JP2013250161A - 荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高感度な荷重検出装置を提供する。
【解決手段】荷重検出装置１００は、筒状の周壁部１１と、当該周壁部１１と同軸上に貫通孔１６が形成され、周壁部１１が載置される載置面４０との間に隙間を有して周壁部１１の内周面１２に支持された円板状の円板状部１５と、少なくとも貫通孔１６に対向する側の形状が貫通孔１６の内径よりも大きい直径を有する球形状で形成されると共に貫通孔１６に載置され、検出対象の荷重が入力される荷重入力部２０と、貫通孔１６に対して点対称となるように円板状部１５に配設され、荷重入力部２０に入力される荷重に応じた歪みを検出するセンサ３０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両に備えられる各種装置に入力される荷重を検出する荷重検出装置に関する。

従来、このような荷重検出装置に係る技術として下記に出展を示す特許文献１及び２に記載のものがある。

特許文献１に記載のダイヤフラム型荷重検出センサは、設置部に対して取り付けられる固定部と、固定部の中心に検出対象の荷重が加えられる凸状の加重部を有する起歪部と、当該起歪部に配設された歪ゲージとを備えて構成される。歪ゲージは起歪部に対して加重部の中心軸から一定の距離で均等に略全周に亘って配設され、固定部は設置部に対して固定ネジを用いて締結固定される。

特許文献２に記載の荷重センサは、歪検出素子が載置され、歪みに応じて変形する中央に穴を有するベースと、当該ベースに支持され、荷重の入力部となる球体とを備えて構成される。

特開２００４−１５６９３８号公報 特開２００６−１９４７０９号公報

特許文献１に記載の技術では、起歪部の中央部に凸状の加重部が形成されているので当該加重部に応力が集中し、荷重が加えられた際に、起歪部の径方向外側の部位に生じる圧縮歪みよりも加重部近傍に生じる引張歪みの方が大きくなる。このため、起歪部に生じる引張歪みと圧縮歪みとの大きさがアンバランスとなり、高感度化が容易ではない。

また、特許文献２に記載の技術では、歪検出素子が設置されるベースが、直接、載置面に設置されている。したがって、ベースには圧縮力しか作用せず、球体に入力された荷重が小さい場合には、歪検出素子が歪み難くなり、検出感度が低くなる。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、高感度な荷重検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る荷重検出装置の特徴構成は、
筒状の周壁部と、
前記周壁部と同軸上に貫通孔が形成され、前記周壁部が載置される載置面との間に隙間を有して前記周壁部の内周面に支持された円板状の円板状部と、
少なくとも前記貫通孔に対向する側の形状が前記貫通孔の内径よりも大きい直径を有する球形状で形成されると共に前記貫通孔に載置され、検出対象の荷重が入力される荷重入力部と、
前記貫通孔に対して点対称となるように前記円板状部に配設され、前記荷重入力部に入力される荷重に応じた歪みを検出するセンサと、
を備えている点にある。

このような特徴構成とすれば、円板状部を載置面から浮いた状態とすることができるので、円板状部を荷重入力部に入力された荷重に基づいて歪ませ易くすることができる。このため、荷重入力部に入力された荷重が減衰されるのを抑制しつつ、当該荷重を円板状部に配設されたセンサに伝達することができるので、検出感度を高めることが可能となる。また、センサが貫通孔に対して点対称に配設されているので、荷重入力部に入力される荷重の方向に拘らず検出することが可能となる。

また、前記センサが前記貫通孔の周囲に感度方向を周方向に沿わせて周方向に均等配置された第１のセンサ群と、前記貫通孔の周囲に感度方向を径方向に沿わせて周方向に均等配置された第２のセンサ群と、を備えて構成され、前記第１のセンサ群は、前記第２のセンサ群の径方向内側に配設されてあると好適である。

ここで、センサの感度方向は、荷重を検出可能な検出方向であり、センサの構造によって決定されるものである。荷重入力部に荷重が入力されると、円板状部の径方向中央側部分では周方向に歪みが生じ、径方向外側部分では径方向に歪みが生じる。このため、上述のような構成とすれば、第１のセンサ群で周方向の歪みを検出し、第２のセンサ群で径方向の歪みを検出し易くすることが可能となる。したがって、第１のセンサ群及び第２のセンサ群により、夫々の部分に生じる歪みを検出し易くなるので、検出感度を高めることができる。

