【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。[Detailed description of the invention]The present invention relates to a load cell used for measuring load.
金属箔製の抵抗体パターンを絶縁フィルムに症滋し、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ｔｋ価に製浩できる
と々もに、肖柑凰の測定が可能となる絹却、なロードセ
ルが、本翰！Ｉ明者寺により提案され、羽：に出願υ１
みである。このロードセルに、ビーム体上に船、縁被ノ
ーを直接形成し、この被膜上に、金属材料を蒸魚スパッ
タリンク、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。Compared to the known load cell, which is constructed by attaching a metal foil resistor pattern to an insulating film and then adhering this film to the strain-generating region of the beam body where the load to be measured acts, the number of manufacturing steps is reduced. This is a simple load cell that can be easily manufactured to a low TK value and also allows for the measurement of low temperature. Proposed by I Myojaji and applied to U: υ1
It is only. In this load cell, a rim coating is formed directly on the beam body, and a metal material is directly laminated on this coating by steam sputter linking or masking, and the necessary resistor pattern and terminal lead pattern are provided. It is composed of
ところで、従来提案されたこの棟ロードセルにおい１、
絶ｔ＃被膜にスピンナを用いてビーム体異面に塗布され
るが、ビーム体は機械加工によυイ台られ、そのＡ事：
郁は′０１角にｔ二っていた。したがクーＣ１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
の影曽で絶＃ｉｋ′ｆ＆膜材別の一部がビーム体の肱よ
り張り出すものであった。このため、絶縁被膜旧年４の
硬化後において、上記翫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し膚がある。そして、上記張シ出）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ォトエツチン
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、したがって、鮮明なパターン形成が妨げ
られる欠点がある。By the way, in this conventionally proposed load cell, 1.
The coating is applied to different surfaces of the beam body using a spinner, but the beam body is fixed by machining, and the following points:
Iku was at the '01 corner. However, when the insulating coating material was applied due to the rotation of the Ku C1 spinner, a part of the coating material protruded from the elbow of the beam body due to the influence of centrifugal force. . Therefore, after the insulating coating 4 is cured, the above-mentioned protruding portion is chipped, and there is a chipped area where the insulating coating is peeled off from the surface of the beam body around this portion. If the above-mentioned overhang) protrudes onto the pattern formation surface, it impairs the adhesion of the pattern mask to the pattern formation surface during photoetching for pattern formation, and thus hinders clear pattern formation. There are some drawbacks.
本発明は上記の事情のもとに提案されたもの止でき、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。The object of the present invention is to provide a load cell that can overcome the problems proposed under the above circumstances and eliminate the various drawbacks described above.
以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
。Hereinafter, the present invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawings.
図中ＩＶｉビーム体で、これはステンレス鋼（ＳＵＳ６
３０）、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
ｌの鰍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をもたせておる。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。In the figure, the IVi beam body is made of stainless steel (SUS6).
30), is formed by machining a metal material such as high-strength aluminum alloy (A2218). At least the edge of the pattern forming surface (the upper surface in this embodiment) of the gills of the beam body l is rounded R. Note that this embodiment shows a case in which the edges of all surfaces are rounded.
このビーム体Ｚｉｌｔ、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Ｉの中間部には、一対の
円形孔５．５およびこれら円形孔５．５ｔ一つなぐ空隙
ｍｕ６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７
Ａ、７Ｂとして用いるように形成されている。このビー
ム体ｌ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ＸＷを矢印
（第２図参照）の如く作用させるようになっている。This beam body Zilt has a mounting hole 2 provided at one end.
It is used by being supported cantilevered by a fixed part 4 by a bolt 3 passing through 2. A pair of circular holes 5.5 and a gap mu6 connecting the circular holes 5.5t are provided in the intermediate portion of the beam body I, penetrating each of the circular holes 5.5t in the width direction.
The upper and lower parts of 5 are made thin, and especially the upper thin part is made into a strain-generating part 7.
