(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗体によって形成された歪み検出用の折り返しパターン部と、
レーザトリミングによる抵抗調整用の抵抗調整パターン部と、を備えて起歪体に配置される歪みゲージであって、
前記抵抗調整パターン部は、
トリミング長さにより抵抗値を調整する連続調整パターン部と、
選択的にトリミング切断することで抵抗値を変化させる抵抗配線からなる短絡調整パターン部と、
を有し、
前記連続調整パターン部及び前記短絡調整パターン部のトリミングを連続的若しくは間欠的な一本の直線にて行えるように、前記連続調整パターン部及び前記短絡調整パターン部が配置されることを特徴とする歪みゲージ。
【請求項２】
前記起歪体は円柱形状であって、
前記起歪体の軸線を円柱面に投影した線が、前記歪みゲージの前記一本の直線を前記円柱面に投影した線に一致するように前記歪みゲージは前記起歪体に配置されることを特徴とする請求項１に記載の歪みゲージ。
【請求項３】
抵抗体によって形成された歪み検出用の折り返しパターン部と、
レーザトリミングによる抵抗調整用の抵抗調整パターン部と、を備えて起歪体に配置される歪みゲージであって、
前記抵抗調整パターン部は、
トリミング長さにより抵抗値を調整する連続調整パターン部と、
選択的にトリミング切断することで抵抗値を変化させる抵抗配線からなる短絡調整パターン部と、
を有し、
前記連続調整パターン部及び前記短絡調整パターン部のトリミング予定線が一本の直線となるように、前記連続調整パターン部及び前記短絡調整パターン部が配置されることを特徴とする歪みゲージ。
【請求項４】
前記起歪体は円柱形状であって、
前記起歪体の軸線を円柱面に投影した線が、前記歪みゲージの前記トリミング予定線を前記円柱面に投影した線に一致するように前記歪みゲージは前記起歪体に配置されることを特徴とする請求項３に記載の歪みゲージ。
【請求項５】
前記短絡調整パターン部が、前記折り返しパターン部と電気的並列にて接続されて選択的に切断される抵抗配線からなる第１の短絡部、及び互いに並列に配置されて選択的に切断される抵抗配線からなる第２の短絡部、の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の歪みゲージ。
【請求項６】
力を印加することで変形する起歪体と、前記起歪体に添着されて前記起歪体に生じる歪みを電気信号に変換する歪みゲージを有する力変換器であって、
前記歪みゲージは、
歪みゲージと抵抗体によって形成された歪み検出用の折り返しパターン部と、
レーザトリミングによる抵抗調整用の抵抗調整パターン部と、を備え、
前記抵抗調整パターン部は、
トリミング長さにより抵抗値を調整する連続調整パターン部と、
選択的にトリミング切断することで抵抗値を変化させる抵抗配線からなる短絡調整パターン部と、
で構成され、
前記連続調整パターン部及び前記短絡調整パターン部のトリミングを連続的若しくは間欠的な一本の直線にて行えるように、前記連続調整パターン部及び前記短絡調整パターン部が配置され、
前記起歪体は円柱形状であって、
前記起歪体の軸線を円柱面に投影した線が、前記歪みゲージの前記一本の直線を前記円柱面に投影した線に一致するように前記歪みゲージが前記起歪体に配置されることを特徴とする力変換器。
【請求項７】
力を印加することで変形する起歪体と、前記起歪体に添着されて前記起歪体に生じる歪みを電気信号に変換する歪みゲージを有する力変換器であって、
前記歪みゲージは、
歪みゲージと抵抗体によって形成された歪み検出用の折り返しパターン部と、
レーザトリミングによる抵抗調整用の抵抗調整パターン部と、を備え、
前記抵抗調整パターン部は、
トリミング長さにより抵抗値を調整する連続調整パターン部と、
選択的にトリミング切断することで抵抗値を変化させる抵抗配線からなる短絡調整パターン部と、
で構成され、
前記連続調整パターン部及び前記短絡調整パターン部のトリミング予定線が一本の直線となるように、前記連続調整パターン部及び前記短絡調整パターン部が配置され、
前記起歪体は円柱形状であって、
前記起歪体の軸線を円柱面に投影した線が、前記歪みゲージの前記トリミング予定線を前記円柱面に投影した線に一致するように前記歪みゲージが前記起歪体に配置されることを特徴とする力変換器。
