JPH085475A - 荷重センサ - Google Patents
荷重センサInfo
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- JPH085475A JPH085475A JP6160768A JP16076894A JPH085475A JP H085475 A JPH085475 A JP H085475A JP 6160768 A JP6160768 A JP 6160768A JP 16076894 A JP16076894 A JP 16076894A JP H085475 A JPH085475 A JP H085475A
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- Japan
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- measured
- housing
- detecting part
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐荷重を超過したときに、予定の荷重で正確
にストッパが機能して荷重を制限する。 【構成】 被測定荷重Ｐが印加されると、検知部３に歪
みが生じ、荷重Ｐの大きさは歪みゲージの抵抗値として
測定される。検知部３は２枚の支持板６，７で支持され
ているので、荷重Ｐが偏って印加されても検知部３の傾
きが抑制される。その結果、検知部３には偏った歪みが
発生せず、正確な荷重の測定が可能となる。また、印加
荷重が被測定範囲を超過して支持板６，７が予定量変位
したところで、ストッパ面１７がインナハウジング１の
周囲端面に当接し、検知部３および支持板６，７に加わ
る荷重がそこで制限される。
にストッパが機能して荷重を制限する。 【構成】 被測定荷重Ｐが印加されると、検知部３に歪
みが生じ、荷重Ｐの大きさは歪みゲージの抵抗値として
測定される。検知部３は２枚の支持板６，７で支持され
ているので、荷重Ｐが偏って印加されても検知部３の傾
きが抑制される。その結果、検知部３には偏った歪みが
発生せず、正確な荷重の測定が可能となる。また、印加
荷重が被測定範囲を超過して支持板６，７が予定量変位
したところで、ストッパ面１７がインナハウジング１の
周囲端面に当接し、検知部３および支持板６，７に加わ
る荷重がそこで制限される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は荷重センサに関するもの
であり、特に、歪みゲージのような検知素子の歪みによ
る該素子の抵抗変化に基づいて荷重の大きさを検知する
荷重センサにおいて、前記素子を設けた荷重検知部の耐
荷重以上の荷重に対する保護手段が設けられた荷重セン
サに関する。
であり、特に、歪みゲージのような検知素子の歪みによ
る該素子の抵抗変化に基づいて荷重の大きさを検知する
荷重センサにおいて、前記素子を設けた荷重検知部の耐
荷重以上の荷重に対する保護手段が設けられた荷重セン
サに関する。
【０００２】
【従来の技術】起歪体つまり検知部に検知素子を貼付
け、荷重が加わった場合に生じる前記検知素子の歪みに
よる該検知素子の抵抗変化によって印加された荷重を測
定する荷重センサが知られている。この種の荷重センサ
において、検知部の降伏点以上の荷重つまり耐荷重以上
の荷重が印加されると、検知部は塑性変形し、正確な荷
重を測定できないばかりでなく、検知素子の破損等、セ
ンサの故障にもつながる。
け、荷重が加わった場合に生じる前記検知素子の歪みに
よる該検知素子の抵抗変化によって印加された荷重を測
定する荷重センサが知られている。この種の荷重センサ
において、検知部の降伏点以上の荷重つまり耐荷重以上
の荷重が印加されると、検知部は塑性変形し、正確な荷
重を測定できないばかりでなく、検知素子の破損等、セ
ンサの故障にもつながる。
【０００３】ところが、実際の検出荷重は小さいか、ま
たは測定範囲は狭いにもかかわらず、予定していない大
きい荷重が加わることがあるので、上記の不具合が生じ
ることがある。そこで、上記の不具合を回避するため、
前記予定しない大きい荷重を考慮して検知部の耐荷重を
必要以上に大きくしておく必要があった。
たは測定範囲は狭いにもかかわらず、予定していない大
きい荷重が加わることがあるので、上記の不具合が生じ
ることがある。そこで、上記の不具合を回避するため、
前記予定しない大きい荷重を考慮して検知部の耐荷重を
必要以上に大きくしておく必要があった。
【０００４】一般に、耐荷重を大きくすれば、センサの
寸法が大きくなる。しかし、繰り返し測定される定常的
な荷重ではない耐荷重以上の荷重に配慮してセンサを大
きくするのは、該センサを組込んだ装置の大型化やコス
ト上昇を招くことから得策ではない。
寸法が大きくなる。しかし、繰り返し測定される定常的
な荷重ではない耐荷重以上の荷重に配慮してセンサを大
きくするのは、該センサを組込んだ装置の大型化やコス
ト上昇を招くことから得策ではない。
