JPH0267937A - 圧力又は力センサ - Google Patents
圧力又は力センサInfo
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- JPH0267937A JPH0267937A JP1175757A JP17575789A JPH0267937A JP H0267937 A JPH0267937 A JP H0267937A JP 1175757 A JP1175757 A JP 1175757A JP 17575789 A JP17575789 A JP 17575789A JP H0267937 A JPH0267937 A JP H0267937A
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
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- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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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
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2231—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc- or ring-shaped, adapted for measuring a force along a single direction
Landscapes
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は支持体に対する支持部として作用する補強エツ
ジ部を有する、軸対称のの圧力又は力センサを受ける円
形板ばねを具え、振板ばねに歪みゲージを設けて成る圧
力又は力センサに関するものである。
ジ部を有する、軸対称のの圧力又は力センサを受ける円
形板ばねを具え、振板ばねに歪みゲージを設けて成る圧
力又は力センサに関するものである。
（従来の技術）
斯る力センサはドイツ国特許第１１２９３１７号明細書
から既知である。この方センサは補強エツジ部と力が印
加される補強中心部とを有する軸対称の円形板はねを具
えている。この円形板ばねの膨張又は圧縮が最大の位置
に歪みゲージを設け、このゲージから力測定セルに作用
する力に対応する電気信号を取り出す。円形板ばねの補
強エツジ部に作用する１２０°間隔の３個のボルトを支
持体を構成するベース支持板に支持する。
から既知である。この方センサは補強エツジ部と力が印
加される補強中心部とを有する軸対称の円形板はねを具
えている。この円形板ばねの膨張又は圧縮が最大の位置
に歪みゲージを設け、このゲージから力測定セルに作用
する力に対応する電気信号を取り出す。円形板ばねの補
強エツジ部に作用する１２０°間隔の３個のボルトを支
持体を構成するベース支持板に支持する。
（発明が解決しようとする課題）
この力センサにおいては、円形板ばねに力が加わると、
所望の曲げ変形に加えて補強エツジ部の外向き変形も生
ずる。これはボルトとベース支持板との間に半径方向の
相対的運動を生ずる。この円形板ばねの補強エツジ部の
半径方向変形は円形板ばねの半径が小さくなるにつれ大
きくなる。更に、温度変化に応答してボルトとベース支
持板との間にすべり運動が生ずる。これらの影響のため
に斯る力測定セルの電圧−力特性はヒステリシスが顕著
になる。また、この特性は適正に再現可能でなく、温度
が変化すると変化することを確かめた。
所望の曲げ変形に加えて補強エツジ部の外向き変形も生
ずる。これはボルトとベース支持板との間に半径方向の
相対的運動を生ずる。この円形板ばねの補強エツジ部の
半径方向変形は円形板ばねの半径が小さくなるにつれ大
きくなる。更に、温度変化に応答してボルトとベース支
持板との間にすべり運動が生ずる。これらの影響のため
に斯る力測定セルの電圧−力特性はヒステリシスが顕著
になる。また、この特性は適正に再現可能でなく、温度
が変化すると変化することを確かめた。
これがため、本発明の目的は円形板ばねと支持体との間
の半径方向すべり運動を除去した圧力又は力センサを提
供することにある。
の半径方向すべり運動を除去した圧力又は力センサを提
供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は、この目的の達成のために、支持体を円形板ば
ねの補強エツジ部に、その半径方向膨張が略々零である
環状区域において固定したことを特徴とする。
ねの補強エツジ部に、その半径方向膨張が略々零である
環状区域において固定したことを特徴とする。
本発明の圧力又は力センサにおいては、力が印加される
と円形板ばねの所望の変形に加えて補強エツジ部の内向
き傾動が特に補強エツジ部の半径方向膨張のないスカー
ト部の環状区域を中心に生ずることが確かめられた。本
