JP3853170B2 - Load sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歪み素子を搭載した板状の起歪体の撓み具合によって荷重を検出する荷重センサに係り、特に、起歪体をボルト等の固定軸体に支持するための取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図9は、この種の荷重センサの従来例を示す説明図である。同図において、符号1は厚膜抵抗体からなる歪み素子、2は軸孔2aを有して歪み素子1を搭載した金属板製の起歪体で、この起歪体2の先端部には測定対象物からの荷重が加わる荷重点2bが設けられている。符号3は軸孔2aに挿通されたボルトで、このボルト3はナット9等を用いて設置部材であるフレーム4等に固定されている。符号5,6はボルト3に外挿されている平板状のワッシャで、これら一対のワッシャ5,6の間に起歪体2の軸孔2aの周縁部分を配置させている。符号7,8はボルト3に螺着せしめたナットで、これら一対のナット7,8の間にワッシャ6と起歪体2とワッシャ5とが積層状態で挟圧・固定されている。
【0003】
すなわち、起歪体2をボルト3に取り付ける際には、ボルト3にナット8を螺合させた後、ワッシャ6と起歪体2およびワッシャ5を順次ボルト3に外挿してから、ナット7をボルト3に螺合させて両ナット7,8を締め付けていく。これにより、一対のナット7,8の間で、起歪体2の軸孔2aの周縁部分を挟み込んだ一対のワッシャ5,6がボルト3の軸線方向に沿って挟圧されていくので、ワッシャ5,6を介して起歪体2をボルト3に強固に固定することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この種の荷重センサにおいて、起歪体2は例えば約2mm厚のSUS等からなる金属板であるが、この起歪体2とワッシャ5,6とを完全に面接触させることは困難なので、起歪体2の軸孔2aの周縁部分にはワッシャ5,6からの加圧力が強く作用する場所と弱く作用する場所とが生じる。特に図10に示すように、ナット7(または8)がボルト3に対し傾いて螺着された場合、ワッシャ5(または6)の一側部に過大な応力が集中してしまうため、同図の点Pを支点として他側部が浮き上がり起歪体2から離れてしまう。その結果、起歪体2の軸孔2aの周縁部分において、ワッシャ5,6に加圧される応力集中個所が極端に不均一な分布となり、歪み素子1の特性に悪影響を及ぼすようなゆがみが起歪体2に生じてしまう。そして、取付時にこのようなゆがみが起歪体2に生じやすい荷重センサは、荷重点2bに同等の荷重が加わっても歪み素子1の出力値が製品ごとにばらつきやすいため高い信頼性が得にくくなる。なお、ナット7,8やボルト3に刻設されているねじ溝の公差によっても、図10に示すようなナット7(または8)の傾きはある程度起こりうる。
【0005】
本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、歪み素子の特性に悪影響を及ぼさずに起歪体が固定軸体に簡単かつ確実に取り付けられる、高信頼性の荷重センサを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、本発明の荷重センサは、荷重の作用する荷重点から離反した位置に軸孔が設けられた板状の起歪体と、この起歪体の前記荷重点と前記軸孔との間に搭載された歪み素子と、前記起歪体の前記軸孔周縁部分に対向配置されたスペーサ部材と、前記軸孔を貫通し前記スペーサ部材を介して前記起歪体を支持する固定軸体と、この固定軸体に固定されて前記スペーサ部材を前記起歪体の板厚方向へ加圧する加圧部材とを備え、前記スペーサ部材のうち前記加圧部材に当接する座面を該加圧部材よりも小径に設定することとした。
【0007】
このように加圧部材に当接するスペーサ部材の座面を該加圧部材よりも小さくしておくと、たとえ加圧部材が固定軸体に対して傾いたままスペーサ部材に加圧力を加えたとしても、加圧部材に直接押し込まれるのはスペーサ部材の内周部だけなので、該スペーサ部材の一部が浮き上がって起歪体から離れてしまうという現象は起こらない。したがって、起歪体を固定軸体に取り付ける際に、スペーサ部材による起歪体の応力集中個所が軸孔の周囲で極端に不均一な分布となる心配がなくなり、歪み素子の特性に悪影響を及ぼさずに起歪体を確実に固定軸体に取り付けることができる。なお、固定軸体がねじを刻設したボルトからなり、かつ加圧部材が該ボルトに締着されるナットからなる構成にしてあれば、起歪体の取付作業が簡単に行えるので好ましい。
【0008】
