(57)【要約】【課題】本発明は、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を配置した歪検出装置の製造方法に関し、量産段階での特性バラツキを抑制することを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために、筒状の起歪体１の軸方向に荷重伝達部２を溶接した歪検出装置において、荷重伝達部２と起歪体１との当接部分に起歪体１の内部と外部を連絡する連通路１４を設け、荷重伝達部２と起歪体１を溶接する際に溶接の最終段階で連通路１４を封口する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の起歪体と、前記起歪体の外周面に配置された歪抵抗素子と、前記起歪体の開口部に溶接により接続された荷重伝達部を有し、前記荷重伝達部と前記起歪体との当接部分に前記起歪体の内部と外部を連絡する連通路を設けた歪検出装置において、前記荷重伝達部の外周に沿って前記起歪体と前記荷重伝達部を溶接するとともに、前記溶接の最終段階で前記連通路を封口することを特徴とした歪検出装置の製造方法。
【請求項２】
連通路を荷重伝達部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の歪検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を配置した歪検出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の重量センサは、外周面に歪抵抗素子を配置した筒状の起歪体の開口部に外部取り付け用の荷重伝達部を挿入し、開口部の内周端部と荷重伝達部の外周端部を溶接することでこれらを一体化していた。
【０００３】
そして、被検出体に加わる荷重を、荷重伝達部を介して起歪体に伝達し、この荷重により生じる起歪体の歪成分を、その外周側面に設けた歪抵抗素子により検出する構造となっている。なお、このような歪検出装置においては、起歪体の検出軸と荷重伝達部の荷重伝達方向が一致していることが検出精度を確保する上で重要となるため、起歪体の開口部と、この開口部に挿入する荷重伝達部とのオフセットは非常に小さく設定している。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−５８８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、起歪体の開口に荷重伝達部を挿入した状態で溶接加工を行う場合、開口部と荷重伝達部とのオフセトが小さいことから、起歪体と荷重伝達部とで形成される閉空間の気密性が高くなり、溶接時の熱によりこの閉空間内の空気が膨張し、荷重伝達部を押し上げる方向に作用してしまうため、量産段階において、起歪体に対する荷重伝達部の取り付け精度にバラツキが生じ、結果として歪検出装置の特性バラツキの原因となっていた。
【０００７】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を配置した歪検出装置において、量産段階での特性バラツキを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を溶接した歪検出装置において、荷重伝達部と起歪体との当接部分に起歪体の内部と外部を連絡する連通路を設け、荷重伝達部と起歪体を溶接する際に溶接の最終段階で連通路を封口するとしたのである。
【発明の効果】
【０００９】
この方法により本発明は、筒状の起歪体の軸方向に荷重伝達部を配置した歪検出装置において、量産段階での特性バラツキを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】歪検出装置の断面図
【図２】同歪検出装置の回路図
【図３】同歪検出装置を構成する起歪体の展開図
【図４】（ａ）、（ｂ）同歪検出装置の検出原理を示す模式図
【図５】同歪検出装置における起歪体と荷重伝達部の溶接方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態における歪検出装置について図を用いて説明する。
【００１２】
図１は歪検出装置の断面構造を示したものであり、その基本構造は、円筒状の起歪体１と、この起歪体１の中心軸１ａ上に配置されて被検出体（特に図示せず）から加わる荷重を伝達する荷重伝達部２とからなり、荷重伝達部２はその下端部分を起歪体１の開口部に挿入し、その接合部分を溶接することで一体化している。なお、破線で示す３は歪検出装置を取り付ける支持部材を示している。
【００１３】
また、起歪体１の外周側面には、図２に示すブリッジ回路を構成する、電源電極４、出力電極５，６、ＧＮＤ電極７、および４つの歪抵抗素子８，９，１０，１１を配置している。そしてこれらの電極は、図３に示すように、起歪体１の下側部分において歪抵抗素子８，９は、起歪体１の中心軸１ａに対して対称配置され、歪抵抗素子８は一端が電源電極４に接続されて他端が出力電極５に接続されている。歪抵抗素子９は、一端が出力電極６と接続されて他端がＧＮＤ電極７に接続されている。また、起歪体１の上側部分において歪抵抗素子１０，１１は、起歪体１の中心軸１ａに対して対称配置され、歪抵抗素子１０は一端が歪抵抗素子８および出力電極５に接続されて他端がＧＮＤ電極７に接続されている。歪抵抗素子１１は、一端が歪抵抗素子９および出力電極６に接続されて他端が電源電極４に接続されている。
【００１４】
また、図１に示すように、起歪体１は、断面Ｔ字状の柱部１２により支持されるものであり、この柱部１２の円板状の頭部１３が円筒状の起歪体１の中ほどに溶接されている。
【００１５】
次に、この歪検出装置の検出原理を説明する。この歪検出装置では、荷重伝達部２に検出荷重が加わっていない初期状態においては、図４（ａ）に示すように、柱部１２の頭部１３に支持された起歪体１の形状変化はなく、電源電極４とＧＮＤ電極７間に接続されたブリッジ回路における出力電極５，６の間に電位差は生じない。
【００１６】
一方、荷重伝達部２に、図１の矢印で示すような中心軸１ａ方向の検出荷重が加わると、図４（ｂ）に示すように、起歪体１の内部に一体化された頭部１３にせん断荷重が加わる。そして、このせん断荷重によって、頭部１３に支持された起歪体１の外側面には、モーメント力が作用し、これにより、起歪体１の上端側の外周側面には引張力が作用し、下端側の外周側面には圧縮力が作用する。従って、起歪体１の上側の外周側面に設けられた歪抵抗素子１０，１１の抵抗値は大きくなるとともに、下側の外周側面に設けられた歪抵抗素子８，９の抵抗値は小さくなり、ブリッジ回路における出力電極５，６の間に電位差が生じ、この電位差を後段の処理回路（特に図示せず）で信号処理することで検出荷重に応じた出力信号を形成することができる。
【００１７】
次に、この歪検出装置の組み立て方法について説明する。先ず、起歪体１を構成するステンレスからなる円筒の外周側面にガラスペースト（図示せず）を印刷した後、約５５０℃で約１０分間焼成してステンレス表面を絶縁処理する。次に、焼成したガラスペーストの表面に電源電極４、出力電極５，６、ＧＮＤ電極７等を形成する銀ペースト（図示せず）を印刷し、約５５０℃で約１０分間焼成する。次に歪抵抗素子８，９，１０，１１を形成するメタルグレーズ系ペースト（図示せず）を印刷し約５５０℃で約１０分間焼成する。次に、起歪体１の内部に柱部１２を挿入し頭部１３の外周部分と起歪体１の内周部分とを溶接した後、起歪体１の開口部に荷重伝達部２を溶接する。
【００１８】
そして、この歪検出装置においては、図５に示すように、荷重伝達部２と起歪体１との溶接部分１５に連通路１４を設けて、起歪体１の内部と外部を連絡する通路を確保し、荷重伝達部２と起歪体１をハッチングで示す溶接部分１５を溶接するにあたり、溶接を連通路１４の近傍から溶接を始め、溶接の最終段階で連通路１４を封口する構成としており、これにより歪検出装置における量産段階での特性バラツキを抑制することができる。
【００１９】
すなわち、起歪体１に柱部１２を取り付けた後に荷重伝達部２を取り付ける場合、荷重伝達部２を溶接する段階で、起歪体１の内部が柱部１２の頭部１３と荷重伝達部２の下側部分とで閉空間１６が形成され、この閉空間１６が形成された状態で溶接を行う場合、上述したように、溶接時の熱により閉空間１６の内部空気が膨張し、荷重伝達部２を押し上げる方向に作用してしまうことが、歪検出装置の特性バラツキの原因となっていた。しかし、この閉空間１６を連通路１４により外部と連絡する構造とし、溶接の最終段階で連通路１４を封口することで、溶接熱により膨張した内部空気は連通路１４より外部に放出されるので、荷重伝達部２の押し上げ作用が抑制されることになり、結果として、溶接段階での荷重伝達部２の取り付け制度が向上でき、量産段階での特性バラツキを抑制することが出来る。
【００２０】
なお、この歪検出装置においては、連通路１４を荷重伝達部２の側に切欠きを設けることで形成しているが、これは起歪体１の内周部分に切欠きを設けるより容易に形成できるだけではなく、円筒状の起歪体１に対して部分的に切欠きを設けることによる強度分布の軸対称性を損うことで検出精度の劣化につながるものであり、連通路１４を形成する切欠きは荷重伝達部２の側に設けることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係る歪検出装置は、量産段階での特性バラツキを抑制することができるものであり、特に、車両用シート等の荷重を測定するための歪検出装置において有用となるものである。
【符号の説明】
【００２２】
１  起歪体
２  荷重伝達部
８，９，１０，１１  歪抵抗素子
１４  連通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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