JPS585624A - 力トランスジユ−サ - Google Patents
力トランスジユ−サInfo
- Publication number
- JPS585624A JPS585624A JP57083353A JP8335382A JPS585624A JP S585624 A JPS585624 A JP S585624A JP 57083353 A JP57083353 A JP 57083353A JP 8335382 A JP8335382 A JP 8335382A JP S585624 A JPS585624 A JP S585624A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- members
- force
- parallel
- central axis
- reference axis
- Prior art date
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
- G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Pens And Brushes (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシテンスジエーサの公費に属し、詳しくいうと
、高解像力、高精度のカトッンスジエーナに関する。
、高解像力、高精度のカトッンスジエーナに関する。
力あるいは重さを感知する従来技術の一屡式は固定の磁
界中に可動コイルを使用するフィードバッタ方法を利用
している。このコイルは感知軸線に沿って可動であり、
そしてこの感知軸線に沿う一定位置に保持するのに十分
な電流によって駆動される。この形態においては、コイ
ル駆動電流はこのコイルを変位するために供給される力
の尺度を提供する。この方法は一般的に有効であるけれ
ど、この力感知形態は比較的複雑であり、対応的に高価
である。
界中に可動コイルを使用するフィードバッタ方法を利用
している。このコイルは感知軸線に沿って可動であり、
そしてこの感知軸線に沿う一定位置に保持するのに十分
な電流によって駆動される。この形態においては、コイ
ル駆動電流はこのコイルを変位するために供給される力
の尺度を提供する。この方法は一般的に有効であるけれ
ど、この力感知形態は比較的複雑であり、対応的に高価
である。
従来技術の他の形式はひずみゲージ・−−ドセルである
。しかしながら、この形式においては1、 ++ )1
1竜ルの精度がひずみゲージのセン!材料のヒステリシ
スおよびクリープによって、ならびにセンナに対する結
合材料のヒステリシスおよびクリープによって、制限さ
れる。
。しかしながら、この形式においては1、 ++ )1
1竜ルの精度がひずみゲージのセン!材料のヒステリシ
スおよびクリープによって、ならびにセンナに対する結
合材料のヒステリシスおよびクリープによって、制限さ
れる。
さらに他の力感類方法は可魔牛ヤパシタンス形式の−−
ドセルを利用する。この四−ドセルにおいては、一対の
対向する実質的に平行な導電性板を供給される力に比例
する態様で測定されるべき力が分離させるようにこれら
導電性板が結合されている。この方決は原理的には満足
なものであるけれど、感知する導電性板をある範囲の力
にわたつて平行に適切に保持する従来技術において既知
の直進組立体がない。
ドセルを利用する。この四−ドセルにおいては、一対の
対向する実質的に平行な導電性板を供給される力に比例
する態様で測定されるべき力が分離させるようにこれら
導電性板が結合されている。この方決は原理的には満足
なものであるけれど、感知する導電性板をある範囲の力
にわたつて平行に適切に保持する従来技術において既知
の直進組立体がない。
従って、本発明の目的は改良された力七ンナを提供する
ことである。
ことである。
他の目的は可変キャパシタンス力センナを提供すること
である。
である。
簡単に説明すると、本発明によれば、カトッンスジエー
サは中心軸線に沿っている一財の対向する剛体の力合算
部材を含む。これら合算部材のそれぞれは中心軸線に沿
って他方の合算部材の方へ延在するセンナ部材を含む。
サは中心軸線に沿っている一財の対向する剛体の力合算
部材を含む。これら合算部材のそれぞれは中心軸線に沿
って他方の合算部材の方へ延在するセンナ部材を含む。
これらセンナ部材は中心軸線に直角な第1の基準軸線の
方向において相互にオフセットされている(心がずれて
いる)対向する感知部分を含む。一対のビーム部材が力
合算部材間に延在しかつこれら部材を結合しており、一
方のビーム部材はセンナ部材の一偏にあり、また他方の
ビーム部材はセンナ部材の他側にある。
方向において相互にオフセットされている(心がずれて
いる)対向する感知部分を含む。一対のビーム部材が力
合算部材間に延在しかつこれら部材を結合しており、一
方のビーム部材はセンナ部材の一偏にあり、また他方の
ビーム部材はセンナ部材の他側にある。
これらビーム部材は第2の基準軸!1(第1の基準軸線
および中心軸線に対して直角をなす)に平行な軸線に関
して可撓性であるが、他の点では実質的に剛性で”ある
。本発明の好ましい形式においては、ビーム部材は憂さ
において実質的に等しく、かつセンナ部材と結合する点
間の距離が実質的に等しく、従ってビーム部材はおおむ
ね平行である。
および中心軸線に対して直角をなす)に平行な軸線に関
して可撓性であるが、他の点では実質的に剛性で”ある
