JP3419408B2 - 歪検出装置 - Google Patents
歪検出装置Info
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- JP3419408B2 JP3419408B2 JP2002320907A JP2002320907A JP3419408B2 JP 3419408 B2 JP3419408 B2 JP 3419408B2 JP 2002320907 A JP2002320907 A JP 2002320907A JP 2002320907 A JP2002320907 A JP 2002320907A JP 3419408 B2 JP3419408 B2 JP 3419408B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷重を付加するこ
とによって発生する歪を検出する歪検出装置に関するも
のである。
とによって発生する歪を検出する歪検出装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の歪検出装置としては、特
開平８−８７３７５号公報に開示されたものが知られて
いる。
開平８−８７３７５号公報に開示されたものが知られて
いる。
【０００３】以下、従来の歪検出装置について図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【０００４】図８は従来の歪検出装置の上面図、図９は
同歪検出装置の側断面図である。
同歪検出装置の側断面図である。
【０００５】図８、図９において、１は弾性材料からな
る絶縁基板で、この絶縁基板１はスティック部材２の上
面に絶縁層３を設けることにより形成されている。４は
４つの歪抵抗素子で、この歪抵抗素子４は前記絶縁基板
１の上面に設けるとともに、この歪抵抗素子４をそれぞ
れ一対の電源電極５、一対の出力電極６および一対のＧ
ＮＤ電極７と電気的に接続することにより、ブリッジ回
路を構成している。８は樹脂製の保護層で、この保護層
８は前記歪抵抗素子４、電源電極５、一対の出力電極
６、一対のＧＮＤ電極７およびその他の絶縁基板１の上
面を覆うように設けられている。
る絶縁基板で、この絶縁基板１はスティック部材２の上
面に絶縁層３を設けることにより形成されている。４は
４つの歪抵抗素子で、この歪抵抗素子４は前記絶縁基板
１の上面に設けるとともに、この歪抵抗素子４をそれぞ
れ一対の電源電極５、一対の出力電極６および一対のＧ
ＮＤ電極７と電気的に接続することにより、ブリッジ回
路を構成している。８は樹脂製の保護層で、この保護層
８は前記歪抵抗素子４、電源電極５、一対の出力電極
６、一対のＧＮＤ電極７およびその他の絶縁基板１の上
面を覆うように設けられている。
【０００６】以上のように構成された従来の歪検出装置
について、次にその動作を説明する。
について、次にその動作を説明する。
【０００７】絶縁基板１の略中央の上面よりせん断荷重
が付加されると、このせん断荷重により前記絶縁基板１
に曲げモーメントが発生し、この曲げモーメントにより
前記絶縁基板１の上面に設けられた４つの歪抵抗素子４
にも曲げモーメントが発生する。この歪抵抗素子４に曲
げモーメントが生じると歪抵抗素子４の抵抗値が変化す
るため、この抵抗値の変化を一対の出力電極６により外
部のコンピュータ（図示せず）等に出力し、絶縁基板１
に加わる荷重を測定するものである。
が付加されると、このせん断荷重により前記絶縁基板１
に曲げモーメントが発生し、この曲げモーメントにより
前記絶縁基板１の上面に設けられた４つの歪抵抗素子４
にも曲げモーメントが発生する。この歪抵抗素子４に曲
げモーメントが生じると歪抵抗素子４の抵抗値が変化す
るため、この抵抗値の変化を一対の出力電極６により外
部のコンピュータ（図示せず）等に出力し、絶縁基板１
に加わる荷重を測定するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、絶縁基板１、一対の電源電極５、
一対の出力電極６、一対のＧＮＤ電極７の上面に樹脂製
の保護層８のみを設けた構成であるため、この樹脂製の
保護層８はわずかながら水を吸収することになり、そし
て高湿雰囲気中で歪検出装置を長時間使用すると、歪抵
抗素子４に水が到達し、これにより、歪抵抗素子４の抵
抗値が変動するため、歪検出装置の出力が不安定になっ
てしまうという課題を有していた。
来の構成においては、絶縁基板１、一対の電源電極５、
一対の出力電極６、一対のＧＮＤ電極７の上面に樹脂製
の保護層８のみを設けた構成であるため、この樹脂製の
保護層８はわずかながら水を吸収することになり、そし
て高湿雰囲気中で歪検出装置を長時間使用すると、歪抵
抗素子４に水が到達し、これにより、歪抵抗素子４の抵
抗値が変動するため、歪検出装置の出力が不安定になっ
てしまうという課題を有していた。
【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、歪抵抗素子に水が到達するということはなく、常に
安定した出力特性を有する歪検出装置を提供することを
目的とするものである。
で、歪抵抗素子に水が到達するということはなく、常に
安定した出力特性を有する歪検出装置を提供することを
目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、以下の構成を有する。
に本発明は、以下の構成を有する。
【００１１】請求項１に記載の発明は、基板におけるス
テンレス板の上面にこのステンレス板と電気的に接続さ
れるフレームＧＮＤ電極を設けるとともに、このフレー
ムＧＮＤ電極とＧＮＤ電極とを電気的に接続したもの
