JP2003028706A - Weight sensor - Google Patents

Weight sensor

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JP2003028706A
JP2003028706A JP2001210439A JP2001210439A JP2003028706A JP 2003028706 A JP2003028706 A JP 2003028706A JP 2001210439 A JP2001210439 A JP 2001210439A JP 2001210439 A JP2001210439 A JP 2001210439A JP 2003028706 A JP2003028706 A JP 2003028706A
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JP
Japan
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sensor substrate
stopper
sensor
fixing member
detecting element
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Application number
JP2001210439A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Omoto
勝彦 尾本
Yasunobu Kobayashi
康展 小林
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a weight sensor stable in a characteristic, of which the output is precluded from getting unstable caused by plastic deformation of a sensor substrate. SOLUTION: In this sensor, a stopper 13 and a stopper 22 are provided to regulate vertical-directional motion of the sensor substrate 14 by allowing extension to a detecting member 23 side in order to provide in a fixed member 11 and a fixed member 21 a space with respect to the sensor substrate 14 therebetween.

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】本発明は人間の体重や、自動
車等の車両の重量等により生じる外力により発生する歪
をセンサ基板に設けた歪検出素子により検出する重量セ
ンサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a weight sensor which detects strain generated by an external force generated by the weight of a human being or the weight of a vehicle such as an automobile by a strain detecting element provided on a sensor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の重量センサとしては、特
開平8−29273号公報に開示されたものが知られて
いる。
2. Description of the Related Art As a conventional weight sensor of this type, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-29273 is known.

【0003】以下に従来の重量センサについて、図面を
参照しながら説明する。
A conventional weight sensor will be described below with reference to the drawings.

【0004】図7は従来の重量センサの斜視図、図8は
同重量センサの回路図である。
FIG. 7 is a perspective view of a conventional weight sensor, and FIG. 8 is a circuit diagram of the same weight sensor.

【0005】図7、図8において、1は金属からなる固
定部材である。2は弾性材料からなる金属の表面に絶縁
層を施して形成したセンサ基板で、固定部材1に一端を
固着されるとともに、上面に歪検出素子3およびこの歪
検出素子3と電気的に接続された3つのバイアス抵抗4
を設けてあり、歪検出素子3およびバイアス抵抗4によ
りブリッジ回路を構成している。また、センサ基板2の
上面には電極5を設けてある。6は検出部材で、センサ
基板2の他端に固着されている。
In FIGS. 7 and 8, 1 is a fixing member made of metal. Reference numeral 2 denotes a sensor substrate formed by applying an insulating layer to the surface of a metal made of an elastic material, one end of which is fixed to the fixing member 1, and the strain detecting element 3 and the strain detecting element 3 are electrically connected to the upper surface thereof. 3 bias resistors 4
Is provided, and the strain detecting element 3 and the bias resistor 4 form a bridge circuit. An electrode 5 is provided on the upper surface of the sensor substrate 2. A detection member 6 is fixed to the other end of the sensor substrate 2.

【0006】以上のように構成された従来の重量センサ
について、次にその動作を説明する。
The operation of the conventional weight sensor configured as described above will be described below.

【0007】検出部材6に外力が作用すると、この外力
によりセンサ基板2が変形する。このセンサ基板2の表
面には歪検出素子3および3つのバイアス抵抗4を設け
てあり、センサ基板2の変形量に比例して歪検出素子3
の抵抗値が変化する。そして、歪検出素子3および3つ
のバイアス抵抗4によりブリッジ回路が構成されている
ため、ブリッジ回路における電極5により検出部材6に
加わった外力を検出するようになっていた。
When an external force acts on the detecting member 6, the sensor substrate 2 is deformed by this external force. A strain detecting element 3 and three bias resistors 4 are provided on the surface of the sensor substrate 2, and the strain detecting element 3 is proportional to the deformation amount of the sensor substrate 2.
The resistance value of changes. Since the strain detecting element 3 and the three bias resistors 4 form a bridge circuit, the external force applied to the detecting member 6 is detected by the electrode 5 in the bridge circuit.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、検出部材6にセンサ基板2の弾性
域を越える外力が加わるとセンサ基板2が塑性変形する
ことになり、その結果、検出部材6の外力を除去した状
態においてもセンサ基板2に残留歪が残るため、重量セ
ンサの出力が不安定になってしまうという課題を有して
いた。
However, in the above conventional structure, when an external force exceeding the elastic range of the sensor substrate 2 is applied to the detection member 6, the sensor substrate 2 is plastically deformed, and as a result, the detection member 6 is deformed. Even when the external force of 6 is removed, residual strain remains on the sensor substrate 2, which causes a problem that the output of the weight sensor becomes unstable.

【0009】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、出力が不安定になることのない特性の安定した重量
センサを提供することを目的とするものである。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a weight sensor having stable characteristics without the output becoming unstable.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成を有する。
In order to achieve the above object, the present invention has the following constitution.

【0011】本発明の請求項1に記載の発明は、特に、
固定部材にセンサ基板との間に間隙を設けるように検出
部材側に延出させてセンサ基板の上下方向の移動を規制
するストッパーを設けた構成を有しており、これによ
り、検出部材にセンサ基板の弾性域を越える外力が加わ
るとセンサ基板がストッパーに当接するため、センサ基
板が塑性変形することがなくなり、その結果、検出部材
の外力を除去した状態においてもセンサ基板に残留歪が
残ることがなくなり重量センサの出力が安定するという
作用効果が得られるものである。
The invention according to claim 1 of the present invention is
The fixing member is provided with a stopper that extends toward the detection member so as to provide a gap between the sensor member and the sensor substrate and restricts the vertical movement of the sensor substrate. When an external force exceeding the elastic range of the substrate is applied, the sensor substrate contacts the stopper, so the sensor substrate does not plastically deform, and as a result, residual strain remains on the sensor substrate even when the external force of the detection member is removed. The effect of stabilizing the output of the weight sensor can be obtained.

