JPH0614931U - 荷重計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プランジャの傾きを防止することによって荷
重の検出精度を高める。 【構成】 一端が閉塞され、かつ、閉塞されている部分
の中心部に貫通孔２が穿設されているケース１内の貫通
孔２と対向する位置に金属ダイアフラム６を設ける。金
属ダイアフラム６には歪みゲージ等の感圧素子７および
ブリッジ回路８が設けられ、ブリッジ回路８はケース１
内に設けられる回路部材９の回路に接続される。ケース
１の貫通孔２内には軸受け５が装着され、この軸受け５
内にはプランジャ１６が軸線方向にスライド移動可能、
かつ、スライド時に先端部で金属ダイアフラム６を押圧
可能に挿着される。プランジャ１６は軸受け５によって
支持されるので、スライド時に軸線からずれた状態で金
属ダイアフラム６を押圧することがない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は荷重計に関し、特に、歪みゲージ等の感圧素子の抵抗値の変化を、 ブリッジ回路を介して電圧値の変化として取り出すことにより、荷重を検出する ようにした荷重計に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】

従来、荷重を検出するための荷重計としては種々のものが知られており、例え ば、図２に示すものは、歪みゲージ等の感圧素子２７の抵抗値の変化を、ブリッ ジ回路２８を介して電圧値の変化として取り出すことにより、荷重を検出するよ うに構成したものである。

【０００３】 すなわち、この荷重計は、一端が閉塞された筒状をなすケース２１と、このケ ース２１内の底面側に設けられるダイアフラム２６と、このダイアフラム２６上 に設けられる歪みゲージ等の感圧素子２７と、前記ケース２１内に設けられると ともに、前記感圧素子２７からの信号を増幅する回路等が組み込まれている回路 部材２９と、前記ケース２１に設けられて、ケース２１の軸線方向にスライド可 能なプランジャ３６と、このプランジャ３６と前記ダイアフラム２６との間に介 在する鋼球３７とを具えている。

【０００４】 前記ダイアフラム２６は、円板状をなすとともに、裏面側に環状の溝部２６ａ が穿設されていて、この溝部２６ａにより中央部２６ｂおよび周縁部２６ｃが厚 肉に形成され、溝部２６ａに対応する部分が薄肉の起歪部２６ｄに形成され、こ のダイアフラム２６は、その裏面側周縁部を電子ビーム溶接等により前記ケース ２１の底面側に溶着されるようになっている。

【０００５】 前記感圧素子２７は、前記ダイアフラム２６の起歪部２６ｄ上の適宜の位置に 適宜の形状でスパッタリングや真空蒸着等により設けられていて、この感圧素子 ２７は、前記ダイアフラム２６上の適宜の位置にアルミ等を蒸着することにより 設けられているブリッジ回路２８に接続されるようになっている。

【０００６】 前記回路部材２９は、前記感圧素子２７に安定した電圧を供給するための回路 等が組み込まれているとともに、中心部に軸線方向に貫通する貫通孔３０ａが穿 設されている電源回路基板３０と、前記感圧素子２７からの信号を増幅するため の回路等が組み込まれているとともに、中心部に軸線方向に貫通する貫通孔３１ ａが穿設されている増幅回路基板３１と、前記感圧素子２７のゼロ調整やゲイン 調整等の回路が組み込まれているとともに、中心部に軸線方向に貫通する貫通孔 ３２ａが穿設されている調整回路基板３２とを具えており、増幅回路基板３１の 回路と前記ブリッジ回路２８とはボンディングワイヤ３５を介して互いに接続さ れ、電源回路基板３０にはターミナルピン２２を介してリード線２３が接続され 、各回路基板間は連結ピン２４を介して互いに接続されるようになっている。

【０００７】 前記ケース２１の開口部は、中心部に軸線方向に貫通する貫通孔３３が穿設さ れている円板状のキャップ３４で閉塞されていて、このキャップ３４の中心部の 貫通孔３３、前記調整回路基板３２の中心部の貫通孔３２ａ、および前記電源回 路基板３０の中心部の貫通孔３０ａ内に前記プランジャ３６がスライド可能に挿 着されるようになっている。

【０００８】 前記プランジャ３６の後端部には傘形状の荷重受け部３６ｂが一体に形成され ているとともに、先端部には棒状をなす押圧部３６ａが一体に形成され、この押 圧部３６ａと前記ダイアフラム２６との間に前記鋼球３７が介在し、前記荷重受 け部３６ｂに荷重が作用した際、前記鋼球３７を介して前記ダイアフラム２６が 押圧されるようになっている。

【０００９】 そして、上記のように構成した荷重計のプランジャ３６の荷重受け部３６ｂに 荷重が作用すると、それに応じてプランジャ３６がキャップ３４の貫通孔３３、 調整回路基板３２の貫通孔３２ａ、および電源回路基板３０の貫通孔３０を内を スライドして図中下方に移動し、その押圧部３６ａとダイアフラム２６との間に 介在している鋼球３７を介してダイアフラム２６の中央部２６ｂを図中下方に押 圧する。そして、このときの押圧力に応じてダイアフラム２６の起歪部２６ｄが 図中下方に変位し、この起歪部２６ｄの変位に追従して起歪部２６ｄ上の感圧素 子２７がその抵抗値を変化させる。そして、この抵抗値の変化をダイアフラム２ ６上のブリッジ回路２８を介して電圧値の変化に変換し、この電圧値の変化を回 路部材２９の増幅回路基板３１で増幅して出力することによって、プランジャ３ ６に作用する荷重を検出することができることになる。

【００１０】 しかしながら、上記のように構成される従来の荷重計にあっては、プランジャ ３６は、キャップ３４の貫通孔３３、調整回路基板３２の貫通孔３２ａ、および 電源回路基板３０の貫通孔３０ａに挿着されているだけで、プランジャ３６の軸 線方向への傾きを抑えるものが何も設けられていないため、荷重が作用した際に プランジャ３６が傾いた状態で各貫通孔内をスライドすると、荷重の一部がキャ ップ３４や各回路基板３２、３０を介してケース２１側に逃げてしまい、作用す る荷重を正確にダイアフラム２６側に伝達させることができず、荷重の検出精度 が低下してしまうという問題点があった。

【００１１】 この考案は前記のような従来のもののもつ問題点を解決したものであって、プ ランジャがスライドする際のプランジャの傾きを極力抑えることによって、荷重 の検出精度を著しく高めることのできる荷重計を提供することを目的とするもの である。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】

上記の問題点を解決するためにこの考案は、一端が閉塞され、かつ、閉塞され ている部分の中心部に貫通孔が穿設されているケースと、このケース内に、周縁 部が固定され、かつ、中央部がフリーの状態で配設されるとともに、中央部と周 縁部との間が薄肉の起歪部に形成されているダイアフラムと、前記起歪部上に配 設される感圧素子と、前記ケース内に配設されるとともに、前記感圧素子からの 信号に応じた信号を出力する回路部材と、前記貫通孔に配設される軸受けと、こ の軸受けによってスライド可能に支持され、先端部で前記ダイアフラムの中央部 を押圧可能なプランジャとを具えたという手段を採用したものである。

【００１３】

【作用】

この考案は前記のような手段を採用したことにより、プランジャは軸受けによ って支持された状態で軸線方向にスライドすることになるので、荷重が作用した 場合においてもプランジャが軸線方向に傾いた状態でダイアフラムを押圧するこ とがなくなり、したがって、作用する荷重を正確にダイアフラムに伝達させるこ とができ、検出精度が向上することになる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面に示すこの考案の実施例について説明する。 図１には、この考案による荷重計の一実施例による概略断面図が示されていて 、この実施例に示す荷重計は、ケース１内に設けたダイアフラムである金属ダイ アフラム６をプランジャ１６で押圧することによって変位させて、金属ダイアフ ラム６上の歪みゲージ等の感圧素子７の抵抗値を変化させ、この抵抗値の変化を 金属ダイアフラム６上に設けたブリッジ回路８で電圧値の変化に変換して、この 電圧値の変化を増幅して出力することにより、作用する荷重を検出するようにし たものである。

【００１５】 前記ケース１は、一端が閉塞された筒状をなすとともに、閉塞されている部分 の中心部には軸線方向に貫通する貫通孔２が穿設されていて、この貫通孔２は入 り口側が小径に、内部側が入り口側よりも大径に形成され、入り口側の内面には 環状の溝部３が穿設され、この溝部３内には環状のＯリング４が装着され、内部 側にはリニアボールスライド等の軸受け５が装着されている。

【００１６】 前記金属ダイアフラム６は、円板状をなすとともに、裏面側には環状の溝部６ ａが穿設されていて、この溝部６ａにより中央部６ｂおよび周縁部６ｃが厚肉に 形成され、溝部６ａに対向する部分が薄肉の起歪部６ｄに形成され、この金属ダ イアフラム６は、その裏面側を前記貫通孔２に対向させた状態で、裏面側周縁部 をケース１の貫通孔２の周縁部に電子ビーム溶接等により溶着されるようになっ ている。

【００１７】 前記金属ダイアフラム６の起歪部６ｄ上には、前記歪みゲージ等の感圧素子７ がスパッタリングや真空蒸着等により設けられていて、この感圧素子７は、金属 ダイアフラム６上にアルミ等を蒸着することによって設けられているブリッジ回 路８に接続されるようになっている。

【００１８】 前記ケース１内には、前記感圧素子７に安定した電圧を供給するための回路等 が組み込まれている電源回路基板１０、感圧素子７からの信号を増幅して出力す る回路等が組み込まれている増幅回路基板１１等からなる回路部材９が装着され ていて、これらの回路基板１０、１１間は連結ピン１２を介して互いに接続され 、電源回路基板１０にはハーネス１３を介してリード線１４が接続され、増幅回 路基板１１の回路と前記ブリッジ回路８とはボンディングワイヤ１５を介して互 いに接続されるようになっている。

【００１９】 前記ケース１の開口は円板状をなすキャップ１８で閉塞されるようになってい る。

【００２０】 前記プランジャ１６は、前記ケース１の貫通孔２に装着されている軸受け５に 支持されて、軸線方向にスライド可能となっているとともに、先端部は前記金属 ダイアフラム６の中央部６ｂに当接して押圧するための傘形状の押圧部１６ａに 形成されているとともに、後端部は半球状の荷重受け部１６ｂに形成されている 。

【００２１】 次に、前記に示すものの作用について説明する。 まず、プランジャ１６の荷重受け部１６ｂに荷重が作用すると、その荷重によ ってプランジャ１６は軸受け５内をスライドして図中下方に移動し、その先端部 の押圧部１６ａで金属ダイアフラム６の中央部６ｂを図中下方に押圧する。

【００２２】 このときのプランジャ１６による押圧力に応じて金属ダイアフラム６の中央部 ６ｂ、起歪部６ｄ、周縁部６ｃは図中下方に変位し、このときの起歪部６ｄの変 位に応じて起歪部６ｄ上の感圧素子７がその抵抗値を変化させる。そして、この 感圧素子７の抵抗値の変化を、金属ダイアフラム６上のブリッジ回路８を介して 電圧値の変化に変換し、この電圧値の変化を回路部材９の増幅回路基板１１の回 路で増幅して出力することによって、プランジャ１６に作用する荷重を検出する ことができることになる。

【００２３】 この場合、プランジャ１６は、ケース１の貫通孔２内に装着されているリニア ボールスライド等の軸受け５によって支持されているので、荷重が作用して軸線 方向にスライドする場合においても、軸線に対して傾いてスライドする恐れは全 くなく、軸線方向に確実にスライド移動することになる。

【００２４】 したがって、従来のように、プランジャが軸線に対して傾いた状態でスライド して荷重の一部がケース側等に逃げてしまうようなことが完全になくなり、作用 する荷重を確実に金属ダイアフラム６側に伝達させることができることになるの で、荷重の検出精度が著しく向上することになる。

【００２５】

【考案の効果】

この考案は前記のように構成して、プランジャを軸受けを介してケースの貫通 孔内に装着したので、プランジャがスライドする際に軸線方向へ傾くのを抑える ことができることになり、これにより従来のように、プランジャが傾いた状態で スライドしてダイアフラムを押圧するようなことがなくなるので、プランジャに 作用する荷重を確実にダイアフラム側に伝達させることができることになる。し たがって、プランジャに作用した荷重の一部がケース等に逃げてしまうようなこ とがなくなり、作用する荷重をダイアフラム側に確実に伝達させることができる ので、荷重の検出精度が著しく向上することになる等の優れた効果を有するもの である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による荷重計の一実施例を示した概略
断面図である。

【図２】従来の荷重計を示した概略断面図である。

【符号の説明】

１、２１……ケース ２、３３……貫通孔 ３……溝部 ４……Ｏリング ５……軸受け ６、２６……ダイアフラム（金属ダイアフラム） ６ａ、２６ａ……溝部 ６ｂ、２６ｂ……中央部 ６ｃ、２６ｃ……周縁部 ６ｄ、２６ｄ……起歪部 ７、２７……感圧素子（歪みゲージ） ８、２８……ブリッジ回路 ９、２９……回路部材 １０、３０、３０ａ……電源回路基板 １１、３１、３１ａ……増幅回路基板 １２、２４……連結ピン １３……ハーネス １４、２３……リード線 １５、３５……ボンディングワイヤ １６、３６……プランジャ １６ａ、３６ａ……押圧部 １６ｂ、３６ｂ……荷重受け部 １８、３４……キャップ ２２……ターミナルピン ３２、３２ａ……調整回路基板 ３７……鋼球

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が閉塞され、かつ、閉塞されている
   部分の中心部に貫通孔（２）が穿設されているケース
   （１）と、このケース（１）内に、周縁部（６ｃ）が固
   定され、かつ、中央部（６ｂ）がフリーの状態で配設さ
   れるとともに、中央部（６ｂ）と周縁部（６ｃ）との間
   が薄肉の起歪部（６ｄ）に形成されているダイアフラム
   （６）と、前記起歪部（６ｄ）上に配設される感圧素子
   （７）と、前記ケース（１）内に配設されるとともに、
   前記感圧素子（７）からの信号に応じた信号を出力する
   回路部材（９）と、前記貫通孔（２）に配設される軸受
   け（５）と、この軸受け（５）によってスライド可能に
   支持され、先端部で前記ダイアフラム（６）の中央部
   （６ｂ）を押圧可能なプランジャ（１６）とを具えたこ
   とを特徴とする荷重計。