(57)【要約】 【課題】ゼーベック効果による熱起電力の発生を抑制することができる歪ゲージを提供する。  【解決手段】歪ゲージ１には、２つの接続端１１Ａ，１１Ｂを有し第１の種類の金属で形成された歪ゲージ本体１１が備えられている。２つの接続端１１Ａ，１１Ｂそれぞれには第１の種類の金属と同一種類の金属で形成された２本の第１のリード線１２Ａ，１２Ｂの一方の接続端が接続されてそれぞれ延在している。その２本の第１のリード線１２Ａ，１２Ｂの２つの他方の端どうしを中継端子１００上で接続する。この中継端子１００には、２つの他方の端どうしでは１２Ａ１，１２Ｂ１を伝熱させつつ２つの他方の端１２Ａ１，１２Ｂ１を除く周囲からは熱的に隔離する機能を持たせてあるのでゼーベック効果による熱起電力の発生が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの接続端を有し第１の種類の金属で形成された歪ゲージ本体と、
前記２つの接続端それぞれにそれぞれの一方の接続端が接続されて延在する、前記第１の種類の金属と同一種類の金属で形成された２本の第１のリード線と、
前記２本の第１のリード線の２つの他方の端どうしが近接配置され該２つの他方の端どうしでは伝熱させつつ該２つの他方の端を除く周囲からは熱的に隔離する中継端子と、
前記２つの他方の端それぞれに接続された、前記第１の種類の金属とは異なる第２の種類の金属からなる２本の第２のリード線とを有することを特徴とする歪ゲージ。
【請求項２】
前記第１の種類の金属がコンスタンタンであり、前記第２の種類の金属が銅であることをを特徴とする請求項１記載の歪ゲージ。
【請求項３】
前記中継端子が、回路基板上に配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の歪ゲージ。
【請求項４】
互いに近接配置された２つの接続端子を有し、第１の種類の金属で形成された歪ゲージ本体と、
前記２つの接続端を、該２つの接続端どうしでは伝熱させつつ該２つの接続端を除く周囲からは熱的に隔離する中継端子と、
前記２つの接続端それぞれに接続された、前記第１の種類の金属とは異なる第２の種類の金属からなる２本の第２のリード線とを有することを特徴とする歪ゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪を検出するための歪ゲージに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、歪を検出するための歪みゲージが知られている（特許文献１から特許文献３参照）。これらの特許文献に示すような歪ゲージは、母体金属を被測定物に貼付し被測定物が変化したときに共に変化する母体金属の伸びにより断面積が減るとともに長さが長くなった母体金属の抵抗値を歪みとして外部へ通知するものである。歪ゲージは、熱応力の測定にも用いられるものであるので母体金属としてはコンスタンタンなどのように電気抵抗の温度係数の小さいものが用いられる。
【０００３】
ところで、歪ゲージの母体金属として用いられるコンスタンタンは、熱電対の一方の金属として用いられる金属材料であることが知られている。このため、歪ゲージを外部の測定器と接続するためにコンスタンタンをリード線として中継端子まで引き出し、さらに中継端子で別の金属材料からなるリード線を接続して測定器と歪ゲージとを接続したときには、ゼーベック効果により熱起電力が発生して測定器で測定された測定値に誤差が与えられてしまう。
【特許文献１】特許第３５９６５６５号公報
【特許文献２】特許第２９９２８５７号公報
【特許文献３】特開平６−３４３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みて、ゼーベック効果による熱起電力の発生を抑制することができる歪ゲージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明の第１の歪ゲージは、２つの接続端を有し第１の種類の金属で形成された歪ゲージ本体と、
上記２つの接続端それぞれに一方の接続端が接続されて延在する、上記第１の種類の金属と同一種類の金属で形成された２本の第１のリード線と、
上記２本の第１のリード線の２つの他方の端どうしが近接配置されその２つの他方の端どうしでは伝熱させつつその２つの他方の端を除く周囲からは熱的に隔離する中継端子と、
上記２つの他方の端それぞれに接続された、上記第１の種類の金属とは異なる第２の種類の金属からなる２本の第２のリード線とを有することを特徴とする。
【０００６】
上記本発明の第１の歪ゲージによれば、上記中継端子が有する、２つの他方の端を等温度に維持するための伝熱作用とその２つ他方の端を除く周囲からは熱的に隔離する断熱作用との双方によって上記第１のリード線の２つの他方の端どうしがほぼ等温度に維持される。
【０００７】
このため、その他方の２つの端に第２の種類の金属からなる２本のリード線が接続されたとしてもゼーベック効果による熱起電力の発生が抑制される。
【０００８】
ここで、上記第１の種類の金属がコンスタンタンであり、上記第２の種類の金属が銅であっても良く、また第１の種類の金属と上記第２の種類の金属は、他の異種の金属の組み合わせであっても良い。
【０００９】
また上記中継端子は、別に設けられたものではなく、回路基板上に配置されたものであっても良い。
【００１０】
上記目的を達成する本発明の第２の歪ゲージは、互いに近接配置された２つの接続端子を有し、第１の種類の金属で形成された歪ゲージ本体と、
上記２つの接続端を、その２つの接続端どうしでは伝熱させつつ２つの接続端を除く周囲からは熱的に隔離する中継端子と、
上記２つの接続端それぞれに接続された、上記第１の種類の金属とは異なる第２の種類の金属からなる２本の第２のリード線とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の第１の歪ゲージでは、第１のリード線を設けて第１のリード線と第２のリード線とを中継端子上で接続したが、上記本発明の第２の歪ゲージでは、本発明の第１の歪ゲージが備える第１のリード線を省略して歪ゲージ本体が備える第１の種類の金属を直接第２のリード線に接続する構成に変更している。この構成でも良い。
【発明の効果】
【００１２】
以上、説明したようにゼーベック効果による熱起電力の発生を抑制することができる歪ゲージが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態である歪ゲージの構成を示す図である。
【００１５】
図１（ａ）には、歪ゲージの構成が示されており、図１（ｂ）には図１（ａ）に示す中継端子１００の構成が示されている。
【００１６】
図１に示す歪ゲージ１は、２つの接続端１１Ａ，１１Ｂを有し第１の種類の金属１１で形成された歪ゲージ本体と、２つの接続端１１Ａ，１１Ｂそれぞれにそれぞれの一方の接続端が接続されて延在する、第１の種類の金属と同一種類の金属で形成された２本の第１のリード線１２Ａ，１２Ｂと、２本の第１のリード線１２Ａ，１２Ｂの２つの他方の端１２０Ａ,１２０Ｂどうしが近接配置されその２つの他方の端どうし１２Ａ１，１２Ｂ１では伝熱させつつ２つの他方の端１２Ａ１，１２Ｂ１を除く周囲からは熱的に隔離する中継端子１００と、２つの他方の端１２Ａ１，１２Ｂ１それぞれに接続された、第１の種類の金属１１とは異なる第２の種類の金属からなる２本の第２のリード線１３Ａ，１３Ｂとを有する。
【００１７】
ここでは第１の種類の金属がコンスタンタンであり、第２の種類の金属が銅である場合の例が示されている。なお、第１の種類の金属と第２の種類の金属との組み合わせは他の組み合わせであっても良い。
【００１８】
ここで、ゼーベック効果による熱起電力の発生を抑制するための工夫が凝らされている中継端子１００の構成を詳細に説明する。図１（ｂ）には、図１（ａ）の中継端子１００の構成が示されている。
【００１９】
図１（ｂ）に示す中継端子１００には、土台となるサブストレート１０１上に断熱材１０２が積層されており、さらにその断熱材１０２の上に中継端子ベース１０３が積層されている。その中継端子ベースに中継接続用の２つの接点１２０Ａ，１２０Ｂが形成されている。これらの接点１２０Ａ，１２０Ｂ上で第１のリード線が有する２つの接続端１２Ａ１，１２Ｂ１と第２のリード線の端１３Ａ１，１３Ｂ１が接続される。さらに、それらの接点１２０Ａ，１２０Ｂ上が熱伝導性の良い材料１０４によってモールドされている。
【００２０】
中継端子１００が図１（ｂ）に示す構成であると、２本の第１のリード線の２つの他方の端１２Ａ１，１２Ｂ１どうしを近接配置し２つの他方の端１２Ａ１，１２Ｂ１どうしを伝熱させつつ２つの他方の端１２Ａ１，１２Ｂ１を除く周囲からは熱的に隔離することができるので、２つの他方の端１２Ａ１、１２Ｂ１を常にほぼ等温に維持することが可能となる。この異種の金属が接合する２つの接合点（２つの他方の端１２Ａ１，１２Ｂ１）の温度がほぼ等温度に維持されると、異種金属からなる第２のリード線の接続端１３Ａ，１３Ｂが接点１２０Ａ，１２０Ｂに接続されたとしてもゼーベック効果による熱起電力の発生が抑制される。
【００２１】