【0012】本発明の請求項2に記載の発明は、特に、
ストッパーをセンサ基板の上側および下側の双方に設け
る構成を有しており、これにより、検出部材に上方向あ
るいは下方向のどちらの弾性域を越える外力が加わって
も、センサ基板がストッパーに当接するため、上下方向
の双方の弾性域を越える外力が加わった場合にも、重量
センサの出力が安定するという作用効果が得られるもの
である。
The invention according to claim 2 of the present invention is
The stopper is provided on both the upper side and the lower side of the sensor board.This allows the sensor board to contact the stopper even when an external force exceeding the elastic region in either the upward direction or the downward direction is applied to the detection member. Since they are in contact with each other, the effect of stabilizing the output of the weight sensor can be obtained even when an external force exceeding both elastic regions in the vertical direction is applied.

【0013】本発明の請求項3に記載の発明は、特に、
第1の固定部材および第2の固定部材にセンサ基板との
間に間隙を設けるように検出部材側に延出させてセンサ
基板の上下方向の移動を規制するストッパーを設ける構
成を有しており、これにより、検出部材にセンサ基板の
弾性域を越える外力が加わるとセンサ基板がストッパー
に当接するため、センサ基板が塑性変形することがなく
なり、その結果、検出部材の外力を除去した状態におい
てもセンサ基板に残留歪が残ることがないから、重量セ
ンサの出力が安定するという作用効果が得られるもので
ある。
The invention according to claim 3 of the present invention is
The first fixing member and the second fixing member are provided with stoppers that extend toward the detecting member so as to provide a gap between the first fixing member and the second fixing member and that regulate the vertical movement of the sensor substrate. As a result, when an external force exceeding the elastic range of the sensor substrate is applied to the detection member, the sensor substrate contacts the stopper, so that the sensor substrate is not plastically deformed, and as a result, even when the external force of the detection member is removed. Since the residual strain does not remain on the sensor substrate, the effect of stabilizing the output of the weight sensor can be obtained.

【0014】本発明の請求項4に記載の発明は、特に、
ストッパーをセンサ基板に当接するスペーサと、このス
ペーサと当接したストッパー板とした構成を有してお
り、これにより、スペーサの厚みで、第1の固定部材お
よび第2の固定部材とセンサ基板との間の間隙を設定し
たため、容易にセンサ基板の上下方向の移動を規制する
ストッパーを設けることができるという作用効果が得ら
れるものである。
The invention according to claim 4 of the present invention is
It has a structure in which the stopper is in contact with the sensor substrate, and the stopper plate is in contact with the spacer, so that the first fixing member, the second fixing member, and the sensor substrate have the same thickness as the spacer. Since the gap between the two is set, it is possible to easily provide a stopper that regulates the vertical movement of the sensor substrate.

【0015】本発明の請求項5に記載の発明は、特に、
第1の固定部材におけるストッパー板および第2の固定
部材におけるストッパー板を互いに連接させる構成を有
しており、これにより、ストッパー板に自由端がなくな
るため、ストッパーにセンサ基板が当接した際にストッ
パー板が変位しにくくなり、その結果、ストッパーとし
ての機能が向上するという作用効果が得られるものであ
る。
The invention according to claim 5 of the present invention is
The stopper plate of the first fixing member and the stopper plate of the second fixing member are connected to each other, whereby the stopper plate has no free end, so that when the sensor substrate abuts on the stopper. The stopper plate is less likely to be displaced, and as a result, the function as a stopper is improved, which is an effect.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、実施の形
態1を用いて、本発明の特に請求項1〜2に記載の発明
について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Embodiment 1) In the following, Embodiment 1 will be used to explain the invention particularly described in claims 1 and 2.

【0017】図1は本発明の実施の形態1における重量
センサの分解斜視図、図2は同斜視図、図3は同要部で
あるセンサ基板の回路図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a weight sensor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view thereof, and FIG. 3 is a circuit diagram of a sensor substrate which is a main part thereof.

【0018】図1〜図3において、11は金属からなる
第1の固定部材で、上面に第1の固定部12を設けると
ともに、側方へ延出するように第1のストッパー13を
設けてある。14は弾性材料からなる金属の表面に絶縁
層を形成して構成されるセンサ基板で、一端を第1の固
定部材11における第1の固定部12に固着するととも
に、上面に1つの歪検出素子15とこの歪検出素子15
と電気的に接続された3つのバイアス抵抗16を設けて
ある。また、センサ基板14の上面には電源電極17、
第1の出力電極18、第2の出力電極19およびGND
電極20を設けてあり、これらの電極17〜20を歪検
出素子15およびバイアス抵抗16に電気的に接続する
ことにより、図3に示すようにブリッジ回路を構成して
いる。21は第2の固定部材で、下面に第2の固定部2
2を設け、この第2の固定部22にセンサ基板14の一
端を固着するとともに、側方へ延出するように第2のス
トッパー23を設けている。24は金属からなる検出部
材で、センサ基板14の他端に固着されている。
In FIGS. 1 to 3, reference numeral 11 denotes a first fixing member made of metal, which is provided with a first fixing portion 12 on the upper surface and a first stopper 13 so as to extend laterally. is there. Reference numeral 14 denotes a sensor substrate formed by forming an insulating layer on the surface of a metal made of an elastic material, one end of which is fixed to the first fixing portion 12 of the first fixing member 11, and one strain detecting element is provided on the upper surface. 15 and this strain detecting element 15
There are three bias resistors 16 electrically connected to the. Further, on the upper surface of the sensor substrate 14, the power electrode 17,
First output electrode 18, second output electrode 19 and GND
An electrode 20 is provided, and the electrodes 17 to 20 are electrically connected to the strain detecting element 15 and the bias resistor 16 to form a bridge circuit as shown in FIG. Reference numeral 21 is a second fixing member, and the second fixing portion 2 is provided on the lower surface.
2 is provided, one end of the sensor substrate 14 is fixed to the second fixing portion 22, and a second stopper 23 is provided so as to extend laterally. A detection member 24 made of metal is fixed to the other end of the sensor substrate 14.

