JPH052085B2 - - Google Patents
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- JPH052085B2 JPH052085B2 JP25481184A JP25481184A JPH052085B2 JP H052085 B2 JPH052085 B2 JP H052085B2 JP 25481184 A JP25481184 A JP 25481184A JP 25481184 A JP25481184 A JP 25481184A JP H052085 B2 JPH052085 B2 JP H052085B2
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- Japan
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- strain
- strain gauge
- load cell
- silicone rubber
- fluorine
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- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 19
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は主として秤に用いられるストレインゲ
ージ式のロードセルに関する。
ージ式のロードセルに関する。
（従来技術）
秤用等として用いられるロードセルは、加えら
れた荷重に対応する起歪体の歪量を該起歪体に貼
着されたストレインゲージによつて電気的に検出
するように構成したものであるが、特に水分や湿
気の多い環境で使用されることが多い秤用のロー
ドセルにあつては、所要の耐久性を得るために上
記ストレインゲージを水分や湿気から保護する必
要がある。そこで、従来においては、ストレイン
ゲージをシリコーンゴム、ブチルゴム、ポリウレ
タン等の高分子材料で被覆し、或いは金属箔でシ
ールする等の防湿処理が行われていた。
れた荷重に対応する起歪体の歪量を該起歪体に貼
着されたストレインゲージによつて電気的に検出
するように構成したものであるが、特に水分や湿
気の多い環境で使用されることが多い秤用のロー
ドセルにあつては、所要の耐久性を得るために上
記ストレインゲージを水分や湿気から保護する必
要がある。そこで、従来においては、ストレイン
ゲージをシリコーンゴム、ブチルゴム、ポリウレ
タン等の高分子材料で被覆し、或いは金属箔でシ
ールする等の防湿処理が行われていた。
然るに、これらの防湿処理によると、高分子材
料や金属箔等の被覆材がストレインゲージに直接
接着されるため、起歪体の変形に伴うストレイン
ゲージの伸縮が該被覆材によつて束縛されること
になつて、起歪体の歪量、即ち負荷された荷重を
正しく検出できないことになり、特にこれらの被
覆材がクリープ誤差の原因となる。第８図はこの
クリープ誤差について、10Kgの荷重を10分間負荷
した時のロードセルの出力電圧を測定した実験結
果を示すもので、実線部は被覆処理が行われてい
ないロードセルの出力、点線部はシリコーンゴム
によつて直接ストレインゲージを被覆したロード
セルの出力である。この第８図よりわかるよう
に、シリコーンゴムによりストレインゲージを被
覆したロードセルの出力は、該シリコーンゴムに
よつてストレインゲージの伸縮が束縛されるため
に、荷重の負荷時或いは除荷時における起歪体の
歪みに対する応答性が悪く、時間の経過と共に被
覆処理が行われていないロードセルの出力に接近
するように変化し、一定の時間の経過後にようや
く正規の出力値となる。従つて、一定時間の経過
前においては出力値が荷重値を正しく示さないこ
とになる。また、上記のようなクリープ特性は、
ストレインゲージを被覆するシリコーンゴム等の
被覆材の塗布手段や塗布量の差異に伴つて変化す
るため、各ロードセル間に精度のバラツキを生じ
させる原因となる。
料や金属箔等の被覆材がストレインゲージに直接
接着されるため、起歪体の変形に伴うストレイン
ゲージの伸縮が該被覆材によつて束縛されること
になつて、起歪体の歪量、即ち負荷された荷重を
正しく検出できないことになり、特にこれらの被
覆材がクリープ誤差の原因となる。第８図はこの
クリープ誤差について、10Kgの荷重を10分間負荷
した時のロードセルの出力電圧を測定した実験結
果を示すもので、実線部は被覆処理が行われてい
ないロードセルの出力、点線部はシリコーンゴム
によつて直接ストレインゲージを被覆したロード
セルの出力である。この第８図よりわかるよう
に、シリコーンゴムによりストレインゲージを被
