特許 5761744 歪ゲージ用ＦＰＣ基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5761744

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月12日

(54)【発明の名称】歪ゲージ用ＦＰＣ基板

(51)【国際特許分類】

   G01L 1/22 20060101AFI20150723BHJP

【ＦＩ】

   G01L1/22 A

   G01L1/22 E

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-91340(P2011-91340)

(22)【出願日】2011年4月15日

(65)【公開番号】特開2012-225685(P2012-225685A)

(43)【公開日】2012年11月15日

【審査請求日】2014年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000127570

【氏名又は名称】株式会社エー・アンド・デイ

(74)【代理人】

【識別番号】100087826

【弁理士】

【氏名又は名称】八木 秀人

(72)【発明者】

【氏名】金澤 広史

(72)【発明者】

【氏名】奥口 真人

【審査官】 濱本 禎広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１１７８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０７３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０３７５２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−２４３１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３９６７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｌ １／００−１／２６

Ｇ０１Ｌ ５／００−５／２８、２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルム上に積層された所定の配線用導体パターンと、前記配線用導体パターンに設けられた複数の歪みゲージ接続用端子とを備え、
複数の歪みゲージが設けられたロードセルの起歪体表面に沿って配設されて、歪みゲージ同士を接続するために使用される歪みゲージ用ＦＰＣ基板であって、
歪みゲージ接続用端子をそれぞれ設けたゲージ接続部分同士が、起歪体の応力作用方向に沿って配設される帯状の連結部分で繋がれるとともに、
前記帯状の連結部分には、巾方向に湾曲または屈曲する湾・屈曲部が面一に形成され、該湾・屈曲部が荷重に起因する起歪体の変形に追随して面一な形態のまま伸縮する伸縮自在部を構成することを特徴とする歪みゲージ用ＦＰＣ基板。

【請求項2】

前記湾・屈曲部を含む帯状の連結部分は、前記起歪体に配設された場合に、起歪体の側方にはみ出ない形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の歪みゲージ用ＦＰＣ基板。

【請求項3】

前記歪みゲージ用ＦＰＣ基板は、前記配線用導体パターンに設けられた複数の外部回路接続用端子を備え、
前記歪みゲージ用ＦＰＣ基板の上面側には、前記配線用導体パターンを覆う絶縁性フィルムが積層されるとともに、前記絶縁性フィルムの所定位置に開口が設けられ、前記開口から露出する部位によって前記外部回路接続用端子および前記歪みゲージ接続用端子が構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の歪みゲージ用ＦＰＣ基板。

【請求項4】

前記歪みゲージ用ＦＰＣ基板における前記帯状の連結部分を除く領域の裏面側には、該歪みゲージ用ＦＰＣ基板をロードセルの起歪体表面に接着固定するための粘着層が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の歪みゲージ用ＦＰＣ基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、絶縁性フィルム上に所定の配線用導体パターンが積層一体化されたＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板であって、ロードセルの起歪体表面に設けられた複数の歪みゲージ同士を接続するために起歪体表面に沿って配設される歪みゲージ用ＦＰＣ基板に係り、特に、荷重に起因する起歪体の変形に追随して伸縮する伸縮自在部を備えた歪みゲージ用ＦＰＣ基板に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１（図７、８参照）に示すように、歪みゲージ用ＦＰＣ基板４は、例えば、ポリイミド等の絶縁フィルム上に配線用の銅箔パターン（導電路）５を積層一体化したフラットで可撓性に優れた構造として公知であり、複数の歪みゲージ２を設けたロードセルの起歪体１（の起歪部１ａ）の表面所定位置に接着等により配設されて、歪みゲージ２，２同士を接続するために使用される。図７，８において、符号６は、ＦＰＣ基板４に設けられている歪みゲージ接続用端子である。

【0003】

歪みゲージ式ロードセルでは、荷重に起因する起歪体１の変形（歪）が歪みゲージ２を介して検出されるが、起歪体１が荷重により変形した場合に、起歪体１に配設（固定）されているＦＰＣ基板４が起歪体１の変形を抑制し、荷重に対応した変形（歪）が起歪体１（の起歪部１ａ）に発生せず、正確な荷重の検出ができないおそれがある。

【0004】

そこで、ＦＰＣ基板４では、歪ゲージ接続用端子６が設けられているゲージ接続部分４ａ，４ｂ（４ｃ，４ｄ）同士が帯状の連結部分４ｅ（４ｆ）で繋がれるとともに、ＦＰＣ基板４を起歪体１に配設する際に、図８に示すように、帯状の連結部分４ｅ（４ｆ）によって上方にブリッジ状に浮いた伸縮自在部Ｐを構成して、起歪体１が荷重により変形した場合に、起歪体１表面から浮いたブリッジ状の伸縮自在部Ｐが起歪体１の変形に追随して伸縮して、起歪体１（の起歪部１ａ）に発生する変形（歪）がＦＰＣ基板４の影響を受けない構造となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−１１７８８４号公報（段落００１７、００１８、図１，２）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、前記した従来の歪ゲージ用ＦＰＣ基板４では、帯状の連結部分４ｅ（４ｆ）を含む全体が面一に形成されているが、該基板４を起歪体１に配設（固定）する際に、その連結部分４ｅ（４ｆ）が起歪体１表面から上方に浮いたブリッジ状となるように、ゲージ接続部分４ａ，４ｂ、４ｃ，４ｄをゲージ２，２に対し所定位置に位置決めして接着等で固定しなければならず、ＦＰＣ基板４を起歪体１に配設する作業が非常に面倒であるという第１の課題があった。

【0007】

また、起歪体１に配設されたＦＰＣ基板４は、その伸縮自在部Ｐが起歪体１の表面上方および起歪体１の側方（図８上下方向）に突出しているため、ロードセルを組み立てたりロードセルを搬送したりする際に、起歪体１の表面や側面から突出している伸縮自在部Ｐが他部材と干渉してＦＰＣ基板４が破損し易いという第２の課題があった。

【0008】

本発明は前記した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、起歪体の表面に配設された形態において起歪体表面に沿って延在する伸縮自在部を備えた歪みゲージ用ＦＰＣ基板を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記第１，第２の課題を解決するために、本発明に係る歪みゲージ用ＦＰＣ基板においては、絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルム上に積層された所定の配線用導体パターンと、前記配線用導体パターンに設けられた複数の歪みゲージ接続用端子とを備え、

【0010】

複数の歪みゲージを設けたロードセルの起歪体表面に沿って配設されて、歪みゲージ同士を接続するために使用される歪みゲージ用ＦＰＣ基板であって、

【0011】

歪みゲージ接続用端子をそれぞれ設けた前記ゲージ接続部分同士を、起歪体の応力作用方向に沿って配設される帯状の連結部分で繋ぐとともに、

【0012】

前記帯状の連結部分に、巾方向に湾曲または屈曲する湾・屈曲部を面一に形成し、該湾・屈曲部が荷重に起因する起歪体の変形に追随して伸縮する伸縮自在部を構成するようにした。

【0013】

（作用）歪みゲージ式ロードセルでは、荷重に起因する起歪体の変形（歪）が起歪体に設けられている歪みゲージを介して検出されるが、荷重に起因する起歪体の変形に伴って、起歪体表面に沿って配設されているＦＰＣ基板も変形する。特に、起歪体の応力作用方向に沿って配設されている帯状連結部分には、荷重に起因する起歪体の変形に伴う引張り力または圧縮力が作用する。しかし、帯状連結部分に形成されている湾・屈曲部が該帯状連結部分に作用する引張り力または圧縮力によって伸縮し、起歪体に配設されているＦＰＣ基板が起歪体の変形（起歪体に発生する歪）に影響を与えることはない。即ち、帯状連結部分に形成されている湾・屈曲部が、荷重に起因する起歪体の変形に追随して伸縮する伸縮自在部として機能するので、起歪体は、ＦＰＣ基板の影響を受けることなく、荷重に対応する変形（歪）だけが発生する。

【0014】

また、帯状の連結部分に形成されている湾・屈曲部は、ＦＰＣ基板全体が面一の形態のままで伸縮自在部として機能（作用）するので、ＦＰＣ基板を起歪体に配設するには、従来のＦＰＣ基板に求められている面倒な作業、即ち、帯状の連結部分をブリッジ状に浮くように変形させて起歪体に配設するという面倒な作業が省かれて、ＦＰＣ基板を起歪体の表面所定位置に単に配設（固定）するだけでよい。

【0015】

また、起歪体に配設されたＦＰＣ基板は、帯状の連結部分を含むＦＰＣ基板全体が起歪体の表面に沿って延在して、従来のＦＰＣ基板の伸縮自在部のように、起歪体の表面から上方に突出しないため、ロードセルを組み立てたりロードセルを搬送したりする際に、伸縮自在部が他部材と干渉してＦＰＣ基板が破損するおそれが少ない。

【0016】

また、起歪体のゲージ取付面には、配設されたＦＰＣ基板と歪ゲージとを接続するリード線等の導電部が露出しており、ＦＰＣ基板の破損防止や導電部の防塵・防水のために、起歪体のゲージ取付面全体を伸縮自在なシリコンゴム等の絶縁保護層で覆うという処理を行う場合があるが、帯状の連結部分を含むＦＰＣ基板全体が起歪体のゲージ取付面に沿って略面一に延在するため、ＦＰＣ基板全体を覆うようにゲージ取付面に形成する絶縁保護層を薄くできる。

【0017】

前記第２の課題を解決するために、請求項２においては、請求項１に記載の歪みゲージ用ＦＰＣ基板において、前記湾・屈曲部を含む帯状の連結部分を、該湾・屈曲部を含む帯状の連結部分を前記起歪体の応力作用方向に沿って配設した場合に起歪体の側方にはみ出ない形状に形成した。

【0018】

（作用）起歪体に配設されると帯状連結部分（伸縮自在部）が起歪体の側方にはみ出す従来のＦＰＣ基板とは異なり、湾・屈曲部を含む帯状連結部分（伸縮自在部）が起歪体の側方にはみ出さないため、それだけ歪みゲージ式ロードセルを組み立てたり搬送したりする際に、帯状連結部分（伸縮自在部）が他部材と干渉してＦＰＣ基板が破損するのおそれがより少ない。

【0019】

請求項３においては、請求項１または２に記載の歪みゲージ用ＦＰＣ基板において、前記歪みゲージ用ＦＰＣ基板は、前記配線用導体パターンに設けられた複数の外部回路接続用端子（入出力端子）を備え、

【0020】

前記歪みゲージ用ＦＰＣ基板の上面側に前記配線用導体パターンを覆う絶縁性フィルムを積層するとともに、前記上面側絶縁性フィルムの所定位置に開口を設け、前記配線用導体パターンの前記開口から露出する部位によって前記外部回路接続用端子および前記歪みゲージ接続用端子を構成するようにした。

【0021】

（作用）ＦＰＣ基板を製造するには、例えば、所定のマスクを用いたエッチングにより、絶縁性ベースフィルム上に銅等の導電膜を全面的に形成する。次に、所定のエッチングマスクを用いて導電膜をエッチングすることにより、所定の配線用導体パターン（導電路）を形成する。最後に、ゲージ接続用端子および外部回路接続用端子（入出力端子）に対応する部位を除いて、配線用導体パターン（導電路）を覆うように、絶縁性保護フィルムを積層形成することで、配線用導体パターン（導電路）の所定の部位が開口部から露出するゲージ接続用端子，外部回路接続用端子（入出力端子）が設けられたＦＰＣ基板ができ上がる。

【0022】

請求項４においては、請求項３に記載の歪みゲージ用ＦＰＣ基板において、前記起歪体の表面に配設される、前記ゲージ接続部分同士を前記連結部分で繋いだ一対のゲージ接続部分・連結部分連続体を、前記起歪体の基端部の側面に配設される、外部回路接続用端子（入出力端子）を設けた外部回路接続部分で繋いで、前記ＦＰＣ基板を平面視略コ字型に形成し、

【0023】

前記外部回路接続部分には、前記起歪体の基端部（固定端側の端部）を水平に貫通して該起歪体の側面に開口する配線挿通孔に整合する孔を設け、該孔の周縁部近傍に、該孔を貫通するように前記配線挿通孔から導出する外部回路用配線を接続する前記外部回路接続用端子（入出力端子）を設けるようにした。

【0024】

（作用）外部回路接続用端子（入出力端子）は、外部回路接続部分に設けられた孔（起歪体の側面に開口する配線挿通孔に整合する孔）の周縁部近傍に設けられているので、起歪体側面の配線挿通孔から導出する外部回路用配線の導出長さは短く、しかも該配線は、起歪体の基端部の側面に沿って配設されるので、外部回路用配線が起歪体の基端部（固定端側の端部）の側面から大きく突出しない。このため、ロードセルを組み立てたりロードセルを搬送したりする際に、起歪体の側面に導出する外部回路用配線が他部材と干渉してＦＰＣ基板が破損するおそれが少ない。

【0025】

また、起歪体の側面に露出している導電部（外部回路接続部分における導電部）の絶縁や防塵、防水を確保するためには、起歪体の側面に配設した外部回路接続部分全体を樹脂モールドした端子カバーで覆って、外部回路接続部分における導電部を封止することが望ましいが、外部回路接続部分に設けた配線挿通孔から導出する外部回路用配線は、外部回路接続部分に沿って延在して配線挿通孔の周縁部近傍に設けられた外部回路接続用端子（入出力端子）に接続されるので、外部回路接続部分を覆う端子カバーの高さを低くできるとともに、端子カバー内に注入する樹脂モールドの量も少なくて済むし、なによりも外部回路接続部分を覆う端子カバーの高さが低い分、歪みゲージ式ロードセルを組み立てたり搬送したりする際に、端子カバーが他部材と干渉してＦＰＣ基板が破損するおそれが少ない。

【発明の効果】

【0026】

本発明に係る歪みゲージ用ＦＰＣ基板によれば、ゲージ接続部分同士を繋ぐ帯状の連結部分に形成されている湾・屈曲部が荷重に起因する起歪体の変形に追随して伸縮する伸縮自在部として機能し、起歪体に配設されているＦＰＣ基板が起歪体の変形（起歪体に発生する歪）に影響を与えることはないので、正確な荷重測定が可能な歪みゲージ式ロードセルを提供できる。

