JP2014041078A - Manufacturing method of strain detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を配置した歪検出装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a strain detecting device in which a load transmitting portion is arranged in the axial direction of a cylindrical strain generating body.
従来、この種の重量センサは、外周面に歪抵抗素子を配置した筒状の起歪体の開口部に外部取り付け用の荷重伝達部を挿入し、開口部の内周端部と荷重伝達部の外周端部を溶接することでこれらを一体化していた。 Conventionally, in this type of weight sensor, a load transmitting part for external attachment is inserted into an opening of a cylindrical strainer having a strain resistance element arranged on the outer peripheral surface, and the inner peripheral end of the opening and the load transmitting part These were integrated by welding the outer peripheral end of the.
そして、被検出体に加わる荷重を、荷重伝達部を介して起歪体に伝達し、この荷重により生じる起歪体の歪成分を、その外周側面に設けた歪抵抗素子により検出する構造となっている。なお、このような歪検出装置においては、起歪体の検出軸と荷重伝達部の荷重伝達方向が一致していることが検出精度を確保する上で重要となるため、起歪体の開口部と、この開口部に挿入する荷重伝達部とのオフセットは非常に小さく設定している。 Then, the load applied to the detected body is transmitted to the strain generating body via the load transmitting portion, and the strain component of the strain generating body caused by this load is detected by the strain resistance element provided on the outer peripheral side surface. ing. In such a strain detection device, since it is important to ensure the detection accuracy that the detection axis of the strain generating body and the load transmission direction of the load transmitting portion match, the opening of the strain generating body And the offset with the load transmission part inserted in this opening part is set very small.
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
しかしながら、起歪体の開口に荷重伝達部を挿入した状態で溶接加工を行う場合、開口部と荷重伝達部とのオフセトが小さいことから、起歪体と荷重伝達部とで形成される閉空間の気密性が高くなり、溶接時の熱によりこの閉空間内の空気が膨張し、荷重伝達部を押し上げる方向に作用してしまうため、量産段階において、起歪体に対する荷重伝達部の取り付け精度にバラツキが生じ、結果として歪検出装置の特性バラツキの原因となっていた。 However, when performing welding with the load transmitting portion inserted into the opening of the strain generating body, the closed space formed by the strain generating body and the load transmitting portion is small because the offset between the opening and the load transmitting portion is small. The air tightness of the air is increased and the air in the closed space expands due to heat during welding, which acts in the direction of pushing up the load transmission part. Variations occurred, resulting in variations in the characteristics of the strain detection apparatus.
そこで、本発明はこのような問題を解決し、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を配置した歪検出装置において、量産段階での特性バラツキを抑制することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve such problems and to suppress characteristic variation at the mass production stage in a strain detection device in which a load transmitting portion is arranged in the axial direction of a cylindrical strain generating body.
そして、この目的を達成するために本発明は、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を溶接した歪検出装置において、荷重伝達部と起歪体との当接部分に起歪体の内部と外部を連絡する連通路を設け、荷重伝達部と起歪体を溶接する際に溶接の最終段階で連通路を封口するとしたのである。 In order to achieve this object, the present invention provides a strain detecting device in which a load transmitting portion is welded in the axial direction of a cylindrical strain generating body, and a strain generating body is provided at a contact portion between the load transmitting portion and the strain generating body. A communication passage connecting the inside and the outside of the housing is provided, and when the load transmitting portion and the strain body are welded, the communication passage is sealed at the final stage of welding.
この方法により本発明は、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を配置した歪検出装置において、量産段階での特性バラツキを抑制することができる。 According to this method, the present invention can suppress variation in characteristics at the mass production stage in the strain detection device in which the load transmitting portion is arranged in the axial direction of the cylindrical strain generating body.
