JPH0327857B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は荷重の測定に使用されるロードセルに
関する。

金属箔製の抵抗体パターンを絶縁フイルムに接
着し、更にこのフイルムを測定すべき荷重が作用
するビーム体の起歪部領域に接着して構成される
公知のロードセルに比較して、製造工数が少なく
容易かつ安価に製造できるとともに、高精度の測
定が可能となる新規なロードセルが、本発明者等
により提案され、既に出願済みである。（特願昭
55−168533号）この先願のロードセルは、ビーム
体上に絶縁被膜を着接形成し、この被膜上に、金
属材料を蒸着、スパツタリング、又はマスキング
により直接積層形成して、必要な抵抗体パターン
および端子リードパターンを設けて構成したもの
である。

ところが、従来提案されたこの種ロードセルに
おいて、絶縁被膜は、ビーム体の起歪部領域又は
この領域を含む一面に限定して形成されているた
め、絶縁被膜が比較的剥がれ易く、絶縁膜の耐久
性に関して、より十分な配慮が施されているとは
言えず、その改善が望まれていた。

本発明は上記の事情のもとに提案されたもの
で、その目的は、簡単な構造により絶縁被膜の耐
久性を向上することができるようにしたロードセ
ルを提供することにある。

すなわち、本発明に係るロードセルは、ビーム
体にポリイミド樹脂液を被着硬化して直接形成さ
れる絶縁被膜を、ビーム体の全ての面を被つて直
接形成した構成を特徴とするものである。そし
て、この構成によれば、金属製のビーム体の各面
に直接被着される絶縁被膜部分が互いに連続され
ることから、絶縁被膜のビーム体の表面からの剥
離を防止できる。

以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して
説明する。

図中１はビーム体で、これはステンレス鋼
（SUS630）、高力アルミニウム合金（A2218）等
の金属材料を機械加工して形成されている。な
お、本実施例では高力アルミニウム合金の場合で
ある。このビーム体１は、一端に設けられた取付
孔２，２を通るボルト３により、固定部４に片持
ち支持されて使用される。そして、ビーム体１の
中間部には、一対の円形孔５，５およびこれら円
形孔５，５をつなぐ空〓部６が、夫々幅方向に貫
通して設けられ、円形孔５，５の上下部分を薄肉
にし、特に上側薄肉部分を起歪部７Ａ，７Ｂとし
て用いるように形成されている。このビーム体１
の自由端部には係止孔８が設けられ、この孔８に
例えば吊下金具９を取付けて、測定すべき荷重Ｗ
を矢印（第２図参照）の如く作用させるようにな
つている。

このビーム体１には、その全ての面、つまり本
実施例の場合にはビーム体１の上面、下面、前
面、後面、左側面、右側面、および円形孔５，
５、空〓部６、取付孔２，２、係止孔８の各内面
を被つて、絶縁被膜１０はポリイミド樹脂液から
形成される。ポリイミド樹脂は柔軟性があること
が一般的に知られており、従つて、このポリイミ
ド樹脂液からなる絶縁被膜１０でビーム体１の全
ての面を被つてもビーム体１の歪み特性を損ねる
ことはなく、しかもクラツクが発生し難く耐久性
に優れている。

そして、絶縁被膜１０におけるビーム体１上面
を被う部分上には、ストレンゲージ抵抗体パター
ン１１〜１４、スパン調整用抵抗体パターン１５
および端子リードパターン１６が、金属材料を直
接積層して夫々形成されている。ストレンゲージ
抵抗体パターン１１〜１４は、夫々ビーム体１の
起歪部７Ａ，７Ｂの領域に対向して設けられ、例
えばNi−Cr系合金で形成されている。そして、
これら各パターン１１〜１４は第５図のようにジ
グザグ状をなしている。スパン調整用抵抗体パタ
ーン１５は、上記ストレンゲージ抵抗体パターン
１１〜１４を形成するNi〜Cr系合金等の金属層
Ａと、この上に直接積層形成されたTi又はNi等
の金属層Ｂとにより形成される。このパターン１
５の具体的なパターン構造は図示しないが、例え
ばジグザグ状のパターンの一部に多数の架橋パタ
ーンを並列に設けてなり、架橋パターンの適宜な
数削除することで抵抗値の調節ができるようにな
つている。また、端子リードパターン１６は上記
各金属層Ａ，Ｂと、この上に直接積層形成された
Au又はAl等の金属等Ｃとで形成されている。こ
のリードパターン１６はストレンゲージ抵抗体パ
ターン１１〜１４相互を接続して第６図に示した
ホイートストンブリツジ回路を形成するととも
に、この回路とスパン調整用抵抗体パターン１５
を接続して設けられる。なお、第１図および第６
図中１６Ａ，１６Ｃは出力側端子部、１６Ｂ，１
６Ｄは入力側端子部を示している。

