JPH0639313Y2 - 荷重センサ− - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、荷重（或いは位置）の変化を抵抗値の変化に
変換する小形で安価な荷重センサーに関するものであ
る。

〔背景技術〕

従来、この種荷重センサーは歪抵抗式のもので荷重或い
は位置の変化及び抵抗値の変化が少ない事と許容電流が
小さいため大きな変化量及び出力を得るには、増巾器を
必要とし非常にコスト高となり、安価で小形のものが見
当らないため、同一出願人の出願に係る昭和62年特許願
89043号に示したものがあるが、本考案はこれをさらに
改良したものである。

〔考案の概要〕

本考案の荷重センサーは、電気絶縁物製のベース上にカ
ーボン混和物の抵抗体をプリントしてその抵抗体の上に
予め湾曲した形状の弾性金属で作られた短絡片を置き、
その短絡片に荷重を印加して抵抗体の表面に沿って変形
させ、抵抗体を短絡片が接触して順次荷重に応じて接触
位置を変化して行く事により、又は抵抗体を有するベー
スを予め湾曲させておきこれに沿って最初直線上の弾性
金属で作った短絡片をベース上の抵抗体の湾曲に沿って
順次荷重に応じて短絡位置を変えて行く事により抵抗値
の変化を得る荷重センサーであり、短絡片の形状及び表
面処理を行なう事により非常に直線性の秀れた荷重セン
サーを得る事が出来る。

〔考案の実施例〕

第１図乃至第４図は、本考案の荷重センサーの一実施例
を示すもので、これら各図に於て、基体１は強度や成形
性などに秀れた合成樹脂例えばPBT樹脂などで作られ、
底部1Aと側壁部1B及び取付部1Cなどを有している。底部
1Aの内側のほぼ中心には支承部1Dが設けられ、これはコ
イル状のバネ２の下端面を受け、かつ短絡片４の位置決
めをするものである。支承部1Dは第２図によく判るよう
にほぼ半月形をした２個の突起で、その一対の対向する
面のほぼ中心にそれぞれ一対の溝部1Eが成形されてい
る。ベース３は薄い合成樹脂など電気絶縁物で作られ、
その平面形状は第３図に示す如くである。ベース３の外
形は基体１の側壁部1Bの内腔面に沿って２個の突起3Eを
有するほぼ円形であって、直径部分に記号3Aなるカーボ
ン混和物製の抵抗被膜が印刷などにより固着されてい
る。抵抗体3Aの両端には銅箔などの良導電性の電極接続
部3Bが電気的に接続されベース３に配設されている。さ
らに抵抗体3Aの両側ほぼ中央部分に２個の半月形の孔3D
が穿たれているが、この孔3Dには基体１の支承部1Dが挿
入される。端子板3Cは側壁部1Bの孔を貫通してベース３
の電極接続部3Bの孔にカシメとか半田付けなどの方法に
より固着接続されている。短絡片４はリン青銅板あるい
はステンレス鋼板などの弾性のある金属板で作られ、第
１図及び第４図に示す如く側面から見た形状は上に凹の
状態に湾曲していて、その中央部はやや上に凸の状態に
湾曲し全体として波形を呈しており抵抗体3Aに接触して
いる部分は抵抗体の中心から少し距てられた二点4B,4C
となっていて、両端部は可動蓋５の下側の平坦面5Aに接
している。さらに短絡片４の抵抗体3Aに接触する側には
金メッキが施されており、かつ第２図によく判るように
ほぼ中央には２個の小突起4Aがありこれが支承部1Dの溝
部1Eに遊嵌されて位置決めがなされている。

