２３の領域に端子９ａが対向しており、端子９ａが孔２３から露出している。この孔２３が半田等で埋められる等してセンサー６が保護される構成でも良い。
２－２．電子部品モジュールの構成３
２－２－１．第２耐候性層
　図３Ｂは、図３Ａのセンサーモジュール２０が構造物１００に取付けられた状態を示す断面図である。図３Ｂで示すように、センサーモジュール２０は、弾性層５により構造物１００に固定される。また、センサーモジュール２０が構造物１００に取付けられるときに、弾性層５、フィルム層７、封止材層２２、第１耐候性層２１の側面に第２耐候性層１６（耐候性樹脂層ともいう）が配置されてそれらの層を覆っても良い。この第２耐候性層１６は、第１耐候性層２１の表面まで跨って覆っても良い。
　第２耐候性層１６も耐候性を有し、第２耐候性層１６が覆う構成を外部環境から守る機能を有する。特に、第２耐候性層１６は、センサーモジュール１０を構造物１００に取付けた後に、センサーモジュール１０のエッジを保護するために設けられる。
　なお、図４Ａに示されるように、センサー６がフィルム層７の上に接着材層８により貼付される構成であっても良い。ここでは、センサー６は、上方がさらに封止材層２２と第１耐候性層２１で被覆されており、保護されている。また、この構成の場合にも、図４Ｂに示されるように、センサーモジュール２０が構造物１００に固定されるときに、第２耐候性層１６が、弾性層５、フィルム層７、封止材層２２、第１耐候性層２１の側面に配置されてそれらの層を覆うように構成しても良い。この第２耐候性層１６は、第１耐候性層２１の表面まで跨って覆っても良い。
第３実施形態
３－１．電子部品モジュールの構成４
　図５Ａは、第３実施形態に係るセンサーモジュール３０の断面図である。封止材層２２は、フィルム層７と第１耐候性層２１との間に配置され、内部に配線９が配置され、配線９を封止する。また、センサーモジュール３０は、封止材層２２の内部に配置される電子部品３１を備える。電子部品３１は、少なくともアンプ、集積回路、発信機、電池のいずれかを含む。こうした構成であれば、自立発電と無線発信が可能となり、外部に構造物１００の状態の情報を送ることができる。
　また、この場合にも、図５Ｂに示されるように、センサーモジュール３０が構造物１００に固定されるときに、第２耐候性層１６が、弾性層５、フィルム層７、封止材層２２、第１耐候性層２１の側面に配置されてそれらの層を覆うように構成しても良い。この第２耐候性層１６は、第１耐候性層２１の表面まで跨って覆っても良い。
３－２．電子部品モジュールの構成５
　なお、図６Ａに示されるように、センサー６がフィルム層７の上に接着材層８により貼付される構成であっても良い。ここでは、センサー６は、上方が封止材層２２と第１耐候性層２１で被覆されており、保護されている。
　また、この場合にも、図６Ｂに示されるように、センサーモジュール３０が構造物１００に固定されるときに、第２耐候性層１６が、弾性層５、フィルム層７、封止材層２２、第１耐候性層２１の側面に配置されるように構成しても良い。この第２耐候性層１６は、第１耐候性層２１の表面まで跨って覆っても良い。
　第１実施形態乃至第３実施形態のいずれかのセンサーモジュール１０、２０、３０によれば、従来よりも、センサー６を構造物１００に対して容易に取付け可能であると共に、取付け品質のバラツキを抑制できる。また、センサー６の耐久性が向上する。また、特に、直射日光や水分に対するセンサー６の耐久性が向上することで、センサー６の取り付け精度の向上や検知の再現性が向上する。
第４実施形態
　図７及び図８を用いて、第４実施形態に係るセンサーモジュール４０について説明する。図７は、第４実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。図８は、図７のセンサーモジュールを剥離フィルム側から見た平面図である。本実施形態に係るセンサーモジュール４０は、第１実施形態に係るセンサーモジュール１０（図１Ａ参照）と概ね同じである。そこで、重複する箇所についての詳細な説明は省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。
　第４実施形態に係るセンサーモジュール４０は、図１Ａに示すセンサーモジュール１０とは、弾性層５において異なる。すなわち、センサーモジュール４０の弾性層５は、粘接着性を有する第１粘接着層１２と、第１粘接着層１２の周縁に配置された第２粘接着層１２とを含む。図８に示すように、第２粘接着層１３の長辺と第１粘接着層１２の長辺とは、所定の距離ｄ１だけ離れている。言い換えれば、第２粘接着層１３の端部１３ａと第１粘接着層１２の周縁１２ａとは、所定の距離ｄ１だけ離れている。同様に、第２粘接着層１３の短辺と第１粘接着層１２の短辺とは、所定の距離ｄ１だけ離れている。所定の距離ｄ１は、３ｍｍ以上である。より好ましくは、所定の距離ｄ１は、５ｍｍ以上である。
