【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電容量式荷重センサに係り、特に電子回路のうち少なくとも負荷された荷重に対応する静電容量の変化から荷重を算出する回路と電極板とを一体として構成した部材を用いた静電容量式荷重センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０及び図１１は従来の静電容量式秤の構成を示す。
ロバーバル機構５１の固定部５２には絶縁材５４を介して電極板（固定電極板）５３が設けられ、可動部５５にはやはり絶縁材５６を介して可動電極板５７が上記固定電極板５３に平行するよう配置されている。また、固定電極板５３及び可動電極板５７は、静電容量の変化を荷重に変換する回路を有する回路基板５８に対して線材５９ａ及び５９ｂを以て接続している。
【０００３】
この構成において、固定電極板５３と可動電極板５７はコンデンサとして構成されている。秤量皿５０に負荷された秤量物の荷重Ｗはロバーバル機構５１の可動部５５に伝達され、当該可動部５５に取り付けられた可動電極板５７を下方に平行移動させる。これにより上下に位置する固定電極板５３と可動電極板５７の間隙ｄが変化する。コンデンサ容量はこの間隙ｄに逆比例することを用いて上記基板５８に設けられた回路によりこのコンデンサ容量の変化を負荷された荷重Ｗに変換し、表示部６０に表示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
静電容量式の秤量装置では静電容量はその容量に対応する周波数に容易に変換できるため、直流式の増幅器やＡＤ変換を必要とせずに荷重の測定が可能であるため、演算回路も単純なもので済み、全体として秤量装置を安価に提供できるという利点がある。
【０００５】
上記利点を有する反面、下記の様な問題点も有しており、特にこの問題点を解決しないと、高精度の静電容量式秤量装置を提供することは実質的には極めて困難である。
【０００６】
先ず、図１０に示すにように、電極板５３、５７の配置部と静電容量を荷重に変換する回路を有する回路基板５８の取り付け場所が異なる。このため、
（ａ）それぞれの取り付け作業が必要となる。
（ｂ）回路と電極板５３、５７とを電気的に接続するため、はんだ付け等の線材５９ａ、５９ｂの取り付け作業を必要とする。
線材５９ａ、５９ｂを必要とすることにより更に次のうよな、秤の性能を左右する問題が生じる。
【０００７】
即ち、
（ｃ）線材の結合不良や、線材の配置が不安定で固定が十分でないと線材に浮遊容量が発生し、この浮遊容量により回路部における荷重の演算が不正確となったり、極端な場合には測定不能となる。即ち、線材の長さや固定位置の相違により、浮遊容量そのものにもばらつきが生じるので、荷重の負荷に対応して変化する静電容量の変化を、予め許容された誤差の範囲で測定するためには線材の長さ、線材固定位置の調整、はんだ付けの均一性等、微妙な調整が要求される。またこのような微妙な調整が行われても、経時的にその調整状態が変化し測定結果の信頼性が低下する虞がある。
【０００８】
静電容量式荷重センサは、例えば実開平１−１７３６４３号、特開平４−３０３７１５号をはじめとしてかなりの数の発明、考案が提案されているが、これら各発明、考案においても各電極板と基板部とが別部品として構成され、両者が線材を介して電気的に接続されている点に相違はなく、従って線材を用いることよる上記問題点は解消されないままとなっている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点に鑑み構成されたものであり、各電極板と、各電極板の静電容量から荷重を演算する回路との間を接続する線材を全廃可能に、或いは少なくともその線材の設置本数を低減することが可能な静電容量式センサの構成部材及を形成し、かつこの部材を用いることを特徴とする静電容量式センサである。
【００１０】
即ち、本発明は、静電容量式センサにおいて、平行に配置された電極板のうち、秤量装置の電子回路の中で、少なくとも静電容量を荷重に関する電気信号に変換する回路と一方の電極板とを同一の基板に設けることにより電極板と当該回路とを一体的な部材として構成し、かつ当該電極板と回路とを導電パターンで電気的に接続するよう構成した部材を形成し、この部材をロバーバル機構に組み込むことにより構成した静電容量式荷重センサであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の態様】
固定電極板と可動電極板とを平行に配置し、この二つの電極板のうち一方の電極板を所定の基板と一体化して形成する。この基板には、電子回路のうち少なくとも両電極板間の静電容量の変化を荷重に関する電気信号に変換する発振回路（以下、実施例も含めて「静電容量−荷重変換回路」とする）が形成され、かつこの静電容量−荷重変換回路と電極板とはこの基板の導電パターンと電気的に接続されている。以下実施例も含めて電極板と回路が一体となった基板を「電極・回路部材」とする。
【００１２】
例えばロバーバル機構のうち、可動部側には従来と同じ構成の電極板が設けられている。一方、当該電極・回路部材に設けられた電極板と前記固定部側に設けられた電極板とが対向しかつ平行に位置するよう、電極・回路部材が当該ロバーバル機構の固定部側に設けられている。
【００１３】
ロバーバル機構の可動部に設けられた電極板（可動電極板）は絶縁部材を介さずロバーバル機構に取り付けられることによりロバーバル機構と電気的に接続（アース）している構成の場合には、このロバーバル機構を介して電極・回路部材内の回路と前記可動電極板とが電気的に接続される。これにより、可動電極板側の電位をゼロとし、かつ電極・回路部材の電極板に一定電位を与えることにより両電極板に電位差を設ける。この設定であれば、電極・回路部材は勿論、可動電極板側にも線材の接続は全く不要となり、線材を設けたことよる前記問題点をほぼ完全に解消することができる。但し、この場合、可動電極板側の電位はゼロで変化しないため、静電容量−荷重変換回路としてはＣＲ発振回路（マルチバイブレータ）は使用できないので、ＬＣ発振回路（コルピッツ発振回路）を用いることになる。
【００１４】
また可動電極板をロバーバル機構から電気的に絶縁する場合には、可動電極板と電極・回路部材内の前記静電容量−荷重変換回路とは線材で電気的に接続する必要が生じる。しかし、取り付けられる線材は一本であるため、この線材の有する浮遊容量の影響は受けるが、二本の線材の浮遊容量のばらつきによる影響は避けることができる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参考に説明する。
図１および図２は本発明の構成を概念的に示している。符号１は電極・回路部材であって、図２（Ａ）の如く基板１ａに対して電極板２、電子回路として静電容量−荷重変換回路３が形成されている。なお電極板２及び静電容量−荷重変換回路３は通電部４を介して電気的に接続している。符号５ａ、５ｂは後述するロバーバル機構に対して電極・回路部材１を取り付けるための取付部であって、図示の構成では両取付部のうち、取付部５ａは通電部６により静電容量−荷重変換回路３と電気的に接続している。同（Ｂ）は（Ａ）に示す構成の変形例である。この例では、電極板２は基板１ａから突出して配置され、電極板取り付け部５ｃにより基板１ａ側に固定された構成となっている。この構成の場合、電極板２は別部品として基板１ａに対して取り付ける必要があるため、取り付け部５ｃには、例えば導電パターンのあるビス穴が形成され、同基板１ａと電極板２とはこのビス穴を通して導電性接続部品により基板１ａに取り付けられる。
【００１６】
７は、荷重測定装置として必要な他の演算及び制御を行う回路であって、例えば静電容量−荷重変換回路３から出力された計量値信号を、表示部８に数字として出力したり、或いは風袋引き等秤量装置としての各種設定を行う回路である。なお、図示の構成において、静電容量−荷重変換回路３のみでなく、符号７で示す他の回路も含めて秤量装置としての回路の全てを基板１ａに形成するよう構成することも可能である。
【００１７】
図１は図２に示す電極・回路部材１を設けた静電容量式センサの全体構成を示す。符号９は一体型に形成されたロバーバル機構であって、９ａは当該ロバーバル機構の固定部側を、９ｂは可動部側を示している。
【００１８】
符号１０は取付部材であって、この取付部材１０のうち、電極・回路部材１の導電性取付部５ａに接続する取付部材１０は導電性を有する取付部材であって、この導電性の取付部材１０により電極・回路部材１は電極板２がロバーバル機構側に対向する状態で当該ロバーバル機構９に固定されると共に、当該電極・回路部材１の静電容量−荷重変換回路３はこのロバーバル機構９に対して電気的に接続される。
【００１９】
１２は前記電極・回路部材１の電極板２に対して平行で、かつ電極板２に対向位置するよう配置された電極板であって、ロバーバル機構９の可動部９ｂ側に対して導電性取付部材１１により取り付けられている。従って当該電極板１２はロバーバル機構９を介して前記電極・回路部材１の静電容量−荷重変換回路３と電気的に接続することになる。また上記の構成では電極・回路部材１がロバーバル機構の固定部９ｂに取り付けられることにより電極板２が固定電極板として、また前記電極板１２は当該ロバーバル機構９の可動部９ｂ側に取付られることにより可動電極板として機能することになる。
【００２０】
但し、上記の構成は本発明において必須の構成ではなく、ロバーバル機構９の可動部９ｂ側に電極・回路部材１を取り付け、かつ電極板１２を固定部９ａ側に取り付けることにより電極板２を可動電極板とし、かつ前記電極板１２を固定電極板とするよう構成することも可能である。