発明の圧力又は力センサは支持体が円形板ばねの補強エ
ツジ部に半径方向膨張が略々零である部分で連結された
構造であるので、力の印加時の支持体と円形板ばねとの
間にすべり運動は何も生じない。従って本発明の圧力又
は力センサにおいては、従来の力センサと比較して電圧
−力特性のヒステリシスが減少すると共に力の印加時に
支持体と円形板ばねとの間に相対運動が何も生じない。
と円形板ばねの所望の変形に加えて補強エツジ部の内向
き傾動が特に補強エツジ部の半径方向膨張のないスカー
ト部の環状区域を中心に生ずることが確かめられた。本
発明の圧力又は力センサは支持体が円形板ばねの補強エ
ツジ部に半径方向膨張が略々零である部分で連結された
構造であるので、力の印加時の支持体と円形板ばねとの
間にすべり運動は何も生じない。従って本発明の圧力又
は力センサにおいては、従来の力センサと比較して電圧
−力特性のヒステリシスが減少すると共に力の印加時に
支持体と円形板ばねとの間に相対運動が何も生じない。
更に、この電圧−力特性は十分に再現可能である。また
、温度が変化してもこの特性は精密に再現可能なように
一定に変化するだけである。
、温度が変化してもこの特性は精密に再現可能なように
一定に変化するだけである。
本発明の好適例においては、前記円形板ばねにはその補
強エツジ部の支持体と対向する外縁部に、弾性金属パイ
プの形態の前記支持体と掛合する環状の切込みを設け、
この切込みの、金属パイプの端面に対向する支持表面と
して作用する表面を半径方向膨張が略々零である前記環
状区域内に位置させる。このようにすると製造が簡単な
圧力又は力センサが得られ、このセンサでは円形板ばね
はその外縁部に沿って延在する均等な切込みを具える。
強エツジ部の支持体と対向する外縁部に、弾性金属パイ
プの形態の前記支持体と掛合する環状の切込みを設け、
この切込みの、金属パイプの端面に対向する支持表面と
して作用する表面を半径方向膨張が略々零である前記環
状区域内に位置させる。このようにすると製造が簡単な
圧力又は力センサが得られ、このセンサでは円形板ばね
はその外縁部に沿って延在する均等な切込みを具える。
円形板ばねの補強エツジ部における傾動を吸収する薄い
弾性金属パイプが支持体として作用する。前記切込みは
断面図で見て略々矩形とし、その支持表面として作用す
る表面を弾性金属パイプの対向端面に溶接、はんだ付け
又はセメント付けするのが好ましい。支持体は金属パイ
プの内部に延在する突部（肉厚部分）を有する弾性金属
パイプの形態にし、このパイプを略々半径方向膨張のな
い環状区域を延在する円形の溝に掛合させることもでき
る。
弾性金属パイプが支持体として作用する。前記切込みは
断面図で見て略々矩形とし、その支持表面として作用す
る表面を弾性金属パイプの対向端面に溶接、はんだ付け
又はセメント付けするのが好ましい。支持体は金属パイ
プの内部に延在する突部（肉厚部分）を有する弾性金属
パイプの形態にし、このパイプを略々半径方向膨張のな
い環状区域を延在する円形の溝に掛合させることもでき
る。
弾性金属パイプの、円形板ばねと反対側の端面ば中心に
支持片が配置された弾性板の形態にし、これにより円形
板ばねを斜め方向の負荷から保護すると共にこの支持片
を支持するベース支持体のでこぼこから保護すする。或
は又、弾性曲げ素子を支持片に直接一体に形成して斜め
方向の負荷及びでこぼこを吸収することもできる。本発
明のカ測定セルの温度感度を低減するために、弾性金属
パイプと弾性板とから成る支持体を円形板ばねと同一の
材料で一体の構成単位として形成するのが好ましい。
支持片が配置された弾性板の形態にし、これにより円形
板ばねを斜め方向の負荷から保護すると共にこの支持片
を支持するベース支持体のでこぼこから保護すする。或
は又、弾性曲げ素子を支持片に直接一体に形成して斜め
方向の負荷及びでこぼこを吸収することもできる。本発
明のカ測定セルの温度感度を低減するために、弾性金属
パイプと弾性板とから成る支持体を円形板ばねと同一の
材料で一体の構成単位として形成するのが好ましい。
測定感度を増大するには、前記円形板ばねの支持体と対
向する側面を基本的に平面にし、円形板ばねの補強エツ
ジ部と力印加点として作用する補強中心部との間の、支
持体とは反対側の側面を非平面にし、歪みゲージを前記
平面上の膨張又は圧縮が最大の部分に、半径方向に又は
接線方向に配置するのが好ましい。補強中心部分は圧力
又は力を受けるための十分な平坦部を円形板ばねに与え
る。
向する側面を基本的に平面にし、円形板ばねの補強エツ
ジ部と力印加点として作用する補強中心部との間の、支
持体とは反対側の側面を非平面にし、歪みゲージを前記
平面上の膨張又は圧縮が最大の部分に、半径方向に又は
接線方向に配置するのが好ましい。補強中心部分は圧力
又は力を受けるための十分な平坦部を円形板ばねに与え
る。
（実施例）
図面につき本発明の詳細な説明する。
本発明の力センサは軸対称円形板ばねｌと、円形板ばね
１を支持する支持体３とを具えている。
１を支持する支持体３とを具えている。
支持体３は基板２で支持される。力を検知するのに好適
な円形板ばね１は力の印加点として作用する補強中心部
４を有し、この部分は規定の方向の負荷作用を得るため