覆したロードセルの出力は、該シリコーンゴムに
よつてストレインゲージの伸縮が束縛されるため
に、荷重の負荷時或いは除荷時における起歪体の
歪みに対する応答性が悪く、時間の経過と共に被
覆処理が行われていないロードセルの出力に接近
するように変化し、一定の時間の経過後にようや
く正規の出力値となる。従つて、一定時間の経過
前においては出力値が荷重値を正しく示さないこ
とになる。また、上記のようなクリープ特性は、
ストレインゲージを被覆するシリコーンゴム等の
被覆材の塗布手段や塗布量の差異に伴つて変化す
るため、各ロードセル間に精度のバラツキを生じ
させる原因となる。
（発明の目的）
本発明は、起歪体にストレインゲージを貼着し
てなるロードセルにおける上記の如き問題に対処
するもので、ストレインゲージの伸縮を阻害しな
いように該ストレインゲージを防湿処理すること
により、ロードセルとしての精度の低下やクリー
プ誤差を来たすことなく、該ロードセルの耐久性
の向上を図ることを目的とする。
てなるロードセルにおける上記の如き問題に対処
するもので、ストレインゲージの伸縮を阻害しな
いように該ストレインゲージを防湿処理すること
により、ロードセルとしての精度の低下やクリー
プ誤差を来たすことなく、該ロードセルの耐久性
の向上を図ることを目的とする。
（発明の構成）
即ち、本発明に係るロードセルは、起歪体に設
けられた低剛性部にストレインゲージが貼着さ
れ、且つ該ストレインゲージが高分子材料で被覆
される構成において、上記ストレインゲージの上
に、上記高分子材料に対して接着性を有しないフ
ツ素系ポリマーが薄く塗布し、その上から該スト
レインゲージ及びフツ素系ポリマーを上記高分子
材料によつて被覆したことを特徴とする。
けられた低剛性部にストレインゲージが貼着さ
れ、且つ該ストレインゲージが高分子材料で被覆
される構成において、上記ストレインゲージの上
に、上記高分子材料に対して接着性を有しないフ
ツ素系ポリマーが薄く塗布し、その上から該スト
レインゲージ及びフツ素系ポリマーを上記高分子
材料によつて被覆したことを特徴とする。
このような構成によれば、上記フツ素系ポリマ
ーはシリコーンゴム等の被覆材に比較して極めて
薄く塗布されるので、ストレインゲージに直接接
着されても該ストレインゲージの伸縮を妨げるこ
とがなく、且つこの上から被覆される高分子材料
に対しては接着性を全く有しないので、ストレイ
ンゲージが該フツ素系ポリマーを介してシリコー
ンゴム等に束縛されることもない。
ーはシリコーンゴム等の被覆材に比較して極めて
薄く塗布されるので、ストレインゲージに直接接
着されても該ストレインゲージの伸縮を妨げるこ
とがなく、且つこの上から被覆される高分子材料
に対しては接着性を全く有しないので、ストレイ
ンゲージが該フツ素系ポリマーを介してシリコー
ンゴム等に束縛されることもない。
尚、上記フツ素系ポリマーとしては、例えば、
フロラード、フタージエント（いずれも商品名）
等が使用される。
フロラード、フタージエント（いずれも商品名）
等が使用される。
（実施例）
以下、本発明を図面に示す実施例に基いて説明
する。
する。
第１図はロードセルを秤に用いた状態を示すも
ので、該ロードセル１は秤本体Ａとその上部に備
えられた計量皿Ｂとの間にブラケツトＣ，Ｄを介
して片持ち状に支持され、上記計量皿Ｂ上に載置
された被計量物の重量が一端部に負荷されるよう
になつている。次に、第２図により該ロードセル
１の構成を説明すると、該ロードセル１の本体と
なる起歪体２は、上記ブラケツトＣを介して秤本
体Ａに固定される一端の固定剛体部３と、上記ブ
ラケツトＤを介して計量皿Ｂが固着される他端の
可動剛体部４と、両剛体部３，４の上、下端部間
に設けられた上部ビーム部５及び下部ビーム部６
とによつて中空の四辺形状とされている。そし
て、上記上部ビーム部５及び下部ビーム部６に
は、半円状の切込み５ａ，６ａによつて肉厚が薄
くされた低剛性部５ｂ，６ｂが夫々２箇所づつ形
成され、且つ各低剛性部５ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂ
の表面にストレインゲージ７……７が夫々貼着さ
れている。尚、第３，４図に示すようにストレイ
ンゲージ７は、ベース８上にフオイルでなる抵抗
線９を蛇行状に配設すると共に、その上からカバ
ー１０を被覆し、且つ上記抵抗線９の両端にリー
ド線１１を接続した構成とされている。
ので、該ロードセル１は秤本体Ａとその上部に備
えられた計量皿Ｂとの間にブラケツトＣ，Ｄを介
して片持ち状に支持され、上記計量皿Ｂ上に載置
された被計量物の重量が一端部に負荷されるよう
になつている。次に、第２図により該ロードセル
１の構成を説明すると、該ロードセル１の本体と
なる起歪体２は、上記ブラケツトＣを介して秤本