以下、本発明の一実施の形態における歪検出装置について図を用いて説明する。 Hereinafter, a strain detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は歪検出装置の断面構造を示したものであり、その基本構造は、円筒状の起歪体1と、この起歪体1の中心軸1a上に配置されて被検出体(特に図示せず)から加わる荷重を伝達する荷重伝達部2とからなり、荷重伝達部2はその下端部分を起歪体1の開口部に挿入し、その接合部分を溶接することで一体化している。なお、破線で示す3は歪検出装置を取り付ける支持部材を示している。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a strain detection apparatus. The basic structure of the strain detection apparatus is a
また、起歪体1の外周側面には、図2に示すブリッジ回路を構成する、電源電極4、出力電極5,6、GND電極7、および4つの歪抵抗素子8,9,10,11を配置している。そしてこれらの電極は、図3に示すように、起歪体1の下側部分において歪抵抗素子8,9は、起歪体1の中心軸1aに対して対称配置され、歪抵抗素子8は一端が電源電極4に接続されて他端が出力電極5に接続されている。歪抵抗素子9は、一端が出力電極6と接続されて他端がGND電極7に接続されている。また、起歪体1の上側部分において歪抵抗素子10,11は、起歪体1の中心軸1aに対して対称配置され、歪抵抗素子10は一端が歪抵抗素子8および出力電極5に接続されて他端がGND電極7に接続されている。歪抵抗素子11は、一端が歪抵抗素子9および出力電極6に接続されて他端が電源電極4に接続されている。
Further, on the outer peripheral side surface of the
また、図1に示すように、起歪体1は、断面T字状の柱部12により支持されるものであり、この柱部12の円板状の頭部13が円筒状の起歪体1の中ほどに溶接されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、この歪検出装置の検出原理を説明する。この歪検出装置では、荷重伝達部2に検出荷重が加わっていない初期状態においては、図4(a)に示すように、柱部12の頭部13に支持された起歪体1の形状変化はなく、電源電極4とGND電極7間に接続されたブリッジ回路における出力電極5,6の間に電位差は生じない。
Next, the detection principle of this strain detection apparatus will be described. In this strain detection apparatus, in an initial state where a detected load is not applied to the
一方、荷重伝達部2に、図1の矢印で示すような中心軸1a方向の検出荷重が加わると、図4(b)に示すように、起歪体1の内部に一体化された頭部13にせん断荷重が加わる。そして、このせん断荷重によって、頭部13に支持された起歪体1の外側面には、モーメント力が作用し、これにより、起歪体1の上端側の外周側面には引張力が作用し、下端側の外周側面には圧縮力が作用する。従って、起歪体1の上側の外周側面に設けられた歪抵抗素子10,11の抵抗値は大きくなるとともに、下側の外周側面に設けられた歪抵抗素子8,9の抵抗値は小さくなり、ブリッジ回路における出力電極5,6の間に電位差が生じ、この電位差を後段の処理回路(特に図示せず)で信号処理することで検出荷重に応じた出力信号を形成することができる。
On the other hand, when a detected load in the direction of the central axis 1a as shown by the arrow in FIG. 1 is applied to the
次に、この歪検出装置の組み立て方法について説明する。先ず、起歪体1を構成するステンレスからなる円筒の外周側面にガラスペースト(図示せず)を印刷した後、約550℃で約10分間焼成してステンレス表面を絶縁処理する。次に、焼成したガラスペーストの表面に電源電極4、出力電極5,6、GND電極7等を形成する銀ペースト(図示せず)を印刷し、約550℃で約10分間焼成する。次に歪抵抗素子8,9,10,11を形成するメタルグレーズ系ペースト(図示せず)を印刷し約550℃で約10分間焼成する。次に、起歪体1の内部に柱部12を挿入し頭部13の外周部分と起歪体1の内周部分とを溶接した後、起歪体1の開口部に荷重伝達部2を溶接する。
Next, a method for assembling the strain detection device will be described. First, after printing a glass paste (not shown) on the outer peripheral side surface of a stainless steel cylinder constituting the
そして、この歪検出装置においては、図5に示すように、荷重伝達部2と起歪体1との溶接部分15に連通路14を設けて、起歪体1の内部と外部を連絡する通路を確保し、荷重伝達部2と起歪体1をハッチングで示す溶接部分15を溶接するにあたり、溶接を連通路14の近傍から溶接を始め、溶接の最終段階で連通路14を封口する構成としており、これにより歪検出装置における量産段階での特性バラツキを抑制することができる。
In this strain detection device, as shown in FIG. 5, a communication path 14 is provided in the
すなわち、起歪体1に柱部12を取り付けた後に荷重伝達部2を取り付ける場合、荷重伝達部2を溶接する段階で、起歪体1の内部が柱部12の頭部13と荷重伝達部2の下側部分とで閉空間16が形成され、この閉空間16が形成された状態で溶接を行う場合、上述したように、溶接時の熱により閉空間16の内部空気が膨張し、荷重伝達部2を押し上げる方向に作用してしまうことが、歪検出装置の特性バラツキの原因となっていた。しかし、この閉空間16を連通路14により外部と連絡する構造とし、溶接の最終段階で連通路14を封口することで、溶接熱により膨張した内部空気は連通路14より外部に放出されるので、荷重伝達部2の押し上げ作用が抑制されることになり、結果として、溶接段階での荷重伝達部2の取り付け制度が向上でき、量産段階での特性バラツキを抑制することが出来る。
That is, when attaching the
なお、この歪検出装置においては、連通路14を荷重伝達部2の側に切欠きを設けることで形成しているが、これは起歪体1の内周部分に切欠きを設けるより容易に形成できるだけではなく、円筒状の起歪体1に対して部分的に切欠きを設けることによる強度分布の軸対称性を損うことで検出精度の劣化につながるものであり、連通路14を形成する切欠きは荷重伝達部2の側に設けることが好ましい。
In this strain detection device, the communication path 14 is formed by providing a notch on the
本発明に係る歪検出装置は、量産段階での特性バラツキを抑制することができるものであり、特に、車両用シート等の荷重を測定するための歪検出装置において有用となるものである。 The strain detection apparatus according to the present invention can suppress characteristic variations at the stage of mass production, and is particularly useful in a strain detection apparatus for measuring a load on a vehicle seat or the like.
1 起歪体
2 荷重伝達部
8,9,10,11 歪抵抗素子
14 連通路
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012183960A JP2014041078A (en) | 2012-08-23 | 2012-08-23 | Manufacturing method of strain detector |
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Publications (1)
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Family
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015155956A1 (en) * | 2014-04-08 | 2015-10-15 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Strain sensor and load detector using same |
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2012
- 2012-08-23 JP JP2012183960A patent/JP2014041078A/en active Pending
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