JP4793461B2 - 荷重検出装置の製造方法 - Google Patents

荷重検出装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4793461B2
JP4793461B2 JP2009057669A JP2009057669A JP4793461B2 JP 4793461 B2 JP4793461 B2 JP 4793461B2 JP 2009057669 A JP2009057669 A JP 2009057669A JP 2009057669 A JP2009057669 A JP 2009057669A JP 4793461 B2 JP4793461 B2 JP 4793461B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
substrate
load detection
load receiving
detection 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
Application number
JP2009057669A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010210469A (ja
Inventor
早川  秀幸
俊夫 細川
森川  賢二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2009057669A priority Critical patent/JP4793461B2/ja
Priority to US12/661,021 priority patent/US8191432B2/en
Publication of JP2010210469A publication Critical patent/JP2010210469A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4793461B2 publication Critical patent/JP4793461B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2287Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49082Resistor making
    • Y10T29/49103Strain gauge making

Description

本発明は、荷重検出装置の製造方法に関するものである。
特許文献1には、荷重検出素子S1を板52を介してボール13で支えるようになっており、その際、荷重検出素子S1に均一に荷重が加わるよう、荷重検出素子S1と板52との間にゴム51を介在させる技術が開示されている(特許文献1の図1等参照)。
特開2008−190890号公報
しかし、ゴム等の弾性体は、時間の経過と共に弾性機能が低下してしまうので、荷重検出素子に均一に荷重を加える機能が長続きしない。
本発明は上記点に鑑み、弾性体を必要とすることなく荷重検出素子に均一に荷重が加わるようにすることを目的とする。
上記目的を達成するための請求項1に記載の発明は、荷重の印加を受ける受圧体(24、25)と、基板(20)と、基板(20)の第1の面に設けられると共に受圧体(24、25)と基板(20)によって挟まれ、自らに印加された荷重を検出する荷重検出素子(21、22)と、基板(20)の第1の面と反対側の第2の面に当接することで基板(20)を支える金属製の荷重受け部(31、32)と、を備えた荷重検出装置についてのものである。
そして、本発明の特徴とするところは、この基板(20)に垂直な方向に当該荷重検出
装置を見た場合、荷重受け部(31、32)と受圧体(24、25)とが重なり、荷重受
け部(31、32)の基板(20)側の端部には、溝(31d、31e、32d、32e
)を挟んで互いに離れた複数の凸部(31a〜31c、32a〜32c)が設けられ、そ
れら凸部(31a〜31c、32a〜32c)が基板(20)に当接していることである
。本発明は、このような構成の荷重検出装置を組み立てる工程と、前記受圧体(24、25)に荷重を印加することで、前記凸部(31a〜31c、32a〜32c)を塑性変形させて平面を形成する当たり付け工程と、を備えた荷重検出装置の製造方法である。
このように、荷重受け部(31、32)の基板(20)側に溝(31d、31e、32d、32e)を設けることで、互いに離れた複数の凸部(31a〜31c、32a〜32c)を設ける。これにより、荷重受け部(31、32)の当たり付けを実行したときに、溝がない場合に比べ、実効的に広い平面で基板(20)の下面に応力を加えることができる。そしてその結果、荷重検出素子(21、22)に印加される応力の分布が均一化され、ひいては、荷重検出素子(21、22)の耐荷重強度が向上する。
また、請求項2に記載のように、凸部(31a〜31c、32a〜32c)の基板(20)側の端部は、基板(20)側に凸に丸まった形状となっていてもよい。このようになっていることで、基板(20)が傾いても、基板(20)と凸部(31a〜31c、32a〜32c)との接触位置は大きく変化しない。したがって、受圧体(24、25)と荷重受け部(31、32)との位置関係が基板(20)の傾きに大きく左右されない。
また、請求項3に記載のように、基板(20)に垂直な方向に当該荷重検出装置を見た場合、受圧体(24、25)の荷重検出素子(21、22)に接触する面の範囲は、荷重受け部(31)が覆う範囲の全体を含んでいてもよい。
このようになっていることで、基板(2)に対する荷重受け部(31)の位置決め時に小さなずれが発生したときも、基板(20)と荷重受け部(31、32)の接触位置は、受圧体(24、25)の直下に収まるようになる。
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
本発明の実施形態に係る荷重検出装置1の斜視図である。 基板部2の平面図である。 金属ベース3の斜視図である。 荷重検出装置1の正面図である。 金属ベース3の平面図である。 図4の紙面右側から見た場合の荷重検出装置1の側面図である。 荷重受け部31、32の寸法の一例を示す図である。 荷重受け部31、32の寸法の一例を示す図である。 荷重検出装置1の使用方法および当たり付けの方法を示す図である。 溝部のある場合とない場合での、当たり付け後の等価接触面積の違いを示す図である。 荷重受け部31’によってセラミック配線基板20の上面に及ぼされる応力の分布73を示す図である。 荷重受け部31によってセラミック配線基板20の上面に及ぼされる応力の分布82を示す図である。 当たり付けの荷重と等価接触面積との関係を示すグラフである。 上端がR形状でない荷重受け部31’’、32’’におけるセラミック配線基板20との接触位置6、7を示す図である。 本実施形態の荷重受け部31、32におけるセラミック配線基板20との接触位置8、9を示す図である。
以下、本発明の一実施形態について説明する。まず、図1〜図8を参照して本実施形態に係る荷重検出装置1の構成について説明する。この荷重検出装置1は、車両におけるブレーキの踏力を検出するための荷重検出装置である。
図1の斜視図に示すように、本実施形態の荷重検出装置1は、基板部2、および、基板部2の下側に取り付けられた金属ベース3を有している。基板部2と金属ベース3とは、図示しない組み付け部材に固定され、その結果、基板部2に対して金属ベース3が位置決めされる。なお、図1〜図6中における前後方向及び上下方向は、荷重検出装置を説明するために便宜的に導入したものである。
図1および図2の平面図に示すように、基板部2は、セラミック配線基板20、2つの感圧抵抗体21、22(荷重検出素子の一例に相当する)、荷重検出IC23(荷重検出回路の一例に相当する)、2つの受圧体24、25、外部接続端子26、27、28等を有している。なお、図3以降においては簡単のため、セラミック配線基板20、受圧体24、25以外の基板部2の部材については、図示を省略する。
セラミック配線基板20は、セラミックからなると共に所定の剛性を有する長方形板状の部材であり、上側の面のみに感圧抵抗体21、22、荷重検出IC14、外部接続端子26、27、28等が実装され配線されている。本実施形態においては、このセラミック配線基板20の厚みは、1.75mmである。
感圧抵抗体21、22は、セラミック配線基板20の上面(第1の面に相当する)に形成され、応力の印加によって電気的特性が変化する長方形層状の部材である。具体的には、荷重が加わることで抵抗値が変化する感圧体からなる部材である。
図2に示すように、感圧抵抗体21、22は、セラミック配線基板20の長手方向に並んで設けられている。具体的には、感圧抵抗体21、22のそれぞれは、導電性を有するRuOの粒子とガラスとを含有するペースト状の抵抗材料をセラミック配線基板20上にスクリーン印刷し、焼き付けて形成されている。
受圧体24、25は、それぞれ感圧抵抗体21、22の上面に固定されている。すなわち、感圧抵抗体21は、受圧体24とセラミック配線基板20によって挟まれ、感圧抵抗体22は、受圧体25とセラミック配線基板20によって挟まれている。これら受圧体24、25は、感圧抵抗体21、22の広い領域に、外部から加わる荷重を均一に伝達するための部材であり、セラミックからなる所定の剛性を有する直方体状の部材である。
図1に示すように、受圧体24、25の高さは、荷重検出IC23より高く設定されている。感圧抵抗体21、22は、受圧体24、25を介して外部から荷重が伝達されることで、荷重に応じて抵抗がそれぞれ変化する。
荷重検出IC23は、セラミック配線基板20の上面に実装され、感圧抵抗体21、22の抵抗の変化に基づいて加わった荷重を検出する回路を構成するセラミックパッケージからなるICである。
具体的には、荷重検出IC23は、感圧抵抗体21、22の抵抗値の変化に基づいて、受圧体24、25に加わった荷重を算出し、算出した荷重を所定の信号に変換し、その信号を外部接続端子26、27、28を介して荷重検出装置1の外部に出力する。荷重検出IC23の入力端子は、セラミック配線基板20に形成される図示しない配線パターンによって感圧抵抗体21、22に接続されている。荷重検出IC23は、この配線パターンを介して感圧抵抗体21、22の抵抗値を検出する。また、セラミック配線基板20の出力端子は、外部接続端子26、27、28に接続されている。
また、図3に示すように、金属ベース3は、長方形板状の金属ベース本体30と、金属ベース本体30の上面の長手方向の両端部からそれぞれ上方に突出する略直方体形状の荷重受け部31、32と、を有している。これら金属ベース本体30、荷重受け部31、32は、一体に形成された金属製の部材であり、例えば、SUS304等のステンレスから成る。また、荷重受け部31、32のそれぞれは、長手方向が金属ベース本体30の短辺方向に平行となるように配置されている。
また、図4の正面図に示すように、荷重受け部31の上端部は、セラミック配線基板20の下面(第2の面に相当する)のうち、受圧体24の直下の部分に当接するよう位置決めされている。同様に、荷重受け部32の上端部は、セラミック配線基板20の下面のうち、受圧体25の直下の部分に当接するよう位置決めされている。したがって、セラミック配線基板20に垂直な方向に荷重検出装置1を見た場合、受圧体24と荷重受け部31とが重なり、受圧体25と荷重受け部32とが重なる。
図5は、金属ベース3の平面図である。ただし、金属ベース3と基板部2との位置関係を明確にするために、セラミック配線基板20、感圧抵抗体21、22の位置が点線で示されている。
この図5および図6の側面図に示すように、セラミック配線基板20に対して垂直な方向に荷重検出装置1を見た場合、受圧体24の感圧抵抗体21に接触する略長方形の面範囲は、荷重受け部31が覆う長方形の面範囲よりも大きくなっており、荷重受け部31の覆う面範囲の全体が受圧体24の底面の範囲内に収まるようになっている。また同様に、セラミック配線基板20に対して垂直な方向から見た場合、受圧体25の感圧抵抗体22に接触する略長方形の底面の範囲は、荷重受け部32が覆う長方形の面範囲よりも大きくなっており、荷重受け部32の覆う面範囲全体が受圧体25の底面の範囲内に収まるようになっている。このようになっていることで、基板部2に対する金属ベース3の位置決め時に小さなずれが発生したときも、セラミック配線基板20と荷重受け部31、32の接触位置は、受圧体24、25の底面の直下に収まるようになる。
ここで、荷重受け部31、32の詳細構造について説明する。なお、以下では、金属ベース本体30の板面に平行かつ荷重受け部31、32の長手方向に垂直な方向を、単に横方向という。図4〜図6に示すように、荷重受け部31、32の上端部は、上に凸に丸まった形状(より詳しくは、上に凸なR形状)に対して、横方向に延びる2つの溝を掘った結果の形状となっている。
すなわち、荷重受け部31の上端部は、長手方向に沿って、凸部31a、溝部31d、凸部31b、溝部31e、凸部31cという順に並んでいる。すなわち、上に凸なR形状の3つの凸部31a〜31cが、2つの溝部31d、31eを挟んで長手方向に離れて並んでいる。同様に、荷重受け部32の上端部は、長手方向に沿って、凸部32a、溝部32d、凸部32b、溝部32e、凸部32cという順に並んでいる。すなわち、上に凸なR形状の3つの凸部32a〜32cが、2つの溝部32d、32eを挟んで長手方向に離れて並んでいる。そして、凸部31a〜31c、32a〜32cのそれぞれは、長手方向に垂直な断面において、上端部が、中央が最も高い円弧となっている。また、2つの溝部31d、31e、32d、32eのそれぞれは、凸部31a〜31c、32a〜32cよりも窪んだ平面となっている。
本実施形態における荷重受け部31、32の寸法は、図7および図8のとおりである。なお、図7よび図8の数字は、ミリメートル単位の長さを表している。すなわち、荷重受け部31、32の長手方向の長さは5.0mmであり、横方向の長さは3.0mmであり、高さが2.5mmであり、各凸部の長手方向の長さは0.5mmであり、各溝部の長手方向の長さは1.75mmであり、各凸部の上端の曲率半径は5mmである。また、金属ベース本体30の板厚さは2.5mmである。
次に、荷重検出装置1の車両への組み付けおよび荷重検出装置1の作動について、図9を参照して説明する。荷重検出装置1の使用時には、金属ベース3は車体に固定されるようになっている。また、受圧体24、25の上側には、ブレーキの踏力を伝達する踏力伝達部材4が取り付けられ、この踏力伝達部材4の下端面が受圧体24、25の上端に当接する。
ブレーキが踏み込まれると、その踏力が矢印5に示すように踏力伝達部材4を介して受圧体24、25に伝達され、受圧体24、25が下方に押圧される。
すると、感圧抵抗体21、22に、受圧体24、25を介して荷重が加わり、感圧抵抗体21、22の抵抗値が変化する。荷重検出IC23は、これらの抵抗の変化に基づいて加わった荷重、つまり、ブレーキの踏力を算出し、算出した荷重を所定の信号に変換し、外部出力端子外部接続端子26、27、28を介して荷重検出装置1の外部の装置(例えばブレーキ制御装置)に出力する。
ここで、荷重検出装置1の製造工程中の一工程である当たり付け工程について説明する。荷重検出装置1が上記のように組み立てられて車両に搭載された後、荷重検出装置1を実際に使用する前に、荷重受け部31、32の当たり付けが行われる。当たり付けとは、図9に示すように、踏力伝達部材4、受圧体24、25、感圧抵抗体21、22、およびセラミック配線基板20を介して荷重受け部31、32の上端部に荷重(踏力)をかけ、それにより、凸部31a〜31c、32a〜32cの上端を塑性変形させることをいう。
このような当たり付けを行うことで、凸部31a〜31c、32a〜32cの一部が潰れて平面となるので、荷重受け部31、32とセラミック配線基板20との接触面積が増大すると共に面粗度オーダーでの密着が可能となり、繰り返し荷重等による金属材料のへたりを防止する事ができる。その結果、荷重検出装置1の使用時において、感圧抵抗体21、22に印加される圧力の分布が均一化され、感圧抵抗体21、22の耐荷重強度が向上する。
しかし、当たり付けの際には、上述のように感圧抵抗体21、22を介して荷重受け部31、32に荷重を加えるので、感圧抵抗体21、22を破損させない程度の荷重で当たり付けを行う必要がある。したがって、当たり付けのために必要な大きさの荷重をかけることができない可能性がある。
そこで、本実施形態においては、荷重受け部31、32のそれぞれの上部において、セラミック配線基板20に当接する3つの凸部31a〜31c、32a〜32cを互いに離して配置している。図10〜図13を用いて、このような構成がもたらす効果について説明する。なお、以下では、荷重受け部31を用いて説明しているが、荷重受け部32についても同じことが言える。
図10(a)は、当たり付け前の荷重受け部31の正面図である。当たり付けを行うと、荷重受け部31がセラミック配線基板20に押されることで、荷重受け部31とセラミック配線基板20との接触位置を中心に、荷重受け部31が塑性変形する。その結果、図10(b)の正面図、図10(c)の平面図に示すように、凸部31a〜31cの上端が潰れ、長手方向に離れて並ぶ3つの平面52、53、54が形成される。
ここで、比較例として、図10(e)の正面図、図10(f)の平面図を用いて、荷重受け部31’についての当たり付けについても説明する。この荷重受け部31’は、荷重受け部31と同じ材質から成り、荷重受け部31と同様に上に凸なR形状を有しているが、溝が掘られていない。このような荷重受け部31’に対して、荷重受け部31の場合と同様の荷重で当たり付けを行うと、荷重受け部31’の上端が潰れ、長手方向に延びる1つの平面51が形成される。
平面51の横幅35は、平面52、53、54の横幅36よりも短くなっている。これは、或る一定の応力で或る物体の当たり付けを行って平面が形成されたとき、その平面の面積は、その物体の硬度(例えば降伏応力)によって決まるからである。したがって、同じ材質の荷重受け部31、31’に対して同じ荷重で当たり付けを行った場合、形成される平面の面積は同じである。つまり、平面51の面積をPとし、平面52の面積をQとし、平面53の面積をRとし、平面54の面積をSとすると、P=Q+R+Sという関係が成り立つ。
この点に着目して平面51と平面52〜54を比較すると、荷重受け部31には溝が形成されている分、荷重受け部31の長手方向における平面52、53、54の長さの合計は、荷重受け部31’の長手方向における平面51の長さよりも短い。したがって、P=Q+R+Sという関係が成立するためには、平面52、53、54の横幅36が、平面51の横幅35よりも長くなっていなければならない。
このように、溝が形成されていない荷重受け部31’の場合は、当たり付けによって長手方向に延びる1つの矩形状の平面が形成される一方、荷重受け部31の場合は、当たり付けによって、荷重受け部31の長手方向に離れて並ぶ3つの矩形状の平面52〜54が形成され、平面52〜54の横幅36は、平面51の横幅35よりも長い。
ここで、等価接触面積という概念を導入する。等価接触面積を説明するために、まず図11および図12を参照して、荷重受け部31’、31がセラミック配線基板20の上面に加える応力の分布について説明する。
荷重受け部31’のように、単一の面でセラミック配線基板20の下面に接触している場合、荷重受け部31’の接触面からセラミック配線基板20の下面に及ぼされる応力は、セラミック配線基板20の下面から上面に伝達する際に、点線71、72に示すように、拡散する。その結果、セラミック配線基板20の上面においては、荷重受け部31’の接触面の直上部以外の部分においても応力が伝達するので、当該上面における応力分布は実線73のようになる。
一方、複数の凸部31a〜31cによる複数の面でセラミック配線基板20の下面に接触している場合も、個々の接触面からセラミック配線基板20の下面に及ぼされる応力は、セラミック配線基板20の下面から上面に伝達する際に、点線75〜80に示すように、それぞれ拡散する。その結果、凸部31a〜31cのそれぞれに起因する上面の応力は、実線81a〜81cに示すようになる。すなわち、セラミック配線基板20の上面においては、凸部31a〜31cの接触面の直上部以外の部分においても応力が伝達する。
その上、隣り合う2つの凸部に起因する応力分布の範囲が互いに重なり合う部分においては、それら2つに起因する応力の和に相当する応力が及ぼされることになる。したがって、離れて並ぶ複数の凸部31a〜31cに起因するセラミック配線基板20の上面の応力分布は、実線82に示すように、1つの接触面によって実現した応力分布と実効的に同等になる。
つまり、図10(c)に示すように、離れて設けられた平面52〜54は、セラミック配線基板20の上面にかかる応力分布という観点からは、範囲37に渡って1つの平面が存在するのと実効的に同等である。この範囲37の長さを等価長さという。
等価接触面積は、図10(d)に示すように、この等価長さと平面52〜52の幅36を縦横とする矩形の範囲62の面積Tをいう。すなわち、等価接触面積は、複数の平面52〜54がセラミック配線基板20の下面に接触して応力を及ぼしている場合、セラミック配線基板20の上面において十分な応力が及ぼされている部分の面積Xによって決まる。すなわち、当該面積Xを、セラミック配線基板20の下面に当接する1つの平面Yのみによって実現したと仮定する場合の、当該平面Yの面積が、等価接触面積となる。
当たり付け後の荷重受け部31の平面62と、図10(g)に示す当たり付け後の荷重受け部31’の平面61とを比べると、荷重受け部の長手方向の長さは同じであり、横幅は平面62の方が長いので、平面61の面積P(すなわち、荷重受け部31’の等価接触面積)よりも、平面62の面積T(すなわち、荷重受け部31の等価接触面積)の方が多きい。
図13に、荷重受け部における、当たり付け時の荷重と等価接触面積との関係を、溝ありの場合54と、溝なしの場合55について示す。このグラフからもわかるように、当たり付け時に同じ荷重を印加したとしても、溝を設けた場合の方が、そうでない場合にくらべ、より大きい等価接触面積を実現することができる。
すなわち、荷重受け部31のR形状に溝を形成することで、互いに離れた複数の凸部を設け、それにより、当たり付けを実行したときに、実効的に広い平面でセラミック配線基板20の下面に応力を加えることができる。そしてその結果、感圧抵抗体21、22に印加される応力の分布が長期に渡って安定的に均一化され、ひいては、感圧抵抗体21、22の耐荷重強度が向上する。
なお、荷重受け部31、32のそれぞれにおいて、隣り合う2つの凸部の間隔は、セラミック配線基板20の厚みと同じかそれよりも短くなっていることが望ましいと考えられる。これは、隣り合う2つの凸部の間隔が大き過ぎると、セラミック配線基板20の上面における応力分布が互いに重ならなくなってしまうからである。実際、本実施形態においては、隣り合う2つの凸部の間隔は、セラミック配線基板20の厚みと同じ1.75mmである。
また、本実施形態においては、荷重受け部31、32の凸部の上端が上に凸に丸まった形状(より詳しくはR形状)を有している。より詳細には、荷重受け部31および荷重受け部32の両方を(例えば長手方向に垂直に)切った断面において、荷重受け部31の凸部および荷重受け部32の凸部が上にと凸のアーチ状になっている。このようになっていることの効果を、図14および図15を参照して説明する。
荷重受け部31と荷重受け部32の高さは、設計上同じになっているが、実際に製造した際には僅かに異なっている場合がある。そのような場合、セラミック配線基板20を荷重受け部31、32に接触させたとき、金属ベース本体30に対してセラミック配線基板20が傾く。
このとき、図14に示すように、もし仮に荷重受け部31’’、32’’の上端面が平面となっていれば、荷重受け部31’’、32’’は、それぞれ荷重受け部31’’、32’’の端部6、7において、セラミック配線基板20と接触するようになってしまう。その結果セラミック配線基板20における荷重受け部31’’、32’’との接触位置6、7も、感圧抵抗体21、22の端部に移動してしまうので、感圧抵抗体21、22に均一に圧力が印加されない可能性が高くなる。
一方、本実施形態のように、荷重受け部31、32の上端面が上に凸に丸まっていれば、図15に示すように、セラミック配線基板20が傾いても、セラミック配線基板20と荷重受け部31、32との接触点8、9は、それぞれ荷重受け部31、32の中央部から大きく外れることがない。その結果、セラミック配線基板20における荷重受け部31、32との接触位置6、7も、感圧抵抗体21、22の中央から大きく外れない。すなわち、したがって、受圧体24、25と荷重受け部31、32との位置関係がセラミック配線基板20の傾きに大きく左右されない。したがって、感圧抵抗体21、22に均一に圧力が印加される可能性が高くなる。
(他の実施形態)
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。
例えば、上記実施形態においては、自らに印加された応力を検出する素子として感圧抵抗体21、22が用いられているが、応力を検出する素子としては、感圧抵抗体に限らず、周知の歪みゲージ、圧電素子等を用いてもよい。
また、上記実施形態においては、荷重受け部31、32において、2つの溝によって分離した3つの凸部が形成されていたが、溝および凸部の数は、このようなものに限定されない。例えば、1つの溝によって分離した2つの凸部が形成されていてもよいし、3つの溝によって分離した4つの凸部が形成されていてもよい。
また、上記実施形態においては、金属ベース3は、セラミック配線基板20を支える部材として、荷重受け部31、32を有しているが、荷重受け部31、32のいずれかのみを有しているだけであってもよい。
また、上記実施形態において示した荷重検出装置1の各部の寸法はあくまでも一例であって、これらのものに限らない。例えば、寸法の比率を維持したまま、縮小、拡大してもよいし、また、寸法の比率を変えてもよい。
また、上記実施形態においては、本発明の荷重検出装置の一例として、車両におけるブレーキの踏力を検出するための荷重検出装置1が示されている。しかし、本発明は、このようなものにかぎらず、受圧体24、25にかかる荷重を検出する装置ならば、どのような装置にも適用することができる。
1 荷重検出装置
2 基板部
3 金属ベース
4 踏力伝達部材
6〜9 接触位置
20 セラミック配線基板
21、22 感圧抵抗体
23 荷重検出IC
24、25 受圧体
30 金属ベース本体
31、31’、32 荷重受け部
31a〜31c、32a〜32c 凸部
31d、31e、32d、32e 溝部
51〜54 当たり付けによる平面

Claims (3)

  1. 荷重の印加を受ける受圧体(24、25)と、
    基板(20)と、
    前記基板(20)の第1の面に設けられると共に前記受圧体(24、25)と前記基板(20)によって挟まれ、自らに印加された荷重を検出する荷重検出素子(21、22)と、
    前記基板(20)の前記第1の面と反対側の第2の面に当接することで前記基板(20)を支える金属製の荷重受け部(31、32)と、を備えた荷重検出装置であって、
    前記基板(20)に垂直な方向に当該荷重検出装置を見た場合、前記荷重受け部(31、32)と前記受圧体(24、25)とが重なり、
    前記荷重受け部(31、32)の前記基板(20)側の端部には、溝(31d、31e、32d、32e)を挟んで互いに離れた複数の凸部(31a〜31c、32a〜32c)が設けられ、前記凸部(31a〜31c、32a〜32c)が前記基板(20)に当接していることを特徴とする荷重検出装置、を組み立てる工程と、
    前記受圧体(24、25)に荷重を印加することで、前記凸部(31a〜31c、32a〜32c)を塑性変形させて平面を形成する当たり付け工程と、を備えた荷重検出装置の製造方法。
  2. 組み立てられた前記荷重検出装置において、前記凸部(31a〜31c、32a〜32c)の前記基板(20)側の端部は、前記基板(20)側に凸に丸まった形状となっていることを特徴とする請求項1に記載の荷重検出装置の製造方法。
  3. 組み立てられた前記荷重検出装置において、前記基板(20)に垂直な方向に当該荷重検出装置を見た場合、前記受圧体(24、25)の前記荷重検出素子(21、22)に接触する面の範囲は、前記荷重受け部(31)が覆う範囲の全体を含んでいることを特徴とする請求項1または2に記載の荷重検出装置の製造方法。
JP2009057669A 2009-03-11 2009-03-11 荷重検出装置の製造方法 Expired - Fee Related JP4793461B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009057669A JP4793461B2 (ja) 2009-03-11 2009-03-11 荷重検出装置の製造方法
US12/661,021 US8191432B2 (en) 2009-03-11 2010-03-09 Load detecting device including a load detecting element between a substrate and a load receiver and method of producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009057669A JP4793461B2 (ja) 2009-03-11 2009-03-11 荷重検出装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010210469A JP2010210469A (ja) 2010-09-24
JP4793461B2 true JP4793461B2 (ja) 2011-10-12

Family

ID=42729598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009057669A Expired - Fee Related JP4793461B2 (ja) 2009-03-11 2009-03-11 荷重検出装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8191432B2 (ja)
JP (1) JP4793461B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019148483A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 藤倉コンポジット株式会社 荷重センサ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014200461B4 (de) 2014-01-14 2016-01-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Anordnung zum Messen einer Kraft oder eines Drehmomentes an einem Maschinenelement
EP3982096A1 (en) * 2020-10-12 2022-04-13 Basf Se Sensor element for detecting pressure applied to the sensor element

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4216401A (en) * 1978-12-22 1980-08-05 United Technologies Corporation Surface acoustic wave (SAW) pressure sensor structure
JPS60221288A (ja) * 1984-04-13 1985-11-05 株式会社 富士電機総合研究所 圧覚認識制御装置
US5295399A (en) * 1992-02-28 1994-03-22 Spar Aerospace Limited Force moment sensor
JPH0614931U (ja) * 1992-07-23 1994-02-25 エヌオーケー株式会社 荷重計
JPH06137806A (ja) 1992-10-27 1994-05-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd ひずみセンサ
JP3307276B2 (ja) 1997-05-26 2002-07-24 松下電工株式会社 半導体圧力センサ
JPH11214707A (ja) 1998-01-28 1999-08-06 Murata Mfg Co Ltd 半導体素子の製造方法
JP2000214014A (ja) * 1999-01-27 2000-08-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd ブレ―キ装置
JP4548994B2 (ja) * 2001-09-13 2010-09-22 株式会社日本自動車部品総合研究所 面圧センサ
EP1327870B1 (en) * 2002-01-11 2013-05-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Six-axis force sensor
US6914406B1 (en) * 2002-12-02 2005-07-05 River Solutions, Inc. Electric actuator to produce a predetermined force
JP4271475B2 (ja) * 2003-03-31 2009-06-03 株式会社ワコー 力検出装置
JP4609637B2 (ja) 2004-01-28 2011-01-12 株式会社デンソー ペダル踏力検出装置
US7659148B2 (en) 2004-04-08 2010-02-09 Panasonic Corporation Bonding method and apparatus
JP4203051B2 (ja) * 2005-06-28 2008-12-24 本田技研工業株式会社 力覚センサ
JP2007248371A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 力検知素子
JP4958501B2 (ja) * 2006-08-30 2012-06-20 本田技研工業株式会社 力覚センサ用チップ及び外力伝達機構
JP5061627B2 (ja) 2007-02-01 2012-10-31 トヨタ自動車株式会社 トルク検出装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019148483A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 藤倉コンポジット株式会社 荷重センサ

Also Published As

Publication number Publication date
US20100229655A1 (en) 2010-09-16
JP2010210469A (ja) 2010-09-24
US8191432B2 (en) 2012-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108827521B (zh) 力传感器装置
US8899993B2 (en) Interposer plate
US20080271931A1 (en) Weighing Sensor and an Electronic Scale Provided With the Same
JP6107234B2 (ja) 検査用プローブ、および、それを備えるicソケット
JP4793461B2 (ja) 荷重検出装置の製造方法
TWI285009B (en) Conductive elastomeric contact system with anti-overstress columns
WO2005080931A1 (ja) 歪センサ
KR101510768B1 (ko) 플랙시블 기판과 단자 금구의 접속구조
KR101573367B1 (ko) 압저항형 세라믹 압력센서
CN113447170B (zh) 力检测装置
EP3124931A1 (en) Strain sensor, and load detection device using same
EP1959248A2 (en) Capacitive force measuring apparatus
JP4399545B2 (ja) 触覚センサおよび多点型触覚センサ
JP4230241B2 (ja) 触圧センサ、把持ロボット
JP5611793B2 (ja) ロードセル
JP5370019B2 (ja) 重量センサ
KR20210008969A (ko) 스트레인 게이지, 다이아프램 구조체 및 그를 포함하는 센서
WO2023105643A1 (ja) 変位検出装置
US20240019291A1 (en) Scale, strain generating body, and load cell
JP6024248B2 (ja) 鍵盤構造
JP4957268B2 (ja) 力学量センサ
US7077016B2 (en) Load sensor
JP2008080998A (ja) 着座検知装置
JP5267217B2 (ja) 駆動装置
JP4835251B2 (ja) 加圧装置の押圧片

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110222

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110324

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110628

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110711

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140805

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees