重量センサ
【課題】絶縁性および密着性を考慮し重量センサとしての特性を損なうことなく生産性を向上した重量センサの製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】荷重により歪を生じる金属板（ステンレス板）からなる起歪体１２上に絶縁ガラスからなる絶縁層２０を形成する工程と、歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子１４およびこの抵抗素子１４に接続した導体からなる電極１６およびこの電極１６と信号処理回路１８を結線する導体からなる配線パターン１７とを絶縁層２０上に形成する工程とを備え、絶縁層２０および電極１６は、起歪体１２上に低融点ガラスを含有したＡｇペースト３２を塗布するとともにこのＡｇペースト３２を焼成して、Ａｇペースト３２の下層側３４を絶縁層２０に形成し、Ａｇペースト３２の上層側３６を電極１６に形成している。
【解決手段】荷重により歪を生じる金属板（ステンレス板）からなる起歪体１２上に絶縁ガラスからなる絶縁層２０を形成する工程と、歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子１４およびこの抵抗素子１４に接続した導体からなる電極１６およびこの電極１６と信号処理回路１８を結線する導体からなる配線パターン１７とを絶縁層２０上に形成する工程とを備え、絶縁層２０および電極１６は、起歪体１２上に低融点ガラスを含有したＡｇペースト３２を塗布するとともにこのＡｇペースト３２を焼成して、Ａｇペースト３２の下層側３４を絶縁層２０に形成し、Ａｇペースト３２の上層側３６を電極１６に形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シート等の荷重を測定するための重量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の重量センサについて説明する。
【０００３】
図６は従来の重量センサの平面図、図７は図６におけるＡ部の拡大断面図である。
【０００４】
図６、図７において、従来の重量センサは、複数の貫通孔１を有し荷重により歪を生じる金属板からなる起歪体２と、この起歪体２の貫通孔１の間に配置され歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子３と、抵抗素子３の両端部に接続した電極４と、この電極４に結線された信号処理回路とを備えている。抵抗素子３および電極４は起歪体２上に配置した絶縁ガラスからなる絶縁層５上に設けている。
【０００５】
その製造方法は、荷重により歪を生じる金属板からなる起歪体２に、絶縁ガラスからなる絶縁層５を形成する工程と、歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子３および抵抗素子３に接続した電極４とを絶縁層５上に形成する工程とを備えている。また、電極４および絶縁層５は、起歪体２上にガラス粒子を含有した絶縁ペーストを塗布するとともに、この絶縁ペースト上にＡｇ粒子を含有したＡｇペーストを塗布して、これら絶縁ペーストおよびＡｇペーストを同時焼成して形成する。
【０００６】
この重量センサを、例えば、車両用シートと床面部との間に取り付ければ、車両用シートに座る人員の荷重を測定することができる。起歪体２に設けた複数の貫通孔１の内、内側の貫通孔１に車両用シートの一部を挿入して起歪体２と車両用シートとを連結し、外側の貫通孔１に床面部の一部を挿入して起歪体２と床面部とを連結して取り付ける。そうすると、車両用シートに荷重が加わった際、起歪体２が歪んで抵抗素子３の抵抗値が変化するので、これを信号処理回路（図示せず）で処理することによって荷重を測定することができる。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２４０６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記構成において、電極４および絶縁層５は、起歪体２上にガラス粒子を含有した絶縁ペーストを塗布するとともに、この絶縁ペースト上にＡｇ粒子を含有したＡｇペーストを塗布して、これら絶縁ペーストおよびＡｇペーストを同時焼成して形成している。この電極４および絶縁層５は、起歪体２の歪に起因して起歪体２とともに歪むため、起歪体２と絶縁層５との密着性、絶縁層５と電極４との密着性を考慮する必要があるとともに、電極４と起歪体２との絶縁性を考慮する必要がある。そのため、一般的には、これら密着性および絶縁性を考慮して、起歪体２上には絶縁ペーストおよびＡｇペーストの２つのペーストを塗布し同時焼成することにより電極４および絶縁層５を形成している。