JPH0652209B2 - 多軸力センサ - Google Patents
多軸力センサInfo
- Publication number
- JPH0652209B2 JPH0652209B2 JP63014006A JP1400688A JPH0652209B2 JP H0652209 B2 JPH0652209 B2 JP H0652209B2 JP 63014006 A JP63014006 A JP 63014006A JP 1400688 A JP1400688 A JP 1400688A JP H0652209 B2 JPH0652209 B2 JP H0652209B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- gauge
- force
- force sensor
- force detection
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- Measurement Of Force In General (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
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。
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。
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。
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(22)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。
９図ないし第11図に示すように多軸力センサ(22)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（α１）、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（α２）、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（α３）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α１、α２、α３が異な
ることがあった。
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（α１）、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（α２）、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（α３）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α１、α２、α３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。
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。
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。
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、ゲージの貼り付け作業
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。
少なくすることができ、さらに、ゲージの貼り付け作業
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、断線や配線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。
え、断線や配線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。
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(1
1)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(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
ら成るように形成した。
（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(1
1)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(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
ら成るように形成した。
上記構成によれば、各力検出部(12)が予め基板(11)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。
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、かつ一ヶ所にまとめて端子部(14)が設けてある
ので、リード線(13)の断線や配線まちがいも生じない。
続され、かつ一ヶ所にまとめて端子部(14)が設けてある
ので、リード線(13)の断線や配線まちがいも生じない。
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。
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。
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(12)は、基板(1
1)の所定の位置であって、基板(11)の長軸と平行となる
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。
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(12)は、基板(1
1)の所定の位置であって、基板(11)の長軸と平行となる
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(1
1)の２つの端縁(18)(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(1
2)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。
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(1
1)の２つの端縁(18)(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(1
2)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。
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。
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個以上適宜の数の力検出
部(12)を形成することが可能である。
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個以上適宜の数の力検出
部(12)を形成することが可能である。
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）への貼り付け作業が簡
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(13)がまとめてあるの
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。
ージ（７）（８）のリング（４）への貼り付け作業が簡
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(13)がまとめてあるの
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。
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、(1
2)……力検出部、(13)……リード線、(14)……端子部、
(15)……端子
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、(1
2)……力検出部、(13)……リード線、(14)……端子部、
(15)……端子
Claims (1)
- 【請求項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(1
1)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(1
1)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(1
5)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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014006A JPH0652209B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 多軸力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63014006A JPH0652209B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 多軸力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189536A JPH01189536A (ja) | 1989-07-28 |
| JPH0652209B2 true JPH0652209B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=11849126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63014006A Expired - Lifetime JPH0652209B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | 多軸力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652209B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5339696A (en) * | 1993-03-31 | 1994-08-23 | Advanced Mechanical Technology, Inc. | Bolt torque and tension transducer |
| US8857271B2 (en) * | 2012-07-24 | 2014-10-14 | The Boeing Company | Wraparound strain gage assembly for brake rod |
| JP6202673B2 (ja) * | 2013-10-17 | 2017-09-27 | 住友電工スチールワイヤー株式会社 | 荷重計 |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP63014006A patent/JPH0652209B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01189536A (ja) | 1989-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080706 Year of fee payment: 14 |