(57)【要約】【課題】本発明は、自動化ラインでの実装部とケースにおけるコネクタ端子との半田付けを正確に行うことができる歪検出装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】本発明の歪検出装置は、絶縁基板２１における実装部２５を収納するとともに樹脂を充填しかつ実装部２５における処理回路２４と電気的に接続されるコネクタ端子５４を設けたケース４７の内側面に上下方向に孔４８を有する筒部４９を設け、かつこの筒部４９の孔４８に樹脂を充填するようにしたものである。【選択図】図１
2010181311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの歪抵抗素子と検出孔を設けた検出部とこの検出部における歪抵抗素子から発生する出力信号を処理する処理回路を設けた実装部とからなる絶縁基板と、この絶縁基板における検出部の外周側を支持する支持部材と、前記絶縁基板の検出孔に挿入され、かつこの検出孔の周囲を支持部材に対して上下に変位可能に支持する押圧部材と、前記絶縁基板における実装部を収納するとともに樹脂を充填しかつ実装部における処理回路と電気的に接続されるコネクタ端子を設けたケースとを有し、前記ケースの内側面に上下方向に孔を有する筒部を設け、かつこの筒部の孔に樹脂を充填するようにした歪検出装置。
【請求項２】
ケースの内側面に位置する筒部に切欠きを設けた請求項１記載の歪検出装置。
【請求項３】
少なくとも２つの歪抵抗素子と検出孔を設けた検出部とこの検出部における歪抵抗素子から発生する出力信号を処理する処理回路を設けた実装部とからなる絶縁基板と、この絶縁基板における検出部の外周側を支持する支持部材と、前記絶縁基板の検出孔に挿入され、かつこの検出孔の周囲を支持部材に対して上下に変位可能に支持する押圧部材と、前記絶縁基板における実装部を収納するとともに樹脂を充填しかつ実装部における処理回路と電気的に接続されるコネクタ端子を設け、さらに前記絶縁基板における検出部を外方に向かって延出させる延出開口部を設けたケースとを有し、前記ケースにおける延出開口部に内側面から内方に向かって突出する幅広部を設け、かつこの幅広部により前記絶縁基板とケースとを当接させる構成とした歪検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に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。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の歪検出装置は、図９、図１０に示すように構成されていた。
【０００３】
図９は従来の歪検出装置の斜視図、図１０は同歪検出装置の回路図である。
【０００４】
図９、図１０において、１はジュラルミン製のビーム体で、このビーム体１の上面にはポリイミドからなる絶縁膜２を設けている。また、前記ビーム体１における絶縁膜２の上面には、４つの歪抵抗素子３、電源電極４、ＧＮＤ電極５、一対の出力電極６を設け、そして、これらを電気的に接続して図１０に示すようなブリッジ回路を構成する回路パターン７を設けている。８は実装部で、この実装部８の上面にはＩＣからなる処理回路９および４つの電極１０を設けている。そして、前記処理回路９は前記電源電極４、ＧＮＤ電極５および一対の出力電極６と、電極１０およびリード線１１を介して接続されており、かつこの処理回路９により、前記電源電極４とＧＮＤ電極５間に電圧を供給するとともに、一対の出力電極６から出力される出力信号を処理しているものである。
【０００５】
以上のように構成された従来の歪検出装置について、次にその組立方法を説明する。
【０００６】
まず、予め準備したビーム体１の上面にポリイミドからなる絶縁膜２を貼り付ける。
【０００７】
次に、前記絶縁膜２の上面に、スパッタリングにより、４つの歪抵抗素子３と、電源電極４、ＧＮＤ電極５および一対の出力電極６を形成した後、フォトリソエッチングプロセスにより、回路パターン７を形成し、ブリッジ回路を構成する。
【０００８】
次に、実装部８の上面に処理回路９を実装して、半田付けした後、この実装部８を前記ビーム体１の一側面に固定する。
【０００９】
最後に、前記電源電極４、ＧＮＤ電極５および一対の出力電極６と実装部８における電極１０とをリード線１１の半田付けにより電気的に接続する。
【００１０】
以上のように構成され、かつ組み立てら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。
【００１１】
ビーム体１に荷重が付加されると、４つの歪抵抗素子３のうちの２つに引張応力が発生するとともに、残りの２つに圧縮応力が発生する。そして、ブリッジ回路を構成している一対の出力電極６から発生する出力信号を処理回路９により信号処理した後、外部に出力信号を出力するようにしていた。
【００１２】
ここで、処理回路９を塵埃から保護する場合を考えると、従来の歪検出装置においては、実装部８をコネクタ端子（図示せず）を有する樹脂製のケース（図示せず）で取り囲んだ後、コネクタ端子（図示せず）と実装部８とを自動化ラインで半田付けし、さらに、前記ケース（図示せず）の内側に樹脂（図示せず）を充填することにより、処理回路９を塵埃から保護するようにしていた。
【００１３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開昭６１−２０９３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記した従来の構成においては、実装部８と、ケース（図示せず）に設けたコネクタ端子（図示せず）とを自動化ラインで半田付けする際に、樹脂製のケース（図示せず）の外周を基準とすると、樹脂のひけやそりにより、半田付けを正確な箇所にできなくなってしまうという課題を有していた。
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、自動化ラインでの実装部とケースにおけるコネクタ端子との半田付けを正確に行うことができる歪検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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ものである。
【００１７】
本発明の請求項１に記載の発明は、少なくとも２つの歪抵抗素子と検出孔を設けた検出部とこの検出部における歪抵抗素子から発生する出力信号を処理する処理回路を設けた実装部とからなる絶縁基板と、この絶縁基板における検出部の外周側を支持する支持部材と、前記絶縁基板の検出孔に挿入され、かつこの検出孔の周囲を支持部材に対して上下に変位可能に支持する押圧部材と、前記絶縁基板における実装部を収納するとともに樹脂を充填しかつ実装部における処理回路と電気的に接続されるコネクタ端子を設けたケースとを有し、前記ケースの内側面に上下方向に孔を有する筒部を設け、かつこの筒部の孔に樹脂を充填するようにしたもので、この構成によれば、ケースの内側面に上下方向に孔を有する筒部を設け、かつこの筒部の孔に樹脂を充填するようにしているため、樹脂を充填する前の状態において、実装部とケースに設けたコネクタ端子とを自動化ラインで半田付けする際に、ケースの内側面に設けた筒部の孔に位置合わせピンを挿入して、ケースの位置合わせをすることができ、これにより、前記半田付けを正確な位置に行うことができるという作用効果を有するものである。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、ケースの内側面に位置する筒部に切欠きを設けたもので、この構成によれば、ケースの内側面に位置する筒部に切欠きを設けているため、この切欠きを介して筒部の内側に樹脂が廻り込むことになり、これにより、確実にケースの内側を密封することができるという作用効果を有するものである。
【００１９】
本発明の請求項３に記載の発明は、少なくとも２つの歪抵抗素子と検出孔を設けた検出部とこの検出部における歪抵抗素子から発生する出力信号を処理する処理回路を設けた実装部とからなる絶縁基板と、この絶縁基板における検出部の外周側を支持する支持部材と、前記絶縁基板の検出孔に挿入され、かつこの検出孔の周囲を支持部材に対して上下に変位可能に支持する押圧部材と、前記絶縁基板における実装部を収納するとともに樹脂を充填しかつ実装部における処理回路と電気的に接続されるコネクタ端子を設け、さらに前記絶縁基板における検出部を外方に向かって延出させる延出開口部を設けたケースとを有し、前記ケースにおける延出開口部に内側面から内方に向かって突出する幅広部を設け、かつこの幅広部により前記絶縁基板とケースとを当接させる構成としたもので、この構成によれば、ケースにおける延出開口部に内側面から内方に向かって突出する幅広部を設け、かつこの幅広部により前記絶縁基板とケースとを当接させる構成としているため、絶縁基板とケースとの当接箇所からの毛細管現象による樹脂漏れを確実に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。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明の歪検出装置は、少なくとも２つの歪抵抗素子と検出孔を設けた検出部とこの検出部における歪抵抗素子から発生する出力信号を処理する処理回路を設けた実装部とからなる絶縁基板と、この絶縁基板における検出部の外周側を支持する支持部材と、前記絶縁基板の検出孔に挿入され、かつこの検出孔の周囲を支持部材に対して上下に変位可能に支持する押圧部材と、前記絶縁基板における実装部を収納するとともに樹脂を充填しかつ実装部における処理回路と電気的に接続されるコネクタ端子を設けたケースとを有し、前記ケースの内側面に上下方向に孔を有する筒部を設け、かつこの筒部の孔に樹脂を充填するようにしているため、樹脂を充填する前の状態において、実装部とケースに設けたコネクタ端子とを自動化ラインで半田付けする際に、ケースの内側面に設けた筒部の孔に位置合わせピンを挿入して、ケースの位置合わせをすることができ、これにより、前記半田付けを正確な位置に行うことができる歪検出装置を提供することができるという優れた効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
図１は本発明の一実施の形態における歪検出装置から樹脂を取り外した状態を示す分解斜視図、図２は同歪検出装置における絶縁基板、支持部材およびケースを裏側から見た分解斜視図、図３は同歪検出装置の側断面図、図４は同歪検出装置の斜視図、図５は同歪
検出装置における絶縁基板の保護層を取り外した状態を示す上面図、図６は同歪検出装置におけるケースの上面図、図７は同歪検出装置におけるケースの側断面図である。
【００２３】
図１〜図７において、２１はニッケルを約０．１重量％含有するステンレスからなる絶縁基板で、この絶縁基板２１は略中央に検出孔２２を設けた検出部２３を設けるとともに、処理回路２４を実装する略長方形形状の実装部２５を設けており、さらにこの実装部２５の上面には、図５に示すように、銀からなる電源電極２６、ＧＮＤ電極２７、一対の出力電極２８、１０個の第１の歪抵抗素子２９および１０個の第２の歪抵抗素子３０を回路パターン３１で電気的に接続することにより構成されたブリッジ回路を設けている。３３はニッケルを約４重量％含有するステンレス材料からなる下側押圧部材で、この下側押圧部材３３には、前記絶縁基板２１の下面における検出孔２２の近傍に当接する当接部３４を設けるとともに、上部の外側面には全周にわたって雄ネジ３５を設け、さらに、下側には当接突起３３ａを設けている。３６は金属からなる上側押圧部材で、この上側押圧部材３６には、略中央に前記下側押圧部材３３における雄ネジ３５と組み合わされる貫通雌ネジ３７を設けるとともに、下面に当接部３８を設け、そしてこの当接部３８と前記下側押圧部材３３における当接部３４とで前記絶縁基板２１を挟持している。また、前記上側押圧部材３６と絶縁基板２１には、図３に示すように、溶接部３６ａを設けており、そしてこの溶接部３６ａにより、絶縁基板２１と上側押圧部材３６とを固着しているものである。
【００２４】
４３は金属からなる円筒形状の支持部材で、この支持部材４３は上面に基板支持部４４を設けており、そしてこの基板支持部４４により、前記絶縁基板２１における略円形形状の検出部２３の下面外周部を同一平面状に支持している。また、前記下側押圧部材３３と上側押圧部材３６とで挟持された絶縁基板２１は支持部材４３の基板支持部４４に対して上下方向に変位可能に取り付けられている。そしてまた、前記支持部材４３の内側には内方に突出する当接突起４５を設けるとともに、この当接突起４５と前記下側押圧部材３３における当接突起３３ａとの間には間隙５７を設けている。４６は取付部材で、この取付部材４６は上面に前記支持部材４３における下面を当接させているものである。
【００２５】
４７はケースで、このケース４７は前記絶縁基板２１における実装部２５を収納するとともに、内側面に上下方向の孔４８を有する筒部４９を設けており、さらにこの筒部４９には切欠き５０を設けているものである。また、前記ケース４７には側面に延出開口部５１を設けており、そして、この延出開口部５１には、ケース４７における内側面から内方に向かって突出する幅広部５２を設け、かつこの幅広部５２により前記絶縁基板２１とケース４７とを当接させている。そしてまた、前記ケース４７には図１に示すように外方へ突出するコネクタ部５３を設けるとともに、このコネクタ部５３の内側には３つのコネクタ端子５４を設け、そして、このコネクタ端子５４は前記絶縁基板２１における処理回路２４と電気的に接続されている。さらに前記ケース４７の内側には樹脂５５を充填しており、かつこの樹脂５５は、前記筒部４９における切欠き５０を介して孔４８の内側にも充填させているものである。
【００２６】
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、次にその組立方法を説明する。
【００２７】
まず、ステンレス板（図示せず）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２１を形成する。
【００２８】
次に、前記絶縁基板２１の上面に位置して銀のペースト（図示せず）を印刷し、約８５０℃で約１０分間焼成し、前記絶縁基板２１の上面に電源電極２６、ＧＮＤ電極２７、一対の出力電極２８および回路パターン３１を形成する。
【００２９】
次に、前記絶縁基板２１の上面における第１の歪抵抗素子２９および第２の歪抵抗素子３０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１３０℃で約１０分間乾燥する。
【００３０】
次に、前記絶縁基板２１を約８５０℃で約１０分間焼成し、絶縁基板２１に１０個の第１の歪抵抗素子２９と１０個の第２の歪抵抗素子３０を形成する。
【００３１】
次に、絶縁基板２１における検出孔２２に、上側押圧部材３６における下端部を挿入した後、レーザー溶接により、絶縁基板２１および上側押圧部材３６に溶接部３６ａを形成することにより、絶縁基板２１に上側押圧部材３６を固着する。この場合、上側押圧部材３６は絶縁基板２１に溶接により固着しているため、上側押圧部材３６を絶縁基板２１に容易に固着することができるという効果が得られるものである。
【００３２】
次に、下側押圧部材３３における雄ネジ３５を上側押圧部材３６における貫通雌ネジ３７に螺合させることにより、下側押圧部材３３における当接部３４と上側押圧部材３６における当接部３８とで絶縁基板２１を挟持する。
【００３３】
次に、支持部材４３の基板支持部４４に、絶縁基板２１の検出部２３における下面の外周部全域を支持するように設置し、そしてレーザーを照射して溶接により固着する。
【００３４】
次に、予め処理回路２４を実装した絶縁基板２１の実装部２５の外周を覆うようにケース４７を装着した後、図８に示すように、ケース４７に設けた筒部４９の孔４８に位置合わせピン５６を挿入することにより、自動化ラインで、ケース４７の位置を規定する。
【００３５】
この場合、本発明の一実施の形態においては、ケース４７の内側面に上下方向に孔４８を有する筒部４９を設け、かつこの筒部４９の孔４８に樹脂を充填するようにしているため、樹脂を充填する前の状態において、実装部２５とケース４７に設けたコネクタ端子５４とを自動化ラインで半田付けする際には、ケース４７の内側面に設けた筒部４９の孔４８に位置合わせピン５６を挿入して、ケース４７の位置合わせをすることができ、これにより、前記半田付けを正確な位置に行うことができるという効果を有するものである。
【００３６】
次に、半田ゴテ（図示せず）を使用することにより、ケース４７のコネクタ端子５４と絶縁基板２１における実装部２５とを半田付けする。
【００３７】
次に、前記ケース４７の内側にＳｉからなる液体状の樹脂を注入した後、加熱炉（図示せず）に約１２０℃で１０分〜３０分投入して、加熱硬化させることにより、樹脂５５によりケース４７の内側を封止する。
【００３８】
この場合、本発明の一実施の形態においては、ケース４７の内側面に位置する筒部４９に切欠き５０を設けているため、この切欠き５０を介して筒部４９の内側に樹脂５５が廻り込むことになり、これにより、確実にケース４７の内側を密封することができるという効果を有するものである。
【００３９】
また、本発明の一実施の形態においては、ケース４７における延出開口部５１に内側面から内方に向かって突出する幅広部５２を設け、かつこの幅広部５２により前記絶縁基板２１とケース４７とを当接させる構成としているため、絶縁基板２１とケース４７との当接箇所からの毛細管現象による樹脂５５の漏れを確実に防止することができるという効果を有するものである。
【００４０】
最後に、取付部材４６の上面に支持部材４３の下面を当接させた後、レーザーを照射して溶接により取付部材４６に支持部材４３を固着する。
【００４１】
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、次にその動作を説明する。
【００４２】
上側押圧部材３６に荷重が加わると、下側押圧部材３３と上側押圧部材３６とで挟持された絶縁基板２１は上下方向に変位することになり、これにより、第１の歪抵抗素子２９および第２の歪抵抗素子３０の抵抗値が変動し、そしてこの抵抗値の変動を処理回路２４で信号処理することにより、出力信号としてコネクタ端子５４を介して外部に出力するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係る歪検出装置は、自動化ラインでの実装部とケースにおけるコネクタ端子との半田付けを正確に行うことができるという効果を有するものであり、特に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として有用となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態における歪検出装置から樹脂を取り外した状態を示す分解斜視図
【図２】同歪検出装置における絶縁基板、支持部材およびケースを裏側から見た分解斜視図
【図３】同歪検出装置の側断面図
【図４】同歪検出装置の斜視図
【図５】同歪検出装置における絶縁基板の保護層を取り外した状態を示す上面図
【図６】同歪検出装置におけるケースの上面図
【図７】同歪検出装置におけるケースの側断面図
【図８】同歪検出装置におけるケースにコネクタ端子と実装部を半田付けする状態を示す斜視図
【図９】従来の歪検出装置の斜視図
【図１０】同歪検出装置の回路図
【符号の説明】
【００４５】
２１  絶縁基板
２２  検出孔
２４  処理回路
２５  実装部
２９，３０  歪抵抗素子
３１  回路パターン
３６  上側押圧部材
４３  支持部材
４７  ケース
４８  孔
４９  筒部
５０  切欠き
５１  延出開口部
５２  幅広部
５４  コネクタ端子
５５  樹脂
【図１】
2010181311.tif 000003
【図２】
2010181311.tif 000004
【図３】
2010181311.tif 000005
【図４】
2010181311.tif 000006
【図５】
2010181311.tif 000007
【図６】
2010181311.tif 000008
【図７】
2010181311.tif 000009
【図８】
2010181311.tif 000010
【図９】
2010181311.tif 000011
【図１０】
2010181311.tif 000012