JPH0593659A - ひずみセンサおよびその製造法 - Google Patents
ひずみセンサおよびその製造法Info
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- JPH0593659A JPH0593659A JP28266391A JP28266391A JPH0593659A JP H0593659 A JPH0593659 A JP H0593659A JP 28266391 A JP28266391 A JP 28266391A JP 28266391 A JP28266391 A JP 28266391A JP H0593659 A JPH0593659 A JP H0593659A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 よって、本発明は、高品質で耐久性に優れた
ひずみセンサを提供することを目的とする。 【構成】 本発明のひずみセンサは、金属基体１と、そ
の金属基体の表面に形成された結晶化ガラス材料からな
るガラス層２と、そのガラス層の表面に形成された、ひ
ずみが加わると電気抵抗が変化する抵抗素子４とからな
ることを特徴とする。 【効果】 過酷な環境条件下で使用しても、金属基体と
結晶化ガラス層と間で剥離するようなことはない。さら
に、ガラス層は、その内部に無数の小さな泡を有してい
るため、その泡が機械的衝撃に対する緩衝材の役割を果
す。このため、強い機械的衝撃に対しても耐えることが
できる。
ひずみセンサを提供することを目的とする。 【構成】 本発明のひずみセンサは、金属基体１と、そ
の金属基体の表面に形成された結晶化ガラス材料からな
るガラス層２と、そのガラス層の表面に形成された、ひ
ずみが加わると電気抵抗が変化する抵抗素子４とからな
ることを特徴とする。 【効果】 過酷な環境条件下で使用しても、金属基体と
結晶化ガラス層と間で剥離するようなことはない。さら
に、ガラス層は、その内部に無数の小さな泡を有してい
るため、その泡が機械的衝撃に対する緩衝材の役割を果
す。このため、強い機械的衝撃に対しても耐えることが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ひずみの変化により電
気抵抗が変化する現象を有する抵抗素子を用いたひずみ
センサに関する。
気抵抗が変化する現象を有する抵抗素子を用いたひずみ
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ひずみセンサは、機械、船舶、自
動車等の各部に生じる応力や荷重の大きさを検出するた
めに広く用いられている。このひずみセンサには、その
代表的なものとして、ポリエステル、エポキシ、ポリイ
ミド等の樹脂からなるフィルム上に、Cu-Ni合金、Ni-Cr
合金等からなる薄膜状の抵抗素子を蒸着またはスパッタ
リングにより形成した構成のものが知られている。ま
た、特公平3−20682号公報に開示されているように、上
記の樹脂製フィルムの代りにガラスプレートを用いたひ
ずみセンサもある。
動車等の各部に生じる応力や荷重の大きさを検出するた
めに広く用いられている。このひずみセンサには、その
代表的なものとして、ポリエステル、エポキシ、ポリイ
ミド等の樹脂からなるフィルム上に、Cu-Ni合金、Ni-Cr
合金等からなる薄膜状の抵抗素子を蒸着またはスパッタ
リングにより形成した構成のものが知られている。ま
た、特公平3−20682号公報に開示されているように、上
記の樹脂製フィルムの代りにガラスプレートを用いたひ
ずみセンサもある。
【０００３】このようなひずみセンサの使用方法は、通
常、応力や荷重の大きさを測定しようとする部材の表面
にひずみセンサの樹脂製フィルムをシアノアクリレート
系の接着樹脂で貼り付けて使用する。また、ガラスプレ
ートを貼り付ける場合は、ガラスプレートを部材に溶着
させて使用する。
常、応力や荷重の大きさを測定しようとする部材の表面
にひずみセンサの樹脂製フィルムをシアノアクリレート
系の接着樹脂で貼り付けて使用する。また、ガラスプレ
ートを貼り付ける場合は、ガラスプレートを部材に溶着
させて使用する。
【０００４】応力や荷重の大きさは、次のようにして測
定される。すなわち、外部からの力や荷重により発生し
た部材のひずみが、樹脂製フィルムまたはガラスプレー
トを介して抵抗素子に伝わる。この伝達されたひずみに
より、抵抗素子の断面積がわずかに変化し、その抵抗素
子の電気抵抗値が変化する。この電気抵抗値の変化の電
気信号として検出することにより、ひずみの大きさが測
定でき、このひずみの大きさから部材に加わった応力や
荷重力の大きさが測定できる。
定される。すなわち、外部からの力や荷重により発生し
た部材のひずみが、樹脂製フィルムまたはガラスプレー
トを介して抵抗素子に伝わる。この伝達されたひずみに
より、抵抗素子の断面積がわずかに変化し、その抵抗素
子の電気抵抗値が変化する。この電気抵抗値の変化の電
気信号として検出することにより、ひずみの大きさが測
定でき、このひずみの大きさから部材に加わった応力や
荷重力の大きさが測定できる。
【０００５】ところで、ひずみセンサの市場が大きい用
途の１つとして、自動車等に使用される車両用サスペン
ションがある。車両用サスペンションの場合は、例えば
そのシャフトの表面にひずみセンサを接着樹脂等で貼り
付け、このひずみセンサにより、車体が車輪に加わる荷
重が検出される。
途の１つとして、自動車等に使用される車両用サスペン
ションがある。車両用サスペンションの場合は、例えば
そのシャフトの表面にひずみセンサを接着樹脂等で貼り
付け、このひずみセンサにより、車体が車輪に加わる荷
重が検出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両用
サスペンションのように、温度範囲が−50℃から150
℃、最大荷重が２トンにも達するといった過酷な環境条
件下で長期間使用したとき、接着強度が劣下してひずみ
センサが部材から剥離する問題がある。特に、ひずみセ
ンサのガラスプレートをシャフトのような曲面を有する
部材に溶着した場合は、ガラスプレートは密着性が乏し
いため強固な接着が難しくて剥離し易い。
サスペンションのように、温度範囲が−50℃から150
℃、最大荷重が２トンにも達するといった過酷な環境条
件下で長期間使用したとき、接着強度が劣下してひずみ
センサが部材から剥離する問題がある。特に、ひずみセ
ンサのガラスプレートをシャフトのような曲面を有する
部材に溶着した場合は、ガラスプレートは密着性が乏し
いため強固な接着が難しくて剥離し易い。
【０００７】したがって、上記のような過酷な環境条件
下で長期間使用しても剥離しない高品質で耐久性に優れ
たひずみセンサの出現が待望されていた。
