JPH09257601A - ロードセル - Google Patents
ロードセルInfo
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- JPH09257601A JPH09257601A JP6422296A JP6422296A JPH09257601A JP H09257601 A JPH09257601 A JP H09257601A JP 6422296 A JP6422296 A JP 6422296A JP 6422296 A JP6422296 A JP 6422296A JP H09257601 A JPH09257601 A JP H09257601A
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- JP
- Japan
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- strain
- beam body
- strain gauge
- load
- pattern
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【課題】平板状のビーム体上のリード配線を短くして温
度ドリフト等の影響を軽減して出力のＳ／Ｎ比を高め
る。 【解決手段】歪みゲージＲC1を変形部１１ａ，１１ｂの
最大歪み発生部位に位置させビーム体１２の幅方向に平
行に配置し、歪みゲージＲT1も同様の位置にビーム体の
長手方向に平行に配置し、また、歪みゲージＲC2を変形
部の最大歪み発生部位から所定距離固定端側に離れた位
置にビーム体の幅方向に平行に配置し、歪みゲージＲT2
も同様の位置にビーム体の長手方向に平行に配置する。
歪みゲージＲC1のと歪みゲージＲT1と入力端子Ｖe+を、
歪みゲージＲC1と歪みゲージＲT2と出力端子Ｖo+を、歪
みゲージＲC2と歪みゲージＲT1と出力端子Ｖo-を、歪み
ゲージＲC2と歪みゲージＲT2と入力端子Ｖe-を、それぞ
れリード配線Ｌe で接続し、各歪みゲージをリング状に
配置する。
度ドリフト等の影響を軽減して出力のＳ／Ｎ比を高め
る。 【解決手段】歪みゲージＲC1を変形部１１ａ，１１ｂの
最大歪み発生部位に位置させビーム体１２の幅方向に平
行に配置し、歪みゲージＲT1も同様の位置にビーム体の
長手方向に平行に配置し、また、歪みゲージＲC2を変形
部の最大歪み発生部位から所定距離固定端側に離れた位
置にビーム体の幅方向に平行に配置し、歪みゲージＲT2
も同様の位置にビーム体の長手方向に平行に配置する。
歪みゲージＲC1のと歪みゲージＲT1と入力端子Ｖe+を、
歪みゲージＲC1と歪みゲージＲT2と出力端子Ｖo+を、歪
みゲージＲC2と歪みゲージＲT1と出力端子Ｖo-を、歪み
ゲージＲC2と歪みゲージＲT2と入力端子Ｖe-を、それぞ
れリード配線Ｌe で接続し、各歪みゲージをリング状に
配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷重を検出する荷
重検出器等に使用するロードセルに関する。
重検出器等に使用するロードセルに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ロードセルは、図７に示すよう
に、ビーム体１の変形部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを平行
四辺形状に配置し、上側の変形部２ａ，２ｂの上面に歪
みゲージ３ａ，３ｂを配置したロバーバル機構のものが
知られている。しかし、このような構成のロードセル
は、ビーム体１の加工コストが高く、また、小形化が困
難となるなどの問題がある。このようなことから、特公
平２−３８８２号公報では、片持ち梁構造からなり、中
間部に変形部を有するビーム体の一端を固定端、他端を
自由端とし、この自由端に荷重点を有する平板状のロー
ドセルを提案している。すなわち、この公報のものは、
ロードセルを平板状にすることで、小形化を実現し、ま
た、コスト低下を実現し、さらには薄膜プロセスにより
直接ビーム体に歪みゲージパターンを形成できるように
している。
に、ビーム体１の変形部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを平行
四辺形状に配置し、上側の変形部２ａ，２ｂの上面に歪
みゲージ３ａ，３ｂを配置したロバーバル機構のものが
知られている。しかし、このような構成のロードセル
は、ビーム体１の加工コストが高く、また、小形化が困
難となるなどの問題がある。このようなことから、特公
平２−３８８２号公報では、片持ち梁構造からなり、中
間部に変形部を有するビーム体の一端を固定端、他端を
自由端とし、この自由端に荷重点を有する平板状のロー
ドセルを提案している。すなわち、この公報のものは、
ロードセルを平板状にすることで、小形化を実現し、ま
た、コスト低下を実現し、さらには薄膜プロセスにより
直接ビーム体に歪みゲージパターンを形成できるように
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した公報のような
平板状のロードセルは出力電圧が比較的小さいため、後
段に増幅率（ゲイン）の大きい増幅器を配置して出力を
増幅することが必要となる。しかし、増幅率を大きくし
た場合、ノイズの影響を無視できなくなり、ビーム体上
に形成している各歪みゲージ間を接続するとともに各歪
みゲージと入出力端子間を接続するリード配線パターン
の長さが問題になる。すなわち、リード配線パターンが
長いとリード配線パターンの抵抗の温度特性により温度
ドリフト等の影響を受け、これがノイズとして出力側に
現れ、Ｓ／Ｎ比が低下して荷重検出に悪影響を及ぼすこ
とになる。
平板状のロードセルは出力電圧が比較的小さいため、後
段に増幅率（ゲイン）の大きい増幅器を配置して出力を
増幅することが必要となる。しかし、増幅率を大きくし
た場合、ノイズの影響を無視できなくなり、ビーム体上
に形成している各歪みゲージ間を接続するとともに各歪
みゲージと入出力端子間を接続するリード配線パターン
の長さが問題になる。すなわち、リード配線パターンが
長いとリード配線パターンの抵抗の温度特性により温度
ドリフト等の影響を受け、これがノイズとして出力側に
現れ、Ｓ／Ｎ比が低下して荷重検出に悪影響を及ぼすこ
とになる。
【０００４】そこで、請求項１記載の発明は、平板状の
ビーム体上に形成するリード配線パターンを短くでき、
これにより温度ドリフト等の影響を軽減して出力のＳ／
Ｎ比を高めることができるロードセルを提供する。
ビーム体上に形成するリード配線パターンを短くでき、
これにより温度ドリフト等の影響を軽減して出力のＳ／
Ｎ比を高めることができるロードセルを提供する。
【０００５】また、請求項２記載の発明は、平板状のビ
ーム体上に形成するリード配線パターンをさらに短くで
き、これにより温度ドリフト等の影響をさらに軽減して
出力のＳ／Ｎ比をより高めることができ、しかも、最大
の出力電圧を得ることができるとともに製作が容易なロ
ードセルを提供する。
ーム体上に形成するリード配線パターンをさらに短くで
き、これにより温度ドリフト等の影響をさらに軽減して
出力のＳ／Ｎ比をより高めることができ、しかも、最大
の出力電圧を得ることができるとともに製作が容易なロ
ードセルを提供する。
【０００６】また、請求項３記載の発明は、平板状のビ
ーム体上に形成するリード配線パターンを短くでき、こ
れにより温度ドリフト等の影響を軽減して出力のＳ／Ｎ
比をより高めることができ、しかも、最大の出力電圧を
得ることができるロードセルを提供する。
ーム体上に形成するリード配線パターンを短くでき、こ
れにより温度ドリフト等の影響を軽減して出力のＳ／Ｎ
比をより高めることができ、しかも、最大の出力電圧を
得ることができるロードセルを提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
片持ち梁構造からなり、中間部に変形部を有するビーム
体の一端を固定端、他端を自由端とし、この自由端に荷
重点を有する平板状のロードセルにおいて、圧縮歪みを
検知する１対の第１の歪みゲージと引っ張り歪みを検知
する１対の第２の歪みゲージを、ビーム体の同一平面上
に、第１の歪みゲージと第２の歪みゲージが交互になる
ようにしてリング状に配置し、この各歪みゲージでブリ
ッジ回路を構成したことにある。
片持ち梁構造からなり、中間部に変形部を有するビーム
体の一端を固定端、他端を自由端とし、この自由端に荷
重点を有する平板状のロードセルにおいて、圧縮歪みを
検知する１対の第１の歪みゲージと引っ張り歪みを検知
する１対の第２の歪みゲージを、ビーム体の同一平面上
に、第１の歪みゲージと第２の歪みゲージが交互になる
ようにしてリング状に配置し、この各歪みゲージでブリ
ッジ回路を構成したことにある。
【０００８】請求項２記載の発明は、片持ち梁構造から
なり、中間部に変形部を有するビーム体の一端を固定
端、他端を自由端とし、この自由端に荷重点を有する平
板状のロードセルにおいて、圧縮歪みを検知する１対の
第１の歪みゲージと引っ張り歪みを検知する１対の第２
の歪みゲージを、ビーム体の同一平面上に、荷重点から
等しい距離で、かつ変形部の最大歪み発生部位に配置す
るとともに、この第１の歪みゲージと第２の歪みゲージ
が交互になるようにしてリング状に配置し、この各歪み
ゲージでブリッジ回路を構成したことにある。
なり、中間部に変形部を有するビーム体の一端を固定
端、他端を自由端とし、この自由端に荷重点を有する平
板状のロードセルにおいて、圧縮歪みを検知する１対の
第１の歪みゲージと引っ張り歪みを検知する１対の第２
の歪みゲージを、ビーム体の同一平面上に、荷重点から
等しい距離で、かつ変形部の最大歪み発生部位に配置す
るとともに、この第１の歪みゲージと第２の歪みゲージ
が交互になるようにしてリング状に配置し、この各歪み
ゲージでブリッジ回路を構成したことにある。
【０００９】請求項３記載の発明は、片持ち梁構造から
なり、中間部に変形部を有するビーム体の一端を固定
端、他端を自由端とし、この自由端に荷重点を有する平
板状のロードセルにおいて、圧縮歪みを検知する１対の
第１の歪みゲージと引っ張り歪みを検知する１対の第２
の歪みゲージを、第１の歪みゲージと第２の歪みゲージ
を組とする２組に分け、ビーム体の同一平面上に、それ
ぞれの組が荷重点から等しい距離になるように配置する
とともに一方の組を変形部の最大歪み発生部位に配置
し、一方の組の荷重点からの距離をＬ1 とし、この距離
Ｌ1 におけるビーム体の幅をＷ1 とし、他方の組の荷重
点からの距離をＬ2 とし、この距離Ｌ2 におけるビーム
体の幅をＷ2 としたとき、Ｗ1 ／Ｌ1 ＝Ｗ2 ／Ｌ2 の関
係が略成立するように他方の組を配置し、かつ第１の歪
みゲージと第２の歪みゲージが交互になるようにしてリ
ング状に配置し、この各歪みゲージでブリッジ回路を構
成したことにある。
なり、中間部に変形部を有するビーム体の一端を固定
端、他端を自由端とし、この自由端に荷重点を有する平
板状のロードセルにおいて、圧縮歪みを検知する１対の
第１の歪みゲージと引っ張り歪みを検知する１対の第２
の歪みゲージを、第１の歪みゲージと第２の歪みゲージ
を組とする２組に分け、ビーム体の同一平面上に、それ
ぞれの組が荷重点から等しい距離になるように配置する
とともに一方の組を変形部の最大歪み発生部位に配置
し、一方の組の荷重点からの距離をＬ1 とし、この距離
Ｌ1 におけるビーム体の幅をＷ1 とし、他方の組の荷重
点からの距離をＬ2 とし、この距離Ｌ2 におけるビーム
体の幅をＷ2 としたとき、Ｗ1 ／Ｌ1 ＝Ｗ2 ／Ｌ2 の関
係が略成立するように他方の組を配置し、かつ第１の歪
みゲージと第２の歪みゲージが交互になるようにしてリ
ング状に配置し、この各歪みゲージでブリッジ回路を構
成したことにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１及び図２に示すように、中間
部の同一位置の両側に変形部１１ａ，１１ｂを形成した
長方形の平板状のビーム体１２の上面に絶縁樹脂層１３
を形成し、その上に圧縮歪みを検知する１対の第１の歪
みゲージパターンＲC1，ＲC2、引っ張り歪みを検知する
１対の第２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2、リード配
線パターンＬe 、入力端子パターンＶe+，Ｖe-及び出力
端子パターンＶo+，Ｖo-をそれぞれ形成している。前記
ビーム体１２は長手方向の一端を固定端とし、この固定
端側にビーム体１２を取付けるための孔１４を設け、他
端を自由端とし、この自由端側に荷重受けピン１５を設
けている。すなわち、このロードセルのビーム体は片持
ち梁構造になっている。
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１及び図２に示すように、中間
部の同一位置の両側に変形部１１ａ，１１ｂを形成した
長方形の平板状のビーム体１２の上面に絶縁樹脂層１３
を形成し、その上に圧縮歪みを検知する１対の第１の歪
みゲージパターンＲC1，ＲC2、引っ張り歪みを検知する
１対の第２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2、リード配
線パターンＬe 、入力端子パターンＶe+，Ｖe-及び出力
端子パターンＶo+，Ｖo-をそれぞれ形成している。前記
ビーム体１２は長手方向の一端を固定端とし、この固定
端側にビーム体１２を取付けるための孔１４を設け、他
端を自由端とし、この自由端側に荷重受けピン１５を設
けている。すなわち、このロードセルのビーム体は片持
ち梁構造になっている。
【００１１】前記ビーム体１２は、平板の高力アルミ等
の板材を機械加工やプレス等で所定の形状に加工して製
作する。前記絶縁樹脂層１３は、前記ビーム体１２を洗
浄後、絶縁樹脂を塗布し、さらに加熱硬化して形成す
る。前記各パターンＲC1，ＲC2、ＲT1，ＲT2、Ｌe 、Ｖ
e+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-は、前記ビーム体１２の上に形成
した絶縁樹脂層１３の上に、スパッタリング等の方法で
積層成膜して形成する。先ず、Ｎi Ｃr Ｓi の合金から
なるストレンゲージ抵抗体を厚さ約０．１μｍに積層
し、その上にＣu からなるリード配線層を厚さ約２μｍ
に積層し、これをフォトエッチングにより図に示すよう