【請求項８】
前記歪みゲージの前記短絡調整パターン部が、前記折り返しパターン部と電気的並列にて接続されて選択的に切断される抵抗配線からなる第１の短絡部、及び互いに並列に配置されて選択的に切断される抵抗配線からなる第２の短絡部、の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項６又は７に記載の力変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、力を受けて弾性変形する起歪部に貼られる歪みゲージ及びこれを用いた力変換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、力変換器等に用いられて起歪部に設けられた歪みゲージは、歪みが加わることで抵抗値が変化する折り返しパターン部と端子部によってホイートストンブリッジ回路を形成し、印加電圧を加えることで、力変換器に加わる力によって生じる起歪部の歪みに比例した電圧が出力される。
【０００３】
折り返しパターン部と端子部を有する歪みゲージの回路形成は、絶縁ベース上に金属箔を積層し、フォトリソグラフィによって行われる。そのためにレジストでマスクし、エッチングにて形成するのが一般的である。実際には、フォトリソグラフィにおける像の歪み、ボケ、レジスト形成時の現像時の薬品の不確定要素、金属箔のエッチング時のサイドエッチングのばらつきより、所望するパターン寸法に対して誤差が生じるため各端子部間の抵抗値がばらつくことになる。したがってホイートストンブリッジ回路の平衡状態を作り出すために、各端子部間の抵抗値調整が必要となる。実際の調整は例えば調整用パッドを折り返しパターン部と端子部の間に設け、レーザ光線照射によりトリミングすることで、抵抗値を調整しブリッジバランスを保つようにする手法が用いられてきた。
【０００４】
この抵抗調整用の抵抗調整パターンの例として、選択的に切断される短絡調整パターンと、トリミング長により連続的に所望の抵抗値を得ることを可能とした面積を有する連続調整パターンが特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３２７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１で開示されたものを始めとする従来の歪みゲージの抵抗調整パターンでは、レーザの照射の予定線の走査方向を考慮していなかった。したがって、走査方向を考慮していない歪みゲージの抵抗調整をする場合、それが円柱形状の起歪体の円柱部に添着された歪みゲージであると、レーザトリミング予定線の走査方向が円柱軸方向にあったり、円周方向にあったり、また斜め方向にあるなど様々であった。本発明者らは、ガルバノスキャナ及びｆθレンズを用いたレーザ加工装置を使用してレーザトリミングを行っているが、レーザトリミング予定線がいくつもあって、しかも走査方向が違うことによりセッティングが煩雑になるという課題を抱えていた。特に小さい半径の円柱面に添着された歪みゲージにおいては、曲率面とフォーカス平面との差異が大きく、デフォーカスしたビームではトリミング量が異なってしまうという課題があった。すなわちフォーカスの差異により加工量に誤差が生じることで実際のトリミング長に差が出てしまい、抵抗値を変化させる連続調整パターンにおいて所望の抵抗値を得ることが困難であった。
【０００７】
本発明は、曲面形状、例えば円柱形状の起歪体に添着された歪みゲージであっても、レーザトリミングによって抵抗調整パターンを加工して所望の抵抗値調整を行うことを容易にする歪みゲージ及びこれを用いた力変換器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の歪みゲージは上記の目的を達成するため、
抵抗体によって形成された歪み検出用の折り返しパターン部と、
レーザトリミングによる抵抗調整用の抵抗調整パターン部と、を備えて起歪体に配置される歪みゲージであって、
抵抗調整パターン部は、
トリミング長さにより抵抗値を調整する連続調整パターン部と、
選択的にトリミング切断することで抵抗値を変化させる抵抗配線からなる短絡調整パターン部と、