で、ステンレス板の上面にこのステンレス板と電気的に
接続されるフレームＧＮＤ電極を設けるとともに、この
フレームＧＮＤ電極とＧＮＤ電極とを電気的に接続して
いるため、静電気がＧＮＤ電極に印加されても静電気の
電荷はフレームＧＮＤ電極を通り、ステンレス板を介し
てＧＮＤに流れるため、絶縁層の絶縁破壊を防止するこ
とができるという作用を有するものである。
テンレス板の上面にこのステンレス板と電気的に接続さ
れるフレームＧＮＤ電極を設けるとともに、このフレー
ムＧＮＤ電極とＧＮＤ電極とを電気的に接続したもの
で、ステンレス板の上面にこのステンレス板と電気的に
接続されるフレームＧＮＤ電極を設けるとともに、この
フレームＧＮＤ電極とＧＮＤ電極とを電気的に接続して
いるため、静電気がＧＮＤ電極に印加されても静電気の
電荷はフレームＧＮＤ電極を通り、ステンレス板を介し
てＧＮＤに流れるため、絶縁層の絶縁破壊を防止するこ
とができるという作用を有するものである。
【００１２】また、請求項２に記載の発明は、フレーム
ＧＮＤ電極とＧＮＤ電極との間にコンデンサおよび静電
気放電用抵抗を電気的に並列に接続したもので、ステン
レス板の上面にこのステンレス板と電気的に接続される
フレームＧＮＤ電極を設け、このフレームＧＮＤ電極と
ＧＮＤ電極との間にコンデンサおよび静電気放電用抵抗
を電気的に並列に接続しているため、静電気がＧＮＤ電
極に印加されても静電気の電荷はコンデンサに吸収さ
れ、これにより、静電気の電圧が低く抑えられるため、
絶縁層の絶縁破壊を防止することができるとともに、コ
ンデンサに蓄積される電荷を静電気放電用抵抗により放
電することにより、ＧＮＤ電極とフレームＧＮＤ電極の
電位差を零にし、かつステンレス板とＧＮＤ電極を別系
統にしているため、ステンレス板の電位が変動してもＧ
ＮＤ電極の電位が変動しなくなり、これにより、一対の
出力電圧からの出力信号が安定するという作用を有する
ものである。
ＧＮＤ電極とＧＮＤ電極との間にコンデンサおよび静電
気放電用抵抗を電気的に並列に接続したもので、ステン
レス板の上面にこのステンレス板と電気的に接続される
フレームＧＮＤ電極を設け、このフレームＧＮＤ電極と
ＧＮＤ電極との間にコンデンサおよび静電気放電用抵抗
を電気的に並列に接続しているため、静電気がＧＮＤ電
極に印加されても静電気の電荷はコンデンサに吸収さ
れ、これにより、静電気の電圧が低く抑えられるため、
絶縁層の絶縁破壊を防止することができるとともに、コ
ンデンサに蓄積される電荷を静電気放電用抵抗により放
電することにより、ＧＮＤ電極とフレームＧＮＤ電極の
電位差を零にし、かつステンレス板とＧＮＤ電極を別系
統にしているため、ステンレス板の電位が変動してもＧ
ＮＤ電極の電位が変動しなくなり、これにより、一対の
出力電圧からの出力信号が安定するという作用を有する
ものである。
【００１３】また、請求項３に記載の発明は、電源電極
とＧＮＤ電極との間、一対の出力電極とＧＮＤ電極との
間にコンデンサをそれぞれ接続したもので、電源電極と
ＧＮＤ電極との間、一対の出力電極とＧＮＤ電極との間
にコンデンサをそれぞれ接続しているため、各電極に静
電気が印加されても静電気の電荷はそれぞれのコンデン
サに吸収されることになり、これにより、静電気の電圧
を低く抑えることができるため、歪抵抗素子に過大な電
流が流れるということはなくなり、その結果、歪抵抗素
子の抵抗値が安定するという作用を有するものである。
とＧＮＤ電極との間、一対の出力電極とＧＮＤ電極との
間にコンデンサをそれぞれ接続したもので、電源電極と
ＧＮＤ電極との間、一対の出力電極とＧＮＤ電極との間
にコンデンサをそれぞれ接続しているため、各電極に静
電気が印加されても静電気の電荷はそれぞれのコンデン
サに吸収されることになり、これにより、静電気の電圧
を低く抑えることができるため、歪抵抗素子に過大な電
流が流れるということはなくなり、その結果、歪抵抗素
子の抵抗値が安定するという作用を有するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態にお
ける歪検出装置について、図面を参照しながら説明す
る。
ける歪検出装置について、図面を参照しながら説明す
る。
【００１５】図１は本発明の一実施の形態における歪検
出装置の上面図、図２は同歪検出装置における歪抵抗素
子を設けた位置の側断面図、図３は同歪検出装置におけ
る各電極を設けた位置の側断面図、図４は同歪検出装置
における絶縁基板のスリット部に導電性接着剤を設けた
状態を示す上面図である。
出装置の上面図、図２は同歪検出装置における歪抵抗素
子を設けた位置の側断面図、図３は同歪検出装置におけ
る各電極を設けた位置の側断面図、図４は同歪検出装置
における絶縁基板のスリット部に導電性接着剤を設けた
状態を示す上面図である。
【００１６】図１〜図４において、１１は弾性材料から
なる絶縁基板で、この絶縁基板１１はアルミニウムを含
有するステンレス板１２と、このステンレス板１２の上
面に設けられたアルミナからなる保護皮膜１３と、この
保護皮膜１３の上面に設けたガラスからなる絶縁層１３
ａとにより構成されている。また前記絶縁基板１１の上
面に銀からなる電源電極１４、一対の出力電極１５、Ｇ
ＮＤ電極１６および４つの歪抵抗素子１７を回路パター
ン１８により電気的に接続するように設けることにより
ブリッジ回路を構成している。さらに前記絶縁基板１１
の上面には少なくとも一対の温度特性調整抵抗１９を設
けており、この温度特性調整抵抗１９は一端を前記電源
電極１４と電気的に接続するとともに、他端を一対の抵
抗値測定電極２０を介して前記歪抵抗素子１７と電気的
に接続している。２１はフレームＧＮＤ電極で、このフ
レームＧＮＤ電極２１はステンレス板１２の上面に設け
