WO2022181254A1 - 荷重センサ - Google Patents

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WO2022181254A1
WO2022181254A1 PCT/JP2022/003793 JP2022003793W WO2022181254A1 WO 2022181254 A1 WO2022181254 A1 WO 2022181254A1 JP 2022003793 W JP2022003793 W JP 2022003793W WO 2022181254 A1 WO2022181254 A1 WO 2022181254A1
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conductive
elastic body
conductive elastic
load sensor
load
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PCT/JP2022/003793
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祐太 森浦
進 浦上
玄 松本
洋大 松村
博之 古屋
唯 相原
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G01L1/146—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors for measuring force distributions, e.g. using force arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators

Definitions

  • the present invention relates to a load sensor that detects an externally applied load based on changes in capacitance.
  • Load sensors are widely used in fields such as industrial equipment, robots and vehicles. 2. Description of the Related Art In recent years, along with the development of computer control technology and the improvement of design, the development of electronic devices such as humanoid robots and interior parts of automobiles that use free-form surfaces in various ways is progressing. Accordingly, it is required to mount high-performance load sensors on each free-form surface.
  • Patent Document 1 discloses a first conductive member made of a sheet-like conductive rubber, a linear second conductive member sandwiched between the first conductive member and a base material, and a second conductive member.
  • a pressure sensitive element is described that includes a dielectric formed to cover a member. In this configuration, as the load increases, the contact area between the first conductive member and the dielectric increases, and accordingly the capacitance between the first conductive member and the second conductive member increases. Therefore, the load applied to the pressure-sensitive element can be detected by detecting the capacitance value between the first conductive member and the second conductive member.
  • the first conductive member deforms only in the circumferential direction of the second conductive member as the load increases, so the relationship between the load and the capacitance becomes curved.
  • the relationship between the load and the capacitance be linear.
  • an object of the present invention is to provide a load sensor capable of making the relationship between load and capacitance more linear.
  • a main aspect of the present invention relates to a load sensor.
  • the load sensor according to this aspect includes a first base material and a second base material arranged to face each other, a conductive elastic body arranged on the facing surface of the first base material, the second base material and the A linear conductive member disposed between the conductive elastic body and a dielectric disposed between the conductive elastic body and the conductive member.
  • the conductive member has a bent shape bent in a direction toward the conductive elastic body.
  • the conductive elastic body bends not only in the circumferential direction of the conductive member but also in the longitudinal direction of the conductive member. Deform along the shape. As a result, compared to the case where the conductive member is not bent, the change in capacitance with respect to the load is less likely to saturate, and the change can be made more linear.
  • FIG. 1(a) is a perspective view schematically showing a lower base material and a conductive elastic body placed on the facing surface of the lower base material according to Embodiment 1.
  • FIG. 1(b) is a perspective view schematically showing a conductor wire, an insulating member, and a thread according to Embodiment 1.
  • FIG. FIGS. 2A and 2B are diagrams schematically showing procedures for creating a structure composed of conductor wires and insulating members, respectively, according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a perspective view schematically showing an upper base material and a conductive elastic body placed on the facing surface of the upper base material according to Embodiment 1.
  • FIG. 3B is a perspective view schematically showing the assembled load sensor according to the first embodiment.
  • FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between conductive elastic bodies and conductor wires when viewed in the positive direction of the Y-axis according to the first embodiment.
  • FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between conductive elastic bodies and conductor wires when viewed in the negative direction of the X-axis according to the first embodiment.
  • 6 is a plan view schematically showing the internal configuration of the load sensor according to the first embodiment;
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams schematically showing the configuration of the load sensor of the embodiment used in the verification, respectively, relating to the verification of the first embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams schematically showing the configuration of a load sensor of a comparative example used in the verification according to the verification of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the load and the capacitance obtained in the verification according to the verification of the first embodiment.
  • FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between conductive elastic bodies and conductor wires, respectively, according to the second embodiment.
  • 11 is a plan view schematically showing the internal configuration of the load sensor according to the second embodiment;
  • FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the vicinity of the intersection between the conductive elastic body and the conductor wire according to the third embodiment.
  • FIG. 13A and 13B are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between conductive elastic bodies and conductor wires, respectively, according to Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 14 is a perspective view schematically showing a configuration in which conductor wires are arranged according to the fourth embodiment.
  • 15A and 15B are cross-sectional views schematically showing the vicinity of the intersection between the conductive elastic body and the conductive member, respectively, according to the fifth embodiment.
  • the load sensor according to the present invention can be applied to a management system that performs processing according to the applied load and a load sensor for electronic equipment.
  • management systems include inventory management systems, driver monitoring systems, coaching management systems, security management systems, nursing care and childcare management systems.
  • a load sensor installed on the inventory shelf detects the load of the loaded inventory, and detects the type and number of products on the inventory shelf.
  • a load sensor provided in the refrigerator detects the load of the food in the refrigerator, and detects the type of food in the refrigerator and the number and amount of the food. As a result, it is possible to automatically propose a menu using the food in the refrigerator.
  • a load sensor provided in the steering device monitors the driver's load distribution on the steering device (eg gripping force, gripping position, pedaling force).
  • a load sensor provided on the vehicle seat monitors the load distribution (for example, the position of the center of gravity) of the driver on the vehicle seat while the driver is seated. As a result, the driver's driving state (drowsiness, psychological state, etc.) can be fed back.
  • the load distribution on the soles of the feet is monitored by load sensors provided on the soles of the shoes. As a result, it is possible to correct or guide the user to an appropriate walking state or running state.
  • a load sensor installed on the floor detects the load distribution when a person passes through, and detects the weight, stride length, passing speed, shoe sole pattern, and so on. This makes it possible to identify a passing person by collating this detection information with the data.
  • load sensors installed on bedding and toilet seats monitor the load distribution of the human body on bedding and toilet seats. As a result, it is possible to estimate what kind of action the person is trying to take at the position of the bedding and toilet seat, and prevent overturning and falling.
  • Examples of electronic devices include in-vehicle devices (car navigation systems, audio equipment, etc.), home appliances (electric pots, IH cooking heaters, etc.), smartphones, electronic paper, e-book readers, PC keyboards, game controllers, smart watches, wireless Examples include earphones, touch panels, electronic pens, penlights, glowing clothes, and musical instruments.
  • An electronic device is provided with a load sensor in an input section that receives an input from a user.
  • the load sensors in the following embodiments are capacitive load sensors that are typically provided in the management systems and load sensors of electronic devices as described above. Such a load sensor may also be called a “capacitive pressure sensor element”, a “capacitive pressure detection sensor element”, a “pressure sensitive switch element”, or the like. Also, the load sensor in the following embodiments is connected to a detection circuit, and the load sensor and the detection circuit constitute a load detection device.
  • the following embodiment is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.
  • the Z-axis direction is the height direction of the load sensor 1 .
  • FIG. 1(a) is a perspective view schematically showing the base material 11 and the conductive elastic body 12 installed on the facing surface 11a (surface on the Z-axis positive side) of the base material 11.
  • FIG. 1(a) is a perspective view schematically showing the base material 11 and the conductive elastic body 12 installed on the facing surface 11a (surface on the Z-axis positive side) of the base material 11.
  • the base material 11 is an elastic insulating member and has a flat plate shape parallel to the XY plane.
  • the thickness of the base material 11 in the Z-axis direction is, for example, 0.01 mm to 2 mm.
  • the elastic modulus of the base material 11 is, for example, 0.01 MPa to 10 MPa.
  • the base material 11 is made of a non-conductive resin material or a non-conductive rubber material.
  • the resin material used for the base material 11 is selected from the group consisting of, for example, styrene-based resins, silicone-based resins (for example, polydimethylpolysiloxane (PDMS), etc.), acrylic-based resins, rotaxane-based resins, urethane-based resins, and the like. is at least one resin material.
  • Examples of rubber materials used for the base material 11 include silicone rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, polyisobutylene, ethylene propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, fluororubber, At least one rubber material selected from the group consisting of epichlorohydrin rubber, urethane rubber, natural rubber, and the like.
  • the conductive elastic body 12 is formed on the facing surface 11a of the base material 11 (the surface on the Z-axis positive side). In FIG. 1A, three conductive elastic bodies 12 are formed on the facing surface 11a of the substrate 11. In FIG. The conductive elastic body 12 is a conductive member having elasticity. Each conductive elastic body 12 has a belt-like shape that is long in the Y-axis direction, and is arranged side by side in the X-axis direction at predetermined intervals. A cable 12 a electrically connected to the conductive elastic body 12 is installed at the Y-axis negative side end of each conductive elastic body 12 .
  • the width of the conductive elastic bodies 12 in the X-axis direction is, for example, 2 mm to 50 mm, and the gap between adjacent conductive elastic bodies 12 is, for example, 1 mm to 5 mm.
  • the width of the conductive elastic bodies 12 in the X-axis direction is 10 mm, and the gap between adjacent conductive elastic bodies 12 is 2 mm.
  • the elastic modulus of the conductive elastic body 12 is, for example, 0.1 MPa to 10 MPa.
  • the electrical resistivity of the conductive elastic body 12 is, for example, 100 ⁇ cm or less.
