JP2630562B2 - Pedal force sensor - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は踏力センサに関し、特
に歪みゲージを有する踏力センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tread force sensor, and more particularly to a tread force sensor having a strain gauge.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のビーム形荷重センサの一例とし
て、特公昭５５−１３５３５号公報に開示されているも
のがある。このビーム形荷重センサ２０は、図６に示さ
れているように、固定部２１と載荷部２２の間の中央部
に、横長の貫通空間２６、２７を上下に設け、この二つ
の貫通空間２６、２７に挟まれた部分２８の一部または
全部に薄い壁状部２９を設け、該壁状部２９に歪み応答
手段（歪みゲージ）３０を設けたものである。該歪み応
答手段３０としては電気抵抗線歪みゲージが使用されて
おり、該歪み応答手段３０は、図７に断面図によって示
されているように、前記壁状部２９の両面に設けられて
いる。図中の３６、３７は、それぞれ上下の支持ビーム
である。2. Description of the Related Art An example of a conventional beam-type load sensor is disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-13535. As shown in FIG. 6, the beam-type load sensor 20 is provided with vertically long through spaces 26 and 27 in a central portion between the fixed portion 21 and the loading portion 22, and the two through spaces 26 are provided. , 27 is provided with a thin wall portion 29 on a part or the entirety thereof, and a strain response means (strain gauge) 30 is provided on the wall portion 29. As the strain response means 30, an electric resistance wire strain gauge is used, and the strain response means 30 is provided on both sides of the wall portion 29 as shown in a sectional view in FIG. . 36 and 37 in the figure are upper and lower support beams, respectively.
【０００３】上記の従来のビーム形荷重センサによれ
ば、前記固定部２１を孔３２を通るボルト等で図示され
ていない基礎部に固定し、載荷部２２の上部に孔３３を
利用して図示されていない載荷物の荷重を載荷すると、
上下支持ビーム３６、３７は平行四辺形状に変形し、壁
状部２９に剪断歪みを生ずる。この剪断歪みを、歪み応
答手段３０で検知することにより、前記載荷物の荷重を
測定することができる。According to the conventional beam type load sensor described above, the fixing portion 21 is fixed to a base (not shown) with a bolt or the like passing through a hole 32, and a hole 33 is provided above the loading portion 22 using a hole 33. If you load a load that is not
The upper and lower support beams 36 and 37 are deformed into a parallelogram shape, and a shear strain is generated in the wall portion 29. By detecting the shear strain by the strain response means 30, the load of the above-described luggage can be measured.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前記した構成の従来の
ビーム形荷重センサは、これの固定部３１を基礎部に固
定すると、固定部と載荷部の間に捩じれが生じ、不要な
剪断歪が発生する。従来のビーム形荷重センサは、この
剪断歪による影響を除去するために、壁状部２９の両面
に歪み応答手段３０を張り付けて、該モーメントの補正
を電気的に行っている。In the conventional beam-type load sensor having the above-mentioned structure, when the fixing portion 31 is fixed to the base portion, twisting occurs between the fixing portion and the loading portion, and unnecessary shear strain is generated. Occur. In the conventional beam-type load sensor, in order to remove the influence of the shear strain, the strain responsive means 30 is attached to both surfaces of the wall portion 29, and the moment is electrically corrected.
【０００５】従来のビーム形荷重センサは、前記のよう
に、壁状部２９の両面に歪み応答手段３０を張り付けて
いるため、２枚の歪み応答手段３０の張り付け位置を精
度良く合わせるのが難しく、組立て性が悪いという問
題、歪み応答手段を２個用いているので、コストアップ
になるという問題があった。In the conventional beam-type load sensor, as described above, since the strain response means 30 is attached to both surfaces of the wall 29, it is difficult to accurately adjust the attachment positions of the two strain response means 30. In addition, there is a problem that the assemblability is poor, and the cost is increased because two strain response units are used.
【０００６】本発明の目的は、前記した従来技術の問題
点を除去し、組立て性が良好で、測定精度が良く、かつ
安価なビーム形荷重センサを用いた踏力センサを提供す
ることにある。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems of the prior art and to provide a tread force sensor using a beam-type load sensor which has good assemblability, good measurement accuracy, and is inexpensive.
