JP3179565B2 - ロードセル - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子秤、圧縮試験機、
引っ張り試験機などに使用されるロードセルに関し、特
に長時間使用による精度の低下を防止できるとともに測
定精度を高められるようにしたロードセルに関するもの
である。
引っ張り試験機などに使用されるロードセルに関し、特
に長時間使用による精度の低下を防止できるとともに測
定精度を高められるようにしたロードセルに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のいわゆるストレンゲージ式ロード
セルは、肉薄部を有し、ジュラルミン等のアルミニウム
合金からなる起歪部材と、前記肉薄部に接着剤によって
貼り合わせらさたストレーンゲージとを備える。この従
来のロードセルは、起歪部材の一端をベース部材に固定
し、他端に荷重を加えて肉薄部に撓みを発生させ、この
肉薄部の撓みをストレンゲージの抵抗値の変化として検
出することにより、その荷重を計測するようにしてい
る。
セルは、肉薄部を有し、ジュラルミン等のアルミニウム
合金からなる起歪部材と、前記肉薄部に接着剤によって
貼り合わせらさたストレーンゲージとを備える。この従
来のロードセルは、起歪部材の一端をベース部材に固定
し、他端に荷重を加えて肉薄部に撓みを発生させ、この
肉薄部の撓みをストレンゲージの抵抗値の変化として検
出することにより、その荷重を計測するようにしてい
る。
【０００３】しかしながら、この従来のロードセルは、
起歪部材が塑性変形しやすく、起歪部材の塑性変形によ
る誤差が集積されるクリープ特性が劣っており、長時間
使用によって測定精度が低下するという問題がある。そ
こで、例えば特開昭63−273029号公報に開示するよう
に、セラミックスからなる肉薄部を有する起歪部材と、
前記肉薄部の表面に形成されるストレンゲージとを備え
るロードセルが知られている。
起歪部材が塑性変形しやすく、起歪部材の塑性変形によ
る誤差が集積されるクリープ特性が劣っており、長時間
使用によって測定精度が低下するという問題がある。そ
こで、例えば特開昭63−273029号公報に開示するよう
に、セラミックスからなる肉薄部を有する起歪部材と、
前記肉薄部の表面に形成されるストレンゲージとを備え
るロードセルが知られている。
【０００４】上記肉薄部を形成するセラミックスとして
は、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素などが用いら
れ、ストレンゲージとしては、櫛形状の金属抵抗体を前
記肉薄部に接着剤を用いて貼り付けるか、または薄膜手
段を用いて金属抵抗体を直接肉薄部に蒸着している。
は、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素などが用いら
れ、ストレンゲージとしては、櫛形状の金属抵抗体を前
記肉薄部に接着剤を用いて貼り付けるか、または薄膜手
段を用いて金属抵抗体を直接肉薄部に蒸着している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このセラミ
ックスを使ったロードセルにおいても、経時的に誤差が
集積されるクリープ現象が発生することが発見され、そ
の原因を求めたところ、セラミックスに特有のマイクロ
クラックが経時的に成長することにあることが分かっ
た。
ックスを使ったロードセルにおいても、経時的に誤差が
集積されるクリープ現象が発生することが発見され、そ
の原因を求めたところ、セラミックスに特有のマイクロ
クラックが経時的に成長することにあることが分かっ
た。
【０００６】また、ストレンゲージとして、セラミック
ス上に直接金属抵抗体を付けているため、金属抵抗体が
剥離しやすいという問題もある。本発明は、上記の事情
に鑑み、長時間使用による精度の低下を防止できるとと
もに測定精度を高められるようにしたロードセルを提供
することを目的とするものである。
ス上に直接金属抵抗体を付けているため、金属抵抗体が
剥離しやすいという問題もある。本発明は、上記の事情
に鑑み、長時間使用による精度の低下を防止できるとと
もに測定精度を高められるようにしたロードセルを提供
することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るロードセル