体Ａに固定される一端の固定剛体部３と、上記ブ
ラケツトＤを介して計量皿Ｂが固着される他端の
可動剛体部４と、両剛体部３，４の上、下端部間
に設けられた上部ビーム部５及び下部ビーム部６
とによつて中空の四辺形状とされている。そし
て、上記上部ビーム部５及び下部ビーム部６に
は、半円状の切込み５ａ，６ａによつて肉厚が薄
くされた低剛性部５ｂ，６ｂが夫々２箇所づつ形
成され、且つ各低剛性部５ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂ
の表面にストレインゲージ７……７が夫々貼着さ
れている。尚、第３，４図に示すようにストレイ
ンゲージ７は、ベース８上にフオイルでなる抵抗
線９を蛇行状に配設すると共に、その上からカバ
ー１０を被覆し、且つ上記抵抗線９の両端にリー
ド線１１を接続した構成とされている。
然して、第３，４図に示すように、各ストレイ
ンゲージ７の上にはシリコーンゴムに対して接着
性を有しないフツ素系ポリマー１２が薄く塗布さ
れていると共に、その上から該フツ素系ポリマー
１２を完全に覆うようにシリコーンゴム１３が塗
布又はデイツピング処理等によつてコーテイング
されている。
ンゲージ７の上にはシリコーンゴムに対して接着
性を有しないフツ素系ポリマー１２が薄く塗布さ
れていると共に、その上から該フツ素系ポリマー
１２を完全に覆うようにシリコーンゴム１３が塗
布又はデイツピング処理等によつてコーテイング
されている。
上記の構造によれば、起歪体２の各低剛性部５
ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂの表面に貼着されたストレ
インゲージ７……７は、シリコーンゴム１３，１
３によつて水分や湿気から保護されることにな
る。一方、各ストレインゲージ７とシリコーンゴ
ム１３との間には夫々フツ素系ポリマー１２が介
在されているが、該フツ素系ポリマー１２は極め
て薄く塗布され、しかもシリコーンゴム１３に対
しては接着性を有しないのであり、従つて各スト
レインゲージ７はフツ素系ポリマー１２によつて
伸縮を妨げられることはなく、且つシリコーンゴ
ム１３とは分離された状態となる。そのため、第
１図に示す計量皿Ｂに被計量物を載置した場合に
おいて、起歪体２における可動剛体部４が下方に
変位することに伴つて上部ビーム部５及び下部ビ
ーム部６の各低剛性部５ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂの
表面が伸張又は伸縮した際に、これらの低剛性部
５ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂの表面に貼着された上記
各ストレインゲージ７……７がシリコーンゴム１
３，１３によつて束縛されることなく、低剛性部
５ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂの表面の伸縮に忠実に追
従して伸縮することになる。これにより、起歪体
２の歪量、即ち上記被計量物の重量がストレイン
ゲージ７……７からの電気出力として精度良く検
出されることになる。
ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂの表面に貼着されたストレ
インゲージ７……７は、シリコーンゴム１３，１
３によつて水分や湿気から保護されることにな
る。一方、各ストレインゲージ７とシリコーンゴ
ム１３との間には夫々フツ素系ポリマー１２が介
在されているが、該フツ素系ポリマー１２は極め
て薄く塗布され、しかもシリコーンゴム１３に対
しては接着性を有しないのであり、従つて各スト
レインゲージ７はフツ素系ポリマー１２によつて
伸縮を妨げられることはなく、且つシリコーンゴ
ム１３とは分離された状態となる。そのため、第
１図に示す計量皿Ｂに被計量物を載置した場合に
おいて、起歪体２における可動剛体部４が下方に
変位することに伴つて上部ビーム部５及び下部ビ
ーム部６の各低剛性部５ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂの
表面が伸張又は伸縮した際に、これらの低剛性部
５ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂの表面に貼着された上記
各ストレインゲージ７……７がシリコーンゴム１
３，１３によつて束縛されることなく、低剛性部
５ｂ，５ｂ，６ｂ，６ｂの表面の伸縮に忠実に追
従して伸縮することになる。これにより、起歪体
２の歪量、即ち上記被計量物の重量がストレイン
ゲージ７……７からの電気出力として精度良く検
出されることになる。
