JP2000205934A - Weight detection apparatus - Google Patents

Weight detection apparatus

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JP2000205934A
JP2000205934A JP11002934A JP293499A JP2000205934A JP 2000205934 A JP2000205934 A JP 2000205934A JP 11002934 A JP11002934 A JP 11002934A JP 293499 A JP293499 A JP 293499A JP 2000205934 A JP2000205934 A JP 2000205934A
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JP
Japan
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load
piezoelectric transformer
output
piezoelectric
detecting device
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JP11002934A
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Japanese (ja)
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Yuko Fujii
優子 藤井
Takeshi Nagai
彪 長井
Hiroyuki Ogino
弘之 荻野
Masahiko Ito
雅彦 伊藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the stability of detecting accuracy by detecting load at a pressure level. SOLUTION: A piezoelechic transformer 14 where a drive 12 is formed by providing input electrodes 12a, 12b longitudinally on the upper and lower surfaces of a piezoelechic ceramic plate 11 at one end face thereof, and where a power generating part 13 is formed by providing an output electrode 13a on the other end face, is provided with a load transmission means 18 which transmits load, with a support means 19 between the transformer 14 and the means 18. A frequency is applied to the drive 12 by a signal generation means 15 and a computing part 16 computes an output signal from the power generating part 13 so as to calculate the load applied, thereby stabilizing output sensitivity and enabling the load applied to be detected easily even if it is at a pressure level.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は重量検出装置の技術
に関するものである。
The present invention relates to the technology of a weight detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の重量検出装置としては、
図11に示すようなバイモルフ型の重量検出装置があっ
た(例えば、IEEE Transaction on Electron Devices,
vol.ED-26, No.5,p815〜p817, 1979参照。)このバイモ
ルフ型の重量検出装置について図11を参照して説明す
る。
2. Description of the Related Art Conventional weight detection devices of this type include:
There is a bimorph-type weight detecting device as shown in FIG. 11 (for example, IEEE Transaction on Electron Devices,
vol.ED-26, No.5, p815-p817, 1979. This bimorph-type weight detector will be described with reference to FIG.

【0003】圧電フィルム1aの両面に電極1b、1c
を設けた帯状の圧電フィルム1と、圧電フィルム2aの
両面に電極2b、2cを設けた帯状の圧電フィルム2と
を貼りあわせ、その一端部を支持部3により片持ち梁型
に支持している。そして、圧電フィルム1には、電極1
b、1cに接続した発信部4から電圧を印加して振動さ
せ、この振動による出力信号が、圧電フィルム2の電極
2b、2cから取り出されるように構成されていた。こ
のように構成することにより、物体5が圧電フィルム2
に接触するとその重量を検知して圧電フィルム2よりの
出力信号が変化することにより、物体が接触したことを
検出していた。
The electrodes 1b, 1c are provided on both sides of the piezoelectric film 1a.
And a band-shaped piezoelectric film 2 provided with electrodes 2b and 2c on both sides of a piezoelectric film 2a, and one end thereof is supported in a cantilever manner by a support portion 3. . The piezoelectric film 1 has electrodes 1
A voltage is applied from the transmitting unit 4 connected to the electrodes b and 1c to vibrate, and an output signal due to the vibration is extracted from the electrodes 2b and 2c of the piezoelectric film 2. With this configuration, the object 5 can be
When the contact is made, the weight is detected and the output signal from the piezoelectric film 2 changes, thereby detecting the contact with the object.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
重量検出装置では、物体5の圧電フィルム2への接触の
有無や接触位置を検出することはできるが、物体5が接
触したことによる圧力レベルを検出することはできない
という課題を有していた。また、支持部3により、一端
部を片持ち梁型に支持する構成になっているため物体が
繰り返し接触すると圧電フィルム1、2に劣化が生じて
検出感度が低下してしまうという課題を有していた。
However, with the conventional weight detecting device, it is possible to detect the presence or absence and the contact position of the object 5 on the piezoelectric film 2, but the pressure level due to the contact of the object 5 is reduced. There was a problem that it could not be detected. In addition, since the support portion 3 has a configuration in which one end is supported in a cantilever shape, when the object repeatedly contacts, the piezoelectric films 1 and 2 are deteriorated and the detection sensitivity is reduced. I was

【0005】さらに検出感度や出力信号の安定性を向上
させるためには、発信部4からの印加電圧を高くした
り、回路側に贈巾手段を加えたりする必要があり非常に
複雑な構造になるという課題を有していた。その上、こ
の種の重量検出装置を種々の用途に用いる場合、圧力と
振動とを同時に検出することが望まれているが、このよ
うな要望に応えることができないという課題を有してい
た。
In order to further improve the detection sensitivity and the stability of the output signal, it is necessary to increase the voltage applied from the transmitting section 4 and to add a gift to the circuit side. Had the problem of becoming In addition, when this type of weight detecting device is used for various purposes, it is desired to detect pressure and vibration simultaneously, but there is a problem that such a demand cannot be met.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、圧電セラミック板の一方の端面部側の
上下に入力電極を設けて駆動部を形成し、他方の端面部
に出力電極を設けて発電部を形成した圧電トランスと、
この圧電トランスに印加された荷重を伝達する荷重伝達
手段と、この荷重伝達手段と前記圧電トランスとの接触
部に設けた支持手段と、前記駆動部に周波数を印加する
信号発生手段と、前記圧電トランスの出力信号を演算し
て印加された荷重を算出する演算部とを備えることとし
ている。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, input electrodes are provided above and below one end face of a piezoelectric ceramic plate to form a drive section, and the other end face is provided with a drive section. A piezoelectric transformer provided with an output electrode to form a power generation unit,
Load transmitting means for transmitting a load applied to the piezoelectric transformer, supporting means provided at a contact portion between the load transmitting means and the piezoelectric transformer, signal generating means for applying a frequency to the driving section, And a calculation unit for calculating the applied load by calculating the output signal of the transformer.

【0007】そして、信号発生手段により印加される周
波数で振動している圧電トランスに、荷重を印加して圧
力が印加されるとこの圧力に応じて前記圧電トランスの
振動特性が変化し、発電部に発生する圧電起電力も変化
するので、前記発電部に形成された出力電源から取り出
す圧電起電力を演算部で算出することにより、簡単な構
成で容易に印加された荷重を検出することができる。
When a load is applied to the piezoelectric transformer vibrating at the frequency applied by the signal generating means and pressure is applied, the vibration characteristics of the piezoelectric transformer change according to the pressure, and the power generation unit Since the piezoelectric electromotive force generated in the power generation unit also changes, the applied load can be easily detected with a simple configuration by calculating the piezoelectric electromotive force taken out from the output power supply formed in the power generation unit by the calculation unit. .

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の重量検出装置は、各請求
項に記載したような構成で実施することができ、以下、
それについて、作用効果を併記して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The weight detecting device of the present invention can be embodied with the structure described in each claim.
This will be described together with the operation and effect.

【0009】本発明は請求項1に記載のように、圧電セ
ラミック板の一方の端面部側の上下面の長手方向に入力
電極を設けて駆動部を形成し、他方の端面部に出力電極
を設けて発電部を形成した圧電トランスと、この圧電ト
ランスに印加された荷重を伝達する荷重伝達手段と、こ
の荷重伝達手段と前記圧電トランスとの接触部に設けた
支持手段と、前記駆動部に所定の周波数を印加して圧電
トランスを振動させる信号発生手段と、前記発電部に発
生する圧電起電力の出力信号を演算して印加された荷重
を算出する演算部とを備えるものである。
According to the present invention, an input electrode is provided in the longitudinal direction of the upper and lower surfaces on one end face side of the piezoelectric ceramic plate to form a drive section, and an output electrode is formed on the other end face. A piezoelectric transformer provided with a power generating unit, a load transmitting unit for transmitting a load applied to the piezoelectric transformer, a supporting unit provided at a contact portion between the load transmitting unit and the piezoelectric transformer, and a driving unit. A signal generating means for applying a predetermined frequency to vibrate the piezoelectric transformer; and a calculating part for calculating an applied load by calculating an output signal of the piezoelectric electromotive force generated in the power generating part.

【0010】そして、信号発生手段により印加された周
波数で振動する圧電トランスに荷重が印加されるとこの
荷重に基づく圧力に応じて駆動部の振動特性が変化し、
発電部に発生する圧電起電力も変化するので、前記発電
部に設けた出力電極より取り出す圧電起電力を、演算部
で算出することにより、簡単な構成で容易に印加された
荷重を検出することができる。
[0010] When a load is applied to the piezoelectric transformer vibrating at the frequency applied by the signal generating means, the vibration characteristics of the drive section change according to the pressure based on the load,
Since the piezoelectric electromotive force generated in the power generation unit also changes, it is possible to detect the load easily applied with a simple configuration by calculating the piezoelectric electromotive force extracted from the output electrode provided in the power generation unit by the calculation unit. Can be.

【0011】また、請求項2に記載のように、圧電トラ
ンスは、圧電セラミック板の一方の端面部側の上下面の
長手方向に入力電極を設けて駆動部を形成し、他方の端
面部には複数の出力電極を形成したものである。
According to a second aspect of the present invention, in the piezoelectric transformer, a drive section is formed by providing input electrodes in the longitudinal direction of the upper and lower surfaces on one end face side of the piezoelectric ceramic plate, and a drive section is formed on the other end face. Is formed with a plurality of output electrodes.

【0012】そして、それぞれの出力電極から圧電起電
力を取り出し、演算部は複数の検出信号を利用すること
ができるので、高い信頼性で荷重を検出ができまた、そ
れぞれの出力電極から出力する出力信号の大きさを定め
ておくことにより、出力する圧電起電力を必要に応じて
選択して出力することができる。
Then, the piezoelectric electromotive force is extracted from each output electrode, and the arithmetic unit can use a plurality of detection signals, so that the load can be detected with high reliability and the output output from each output electrode can be obtained. By determining the magnitude of the signal, the output piezoelectric electromotive force can be selected and output as needed.

【0013】また請求項3に記載のように、支持手段
は、弾性部材により形成したものである。
According to a third aspect of the present invention, the supporting means is formed by an elastic member.

【0014】そして、支持手段として弾性部材を用いる
ことによって圧電トランスの振動を吸し、また支持手段
との摩擦を低減させるので、検出感度の安定性を向上さ
せることができる。
Since the vibration of the piezoelectric transformer is absorbed and the friction with the supporting means is reduced by using the elastic member as the supporting means, the stability of the detection sensitivity can be improved.

【0015】また、請求項4に記載のように、支持手段
は圧電トランスの振動の節の近傍に設けたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the supporting means is provided near a node of vibration of the piezoelectric transformer.

【0016】そして、圧電トランスが振動する節の近傍
に支持手段を設けることによって、圧電トランスの振動
を阻害することがなくなるので、検出感度の安定性を向
上させることができる。
By providing the support means near the node where the piezoelectric transformer vibrates, the vibration of the piezoelectric transformer is not hindered, so that the stability of the detection sensitivity can be improved.

【0017】また、請求項5に記載のように、支持手段
に用いる弾性部材は、例えば、メッシュ状のように、圧
電トランスとの接触面積が少ない構成にしたものであ
る。
Further, the elastic member used for the supporting means has a small contact area with the piezoelectric transformer, for example, like a mesh.

【0018】そして、圧電トランスとの接触面積を小さ
くした支持手段を用いることによって圧電トランスと支
持部材との抵抗を減少させることができるため、圧電ト
ランスよりの出力信号の安定性を向上させることができ
る。
Since the resistance between the piezoelectric transformer and the supporting member can be reduced by using the supporting means having a small contact area with the piezoelectric transformer, the stability of the output signal from the piezoelectric transformer can be improved. it can.

【0019】また、請求項6に記載のように、荷重伝達
手段に支点、力点、および作用点を設けて、圧電トラン
スに印加される荷重を低減するようにしたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, the load transmitting means is provided with a fulcrum, a force point, and an action point to reduce the load applied to the piezoelectric transformer.

【0020】そして、荷重は作用点を介して圧電トラン
スに印加され、直接圧電トランスに荷重が印加されない
ので、荷重を小さくすることができ、圧電トランスの破
損を防ぐことができる。また圧電トランスに印加される
荷重と出力信号との関係は低荷重ほど出力信号の変化が
大きくなることから、検出感度を向上させることもでき
る。
Since the load is applied to the piezoelectric transformer via the point of action, and the load is not directly applied to the piezoelectric transformer, the load can be reduced and the piezoelectric transformer can be prevented from being damaged. The relationship between the load applied to the piezoelectric transformer and the output signal is such that the lower the load, the greater the change in the output signal, so that the detection sensitivity can be improved.

【0021】また、請求項7に記載のように、荷重伝達
手段に設けた力点は、その位置を調節可能にし、圧電ト
ランスに印加される荷重が可変できるようにしたもので
ある。
[0021] Further, as described in claim 7, the point of force provided in the load transmitting means has its position adjustable so that the load applied to the piezoelectric transformer can be varied.