なお、以上の構成のロードセルは例えば次のよ
うにして製造される。

まず、第７図Ａで示したようにビーム体１の全
ての面に絶縁被膜１０を積層形成した後、ビーム
体１の上面に被着した絶縁被膜部分上に３種の金
属層Ａ，Ｂ，Ｃを順次積層形成する。絶縁被膜１
０を形成するには、切削加工により得られたビー
ム体の全ての面を脱脂洗浄した後、粘度1000cp
程度に調整されたワニス状の絶縁樹脂（例えばポ
リイミド）液につけ込み、取出してスピンナに支
持する。スピンナへの支持は取付孔２，２および
係止孔８を利用してなされ、浮いた状態に支持さ
れる。そして、スピンナによりビーム体１を
1600rpm程度の速度で回転させることによつて、
ビーム体１の全ての面に絶縁被膜材料を４〜５μ
ｍ程度の厚さにして調整して塗布する。次に、こ
のビーム体１を、まず100℃で約１時間加熱処理
して、絶縁被膜材料中の溶剤を除去した後、更に
250℃で約５時間加熱処理して、硬質な絶縁被膜
１０を形成する。また、各金属層Ａ，Ｂ，Ｃは、
夫々蒸着又はスパツタリング等により直接積層形
成され、勿論各々の厚みは夫々数μｍ以下に適当
に定められる。

次に、第７図Ｂに示したように、金属層Ｃを、
その金属材料に応じたエツチヤントを用い、フオ
トエツチングにより端子リードパターン１６を残
して除去する。

この後、第７図Ｃに示したように、金属層Ｂ
を、その金属材料に応じたエツチヤントを用い、
フオトエツチングにより端子リードパターン１６
およびスパン調整用抵抗体パターン１５を残して
除去する。

最後に、第７図Ｄに示したように、金属層Ａ
を、その金属材料に応じたエツチヤントを用い、
フオトエツチングにより、上記各パターン１６，
１５およびストレンゲージ抵抗体パターン１０〜
１４を残して除去し、次に各金属層の安定化を図
るための熱処理を施して、完成する。

このようにビーム体１の全ての面に絶縁被膜１
０を積層形成した後にビーム体１の上面に各種の
金属層を順次積層形成する構成となつているので
絶縁被膜１０は境目が無く連続しており、境目か
ら剥離されるという問題は発生しない。すなわち
絶縁被膜１０の耐久性を向上できる。

また絶縁被膜１０が一種の保護層となるためビ
ーム体１を外気から保護でき耐湿性や耐蝕性の向
上でき、さらにはビーム体１が外力により機械的
損傷を受けることを極力防止できるという付随効
果もある。

なお、上記一実施例は以上のように構成した
が、本発明においてスパン調整用低抗体パターン
は必要により削除してもよいとともに、必要によ
りブリツジバランス調整用抵抗体パターンその他
の抵抗体パターンを追加してもよい。また、各種
パターンを設けた面は、必要により、他の絶縁被
膜をさらにその上に直接形成して保護することに
より、耐久性をより向上させてもよい。その他、
本発明に実施に当つては、ビーム体、起歪部、絶
縁被膜、ストレンゲージ抵抗体パターン、端子リ
ードパターン等の具体的な構造、形状、位置およ
び材質等は、発明の要旨に反しない限り上記一実
施例に制約されるものではなく、種々の態様に構
成して実施できることは勿論である。

以上説明した本発明は、上記特許請求の範囲に
記載の構成を要旨とするから、絶縁被膜の耐久性
を向上できるロードセルを提供できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は斜視
図、第２図は荷重作用時における第１図中−
線に沿う断面図、第３図は第１図中−線に沿
う断面図、第４図は第１図中−線に沿う断面
の一部拡大図、第５図はストレンゲージ抵抗体パ
ターンの拡大図、第６図は電気回路図、第７図Ａ
−Ｄは製造方法を順に追つて示す説明図である。 １……ビーム体、７Ａ，７Ｂ……起歪部、１０
……絶縁被膜、１１〜１４……ストレンゲージ抵
抗体パターン、１６……端子リードパターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定すべき荷重が作用する金属材料からなり
   起歪部を有するビーム体と、このビーム体の全て
   の面にポリイミド樹脂液を被着硬化させて直接形
   成された絶縁被膜と、この絶縁被膜上に、金属材
   料を直接積層して形成された端子リードパターン
   並びに前記ビーム体の起歪部領域に配置されかつ
   前記端子リードパターンに接続されたホイートス
   トンブリツジ回路を形成する抵抗体パターンから
   なることを特徴とするロードセル。