JPS6329202Y2 - - Google Patents
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- JPS6329202Y2 JPS6329202Y2 JP1981091200U JP9120081U JPS6329202Y2 JP S6329202 Y2 JPS6329202 Y2 JP S6329202Y2 JP 1981091200 U JP1981091200 U JP 1981091200U JP 9120081 U JP9120081 U JP 9120081U JP S6329202 Y2 JPS6329202 Y2 JP S6329202Y2
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Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
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Description
【考案の詳細な説明】
この考案は秤などに用いられるオープン型ロー
ドセルのストレインゲージの防湿構造に関するも
のである。[Detailed description of the invention] This invention relates to a moisture-proof structure for a strain gauge of an open type load cell used in a scale or the like.
従来のストレインゲージ方式のロードセルには
金属シールド型ロードセルと、オープン型ロード
セルがあり、起歪部にストレインゲージを接着し
てある。そのストレインゲージの接着剤は高分子
系であり、カバーもまた高分子系の材料である。
オープン型のロードセルではカバーもしくはコー
トのないものは何らかの防湿対策を施こす必要が
ある。すなわち、ある程度湿気のある雰囲気中に
長時間曝されると絶縁劣化が起こり、出力が変化
するからである。従つて、従来の例えば第１図に
示すようなロードセルにおいて弾性体１の薄肉部
６の表面の起歪部に、ストレインゲージ７が貼着
され、第２図あるいは第３図に示すような防湿構
造が採用されていた。第２図のものは、起歪部に
エポキシ樹脂、フエノール樹脂、シアノアクリレ
ートなどの高分子系接着剤１２で、ストレインゲ
ージ７が貼着されている。ストレインゲージ７は
金属薄膜抵抗１０と絶縁フイルム１１とから形成
されているものである。その上面に防湿カバー１
３が設けられている。防湿カバー１３には硬化型
樹脂のエポキシ、フエノール、エラストマーのシ
リコンゴム、合成ゴム、ブチルゴム、フイルムの
テフロン、塩化ビニリデン、パリレンなどが用い
られている。この防湿カバー１３は接着剤又は加
硫加圧、溶剤塗布などの方法でコートされる。図
中１４はリード線でストレインゲージ７から引出
されている。第３図のものは、金属薄膜抵抗１０
が、２枚の絶縁フイルム１１で一体にパツクされ
たストレインゲージ７が、弾性体１の起歪部に前
述の接着剤などで貼着され、ストレインゲージ７
にリード線１４が直接接続されて外部に引出され
ている。リード線１４が直接接続されていないも
のもあるが、その場合は端子を介して接続され
る。上部絶縁フイルム１１の上部には、非接着性
の部分１５が重ねられ、さらにその部分１５を覆
うように絶縁フイルム１６が重ねられて一体にし
て接着されている。（この種の技術は特開昭55−
39043号公報に開示されている。）そしてさらに絶
縁フイルム１６の上に金属薄板、金属箔、ゴムシ
ートなどの保護膜１７を重ね合わせ貼着してあ
る。このように防湿対策が施こされたものであつ
ても、上記第２図のものではHR90％以下、第３
図のものではHR95％以下が限度で、これ以上の
高湿度雰囲気中に長時間置かれると除々に出力の
変化が起こる。また、コートに使用する樹脂が硬
化型である場合には検出信号特性を劣化させる難
点がある。コートをシリコンゴム又は合成ゴムで
形成する場合には厚さが問題で、厚くすれば防湿
効果が大きくなるが、出力信号の特性が著しく劣
化する難点がある。そしてさらに、第２図及び第
３図に示したいずれの場合でも、高温（50℃程
度）、多湿中では絶縁が不完全であるとか、特性
の維持の問題などに難点がある。このように従来
は、オープン型ロードセルの防湿対策としてのカ
バーを出力信号の特性を損わないように施工する
ことは非常に困難であつた。 Conventional strain gauge type load cells include metal shield type load cells and open type load cells, in which a strain gauge is bonded to a strain generating part. The adhesive of the strain gauge is a polymeric material, and the cover is also a polymeric material.
