JP2631299B2 - 重量検出装置 - Google Patents
重量検出装置Info
- Publication number
- JP2631299B2 JP2631299B2 JP63046107A JP4610788A JP2631299B2 JP 2631299 B2 JP2631299 B2 JP 2631299B2 JP 63046107 A JP63046107 A JP 63046107A JP 4610788 A JP4610788 A JP 4610788A JP 2631299 B2 JP2631299 B2 JP 2631299B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- movable substrate
- sensor
- substrate
- detecting device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は荷重に対して弾性体の変位を静電容量とした
電気出力によって検出する重量検出装置に関する。
電気出力によって検出する重量検出装置に関する。
一般に荷重によって変形する２個のダイヤフラム間隔
による静電容量の変化を電気出力とする重量検出装置が
使用されている。従来この種の重量検出装置は第５図に
ように固定基板２と荷重によって変形するアルミナ板の
ような絶縁性基板よりなるダイアフラム可動基板１との
間に所望の空隙を保持するシール部材３を設け固定基板
２と可動基板１との間で空気コンデンサとなる荷重セン
サ11が用いられる。この荷重センサ11の下面はセンサ支
持板９上にセンサ支持部材８を介して配置され，また可
動基板１の上面中心の支点部分に円筒状の荷重ポイント
６を介して荷重伝達機構10が載置されている。荷重伝達
機構10は中心に荷重が加わるシャフト７が立設固定され
両側面を荷重センサ11にまたがせた形状のブロック５
と，両側面に渡り板ばね４が架設されて形成されてい
る。荷重伝達機構10は板ばね４の下面を荷重ポイント６
の上面と接するとともに両側面下端をストッパ部分51と
してセンサ支持板９との間に間隔l0を保って平衡が保た
れされている。したがって荷重伝達機構10のシャフト７
に荷重が加わると第６図のように荷重伝達機構10は下降
し板ばね４は可動基板１を変形させ固定基板２との間の
間隔を小とし静電容量を増加させるとともに板ばね４も
変形する。ことときブロック５の両側端のストッパ部分
51はセンサ支持板９に接しこれ以上の荷重がばね４およ
び可動基板１に加わらない。
による静電容量の変化を電気出力とする重量検出装置が
使用されている。従来この種の重量検出装置は第５図に
ように固定基板２と荷重によって変形するアルミナ板の
ような絶縁性基板よりなるダイアフラム可動基板１との
間に所望の空隙を保持するシール部材３を設け固定基板
２と可動基板１との間で空気コンデンサとなる荷重セン
サ11が用いられる。この荷重センサ11の下面はセンサ支
持板９上にセンサ支持部材８を介して配置され，また可
動基板１の上面中心の支点部分に円筒状の荷重ポイント
６を介して荷重伝達機構10が載置されている。荷重伝達
機構10は中心に荷重が加わるシャフト７が立設固定され
両側面を荷重センサ11にまたがせた形状のブロック５
と，両側面に渡り板ばね４が架設されて形成されてい
る。荷重伝達機構10は板ばね４の下面を荷重ポイント６
の上面と接するとともに両側面下端をストッパ部分51と
してセンサ支持板９との間に間隔l0を保って平衡が保た
れされている。したがって荷重伝達機構10のシャフト７
に荷重が加わると第６図のように荷重伝達機構10は下降
し板ばね４は可動基板１を変形させ固定基板２との間の
間隔を小とし静電容量を増加させるとともに板ばね４も
変形する。ことときブロック５の両側端のストッパ部分
51はセンサ支持板９に接しこれ以上の荷重がばね４およ
び可動基板１に加わらない。
可動基板１に荷重が加わったときの変位量は通常1kg
あたり数ミクロン前後でシール部材３の厚さは50ミクロ
ン程度であるに対し，板ばね４のヤング率は可動基板１
のヤング率より充分低くしている。したがって変位量は
１〜２桁程度大きくなり1kgあたり数百マイクロの変位
量となる。すなわちストッパ部分51の両側面部分の荷重
に対する変位量は可動基板１の変位量より大であるので
ストッパ部分51の荷重の設定は実現性があるような機械
的組立精度内で行なわれている。
あたり数ミクロン前後でシール部材３の厚さは50ミクロ
ン程度であるに対し，板ばね４のヤング率は可動基板１
のヤング率より充分低くしている。したがって変位量は
１〜２桁程度大きくなり1kgあたり数百マイクロの変位
量となる。すなわちストッパ部分51の両側面部分の荷重
に対する変位量は可動基板１の変位量より大であるので
ストッパ部分51の荷重の設定は実現性があるような機械
的組立精度内で行なわれている。
しかし従来の重量検出装置においては，荷重が全くな
いときストッパ部分51の両側面端面とセンサ支持板９と
の間隔寸法l0はストッパ部分51の両側面の高さh1,荷重
センサ11の初期の高さh2およびセンサ支持部材８の高さ
h3の合計値h1＋h2＋h3よりストッパ部分51の両側壁先端
と板ばね４保持部との距離h1を除いたものとなる。した
がって寸法l0は各部分の寸法誤差を含むこととなり，通
常±0.1mm以上の不均一が生じ荷重に対して正確なスト
ッパ部分51を停止させる荷重を設定することが困難であ
る。またセンサ支持板９は一般に板金加工により作られ
ているので平面度が劣り0.1〜0.2mmの反りがあり，シャ
フト７が垂直に変位してもストッパ部分51の両側面が別
別にセンサ支持板９に接触し，正確なストッパ部分51を
停止させる荷重を設定することも困難である。さらにス
トッパ部分51の両側面の間隔が荷重センサ11の幅寸法以
上必要であるので重量検出装置として全体の幅寸法が大
形化しやすいなどの欠点がある。
いときストッパ部分51の両側面端面とセンサ支持板９と
の間隔寸法l0はストッパ部分51の両側面の高さh1,荷重
センサ11の初期の高さh2およびセンサ支持部材８の高さ
h3の合計値h1＋h2＋h3よりストッパ部分51の両側壁先端
と板ばね４保持部との距離h1を除いたものとなる。した
がって寸法l0は各部分の寸法誤差を含むこととなり，通
常±0.1mm以上の不均一が生じ荷重に対して正確なスト
ッパ部分51を停止させる荷重を設定することが困難であ
る。またセンサ支持板９は一般に板金加工により作られ
ているので平面度が劣り0.1〜0.2mmの反りがあり，シャ
フト７が垂直に変位してもストッパ部分51の両側面が別
別にセンサ支持板９に接触し，正確なストッパ部分51を
停止させる荷重を設定することも困難である。さらにス
トッパ部分51の両側面の間隔が荷重センサ11の幅寸法以
上必要であるので重量検出装置として全体の幅寸法が大
形化しやすいなどの欠点がある。
本考案は従来のかかる欠点を除き，固定基板２とダイ
ヤフラム状可動基板１により静電容量を形成する荷重セ
ンサ11の上面より板ばね４またはつる巻ばねを介して荷
重を伝達する荷重伝達機構11の外側部分に弾性体の荷重
限界を越えたときに可動部分の外周の支点部分に密着さ
せて荷重伝達機構11を停止させるストッパ部分51を設け
る重量検出装置である。
ヤフラム状可動基板１により静電容量を形成する荷重セ
ンサ11の上面より板ばね４またはつる巻ばねを介して荷
重を伝達する荷重伝達機構11の外側部分に弾性体の荷重
限界を越えたときに可動部分の外周の支点部分に密着さ
せて荷重伝達機構11を停止させるストッパ部分51を設け
る重量検出装置である。
荷重が可動基板１の変位より大なる変形を生じるとき
はストッパ部分51は荷重伝達機構11がそれ以上下降する
ことを防ぎ，板ばね，つる巻ばねは荷重の応力を吸収す
る。
はストッパ部分51は荷重伝達機構11がそれ以上下降する
ことを防ぎ，板ばね，つる巻ばねは荷重の応力を吸収す
る。
本考案の重量検出装置の実施例を第１図および第２図
の縦断側面図に示す。
の縦断側面図に示す。
図面に示すように固定基板２と荷重によって変形する
絶縁性基板よりなる可動基板１との間に所望の空隙を保
持するシール部材３とによって荷重センサ11が形成され
る。この荷重センサ11は下面にセンサ支持部材８を介し
てセンサ支持板９上に載置固定され，また上面の中心に
球状の荷重ポイント６と板ばね４を介して、中央上面に
シャフト７が立設され，下面中央に板ばね４が嵌入され
る凹部52を設けたブロック５よりなる荷重伝達機構10が
配設される。ブロック５の下面外縁に沿い，且つシール
部材３と対応する位置に複数個のストッパ部分51を突設
し，また凹部52内周辺に荷重ポイント６の位置を保持す
る位置あわせ金具53が設けられる。これらの荷重センサ
11とブロック５とによって重量検出装置が形成される。
絶縁性基板よりなる可動基板１との間に所望の空隙を保
持するシール部材３とによって荷重センサ11が形成され
る。この荷重センサ11は下面にセンサ支持部材８を介し
てセンサ支持板９上に載置固定され，また上面の中心に
球状の荷重ポイント６と板ばね４を介して、中央上面に
シャフト７が立設され，下面中央に板ばね４が嵌入され