は、起歪部材とストレンゲージとの密着性を高めて起歪
部材からストレンゲージへの歪み伝達誤差による計測誤
差を少なくするため、セラミックスからなる肉薄部を有
する起歪部材と、前記肉薄部の表面に形成されるストレ
ンゲージとを備えるロードセルにおいて、前記肉薄部の
表面とストレンゲージとの間にガラスグレーズ層および
金属酸化膜を介在させることを特徴とする。
は、起歪部材とストレンゲージとの密着性を高めて起歪
部材からストレンゲージへの歪み伝達誤差による計測誤
差を少なくするため、セラミックスからなる肉薄部を有
する起歪部材と、前記肉薄部の表面に形成されるストレ
ンゲージとを備えるロードセルにおいて、前記肉薄部の
表面とストレンゲージとの間にガラスグレーズ層および
金属酸化膜を介在させることを特徴とする。
【０００８】また、起歪部材のクリープ特性を高めてロ
ードセルの経時的な計測誤差を少なくするため、セラミ
ックスからなる肉薄部を有する起歪部材を備えるロード
セルにおいて、前記セラミックスを焼成後再度熱処理す
ることを特徴とする。さらに、本発明に係るロードセル
は、セラミックスからなる肉薄部を有する起歪部材と、
前記肉薄部の表面に形成されるストレンゲージとを備え
るロードセルにおいて、前記セラミックスが単結晶サフ
ァイヤからなるとともに、肉薄部の表面とストレンゲー
ジとの間に金属酸化膜を介在させることを特徴とする。
ードセルの経時的な計測誤差を少なくするため、セラミ
ックスからなる肉薄部を有する起歪部材を備えるロード
セルにおいて、前記セラミックスを焼成後再度熱処理す
ることを特徴とする。さらに、本発明に係るロードセル
は、セラミックスからなる肉薄部を有する起歪部材と、
前記肉薄部の表面に形成されるストレンゲージとを備え
るロードセルにおいて、前記セラミックスが単結晶サフ
ァイヤからなるとともに、肉薄部の表面とストレンゲー
ジとの間に金属酸化膜を介在させることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明に係るロードセルにおいては、起歪部材
の肉薄部の表面にガラスグレーズ層および金属酸化膜を
形成することにより、肉薄部の表面のマイクロクラック
がガラスグレーズ層によって埋められ、成長し難くなる
とともに、上記ストレンゲージがこの金属酸化膜の表面
に形成される金属薄膜で構成されるので、肉薄部とスト
レンゲージとの密着強度が高く、肉薄部の歪みが確実に
ストレンゲージに伝達される。
の肉薄部の表面にガラスグレーズ層および金属酸化膜を
形成することにより、肉薄部の表面のマイクロクラック
がガラスグレーズ層によって埋められ、成長し難くなる
とともに、上記ストレンゲージがこの金属酸化膜の表面
に形成される金属薄膜で構成されるので、肉薄部とスト
レンゲージとの密着強度が高く、肉薄部の歪みが確実に
ストレンゲージに伝達される。
【００１０】また、前記セラミックスを焼成温度と同程
度の温度で熱処理することにより、セラミックスの表面
のマイクロクラックの先端が鈍化され、クリープが小さ
くなる。さらに、本発明に係るロードセルにおいては、
肉薄部がヤング率が高く、また、振動減衰特性が優れた
単結晶サファイヤで構成されるので、荷重に対するヒス
テリシスが低く、塑性変形を起こし難く、また、荷重を
加えた特に生じる振動が速く減衰し、測定を速めること
ができる。またさらに、単結晶であるため、表面にマイ
クロクラックが少なく、ストレンゲージの密着強度が高
くなる。
度の温度で熱処理することにより、セラミックスの表面
のマイクロクラックの先端が鈍化され、クリープが小さ
くなる。さらに、本発明に係るロードセルにおいては、
肉薄部がヤング率が高く、また、振動減衰特性が優れた
単結晶サファイヤで構成されるので、荷重に対するヒス
テリシスが低く、塑性変形を起こし難く、また、荷重を
加えた特に生じる振動が速く減衰し、測定を速めること
ができる。またさらに、単結晶であるため、表面にマイ
クロクラックが少なく、ストレンゲージの密着強度が高
くなる。
【００１１】
【実施例】（実施例１） 本発明の実施例を図面に基づいて説明すれば、以下の通
りである。純度９９．５重量％、粒径１μｍ程度の高純
度アルミナ原料に適量のバインダーを添加し、所定の形
状に形成した後、１５００℃〜１８００℃で焼成するこ
とにより起歪部材を得た。
りである。純度９９．５重量％、粒径１μｍ程度の高純