下で長期間使用しても剥離しない高品質で耐久性に優れ
たひずみセンサの出現が待望されていた。
【０００８】本発明は上記従来技術をの課題を解決し、
高品質で耐久性に優れたひずみセンサを提供することを
目的とする。
高品質で耐久性に優れたひずみセンサを提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のひずみセンサ
は、金属基体と、それの表面に形成された結晶化ガラス
層と、そのガラス層の表面に形成されたひずみの変化に
より電気抵抗が変化する抵抗素子とからなることを特徴
としている。
は、金属基体と、それの表面に形成された結晶化ガラス
層と、そのガラス層の表面に形成されたひずみの変化に
より電気抵抗が変化する抵抗素子とからなることを特徴
としている。
【００１０】
【作用】この構成により、高温における焼成により形成
された結晶化ガラス層を用いているために金属基体の成
分とガラス層の成分とがその境界面で相互に拡散し、両
者の接合が非常に強固なものとなる。したがって、高
温、高荷重における過酷な環境条件下で使用しても、金
属基体とガラス層との間で剥離することがない。
された結晶化ガラス層を用いているために金属基体の成
分とガラス層の成分とがその境界面で相互に拡散し、両
者の接合が非常に強固なものとなる。したがって、高
温、高荷重における過酷な環境条件下で使用しても、金
属基体とガラス層との間で剥離することがない。
【００１１】
【実施例】以下、本発明のひずみセンサについて具体的
に説明する。
に説明する。
【００１２】（１）金属基体 本発明に使用される金属基体はホーロ用鋼、ステンレス
鋼、珪素鋼、ニッケル−クロム−鉄、ニッケル−鉄、コ
バール、インバーなどの各種合金材やそれらのクラッド
材などが選択される。特に、本発明において使用される
金属材料は、ガラス層との膨張率を整合させる必要があ
ることから、膨張率１００〜１４０×１０-7／℃のステ
ンレス鋼が好ましい。
鋼、珪素鋼、ニッケル−クロム−鉄、ニッケル−鉄、コ
バール、インバーなどの各種合金材やそれらのクラッド
材などが選択される。特に、本発明において使用される
金属材料は、ガラス層との膨張率を整合させる必要があ
ることから、膨張率１００〜１４０×１０-7／℃のステ
ンレス鋼が好ましい。
【００１３】金属基体の材質が決定されれば、所望の形
状加工、穴加工等が通常の機械加工、エッチング加工、
レーザ加工等で施される。その形状は、負荷荷重の大き
さや用途により、円筒形や板状（箔状も含む）等が選択
される。
状加工、穴加工等が通常の機械加工、エッチング加工、
レーザ加工等で施される。その形状は、負荷荷重の大き
さや用途により、円筒形や板状（箔状も含む）等が選択
される。
【００１４】これら金属基体はガラス層の密着性を向上
させる目的で、表面脱脂された後、ニッケル、コバルト
などの各種メッキを施したり、熱酸化処理によって酸化
被覆層を形成したりする。
させる目的で、表面脱脂された後、ニッケル、コバルト
などの各種メッキを施したり、熱酸化処理によって酸化
被覆層を形成したりする。
【００１５】（２）ガラス層 本発明に用いられるガラス層には、電気絶縁性、耐熱性
の観点から、無アルカル結晶化ガラス（焼成によって、
たとえば、MgO系の結晶相を析出）で構成されるほうが
好ましい。そのガラス組成は、特に、MgOが16−50重量
％,SiO2が７−30重量％,B2O3が５−34重量％、BaOが０
−50重量％,La2O3が０−40重量％,CaOが０−20重量％,P
2O5が０−５重量％,MO2が０−５重量％（但し、MはZr,T
i,Snのうち少なくとも一種の元素）からなるとき、より
好ましい。
の観点から、無アルカル結晶化ガラス（焼成によって、
たとえば、MgO系の結晶相を析出）で構成されるほうが
好ましい。そのガラス組成は、特に、MgOが16−50重量
％,SiO2が７−30重量％,B2O3が５−34重量％、BaOが０
−50重量％,La2O3が０−40重量％,CaOが０−20重量％,P
2O5が０−５重量％,MO2が０−５重量％（但し、MはZr,T
i,Snのうち少なくとも一種の元素）からなるとき、より
好ましい。
【００１６】このように、結晶化ガラス材料が選択され
る理由の１つは、金属基体とガラス層との密着性を強固
にするためである。特に、上記の組成のものは、密着性
が非常に強固である。
る理由の１つは、金属基体とガラス層との密着性を強固
にするためである。特に、上記の組成のものは、密着性
が非常に強固である。
【００１７】上記結晶化ガラス層を金属基体上に被覆す
る方法として、通常のスプレー法、粉末静電塗装法、電
気泳動電着法等がある。被膜のち密性、電気絶縁性等の
観点から、電気泳動電着法が、最も好ましい。
る方法として、通常のスプレー法、粉末静電塗装法、電
気泳動電着法等がある。被膜のち密性、電気絶縁性等の
観点から、電気泳動電着法が、最も好ましい。
【００１８】この方法は、ガラスとアルコールおよび少
量の水を入れてボールミル中で約20時間粉砕、混合し、
ガラスの平均粒径を１〜５μm程度にする。得られたス
ラリーを電解槽に入れて、液を循環する。そして、金属
基体を、このスラリー中に浸漬し、100〜400Ｖで陰分極
させることにより、金属基体表面にガラス粒子を析出さ
せる。これを乾燥後、850〜900℃で10分〜１時間焼成す
る。これによって、ガラスの微粒子が溶融すると共に、
ガラスの成分と金属材料の成分が、充分に相互拡散する
ためガラス層と金属基体との強固な密着が得られる。
量の水を入れてボールミル中で約20時間粉砕、混合し、
ガラスの平均粒径を１〜５μm程度にする。得られたス
ラリーを電解槽に入れて、液を循環する。そして、金属
基体を、このスラリー中に浸漬し、100〜400Ｖで陰分極
させることにより、金属基体表面にガラス粒子を析出さ
せる。これを乾燥後、850〜900℃で10分〜１時間焼成す
る。これによって、ガラスの微粒子が溶融すると共に、
ガラスの成分と金属材料の成分が、充分に相互拡散する
ためガラス層と金属基体との強固な密着が得られる。
【００１９】なお、焼成は常温から徐々に昇温して上記
温度に到達させるほうが微細針状結晶が無数に析出する
ため後述のアンカー効果の働きがより向上し、抵抗素子
との密着性向上に効果があり、より好ましい。
温度に到達させるほうが微細針状結晶が無数に析出する
ため後述のアンカー効果の働きがより向上し、抵抗素子
との密着性向上に効果があり、より好ましい。
【００２０】結晶化ガラス材料が選択されるもう１つの
理由に、ガラス層の耐熱温度を高くするためである。す
なわち、ガラス層に抵抗素子を焼成法で形成するとき、
高温で焼成するのでガラス層の耐熱温度は少なくとも90
0℃以上必要である。本発明のガラスが非晶質の時の耐
熱温度は650℃程度であるが、結晶化させることによっ