【０００５】そこで、このような不具合を解消するため
の装置として、次のようなセンサが提案されている（特
開昭６４−３５３３１号公報）。このセンサは、耐荷重
を超える荷重が印加されて検知部が大きく歪むと、固定
側および変位側の一方に取付けられたストッパ・ピンが
他方に当接し、検知部にはそれ以上の大きい荷重が加わ
らないようにしたものである。
の装置として、次のようなセンサが提案されている（特
開昭６４−３５３３１号公報）。このセンサは、耐荷重
を超える荷重が印加されて検知部が大きく歪むと、固定
側および変位側の一方に取付けられたストッパ・ピンが
他方に当接し、検知部にはそれ以上の大きい荷重が加わ
らないようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記、従来のセンサに
は次のような問題点があった。該センサでは、検知部が
１枚の板状の起歪体から構成されているたけであり、検
知部に偏荷重がかかると起歪体が捩じられるようにな
る。このために、該起歪体に支持されている前記ストッ
パ・ピンが傾いた状態で変位し、該ストッパ・ピンは予
定された面で相手側に当接せず、角部で当接する。スト
ッパ・ピンが傾くと、予定の間隙が実質的に小さくな
り、予定荷重よりも小さい被測定荷重でストッパ・ピン
が作動する。その結果、検知部の被測定荷重範囲である
にもかかわらず荷重を測定できないということが起こり
得る。
は次のような問題点があった。該センサでは、検知部が
１枚の板状の起歪体から構成されているたけであり、検
知部に偏荷重がかかると起歪体が捩じられるようにな
る。このために、該起歪体に支持されている前記ストッ
パ・ピンが傾いた状態で変位し、該ストッパ・ピンは予
定された面で相手側に当接せず、角部で当接する。スト
ッパ・ピンが傾くと、予定の間隙が実質的に小さくな
り、予定荷重よりも小さい被測定荷重でストッパ・ピン
が作動する。その結果、検知部の被測定荷重範囲である
にもかかわらず荷重を測定できないということが起こり
得る。
【０００７】また、前記ストッパ・ピンが傾いた状態で
角部が相手側に当接すると、その当接面は点ないし線に
近くなってそこに応力が集中し、繰り返しによってセン
サが損傷することも有り得る。このように、従来のセン
サでは、検知部が荷重の印加方向に正しく変位せず、特
に、被測定範囲の上限近くでは荷重を正確に測定できな
いという問題点があった。
角部が相手側に当接すると、その当接面は点ないし線に
近くなってそこに応力が集中し、繰り返しによってセン
サが損傷することも有り得る。このように、従来のセン
サでは、検知部が荷重の印加方向に正しく変位せず、特
に、被測定範囲の上限近くでは荷重を正確に測定できな
いという問題点があった。
【０００８】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、偏荷重がかかった場合
でも、検知部が予定の方向に変位して被測定荷重を広い
範囲で正確に測定できる荷重センサを提供することにあ
る。
されたものであり、その目的は、偏荷重がかかった場合
でも、検知部が予定の方向に変位して被測定荷重を広い
範囲で正確に測定できる荷重センサを提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し、目
的を達成するための本発明は、被測定荷重を測定するた
めの歪みゲージが設けられた荷重検知部を中央に配設し
たハウジングと、被測定荷重の印加方向に直角に配置さ
れ、前記荷重検知部に固定された内周部および前記ハウ
ジングに固定された外周部からなる複数枚の弾性板とを
具備した点に第１の特徴がある。
的を達成するための本発明は、被測定荷重を測定するた
めの歪みゲージが設けられた荷重検知部を中央に配設し
たハウジングと、被測定荷重の印加方向に直角に配置さ
れ、前記荷重検知部に固定された内周部および前記ハウ
ジングに固定された外周部からなる複数枚の弾性板とを
具備した点に第１の特徴がある。
【００１０】また、本発明は、前記荷重検知部に接合さ
れた連結部、および前記ハウジングの周囲端面と予定間
隔を有して対向配置されたストッパ面を有する荷重印加
部をさらに具備した点に第２の特徴がある。
れた連結部、および前記ハウジングの周囲端面と予定間
隔を有して対向配置されたストッパ面を有する荷重印加
部をさらに具備した点に第２の特徴がある。
【００１１】
【作用】被測定荷重が印加されると、前記弾性板および
前記荷重検知部（以下、単に「検知部」という）に歪み
が生じ、該荷重と前記弾性板の応力が平衡した状態で荷
重の大きさが測定される。すなわち、該荷重による検知
部の歪みは該検知部に設けられた検知素子に伝わる。そ
して、該検知素子の歪みの大きさは、本発明の要部では
ない検知回路で抵抗値として測定される。本発明では、
検知部が複数枚の弾性板によって支持されているので、
偏荷重による傾きが少なく、精度の高い測定結果が得ら
れる。
前記荷重検知部（以下、単に「検知部」という）に歪み