　第２粘接着層１３は、第１粘接着層１２よりも粘着力が強い。具体的には、第２粘接着層１３は粘着力が４（Ｎ／１０ｍｍ）以上、望ましくは９（Ｎ／１０ｍｍ）以上である。ところで、第１粘接着層１２の材質は、例えば、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂を含む。そこで、第２粘接着層１３の材質は、アクリル系樹脂やエポキシ樹脂、ブチルゴムである。なお、第２粘接着層１３は、粘着性のみ有し、硬化しない材料でもよい。
　第１実施形態から第３実施形態と同様に、フィルム層７は、一方の面（第１面）７ｂと第１面とは反対側の面である第２面７ｃを有する。この例では、図７に示すように、センサー６は、フィルム層７の第１面側に配置されている。また、図７及び図８に示すように、センサー６は、フィルム層７と第１粘接着層１２との間に配置されている。
　本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
　ところで、フィルム層７は、その端部から３ｍｍ～１０ｍｍ程度の箇所において製造プロセスやフィルム層７自体の特性（例えば、分子配向）などに起因する反りが生じることがある。そのため、本実施形態に係るセンサーモジュール４０を構造物１００に固定した際に、端部が浮いて剥がれやすくなることがある。本実施形態に係るセンサーモジュール４０は、第１粘接着層１２の周縁に第１粘接着層１２よりも粘着力が強い第２粘接着層１３が配置されている。そして、第２粘接着層１３は、その端部１３ａから第１粘接着層１２の周縁１２ａまでの距離ｄ１が５ｍｍ程度である。センサーモジュールの外周に、粘着力が強い第２粘接着層１３を設けることで、当該反りによるセンサー端部の浮きが生じることを抑制することができる。
変形例１
　以上の第４実施形態に係るセンサーモジュール４０の説明では、第１実施形態の図１Ａのセンサーモジュール１０の弾性層５を第１粘接着層１２と第２粘接着層１３とにすることを前提に説明した。これと同様に、第１実施形態（図１Ｂ）の弾性層５、第２実施形態（図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂ）の弾性層５、第３実施形態（図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂ）の弾性層５を、第１粘接着層１２と第２粘接着層１３としてもよい。これらの変形例においても、それぞれの実施形態における効果に加えて、フィルム層７において生じる反りを抑制することができる。
変形例２
　以上の第４実施形態及び変形例２においては、第２粘接着層１３の端部１３ａから第１粘接着層１２の周縁１２ａまでの距離が、図８に示すように、ｄ１で等距離であることを前提に説明した。もっとも、第２粘接着層１３の端部１３ａから第１粘接着層１２の周縁１２ａまでの距離は、フィルム層７の反りを抑制することができれば、等距離でなくてもよい。ここで、図９は、第４実施形態の変形例２に係るセンサーモジュールを剥離フィルム側から見た平面図である。図９に示すように、第２粘接着層１３の端部１３ａから第１粘接着層１２の周縁１２ａまでの距離がｄ１よりも短いｄ２である箇所や、ｄ１よりも長いｄ３である箇所があってもよい。言い換えれば、図９のように上面視において、第１粘接着層１２や第２粘接着層１３は、凸部や凹部を有していてもよい。また、領域Ａで示すように、第１粘接着層１２と第２粘接着層１３との境界が折れ曲がったジグザグ形状になっていてもよい。これらの変形例においても、それぞれの実施形態における効果に加えて、フィルム層７において生じる反りを抑制することができる。
第５実施形態
　図１０及び図１１を用いて、第５実施形態に係るセンサーモジュール５０について説明する。図１０は、第５実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。図１０のセンサーモジュールをフィルム層の第２面側から見た図である。本実施形態に係るセンサーモジュール５０は、第１実施形態に係るセンサーモジュール１０（図１Ａ参照）と概ね同じである。そこで、重複する箇所についての詳細な説明は省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。
　第５実施形態に係るセンサーモジュール５０は、図１Ａに示すセンサーモジュール１０とは、フィルム層７において異なる。すなわち、センサーモジュール５０のフィルム層７の第２面７ｃには、第１切り欠き部１４が設けられている。図１１に示すように、第１切り欠き部１４は、フィルム層７の端部から所定の距離ｄ１に設けられている。
　第１切り欠き部１４は、フィルム層７の第２面７ｃから、フィルム層７の厚み方向に、フィルム層７の中間よりも第１面７ｂ側に設けられている。言い換えれば、図１０に示す第１切り欠き部１４の深さｄｐ１は、フィルム層７の厚みｄｐ２との関係において、「ｄｐ１＞ｄｐ２／２」との関係が成り立つ。なお、第１切り欠き部１４は、フィルム層７の第２面７ｃに対して、カッターなどの鋭利な物体によって切り込むことによって形成することが可能である。
　本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
　フィルム層７は、フィルム層７の端部からｄ１の距離から反りが生じ始める。そこで、フィルム層７の端部から所定の距離ｄ１に第１切り欠き部１４を設けることによって、当該反りが生じることを抑止することができる。
　以上の説明では、図１Ａに示すセンサーモジュール１０のフィルム層７に第１切り欠き部１４を設けたことを前提に説明した。もっとも、これと同様に、図１Ｂに示すセンサーモジュール１０のフィルム層７に、第１切り欠き部１４を設けてもよい。
変形例１
　図１２を用いて、第５実施形態の変形例に係るセンサーモジュール６０について説明する。図１２は、第５実施形態の変形例１に係るセンサーモジュールの断面図である。センサーモジュール６０は、第２実施形態のセンサーモジュール２０（図３Ａ参照）と概ね同じである。そこで、重複する箇所についての詳細な説明は省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。また、センサーモジュール６０のフィルム層７に、第１切り欠き部１４が設けられている点は、第５実施形態のセンサーモジュール５０と同じである。そこで、第１切り欠き部１４に関する詳細な説明についても、ここでは省略する。
　第１耐候性層２１には、厚み方向に当該第１耐候性層２１を貫通する第２切り欠き部６２が設けられている。同様に、封止材層２２には、厚み方向に当該封止材層２２を貫通する第３切り欠き部６４が設けられている。第２切り欠き部６２は、第１耐候性層２１の端部から所定の距離ｄ１に設けられている。同様に、第３切り欠き部６４は、封止材層２２の端部から所定の距離ｄ１に設けられている。すなわち、第３切り欠き部６４は、第１切り欠き部１４及び第２切り欠き部６２と接続しているといえる。
　本変形例においても、第２実施形態と同様の効果を奏する。
　前述のとおり、フィルム層７は、フィルム層７の端部からｄ１の距離から反りが生じ始める。そして、フィルム層７の第２面側に配置された封止材層２２及び第１耐候性層２１は、フィルム層７の反りに伴って反ってしまう。そこで、前述の位置に第１切り欠き部１４、第２切り欠き部６２及び第３切り欠き部６４をそれぞれ設けることによって、フィルム層７、第１耐候性層２１及び封止材層２２に生じる反りを抑制することができる。
　以上の説明では、図３Ａのセンサーモジュール２０のフィルム層７に、第１切り欠き部１４、第１耐候性層２１に第２切り欠き部６２、封止材層２２に第３切り欠き部６４をそれぞれ設けたことを前提に説明した。もっとも、これと同様に、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示すセンサーモジュール２０、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂに示すセンサーモジュール３０のフィルム層７に、第１切り欠き部１４、第１耐候性層２１に第２切り欠き部６２、封止材層２２に第３切り欠き部６４をそれぞれ設けてもよい。
変形例２
　図１３を用いて、第５実施形態の変形例に係るセンサーモジュール７０について説明する。図１３は、第５実施形態の変形例２に係るセンサーモジュールの断面図である。センサーモジュール７０は、第２実施形態のセンサーモジュール２０（図３Ａ参照）と概ね同じである。そこで、重複する箇所についての詳細な説明は省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。
　センサーモジュール７０のフィルム層７には、第１切り欠き部１４が設けられている。この点については、第５実施形態のセンサーモジュール５０と同じである。そこで、第１切り欠き部１４に関する詳細な説明についても、ここでは省略する。他方、変形例１に係るセンサーモジュール６０と異なり、第１耐候性層２１には、第２切り欠き部は設けられていない。また、封止材層２２にも、第３切り欠き部は設けられていない。
　本変形例においても、変形例１と同様の効果を奏する。
　以上の説明では、図３Ａのセンサーモジュール２０のフィルム層７に、第１切り欠き部１４を設けたことを前提に説明した。もっとも、これと同様に、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示すセンサーモジュール２０、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂに示すセンサーモジュール３０のフィルム層７に、第１切り欠き部１４をそれぞれ設けてもよい。
変形例３
　以上の第５実施形態及び変形例においては、第１切り欠き部１４、第２切り欠き部６２及び第３切り欠き部６４は、それぞれ連続的に設けられていることを前提に説明した（例えば、図１１参照）。もっとも、第１切り欠き部１４、第２切り欠き部６２及び第３切り欠き部６４は、ミシン目のように断続的に設けられていてもよい。本変形例においても、第５実施形態と同様の効果を奏する。
第６実施形態
　図１４を用いて、第６実施形態に係るセンサーモジュール８０について説明する。図１４は、第６実施形態に係るセンサーモジュールの断面図である。センサーモジュール８０は、第２実施形態のセンサーモジュール２０（図３Ａ参照）と概ね同じである。そこで、重複する箇所についての詳細な説明は省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。
　センサーモジュール８０の第１耐候性層２１には、封止材層２２が配置されているのとは反対側にマグネット８２が配置されている。剥離フィルム５０を剥離して、弾性層５を構造物１００に付着させる場合、当該構造物１００が鋼材などのマグネット８２を引き寄せる性質を有する材質であるときには、マグネット８２を、フィルム層７の反りが生じる箇所に配置することによって、フィルム層７に反りが生じることを抑制することができる。なお、マグネット８２は、必要な吸引力を得るため、少なくとも、Φ２ｍｍ、高さ１ｍｍ以上の体積を有することが望ましい。
　本実施形態においても、第２実施形態と同様の効果を奏する。加えて、本実施形態においては、フィルム層７に反りが生じることを抑制することができる。
変形例
　以上の第６実施形態では、マグネット８２は、第１耐候性層２１の封止材層２２が配置されているのとは反対側に配置されていることを前提に説明した。もっとも、マグネット８２の位置はこれに限定されるものではない。フィルム層７と封止材層２２との間に配置されてもよいし、封止材層２２と第１耐候性層２１との間に配置されてもよい。これらの場合であっても、第６実施形態と同様の効果を奏する。
　以上の第６実施形態及び変形例においては、図３Ａの第２実施形態のセンサーモジュール２０にマグネット８２を配置することを前提に説明した。もっとも、これに限定されるものではない。図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂに示すセンサーモジュール２０、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ及び図６Ｂに示すセンサーモジュール３０のフィルム層７と封止材層２２との間、封止材層２２と第１耐候性層２１との間、第１耐候性層２１の封止材層２２が配置される側とは反対側の少なくとも一つに、マグネット８２を配置してもよい。
　なお、第１実施形態から第６実施形態、各変形例のセンサーモジュール１０から８０の各々は、センサー６を少なくとも１つを有する単位シートとして、単位シートが互いに分離可能に複数結合されたシートモジュール２００として構成されても良い（図１５参照）。
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０　センサーモジュール
５　　弾性層
６　　センサー
７　　フィルム層
８　　接着材層
９　　配線
１６　第２耐候性層
２１　第１耐候性層
２２　封止材層
３１　電子部品

Claims (24)

  1. 　第１面及び前記第１面とは反対側の面である第２面を有するフィルム層と、
    　前記フィルム層の前記第１面側に配置された弾性層と、
    　前記フィルム層の前記第１面側又は前記第２面側に配置された、構造物の性質に係る物理量を検知するセンサーと、
    　を備えるセンサーモジュール。
