JPH09304006A - ひずみゲージ式センサーおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ひずみゲージ素子部と起歪部との間に介在す
る部材を減少させ、起歪部からひずみゲージ素子部への
ひずみ伝達効率と諸特性を改善すると共に、ひずみゲー
ジ素子部の起歪部への添着作業を容易に且つ正確に行い
得るようにする。 【解決手段】 起歪体１０の表面に絶縁層１１を介して
金属箔９を添着し、その上に一様にフォトレジスト材を
塗布し、その上にひずみゲージ素子部の形状を有するフ
ォトマスクを介して露光を与え、現像を行った後にフォ
トエッチングを行い、ゲージグリッド１４ｂとゲージタ
ブ１４ａからなるひずみゲージ素子部１４を形成する。
このゲージタブ１４ａにゲージリード１４ｃを接続す
る。従来のゲージベースに相当するものはなく、起歪体
１０とひずみゲージ素子部１４とを絶縁層１１を介して
直接的に添着したものである。起歪体１０の材質がセラ
ミック等の絶縁物である場合には、当該絶縁層１１の形
成を省略することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ひずみゲージ式セ
ンサーおよびその製造方法に関し、特にひずみゲージ式
センサーに用いられる起歪体の起歪部にひずみゲージを
添着するに際して有用な方法並びにこの方法を用いて製
作されたひずみゲージ式センサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、変位，加速度，圧力，荷重，ト
ルク，等々の機械量を検出する場合、機械量を電気量に
変換してその電気信号を検出出力信号として得るセンサ
ーのうち、機械量／電気量の変換をひずみゲージ式でも
って行うセンサーは、測定誤差が少なく、出力の直線性
や応答が良好であるために各種機械類や土木等の各種分
野で広く用いられている。

【０００３】このようなひずみゲージ式のセンサーに
は、変位，加速度，圧力，荷重，トルク等々の機械量の
変化によって変形する起歪部が設けられ、この起歪部に
ひずみゲージが接着剤等を用いた手段でもって添着され
ている。そして、当該起歪部に生じる機械量の変化に応
じた変形がひずみゲージに伝達されるため、当該ひずみ
ゲージをもって構成されるホイートストンブリッジに生
じる電圧値変化もしくは電流値変化をセンサー出力とし
て取り出し得るようになっている。

【０００４】このようなひずみゲージ式センサーにおけ
るひずみゲージが添着された起歪体における起歪部の具
体例について図７ないし図９を用いて説明する。この例
は、製造効率を向上させるために、起歪部に添着される
べきひずみゲージのみを複数個一遍に製作し、しかる後
に所定の切断加工（分割加工）をすることによって複数
のひずみゲージを得ると共に、この複数のひずみゲージ
を別途に製作された起歪体に接着等の手段により添着す
るものであり、また、ひずみゲージ感応部を形成する抵
抗材料としては箔状材料を用いるのが一般的である。そ
して、図７は、ひずみゲージの従来の製造方法を工程Ａ
〜Ｅをもって示す斜視図であり、図８は、図７中に工程
Ｃをもって示す１つの工程を工程Ｃ１〜Ｃ６をもって詳
細に示す断面図であり、図９は、起歪体の製造方法並び
に起歪体にひずみゲージを添着する方法を工程ａ〜ｅを
もって示す斜視図である。

【０００５】図７において、工程Ａは、ニッケル・クロ
ム系合金や銅・ニッケル系合金でなる抵抗材料を圧延し
て箔状の金属箔１とするもので、その大きさは、最終的
に得られるひずみゲージの縦横３個づつの計９個分を合
わせた形状を有している。次の工程Ｂは、金属箔１を図
示しない接着剤を用いて絶縁材よりなるゲージベース２
の上表面に図示しない接着剤を用いて接着するものであ
る。このゲージベース２は、ポリイミド系の樹脂等の電
気絶縁性と可撓性を有する薄板で形成され、その大きさ
は金属箔１と略同一になっている。

【０００６】工程Ｃは、ゲージベース２上に固定された
金属箔１をフォトリソグラフィ法を用いて９個のひずみ
ゲージ素子部３を残置させるもので、その詳細は、図８
に示す工程Ｃ１〜Ｃ６の通りである。即ち、工程Ｃ１
は、前述の図７における工程Ｂでゲージベース２の表面
に固定された金属箔１の表面に存在する微小異物を除去
したり、必要に応じて表面酸化物の除去等の清浄処理を
行うものである。工程Ｃ２は、金属箔１の表面に一様に
フォトレジスト剤を塗布してレジスト層４を形成するも
のである。

【０００７】工程Ｃ３は、最終的に得られるゲージタ
ブ，ゲージグリッドでなるひずみゲージ形状と同一の形
状を９個有して形成される透明部５ａ，５ａ…を有する
フォトマスク５をレジスト層４の上方に配置して露光を
与え、レジスト層４に所定形状（ひずみゲージ形状と同
一の形状）の露光領域とこれ以外の不露光領域が形成さ
れる。工程Ｃ４は、工程Ｃ３で露光されたレジスト層４
の現像処理を行い前述の不露光領域のレジスト剤を除去
し、露光領域のレジスト剤をそのまま残置させてレジス
ト部４ａとするものである。

【０００８】工程Ｃ５は、金属箔１のフォトエッチング
を行うもので、金属箔１のうちレジスト部４ａで覆われ
た部分（ひずみゲージ形状と同一の形状）を残置してひ
ずみひずみゲージ素子部３とし、そのほかの部分を化学
処理によって除去するものである。工程Ｃ６は、工程Ｃ
５で得られた、ゲージベース２上に固定されたひずみゲ
ージ素子部３の清浄作業を行うものである。

【０００９】このような工程Ｃ１〜Ｃ６による一連のフ
ォトリソグラフィ法によりゲージベース２にひずみゲー
ジ素子部３が固定され、即ち、ゲージベース２上には縦
横３個づつの計９個分のひずみゲージ素子部３が形成さ
れ、このひずみゲージ素子部３のそれぞれにゲージタブ
３ａとゲージグリッド３ｂを有することになる（図７に
示す工程Ｃ参照）。図７に戻り、工程Ｃの次工程である
工程Ｄは、ゲージベース２を縦方向に３分割すると共
に、ひずみゲージ素子部３の有するゲージタブ３ａにワ
イヤーボンディング法を用いてゲージリード３ｃの一端
を接続するものである。なお、ゲージリード３ｃの他端
は、一般的に図示しない中継端子に接続され得るように
なっている。

【００１０】工程Ｅは、３分割されたゲージベース２の
それぞれをさらに３分割し、それぞれの表面にひずみゲ
ージ素子部３の防湿と異物による損傷防護のために軟質
のエポキシ樹脂等でコーティングを行うことによってひ
ずみゲージ６が完成する。このひずみゲージ６は、次に
説明する起歪部に添着されることになる。図９に示す工
程ａは、起歪体材料７の複数分割、この例では縦横が２
個づつの計４個に分割切断するものである。工程ｂは、
分割された起歪体８の上面を平滑に研磨して平滑面８ａ
を形成すると共に清浄を行うものである。

【００１１】工程ｃは、平滑面８ａが形成された起歪体
８にひずみゲージ６を添着する際の縦横位置の基準とな
る位置決め線８ｂをけがき針等の工具を用いて形成する
ものである。工程ｄは、位置決め線８ｂが形成された起
歪体８の略中央部に接着剤８ｃを適量だけ付着させるも
のである。この場合の適量とは、ひずみゲージ６の下面
と起歪体８の上面との微小間隙内部に接着剤８ｃが充填
されるに充分で、かつひずみゲージ６の外周面から多量
に染み出さないで僅かの染み出し量となる値である。

【００１２】工程ｅは、起歪体８にひずみゲージ６を添
着するもので、ひずみゲージ６を接着剤８ｃの上方に位
置させて４つの位置決め線８ｂとひずみゲージ６との位
置関係を正確に定めた状態でひずみゲージ６を押し付け
て、ひずみゲージ６の下面と起歪体８の上面との微小間
隙内部に押し広げ、ひずみゲージ６の押し付けを所定時
間（接着剤８ｃが完全に硬化するに充分な時間）だけ保
つことによって起歪体８にひずみゲージ６が固定された
完成品を得るものである。従って、このような起歪体８
に図示しないセンサー本体を取り付けることによってひ
ずみゲージ式センサーが完成することになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のひずみゲージ式
センサーは、予めゲージベース上にひずみゲージ素子部
を添着してなるひずみゲージを製作しておき起歪部の表
面に接着剤を用いて上記ゲージベースを介して固定する
ものであるために、次のような問題がある。即ち、従来
のひずみゲージは、ひずみゲージ素子部と起歪部との間
にゲージベースを介在させるため接着剤層がひずみゲー
ジ素子部とゲージベースおよびゲージベースと起歪部と
の間に二重に介在し、起歪部の変形量がひずみゲージ素
子部に伝達される効率が低下するばかりでなくクリープ
やヒステリシスが大きくなる、という難点がある。

【００１４】また、起歪体の表面に接着剤を用いてひず
みゲージのゲージベースを固定するに際して、起歪体表
面の清浄作業，酸化膜の除去作業，位置決め線のけがき
作業，接着剤を所定量だけ付着させる作業を予め行う必
要があり、しかも固定時には、位置決め線とひずみゲー
ジとの位置関係を正確に合わせる作業や、ひずみゲージ
と起歪体とを位置合わせした状態で均一に押さえ付ける
作業など熟練を要する作業が必要とされるので、作業工
数がかなり掛かってしまい製造効率が悪化してしまい、
大きなコストが掛かってしまうという不都合がある。

【００１５】また、ひずみゲージを起歪体に添着する一
連の作業の中で、ひずみゲージを起歪体に固定するに先
立ち、接着剤を起歪体に適量だけ付着させる工程におい
ては、ひずみゲージ（ゲージベース）の下面と起歪体の
上面との微小間隙内部に接着剤が充填されるに充分で、
かつひずみゲージの外周面から多量に染み出さないで僅
かの染み出し量となる値とする工程においては、作業に
高度の熟練を有するものであった。

【００１６】また、起歪体に予め塗布された接着剤の上
方にひずみゲージを位置させ、位置決め線とひずみゲー
ジとの位置関係を正確に定めた状態でひずみゲージを押
し付けて、ひずみゲージの下面と起歪体の上面との微小
間隙内部に当該付着された接着剤を押し広げる工程にお
いては、ひずみゲージを均等に起歪体側に押し付ける作
業に高度の熟練を有するのものであり、ひずみゲージの
接着不良や位置ずれが生じ易かった。さらに、ひずみゲ
ージの接着時にひずみゲージが均等に押し付けられなか
った場合には、ひずみゲージに不均一な大きな初期ひず
みが残留されたまま固定されてしまうので、電気的な初
期設定の調整範囲を越えてしまったり測定精度や直線性
を悪化させてしまうという問題もある。

【００１７】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、ひずみゲージと起歪
部との間に介在する部材を極力少なくし接着剤層を減少
させて起歪部からひずみゲージのひずみゲージ素子部に
伝達されるひずみの伝達効率を改善し、非直線性、ヒス
テリシス、クリープ等の特性を改善すると共に、ひずみ
ゲージの起歪部への添着作業の容易化と正確化を実現
し、併せてコストの低減化を実現し得るひずみゲージ式
センサーおよびその製造方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ひずみゲージ式センサーの製造方法は、上記の目的を達
成するために、起歪部の表面に直接または該表面に形成
される絶縁層を介して薄層抵抗材料を添着し、この薄層
抵抗材料の表面に一様にフォトレジスト材を塗布し、こ
のフォトレジスト材に、ゲージグリッド部とその両端部
に連接されるゲージタブとからなるひずみゲージ素子部
の形状を有するフォトマスクを介して露光を与え、該露
光が与えられたフォトレジスト材の現像を行い、上記薄
層抵抗材料をフォトエッチングして上記ひずみゲージ素
子部を形成した、ことを特徴とするものである。

【００１９】本発明の請求項２に係るひずみゲージ式セ
ンサーの製造方法は、上記の目的を達成するために、複
数のひずみゲージを形成し得る大きさの形成材料の表面
に直接または該表面に形成される絶縁層を介して薄層抵
抗材料を添着し、この薄層抵抗材料の表面に一様にフォ
トレジスト材を塗布し、このフォトレジスト材に、ゲー
ジグリッド部とその両端部に連接されるゲージタブとを
有する複数のひずみゲージ素子部の形状を複数持ったフ
ォトマスクを介して露光を与え、該露光が与えられたフ
ォトレジスト材の現像を行い、上記薄層抵抗材料をフォ
トエッチングして複数のひずみゲージ素子部を形成し、
上記複数のひずみゲージ素子部を所要個数のひずみゲー
ジを単位として切断して複数のひずみゲージを形成し、
これら複数のひずみゲージにおけるゲージタブに、それ
ぞれゲージリード線を接続することを特徴とするもので
ある。

