(57)【要約】【課題】複数のロードセルのリード線配線を簡素化し、製造コスト及び工数を低減することが可能な荷重センサアセンブリを提供する。【解決手段】互いに逆の歪特性を示す、少なくとも１対の歪センサを有するロードセルを複数用い、各ロードセルの同じ歪特性の歪センサを接続することによりブリッジ回路の一辺を形成する荷重センサアセンブリにおいて、前記ブリッジ回路の一辺が、各ロードセルの同じ歪特性を示すセンサを直接接続することにより形成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに逆の歪特性を示す、少なくとも１対の歪センサを有するロードセルを複数用い、各ロードセルの同じ歪特性の歪センサを接続することによりブリッジ回路の一辺を形成する荷重センサアセンブリにおいて、
前記ブリッジ回路の一辺が、各ロードセルの同じ歪特性を示すセンサを直接接続することを特徴とする荷重センサアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
複数のロードセルの配線を簡素化した荷重センサアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複数のロードセルを用いた荷重センサアセンブリとしては、例えば図７及び図８に示すように、秤カバー部２２内に、４つのロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤと、これらの測定データを処理する回路基板２０とから成り、各ロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤは各々、荷重に対して互いに逆の歪特性を示す１対の歪センサを有し、この歪センサから配されるリード線はすべて接続部２２を介し、前記回路基板２０に接続することによりブリッジ回路を形成していた。
【０００３】
図８は前記荷重センサアセンブリの回路図である。各ロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの各歪センサは、隣り合うロードセルの同じ歪特性を示す歪センサと接続部２２を介して接続することによりブリッジ回路を形成し、このブリッジ回路に印加する電源１３と出力信号を検出する出力検出部１４とを接続して構成するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各ロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを用いてブリッジ回路を形成する際、各ロードセル各々独立に回路基板２０へと接続しなければならないため、多数のリード線を接続する手間がかかる。更にリード線の数が多いと、製造過程においてリード線が絡まる等配線処理が煩雑になる上に、各リード線の引き回しや半田付け等にかかる工数が多くなるため作業性が悪かった。
【０００５】
また、回路基板上の所定の位置に各リード線を接続していく際、基板上の接続スペースが十分取れていない場合や複雑な基板設計の場合等は誤配線の可能性もあった。
【０００６】
本発明は上述の従来技術の問題点を解決し、複数のロードセルの配線を簡素化した荷重センサアセンブリを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、互いに逆の歪特性を示す、少なくとも１対の歪センサを有するロードセルを複数用い、各ロードセルの同じ歪特性の歪センサを接続することによりブリッジ回路の一辺を形成する荷重センサアセンブリにおいて、前記ブリッジ回路の一辺が、各ロードセルの同じ歪特性を示すセンサを直接接続することを特徴とする荷重センサアセンブリを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の荷重センサアセンブリは、互いに逆の歪特性を示す、少なくとも１対の歪センサを有するロードセルを複数用い、各ロードセルの同じ歪特性の歪センサを接続することによりブリッジ回路の一辺を形成する荷重センサアセンブリにおいて、前記ブリッジ回路の一辺が、各ロードセルの同じ歪特性を示すセンサを直接接続することから、リード線の数を減らし配線の簡素化を図ることが可能であり、リード線の引き回しや半田付け等の処理にかかる工数を低減し作業性を向上させることができ、誤配線の減少にもつながる。また秤の組み立て時においては、荷重センサアセンブリを組み込むだけで良く、組み立て工数を軽減することができる。
【０００９】
【実施例】
本発明の第１実施例は、荷重に対して互いに逆の歪特性を示す１対の歪センサを有するロードセルを４つ用いた４点式秤を例として、各ロードセルの歪センサを回路基板を介することなく、直接リード線接続することによってブリッジ回路を形成するものである。
【００１０】
本実施例を図１から図４に基づいて詳述する。図１は本実施例において用いる公知のロードセル構成図であり、図２は各ロードセルの歪ゲージ貼付け部の拡大図であり、図３は秤裏面から見た回路基板を含む内部配線図であり、図４は本実施例の荷重センサアセンブリの機能構成ブロック図を示す。
【００１１】
まず図１のロードセル１は、起歪体２、歪ゲージ３及びリード線４から構成され、起歪体２とこれに貼り付けられた歪ゲージ３とから、荷重に対して互いに逆の歪特性を示す１対の歪センサ、すなわち伸展側センサ５及び収縮側センサ６を形成する。
【００１２】
図２は起歪体２に歪ゲージ３を貼り付けたα部の拡大図である。前記伸展側センサ５及び収縮側センサ６が形成されており、歪ゲージ３は、この伸展側センサ５と収縮側センサ６との間にあって、両歪の影響をちょうどキャンセルする中央付近に次の各接続端子を配する。すなわち、各ロードセル間において同じ歪特性を示す歪センサどうしを直接接続してブリッジ回路の一辺を形成するための接続端子を、前記伸展側及び収縮側センサに対して各々伸展側接続端子５’及び収縮側接続端子６’として配し、また後述する回路基板に、各歪センサを接続するための回路側接続端子７を配して構成する。
【００１３】
また図３は４つのロードセルと回路基板とを組み込んだ４点式秤の裏面からみた内部配線図である。各ロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤと、これらの測定データを処理する回路基板１０とが秤カバー１２に配設されており、回路基板１０は各ロードセルの前記回路側接続端子７から配されるリード線を接続するための接続部１１を有する。
【００１４】
ここで上述した各ロードセル間の歪センサどうしの配線及び各ロードセルと回路基板１０との配線を図４の機能構成ブロック図を含めて詳述する。ここで図４に示した符号は、図２で付した符号に従ったものであり例えば、ロードセルＡにおいて伸展側及び収縮側センサを各々Ａ５及びＡ６とし、伸展側及び収縮側接続端子部を各々Ａ５’、Ａ６’とする。更に回路側接続端子部をＡ７として示す。またロードセルＢ、Ｃ及びＤについてもロードセルＡと同様に符号を付して図示した。
【００１５】
ロードセルＡが有する２つの歪センサの内、一方の伸展側センサＡ５は、隣り合うロードセルＢの伸展側センサＢ５と直列接続し、この同じ歪特性を示す２つの歪センサによりブリッジ回路の一辺を形成するため、ロードセルＡ及びＢの伸展側接続端子Ａ５’及びＢ５’をリード線により接続する。またもう一方の収縮側センサＡ６は、ロードセルＢとは異なるロードセルＤの収縮側センサＤ６と接続することにより、ブリッジ回路の別の一辺を成すため、ロードセルＡ及びＢの収縮側接続端子Ａ６’及びＤ６’とをリード線により接続する。
【００１６】
また上記でロードセルＡと接続していないロードセルＢの収縮側センサＢ６及びロードセルＤの伸展側センサＤ５は、各々ロードセルＣの収縮側センサＣ６と伸展側センサＣ５に直列に接続して、各々ブリッジ回路の一辺を成すことから、各接続端子をリード線接続する。すなわち収縮側接続端子Ｂ６’とＣ６’とを接続し、伸展側接続端子Ｄ５’とＣ５’とを接続する。
【００１７】
これにより図７を用いて前述した従来のセンサアセンブリと比べると、従来は各ロードセルから３本ずつ計１２本必要だったリード線が、ロードセル間を直接接続することにより８本で済むため、リード線の本数を減らすことができ、直接的なコスト削減につながる。
【００１８】
また、従来は各ロードセルから配される１２本すべてのリード線を回路基板２０へ接続していたが、本発明によれば回路基板１０に接続されるリード線は４本で済み、煩雑なリード線接続の工数が低減し誤配線の可能性も低くなる。
【００１９】
本発明の第２実施例を、荷重に対して互いに逆の歪特性を示す歪センサを２対有するロードセルを４つ用いた４点式秤を例として、図５及び６を用いて説明する。
【００２０】
図５は本実施例で４つ用いるロードセルの内の１つを示すものであり、伸展側センサ１０１及び１０３と、収縮側センサ１０２及び１０４を備え、伸展側センサと収縮側センサとの間には両歪の影響をちょうどキャンセルする中央付近に、４つのロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ間において、同じ歪特性を示す歪センサどうしを直接接続してブリッジ回路の一辺を形成するための接続端子群１０５を配する。
【００２１】
図６は前記ロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを４つ組み合わせたブリッジ回路を含む、荷重センサアセンブリの機能構成ブロック図である。ここで、図６に示した符号は図５で付した符号に従ったものであり、例えばロードセルＡにおいて伸展側センサをＡ１０１及びＡ１０３とし、収縮側センサをＡ１０２及びＡ１０４として示した。またロードセルＢ、Ｃ及びＤについてもロードセルＡと同様に符号を付して図示し、ロードセルＡにより形成されるブリッジ回路を最も内側に図示し、その外側を取り囲むようにロードセルＢ、Ｃ及びＤの順に形成されるブリッジ回路を図示した。
【００２２】
４つのロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ間の接続は、ブリッジ回路の一辺が各ロードセルの同じ歪特性を示す歪センサどうし、例えば各ロードセルの一方の伸展側センサＡ１０１、Ｂ１０１、Ｃ１０１及びＤ１０１を並列に接続し、ブリッジ回路の一辺を成すように各ロードセル間を直接リード線で接続する。また各ロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤのもう一方の伸展側センサ１０３と、収縮側センサ１０２及び１０４についても同様に接続する。また４つの内何れか一つのロードセルの接続端子群１０５から、第１実施例と同様の構成である回路基板１０に接続して構成する。
【００２３】
以上より、従来のように各ロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを各々独立に回路基板に接続した場合には、１つのロードセルから５本のリード線が接続されることから、回路基板に接続されるリード線の総数は２０本となるが、本発明で示すようにロードセル間において各歪センサどうしを直接接続することにより、図６に示したように回路基板１０に接続するリード線の数を５本に減らすことができ、前記実施例の如くリード線にかかる工数を低減でき、誤配線の可能性も低くなる。
【００２４】
なお、歪センサを１つだけ有するロードセルを４つ用いた秤においても、各ロードセル間において４つの歪センサを直接接続してブリッジ回路を形成した場合、各歪センサからは２本のリード線が配されるため、リード線の総数は８本と変わらないが、回路基板へ接続するリード線の数は４本に減らすことができ、前記実施例同様、リード線にかかる工数を低減でき、誤配線の可能性も低くなる。
【００２５】
なお第１及び第２実施例において、前記各接続端子は、伸展側センサと収縮側センサ間の歪の影響がキャンセルされる中央付近に配していたが、例えば起歪体自体が小さく、歪センサ間に各接続端子を設けるスペースがないような場合であっても、各接続端子は起歪体上の歪の影響を受けにくい部分に形成されていれば良い。
【００２６】
また各ロードセルＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ間において、同じ歪特性を示す歪センサの接続に関しては、必ずしも隣り合うロードセル間でなくとも対角線上のロードセル間で接続されても良い。
【００２７】
また本実施例においては４点式秤を例としたが、ロードセルを２つ以上組み合せてブリッジ回路を構成する秤であれば、同様にロードセル間をリード線接続することによって応用可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の荷重センサアセンブリは、互いに逆の歪特性を示す、少なくとも１対の歪センサを有するロードセルを複数用い、各ロードセルの同じ歪特性の歪センサを接続することによりブリッジ回路の一辺を形成する荷重センサアセンブリにおいて、前記ブリッジ回路の一辺が、各ロードセルの同じ歪特性を示すセンサを直接接続することから、リード線の数を減らし配線の簡素化を図ることが可能であり、リード線の引き回しや半田付け等の処理にかかる工数を低減し作業性を向上させることができ、誤配線の減少にもつながる。また秤の組み立て時においては、荷重センサアセンブリを組み込むだけで良く、組み立て工数を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の荷重センサアセンブリに用いるロードセルの外観図である。
【図２】歪ゲージ部拡大図である。
【図３】本実施例の荷重センサアセンブリの配線の一例である。
【図４】本実施例の荷重センサアセンブリにおいて構成されたブリッジ回路である。
【図５】ロードセルの別の１例である。
【図６】ロードセルの歪ゲージ貼り付け部拡大図である。
【図７】従来の荷重センサアセンブリの配線の１例である。
【図８】従来の荷重センサアセンブリにおいて構成されたブリッジ回路である。
【符号の説明】
１    ロードセル
２    起歪体
３    歪ゲージ
４    リード線
５    伸展側センサ
５’  伸展側接続端子
６    収縮側センサ
６’  収縮側接続端子
７    回路接続端子
１０  回路基板
１１  接続部
１２  秤カバー
１３  電源
１４  出力検出部
１５  制御部
２０  回路基板
２１  接続
２２  秤カバー
１０１  伸展側センサ
１０２  収縮側センサ
１０３  伸展側センサ
１０４  収縮側センサ
１０５  接続端子群
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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