JP7415368B2 - Load cell and product display shelf - Google Patents
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Description
本開示は、荷重計、及び荷重計を備える商品陳列棚に関する。 The present disclosure relates to a load cell and a product display shelf equipped with the load cell.
従来、荷重計として、ロードセルタイプ、圧力センサタイプの荷重計が知られている。荷重計の面内に分布した荷重の計測に対しては、荷重を合算、荷重の集中、荷重の平均化のいずれかが必要となる。荷重を合算する場合には、多数のセンサ又はセンサアレイパターンが必要となり、製造コストが増加する。また、荷重を集中させる場合には、ばねばかりなどでは、荷重計を薄型に構成することが困難となる。また、荷重を平均化する場合には、スポンジ緩衝材では緩衝不足である。 Conventionally, load cell type and pressure sensor type load cells are known as load cells. To measure loads distributed within the plane of a load cell, it is necessary to either add up the loads, concentrate the loads, or average the loads. When summing up the loads, a large number of sensors or sensor array patterns are required, increasing manufacturing costs. Further, when the load is concentrated, it is difficult to construct the load cell with a thin structure using a spring balance or the like. Moreover, when equalizing the load, the sponge cushioning material is insufficient in cushioning.
そのため、流体空間(例えば、バルーン)によって荷重を平均化することが検討されている。特許文献1には、液体を密閉した袋部に、液体への荷重圧力を測定するセンサを設け、これらを端が傾斜した外枠によって覆うことではかり部とし、センサに接続しているコードをデジタル表示部に接続する重量計について開示されている。
Therefore, it is being considered to average the load using a fluid space (for example, a balloon).
特許文献1の重量計では、流体を密閉した一つの袋部の内部に充填している。そのため、袋部の面積よりも小さい測定対象物を測定する場合には、袋部内部の流体が偏ってしまい、測定対象物が袋部の下の面に接してしまうことで、測定精度が低下してしまう。
In the weighing scale disclosed in
本開示では、流体を用いた荷重計において、測定精度の低下を抑制することを目的の一つとする。 One of the purposes of the present disclosure is to suppress a decrease in measurement accuracy in a load cell using a fluid.
本開示の一実施形態に係る荷重計は、荷重を受ける第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する天板と、天板の第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内の圧力を検出する圧力センサを有する第1圧力センサ装置と、を有し、第1面に対して垂直方向からみたときの天板の外周は、空間の外周よりも外側にある。 A load cell according to an embodiment of the present disclosure includes a top plate having a first surface receiving a load and a second surface opposite to the first surface, and a top plate provided on the second surface of the top plate and sealed with a film. and a first pressure sensor device having a pressure sensor that detects pressure in the space, and the outer periphery of the top plate when viewed in a direction perpendicular to the first surface is located outside the outer periphery of the space.
上記構成において、第1圧力センサ装置は、空間内に、圧力センサの出力を外部の回路に送信する通信回路をさらに有する。 In the above configuration, the first pressure sensor device further includes a communication circuit within the space that transmits the output of the pressure sensor to an external circuit.
上記構成において、第1圧力センサ装置の少なくとも一部は、天板の第2面と接着される。 In the above configuration, at least a portion of the first pressure sensor device is bonded to the second surface of the top plate.
上記構成において、第1圧力センサ装置は、天板と接触する第1接触領域、第2接触領域、第3接触領域、第4接触領域を有し、第1接触領域、第2接触領域、第3接触領域、及び第4接触領域はそれぞれ、四角形状の天板の角部に設けられる。 In the above configuration, the first pressure sensor device has a first contact area, a second contact area, a third contact area, and a fourth contact area that contact the top plate; The third contact area and the fourth contact area are each provided at a corner of the rectangular top plate.
上記構成において、天板の第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内に配置された圧力センサを有する第2圧力センサ装置及び第3圧力センサ装置をさらに有し、第1圧力センサ装置の天板との第4接触領域、第2圧力センサ装置の天板との第5接触領域、第3圧力センサ装置の天板との第6接触領域はそれぞれ、一直線上に並ばない位置に離間して配置される。 In the above configuration, the first pressure sensor device further includes a second pressure sensor device and a third pressure sensor device each having a pressure sensor provided on the second surface of the top plate and arranged in a space sealed by a film. The fourth contact area with the top plate of the second pressure sensor device, the fifth contact area with the top plate of the second pressure sensor device, and the sixth contact area with the top plate of the third pressure sensor device are spaced apart at positions that are not aligned in a straight line. will be placed.
上記構成において、天板の第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内に配置された圧力センサを有する第4圧力センサ装置をさらに有する。 The above configuration further includes a fourth pressure sensor device provided on the second surface of the top plate and having a pressure sensor disposed in a space sealed by a film.
上記構成において、第4接触領域、第5接触領域、及び第6接触領域は、外周の近傍に設けられ、第4圧力センサ装置は、第4接触領域と、第5接触領域と、第6接触領域とを結ぶ仮想線によって囲まれた領域の内側に設けられる。 In the above configuration, the fourth contact area, the fifth contact area, and the sixth contact area are provided near the outer periphery, and the fourth pressure sensor device has the fourth contact area, the fifth contact area, and the sixth contact area. It is provided inside the area surrounded by the virtual line connecting the areas.
上記構成において、第1面に対して垂直方向から見たときの第4圧力センサ装置の空間の面積は、第1圧力センサ装置乃至第3圧力センサ装置の面積のそれぞれよりも大きい。 In the above configuration, the area of the space of the fourth pressure sensor device when viewed in a direction perpendicular to the first surface is larger than the area of each of the first pressure sensor device to the third pressure sensor device.
上記構成において、第4圧力センサ装置は、第4接触領域と、第5接触領域と、第6接触領域とを結ぶ仮想線によって囲まれた領域の外側に設けられる。 In the above configuration, the fourth pressure sensor device is provided outside the area surrounded by the imaginary line connecting the fourth contact area, the fifth contact area, and the sixth contact area.
上記構成において、天板の第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内に配置された圧力センサを有する第5圧力センサ装置をさらに有する。 The above configuration further includes a fifth pressure sensor device provided on the second surface of the top plate and having a pressure sensor disposed in a space sealed by a film.
上記構成において、第5接触領域、第6接触領域、及び第4圧力センサ装置の天板との第7接触領域は、外周の近傍に設けられ、第5圧力センサ装置は、天板の外周の近傍に設けられた第4接触領域と、第5接触領域と、第6接触領域と、第7接触領域と、を結ぶ仮想線によって囲まれた領域の内側に設けられる。 In the above configuration, the fifth contact area, the sixth contact area, and the seventh contact area of the fourth pressure sensor device with the top plate are provided near the outer periphery, and the fifth pressure sensor device is provided near the outer periphery of the top plate. It is provided inside a region surrounded by an imaginary line connecting a fourth contact region, a fifth contact region, a sixth contact region, and a seventh contact region provided nearby.
上記構成において、天板は、四角形状であり、第4接触領域、第5接触領域、第6接触領域、及び第7接触領域のそれぞれは、四角形状の天板の角部に設けられる。 In the above configuration, the top plate has a rectangular shape, and each of the fourth contact area, the fifth contact area, the sixth contact area, and the seventh contact area is provided at a corner of the rectangular top plate.
上記構成において、第1面に対して垂直方向から見たときの第5圧力センサ装置の空間の面積は、第1圧力センサ装置乃至第3圧力センサ装置の面積のそれぞれよりも大きい。 In the above configuration, the area of the space of the fifth pressure sensor device when viewed in a direction perpendicular to the first surface is larger than the area of each of the first pressure sensor device to the third pressure sensor device.
本開示の一実施形態に係る荷重計は、第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する基板、基板の第1面に配置された第1圧力センサ、及び第1圧力センサの周囲を囲むように第1面と接触されることで、基板との間で密封され、第1圧力センサが配置された第1空間を形成するフィルム、を有し、荷重を受ける第3面及び第3面とは反対側で、第1空間上のフィルムと接触する第4面とを有する天板と、を有する。 A load cell according to an embodiment of the present disclosure includes a substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, a first pressure sensor disposed on the first surface of the substrate, and a first pressure sensor. A third surface that receives a load and has a film that is sealed with the substrate and forms a first space in which the first pressure sensor is disposed by being in contact with the first surface so as to surround the periphery of the substrate. and a top plate having a fourth surface that is opposite to the third surface and contacts the film on the first space.
上記構成において、第1空間内における基板の第1面に、第1圧力センサの出力を外部の回路に送信する第1通信回路をさらに有する。 The above configuration further includes a first communication circuit on the first surface of the substrate in the first space that transmits the output of the first pressure sensor to an external circuit.
上記構成において、第1圧力センサは、大気圧センサである。 In the above configuration, the first pressure sensor is an atmospheric pressure sensor.
上記構成において、基板の第1面に第1圧力センサと離間して配置された第2圧力センサ及び第3圧力センサをさらに有し、フィルムは、第2圧力センサの周囲を囲むように第1面と接触されることで、基板との間で密封され、第2圧力センサが配置された第2空間が形成され、第3圧力センサの周囲を囲むように第1面と接触されることで、基板との間で密封され、第3圧力センサが配置された第3空間が形成され、天板は、第2空間及び第3空間上のフィルムと接触する。 In the above configuration, the substrate further includes a second pressure sensor and a third pressure sensor arranged apart from the first pressure sensor on the first surface of the substrate, and the film surrounds the second pressure sensor. By being in contact with the surface, a second space is formed that is sealed with the substrate and in which the second pressure sensor is disposed, and by being in contact with the first surface so as to surround the third pressure sensor. , a third space is formed which is sealed with the substrate and in which a third pressure sensor is disposed, and the top plate contacts the film on the second space and the third space.
上記構成において、第2空間内における基板の第1面に、第2圧力センサの出力を外部の回路に送信する第2通信回路、及び第3空間内における基板の第1面に、第3圧力センサの出力を外部の回路に送信する第3通信回路をさらに有する。 In the above configuration, a second communication circuit for transmitting the output of the second pressure sensor to an external circuit is provided on the first surface of the substrate in the second space, and a third pressure sensor is provided on the first surface of the substrate in the third space. It further includes a third communication circuit that transmits the output of the sensor to an external circuit.
上記構成において、第2圧力センサ及び第3圧力センサは、大気圧センサである。 In the above configuration, the second pressure sensor and the third pressure sensor are atmospheric pressure sensors.
上記構成において、第1空間上のフィルムの天板との第1接触領域、第2空間上のフィルムの天板との第2接触領域、第3空間上のフィルムの天板との第3接触領域は、一直線上に並ばない位置に離間して配置される。 In the above configuration, a first contact area of the film with the top plate in the first space, a second contact area of the film with the top plate in the second space, and a third contact area of the film with the top plate in the third space. The regions are spaced apart and not aligned.
本開示の一実施形態に係る荷重計は、重を受ける第1面及び第1面とは反対側の第2面を有する天板と、天板の第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内の圧力を検出する圧力センサを有する第1圧力センサ装置と、天板を第2面から支持する第1スペーサ及び第2スペーサと、を有し、第1圧力センサ装置と天板との第1接触領域は、第1スペーサの天板との第2接触領域と、第2スペーサの天板との第3接触領域とを結ぶ直線上に並ばない位置に離間して配置される。 A load cell according to an embodiment of the present disclosure includes a top plate having a first surface that receives a weight and a second surface opposite to the first surface, and a top plate that is provided on the second surface of the top plate and is sealed with a film. a first pressure sensor device having a pressure sensor that detects pressure in a space; a first spacer and a second spacer that support the top plate from a second surface; The first contact regions of the first spacer and the top plate are arranged apart from each other in positions that are not lined up on a straight line connecting the second contact region of the first spacer with the top plate and the third contact area of the second spacer with the top plate.
上記構成において、天板の第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内に配置された圧力センサを有する第2圧力センサ装置をさらに有する。 The above configuration further includes a second pressure sensor device provided on the second surface of the top plate and having a pressure sensor disposed in a space sealed by a film.
上記構成において、第1接触領域、第2接触領域、及び第3接触領域は、天板の外周の近傍に設けられ、第2圧力センサ装置は、第1接触領域と、第2接触領域と、第3接触領域と、を結ぶ仮想線によって囲まれた領域の内側に設けられる。 In the above configuration, the first contact area, the second contact area, and the third contact area are provided near the outer periphery of the top plate, and the second pressure sensor device includes the first contact area, the second contact area, It is provided inside the area surrounded by the imaginary line connecting the third contact area.
上記構成において、第1面に対して垂直方向から見たときの第2圧力センサ装置の空間の面積は、第1圧力センサ装置の空間の面積よりも大きい。 In the above configuration, the area of the space of the second pressure sensor device when viewed from a direction perpendicular to the first surface is larger than the area of the space of the first pressure sensor device.
上記構成において、第2圧力センサ装置は、第1接触領域と、第2接触領域と、第3接触領域とを結ぶ仮想線によって囲まれた領域の外側に設けられる。 In the above configuration, the second pressure sensor device is provided outside an area surrounded by an imaginary line connecting the first contact area, the second contact area, and the third contact area.
上記構成において、天板の第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内の圧力を検出する圧力センサを有する第3圧力センサ装置をさらに有する。 The above configuration further includes a third pressure sensor device that is provided on the second surface of the top plate and has a pressure sensor that detects the pressure in the space sealed by the film.
上記構成において、第1接触領域、第2接触領域、及び第3接触領域、第3圧力センサ装置の天板との第4接触領域は、天板の外周の近傍に設けられ、第3圧力センサ装置は、第1接触領域と、第2接触領域と、第3接触領域と、第4接触領域とを結ぶ仮想線によって囲まれた領域の内側に設けられる。 In the above configuration, the first contact area, the second contact area, the third contact area, and the fourth contact area with the top plate of the third pressure sensor device are provided near the outer periphery of the top plate, and the third pressure sensor The device is provided inside an area bounded by an imaginary line connecting the first contact area, the second contact area, the third contact area, and the fourth contact area.
上記構成において、第1面に対して垂直方向から見たときの第3圧力センサ装置の空間の面積は、第1圧力センサ装置の空間の面積よりも大きい。 In the above configuration, the area of the space of the third pressure sensor device when viewed from a direction perpendicular to the first surface is larger than the area of the space of the first pressure sensor device.
上記構成において、天板は、四角形状であり、第1圧力センサ装置及び第2圧力センサ装置、並びに第1スペーサ及び第2スペーサのそれぞれは、四角形状の天板の角部に設けられる。 In the above configuration, the top plate has a rectangular shape, and the first pressure sensor device, the second pressure sensor device, and the first spacer and the second spacer are each provided at a corner of the rectangular top plate.
上記構成において、圧力センサは、大気圧センサである。 In the above configuration, the pressure sensor is an atmospheric pressure sensor.
本開示の一実施形態に係る複数の荷重計と、複数の荷重計が並べて配置されている棚板と、を有する、商品陳列棚である。 This is a product display shelf including a plurality of load cells according to an embodiment of the present disclosure and a shelf board on which the plurality of load cells are arranged side by side.
本開示の一実施形態に係る重量計では、測定精度の低下を抑制することができる。 In the weighing scale according to an embodiment of the present disclosure, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy.
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号(数字の後にA、Bなどを付しただけの符号)を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。 Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The embodiments shown below are examples of the embodiments of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to these embodiments. In the drawings referred to in this embodiment, the same parts or parts having similar functions are denoted by the same or similar symbols (codes with A, B, etc. after the number), and their repetitions are indicated. The explanation may be omitted.
(第1実施形態)
本実施形態では、本開示の一実施形態に係る荷重計について、図1乃至図11を参照して説明する。
(First embodiment)
In this embodiment, a load cell according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 11.
まず、本開示の一実施形態に係る荷重計200の概要について、図1乃至図4を参照して説明する。
First, an overview of a
図1は、本開示の一実施形態に係る荷重計200の斜視図である。荷重計200は、圧力センサ装置100及び天板101を有する。
FIG. 1 is a perspective view of a
天板101は、荷重を受ける第1面101a及び第1面101aとは反対側の第2面101bを有する。天板101として、有機樹脂材料、木、金属、ガラス、アルミ複合板などの異種材料の貼合わせ板等を用いることができる。また、本実施形態では、天板101を平面の板として説明するが、天板101の各側面は、側壁によって覆われていてもよい。また、天板101の第1面101a及び第2面101bは、平坦な面に限定されず、曲面や凹凸を有する面であってもよい。本実施形態では、天板101は、四角形であり、天板101は、角部11、12、13、14を有する。
The
圧力センサ装置100は、天板101の第2面101bに設けられる。天板101は、圧力センサ装置100の全体を覆っている。
The
図2(A)は、圧力センサ装置100の平面図であり、図2(B)は、圧力センサ装置100をA1-A2線に沿って切断したときの断面図である。
2(A) is a plan view of the
圧力センサ装置100は、フィルム141、142、基板143、及び圧力センサ144を有する。フィルム141、142は、例えば、樹脂材料によるフィルムを使用する。フィルム141、142は、フィルム141、142のそれぞれの縁L1が接着されることで、密封された空間146を形成する。フィルム141、142は、接着材によって接着されてもよいし、フィルム141、142に熱を加えることで圧着されてもよい。空間146には、流体が充填されることで、一定の圧力に保たれている。流体は、空気、窒素、又はアルゴンなどである。フィルム141、142は、例えば、フィルム141、142の外側又は内側の少なくとも一方に、アルミニウム又はシリカが蒸着されていてもよい。また、フィルム141、142の外側又は内側の少なくとも一方に、アルミニウム、シリカ、アルミナ、又は有機材料などのバリア層を形成してもよい。バリア層は、蒸着法、塗布法により形成される。また、フィルム141、142にバリア層を貼り合わせてもよい。例えば、フィルム141、142の外側又は内側の少なくとも一方に、アルミニウム箔が貼り合わされていてもよい。また、フィルム141、142として、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH;Ethylene Vinylalcohol Copolymer)、(PVA;polyvinyl alcohol)、(PVDC;polyvinylidene chloride)、バリアナイロンによるフィルムを使用してもよい。これにより、フィルム141、142は、気体が外部に透過することを防止できることができる。また、フィルム141、142の外側に、フィルム141、142を保護する保護層が形成されていてもよい。また、フィルム141、142の内側に、ポリエチレンやポリプロピレンなどの接着層を積層してもよい。
The
圧力センサ144は、フィルム141、142によって形成された密封された空間146内に配置され、空間146内の気圧を検出する。圧力センサ144として、気圧センサを用いることが好ましい。気圧センサとして、例えば、金属ケーシング型、基板実装型、又は表面実装型の気圧センサを用いる。また、圧力センサの近傍に温度センサや湿度センサが設けられた環境センサチップを用いてもよい。以降、圧力センサ144として、表面実装型の気圧センサを使用する例について説明する。
The
圧力センサ144は、基板143上に設けられている。圧力センサ144は、シリコン半導体などにより形成されたセンサチップである。圧力センサ144は、気体や液体の圧力を、ダイヤフラムを介して、感圧素子で計測し、電気信号に変換して出力する機器である。半導体ピエゾ抵抗方式の圧力センサでは、ダイヤフラムの表面に半導体ひずみゲージが形成されており、外部からの力(圧力に)によってダイヤフラムが変形して発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換している。また、静電容量方式の圧力センサでは、ガラスの固定極と、シリコンの可動極とを対向させて、コンデンサを形成し、外部からの力(圧力)によって可動極が変形して発生する静電容量の変化を電気信号に変換する。基板143には、配線145が接続されており、配線145は、圧力センサ144と電気的に接続されている。配線145として、フィルム上に配線が形成されたFPC(Flexible Printed Circuit)、配線をフィルムで挟んで形成されたFFC(Flexible Flat Cable)、細いリード線、又はリボン状の金属を使用することができる。配線145は、フィルム141、142の外部に引き出されている。配線145は、圧力センサ144から出力された電気信号を、外部の回路に出力する。配線145は、フィルム141とフィルム142との間に挟まれて、フィルム141、142の各々と接着されている。配線145は、圧力センサ144によって測定された圧力に応じた信号を、外部の回路に出力する。なお、圧力に応じた信号とは、測定された圧力値、圧力に対応する値、測定された値から演算処理後の出力であってもよい。また、演算処理後の出力とは、圧力を大、中、小で表したものや、閾値に対して、オン又はオフ、High又はLowなどの情報に変換されたものを含む。また、測定された圧力値を、外部の回路に出力し、外部の回路において、演算処理を実行してもよい。また、図示はしないが、フィルム141内において、圧力センサ144の近傍に温度センサを設けることにより、温度変化による密封された空間146内の圧力変化を補正してもよい。ただし、温度センサが設けられる位置は、フィルムの内側に限定されず、フィルム141の外側に設けられていてもよい。
図3(A)は、本開示の一実施形態に係る荷重計200を第1面101a側から水平に見たときの平面図である。図3(B)は、荷重計200をB1-B2線に沿って切断したときの断面図である。なお、図3(A)に示す荷重計200の平面図では、配線145の図示を省略している。図3(A)では、圧力センサ装置100が天板101と接する領域を接触領域102として示す。図3(B)に示すように、圧力センサ装置100の少なくとも一部は、天板101の第2面101bと接着材147によって接着されている。圧力センサ装置100が天板101に接着することにより、天板101に対する圧力センサ装置100の位置ずれを抑制する。なお、圧力センサ装置100は、天板101と接触するだけで接着されていなくてもよい。第1面101aに対して垂直方向からみたときの天板101の外周は、圧力センサ装置100の空間146の外周よりも外側にある。また、図3(A)に示す平面図において、基板143、圧力センサ144、及び配線145の図示は省略している。また、以降の説明する荷重計200の平面図において、基板143、圧力センサ144、及び配線145の図示は省略する。
FIG. 3(A) is a plan view of the
図4は、本開示の一実施形態に係る荷重計200をB1-B2線に沿って切断した断面図である。図4(A)は、荷重計200に荷重を印加する前の状態を示す図であり、図4(B)は、荷重計200に荷重を印加した後の状態を示す図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図4(A)に示すように、荷重計200は、例えば、商品陳列棚の棚板などの平面10上に設置されている。天板101の第2面101bは、圧力センサ装置100の一部分と、接着材147によって接している。
As shown in FIG. 4(A), the
図4(B)に、天板101の第1面101aに、荷重が印加された様子を示している。荷重として、白抜きの矢印で示している。天板101の第1面101aに荷重が印加されると、圧力センサ装置100のフィルム141、142が押しつぶされ、フィルム141、142が変形する。これにより、フィルム141、142によって形成された空間146内の圧力が変化する。この圧力の変化を圧力センサ144によって検出することで、荷重を計測することができる。
FIG. 4B shows a state in which a load is applied to the
ここで、荷重計200において、圧力を重力に換算する方法について説明する。図4(B)において、印加される荷重は100g、大気圧は1000hPa、圧力センサ装置100の受圧面積を25cm2とする。荷重計200の第1面101aの中央部に、100gの荷重が印加されると、圧力センサ装置100のD1方向の内圧は、大気圧+荷重圧となる。ここで、荷重圧は、荷重/受圧面積となるため、荷重計200に加わる圧力、つまり圧力センサ装置100の全体に加わる荷重圧は以下の通りとなる。
荷重圧=荷重/受圧面積
=100[gf]/25[cm2]
=0.98/25[N/cm2]
=0.0392[N/cm2]
=3.92[hPa]
Here, a method of converting pressure into gravity in the
Load pressure = load / pressure receiving area = 100 [gf] / 25 [cm 2 ]
=0.98/25 [N/cm 2 ]
=0.0392 [N/cm 2 ]
=3.92 [hPa]
なお、図示しないが、荷重計200の外部には、圧力センサ装置100を校正するために、圧力センサが別途設けられていてもよい。校正用の圧力センサは、フィルムによって密封されていない。校正用の圧力センサを、荷重計200の外部に設けることにより、圧力センサ装置100の気圧のずれを校正することができる。
Although not shown, a pressure sensor may be separately provided outside the
(変形例1)
次に、荷重計200とは、一部異なる構成を有する荷重計200A~200Cの構成について、図5乃至図7を参照して説明する。
(Modification 1)
Next, the configurations of
図5(A)は、荷重計200Aを第1面101a側から水平に見た時の平面図である。図5(B)は、荷重計200AをC1-C2線に沿って切断したときの断面図である。なお、図5(A)に示す荷重計200Aの平面図では、配線145の図示を省略している。図5(B)では、天板101の下に、圧力センサ装置100を間に挟んで底板103をさらに有する構成について示している。荷重計200が底板103を有することにより、圧力センサ装置100の下方を保護できるため好ましい。
FIG. 5(A) is a plan view of the
底板103は、荷重を受ける第1面103a及び第1面103aとは反対側の第2面103bを有する。底板103として、天板101と同様に、有機樹脂材料、木、金属、ガラス、アルミ複合板などの異種材料の貼合わせ板等を用いることができる。また、本実施形態では、底板103を平面の板として説明するが、底板103の各側面は、側壁によって覆われていてもよい。また、底板103の第1面103a及び第2面103bは、平坦な面に限定されず、曲面や凹凸を有する面であってもよい。本実施形態では、底板103は、四角形である。
The
圧力センサ装置100は、底板103と接着材148によって接着されている。測定対象の重心が天板101の中心にない場合、天板101が傾くことでフィルム141、142が変形し、天板101が重量計を設置する台に接触してしまい、測定精度が低下するおそれがある。図5(B)に示す荷重計200Aでは、圧力センサ装置100の上面は、天板101に接着されており、下面は底板103に接着されている。また、接着材147による接着領域102Aは、フィルム142の外周に近づくほどよい。これにより、荷重が加えられることによって天板101に傾きが生じた場合であっても、フィルム141、142の側面が伸びる量を制限することができる。したがって、測定対象の重心が天板101の中心にない場合であっても、接着材147、178によってフィルム141、142の変形を抑制することができるため、天板101が傾くことを抑制することができる。よって、天板101が荷重計200Aを設置する台に接触することを抑制できるため、荷重計200Aの測定精度を向上させることができる。
The
図6(A)は、荷重計200Bを第1面101a側から水平に見た時の平面図である。図6(B)は、荷重計200BをD1-D2線に沿って切断したときの断面図である。なお、図6(A)に示す荷重計200Bの平面図では、配線145の図示を省略している。図6(A)では、圧力センサ装置100と天板101とは接着材147によって、圧力センサ装置100の外周を囲むように接着されており、圧力センサ装置100の中央部では接着材147によって底板103と接着されていない。図6(A)では、圧力センサ装置100が天板101と接触する領域を接触領域102Bとして示す。また、図示しないが、圧力センサ装置100と底板103とは接着材148によって、圧力センサ装置100の外周を囲むように接着されており、圧力センサ装置100の中央部では接着材148によって底板103と接着されていない。圧力センサ装置100の外周において、天板101を接着することにより、圧力センサ装置100の中央部において、天板101と接着する場合と比較して、天板101に荷重が加えられた場合に、フィルム141、142が変形することを抑制することができる。これにより、天板101が傾くことで天板101が底板103に接触することを抑制できるため、荷重計200Bの測定精度を向上させることができる。
FIG. 6(A) is a plan view of the
図7(A)は、荷重計200Cを第1面101a側から水平に見た時の平面図である。図7(B)は、荷重計200CをE1-E2線に沿って切断したときの断面図である。なお、図7(A)に示す荷重計200Cの平面図では、配線145の図示を省略している。図7(A)では、圧力センサ装置100と天板101とは接着材147によって、圧力センサ装置100の四隅で接着されている。図7(A)では、圧力センサ装置100が天板101と接触する領域を接触領域102C_1、102C_2、102C_3、102C_4として示す。また、図示しないが、圧力センサ装置100と底板103とは接着材148によって、圧力センサ装置100の四隅で底板103と接着されている。圧力センサ装置100の四隅において、天板101を接着することにより、圧力センサ装置100の中央部において、天板101と接着する場合と比較して、天板101に荷重が加えられた場合に、フィルム141、142変形することを抑制することができる。これにより、天板101が傾くことで天板101が底板103に接触することを抑制できるため、荷重計200Bの測定精度を向上させることができる。
FIG. 7(A) is a plan view of the
図6及び図7では、圧力センサ装置100と底板103との接触領域の位置は、圧力センサ装置100と天板101との接触領域102の位置と同様である場合について説明したが、圧力センサ装置100と天板101との接触領域の位置と異なっていてもよい。
In FIGS. 6 and 7, the position of the contact area between the
(変形例2)
次に、荷重計200とは、一部異なる構成を有する荷重計200D、200Eの構成について、図8及び図9を参照して説明する。
(Modification 2)
Next, the configurations of
図8(A)は、荷重計200Dを第1面101a側から水平に見た時の平面図である。図8(B)は、荷重計200DをF1-F2線に沿って切断したときの断面図である。なお、図8(A)に示す荷重計200Dの平面図では、配線145の図示を省略している。図8(A)では、圧力センサ装置100Dの形状は、天板101の外周を囲む形状である。図8(A)では、圧力センサ装置100Dが天板101と接触する領域を接触領域102Dとして示す。圧力センサ装置100Dの面積を、圧力センサ装置100の面積よりも小さくすることができる。
FIG. 8(A) is a plan view of the
図9(A)は、荷重計200Eを第1面101a側から水平に見た時の平面図である。図9(B)は、荷重計200EをG1-G2線に沿って切断したときの断面図である。なお、図9(A)に示す荷重計200Eの平面図では、配線145の図示を省略している。図9(A)では、圧力センサ装置100Eの形状は、天板101の外周に沿う形状であり、天板101の一辺においては、圧力センサ装置100Eが設けられていない。図9(A)では、圧力センサ装置100Eが天板101と接触する領域を接触領域102Eとして示す。圧力センサ装置100Eの面積を、圧力センサ装置100の面積よりも小さくすることができる。
FIG. 9(A) is a plan view of the
以上説明した通り、圧力センサ装置100D及び圧力センサ装置100Eの面積は、圧力センサ装置100Bの面積よりも小さい。すなわち、受圧面積が小さくなっているため、圧力センサ装置100D及び圧力センサ装置100Eは、圧力センサ装置100Bと同じ荷重が加わった際に内圧の上昇が大きくなる。つまり、圧力センサ装置100D及び圧力センサ装置100Eの場合、圧力変化を測定しやすく、感度が上昇する。これにより、荷重計200D及び荷重計200Eは、測定対象の荷重に合わせて適切な感度に調整しやすくなる。
As explained above, the area of the
(変形例3)
図10(A)は、圧力センサ装置100Aの平面図であり、図10(B)は、圧力センサ装置100AをH1-H2線に沿って切断したときの断面図である。図10(B)では、圧力センサ装置100Aは、通信回路149を有している。通信回路149は、無線で外部回路に圧力センサ144の出力を送信することができる。また、図示しないが、圧力センサ装置100Aは、圧力センサ144及び通信回路149を動作させるための電池を、空間146内に備えていてもよい。当該電池は、一次電池でもよく、二次電池でもよい。ただし、二次電池を使用する場合は、無線で給電が可能な電池であることが好ましい。これにより、圧力センサ144の出力を外部に出力するための配線145を、省略することができる。これにより、フィルム141と、フィルム142との密着性を向上させることができる。圧力センサ装置100Aは、荷重計200~200Eに適用することができる。また、以降の実施形態に記載する荷重計200F~200Qにおいても適用することができる。
(Modification 3)
FIG. 10(A) is a plan view of the
(変形例4)
図11(A)は、圧力センサ装置100Bの平面図であり、図11(B)は、圧力センサ装置100BをI1-I2線に沿って切断したときの断面図である。図10(B)では、フィルム上に配線が形成されたプリント基板152上に、圧力センサ144が設けられている。プリント基板152は、フィルム141とフィルム142とによって挟まれている。圧力センサ装置100Bは、圧力センサ装置100と比較して、基板143に配線145を接続する工程を省略することができるため、圧力センサ装置100Gの形成工程を削減することができる。また、圧力センサ装置100Bにおいて、接続箇所を減少させることができるため、機械的外力によって断線することを抑制することができる。また、プリント基板152と圧力センサ144とを合わせた厚みを小さくすることができるので、圧力センサ装置100G及び重量計の厚みを小さくすることができる。圧力センサ装置100Bは、荷重計200~200Eに適用することができる。また、以降の実施形態に記載する荷重計200F~200Qにおいても適用することができる。
(Modification 4)
FIG. 11(A) is a plan view of the
(第2実施形態)
本実施形態では、本開示の一実施形態に係る荷重計200F、200Gについて、図12乃至図14を参照して説明する。
(Second embodiment)
In this embodiment,
まず、本開示の一実施形態に係る荷重計200Fの概要について、図12を参照して説明する。
First, an overview of a
図12(A)は、荷重計200Fを第1面101a側から水平に見た時の平面図である。図12(B)は、荷重計200FをJ1-J2線に沿って切断したときの断面図である。図12(B)に示すように、圧力センサ装置100Fは、基板104と、フィルム151と、圧力センサ144と、を有する。
FIG. 12(A) is a plan view of the
基板104は、圧力センサ144が設けられる第1面104a及び第1面104aとは反対側の第2面104bを有する。フィルム151は、凸形状151aを有している。フィルム151の凸形状151aの内部は、空洞になっている。フィルム151は、圧力センサ144の周囲を囲むように第1面104aに接触されることで、基板104との間で密封された空間152を形成している。圧力センサ144は、基板104とフィルム151とによって密封された空間152の内部に配置されている。圧力センサ144は、空間152の内部の圧力の変化を検出する。また、本実施形態では、フィルム151が凸形状151aを有する場合について説明するが、本開示の一実施形態はこれに限定されない。フィルム151が形成する形状は凸形状に限定されず、基板104とフィルム151とが接触することで、圧力センサ144が設けられる空間を隔てることができればよい。
The
圧力センサ装置100Fは、天板101の第2面101bに設けられる。具体的には、フィルム151の凸形状151aの上面が、天板101と接着材147によって接着される。図12(A)では、圧力センサ装置100Fが、天板101と接触する領域を接触領域102として示す。なお、圧力センサ装置100Fと、天板101との接触領域102の位置は、天板101の中央部に限定されない。接触領域102の位置は、図6(A)に示すように、天板101の外周を囲む位置であってもよいし、図7(A)に示すように、天板101の四隅であってもよい。また、凸形状151aの上面全体であってもよい。
The
(変形例5)
次に、荷重計200Fとは、一部異なる構成を有する荷重計200Gの構成について、図13及び図14を参照して説明する。
(Modification 5)
Next, the configuration of the
図13は、本開示の一実施形態に係る荷重計200Gの展開図である。荷重計200Gは、複数の圧力センサ装置100G_1、100G_2、100G_3を有する。以降の説明において、圧力センサ装置100G_1~100G_3をそれぞれ区別しない場合には、単に圧力センサ装置100Gと記載する。また、圧力センサ装置100Gが有する各構成についても同様である。
FIG. 13 is a developed view of a
荷重計200Gでは、基板104上に複数の圧力センサ144_1、144_2、144_3が設けられている。また、フィルム151が複数の凸形状151b_1、151b_2、151b_3を有している。
In the
図14(A)は、荷重計200Gを第1面101a側から水平に見た時の平面図である。図14(B)は、荷重計200GをK1-K2線に沿って切断したときの断面図である。図14(A)では、荷重計200Gが、圧力センサ装置100G_1、100G_2、100G_3を有する構成について示している。本実施形態では、荷重計200Gとその変形例の平面図において、基板143、圧力センサ144、及び配線145等の図示を省略して記載する。基板143、圧力センサ144、及び配線145等の配置については、第1実施形態に示す圧力センサ装置100等を参照すればよい。
FIG. 14(A) is a plan view of the
圧力センサ装置100G_1~100G_3は、天板101の第2面101b側に、離間して設けられている。図14(A)では、圧力センサ装置100G_1は、天板101の角部11に設けられ、圧力センサ装置100G_2は、天板101の角部12に設けられている。また、圧力センサ装置100G_3は、天板101の角部13と角部14との間に設けられている。なお、図14(A)に示す圧力センサ装置100G_1~100G_3の配置は一例であって、圧力センサ装置100G_1~100G_3のそれぞれが離間していれば、他の配置であってもよい。
The pressure sensor devices 100G_1 to 100G_3 are provided at a distance from each other on the
フィルム151は、複数の凸形状151b_1、151b_2、151b_3を有している。複数の凸形状151b_1、151b_2、151b_3は、それぞれ離間して設けられている。フィルム151の凸形状151b_1~151b_3の内部は、空洞になっている。
The
複数の圧力センサ144_1、144_2、144_3は、それぞれ離間して設けられている。フィルム151は、圧力センサ144_1の周囲を囲むように第1面104aに接触されることで、基板104との間で密封された空間152_1を形成している。また、フィルム151は、圧力センサ144_2の周囲を囲むように第1面104aに接触されることで、基板104との間で密封された空間152_2を形成している。図示しないが、フィルム151は、圧力センサ144_3の周囲を囲むように第1面104aに接触されることで、基板104との間で密封された空間を形成している。圧力センサ144_1~144_3は、フィルム151と基板104とによって密封された複数の空間の内部にそれぞれ配置されている。圧力センサ144_1~144_3は、複数の空間の各々の圧力の変化を検出する。
The plurality of pressure sensors 144_1, 144_2, and 144_3 are provided separately from each other. The
ここで、荷重計200Gにおいて、圧力を重力に換算する方法について説明する。荷重計200Gにおいて、印加される荷重は100g、大気圧は1000hPa、圧力センサ装置100Gの受圧面積を5cm2とし、圧力センサ装置100Gの数を3個とする。荷重計200の第1面101aの中央部に、100gの荷重が印加されると、圧力センサ装置100GのD1方向の内圧は、大気圧+荷重圧となる。ここで、荷重圧は、荷重/受圧面積となるため、荷重計200に加わる圧力、つまり、3個の圧力センサ装置100G全体に加わる荷重圧は以下の通りとなる。
荷重圧=荷重/受圧面積
=100[gf]/15[cm2]
=0.98/15[N/cm2]
=0.0653[N/cm2]
=6.53[hPa]
ここで、荷重は、荷重計200Gの中央部に印加されているため、圧力センサ装置100G_1~100G_3のそれぞれに印加される圧力は均等に分散され、2.18[hPa]となる。なお、荷重が、荷重計200Gの第1面101aのどの位置に印加されるかによって、圧力センサ装置100G_1~100G_3の出力は、それぞれ異なっていてもよい。また、圧力センサ装置100G_1~100G_3の位置によって出力が異なる場合、天板101に載置された荷重の位置を特定することができる。
Here, a method of converting pressure into gravity in the
Load pressure = load / pressure receiving area = 100 [gf] / 15 [cm 2 ]
=0.98/15 [N/cm 2 ]
=0.0653 [N/cm 2 ]
=6.53 [hPa]
Here, since the load is applied to the center of the
(第3実施形態)
本実施形態では、本開示の一実施形態に係る荷重計200Hについて、図15乃至図20を参照して説明する。
(Third embodiment)
In this embodiment, a
図15は、本開示の一実施形態に係る荷重計200Hの斜視図である。荷重計200は、圧力センサ装置100_1~100_3、及び天板101を有する。本実施形態に示す圧力センサ装置100_1~100_3の構成は、図2に示す圧力センサ装置100の構成と同様であるが、面積が異なっている。以降の説明において、圧力センサ装置100_1~100_3をそれぞれ区別しない場合には、圧力センサ装置100と記載する。また、圧力センサ装置100が有する各構成要素についても同様である。
FIG. 15 is a perspective view of a
圧力センサ装置100_1~100_3は、天板101の第2面101b側に、離間して設けられている。図15では、圧力センサ装置100_1は、天板101の角部11に設けられ、圧力センサ装置100_2は、天板101の角部12に設けられている。また、圧力センサ装置100_3は、天板101の角部13と角部14との間に設けられている。なお、図15に示す圧力センサ装置100_1~100_3の配置は一例であって、圧力センサ装置100_1~100_3のそれぞれが離間していれば、他の配置であってもよい。また、天板101の第1面101aを垂直方向から見たときに、圧力センサ装置100_1~100_3が天板101よりもはみ出ていると、天板101が傾き、荷重計200Hを配置する面に接触することで、圧力センサの検出精度が低下する。そのため、圧力センサ装置100_1~100_3は、天板101の内側となるように配置することが好ましい。
The pressure sensor devices 100_1 to 100_3 are provided at a distance from each other on the
圧力センサ装置100_1~100_3の大きさは、天板101に配置したときに圧力センサ装置100_1~100_3の各々が接触したり、重なったりしない程度の大きさであることが好ましい。圧力センサ装置100_1~100_3の各々が接触することで、検出精度が低下する。また、圧力センサ装置100_1~100_3の高さは、概ね同じであることが好ましい。
The size of the pressure sensor devices 100_1 to 100_3 is preferably such that when placed on the
図16は、本開示の一実施形態に係る荷重計200Hを第1面101a側から水平に見たときの平面図である。図16では、圧力センサ装置100_1が天板101と接する領域を接触領域102_1、圧力センサ装置100_2が天板101と接する領域を接触領域102_2、圧力センサ装置100_3が天板101と接する領域を接触領域102_3として示す。接触領域102_1、接触領域102_2、及び接触領域102_3はそれぞれ、一直線上に並ばない位置に離間して配置される。圧力センサ装置100_1~100_3は、天板101と接着されてもよいし、天板101と接触するだけで接着されていなくてもよい。圧力センサ装置100_1~100_3が天板101に接着することにより、天板101に対する圧力センサ装置100_1~100_3の位置ずれを抑制する。
FIG. 16 is a plan view of the
図17は、本開示の一実施形態に係る荷重計200HをL1-L2線に沿って切断した断面図である。図17(A)は、荷重計200Hに荷重を印加する前の状態を示す図であり、図17(B)は、荷重計200Hに荷重を印加した後の状態を示す図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view of a
図17(A)に示すように、荷重計200Hは、例えば、商品陳列棚の棚板などの平面10上に設置されている。天板101の第2面101bは、圧力センサ装置100の一部分と、接着材147によって接している。
As shown in FIG. 17(A), the
図17(B)に、天板101の第1面101aに、荷重が印加された様子を示している。荷重として、白抜きの矢印で示している。天板101の第1面101aに荷重が印加されると、圧力センサ装置100のフィルム141、142が押しつぶされ、フィルム141、142が変形する。これにより、フィルム141、142によって形成された空間146内の圧力が変化する。この圧力の変化を圧力センサ144によって検出することで、荷重を計測することができる。
FIG. 17(B) shows a state in which a load is applied to the
本開示の一実施形態に係る荷重計200Hでは、圧力センサ装置100_1~100_3は、天板101の第2面101b側に、離間して設けられている。また、圧力センサ装置100_1~100_3は、天板101の内側となるように配置されている。これにより、測定対象物が、天板101の第1面101aのどの位置に配置されても、圧力センサ装置100_1~100_3のそれぞれから圧力を測定することができる。圧力センサ装置100_1~100_3で検出された圧力の値を合計することにより、荷重計200Hの測定精度を向上させることができる。なお、荷重計200Hにおいて、圧力を重量に換算する方法については、荷重計200Gにおいて説明した方法と同様である。
In the
(変形例6)
次に、荷重計200Hとは、一部異なる構成を有する荷重計200Iの構成について、図18を参照して説明する。
(Modification 6)
Next, the configuration of the load cell 200I, which has a partially different configuration from the
図18は、荷重計200Iを第1面101a側から水平に見たときの平面図である。荷重計200Iでは、圧力センサ装置100_1~100_3に加えて、圧力センサ装置100_4を有している。圧力センサ装置100_4の構造は、圧力センサ装置100_1~100_3の構造と同様であるため、図16の説明を参照すればよい。
FIG. 18 is a plan view of the load cell 200I when viewed horizontally from the
接触領域102_1と、接触領域102_2と、接触領域102_3は、天板101の外周の近傍に設けられる。圧力センサ装置100_4は、接触領域102_1と、接触領域102_2と、接触領域102_3と、を結ぶ仮想線105によって囲まれた領域の内側に設けられる。具体的には、仮想線105は、接触領域102_1の中心と、接触領域102_2の中心と、接触領域102_3の中心とを結ぶ線である。圧力センサ装置100_4は、例えば、仮想線105の重心Gに設けられることが好ましい。仮想線105の内側に圧力センサ装置100_4を設けることにより、天板101における中央部の撓みを抑制することができる。
The contact area 102_1, the contact area 102_2, and the contact area 102_3 are provided near the outer periphery of the
天板101の第1面101aに対して垂直方向から見たときの圧力センサ装置100_4の面積は、圧力センサ装置100_1~100_3の面積と略同一であってもよい。または、天板101の第1面101aに対して垂直方向から見たときの圧力センサ装置100_4の面積を、圧力センサ装置100_1~100_3の面積よりも大きくしてもよい。これにより、荷重計200Iの耐圧を向上させることができる。
The area of the pressure sensor device 100_4 when viewed in a direction perpendicular to the
(変形例7)
次に、荷重計200Iとは、一部異なる構成を有する荷重計200Jの構成について、図19を参照して説明する。
(Modification 7)
Next, the configuration of the
図19は、荷重計200Jを第1面101a側から水平に見たときの平面図である。荷重計200Jでは、荷重計200Aと同様に、圧力センサ装置100_1~100_3に加えて、圧力センサ装置100_4を有している。荷重計200Jでは、圧力センサ装置100_4の配置が、荷重計200Iの圧力センサ装置100_4の配置と一部異なっている。具体的には、圧力センサ装置100_4は、接触領域102_1と、接触領域102_2と、接触領域102_3とを結ぶ仮想線によって囲まれた領域の外側に設けられている。また、天板101が、四角形状である場合、圧力センサ装置100_1~100_4のそれぞれは、四角形状の天板101の角部のそれぞれに設けられる。これにより、測定対象物が天板101の隅に配置された場合であっても、天板101の傾きを抑制することができる。
FIG. 19 is a plan view of the
(変形例8)
次に、荷重計200Jとは、一部異なる構成を有する荷重計200Kの構成について、図20を参照して説明する。
(Modification 8)
Next, the configuration of the
図20は、荷重計200Kを第1面101a側から水平に見たときの平面図である。荷重計200Kでは、圧力センサ装置100_1~100_4に加えて、圧力センサ装置100_5を有している。圧力センサ装置100_5の構造は、圧力センサ装置100の構造と同様であるため、図18の説明を参照すればよい。
FIG. 20 is a plan view of the
接触領域102_1と、接触領域102_2と、接触領域102_3と、接触領域102_4は、天板101の外周の近傍に設けられる。圧力センサ装置100_5は、接触領域102_1と、接触領域102_2と、接触領域102_3と、接触領域102_4と、を結ぶ仮想線105によって囲まれた領域の内側に設けられる。圧力センサ装置100_5は、例えば、仮想線105の中心に設けられることが好ましい。仮想線105の内側に圧力センサ装置100_5を設けることにより、天板101における中央部の撓みを抑制することができる。
The contact area 102_1, the contact area 102_2, the contact area 102_3, and the contact area 102_4 are provided near the outer periphery of the
天板101の第1面101aに対して垂直方向から見たときの圧力センサ装置100_5の面積は、圧力センサ装置100_1~100_4の面積と略同一であってもよい。または、天板101の第1面101aに対して垂直方向から見たときの圧力センサ装置100_5の面積を、圧力センサ装置100_1~100_4の面積よりも大きくしてもよい。これにより、荷重計200Kの耐圧を向上させることができる。
The area of the pressure sensor device 100_5 when viewed in a direction perpendicular to the
本実施形態では、圧力センサ装置100を、多くても5個使用する例について説明したが、本開示の一実施形態はこれに限定されない。天板101の大きさに応じて、圧力センサ装置100の個数を適宜変更することができる。例えば、図20に示す荷重計200Kにおいて、圧力センサ装置100_1と、圧力センサ装置100_4との間に、圧力センサ装置100を設けてもよい。また、圧力センサ装置100_1と、圧力センサ装置100_2との間に、圧力センサ装置100を設けてもよい。
Although this embodiment has described an example in which at most five
また、第1実施形態~第3実施形態では、天板101の形状を四角形状として説明したが、本開示の一実施形態において、天板101の形状は特に限定されず、円形状、三角形状、又は多角形状であってもよい。天板101が円形状の場合は、複数の圧力センサ装置100を、円周に沿って設けてもよい。また、天板101が三角形状の場合は、複数の圧力センサ装置100は、三角形状のそれぞれの角部に設けてもよい。また、天板101が多角形状である場合は、複数の圧力センサ装置100は、多角形状のそれぞれの角部に設けてもよいし、多角形状の角部において、少なくとも3つ設けてもよい。底板103や基板104の形状についても、天板101と同様である。
Further, in the first to third embodiments, the shape of the
また、変形例2において説明した荷重計200Gのように、複数の圧力センサ装置100Gを有する場合、つまり、基板104上に複数の圧力センサ144を設ける構成において、本実施形態で説明した複数の圧力センサ装置100の配置を適用してもよい。荷重計200Gにおいて、4個以上の圧力センサ装置100Gを設ける場合には、図16、図18~図20に示すように、複数の圧力センサ装置100の配置を適用すればよい。
Furthermore, when the
(第4実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に係る荷重計200の構造とは一部異なる荷重計200L~200Pについて、図21乃至図27を参照して説明する。なお、第1実施形態と同様の構成要素については、詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
In this embodiment,
図21は、本開示の一実施形態に係る荷重計200Lの斜視図である。荷重計200Lは、圧力センサ装置100_1、スペーサ110_1、110_2、及び天板101を有する。以降の説明において、スペーサ110_1、110_2をそれぞれ区別しない場合には、スペーサ110と記載する。
FIG. 21 is a perspective view of a
スペーサ110_1、110_2は、天板101を第2面101b側から支持するように設けられる。スペーサ110は、天板101の第1面101aに荷重が印加されていない状態で、天板101が略水平となるように設けられていてもよい。または、天板101の第1面101aに荷重が印加されている状態で、天板101がスペーサ110_1、110_2側から圧力センサ装置100_1にかけて傾斜を有するように設けられていてもよい。スペーサ110_1、110_2は、天板101の第1面101aに対する垂直方向に対して、伸縮性を有していてもよいし、伸縮性を有していなくてもよく、特に限定されない。また、スペーサ110_1、110_2が伸縮性を有する場合は、天板101の平衡度が保たれるため適している。
The spacers 110_1 and 110_2 are provided to support the
本実施形態では、天板101の第1面101aを垂直方向から見たときのスペーサ110が天板101と接触する接触領域の形状は、スペーサ110を水平に切断したときの断面を天板101の第1面101aを垂直方向からみたときの形状と同じである。そのため、以降の説明において、スペーサ110と天板101との接触領域について図示を省略する。なお、スペーサ110の接触領域の形状と、スペーサ110の断面の形状とが、異なっていてもよい。また、図21では、スペーサ110の断面の形状を円形である場合について説明するが、スペーサ110の形状は特に限定されず、三角形状又は多角形状であってもよい。
In this embodiment, the shape of the contact area where the
圧力センサ装置100、スペーサ110_1、及び100_2は、天板101の第2面101b側に、離間して設けられている。圧力センサ装置100_1の天板101との接触領域102_1、スペーサ110_1の天板101との接触領域、スペーサ110_2の天板101との接触領域はそれぞれ、一直線上に並ばない位置に離間して配置される。図22では、圧力センサ装置100_1は、天板101の角部11と角部12との間に設けられ、スペーサ110_2は、天板101の角部13に設けられている。また、スペーサ110_2は、天板101の角部14に設けられている。なお、図22に示す圧力センサ装置100_1、スペーサ110_1、110_2の配置は一例であって、圧力センサ装置100_1が、スペーサ110_1、110_2と離間していれば、他の配置であってもよい。本実施形態では、荷重計200Lとその変形例の平面図において、基板143、圧力センサ144、及び配線145等の図示を省略して記載する。基板143、圧力センサ144、及び配線145等の配置については、第1実施形態に示す圧力センサ装置100等を参照すればよい。
The
図23は、本開示の一実施形態に係る荷重計200LをM1-M2線に沿って切断した断面図である。図23(A)は、荷重計200Lに荷重を印加する前の状態を示す図であり、図23(B)は、荷重計200Lに荷重を印加した後の状態を示す図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of a
図23(A)に、荷重計200Lとして、圧力センサ装置100_1、スペーサ110_1と、圧力センサ装置100_1、スペーサ110_1上に天板101と、を示す。荷重計200Lは、商品陳列棚の棚板などの平面10上に設置されている。天板101の第2面101bは、圧力センサ装置100_1、スペーサ110_1の一部分と接している。ここでは、圧力センサ装置100_1の高さと、スペーサ110_1の高さとが略同一になり、天板101が略水平である場合について示している。また、スペーサ110_1は、伸縮性を有さない場合について示している。
FIG. 23A shows a pressure sensor device 100_1, a spacer 110_1, and a
図23(B)に、天板101の第1面101aに、荷重が印加された様子を示している。荷重として、白抜きの矢印で示している。天板101の第1面101aに荷重が印加されると、スペーサ110_1は伸縮性を有さないため、高さは変化しないが、圧力センサ装置100のフィルム141、142が押しつぶされる。これにより、圧力センサ装置100_1のフィルム141、142によって形成された空間146内の圧力が変化する。この圧力の変化を圧力センサ144によって検出することで、荷重を計測することができる。
FIG. 23(B) shows a state in which a load is applied to the
(変形例9)
次に、荷重計200Lとは、一部異なる構成を有する荷重計200Mの構成について、図24を参照して説明する。
(Modification 9)
Next, the configuration of the
図24は、荷重計200Mを第1面101a側から水平に見たときの平面図である。荷重計200Mでは、圧力センサ装置100_1、及びスペーサ110_1、110_2に加えて、圧力センサ装置100_2を有している。
FIG. 24 is a plan view of the
接触領域102_1と、スペーサ110_1の接触領域と、スペーサ110_2の接触領域は、天板101の外周の近傍に設けられる。圧力センサ装置100_2は、接触領域102_1と、スペーサ110_1の接触領域と、スペーサ110_2の接触領域と、を結ぶ仮想線105によって囲まれた領域の内側に設けられる。具体的には、仮想線105は、接触領域102_1の中心と、スペーサ110_1の(接触領域の)中心と、スペーサ110_2の(接触領域の)中心と、を結んだ線である。圧力センサ装置100_2は、例えば、仮想線105の重心Gに設けられることが好ましい。仮想線105の内側に圧力センサ装置100_2を設けることにより、天板101における中央部の撓みを抑制することができる。
The contact area 102_1, the contact area of the spacer 110_1, and the contact area of the spacer 110_2 are provided near the outer periphery of the
天板101の第1面101aに対して垂直方向から見たときの圧力センサ装置100_2の面積は、圧力センサ装置100_1の面積と略同一であってもよい。または、天板101の第1面101aに対して垂直方向から見たときの圧力センサ装置100_2の面積を、圧力センサ装置100_1の面積よりも大きくしてもよい。これにより、荷重計200Eの耐圧を向上させることができる。
The area of the pressure sensor device 100_2 when viewed in a direction perpendicular to the
(変形例10)
次に、荷重計200Mとは、一部異なる構成を有する荷重計200Nの構成について、図25を参照して説明する。
(Modification 10)
Next, the configuration of the
図25は、荷重計200Nを第1面101a側から水平に見たときの平面図である。荷重計200Nでは、荷重計200Eと同様に、圧力センサ装置100_1に加えて、圧力センサ装置100_2を有している。荷重計200Fでは、圧力センサ装置100_2の配置が、荷重計200Mの圧力センサ装置100_2の配置と一部異なっている。具体的には、圧力センサ装置100_2は、接触領域102_1と、スペーサ110_1の接触領域と、スペーサ110_2の接触領域とを結ぶ仮想線によって囲まれた領域の外側に設けられている。また、天板101が、四角形状である場合、圧力センサ装置100_1、100_2、及びスペーサ110_1、110_2のそれぞれは、四角形状の天板101の角部のそれぞれに設けられる。これにより、測定対象物が天板101の隅に配置された場合であっても、天板101の傾きを抑制することができる。
FIG. 25 is a plan view of the
(変形例11)
次に、荷重計200Nとは、一部異なる構成を有する荷重計200Oの構成について、図26を参照して説明する。
(Modification 11)
Next, the configuration of the load cell 200O, which has a partially different configuration from the
図26は、荷重計200Oを第1面101a側から水平に見たときの平面図である。荷重計200Oでは、圧力センサ装置100_1、100_2に加えて、圧力センサ装置100_3を有している。
FIG. 26 is a plan view of the load cell 200O when viewed horizontally from the
接触領域102_1と、接触領域102_2と、スペーサ110_1の接触領域と、スペーサ110_2の接触領域は、天板101の外周の近傍に設けられる。圧力センサ装置100_3は、接触領域102_1と、接触領域102_2と、スペーサ110_1の接触領域と、スペーサ110_2の接触領域と、を結ぶ仮想線105によって囲まれた領域の内側に設けられる。圧力センサ装置100_3は、例えば、仮想線105の中心に設けられることが好ましい。仮想線105の内側に圧力センサ装置100_3を設けることにより、天板101における中央部の撓みを抑制することができる。
The contact area 102_1, the contact area 102_2, the contact area of the spacer 110_1, and the contact area of the spacer 110_2 are provided near the outer periphery of the
天板101の第1面101aに対して垂直方向から見たときの圧力センサ装置100_3の面積は、圧力センサ装置100_1、100_2の面積と略同一であってもよい。または、天板101の第1面101aに対して垂直方向から見たときの圧力センサ装置100_3の面積を、圧力センサ装置100_1、100_2の面積よりも大きくしてもよい。これにより、荷重計200Oの耐圧を向上させることができる。
The area of the pressure sensor device 100_3 when viewed in a direction perpendicular to the
(変形例12)
次に、荷重計200Oとは、一部異なる構成を有する荷重計200Pの構成について、図27を参照して説明する。
(Modification 12)
Next, the configuration of the
図27は、荷重計200Pを第1面101a側から水平に見たときの平面図である。図27では、第1面101a側から水平に見たときのスペーサ110_3の形状が、長方形の場合について示している。スペーサ110_3は、端部111_1、111_2を有している。当該端部111_1、111_2は、図21に示すスペーサ110_1、110_2の機能を果たしている。つまり、荷重計200Hにおいて、少なくとも、角部13、14がそれぞれ、スペーサ110_3の端部111_1、111_2によって支えられていれば、スペーサ110の形状や、個数に限定されない。
FIG. 27 is a plan view of the
(第5実施形態)
本実施形態では、本開示の一実施形態に係る荷重計200Q、200Nを、商品陳列棚300、300Aに適用する例について、図28乃至図30を参照して説明する。
(Fifth embodiment)
In this embodiment, an example in which load
図28は、本開示の一実施形態に係る荷重計200Qが適用された商品陳列棚300の斜視図である。荷重計200Qは、5個の圧力センサ装置100Q_1~100Q_5を有する。ここで、荷重計200Qとは、変形例4において説明した荷重計200Gと同様に、基板104上に、5つの凸形状151aを有するフィルム151が接着されることで密封された空間の各々に圧力センサ144が配置された構成である。また、圧力センサ装置100Q_1~100Q_5の配置は、変形例7で説明した荷重計200Kにおける圧力センサ装置100_1~100_5と同様である。商品陳列棚300は、一対の支柱302と、複数の棚板304と、ベース棚305と、背板303と、を有する。複数の棚板304は、一対の支柱302と、背板303とによって支持されている。
FIG. 28 is a perspective view of a
本実施形態における商品陳列棚300では、複数の棚板304及びベース棚305上のそれぞれには、荷重計200Qが設けられている。図28は、圧力センサ装置100Q_1~100Q_5を破線で示す。荷重計200Q上に、複数の商品が陳列される。そのため、荷重計200Qには、複数の商品によって荷重が印加し続けられる。したがって、顧客が商品を購入するために、荷重計200Qから商品を手に取ると、荷重計200Qの圧力の出力が変動する。この圧力の出力を検出することによって、商品の欠品を検出することができる。また、荷重計200Q上に、重量が大きい商品を陳列した際には、商品陳列棚300は、アラートを発してもよい。これにより、棚板304に荷重をかけすぎることによる商品陳列棚300の破損を抑制することができる。
In the
図29は、図28に示す商品陳列棚300とは一部異なる商品陳列棚300Aの斜視図である。商品陳列棚300Aは、図29に示す商品陳列棚300とは、棚板304上に複数の荷重計200Qが設けられている点で異なる。図29には、圧力センサ装置100Q_1~100Q_5を破線で示し、その他の構成については図示を省略している。棚板304上に設けられた隣接する荷重計200Qは、端子によって互いに接続される。または、圧力センサ装置100Q_1~100Q_5の各々は、通信回路149及び電池を有することで、配線145を省略することができる。これにより、複数の荷重計200Qを、間隔を空けることなく、敷き詰めることができるため好ましい。図29において、圧力センサ装置100Q_1、100Q_2は、商品陳列棚300の手前側に設けられ、圧力センサ装置100Q_3、100Q_4は、商品陳列棚300の奥側に設けられ、圧力センサ装置100Q_5は、商品陳列棚300の真ん中に設けられる。商品陳列棚300では、棚板に陳列された商品は、手前側から取り出される。荷重計200Q毎に、異なる商品を陳列することで、商品の欠品をより精度高く検出することができる。
FIG. 29 is a perspective view of a
図30は、図29に示す商品陳列棚300Aとは一部異なる商品陳列棚300Bの斜視図である。商品陳列棚300Bは、図30に示す商品陳列棚300Aとは、棚板304上に複数の荷重計200Nが設けられている点で異なる。図30には、圧力センサ装置100_1、100_2と、スペーサ110_1、100_2とを破線で示し、その他の構成については図示を省略している。棚板304上に設けられた隣接する荷重計200Nは、端子によって互いに接続される。図30において、圧力センサ装置100_1、100_2は、商品陳列棚300の手前側に設けられ、スペーサ110_1、110_2は、商品陳列棚300の奥側に設けられる。商品陳列棚300では、棚板に陳列された商品は、手前側から取り出される。そのため、荷重計200Nにおいて、手前側の荷重の変化を精度よく検出できればよい。
FIG. 30 is a perspective view of a
本開示の一実施形態に係る荷重計200Q、200Nを、商品陳列棚300に適用する例にして説明したが、本開示はこれに限定されない。本開示の一実施形態に係る荷重計200、200A~200Pは、例えば、体重計、車両重量計、オフィス・飲食店・工場の消耗品在庫管理・消費量管理および廃棄物保管量管理、ピッキング作業チェック、動線解析システム、摂食量解析システム、雨量計、積雪計、工具等の整理整頓システムなどに使用することができる。
Although the
10:平面、11~14:角部、100、100A~100H:圧力センサ装置、101:天板、101a:第1面、101b:第2面、102、102B、102C:接触領域、103:底板、104:基板、104a:第1面、104b:第2面、105:仮想線、110:スペーサ、111:端部、141:フィルム、142:フィルム、143:基板、144:圧力センサ、145:配線、146:空間、147:接着材、148:接着材、149:通信回路、151:フィルム、151a、151b:凸形状、152:プリント基板、178:接着材、200、200A~200Q:荷重計、300、300A、300B:商品陳列棚、302:支柱、303:背板、304:棚板、305:ベース棚 10: Plane, 11 to 14: Corner, 100, 100A to 100H: Pressure sensor device, 101: Top plate, 101a: First surface, 101b: Second surface, 102, 102B, 102C: Contact area, 103: Bottom plate , 104: Substrate, 104a: First surface, 104b: Second surface, 105: Virtual line, 110: Spacer, 111: End, 141: Film, 142: Film, 143: Substrate, 144: Pressure sensor, 145: Wiring, 146: Space, 147: Adhesive, 148: Adhesive, 149: Communication circuit, 151: Film, 151a, 151b: Convex shape, 152: Printed circuit board, 178: Adhesive, 200, 200A to 200Q: Load cell , 300, 300A, 300B: Product display shelf, 302: Support, 303: Back plate, 304: Shelf board, 305: Base shelf
Claims (9)
前記天板の前記第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内の圧力を検出する圧力センサを有する第1圧力センサ装置、第2圧力センサ装置、第3圧力センサ装置、第4圧力センサ装置と、
を有し、
前記第1面に対して垂直方向からみたときの前記天板の外周は、前記空間の外周よりも外側にあり、
前記第1圧力センサ装置は、前記空間内に、前記圧力センサと、前記圧力センサの出力を外部の回路に送信する通信回路と、を有し、
前記第1圧力センサ装置の前記天板との第4接触領域、前記第2圧力センサ装置の前記天板との第5接触領域、前記第3圧力センサ装置の前記天板との第6接触領域はそれぞれ、一直線上に並ばない位置に離間して配置され、
前記第1面に対して垂直方向から見たときの前記第4圧力センサ装置の空間の面積は、前記第1圧力センサ装置乃至前記第3圧力センサ装置の面積のそれぞれよりも大きい、荷重計。 a top plate having a first surface that receives a load and a second surface opposite to the first surface;
A first pressure sensor device, a second pressure sensor device, a third pressure sensor device, and a fourth pressure sensor each having a pressure sensor that is provided on the second surface of the top plate and detects the pressure in a space sealed with a film. a device;
has
The outer periphery of the top plate when viewed from a direction perpendicular to the first surface is located outside the outer periphery of the space,
The first pressure sensor device includes, in the space, the pressure sensor and a communication circuit that transmits the output of the pressure sensor to an external circuit,
A fourth contact area of the first pressure sensor device with the top plate, a fifth contact area of the second pressure sensor device with the top plate, and a sixth contact area of the third pressure sensor device with the top plate. are spaced apart and not aligned in a straight line, respectively.
In the load cell, the area of the space of the fourth pressure sensor device when viewed in a direction perpendicular to the first surface is larger than the area of each of the first pressure sensor device to the third pressure sensor device.
前記第4圧力センサ装置は、前記第4接触領域と、前記第5接触領域と、前記第6接触領域とを結ぶ仮想線によって囲まれた領域の内側に設けられる、請求項1に記載の荷重計。 The fourth contact area, the fifth contact area, and the sixth contact area are provided near the outer periphery,
The load according to claim 1 , wherein the fourth pressure sensor device is provided inside an area surrounded by an imaginary line connecting the fourth contact area, the fifth contact area, and the sixth contact area. Total.
前記天板の前記第2面に設けられ、フィルムによって密封された空間内の圧力を検出する圧力センサを有する第1圧力センサ装置、第2圧力センサ装置、第3圧力センサ装置、第4圧力センサ装置、第5圧力センサ装置と、
を有し、
前記第1面に対して垂直方向からみたときの前記天板の外周は、前記空間の外周よりも外側にあり、
前記第1圧力センサ装置は、前記空間内に、前記圧力センサと、前記圧力センサの出力を外部の回路に送信する通信回路と、を有し、
前記第1圧力センサ装置の前記天板との第4接触領域、前記第2圧力センサ装置の前記天板との第5接触領域、前記第3圧力センサ装置の前記天板との第6接触領域はそれぞれ、一直線上に並ばない位置に離間して配置され、
前記第4圧力センサ装置は、前記第4接触領域と、前記第5接触領域と、前記第6接触領域とを結ぶ仮想線によって囲まれた領域の外側に設けられ、
前記第5接触領域、前記第6接触領域、及び前記第4圧力センサ装置の前記天板との第7接触領域は、前記外周の近傍に設けられ、
前記第5圧力センサ装置は、前記天板の外周の近傍に設けられた前記第4接触領域と、前記第5接触領域と、前記第6接触領域と、前記第7接触領域と、を結ぶ仮想線によって囲まれた領域の内側に設けられ、
前記第1面に対して垂直方向から見たときの前記第5圧力センサ装置の空間の面積は、前記第1圧力センサ装置乃至前記第3圧力センサ装置の面積のそれぞれよりも大きい、荷重計。 a top plate having a first surface that receives a load and a second surface opposite to the first surface;
A first pressure sensor device, a second pressure sensor device, a third pressure sensor device, and a fourth pressure sensor each having a pressure sensor that is provided on the second surface of the top plate and detects the pressure in a space sealed with a film. a fifth pressure sensor device;
has
The outer periphery of the top plate when viewed from a direction perpendicular to the first surface is located outside the outer periphery of the space,
The first pressure sensor device includes, in the space, the pressure sensor and a communication circuit that transmits the output of the pressure sensor to an external circuit,
A fourth contact area of the first pressure sensor device with the top plate, a fifth contact area of the second pressure sensor device with the top plate, and a sixth contact area of the third pressure sensor device with the top plate. are spaced apart and not aligned in a straight line, respectively.
The fourth pressure sensor device is provided outside an area surrounded by an imaginary line connecting the fourth contact area, the fifth contact area, and the sixth contact area,
The fifth contact area, the sixth contact area, and the seventh contact area of the fourth pressure sensor device with the top plate are provided near the outer periphery,
The fifth pressure sensor device includes a virtual pressure sensor device connecting the fourth contact area, the fifth contact area, the sixth contact area, and the seventh contact area provided near the outer periphery of the top plate. Provided inside the area enclosed by the line,
In the load cell, the area of the space of the fifth pressure sensor device when viewed in a direction perpendicular to the first surface is larger than the area of each of the first pressure sensor device to the third pressure sensor device.
前記第4接触領域、前記第5接触領域、前記第6接触領域、及び前記第7接触領域のそれぞれは、前記四角形状の前記天板の角部に設けられる、請求項6に記載の荷重計。 The top plate has a rectangular shape,
The load cell according to claim 6 , wherein each of the fourth contact area, the fifth contact area, the sixth contact area, and the seventh contact area is provided at a corner of the rectangular top plate. .
前記複数の荷重計が並べて配置されている棚板と、を有する、商品陳列棚。 A plurality of load cells according to any one of claims 1 to 8 ,
A product display shelf, comprising: a shelf board on which the plurality of load cells are arranged side by side.
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