JPH01189536A - 多軸力センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、多軸力センサのリング部の内側面と外側面
に接着されたゲージによって、リング部に生じる力を検
出する多軸力センサに関するものである。

〔従来の技術〕

多軸力センサは、一般に上下の円板状のプレート部とそ
れらを連結する複数のリング部から構成され、各リング
部に生ずる「ひずみ」を感知することによって上下のプ
レート部間に作用する力を検出するものである。そして
、各リング部のひずみを感知するため、リング部の内面
には適宜数の同一のひずみゲージが貼り付けられ、さら
に、外面にも同一のひずみゲージが貼り付けられている
が、貼り付けられたひずみゲージが所要の位置に正確に
配置されていなければならない。

すなわち、第８図に示すようなひずみゲージ（２１）が
、第９図ないし第１１図に示すように多軸力センサ（２
２）のリング部（２３）の内壁面（２４）に、すべての
ひずみゲージ（２１）が内壁面（２４）上の同一の円周
に沿って整列し、かつ各ひずみゲージ（２１）が所定の
位置に所定の間隔で配置されていなければならない。外
側面についても同様である。もし、これらのひずみゲー
ジ（２１）の貼付位置が正確でないと、力センサ（２２
）の出力の精度の低下を招くこととなる。

従来、ひずみゲージ（２１）の取り付けは、厳しい公差
をもって１枚１枚を手作業で接着剤によって貼り付けて
行っていた。このため、熟練した技術と多くの工数を要
し、さらに作業に非常な慎重さが要求されるが、それに
もかかわらず貼り付けられたひずみゲージ（２１）の位
置のバラツキをなくすことはできなかった。このため、
第９図に示すように、リング部（２３）の内壁面（２４
）の中心を通る水平軸と、この中心と左側中央にあるひ
ずみゲージ（２１）の下端縁を結ぶ直線とのなす角（α
１）、左側上方にあるひずみゲージ（２１）の下端縁と
上記中心とを結ぶ直線が上記水平軸となす角（αＱ、左
側下方にあるひずみゲージ（２１）の上端縁と上記中心
とを結ぶ直線が上記水平軸となす角（αｊ）が、正確な
角度からずれたり、左側と右側のひずみゲージ（２１）
のもつ角α７、αゐ、的が異なることがあった。

また、第１０図に見るように、各ひずみゲージ（２１）
の外端縁とリング部（２３）の端面（２５）との距離（
Ａ）が一致しなかったり、この外端縁と端面（２５）の
なす角（β）が生じることもあった。

さらに、各ひずみゲージ（２１）の端子にリード線を接
続する作業は、ハンダ付けによって行われるが、これに
も熟練した技術と多くの工数を必要とすると共に、各ひ
ずみゲージ（２１）に接続したリード線を集めて力セン
サ（２２）の外部の装置に導く際に、断線や配線まちが
いが生じるおそれがあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、この発明は、ゲージの貼付位置の誤差を非常に
少なくすることができ、さらに、ゲー゛ジの貼り付は作
業が簡単であって作業時間が短くてすむ多軸力センサを
提供することを目的とする。

この発明の他の目的は、リード線の接続作業が容易に行
え、断線や配置まちがいが生じ難い多軸力センサを提供
することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、この発明の多軸力センサ（１
）は、リング（４）の内側面（５）に固着されるゲージ
（７）が、細長い１枚のフレキシブルな基板（１１）と
、当該基板（１１）上にその長袖方向に沿って適宜間隔
をあけて配設された適宜数の力検出部（１２）と、当該
基板（１１）上に形成され、かつ上記各力検出部（１２
）に一端が接続されると共に他端が端子部り１４）に形
成した端子（１５）に各々接続されたリード線（１３）
とから成り１．さらに、上記力検出部（１２）は基板（
１１）の長軸上に正確に位置すると共に、その向きが長
軸に沿って整列しており、さらに、外側面（６）に固着
されるゲージ（８）が、細長い１枚のフレキシブルな基
板（１１）と、当該基板（１１）上にその長軸方向に沿
って配設れた力検出部（１２）と、当該基板（１１）上
に形成され、かつ上記力検出部（１２）に一端が接続さ
れると共に他端が端子（１５）に接続されたリード線（
１３）とから成るように形成した。

〔作用〕

上記構成によれば、各力検出部（１２）が予め基板（１
１）上に所定の位置に正確に配置されているので、基板
（１１）を正確にリング部（４）に貼付するのみでよく
、またこれによって力検出部（１２）を正確に配置する
ことが可能となる。

また、各力検出部（１２）に通じるリード線（１３）が
すでに接続され、かつ−ケ所にまとめて端子部（１４）
が設けであるので、リード線（１３）の断線や配線まち
がいも生じない。

〔実施例〕

以下、この発明の構成を一実施例として示した図面に従
って説明する。

第１図は、この発明の多軸力センサの全体を示す斜視図
である。多軸力センサ（１）は、上下の円板状のプレー
ト部（２）（３）とそれらを連結する複数のリング部（
４）、及び各リング部（４）の内側面（５）と外側面（
６）に接着されたゲージ（７’）　　（８）から構成さ
れている。

各リング部（４）は、円形または正多角形であって、そ
の両端部（９）　　（１０）において上下の円板状のプ
レート部（２）（３）と接合するように、プレート部（
２）（３）と一体形成されている。各ゲージ（７）（８
）は、第３図及び第４図に示すように、フィルム状のフ
レキシブルな基板（１１）に写真製版で適宜数の力検出
部（１２）を形成して構成されている。各力検出部（１
２）は、基板（１１）の所定の位置であって、基板−（
１１）の長袖と平行となるように配設されており、さら
に、内側面（５）に接着されるゲージ（７）には、６コ
の力検出部（１２）が長軸方向に１列に配設されている
。各力検出部（１２）には、リード線（１３）が２本づ
つ配線され、各リード線（１３）の一端が端子部（１４
）に１ケ所に集められた端子（１５）に接続されている
。また、外側面（６）に接着されるゲージ（８）には、
１コの力検出部（１２）が長軸方向に配設されている。

さらに内側面（５）に接着されるゲージ（７）と同様に
、リード線（１３）、端子（１５）が配設されている。

前記ゲージ（７）は、第５図、第６図に示すように、基
板（１１）の裏面を多軸力センサ（１）のリング部（４
）の内側面（５）に沿って、基板（１１）の側縁（１６
）がリング部（４）の側壁（１７）より所定の間隔（Ａ
）をあけて、側壁（１７）と平行となるように配置され
ている。また、基板（１１）の２つの端縁（１’８）　
　（１９）の間には、隙間があって、第５図に見るよう
にリング部（４）の中心と各端縁（１８）　　（１９）
を結ぶ２本の直線が角度（γ）をなしている。さらに、
この角度（γ）を保つように基板（１１）は内側面（５
）に沿って周方向に移動されて、いずれか１つの力検出
部（１２）が所定の位置に合致されれば、他の力検出部
（１２）は自動的に正しい位置に配置される。このよう
にして位置が設定された後に、基板（１１）のリング（
４）への接着を行えば、各力検出部（１２）を容易にか
つ極めて正確に貼り付けられることとなる。同様に第７
図にあるようにゲージ（８）が、リング部（４）の外側
面（６）に沿って、基板（１１）の側縁（１６）がリン
グ部（４）の側壁（１７）より所定の間隔（Ｂ）をあけ
て、側壁（１７）と平行となるように配置され、力検出
部（１２）が所定の位置に合致するように配置されて、
接着されている。

尚、リード線（１３）と端子（１５）も写真製版にて形
成することができる。従って、力検出部（１２）、リー
ド線（１３）及び端子（１５）を同時に写真製版により
形成するのが好ましい。

また、上記力検出部（１２）は、従来のひずみゲージと
同様のものとして作成することができる。

尚、実施例では、多軸力センサ（１）は６個または１個
の力検出部（１２）が基板（１１）上に形成されている
ことが示されているが、必要に応じて６個以下適宜の数
の力検出部（１２）を形成することが可能である。

〔発明の効果〕

この発明は上述のような構成を有するのであるから、ゲ
ージ（７）（８）のリング（４）への貼り付は作業が簡
単に短時間に終えることができると共に、ゲージ（７）
（８）の各力検出部（１２）の貼付位置を誤差なく正確
なものとすることが容易に行え、極めて精度の高い多軸
力センサ（１）を得ることができるという効果を有する
。また、外部装置へ通じるリード線（１３）への接続は
、端子部（１４）に各力検出部（１２）のリード線（１
３）がまとめであるので容易に行え、しかも、リード線
（１３）の断線や配線まちがいも生じ難いという利点も
有していると共に、熟練した技術を必要としなくなり、
作業時間の短縮を行うものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の多軸力センサ全体を示す斜視図、
第２図は、リング部の拡大斜視図、第３図、第４図は、
ゲージ全体を示す平面図、第５図は、リング部の拡大正
面図、第６図は、第５図のＡ−Ａ線に沿った部分断面側
面図、第７図は、第５図の部分断面側面図、第８図〜第
１１図は、従来の多軸力センサを示しており、第８図は
、ひずみゲージの拡大平面図、第９図は、リング部にゲ
ージを貼り付けた状態の拡大正面図、第１０図は、第８
図のＢ−Ｂ線に沿った部分断面側面図、第１１図は、第
９図と同様の状態の全体斜視図。 （１）・・・多軸力センサ　（２）（３）・・・プレー
ト部　（４）・・・リング部　（５）・・・内側面　（
６）・・・外側面　（７）（８）・・・ゲージ　（１１
）・・・基板（１２）・・・力検出部（１３）・・・リ
ード線　（１４）・・・端子部　（１５）・・・端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一対のほぼ平行なプレート部（２）（３）と、両プ
   レート部（２）（３）を連結する複数のリング（４）と
   、各リング（４）の内外両側面（５）（６）に固着され
   たゲージ（７）（８）から成る多軸力センサ（１）にお
   いて、上記ゲージ（７）（８）のうち、リング（４）の
   内側面（５）に固着されるゲージ（７）が、細長い１枚
   のフレキシブルな基板（１１）と、当該基板（１１）上
   にその長軸方向に沿って適宜間隔をあけて配設された適
   宜数の力検出部（１２）と、当該基板（１１）上に形成
   され、かつ上記力検出部（１２）に一端が接続されると
   共に他端が端子部（１４）に形成した端子（１５）に各
   々接続されたリード線（１３）とから成り、さらに、上
   記力検出部（１２）は基板（１１）の長軸上に正確に位
   置すると共に、その向きが長軸に沿って整列しており、
   さらに、外側面（６）に固着されるゲージ（８）が、細
   長い１枚のフレキシブルな基板（１１）と、当該基板（
   １１）上にその長軸方向に沿って配設された力検出部（
   １２）と、当該基板（１１）上に形成され、かつ上記力
   検出部（１２）に一端が接続されると共に他端が端子（
   １５）に接続されたリード線（１３）とから成ることを
   特徴とする多軸力センサ。