【００２１】
なお、以上の構成において、静電容量−荷重変換回路３以外の他の回路７を図２の如く電極・回路部材１以外の部分に配置する場合には、この静電容量−荷重変換回路３と前記回路７とは線材を用いて結線する必要があるが、この線材は静電容量−荷重変換回路３から出力される計量値信号を出力するためのものであり、電極板から当該静電容量−荷重変換回路３に対して静電容量の変化を出力するものではないので、上記結線を行っても線材の浮遊容量による測定精度の低下は生じない。また前記回路７を電極・回路部材１に組み込んだ場合でも、表示部に対する出力等のため線材による結線が必要であるが、この場合も同様の理由により測定精度低下の問題は生じない。
【００２２】
次に、電極板１２は前述のとおり導電性取り付け部材１１及びロバーバル機構を介して電極・回路部材１の静電容量−荷重変換回路３と電気的に接続している。
【００２３】
図３は上述の電極・回路部材１を、図８に示すロバーバル機構の固定部５２側に設けた状態を具体的に示している。電極板２及び静電容量−荷重変換回路３を有する電極・回路部材１は符号１Ａの状態から１８０度反転させて（符号１Ｂ）、これら電極板２及び静電容量−荷重変換回路３が下向きになり、ロバーバル機構の可動部５５に対向位置する状態で前記固定部５２に固定され（符号１Ｃ）、当該電極板２は固定電極板として機能する。一方可動部５５には可動電極板として電極板１２が取り付けられ、全体として静電容量センサが構成され、静電容量−荷重変換回路３の計量信号はコード１３を介して他の回路に出力される。
【００２４】
図４及び図５は本発明の第２の実施例を示す。
図示の構成は本願出願人が特願２００２−３１９２７０号として別途提案中の組立型ロバーバル機構に対して上記電極・回路部材１を用いた構成を示している
【００２５】
この組立型ロバーバル機構は、上部副桿構成部材１４、下部副桿構成部材１５、これら上下の副桿構成部材１４、１５の間に介在配置されるブロック部材３３、３４から構成されている。１６は下部副桿構成部材１５の一部を成す電極板取付部であって、この電極板取付部１６に対して電極１７が下部副桿構成部材１５に対して電気的に接続している（図５参照）。なお、この構成の他に、特別に電極板を取り付けず、この電極板取付部１６自体を電極板として利用することも可能である。図示の構成では前記ブロック部材３３側をロバーバル機構の可動側とすることにより、この電極板取付部１６の電極板１７が可動電極板として機能するよう構成されている。
【００２６】
次に下部電極板１５の固定ブロック３４の取付側には電極・回路部材取付座１８ａ、１８ｂが設けられ、図６に示す電極・回路部材１９が電極板２０の形成面を前記可動電極板１７に対向位置させるようにして前記電極・回路部材取付座１８ａ、１８ｂに差し渡し固定されている。
【００２７】
電極・回路部材１９の構成及びその取付状態をより詳しく説明すると、図６において静電容量−荷重変換回路２１は通電部２２を介して電極板２０に対し電気的に接続している。符号２４ａ、２４ｂ、２４ｃはビス穴であって、前記下部副桿構成部材の電極・回路部材取付座１８ａ及び１８ｂのビス穴２５ａ、２５ｂ、２５ｃにそれぞれ対応する位置に開口形成されてる。
【００２８】
電極・回路部材１９のビス穴のうち少なくとも一つは下部副桿構成部材１５と電気的に接続するよう電気的な導通部（導電部３６））が形成されかつこの導電部２６と前記静電容量−荷重変換回路２１とは通電部２３を介して電気的に接続している。この構成により、組立型ロバーバル機構を介して前記可動電極板１７と、静電容量−荷重変換回路２１とは電気的に接続する。電極・回路部材１９の電極板２０と、可動電極板１７とにより負荷された荷重Ｗに対応する静電容量を、静電容量−荷重変換回路２１において計測する。
【００２９】
図７は図６に示す電極・回路部材の変形例を示す。この例では電極板２０は電極・回路部材１９から一部外部に展出して構成されている。静電容量式荷重センサの構成によっては電極・回路部材１９の取付位置の制約等により、このように電極板２０を電極・回路部材１９の外部に展出した方が便利な場合も生じる。
【００３０】
図８は電極・回路部材の更に別の構成例を示す。
符号２７は電極・回路部材であって、同部材を構成する基板の一方の面に電極板２８が形成され、かつこの電極板２８の形成面の裏面に静電容量−荷重変換回路２９等の電気回路が形成されている構成を示す。因みに電極・回路部材２７の表裏にそれぞれ形成された電極板２８と回路２９とは当然のことながら電気的に接続されている。なお、図は電極板と回路との配置状態を概念的に示しており、電極・回路部材２７取付用のビス穴及びビス穴を介した通電部等は示されていない。