可動蓋５はコイル状のバネ２により常に上向きの力を受
けているが、可動蓋５の外周近傍の上面5Bは基体１の側
壁部1Bに固着された枠体６により所定の位置に予め設定
して初期荷重を付与する事が出来る。第１図の実線で示
した位置に可動蓋５がある時、短絡片４は実線で示され
るようにベース３上の抵抗体3Aを短絡する二点間の距離
が最少であるような状態で接触しているから、端子部3C
間の抵抗値は最大を示す。基体１の底部1Aと可動蓋５の
上面5Cとの間にバネ２及び短絡片４の反撥力に抗して荷
重を印加すると、可動蓋５は荷重に応答して下方へ移動
しその移動量に応じて短絡片４の抵抗体3Aとの接触点は
外方へ移動して行く。従って抵抗体3Aは短絡片４によっ
て短絡された部分の抵抗が短絡片４自身の低い抵抗に置
き代えられるから、端子部3C間の抵抗値は荷重に応じて
下がり、可動蓋５が下方へ移動し初める初期荷重値を越
えて第１図の点線で示す位置迄可動蓋５を移動させる荷
重に対して短絡片の波形の形状を適宜に選定する事によ
り、ほとんど直線に近い荷重対抵抗値特性を有する荷重
センサーとして動作する。この特性を第６図に示すが、
特性線Ａで示すのが本考案に云う短絡片を用いたもので
あり、特性線Ｂで示すのが比較例として第５図に示す様
な円弧状の短絡片で表面にメッキ等の処理のない短絡片
を用いた場合である。短絡片４の抵抗体に接触する圧力
は初期荷重時で20グラム程度最終荷重時で100グラム程
度であるから第６図の横軸に示す荷重の大部分はコイル
状のバネ２が担持している訳である。

さらにこの荷重センサーを温度60℃相対湿度95％の雰囲
気中に120時間放置した後の特性について述べると本考
案の第４図に示した形状で表面処理したものは特性線Ａ
で示した状態と変らないが、第５図に示した形状で表面
処理しないステンレス鋼を使用した比較例の場合には第
６図の特性線Ｃで示す如くとなった。

以上述べた如く、荷重対抵抗値特性が直線性を有するた
めには、短絡片の初期形状を波形にして抵抗体との接触
面を当初から相距てられた二点とする事と、対環境テス
トとしての高温・高湿度に長時間放置した場合の特性変
化を防ぐ為には短絡片はバネ材であって極めて硬度が高
い事と、抵抗体を構成している合成樹脂のベースが膨潤
した事によりこの上に印刷されているカーボン混和物の
表面状態の変化により接触状態が変化するためバネ材の
表面にあまり硬くない金とか錫及び鉛などのメッキによ
る表面処理が有効であると考えられる。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案の荷重センサーは、構成が簡
単で小形安価に製作可能であり、可動蓋の変位量が比較
的小さくても大きな抵抗値の変化が得られる上に堅牢で
あり、対湿度・温度テスト後の変化の少ない秀れた特性
が得られ多量生産の場合の個々の製品のバラツキを小な
らしめ品質管理上の実用的効果があり、例えば石油ファ
ンヒーターの燃料を表示するためカートリッジタンクの
中の灯油の重量に対して可動蓋が移動せられるように構
成すれば、安価な燃料計としても使えるなどその利用範
囲は非常に大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る荷重センサーの縦断面図
を示し、第２図は第１図のＸ−Ｘ線矢印方向の横断面図
でバネ２を除いて示されたもの、第３図は第１図の実施
例に使用される部品の平面図を示す。第４図は第１図の
実施例に使用される部品の斜視図、第５図は本考案と比
較する為の例に使用される部品の斜視図、第６図はそれ
らの荷重対抵抗値特性を示すグラフである。 １……基体、３……ベース、3A……抵抗体、４……短絡
片。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 柴田 茂一 愛知県名古屋市西区桝形町１丁目６ 審査官 治田 義孝 (56)参考文献 特開 昭63−255632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−12825（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基体内に、カーボン混和物抵抗体を固着し
   たベースとその抵抗体の上に置かれた弾性のある金属で
   作られた短絡片を設け、その短絡片を荷重により前記抵
   抗体に沿って変形させて抵抗体との接触部分を移動させ
   ることにより短絡距離を変化させるようにし、かつ前記
   短絡片は初期荷重時において既に前記抵抗体の中心から
   少し距てられた二点において接触するような波形の側面
   形状に成形され、かつ抵抗体と接する面に軟金属メッキ
   が施されている事を特徴とする荷重センサー。