を有し、
連続調整パターン部及び短絡調整パターン部のトリミングを連続的若しくは間欠的な一本の直線にて行えるように、連続調整パターン部及び短絡調整パターン部が配置されて構成されている。
【０００９】
請求項２に記載の歪みゲージは上記の目的を達成するため、
起歪体は円柱形状であって、
起歪体の軸線を円柱面に投影した線が、歪みゲージの一本の直線を円柱面に投影した線に一致するように歪みゲージは起歪体に配置されて構成されている。
【００１０】
請求項３に記載の歪みゲージは上記の目的を達成するため、
抵抗体によって形成された歪み検出用の折り返しパターン部と、
レーザトリミングによる抵抗調整用の抵抗調整パターン部と、を備えて起歪体に配置される歪みゲージであって、
抵抗調整パターン部は、
トリミング長さにより抵抗値を調整する連続調整パターン部と、
選択的にトリミング切断することで抵抗値を変化させる抵抗配線からなる短絡調整パターン部と、
を有し、
連続調整パターン部及び短絡調整パターン部のトリミング予定線が一本の直線となるように、連続調整パターン部及び短絡調整パターン部が配置されて構成されている。
【００１１】
請求項４に記載の歪みゲージは上記の目的を達成するため、
起歪体は円柱形状であって、
起歪体の軸線を円柱面に投影した線が、歪みゲージのトリミング予定線を円柱面に投影した線に一致するように歪みゲージは起歪体に配置されて構成されている。
【００１２】
請求項５に記載の歪みゲージは上記の目的を達成するため、
短絡調整パターン部が、折り返しパターン部と電気的並列にて接続されて選択的に切断される抵抗配線からなる第１の短絡部、及び互いに並列に配置されて選択的に切断される抵抗配線からなる第２の短絡部、の少なくとも１つを有して構成されている。
【００１３】
請求項６に記載の力変換器は上記の目的を達成するため、
力を印加することで変形する起歪体と、起歪体に添着されて起歪体に生じる歪みを電気信号に変換する歪みゲージを有する力変換器であって、
歪みゲージは、
歪みゲージと抵抗体によって形成された歪み検出用の折り返しパターン部と、
レーザトリミングによる抵抗調整用の抵抗調整パターン部と、を備え、
抵抗調整パターン部は、
トリミング長さにより抵抗値を調整する連続調整パターン部と、
選択的にトリミング切断することで抵抗値を変化させる抵抗配線からなる短絡調整パターン部と、
で構成され、
連続調整パターン部及び短絡調整パターン部のトリミングを連続的若しくは間欠的な一本の直線にて行えるように、連続調整パターン部及び短絡調整パターン部が配置され、
起歪体は円柱形状であって、
起歪体の軸線を円柱面に投影した線が、歪みゲージの一本の直線を円柱面に投影した線に一致するように歪みゲージが起歪体に配置されて構成されている。
【００１４】
請求項７に記載の力変換器は上記の目的を達成するため、
力を印加することで変形する起歪体と、起歪体に添着されて起歪体に生じる歪みを電気信号に変換する歪みゲージを有する力変換器であって、
歪みゲージは、
歪みゲージと抵抗体によって形成された歪み検出用の折り返しパターン部と、
レーザトリミングによる抵抗調整用の抵抗調整パターン部と、を備え、
抵抗調整パターン部は、
トリミング長さにより抵抗値を調整する連続調整パターン部と、
選択的にトリミング切断することで抵抗値を変化させる抵抗配線からなる短絡調整パターン部と、
で構成され、
連続調整パターン部及び短絡調整パターン部のトリミング予定線が一本の直線となるように、連続調整パターン部及び短絡調整パターン部が配置され、
起歪体は円柱形状であって、
起歪体の軸線を円柱面に投影した線が、歪みゲージのトリミング予定線を円柱面に投影した線に一致するように歪みゲージが起歪体に配置されて構成されている。
【００１５】
請求項８に記載の力変換器は上記の目的を達成するため、
歪みゲージの短絡調整パターン部が、折り返しパターン部と電気的並列にて接続されて選択的に切断される抵抗配線からなる第１の短絡部、及び互いに並列に配置されて選択的に切断される抵抗配線からなる第２の短絡部、の少なくとも１つを有して構成されている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の歪みゲージによれば、抵抗調整パターン部のレーザトリミングを連続的な若しくは間欠的な一本の直線にて行えるように連続調整パターン部及び短絡調整パターン部配置されていることから、複雑なセッティングを必要とせず、抵抗調整を容易に行うことができる歪みゲージが実現できる。
