(57)【要約】【課題】検出感度を向上した荷重センサを提供することを目的としている。【解決手段】荷重により歪を生じる柱状の起歪体１０と、この起歪体１０を挟むように起歪体１０の軸方向に配置したネジ部１２と、歪量に応じて抵抗値が変化する複数の抵抗素子１４とを備え、起歪体１０は軸方向に貫通孔を有する円筒形状であってステンレス材からなり、ネジ部１２はネジ胴部１６の直径よりもネジ頭部１８の直径を大きくするとともに起歪体１０とネジ頭部１６とを互いに溶接して接合し一体化しており、複数の抵抗素子１４の内、少なくとも１つの抵抗素子１４を起歪体１０の周面に配置し、少なくとも１つの抵抗素子１４をネジ部１２の周面に配置しており、これら抵抗素子１４は絶縁体２０上に同一の歪抵抗材料を塗布して形成した構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重により歪を生じる柱状の起歪体と、前記起歪体を挟むように前記起歪体の軸方向に配置したネジ部と、歪量に応じて抵抗値が変化する複数の抵抗素子とを備え、複数の前記抵抗素子の内、少なくとも１つの前記抵抗素子を前記起歪体の周面に配置し、少なくとも１つの前記抵抗素子を前記ネジ部の周面に配置した荷重センサ。
【請求項２】
前記ネジ部の周面には周方向に溝部を設けた請求項１記載の荷重センサ。
【請求項３】
前記起歪体は軸方向に貫通孔を有する円筒形状とし、前記ネジ部の一部を前記貫通孔に挿入した請求項１記載の荷重センサ。
【請求項４】
前記抵抗素子は、前記起歪体の周面および前記ネジ部の周面に同一の歪抵抗材料を塗布して形成した請求項１記載の荷重センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重を測定するための荷重センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の荷重センサに用いる起歪体の斜視図である。
【０００３】
図５において、従来の荷重センサは荷重により歪を生じる円筒形の起歪体２を有し、歪量に応じて抵抗値が変化する複数の抵抗素子４を起歪体２の周面に配置している。この抵抗素子４を電気的に接続してブリッジ回路を構成し、起歪体２の歪に応じて変化する抵抗素子４の抵抗変化に基づき歪量を検出している。
【０００４】
なお、この出願の発明に関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。
【特許文献１】特開平５−８７６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成では、圧縮荷重時には起歪体２の表面に圧縮歪、引張荷重時には起歪体２の表面に引張歪が分布しており、起歪体２の表面の抵抗素子４のみでブリッジ回路を形成した場合、検出感度が低下するという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決し、検出感度を向上した荷重センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、荷重により歪を生じる柱状の起歪体と、前記起歪体を挟むように前記起歪体の軸方向に配置したネジ部と、歪量に応じて抵抗値が変化する複数の抵抗素子とを備え、複数の前記抵抗素子の内、少なくとも１つの前記抵抗素子を前記起歪体の周面に配置し、少なくとも１つの前記抵抗素子を前記ネジ部の周面に配置した構成である。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、複数の抵抗素子の内、少なくとも１つの抵抗素子を起歪体の周面に配置し、少なくとも１つの抵抗素子をネジ部の周面に配置しているので、荷重が起歪体に生じた際に、互いの抵抗素子の抵抗値差が大きくなる。すなわち、一般的な検出回路のブリッジ回路において出力信号（互いの抵抗素子間の分圧）を増大させるので、検出感度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の全請求項に記載の発明について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態における荷重センサの斜視図、図２は同荷重センサの分解斜視図である。
【００１１】
図１において、本発明の一実施の形態における荷重センサは、荷重により歪を生じる柱状の起歪体１０と、この起歪体１０を挟むように起歪体１０の軸方向に配置したネジ部１２と、歪量に応じて抵抗値が変化する複数の抵抗素子１４とを備えている。起歪体１０は軸方向に貫通孔を有する円筒形状であってステンレス材からなり、ネジ部１２はネジ胴部１６の直径よりもネジ頭部１８の直径を大きくするとともに起歪体１０とネジ頭部１８とを互いに溶着して接合し一体化している。
【００１２】
また、複数の抵抗素子１４の内、少なくとも１つの抵抗素子１４を起歪体１０の周面に配置し、少なくとも１つの抵抗素子１４をネジ部１２の周面に配置しており、これら抵抗素子１４は絶縁体２０上に同一の歪抵抗材料を塗布して形成している。
【００１３】
さらに、これらの抵抗素子１４は配線電極２２により互いに接続してブリッジ回路を形成し、信号処理回路にて歪量を検出している。
【００１４】
上記荷重センサの製造方法について説明する。
【００１５】
図２において、まず、ネジ部１２の頭部１８と起歪体１０の径とがほぼ一致するように位置合わせしながら、起歪体１０の上面と下面にネジ部１２の頭部１８を各々溶着する。これにより、起歪体１０の周面およびネジ部１２の周面が同一の面となる。次に、ネジ部１２の頭部１８の周面と起歪体１０の周面にスクリーン印刷等により絶縁体２０を印刷塗布して焼成する。そして、絶縁体２０上に配線電極２２を印刷塗布して焼成する。最後に、配線電極２２にてブリッジ回路を形成するよう同一の歪抵抗材料を印刷塗布および焼成して抵抗素子１４を得る。
【００１６】
このようにして製造した荷重センサはネジ部１２により荷重を測定する構造体に螺合させて取り付ける。
【００１７】
上記構成により、複数の抵抗素子１４の内、少なくとも１つの抵抗素子１４を起歪体１０の周面に配置し、少なくとも１つの抵抗素子１４をネジ部１２の周面に配置しているので、荷重が起歪体１０に生じた際に、互いの抵抗素子１４の抵抗値差が大きくなる。
【００１８】
これは、荷重によって構造上剛性の高いネジ部１２の頭部１８の周面に生じる歪は、剛性の低い起歪体１０の周面に生じる歪よりも小さい（ほとんど歪まない）ので、互いの抵抗素子１４の抵抗値変動も各々の歪量に従うこととなり、一般的な検出回路のブリッジ回路において出力信号（互いの抵抗素子１４の間の分圧）を増大させ、検出感度を向上できる。
【００１９】
特に、スクリーン印刷等の手法にて歪抵抗材料を塗布して抵抗素子１４を形成する際、複数の抵抗素子１４を同時に形成しているので、複数の抵抗素子１４は互いに特性バラツキが生じにくく抵抗値がほぼ同一となる。よって、複数の抵抗素子１４の温度特性もほぼ同一となって、使用時における環境温度変化に対して、抵抗素子１４の特性バラツキに起因した検出回路の特性劣化が生じにくく、検出回路の精度を向上できる。
【００２０】
また、図３に示すように、ネジ部１２の周面の周方向に溝部２４を設ければ溝部２４の深さや数によつて歪量を制御でき、さらに、図４に示すように、起歪体１０の形状を軸方向に貫通孔を有する円筒形状とし、ネジ部１２の一部（頭部１８）をこの貫通孔に挿入し溶着しても起歪体１０の歪量を制御できるので、仕様に合わせて歪量を制御できる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上のように本発明にかかる荷重センサの検出感度を向上でき、各種センサ機器に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態における荷重センサの斜視図
【図２】同荷重センサの分解斜視図
【図３】他の実施の形態における荷重センサのネジ部の斜視図
【図４】他の実施の形態における荷重センサのネジ部と起歪体の斜視図
【図５】従来の荷重センサの起歪体の斜視図
【符号の説明】
【００２３】
１０  起歪体
１２  ネジ部
１４  抵抗素子
１６  ネジ胴部
１８  ネジ頭部
２０  絶縁体
２２  配線電極
２４  溝部
【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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