JP3314107B2 - 加速度センサの取付構造 - Google Patents
加速度センサの取付構造Info
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- G01G—WEIGHING
- G01G23/00—Auxiliary devices for weighing apparatus
- G01G23/06—Means for damping oscillations, e.g. of weigh beams
- G01G23/10—Means for damping oscillations, e.g. of weigh beams by electric or magnetic means
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
- G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
- G01G3/14—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
- G01G3/1414—Arrangements for correcting or for compensating for unwanted effects
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主として、ウェイト
チェッカーや組合せ計量装置に加わる床振動などの振動
成分を検出する加速度センサの取付構造に関するもので
ある。
チェッカーや組合せ計量装置に加わる床振動などの振動
成分を検出する加速度センサの取付構造に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】物品をコンベアで搬送しながら物品の重
量を検出するウェイトチェッカーや、複数の計量器で計
量した物品を組合せて目標重量とする組合せ計量装置の
設置場所には、計量セル（荷重検出器）に影響を与える
低周波の振動が発生している場合がある。したがって、
低周波の振動成分による計量誤差を除去する必要があ
る。そこで、この種の計量装置では、物品を計量して重
量に対応した計量信号を出力する計量セルの他に、加速
度センサを設置し、この加速度センサから出力される信
号を反転したうえで、計量セルと加速度センサの出力を
加算することにより、計量信号中から床の振動成分を除
去している。
量を検出するウェイトチェッカーや、複数の計量器で計
量した物品を組合せて目標重量とする組合せ計量装置の
設置場所には、計量セル（荷重検出器）に影響を与える
低周波の振動が発生している場合がある。したがって、
低周波の振動成分による計量誤差を除去する必要があ
る。そこで、この種の計量装置では、物品を計量して重
量に対応した計量信号を出力する計量セルの他に、加速
度センサを設置し、この加速度センサから出力される信
号を反転したうえで、計量セルと加速度センサの出力を
加算することにより、計量信号中から床の振動成分を除
去している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、かかる加速度セ
ンサとしては、１枚の板状の梁の先端に慣性質量部を固
定し、上記板状の梁に歪みゲージを取り付けたものが知
られている。しかし、この片持梁式の加速度センサで
は、板状の梁にねじりが生じるので、一方向の振動成分
の検出精度が悪くなる。
ンサとしては、１枚の板状の梁の先端に慣性質量部を固
定し、上記板状の梁に歪みゲージを取り付けたものが知
られている。しかし、この片持梁式の加速度センサで
は、板状の梁にねじりが生じるので、一方向の振動成分
の検出精度が悪くなる。
【０００４】そこで、荷重検出器として用いられる起歪
体、つまり平行四辺形に変形する起歪体を加速度センサ
として用いている。この場合、大きな荷重を検出するた
めの荷重検出器によって、微弱な振動成分を検出するた
めに、自由端に２００ｇを越えるような大型の錘りを設
ける必要がある。したがって、起歪体が大きいばかりで
なく、慣性質量の一部となる錘りも大きいので、加速度
センサが大型なものになる。
体、つまり平行四辺形に変形する起歪体を加速度センサ
として用いている。この場合、大きな荷重を検出するた
めの荷重検出器によって、微弱な振動成分を検出するた
めに、自由端に２００ｇを越えるような大型の錘りを設
ける必要がある。したがって、起歪体が大きいばかりで
なく、慣性質量の一部となる錘りも大きいので、加速度
センサが大型なものになる。
【０００５】この発明は、上記従来の問題に鑑みてなさ
れたもので、小型でかつ検出精度の良い加速度センサの
コンパクトな取付構造を提供することである。
れたもので、小型でかつ検出精度の良い加速度センサの
コンパクトな取付構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項１の発明にかかる加速度センサの
取付構造は、２箇所の可撓部が形成されたビーム部を、
一端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに平行
に２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓部に
設けられた歪みゲージとを有し、上記固定部および慣性
質量部はブロックで形成されて、上記ビーム部は金属製
の薄板で形成されるとともに、上記ビーム部の両端部が
上記ブロックに固定されている加速度センサと、固定剛
体部と可動剛体部との間に一対のビーム部が架設された
第２の起歪体を有する計量セルとを備え、上記第１の起
歪体が、上記計量セルを構成する第２の起歪体の貫通孔
内に収納されているとともに、上記第２の起歪体の固定
剛体部に固定されている。なお、この場合、ビーム部の
両端部を、固定部および慣性質量部に溶接して固着する
のが好ましい。
成するために、請求項１の発明にかかる加速度センサの
取付構造は、２箇所の可撓部が形成されたビーム部を、
一端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに平行
に２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓部に
設けられた歪みゲージとを有し、上記固定部および慣性
質量部はブロックで形成されて、上記ビーム部は金属製
の薄板で形成されるとともに、上記ビーム部の両端部が
上記ブロックに固定されている加速度センサと、固定剛
体部と可動剛体部との間に一対のビーム部が架設された
第２の起歪体を有する計量セルとを備え、上記第１の起
歪体が、上記計量セルを構成する第２の起歪体の貫通孔
内に収納されているとともに、上記第２の起歪体の固定
剛体部に固定されている。なお、この場合、ビーム部の
両端部を、固定部および慣性質量部に溶接して固着する
のが好ましい。
【０００７】請求項１の発明によれば、一端の固定部と
他端の慣性質量部との間に、ビーム部が互いに平行に２
本設けられているから、ビーム部がねじれるおそれがな
い。また、請求項１の発明では、固定部および慣性質量
部をブロックにより形成する一方で、ビーム部を金属製
の薄板で形成したから、慣性質量部に必要な重量が得ら
れるとともに、ビーム部を薄いものとすることができ
る。したがって、微弱な振動により、ビーム部の可撓部
が容易に歪むので、加速度センサが小型になる。
他端の慣性質量部との間に、ビーム部が互いに平行に２
本設けられているから、ビーム部がねじれるおそれがな
い。また、請求項１の発明では、固定部および慣性質量
部をブロックにより形成する一方で、ビーム部を金属製
の薄板で形成したから、慣性質量部に必要な重量が得ら
れるとともに、ビーム部を薄いものとすることができ
る。したがって、微弱な振動により、ビーム部の可撓部
が容易に歪むので、加速度センサが小型になる。
【０００８】ウェイトチェッカーや組合せ計量装置など
のように、荷重の検出時に、床振動を伴うものでは、こ
の床振動による振動成分を除去する必要があるが、計量
セルの近傍に加速度センサを設けると、加速度センサの
分だけ、全体が大型化する。これに対し、請求項１の発
明では、上記のような加速度センサを構成する第1の起
歪体を、計量セルを構成する第２の起歪体の貫通孔内に
収納しているので、全体が小型になる。また、加速度セ
ンサと計量セルの起歪体はともにビーム部を２本設けた
２ビーム構造であり、かつ加速度センサの第１の起歪体
が第２の起歪体の固定剛体部に固定されているので、加
速度センサと計量セルとは位相のずれがないため、同時
に同量の床振動を検出することができ、床振動による振
動成分の除去を正確に行うことができる。
のように、荷重の検出時に、床振動を伴うものでは、こ
の床振動による振動成分を除去する必要があるが、計量
セルの近傍に加速度センサを設けると、加速度センサの
分だけ、全体が大型化する。これに対し、請求項１の発
明では、上記のような加速度センサを構成する第1の起
歪体を、計量セルを構成する第２の起歪体の貫通孔内に
収納しているので、全体が小型になる。また、加速度セ
ンサと計量セルの起歪体はともにビーム部を２本設けた
２ビーム構造であり、かつ加速度センサの第１の起歪体
が第２の起歪体の固定剛体部に固定されているので、加
速度センサと計量セルとは位相のずれがないため、同時
に同量の床振動を検出することができ、床振動による振
動成分の除去を正確に行うことができる。
【０００９】請求項２の発明にかかる加速度センサの取
付構造は、２箇所の可撓部が形成されたビーム部を、一
端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに平行に
２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓部に設
けられた歪みゲージとを有し、上記可撓部が、非機械加
工により形成されている加速度センサと、固定剛体部と
可動剛体部との間に一対のビーム部が架設された第２の
起歪体を有する計量セルとを備え、上記第１の起歪体
が、上記計量セルを構成する第２の起歪体の貫通孔内に
収納されているとともに、上記第２の起歪体の固定剛体
部に固定されている。
付構造は、２箇所の可撓部が形成されたビーム部を、一
端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに平行に
２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓部に設
けられた歪みゲージとを有し、上記可撓部が、非機械加
工により形成されている加速度センサと、固定剛体部と
可動剛体部との間に一対のビーム部が架設された第２の
起歪体を有する計量セルとを備え、上記第１の起歪体
が、上記計量セルを構成する第２の起歪体の貫通孔内に
収納されているとともに、上記第２の起歪体の固定剛体
部に固定されている。
【００１０】請求項２の発明によれば、ビーム部の可撓
部を機械加工で形成すると、加工時に切削工具がビーム
部に応力を付与するので、可撓部の肉厚や幅などを十分
に小さくできないから、可撓部の曲げ剛性を十分に小さ
くすることができない。これに対し、エッチングやレー
ザビームなどの非機械加工により、可撓部を加工する場
合は、加工中に可撓部に応力が発生しないので、可撓部
の肉厚や幅を十分に小さくすることができる。したがっ
て、小さな負荷により可撓部が歪むから、慣性質量部を
小さくすることができ、加速度センサが小型になる。請
求項２の発明では、上記のような加速度センサを構成す
る第1の起歪体を、計量セルを構成する第２の起歪体の
貫通孔内に収納しているので、全体が小型になる。ま
た、加速度センサと計量セルとは位相のずれがないた
め、同時に同量の床振動を検出することができ、床振動
による振動成分の除去を正確に行うことができる。
部を機械加工で形成すると、加工時に切削工具がビーム
部に応力を付与するので、可撓部の肉厚や幅などを十分
に小さくできないから、可撓部の曲げ剛性を十分に小さ
くすることができない。これに対し、エッチングやレー
ザビームなどの非機械加工により、可撓部を加工する場
合は、加工中に可撓部に応力が発生しないので、可撓部
の肉厚や幅を十分に小さくすることができる。したがっ
て、小さな負荷により可撓部が歪むから、慣性質量部を
小さくすることができ、加速度センサが小型になる。請
求項２の発明では、上記のような加速度センサを構成す
る第1の起歪体を、計量セルを構成する第２の起歪体の
貫通孔内に収納しているので、全体が小型になる。ま
た、加速度センサと計量セルとは位相のずれがないた
め、同時に同量の床振動を検出することができ、床振動
による振動成分の除去を正確に行うことができる。
【００１１】請求項３の発明にかかる加速度センサの取
付構造は、２箇所の可撓部が形成されたビーム部を、一
端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに平行に
２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓部に設
けられた歪みゲージとを有し、上記ビーム部は歪みゲー
ジが直接形成された金属製の薄板で構成されている加速
度センサと、固定剛体部と可動剛体部との間に一対のビ
ーム部が架設された第２の起歪体を有する計量セルとを
備え、上記第１の起歪体が、上記計量セルを構成する第
２の起歪体の貫通孔内に収納されているとともに、上記
第２の起歪体の固定剛体部に固定されている。
付構造は、２箇所の可撓部が形成されたビーム部を、一
端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに平行に
２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓部に設
けられた歪みゲージとを有し、上記ビーム部は歪みゲー
ジが直接形成された金属製の薄板で構成されている加速
度センサと、固定剛体部と可動剛体部との間に一対のビ
ーム部が架設された第２の起歪体を有する計量セルとを
備え、上記第１の起歪体が、上記計量セルを構成する第
２の起歪体の貫通孔内に収納されているとともに、上記
第２の起歪体の固定剛体部に固定されている。
【００１２】請求項３の発明によれば、従来のように歪
みゲージを薄板に接着した場合には、歪みゲージの剛性
が薄板の可撓部の撓みに影響を与えるので、この加速度
センサの精度を維持するために可撓部の肉厚を薄くする
のには限界がある。しかし、歪みゲージを金属製薄板に
直接形成した場合には、歪みゲージの剛性をセンサ精度
上無視できるので、ビーム部の可撓部を薄肉にすること
ができる。したがって、慣性質量部を小さくすることが
でき、加速度センサが小型になる。請求項３の発明で
は、上記のような加速度センサを構成する第1の起歪体
を、計量セルを構成する第２の起歪体の貫通孔内に収納
しているので、全体が小型になる。また、加速度センサ
と計量セルとは位相のずれがないため、同時に同量の床
振動を検出することができ、床振動による振動成分の除
去を正確に行うことができる。
みゲージを薄板に接着した場合には、歪みゲージの剛性
が薄板の可撓部の撓みに影響を与えるので、この加速度
センサの精度を維持するために可撓部の肉厚を薄くする
のには限界がある。しかし、歪みゲージを金属製薄板に
直接形成した場合には、歪みゲージの剛性をセンサ精度
上無視できるので、ビーム部の可撓部を薄肉にすること
ができる。したがって、慣性質量部を小さくすることが
でき、加速度センサが小型になる。請求項３の発明で
は、上記のような加速度センサを構成する第1の起歪体
を、計量セルを構成する第２の起歪体の貫通孔内に収納
しているので、全体が小型になる。また、加速度センサ
と計量セルとは位相のずれがないため、同時に同量の床
振動を検出することができ、床振動による振動成分の除
去を正確に行うことができる。
【００１３】なお、本センサは、従来の加速度センサと
構造的に近似しているが、慣性質量部に働く加速度によ
って生じた力学量である力を検出することを本来の使途
とするセンサである。従来の加速度センサの如く、運動
学量の加速度を検出することを目的とするセンサの構造
とは若干異なり、加速度によって生じた力を検出するの
に好適な構造となるような設計としている。
構造的に近似しているが、慣性質量部に働く加速度によ
って生じた力学量である力を検出することを本来の使途
とするセンサである。従来の加速度センサの如く、運動
学量の加速度を検出することを目的とするセンサの構造
とは若干異なり、加速度によって生じた力を検出するの
に好適な構造となるような設計としている。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にしたがって
説明する。図１および図２はこの発明に使用される加速
度センサの第１の例を示す。図１において、起歪体１
は、一端の固定部１０と他端の慣性質量部１１との間
に、ビーム部２０を構成する薄板２１が２枚架設されて
いる。両ビーム部２０は、振動方向に対して直交する方
向に平行に延びており、その両端部の近傍に薄肉の２箇
所の可撓部２１ａ，２１ａが形成されている。したがっ
て、この起歪体１は、固定部１０が固定されている機器
などが上下に振動すると、固定部１０と慣性質量部１１
とが相対的に上下に平行移動するようにして振動する。
説明する。図１および図２はこの発明に使用される加速
度センサの第１の例を示す。図１において、起歪体１
は、一端の固定部１０と他端の慣性質量部１１との間
に、ビーム部２０を構成する薄板２１が２枚架設されて
いる。両ビーム部２０は、振動方向に対して直交する方
向に平行に延びており、その両端部の近傍に薄肉の２箇
所の可撓部２１ａ，２１ａが形成されている。したがっ
て、この起歪体１は、固定部１０が固定されている機器
などが上下に振動すると、固定部１０と慣性質量部１１
とが相対的に上下に平行移動するようにして振動する。
【００１５】上記固定部１０および慣性質量部１１は、
たとえばステンレスのような金属製のブロックで形成さ
れている。上記固定部１０および慣性質量部１１には位
置決め段部１２が形成されており、薄板２１が上記位置
決め段部１２に当接している。これにより、薄板２１が
固定部１０および慣性質量部１１に対してビーム部２０
の長手方向に位置決めされる。なお、固定部１０には、
起歪体１を種々の機器や車両などに取り付けるための取
付雌ねじ１３が形成されている。また、固定部１０およ
び慣性質量部１１には、組立用のボルト挿入用孔１４を
形成してもよい。
たとえばステンレスのような金属製のブロックで形成さ
れている。上記固定部１０および慣性質量部１１には位
置決め段部１２が形成されており、薄板２１が上記位置
決め段部１２に当接している。これにより、薄板２１が
固定部１０および慣性質量部１１に対してビーム部２０
の長手方向に位置決めされる。なお、固定部１０には、
起歪体１を種々の機器や車両などに取り付けるための取
付雌ねじ１３が形成されている。また、固定部１０およ
び慣性質量部１１には、組立用のボルト挿入用孔１４を
形成してもよい。
【００１６】上記薄板２１は、その両端部がＹＡＧレー
ザ溶接により、複数の溶接箇所２１ｂにおいて、固定部
１０および慣性質量部１１にスポット溶接されている。
薄板２１は上記ビーム部２０を構成しており、たとえば
0.3mm程度の板厚のステンレス鋼板に、歪みゲージ２３
が直接形成されている。なお、薄板２１の板厚は、一般
に 1.0mm以下のものを用いるのが好ましく、より好まし
くは、 0.5mm以下のものを用いる。
ザ溶接により、複数の溶接箇所２１ｂにおいて、固定部
１０および慣性質量部１１にスポット溶接されている。
薄板２１は上記ビーム部２０を構成しており、たとえば
0.3mm程度の板厚のステンレス鋼板に、歪みゲージ２３
が直接形成されている。なお、薄板２１の板厚は、一般
に 1.0mm以下のものを用いるのが好ましく、より好まし
くは、 0.5mm以下のものを用いる。
【００１７】図２に示すように、矩形状の薄板２１の表
面には、絶縁層２２を介して上記歪みゲージ２３が設け
られているとともに、薄板２１の裏面には、一対の溝２
４，２４が形成されており、これらの溝２４，２４に対
応する部位が上記可撓部２１ａ，２１ａを形成してい
る。
面には、絶縁層２２を介して上記歪みゲージ２３が設け
られているとともに、薄板２１の裏面には、一対の溝２
４，２４が形成されており、これらの溝２４，２４に対
応する部位が上記可撓部２１ａ，２１ａを形成してい
る。
【００１８】上記歪みゲージ２３は、上記溝２４に対応
して配置された抵抗線からなる一対の歪み感知部２３ａ
と、歪み感知部２３ａに接続された３本の導線部２３ｂ
と、これらの導線部２３ｂの端部に設けられた端子部２
３ｃとを備えている。この歪みゲージ２３は、図１に示
す起歪体１の変形に伴って、薄板２１の可撓部２１ａの
表面に引張歪みまたは圧縮歪みが生じたときに、これに
対応して図２の歪み感知部２３ａの抵抗値が増加または
減少する。この抵抗値の変化が上記各端子部２３ｃに接
続されたケーブル（図示せず）を介して外部の装置に出
力され、起歪体１に加わった振動成分などの加速度が測
定される。
して配置された抵抗線からなる一対の歪み感知部２３ａ
と、歪み感知部２３ａに接続された３本の導線部２３ｂ
と、これらの導線部２３ｂの端部に設けられた端子部２
３ｃとを備えている。この歪みゲージ２３は、図１に示
す起歪体１の変形に伴って、薄板２１の可撓部２１ａの
表面に引張歪みまたは圧縮歪みが生じたときに、これに
対応して図２の歪み感知部２３ａの抵抗値が増加または
減少する。この抵抗値の変化が上記各端子部２３ｃに接
続されたケーブル（図示せず）を介して外部の装置に出
力され、起歪体１に加わった振動成分などの加速度が測
定される。
【００１９】つぎに、この歪みゲージ２３の製造方法に
ついて説明する。まず、図３に示すように、ステンレス
材などの金属材料からなる大きな薄板素材３０の一方の
面に、所定の間隔を隔てて多数の溝３１…３１を平行に
形成する。これらの溝３１…３１は、この実施例ではハ
ーフエッチング法により、以下のようにして形成され
る。
ついて説明する。まず、図３に示すように、ステンレス
材などの金属材料からなる大きな薄板素材３０の一方の
面に、所定の間隔を隔てて多数の溝３１…３１を平行に
形成する。これらの溝３１…３１は、この実施例ではハ
ーフエッチング法により、以下のようにして形成され
る。
【００２０】まず、図４に示すように、薄板素材３０の
一方の面にレジスト膜３２を形成し、その上に、遮光部
３３ａおよび透光部３３ｂからなるマスクフィルム３３
を重ねる。ついで、マスクフィルム３３の上方から光を
照射することにより、上記レジスト膜３２におけるマス
クフィルム３３の透光部３３ｂに対応する部位を硬化さ
せる。この硬化後、マスクフィルム３３を除去した後
に、レジスト膜３２の非硬化部を現像液で除去すること
によって、図５に示すように、レジスト膜３２の硬化部
３２ａのみが薄板素材３０の表面上に残る。上記レジス
ト膜３２の形成後、薄板素材３０におけるレジスト膜３
２が存在しない部位を、図６に示すように、適宣深さま
で腐食させる。こうして、周知の手法でエッチングを行
うことにより、薄板素材３０に多数の溝３１…３１が形
成され、その後、レジスト膜３２の硬化部３２ａを除去
することにより、図３に示すような薄板素材３０が得ら
れる。
一方の面にレジスト膜３２を形成し、その上に、遮光部
３３ａおよび透光部３３ｂからなるマスクフィルム３３
を重ねる。ついで、マスクフィルム３３の上方から光を
照射することにより、上記レジスト膜３２におけるマス
クフィルム３３の透光部３３ｂに対応する部位を硬化さ
せる。この硬化後、マスクフィルム３３を除去した後
に、レジスト膜３２の非硬化部を現像液で除去すること
によって、図５に示すように、レジスト膜３２の硬化部
３２ａのみが薄板素材３０の表面上に残る。上記レジス
ト膜３２の形成後、薄板素材３０におけるレジスト膜３
２が存在しない部位を、図６に示すように、適宣深さま
で腐食させる。こうして、周知の手法でエッチングを行
うことにより、薄板素材３０に多数の溝３１…３１が形
成され、その後、レジスト膜３２の硬化部３２ａを除去
することにより、図３に示すような薄板素材３０が得ら
れる。
【００２１】その後、図７に示すように、多数の溝３１
…３１が形成された薄板素材３０の他方の面に、前述の
絶縁層２２を介して多数の歪みゲージ２３…２３を縦横
に整列させて形成する。これらの歪みゲージ２３…２３
は、スパッタリング法等による金属薄膜の形成と、この
金属薄膜を所定のパターンに形成するエッチング処理と
を繰り返すことにより形成される。すなわち、歪みゲー
ジ２３は、図８に示すように、少なくとも歪み感知部２
３ａと導線部２３ｂとが積層され、これら２３ａ，２３
ｂがスクリーン印刷法によって形成される保護膜２３ｄ
によって覆われている。
…３１が形成された薄板素材３０の他方の面に、前述の
絶縁層２２を介して多数の歪みゲージ２３…２３を縦横
に整列させて形成する。これらの歪みゲージ２３…２３
は、スパッタリング法等による金属薄膜の形成と、この
金属薄膜を所定のパターンに形成するエッチング処理と
を繰り返すことにより形成される。すなわち、歪みゲー
ジ２３は、図８に示すように、少なくとも歪み感知部２
３ａと導線部２３ｂとが積層され、これら２３ａ，２３
ｂがスクリーン印刷法によって形成される保護膜２３ｄ
によって覆われている。
【００２２】こうして図７のように、裏面および表面に
多数の溝３１…３１および歪みゲージ２３…２３が形成
された薄板素材３０を、二点鎖線で示す切断線ｂに沿っ
て切断することにより、図２に示すように、歪みゲージ
２３が直接形成さた薄板２１が多数得られる。
多数の溝３１…３１および歪みゲージ２３…２３が形成
された薄板素材３０を、二点鎖線で示す切断線ｂに沿っ
て切断することにより、図２に示すように、歪みゲージ
２３が直接形成さた薄板２１が多数得られる。
【００２３】上記のようにして歪みゲージ２３および溝
３１が形成された薄板２１は、以下のように、固定部１
０および慣性質量部１１（図１）に固定される。まず、
図９のように、固定部１０および慣性質量部１１の側面
に一対の治具板４０を当てがって、ボルト４１を固定部
１０および慣性質量部１１のボルト挿入用孔１４に通し
て、固定部１０および慣性質量部１１の相対位置がずれ
ないように固定する。この状態で、二点鎖線で示すよう
に、固定部１０および慣性質量部１１に１枚目の薄板２
１を架け渡し、薄板２１の両端部を固定部１０および慣
性質量部１１にスポット溶接により固着する。この後、
固定部１０および慣性質量部１１を治具板４０などと共
に１８０°回転させて裏返した後、２枚目の薄板２１を
同様にスポット溶接により、固定部１０および慣性質量
部１１に固着する。
３１が形成された薄板２１は、以下のように、固定部１
０および慣性質量部１１（図１）に固定される。まず、
図９のように、固定部１０および慣性質量部１１の側面
に一対の治具板４０を当てがって、ボルト４１を固定部
１０および慣性質量部１１のボルト挿入用孔１４に通し
て、固定部１０および慣性質量部１１の相対位置がずれ
ないように固定する。この状態で、二点鎖線で示すよう
に、固定部１０および慣性質量部１１に１枚目の薄板２
１を架け渡し、薄板２１の両端部を固定部１０および慣
性質量部１１にスポット溶接により固着する。この後、
固定部１０および慣性質量部１１を治具板４０などと共
に１８０°回転させて裏返した後、２枚目の薄板２１を
同様にスポット溶接により、固定部１０および慣性質量
部１１に固着する。
【００２４】上記構成において、図１の固定部１０が固
定された機器が振動すると、可撓部２１ａに圧縮歪みお
よび引張歪みが生じる。この際、ビーム部２０が互いに
平行に一対設けられているので、ビーム部２０がねじれ
るおそれがないから、一方向の振動成分を精度良く検出
することができる。
定された機器が振動すると、可撓部２１ａに圧縮歪みお
よび引張歪みが生じる。この際、ビーム部２０が互いに
平行に一対設けられているので、ビーム部２０がねじれ
るおそれがないから、一方向の振動成分を精度良く検出
することができる。
【００２５】特に、この加速度センサは、固定部１０お
よび慣性質量部１１を金属ブロックにより形成している
ので、慣性質量部１１に必要な重量が得られるととも
に、ビーム部２０を金属製の薄板２１で形成したから、
ビーム部２０全体を薄いものとすることができ、加速度
センサが小型になる。
よび慣性質量部１１を金属ブロックにより形成している
ので、慣性質量部１１に必要な重量が得られるととも
に、ビーム部２０を金属製の薄板２１で形成したから、
ビーム部２０全体を薄いものとすることができ、加速度
センサが小型になる。
【００２６】また、可撓部２１ａを前述のように、エッ
チングなどの非機械加工により形成することで、可撓部
２１ａを極めて薄くすることができるから、小さな負荷
により、可撓部２１ａが容易に歪む。したがって、慣性
質量部１１を小さくすることができるから、加速度セン
サがより一層小型になる。
チングなどの非機械加工により形成することで、可撓部
２１ａを極めて薄くすることができるから、小さな負荷
により、可撓部２１ａが容易に歪む。したがって、慣性
質量部１１を小さくすることができるから、加速度セン
サがより一層小型になる。
【００２７】さらに、薄板２１を固定部１０および慣性
質量部１１に、たとえばＹＡＧレーザによるスポット溶
接によって溶接しているので、薄板２１と固定部１０お
よび慣性質量部１１とを小さな接合部分により一体とす
ることができる。したがって、やはり、加速度センサが
小型になる。
質量部１１に、たとえばＹＡＧレーザによるスポット溶
接によって溶接しているので、薄板２１と固定部１０お
よび慣性質量部１１とを小さな接合部分により一体とす
ることができる。したがって、やはり、加速度センサが
小型になる。
【００２８】また、上記の例では、ビーム部２０を構成
する薄板２１に歪みゲージ２３を直接形成したから、別
途歪みゲージ２３を形成した薄板をビーム部２０に接着
するのと異なり、ビーム部２０の可撓部２１ａを薄肉に
することができる。したがって、慣性質量部１１を軽量
にして、加速度センサの小型化を図ることができる。な
お、図７の大きな薄板素材３０に多数の歪みゲージ２３
を直接形成することにより、生産性も向上する。
する薄板２１に歪みゲージ２３を直接形成したから、別
途歪みゲージ２３を形成した薄板をビーム部２０に接着
するのと異なり、ビーム部２０の可撓部２１ａを薄肉に
することができる。したがって、慣性質量部１１を軽量
にして、加速度センサの小型化を図ることができる。な
お、図７の大きな薄板素材３０に多数の歪みゲージ２３
を直接形成することにより、生産性も向上する。
【００２９】また、上記の例では、図９のように、固定
部１０と慣性質量部１１との相対位置を保持した状態
で、２枚の薄板２１を溶接するから、薄板２１の取付位
置にずれが生じないので、固定部１０および慣性質量部
１１に対する薄板２１の取付が容易になる。
部１０と慣性質量部１１との相対位置を保持した状態
で、２枚の薄板２１を溶接するから、薄板２１の取付位
置にずれが生じないので、固定部１０および慣性質量部
１１に対する薄板２１の取付が容易になる。
【００３０】ところで、上記の例では、図１の薄板２１
に溝２４を設けることで、ビーム部２０の可撓部２１ａ
を形成した。しかし、必ずしも薄板２１に溝２４を設け
る必要はない。この一例を図１０の第２の例に示す。
に溝２４を設けることで、ビーム部２０の可撓部２１ａ
を形成した。しかし、必ずしも薄板２１に溝２４を設け
る必要はない。この一例を図１０の第２の例に示す。
【００３１】図１０において、薄板２１には、４つの切
欠スリット２４Ａが形成されており、この切欠スリット
２４Ａによって、ビーム部２０に可撓部２１ａが形成さ
れている。切欠スリット２４Ａは、たとえばレーザビー
ムにより切断除去されている。その他の構成は、図１お
よび図２の第１の例と同様であり、同一部分または相当
部分に同一符号を付して、その説明および図示を省略す
る。
欠スリット２４Ａが形成されており、この切欠スリット
２４Ａによって、ビーム部２０に可撓部２１ａが形成さ
れている。切欠スリット２４Ａは、たとえばレーザビー
ムにより切断除去されている。その他の構成は、図１お
よび図２の第１の例と同様であり、同一部分または相当
部分に同一符号を付して、その説明および図示を省略す
る。
【００３２】図１１はこの発明の一実施例による加速度
センサの取付構造を示す。図１１において、加速度セン
サを構成する第１の起歪体１は、計量セルを構成する第
２の起歪体５０の貫通孔５１内に収納されている。第１
の起歪体１は、第２の起歪体５０の固定剛体部５２の凹
所５２ａに嵌め込まれた状態で、ねじ５３により固定さ
れている。上記第２の起歪体５０は、周知のロードセル
で、固定剛体部５２と可動剛体部５７との間に一対のビ
ーム部５４が一体に架設されており、上記ビーム部５４
の可撓部５５に設けた歪みゲージ５６によって、可動剛
体部５７に加わった荷重Ｆを検出する。この加速度セン
サ付の計量セルは、たとえば、ウェイトチェッカーや組
合せ計量装置の設置場所の振動が荷重の検出精度を低下
させる場合について好適に用いられる。なお、第１の起
歪体１を含む加速度センサの構成は、図１および図２の
第１の例と同様であり、同一部分ないし相当部分に同一
符号を付して、その説明を省略する。
センサの取付構造を示す。図１１において、加速度セン
サを構成する第１の起歪体１は、計量セルを構成する第
２の起歪体５０の貫通孔５１内に収納されている。第１
の起歪体１は、第２の起歪体５０の固定剛体部５２の凹
所５２ａに嵌め込まれた状態で、ねじ５３により固定さ
れている。上記第２の起歪体５０は、周知のロードセル
で、固定剛体部５２と可動剛体部５７との間に一対のビ
ーム部５４が一体に架設されており、上記ビーム部５４
の可撓部５５に設けた歪みゲージ５６によって、可動剛
体部５７に加わった荷重Ｆを検出する。この加速度セン
サ付の計量セルは、たとえば、ウェイトチェッカーや組
合せ計量装置の設置場所の振動が荷重の検出精度を低下
させる場合について好適に用いられる。なお、第１の起
歪体１を含む加速度センサの構成は、図１および図２の
第１の例と同様であり、同一部分ないし相当部分に同一
符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】この実施例のように、加速度センサ用の第
１の起歪体１を、第２の起歪体５０の貫通孔５１内に収
納すれば、第２の起歪体５０内のスペースを有効に利用
できるから、機器が小型になる。
１の起歪体１を、第２の起歪体５０の貫通孔５１内に収
納すれば、第２の起歪体５０内のスペースを有効に利用
できるから、機器が小型になる。
【００３４】図１２（ａ）および（ｂ）は、それぞれ加
速度センサの第３および第４の例を示す。 図１２
（ａ）において、固定部１０には、慣性質量部１１のス
トッパ用突部１５が入り込むストッパ用溝１６が形成さ
れている。上記ストッパ用溝１６とストッパ用突部１５
との間には、若干の隙間Ｓが形成されており、固定部１
０に対して慣性質量部１１が必要以上に大きく変位する
のを防止している。なお、上記ストッパ用突部１５およ
びストッパ用溝１６は、図１２（ｂ）のように、慣性質
量部１１および固定部１０を形成するブロックとは別体
の板材１７，１８に形成し、これらの板材１７，１８を
ブロックにボルト（図示せず）などにより固定してもよ
い。
速度センサの第３および第４の例を示す。 図１２
（ａ）において、固定部１０には、慣性質量部１１のス
トッパ用突部１５が入り込むストッパ用溝１６が形成さ
れている。上記ストッパ用溝１６とストッパ用突部１５
との間には、若干の隙間Ｓが形成されており、固定部１
０に対して慣性質量部１１が必要以上に大きく変位する
のを防止している。なお、上記ストッパ用突部１５およ
びストッパ用溝１６は、図１２（ｂ）のように、慣性質
量部１１および固定部１０を形成するブロックとは別体
の板材１７，１８に形成し、これらの板材１７，１８を
ブロックにボルト（図示せず）などにより固定してもよ
い。
【００３５】なお、上記の例では、薄板２１に溝２４ま
たは図１０の切欠スリット２４Ａを設けて、可撓部２１
ａを形成したが、請求項１，２，５，６もしくは７の発
明では、上記切欠スリット２４Ａなどを必ずしも設ける
必要はない。たとえば、薄板２１は、図１の溝２４を設
けなくても、固定部１０および慣性質量部１１の近傍に
おいて最も大きく歪むので、この部分を可撓部２１ａと
してもよい。
たは図１０の切欠スリット２４Ａを設けて、可撓部２１
ａを形成したが、請求項１，２，５，６もしくは７の発
明では、上記切欠スリット２４Ａなどを必ずしも設ける
必要はない。たとえば、薄板２１は、図１の溝２４を設
けなくても、固定部１０および慣性質量部１１の近傍に
おいて最も大きく歪むので、この部分を可撓部２１ａと
してもよい。
【００３６】また、ビーム部２０を薄板２１により形成
する必要はなく、ビーム部２０と固定部１０および慣性
質量部１１とを一体の成形品で構成してもよい。
する必要はなく、ビーム部２０と固定部１０および慣性
質量部１１とを一体の成形品で構成してもよい。
【００３７】また、上記の各例では、歪みゲージ２３と
して、金属薄膜からなる歪みゲージを用いたが、この発
明では、水素化アモルファスシリコン薄膜のような半導
体薄膜歪みゲージなどを用いてもよい。
して、金属薄膜からなる歪みゲージを用いたが、この発
明では、水素化アモルファスシリコン薄膜のような半導
体薄膜歪みゲージなどを用いてもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし３
の発明によれば、加速度センサを小型化でき、この小型
の加速度センサを構成する第１の起歪体を、計量セルを
構成する第２の起歪体の貫通孔内に収納することによ
り、加速度センサ付の計量セル全体が小型になる。ま
た、加速度センサと計量セルの起歪体はともにビーム部
を２本設けた２ビーム構造であり、かつ加速度センサの
第１の起歪体が第２の起歪体の固定剛体部に固定されて
いるので、加速度センサと計量セルとは位相のずれがな
いため、同時に同量の床振動を検出することができ、床
振動による振動成分の除去を正確に行うことができる。
の発明によれば、加速度センサを小型化でき、この小型
の加速度センサを構成する第１の起歪体を、計量セルを
構成する第２の起歪体の貫通孔内に収納することによ
り、加速度センサ付の計量セル全体が小型になる。ま
た、加速度センサと計量セルの起歪体はともにビーム部
を２本設けた２ビーム構造であり、かつ加速度センサの
第１の起歪体が第２の起歪体の固定剛体部に固定されて
いるので、加速度センサと計量セルとは位相のずれがな
いため、同時に同量の床振動を検出することができ、床
振動による振動成分の除去を正確に行うことができる。
【図１】この発明に使用される加速度センサの第１の例
を示す起歪体の概略拡大斜視図である。
を示す起歪体の概略拡大斜視図である。
【図２】同ビーム部を構成する薄板の拡大斜視図であ
る。
る。
【図３】薄板素材に溝を形成した状態を示す斜視図であ
る。
る。
【図４】溝を形成するエッチング法の第１工程を示す拡
大断面図である。
大断面図である。
【図５】同第２工程を示す拡大断面図である。
【図６】同第３工程を示す拡大断面図である。
【図７】薄板素材に多数の歪みゲージを形成した状態を
示す概略斜視図である。
示す概略斜視図である。
【図８】歪みゲージの構造の一部を示す拡大断面図であ
る。
る。
【図９】薄板の溶接工程を示す平面図である。
【図１０】加速度センサの第２の例にかかる薄板（ビー
ム部）の概略拡大斜視図である。
ム部）の概略拡大斜視図である。
【図１１】この発明の一実施例による加速度センサの取
付構造を示す一部断面した正面図である。
付構造を示す一部断面した正面図である。
【図１２】（ａ）は加速度センサの第３の例を示す起歪
体の概略拡大斜視図、（ｂ）は加速度センサの第４の例
を示す起歪体の概略拡大斜視図である。
体の概略拡大斜視図、（ｂ）は加速度センサの第４の例
を示す起歪体の概略拡大斜視図である。
１…第１の起歪体、１０…固定部、１１…慣性質量部、
２０…ビーム部、２１…薄板、２１ａ…可撓部、２３…
歪みゲージ、５０…第２の起歪体、５１…貫通孔、５２
…固定剛体部。
２０…ビーム部、２１…薄板、２１ａ…可撓部、２３…
歪みゲージ、５０…第２の起歪体、５１…貫通孔、５２
…固定剛体部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−214227（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−181928（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−42401（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−106134（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−80433（ＪＰ，Ｕ) 国際公開92／5416（ＷＯ，Ａ１) 国際公開93／5371（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01P 15/12 G01G 23/01
Claims (3)
- 【請求項１】 ２箇所の可撓部が形成されたビーム部
を、一端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに
平行に２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓
部に設けられた歪みゲージとを有し、上記固定部および
慣性質量部はブロックで形成されて、上記ビーム部は金
属製の薄板で形成されるとともに、上記ビーム部の両端
部が上記ブロックに固定されている加速度センサと、 固定剛体部と可動剛体部との間に一対のビーム部が架設
された第２の起歪体を有する計量セルとを備え、 上記第１の起歪体が、上記計量セルを構成する第２の起
歪体の貫通孔内に収納されているとともに、上記第２の
起歪体の固定剛体部に固定されている加速度センサの取
付構造。 - 【請求項２】 ２箇所の可撓部が形成されたビーム部
を、一端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに
平行に２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓
部に設けられた歪みゲージとを有し、上記可撓部が、非
機械加工により形成されている加速度センサと、 固定剛体部と可動剛体部との間に一対のビーム部が架設
された第２の起歪体を有する計量セルとを備え、 上記第１の起歪体が、上記計量セルを構成する第２の起
歪体の貫通孔内に収納されているとともに、上記第２の
起歪体の固定剛体部に固定されている加速度センサの取
付構造。 - 【請求項３】 ２箇所の可撓部が形成されたビーム部
を、一端の固定部と他端の慣性質量部との間に、互いに
平行に２本設けた第１の起歪体と、上記ビーム部の可撓
部に設けられた歪みゲージとを有し、上記ビーム部は歪
みゲージが直接形成された金属製の薄板で構成されてい
る加速度センサと、 固定剛体部と可動剛体部との間に一対のビーム部が架設
された第２の起歪体を有する計量セルとを備え、 上記第１の起歪体が、上記計量セルを構成する第２の起
歪体の貫通孔内に収納されているとともに、上記第２の
起歪体の固定剛体部に固定されている加速度センサの取
付構造。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20284993A JP3314107B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 加速度センサの取付構造 |
| US08/277,748 US5440077A (en) | 1993-07-22 | 1994-07-20 | Combined weighting and displacement sensor and weighing apparatus using the same |
| DE69415885T DE69415885T2 (de) | 1993-07-22 | 1994-07-21 | Lastsensor mit Verschiebungssensor und diese verwendende Wiegevorrichtung |
| EP94111446A EP0635703B1 (en) | 1993-07-22 | 1994-07-21 | Combined weighing and displacement sensor and weighing apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20284993A JP3314107B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 加速度センサの取付構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735766A JPH0735766A (ja) | 1995-02-07 |
| JP3314107B2 true JP3314107B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=16464215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20284993A Expired - Fee Related JP3314107B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | 加速度センサの取付構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5440077A (ja) |
| EP (1) | EP0635703B1 (ja) |
| JP (1) | JP3314107B2 (ja) |
| DE (1) | DE69415885T2 (ja) |
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