【0027】

また、ＦＰＣ基板を起歪体に配設するには、ＦＰＣ基板を起歪体の表面所定位置に単に配設すればよいので、ＦＰＣ基板の起歪体への配設作業が簡単かつ迅速となって、歪みゲージ式ロードセルの量産に大きく貢献できる。

【0028】

また、歪みゲージ式ロードセルを組み立てたり搬送したりする際に、起歪体の伸縮自在部が他部材と干渉してＦＰＣ基板が破損するのおそれが少なくなくなるので、ロードセルを組み立てたりロードセルを搬送したりする作業がそれだけ簡便となる。

【0029】

また、起歪体のゲージ取付面に配設されたＦＰＣ基板の破損防止や露出する導電部の防塵・防水のために、起歪体のゲージ取付面全体を伸縮自在なシリコンゴム等の絶縁保護層で覆う場合があるが、ＦＰＣ基板を覆う絶縁保護層を薄く形成できるので、それだけ絶縁保護層が起歪体の変形（起歪体に発生する歪）に影響を与えることがなく、起歪体のゲージ取付面に露出する導電部における絶縁が確保された正確な荷重測定が可能な歪みゲージ式ロードセルを提供できる。

【0030】

請求項２によれば、歪みゲージ式ロードセルを組み立てたり搬送したりする際に、帯状連結部分（伸縮自在部）が他部材と干渉してＦＰＣ基板が破損するおそれがより少なくなるので、ロードセルを組み立てたりロードセルを搬送したりする作業がさらに簡便となる。

【0031】

請求項３によれば、外部回路接続用端子（入出力端子）および歪みゲージ接続用端子を設けた歪みゲージ用ＦＰＣ基板を簡単に製造できる。

【0032】

請求項４によれば、外部回路用配線が起歪体の側面から大きく突出しないので、歪みゲージ式ロードセルを組み立てたり搬送したりする際に、外部回路用配線が他部材と干渉してＦＰＣ基板が破損するのおそれが少ないので、ロードセルを組み立てたりロードセルを搬送したりする作業がさらにいっそう簡便となる。

【0033】

特に、起歪体の基端部の側面に露出する導電部を樹脂モールドした端子カバーで覆うようにすれば、ロードセルを組み立てたりロードセルを搬送したりする作業がさらにいっそう簡便となるとともに、起歪体の側面に露出する導電部の絶縁が確保された正確な荷重測定が可能な歪みゲージ式ロードセルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明に係るロードセル用ＦＰＣ基板の第１の実施例の構成を概略的に示す平面図である。

【図2】第１の実施例に係るロードセル用ＦＰＣ基板を配設した起歪体（歪ゲージ式ロードセル）の斜視図である。

【図3】同ロードセル用ＦＰＣ基板を配設した起歪体（歪ゲージ式ロードセル）の要部拡大斜視図（起歪体の側面を上向きにした図）である。

【図4】ＦＰＣ基板（ゲージ接続部分のゲージ接続用端子）と歪ゲージ（のタグ）の接続部の拡大縦断面図である。

【図5】第２の実施例に係るロードセル用ＦＰＣ基板の構成を概略的に示す平面図である。

【図6】他の実施例に係るロードセル用ＦＰＣ基板の構成を概略的に示す平面図である。

【図7】従来のロードセル用ＦＰＣ基板の平面図である。

【図8】従来のＦＰＣ基板を配設した起歪体の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

【0036】

図１は本発明に係るロードセル用ＦＰＣ基板の第１の実施例の構成を概略的に示す平面図、図２，３はそれぞれ第１の実施例に係るロードセル用ＦＰＣ基板を配設した起歪体（歪ゲージ式ロードセル）の斜視図で、図２は起歪体の上面を上に向けた形態の斜視図、図３は起歪体の側面を上に向けた形態の斜視図、図４はＦＰＣ基板（ゲージ接続部分のゲージ接続用端子）と歪ゲージ（のタグ）の接続部の拡大縦断面図である。

【0037】

これらの図、特に図２，３において、歪ゲージ式ロードセル１０は、４個所の歪み発生部である起歪部１２が設けられた中空直方体形状のアルミニウム製の起歪体１１と、各起歪部１２に対応する起歪体１１の表面（外面）にそれぞれ設けられた歪みゲージ１４と、ホイートストンブリッジ回路（図示せず）を構成するように歪みゲージ１４を互いに接続するＦＰＣ基板２０とを備えて構成されている。

【0038】

ＦＰＣ基板２０は、ポリイミド等の絶縁性ベースフィルム２１の上に例えば厚さ３５μｍの所定の配線用の導体パターン（導電路）２２が積層され、さらにその上にポリイミド等の絶縁性保護フィルム２３が積層一体化されて、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍの可撓性に優れた構造（図４参照）とされている。ＦＰＣ基板２０の上面側には、絶縁性保護フィルム２３の所定位置に形成された開口部２３ａから導体パターン２２の表面がそれぞれ露呈した構造のゲージ接続用端子３１，外部回路接続用端子（入出力端子）３７，その他の端子が設けられており、歪みゲージ１４を設けたロードセル１０の起歪体１１表面（ゲージ取付面１１ｃ）に沿って配設されて、歪みゲージ１４，１４同士を接続するとともに、４個の歪ゲージ１４によって構成されるホイートストンブリッジ回路を外部回路（デジタル表示器）に接続するために使用される。

【0039】

また、ＦＰＣ基板２０は、図１に拡大して示すように、ゲージ接続用端子３１が設けられた平面視矩形状のゲージ接続部分３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ）と、ゲージ接続部分３０（３０Ａと３０Ｂ、３０Ｃと３０Ｄ）同士を繋ぐ幅狭帯状の連結部分３２，３２と、ゲージ接続部分３０Ａと３０Ｃを繋ぐとともに、外部回路接続用端子（入出力端子）３７が設けられた平面視Ｔ字形状の外部回路接続部分３６を有し、全体が正面視略コ字形状に形成されている。なお、ＦＰＣ基板２０は、起歪体１１の上下の表面（ゲージ取付面１１ｃ）に配設される、ゲージ接続部分３０（３０Ａと３０Ｂ、３０Ｃと３０Ｄ）同士を連結部分３２で繋いだ一対のゲージ接続部分・連結部分連続体３４，３４が、起歪体１１の基端部（固定端側の端部）１１ａの側面に配設される、外部回路接続用端子（入出力端子）３７（３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ）を設けた外部回路接続部分３６で繋がれている、とも言える。

【0040】

なお、ＦＰＣ基板２０を製造するには、例えば、所定のマスクを用いたエッチングにより、絶縁性ベースフィルム２１上に銅等の導電膜を全面的に形成する。次に、所定のエッチングマスクを用いて導電膜をエッチングすることにより、所定の配線用導体パターン（導電路）２２および目印用導体パターン２２ａ（後で説明する）を形成する。最後に、ゲージ接続用端子３１，外部回路接続用端子（入出力端子）３７およびその他の端子に対応する部位２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを除いて、導体パターン２２，２２ａを覆うように絶縁性保護フィルム２３を積層形成することで、配線用導体パターン（導電路）２２の所定の部位が開口部２３ａ，２３ｂから露出するゲージ接続用端子３１，外部回路接続用端子３７およびその他の端子が設けられたＦＰＣ基板２０が出来上がる。

【0041】

また、ゲージ接続部分３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ）および外部回路接続部分３６は、その裏面側に設けた粘着層２４（図４参照）によって起歪体２の表面（ゲージ取付面１１ｃ）に接着固定されるが、起歪体１１の応力作用方向（図２左右方向）に沿って配設される巾狭帯状の連結部分３２，３２は、その裏面側に粘着層２４が設けられておらず、起歪体１１の表面に沿って配設されているものの、途中に湾曲部３３が設けられることで、起歪体１１の応力作用方向（図２左右方向）に対し自由に伸縮できる。

【0042】

即ち、ゲージ接続部分３０，３０同士を繋ぐ帯状の連結部分３２には、巾方向に湾曲する湾曲部３３が面一に形成されて、該湾曲部３３が荷重に起因する起歪体１１の変形に追随して伸縮する伸縮自在部を構成している。

【0043】

詳しくは、歪みゲージ式ロードセル１０では、荷重に起因する起歪体１１の変形（歪）が起歪体１１に設けられている歪みゲージ１４を介して検出されるが、荷重に起因する起歪体１１の変形に伴って、ゲージ取付面１１ｃに沿って配設されているＦＰＣ基板２０も変形する。特に、起歪体１１の応力作用方向に沿って配設されている巾狭帯状連結部分３２には、荷重に起因する起歪体１１の変形に伴う引張り力または圧縮力が作用する。しかし、帯状連結部分３２に形成されている湾曲部３３が該帯状連結部分３２に作用する引張り力または圧縮力によって伸縮し、起歪体１１に配設されているＦＰＣ基板２０が起歪体１１の変形（起歪体１１に発生する歪）に影響を与えることはない。換言すれば、帯状連結部分３２に形成されている湾曲部３３が、荷重に起因する起歪体１１の変形に追随して伸縮する伸縮自在部として機能するので、起歪体１１は、ゲージ取付面１１ｃに配設されているＦＰＣ基板２０の影響を受けることなく、荷重に対応する変形（歪）だけが発生する。

【0044】

また、帯状の連結部分３２に形成されている湾曲部３３は、ＦＰＣ基板２０（ゲージ接続部分・連結部分連続体３４）全体が面一の形態のままで伸縮自在部として機能（作用）するので、ＦＰＣ基板２０を起歪体１１に配設するには、従来のＦＰＣ基板（図７，８参照）のように、帯状の連結部分をブリッジ状に浮くように変形させて起歪体に配設するという面倒な作業が省かれて、ＦＰＣ基板２０（ゲージ接続部分・連結部分連続体３４）を起歪体１１のゲージ取付面１１ｃ所定位置に単に配設（固定）するだけでよい。

【0045】

なお、ゲージ接続部分・連結部分連続体３４と外部回路接続部分３６は、図２に示すように、従来のＦＰＣ基板の場合と同様に、所定位置で直交するように折り曲げて、起歪体１１のゲージ取付面１１ｃから側面にかけて貼りつける。

【0046】

また、図４に示すように、ゲージ接続部分３０に設けたゲージ接続用端子３１と歪ゲージ１４側のタグ（ゲージ側端子）１４ａとは、ハンダ溶接したリード線１５により接続されるが、ゲージ接続部分３０と歪ゲージ１４とが図４左右方向に離間していると、ゲージ接続用端子３１とタグ（ゲージ側端子）１４ａとを接続するリード線１５が起歪体１１と接触して絶縁不良となる（絶縁を確保できない）おそれがある。さらに、ゲージ接続部分３０と歪ゲージ１４とが接近していたとしても、ゲージ接続部分３０と歪ゲージ１４間の隙間に水分やゴミが侵入し、リード線１５と起歪体１１とが水分やゴミを介して導通し、絶縁不良となる（絶縁を確保できない）おそれがある。符号１５ａ，１５ｂはハンダ溶接部である。

【0047】

そこで、本実施例では、図４に示すように、ゲージ接続部分３０の端縁部３０ａが歪ゲージ１４上に重なる（ゲージ１４側の端子であるタグ１４ａに接近する）ように、ＦＰＣ基板２０を歪ゲージ１４に対して位置決めすることで、ゲージ接続部分３０と歪ゲージ１４とを接続するリード線１５と起歪体１１間の絶縁が確保されている。

【0048】

また、図１に示すように、ゲージ接続部分３０の歪ゲージ１４に臨む側の端縁部３０ａから所定距離だけ離間する位置には、端縁部３０ａと平行に延びる一対の導体パターン２２ａで構成された目印３０ｂ，３０ｂが設けられている。この目印３０ｂ（導体パターン２２ａ）は、導体パターン２２と同じ構造（上下の絶縁性フィルム２１，２３間に導体パターン２２ａが積層する構造）で、ゲージ接続部分３０の端縁部３０ａを目印３０ｂ，３０ｂと平行となるように切り落として、歪ゲージ１４（のタグ１４ａ）の位置に応じてゲージ接続部分３０の端縁部３０ａの位置（ゲージ接続部分３０の長さＬ１，Ｌ２）を調整できる。

【0049】

また、ゲージ接続部分３０Ａ，３０Ｂ（３０Ｃ，３０Ｄ）には、４個のゲージ接続用端子３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）が並設して設けられており、起歪体１１に設けられた歪ゲージ１４の位置（起歪体１１の巾方向に対する位置）に応じて、歪ゲージ１４（のタグ１４ａ）に接続するゲージ接続用端子３１（３１ａ，３１ｂまたは３１ｃ，３１ｄ）を選択できるようになっている。

【0050】

また、起歪体１１に配設されたＦＰＣ基板２０は、ゲージ接続部分・連結部分連続体３４全体が起歪体１１のゲージ取付面１１ｃに沿って延在して、従来のＦＰＣ基板の伸縮自在部（図８参照）のように起歪体の表面から上方に突出しない。

【0051】

さらに、湾曲部３３を含む帯状の連結部分３２は、ＦＰＣ基板２２を起歪体１１に配設した場合に起歪体１１の側方にはみ出ない形状（起歪体のゲージ取付面１１ｃの幅方向内側に湾曲する形状）に形成されている。

【0052】

このように、本実施例のＦＰＣ基板２０は、起歪体１１に配設されると帯状連結部分（伸縮自在部）が起歪体の表面上に突出したり側方にはみ出したりする従来のＦＰＣ基板とは異なり、起歪体１１に配設したとしても、帯状連結部分２２の湾曲部３３がゲージ取付面１１ｃから突出したり側方に突出することがないので、歪みゲージ式ロードセル１０を組み立てたり搬送したりする際に、帯状連結部分２２の湾曲部３３が他部材と干渉してＦＰＣ基板２０が破損するおそれが少ない。