また、前記円板状部は、径方向外側の外環部と当該外環部の径方向内側の内環部とを有して構成され、前記内環部は径方向内側になる程、厚さが薄く形成されていると好適である。

このような構成とすれば、荷重入力部に入力される荷重により円板状部を歪ませ易くすることができる。したがって、検出感度を高めることが可能となる。

また、前記円板状部は、前記周壁部の軸方向中央の側で支持されてあると好適である。

このような構成とすれば、円板状部よりも載置面側の周壁部と、載置面と反対側の周壁部とで円板状部を保持する形態となり、特に円板状部の周辺部と、周壁部との接続部の近傍の剛性が高まる。よって、外部からの荷重によって円板状部を理想的に変形させることが可能となり、検出感度を高めることができる。

また、前記載置面に平行な方向への前記周壁部の移動を規制するストッパが、前記載置面に付設されてあると好適である。

このような構成とすれば、荷重入力部に入力された荷重により周壁部が移動するのを抑制し、当該荷重による周壁部を歪ませ易くすることができる。したがって周壁部の歪みに応じて円板状部も歪ませ易くすることができるので、検出感度を高めることができる。

荷重検出装置の側方断面を模式的に示す図である。 荷重検出装置を下方から見た図である。 センサの接続形態を示す回路図である。 起歪体の各部の寸法の設定について示す図である。 起歪体のパラメータを設定する際に用いたセンサの接続形態を示す回路図である。 周壁部のパラメータ設定に関する特性図である。 円板状部のパラメータ設定に関する特性図である。 接触径のパラメータ設定に関する特性図である。 ストッパを模式的に示す図である。 ストッパを模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本発明に係る荷重検出装置１００は、外部から入力される荷重を検出する機能を備えている。以下、荷重検出装置１００について図面を用いて説明する。

図１は本実施形態に係る荷重検出装置１００の側方断面図が示され、図２は荷重検出装置１００を下方から見た模式図である。図１に示されるように、荷重検出装置１００は、起歪体１０、荷重入力部２０、センサ３０を備えて構成される。起歪体１０は、周壁部１１と円板状部１５とを備えて構成される。

周壁部１１は、筒状からなる。本実施形態では、周壁部１１は円筒状で構成されている。すなわち、周壁部１１は、軸方向に直交する断面が円形である筒状で構成される。

円板状部１５は、周壁部１１と同軸上に貫通孔１６が形成され、周壁部１１が載置される載置面４０との間に隙間を有して周壁部１１の内周面１２に支持された円板状で構成される。すなわち、円板状部１５の中心部には貫通孔１６が形成され、当該貫通孔１６は円板状部１５を軸方向に貫通している。したがって、円板状部１５は、いわゆるドーナツ状に構成される。このような円板状部１５は、当該円板状部１５の外周面が周壁部１１の内周面１２に当接して固定される。この場合、詳細は後述するが、周壁部１１と円板状部１５の固定は、円板状部１５に作用する荷重が周壁部１１に伝達される際に減衰されないように行うと好適である。

このため、周壁部１１及び円板状部１５は、荷重を受けて変形可能な材料、例えば、セラミックやアルミニウム、ステンレス等の材料を用いて、一体で形成されると好適である。しかしながら、円板状部１５に作用する荷重が周壁部１１に伝達される際に減衰されないようであれば、周壁部１１と円板状部１５とは別体で形成しても良い。

ここで、本実施形態では、円板状部１５は、周壁部１１の軸方向中央の側で支持される。すなわち、円板状部１５は、周壁部１１の双方の軸方向端部から離間して周壁部１１の内周面１２に支持される。このため、周壁部１１を一方の軸方向端部を底部として載置面４０に載置すると、円板状部１５と載置面４０との間に隙間を有するように構成される。したがって、円板状部１５よりも載置面４０とは反対側の周壁部１１を第１周壁部５１とし、円板状部１５よりも載置面４０側の周壁部１１を第２周壁部５２とすると、第２周壁部５２と円板状部１５と載置面４０とにより空間４１が形成される。一方、第１周壁部５１の軸方向端面と第１周壁部５１と円板状部１５とにより空間４２が形成される。

