JPH0798203A - ひずみゲージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 防水防湿性を高くして抵抗素子と被測定物と
の間の電気絶縁性を長く保持できるようにする。 【構成】 このひずみゲージは、ゲージベース３の上面
に抵抗素子５が接着剤４によって接着され下面にアルミ
ニウム又はステンレスの薄膜からなる遮水性金属箔８が
接着剤９により接着されている。抵抗素子５のゲージタ
ブには、ゲージリード６が半田付によって接続されてい
る。抵抗素子５およびゲージベース３の表面は、ラミネ
ート７によって覆われている。防水性樹脂１３は、ラミ
ネート７を介してひずみゲージ表面を覆いゲージベース
３の周縁部に接着又は融着されている。被測定物１に
は、遮水性金属箔８が接着剤２によって添着される。こ
のひずみゲージは、ゲージベース３の裏面側への水分の
侵入を遮水性金属箔８によって阻み、表面側への水分の
侵入をラミネート７と防水用樹脂１３によって阻むの
で、長期に亘る電気絶縁性の保持が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ひずみゲージ、特に防
水防湿性を高くして抵抗素子と被測定物との間の電気絶
縁性を充分な高さに長く保持できるようにしたひずみゲ
ージに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気抵抗式ひずみゲージには、抵抗体と
して線材を用いるものと箔材を用いるものがあるが、現
在、主流となっているものは箔材を用いるものである。
図６は、抵抗体として箔材を用いたひずみゲージの従来
例を示すものである。

【０００３】同図において、１は被測定物、２はゲージ
ベース３を被測定物１に接着する接着剤で、フェノール
系樹脂、ポリエステル系、シアノアクリレート系あるい
はエポキシ系樹脂等の有機系材料からなる。

【０００４】ゲージベース３は、フェノール系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂ある
いは紙からなり、この表面に接着剤４により抵抗素子５
が接着されている。該接着剤４は、フェノール系及びエ
ポキシ系樹脂等からなる。

【０００５】また、抵抗素子５は、銅ニッケルあるいは
ニッケルクロム等の金属箔を上記接着剤４によりゲージ
ベース３に接着し、その金属箔をフォトエッチングによ
りパターニングすることにより形成される。

【０００６】６は抵抗素子５の端部のゲージタブに半田
又は溶接により接続された、例えば銅合金及びニッケル
からなるゲージリードである。７はひずみゲージの表面
を覆う防水用ラミネートで、ゲージ素子５及びゲージベ
ース３の上部に熱融着あるいは接着されることによって
ひずみゲージ表面を覆っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示す
ような従来のひずみゲージには、抵抗素子５と被測定物
１との間の電気絶縁性を長期にわたって高く保つことが
難しいという問題があった。

【０００８】この問題について詳しく説明すると、電気
抵抗式ひずみゲージによるひずみ測定において、抵抗素
子５と被測定物１との間の電気絶縁性が悪いと測定誤差
や測定不能が生じる。従って、その電気絶縁性を高く保
つことがひずみ測定を正確に行ううえで不可欠なことで
ある。

【０００９】そして、抵抗素子５と被測定物１との間の
電気絶縁性は、ゲージベース３及び接着剤２の耐水耐湿
性能により左右され、充分な高さに長く保つことが難し
かった。何となれば、ひずみゲージの表面を覆うラミネ
ート７については、防水効果が高い材料を選ぶことでこ
れを介してひずみゲージ表面に達する水分を少なくする
ことが可能であるが、接着剤２、ベース３として用いら
れるフェノール樹脂等は、吸水率が低いものでも０．１
％ｗｔと高いので、充分な防水効果が得られず、しかも
矢印に示すように被測定物１と接着剤２の界面から多く
の水分が浸入し、その水分の多くが接着剤２及びゲージ
ベース３を経て抵抗素子側へ浸透するからである。その
ため、抵抗素子５と被測定物１との間の電気絶縁性を充
分な高さに保つことができる期間は、きわめて短かいの
が実情であった。

【００１０】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、防水防湿性を高くして抵抗素子と被
測定物との間の電気絶縁性を長く保持できるひずみゲー
ジを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、ゲージベースをそれよりも広い遮水性金
属箔上に添着し、表面を防水処理したことを特徴とする
ものである。

【００１２】

【作用】本発明によれば、ゲージベースの裏側に遮水性
金属箔があるので、遮水性金属箔と被測定物とを接着す
る接着剤の吸水率が高くても、また、該接着剤と被測定
物との界面に水分が多く浸入しても上記遮水性金属箔に
よってひずみゲージ裏側への水分の浸入を阻むことがで
きる。そして、ひずみゲージの表面は、防水処理されて
いるので、その表面側への水分の浸入も阻むことができ
る。

【００１３】従って、ひずみゲージの防水防湿効果を高
めることができ、抵抗素子と被測定物との間の電気絶縁
性の低下を阻むことができる。依って、その電気絶縁性
を高く保つことのできる期間を長くすることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を、図面に示した実施例に従っ
て詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の一つの実
施例を示すもので、図１は、ひずみゲージの断面図、図
２は、ひずみゲージとゲージリードの接続部の構成を拡
大して示す拡大断面図である。

【００１５】図面において、１は被測定物、２は遮水性
金属箔８を被測定物１の表面に接着する接着剤で、例え
ばフェノール系樹脂、ポリエステル系、シアノアクリレ
ート系あるいはエポキシ系樹脂からなる。

【００１６】遮水性金属箔８は、ゲージベース３の裏側
への水分の浸入を阻むためのものであり、例えばアルミ
ニウムあるいはステンレスからなり、厚さが１０〜１５
μｍの薄膜とされ、この範囲よりも薄いとピンホールが
生じる等して防水効果が得られなくなるし、これよりも
厚いとひずみの測定精度が低下して好ましくない。この
遮水性金属箔８の表面粗さは、後で説明する防水用樹脂
１３との密着性を高めるためサンドペーパー等により粗
面化されている。

【００１７】具体的には、８００メッシュのサンドペー
パーを用いることにより表面粗さが０．１〜０．５μｍ
程度にされている。これは、０．１μｍ以上の表面粗さ
が必要だが、０．５μｍ以上の粗さがあると絶縁性が悪
くなるからである。

【００１８】図３は、遮水性金属箔の表面粗さと絶縁抵
抗との関係図であり、図４は、ひずみゲージを水に浸漬
した場合の浸漬時間と絶縁抵抗との関係を、表面粗さが
０．１μｍのものと３μｍのものについて示した関係図
であり、この図３からは、表面粗さが粗過ぎると好まし
くないことが明らかに分る。

【００１９】該遮水性金属箔８は、ゲージベース３より
も適宜大きく形成され、その表面にゲージベース３が接
着剤９を介して接着されている。

【００２０】この接着は、ゲージベース３の周縁が遮水
性金属箔８の周縁よりも内側に位置するように位置決め
して行われる。これは、防水用樹脂１３がひずみゲージ
の表面を覆ってゲージベース３の周縁部に融着されるよ
うにするためである。尚、接着剤９は、接着剤２と同じ
ものでも良い。

【００２１】ゲージベース３の表面には、抵抗素子５が
接着剤４により接着されている。６は抵抗素子５の端部
に一体的に形成されたゲージタブに半田付されたネオマ
ール導線からなるゲージリードであり、銅線１０を絶縁
体１１で被覆し、該絶縁被覆１１の表面を例えばニッケ
ルクロム等の金属１２でコーティングしたものである。

【００２２】ゲージリードとしてネオマール導線を使う
のは、ピンホールがなく、導線を伝っての水分の浸入が
極めて少なく、また、コーティングされるＰＥＳ等の防
水用樹脂１３との接着性が良いからである。

【００２３】７は接着又は熱融着されて抵抗素子５及び
ゲージベース３の表面上を覆うラミネートである。

【００２４】１３は、例えばＰＥＳからなる防水用樹脂
で、ラミネート７を介してひずみゲージ表面を覆いゲー
ジベース３の周縁部に接着又は融着されている。

【００２５】このひずみゲージは、ゲージベース３の表
面に抵抗素子５を形成し、ネオマール導線からなるゲー
ジリード６を抵抗素子５のゲージタブに接続し、ラミネ
ート７で表面を覆い、ゲージベース３の裏面を遮水性金
属箔８の表面に接着剤９で接着し、その後、防水用樹脂
１３を、図５に示すようなホットプレスを用いてコーテ
ィングすることにより製造される。

【００２６】すなわち、図５において、１４は剛体から
なる平面性の高い台で、そのフラットな表面上にコーテ
ィング前のひずみゲージが置かれる。１５は押圧板で、
シリコンラバー１６の下面に添着されたＰＥＳからなる
防水用樹脂１３を上記台１４上のひずみゲージの表面に
押圧する。

【００２７】すると、防水用樹脂１３を、ひずみゲージ
を囲繞した状態でその外周部において遮水性金属箔８の
周縁部に融着することができる。この融着の温度は、約
２００℃である。

【００２８】尚、防水用樹脂１３としてＰＥＳに代えて
シリコーン樹脂（但し、０．０１％ｗｔ程度の透水性を
有する）、ポリオレフィン樹脂、石油ワックス、ブチル
ゴムあるいはペトララタムを用いることもできる。シリ
コーン樹脂、石油ワックス、ブチルゴム、ペトララタム
の場合には、塗布によりコーティングし、ポリオレフィ
ン樹脂の場合には、熱融着によりコーティングする。

【００２９】このようなひずみゲージによれば、ゲージ
ベース３の裏面に、例えばアルミニウムあるいはステン
レスからなる遮水性金属箔８が添着されており、ゲージ
ベース３の裏面側への水分の浸入をその遮水性金属箔８
によって阻むことができる。従って、ひずみゲージを被
測定物１に接着する接着剤２の耐水耐湿性、被測定物１
の表面状態、接着剤２と被測定物１との界面状態等によ
ってひずみゲージの防水防湿性がほとんど左右されな
い。

【００３０】そして、ひずみゲージの表面側をラミネー
ト７で覆ったうえで更にＰＥＳ等の防水用樹脂１３をコ
ーティングしたので、ひずみゲージの表面側への水分の
浸入も有効に防止することができる。

【００３１】従って、ひずみゲージの防水防湿性を従来
の場合よりも相当に高くすることができ、ひずみゲージ
の抵抗素子５と被測定物１との間の電気絶縁性を長期間
にわたって高い値に保つことができる。具体的には、電
気的絶縁性を充分な高さに保つことができる期間が少な
くとも数ヶ月に延びた。

【００３２】

【発明の効果】以上詳しく述べたところから明らかなよ
うに、本発明によれば、ゲージベースの裏側からの水分
の浸入を遮水性金属箔により阻むことができ、該遮水性
金属箔を被測定物に接着する接着剤やそれと被測定物と
の界面の状態等によってひずみゲージの防水防湿性がほ
とんど左右されない。そして、ひずみゲージの表面への
水分の浸入防水処理によって阻むことができる。従っ
て、ひずみゲージの防水防湿性を著しく高め、抵抗素子
と被測定物との間の電気絶縁性を充分な高さに長い期間
保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明するためのもので、ひ
ずみゲージの断面図である。

【図２】本発明の一実施例を説明するためのもので、ひ
ずみゲージとゲージリードとの接続部を拡大して示す拡
大断面図である。

【図３】本発明の一実施例を説明するためのもので、遮
水性金属箔の表面粗さと絶縁抵抗の関係を示す関係図で
ある。

【図４】本発明の一実施例を説明するためのもので、ひ
ずみゲージを水中に浸漬した場合の浸漬時間と絶縁抵抗
の関係を示す関係図である。

【図５】本発明の一実施例を説明するためのもので、防
水性樹脂（ＰＥＳ）のホットプレスによる融着方法を説
明する断面図である。

【図６】従来のひずみゲージの断面図である。

【符号の説明】

１ 被測定物 ２，４，９ 接着剤 ３ ゲージベース ５ 抵抗素子 ６ ゲージリード ７ 防水用ラミネート ８ 遮水性金属箔 １０ 銅線 １１ 絶縁体 １２ 金属 １３ 防水性樹脂 １４ 台 １５ 押圧板 １６ シリコンラバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に抵抗素子を有するゲージベースを
   それよりも広い遮水性金属箔上に添着し、表面を防水処
   理したことを特徴とするひずみゲージ。