JPH09178580A - 荷重測定装置 - Google Patents
荷重測定装置Info
- Publication number
- JPH09178580A JPH09178580A JP34191695A JP34191695A JPH09178580A JP H09178580 A JPH09178580 A JP H09178580A JP 34191695 A JP34191695 A JP 34191695A JP 34191695 A JP34191695 A JP 34191695A JP H09178580 A JPH09178580 A JP H09178580A
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- JP
- Japan
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- strain
- resistance element
- load
- strain gauge
- central portion
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- Measurement Of Force In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏心誤差等の測定誤差の発生を最小にし、且
つ、製造が容易な加重測定装置を提供する。 【解決手段】 加重を受ける中央部と、この中央部を同
心状に取り囲む周囲部と、前記周囲部と前記中央部とを
連結し前記中央部に加わる荷重により撓む起歪部と、こ
の起歪部に貼りつけられ応力により出力値が変化する抵
抗素子を備えた歪みゲ−ジとで構成され、前記歪みゲ−
ジが小径円形抵抗素子と大径円形抵抗素子とを同心状に
配置してなる事を特徴とする。また、好ましくは、前記
小径円形抵抗素子及び前記大径円形抵抗素子が該各抵抗
素子の円中心から放射線方向に折り返し往復するパタ−
ンを有する。
つ、製造が容易な加重測定装置を提供する。 【解決手段】 加重を受ける中央部と、この中央部を同
心状に取り囲む周囲部と、前記周囲部と前記中央部とを
連結し前記中央部に加わる荷重により撓む起歪部と、こ
の起歪部に貼りつけられ応力により出力値が変化する抵
抗素子を備えた歪みゲ−ジとで構成され、前記歪みゲ−
ジが小径円形抵抗素子と大径円形抵抗素子とを同心状に
配置してなる事を特徴とする。また、好ましくは、前記
小径円形抵抗素子及び前記大径円形抵抗素子が該各抵抗
素子の円中心から放射線方向に折り返し往復するパタ−
ンを有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、歪みゲ−ジを利
用した荷重測定装置に関する。
用した荷重測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の荷重測定装置としては、例えば図
6に示す構造のものが特開昭61−233324号公報
に開示されている。図中101は中央部、102は枠形
状の周囲部、103は中央部101と周囲部102とを
接続する梁を示す。この従来の荷重測定装置では垂直方
向の荷重を測定する場合は梁103の側面に歪みゲ−ジ
106を貼り付け、中央部に掛かる荷重を梁の歪み量と
して梁に貼り付けられた歪みゲ−ジ106で、歪み量を
増幅することで測定していた。歪みゲ−ジ106は、薄
厚基板上に図7に示すように二組の抵抗素子を中立線C
−Cから等間隔に、且つ、中立線に対して45°の角度
をもって折り返し往復するパタ−ンを持つよう構成され
ている。そして梁103の側面における中心線、即ち、
中央部101及び周囲部102から等間隔となる線と上
記歪みゲ−ジ106の中立線とが一致するように歪みゲ
−ジ106を貼り付けている。また、歪みゲ−ジ106
を一つの梁の両側面に1組ずつ合計8組の歪みゲ−ジ1
06を貼り付け、それぞれの抵抗素子によりホィ−トス
トンブリッヂ回路を構成している。
6に示す構造のものが特開昭61−233324号公報
に開示されている。図中101は中央部、102は枠形