【０００７】前記目的を達成するために、請求項１の発
明は、固定部と載荷部と荷重部とを有し、該固定部と載
荷部とをビームを介して結合しているビーム形荷重セン
サを有する踏力センサにおいて、前記固定部に一端が固
定され、他端が回転自在の支点に支持されたアームと、
前記荷重部からなるペダルパッドと、前記固定部と載荷
部との間に、上下に設けられた横長の二つの貫通空間
と、前記二つの貫通空間に挟まれた部分の一部であっ
て、前記ビームの捩れの中心となる位置から該ビームの
厚み方向に所定距離ずらして配置されることにより、前
記ペダルパッド上の前記支点から遠い位置に印加された
荷重に対してはその出力が大きく、該支点から近い位置
に印加された荷重に対してはその出力が小さくなるよう
にされた歪みゲージとを具備した点に特徴がある。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a beam-type load having a fixed portion, a load portion, and a load portion, wherein the fixed portion and the load portion are connected via a beam. In a tread force sensor having a sensor, an arm having one end fixed to the fixed portion and the other end supported by a rotatable fulcrum,
Pedal pad consisting of the load portion, between the fixed portion and the loading portion, two horizontally long penetrating spaces provided vertically, and a part of a portion sandwiched between the two penetrating spaces, By being displaced by a predetermined distance in the thickness direction of the beam from a position that is the center of the torsion of the beam, its output is large for a load applied to a position far from the fulcrum on the pedal pad, It is characterized in that it has a strain gauge whose output is reduced with respect to a load applied to a position close to the fulcrum.
【０００８】[0008]
【０００９】請求項１の発明によれば、歪みゲージが前
記ビームの捩れの中心となる位置から該ビームの厚み方
向に所定距離ずらして配置されることにより、前記ペダ
ルパッド上の前記支点から遠い位置に印加された荷重に
対してはその出力が大きく、該支点から近い位置に印加
された荷重に対してはその出力が小さくなるように構成
されているので、高精度の踏力センサを提供することが
できる。According to the first aspect of the present invention, the strain gauge is arranged at a predetermined distance from the position of the center of the torsion of the beam in the thickness direction of the beam, so that the strain gauge is far from the fulcrum on the pedal pad. Since the output is large with respect to the load applied to the position and the output is small with respect to the load applied near the fulcrum, a high-precision tread force sensor is provided. be able to.
【００１０】[0010]
【００１１】[0011]
【実施例】以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例のビーム形荷重センサ
の斜視図、図２は正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面
図、図４は平面図を示す。図において、１は基礎部９
（図２参照）に固定される固定部、２は載荷部、３、４
は上下ビーム（梁）、５、６は該上下ビーム３、４に貫
通空間（スペース）を介してさまれた中間部、７は前記
載荷部２に固定された矩形型印加荷重部である。また、
８は歪みゲージであり、前記中間部５と６の間の薄壁の
一面に設置されている。該歪みゲージ８は、例えば薄膜
チップにより構成しても良い。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a beam-type load sensor according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2, and FIG. In the figure, 1 is the base 9
(See FIG. 2), a fixed portion, 2 is a loading portion, 3, 4
Is an upper and lower beam (beam), 5 and 6 are intermediate portions sandwiched between the upper and lower beams 3 and 4 via a through space (space), and 7 is a rectangular applied load portion fixed to the load portion 2 described above. Also,
Reference numeral 8 denotes a strain gauge, which is provided on one surface of the thin wall between the intermediate portions 5 and 6. The strain gauge 8 may be constituted by a thin film chip, for example.
【００１２】本実施例では、前記歪みゲージ８を貼り付
ける薄壁の位置、すなわち歪みゲージ８の設置位置は、
ビーム３、４の長さ方向ａ（図２参照）には、ビーム
３、４の中央部とし、矩形型印加荷重部７の中央とし
た。また、ビーム３、４の厚み方向ｂ（図４参照）に
は、ビーム形荷重センサの構成要素全体の形状寸法と、
前記薄壁の厚みおよび形状寸法との相関から求められる
ビーム３、４の厚み方向ｂの捩れの中心となるモーメン
トゼロライン１０上に設けた。In this embodiment, the position of the thin wall to which the strain gauge 8 is attached, that is, the installation position of the strain gauge 8 is
In the longitudinal direction a of the beams 3 and 4 (see FIG. 2), the center of the beams 3 and 4 was set to the center of the rectangular applied load portion 7. Further, in the thickness direction b of the beams 3 and 4 (see FIG. 4), the shape and dimensions of the whole components of the beam-type load sensor
The beams 3 and 4 were provided on a moment zero line 10 serving as a center of torsion in the thickness direction b of the beams 3 and 4 obtained from the correlation between the thickness and the shape and dimension of the thin wall.
【００１３】このモーメントゼロライン１０は、具体的
には、前記薄壁を除くビーム形荷重センサを作成し、図
２に示されているように固定部１を基礎部９に固定した
後、一面に歪みゲージが貼り付けられた薄壁をビーム
３、４の厚み方向ｂに移動し、捩り力を印荷し、歪みゲ
ージの検出値が所定値（例えば、０）となるようにする
ことにより求めることができる。図３の距離ΔＬは、前
記薄壁の、ビーム３、４の厚み方向の中心線からのずれ
を示している。[0013] Specifically, the moment zero line 10 is formed by forming a beam-type load sensor excluding the thin wall, fixing the fixing portion 1 to the base portion 9 as shown in FIG. Is moved in the thickness direction b of the beams 3 and 4 to apply a torsional force so that the detected value of the strain gauge becomes a predetermined value (for example, 0). You can ask. The distance ΔL in FIG. 3 indicates the deviation of the thin wall from the center line in the thickness direction of the beams 3 and 4.
【００１４】以上の構成を有する本実施例のビーム形荷
重センサによれば、矩形型印加荷重部７の上のどの位置
に加重を加えても、歪みゲージ８によって検出される値
は等しいものとなる。According to the beam-type load sensor of the present embodiment having the above-mentioned configuration, the value detected by the strain gauge 8 is the same regardless of the weight applied to any position on the rectangular applied load portion 7. Become.
【００１５】本実施例によれば、次のような効果があ
る。すなわち、歪みゲージを薄壁の一面だけに設ければ
良いので、従来の両面に設けたのに比べて、歪みゲージ
位置のずれがなくなり、感度が向上する。また、組立て
性が良くなる。また、歪みゲージを薄壁の一面だけに設
ければ良いので、歪みゲージの種類の選択度が広がる。
例えば、スパッタリング、ＣＶＤ（化学気相蒸着）等で
形成した薄膜ゲージの使用が可能となり、安価で性能の
良い薄膜ゲージの使用が可能となる。さらに、歪みゲー
ジが１組で済むので、歪みゲージに要する費用が半分に
なり、安価になる。According to this embodiment, the following effects can be obtained. That is, since the strain gauge only needs to be provided on one surface of the thin wall, there is no displacement of the strain gauge position as compared with the conventional case where the strain gauge is provided on both surfaces, and the sensitivity is improved. Further, the assembling property is improved. Also, since the strain gauges need only be provided on one surface of the thin wall, the degree of selectivity of the types of the strain gauges is increased.
For example, a thin-film gauge formed by sputtering, CVD (chemical vapor deposition), or the like can be used, and a thin-film gauge with low cost and high performance can be used. Further, since only one set of strain gauges is required, the cost required for the strain gauges is halved and the cost is reduced.
【００１６】なお、本実施例によれば、歪みゲージ８を
薄膜チップで別体で作成しておき、前記のようにして該
薄膜チップをビーム３、４の厚み方向ｂの捩れの中心と
なるモーメントゼロライン１０までずらし、溶接等で前
記中間部５、６に固定するようにしてもよい。According to the present embodiment, the strain gauge 8 is formed separately from the thin film chip, and the thin film chip becomes the center of the twist of the beams 3 and 4 in the thickness direction b as described above. It may be shifted to the moment zero line 10 and fixed to the intermediate portions 5 and 6 by welding or the like.
