(57)【要約】【課題】ひずみ量の小さいひずみの測定を可能とし、現場におけるひずみ測定等の作業を簡潔にし、長期に亘る計測に対し吸湿による劣化のないひずみゲージを提供する。【解決手段】フランジ板１２付きのシースチューブ１１内壁に４素子のフルブリッジ構造のひずみゲージを構成するゲージシート１３が接着され、このゲージシート１３にケーブル３が接続されている。センサー部１のシースチューブ１１は、円形断面の金属パイプを基端部のみを残して断面がほぼ長円をなす偏平形状に変形したものであり、外部偏平面に金属材料からなる長方形平板状のフランジ板１２をライン状に溶接して固着している。シースチューブ１１の内部偏平面には、ゲージシート１３を添着する。シースチューブ１１の先端は、ひずみゲージシートを挿入添着後、溶着等により封着され、シースチューブ１１の内部の、ゲージシート１３の背後の空間部には、熱膨張係数の小さい充填材を充填する。【選択図】　　図１
2004117083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面をほぼ長円状としてほぼ扁平に形成され先端が封止された金属シースチューブと、
前記金属シースチューブの一側扁平面に溶接される平板状のフランジ板と、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に接着され、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなり、前記フルブリッジの外部引き出し用のゲージリード線を備えるひずみゲージシートと、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートに接続され、前記金属シースチューブの基端部に密封して結合される接続ケーブルと
を具備することを特徴とする溶接型防水ひずみゲージ。
【請求項２】
金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるように扁平状につぶし、
前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接して、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着し、
前記金属シースチューブの先端を封止するとともに、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続された接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合してなる
ことを特徴とする溶接型防水ひずみゲージ。
【請求項３】
前記ひずみゲージシートが、４．０以上のゲージ率を呈するように構成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の溶接型防水ひずみゲージ。
【請求項４】
前記接続ケーブルを介して前記ひずみゲージシートから得られる計測特性は、常温から１００℃まで温度安定性を呈するよう構成したことを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載の溶接型防水ひずみゲージ。
【請求項５】
前記金属シースチューブ内に、熱膨張係数の小さい粉末を充填してなることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の溶接型防水ひずみゲージ。
【請求項６】
前記熱膨張係数の小さい粉末は、石英粉、ガラス紛、酸化マグネシウム粉のうちいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の溶接型防水ひずみゲージ。
【請求項７】
金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるようにつぶして扁平化する扁平化ステップと、
前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板側から前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接する溶接ステップと、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着する接着ステップと、
前記金属シースチューブの先端を封止する先端封止ステップと、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続ケーブルを接続し且つ該接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合するケーブル結合ステップと
を有することを特徴とする溶接型防水ひずみゲージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋外等のように、取り付け配線作業が煩雑な箇所、防水処理が必要な屋外等の箇所および長期計測が必要な箇所におけるひずみ計測に用いられるひずみゲージに係り、特に、発生するひずみ量が小さい箇所のひずみ計測に好適な溶接型防水ひずみゲージおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ひずみの計測にあたっては、箔ゲージや半導体ゲージ等のひずみゲージが一般に広く使用されている。特に、小さいひずみしか発生しないような箇所におけるひずみ計測には、半導体ゲージ等が使用されることが多い。