。本発明の好ましい形式においては、ビーム部材は憂さ
において実質的に等しく、かつセンナ部材と結合する点
間の距離が実質的に等しく、従ってビーム部材はおおむ
ね平行である。
本発明の一廖式においては、対向するセンナ部材のそれ
ぞれは、一対の対向する実質的に平行な導電性平面を提
供するように、導電性部材を支持する。これら導電性平
面は第1の基準軸線の方向においてオフセットされてお
り、かつ第2の基準軸線に対して平行である。本発明の
この形式においては、力訃テンスジエーサは導電性部材
が感知部材の対向する部分に付着された薄い導電性フィ
ルムであるモノリシツタ誘電体構造であってもよいO この形態においては、カトランスジエーサは第1の基準
軸線に平行な力によって一方の合算部材に支持すること
ができる。測定されるべき力は第1の基準軸線に平行な
他方の合算部材に供給される。この力が合算部材に供給
されると、ビーム部材は第2の基準軸線に平行な軸線に
関するそれらの可撓性により変形する。ビーム部材が変
形すると、感知部材およびこれら感知部材によって支持
される導電性部材がそれらの平行な関係を維持しながら
第1の基準軸線の方向に互いに関して変位される。これ
ら導電性部材によって形成される有効平行板コンデンサ
のキャパシタンス体通常のように測定できる。測定され
たキャパシタンス値は平行板の間隔、従って測定される
べき力に反比例する。
ぞれは、一対の対向する実質的に平行な導電性平面を提
供するように、導電性部材を支持する。これら導電性平
面は第1の基準軸線の方向においてオフセットされてお
り、かつ第2の基準軸線に対して平行である。本発明の
この形式においては、力訃テンスジエーサは導電性部材
が感知部材の対向する部分に付着された薄い導電性フィ
ルムであるモノリシツタ誘電体構造であってもよいO この形態においては、カトランスジエーサは第1の基準
軸線に平行な力によって一方の合算部材に支持すること
ができる。測定されるべき力は第1の基準軸線に平行な
他方の合算部材に供給される。この力が合算部材に供給
されると、ビーム部材は第2の基準軸線に平行な軸線に
関するそれらの可撓性により変形する。ビーム部材が変
形すると、感知部材およびこれら感知部材によって支持
される導電性部材がそれらの平行な関係を維持しながら
第1の基準軸線の方向に互いに関して変位される。これ
ら導電性部材によって形成される有効平行板コンデンサ
のキャパシタンス体通常のように測定できる。測定され
たキャパシタンス値は平行板の間隔、従って測定される
べき力に反比例する。
本発明のカトランスジエーナは、例えば、カトランスジ
エーサが石英より形成されたモノリシック構造体である
場合には、負荷のもとて比較的低ヒステリシスおよび非
常に低いクリープによって特徴付けることができる。こ
の形式においては、合算部材に供給される与えられた力
に対して熱による中ヤバシタンスの変化が比較的少ない
・カトツンスジエーサは主として単一の感知(第1の基
準)軸線からの正味の力に応答し、そしてその他の面に
おける力および毫−メントに対しては比較的高い拒否比
率を有する。
エーサが石英より形成されたモノリシック構造体である
場合には、負荷のもとて比較的低ヒステリシスおよび非
常に低いクリープによって特徴付けることができる。こ
の形式においては、合算部材に供給される与えられた力
に対して熱による中ヤバシタンスの変化が比較的少ない
・カトツンスジエーサは主として単一の感知(第1の基
準)軸線からの正味の力に応答し、そしてその他の面に
おける力および毫−メントに対しては比較的高い拒否比
率を有する。
本発明のカトランスジエーサは力の直接測定用の四−ド
セルの形式のカセiすとして使用することができる。あ
るいは、このトランスジニーナは慣性力(ある質量とと
もに使用されるとき)、あるいはダイヤ7ツ^とともに
使用されるときの圧力のような他の力を感知するために
使用できる。
セルの形式のカセiすとして使用することができる。あ
るいは、このトランスジニーナは慣性力(ある質量とと
もに使用されるとき)、あるいはダイヤ7ツ^とともに
使用されるときの圧力のような他の力を感知するために
使用できる。
本発明の上述のおよび他の目的、種々の特徴、ならびに
本発明それ自体は添付図面を参照しての以下の好ましい
実施例についての記載から十分に理解されよう。
本発明それ自体は添付図面を参照しての以下の好ましい
実施例についての記載から十分に理解されよう。
第1IIは本発明による)テンスジエーナ10の好まし
い一形式を示す。このトランスジニーナ10は一対の長
方形横断画の綱長い力合算部材1215よび14を有し
、これら部材12.14は共通の中心軸線14に沿って
延在している。一方の細長い部材12は第2Wiにも図
示されている。
い一形式を示す。このトランスジニーナ10は一対の長
方形横断画の綱長い力合算部材1215よび14を有し
、これら部材12.14は共通の中心軸線14に沿って
延在している。一方の細長い部材12は第2Wiにも図
示されている。
部材12および14はそれらの異液する端部に相Il園
を含む。図示するように、力合算部材12.14の端部
全体が相補面をlll成しているが、他の実施例におい
ては、相補面が隣接する端部の一部だけであってもよい
。
を含む。図示するように、力合算部材12.14の端部
全体が相補面をlll成しているが、他の実施例におい
ては、相補面が隣接する端部の一部だけであってもよい
。
例示の実施例においては、部材12.14の画は中心軸