  • the conductive elastic body 12 is formed on the opposing surface 11a of the base material 11 by a printing method such as screen printing, gravure printing, flexographic printing, offset printing, and gravure offset printing. According to these printing methods, it is possible to form the conductive elastic body 12 on the facing surface 11a of the substrate 11 with a thickness of about 0.001 mm to 0.5 mm.
  • the conductive elastic body 12 is composed of a resin material and conductive filler dispersed therein, or a rubber material and conductive filler dispersed therein.
  • the resin material used for the conductive elastic body 12 is the same as the resin material used for the substrate 11 described above, for example, styrene resin, silicone resin (polydimethylpolysiloxane (eg, PDMS), etc.), acrylic resin, At least one resin material selected from the group consisting of rotaxane-based resins, urethane-based resins, and the like.
  • the rubber material used for the conductive elastic body 12 is the same as the rubber material used for the substrate 11 described above, for example, silicone rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, polyisobutylene, ethylene. At least one rubber material selected from the group consisting of propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, fluororubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber, natural rubber, and the like.
  • Conductive fillers used for the conductive elastic body 12 include, for example, Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), C (carbon), ZnO (zinc oxide), In 2 O 3 (indium oxide (III) ), and metal materials such as SnO 2 (tin (IV) oxide), and PEDOT:PSS (that is, a composite of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS)). It is at least one material selected from the group consisting of conductive polymer materials such as metal-coated organic fibers and metal wires (fiber state).
  • FIG. 1(b) is a perspective view schematically showing conductor wires 13, insulating members 14 and threads 15 arranged in the structure of FIG. 1(a).
  • the conductor wire 13 and the insulating member 14 have a linear shape.
  • the conductor wire 13 extends in the X-axis direction, and the insulating member 14 extends in the Y-axis direction.
  • the conductor lines 13 are arranged side by side in the Y-axis direction at predetermined intervals.
  • the insulating members 14 are arranged in the X-axis direction at predetermined intervals, and arranged in the center of the conductive elastic body 12 in the X-axis direction.
  • six conductor wires 13 and three insulating members 14 are combined to form a mesh (mesh structure) to form a mesh structure 32 .
  • FIG. 1 2(a) and (b) are diagrams schematically showing the procedure for creating the structure 32.
  • FIG. 2(a) and (b) are diagrams schematically showing the procedure for creating the structure 32.
  • a plurality of conductive members 13a and a plurality of insulating members 14 are arranged so as to perpendicularly cross each other. At this time, among a plurality of intersections where the conductive member 13a and the insulating member 14 intersect, an intersection 41 where the conductive member 13a is positioned below the insulating member 14 (negative side of the Z-axis), and an intersection 41 where the conductive member 13a is positioned above the insulating member 14 ( A plurality of conductive members 13a and a plurality of insulating members 14 are assembled in a matrix such that intersections 42 located on the Z-axis positive side) are alternately arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the conductive member 13a is made of, for example, a conductive metal material.
  • the conductive member 13a may be configured by a core wire made of glass and a conductive layer formed on its surface, or may be configured by a core wire made of resin and a conductive layer formed on its surface.
  • the conductive member 13a is made of aluminum.
  • a gap between adjacent conductive members 13a is, for example, 5 mm.
  • the insulating member 14 is an insulating member, and is made of, for example, acrylic resin or nylon resin.
  • the gap between adjacent insulating members 14 is set to a value obtained by adding the width of the conductive elastic bodies 12 in the X-axis direction and the gap between the adjacent conductive elastic bodies 12, for example, 12 mm.
  • the plurality of conductive members 13a and the plurality of insulating members 14 are assembled in a net shape in plan view, thereby assembling the structure 31 shown in FIG. 2(a).
  • an anodizing treatment (alumite treatment) is performed on the structure 31 in FIG. 2(a).
  • the structure 31 of FIG. 2(a) is immersed in an inorganic acid solution such as sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, boric acid, or an organic acid solution, and is appropriately heated under conditions of 0° C. to 80° C.
  • a voltage (1-500V) is applied.
  • a dielectric film 13b made of aluminum oxide (alumina) is formed on the surface of the conductive member 13a made of aluminum.
  • Dielectric 13b has electrical insulation.
  • the conductor line 13 is formed by the conductive member 13a and the dielectric 13b formed on the surface of the conductive member 13a.
  • the diameter of the conductor wire 13 is, for example, 0.1 mm to 2 mm.
  • the thickness of dielectric 13b is, for example, 20 nm to 10 ⁇ m.
  • the insulating member 14 Since the insulating member 14 is made of a resin material, it does not react to the anodizing treatment and does not change substantially before and after the anodizing treatment.
  • the dielectric 13b is not formed on the end of the conductive member 13a on the negative side of the X axis. Therefore, the anodizing treatment is performed so that the end of the conductive member 13a on the negative side of the X-axis is not immersed in the anodizing solution.
  • the structure 31 of FIG. 2(a) is anodized (anodized) to complete a net-like structure 32 as shown in FIG. 2(b).
  • the structure 32 shown in FIG. 2(b) is placed on top of the three conductive elastic bodies 12 shown in FIG. 1(a). Subsequently, two conductor wires 13 adjacent to each other in the Y-axis direction are installed on the base material 11 by the thread 15 .
  • 12 threads 15 connect the conductor wires 13 to the base material 11 at positions other than the position where the conductive elastic body 12 and the conductor wires 13 overlap.
  • the thread 15 is composed of chemical fibers, natural fibers, mixed fibers thereof, or the like.
  • FIG. 3(a) schematically shows a base material 21 placed on top of the base material 11, and a conductive elastic body 22 placed on the opposing surface 21a (the surface on the Z-axis negative side) of the base material 21.
  • FIG. 1 is a perspective view shown in FIG.
  • the base material 21 has the same size and shape as the base material 11 and is made of the same material as the base material 11 .
  • the conductive elastic body 22 is formed at a position facing the conductive elastic body 12 on the facing surface 21a (surface on the Z-axis negative side) of the base material 21, and is arranged side by side in the X-axis direction with a predetermined interval. there is
  • the conductive elastic body 22 has the same size and shape as the conductive elastic body 12 and is made of the same material as the conductive elastic body 12 .
  • the conductive elastic body 22 is formed on the Z-axis negative side surface of the base material 21 by a predetermined printing method, similarly to the conductive elastic body 12 .
  • a cable 22a electrically connected to the conductive elastic body 22 is installed at the end of each conductive elastic body 22 on the Y-axis negative side.
  • FIG. 3(b) is a perspective view schematically showing a state in which the structure of FIG. 3(a) is installed on the structure of FIG. 1(b).
  • the structure shown in FIG. 3(a) is arranged from above (Z-axis positive side) the structure shown in FIG. 1(b).
  • the substrates 11 and 21 are arranged so that the facing surfaces 11a and 21a face each other, and the conductive elastic bodies 12 and 22 are arranged so as to overlap each other.
  • the base material 11 and the base material 21 are fixed by connecting the outer four sides of the base material 21 to the outer four sides of the base material 11 with a silicone rubber adhesive, thread, or the like.
  • the structure 32 (six conductor wires 13 and three insulating members 14 ) is sandwiched between the three conductive elastic bodies 12 and the three conductive elastic bodies 22 .
  • the load sensor 1 is completed as shown in FIG. 3(b).
  • FIGS. 4(a) and 4(b) are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between the conductive elastic bodies 12 and 22 and the conductor wire 13 when viewed in the positive direction of the Y-axis.
  • FIG. 4(a) shows a state in which no load is applied
  • FIG. 4(b) shows a state in which a load is applied.
  • the conductor wire 13 and the conductive member 13a are supported by the insulating member 14 in a meandering shape in the direction in which the conductor wire 13 extends (the X-axis direction). (amplitude shape). That is, in the conductor wire 13 and the conductive member 13a, the flexed shape in which the conductive elastic body 12 is bent and the flexed shape in which the conductive elastic body 22 is bent are arranged alternately in the X-axis direction. have a shape.
  • the insulating member 14 maintains the bent shape of the conductor wire 13 .
  • the vicinity of the intersection between the conductive elastic bodies 12 and 22 and the conductor wire 13 corresponds to one sensor section A whose capacitance changes according to the load.
  • a plurality of sensor units A are provided within the measurement area of the load sensor 1 . The arrangement of the sensor section A will be described later with reference to FIG.
  • FIGS. 5(a) and 5(b) are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between the conductive elastic bodies 12 and 22 and the conductor wire 13 when viewed in the negative direction of the X-axis.
  • FIG. 5(a) shows a state in which no load is applied
  • FIG. 5(b) shows a state in which a load is applied.
  • the vicinity of the intersection between the conductive elastic bodies 12 and 22 and two adjacent conductor lines 13 corresponds to one sensor section A.
  • the conductor wire 13 located between the conductive elastic body 12 and the insulating member 14 is wrapped in the conductive elastic body 12 and becomes conductive elastically.
  • the contact area between the conductor wire 13 and the conductive elastic body 12 is increased by being brought closer to the body 12 .
  • the conductor wire 13 located between the conductive elastic body 22 and the insulating member 14 is brought close to the conductive elastic body 22 so as to be wrapped in the conductive elastic body 22, and the distance between the conductive wire 13 and the conductive elastic body 22 is reduced. Increase contact area.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing the internal configuration of the load sensor 1 when viewed in the Z-axis negative direction.
  • illustration of the thread 15 is omitted for the sake of convenience.
  • nine sensor units arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction are set. Specifically, nine regions obtained by dividing the measurement region into three in the X-axis direction and dividing it into three in the Y-axis direction are assigned to nine sensor units.
  • the boundary of each sensor section is in contact with the boundary of the adjacent sensor section.
  • the nine sensor parts correspond to nine positions where the conductive elastic bodies 12, 22 and two adjacent conductor wires 13 (a pair of conductor wires 13) intersect, and are shown in FIGS. It has the same configuration as the sensor section A shown in (b).
  • nine sensor portions A11, A12, A13, A21, A22, A23, A31, A32, A33 whose capacitance changes according to the load are formed at nine positions.
  • Each sensor unit includes conductive elastic bodies 12 and 22 and a pair of conductor wires 13.
  • the pair of conductor wires 13 constitute one pole (for example, an anode) of capacitance
  • the conductive elastic bodies 12 and 22 are: constitute the other pole of the capacitance (eg the cathode). That is, the conductive member 13a (see FIGS. 4A to 5B) in the pair of conductor wires 13 constitutes one electrode of the load sensor 1 (capacitive load sensor), and is a conductive elastic body. 12 and 22 constitute the other electrode of the load sensor 1 (capacitive load sensor), and the dielectric 13b (see FIGS. 4A to 5B) in the pair of conductor wires 13 is It corresponds to the dielectric that defines the capacitance in the load sensor 1 (capacitive load sensor).