また、円板状部１５は、外環部１７と内環部１８とを有して構成される。図２に示されるように、外環部１７と内環部１８とは、径方向に連続して構成される。円板状部１５を軸方向に見て、径方向外側の部位が外環部１７に相当する。また、外環部１７の径方向内側が内環部１８に相当する。本実施形態では、外環部１７は厚さが均一に形成される。一方、内環部１８は、径方向内側になる程、厚さが薄く形成される。上述のように、円板状部１５の径方向中央部には、貫通孔１６が形成される。このため、内環部１８は、外環部１７との境界（図２にあっては、破線で示した部位）から貫通孔１６に向かって次第に薄くなるように形成される。本実施形態では、図１に示されるように、円板状部１５を径方向から見た場合、円板状部１５の載置面４０に対向する側の面７１が平坦になるように外環部１７と内環部１８とが形成され、円板状部１５の載置面４０に対向する側の面７１とは反対側の面７２の径方向内側にテーパー状部７３を有するように形成される。

荷重入力部２０は、少なくとも貫通孔１６に対向する側の形状が貫通孔１６の内径よりも大きい直径を有する球形状で形成されると共に貫通孔１６に載置され、検出対象の荷重が入力される。図１に示されるように、少なくとも貫通孔１６に対向する側とは、円板状部１５の面７２に対向する側である。荷重入力部２０は、このような側の形状が球形状で構成される。したがって、本実施形態では、荷重入力部２０は半球状に形成される。

球形状の直径は、貫通孔１６の内径よりも大きくなるように構成される。また、円板状部１５は径方向中央の側がテーパー状部７３を有して構成される。本実施形態では、このようなテーパー状部７３に荷重入力部２０が載置される。したがって、荷重入力部２０は、貫通孔１６を貫通することなく、テーパー状部７３と円環状に線接触することが可能となる。

図２に示されるように、センサ３０は、円板状部１５を軸方向に見て、貫通孔１６に対して点対象となるように円板状部１５に配置される。本実施形態では、センサ３０は公知の歪検出素子により構成される。詳細説明は省略するが、歪検出素子は外部から入力される荷重に応じて自己が歪むことにより、抵抗値が変化する。この抵抗値の変化に基づき歪みを検出することが可能となる。このようなセンサ３０は、円板状部１５の面７１に配置される。これにより、荷重入力部２０に入力される荷重に応じて円板状部１５が変形し、当該変形によりセンサ３０に生じた歪みを検出することが可能となる。

本実施形態では、センサ３０は長尺状に形成される。すなわち、上面視が長方形の形状を有して構成される。また、本実施形態では、センサ３０は複数から構成され、第１のセンサ群３１と第２のセンサ群３２とを構成する。本実施形態では、第１のセンサ群３１及び第２のセンサ群３２も、夫々複数の長尺状のセンサ３０から構成される。

第１のセンサ群３１は、センサ３０が貫通孔１６の周囲に長尺方向（本実施形態のセンサ３０の感度方向は、長尺方向とする）を周方向に沿わせて周方向に均等配置される。センサ３０の長尺方向を周方向に沿わせるとは、センサ３０の長尺方向が、貫通孔１６の外縁の接線と平行になるように配置することをいう。本実施形態では、第１のセンサ群３１は、４つのセンサ３０を備えて構成される。これら４つのセンサ３０は、貫通孔１６を中心として均等に、すなわち円板状部１５の軸心を回転軸として９０度毎に位置をずらして配置される。

これにより、荷重入力部２０に外力が作用すると、内環部１８は下方に変位する。この時、内環部１８では貫通孔１６の周方向に沿って引張力が作用する。よって、第１のセンサ群３１は主に引張歪みを検出することになる。

また、第２のセンサ群３２は、貫通孔１６の周囲に長尺方向を径方向に沿わせて周方向に均等配置される。センサ３０の長尺方向を径方向に沿わせるとは、センサ３０の長尺方向が、円板状部１５の径方向に一致させて配置することをいう。本実施形態では、第２のセンサ群３２は、４つのセンサ３０を備えて構成される。これら４つのセンサ３０は、貫通孔１６を中心として均等に、すなわち円板状部１５の軸心を回転軸として９０度毎に位置をずらして配置される。

これにより、荷重入力部２０に外力が作用すると、内環部１８は下方に変位する。この時、外環部１７に曲げが生じ、当該外環部１７の裏面には圧縮力が作用する。よって、第２のセンサ群３２は主に圧縮歪みを検出することになる。

