JPH0622940U - 荷重計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出精度、信頼性を高めるとともに、全体を
小型化する。 【構成】 ケース１の貫通孔２の一方の開口部を入力側
ダイアフラム３で閉塞するとともに、他方の開口部を出
力側ダイアフラム４で閉塞して、両ダイアフラム間に形
成される空所７内に圧力伝達媒体８を封入する。一方、
出力側ダイアフラム４の起歪部６上に感圧素子９とブリ
ッジ回路１０とを設ける。入力する荷重に応じて入力側
ダイアフラム３が変位すると、その変位が圧力伝達媒体
８を介して出力側ダイアフラム４に伝達され、出力側ダ
イアフラム４が変位し、出力側ダイアフラム４上の感圧
素子９がその抵抗値を変化させる。そして、この抵抗値
の変化をブリッジ回路１０を介することにより、電圧値
の変化として取り出すことができることになる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は荷重計に関し、特に、歪みゲージ等の感圧素子の抵抗値の変化をブ リッジ回路を介して電圧値の変化として取り出すことにより、荷重を検出するよ うにした荷重計に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】

従来、荷重を検出するには種々の荷重計が用いられており、例えば、ばね計り にあっては、荷重とばねの伸びが比例することを利用して荷重を検出するように したものであるが、ばねの伸びを荷重に換算するための伝達機構等を必要とし、 荷重を機械的に検出するために応答性が悪く、検出精度が低く、信頼性に欠ける ものである。また、伝達機構等の設置スペースを必要とするため、全体が大型化 してしまう。さらに、繰り返し使用することにより、ばねが劣化したり変形した り、伝達機構の可動部が歪んだりするため、長期的に安定した検出精度を得るこ とができないという問題点があった。

【０００３】 この考案は前記のような従来のもののもつ問題点を解決したものであって、応 答性に優れ、精度が高く、信頼性が高く、かつコンパクトな荷重計を提供するこ とを目的とするものである。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】

上記の問題点を解決するためにこの考案は、中心部に貫通孔が穿設されたケー スの前記貫通孔の一方の開口部を入力側ダイアフラムで閉塞するとともに、他方 の開口部を出力側ダイアフラムで閉塞して、両ダイアフラム間で密封された空所 を形成して、この空所内に圧力伝達媒体を封入し、さらに、前記出力側ダイアフ ラムに感圧素子を設けるとともに、この感圧素子からの信号に応じた信号を出力 する回路部材を前記ケースに設けたという手段を採用したものである。

【０００５】

【作用】

この考案は前記のような手段を採用したことにより、荷重が入力側ダイアフラ ムに作用すると、その荷重の大きさに応じて入力側ダイアフラムが変位し、この 入力側ダイアフラムの変位が空所内の圧力伝達媒体を介して出力側ダイアフラム に伝達され、出力側ダイアフラムが変位する。そして、出力側ダイアフラムの変 位に応じて出力側ダイアフラム上の感圧素子が信号を発し、その信号に応じた信 号を回路部材を介して取り出すことにより、入力側ダイアフラムに作用する荷重 を検出することができることになる。

【０００６】

【実施例】

以下、図面に示すこの考案の実施例について説明する。 図１には、この考案による荷重計の一実施例による概略断面図が示されていて 、この実施例に示す荷重計は、一端が閉塞された筒状をなすとともに、閉塞され ている部分の中心部に内外を貫通する貫通孔２が穿設されているケース１と、前 記貫通孔２の外側の開口部を閉塞する入力側ダイアフラム３と、前記貫通孔２の 内側の開口部を閉塞する出力側ダイアフラム４と、両ダイアフラム間に形成され る密封された空所７内に封入される圧力伝達媒体８と、前記出力側ダイアフラム ４上に設けられる感圧素子９と、前記ケース１内に設けられるとともに、前記感 圧素子９からの信号に応じた信号を出力する回路部材１１とを具えている。

【０００７】 前記入力側ダイアフラム３は、薄肉円板状をなすとともに、その周縁部を前記 貫通孔２の外側の開口部の周縁部に溶接等により固着されるようになっている。

【０００８】 前記出力側ダイアフラム４は、円板状をなすとともに、一方の面の中央部にホ トエッチングや機械加工等により所定の深さの凹部５が穿設されており、この凹 部５によって中央部は他の部分よりも薄肉の起歪部６に形成され、起歪部６の凹 部５と反対側の面に前記感圧素子９が設けられるようになっている。そして、こ の出力側ダイアフラム４は、凹部５側を前記貫通孔２側に向けた状態で周縁部を 前記貫通孔２の内側の開口部の周縁部に溶接等により一体に固着されるようにな っている。

【０００９】 前記感圧素子９は、例えば歪みゲージ等であって、前記出力側ダイアフラム４ の起歪部６上に真空蒸着やスパッタリング等により適宜の形状に形成されるよう になっている。また、この感圧素子９は前記出力側ダイアフラム４の起歪部６上 にアルミ等を蒸着することにより適宜の形状に形成されているブリッジ回路１０ に接続されるようになっており、このブリッジ回路１０を介することによって前 記感圧素子９の抵抗値の変化を電圧値の変化に変換することができるようになっ ている。

【００１０】 前記入力側ダイアフラム３と前記出力側ダイアフラム４との間に形成される密 閉された空所７内に封入される圧力伝達媒体８は、使用する温度範囲内において 凝固したり熱膨張したりすることのないものが好ましく、例えばシリコンオイル 等の非圧縮性流体が特に有効である。ただし、これに限定することなく、同様の 性質を有するものであれがよいものである。