て耐熱温度が900℃以上（900℃でもガラスが流動しない
ので、850℃で抵抗素子を焼成しても問題ない）にな
る。それに対して一般の非晶質ガラスは、再加熱しても
結晶化しないので耐熱性（約600℃以上でガラスが流動
するので、抵抗素子を600℃以上で焼成するとガラスと
反応する）は向上しない。
理由に、ガラス層の耐熱温度を高くするためである。す
なわち、ガラス層に抵抗素子を焼成法で形成するとき、
高温で焼成するのでガラス層の耐熱温度は少なくとも90
0℃以上必要である。本発明のガラスが非晶質の時の耐
熱温度は650℃程度であるが、結晶化させることによっ
て耐熱温度が900℃以上（900℃でもガラスが流動しない
ので、850℃で抵抗素子を焼成しても問題ない）にな
る。それに対して一般の非晶質ガラスは、再加熱しても
結晶化しないので耐熱性（約600℃以上でガラスが流動
するので、抵抗素子を600℃以上で焼成するとガラスと
反応する）は向上しない。
【００２１】（３）抵抗素子 抵抗素子用の材料としては、Cu−Ni合金,Ni−Cr合金,酸
化ルテニウム等の種々のひずみ変化によって電気抵抗が
変化する性質を有する抵抗材料が使用される。
化ルテニウム等の種々のひずみ変化によって電気抵抗が
変化する性質を有する抵抗材料が使用される。
【００２２】本発明のひずみセンサにおける抵抗素子の
形成法としては、以下に述べる印刷法、メッキ法、転写
法が好ましい。
形成法としては、以下に述べる印刷法、メッキ法、転写
法が好ましい。
【００２３】印刷法で抵抗素子を形成する方法は、有機
金属化合物を出発原料とし、それを主成分とするペース
トを作成してガラス層の表面に印刷し、さらに、その熱
分解により抵抗素子成分元素の金属および合金膜を形成
する。抵抗素子成分元素として、ニッケル、クロム、
銅、鉄、ルテニュウムからなる群から選択された有機金
属化合物で、その他形成添加剤としてBi、Rh、V、Sbか
らなる熱分解有機化合物を少なくとも２種以上を添加す
る。この構成のものは、従来の厚膜技術で薄膜並の膜厚
を得ることができる。
金属化合物を出発原料とし、それを主成分とするペース
トを作成してガラス層の表面に印刷し、さらに、その熱
分解により抵抗素子成分元素の金属および合金膜を形成
する。抵抗素子成分元素として、ニッケル、クロム、
銅、鉄、ルテニュウムからなる群から選択された有機金
属化合物で、その他形成添加剤としてBi、Rh、V、Sbか
らなる熱分解有機化合物を少なくとも２種以上を添加す
る。この構成のものは、従来の厚膜技術で薄膜並の膜厚
を得ることができる。
【００２４】もう１つの印刷法で抵抗素子を形成する方
法は、酸化ルテニュウムおよびガラスフリットを主成分
とするペーストをガラス層に印刷し、その後焼成する方
法である。このペーストの成分には、主成分の酸化ルテ
ニュウムおよびガラスフリット（ホウケイ酸系ガラス
等）のほか、フィラー（ZrO2等）、酸化ビスマス、エチ
ルセルロース、ブチルカルビトールアセテート（テルピ
ネオールでもよい）等が含まれている。
法は、酸化ルテニュウムおよびガラスフリットを主成分
とするペーストをガラス層に印刷し、その後焼成する方
法である。このペーストの成分には、主成分の酸化ルテ
ニュウムおよびガラスフリット（ホウケイ酸系ガラス
等）のほか、フィラー（ZrO2等）、酸化ビスマス、エチ
ルセルロース、ブチルカルビトールアセテート（テルピ
ネオールでもよい）等が含まれている。
【００２５】メッキ法で抵抗素子を形成する場合は、ひ
ずみ感度、抵抗温度係数等の点を考慮するとCu−Ni−
P、Ni−Cr−P、Ni−Fe−P系の合金メッキ膜が選択され
る。
ずみ感度、抵抗温度係数等の点を考慮するとCu−Ni−
P、Ni−Cr−P、Ni−Fe−P系の合金メッキ膜が選択され
る。
【００２６】上述のメッキ膜を荷重センサ用の抵抗素子
とするためには微細パターン化する必要がある。その方
法としては、全面にメッキ膜を形成した後に、1)レーザ
で所定のパターンにカッティング方法、あるいは2)ホト
リソグラフィーによって余分な部分を取り除いて形成す
る方法等がある。しかしながら、これらの方法では曲面
部分に微細パターンを形成することは非常に困難であっ
た。
とするためには微細パターン化する必要がある。その方
法としては、全面にメッキ膜を形成した後に、1)レーザ
で所定のパターンにカッティング方法、あるいは2)ホト
リソグラフィーによって余分な部分を取り除いて形成す
る方法等がある。しかしながら、これらの方法では曲面
部分に微細パターンを形成することは非常に困難であっ
た。
【００２７】この解決方法としてメッキ液に対して化学
耐久性に優れた耐メッキレジストをメッキ膜形成部分以
外に印刷、硬化処理し、その後、無電解メッキ法によっ
て微細パターンの抵抗素子を形成する方法がよい。この
方法を用いる場合は強酸、強アルカリの高温メッキ液
（80℃〜95℃）に耐え、かつ、印刷性が良好で、硬化時
間の短い耐メッキレジストが必要不可欠であり、例え
ば、その材料は紫外線(Ultra Violet)硬化型のアクリル
系樹脂が好ましい。
耐久性に優れた耐メッキレジストをメッキ膜形成部分以
外に印刷、硬化処理し、その後、無電解メッキ法によっ
て微細パターンの抵抗素子を形成する方法がよい。この
方法を用いる場合は強酸、強アルカリの高温メッキ液
（80℃〜95℃）に耐え、かつ、印刷性が良好で、硬化時
間の短い耐メッキレジストが必要不可欠であり、例え
ば、その材料は紫外線(Ultra Violet)硬化型のアクリル
系樹脂が好ましい。
【００２８】無電解メッキ法が本発明に適する理由は次
の通りである。メッキ液中には金属錯体と、還元剤（次
亜燐酸等）が含まれている。この還元剤が酸化されるこ
とにより放出される電子が、錯体の金属イオンを被メッ
キ物上に金属として析出させるもので、その概略の反応
は（数１）のようになる。例えばNiを例にすると
の通りである。メッキ液中には金属錯体と、還元剤（次
亜燐酸等）が含まれている。この還元剤が酸化されるこ
とにより放出される電子が、錯体の金属イオンを被メッ
キ物上に金属として析出させるもので、その概略の反応
は（数１）のようになる。例えばNiを例にすると
【００２９】
【数１】
【００３０】被メッキ物が金属の場合は、浸漬初期の段
階で、溶液中の金属イオンと被メッキ物との置換が優先
し、その後に還元反応が起こり、以後析出した金属が自
己触媒的働きをしてスムースに還元が進む。これに対し
て被メッキ物が絶縁物の場合は、反応の核となるものが
無いので、絶縁物上にSn（塩化すず）とPd（塩化パラジ
ウム）のイオンを吸着させて、その上で還元反応を起こ
させる。その後は析出した金属が自己触媒的働きをし、
順次反応が進んで行く。
階で、溶液中の金属イオンと被メッキ物との置換が優先
し、その後に還元反応が起こり、以後析出した金属が自
己触媒的働きをしてスムースに還元が進む。これに対し
て被メッキ物が絶縁物の場合は、反応の核となるものが
無いので、絶縁物上にSn（塩化すず）とPd（塩化パラジ
ウム）のイオンを吸着させて、その上で還元反応を起こ
させる。その後は析出した金属が自己触媒的働きをし、
順次反応が進んで行く。
【００３１】本発明の結晶化ガラスは、表面に微小の針
状結晶があるため、多孔体でありその上でメッキを行う
と還元反応がガラスの内部から始まるのでメッキ層のア
ンカー効果が働きメッキ層とガラスとの密着強度が強く
なる。
状結晶があるため、多孔体でありその上でメッキを行う
と還元反応がガラスの内部から始まるのでメッキ層のア
ンカー効果が働きメッキ層とガラスとの密着強度が強く
なる。
【００３２】それに対して、一般の非晶質ガラスやプラ
スチックなどの表面は非常に滑らかであるためアンカー
効果は働かずメッキ層の密着性は悪くなる。
スチックなどの表面は非常に滑らかであるためアンカー
効果は働かずメッキ層の密着性は悪くなる。
【００３３】なお、無電解メッキ法で抵抗素子を形成す
る場合、ガラス層の表面にスズ、パラジウム等からなる
触媒層を形成し、その触媒層の表面に抵抗素子を形成す
るとアンカー効果の働きがより強くなってガラス層と抵
抗素子との間の密着強度がより強くなる。
る場合、ガラス層の表面にスズ、パラジウム等からなる
触媒層を形成し、その触媒層の表面に抵抗素子を形成す
るとアンカー効果の働きがより強くなってガラス層と抵
抗素子との間の密着強度がより強くなる。
【００３４】転写法で抵抗素子を形成する場合は、その
抵抗素子の材料としてはCu−Ni合金またはNi−Cr合金の
箔が好ましい。この場合は、まず前記箔の一方の面に有
機樹脂を印刷し、次にその他方の面にレジストを塗布し
た後エッチングして所定のパターンを有する抵抗素子を
作成し、さらにこの抵抗素子を前記有機樹脂を介して金
属基体のガラス層の表面に設置し、その後焼成して抵抗
素子を形成する。
抵抗素子の材料としてはCu−Ni合金またはNi−Cr合金の
箔が好ましい。この場合は、まず前記箔の一方の面に有
機樹脂を印刷し、次にその他方の面にレジストを塗布し
た後エッチングして所定のパターンを有する抵抗素子を
作成し、さらにこの抵抗素子を前記有機樹脂を介して金
属基体のガラス層の表面に設置し、その後焼成して抵抗
素子を形成する。
【００３５】前記有機樹脂の役割は、抵抗素子のパター
ンを形成する際に必要な合金箔の固定に用いるもので、
それをガラス層の表面に設置した後は、この有機樹脂は
焼成時に除去される。したがって、この有機樹脂は、燃
焼性に富み、かつガラス層や合金箔に対して悪影響を及
ぼさないものでなければならない。アクリル樹脂、塩化
ビニール樹脂がその例である。
ンを形成する際に必要な合金箔の固定に用いるもので、
それをガラス層の表面に設置した後は、この有機樹脂は
焼成時に除去される。したがって、この有機樹脂は、燃
焼性に富み、かつガラス層や合金箔に対して悪影響を及
ぼさないものでなければならない。アクリル樹脂、塩化
ビニール樹脂がその例である。
【００３６】アクリル樹脂としては、ポリメタクリル酸
エステルやポリアクリル酸エステルを用いる。また、塩
化ビニールとアクリル酸エステルの共重合体も用いられ
る。
エステルやポリアクリル酸エステルを用いる。また、塩
化ビニールとアクリル酸エステルの共重合体も用いられ
る。
【００３７】これらの樹脂は、ポリエステルやポリイミ
ドあるいはエポキシ樹脂といった通常プリント基板に用
いられているものに比べ、熱収縮が小さく、燃焼性に富
んでいるので、合金箔の回路パターンを高精度に、ガラ
ス層上へ形成させることができる。
ドあるいはエポキシ樹脂といった通常プリント基板に用
いられているものに比べ、熱収縮が小さく、燃焼性に富
んでいるので、合金箔の回路パターンを高精度に、ガラ
ス層上へ形成させることができる。
【００３８】上記の樹脂は適当な溶剤に溶解され、粘度
を調整し、スプレーまたは印刷法で合金箔に被覆する。
あるいは、これらの樹脂の膜を用いて合金箔とラミネー
トする。
を調整し、スプレーまたは印刷法で合金箔に被覆する。
あるいは、これらの樹脂の膜を用いて合金箔とラミネー
トする。
【００３９】上述の印刷法、メッキ法および転写法の抵
抗素子形成法は、円筒状の金属基体の側面に形成したガ
ラス層表面のような曲面上でも容易に抵抗素子を形成す
ることができる。また、これらの形成法は、安価でかつ
量産性に富む。
抗素子形成法は、円筒状の金属基体の側面に形成したガ
ラス層表面のような曲面上でも容易に抵抗素子を形成す
ることができる。また、これらの形成法は、安価でかつ
量産性に富む。
【００４０】次に、具体的な実施例について説明する。 （実施例１）前述のガラス層被覆工程に従い、SUS430基
体（100mm×100mm×0.5mm）の表面に、厚さ100μmの
（表１）〜（表５）に示す組成の結晶化ガラス層を電気
泳動電着し、880℃で10分焼成しサンプルの表面粗度、
うねり性、耐熱性等の諸特性を調べた。その結果を組成
とともに（表１）〜（表５）に示している。
体（100mm×100mm×0.5mm）の表面に、厚さ100μmの
（表１）〜（表５）に示す組成の結晶化ガラス層を電気
泳動電着し、880℃で10分焼成しサンプルの表面粗度、
うねり性、耐熱性等の諸特性を調べた。その結果を組成
とともに（表１）〜（表５）に示している。
【００４１】なお、表面粗度はタリサーフ表面粗さ計で
測定し、表面中心線平均粗さRaで示し、うねり性はタリ
サーフ表面粗さ計で得られた山と谷の差Rmaxで表わし
た。
測定し、表面中心線平均粗さRaで示し、うねり性はタリ
サーフ表面粗さ計で得られた山と谷の差Rmaxで表わし
た。
【００４２】耐熱性は、サンプルを850℃の電気炉中に1
0分入れ、炉から取り出し30分間、自然放冷するサイク
ルを繰り返すスポーリングテストを行って、サンプルの
クラックや剥離の状態を調べた。なお、クラックは赤イ
ンク中に浸漬し、その後、表面を拭き取って、目視観察
によって、その有無を調べた。表中の○、△、×は、○
が10サイクル以上行っても、異常が認められないもの、
△は５〜９サイクルで発生したもの、×は４サイクル以
下で発生したものを示す。
0分入れ、炉から取り出し30分間、自然放冷するサイク
ルを繰り返すスポーリングテストを行って、サンプルの
クラックや剥離の状態を調べた。なお、クラックは赤イ
ンク中に浸漬し、その後、表面を拭き取って、目視観察
によって、その有無を調べた。表中の○、△、×は、○
が10サイクル以上行っても、異常が認められないもの、
△は５〜９サイクルで発生したもの、×は４サイクル以
下で発生したものを示す。
【００４３】密着性は、基体の曲げ試験を行い、ガラス
層が剥離して金属部が露出したものを×、金属部が一部
だけ露出したものを△、金属部が露出していないものを
○とした。
層が剥離して金属部が露出したものを×、金属部が一部
だけ露出したものを△、金属部が露出していないものを
○とした。
【００４４】以上の評価にもとずき総合評価を行い、そ
の結果を○、△、×で示した。No１〜８は他の成分を一
定として、SiO2とB2O3を変化させたもの、No９〜15は、
SiO2/B2O3をほぼ一定にし、MgO量を変化させたもの、No
16〜19は同じく、CaO量を変化させたもの。No20〜24
は、同じく、BaO量を変化させたもの。No25〜29は、同
じくLa2O3量を変化させたもの。No30〜42はそれぞれ、Z
rO2、TiO2、SnO2、P2O5、ZnOの影響を示す。
の結果を○、△、×で示した。No１〜８は他の成分を一
定として、SiO2とB2O3を変化させたもの、No９〜15は、
SiO2/B2O3をほぼ一定にし、MgO量を変化させたもの、No
16〜19は同じく、CaO量を変化させたもの。No20〜24
は、同じく、BaO量を変化させたもの。No25〜29は、同
じくLa2O3量を変化させたもの。No30〜42はそれぞれ、Z
rO2、TiO2、SnO2、P2O5、ZnOの影響を示す。
【００４５】表から明らかなように、SiO2を増加してい
けば、耐熱性は向上するが、表面性、および密着性が悪
くなる。逆に、B2O3量を増加していけば、たしかに表面
性、密着性は向上するが耐熱性は低下する。したがっ
て、本発明では、SiO2７〜30重量％、B2O3５〜34重量％
の範囲内が好ましい。
けば、耐熱性は向上するが、表面性、および密着性が悪
くなる。逆に、B2O3量を増加していけば、たしかに表面
性、密着性は向上するが耐熱性は低下する。したがっ
て、本発明では、SiO2７〜30重量％、B2O3５〜34重量％
の範囲内が好ましい。
【００４６】MgO量は結晶性と相関があり、16重量％以
下では結晶析出が不十分で、耐熱性に劣る。また、50重
量％以上では、結晶が析出しやすく、ガラス溶融時に簡
単に結晶化し、均質なガラスを得ることが難しく、ま
た、表面粗度が大きくなる。
下では結晶析出が不十分で、耐熱性に劣る。また、50重
量％以上では、結晶が析出しやすく、ガラス溶融時に簡
単に結晶化し、均質なガラスを得ることが難しく、ま
た、表面粗度が大きくなる。
【００４７】CaO量は、20重量％以上入れると、表面性
が悪くなり好ましくない。BaO量は、50重量％以上で
は、耐熱性、および密着性が劣化し好ましくない。
が悪くなり好ましくない。BaO量は、50重量％以上で
は、耐熱性、および密着性が劣化し好ましくない。
【００４８】La2O3は、40重量％以上では、耐熱性が劣
化し好ましくない。その他の添加可能な成分はZrO2、Ti
O2、SnO2、P2O5、ZnOなどが挙げられるが、５重量％以
下までなら添加可能である。
化し好ましくない。その他の添加可能な成分はZrO2、Ti
O2、SnO2、P2O5、ZnOなどが挙げられるが、５重量％以
下までなら添加可能である。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】（実施例２）図１の製造工程図に基づいて
印刷法で抵抗素子を形成したひずみセンサについて説明
する。外形20φmm、厚さ２mmの円筒金属基体１を脱脂・
水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・水洗して前処理を
行った後、（表１）の組成のNo７ガラス粒子からなるス
ラリー中に浸漬して、対極と円筒金属間に直流電圧を印
加して、円筒金属基体の側面上に被覆し、常温から880
℃まで４時間かけて昇温し、さらにこの温度で10分間保
持する焼成を行ない880℃で10分間焼成して結晶化ガラ
ス層２を形成した。次に、結晶化ガラス層２の表面にAg
−Pdペーストをスクリーン印刷法でパターン印刷、850
℃で焼成して電極３を形成した。この電極間にCuとNiそ
れぞれの有機金属化合物のペーストを所定のパターンに
印刷、830℃で焼成して、Cu−Ni合金の抵抗素子４を形
成して、ひずみセンサとした。なお、図１における符号
11は電極３に取り付けたリード線である。
印刷法で抵抗素子を形成したひずみセンサについて説明
する。外形20φmm、厚さ２mmの円筒金属基体１を脱脂・
水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・水洗して前処理を
行った後、（表１）の組成のNo７ガラス粒子からなるス
ラリー中に浸漬して、対極と円筒金属間に直流電圧を印
加して、円筒金属基体の側面上に被覆し、常温から880
℃まで４時間かけて昇温し、さらにこの温度で10分間保
持する焼成を行ない880℃で10分間焼成して結晶化ガラ
ス層２を形成した。次に、結晶化ガラス層２の表面にAg
−Pdペーストをスクリーン印刷法でパターン印刷、850
℃で焼成して電極３を形成した。この電極間にCuとNiそ
れぞれの有機金属化合物のペーストを所定のパターンに
印刷、830℃で焼成して、Cu−Ni合金の抵抗素子４を形
成して、ひずみセンサとした。なお、図１における符号
11は電極３に取り付けたリード線である。
【００５５】（実施例３）実施例２とは、抵抗素子を形
成するためのペーストのみを除いて、他は実施例２と同
一の材料および作成法でひずみセンサを作成した。本実
施例では、酸化ルテニュウムとガラスフリットを主成分
とするペーストを用いた。
成するためのペーストのみを除いて、他は実施例２と同
一の材料および作成法でひずみセンサを作成した。本実
施例では、酸化ルテニュウムとガラスフリットを主成分
とするペーストを用いた。
【００５６】（実施例４）図２の製造工程図に基づいて
メッキ法で抵抗素子を形成したひずみセンサについて説
明する。外形20φmm、厚さ２mmの円筒金属基体１を脱脂
・水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・水洗して前処理
を行った後、（表１）の組成のNo７ガラス粒子からなる
スラリー中に浸漬して、対極と円筒金属間に直流電圧を
印加して、円筒金属の側面上に被覆し、880℃で10分間
焼成して結晶化ガラス層２を形成した。次に、結晶化ガ
ラス層２を被覆した円筒金属基体を酸洗し、次いで、塩
化スズ液、塩化パラジュウム液に浸漬して、結晶化ガラ
ス層２の表面にスズ、パラジュウムの触媒層５を吸着さ
せる。その後、その上にメッキ膜被覆部分以外に耐メッ
キレジスト剤を曲面印刷、UV硬化して耐メッキレジスト
膜６（メッキマスク層）とし、次ぎにCu−Ni−Pのメッ
キ液に浸漬して液温70〜80℃で無電解メッキを行い、レ
ジスト膜の被覆されていない部分にメッキ膜７を形成し
て、ひずみセンサとした。
メッキ法で抵抗素子を形成したひずみセンサについて説
明する。外形20φmm、厚さ２mmの円筒金属基体１を脱脂
・水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・水洗して前処理
を行った後、（表１）の組成のNo７ガラス粒子からなる
スラリー中に浸漬して、対極と円筒金属間に直流電圧を
印加して、円筒金属の側面上に被覆し、880℃で10分間
焼成して結晶化ガラス層２を形成した。次に、結晶化ガ
ラス層２を被覆した円筒金属基体を酸洗し、次いで、塩
化スズ液、塩化パラジュウム液に浸漬して、結晶化ガラ
ス層２の表面にスズ、パラジュウムの触媒層５を吸着さ
せる。その後、その上にメッキ膜被覆部分以外に耐メッ
キレジスト剤を曲面印刷、UV硬化して耐メッキレジスト
膜６（メッキマスク層）とし、次ぎにCu−Ni−Pのメッ
キ液に浸漬して液温70〜80℃で無電解メッキを行い、レ
ジスト膜の被覆されていない部分にメッキ膜７を形成し
て、ひずみセンサとした。
【００５７】（実施例５）図３の製造工程図に基づいて
転写法で抵抗素子を形成したひずみセンサについて説明
する。外形20φmm、厚さ２mmの円筒金属基体１を脱脂・
水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・水洗して前処理を
行った後、（表１）のNo７ガラスを円筒金属基体の側面
上に電気泳動電着法で被覆し、740℃で10分間焼成して
結晶化ガラス層２を形成した。
転写法で抵抗素子を形成したひずみセンサについて説明
する。外形20φmm、厚さ２mmの円筒金属基体１を脱脂・
水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・水洗して前処理を
行った後、（表１）のNo７ガラスを円筒金属基体の側面
上に電気泳動電着法で被覆し、740℃で10分間焼成して
結晶化ガラス層２を形成した。
【００５８】そして、抵抗素子８を形成するための厚さ
10μmのCu−Ni合金箔の片面にアクリル樹脂の有機溶剤
溶液を印刷法により塗布し100℃で乾燥させた。さら
に、抵抗素子８用の合金箔の一方の片面にも同様の有機
溶剤溶液を所定の回路パターン通りに印刷塗布して100
℃で乾燥させた後、この合金箔をエッチングして所定の
形状の回路パターンの抵抗素子８を得る。これらの抵抗
素子８のパターンを有する樹脂フィルムを抵抗素子８が
ガラス層と接するように設置し、740℃で10分間不活性
雰囲気保持した後、常温から880℃まで昇温してこの温
度で10分間保持して焼成し、ガラス層中に抵抗素子８の
パターンを融着させてひずみセンサを形成 した。 （実施例６）図４に示したように厚さ100μmの
ステンレス箔からなる板状の第１の金属基体９を脱脂・
水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・水洗して前処理を
行った後、（表１）のNo７組成のガラスをステンレス箔
の片面の一部分に電気泳動電着法で被覆し、常温から88
0℃まで昇温してこの温度で焼成して結晶化ガラス層２
を形成した。
10μmのCu−Ni合金箔の片面にアクリル樹脂の有機溶剤
溶液を印刷法により塗布し100℃で乾燥させた。さら
に、抵抗素子８用の合金箔の一方の片面にも同様の有機
溶剤溶液を所定の回路パターン通りに印刷塗布して100
℃で乾燥させた後、この合金箔をエッチングして所定の
形状の回路パターンの抵抗素子８を得る。これらの抵抗
素子８のパターンを有する樹脂フィルムを抵抗素子８が
ガラス層と接するように設置し、740℃で10分間不活性
雰囲気保持した後、常温から880℃まで昇温してこの温
度で10分間保持して焼成し、ガラス層中に抵抗素子８の
パターンを融着させてひずみセンサを形成 した。 （実施例６）図４に示したように厚さ100μmの
ステンレス箔からなる板状の第１の金属基体９を脱脂・
水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ・水洗して前処理を
行った後、（表１）のNo７組成のガラスをステンレス箔
の片面の一部分に電気泳動電着法で被覆し、常温から88
0℃まで昇温してこの温度で焼成して結晶化ガラス層２
を形成した。
【００５９】さらにこの上にCu−Ni−Pの抵抗素子10を
実施例４と同様な方法で形成し、箔状のひずみセンサと
した。この箔状ひずみセンサを脱脂・水洗を行なった外
形φ20mm、厚さ２mmの円筒状の第２の金属基体１にスポ
ット溶接で取り付けた。
実施例４と同様な方法で形成し、箔状のひずみセンサと
した。この箔状ひずみセンサを脱脂・水洗を行なった外
形φ20mm、厚さ２mmの円筒状の第２の金属基体１にスポ
ット溶接で取り付けた。
【００６０】（比較例１）図５に示した外形φ20mm、厚
さ２mmの円筒金属基体１を脱脂・水洗を行った後、ポリ
イミドの樹脂フィルム12上にCu−Niの抵抗素子13を設け
た従来のひずみセンサを上記円筒金属基体１の側面上に
シアノアクリレート系接着剤で取り付けた。
さ２mmの円筒金属基体１を脱脂・水洗を行った後、ポリ
イミドの樹脂フィルム12上にCu−Niの抵抗素子13を設け
た従来のひずみセンサを上記円筒金属基体１の側面上に
シアノアクリレート系接着剤で取り付けた。
【００６１】（比較例２）図６に示した外形φ20mm、厚
さ２mmの円筒金属基体１を脱脂・水洗・酸洗・水洗・ニ
ッケルメッキ・水洗して前処理を行った後、カリ石灰ガ
ラス（松浪硝子工業製コード番号0030、膨張係数：111
×10-7）のガラスプレート14（厚さ：150μm）を金属基
体１上に載せ、焼成して一部分だけをガラスで被覆し
た。さらに、この上に転写法でCu−Niの抵抗素子15を設
けてひずみセンサとした。
さ２mmの円筒金属基体１を脱脂・水洗・酸洗・水洗・ニ
ッケルメッキ・水洗して前処理を行った後、カリ石灰ガ
ラス（松浪硝子工業製コード番号0030、膨張係数：111
×10-7）のガラスプレート14（厚さ：150μm）を金属基
体１上に載せ、焼成して一部分だけをガラスで被覆し
た。さらに、この上に転写法でCu−Niの抵抗素子15を設
けてひずみセンサとした。
【００６２】上述の実施例２〜５の円筒状のひずみセン
サ、実施例６の箔状のひずみセンサを円筒状の金属基体
に溶接したもの、比較例１のひずみセンサを円筒状の金
属基体に接着したもの、および比較例２の円筒状のひず
みセンサについて、荷重負荷試験を行ない、円筒状の金
属基体または箔からガラス層、シアノアクリレート接着
層またはガラスプレート層が何回の荷重負荷回数で剥離
するかを試験した。なお、荷重負荷試験はひずみセンサ
の表面温度を200℃に保持した状態円筒状の金属基体に
その円筒軸方向に１トンの圧力を１分間加えることを繰
り返す方法で行なった。
サ、実施例６の箔状のひずみセンサを円筒状の金属基体
に溶接したもの、比較例１のひずみセンサを円筒状の金
属基体に接着したもの、および比較例２の円筒状のひず
みセンサについて、荷重負荷試験を行ない、円筒状の金
属基体または箔からガラス層、シアノアクリレート接着
層またはガラスプレート層が何回の荷重負荷回数で剥離
するかを試験した。なお、荷重負荷試験はひずみセンサ
の表面温度を200℃に保持した状態円筒状の金属基体に
その円筒軸方向に１トンの圧力を１分間加えることを繰
り返す方法で行なった。
【００６３】その結果を（表６）に示す。これから明ら
かなように、実施例２〜６の本発明のものは、107回の
荷重負荷を繰り返しても剥離現象は起らず、高温高荷重
の過酷な環境条件下で使用可能な極めて耐久性に優れた
ひずみセンサであることが明らかになった。
かなように、実施例２〜６の本発明のものは、107回の
荷重負荷を繰り返しても剥離現象は起らず、高温高荷重
の過酷な環境条件下で使用可能な極めて耐久性に優れた
ひずみセンサであることが明らかになった。
【００６４】
【表６】
【００６５】さらに、実施例２〜６の本発明のひずみセ
ンサについて、荷重負荷試験前および107回荷重負荷を
加えた試験後の電気抵抗をそれぞれ抵抗測定器を用いて
測定した結果、試験前後で電気抵抗値の相違は認められ
ず、極めて高品質のものであった。
ンサについて、荷重負荷試験前および107回荷重負荷を
加えた試験後の電気抵抗をそれぞれ抵抗測定器を用いて
測定した結果、試験前後で電気抵抗値の相違は認められ
ず、極めて高品質のものであった。
【００６６】なお、実施例６では金属基体が板状の例と
して厚みが100μmの箔の例を示したが、ひずみセンサを
使用するときの荷重負荷の大きさ等によってこの厚みに
適切に選択するものである。したがって、本発明のひず
みセンサに用いる板状の金属基体の厚みは、箔よりも厚
い、いわゆる薄板状であってもよい。
して厚みが100μmの箔の例を示したが、ひずみセンサを
使用するときの荷重負荷の大きさ等によってこの厚みに
適切に選択するものである。したがって、本発明のひず
みセンサに用いる板状の金属基体の厚みは、箔よりも厚
い、いわゆる薄板状であってもよい。
【００６７】また、本発明の諸実施例では、ひずみ検出
用の素子としていずれも抵抗素子の例を示したが、本発
明のひずみセンサの構成は抵抗素子の代りにひずみ変化
によって電気容量が変化する容量素子に置き換えること
ができるものである。この場合の容量素子用材料として
は、Ta2O5やTiO2等が適している。
用の素子としていずれも抵抗素子の例を示したが、本発
明のひずみセンサの構成は抵抗素子の代りにひずみ変化
によって電気容量が変化する容量素子に置き換えること
ができるものである。この場合の容量素子用材料として
は、Ta2O5やTiO2等が適している。
【００６８】次に、本発明のひずみセンサの応用例の一
例として、実施例４のひずみセンサを車両用サスペンシ
ョンに適用した例を図７により説明する。図７におい
て、18は車体、19はショックアブソーバのネジ部、28は
ショックアブソーバの小径部、27はショックアブソーバ
の中径部、26はショックアブソーバの大径部であり、シ
ョックアブソーバの中径部27とショックアブソーバの小
径部28の段差とショックアブソーバのネジ部19のナット
20により車体18を挟み込む構造で固定されている。
例として、実施例４のひずみセンサを車両用サスペンシ
ョンに適用した例を図７により説明する。図７におい
て、18は車体、19はショックアブソーバのネジ部、28は
ショックアブソーバの小径部、27はショックアブソーバ
の中径部、26はショックアブソーバの大径部であり、シ
ョックアブソーバの中径部27とショックアブソーバの小
径部28の段差とショックアブソーバのネジ部19のナット
20により車体18を挟み込む構造で固定されている。
【００６９】このときナット20と車体18の間にはワッシ
ャ21とバンパラバー22が挟まれ、ショックアブソーバの
中径部29とショックアブソーバの小径部28の段差と車体
18の間にはバンパラバー29のストッパー24とひずみセン
サ17が挟まれている。また、23はサスペンションスプリ
ングであり、ショックアブソーバの大径部26の下端部と
ともに、図示しない車輪に取り付けられている。
ャ21とバンパラバー22が挟まれ、ショックアブソーバの
中径部29とショックアブソーバの小径部28の段差と車体
18の間にはバンパラバー29のストッパー24とひずみセン
サ17が挟まれている。また、23はサスペンションスプリ
ングであり、ショックアブソーバの大径部26の下端部と
ともに、図示しない車輪に取り付けられている。
【００７０】このように構成された車両用サスペンショ
ンは、車両のあらゆる走行モードに対し、車体と車輪の
間に発生する荷重の変化を金属弾性体の機械的ひずみに
変換し、このひずみをガラス層上の抵抗素子で抵抗変化
に変換し電気信号として検出できるものである。上記抵
抗素子は必要に応じて軸芯を挟んで一対以上設けてもよ
い。
ンは、車両のあらゆる走行モードに対し、車体と車輪の
間に発生する荷重の変化を金属弾性体の機械的ひずみに
変換し、このひずみをガラス層上の抵抗素子で抵抗変化
に変換し電気信号として検出できるものである。上記抵
抗素子は必要に応じて軸芯を挟んで一対以上設けてもよ
い。
【００７１】図８に電気信号に変換するための一実施例
を示しており、固定抵抗器Ｒ１にシリーズに接続された
抵抗素子Ｒ２の接続点の電圧変化をストレンアンプで増
幅して出力するものである。この出力の変化を図９に示
しており、金属基体の弾性範囲内において荷重と出力は
比例関係にあることがわかる。
を示しており、固定抵抗器Ｒ１にシリーズに接続された
抵抗素子Ｒ２の接続点の電圧変化をストレンアンプで増
幅して出力するものである。この出力の変化を図９に示
しており、金属基体の弾性範囲内において荷重と出力は
比例関係にあることがわかる。
【００７２】
【発明の効果】以上のように本発明のひずみセンサは、
高温における焼成により形成された結晶化ガラス材料か
らなるガラス層を用いているために金属基体の成分とガ
ラス層の成分とがその境界面で相互に拡散し、両者の接
合が非常に強固なものとなっている。したがって、前述
のような過酷な環境条件下で使用しても、金属基体とガ
ラス層と間で剥離するようなことはない。さらに、前記
ガラス層は、その内部に無数の小さな泡を有しているた
め、その泡が機械的衝撃に対する緩衝材の役割を果す。
このため、強い機械的衝撃に対しても耐えることができ
る。
高温における焼成により形成された結晶化ガラス材料か
らなるガラス層を用いているために金属基体の成分とガ
ラス層の成分とがその境界面で相互に拡散し、両者の接
合が非常に強固なものとなっている。したがって、前述
のような過酷な環境条件下で使用しても、金属基体とガ
ラス層と間で剥離するようなことはない。さらに、前記
ガラス層は、その内部に無数の小さな泡を有しているた
め、その泡が機械的衝撃に対する緩衝材の役割を果す。
このため、強い機械的衝撃に対しても耐えることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における印刷法を用いたひず
みセンサの製造工程図
みセンサの製造工程図
【図２】本発明の一実施例におけるメッキ法を用いたひ
ずみセンサの製造工程図
ずみセンサの製造工程図
【図３】本発明の一実施例における転写法を用いたひず
みセンサの製造工程図
みセンサの製造工程図
【図４】本発明の一実施例におけるひずみセンサの斜視
図
図
【図５】第１の比較例におけるひずみセンサの斜視図
【図６】第２の比較例におけるひずみセンサの斜視図
【図７】本発明のひずみセンサを使用した車両用サスペ
ンションの断面図
ンションの断面図
【図８】本発明のひずみセンサを用いて荷重を電気信号
に変換するための回路構成図
に変換するための回路構成図
【図９】本発明のひずみセンサにおける荷重と電気信号
の出力との関係図
の出力との関係図
１ 金属基体 ２ 結晶化ガラス層 ３ 電極 ４ 抵抗素子 ５ 触媒層 ６ メッキマスク層 ７ メッキ膜 ８ 抵抗素子 ９ 金属基体 １０ 抵抗素子 １１ リ−ド線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平3−199406 (32)優先日 平３(1991)８月８日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 吉田 昭彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 渡辺 善博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 河村 政博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】金属基体と、その金属基体の表面に形成さ
れた結晶化ガラス材料からなるガラス層と、そのガラス
層の表面に形成されたひずみの変化により電気抵抗が変
化する抵抗素子とからなるひずみセンサ。 - 【請求項２】金属基体が円筒体であり、ガラス層が前記
円筒体の外側側面に形成された請求項１記載のひずみセ
ンサ。 - 【請求項３】金属基体が板状体であり、ガラス層が前記
板状体の少なくとも一方の主平面に形成された請求項１
記載のひずみセンサ。 - 【請求項４】結晶化ガラス材料の組成が、MgOが16−50
重量％、SiO2が７−30重量％、B2O3が５−34重量％、Ba
Oが０−50重量％、La2O3が０−40重量％、CaOが０−20
重量％、P2O5が０−５重量％、MO2が０−５重量％（但
し、MはZr,Ti,Snのうち少なくとも一種の元素）からな
る請求項１記載のひずみセンサ。 - 【請求項５】金属基体と、その金属基体の表面に形成さ
れた結晶化ガラス材料からなるガラス層と、そのガラス
層の表面に形成されたひずみの変化により電気抵抗が変
化する抵抗素子とからなり、前記ガラス層を、前記金属
基体の表面にガラス粒子を電気泳動電着し焼成して形成
したことを特徴とするひずみセンサの製造法。 - 【請求項６】金属基体と、その金属基体の表面に形成さ
れた結晶化ガラス材料からなるガラス層と、そのガラス
層の表面に形成されたひずみの変化により電気抵抗が変
化する抵抗素子とからなり、前記抵抗素子が、その抵抗
素子の必須構成元素を含むペーストを印刷した後焼成し
て形成したことを特徴とするひずみセンサの製造法。 - 【請求項７】ペーストの主成分が、酸化ルテニウムおよ
びガラスフリットからなる請求項６記載のひずみセンサ
の製造法。 - 【請求項８】ペーストの主成分が、前記抵抗素子の必須
構成元素を含む有機金属化合物からなる請求項６記載の
ひずみセンサの製造法。 - 【請求項９】金属基体と、その金属基体の表面に形成さ
れた結晶化ガラス材料からなるガラス層と、そのガラス
層の表面に形成されたひずみの変化により電気抵抗が変
化する抵抗素子とからなり、前記抵抗素子を無電解メッ
キにより形成したひずみセンサの製造法。 - 【請求項１０】抵抗素子が、前記ガラス層の表面に形成
した触媒層の表面に形成された請求項９記載のひずみセ
ンサ。 - 【請求項１１】抵抗素子が、片面に有機樹脂を塗布した
抵抗素子をガラス層の表面に前記有機樹脂を介して設置
した後焼成して形成したことを特徴とするひずみセンサ
の製造法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP28266391A JPH0593659A (ja) | 1990-10-29 | 1991-10-29 | ひずみセンサおよびその製造法 |
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29240390 | 1990-10-29 | ||
| JP2-292403 | 1990-10-29 | ||
| JP3-50993 | 1991-03-15 | ||
| JP5099391 | 1991-03-15 | ||
| JP3-52129 | 1991-03-18 | ||
| JP5212991 | 1991-03-18 | ||
| JP3-199406 | 1991-08-08 | ||
| JP19940691 | 1991-08-08 | ||
| JP28266391A JPH0593659A (ja) | 1990-10-29 | 1991-10-29 | ひずみセンサおよびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593659A true JPH0593659A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=27522921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28266391A Pending JPH0593659A (ja) | 1990-10-29 | 1991-10-29 | ひずみセンサおよびその製造法 |
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|---|---|
| JP (1) | JPH0593659A (ja) |
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- 1991-10-29 JP JP28266391A patent/JPH0593659A/ja active Pending
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