また、かかる構成において、スペーサ部材が略中央の筒状部から径方向外側へ鍔部を突設してなる一対のワッシャからなり、これら両ワッシャの前記筒状部どうしを積層させて起歪体の軸孔内に配置させると共に、該軸孔の外に位置する前記筒状部の端面を前記座面となしておけば、両ワッシャの鍔部どうしの間隔を精度よく規定することができるので、これら鍔部どうしの間に起歪体の軸孔周縁部分を無理なく配置させることができる。そして、鍔部どうしの間隔を起歪体の板厚よりも大きく設定して、起歪体の軸孔周縁部分と該鍔部との間に隙間を生じさせ、この隙間に接着固定剤を充填しておけば、両ワッシャの加圧力が接着固定剤で分散されて起歪体に加わるため、起歪体に対する過度の応力集中が抑制できて好ましい。
【0009】
あるいは、かかる構成において、スペーサ部材が、起歪体の軸孔内に配置される管スペーサと、一端面を前記座面となして他端面が前記管スペーサに当接される一対の凸状ワッシャとからなり、これら両凸状ワッシャが前記加圧部材に加圧されて前記管スペーサを挟圧するようにしておくことも可能である。この場合も、管スペーサの軸線方向の長さ寸法を起歪体の板厚よりも大きく設定して、起歪体の軸孔周縁部分と凸状ワッシャとの間に隙間を生じさせ、この隙間に接着固定剤を充填しておくことが好ましい。
【0010】
あるいは、かかる構成において、起歪体の軸孔の周囲の所定個所に凹状または凸状の被押圧部を設けると共に、この被押圧部がスペーサ部材にて加圧されるようになし、かつ前記被押圧部を除く起歪体の表面がスペーサ部材に対して非接触に保たれるようにしておくことも可能である。この場合、起歪体の軸孔周縁部分は常に特定個所(被押圧部)だけにスペーサ部材の加圧力が加わることになるので、スペーサ部材による起歪体の応力集中個所を軸孔の周囲で均一な分布となすことができる。
【0011】
また、上述した各構成において、起歪体のうち、軸孔周縁部分の板厚を、歪み素子を搭載している部分の板厚よりも大きく設定しておけば、荷重点に荷重を加えて起歪体を撓ませたとき、その変形の起点が板厚小なる部分と板厚大なる部分との境目に限定されてばらつかなくなるので、検出精度の向上が図れる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を図面を参照して説明すると、図1は第1の実施形態例に係る荷重センサの要部断面図、図2は図1に示す荷重センサの全体斜視図、図3は図1,2に示す起歪体の平面図、図4は第2の実施形態例に係る荷重センサの要部断面図、図5は第3の実施形態例に係る荷重センサの要部断面図、図6は第4の実施形態例に係る荷重センサの要部断面図、図7は第5の実施形態例に係る荷重センサの要部平面図、図8は図7のA−A線に沿う断面図であり、図9と対応する部分には同一符号が付してある。
【0013】
まず、図1〜図3を参照しつつ第1の実施形態例について説明すると、図中の符号1は厚膜抵抗体からなる歪み素子、2は軸孔2aを有して歪み素子1を搭載した金属板製の起歪体であり、これら歪み素子1と起歪体2によって歪みゲージが構成されている。図2に示すように、本実施形態例に係る荷重センサは、自動車の座席に組み込まれて搭乗者の体重を検出するためのものであり、起歪体2の先端部に設けられた荷重点2bには、座席側に固定されたアーム17を介して搭乗者の荷重が作用するようになっている。符号3は固定軸体としてのボルトであり、このボルト3はナット9を用いて設置部材であるシートフレーム4に固定されている。符号7,8は加圧部材としてボルト3に螺着せしめたナットである。符号10,11はスペーサ部材としてボルト3に外挿されている凸状ワッシャで、これら一対の凸状ワッシャ10,11は、起歪体2の軸孔2aの周縁部分の表裏両面と対向する位置に配置されて、一対のナット7,8により挟圧・固定されている。ただし、ナット7に当接している凸状ワッシャ10の座面10aや、ナット8に当接している凸状ワッシャ11の座面11aは、これらナット7,8よりも小径に設定されており、各ナット7,8の外周部が凸状ワッシャ10,11と当接しないようになっている。
【0014】
なお、本実施形態例では、図3に示すように、起歪体2の上面の4か所に歪み素子1が配設されており、これら4個の歪み素子1を結線してなるホイートストンブリッジ回路の4個の端子1aが起歪体1の軸孔2a側の端部に集約させてある。
【0015】
上述した構成において、歪み素子1が搭載された起歪体2(歪みゲージ)をボルト3に取り付ける際には、ボルト3にナット8を螺合させた後、凸状ワッシャ11をボルト3に外挿し、さらに起歪体2の軸孔2aの周縁部分をボルト3に外挿する。しかる後、凸状ワッシャ10をボルト3に外挿してから、ナット7をボルト3に螺合させて両ナット7,8を締め付けていく。これにより、一対のナット7,8の間で、凸状ワッシャ10,11が起歪体2の板厚方向(ボルト3の軸線方向)に沿って挟圧されていくので、起歪体2の軸孔2aの周縁部分が凸状ワッシャ10,11間に挟持された状態となる。つまり、起歪体2が凸状ワッシャ10,11を介してボルト3に支持された状態となる。
