(57)【要約】  歪センサは、軸方向に沿って延びる筒状の起歪体と、第１固定部と、第２固定部と、歪検出素子とを有する。第１固定部は、起歪体と第１接続部で接続され、起歪体の第一端の開口部から軸方向に延出している。また、第１固定部は被検出体に固定される第１係合部を有する。第２固定部は、起歪体と第２接続部で接続され、起歪体の第二端の開口部から第１固定部と反対の方向に、起歪体との間に空隙を挟んで延出している。また、第２固定部は被検出体に固定される第２係合部を有する。歪検出素子は、起歪体の外周面に設けられている。歪検出素子は、軸方向に対して、歪検出素子の中心が、空隙の中心よりも第２固定部がある方にあるように配置されている。
2015155956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に沿って延びる筒状の起歪体と、
前記起歪体と第１接続部で接続され、前記起歪体の第一端の開口部から前記軸方向に延出し、被検出体に固定される第１係合部を有する第１固定部と、
前記起歪体と第２接続部で接続され、前記起歪体の第二端の開口部から前記第１固定部と反対の方向に、前記起歪体との間に空隙を挟んで延出し、前記被検出体に固定される第２係合部を有する第２固定部と、
前記起歪体の外周面に設けられた歪検出素子と、を備え、
前記歪検出素子は、前記軸方向において、前記歪検出素子の中心が、前記空隙の中心に対して前記第２固定部がある方にあるように配置された、
歪センサ。
【請求項２】
前記軸方向において、前記歪検出素子の中心が、前記第２接続部における前記空隙寄りの位置に設けられている、
請求項１の歪センサ。
【請求項３】
第１出力電極と、第２出力電極と、電源電極と、グランド電極とを含む回路パターンをさらに備え、
前記歪検出素子は、
前記電源電極と前記第１出力電極とを接続した第１歪検出素子と、
前記グランド電極と前記第１出力電極とを接続した第２歪検出素子と、
前記電源電極と前記第２出力電極とを接続した第３歪検出素子と、
前記グランド電極と前記第２出力電極とを接続した第４歪検出素子とで構成されている、
請求項１に記載の歪センサ。
【請求項４】
前記第１歪検出素子と前記第３歪検出素子とは、前記軸方向において前記第２接続部における前記空隙寄りに設けられ、
前記第２歪検出素子と前記第４歪検出素子とは、前記軸方向において前記第２接続部における前記空隙と反対側に設けられている、
請求項３に記載の歪センサ。
【請求項５】
前記起歪体は、前記第２接続部から前記第２固定部が延出する方向と同じ方向に延出した延出部を有し、
前記第１歪検出素子と前記第３歪検出素子とは、前記軸方向において前記第２接続部における前記空隙寄りに設けられ、
前記第２歪検出素子と前記第４歪検出素子とは、前記軸方向において前記第２接続部における前記延出部寄りまたは前記延出部上に設けられている、
請求項３に記載の歪センサ。
【請求項６】
前記第１固定部は、前記第１接続部と前記第１係合部との間に、前記軸方向と直交する方向に突出する第１厚肉部を有し、
前記第２固定部は、前記第２接続部と前記第２係合部との間に、前記軸方向と直交する方向に突出する第２厚肉部を有する、
請求項１に記載の歪センサ。
【請求項７】
前記第２固定部は、前記第１接続部と前記第１係合部との間に、前記被検出体から加えられる力を受ける受け部を有する、
請求項１に記載の歪センサ。
【請求項８】
前記受け部の前記起歪体の径方向の長さは、前記空隙の前記径方向の長さよりも短い、
請求項７に記載の歪センサ。
【請求項９】
前記受け部は、前記第２固定部に複数設けられている、
請求項７に記載の歪センサ。
【請求項１０】
前記受け部は、前記第２固定部の外周を囲むように設けられている、
請求項７に記載の歪センサ。
【請求項１１】
前記第１固定部は、前記空隙と面した面にストッパーを有している、請求項１に記載の歪センサ。
【請求項１２】
前記第２固定部はネジ穴を有し、
前記ストッパーは前記ネジ穴に接続されたネジ部を有する、
請求項１１に記載の歪センサ。
【請求項１３】
前記起歪体と前記第１固定部との接続部分の最小断面積と前記ストッパーの有効断面積との和は、前記第１固定部の有効断面積よりも大きい、
請求項１２に記載の歪センサ。
【請求項１４】
前記ストッパーは、前記軸方向と異なる方向に延在した延在部を有する、
請求項１１に記載の歪センサ。
【請求項１５】
前記ストッパーは、前記第１固定部に複数設けられている、
請求項１１に記載の歪センサ。
【請求項１６】
入力荷重が加えられる入力部材と、
前記入力部材と接続された接続部材と、
前記接続部材と前記第１接続部で接続された請求項１に記載の歪センサと、
前記請求項１に記載の歪センサの前記第２接続部と接続され、前記入力荷重を伝達する伝達部材と、を備えた、
荷重検出装置。
【請求項１７】
前記接続部材と前記歪センサの前記第１接続部とを固定するナットをさらに備えた、
請求項１６に記載の荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重が加えられたときに起歪体に生じる歪みを測定し、荷重の大きさを検出する歪センサおよびこの歪センサを用いた荷重検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、荷重の大きさを測定するために、起歪体に生じた歪みを検出することにより荷重の大きさを測定する歪みセンサが用いられている。図１８は従来の歪センサ１の斜視図である。図１９は歪センサ１の起歪体２の外周面の拡大図である。【０００３】
歪センサ１は、起歪体２と、第１〜第４抵抗素子（以下、抵抗素子）３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄとを有する。起歪体２は荷重により歪を生じる。抵抗素子３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは起歪体２の外周面に配置されている。抵抗素子３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄの抵抗値は、歪量に応じて変化する。抵抗素子３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄには、起歪体２の歪量を検出する信号処理回路（図示せず）が結線されている。起歪体２は軸方向に空洞（図示せず）を有する円筒状であって、起歪体２を挟むように起歪体２の軸方向にネジ部４が配置されている。そして、起歪体２とネジ部４とが溶接により接合し、一体化している。【０００４】