【００１７】
請求項２に記載の歪みゲージによれば、上記効果に加えて、例えば円柱面に配置された歪みゲージであっても、抵抗調整パターン部のレーザトリミングが一本の直線であって、トリミングされる箇所が常にレーザのフォーカスが一定となるように配置されているので、抵抗調整の誤差を低減する歪みゲージが実現できる。
【００１８】
請求項３に記載の歪みゲージによれば、抵抗調整パターン部のトリミング予定線が一本の直線となるように連続調整パターン部及び短絡調整パターン部配置されていることから、複雑なセッティングを必要とせず、抵抗調整を容易に行うことができる歪みゲージが実現できる。
【００１９】
請求項４に記載の歪みゲージによれば、上記効果に加えて、例えば円柱面に配置された歪みゲージであっても、抵抗調整パターン部のトリミング予定線が一本の直線であって、トリミングされる箇所が常にレーザのフォーカスが一定となるように配置されているので、抵抗調整の誤差を低減する歪みゲージが実現できる。
【００２０】
請求項５に記載の歪みゲージによれば、上記効果に加えて、歪みの感度に影響する抵抗調整と歪みの感度に影響を及ぼさない抵抗調整の両方が１度のトリミングで行うことができるので、抵抗調整の選択幅を広くした歪みゲージが実現できる。
【００２１】
請求項６に記載の力変換器によれば、円柱形状の起歪体に配置される歪みゲージの抵抗調整パターン部を連続的若しくは間欠的な一本の直線にて行えるように、連続調整パターン部及び短絡調整パターン部が配置されていることから、レーザのフォーカス合わせをトリミングの都度セッティングをする必要がなく、抵抗調整を容易に行うことができる力変換器が実現できる。
【００２２】
請求項７に記載の力変換器によれば、円柱形状の起歪体に配置される歪みゲージの抵抗調整パターン部のレーザトリミング予定線が一直線となるように連続調整パターン部及び短絡調整パターン部が配置されていることから、レーザのフォーカス合わせをトリミングの都度セッティングをする必要がなく、抵抗調整を容易に行うことができる力変換器が実現できる。
【００２３】
請求項８に記載の力変換器によれば、上記効果に加えて、歪みの感度に影響する抵抗調整と歪みの感度に影響を及ぼさない抵抗調整の両方が１度のトリミングで行うことができるので、歪みゲージの抵抗調整の選択幅を広くした力変換器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る歪みゲージの平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る力変換器の一部断面構造図である。
【図３】本発明の実施形態に係る歪みゲージ及びこれを有した力変換器の抵抗調整を行う際の構成を示した正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る歪みゲージ及びこれを有した力変換器の抵抗調整を行う際の構成を示した断面BB図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の歪みゲージ及び力変換器について説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る歪みゲージ２の平面図である。歪みゲージ２は、ベースとなるフィルム基材上に抵抗体がパターン形成されていて、主なる歪み検出用の折り返しパターン部２０１ａ、２０１ｂ、信号を取り出しや電源に接続されるための端子部２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、抵抗配線からなっていて、選択的にトリミング切断することで抵抗値の調整を行う短絡調整パターン部２０３ａ、２０３ｂが設けられている。本実施形態ではベースとなるフィルム基材は例えばポリイミドフィルムであり、抵抗体は金属であって銅とニッケルの合金を使用している。なお必要に応じて抵抗体の一部を覆う保護層としてポリイミド絶縁層が塗布若しくは積層される場合がある。