【0053】

また、起歪体１１のゲージ取付面１１ｃには、配設されたＦＰＣ基板２０（のゲージ接続部分３０）と歪ゲージ１４との間の設けられている導電部（歪ゲージ接続用端子３１，歪ゲージ１４のタグ１４ａおよび両者を接続するリード線１５等）が露出しているが、これらの導電部は、起歪体１１のゲージ取付面１１ｃ全域に密着するように配設されたシリコンゴム等の伸縮自在な絶縁保護層１６（図２参照）で覆われて、破損防止や防塵・防水が確保されている。

【0054】

特に、起歪体１１のゲージ取付面１１ｃは、起歪体１１の基端部（固定端側の端部）１１ａや自由端側の端部１１ｂの上下の表面よりも幾分低く形成されているため、ＦＰＣ基板２０を覆うように絶縁保護層１６を形成したとしても、絶縁保護層１６の外表面が起歪体１１の基端部（固定端側の端部）１１ａや自由端側の端部１１ｂの上下の表面よりも高くなることはない。

【0055】

また、ゲージ接続部分３０（３０Ａと３０Ｂ、３０Ｃと３０Ｄ）同士を連結部分３２で繋いだ一対のゲージ接続部分・連結部分連続体３４，３４全体が起歪体１１の表面（ゲージ取付面１１ｃ）に沿って略面一に延在するため、ゲージ接続部分・連結部分連続体３４全体を覆う絶縁保護層１６をそれだけ薄く形成できる。

【0056】

したがって、ＦＰＣ基板２０を覆う薄厚の絶縁保護層１６が起歪体１１の変形（起歪体１１に発生する歪）に影響を与えることはなく、起歪体１１のゲージ取付面１１ｃに露出する導電部における絶縁が確保された、正確な荷重測定が可能な歪みゲージ式ロードセルが提供される。

【0057】

また、起歪体１１の基端部１１ａには、起歪体１１を水平に貫通して起歪体１１の側面に開口する配線挿通孔１８が設けられており、一方、起歪体１１の基端部１１ａの側面に接着固定される外部回路接続部分３６には、起歪体１１の側面に開口する配線挿通孔１８に整合する孔３６ａが設けられ、該孔３６ａの周縁部近傍には、該孔３６ａを貫通するように配線挿通孔１８から導出した外部回路用配線４０が接続される外部回路接続用端子（入出力端子）３７（３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ）が設けられている。

【0058】

また、ゲージ接続部分３０Ａから外部回路接続部分３６に延びる導体パターン（導電路）２２およびゲージ接続部分３０Ｄから外部回路接続部分３６に延びる導体パターン（導電路）２２は、それぞれ端子３５ａ，３５ｂを介して外部回路接続用端子（入出力端子）３７ｃに導通している。

【0059】

また、外部回路接続部分３６の外部回路接続用端子（入出力端子）３７ａからゲージ接続部分３０Ｃのゲージ接続用端子３１ｂに延びる導体パターン（導電路）２２に設けられた端子３５ｃ，３５ｄ間には、感温抵抗器３９が挿入されている。

【0060】

端子３５ａ，３５ｂ間に設けた複数の端子３５ｇは、ロードセルの零点の温度調整用抵抗を挿入するための端子、端子３７ａ，３７ｃ間の端子３５ｅ，３５ｆは、その他の予備的端子である。

【0061】

また、図３に拡大して示すように、外部回路用配線４０は複数のリード線４１の束として構成されているが、外部回路接続部分３６の孔３６ａを貫通するように配線挿通孔１８から導出する外部回路用配線４０は、配線４０を構成する各リード線４１がそれぞれの絶縁被覆層を剥がされた芯線（裸リード線）４１ａとして導出して、孔３６ａ周縁部近傍に設けられた外部回路接続用端子３７（３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ）にハンダ溶接されている。

【0062】

本実施例では、外部回路接続用端子３７（３７ａ〜３７ｄ）が外部回路接続部分３６に設けた孔３６ａの近傍に設けられているので、起歪体１１の基端部１１ａの側面に開口する配線挿通孔１８から導出する外部回路用配線４０（を構成する各リード線４１）の導出長さが短くて済み、しかも芯線４１ａを起歪体１１の基端部１１ａの側面に沿って配設できるので、外部回路用配線４０（芯線４１ａ）が起歪体１１の基端部１１ａの側面から大きく突出しない。

【0063】

このため、本実施例では、ロードセル１０を組み立てたりロードセル１０を搬送したりする際に、起歪体１１の基端部１１ａの側面に導出する外部回路用配線４０が他部材と干渉してＦＰＣ基板２０が破損するおそれが少ない。
さらに、図３に示すように、起歪体１１の基端部１１ａの側面に露出している、外部回路接続部分３６における導電部（入出力端子３７やリード線４１の芯線４１ａ等）は、樹脂モールドした端子カバー５０で覆うことで、外部回路接続部分３６における導電部の絶縁および防塵・防水が確保されている。