  • the X-axis negative side end of the pair of conductor wires 13, the Y-axis negative side end of the cable 12a, and the Y-axis negative side end of the cable 22a are connected to a detection circuit installed for the load sensor 1. Connected.
  • the conductive members 13a in the pair of conductor wires 13 are connected to each other in the detection circuit, and the cables 12a and 22a are connected to each other in the detection circuit.
  • the cables 12a, 22a drawn out from the three pairs of conductive elastic bodies 12, 22 are called lines L11, L12, L13, and the conductive member 13a in the three pairs of conductor wires 13 is called line L21. , L22 and L23.
  • the positions where the conductive elastic bodies 12 and 22 connected to the line L11 intersect with the lines L21, L22 and L23 are the sensor parts A11, A12 and A13, respectively, and the conductive elastic bodies 12 and 22 connected to the line L12 , lines L21, L22, and L23 are the sensor portions A21, A22, and A23, respectively. , sensor portions A31, A32, and A33.
  • the contact area between the pair of conductor wires 13 and the conductive elastic bodies 12, 22 increases in the sensor portion A11. Therefore, by detecting the capacitance between the line L11 and the line L21, the load applied to the sensor portion A11 can be calculated. Similarly, in another sensor section, the load applied to the other sensor section can be calculated by detecting the capacitance between two intersecting lines in the other sensor section.
  • 7(a) and (b) are diagrams schematically showing the configuration of the load sensor 1 of the embodiment used in the verification.
  • 7A and 7B are cross-sectional views schematically showing the vicinity of the intersection between the conductive elastic body 12 and the conductor wire 13 when viewed in the positive direction of the Y-axis and the negative direction of the X-axis, respectively.
  • one conductive elastic body 12 is arranged on the base material 11, and the conductive elastic body 22 on the side of the base material 21 is omitted.
  • One conductor wire 13 was arranged between the conductive elastic body 12 and the base material 21 .
  • the diameter of the conductor wire 13 was set to 0.3 mm. In this experiment, only one sensor portion A was formed.
  • FIGS. 8(a) and 8(b) are diagrams schematically showing the configuration of the load sensor 2 of the comparative example used in the verification.
  • 8(a) and 8(b) are cross-sectional views schematically showing the vicinity of the intersection between the conductive elastic body 12 and the conductor wire 13 when viewed in the positive direction of the Y-axis and the negative direction of the X-axis, respectively.
  • the insulating member 14 is omitted compared to the configuration of FIGS.
  • the line 13 extends linearly in the X-axis direction.
  • a load is applied to the load sensor 1 shown in FIGS. 7(a) and (b) and the load sensor 2 shown in FIGS. 8(a) and (b). was calculated by simulation.
  • the load sensor 2 shown in FIGS. 8A and 8B was actually produced, and a load was actually applied to the produced load sensor 2.
  • the gap between the conductive elastic body 12 and the conductive member 13a The capacitance was measured.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the load and the capacitance obtained by verification.
  • the horizontal axis indicates load (N), and the vertical axis indicates capacitance (pF).
  • the inflection point of the curve showing the relationship between the load and the capacitance is located near 5N to 8N.
  • the applied load reaches the inflection point, even if a further load is applied, the capacitance hardly increases, and the change in capacitance becomes saturated.
  • the inflection point is a small value of 5N to 8N, the dynamic range of detectable load is narrow.
  • the inflection point of the curve is positioned at a value greater than 50N. Therefore, in the embodiment, since the inflection point is a larger value than in the comparative example, the dynamic range of the detectable load is wider than in the comparative example.
  • Embodiment 1 According to Embodiment 1, the following effects are achieved.
  • the conductive member 13a has a bent shape bent in the direction toward the conductive elastic body 12.
  • the conductive elastic body 12 when a load is applied, the conductive elastic body 12 only deforms in the circumferential direction (Y-axis direction) of the conductive member 13a as shown in FIG. Instead, as shown in FIG. 4B, the conductive member 13a is also deformed in the longitudinal direction (X-axis direction) along the bent shape.
  • the conductive elastic body 12 is deformed not only in the Y-axis direction but also in the X-axis direction due to the bending shape of the conductive member 13a, so that the contact area between the conductor wire 13 and the conductive elastic body 12 changes more gradually. and the contact area changes over a wider range of loads.
  • the change in capacitance with respect to the load is less likely to saturate, and the change can be made more linear.
  • the conductive elastic body 22 is arranged on the facing surface 21a of the base material 21 so as to face the conductive elastic body 12, and the conductive member 13a is bent in the direction toward the conductive elastic body 22. It has a bending shape.
  • the conductive member 13a toward the conductive elastic body 12 and the conductive elastic body 12 overlap at the position where the bending shape of the conductive member 13a toward the conductive elastic body 22 and the conductive elastic body 22 overlap, can also detect loads.
  • one sensor unit includes a flexed shape flexed in the direction toward the conductive elastic body 12 and a flexed shape flexed in the direction toward the conductive elastic body 22. ing.
  • the detection sensitivity of the sensor section can be increased compared to the case where one bending shape is included in the sensor section. Also, if the two deflection shapes are included in separate sensor units, an increase in detection positions can be realized.
  • a plurality of conductive elastic bodies 12 are arranged at predetermined intervals on the facing surface 11 a of the base material 11 , and the conductive members 13 a are arranged so as to cross the plurality of conductive elastic bodies 12 . At least one bending shape of the conductive member 13 a bent in the direction toward the conductive elastic body 12 is arranged for each conductive elastic body 12 . Thereby, the load can be individually detected at a plurality of positions where the bending shape of the conductive member 13 a overlaps the conductive elastic body 12 .
  • a plurality of conductive elastic bodies 22 are arranged at predetermined intervals on the facing surface 21a of the base material 21, and the conductive member 13a is arranged so as to cross the plurality of conductive elastic bodies 22.
  • At least one bending shape of the conductive member 13 a bent in the direction toward the conductive elastic body 22 is arranged for each conductive elastic body 22 . In this way, loads can be individually detected at a plurality of positions where the bending shape of the conductive member 13 a overlaps the conductive elastic body 22 .
  • the conductive elastic body 12 has a long belt-like shape in a direction (Y-axis direction) intersecting the extending direction (X-axis direction) of the conductive member 13a. Multiple are placed. As a result, the load can be individually detected at a plurality of positions where the conductive member 13 a bent in the direction toward the conductive elastic body 12 overlaps the conductive elastic body 12 .
  • the conductive elastic body 22 has a strip shape elongated in a direction (Y-axis direction) intersecting the direction (X-axis direction) in which the conductive member 13a extends. Multiple are arranged to do. As a result, the load can be individually detected at a plurality of positions where the conductive member 13 a bent in the direction toward the conductive elastic body 22 overlaps the conductive elastic body 22 .
  • the insulating member 14 is a linear member that intersects the conductive member 13a and maintains the bent shape of the conductive member 13a. Thereby, the bent shape of the conductive member 13a can be reliably maintained.
  • a plurality of conductive members 13a and a plurality of insulating members 14 form a mesh.
  • the conductive member 13a is insulated from the intersection 41 (see FIG. 2A) where the conductive member 13a is positioned below the insulating member 14 (negative side of the Z axis).
  • the intersection 42 located above the member 14 (positive Z-axis side) is aligned in the direction in which the conductive member 13a extends (X-axis direction) and in the direction in which the insulating member 14 extends (Y-axis direction). , alternately arranged. Thereby, the bent shape can be easily formed in the conductive member 13a.
  • the dielectric 13b is installed so as to cover the surface of the conductive member 13a. According to this configuration, the dielectric 13b can be placed between the conductive elastic bodies 12 and 22 and the conductive member 13a only by covering the surface of the conductive member 13a with the dielectric 13b.
  • the conductive member 13a is made of aluminum, and the dielectric 13b is made of aluminum oxide.
  • the dielectric 13b is composed of an oxide having the same composition as that of the conductive member 13a, the strength of the interface between the conductive member 13a and the dielectric 13b is increased. It becomes difficult for the body 13b to separate from the conductive member 13a. Therefore, the reliability of the load sensor 1 can be enhanced.
  • the surface of the conductive member 13a can be coated with the dielectric 13b inexpensively and quickly by a simple process (alumite treatment).
  • the dielectric 13b is made of aluminum oxide having a dielectric constant of about 8.5. In this way, when the dielectric 13b is made of a material having a dielectric constant greater than 3.5, the capacitance between the conductive elastic bodies 12 and 22 and the conductive member 13a increases. Sensitivity characteristics can be enhanced.
  • the structure 31 is formed by assembling the conductive member 13a and the insulating member 14, and the structure 31 is simply subjected to the anodizing treatment, as shown in FIG. 2(b).
  • the structure 32 having the conductor lines 13 arranged according to the layout can be formed.
  • a complicated operation of immersing a plurality of conductive members 13a individually in an anodizing solution to form the conductor wires 13 and properly arranging the conductor wires 13 on the structure shown in FIG. is no longer needed.
  • the arrangement of the conductor lines 13 is completed simply by placing the structure 32 on the structure shown in FIG. 1(a). Therefore, assembly of the load sensor 1 can be simplified.
  • Embodiment 2 In Embodiment 1, the conductive elastic body 22 is arranged between the conductor wire 13 and the base material 21, but in Embodiment 2, the conductive elastic body 22 is omitted.
  • FIGS. 10(a) and 10(b) are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between conductive elastic bodies 12 and 22 and conductor wires 13 according to the second embodiment.
  • the capacitance between the conductive member 13a and the conductive elastic body 12 changes according to the load. do.
  • the capacitance between the conductive member 13a and the conductive elastic body 12 does not change according to the load.
  • one sensor portion A includes two conductor wires 13 as in Embodiment 1. Therefore, one conductor wire in sensor portion A Although the load cannot be detected from 13, the load can be detected from the other conductor wire 13 in the sensor section A.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing the internal configuration of the load sensor 1 according to the second embodiment when viewed in the Z-axis negative direction.
  • the conductor wire 13 passes under the insulating member 14 (negative Z-axis side) as indicated by the dashed-dotted circle in FIG.
  • the capacitance changes depending on the load at the point where the load is applied. Therefore, in the second embodiment as well, the load can be detected according to the change in the capacitance at the locations indicated by the dashed-dotted circles in each sensor unit.
  • the capacitance changes at two intersections in one sensor unit, so the load The sensitivity of sensor 1 can be increased.
  • the insulating member 14 is made of acrylic resin or nylon resin, but in the third embodiment, the insulating member 14 is made of metal coated with insulation.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing the vicinity of the intersection between the conductive elastic bodies 12 and 22 and the conductor wire 13 according to the third embodiment.
  • the insulating member 14 is composed of a metal member 14a and a covering member 14b covering the surface of the metal member 14a.
  • the covering member 14b is made of an insulating material.
  • the insulating member 14 is made of enameled wire, for example.
  • the metal member 14a is made of copper (Cu)
  • the covering member 14b is made of polyurethane.
  • the metal member 14a in order to prevent the conductive member 13a and the metal member 14a from contacting and conducting, the metal member 14a is previously covered with the covering member 14b before the structure 31 shown in FIG. 2(a) is assembled. and the insulating member 14 is prepared. After that, the structure 31 is assembled as shown in FIG. 2(a), and the assembled structure 31 is anodized to form the structure 32 shown in FIG. 2(b).
  • the insulating member 14 can maintain the bent shape of the conductor wire 13 .
  • Embodiment 4 In Embodiment 1, the linear insulating member 14 is used to maintain the bent shape of the conductor wire 13, but in Embodiment 3, the insulating member 14 is omitted.
  • FIGS. 13(a) and 13(b) are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between conductive elastic bodies 12 and 22 and conductor wires 13 according to the fourth embodiment.
  • the conductor wire 13 of the fourth embodiment has a shape similar to the bending shape of the conductor wire 13 held by the insulating member 14 in the first embodiment.
  • the conductive member 13a is deformed so as to have the same bending shape as the conductive member 13a of the first embodiment.
  • the conductive member 13a is made of a highly rigid material so as to maintain its bent shape. Then, by anodizing the plurality of conductive members 13a individually, the dielectric 13b is formed on each of the conductive members 13a and the conductor lines 13 are formed. A plurality of conductor wires 13 are arranged on the structure shown in FIG.
  • FIG. 14 is a perspective view schematically showing a configuration in which conductor wires 13 are arranged. In FIG. 14, only the vicinity of the end of the base material 11 is shown for convenience.
  • a groove 11b extending in the X-axis direction along the arrangement position of the conductor wire 13 is formed on the facing surface 11a of the base material 11 on the X-axis positive side.
  • grooves 11b extending in the X-axis direction along the arrangement positions of the conductor wires 13 are also formed on the opposite surface 11a of the substrate 11 on the X-axis negative side.
  • the conductor wire 13 since the conductor wire 13 has a bent shape in which it is bent in the direction toward the conductive elastic bodies 12 and 22, the conductive elastic bodies 12 and 22 are bent in the X-axis direction and the Y-axis direction. transforms into both Therefore, the relationship between the load and the capacitance can be approximated to a straight line, and the detectable dynamic range can be widened.
  • the dielectric 13b is formed on the surface of the conductive member 13a. , it does not necessarily have to be arranged on the surface of the conductive member 13a. In Embodiment 3, the dielectric 13b is arranged on the surfaces of the conductive elastic bodies 12,22.
  • 15(a) and 15(b) are cross-sectional views schematically showing the vicinity of intersections between the conductive elastic bodies 12 and 22 and the conductive member 13a according to the fifth embodiment.
  • the dielectric 13b is omitted from the conductor line 13 as compared with the first embodiment, and the opposing surface (upper surface) of the conductive elastic body 12 and the conductive Dielectrics 13b are formed on the opposing surfaces (lower surfaces) of the elastic bodies 22, respectively.
  • the dielectric 13b of the fifth embodiment is made of a resin material or the like, typically made of urethane.
  • the conductive elastic bodies 12 and 22 when a load is applied to the load sensor 1, the conductive elastic bodies 12 and 22 not only deform in the circumferential direction (Y-axis direction) of the conductive member 13a, but also in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the conductive member 13a. X-axis direction) is also deformed along the bending shape. In this manner, the conductive elastic bodies 12 and 22 are deformed not only in the Y-axis direction but also in the X-axis direction due to the bending shape of the conductive member 13a, so that the contact area between the conductive member 13a and the dielectric 13b changes more slowly. and over a wide range of loads. Therefore, the relationship between the load and the capacitance can be approximated to a straight line, and the dynamic range of the detectable load can be widened.
  • the configuration of the load sensor 1 can be modified in various ways other than the configuration shown in the above embodiment.
  • the conductive member 13a is made of aluminum. It may be made of metal, tungsten (W), molybdenum (Mo), copper (Cu), nickel (Ni), silver (Ag), gold (Au), or the like.
  • the dielectric 13b may be made of a material having electrical insulation, and may be made of a material other than the above, such as a resin material, a ceramic material, or a metal oxide material. .
  • the dielectric 13b is made of aluminum oxide, but it is not limited to this.
  • conductive member 13a is made of a valve metal such as titanium, tantalum, niobium, zirconium, or hafnium
  • dielectric 13b may be made of an oxide of conductive member 13a.
  • the dielectric 13b is an oxide having the same composition as the conductive member 13a, the dielectric 13b is less likely to separate from the conductive member 13a, and the reliability of the load sensor 1 can be improved.
  • the dielectric 13b does not necessarily have to be an oxide having the same composition as the conductive member 13a.
  • conductive member 13a may be made of copper and dielectric 13b may be made of aluminum oxide.
  • the dielectric 13b is an oxide having the same composition as the conductive member 13a.
  • the dielectric 13b when it is an aluminum oxide, it may contain 0.1 to 10 atm % of S, P, and N in addition to the main component aluminum. In such a case, the durability of the dielectric 13b itself is improved, and cracking due to external pressure or impact can be suppressed. In addition, the dielectric 13b is preferably amorphous because similar effects can be obtained.
  • the dielectric 13b is formed on the surface of the conductive member 13a by anodizing (alumite treatment), but the method of forming the dielectric 13b is not limited to this.
  • the metal member 14a is made of copper (Cu), and the covering member 14b is made of polyurethane, but the present invention is not limited to this.
  • the metal member 14a may be composed of the above metals that can be used for the conductive member 13a, and the covering member 14b may be composed of the above materials that can be used for the dielectric 13b.
  • the metal member 14a may be made of aluminum and the covering member 14b may be made of aluminum oxide.
  • the covering member 14b is made of a material that does not chemically change with the anodizing solution. be. Further, in the case where the coating member 14b is chemically changed by the anodizing solution, after the conductor wires 13 are individually formed by the anodizing treatment, the conductor wires 13 and the insulating member are separated from each other as shown in FIG. 2(b). 14 are assembled to create structure 32 .
  • the load sensor 1 includes six conductor wires 13, but one or more conductor wires 13 may be provided.
  • the number of conductor wires 13 included in the load sensor 1 may be one.
  • the sensor portion of the load sensor 1 includes two conductor wires 13, one or more conductor wires 13 may be included.
  • the number of conductor wires 13 included in the sensor section may be one.
  • the load sensor 1 includes three sets of electrically conductive elastic bodies 12, 22 facing each other vertically, but at least one set of electrically conductive elastic bodies 12, 22 may be provided. .
  • the number of pairs of the conductive elastic bodies 12 and 22 included in the load sensor 1 may be one.
  • the load sensor 1 includes three conductive elastic bodies 12 in the fourth embodiment, it may include at least one conductive elastic body 12 .
  • the load sensor 1 may have one conductive elastic body 12 .
  • one insulating member 14 is arranged corresponding to a pair of conductive elastic bodies 12 and 22 facing each other vertically. Two or more insulating members 14 may be arranged corresponding to . That is, one sensor unit may include two or more insulating members 14, and a pair of conductive members 13a is provided in a range including a downward bending shape of the conductive member 13a and an adjacent upward bending shape. Elastic bodies 12, 22 may be arranged. Similarly, in Embodiment 2, two or more insulating members 14 may be arranged corresponding to one conductive elastic body 12 . Further, in the above-described Embodiment 4, one bending shape is provided corresponding to a pair of conductive elastic bodies 12 and 22 facing each other in the vertical direction. More than one deflection shape may be provided.
  • the pair of conductor wires 13 in the sensor section may be connected at the end on the positive side of the X axis.
  • a pair of conductor wires 13 passing through one sensor section may be formed by bending one conductor wire 13 extending in the X-axis direction.
  • the pair of conductive members 13a in the sensor section may be connected at the ends in the X-axis direction.
  • the downwardly bent shape and the upwardly bent shape are alternately provided in the extending direction (X-axis direction) of the conductive member 13a.
  • the bent shapes bent downward may be arranged continuously, or the bent shapes bent upward may be arranged consecutively.
  • the conductive elastic body 12 may be provided only at the position of the downwardly bent shape.
  • the conductive elastic body 22 may be provided only at the position of the upwardly bent shape.
  • the linear portion of the conductive member 13a extending linearly may be arranged between the bent shapes adjacent to each other in the X-axis direction.
  • the bending shape of the conductive member 13a is shown in FIGS. 4A, 4B, 10A, 12, 13A and 15A. It is not limited to the shape shown.
  • the conductive elastic bodies 12, 22 and the conductive member 13a intersect at 90° in plan view, but they may intersect at an angle other than 90°.
  • the conductive elastic body 12 and the conductive member 13a intersect each other at an angle of 90° in plan view, but they may intersect at an angle other than 90°.
  • the conductive member 13a and the insulating member 14 intersect at an angle of 90° in plan view, but they may intersect at an angle other than 90°.
  • either the diameter of the conductive member 13a or the diameter of the insulating member 14 may be larger or may be equal.
  • the cross-sectional shape of the conductive member 13a is circular, but the cross-sectional shape of the conductive member 13a is not limited to circular, and may be other shapes such as an ellipse or a pseudo-circle. . Moreover, the conductive member 13a may be configured by a twisted wire in which a plurality of conductive members are twisted.
  • the cross-sectional shape of the insulating member 14 is circular, but the cross-sectional shape of the insulating member 14 is not limited to a circular shape. Other shapes, such as a flattened shape, are also possible.
  • the diameter of the insulating member 14 is constant, it may vary depending on the position in the X-axis direction. For example, the insulating member 14 may be thin at the contact position between the insulating member 14 and the conductor wire 13 (or the conductive member 13a).
  • dielectric 13 b may be formed on conductive member 13 a between conductive member 13 a and insulating member 14 .
  • the thread 15 shown in FIG. 3(b) may be omitted.
  • other fasteners may be used instead of the thread 15, other fasteners.