度アルミナ原料に適量のバインダーを添加し、所定の形
状に形成した後、１５００℃〜１８００℃で焼成するこ
とにより起歪部材を得た。
【００１２】図２に示すように、起歪部材１の形状は、
高さ25mm、幅15mm、長さ95mm程度の直方形に形成され、
その長さ方向の中間部にひょうたん形の孔２を幅方向に
貫通させることにより、上下に４つの肉薄部３を形成し
ている。この起歪部材１を1600℃で熱処理し、クリープ
特性の評価を行った。また、比較のため、熱処理をしな
い起歪部材１（比較例１）についてもクリープ特性の評
価を行った。
高さ25mm、幅15mm、長さ95mm程度の直方形に形成され、
その長さ方向の中間部にひょうたん形の孔２を幅方向に
貫通させることにより、上下に４つの肉薄部３を形成し
ている。この起歪部材１を1600℃で熱処理し、クリープ
特性の評価を行った。また、比較のため、熱処理をしな
い起歪部材１（比較例１）についてもクリープ特性の評
価を行った。
【００１３】クリープ特性の評価は、無負荷状態より３
kgf の荷重を負荷し、負荷後30分間の荷重負荷方向のた
わみ量をレーザー干渉偏位測定機によって測定し、荷重
を除去した後再度同様の測定を行うことによったもの
で、その結果は表１に示す通りである。
kgf の荷重を負荷し、負荷後30分間の荷重負荷方向のた
わみ量をレーザー干渉偏位測定機によって測定し、荷重
を除去した後再度同様の測定を行うことによったもの
で、その結果は表１に示す通りである。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１から、焼成温度と同程度の温度で熱処
理を行うことによりマイクロクラックが鈍化され、クリ
ープ特性が高められることが分かる。なお、このように
クリープ特性を高めるためには、熱処理時の温度をセラ
ミックスの焼成温度-200℃〜焼成温度の範囲内とすれば
よい。 （実施例２）同様にして純度99.9重量％、粒径１μｍ程
度の高純度アルミナ原料に適量のパインダーを添加し、
所定の形状に成形した後、1500℃〜1800℃で焼成するこ
とにより図２に示す形状および大きさを有する起歪部材
１を得た。
理を行うことによりマイクロクラックが鈍化され、クリ
ープ特性が高められることが分かる。なお、このように
クリープ特性を高めるためには、熱処理時の温度をセラ
ミックスの焼成温度-200℃〜焼成温度の範囲内とすれば
よい。 （実施例２）同様にして純度99.9重量％、粒径１μｍ程
度の高純度アルミナ原料に適量のパインダーを添加し、
所定の形状に成形した後、1500℃〜1800℃で焼成するこ
とにより図２に示す形状および大きさを有する起歪部材
１を得た。
【００１６】この起歪部材１を1600℃で熱処理し、クリ
ープ特性の評価を行った。また、比較のため、熱処理を
しない起歪部材１（比較例２）についてもクリープ特性
の評価を行った。これらの結果は表１に示す通りであ
る。表１から、焼成温度と同程度の温度で熱処理を行う
ことによりマイクロクラックが鈍化され、クリープ特性
が高められることが分かる。 （実施例３〜５）次に、図１に示すように、上記熱処理
をした起歪部材１の肉薄部３の表面にガラスグレーズ層
４を形成する。これにより、起歪部材１の中心線平均粗
さ(Ra)が0.2μｍ〜 0.4μｍ程度から0.01μｍ以下にな
るので、起歪部材１のクリープ特性およびストレンゲー
ジ６の密着性が高められる。
ープ特性の評価を行った。また、比較のため、熱処理を
しない起歪部材１（比較例２）についてもクリープ特性
の評価を行った。これらの結果は表１に示す通りであ
る。表１から、焼成温度と同程度の温度で熱処理を行う
ことによりマイクロクラックが鈍化され、クリープ特性
が高められることが分かる。 （実施例３〜５）次に、図１に示すように、上記熱処理
をした起歪部材１の肉薄部３の表面にガラスグレーズ層
４を形成する。これにより、起歪部材１の中心線平均粗
さ(Ra)が0.2μｍ〜 0.4μｍ程度から0.01μｍ以下にな
るので、起歪部材１のクリープ特性およびストレンゲー
ジ６の密着性が高められる。
【００１７】上記ガラスグレーズ層４の上に薄膜状の酸
化物層５を成膜し、さらにその上に抵抗体金属の薄膜か
らなるストレンゲージ６を成膜する。なお、この酸化物
層５はガラスグレーズ層４中に含まれる金属元素の酸化
物、またはストレンゲージ６をなす抵抗体金属の酸化物
からなるものである。薄膜の形成方法は、一般に薄膜形