【００１７】次に、本発明の第２実施例を、図５を参照
して説明する。この実施例は、本発明のビーム形荷重セ
ンサを、踏力センサとして使用したものである。ビーム
形荷重センサを、例えば自動車のブレーキの踏力センサ
として使用する場合には、ペダルパッドの先端部は支点
から遠い位置にあるので、該ペダルパッドの先端部に印
加された荷重は歪みゲージの出力が大きくなり、逆に支
点に近い位置に印加された荷重は歪みゲージの出力が小
さくなるようにすることが必要である。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the beam-type load sensor of the present invention is used as a pedaling force sensor. When the beam-type load sensor is used, for example, as a pedaling force sensor for a brake of an automobile, the tip applied to the tip of the pedal pad is located far from the fulcrum. It is necessary to reduce the output of the strain gauge for a load applied to a position close to the fulcrum.
【００１８】本実施例は上記の要請を満足するように構
成されたものである。図５は踏力センサの正面図、平面
図およびＢ−Ｂ線断面図を示すものであり、１５は支
点、１６はアームであり、該アームの自由端に、第１実
施例で説明したビーム形荷重センサが固着されている。
該ビーム形荷重センサの矩形型印加荷重部７は、前記ペ
ダルパッドを構成している。ΔＭは、前記歪みゲージ８
の設置位置の、前記ビームの厚み方向の中心線からのず
れを示している。This embodiment is designed to satisfy the above requirements. FIG. 5 shows a front view, a plan view, and a cross-sectional view taken along the line BB of the pedaling force sensor. Reference numeral 15 denotes a fulcrum, and reference numeral 16 denotes an arm. The load sensor is fixed.
The rectangular applied load section 7 of the beam type load sensor constitutes the pedal pad. ΔM is the strain gauge 8
Of the beam from the center line in the thickness direction of the beam.
【００１９】本実施例では、前記のように、ペダルパッ
ド上の荷重印加位置が支点１５から遠い位置Ｘであるか
近い位置Ｙであるかにより、歪みゲージ８の出力を変化
させる必要があるから、歪みゲージ８の設置位置を図の
Ｃ方向にずらして、モーメントが０の位置に対してオフ
セットを与えている。一例として、第１実施例のモーメ
ントが０の位置である前記距離ΔＬが１．５ｍｍのもの
の場合、これを（＝ΔＭ）４ｍｍとすると、良好な踏力
センサが得られた。In this embodiment, as described above, it is necessary to change the output of the strain gauge 8 depending on whether the load application position on the pedal pad is the position X farther from the fulcrum 15 or the position Y closer thereto. , The installation position of the strain gauge 8 is shifted in the direction C in the figure to offset the position where the moment is zero. As an example, when the distance ΔL at which the moment is 0 in the first embodiment is 1.5 mm and this is set to (= ΔM) 4 mm, a good pedaling force sensor is obtained.
【００２０】前記実施例では、７を矩形型印加荷重部と
したが、本発明は矩形型に限定されず、該矩形型の４隅
にアールをつけた形であってもよいし、楕円形、あるい
はこれに類似した形状であってもよい。In the above-described embodiment, 7 is a rectangular-shaped applied load portion. However, the present invention is not limited to the rectangular-shaped applied load portion. Or a shape similar to this.
【００２１】[0021]
【発明の効果】請求項１の発明によれば、歪みゲージが
前記ビームの捩れの中心となる位置から該ビームの厚み
方向に所定距離ずらして配置されることにより、前記ペ
ダルパッド上の前記支点から遠い位置に印加された荷重
に対してはその出力が大きく、該支点から近い位置に印
加された荷重に対してはその出力が小さくなるように構
成されているので、高精度の踏力センサを提供すること
ができる。According to the first aspect of the present invention, the fulcrum on the pedal pad is arranged by displacing the strain gauge by a predetermined distance in the thickness direction of the beam from a position where the beam is twisted. It is configured so that the output is large for a load applied to a position distant from, and the output is small for a load applied to a position close to the fulcrum. Can be provided.
【００２２】請求項２の発明によれば、前記歪みゲージ
は薄膜の１面のみに設けられているので、従来装置に比
べて、歪みゲージの位置合わせをする必要がなくなり、
生産性の向上を期待できると共に、加重測定の精度を向
上することができる。また、多種類の歪みゲージを使用
することが可能になる。According to the second aspect of the present invention, since the strain gauge is provided only on one surface of the thin film, there is no need to position the strain gauge as compared with the conventional apparatus.
The productivity can be expected to be improved, and the accuracy of the weight measurement can be improved. Further, it becomes possible to use various types of strain gauges.
【００２３】[0023]
【００２４】[0024]
【図１】 本発明の一実施例の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of one embodiment of the present invention.
【図２】 本実施例の正面図である。FIG. 2 is a front view of the embodiment.
【図３】 図２のＡ−Ａ線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
【図４】 本実施例の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the present embodiment.
【図５】 本発明の第２実施例の正面、平面および断面
図である。FIG. 5 is a front, plan, and cross-sectional view of a second embodiment of the present invention.
【図６】 従来装置の一例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an example of a conventional device.
【図７】 図６の中央部の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the central part of FIG.
１…固定部、２…載荷部、３、４…上下ビーム（梁）、
５、６…中間部、７…矩形型印加荷重部、８…歪みゲー
ジ、９…基礎部、１０…モーメントゼロライン、１５…
支点、１６…アーム。1 ... fixed part, 2 ... loading part, 3, 4 ... vertical beam (beam),
5, 6 ... middle part, 7: rectangular applied load part, 8: strain gauge, 9: base part, 10: moment zero line, 15 ...
Fulcrum, 16 ... arm.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−248925（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−247128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−54323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−143263（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−115382（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−176427（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-5-248925 (JP, A) JP-A-60-247128 (JP, A) JP-A-56-54323 (JP, A) JP-A 53-248 143263 (JP, A) JP-A-60-115382 (JP, A) JP-A-61-176427 (JP, U)
Claims (2)
部と載荷部とをビームを介して結合しているビーム形荷
重センサを有する踏力センサにおいて、 前記固定部に一端が固定され、他端が回転自在に支点に
支持されたアームと、前記荷重部からなるペダルパッドと、 前記 固定部と載荷部との間に、上下に設けられた横長の
二つの貫通空間と、前記 二つの貫通空間に挟まれた部分の一部であって、前
記ビームの捩れの中心となる位置から該ビームの厚み方
向に所定距離ずらして配置されることにより、前記ペダ
ルパッド上の前記支点から遠い位置に印加された荷重に
対してはその出力が大きく、該支点から近い位置に印加
された荷重に対してはその出力が小さくなるようにされ
た歪みゲージとを具備したことを特徴する踏力センサ。1. A tread force sensor having a fixed portion, a loading portion, and a load portion, and a beam-type load sensor that couples the fixed portion and the loading portion via a beam, wherein one end of the fixed portion has one end. fixed, an arm whose other end is supported by the fulcrum rotatably, and the pedal pad of the load unit, between the fixed part and the loading part, the oblong two through space provided vertically, a part of the sandwiched two through space portion, by being staggered a predetermined distance in the thickness direction of the beam from a position which is the center of twisting of the beam, the pedal
Load applied to a position far from the fulcrum on the pad
Output is large and applied to a position close to the fulcrum.
Been for load depression force sensor, characterized by comprising a strain gauge which is adapted to the output decrease.
とを特徴とする踏力センサ。2. A depression force sensor according to claim 1, wherein the strain gauge, pedal force sensor, characterized in that is provided only on one surface of the thin film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046557A JP2630562B2 (en) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | Pedal force sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046557A JP2630562B2 (en) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | Pedal force sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07229799A JPH07229799A (en) | 1995-08-29 |
| JP2630562B2 true JP2630562B2 (en) | 1997-07-16 |
Family
ID=12750634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6046557A Expired - Lifetime JP2630562B2 (en) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | Pedal force sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630562B2 (en) |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-02-22 JP JP6046557A patent/JP2630562B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07229799A (en) | 1995-08-29 |
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