【００２７】
この歪みゲージ２は、最大感度方向が９０度の角度をなした折り返しパターン部２０１ａ、２０１ｂ、を１つのフィルム基材上に設けたものであって、一般的には剪断力検出用の歪みゲージとして使用される。
【００２８】
短絡調整パターン部２０３ａは、折り返しパターン部２０１ａの一部を短絡して電気的並列に接続されている第１の短絡部２０８ａと、２つの抵抗が並列に配置された第２の短絡部２０９ａからなる。どちらもどれを切断するかを選択することが可能であって、所望の抵抗値が得られるように選択的なトリミングをすることができる。
【００２９】
レーザトリミングは、歪みゲージ２を定位置に固定して、位置出しマーク２０４ａと位置出しマーク２０５ａをカメラ等で認識して詳細な位置と傾きを計測、演算し、レーザ走査を行うトリミング予定線ＴＬを決め、どのパターンを切断するかのトリミング位置を割り出すことで、選択的な切断を行うことができる。
【００３０】
第１の短絡部２０８ａは折り返しパターン部２０１ａの一部を短絡していることから、ここをレーザトリミングして短絡を切断すると、切断した箇所の折り返しパターン部２０１ａの抵抗値が増えると共に、歪みの受感領域が増え感度が上昇することになる。
【００３１】
第２の短絡部２０９ａは２つの抵抗が並列に配置されたパターンであって、並列に配置することで抵抗調整のバリエーションを増やすことができるものである。例えば並列に配置した２つの抵抗の線幅を異なるように組合せ、これを直列に複数適宜配置することで、切断した時の抵抗値の増加のバリエーションを増やすことができる。
【００３２】
一方この短絡調整パターン部２０３ａのトリミング予定線ＴＬを含む領域に連続調整パターン部２１０ａが設けられている。この連続調整パターン部２１０ａはレーザトリミングのトリミング長さによって連続的に抵抗値を増加させるものである。したがって予めこの切り込み量と抵抗値の相関関係をテストピース等によって実測しておいて、実際の調整時はこのデータを元に切り込み量を決めることになる。またトリミング予定線ＴＬは一本の直線であって、一度のスキャンでトリミングを行うことができる。実際にトリミングが行われたトリミング線は、このトリミング予定線ＴＬ上にあって、連続的若しくは間欠的な一本の直線である。
【００３３】
短絡調整パターン部２０３ａ、連続調整パターン部２１０ａと対称形となっている短絡調整パターン部２０３ｂ、連続調整パターン部２１０ｂも同様に、位置出しマーク２０４ｂと位置出しマーク２０５ｂによって位置出しが行われレーザトリミングよって切断がなされる。短絡調整パターン部２０３ｂは、短絡調整パターン部２０３ａと同様に第１の短絡部２０８ｂと第２の短絡部２０９ｂからなる。なおこの短絡調整パターン部と連続調整パターン部を合わせて抵抗調整パターン部と定義し、いずれもレーザを用いたトリミングによる抵抗調整用のパターンである。
【００３４】
図２は、本発明の実施形態に係る歪みゲージ２が使用されている力変換器２０の、一部断面構造図である。本発明の実施形態の力変換器２０は回転軸１に印加される力、すなわちトルク力を測定するいわゆるトルク変換であって、不図示のモータ等と接続可能である。
【００３５】
回転軸１はモータ等と繋がって、負荷側へ動力を伝達するものであり、その一部にねじれによって歪むように設けた円柱形状の回転軸起歪部１ａがあり、また回転軸鍔部１ｂが回転軸起歪部１ａ近傍に設けられている。回転軸１は不図示のカバー等に固定されて設けられたベアリング１５により回転自在となっている。
【００３６】
歪みゲージ２は、起歪体の役割をする回転軸起歪部１ａの円柱面に添着されていて、回転軸１のトルク発生に応じて変形する回転軸起歪部１ａの歪みを検出し、ホイートストンブリッジ回路の一部を構成している。歪みゲージ２は回転軸起歪部１ａの円柱面に、回転軸１の中心軸で対称になるように対向して４箇所に添着されていて、それぞれのなす角は９０度である。  
【００３７】