状の周囲部、103は中央部101と周囲部102とを
接続する梁を示す。この従来の荷重測定装置では垂直方
向の荷重を測定する場合は梁103の側面に歪みゲ−ジ
106を貼り付け、中央部に掛かる荷重を梁の歪み量と
して梁に貼り付けられた歪みゲ−ジ106で、歪み量を
増幅することで測定していた。歪みゲ−ジ106は、薄
厚基板上に図7に示すように二組の抵抗素子を中立線C
−Cから等間隔に、且つ、中立線に対して45°の角度
をもって折り返し往復するパタ−ンを持つよう構成され
ている。そして梁103の側面における中心線、即ち、
中央部101及び周囲部102から等間隔となる線と上
記歪みゲ−ジ106の中立線とが一致するように歪みゲ
−ジ106を貼り付けている。また、歪みゲ−ジ106
を一つの梁の両側面に1組ずつ合計8組の歪みゲ−ジ1
06を貼り付け、それぞれの抵抗素子によりホィ−トス
トンブリッヂ回路を構成している。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】理想的な荷重測定装
置は、中央部101の中心に荷重を加えた時とこの中心
から偏心した位置に同じ荷重を加えた時とで、各梁に貼
り付けられた歪みゲ−ジ106の合計出力値は同じにな
る事が望ましい。即ち、中央部101のいずれの場所に
荷重が加わっても測定誤差(偏心誤差)の生じない荷重
測定装置が望まれている。
置は、中央部101の中心に荷重を加えた時とこの中心
から偏心した位置に同じ荷重を加えた時とで、各梁に貼
り付けられた歪みゲ−ジ106の合計出力値は同じにな
る事が望ましい。即ち、中央部101のいずれの場所に
荷重が加わっても測定誤差(偏心誤差)の生じない荷重
測定装置が望まれている。
【0004】ところが、上記従来の荷重測定装置は、中
央部1と周囲部102とを接続する4本の梁をそれぞれ
削り出しにより加工する為に、多数の切削工程が必要と
なる。この加工工程の増加が梁の寸法精度や位置精度等
のばらつきの原因となる。更には、前述の歪みゲ−ジ1
06を各梁に個別に貼り付けている為、歪みゲ−ジ10
6の貼り付け位置誤差、例えば上述の歪みゲ−ジ106
の中立線と梁103の側面における中心線との不一致
等、のばらつきが生じやすい。
央部1と周囲部102とを接続する4本の梁をそれぞれ
削り出しにより加工する為に、多数の切削工程が必要と
なる。この加工工程の増加が梁の寸法精度や位置精度等
のばらつきの原因となる。更には、前述の歪みゲ−ジ1
06を各梁に個別に貼り付けている為、歪みゲ−ジ10
6の貼り付け位置誤差、例えば上述の歪みゲ−ジ106
の中立線と梁103の側面における中心線との不一致
等、のばらつきが生じやすい。
【0005】これら加工上のばらつきが中央部101の
中心に荷重を加えた時の各梁の歪みゲ−ジからの出力値
のばらつきとなり、このばらつきが偏心誤差の原因とな
っていた。
中心に荷重を加えた時の各梁の歪みゲ−ジからの出力値
のばらつきとなり、このばらつきが偏心誤差の原因とな
っていた。
【0006】本発明はこのような上記従来の問題点を解
決する為になされたものであり、偏心誤差等の測定誤差
の発生を最小にし、且つ、製造が容易な荷重測定装置を
提供する事を目的とする。
決する為になされたものであり、偏心誤差等の測定誤差
の発生を最小にし、且つ、製造が容易な荷重測定装置を
提供する事を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する為、
本発明の荷重測定装置は、荷重を受ける中央部と、この
中央部を同心状に取り囲む周囲部と、前記周囲部と前記
中央部とを連結し前記中央部に加わる荷重により撓む起
歪部と、この起歪部に貼りつけられ応力により出力値が
変化する抵抗素子を備えた歪みゲ−ジとで構成され、前
記歪みゲ−ジが小径円形抵抗素子と大径円形抵抗素子と
を同心状に配置してなる。また特に好ましくは、前記小
径円形抵抗素子及び前記大径円形抵抗素子が該各抵抗素
子の円中心から放射線方向に折り返し往復するパタ−ン
を有する。
本発明の荷重測定装置は、荷重を受ける中央部と、この
中央部を同心状に取り囲む周囲部と、前記周囲部と前記
中央部とを連結し前記中央部に加わる荷重により撓む起
歪部と、この起歪部に貼りつけられ応力により出力値が
変化する抵抗素子を備えた歪みゲ−ジとで構成され、前
記歪みゲ−ジが小径円形抵抗素子と大径円形抵抗素子と
を同心状に配置してなる。また特に好ましくは、前記小
径円形抵抗素子及び前記大径円形抵抗素子が該各抵抗素
子の円中心から放射線方向に折り返し往復するパタ−ン
を有する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
をもって説明する。図1は本発明の荷重測定装置の実施
の形態を示す平面図である。図中1は荷重を受ける円柱
状の中央部である。この中央部1には雌ねじ部4が形成
され、実際に荷重を受けるための荷重板(図示せず)を
この中央部1に固定できるようになっている。図中2は
中央部1を同芯状に取り囲む枠形状の周囲部である。ま
たこの周囲部2には固定用の孔5が形成してあり、図示
しない台座等に装置全体を固定できるようになってい
る。図中3は中央部1と周囲部2を連結する起歪部を示
す。
をもって説明する。図1は本発明の荷重測定装置の実施
の形態を示す平面図である。図中1は荷重を受ける円柱
状の中央部である。この中央部1には雌ねじ部4が形成
され、実際に荷重を受けるための荷重板(図示せず)を
この中央部1に固定できるようになっている。図中2は
中央部1を同芯状に取り囲む枠形状の周囲部である。ま
たこの周囲部2には固定用の孔5が形成してあり、図示
しない台座等に装置全体を固定できるようになってい
る。図中3は中央部1と周囲部2を連結する起歪部を示
す。
【0009】図2は図1の荷重測定装置のX−X線断面
を示し、起歪部3は、周囲部2を台座に固定した時に中
央部1がこの台座面から宙に浮くように中央部1と周囲
部2とを連結している。この起歪部3は、周囲部2及び
中央部1に比べて肉薄に形成されている為、中央部1に
加わる垂直方向の荷重によって歪むようになっている。
尚、このような周囲部2、中央部1及び起歪部3は鉄、
アルミニウム、ジュラルミン、セラミック、プラスチッ
ク等の材料から削り出しにより一体的に成形される。ま
た成形にあたっては、周囲部2の外径と同一の外径を持
つ円柱状素材から荷重測定装置の片面を一工程で成形で
きる為、装置全体は両面で二工程で成形でき、4本の梁
をそれぞれ棒状に削り出す場合に比べて起歪部の加工精
度を高める事が可能と成る。
を示し、起歪部3は、周囲部2を台座に固定した時に中
央部1がこの台座面から宙に浮くように中央部1と周囲
部2とを連結している。この起歪部3は、周囲部2及び
中央部1に比べて肉薄に形成されている為、中央部1に
加わる垂直方向の荷重によって歪むようになっている。
尚、このような周囲部2、中央部1及び起歪部3は鉄、
アルミニウム、ジュラルミン、セラミック、プラスチッ
ク等の材料から削り出しにより一体的に成形される。ま
た成形にあたっては、周囲部2の外径と同一の外径を持
つ円柱状素材から荷重測定装置の片面を一工程で成形で
きる為、装置全体は両面で二工程で成形でき、4本の梁
をそれぞれ棒状に削り出す場合に比べて起歪部の加工精
度を高める事が可能と成る。
【0010】起歪部3の上面にはこの起歪部の歪み量を
電気的に測定する歪みゲ−ジ6が貼りつけられている。
尚、この歪みゲ−ジ6は必要に応じて起歪部3の両面ま
たは下面のみに配置する事も可能である。図3は起歪部
3の上面に貼りつけられる歪みゲ−ジ6を示している。
図3に示すように起歪部3とほぼ同一環状の1枚のフィ
ルムシ−ト7上に応力により出力値が変化する抵抗素子
A1〜A4及び、B1〜B4を結線して、それぞれの抵
抗素子でブリッヂ回路を形成するようになっている。こ
のフィルムシ−ト7の外周もしくは内周が起歪部3の外
周もしくは内周と一致するよう構成する事で、歪みゲ−
ジ6の円中心と起歪部3の円中心を揃える事が可能とな
り、歪みゲ−ジ6の貼り付け位置精度を容易に得ること
が出来る。
電気的に測定する歪みゲ−ジ6が貼りつけられている。
尚、この歪みゲ−ジ6は必要に応じて起歪部3の両面ま
たは下面のみに配置する事も可能である。図3は起歪部
3の上面に貼りつけられる歪みゲ−ジ6を示している。
図3に示すように起歪部3とほぼ同一環状の1枚のフィ
ルムシ−ト7上に応力により出力値が変化する抵抗素子
A1〜A4及び、B1〜B4を結線して、それぞれの抵
抗素子でブリッヂ回路を形成するようになっている。こ
のフィルムシ−ト7の外周もしくは内周が起歪部3の外
周もしくは内周と一致するよう構成する事で、歪みゲ−
ジ6の円中心と起歪部3の円中心を揃える事が可能とな
り、歪みゲ−ジ6の貼り付け位置精度を容易に得ること
が出来る。
【0011】この実施の形態にあっては、抵抗素子A1
〜A4及び、B1〜B4は円環状のフィルムシ−トに小
さい半径を持つ円形の抵抗素子(小径円形抵抗素子)B
1〜B4と大きい半径を持つ円形の抵抗素子(大径円形
抵抗素子)A1〜A4とを同心状に2つ一組として配設
してある。また、小径円形抵抗素子及び大径円形抵抗素
子のそれぞれは、四分の一円ずつ抵抗素子A1〜A4及
び、B1〜B4に分割しておりそれぞれの抵抗素子の両
端に端子a1 〜a8 及びb1 〜b8 を備えている。尚、
本実施の形態では上記の通り小径円形抵抗素子B1〜B
4及び大径円形抵抗素子A1〜A4を4分割としている
が、この例に限らず、それぞれの抵抗素子が等円弧で有
れば所望に応じて分割する事が可能である。また、場合
によっては、小径円形抵抗素子B1〜B4及び大径円形
抵抗素子A1〜A4をC環状にその両端に一か所のみの
端子を有するものとする事も可能である。
〜A4及び、B1〜B4は円環状のフィルムシ−トに小
さい半径を持つ円形の抵抗素子(小径円形抵抗素子)B
1〜B4と大きい半径を持つ円形の抵抗素子(大径円形
抵抗素子)A1〜A4とを同心状に2つ一組として配設
してある。また、小径円形抵抗素子及び大径円形抵抗素
子のそれぞれは、四分の一円ずつ抵抗素子A1〜A4及
び、B1〜B4に分割しておりそれぞれの抵抗素子の両
端に端子a1 〜a8 及びb1 〜b8 を備えている。尚、
本実施の形態では上記の通り小径円形抵抗素子B1〜B
4及び大径円形抵抗素子A1〜A4を4分割としている
が、この例に限らず、それぞれの抵抗素子が等円弧で有
れば所望に応じて分割する事が可能である。また、場合
によっては、小径円形抵抗素子B1〜B4及び大径円形
抵抗素子A1〜A4をC環状にその両端に一か所のみの
端子を有するものとする事も可能である。
【0012】図4に上記抵抗素子A1〜A4及び、B1
〜B4によって構成されたブリッヂ回路の配線例を示
す。本実施の形態にあっては、それぞれの抵抗素子の端
子a1〜a8 及びb1 〜b8 間を図4の配置に従って銅
線等によって結線する事でブリッヂ回路を構成している
が、予めフィルムシ−ト上にそれぞれの抵抗素子の端子
間を結線する銅線等を各抵抗素子と同様に貼り付けたも
のであっても良い。
〜B4によって構成されたブリッヂ回路の配線例を示
す。本実施の形態にあっては、それぞれの抵抗素子の端
子a1〜a8 及びb1 〜b8 間を図4の配置に従って銅
線等によって結線する事でブリッヂ回路を構成している
が、予めフィルムシ−ト上にそれぞれの抵抗素子の端子
間を結線する銅線等を各抵抗素子と同様に貼り付けたも
のであっても良い。
【0013】図5は小径円形抵抗素子B1〜B4及び前
記大径円形抵抗素子A1〜A4の詳細を示す図である。
図5に示すように、各抵抗素子の円中心から放射線方向
に折り返し往復するパタ−ンを有している。即ち、中央
部1に垂直方向の荷重が加わった場合、起歪部3の最大
応力方向は、中央部1及び起歪部3の円中心からの放射
線方向になる。従って、各抵抗素子の折り返しパタ−ン
を該放射線方向に折り返し往復するパタ−ンを有する事
でこの抵抗素子の感度を高めることが可能となる。
記大径円形抵抗素子A1〜A4の詳細を示す図である。
図5に示すように、各抵抗素子の円中心から放射線方向
に折り返し往復するパタ−ンを有している。即ち、中央
部1に垂直方向の荷重が加わった場合、起歪部3の最大
応力方向は、中央部1及び起歪部3の円中心からの放射
線方向になる。従って、各抵抗素子の折り返しパタ−ン
を該放射線方向に折り返し往復するパタ−ンを有する事
でこの抵抗素子の感度を高めることが可能となる。
【0014】フィルムシ−ト7のベ−ス材にはエポキ
シ、ポリイミド等の樹脂材や、グラスファイバ−フェノ
−ル樹脂で固めたベ−クライト(登録商標)のような材
料を用いる。抵抗素子や結線等は、銅、ニッケル合金材
等のフォイルにエポキシ、ポリイミド等の樹脂を薄い層
状に被着させてシ−ト状にした後、所定の形状に金属フ
ォイルをエッチングして形成する。あるいは、予め所定
の形状に形成された抵抗素子及び、結線部分をベ−クラ
イト(登録商標)等のベ−スシ−トに転写・被着した
り、もしくはベ−スシ−トに直接所定の形状に蒸着させ
たりして形成する。
シ、ポリイミド等の樹脂材や、グラスファイバ−フェノ
−ル樹脂で固めたベ−クライト(登録商標)のような材
料を用いる。抵抗素子や結線等は、銅、ニッケル合金材
等のフォイルにエポキシ、ポリイミド等の樹脂を薄い層
状に被着させてシ−ト状にした後、所定の形状に金属フ
ォイルをエッチングして形成する。あるいは、予め所定
の形状に形成された抵抗素子及び、結線部分をベ−クラ
イト(登録商標)等のベ−スシ−トに転写・被着した
り、もしくはベ−スシ−トに直接所定の形状に蒸着させ
たりして形成する。
【0015】上述においては、一枚の円環状のフィルム
シ−ト7上に各抵抗素子A1〜A4及び、B1〜B4を
結線した例を述べたが、この例に限らず、等円弧に例え
ば二分割または4分割に分割したフィルムシ−ト上に抵
抗素子を結線して良い。
シ−ト7上に各抵抗素子A1〜A4及び、B1〜B4を
結線した例を述べたが、この例に限らず、等円弧に例え
ば二分割または4分割に分割したフィルムシ−ト上に抵
抗素子を結線して良い。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、周囲部と中央部とを同心状に配置しこれら周囲部と
中央部とを起歪部によって接続する構成としたので、梁
をそれぞれ棒状に削り出す場合に比べて、加工精度を高
める事と加工工程を減少させる事が可能と成る。また、
応力により出力値が変化する抵抗素子を円形配置した歪
みゲ−ジを起歪部上に貼りつける構成としたので、歪み
ゲ−ジの円中心と起歪部の円中心を揃えるだけで、起歪
部と歪みゲ−ジとの相対的位置決めを正確に図る事がで
き、従来のように歪みゲ−ジを梁に貼り付ける時に生じ
る貼り付け誤差の問題が解決できる。従って、偏心誤差
等の測定誤差の発生を最小にし且つ、製造が容易な荷重
測定装置を提供する事が可能となった。
ば、周囲部と中央部とを同心状に配置しこれら周囲部と
中央部とを起歪部によって接続する構成としたので、梁
をそれぞれ棒状に削り出す場合に比べて、加工精度を高
める事と加工工程を減少させる事が可能と成る。また、
応力により出力値が変化する抵抗素子を円形配置した歪
みゲ−ジを起歪部上に貼りつける構成としたので、歪み
ゲ−ジの円中心と起歪部の円中心を揃えるだけで、起歪
部と歪みゲ−ジとの相対的位置決めを正確に図る事がで
き、従来のように歪みゲ−ジを梁に貼り付ける時に生じ
る貼り付け誤差の問題が解決できる。従って、偏心誤差
等の測定誤差の発生を最小にし且つ、製造が容易な荷重
測定装置を提供する事が可能となった。
【図1】この発明の荷重測定装置を示す平面図。
【図2】図1のX−X線断面図。
【図3】この発明の歪みゲ−ジを示す平面図。
【図4】図3の歪みゲ−ジの結線例であるブリッジ回路
を示す図。
を示す図。
【図5】歪みゲ−ジを構成する抵抗素子の詳細を示す
図。
図。
【図6】従来の荷重測定装置を示す平面図。
【図7】従来の荷重測定装置に用いられる歪みゲ−ジを
示す図。
示す図。
1 中央部 2 周囲部 3 起歪部 6 歪みゲ−ジ A1〜A4、B1〜B4 抵抗素子
Claims (2)
- 【請求項1】荷重を受ける中央部と、この中央部を同心
状に取り囲む周囲部と、前記周囲部と前記中央部とを連
結し前記中央部に加わる荷重により撓む起歪部と、この
起歪部に貼りつけられ応力により出力値が変化する抵抗
素子を備えた歪みゲ−ジとで構成され、前記歪みゲ−ジ
が小径円形抵抗素子と大径円形抵抗素子とを同心状に配
置してなる事を特徴とする荷重測定装置。 - 【請求項2】前記小径円形抵抗素子及び前記大径円形抵
抗素子が該各抵抗素子の円中心から放射線方向に折り返
し往復するパタ−ンを有する請求項1に記載の荷重測定
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34191695A JPH09178580A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 荷重測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34191695A JPH09178580A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 荷重測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09178580A true JPH09178580A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18349747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34191695A Pending JPH09178580A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 荷重測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09178580A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006006677A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Nagano Keiki Co., Ltd. | 荷重センサ及びその製造方法 |
JP2007255899A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Nissan Motor Co Ltd | サスペンション車体間入力荷重測定装置 |
JP2009150770A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Tanita Corp | 電子重量計 |
JP2010101678A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Panasonic Corp | 歪検出装置 |
JP2013516255A (ja) * | 2010-01-05 | 2013-05-13 | センシメッド エスアー | 眼圧監視装置 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP34191695A patent/JPH09178580A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006006677A1 (ja) * | 2004-07-14 | 2006-01-19 | Nagano Keiki Co., Ltd. | 荷重センサ及びその製造方法 |
JP2007255899A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Nissan Motor Co Ltd | サスペンション車体間入力荷重測定装置 |
JP2009150770A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Tanita Corp | 電子重量計 |
JP2010101678A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Panasonic Corp | 歪検出装置 |
JP2013516255A (ja) * | 2010-01-05 | 2013-05-13 | センシメッド エスアー | 眼圧監視装置 |
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