に、ドーム状にする。円形板ばねは支持体３に対する支
持部として作用する補強エツジ部５を有する。適切な半
径方向膨張を得るために、円形板ばね１は半径方向に変
化する厚さを有する。中心部４の周囲を延在するチャン
ネル状の溝が補強エツジ部５と中心部４との間に存在す
る０円形板ばね１の力印加点と反対側の側面６は基本的
に平面にする。この側面６上の最大膨張又は圧縮区域に
歪みゲージ７を半径方向又は接線方向に設ける。
な円形板ばね１は力の印加点として作用する補強中心部
４を有し、この部分は規定の方向の負荷作用を得るため
に、ドーム状にする。円形板ばねは支持体３に対する支
持部として作用する補強エツジ部５を有する。適切な半
径方向膨張を得るために、円形板ばね１は半径方向に変
化する厚さを有する。中心部４の周囲を延在するチャン
ネル状の溝が補強エツジ部５と中心部４との間に存在す
る０円形板ばね１の力印加点と反対側の側面６は基本的
に平面にする。この側面６上の最大膨張又は圧縮区域に
歪みゲージ７を半径方向又は接線方向に設ける。
補強エツジ部５の外縁部８に環状の矩形断面の切込み９
を支持体３に向けて形成する。この切込み９の、支持体
３に対向する支持表面１０として形成された表面は円形
板ばね１の側面６と平行に延在させると共に半径方向膨
張が略々零である円形板ばねの環状区域に位置させる。
を支持体３に向けて形成する。この切込み９の、支持体
３に対向する支持表面１０として形成された表面は円形
板ばね１の側面６と平行に延在させると共に半径方向膨
張が略々零である円形板ばねの環状区域に位置させる。
支持体３はこの円形板ばね１の切込み９と掛合する肉薄
の弾性金属パイプ１１の形態にする。支持表面１０と弾
性金属パイプ１１の端面を溶接部１７で接続する。この
接続ははんだ付け又はセメント付けで行なうこともでき
る。力が印加されると、円形板ばね１の所望の変形に加
えて補強エツジ部５の傾動が特に支持表面１０と肉薄弾
性金属パイプ１１の端面との間の界面（溶接部１７）に
位置する補強エツジ部の支持点を中心として生ずる。従
って円形板ばね１と支持体３との間にすべり運動が生ず
ることはない。弾性金属パイプ１１は補強エツジ部５の
傾動を吸収するのがその唯一の目的である。
の弾性金属パイプ１１の形態にする。支持表面１０と弾
性金属パイプ１１の端面を溶接部１７で接続する。この
接続ははんだ付け又はセメント付けで行なうこともでき
る。力が印加されると、円形板ばね１の所望の変形に加
えて補強エツジ部５の傾動が特に支持表面１０と肉薄弾
性金属パイプ１１の端面との間の界面（溶接部１７）に
位置する補強エツジ部の支持点を中心として生ずる。従
って円形板ばね１と支持体３との間にすべり運動が生ず
ることはない。弾性金属パイプ１１は補強エツジ部５の
傾動を吸収するのがその唯一の目的である。
肉薄弾性金属パイプ１１の円形板ばね１とは反対側の端
面ば弾性板１２で終端する。この弾性板１２はその中心
に、基板２上に支持される支持片１３を有している。こ
の支持片１３の中心に通孔１４が設けられ、更にこの通
孔と支持片１３の外周面との間に通孔１５が設けられ、
これら通孔は歪みゲージ７に至るリード線１６の案内孔
として作用する。肉薄弾性金属パイプ１１及び弾性板Ｉ
２から成る単体の構成単位として造るのが好適な支持体
３は円形板ばねを基板２のでこぼこ及び斜めの力から保
護する目的もある。支持体３及び円形板ばね１は同一の
原料で造る必要がある。
面ば弾性板１２で終端する。この弾性板１２はその中心
に、基板２上に支持される支持片１３を有している。こ
の支持片１３の中心に通孔１４が設けられ、更にこの通
孔と支持片１３の外周面との間に通孔１５が設けられ、
これら通孔は歪みゲージ７に至るリード線１６の案内孔
として作用する。肉薄弾性金属パイプ１１及び弾性板Ｉ
２から成る単体の構成単位として造るのが好適な支持体
３は円形板ばねを基板２のでこぼこ及び斜めの力から保
護する目的もある。支持体３及び円形板ばね１は同一の
原料で造る必要がある。
この力センサは引張力を検知するのに用いることもでき
る。この目的のためには力印加点として作用する補強中
心部４に、引張力を加え得るようにする手段を設ける必
要がある。
る。この目的のためには力印加点として作用する補強中
心部４に、引張力を加え得るようにする手段を設ける必
要がある。
円形板ばねをその補強エツジ部における半径方向膨張が
零である環状区域でこのエツジ部の傾動のピボット点と
して接続することは補強エツジ部との間に非平面又は平
面円形板ばねを有する圧力センサに用いることもできる
。
零である環状区域でこのエツジ部の傾動のピボット点と
して接続することは補強エツジ部との間に非平面又は平
面円形板ばねを有する圧力センサに用いることもできる
。
図面は本発明力センサの断面図である。
ｌ・・・円形板ばね
２・・・基板
３・・・支持体
４・・・補強中心部
５・・・補強エツジ部
７・・・歪みゲージ
８・・・外縁部
９・・・切込み
１１・・・肉薄弾性金属パイプ
Ｉ２・・・弾性板
１３・・・支持片
１４、１５・・・通孔
１６・・・リード線
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、支持体（３）に対する支持部として作用する補強エ
ッジ部（５）を有する軸対象の圧力又は力を受ける円形
板ばね（１）を具え、該板ばねに歪みゲージ（７）を設
けて成る圧力又は力センサにおいて、前記支持体（３）
を前記円形板ばね（１）の補強エッジ部（５）に半径方
向膨張が略々零である環状区域で固定したことを特徴と
する圧力又は力センサ。 ２、前記円形板ばね（１）にはその補強エッジ部（５）
の支持体（３）と対向する外縁部（８）に、弾性金属パ
イプの形態の前記支持体（３）と掛合する環状の切込み
（９）を設け、この切込み（９）の、金属パイプ（１１
）の端面に対向する支持表面（１０）として作用する表
面（１０）を半径方向膨張が略々零である前記環状区域
内に存在させてあることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の圧力又は力センサ。 ３、前記切込み（９）は断面図で見て略々矩形とし、そ
の支持表面（１０）として作用する表面を前記弾性金属
パイプ（１１）の対向端面に溶接、はんだ付け又はセメ
ント付けしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の圧力又は力センサ。 ４、前記弾性金属パイプ（１１）の、円形板ばね（１）
と反対側の端面は中心に支持片（１３）を有する弾性板
（１２）で終端されていることを特徴とする特許請求の
範囲第２又は３項記載の圧力又は力センサ。 ５、前記円形板ばね（１）の支持体（３）と対向する側
面（６）を基本的に平面にし、円形板ばねの補強エッジ
部（５）と力印加点として作用する補強中心部（４）と
の間の、支持体（３）とは反対側の側面を非平面にし、
歪みゲージ（７）を前記平面（６）上の膨張又は圧縮が
最大の部分に、半径方向に又は接線方向に配置してある
ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜４項の何れかに
記載の圧力又は力センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3823673A DE3823673A1 (de) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | Druck- bzw. kraftaufnehmer mit einer axialsymmetrischen, druck- bzw. kraftaufnehmenden kreisplattenfeder |
| DE3823673.7 | 1988-07-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0267937A true JPH0267937A (ja) | 1990-03-07 |
| JP2677678B2 JP2677678B2 (ja) | 1997-11-17 |
Family
ID=6358550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1175757A Expired - Lifetime JP2677678B2 (ja) | 1988-07-13 | 1989-07-10 | 圧力又は力センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5024107A (ja) |
| EP (1) | EP0351006B1 (ja) |
| JP (1) | JP2677678B2 (ja) |
| DE (2) | DE3823673A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009063494A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Aisin Seiki Co Ltd | 変位検出装置 |
| WO2019116817A1 (ja) * | 2017-12-11 | 2019-06-20 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 荷重センサおよび電動ブレーキ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5111702A (en) * | 1990-06-22 | 1992-05-12 | Hottinger Baldwin Measurements, Inc. | Torsion ring transducer |
| DE4139439A1 (de) * | 1991-11-29 | 1993-06-03 | Siemens Ag | Kraftsensor |
| DE59207994D1 (de) * | 1992-03-18 | 1997-03-13 | Hottinger Messtechnik Baldwin | Kraftmesseinrichtung |
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