JPH07229799A

JPH07229799A - ビーム形荷重センサ

Info

Publication number: JPH07229799A
Application number: JP6046557A
Authority: JP
Inventors: Kunio Shirakawa; 邦雄白川; Hiroshi Ichinose; 弘志一瀬
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1995-08-29
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: JP2630562B2

Abstract

(57)【要約】【目的】組立て性が良好で、測定精度が良く、かつ安
価なビーム形荷重センサを提供すること。【構成】１は基礎部に固定される固定部、２は載荷
部、３、４は上下ビーム（梁）、５、６は該上下ビーム
３、４にスペースを介してさまれた中間部、７は前記載
荷部２に固定された矩形型印加荷重部である。また、８
は歪みゲージであり、前記中間部５と６の間の薄壁の一
面に設置されている。該歪みゲージ８は、例えば薄膜チ
ップにより構成しても良い。歪みゲージ８の設置位置
は、ビーム３、４の長さ方向には、ビーム３、４の中央
部とし、矩形型印加荷重部７の中央とした。また、ビー
ム３、４の厚み方向には、ビーム形荷重センサの構成要
素全体の形状寸法と、前記薄壁の厚みおよび形状寸法と
の相関から求められるビーム３、４の捩れの中心となる
モーメントゼロライン上に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はビーム形荷重センサに
関し、特に歪みゲージを有するビーム形荷重センサに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のビーム形荷重センサの一例とし
て、特公昭５５−１３５３５号公報に開示されているも
のがある。このビーム形荷重センサ２０は、図６に示さ
れているように、固定部２１と載荷部２２の間の中央部
に、横長の貫通空間２６、２７を上下に設け、この二つ
の貫通空間２６、２７に挟まれた部分２８の一部または
全部に薄い壁状部２９を設け、該壁状部２９に歪み応答
手段（歪みゲージ）３０を設けたものである。該歪み応
答手段３０としては電気抵抗線歪みゲージが使用されて
おり、該歪み応答手段３０は、図７に断面図によって示
されているように、前記壁状部２９の両面に設けられて
いる。図中の３６、３７は、それぞれ上下の支持ビーム
である。

【０００３】上記の従来のビーム形荷重センサによれ
ば、前記固定部２１を孔３２を通るボルト等で図示され
ていない基礎部に固定し、載荷部２２の上部に孔３３を
利用して図示されていない載荷物の荷重を載荷すると、
上下支持ビーム３６、３７は平行四辺形状に変形し、壁
状部２９に剪断歪みを生ずる。この剪断歪みを、歪み応
答手段３０で検知することにより、前記載荷物の荷重を
測定することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した構成の従来の
ビーム形荷重センサは、これの固定部３１を基礎部に固
定すると、固定部と載荷部の間に捩じれが生じ、不要な
剪断歪が発生する。従来のビーム形荷重センサは、この
剪断歪による影響を除去するために、壁状部２９の両面
に歪み応答手段３０を張り付けて、該モーメントの補正
を電気的に行っている。

【０００５】従来のビーム形荷重センサは、前記のよう
に、壁状部２９の両面に歪み応答手段３０を張り付けて
いるため、２枚の歪み応答手段３０の張り付け位置を精
度良く合わせるのが難しく、組立て性が悪いという問
題、歪み応答手段を２個用いているので、コストアップ
になるという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、前記した従来装置の問題
点を除去し、組立て性が良好で、測定精度が良く、かつ
安価なビーム形荷重センサを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、固定部と載荷部とをビームを介
して結合しているビーム形荷重センサにおいて、該固定
部と載荷部との間に、上下に設けられた横長の二つの貫
通空間と、該二つの貫通空間に挟まれた部分の一部であ
って、前記ビームの捩れの中心となる位置に設置された
歪みゲージとを具備した点に特徴がある。

【０００８】また、請求項４の発明は、前記歪みゲージ
を、前記ビームの捩れの中心となる位置から該ビームの
厚み方向に所定距離ずらした位置に設置し、前記固定部
に、他端が回転自在に支持されたアームを固定し、該ビ
ーム形荷重センサを踏力センサとして使用した点に特徴
がある。

【０００９】

【作用】請求項１の発明によれば、前記歪みゲージは、
ビームの捩れの中心となる位置に設置されるので、従来
装置のように、二つの歪みゲージを設けて該捩れによる
剪断歪を補正する必要がなくなる。このため、本発明に
よれば、歪みゲージを薄膜の一面のみに設ければ良くな
る。

【００１０】請求項４の発明によれば、単に前記歪みゲ
ージの設置位置を曲げモーメントが零となる位置からず
らすことにより、踏力センサを作成することができる。

【００１１】

【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例のビーム形荷重センサ
の斜視図、図２は正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面
図、図４は平面図を示す。図において、１は基礎部９
（図２参照）に固定される固定部、２は載荷部、３、４
は上下ビーム（梁）、５、６は該上下ビーム３、４に貫
通空間（スペース）を介してさまれた中間部、７は前記
載荷部２に固定された矩形型印加荷重部である。また、
８は歪みゲージであり、前記中間部５と６の間の薄壁の
一面に設置されている。該歪みゲージ８は、例えば薄膜
チップにより構成しても良い。

【００１２】本実施例では、前記歪みゲージ８を貼り付
ける薄壁の位置、すなわち歪みゲージ８の設置位置は、
ビーム３、４の長さ方向ａ（図２参照）には、ビーム
３、４の中央部とし、矩形型印加荷重部７の中央とし
た。また、ビーム３、４の厚み方向ｂ（図４参照）に
は、ビーム形荷重センサの構成要素全体の形状寸法と、
前記薄壁の厚みおよび形状寸法との相関から求められる
ビーム３、４の厚み方向ｂの捩れの中心となるモーメン
トゼロライン１０上に設けた。

【００１３】このモーメントゼロライン１０は、具体的
には、前記薄壁を除くビーム形荷重センサを作成し、図
２に示されているように固定部１を基礎部９に固定した
後、一面に歪みゲージが貼り付けられた薄壁をビーム
３、４の厚み方向ｂに移動し、捩り力を印荷し、歪みゲ
ージの検出値が所定値（例えば、０）となるようにする
ことにより求めることができる。図３の距離ΔＬは、前
記薄壁の、ビーム３、４の厚み方向の中心線からのずれ
を示している。

【００１４】以上の構成を有する本実施例のビーム形荷
重センサによれば、矩形型印加荷重部７の上のどの位置
に加重を加えても、歪みゲージ８によって検出される値
は等しいものとなる。

【００１５】本実施例によれば、次のような効果があ
る。すなわち、歪みゲージを薄壁の一面だけに設ければ
良いので、従来の両面に設けたのに比べて、歪みゲージ
位置のずれがなくなり、感度が向上する。また、組立て
性が良くなる。また、歪みゲージを薄壁の一面だけに設
ければ良いので、歪みゲージの種類の選択度が広がる。
例えば、スパッタリング、ＣＶＤ（化学気相蒸着）等で
形成した薄膜ゲージの使用が可能となり、安価で性能の
良い薄膜ゲージの使用が可能となる。さらに、歪みゲー
ジが１組で済むので、歪みゲージに要する費用が半分に
なり、安価になる。

【００１６】なお、本実施例によれば、歪みゲージ８を
薄膜チップで別体で作成しておき、前記のようにして該
薄膜チップをビーム３、４の厚み方向ｂの捩れの中心と
なるモーメントゼロライン１０までずらし、溶接等で前
記中間部５、６に固定するようにしてもよい。

【００１７】次に、本発明の第２実施例を、図５を参照
して説明する。この実施例は、本発明のビーム形荷重セ
ンサを、踏力センサとして使用したものである。ビーム
形荷重センサを、例えば自動車のブレーキの踏力センサ
として使用する場合には、ペダルパッドの先端部は支点
から遠い位置にあるので、該ペダルパッドの先端部に印
加された荷重は歪みゲージの出力が大きくなり、逆に支
点に近い位置に印加された荷重は歪みゲージの出力が小
さくなるようにすることが必要である。

【００１８】本実施例は上記の要請を満足するように構
成されたものである。図５は踏力センサの正面図、平面
図およびＢ−Ｂ線断面図を示すものであり、１５は支
点、１６はアームであり、該アームの自由端に、第１実
施例で説明したビーム形荷重センサが固着されている。
該ビーム形荷重センサの矩形型印加荷重部７は、前記ペ
ダルパッドを構成している。ΔＭは、前記歪みゲージ８
の設置位置の、前記ビームの厚み方向の中心線からのず
れを示している。

【００１９】本実施例では、前記のように、ペダルパッ
ド上の荷重印加位置が支点１５から遠い位置Ｘであるか
近い位置Ｙであるかにより、歪みゲージ８の出力を変化
させる必要があるから、歪みゲージ８の設置位置を図の
Ｃ方向にずらして、モーメントが０の位置に対してオフ
セットを与えている。一例として、第１実施例のモーメ
ントが０の位置である前記距離ΔＬが１．５ｍｍのもの
の場合、これを（＝ΔＭ）４ｍｍとすると、良好な踏力
センサが得られた。

【００２０】前記実施例では、７を矩形型印加荷重部と
したが、本発明は矩形型に限定されず、該矩形型の４隅
にアールをつけた形であってもよいし、楕円形、あるい
はこれに類似した形状であってもよい。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、歪みゲージ
が、ビームの捩れの中心となる位置に設置されるので、
従来装置のように歪みゲージを２個設けて、該捩れの剪
断歪を補正する必要がなくなる。このため、ビーム形荷
重センサの構成が簡略化されると共に、製作コストを低
減することができる。

【００２２】請求項２の発明によれば、前記歪みゲージ
は薄膜の１面のみに設けられているので、従来装置に比
べて、歪みゲージの位置合わせをする必要がなくなり、
生産性の向上を期待できると共に、加重測定の精度を向
上することができる。また、多種類の歪みゲージを使用
することが可能になる。

【００２３】請求項３の発明によれば、製作が容易で高
感度の歪みゲージを組み込むことができる。

【００２４】請求項４の発明によれば、荷重印加位置に
応じた荷重を検出できる高精度の踏力センサを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の斜視図である。

【図２】本実施例の正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】本実施例の平面図である。

【図５】本発明の第２実施例の正面、平面および断面
図である。

【図６】従来装置の一例を示す斜視図である。

【図７】図６の中央部の断面図である。

【符号の説明】１…固定部、２…載荷部、３、４…上下ビーム（梁）、
５、６…中間部、７…矩形型印加荷重部、８…歪みゲー
ジ、９…基礎部、１０…モーメントゼロライン、１５…
支点、１６…アーム。

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１０月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】請求項４の発明によれば、単に前記歪みゲ
ージの設置位置を捩れの中心となる位置からずらすこと
により、踏力センサを作成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定部と載荷部とをビームを介して結合
しているビーム形荷重センサにおいて、該固定部と載荷部との間に、上下に設けられた横長の二
つの貫通空間と、該二つの貫通空間に挟まれた部分の一部であって、前記
ビームの捩れの中心となる位置に設置された歪みゲージ
とを具備したことを特徴とするビーム形荷重センサ。
【請求項２】請求項１のビーム形荷重センサにおい
て、前記歪みゲージは薄膜の１面のみに設けられていること
を特徴とするビーム形荷重センサ。
【請求項３】請求項１または２のビーム形荷重センサ
において、前記歪みゲージは、スパッタリング、ＣＶＤ（化学気相
蒸着）等で形成した薄膜ゲージであることを特徴とする
ビーム形荷重センサ。
【請求項４】固定部と載荷部とをビームを介して結合
しているビーム形荷重センサにおいて、該固定部と載荷部との間に、上下に設けられた横長の二
つの貫通空間と、該二つの貫通空間に挟まれた部分の一部であって、前記
ビームの捩れの中心となる位置から該ビームの厚み方向
に所定距離ずらした位置に設置された歪みゲージと、前記固定部に一端が固定され、他端が回転自在に支持さ
れたアームとを具備し、踏力センサとして使用したこと
を特徴とするビーム形荷重センサ。