Open-type load cells without a cover or coating require some kind of moisture-proofing measure. That is, if exposed to a somewhat humid atmosphere for a long time, insulation will deteriorate and the output will change. Therefore, in a conventional load cell as shown in FIG. 1, for example, a strain gauge 7 is attached to the strain-generating portion on the surface of the thin wall portion 6 of the elastic body 1, and a moisture-proof structure as shown in FIG. 2 or 3 is used. structure was used. In the one shown in FIG. 2, a strain gauge 7 is attached to the strain-generating portion with a polymeric adhesive 12 such as epoxy resin, phenol resin, or cyanoacrylate. The strain gauge 7 is formed from a metal thin film resistor 10 and an insulating film 11. Moisture-proof cover 1 on the top surface
3 is provided. For the moisture-proof cover 13, curable resins such as epoxy and phenol, elastomers such as silicone rubber, synthetic rubber, butyl rubber, and films such as Teflon, vinylidene chloride, and parylene are used. This moisture-proof cover 13 is coated with an adhesive, vulcanization pressure, solvent coating, or the like. In the figure, a lead wire 14 is drawn out from the strain gauge 7. The one in Figure 3 is a metal thin film resistor of 10
However, the strain gauge 7, which is packed together with two insulating films 11, is attached to the strain-generating portion of the elastic body 1 with the above-mentioned adhesive or the like.
A lead wire 14 is directly connected to and drawn out to the outside. In some cases, the lead wire 14 is not directly connected, but in that case, it is connected via a terminal. A non-adhesive portion 15 is stacked on top of the upper insulating film 11, and an insulating film 16 is further stacked and bonded together so as to cover the portion 15. (This type of technology was developed in Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-
It is disclosed in Publication No. 39043. ) Furthermore, a protective film 17 such as a thin metal plate, metal foil, or rubber sheet is laminated and adhered on top of the insulating film 16. Even with moisture-proof measures taken in this way, the one in Figure 2 above has an H R of 90% or less;
In the diagram, the H R is limited to 95% or less, and if it is left in a high humidity atmosphere for a long time, the output will gradually change. Furthermore, if the resin used for the coating is a hardening type, there is a problem in that the detection signal characteristics deteriorate. When the coat is made of silicone rubber or synthetic rubber, the thickness is a problem; the thicker the coat, the greater the moisture-proofing effect, but there is a drawback that the characteristics of the output signal are significantly degraded. Furthermore, in both cases shown in FIGS. 2 and 3, there are problems such as incomplete insulation and problems in maintaining characteristics at high temperatures (approximately 50° C.) and high humidity. As described above, conventionally, it has been extremely difficult to install a moisture-proof cover for an open type load cell without impairing the characteristics of the output signal.
この考案の目的は、高温、多湿の雰囲気に曝露
されていても出力信号が殆んど変化しないような
オープン型ロードセルの製作が可能なストレイン
ゲージの防湿構造を提供するにある。このような
目的を達成するためのこの考案の手段は、絶縁層
と金属薄膜抵抗とを一体に形成したストレインゲ
ージを起歪部に接着し、そのストレインゲージの
上面を保護層で覆い、その保護層の周囲をガム状
物質による細幅の垣状部で包囲し、その垣状部及
び垣状部内側の全域を覆うようにガス滲透性のな
いもしくはガス滲透性のきわめて少ない第１のカ
バーを被着し、さらにその第１のカバー及び上記
垣状部を外界から保護する第２のカバーを被着し
てなることを特徴とする。 The purpose of this invention is to provide a moisture-proof structure for a strain gauge that allows the manufacture of an open type load cell whose output signal hardly changes even when exposed to a high temperature and high humidity atmosphere. The means of this invention to achieve such an object is to adhere a strain gauge, which is formed integrally with an insulating layer and a metal thin film resistor, to a strain-generating part, cover the upper surface of the strain gauge with a protective layer, and protect the strain gauge. The layer is surrounded by a narrow wall made of a gum-like substance, and a first cover with no gas permeability or extremely low gas permeability is provided so as to cover the wall and the entire area inside the wall. It is characterized in that it is covered with a second cover that protects the first cover and the hedge-like portion from the outside world.