【0022】そして、力点の位置を移動させることによ
り圧電トランスに印加される荷重を調節することができ
るので、必要に応じた出力感度を容易に選択することが
できる。
Since the load applied to the piezoelectric transformer can be adjusted by moving the position of the point of force, the output sensitivity can be easily selected as required.

【0023】さらに請求項8に記載のように、圧電トラ
ンスの入力電極および出力電極の取り出しに、振動の影
響が受け難い0.3mm以上の径のリ−ド線を用いたも
のである。
Further, according to the present invention, a lead wire having a diameter of 0.3 mm or more, which is hardly affected by vibration, is used for taking out an input electrode and an output electrode of a piezoelectric transformer.

【0024】そして、取り出しリード線が圧電トランス
自身の振動の影響を受け難くなることによって、圧電ト
ランスの出力信号の安定性を向上させることができる。
[0024] The stability of the output signal of the piezoelectric transformer can be improved by making the lead wire hardly affected by the vibration of the piezoelectric transformer itself.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例について図1ないし図
10を用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0026】(実施例1)図1は本発明の実施例1にお
ける重量検出装置の構成図を示している。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration diagram of a weight detecting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

【0027】圧電セラミック板11(長さ50mm、幅
13mm、厚さ2mm)の一方の端面部側の表裏両面に
は、長手方向に入力電極12a、12bを設けて駆動部
12とし、他方の端面部には出力電極13aを設けて発
電部13とし、これら駆動部は12と発電部13によ
り、圧電トランス14が形成されている。駆動部12の
入力電極12a、12bには、リ−ド線17a、17b
を介して信号発生部15を接続し、駆動部13に所定の
周波数が印加されるようにしている。また発電部13に
設けた出力電極13aは、リ−ド線17cを介して演算
部16に接続され、印加荷重を算出するようにしてい
る。なお、入力電極12a,12b及び出力電極13aは
例えば銀ペ−スト等を印刷して形成することができる
が、アルミニウム等の金属材料を蒸着して形成しても良
い。
Input electrodes 12a and 12b are provided in the longitudinal direction on both front and rear surfaces on one end face side of the piezoelectric ceramic plate 11 (length 50 mm, width 13 mm, thickness 2 mm) to form a drive section 12, and the other end face. An output electrode 13a is provided in the unit to form a power generation unit 13. The driving unit 12 and the power generation unit 13 form a piezoelectric transformer 14. Lead wires 17a, 17b are connected to the input electrodes 12a, 12b of the drive unit 12, respectively.
The signal generator 15 is connected to the drive unit 13 via the. The output electrode 13a provided on the power generation unit 13 is connected to the calculation unit 16 via a lead wire 17c to calculate an applied load. The input electrodes 12a and 12b and the output electrode 13a can be formed by printing silver paste or the like, for example, but may be formed by depositing a metal material such as aluminum.

【0028】また、駆動部12では入力電極12aと入
力電極12bとの間で分極されており、発電部13では
出力電極13aと入力電極12a,12bとの間で分極
されており、その分極方向は、圧電セラミック板11に
矢印で示している。
The driving section 12 is polarized between the input electrode 12a and the input electrode 12b, and the power generating section 13 is polarized between the output electrode 13a and the input electrodes 12a and 12b. Is indicated by an arrow on the piezoelectric ceramic plate 11.

【0029】重量検出装置に印加された荷重は荷重伝達
手段18を介して圧電トランス14に伝達されるように
なっており、この荷重伝達手段18は、圧電トランス1
4を支持するために、その上下面に設けた支持部材19
に取り付けられている。
The load applied to the weight detecting device is transmitted to the piezoelectric transformer 14 via the load transmitting means 18.
Support members 19 provided on the upper and lower surfaces to support the
Attached to.

【0030】次にその動作および作用について説明す
る。
Next, the operation and action will be described.

【0031】まず、信号発生手段15で発生する発振信
号に応じその発振信号を入力した入力電極12a、12
bに挟まれた駆動部12が振動する。なお、信号発生手
段15で発生する発振信号の周波数をf1として以下説
明する。この振動部は、12の振動発電部13に伝播
し、その振動に応じた圧電起電力すなわち検出電圧が発
生する。この検出電圧は、図1に示すように圧電トラン
ス14の駆動部12、もしくは発電部13の少なくとも
一方に荷重Wが荷重伝達手段18及び支持部材19を介
して印加されたとき、その圧力に応じて発電部13に発
生する圧電起電力V1として把握することができる。
First, in response to the oscillation signal generated by the signal generation means 15, the input electrodes 12a, 12
The drive unit 12 sandwiched between b. The following description is based on the assumption that the frequency of the oscillation signal generated by the signal generator 15 is f1. The vibrating part propagates to the vibration power generating part 13 of the twelve, and generates a piezoelectric electromotive force, that is, a detection voltage according to the vibration. When a load W is applied to at least one of the drive unit 12 of the piezoelectric transformer 14 or the power generation unit 13 via the load transmitting unit 18 and the support member 19 as shown in FIG. Thus, it can be grasped as the piezoelectric electromotive force V1 generated in the power generation unit 13.

【0032】図2は圧電トランス14に荷重Wが印加さ
れたときに、信号発生手段15に発生する発振信号V0
(周波数f1)と上記の発電部13に発生する圧電起電
力V1の信号波形とを示した特性図で圧電トランス14
に物体が置かれていない状態すなわち、荷重Wがない状
態(t<t1)では、発振信号V0に同期して圧電起電
力V1が出力される。また、駆動部12から発電部13
への振動伝搬による位相差L01が生じている。
FIG. 2 shows an oscillation signal V0 generated by the signal generating means 15 when a load W is applied to the piezoelectric transformer 14.
(Frequency f1) and the signal waveform of the piezoelectric electromotive force V1 generated in the power generation unit 13 are shown in the characteristic diagram of FIG.
In a state where no object is placed on the, that is, when there is no load W (t <t1), the piezoelectric electromotive force V1 is output in synchronization with the oscillation signal V0. In addition, the drive unit 12 generates the power
, A phase difference L01 occurs due to the propagation of the vibrations.

【0033】次にある物体が搭載されたり、周囲の気圧
や液体の圧力により荷重Wが印加されると、印加された
圧力により駆動部12の振動が阻害されるので、圧電起
電力V1の振幅はD0からD1へと減少し、位相もL0から
L01へと変化する。この荷重を印加した時の振動特性の
変化に基づいて演算部16により印加した荷重Wの値を
算出することができる。
Next, when a certain object is mounted or a load W is applied due to the atmospheric pressure or the pressure of the liquid, the vibration of the drive unit 12 is hindered by the applied pressure. Decreases from D0 to D1, and the phase also changes from L0 to L01. The value of the applied load W can be calculated by the calculation unit 16 based on the change in the vibration characteristics when the load is applied.

【0034】図3は信号発生手段15から一定の振幅す
なわち発振信号10Vで駆動部12を駆動し、圧電トラ
ンス14の表面全面に1kgあるいは、2kgの荷重を
印加した際に発電部13で得られる圧電起電力Dの周波
数特性を示す特性図である。
FIG. 3 shows that the driving unit 12 is driven with a constant amplitude, that is, an oscillation signal 10 V from the signal generating unit 15, and is obtained by the power generating unit 13 when a load of 1 kg or 2 kg is applied to the entire surface of the piezoelectric transformer 14. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a frequency characteristic of a piezoelectric electromotive force D.

【0035】なお、ここでは出力電極13aと入力電極
12bとの間に負荷抵抗として20kΩを挿入してい
る。そして、荷重Wすなわち荷重1kgあるいは2kg
に対して発電部13で得られる圧電起電力Dは共振周波
数で最も高くなり共振周波数からはずれるに従い減少す
ることがわかる。
Here, a load resistance of 20 kΩ is inserted between the output electrode 13a and the input electrode 12b. Then, the load W, that is, the load 1 kg or 2 kg
In contrast, it can be seen that the piezoelectric electromotive force D obtained by the power generation unit 13 is highest at the resonance frequency and decreases as the frequency deviates from the resonance frequency.

【0036】そこで、信号発生手段15の出力信号は、
圧電トランス14の長さ方向の振動モ−ドと幅方向の振
動モ−ドとが結合する領域の周波数である共振周波数近
傍に設定することによって、感度を向上させることがで
きる。また、印加する荷重が増加するに従い圧電トラン
ス14の振動が抑制されるため、図3に示すように印加
する荷重が増加することによって出力電圧である圧電起
電力が低下する。さらに、図4に示すように、圧電トラ
ンスの第一共振周波数である32〜33kHz付近で印
加する荷重1kg〜5kgと圧電起電力Dとの関係は高
くなるので、印加する荷重Wに応じて圧電起電力Dが変
化していることから、演算部16では、発電部13の出
力信号から印加した荷重を算出することが可能となる。
Therefore, the output signal of the signal generating means 15 is
The sensitivity can be improved by setting the piezoelectric transformer 14 near the resonance frequency which is the frequency of the region where the longitudinal vibration mode and the width vibration mode are coupled. Further, as the applied load increases, the vibration of the piezoelectric transformer 14 is suppressed. Therefore, as shown in FIG. 3, when the applied load increases, the piezoelectric electromotive force, which is the output voltage, decreases. Further, as shown in FIG. 4, the relationship between the load 1 kg to 5 kg applied near the first resonance frequency of 32 to 33 kHz of the piezoelectric transformer and the piezoelectric electromotive force D becomes higher. Since the electromotive force D has changed, the calculation unit 16 can calculate the applied load from the output signal of the power generation unit 13.

【0037】(実施例2)図5は本発明の実施例2にお
ける重量検出装置の構成図を示し、実施例1の場合と異
なる点は、複数の出力電極が設けられている点にある。
なお、図1における構成と同一の構成については、同一
の符号を付し、その説明は省略している。
(Embodiment 2) FIG. 5 shows a configuration diagram of a weight detecting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, which is different from Embodiment 1 in that a plurality of output electrodes are provided.
Note that the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0038】圧電トランス14の駆動部12にはその上
下面に、入力電極12a,12bが設けられ発電部13
にはその長さ方向に分割した複数の出力電極13a〜1
3dが設けられている。各々の出力電極13a,13
b,13c,および13dの幅寸法は同一であり、また
各出力電極13a〜13dの間の間隔も同一にしてい
る。 そして駆動部12に近い電極13bをア−ス側に
し、電極13cを第一の出力電極とし、電極13dを第
二の出力電極とし、電極13aを第三の出力電極とする
と、出力電極13c,13d,13aの各々に基準電圧
の1/3倍、2/3倍、等の大きさの出力を得ることがで
きる。また、出力電極の数、各出力電極間の間隔を種々
変えることにより、それぞれの出力電極13a〜13d
から出力する出力信号の大きさを任意に得ることができ
るため、出力する圧電起電力を必要に応じて選択するこ
とができるとともに、出力が複数あることにより信頼性
が増し、より精度の高い重量検出が可能となる。
The drive unit 12 of the piezoelectric transformer 14 is provided with input electrodes 12 a and 12 b on the upper and lower surfaces thereof.
Has a plurality of output electrodes 13a-1a divided in the length direction.
3d is provided. Each output electrode 13a, 13
The width dimensions of b, 13c, and 13d are the same, and the intervals between the output electrodes 13a to 13d are also the same. If the electrode 13b close to the driving unit 12 is on the ground side, the electrode 13c is a first output electrode, the electrode 13d is a second output electrode, and the electrode 13a is a third output electrode, the output electrodes 13c, An output having a magnitude of 1/3 times, 2/3 times, or the like of the reference voltage can be obtained for each of 13d and 13a. Further, by changing the number of output electrodes and the interval between the output electrodes variously, each of the output electrodes 13a to 13d
, The magnitude of the output signal to be output can be obtained arbitrarily, so that the piezoelectric electromotive force to be output can be selected as necessary, and since there are multiple outputs, reliability is increased, and more accurate weight is obtained. Detection becomes possible.

【0039】(実施例3)実施例3においては、実施例
1〜2の場合の支持手段19として弾性部材を用いてい
る。そして、その弾性部材としては、厚さ5mmの平板
状のシリコンゴムを使用し、圧電トランス14の上下面
の全面に設けている。
(Embodiment 3) In Embodiment 3, an elastic member is used as the support means 19 in Embodiments 1 and 2. As the elastic member, a flat silicon rubber having a thickness of 5 mm is used, and is provided on the entire upper and lower surfaces of the piezoelectric transformer 14.

【0040】重量検出装置の原理は実施例1において説
明したように、圧電トランス14に所定の発信信号を印
加することにより振動させ、その時に発生する圧電起電
力を出力信号として取り出しており、この状態で圧電ト
ランス14に荷重が印加された場合、圧電トランス14
の振動が抑制されて発生する圧電起電力も低下するの
で、この関係を利用して印加した荷重を演算部16によ
って算出している。しかし、圧電トランス14の振動は
必然的に支持手段19に依存しているので、支持手段1
9に硬質の材料を用いている場合は振動を吸収すること
ができなく、さら、に、圧電トランス14と支持手段1
9との間の摩擦が増加したり、変動したりして圧電起電
力を安定して出力することができなくなる。
As described in the first embodiment, the principle of the weight detecting device is as follows. A predetermined transmission signal is applied to the piezoelectric transformer 14 to vibrate, and the piezoelectric electromotive force generated at that time is taken out as an output signal. When a load is applied to the piezoelectric transformer 14 in the state,
The applied load is calculated by the calculation unit 16 using this relationship because the piezoelectric electromotive force generated by the suppression of the vibration is also reduced. However, since the vibration of the piezoelectric transformer 14 necessarily depends on the supporting means 19, the supporting means 1
9 is made of a hard material, vibration cannot be absorbed.
As a result, it becomes impossible to stably output the piezoelectric electromotive force due to an increase or a change in friction between the piezoelectric electromotive force and the piezoelectric element 9.

【0041】支持手段19として弾性体であるシリコン
ゴム(厚さ2mm)を用いた場合と硬質体であるガラス
板(厚さ2mm)を用いた場合とについて、出力する圧
電起電力(V)の安定性を検討すると、図6に示したよ
うになる。なお、横軸は信号を印加した時間を示し、縦
軸はその時の圧電起電力を示している。また、圧電トラ
ンス14には、信号発信手段15により発生させた3
2.5KHzの第一共振周波数で振幅が10Vの発信信
号を印加した。
The piezoelectric electromotive force (V) output when the silicon rubber (thickness 2 mm) as an elastic body is used and the glass plate (thickness 2 mm) as a hard body is used as the support means 19. Considering the stability, the result is as shown in FIG. The horizontal axis indicates the time during which the signal was applied, and the vertical axis indicates the piezoelectric electromotive force at that time. Also, the piezoelectric transformer 14 has 3
A transmission signal having a first resonance frequency of 2.5 KHz and an amplitude of 10 V was applied.

【0042】この結果、支持手段19として弾性材料を
用いた場合は時間依存性が低く、約30分で出力の変化
率は1.2%であったのに対し、硬質材料を用いた場合
には約30分での変化率が約3.6%となり支持手段1
9を弾性材料で構成することにより出力の安定性が約3
倍向上し、重量検知の精度を向上させることができる。
As a result, when the elastic material was used as the support means 19, the time dependency was low, and the output change rate was 1.2% in about 30 minutes, whereas when the hard material was used. Means that the rate of change in about 30 minutes is about 3.6%,
9 is made of an elastic material, the output stability is about 3
And the accuracy of weight detection can be improved.

【0043】(実施例4)図7は本発明の実施例4にお
ける重量検出装置の構成図を示し、実施例4において
は、実施例1〜3の場合の支持手段19として弾性部材
を用い、かつそれを圧電トランス14の振動の節の近傍
に設けたものである。
(Embodiment 4) FIG. 7 shows a configuration diagram of a weight detecting device according to Embodiment 4 of the present invention. In Embodiment 4, an elastic member is used as the support means 19 in Embodiments 1 to 3, In addition, it is provided near a node of vibration of the piezoelectric transformer 14.

【0044】支持手段19に用いる弾性部材としては厚
さ2mm、幅15mm、長さ15mmの平板状のシリコ
ンゴムを使用し、圧電トランス14の振動の節の近傍に
設けている。ここで、信号発生手段15より印加する発
振信号を半波長で第一共振周波数の信号にすると、図7
に示すように圧電トランス14における振動の節は圧電
トランス14の全長の1/2の位置となるので、この位
置を中心にして支持手段19を設けている。なお、発信
信号が一波長の場合は圧電トランス14における振動の
節は、圧電トランス14の全長の1/4および、3/4
の位置となる。
As the elastic member used for the support means 19, a flat silicon rubber having a thickness of 2 mm, a width of 15 mm and a length of 15 mm is used, and is provided in the vicinity of a vibration node of the piezoelectric transformer 14. Here, if the oscillation signal applied from the signal generating means 15 is a signal having a half wavelength and a first resonance frequency, FIG.
As shown in (1), since the node of vibration in the piezoelectric transformer 14 is located at a position corresponding to a half of the entire length of the piezoelectric transformer 14, the support means 19 is provided around this position. When the transmission signal has one wavelength, the nodes of vibration in the piezoelectric transformer 14 are 1 / and / of the total length of the piezoelectric transformer 14.
Position.

【0045】上記のように構成することにより、圧電ト
ランス14に、信号発信手段15より32.5kHz第
一共振周波数ので振幅が10Vの発信信号を印加した。
出力変化率の時間依存性は30分で約0.1%となり、
支持手段19として平板状の弾性部材を圧電セラミック
14の全面に設けた場合と比較すると約12倍ほど安定
性を向上させることができた。
With the above configuration, a signal having a first resonance frequency of 32.5 kHz and an amplitude of 10 V was applied to the piezoelectric transformer 14 from the signal transmitting means 15.
The time dependency of the output change rate is about 0.1% in 30 minutes,
As compared with the case where a flat elastic member is provided on the entire surface of the piezoelectric ceramic 14 as the support means 19, the stability can be improved by about 12 times.

【0046】(実施例5)図8は本発明の実施例5にお
ける重量検出装置の分解構成図を示し、実施例5におい
ては、実施例1〜4の場合の支持手段19として用いる
弾性部材をメッシュ状に構成したものである。
(Embodiment 5) FIG. 8 is an exploded view of a weight detecting device according to Embodiment 5 of the present invention. In Embodiment 5, an elastic member used as the support means 19 in Embodiments 1 to 4 is used. It is configured in a mesh shape.

【0047】なお、図1における構成と同一の構成につ
いては、同一の符号を付し、その説明は省略している。
支持手段19に用いる弾性部材としては厚さ2mmのメ
ッシュ状のシリコンゴムを使用し、圧電トランス14の
上下面の全面に設けている。
Note that the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
As the elastic member used for the support means 19, a 2 mm-thick mesh-like silicon rubber is used, and is provided on the entire upper and lower surfaces of the piezoelectric transformer 14.

【0048】上記のように構成することにより、圧電ト
ランス14に、信号発信手段15より32.5kHzの
第一共振周波数で振幅が10Vの発振信号を印加した。
処出力変化率の時間依存性は30分で0.18%とな
り、平板状の支持手段19を使用した場合の出力変化率
の時間依存性が30分で1.2%となるのに比較する
と、約6.5倍ほど安定性を向上させることができた。
With the above configuration, an oscillation signal having a first resonance frequency of 32.5 kHz and an amplitude of 10 V was applied to the piezoelectric transformer 14 from the signal transmission means 15.
The time dependency of the output change rate is 0.18% in 30 minutes, and the time dependency of the output change rate in the case of using the flat support means 19 is 1.2% in 30 minutes. , About 6.5 times the stability.

【0049】さらに1kgの荷重を印加した時と5kg
の荷重を印加した時との圧電トランス14の出力変化率
は32%であり、これは平板状の支持手段19を使用し
た場合の出力変化率22%と比較すると約1.5倍ほど
感度を向上させることができる。これは、支持手段19
として用いる弾性部材をメッシュ状にすることによっ
て、圧電トランス14と支持手段19との接触による摩
擦抵抗等を減少することができるため、圧電トランス1
4の出力の安定性が向上し、さらに、圧電トランウ14
の振動の阻害を低減できるため感度も向上することに起
因する。
Further, when a load of 1 kg is applied and when 5 kg
The rate of change of the output of the piezoelectric transformer 14 when the load is applied is 32%, which is about 1.5 times higher than the rate of change of the output 22% when the flat supporting means 19 is used. Can be improved. This means that the support means 19
By making the elastic member used as the mesh into a mesh shape, frictional resistance and the like due to contact between the piezoelectric transformer 14 and the support means 19 can be reduced.
The output stability of the piezoelectric trough 14 is improved.
This is because the inhibition of the vibration can be reduced and the sensitivity is also improved.

【0050】よって、支持手段19として用いる弾性部
材をメッシュ状にすることにより、感度および安定性を
ともに向上させることが可能となる。なお、この実施例
では支持手段19としてメッシュ状の弾性部材を使用し
たが、圧電トランス14と支持手段19との接触面積を
低減させる構成例えば、表面が球状や凸状の構成でも同
様の効果が得られることを確認している。
Therefore, by forming the elastic member used as the support means 19 in a mesh shape, it is possible to improve both sensitivity and stability. In this embodiment, a mesh-like elastic member is used as the support means 19. However, a similar effect can be obtained even if the contact area between the piezoelectric transformer 14 and the support means 19 is reduced, for example, if the surface is spherical or convex. I have confirmed that it can be obtained.

【0051】(実施例6)図9は本発明の実施例6にお
ける重量検出装置の構成図を示し、実施例6において
は、実施例1〜5の場合の荷重伝達手段18に、支点
A、力点B、および作用点(C)を設け、圧電トランス
14に印加される荷重を低減させる構成にしている。
(Embodiment 6) FIG. 9 shows a configuration diagram of a weight detecting apparatus according to Embodiment 6 of the present invention. In Embodiment 6, the load transmitting means 18 in Embodiments 1 to 5 are provided with fulcrums A, A force point B and an action point (C) are provided to reduce the load applied to the piezoelectric transformer 14.

【0052】なお、図1の構成と同一の構成については
同一の符号を付し、その説明は省略している。
The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0053】この実施例では、荷重伝達手段18は、一
端を支点Aとし、他端を圧電トランス14に荷重Wを伝
達する作用点Cとし、両者の間に荷重Wを受ける力点B
を設けている。
In this embodiment, the load transmitting means 18 has one end as a fulcrum A, the other end as an operating point C for transmitting the load W to the piezoelectric transformer 14, and a force point B between the two for receiving the load W.
Is provided.

【0054】このようにすることによって、圧電トラン
ス14に衝撃荷重や耐荷重が印加されることを抑制する
ことができ、圧電トランス14の破損を防いで、重量検
出装置としての信頼性を向上させることができる。
By doing so, it is possible to suppress the application of an impact load or a withstand load to the piezoelectric transformer 14, prevent the piezoelectric transformer 14 from being damaged, and improve the reliability as a weight detecting device. be able to.

【0055】さらに上記のように間接的に荷重が印加さ
れる構成の重量検出装置と、図1で示したように圧電ト
ランス14に直接的荷重が印加される構成の重量検出装
置とについて、印加した荷重Wと圧電トランス14が出
力する圧電起電力Vとの関係は図10に示す通りとな
る。この結果から、圧電トランス14に直接的に荷重が
印加される場合は、低荷重領域では圧電トランス14か
ら出力する圧電起電力の変化が大きいにもかかわらず、
印加する荷重が増大するにしたがって出力の変化も小さ
くなっていることが解る。これは、圧電トランス14の
振動が小さいために大荷重が印加されることによって振
動が大幅に抑制されてしまうためである。
Further, the weight detecting device having the configuration in which the load is applied indirectly as described above and the weight detecting device having the configuration in which the load is directly applied to the piezoelectric transformer 14 as shown in FIG. The relationship between the applied load W and the piezoelectric electromotive force V output by the piezoelectric transformer 14 is as shown in FIG. From this result, when a load is directly applied to the piezoelectric transformer 14, the change in the piezoelectric electromotive force output from the piezoelectric transformer 14 is large in the low load region,
It can be seen that as the applied load increases, the change in output also decreases. This is because the vibration of the piezoelectric transformer 14 is so small that a large load is applied, so that the vibration is greatly suppressed.

【0056】一方、圧電トランス14に間接的に荷重が
印加される場合、例えば、支点Aを軸の1/2の位置に
設けることによって、圧電トランス14に印加される荷
重Wを1/2にすることができるため、感度は荷重が0
〜5kgの範囲で約1.2倍に向上させることができ
る。
On the other hand, when a load is applied to the piezoelectric transformer 14 indirectly, for example, the load W applied to the piezoelectric transformer 14 is reduced to に よ っ て by providing the fulcrum A at a position 1 / of the axis. Sensitivity, the load is 0
It can be improved about 1.2 times in the range of 55 kg.

【0057】さらに低荷重領域において、例えば印加す
る荷重を2kgから3kgに増加させた場合直接的に荷
重を印加した時の出力変化は0.9Vであったのに対
し、間接的に荷重を印加した時の出力変化は2.6Vと
なり感度を約3倍に向上させることができる。
Further, in the low load range, for example, when the applied load was increased from 2 kg to 3 kg, the output change when the load was directly applied was 0.9 V, whereas the output change was 0.9 V. The output change at this time is 2.6 V, and the sensitivity can be improved about three times.

【0058】なお、この実施例においては、力点Bは支
点Aと作用点Cとの中間に設けているが、この力点Bの
位置を調節可能にして移動できるようにすることによっ
て、圧電トランス14に印加される荷重を調節すること
ができる。すなわち、力点Bを支点Aに近づけることに
より圧電トランス14に印加される荷重は低減できるの
で、感度を向上させることができ、力点Bを移動するこ
とにより、必要に応じた感度を選択することができる。
In this embodiment, the point of force B is provided between the fulcrum A and the point of action C. However, the position of the point of force B can be adjusted so that it can be moved. Can be adjusted. That is, since the load applied to the piezoelectric transformer 14 can be reduced by bringing the power point B closer to the fulcrum A, the sensitivity can be improved. By moving the power point B, the sensitivity can be selected as needed. it can.

【0059】(実施例7)実施例7においては、実施例
1〜6の場合の入力電極12a,12b及び出力電極1
3aからの取り出しをするリード線17a、17b、1
7cとして圧電トランス14の振動の影響を受け難いφ
0.3mm以上のリ−ド線を使用している。 信号発生
手段15によって入力電極12a、12bに発振信号が
印加されると圧電トランス14は振動する。この振動が
出力電極13aからの圧電起電力を取り出すリ−ド線1
7cに伝達されると、このリ−ド線17cと出力電極1
3aとの接触面に負荷がかかって圧電トランス14の振
動を抑制してしまうので出力する圧電起電力が不安定に
なるとともに、出力電極13aが剥離し易くなる。そこ
で、上記のように構成することにより、圧電トランス1
4に、信号発信手段15より32.5kHzの第一共振
周波数で振幅が10Vの発振信号を印加した。処、出力
変化率の時間依存性は30分で約0.03%となり、φ
0.3mm以下のリード線を用いた場合と比較すると約
10倍ほど安定性を向上させることができる。
(Embodiment 7) In Embodiment 7, the input electrodes 12a and 12b and the output electrode 1 in Embodiments 1 to 6 are used.
Lead wires 17a, 17b, 1 for taking out from 3a
7c which is hardly affected by the vibration of the piezoelectric transformer 14
A lead wire of 0.3 mm or more is used. When an oscillation signal is applied to the input electrodes 12a and 12b by the signal generating means 15, the piezoelectric transformer 14 vibrates. This vibration leads 1 to take out the piezoelectric electromotive force from the output electrode 13a.
7c, the lead wire 17c and the output electrode 1
Since a load is applied to the contact surface with 3a to suppress the vibration of the piezoelectric transformer 14, the output piezoelectric electromotive force becomes unstable, and the output electrode 13a is easily peeled off. Therefore, the piezoelectric transformer 1 is configured as described above.
4, an oscillation signal having a first resonance frequency of 32.5 kHz and an amplitude of 10 V was applied from the signal transmission means 15. That is, the time dependency of the output change rate is about 0.03% in 30 minutes, and φ
The stability can be improved about 10 times compared to the case where a lead wire of 0.3 mm or less is used.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
The present invention is embodied in the form described above and has the following effects.

【0061】本発明の請求項1にかかる重量検出装置に
よれば、圧電セラミック板に入力電極を形成した駆動部
と出力電極を形成した発電部とを設けた圧電トランスに
信号発生手段より発振信号を印加して駆動部を振動さ
せ、発振部で圧電起電力として出力信号を出力させてい
る場合、重量・気圧・液圧のような荷重が印加されると
その荷重に応じて圧電トランスの振動特性が変化し、出
力信号も変化するので、その出力信号を演算部により算
出することにより、簡単な構成で印加された荷重を容易
に検出することができる。
According to the weight detecting device of the present invention, the oscillating signal from the signal generating means is provided to the piezoelectric transformer provided with the driving section in which the input electrode is formed on the piezoelectric ceramic plate and the power generating section in which the output electrode is formed. Is applied to oscillate the drive unit and output the output signal as piezoelectric electromotive force in the oscillating unit. If a load such as weight, atmospheric pressure, or liquid pressure is applied, the piezoelectric transformer vibrates according to the load. Since the characteristics change and the output signal also changes, the load applied can be easily detected with a simple configuration by calculating the output signal by the calculation unit.

【0062】また、請求項2にかかる重量検出装置によ
れば、圧電トランスには、複数の出力電極を有する発電
部を設けているので、複数の出力信号を検出信号として
利用することができ、信頼性の高い荷重検出ができる。
それぞれの出力電極からの出力信号を異なる大きさにす
ることにより、必要に応じた出力信号を選択して出力す
ることができる。圧電トランスの振動に共振周波数を用
いることにより、荷重に対する発電部の出力の感度を最
大にして出力感度を向上させることができる。
According to the weight detecting device of the second aspect, since the piezoelectric transformer is provided with the power generation unit having the plurality of output electrodes, a plurality of output signals can be used as the detection signal. Reliable load detection is possible.
By making the output signals from the respective output electrodes different in magnitude, it is possible to select and output an output signal as required. By using the resonance frequency for the vibration of the piezoelectric transformer, the sensitivity of the output of the power generation unit to the load can be maximized, and the output sensitivity can be improved.

【0063】また、請求項3にかかる重量検出装置によ
れば、支持手段として弾性部材を用いているので、圧電
トランスの振動を吸収し、圧電トランスと支持手段との
間の摩擦が増加したり、変動したりするのを抑制して、
出力信号の安定性を向上させることができる。
According to the weight detecting device of the third aspect, since the elastic member is used as the supporting means, the vibration of the piezoelectric transformer is absorbed, and the friction between the piezoelectric transformer and the supporting means is increased. , And fluctuate,
The stability of the output signal can be improved.

【0064】また、請求項4にかかる重量検出装置によ
れば、支持手段は圧電トランスの振動の節の近傍に設け
ているので、圧電トランスの振動が阻害されることはな
く、出力信号の安定性を向上させることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the supporting means is provided near the node of the vibration of the piezoelectric transformer, the vibration of the piezoelectric transformer is not hindered and the output signal is stabilized. Performance can be improved.

【0065】また、請求項5にかかる重量検出装置によ
れば、支持手段に用いる弾性部材を圧電トランスとの接
触面積が小さくなるように形成しているので、圧電トラ
ンスと支持部材との抵抗を減少させて、圧電トランスの
出力信号の安定性を向上させることができる。
Further, according to the weight detecting device of the fifth aspect, since the elastic member used for the supporting means is formed so as to have a small contact area with the piezoelectric transformer, the resistance between the piezoelectric transformer and the supporting member is reduced. It is possible to improve the stability of the output signal of the piezoelectric transformer by reducing it.