【００１１】 前記回路部材１１は、円板状をなすとともに、その周縁部を前記ケース１の内 面側に固着されており、この回路部材１１には、前記感圧素子９に接続するブリ ッジ回路１０に安定した電圧を供給する回路や感圧素子９からの信号を増幅する 回路等が組み込まれており、これらの回路と前記ブリッジ回路１０との間はボン ディングワイヤ１２によって互いに接続されるようになっている。

【００１２】 前記ケース１の開口部は、前述した各構成部材をケース１内に位置した状態で 円板状をなすキャップ１３で閉塞されるようになっている。

【００１３】 次に、前記に示すものの作用について説明する。 まず、入力側ダイアフラム３に図中矢印の方向から荷重が作用すると、その荷 重の大きさに応じて入力側ダイアフラム３は図中下方（出力側ダイアフラム４の 方向）に変位し、この入力側ダイアフラム３の変位が空所７内の圧力伝達媒体８ を介して出力側ダイアフラム４に伝達され、出力側ダイアフラム４の起歪部６が 入力側ダイアフラム３の変位量に応じて変位する。

【００１４】 すなわち、圧力伝達媒体８としてシリコンオイル等の非圧縮性の流体を使用し ているので、入力側ダイアフラム３が変位することにより押圧されても圧力伝達 媒体８が体積を変化させることはなく、入力側ダイアフラム３の変位に応じた量 の圧力伝達媒体８が出力側ダイアフラム４の方向に移動し、出力側ダイアフラム ４の起歪部６を図中下方に変位させることになる。

【００１５】 そして、この出力側ダイアフラム４の起歪部６の変位に応じて起歪部６上の感 圧素子９がその抵抗値を変化させ、この感圧素子９の抵抗値の変化を感圧素子９ に接続するブリッジ回路１０によって電圧値の変化に変換し、この電圧値の変化 をブリッジ回路１０に接続する回路部材１１で増幅して取り出すことにより、入 力側ダイアフラム３に作用する荷重を検出することができることになる。

【００１６】 このように、この実施例による荷重計にあっては、入力する荷重に応じて変位 する入力側ダイアフラム３の変位を圧力伝達媒体８を介して出力側ダイアフラム ４に伝達させ、出力側ダイアフラム４の起歪部６を変位させるとともに、起歪部 ６の変位に応じて起歪部６上の感圧素子９の抵抗値を変化させ、さらに、この感 圧素子９の抵抗値の変化をブリッジ回路１０を介して電圧値の変化に変換して、 この電圧値の変化を回路部材１１を介して電気的に取り出すようにしたことによ り、応答性を著しく高めることができるとともに、荷重の伝達ロス等が殆ど生じ ることがないので、検出精度を著しく高めることもできることになる。

【００１７】 また、従来のばね計りのように、ばねの伸びを荷重に変換するための伝達機構 等が一切必要なくなるので、それ用の設定スペースを省略することができること になり、これにより、全体を大幅に小型化することができる。

【００１８】 さらに、繰り返し使用しても許容限度内で使用している限り、各ダイアフラム に歪みが蓄積されるようなこともなく、また圧力伝達媒体８として使用するシリ コンオイル等の非圧縮性流体が凝固したり熱膨脹したりすることもないので、長 期的に安定した検出精度を得ることができ、信頼性を著しく高めることができる ことになる。

【００１９】

【考案の効果】

この考案は前記のように構成して、入力側ダイアフラムと出力側ダイアフラム との間に密閉された空所を形成するとともに、空所内に圧力伝達媒体を封入し、 さらに、出力側ダイアフラム上に感圧素子を設けるとともに、感圧素子の信号に 応じた信号を出力する回路部材を設けたことにより、入力する荷重に応じて入力 側ダイアフラムが変位すると、その変位は圧力伝達媒体を介して出力側ダイアフ ラムに伝達され、出力側ダイアフラムが入力側ダイアフラムの変位に応じて変位 する。そして、この出力側ダイアフラムの変位に応じて感圧素子が信号を発し、 感圧素子の信号に応じて信号が回路部材を介して出力されることになる。

【００２０】 したがって、入力側ダイアフラムに作用する荷重を圧力伝達媒体を介して出力 側ダイアフラムに直接伝達させることができるとともに、出力側ダイアフラムの 変位を感圧素子と回路部材を介することによって電気的に取り出すことができる ので、荷重の伝達ロスが殆どなく入力する荷重を正確に検出することができるこ とになり、検出精度が著しく高まることになる。

【００２１】 また、荷重を伝達させるのに機械的な可動部が一切必要なくなくなるので、全 体を小型化することができるとともに、応答性を著しく高めることができ、長期 的に安定して使用することができるので、信頼性が著しく向上することになる等 の優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による荷重計の一実施例を示した概略
断面図である。

【符号の説明】

１……ケース ２……貫通孔 ３……入力側ダイアフラム ４……出力側ダイアフラム ５……凹部 ６……起歪部 ７……空所 ８……圧力伝達媒体 ９……感圧素子 １０……ブリッジ回路 １１……回路部材 １２……ボンディングワイヤ １３……キャップ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心部に貫通孔（２）が穿設されたケー
   ス（１）の前記貫通孔（２）の一方の開口部を入力側ダ
   イアフラム（３）で閉塞するとともに、他方の開口部を
   出力側ダイアフラム（４）で閉塞して、両ダイアフラム
   間で密封された空所（７）を形成して、この空所（７）
   内に圧力伝達媒体（８）を封入し、さらに、前記出力側
   ダイアフラム（４）に感圧素子（９）を設けるととも
   に、この感圧素子（９）からの信号に応じた信号を出力
   する回路部材（１１）を前記ケース（１）に設けたこと
   を特徴とする荷重計。