起歪体２の周面には、互いに対向する第１出力電極（以下、出力電極）５Ａと第２出力電極（以下、出力電極）５Ｂとが配置されている。出力電極５Ａ、５Ｂの間には、電源電極６とグランド電極７とが設けられている。これらの電極は、各々、パッド電極８に接続されている。出力電極５Ａ、５Ｂ、電源電極６、グランド電極７は銀を焼き付けて形成された線状のＡｇ電極である。出力電極５Ａ、５Ｂは、起歪体２の軸方向に対向している。電源電極６とグランド電極７とは、略同一直線上に配置されている。また電源電極６とグランド電極７とは、出力電極５Ａ、５Ｂと略平行に配置されている。【０００５】
抵抗素子３Ａはグランド電極７と出力電極５Ａとを接続するように形成され、抵抗素子３Ｂはグランド電極７と出力電極５Ｂとを接続するように形成されている。抵抗素子３Ｃは電源電極６と出力電極５Ａとを接続するように形成され、抵抗素子３Ｄは電源電極６と出力電極５Ｂとを接続するように形成されている。抵抗素子３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄは、電源電極６とグランド電極７とが対向する部分９０を除き、出力電極５Ａと出力電極５Ｂとが対向する間の部分１０、および、出力電極５Ａ、５Ｂ、電源電極６、グランド電極７を歪抵抗体で被覆することで形成されている（例えば、特許文献１）。【０００６】
図２０は、従来の別の歪センサ１１の断面図であり、図２１は、歪センサ１１の部分拡大図である。歪センサ１１は、析出硬化系ステンレスにより円筒形状に構成された起歪体１２を有する。起歪体１２の外側面には、Ａｇからなる電源電極、第１出力電極、第２出力電極およびグランド（ＧＮＤ）電極（いずれも図示せず）が、互いに近傍に位置するように設けられている。【０００７】
図２１に示すように、起歪体１２の下側の外側面には、電源電極と電気的に接続された第１下側歪検出素子（以下、検出素子）１３が設けられている。検出素子１３と反対側には、第２出力電極と電気的に接続された第２下側歪検出素子（以下、検出素子）１４が設けられている。起歪体１２の上側の外側面には、検出素子１３の上側に、検出素子１３と第１出力電極とに電気的に接続された第１上側歪検出素子（以下、検出素子）３５０が設けられている。また、起歪体１２の上側の外側面の、第１上側歪検出素子３５０と反対側には、検出素子１４および第２出力電極と電気的に接続された第２上側歪検出素子（以下、検出素子）１６が設けられている。検出素子１３、１４、３５０、１６は、ブリッジ回路を構成している。【０００８】
また、円筒形状の起歪体１２の内側には、延出部１７が設けられており、さらに、延出部１７の先端側には柱部１８が設けられている。起歪体１２における上端には、上側取付部（図示せず）が間隙１９を介して設けられている。下側取付部（図示せず）は、起歪体１２における延出部１７の先端に設けられた柱部１８を支持している。そして、上側取付部と下側取付部とは支持部材（図示せず）を構成している。シャフトで構成された金属製の押圧部材２１は、起歪体１２の上端側内側面に固着されるとともに、起歪体１２の長手方向に移動するように構成されている。上側取付部と押圧部材２１との間には隙間２０が設けられていて、上側取付部がストッパーの役割をしている。樹脂製のケース２２はかしめ部２３を有しており、かしめ部２３の先端をかしめることにより、支持部材における下側取付部がケース２２に固定されている。【０００９】
また、ケース２２にはガラスエポキシ製の回路基板２４が設けられており、回路基板２４は起歪体１２における電源電極、第１出力電極、第２出力電極、およびＧＮＤ電極と電気的に接続されている。さらに、回路基板２４には集積回路（ＩＣ）で構成された処理回路２５が設けられている。処理回路２５は、起歪体１２における第１下側歪検出素子１３、第２下側歪検出素子１４、第１上側歪検出素子３５０、第２上側歪検出素子１６および回路パターン１８で構成されるブリッジ回路の出力信号を処理している。また、ケース２２にはコネクタ端子２６を有するコネクタ部２７が設けられている。コネクタ端子２６は回路基板２４に電気的に接続されるとともに、出力信号を外部に出力している（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４７６０４８５号公報
【特許文献２】特開２０１３−０６１２１７号公報
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、大きな出力信号を得るとともに、歪みセンサに生じる軸力の影響を低減し、歪みの検出精度を向上させた歪センサを提供する。
【００１２】
本発明の歪センサは、軸方向に沿って延びる筒状の起歪体と、第１固定部と、第２固定部と、歪検出素子とを有する。第１固定部は、起歪体と第１接続部で接続され、起歪体の第一端の開口部から軸方向に延出している。また、第１固定部は被検出体に固定される第１係合部を有する。第２固定部は、起歪体と第２接続部で接続され、起歪体の第二端の開口部から第１固定部と反対の方向に、起歪体との間に空隙を挟んで延出している。また、第２固定部は被検出体に固定される第２係合部を有する。歪検出素子は、起歪体の外周面に設けられている。歪検出素子は、軸方向に対して、歪検出素子の中心が、空隙の中心よりも第２固定部がある方にあるように配置されている。
【００１３】
上記の構成により、歪センサを被検出体に取り付けるときの軸力を低減することができ、歪センサの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における歪センサの断面図
【図２】図１に示す歪センサの起歪体の外周面の展開図
【図３】図２に示す起歪体に設けられた歪検出素子の回路図
【図４】図１に示す歪センサが変形した状態を示す部分拡大図
【図５】軸力により図１に示す歪センサに生じる歪みの大きさの分布を示す図
【図６】本発明の実施の形態２における歪センサの断面図
【図７】図６に示す歪センサが変形した状態を示す部分拡大図
【図８】図６に示す歪センサを含む荷重検出装置の構成図
【図９】図８に示す荷重検出装置の部分断面図
【図１０】図６に示す歪センサにおける受け部の寸法変更により、軸力によってこの歪センサに生じる歪みの大きさの変化を示す図
【図１１】本発明の実施の形態２における他の歪センサを含む荷重検出装置の断面図
【図１２】本発明の実施の形態３における歪センサの断面図
【図１３】図１２に示す歪センサが変形した状態を示す部分拡大図
【図１４】図１２に示す歪センサを含む荷重検出装置の構成図
【図１５】図１４に示す荷重検出装置の部分断面図
【図１６】本発明の実施の形態３における他の歪センサの断面図
【図１７】本発明の実施の形態３におけるさらに他の歪センサの断面図
【図１８】従来の歪センサの斜視図
【図１９】図１８に示す歪センサの部分拡大図
【図２０】別の従来の歪センサの側断面図
【図２１】図２０に示す歪センサの部分拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の歪センサにおける問題点を簡単に説明する。特許文献１に開示された歪センサでは、出力信号が小さい。特許文献２に開示された歪センサでは、被検出体に取り付ける際に生じる軸力の影響により、検出精度が低下する。
【００１６】
以下、本発明の種々の実施の形態における歪センサについて、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態２、３において、先行する実施の形態と同様の構成をなすものには同じ符号を付し、詳細な説明を省略する場合がある。また、各実施の形態に特有の構成は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、他の実施の形態の構成と組み合わせてもよい。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における歪センサ３１の側断面図である。図２は歪センサ３１の起歪体３２の外周面の展開図である。
【００１８】
歪センサ３１は、軸３４の方向に沿って延びる筒状の起歪体３２と、第１固定部３５と、第２固定部３７と、歪検出素子１２５とを有する。第１固定部３５は、第１接続部３３で起歪体３２の内側に接続され、起歪体３２の第一端の開口部から軸３４の方向に延出している。また、第１固定部３５は被検出体（図示せず）に固定される第１係合部１２７を有する。第２固定部３７は、第２接続部３６で起歪体３２の内側に接続され、起歪体３２の第二端の開口部から第１固定部３５と反対の方向に、起歪体３２との間に空隙４３を挟んで延出している。また、第２固定部３７は被検出体に固定される第２係合部１２６を有する。歪検出素子１２５は、起歪体３２の外周面に設けられている。
【００１９】
第１係合部１２７と第２係合部１２６とは、ネジにより構成されている。ワッシャー（図示せず）が第１面３８、第２面４０に当接するようにして、第１係合部１２７と第２係合部１２６とを被検出体に締めることによって、歪センサ３１が被検出体に固定される。
【００２０】
なお、第２接続部３６からは、第２固定部３７が延出した方向と同じ方向に、延出部４２が延出していることが好ましい。これについては後述する。
【００２１】
第１固定部３５は、軸３４の方向と直交する方向に突出する第１厚肉部３９を有し、第２固定部３７は、軸３４の方向と直交する方向に突出する第２厚肉部４１を有する。第１厚肉部３９は、第１係合部１２７寄りに、軸３４の方向に直交する第１面３８を有し、第２厚肉部４１は、第２係合部１２６寄りに、軸３４の方向に直交する第２面４０を有する。
【００２２】
そして歪検出素子１２５は、軸３４の方向において、空隙４３の中心よりも第２固定部３７に近い位置に配置されている。すなわち、歪検出素子１２５は、軸３４の方向において、歪検出素子１２５の中心が、空隙４３の中心に対して第２固定部３７がある方にあるように配置されている。
【００２３】
図２に示すように、起歪体３２の外周面には、第１出力電極４４と、第２出力電極４５と、電源電極４６とグランド電極４７とを含む回路パターンが設けられている。歪検出素子１２５は、第１歪抵抗パターン４８と、第２歪抵抗パターン４９と、第３歪抵抗パターン５０と、第４歪抵抗パターン５１とで構成されている。以下、パターン４８〜５１と称する。
【００２４】
パターン４８は、電源電極４６と第１出力電極４４との間に接続され、パターン４９は、グランド電極４７と第１出力電極４４との間に接続されている。パターン５０は、電源電極４６と第２出力電極４５との間に接続され、パターン５１は、グランド電極４７と第２出力電極４５との間に接続されている。パターン４８とパターン５０は、パターン４９とパターン５１よりも第１固定部３５寄りに配置されている。歪検出素子１２５と回路パターンとは、図３に示すフルブリッジ回路を構成している。
【００２５】
起歪体３２は、ステンレス等の金属により構成されている。まず、起歪体３２の外周面にガラスペーストを印刷した後に、起歪体３２を約５５０℃で約１０分間焼成することで、絶縁被膜（図示せず）が形成される。次に、この絶縁被膜上に、銀のペーストを印刷して起歪体３２を約５５０℃で約１０分間焼成することで、回路パターンが形成される。さらに、絶縁被膜上に抵抗ペーストを印刷し、起歪体３２を約５５０℃で約１０分間焼成することでパターン４８〜５０が形成される。第１固定部３５と第２固定部３７とは、円筒状の起歪体３２に溶接して接合して一体化したり、同一材料からなる部材を加工して形成してもよい。
【００２６】
なお、本実施の形態では、一例として、起歪体３２の歪量を抵抗値の変化により検出する歪抵抗方式の歪センサ３１を説明するが、歪量により周波数が変化する方式や、静電容量が変化する方式を用いてもよい。このことは後述する実施の形態２、３でも同様である。
【００２７】
以下、歪センサ３１の動作について説明する。図４は起歪体３２に荷重が加わったときの歪センサ３１の変形を示す部分拡大図である。被検出体と接続された歪センサ３１には、第１固定部３５または第２固定部３７を介して軸３４の方向に起歪体３２を押す荷重が加えられる。この荷重によって起歪体３２は変形する。
【００２８】
被検出体から第１固定部３５または第２固定部３７を介して起歪体３２に荷重Ｆが加わると、第２固定部３７にせん断荷重ｆが加わる。せん断荷重ｆにより、起歪体３２の外側面にはモーメント力が作用し、第１接続部３３と第２接続部３６との間で起歪体３２に引張応力が加わる。その結果、第１接続部３３と第２接続部３６との間の部分で起歪体３２は外側に変位するように変形し、延出部４２が内側に変位するように変形をする。
【００２９】
このように起歪体３２が変形することで、パターン４８、５０には圧縮応力が加わり、パターン４９、５１には引張応力が加わる。この様な応力により、パターン４８、５０の抵抗値が大きくなり、パターン４９、５１の抵抗値が小さくなる。これによって、第１出力電極４４と第２出力電極４５との間に電位差が生じる。この電位差を信号処理することによって、処理回路は検出荷重に応じた出力信号を形成することができる。
【００３０】
上記のように、荷重Ｆを加えることによって起歪体３２に生じた歪みを検出することで、荷重Ｆの大きさを測定することが可能である。しかしながら、ワッシャーを介して第１固定部３５と第２固定部３７とで歪センサ３１を被検出体に取り付ける際にも起歪体３２が変形する。このとき第１固定部３５と第２固定部３７から起歪体３２には、軸３４の方向に沿って反対向きに引っ張る力が加えられる。すなわち、起歪体３２に図４における上下方向に伸ばす力（以下、軸力として説明する）が加わる。
【００３１】
図４のように起歪体３２が変形したときの、起歪体３２の歪みの大きさの分布と、被検出体に取り付けたときに歪センサ３１に軸力により生じる歪みの大きさの分布とを図５に示す。図５における横軸は、延出部４２の先端を０．０ｍｍとして起歪体３２の軸３４の方向の起歪体３２の位置を示している。縦軸は起歪体３２の外周面に生じる歪みの大きさを示し、歪みの大きさの絶対値が最大となる位置（約４．１ｍｍ）の値を１として規格化して示している。なお、縦軸において、＋側が引張応力を示しており、−側が圧縮応力を示している。