【００３１】
図９の構成は、電極・回路部材３０が平面３０ａと３０ｂとの二つから形成されており、一方の平面３０ａに電極板３１が、また他方の平面３０ｂに静電容量−荷重変換回路等の電子回路３２が形成された構成となっている。この構成では電極板配置空間と回路配置空間とが平面３０ｂにより仕切られた別空間となるため、電極板配置部における回路３２からの発熱の影響を大幅に低減することができる。なお、ビス穴等当該電極・回路部材の取付部は前記構成と同様図示されてはいない。
【００３２】
【発明の効果】
以上本発明を具体的に説明したように、静電容量式荷重センサにおいて、対向位置する電極板のうち一方の電極板と、静電容量−荷重変換回路若しくはこの回路を含む電子回路を電極・回路部材として一体的に形成し、かつ電極・回路部材をロバーバル機構に組み込むよう構成されているので、電極板と静電容量−荷重変換回路とを接続する線材が不要となり、当該線材の浮遊容量による荷重測定精度の低下を防止することが可能となると共に、荷重伝達機構であるロバーバル機構が荷重測定機構としても作用するため秤量装置全体の部品点数も減少させることが可能となる。
【００３３】
また、従来この浮遊容量を最小限に抑えるため、線材の取り付けには細心の注意と熟練を要していたが、本発明の構成では一体部品である電極・回路部材を所定のロバーバル機構に取り付けるだけで高精度の静電容量式荷重センサの製造が可能となり、センサの高精度化を実現しながら前記した部品点数の低減及び組立工数の減少等により生産性の向上及びコストダウンも同時に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す静電容量式荷重センサの側面図である。
【図２】（Ａ）は図１に示す静電容量式荷重センサに取り付けられている電極・回路部材の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の構成の変形例を示す電極・回路部材の平面図である。
【図３】電極・回路部材の取り付け状態を示す斜視図である。
【図４】組立式ロバーバル機構の分割斜視図であって、当該組立式ロバーバル機構に対する電極・回路部材の取り付け状態を示す図である。
【図５】図４に示す組立式ロバーバル機構の断面図である。
【図６】図４及び図５に示す組立式ロバーバル機構に取り付けられる電極・回路部材の平面図である。
【図７】電極板の一部が基板から一部突出した構成き電極・回路部材の斜視図である。
【図８】電極・回路部材の別の構成例を示す電極・回路部材の斜視図である。
【図９】電極・回路部材の更に別の構成例を示す電極・回路部材の斜視図である。
【図１０】静電容量式荷重センサの従来構成を示す当該センサの側面図てある。
【図１１】図１０に示す静電容量式荷重センサにおける電極板の取り付け状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 電極・回路部材
２ （電極・回路部材側の）電極板
３ 静電容量−荷重変換回路
４、６ 通電部
９ ロバーバル機構
９ａ （ロバーバル機構の）固定部
９ｂ （ロバーバル機構の）可動部
１０、１１ 導電性取付部材
１２ 電極板
１４ 上部副桿構成部材
１５ 下部副桿構成部材
１６ 電極板取付部
１７ 電極板
１８ａ、１８ｂ 電極・回路部材取付座
１９ 電極・回路部材
２０ 電極板
２１ 静電容量−荷重変換回路
２６ 導電部
２７ 電極・回路部材
２８ 電極板
２９ 電子回路（静電容量−荷重変換回路）
３０ 電極・回路部材
３０ａ 電極・回路部材の第１の面
３０ｂ 電極・回路部材の第２の面
３１ 電極板
３２ 電子回路（静電容量−荷重変換回路）
３３ ブロック部材（可動側）
３４ ブロック部材（固定側）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacitive load sensor, and more particularly, to a static load using a member in which an electrode circuit and a circuit for calculating a load from a change in capacitance corresponding to at least a loaded load in an electronic circuit are integrated. The present invention relates to a capacitance type load sensor.
[0002]
[Prior art]
10 and 11 show a configuration of a conventional capacitance-type weigher.