このような第１のセンサ群３１と第２のセンサ群３２とは、第１のセンサ群３１が第２のセンサ群３２の径方向内側になるように配設される。また、本実施形態では、第１のセンサ群３１と第２のセンサ群３２とが、周方向に位置をずらして配置される。すなわち、図２に示されるように、第１のセンサ群３１と第２のセンサ群３２とは、円板状部１５の軸心を回転軸として４５度毎に位置をずらして、第１のセンサ群３１を構成する長尺方向が周方向に沿ったセンサ３０と、第２のセンサ群３２を構成する長尺方向が径方向に沿ったセンサ３０とが周方向に交互に並んで配置される。

本実施形態では、センサ３０は、公知の歪検出素子を用いて構成される。本実施形態では、第１のセンサ群３１及び第２のセンサ群３２の夫々を構成する４つの歪検出素子のうち、径方向に互いに対向する２つの歪検出素子を直列接続して図３に示されるようにホイートストンブリッジ回路を構成する。このホイートストンブリッジ回路は、歪検出素子に引張力が作用した場合には抵抗値が増大し、歪検出素子に圧縮力が作用した場合には抵抗値が減少するように構成されている。このような抵抗値の変化を電圧又は電流の変化により求め、荷重を検出している。このような歪検出素子及びホイートストンブリッジ回路については、公知であるので説明は省略する。

このように荷重検出装置１００を構成することにより、荷重入力部２０に荷重が与えられた場合には、第１のセンサ群３１では圧縮歪みが生じ、第２のセンサ群３２では引張歪みを生じさせることができる。したがって、感度良く荷重を検出することが可能となる。

次に、起歪体１０の各部の寸法の設定について図４を用いて説明する。図４に示されるように、荷重入力部２０が球形状で球半径Ｓとして構成され、貫通孔１６の内径がφｄとし、円板状部１５の外径、すなわち周壁部１１の内径がφＤとする。また、円板状部１５の外環部１７の厚さをＴとする。円板状部１５の面７１から載置面４０の側の周壁部１１の一方の軸方向端部までの軸方向長さ（第２周壁部５２の軸方向長さ）をＨ２とし、円板状部１５の面７２から周壁部１１の他方の軸方向端部までの軸方向長さ（第１周壁部５１の軸方向長さ）をＨ１とする。

円板状部１５の面７１には、センサ３０が設けられる。図５の例では、第１のセンサ群３１は抵抗値Ｒ１及びＲ３を有するセンサ３０から構成され、周方向に発生する歪みを検出する。また、第２のセンサ群３２は抵抗値Ｒ２及びＲ４を有するセンサ３０から構成され、径方向に発生する歪みを検出する。これらのセンサ３０のより、図５のようなブリッジ回路が形成されている。センサ３０に引張歪み及び圧縮歪みが生じると、センサ３０は引張歪み及び圧縮歪みに応じて抵抗値が変化し、当該変化に応じた出力電圧が増幅器（Ａｍｐ．）７０から出力される。

この場合も、センサ３０は、周壁部１１の軸心に対して点対称（回転対象）に配置し、ブリッジ回路の４辺に均等に接続することにより、荷重の傾斜による起歪体１０に発生する歪みの偏りの影響による荷重検出誤差が含まれることを回避できる。

ここで、Ｓ＝５０ｍｍ、φＤ＝４０ｍｍ、Ｔ＝３ｍｍ、φｄ＝１７ｍｍとして起歪体１０を構成し、Ｈ１及びＨ２を変化させた場合に、センサ３０に発生する歪みの大きさ比への影響について調べた。このような結果が、図６に示される。図６では、横軸はＨ１／Ｔの比であり、縦軸は径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比である。なお、図４におけるＳ、φＤ、Ｔ、φｄ等の符号は、理解を容易にし易くするために示したものであり、上記サイズに合わせたものではない。

図６に示されるように、Ｈ１及びＨ２を円板状部１５の厚さＴに対して大きくするにつれて、径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が大きくなっていることがわかった。ここで、荷重検出装置１００の感度は、径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が１に近づくと高感度となる。高感度な荷重検出装置１００の基準として、径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が例えば０．８とすると、Ｈ１／Ｔの比が０．６以上、Ｈ２／Ｔの比が１．３以上であると望ましいことがわかった。

次に、Ｓ＝５０ｍｍ、φＤ＝４０ｍｍ、Ｔ＝３ｍｍ、Ｈ１＝４ｍｍ、Ｈ２＝５ｍｍとして起歪体１０を構成し、φｄを変化させた場合に、センサ３０に発生する歪みの大きさ比への影響について調べた。このような結果が、図７に示される。図７では、横軸はφＤ／φｄの比であり、縦軸は径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比である。

図７に示されるように、φＤ／φｄの比を大きくするにつれて、径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が小さくなっていることがわかった。すなわち、φＤ／φｄの比を調整することにより、荷重検出装置１００の感度が調整されることがわかった。ここで、荷重検出装置１００の感度は、上述のようには径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が１に近づくと高感度となる。高感度な荷重検出装置１００の基準として、径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が例えば０．９以上１．１以下とすると、φＤ／φｄの比が１．６〜２．１程度が良いことがわかった。

次に、φＤ＝４０ｍｍ、Ｔ＝３ｍｍ、Ｈ１＝４ｍｍ、Ｈ２＝５ｍｍ、φｄ＝２１ｍｍとして起歪体１０を構成し、荷重入力部２０の球径Ｓを変化させて荷重入力部２０と円板状部１５とが円環状に接触する接触径φＬを変化させた場合に、センサ３０に発生する歪みの大きさ比への影響について調べた。このような結果が、図８に示される。図８では、横軸はφＤ／φＬの比であり、縦軸は径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比である。

図８に示されるように、φＤ／φＬの比を大きくするにつれて、径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が大きくなっていることがわかった。すなわち、φＤ／φＬの比を調整することにより、荷重検出装置１００の感度が調整されることがわかった。ここで、荷重検出装置１００の感度は、上述のようには径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が１に近づくと高感度となる。高感度な荷重検出装置１００の基準として、径方向の発生歪εｒと周方向の発生歪εθとの比が例えば０．９以上１．１以下とすると、φＤ／φＬの比が１．４５〜１．７程度が良いことがわかった。すなわち、接触径φＬは貫通孔１６よりやや外側で高感度となる。また、貫通孔１６の周辺に配置されるセンサ３０は設置の都合上、貫通孔１６に沿って配置することは困難で、貫通孔１６よりやや外側に配置される。したがって、接触径φＬと貫通孔１６の周辺に配置されるセンサ３０との距離が近い場合に高感度になることがわかった。

このように本荷重検出装置１００によれば、円板状部１５を載置面４０から浮いた状態にするので、円板状部１５を荷重入力部２０に入力された荷重に基づいて歪ませ易くすることができる。このため、荷重入力部２０に入力された荷重が減衰されるのを抑制しつつ、当該荷重を円板状部１５に配設されたセンサ３０に伝達することができる。したがって、検出感度を高めることが可能となる。また、センサ３０が貫通孔１６に対して点対称に配設されているので、荷重入力部２０に入力される荷重の方向に拘らず検出することが可能となる。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、荷重入力部２０が球形状であるように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。荷重入力部２０は、円板状部１５に対向する側のみ球形状であれば良く、円板状部１５に対向しない側の形状は、球形状でなくても良い。すなわち、半球状であっても良い。

上記実施形態では、センサ３０が、円板状部１５の面７１に配設されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。すなわち、センサ３０が円板状部１５の面７２に配設される構成とすることも当然に可能である。また、第１のセンサ群３１を面７１に配設し、第２のセンサ群３２を面７２に配設する構成とすることも当然に可能である。

上記実施形態では、センサ３０が、第１のセンサ群３１と第２のセンサ群３２とにより構成されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第１のセンサ群３１及び第２のセンサ群３２の一方からセンサ３０を構成することも当然に可能である。

上記実施形態では、第１のセンサ群３１が第２のセンサ群３２の径方向内側に配設されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第１のセンサ群３１と第２のセンサ群３２との径方向の位置を互いに同じように配設することも可能であるし、第１のセンサ群３１を第２のセンサ群３２の径方向外側に配置するように構成することも当然に可能である。

上記実施形態では、第１のセンサ群３１と第２のセンサ群３２とは、互いに周方向の位置を代えて配設されるように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第１のセンサ群３１と第２のセンサ群３２とは、夫々のセンサ３０が径方向の位置を一致させて配設することも当然に可能である。

上記実施形態では、第１のセンサ群３１及び第２のセンサ群３２が、夫々４つのセンサ３０から構成されているように図示した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第１のセンサ群３１及び第２のセンサ群３２を、４つ以外の数からなるセンサ３０から構成することも可能であるし、第１のセンサ群３１が有するセンサ３０と、第２のセンサ群３２が有するセンサ３０とが夫々異なる数で構成することも当然に可能である。