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Abstract

荷重センサ（１）は、互いに向かい合うように配置された基材（１１）、（２１）と、基材（１１）の対向面に配置された導電弾性体（１２）と、基材（２１）と導電弾性体（１２）との間に配置された線状の導電部材（１３ａ）と、導電弾性体（１２）と導電部材（１３ａ）との間に配置された誘電体（１３ｂ）と、を備える。導電部材（１３ａ）は、導電弾性体（１２）に向かう方向に撓んだ撓み形状を有する。

Description

荷重センサ
　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。
　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。
　以下の特許文献１には、シート状の導電性ゴムからなる第１の導電部材と、第１の導電部材と基材とに挟まれた線状の第２の導電部材と、第２の導電部材を被覆するように形成された誘電体と、を備えた感圧素子が記載されている。この構成では、荷重の増加に伴い、第１の導電部材と誘電体との間の接触面積が増加し、これに伴い、第１の導電部材と第２の導電部材との間の静電容量が増加する。したがって、第１の導電部材と第２の導電部材との間の静電容量の値を検出することにより、感圧素子に付与された荷重を検出できる。
国際公開第２０１８／０９６９０１号
　しかしながら、上記構成では、荷重の増加に応じて、第１の導電部材が第２の導電部材の周方向のみに変形するため、荷重と静電容量との関係が曲線状になる。荷重に応じた静電容量の変化を簡易な処理により適正に検出するためには、荷重と静電容量との関係が直線状になることが好ましい。
　かかる課題に鑑み、本発明は、荷重と静電容量との関係をより直線に近づけ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。
　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、前記第２基材と前記導電弾性体との間に配置された線状の導電部材と、前記導電弾性体と前記導電部材との間に配置された誘電体と、を備える。導電部材は、前記導電弾性体に向かう方向に撓んだ撓み形状を有する。
　本態様に係る荷重センサによれば、導電部材が撓み形状を有するため、荷重が付与された場合に、導電弾性体が、導電部材の周方向のみならず、導電部材の長さ方向にも撓み形状に沿って変形する。これにより、導電部材が撓んでいない場合に比べて、荷重に対する静電容量の変化がより飽和しにくくなり、この変化をより直線に近づけることができる。
　以上のとおり、本発明によれば、荷重と静電容量との関係をより直線に近づけることが可能な荷重センサを提供できる。
　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、導体線、絶縁部材および糸を模式的に示す斜視図である。 図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る、導体線および絶縁部材により構成される構造体を作成する手順を模式的に示す図である。 図３（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３（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４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る、Ｙ軸正方向に見た場合の導電弾性体と導体線との交点近傍を模式的に示す断面図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る、Ｘ軸負方向に見た場合の導電弾性体と導体線との交点近傍を模式的に示す断面図である。 図６は、実施形態１に係る、荷重センサの内部の構成を模式的に示す平面図である。 図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１の検証に係る、検証で用いた実施形態の荷重センサの構成を模式的に示す図である。 図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１の検証に係る、検証で用いた比較例の荷重センサの構成を模式的に示す図である。 図９は、実施形態１の検証に係る、検証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１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態２に係る、導電弾性体と導体線との交点近傍を模式的に示す断面図である。 図１１は、実施形態２に係る、荷重センサの内部の構成を模式的に示す平面図である。 図１２は、実施形態３に係る、導電弾性体と導体線との交点近傍を模式的に示す断面図である。 図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態４に係る、導電弾性体と導体線との交点近傍を模式的に示す断面図である。 図１４は、実施形態４に係る、導体線が配置される構成を模式的に示す斜視図である。 図１５（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態５に係る、導電弾性体と導電部材との交点近傍を模式的に示す断面図である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　＜実施形態１＞
　図１（ａ）～図６を参照して、荷重センサ１の構成について説明する。
　図１（ａ）は、基材１１と、基材１１の対向面１１ａ（Ｚ軸正側の面）に設置された導電弾性体１２とを模式的に示す斜視図である。
　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のＺ軸方向の厚みは、たとえば、０．０１ｍｍ～２ｍｍである。基材１１の弾性率は、たとえば、０．０１ＭＰａ～１０ＭＰａである。
　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。
　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。
　導電弾性体１２のＸ軸方向の幅は、たとえば、２ｍｍ～５０ｍｍであり、隣り合う導電弾性体１２の間隙は、たとえば、１ｍｍ～５ｍｍである。一例として、導電弾性体１２のＸ軸方向の幅は１０ｍｍであり、隣り合う導電弾性体１２の間隙は２ｍｍである。導電弾性体１２の弾性率は、たとえば、０．１ＭＰａ～１０ＭＰａである。導電弾性体１２の電気抵抗率は、たとえば、１００Ω・ｃｍ以下である。
　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。
　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。
　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。
　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）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム（III））、およびＳｎＯ２（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。
　図１（ｂ）は、図１（ａ）の構造体に配置された、導体線１３、絶縁部材１４および糸１５を模式的に示す斜視図である。
　導体線１３および絶縁部材１４は、線形状を有する。導体線１３はＸ軸方向に延び、絶縁部材１４は、Ｙ軸方向に延びている。導体線１３は、所定の間隔をあけてＹ軸方向に並んで配置されている。絶縁部材１４は、所定の間隔をあけてＸ軸方向に並んでおり、導電弾性体１２のＸ軸方向の中央に配置されている。図１（ｂ）では、６つの導体線１３および３つの絶縁部材１４が、網目（メッシュ構造）を形成するように組み合わされており、網状（メッシュ状）の構造体３２を形成している。
　図２（ａ）、（ｂ）は、構造体３２を作成する手順を模式的に示す図である。
　図２（ａ）に示すように、複数の導電部材１３ａと複数の絶縁部材１４とが、互いに垂直に交わるように配置される。このとき、導電部材１３ａと絶縁部材１４とが交わる複数の交点において、導電部材１３ａが絶縁部材１４の下方（Ｚ軸負側）に位置する交点４１と、導電部材１３ａが絶縁部材１４の上方（Ｚ軸正側）に位置する交点４２とが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交互に配置されるよう、複数の導電部材１３ａおよび複数の絶縁部材１４がマトリクス状に組み立てられる。
　導電部材１３ａは、たとえば、導電性の金属材料により構成される。この他、導電部材１３ａ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、導電部材１３ａは、アルミニウムにより構成される。隣り合う導電部材１３ａ間隙は、たとえば、５ｍｍである。
　絶縁部材１４は、絶縁性の部材であり、たとえば、アクリル樹脂やナイロン樹脂により構成される。隣り合う絶縁部材１４の間隙は、たとえば、導電弾性体１２のＸ軸方向の幅と、隣り合う導電弾性体１２の間隙とを加算した値に設定され、一例として、１２ｍｍである。
　こうして、複数の導電部材１３ａと複数の絶縁部材１４とが、平面視において網状に組み立てられることにより、図２（ａ）に示す構造体３１が組み立てられる。
　続いて、図２（ａ）の構造体３１に対して、陽極酸化処理（アルマイト処理）が行われる。具体的には、図２（ａ）の構造体３１が、硫酸、しゅう酸、リン酸、ほう酸等の無機酸溶液、または有機酸溶液に浸漬され、０℃～８０℃の条件下で適切な電圧（１～５００Ｖ）が印加される。これにより、アルミニウムからなる導電部材１３ａの表面に、酸化アルミニウム（アルミナ）からなる誘電体１３ｂの皮膜が形成される。誘電体１３ｂは、電気絶縁性を有する。導電部材１３ａと、導電部材１３ａの表面に形成された誘電体１３ｂとにより、導体線１３が形成される。導体線１３の直径は、たとえば、０．１ｍｍ～２ｍｍである。誘電体１３ｂの厚みは、たとえば、２０ｎｍ～１０μｍである。
　絶縁部材１４は、樹脂材料により構成されているため、陽極酸化処理に対して反応せず、陽極酸化処理の前後でほぼ変化しない。
　なお、導電部材１３ａのＸ軸負側の端部は、回路に接続されるため、導電部材１３ａのＸ軸負側の端部に誘電体１３ｂが形成されないのが好ましい。したがって、導電部材１３ａのＸ軸負側の端部が陽極酸化処理の溶液に浸漬しないように、陽極酸化処理が行われる。
　こうして、図２（ａ）の構造体３１に対して陽極酸化処理（アルマイト処理）が行われることにより、図２（ｂ）に示すように、網状の構造体３２が完成する。
　図１（ｂ）に戻り、図２（ｂ）に示した構造体３２が、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。続いて、Ｙ軸方向に隣り合う２つの導体線１３が、糸１５により基材１１に設置される。図１（ｂ）に示す例では、１２個の糸１５が、導電弾性体１２と導体線１３とが重なる位置以外の位置において、導体線１３を基材１１に接続している。糸１５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。
　図３（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）に設置された導電弾性体２２とを模式的に示す斜視図である。
　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。
　図３（ｂ）は、図１（ｂ）の構造体に図３（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。
　図１（ｂ）に示した構造体の上方（Ｚ軸正側）から、図３（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、構造体３２（６つの導体線１３および３つの絶縁部材１４）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３（ｂ）に示すように、荷重センサ１が完成する。
　図４（ａ）、（ｂ）は、Ｙ軸正方向に見た場合の、導電弾性体１２、２２と導体線１３との交点近傍を模式的に示す断面図である。図４（ａ）は、荷重が加えられていない状態を示し、図４（ｂ）は、荷重が加えられている状態を示している。
　図４（ａ）、（ｂ）に示すように、導体線１３および導電部材１３ａは、導体線１３が延びる方向（Ｘ軸方向）において、絶縁部材１４に支持されることにより上下に蛇行した形状（振幅形状）となっている。すなわち、導体線１３および導電部材１３ａは、導電弾性体１２に向かう方向に撓んだ撓み形状と、導電弾性体２２に向かう方向に撓んだ撓み形状とが、Ｘ軸方向に交互に並んだ形状を有する。絶縁部材１４は、導体線１３の撓み形状を維持している。
　導電弾性体１２、２２と導体線１３との交点近傍は、荷重に応じて静電容量が変化する１つのセンサ部Ａに対応する。センサ部Ａは、荷重センサ１の計測領域内に複数設けられる。センサ部Ａの配置については、追って図６を参照して説明する。
　図４（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１３との間にかかる力、および、導電弾性体２２と導体線１３との間にかかる力は、ほぼゼロである。この状態から、図４（ｂ）に示すように、センサ部Ａに対応する基材１１の下面に対して上方向に荷重が加えられ、センサ部Ａに対応する基材２１の上面に対して下方向に荷重が加えられると、導体線１３によって導電弾性体１２、２２が変形する。
　図４（ｂ）に示すように、導電弾性体１２に向かう方向に導体線１３が撓んだセンサ部Ａに荷重が加えられると、導体線１３は、導電弾性体１２に包まれるように導電弾性体１２に近付けられ、導体線１３と導電弾性体１２との間の接触面積が増加する。同様に、導電弾性体２２に向かう方向に導体線１３が撓んだセンサ部Ａに荷重が加えられると、導体線１３は、導電弾性体２２に包まれるように導電弾性体２２に近付けられ、導体線１３と導電弾性体２２との間の接触面積が増加する。