【００３２】
図５に示すデータは、図１に示す延出部４２の先端Ｐ１から、第１固定部３５寄りの端部Ｐ２までの長さが５．０ｍｍの起歪体３２を用いた場合の測定結果である。位置５．０は端部Ｐ２を意味している。また、図５は、第１固定部３５から軸３４の方向に１ｋＮの荷重を加えたときの歪みの分布を歪分布Ａとして示し、１０ｋＮの力でワッシャーを介して被検出体に歪センサ３１を固定したときの軸力により起歪体３２に生じる歪みの分布を歪分布Ｂとして示している。
【００３３】
第１接続部３３の長さが１．２ｍｍ、第２接続部３６の長さが２．０ｍｍ、延出部４２の長さが１．０ｍｍである。したがって、０．０ｍｍ〜１．０ｍｍの部分が延出部４２、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの部分が第２接続部３６、３．０ｍｍ〜３．８ｍｍの部分が空隙４３、３．８ｍｍ〜５．０ｍｍの部分が第１接続部３３である。パターン４８およびパターン５０の、軸３４の方向における中心部が図５における２．６ｍｍの位置にあり、パターン４９およびパターン５１の、軸３４の方向における中心部が１．６ｍｍの位置にある。
【００３４】
１０ｋＮの荷重で歪センサ３１を被検出体に固定した場合、４．２ｍｍの位置に軸力によって−１の大きさの歪みが生じる。一方、歪センサ３１に１ｋＮの圧縮荷重を加えたときには、約０．７８の歪みが起歪体３２に生じる。したがって、軸力の影響によって歪センサ３１に１ｋＮの圧縮荷重を加えたときと同程度以上の歪みが起歪体３２に生じることがわかる。このため、軸力の影響を大きく受ける位置に歪検出素子１２５を設けた場合、軸力の影響が大きく、歪センサ３１に加えられた圧縮荷重の検出精度が低下してしまう。
【００３５】
被検出体に歪センサ３１をワッシャーを用いて固定した場合、ワッシャーは第１面３８と第２面４０と当接するように歪センサ３１を締める。そのため、第１面３８と第２面４０を基準として、軸３４の方向に起歪体３２を引っ張るように軸力が加わる。このとき、軸力が加わる第１面３８、第２面４０に近い位置ほど、大きな軸力が加わり、起歪体３２が大きく歪む。また、空隙４３が設けられている部分は第１接続部３３、第２接続部３６と比べて、軸３４と直交する方向の厚みが薄くなっているため、空隙４３が設けられている部分で起歪体３２は歪みやすくなっている。
【００３６】
このため、図５の歪分布Ｂに示すように、歪センサ３１を被検出体に取り付けるときに生じる軸力の影響（歪み）は、第１接続部３３の空隙４３寄りの端部（４．１ｍｍの位置）で最大となる。そして、第１接続部３３と第２接続部３６の中間点（３．４ｍｍの位置）で歪は半分以下（約−０．４）となり、第２接続部３６に近づくに従い軸力の影響が低減し、第２接続部３６の空隙４３寄りの端部（３．０ｍｍの位置）で０となっている。
【００３７】
前述のように、歪分布Ａは、被検出体に歪センサ３１を取り付けた後に第１固定部３５から軸３４の方向に圧縮荷重Ｆを加えることにより起歪体３２に生じる歪みを示している。第１接続部３３と第２接続部３６の間の空隙４３においては、第１接続部３３寄りの端部（３．０ｍｍの位置）で最も歪みが小さい。この位置でも歪みの大きさは約０．６であり、軸力により生じる歪みよりも十分大きい。つまり、空隙４３の第１接続部３３寄りの端部近傍においては、軸力の影響を低減させ、かつ、荷重により生じた歪みを感度良く検出することが可能である。
【００３８】
このため、歪検出素子１２５を第１接続部３３と第２接続部３６の中間（３．４ｍｍ）よりも第２接続部３６寄りの位置に設けることが好ましい。つまり、歪検出素子１２５は、軸３４の方向において、歪検出素子１２５の中心が空隙４３の中心に対して第２固定部３７がある方にあるように配置されていればよい。これによって軸力の影響を低減し、かつ、圧縮荷重を加えたときに大きな歪みを検出することができるため、歪センサ３１の検出精度を向上させることができる。
【００３９】
また、歪検出素子１２５を、軸３４の方向において、その中心が第２接続部３６における、空隙４３寄りの端部近傍（２．９ｍｍの位置）になるように設けることで、軸力の影響を０とすることができ、歪センサ３１の検出精度を向上させることができる。
【００４０】
さらに、歪検出素子１２５のパターン４８、５０を第２接続部３６における、軸力が０となる位置（２．９ｍｍの位置）に設け、パターン４９、５１を第２接続部３６の延出部４２寄りの位置（１．０ｍｍ〜１．３ｍｍの位置）、すなわち、空隙４３と反対側に設けるとよい。あるいは、パターン４９、５１は、延出部４２（０．０ｍｍ〜１．０ｍｍの位置）の上に設けてもよい。これらの配置によって、パターン４８、５０に引張応力が加わり、パターン４９、５１に圧縮応力が加わる。そのため、大きな検出信号を得ることができ、歪センサ３１の検出感度を向上させることができる。
【００４１】
また図５より、第２接続部３６の延出部４２寄りの位置（１．２ｍｍの位置）で圧縮荷重を加えたときに生じる歪みの絶対値が最大（マイナスで最小）となっている。そのため、パターン４９、５１をこの位置（１．２ｍｍの位置）に設けることによって、歪センサ３１の検出感度を向上させることができる。
【００４２】
被検出体を第１係合部１２７に締め付けるとき、被検出体が第１面３８に当たると、それ以上は締め付けられない。同様に、被検出体を第２係合部１２６に締め付けるとき、被検出体が第２面４０に当たると、それ以上は締め付けられない。したがって、第１面３８、第２面４０はそれぞれ被検出体を締め付ける際の第１座面、第２座面として機能する。このように第１厚肉部３９、第２厚肉部４１を設けることによって、被検出体を締め付け、歪みが起歪体３２に生じる際に被検出体から起歪体３２までの軸３４の方向における距離を確保することができる。その結果、この歪みを低減することができる。なお第１厚肉部３９、第２厚肉部４１はそれぞれ、第１固定部３５、第２固定部３７の外周面全体に設けても、一部のみに設けてもよい。
【００４３】
このように、歪センサ３１を被検出体に取り付けた際に生じる軸力の影響が小さい位置に歪検出素子１２５を設けることによって、歪センサ３１の検出精度を向上させることができる。
【００４４】
なお、以上の説明では、歪検出素子１２５として、パターン４８、パターン４９、パターン５０、パターン５１からなるフルブリッジ回路を構成しているが、本発明はこれに限らない。起歪体３２に生じた歪みを抵抗変化等を検出することにより検出できればよい。すなわち、パターン４８〜５１は第１〜第４歪検出素子の一例である。このことは以下の実施の形態２、３についても当てはまる。