る凹部52を設けたブロック５よりなる荷重伝達機構10が
配設される。ブロック５の下面外縁に沿い，且つシール
部材３と対応する位置に複数個のストッパ部分51を突設
し，また凹部52内周辺に荷重ポイント６の位置を保持す
る位置あわせ金具53が設けられる。これらの荷重センサ
11とブロック５とによって重量検出装置が形成される。
いま被測定荷重Ｆが加わると，この力はブロック5,板
ばね4,荷重ポイント６を介して荷重センサ11の可動基板
１に伝わり，板ばね４の変位は可動基板１の変位より１
桁程度大きく設定され，また板ばね４の変位量はそのま
まブロック５のストッパ部分51の変位量δ０に等しく，
これは荷重のない場合の可動基板１とストッパ金具51と
の間隔寸法である。第２図のように荷重Ｆ＝FSとなると
ストッパ部分51が可動基板１の支持部分に密着し，荷重
がFSより大となるとΔＦ＝Ｆ−FSの荷重はすべて荷重セ
ンサ11の支点部分に加わり，可動基板１の中央部分に加
わることなく，可動基板１の破損が防止される。
ばね4,荷重ポイント６を介して荷重センサ11の可動基板
１に伝わり，板ばね４の変位は可動基板１の変位より１
桁程度大きく設定され，また板ばね４の変位量はそのま
まブロック５のストッパ部分51の変位量δ０に等しく，
これは荷重のない場合の可動基板１とストッパ金具51と
の間隔寸法である。第２図のように荷重Ｆ＝FSとなると
ストッパ部分51が可動基板１の支持部分に密着し，荷重
がFSより大となるとΔＦ＝Ｆ−FSの荷重はすべて荷重セ
ンサ11の支点部分に加わり，可動基板１の中央部分に加
わることなく，可動基板１の破損が防止される。
第３図および第４図は本発明の他の実施例であり，荷
重センサ11は第１図の場合と同様と形成されるが，荷重
伝達機構10は荷重センサ11の中心で外周につる巻ばね4a
が設けられた荷重ポイント６が立設固定され，つる巻ば
ね4aはブロック５の重さと平衡してブロック５を付勢支
持している。ブロック５の中央部分に中空孔54があけら
れ荷重ポイント６の一部が挿入され，さらにその下面外
縁に沿って荷重センサ11のシール部分３すなわち可動基
板１の支点部分に対向しストッパ部分51が設けられる。
重センサ11は第１図の場合と同様と形成されるが，荷重
伝達機構10は荷重センサ11の中心で外周につる巻ばね4a
が設けられた荷重ポイント６が立設固定され，つる巻ば
ね4aはブロック５の重さと平衡してブロック５を付勢支
持している。ブロック５の中央部分に中空孔54があけら
れ荷重ポイント６の一部が挿入され，さらにその下面外
縁に沿って荷重センサ11のシール部分３すなわち可動基
板１の支点部分に対向しストッパ部分51が設けられる。
ここでブロック５に荷重FSが加わると第４図のように
可動基板１が変形ストッパ部分51は可動基板１に接し，
それ以上の荷重を制限し破損を防止する。したがって寸
法δ０の精度およびストッパ荷重時の安定性，全体の外
形の小形化に優れている。
可動基板１が変形ストッパ部分51は可動基板１に接し，
それ以上の荷重を制限し破損を防止する。したがって寸
法δ０の精度およびストッパ荷重時の安定性，全体の外
形の小形化に優れている。
この種の荷重センサ11においては可動基板１と固定基
板２との間の静電容量Ｃは空気の誘電率ε，可動基板１
と固定基板２上に形成された電極面積S,初期ギャップ長
d0,荷重F,比例定数ｋとすると で表わせる。したがって荷重Ｆが増加すると静電容量Ｃ
が増加し，増加分ΔＣを電子回路にて検出し荷重Ｆが測
られる。
板２との間の静電容量Ｃは空気の誘電率ε，可動基板１
と固定基板２上に形成された電極面積S,初期ギャップ長
d0,荷重F,比例定数ｋとすると で表わせる。したがって荷重Ｆが増加すると静電容量Ｃ
が増加し，増加分ΔＣを電子回路にて検出し荷重Ｆが測
られる。
以上に述べたように本発明によれば，初期のストッパ
部分51と荷重センサ11との間隔δ０は従来例のように荷
重センサ11の高さh2の寸法不均一およびセンサ支持部材
８の高さh3の寸法不均一と全く関係なくブロック5,板ば
ね4,荷重ポイント６の寸法不均一のみであり，関係する
部品の寸法の不均一の点数が減少し高精度のδ０の設定
ができる。
部分51と荷重センサ11との間隔δ０は従来例のように荷
重センサ11の高さh2の寸法不均一およびセンサ支持部材
８の高さh3の寸法不均一と全く関係なくブロック5,板ば
ね4,荷重ポイント６の寸法不均一のみであり，関係する
部品の寸法の不均一の点数が減少し高精度のδ０の設定
ができる。
また荷重センサ11の可動基板１の平面度は通常ラッピ
ング研磨などによって面のうねりは10マイクロ以下とな