しかしながら、半導体ゲージは、温度安定性に欠けており、長期間にわたる計測には適していない。また、一般の箔ゲージ等は、ゲージ率が２．０程度であり、小さいひずみの測定には限度がある。そして、感度を上げるためのフルブリッジ構成を有するひずみゲージでは、関連して設けられるダミーゲージの影響を受け、所定の計測方向に対して９０°異なる方向（直交方向）からのひずみが加わったときに、大きな誤差を生じる。さらに、現場におけるひずみ計測では、ひずみゲージの接着、ダミーゲージの設置、配線および防水並びに防湿処理などが必要であり、煩雑な作業を伴い、人件費や時間が掛かるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、従来計測が困難であったひずみ量の小さいひずみの測定を可能とし、現場におけるひずみ測定等の作業を簡潔にすると共に屋外や水分が存在する場所における長期使用を可能とする溶接型防水ひずみゲージおよびその製造方法を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、小さいひずみの計測を可能として、しかも現場等における作業の簡素化と吸湿による劣化を確実に防止し得る溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、小さいひずみの計測並びに製造および現場設置等における作業の簡素化を可能とし、特に、受感軸方向に直交する方向に加わるひずみの影響を受けない溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、小さいひずみの計測を可能とする溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
【０００４】
本発明の請求項４の目的は、特に、広範囲の温度に対して安定に小さいひずみを計測することを可能とする溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差の発生を抑制し得る溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差をさらに効果的に抑制し得る溶接型防水ひずみゲージを提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、小さいひずみの計測および現場作業の簡素化すると共に風雨に晒される屋外や水分が存在する場所における長期使用を可能とする溶接型防水ひずみゲージを簡易な作業で製造することを可能とする溶接型防水ひずみゲージの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、上述した目的を達成するために、
断面をほぼ長円状としてほぼ扁平に形成され先端が封止された金属シースチューブと、
前記金属シースチューブの一側扁平面に溶接される平板状のフランジ板と、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に接着され、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなり、前記フルブリッジの外部引き出し用のゲージリード線を備えるひずみゲージシートと、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートに接続され、前記金属シースチューブの基端部に密封して結合される接続ケーブルと
を具備することを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、上述した目的を達成するために、
金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるように扁平状につぶし、
前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接して、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着し、
前記金属シースチューブの先端を封止するとともに、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続された接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合してなる
ことを特徴としている。
【０００７】
請求項３に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、前記ひずみゲージシートが、４．０以上のゲージ率を呈するように構成されたことを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、前記接続ケーブルを介して前記ひずみゲージシートから得られる計測特性が、常温から１００℃まで温度安定性を呈するよう構成したことを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、前記金属シースチューブ内に、熱膨張係数の小さい粉末を充填してなることを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージは、前記熱膨張係数の小さい粉末が、石英粉、ガラス粉、酸化マグネシウム粉のうちいずれかであることを特徴としている。
【０００８】
請求項７に記載した本発明に係る溶接型防水ひずみゲージの製造方法は、上述した目的を達成するために、
金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるようにつぶして扁平化する扁平化ステップと、
前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板側から前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接する溶接ステップと、
前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着する接着ステップと、
前記金属シースチューブの先端を封止する先端封止ステップと、
前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続ケーブルを接続し且つ該接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合するケーブル結合ステップと
を有することを特徴としている。
【０００９】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１による溶接型防水ひずみゲージは、断面をほぼ長円状としてほぼ扁平に形成され先端が封止された金属シースチューブと、前記金属シースチューブの一側扁平面に溶接される平板状のフランジ板と、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に接着され、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなり、前記フルブリッジの外部引き出し用のゲージリード線を備えるひずみゲージシートと、そして前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートに接続され、前記金属シースチューブの基端部に密封して結合される接続ケーブルとを具備する。
このような構成により、従来困難であったひずみ量の小さいひずみの計測を長期に亘って安定して計測可能として、しかも現場等における作業を簡素にすることが可能であり、さらには水分の存在する場所での使用が可能となる。
【００１０】
また、本発明の請求項２による溶接型防水ひずみゲージは、金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるように扁平状につぶし、前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接して、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着し、前記金属シースチューブの先端を封止するとともに、前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続された接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合してなる。
このような構成により、特に、小さいひずみの計測、並びに製造および現場設置等における作業の簡素化が可能となる。
本発明の請求項３による溶接型防水ひずみゲージは、前記ひずみゲージシートが、４．０以上のゲージ率を呈するように構成される。
このような構成により、特に、小さいひずみの計測が可能となる。
【００１１】
本発明の請求項４による溶接型防水ひずみゲージは、前記接続ケーブルを介して前記ひずみゲージシートから得られる計測特性が、常温から１００℃まで温度安定性を呈するよう構成する。
このような構成により、特に、広範囲の温度に対して安定的に小さいひずみを計測することが可能となる。
本発明の請求項５による溶接型防水ひずみゲージは、前記金属シースチューブ内に、熱膨張係数の小さい粉末を充填してなる。
このような構成により、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差の発生を抑制することが可能となる。
本発明の請求項６による溶接型防水ひずみゲージは、前記熱膨張係数の小さい粉末が、石英粉である。
このような構成により、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差をさらに効果的に抑制することが可能となる。
【００１２】
本発明の請求項７による溶接型防水ひずみゲージの製造方法は、金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるようにつぶして扁平化する扁平化ステップと、前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板側から前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接する溶接ステップと、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着する接着ステップと、前記金属シースチューブの先端を封止する先端封止ステップと、前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続ケーブルを接続し且つ該接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合するケーブル結合ステップとを有する。
このような構成により、特に、極細のシースチューブ内へのゲージエレメントの組込を実現し、小さいひずみの計測および現場作業の簡素化を可能とする溶接型防水ひずみゲージを簡易な作業で製造することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の溶接型防水ひずみゲージおよびその製造方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係る溶接型防水ひずみゲージの構成を示しており、このうち、（ａ）は、センサー部、接続部およびケーブルを上面から見た全体構成を示す平面図、（ｂ）は、センサー部のみを正面から見た状態を示す正面図である。
図２は、図１の溶接型防水ひずみゲージに用いられるゲージシートの構成を模式的に示す平面図である。
図３は、図２のゲージシートのゲージパターンとして形成されているひずみゲージによって構成されるフルブリッジ回路図である。
図４は、図１のセンサー部の断面構成を拡大して示す拡大断面図である。
図１に示す溶接型防水ひずみゲージは、センサー部１、接続部２およびケーブル３を具備している。ケーブル３は、シールド線３ｅによって被包された心線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、シールド線３ｅの外側を被覆する絶縁被覆３ｆよりなる。センサー部１は、シースチューブ１１およびフランジ板１２を有するとともに、シースチューブ１１内には、図２に示すようなゲージシート１３および図４に示すような充填材１５が収容されている。
【００１４】
センサー部１のシースチューブ１１は、図４に示すように、適宜なる長さのステンレス鋼等の円形断面の金属パイプ１１´を基端部のみを残して断面がほぼ長円状をなす扁平形状に変形したものであり、扁平部分の外部側面、つまり外部扁平面、に例えばインコネル等の金属材料からなる長方形平板状のフランジ板１２を当接し、その当接部をフランジ板１２側から、例えば電子ビーム溶接（ＥＢＷ）等により、１ラインのライン状の溶接１４によりシースチューブ１１にフランジ板１２を固着している。フランジ板１２は、この部分を被測定面にスポット溶接等により固着するための部分であり、被測定物への取り付けのための熱応力を緩和する作用をも有する。シースチューブ１１の扁平部分内面、つまり内部扁平面、には、図２に示すようなゲージパターンを有するゲージシート１３を添着する。シースチューブ１１の先端は、溶着等により封着され、シースチューブ１１の内部の、ゲージシート１３の背後の空間部には、熱膨張係数の小さい、例えば石英粉、ガラス粉、酸化マグネシウム粉等の粉状の充填材１５を充填している。この充填材１５は、シースチューブ１１に加わる外力による影響を緩和する機能を有する。ゲージシート１３の接続用リード線（図示されていない）は、その基端側が一方の入力端子１３ｇ、他方の入力端子１３ｈ、一方の出力端子１３ｅ、他方の出力端子１３ｆにそれぞれ接続されたその他端側がチューブ１１の基端部から引き出される。
【００１５】
接続部２は、上述したゲージシート１３の接続用リード線にケーブル３を接続し、シースチューブ１１の基端部とケーブル３の端部との接続箇所を可撓性部材等により密封被覆して構成する。ケーブル３は、例えば赤色、白色、黒色および緑色の絶縁被覆が施された被覆導線からなる芯線３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとそれらの芯線をシールド被覆するシールド線３ｅを有し、これら全体をさらに絶縁被覆３ｆで覆ったものなどで構成される。したがって、ケーブル３の各芯線３ａ〜３ｄは、ゲージシート１３の所定の接続用リード線に接続され、ケーブル３のシールド線３ｅは、ゲージシート１３の接続用リード線に共通アース電位に対応するものがあればそれに接続され、且つ同時にシースチューブ１１が導電性であればそれにも接続される。
ゲージシート１３は、長手方向のひずみに対する感度を有するアクティブゲージ部１３ａおよび１３ｂと、前記長手方向に直交する方向に対応するが実質的に感度を有していないダミーゲージ部１３ｃおよび１３ｄとをフルブリッジ接続してなるゲージパターンが形成されたフレキシブルプリント配線基板として構成されている。このようなゲージシート１３は、前記長手方向に直交する方向についてのダミーゲージ部１３ｃおよび１３ｄの感度が低く、主として前記長手方向についてのアクティブゲージ部１３ａおよび１３ｂの感度に左右される。
【００１６】
このゲージシート１３は、例えば、図４に示すように、フレキシブル基板としての可撓性合成樹脂シートに所要のゲージパターンおよび接続パターン（ゲージタブ）をプリント形成し、適宜カットして不要部分を除去するなどして図２のように形成したものである。
図３に示すように、４つのひずみゲージは、アクティブゲージ部１３ａと１３ｂをホイートストンブリッジ回路（以下、単に「ブリッジ回路」と略称する）の対辺に接続し、ダミーゲージ部１３ｃと１３ｄをブリッジ回路の隣接する対辺にそれぞれ接続する。
アクティブゲージ部１３ａとダミーゲージ部１３ｄとの接続点ａが、一方の入力端子１３ｇとしてのゲージタブに接続され、アクティブゲージ１３ｂとダミーゲージ部１３ｃとの接続点ｃが他方の入力端子１３ｈとしてのゲージタブに接続され、
アクティブゲージ部１３ａとダミーゲージ部１３ｃとの接続点ｂが一方の出力端子１３ｅとしてのゲージタブに接続され、アクティブゲージ部１３ｂとダミーゲージ部１３ｄとの接続点ｄが他方の出力端子１３ｆとしてのゲージタブに接続される。
次に、上述におけるシースチューブ１１の内壁へのゲージシート１３の接着工程を含むセンサー部１の製造における作業手順の一例を図４〜図９を参照してさらに詳細に説明する。
【００１７】
（１）．図５に示すように、ゲージシート１３は、その図示下面１３ｉに接着剤１６を塗布してシースチューブ１１の内面に接着することになるが、図５に示すように、ゲージシート１３の下面１３ｉに熱硬化性の接着剤１６、例えばＰＣ−６（商品名）等、を塗布する。この接着剤１６の塗布に先立って、予め必要に応じてアセトン等を用いて接着剤塗布面を脱脂しておく。
（２）．次に、ゲージシート１３をシースチューブ１１内に挿入するのであるが、シースチューブ１１は、図４に示すように、予め、先端部分を扁平状に押しつぶし、下側の外部扁平面に長方形平板状のフランジ板１２を当接し、フランジ板１２の下面側から電子ビーム溶接（ＥＢＷ）等によってライン状に溶接１４して、フランジ板１２を固着しておく。
【００１８】
シースチューブ１１は、具体的には、例えば、外径が１．８〜２．０ｍｍφで内径がほぼ１．６ｍｍφ〜１．８ｍｍの円筒パイプの先端の所要部分を押しつぶして、長径が外径でほぼ２．４ｍｍ、内径でほぼ２．２ｍｍで、且つ短径が外径でほぼ１．０ｍｍ、内径でほぼ０．８ｍｍ程度の長円状断面（楕円状断面としてもよい）となるようにする。このとき、シースチューブ１１の先端は、未だ開口状態である。このような状態で、図６に示すように、ゲージシート１３を接着剤１６がシースチューブ１１の内面に触れないようシースチューブ１１の先端側（図示右側）から挿入して、シースチューブ１１の基端側から４本のゲージリード線１７（具体的には図示しないが、１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈ）を引き出す。ゲージリード線１７ｅ〜１７ｈを、シースチューブ１１のケーブル接続側（図示左側）から引き出し、所定長だけ引き出した状態にゲージシート１３を位置決めする。その後、テフロン（登録商標）粘着テープが付いた厚さ０．１ｍｍの短冊状の加圧板ＰＰを挿入する。
（３）．図７に示すように、加圧板ＰＰ上に短冊状の湾曲した板ばねからなる加圧バネＰＳを、やはり図示先端側から挿入し、接着剤が塗布されたゲージシート１３を、加圧バネＰＳのバネ力によりシースチューブ１１の内面（図６において下底面）に押圧し、加熱硬化させて接着する。その後に加圧バネＰＳ、加圧板ＰＰを引き抜き、さらに加熱して接着剤を充分に硬化させて接着を完了させる。そして、シースチューブ１１の先端を電子ビーム溶接等の手段によって溶融封止することによって、センサー部１が完成する。
【００１９】
ゲージシート１３をシースチューブ１１の内面に圧接させるのに、加圧バネＰＳを用いている。通常、このようにチューブ内壁にシート状物を押圧接着する際には、バルーン、つまりゴム風船、等を用いて押圧するが、熱硬化性の接着剤を用いる場合、接着剤の硬化のために１５０℃程度またはそれ以上に加熱するため、ゴムが変質または劣化して、適正な加圧が行なえなくなってしまうおそれがある。そこで、この実施の形態では、加圧バネＰＳを用いて、適正な接着を可能としている。
【００２０】
さらに、フランジ板１２を電子ビーム溶接によりライン状に溶接してシースチューブ１１に固着するようにしているが、シースチューブ１１の該当箇所の外部表面を切削加工して平坦化すれば、複数ライン、例えば３ラインの電子ビーム溶接が可能であるが、そのようにすると、長手方向、つまり縦方向だけでなくそれと直交する横方向のひずみにより大きな影響を受けてしまう。そこで、上述の実施の形態では、１ラインでライン状に電子ビーム溶接を施して、フランジ板１２を固着するようにしている。
さらに、ゲージシート１３自体を高感度のフルブリッジ構造４としているため、簡単な構成でゲージ率を高めることができる。例えば、単体ではゲージ率２．０程度のひずみゲージパターンを用いたとしても、４．０以上の実行ゲージ率を得ることができる。
【００２１】
上述したように、本発明の実施の形態に従った溶接型防水ひずみゲージは、小さなひずみしか発生しない箇所におけるひずみ測定に有効であるばかりでなく、温度変化のある環境における測定誤差も少ない。また、金属のシースチューブ１１にひずみゲージを接着し、完全密封してあるため、防湿性および防水性に優れている。現場施工時においては、フランジ板１２部分をスポット溶接して取り付ける構造であるため簡単に取り付けが可能であり、しかもゲージシート１３自体としてダミーゲージ等も備えたフルブリッジゲージを採用しているため、別途にダミーゲージ等を取り付ける手間が不要である。
この他、本発明は、上述し且つ図面にて説明した実施の形態にのみ限定されることなくその要旨を変更しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、従来計測が困難であったひずみ量の小さいひずみの測定を可能とし、現場におけるひずみ測定等の作業を簡潔にすると共に完全防水型であるので、屋外や湿度の高い環境下でも吸湿による劣化が全くない溶接型防水ひずみゲージおよびその製造方法を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の溶接型防水ひずみゲージによれば、断面をほぼ長円状としてほぼ扁平に形成され先端が封止された金属シースチューブと、前記金属シースチューブの一側扁平面に溶接される平板状のフランジ板と、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に接着され、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなり、前記フルブリッジの外部引き出し用のゲージリード線を備えるひずみゲージシートと、そして前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートに接続され、前記金属シースチューブの基端部に密封して結合される接続ケーブルとを具備することにより、従来困難であったひずみ量の小さいひずみの計測を可能として、しかも現場等における作業を簡易、迅速に行うことが可能となる。
【００２３】
また、本発明の請求項２の溶接型防水ひずみゲージによれば、金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるように扁平状につぶし、前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接して、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着し、前記金属シースチューブの先端を封止するとともに、前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続された接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合してなる構成により、特に、小さいひずみの計測、並びに製造および現場設置等における作業の簡素化が可能となる。本発明の請求項３の溶接型防水ひずみゲージによれば、前記ひずみゲージシートが、４．０以上のゲージ率を呈する構成により、特に、小さいひずみの計測が可能となる。
本発明の請求項４の溶接型防水ひずみゲージによれば、前記接続ケーブルを介して前記ひずみゲージシートから得られる計測特性が、常温から１００℃まで温度安定性を呈する構成により、特に、広範囲の温度に対して安定に小さいひずみを計測することが可能となる。
【００２４】
本発明の請求項５の溶接型防水ひずみゲージによれば、前記金属シースチューブ内に、熱膨張係数の小さい粉末を充填してなることにより、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差の発生を抑制することが可能となる。
本発明の請求項６の溶接型防水ひずみゲージによれば、前記熱膨張係数の小さい粉末が、石英粉、ガラス粉、酸化マグネシウム粉のうちのいずれかであることにより、特に、ひずみゲージ自体の熱膨張による計測誤差をさらに効果的に抑制することが可能となる。
【００２５】
本発明の請求項７の溶接型防水ひずみゲージの製造方法によれば、金属シースチューブを断面がほぼ長円状となるようにつぶして扁平化する扁平化ステップと、前記金属シースチューブの扁平面に平板状のフランジ板を当接し、前記フランジ板側から前記フランジ板の長手方向にほぼ中心軸に沿ってライン状に溶接する溶接ステップと、前記金属シースチューブの前記フランジ板側のほぼ平坦な内面に、フルブリッジを形成する４素子のゲージエレメントを有してなるひずみゲージシートを接着する接着ステップと、前記金属シースチューブの先端を封止する先端封止ステップと、前記金属シースチューブの基端部から引き出されるゲージリード線を介して前記ひずみゲージシートのフルブリッジに接続ケーブルを接続し且つ該接続ケーブルを前記金属シースチューブの基端部に密封して結合するケーブル結合ステップとを有することにより、特に、小さいひずみの計測および現場作業の簡素化を可能とする溶接型防水ひずみゲージを簡易な作業で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施の形態に係る溶接型防水ひずみゲージの要部の外観構成を模式的に示す図であり、（ａ）は、上面から見たセンサー部、接続部およびケーブル等を含む平面図、そして（ｂ）はセンサー部の正面図である。
【図２】図１の溶接型防水ひずみゲージに用いられるゲージシートの構成を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のゲージシートのゲージパターンとして形成されているひずみゲージによって構成されるフルブリッジ回路図である。
【図４】図１のセンサー部の断面構成を拡大して示す拡大断面図である。
【図５】図１の溶接型防水ひずみゲージの作成時に図２のゲージシートをシースチューブ内に挿入してセンサー部を組み立てる際の手順の一例を説明するための第１の状態の模式的正面図である。
【図６】図１の溶接型防水ひずみゲージの作成時に図２のゲージシートをシースチューブ内に挿入してセンサー部を組み立てる際の手順の一例を説明するための第２の状態の模式的正面図である。
【図７】図１の溶接型防水ひずみゲージの作成時に図２のゲージシートをシースチューブ内に挿入してセンサー部を組み立てる際の手順の一例を説明するための第３の状態の模式的正面図である。
【符号の説明】
１　センサー部
２　接続部
３　ケーブル
３ａ〜３ｄ　心線
３ｅ　シールド線
３ｆ　絶縁被覆
１１　シースチューブ
１２　フランジ板
１３　ゲージシート
１３ａ，１３ｂ　アクティブゲージ部
１３ｃ，１３ｄ　ダミーゲージ部
１３ｅ、１３ｆ　出力端子
１３ｇ、１３ｈ　入力端子
１４　溶接
１５　充填材
１６　接着剤
１７（１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈ）　ゲージリード線
ＰＰ　加圧板
ＰＳ　加圧バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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