られるとともに、このフレームＧＮＤ電極２１とＧＮＤ
電極１６との間に回路パターン１８を介してコンデンサ
２２および静電気放電用抵抗２３を電気的に並列に接続
している。また前記絶縁基板１１における回路パターン
１８には、この回路パターン１８の一部を断線させるよ
うにスリット部２４を設けるとともに、このスリット部
２４に位置して、回路パターン１８と電気的に接続され
る一対の銀からなるスリット電極２５を設けており、そ
してこの一対のスリット電極２５を電気的に接続するよ
うに導電性接着剤２６を設けている。そしてまた前記電
源電極１４、一対の出力電極１５、ＧＮＤ電極１６の上
面にはニッケルからなる第１のめっき層２７を設けてお
り、そしてこの第１のめっき層２７の上面にはんだから
なる第２のめっき層２８を設けている。さらに前記絶縁
基板１１の上面に設けた４つの歪抵抗素子１７を分離
し、この分離された二対の歪抵抗素子１７のそれぞれの
歪抵抗素子１７間に位置して絶縁基板１１に細幅部１１
ａを設けている。２９はガラスからなる第１の保護層
で、この第１の保護層２９は前記絶縁基板１１、少なく
とも歪抵抗素子１７および一対の温度特性調整抵抗１９
の上面を覆うように設けている。３０は樹脂製の第２の
保護層で、この第２の保護層３０は前記第１の保護層２
９の上面を覆うように設けている。また前記絶縁基板１
１の上面に設けた電源電極１４とＧＮＤ電極１６との
間、一対の出力電極１５とＧＮＤ電極１６との間にはコ
ンデンサ２２をそれぞれ接続している。
なる絶縁基板で、この絶縁基板１１はアルミニウムを含
有するステンレス板１２と、このステンレス板１２の上
面に設けられたアルミナからなる保護皮膜１３と、この
保護皮膜１３の上面に設けたガラスからなる絶縁層１３
ａとにより構成されている。また前記絶縁基板１１の上
面に銀からなる電源電極１４、一対の出力電極１５、Ｇ
ＮＤ電極１６および４つの歪抵抗素子１７を回路パター
ン１８により電気的に接続するように設けることにより
ブリッジ回路を構成している。さらに前記絶縁基板１１
の上面には少なくとも一対の温度特性調整抵抗１９を設
けており、この温度特性調整抵抗１９は一端を前記電源
電極１４と電気的に接続するとともに、他端を一対の抵
抗値測定電極２０を介して前記歪抵抗素子１７と電気的
に接続している。２１はフレームＧＮＤ電極で、このフ
レームＧＮＤ電極２１はステンレス板１２の上面に設け
られるとともに、このフレームＧＮＤ電極２１とＧＮＤ
電極１６との間に回路パターン１８を介してコンデンサ
２２および静電気放電用抵抗２３を電気的に並列に接続
している。また前記絶縁基板１１における回路パターン
１８には、この回路パターン１８の一部を断線させるよ
うにスリット部２４を設けるとともに、このスリット部
２４に位置して、回路パターン１８と電気的に接続され
る一対の銀からなるスリット電極２５を設けており、そ
してこの一対のスリット電極２５を電気的に接続するよ
うに導電性接着剤２６を設けている。そしてまた前記電
源電極１４、一対の出力電極１５、ＧＮＤ電極１６の上
面にはニッケルからなる第１のめっき層２７を設けてお
り、そしてこの第１のめっき層２７の上面にはんだから
なる第２のめっき層２８を設けている。さらに前記絶縁
基板１１の上面に設けた４つの歪抵抗素子１７を分離
し、この分離された二対の歪抵抗素子１７のそれぞれの
歪抵抗素子１７間に位置して絶縁基板１１に細幅部１１
ａを設けている。２９はガラスからなる第１の保護層
で、この第１の保護層２９は前記絶縁基板１１、少なく
とも歪抵抗素子１７および一対の温度特性調整抵抗１９
の上面を覆うように設けている。３０は樹脂製の第２の
保護層で、この第２の保護層３０は前記第１の保護層２
９の上面を覆うように設けている。また前記絶縁基板１
１の上面に設けた電源電極１４とＧＮＤ電極１６との
間、一対の出力電極１５とＧＮＤ電極１６との間にはコ
ンデンサ２２をそれぞれ接続している。
【００１７】以上のように構成された本発明の一実施の
形態における歪検出装置について、次にその組立方法に
ついて説明する。
形態における歪検出装置について、次にその組立方法に
ついて説明する。
【００１８】まず、あらかじめアルミニウムを含有した
ステンレス板１２の上面にガラスペースト（図示せず）
を印刷した後、約８５０℃で約１０分間焼成し、絶縁基
板１１を形成する。
ステンレス板１２の上面にガラスペースト（図示せず）
を印刷した後、約８５０℃で約１０分間焼成し、絶縁基
板１１を形成する。
【００１９】次に、前記絶縁基板１１の上面の歪抵抗素
子１７および静電気放電用抵抗２３を設ける位置にメタ
ルグレーズ系ペースト（図示せず）を印刷した後、約１
３０℃で約１０分間乾燥する。
子１７および静電気放電用抵抗２３を設ける位置にメタ
ルグレーズ系ペースト（図示せず）を印刷した後、約１
３０℃で約１０分間乾燥する。
【００２０】次に、サーミスタ抵抗ペースト（図示せ
ず）を前記絶縁基板１１の上面の温度特性調整抵抗１９
を設ける位置に印刷した後、この絶縁基板１１を約８５
０℃で約１０分間焼成し、絶縁基板１１に４つの歪抵抗
素子１７、静電気放電用抵抗２３および温度調整用抵抗
１９を形成する。
ず）を前記絶縁基板１１の上面の温度特性調整抵抗１９
を設ける位置に印刷した後、この絶縁基板１１を約８５
０℃で約１０分間焼成し、絶縁基板１１に４つの歪抵抗
素子１７、静電気放電用抵抗２３および温度調整用抵抗
１９を形成する。
【００２１】次に、前記絶縁基板１１の上面に位置して
銀のペースト（図示せず）を印刷し、約６００℃で約１
０分間焼成し、前記絶縁基板１１の上面に電源電極１
４、一対の出力電極１５、ＧＮＤ電極１６、抵抗値測定
電極２０、回路パターン１８、フレームＧＮＤ電極２１