　図５（ａ）、（ｂ）は、Ｘ軸負方向に見た場合の、導電弾性体１２、２２と導体線１３との交点近傍を模式的に示す断面図である。図５（ａ）は、荷重が加えられていない状態を示し、図５（ｂ）は、荷重が加えられている状態を示している。
　導電弾性体１２、２２と、隣り合う２つの導体線１３との交点近傍は、１つのセンサ部Ａに対応する。
　図５（ａ）に示すように、センサ部Ａに荷重が加えられていない場合、導電弾性体１２と導体線１３との間にかかる力、および、導電弾性体２２と導体線１３との間にかかる力は、ほぼゼロである。この状態から、図５（ｂ）に示すように、センサ部Ａに対応する基材１１の下面に対して上方向に荷重が加えられ、センサ部Ａに対応する基材２１の上面に対して下方向に荷重が加えられると、導体線１３によって導電弾性体１２、２２が変形する。
　図５（ｂ）に示すように、センサ部Ａに荷重が加えられると、導電弾性体１２と絶縁部材１４との間に位置する導体線１３は、導電弾性体１２に包まれるように導電弾性体１２に近付けられ、導体線１３と導電弾性体１２との間の接触面積が増加する。他方、導電弾性体２２と絶縁部材１４との間に位置する導体線１３は、導電弾性体２２に包まれるように導電弾性体２２に近付けられ、導体線１３と導電弾性体２２との間の接触面積が増加する。
　図４（ｂ）および図５（ｂ）に示したように、センサ部Ａに荷重が加えられると、導体線１３と導電弾性体１２との間の接触面積、および導体線１３と導電弾性体２２との間の接触面積が、導体線１３の周方向および長さ方向に変化する。これにより、荷重に応じて、導電部材１３ａと導電弾性体１２との間の静電容量、および導電部材１３ａと導電弾性体２２との間の静電容量が変化する。そして、センサ部Ａの静電容量が検出されることにより、センサ部Ａにかかる荷重が算出される。
　図６は、Ｚ軸負方向に見た場合の荷重センサ１の内部の構成を模式的に示す平面図である。図６では、便宜上、糸１５の図示が省略されている。
　荷重センサ１の計測領域には、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、隣り合う２つの導体線１３（一対の導体線１３）とが交わる９個の位置に対応しており、図４（ａ）～図５（ｂ）に示したセンサ部Ａと同様の構成を有する。図６では、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。
　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内の導電部材１３ａ（図４（ａ）～図５（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１３ｂ（図４（ａ）～図５（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。
　各センサ部に対してＺ軸方向に荷重が加わると、一対の導体線１３のうち、一方が導電弾性体１２に包み込まれ、他方が導電弾性体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。
　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。なお、一対の導体線１３内の導電部材１３ａは、検出回路において互いに接続され、ケーブル１２ａ、２２ａは、検出回路において互いに接続される。
　図６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内の導電部材１３ａ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。
　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。
　次に、発明者らが行った、荷重と静電容量との関係の検証について説明する。
　図７（ａ）、（ｂ）は、検証で用いた実施形態の荷重センサ１の構成を模式的に示す図である。図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、Ｙ軸正方向およびＸ軸負方向に見た場合の、導電弾性体１２と導体線１３との交点近傍を模式的に示す断面図である。
　図７（ａ）、（ｂ）に示すように、検証で用いた実施形態の荷重センサ１では、基材１１に１つの導電弾性体１２を配置し、基材２１側の導電弾性体２２を省略した。導電弾性体１２と基材２１との間には、１つの導体線１３を配置した。導体線１３の直径を０．３ｍｍとした。この実験では、１つのセンサ部Ａのみを形成した。
　図８（ａ）、（ｂ）は、検証で用いた比較例の荷重センサ２の構成を模式的に示す図である。図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、Ｙ軸正方向およびＸ軸負方向に見た場合の、導電弾性体１２と導体線１３との交点近傍を模式的に示す断面図である。
　図８（ａ）、（ｂ）に示すように、検証で用いた比較例の荷重センサ２では、図７（ａ）、（ｂ）の構成と比較して、絶縁部材１４が省略され、導体線１３はＸ軸方向に直線状に延びている。
　図７（ａ）、（ｂ）の荷重センサ１および図８（ａ）、（ｂ）の荷重センサ２に対して荷重を付与し、荷重の付与時に導電弾性体１２と導電部材１３ａとの間の静電容量をシミュレーションにより算出した。また、図８（ａ）、（ｂ）の荷重センサ２を実際に作成し、作成した荷重センサ２に実際に荷重を付与し、荷重の付与時に導電弾性体１２と導電部材１３ａとの間の静電容量を測定した。
　図９は、検証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。横軸は荷重（Ｎ）を示しており、縦軸は静電容量（ｐＦ）を示している。
　図９に示すように、図８（ａ）、（ｂ）の比較例の荷重センサ２に基づく実測によれば、荷重と静電容量との関係は曲線状となった。また、比較例の荷重センサ２に基づくシミュレーションによれば、荷重と静電容量との関係は、比較例の実測に基づく曲線上に概ね分布した。このように、比較例の荷重センサ２によれば、荷重と静電容量との関係が曲線状となることが分かった。このように荷重と静電容量との関係が曲線状になると、荷重に応じた静電容量の変化を簡易な処理により適正に検出することが困難となる。
　また、比較例の場合、荷重と静電容量との関係を示す曲線の変曲点は、５Ｎ～８Ｎ付近に位置付けられる。付与した荷重が変曲点に到達すると、さらに荷重を付与したとしても静電容量がほとんど増加しなくなり、静電容量の変化が飽和状態になる。比較例では、変曲点が５Ｎ～８Ｎと小さい値であるため、検出可能な荷重のダイナミックレンジが狭い。
　一方、図７（ａ）、（ｂ）の実施形態の荷重センサ１に基づくシミュレーションによれば、荷重と静電容量との関係は、図９の直線Ｌ１上に概ね分布した。このように荷重と静電容量との関係が直線状になると、荷重に応じた静電容量の変化を簡易な処理により適正に検出できる。
　また、実施形態の場合、荷重と静電容量との関係を曲線に近似した場合、当該曲線の変曲点は、５０Ｎよりも大きい値に位置付けられる。したがって、実施形態では、変曲点が比較例に比べて大きい値であるため、比較例に比べて、検出可能な荷重のダイナミックレンジが広い。
　＜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。
　導電部材１３ａは、導電弾性体１２に向かう方向に撓んだ撓み形状を有する。導電部材１３ａが撓み形状を有すると、荷重が付与された場合に、導電弾性体１２が、図５（ｂ）に示したように導電部材１３ａの周方向（Ｙ軸方向）に変形するだけでなく、図４（ｂ）に示したように導電部材１３ａの長さ方向（Ｘ軸方向）にも撓み形状に沿って変形する。このように、導電部材１３ａの撓み形状によって導電弾性体１２がＹ軸方向だけでなくＸ軸方向にも変形することで、導体線１３と導電弾性体１２との接触面積の変化がより緩やかとなり、且つ、より広い荷重の範囲で接触面積の変化が生じる。これにより、導電部材１３ａが撓んでいない場合に比べて、荷重に対する静電容量の変化がより飽和しにくくなり、この変化をより直線に近づけることができる。
　このように、荷重と静電容量との関係が直線に近づけられることで、荷重に応じた静電容量の変化を簡易な処理によって適正に検出できるようになる。また、導体線１３と導電弾性体１２との接触面積の変化が広い荷重の範囲で生じるため、図９を参照して説明したように変曲点までの範囲が広くなり、検出可能な荷重のダイナミックレンジを広げることができる。
　導電弾性体１２とともに、導電弾性体２２が、基材２１の対向面２１ａに、導電弾性体１２に対向して配置されており、導電部材１３ａは、導電弾性体２２に向かう方向に撓んだ撓み形状を有する。これにより、導電弾性体１２に向かう導電部材１３ａの撓み形状と導電弾性体１２とが重なる位置に加えて、導電弾性体２２に向かう導電部材１３ａの撓み形状と導電弾性体２２とが重なる位置においても、荷重を検出することができる。実施形態１では、図６に示したように１つのセンサ部内に、導電弾性体１２に向かう方向に撓んだ撓み形状と、導電弾性体２２に向かう方向に撓んだ撓み形状とが含まれている。この場合、２つの撓み形状の範囲で静電容量を検出できるため、センサ部内に１つの撓み形状が含まれる場合に比べて、センサ部の検出感度を高めることができる。また、２つの撓み形状がそれぞれ別々のセンサ部に含められる場合、検出位置の増加を実現できる。
　導電弾性体１２は、基材１１の対向面１１ａに所定の間隔で複数配置されており、導電部材１３ａは、複数の導電弾性体１２に対して交差するように配置されている。導電弾性体１２に向かう方向に撓んだ導電部材１３ａの撓み形状は、各導電弾性体１２に対して少なくとも１つ配置されている。これにより、導電部材１３ａの撓み形状が導電弾性体１２に重なる複数の位置において、個別に荷重を検出することができる。同様に、導電弾性体２２は、基材２１の対向面２１ａに所定の間隔で複数配置されており、導電部材１３ａは、複数の導電弾性体２２に対して交差するように配置されている。導電弾性体２２に向かう方向に撓んだ導電部材１３ａの撓み形状は、各導電弾性体２２に対して少なくとも１つ配置されている。こうすると、導電部材１３ａの撓み形状が導電弾性体２２に重なる複数の位置において、個別に荷重を検出することができる。
　導電弾性体１２は、導電部材１３ａが延びる方向（Ｘ軸方向）と交わる方向（Ｙ軸方向）に長い帯状の形状を有し、導電部材１３ａは、導電弾性体１２に対して交差するように複数配置されている。これにより、導電弾性体１２に向かう方向に撓んだ導電部材１３ａの撓み形状が導電弾性体１２に重なる複数の位置において、個別に荷重を検出することができる。同様に、導電弾性体２２は、導電部材１３ａが延びる方向（Ｘ軸方向）と交わる方向（Ｙ軸方向）に長い帯状の形状を有し、導電部材１３ａは、導電弾性体２２に対して交差するように複数配置されている。これにより、導電弾性体２２に向かう方向に撓んだ導電部材１３ａの撓み形状が導電弾性体２２に重なる複数の位置において、個別に荷重を検出することができる。
　絶縁部材１４は、導電部材１３ａと交差し、導電部材１３ａの撓み形状を維持する線状の部材である。これにより、導電部材１３ａの撓み形状を確実に維持できる。
　複数の導電部材１３ａおよび複数の絶縁部材１４が、網目を形成している。導電部材１３ａと絶縁部材１４とが交わる複数の交点において、導電部材１３ａが絶縁部材１４の下方（Ｚ軸負側）に位置する交点４１（図２（ａ）参照）と、導電部材１３ａが絶縁部材１４の上方（Ｚ軸正側）に位置する交点４２（図２（ａ）参照）とが、導電部材１３ａが延びる方向（Ｘ軸方向）および絶縁部材１４が延びる方向（Ｙ軸方向）に、交互に配置される。これにより、導電部材１３ａに、撓み形状を容易に形成することができる。
　誘電体１３ｂは、導電部材１３ａの表面を被覆するように設置されている。この構成によれば、導電部材１３ａの表面を誘電体１３ｂで被覆するだけで、導電弾性体１２、２２と導電部材１３ａとの間に誘電体１３ｂを設置できる。
　導電部材１３ａは、アルミニウムにより構成され、誘電体１３ｂは、酸化アルミニウムにより構成される。このように、誘電体１３ｂが、導電部材１３ａと同じ組成からなる酸化物により構成されると、導電部材１３ａと誘電体１３ｂ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１３ｂが導電部材１３ａ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、簡易なプロセス（アルマイト処理）で、安価かつ迅速に導電部材１３ａの表面に誘電体１３ｂを被覆させることができる。
　また、誘電体１３ｂ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１３ｂが構成されると、導電弾性体１２、２２と導電部材１３ａ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。
　図２（ａ）に示したように、導電部材１３ａと絶縁部材１４とを組み立てて構造体３１を構成し、構造体３１に対して陽極酸化処理を行うだけで、図２（ｂ）に示したように、レイアウトに従って導体線１３が配置された構造体３２を形成できる。これにより、複数の導電部材１３ａを個別に陽極酸化処理の溶液に浸漬して導体線１３を形成し、導体線１３を図１（ａ）の構造体の上に適正に配置するといった複雑な作業が必要なくなる。図２（ｂ）に示した構造体３２によれば、構造体３２を図１（ａ）の構造体の上に配置するだけで、導体線１３の配置が完了する。よって、荷重センサ１の組み立てを簡略化できる。
　＜実施形態２＞
　上記実施形態１では、導体線１３と基材２１との間に導電弾性体２２が配置されたが、実施形態２では、導電弾性体２２が省略される。
　図１０（ａ）、（ｂ）は、実施形態２に係る、導電弾性体１２、２２と導体線１３との交点近傍を模式的に示す断面図である。
　図１０（ａ）に示すように、導体線１３が導電弾性体１２に向かう方向に撓んでいる位置では、導電部材１３ａと導電弾性体１２との間の静電容量が、荷重に応じて変化する。しかしながら、導体線１３が基材２１に向かう方向に撓んでいる位置では、導電部材１３ａと導電弾性体１２との間の静電容量は、荷重に応じて変化しない。
　しかしながら、図１０（ｂ）に示すように、実施形態２では、１つのセンサ部Ａが、実施形態１と同様、２つの導体線１３を含んでいるため、センサ部Ａ内の一方の導体線１３から荷重を検出できないが、センサ部Ａ内の他方の導体線１３から荷重を検出できる。
　図１１は、実施形態２に係る、Ｚ軸負方向に見た場合の荷重センサ１の内部の構成を模式的に示す平面図である。
　実施形態２では、導体線１３の上方に導電弾性体がないため、図１１の一点鎖線の丸印で示したように、導体線１３が絶縁部材１４の下側（Ｚ軸負側）を通っている箇所において、荷重に応じて静電容量が変化する。したがって、実施形態２においても、各センサ部において、一点鎖線の丸印で示した箇所の静電容量の変化に応じて荷重を検出できる。
　ただし、実施形態１のように、導体線１３と基材２１との間に導電弾性体２２が配置される方が、１つのセンサ部内の２箇所の交点において静電容量が変化するため、荷重センサ１の感度を高めることができる。
　＜実施形態３＞
　上記実施形態１では、絶縁部材１４は、アクリル樹脂やナイロン樹脂により構成されたが、実施形態３では、絶縁部材１４は、絶縁コートされた金属により構成される。
　図１２は、実施形態３に係る、導電弾性体１２、２２と導体線１３との交点近傍を模式的に示す断面図である。
　絶縁部材１４は、金属部材１４ａと、金属部材１４ａの表面を被覆する被覆部材１４ｂとにより構成される。被覆部材１４ｂは、絶縁性の材料により構成される。絶縁部材１４は、たとえば、エナメル線により構成される。この場合、金属部材１４ａは銅（Ｃｕ）により構成され、被覆部材１４ｂは、ポリウレタンにより構成される。
　実施形態３では、導電部材１３ａと金属部材１４ａとが接触して導通することを防ぐために、図２（ａ）に示した構造体３１を組み立てる前に、あらかじめ金属部材１４ａを被覆部材１４ｂにより被覆させ、絶縁部材１４を作成しておく。その後、図２（ａ）に示したように構造体３１を組み立て、組み立てた構造体３１に対して陽極酸化処理を施して、図２（ｂ）に示した構造体３２を作成する。
　実施形態３においても、絶縁部材１４により、導体線１３の撓み形状を維持することができる。
　＜実施形態４＞
　上記実施形態１では、導体線１３の撓み形状を維持するために、線状の絶縁部材１４が用いられたが、実施形態３では、絶縁部材１４が省略される。
　図１３（ａ）、（ｂ）は、実施形態４に係る、導電弾性体１２、２２と導体線１３との交点近傍を模式的に示す断面図である。
　図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態４の導体線１３は、実施形態１において絶縁部材１４によって保持された導体線１３の撓み形状と同様の形状を有する。
　実施形態４では、荷重センサ１の組み立て前に、導電部材１３ａが、上記実施形態１の導電部材１３ａと同様の撓み形状を有するように変形される。導電部材１３ａは、撓み形状を維持できるように剛性の高い材料により構成される。そして、複数の導電部材１３ａに対して個別に陽極酸化処理が行われることにより、各導電部材１３ａに誘電体１３ｂが形成され導体線１３が作成される。複数の導体線１３は、実施形態１の導体線１３と同様の配置となるよう、図１（ａ）の構造体の上に配置される。
　図１４は、導体線１３が配置される構成を模式的に示す斜視図である。図１４では、便宜上、基材１１の端部付近のみが図示されている。
　基材１１の対向面１１ａのＸ軸正側には、導体線１３の配置位置に沿ってＸ軸方向に延びる溝１１ｂが形成されている。同様に、基材１１の対向面１１ａのＸ軸負側にも、導体線１３の配置位置に沿ってＸ軸方向に延びる溝１１ｂが形成されている。導体線１３の設置時には、導体線１３のＸ軸正側の端部が、基材１１のＸ軸正側の溝１１ｂに収容され、導体線１３のＸ軸負側の端部が、基材１１のＸ軸負側の溝１１ｂに収容される。これにより、導体線１３がＸ軸まわりに回転することが抑制され、導体線１３の撓み方向がＺ軸方向に維持される。その後、図１４の構造体の上に、図３（ａ）の構造体が設置され、荷重センサ１が完成する。
　実施形態４においても、実施形態１と同様、導体線１３が導電弾性体１２、２２に向かう方向に撓んだ撓み形状を有するため、導電弾性体１２、２２が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方に変形する。よって、荷重と静電容量との関係を直線に近づけることができるとともに、検出可能なダイナミックレンジを広げることができる。
　＜実施形態５＞
　上記実施形態１では、誘電体１３ｂは、導電部材１３ａの表面に形成されたが、誘電体１３ｂは、導電弾性体１２と導電部材１３ａとの間および導電弾性体２２と導電部材１３ａとの間に配置されれば、必ずしも導電部材１３ａの表面に配置されなくてもよい。実施形態３では、誘電体１３ｂは、導電弾性体１２、２２の表面に配置される。
　図１５（ａ）、（ｂ）は、実施形態５に係る、導電弾性体１２、２２と導電部材１３ａとの交点近傍を模式的に示す断面図である。
　図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、実施形態５では、実施形態１と比較して、導体線１３から誘電体１３ｂが省略され、導電弾性体１２の対向面（上面）および導電弾性体２２の対向面（下面）に、それぞれ誘電体１３ｂが形成される。実施形態５の誘電体１３ｂは、樹脂材料などにより構成され、典型的にはウレタンにより構成される。
　実施形態５では、荷重センサ１に荷重が付与されると、導電弾性体１２、２２が、導電部材１３ａの周方向（Ｙ軸方向）に変形するだけでなく、導電部材１３ａの長さ方向（Ｘ軸方向）にも撓み形状に沿って変形する。このように、導電部材１３ａの撓み形状によって導電弾性体１２、２２がＹ軸方向だけでなくＸ軸方向にも変形することで、導電部材１３ａと誘電体１３ｂとの接触面積の変化がより緩やかに、且つ、広い範囲の荷重で生じる。よって、荷重と静電容量との関係を直線に近づけることができ、検出可能な荷重のダイナミックレンジを広げることができる。
　＜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。
　たとえば、上記実施形態１～５では、導電部材１３ａは、アルミニウムにより構成されたが、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）などにより構成されてもよい。
　また、上記実施形態１～５において、誘電体１３ｂは、電気絶縁性を有する材料であればよく、上記以外の材料、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てもよい。
　また、上記実施形態１～４では、誘電体１３ｂは、酸化アルミニウムにより構成されたが、これに限らない。たとえば、導電部材１３ａが、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウムなどの弁作用金属により構成される場合、誘電体１３ｂが、導電部材１３ａの酸化物により構成されてもよい。このように、誘電体１３ｂが導電部材１３ａと同じ組成からなる酸化物の場合、誘電体１３ｂが導電部材１３ａ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。
　なお、上記実施形態１～４において、誘電体１３ｂは、必ずしも導電部材１３ａと同じ組成からなる酸化物でなくてもよい。たとえば、導電部材１３ａが銅により構成され、誘電体１３ｂ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、導電部材１３ａと誘電体１３ｂとの界面強度が強固になりにくいため、誘電体１３ｂが導電部材１３ａと同じ組成からなる酸化物であるのが好ましい。
　また、上記実施形態１～５において、誘電体１３ｂ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％含有することがある。このような場合、誘電体１３ｂ自体の耐久性が向上し、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１３ｂ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。
　また、上記実施形態１～４では、誘電体１３ｂが、陽極酸化処理（アルマイト処理）により、導電部材１３ａの表面に形成されたが、誘電体１３ｂの形成手法は、これに限らない。
　また、上記実施形態３では、金属部材１４ａは銅（Ｃｕ）により構成され、被覆部材１４ｂはポリレタンにより構成されたが、これに限らない。金属部材１４ａは、導電部材１３ａに用いることができる上記金属などにより構成されてもよく、被覆部材１４ｂは、誘電体１３ｂに用いることができる上記材料などにより構成されてもよい。一例として、金属部材１４ａがアルミニウムにより構成され、被覆部材１４ｂが酸化アルミニウムにより構成されてもよい。
　なお、図２（ａ）、（ｂ）のように、構造体３１全体を陽極酸化処理の溶液に浸漬する場合には、被覆部材１４ｂは、陽極酸化処理の溶液によって化学変化しない材料により構成される。また、被覆部材１４ｂが陽極酸化処理の溶液によって化学変化する場合には、陽極酸化処理によって導体線１３が個別に作成された後で、図２（ｂ）のように、導体線１３と絶縁部材１４とが組み立てられ、構造体３２が作成される。
　また、上記実施形態１～５では、荷重センサ１は、６つの導体線１３を備えたが、１以上の導体線１３を備えればよい。たとえば、荷重センサ１が備える導体線１３は、１つでもよい。また、荷重センサ１のセンサ部は２つの導体線１３を含んだが、１以上の導体線１３を含めばよい。たとえば、センサ部が含む導体線１３は、１つでもよい。
　また、上記実施形態１、３～５では、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を備えればよい。たとえば、荷重センサ１が備える導電弾性体１２、２２の組は、１組でもよい。また、上記実施形態４では、荷重センサ１は、３つの導電弾性体１２を備えたが、少なくとも１つの導電弾性体１２を備えればよい。たとえば、荷重センサ１が備える導電弾性体１２は、１つでもよい。
　また、上記実施形態１、３、５では、上下に対向する１組の導電弾性体１２、２２に対応して、１つの絶縁部材１４が配置されたが、１組の導電弾性体１２、２２に対応して、２つ以上の絶縁部材１４が配置されてもよい。すなわち、１つのセンサ部が、２つ以上の絶縁部材１４を含んでもよく、導電部材１３ａの下方向の撓み形状と、これに隣り合う上方向の撓み形状とを含む範囲に、１組の導電弾性体１２、２２が配置されてもよい。同様に、上記実施形態２においても、１つの導電弾性体１２に対応して、２つ以上の絶縁部材１４が配置されてもよい。また、上記実施形態４では、上下に対向する１組の導電弾性体１２、２２に対応して、１つの撓み形状が設けられたが、１組の導電弾性体１２、２２に対応して、２つ以上の撓み形状が設けられてもよい。
　また、上記実施形態１～４において、センサ部内の一対の導体線１３が、Ｘ軸正側の端部で繋がっていてもよい。たとえば、１つのセンサ部を通る一対の導体線１３が、Ｘ軸方向に延びた１つの導体線１３を折り曲げることにより形成されてもよい。また、上記実施形態５において、センサ部内の一対の導電部材１３ａが、Ｘ軸方向の端部で繋がっていてもよい。
　また、上記実施形態１～５では、下方向に撓んだ撓み形状と上方向に撓んだ撓み形状とが、導電部材１３ａが延びる方向（Ｘ軸方向）において交互に設けられた。しかしながら、これに限らず、導電部材１３ａが延びる方向において、下方向に撓んだ撓み形状が連続して並んでもよく、上方向に撓んだ撓み形状が連続して並んでもよい。導電部材１３ａに、下方向に撓んだ撓み形状のみが設けられる場合、下方向の撓み形状の位置のみに、導電弾性体１２が設けられてもよい。導電部材１３ａに、上方向に撓んだ撓み形状のみが設けられる場合、上方向の撓み形状の位置のみに、導電弾性体２２が設けられてもよい。また、Ｘ軸方向に隣り合う撓み形状の間に、直線状に延びた導電部材１３ａの直線部が配置されてもよい。
　また、上記実施形態１～５において、導電部材１３ａの撓み形状は、図４（ａ）、（ｂ）、図１０（ａ）、図１２、図１３（ａ）、および図１５（ａ）に示した形状に限らない。
　また、上記実施形態１、３～５において、導電弾性体１２、２２と導電部材１３ａとが、平面視において９０°で交差したが、９０°以外の角度で交差してもよい。また、上記実施形態２において、導電弾性体１２と導電部材１３ａとが平面視において９０°で交差したが、９０°以外の角度で交差してもよい。
　また、上記実施形態１～３、５において、導電部材１３ａと絶縁部材１４とが、平面視において９０°で交差したが、９０°以外の角度で交差してもよい。
　また、上記実施形態１～３、５において、導電部材１３ａの直径と絶縁部材１４の直径は、どちらが大きくてもよく、等しくてもよい。
　上記実施形態１～５では、導電部材１３ａの断面形状が円形であったが、導電部材１３ａの断面形状は円形に限られるものではなく、楕円や疑似円形等の他の形状であってもよい。また、導電部材１３ａは、複数の導電部材が撚られた撚線によって構成されてもよい。
　また、上記実施形態１～３、５では、絶縁部材１４の断面形状が円形であったが、絶縁部材１４の断面形状は円形に限られるものではなく、楕円、疑似円形、ひし形の角が丸められた形状等の他の形状であってもよい。また、絶縁部材１４の径は一定であったが、Ｘ軸方向の位置によって異なってもよい。たとえば、絶縁部材１４と、導体線１３（または導電部材１３ａ）との接触位置において、絶縁部材１４が細くなっていてもよい。
　また、上記実施形態１～３において、図４（ａ）、（ｂ）、図１０（ａ）、および図１２に示したように、導体線１３と絶縁部材とが交差する位置において、導電部材１３ａと絶縁部材１４とが接触したが、これに限らず、導電部材１３ａと絶縁部材１４との間において、導電部材１３ａに誘電体１３ｂが形成されていてもよい。
　また、上記実施形態１～５において、図３（ｂ）に示す糸１５が省略されてもよい。また、糸１５に代えて、他の固定具が用いられてもよい。
　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。
　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
　１３ａ　導電部材
　１３ｂ　誘電体
　１４　絶縁部材
　１４ａ　金属部材（金属）
　４１、４２　交点