な所定のパターンにする。すなわち、歪みゲージパター
ンＲC1，ＲC2、ＲT1，ＲT2の部分はストレンゲージ抵抗
体のみにし、リード配線パターンＬe と入出力端子パタ
ーンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-の部分はストレンゲージ抵
抗体の上にリード配線層が積層した状態にする。その他
は全てストレンゲージ抵抗体もリード配線層も除去す
る。
の板材を機械加工やプレス等で所定の形状に加工して製
作する。前記絶縁樹脂層１３は、前記ビーム体１２を洗
浄後、絶縁樹脂を塗布し、さらに加熱硬化して形成す
る。前記各パターンＲC1，ＲC2、ＲT1，ＲT2、Ｌe 、Ｖ
e+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-は、前記ビーム体１２の上に形成
した絶縁樹脂層１３の上に、スパッタリング等の方法で
積層成膜して形成する。先ず、Ｎi Ｃr Ｓi の合金から
なるストレンゲージ抵抗体を厚さ約０．１μｍに積層
し、その上にＣu からなるリード配線層を厚さ約２μｍ
に積層し、これをフォトエッチングにより図に示すよう
な所定のパターンにする。すなわち、歪みゲージパター
ンＲC1，ＲC2、ＲT1，ＲT2の部分はストレンゲージ抵抗
体のみにし、リード配線パターンＬe と入出力端子パタ
ーンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-の部分はストレンゲージ抵
抗体の上にリード配線層が積層した状態にする。その他
は全てストレンゲージ抵抗体もリード配線層も除去す
る。
【００１２】第１の歪みゲージパターンＲC1，ＲC2と第
２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2の配置は、第１の歪
みゲージパターンＲC1を変形部１１ａ，１１ｂの最大歪
み発生部位である中心部に中央部を位置させてビーム体
１２の幅方向に平行に、しかも変形部１１ａ側に配置
し、第２の歪みゲージパターンＲT1を同じく変形部１１
ａ，１１ｂの最大歪み発生部位である中心部に中央部を
位置させてビーム体１２の長手方向に平行に、しかも変
形部１１ｂ側に配置している。また、第１の歪みゲージ
パターンＲC2を変形部１１ａ，１１ｂの中心部から所定
距離固定端側に離れた変形部位内の位置に中央部を位置
させてビーム体１２の幅方向に平行に、しかも変形部１
１ｂ側に配置し、第２の歪みゲージパターンＲT2を同じ
く変形部１１ａ，１１ｂの中心部から所定距離固定端側
に離れた変形部位内の位置に中央部を位置させてビーム
体１２の長手方向に平行に、しかも変形部１１ａ側に配
置している。
２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2の配置は、第１の歪
みゲージパターンＲC1を変形部１１ａ，１１ｂの最大歪
み発生部位である中心部に中央部を位置させてビーム体
１２の幅方向に平行に、しかも変形部１１ａ側に配置
し、第２の歪みゲージパターンＲT1を同じく変形部１１
ａ，１１ｂの最大歪み発生部位である中心部に中央部を
位置させてビーム体１２の長手方向に平行に、しかも変
形部１１ｂ側に配置している。また、第１の歪みゲージ
パターンＲC2を変形部１１ａ，１１ｂの中心部から所定
距離固定端側に離れた変形部位内の位置に中央部を位置
させてビーム体１２の幅方向に平行に、しかも変形部１
１ｂ側に配置し、第２の歪みゲージパターンＲT2を同じ
く変形部１１ａ，１１ｂの中心部から所定距離固定端側
に離れた変形部位内の位置に中央部を位置させてビーム
体１２の長手方向に平行に、しかも変形部１１ａ側に配
置している。
【００１３】そして、第１の歪みゲージパターンＲC1の
一端と第２の歪みゲージパターンＲT1の一端と入力端子
パターンＶe+をリード配線パターンＬe で接続するとと
もに第１の歪みゲージパターンＲC1の他端と第２の歪み
ゲージパターンＲT2の一端と出力端子パターンＶo+をリ
ード配線パターンＬe で接続している。また、第１の歪
みゲージパターンＲC2の一端と第２の歪みゲージパター
ンＲT1の他端と出力端子パターンＶo-をリード配線パタ
ーンＬe で接続するとともに第１の歪みゲージパターン
ＲC2の他端と第２の歪みゲージパターンＲT2の他端と入
力端子パターンＶe-をリード配線パターンＬe で接続
し、第１の歪みゲージと第２の歪みゲージを交互にかつ
リング状に配置している。
一端と第２の歪みゲージパターンＲT1の一端と入力端子
パターンＶe+をリード配線パターンＬe で接続するとと
もに第１の歪みゲージパターンＲC1の他端と第２の歪み
ゲージパターンＲT2の一端と出力端子パターンＶo+をリ
ード配線パターンＬe で接続している。また、第１の歪
みゲージパターンＲC2の一端と第２の歪みゲージパター
ンＲT1の他端と出力端子パターンＶo-をリード配線パタ
ーンＬe で接続するとともに第１の歪みゲージパターン
ＲC2の他端と第２の歪みゲージパターンＲT2の他端と入
力端子パターンＶe-をリード配線パターンＬe で接続
し、第１の歪みゲージと第２の歪みゲージを交互にかつ
リング状に配置している。
【００１４】前記ビーム体１２上に形成した薄膜パター
ンを等価回路で示すと図３に示すようになる。すなわ
ち、第１の歪みゲージパターンＲC1，ＲC2と第２の歪み
ゲージＲT1，ＲT2の配置はブリッジ回路に対応したリン
グ状配置になっている。このような構成のロードセルで
は、荷重受けピン１５に図中矢印で示すように荷重Ｐが
印加すると、第１の歪みゲージパターンＲC1，ＲC2は、
ビーム体材のポアッソン比に相当する圧縮応力が生じ
る。従って、第１の歪みゲージパターンＲC1，ＲC2はこ
の圧縮応力が生じる方向、すなわち、引っ張り歪みの生
じる方向に直角に配置する。また、第２の歪みゲージパ
ターンＲT1，ＲT2は、引っ張り歪みの生じる方向に平行
に配置する。
ンを等価回路で示すと図３に示すようになる。すなわ
ち、第１の歪みゲージパターンＲC1，ＲC2と第２の歪み
ゲージＲT1，ＲT2の配置はブリッジ回路に対応したリン
グ状配置になっている。このような構成のロードセルで
は、荷重受けピン１５に図中矢印で示すように荷重Ｐが
印加すると、第１の歪みゲージパターンＲC1，ＲC2は、
ビーム体材のポアッソン比に相当する圧縮応力が生じ
る。従って、第１の歪みゲージパターンＲC1，ＲC2はこ
の圧縮応力が生じる方向、すなわち、引っ張り歪みの生
じる方向に直角に配置する。また、第２の歪みゲージパ
ターンＲT1，ＲT2は、引っ張り歪みの生じる方向に平行
に配置する。
【００１５】このように第１の歪みゲージパターンＲC
1，ＲC2と第２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2を配置
することで、片面の板状のビーム体であっても、通常の
ロバーバル機構のロードセルのフルブリッジに近いブリ
ッジ回路を構成でき、所定のビーム体の変形量に対応し
た出力電圧を得ることができる。
1，ＲC2と第２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2を配置
することで、片面の板状のビーム体であっても、通常の
ロバーバル機構のロードセルのフルブリッジに近いブリ
ッジ回路を構成でき、所定のビーム体の変形量に対応し
た出力電圧を得ることができる。
【００１６】例えば、荷重点（荷重受けピン１５の位
置）に印加する荷重をＰ、ビーム体の厚さをｔ、歪みゲ
ージ位置の荷重点からの距離をＬ、ビーム体の幅をＷ、
ビーム体のヤング率をＥ、歪みゲージ位置の歪み量をε
l （縦弾性歪み量）及びεt （横弾性歪み量）、歪みゲ
ージのゲージ率をｋ、ブリッジ回路の入力電圧をＶe 、
出力電圧をＶo 、εt ＝０．３×εl とすると、ε＝６
Ｐ・Ｌ／（Ｅ・Ｗ・２ｔ）となり、Ｖo ＝Ｖe ・ｋ（ε
l ＋εl ＋εt ＋εt ）／４となる。
置）に印加する荷重をＰ、ビーム体の厚さをｔ、歪みゲ
ージ位置の荷重点からの距離をＬ、ビーム体の幅をＷ、
ビーム体のヤング率をＥ、歪みゲージ位置の歪み量をε
l （縦弾性歪み量）及びεt （横弾性歪み量）、歪みゲ
ージのゲージ率をｋ、ブリッジ回路の入力電圧をＶe 、
出力電圧をＶo 、εt ＝０．３×εl とすると、ε＝６
Ｐ・Ｌ／（Ｅ・Ｗ・２ｔ）となり、Ｖo ＝Ｖe ・ｋ（ε
l ＋εl ＋εt ＋εt ）／４となる。
【００１７】従って、出力電圧を大きく得るには、εl
、εt をビーム体に印加する荷重に対し、永久変形等
が生じない最大の変形量に対応するように設定すること
が必要となる。ビーム体材料の弾性限界内での大きさに
限定する必要があり、しかも定格荷重の保証は勿論、最
大荷重や所定の繰返し荷重にも耐えられるように許容さ
れる最大値で設計するのがよい。従って、４個の歪みゲ
ージＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2の歪み量を等しくすること
が最適である。
、εt をビーム体に印加する荷重に対し、永久変形等
が生じない最大の変形量に対応するように設定すること
が必要となる。ビーム体材料の弾性限界内での大きさに
限定する必要があり、しかも定格荷重の保証は勿論、最
大荷重や所定の繰返し荷重にも耐えられるように許容さ
れる最大値で設計するのがよい。従って、４個の歪みゲ
ージＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2の歪み量を等しくすること
が最適である。
【００１８】荷重点から歪みゲージパターンＲC1、ＲT1
の中心位置までの距離をＬ1 、ここでのビーム体の幅を
Ｗ1 、また、荷重点から歪みゲージパターンＲC2、ＲT2
の中心位置までの距離をＬ2 、ここでのビーム体の幅を
Ｗ2 とすると、歪みの大きさは公知の材料力学から得ら
れる自然法則から、Ｌ1 ／Ｗ1 ＝Ｌ2 ／Ｗ2 なる関係式
が成立するように各歪みゲージを配置することで荷重点
に荷重が印加したときそれぞれの歪みゲージＲC1、ＲC
2、ＲT1、ＲT2の歪み量は等しくなる。このように各歪
みゲージを配置した場合の出力電圧は、フルブリッジの
場合に比べて２．６／４＝０．６５倍の出力が得られ、
ハーフブリッジよりも大きな出力電圧が得られる。
の中心位置までの距離をＬ1 、ここでのビーム体の幅を
Ｗ1 、また、荷重点から歪みゲージパターンＲC2、ＲT2
の中心位置までの距離をＬ2 、ここでのビーム体の幅を
Ｗ2 とすると、歪みの大きさは公知の材料力学から得ら
れる自然法則から、Ｌ1 ／Ｗ1 ＝Ｌ2 ／Ｗ2 なる関係式
が成立するように各歪みゲージを配置することで荷重点
に荷重が印加したときそれぞれの歪みゲージＲC1、ＲC
2、ＲT1、ＲT2の歪み量は等しくなる。このように各歪
みゲージを配置した場合の出力電圧は、フルブリッジの
場合に比べて２．６／４＝０．６５倍の出力が得られ、
ハーフブリッジよりも大きな出力電圧が得られる。
【００１９】また、第１の歪みゲージＲC1，ＲC2と第２
の歪みゲージＲT1，ＲT2が、ＲC1−ＲT1−ＲC2−ＲT2の
ように、交互になるようにしてリング状に配置してブリ
ッジ回路を構成しているので、各歪みゲージ間を接続す
るリード配線パターンＬe 及び各歪みゲージの接続点と
各入出力端子パターンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-を接続す
るリード配線パターンＬe が簡単となり、リード配線パ
ターンの長さを短くできる。従って、リード配線パター
ンＬe の抵抗の温度特性等による温度ドリフト等の影響
を軽減でき、ノイズの影響を無くして出力のＳ／Ｎ比を
高めることができる。
の歪みゲージＲT1，ＲT2が、ＲC1−ＲT1−ＲC2−ＲT2の
ように、交互になるようにしてリング状に配置してブリ
ッジ回路を構成しているので、各歪みゲージ間を接続す
るリード配線パターンＬe 及び各歪みゲージの接続点と
各入出力端子パターンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-を接続す
るリード配線パターンＬe が簡単となり、リード配線パ
ターンの長さを短くできる。従って、リード配線パター
ンＬe の抵抗の温度特性等による温度ドリフト等の影響
を軽減でき、ノイズの影響を無くして出力のＳ／Ｎ比を
高めることができる。
【００２０】例えば、リード配線パターンＬe として、
厚さ０．１μｍのＮi Ｃr Ｓi 層の上に厚さ２μｍのＣ
u 層を積層して形成したとすると、シート抵抗は０．０
１５Ωになる。リード配線パターンＬe の幅が２００μ
ｍで長さが２ｍｍのとき、リード抵抗は、０．０１５×
２０００／２００＝０．１５Ωになる。このときの抵抗
温度係数が３０００ｐｐｍ／℃であったとすると、この
ロードセルの温度が４０℃変化したときの抵抗変化は、 ０．１５×３０００×１０-6×４０＝１８×１０-3Ω になる。ブリッジ回路の入力電圧Ｖe が１０Ｖで、各歪
みゲージＲC1、ＲC2、ＲT1、ＲT2の抵抗が８００Ωのと
きの出力電圧変動は、 ΔＶo ＝１０×（２／４）×（１８×１０-3／８００）
＝０．１１３ｍＶ になる。定格出力ＶO を１０ｍＶとすると、ΔＶo ／Ｖ
o ＝１．３％となる。
厚さ０．１μｍのＮi Ｃr Ｓi 層の上に厚さ２μｍのＣ
u 層を積層して形成したとすると、シート抵抗は０．０
１５Ωになる。リード配線パターンＬe の幅が２００μ
ｍで長さが２ｍｍのとき、リード抵抗は、０．０１５×
２０００／２００＝０．１５Ωになる。このときの抵抗
温度係数が３０００ｐｐｍ／℃であったとすると、この
ロードセルの温度が４０℃変化したときの抵抗変化は、 ０．１５×３０００×１０-6×４０＝１８×１０-3Ω になる。ブリッジ回路の入力電圧Ｖe が１０Ｖで、各歪
みゲージＲC1、ＲC2、ＲT1、ＲT2の抵抗が８００Ωのと
きの出力電圧変動は、 ΔＶo ＝１０×（２／４）×（１８×１０-3／８００）
＝０．１１３ｍＶ になる。定格出力ＶO を１０ｍＶとすると、ΔＶo ／Ｖ
o ＝１．３％となる。
【００２１】検出精度が１／１０００のロードセルの場
合、この温度ドリフト量は許容範囲を越えた量になって
しまう。従って、この温度ドリフト量を低減させるため
には、ブリッジ回路内のリード配線抵抗を極力低減させ
る必要がある。この実施の形態ではリード配線パターン
Ｌe の長さを極力短くしてリード配線抵抗の低減を実現
している。
合、この温度ドリフト量は許容範囲を越えた量になって
しまう。従って、この温度ドリフト量を低減させるため
には、ブリッジ回路内のリード配線抵抗を極力低減させ
る必要がある。この実施の形態ではリード配線パターン
Ｌe の長さを極力短くしてリード配線抵抗の低減を実現
している。
【００２２】また、各歪みゲージＲC1、ＲC2、ＲT1、Ｒ
T2を、荷重点から歪みゲージＲC1、ＲT1の中心位置まで
の距離をＬ1 、ここでのビーム体の幅をＷ1 、また、荷
重点から歪みゲージＲC2、ＲT2の中心位置までの距離を
Ｌ2 、ここでのビーム体の幅をＷ2 としたとき、Ｌ1 ／
Ｗ1 ＝Ｌ2 ／Ｗ2 なる関係式が成立するように配置して
いるので、各歪みゲージＲC1、ＲC2、ＲT1、ＲT2を配置
したビーム体の歪み量を等しくでき、これにより、最大
の変形可能なビーム寸法を決めることができ、最大の出
力電圧を得ることができる。
T2を、荷重点から歪みゲージＲC1、ＲT1の中心位置まで
の距離をＬ1 、ここでのビーム体の幅をＷ1 、また、荷
重点から歪みゲージＲC2、ＲT2の中心位置までの距離を
Ｌ2 、ここでのビーム体の幅をＷ2 としたとき、Ｌ1 ／
Ｗ1 ＝Ｌ2 ／Ｗ2 なる関係式が成立するように配置して
いるので、各歪みゲージＲC1、ＲC2、ＲT1、ＲT2を配置
したビーム体の歪み量を等しくでき、これにより、最大
の変形可能なビーム寸法を決めることができ、最大の出
力電圧を得ることができる。
【００２３】図４は前述したロードセルを使用した荷重
検出装置の一例を示す概略構成図で、２１は、ビーム体
１２の上面に歪みゲージパターンＲC1，ＲC2，ＲT1，Ｒ
T2、リード配線パターンＬe 、入出力端子パターンＶe
+，Ｖe-，Ｖo+，Ｖo-を形成したもので、このロードセ
ル２１を内部を中空にしたハウジング２２の中空部に固
定している。すなわち、ロードセル２１の固定端をねじ
２３によって中空部内に設けた固定部２４に固定してい
る。また、このロードセル２１の自由端に設けた荷重受
けピン１５に荷重受けスプリング２５の一端側を固定
し、この荷重受けスプリング２５の他端側に荷重伝達棒
２６を固定し、この荷重伝達棒２６を前記ハウジング２
２に開けたガイド孔２７を貫通して外部に突出させてい
る。
検出装置の一例を示す概略構成図で、２１は、ビーム体
１２の上面に歪みゲージパターンＲC1，ＲC2，ＲT1，Ｒ
T2、リード配線パターンＬe 、入出力端子パターンＶe
+，Ｖe-，Ｖo+，Ｖo-を形成したもので、このロードセ
ル２１を内部を中空にしたハウジング２２の中空部に固
定している。すなわち、ロードセル２１の固定端をねじ
２３によって中空部内に設けた固定部２４に固定してい
る。また、このロードセル２１の自由端に設けた荷重受
けピン１５に荷重受けスプリング２５の一端側を固定
し、この荷重受けスプリング２５の他端側に荷重伝達棒
２６を固定し、この荷重伝達棒２６を前記ハウジング２
２に開けたガイド孔２７を貫通して外部に突出させてい
る。
【００２４】この荷重検出装置は、入力端子Ｖe+，Ｖe-
に所定の入力電圧が印加している状態で、図中矢印で示
すように、外部から荷重伝達棒２６に荷重Ｐが印加する
と、荷重受けスプリング２５を介して荷重受けピン１５
に荷重が伝達され、ビーム体１２に歪みが生じる。これ
を歪みゲージパターンＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2で検出
し、ブリッジ回路からリード配線Ｌe を介して出力端子
Ｖo+，Ｖo-に出力電圧を出力する。こうして、荷重伝達
棒２６に印加した荷重に対応した出力電圧が出力端子Ｖ
o+，Ｖo-から出力されることになる。
に所定の入力電圧が印加している状態で、図中矢印で示
すように、外部から荷重伝達棒２６に荷重Ｐが印加する
と、荷重受けスプリング２５を介して荷重受けピン１５
に荷重が伝達され、ビーム体１２に歪みが生じる。これ
を歪みゲージパターンＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2で検出
し、ブリッジ回路からリード配線Ｌe を介して出力端子
Ｖo+，Ｖo-に出力電圧を出力する。こうして、荷重伝達
棒２６に印加した荷重に対応した出力電圧が出力端子Ｖ
o+，Ｖo-から出力されることになる。
【００２５】（第２の実施の形態）図５に示すように、
中間部の同一位置の両側に変形部３１ａ，３１ｂを形成
した長方形の平板状のビーム体３２の上面に絶縁樹脂層
を形成し、その上に圧縮歪みを検知する１対の第１の歪
みゲージパターンＲC1，ＲC2、引っ張り歪みを検知する
１対の第２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2、リード配
線パターンＬe 、入力端子パターンＶe+，Ｖe-及び出力
端子パターンＶo+，Ｖo-をそれぞれ形成している。前記
ビーム体３２は長手方向の一端を固定端とし、この固定
端側にビーム体３２を取付けるための孔３４を設け、他
端を自由端とし、この自由端側に荷重受けピン３５を設
けている。
中間部の同一位置の両側に変形部３１ａ，３１ｂを形成
した長方形の平板状のビーム体３２の上面に絶縁樹脂層
を形成し、その上に圧縮歪みを検知する１対の第１の歪
みゲージパターンＲC1，ＲC2、引っ張り歪みを検知する
１対の第２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2、リード配
線パターンＬe 、入力端子パターンＶe+，Ｖe-及び出力
端子パターンＶo+，Ｖo-をそれぞれ形成している。前記
ビーム体３２は長手方向の一端を固定端とし、この固定
端側にビーム体３２を取付けるための孔３４を設け、他
端を自由端とし、この自由端側に荷重受けピン３５を設
けている。
【００２６】前記ビーム体３２は、平板の高力アルミ等
の板材を機械加工やプレス等で所定の形状に加工して製
作する。前記絶縁樹脂層は、ビーム体３２を洗浄後、絶
縁樹脂を塗布し、さらに加熱硬化して形成する。前記各
パターンＲC1，ＲC2、ＲT1，ＲT2、Ｌe 、Ｖe+，Ｖe-、
Ｖo+，Ｖo-は、前記ビーム体３２の上に形成した絶縁樹
脂層の上に、スパッタリング等の方法で積層成膜して形
成する。すなわち、第１の実施の形態と同様に、先ず、
Ｎi ＣrＳi の合金からなるストレンゲージ抵抗体を厚
さ約０．１μｍに積層し、その上にＣu からなるリード
配線層を厚さ約２μｍに積層し、これをフォトエッチン
グにより図に示すような所定のパターンにする。すなわ
ち、歪みゲージパターンＲC1，ＲC2、ＲT1，ＲT2の部分
はストレンゲージ抵抗体のみにし、リード配線パターン
Ｌe と入出力端子パターンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-の部
分はストレンゲージ抵抗体の上にリード配線層が積層し
た状態にする。その他は全てストレンゲージ抵抗体もリ
ード配線層も除去する。
の板材を機械加工やプレス等で所定の形状に加工して製
作する。前記絶縁樹脂層は、ビーム体３２を洗浄後、絶
縁樹脂を塗布し、さらに加熱硬化して形成する。前記各
パターンＲC1，ＲC2、ＲT1，ＲT2、Ｌe 、Ｖe+，Ｖe-、
Ｖo+，Ｖo-は、前記ビーム体３２の上に形成した絶縁樹
脂層の上に、スパッタリング等の方法で積層成膜して形
成する。すなわち、第１の実施の形態と同様に、先ず、
Ｎi ＣrＳi の合金からなるストレンゲージ抵抗体を厚
さ約０．１μｍに積層し、その上にＣu からなるリード
配線層を厚さ約２μｍに積層し、これをフォトエッチン
グにより図に示すような所定のパターンにする。すなわ
ち、歪みゲージパターンＲC1，ＲC2、ＲT1，ＲT2の部分
はストレンゲージ抵抗体のみにし、リード配線パターン
Ｌe と入出力端子パターンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-の部
分はストレンゲージ抵抗体の上にリード配線層が積層し
た状態にする。その他は全てストレンゲージ抵抗体もリ
ード配線層も除去する。
【００２７】第１の歪みゲージパターンＲC1，ＲC2と第
２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2の配置は、第１の歪
みゲージパターンＲC1，Ｒc2を変形部３１ａ，３１ｂの
最大歪み発生部位である中心部に中央部を位置させてビ
ーム体３２の幅方向に平行に配置し、また、第２の歪み
ゲージパターンＲT1，ＲT2を同じく変形部３１ａ，３１
ｂの最大歪み発生部位である中心部に中央部を位置させ
てビーム体３２の長手方向に平行に配置し、かつ、変形
部３１ａ側から変形部３１ｂ側に、歪みゲージＲT1、歪
みゲージＲC1、歪みゲージＲT2、歪みゲージＲc2のよう
に交互に配置している。
２の歪みゲージパターンＲT1，ＲT2の配置は、第１の歪
みゲージパターンＲC1，Ｒc2を変形部３１ａ，３１ｂの
最大歪み発生部位である中心部に中央部を位置させてビ
ーム体３２の幅方向に平行に配置し、また、第２の歪み
ゲージパターンＲT1，ＲT2を同じく変形部３１ａ，３１
ｂの最大歪み発生部位である中心部に中央部を位置させ
てビーム体３２の長手方向に平行に配置し、かつ、変形
部３１ａ側から変形部３１ｂ側に、歪みゲージＲT1、歪
みゲージＲC1、歪みゲージＲT2、歪みゲージＲc2のよう
に交互に配置している。
【００２８】そして、第１の歪みゲージパターンＲC1の
一端と第２の歪みゲージパターンＲT1の一端と入力端子
パターンＶe+をリード配線パターンＬe で接続するとと
もに第１の歪みゲージパターンＲC1の他端と第２の歪み
ゲージパターンＲT2の一端と出力端子パターンＶo+をリ
ード配線パターンＬe で接続している。また、第１の歪
みゲージパターンＲC2の一端と第２の歪みゲージパター
ンＲT1の他端と出力端子パターンＶo-をリード配線パタ
ーンＬe で接続するとともに第１の歪みゲージパターン
ＲC2の他端と第２の歪みゲージパターンＲT2の他端と入
力端子パターンＶe-をリード配線パターンＬe で接続
し、第１の歪みゲージと第２の歪みゲージを交互にかつ
リング状に配置している。
一端と第２の歪みゲージパターンＲT1の一端と入力端子
パターンＶe+をリード配線パターンＬe で接続するとと
もに第１の歪みゲージパターンＲC1の他端と第２の歪み
ゲージパターンＲT2の一端と出力端子パターンＶo+をリ
ード配線パターンＬe で接続している。また、第１の歪
みゲージパターンＲC2の一端と第２の歪みゲージパター
ンＲT1の他端と出力端子パターンＶo-をリード配線パタ
ーンＬe で接続するとともに第１の歪みゲージパターン
ＲC2の他端と第２の歪みゲージパターンＲT2の他端と入
力端子パターンＶe-をリード配線パターンＬe で接続
し、第１の歪みゲージと第２の歪みゲージを交互にかつ
リング状に配置している。
【００２９】この実施の形態においてもビーム体３２上
に形成した薄膜パターンを等価回路で示すと図３に示す
ようになる。すなわち、第１の歪みゲージパターンＲC
1，ＲC2と第２の歪みゲージＲT1，ＲT2の配置はブリッ
ジ回路に対応したリング状配置になっている。このよう
な構成のロードセルにおいても、第１の実施の形態と同
様、片面の板状のビーム体であっても、通常のロバーバ
ル機構のロードセルのフルブリッジに近いブリッジ回路
を構成でき、所定のビーム体の変形量に対応した出力電
圧を得ることができる。
に形成した薄膜パターンを等価回路で示すと図３に示す
ようになる。すなわち、第１の歪みゲージパターンＲC
1，ＲC2と第２の歪みゲージＲT1，ＲT2の配置はブリッ
ジ回路に対応したリング状配置になっている。このよう
な構成のロードセルにおいても、第１の実施の形態と同
様、片面の板状のビーム体であっても、通常のロバーバ
ル機構のロードセルのフルブリッジに近いブリッジ回路
を構成でき、所定のビーム体の変形量に対応した出力電
圧を得ることができる。
【００３０】また、この実施の形態では、荷重点から歪
みゲージパターンＲC1、ＲT1の中心位置までの距離と荷
重点から歪みゲージパターンＲC2、ＲT2の中心位置まで
の距離が共にＬ1 で等しいので、Ｌ1 ／Ｗ1 ＝Ｌ2 （＝
Ｌ1 ）／Ｗ2 （＝Ｗ1 ）なる関係式が成立する。従っ
て、荷重点に荷重が印加したときそれぞれの歪みゲージ
ＲC1、ＲC2、ＲT1、ＲT2の歪み量は等しくなる。従っ
て、この場合においても出力電圧は、フルブリッジの場
合に比べて２．６／４＝０．６５倍の出力が得られ、ハ
ーフブリッジよりも大きな出力電圧が得られる。
みゲージパターンＲC1、ＲT1の中心位置までの距離と荷
重点から歪みゲージパターンＲC2、ＲT2の中心位置まで
の距離が共にＬ1 で等しいので、Ｌ1 ／Ｗ1 ＝Ｌ2 （＝
Ｌ1 ）／Ｗ2 （＝Ｗ1 ）なる関係式が成立する。従っ
て、荷重点に荷重が印加したときそれぞれの歪みゲージ
ＲC1、ＲC2、ＲT1、ＲT2の歪み量は等しくなる。従っ
て、この場合においても出力電圧は、フルブリッジの場
合に比べて２．６／４＝０．６５倍の出力が得られ、ハ
ーフブリッジよりも大きな出力電圧が得られる。
【００３１】また、第１の歪みゲージＲC1，ＲC2と第２
の歪みゲージＲT1，ＲT2が、ＲC1−ＲT1−ＲC2−ＲT2の
ように、交互になるようにしてリング状に配置してブリ
ッジ回路を構成しているので、各歪みゲージ間を接続す
るリード配線パターンＬe 及び各歪みゲージの接続点と
各入出力端子パターンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-を接続す
るリード配線パターンＬe が簡単となり、リード配線パ
ターンの長さを短くできる。従って、リード配線パター
ンＬe の抵抗の温度特性等による温度ドリフト等の影響
を軽減でき、ノイズの影響を無くして出力のＳ／Ｎ比を
高めることができる。
の歪みゲージＲT1，ＲT2が、ＲC1−ＲT1−ＲC2−ＲT2の
ように、交互になるようにしてリング状に配置してブリ
ッジ回路を構成しているので、各歪みゲージ間を接続す
るリード配線パターンＬe 及び各歪みゲージの接続点と
各入出力端子パターンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-を接続す
るリード配線パターンＬe が簡単となり、リード配線パ
ターンの長さを短くできる。従って、リード配線パター
ンＬe の抵抗の温度特性等による温度ドリフト等の影響
を軽減でき、ノイズの影響を無くして出力のＳ／Ｎ比を
高めることができる。
【００３２】また、荷重点から等しい距離に全ての歪み
ゲージパターンＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2を形成するの
で、ビーム体の寸法精度の管理や荷重点からの各歪みゲ
ージパターンの距離の管理や各歪みゲージパターンの厚
さや幅の管理が容易となり、ロードセルの製作が容易に
なる。また、パターン形状が単純になり、ロードセルを
製作する上での歩留まりを向上できる。
ゲージパターンＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2を形成するの
で、ビーム体の寸法精度の管理や荷重点からの各歪みゲ
ージパターンの距離の管理や各歪みゲージパターンの厚
さや幅の管理が容易となり、ロードセルの製作が容易に
なる。また、パターン形状が単純になり、ロードセルを
製作する上での歩留まりを向上できる。
【００３３】（第３の実施の形態）この実施の形態は第
１の実施の形態の変形例で、各入出力端子パターンＶe
+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-の配置位置を第１の実施の形態よ
りも荷重受けピン１５側に近くしている。すなわち、片
持ち梁構造のビーム体の性質から各歪みゲージＲC1，Ｒ
C2，ＲT1，ＲT2の位置の歪みの大きさは荷重点からの距
離に比例して大きくなる。そして、荷重の大きさを精度
よく検出するためには最大歪みの生じる変形部１１ａ，
１１ｂの中央部に各歪みゲージＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2
を配置するのが最適であるが、それとは逆に入出力端子
パターンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-は歪みの極めて小さい
位置に配置することが望まれる。特に、入出力端子パタ
ーンにリード線を取出すために半田等を載せた時、歪み
の大きな位置に入出力端子パターンを配置すると繰り返
し生じる歪みのために端子部が剥離する可能性が高くな
る。一方、板状のビーム体１２では端子部を厚くする等
の対策ができない。このため、歪みの小さい荷重点近傍
に入出力端子パターンを配置することが適切である。
１の実施の形態の変形例で、各入出力端子パターンＶe
+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-の配置位置を第１の実施の形態よ
りも荷重受けピン１５側に近くしている。すなわち、片
持ち梁構造のビーム体の性質から各歪みゲージＲC1，Ｒ
C2，ＲT1，ＲT2の位置の歪みの大きさは荷重点からの距
離に比例して大きくなる。そして、荷重の大きさを精度
よく検出するためには最大歪みの生じる変形部１１ａ，
１１ｂの中央部に各歪みゲージＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2
を配置するのが最適であるが、それとは逆に入出力端子
パターンＶe+，Ｖe-、Ｖo+，Ｖo-は歪みの極めて小さい
位置に配置することが望まれる。特に、入出力端子パタ
ーンにリード線を取出すために半田等を載せた時、歪み
の大きな位置に入出力端子パターンを配置すると繰り返
し生じる歪みのために端子部が剥離する可能性が高くな
る。一方、板状のビーム体１２では端子部を厚くする等
の対策ができない。このため、歪みの小さい荷重点近傍
に入出力端子パターンを配置することが適切である。
【００３４】このように各入出力端子パターンＶe+，Ｖ
e-、Ｖo+，Ｖo-を荷重受けピン１５の近傍に配置してい
るので、各入出力端子への歪みの影響を少なくでき、端
子部が繰り返し生じる歪みにより剥離するのを防止でき
信頼性を向上できる。なお、この実施の形態においても
各歪みゲージパターンＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2の配置は
第１の実施の形態と同様であり、リード配線パターンＬ
e の長さが若干長くなるが略同様の作用効果が得られ
る。
e-、Ｖo+，Ｖo-を荷重受けピン１５の近傍に配置してい
るので、各入出力端子への歪みの影響を少なくでき、端
子部が繰り返し生じる歪みにより剥離するのを防止でき
信頼性を向上できる。なお、この実施の形態においても
各歪みゲージパターンＲC1，ＲC2，ＲT1，ＲT2の配置は
第１の実施の形態と同様であり、リード配線パターンＬ
e の長さが若干長くなるが略同様の作用効果が得られ
る。
【００３５】
【発明の効果】以上、請求項１記載の発明によれば、平
板状のビーム体上に形成するリード配線パターンを短く
でき、これにより温度ドリフト等の影響を軽減して出力
のＳ／Ｎ比を高めることができる。
板状のビーム体上に形成するリード配線パターンを短く
でき、これにより温度ドリフト等の影響を軽減して出力
のＳ／Ｎ比を高めることができる。
【００３６】また、請求項２記載の発明によれば、平板
状のビーム体上に形成するリード配線パターンをさらに
短くでき、これにより温度ドリフト等の影響をさらに軽
減して出力のＳ／Ｎ比をより高めることができ、しか
も、最大の出力電圧を得ることができるとともに製作が
容易となる。
状のビーム体上に形成するリード配線パターンをさらに
短くでき、これにより温度ドリフト等の影響をさらに軽
減して出力のＳ／Ｎ比をより高めることができ、しか
も、最大の出力電圧を得ることができるとともに製作が
容易となる。
【００３７】また、請求項３記載の発明によれば、平板
状のビーム体上に形成するリード配線パターンを短くで
き、これにより温度ドリフト等の影響を軽減して出力の
Ｓ／Ｎ比をより高めることができ、しかも、最大の出力
電圧を得ることができる。
状のビーム体上に形成するリード配線パターンを短くで
き、これにより温度ドリフト等の影響を軽減して出力の
Ｓ／Ｎ比をより高めることができ、しかも、最大の出力
電圧を得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すロードセルの
平面図。
平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】同実施の形態におけるロードセルの等価回路
図。
図。
【図４】同実施の形態のロードセルを使用した荷重検出
装置の一例を示す概略構成図。
装置の一例を示す概略構成図。
【図５】本発明の第２の実施の形態を示すロードセルの
平面図。
平面図。
【図６】本発明の第３の実施の形態を示すロードセルの
平面図。
平面図。
【図７】従来のロバーバル機構のロードセルの構成を示
す図。
す図。
１１ａ，１１ｂ…変形部 １２…ビーム体 １５…荷重受けピン ＲC1，ＲC2…第１の歪みゲージパターン ＲT1，ＲT2…第２の歪みゲージパターン Ｌe …リード配線パターン Ｖe+，Ｖe-…入力端子パターン Ｖo+，Ｖo-…出力端子パターン
Claims (3)
- 【請求項１】 片持ち梁構造からなり、中間部に変形部
を有するビーム体の一端を固定端、他端を自由端とし、
この自由端に荷重点を有する平板状のロードセルにおい
て、圧縮歪みを検知する１対の第１の歪みゲージと引っ
張り歪みを検知する１対の第２の歪みゲージを、前記ビ
ーム体の同一平面上に、第１の歪みゲージと第２の歪み
ゲージが交互になるようにしてリング状に配置し、この
各歪みゲージでブリッジ回路を構成したことを特徴とす
るロードセル。 - 【請求項２】 片持ち梁構造からなり、中間部に変形部
を有するビーム体の一端を固定端、他端を自由端とし、
この自由端に荷重点を有する平板状のロードセルにおい
て、圧縮歪みを検知する１対の第１の歪みゲージと引っ
張り歪みを検知する１対の第２の歪みゲージを、前記ビ
ーム体の同一平面上に、荷重点から等しい距離で、かつ
変形部の最大歪み発生部位に配置するとともに、この第
１の歪みゲージと第２の歪みゲージが交互になるように
してリング状に配置し、この各歪みゲージでブリッジ回
路を構成したことを特徴とするロードセル。 - 【請求項３】 片持ち梁構造からなり、中間部に変形部
を有するビーム体の一端を固定端、他端を自由端とし、
この自由端に荷重点を有する平板状のロードセルにおい
て、圧縮歪みを検知する１対の第１の歪みゲージと引っ
張り歪みを検知する１対の第２の歪みゲージを、第１の
歪みゲージと第２の歪みゲージを組とする２組に分け、
前記ビーム体の同一平面上に、それぞれの組が荷重点か
ら等しい距離になるように配置するとともに一方の組を
変形部の最大歪み発生部位に配置し、一方の組の荷重点
からの距離をＬ1 とし、この距離Ｌ1 における前記ビー
ム体の幅をＷ1 とし、他方の組の荷重点からの距離をＬ
2 とし、この距離Ｌ2 における前記ビーム体の幅をＷ2
としたとき、Ｗ1 ／Ｌ1 ＝Ｗ2 ／Ｌ2 の関係が略成立す
るように他方の組を配置し、かつ第１の歪みゲージと第
２の歪みゲージが交互になるようにしてリング状に配置
し、この各歪みゲージでブリッジ回路を構成したことを
特徴とするロードセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6422296A JPH09257601A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | ロードセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6422296A JPH09257601A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | ロードセル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257601A true JPH09257601A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13251871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6422296A Pending JPH09257601A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | ロードセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09257601A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7100731B2 (en) * | 2002-11-27 | 2006-09-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Weight detecting system for an occupant of a seat |
| JP2016168819A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | ファナック株式会社 | 射出成形機の負荷検出装置 |
| CN108984885A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-12-11 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种基于许可永久变形下的装载甲板板设计方法 |
| JP2021503082A (ja) * | 2017-11-14 | 2021-02-04 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | 分割ブリッジ回路力センサ |
| US11571264B2 (en) | 2007-12-18 | 2023-02-07 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Force sensor temperature compensation |
| US11650111B2 (en) | 2007-12-18 | 2023-05-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Ribbed force sensor |
-
1996
- 1996-03-21 JP JP6422296A patent/JPH09257601A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7100731B2 (en) * | 2002-11-27 | 2006-09-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Weight detecting system for an occupant of a seat |
| US11571264B2 (en) | 2007-12-18 | 2023-02-07 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Force sensor temperature compensation |
| US11650111B2 (en) | 2007-12-18 | 2023-05-16 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Ribbed force sensor |
| JP2016168819A (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | ファナック株式会社 | 射出成形機の負荷検出装置 |
| JP2021503082A (ja) * | 2017-11-14 | 2021-02-04 | インテュイティブ サージカル オペレーションズ， インコーポレイテッド | 分割ブリッジ回路力センサ |
| US11460360B2 (en) | 2017-11-14 | 2022-10-04 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Split bridge circuit force sensor |
| US11965789B2 (en) | 2017-11-14 | 2024-04-23 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Split bridge circuit force sensor |
| CN108984885A (zh) * | 2018-07-05 | 2018-12-11 | 中国船舶工业集团公司第七0八研究所 | 一种基于许可永久变形下的装载甲板板设计方法 |
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