この手段によれば、ガム状物質による垣状部
と、第１のカバーと、第２のカバーとでストレイ
ンゲージが外界から隔離されており、この２重構
造によつて防湿作用が確保されている。そして、
第１のカバーはガム状物質の垣状部を介して起歪
部を構成している弾性体に接着されているので、
起歪部に歪を生じさせる力の第１のカバーの存在
による力損失がきわめて小さい。従つて、この第
１のカバーにガス滲透性のないもしくはガス滲透
性のきわめて少ない材質のものを使用して、
H2Oガスの滲透を確実に防止すると共にロード
セルの検出精度に殆ど悪影響を与えないものとす
ることができる。 According to this means, the strain gauge is isolated from the outside world by the hedge made of the gum-like substance, the first cover, and the second cover, and this double structure ensures a moisture-proofing effect. There is. and,
Since the first cover is adhered to the elastic body constituting the strain-generating part via the gummy material wall,
The force loss caused by the presence of the first cover that causes strain in the strain-generating portion is extremely small. Therefore, by using a material with no gas permeability or extremely low gas permeability for the first cover,
It is possible to reliably prevent permeation of H 2 O gas and to have almost no adverse effect on the detection accuracy of the load cell.
以下この考案を図示の１実施例に基いて説明す
る。第４図において、金属薄膜抵抗１０を絶縁フ
イルム１１と一体に形成したストレインゲージ７
を接着剤１２を介して弾性体１の起歪部に接着し
てある点は第２図に示した従来のものと同様であ
る。 This invention will be explained below based on one embodiment shown in the drawings. In FIG. 4, a strain gauge 7 in which a metal thin film resistor 10 is integrally formed with an insulating film 11 is shown.
It is the same as the conventional one shown in FIG. 2 in that it is adhered to the strain-generating portion of the elastic body 1 via an adhesive 12.
そのストレインゲージ７の上面を弾性係数の小
さい保護層２２で覆う。この保護層２２には、例
えばシリコンゴム、絶縁ワニスなどを用いる。こ
れは、ストレインゲージ７の保護と製作作業中の
汚染を防止するためである。 The upper surface of the strain gauge 7 is covered with a protective layer 22 having a small elastic modulus. For this protective layer 22, silicone rubber, insulating varnish, or the like is used, for example. This is to protect the strain gauge 7 and prevent contamination during manufacturing work.
保護層２２の周囲を細紐状のガム状の物質、例
えばブチル樹脂で包囲して垣状部２１を形成す
る。その垣状部２１で包囲した全域を覆うように
第１のカバー２３を被着する。すなわち、第１の
カバー２３は垣状部２１に接着して内部を密封状
態とする。第１のカバー２３としては、ガス滲透
性のない金属箔またはテフロンフイルムを用い
る。完全を期す必要がない場合は、僅かに効果が
劣る塩化ビニリデンなどを用いてもよい。また、
垣状部２１をある程度太く大きくしてもよい場合
は、第１のカバー２３として耐蝕性金属薄板を使
用することも可能である。保護層２２と第１のカ
バー２３との間は弾性係数の小さい材料で充填し
てもよいが、充填または接着に伴い、防湿に影響
するガス発生がある場合は空隙のままでもよい。
さらに小容量ロードセルの場合には第１のカバー
２３は波状またはアコーデオン状に形成するとよ
い。 The protective layer 22 is surrounded by a thin string-like gum-like substance, for example, butyl resin, to form the hedge-like portion 21 . A first cover 23 is attached so as to cover the entire area surrounded by the hedge-like part 21. That is, the first cover 23 is adhered to the hedge portion 21 to seal the inside thereof. As the first cover 23, metal foil or Teflon film that is not gas permeable is used. If perfection is not required, vinylidene chloride, which is slightly less effective, may be used. Also,
If the fence-like portion 21 can be made thicker and larger to some extent, it is also possible to use a corrosion-resistant metal thin plate as the first cover 23. The space between the protective layer 22 and the first cover 23 may be filled with a material having a small elastic modulus, but if filling or adhesion causes gas generation that affects moisture proofing, a gap may be left as is.
Furthermore, in the case of a small-capacity load cell, the first cover 23 may be formed in a wavy or accordion shape.
この第１のカバー２３及び垣状部２１に対し、
その全体を覆うように第２のカバー１３を被着す
る。カバー１３はシリコンゴムなどのエラストマ
ーで形成する。 For this first cover 23 and hedge portion 21,
A second cover 13 is attached so as to cover the entire area. The cover 13 is made of elastomer such as silicone rubber.
このように設けられたストレインゲージ７は、
第２のカバー１３が防水作用し、第１のカバー２
３がH2Oガスを完全に遮断しているので、外界
の湿気の影響が全くないものとなつている。そし
て、起歪部のストレインゲージへの歪伝達につい
ては、最も大きな影響が考えられるのが第１のカ
バー２３であるが、その第１のカバー２３がガム
状の物質で形成された垣状部２１を介して弾性体
１に接着されているので、弾性体１の歪が第１の
カバー２３へ伝達されないで垣状部２１に吸収さ
れ、換言すれば垣状部２１を設けたことによつて
弾性体１に歪を生じさせる力の第１のカバー２３
の存在による力損失がきわめて小さくなつてお
り、従つてストレインゲージに生じる歪は第１の
カバー２３の存在が殆ど影響しない。テスト結果
によれば、この実施例のロードセルは、クリー
プ、ヒステリシスが１万分の１以下であつた。ま
たその直線性も無視できる測定誤差であつた。さ
らに、従来のブチレンゴムによる防湿構造のスト
レインゲージは、温度変化に効果があるが、クリ
ープに対し、精度の劣化があつて高精度のロード
セルには不向きであつたのであるが、この実施例
のものでは、55℃、HR100％、40時間のテストで
も3μVの変化があつたのみであり、きわめて秀れ
た防湿構造であると言える。 The strain gauge 7 provided in this way is
The second cover 13 has a waterproof function, and the first cover 2
3 completely blocks out H 2 O gas, so there is no influence of moisture in the outside world. Regarding the transmission of strain from the strain-generating part to the strain gauge, the first cover 23 is considered to have the greatest influence, and the first cover 23 is a hedge-like part formed of a gum-like substance. Since the elastic body 1 is bonded to the elastic body 1 through the first cover 21, the strain of the elastic body 1 is not transmitted to the first cover 23 but is absorbed by the hedge portion 21. In other words, by providing the hedge portion 21, The first cover 23 has a force that causes strain in the elastic body 1.
The force loss due to the presence of the first cover 23 is extremely small, and therefore the presence of the first cover 23 has almost no effect on the strain generated in the strain gauge. According to the test results, the load cell of this example had creep and hysteresis of 1/10,000 or less. Moreover, the linearity was also a negligible measurement error. Furthermore, conventional strain gauges with a moisture-proof structure made of butylene rubber are effective against temperature changes, but their accuracy deteriorates due to creep, making them unsuitable for high-precision load cells. Even in a 40-hour test at 55°C and 100% H R , there was only a 3μV change, and it can be said that it has an extremely excellent moisture-proof structure.
以上のようにこの考案によるときは、第１のカ
バーと弾性体との間がガム状物質の垣状部で形成
されているから、双方の間で力の伝達が殆どな
く、これによつてロードセルの精度に悪影響を与
えないように第１のカバーにガス遮断作用の秀れ
た材料を使用できることになり、そしてさらに第
２のカバーを設けて２重の保護構造としてあるか
ら、高精度ロードセルに適用でき、オープン型ロ
ードセルであるにもかかわらず、金属シールド型
ロードセルに匹敵する秀れた防湿性を具備したロ
ードセルとすることができ、従つて従来使用雰囲
気が悪条件で金属シールド型ロードセルでなけれ
ば適用できなかつた所にでもオープン型ロードセ
ルが適用可能となり、また金属シールド型に形成
できなかつたロードセルに適用することでその使
用範囲を拡大できるストレインゲージの防湿構造
を提供できる。 As described above, according to this invention, since the space between the first cover and the elastic body is formed by a wall of gum-like material, there is almost no transmission of force between the two, and as a result, In order not to adversely affect the accuracy of the load cell, a material with excellent gas barrier properties can be used for the first cover, and a second cover is provided to provide a double protection structure, making it possible to use high-precision load cells. Although it is an open type load cell, it can be applied to a load cell with excellent moisture resistance comparable to a metal shield type load cell. An open type load cell can be applied to places where it could not be applied otherwise, and a moisture-proof structure for a strain gauge can be provided that can expand the range of use by applying it to a load cell that cannot be formed into a metal shield type.
第１図はロードセルの１例を示す斜視図、第２
図は従来のストレインゲージ防湿構造の１例を示
しａは主要部概略平面図、ｂはａのＡ−Ａ断面
図、第３図は従来のストレインゲージ防湿構造の
他の例を示す第２図ｂに対応する断面図、第４図
はこの考案の１実施例の概略を示しａはロードセ
ルの主要部の部分破断平面図、ｂはａのＢ−Ｂ断
面図である。
１……弾性体、７……ストレインゲージ、１０
……金属薄膜抵抗、１１……絶縁層、１２……接
着剤、２２……保護層、２１……垣状部、２３…
…第１のカバー、１３……第２のカバー、１４…
…リード線。
Figure 1 is a perspective view showing an example of a load cell, Figure 2 is a perspective view showing an example of a load cell.
The figure shows an example of a conventional strain gauge moisture-proof structure, a is a schematic plan view of the main part, b is a sectional view taken along line A in a, and FIG. 3 is a second diagram showing another example of a conventional strain gauge moisture-proof structure. FIG. 4 schematically shows an embodiment of the invention, FIG. 4 is a partially cutaway plan view of the main part of the load cell, and FIG. 4 is a sectional view taken along line B--B of a. 1...Elastic body, 7...Strain gauge, 10
... Metal thin film resistor, 11 ... Insulating layer, 12 ... Adhesive, 22 ... Protective layer, 21 ... Hedge-like portion, 23 ...
...First cover, 13...Second cover, 14...
…Lead.
Claims (1)
レインゲージを起歪部に接着し、そのストレイン
ゲージの上面を保護層で覆い、その保護層の周囲
をガム状物質による細幅の垣状部で包囲し、その
垣状部及び垣状部内側の全域を覆うようにガス滲
透性のないもしくはガス滲透性のきわめて少ない
第１のカバーを被着し、さらにその第１のカバー
及び上記垣状部を外界から保護する第２のカバー
を被着してなるストレインゲージの防湿構造。 A strain gauge made of an integrally formed insulating layer and metal thin film resistor is bonded to the strain-generating part, the upper surface of the strain gauge is covered with a protective layer, and the protective layer is surrounded by a narrow hedge-like part made of a gum-like substance. a first cover with no gas permeability or extremely low gas permeability is applied so as to surround the fence and the entire inside of the fence, and further the first cover and the fence A moisture-proof structure for strain gauges with a second cover that protects them from the outside world.
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| JP1981091200U JPS6329202Y2 (en) | 1981-06-19 | 1981-06-19 |
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| JPS57201909U JPS57201909U (en) | 1982-12-22 |
| JPS6329202Y2 true JPS6329202Y2 (en) | 1988-08-05 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1981091200U Expired JPS6329202Y2 (en) | 1981-06-19 | 1981-06-19 |
Country Status (1)
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| JPS4834664U (en) * | 1971-08-31 | 1973-04-25 | ||
| JPS5539043A (en) * | 1978-09-14 | 1980-03-18 | Tokyo Electric Co Ltd | Strain gauge and its adhesion |
| JPS5542157B2 (en) * | 1976-05-25 | 1980-10-29 | ||
| JPS55140112A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-01 | Tokyo Electric Co Ltd | Weighing device employing load cell |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5542157U (en) * | 1978-09-14 | 1980-03-18 |
-
1981
- 1981-06-19 JP JP1981091200U patent/JPS6329202Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4834664U (en) * | 1971-08-31 | 1973-04-25 | ||
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| JPS55140112A (en) * | 1979-04-19 | 1980-11-01 | Tokyo Electric Co Ltd | Weighing device employing load cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57201909U (en) | 1982-12-22 |
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