Claims (9)

  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線状の導電部材と、
    　前記導電弾性体と前記導電部材との間に配置された誘電体と、を備え、
    　前記導電部材は、前記導電弾性体に向かう方向に撓んだ撓み形状を有する、
    ことを特徴とする荷重センサ。
     
  2. 　請求項１に記載の荷重センサにおいて、
    　前記導電弾性体は、前記第１基材の対向面に所定の間隔で複数配置されており、
    　前記導電部材は、前記複数の導電弾性体に対して交差するように配置されており、
    　前記導電部材の前記撓み形状は、前記各導電弾性体に対して少なくとも１つ配置されている、
    ことを特徴とする荷重センサ。
     
  3. 　請求項１または２に記載の荷重センサにおいて、
    　前記導電弾性体は、前記導電部材が延びる方向と交わる方向に長い帯状の形状を有し、
    　前記導電部材は、前記導電弾性体に対して交差するように複数配置されている、
    ことを特徴とする荷重センサ。
     
  4. 　請求項１ないし３の何れか一項に記載の荷重センサにおいて、
    　前記第２基材の対向面に前記導電弾性体に対向して配置された他の導電弾性体を備え、
    　前記導電部材は、前記導電弾性体と前記他の導電弾性体との間に配置されており、前記他の導電弾性体に向かう方向に撓んだ他の撓み形状を有する、
    ことを特徴とする荷重センサ。
     
  5. 　請求項１ないし４の何れか一項に記載の荷重センサにおいて、
    　前記導電部材と交差し、前記導電部材の前記撓み形状を維持する線状の絶縁部材を備える、
    ことを特徴とする荷重センサ。
     
  6. 　請求項５に記載の荷重センサにおいて、
    　複数の前記導電部材および複数の前記絶縁部材が、網目を形成しており、
    　前記導電部材と前記絶縁部材とが交わる複数の交点において、前記導電部材が前記絶縁部材の下方に位置する交点と、前記導電部材が前記絶縁部材の上方に位置する交点とが、前記導電部材が延びる方向および前記絶縁部材が延びる方向に、交互に配置される、
    ことを特徴とする荷重センサ。
     
  7. 　請求項５または６に記載の荷重センサにおいて、
    　前記絶縁部材は、樹脂または絶縁コートされた金属により構成される、
    ことを特徴とする荷重センサ。
     
  8. 　請求項１ないし７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、前記導電部材の表面を被覆するように設置されている、
    ことを特徴とする荷重センサ。
     
  9. 　請求項８に記載の荷重センサにおいて、
    　前記導電部材は、アルミニウムにより構成され、
    　前記誘電体は、酸化アルミニウムにより構成される、
    ことを特徴とする荷重センサ。
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