JPH0511477Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0511477Y2 JPH0511477Y2 JP20238083U JP20238083U JPH0511477Y2 JP H0511477 Y2 JPH0511477 Y2 JP H0511477Y2 JP 20238083 U JP20238083 U JP 20238083U JP 20238083 U JP20238083 U JP 20238083U JP H0511477 Y2 JPH0511477 Y2 JP H0511477Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric body
- load
- annular
- piezoelectric
- annular thin
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- 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 - Lifetime
Links
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Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本考案は圧力、荷重等の負荷の測定に用いられ
る圧電型ロードセルに関するものである。
る圧電型ロードセルに関するものである。
「従来技術」
一対の圧電磁器の薄板を、電磁板を介して電気
的に並列、機械的に直列に積層してなる圧電体を
一対の押え金により挟持し、更にこれら圧電体と
押え金の外側面を覆うように外匣を嵌装すると共
に該外匣の上下端縁を内側に折曲して押え金の肩
部に係接することによつて圧電体と押え金とを一
体に固定してなるロードセルが圧力、荷重等の負
荷の測定装置として広く知られている。
的に並列、機械的に直列に積層してなる圧電体を
一対の押え金により挟持し、更にこれら圧電体と
押え金の外側面を覆うように外匣を嵌装すると共
に該外匣の上下端縁を内側に折曲して押え金の肩
部に係接することによつて圧電体と押え金とを一
体に固定してなるロードセルが圧力、荷重等の負
荷の測定装置として広く知られている。
「解決すべき問題点」
上記型式のロードセルは、全負荷を、圧電体が
直接受けるため、負荷が限度を超えれば脆性の圧
電磁器からなる圧電体を破損させる欠点があつ
た。
直接受けるため、負荷が限度を超えれば脆性の圧
電磁器からなる圧電体を破損させる欠点があつ
た。
この対策として圧電磁器に代えて可撓性の有機
系圧電材料を採用することによつて破壊の惧れを
解消するが、負荷が限度を超えれば変形を起して
圧電特性を劣化させる欠点を生じ、満足すべきも
のは得られなかつた。
系圧電材料を採用することによつて破壊の惧れを
解消するが、負荷が限度を超えれば変形を起して
圧電特性を劣化させる欠点を生じ、満足すべきも
のは得られなかつた。
「問題点を解決する手段」
本考案は圧電体に可撓性の有機系圧電材料を使
用すると共に、圧電体をその上下面に挟持する一
対の押え金を圧電体のそれより径大に設定して圧
電体の外周縁より側方に延出せしめる環状薄肉部
を設け、一対の押え金の外側面を覆うように嵌挿
してその上下端縁を内側に折曲して該押え金の上
記薄肉の肩部に係接し、圧電体と押え金とを一体
に固定する外匣の内側面から、上記押え金の外周
の薄肉の環状部分の内表面と圧電体の外側面との
間に形成される環状空所内に延出して無負荷時に
は上記環状薄肉部の内表面との間に所定の隙間を
形成し、負荷時には上記環状薄肉部の内表面と当
接して負荷の一部を負担する環状鍔部を形成す
る。
用すると共に、圧電体をその上下面に挟持する一
対の押え金を圧電体のそれより径大に設定して圧
電体の外周縁より側方に延出せしめる環状薄肉部
を設け、一対の押え金の外側面を覆うように嵌挿
してその上下端縁を内側に折曲して該押え金の上
記薄肉の肩部に係接し、圧電体と押え金とを一体
に固定する外匣の内側面から、上記押え金の外周
の薄肉の環状部分の内表面と圧電体の外側面との
間に形成される環状空所内に延出して無負荷時に
は上記環状薄肉部の内表面との間に所定の隙間を
形成し、負荷時には上記環状薄肉部の内表面と当
接して負荷の一部を負担する環状鍔部を形成す
る。
「実施例」
以下図面について説明する。
図中、１は蒸着等によつて両主表面に銀等の金
属化電極面（図示省略）を設けた一対の圧電素子
１ａ，１ｂを電極板１ｃを介して電気的に並列、
機械的に直列に、通常は電極板１ｃ側を正極にし
て積層、貼着してなる円板状又は円環状のポリ弗
化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン等の圧電性有機材料あるいはゴム、プラスチ
ツク中に圧電磁器の粉末を分散させた可撓性の有
機系圧電材料からなる圧電体、２ａ，２ｂは該圧
電体１を挟持するよう、圧電体の上下面と当接し
た一対の押え金で、その外周に、圧電体１の外周
縁より側方に延出する環状薄肉部２１ａ，２１ｂ
を設けている。３は前記圧電体１の外側面と一対
の押え金２ａ，２ｂの外側面とを覆うように嵌装
された外匣で、その上下端縁３２ａ，３２ｂをか
しめ等によつて内側に折曲して前記一対の押え金
２ａ，２ｂの環状薄肉部２１ａ，２１ｂの外表面
に係接することにより圧電体１と押え金２ａ，２
ｂを一体に固定し、更に該外匣３の内側面には、
これより内方向に延出して圧電体１との間に環状
空所を形成する押え金の環状薄肉部２１ａ，２１
ｂの内表面との間に無負荷時には該環状薄肉部２
１ａ，２１ｂの内表面との間に所定の隙間を形成
し、負荷時には該薄肉部の内表面と当接して該負
荷の一部を負担する環状鍔部３１を設ける。尚、
この鍔部３１の一部には圧電体１の電極板１ｃか
ら突出した出力端子となる針状の端子脚１c′を絶
縁的に挿通する小孔３１ａが穿設されている。
属化電極面（図示省略）を設けた一対の圧電素子
１ａ，１ｂを電極板１ｃを介して電気的に並列、
機械的に直列に、通常は電極板１ｃ側を正極にし
て積層、貼着してなる円板状又は円環状のポリ弗
化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン等の圧電性有機材料あるいはゴム、プラスチ
ツク中に圧電磁器の粉末を分散させた可撓性の有
機系圧電材料からなる圧電体、２ａ，２ｂは該圧
電体１を挟持するよう、圧電体の上下面と当接し
た一対の押え金で、その外周に、圧電体１の外周
縁より側方に延出する環状薄肉部２１ａ，２１ｂ
を設けている。３は前記圧電体１の外側面と一対
の押え金２ａ，２ｂの外側面とを覆うように嵌装
された外匣で、その上下端縁３２ａ，３２ｂをか
しめ等によつて内側に折曲して前記一対の押え金
２ａ，２ｂの環状薄肉部２１ａ，２１ｂの外表面
に係接することにより圧電体１と押え金２ａ，２
ｂを一体に固定し、更に該外匣３の内側面には、
これより内方向に延出して圧電体１との間に環状
空所を形成する押え金の環状薄肉部２１ａ，２１
ｂの内表面との間に無負荷時には該環状薄肉部２
１ａ，２１ｂの内表面との間に所定の隙間を形成
し、負荷時には該薄肉部の内表面と当接して該負
荷の一部を負担する環状鍔部３１を設ける。尚、
この鍔部３１の一部には圧電体１の電極板１ｃか
ら突出した出力端子となる針状の端子脚１c′を絶
縁的に挿通する小孔３１ａが穿設されている。
この型式のロードセルは一対の押え金２ａ，２
ｂ間に加えられる負荷を圧電体１によつて電気信
号に変換し、これを電極板の端子脚１c′と、一対
の押え金２ａ，２ｂとの間に接続された外部の検
出回路（図示しない）に供給するものであるが、
一対の押え金によつて圧電体を挟持し、内側面か
ら環状鍔を設けない外匣によつて固定してなる従
来の型式において、該押え金の間に過大な負荷が
加えられた場合、前に述べたように圧電体として
圧電磁器の如き硬質、脆性の材料を用いたときは
破損し、可撓性の有機系材料のときは変形するの
でいずれも実用性に乏しかつた。
ｂ間に加えられる負荷を圧電体１によつて電気信
号に変換し、これを電極板の端子脚１c′と、一対
の押え金２ａ，２ｂとの間に接続された外部の検
出回路（図示しない）に供給するものであるが、
一対の押え金によつて圧電体を挟持し、内側面か
ら環状鍔を設けない外匣によつて固定してなる従
来の型式において、該押え金の間に過大な負荷が
加えられた場合、前に述べたように圧電体として
圧電磁器の如き硬質、脆性の材料を用いたときは
破損し、可撓性の有機系材料のときは変形するの
でいずれも実用性に乏しかつた。
本考案は上記の通り、圧電体に可撓性の有機系
材料を採用すると共に、外匣の内側面から、圧電
体の外側面とこれを挟持する押え金具の対向面と
の間に形成された環状空所に環状鍔部を設けるこ
とによつて過大な負荷に対して圧電体を上記の変
形から守り、広範囲の負荷に対する対応を可能に
したものである。
材料を採用すると共に、外匣の内側面から、圧電
体の外側面とこれを挟持する押え金具の対向面と
の間に形成された環状空所に環状鍔部を設けるこ
とによつて過大な負荷に対して圧電体を上記の変
形から守り、広範囲の負荷に対する対応を可能に
したものである。
圧電体１としてチタン酸ジルコン酸鉛系化合物
からなる圧電磁器を、用いた場合は対向する押え
金２ａ，２ｂの間の間隔（圧電体１の厚さ）h2
と、外匣の環状鍔部３１の厚さh1との関係におい
て両者間に厳密な寸法精度が要求され、実験の結
果、h2が２mm程度の場合、h2−h1＝0.2〜0.4μの挟
い範囲に設定する必要があり、もしh2−h1＞0.4μ
のときは圧電体が破壊し、h2−h1＜0.2μのときは
圧電体が充分に機能せず、いずれも環状鍔部３１
による負荷分担機能が失なわれ、実用性が得られ
なくなる。
からなる圧電磁器を、用いた場合は対向する押え
金２ａ，２ｂの間の間隔（圧電体１の厚さ）h2
と、外匣の環状鍔部３１の厚さh1との関係におい
て両者間に厳密な寸法精度が要求され、実験の結
果、h2が２mm程度の場合、h2−h1＝0.2〜0.4μの挟
い範囲に設定する必要があり、もしh2−h1＞0.4μ
のときは圧電体が破壊し、h2−h1＜0.2μのときは
圧電体が充分に機能せず、いずれも環状鍔部３１
による負荷分担機能が失なわれ、実用性が得られ