  2. 　前記弾性層は、粘接着性を有する粘接着層である請求項１に記載のセンサーモジュール。
  3. 　前記弾性層は、粘接着性を有する第１粘接着層と、当該第１粘接着層の周縁に配置され前記第１粘接着層よりも粘着力が強い第２粘接着層とを含み、
    　前記センサーは、前記フィルム層と前記第１粘接着層との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のセンサーモジュール。
  4. 　前記フィルム層の前記第２面に、前記フィルム層の端部から所定の距離に設けられた第１切り欠き部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のセンサーモジュール。
  5. 　前記第１切り欠き部は、前記フィルム層の前記第２面から、前記フィルム層の厚み方向に、前記フィルム層の中間よりも前記第１面側まで設けられていることを特徴とする請求項４に記載のセンサーモジュール。
  6. 　前記センサーは、前記構造物の歪みを計測する歪みセンサー、加速度センサー、熱センサー、温湿センサー、アコースティックエミッションセンサーのいずれかを含む請求項１に記載のセンサーモジュール。
  7. 　前記フィルム層と前記弾性層は、透明である請求項１に記載のセンサーモジュール。
  8. 　前記フィルム層には厚み方向に孔が形成され、前記孔には前記センサーの配線が通され、前記孔から前記配線の端子が露出するように構成される請求項１に記載のセンサーモジュール。
  9. 　前記フィルム層の前記第２面側に配置されて前記フィルム層を被覆し、耐候性を有する第１耐候性層をさらに備える請求項８に記載のセンサーモジュール。
  10. 　前記フィルム層と前記第１耐候性層との間に配置される封止材層をさらに備える請求項９に記載のセンサーモジュール。
  11. 　前記第１耐候性層は、厚み方向に当該第１耐候性層を貫通する第２切り欠き部をさらに含み、
    　前記第２切り欠き部は、前記第１耐候性層の端部から所定の距離に設けられ、前記第１切り欠き部と接続することを特徴とする請求項１０に記載のセンサーモジュール。
  12. 　前記封止材層は、厚み方向に当該封止材層を貫通する第３切り欠き部をさらに含み、
    　前記第３切り欠き部は、前記封止材層の端部から所定の距離に設けられ、前記第１切り欠き部及び前記第２切り欠き部と接続することを特徴とする請求項１１に記載のセンサーモジュール。
  13. 　前記フィルム層と前記封止材層との間、前記封止材層と前記第１耐候性層との間、及び前記第１耐候性層の前記フィルム層が配置される側とは反対側の少なくとも一つに、前記構造体に引き寄せられる性質を有するマグネットをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のセンサーモジュール。
  14. 　前記封止材層は、内部に前記配線が配置される請求項１１に記載のセンサーモジュール。
  15. 　前記第１耐候性層及び前記封止材層には厚み方向に孔が形成され、前記孔から前記配線の端子が露出するように構成される請求項１４に記載のセンサーモジュール。
  16. 　前記封止材層の内部に配置される電子部品を備える請求項１１に記載のセンサーモジュール。
  17. 　前記フィルム層及び前記弾性層の側面に配置されて前記フィルム層及び前記弾性層を被覆し、耐候性を有する第２耐候性層を備える請求項１に記載のセンサーモジュール。
  18. 　前記電子部品は、少なくともアンプ、集積回路、発信機、電池のいずれかを含む請求項１６に記載のセンサーモジュール。
  19. 　前記フィルム層は、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレートのいずれかを含む請求項１に記載のセンサーモジュール。
  20. 　前記弾性層は、光硬化性を有する層である請求項２に記載のセンサーモジュール。
  21. 　前記弾性層は、アクリル系樹脂又はエポキシ系樹脂を含む請求項２０に記載のセンサーモジュール。
  22. 　前記第１耐候性層及び前記封止材層が透明である請求項１０に記載のセンサーモジュール。
  23. 　前記第２耐候性層が透明である請求項１７に記載のセンサーモジュール。
  24. 　請求項１に記載のセンサーモジュールの各々は、前記センサーを少なくとも１つを有する単位シートであり、前記単位シートが互いに分離可能に複数結合されたシートモジュール。
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