次に第５〜７図に示す本発明の第２実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
第５，６図に示すように、この実施例における
ロードセル２１の起歪体２２は、下端の固定剛体
部２３と荷重が負荷される上端の可動剛体部２４
と、両剛体部２３，２４間に設けられた小径の低
剛性部２５とによつてコラム状に構成され、該低
剛性部２５の周囲に複数のストレインゲージ２６
……２６が貼着されている。そして、各ストレイ
ンゲージ２６……２６を覆うように低剛性部２５
には前記第１実施例と同様のシリコーンゴムに対
して接着性を有しないフツ素系ポリマー２７が薄
く塗布されていると共に、その上に各剛体部２
３，２４及び低剛性部２５の全体にわたるシリコ
ーンゴム層２８が設けられている。ここで、各剛
体部２３，２４の周面におけるシリコーンゴム層
２８との接触面は物理的に表面を粗くしたり、プ
ライマー処理等を施すことによりシリコーンゴム
層２８との接着力が高められており、これにより
ストレインゲージ２６……２６の接着部への水分
や湿気の侵入を効果的に防止するように図られて
いる。
ロードセル２１の起歪体２２は、下端の固定剛体
部２３と荷重が負荷される上端の可動剛体部２４
と、両剛体部２３，２４間に設けられた小径の低
剛性部２５とによつてコラム状に構成され、該低
剛性部２５の周囲に複数のストレインゲージ２６
……２６が貼着されている。そして、各ストレイ
ンゲージ２６……２６を覆うように低剛性部２５
には前記第１実施例と同様のシリコーンゴムに対
して接着性を有しないフツ素系ポリマー２７が薄
く塗布されていると共に、その上に各剛体部２
３，２４及び低剛性部２５の全体にわたるシリコ
ーンゴム層２８が設けられている。ここで、各剛
体部２３，２４の周面におけるシリコーンゴム層
２８との接触面は物理的に表面を粗くしたり、プ
ライマー処理等を施すことによりシリコーンゴム
層２８との接着力が高められており、これにより
ストレインゲージ２６……２６の接着部への水分
や湿気の侵入を効果的に防止するように図られて
いる。
この実施例においても、上記各ストレインゲー
ジ２６……２６とシリコーンゴム層２８との間に
はフツ素系ポリマー２７が介在しているので、該
ストレインゲージ２６……２６がシリコーンゴム
層２８によつて束縛されることがなく、荷重に対
応する低剛性部２５の歪を精度良く検出すること
になる。
ジ２６……２６とシリコーンゴム層２８との間に
はフツ素系ポリマー２７が介在しているので、該
ストレインゲージ２６……２６がシリコーンゴム
層２８によつて束縛されることがなく、荷重に対
応する低剛性部２５の歪を精度良く検出すること
になる。
尚、この実施例におけるシリコーンゴム層２８
は、例えば第７図に示すようなポツテイング法に
より形成される。つまり、剛体部２３，２４につ
いてはプライマー処理或は表面を粗くする処理を
施し、且つ低剛性部２５にはストレインゲージ２
６……２６を覆うようにフツ素系ポリマー２７を
塗布した起歪体２２をポツト状の鋳型３０内にセ
ツトし、然る後、起歪体２２の周りに主剤と硬化
剤の２液を混合させた熱硬化型のシリコーンゴム
を流し込む。そして、約100℃で１時間程加熱し
て該シリコーンゴムを硬化させ、その後鋳型３０
から製品を取り出す。これにより第５，６図に示
す如きロードセル２１が得られる。
は、例えば第７図に示すようなポツテイング法に
より形成される。つまり、剛体部２３，２４につ
いてはプライマー処理或は表面を粗くする処理を
施し、且つ低剛性部２５にはストレインゲージ２
６……２６を覆うようにフツ素系ポリマー２７を
塗布した起歪体２２をポツト状の鋳型３０内にセ
ツトし、然る後、起歪体２２の周りに主剤と硬化
剤の２液を混合させた熱硬化型のシリコーンゴム
を流し込む。そして、約100℃で１時間程加熱し
て該シリコーンゴムを硬化させ、その後鋳型３０
から製品を取り出す。これにより第５，６図に示
す如きロードセル２１が得られる。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、起歪体に設けら
れた低剛性部にストレインゲージが貼着されてな
るロードセルにおいて、上記ストレインゲージの
上にシリコーンゴム等の高分子材料に対して接着
性を有しないフツ素系ポリマーを薄く塗布すると
共に、その上から高分子材料で被覆する構成とし
たから、ストレインゲージが起歪体の変形に伴う
伸縮を上記高分子材料によつて束縛されることな
く、該高分子材料によつて水分や湿気から保護さ
れることになる。これにより、水分や湿気の多い
環境で使用されることが多い秤用のロードセルと
して、耐久性に優れ且つ秤量精度の良いロードセ
ルが実現される。
れた低剛性部にストレインゲージが貼着されてな
るロードセルにおいて、上記ストレインゲージの
