路面のひずみ測定装置
【課題】車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができるひずみ測定装置を提供する。
【解決手段】ひずみ測定装置１はセンサ部６を有する。センサ部６は、フレキシブル基板２の裏面に、抵抗式ひずみゲージ３（またはひずみ受感部）を固着したゲージベース４を固着し、フレキシブル基板２の表面にシート状絶縁部材５を固着することで構成される。フレキシブル基板２には、各抵抗式ひずみゲージ３のひずみ受感部の両端部の導線接続部（タブ）１４ａ，１４ｂのうちの導線接続部１４ａに導通する薄膜状導体１８と、導線接続部１４ｂに導通する薄膜状導体１９，２０とが設けられている。ひずみゲージ３が路面のうちの車輪の接地領域に位置し、薄膜状導体１８，１９，２０の端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが接地領域から車輪の幅方向で逸脱する領域に位置するようにセンサ部６のゲージベース４が路面に固着される。
【解決手段】ひずみ測定装置１はセンサ部６を有する。センサ部６は、フレキシブル基板２の裏面に、抵抗式ひずみゲージ３（またはひずみ受感部）を固着したゲージベース４を固着し、フレキシブル基板２の表面にシート状絶縁部材５を固着することで構成される。フレキシブル基板２には、各抵抗式ひずみゲージ３のひずみ受感部の両端部の導線接続部（タブ）１４ａ，１４ｂのうちの導線接続部１４ａに導通する薄膜状導体１８と、導線接続部１４ｂに導通する薄膜状導体１９，２０とが設けられている。ひずみゲージ３が路面のうちの車輪の接地領域に位置し、薄膜状導体１８，１９，２０の端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが接地領域から車輪の幅方向で逸脱する領域に位置するようにセンサ部６のゲージベース４が路面に固着される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機など、車輪を有する移動体を走行させる路面のひずみを測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車や航空機などの車輪には、車体あるいは機体の大型化に伴い、接地圧の高いタイヤや、サイドウォールを補強したタイヤが多用されている。そして、このようなタイヤを使用した移動体を走行させるアスファルト舗装などの路面は、大きなひずみが発生するため損傷を受けやすく、該路面の保守・管理などのために、該路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することが望まれている。
【０００３】
この場合、路面のうちの車輪の接地領域（車輪が接地し得る領域）に複数の抵抗式ひずみゲージ（以下、単にひずみゲージということがある）を貼り付けることが考えられる。
【０００４】
しかるに、個々のひずみゲージは、車輪の接地領域に比して微小であるので、路面に発生するひずみの分布を適切に測定するためには、多数のひずみゲージを必要とし、ひいては、それぞれのひずみゲージを測定器（多点測定器）に接続するための多数のリード線を、車輪の幅方向で該車輪の接地領域を横断させるように配線する必要がある。また、ひずみゲージを使用したひずみ測定は、リード線の抵抗値の変化の影響を補償するために、１個のひずみゲージに３本のリード線を接続する１ゲージ３線法で行なうことが一般的であり、その場合には、路面に固着するひずみゲージの個数の３倍の本数のリード線が必要となる。さらに、それらの多数のリード線を路面上に均一的に平坦に並べることは困難である。
【０００５】
このため、多数のひずみゲージを路面に貼り付けて該路面のひずみ分布を測定しようとした場合には、それらのひずみゲージに接続するリード線の束が、車輪の接地領域内で部分的に嵩高いものとなる。そして、このような場合には、そのリード線の束の上に走行中の移動体の車輪のタイヤが接地することによって、該リード線の断線が生じやすいことが本願発明者の実験により確認された。
【０００６】
その理由は次のように考えられる。すなわち、該リード線の束に車輪のタイヤが接地したときに、個々のリード線がタイヤの弾性変形に伴う引張力や圧縮力を受ける。より詳しくは、リード線の束のタイヤとの接触箇所では該リード線が車輪の幅方向で引張力を受け、タイヤの外周面の溝部では該リード線が車輪の幅方向で圧縮力を受ける。また、リード線の束が嵩高くなっているため、車輪から受ける接地荷重が該リード線の束に局所的に集中し、ひいては、上記の引張力や圧縮力が局所的に大きなものとなりやすい。この結果、リード線の束が車輪のタイヤの接地時に変形を生じやすく、ひいては、該リード線の断線が生じやすくなると考えられる。
【０００７】
従って、このような不都合を回避しつつ、路面のひずみ分布を適切に計測するためには、車輪の接地領域で、できるだけ平坦で薄くなるような構造を採用することが望まれる。
【０００８】
一方、例えば特許文献１の図５あるいは図６に見られるように、１つのシート状のゲージベース上に、複数のひずみ受感部と、各ひずみ受感部の両端に連なる薄膜状の配線パターンとをフォトエッチングなどにより一体に形成したひずみゲージが知られている。このようなひずみゲージでは、複数のひずみ受感部とこれに導通する薄膜状の配線パターンとが１つのゲージベース上に一体に形成されるので、平坦で薄いものとなる。
【０００９】
そこで、このようなひずみゲージを車輪の接地領域に貼り付けて、該接地領域にリード線を配線しないようにすることが考えられる。
【００１０】
しかるに、特許文献１に見られるひずみゲージでは、各ひずみ受感部の両端に連なる配線パターンが、抵抗素子であるひずみ受感部と同じ材質で一体に形成される。そして、路面のうちの車輪の接地領域は、各ひずみ受感部に比して大きな幅を有する領域であるため、その接地領域を横断するように配線パターンをゲージベース上に形成すると、個々のひずみ受感部毎の配線パターンの長さのばらつき幅が大きくなり、ひいては、それらの配線パターンの抵抗値のばらつきが大きくなる。その結果、個々のひずみ受感部毎の実質的なゲージ率あるいは感度が比較的大きくばらつくこととなり、路面のひずみ分布を精度よく計測することが困難となってしまう。
【特許文献１】特開２００３−９７９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができるひずみ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するための本発明の路面のひずみ測定装置は、４種類の基本的態様がある。その第１の態様は、移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、シート状のゲージベースの表面および裏面（該ゲージベースの厚み方向の両面）のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみゲージと、該ゲージベースとの間に前記複数の抵抗式ひずみゲージを介在させて該ゲージベースの前記一方の面に固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみゲージが前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記ゲージベースを介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるように、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着され、前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする（第１発明）。
【００１３】
この第１発明によれば、センサ構造部は、シート状のゲージベースとフレキシブル基板（所謂ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板））との間に複数のひずみゲージを挟みこんだような構造のものであるので、全体的に薄い平板状のものとなる。そして、このセンサ構造部が、前記複数の抵抗式ひずみゲージを前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置させ、且つ、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着されるので、車輪の接地領域で路面に生じるひずみがゲージベースを介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるようになる。これにより、該路面に生じたひずみに応じたひずみが各抵抗式ひずみゲージに生じるようになり、該抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部（ひずみに応じて抵抗値が変化する抵抗素子）の抵抗値変化が生じることとなる。なお、ゲージベースは、一般の抵抗式ひずみゲージの基台（ひずみ受感部となる抵抗素子を固着する基台）として使用されているものであり、該ゲージベースの表面および裏面のうちの一方の面を物体に固着したときに、該物体の表面に生じるひずみを該ゲージベースの他方の面側に伝達する機能を有する。
【００１４】
この場合、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された前記複数の薄膜状導体の他端部は露出しているので、各薄膜状導体の他端部にリード線などの配線を接続することができ、その配線を介して各抵抗式ひずみゲージを測定器に接続することで、各抵抗式ひずみゲージに生じたひずみ、ひいては、該抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じたひずみを、一般的なひずみ測定と同様に測定することができる。さらに、この場合、各薄膜状導体の他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するので、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の束に車輪が接地することはない。従って、該配線が車輪との接触によって断線するような事態が防止される。また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部は、薄い平板状のものとなるので、走行中の移動体の車輪が接地してもその接地面が比較的広いものとなるので、該センサ構造部が車輪から受ける力が局所に集中するような事態が防止される。ひいては、該センサ構造部が車輪の接地時に損傷を受けるような事態を防止できる。
【００１５】
また、前記各薄膜状導体は、抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の比して十分に比抵抗が微小なものとなる導体（例えば銅、金、銀、アルミニウムなどの導体）であるので、それぞれの抵抗値およびそのばらつき幅が微小なものとなる。このため、各抵抗式ひずみゲージ毎の実質的なゲージ率あるいは感度をほぼ均一にすることができる。ひいては、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の抵抗値変化、ひいては、該抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じるひずみを精度よく測定できる。
【００１６】
従って、第１発明によれば、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００１７】
なお、第１発明における抵抗式ひずみゲージは、前記ゲージベースよりも小さいゲージベースの表面および裏面のうちの一方の面にひずみに応じて抵抗値が変化する抵抗素子をフォトエッチングなどにより固着したものであり、一般に市販されている抵抗式ひずみゲージを使用することができる。このことは、後述する第３発明においても同様である。
【００１８】
また、本発明の路面のひずみ測定装置の第２の態様は、移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、シート状のゲージベースの表面および裏面（該ゲージベースの厚み方向の両面）のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみ受感部と、該ゲージベースとの間に前記複数の抵抗式ひずみ受感部を介在させて該ゲージベースの前記一方の面に固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみ受感部が前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記ゲージベースを介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるように、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着され、前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする（第２発明）。
【００１９】
この第２発明によれば、センサ構造部は、シート状のゲージベースとフレキシブル基板との間に複数の抵抗式ひずみ受感部（ひずみに応じて抵抗値が変化する抵抗素子）を挟みこんだような構造のものであるので、第１発明と同様に全体的に薄い平板状のものとなる。そして、このセンサ構造部が、前記複数の抵抗式ひずみ受感部を前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置させ、且つ、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着されるので、車輪の接地領域で路面に生じるひずみがゲージベースを介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるようになる。これにより、該路面に生じたひずみに応じたひずみが各抵抗式ひずみ受感部に生じるようになり、該抵抗式ひずみ受感部の抵抗値変化が生じることとなる。
【００２０】
この場合、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された前記複数の薄膜状導体の他端部は露出しているので、第１発明と同様に、リード線などの配線を介して各抵抗式ひずみ受感部を測定器に接続することができ、ひいては、各抵抗式ひずみ受感部の直下で路面に生じたひずみを測定することができる。さらに、この場合、各薄膜状導体の他端部が、前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するので、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の束に車輪が接地することはない。従って、該配線が車輪との接触によって断線するような事態が防止される。また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部は薄い平板状のものとなるので、第１発明と同様に、該センサ構造部が車輪の接地時に損傷を受けるような事態を防止できる。
【００２１】
また、前記各薄膜状導体は、第１発明と同様に、それぞれの抵抗値およびそのばらつき幅が微小なものとなるため、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の抵抗値変化、ひいては、該抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じるひずみを精度よく測定できる。
【００２２】
従って、第２発明によれば、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００２３】
また、本発明の路面のひずみ測定装置の第３の態様は、移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板の表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみゲージと、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体と、前記フレキシブル基板の一方の面および前記複数のひずみゲージを被覆するように該フレキシブル基板の一方の面に固着されたシート状絶縁部材とを備えるセンサ構造部を有し、該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみゲージが前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記フレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるように、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着され、前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする（第３発明）。
【００２４】
この第３発明によれば、センサ構造部は、シート状絶縁部材とフレキシブル基板との間に複数の抵抗式ひずみゲージを挟みこんだような構造のものであるので、第１発明と同様に全体的に薄い平板状のものとなる。そして、このセンサ構造部が、前記複数の抵抗式ひずみゲージを前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置させ、且つ、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着されるので、車輪の接地領域で路面に生じるひずみがフレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるようになる。これにより、該路面に生じたひずみに応じたひずみが該抵抗式ひずみゲージに生じるようになり、該抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の抵抗値変化が生じることとなる。なお、フレキシブル基板は、一般にゲージベースと同様にひずみを伝達する機能を有する。
【００２５】
この場合、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された前記複数の薄膜状導体の他端部は露出しているので、第１発明と同様に、リード線などの配線を介して各抵抗式ひずみゲージを測定器に接続することができ、ひいては、各抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じたひずみを測定することができる。さらに、この場合、各薄膜状導体の他端部が、前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するので、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の束に車輪が接地することはない。従って、該配線が車輪との接触によって断線するような事態が防止される。また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部は薄い平板状のものとなるので、第１発明と同様に、該センサ構造部が車輪の接地時に損傷を受けるような事態を防止できる。
【００２６】
また、前記各薄膜状導体は、第１発明と同様に、それぞれの抵抗値およびそのばらつき幅が微小なものとなるため、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の抵抗値変化、ひいては、該抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じるひずみを精度よく測定できる。
【００２７】
従って、第３発明によれば、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００２８】
また、本発明の路面のひずみ測定装置の第４の態様は、移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、シート状絶縁部材の表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみ受感部と、該シート状絶縁部材との間に前記複数の抵抗式ひずみ受感部を介在させて該シート状絶縁部材の前記一方の面および前記複数の抵抗式ひずみゲージに固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみ受感部が前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記フレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるように、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着され、前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする（第４発明）。
【００２９】
この第４発明によれば、センサ構造部は、シート状のゲージベースとフレキシブル基板との間に複数の抵抗式ひずみ受感部を挟みこんだような構造のものであるので、第１発明と同様に全体的に薄い平板状のものとなる。そして、このセンサ構造部が、前記複数の抵抗式ひずみ受感部を前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置させ、且つ、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着されるので、第３発明と同様に、車輪の接地領域で路面に生じるひずみがフレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるようになる。これにより、該路面に生じたひずみに応じたひずみが該抵抗式ひずみ受感部に生じるようになり、該抵抗式ひずみ受感部の抵抗値変化が生じることとなる。
【００３０】
この場合、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された前記複数の薄膜状導体の他端部は露出しているので、第１発明と同様に、リード線などの配線を介して各抵抗式ひずみ受感部を測定器に接続することができ、ひいては、各抵抗式ひずみ受感部の直下で路面に生じたひずみを測定することができる。さらに、この場合、各薄膜状導体の他端部が、前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するので、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の束に車輪が接地することはない。従って、該配線が車輪との接触によって断線するような事態が防止される。また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部は薄い平板状のものとなるので、第１発明と同様に、該センサ構造部が車輪の接地時に損傷を受けるような事態を防止できる。
【００３１】
また、前記各薄膜状導体は、第１発明と同様に、それぞれの抵抗値およびそのばらつき幅が微小なものとなるため、各抵抗式ひずみ受感部の抵抗値変化、ひいては、該抵抗式ひずみ受感部の直下で路面に生じるひずみを精度よく測定できる。
【００３２】
従って、第４発明によれば、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００３３】
補足すると、前記第３発明または第４発明における前記シート状絶縁部材は、ゲージベースであってもよいが、ひずみの伝達性が乏しい軟質のフィルム状のものであってもよい。
【００３４】
前記第１発明または第２発明では、前記センサ構造部は、前記フレキシブル基板の表面および裏面のうち、前記ゲージベース側の面と反対側の面に固着された、シート状絶縁部材をさらに備えるようにしてもよい（第５発明）。
【００３５】
この第５発明によれば、フレキシブル基板の前記反対側の面にいずれかの薄膜状導体を設けられているような場合であっても、該薄膜状導体の損傷を防止したり、絶縁性を確保することができる。
【００３６】
また、前記第３発明または第４発明では、前記センサ構造部は、前記フレキシブル基板の表面および裏面のうち、前記シート状部材側の面と反対側の面に固着されたシート状のゲージベースをさらに備えるようにしてもよい（第６発明）。
【００３７】
この第６発明によれば、フレキシブル基板は、ゲージベースを介して路面に固着されることとなるので、路面に生じるひずみが該ゲージベースおよびフレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみゲージまたは各抵抗式ひずみ受感部に伝達されることとなる。そして、この場合、フレキシブル基板の前記反対側の面にいずれかの薄膜状導体が設けられているような場合であっても、該薄膜状導体の損傷を防止したり、絶縁性を確保することができる。
【００３８】
前記第１〜第４発明において、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部または各抵抗式ひずみ受感部の抵抗値変化（ひいては路面のひずみ）の測定は、例えば、該ひずみ受感部が１辺に組み込まれるホイートストンブリッジ回路を利用して行なうことができる。この場合、前記第１発明または第３発明においては、前記各抵抗式ひずみゲージの導線接続部に導通させる薄膜状導体は、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の一端部に設けられた導線接続部に導通させる第１の薄膜状導体と、該ひずみ受感部の他端部に設けられた導線接続部に導通させる第２の薄膜状導体および第３の薄膜状導体とからなることが望ましい（第７発明）。
【００３９】
同様に、前記第２発明または第４発明においては、前記各抵抗式ひずみ受感部に導通させる薄膜状導体は、各抵抗式ひずみ受感部の一端部に設けられた導線接続部に導通させる第１の薄膜状導体と、該抵抗式ひずみ受感部の他端部に設けられた導線接続部に導通させる第２の薄膜状導体および第３の薄膜状導体とからなることが望ましい（第８発明）。
【００４０】
これらの第７発明および第８発明によれば、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部、または、各抵抗式ひずみ受感部に３つの薄膜状導体が導通されることとなるので、所謂、１ゲージ３線法によるひずみ測定を行なうことが可能となり、環境温度の変化などに起因する各薄膜状導体の抵抗値変化や、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の抵抗値変化の影響を補償して、精度のよいひずみ測定を行うことが可能となる。
【００４１】
上記のように、各抵抗式ひずみゲージ毎、あるいは、各抵抗式ひずみ受感部毎に、第１〜第３の薄膜状導体を備える場合において、前記フレキシブル基板への前記第１〜第３の薄膜状導体の設け方は、種々様々の形態が考えられるが、例えば次のような形態で、フレキシブル基板に第１〜第３の薄膜状導体を設けることが好ましい。
【００４２】
すなわち、前記フレキシブル基板は、第１層基板と第２層基板とを重合してなる２層のフレキシブル基板であって、各抵抗式ひずみゲージに対応する前記第１〜第３の薄膜状導体のうち、第１の薄膜状導体が前記第１層基板の表面および裏面のうちの第２層基板側の面と反対側の面に形成されると共に、第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とが、第２層基板を介して互いに対向するように該第２層基板の表面および裏面にそれぞれ形成されており、該第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とが、それぞれの一端部を通って前記フレキシブル基板の厚み方向に貫通するように該フレキシブル基板に穿設されたスルーホール内に設けられた導体部材を介して導通されていることが好ましい（第９発明）。
【００４３】
この第９発明によれば、第１の薄膜状導体と第２の薄膜状導体との間に前記第１層基板が介在することとなるので、該第１の薄膜状導体と第２の薄膜状導体とを第１層基板の厚み方向（フレキシブル基板の厚み方向）で部分的な重なりを生じるようなパターンでそれらの薄膜状導体を第１層基板に形成しつつ、それらの薄膜状導体の間の絶縁性を確保することができる。また、第３の薄膜状導体は、前記第２層基板を介して第２の薄膜状導体に対向しているので、該第２層基板の厚み方向（フレキシブル基板の厚み方向）で重なりつつ、それらの薄膜状導体の間の絶縁性を確保することができる。このため、第１〜第３の薄膜状導体の絶縁性を確保しつつ、フレキシブル基板の面積（厚み方向で見た面積）を必要最小限に留めることができ、ひいては、センサ構造部の面積を必要最小限に留めることができる。この結果、センサ構造部の材料費、ひいては製造コストを低減できる。また、同時に、第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とを対向させ、それらの一端部を通る前記スルーホール内に設けた導体部材により第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体との導通を容易に確保することができる。なお、前記導体部材としては、該スルーホールの内周面に施した金属メッキや該スルーホールに充填した半田などが挙げられる。
【００４４】
また、前記第１発明または第３発明では、前記センサ構造部には、前記各抵抗式ひずみゲージおよび前記各薄膜状導体を避けて該センサ構造部の厚み方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていることが好ましい（第１０発明）。同様に、前記第２発明または第４発明では、前記センサ構造部には、前記各抵抗式ひずみ受感部および前記各薄膜状導体を避けて該センサ構造部の厚み方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていることが好ましい（第１１発明）。
【００４５】
これらの第１０発明または第１１発明によれば、センサ構造部を路面に接着剤により固着するような場合に、該接着剤が各貫通孔に進入可能であると共に、該接着剤に混入している気泡を該貫通孔に通すことが可能となるので、該センサ構造部と路面との間で局所的な接着剤の溜まり部が生じたり、局所的に気泡が残存するような事態を防止できる。ひいては、センサ構造部の厚み方向の両面のうちの路面側の面を該路面に均一的に固着することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図６を参照して説明する。図１は本実施形態の路面のひずみ測定装置１のセンサ構造部６の表面側の平面図、図２は図１のＩＩ矢視図、図３はセンサ構造部６のフレキシブル基板２の第２層基板８の表面側の平面図、図４はセンサ構造部６の裏面側の平面図、図５はセンサ構造部６の一部分の分解斜視図、図６は図１のＶI−ＶI線断面図、図７は本実施形態のひずみ測定装置１による路面のひずみ分布の測定例を示すグラフである。なお、本実施形態は、第１発明の実施形態である。
【００４７】
本実施形態のひずみ測定装置１は、フレキシブル基板２と、複数の抵抗式ひずみゲージ３（以下、単にひずみゲージ３という）と、シート状のゲージベース４と、カバーフィルム５とを有するセンサ構造部６を備える。センサ構造部６は、その全体が概ね、薄い方形板状に構成されており、図２に示すようにその厚み方向を上下方向に向けた状態で路面Ａに固着される。路面Ａは、自動車、航空機など、走行用の車輪を有する移動体（図示省略）を走行させる路面である。なお、図２では、図示および説明の便宜上、センサ構造部６を厚く記載しているが、その厚さは実際には約０．２ｍｍ程度である。また、路面Ａにおける移動体の移動方向は、図２の紙面に垂直な方向（図１に示す２つの二点鎖線の延在方向）である。
【００４８】
フレキシブル基板２は、所謂、ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板）と言われるものである。本実施形態では、フレキシブル基板２は複層基板であり、方形状の第１層基板７と方形状の第２層基板８とを、それらの厚み方向で重合し、両基板７，８の間に介在させた接着剤９（図２参照）により両基板７，８を互いに貼り合わせる（固着する）ことにより構成されている。この場合、第２層基板８の横方向（図１および図２の紙面の左右方向）の寸法は、第１層基板７の横方向の寸法よりも若干大きいものとなっており、第２層基板８の一側部８ａ（図１および図２の左側部）が、第１層基板７の側縁（図１の左側縁）から張り出している。以下、このように張り出した第２層基板８の一側部８ａを張り出し部８ａという。
【００４９】
なお、第１層基板７および第２層基板８は、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリイミドアミド（ＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの絶縁性の材質から成る薄膜シート状の基板であり、可撓性を有する。
【００５０】
補足すると、第１層基板７および第２層基板８を、熱可塑性のポリイミドを基材とする材質により構成した場合には、両基板７，８を熱融着によって貼り合わせることによって、フレキシブル基板２を構成することも可能である。その場合には、接着剤９は不要である。
【００５１】
以降の本実施形態の説明では、第１層基板７の厚み方向の両面のうち、第２層基板８側の面を第１層基板７の裏面、その面と反対側の面を第１層基板７の表面またはフレキシブル基板２の表面と定義する。また、第２層基板８の厚み方向の両面のうち、第１層基板７側の面を第２層基板８の表面、その面と反対側の面を第２層基板８の裏面またはフレキシブル基板２の裏面と定義する。
【００５２】
第１層基板７の表面（フレキシブル基板２の表面）には、図１および図２に示すように、その表面を被覆するようにして、方形状のカバーフィルム５が固着されている。ただし、第１層基板７の表面のうち、第２層基板８の張り出し部８ａ側の側部（図１および図２の左側部）にはカバーフィルム５は固着されておらず、その側部の表面は露出している。該カバーフィルム５は、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＡ）、ポリイミドアミド（ＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの絶縁性の材質から成るフィルムである。このカバーフィルム５は、前記第５発明におけるシート状絶縁部材として機能するものであり、第１層基板７の表面に固着されている後述の複数の薄膜状導体１８の絶縁性を確保したり、該薄膜状導体１８を保護する機能を有する。本実施形態では、カバーフィルム５は、第１層基板７の表面との間に介在させた接着剤１０（図２を参照）により、第１層基板７の表面に固着されている。
【００５３】
補足すると、カバーフィルム５が熱融着性を有する材質から成る場合には、カバーフィルム５を第１層基板７に熱融着によって固着してもよい。その場合には、接着剤１０は不要である。
【００５４】
第２層基板８の裏面（フレキシブル基板２の裏面）には、図２および図４に示すように、その裏面を被覆するようにして、方形状のゲージベース４が固着されている。ただし、第２層基板８の裏面のうち、前記張り出し部８ａには、ゲージベース４が固着されておらず、その張り出し部８ａの裏面は露出している。このゲージベース４は、一般に抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部（抵抗素子）を固着する基台（測定対象物のひずみをひずみ受感部に伝達する基台）として機能するものであり、ポリイミドやエポキシなどの材質により薄膜シート状に形成されている。そして、ゲージベース４は、第２層基板８の裏面との間に介在させた接着剤１１（図２参照）により、第２層基板８の裏面に固着されている。
【００５５】
この場合、ゲージベース４の厚み方向の両面のうち、第２層基板８側の面（以下、ゲージベース４の表面という）には、前記複数のひずみゲージ３があらかじめ図示しない接着剤により固着されており、それらのひずみゲージ３が、ゲージベース４と第２層基板８との間にマス目状に配置されている。
【００５６】
各ひずみゲージ３は、単品の抵抗式ひずみゲージとして一般に市販されているものであり、図５に示すように、小面積の方形状のゲージベース１２上に、Ｃｕ−Ｎｉ合金やＮｉ−Ｃｒ合金などの材質から成る抵抗素子であるひずみ受感部１３をフォトエッチングなどにより固着したものである。ひずみ受感部１３の両端部には、導線接続部としてのタブ１４ａ，１４ｂがひずみ受感部１３と一体の形成されている。そして、本実施形態では、各タブ１４ａ，１４ｂには、それぞれ１本のゲージリード１５ａ，１５ｂがあらかじめ結線されている。これらのゲージリード１５ａ，１５ｂは、十分に細い導線である。
【００５７】
フレキシブル基板２の第１層基板７の表面と、第２層基板８の表面と、第２層基板８の裏面とに、それぞれ、図１、図３、図４に示す如く、フォトエッチングや印刷などによって、複数の薄膜状導体１８，１９，２０が固着されている。なお、図１、図３、図４においては、図示の便宜上、各薄膜状導体１８，１９，２０は、その両端部を除いて細線で示している。
【００５８】
これらの薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの個数は、ひずみゲージ３の個数と同数であり、個々のひずみゲージ３に、薄膜状導体１８，１９，２０が１つずつ対応付けられている。また、これらの薄膜状導体１８，１９，２０の材質は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）など、ひずみゲージ３のひずみ受感部１３よりも比抵抗が十分に小さい導体である。
【００５９】
なお、薄膜状導体１８，１９，２０は、それぞれ、本発明における第１の薄膜状導体、第２の薄膜状導体、第３の薄膜状導体に相当するものである。
【００６０】
図１に示す各薄膜状導体１８は、その一端部１８ａが、該薄膜状導体１８に対応するひずみゲージ３のタブ１４ａの近傍位置に設けられ、他端部１８ｂが第１層基板７の表面のうちの第２層基板８の張り出し部８ａ側の側部（カバーフィルム５により被覆されていない部分）に設けられて、露出している。そして、各薄膜状導体１８は、その両端部１８ａ，１８ｂの間で第１層基板７の表面上に延在して設けられている。また、各薄膜状導体１８の端部１８ｂは、第１基板７の縦方向（図１の上下方向）にほぼ等間隔で配列されている。
【００６１】
図３に示す各薄膜状導体１９は、その一端部１９ａが該薄膜状導体１９に対応するひずみゲージ３のタブ１４ｂの近傍位置に設けられ、他端部１９ｂが第２層基板８の表面のうちの張り出し部８ａに設けられて、露出している。そして、各薄膜状導体１９は、その両端部１９ａ，１９ｂの間で第２層基板８の表面上に延在して設けられている。また、各薄膜状導体１９の端部１９ｂは、第２基板８の縦方向（図１の上下方向）にほぼ等間隔で配列されている。なお、薄膜状導体１８と薄膜状導体１９との間には、第１層基板７が介在するので、互いに絶縁されている。そこで、本実施形態では、フレキシブル基板２の厚み方向で、これらの薄膜状導体１８，１９を見たとき、それらの両端部を除く中間部が単一の線状に重なる（薄膜状導体１９が薄膜状導体１８の真下に存する）ようにそれらの薄膜状導体１８，１９が設けられている。
【００６２】
図４に示す各薄膜状導体２０は、各薄膜状導体１９と同様に、その一端部２０ａが該薄膜状導体２０に対応するひずみゲージ３のタブ１４ｂの近傍位置に設けられ、他端部２０ｂが第２層基板８の裏面のうちの張り出し部８ａに設けられて、露出している。そして、各薄膜状導体２０は、その両端部２０ａ，２０ｂの間で第２層基板８の裏面上に延在して設けられている。この場合、同一のひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１９，２０は、その全長にわたって、第２層基板８を介して互いに対向するように設けられている。従って、フレキシブル基板２の厚み方向で、これらの薄膜状導体１９，２０を見たとき、同一のひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１９，２０は、互いに重なり合っている。従って、各ひずみゲージ３毎の３つの薄膜状導体１８，１９，２０の中間部は、フレキシブル基板２の厚み方向で見たとき、単一の線状に重なり合っている。
【００６３】
各薄膜状導体１８，１９，２０は、それに対応するひずみゲージ３のタブ１４ａ，１４ｂに次のように導通されている。すなわち、本実施形態では、フレキシブル基板２には、図５に示すように、各薄膜状導体１８の一端部１８ａを通って該フレキシブル基板２の厚み方向に貫通するスルーホール２１と、互いに対向する各薄膜状導体１９，２０のそれぞれの一端部１９ａ，２０ａを通って該フレキシブル基板２の厚み方向に貫通するスルーホール２２とが穿設されている。そして、スルーホール２１には、ひずみゲージ３のタブ１４ａに結線されているゲージリード１５ａがフレキシブル基板２の裏面側から挿入されると共に半田（図示省略）が充填され、この半田により該ゲージリード１５ａと薄膜状導体１８とが導通されている。ひいては、各ひずみゲージ３のタブ１４ａが該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１８に導通されている。
【００６４】
また、スルーホール２２には、図６に示すように、ひずみゲージ３のタブ１４ｂに結線されているゲージリード１５ｂがフレキシブル基板２の裏面側から挿入されると共に半田２３が充填され、この半田２３により該ゲージリード１５ｂと薄膜状導体１９，２０とが導通されている。ひいては、各ひずみゲージ３のタブ１４ｂが該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１９，２０に導通されている。なお、半田２３は、前記第９発明における導体部材に相当する。
【００６５】
従って、本実施形態では、各ひずみゲージ３のタブ１４ａには、１つの薄膜状導体１８だけが導通する一方、タブ１４ｂには、２つの薄膜状導体１９，２０が導通されている。タブ１４ｂに２つの薄膜状導体１９，２０を導通させているのは、各ひずみゲージ３のひずみを１ゲージ３線法で計測するためである。
【００６６】
また、本実施形態では、センサ構造部６には、その厚み方向で貫通する複数の貫通孔２４が穿設されている。これらの貫通孔２４は、各ひずみゲージ３および各薄膜状導体１８，１９，２０を避ける位置（各ひずみゲージ３および各薄膜状導体１８，１９，２０が存在しない位置）で穿設されている。
【００６７】
以上が、センサ構造部６の構造である。なお、前記接着剤９，１０，１１としては、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤、ポリイミド系接着剤などを使用すればよい。
【００６８】
本実施形態のひずみ測定装置１により路面Ａのひずみを測定する場合には、図２に示すように、センサ構造部６のゲージベース４の裏面（ゲージベース４の厚み方向の両面のうち、フレキシブル基板２側の面と反対側の面）を路面Ａに対面させ、該ゲージベース４と路面Ａとの間に介在させた接着剤Ｂによりセンサ構造部６を路面Ａに固着する。すなわち、フレキシブル基板２と路面Ａとの間にゲージベース４を介在させるようにしてセンサ構造部６を路面Ａに固着する。このとき、センサ構造部６には複数の貫通孔２４が穿設されているので、センサ構造部６と路面Ａとの間で局所的に接着剤Ｂの溜まり部が形成されたり、局所的に気泡が残存するような事態が防止される。なお、接着剤Ｂの種類は、前記接着剤９，１０，１１と同じでよい。
【００６９】
このようにセンサ構造部６を路面Ａに固着することにより、各ひずみゲージ３の直下の箇所で路面Ａに生じるひずみがゲージベース４および該ひずみゲージ３のゲージベース１２を介して該ひずみゲージ３のひずみ受感部１３に伝達され、そのひずみに応じたひずみ受感部１３の抵抗値変化が生じるようになる。
【００７０】
ここで、本実施形態では、路面Ａのうちの、移動体の車輪の接地領域（移動体が走行するときにその車輪が接地し得る領域）は、例えば図１に示す２つの二点鎖線の間の領域である。そして、センサ構造部６を路面Ａに固着するに際しては、該センサ構造部６に備えた複数（本実施形態では１４個）のひずみゲージ３が、車輪の接地領域内に位置し、且つ、フレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが、いずれも接地領域から車輪の幅方向（図１に示す二点鎖線の間隔方向）で逸脱した領域に位置するようにして、センサ構造部６が路面Ａに固着される。従って、各薄膜状導体１８，１９，２０の端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに、移動体の車輪が接地することがないようにセンサ構造部６が路面Ａに固着されている。
【００７１】
そして、各薄膜状導体１８，１９，２０の端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂには、各々、図示を省略するリード線が半田付けなどにより接続され、それらのリード線が図示を省略する測定器に接続される。さらに、その測定器によって、各ひずみゲージ３毎に、該ひずみゲージ３の直下で路面Ａに生じるひずみが１ゲージ３線法により測定される。これにより、車輪の接地領域における路面Ａのひずみ分布が測定されることとなる。
【００７２】
この場合、リード線を接続する各膜状導体部１８，１９，２０の他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂは、車輪の接地領域から逸脱しているので、該リード線を、該接地領域内を通過しないように配線することができる。このため、車輪の接地領域内でセンサ構造部６に車輪が接地しても、該車輪が各膜状導体部１８，１９，２０の端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに接続されたリード線に接地することがなく、該リード線の断線を防止できる。
【００７３】
また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部６は、十分に薄い平板状のものとなっている。さらに、センサ構造部６は、その裏面（ゲージベース４の裏面）のほぼ全体にわたって、均一的に路面Ａに接着させることができる。このため、該センサ構造部６に車輪が接地しても、該車輪からセンサ構造部６に作用する力が該センサ構造部６の局所に集中して該センサ構造部６が破損したり、該センサ構造部６が折れ曲がって該センサ構造部６が破損するような事態を防止できる。
【００７４】
また、各薄膜状導体部１８，１９，２０は銅など、比抵抗が十分に小さい導体により構成されているので、それぞれの抵抗値のばらつきは微小なものとなる。このため、各ひずみゲージ３毎に、実質的なゲージ率あるいは感度を、ほぼ同等にすることができ、それらのひずみゲージ３による路面Ａのひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００７５】
図７は、そのひずみ分布の測定結果の一例を示している。この例は、前記接地領域内において、航空機の車輪をセンサ構造部６に接地させた場合のひずみ分布の測定結果の例である。なお、図７のＸ軸は、車輪の幅方向での路面Ａの位置を示す座標軸、Ｙ軸は、車輪の進行方向での路面Ａの位置を示す座標軸である。この場合、センサ構造部６には、最大で９１０ｋＮの接地荷重が作用するが、センサ構造部６の破損等の不都合を生じることなく、路面Ａに発生したひずみ分布を測定することができた。なお、自動車の車輪のセンサ構造部６に接地させた場合でも、支障なく路面Ａのひずみ分布を測定できる。
【００７６】
また、本実施形態のセンサ構造部６では、薄膜状導体１８と薄膜状導体１９との間には、第１層基板７が介在し、また、薄膜状導体１９と薄膜状導体２０との間には、第２層基板８が介在するので、フレキシブル基板３の厚み方向で見て、それらの薄膜状導体１８，１９，２０に重なりを持たせることができる。このため、本実施形態では、前記したように、各ひずみゲージ３毎の３つの薄膜状導体１８，１９，２０は、それらの両端部を除く中間部がフレキシブル基板２の厚み方向で単一の線状に重なり合うように設けられている。この結果、フレキシブル基板３の厚み方向で見た面積を必要最小限に留めることができる。ひいては、センサ構造部６の厚み方向で見た面積を必要最小限に留めることができ、センサ構造部６の構成要素の材料費を低減できる。また、薄膜状導体１８，１９，２０の中間部がフレキシブル基板２の厚み方向で重なり合うことで、周囲環境からもたらされる電磁誘導ノイズの影響を少なくすることができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図８および図９を参照して説明する。図８は本実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部２８に用いるゲージベースおよびひずみ受感部を示す平面図、図９は該センサ構造部２８の部分断面図（図６と同様の断面図）である。なお、本実施形態におけるひずみ測定装置は、第１実施形態のものとセンサ構造部２８の一部の構造だけが相違するので、その相違する部分を中心に説明し、第１実施形態のセンサ構造部６と同一の構成要素については第１実施形態と同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施形態は、第２発明の実施形態である。
【００７７】
前記第１実施形態のセンサ構造部６では、ゲージベース１２およびひずみ受感部１３を有する複数のひずみゲージ３を使用し、これらのひずみゲージ３をゲージベース４の表面に固着するようにした。これに対して、本実施形態では、ゲージベース４の表面に、図８に示すように、複数のひずみ受感部１３（抵抗式ひずみ受感部）をフォトエッチングなどにより直接的に固着するようにした。これらのひずみ受感部１３は、第１実施形態のセンサ構造部６のひずみゲージ３と同じ配列で、ゲージベース４の表面に配置されている。また、各ひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂには、第１実施形態のセンサ構造部６のひずみゲージ３と同様に、各一本のゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されている。
【００７８】
そして、本実施形態のセンサ構造部２８においては、このように複数のひずみ受感部１３が固着されたゲージベース４が、図９に示す如く、フレキシブル基板２の裏面（第２層基板８の裏面）との間にひずみ受感部１３を介在させて、接着剤１１により該フレキシブル基板２の裏面に固着されている。なお、各ひずみ受感部１３のタブ１４ａと該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８との導通形態、並びに、各ひずみ受感部１３のタブ１４ｂと該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１９，２０との導通形態は、第１実施形態と全く同じである。
【００７９】
以上説明した以外のセンサ構造部２８の構造は、第１実施形態のセンサ構造部６の構造と同じである。そして、路面Ａのひずみ分布を測定する場合には、第１実施形態のセンサ構造部６と同様に、ひずみ受感部２９が車輪の接地領域内に位置し、且つフレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが該接地領域から車輪の幅方向で逸脱するようにして、センサ構造部２８のゲージベース４が路面Ａに接着剤Ｂを介して固着される。さらに、各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが、それぞれに接続されるリード線（図示省略）を介して測定器に接続され、この状態で、ひずみ分布の測定が第１実施形態と同様に行なわれる。
【００８０】
かかる本実施形態においても、フレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに接続するリード線の断線や、車輪の接地領域におけるセンサ構造部２８の損傷を生じることなく、該接地領域における路面Ａのひずみ分布を適正に測定することができる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図１０および図１１を参照して説明する。図１０は本実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部３５の一部分の分解斜視図（図５と同様の分解斜視図）、図１１は該センサ構造部３５の部分断面図（図６と同様の断面図）である。なお、本実施形態におけるひずみ測定装置は、第１実施形態のものとセンサ構造部３５の一部の構造だけが相違するので、その相違する部分を中心に説明し、第１実施形態のセンサ構造部６と同一の構成要素については第１実施形態と同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施形態は、前記第３発明の実施形態である。
【００８１】
前記第１実施形態のセンサ構造部６では、フレキシブル基板２の裏面側でゲージベース４の表面に複数のひずみゲージ３が固着されている。これに対して本実施形態のセンサ構造部３５では、図１０および図１１に示すように、各ひずみゲージ３をフレキシブル基板２の表面側に配置し、該フレキシブル基板２の表面（第１層基板７の表面）に図示しない接着剤により固着するようにした。なお、図１０および図１１では、１つのひずみゲージ３だけが図示されているが、実際には、複数（本実施形態では、第１実施形態のセンサ構造部６のひずみゲージ３の個数と同数）のひずみゲージ３がセンサ構造部３５に備えられている。そして、これらのひずみゲージ３は、第１実施形態のセンサ構造部６のひずみゲージ３と同様の配列で、フレキシブル基板２の表面に固着されている。さらに、フレキシブル基板２の表面には、該表面との間に前記薄膜状導体１８（ただし他端部１８ｂを除く）およびひずみゲージ３を介在させて接着剤１０により（あるいは熱融着により）、シート状絶縁部材としてのカバーフィルム５が固着され、このカバーフィルム５により各ひずみゲージ３が被覆されている。
【００８２】
また、各ひずみゲージ３のタブ１４ａ，１４ｂには、第１実施形態と同様に各一本のゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されている。そして、各ひずみゲージ３のタブ１４ａに結線されたゲージリード１５ａが、該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１８の一端部１８ａを通るスルーホール２１にフレキシブル基板２の表面側から挿入され、該スルーホール２１に充填された半田（図示省略）によりタブ１４ａが薄膜状導体１８に導通されている。また、各ひずみゲージ３のタブ１４ｂに結線されたゲージリード１５ｂが、該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１９，２０の一端部１９ａ，２０ａを通るスルーホール２２にフレキシブル基板２の表面側から挿入され、該スルーホール２２に充填された半田２３によりタブ１４ｂが薄膜状導体１９，２０に導通されている。
【００８３】
なお、図示は省略するが、センサ構造部３５には、第１実施形態のセンサ構造部６と同様に、その厚み方向で貫通する複数の貫通孔が穿設されている。
【００８４】
以上説明した以外のセンサ構造部３５の構造は、第１実施形態のセンサ構造部６の構造と同じである。そして、路面Ａのひずみ分布を測定する場合には、第１実施形態のセンサ構造部６と同様に、ひずみゲージ３が車輪の接地領域内に位置し、且つフレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが該接地領域から車輪の幅方向で逸脱するようにして、センサ構造部３５のゲージベース４が路面Ａに接着剤Ｂを介して固着される。すなわち、シート状絶縁部材としてのカバーフィルム５と路面Ａとの間にフレキシブル基板２が介在するようにして路面Ａにセンサ構造部３５が固着されている。さらに、各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが、それぞれに接続されるリード線（図示省略）を介して測定器に接続され、この状態で、ひずみ分布の測定が第１実施形態と同様に行なわれる。なお、この場合には、各ひずみゲージ３と路面Ａとの間にゲージベース４およびフレキシブル基板２が介在するので、路面Ａに生じるひずみは、ゲージベース４、フレキシブル基板２、およびゲージベース１２を介してひずみゲージ３のひずみ受感部１３に伝達されることとなる。
【００８５】
かかる本実施形態においても、フレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに接続するリード線の断線や、車輪の接地領域におけるセンサ構造部３５の損傷を生じることなく、該接地領域における路面Ａのひずみ分布を適正に測定することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、フレキシブル基板２を第１実施形態のセンサ構造部６のものと同じにしたため、各薄膜状導体１８の一端部１８ａを通るスルーホール２１を備えているが、そのスルーホール２１を省略し、各ひずみゲージ３のタブ１４ａに結線されたゲージリード１５ａを該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１８の一端部１８ａに直接的に半田付けするようにしてもよい。
【００８７】
また、本実施形態において、カバーフィルム５の代わりに、ゲージベース４と同様のゲージベースを使用して、そのゲージベースの裏面（フレキシブル基板２側の面）にひずみゲージ３を固着した上で、該ゲージベースおよびひずみゲージ３を接着剤によりフレキシブル基板２の表面に固着するようにしてもよい。
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を図１２および図１３を参照して説明する。図２は本実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部４０の一部分の分解斜視図（図５と同様の分解斜視図）、図１２は該センサ構造部４０の部分断面図（図６と同様の断面図）である。なお、本実施形態におけるひずみ測定装置は、第３実施形態のものとセンサ構造部４０の一部の構造だけが相違するので、その相違する部分を中心に説明し、第３実施形態のセンサ構造部３５と同一の構成要素については第３実施形態と同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施形態は、前記第４発明の実施形態である。
【００８８】
前記第３実施形態のセンサ構造部３５では、ゲージベース１２およびひずみ受感部１３を有する複数のひずみゲージ３を使用した。これに対して、本実施形態のセンサ構造部４０では、図１２および図１３に示すように、第３実施形態のセンサ構造部３５に備えたカバーフィルム５の代わりに、これと同じ形状のシート状絶縁部材としてのゲージベース４１を備えると共に、このゲージベース４１の厚み方向の両面のうちのフレキシブル基板２側の面（裏面）に、前記第２実施形態のゲージベース４と同様に、複数のひずみ受感部１３（抵抗式ひずみ受感部１３）をフォトエッチングなどにより直接的に固着するようにした。そして、このようにひずみ受感部１３を固着したゲージベース４１を、フレキシブル基板２の表面との間にひずみ受感部１３を介在させて、接着剤１０によりフレキシブル基板２の表面に固着するようにした。
【００８９】
なお、図１２および図１３では、１つのひずみ受感部１３だけが図示されているが、実際には、複数（本実施形態では、第３実施形態のセンサ構造部３５のひずみゲージ３の個数と同数）のひずみ受感部１３がゲージベース４１に固着されている。これらのひずみ受感部１３の配列は、第３実施形態におけるひずみゲージ３の配列と同じである。また、各ひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂには、第３実施形態と同様に各一本のゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されている。そして、各ひずみ受感部１３のタブ１４ａと該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８との導通形態、並びに、各ひずみ受感部１３のタブ１４ｂと該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１９，２０との導通形態は、第３実施形態と全く同じである。
【００９０】
補足すると、ゲージベース４１は、前記カバーフィルム５と同様に、フレキシブル基板２の表面の各薄膜状導体１８の端部１８ｂを除いて、該フレキシブル基板２の表面のほぼ全体を被覆している。また、図示は省略するが、センサ構造部４０には、ゲージベース４１を含めて、その厚み方向で貫通する複数の貫通孔が第３実施形態のセンサ構造部３５と同様に穿設されている。
【００９１】
以上説明した以外のセンサ構造部４０の構造は、第３実施形態のセンサ構造部３５の構造と同じである。そして、路面Ａのひずみ分布を測定する場合には、ひずみ受感部１３が車輪の接地領域内に位置し、且つフレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが該接地領域から車輪の幅方向で逸脱するようにして、センサ構造部４０のゲージベース４が路面Ａに接着剤Ｂを介して固着される。すなわち、シート状絶縁部材としてのゲージベース４１と路面Ａとの間にフレキシブル基板２が介在するようにして路面Ａにセンサ構造部４０が固着される。さらに、各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが、それぞれに接続されるリード線（図示省略）を介して測定器に接続され、この状態で、ひずみ分布の測定が第３実施形態と同様に行なわれる。なお、この場合には、各ひずみ受感部１３と路面Ａとの間にゲージベース４およびフレキシブル基板２が介在するので、路面Ａに生じるひずみは、ゲージベース４およびフレキシブル基板２を介して各ひずみ受感部１３に伝達されることとなる。
【００９２】
かかる本実施形態においても、フレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに接続するリード線の断線や、車輪の接地領域におけるセンサ構造部４０の損傷を生じることなく、該接地領域における路面Ａのひずみ分布を適正に測定することができる。
【００９３】
なお、本実施形態では、フレキシブル基板２を第１実施形態のセンサ構造部６のものと同じにしたため、各薄膜状導体１８の端部１８ａを通るスルーホール２１を備えているが、そのスルーホール２１を省略し、各ひずみ受感部１３のタブ１４ａに結線されたゲージリード１５ａを該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８の一端部１８ａに直接的に半田付けするようにしてもよい。
【００９４】
次に、前記各実施形態に関するいくつかの変形態様を説明する。
【００９５】
［変形態様１］
前記各実施形態では、フレキシブル基板２は、第１層基板７が第２層基板８よりも上側（路面Ａから離れる側）に存するように各センサ構造部６，２８，３５，４０に組み込まれているが、該フレキシブル基板２の上下を反転させ、第１層基板７が第２層基板８の下側（路面Ａに近づく側）に存するように各センサ構造部６，２８，３５，４０に組み込んでもよい。
【００９６】
この場合、第１実施形態または第２実施形態において、フレキシブル基板２の上下を反転させた場合には、各薄膜状導体１８の一端部１８ａを通るスルーホール２１を省略し、前記各タブ１４ａに結線されたゲージリード１５ａを直接的に薄膜状導体１８の一端部１８ａに半田付けしてもよい。
【００９７】
［変形態様２］
前記各実施形態では、スルーホール２２が薄膜状導体１９，２０のそれぞれの一端部１９ａ，２０ａを通るように設けられているが、薄膜状導体１９，２０の一端部１９ａ，２０ａの近傍で、フレキシブル基板２の基体（薄膜状導体１８，１９，２０が存在しない部分）にスルーホールを穿設するようにしてもよい。この場合、例えば第１実施形態または第２実施形態においてゲージリード１５ｂを薄膜状導体１９，２０に導通させるためには、第１層基板７および第２層基板８を貼り合わせる前に、ゲージリード１５ｂの中間部を第２層基板８の裏面側で薄膜状導体２０の一端部２０ａに半田付けした後に、該ゲージリード１５ｂの先端部を第２層基板８のスルーホールを介して該第２層基板８の表面側にスルーホールを介して突出させて、該２層基板８の表面側の薄膜状導体１９の一端部１９ａに半田付けするようにすればよい。また、例えば第３実施形態または第４実施形態においてゲージリード１５ｂを薄膜状導体１９，２０に導通させるためには、第１層基板７および第２層基板８を貼り合わせる前に、ゲージリード１５ｂの第１層基板７のスルーホールに通した後に、該ゲージリード１５ｂの中間部を第２層基板８の表面側で薄膜状導体１９の一端部１９ａに半田付けし、さらに、該ゲージリード１５ｂの先端部を第２層基板８のスルーホールを介して該第２層基板８の裏面側に突出させて、薄膜状導体２０の一端部２０ａに半田付けするようにすればよい。
【００９８】
上記と同様に、第１実施形態および第２実施形態では、スルーホール２１についても、薄膜状導体１８の一端部１８ａの近傍で、フレキシブル基板２の基体（薄膜状導体１８，１９，２０が存在しない部分）に穿設するようにして、このスルーホールに通したゲージリード１５ａの先端部を薄膜状導体１８の一端部１８ａに半田付けするようにしてもよい。なお、第３および第４実施形態では、ゲージリード１５ａを通すスルーホールは不要である。
【００９９】
［変形態様３］
前記第１実施形態または第２実施形態において、例えば、各スルーホール２２の内周面に、薄膜状導体１９，２０に導通する金属メッキ（半田メッキなど）を施しておき、フレキシブル基板２の裏面側でゲージリード１５ｂを該金属メッキに半田付けするようにしてもよい。同様に、各スルホール２１の内周面に、薄膜状導体１８に導通する金属メッキ（半田メッキなど）を施しておき、フレキシブル基板２の裏面側でゲージリード１５ａを該金属メッキに半田付けするようにしてもよい。
【０１００】
上記と同様に、前記第３実施形態または第４実施形態において、各スルーホール２２の内周面に薄膜状導体１９，２０に導通する金属メッキ（半田メッキなど）を施しておき、フレキシブル基板２の表面側でゲージリード１５ｂを該金属メッキに半田付けするようにしてもよい。なお、第３実施形態または第４実施形態においては、ゲージリード１５ａを薄膜状導体１８に直接的に半田付けできるので、スルーホール２１を備えた場合であっても、該スルーホール２１の内周面に上記の如き金属メッキを施すことは省略してもよい。
【０１０１】
［変形態様４］
前記各実施形態では、各ひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂにそれぞれゲージリード１５ａ，１５ｂを結線するようにして、タブ１４ａと薄膜状導体１８との導通、並びに、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０との導通をそれらのゲージリード１５ａ，１５ｂを介して行なうようにした。これに代えて、ゲージリード１５ａ，１５ｂを使用せずに、タブ１４ａと薄膜状導体１８との導通、並びに、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０との導通を行なうようにすることも可能である。
【０１０２】
その一例を図１４の断面図を参照して説明する。図１４は、前記第１実施形態において、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０とをゲージリード１５ｂを使用せずに導通される場合の例を代表的に示す断面図（図６と同様の断面図）である。
【０１０３】
この例では、ひずみゲージ３を固着したゲージベース４をフレキシブル基板２の裏面に接着剤１１により固着するときに、各ひずみ受感部１３のタブ１４ｂを前記スルーホール２２の箇所で薄膜状導体２０の一端部２０ａに接触させる。なお、このとき、タブ１４ｂの箇所には、接着剤１１を塗布しないようにしておく。そして、ゲージベース４をフレキシブル基板２の裏面に固着した後に、各スルーホール２２に半田２３を充填し、この半田２３によりタブ１４ｂを薄膜状導体１９，２０に導通させる。
【０１０４】
図示は省略するが、各ひずみ受感部１３のタブ１４ａと薄膜状導体１８との導通も上記と同様に行なうことができる。この場合には、タブ１４ａを、前記スルーホール２１の箇所でフレキシブル基板２の裏面に接触させる。そして、ゲージベース４をフレキシブル基板２の裏面に固着した後に、スルーホール２１に半田を充填し、この半田によりタブ１４ａを薄膜状導体１８に導通させればよい。
【０１０５】
第２〜第４実施形態においても、上記と同様に、ゲージリード１５ａ，１５ｂを使用せずに、タブ１４ａと薄膜状導体１８との導通、並びに、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０との導通を行なうようにすることが可能である。ただし、第３実施形態においては、カバーフィルム５の代わりに、ゲージベースを使用し、このゲージベースの裏面にひずみゲージ３を固着しておく。
【０１０６】
なお、各実施形態において、各スルーホール２１，２２の内周面などに施した半田メッキや導電性接着剤を使用することで、ゲージリード１５ａ，１５ｂを使用せずに、タブ１４ａと薄膜状導体１８との導通、並びに、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０との導通を行なうようにすることも可能である。
【０１０７】
［変形態様５］
前記各実施形態では、フレキシブル基板２は、２層構造のものであるが、例えば３層構造のものでもよい。例えば図１５の分解斜視図に示すように、薄膜状導体１８を表面に固着した第１層基板５１と薄膜状導体１８を表面に固着した第２層基板５２と、薄膜状導体２０を裏面に固着した第３層基板５３とを、第２層基板５２が第１層基板５１と第３層基板５３との間に挟み込まれるようにして相互に貼り合わせることで構成される３層構造のフレキシブル基板５４をフレキシブル基板２の代わりに使用してもよい。なお、図１５では、前記図５と同様に、１つのひずみゲージ３もしくはひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８，１９，２０の一部分を図示している。
【０１０８】
補足すると、薄膜状導体２０は、第３層基板５３の表面に固着するようにしてもよい。
【０１０９】
［変形態様６］
また、フレキシブル基板２の代わりに、例えば図１６の斜視図に示すような単層のフレキシブル基板５６を使用してもよい。このフレキシブル基板５６は、その表面に薄膜状導体１８および薄膜状導体１９を固着し、裏面に薄膜状導体２０を固着したものである。なお、図１６では、前記図５と同様に、１つのひずみゲージ３もしくはひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８，１９，２０の一部分を図示している。
【０１１０】
補足すると、このフレキシブル基板５６では、薄膜状導体１９，２０がフレキシブル基板５６の同一の面（表面）に固着されるので、それらの薄膜状導体１９，２０が相互に接触しないように、薄膜状導体１９，２０のパターンを構成する必要がある。
【０１１１】
［変形態様７］
あるいは、例えば図１７に示すような単層のフレキシブル基板６０を使用してもよい。なお、図１７は、フレキシブル基板６０を使用したセンサ構造部６１の一部分の分解斜視図を示している。そのフレキシブル基板６０では、その表面（フレキシブル基板６０の厚み方向の両面のうちの一方の面）にのみ、薄膜状導体１８，１９，２０が固着されている。
【０１１２】
このようなフレキシブル基板６０を使用した場合には、例えば次のようにしてセンサ構造部を構成できる。その場合の例を図１７を参照して説明する。なお、この例は、前記第３発明の一実施形態となる例である。
【０１１３】
図１７に示す例は、ひずみゲージ３を使用した例であり、前記第３実施形態と同様に、各ひずみゲージ３がフレキシブル基板６０の表面に図示しない接着剤を介して固着される。なお、図１７では、前記図５と同様に１つのひずみゲージ３と、それに対応する薄膜状導体１８，１９，２０の一部分だけを図示しているが、実際には、複数のひずみゲージ３がフレキシブル基板６０の表面に、前記図１に示したものと同様の配列で固着される。そして、薄膜状導体１８，１９，２０は、個々のひずみゲージ３毎に設けられ、それらが、各ひずみゲージ３の近傍位置から、フレキシブル基板６０の一側部まで適当なパターンで延在している。
【０１１４】
この場合、各ひずみゲージ３のひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂには、それぞれゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されていることに加えて、さらに３本目のゲージリード１５ｃがタブ１４ｂに結線されている。そして、ゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃはそれぞれ薄膜状導体１８，１９、２０の一端部１８ａ，１９ａ，２０ａに半田付けされる。これにより、タブ１４ａが薄膜状導体１８に導通されると共に、タブ１４ｂが薄膜状導体１９，２０に導通される。
【０１１５】
このように、フレキシブル基板６０の表面に複数のひずみゲージ３を固着し、且つ、各ひずみゲージ３毎のゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃをそれぞれ該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１８，１９，２０に接続した状態で、シート状絶縁部材としてのカバーフィルム５を接着剤により、あるいは熱融着によりフレキシブル基板６０の表面（ただし、各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部の箇所は除く）に固着することにより、センサ構造部６１が構成される。なお、センサ構造部６１には、前記各実施形態と同様に、該センサ構造部６１の厚み方向で貫通する複数の貫通孔（図示省略）が穿設される。
【０１１６】
このようにセンサ構造部６１を構成した場合には、フレキシブル基板６０を、その裏面と路面Ａとの間に介在させた接着剤により路面Ａに固着することで、該路面Ａのひずみが、フレキシブル基板６０を介して各ひずみゲージ３に伝達されるようになる。この場合において、フレキシブル基板６０に固着した各ひずみゲージ３が車輪の接地領域に位置し、且つ、各薄膜状度体１８，１９，２０の他端部が、該接地領域から車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように、フレキシブル基板６０が路面Ａに固着される。なお、この場合、フレキシブル基板６０と路面Ａとの間にゲージベースを介在させる必要はない。
【０１１７】
そして、図示は省略するが、各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部を、これに接続したリード線を介して測定器に接続することによって、前記各実施形態と同様に、路面Ａのひずみ分布（車輪の接地領域でのひずみ分布）を測定できる。
【０１１８】
補足すると、カバーフィルム５の代わりに、ゲージベースをフレキシブル基板６０の表面に接着剤により固着するようにしてもよい。この場合には、そのゲージベースの厚み方向の両面のうちの路面Ａに固着するようにして、路面Ａのひずみが該ゲージベースを介して各ひずみゲージ３に伝達されるようにしてもよい。このようにすれば、前記第１発明の一実施形態が構成される。
【０１１９】
また、上記フレキシブル基板６０を使用した場合、例えば次のようにしてセンサ構造部を構成することもできる。その場合の例を図１８を参照して説明する。なお、図１８はこの例におけるセンサ構造部の一部分の斜視図である。また、この例は、前記第４発明または第２発明の一実施形態となる例である。
【０１２０】
図１８に示す例は、シート状のゲージベース６５の厚み方向の両面のうちの一方の面（ここでは裏面とする）に、前記第２実施形態のゲージベース４と同様に、フォトエッチングなどにより固着した複数のひずみ受感部１３を備える例である。この例では、図１７のものと同様に、各ひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂには、それぞれゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されていることに加えて、さらに３本目のゲージリード１５ｃがタブ１４ｂに結線されている。そして、ゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃはそれぞれ薄膜状導体１８，１９、２０の一端部１８ａ，１９ａ，２０ａに半田付けされる。そして、フレキシブル基板６０の表面に、該フレキシブル基板６０との間に各ひずみ受感部１３を介在させて、ゲージベース６５の裏面が接着剤により固着され、これにより、センサ構造部６６が構成される。なお、センサ構造部６６には、前記各実施形態と同様に、該センサ構造部６６の厚み方向で貫通する複数の貫通孔（図示省略）が穿設される。
【０１２１】
このようにセンサ構造部６６を構成した場合には、フレキシブル基板６０を、その裏面と路面Ａとの間に介在させた接着剤により路面Ａに固着することで、該路面Ａのひずみが、フレキシブル基板６０を介して各ひずみ受感部１３に伝達されるようになる。このようにすることにより、前記第４発明の一実施形態が構成される。あるいは、ゲージベース６５を、その表面と路面Ａとの間に介在させた接着剤により路面Ａに固着することで、該路面Ａのひずみが、ゲージベース６５を介して各ひずみ受感部１３に伝達されるようになる。このようにすることにより、前記第２発明の一実施形態が構成される。
【０１２２】
なお、いずれの場合において、各ひずみ受感部１３が車輪の接地領域に位置し、且つ、各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部が、該接地領域から車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように、フレキシブル基板６０が路面Ａに固着される。
【０１２３】
そして、図示は省略するが、各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部を、これに接続したリード線を介して測定器に接続することによって、前記各実施形態と同様に、路面Ａのひずみ分布（車輪の接地領域でのひずみ分布）を測定できる。
【０１２４】
なお、各薄膜状導体１８，１９，２０の一端部１８ａ，１９ａ，２０ａを通ってフレキシブル基板６０の厚み方向に貫通するスルーホールを形成しておき、それぞれのスルーホールにゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃを挿入し、該スルーホールにフレキシブル基板６０の裏面側から半田を充填するようにしてもよい。その場合、フレキシブル基板６０の裏面には、カバーフィルムや、ゲージベースのようなシート状絶縁部材を固着して、スルーホールを被覆しておくことが望ましい。
【０１２５】
また、ゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃを使用せずに、ひずみ受感部１３のタブ１４ａを薄膜状導体１８に導通させると共に、タブ１４ｂを薄膜状導体１９，２０に導通させるようにしてセンサ構造部を構成することも可能である。その例を図１９の分解斜視図を参照して説明する。
【０１２６】
図１９を参照して、前記図１８に示したゲージベース６５に固着した各ひずみ受感部１３のタブ１４ａに導電性接着剤７０を塗布しておくと共に、タブ１４ｂに導電性接着剤７１を塗布しておく。この場合、ゲージベース６５の裏面（図１９では上面）をフレキシブル基板６０の表面に重ねたときに、導電性接着剤７０が薄膜状導体１８に接触し、導電性接着剤７１が薄膜状導体１９，２０の両者に接触するようにそれらの導電性接着剤７０，７１をそれぞれタブ１４ａ，１４ｂに塗布しておく。また、各薄膜状導体１８，１９，２０の一端部１８ａ，１９ａ，１９ｂにもそれぞれ導電性接着剤７２ａ，７２ｂ，７２ｃを塗布しておく。そして、ゲージベース６５の裏面のうちの導電性接着剤７０，７１の箇所以外の箇所に接着剤（図示省略）を塗布し、該ゲージベース６５の裏面をフレキシブル基板６０の表面に重ね合わせる。この状態で、熱プレスによって、ゲージベース６５とフレキシブル基板６０とをそれらの厚み方向で互いに押圧しつつ加熱する。これにより、ゲージベース６５側の導電性接着剤７０をフレキシブル基板６０側の導電性接着剤７２ａに導通・接合させると共に、ゲージベース６５側の導電性接着剤７１をフレキシブル基板６０側の導電性接着剤７２ｂ，７２ｃに導通・接合させ、同時に、ゲージベース６５をフレキシブル基板６０に接着する。
【０１２７】
これによって、タブ１４ａが薄膜状導体１８に導通すると同時に、タブ１４ｂが薄膜状導体１９，２０に導通することとなる。
【０１２８】
なお、図１９の例では、ゲージベース６５にひずみ受感部１３を直接的に固着した例を示しているが、ゲージベース６５にひずみゲージを固着した場合でも、上記と同様のセンサ構造部を構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の第１実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部の表面側の平面図。
【図２】図１のＩＩ矢視図。
【図３】図１に示すセンサ構造部に備えたフレキシブル基板の第２層基板の表面側の平面図。
【図４】図１に示すセンサ構造部の裏面側の平面図。
【図５】図１に示すセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図６】図１のＶI−ＶI線断面図。
【図７】第１実施形態のひずみ測定装置による路面のひずみ分布の測定例を示すグラフ。
【図８】本発明の第２実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部に用いるゲージベースおよびひずみ受感部を示す平面図。
【図９】第２実施形態のセンサ構造部の部分断面図。
【図１０】本発明の第３実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図１１】第３実施形態のセンサ構造部の部分断面図。
【図１２】本発明の第４実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図１３】第４実施形態のセンサ構造部の部分断面図。
【図１４】本発明の実施形態の変形態様に関するセンサ構造部の部分断面図。
【図１５】本発明の実施形態の変形態様に関するフレキシブル基板の一部分の分解斜視図。
【図１６】本発明の実施形態の変形態様に関するフレキシブル基板の一部分の斜視図。
【図１７】本発明の実施形態の変形態様に関するセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図１８】本発明の実施形態の変形態様に関するセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図１９】本発明の実施形態の変形態様に関するセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【符号の説明】
【０１３０】
１…ひずみ測定装置、２，５４，５６，６０…フレキシブル基板、３…ひずみゲージ、４，４１，６５…ゲージベース（シート状絶縁部材）、５…カバーフィルム（シート状絶縁部材）、６，２８，３５，４０，６１，６６…センサ構造部、７…第１層基板、８…第２層基板、１４ａ，１４ｂ…タブ（導線接続部）、１８，１９，２０…薄膜状導体、２２…スルーホール、２３…半田（導体部材）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機など、車輪を有する移動体を走行させる路面のひずみを測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車や航空機などの車輪には、車体あるいは機体の大型化に伴い、接地圧の高いタイヤや、サイドウォールを補強したタイヤが多用されている。そして、このようなタイヤを使用した移動体を走行させるアスファルト舗装などの路面は、大きなひずみが発生するため損傷を受けやすく、該路面の保守・管理などのために、該路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することが望まれている。
【０００３】
この場合、路面のうちの車輪の接地領域（車輪が接地し得る領域）に複数の抵抗式ひずみゲージ（以下、単にひずみゲージということがある）を貼り付けることが考えられる。
【０００４】
しかるに、個々のひずみゲージは、車輪の接地領域に比して微小であるので、路面に発生するひずみの分布を適切に測定するためには、多数のひずみゲージを必要とし、ひいては、それぞれのひずみゲージを測定器（多点測定器）に接続するための多数のリード線を、車輪の幅方向で該車輪の接地領域を横断させるように配線する必要がある。また、ひずみゲージを使用したひずみ測定は、リード線の抵抗値の変化の影響を補償するために、１個のひずみゲージに３本のリード線を接続する１ゲージ３線法で行なうことが一般的であり、その場合には、路面に固着するひずみゲージの個数の３倍の本数のリード線が必要となる。さらに、それらの多数のリード線を路面上に均一的に平坦に並べることは困難である。
【０００５】
このため、多数のひずみゲージを路面に貼り付けて該路面のひずみ分布を測定しようとした場合には、それらのひずみゲージに接続するリード線の束が、車輪の接地領域内で部分的に嵩高いものとなる。そして、このような場合には、そのリード線の束の上に走行中の移動体の車輪のタイヤが接地することによって、該リード線の断線が生じやすいことが本願発明者の実験により確認された。
【０００６】
その理由は次のように考えられる。すなわち、該リード線の束に車輪のタイヤが接地したときに、個々のリード線がタイヤの弾性変形に伴う引張力や圧縮力を受ける。より詳しくは、リード線の束のタイヤとの接触箇所では該リード線が車輪の幅方向で引張力を受け、タイヤの外周面の溝部では該リード線が車輪の幅方向で圧縮力を受ける。また、リード線の束が嵩高くなっているため、車輪から受ける接地荷重が該リード線の束に局所的に集中し、ひいては、上記の引張力や圧縮力が局所的に大きなものとなりやすい。この結果、リード線の束が車輪のタイヤの接地時に変形を生じやすく、ひいては、該リード線の断線が生じやすくなると考えられる。
【０００７】
従って、このような不都合を回避しつつ、路面のひずみ分布を適切に計測するためには、車輪の接地領域で、できるだけ平坦で薄くなるような構造を採用することが望まれる。
【０００８】
一方、例えば特許文献１の図５あるいは図６に見られるように、１つのシート状のゲージベース上に、複数のひずみ受感部と、各ひずみ受感部の両端に連なる薄膜状の配線パターンとをフォトエッチングなどにより一体に形成したひずみゲージが知られている。このようなひずみゲージでは、複数のひずみ受感部とこれに導通する薄膜状の配線パターンとが１つのゲージベース上に一体に形成されるので、平坦で薄いものとなる。
【０００９】
そこで、このようなひずみゲージを車輪の接地領域に貼り付けて、該接地領域にリード線を配線しないようにすることが考えられる。
【００１０】
しかるに、特許文献１に見られるひずみゲージでは、各ひずみ受感部の両端に連なる配線パターンが、抵抗素子であるひずみ受感部と同じ材質で一体に形成される。そして、路面のうちの車輪の接地領域は、各ひずみ受感部に比して大きな幅を有する領域であるため、その接地領域を横断するように配線パターンをゲージベース上に形成すると、個々のひずみ受感部毎の配線パターンの長さのばらつき幅が大きくなり、ひいては、それらの配線パターンの抵抗値のばらつきが大きくなる。その結果、個々のひずみ受感部毎の実質的なゲージ率あるいは感度が比較的大きくばらつくこととなり、路面のひずみ分布を精度よく計測することが困難となってしまう。
【特許文献１】特開２００３−９７９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができるひずみ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するための本発明の路面のひずみ測定装置は、４種類の基本的態様がある。その第１の態様は、移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、シート状のゲージベースの表面および裏面（該ゲージベースの厚み方向の両面）のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみゲージと、該ゲージベースとの間に前記複数の抵抗式ひずみゲージを介在させて該ゲージベースの前記一方の面に固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみゲージが前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記ゲージベースを介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるように、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着され、前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする（第１発明）。
【００１３】
この第１発明によれば、センサ構造部は、シート状のゲージベースとフレキシブル基板（所謂ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板））との間に複数のひずみゲージを挟みこんだような構造のものであるので、全体的に薄い平板状のものとなる。そして、このセンサ構造部が、前記複数の抵抗式ひずみゲージを前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置させ、且つ、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着されるので、車輪の接地領域で路面に生じるひずみがゲージベースを介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるようになる。これにより、該路面に生じたひずみに応じたひずみが各抵抗式ひずみゲージに生じるようになり、該抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部（ひずみに応じて抵抗値が変化する抵抗素子）の抵抗値変化が生じることとなる。なお、ゲージベースは、一般の抵抗式ひずみゲージの基台（ひずみ受感部となる抵抗素子を固着する基台）として使用されているものであり、該ゲージベースの表面および裏面のうちの一方の面を物体に固着したときに、該物体の表面に生じるひずみを該ゲージベースの他方の面側に伝達する機能を有する。
【００１４】
この場合、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された前記複数の薄膜状導体の他端部は露出しているので、各薄膜状導体の他端部にリード線などの配線を接続することができ、その配線を介して各抵抗式ひずみゲージを測定器に接続することで、各抵抗式ひずみゲージに生じたひずみ、ひいては、該抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じたひずみを、一般的なひずみ測定と同様に測定することができる。さらに、この場合、各薄膜状導体の他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するので、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の束に車輪が接地することはない。従って、該配線が車輪との接触によって断線するような事態が防止される。また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部は、薄い平板状のものとなるので、走行中の移動体の車輪が接地してもその接地面が比較的広いものとなるので、該センサ構造部が車輪から受ける力が局所に集中するような事態が防止される。ひいては、該センサ構造部が車輪の接地時に損傷を受けるような事態を防止できる。
【００１５】
また、前記各薄膜状導体は、抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の比して十分に比抵抗が微小なものとなる導体（例えば銅、金、銀、アルミニウムなどの導体）であるので、それぞれの抵抗値およびそのばらつき幅が微小なものとなる。このため、各抵抗式ひずみゲージ毎の実質的なゲージ率あるいは感度をほぼ均一にすることができる。ひいては、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の抵抗値変化、ひいては、該抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じるひずみを精度よく測定できる。
【００１６】
従って、第１発明によれば、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００１７】
なお、第１発明における抵抗式ひずみゲージは、前記ゲージベースよりも小さいゲージベースの表面および裏面のうちの一方の面にひずみに応じて抵抗値が変化する抵抗素子をフォトエッチングなどにより固着したものであり、一般に市販されている抵抗式ひずみゲージを使用することができる。このことは、後述する第３発明においても同様である。
【００１８】
また、本発明の路面のひずみ測定装置の第２の態様は、移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、シート状のゲージベースの表面および裏面（該ゲージベースの厚み方向の両面）のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみ受感部と、該ゲージベースとの間に前記複数の抵抗式ひずみ受感部を介在させて該ゲージベースの前記一方の面に固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみ受感部が前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記ゲージベースを介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるように、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着され、前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする（第２発明）。
【００１９】
この第２発明によれば、センサ構造部は、シート状のゲージベースとフレキシブル基板との間に複数の抵抗式ひずみ受感部（ひずみに応じて抵抗値が変化する抵抗素子）を挟みこんだような構造のものであるので、第１発明と同様に全体的に薄い平板状のものとなる。そして、このセンサ構造部が、前記複数の抵抗式ひずみ受感部を前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置させ、且つ、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着されるので、車輪の接地領域で路面に生じるひずみがゲージベースを介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるようになる。これにより、該路面に生じたひずみに応じたひずみが各抵抗式ひずみ受感部に生じるようになり、該抵抗式ひずみ受感部の抵抗値変化が生じることとなる。
【００２０】
この場合、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された前記複数の薄膜状導体の他端部は露出しているので、第１発明と同様に、リード線などの配線を介して各抵抗式ひずみ受感部を測定器に接続することができ、ひいては、各抵抗式ひずみ受感部の直下で路面に生じたひずみを測定することができる。さらに、この場合、各薄膜状導体の他端部が、前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するので、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の束に車輪が接地することはない。従って、該配線が車輪との接触によって断線するような事態が防止される。また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部は薄い平板状のものとなるので、第１発明と同様に、該センサ構造部が車輪の接地時に損傷を受けるような事態を防止できる。
【００２１】
また、前記各薄膜状導体は、第１発明と同様に、それぞれの抵抗値およびそのばらつき幅が微小なものとなるため、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の抵抗値変化、ひいては、該抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じるひずみを精度よく測定できる。
【００２２】
従って、第２発明によれば、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００２３】
また、本発明の路面のひずみ測定装置の第３の態様は、移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板の表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみゲージと、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体と、前記フレキシブル基板の一方の面および前記複数のひずみゲージを被覆するように該フレキシブル基板の一方の面に固着されたシート状絶縁部材とを備えるセンサ構造部を有し、該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみゲージが前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記フレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるように、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着され、前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする（第３発明）。
【００２４】
この第３発明によれば、センサ構造部は、シート状絶縁部材とフレキシブル基板との間に複数の抵抗式ひずみゲージを挟みこんだような構造のものであるので、第１発明と同様に全体的に薄い平板状のものとなる。そして、このセンサ構造部が、前記複数の抵抗式ひずみゲージを前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置させ、且つ、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着されるので、車輪の接地領域で路面に生じるひずみがフレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるようになる。これにより、該路面に生じたひずみに応じたひずみが該抵抗式ひずみゲージに生じるようになり、該抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の抵抗値変化が生じることとなる。なお、フレキシブル基板は、一般にゲージベースと同様にひずみを伝達する機能を有する。
【００２５】
この場合、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された前記複数の薄膜状導体の他端部は露出しているので、第１発明と同様に、リード線などの配線を介して各抵抗式ひずみゲージを測定器に接続することができ、ひいては、各抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じたひずみを測定することができる。さらに、この場合、各薄膜状導体の他端部が、前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するので、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の束に車輪が接地することはない。従って、該配線が車輪との接触によって断線するような事態が防止される。また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部は薄い平板状のものとなるので、第１発明と同様に、該センサ構造部が車輪の接地時に損傷を受けるような事態を防止できる。
【００２６】
また、前記各薄膜状導体は、第１発明と同様に、それぞれの抵抗値およびそのばらつき幅が微小なものとなるため、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の抵抗値変化、ひいては、該抵抗式ひずみゲージの直下で路面に生じるひずみを精度よく測定できる。
【００２７】
従って、第３発明によれば、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００２８】
また、本発明の路面のひずみ測定装置の第４の態様は、移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、シート状絶縁部材の表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみ受感部と、該シート状絶縁部材との間に前記複数の抵抗式ひずみ受感部を介在させて該シート状絶縁部材の前記一方の面および前記複数の抵抗式ひずみゲージに固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみ受感部が前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記フレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるように、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着され、前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする（第４発明）。
【００２９】
この第４発明によれば、センサ構造部は、シート状のゲージベースとフレキシブル基板との間に複数の抵抗式ひずみ受感部を挟みこんだような構造のものであるので、第１発明と同様に全体的に薄い平板状のものとなる。そして、このセンサ構造部が、前記複数の抵抗式ひずみ受感部を前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置させ、且つ、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着されるので、第３発明と同様に、車輪の接地領域で路面に生じるひずみがフレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるようになる。これにより、該路面に生じたひずみに応じたひずみが該抵抗式ひずみ受感部に生じるようになり、該抵抗式ひずみ受感部の抵抗値変化が生じることとなる。
【００３０】
この場合、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された前記複数の薄膜状導体の他端部は露出しているので、第１発明と同様に、リード線などの配線を介して各抵抗式ひずみ受感部を測定器に接続することができ、ひいては、各抵抗式ひずみ受感部の直下で路面に生じたひずみを測定することができる。さらに、この場合、各薄膜状導体の他端部が、前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するので、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の束に車輪が接地することはない。従って、該配線が車輪との接触によって断線するような事態が防止される。また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部は薄い平板状のものとなるので、第１発明と同様に、該センサ構造部が車輪の接地時に損傷を受けるような事態を防止できる。
【００３１】
また、前記各薄膜状導体は、第１発明と同様に、それぞれの抵抗値およびそのばらつき幅が微小なものとなるため、各抵抗式ひずみ受感部の抵抗値変化、ひいては、該抵抗式ひずみ受感部の直下で路面に生じるひずみを精度よく測定できる。
【００３２】
従って、第４発明によれば、車輪の接地領域で損傷を受け難い構造で、路面に発生するひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００３３】
補足すると、前記第３発明または第４発明における前記シート状絶縁部材は、ゲージベースであってもよいが、ひずみの伝達性が乏しい軟質のフィルム状のものであってもよい。
【００３４】
前記第１発明または第２発明では、前記センサ構造部は、前記フレキシブル基板の表面および裏面のうち、前記ゲージベース側の面と反対側の面に固着された、シート状絶縁部材をさらに備えるようにしてもよい（第５発明）。
【００３５】
この第５発明によれば、フレキシブル基板の前記反対側の面にいずれかの薄膜状導体を設けられているような場合であっても、該薄膜状導体の損傷を防止したり、絶縁性を確保することができる。
【００３６】
また、前記第３発明または第４発明では、前記センサ構造部は、前記フレキシブル基板の表面および裏面のうち、前記シート状部材側の面と反対側の面に固着されたシート状のゲージベースをさらに備えるようにしてもよい（第６発明）。
【００３７】
この第６発明によれば、フレキシブル基板は、ゲージベースを介して路面に固着されることとなるので、路面に生じるひずみが該ゲージベースおよびフレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみゲージまたは各抵抗式ひずみ受感部に伝達されることとなる。そして、この場合、フレキシブル基板の前記反対側の面にいずれかの薄膜状導体が設けられているような場合であっても、該薄膜状導体の損傷を防止したり、絶縁性を確保することができる。
【００３８】
前記第１〜第４発明において、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部または各抵抗式ひずみ受感部の抵抗値変化（ひいては路面のひずみ）の測定は、例えば、該ひずみ受感部が１辺に組み込まれるホイートストンブリッジ回路を利用して行なうことができる。この場合、前記第１発明または第３発明においては、前記各抵抗式ひずみゲージの導線接続部に導通させる薄膜状導体は、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の一端部に設けられた導線接続部に導通させる第１の薄膜状導体と、該ひずみ受感部の他端部に設けられた導線接続部に導通させる第２の薄膜状導体および第３の薄膜状導体とからなることが望ましい（第７発明）。
【００３９】
同様に、前記第２発明または第４発明においては、前記各抵抗式ひずみ受感部に導通させる薄膜状導体は、各抵抗式ひずみ受感部の一端部に設けられた導線接続部に導通させる第１の薄膜状導体と、該抵抗式ひずみ受感部の他端部に設けられた導線接続部に導通させる第２の薄膜状導体および第３の薄膜状導体とからなることが望ましい（第８発明）。
【００４０】
これらの第７発明および第８発明によれば、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部、または、各抵抗式ひずみ受感部に３つの薄膜状導体が導通されることとなるので、所謂、１ゲージ３線法によるひずみ測定を行なうことが可能となり、環境温度の変化などに起因する各薄膜状導体の抵抗値変化や、各薄膜状導体の他端部に接続される配線の抵抗値変化の影響を補償して、精度のよいひずみ測定を行うことが可能となる。
【００４１】
上記のように、各抵抗式ひずみゲージ毎、あるいは、各抵抗式ひずみ受感部毎に、第１〜第３の薄膜状導体を備える場合において、前記フレキシブル基板への前記第１〜第３の薄膜状導体の設け方は、種々様々の形態が考えられるが、例えば次のような形態で、フレキシブル基板に第１〜第３の薄膜状導体を設けることが好ましい。
【００４２】
すなわち、前記フレキシブル基板は、第１層基板と第２層基板とを重合してなる２層のフレキシブル基板であって、各抵抗式ひずみゲージに対応する前記第１〜第３の薄膜状導体のうち、第１の薄膜状導体が前記第１層基板の表面および裏面のうちの第２層基板側の面と反対側の面に形成されると共に、第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とが、第２層基板を介して互いに対向するように該第２層基板の表面および裏面にそれぞれ形成されており、該第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とが、それぞれの一端部を通って前記フレキシブル基板の厚み方向に貫通するように該フレキシブル基板に穿設されたスルーホール内に設けられた導体部材を介して導通されていることが好ましい（第９発明）。
【００４３】
この第９発明によれば、第１の薄膜状導体と第２の薄膜状導体との間に前記第１層基板が介在することとなるので、該第１の薄膜状導体と第２の薄膜状導体とを第１層基板の厚み方向（フレキシブル基板の厚み方向）で部分的な重なりを生じるようなパターンでそれらの薄膜状導体を第１層基板に形成しつつ、それらの薄膜状導体の間の絶縁性を確保することができる。また、第３の薄膜状導体は、前記第２層基板を介して第２の薄膜状導体に対向しているので、該第２層基板の厚み方向（フレキシブル基板の厚み方向）で重なりつつ、それらの薄膜状導体の間の絶縁性を確保することができる。このため、第１〜第３の薄膜状導体の絶縁性を確保しつつ、フレキシブル基板の面積（厚み方向で見た面積）を必要最小限に留めることができ、ひいては、センサ構造部の面積を必要最小限に留めることができる。この結果、センサ構造部の材料費、ひいては製造コストを低減できる。また、同時に、第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とを対向させ、それらの一端部を通る前記スルーホール内に設けた導体部材により第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体との導通を容易に確保することができる。なお、前記導体部材としては、該スルーホールの内周面に施した金属メッキや該スルーホールに充填した半田などが挙げられる。
【００４４】
また、前記第１発明または第３発明では、前記センサ構造部には、前記各抵抗式ひずみゲージおよび前記各薄膜状導体を避けて該センサ構造部の厚み方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていることが好ましい（第１０発明）。同様に、前記第２発明または第４発明では、前記センサ構造部には、前記各抵抗式ひずみ受感部および前記各薄膜状導体を避けて該センサ構造部の厚み方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていることが好ましい（第１１発明）。
【００４５】
これらの第１０発明または第１１発明によれば、センサ構造部を路面に接着剤により固着するような場合に、該接着剤が各貫通孔に進入可能であると共に、該接着剤に混入している気泡を該貫通孔に通すことが可能となるので、該センサ構造部と路面との間で局所的な接着剤の溜まり部が生じたり、局所的に気泡が残存するような事態を防止できる。ひいては、センサ構造部の厚み方向の両面のうちの路面側の面を該路面に均一的に固着することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図６を参照して説明する。図１は本実施形態の路面のひずみ測定装置１のセンサ構造部６の表面側の平面図、図２は図１のＩＩ矢視図、図３はセンサ構造部６のフレキシブル基板２の第２層基板８の表面側の平面図、図４はセンサ構造部６の裏面側の平面図、図５はセンサ構造部６の一部分の分解斜視図、図６は図１のＶI−ＶI線断面図、図７は本実施形態のひずみ測定装置１による路面のひずみ分布の測定例を示すグラフである。なお、本実施形態は、第１発明の実施形態である。
【００４７】
本実施形態のひずみ測定装置１は、フレキシブル基板２と、複数の抵抗式ひずみゲージ３（以下、単にひずみゲージ３という）と、シート状のゲージベース４と、カバーフィルム５とを有するセンサ構造部６を備える。センサ構造部６は、その全体が概ね、薄い方形板状に構成されており、図２に示すようにその厚み方向を上下方向に向けた状態で路面Ａに固着される。路面Ａは、自動車、航空機など、走行用の車輪を有する移動体（図示省略）を走行させる路面である。なお、図２では、図示および説明の便宜上、センサ構造部６を厚く記載しているが、その厚さは実際には約０．２ｍｍ程度である。また、路面Ａにおける移動体の移動方向は、図２の紙面に垂直な方向（図１に示す２つの二点鎖線の延在方向）である。
【００４８】
フレキシブル基板２は、所謂、ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板）と言われるものである。本実施形態では、フレキシブル基板２は複層基板であり、方形状の第１層基板７と方形状の第２層基板８とを、それらの厚み方向で重合し、両基板７，８の間に介在させた接着剤９（図２参照）により両基板７，８を互いに貼り合わせる（固着する）ことにより構成されている。この場合、第２層基板８の横方向（図１および図２の紙面の左右方向）の寸法は、第１層基板７の横方向の寸法よりも若干大きいものとなっており、第２層基板８の一側部８ａ（図１および図２の左側部）が、第１層基板７の側縁（図１の左側縁）から張り出している。以下、このように張り出した第２層基板８の一側部８ａを張り出し部８ａという。
【００４９】
なお、第１層基板７および第２層基板８は、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリイミドアミド（ＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの絶縁性の材質から成る薄膜シート状の基板であり、可撓性を有する。
【００５０】
補足すると、第１層基板７および第２層基板８を、熱可塑性のポリイミドを基材とする材質により構成した場合には、両基板７，８を熱融着によって貼り合わせることによって、フレキシブル基板２を構成することも可能である。その場合には、接着剤９は不要である。
【００５１】
以降の本実施形態の説明では、第１層基板７の厚み方向の両面のうち、第２層基板８側の面を第１層基板７の裏面、その面と反対側の面を第１層基板７の表面またはフレキシブル基板２の表面と定義する。また、第２層基板８の厚み方向の両面のうち、第１層基板７側の面を第２層基板８の表面、その面と反対側の面を第２層基板８の裏面またはフレキシブル基板２の裏面と定義する。
【００５２】
第１層基板７の表面（フレキシブル基板２の表面）には、図１および図２に示すように、その表面を被覆するようにして、方形状のカバーフィルム５が固着されている。ただし、第１層基板７の表面のうち、第２層基板８の張り出し部８ａ側の側部（図１および図２の左側部）にはカバーフィルム５は固着されておらず、その側部の表面は露出している。該カバーフィルム５は、ポリエステル（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＡ）、ポリイミドアミド（ＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの絶縁性の材質から成るフィルムである。このカバーフィルム５は、前記第５発明におけるシート状絶縁部材として機能するものであり、第１層基板７の表面に固着されている後述の複数の薄膜状導体１８の絶縁性を確保したり、該薄膜状導体１８を保護する機能を有する。本実施形態では、カバーフィルム５は、第１層基板７の表面との間に介在させた接着剤１０（図２を参照）により、第１層基板７の表面に固着されている。
【００５３】
補足すると、カバーフィルム５が熱融着性を有する材質から成る場合には、カバーフィルム５を第１層基板７に熱融着によって固着してもよい。その場合には、接着剤１０は不要である。
【００５４】
第２層基板８の裏面（フレキシブル基板２の裏面）には、図２および図４に示すように、その裏面を被覆するようにして、方形状のゲージベース４が固着されている。ただし、第２層基板８の裏面のうち、前記張り出し部８ａには、ゲージベース４が固着されておらず、その張り出し部８ａの裏面は露出している。このゲージベース４は、一般に抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部（抵抗素子）を固着する基台（測定対象物のひずみをひずみ受感部に伝達する基台）として機能するものであり、ポリイミドやエポキシなどの材質により薄膜シート状に形成されている。そして、ゲージベース４は、第２層基板８の裏面との間に介在させた接着剤１１（図２参照）により、第２層基板８の裏面に固着されている。
【００５５】
この場合、ゲージベース４の厚み方向の両面のうち、第２層基板８側の面（以下、ゲージベース４の表面という）には、前記複数のひずみゲージ３があらかじめ図示しない接着剤により固着されており、それらのひずみゲージ３が、ゲージベース４と第２層基板８との間にマス目状に配置されている。
【００５６】
各ひずみゲージ３は、単品の抵抗式ひずみゲージとして一般に市販されているものであり、図５に示すように、小面積の方形状のゲージベース１２上に、Ｃｕ−Ｎｉ合金やＮｉ−Ｃｒ合金などの材質から成る抵抗素子であるひずみ受感部１３をフォトエッチングなどにより固着したものである。ひずみ受感部１３の両端部には、導線接続部としてのタブ１４ａ，１４ｂがひずみ受感部１３と一体の形成されている。そして、本実施形態では、各タブ１４ａ，１４ｂには、それぞれ１本のゲージリード１５ａ，１５ｂがあらかじめ結線されている。これらのゲージリード１５ａ，１５ｂは、十分に細い導線である。
【００５７】
フレキシブル基板２の第１層基板７の表面と、第２層基板８の表面と、第２層基板８の裏面とに、それぞれ、図１、図３、図４に示す如く、フォトエッチングや印刷などによって、複数の薄膜状導体１８，１９，２０が固着されている。なお、図１、図３、図４においては、図示の便宜上、各薄膜状導体１８，１９，２０は、その両端部を除いて細線で示している。
【００５８】
これらの薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの個数は、ひずみゲージ３の個数と同数であり、個々のひずみゲージ３に、薄膜状導体１８，１９，２０が１つずつ対応付けられている。また、これらの薄膜状導体１８，１９，２０の材質は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）など、ひずみゲージ３のひずみ受感部１３よりも比抵抗が十分に小さい導体である。
【００５９】
なお、薄膜状導体１８，１９，２０は、それぞれ、本発明における第１の薄膜状導体、第２の薄膜状導体、第３の薄膜状導体に相当するものである。
【００６０】
図１に示す各薄膜状導体１８は、その一端部１８ａが、該薄膜状導体１８に対応するひずみゲージ３のタブ１４ａの近傍位置に設けられ、他端部１８ｂが第１層基板７の表面のうちの第２層基板８の張り出し部８ａ側の側部（カバーフィルム５により被覆されていない部分）に設けられて、露出している。そして、各薄膜状導体１８は、その両端部１８ａ，１８ｂの間で第１層基板７の表面上に延在して設けられている。また、各薄膜状導体１８の端部１８ｂは、第１基板７の縦方向（図１の上下方向）にほぼ等間隔で配列されている。
【００６１】
図３に示す各薄膜状導体１９は、その一端部１９ａが該薄膜状導体１９に対応するひずみゲージ３のタブ１４ｂの近傍位置に設けられ、他端部１９ｂが第２層基板８の表面のうちの張り出し部８ａに設けられて、露出している。そして、各薄膜状導体１９は、その両端部１９ａ，１９ｂの間で第２層基板８の表面上に延在して設けられている。また、各薄膜状導体１９の端部１９ｂは、第２基板８の縦方向（図１の上下方向）にほぼ等間隔で配列されている。なお、薄膜状導体１８と薄膜状導体１９との間には、第１層基板７が介在するので、互いに絶縁されている。そこで、本実施形態では、フレキシブル基板２の厚み方向で、これらの薄膜状導体１８，１９を見たとき、それらの両端部を除く中間部が単一の線状に重なる（薄膜状導体１９が薄膜状導体１８の真下に存する）ようにそれらの薄膜状導体１８，１９が設けられている。
【００６２】
図４に示す各薄膜状導体２０は、各薄膜状導体１９と同様に、その一端部２０ａが該薄膜状導体２０に対応するひずみゲージ３のタブ１４ｂの近傍位置に設けられ、他端部２０ｂが第２層基板８の裏面のうちの張り出し部８ａに設けられて、露出している。そして、各薄膜状導体２０は、その両端部２０ａ，２０ｂの間で第２層基板８の裏面上に延在して設けられている。この場合、同一のひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１９，２０は、その全長にわたって、第２層基板８を介して互いに対向するように設けられている。従って、フレキシブル基板２の厚み方向で、これらの薄膜状導体１９，２０を見たとき、同一のひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１９，２０は、互いに重なり合っている。従って、各ひずみゲージ３毎の３つの薄膜状導体１８，１９，２０の中間部は、フレキシブル基板２の厚み方向で見たとき、単一の線状に重なり合っている。
【００６３】
各薄膜状導体１８，１９，２０は、それに対応するひずみゲージ３のタブ１４ａ，１４ｂに次のように導通されている。すなわち、本実施形態では、フレキシブル基板２には、図５に示すように、各薄膜状導体１８の一端部１８ａを通って該フレキシブル基板２の厚み方向に貫通するスルーホール２１と、互いに対向する各薄膜状導体１９，２０のそれぞれの一端部１９ａ，２０ａを通って該フレキシブル基板２の厚み方向に貫通するスルーホール２２とが穿設されている。そして、スルーホール２１には、ひずみゲージ３のタブ１４ａに結線されているゲージリード１５ａがフレキシブル基板２の裏面側から挿入されると共に半田（図示省略）が充填され、この半田により該ゲージリード１５ａと薄膜状導体１８とが導通されている。ひいては、各ひずみゲージ３のタブ１４ａが該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１８に導通されている。
【００６４】
また、スルーホール２２には、図６に示すように、ひずみゲージ３のタブ１４ｂに結線されているゲージリード１５ｂがフレキシブル基板２の裏面側から挿入されると共に半田２３が充填され、この半田２３により該ゲージリード１５ｂと薄膜状導体１９，２０とが導通されている。ひいては、各ひずみゲージ３のタブ１４ｂが該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１９，２０に導通されている。なお、半田２３は、前記第９発明における導体部材に相当する。
【００６５】
従って、本実施形態では、各ひずみゲージ３のタブ１４ａには、１つの薄膜状導体１８だけが導通する一方、タブ１４ｂには、２つの薄膜状導体１９，２０が導通されている。タブ１４ｂに２つの薄膜状導体１９，２０を導通させているのは、各ひずみゲージ３のひずみを１ゲージ３線法で計測するためである。
【００６６】
また、本実施形態では、センサ構造部６には、その厚み方向で貫通する複数の貫通孔２４が穿設されている。これらの貫通孔２４は、各ひずみゲージ３および各薄膜状導体１８，１９，２０を避ける位置（各ひずみゲージ３および各薄膜状導体１８，１９，２０が存在しない位置）で穿設されている。
【００６７】
以上が、センサ構造部６の構造である。なお、前記接着剤９，１０，１１としては、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤、ポリイミド系接着剤などを使用すればよい。
【００６８】
本実施形態のひずみ測定装置１により路面Ａのひずみを測定する場合には、図２に示すように、センサ構造部６のゲージベース４の裏面（ゲージベース４の厚み方向の両面のうち、フレキシブル基板２側の面と反対側の面）を路面Ａに対面させ、該ゲージベース４と路面Ａとの間に介在させた接着剤Ｂによりセンサ構造部６を路面Ａに固着する。すなわち、フレキシブル基板２と路面Ａとの間にゲージベース４を介在させるようにしてセンサ構造部６を路面Ａに固着する。このとき、センサ構造部６には複数の貫通孔２４が穿設されているので、センサ構造部６と路面Ａとの間で局所的に接着剤Ｂの溜まり部が形成されたり、局所的に気泡が残存するような事態が防止される。なお、接着剤Ｂの種類は、前記接着剤９，１０，１１と同じでよい。
【００６９】
このようにセンサ構造部６を路面Ａに固着することにより、各ひずみゲージ３の直下の箇所で路面Ａに生じるひずみがゲージベース４および該ひずみゲージ３のゲージベース１２を介して該ひずみゲージ３のひずみ受感部１３に伝達され、そのひずみに応じたひずみ受感部１３の抵抗値変化が生じるようになる。
【００７０】
ここで、本実施形態では、路面Ａのうちの、移動体の車輪の接地領域（移動体が走行するときにその車輪が接地し得る領域）は、例えば図１に示す２つの二点鎖線の間の領域である。そして、センサ構造部６を路面Ａに固着するに際しては、該センサ構造部６に備えた複数（本実施形態では１４個）のひずみゲージ３が、車輪の接地領域内に位置し、且つ、フレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが、いずれも接地領域から車輪の幅方向（図１に示す二点鎖線の間隔方向）で逸脱した領域に位置するようにして、センサ構造部６が路面Ａに固着される。従って、各薄膜状導体１８，１９，２０の端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに、移動体の車輪が接地することがないようにセンサ構造部６が路面Ａに固着されている。
【００７１】
そして、各薄膜状導体１８，１９，２０の端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂには、各々、図示を省略するリード線が半田付けなどにより接続され、それらのリード線が図示を省略する測定器に接続される。さらに、その測定器によって、各ひずみゲージ３毎に、該ひずみゲージ３の直下で路面Ａに生じるひずみが１ゲージ３線法により測定される。これにより、車輪の接地領域における路面Ａのひずみ分布が測定されることとなる。
【００７２】
この場合、リード線を接続する各膜状導体部１８，１９，２０の他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂは、車輪の接地領域から逸脱しているので、該リード線を、該接地領域内を通過しないように配線することができる。このため、車輪の接地領域内でセンサ構造部６に車輪が接地しても、該車輪が各膜状導体部１８，１９，２０の端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに接続されたリード線に接地することがなく、該リード線の断線を防止できる。
【００７３】
また、車輪の接地領域におけるセンサ構造部６は、十分に薄い平板状のものとなっている。さらに、センサ構造部６は、その裏面（ゲージベース４の裏面）のほぼ全体にわたって、均一的に路面Ａに接着させることができる。このため、該センサ構造部６に車輪が接地しても、該車輪からセンサ構造部６に作用する力が該センサ構造部６の局所に集中して該センサ構造部６が破損したり、該センサ構造部６が折れ曲がって該センサ構造部６が破損するような事態を防止できる。
【００７４】
また、各薄膜状導体部１８，１９，２０は銅など、比抵抗が十分に小さい導体により構成されているので、それぞれの抵抗値のばらつきは微小なものとなる。このため、各ひずみゲージ３毎に、実質的なゲージ率あるいは感度を、ほぼ同等にすることができ、それらのひずみゲージ３による路面Ａのひずみ分布を精度よく測定することができる。
【００７５】
図７は、そのひずみ分布の測定結果の一例を示している。この例は、前記接地領域内において、航空機の車輪をセンサ構造部６に接地させた場合のひずみ分布の測定結果の例である。なお、図７のＸ軸は、車輪の幅方向での路面Ａの位置を示す座標軸、Ｙ軸は、車輪の進行方向での路面Ａの位置を示す座標軸である。この場合、センサ構造部６には、最大で９１０ｋＮの接地荷重が作用するが、センサ構造部６の破損等の不都合を生じることなく、路面Ａに発生したひずみ分布を測定することができた。なお、自動車の車輪のセンサ構造部６に接地させた場合でも、支障なく路面Ａのひずみ分布を測定できる。
【００７６】
また、本実施形態のセンサ構造部６では、薄膜状導体１８と薄膜状導体１９との間には、第１層基板７が介在し、また、薄膜状導体１９と薄膜状導体２０との間には、第２層基板８が介在するので、フレキシブル基板３の厚み方向で見て、それらの薄膜状導体１８，１９，２０に重なりを持たせることができる。このため、本実施形態では、前記したように、各ひずみゲージ３毎の３つの薄膜状導体１８，１９，２０は、それらの両端部を除く中間部がフレキシブル基板２の厚み方向で単一の線状に重なり合うように設けられている。この結果、フレキシブル基板３の厚み方向で見た面積を必要最小限に留めることができる。ひいては、センサ構造部６の厚み方向で見た面積を必要最小限に留めることができ、センサ構造部６の構成要素の材料費を低減できる。また、薄膜状導体１８，１９，２０の中間部がフレキシブル基板２の厚み方向で重なり合うことで、周囲環境からもたらされる電磁誘導ノイズの影響を少なくすることができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図８および図９を参照して説明する。図８は本実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部２８に用いるゲージベースおよびひずみ受感部を示す平面図、図９は該センサ構造部２８の部分断面図（図６と同様の断面図）である。なお、本実施形態におけるひずみ測定装置は、第１実施形態のものとセンサ構造部２８の一部の構造だけが相違するので、その相違する部分を中心に説明し、第１実施形態のセンサ構造部６と同一の構成要素については第１実施形態と同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施形態は、第２発明の実施形態である。
【００７７】
前記第１実施形態のセンサ構造部６では、ゲージベース１２およびひずみ受感部１３を有する複数のひずみゲージ３を使用し、これらのひずみゲージ３をゲージベース４の表面に固着するようにした。これに対して、本実施形態では、ゲージベース４の表面に、図８に示すように、複数のひずみ受感部１３（抵抗式ひずみ受感部）をフォトエッチングなどにより直接的に固着するようにした。これらのひずみ受感部１３は、第１実施形態のセンサ構造部６のひずみゲージ３と同じ配列で、ゲージベース４の表面に配置されている。また、各ひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂには、第１実施形態のセンサ構造部６のひずみゲージ３と同様に、各一本のゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されている。
【００７８】
そして、本実施形態のセンサ構造部２８においては、このように複数のひずみ受感部１３が固着されたゲージベース４が、図９に示す如く、フレキシブル基板２の裏面（第２層基板８の裏面）との間にひずみ受感部１３を介在させて、接着剤１１により該フレキシブル基板２の裏面に固着されている。なお、各ひずみ受感部１３のタブ１４ａと該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８との導通形態、並びに、各ひずみ受感部１３のタブ１４ｂと該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１９，２０との導通形態は、第１実施形態と全く同じである。
【００７９】
以上説明した以外のセンサ構造部２８の構造は、第１実施形態のセンサ構造部６の構造と同じである。そして、路面Ａのひずみ分布を測定する場合には、第１実施形態のセンサ構造部６と同様に、ひずみ受感部２９が車輪の接地領域内に位置し、且つフレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが該接地領域から車輪の幅方向で逸脱するようにして、センサ構造部２８のゲージベース４が路面Ａに接着剤Ｂを介して固着される。さらに、各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが、それぞれに接続されるリード線（図示省略）を介して測定器に接続され、この状態で、ひずみ分布の測定が第１実施形態と同様に行なわれる。
【００８０】
かかる本実施形態においても、フレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに接続するリード線の断線や、車輪の接地領域におけるセンサ構造部２８の損傷を生じることなく、該接地領域における路面Ａのひずみ分布を適正に測定することができる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図１０および図１１を参照して説明する。図１０は本実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部３５の一部分の分解斜視図（図５と同様の分解斜視図）、図１１は該センサ構造部３５の部分断面図（図６と同様の断面図）である。なお、本実施形態におけるひずみ測定装置は、第１実施形態のものとセンサ構造部３５の一部の構造だけが相違するので、その相違する部分を中心に説明し、第１実施形態のセンサ構造部６と同一の構成要素については第１実施形態と同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施形態は、前記第３発明の実施形態である。
【００８１】
前記第１実施形態のセンサ構造部６では、フレキシブル基板２の裏面側でゲージベース４の表面に複数のひずみゲージ３が固着されている。これに対して本実施形態のセンサ構造部３５では、図１０および図１１に示すように、各ひずみゲージ３をフレキシブル基板２の表面側に配置し、該フレキシブル基板２の表面（第１層基板７の表面）に図示しない接着剤により固着するようにした。なお、図１０および図１１では、１つのひずみゲージ３だけが図示されているが、実際には、複数（本実施形態では、第１実施形態のセンサ構造部６のひずみゲージ３の個数と同数）のひずみゲージ３がセンサ構造部３５に備えられている。そして、これらのひずみゲージ３は、第１実施形態のセンサ構造部６のひずみゲージ３と同様の配列で、フレキシブル基板２の表面に固着されている。さらに、フレキシブル基板２の表面には、該表面との間に前記薄膜状導体１８（ただし他端部１８ｂを除く）およびひずみゲージ３を介在させて接着剤１０により（あるいは熱融着により）、シート状絶縁部材としてのカバーフィルム５が固着され、このカバーフィルム５により各ひずみゲージ３が被覆されている。
【００８２】
また、各ひずみゲージ３のタブ１４ａ，１４ｂには、第１実施形態と同様に各一本のゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されている。そして、各ひずみゲージ３のタブ１４ａに結線されたゲージリード１５ａが、該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１８の一端部１８ａを通るスルーホール２１にフレキシブル基板２の表面側から挿入され、該スルーホール２１に充填された半田（図示省略）によりタブ１４ａが薄膜状導体１８に導通されている。また、各ひずみゲージ３のタブ１４ｂに結線されたゲージリード１５ｂが、該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１９，２０の一端部１９ａ，２０ａを通るスルーホール２２にフレキシブル基板２の表面側から挿入され、該スルーホール２２に充填された半田２３によりタブ１４ｂが薄膜状導体１９，２０に導通されている。
【００８３】
なお、図示は省略するが、センサ構造部３５には、第１実施形態のセンサ構造部６と同様に、その厚み方向で貫通する複数の貫通孔が穿設されている。
【００８４】
以上説明した以外のセンサ構造部３５の構造は、第１実施形態のセンサ構造部６の構造と同じである。そして、路面Ａのひずみ分布を測定する場合には、第１実施形態のセンサ構造部６と同様に、ひずみゲージ３が車輪の接地領域内に位置し、且つフレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが該接地領域から車輪の幅方向で逸脱するようにして、センサ構造部３５のゲージベース４が路面Ａに接着剤Ｂを介して固着される。すなわち、シート状絶縁部材としてのカバーフィルム５と路面Ａとの間にフレキシブル基板２が介在するようにして路面Ａにセンサ構造部３５が固着されている。さらに、各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが、それぞれに接続されるリード線（図示省略）を介して測定器に接続され、この状態で、ひずみ分布の測定が第１実施形態と同様に行なわれる。なお、この場合には、各ひずみゲージ３と路面Ａとの間にゲージベース４およびフレキシブル基板２が介在するので、路面Ａに生じるひずみは、ゲージベース４、フレキシブル基板２、およびゲージベース１２を介してひずみゲージ３のひずみ受感部１３に伝達されることとなる。
【００８５】
かかる本実施形態においても、フレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに接続するリード線の断線や、車輪の接地領域におけるセンサ構造部３５の損傷を生じることなく、該接地領域における路面Ａのひずみ分布を適正に測定することができる。
【００８６】
なお、本実施形態では、フレキシブル基板２を第１実施形態のセンサ構造部６のものと同じにしたため、各薄膜状導体１８の一端部１８ａを通るスルーホール２１を備えているが、そのスルーホール２１を省略し、各ひずみゲージ３のタブ１４ａに結線されたゲージリード１５ａを該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１８の一端部１８ａに直接的に半田付けするようにしてもよい。
【００８７】
また、本実施形態において、カバーフィルム５の代わりに、ゲージベース４と同様のゲージベースを使用して、そのゲージベースの裏面（フレキシブル基板２側の面）にひずみゲージ３を固着した上で、該ゲージベースおよびひずみゲージ３を接着剤によりフレキシブル基板２の表面に固着するようにしてもよい。
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を図１２および図１３を参照して説明する。図２は本実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部４０の一部分の分解斜視図（図５と同様の分解斜視図）、図１２は該センサ構造部４０の部分断面図（図６と同様の断面図）である。なお、本実施形態におけるひずみ測定装置は、第３実施形態のものとセンサ構造部４０の一部の構造だけが相違するので、その相違する部分を中心に説明し、第３実施形態のセンサ構造部３５と同一の構成要素については第３実施形態と同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。また、本実施形態は、前記第４発明の実施形態である。
【００８８】
前記第３実施形態のセンサ構造部３５では、ゲージベース１２およびひずみ受感部１３を有する複数のひずみゲージ３を使用した。これに対して、本実施形態のセンサ構造部４０では、図１２および図１３に示すように、第３実施形態のセンサ構造部３５に備えたカバーフィルム５の代わりに、これと同じ形状のシート状絶縁部材としてのゲージベース４１を備えると共に、このゲージベース４１の厚み方向の両面のうちのフレキシブル基板２側の面（裏面）に、前記第２実施形態のゲージベース４と同様に、複数のひずみ受感部１３（抵抗式ひずみ受感部１３）をフォトエッチングなどにより直接的に固着するようにした。そして、このようにひずみ受感部１３を固着したゲージベース４１を、フレキシブル基板２の表面との間にひずみ受感部１３を介在させて、接着剤１０によりフレキシブル基板２の表面に固着するようにした。
【００８９】
なお、図１２および図１３では、１つのひずみ受感部１３だけが図示されているが、実際には、複数（本実施形態では、第３実施形態のセンサ構造部３５のひずみゲージ３の個数と同数）のひずみ受感部１３がゲージベース４１に固着されている。これらのひずみ受感部１３の配列は、第３実施形態におけるひずみゲージ３の配列と同じである。また、各ひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂには、第３実施形態と同様に各一本のゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されている。そして、各ひずみ受感部１３のタブ１４ａと該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８との導通形態、並びに、各ひずみ受感部１３のタブ１４ｂと該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１９，２０との導通形態は、第３実施形態と全く同じである。
【００９０】
補足すると、ゲージベース４１は、前記カバーフィルム５と同様に、フレキシブル基板２の表面の各薄膜状導体１８の端部１８ｂを除いて、該フレキシブル基板２の表面のほぼ全体を被覆している。また、図示は省略するが、センサ構造部４０には、ゲージベース４１を含めて、その厚み方向で貫通する複数の貫通孔が第３実施形態のセンサ構造部３５と同様に穿設されている。
【００９１】
以上説明した以外のセンサ構造部４０の構造は、第３実施形態のセンサ構造部３５の構造と同じである。そして、路面Ａのひずみ分布を測定する場合には、ひずみ受感部１３が車輪の接地領域内に位置し、且つフレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの他端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが該接地領域から車輪の幅方向で逸脱するようにして、センサ構造部４０のゲージベース４が路面Ａに接着剤Ｂを介して固着される。すなわち、シート状絶縁部材としてのゲージベース４１と路面Ａとの間にフレキシブル基板２が介在するようにして路面Ａにセンサ構造部４０が固着される。さらに、各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂが、それぞれに接続されるリード線（図示省略）を介して測定器に接続され、この状態で、ひずみ分布の測定が第３実施形態と同様に行なわれる。なお、この場合には、各ひずみ受感部１３と路面Ａとの間にゲージベース４およびフレキシブル基板２が介在するので、路面Ａに生じるひずみは、ゲージベース４およびフレキシブル基板２を介して各ひずみ受感部１３に伝達されることとなる。
【００９２】
かかる本実施形態においても、フレキシブル基板２の各薄膜状導体１８，１９，２０のそれぞれの端部１８ｂ，１９ｂ，２０ｂに接続するリード線の断線や、車輪の接地領域におけるセンサ構造部４０の損傷を生じることなく、該接地領域における路面Ａのひずみ分布を適正に測定することができる。
【００９３】
なお、本実施形態では、フレキシブル基板２を第１実施形態のセンサ構造部６のものと同じにしたため、各薄膜状導体１８の端部１８ａを通るスルーホール２１を備えているが、そのスルーホール２１を省略し、各ひずみ受感部１３のタブ１４ａに結線されたゲージリード１５ａを該ひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８の一端部１８ａに直接的に半田付けするようにしてもよい。
【００９４】
次に、前記各実施形態に関するいくつかの変形態様を説明する。
【００９５】
［変形態様１］
前記各実施形態では、フレキシブル基板２は、第１層基板７が第２層基板８よりも上側（路面Ａから離れる側）に存するように各センサ構造部６，２８，３５，４０に組み込まれているが、該フレキシブル基板２の上下を反転させ、第１層基板７が第２層基板８の下側（路面Ａに近づく側）に存するように各センサ構造部６，２８，３５，４０に組み込んでもよい。
【００９６】
この場合、第１実施形態または第２実施形態において、フレキシブル基板２の上下を反転させた場合には、各薄膜状導体１８の一端部１８ａを通るスルーホール２１を省略し、前記各タブ１４ａに結線されたゲージリード１５ａを直接的に薄膜状導体１８の一端部１８ａに半田付けしてもよい。
【００９７】
［変形態様２］
前記各実施形態では、スルーホール２２が薄膜状導体１９，２０のそれぞれの一端部１９ａ，２０ａを通るように設けられているが、薄膜状導体１９，２０の一端部１９ａ，２０ａの近傍で、フレキシブル基板２の基体（薄膜状導体１８，１９，２０が存在しない部分）にスルーホールを穿設するようにしてもよい。この場合、例えば第１実施形態または第２実施形態においてゲージリード１５ｂを薄膜状導体１９，２０に導通させるためには、第１層基板７および第２層基板８を貼り合わせる前に、ゲージリード１５ｂの中間部を第２層基板８の裏面側で薄膜状導体２０の一端部２０ａに半田付けした後に、該ゲージリード１５ｂの先端部を第２層基板８のスルーホールを介して該第２層基板８の表面側にスルーホールを介して突出させて、該２層基板８の表面側の薄膜状導体１９の一端部１９ａに半田付けするようにすればよい。また、例えば第３実施形態または第４実施形態においてゲージリード１５ｂを薄膜状導体１９，２０に導通させるためには、第１層基板７および第２層基板８を貼り合わせる前に、ゲージリード１５ｂの第１層基板７のスルーホールに通した後に、該ゲージリード１５ｂの中間部を第２層基板８の表面側で薄膜状導体１９の一端部１９ａに半田付けし、さらに、該ゲージリード１５ｂの先端部を第２層基板８のスルーホールを介して該第２層基板８の裏面側に突出させて、薄膜状導体２０の一端部２０ａに半田付けするようにすればよい。
【００９８】
上記と同様に、第１実施形態および第２実施形態では、スルーホール２１についても、薄膜状導体１８の一端部１８ａの近傍で、フレキシブル基板２の基体（薄膜状導体１８，１９，２０が存在しない部分）に穿設するようにして、このスルーホールに通したゲージリード１５ａの先端部を薄膜状導体１８の一端部１８ａに半田付けするようにしてもよい。なお、第３および第４実施形態では、ゲージリード１５ａを通すスルーホールは不要である。
【００９９】
［変形態様３］
前記第１実施形態または第２実施形態において、例えば、各スルーホール２２の内周面に、薄膜状導体１９，２０に導通する金属メッキ（半田メッキなど）を施しておき、フレキシブル基板２の裏面側でゲージリード１５ｂを該金属メッキに半田付けするようにしてもよい。同様に、各スルホール２１の内周面に、薄膜状導体１８に導通する金属メッキ（半田メッキなど）を施しておき、フレキシブル基板２の裏面側でゲージリード１５ａを該金属メッキに半田付けするようにしてもよい。
【０１００】
上記と同様に、前記第３実施形態または第４実施形態において、各スルーホール２２の内周面に薄膜状導体１９，２０に導通する金属メッキ（半田メッキなど）を施しておき、フレキシブル基板２の表面側でゲージリード１５ｂを該金属メッキに半田付けするようにしてもよい。なお、第３実施形態または第４実施形態においては、ゲージリード１５ａを薄膜状導体１８に直接的に半田付けできるので、スルーホール２１を備えた場合であっても、該スルーホール２１の内周面に上記の如き金属メッキを施すことは省略してもよい。
【０１０１】
［変形態様４］
前記各実施形態では、各ひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂにそれぞれゲージリード１５ａ，１５ｂを結線するようにして、タブ１４ａと薄膜状導体１８との導通、並びに、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０との導通をそれらのゲージリード１５ａ，１５ｂを介して行なうようにした。これに代えて、ゲージリード１５ａ，１５ｂを使用せずに、タブ１４ａと薄膜状導体１８との導通、並びに、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０との導通を行なうようにすることも可能である。
【０１０２】
その一例を図１４の断面図を参照して説明する。図１４は、前記第１実施形態において、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０とをゲージリード１５ｂを使用せずに導通される場合の例を代表的に示す断面図（図６と同様の断面図）である。
【０１０３】
この例では、ひずみゲージ３を固着したゲージベース４をフレキシブル基板２の裏面に接着剤１１により固着するときに、各ひずみ受感部１３のタブ１４ｂを前記スルーホール２２の箇所で薄膜状導体２０の一端部２０ａに接触させる。なお、このとき、タブ１４ｂの箇所には、接着剤１１を塗布しないようにしておく。そして、ゲージベース４をフレキシブル基板２の裏面に固着した後に、各スルーホール２２に半田２３を充填し、この半田２３によりタブ１４ｂを薄膜状導体１９，２０に導通させる。
【０１０４】
図示は省略するが、各ひずみ受感部１３のタブ１４ａと薄膜状導体１８との導通も上記と同様に行なうことができる。この場合には、タブ１４ａを、前記スルーホール２１の箇所でフレキシブル基板２の裏面に接触させる。そして、ゲージベース４をフレキシブル基板２の裏面に固着した後に、スルーホール２１に半田を充填し、この半田によりタブ１４ａを薄膜状導体１８に導通させればよい。
【０１０５】
第２〜第４実施形態においても、上記と同様に、ゲージリード１５ａ，１５ｂを使用せずに、タブ１４ａと薄膜状導体１８との導通、並びに、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０との導通を行なうようにすることが可能である。ただし、第３実施形態においては、カバーフィルム５の代わりに、ゲージベースを使用し、このゲージベースの裏面にひずみゲージ３を固着しておく。
【０１０６】
なお、各実施形態において、各スルーホール２１，２２の内周面などに施した半田メッキや導電性接着剤を使用することで、ゲージリード１５ａ，１５ｂを使用せずに、タブ１４ａと薄膜状導体１８との導通、並びに、タブ１４ｂと薄膜状導体１９，２０との導通を行なうようにすることも可能である。
【０１０７】
［変形態様５］
前記各実施形態では、フレキシブル基板２は、２層構造のものであるが、例えば３層構造のものでもよい。例えば図１５の分解斜視図に示すように、薄膜状導体１８を表面に固着した第１層基板５１と薄膜状導体１８を表面に固着した第２層基板５２と、薄膜状導体２０を裏面に固着した第３層基板５３とを、第２層基板５２が第１層基板５１と第３層基板５３との間に挟み込まれるようにして相互に貼り合わせることで構成される３層構造のフレキシブル基板５４をフレキシブル基板２の代わりに使用してもよい。なお、図１５では、前記図５と同様に、１つのひずみゲージ３もしくはひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８，１９，２０の一部分を図示している。
【０１０８】
補足すると、薄膜状導体２０は、第３層基板５３の表面に固着するようにしてもよい。
【０１０９】
［変形態様６］
また、フレキシブル基板２の代わりに、例えば図１６の斜視図に示すような単層のフレキシブル基板５６を使用してもよい。このフレキシブル基板５６は、その表面に薄膜状導体１８および薄膜状導体１９を固着し、裏面に薄膜状導体２０を固着したものである。なお、図１６では、前記図５と同様に、１つのひずみゲージ３もしくはひずみ受感部１３に対応する薄膜状導体１８，１９，２０の一部分を図示している。
【０１１０】
補足すると、このフレキシブル基板５６では、薄膜状導体１９，２０がフレキシブル基板５６の同一の面（表面）に固着されるので、それらの薄膜状導体１９，２０が相互に接触しないように、薄膜状導体１９，２０のパターンを構成する必要がある。
【０１１１】
［変形態様７］
あるいは、例えば図１７に示すような単層のフレキシブル基板６０を使用してもよい。なお、図１７は、フレキシブル基板６０を使用したセンサ構造部６１の一部分の分解斜視図を示している。そのフレキシブル基板６０では、その表面（フレキシブル基板６０の厚み方向の両面のうちの一方の面）にのみ、薄膜状導体１８，１９，２０が固着されている。
【０１１２】
このようなフレキシブル基板６０を使用した場合には、例えば次のようにしてセンサ構造部を構成できる。その場合の例を図１７を参照して説明する。なお、この例は、前記第３発明の一実施形態となる例である。
【０１１３】
図１７に示す例は、ひずみゲージ３を使用した例であり、前記第３実施形態と同様に、各ひずみゲージ３がフレキシブル基板６０の表面に図示しない接着剤を介して固着される。なお、図１７では、前記図５と同様に１つのひずみゲージ３と、それに対応する薄膜状導体１８，１９，２０の一部分だけを図示しているが、実際には、複数のひずみゲージ３がフレキシブル基板６０の表面に、前記図１に示したものと同様の配列で固着される。そして、薄膜状導体１８，１９，２０は、個々のひずみゲージ３毎に設けられ、それらが、各ひずみゲージ３の近傍位置から、フレキシブル基板６０の一側部まで適当なパターンで延在している。
【０１１４】
この場合、各ひずみゲージ３のひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂには、それぞれゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されていることに加えて、さらに３本目のゲージリード１５ｃがタブ１４ｂに結線されている。そして、ゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃはそれぞれ薄膜状導体１８，１９、２０の一端部１８ａ，１９ａ，２０ａに半田付けされる。これにより、タブ１４ａが薄膜状導体１８に導通されると共に、タブ１４ｂが薄膜状導体１９，２０に導通される。
【０１１５】
このように、フレキシブル基板６０の表面に複数のひずみゲージ３を固着し、且つ、各ひずみゲージ３毎のゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃをそれぞれ該ひずみゲージ３に対応する薄膜状導体１８，１９，２０に接続した状態で、シート状絶縁部材としてのカバーフィルム５を接着剤により、あるいは熱融着によりフレキシブル基板６０の表面（ただし、各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部の箇所は除く）に固着することにより、センサ構造部６１が構成される。なお、センサ構造部６１には、前記各実施形態と同様に、該センサ構造部６１の厚み方向で貫通する複数の貫通孔（図示省略）が穿設される。
【０１１６】
このようにセンサ構造部６１を構成した場合には、フレキシブル基板６０を、その裏面と路面Ａとの間に介在させた接着剤により路面Ａに固着することで、該路面Ａのひずみが、フレキシブル基板６０を介して各ひずみゲージ３に伝達されるようになる。この場合において、フレキシブル基板６０に固着した各ひずみゲージ３が車輪の接地領域に位置し、且つ、各薄膜状度体１８，１９，２０の他端部が、該接地領域から車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように、フレキシブル基板６０が路面Ａに固着される。なお、この場合、フレキシブル基板６０と路面Ａとの間にゲージベースを介在させる必要はない。
【０１１７】
そして、図示は省略するが、各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部を、これに接続したリード線を介して測定器に接続することによって、前記各実施形態と同様に、路面Ａのひずみ分布（車輪の接地領域でのひずみ分布）を測定できる。
【０１１８】
補足すると、カバーフィルム５の代わりに、ゲージベースをフレキシブル基板６０の表面に接着剤により固着するようにしてもよい。この場合には、そのゲージベースの厚み方向の両面のうちの路面Ａに固着するようにして、路面Ａのひずみが該ゲージベースを介して各ひずみゲージ３に伝達されるようにしてもよい。このようにすれば、前記第１発明の一実施形態が構成される。
【０１１９】
また、上記フレキシブル基板６０を使用した場合、例えば次のようにしてセンサ構造部を構成することもできる。その場合の例を図１８を参照して説明する。なお、図１８はこの例におけるセンサ構造部の一部分の斜視図である。また、この例は、前記第４発明または第２発明の一実施形態となる例である。
【０１２０】
図１８に示す例は、シート状のゲージベース６５の厚み方向の両面のうちの一方の面（ここでは裏面とする）に、前記第２実施形態のゲージベース４と同様に、フォトエッチングなどにより固着した複数のひずみ受感部１３を備える例である。この例では、図１７のものと同様に、各ひずみ受感部１３の両端部のタブ１４ａ，１４ｂには、それぞれゲージリード１５ａ，１５ｂが結線されていることに加えて、さらに３本目のゲージリード１５ｃがタブ１４ｂに結線されている。そして、ゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃはそれぞれ薄膜状導体１８，１９、２０の一端部１８ａ，１９ａ，２０ａに半田付けされる。そして、フレキシブル基板６０の表面に、該フレキシブル基板６０との間に各ひずみ受感部１３を介在させて、ゲージベース６５の裏面が接着剤により固着され、これにより、センサ構造部６６が構成される。なお、センサ構造部６６には、前記各実施形態と同様に、該センサ構造部６６の厚み方向で貫通する複数の貫通孔（図示省略）が穿設される。
【０１２１】
このようにセンサ構造部６６を構成した場合には、フレキシブル基板６０を、その裏面と路面Ａとの間に介在させた接着剤により路面Ａに固着することで、該路面Ａのひずみが、フレキシブル基板６０を介して各ひずみ受感部１３に伝達されるようになる。このようにすることにより、前記第４発明の一実施形態が構成される。あるいは、ゲージベース６５を、その表面と路面Ａとの間に介在させた接着剤により路面Ａに固着することで、該路面Ａのひずみが、ゲージベース６５を介して各ひずみ受感部１３に伝達されるようになる。このようにすることにより、前記第２発明の一実施形態が構成される。
【０１２２】
なお、いずれの場合において、各ひずみ受感部１３が車輪の接地領域に位置し、且つ、各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部が、該接地領域から車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように、フレキシブル基板６０が路面Ａに固着される。
【０１２３】
そして、図示は省略するが、各薄膜状導体１８，１９，２０の他端部を、これに接続したリード線を介して測定器に接続することによって、前記各実施形態と同様に、路面Ａのひずみ分布（車輪の接地領域でのひずみ分布）を測定できる。
【０１２４】
なお、各薄膜状導体１８，１９，２０の一端部１８ａ，１９ａ，２０ａを通ってフレキシブル基板６０の厚み方向に貫通するスルーホールを形成しておき、それぞれのスルーホールにゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃを挿入し、該スルーホールにフレキシブル基板６０の裏面側から半田を充填するようにしてもよい。その場合、フレキシブル基板６０の裏面には、カバーフィルムや、ゲージベースのようなシート状絶縁部材を固着して、スルーホールを被覆しておくことが望ましい。
【０１２５】
また、ゲージリード１５ａ，１５ｂ，１５ｃを使用せずに、ひずみ受感部１３のタブ１４ａを薄膜状導体１８に導通させると共に、タブ１４ｂを薄膜状導体１９，２０に導通させるようにしてセンサ構造部を構成することも可能である。その例を図１９の分解斜視図を参照して説明する。
【０１２６】
図１９を参照して、前記図１８に示したゲージベース６５に固着した各ひずみ受感部１３のタブ１４ａに導電性接着剤７０を塗布しておくと共に、タブ１４ｂに導電性接着剤７１を塗布しておく。この場合、ゲージベース６５の裏面（図１９では上面）をフレキシブル基板６０の表面に重ねたときに、導電性接着剤７０が薄膜状導体１８に接触し、導電性接着剤７１が薄膜状導体１９，２０の両者に接触するようにそれらの導電性接着剤７０，７１をそれぞれタブ１４ａ，１４ｂに塗布しておく。また、各薄膜状導体１８，１９，２０の一端部１８ａ，１９ａ，１９ｂにもそれぞれ導電性接着剤７２ａ，７２ｂ，７２ｃを塗布しておく。そして、ゲージベース６５の裏面のうちの導電性接着剤７０，７１の箇所以外の箇所に接着剤（図示省略）を塗布し、該ゲージベース６５の裏面をフレキシブル基板６０の表面に重ね合わせる。この状態で、熱プレスによって、ゲージベース６５とフレキシブル基板６０とをそれらの厚み方向で互いに押圧しつつ加熱する。これにより、ゲージベース６５側の導電性接着剤７０をフレキシブル基板６０側の導電性接着剤７２ａに導通・接合させると共に、ゲージベース６５側の導電性接着剤７１をフレキシブル基板６０側の導電性接着剤７２ｂ，７２ｃに導通・接合させ、同時に、ゲージベース６５をフレキシブル基板６０に接着する。
【０１２７】
これによって、タブ１４ａが薄膜状導体１８に導通すると同時に、タブ１４ｂが薄膜状導体１９，２０に導通することとなる。
【０１２８】
なお、図１９の例では、ゲージベース６５にひずみ受感部１３を直接的に固着した例を示しているが、ゲージベース６５にひずみゲージを固着した場合でも、上記と同様のセンサ構造部を構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の第１実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部の表面側の平面図。
【図２】図１のＩＩ矢視図。
【図３】図１に示すセンサ構造部に備えたフレキシブル基板の第２層基板の表面側の平面図。
【図４】図１に示すセンサ構造部の裏面側の平面図。
【図５】図１に示すセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図６】図１のＶI−ＶI線断面図。
【図７】第１実施形態のひずみ測定装置による路面のひずみ分布の測定例を示すグラフ。
【図８】本発明の第２実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部に用いるゲージベースおよびひずみ受感部を示す平面図。
【図９】第２実施形態のセンサ構造部の部分断面図。
【図１０】本発明の第３実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図１１】第３実施形態のセンサ構造部の部分断面図。
【図１２】本発明の第４実施形態のひずみ測定装置のセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図１３】第４実施形態のセンサ構造部の部分断面図。
【図１４】本発明の実施形態の変形態様に関するセンサ構造部の部分断面図。
【図１５】本発明の実施形態の変形態様に関するフレキシブル基板の一部分の分解斜視図。
【図１６】本発明の実施形態の変形態様に関するフレキシブル基板の一部分の斜視図。
【図１７】本発明の実施形態の変形態様に関するセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図１８】本発明の実施形態の変形態様に関するセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【図１９】本発明の実施形態の変形態様に関するセンサ構造部の一部分の分解斜視図。
【符号の説明】
【０１３０】
１…ひずみ測定装置、２，５４，５６，６０…フレキシブル基板、３…ひずみゲージ、４，４１，６５…ゲージベース（シート状絶縁部材）、５…カバーフィルム（シート状絶縁部材）、６，２８，３５，４０，６１，６６…センサ構造部、７…第１層基板、８…第２層基板、１４ａ，１４ｂ…タブ（導線接続部）、１８，１９，２０…薄膜状導体、２２…スルーホール、２３…半田（導体部材）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、
シート状のゲージベースの表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみゲージと、該ゲージベースとの間に前記複数の抵抗式ひずみゲージを介在させて該ゲージベースの前記一方の面に固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、
該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみゲージが前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記ゲージベースを介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるように、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着され、
前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項２】
移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、
シート状のゲージベースの表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみ受感部と、該ゲージベースとの間に前記複数の抵抗式ひずみ受感部を介在させて該ゲージベースの前記一方の面に固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、
該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみ受感部が前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記ゲージベースを介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるように、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着され、
前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項３】
移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、
単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板の表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみゲージと、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体と、前記フレキシブル基板の一方の面および前記複数のひずみゲージを被覆するように該フレキシブル基板の一方の面に固着されたシート状絶縁部材とを備えるセンサ構造部を有し、
該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみゲージが前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記フレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるように、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着され、
前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項４】
移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、
シート状絶縁部材の表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみ受感部と、該シート状絶縁部材との間に前記複数の抵抗式ひずみ受感部を介在させて該シート状絶縁部材の前記一方の面および前記複数の抵抗式ひずみゲージに固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、
該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみ受感部が前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記フレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるように、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着され、
前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の路面のひずみ測定装置において、前記センサ構造部は、前記フレキシブル基板の表面および裏面のうち、前記ゲージベース側の面と反対側の面に固着されたシート状絶縁部材をさらに備えることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項６】
請求項３または４記載の路面のひずみ測定装置において、前記センサ構造部は、前記フレキシブル基板の表面および裏面のうち、前記シート状部材側の面と反対側の面に固着されたシート状のゲージベースをさらに備えることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項７】
請求項１または３記載の路面のひずみ測定装置において、前記各抵抗式ひずみゲージの導線接続部に導通させる薄膜状導体は、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の一端部に設けられた導線接続部に導通させる第１の薄膜状導体と、該ひずみ受感部の他端部に設けられた導線接続部に導通させる第２の薄膜状導体および第３の薄膜状導体とからなることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項８】
請求項２または４記載の路面のひずみ測定装置において、前記各抵抗式ひずみ受感部に導通させる薄膜状導体は、各抵抗式ひずみ受感部の一端部に設けられた導線接続部に導通させる第１の薄膜状導体と、該抵抗式ひずみ受感部の他端部に設けられた導線接続部に導通させる第２の薄膜状導体および第３の薄膜状導体とからなることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の路面のひずみ測定装置において、前記フレキシブル基板は、第１層基板と第２層基板とを重合してなる２層のフレキシブル基板であって、各抵抗式ひずみゲージに対応する前記第１〜第３の薄膜状導体のうち、第１の薄膜状導体が前記第１層基板の表面および裏面のうちの第２層基板側の面と反対側の面に形成されると共に、第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とが、第２層基板を介して互いに対向するように該第２層基板の表面および裏面にそれぞれ形成されており、
該第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とが、それぞれの一端部を通って前記フレキシブル基板の厚み方向に貫通するように該フレキシブル基板に穿設されたスルーホール内に設けられた導体部材を介して導通されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項１０】
請求項１または３記載の路面のひずみ測定装置において、前記センサ構造部には、前記各抵抗式ひずみゲージおよび前記各薄膜状導体を避けて該センサ構造部の厚み方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項１１】
請求項２または４記載の路面のひずみ測定装置において、前記センサ構造部には、前記各抵抗式ひずみ受感部および前記各薄膜状導体を避けて該センサ構造部の厚み方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項１】
移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、
シート状のゲージベースの表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみゲージと、該ゲージベースとの間に前記複数の抵抗式ひずみゲージを介在させて該ゲージベースの前記一方の面に固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、
該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみゲージが前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記ゲージベースを介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるように、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着され、
前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項２】
移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、
シート状のゲージベースの表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみ受感部と、該ゲージベースとの間に前記複数の抵抗式ひずみ受感部を介在させて該ゲージベースの前記一方の面に固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、
該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみ受感部が前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記ゲージベースを介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるように、該路面と前記フレキシブル基板との間に前記ゲージベースを介在させて該路面に固着され、
前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項３】
移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、
単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板の表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみゲージと、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみゲージの導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体と、前記フレキシブル基板の一方の面および前記複数のひずみゲージを被覆するように該フレキシブル基板の一方の面に固着されたシート状絶縁部材とを備えるセンサ構造部を有し、
該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみゲージが前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記フレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみゲージに伝達されるように、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着され、
前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項４】
移動体の走行用の車輪を接地させる路面のひずみを測定するひずみ測定装置であって、
シート状絶縁部材の表面および裏面のうちの一方の面に固着された複数の抵抗式ひずみ受感部と、該シート状絶縁部材との間に前記複数の抵抗式ひずみ受感部を介在させて該シート状絶縁部材の前記一方の面および前記複数の抵抗式ひずみゲージに固着された単層または複層のフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に設けられ、各抵抗式ひずみ受感部の導線接続部にそれぞれ一端部が導通された複数の薄膜状導体とを備えるセンサ構造部を有し、
該センサ構造部は、前記複数の抵抗式ひずみ受感部が前記路面のうちの前記車輪の接地領域に位置し、且つ、該路面のひずみが前記フレキシブル基板を介して各抵抗式ひずみ受感部に伝達されるように、該路面と前記シート状絶縁部材との間に前記フレキシブル基板を介在させて該路面に固着され、
前記複数の薄膜状導体は、それぞれの他端部が前記車輪の接地領域から該車輪の幅方向で逸脱した領域に位置するように前記フレキシブル基板に設けられていると共に、該他端部が配線を接続可能に露出されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の路面のひずみ測定装置において、前記センサ構造部は、前記フレキシブル基板の表面および裏面のうち、前記ゲージベース側の面と反対側の面に固着されたシート状絶縁部材をさらに備えることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項６】
請求項３または４記載の路面のひずみ測定装置において、前記センサ構造部は、前記フレキシブル基板の表面および裏面のうち、前記シート状部材側の面と反対側の面に固着されたシート状のゲージベースをさらに備えることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項７】
請求項１または３記載の路面のひずみ測定装置において、前記各抵抗式ひずみゲージの導線接続部に導通させる薄膜状導体は、各抵抗式ひずみゲージのひずみ受感部の一端部に設けられた導線接続部に導通させる第１の薄膜状導体と、該ひずみ受感部の他端部に設けられた導線接続部に導通させる第２の薄膜状導体および第３の薄膜状導体とからなることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項８】
請求項２または４記載の路面のひずみ測定装置において、前記各抵抗式ひずみ受感部に導通させる薄膜状導体は、各抵抗式ひずみ受感部の一端部に設けられた導線接続部に導通させる第１の薄膜状導体と、該抵抗式ひずみ受感部の他端部に設けられた導線接続部に導通させる第２の薄膜状導体および第３の薄膜状導体とからなることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の路面のひずみ測定装置において、前記フレキシブル基板は、第１層基板と第２層基板とを重合してなる２層のフレキシブル基板であって、各抵抗式ひずみゲージに対応する前記第１〜第３の薄膜状導体のうち、第１の薄膜状導体が前記第１層基板の表面および裏面のうちの第２層基板側の面と反対側の面に形成されると共に、第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とが、第２層基板を介して互いに対向するように該第２層基板の表面および裏面にそれぞれ形成されており、
該第２の薄膜状導体と第３の薄膜状導体とが、それぞれの一端部を通って前記フレキシブル基板の厚み方向に貫通するように該フレキシブル基板に穿設されたスルーホール内に設けられた導体部材を介して導通されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項１０】
請求項１または３記載の路面のひずみ測定装置において、前記センサ構造部には、前記各抵抗式ひずみゲージおよび前記各薄膜状導体を避けて該センサ構造部の厚み方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【請求項１１】
請求項２または４記載の路面のひずみ測定装置において、前記センサ構造部には、前記各抵抗式ひずみ受感部および前記各薄膜状導体を避けて該センサ構造部の厚み方向に貫通する複数の貫通孔が穿設されていることを特徴とする路面のひずみ測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図７】
【公開番号】特開２００９−７９９７６（Ｐ２００９−７９９７６Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４８７９８（Ｐ２００７−２４８７９８）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年６月１１日 社団法人 地盤工学会発行の「第４２回地盤工学研究発表会 平成１９年度発表講演集（２分冊の１）」に発表
【出願人】（５０１１９８０３９）国土交通省国土技術政策総合研究所長 (23)
【出願人】（３９００１９９９８）東亜道路工業株式会社 (42)
【出願人】（０００１５１５２０）株式会社東京測器研究所 (29)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１９年６月１１日 社団法人 地盤工学会発行の「第４２回地盤工学研究発表会 平成１９年度発表講演集（２分冊の１）」に発表
【出願人】（５０１１９８０３９）国土交通省国土技術政策総合研究所長 (23)
【出願人】（３９００１９９９８）東亜道路工業株式会社 (42)
【出願人】（０００１５１５２０）株式会社東京測器研究所 (29)
【Ｆターム（参考）】
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