【００４５】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における歪センサ１２０の側断面図である。歪センサ１２０は、起歪体３２と、第１固定部３５と、第２固定部３７と、歪検出素子１２５とを有する。第１固定部３５は、第１接続部３３で起歪体３２の内側に接続され、起歪体３２の第一端の開口部から軸３４の方向に延出している。第２固定部３７は、第２接続部３６で起歪体３２の内側に接続され、起歪体３２の第二端の開口部から第１固定部３５と反対の方向に、起歪体３２との間に空隙４３を挟んで延出している。すなわち、起歪体３２の第一端の開口部を埋めるように第１固定部３５が接合され、第二端の開口部を埋めるように第２固定部３７が接合され、第１固定部３５と第２固定部３７との間に空隙４３が設けられている。また、第１固定部３５は被検出体（図示せず）に固定される第１係合部１２７を有し、第２固定部３７は被検出体に固定される第２係合部１２６を有する。歪検出素子１２５は、起歪体３２の外周面に設けられている。以上の構成は実施の形態１における歪センサ３１と同様である。歪センサ１２０が歪センサ３１と異なる点は、第１厚肉部３９、第２厚肉部４１に代えて、第２固定部３７において、第２係合部１２６と、起歪体３２と接続される第２接続部３６との間に受け部１２８が設けられていることである。
【００４６】
受け部１２８は、第２係合部１２６の起歪体３２寄りの端部から起歪体３２まで、第２固定部３７の外周面全体に設けられている。受け部１２８の径方向１２９の長さＬ１は、第２固定部３７の径方向１２９の長さＬ２よりも長い。
【００４７】
被検出体に歪センサ１２０を取り付ける場合には、歪センサ１２０を取り付けるための取付孔（図示せず）を被検出体に設け、この取付孔に第２係合部１２６をネジ止めすることにより固定する。この固定の際に、長さＬ１が長さＬ２より長いことによって、被検出体が起歪体３２に接することなく、被検出体に歪センサ１２０を取り付けることができる。すなわち、受け部１２８は実施の形態１における第２厚肉部４１と同様の効果を奏する。
【００４８】
歪検出素子１２５の構成は、実施の形態１において図２、図３を参照して説明したとおりであるので説明を省略する。また実施の形態１と同じ構成については同様にして作製することができる。
【００４９】
以下に、歪センサ１２０の動作について説明する。図７は歪センサ１２０の起歪体３２に入力荷重である荷重（例えば、踏力）が伝達されて歪センサ１２０が変形した状態を示す部分拡大図である。
【００５０】
被検出体と接続された歪センサ１２０には、第１固定部３５または第２固定部３７を介して軸３４の方向に起歪体３２を押す方向に荷重が加えられる。この荷重によって起歪体３２は変形する。
【００５１】
被検出体から第１固定部３５または第２固定部３７を介して起歪体３２に荷重Ｆが加わると、第１固定部３５にせん断荷重ｆが加わる。このせん断荷重ｆにより、起歪体３２の外側面にモーメント力が作用し、起歪体３２の第１接続部３３と第２接続部３６との間に引張応力が加わる。起歪体３２は、第１接続部３３と第２接続部３６の間の部分で外側に変位するように、かつ、延出部４２が内側に変位するように変形する。延出部４２は、実施の形態１と同様に、起歪体３２から軸３４の方向に平行に、第２固定部３７の設けられた方に伸びている。
【００５２】
このように起歪体３２が変形することで、第２固定部３７に荷重を加えた場合、第１歪抵抗パターン４８、第３歪抵抗パターン５０に圧縮応力が加わり、第２歪抵抗パターン４９、第４歪抵抗パターン５１に引張応力が加わる。これらの応力が加わることにより、第１歪抵抗パターン４８、第３歪抵抗パターン５０の抵抗値が大きくなり、第２歪抵抗パターン４９、第４歪抵抗パターン５１の抵抗値が小さくなる。これによって、図２、図３に示す第１出力電極４４と第２出力電極４５との間で電位差が生じ、電位差を処理回路で信号処理することによって検出荷重に応じた出力信号を形成することができる。すなわち、歪センサ１２０の動作原理は歪センサ３１の動作原理と同様である。
【００５３】
次に、歪センサ１２０を含む車両用の荷重検出装置１３９を用いて、受け部１２８による起歪体３２への軸力の伝達の低減の効果を説明する。図８は、荷重検出装置１３９を示す構成図であり、図９は、荷重検出装置１３９の９−９線における断面図である。
【００５４】
荷重検出装置１３９は、ペダルアーム１４０と、クレビスピン１４１と、クレビス１４２と、歪センサ１２０と、オペロッド１４３とを有する。入力部材であるペダルアーム１４０には、使用者から入力される荷重の例である踏力が入力される。クレビスピン１４１は、ペダルアーム１４０とクレビス１４２とに接続されている。クレビスピン１４１とクレビス１４２とは接続部材を構成している。伝達部材であるオペロッド１４３は、歪センサ１２０を介して接続部材と接続され、踏力を伝達する。
【００５５】
すなわち、クレビス１４２とオペロッド１４３とは、歪センサ１２０によって接続されている。ペダルアーム１４０に入力された踏力は、クレビス１４２とクレビスピン１４１とによって歪センサ１２０を介してオペロッド１４３に伝達される。オペロッド１４３に伝達された踏力Ｆｔは、ブレーキシステム（図示せず）に伝達され、入力された踏力に応じてブレーキ動作を行い、車両にブレーキがかかる。
【００５６】
図９に示すように、オペロッド１４３とクレビス１４２にはそれぞれ、歪センサ１２０を取り付けるための取付孔１４４、１４５が設けられている。取付孔１４４に第２係合部１２６がネジ止めされ、取付孔１４５に第１固定部３５がネジ止めされる。
【００５７】
歪センサ１２０をクレビス１４２、オペロッド１４３に接続するときには軸力が生じる。この軸力の例として、オペロッド１４３に取り付ける際に生じる軸力ｆ１について説明する。
【００５８】
オペロッド１４３に歪センサ１２０を取り付ける場合、第２固定部３７に対し、軸３４の方向に軸力ｆ１が加わる。これに伴い、オペロッド１４３と接している受け部１２８には、反力ｆ２が加わる。
【００５９】
反力ｆ２が起歪体３２に直接に伝達されると、起歪体３２が変形し、歪センサ１２０の検出精度が低下する。しかしながら歪センサ１２０には、受け部１２８が設けられている。そのため、反力ｆ２はオペロッド１４３から受け部１２８を介して起歪体３２に伝達される。
【００６０】
受け部１２８は、オペロッド１４３と接する面から起歪体３２まで、長さＬを有する。これにより、反力ｆ２が起歪体３２に伝達されるまでの、伝達経路の剛性が高くなり、起歪体３２が変形し難くなる。特に長さＬを大きくすればその効果は大きくなる。そのため、オペロッド１４３に歪センサ１２０を取り付ける際に生じる軸力ｆ１の影響が低減され、歪センサ１２０の検出精度が向上する。
【００６１】
また、空隙４３の径方向１２９の長さＬ１１を受け部１２８の径方向１２９の長さ（直径）Ｌ１２よりも長くすることにより、受け部１２８を介して伝達される反力ｆ２が直接に起歪体３２に伝達されることがなくなる。そのため、起歪体３２への軸力ｆ１の影響を低減することができ、歪センサ１２０の検出精度が向上する。また、長さＬ１２をさらに短くすれば、起歪体３２と受け部１２８との距離が大きくなり、軸力ｆ２の起歪体３２への伝達が軽減される。そのため起歪体３２への軸力ｆ１の影響をさらに低減することができる。
