WO2023248797A1 - 荷重検出装置 - Google Patents

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WO2023248797A1
WO2023248797A1 PCT/JP2023/021154 JP2023021154W WO2023248797A1 WO 2023248797 A1 WO2023248797 A1 WO 2023248797A1 JP 2023021154 W JP2023021154 W JP 2023021154W WO 2023248797 A1 WO2023248797 A1 WO 2023248797A1
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WO
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sealing member
load
detection device
load detection
conductive
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/021154
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬史 濱野
博之 古屋
祐太 森浦
進 浦上
玄 松本
洋大 松村
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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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

Definitions

  • the present invention relates to a load detection device that detects a load applied from the outside based on a change in capacitance.
  • Load detection devices are widely used in fields such as industrial equipment, robots, and vehicles. BACKGROUND ART
  • the development of electronic devices that use a variety of free-form surfaces, such as humanoid robots and automobile interior parts, is progressing. In line with this, it is required to equip each free-form surface with a high-performance load sensor.
  • Patent Document 1 describes a capacitive load sensor that includes a first conductive member having elasticity and a second linear conductive member covered with a dielectric.
  • this load sensor when a load is applied, the contact area between the first conductive member and the dielectric increases, and the capacitance between the first conductive member and the second conductive member changes. Based on this change in capacitance, the load applied to the load sensor is detected.
  • the linear second conductive member covered with a dielectric material is sandwiched between the substrate and the first conductive member, so that there is a gap between the substrate and the first conductive member.
  • a gap is created between the two. Therefore, there is a problem in that moisture, oil, foreign matter, etc. are likely to enter this gap, and as a result, the characteristics of the load sensor are likely to deteriorate.
  • the load sensor is hermetically sealed with the sealing member so that the air pressure in the space inside the sealing member is higher than the outside air pressure, the applied load will be pushed back by the sealing member. For this reason, the load cannot be accurately detected by the load sensor, resulting in a decrease in load detection accuracy.
  • an object of the present invention is to provide a load detection device that can accurately detect an applied load while preventing the characteristics of the load sensor from deteriorating due to moisture, oil, foreign matter, etc. shall be.
  • a main aspect of the present invention relates to a load detection device.
  • the load detection device includes a load sensor and a sealing member that includes the load sensor.
  • the load sensor includes an upper substrate having elasticity, a lower substrate disposed opposite to the upper substrate, and at least one conductive layer formed on at least one of an opposing surface of the upper substrate and an opposing surface of the lower substrate.
  • the device includes an elastic body, at least one linear conductive member disposed between the upper substrate and the lower substrate, and a dielectric formed around the outer periphery of the linear conductive member.
  • the sealing member includes a lower sealing member on which the load sensor is placed, an upper sealing member that covers the upper surface of the load sensor and is joined to the lower sealing member, the lower sealing member and the upper sealing member. and a pressure adjustment structure for making the pressure in the accommodation space of the load sensor, which is formed by the sealing member, substantially equal to the outside pressure.
  • the load detection device since the load sensor is included in the sealing member, it is difficult for moisture, oil, foreign matter, etc. to enter the gap between the upper substrate and the lower substrate. Therefore, it is possible to prevent the characteristics of the load sensor from deteriorating due to these intrusions. Moreover, since the air pressure adjustment structure makes the air pressure in the accommodation space of the load sensor substantially equal to the outside air pressure, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to the difference in air pressure between the accommodation space and the outside. Therefore, the applied load can be detected accurately.
  • the present invention it is possible to provide a load detection device that can accurately detect an applied load while preventing the characteristics of the load sensor from deteriorating due to moisture, oil, foreign matter, or the like.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically showing an upper substrate and a conductive portion formed on an opposing surface of the upper substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 1(b) is a perspective view schematically showing a state in which a conductive elastic body is arranged in the structure of FIG. 1(a) according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is a perspective view schematically showing a lower substrate, and conductors, wiring, and terminal portions formed on the opposing surface of the lower substrate, according to the first embodiment.
  • FIG. 2(b) is a perspective view schematically showing a state in which an insulating film is installed on the structure of FIG. 2(a) according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically showing an upper substrate and a conductive portion formed on an opposing surface of the upper substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 1(b) is a perspective view schematically showing a state in which a conductive elastic body is arranged in the structure of FIG. 1(a) according to
  • FIG. 3(a) is a perspective view schematically showing a state in which conductor wires, a board, and a connector are arranged in the structure of FIG. 2(b) according to the first embodiment.
  • FIG. 3(b) is a perspective view schematically showing a state in which the structure shown in FIG. 1(b) is installed on the structure shown in FIG. 3(a) according to the first embodiment.
  • 4(a) and 4(b) are schematic cross-sections of the element section according to Embodiment 1 when cut along a plane parallel to the YZ plane at the center position of the element section in the Y-axis direction.
  • FIG. FIG. 5 is a plan view schematically showing the arrangement of each part of the load sensor when viewed in the negative Z-axis direction according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the potential of each part according to the first embodiment.
  • 7(a) and 7(b) are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of the load detection device according to the first embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of a load detection device according to a modification of the first embodiment.
  • FIGS. 9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of a load detection device according to the second embodiment.
  • 10(a) and 10(b) are a plan view and a sectional view, respectively, schematically showing the configuration of a load detection device according to a modification of the second embodiment.
  • 11(a) and 11(b) are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of a load detection device according to the third embodiment.
  • 12(a) and 12(b) are a plan view and a sectional view, respectively, schematically showing the configuration of a load detection device according to a modification of the third embodiment.
  • 13(a) and 13(b) are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of a load detection device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view schematically showing the configuration of a load detection device according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a load detection device according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 16(a) is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a load detection device near a boundary according to a comparative example.
  • FIG. 16(b) is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a load detection device near the boundary according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view schematically showing a load detection device according to Embodiment 5 in which a conductive coating is applied to the outer surface of a sealing member.
  • FIG. 17(b) is a sectional view schematically showing a load detection device according to Embodiment 5 in which the sealing member is made of a conductive material.
  • FIG. 18 is a sectional view schematically showing the configuration of a load detection device according to another modification.
  • the load sensor according to the present invention can be applied to a management system or a load sensor of an electronic device that performs processing according to an applied load.
  • management systems include inventory management systems, driver monitoring systems, coaching management systems, security management systems, nursing care/childcare management systems, etc.
  • a load sensor provided on the inventory shelf detects the load of loaded inventory, and detects the type and number of products existing on the inventory shelf. This allows stores, factories, warehouses, etc. to efficiently manage inventory and save labor. Further, a load sensor provided in the refrigerator detects the load of food in the refrigerator, and detects the type of food and the number and amount of food in the refrigerator. Thereby, it is possible to automatically suggest a menu using the food in the refrigerator.
  • a load sensor provided on the steering device monitors the driver's load distribution (e.g., gripping force, gripping position, pedal force) on the steering device. Further, a load sensor provided on the vehicle seat monitors the load distribution (for example, the center of gravity position) of the driver on the vehicle seat while the driver is seated. This allows feedback on the driver's driving condition (drowsiness, psychological state, etc.).
  • the driver's load distribution e.g., gripping force, gripping position, pedal force
  • a load sensor provided on the vehicle seat monitors the load distribution (for example, the center of gravity position) of the driver on the vehicle seat while the driver is seated. This allows feedback on the driver's driving condition (drowsiness, psychological state, etc.).
  • the load distribution on the sole of the foot is monitored using, for example, a load sensor installed on the sole of the shoe. Thereby, it is possible to correct or guide the person to an appropriate walking state or running state.
  • a load sensor installed on the floor detects the load distribution, and detects the body weight, stride length, passing speed, sole pattern, etc. This makes it possible to identify the person who passed by by comparing this detection information with data.
  • the load distribution of the human body on the bedding and the toilet seat is monitored using a load sensor installed on the bedding and the toilet seat. This makes it possible to predict what kind of behavior a person is taking based on the position of the bedding or toilet seat, and to prevent falls or falls.
  • Examples of electronic devices include in-vehicle devices (car navigation systems, audio equipment, etc.), home appliances (electric pots, IH cooking heaters, etc.), smartphones, e-paper, e-book readers, PC keyboards, game controllers, smart watches, wireless Examples include earphones, touch panels, electronic pens, penlights, glowing clothing, and musical instruments.
  • a load sensor is provided in an input section that receives input from a user.
  • the load sensor in the following embodiments is a capacitance type load sensor that is typically provided in the load sensor of the management system or electronic device as described above. Such a load sensor is sometimes referred to as a "capacitive pressure-sensitive sensor element,” a “capacitive pressure detection sensor element,” a “pressure-sensitive switch element,” and the like.
  • the load detection device in the following embodiments includes a load sensor and a sealing member that includes the load sensor. The load detection device is connected to an external detection circuit, and the load detection device and the detection circuit constitute a load detection system.
  • 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 and the load detection device.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically showing the upper substrate 11 and the conductive portion 12 formed on the opposing surface 11a (Z-axis negative side surface) of the upper substrate 11.
  • the upper substrate 11 is an elastic and insulating member.
  • the upper substrate 11 is a plate-shaped member having flat planes on the Z-axis positive side and the Z-axis negative side.
  • the Z-axis positive side and Z-axis negative side planes of the upper substrate 11 are parallel to the XY plane.
  • the thickness of the upper substrate 11 is, for example, about 0.1 mm to 1.2 mm.
  • the elastic modulus of the upper substrate 11 is, for example, about 0.01 MPa to 10 MPa, more specifically about 1 MPa to 5 MPa.
  • the upper substrate 11 is made of a non-conductive resin material or a non-conductive rubber material.
  • the resin material used for the upper substrate 11 is selected from the group consisting of, for example, styrene resin, silicone resin (for example, polydimethylpolysiloxane (PDMS), etc.), acrylic resin, rotaxane resin, urethane resin, etc. at least one resin material.
  • Rubber materials used for the upper substrate 11 include, for example, 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 portion 12 is formed on the opposing surface 11a of the upper substrate 11.
  • three conductive parts 12 are arranged on the opposing surface 11a of the upper substrate 11 so as to extend in the X-axis direction.
  • the three conductive parts 12 are formed side by side in the Y-axis direction with a predetermined gap.
  • the conductive portion 12 is made of a material having a lower resistance than the conductive elastic body 13 described later.
  • the thickness of the conductive part 12 is smaller than the thickness of the conductive elastic body 13 described later.
  • the width of the conductive portion 12 in the Y-axis direction is smaller than the width of the conductive elastic body 13, which will be described later.
  • the conductive part 12 may be omitted. However, by providing the conductive portion 12 for the conductive elastic body 13 described later, the conductivity of the structure consisting of the conductive elastic body 13 and the conductive portion 12 can be increased more than the conductivity of the conductive elastic body 13 alone. .
  • FIG. 1(b) is a perspective view schematically showing a state in which the conductive elastic body 13 is arranged in the structure of FIG. 1(a).
  • the conductive elastic body 13 is formed on the opposing surface 11a of the upper substrate 11 so as to cover the conductive part 12.
  • the conductive elastic body 13 is formed on the opposing surface 11a so that the conductive portion 12 is positioned approximately in the middle of the conductive elastic body 13 in the Y-axis direction.
  • three conductive elastic bodies 13 are arranged on the opposing surface 11a of the upper substrate 11 so as to extend in the X-axis direction.
  • the three conductive elastic bodies 13 are formed side by side in the Y-axis direction with a predetermined gap.
  • the conductive elastic body 13 is an elastic conductive member.
  • the conductive portion 12 and the conductive elastic body 13 formed to cover the conductive portion 12 are in an electrically connected state.
  • the conductive portion 12 and the conductive elastic body 13 are composed of a resin material and a conductive filler dispersed therein, or a rubber material and a conductive filler dispersed therein.
  • the resin material used for the conductive part 12 and the conductive elastic body 13 is the same as the resin material used for the upper substrate 11 described above, such as styrene resin, silicone resin (polydimethylpolysiloxane (e.g., PDMS), etc.), At least one resin material selected from the group consisting of acrylic resins, rotaxane resins, urethane resins, and the like.
  • the rubber material used for the conductive part 12 and the conductive elastic body 13 is the same as the rubber material used for the upper substrate 11 described above, such as silicone rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, At least one rubber material selected from the group consisting of polyisobutylene, ethylene propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, fluororubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber, natural rubber, and the like.
  • the conductive filler constituting the conductive part 12 and the conductive elastic body 13 is, for example, Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), C (carbon), ZnO (zinc oxide), In 2 O 3 (oxidized from metal materials such as indium (III)), and SnO 2 (tin (IV) oxide), and PEDOT:PSS (i.e., poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS)).
  • the material is at least one material selected from the group consisting of conductive polymer materials such as composites, metal-coated organic fibers, and conductive fibers such as metal wires (in a fibrous state).
  • the conductive filler that constitutes the conductive portion 12 is Ag (silver), and the conductive filler that constitutes the conductive elastic body 13 is C (carbon).
  • the conductive portion 12 has higher conductivity than the conductive elastic body 13.
  • materials with high conductivity are expensive, but according to this configuration, since the conductive portion 12 with high conductivity can be saved, the cost of the conductive portion 12 can be kept low.
  • the elastic modulus becomes high (the elastic body itself is hard). Since the width of the conductive part 12 in the Y-axis direction at the position shown in FIG. Therefore, the capacitance can be smoothly changed depending on the load.
  • the elastic modulus of the conductive elastic body 13 is set to be approximately the same as the elastic modulus of the upper substrate 11. Further, since the conductive part 12 contains Ag (silver) as a conductive filler, the elastic modulus of the conductive part 12 is slightly higher than that of the conductive elastic body 13, for example, several MPa or more or several tens of MPa. That's all.
  • the conductive portion 12 and the conductive elastic body 13 are formed on the opposing surface 11a of the upper substrate 11 by a printing method such as screen printing, gravure printing, flexo printing, offset printing, and gravure offset printing.
  • a printing method such as screen printing, gravure printing, flexo printing, offset printing, and gravure offset printing.
  • the conductive elastic body 13 is formed so as to overlap the conductive portion 12 as shown in FIG. 1(b).
  • the method of forming the conductive portion 12 and the conductive elastic body 13 is not limited to the above printing method.
  • FIG. 1(b) The structure shown in FIG. 1(b) is turned upside down during assembly, which will be described later. Thereby, the surface of the upper substrate 11 on the Z-axis positive side becomes the upper surface 11b.
  • FIG. 2A is a perspective view schematically showing the lower substrate 21 and the conductor 22, wiring 23, and terminal portion 24 formed on the opposing surface 21a (Z-axis positive side surface) of the lower substrate 21. be.
  • the lower substrate 21 is an insulating member.
  • the lower substrate 21 is a plate-shaped member having flat planes on the positive side of the Z-axis and the negative side of the Z-axis, and the flat surfaces of the lower substrate 21 on the positive side of the Z-axis and the negative side of the Z-axis lie in the XY plane. parallel.
  • the lower substrate 21 is arranged to face the upper substrate 11, as will be described later.
  • the thickness of the lower substrate 21 is, for example, about 0.1 mm to 1.5 mm.
  • the lower substrate 21 has high rigidity, and the elastic modulus of the lower substrate 21 is 30 MPa or more.
  • the lower substrate 21 is made of a non-conductive resin material.
  • the resin material used for the lower substrate 21 is, for example, at least one resin material selected from the group consisting of polyurethane, polyethylene terephthalate, polyethylene, polycarbonate, polyimide, and the like.
  • the conductor 22 and the wiring 23 are formed on the opposing surface 21a of the lower substrate 21.
  • six conductors 22 extending in the Y-axis direction are lined up with a predetermined gap in the X-axis direction, and a group (pair of conductors 22) consisting of two adjacent conductors 22 is arranged in the X-axis direction. There are three in a row.
  • a wiring 23 extends from the ends of the pair of conductors 22 on the Y-axis negative side.
  • a pair of adjacent conductors 22 are connected at a predetermined position in the Y-axis direction, and a terminal portion 24 protrudes from this connected position in the positive direction of the X-axis.
  • One terminal portion 24 is arranged for a pair of conductors 22.
  • the three terminal portions 24 are respectively arranged at positions facing the three conductive elastic bodies 13 shown in FIG. 1(b).
  • the pair of conductors 22, the wiring 23 connected to the pair of conductors 22, and the terminal portion 24 protruding from the pair of conductors 22 are integrally formed and electrically connected.
  • the conductor 22, the wiring 23, and the terminal part 24 are made of the same material, and like the conductive part 12 described above, are made of a resin material and a conductive filler dispersed therein, or a rubber material and a conductive filler dispersed therein. It is composed of filler.
  • the conductive filler forming the conductor 22, the wiring 23, and the terminal portion 24 is Ag (silver).
  • the conductor 22, the wiring 23, and the terminal portion 24 are formed on the opposing surface 21a of the lower substrate 21 by a printing method such as screen printing, gravure printing, flexo printing, offset printing, and gravure offset printing. According to these printing methods, each part can be formed on the opposing surface 21a of the lower substrate 21 with a thickness of about 0.001 mm to 0.5 mm. However, the method of forming each part is not limited to the above printing method.
  • FIG. 2(b) is a perspective view schematically showing a state in which an insulating film 31 is installed on the structure shown in FIG. 2(a).
  • the insulating film 31 is an insulating member.
  • the insulating film 31 is a sheet-like member and is parallel to the XY plane.
  • the thickness of the insulating film 31 is, for example, 0.03 mm.
  • the elastic modulus of the insulating film 31 is 30 MPa or more.
  • the insulating film 31 is made of a non-conductive resin material.
  • the resin material used for the insulating film 31 is, for example, at least one resin material selected from the group consisting of polyurethane, polyethylene terephthalate, polyethylene, polycarbonate, polyimide, and the like.
  • the end of the wiring 23 on the Y-axis negative side extends to the vicinity of the end of the lower substrate 21 on the Y-axis negative side, and the insulating film 31 is provided at the end of the lower substrate 21 on the Y-axis negative side. do not have.
  • a hole 31a is formed in the insulating film 31 at a position corresponding to the end in the X-axis positive direction of the terminal portion 24 in FIG. 2(a), which vertically passes through the insulating film 31.
  • the hole 31a is used to join the conductive elastic body 13 and the terminal portion 24, as will be described later.
  • FIG. 3(a) is a perspective view schematically showing a state in which the conductor wire 40, the board 25, and the connectors 26 and 27 are arranged in the structure shown in FIG. 2(b).
  • the conductor wire 40 is placed over the top surface of the insulating film 31.
  • six conductor wires 40 extending in the Y-axis direction are lined up with a predetermined gap in the X-axis direction, and a set (a pair of conductor wires 40) consisting of two adjacent conductor wires 40 is arranged in the X-axis direction. There are three in a row.
  • the six conductor wires 40 are arranged at the same positions as the six conductors 22 shown in FIG. 2(a).
  • the two conductor wires 40 forming a pair are connected to each other in a subsequent external detection circuit. Note that the pair of conductor wires 40 may be connected at the ends on the positive side of the Y-axis.
  • the conductor wire 40 consists of a linear conductive member 41 and a dielectric 42 formed on the surface of the conductive member 41.
  • the configuration of the conductor wire 40 will be explained later with reference to FIGS. 4(a) and 4(b).
  • Each conductor wire 40 is installed on the lower substrate 21 with a thread so as to be movable in the direction in which the conductor wire 40 extends (Y-axis direction).
  • the substrate 25 is installed on the upper surface of the Y-axis negative side end of the lower substrate 21.
  • Connectors 26 and 27 are installed on the upper surface of the board 25 so as to be lined up in the X-axis direction.
  • the Y-axis negative end of the wiring 23 shown in FIG. 2(b) and the Y-axis of the conductor wire 40 shown in FIG. 3(a) are attached to the wiring provided on the board 25.
  • the negative end is connected to the negative end.
  • the three wires 23 are connected to predetermined terminals of the connector 26 via the wires in the board 25, and the six conductor wires 40 are connected to predetermined terminals of the connector 27 via the wires in the board 25. connected to.
  • Connectors 26, 27 are connected to an external detection circuit.
  • FIG. 3(b) is a perspective view schematically showing a state in which the structure shown in FIG. 1(b) is installed on the structure shown in FIG. 3(a).
  • FIG. 1(b) The structure shown in FIG. 1(b) is placed over the structure shown in FIG. 3(a) from above (Z-axis positive side) with the structure shown in FIG. Thereby, the conductor wire 40 comes into contact with the conductive elastic body 13 disposed on the upper substrate 11.
  • the thread 51 is sewn to the upper surface 11b of the upper substrate 11 and the lower surface 21b of the lower substrate 21 through the hole 31a.
  • the conductive elastic body 13 is positioned above the hole 31a, and the terminal portion 24 is positioned below the hole 31a. Therefore, by suturing the thread 51 to the upper surface 11b and the lower surface 21b, the conductive elastic body 13 and the terminal portion 24 are brought into pressure contact and electrically connected.
  • the thread 51 is made of chemical fibers, natural fibers, or mixed fibers thereof, and is made of a non-conductive material.
  • the upper substrate 11 is fixed to the lower substrate 21 by connecting the outer periphery of the upper substrate 11 to the lower substrate 21 with a thread. In this way, the load sensor 1 is completed as shown in FIG. 3(b).
  • the load sensor 1 is used with the upper substrate 11 facing upward (Z-axis positive side) and the lower substrate 21 facing downward (Z-axis negative side).
  • the upper surface 11b of the upper substrate 11 becomes a surface to which a load is applied
  • the lower surface 21b of the lower substrate 21 becomes a mounting surface.
  • the load sensor 1 is formed with a plurality of element portions A1 arranged in a matrix in a plan view.
  • the load sensor 1 has a total of nine element portions A1 arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • One element portion A1 corresponds to a region including an intersection between the conductive elastic body 13 and a pair of conductor wires 40 arranged below the conductive elastic body 13. That is, one element portion A1 includes an upper substrate 11, a conductive portion 12, a conductive elastic body 13, a conductor wire 40, and a lower substrate 21 near the intersection.
  • the lower surface of the load sensor 1 (the lower surface 21b of the lower substrate 21) is installed on a predetermined installation surface and a load is applied to the upper surface of the load sensor 1 (the upper surface 11b of the upper substrate 11) constituting the element section A1, conductive
  • the capacitance between the elastic body 13 and the conductive member 41 in the conductor wire 40 changes, and the load is detected based on the capacitance.
  • FIGS. 4(a) and 4(b) are diagrams schematically showing a cross section of the element portion A1 when cut along a plane parallel to the XZ plane at the center position of the element portion A1 in the Y-axis direction.
  • 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 lower surface 21b of the lower substrate 21 on the Z-axis negative side is installed on the installation surface.
  • the conductor wire 40 includes a conductive member 41 and a dielectric 42 formed on the conductive member 41.
  • the dielectric 42 is formed on the outer periphery of the conductive member 41 and covers the surface of the conductive member 41.
  • the conductive member 41 is a member having a linear shape.
  • the conductive member 41 is made of, for example, a conductive metal material.
  • the conductive member 41 may be composed of a core wire made of glass and a conductive layer formed on the surface thereof, or may be composed of a core wire made of resin and a conductive layer formed on the surface thereof.
  • the conductive member 41 may be made of valve metals such as aluminum (Al), titanium (Ti), tantalum (Ta), niobium (Nb), zirconium (Zr), or hafnium (Hf), or tungsten (W) or molybdenum. (Mo), copper (Cu), nickel (Ni), silver (Ag), gold (Au), etc. are used.
  • the dielectric 42 has insulating properties and is made of, for example, a resin material, a ceramic material, a metal oxide material, or the like.
  • the dielectric material 42 is at least one selected from the group consisting of polypropylene resin, polyester resin (for example, polyethylene terephthalate resin), polyimide resin, polyphenylene sulfide resin, polyvinyl formal resin, polyurethane resin, polyamideimide resin, polyamide resin, etc.
  • the material may be a resin material of various types, or at least one metal oxide material selected from the group consisting of Al 2 O 3 and Ta 2 O 5 .
  • the conductor wire 40 when a load is applied, the conductor wire 40 is brought close to the conductive elastic body 13 so as to be wrapped in the conductive elastic body 13, and the distance between the conductor wire 40 and the conductive elastic body 13 is Contact area increases. As a result, the capacitance between the conductive member 41 and the conductive elastic body 13 changes. Then, the load applied to the element portion A1 is calculated by measuring the potential reflecting the change in capacitance in the element portion A1 in an external circuit.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing the arrangement of each part of the load sensor 1 when viewed in the negative Z-axis direction.
  • FIG. 5 for convenience, a layer consisting of the upper substrate 11 and the conductive elastic body 13, a layer consisting of the conductor wire 40, a layer consisting of the insulating film 31, and a layer consisting of the lower substrate 21, the conductor 22, and the terminal portion 24 are shown. , are shown side by side.
  • the conductive elastic body 13 is shown as being transmitted through the upper substrate 11 .
  • nine element portions A1 arranged in a matrix are formed in the measurement area of the load sensor 1.
  • the nine element portions A1 correspond to nine positions where the conductive elastic body 13 and the pair of conductor wires 40 intersect.
  • these nine element portions A1 will be referred to as A11, A12, A13, A21, A22, A23, A31, A32, and A33.
  • the conductive elastic bodies 13 corresponding to the element parts A11 to A13 are connected to the terminal parts 24 connected to the pair of conductors 22 on the negative side of the X-axis via the holes 31a on the negative side of the x-axis.
  • the conductive elastic bodies 13 corresponding to the element parts A21 to A23 are connected to the terminal parts 24 connected to the pair of central conductors 22 through the central holes 31a.
  • the conductive elastic bodies 13 corresponding to the element parts A31 to A33 are connected to the terminal parts 24 connected to the pair of conductors 22 on the positive side of the X-axis via the holes 31a on the positive side of the x-axis.
  • the external circuit sequentially changes the element section whose load is to be detected at predetermined time intervals.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the potential of each part when the element part A22 is the object of load detection.
  • a load is applied to the element part A22 from the upper surface 11b of the upper substrate 11 (see FIG. 3(b))
  • a procedure for detecting the load applied to the element part A22 will be processed. .
  • the external circuit connects the central conductive elastic body 13 corresponding to the element section A22 to the ground, and applies a constant voltage (Vcc) to the conductive member 41 in the pair of conductor wires 40 corresponding to the element section A22. Specifically, the external circuit connects the central pair of conductive bodies 22 to the ground, thereby connecting the central conductive elastic body 13 to the ground. Further, the external circuit applies a constant voltage (Vcc) to the conductive member 41 within the central pair of conductor wires 40 .
  • the potential of the conductive elastic body 13 in the center becomes the ground potential (GND), and the potential V1 of the conductive member 41 in the pair of conductor wires 40 in the center is changed by a time constant according to the capacitance of the element portion A22. gradually rises.
  • the external circuit sets the potentials of the conductive elastic body 13 and the conductive members 41 other than the element part A22 to be detected to the same potential V1 as that of the central pair of conductive members 41 corresponding to the element part A22. Specifically, the external circuit sets the electric potential V1 to the pair of conductors 22 on the positive side of the X-axis and the negative side of the Set the potential V1. Further, the external circuit sets a potential V1 to the conductive member 41 within the pair of conductor wires 40 on the X-axis positive side and the X-axis negative side.
  • the external circuit measures the potential V1 of the conductive member 41 corresponding to the element portion A22 to be detected at a timing when a predetermined time has elapsed since the application of the constant voltage (Vcc).
  • the external circuit calculates the capacitance of the element portion A22 based on the measured potential V1. Then, the external circuit obtains the load applied to the element portion A22 based on the calculated capacitance.
  • the potential V1 or the ground potential (GND) is set to the conductor 22, so the lower side of the conductor wire 40 is electrically shielded by the conductor 22. Thereby, even if the capacitance component approaches from below the conductor wire 40, errors in the change in potential V1 are suppressed. Furthermore, since the conductive elastic body 13 is set to the potential V1 or the ground potential (GND), the upper side of the conductor wire 40 is electrically shielded by the conductive elastic body 13. Thereby, even if the capacitance component approaches from above the conductive elastic body 13, errors in the change in potential V1 are suppressed.
  • the conductor wire 40 is sandwiched between the conductive elastic body 13 and the lower substrate 21.
  • a gap is created between the lower substrate 21 and the lower substrate 21 . Therefore, moisture, oil, foreign matter, etc. are likely to enter this gap, and the characteristics of the load sensor 1 are thereby likely to deteriorate.
  • Such a problem can be solved by hermetically sealing the load sensor 1 with a sealing member.
  • the accuracy of detecting the load decreases due to the difference between the air pressure in the space inside the sealing member and the outside air pressure.
  • Embodiment 1 As shown below, the load sensor 1 is included in the sealing member 60, and a configuration is further provided to suppress the pressure difference between the inside and outside of the sealing member 60. Thereby, the load applied to the load sensor 1 can be detected accurately.
  • FIGS. 7(a) and 7(b) are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of the load detection device 2.
  • FIG. 7(b) is a cross-sectional view of the load detection device 2 taken along the YZ plane passing through the conductor wire 40 on the negative side of the X-axis, as viewed in the positive direction of the X-axis.
  • the load detection device 2 includes a load sensor 1, a sealing member 60 containing the load sensor 1, and a cable 70.
  • the sealing member 60 has a rectangular shape in plan view.
  • Cable 70 is composed of a plurality of cables and is connected to connectors 26 and 27.
  • the sealing member 60 includes an upper sealing member 61 that covers the upper surface of the load sensor 1 (the upper surface 11b of the upper substrate 11), and a lower sealing member on which the load sensor 1 is placed. 62.
  • the upper sealing member 61 is configured to have low rigidity. In this way, by configuring the upper sealing member 61 to be soft, the load applied from above the load detection device 2 is suppressed from spreading within the XY plane, so that the applied load can be adjusted accordingly. Proper detection can be performed in the element section A1. From this point of view, it is preferable that the upper sealing member 61 is configured such that, for example, the moment of inertia of the area is 1/8 or less, and the elastic modulus is 1/8 or less of that of the upper substrate 11. Note that the upper sealing member 61 may have a moment of inertia of area larger than 1 ⁇ 8, and may have a modulus of elasticity larger than 1 ⁇ 8 of that of the upper substrate 11.
  • the upper sealing member 61 is made of an airtight material.
  • the lower sealing member 62 is configured to have higher rigidity than the upper sealing member 61.
  • the upper sealing member 61 is made of a stretchable and insulating material.
  • the upper sealing member 61 is made of a resin material or a rubber material.
  • the resin material used for the upper sealing member 61 is, for example, polyethylene terephthalate (PET), urethane resin (polyurethane sheet), styrene resin, silicone resin (for example, polydimethylpolysiloxane (PDMS), etc.), or acrylic resin. It is at least one resin material selected from the group consisting of resins, rotaxane resins, and the like.
  • Rubber materials used for the upper sealing member 61 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 upper sealing member 61 of the first embodiment is made of urethane resin (polyurethane sheet). Thereby, the material for the upper sealing member 61 can be easily obtained, and the cost for the upper sealing member 61 can be suppressed.
  • the lower sealing member 62 is made of the same material as the upper sealing member 61. That is, the lower sealing member 62 is made of a resin material or a rubber material.
  • the resin material used for the lower sealing member 62 is, for example, polyethylene terephthalate (PET), urethane resin (polyurethane sheet), styrene resin, silicone resin (for example, polydimethylpolysiloxane (PDMS), etc.), or acrylic resin. It is at least one resin material selected from the group consisting of resins, rotaxane resins, and the like.
  • Rubber materials used for the lower sealing member 62 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 lower sealing member 62 of Embodiment 1 is made of polyethylene terephthalate (PET). Thereby, the desired rigidity of the lower sealing member 62 can be achieved, and the cost of the lower sealing member 62 can be suppressed.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the load sensor 1 is placed on the upper surface of the lower sealing member 62, and the upper sealing member 61 is arranged on the upper surface 11b so as to be in close contact with the upper surface of the load sensor 1 (the upper surface 11b of the upper substrate 11). be done.
  • the rigidity of the lower sealing member 62 will cause the upper sealing member 61 to The occurrence of slack is suppressed. Thereby, close contact between the upper sealing member 61 and the upper substrate 11 is maintained.
  • the elastic restoring force of the lower sealing member 62 causes the upper sealing member 61 to bend upwardly. Tension is generated in which the sealing member 61 is pressed against the upper surface 11b of the upper substrate 11. This further increases the adhesion between the upper sealing member 61 and the upper substrate 11.
  • the upper sealing member 61 and the upper substrate 11 be made of materials having similar charge series. Thereby, static electricity generated due to friction between the upper sealing member 61 and the upper substrate 11 can be suppressed.
  • the bonding surface between the upper sealing member 61 and the upper substrate 11 be subjected to antistatic treatment.
  • an antistatic treatment for example, a surface active layer may be formed on the inner surface of the upper sealing member 61 side.
  • the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 are joined so that the cable 70 is sandwiched between the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62.
  • the outer edge portion of the upper sealing member 61 and the outer edge portion of the lower sealing member 62 are bonded to each other with an adhesive.
  • a housing space S is formed inside the sealing member 60 by joining the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 at their outer edge portions.
  • the cable 70 is not limited to being passed through the overlapping position of the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62, but can also be passed through a hole provided in the upper sealing member 61 or the lower sealing member 62. It may be pulled out from the inside of the sealing member 60. In this case, the hole through which the cable 70 was passed is closed with adhesive or the like.
  • the lower sealing member 62 includes a mesh structure that serves as a ventilation structure for ventilating the housing space S to the outside and prevents moisture and oil from entering and exiting, while allowing gas to enter and exit.
  • the mesh structure has micropores that pass through the lower sealing member 62.
  • the lower sealing member 62 of the first embodiment is made of a material including a mesh structure, and examples of such a material include Temish (registered trademark). Since the lower sealing member 62 includes a mesh structure, liquids and solids cannot pass through the lower sealing member 62, and only gas can pass through the lower sealing member 62. Thereby, the air pressure within the accommodation space S becomes approximately equal to the outside air pressure.
  • the entire lower sealing member 62 is not limited to being made of a material including a mesh structure, and the lower sealing member 62 may be partially made of a material including a mesh structure.
  • the lower sealing member 62 may be mainly made of an airtight material, and an opening formed in a part of this material may be closed with a material including a mesh structure.
  • the lower sealing member 62 may be constructed by joining an airtight material and a material including a mesh structure.
  • the load detection device 2 is completed. Thereafter, the cable 70 is connected to an external detection circuit, and the load applied to the upper surface 11b of the load sensor 1 via the upper sealing member 61 is detected.
  • the sealing member 60 includes an air pressure adjustment structure for making the air pressure in the accommodation space S of the load sensor 1, which is formed by the lower sealing member 62 and the upper sealing member 61, substantially equal to the outside air pressure.
  • this air pressure adjustment structure includes a ventilation structure that ventilates the accommodation space S to the outside, and more specifically, this ventilation structure is a mesh structure that prevents moisture and oil from entering and exiting and allows gas to enter and exit. Contains.
  • the load sensor 1 since the load sensor 1 is enclosed in the sealing member 60, it is difficult for moisture, oil, foreign matter, etc. to enter the gap between the upper substrate 11 and the lower substrate 21. Therefore, it is possible to prevent the characteristics of the load sensor 1 from deteriorating due to these intrusions. Moreover, since the air pressure adjustment structure makes the air pressure in the accommodation space S of the load sensor 1 substantially equal to the outside air pressure, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to the difference in air pressure between the accommodation space S and the outside. Therefore, the applied load can be detected accurately.
  • the air pressure adjustment structure includes a ventilation structure that ventilates the accommodation space S to the outside, so that the air pressure inside the accommodation space S can be easily maintained in a state substantially equal to the outside air pressure, and furthermore, this ventilation structure includes a mesh structure that prevents moisture and oil from entering and exiting and allows gas to enter and exit, thereby preventing moisture and oil from entering between the upper substrate 11 and the lower substrate 21 and reducing the air pressure in the housing space S. can be maintained at approximately the same level as the outside pressure.
  • the mesh structure included in the sealing member 60 is formed on the lower sealing member 62.
  • the mesh structure tends to have high rigidity due to its structure.
  • the upper sealing member 61 is a member that receives a load, it is preferably as soft as possible in order to appropriately transmit the applied load to the upper substrate 11 of the load sensor 1.
  • the lower sealing member 62 preferably has as high rigidity as possible in order to support the joined upper sealing member 61 in a desired state. Therefore, by forming the lower sealing member 62 with a mesh structure that tends to have high rigidity, the upper sealing member 62 can maintain the softness of the upper sealing member 61 and improve the load detection accuracy.
  • the member 61 can be supported in a desired state.
  • the load sensor 1 is enclosed in the sealing member 60 so that the upper sealing member 61 is in close contact with the upper surface 11b of the upper substrate 11.
  • the upper sealing member 61 may have a slight difference in softness depending on its position. Therefore, when the upper sealing member 61 is misaligned with respect to the upper substrate 11, the softness distribution of the upper sealing member 61 with respect to the upper substrate 11 changes, and the load detection sensitivity in each element portion A11 to A33 changes. may vary. As a result, there is a possibility that the stability of load detection in the same element portion A1 may be slightly reduced.
  • the lower sealing member 62 has higher rigidity than the upper sealing member 61. According to this configuration, the upper sealing member 61 joined to the lower sealing member 62 can be supported by the lower sealing member 62 in a desired state. Thereby, for example, the upper sealing member 61 can properly maintain a state in close contact with the upper surface 11b of the upper substrate 11, and it is possible to suppress the upper sealing member 61 from shifting with respect to the upper substrate 11. Therefore, the load can be detected stably. Further, when the lower sealing member 62 has relatively high rigidity, it is possible to prevent the load applied to the load detection device 2 from escaping to the surroundings via the lower substrate 21, so that the load can be detected appropriately. Furthermore, since the shape of the load detection device 2 in plan view is maintained, it is possible to avoid a situation where the upper substrate 11 and the lower substrate 21 are bent and damaged.
  • the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 are joined so that the sealing member 60 completely accommodates the load sensor 1, but at least the gap between the upper substrate 11 and the lower substrate 21 is If the accommodation space S covering the gap is formed, the sealing member 60 does not necessarily have to completely accommodate the load sensor 1, as shown in FIGS. 8(a) and 8(b), for example.
  • FIGS. 8(a) and 8(b) are a plan view and a sectional view, respectively, schematically showing the configuration of the load detection device 2 according to a modification of the first embodiment.
  • the ends of the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 on the Y-axis negative side are arranged at the position of the substrate 25 in the Y-axis direction.
  • the upper surface of the substrate 25 has a substantially planar shape.
  • the Y-axis negative end of the upper sealing member 61 is positioned between the Y-axis positive end of the upper surface of the substrate 25 and the Y-axis positive end of the connectors 26 and 27, and It is bonded to the top surface of the board with adhesive or the like.
  • the end of the lower sealing member 62 on the Y-axis negative side is positioned on the lower surface of the lower substrate 21 located below the substrate 25, and is bonded to the lower surface of the substrate 25 with an adhesive or the like.
  • the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 other than the portion overlapping the substrate 25 are joined to each other at the outer edge portions, similar to the first embodiment.
  • the inner surfaces of the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 at positions indicated by dotted lines in FIG. 8(a) are bonded to the side surfaces of the substrate 25 and the lower substrate 21 with an adhesive.
  • the sealing member 60 encloses the load sensor 1 as in the first embodiment. It becomes like this. Furthermore, the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 form a housing space S for the load sensor 1, as in the first embodiment.
  • the load sensor 1 since the load sensor 1 is enclosed in the sealing member 60, it is difficult for moisture, oil, foreign matter, etc. to enter the gap between the upper substrate 11 and the lower substrate 21. Therefore, it is possible to prevent the characteristics of the load sensor 1 from deteriorating due to these intrusions.
  • the mesh structure of the lower sealing member 62 makes the air pressure in the accommodation space S of the load sensor 1 substantially equal to the outside air pressure, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to the difference in air pressure between the accommodation space S and the outside. Therefore, the applied load can be detected accurately. Further, since the connectors 26 and 27 are exposed to the outside, the cable 70 can be easily attached and detached.
  • the lower sealing member 62 includes the mesh structure, so that the air pressure within the accommodation space S of the load sensor 1 is made substantially equal to the outside air pressure.
  • the air pressure inside the housing space S is made substantially equal to the outside air pressure by the vent provided in the sealing member 60.
  • FIGS. 9(a) and 9(b) are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of the load detection device 2 according to the second embodiment.
  • the lower sealing member 62 does not include a mesh structure and is made of an airtight material. Further, a vent hole 63 that penetrates the upper sealing member 61 is formed near the outer edge of the upper sealing member 61 , and a lid 64 for sealing the vent hole 63 is provided in the vent hole 63 . installed in a removable manner.
  • the lid 64 is a lid that can open the ventilation port 63 in stages depending on the degree of rotation relative to the ventilation port 63, and is a so-called screw cap.
  • the load sensor 1 is contained inside the sealing member 60, and a housing space S for the load sensor 1 is formed.
  • the accommodation space S is in a state of being cut off from the outside when the lid 64 is installed.
  • a vent 63 is formed on the outside of the load sensor 1 in a plan view as a ventilation structure that ventilates the accommodation space S in which the load sensor 1 is contained to the outside.
  • the air pressure inside the accommodation space S is released through the ventilation port 63 while maintaining a state in which moisture, dirt, etc. are difficult to enter. It can be easily maintained at a state approximately equal to atmospheric pressure.
  • the vent hole 63 is formed on the outside of the load sensor 1 in a plan view, even if moisture, oil, foreign matter, etc. enter through the vent hole 63, these will be removed from the upper substrate 11 and the lower substrate 21. It is difficult for the material to penetrate into the gap between the parts. Therefore, characteristic deterioration of the load sensor 1 can be appropriately suppressed.
  • the position of the vent 63 is not limited to the position shown in FIG. 9(a).
  • the ventilation port 63 is preferably provided at a position that does not overlap the load sensor 1 in plan view. Preferably, it is more preferable to be as far away from the outer edge of the load sensor 1 as possible in the outward direction.
  • the vent 63 is opened when the load detection device 2 is used, but the vent 63 is not limited to being opened when the load detection device 2 is used, but may be kept open at all times. In this case, it is preferable that a filter 65 be provided in the vent 63, as shown in FIGS. 10(a) and 10(b).
  • FIGS. 10(a) and 10(b) are a plan view and a sectional view, respectively, schematically showing the configuration of the load detection device 2 according to a modification of the second embodiment.
  • a filter 65 is installed in the vent 63, compared to the second embodiment shown in FIGS. 9(a) and 9(b).
  • the other configurations are the same as in the second embodiment.
  • the filter 65 includes micropores that prevent moisture and oil from entering and exiting, while allowing gas to enter and exit. Note that the micropores of the filter 65 may be small enough to hardly allow dust to pass through.
  • the air pressure in the accommodation space S can be easily made to be approximately equal to the outside air pressure through the vent 63 and the filter 65 (vent) without operating the lid 64 as in the second embodiment. Can be maintained. Further, since the filter 65 is provided in the vent 63, it is possible to prevent moisture, oil, foreign matter, etc. from entering through the vent 63.
  • vent hole 63 may be formed in the upper sealing member 61 of the first embodiment and a modification of the first embodiment.
  • a slack portion 66 is formed in the sealing member 60, as shown in FIGS. 11(a) and 11(b).
  • FIGS. 11(a) and 11(b) are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of the load detection device 2 according to the third embodiment.
  • a slack portion 66 is formed in the upper sealing member 61 instead of the vent 63.
  • the slack portion 66 is formed on the outside of the load sensor 1 in the positive direction of the Y-axis in plan view.
  • the slack portion 66 has a shape that swells greatly in the positive direction of the Z-axis.
  • the capacity of the slack portion 66 changes depending on the difference between the atmospheric pressure within the accommodation space S and the outside atmospheric pressure.
  • the upper sealing member 61 other than the slack portion 66 is adhered to the upper surface 11b of the upper substrate 11 with an adhesive or the like.
  • the slack portion 66 has lower rigidity than the upper sealing member 61 other than the slack portion 66.
  • the thickness of the slack portion 66 is made smaller than the thickness of the upper sealing member 61 other than the slack portion 66.
  • the number of layers of a film-like sheet constituting the slack portion 66 may be changed, or the thickness may be changed by film molding.
  • the material forming the slack portion 66 may have a higher elastic modulus than the material forming the upper sealing member 61 other than the slack portion 66.
  • a material having a lower elastic modulus than this portion may be attached as the slack portion 66 to this portion by adhesive or heat welding.
  • the upper sealing member 61 may be formed in this way.
  • a rubber material or the like can be used as the slack portion 66.
  • the slack portion 66 is not limited to being provided on the outside of the load sensor 1 in the Y-axis positive direction, but may be provided on the outside of the other sides of the load sensor 1, and may be provided on the outside of the four sides of the load sensor 1. may be provided. Furthermore, the slack portion 66 is not limited to a shape that is elongated in one direction in plan view, but may be circular or rectangular.
  • the air pressure adjustment structure includes a slack portion 66 whose capacity changes depending on the difference between the air pressure within the accommodation space S and the outside air pressure.
  • the volume of the accommodation space S including the slack portion 66 changes according to the pressure difference between the atmospheric pressure within the accommodation space S and the outside pressure, and the pressure difference is eliminated. Therefore, the air pressure within the accommodation space S can be easily maintained at approximately the same level as the outside air pressure.
  • the slack portion 66 is formed in the upper sealing member 61.
  • the slack portion 66 can be made soft. Therefore, the slack portion 66 can be easily deformed in accordance with the pressure difference between the atmospheric pressure within the accommodation space S and the outside pressure, and the volume of the accommodation space S including the slack portion 66 can be reduced to a state in which the pressure difference is eliminated. can be smoothly changed.
  • the slack portion 66 is configured to be more easily deformed than the portion of the upper sealing member 61 where the slack portion 66 is not formed. According to this configuration, the slack portion 66 mainly deforms depending on the pressure difference between the air pressure within the accommodation space S and the outside air pressure. Thereby, the upper sealing member 61 other than the slack portion 66 can be prevented from being displaced with respect to the upper substrate 11 due to the difference in air pressure. Therefore, the load can be detected stably.
  • the upper sealing member 61 is made as homogeneous as possible, the distribution of softness is uneven. Therefore, when the upper sealing member 61 is displaced with respect to the upper substrate 11 due to a pressure difference, the softness distribution of the upper sealing member 61 with respect to the upper substrate 11 changes, and the load detection characteristics in the same element portion A1 change. Change. As a result, there is a possibility that the stability of load detection in the same element portion A1 may be slightly reduced. In contrast, with the above configuration, the upper sealing member 61 other than the slack portion 66 can be prevented from being displaced with respect to the upper substrate 11 due to the difference in air pressure. Therefore, the load can be stably detected in the same element portion A1.
  • the upper sealing member 61 is attached to the upper surface 11b of the upper substrate 11. According to this configuration, even if the volume of the accommodation space S including the slack portion 66 changes due to the pressure difference between the atmospheric pressure inside the accommodation space S and the outside pressure, the upper sealing member 61 remains in position with respect to the upper substrate 11. It never shifts. Therefore, the load can be detected stably.
  • the stiffness of the slack portion 66 is lower than the rigidity of the portion of the upper sealing member 61 other than the slack portion 66, but the slack portion 66 may be loosened depending on the pressure difference between the atmospheric pressure in the accommodation space S and the outside pressure. As long as the portion 66 can be smoothly deformed, the rigidity of the slack portion 66 does not need to be lower than the rigidity of the portion of the upper sealing member 61 other than the slack portion 66.
  • the slack portion 66 and the portion of the upper sealing member 61 other than the slack portion 66 are clearly separated, but in the configurations of FIGS. 12(a) and (b) As shown in FIG. 3, the slack portion 66 may be formed by joining the upper sealing member 61 to the lower sealing member 62 with some slack in a relaxed state. In this case, the entire upper sealing member 61 including the slack portion 66 may be uniformly formed of the same rigid material.
  • Embodiments 1 to 3 the upper sealing member 61 was configured in a sheet shape.
  • a pressure receiving part 67 is provided on the lower surface of the upper sealing member 61.
  • FIGS. 13(a) and 13(b) are a plan view and a cross-sectional view, respectively, schematically showing the configuration of the load detection device 2 according to the fourth embodiment.
  • the upper sealing member 61 has a plurality of pressure receiving parts 67 arranged at positions corresponding to the plurality of element parts A1, respectively. , and a thin portion 68 formed between adjacent pressure receiving portions 67.
  • the thickness of the pressure receiving portion 67 is greater than the thickness of the outer edge portion of the upper sealing member 61, and the pressure receiving portion 67 protrudes from the lower surface of the upper sealing member 61 in the negative direction of the Z-axis.
  • the thin portion 68 is thinnest at the center in the width direction, and gradually becomes thinner from both ends toward the center in the width direction.
  • the load applied to the pressure receiving section 67 is efficiently transmitted to the element section A1 corresponding to the pressure receiving section 67. Therefore, the load applied to the upper surface of the load detection device 2 (the upper surface of the upper sealing member 61) can be detected with high accuracy.
  • one load sensor 1 is included in the sealing member 60, but the present invention is not limited to this, and a plurality of load sensors 1 may be included in the sealing member 60. For example, as shown in FIGS. 14 and 15, three load sensors 1 may be included in one sealing member 60.
  • FIG. 14 is a plan view schematically showing the configuration of the load detection device 2 according to a modification of the fourth embodiment.
  • three load sensors 1 similar to the above embodiment are arranged adjacent to each other in the X-axis direction, and the three load sensors 1 are enclosed in one sealing member 60.
  • the sealing member 60 has a long shape in the X-axis direction so that the three load sensors 1 can be accommodated.
  • the three cables 70 connected to the three load sensors 1 are each separately pulled out from between the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62. Note that the three cables 70 may be combined into one within the sealing member 60, and the combined cable 70 may be pulled out from the sealing member 60 at one location.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the load detection device 2 according to a modification of the fourth embodiment.
  • Two adjacent load sensors 1 are arranged so that the upper substrates 11 are in contact with each other and the lower substrates 21 are in contact with each other.
  • the lower surface 21b of the lower substrate 21 of each load sensor 1 may be attached to the upper surface of the lower sealing member 62 with an adhesive;
  • One substrate may be disposed between each lower substrate 21 and the lower sealing member 62 so as to span the two lower surfaces 21b.
  • the sealing member 60 includes a pressure receiving portion 67 and a thin wall portion 68 similar to those in Embodiment 4, and a thin wall portion 69 formed across the boundary B1 between adjacent load sensors 1.
  • the thin portion 69 is thinnest at the center in the width direction, and gradually becomes thinner from both ends toward the center.
  • the material of the sealing member 60 of this modification is the same as that of the first embodiment, and the lower sealing member 62 includes a mesh structure.
  • the pressure receiving part 67 of the upper sealing member 61 is arranged so as to be in close contact with the upper surface of the load sensor 1 (the upper surface 11b of the upper substrate 11).
  • FIG. 16(a) is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the load detection device 2 near the boundary B1 according to a comparative example.
  • three load detection devices 2 of the fourth embodiment shown in FIGS. 13(a) and 13(b) are arranged adjacently in the X-axis direction. In this case, an area where no load can be detected, a so-called dead zone, occurs near the boundary B1 between adjacent load sensors 1.
  • FIG. 16(b) is a sectional view schematically showing the configuration of the load detection device 2 near the boundary B1 according to a modification of the fourth embodiment.
  • a thin portion 69 is formed at the boundary B1 between adjacent load sensors 1.
  • the thin portion 69 is thinnest at the center in the width direction, and gradually becomes thinner from both ends toward the center. Thereby, the load applied to the boundary B1 of the adjacent load sensors 1 is transmitted to the element portion A1 adjacent to the boundary B1. Therefore, this load can be detected appropriately.
  • a plurality of load sensors 1 are enclosed in one sealing member 60.
  • the sealing work can be made easier than when the plurality of load sensors 1 are individually sealed.
  • the sealing member 60 is sandwiched between adjacent load sensors 1, resulting in a large dead space where no load can be detected.
  • the sealing member 60 is placed between adjacent load sensors 1. It won't get caught. Therefore, dead space at the boundary B1 between the load sensors 1 can be suppressed.
  • each load sensor 1 an element portion A1 for detecting a load formed by the intersection of a conductive elastic body 13 and a conductive member 41 (linear conductive member) is arranged in the X-axis direction (first direction) in a plan view. ) and the Y-axis direction (second direction), a plurality of conductive elastic bodies 13 and a plurality of conductive members 41 (linear conductive members) are arranged.
  • the plurality of load sensors 1 are included in the sealing member 60 so as to be adjacent to each other in the X-axis direction (first direction).
  • the upper sealing member 61 includes a plurality of pressure receiving parts 67 arranged at positions corresponding to the plurality of element parts A1, respectively, and thin parts 68 and 69 formed between adjacent pressure receiving parts 67.
  • a thin wall portion 69 located at the boundary B1 between adjacent load sensors 1 is formed across the boundary B1. According to this configuration, dead space at the boundary B1 between adjacent load sensors 1 can be further suppressed. That is, as shown in FIG. 16(b), the pressure receiving part 67 can also be arranged near this boundary B1, and the load applied to this pressure receiving part 67 can be transmitted to the corresponding element part A1.
  • the thin parts 68 and 69 are thinnest at the center in the width direction, and gradually become thinner from both ends toward the center.
  • the width of the thin portion 69 located at the boundary B1 is wider than the width of the other thin portions 68.
  • ⁇ Embodiment 5 When a capacitance component (electromagnetic noise) approaches the load detection device 2, an error occurs in the measured potential change due to the influence of the electromagnetic noise. This reduces the accuracy of capacitance detection.
  • the load detection device 2 is configured to block electromagnetic noise as described below.
  • FIG. 17(a) is a cross-sectional view schematically showing the load detection device 2 in which a conductive coating is applied to the outer surface of the sealing member 60 according to the fifth embodiment.