線16に直角な第1の基準軸II!10の方向において
オフセットされて(心がずれて)いる平らな部分20お
よび22をそれでれ含む。これら平らな部分20S22
は軸s16およびi、oに直角な第2の基準軸線24に
対して平行である。
線16に直角な第1の基準軸II!10の方向において
オフセットされて(心がずれて)いる平らな部分20お
よび22をそれでれ含む。これら平らな部分20S22
は軸s16およびi、oに直角な第2の基準軸線24に
対して平行である。
この好ましい実施例においては、平らな部分20および
22は中心軸線16に対しても平行であるが、他の実施
例では平らな部分は中心軸線16からある角度をもって
(角度方向に)オフセットされていてもよい。図示する
ように、平らな部分20および22の各IIW1は軸$
950に対して平行でかつ軸線14に対して直角である
けれど、これら側面の他の配向状態も使用できる。この
実施例においては、部材12および14は実質的に同一
である。これら部材は接合されてトランスジニー910
ft形成する。
22は中心軸線16に対しても平行であるが、他の実施
例では平らな部分は中心軸線16からある角度をもって
(角度方向に)オフセットされていてもよい。図示する
ように、平らな部分20および22の各IIW1は軸$
950に対して平行でかつ軸線14に対して直角である
けれど、これら側面の他の配向状態も使用できる。この
実施例においては、部材12および14は実質的に同一
である。これら部材は接合されてトランスジニー910
ft形成する。
細長い力合算部材12および14は軸線14および24
に平行な平面にそれらの相補面から鴬在する2つの平面
状スリットをそれぞれ含む。第3図はこれらスリットが
軸線16および24に平行な平面でない点を除き第1図
および第2図の部材12に類似する部材12の一形式を
示す。第5A図はス冑ットによって定められる部分12
mおよび12bが中心軸11116の方向にテーパー状
をなして相補面に向って電在している点を除き第1図お
よび第2図の部材12に類似する部材↑2の一形式を示
す。
に平行な平面にそれらの相補面から鴬在する2つの平面
状スリットをそれぞれ含む。第3図はこれらスリットが
軸線16および24に平行な平面でない点を除き第1図
および第2図の部材12に類似する部材12の一形式を
示す。第5A図はス冑ットによって定められる部分12
mおよび12bが中心軸11116の方向にテーパー状
をなして相補面に向って電在している点を除き第1図お
よび第2図の部材12に類似する部材↑2の一形式を示
す。
第1図および第2図に例示された実施例においては、部
材12および14のそれヤれにおける両ス胃ットは同一
の深さを有する。しかしながら、他の実施例においては
、部材12および14のそれヤれにおいて、一方のスリ
ットが深さAを有し、他方のスリットが深さ1を有して
もよい。この揚台、ムおよびBの少なくとも一方はOで
はなく、かつムと1の和はあらかじめ定められた値に等
しい。さらに、部材12の2つのス豐ツ゛トは軸線sO
の方向に離間されており、従って部材12の上部ビーム
部分12ai5よび下部ビーム菖分12b(すなわち、
部材t2のスリットおよび外側表面によって限定さげた
ビーム部分)は軸!12 ai平行な軸線に関するモー
メン)に応答して相対的にたわみやすくなる。
材12および14のそれヤれにおける両ス胃ットは同一
の深さを有する。しかしながら、他の実施例においては
、部材12および14のそれヤれにおいて、一方のスリ
ットが深さAを有し、他方のスリットが深さ1を有して
もよい。この揚台、ムおよびBの少なくとも一方はOで
はなく、かつムと1の和はあらかじめ定められた値に等
しい。さらに、部材12の2つのス豐ツ゛トは軸線sO
の方向に離間されており、従って部材12の上部ビーム
部分12ai5よび下部ビーム菖分12b(すなわち、
部材t2のスリットおよび外側表面によって限定さげた
ビーム部分)は軸!12 ai平行な軸線に関するモー
メン)に応答して相対的にたわみやすくなる。
本爽施例においては、部材12および14は実質的に同
一である。その結果、部材1402つのスロットは上部
ビーム部分14mおよび下部ビーム部分14bを定める
ものとみなせる。
一である。その結果、部材1402つのスロットは上部
ビーム部分14mおよび下部ビーム部分14bを定める
ものとみなせる。
部材12および14の平らな部分20および22はそれ
ぞれ実質的に平面状の導電性部材s4および56を支持
する。
ぞれ実質的に平面状の導電性部材s4および56を支持
する。
部材12および14の上部ビーム部分12mおよび下部
ビーム部分1411はそれぞれ接合用部材42によって
接合され、また部材12および14の下部ビーム部分1
2におよび上部ビーム部分14mはそれぞれ接合用部材
44によって接合される。その結果としての形態におい
て、部材12および14の相補面は軸線16の方向にお
いて互いにオアセットされており、部材54およびs6
の対向する導電性表面は軸@goの方向において互いに
オアセットされている。好ましい形式においては、部材
12および14は石英であり、結合部材42および44
もまた、石英であり、従ってこれらすべての部材紘モノ
リシック構造体を形成するように一緒に融合できる。他
の実施例においては、チタンのけい酸塩、セフ攬ツタあ
るいは他の誘電体材料のような他の材料が使用できる。
ビーム部分1411はそれぞれ接合用部材42によって
接合され、また部材12および14の下部ビーム部分1
