JP6807432B2 - 抵抗ひずみゲージ、感知アセンブリ、力センサ及びスケートボード - Google Patents
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Description
電動スケートボードの運動性能を向上させ、ユーザの使用ニーズに応えるために、電動スケートボードは、加速、減速及び制動の機能を有するものでなければならないが、しかし、従来の電動スケートボードには2種類あり、1つは加速、減速及び制動機能を遠隔制御装置のハンドリングによって実現され、このようなハンドリング形態では、電動スケートボードのスマートなハンドリング度合いが劣り、ユーザによる電動スケートボードの使用体験の向上において不利となる。もう1つは、加速、減速及び制動の機能を力センサが使用者の踏み力を検出することで調整制御されるが、しかし、従来の電動スケートボードに適用される力センサは、使用者の踏み力に対する検出感度が低いため、電動スケートボードのハンドリング性能が悪く、これも使用者による電動スケートボードの使用体験を損なう。
さらに、抵抗線と対称軸線とがなす鋭角は、45度である。
さらに、可撓性連結片は4つの連結端を有し、各連結端に1つの抵抗ひずみゲージが設けられている。
さらに、感知アセンブリは、可撓性連結片を介して力受けひずみプレートの表面に貼設され、かつ可撓性連結片の回避溝構造を通る部分は、回避溝構造のチャンネル内部にある。
さらに、力センサは、締結部材をさらに含み、力伝達部材がスリーブ状をなし、第1の取付板には連結穴及び第1の装着穴が開設され、締結部材は連結穴及び力伝達部材を順に通過した後、力受けひずみプレートに連結され、第1の装着穴は、外部部材に嵌め合って連結される連結部材を穿設するために用いられる。
さらに、力センサは、第3の装着穴に設けられながら、力受けひずみプレートの第2の取付板から離れた側に位置する支持スリーブをさらに含む。
さらに、力センサは、力受けひずみプレートと間隔を置いて設けられる第1の取付板と、第1の取付板と力受けひずみプレートとの間に設けられ、第1の端面が力受け領域の表面に接触し、第2の端面が第1の取付板に接触する力伝達部材と、をさらに含む。
図1に示すように、抵抗ひずみゲージ21は、ひずみゲージ本体211と抵抗線212とを含み、ひずみゲージ本体211は対称軸線213を有し、抵抗線212が複数本であり、複数本の抵抗線212は2組に分けられ、2組の抵抗線212は、電気的に接続されながら、対称軸線213の両側に対称に設けられ、かつ各抵抗線212はそれぞれ対称軸線213に対して鋭角をなすように設けられる。
図2に示すように、本願に提供される感知アセンブリ20は、可撓性連結片23と抵抗ひずみゲージ21とを含み、可撓性連結片23は、複数の連結端231を有し、かつ可撓性連結片23には回線構造22が印刷又はエッチングされており、各連結端231に1つの抵抗ひずみゲージ21が設けられ、かつ回線構造22は各抵抗ひずみゲージ21に電気的に接続され、抵抗ひずみゲージ21は、上述した抵抗ひずみゲージである。この構造を有する感知アセンブリ20により、抵抗ひずみゲージ21で発生した抵抗値変化量から変換された電圧値が外へ順調に伝達され、また、可撓性連結片23は、優れた変形効果を有し、力センサのひずみ部材の変形への適応にとってより有利となる。かつ、本願に提供される感知アセンブリ20は、回線構造22が印刷又はエッチングされた可撓性連結片23を用いて複数の抵抗ひずみゲージ21を電気的に接続し、従来技術においてワイヤーを用いる場合に比べ、シリコーンゴムを用いて複数の抵抗ひずみゲージ21を電気的に接続するようにし、かつ感知アセンブリ20のモジュール化構成に寄与し、ひずみ部材に貼り付けられて取り付けられることが容易であり、回路の連結安定性がより良好になる。
図7に示すように、可撓性連結片23は、回線構造22が印刷又はエッチングされたPCBフレキシブル回路基板であり、PCBフレキシブル回路基板はひずみ部材の表面に貼設され、かつPCBフレキシブル回路基板のひずみ部材の回避溝構造12を通る部分は、回避溝構造12のチャンネル内部にある。このように、回避溝構造12のチャンネル内部にあるPCBフレキシブル回路基板により、回線構造22はより大きい引っ張力を受けるようになり、ひずみ部材に大きな変形が発生する際に、回線構造は大きすぎる引き力を受けることで破損するのを回避し、力センサの使用安定性を向上させる。
具体的には、図3〜図8に示すように、力センサ3は、ひずみ部材と感知アセンブリ20とを含み、ひずみ部材は4つのひずみ検出領域11を有し、感知アセンブリ20は、4つの抵抗ひずみゲージ21を含み、4つの抵抗ひずみゲージ21が4つのひずみ検出領域11に1対1に設けられることで、イートストンブリッジが形成され、ホイートストンブリッジは、抵抗ひずみゲージ21で発生した抵抗値変化量を電圧値に変換して外へ伝達するために用いられ、抵抗ひずみゲージ21で発生した抵抗値変化量は、ひずみ検出領域11におけるひずみ部材のせん断ひずみによって発生する。
具体的には、力センサは、第1の取付板30と力伝達部材40とをさらに含み、第1の取付板30と力受けひずみプレート10とが間隔を置いて設けられ、力伝達部材40が第1の取付板30と力受けひずみプレート10との間に設けられる。力伝達部材40の第1の端面が力受け領域13の表面に接触し、力伝達部材40の第2の端面が第1の取付板30に接触する。
図3〜図6に示すように、力センサ3とトラック2とを隔離して、力センサ3が接触干渉を受けることを回避するために、力センサ3は、支持スリーブ70をさらに含み、支持スリーブ70は、第3の装着穴14に設けられながら、力受けひずみプレート10の第2の取付板60から離れた側に位置する。
なお、ここに使用される用語は、あくまでも具体的な実施形態を説明するためのものであり、本願による例示的な実施形態を限定することを意図していない。ここに使用されるように、文脈上、そうでないとする明確な指示がない限り、単数形が使用されていても、複数形を含むものとする。また、本明細書に「含む」及び/又は「有する」といった用語が使用される場合、特徴、ステップ、操作、デバイス、アセンブリー及び/又はそれらの組み合わせがあることを示す。
以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定することは意図していない。当業者であれば、本発明に様々な変更や変形が可能である。本発明の思想や原則内の如何なる修正、均等の置き換え、改良なども、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
Claims (11)
- 複数のひずみ検出領域(11)を有するひずみ部材と、
感知アセンブリ(20)であって、前記感知アセンブリ(20)の複数の抵抗ひずみゲージ(21)が前記複数のひずみ検出領域(11)に1対1に設けられることで、前記抵抗ひずみゲージ(21)で発生した抵抗値変化量を電圧値に変換して外へ伝達するためのホイートストンブリッジが形成され、前記抵抗ひずみゲージ(21)で発生した抵抗値変化量は、前記ひずみ検出領域(11)における前記ひずみ部材のせん断ひずみによって発生し、前記感知アセンブリ(20)が請求項3に記載の感知アセンブリである感知アセンブリ(20)と、
を含み、
前記感知アセンブリは、
複数の連結端(231)を有し、かつ回線構造(22)が印刷又はエッチングされている可撓性連結片(23)と、
抵抗ひずみゲージ(21)であって、各前記連結端(231)に1つの前記抵抗ひずみゲージ(21)が設けられ、かつ前記回線構造(22)が各前記抵抗ひずみゲージ(21)に電気的に接続されている抵抗ひずみゲージ(21)と、
を含み、
前記抵抗ひずみゲージ(21)は、
ひずみゲージ本体(211)と、
抵抗線(212)であって、前記ひずみゲージ本体(211)が対称軸線(213)を有し、前記抵抗線(212)が複数本であり、複数本の前記抵抗線(212)は、電気的に接続されながら、前記対称軸線(213)の両側に対称に設けられる2組に分けられ、かつ各前記抵抗線(212)はそれぞれ前記対称軸線(213)に対して鋭角をなすように設けられる抵抗線(212)と、
を含み、
前記ひずみ部材は、回避溝構造(12)が開設されている力受けひずみプレート(10)であり、前記回避溝構造(12)は、前記力受けひずみプレート(10)の縁から前記力受けひずみプレート(10)内へ折曲状に延在し、かつ前記回避溝構造(12)から前記力受けひずみプレート(10)にて力受け領域(13)が囲まれ、前記ひずみ検出領域(11)は、前記力受け領域(13)から前記回避溝構造(12)の一部のチャンネルだけ離れて設けられ、かつ前記ひずみ検出領域(11)が前記力受け領域(13)の前記力受けひずみプレート(10)の縁に近い側に位置することを特徴とする力センサ。 - 前記抵抗線(212)と前記対称軸線(213)とがなす鋭角は、45度である、ことを特徴とする請求項1に記載の力センサ。
- 前記可撓性連結片(23)は4つの連結端(231)を有し、各前記連結端(231)に1つの前記抵抗ひずみゲージ(21)が設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の力センサ。
- 前記感知アセンブリは、可撓性連結片(23)を介して前記力受けひずみプレート(10)の表面に貼設され、かつ前記可撓性連結片(23)の前記回避溝構造(12)を通る部分は、前記回避溝構造(12)のチャンネル内部にある、ことを特徴とする請求項1に記載の力センサ。
- 前記力受けひずみプレート(10)の上方に位置する第1の取付板(30)と、前記第1の取付板(30)と前記力受けひずみプレート(10)との間に位置し、かつ第1の端面が前記力受けひずみプレート(10)に接触しながら、前記力受け領域(13)内にあり、第2の端面が前記第1の取付板(30)に接触する力伝達部材(40)と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の力センサ。
- 締結部材(50)をさらに含み、前記力伝達部材(40)がスリーブ状をなし、前記第1の取付板(30)には連結穴(31)及び第1の装着穴(32)が開設され、前記締結部材(50)は前記連結穴(31)及び前記力伝達部材(40)を順に通過した後、前記力受けひずみプレート(10)に連結され、前記第1の装着穴(32)は、外部部材に嵌め合って連結される連結部材を穿設するために用いられる、ことを特徴とする請求項5に記載の力センサ。
- 前記第1の取付板(30)と前記力受けひずみプレート(10)との間に設けられ、かつ回避穴(61)及び第2の装着穴(62)がさらに開設されている第2の取付板(60)をさらに含み、前記力受けひずみプレート(10)に第3の装着穴(14)が開設され、前記回避穴(61)は前記力伝達部材(40)を回避するために用いられ、前記第2の装着穴(62)は、外部部材に嵌め合って連結される連結部材を穿設するように、前記第3の装着穴(14)に対応している、ことを特徴とする請求項5に記載の力センサ。
- 前記第3の装着穴(14)に設けられながら、前記力受けひずみプレート(10)の前記第2の取付板(60)から離れた側に位置する支持スリーブ(70)をさらに含む、ことを特徴とする請求項7に記載の力センサ。
- 前記感知アセンブリは、可撓性連結片(23)を介して前記力受けひずみプレート(10)の表面に貼設され、前記可撓性連結片(23)は、連結片本体(232)と、各前記連結端(231)と1対1に設けられている複数の連結バー(233)とを含み、各前記連結バー(233)が前記連結片本体(232)と対応する前記連結端(231)との間に設けられることで、前記連結片本体(232)と前記連結端(231)とを連結し、各前記連結バー(233)は、それぞれ、前記回避溝構造(12)のチャンネル内にある弯曲部(2331)を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の力センサ。
- 前記力受けひずみプレート(10)と間隔を置いて設けられる第1の取付板(30)と、前記第1の取付板(30)と前記力受けひずみプレート(10)との間に設けられ、第1の端面が前記力受け領域(13)の表面に接触し、第2の端面が前記第1の取付板(30)に接触する力伝達部材(40)と、をさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載の力センサ。
- スケートボード踏み板(1)と、前記スケートボード踏み板(1)の下方に設けられるトラック(2)とを含むスケートボードであって、前記スケートボード踏み板(1)と前記トラック(2)との間に設けられる力センサ(3)をさらに含み、前記力センサ(3)が請求項1に記載の力センサである、ことを特徴とするスケートボード。
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