【0019】以上のように構成された重量センサについ
て、次にその組立方法を説明する。
Next, the method of assembling the weight sensor constructed as described above will be described.

【0020】まず、予め準備された弾性を有する金属ベ
ース基材(図示せず)にガラスペースト(図示せず)を
印刷した後、約850℃で約45分間焼成し、センサ基
板14を形成する。
First, after a glass paste (not shown) is printed on a metal base substrate (not shown) having elasticity prepared in advance, it is baked at about 850 ° C. for about 45 minutes to form the sensor substrate 14. .

【0021】次に、センサ基板14の上面に位置してメ
タルグレーズ系のカーボンのペーストを印刷し、約85
0℃で約45分間焼成し、センサ基板14の上面に歪検
出素子15および3つのバイアス抵抗16を形成する。
Next, a metal glaze-based carbon paste is printed on the upper surface of the sensor substrate 14, and about 85
Baking is performed at 0 ° C. for about 45 minutes to form the strain detecting element 15 and the three bias resistors 16 on the upper surface of the sensor substrate 14.

【0022】次に、センサ基板14の上面の一端に銀の
ペーストを印刷し、約850℃で約45分間焼成し、電
源電極17、第1の出力電極18、第2の出力電極1
9、GND電極20を形成する。
Next, a silver paste is printed on one end of the upper surface of the sensor substrate 14 and baked at about 850 ° C. for about 45 minutes to supply the power electrode 17, the first output electrode 18, and the second output electrode 1.
9. Form the GND electrode 20.

【0023】次に、第1の固定部材11における第1の
固定部12の上面にセンサ基板14の一端の下面を接着
剤により固着した後、この第1の固定部12に対向する
センサ基板14の上面に第2の固定部材21における第
2の固定部22を接着剤により固着する。
Next, after the lower surface at one end of the sensor substrate 14 is fixed to the upper surface of the first fixing portion 12 of the first fixing member 11 with an adhesive, the sensor substrate 14 facing the first fixing portion 12 is fixed. The second fixing portion 22 of the second fixing member 21 is fixed to the upper surface of the with an adhesive.

【0024】最後に、センサ基板14における他端に検
出部材24を固着する。
Finally, the detecting member 24 is fixed to the other end of the sensor substrate 14.

【0025】以上のように構成、かつ組み立てられた本
発明の実施の形態1における重量センサについて、次に
その動作を説明する。
The operation of the weight sensor according to the first embodiment of the present invention constructed and assembled as described above will be described below.

【0026】検出部材24に上方より重量等の外力が作
用すると、この外力が検出部材24の下方への変位に伴
い、センサ基板14が下方へ向かって変形する。このセ
ンサ基板14の上面にはセンサ基板14の変形する位置
に歪検出素子15を設けるとともに、センサ基板14の
変形しない位置にバイアス抵抗16を設けてあり、セン
サ基板14の変形量に比例して歪検出素子15の抵抗値
が変化する。
When an external force such as weight acts on the detecting member 24 from above, the external force deforms the sensor substrate 14 downward due to the downward displacement of the detecting member 24. A strain detecting element 15 is provided on the upper surface of the sensor substrate 14 at a position where the sensor substrate 14 is deformed, and a bias resistor 16 is provided at a position where the sensor substrate 14 is not deformed. The resistance value of the strain detection element 15 changes.

【0027】そして、歪検出素子15および3つのバイ
アス抵抗16によりブリッジ回路が構成されているた
め、電源電極17およびGND電極20間に5Vの電圧
を印加した状態において、第1の出力電極18および第
2の出力電極19から出力される電位差により、検出部
材24に加わる重量を検出するものである。
Since the strain detecting element 15 and the three bias resistors 16 form a bridge circuit, when the voltage of 5 V is applied between the power supply electrode 17 and the GND electrode 20, the first output electrode 18 and The weight applied to the detection member 24 is detected by the potential difference output from the second output electrode 19.

【0028】ここで、検出部材24にセンサ基板14の
弾性域を越える外力が加わる場合を考えると、本発明の
実施の形態1における重量センサにおいては、固定部材
11にセンサ基板14との間に間隙を設けるように検出
部材24側に延出させてセンサ基板14の下方向の移動
を規制するストッパー13を設けたため、検出部材24
にセンサ基板14の弾性域を越える外力が加わるとセン
サ基板14がストッパー13に当接することとなり、そ
の結果、センサ基板14が塑性変形することがなくな
り、検出部材24の外力を除去した状態においてもセン
サ基板14に残留歪が残ることがなくなり、これによ
り、出力特性の安定した重量センサを提供することがで
きるという効果が得られるものである。
Here, considering the case where an external force exceeding the elastic range of the sensor substrate 14 is applied to the detection member 24, in the weight sensor according to the first embodiment of the present invention, a space between the fixing member 11 and the sensor substrate 14 is provided. Since the stopper 13 is provided so as to extend toward the detection member 24 so as to form a gap and regulate the downward movement of the sensor substrate 14, the detection member 24 is provided.
When an external force exceeding the elastic range of the sensor substrate 14 is applied to the sensor substrate 14, the sensor substrate 14 comes into contact with the stopper 13, and as a result, the sensor substrate 14 is not plastically deformed, and even when the external force of the detection member 24 is removed. Residual strain does not remain on the sensor substrate 14, and the effect that a weight sensor with stable output characteristics can be provided can be obtained.