2におよび上部ビーム部分14mはそれぞれ接合用部材
44によって接合される。その結果としての形態におい
て、部材12および14の相補面は軸線16の方向にお
いて互いにオアセットされており、部材54およびs6
の対向する導電性表面は軸@goの方向において互いに
オアセットされている。好ましい形式においては、部材
12および14は石英であり、結合部材42および44
もまた、石英であり、従ってこれらすべての部材紘モノ
リシック構造体を形成するように一緒に融合できる。他
の実施例においては、チタンのけい酸塩、セフ攬ツタあ
るいは他の誘電体材料のような他の材料が使用できる。
第111に示すように、トランスジユーサ10は部材1
4に強固に取付けられた裏い支持部材50および部材1
2に強固に取付けられた酪い万人力部材52を含む。こ
れら部材50および52は石英であってもよく、また部
材12および14にそれぞれ融合してもよい。支持部材
50は)フンスジエーナ支持素体S6の上部平面に結合
される。
4に強固に取付けられた裏い支持部材50および部材1
2に強固に取付けられた酪い万人力部材52を含む。こ
れら部材50および52は石英であってもよく、また部
材12および14にそれぞれ融合してもよい。支持部材
50は)フンスジエーナ支持素体S6の上部平面に結合
される。
第4図は部材50および52が力合算部材12および1
4に機械的に結合された(ねじ58mおよびs8kによ
って)金属部材である点を除き第1図のトランスジユー
サと類似する本発明の他の形式な示す。この形式におい
ては応力隔絶みぞ5?aおよび59kが取付けねじから
の応力を隔絶する。
4に機械的に結合された(ねじ58mおよびs8kによ
って)金属部材である点を除き第1図のトランスジユー
サと類似する本発明の他の形式な示す。この形式におい
ては応力隔絶みぞ5?aおよび59kが取付けねじから
の応力を隔絶する。
第9図のトテンスジュー量の動作においては、矢印60
によって指示された測定されるべき力は軸線50に沿っ
て万人力部材52に供給される。
によって指示された測定されるべき力は軸線50に沿っ
て万人力部材52に供給される。
この力は部材12の左側部分(WJにおいて)に伝達さ
れる。部材52に供給される力に応答して、等しい反対
の力(矢印62によって指示された)が素体56の上部
表面の支持部材50に供給される。この後者の力は部材
14の右側部分(図において)に伝達される。トランス
ジユーサ10に供給されるこれら対の力に応答して、ト
ランスジエサ10の上部および下部ビーム部材は、導電
性部材34および56がそれらの平行関係を維持したま
一1Fランスジエーナ10に供給される対の力の大きさ
に関係した距離だけ離間する上うな態様で、変形する。
れる。部材52に供給される力に応答して、等しい反対
の力(矢印62によって指示された)が素体56の上部
表面の支持部材50に供給される。この後者の力は部材
14の右側部分(図において)に伝達される。トランス
ジユーサ10に供給されるこれら対の力に応答して、ト
ランスジエサ10の上部および下部ビーム部材は、導電
性部材34および56がそれらの平行関係を維持したま
一1Fランスジエーナ10に供給される対の力の大きさ
に関係した距離だけ離間する上うな態様で、変形する。
部材34および56によって形成される有効コンデンナ
の中ヤバシタンスの大きさは通常のように測定でき、部
材52に加えられる力の大きさを提、供する。
の中ヤバシタンスの大きさは通常のように測定でき、部
材52に加えられる力の大きさを提、供する。
トランスジユーサ10は軸ll3Gに沿う以外の方向に
おける毫−メントおよびカには非常に抵抗するから、印
加される対の力(矢印4oおよび62によって表わされ
た)は軸@SOに沿う必要がない。例えば、第45Iの
点線矢印40’および62′の方向に力が加えられると
、導電性部材34および!4[の分離は軸!15Gの方
向の印加された力の成分に反比例する。
おける毫−メントおよびカには非常に抵抗するから、印
加される対の力(矢印4oおよび62によって表わされ
た)は軸@SOに沿う必要がない。例えば、第45Iの
点線矢印40’および62′の方向に力が加えられると
、導電性部材34および!4[の分離は軸!15Gの方
向の印加された力の成分に反比例する。
上部および下部ビーム部材が変影すると、これら部材に
応力が生じる。例示の実施例では、スロットの深さムお
よびBが等しく、かつプリッタ12および14が実質的
に同じであるという系の対称性のために、接合用部材4
2および44によって形成される接合部は曲げ応力反曲
点、すなわち曲げモーメントが口である点に生じる。本
発明の他の形式においては、例えばス胃ット深さムおよ
びBが同じでない場合、特にスシツト深さムおよびBの
一方がOに等しい場合には、部材の接合部はこれら応力
反曲点に生じない。しかしながら、第1図に示す好まし
い形式はこの特性を有する。
応力が生じる。例示の実施例では、スロットの深さムお
よびBが等しく、かつプリッタ12および14が実質的
に同じであるという系の対称性のために、接合用部材4
2および44によって形成される接合部は曲げ応力反曲
点、すなわち曲げモーメントが口である点に生じる。本
発明の他の形式においては、例えばス胃ット深さムおよ
びBが同じでない場合、特にスシツト深さムおよびBの
一方がOに等しい場合には、部材の接合部はこれら応力
反曲点に生じない。しかしながら、第1図に示す好まし
い形式はこの特性を有する。