が生じ、該荷重と前記弾性板の応力が平衡した状態で荷
重の大きさが測定される。すなわち、該荷重による検知
部の歪みは該検知部に設けられた検知素子に伝わる。そ
して、該検知素子の歪みの大きさは、本発明の要部では
ない検知回路で抵抗値として測定される。本発明では、
検知部が複数枚の弾性板によって支持されているので、
偏荷重による傾きが少なく、精度の高い測定結果が得ら
れる。
【００１２】また、第２の特徴によれば、前記連結部に
よって検知部に荷重が伝達される。そして、印加荷重に
よる前記弾性板の変形が前記予定間隔に達すると前記ス
トッパ面がハウジングの周囲端面に当接する。すなわ
ち、印加荷重が前記間隙で設定された被測定範囲を超過
したところで検知部および弾性板に加わる荷重が制限さ
れる。
よって検知部に荷重が伝達される。そして、印加荷重に
よる前記弾性板の変形が前記予定間隔に達すると前記ス
トッパ面がハウジングの周囲端面に当接する。すなわ
ち、印加荷重が前記間隙で設定された被測定範囲を超過
したところで検知部および弾性板に加わる荷重が制限さ
れる。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る荷重センサの断面図
である。同図において、有底円筒形のインナハウジング
１はその底部に、被測定荷重を接続するためのねじ付き
のロッド２を有する。該インナハウジング１内の前記ロ
ッド２と同心位置には、荷重検知用の歪みゲージを設け
た検知ダイヤフラム３を配している。該検知ダイヤフラ
ム３の中心軸には、溶接等適宜の手段で、荷重印加部と
してのフランジ４が結合されている。前記検知ダイヤフ
ラム３を所定位置に固定するため、次のような構成が採
られている。
る。図１は本発明の一実施例に係る荷重センサの断面図
である。同図において、有底円筒形のインナハウジング
１はその底部に、被測定荷重を接続するためのねじ付き
のロッド２を有する。該インナハウジング１内の前記ロ
ッド２と同心位置には、荷重検知用の歪みゲージを設け
た検知ダイヤフラム３を配している。該検知ダイヤフラ
ム３の中心軸には、溶接等適宜の手段で、荷重印加部と
してのフランジ４が結合されている。前記検知ダイヤフ
ラム３を所定位置に固定するため、次のような構成が採
られている。
【００１４】まず、前記検知ダイヤフラム３は環状のホ
ルダ５の内周に嵌合されている。該ホルダ５の外周には
環状の支持板６，７の内周が嵌合され、該支持板６，７
の内周部は、ホルダ５の外周に接合されたインナブッシ
ュ８，９により、該インナブッシュ８，９とホルダ５と
の間で挟まれて固定されている。一方、インナハウジン
グ１の外周には筒状のメインハウジング１０が圧入さ
れ、その端部の爪１１が内側に折り曲げられて、インナ
ハウジング１に結合されている。前記インナハウジング
１の端部とメインハウジング１０との間には前記支持板
６，７の外周部とアウタブッシュ１２とが配されてい
て、これらは、前記爪１１の結合によってインナハウジ
ング１に対して挟み込まれ、固定されている。
ルダ５の内周に嵌合されている。該ホルダ５の外周には
環状の支持板６，７の内周が嵌合され、該支持板６，７
の内周部は、ホルダ５の外周に接合されたインナブッシ
ュ８，９により、該インナブッシュ８，９とホルダ５と
の間で挟まれて固定されている。一方、インナハウジン
グ１の外周には筒状のメインハウジング１０が圧入さ
れ、その端部の爪１１が内側に折り曲げられて、インナ
ハウジング１に結合されている。前記インナハウジング
１の端部とメインハウジング１０との間には前記支持板
６，７の外周部とアウタブッシュ１２とが配されてい
て、これらは、前記爪１１の結合によってインナハウジ
ング１に対して挟み込まれ、固定されている。
【００１５】前記ホルダ５の一端には検知ダイヤフラム
３上の歪みゲージの抵抗変化を外部に引出すための回路
基板１３が接着等の適宜の手段によって固定されてい
る。該基板１３と歪みゲージ（共に図示せず）とは、例
えば、Ａｕのワイヤ１４によって接続されている。
３上の歪みゲージの抵抗変化を外部に引出すための回路
基板１３が接着等の適宜の手段によって固定されてい
る。該基板１３と歪みゲージ（共に図示せず）とは、例
えば、Ａｕのワイヤ１４によって接続されている。
【００１６】また、前記フランジ４は前記検知ダイヤフ
ラム３の中心つまり前記インナハウジング１のロッド２
の中心と同心に配置されたねじ付きのロッド１５を有し
ている。該フランジ４の外周の端面１６はストッパ面と
なるものであり、前記メインハウジング１０の端面と予
定の間隙ｇを有して対向している。この間隙ｇは、検知
ダイヤフラム３の耐荷重つまり被測定荷重による支持板
６，７の最大変位量つまり検知ダイヤフラム３の変位量
に相当する値以下に設定する。最大変位量に近付けるだ
け、測定可能範囲は大きくなる。このように間隙ｇを設
定してストッパ面１６とメインハウジング１０とを対向
配置しておくことにより、被測定荷重が検知ダイヤフラ
ム３の弾性限界内の任意に設定された荷重が印加された
ときに、ストッパ面１６とメインハウジング１０の端面
とが当接し、それ以上の荷重が印加されるのを防止でき
る。
ラム３の中心つまり前記インナハウジング１のロッド２
の中心と同心に配置されたねじ付きのロッド１５を有し
ている。該フランジ４の外周の端面１６はストッパ面と
なるものであり、前記メインハウジング１０の端面と予
定の間隙ｇを有して対向している。この間隙ｇは、検知
ダイヤフラム３の耐荷重つまり被測定荷重による支持板
６，７の最大変位量つまり検知ダイヤフラム３の変位量
に相当する値以下に設定する。最大変位量に近付けるだ
け、測定可能範囲は大きくなる。このように間隙ｇを設
定してストッパ面１６とメインハウジング１０とを対向
配置しておくことにより、被測定荷重が検知ダイヤフラ
ム３の弾性限界内の任意に設定された荷重が印加された
ときに、ストッパ面１６とメインハウジング１０の端面
とが当接し、それ以上の荷重が印加されるのを防止でき
る。
【００１７】なお、前記支持板６，７の弾性範囲内であ
れば、荷重と歪みとが平衡した状態で検知ダイヤフラム
３の歪みが測定されるので、該支持板６，７の弾性係数
にばらつきがあっても荷重の測定精度には影響しない。
れば、荷重と歪みとが平衡した状態で検知ダイヤフラム
３の歪みが測定されるので、該支持板６，７の弾性係数
にばらつきがあっても荷重の測定精度には影響しない。
【００１８】また、本実施例では、検知ダイヤフラム３
とフランジ４とを接合するようにした例を示したが、あ
らかじめ、これらを一体的に製作してもよい。
とフランジ４とを接合するようにした例を示したが、あ
らかじめ、これらを一体的に製作してもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、耐荷重を大きくしても検知部のサイズは測定
荷重に合わせればよく、不必要にサイズを大きくしない
でもよい。そのため、コスト上昇を避けることができる
とともに、小形化によるレイアウトの自由度が上がる。
また、検知部を小形化できるために、スパッタリングや
ＣＶＤによって検知部に歪みゲージを形成することが容
易になる。
によれば、耐荷重を大きくしても検知部のサイズは測定
荷重に合わせればよく、不必要にサイズを大きくしない
でもよい。そのため、コスト上昇を避けることができる
とともに、小形化によるレイアウトの自由度が上がる。
また、検知部を小形化できるために、スパッタリングや
ＣＶＤによって検知部に歪みゲージを形成することが容
易になる。
【００２０】さらに、検知部を複数枚の支持板で支持し
ているため、１枚の支持板で支持するもののように、支
持板ひいては検知部に捩じれが生じることがない。した
がって、荷重が該検知部の予定された方向に正しく印加
され、正確な測定結果が得られる。また、耐荷重を超過
したときに、予定の荷重で正確にストッパが機能して荷
重を制限することができる。
ているため、１枚の支持板で支持するもののように、支
持板ひいては検知部に捩じれが生じることがない。した
がって、荷重が該検知部の予定された方向に正しく印加
され、正確な測定結果が得られる。また、耐荷重を超過
したときに、予定の荷重で正確にストッパが機能して荷
重を制限することができる。
【図１】 本発明の一実施例を示す荷重センサの断面図
である。
である。
１…インナハウジング、 ３…検知ダイヤフラム、 ４
…フランジ、 ５…ホルダ、 ６，７…支持板、 ８，
９…インナブッシュ、 １０…メインハウジング、 １
２…アウタブッシュ、 １３…回路基板、 １４…ワイ
ヤ、 １６…ストッパ面
…フランジ、 ５…ホルダ、 ６，７…支持板、 ８，
９…インナブッシュ、 １０…メインハウジング、 １
２…アウタブッシュ、 １３…回路基板、 １４…ワイ
ヤ、 １６…ストッパ面
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定荷重を測定するための歪みゲージ
が設けられた荷重検知素子および該検知素子を固定する
ホルダからなる荷重検知部と、 前記荷重検知部を中央に配設したハウジングと、 被測定荷重の印加方向に直角に配置され、前記荷重検知
部に固定された内周部および前記ハウジングに固定され
た外周部からなる複数枚の弾性板とを具備したことを特
徴とする荷重センサ。 - 【請求項２】 前記荷重検知部に接合された連結部、お
よび前記ハウジングの周囲端面と予定の間隔を有して対
向配置されたストッパ面を有する荷重印加部を具備した
ことを特徴とする請求項１記載の荷重センサ。 - 【請求項３】 前記間隔は被測定荷重範囲内における前
記荷重検知部の変位量に相当する量に設定したことを特