【００６２】
図１０は、歪センサ１２０に対し、受け部１２８の直径Ｌ１２を大、中、小と３段階で変更し、またオペロッド１４３と接する面から起歪体３２までの長さＬを変更した際の、軸力ｆ１として３０ｋＮの力を加えたときの歪みの大きさの変化を示している。なお、歪センサ１２０において、起歪体３２の径方向１２９の長さは１８ｍｍ、空隙４３の径方向１２９の長さＬ１１は１５．４ｍｍである。
【００６３】
受け部１２８の直径Ｌ１２が最も大きい「大」では、直径Ｌ１２は１６ｍｍで、長さＬ１１よりも直径Ｌ１２の方が長い。受け部１２８の直径Ｌ１２が「中」では、直径Ｌ１２は１４ｍｍで、長さＬ１１よりも直径Ｌ１２の方が短い。受け部１２８の直径Ｌ１２が最も小さい「小」では、直径Ｌ１２は１２ｍｍで、直径Ｌ１２は「中」よりもさらに短い。
【００６４】
横軸は、受け部１２８のオペロッド１４３との接触面を基準として起歪体３２までの長さＬを示している。縦軸は起歪体３２の歪みの大きさを示しており、受け部１２８の直径が１４ｍｍ（「中」）、長さＬが１ｍｍのときに起歪体３２に生じた歪み量を１として規格化して示している。
【００６５】
図１０に示すように、受け部１２８の直径を「大」から「中」へ変更して受け部１２８の直径Ｌ１２を空隙４３の径方向１２９の長さＬ１１よりも短くすると、軸力ｆ１により起歪体３２に生じる歪みの大きさは約６０％程度低減している。すなわち、この構造では、軸力ｆ１により生じる反力ｆ２が起歪体３２に直接伝わりにくいことがわかる。受け部１２８の直径をさらに小さくして「小」にすると、「中」よりもさらに歪みの大きさが約６０％程度低減する。このように、受け部１２８の直径Ｌ１２を空隙４３の径方向１２９の長さＬ１１よりも短くすることで、起歪体３２への軸力ｆ１の影響を低減することができる。そして、受け部１２８の直径Ｌ１２をさらに短くすることによって、起歪体３２への軸力ｆ１の影響をさらに低減することができる。
【００６６】
また、受け部１２８の直径Ｌ１２の「大」、「中」、「小」のそれぞれにおいて、受け部１２８のオペロッド１４３と接する面から起歪体３２までの長さＬが長くなると、起歪体３２に生じる歪み量が低減している。特に、受け部１２８の直径が「小」、長さＬが６ｍｍの場合、歪みの大きさがほぼ０になっている。このように、受け部１２８の長さＬを長くすると、軸力ｆ１がかかる位置から起歪体３２までの伝達経路の剛性が高くなり、起歪体３２への軸力ｆ１の影響を低減することができる。
【００６７】
また、荷重検出装置１３９では、クレビス１４２に取付孔１４５としてネジ孔が設けられ、第１固定部３５がクレビス１４２にネジ止めされ、クレビス１４２を歪センサ１２０に締結する際に生じる軸力の影響をナット１４６が吸収する。このように、ナット１４６は、起歪体３２から離れた位置で軸力ｆ１を受ける。そのため、起歪体３２への軸力ｆ１の影響を低減することができる。また、ナット１４６を用いることで、クレビス１４２と起歪体３２の間の距離を自由に調整し荷重検出装置１３９の大きさを調整することができる。そのため、色々な車種のブレーキシステムに適用することが可能になる。
【００６８】
なお、図１１に示すように受け部１２８を起歪体３２と離間した位置に設けてもよい。図１１は本実施の形態における他の歪センサを含む荷重検出装置の断面図である。
【００６９】
起歪体３２から離間した位置に受け部１２８を設けることによって、起歪体３２への軸力ｆ１の影響を大きく低減することができる。また、受け部１２８を起歪体３２から離間した位置に設けることにより、受け部１２８と起歪体３２の間に受け部１２８よりも径方向１２９の長さが短い領域ができる。そのため、起歪体３２への軸力ｆ１の影響をさらに低減することができる。
【００７０】
また、後から溶接等の方法により、受け部１２８を第２固定部３７に設けるようにすれば、受け部１２８の位置を調整し易い。そのため、様々なブレーキシステムに適用し易くなる。
【００７１】
なお、受け部１２８を起歪体３２から離間した位置に設ける場合、起歪体３２の外周全面に設けるのではなく、例えば、第２固定部３７から突出した突起を設けるように構成してもよい。このとき、受け部１２８を１つだけ設けると１つの受け部１２８にのみ反力ｆ２が生じ、起歪体３２へバランスよく軸力ｆ１が伝達されず、起歪体３２の位置によって、軸力ｆ１により生じる歪み量が偏ってしまう。このため、受け部１２８を１つだけではなく、複数設ければ、バランス良く軸力ｆ１受け部１２８を受けることができる。そのため、歪センサ１２０の検出精度がさらに向上する。一方、受け部１２８を複数設けるのではなく、第２固定部３７の外周を囲むように設ければ、受け部１２８全体で軸力ｆ１を受けることができる。そのため、歪センサ１２０の検出精度がさらに向上する。
【００７２】
なお、本実施の形態において、ブレーキシステム用の荷重検出装置１３９を説明したが、第１固定部３５から軸３４の方向にかかる荷重の検出の用途であれば、例えば、車両用シートにかかる重量の検出等にも適用することができる。なお、歪センサ１２０に代えて、実施の形態１の歪センサ３１を用いても同様の効果を奏する。
【００７３】
（実施の形態３）
図１２は本発明の実施の形態３における歪センサ２２１の側断面図である。歪センサ２２１は、起歪体３２と、第１固定部３５と、第２固定部３７と、第１歪抵抗パターン４８〜第４歪抵抗パターン５１とを有する。第１歪抵抗パターン４８〜第４歪抵抗パターン５１は実施の形態１、２と同様に、図２に示す歪検出素子１２５を構成している。第１固定部３５は、第１接続部３３で起歪体３２の内側に接続され、起歪体３２の第一端の開口部から軸３４の方向に延出している。第２固定部３７は、第２接続部３６で起歪体３２の内側に接続され、起歪体３２の第二端の開口部から第１固定部３５と反対の方向に、起歪体３２との間に空隙４３を挟んで延出している。また、第１固定部３５は被検出体（図示せず）に固定される第１係合部１２７を有し、第２固定部３７は被検出体に固定される第２係合部１２６を有する。歪検出素子１２５は、起歪体３２の外周面に設けられている。以上の構成は実施の形態１における歪センサ３１と同様である。歪センサ２２１が歪センサ３１と異なる点は、空隙４３に面した第１固定部３５の面２２９に円柱形状のストッパー２３０が設けられていることである。
【００７４】
歪検出素子１２５の構成は、実施の形態１において図２、図３を参照して説明したとおりであるので説明を省略する。また実施の形態１と同じ構成については同様にして作製することができる。ストッパー２３０は、第１固定部３５に溶接して接合して一体化したり、同一材料からなる部材を加工して形成してもよい。
【００７５】
以下に、歪センサ２２１の動作について説明する。図１３は歪センサ２２１に起歪体３２に荷重が加わって歪センサ２２１が変形した状態を示す部分拡大図である。
【００７６】
被検出体と接続された歪センサ２２１には、第１固定部３５または第２固定部３７を介して軸３４の方向に起歪体３２を押す方向に荷重が加えられる。この荷重によって起歪体３２は変形する。
【００７７】
被検出体から第１固定部３５または第２固定部３７を介して起歪体３２に荷重Ｆが加わると、第１固定部３５にせん断荷重ｆが加わる。このせん断荷重ｆにより、起歪体３２の外側面にモーメント力が作用し、起歪体３２の第１接続部３３と第２接続部３６との間に引張応力が加わる。起歪体３２は、第１接続部３３と第２接続部３６の間の部分で外側に変位するように、かつ、延出部４２が内側に変位するように変形する。延出部４２は、実施の形態１と同様に、起歪体３２から軸３４の方向に平行に、第２固定部３７の設けられた方に伸びている。
【００７８】
このように起歪体３２が変形することで、第１固定部３５に荷重を加えた場合、第１歪抵抗パターン４８、第３歪抵抗パターン５０に圧縮応力が加わり、第２歪抵抗パターン４９、第４歪抵抗パターン５１に引張応力が加わる。これらの応力が加わることにより、第１歪抵抗パターン４８、第３歪抵抗パターン５０の抵抗値が大きくなり、第２歪抵抗パターン４９、第４歪抵抗パターン５１の抵抗値が小さくなる。これによって、図２、図３に示す第１出力電極４４と第２出力電極４５との間で電位差が生じ、電位差を処理回路で信号処理することによって検出荷重に応じた出力信号を形成することができる。すなわち、歪センサ２２１の動作原理は歪センサ３１の動作原理と同様である。
【００７９】
上述のように起歪体３２が図１３に示すように変形をすると、起歪体３２と第１固定部３５との境界の第１接続部３３には大きな力が加わる。荷重Ｆが過剰に大きい場合には、起歪体３２と第１固定部３５とが第１接続部３３で破断をしてしまう虞がある。
【００８０】
これに対し、歪センサ２２１では、第１固定部３５にストッパー２３０が設けられている。そのため、歪センサ２２１に過剰な荷重Ｆが加わって起歪体３２が大きく変形をしても、ストッパー２３０が第２固定部３７に接触し、起歪体３２の変形を妨げる。その結果、起歪体３２は、その耐久性を超える程には変形することができない。このように、起歪体３２の変形の大きさが制限されるため、荷重Ｆが大きな場合でも、起歪体３２が破断することが無く、歪センサ２２１の耐久性を向上させることができる。
【００８１】
また、通常の使用範囲内の荷重が加わっても、ストッパー２３０は第２固定部３７と離間している。そのため、通常の使用に際しては、ストッパー２３０は起歪体３２の変形を阻害することが無く、起歪体３２が十分に変形することができる。このため、歪センサ２２１の検出精度を低下させることが無く、歪センサ２２１の耐久性を向上させることができる。
【００８２】
図１４は歪センサ２２１を含む荷重検出装置１３９Ａの構成図、図１５は、図１４に示す荷重検出装置１３９Ａの１５−１５線における断面図である。すなわち、荷重検出装置１３９Ａは実施の形態２の荷重検出装置１３９において、歪センサ１２０に代えて歪センサ２２１を用いている。
【００８３】
荷重検出装置１３９Ａに取り付けられた歪センサ２２１は、使用者がペダルアーム１４０に加えた踏力Ｆｔをオペロッド１４３に伝達している。そして、使用者が想定を超えた強さでペダルアーム１４０に踏力Ｆｔを加えた場合でも、ストッパー２３０によって起歪体３２の変形量が制限される。そのため、起歪体３２と第１固定部３５との境界の第１接続部３３の破断を防止することができる。この結果、使用者が車両を運転しているときに、第１接続部３３が破断し、歪センサ２２１が壊れることが抑止され、使用者がブレーキをかけられなくなることがなく、車両の安全性を向上させることができる。
【００８４】
なお、本実施の形態において、ストッパー２３０の形状は、例えば、円柱形状以外に、円錐形状、半球形状等の形状でもよい。また、ストッパー２３０の大きさ、径方向の幅についても、空隙４３の軸３４の方向の長さや使用用途、第１接続部３３の断面積等に応じて、適宜選択することができる。また、本実施の形態においてストッパー２３０は一つだけ設けられているが、複数設けてもよい。ストッパー２３０を複数設けることで、例えば、第１固定部３５に荷重が軸方向と異なる方向にかかり、起歪体３２に荷重が偏ってかかるような使用環境でも、複数のストッパー２３０を使用環境に応じて配置することができる。そのため、より耐久性を向上させることができる。
【００８５】
次に、本実施の形態における他の歪センサ２５１について図１６を参照しながら説明する。図１６は歪センサ２５１の側断面図である。
【００８６】
歪センサ２５１が歪センサ２２１と異なる点は、空隙４３に面した第１固定部３５の面２２９に、ストッパー２３０に代えてストッパー２５２が設けられていることである。さらに、ストッパー２５２は、第２固定部３７に設けられたネジ穴２５３に接続されたネジ部２５２Ａを有する。
【００８７】
上記の構成により、歪センサ２５１では、歪センサ２２１に比べ、起歪体３２の変形がより制限される。このため、起歪体３２の耐久性がさらに向上する。
【００８８】
なお、起歪体３２と第１固定部３５との接続部分の最も狭い部分Ｓの断面積（最小断面積）とストッパー２５２の有効断面積との和が、第１固定部３５の第１係合部１２７における有効断面積よりも大きいことが好ましい。なお、ここで有効断面積とは、ねじ構造になっている部分のねじの有効径より求められる断面積を意味している。
【００８９】
軸３４の方向に荷重が加わると、第１接続部３３とストッパー２５２とに同様に力が加わる。このとき、最も狭い部分Ｓの断面積とストッパー２５２の有効断面積との和が、第１固定部３５の有効断面積よりも大きければ、過剰な荷重が加わったときに、起歪体３２よりも先に第１固定部３５が破断する。すなわち、荷重に対する起歪体３２の耐久性を第１固定部３５よりも高くすることができる。そのため、さらに歪センサ２２１の耐久性を向上させることができる。
【００９０】
ストッパー２５２は、第２固定部３７とネジ止めされているが、第２固定部３７のネジ穴とストッパー２５２との間の空間分だけ、ストッパー２５２が移動可能である。そのため、起歪体３２の変形を妨げることなく、歪みを検出可能である。
【００９１】
次に、本実施の形態におけるさらに他の歪センサ２６１について図１７を参照しながら説明する。図１７は歪センサ２６１の側断面図である。
【００９２】
歪センサ２５１が歪センサ２２１と異なる点は、空隙４３に面した第１固定部３５の面２２９に、ストッパー２３０に代えてストッパー２６２が設けられていることである。さらに、ストッパー２６２は、第２固定部３７に設けられた穴部２６３に挿入されている。ストッパー２６２には、先端２６２Ａからストッパー２６２の延在する方向（軸３４の方向）と異なる方向に延在した延在部２６４が設けられている。先端２６２Ａとは、ストッパー２６２において、軸３４の伸びる方向における、第１係合部１２７から最も離れた端部である。
【００９３】
過剰な荷重が歪センサ２６１に加わったとき、ストッパー２６２が第２固定部３７の底面に接触する。そのため、ストッパー２６２はストッパー２３０と同様に、起歪体３２の変形の大きさを制限することができる。したがって、歪センサ２６１の耐久性が向上する。また、ストッパー２６２の先端２６２Ａと第２固定部３７の底面とが離間していることにより、歪センサ２６１に荷重が加わったときに起歪体３２が十分に変形することができる。そのため、検出精度が低下することなく、歪センサ２６１の耐久性が向上する。
【００９４】
また、ストッパー２６２には延在部２６４が設けられているため、何等かの理由により、第１接続部３３が破断し、起歪体３２と第１固定部３５とが分離しても延在部２６４が第２固定部３７と接触する。そのため、第１固定部３５と第２固定部３７とが分離することを防止することができる。
【００９５】
以上のように、歪センサ２６１の耐久性が向上するだけではなく、歪センサ２６１が破断してしまった場合にも分離することが無い。そのため、荷重の伝達部材としての機能を果たすことができる。したがって、歪センサ２６１を、図１４に示した荷重検出装置１３９Ａに適用すれば、歪センサ２６１が破断し、センサとしての機能を失ってしまった場合でも、クレビス１４２からオペロッド１４３に踏力を伝達することができる。そのため、荷重検出装置１３９Ａの信頼性が向上する。
【００９６】
なお、ストッパー２６２と延在部２６４とは、溶接して接合して一体化したり、同一材料からなる部材を加工して形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明の歪センサは、被検出体に歪センサを取り付けたときに生じる軸力の影響を低減し、歪センサの検出精度を向上させることができるため、車両用ペダル類の踏み込み荷重の検出、車両用パーキングブレーキのケーブル張力の検出、車両用シートの座面荷重の検出等に有用である。
【符号の説明】
【００９８】
３１，１２０，２２１，２５１，２６１    歪センサ
３２    起歪体
３３    第１接続部
３４    軸
３５    第１固定部
３６    第２接続部
３７    第２固定部
３８    第１面
３９    第１厚肉部
４０    第２面
４１    第２厚肉部
４２    延出部
４３    空隙
４４    第１出力電極
４５    第２出力電極
４６    電源電極
４７    グランド電極
４８    第１歪抵抗パターン（パターン）
４９    第２歪抵抗パターン（パターン）
５０    第３歪抵抗パターン（パターン）
５１    第４歪抵抗パターン（パターン）
１２５    歪検出素子
１２６    第２係合部
１２７    第１係合部
１２８    受け部
１２９    径方向
１３９，１３９Ａ    荷重検出装置
１４０    ペダルアーム
１４１    クレビスピン
１４２    クレビス
１４３    オペロッド
１４４，１４５    取付孔
１４６    ナット
２２９    面
２３０，２５２，２６２    ストッパー
２５２Ａ    ネジ部
２５３    ネジ穴
２６２Ａ    先端
２６３    穴部
２６４    延在部
【図１】
2015155956.tif 000003
【図２】
2015155956.tif 000004
【図３】
2015155956.tif 000005
【図４】
2015155956.tif 000006
【図５】
2015155956.tif 000007
【図６】
2015155956.tif 000008
【図７】
2015155956.tif 000009
【図８】
2015155956.tif 000010
【図９】
2015155956.tif 000011
【図１０】
2015155956.tif 000012
【図１１】
2015155956.tif 000013
【図１２】
2015155956.tif 000014
【図１３】
2015155956.tif 000015
【図１４】
2015155956.tif 000016
【図１５】
2015155956.tif 000017
【図１６】
2015155956.tif 000018
【図１７】
2015155956.tif 000019
【図１８】
2015155956.tif 000020
【図１９】
2015155956.tif 000021
【図２０】
2015155956.tif 000022
【図２１】
2015155956.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月7日(2016.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
起歪体３２は、ステンレス等の金属により構成されている。まず、起歪体３２の外周面にガラスペーストを印刷した後に、起歪体３２を約５５０℃で約１０分間焼成することで、絶縁被膜（図示せず）が形成される。次に、この絶縁被膜上に、銀のペーストを印刷して起歪体３２を約５５０℃で約１０分間焼成することで、回路パターンが形成される。さらに、絶縁被膜上に抵抗ペーストを印刷し、起歪体３２を約５５０℃で約１０分間焼成することでパターン４８〜５１が形成される。第１固定部３５と第２固定部３７とは、円筒状の起歪体３２に溶接して接合して一体化したり、同一材料からなる部材を加工して形成してもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
以下に、歪センサ２２１の動作について説明する。図１３は歪センサ２２１の起歪体３２に荷重が加わって歪センサ２２１が変形した状態を示す部分拡大図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
歪センサ２６１が歪センサ２２１と異なる点は、空隙４３に面した第１固定部３５の面２２９に、ストッパー２３０に代えてストッパー２６２が設けられていることである。さらに、ストッパー２６２は、第２固定部３７に設けられた穴部２６３に挿入されている。ストッパー２６２には、先端２６２Ａからストッパー２６２の延在する方向（軸３４の方向）と異なる方向に延在した延在部２６４が設けられている。先端２６２Ａとは、ストッパー２６２において、軸３４の伸びる方向における、第１係合部１２７から最も離れた端部である。
【国際調査報告】
2015155956.tif 000024
2015155956.tif 000025
2015155956.tif 000026
2015155956.tif 000027
2015155956.tif 000028
2015155956.tif 000029