成方法として知られているスパッタリング、真空蒸着、
イオンプレーティング等の方法を採用することか可能で
あり、ここでは、減圧されたアルゴン(Ar)雰囲気中でス
パッタリングによって抵抗体金属の酸化物および抵抗体
金属の薄膜を形成した。
化物層５を成膜し、さらにその上に抵抗体金属の薄膜か
らなるストレンゲージ６を成膜する。なお、この酸化物
層５はガラスグレーズ層４中に含まれる金属元素の酸化
物、またはストレンゲージ６をなす抵抗体金属の酸化物
からなるものである。薄膜の形成方法は、一般に薄膜形
成方法として知られているスパッタリング、真空蒸着、
イオンプレーティング等の方法を採用することか可能で
あり、ここでは、減圧されたアルゴン(Ar)雰囲気中でス
パッタリングによって抵抗体金属の酸化物および抵抗体
金属の薄膜を形成した。
【００１８】すなわち、ガラスグレーズ層４の上にスパ
ッタリング法により膜厚0.01μｍの酸化ケイ素(SiO2)膜
からなる酸化物層５を形成し、その上にスパッタリング
法により厚さ0.05μｍをＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜からなる
ストレンゲージ６を成膜したもの（実施例３）を作っ
た。また、ガラスグレーズ層４の上にＮｉ−Ｃｒ合金ス
パッタリングにより薄膜を形成する時に不活性Ａｒガス
雰囲気中に酸素吸入させることにより厚さ 0.005μｍの
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化物層５を形成し、雰囲気
を不活性Ａｒガス雰囲気にしてスパッタリングを続行さ
せることによりＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化物層５の
上に厚さ0.05μｍのＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜からなるスト
レンゲージ６を形成したもの（実施例４）を作り、同様
にして厚さ 0.015μｍのＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化
物層５を形成し、その上に厚さ 0.035μｍのＮｉ−Ｃｒ
金属抵抗膜からなるストレンゲージ６を形成したもの
（実施例５）を作った。
ッタリング法により膜厚0.01μｍの酸化ケイ素(SiO2)膜
からなる酸化物層５を形成し、その上にスパッタリング
法により厚さ0.05μｍをＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜からなる
ストレンゲージ６を成膜したもの（実施例３）を作っ
た。また、ガラスグレーズ層４の上にＮｉ−Ｃｒ合金ス
パッタリングにより薄膜を形成する時に不活性Ａｒガス
雰囲気中に酸素吸入させることにより厚さ 0.005μｍの
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化物層５を形成し、雰囲気
を不活性Ａｒガス雰囲気にしてスパッタリングを続行さ
せることによりＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化物層５の
上に厚さ0.05μｍのＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜からなるスト
レンゲージ６を形成したもの（実施例４）を作り、同様
にして厚さ 0.015μｍのＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化
物層５を形成し、その上に厚さ 0.035μｍのＮｉ−Ｃｒ
金属抵抗膜からなるストレンゲージ６を形成したもの
（実施例５）を作った。
【００１９】さらに、比較のため、起歪部材１の表面に
直接にスパッタリング法によりＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜を
0.05μｍに成膜したもの（比較例３）を作った。これら
の比較例３、実施例３、実施例４、実施例５についてス
クラッチテスト（Scratch test）を行った結果を図３に
示す。なお、スクラッチテストとは、25μｍＲのダイヤ
モンド圧子にて、金属抵抗巻くをひっかくように可変荷
重100 〜600g/0〜25mmを負荷し、その摩擦抵抗を測定し