【0016】
このように本実施形態例では、起歪体2を挟持する凸状ワッシャ10,11の小径な座面10a,11aをナット7,8に当接させていることから、ナット7やナット8がボルト3に対して傾いたまま締め付けられた場合にも、ナット7,8から直接挟圧力を付与されるのは凸状ワッシャ10,11の内周部だけであり、凸状ワッシャ10,11の鍔状部分10b,11bが浮き上がって起歪体2から離れてしまうことはない。つまり、起歪体2をボルト3に取り付ける際に、凸状ワッシャ10,11による起歪体2の応力集中個所が軸孔2aの周囲で極端に不均一な分布となる心配がない。それゆえ、歪み素子1の特性に悪影響を及ぼさずに起歪体2を簡単かつ確実にボルト3に取り付けることができ、信頼性の高い荷重センサが得られる。
【0017】
図4に示す第2の実施形態例では、ナット7,8間に挟み込むスペーサ部材として、略中央の筒状部12c,13cから径方向外側へ鍔部12b,13bを突設してなる一対のワッシャ12,13を用い、これら両ワッシャ12,13の筒状部12c,13cどうしを積層させて起歪体2の軸孔2a内に配置させている。このようなワッシャ12,13を用いると、その鍔部12b,13bどうしの間隔を精度よく規定することができるので、両鍔部12b,13b間に起歪体2の軸孔2aの周縁部分を無理なく配置させることができる。ただし、図4において、鍔部12b,13bどうしの間隔は起歪体2の板厚よりも若干大きく設定されているので、積層状態のワッシャ12,13と起歪体2の軸孔2aの周縁部分との間には隙間が生じることとなり、この隙間に硬化してもほとんど収縮しない嫌気性の接着剤14を充填させている。また、ワッシャ12の筒状部12cの上端面をナット7に当接する座面12aとなし、かつワッシャ13の筒状部13cの下端面をナット8に当接する座面13aとなしているが、これらの座面12a,13aはナット7,8よりも小径に設定されている。
【0018】
したがって本実施形態例においては、ナット7,8を締め付けてワッシャ12,13を挟圧・固定すると、各ワッシャ12,13による加圧力が接着剤14を介して起歪体2の軸孔2aの周縁部分に加えられることになり、それゆえ起歪体2に対する過度の応力集中が抑制できる。しかも、前述した第1の実施形態例と同様に、小径の座面12a,13aをナット7,8に当接させているので、ナット7,8がボルト3に対して傾いたまま締め付けられた場合にも鍔部12b,13bが浮き上がって起歪体2から離れてしまうことはなく、よってワッシャ12,13による起歪体2の応力集中個所は軸孔2aの周囲でほぼ均一な分布となりやすい。そのため、歪み素子1の特性が極めて安定したものとなり、荷重センサの信頼性を一層高めることができる。
【0019】
図5に示す第3の実施形態例では、ナット7,8間に挟み込むスペーサ部材として、起歪体2の板厚よりも長寸で軸孔2a内に配置される管スペーサ15と、この管スペーサ15の上下に積層配置された一対の凸状ワッシャ16,17とを用いている。一方の凸状ワッシャ16はその上端面をナット7に当接する小径な座面16aとなし、かつ下端面の内周部を管スペーサ15に当接させている。同様に、他方の凸状ワッシャ17はその下端面をナット8に当接する小径な座面17aとなし、かつ上端面の内周部を管スペーサ15に当接させている。したがって、ナット7,8を締め付けていくと、両凸状ワッシャ16,17が管スペーサ15を挟圧することとなり、スペーサ部材の全体の形状としては図4に示した一対のワッシャ12,13と実質的に同じになる。なお、本実施形態例の場合も、管スペーサ15および凸状ワッシャ16,17からなるスペーサ部材と、起歪体2の軸孔2aの周縁部分との間の隙間に、嫌気性の接着剤14を充填させている。
【0020】
図6に示す第4の実施形態例では、ナット7,8間に挟み込むスペーサ部材として、略中央の筒状部18c,19cから径方向外側へ鍔部18b,19bを突設し、かつ各筒状部18c,19cの座面18a,19a側の端部をテーパ面となした一対のワッシャ18,19を用いている。これら両ワッシャ18,19は、筒状部18c,19cどうしを積層させて起歪体2の軸孔2a内に配置させており、起歪体2の軸孔2aの周縁部分と鍔部18b,19bとの間の隙間に、嫌気性の接着剤14を充填させている。また、本実施形態例では、起歪体2のうち軸孔2aの近傍の板厚が、歪み素子1を搭載している延出部分の板厚よりも大きくしてある。このように、荷重点2bとは反対側の基端部で起歪体2の板厚を増大させておくと、荷重点2bに荷重を加えて起歪体2を撓ませたとき、その変形の起点が板厚小なる部分と板厚大なる部分との境目Qに限定されてばらつかなくなるので、検出精度の向上が図れる。