【００２０】本発明の請求項３に係るひずみゲージ式セ
ンサーの製造方法は、上記の目的を達成するために、薄
層抵抗材料は、起歪部の表面または複数のひずみゲージ
を形成し得る大きさの形成材料の表面に、直接または該
表面に形成される絶縁層を介し、接着剤を用いて添着さ
れた抵抗箔材料であることを特徴とするものである。

【００２１】本発明の請求項４に係るひずみゲージ式セ
ンサーの製造方法は、上記の目的を達成するために、薄
層抵抗材料は、起歪部の表面または複数のひずみゲージ
を形成し得る大きさの形成材料の表面に、直接または該
表面に形成される絶縁層を介して、化学的薄膜形成手段
または物理的薄膜形成手段を用いて添着されたことを特
徴とするものである。

【００２２】本発明の請求項５に係るひずみゲージ式セ
ンサーは、上記の目的を達成するために、起歪部の表面
または該表面に形成された絶縁層にひずみゲージ素子部
が添着されてなると共に、被測定対象物に取り付けるた
めの取付部を有することを特徴とするものである。

【００２３】

【作用】上記のようなひずみゲージ式センサーの製造方
法は、起歪部の表面に直接または絶縁層を介して薄層抵
抗材料を添着し、その上に一様にフォトレジスト材を塗
布し、その上にひずみゲージ素子部の形状を有するフォ
トマスクを介して露光を与え、現像を行った後にフォト
エッチングを行いひずみゲージ素子部を形成すること
で、従来のひずみゲージにおけるゲージベースを不要化
し、またゲージベースと起歪体の起歪部との添着作業を
不要化している。また、薄層抵抗材料の大きさを複数の
ひずみゲージを形成し得るものとし、複数のひずみゲー
ジ素子部を所要個数のひずみゲージを単位として切断し
て複数のひずみゲージを形成し、これら複数のひずみゲ
ージにおけるゲージタブに、それぞれゲージリード線を
接続することによって、製造効率の向上を図っている。

【００２４】また、薄層抵抗材料は、抵抗箔材料用いる
ほか、化学的薄膜形成手段または物理的薄膜形成手段を
用いて形成することにより、極薄のひずみゲージ式セン
サーの製作を可能としている。従って、従来のゲージベ
ースの機能が、予め起歪体に固定された絶縁層として置
き換えられ、起歪体の材質がセラミック等の絶縁物であ
る場合には当該絶縁層の形成を省略することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図６を用いて説明する。先ず、本発明の第１の実
施の形態に係るひずみゲージ式センサーについて図１な
いし図３を用いて説明する。図１は、起歪部にひずみゲ
ージ素子部としてのひずみゲージを添着した完成品を示
す斜視図であり、図２は、その製造方法を工程Ａ〜Ｅを
もって示す斜視図であり、図３は、図２中に示す工程の
一部を工程ａ〜ｇをもって詳細に示す断面図である。な
お、この例は、ひずみゲージ素子部を形成する抵抗材料
として箔状材料を用いた場合である。

【００２６】図２において、工程Ａは、ニッケル・クロ
ム系合金や銅・ニッケル系合金でなる抵抗材料を圧延し
て箔状に形成した金属箔９とするもので、その大きさ
は、最終的に得られる、ひずみゲージが添着された起歪
体１０の縦横３個づつの計９個分を合わせた形状を有し
ている。また、金属箔９と略同一外形状を有する起歪体
１０が準備される。この起歪体１０の上部には、図３に
工程ａとして示すようにその表面に絶縁層１１が均一厚
みで形成され、工程ｂに示すように絶縁層１１の上部に
薄層抵抗材料である金属箔９が図示しない接着剤を用い
て添着されている（図２に示す工程Ｂ参照）。この絶縁
層１１は、ポリイミド系の樹脂等の電気絶縁性と可撓性
を有する薄板で形成されている。

【００２７】そして、次の工程Ｃは、絶縁層１１上に固
定された金属箔９をフォトリソグラフィ法を用いて９個
のひずみゲージ素子部１４を残置させるもので、その詳
細は、図３に示す工程ｃ〜工程ｇの通りである。即ち、
工程ｃは、前述の図２に示す工程Ｂで絶縁層１１の表面
に固定された金属箔９の表面に存在する微小異物を除去
したり必要に応じて表面酸化物の除去等の清浄処理を行
った後に、金属箔９の表面に一様にフォトレジスト剤を
塗布してレジスト層１２を形成するものである。

【００２８】工程ｄは、最終的に得られるゲージタブ，
ゲージグリッドでなるひずみゲージゲージ素子部の形状
と同一の形状を９個有して形成される透明部１３ａ，１
３ａ…を有するフォトマスク１３をレジスト層１２の上
方に配置して露光を与え、レジスト層１２に所定形状
（ひずみゲージ素子部形状と同一の形状）の露光領域と
これ以外の不露光領域が形成される。工程ｅは、工程ｄ
で露光されたレジスト層１２の現像処理を行い前述の不
露光領域のレジスト剤を除去し、露光領域のレジスト剤
をそのまま残置させてレジスト部１２ａとするものであ
る。

【００２９】工程ｆは、金属箔９のフォトエッチングを
行うもので、金属箔９のうちレジスト部１２ａで覆われ
た部分（ひずみゲージ部の形状と同一の形状）を残置し
てひずみひずみゲージ素子部１４とし、そのほかの部分
を化学処理によって除去するものである。工程ｇは、工
程ｆで得られた、絶縁層１１上に固定されたひずみゲー
ジ素子部１４の清浄作業を行うものである。このような
工程ｃ〜ｇによる一連のフォトリソグラフィ法により絶
縁層１１の上にひずみゲージ素子部１４が固定され、こ
れは、縦横３個づつの計９個分が形成され、このひずみ
ゲージ素子部１４のそれぞれに図１に詳しく示すように
ゲージタブ１４ａとゲージグリッド１４ｂを有すること
になる（図２に示す工程Ｃ参照）。

【００３０】図２に戻り、工程Ｃの次工程である工程Ｄ
は、起歪体１０を縦方向に３分割すると共に、ひずみゲ
ージ素子部１４を形成するゲージタブ１４ａにワイヤー
ボンディング法を用いてゲージリード１４ｃの一端を接
続するものである。なお、ゲージリード１４ｃの他端
は、図示しない中継端子に接続され得るようになってい
る。工程Ｅは、９分割された起歪体１０のそれぞれの表
面にひずみゲージ素子部１４の防湿と異物による損傷防
護のために軟質のエポキシ樹脂等でコーティングを行う
ことによってひずみゲージ式センサー１００が完成す
る。このひずみゲージ式センサー１００は、図示しない
変換器本体の所定箇所に取付けることによってひずみゲ
ージ式変換器が完成することになる。

【００３１】従って、この例では、ひずみゲージを起歪
体に添着するに際して、種々の問題があるゲージベース
を省くと共にこのゲージベースを起歪体の起歪部とひず
みゲージ素子部に添着するための接着工程を減少させ、
製造効率を向上させて低コスト化を図ると共に、ひずみ
の伝達効率の向上を図り、ヒズテリシスやクリープ特性
等の諸特性を大幅に改善させ、さらには、ひずみゲージ
を起歪体の起歪部に添着する際の不良発生率を大幅に低
減化することができる。

【００３２】また、本例においては、合計９個分のひず
みゲージ式センサー１００を一遍に製作し、しかる後に
分割しているために製作効率が著しく高く、作業者の技
量に頼ることなく作業が行えるので均一な品質のひずみ
ゲージ式センサー１００とすることができる。また、起
歪体１０の厚みは、任意に設定できるために薄型の起歪
体１０として低容量で、可撓性を有する圧力変換器とし
てのひずみゲージ式センサーを得ることができる。さら
に、起歪体１０の大きさについても任意に設定できるた
めに超小形の圧力変換器としてのひずみゲージ式センサ
ーを得ることができる。

【００３３】次に本発明の第２の実施の形態に係るひず
みゲージ式センサーを変換器本体に固定してなる荷重変
換器を、図４を用いて説明する。図４において、荷重変
換器本体の一部に固定的に設けられた支持部１５には、
起歪体１６の起歪部の基部寄りに設けられた取付け部１
６ａが複数本（本例では６本）の固定ねじ１５ａでもっ
て固定されている。取付け部１６ａと支持部１５との固
定を固定ねじ１５ａによって行うことに代えて支持部１
５と取付け部１６ａとの接触部の一部に電子ビーム溶接
等の手段を用いるようにしてもよい。

【００３４】また、起歪部１６は、片持ち支持形式のも
ので、その取付け部１６ａ寄りにひずみゲージ素子部１
７，１７が添着されている。このひずみゲージ素子部１
７を起歪部１６に添着する方法は、前述例における形成
方法と同様にして、起歪部１６の表面に形成される絶縁
層を介して薄層抵抗材料を添着し、この薄層抵抗材料の
表面に一様にフォトレジスト材を塗布し、このフォトレ
ジスト材に、ゲージグリッド部とその基部に連接される
ゲージタブとを有するひずみゲージ素子部の形状を有す
るフォトマスクを介して露光を与え、該露光が与えられ
たフォトレジスト材の現像を行い、上記薄層抵抗材料を
フォトエッチングして上記ひずみゲージ素子部１７を形
成するようにしている。

【００３５】次に、本発明の第３の実施の形態に係るひ
ずみゲージ式センサーを変換器本体に固着してなる荷重
変換器の構成を、図５を用いて説明する。本例は、鉛直
方向に生じる荷重を検出する荷重変換器に本発明に係る
ひずみゲージ式のセンサーを適用したもので、筒状の変
換器本体１９の上面にひずみゲージ式のセンサーの一部
である略円板状の起歪体１８の外周面部を電子ビーム溶
接等の手段でもって固定したものである。この起歪体１
８の中央部に互いに並行する２列のスリット１８ｂを形
成し、その間に起歪部１８ｃを設け、さらに、起歪部１
８ｃの中央部に荷重導入部１８ｄを設けてある。起歪部
１８ｃの外方よりの対称位置のそれぞれにひずみゲージ
素子部２０，２０を添着したものである。この例におい
てもひずみゲージ素子部２０が前述同様の製造方法によ
り形成されている。

【００３６】次に本発明の第４の実施の形態に係るひず
みゲージ式センサーを測定対象物に固着してなる変位計
の構成を、図６を用いて説明する。図６において、帯状
に形成されたひずみゲージ式センサー２１の起歪体の起
歪部２２ａの中央軸上の対称位置にひずみゲージ素子部
２３が一対が添着され、この中央軸寄り所定距離だけ離
れた位置に複数のスポット溶接部２２ｂにて測定対象物
２４に固定されている。この例においてもひずみゲージ
式センサー２１は、前述同様の製造方法により形成され
ている。

【００３７】なお、本発明に係るひずみゲージ式センサ
ーおよびその製造方法は、上述のような第１ないし第４
の実施の形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲内でもって種々の変形した形態を取ること
ができることは勿論である。例えば、本発明に係る起歪
体の材質は、金属のみならずセラミックであってもよ
い。また、前述した実施の形態に係る薄層抵抗材料とし
ては、箔材料であったが、物理的薄膜蒸着手段もしくは
化学的薄膜蒸着手段を用いたものであってもよく、ま
た、金属材料のみならずアモルファス等の非晶質材料や
半導体材料であっても良い。また、起歪体の材質が導体
の場合には、絶縁層の介在が必要とされるが、当該起歪
体の材質が不導体の場合には、絶縁層の介在を省くこと
ができる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明に係
るひずみゲージ式センサーによれば、従来、ひずみゲー
ジ素子部と起歪部との間に介在されていたゲージベース
を省略し、ゲージベースとひずみゲージ素子部間の接着
剤層を減少せしめることにより、起歪部からひずみゲー
ジ素子部に伝達されるひずみの伝達効率を改善し、非直
線性、ヒステリシス、クリープ等の特性を改善し得るひ
ずみゲージ式センサーおよびその製造方法を提供するこ
とができる。

【００３９】また、起歪部に一体にひずみゲージ素子部
を形成してあるため、従来のひずみゲージにおいて行わ
れていた位置決め線のけがき作業、接着剤を均一に塗布
する作業、位置決め線とひずみゲージとの位置関係を正
確に合わせ、一定圧で固化するまで押圧状態を持続する
作業等を省くことができ、コストの低減化が図られると
共に、被測定対象物への取付けも容易であり、作業に高
度の熟練を要することなく、従って、従来問題のあった
ひずみゲージの接着不良や位置ずれが生じることのない
ひずみゲージ式センサーおよびその製造方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るひずみゲージ
式センサーの完成品を示す斜視図である。

【図２】図１中に示す完成品の製造方法を工程Ａ〜Ｅを
もって示す斜視図である。

【図３】図２中に示す工程の一部を工程ａ〜ｇをもって
詳細に示す断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るひずみゲージ
式センサーを荷重変換器本体に固定した状態を示す斜視
図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係るひずみゲージ
式センサーを荷重変換器本体に固定した状態を示す斜視
図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態に係るひずみゲージ
式センサーを測定対象物にスポット溶接により固着した
状態を示す斜視図である。

【図７】従来のひずみゲージの製造方法を工程Ａ〜Ｅを
もって示す斜視図である。

【図８】図７中に工程Ｃをもって示す１つの工程を工程
Ｃ１〜Ｃ６をもって詳細に示す断面図である。

【図９】従来のひずみゲージの起歪体の製造方法並びに
起歪体にひずみゲージを添着する方法を工程ａ〜ｅをも
って示す斜視図である。

【符号の説明】

９ 金属箔 １０ 起歪体 １１ 絶縁層 １２ レジスト層 １２ａ レジスト部 １３ フォトマスク １３ａ 透明部 １４ ひずみゲージ素子部 １５ 支持部 １６ 起歪部 １６ａ 取付部 １７ ひずみゲージ素子部 １８ 起歪体 １９ ひずみゲージ素子部 １８ａ 取付部 １８ｂ スリット １８ｃ 起歪部 １８ｄ 荷重導入部 １９ 変換器本体 ２０ ひずみゲージ素子部 ２１ ひずみゲージ式センサー ２２ａ 起歪体 ２２ｂ スポット溶接部 ２３ ひずみゲージ素子部 ２４ 測定対象物

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 起歪部の表面に直接または該表面に形成
   される絶縁層を介して薄層抵抗材料を添着し、 この薄層抵抗材料の表面に一様にフォトレジスト材を塗
   布し、 このフォトレジスト材に、ゲージグリッド部とその両端
   部に連接されるゲージタブとを有するひずみゲージ素子
   部の形状を有するフォトマスクを介して露光を与え、 該露光が与えられたフォトレジスト材の現像を行い、上
   記薄層抵抗材料をフォトエッチングして上記ひずみゲー
   ジ素子部を形成した、 ことを特徴とするひずみゲージ式センサーの製造方法。
2. 【請求項２】 複数のひずみゲージを形成し得る大きさ
   の形成材料の表面に直接または該表面に形成される絶縁
   層を介して薄層抵抗材料を添着し、 この薄層抵抗材料の表面に一様にフォトレジスト材を塗
   布し、 このフォトレジスト材に、ゲージグリッド部とその両端
   部に連接されるゲージタブとを有する複数のひずみゲー
   ジ素子部の形状を複数持ったフォトマスクを介して露光
   を与え、 該露光が与えられたフォトレジスト材の現像を行い、上
   記薄層抵抗材料をフォトエッチングして複数のひずみゲ
   ージ素子部を形成し、 上記複数のひずみゲージ素子部を所要個数のひずみゲー
   ジを単位として切断して複数のひずみゲージを形成し、 これら複数のひずみゲージにおけるゲージタブに、それ
   ぞれゲージリード線を接続することを特徴とするひずみ
   ゲージ式センサーの製造方法。
3. 【請求項３】 薄層抵抗材料は、 起歪部の表面または複数のひずみゲージを形成し得る大
   きさの形成材料の表面に、直接または該表面に形成され
   る絶縁層を介し、接着剤を用いて添着された抵抗箔材料
   であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   ひずみゲージ式センサーの製造方法。
4. 【請求項４】 薄層抵抗材料は、 起歪部の表面または複数のひずみゲージを形成し得る大
   きさの形成材料の表面に、直接または該表面に形成され
   る絶縁層を介して、化学的薄膜形成手段または物理的薄
   膜形成手段を用いて添着されたことを特徴とする請求項
   １または請求項２記載のひずみゲージ式センサーの製造
   方法。
5. 【請求項５】 起歪部の表面または該表面に形成された
   絶縁層にひずみゲージ素子部が添着されてなると共に、
   被測定対象物に取り付けるための取付部を有することを
   特徴とするひずみゲージ式センサー。