【0066】また、請求項6にかかる重量検出装置によ
れば、荷重伝達手段に支点、力点、および作用点を設け
ているので、圧電トランスには、小さい荷重を間接的に
印加することができ、圧電トランスの破損を防ぐことが
できる。圧電トランスに印加する荷重と出力との関係は
低荷重ほど出力変化が大きくなることから、小さい荷重
を印加することにより出力感度も向上させることができ
る。
According to the weight detecting device of the sixth aspect, since the load transmitting means is provided with the fulcrum, the power point, and the point of action, a small load can be indirectly applied to the piezoelectric transformer. In addition, the piezoelectric transformer can be prevented from being damaged. The relationship between the load applied to the piezoelectric transformer and the output is such that the lower the load, the greater the change in output. Therefore, the output sensitivity can be improved by applying a small load.

【0067】また、請求項7にかかる重量検出装置によ
れば、荷重伝達手段の力点の位置を調節可能にしている
ので、力点を移動させることにより、圧電トランスに印
加される荷重を調節することができて、必要に応じた感
度を選択することができる。
According to the weight detecting device of the present invention, since the position of the power point of the load transmitting means can be adjusted, the load applied to the piezoelectric transformer can be adjusted by moving the power point. The sensitivity can be selected as needed.

【0068】さらに、請求項8にかかる重量検出装置に
よれば、圧電トランスの入力電極および出力電極からの
出力信号の取り出しに、振動の影響を受けにくい径がφ
0.3mm以上のリ−ド線を用いることで、振動の抑制
を防ぎ圧電トランスの出力の安定性を向上させることが
できる。
Further, according to the weight detecting device of the present invention, when the output signal from the input electrode and the output electrode of the piezoelectric transformer is taken out, the diameter which is hardly affected by the vibration is φ.
By using a lead wire of 0.3 mm or more, the suppression of vibration can be prevented and the stability of the output of the piezoelectric transformer can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1における重量検出装置の構成
FIG. 1 is a configuration diagram of a weight detection device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同重量検出装置における信号発生手段と発電部
とに発生する起電力との関係を示す特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an electromotive force generated in a signal generation unit and a power generation unit in the weight detection device.

【図3】同重量検出装置における信号発生手段の周波数
と発電部の圧電起電力との関係を示す特性図
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a frequency of a signal generation unit and a piezoelectric electromotive force of a power generation unit in the weight detection device.

【図4】同重量検出装置において印加する荷重と出力す
る圧電起電力との関係を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a load applied in the weight detection device and a piezoelectric electromotive force output.

【図5】本発明の実施例2における重量検出装置の他の
構成図
FIG. 5 is another configuration diagram of the weight detection device according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例3における重量検出装置の駆動
時間と出力する圧電起電力との関係を示す特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a driving time of a weight detection device and a piezoelectric electromotive force to be output according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例4における重量検出装置の構成
FIG. 7 is a configuration diagram of a weight detection device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例5における重量検出装置の分解
構成図
FIG. 8 is an exploded configuration diagram of a weight detection device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例6における重量検出装置の構成
FIG. 9 is a configuration diagram of a weight detection device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】同重量検知装置の印加荷重と出力する圧電起
電力との関係を示す特性図
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the applied load of the weight detection device and the output piezoelectric electromotive force.

【図11】従来における重量検出装置の構成図FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional weight detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 圧電セラミック板 12 駆動部 12a、12b 入力電極 13 発電部 13a,13b,13c13d 出力電極 14 圧電トランス 15 信号発生手段 16 演算部 17a,17b,17c リード線 18 荷重伝達手段 19 支持手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Piezoelectric ceramic plate 12 Drive part 12a, 12b Input electrode 13 Power generation part 13a, 13b, 13c13d Output electrode 14 Piezoelectric transformer 15 Signal generation means 16 Operation part 17a, 17b, 17c Lead wire 18 Load transmission means 19 Support means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荻野 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 雅彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyuki Ogino 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Ito 1006 Odaka Kadoma Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧電セラミック板の一方の端面部側の上下
面に入力電極を設けて駆動部を形成し、他方の端面部に
出力電極を設けて発電部を形成した圧電トランスと、こ
の圧電トランスに印加された荷重を伝達する荷重伝達手
段と、この荷重伝達手段と前記圧電トランスとの接触部
に設けた支持手段と、前記駆動部に周波数を印加する信
号発生手段と、前記圧電トランスの出力信号を演算して
印加された荷重を算出する演算部とを備えた重量検出装
置。
1. A piezoelectric transformer in which input electrodes are provided on upper and lower surfaces on one end face side of a piezoelectric ceramic plate to form a drive section, and output electrodes are provided on the other end face to form a power generation section. Load transmitting means for transmitting a load applied to the transformer, supporting means provided at a contact portion between the load transmitting means and the piezoelectric transformer, signal generating means for applying a frequency to the driving section, A weight detection device comprising: a calculation unit that calculates an applied signal by calculating an output signal.
【請求項2】圧電セラミック板の一方の端面部側の上下
面に入力電極を設けて駆動部を形成し、他方の端面部に
複数の出力電極を設けて発電部を形成した圧電トランス
を備えた請求項1記載の重量検出装置。
2. A piezoelectric transformer comprising: a drive section formed by providing input electrodes on upper and lower surfaces on one end face side of a piezoelectric ceramic plate; and a power generation section formed by providing a plurality of output electrodes on the other end face. The weight detection device according to claim 1.
【請求項3】弾性部材により形成した支持手段を備えた
請求項1または2記載の重量検出装置。
3. The weight detecting device according to claim 1, further comprising a supporting means formed of an elastic member.
【請求項4】支持手段を圧電トランスの振動の節の近傍
に設けた請求項1ないし3のいずれか1項に記載の重量
検出装置。
4. The weight detecting device according to claim 1, wherein the supporting means is provided near a node of vibration of the piezoelectric transformer.
【請求項5】支持手段を形成する弾性部材は圧電トラン
スとの接触面積を低減させる構成にした請求項1ないし
4のいずれか1項に記載の重量検出装置。
5. The weight detecting device according to claim 1, wherein the elastic member forming the supporting means is configured to reduce a contact area with the piezoelectric transformer.
【請求項6】荷重伝達手段に支点、力点、および作用点
を設けた請求項1ないし5のいずれか1項に記載の重量
検出装置。
6. The weight detecting device according to claim 1, wherein a fulcrum, a force point, and an action point are provided on the load transmitting means.
【請求項7】荷重伝達手段の力点の位置を調節可能にし
た請求項6記載の重量検出装置。
7. The weight detecting device according to claim 6, wherein the position of the point of force of the load transmitting means is adjustable.
【請求項8】圧電トランスの入力電極および出力電極の
取り出しに、径が0.3mmを超えるリ−ド線を用いた
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の重量検出装
置。
8. The weight detecting device according to claim 1, wherein a lead wire having a diameter exceeding 0.3 mm is used for taking out an input electrode and an output electrode of the piezoelectric transformer.
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