【0029】また、本実施の形態1における重量センサ
においては、第1のストッパー13をセンサ基板14の
下側に設けるとともに第2のストッパー23をセンサ基
板14の上側に設けたため、検出部材24に上方向の弾
性域を越える外力が加わった場合には第2のストッパー
23にセンサ基板14が当接するとともに、上方向の弾
性域を越える外力が加わった場合にはセンサ基板14が
第2のストッパー23に当接することとなり、その結
果、上下方向の弾性域を越える外力が加わった場合に
も、出力特性が安定した重量センサを提供することがで
きるという効果が得られるものである。
Further, in the weight sensor according to the first embodiment, the first stopper 13 is provided on the lower side of the sensor substrate 14 and the second stopper 23 is provided on the upper side of the sensor substrate 14, so that the detection member 24 is provided. When an external force exceeding the upward elastic region is applied, the sensor substrate 14 contacts the second stopper 23, and when an external force exceeding the upward elastic region is applied, the sensor substrate 14 is the second stopper. As a result, the weight sensor having a stable output characteristic can be provided even when an external force exceeding the vertical elastic region is applied.

【0030】(実施の形態2)以下、実施の形態2を用
いて、本発明の特に請求項3〜5に記載の発明について
説明する。
(Embodiment 2) In the following, Embodiment 2 will be used to describe the invention of claims 3 to 5 of the present invention.

【0031】図4は本発明の実施の形態2における重量
センサの側断面図、図5は同上面図、図6は同要部であ
るセンサ基板の上面図である。
FIG. 4 is a side sectional view of a weight sensor according to the second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a top view of the same, and FIG.

【0032】図4〜図6において、31は第1の固定部
材で、円筒形状の金属製の取付金具32と、この取付金
具32の外周に圧入された上側スペーサ33と、この上
側スペーサ33の上面に固着された第1のストッパー板
34と、上側スペーサ33の下側に位置して設けた下側
スペーサ35およびこの下側スペーサ35の下面に上面
が固着された第2のストッパー板36とにより構成され
ている。
4 to 6, reference numeral 31 denotes a first fixing member, which is a cylindrical metal fitting 32, an upper spacer 33 press-fitted to the outer periphery of the fitting 32, and the upper spacer 33. A first stopper plate 34 fixed to the upper surface, a lower spacer 35 provided below the upper spacer 33, and a second stopper plate 36 fixed to the lower surface of the lower spacer 35. It is composed by.

【0033】そして、上側スペーサ33および第1のス
トッパー板34とにより上側ストッパー34aを構成す
るとともに、下側スペーサ35および第2のストッパー
板36により下側ストッパー36aを構成している。3
7は第2の固定部材で、円筒形状の金属製の取付金具3
8と、この取付金具38の外周に圧入された上側スペー
サ39と、この上側スペーサ39の上面に固着された第
3のストッパー板40と、上側スペーサ39の下側に位
置して設けた下側スペーサ41およびこの下側スペーサ
41の下面に上面が固着された第4のストッパー板42
とにより構成されている。
The upper spacer 33 and the first stopper plate 34 constitute an upper stopper 34a, and the lower spacer 35 and the second stopper plate 36 constitute a lower stopper 36a. Three
Reference numeral 7 is a second fixing member, which is a cylindrical metal fitting 3
8, an upper spacer 39 press-fitted to the outer periphery of the mounting bracket 38, a third stopper plate 40 fixed to the upper surface of the upper spacer 39, and a lower side provided below the upper spacer 39. The spacer 41 and a fourth stopper plate 42 whose upper surface is fixed to the lower surface of the lower spacer 41.
It is composed of and.

【0034】そして、上側スペーサ39および第3のス
トッパー板40とにより上側ストッパー40aを構成す
るとともに、下側スペーサ41および第4のストッパー
板42により下側ストッパー42aを構成している。そ
してまた、第1のストッパー板34と第3のストッパー
板40とは互いに連接されるとともに、第2のストッパ
ー板36と第4のストッパー板42とは互いに連接され
ている。
The upper spacer 39 and the third stopper plate 40 constitute an upper stopper 40a, and the lower spacer 41 and the fourth stopper plate 42 constitute a lower stopper 42a. Also, the first stopper plate 34 and the third stopper plate 40 are connected to each other, and the second stopper plate 36 and the fourth stopper plate 42 are connected to each other.

【0035】また、本発明の実施の形態2における重量
センサにおいては、第1のストッパー板34と第3のス
トッパー板40とは互いに連接されるとともに、第2の
ストッパー板36と第4のストッパー板42とは互いに
連接されているため、第1のストッパー板34、第3の
ストッパー板40、第2のストッパー板36および第4
のストッパー板42に自由端がなくなるため、第1のス
トッパー板34、第3のストッパー板40、第2のスト
ッパー板36および第4のストッパー板42にセンサ基
板43が当接した際に第1のストッパー板34、第3の
ストッパー板40、第2のストッパー板36および第4
のストッパー板42が変位しにくくなり、ストッパーと
しての機能が向上するという効果が得られるものであ
る。
Further, in the weight sensor according to the second embodiment of the present invention, the first stopper plate 34 and the third stopper plate 40 are connected to each other, and the second stopper plate 36 and the fourth stopper plate 40 are connected. Since the plate 42 is connected to each other, the first stopper plate 34, the third stopper plate 40, the second stopper plate 36, and the fourth stopper plate 34
Since the stopper plate 42 has no free end, when the sensor substrate 43 comes into contact with the first stopper plate 34, the third stopper plate 40, the second stopper plate 36, and the fourth stopper plate 42, Stopper plate 34, third stopper plate 40, second stopper plate 36 and fourth stopper plate
The stopper plate 42 is less likely to be displaced, and the function as a stopper is improved.