【0064】

図３における符号５２は、端子カバー５０を固定するための取り付けネジで、起歪体１１の基端部１１ａの側面に設けられたネジ孔１１ｅに螺着される。符号３６ｂは、外部回路接続部分３６に設けられた、取り付けネジ５２挿通用の孔（ネジ孔１１ｅに対応する孔）である。

【0065】

特に、本実施例では、外部回路接続部分３６に設けた孔３６ａから導出する外部回路用配線４０（リード線４１の芯線４１ａ）が、起歪体１１の側面に密着する外部回路接続部分３６に沿って配設されているので、外部回路接続部分３６を覆う端子カバー５０の高さを低くできるとともに、端子カバー５０内に注入する樹脂モールドの量も少なくて済むし、なによりも外部回路接続部分３６を覆う端子カバー５０の高さが低い分、歪みゲージ式ロードセル１０を組み立てたり搬送したりする際に、端子カバー５０が他部材と干渉してＦＰＣ基板２０が破損するおそれが少ない。

【0066】

図５は、本発明の第２の実施例に係るロードセル用ＦＰＣ基板の構成を概略的に示す平面図である。

【0067】

この第２の実施例におけるロードセル用ＦＰＣ基板２０Ａは、起歪体の高さＨ（起歪体１１の基端部（固定端側の端部）１１ａの側面の巾、図２参照）に対応して、ゲージ接続部分３０（３０Ａと３０Ｂ、３０Ｃと３０Ｄ）同士を連結部分３２，３２で繋いだ一対のゲージ接続部分・連結部分連続体３４，３４の間隔ｄが前記した第１の実施例のＦＰＣ基板２０と比べて大きく構成されている。

【0068】

ゲージ接続部分３０Ａ，３０Ｂ（３０Ｃ，３０Ｄ）には、それぞれ２個のゲージ接続用端子３１（３１ａ，３１ｂ）が設けられており、４個のゲージ接続用端子３１を併設した第１の実施例のように、歪ゲージ１４の起歪体１１巾方向の位置に応じて、歪ゲージ１４に接続するゲージ接続用端子３１を選択することはきない。

【0069】

また、外部回路接続部分３６の端縁部３６ｃには、起歪体１１の配線挿通孔１８の形状に対応する円弧状の切欠３６ｄが設けられている。

【0070】

その他の構造は、前記した第１の実施例のＦＰＣ基板２０と同一であるので、同一の符号を付すことで、その重複した説明は省略する。

【0071】

なお、前記した第１，第２の実施例では、ゲージ接続部分３０同士を繋ぐ巾狭帯状の連結部分３２に設けられた伸縮自在部が、巾狭帯状の連結部分３２の巾方向に湾曲する湾曲部３３で構成されているが、図６（ａ）〜（ｄ）に示すＦＰＣ基板２０Ｂ〜０Ｅのように、巾方向に屈曲する屈曲部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃや湾曲部３３Ｄといった、起歪体１１の応力作用方向に対する弛み（伸縮自在部）を構成する平面的（二次元的）な湾・屈曲部で構成してもよい。

【0072】

また、ゲージ接続部分３０同士を繋ぐ巾狭帯状の連結部分３２に設けられた伸縮自在部である湾曲部３３は、ロードセルの要求する精度に応じて、その大きさや形状を変えることができる。たとえば、高精度のロードセルほど湾曲部３３の曲率を大きく（曲率半径を小さく）することで、湾曲部３３における伸縮自在性を高めることがのぞましい。

【符号の説明】

【0073】

１０ ロードセル
１１ 起歪体
１１ａ 起歪体の基端部（固定端部）
１１ｃ ゲージ取付面
１２ 起歪部
１４ 歪ゲージ
１４ａ タグ
１５ 裸リード線
１６ 絶縁保護層
１８ 配線挿通孔
２０，２ＯＡ，２０Ｂ，２ＯＣ，２０Ｄ，２０Ｅ ＦＰＣ基板
２１ 絶縁性ベースフィルム
２２ 配線用導体パターン（導電路）
２２ａ 目印用導体パターン
２３ 絶縁性保護フィルム
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 絶縁性保護フィルムに設けた開口部
３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ） ゲージ接続部分
３０ａ ゲージ接続部分の端縁部
３０ｂ 切断用の目印
３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ） ゲージ接続用端子
３２ 巾狭帯状の連結部分
３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ 伸縮自在部を構成する湾・屈曲部
３４ ゲージ接続部分・連結部分連続体
３６ 外部回路接続部分
３６ａ 配線挿通孔に整合する孔
３７（３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ） 外部回路接続用端子（入出力端子）
４０ 外部回路用配線
４１ 外部回路用配線を構成するリード線
４１ａ リード線の芯線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】