【0021】
図7,8に示す第5の実施形態例では、起歪体2の軸孔2aの近傍の表裏両面にそれぞれ、凹状の被押圧部2c,2dが複数(例えば4個ずつ)設けてある。ボルト3に外挿され起歪体2を介して対向する一対の凸状ワッシャ20,21は、それぞれ小径な座面20a,21aをナット7,8に当接させている。また、凸状ワッシャ20,21にはそれぞれ、起歪体2の被押圧部2c,2d内に挿入される押圧突起20b,21bが複数設けてある。これらの凸状ワッシャ20,21は、各押圧突起20b,21bを対応する被押圧部2c,2d内に挿入した状態で、ナット7,8に挟圧されてボルト3に固定されるので、起歪体2は複数個所の被押圧部2c,2dにおいて凸状ワッシャ20,21に挟圧される。ただし、被押圧部2c,2dを除く起歪体2の表裏両面は、凸状ワッシャ20,21に対して非接触に保たれている。
【0022】
すなわち本実施形態例は、起歪体2が挟圧される個所(被押圧部2c,2d)を予め特定するというものであり、凸状ワッシャ20,21による起歪体2の応力集中個所を軸孔2aの周囲で均一な分布となすことができる。そして、凸状ワッシャ20,21の小径な座面20a,21aをナット7,8に当接させているので、ナット7,8がボルト3に対して傾いたまま締め付けられた場合にも、押圧突起20b,21bが浮き上がって起歪体2から離れてしまうことはない。なお、本実施形態例において、起歪体2の軸孔2aの近傍に凸状の被押圧部を設けて挟圧されるようにしてもよい。
【0023】
なお、上述した各実施形態例では、固定軸体としてボルト3を使用し、このボルト3にナット7,8を螺合させて締め付ける場合について例示しているが、リベットのようにねじ溝を持たない固定軸体に起歪体2を取り付ける場合には、ワッシャ等のスペーサ部材をかしめ等の手法で加圧すればよい。
【0024】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0025】
ナット等の加圧部材でワッシャ等のスペーサ部材を加圧することにより起歪体を固定軸体に取り付けるという荷重センサで、加圧部材に当接するスペーサ部材の座面を該加圧部材よりも小径にしてあるので、加圧部材が固定軸体に対して傾いたままスペーサ部材に加圧力を加えた場合にも、スペーサ部材の一部が浮き上がって起歪体から離れてしまうという現象は起こらない。それゆえ、起歪体を固定軸体に取り付ける際に、スペーサ部材による起歪体の応力集中個所が軸孔の周囲で極端に不均一な分布となる心配がなくなり、歪み素子の特性に悪影響を及ぼさずに起歪体を簡単かつ確実に固定軸体に取り付けることが可能となり、信頼性の高い荷重センサが得られる。
【0026】
また、かかる構成において、スペーサ部材が略中央の筒状部から径方向外側へ鍔部を突設してなる一対のワッシャからなり、これら両ワッシャの前記筒状部どうしを積層させて起歪体の軸孔内に配置させると共に、該軸孔の外に位置する前記筒状部の端面を前記座面となしておけば、両ワッシャの鍔部どうしの間隔を精度よく規定することができるので、これら鍔部どうしの間に起歪体の軸孔周縁部分を無理なく配置させることができる。そして、鍔部どうしの間隔を起歪体の板厚よりも大きく設定して、起歪体の軸孔周縁部分と該鍔部との間に隙間を生じさせ、この隙間に接着固定剤を充填しておけば、スペーサ部材の加圧力が接着固定剤で分散されて起歪体に加わるため、起歪体に対する過度の応力集中が抑制できる。
【0027】
また、起歪体の軸孔の周囲の所定個所に凹状または凸状の被押圧部を設けると共に、この被押圧部がスペーサ部材にて加圧されるようになし、かつ被押圧部を除く起歪体の表面がスペーサ部材に対して非接触に保たれるように構成しておけば、起歪体の軸孔周縁部分は常に特定個所(被押圧部)だけにスペーサ部材の加圧力が加わることになるので、スペーサ部材による起歪体の応力集中個所を軸孔の周囲で均一な分布となすことができる。
【0028】
また、起歪体のうち、軸孔周縁部分の板厚を歪み素子を搭載している部分の板厚よりも大きく設定しておけば、荷重点に荷重を加えて起歪体を撓ませたとき、その変形の起点が板厚小なる部分と板厚大なる部分との境目に限定されてばらつかなくなるので、検出精度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態例に係る荷重センサの要部断面図である。
【図2】図1に示す荷重センサの全体斜視図である。
【図3】図1,2に示す起歪体の平面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態例に係る荷重センサの要部断面図である。
【図5】本発明の第3の実施形態例に係る荷重センサの要部断面図である。
【図6】本発明の第4の実施形態例に係る荷重センサの要部断面図である。
【図7】本発明の第5の実施形態例に係る荷重センサの要部平面図である。
【図8】図7のA−A線に沿う断面図である。
【図9】従来例に係る荷重センサの要部断面図である。
【図10】該従来技術の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
1 歪み素子
2 起歪体
2a 軸孔
2b 荷重点
2c,2d 被押圧部
3 ボルト(固定軸体)
7,8 ナット(加圧部材)
10〜13,16〜21 ワッシャ(スペーサ部材)
10a〜13a,16a〜21a 座面
12b,13b,18b,19b 鍔部
12c,13c,18c,19c 筒状部
14 接着剤
15 管スペーサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a load sensor that detects a load by a bending state of a plate-like strain generating body on which a strain element is mounted, and particularly relates to an attachment structure for supporting the strain generating body on a fixed shaft body such as a bolt.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is an explanatory view showing a conventional example of this type of load sensor. In the figure,
[0003]
That is, when attaching the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this type of load sensor, the
[0005]
The present invention has been made in view of such a state of the art, and its purpose is to provide a highly reliable structure in which a strain generating body can be easily and reliably attached to a fixed shaft body without adversely affecting the characteristics of the strain element. It is in providing a load sensor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the load sensor of the present invention includes a plate-like strain body having a shaft hole provided at a position away from a load point at which a load acts, and the load point of the strain body. A strain element mounted between the shaft hole, a spacer member disposed opposite to a peripheral portion of the shaft hole of the strain body, and the strain body through the shaft hole and the spacer member. A fixed shaft body to be supported; and a pressure member that is fixed to the fixed shaft body and pressurizes the spacer member in a plate thickness direction of the strain-generating body, the seat being in contact with the pressure member among the spacer members The surface was set to have a smaller diameter than the pressure member.
[0007]
In this way, if the seating surface of the spacer member that contacts the pressure member is made smaller than the pressure member, it is assumed that pressure is applied to the spacer member while the pressure member is inclined with respect to the fixed shaft body. However, since only the inner peripheral portion of the spacer member is directly pushed into the pressure member, a phenomenon that a part of the spacer member is lifted and separated from the strain generating body does not occur. Therefore, when attaching the strain body to the fixed shaft body, there is no concern that the stress concentration points of the strain body due to the spacer member will be extremely unevenly distributed around the shaft hole, and the characteristics of the strain element will be adversely affected. Therefore, the strain body can be securely attached to the fixed shaft body. In addition, it is preferable that the fixed shaft body is made of a bolt in which a screw is engraved and the pressure member is made of a nut fastened to the bolt, because the attaching work of the strain generating body can be easily performed.
[0008]
Further, in this configuration, the spacer member is composed of a pair of washers in which a flange portion projects from the substantially central cylindrical portion to the outside in the radial direction, and the cylindrical portions of both washers are laminated to form a strain generating body. If the end surface of the cylindrical portion located outside the shaft hole is used as the seat surface, the interval between the collar portions of both washers can be accurately defined. The axial hole peripheral portion of the strain generating body can be arranged without difficulty between the flanges. Then, the gap between the flanges is set to be larger than the plate thickness of the strain-generating body, and a gap is formed between the axial hole peripheral portion of the strain-generating body and the flange, and this gap is filled with an adhesive fixing agent. In this case, the pressure applied by both washers is dispersed by the adhesive fixing agent and applied to the strain generating body, which is preferable because excessive stress concentration on the strain generating body can be suppressed.
[0009]
Alternatively, in this configuration, the spacer member is a tube spacer disposed in the shaft hole of the strain body, and a pair of convex washers whose one end surface is the seating surface and the other end surface is in contact with the tube spacer. It is also possible that these both convex washers are pressed against the pressure member to pinch the tube spacer. Also in this case, the axial dimension of the tube spacer is set to be larger than the plate thickness of the strain-generating body, and a gap is formed between the axial hole peripheral portion of the strain-generating body and the convex washer. Is preferably filled with an adhesive fixing agent.
[0010]
Alternatively, in this configuration, a concave or convex pressed portion is provided at a predetermined location around the shaft hole of the strain generating body, the pressed portion is pressed by a spacer member, and the covered It is also possible to keep the surface of the strain generating body excluding the pressing portion in non-contact with the spacer member. In this case, since the pressurizing force of the spacer member is always applied only to the specific portion (the pressed portion) at the peripheral portion of the shaft hole of the strain generating body, the stress concentration portion of the strain generating body by the spacer member is around the shaft hole. A uniform distribution can be obtained.
[0011]
Moreover, in each structure mentioned above, if the plate | board thickness of a shaft hole peripheral part is set larger than the plate | board thickness of the part which mounts a distortion element among strain generating bodies, a load will be added to a load point. When the strain generating body is bent, the starting point of the deformation is limited to the boundary between the portion where the plate thickness is small and the portion where the plate thickness is large and does not vary, so that the detection accuracy can be improved.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the main part of a load sensor according to a first embodiment, and FIG. 2 is an overall perspective view of the load sensor shown in FIG. 3 is a plan view of the strain generating body shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the load sensor according to the second embodiment, and FIG. 5 is the main part of the load sensor according to the third embodiment. FIG. 6 is a sectional view of a principal part of a load sensor according to a fourth embodiment, FIG. 7 is a plan view of a principal part of a load sensor according to a fifth embodiment, and FIG. It is sectional drawing which follows a line, and the same code | symbol is attached | subjected to the part corresponding to FIG.