【0036】43はセンサ基板で、図6に示すように一
端に固定用の孔44を設け、この孔44に取付金具32
を嵌合させるとともに、このセンサ基板43の一端を上
側スペーサ33と下側スペーサ35との間に挟持させて
いる。また、センサ基板43の他端側の近傍にも固定用
の孔45を設けてあり、この孔45に取付金具38を嵌
合させるとともに、このセンサ基板43の他端側を上側
スペーサ39と下側スペーサ41との間に挟持させてい
る。
Reference numeral 43 denotes a sensor substrate, which has a fixing hole 44 at one end as shown in FIG.
And one end of the sensor substrate 43 is sandwiched between the upper spacer 33 and the lower spacer 35. Further, a fixing hole 45 is also provided in the vicinity of the other end side of the sensor board 43, and a mounting metal fitting 38 is fitted into the hole 45, and the other end side of the sensor board 43 is connected to the upper spacer 39 and the lower side. It is sandwiched between the side spacers 41.

【0037】また、センサ基板43の他端の端部には電
源電極46を設けてあり、この電源電極46をセンサ基
板43の上面に設けた第1の歪検出素子47の一端およ
び第2の歪検出素子48の一端と回路パターン43aに
より電気的に接続させるとともに、第1の歪検出素子4
7の他端を第1の出力電極49と電気的に接続させてい
る。さらに第2の歪検出素子48の他端を第2の出力電
極50と電気的に接続するとともに、第2の歪検出素子
48の他端を第3の歪検出素子58の一端と電気的に接
続し、かつこの第3の歪検出素子58の他端をGND電
極51と電気的に接続している。
A power supply electrode 46 is provided on the other end of the sensor substrate 43, and the power supply electrode 46 is provided on the upper surface of the sensor substrate 43. One end of the first strain detection element 47 and the second strain detection element 47. The first strain detecting element 4 is electrically connected to one end of the strain detecting element 48 by the circuit pattern 43a.
The other end of 7 is electrically connected to the first output electrode 49. Furthermore, the other end of the second strain detection element 48 is electrically connected to the second output electrode 50, and the other end of the second strain detection element 48 is electrically connected to one end of the third strain detection element 58. In addition, the other end of the third strain detecting element 58 is electrically connected to the GND electrode 51.

【0038】また、センサ基板43の上面に第4の歪検
出素子52を設けており、この第4の歪検出素子52の
一端を第1の歪検出素子47の他端および第1の出力電
極49と電気的に接続するとともに、この第4の歪検出
素子52の他端をGND電極51と電気的に接続してい
る。さらに、センサ基板43の略中央には上面から下面
にわたって中央孔53を設けてある。そして、第1の歪
検出素子47、第2の歪検出素子48、第3の歪検出素
子58、第4の歪検出素子52、電源電極46、第1の
出力電極49、第2の出力電極50、GND電極51お
よび回路パターン43aによりブリッジ回路を構成して
いる。
A fourth strain detecting element 52 is provided on the upper surface of the sensor substrate 43, and one end of the fourth strain detecting element 52 is connected to the other end of the first strain detecting element 47 and the first output electrode. In addition to being electrically connected to 49, the other end of the fourth strain detection element 52 is electrically connected to the GND electrode 51. Further, a central hole 53 is provided from the upper surface to the lower surface at substantially the center of the sensor substrate 43. Then, the first strain detecting element 47, the second strain detecting element 48, the third strain detecting element 58, the fourth strain detecting element 52, the power supply electrode 46, the first output electrode 49, and the second output electrode. A bridge circuit is constituted by 50, the GND electrode 51 and the circuit pattern 43a.

【0039】そしてまた、第2の歪検出素子48および
第4の歪検出素子52は中央孔53を中心として互いに
対称な位置で、かつセンサ基板43の長手方向の内側に
位置して設けるとともに、第1の歪検出素子47および
第3の歪検出素子58は中央孔53を中心として互いに
対称な位置で、かつセンサ基板43の長手方向の外側に
位置して設けてある。54は検出部材で、センサ基板4
3における中央孔53に圧入された円筒状のスリーブ5
5とこのスリーブ55の外周に嵌合された樹脂製の上側
スペーサ56および下側スペーサ57とにより構成され
ている。
Further, the second strain detecting element 48 and the fourth strain detecting element 52 are provided at positions symmetrical to each other with the central hole 53 as a center and at the inner side in the longitudinal direction of the sensor substrate 43, and The first strain detection element 47 and the third strain detection element 58 are provided at positions symmetrical to each other with the central hole 53 as the center and located outside the sensor substrate 43 in the longitudinal direction. Reference numeral 54 denotes a detection member, which is the sensor substrate 4
Cylindrical sleeve 5 press-fitted into the central hole 53 in FIG.
5, and an upper spacer 56 and a lower spacer 57 made of resin fitted on the outer circumference of the sleeve 55.

【0040】以上のように構成された重量センサについ
てその組立方法を説明する。
The method of assembling the weight sensor configured as described above will be described.

【0041】まず、予め孔44、孔45および中心孔5
3を設けた金属ベース基材(図示せず)にガラスペース
ト(図示せず)を印刷した後、約850℃で約45分間
焼成してセンサ基板43を形成する。
First, the holes 44, 45 and the central hole 5 are previously prepared.
After printing a glass paste (not shown) on the metal base material (not shown) provided with 3, the sensor substrate 43 is formed by firing at about 850 ° C. for about 45 minutes.

【0042】次に、センサ基板43の上面に位置してメ
タルグレーズ系のカーボンのペーストを印刷し、約85
0℃で約45分間焼成し、センサ基板43の上面に第1
の歪検出素子47、第2の歪検出素子48、第3の歪検
出素子58および第4の歪検出素子52を形成する。
Then, a metal glaze-based carbon paste is printed on the upper surface of the sensor substrate 43, and the temperature is about 85.
Baking at 0 ° C. for about 45 minutes, the first surface of the sensor substrate 43
The strain detecting element 47, the second strain detecting element 48, the third strain detecting element 58, and the fourth strain detecting element 52 are formed.

【0043】次に、センサ基板43の上面に銀のペース
トを印刷し、約850℃で約45分間焼成し、電源電極
46、第1の出力電極49、第2の出力電極50、GN
D電極51および回路パターン43aを形成する。
Next, a silver paste is printed on the upper surface of the sensor substrate 43 and baked at about 850 ° C. for about 45 minutes to supply the power electrode 46, the first output electrode 49, the second output electrode 50, and GN.
The D electrode 51 and the circuit pattern 43a are formed.

【0044】次に、センサ基板43における中央孔53
にスリーブ55を圧入した後、このスリーブ55の上側
に上側スペーサ56を圧入するとともに、下側に下側ス
ペーサ57を圧入する。
Next, the central hole 53 in the sensor substrate 43.
After press-fitting the sleeve 55 into, the upper spacer 56 is press-fitted into the upper side of the sleeve 55, and the lower spacer 57 is press-fitted into the lower side.

【0045】次に、センサ基板43における孔44に取
付金具32を圧入した後、この取付金具32の上側から
上側スペーサ33を圧入するとともに、下側から下側ス
ペーサ35を圧入する。
Next, after the mounting member 32 is press-fitted into the hole 44 in the sensor substrate 43, the upper spacer 33 is press-fitted from the upper side of the mounting member 32 and the lower spacer 35 is press-fitted from the lower side.

【0046】次に、センサ基板43における孔45に取
付金具38を圧入した後、この取付金具38の上側から
上側スペーサ39を圧入するとともに、下側から下側ス
ペーサ41を圧入する。
Next, after the mounting member 38 is press-fitted into the hole 45 in the sensor substrate 43, the upper spacer 39 is press-fitted from the upper side of the mounting member 38 and the lower spacer 41 is press-fitted from the lower side.

【0047】次に、互いに連接された第1のストッパー
板34および第2のストッパー板40を第1のストッパ
ー板34が上側スペーサ33の上面に当接するととも
に、第3のストッパー板40が上側スペーサ39の上面
に当接するように載置する。
Next, the first stopper plate 34 and the second stopper plate 40 connected to each other are brought into contact with the upper surface of the upper spacer 33, and the third stopper plate 40 is connected to the upper spacer. It is placed so that it contacts the upper surface of 39.

【0048】このとき、上側ストッパー34aおよび上
側ストッパー40aを上側スペーサ33および上側スペ
ーサ39と、この上側スペーサ33および上側スペーサ
39と各々当接した第1のストッパー板34および第3
のストッパー板40とにより構成したため、上側スペー
サ33および上側スペーサ39の厚みにより、上側スト
ッパー34aおよび上側ストッパー40aとセンサ基板
43との間に間隙を設けることとなり、その結果、容易
にセンサ基板43の上方向の移動を規制する上側ストッ
パー34aおよび上側ストッパー40aを設けることが
できるという効果が得られるものである。
At this time, the upper stopper 34a and the upper stopper 40a are connected to the upper spacer 33 and the upper spacer 39, and the first stopper plate 34 and the third stopper 39 which are in contact with the upper spacer 33 and the upper spacer 39, respectively.
Since it is configured by the stopper plate 40 of FIG. 3, the thickness of the upper spacer 33 and the upper spacer 39 provides a gap between the upper stopper 34a and the upper stopper 40a and the sensor substrate 43. As a result, the sensor substrate 43 can be easily separated. The effect that the upper stopper 34a and the upper stopper 40a that restrict the upward movement can be provided is obtained.

【0049】最後に、互いに連接された第2のストッパ
ー板36および第4のストッパー板42を第2のストッ
パー板36が下側スペーサ35の下面に当接するととも
に、第4のストッパー板42が下側スペーサ41の下面
に当接するように下側から固着する。
Finally, the second stopper plate 36 and the fourth stopper plate 42 connected to each other are brought into contact with the lower surface of the lower spacer 35, and the fourth stopper plate 42 is lowered. The lower side of the side spacer 41 is fixed so as to come into contact with the lower surface of the side spacer 41.

【0050】このとき、下側ストッパー36aおよび下
側ストッパー42aを下側スペーサ35および下側スペ
ーサ41と、この下側スペーサ35および下側スペーサ
41と各々当接した第2のストッパー板36および第4
のストッパー板42とにより構成したため、下側スペー
サ35および下側スペーサ41の厚みにより、下側スト
ッパー36aおよび下側ストッパー42aとセンサ基板
43との間に間隙を設けることとなり、その結果、容易
にセンサ基板43の下方向の移動を規制する下側ストッ
パー36aおよび下側ストッパー42aを設けることが
できるという効果が得られるものである。
At this time, the lower stopper 36a and the lower stopper 42a are connected to the lower spacer 35 and the lower spacer 41, and the second stopper plate 36 and the second stopper plate 36 and the second spacer 41 which are in contact with the lower spacer 35 and the lower spacer 41, respectively. Four
Since it is configured with the stopper plate 42 of No. 3, the thickness of the lower spacer 35 and the lower spacer 41 provides a gap between the lower stopper 36a and the lower stopper 42a and the sensor substrate 43, and as a result, easily. The effect is that the lower stopper 36a and the lower stopper 42a for restricting the downward movement of the sensor substrate 43 can be provided.

【0051】以上のように構成された重量センサについ
て、次にその動作を説明する。
The operation of the weight sensor constructed as above will be described below.

【0052】検出部材54に上方より外力が作用する
と、この外力によりセンサ基板43が変形する。そし
て、センサ基板43の上面に設けた第1の歪検出素子4
7および第3の歪検出素子58に引張応力が加わり、第
1の歪検出素子47および第3の歪検出素子58の抵抗
値が大きくなるとともに、第2の歪検出素子48および
第4の歪検出素子52に圧縮応力が加わり、第2の歪検
出素子48および第4の歪検出素子52の抵抗値が小と
なる。そして、第1の歪検出素子47、第2の歪検出素
子48、第3の歪検出素子58および第4の歪検出素子
52によりブリッジ回路が構成されているため、第1の
出力電極49および第2の出力電極50から出力される
電位差により、検出部材54に加わる外力を検出するも
のである。
When an external force acts on the detecting member 54 from above, the sensor substrate 43 is deformed by this external force. Then, the first strain detection element 4 provided on the upper surface of the sensor substrate 43.
7 and the third strain detecting element 58 are subjected to tensile stress, the resistance values of the first strain detecting element 47 and the third strain detecting element 58 increase, and the second strain detecting element 48 and the fourth strain detecting element 58 increase. Compressive stress is applied to the detection element 52, and the resistance values of the second strain detection element 48 and the fourth strain detection element 52 become small. Since the first strain detecting element 47, the second strain detecting element 48, the third strain detecting element 58, and the fourth strain detecting element 52 form a bridge circuit, the first output electrode 49 and The external force applied to the detection member 54 is detected by the potential difference output from the second output electrode 50.

【0053】ここで、重量センサにおけるセンサ基板4
3にセンサ基板43の弾性域を越える外力が負荷される
場合を考えると、本発明の実施の形態2における重量セ
ンサにおいては、第1の固定部材31における上部に第
1のストッパー板34を設けて上側ストッパー34aと
するとともに、下部に第2のストッパー板36を設けて
下側ストッパー36aとし、さらに第2の固定部材37
における上部に第3のストッパー板40を設けて上側ス
トッパー40aとするとともに、下部に第4のストッパ
ー板42を設けて下側ストッパー42aとし、上側スト
ッパー34a、上側ストッパー40a、下側ストッパー
36aおよび下側ストッパー42aをセンサ基板43と
の間に間隙を設けるように検出部材54側に延出させて
センサ基板43の上下方向の移動を規制するストッパー
としたため、検出部材54にセンサ基板43の弾性域を
越える外力が加わるとセンサ基板43が上側ストッパー
34aおよび上側ストッパー40aあるいは下側ストッ
パー36aおよび下側ストッパー42aに当接すること
となり、その結果、センサ基板43が塑性変形すること
がないから、検出部材54の外力を除去した状態におい
てもセンサ基板43に残留歪が残ることがなくなり、こ
れにより、出力特性の安定した重量センサを提供するこ
とができるという効果が得られるものである。
Here, the sensor substrate 4 in the weight sensor
Considering a case where an external force exceeding the elastic range of the sensor substrate 43 is applied to 3, the weight sensor according to the second embodiment of the present invention is provided with the first stopper plate 34 on the upper portion of the first fixing member 31. As the upper stopper 34a, and also as a lower stopper 36a by providing a second stopper plate 36 on the lower portion, and further as a second fixing member 37.
The third stopper plate 40 is provided on the upper part of the upper stopper 40a, and the fourth stopper plate 42 is provided on the lower part of the lower stopper 42a. The upper stopper 34a, the upper stopper 40a, the lower stopper 36a and the lower stopper 36a Since the side stopper 42a is extended to the detection member 54 side so as to form a gap between the sensor substrate 43 and the sensor substrate 43 and serves as a stopper for restricting the vertical movement of the sensor substrate 43, the detection member 54 has an elastic region of the sensor substrate 43. When an external force exceeding the above is applied, the sensor substrate 43 comes into contact with the upper stopper 34a and the upper stopper 40a or the lower stopper 36a and the lower stopper 42a. As a result, the sensor substrate 43 is not plastically deformed. Even when the external force of 54 is removed, the sensor substrate 4 To eliminate that residual strain remains, thereby, in which there is an advantage that it is possible to provide a stable weight sensor output characteristics.

【0054】なお、本発明の実施の形態2における重量
センサにおいては、センサ基板43の上面に第1の歪検
出素子47、第2の歪検出素子48、第3の歪検出素子
58および第4の歪検出素子52を設ける構成とした
が、第2の歪検出素子48、第3の歪検出素子58およ
び第4の歪検出素子52のかわりにバイアス抵抗を設け
てブリッジ回路を構成しても同様の効果が得られるもの
である。
In the weight sensor according to the second embodiment of the present invention, the first strain detecting element 47, the second strain detecting element 48, the third strain detecting element 58 and the fourth strain detecting element 47 are provided on the upper surface of the sensor substrate 43. However, the bridge circuit may be configured by providing a bias resistor instead of the second strain detecting element 48, the third strain detecting element 58 and the fourth strain detecting element 52. The same effect can be obtained.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、固定部材
にセンサ基板との間に間隙を設けるように検出部材側に
延出させてセンサ基板の上下方向の移動を規制するスト
ッパーを設けたため、検出部材にセンサ基板の弾性域を
越える外力が加わるとセンサ基板がストッパーに当接す
ることとなり、センサ基板が塑性変形することがないか
ら、検出部材の外力を除去した状態においてもセンサ基
板に残留歪が残ることがなくなり、これにより、出力の
安定した重量センサを提供することができるという効果
を奏するものである。
As described above, according to the present invention, the fixing member is provided with the stopper that extends toward the detecting member so as to provide a gap between the fixing member and the sensor substrate and restricts the vertical movement of the sensor substrate. Therefore, if an external force exceeding the elastic range of the sensor substrate is applied to the detection member, the sensor substrate will contact the stopper, and the sensor substrate will not be plastically deformed.Therefore, even if the external force of the detection member is removed, The residual strain does not remain, and the weight sensor with stable output can be provided.

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

【図1】本発明の実施の形態1における重量センサの分
解斜視図
FIG. 1 is an exploded perspective view of a weight sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同斜視図FIG. 2 is a perspective view of the same.

【図3】同センサ基板の回路図FIG. 3 is a circuit diagram of the sensor board.

【図4】本発明の実施の形態2における重量センサの側
断面図
FIG. 4 is a side sectional view of a weight sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】同上面図FIG. 5 is a top view of the same.

【図6】同センサ基板の上面図FIG. 6 is a top view of the sensor substrate.

【図7】従来の重量センサの斜視図FIG. 7 is a perspective view of a conventional weight sensor.

【図8】同要部である回路図FIG. 8 is a circuit diagram of the main part of the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31,37 固定部材 13,23,34a,36a,40a,42a ストッ
パー 14,43 センサ基板 15,47,48,52,58 歪検出素子 16 バイアス抵抗 24,54 検出部材 33,35,39,41 スペーサ
11, 21, 31, 37 Fixing member 13, 23, 34a, 36a, 40a, 42a Stopper 14, 43 Sensor substrate 15, 47, 48, 52, 58 Strain detecting element 16 Bias resistance 24, 54 Detection member 33, 35, 39,41 spacer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定部材と、この固定部材に一端を固着
されるとともに上面に少なくとも1つの歪検出素子とこ
の歪検出素子と電気的に接続されたバイアス抵抗とから
なるブリッジ回路を設けたセンサ基板と、このセンサ基
板の他端に固着されるとともに上下方向に可動する検出
部材とを備え、前記固定部材にセンサ基板との間に間隙
を設けるように検出部材側に延出させてセンサ基板の上
下方向の移動を規制するストッパーを設けた重量セン
サ。
1. A sensor provided with a fixing member, and a bridge circuit having one end fixed to the fixing member and having at least one strain detecting element and a bias resistor electrically connected to the strain detecting element on the upper surface. The sensor substrate is provided with a substrate and a detection member that is fixed to the other end of the sensor substrate and is movable in the vertical direction, and extends toward the detection member side so that a gap is provided between the fixed member and the sensor substrate. A weight sensor with a stopper that regulates the vertical movement of the.
【請求項2】 ストッパーをセンサ基板の上側および下
側の双方に設けた請求項1に記載の重量センサ。
2. The weight sensor according to claim 1, wherein stoppers are provided on both the upper side and the lower side of the sensor substrate.
【請求項3】 第1の固定部材と、この第1の固定部材
と離間して設けた第2の固定部材と、一端が前記第1の
固定部材に固着されるとともに他端が第2の固定部材に
固着されかつ上面に少なくとも2つの歪検出素子からな
るブリッジ回路を設けたセンサ基板と、このセンサ基板
の略中央に固着された検出部材とを備え、前記第1の固
定部材および第2の固定部材にセンサ基板との間に間隙
を設けるように検出部材側に延出させてセンサ基板の上
下方向の移動を規制するストッパーを設けた重量セン
サ。
3. A first fixing member, a second fixing member provided apart from the first fixing member, one end fixed to the first fixing member and the other end second. The first fixing member and the second fixing member include a sensor substrate fixed to the fixing member and provided on the upper surface thereof with a bridge circuit including at least two strain detecting elements, and a detection member fixed to substantially the center of the sensor substrate. A weight sensor provided with a stopper that extends toward the detection member so as to provide a gap between the fixing member and the sensor substrate and restricts the vertical movement of the sensor substrate.
【請求項4】 ストッパーをセンサ基板に当接するスペ
ーサと、このスペーサと当接したストッパー板により構
成した請求項3に記載の重量センサ。
4. The weight sensor according to claim 3, wherein the stopper comprises a spacer that abuts against the sensor substrate, and a stopper plate that abuts against the spacer.
【請求項5】 第1の固定部材におけるストッパー板お
よび第2の固定部材におけるストッパー板を互いに連接
させた請求項4に記載の重量センサ。
5. The weight sensor according to claim 4, wherein the stopper plate of the first fixing member and the stopper plate of the second fixing member are connected to each other.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008002997A (en) * 2006-06-23 2008-01-10 Aisin Seiki Co Ltd Load detecting device and its method of making
WO2010087462A1 (en) 2009-01-29 2010-08-05 大日本住友製薬株式会社 Orally disintegrating tablet having inner core
US10927829B2 (en) 2015-02-16 2021-02-23 Pulsar Process Measurement Limited Pump monitoring method

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