すなわち、熱起電力の影響を抑制して正確に測定を行なうことができる歪ゲージ１が実現する。
【００２２】
図２は、図１に示す中継端子１００の別の構成を示す図である。
【００２３】
図２に示す様に図１に示す中継端子１００の断熱効果と伝熱効果との双方を高めるために、２つの接点１２０Ａ，１２０Ｂを囲うように熱伝導性の良い材料でモールドしている部分の上から断熱材１４を被せている。図２の構成にしても良い。
【００２４】
図３は、図１に示す中継端子１００の別の構成を示す図である。
【００２５】
図３に示す様に図１に示す中継端子が有する２つの１２０Ａ，１２０Ｂ間の伝熱効果を高めるために中継端子自体１０３Ａを熱伝導性の良い材料１３０Ａで構成しても良い。
【００２６】
ここで上記第１実施形態においては中継端子１００を別途設けてその中継端子１００と測定器とを接続する場合の例を説明したが、歪ゲージ１を測定器に接続するときに回路基板を通して接続される場合もあるのでその場合には回路基板上に中継端子を設けても良い。
【００２７】
図４は、回路基板上に中継端子を設けた場合の例を説明する図である。
【００２８】
図４では、図１の中継端子１００を回路基板Ｐ１上に設けて、図１（ｂ）に示す断熱材の代わりに接点Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂの周りに空気孔Ｐ１Ｃを設けることにより断熱効果を持たせている。このときには第１のリード線１２の２つの他方の端１２Ａ１．１２Ｂ１を、回路基板上の２つの接点Ｐ１Ａ，Ｐ２Ｂそれぞれに接続する構成にしておいて、２つの接点の間では伝熱させつつ２つの他方の端１２Ａ１，１２Ｂ１を除く周囲からは熱的に隔離している。このような構成でも良い。
【００２９】
図５は、図４の変形例を説明する図である。
【００３０】
図５の様に一方の接点Ｐ２Ａを囲むように他方の接点Ｐ２Ｂ´を設けると、接点Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ´間の伝熱効果がより一層高まって双方の接点の間の温度がより確実に等温度に保たれる。
【００３１】
図６は、別の実施形態を示す図である。
【００３２】
第１実施形態では、第１のリード線１２Ａ，１２Ｂを設けてリード線を長くして配線のし易さを提供したが、配線にそれほど長さが必要ない場合にはこの第１のリード線１２Ａ，１２Ｂを省略することもできる。
【００３３】
図６に示す歪ゲージ１０は、互いに近接配置された２つの接続端１１Ａ，１１Ｂを有し、第１の種類の金属（コンスタンタン）で形成された歪ゲージ本体１Ａと、２つの接続端１１Ａ，１１Ｂを、２つの接続端１１Ａ，１１Ｂどうしでは伝熱させつつ２つの接続端１１Ａ，１１Ｂを除く周囲からは熱的に隔離する中継端子１００と、２つの接続端１１Ａ，１１Ｂそれぞれに接続された、第１の種類の金属とは異なる第２の種類の金属からなる２本の第２のリード線１３Ａ，１３Ｂとを有する。図１（ａ）、図１（ｂ）に示す構成の代わりに図６（ａ）、図６（ｂ）に示す構成にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態である歪ゲージの構成を示す図である。
【図２】図１に示す中継端子１００の別の構成を示す図である。
【図３】図１に示す中継端子１００の別の構成を示す図である。
【図４】回路基板上に中継端子を設けた場合の例を説明する図である。
【図５】図４の変形例を説明する図である。
【図６】第２実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    ２    歪ゲージ
１１    第１の種類の金属（コンスタンタン）
１１Ａ  １１Ｂ      接続端
１２Ａ  １２Ｂ      第１のリード線（コンスタンタン）
１２Ａ１  １２Ｂ１    第１のリード線が有する２つの接続端
１２０Ａ  １２０Ｂ  接点
１３Ａ  １３Ｂ      第２のリード線（銅）
１３Ａ１  １３Ｂ１      第２のリード線（銅）が有する２つの接続端
１４    断熱材
１００      中継端子
１０１      サブストレート
１０２    断熱材
１０３    中継端子
１０３Ａ    熱伝導性の良い材料で構成された中継端子
１０４    熱伝導性の良い材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008191093.tif 000006
【図５】
2008191093.tif 000007
【図６】
2008191093.tif 000008