徴とする請求項２記載の荷重センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16076894A JP3268128B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 荷重センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16076894A JP3268128B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 荷重センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085475A true JPH085475A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3268128B2 JP3268128B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=15722044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16076894A Expired - Fee Related JP3268128B2 (ja) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | 荷重センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3268128B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7210358B2 (en) | 2004-07-15 | 2007-05-01 | Honda Motor Co., Ltd. | Force sensor assembly |
| JP2008505327A (ja) * | 2004-07-07 | 2008-02-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 力測定エレメント |
| WO2010041395A1 (ja) * | 2008-10-09 | 2010-04-15 | パナソニック株式会社 | 重量センサ |
| JP2011058813A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Panasonic Corp | 重量センサ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6094605A (en) | 1998-07-06 | 2000-07-25 | Storage Technology Corporation | Virtual automated cartridge system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218634U (ja) * | 1985-07-17 | 1987-02-04 | ||
| JPS62291530A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-18 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 荷重検出器の緩衝装置 |
| JPS6435331A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Omron Tateisi Electronics Co | Force sensor |
| JPH0221231A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-24 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | 台座付荷重変換器 |
-
1994
- 1994-06-21 JP JP16076894A patent/JP3268128B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
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| US8569635B2 (en) | 2008-10-09 | 2013-10-29 | Panasonic Corporation | Tubular weight sensor with an inner projection |
| USRE45883E1 (en) | 2008-10-09 | 2016-02-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Tubular sensor with an inner projection |
| JP2011058813A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Panasonic Corp | 重量センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3268128B2 (ja) | 2002-03-25 |
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