It is formed to be used as A and 7B. A locking hole 8 is provided at the free end of the beam body l, and a hanging fitting 9, for example, is attached to this hole 8, so that the load XW to be measured acts on it as shown by the arrow (see Fig. 2). It has become.
そして、ビーム体Ｉの少なくともパターン形成面にはこ
れ會被って絶縁被膜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、耐蝕性等をよシ向上
させるとともに、機械的損傷も防止で籾、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」二面、下面
、前面、後面、左側面、右側向および円形孔５．５、空
ド部６、取付孔２，２、係止孔８の各内面を被って直接
形成した場合を示している。この絶縁被膜ＩＯはポリイ
ミド樹脂等の高分子材）１から形成されている。An insulating coating 10 is directly formed over at least the pattern forming surface of the beam body I. In addition,
In this embodiment, the insulating coating 10 is attached to the beam body in order to further improve the moisture resistance, corrosion resistance, etc. of the beam body 1, as well as to prevent mechanical damage and peeling of the insulating coating 10. All surfaces, that is, the two surfaces, the lower surface, the front surface, the rear surface, the left side, the right side, and the inner surfaces of the circular hole 5.5, the hollow part 6, the mounting holes 2, 2, and the locking hole 8 of the beam body 1. The figure shows the case where it is directly formed by covering it. This insulating coating IO is formed from a polymeric material 1 such as polyimide resin.
そして、絶ｍ被換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〜Ｉ４、
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、金輌材料を直Ｔｈ＆７＊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ね、
夫々ビーム体Ｉの起歪部７Ａ、７Ｂの領域に対向して設
けられ、例えばＮｉ−０ｒ系合金で形成されている。そ
して、これら各パターン１１〜１４け第５図のようにジ
グザグ状をなしている。Then, on the portion of the absolute transducer 10 that covers the upper surface of the beam body 1, strain gauge resistor patterns 11 to I4,
The span adjustment resistor pattern 15 and the terminal lead pattern 16 are formed by directly cutting a gold material Th&7*, respectively. Strain gauge resistor patterns 11 to 14,
They are provided to face the strain-generating portions 7A and 7B of the beam body I, respectively, and are made of, for example, a Ni-0r alloy. Each of these patterns 11 to 14 forms a zigzag shape as shown in FIG.
スパン調部用抵抗体パターン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
系合金尋の金属層Ａと、この上に直接積層形成されｆＣ
Ｔｉ又はＮｉ等の金属層Ｂとによ層形成される０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−１ｊ除す
ることで抵抗値の調節できるようになっている。まプこ
、端子リードパターン１６は、上記各車Ｊ４Ｊ＠Ａ、Ｂ
と、この上に直接積層形成されたＡｕ又はＡ１等の金属
層Ｃとで形成されている。このリードパターン１６ｔｄ
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１
５を接続して設けられる。なお、第１図および第６図中
１６に、１６Ｃｉｌｔ出力側端子部、１６Ｂ、１６Ｄけ
入力側端子部を示している。The span adjustment resistor pattern 15 is made of N i -Cr that forms the strain gauge resistor patterns 11 to 14.
A metal layer A made of a base alloy, and directly laminated thereon, fC
Although the specific pattern structure of the pattern 15 formed with a metal layer B such as Ti or Ni is not shown, for example, a large number of crosslinked patterns are provided in parallel in a part of a zigzag pattern, and the crosslinked The resistance value can be adjusted by dividing the pattern by an appropriate number - 1j. Mapco, terminal lead pattern 16 is for each of the above cars J4J@A, B
and a metal layer C such as Au or A1 directly laminated thereon. This lead pattern 16td
The strain gauge resistor patterns 11 to 14 are connected to each other to form the Wheatstone bridge circuit shown in FIG. 6, and this circuit is connected to the span adjustment resistor pattern 1.
5 are connected. In addition, 16 in FIG. 1 and FIG. 6 shows a 16 Cilt output side terminal portion, and 16B and 16D input side terminal portions.
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。Note that the load cell having the above configuration is manufactured, for example, as follows.
まず、第７図囚で示したようにビーム体Ｉの全ての面に
絶縁被膜ｌＯを積層形成しｆＣ，彼、ビーム体１の上面
に被膜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
加工によシ得られたビーム体の全ての面を脱脂洗浄した
後、粘度１０００ｃ ｐ程度に調整されたフェス状の絶
縁樹脂（例えはポリイミド）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をオＵ用してなされ、浮いた状態に支持さ
れる。そ［７て、スピンナによ如ビーム体１を１６００
ｒｐｍ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４〜５μｒＩＬ＠度の厚
さにして調整して塗布する。次に、このビーム体Ｉを、
まず１００°０で約１時間加熱処理ｌ−で、絶縁被膜材
料中の層剤を除去した後、史に２５０°０で約５時間加
熱処理して、硬質な絶ｗ、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１４Ｈｊｔ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。First, as shown in FIG. B and C are laminated in sequence. To form the insulating coating 10, all surfaces of the beam body obtained by cutting are degreased and cleaned, and then immersed in a face-shaped insulating resin (for example, polyimide) liquid whose viscosity is adjusted to about 1000 cp. , take it out and support it on a spinner. The spinner is supported using the mounting holes 2, 2 and the locking hole 8, and is supported in a floating state. Then, use the spinner to set the beam body 1 at 1600 mm.
By rotating at a speed of about rpm, the insulating coating material is coated on all surfaces of the beam body 1 to a thickness of 4 to 5 μr IL@degrees. Next, this beam body I is
First, the layer agent in the insulating coating material is removed by heat treatment at 100° 0 for about 1 hour, and then heat treatment is performed at 250° 0 for about 5 hours to form a hard, durable coating 10. . Also,
Each of the metal layers A, B, and C is formed as a 14Hjt layer by vapor deposition or sputtering, and of course, the thickness of each is appropriately determined to be several μm or less.
次に、第７図（Ｊ３）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
ングによシ端子リードパターン１６を残して除去する。Next, as shown in FIG. 7 (J3), the metal layer C is removed by photo-etching using an etchant appropriate for the metal material, leaving the terminal lead pattern 16 behind.
この後、第７図（Ｑに示したように、金ＩＩ４ＭＢを、
その金属材料に応じ九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Ｊ６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。After this, as shown in Figure 7 (Q), 4MB of gold II is
The terminal lead pattern J6 and the span adjustment resistor pattern 15 are removed by photoetching using an etchant depending on the metal material.
最後に、第７図（６）に示したように、金＾層Ａを、そ
の金塊材料に応じたエッチャントを用い、フォトエツチ
ングによシ、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１゜〜ｚｎｆ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。Finally, as shown in FIG. 7(6), the gold layer A is photo-etched using an etchant suitable for the gold nugget material, and the above patterns 16° 15 and the strain gauge resistor pattern 1 are etched.゜~znf is removed, and then heat treatment is performed to stabilize each metal layer, and the metal layer is completed.
なお、上記一実施例はり、上のよりＫｍ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シ削
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
、他の絶縁被膜を直接形成して保睦することにょシ、耐
久性をよシ向上させてもよい。その他、本発明の実施に
当っては、ビーム体、起企部、九鴫、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、位置および拐質等は、発明の要旨に反
しない眠如、上記−笑施例に劃」約避れるものではなく
、種々の態様に構成して集雄できることれｔ勿論である
。Note that although the beam in the above embodiment is made up of Km from the above, in the present invention, the resistor pattern for span adjustment may be deleted if necessary, and the resistor pattern for bridge balance adjustment and other resistors may be added as necessary. You can also add patterns. Further, if necessary, other insulating coatings may be directly formed on the surface provided with various patterns to protect the surface and further improve durability. In addition, in carrying out the present invention, the specific structures, shapes, positions, and materials of the beam body, starting part, cylindrical part, insulating coating, strain gauge resistor pattern, terminal lead pattern, etc. Although it is not contrary to the gist of the invention, the above-mentioned embodiments cannot be avoided, and it goes without saying that they can be constructed and assembled in various ways.
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ｐ１ヌビンナ
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９込ませ、このことによって縁における絶縁被膜材料
の張り出しを防止できる。したがって、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
高鞘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ＯThe present invention as described above has the structure set forth in the claims above, and therefore has a very simple structure in which the edges of the pattern forming surface of the beam body are rounded, and the p1 nubbinner is used to form the pattern forming surface. When applying the insulating coating material, the material can be easily rolled 9 onto other surfaces adjacent to the patterned surface, thereby preventing overhang of the insulating coating material at the edges. Therefore, it is possible to prevent the insulating film from peeling off from the edges, and it also has great practical effects, such as improving the adhesion between the pattern mask and the insulating film during pattern formation, and forming a pattern with high coverage. There is an O
図面は本発明の一実施例を示し、紺１図は斜視図、１４
４２図に荷１作用時における結１図中■−…紬に沿う−
「面図、第３図は第１図中ｌ１ｌ−ｎｕ紛に沿う断面図
、第４図は第１図中１ｖ−ＩＶ勝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図囚〜（Ｄ）は製造方法を順
に迫って示す説明図である。ｌ・・・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
０The drawings show one embodiment of the present invention, and the dark blue figure 1 is a perspective view, and the dark blue figure 14 is a perspective view.
Figure 42 shows the knot when load 1 is applied.
Figure 3 is a cross-sectional view taken along line l1l-nu in Figure 1, Figure 4 is a partially enlarged view of the cross-section taken along line 1v-IV in Figure 1, and Figure 5 is a cross-sectional view of the strain gauge resistor. Enlarged view of the pattern,
FIG. 6 is an electric circuit diagram, and FIGS. 7-7(D) are explanatory diagrams showing the manufacturing method in order. l... Beam body, R... Roundness, 7A, 7B... Strain-generating portion, 10... Insulating coating, 11-14... Strain gauge resistor pattern, 16... Terminal lead pattern 0
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP321182AJPS58120138A (en) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | load cell |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP321182AJPS58120138A (en) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | load cell |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58120138Atrue JPS58120138A (en) | 1983-07-16 |
| JPS648288B2 JPS648288B2 (en) | 1989-02-13 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP321182AGrantedJPS58120138A (en) | 1982-01-12 | 1982-01-12 | load cell |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58120138A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5171218A (en)* | 1992-01-02 | 1992-12-15 | Trustees Of Boston University | Bidirectional femoral arterial cannula |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54134476A (en)* | 1978-04-11 | 1979-10-18 | Teraoka Seikosho Kk | Method of making load receiver for loaddcellltype load meter |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54134476A (en)* | 1978-04-11 | 1979-10-18 | Teraoka Seikosho Kk | Method of making load receiver for loaddcellltype load meter |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS648288B2 (en) | 1989-02-13 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4780702A (en) | Chip resistor and method for the manufacture thereof | |
| JPS62226029A (en) | Load cell temperature correction method | |
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| JPS58120138A (en) | load cell | |
| JPS5977303A (en) | Strain sensor | |
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| JPH0327857B2 (en) | ||
| JPS6234273Y2 (en) | ||
| JPS59230101A (en) | strain sensor | |
| US4381966A (en) | Process for fabricating recording heads for magnetography | |
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| Bischoff | Method of Fabricating a Metallic Pattern on a Substrate | |
| JP3528012B2 (en) | Method for manufacturing magnetoelectric conversion element | |
| JPS6324418Y2 (en) | ||
| JPS6160426B2 (en) | ||
| JPH089554Y2 (en) | Transducer for ultrasonic humidifier | |
| JPH05347212A (en) | Thin film electronic component and manufacture thereof |