およびスリット電極２５を形成する。
銀のペースト（図示せず）を印刷し、約６００℃で約１
０分間焼成し、前記絶縁基板１１の上面に電源電極１
４、一対の出力電極１５、ＧＮＤ電極１６、抵抗値測定
電極２０、回路パターン１８、フレームＧＮＤ電極２１
およびスリット電極２５を形成する。
【００２２】このとき、絶縁基板１１におけるアルミニ
ウムを含有するステンレス板１２の上面は熱によって酸
化されそうになるが、ステンレス板１２の上面にアルミ
ナからなる保護皮膜１３を形成しており、そしてこのア
ルミナからなる保護皮膜１３が熱に対して極めて安定し
たものであるため、絶縁基板１１の上面に歪抵抗素子１
７、電源電極１４、出力電極１５およびＧＮＤ電極１６
を形成する際に、前記絶縁基板１１が焼成時の高温にさ
らされてもステンレス板１２の内部が酸化されるという
ことはなくなり、その結果として、絶縁基板１１の弾性
特性が安定するため、歪検出装置の出力が安定するとい
う作用効果を有するものである。
ウムを含有するステンレス板１２の上面は熱によって酸
化されそうになるが、ステンレス板１２の上面にアルミ
ナからなる保護皮膜１３を形成しており、そしてこのア
ルミナからなる保護皮膜１３が熱に対して極めて安定し
たものであるため、絶縁基板１１の上面に歪抵抗素子１
７、電源電極１４、出力電極１５およびＧＮＤ電極１６
を形成する際に、前記絶縁基板１１が焼成時の高温にさ
らされてもステンレス板１２の内部が酸化されるという
ことはなくなり、その結果として、絶縁基板１１の弾性
特性が安定するため、歪検出装置の出力が安定するとい
う作用効果を有するものである。
【００２３】次に、前記絶縁基板１１の電源電極１４、
一対の出力電極１５、ＧＮＤ電極１６、抵抗値測定電極
２０およびスリット電極２５を除く絶縁基板１１の上面
にガラスからなるペースト（図示せず）を印刷した後、
約６００℃で約１０分間焼成し、絶縁基板１１の上面に
第１の保護層２９を形成する。
一対の出力電極１５、ＧＮＤ電極１６、抵抗値測定電極
２０およびスリット電極２５を除く絶縁基板１１の上面
にガラスからなるペースト（図示せず）を印刷した後、
約６００℃で約１０分間焼成し、絶縁基板１１の上面に
第１の保護層２９を形成する。
【００２４】次に、前記電源電極１４を電源（図示せ
ず）に接続し、電圧を印加するとともに、ＧＮＤ電極１
６を接地した状態において、絶縁基板１１の周囲温度を
変化させて一対の出力電極１５の温度変化による出力変
化が互いに等しくなるように前記一対の温度特性調整抵
抗１９をトリミングする。
ず）に接続し、電圧を印加するとともに、ＧＮＤ電極１
６を接地した状態において、絶縁基板１１の周囲温度を
変化させて一対の出力電極１５の温度変化による出力変
化が互いに等しくなるように前記一対の温度特性調整抵
抗１９をトリミングする。
【００２５】次に、第１の保護層２９を設けた絶縁基板
１１の上面に樹脂からなるペースト（図示せず）を印刷
し、約２００℃で３０分間焼成することにより、前記絶
縁基板１１の上面に第２の保護層３０を形成する。
１１の上面に樹脂からなるペースト（図示せず）を印刷
し、約２００℃で３０分間焼成することにより、前記絶
縁基板１１の上面に第２の保護層３０を形成する。
【００２６】次に、電源電極１４、一対の出力電極１５
およびＧＮＤ電極１６の上面にニッケルからなる第１の
めっき層２７を形成した後、この第１のめっき層２７の
上面にはんだからなる第２のめっき層２８を形成する。
およびＧＮＤ電極１６の上面にニッケルからなる第１の
めっき層２７を形成した後、この第１のめっき層２７の
上面にはんだからなる第２のめっき層２８を形成する。
【００２７】この場合、回路パターン１８の一部を断線
させるようにスリット部２４を設け、かつこのスリット
部２４に位置して導電性接着剤２６を設けているため、
歪検出装置の組立工程において、スリット部２４の近傍
に位置して導電性接着剤２６が設けられていない状態
で、電源電極１４、一対の出力電極１５およびＧＮＤ電
極１６にニッケルからなる第１のめっき層２７およびは
んだからなる第２のめっき層２８を形成した後、前記ス
リット部２４に位置して導電性接着剤２６を設けること
ができ、これにより、電源電極１４、一対の出力電極１
５およびＧＮＤ電極１６とステンレス板１２とを電気的
に接続しない状態において、電源電極１４、一対の出力
電極１５およびＧＮＤ電極１６に第１のめっき層２７お
よび第２のめっき層２８を形成することができるため、
ステンレス板１２の露出部分にめっきが付着するという
ことがなくなり、その結果として、各電極のみにめっき
を形成することができるため、各電極に付着するめっき
の量が安定するという作用効果を有するものである。
させるようにスリット部２４を設け、かつこのスリット
部２４に位置して導電性接着剤２６を設けているため、
歪検出装置の組立工程において、スリット部２４の近傍
に位置して導電性接着剤２６が設けられていない状態
で、電源電極１４、一対の出力電極１５およびＧＮＤ電
極１６にニッケルからなる第１のめっき層２７およびは
んだからなる第２のめっき層２８を形成した後、前記ス
リット部２４に位置して導電性接着剤２６を設けること
ができ、これにより、電源電極１４、一対の出力電極１
５およびＧＮＤ電極１６とステンレス板１２とを電気的
に接続しない状態において、電源電極１４、一対の出力
電極１５およびＧＮＤ電極１６に第１のめっき層２７お
よび第２のめっき層２８を形成することができるため、
ステンレス板１２の露出部分にめっきが付着するという
ことがなくなり、その結果として、各電極のみにめっき
を形成することができるため、各電極に付着するめっき
の量が安定するという作用効果を有するものである。
【００２８】次に、前記絶縁基板１１の上面に設けたス
リット部２４およびこのスリット部２４の近傍に位置し
た回路パターン１８の端部の上面に導電性接着剤２６を
塗布する。
リット部２４およびこのスリット部２４の近傍に位置し
た回路パターン１８の端部の上面に導電性接着剤２６を
塗布する。
【００２９】次に、前記絶縁基板１１の上面における電
源電極１４とＧＮＤ電極１６とに電気的に接続された双
方の回路パターン１８間を接続するようにコンデンサ２
２を実装した後、回路パターン１８とコンデンサ２２と
をはんだ付けする。
源電極１４とＧＮＤ電極１６とに電気的に接続された双
方の回路パターン１８間を接続するようにコンデンサ２
２を実装した後、回路パターン１８とコンデンサ２２と
をはんだ付けする。
【００３０】次に、絶縁基板１１の上面における一対の
出力電極１５とＧＮＤ電極１６とに電気的に接続された
双方の回路パターン１８間を接続するようにコンデンサ
２２を実装した後、回路パターン１８とコンデンサ２２
とをはんだ付けする。
出力電極１５とＧＮＤ電極１６とに電気的に接続された
双方の回路パターン１８間を接続するようにコンデンサ
２２を実装した後、回路パターン１８とコンデンサ２２
とをはんだ付けする。
【００３１】最後に、絶縁基板１１の上面におけるフレ
ームＧＮＤ電極２１とＧＮＤ電極１６とに電気的に接続
された双方の回路パターン１８間を接続するようにコン
デンサ２２を実装した後、回路パターン１８とコンデン
サ２２とをはんだ付けする。
ームＧＮＤ電極２１とＧＮＤ電極１６とに電気的に接続
された双方の回路パターン１８間を接続するようにコン
デンサ２２を実装した後、回路パターン１８とコンデン
サ２２とをはんだ付けする。
【００３２】以上のようにして組み立てられた本発明の
一実施の形態における歪検出装置について、次にその動
作を説明する。
一実施の形態における歪検出装置について、次にその動
作を説明する。
【００３３】絶縁基板１１の中央部にせん断荷重が付加
されると、このせん断荷重により前記絶縁基板１１の表
面に歪が発生し、絶縁基板１１の上面に設けられた４つ
の歪抵抗素子１７にも歪が発生する。この歪抵抗素子１
７に歪が発生すると、この歪抵抗素子１７の抵抗値が変
化するため、この抵抗値の変化を一対の出力電極１５か
らブリッジ回路としての出力を外部のコンピュータ（図
示せず）に出力し、絶縁基板１１に加わる荷重を測定す
るものである。
されると、このせん断荷重により前記絶縁基板１１の表
面に歪が発生し、絶縁基板１１の上面に設けられた４つ
の歪抵抗素子１７にも歪が発生する。この歪抵抗素子１
７に歪が発生すると、この歪抵抗素子１７の抵抗値が変
化するため、この抵抗値の変化を一対の出力電極１５か
らブリッジ回路としての出力を外部のコンピュータ（図
示せず）に出力し、絶縁基板１１に加わる荷重を測定す
るものである。
【００３４】ここで、歪検出装置の上面に水が付着した
場合を考えて見ると、本発明の一実施の形態における歪
検出装置においては、ガラスからなる第１の保護層２９
の上面を覆うように樹脂製の第２の保護層３０を設けて
いるため、高湿雰囲気中で歪検出装置を長時間使用する
ことにより、水が第２の保護層３０中を浸透したとして
もガラスからなる第１の保護層２９を通過することはな
く、その結果、歪抵抗素子１７に水が侵入するというこ
とはないため、水による歪抵抗素子１７の抵抗値変動も
なく、常に安定した出力特性を有する歪検出装置を提供
することができるという作用効果を有するものである。
場合を考えて見ると、本発明の一実施の形態における歪
検出装置においては、ガラスからなる第１の保護層２９
の上面を覆うように樹脂製の第２の保護層３０を設けて
いるため、高湿雰囲気中で歪検出装置を長時間使用する
ことにより、水が第２の保護層３０中を浸透したとして
もガラスからなる第１の保護層２９を通過することはな
く、その結果、歪抵抗素子１７に水が侵入するというこ
とはないため、水による歪抵抗素子１７の抵抗値変動も
なく、常に安定した出力特性を有する歪検出装置を提供
することができるという作用効果を有するものである。
【００３５】また第２の保護層３０は樹脂製であるた
め、第２の保護層３０の焼成温度は約２００℃と低く、
これにより、第２の保護層３０を焼成する際には、歪抵
抗素子１７および温度特性調整抵抗１９の抵抗値はほと
んど変化しないという作用効果を有するものである。
め、第２の保護層３０の焼成温度は約２００℃と低く、
これにより、第２の保護層３０を焼成する際には、歪抵
抗素子１７および温度特性調整抵抗１９の抵抗値はほと
んど変化しないという作用効果を有するものである。
【００３６】そしてまた、本発明の一実施の形態におけ
る歪検出装置においては、温度特性調整抵抗１９を絶縁
基板１１の上面に設けた構成としたが、図５に示すよう
に、絶縁基板１１の上面にサーミスタ３１を設けても良
いもので、このサーミスタ３１の場合は、絶縁基板１１
の温度を測定することが可能となるため、温度の変化す
る雰囲気中で歪検出装置を使用した際に歪抵抗素子１７
の抵抗値が変化しても、サーミスタ３１により歪抵抗素
子１７の温度変化を検出できるため、相手側コンピュー
タ（図示せず）により歪抵抗素子１７の抵抗値の変化を
補正できることになり、その結果、歪検出装置に付加さ
れる荷重を正確に検出できるという作用効果を有するも
のである。
る歪検出装置においては、温度特性調整抵抗１９を絶縁
基板１１の上面に設けた構成としたが、図５に示すよう
に、絶縁基板１１の上面にサーミスタ３１を設けても良
いもので、このサーミスタ３１の場合は、絶縁基板１１
の温度を測定することが可能となるため、温度の変化す
る雰囲気中で歪検出装置を使用した際に歪抵抗素子１７
の抵抗値が変化しても、サーミスタ３１により歪抵抗素
子１７の温度変化を検出できるため、相手側コンピュー
タ（図示せず）により歪抵抗素子１７の抵抗値の変化を
補正できることになり、その結果、歪検出装置に付加さ
れる荷重を正確に検出できるという作用効果を有するも
のである。
【００３７】ここで、歪検出装置における絶縁基板１１
に加わる応力を分析すると、図６に示すように、絶縁基
板１１の形状を長方形状とした場合は、絶縁基板１１の
端部に曲げ応力が集中するため、絶縁基板１１の弾性係
数が劣化するという課題を有していたが、本発明の一実
施の形態における歪検出装置においては、４つの歪抵抗
素子１７を二対の歪抵抗素子１７に分離し、この分離さ
れた二対の歪抵抗素子１７のそれぞれの歪抵抗素子１７
間に位置して絶縁基板１１に細幅部１１ａを設けている
ため、歪検出装置の略中央に荷重が加わった場合には、
絶縁基板１１の表面に表われる歪が図７に示すように、
絶縁基板１１の端部から細幅部１１ａに向かって分散す
ることになり、その結果として、絶縁基板１１の両端に
歪が集中するということはなくなるため、絶縁基板１１
の歪抵抗素子１７を設ける位置に余裕度が生じ、組立性
が向上するという作用効果を有するものである。
に加わる応力を分析すると、図６に示すように、絶縁基
板１１の形状を長方形状とした場合は、絶縁基板１１の
端部に曲げ応力が集中するため、絶縁基板１１の弾性係
数が劣化するという課題を有していたが、本発明の一実
施の形態における歪検出装置においては、４つの歪抵抗
素子１７を二対の歪抵抗素子１７に分離し、この分離さ
れた二対の歪抵抗素子１７のそれぞれの歪抵抗素子１７
間に位置して絶縁基板１１に細幅部１１ａを設けている
ため、歪検出装置の略中央に荷重が加わった場合には、
絶縁基板１１の表面に表われる歪が図７に示すように、
絶縁基板１１の端部から細幅部１１ａに向かって分散す
ることになり、その結果として、絶縁基板１１の両端に
歪が集中するということはなくなるため、絶縁基板１１
の歪抵抗素子１７を設ける位置に余裕度が生じ、組立性
が向上するという作用効果を有するものである。
【００３８】さらに、絶縁基板１１におけるＧＮＤ電極
１６に人間が手で触るなどして、このＧＮＤ電極１６に
５ｋＶ以上の静電気が印加された場合を考えて見ると、
従来の歪検出装置においては、絶縁基板１１における絶
縁層１３ａが破壊してしまう可能性があるため、静電気
がＧＮＤ電極に印加されない構造とする必要があった。
しかるに、本発明の一実施の形態における歪検出装置に
おいては、ステンレス板１２の上面にこのステンレス板
１２と電気的に接続されるフレームＧＮＤ電極２１を設
けるとともに、このフレームＧＮＤ電極２１とＧＮＤ電
極１６とを電気的に接続しているため、静電気がＧＮＤ
電極１６に印加されても静電気の電荷はフレームＧＮＤ
電極２１を通り、ステンレス板１２を介してＧＮＤに流
れるため、絶縁層１３ａの絶縁破壊を防止することがで
きるという作用効果を有するものである。
１６に人間が手で触るなどして、このＧＮＤ電極１６に
５ｋＶ以上の静電気が印加された場合を考えて見ると、
従来の歪検出装置においては、絶縁基板１１における絶
縁層１３ａが破壊してしまう可能性があるため、静電気
がＧＮＤ電極に印加されない構造とする必要があった。
しかるに、本発明の一実施の形態における歪検出装置に
おいては、ステンレス板１２の上面にこのステンレス板
１２と電気的に接続されるフレームＧＮＤ電極２１を設
けるとともに、このフレームＧＮＤ電極２１とＧＮＤ電
極１６とを電気的に接続しているため、静電気がＧＮＤ
電極１６に印加されても静電気の電荷はフレームＧＮＤ
電極２１を通り、ステンレス板１２を介してＧＮＤに流
れるため、絶縁層１３ａの絶縁破壊を防止することがで
きるという作用効果を有するものである。
【００３９】また、ステンレス板１２に静電気が印加さ
れるとともに、ステンレス板１２の電位が変動する場合
を考えて見ると、本発明の一実施の形態における歪検出
装置においては、ステンレス板１２の上面にこのステン
レス板１２と電気的に接続されるフレームＧＮＤ電極２
１を設け、このフレームＧＮＤ電極２１とＧＮＤ電極１
６との間にコンデンサ２２および静電気放電用抵抗２３
を電気的に並列に接続しているため、静電気がＧＮＤ電
極１６に印加されても静電気の電荷はコンデンサ２２に
吸収され、これにより、静電気の電圧が低く抑えられる
ため、絶縁層１３ａの絶縁破壊を防止することができる
とともに、コンデンサ２２に蓄積される電荷を静電気放
電用抵抗２３により放電することにより、ＧＮＤ電極１
６とフレームＧＮＤ電極２１の電位差を零にし、かつス
テンレス板１２とＧＮＤ電極１６を別系統にしているた
め、ステンレス板１２の電位が変動してもＧＮＤ電極１
６の電位が変動しなくなり、これにより、一対の出力電
圧１５からの出力信号が安定するという作用効果を有す
るものである。
れるとともに、ステンレス板１２の電位が変動する場合
を考えて見ると、本発明の一実施の形態における歪検出
装置においては、ステンレス板１２の上面にこのステン
レス板１２と電気的に接続されるフレームＧＮＤ電極２
１を設け、このフレームＧＮＤ電極２１とＧＮＤ電極１
６との間にコンデンサ２２および静電気放電用抵抗２３
を電気的に並列に接続しているため、静電気がＧＮＤ電
極１６に印加されても静電気の電荷はコンデンサ２２に
吸収され、これにより、静電気の電圧が低く抑えられる
ため、絶縁層１３ａの絶縁破壊を防止することができる
とともに、コンデンサ２２に蓄積される電荷を静電気放
電用抵抗２３により放電することにより、ＧＮＤ電極１
６とフレームＧＮＤ電極２１の電位差を零にし、かつス
テンレス板１２とＧＮＤ電極１６を別系統にしているた