上にシリコーンゴム等の高分子材料に対して接着
性を有しないフツ素系ポリマーを薄く塗布すると
共に、その上から高分子材料で被覆する構成とし
たから、ストレインゲージが起歪体の変形に伴う
伸縮を上記高分子材料によつて束縛されることな
く、該高分子材料によつて水分や湿気から保護さ
れることになる。これにより、水分や湿気の多い
環境で使用されることが多い秤用のロードセルと
して、耐久性に優れ且つ秤量精度の良いロードセ
ルが実現される。
第１図は本発明の第１実施例に係るロードセル
の一使用状態を示す正面図、第２図は該ロードセ
ルの単体正面図、第３，４図は該ロードセルの要
部拡大平面図及び要部拡大縦断正面図、第５図は
本発明の第２実施例に係るロードセルを示す縦断
正面図、第６図は第５図−線で切断した拡大
横断面図、第７図は該実施例に係るロードセルの
一製造工程を示す説明図である。また、第８図は
従来の問題点を示すロードセルのクリープ特性を
示すグラフである。 １，２１……ロードセル、２，２２……起歪
体、５ｂ，６ｂ，２５……低剛性部、７，２６…
…ストレインゲージ、１２，２７……フツ素系ポ
リマー、１３，２８……高分子材料（シリコーン
ゴム等）。
の一使用状態を示す正面図、第２図は該ロードセ
ルの単体正面図、第３，４図は該ロードセルの要
部拡大平面図及び要部拡大縦断正面図、第５図は
本発明の第２実施例に係るロードセルを示す縦断
正面図、第６図は第５図−線で切断した拡大
横断面図、第７図は該実施例に係るロードセルの
一製造工程を示す説明図である。また、第８図は
従来の問題点を示すロードセルのクリープ特性を
示すグラフである。 １，２１……ロードセル、２，２２……起歪
体、５ｂ，６ｂ，２５……低剛性部、７，２６…
…ストレインゲージ、１２，２７……フツ素系ポ
リマー、１３，２８……高分子材料（シリコーン
ゴム等）。
Claims (1)
- １ 起歪体に設けられた低剛性部にストレインゲ
ージが貼着され、且つ該ストレインゲージが高分
子材料で被覆されてなるロードセルであつて、上
記ストレインゲージの上に、上記高分子材料に対
して接着性を有しないフツ素系ポリマーが薄く塗
布され、その上から該ストレインゲージ及びフツ
素系ポリマーが上記高分子材料によつて被覆され
ていることを特徴とするロードセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25481184A JPS61132831A (ja) | 1984-12-01 | 1984-12-01 | ロ−ドセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25481184A JPS61132831A (ja) | 1984-12-01 | 1984-12-01 | ロ−ドセル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132831A JPS61132831A (ja) | 1986-06-20 |
| JPH052085B2 true JPH052085B2 (ja) | 1993-01-11 |
Family
ID=17270210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25481184A Granted JPS61132831A (ja) | 1984-12-01 | 1984-12-01 | ロ−ドセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61132831A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0663881B2 (ja) * | 1986-12-19 | 1994-08-22 | 工業技術院長 | 圧覚センサ |
| JPH02193031A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-30 | Kubota Ltd | ロードセル |
| JPH02150537U (ja) * | 1989-05-24 | 1990-12-26 | ||
| JPH07113587B2 (ja) * | 1991-02-27 | 1995-12-06 | 計測技販株式会社 | 衝撃荷重用ロードセル |
-
1984
- 1984-12-01 JP JP25481184A patent/JPS61132831A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61132831A (ja) | 1986-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |