JPS648288B2 - - Google Patents

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イルムに接
着し、更にこのフイ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、スパツタリン
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。

ところで、従来提案されたこの種ロードセルに
おいて、絶縁被膜はスピンナを用いてビーム体表
面に塗布されるが、ビーム体は機械加工により得
られ、その縁部は直角になつていた。したがつ
て、スピンナの回転により絶縁被膜材料が塗布さ
れる際に、遠心力の影響で絶縁被膜材料の一部が
ビーム体の縁より張り出すものであつた。このた
め、絶縁被膜材料の硬化後において、上記張り出
し部が欠損され、ここを中心にして絶縁被膜がビ
ーム体表面から剥離される欠点がある。そして、
上記張り出し部がパターン形成面に突出する場合
には、パターン形成のためにフオトエツチングを
行う際におけるパターンマスクのパターン形成面
への密着を損い、したがつて、鮮明なパターン形
成が妨げられる欠点がある。

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、絶縁被膜の形成に際してビーム
体の縁部における絶縁被膜材料の張り出しを防止
でき、上記諸欠点を除去することができるロード
セルを提供することにある。

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
（SUS630）、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。そし
て、ビーム体１の縁のうち少なくともパターン形
成面（本実施例では上面）の縁には丸みＲをもた
せてある。なお、本実施例は全ての面の縁に丸み
Ｒをもたせた場合を示している。このビーム体１
は、一端部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つている。

そして、ビーム体１の少なくともパターン形成
面にはこれを被つて絶縁被膜１０が直接形成され
ている。なお、本実施例は、ビーム体１の耐湿
性、耐蝕性等をより向上させるとともに、機械的
損傷も防止でき、かつ絶縁被膜１０の剥離をより
防止させるために、絶縁被膜１０をビーム体の全
ての面、つまり、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
つて直接形成した場合を示している。この絶縁被
膜１０はポリイミド樹脂等の高分子材料から形成
されている。

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ている。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Ni―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１
５の具体的なパターン構造は図示しないが、例え
ばジグ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できるようになつて
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Al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ツ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，１
６Ｄ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１
０を形成するのは、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
程度に調整されたワニス状の絶縁樹脂（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
1600rpm程度の速度で回転させることによつて、
ビーム体１の全ての面に絶縁被膜材料を４〜5μ
ｍ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、
夫々蒸着又はスパツ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ツチヤントを用い、フオ
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ツチヤントを用い、
フオ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ツチヤントを用い、
フオ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。

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
りブリツ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
当つては、ビーム体、起歪部、丸み、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、ビーム体のパター
ン形成面の縁に丸みをもたせるという頗る簡単な
構造により、スピンナを用いてパターン形成面に
絶縁被膜材料を塗布する際に、この材料をパター
ン形成面に連なる他の面に容易に回わり込ませ、
このことによつて縁における絶縁被膜材料の張り
出しを防止できる。したがつて、縁部からの絶縁
被膜の剥離を防止できるとともに、パターン形成
の際におけるパターンマスクと絶縁被膜との密着
性を向上して高精度にパターンを形成できる等、
その実用的効果は大である。

【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―
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―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つて示す説明図である。 １…ビーム体、Ｒ…丸み、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 測定すべき荷重が作用するビーム体の少なく
   ともパターン形成面に液状の絶縁被膜材料を塗布
   しそれを加熱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
   ートストンブリツ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、上記絶縁被膜が
   形成されるビーム体表面の全ての縁に丸みをもた
   せてなることを特徴とするロードセル。