  • the conductive coating is shown in dashed lines for convenience.
  • a thin film of metal, a surfactant layer, etc. are applied as a conductive coating to the outer surfaces of the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 made of an insulating material. is formed.
  • Conductive coatings are, for example, conductive films (metals, metal oxides, conductive polymers, carbon).
  • the sealing member 60 can block electromagnetic noise from the outside. Therefore, the capacitance of the element portion A1 can be measured correctly, and the accuracy of load detection can be maintained at a high level.
  • a conductive coating may be applied to the inner surfaces of the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62.
  • the sealing member 60 may be made of a conductive material.
  • FIG. 17(b) is a cross-sectional view schematically showing the load detection device 2 according to the fifth embodiment, in which the sealing member 60 is made of a conductive material.
  • the sealing member 60 is made of a conductive material or a material with low insulation.
  • the sealing member 60 may be made of a material in which a conductive substance is mixed with the same insulating material as in the first embodiment.
  • the electrode 71 is installed on the lower surface 21b of the lower substrate 21 located below the substrate 25.
  • the electrode 71 is connected to the lower end of a wiring 72 that vertically penetrates the lower substrate 21, and the upper end of the wiring 72 is connected to the connector 26 or 27 via the substrate 25.
  • the terminal of the connector 26 or 27 to which the wiring 72 is connected is connected to a specific potential of an external detection circuit via the cable 70.
  • the specific potential may be a ground potential or a potential other than the ground potential.
  • the electrode 71 is electrically connected to the lower sealing member 62.
  • the entire sealing member 60 is connected to a specific potential via the electrode 71, the wiring 72, and the cable 70. be done.
  • the sealing member 60 has conductivity and is connected to a specific potential, the effect of electromagnetic shielding can be enhanced. Thereby, electromagnetic noise from the outside can be blocked by the sealing member 60. Therefore, the capacitance of the element portion A1 can be measured correctly, and the accuracy of load detection can be maintained at a high level.
  • the terminal connected to the specific potential of the connector 26 or 27 is directly connected to the upper surface of the lower sealing member 62 via the cable, without going through the electrode 71, the wiring 72, and the board 25. May be connected.
  • One end of the cable in this case is connected to the upper surface of the lower sealing member 62 by, for example, solder.
  • At least one of the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 has electrical conductivity. According to this configuration, electromagnetic noise from the outside can be blocked by the sealing member 60. Therefore, deterioration in load detection accuracy due to electromagnetic noise can be suppressed.
  • the conductive members of the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 are electrically connected to a specific potential of the load sensor 1.
  • both the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 have conductivity, and the entire sealing member 60 is connected to the connector 26 through the electrode 71, the wiring 72, and the board 25. Alternatively, it is connected to a terminal connected to a specific potential of 27. According to this configuration, the electromagnetic noise shielding effect can be enhanced. Therefore, it is possible to further suppress a decrease in load detection accuracy due to electromagnetic noise.
  • a conductive coating was applied to the surface of the sealing member 60 based on the configuration of Embodiment 2, and the sealing member 60 was made of a conductive material. Additional configurations may be applied to embodiments and modifications other than the second embodiment.
  • the sealing member 60 may be provided with a configuration for preventing ultraviolet rays so that the load sensor 1 in the accommodation space S is not irradiated with ultraviolet rays.
  • the sealing member 60 is made of a material that absorbs ultraviolet rays but does not transmit ultraviolet rays. Examples of such materials include high molecular weight polymers. Further, a material that scatters and reflects ultraviolet rays may be placed on the surface of the sealing member 60. Examples of such materials include inorganic oxide particles such as titanium oxide. Note that the structure for preventing ultraviolet rays may be provided at least in the upper sealing member 61.
  • the rubber material for example, the conductive elastic body 13
  • the rubber material that makes up the load sensor 1 deteriorates, making it impossible to correctly detect the load.
  • a configuration for preventing ultraviolet rays from entering the accommodation space S is provided as described above, deterioration of the rubber material that constitutes the load sensor 1 is suppressed, and the accuracy of load detection can be maintained at a high level. .
  • the upper sealing member 61 may have regions with different hardnesses in plan view. The difference in hardness is adjusted by, for example, the thickness of the upper sealing member 61.
  • regions with different hardnesses are set in the upper sealing member 61 in this manner, it becomes possible to use the upper sealing member 61 to mainly detect the load in the hard region and mainly detect the load distribution in the soft region, for example.
  • store managers can gauge the amount of remaining products by placing fruits and vegetables on a soft area, and shoppers can place products on a hard area. It is possible to measure the weight of the product.
  • a QR code (registered trademark) may be printed on the upper surface of the upper sealing member 61. This makes it possible to individually identify the load detection devices 2 by reading the QR code (registered trademark).
  • pictures or characters may be printed on the upper surface of the upper sealing member 61.
  • a picture or text indicating the type of product is printed on the upper surface of the upper sealing member 61, it is possible to know what kind of product should be placed in the area where the picture or text is printed.
  • the pictures or letters there is no need to replace the entire load detection device 2, and only the sealing member 60 needs to be replaced, so the pictures or letters can be changed at low cost.
  • the upper sealing member 61 may be made of a material with high shock absorption.
  • the upper sealing member 61 is made of a viscoelastic material, that is, a material that absorbs momentary large forces such as impact forces and transmits steady forces such as the weight of the product.
  • the upper sealing member 61 is made of, for example, silicone gel such as ⁇ GEL (registered trademark) manufactured by Taica.
  • the upper sealing member 61 may be made of a gel-like substance similar to silicone gel or a soft (ultra-soft) elastomer, and may be made of a styrene-based elastomer or a urethane-based elastomer. If the upper sealing member 61 is made of these materials, even if a heavy product is dropped against the load detection device 2, the impact of the drop will be absorbed by the upper sealing member 61, thereby preventing damage to the load sensor 1. can be prevented.
  • the upper sealing member 61 was arranged so as to be in close contact with the upper surface of the load sensor 1 (the upper surface 11b of the upper substrate 11). It may be attached in close contact with the upper surface 11b using an adhesive or the like. Furthermore, in the above embodiments and modified examples, the upper sealing member 61 and the lower sealing member 62 are not limited to being bonded using an adhesive, but may be bonded by thermal welding, for example.
  • the load sensor 1 includes three sets each consisting of the conductive elastic body 13 and the conductive part 12. and a conductive portion 12.
  • the load sensor 1 may include only one set.
  • the load sensor 1 includes three pairs of conductor wires 40 as shown in FIG. 3(a), but if it includes at least one pair of conductor wires 40 good.
  • the pair of conductor wires 40 included in the load sensor 1 may be one set.
  • the element portion A1 includes two conductor wires 40 aligned in the X-axis direction, but may include one or more conductor wires 40.
  • the conductor wire 40 is composed of one conductive member 41 and a dielectric material 42 covering this conductive member 41. Ta.
  • the conductor wire 40 may be formed of a stranded wire in which a plurality of conductor wires as described above are bundled together.
  • the conductor wire 40 may be composed of a stranded wire in which a plurality of conductive members are bundled together, and a dielectric material covering the stranded wire. In these cases, the flexibility of the conductor wire 40 can be increased, and the strength against bending of the conductor wire 40 can be increased.
  • the X-axis direction (first direction) in which the conductive elastic body 13 and the conductive part 12 extend and the Y-axis direction (second direction) in which the conductor wire 40 extends are orthogonal; and the second direction do not have to intersect at 90°.
  • the conductive portion 12 and the conductive elastic body 13 are formed on the opposing surface 11a of the upper substrate 11, but may be formed on the opposing surface 21a of the lower substrate 21.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the load detection device 2 in this case.
  • the structure between the upper substrate 11 and the lower substrate 21 of the load sensor 1 is arranged upside down. That is, the conductor 22, the wiring 23, and the terminal portion 24 (see FIG. 2(a)), the substrate 25, and the connectors 26, 27 are arranged on the opposing surface 11a of the upper substrate 11, and the opposing surface 21a of the lower substrate 21 is arranged. A conductive portion 12 and a conductive elastic body 13 are formed. A conductor wire 40 is arranged on the upper surface of the conductive elastic body 13, and an insulating film 31 is arranged between the conductor wire 40 and the upper substrate 11. Also in this case, the load applied to the upper surface of the upper sealing member 61 can be detected by the load sensor 1.
  • the conductive portion 12 and the conductive elastic body 13 are not limited to being formed on either one of the upper substrate 11 and the lower substrate 21, but may be formed on both the opposing surface 11a of the upper substrate 11 and the opposing surface 21a of the lower substrate 21. , may be formed facing each other.
  • a load sensor, a sealing member encapsulating the load sensor is an elastic upper substrate; a lower substrate disposed opposite to the upper substrate; at least one conductive elastic body formed on at least one of the opposing surface of the upper substrate and the opposing surface of the lower substrate; at least one linear conductive member disposed between the upper substrate and the lower substrate; a dielectric formed on the outer periphery of the linear conductive member,
  • the sealing member is a lower sealing member on which the load sensor is placed; an upper sealing member that covers the upper surface of the load sensor and is joined to the lower sealing member; an air pressure adjustment structure for making the air pressure in the load sensor accommodation space formed by the lower sealing member and the upper sealing member substantially equal to the outside air pressure;
  • a load detection device characterized by: According to this technique, since the load sensor is enclosed in the sealing member, it is difficult for moisture, oil, foreign matter, etc.
  • the air pressure adjustment structure makes the air pressure in the accommodation space of the load sensor substantially equal to the outside air pressure, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to the difference in air pressure between the accommodation space and the outside. Therefore, the applied load can be detected accurately.
  • the atmospheric pressure adjustment structure includes a ventilation structure that ventilates the accommodation space to the outside.
  • a load detection device characterized by: According to this technique, the air pressure within the accommodation space can be easily maintained at approximately the same level as the outside air pressure.
  • the ventilation structure includes a mesh structure that prevents moisture and oil from entering and exiting and allows gas to enter and exit.
  • a load detection device characterized by: According to this technique, it is possible to prevent moisture and oil from entering between the upper substrate and the lower substrate, and to maintain the air pressure in the accommodation space to be approximately equal to the outside air pressure.
  • the mesh structure is formed on the lower sealing member;
  • a load detection device characterized by: The mesh structure tends to have high rigidity due to its structure.
  • the upper sealing member is a member that receives a load, it is preferable that the upper sealing member is as soft as possible in order to properly transmit the applied load to the upper substrate of the load sensor.
  • the lower sealing member preferably has as high rigidity as possible in order to support the joined upper sealing member in a desired state. Therefore, by forming the lower sealing member with a mesh structure that tends to have high rigidity, the lower sealing member can maintain the softness of the upper sealing member and increase the accuracy of load detection. It can be supported in this condition.
  • the ventilation structure includes a ventilation hole formed outside the load sensor in a plan view.
  • a load detection device characterized by: According to this technique, when the load detection device is used, the air pressure within the accommodation space can be easily maintained at approximately the same level as the outside air pressure via the vent. In addition, since the vent is formed on the outside of the load sensor when viewed from above, even if moisture, oil, or foreign matter enters through the vent, these will enter the gap between the upper and lower substrates. Intrusion is unlikely to occur. Therefore, characteristic deterioration of the load sensor can be appropriately suppressed.
  • the atmospheric pressure adjustment structure includes a slack portion whose capacity changes depending on the difference between the atmospheric pressure within the accommodation space and the external atmospheric pressure.
  • a load detection device characterized by: According to this technique, the volume of the accommodation space including the slack portion changes depending on the pressure difference between the air pressure inside the accommodation space and the outside air pressure, and the air pressure difference is eliminated. Therefore, the air pressure within the accommodation space can be easily maintained at approximately the same level as the outside air pressure.
  • the slack portion is formed in the upper sealing member.
  • a load detection device characterized by: By forming a slack portion in the upper sealing member, which is preferably soft, the slack portion can be made soft. Therefore, according to this technology, the slack portion can be easily deformed in accordance with the pressure difference between the air pressure inside the accommodation space and the outside air pressure, and the volume of the accommodation space including the slack portion can be changed so that the pressure difference is eliminated. It is possible to smoothly change the state to the desired state.
  • the slack portion is configured to be more easily deformed than a portion of the upper sealing member where the slack portion is not formed.
  • a load detection device characterized by: According to this technique, the slack portion mainly deforms depending on the pressure difference between the air pressure inside the accommodation space and the outside air pressure. Thereby, the upper sealing member other than the slack portion can be prevented from being displaced with respect to the upper substrate due to a difference in air pressure. Therefore, the load can be detected stably.
  • the upper sealing member is attached to the upper surface of the upper substrate;
  • a load detection device characterized by: According to this technology, even if the volume of the accommodation space including the slack portion changes due to the pressure difference between the air pressure inside the accommodation space and the outside air pressure, the upper sealing member will not be misaligned with respect to the upper substrate. . Therefore, the load can be detected stably.
  • a plurality of the load sensors are included in one of the sealing members;
  • a load detection device characterized by: According to this technique, the sealing work can be made easier compared to the case where a plurality of load sensors are individually sealed. Furthermore, when a plurality of load sensors are individually sealed and arranged, the sealing member is sandwiched between adjacent load sensors, resulting in a large dead space where no load can be detected. On the other hand, in the above technique, since a plurality of load sensors are included in one sealing member, the sealing member is not sandwiched between adjacent load sensors. Therefore, dead space at the boundary between the load sensors can be suppressed.
  • a plurality of the conductive elastic bodies and a plurality of the linear conductive members are arranged so as to be lined up in two directions,
  • the plurality of load sensors are included in the sealing member so as to be adjacent to each other in the first direction,
  • the upper sealing member has a plurality of pressure receiving parts arranged at positions corresponding to the plurality of element parts, and a thin part formed between the adjacent pressure receiving parts,
  • the thin part located at the boundary between the adjacent load sensors is formed across the boundary
  • a load detection device characterized by: According to this technique, dead space at the boundary between adjacent load sensors can be further suppressed. That is, a pressure receiving section can be arranged near this boundary, and the load applied to this pressure receiving section can be transmitted to the corresponding element section.
  • a load detection device characterized by: According to this technique, the pressure receiving portions near the boundaries of adjacent load sensors can be brought close to the boundaries, and the load applied to the pressure receiving portions can be efficiently transmitted to the element portion corresponding to the pressure receiving portions. Therefore, the dead space near this boundary can be further suppressed, and the load applied near this boundary can be detected more accurately.
  • At least one of the upper sealing member and the lower sealing member has electrical conductivity.
  • a conductive member of the upper sealing member and the lower sealing member is electrically connected to a specific potential of the load sensor.
  • the load sensor is included in the sealing member such that the upper sealing member is in close contact with the upper surface of the upper substrate;
  • a load detection device characterized by:
  • the upper sealing member may have a slight difference in softness depending on its position. Therefore, if the upper sealing member is misaligned with respect to the upper substrate, the distribution of the softness of the upper sealing member with respect to the upper substrate changes, and the load detection sensitivity may vary depending on the area. As a result, there is a possibility that the stability of load detection in the same area may be slightly reduced.
  • the lower sealing member has higher rigidity than the upper sealing member;
  • a load detection device characterized by: According to this technique, the upper sealing member joined to the lower sealing member can be supported in a desired state by the lower sealing member. Thereby, for example, the upper sealing member can properly maintain a state in close contact with the upper surface of the upper substrate, and it is possible to suppress the upper sealing member from misaligning with respect to the upper substrate. Therefore, the load can be detected stably. Further, when the lower sealing member has relatively high rigidity, it is possible to prevent the load applied to the load detection device from escaping to the surroundings via the lower substrate, so that the load can be detected appropriately. Furthermore, since the shape of the load detection device in plan view is maintained, it is possible to avoid a situation where the upper substrate and the lower substrate are bent and damaged.

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Abstract

荷重検出装置（２）は、荷重センサ（１）と、荷重センサ（１）を内包する封止部材（６０）と、を備える。封止部材（６０）は、荷重センサ（１）が載置される下封止部材（６２）と、荷重センサ（１）の上面（１１ｂ）を覆い下封止部材（６２）に接合される上封止部材（６１）と、下封止部材（６２）と上封止部材（６１）とにより形成される荷重センサ（１）の収容空間（Ｓ）内の気圧を外気圧に略等しくするための気圧調整構造と、を備える。

Description

荷重検出装置
　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検出装置に関する。
　荷重検出装置は、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、弾性を有する第１の導電部材と、誘電体で被覆された線状の第２の導電部材とを備える静電容量型の荷重センサが記載されている。この荷重センサでは、荷重の付与により第１の導電部材と誘電体との間の接触面積が増加し、第１の導電部材と第２の導電部材との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化に基づいて、荷重センサに付与された荷重が検出される。
国際公開第２０１８／０９６９０１号
　上記構成の荷重センサでは、誘電体で被覆された線状の第２の導電部材が、基板と第１の導電部材とによって挟まれた構造であるため、基板と第１の導電部材との間に隙間が生じる。このため、この隙間に、水分や油分または異物等が侵入しやすく、これにより、荷重センサの特性が劣化しやすいといった問題がある。
　このような問題は、荷重センサを封止部材で気密に封止することにより解消され得る。しかし、この場合、荷重センサが真空状態に封止されると、封止部材内部の空間の気圧が外気圧より低くなり、この気圧差による圧力が荷重センサに付与されてしまう。このため、荷重センサは、荷重が付与されていないにも拘わらず、この気圧差による荷重を検出する状態となってしまう。
　他方、封止部材内部の空間の気圧が外気圧より高くなるように、荷重センサを封止部材で気密に封止すると、付与された荷重が封止部材によって押し返されてしまう。このため、荷重センサによって正確に荷重が検出されず、荷重の検出精度が低下してしまう。
　かかる課題に鑑み、本発明は、水分や油分または異物等により荷重センサの特性が劣化することを防ぎつつ、付与された荷重を正確に検出することが可能な荷重検出装置を提供することを目的とする。
　本発明の主たる態様は、荷重検出装置に関する。本態様に係る荷重検出装置は、荷重センサと、前記荷重センサを内包する封止部材と、を備える。前記荷重センサは、弾性を有する上基板と、前記上基板に対向して配置された下基板と、前記上基板の対向面および前記下基板の対向面の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの導電弾性体と、前記上基板と前記下基板との間に配置された少なくとも１つの線状導電部材と、前記線状導電部材の外周に形成された誘電体と、を備える。前記封止部材は、前記荷重センサが載置される下封止部材と、前記荷重センサの上面を覆い前記下封止部材に接合される上封止部材と、前記下封止部材と前記上封止部材とにより形成される前記荷重センサの収容空間内の気圧を外気圧に略等しくするための気圧調整構造と、を備える。
　本態様に係る荷重検出装置によれば、荷重センサが封止部材に内包されるため、上基板と下基板との間の隙間に水分や油分または異物等が侵入しにくい。このため、これらの侵入により荷重センサの特性が劣化することを防ぐことができる。また、気圧調整構造により荷重センサの収容空間内の気圧が外気圧と略等しくなるため、収容空間と外部との気圧差による検出精度の低下を抑制できる。よって、付与された荷重を正確に検出することができる。
　以上のとおり、本発明によれば、水分や油分または異物等により荷重センサの特性が劣化することを防ぎつつ、付与された荷重を正確に検出することが可能な荷重検出装置を提供できる。
　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、上基板と、上基板の対向面に形成された導電部と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、図１（ａ）の構造体に導電弾性体が配置された状態を模式的に示す斜視図である。 図２（ａ）は、実施形態１に係る、下基板と、下基板の対向面に形成された導電体、配線および端子部とを模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、実施形態１に係る、図２（ａ）の構造体に絶縁フィルムが設置された状態を模式的に示す斜視図である。 図３（ａ）は、実施形態１に係る、図２（ｂ）の構造体に導体線、基板およびコネクタが配置された状態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、図３（ａ）の構造体に図１（ｂ）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４（ａ）および図４（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る、素子部のＹ軸方向の中央位置でＹ－Ｚ平面に平行な面で切断したときの素子部の断面を模式的に示す図である。 図５は、実施形態１に係る、Ｚ軸負方向に見た場合の荷重センサの各部の配置を模式的に示す平面図である。 図６は、実施形態１に係る、各部の電位の一例を示す模式図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、それぞれ、実施形態１に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ、実施形態１の変更例に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。 図９（ａ）および図９（ｂ）は、それぞれ、実施形態２に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、それぞれ、実施形態２の変更例に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。 図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、それぞれ、実施形態３に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。 図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、それぞれ、実施形態３の変更例に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。 図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、それぞれ、実施形態４に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す平面図および断面図である。 図１４は、実施形態４の変更例に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す平面図である。 図１５は、実施形態４の変更例に係る、荷重検出装置の構成を模式的に示す断面図である。 図１６（ａ）は、比較例に係る、境界付近の荷重検出装置の構成を模式的に示す断面図である。図１６（ｂ）は、実施形態４の変更例に係る、境界付近の荷重検出装置の構成を模式的に示す断面図である。 図１７（ａ）は、実施形態５に係る、封止部材の外側の表面に導電コーティングが施された場合の荷重検出装置を模式的に示す断面図である。図１７（ｂ）は、実施形態５に係る、封止部材が導電材料により構成された場合の荷重検出装置を模式的に示す断面図である。 図１８は、その他の変更例に係る、荷重検出装置の構成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検出装置は、荷重センサと、荷重センサを内包する封止部材とを備える。荷重検出装置は、外部の検出回路に接続され、荷重検出装置および検出回路により、荷重検出システムが構成される。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、荷重センサおよび荷重検出装置の高さ方向である。
　＜実施形態１＞
　図１（ａ）は、上基板１１と、上基板１１の対向面１１ａ（Ｚ軸負側の面）に形成された導電部１２とを模式的に示す斜視図である。
　上基板１１は、弾性を有する絶縁性の部材である。上基板１１は、Ｚ軸正側およびＺ軸負側に、平坦な平面を有する板状の部材である。上基板１１のＺ軸正側およびＺ軸負側の平面は、Ｘ－Ｙ平面に平行である。上基板１１の厚みは、たとえば、０．1ｍｍ～１．２ｍｍ程度である。上基板１１の弾性率は、たとえば、０．０１ＭＰａ～１０ＭＰａ程度であり、より詳細には、１ＭＰａ～５ＭＰａ程度である。
　上基板１１は、非導電性の樹脂材料または非導電性のゴム材料から構成される。上基板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。上基板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。
　導電部１２は、上基板１１の対向面１１ａに形成される。ここでは、３つの導電部１２が、Ｘ軸方向に延びるように、上基板１１の対向面１１ａに配置されている。３つの導電部１２は、所定の隙間をもってＹ軸方向に並んで形成されている。導電部１２は、後述する導電弾性体１３よりも低抵抗の材料からなっている。導電部１２の厚みは、後述する導電弾性体１３の厚みよりも小さい。また、導電部１２のＹ軸方向の幅は、後述する導電弾性体１３の幅よりも小さい。
　なお、導電部１２は省略されてもよい。ただし、後述する導電弾性体１３に対して導電部１２を設ける方が、導電弾性体１３のみの導電率よりも、導電弾性体１３および導電部１２からなる構造体の導電率を高めることができる。
　図１（ｂ）は、図１（ａ）の構造体に導電弾性体１３が配置された状態を模式的に示す斜視図である。
　導電弾性体１３は、導電部１２を覆うように、上基板１１の対向面１１ａに形成される。導電弾性体１３は、Ｙ軸方向における導電弾性体１３の略中間位置に導電部１２が位置付けられるように、対向面１１ａに形成される。ここでは、３つの導電弾性体１３が、Ｘ軸方向に延びるように、上基板１１の対向面１１ａに配置されている。３つの導電弾性体１３は、所定の隙間をもってＹ軸方向に並んで形成されている。
　導電弾性体１３は、弾性を有する導電性の部材である。導電部１２と、当該導電部１２を覆うように形成された導電弾性体１３とは、電気的に繋がった状態である。導電部１２および導電弾性体１３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により構成される。
　導電部１２および導電弾性体１３に用いられる樹脂材料は、上述した上基板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。導電部１２および導電弾性体１３に用いられるゴム材料は、上述した上基板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。
　導電部１２および導電弾性体１３を構成す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。
　実施形態１では、導電部１２を構成する導電性フィラーはＡｇ（銀）であり、導電弾性体１３を構成する導電性フィラーはＣ（カーボン）である。これにより、導電部１２は、導電弾性体１３よりも導電率が高くなる。一般に導電率の高い材料は高価であるが、この構成によれば、導電率の高い導電部１２を節約できるため、導電部１２にかかるコストを低く抑えることができる。また、一般に弾性体が導電率の高い材料を含むと、弾性率が高く（弾性体自体が固く）なるが、この構成によれば、後述する導電部材４１（図４（ａ）、（ｂ）参照）の位置における導電部１２のＹ軸方向の幅が小さいため、導電部１２および導電弾性体１３からなる構造体の弾性率を低く維持できる。よって、荷重に応じて、静電容量を円滑に変化させることができる。
　実施形態１では、導電弾性体１３の弾性率は、上基板１１の弾性率と同程度に設定される。また、導電部１２は、導電性フィラーとしてＡｇ（銀）を含むため、導電部１２の弾性率は、導電弾性体１３の弾性率に比べてやや高くなり、たとえば、数ＭＰａ以上または数十ＭＰａ以上である。
　導電部１２および導電弾性体１３は、上基板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。導電弾性体１３は、図１（ａ）に示すように導電部１２が形成された後で、図１（ｂ）に示すように導電部１２に重なるようにして形成される。これらの印刷工法によれば、上基板１１の対向面１１ａに０．００１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の厚みで、導電部１２および導電弾性体１３を形成することが可能となる。ただし、導電部１２および導電弾性体１３の形成方法は、上記印刷工法に限らない。
　図１（ｂ）に示す構造体は、後述の組み立て時に、表裏反転される。これにより、上基板１１のＺ軸正側の面は、上面１１ｂとなる。
　図２（ａ）は、下基板２１と、下基板２１の対向面２１ａ（Ｚ軸正側の面）に形成された導電体２２、配線２３および端子部２４とを模式的に示す斜視図である。
　下基板２１は、絶縁性の部材である。下基板２１は、Ｚ軸正側およびＺ軸負側に、平坦な平面を有する板状の部材であり、下基板２１のＺ軸正側およびＺ軸負側の平面は、Ｘ－Ｙ平面に平行である。下基板２１は、後述するように、上基板１１に対向して配置される。下基板２１の厚みは、たとえば、０．１ｍｍ～１．５ｍｍ程度である。下基板２１の剛性は高く、下基板２１の弾性率は３０ＭＰａ以上である。
　下基板２１は、非導電性の樹脂材料から構成される。下基板２１に用いられる樹脂材料は、たとえば、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリカーボネート、およびポリイミド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。
　導電体２２および配線２３は、下基板２１の対向面２１ａに形成される。ここでは、Ｙ軸方向に延びた６つの導電体２２が、Ｘ軸方向に所定の隙間をもって並んでおり、隣り合う２つの導電体２２からなる組（一対の導電体２２）が、Ｘ軸方向に３つ並んでいる。一対の導電体２２のＹ軸負側の端部から、配線２３が延びている。隣り合う一対の導電体２２は、Ｙ軸方向の所定位置で連結され、この連結位置からＸ軸正方向に、端子部２４が突出している。一対の導電体２２に対して、１つの端子部２４が配置されている。３つの端子部２４は、それぞれ、図１（ｂ）に示した３つの導電弾性体１３に対向する位置に配置されている。
　一対の導電体２２と、当該一対の導電体２２に接続された配線２３と、当該一対の導電体２２から突出する端子部２４とは、一体的に形成され、電気的に繋がった状態である。導電体２２、配線２３および端子部２４は、互いに同じ材料により構成され、上述した導電部１２と同様、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により構成される。実施形態１では、導電体２２、配線２３および端子部２４を構成する導電性フィラーはＡｇ（銀）である。
　導電体２２、配線２３および端子部２４は、下基板２１の対向面２１ａ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、下基板２１の対向面２１ａに０．００１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の厚みで、各部を形成することが可能となる。ただし、各部の形成方法は、上記印刷工法に限らない。
　図２（ｂ）は、図２（ａ）の構造体に、絶縁フィルム３１が設置された状態を模式的に示す斜視図である。
　絶縁フィルム３１は、絶縁性の部材である。絶縁フィルム３１は、シート状の部材であり、Ｘ－Ｙ平面に平行である。絶縁フィルム３１の厚みは、たとえば、０．０３ｍｍである。絶縁フィルム３１の弾性率は３０ＭＰａ以上である。絶縁フィルム３１は、非導電性の樹脂材料から構成される。絶縁フィルム３１に用いられる樹脂材料は、たとえば、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリカーボネート、およびポリイミド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。
　配線２３のＹ軸負側の端部は、下基板２１のＹ軸負側の端部付近まで延びており、下基板２１のＹ軸負側の端部には、絶縁フィルム３１が設けられていない。絶縁フィルム３１には、図２（ａ）の端子部２４のＸ軸正方向の端部に対応する位置に、絶縁フィルム３１を上下に貫通する孔３１ａが形成されている。孔３１ａは、後述するように、導電弾性体１３と端子部２４とを接合させるために用いられる。
　図３（ａ）は、図２（ｂ）の構造体に、導体線４０、基板２５およびコネクタ２６、２７が配置された状態を模式的に示す斜視図である。
　導体線４０は、絶縁フィルム３１の上面に重ねて配置される。ここでは、Ｙ軸方向に延びた６つの導体線４０が、Ｘ軸方向に所定の隙間をもって並んでおり、隣り合う２つの導体線４０からなる組（一対の導体線４０）が、Ｘ軸方向に３つ並んでいる。平面視において、６つの導体線４０は、図２（ａ）に示した６つの導電体２２と同じ位置に配置される。対となる２つの導体線４０は、後段の外部の検出回路において互いに接続されている。なお、対となる導体線４０は、Ｙ軸正側の端部において接続されてもよい。
　導体線４０は、線状の導電部材４１と、当該導電部材４１の表面に形成された誘電体４２とからなる。導体線４０の構成については、追って図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。各導体線４０は、導体線４０の延びる方向（Ｙ軸方向）に移動可能となるよう、糸で下基板２１に設置される。
　図３（ａ）のように導体線４０が配置された後、下基板２１のＹ軸負側の端部の上面に、基板２５が設置される。基板２５の上面には、Ｘ軸方向に並ぶようにコネクタ２６、２７が設置される。基板２５の設置の際に、基板２５に設けられた配線に、図２（ｂ）に示した配線２３のＹ軸負側の端部と、図３（ａ）に示す導体線４０のＹ軸負側の端部とが接続される。これにより、３つの配線２３は、基板２５内の配線を介して、コネクタ２６の所定の端子に接続され、６つの導体線４０は、基板２５内の配線を介して、コネクタ２７の所定の端子に接続される。コネクタ２６、２７は、外部の検出回路に接続される。
　図３（ｂ）は、図３（ａ）の構造体に、図１（ｂ）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３（ａ）の構造体の上方（Ｚ軸正側）から、図１（ｂ）の構造体が、表裏反転されて被せられる。これにより、導体線４０は、上基板１１に配置された導電弾性体１３に接触する。
　その後、糸５１が、孔３１ａを介して、上基板１１の上面１１ｂおよび下基板２１の下面２１ｂに縫合される。このとき、孔３１ａの上方には導電弾性体１３が位置づけられており、孔３１ａの下方には端子部２４が位置づけられている。したがって、糸５１が上面１１ｂおよび下面２１ｂに縫合されることにより、導電弾性体１３と端子部２４とが圧接され、電気的に接続される。糸５１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、非導電性の材料により構成される。
　上基板１１の外周が、下基板２１に対して糸で接続されることにより、上基板１１が下基板２１に固定される。こうして、図３（ｂ）に示すように、荷重センサ１が完成する。
　荷重センサ１は、上基板１１が上側（Ｚ軸正側）に向けられ、下基板２１が下側（Ｚ軸負側）に向けられた状態で使用される。この場合、上基板１１の上面１１ｂが、荷重が付与される面となり、下基板２１の下面２１ｂが、載置面となる。
　ここで、荷重センサ１には、平面視において、マトリクス状に並んだ複数の素子部Ａ１が形成される。図３（ｂ）に示す例では、荷重センサ１には、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に並んだ計９つの素子部Ａ１が形成される。１つの素子部Ａ１は、導電弾性体１３と、当該導電弾性体１３の下方に配置された一対の導体線４０との交点を含む領域に相当する。すなわち、１つの素子部Ａ１は、当該交点付近における、上基板１１、導電部１２、導電弾性体１３、導体線４０、および下基板２１を含む。荷重センサ１の下面（下基板２１の下面２１ｂ）が所定の設置面に設置され、素子部Ａ１を構成する荷重センサ１の上面（上基板１１の上面１１ｂ）に荷重が付与されると、導電弾性体１３と、導体線４０内の導電部材４１との間の静電容量が変化し、当該静電容量に基づいて荷重が検出される。
　図４（ａ）、（ｂ）は、素子部Ａ１のＹ軸方向の中央位置でＸ－Ｚ平面に平行な面で切断したときの素子部Ａ１の断面を模式的に示す図である。
　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）では、下基板２１のＺ軸負側の下面２１ｂが設置面に設置されている。
　図４（ａ）、（ｂ）に示すように、導体線４０は、導電部材４１と、導電部材４１に形成された誘電体４２と、により構成される。誘電体４２は、導電部材４１の外周に形成されており、導電部材４１の表面を被覆している。
　導電部材４１は、線状の形状を有する部材である。導電部材４１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４１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。たとえば、導電部材４１としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの弁作用金属や、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などが用いられる。
　誘電体４２は、絶縁性を有し、たとえば、樹脂材料、セラミック材料、金属酸化物材料などにより構成される。誘電体４２は、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂（たとえば、ポリエチレンテレフテレート樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料でもよく、Ａｌ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５などからなる群から選択される少なくとも１種の金属酸化物材料でもよい。
　図４（ａ）に示すように、素子部Ａ１に荷重が加えられていない場合、導電弾性体１３と導体線４０との間にかかる力、および、絶縁フィルム３１と導体線４０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、素子部Ａ１の上面１１ｂに対して下方向に荷重が加えられると、導体線４０によって、導電弾性体１３、導電部１２および上基板１１が変形する。
　図４（ｂ）に示すように、荷重が加えられると、導体線４０は、導電弾性体１３に包まれるように導電弾性体１３に近付けられ、導体線４０と導電弾性体１３との間の接触面積が増加する。これにより、導電部材４１と導電弾性体１３との間の静電容量が変化する。そして、素子部Ａ１における静電容量の変化を反映した電位が外部回路において測定されることにより、素子部Ａ１にかかる荷重が算出される。
　図５は、Ｚ軸負方向に見た場合の荷重センサ１の各部の配置を模式的に示す平面図である。
　図５では、便宜上、上基板１１および導電弾性体１３からなる層と、導体線４０からなる層と、絶縁フィルム３１からなる層と、下基板２１、導電体２２および端子部２４からなる層と、が並べて示されている。導電弾性体１３は、上基板１１を透過した状態として図示されている。
　荷重センサ１の計測領域には、上述したように、マトリクス状に並んだ９個の素子部Ａ１が形成されている。９個の素子部Ａ１は、導電弾性体１３と一対の導体線４０とが交わる９個の位置に対応している。以下、これら９個の素子部Ａ１を、Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３とする。
　素子部Ａ１１～Ａ１３に対応する導電弾性体１３は、Ｘ軸負側の孔３１ａを介して、Ｘ軸負側の一対の導電体２２に接続された端子部２４に接続される。同様に、素子部Ａ２１～Ａ２３に対応する導電弾性体１３は、中央の孔３１ａを介して、中央の一対の導電体２２に接続された端子部２４に接続される。素子部Ａ３１～Ａ３３に対応する導電弾性体１３は、Ｘ軸正側の孔３１ａを介して、Ｘ軸正側の一対の導電体２２に接続された端子部２４に接続される。外部回路は、所定の時間間隔で、荷重の検出対象とする素子部を順に変更する。
　図６は、素子部Ａ２２が荷重の検出対象である場合の各部の電位を示す模式図である。以下、一例として、素子部Ａ２２に対して上基板１１の上面１１ｂ（図３（ｂ）参照）から荷重が付与されている場合に、素子部Ａ２２に付与された荷重を検出する手順について処理する。
　外部回路は、素子部Ａ２２に対応する中央の導電弾性体１３をグランドに接続し、素子部Ａ２２に対応する一対の導体線４０内の導電部材４１に一定電圧（Ｖｃｃ）を付与する。具体的には、外部回路は、中央の一対の導電体２２をグランドに接続することにより、中央の導電弾性体１３をグランドに接続する。また、外部回路は、中央の一対の導体線４０内の導電部材４１に一定電圧（Ｖｃｃ）を付与する。これにより、中央の導電弾性体１３の電位は、グランド電位（ＧＮＤ）となり、中央の一対の導体線４０内の導電部材４１の電位Ｖ１は、素子部Ａ２２の静電容量に応じた時定数により徐々に上昇する。
　さらに、外部回路は、検出対象の素子部Ａ２２以外の導電弾性体１３および導電部材４１の電位を、素子部Ａ２２に対応する中央の一対の導電部材４１と同様の電位Ｖ１に設定する。具体的には、外部回路は、Ｘ軸正側およびＸ軸負側の一対の導電体２２に、電位Ｖ１を設定することにより、Ｙ軸正側およびＹ軸負側の導電弾性体１３に、電位Ｖ１を設定する。また、外部回路は、Ｘ軸正側およびＸ軸負側の一対の導体線４０内の導電部材４１に電位Ｖ１を設定する。
　外部回路は、一定電圧（Ｖｃｃ）の付与から所定時間が経過したタイミングで、検出対象の素子部Ａ２２に対応する導電部材４１の電位Ｖ１を計測する。外部回路は、計測した電位Ｖ１に基づいて、素子部Ａ２２の静電容量を算出する。そして、外部回路は、算出した静電容量に基づいて、素子部Ａ２２に対して付与された荷重を取得する。
　上記のような荷重の取得の際、導電体２２には、電位Ｖ１またはグランド電位（ＧＮＤ）が設定されるため、導体線４０の下側が導電体２２によって電気的にシールドされることになる。これにより、導体線４０の下側から静電容量成分近づいても、電位Ｖ１の変化に誤差が生じることが抑制される。また、導電弾性体１３には、電位Ｖ１またはグランド電位（ＧＮＤ）が設定されるため、導体線４０の上側が導電弾性体１３によって電気的にシールドされることになる。これにより、導電弾性体１３の上側から静電容量成分が近づいても、電位Ｖ１の変化に誤差が生じることが抑制される。
　ところで、上記のような荷重センサ１では、図４（ａ）に示したように、導体線４０が、導電弾性体１３と下基板２１とによって挟まれた構造であるため、導電弾性体１３と下基板２１との間に隙間が生じる。このため、この隙間に、水分や油分または異物等が侵入しやすく、これにより、荷重センサ１の特性が劣化しやすくなる。このような問題は、荷重センサ１を封止部材で気密に封止することにより解消され得る。しかし、この場合、封止部材内部の空間の気圧と外気圧との差により、荷重の検出精度が低下してしまう。
　これに対し、実施形態１では、以下に示すように、荷重センサ１が封止部材６０に内包され、さらに、封止部材６０の内部と外部との気圧差を抑制する構成が設けられる。これにより、荷重センサ１に付与された荷重を正確に検出できるようになる。
　図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、荷重検出装置２の構成を模式的に示す平面図および断面図である。図７（ｂ）は、Ｘ軸負側の導体線４０を通るＹ－Ｚ平面で荷重検出装置２を切断したときの断面をＸ軸正方向に見た図である。
　図７（ａ）、（ｂ）に示すように、荷重検出装置２は、荷重センサ１と、荷重センサ１を内包する封止部材６０と、ケーブル７０と、を備える。封止部材６０は、平面視において長方形形状を有する。ケーブル７０は、複数のケーブルにより構成され、コネクタ２６、２７に接続されている。
　図７（ｂ）に示すように、封止部材６０は、荷重センサ１の上面（上基板１１の上面１１ｂ）を覆う上封止部材６１と、荷重センサ１が載置される下封止部材６２と、を備える。
　上封止部材６１は、剛性が低くなるように構成される。このように、上封止部材６１が柔らかく構成されることにより、荷重検出装置２の上から付与された荷重がＸ－Ｙ平面内に広がることが抑制されるため、付与された荷重を対応する素子部Ａ１で適正に検出できる。このような観点から、上封止部材６１は、たとえば、断面二次モーメントが１／８以下となり、弾性率が上基板１１の１／８以下となるよう構成されるのが好ましい。なお、上封止部材６１は、断面二次モーメントが１／８より大きくてもよく、弾性率が上基板１１の１／８より大きくてもよい。
　また、上封止部材６１は、気密性を有する素材により構成される。下封止部材６２は、上封止部材６１よりも剛性が高くなるように構成される。
　上封止部材６１は、伸縮性および絶縁性の材料により構成される。上封止部材６１は、樹脂材料またはゴム材料から構成される。上封止部材６１に用いられる樹脂材料は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ウレタン系樹脂（ポリウレタンシート）、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、およびロタキサ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。上封止部材６１に用いられるゴム材料は、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。
　実施形態１の上封止部材６１は、ウレタン系樹脂（ポリウレタンシート）により構成される。これにより、上封止部材６１の材料を容易に入手でき、上封止部材６１にかかるコストを抑制できる。
　下封止部材６２は、上封止部材６１と同様の材料により構成される。すなわち、下封止部材６２は、樹脂材料またはゴム材料から構成される。下封止部材６２に用いられる樹脂材料は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ウレタン系樹脂（ポリウレタンシート）、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、およびロタキサ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。下封止部材６２に用いられるゴム材料は、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。
　実施形態１の下封止部材６２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）により構成される。これにより、下封止部材６２の所望の剛性を実現でき、下封止部材６２にかかるコストを抑制できる。
　組み立て時に、荷重センサ１は、下封止部材６２の上面に載置され、上封止部材６１は、荷重センサ１の上面（上基板１１の上面１１ｂ）に密着するように、上面１１ｂに配置される。
　たとえば、本実施形態のように下封止部材６２が硬い場合、上封止部材６１が弛みなく下封止部材６２に接合されると、下封止部材６２の剛性により、上封止部材６１に弛みが生じることが抑制される。これにより、上封止部材６１と上基板１１との間の密着が維持される。なお、下封止部材６２の周辺部をやや上方向に撓ませた状態で、上封止部材６１を下封止部材６２に弛みなく接合すると、下封止部材６２の弾性復帰力によって、上封止部材６１が上基板１１の上面１１ｂに押し当てられるテンションが生じる。これにより、上封止部材６１と上基板１１との間の密着性がさらに高まる。
　また、上封止部材６１と上基板１１との間で静電気が発生すると、静電容量を正しく測定することができず、荷重検出の精度が低下してしまう。これを回避するために、上封止部材６１と上基板１１とは、帯電列の近い材料により構成されるのが好ましい。これにより、上封止部材６１と上基板１１との間で摩擦により生じる静電気を抑制できる。
　ただし、帯電列の近い材料で上封止部材６１と上基板１１が構成されたとしても、上封止部材６１と上基板１１との間の摩擦により静電気が発生する場合があり、両者の帯電列が離れると、さらに静電気が発生しやすくなる。これを防ぐために、上封止部材６１と上基板１１との接合面に、帯電防止処理が施されるのが好ましい。帯電防止処理として、たとえば、上封止部材６１側の内面に界面活性層が形成されてもよい。
　ケーブル７０がコネクタ２６、２７に接続された状態で、上封止部材６１および下封止部材６２が、ケーブル７０を挟むようにして、上封止部材６１および下封止部材６２が接合される。具体的には、図７（ａ）においてハッチングで示すように、上封止部材６１の外縁部分と、下封止部材６２の外縁部分とが、接着剤により互いに接着される。上封止部材６１および下封止部材６２が外縁部分において接合されることにより、封止部材６０の内部に収容空間Ｓが形成される。
　なお、ケーブル７０は、上封止部材６１および下封止部材６２の重ね合わせ位置に通されることに限らず、上封止部材６１または下封止部材６２に設けられた孔を介して、封止部材６０の内部から外部へ引き出されてもよい。この場合、ケーブル７０が通された孔は、接着剤等により閉じられる。
　ここで、下封止部材６２は、収容空間Ｓを外部に通気させる通気構造として、水分および油分の出入りを阻止し気体の出入りを許容するメッシュ構造を含んでいる。メッシュ構造は、下封止部材６２を貫通する微小孔を有する。実施形態１の下封止部材６２は、メッシュ構造を含む素材により構成されており、このような素材として、たとえば、テミッシュ（登録商標）が挙げられる。下封止部材６２がメッシュ構造を含むことにより、液体や固体は下封止部材６２を通過できず、気体のみ下封止部材６２を通過できるようになる。これにより、収容空間Ｓ内の気圧が、外気圧に略等しくなる。
　なお、下封止部材６２の全体が、メッシュ構造を含む素材により構成されることに限らず、下封止部材６２が、部分的にメッシュ構造を含む素材により構成されてもよい。たとえば、下封止部材６２が、主として気密な素材により構成され、この素材の一部に形成された開口が、メッシュ構造を含む素材により塞がれてもよい。あるいは、下封止部材６２は、気密な素材とメッシュ構造を含む素材とを接合して構成されてもよい。
　こうして、荷重検出装置２が完成する。その後、ケーブル７０が外部の検出回路に接続され、上封止部材６１を介して荷重センサ１の上面１１ｂに付与される荷重が検出される。
　＜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。
　封止部材６０は、下封止部材６２と上封止部材６１とにより形成される荷重センサ１の収容空間Ｓ内の気圧を外気圧に略等しくするための気圧調整構造を備える。実施形態１では、この気圧調整構造は、収容空間Ｓを外部に通気させる通気構造を含み、より詳細には、この通気構造は、水分および油分の出入りを阻止し気体の出入りを許容するメッシュ構造を含んでいる。
　この構成によれば、荷重センサ１が封止部材６０に内包されるため、上基板１１と下基板２１との間の隙間に水分や油分または異物等が侵入しにくい。このため、これらの侵入により荷重センサ１の特性が劣化することを防ぐことができる。また、気圧調整構造により荷重センサ１の収容空間Ｓ内の気圧が外気圧と略等しくなるため、収容空間Ｓと外部との気圧差による検出精度の低下を抑制できる。よって、付与された荷重を正確に検出することができる。
　また、気圧調整構造は、上記のように、収容空間Ｓを外部に通気させる通気構造を含むため、収容空間Ｓ内の気圧を外気圧に略等しい状態に容易に維持でき、さらに、この通気構造は、水分および油分の出入りを阻止し気体の出入りを許容するメッシュ構造を含むため、上基板１１と下基板２１との間に水分や油分が侵入することを防ぎつつ、収容空間Ｓ内の気圧を外気圧に略等しい状態に維持できる。
　封止部材６０が備えるメッシュ構造は、下封止部材６２に形成されている。メッシュ構造は、構造上、剛性が高くなり易い。これに対し、上封止部材６１は、荷重を受ける部材であるため、付与された荷重を荷重センサ１の上基板１１に適正に伝達するために、なるべく柔らかいことが好ましい。他方、下封止部材６２は、接合された上封止部材６１を所望の状態で支持するために、なるべく剛性が高いことが好ましい。したがって、剛性が高くなり易いメッシュ構造を下封止部材６２に形成することで、上封止部材６１の柔らかさを維持して荷重の検出精度を高めつつ、下封止部材６２により上封止部材６１を所望の状態で支持することができる。
　上封止部材６１が上基板１１の上面１１ｂに密着するように、荷重センサ１が封止部材６０に内包されている。上封止部材６１は、僅かながらも、位置によって柔らかさに差異が生じ得る。このため、上基板１１に対して上封止部材６１に位置ずれが生じると、上基板１１に対する上封止部材６１の柔らかさの分布が変化し、各素子部Ａ１１～Ａ３３における荷重の検出感度が変動し得る。これにより、同一素子部Ａ１における荷重検出の安定性がやや低下する惧れがある。これに対し、上記構成によれば、上封止部材６１が上基板１１に対して位置ずれすることを抑制できる。よって、素子部Ａ１１～Ａ３３における荷重検出感度の変動を抑制でき、安定的に、荷重を検出できる。
　下封止部材６２は上封止部材６１よりも剛性が高い。この構成によれば、下封止部材６２に接合された上封止部材６１を、下封止部材６２により所望の状態で支持できる。これにより、たとえば、上封止部材６１は上基板１１の上面１１ｂに密着した状態を適正に維持でき、上封止部材６１が上基板１１に対して位置ずれすることを抑制できる。よって、安定的に、荷重を検出できる。また、下封止部材６２の剛性が比較的高い場合、荷重検出装置２に付与された荷重が下基板２１を介して周囲に逃げることを防ぐことができるため、適正に荷重を検出できる。さらに、荷重検出装置２の平面視における形状が維持されるため、上基板１１および下基板２１が折れて破損するといった事態を回避できる。
　＜実施形態１の変更例＞
　実施形態１では、封止部材６０が荷重センサ１を完全に収容するように上封止部材６１および下封止部材６２が接合されたが、少なくとも、上基板１１と下基板２１との間の隙間を覆う収容空間Ｓが形成されれば、たとえば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、必ずしも封止部材６０が荷重センサ１を完全に収容しなくてもよい。
　図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態１の変更例に係る、荷重検出装置２の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
　本変更例では、実施形態１と比較して、上封止部材６１および下封止部材６２のＹ軸負側の端部が、Ｙ軸方向において、基板２５の位置に配置されている。基板２５の上面は、略平面形状を有する。上封止部材６１のＹ軸負側の端部は、基板２５の上面のＹ軸正側の端部と、コネクタ２６、２７のＹ軸正側の端部との間に位置づけられ、基板２５の上面に接着剤等により接合される。下封止部材６２のＹ軸負側の端部は、基板２５の下方に位置する下基板２１の下面に位置づけられ、基板２５の下面に接着剤等により接合される。
　基板２５に重なる部分以外の上封止部材６１および下封止部材６２は、実施形態１と同様、外縁部分において互いに接合される。このとき、図８（ａ）において点線で示す位置の上封止部材６１および下封止部材６２の内面は、基板２５および下基板２１の側面に接着剤で接合される。
　図８（ａ）、（ｂ）に示すように、上封止部材６１および下封止部材６２が接合されることにより、実施形態１と同様、封止部材６０は、荷重センサ１を内包するようになる。また、上封止部材６１と下封止部材６２とにより、実施形態１と同様、荷重センサ１の収容空間Ｓが形成される。
　本変更例においても、荷重センサ１が封止部材６０に内包されるため、上基板１１と下基板２１との間の隙間に水分や油分または異物等が侵入しにくい。このため、これらの侵入により荷重センサ１の特性が劣化することを防ぐことができる。また、下封止部材６２のメッシュ構造により荷重センサ１の収容空間Ｓ内の気圧が外気圧と略等しくなるため、収容空間Ｓと外部との気圧差による検出精度の低下を抑制できる。よって、付与された荷重を正確に検出することができる。また、コネクタ２６、２７が外部に露出した状態となるため、ケーブル７０の着脱を容易に行うことができる。
　なお、上記のような封止部材６０の設置方法は、本変更例以外の実施形態および変更例に適用されてもよい。
　＜実施形態２＞
　実施形態１では、下封止部材６２がメッシュ構造を含むことにより、荷重センサ１の収容空間Ｓ内の気圧が外気圧と略等しくされた。これに対し、実施形態２では、封止部材６０に設けられた通気口により、収容空間Ｓ内の気圧が外気圧と略等しくされる。
　図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態２に係る、荷重検出装置２の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
　実施形態２では、図７（ａ）、（ｂ）の実施形態１と比較して、下封止部材６２は、メッシュ構造を含まず、気密性の素材により構成される。また、上封止部材６１の外縁付近に、上封止部材６１を貫通する通気口６３が形成されており、通気口６３には、通気口６３を密封するための蓋６４が、通気口６３に対して取り外し可能に設置される。蓋６４は、通気口６３に対する回転度合いによって通気口６３を段階的に開放可能な蓋であり、いわゆるスクリューキャップである。上封止部材６１および下封止部材６２が、実施形態１と同様に接合されると、封止部材６０の内部に荷重センサ１が内包され、荷重センサ１の収容空間Ｓが形成される。この場合の収容空間Ｓは、蓋６４が設置されている場合、外部と遮断された状態となる。
　実施形態２によれば、荷重センサ１が内包される収容空間Ｓを外部に通気させる通気構造として、平面視において荷重センサ１の外側に形成された通気口６３が形成されている。この構成によれば、荷重検出装置２の使用時に、蓋６４が緩められることにより、水分やごみ等が侵入しにくい状態を維持しながら、通気口６３を介して収容空間Ｓ内の気圧を外気圧に略等しい状態に容易に維持できる。また、平面視において荷重センサ１の外側に通気口６３が形成されているため、万一、通気口６３から水分や油分または異物等が侵入したとしても、これらが上基板１１と下基板２１との間の隙間に侵入することが生じにくい。よって、荷重センサ１の特性劣化を適正に抑制できる。
　なお、通気口６３の位置は、図９（ａ）に示す位置に限らない。ただし、荷重検出装置２の使用時に、通気口６３から荷重センサ１内への異物の侵入を抑制するために、通気口６３は、平面視において、荷重センサ１に重ならない位置に設けられるのが好ましく、荷重センサ１の外縁から外側方向になるべく離れていることがより好ましい。
　＜実施形態２の変更例＞
　実施形態２では、荷重検出装置２の使用時に通気口６３が開放されたが、通気口６３の開放は、使用時に限らず、常に開放された状態でもよい。この場合、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、通気口６３にフィルタ６５が設けられるのが好ましい。
　図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態２の変更例に係る、荷重検出装置２の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
　本変更例では、図９（ａ）、（ｂ）の実施形態２と比較して、通気口６３に対してフィルタ６５が設置されている。その他の構成は、実施形態２と同様である。フィルタ６５は、水分および油分の出入りを阻止し気体の出入りを許容する微小孔を備える。なお、フィルタ６５の微小孔は、埃などを通しにくい程度の微小孔でもよい。
　本変更例によれば、実施形態２のように蓋６４を操作することなく、通気口６３およびフィルタ６５（通気口）を介して収容空間Ｓ内の気圧を外気圧に略等しい状態に容易に維持できる。また、通気口６３にフィルタ６５が設けられているため、通気口６３から水分や油分または異物等が侵入することを防止できる。
　なお、上記通気口６３は、実施形態１および実施形態１の変更例の上封止部材６１に形成されてもよい。
　＜実施形態３＞
　荷重センサ１の収容空間Ｓの気圧を調整するための構造として、実施形態３では、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、封止部材６０に弛み部６６が形成される。
　図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態３に係る、荷重検出装置２の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
　実施形態３では、図９（ａ）、（ｂ）の実施形態２と比較して、上封止部材６１において、通気口６３に代えて、弛み部６６が形成されている。弛み部６６は、平面視において、荷重センサ１のＹ軸正方向の外側に形成されている。弛み部６６は、Ｚ軸正方向に大きく膨らんだ形状を有する。弛み部６６は、収容空間Ｓ内の気圧と外気圧との差異により容量が変化する。弛み部６６以外の上封止部材６１は、上基板１１の上面１１ｂに接着剤等により密着した状態で貼り付けられている。
　弛み部６６は、弛み部６６以外の上封止部材６１よりも、剛性が低い。弛み部６６の剛性を低くする構成として、たとえば、弛み部６６の厚みが、弛み部６６以外の上封止部材６１の厚みよりも小さくされる。弛み部６６の厚みを変化させるために、弛み部６６を構成するフィルム状のシートの層数を変化させてもよく、フィルム成形により厚みを変化させてもよい。また、弛み部６６を構成する材料が、弛み部６６以外の上封止部材６１を構成する材料よりも弾性率が大きい材料であってもよい。この場合、たとえば、弛み部６６以外の上封止部材６１の部分を形成した後、この部分よりも弾性率の低い材料を、弛み部６６として、この部分に接着剤または熱溶着により貼り付けることにより、上封止部材６１を形成してもよい。弛み部６６として、たとえば、ゴム材料などを用いることができる。
　なお、弛み部６６は、荷重センサ１のＹ軸正方向の外側に設けられることに限らず、荷重センサ１の他の辺の外側に設けられてもよく、荷重センサ１の４辺の外側に設けられてもよい。また、弛み部６６は、平面視において、一方向に長い形状に限らず、円形や矩形形状であってもよい。
　実施形態３によれば、気圧調整構造として、収容空間Ｓ内の気圧と前記外気圧との差異により容量が変化する弛み部６６が形成されている。この構成によれば、収容空間Ｓ内の気圧と外気圧との気圧差に応じて、弛み部６６を含む収容空間Ｓの容積が変化し、気圧差が解消される。よって、収容空間Ｓ内の気圧を外気圧に略等しい状態に容易に維持できる。
　弛み部６６は、上封止部材６１に形成されている。柔らかいことが好ましい上封止部材６１に弛み部６６を形成することで、弛み部６６を柔らかくできる。よって、収容空間Ｓ内の気圧と外気圧との気圧差に応じて、弛み部６６を容易に変形させることができ、弛み部６６を含む収容空間Ｓの容積を、気圧差が解消される状態に円滑に変化させることができる。
　弛み部６６は、弛み部６６が形成されていない上封止部材６１の部分より変形しやすく構成されている。この構成によれば、収容空間Ｓ内の気圧と外気圧との気圧差に応じて、主として、弛み部６６が変形する。これにより、弛み部６６以外の上封止部材６１が気圧差により上基板１１に対して位置ずれすることを抑制できる。よって、安定的に、荷重を検出できる。
　なお、上封止部材６１は、なるべく均質に作られるものの、柔らかさの分布にむらが生じる。このため、気圧差により上封止部材６１が上基板１１に対して位置ずれすると、上基板１１に対する上封止部材６１の柔らかさの分布が変化し、同一素子部Ａ１における荷重検出の特性が変化する。これにより、同一素子部Ａ１における荷重検出の安定性がやや低下する惧れがある。これに対し、上記構成では、弛み部６６以外の上封止部材６１が気圧差により上基板１１に対して位置ずれすることを抑制できる。よって、同一素子部Ａ１において、安定的に、荷重を検出できる。
　上封止部材６１は、上基板１１の上面１１ｂに貼り付けられている。この構成によれば、収容空間Ｓ内の気圧と外気圧との気圧差により、弛み部６６を含む収容空間Ｓの容積が変化しても、上封止部材６１が上基板１１に対して位置ずれすることがない。よって、安定的に、荷重を検出できる。
　なお、上記構成では、弛み部６６の剛性が弛み部６６以外の上封止部材６１の部分の剛性より低く構成されたが、収容空間Ｓ内の気圧と外気圧との気圧差に応じて弛み部６６が円滑に変形可能であれば、弛み部６６の剛性は、弛み部６６以外の上封止部材６１の部分の剛性より低くなくてもよい。
　また、図１１（ａ）、（ｂ）の構成では、弛み部６６と、弛み部６６以外の上封止部材６１の部分とが明確に区分されたが、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、上封止部材６１が弛んだ状態でゆとりをもって下封止部材６２に接合されることにより、弛み部６６が形成されてもよい。この場合、上封止部材６１は、弛み部６６を含む全体が、同じ剛性の材料によって均一に形成されてよい。
　＜実施形態４＞
　実施形態１～３では、上封止部材６１はシート状に構成された。これに対し、実施形態４では、図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、上封止部材６１の下面に受圧部６７が設けられる。
　図１３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態４に係る、荷重検出装置２の構成を模式的に示す平面図および断面図である。
　実施形態４では、図７（ａ）、（ｂ）の実施形態１と比較して、上封止部材６１は、複数の素子部Ａ１にそれぞれ対応する位置に配置された複数の受圧部６７と、隣り合う受圧部６７間に形成された肉薄部６８と、を有する。受圧部６７の厚みは、上封止部材６１の外縁部分の厚みよりも大きくなっており、受圧部６７は、上封止部材６１の下面からＺ軸負方向に突出している。肉薄部６８は、幅方向の中央が最も薄く、且つ、両端から幅方向の中央に向かうにつれて徐々に薄くなっている。
　実施形態４によれば、受圧部６７に付与された荷重は、当該受圧部６７に対応する素子部Ａ１に効率的に伝達される。よって、荷重検出装置２の上面（上封止部材６１の上面）に付与された荷重を、精度良く検出できる。
　なお、上記のような上封止部材６１の構成が、本実施形態以外の実施形態および変更例に適用されてもよい。
　＜実施形態４の変更例＞
　実施形態４では、封止部材６０に１つの荷重センサ１が内包されたが、これに限らず、封止部材６０に複数の荷重センサ１が内包されてもよい。たとえば、図１４、１５に示すように、３つの荷重センサ１が、１つの封止部材６０に内包されてもよい。
　図１４は、実施形態４の変更例に係る、荷重検出装置２の構成を模式的に示す平面図である。
　本変更例では、上記実施形態と同様の３つの荷重センサ１が、Ｘ軸方向に隣接して配置されており、３つの荷重センサ１が、１つの封止部材６０に内包されている。封止部材６０は、３つの荷重センサ１を収容できるように、Ｘ軸方向に長い形状を有する。３つの荷重センサ１にそれぞれ接続された３つのケーブル７０は、それぞれ別々に、上封止部材６１と下封止部材６２の間から引き出されている。なお、３つのケーブル７０が封止部材６０内で１つにまとめられ、まとめられたケーブル７０が１箇所で封止部材６０から引き出されてもよい。
　図１５は、実施形態４の変更例に係る、荷重検出装置２の構成を模式的に示す断面図である。
　隣り合う２つの荷重センサ１は、上基板１１が互いに接し、下基板２１が互いに接するように配置される。各荷重センサ１の位置が水平方向にずれることを防ぐために、たとえば、各荷重センサ１の下基板２１の下面２１ｂが、下封止部材６２の上面に接着剤で貼り付けられてもよく、３つの下面２１ｂに跨がるように、各下基板２１と下封止部材６２との間に１枚の基板が配置されてもよい。
　封止部材６０は、実施形態４と同様の受圧部６７および肉薄部６８と、隣り合う荷重センサ１の境界Ｂ１を跨いで形成された肉薄部６９と、を備える。肉薄部６９は、幅方向の中央が最も薄く、且つ、両端から中央付近に向かうにつれて徐々に薄くなっている。隣り合う荷重センサ１の境界Ｂ１を跨ぐ肉薄部６９が、図１５に示すように構成されることにより、境界Ｂ１に対して荷重が付与された場合にも、この荷重を境界Ｂ１に隣接する素子部Ａ１へ適正に伝えることができる。
　本変更例の封止部材６０の素材は、実施形態１と同様であり、下封止部材６２は、メッシュ構造を含んでいる。上封止部材６１の受圧部６７は、荷重センサ１の上面（上基板１１の上面１１ｂ）に密着するように配置されている。
　境界Ｂ１に形成された肉薄部６９の構成による効果について、図１６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
　図１６（ａ）は、比較例に係る、境界Ｂ１付近の荷重検出装置２の構成を模式的に示す断面図である。
　比較例では、図１３（ａ）、（ｂ）に示した実施形態４の荷重検出装置２が、Ｘ軸方向に隣接して３つ並べられている。この場合、隣り合う荷重センサ１の境界Ｂ１付近に、荷重を検出できない領域、いわゆる不感帯が生じてしまう。
　図１６（ｂ）は、実施形態４の変更例に係る、境界Ｂ１付近の荷重検出装置２の構成を模式的に示す断面図である。
　本変更例では、隣り合う荷重センサ１の境界Ｂ１に、肉薄部６９が形成されている。上述したように、肉薄部６９は、幅方向の中央が最も薄く、且つ、両端から中央付近に向かうにつれて徐々に薄くなっている。これにより、隣り合う荷重センサ１の境界Ｂ１に対して付与された荷重は、境界Ｂ１に隣接する素子部Ａ１に伝達される。よって、この荷重を適正に検出できる。
　以上、実施形態４の変更例によれば、以下の効果が奏される。
　図１４に示したように、複数の荷重センサ１が、１つの封止部材６０に内包されている。この構成によれば、複数の荷重センサ１を個別に封止する場合に比べて、封止の作業を容易化できる。また、複数の荷重センサ１が個別に封止されて並べられると、隣り合う荷重センサ１間に封止部材６０が挟まるため、荷重を検出できないデッドスペースが広くなる。これに対し、上記の構成では、複数の荷重センサ１が１つの封止部材６０に内包されるため、図１６（ｂ）に示したように、隣り合う荷重センサ１間に封止部材６０が挟まることがない。よって、荷重センサ１間の境界Ｂ１におけるデッドスペースを抑制できる。
　各々の荷重センサ１には、導電弾性体１３と導電部材４１（線状導電部材）との交差により形成される荷重検出のための素子部Ａ１が、平面視において、Ｘ軸方向（第１方向）とＹ軸方向（第２方向）とに並ぶように、複数の導電弾性体１３と複数の導電部材４１（線状導電部材）とが配置されている。複数の荷重センサ１は、Ｘ軸方向（第１方向）に隣り合うように封止部材６０に内包されている。上封止部材６１は、複数の素子部Ａ１にそれぞれ対応する位置に配置された複数の受圧部６７と、隣り合う受圧部６７間に形成された肉薄部６８、６９とを有する。隣り合う荷重センサ１の境界Ｂ１に位置する肉薄部６９が、境界Ｂ１を跨いで形成されている。この構成によれば、隣り合う荷重センサ１の境界Ｂ１におけるデッドスペースをさらに抑制できる。すなわち、図１６（ｂ）に示したように、この境界Ｂ１付近にも受圧部６７を配置でき、この受圧部６７に付与された荷重を対応する素子部Ａ１に伝達できる。
　肉薄部６８、６９は、幅方向の中央が最も薄く、且つ、両端から中央付近に向かうにつれて徐々に薄くなっている。境界Ｂ１に位置する肉薄部６９の幅は、その他の肉薄部６８の幅より広い。この構成によれば、隣り合う荷重センサ１の境界Ｂ１付近の受圧部６７を境界Ｂ１に接近させることができ、この受圧部６７に付与された荷重を、この受圧部６７に対応する素子部Ａ１に効率的に伝達できる。よって、この境界Ｂ１付近のデッドスペースをさらに抑制でき、かつ、図１６（ｂ）を参照して説明したように、この境界Ｂ１付近に付与された荷重をより正確に検出できる。
　なお、上記のような複数の荷重センサ１が１つの封止部材６０に内包される構成が、本変更例以外の実施形態および変更例に適用されてもよい。
　＜実施形態５＞
　荷重検出装置２に対して静電容量成分（電磁ノイズ）が近づくと、電磁ノイズの影響で、計測される電位の変化に誤差が生じる。これにより、静電容量の検出精度が低下する。これに対し、実施形態５では、以下に示すように電磁ノイズを遮断するよう荷重検出装置２が構成される。
　図１７（ａ）は、実施形態５に係る、封止部材６０の外側の表面に導電コーティングが施された場合の荷重検出装置２を模式的に示す断面図である。導電コーティングは、便宜上、破線で示されている。
　この例では、実施形態２と比較して、絶縁性材料により構成された上封止部材６１および下封止部材６２の外側の表面に、導電コーティングとして、金属等の薄膜や界面活性剤層などが形成される。導電コーティングは、たとえば、導電膜（金属、金属酸化物、導電ポリマー、カーボン）である。
　このように、封止部材６０の材料表面に導電性を付加することで、外部からの電磁ノイズを封止部材６０で遮断できる。よって、素子部Ａ１の静電容量を正しく測定でき、荷重検出の精度を高く維持できる。
　なお、図１７（ａ）の構成で、上封止部材６１および下封止部材６２の内側の表面に導電コーティングが施されてもよい。
　封止部材６０の表面に導電コーティングが施されることに代えて、封止部材６０が導電材料により構成されてもよい。
　図１７（ｂ）は、実施形態５に係る、封止部材６０が導電材料により構成された場合の荷重検出装置２を模式的に示す断面図である。
　この例では、実施形態２と比較して、封止部材６０が、導電性を有する材料または絶縁性の低い材料により構成される。あるいは、封止部材６０が、実施形態１と同様の絶縁性の材料に導電性を有する物質が混ぜられた材料により構成されてもよい。
　この場合、基板２５の下方に位置する下基板２１の下面２１ｂに、電極７１が設置される。電極７１は、下基板２１を上下方向に貫通する配線７２の下端に接続されており、配線７２の上端は、基板２５を介してコネクタ２６または２７に接続されている。配線７２が接続されたコネクタ２６または２７の端子は、ケーブル７０を介して、外部の検出回路の特定電位に接続される。特定電位は、グランド電位でもよく、グランド電位以外の電位でもよい。
　組み立て時に荷重センサ１が下封止部材６２に設置されると、電極７１が下封止部材６２に電気的に接続される。上述したように、この例では、上封止部材６１および下封止部材６２が導電性を有するため、封止部材６０全体が、電極７１、配線７２およびケーブル７０を介して、特定電位に接続される。
　このように、封止部材６０が導電性を有し、封止部材６０が特定電位に接続されると、電磁シールドの効果を高めることができる。これにより、外部からの電磁ノイズを封止部材６０で遮断できる。よって、素子部Ａ１の静電容量を正しく測定でき、荷重検出の精度を高く維持できる。
　なお、図１７（ｂ）の構成で、コネクタ２６または２７の特定電位に繋がる端子が、電極７１、配線７２および基板２５を介さずに、直接、ケーブルを介して下封止部材６２の上面に接続されてもよい。この場合のケーブルの一端は、たとえば、半田により下封止部材６２の上面に接続される。
　以上、実施形態５によれば、以下の効果が奏される。
　図１７（ａ）、（ｂ）に示したように、上封止部材６１および下封止部材６２の少なくとも一方は、導電性を有する。この構成によれば、外部からの電磁ノイズを封止部材６０で遮断できる。よって、電磁ノイズによる荷重検出精度の低下を抑制できる。
　図１７（ｂ）に示したように、上封止部材６１および下封止部材６２のうち導電性を有する部材は、荷重センサ１の特定電位に電気的に接続されている。図１７（ｂ）の例では、上封止部材６１および下封止部材６２の両方が導電性を有し、封止部材６０全体が、電極７１、配線７２および基板２５を介して、コネクタ２６または２７の特定電位に繋がる端子に接続される。この構成によれば、電磁ノイズのシールド効果を高めることができる。よって、電磁ノイズによる荷重検出精度の低下をさらに抑制できる。
　なお、図１７（ａ）、（ｂ）では、実施形態２の構成に基づいて、封止部材６０の表面に導電コーティングが施され、封止部材６０が導電材料により構成されたが、これらの追加構成が、上記実施形態２以外の実施形態および変更例に対して適用されてもよい。
　なお、上記のような電磁ノイズを遮断する構成は、本実施形態以外の実施形態および変更例に適用されてもよい。
　＜その他の変更例＞
　上記実施形態および変更例において、収容空間Ｓ内の荷重センサ１に紫外線が照射されないよう、封止部材６０が紫外線を防止するための構成を備えてもよい。たとえば、封止部材６０が、紫外線を吸収して紫外線を透過さない材料により構成される。このような材料として、たとえば、高分子ポリマーが挙げられる。また、封止部材６０の表面に、紫外線を散乱および反射させる材料が配置されてもよい。このような材料として、たとえば、酸化チタン等の無機酸化物粒子が挙げられる。なお、紫外線を防止するための構成は、少なくとも上封止部材６１に設けられればよい。
　荷重センサ１に紫外線が照射されると、荷重センサ１を構成するゴム材料（たとえば、導電弾性体１３）が劣化し、正しく荷重を検出できなくなる。これに対し、上記のように収容空間Ｓ内への紫外線の入射を防止するための構成が設けられると、荷重センサ１を構成するゴム材料の劣化が抑制され、荷重検出の精度を高く維持できる。
　上記実施形態および変更例において、上封止部材６１は、平面視において硬度が異なる領域を有してもよい。硬度の差異は、たとえば、上封止部材６１の厚みにより調整される。このように、上封止部材６１に硬度が異なる領域が設定されると、たとえば、硬い領域において主として荷重を検出し、柔らかい領域において主として荷重の分布を検出するといった利用が可能となる。具体的には、スーパーマーケット等で、店の管理者は、柔らかい領域に果物や野菜を載置することにより、残りの商品の量を把握でき、買い物客は、硬い領域に商品を載置することにより、商品の重さを量ることができる。
　上記実施形態および変更例において、上封止部材６１の上面にＱＲコード（登録商標）が印刷されてもよい。こうすると、ＱＲコード（登録商標）を読み取ることで、荷重検出装置２を個別に識別することが可能になる。
　上記実施形態および変更例において、上封止部材６１の上面に絵や文字が印刷されてもよい。たとえば、上封止部材６１の上面に、商品の種類を示す絵や文字が印刷されると、絵や文字が印刷された領域に、どのような商品を置くべきかを把握できる。また、絵や文字を変更したい場合、荷重検出装置２ごと取り替える必要がなく、封止部材６０を取り替えるだけでよいため、低コストで絵や文字を変更できる。
　上記実施形態および変更例において、上封止部材６１は、衝撃吸収性の高い材質により構成されてもよい。たとえば、上封止部材６１は、粘弾性材料、すなわち、衝撃力のような瞬間的な大きな力を吸収し商品の重さなどの定常的な力を伝達する材料により構成される。上封止部材６１は、たとえば、Ｔａｉｃａ社製のαＧＥＬ（登録商標）のようなシリコーンゲルにより構成される。あるいは、上封止部材６１は、シリコーンゲルと同様のゲル状物質、軟質（超軟質）エラストマーであればよく、スチレン系エラストマーやウレタン系エラストマーにより構成されてもよい。上封止部材６１がこれらの材料により構成されると、荷重検出装置２に対して重い商品を落としたとしても、落下の衝撃が上封止部材６１により吸収されるため、荷重センサ１の破損を防止できる。
　上記実施形態１、２、４、５およびこれらの変更例では、上封止部材６１は、荷重センサ１の上面（上基板１１の上面１１ｂ）に密着するように配置されたが、上基板１１の上面１１ｂに接着剤等により密着した状態で貼り付けられてもよい。また、上記実施形態および変更例において、上封止部材６１および下封止部材６２は、接着剤により接合されることに限らず、たとえば、熱溶着により接合されてもよい。
　上記実施形態および変更例では、図１（ａ）、（ｂ）に示したように、荷重センサ１は、導電弾性体１３および導電部１２からなる組を３つ備えたが、導電弾性体１３および導電部１２からなる組を少なくとも１つ備えればよい。たとえば、荷重センサ１が備える上記組は、１組でもよい。
　上記実施形態および変更例では、図３（ａ）に示したように、荷重センサ１は、３組の一対の導体線４０を備えたが、少なくとも１組の一対の導体線４０を備えればよい。たとえば、荷重センサ１が備える一対の導体線４０は、１組でもよい。
　上記実施形態および変更例では、素子部Ａ１にはＸ軸方向に並ぶ２本の導体線４０が含まれたが、１本または３本以上の導体線４０が含まれてもよい。
　上記実施形態および変更例では、図４（ａ）、（ｂ）に示したように、導体線４０は、１本の導電部材４１と、この導電部材４１を被覆する誘電体４２とにより構成された。しかしながら、これに限らず、導体線４０は、上記のような導体線が複数束ねられた撚り線により構成されてもよい。また、導体線４０は、導電部材が複数束ねられた撚り線と、この撚り線を被覆する誘電体とにより構成されてもよい。これらの場合、導体線４０の柔軟性を高めるとともに、導体線４０の曲げに対する強度を高めることができる。
　上記実施形態および変更例では、導電弾性体１３および導電部１２が延びるＸ軸方向（第１方向）と、導体線４０が延びるＹ軸方向（第２方向）とが直交したが、第１方向と第２方向は、９０°で交わらなくてもよい。
　上記実施形態および変更例では、導電部１２および導電弾性体１３は、上基板１１の対向面１１ａに形成されたが、下基板２１の対向面２１ａに形成されてもよい。
　図１８は、この場合の荷重検出装置２の構成を模式的に示す断面図である。
　図１８に示す例では、実施形態１と比較して、荷重センサ１の上基板１１と下基板２１との間の構成が、上下反転されて配置されている。すなわち、上基板１１の対向面１１ａに導電体２２、配線２３および端子部２４（図２（ａ）参照）と、基板２５およびコネクタ２６、２７とが配置され、下基板２１の対向面２１ａに導電部１２および導電弾性体１３が形成されている。そして、導電弾性体１３の上面に導体線４０が配置され、導体線４０と上基板１１との間に絶縁フィルム３１が配置されている。この場合も、上封止部材６１の上面に付与された荷重を、荷重センサ１により検出できる。
　なお、導電部１２および導電弾性体１３は、上基板１１および下基板２１のいずれか一方に形成されることに限らず、上基板１１の対向面１１ａおよび下基板２１の対向面２１ａの両方に、互いに対向して形成されてもよい。
　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。
（付記）
　以上の実施形態の記載により、下記の技術が開示される。
（技術１）
　荷重センサと、
　前記荷重センサを内包する封止部材と、を備え、
　前記荷重センサは、
　　弾性を有する上基板と、
　　前記上基板に対向して配置された下基板と、
　　前記上基板の対向面および前記下基板の対向面の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの導電弾性体と、
　　前記上基板と前記下基板との間に配置された少なくとも１つの線状導電部材と、
　　前記線状導電部材の外周に形成された誘電体と、を備え、
　前記封止部材は、
　　前記荷重センサが載置される下封止部材と、
　　前記荷重センサの上面を覆い前記下封止部材に接合される上封止部材と、
　　前記下封止部材と前記上封止部材とにより形成される前記荷重センサの収容空間内の気圧を外気圧に略等しくするための気圧調整構造と、を備える、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、荷重センサが封止部材に内包されるため、上基板と下基板との間の隙間に水分や油分または異物等が侵入しにくい。このため、これらの侵入により荷重センサの特性が劣化することを防ぐことができる。また、気圧調整構造により荷重センサの収容空間内の気圧が外気圧と略等しくなるため、収容空間と外部との気圧差による検出精度の低下を抑制できる。よって、付与された荷重を正確に検出することができる。
（技術２）
　技術１に記載の荷重センサにおいて、
　前記気圧調整構造は、前記収容空間を外部に通気させる通気構造を含む、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、収容空間内の気圧を外気圧に略等しい状態に容易に維持できる。
（技術３）
　技術２に記載の荷重検出装置において、
　前記通気構造は、水分および油分の出入りを阻止し気体の出入りを許容するメッシュ構造を含む、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、上基板と下基板との間に水分や油分が侵入することを防ぎつつ、収容空間内の気圧を外気圧に略等しい状態に維持できる。
（技術４）
　技術３に記載の荷重検出装置において、
　前記メッシュ構造は、前記下封止部材に形成されている、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　メッシュ構造は、構造上、剛性が高くなり易い。これに対し、上封止部材は、荷重を受ける部材であるため、付与された荷重を荷重センサの上基板に適正に伝達するために、なるべく柔らかいことが好ましい。他方、下封止部材は、接合された上封止部材を所望の状態で支持するために、なるべく剛性が高いことが好ましい。したがって、剛性が高くなり易いメッシュ構造を下封止部材に形成することで、上封止部材の柔らかさを維持して荷重の検出精度を高めつつ、下封止部材により上封止部材を所望の状態で支持することができる。
（技術５）
　技術２ないし４の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
　前記通気構造は、平面視において前記荷重センサの外側に形成された通気口を含む、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、荷重検出装置の使用時に、通気口を介して収容空間内の気圧を外気圧に略等しい状態に容易に維持できる。また、平面視において荷重センサの外側に通気口が形成されているため、万一、通気口から水分や油分または異物等が侵入したとしても、これらが上基板と下基板との間の隙間に侵入することが生じにくい。よって、荷重センサの特性劣化を適正に抑制できる。
（技術６）
　技術１に記載の荷重検出装置において、
　前記気圧調整構造は、前記収容空間内の気圧と前記外気圧との差異により容量が変化する弛み部を含む、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、収容空間内の気圧と外気圧との気圧差に応じて、弛み部を含む収容空間の容積が変化し、気圧差が解消される。よって、収容空間内の気圧を外気圧に略等しい状態に容易に維持できる。
（技術７）
　技術６に記載の荷重検出装置において、
　前記弛み部は、前記上封止部材に形成されている、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　柔らかいことが好ましい上封止部材に弛み部を形成することで、弛み部を柔らかくできる。よって、この技術によれば、収容空間内の気圧と外気圧との気圧差に応じて、弛み部を容易に変形させることができ、弛み部を含む収容空間の容積を、気圧差が解消される状態に円滑に変化させることができる。
（技術８）
　技術７に記載の荷重検出装置において、
　前記弛み部は、前記弛み部が形成されていない前記上封止部材の部分より変形しやすく構成されている、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、収容空間内の気圧と外気圧との気圧差に応じて、主として、弛み部が変形する。これにより、弛み部以外の上封止部材が気圧差により上基板に対して位置ずれすることを抑制できる。よって、安定的に、荷重を検出できる。
（技術９）
　技術６ないし８の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
　前記上封止部材は、前記上基板の上面に貼り付けられている、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、収容空間内の気圧と外気圧との気圧差により、弛み部を含む収容空間の容積が変化しても、上封止部材が上基板に対して位置ずれすることがない。よって、安定的に、荷重を検出できる。
（技術１０）
　技術１ないし９の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
　複数の前記荷重センサが、１つの前記封止部材に内包されている、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、複数の荷重センサを個別に封止する場合に比べて、封止の作業を容易化できる。また、複数の荷重センサが個別に封止されて並べられると、隣り合う荷重センサ間に封止部材が挟まるため、荷重を検出できないデッドスペースが広くなる。これに対し、上記の技術では、複数の荷重センサが１つの封止部材に内包されるため、隣り合う荷重センサ間に封止部材が挟まることがない。よって、荷重センサ間の境界におけるデッドスペースを抑制できる。
（技術１１）
　技術１０に記載の荷重検出装置において、
　各々の前記荷重センサには、前記導電弾性体と前記線状導電部材との交差により形成される荷重検出のための素子部が、平面視において、第１方向と前記第１方向に交差する第２方向とに並ぶように、複数の前記導電弾性体と複数の前記線状導電部材とが配置され、
　前記複数の荷重センサは、前記第１方向に隣り合うように前記封止部材に内包され、
　前記上封止部材は、前記複数の素子部にそれぞれ対応する位置に配置された複数の受圧部と、隣り合う前記受圧部間に形成された肉薄部とを有し、
　隣り合う前記荷重センサの境界に位置する前記肉薄部が、前記境界を跨いで形成されている、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、隣り合う荷重センサの境界におけるデッドスペースをさらに抑制できる。すなわち、この境界付近にも受圧部を配置でき、この受圧部に付与された荷重を対応する素子部に伝達できる。
（技術１２）
　技術１１に記載の荷重検出装置において、
　前記肉薄部は、幅方向の中央が最も薄く、且つ、両端から前記中央付近に向かうにつれて徐々に薄くなっており、
　前記境界に位置する前記肉薄部の幅は、その他の前記肉薄部の幅より広い、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、隣り合う荷重センサの境界付近の受圧部を境界に接近させることができ、この受圧部に付与された荷重を、この受圧部に対応する素子部に効率的に伝達できる。よって、この境界付近のデッドスペースをさらに抑制でき、かつ、この境界付近に付与された荷重をより正確に検出できる。
（技術１３）
　技術１ないし１２の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
　前記上封止部材および前記下封止部材の少なくとも一方は、導電性を有する、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、外部からの電磁ノイズを封止部材で遮断できる。よって、電磁ノイズによる荷重検出精度の低下を抑制できる。
（技術１４）
　技術１３に記載の荷重検出装置において、
　前記上封止部材および前記下封止部材のうち導電性を有する部材は、前記荷重センサの特定電位に電気的に接続されている、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、電磁ノイズのシールド効果を高めることができる。よって、電磁ノイズによる荷重検出精度の低下をさらに抑制できる。
（技術１５）
　技術１ないし１４の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
　前記上封止部材が前記上基板の上面に密着するように、前記荷重センサが前記封止部材に内包されている、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、上封止部材は、僅かながらも、位置によって柔らかさに差異が生じ得る。このため、上基板に対して上封止部材に位置ずれが生じると、上基板に対する上封止部材の柔らかさの分布が変化し、領域に応じて荷重の検出感度が変動し得る。これにより、同一領域における荷重検出の安定性がやや低下する惧れがある。これに対し、上記技術によれば、上封止部材が上基板に対して位置ずれすることを抑制できる。よって、領域に応じた荷重検出感度の変動を抑制でき、安定的に、荷重を検出できる。
（技術１６）
　技術１ないし１５の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
　前記下封止部材は前記上封止部材よりも剛性が高い、
ことを特徴とする荷重検出装置。
　この技術によれば、下封止部材に接合された上封止部材を、下封止部材により所望の状態で支持できる。これにより、たとえば、上封止部材は上基板の上面に密着した状態を適正に維持でき、上封止部材が上基板に対して位置ずれすることを抑制できる。よって、安定的に、荷重を検出できる。また、下封止部材の剛性が比較的高い場合、荷重検出装置に付与された荷重が下基板を介して周囲に逃げることを防ぐことができるため、適正に荷重を検出できる。さらに、荷重検出装置の平面視における形状が維持されるため、上基板および下基板が折れて破損するといった事態を回避できる。
　１　荷重センサ
　１１　上基板
　１１ａ　対向面
　１１ｂ　上面
　１３　導電弾性体
　２１　下基板
　２１ａ　対向面
　４１　導電部材（線状導電部材）
　４２　誘電体
　６０　封止部材
　６１　上封止部材
　６２　下封止部材
　６３　通気口（気圧調整構造、通気構造）
　６５　フィルタ（気圧調整構造、通気構造、通気口）
　６６　弛み部（気圧調整構造）
　６７　受圧部
　６８、６９　肉薄部
　Ａ１、Ａ１１～Ａ３３　素子部
　Ｂ１　境界
　Ｓ　収容空間

Claims (16)

  1. 　荷重センサと、
    　前記荷重センサを内包する封止部材と、を備え、
    　前記荷重センサは、
    　　弾性を有する上基板と、
    　　前記上基板に対向して配置された下基板と、
    　　前記上基板の対向面および前記下基板の対向面の少なくとも一方に形成された少なくとも１つの導電弾性体と、
    　　前記上基板と前記下基板との間に配置された少なくとも１つの線状導電部材と、
    　　前記線状導電部材の外周に形成された誘電体と、を備え、
    　前記封止部材は、
    　　前記荷重センサが載置される下封止部材と、
    　　前記荷重センサの上面を覆い前記下封止部材に接合される上封止部材と、
    　　前記下封止部材と前記上封止部材とにより形成される前記荷重センサの収容空間内の気圧を外気圧に略等しくするための気圧調整構造と、を備える、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  2. 　請求項１に記載の荷重センサにおいて、
    　前記気圧調整構造は、前記収容空間を外部に通気させる通気構造を含む、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  3. 　請求項２に記載の荷重検出装置において、
    　前記通気構造は、水分および油分の出入りを阻止し気体の出入りを許容するメッシュ構造を含む、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  4. 　請求項３に記載の荷重検出装置において、
    　前記メッシュ構造は、前記下封止部材に形成されている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  5. 　請求項２に記載の荷重検出装置において、
    　前記通気構造は、平面視において前記荷重センサの外側に形成された通気口を含む、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  6. 　請求項１に記載の荷重検出装置において、
    　前記気圧調整構造は、前記収容空間内の気圧と前記外気圧との差異により容量が変化する弛み部を含む、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  7. 　請求項６に記載の荷重検出装置において、
    　前記弛み部は、前記上封止部材に形成されている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  8. 　請求項７に記載の荷重検出装置において、
    　前記弛み部は、前記弛み部が形成されていない前記上封止部材の部分より変形しやすく構成されている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  9. 　請求項６に記載の荷重検出装置において、
    　前記上封止部材は、前記上基板の上面に貼り付けられている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  10. 　請求項１に記載の荷重検出装置において、
    　複数の前記荷重センサが、１つの前記封止部材に内包されている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  11. 　請求項１０に記載の荷重検出装置において、
    　各々の前記荷重センサには、前記導電弾性体と前記線状導電部材との交差により形成される荷重検出のための素子部が、平面視において、第１方向と前記第１方向に交差する第２方向とに並ぶように、複数の前記導電弾性体と複数の前記線状導電部材とが配置され、
    　前記複数の荷重センサは、前記第１方向に隣り合うように前記封止部材に内包され、
    　前記上封止部材は、前記複数の素子部にそれぞれ対応する位置に配置された複数の受圧部と、隣り合う前記受圧部間に形成された肉薄部とを有し、
    　隣り合う前記荷重センサの境界に位置する前記肉薄部が、前記境界を跨いで形成されている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  12. 　請求項１１に記載の荷重検出装置において、
    　前記肉薄部は、幅方向の中央が最も薄く、且つ、両端から前記中央付近に向かうにつれて徐々に薄くなっており、
    　前記境界に位置する前記肉薄部の幅は、その他の前記肉薄部の幅より広い、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  13. 　請求項１に記載の荷重検出装置において、
    　前記上封止部材および前記下封止部材の少なくとも一方は、導電性を有する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  14. 　請求項１３に記載の荷重検出装置において、
    　前記上封止部材および前記下封止部材のうち導電性を有する部材は、前記荷重センサの特定電位に電気的に接続されている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  15. 　請求項１に記載の荷重検出装置において、
    　前記上封止部材が前記上基板の上面に密着するように、前記荷重センサが前記封止部材に内包されている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  16. 　請求項１に記載の荷重検出装置において、
    　前記下封止部材は前記上封止部材よりも剛性が高い、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
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