なくなる。
これに対して本考案の可撓性の有機系圧電材料
からなる圧電体を用いた場合は、変形によつて圧
力を吸収、寸法誤差を補償するので要求される寸
法精度は緩和され、例えばゴム硬度で90度となる
ようクロロプレンゴム100重量部にチタン酸鉛950
重量部をブレンドした複合圧電材料を用い、前と
同様h2とh1の関係を測定してh2−h1＝200〜400μ
の広い範囲にわたつて環状鍔部による負荷分担機
能が失なわれず、良好な耐圧性を維持することを
確かめた。
からなる圧電体を用いた場合は、変形によつて圧
力を吸収、寸法誤差を補償するので要求される寸
法精度は緩和され、例えばゴム硬度で90度となる
ようクロロプレンゴム100重量部にチタン酸鉛950
重量部をブレンドした複合圧電材料を用い、前と
同様h2とh1の関係を測定してh2−h1＝200〜400μ
の広い範囲にわたつて環状鍔部による負荷分担機
能が失なわれず、良好な耐圧性を維持することを
確かめた。
而して上記200〜400μからなる、一対の押え金
２ａ，２ｂの間隔h2と、外匣の環状鍔部３１の厚
h1との隙間は、該外匣の環状鍔部３１の上下両面
に分割しても、上下いずれか一方の面上に形成し
てもよい。
２ａ，２ｂの間隔h2と、外匣の環状鍔部３１の厚
h1との隙間は、該外匣の環状鍔部３１の上下両面
に分割しても、上下いずれか一方の面上に形成し
てもよい。
「効果」
以上の通り本考案によれば、厳密な寸法精度の
管理を要しないので製造が容易となり、安価で、
しかも過大な負荷を受けても圧電体は外匣の環状
鍔部によつて確実に保護されるので、耐圧性に優
れた圧電型ロードセルを市場に供し得るという効
果がある。
管理を要しないので製造が容易となり、安価で、
しかも過大な負荷を受けても圧電体は外匣の環状
鍔部によつて確実に保護されるので、耐圧性に優
れた圧電型ロードセルを市場に供し得るという効
果がある。
第１図は本考案の実施例の半断面平面図、第２
図は第１図のイ−イ線縦断面図、第３図は同分解
斜視図を示す。 １……圧電体、１ａ，１ｂ……可撓性を有する
有機系圧電材料、１ｃ……電極板、２ａ，２ｂ…
…一対の押え金、２１ａ，２１ｂ……環状薄肉
部、３……外匣、３１……環状鍔部。
図は第１図のイ−イ線縦断面図、第３図は同分解
斜視図を示す。 １……圧電体、１ａ，１ｂ……可撓性を有する
有機系圧電材料、１ｃ……電極板、２ａ，２ｂ…
…一対の押え金、２１ａ，２１ｂ……環状薄肉
部、３……外匣、３１……環状鍔部。
Claims (1)
- 可撓性の有機系圧電材料よりなる圧電体１を挟
持する一対の押え金２ａ，２ｂの外周に、前記圧
電体１の外周縁より側方に延出する環状薄肉部２
１ａ，２１ｂを設け、前記圧電体１と前記押え金
２ａ，２ｂの外側面を覆うように外匣３を嵌挿す
ると共に該外匣の上下端縁３２ａ，３２ｂを内側
に折曲して前記環状薄肉部２１ａ，２１ｂの外表
面に係接することにより前記圧電体１と前記押え
金２ａ，２ｂとを一体に固定し、更に前記外匣３
の内側面に、前記環状薄肉部２１ａ，２１ｂの内
表面と圧電体の外側面との間に形成される環状空
所内に延出すると共に無負荷時には前記環状薄肉
部の内表面との間に所定の隙間を形成し、負荷時
には前記環状薄肉部の内表面と当接し該負荷の一
部を負担する環状鍔部３１を設けたことを特徴と
するロードセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20238083U JPS60111244U (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | ロ−ドセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20238083U JPS60111244U (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | ロ−ドセル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111244U JPS60111244U (ja) | 1985-07-27 |
| JPH0511477Y2 true JPH0511477Y2 (ja) | 1993-03-22 |
Family
ID=30764826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20238083U Granted JPS60111244U (ja) | 1983-12-29 | 1983-12-29 | ロ−ドセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111244U (ja) |
-
1983
- 1983-12-29 JP JP20238083U patent/JPS60111244U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60111244U (ja) | 1985-07-27 |
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