この状態のもとで紘、撃合用部材42および44によっ
て形成される接合部は軽く応力が生じるだけであるから
、比較的低品質の、従って安価な接合部が使用できる。
て形成される接合部は軽く応力が生じるだけであるから
、比較的低品質の、従って安価な接合部が使用できる。
例えば、本発明が石英から構成される場合には、カドラ
ンスジューサ10は負荷のもとて非常に低いヒステリシ
スおよび非常に低いクリープ、なら5 びに10 ないし10−’程度の精度指数を有すること
になる。さらに、このトランスジューサは熱によるキャ
パシタンスの変化が比較的低いという特徴もある。
ンスジューサ10は負荷のもとて非常に低いヒステリシ
スおよび非常に低いクリープ、なら5 びに10 ないし10−’程度の精度指数を有すること
になる。さらに、このトランスジューサは熱によるキャ
パシタンスの変化が比較的低いという特徴もある。
カド2ンスジエーサ)0は一般に単一の軸線30に沿う
正味の力にのみ応答し、そして他の面における力に対し
ては比較的高い拒否比率を維持する。本実施例の部材1
2および14は1つの長方形状の細長い石英プリッタか
ら相補面を形成するように切断することによって容易に
構成てきる。
正味の力にのみ応答し、そして他の面における力に対し
ては比較的高い拒否比率を維持する。本実施例の部材1
2および14は1つの長方形状の細長い石英プリッタか
ら相補面を形成するように切断することによって容易に
構成てきる。
これら相補面を有する2つのブロックは上部および下部
ビーム部分を形成するように切除された一対のス胃ツシ
を有するだけである。ビー^部分を形成するス四ツシは
図示するように感知部分の両側にあっても、あるいは同
じ側にあってもよい。
ビーム部分を形成するように切除された一対のス胃ツシ
を有するだけである。ビー^部分を形成するス四ツシは
図示するように感知部分の両側にあっても、あるいは同
じ側にあってもよい。
2つのデリック唸ビー^部分を接合することによって、
例えばしつかりしたモノリシツタ構造体rt形威するた
めに融合によって接合されることにより、トランスジ為
−サを形成する。本発明の他の形式においては、金属を
含む他の材料が部材12および14として使用できる。
例えばしつかりしたモノリシツタ構造体rt形威するた
めに融合によって接合されることにより、トランスジ為
−サを形成する。本発明の他の形式においては、金属を
含む他の材料が部材12および14として使用できる。
ただし、金属または導電性材料の場合には、部材S4お
よびS6の少なくとも一方が他方から絶縁されることに
なる。部材50および52は金属であっても、あるいは
他の材料であってもよい。
よびS6の少なくとも一方が他方から絶縁されることに
なる。部材50および52は金属であっても、あるいは
他の材料であってもよい。
第5図は一回の切断による相補面を有する本発明におい
て使用するための部材12および14に対する他の形式
を示す。本発明のこの形式においては、部材14は部材
12と実質的に同一である。
て使用するための部材12および14に対する他の形式
を示す。本発明のこの形式においては、部材14は部材
12と実質的に同一である。
導電性部材s4および54は部材12および14のそれ
ぞれのスーツシ間の平らな部分(平面)20および22
の財##する部分にある。この形態によるトランスジュ
ーサの動作はキャパシタンスに対してコナインのスケー
ル・7アタタを必要とするという点を除き、第1図と関
連して記載した動作と実質的に同じである。例えば本発
明のさらに他の実施例においては、部材12および14
は第1v1ないし第5図に示す長方形横断面とは相違す
る″おおむね円形の横断面を有している。
ぞれのスーツシ間の平らな部分(平面)20および22
の財##する部分にある。この形態によるトランスジュ
ーサの動作はキャパシタンスに対してコナインのスケー
ル・7アタタを必要とするという点を除き、第1図と関
連して記載した動作と実質的に同じである。例えば本発
明のさらに他の実施例においては、部材12および14
は第1v1ないし第5図に示す長方形横断面とは相違す
る″おおむね円形の横断面を有している。
第6ム、6116C図ならびに第7区ないし第10図は
本発明のさらに他の複数の実施例を示す。
本発明のさらに他の複数の実施例を示す。
これら図面において、第1図ないし第svJの素子と対
応する素子は同じ参照符号を有する。第6ム、6Bs6
CWJならびに第7図ないし第10WI&−おいて、ト
ランスジニー910は中心軸1a14に沿って延在する
円筒状四ツドの2つの部材12および14からおおむね
形式されている。これら2つの部材12および14はそ
れらの隣接する端部に相補面を有する。これら相補面は
少な(とも一対の対向する部分20および22を含む。
応する素子は同じ参照符号を有する。第6ム、6Bs6
CWJならびに第7図ないし第10WI&−おいて、ト
ランスジニー910は中心軸1a14に沿って延在する
円筒状四ツドの2つの部材12および14からおおむね
形式されている。これら2つの部材12および14はそ
れらの隣接する端部に相補面を有する。これら相補面は
少な(とも一対の対向する部分20および22を含む。
これら部分20および22は第1の基準軸線30に平行
な方向においてオフ竜ツシされておりかつ第2の基準軸
線24に平行である。この例示の実施例においては部分
20および22状平函状である。舅の実施例では、部分
20および22は平面状以外の例えば球−状であっても
よい。平面状部分20および22は平面状の導電性部材
54および36をそれぞれ支持する。
な方向においてオフ竜ツシされておりかつ第2の基準軸
線24に平行である。この例示の実施例においては部分
20および22状平函状である。舅の実施例では、部分
20および22は平面状以外の例えば球−状であっても
よい。平面状部分20および22は平面状の導電性部材
54および36をそれぞれ支持する。
第6ム、6B、40図ならびに第7図ないし第10gの
実施例においては、実質的に等しい長さの、平行な上部
および下部ビーム部材70および72が部材12および
14間に延在しかつこれら部材12.14を結合してい
る。ビーム部材70および72は軸線24に平行な軸線
に関して比較的たわみやすい。
実施例においては、実質的に等しい長さの、平行な上部
および下部ビーム部材70および72が部材12および
14間に延在しかつこれら部材12.14を結合してい
る。ビーム部材70および72は軸線24に平行な軸線
に関して比較的たわみやすい。
ビーム部材70および72は部材12および14から延
在するビードによって各端部がこれら部材12.14に
結合されている。実際には、ビーム部材70は軸線24
に平行な軸線76および78に沿って結合されており、
またビーム部材72は軸線24に平行な軸線SOおよび
82に沿って結合されている。軸線76および78は軸
線16に関して軸線−Oおよび82と同じ距離だけ離間
されている。さらに、軸線74sよびsOは軸@SOに
沿って軸線78および82と実質的に同じ距離だけ離間
されている。第6人、6 B、 4C図ならびに第7図
ないし第10図のすべての実施例において、素子は石英
のような単一の材料よりなるものでよく、かつモノリシ
ック構造体を形成するように一緒に融合することができ
る。
在するビードによって各端部がこれら部材12.14に
結合されている。実際には、ビーム部材70は軸線24
に平行な軸線76および78に沿って結合されており、
またビーム部材72は軸線24に平行な軸線SOおよび
82に沿って結合されている。軸線76および78は軸
線16に関して軸線−Oおよび82と同じ距離だけ離間
されている。さらに、軸線74sよびsOは軸@SOに
沿って軸線78および82と実質的に同じ距離だけ離間
されている。第6人、6 B、 4C図ならびに第7図
ないし第10図のすべての実施例において、素子は石英
のような単一の材料よりなるものでよく、かつモノリシ
ック構造体を形成するように一緒に融合することができ
る。
図示するように、上部および下部ビーム部材70および
72は部材12および14の両側にある。別の実施例で
は、ビーム部材70および72は、例えばビーム部材7
2(および軸@SOおよび82)が上部にあってビード
によってビーム部材70に結合された点を除き第6A図
の構造と類似する構造においては、部材12および14
の同じ傭にある。
72は部材12および14の両側にある。別の実施例で
は、ビーム部材70および72は、例えばビーム部材7
2(および軸@SOおよび82)が上部にあってビード
によってビーム部材70に結合された点を除き第6A図
の構造と類似する構造においては、部材12および14
の同じ傭にある。
第6人ないし6CHの実施例では、ビーム部材70およ
び72は各端部にビードによって部材“12および14
に結合された延長部分を含む。ビーム部材が離間された
位置(軸$116に沿う)において部材12および14
に結合されたこの結合状態はモーメントに抵抗する構造
である。部材12および14に対する延長部分のモーメ
ントに抵抗する結合状態は接合部における応力を最小に
する。
び72は各端部にビードによって部材“12および14
に結合された延長部分を含む。ビーム部材が離間された
位置(軸$116に沿う)において部材12および14
に結合されたこの結合状態はモーメントに抵抗する構造
である。部材12および14に対する延長部分のモーメ
ントに抵抗する結合状態は接合部における応力を最小に
する。
第7図の実施例では、一対の対角線に関して対向するモ
ーメン甑に抵抗する結合状態が一対の対角線に関して対
向するモーメントに抵抗しない結合状態とともに使用さ
れている。
ーメン甑に抵抗する結合状態が一対の対角線に関して対
向するモーメントに抵抗しない結合状態とともに使用さ
れている。
第8図の実施例では、一対の直角に関して対向するモー
メントに抵抗する結合状態が一対の直線に関して対向す
るモーメントに抵抗しない結合状態とともに使用されて
いる。
メントに抵抗する結合状態が一対の直線に関して対向す
るモーメントに抵抗しない結合状態とともに使用されて
いる。
第9図の実施例aS材12および14の相補面が単一の
切断による面である点を除き第7図の実施例と同じであ
る。
切断による面である点を除き第7図の実施例と同じであ
る。
第10図の実施例はビーム部材70および72がテーパ
ー状をなしてい4点を除き、第7図の実施例と同じであ
る。
ー状をなしてい4点を除き、第7図の実施例と同じであ
る。
本発明はその精神あるいは本質#特徴から逸脱すること
なしに他の種々の特定の形式で実施できる。従って、上
記実施例はすべての点において例示であって限定するも
のではなく、本発明の範囲は1記記載によってではなく
て特許請求の範囲によって指示されるものである。それ
故、特許請求の範囲と等価の意味お゛よび範囲内に入る
すべての変形、変更は本発明に包含されるものである。
なしに他の種々の特定の形式で実施できる。従って、上
記実施例はすべての点において例示であって限定するも
のではなく、本発明の範囲は1記記載によってではなく
て特許請求の範囲によって指示されるものである。それ
故、特許請求の範囲と等価の意味お゛よび範囲内に入る
すべての変形、変更は本発明に包含されるものである。
第15Iは本発明による代表的カトランスジエーナの一
実施例を示す斜視図、第2図は第1gの実施例の力合算
部材およびビ一本部分の一方を示す斜視図、第5wJお
よび第5ム図は本発明に対する力合算部材の他の形式を
それぞれ示す斜視図、第4i!i!は本発明によるカト
ランスジエーナの他の実施例を示す斜視図、第5図は本
発明に対する力金算部材のさらに他の形式を示す斜視図
、第4ム閣は本発明の他の実施例の側面図、第6Bfl
llおよび第6C図は第6人図の実施例のそれぞれ層面
IIおよび上面図、第7図ないし第10図は本発明のさ
らに他の実施例をそれでれ示す側面図である。 10:カシテンスジエーナ 12.14;細長い力合算部材 16:共通の中心軸線 12m、14m=上部ビーム部分 12b、14b:下部ビーム部分 20.22:平らな部分 24:第2の基準軸線 30:第1の基準軸線 54.562平園状導電性部材 42.44:接合用部材 50:支持部材 52:六入力部材 56:トランスジエーサ支持素体 70.72!ビー^部材
実施例を示す斜視図、第2図は第1gの実施例の力合算
部材およびビ一本部分の一方を示す斜視図、第5wJお
よび第5ム図は本発明に対する力合算部材の他の形式を
それぞれ示す斜視図、第4i!i!は本発明によるカト
ランスジエーナの他の実施例を示す斜視図、第5図は本
発明に対する力金算部材のさらに他の形式を示す斜視図
、第4ム閣は本発明の他の実施例の側面図、第6Bfl
llおよび第6C図は第6人図の実施例のそれぞれ層面
IIおよび上面図、第7図ないし第10図は本発明のさ
らに他の実施例をそれでれ示す側面図である。 10:カシテンスジエーナ 12.14;細長い力合算部材 16:共通の中心軸線 12m、14m=上部ビーム部分 12b、14b:下部ビーム部分 20.22:平らな部分 24:第2の基準軸線 30:第1の基準軸線 54.562平園状導電性部材 42.44:接合用部材 50:支持部材 52:六入力部材 56:トランスジエーサ支持素体 70.72!ビー^部材
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 一対の対向する瓢い力会算部、材と、該力合
算部材間に電在しかつこれら力会算部材を納会する第1
のビーム部材と、同じ(前記力金算部材間に電在しかつ
これら力会算部材を納会する第2のビーム部材とを具備
し、 前記各力合算部材が中心軸線の方向に他方の力合算部材
に向って電在する竜ンナ部材をそれぞれ含み、狼センー
?部材が前記中心軸線に直角な第1の基準軸、線の方向
にお勤で互いにオフセットされた対向する感知部分を含
み、 前記第1のビーム部材が前記中心および第1の基準軸線
に直角な第2の基準軸線に平行な軸線に岡して比較的た
わみやすいが、しかしその他の点では実質的に剛性であ
り、 前記第2のビーム部材が前記第2の基準軸線に平行な軸
線に関して比較的たわみやすいが、しかしその他の点で
は実質的に剛性であり、前記感知部分の相対的動きを前
記力合算部材に加えられる力に関係付けるようにし、た
ことを特徴とするカドランスジニーす。 (乃 前記感知部分のそれぞれが導電性部材を有し、該
導電性部材が対向する実質的に平行な表面を提供し、験
表面が前記第1の基準軸線の方向においてオフセットさ
れており、前記導電性部材に関連したキャパシタンスを
前記力会算部材に加えられる力に関係付けるようにして
なる特許請求の範囲第1項記載のカドランスジニーす。 (優 前記対向する平行な表面が平面であり、かつ前記
第2の基準軸線に平行である特許請求の軸筒第2現記載
のカドランスジニーサ。 (4) 前記第1および第2のビーム部材が実質的に
等しい長さを有し、前記第1および第2のビー入部材の
前記第1の合算部材における結合点間の距離が前記li
1および第2のビーム部材の前記第2の合算部材におけ
る結合点間の距離に実質的に等しい特許請求の範I!l
−第1項記載のカトツィスジェーす。 (荀 前記第1および第2のビーム部材が前記感知部分
の両側にある特許請求の範囲第1項記載の力トランスジ
為−す。 (6) 前記合算部材および前記ビーム部材がそノリ
シックである特許請求の範囲第1項−第2項および第4
項のいずれかに記載のカシテンスジニー賃。 (7)前記合算部材および前記ビーム部材が誘電体材料
よりつくられている時評請求の範囲第6項記載のカシテ
ンスジニーナ。 (8) 前記誘電体材料が石英である特許請求の範囲
1171JIE!itのカシテンスジニー賃。 (9) 前記誘電体材料が七テミッタ材料である特許
請求の範囲第7項記戦のカシテンスジニー賃。 (10)前記力金算部材が金属部材である特許請求の範
囲第6項記載のカシテンスジニーサ。 (11)前記力合算部材が金属部材であり、前記導電性
部材の少なくとも1つがその支持感知部分から絶縁され
ている特許請求の範囲第2項記載のカシテンスジニーす
。 (12)前記導電性部材が薄膜である特許請求の範囲第
2項記載のカセンす・ (13)前記平行な表面が平面であり、かつ前記中心軸
線に平行である特許請求の範囲第3項記載の力トランス
ジユーサ。 (14)前記表面が平面であり、かつ前記中心軸線から
角度方向にオアセットされている特許請求の範囲第5項
記載のカシテンスジニー賃。 (15)前記対向する感知部分が平面であり、かつ前記
第2の基準軸線に平行である特許請求の範囲第1、項、
第4項および第5項のいずれか←記載の力トランスジユ
ーサ。 (16)前記表面が平面であり、かつ前記中心軸線に平
行である特許請求の範囲第15項記載のカドランスジ晶
−サ。 (17)前記表面が平面であり、かつ前記中心軸線から
角度方向にオフセットされている特許請求の範囲第15
項記戦の力)テンスジューサ。 (18)一対の部材であって、各部材が共通の中心軸線
に沿って延在し、かつそれらの隣接する端部において少
なくとも一部分相補面を有し、該相補面の少なくとも一
方が前記中心軸線から? O’より小さい角度だけ角度
方向にオフセットされた少なくとも1つの感知部分を有
し、前記各部材がその相補面から延在する一対の平面状
のスリットを含み、第1のスリットは深さムを有し、第
2のスリットは深さBを有し、少なくともムまたはBが
Oではなぐ、前記第2のス宵ツシが前記第1のスリット
から第1の基準軸線の方向において離間されており、該
第1の基準軸線は前記中心軸線に直角であり、前記勢部
材の上部および下部ビーム部分が第2の基準軸線に平行
な軸線に関して比較的たわみ申す(、該第2の基準軸線
が前記中心軸線および前記第1の基準軸線に直角であり
、前記上部ビー入部分が前記第1のスリットによって一
側がかつ前記部材や表面部分によって他側がそれぞれ限
定されており、前記下部ビーム部分が前記第2のスリッ
トによって一側がかつ前記部材の表面部分によって他側
がそれでれ限定されている一対の部材と、 該一対の部材のそれぞれの上部ビー五部分と下部ビーム
部分とを接合して七ノワシック構造体を形成し、前記相
補面が前記第1の基準軸線の方向において互いにオフセ
ットされ、かつ前記第1の基準軸線に平行な方向に可動
であるがその他の点では比較的動かないようにする接合
手段と、前記一対のス田ット間の前記相補面の前記感知
部分上の平面状導電性部材 とを具備し、。 前記導電性部材に関連したキャパシタンスを前記一対の
部材に加えられる力に関連付けるようにしたことを特徴
とするカシテンスジニーサ。 (19)前記対のスリットが平行である特許請求の範囲
第18項記載のカドランスジューサ。 (20)前記相補面が前記第2の基準軸線に平行な少な
くとも1つの平面を含み、−第2の基準軸線が前記中心
軸線に直角である特許請求の範囲第1$項記載のカドラ
ンスジニーす。 (21) ムと藤の和があらかじめ定められた値に等し
い特許請求の範囲第18項または第20項に記載の力)
フンスジエーサ。 (22)前記相補面が完全に平面であり、該平面が角度
方向において前記中心軸線からオアセットされている特
許請求の範囲第20項記載のカトツンスジエーサ。 (25)前記相補面が第1および第2のナプ平面を含み
、該第1および第2のすプ平面が前記第1の基準軸線に
平行でかつ前記中心軸線から角度方向にオフセットされ
ており、そしてこれら第1および第20すブ平面が前記
中心軸lI&−沿って互いに変位されており、前記第1
のナプ平面が前記第1のス田ットを含みかつ前記第2の
すプ平面が前記第2のス讐ットを含み、前記相補面が前
記第1および第2のナブ平面閏に第3のナプ平面を含み
、該第5のすプ平面が前記導電性部材を支持する特許請
求の範囲第20項記載のカトツンスジエーナ。 (24)前記第3のナプ平面が前記中心および基準軸線
に実質的に平行である特許請求の範囲第25項記載のカ
シランろジエーサ。 (25)前記第3のナプ平面が前記基準軸線に実質的に
平行であり、かつ前記中心軸線から角度方向にオフセッ
トされている特許請求の範囲第23項記載のカトランス
ジエーサ。 (26)ムとBが等しい特許請求の範匠第19項、第2
2項および第25項のいずれかに記載の力Fランスジニ
ーす。 (27)前記上部および下部ビー^部分が前記中心軸線
の方向にテーパをなしており、かつ前記相補面に向って
延在しており、前記対のス田ットが前記中心軸線に平行
である特許請求の範囲第18項記載のカトランスジエー
ナ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US265087 | 1981-05-19 | ||
US06/265,087 US4448085A (en) | 1981-05-19 | 1981-05-19 | Force transducer |
US359619 | 1982-03-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS585624A true JPS585624A (ja) | 1983-01-13 |
JPH0230450B2 JPH0230450B2 (ja) | 1990-07-06 |
Family
ID=23008921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57083353A Granted JPS585624A (ja) | 1981-05-19 | 1982-05-19 | 力トランスジユ−サ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4448085A (ja) |
JP (1) | JPS585624A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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