An electrode plate (fixed electrode plate) 53 is provided on a fixed portion 52 of the roberval mechanism 51 via an insulating material 54, and a movable electrode plate 57 is also attached to the fixed electrode plate 53 on the movable portion 55 via an insulating material 56. They are arranged in parallel. The fixed electrode plate 53 and the movable electrode plate 57 are connected to a circuit board 58 having a circuit for converting a change in capacitance into a load by wires 59a and 59b.
[0003]
In this configuration, the fixed electrode plate 53 and the movable electrode plate 57 are configured as capacitors. The load W of the weighing object applied to the weighing pan 50 is transmitted to the movable portion 55 of the roberval mechanism 51, and moves the movable electrode plate 57 attached to the movable portion 55 downward in parallel. Thereby, the gap d between the fixed electrode plate 53 and the movable electrode plate 57 located above and below changes. By using the fact that the capacitance of the capacitor is inversely proportional to the gap d, a change in the capacitance of the capacitor is converted into the applied load W by a circuit provided on the substrate 58 and displayed on the display unit 60.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Since the capacitance type weighing device can easily convert the capacitance to the frequency corresponding to the capacitance, the load can be measured without the need for a DC type amplifier or AD conversion. And there is an advantage that the weighing device can be provided at a low cost as a whole.
[0005]
While having the above advantages, it also has the following problems. Unless these problems are solved, it is practically extremely difficult to provide a high-precision capacitive weighing device.
[0006]
First, as shown in FIG. 10, the arrangement portions of the electrode plates 53 and 57 and the mounting location of a circuit board 58 having a circuit for converting capacitance into a load are different. For this reason,
(A) Each mounting operation is required.
(B) In order to electrically connect the circuit and the electrode plates 53 and 57, it is necessary to attach wires 59a and 59b by soldering or the like.
The necessity of the wires 59a and 59b causes the following problem that further affects the performance of the balance.
[0007]
That is,
(C) If the wire is not properly connected or if the wire arrangement is unstable and the fixing is not sufficient, stray capacitance will be generated in the wire, and this stray capacitance will make the calculation of the load in the circuit part inaccurate or extreme. Cannot be measured. That is, since the stray capacitance itself varies due to the difference in the wire length and the fixed position, the change in the capacitance that changes in response to the load is measured in a range of an allowable error. Requires fine adjustments such as adjustment of wire length, wire fixing position, and uniformity of soldering. Even if such fine adjustment is performed, the adjustment state may change over time, and the reliability of the measurement result may be reduced.
[0008]
A large number of inventions and devices have been proposed for the capacitive load sensor, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-173643 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-303715. There is no difference in that the substrate and the substrate are configured as separate components, and both are electrically connected via wires, so that the above-mentioned problems caused by using wires remain unresolved.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a wire connecting between each electrode plate and a circuit that calculates a load from the capacitance of each electrode plate can be completely eliminated, or at least the wire can be used. A capacitance sensor is characterized by forming constituent members of a capacitance type sensor capable of reducing the number of devices to be installed and using this member.
[0010]
That is, according to the present invention, in the capacitance type sensor, among the electrode plates arranged in parallel, in the electronic circuit of the weighing device, at least the circuit for converting at least the capacitance to an electric signal related to the load and one of the electrode plates Are provided on the same substrate to form an electrode plate and the circuit as an integral member, and a member configured to electrically connect the electrode plate and the circuit by a conductive pattern is formed. Is a capacitance type load sensor constituted by incorporating the above into a Roberval mechanism.
[0011]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
The fixed electrode plate and the movable electrode plate are arranged in parallel, and one of the two electrode plates is formed integrally with a predetermined substrate. An oscillation circuit for converting a change in the capacitance between at least both electrode plates of the electronic circuit into an electric signal related to the load (hereinafter, referred to as a “capacitance-load conversion circuit including the embodiments”) is provided on the substrate. Is formed, and the capacitance-load conversion circuit and the electrode plate are electrically connected to the conductive pattern of the substrate. Hereinafter, the substrate in which the electrode plate and the circuit are integrated including the embodiment is referred to as “electrode / circuit member”.
[0012]
For example, in the roberval mechanism, an electrode plate having the same configuration as the conventional one is provided on the movable portion side. On the other hand, the electrode / circuit member is provided on the fixed portion side of the roberval mechanism such that the electrode plate provided on the electrode / circuit member and the electrode plate provided on the fixed portion side face and are parallel to each other. ing.
[0013]
In the case where the electrode plate (movable electrode plate) provided in the movable part of the roberval mechanism is electrically connected (grounded) to the roberval mechanism by being attached to the roberval mechanism without the interposition of an insulating member, A circuit in the electrode / circuit member and the movable electrode plate are electrically connected via a mechanism. Thus, the potential on the movable electrode plate side is set to zero, and a constant potential is applied to the electrode plates of the electrodes and circuit members, thereby providing a potential difference between the two electrode plates. With this setting, it is not necessary to connect a wire to the movable electrode plate as well as to the electrodes and circuit members, and the above-described problem caused by providing the wire can be almost completely solved. However, in this case, since the potential on the movable electrode plate side is zero and does not change, a CR oscillation circuit (multivibrator) cannot be used as the capacitance-load conversion circuit. Therefore, use an LC oscillation circuit (Colpitts oscillation circuit). become.
[0014]
When the movable electrode plate is electrically insulated from the roberval mechanism, it is necessary to electrically connect the movable electrode plate and the capacitance-load conversion circuit in the electrode / circuit member with a wire. However, since only one wire is attached, the stray capacitance of this wire is affected, but the effect of the variation in stray capacitance of the two wires can be avoided.
[0015]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 conceptually show the configuration of the present invention. Reference numeral 1 denotes an electrode / circuit member. As shown in FIG. 2A, an electrode plate 2 is formed on a substrate 1a, and a capacitance-load conversion circuit 3 is formed as an electronic circuit. Note that the electrode plate 2 and the capacitance-load conversion circuit 3 are electrically connected to each other via the current supply unit 4. Reference numerals 5a and 5b denote attachment portions for attaching the electrode / circuit member 1 to a later-described roberval mechanism. In the configuration shown in the drawing, the attachment portion 5a of the two attachment portions has a capacitance-load It is electrically connected to the conversion circuit 3. (B) is a modification of the configuration shown in (A). In this example, the electrode plate 2 is arranged so as to protrude from the substrate 1a, and is fixed to the substrate 1a side by an electrode plate attaching portion 5c. In this configuration, since the electrode plate 2 needs to be attached to the substrate 1a as a separate component, a screw hole having, for example, a conductive pattern is formed in the attachment portion 5c, and the substrate 1a and the electrode plate 2 It is attached to the board 1a by a conductive connection component through a screw hole.
[0016]
Reference numeral 7 denotes a circuit that performs other calculations and controls required as a load measuring device. For example, the weighing value signal output from the capacitance-load conversion circuit 3 is output as a number to the display unit 8, or This is a circuit for performing various settings as a weighing device such as taring. In the illustrated configuration, not only the capacitance-load conversion circuit 3 but also all circuits as a weighing device, including other circuits indicated by reference numeral 7, may be formed on the substrate 1a. .
[0017]
FIG. 1 shows an overall configuration of a capacitance type sensor provided with the electrode / circuit member 1 shown in FIG. Reference numeral 9 denotes an integrated roberval mechanism, 9a denotes a fixed part side of the roberval mechanism, and 9b denotes a movable part side.
[0018]
Reference numeral 10 denotes a mounting member. Of the mounting members 10, the mounting member 10 connected to the conductive mounting portion 5a of the electrode / circuit member 1 is a conductive mounting member. The electrode / circuit member 1 is fixed to the roberval mechanism 9 by the electrode plate 2 with the electrode plate 2 facing the roberval mechanism side, and the capacitance-load conversion circuit 3 of the electrode / circuit member 1 is connected to the roberval mechanism 9. Is electrically connected to
[0019]
Reference numeral 12 denotes an electrode plate which is arranged in parallel with the electrode plate 2 of the electrode / circuit member 1 and opposed to the electrode plate 2, and is electrically conductively mounted on the movable portion 9b side of the roberval mechanism 9. It is attached by a member 11. Therefore, the electrode plate 12 is electrically connected to the capacitance-load conversion circuit 3 of the electrode / circuit member 1 via the roberval mechanism 9. Further, in the above configuration, the electrode / circuit member 1 is attached to the fixed portion 9b of the Roberval mechanism, so that the electrode plate 2 is used as a fixed electrode plate, and the electrode plate 12 is attached to the movable portion 9b side of the Roberval mechanism 9. Thereby, it functions as a movable electrode plate.
[0020]
However, the above configuration is not essential in the present invention, and the electrode plate 2 is movable by attaching the electrode / circuit member 1 to the movable portion 9b side of the roberval mechanism 9 and attaching the electrode plate 12 to the fixed portion 9a side. An electrode plate and the electrode plate 12 may be configured as a fixed electrode plate.
[0021]
In the above configuration, when a circuit 7 other than the capacitance-load conversion circuit 3 is arranged in a portion other than the electrode / circuit member 1 as shown in FIG. And the circuit 7 need to be connected using a wire. This wire is for outputting a weighing value signal output from the capacitance-load conversion circuit 3, and the electrostatic force is output from the electrode plate. Since the change in the capacitance is not output to the capacitance-load conversion circuit 3, even if the above connection is made, the measurement accuracy does not decrease due to the stray capacitance of the wire. Further, even when the circuit 7 is incorporated in the electrode / circuit member 1, it is necessary to connect the wires with wires for output to the display unit or the like. However, in this case, there is no problem of lowering the measurement accuracy for the same reason.
[0022]
Next, the electrode plate 12 is electrically connected to the capacitance-load conversion circuit 3 of the electrode / circuit member 1 via the conductive mounting member 11 and the Roberval mechanism as described above.
[0023]
FIG. 3 specifically shows a state in which the above-described electrode / circuit member 1 is provided on the fixed portion 52 side of the roberval mechanism shown in FIG. The electrode / circuit member 1 having the electrode plate 2 and the capacitance-load conversion circuit 3 is inverted by 180 degrees from the state of reference numeral 1A (reference numeral 1B), and the electrode plate 2 and the capacitance-load conversion circuit 3 face downward. The electrode plate 2 is fixed to the fixed portion 52 in a state facing the movable portion 55 of the Roberval mechanism (reference numeral 1C), and the electrode plate 2 functions as a fixed electrode plate. On the other hand, the electrode plate 12 is attached to the movable portion 55 as a movable electrode plate, and a capacitance sensor is constituted as a whole. The weighing signal of the capacitance-load conversion circuit 3 is output to another circuit via the code 13. You.
[0024]
4 and 5 show a second embodiment of the present invention.
The configuration shown in the drawing shows a configuration using the electrode / circuit member 1 for an assembling-type roberval mechanism separately proposed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 2002-319270.
This assembly type roberval mechanism includes an upper sub-rod component 14, a lower sub-rod component 15, and block members 33, 34 interposed between the upper and lower sub-rod components 14, 15. Reference numeral 16 denotes an electrode plate mounting portion which forms a part of the lower sub-rod component 15, and an electrode 17 is electrically connected to the electrode plate mounting portion 16 with the lower sub-rod component 15 ( (See FIG. 5). In addition to this configuration, it is also possible to use the electrode plate mounting portion 16 itself as the electrode plate without specially mounting the electrode plate. In the configuration shown in the drawing, the block member 33 side is set as the movable side of the roberval mechanism, so that the electrode plate 17 of the electrode plate mounting portion 16 functions as a movable electrode plate.
[0026]
Next, the electrode / circuit member mounting seats 18a and 18b are provided on the lower electrode plate 15 on the side where the fixed block 34 is mounted, and the electrode / circuit member 19 shown in FIG. And is fixed across the electrode / circuit member mounting seats 18a and 18b so as to face the electrode.
[0027]
The configuration of the electrode / circuit member 19 and its mounting state will be described in more detail. In FIG. 6, the capacitance-load conversion circuit 21 is electrically connected to the electrode plate 20 via the conducting section 22. Reference numerals 24a, 24b, and 24c denote screw holes, which are formed at positions corresponding to the screw holes 25a, 25b, and 25c of the electrode / circuit member mounting seats 18a and 18b of the lower sub-rod constituent member.
[0028]
At least one of the screw holes of the electrode / circuit member 19 is formed with an electrically conductive portion (conductive portion 36) so as to be electrically connected to the lower sub-rod constituting member 15. The capacitance-load conversion circuit 21 is electrically connected to the capacitance-load conversion circuit 21 via the power supply unit 23. With this configuration, the movable electrode plate 17 is electrically connected to the capacitance-load conversion circuit 21 via the assembly type Roberval mechanism. The capacitance corresponding to the load W applied by the electrode plate 20 of the electrode / circuit member 19 and the movable electrode plate 17 is measured by the capacitance-load conversion circuit 21.
[0029]
FIG. 7 shows a modification of the electrode / circuit member shown in FIG. In this example, the electrode plate 20 is configured so as to extend partially outside from the electrode / circuit member 19. Depending on the configuration of the capacitance type load sensor, it may be more convenient to extend the electrode plate 20 outside the electrode / circuit member 19 due to restrictions on the mounting position of the electrode / circuit member 19 and the like.
[0030]
FIG. 8 shows still another configuration example of the electrode / circuit member.
Reference numeral 27 denotes an electrode / circuit member. An electrode plate 28 is formed on one surface of a substrate constituting the member, and a capacitance-load conversion circuit 29 and the like are provided on the back surface of the surface on which the electrode plate 28 is formed. 1 shows a configuration in which an electric circuit is formed. Incidentally, the electrode plate 28 formed on the front and back of the electrode / circuit member 27 and the circuit 29 are, of course, electrically connected. It should be noted that the drawing conceptually shows the arrangement of the electrode plate and the circuit, and does not show screw holes for mounting the electrode / circuit member 27, and current-carrying parts via the screw holes.
[0031]
In the configuration of FIG. 9, the electrode / circuit member 30 is formed from two planes 30a and 30b, the electrode plate 31 is arranged on one plane 30a, and the capacitance-load conversion circuit and the like are arranged on the other plane 30b. Electronic circuit 32 is formed. In this configuration, the space for disposing the electrode plate and the space for disposing the circuit are separate spaces separated by the plane 30b, so that the influence of heat generated from the circuit 32 in the electrode plate disposition portion can be greatly reduced. The mounting portions of the electrodes and circuit members, such as screw holes, are not shown as in the above configuration.
[0032]
【The invention's effect】
As specifically described above, in the capacitance-type load sensor, one of the electrode plates facing each other and the capacitance-load conversion circuit or an electronic circuit including this circuit are connected to the electrodes. Since the electrode and the circuit member are integrally formed as a circuit member and the electrode and the circuit member are incorporated in the robarbal mechanism, a wire connecting the electrode plate and the capacitance-load conversion circuit is not required, and the stray capacitance of the wire is eliminated. In addition to the above, it is possible to prevent a decrease in load measurement accuracy due to the above, and it is also possible to reduce the number of parts of the entire weighing device because the Robarbal mechanism, which is a load transmission mechanism, also functions as a load measurement mechanism.
[0033]
Conventionally, in order to minimize the stray capacitance, it has been necessary to pay close attention and skill to attach the wire, but in the configuration of the present invention, the electrode / circuit member, which is an integral part, is attached to a predetermined roberval mechanism. Alone, it is possible to manufacture a high-precision capacitive load sensor. At the same time, it is possible to improve productivity and reduce costs by reducing the number of parts and reducing the number of assembly steps while realizing high accuracy of the sensor. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a capacitive load sensor according to a first embodiment of the present invention.
2 (A) is a plan view of an electrode / circuit member attached to the capacitance type load sensor shown in FIG. 1, and FIG. 2 (B) is a modification of the electrode / circuit member shown in FIG. It is a top view.
FIG. 3 is a perspective view showing an attached state of electrodes and circuit members.
FIG. 4 is a divided perspective view of the assembled roberval mechanism, showing a state where electrodes and circuit members are attached to the assembled robarbal mechanism.
FIG. 5 is a sectional view of the assembled roberval mechanism shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a plan view of electrodes and circuit members attached to the assembled roberval mechanism shown in FIGS. 4 and 5;
FIG. 7 is a perspective view of an electrode / circuit member having a configuration in which a part of an electrode plate partially protrudes from a substrate.
FIG. 8 is a perspective view of an electrode / circuit member showing another configuration example of the electrode / circuit member.
FIG. 9 is a perspective view of an electrode / circuit member showing still another configuration example of the electrode / circuit member.
FIG. 10 is a side view of the capacitance type load sensor, showing a conventional configuration of the sensor.
11 is a perspective view showing an attached state of an electrode plate in the capacitive load sensor shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode / circuit member 2 Electrode plate (on electrode / circuit member side) 3 Capacitance-load conversion circuit 4, 6 Current supply part 9 Roberval mechanism 9a Fixed part 9b (of Roberval mechanism) Movable part 10 (of Roberval mechanism) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Conductive mounting member 12 Electrode plate 14 Upper sub-rod constituent member 15 Lower sub-rod constituent member 16 Electrode plate mounting portion 17 Electrode plates 18a, 18b Electrode / circuit member mounting seat 19 Electrode / circuit member 20 Electrode plate 21 Electrode capacity Load conversion circuit 26 Conductive part 27 Electrode / circuit member 28 Electrode plate 29 Electronic circuit (capacitance-load conversion circuit)
Reference Signs List 30 electrode / circuit member 30a electrode / circuit member first surface 30b electrode / circuit member second surface 31 electrode plate 32 electronic circuit (capacitance-load conversion circuit)
33 Block member (movable side)
34 Block member (fixed side)