上記実施形態では、円板状部１５の内環部１８が径方向内側になる程、厚さが薄くなるよう形成されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。内環部１８も、外環部１７と同様に一様な厚さで構成することも当然に可能である。

上記実施形態では、円板状部１５は、周壁部１１の軸方向中央の側で支持されているとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。円板状部１５を、載置面４０と設置する側とは反対側の周壁部１１の軸方向端部に支持するよう構成することも当然に可能である。

上記実施形態では、荷重検出装置１００は載置面４０に載置されるとして説明した。例えば、荷重入力部２０に対して斜め上方向から荷重が入力された場合に周壁部１１に荷重に応じた歪みが伝達され易いように、載置面４０に平行な方向への周壁部１１の移動を規制するストッパ９０が、載置面４０に付設されている構成とすると好適である。このようなストッパ９０は、例えば図９に示されるように、周壁部１１の内径を外径とする円環状の突起にて構成すると好適である。或いは、図１０に示されるように、周壁部１１の外径を内径とする円環状の突起にて構成することも可能である。このようなストッパ９０は、周壁部１１の側方への移動を規制すると共に、周壁部１１が歪むことを妨げることがないように、高さは高くする必要はない。もちろん、円環状の突起でなく、円環状の凹部で構成し、周壁部１１を嵌め込んで配置するような構成とすることも可能であるし、周方向に不連続な複数の突起にてストッパ９０を構成することも可能である。

上記実施形態では、周壁部１１が円筒状であるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。周壁部１１が多角形状であっても良い。係る場合、荷重入力部２０に入力される荷重により、円板状部１５が歪みやすいように、円板状部１５の外周の一部が周壁部１１の内周面から離間するように構成すると好適である。すなわち、周壁部１１の内周面の角部には、円板状部１５が当接しないように構成すると好適である。更には、円板状部１５を、例えば多角形状で構成することも可能である。すなわち、円板状部１５の軸方向視における断面形状を六角形や八角形で構成することにより、周壁部１１の内周面の角部と、円板状部１５とが当接しないように構成することも可能である。

上記実施形態では、センサ３０が貫通孔１６の周囲に長尺方向を周方向に沿わせて周方向に均等配置されるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。すなわち、センサ３０の感度方向が短尺方向である場合は、センサ３０が貫通孔１６の周囲に短尺方向を周方向に沿わせて周方向に均等配置される構成とすることも当然に可能である。

本発明は、歪検出素子の歪みに応じて荷重を検出する荷重検出装置に用いることが可能である。

１１：周壁部
１２：内周面
１５：円板状部
１６：貫通孔
１７：外環部
１８：内環部
２０：荷重入力部
３０：センサ
３１：第１のセンサ群
３２：第２のセンサ群
４０：載置面
９０：ストッパ
１００：荷重検出装置

Claims (5)

1. 筒状の周壁部と、
   前記周壁部と同軸上に貫通孔が形成され、前記周壁部が載置される載置面との間に隙間を有して前記周壁部の内周面に支持された円板状の円板状部と、
   少なくとも前記貫通孔に対向する側の形状が前記貫通孔の内径よりも大きい直径を有する球形状で形成されると共に前記貫通孔に載置され、検出対象の荷重が入力される荷重入力部と、
   前記貫通孔に対して点対称となるように前記円板状部に配設され、前記荷重入力部に入力される荷重に応じた歪みを検出するセンサと、
   を備える荷重検出装置。
2. 前記センサが前記貫通孔の周囲に感度方向を周方向に沿わせて周方向に均等配置された第１のセンサ群と、前記貫通孔の周囲に感度方向を径方向に沿わせて周方向に均等配置された第２のセンサ群と、を備えて構成され、
   前記第１のセンサ群は、前記第２のセンサ群の径方向内側に配設されてある請求項１に記載の荷重検出装置。
3. 前記円板状部は、径方向外側の外環部と当該外環部の径方向内側の内環部とを有して構成され、前記内環部は径方向内側になる程、厚さが薄く形成されている請求項１又は２に記載の荷重検出装置。
4. 前記円板状部は、前記周壁部の軸方向中央の側で支持されてある請求項１から３のいずれか一項に記載の荷重検出装置。
5. 前記載置面に平行な方向への前記周壁部の移動を規制するストッパが、前記載置面に付設されてある請求項１から４のいずれか一項に記載の荷重検出装置。

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