JP2002206974A - 荷重センサ - Google Patents
荷重センサInfo
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- JP2002206974A JP2002206974A JP2001001676A JP2001001676A JP2002206974A JP 2002206974 A JP2002206974 A JP 2002206974A JP 2001001676 A JP2001001676 A JP 2001001676A JP 2001001676 A JP2001001676 A JP 2001001676A JP 2002206974 A JP2002206974 A JP 2002206974A
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Abstract
良が回避でき、品質の安定化や製造歩留まりの向上に好
適な荷重センサを提供すること。 【解決手段】 歪検出素子7,8が起歪部6上に印刷形
成されている荷重センサにおいて、荷重点6aを有する
受圧部6の先端部を予め、起歪部6の印刷面を含む平面
Bよりも板厚方向下側に位置させておく。これにより、
製造時の加熱工程で受圧部6に反りが生じた場合にも、
受圧部6の先端部が起歪部6の印刷面よりも上に位置し
てしまうことはなく、それゆえ受圧部6の反りに起因す
る歪検出素子7,8の印刷不良が回避できる。
Description
加わる荷重を歪検出素子を設けた起歪部の撓み具合によ
って検出する荷重センサに係り、特に、歪検出素子が起
歪部に印刷形成される荷重センサに関する。
を示す平面図、図12は図11のA−A線に沿う断面図
である。これらの図において、符号1は荷重センサのベ
ース体を総括的に示している。このベース体1は1枚の
金属板を加工したもので、固定端側の取付部2と、この
取付部2から隣接する開口3の両側縁に沿って延びる一
対の起歪部4と、これら両起歪部4の自由端側を連結し
ている連結部5と、この連結部5から開口3内へ舌状に
突出している受圧部6とからなる。
おり、この印刷面上に、図示せぬ絶縁コート層と配線パ
ターンとが印刷形成されている。また、各起歪部4は取
付部2に近い部位4aと連結部5に近い部位4bにおい
て板厚が薄く形成されており、この肉薄な部位4a,4
b上の前記絶縁コート層上にはそれぞれ、厚膜抵抗体か
らなる歪検出素子7,8が印刷形成されている。なお、
計4か所に配設されている歪検出素子7,8は、前記配
線パターンにより結線されてホイートストンブリッジ回
路を構成している。取付部2には一対の軸孔2aが穿設
されていて、各軸孔2aにはボルト9が挿通されてお
り、このボルト9の頭部で軸孔2aの周縁部を加圧する
ことによって、取付部2は外部の支持部材10上に固定
されている。舌状の受圧部6の先端部には荷重点6aが
設けられており、この荷重点6aに外部から荷重が印加
されると、各起歪部4の肉薄な部位4a,4bに逆向き
の曲げモーメントが発生して、各起歪部4は緩やかなS
字形状に撓む。つまり、荷重点6aに上から荷重が加わ
ると、起歪部4のうち取付部2に近い肉薄な部位4aは
上に凸な形状に撓むが、連結部5に近い肉薄な部位4b
は下に凸な形状に撓むので、部位4a上の歪検出素子7
は引っ張り応力を検出し、部位4b上の歪検出素子8は
圧縮応力を検出する。このように起歪部4に発生する歪
を歪検出素子7,8によって検出すれば、その歪の大き
さから、荷重点6aに作用している荷重を求めることが
できる。
板状部材の先端部に荷重を加えるように構成した荷重セ
ンサも知られているが、このものは逆向きの曲げモーメ
ントを発生する複数の場所で応力を検出することができ
ないので、上述した構成のものに比べて精度の向上が図
りにくいという難点がある。
うな従来の荷重センサは、ベース体1の平坦な印刷面に
配線パターンや歪検出素子7,8等を印刷形成して製造
するというものなので、量産しやすく低コスト化に好適
である。しかしながら、ベース体1の印刷面側を受圧部
6も含めてすべて同一平面内に位置させる設計になって
いるため、配線パターン等を印刷形成する際の加熱工程
で舌状の受圧部6に反りが生じ、荷重点6aを有する受
圧部6の先端部が該印刷面よりも上に位置してしまうこ
とがあった。その場合、受圧部6の先端部に干渉されて
歪検出素子7,8の印刷が円滑に行えなくなるので、セ
ンシング精度が損なわれる恐れがあり、製造歩留まりも
低下しやすくなる。
みてなされたもので、その目的は、受圧部の反りに起因
する歪検出素子の印刷不良が回避でき、品質の安定化や
製造歩留まりの向上に好適な荷重センサを提供すること
にある。
解決手段として、本発明は、外部機器に固定される一端
側の取付部と、この取付部に隣接する開口と、前記取付
部から前記開口の側縁に沿って他端側へ延び、少なくと
も片面を平坦な印刷面となした起歪部と、前記他端側で
前記起歪部に連結されて前記開口内へ舌状に突出する受
圧部と、前記起歪部の前記印刷面に印刷形成され、前記
受圧部に印加される荷重に応じて生じる該起歪部の歪を
検出する歪検出素子とを備え、前記受圧部に荷重が印加
されていない状態で、該受圧部の先端部が前記印刷面を
含む平面よりも板厚方向下側に位置するように構成し
た。
部を予め起歪部の印刷面を含む平面よりも板厚方向下側
に位置させておけば、製造時の加熱工程で受圧部に反り
が生じた場合にも、受圧部が起歪部の印刷面よりも上に
位置してしまう心配がなくなるので、受圧部の反りに起
因する歪検出素子の印刷不良が回避できる。
受圧部の先端部を予め下げておくためには、例えば、受
圧部の先端側の板厚を基端側の板厚よりも薄く形成した
り、あるいは、板厚が均一な受圧部をその先端側が印刷
面を含む平面から漸次離反するように折曲させておけば
よい。
図面を参照して説明すると、図1は第1の実施形態例に
係る荷重センサの側面図、図2は図1に示す荷重センサ
の平面図、図3は図1,2に示す荷重センサの製造時の
印刷工程図、図4は図1〜図3に示す受圧部の変形例を
示す断面図、図5は第2の実施形態例に係る荷重センサ
の斜視図、図6は図5に示す荷重センサの要部平面図、
図7は図6のC−C線に沿う断面図、図8は第3の実施
形態例に係る荷重センサの斜視図、図9は図8に示す荷
重センサの受圧部の断面図、図10は図8,9に示す受
圧部の変形例を示す断面図である。なお、これらの図に
おいて、従来技術の説明に用いた図11,12と対応す
る部分には同一符号を付してある。
形態例について説明すると、図中の符号1は荷重センサ
のベース体、11はベース体1上に印刷形成された絶縁
コート層、12は絶縁コート層11上に印刷形成された
配線パターンを示している。ベース体1はSUS等の1
枚の金属板を加工したもので、固定端側の取付部2と、
この取付部2から隣接する開口3の両側縁に沿って延び
る一対の起歪部4と、これら両起歪部4の自由端側を連
結している連結部5と、この連結部5から開口3内へ舌
状に突出している受圧部6とからなり、受圧部6の先端
部は測定対象物の荷重が印加される荷重点6aとなって
いる。図1に示すように、この受圧部6は荷重点6aが
設けられた面を傾斜面とすることにより、その先端側が
漸次肉薄になるように形成されており、したがって、荷
重が印加されていない無負荷状態で受圧部6の先端部は
開口3内に没入した位置に配置されることとなる。ま
た、ベース体1のうち、各起歪部4は他の部分よりも板
厚が薄く形成され、撓みやすくなっている。
の片面(図1の上面)には絶縁コート層11が印刷形成
されており、図3(b)に示すように、この絶縁コート
層11上には配線パターン12が印刷形成されている。
さらに、図3(c)に示すように、各起歪部4上の所定
位置には厚膜抵抗体からなる歪検出素子7,8が印刷形
成されている。そして、計4か所に形成されている歪検
出素子7,8が、配線パターン12により結線されてホ
イートストンブリッジ回路を構成している。また、取付
部2には軸孔2a(図3参照)が穿設されており、この
軸孔2aに挿通したボルト9が外部の支持部材10のね
じ孔に強い締結力で螺着させてある。つまり、ボルト9
の頭部で軸孔2aの周縁部を加圧することにより、取付
部2が外部の支持部材10上に固定されている。ただ
し、軸孔2aの中心Pと開口3内とを通過する直線群が
図2中の角度θの範囲内に限定されることを考慮して、
この範囲内に歪検出素子7,8を印刷形成し、ボルト9
を強く締め付けても歪検出素子7,8の特性に悪影響が
及ばないようにしてある。
重点6aに荷重が印加されると、肉薄な各起歪部4が撓
む。このとき、各起歪部4は緩やかなS字形状に撓ん
で、取付部2の近傍と連結部5の近傍とが逆向きの曲げ
モーメントを発生するので、取付部2の近傍の歪検出素
子7は引っ張り応力を検出し、連結部5の近傍の歪検出
素子8は圧縮応力を検出する。したがって、これら歪検
出素子7,8により検出した歪の大きさから、荷重点6
aに作用している荷重を高精度に求めることができる。
しかも、この荷重センサの場合、荷重点6aから歪検出
素子7までの距離と歪検出素子8までの距離とが略同等
に設定してあるので、歪検出素子7の検出する引っ張り
応力の値と歪検出素子8の検出する圧縮応力の値とが略
同等になる。それゆえ、歪検出素子7,8を含むホイー
トストンブリッジ回路は簡素な構成となっている。
は、荷重点6aを有する受圧部6の先端部を予め開口3
内に没入させてあるので、絶縁コート層11や配線パタ
ーン12を印刷形成する際の加熱工程で舌状の受圧部6
に反りが生じた場合にも、受圧部6の先端部が起歪部4
の印刷面を含む平面B(図1参照)よりも上に位置して
しまうことはなく、それゆえ、受圧部6の反りに起因す
る歪検出素子7,8の印刷不良が発生する心配はない。
すなわち、歪検出素子7,8は受圧部6に干渉されるこ
となく常に円滑に印刷することができ、製造歩留まりが
向上し、歪検出素子7,8のセンシング精度が損なわれ
る心配もない。また、本実施形態例では、各起歪部4上
に印刷形成された歪検出素子7,8と取付部2の軸孔2
aの中心Pとの間に開口3の一部が介在するように設計
してあるので、軸孔2aの周縁部を加圧するボルト9の
強い締め付け力に起因するゆがみが、開口3に遮られて
歪検出素子7,8には直接影響しないように配慮されて
いる。その結果、歪検出素子7,8の特性が製品ごとに
ばらつかず、信頼性の高い荷重センサとなっている。
先端側が漸次肉薄となるように形成しているが、図4に
示すように、板厚が一様な受圧部6を起歪部4の印刷面
を含む平面Bから漸次離反するように折曲させることに
より、受圧部6の先端部を予め該平面Bよりも下に位置
させておく構成としてもよい。
属板からなる場合について説明しているが、ベース体1
が絶縁基板であってもよく、その場合、ベース体1上に
絶縁コート層11を形成する必要はなくなる。
について説明すると、これらの図に示す荷重センサで
は、舌状の受圧部6の表裏両面を傾斜面となし、板厚が
くさび状に先細りの受圧部6を開口3内に突出させてい
る。したがって、この受圧部6の先端部も第1の実施形
態例と同様に、荷重が印加されていない無負荷状態で開
口3内に没入した位置に配置されることになり、製造時
の加熱工程で受圧部6に反りが生じたとしても、受圧部
6の先端部が、起歪部4の印刷面よりも上に位置して歪
検出素子7,8の印刷に支障をきたす恐れはない。
体1の形状が第1の実施形態例と若干異なっている。す
なわち、図5,6に示すベース体1では、各起歪部4が
長手方向中間部でくびれた形状にしてある。このような
形状にすると、荷重が印加されたときに各起歪部4が大
きく撓んで、歪検出素子7,8が大きな歪を検出するこ
とになるので、検出精度を一層向上させることができ
る。
ついて説明する。これらの図に示す荷重センサでは、舌
状の受圧部6の板厚が基端側(連結部5側)のみで厚
く、他はすべて肉薄に形成されている。したがって、こ
の受圧部6も第1および第2の実施形態例と同様に、荷
重が印加されていない無負荷状態で、受圧部6の先端部
が開口3内に没入した位置に配置されることになり、受
圧部6の反りに起因する歪検出素子7,8の印刷不良が
回避できる。
部6の先端部の表裏両面に板厚方向へ突出する突起6
b,6cを設け、これらの突起6b,6cの頂部を荷重
点6aとなしておけば、表裏いずれの側にある測定対象
物にも対応させることができるので、荷重センサの使い
勝手が向上すると共に、測定対象物と荷重センサとの相
対位置が板面方向に多少ずれても、測定対象物の荷重を
確実に荷重点6aに加えることができるので、荷重セン
サの取付位置に若干の誤差があっても動作不良が回避し
やすくなる。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
部の印刷面を含む平面よりも板厚方向下側に位置させた
ため、製造時の加熱工程で受圧部に反りが生じた場合に
も、受圧部の先端部が起歪部の印刷面よりも上に位置し
てしまうことはなく、それゆえ受圧部の反りに起因する
歪検出素子の印刷不良が回避でき、品質の安定化や製造
歩留まりの向上が図れる荷重センサを提供できる。
側面図である。
図である。
である。
斜視図である。
斜視図である。
る。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 外部機器に固定される一端側の取付部
と、この取付部に隣接する開口と、前記取付部から前記
開口の側縁に沿って他端側へ延び、少なくとも片面を平
坦な印刷面となした起歪部と、前記他端側で前記起歪部
に連結されて前記開口内へ舌状に突出する受圧部と、前
記起歪部の前記印刷面に印刷形成され、前記受圧部に印
加される荷重に応じて生じる該起歪部の歪を検出する歪
検出素子とを備え、前記受圧部に荷重が印加されていな
い状態で、該受圧部の先端部が前記印刷面を含む平面よ
りも板厚方向下側に位置するように構成したことを特徴
とする荷重センサ。 - 【請求項2】 請求項1の記載において、前記受圧部を
その先端側の板厚が基端側の板厚よりも薄い形状にした
ことを特徴とする荷重センサ。 - 【請求項3】 請求項1の記載において、前記受圧部を
その先端側が前記印刷面を含む平面から漸次離反するよ
うに折曲させたことを特徴とする荷重センサ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001001676A JP3853157B2 (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 荷重センサ |
US10/004,902 US6634235B2 (en) | 2000-11-30 | 2001-11-07 | Load sensor with strain-sensing elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001001676A JP3853157B2 (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 荷重センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002206974A true JP2002206974A (ja) | 2002-07-26 |
JP3853157B2 JP3853157B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=18870291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001001676A Expired - Lifetime JP3853157B2 (ja) | 2000-11-30 | 2001-01-09 | 荷重センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3853157B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014190779A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Tanita Corp | 起歪体、ロードセルおよび重量測定装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57191527A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-25 | Toshiba Corp | Load cell |
JPH10500484A (ja) * | 1994-05-18 | 1998-01-13 | エンジェル,シュロモ | 平行な撓み梁を備えた平坦なロードセル |
-
2001
- 2001-01-09 JP JP2001001676A patent/JP3853157B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57191527A (en) * | 1981-05-21 | 1982-11-25 | Toshiba Corp | Load cell |
JPH10500484A (ja) * | 1994-05-18 | 1998-01-13 | エンジェル,シュロモ | 平行な撓み梁を備えた平坦なロードセル |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014190779A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Tanita Corp | 起歪体、ロードセルおよび重量測定装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3853157B2 (ja) | 2006-12-06 |
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