め、ステンレス板１２の電位が変動してもＧＮＤ電極１
６の電位が変動しなくなり、これにより、一対の出力電
圧１５からの出力信号が安定するという作用効果を有す
るものである。
【００４０】そしてまた前記絶縁基板１１における電源
電極１４あるいは一対の出力電極１５に例えば人間が指
で触るなどして、外部より静電気が侵入する場合を考え
て見ると、本発明の一実施の形態における歪検出装置に
おいては、電源電極１４とＧＮＤ電極１６との間、一対
の出力電極１５とＧＮＤ電極１６との間にコンデンサ２
２をそれぞれ接続しているため、電源電極１４あるいは
一対の出力電極１５に静電気が印加されても静電気の電
荷はそれぞれのコンデンサ２２に吸収されることにな
り、これにより、静電気の電圧を低く抑えることができ
るため、歪抵抗素子１７に過大な電流が流れるというこ
とはなく、その結果、歪抵抗素子１７の抵抗値が安定す
るという作用効果を有するものである。
電極１４あるいは一対の出力電極１５に例えば人間が指
で触るなどして、外部より静電気が侵入する場合を考え
て見ると、本発明の一実施の形態における歪検出装置に
おいては、電源電極１４とＧＮＤ電極１６との間、一対
の出力電極１５とＧＮＤ電極１６との間にコンデンサ２
２をそれぞれ接続しているため、電源電極１４あるいは
一対の出力電極１５に静電気が印加されても静電気の電
荷はそれぞれのコンデンサ２２に吸収されることにな
り、これにより、静電気の電圧を低く抑えることができ
るため、歪抵抗素子１７に過大な電流が流れるというこ
とはなく、その結果、歪抵抗素子１７の抵抗値が安定す
るという作用効果を有するものである。
【００４１】ここで、さらに、絶縁基板１１における電
源電極１４、ＧＮＤ電極１６、一対の出力電極１５を相
手側端子（図示せず）に接続する場合を考えて見ると、
本発明の一実施の形態における歪検出装置においては、
電源電極１４、ＧＮＤ電極１６、一対の出力電極１５の
上面にニッケルからなる第１のめっき層２７を設けると
ともに、この第１のめっき層２７の上面にはんだからな
る第２のめっき層２８を設けているため、電源電極１
４、ＧＮＤ電極１６、一対の出力電極１５から銀がはん
だからなる第２のめっき層２８に移行するということは
なくなり、その結果、電源電極１４、ＧＮＤ電極１６、
一対の出力電極１５の相手側端子（図示せず）への電気
的な接続の信頼性が向上するという作用効果を有するも
のである。
源電極１４、ＧＮＤ電極１６、一対の出力電極１５を相
手側端子（図示せず）に接続する場合を考えて見ると、
本発明の一実施の形態における歪検出装置においては、
電源電極１４、ＧＮＤ電極１６、一対の出力電極１５の
上面にニッケルからなる第１のめっき層２７を設けると
ともに、この第１のめっき層２７の上面にはんだからな
る第２のめっき層２８を設けているため、電源電極１
４、ＧＮＤ電極１６、一対の出力電極１５から銀がはん
だからなる第２のめっき層２８に移行するということは
なくなり、その結果、電源電極１４、ＧＮＤ電極１６、
一対の出力電極１５の相手側端子（図示せず）への電気
的な接続の信頼性が向上するという作用効果を有するも
のである。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明は、第１の保護層の
上面を覆うように第２の保護層を設けているため、高湿
雰囲気中で歪検出装置を長時間使用することにより、水
が第２の保護層中を浸透したとしても第１の保護層を通
過することはなく、その結果、水による歪抵抗素子の抵
抗値変動もなくなるため、常に安定した出力特性を有す
る歪検出装置を提供することができるという効果を有す
るものである。
上面を覆うように第２の保護層を設けているため、高湿
雰囲気中で歪検出装置を長時間使用することにより、水
が第２の保護層中を浸透したとしても第１の保護層を通
過することはなく、その結果、水による歪抵抗素子の抵
抗値変動もなくなるため、常に安定した出力特性を有す
る歪検出装置を提供することができるという効果を有す
るものである。
【図１】本発明の一実施の形態における歪検出装置の上
面図
面図
【図２】同歪検出装置における歪抵抗素子を設けた位置
の側断面図
の側断面図
【図３】同歪検出装置における各電極を設けた位置の側
断面図
断面図
【図４】同歪検出装置における絶縁基板のスリット部に
導電性接着剤を設けた状態を示す上面図
導電性接着剤を設けた状態を示す上面図
【図５】本発明の他の実施の形態における歪検出装置の
上面図
上面図
【図６】本発明の一実施の形態における絶縁基板が長方
形状の場合に絶縁基板に発生する応力状態を示す図
形状の場合に絶縁基板に発生する応力状態を示す図
【図７】本発明の一実施の形態における歪検出装置の絶
縁基板に細幅部を設けた状態において、絶縁基板に発生
する応力状態を示した図
縁基板に細幅部を設けた状態において、絶縁基板に発生
する応力状態を示した図
【図８】従来の歪検出装置の上面図
【図９】同歪検出装置の側断面図
１１ 絶縁基板
１１ａ 細幅部
１２ ステンレス板
１３ 保護皮膜
１３ａ 絶縁層
１４ 電源電極
１５ 出力電極
１６ ＧＮＤ電極
１７ 歪抵抗素子
１８ 回路パターン
１９ 温度特性調整抵抗
２０ 抵抗値測定電極
２１ フレームＧＮＤ電極
２２ コンデンサ
２３ 静電気放電用抵抗
２４ スリット部
２６ 導電性接着剤
２７ 第１のめっき層
２８ 第２のめっき層
２９ 第１の保護層
３０ 第２の保護層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 29/84 Ｇ０１Ｂ 7/18 Ｇ
(56)参考文献 特開 平11−258075（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−257911（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−38733（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−304197（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−280981（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−33367（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−8324（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−271323（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−307210（ＪＰ，Ａ)
国際公開99／61870（ＷＯ，Ａ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01L 5/16
G01L 1/22
G01G 3/14
G01B 7/16
G06F 3/033 330
H01L 29/84
Claims (3)
- 【請求項１】 基板と、この基板の上面に設けた電源電
極、一対の出力電極およびＧＮＤ電極に電気的に接続す
るブリッジ回路を構成する４つの歪抵抗素子と、少なく
とも前記歪抵抗素子を覆う複数層の保護層とを備え、基
板はステンレス板と、このステンレス板の上面に設けた
保護皮膜と、この保護皮膜の上面に設けた絶縁層とから
なり、前記基板のステンレス板に電気的に接続するフレ
ームＧＮＤ電極を設けるとともに、このフレームＧＮＤ
電極とＧＮＤ電極とを電気的に接続した歪検出装置。 - 【請求項２】 フレームＧＮＤ電極とＧＮＤ電極との間
に、コンデンサおよび静電気放電用抵抗を電気的に並列
に接続してなる請求項１記載の歪検出装置。 - 【請求項３】 電源電極とＧＮＤ電極との間、一対の出
力電極と前記ＧＮＤ電極との間にコンデンサを各々電気
的に接続してなる請求項１記載の歪検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002320907A JP3419408B2 (ja) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | 歪検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002320907A JP3419408B2 (ja) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | 歪検出装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11105156A Division JP2000292283A (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 歪検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003130716A JP2003130716A (ja) | 2003-05-08 |
| JP3419408B2 true JP3419408B2 (ja) | 2003-06-23 |
Family
ID=19197589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002320907A Expired - Lifetime JP3419408B2 (ja) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | 歪検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3419408B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9885624B2 (en) | 2014-03-28 | 2018-02-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Strain sensor, and load detection device using same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005106634A (ja) | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Takata Corp | シート重量計測装置 |
-
2002
- 2002-11-05 JP JP2002320907A patent/JP3419408B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9885624B2 (en) | 2014-03-28 | 2018-02-06 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Strain sensor, and load detection device using same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003130716A (ja) | 2003-05-08 |
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