なお、歪みゲージ２に設けられている折り返しパターン部２０１ａ、２０１ｂは回転軸１の剪断方向に対して４５度の角度で回転軸起歪部１ａに配置され、回転軸１の剪断歪みを検出することができる。なお、第２の短絡部２０９ａ、２０９ｂも僅かではあるが、それぞれこの剪断歪みを検出するものの、回転軸１の剪断方向に対して４５度の角度で対となる略Ｖ字の形状をしていることから、圧縮と引張の歪みを互いに打ち消し合うように作用するため、測定結果には影響を及ぼさないものである。
【００３８】
調整基板３は、回転軸鍔部１ｂに固着された単一の配線基板であって、円環状の一部を切り欠いた略Ｃの字形状をしていて、歪みゲージ２と電気的に接続されている。調整基板３には、ホイートストンブリッジ回路の配線パターンが一部形成され、温度補償やゼロ点バランスの抵抗を搭載できるハンダ付け用ランドも備えられている。
【００３９】
回転側回路基板４は円環状の形状であって、回転軸１の軸方向に回転軸鍔部１ｂに立てたれた支柱１４にて回転軸１に固定されていて、調整基板３や後述の２次側コイル１３からの配線がなされている。回転側回路基板４には、電源の整流回路、ホイートストンブリッジ回路からの出力信号を増幅する増幅回路、これをデジタル変換するＡ／Ｄ変換回路、そしてこれらを演算してトルク値として無線で送信する送信回路が搭載されている。
【００４０】
固定側回路基板１６は回転側回路基板４に対向するように不図示のカバーに固定配置されていて、回転側回路基板４へ電源を供給する回路、回転側回路基板４からトルク値を受信する受信回路、受信したトルク値を外部に出力する出力回路を有している。固定側回路基板１６に搭載されたこれらの回路を総称して固定側回路と呼ぶものとする。
【００４１】
１次側コア１０は固定側回路基板１６に取り付けられた１次側コアホルダ１７にはめ込まれて固定され、両側に突部を設けた断面コの字型の磁性体からなっている。１次側コア１０の突部間には１次側コイル１１が巻回されていて、コイルは固定側回路基板１６と繋がっている。
【００４２】
一方回転軸１には２次側コア１２が回転軸１と同軸で設けられていて、２次側コイル１３がこの上に巻回されている。２次側コイル１３からの配線は支柱１４に沿ってなされ回転側回路基板４に接続されている。
【００４３】
固定側回路基板１６内の回転側回路基板４へ電源を供給する回路はスイッチング回路であって交流に変換された電流を１次側コイル１１通電すると、交流磁界が発生し、この交流磁界が回転軸側の２次側コア１２に透過することで、２次側コイル１３に電流が誘起される。誘起された電流は回転側回路基板４内に設けられた整流回路を経て歪みゲージ２、回転側回路基板４内の増幅回路、Ａ／Ｄ変換回路、送信回路に供給される。以上の仕組みをもって、回転軸１側に非接触で給電がなされる。
【００４４】
実際のトルクの測定は、回転軸１にトルクが加わると、回転軸１の回転軸起歪部１ａがトルクの大きさに応じて歪み、この歪みの大きさは、歪みゲージ２の抵抗値の変化としてホイートストンブリッジ回路部より出力され、回転側回路基板４の増幅回路にて増幅された後このアナログ信号をＡ／Ｄ変換してデジタル化されて、固定側回路基板１６へトルク値として送信され、検出された歪みは電気信号に変換されることになる。
【００４５】
図３、図４はこの力変換器２０の組立て調整時におけるレーザトリミングによる抵抗調整の配置構造を示した模式図である。架台１０４上にはトリミングを行うレーザ光を発光するレーザ１００が固定されている。レーザ１００は抵抗体である金属のトリミングに適した波長のレーザであって、レーザ１００から出力されたレーザ光はビームエキスパンダ１０１にてビームを所定の大きさに成形し、ガルバノスキャナ１０２を経てｆθレンズ１０３にて集光されて被加工物に照射される。
【００４６】
力変換器２０の組立て調整時においては、ｆθレンズ１０３が歪みゲージ２の上方に位置するように回転軸１を不図示の治具等に設置して固定する。歪みゲージ２を含んだホイートストンブリッジ回路はリード線５と調整基板３によって構成されていて、調整基板３へは不図示の治工具によって電源を供給し、調整基板３から得られる各ゲージの抵抗値を基に抵抗の調整が行われる。架台１０４には不図示のカメラが設けられていて、歪みゲージ２の位置出しマーク２０４ａ、２０４ｂを読み取ってトリミング予定線ＴＬを割出し、先の調整基板３からの出力信号を基にどの短絡調整パターンを切断するかを計算してガルバノスキャナ１０２にてトリミング動作を実施する。
【００４７】
この時、例えば短絡調整パターン部２０３ａと連続調整パターン部２１０ａはトリミング予定線ＴＬ上にあって、このトリミング予定線ＴＬを回転軸起歪部１ａの円柱面に投影した線と、回転軸起歪部１ａの軸線を回転軸起歪部１ａの円柱面に投影した線が一致するように配置されていることから、レーザのフォーカスがこのトリミング予定線ＴＬ上では常に一定となる。故に、トリミング予定線ＴＬに沿うことで、ｆθレンズ１０３とガルバノスキャナ１０２の組合せによってフォーカス一定でかつ一直線のレーザトリミングができる。
【００４８】
もしトリミング予定線ＴＬが回転軸起歪部１ａの軸線方向でない方向にあると、図４に示すように、フォーカス面ＦＰから外れることになって、所望のトリミングに対して誤差が生じることになる。特に回転軸起歪部１ａの直径φＤが小さい時は、歪みゲージ２もこの円柱面に配置されていることから、トリミング予定線ＴＬがフォーカス面ＦＰから外れることは顕著となる。またレーザ光学系の開口数ＮＡを比較的大きくして焦点深度を浅くすることで抵抗体のみをレーザトリミングしてベースフィルム基材に損傷を与えないようにする場合、デフォーカスとなり易く加工量が変わってしまう。
【００４９】
これの対策として回転軸１を軸の中心にて回転方向Ｃに回しながらレーザトリミングを行うことも理論上は可能ではあるが、その場合は回転軸１を支持してかつ回転させるモータなどの機構が必要であると同時に、ガルバノスキャナ１０２と同期した動作が必要となり、煩雑でコストアップになる。また回転軸起歪部１ａの半径寸法が異なるものを扱う際には、さらにこれに応じた治工具が必要となって複雑なものとなってしまう。本実施形態では、短絡調整パターン部２０３ａと連続調整パターン部２１０ａをトリミングする際のトリミング予定線ＴＬがフォーカス面ＦＰ内にあるように設置するだけで済み、抵抗調整は容易となる。
【００５０】
以上説明したように、歪みゲージ２を円柱面の起歪部に貼る場合、短絡調整パターン部２０３ａと連続調整パターン部２１０ａをトリミングする際のトリミング予定線ＴＬが直線となるように配置して、しかもトリミング予定線ＴＬを回転軸起歪部１ａの円柱面に投影した線と、回転軸起歪部１ａの軸線を回転軸起歪部１ａの円柱面に投影した線が一致するように歪みゲージ２を配置することで、レーザトリミングによる高精度な抵抗調整が可能となる。またこの歪みゲージを用いることで高精度な力変換器を提供することが可能となる。
【００５１】
なお、本発明は、上述及び図面に示した実施形態に限定されるものではなく、剪断歪み変形によって測定が行われるロードセルなどの力変換器に適用できるものであり、本発明の要旨の範囲内において種々の変形にて実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、歪みゲージを使用した力変換器に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  回転軸
１ａ  回転軸起歪部
１ｂ  回転軸鍔部
２  歪みゲージ
３  調整基板
４  回転側回路基板
５  リード線
１０  １次側コア
１１  １次側コイル
１２  ２次側コア
１３  ２次側コイル
１４  支柱
１５  ベアリング
１６  固定側回路基板
１７  １次側コアホルダ
２０  力変換器
１００  レーザ
１０１  ビームエキスパンダ
１０２  ガルバノスキャナ
１０３  ｆθレンズ
１０４  架台
２０１ａ、２０１ｂ  折り返しパターン部
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ  端子部
２０３ａ、２０３ｂ  短絡調整パターン部
２０４ａ、２０４ｂ、２０５ａ、２０５ｂ  位置出しマーク
２０８ａ、２０８ｂ  第１の短絡部
２０９ａ、２０９ｂ  第２の短絡部
２１０ａ、２１０ｂ  連続調整パターン部
ＦＰ  フォーカス面
ＴＬ  レーザトリミング予定線
【図１】
0006569065.tif 000002
【図２】
0006569065.tif 000003
【図３】
0006569065.tif 000004
【図４】
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