りストッパ部分51は再現性良く，同時に可動基板１の支
点部分に密着する。
ング研磨などによって面のうねりは10マイクロ以下とな
りストッパ部分51は再現性良く，同時に可動基板１の支
点部分に密着する。
さらに荷重伝達機構10の外形寸法は構造上荷重センサ
11の外形寸法内に制限することは容易で外形寸法の小形
化が可能となる。
11の外形寸法内に制限することは容易で外形寸法の小形
化が可能となる。
第１図は本発明の重量検出装置の実施例の荷重が加わら
ないときの縦断正面図，第２図は第１図における荷重が
印加したときの縦断正面図、第３図は本発明の他の実施
例の荷重が加わらないときの縦断正面図，第４図は第３
図における荷重が印加したときの縦断正面図，第５図は
従来の重量検出装置の例における荷重が加わらないとき
の縦断正面図，第６図は第５図における荷重が印加した
ときの縦断正面図である。 なお 1:可動基板,2:固定基板,3:シール部材,4:板ばね,4a:つ
る巻ばね,5:ブロック,6:荷重ポイント,7:シャフト,8:セ
ンサ支持部材,9:センサ支持板,10:荷重伝達機構,11:荷
重センサ,51:ストッパ部分,52:凹部,53位置あわせ金具,
54:中空孔
ないときの縦断正面図，第２図は第１図における荷重が
印加したときの縦断正面図、第３図は本発明の他の実施
例の荷重が加わらないときの縦断正面図，第４図は第３
図における荷重が印加したときの縦断正面図，第５図は
従来の重量検出装置の例における荷重が加わらないとき
の縦断正面図，第６図は第５図における荷重が印加した
ときの縦断正面図である。 なお 1:可動基板,2:固定基板,3:シール部材,4:板ばね,4a:つ
る巻ばね,5:ブロック,6:荷重ポイント,7:シャフト,8:セ
ンサ支持部材,9:センサ支持板,10:荷重伝達機構,11:荷
重センサ,51:ストッパ部分,52:凹部,53位置あわせ金具,
54:中空孔
Claims (3)
- 【請求項１】固定基板２と可動基板１とで静電容量を形
成する荷重センサ11の上面に弾性体を介して荷重を前記
荷重センサ11に伝達する荷重伝達機構10の外周部分に前
記弾性体の荷重限界に対し前記可動基板１の外周に密着
するストッパ部分51を設けたことを特徴とする重量検出
装置。 - 【請求項２】前記荷重伝達機構10の前記ストッパ部分51
の内側に、前記可動基板１に対する荷重ポイント６を前
記弾性体を介して収容してなる請求項１に記載の重量検
出装置。 - 【請求項３】前記弾性体は板バネ４又はつる巻ばね4aよ
りなる請求項１に記載の重量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046107A JP2631299B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 重量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046107A JP2631299B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 重量検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219645A JPH01219645A (ja) | 1989-09-01 |
| JP2631299B2 true JP2631299B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=12737769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046107A Expired - Fee Related JP2631299B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 重量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631299B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3130899A1 (en) * | 2014-04-08 | 2017-02-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Strain sensor and load detector using same |