[0013]
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
[0014]
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the
[0015]
In the configuration described above, when the strain generating body 2 (strain gauge) on which the
[0016]
As described above, in the present embodiment, the small-diameter seating surfaces 10a and 11a of the
[0017]
In the second embodiment shown in FIG. 4, as a spacer member sandwiched between the
[0018]
Therefore, in this embodiment, when the
[0019]
In the third embodiment shown in FIG. 5, as a spacer member sandwiched between
[0020]
In the fourth embodiment shown in FIG. 6, as spacer members sandwiched between the
[0021]
In the fifth embodiment shown in FIGS. 7 and 8, a plurality of concave pressed
[0022]
That is, in this embodiment, the location (pressed
[0023]
In each of the above-described embodiments, the case where the
[0024]
【The invention's effect】
The present invention is implemented in the form as described above, and has the following effects.
[0025]
A load sensor that attaches a strain body to a fixed shaft body by pressurizing a spacer member such as a washer with a pressure member such as a nut. The seating surface of the spacer member that contacts the pressure member has a smaller diameter than the pressure member. Therefore, even when pressure is applied to the spacer member while the pressure member is tilted with respect to the fixed shaft body, a phenomenon in which a part of the spacer member is lifted away from the strain body does not occur. . Therefore, when attaching the strain generating body to the fixed shaft body, there is no concern that the stress concentration portion of the strain generating body due to the spacer member will be extremely unevenly distributed around the shaft hole, and the characteristics of the strain element are adversely affected. It is possible to easily and reliably attach the strain generating body to the fixed shaft body without affecting, and a highly reliable load sensor can be obtained.
[0026]
Further, in this configuration, the spacer member is composed of a pair of washers in which a flange portion projects from the substantially central cylindrical portion to the outside in the radial direction, and the cylindrical portions of both washers are laminated to form a strain generating body. If the end surface of the cylindrical portion located outside the shaft hole is used as the seat surface, the interval between the collar portions of both washers can be accurately defined. The axial hole peripheral portion of the strain generating body can be arranged without difficulty between the flanges. Then, the gap between the flanges is set to be larger than the plate thickness of the strain-generating body, and a gap is formed between the axial hole peripheral portion of the strain-generating body and the flange, and this gap is filled with an adhesive fixing agent. If so, the applied pressure of the spacer member is dispersed by the adhesive fixing agent and applied to the strain generating body, so that excessive stress concentration on the strain generating body can be suppressed.
[0027]
In addition, a concave or convex pressed portion is provided at a predetermined location around the shaft hole of the strain generating body, the pressed portion is not pressed by the spacer member, and the pressed portion is excluded. If the surface of the strain body is configured so as to be kept in non-contact with the spacer member, the peripheral edge of the shaft hole of the strain body is always subjected to the pressing force of the spacer member only at a specific location (pressed portion). Therefore, the stress concentration portion of the strain generating body by the spacer member can be made to be uniform around the shaft hole.
[0028]
Also, if the plate thickness at the periphery of the shaft hole is set larger than the plate thickness of the portion where the strain element is mounted, the strain body is deflected by applying a load to the load point. At this time, since the starting point of the deformation is limited to the boundary between the portion where the plate thickness is small and the portion where the plate thickness is large, the detection accuracy can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a load sensor according to a first embodiment of the present invention.
2 is an overall perspective view of the load sensor shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a plan view of the strain generating body shown in FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a load sensor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a load sensor according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of a load sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of an essential part of a load sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of a load sensor according to a conventional example.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a problem of the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
7,8 Nut (Pressurizing member)
10-13, 16-21 Washer (spacer member)
10a to 13a, 16a to
Claims (8)
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-
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- 2001-04-13 JP JP2001115425A patent/JP3853170B2/en not_active Expired - Lifetime
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