その反面、２つのペーストを塗布するために生産性に劣るという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するもので、絶縁性および密着性を考慮し重量センサとしての特性を損なうことなく生産性の向上した重量センサの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、荷重により歪を生じる金属板からなる起歪体に、絶縁ガラスからなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子と、前記抵抗素子に接続した導体とを形成する工程とを備え、前記絶縁層および前記導体は、前記起歪体上に低融点ガラスを含有したＡｇペーストを塗布するとともに前記Ａｇペーストを焼成して、前記Ａｇペーストの下層側を前記絶縁層に形成し、前記Ａｇペーストの上層側を前記導体に形成する構成である。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、起歪体には１つのペーストを塗布し焼成するだけで起歪体上に絶縁層および電極を形成できるので生産性の向上を図れる。特に、低融点ガラスを含有したＡｇペーストを焼成するので、焼成時の温度上昇に伴ってＡｇペースト中では、低融点ガラスの粘度が低下するとともにＡｇが焼結してＡｇ焼成膜が形成される。そして、Ａｇ焼成膜の空隙部分（境界部分）に沿って、粘度の低下した低融点ガラスが下方の起歪体２に向かって流動していくので、Ａｇペーストの下層側には低融点ガラスが集中して低融点ガラスからなる絶縁層を形成できる。一方、Ａｇペーストの上層側には焼結されたＡｇが集中するので、導体を形成できる。したがって、起歪体上には絶縁層および電極を形成でき、絶縁性および密着性を損なうことがなく生産性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態における重量センサの平面図、図２は図１におけるＡ部の拡大断面図、図３は図１におけるＡ部の拡大斜視図、図４は同重量センサに用いる信号処理回路図である。
【００１４】
図１〜図４において、本発明の一実施の形態における重量センサは、複数の貫通孔１０を有し荷重により歪を生じる金属板（ステンレス板）からなる起歪体１２と、この起歪体１２の貫通孔１０の間に配置され歪量に応じて抵抗値が変化する４つの抵抗素子１４と、抵抗素子１４の両端部に接続した電極１６と、配線パターン１７を介して電極１６と結線された信号処理回路１８とを備えている。抵抗素子１４および電極１６は起歪体１２上に配置した絶縁ガラスからなる絶縁層２０上に同時焼成して形成されている。
【００１５】
また、その製造方法においては、荷重により歪を生じる金属板（ステンレス板）からなる起歪体１２上に絶縁ガラスからなる絶縁層２０を形成する工程と、歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子１４およびこの抵抗素子１４に接続した導体からなる電極１６およびこの電極１６と信号処理回路１８を結線する導体からなる配線パターン１７とを絶縁層２０上に形成する工程とを備えている。図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、絶縁層２０および電極１６は、起歪体１２上に低融点ガラスを含有したＡｇペースト３２を塗布するとともにこのＡｇペースト３２を焼成して、Ａｇペースト３２の下層側３４を絶縁層２０として形成し、Ａｇペースト３２の上層側３６を電極１６として形成している。電極１６と同様に上述の方法で配線パターン１７を形成している。上記のペーストとは金属粉末やガラス粉末や無機酸化物等を有機溶媒中に混練、分散させて液状にしたものであり、Ａｇペースト３２は、金属粉末の一つであるＡｇ粉末３８を含有し、さらに低融点ガラスを含有したものである。図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、焼成時の温度上昇に伴ってＡｇペースト３２からは有機分（Ｈ2Ｏ、ＣＯ2）が燃焼して矢印のごとく蒸発し、Ａｇペースト３２中では、低融点ガラスの粘度が低下するとともにＡｇ粉末３８が焼結してＡｇ焼成膜が形成される。そして、図５（ｃ）に示すように、Ａｇ焼成膜の空隙部分（境界部分）に沿って矢印のごとく、粘度の低下した低融点ガラスが下方の起歪体１２に向かって流動していくので、図５（ｄ）に示すように、Ａｇペースト３２の下層側３４には低融点ガラスが集中して低融点ガラスからなる絶縁層２０が形成される。一方、Ａｇペースト３２の上層側３６には焼結されたＡｇ粉末３８が集中するので、導体である電極１６や配線パターン１７が形成される。さらに、低融点ガラスには、無機酸化物として、酸化ビスマスを含有させ低融点化を図っている。
【００１６】
この重量センサを、例えば、車両用シートと床面部との間に取り付ければ、車両用シートに座る人員の荷重を測定することができる。起歪体１２に設けた複数の貫通孔１０の内、内側の貫通孔１０に車両用シートの一部を挿入して起歪体１２と車両用シートとを連結し、外側の貫通孔１０に床面部の一部を挿入して起歪体１２と床面部とを連結して取り付ける。そうすると、車両用シートに荷重が加わった際、起歪体１２が歪んで抵抗素子１４の抵抗値が変化するので、これを信号処理回路１８で処理することによって荷重を測定することができる。信号処理回路１８としては、例えば、図４に示すように、４つの抵抗素子１４をホーイストンブリッジ回路２８で形成し、この出力信号を処理すればよい。
【００１７】
上記構成により、起歪体１２には１つのペーストを塗布し焼成するだけで起歪体１２上に絶縁層２０および電極１６を形成できるので生産性の向上を図れる。特に、低融点ガラスを含有したＡｇペースト３２を焼成するので、焼成時の温度上昇に伴ってＡｇペースト３２中では、低融点ガラスの粘度が低下するとともにＡｇ粉末３８が焼結してＡｇ焼成膜が形成される。そして、Ａｇ焼成膜の空隙部分（境界部分）に沿って、粘度の低下した低融点ガラスが下方の起歪体１２に向かって流動していくので、Ａｇペースト３２の下層膜３４には低融点ガラスが集中して低融点ガラスからなる絶縁層２０を形成できる。一方。Ａｇペースト３２の上層側３６には焼結されたＡｇ粉末３８が集中するので、導体である電極１６や配線パターン１７を形成できる。したがって、起歪体１２上には絶縁層２０および導体である電極１６や配線パターン１７を形成でき、絶縁性および密着性を損なうことがなく生産性を向上できる。さらに、低融点ガラスには、無機酸化物として酸化ビスマスを含有させて低融点化を図っている。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上のように本発明にかかる重量センサは、絶縁性および密着性を考慮し重量センサとしての特性を損なうことなく生産性を向上でき各種の機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における重量センサの平面図
【図２】図１におけるＡ部の拡大断面図
【図３】図１におけるＡ部の拡大斜視図
【図４】同重量センサに用いる信号処理回路図
【図５】同重量センサの絶縁層および電極の形成状態を示す工程図
【図６】従来の重量センサの平面図
【図７】図６におけるＡ部の拡大断面図
【符号の説明】
【００２０】
１０ 貫通孔
１２ 起歪体
１４ 抵抗素子
１６ 電極
１８ 信号処理回路
２０ 絶縁層
２８ ホーイストンブリッジ回路
３２ Ａｇペースト
３４ 下層側
３６ 上層側
３８ Ａｇ粉末
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用シート等の荷重を測定するための重量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の重量センサについて説明する。
【０００３】
図６は従来の重量センサの平面図、図７は図６におけるＡ部の拡大断面図である。
【０００４】
図６、図７において、従来の重量センサは、複数の貫通孔１を有し荷重により歪を生じる金属板からなる起歪体２と、この起歪体２の貫通孔１の間に配置され歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子３と、抵抗素子３の両端部に接続した電極４と、この電極４に結線された信号処理回路とを備えている。抵抗素子３および電極４は起歪体２上に配置した絶縁ガラスからなる絶縁層５上に設けている。
【０００５】
その製造方法は、荷重により歪を生じる金属板からなる起歪体２に、絶縁ガラスからなる絶縁層５を形成する工程と、歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子３および抵抗素子３に接続した電極４とを絶縁層５上に形成する工程とを備えている。また、電極４および絶縁層５は、起歪体２上にガラス粒子を含有した絶縁ペーストを塗布するとともに、この絶縁ペースト上にＡｇ粒子を含有したＡｇペーストを塗布して、これら絶縁ペーストおよびＡｇペーストを同時焼成して形成する。
【０００６】
この重量センサを、例えば、車両用シートと床面部との間に取り付ければ、車両用シートに座る人員の荷重を測定することができる。起歪体２に設けた複数の貫通孔１の内、内側の貫通孔１に車両用シートの一部を挿入して起歪体２と車両用シートとを連結し、外側の貫通孔１に床面部の一部を挿入して起歪体２と床面部とを連結して取り付ける。そうすると、車両用シートに荷重が加わった際、起歪体２が歪んで抵抗素子３の抵抗値が変化するので、これを信号処理回路（図示せず）で処理することによって荷重を測定することができる。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２４０６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記構成において、電極４および絶縁層５は、起歪体２上にガラス粒子を含有した絶縁ペーストを塗布するとともに、この絶縁ペースト上にＡｇ粒子を含有したＡｇペーストを塗布して、これら絶縁ペーストおよびＡｇペーストを同時焼成して形成している。この電極４および絶縁層５は、起歪体２の歪に起因して起歪体２とともに歪むため、起歪体２と絶縁層５との密着性、絶縁層５と電極４との密着性を考慮する必要があるとともに、電極４と起歪体２との絶縁性を考慮する必要がある。そのため、一般的には、これら密着性および絶縁性を考慮して、起歪体２上には絶縁ペーストおよびＡｇペーストの２つのペーストを塗布し同時焼成することにより電極４および絶縁層５を形成している。その反面、２つのペーストを塗布するために生産性に劣るという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するもので、絶縁性および密着性を考慮し重量センサとしての特性を損なうことなく生産性の向上した重量センサの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、荷重により歪を生じる金属板からなる起歪体に、絶縁ガラスからなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子と、前記抵抗素子に接続した導体とを形成する工程とを備え、前記絶縁層および前記導体は、前記起歪体上に低融点ガラスを含有したＡｇペーストを塗布するとともに前記Ａｇペーストを焼成して、前記Ａｇペーストの下層側を前記絶縁層に形成し、前記Ａｇペーストの上層側を前記導体に形成する構成である。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により、起歪体には１つのペーストを塗布し焼成するだけで起歪体上に絶縁層および電極を形成できるので生産性の向上を図れる。特に、低融点ガラスを含有したＡｇペーストを焼成するので、焼成時の温度上昇に伴ってＡｇペースト中では、低融点ガラスの粘度が低下するとともにＡｇが焼結してＡｇ焼成膜が形成される。そして、Ａｇ焼成膜の空隙部分（境界部分）に沿って、粘度の低下した低融点ガラスが下方の起歪体２に向かって流動していくので、Ａｇペーストの下層側には低融点ガラスが集中して低融点ガラスからなる絶縁層を形成できる。一方、Ａｇペーストの上層側には焼結されたＡｇが集中するので、導体を形成できる。したがって、起歪体上には絶縁層および電極を形成でき、絶縁性および密着性を損なうことがなく生産性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態における重量センサの平面図、図２は図１におけるＡ部の拡大断面図、図３は図１におけるＡ部の拡大斜視図、図４は同重量センサに用いる信号処理回路図である。
【００１４】
図１〜図４において、本発明の一実施の形態における重量センサは、複数の貫通孔１０を有し荷重により歪を生じる金属板（ステンレス板）からなる起歪体１２と、この起歪体１２の貫通孔１０の間に配置され歪量に応じて抵抗値が変化する４つの抵抗素子１４と、抵抗素子１４の両端部に接続した電極１６と、配線パターン１７を介して電極１６と結線された信号処理回路１８とを備えている。抵抗素子１４および電極１６は起歪体１２上に配置した絶縁ガラスからなる絶縁層２０上に同時焼成して形成されている。
【００１５】
また、その製造方法においては、荷重により歪を生じる金属板（ステンレス板）からなる起歪体１２上に絶縁ガラスからなる絶縁層２０を形成する工程と、歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子１４およびこの抵抗素子１４に接続した導体からなる電極１６およびこの電極１６と信号処理回路１８を結線する導体からなる配線パターン１７とを絶縁層２０上に形成する工程とを備えている。図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、絶縁層２０および電極１６は、起歪体１２上に低融点ガラスを含有したＡｇペースト３２を塗布するとともにこのＡｇペースト３２を焼成して、Ａｇペースト３２の下層側３４を絶縁層２０として形成し、Ａｇペースト３２の上層側３６を電極１６として形成している。電極１６と同様に上述の方法で配線パターン１７を形成している。上記のペーストとは金属粉末やガラス粉末や無機酸化物等を有機溶媒中に混練、分散させて液状にしたものであり、Ａｇペースト３２は、金属粉末の一つであるＡｇ粉末３８を含有し、さらに低融点ガラスを含有したものである。図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、焼成時の温度上昇に伴ってＡｇペースト３２からは有機分（Ｈ2Ｏ、ＣＯ2）が燃焼して矢印のごとく蒸発し、Ａｇペースト３２中では、低融点ガラスの粘度が低下するとともにＡｇ粉末３８が焼結してＡｇ焼成膜が形成される。そして、図５（ｃ）に示すように、Ａｇ焼成膜の空隙部分（境界部分）に沿って矢印のごとく、粘度の低下した低融点ガラスが下方の起歪体１２に向かって流動していくので、図５（ｄ）に示すように、Ａｇペースト３２の下層側３４には低融点ガラスが集中して低融点ガラスからなる絶縁層２０が形成される。一方、Ａｇペースト３２の上層側３６には焼結されたＡｇ粉末３８が集中するので、導体である電極１６や配線パターン１７が形成される。さらに、低融点ガラスには、無機酸化物として、酸化ビスマスを含有させ低融点化を図っている。
【００１６】
この重量センサを、例えば、車両用シートと床面部との間に取り付ければ、車両用シートに座る人員の荷重を測定することができる。起歪体１２に設けた複数の貫通孔１０の内、内側の貫通孔１０に車両用シートの一部を挿入して起歪体１２と車両用シートとを連結し、外側の貫通孔１０に床面部の一部を挿入して起歪体１２と床面部とを連結して取り付ける。そうすると、車両用シートに荷重が加わった際、起歪体１２が歪んで抵抗素子１４の抵抗値が変化するので、これを信号処理回路１８で処理することによって荷重を測定することができる。信号処理回路１８としては、例えば、図４に示すように、４つの抵抗素子１４をホーイストンブリッジ回路２８で形成し、この出力信号を処理すればよい。
【００１７】
上記構成により、起歪体１２には１つのペーストを塗布し焼成するだけで起歪体１２上に絶縁層２０および電極１６を形成できるので生産性の向上を図れる。特に、低融点ガラスを含有したＡｇペースト３２を焼成するので、焼成時の温度上昇に伴ってＡｇペースト３２中では、低融点ガラスの粘度が低下するとともにＡｇ粉末３８が焼結してＡｇ焼成膜が形成される。そして、Ａｇ焼成膜の空隙部分（境界部分）に沿って、粘度の低下した低融点ガラスが下方の起歪体１２に向かって流動していくので、Ａｇペースト３２の下層膜３４には低融点ガラスが集中して低融点ガラスからなる絶縁層２０を形成できる。一方。Ａｇペースト３２の上層側３６には焼結されたＡｇ粉末３８が集中するので、導体である電極１６や配線パターン１７を形成できる。したがって、起歪体１２上には絶縁層２０および導体である電極１６や配線パターン１７を形成でき、絶縁性および密着性を損なうことがなく生産性を向上できる。さらに、低融点ガラスには、無機酸化物として酸化ビスマスを含有させて低融点化を図っている。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
以上のように本発明にかかる重量センサは、絶縁性および密着性を考慮し重量センサとしての特性を損なうことなく生産性を向上でき各種の機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における重量センサの平面図
【図２】図１におけるＡ部の拡大断面図
【図３】図１におけるＡ部の拡大斜視図
【図４】同重量センサに用いる信号処理回路図
【図５】同重量センサの絶縁層および電極の形成状態を示す工程図
【図６】従来の重量センサの平面図
【図７】図６におけるＡ部の拡大断面図
【符号の説明】
【００２０】
１０ 貫通孔
１２ 起歪体
１４ 抵抗素子
１６ 電極
１８ 信号処理回路
２０ 絶縁層
２８ ホーイストンブリッジ回路
３２ Ａｇペースト
３４ 下層側
３６ 上層側
３８ Ａｇ粉末
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重により歪を生じる金属板からなる起歪体に、絶縁ガラスからなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子と、前記抵抗素子に接続した導体とを形成する工程とを備え、前記絶縁層および前記導体は、前記起歪体上に低融点ガラスを含有したＡｇペーストを塗布するとともに前記Ａｇペーストを焼成して、前記Ａｇペーストの下層側を前記絶縁層として形成し、前記Ａｇペーストの上層側を前記導体として形成する重量センサの製造方法。
【請求項２】
前記低融点ガラスは酸化ビスマスを含有する請求項１記載の重量センサの製造方法。
【請求項１】
荷重により歪を生じる金属板からなる起歪体に、絶縁ガラスからなる絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に歪量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子と、前記抵抗素子に接続した導体とを形成する工程とを備え、前記絶縁層および前記導体は、前記起歪体上に低融点ガラスを含有したＡｇペーストを塗布するとともに前記Ａｇペーストを焼成して、前記Ａｇペーストの下層側を前記絶縁層として形成し、前記Ａｇペーストの上層側を前記導体として形成する重量センサの製造方法。
【請求項２】
前記低融点ガラスは酸化ビスマスを含有する請求項１記載の重量センサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２１８６０２（Ｐ２００７−２１８６０２Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３６２９２（Ｐ２００６−３６２９２）
【出願日】平成１８年２月１４日（２００６．２．１４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１４日（２００６．２．１４）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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