| JP6571954B2 (ja) * | 2015-03-09 | 2019-09-04 | 旭有機材株式会社 | 液状硬化性樹脂の硬化挙動測定方法及び硬化挙動測定装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5794626A (en) * | 1980-12-03 | 1982-06-12 | High Frequency Heattreat Co Ltd | Load cell damage preventing method and its device of compressive load measuring device |
| JPH063397B2 (ja) * | 1986-02-03 | 1994-01-12 | 松下電器産業株式会社 | 重量検出装置 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046107A patent/JP2631299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01219645A (ja) | 1989-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0451193B1 (en) | Multimodulus pressure sensor | |
| EP1316786B1 (en) | Capacity type pressure sensor and method of manufacturing the pressure sensor | |
| US6079282A (en) | Capacitive force sensor | |
| EP0385574B1 (en) | Capacitive semiconductor sensor with hinged diaphragm for planar movement | |
| JP2534721B2 (ja) | 加速度計用保証質量懸垂装置 | |
| US6598483B2 (en) | Capacitive vacuum sensor | |
| JPH02290525A (ja) | 低誘電ドリフト容量型圧力センサ | |
| EP3004828B1 (en) | An improved pressure sensor | |
| US20040025589A1 (en) | Micromechanical component | |
| US5092177A (en) | Device for measuring the deformations of a diaphragm | |
| CN114323408A (zh) | 多量程多灵敏度压力mems芯片 | |
| JP2631299B2 (ja) | 重量検出装置 | |
| US6633172B1 (en) | Capacitive measuring sensor and method for operating same | |
| JP2001281075A (ja) | 静電容量型荷重センサー | |
| US11022506B2 (en) | Force sensor with strain gauge attached to flexible wall of a main beam of the force sensor | |
| US20100257948A1 (en) | Eccentric Load Compensated Load Cell | |
| KR102286967B1 (ko) | 스트레인 게이지, 다이아프램 구조체 및 그를 포함하는 센서 | |
| US5589634A (en) | Semiconductor acceleration sensor for detecting acceleration in orthogonal directions | |
| JP2001074569A (ja) | 平板型静電容量式捩り歪みセンサ | |
| JPH03239938A (ja) | 容量型圧力センサ | |
| JPH08233855A (ja) | 静電容量式加速度センサ | |
| EP3933365A1 (en) | Force sensor assembly and a method for measuring a force | |
| JPH0550335U (ja) | 半導体圧力計 | |
| JPH076499Y2 (ja) | 高安定型静電容量式荷重検出装置 | |
| JP2643906B2 (ja) | 圧力センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |