JPS63289431A

JPS63289431A - ロードセル

Info

Publication number: JPS63289431A
Application number: JP9903488A
Authority: JP
Inventors: Shozo Takeno; 武野　尚三; Koichiro Sakamoto; 孝一郎坂本; Ikuo Fujisawa; 藤沢　郁夫; Yoshihisa Nishiyama; 西山　義久
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1988-04-21
Filing date: 1988-04-21
Publication date: 1988-11-25
Also published as: JPH0327857B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ィルムに接着し、更
にこのフィ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。こ
のロードセルは、ビーム体上に絶縁被膜を直接形成し、
この被膜上に、金属材料を蒸着、スパッタリング、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、ビーム体に絶縁
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っ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がらの剥離
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（ＳＵＳ６３
０）　、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、本実施例は
１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をつなぐ空隙部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っている。

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、空隙部６、取付孔２，
２、係止孔８の各内面を被って、絶縁被膜１０が直接形
成されている。絶縁被膜１０は一ポリイミド樹脂等の高
分子材料から形成される。

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でい
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Ｎ　ｉ　−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１５の具体的なパターン構造は
図示しないが、例えばジクザグ状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、架橋パターンを適
宜な数削除することで抵抗値の調節ができるようになっ
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Ａ、Ｉ
Ｉ’等の金属層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
ストンブリッ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。

１６Ｄ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１０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程度に調整されたフェス状の絶縁
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１８０Ｏｒｐｍ
程度の速度で回転させることによって、ビーム体１の全
ての面に絶縁被膜材料を４〜５μｍ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、夫々蒸着又はスパッ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ッチャントを用い、フォトエツチン
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ッチャントを用い、フォトエツチ
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ッチャントを用い、フォトエツチ
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１０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っ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も極
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抵抗体パターンは必要により削除
してもよいとともに、必要によりブリッジバランス調整
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
発明の実施に当っては、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ｎ−■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ＩＶ−ＩＶ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って
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。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦手続補正書６３
，６．２９昭和　　年　　月　　日特許庁長官　吉　１）文　毅　殿１、事件の表示特願昭６３−９９０３４号２、発明の名称ロードセル３、補正をする者事件との関係　　特許出願人（３０７）　　株式会社　東芝　（ほか１名）４、代理
人東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル〒１
００　　電話　０３　（５０２）３１８１　（大代表）
６、補正の対象明細書乙）７、補正の内容（１）特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。（２）　　明細書第２頁第３行目に「出願済みである。このロー」とあるを「出願済みである。（特願昭５５−
１６８５３３号）この先願のロー」と訂正する。２、特許請求の範囲測定すべき荷重が作用する金属材料からなり起樹脂液を
被着硬化させて直接形成側μ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見接続されムホイートストン
ブリッ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。

Claims

【特許請求の範囲】

測定すべき荷重が作用する金属材料からなるビーム体に
絶縁樹脂液を被着硬化させて直接形成した絶縁被膜上に
、金属材料を直接積層して、少なくとも端子リードパタ
ーン、およびビーム体の起歪部領域に配置されかつ端子
リードパターンで接続されてホイートストンブリッジ回
路を形成する抵抗体パターンを設けたロードセルにおい
て、上記絶縁被膜をビーム体の全ての面を被って直接形
成したことを特徴とするロードセル。