たものである。図３のグラフにおいて横軸が荷重、縦軸
が摩擦抵抗を表しており、摩擦抵抗が大きいほど密着強
度が高いことを意味する。
直接にスパッタリング法によりＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜を
0.05μｍに成膜したもの（比較例３）を作った。これら
の比較例３、実施例３、実施例４、実施例５についてス
クラッチテスト（Scratch test）を行った結果を図３に
示す。なお、スクラッチテストとは、25μｍＲのダイヤ
モンド圧子にて、金属抵抗巻くをひっかくように可変荷
重100 〜600g/0〜25mmを負荷し、その摩擦抵抗を測定し
たものである。図３のグラフにおいて横軸が荷重、縦軸
が摩擦抵抗を表しており、摩擦抵抗が大きいほど密着強
度が高いことを意味する。
【００２０】図３から、起歪部材１に直接Ｎｉ−Ｃｒ金
属抵抗膜を形成した比較例１の場合には摩擦抵抗が小さ
く、密着強度が低いが、SiO2膜、あるいはＮｉ−Ｃｒ−
Ｏ膜等の酸化膜５を介在させた実施例３、実施例４、実
施例５は比較例３に比べて密着強度が高められているこ
とが分かる。すなわち、起歪部材１とストレンゲージ６
との間に酸化物層５を介在させることによりストレンゲ
ージの密着強度が高められることが分かる。また、起歪
部材１とストレンゲージ６との間にＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜か
らなる酸化物層５を介在させる場合には、Ｎｉ−Ｃｒ−
Ｏ膜が分厚い方（実施例５の方）が密着強度が高められ
ている。
属抵抗膜を形成した比較例１の場合には摩擦抵抗が小さ
く、密着強度が低いが、SiO2膜、あるいはＮｉ−Ｃｒ−
Ｏ膜等の酸化膜５を介在させた実施例３、実施例４、実
施例５は比較例３に比べて密着強度が高められているこ
とが分かる。すなわち、起歪部材１とストレンゲージ６
との間に酸化物層５を介在させることによりストレンゲ
ージの密着強度が高められることが分かる。また、起歪
部材１とストレンゲージ６との間にＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜か
らなる酸化物層５を介在させる場合には、Ｎｉ−Ｃｒ−
Ｏ膜が分厚い方（実施例５の方）が密着強度が高められ
ている。
【００２１】上記の実施例３〜５にかかるロードセルの
実機評価を行った結果、起歪部材の塑性変形が起こら
ず、また、起歪部材とストレンゲージとの密着性が高め
られているので、起歪部材の歪みが確実にストレンゲー
ジに伝達され、より精密な測定が可能になった。 （実施例６〜８）本発明の他の実施例においては、純度
100重量％のアルミナ原料を用い、ダイ上面規正毛管液
供給法（ＥＦＧ）法により形成した単結晶サファイヤを
育成した後、図１に示す所定の形状に成形して得た起歪
部材１が用いられる。
実機評価を行った結果、起歪部材の塑性変形が起こら
ず、また、起歪部材とストレンゲージとの密着性が高め
られているので、起歪部材の歪みが確実にストレンゲー
ジに伝達され、より精密な測定が可能になった。 （実施例６〜８）本発明の他の実施例においては、純度
100重量％のアルミナ原料を用い、ダイ上面規正毛管液
供給法（ＥＦＧ）法により形成した単結晶サファイヤを
育成した後、図１に示す所定の形状に成形して得た起歪
部材１が用いられる。
【００２２】なお、ＥＦＧ法とは、加熱コイルにより覆
われたルツボ内にアルミナ融液を入れ、サファイヤリボ
ン結晶を引き上げる方法である。この起歪部材１と、従
来のジュラルミンからなる起歪部材とについてヤング率
および振動減衰特性の測定を行った。その結果を表２に
示す。ヤング率が高い単結晶サファイヤで作られた起歪
部材１は、ヒステリシスは低く、直線性の高い計測が行
える。また、塑性変形し難く、復元性が高いので、長時
間使用しても精度の低下が生じない。
われたルツボ内にアルミナ融液を入れ、サファイヤリボ
ン結晶を引き上げる方法である。この起歪部材１と、従
来のジュラルミンからなる起歪部材とについてヤング率
および振動減衰特性の測定を行った。その結果を表２に
示す。ヤング率が高い単結晶サファイヤで作られた起歪
部材１は、ヒステリシスは低く、直線性の高い計測が行
える。また、塑性変形し難く、復元性が高いので、長時
間使用しても精度の低下が生じない。
【００２３】
【表２】
【００２４】また、単結晶サファイヤで作られた起歪部
材１は振動減衰特性が高いことから、荷重を加えた時に
生じる振動が速く減衰し、測定を速めることができる。
さらに、単結晶であることから表面のマイクロクラック
が少なく、表面粗さ(Ra) 0.01 μｍ以下となめらかにで
きるため、金属抵抗膜からなるストレンゲージ６との密
着強度が高められる。
材１は振動減衰特性が高いことから、荷重を加えた時に
生じる振動が速く減衰し、測定を速めることができる。
さらに、単結晶であることから表面のマイクロクラック
が少なく、表面粗さ(Ra) 0.01 μｍ以下となめらかにで
きるため、金属抵抗膜からなるストレンゲージ６との密
着強度が高められる。
【００２５】上記単結晶サファイヤで作られた起歪部材
１の肉薄部３に酸化物層５と抵抗体金属の薄膜からなる
ストレンゲージ６が形成される。すなわち、起歪部材１
の上にスパッタリング法により膜厚0.01μｍの酸化ケイ
素(SiO2)膜からなる酸化物層５を形成し、その上にスパ
ッタリング法により厚さ0.05μｍのＮｉ−Ｃｒ金属抵抗
膜からなるストレンゲージ６を成膜したもの（実施例
６）を作った。
１の肉薄部３に酸化物層５と抵抗体金属の薄膜からなる
ストレンゲージ６が形成される。すなわち、起歪部材１
の上にスパッタリング法により膜厚0.01μｍの酸化ケイ
素(SiO2)膜からなる酸化物層５を形成し、その上にスパ
ッタリング法により厚さ0.05μｍのＮｉ−Ｃｒ金属抵抗
膜からなるストレンゲージ６を成膜したもの（実施例
６）を作った。
【００２６】また、Ｎｉ−Ｃｒ合金スパッタリング中に
不活性Ａｒガス雰囲気中に酸素吸入させることにより厚
さ 0.005μｍのＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化物層５を
形成し、雰囲気を不活性Ａｒガス雰囲気にしてスパッタ
リングを続行させることによりＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜の上に
厚さ0.05μｍのＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜からなるストレン
ゲージ６を形成したもの（実施例７）、同様にして厚さ
0.015μｍのＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化物層５を形
成し、その上に厚さ 0.035μｍのＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜
からなるストレンゲージ６を形成したもの（実施例８）
を作った。
不活性Ａｒガス雰囲気中に酸素吸入させることにより厚
さ 0.005μｍのＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化物層５を
形成し、雰囲気を不活性Ａｒガス雰囲気にしてスパッタ
リングを続行させることによりＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜の上に
厚さ0.05μｍのＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜からなるストレン
ゲージ６を形成したもの（実施例７）、同様にして厚さ
0.015μｍのＮｉ−Ｃｒ−Ｏ膜からなる酸化物層５を形
成し、その上に厚さ 0.035μｍのＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜
からなるストレンゲージ６を形成したもの（実施例８）
を作った。
【００２７】また、比較のため、起歪部材１の表面に直
接にスパッタリング法によりＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜を0.
05μｍに成膜したもの（比較例４）を作った。これらの
比較例４、実施例６、実施例７、実施例８についてスク
ラッチテスト（Scratch test）を行った結果、図３と同
様の傾向があることが確認できた。上記の各実施例６〜
８にかかるロードセルの実機評価を行った結果、起歪部
材の塑性変形が起こらず、また、起歪部材とストレンゲ
ージとの密着性が高められているので、起歪部材の歪み
が確実にストレンゲージに伝達され、より精密な測定が
可能になった。
接にスパッタリング法によりＮｉ−Ｃｒ金属抵抗膜を0.
05μｍに成膜したもの（比較例４）を作った。これらの
比較例４、実施例６、実施例７、実施例８についてスク
ラッチテスト（Scratch test）を行った結果、図３と同
様の傾向があることが確認できた。上記の各実施例６〜
８にかかるロードセルの実機評価を行った結果、起歪部
材の塑性変形が起こらず、また、起歪部材とストレンゲ
ージとの密着性が高められているので、起歪部材の歪み
が確実にストレンゲージに伝達され、より精密な測定が
可能になった。
【００２８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のロード
セルは、起歪部材の肉薄部の表面にガラスグレーズ層お
よび金属酸化膜を形成するので、起歪部材の表面のマイ
クロクラックがガラスグレーズ層によって埋められると
ともに、上記ストレンゲージがこの金属酸化膜の表面に
形成される金属薄膜で構成されるので、肉薄部とストレ
ンゲージとの密着強度が高く、肉薄部の歪みが確実にス
トレンゲージに伝達されるようになり、計測精度を高め
ることができる。
セルは、起歪部材の肉薄部の表面にガラスグレーズ層お
よび金属酸化膜を形成するので、起歪部材の表面のマイ
クロクラックがガラスグレーズ層によって埋められると
ともに、上記ストレンゲージがこの金属酸化膜の表面に
形成される金属薄膜で構成されるので、肉薄部とストレ
ンゲージとの密着強度が高く、肉薄部の歪みが確実にス
トレンゲージに伝達されるようになり、計測精度を高め
ることができる。
【００２９】また、本発明のロードセルは、肉薄部を構
成するセラミックスを焼成後、再度熱処理し、マイクロ
クラックを鈍化させるので、マイクロクラックの成長に
よる精度の低下を少なくできる。
成するセラミックスを焼成後、再度熱処理し、マイクロ
クラックを鈍化させるので、マイクロクラックの成長に
よる精度の低下を少なくできる。
【００３０】さらに、本発明のロードセルは起歪部材が
単結晶サファイヤで構成されるとともに肉薄部とストレ
ンゲージの間に金属酸化膜を形成したことから、荷重に
対するヒステリシスが低く、塑性変形を起こし難く、ま
た、荷重を加えた時に生じる振動が速く減衰し、測定を
速めることができる。またさらに、単結晶であるため、
表面にマイクロクラックが少なく、ストレンゲージの密
着強度が高くなる。
単結晶サファイヤで構成されるとともに肉薄部とストレ
ンゲージの間に金属酸化膜を形成したことから、荷重に
対するヒステリシスが低く、塑性変形を起こし難く、ま
た、荷重を加えた時に生じる振動が速く減衰し、測定を
速めることができる。またさらに、単結晶であるため、
表面にマイクロクラックが少なく、ストレンゲージの密
着強度が高くなる。
【図１】本発明の要部の拡大側面図である。
【図２】本発明の起歪部材の(a)平面図および(b)側面図
である。
である。
【図３】本発明の実施例と比較例とのスクラッチテスト
の結果を示す特性図である。
の結果を示す特性図である。
１…起歪部材 ３…肉薄部 ４…ガラスグレーズ層 ５…酸化物層 ６…ストレンゲージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−244927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−304125（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−146838（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−26230（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 1/18 - 1/22 G01G 3/14
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミックスからなる肉薄部を有する起
歪部材と、前記肉薄部の表面に形成されるストレンゲー
ジとを備えるロードセルにおいて、前記肉薄部の表面と
ストレンゲージとの間にガラスグレーズ層および金属酸
化膜を介在させることを特徴とするロードセル。 - 【請求項２】 前記セラミックスが焼成後再度熱処理し
たものであることを特徴とする請求項１記載のロードセ
ル。 - 【請求項３】 セラミックスからなる肉薄部を有する起
歪部材と、前記肉薄部の表面に形成されるストレンゲー
ジとを備えるロードセルにおいて、前記セラミックスが
単結晶サファイヤからなるとともに、肉薄部の表面とス
トレンゲージとの間に金属酸化膜を介在させることを特
徴とするロードセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13886692A JP3179565B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ロードセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13886692A JP3179565B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ロードセル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332853A JPH05332853A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3179565B2 true JP3179565B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=15231960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13886692A Expired - Fee Related JP3179565B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | ロードセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3179565B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6397362B1 (en) | 1997-09-24 | 2002-05-28 | Nec Corporation | Fault diagnosis method and system for a sequential circuit |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005004603B3 (de) * | 2005-02-01 | 2006-06-08 | Siemens Ag | Kraftsensor |
| DE102005060106B4 (de) * | 2005-12-16 | 2016-03-03 | Sartorius Lab Instruments Gmbh & Co. Kg | Präzisionskraftaufnehmer mit Dehnungsmesselementen |
| KR102045473B1 (ko) * | 2018-06-01 | 2019-11-15 | 울산과학기술원 | 나노선 어레이 제조방법 및 이를 포함하는 변형센서 제조방법 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13886692A patent/JP3179565B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6397362B1 (en) | 1997-09-24 | 2002-05-28 | Nec Corporation | Fault diagnosis method and system for a sequential circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05332853A (ja) | 1993-12-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |