JPH07139991A - 荷重検出装置 - Google Patents
荷重検出装置Info
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- JPH07139991A JPH07139991A JP30973593A JP30973593A JPH07139991A JP H07139991 A JPH07139991 A JP H07139991A JP 30973593 A JP30973593 A JP 30973593A JP 30973593 A JP30973593 A JP 30973593A JP H07139991 A JPH07139991 A JP H07139991A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 交流電圧により励磁されるコイル3と磁性体
4とが検出対象荷重Fの作用方向に関し間隔をおいて対
向する。そのコイル3と磁性体4との対向間隔は検出対
象荷重に比例した距離だけ相対移動する。そのコイル3
の出力に基づき荷重を検出する。 【効果】 検出対象荷重の作用方向に関する寸法の短い
高性能の荷重検出装置を提供することができる。
4とが検出対象荷重Fの作用方向に関し間隔をおいて対
向する。そのコイル3と磁性体4との対向間隔は検出対
象荷重に比例した距離だけ相対移動する。そのコイル3
の出力に基づき荷重を検出する。 【効果】 検出対象荷重の作用方向に関する寸法の短い
高性能の荷重検出装置を提供することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トラッククレーン等に
装着される荷重検出装置に関する。
装着される荷重検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7(a)に示すように、トラッククレ
ーン50はアウトリガ6を車両側部から突き出して接地
させた状態で、トラッククレーン50に設けたブーム5
1でワークWを吊り上げて上方向や横方向に搬送する。
このようなトラッククレーン50においては、ワークW
の重量が重すぎる場合やブーム51を延ばし過ぎたよう
な場合、図7(b)に示すように転倒することがあっ
た。
ーン50はアウトリガ6を車両側部から突き出して接地
させた状態で、トラッククレーン50に設けたブーム5
1でワークWを吊り上げて上方向や横方向に搬送する。
このようなトラッククレーン50においては、ワークW
の重量が重すぎる場合やブーム51を延ばし過ぎたよう
な場合、図7(b)に示すように転倒することがあっ
た。
【0003】そのような転倒事故を防止するため、ブー
ム51を介しアウトリガ6からトラッククレーン50に
作用する荷重を検出し、トラッククレーン50が転倒す
る前に、その検出荷重に基づいて過搭載の警報や、ブー
ム51の伸長停止などの措置を取ったり、その検出した
荷重情報をフィードバックしてブーム51の伸縮を制御
することを行なっている。
ム51を介しアウトリガ6からトラッククレーン50に
作用する荷重を検出し、トラッククレーン50が転倒す
る前に、その検出荷重に基づいて過搭載の警報や、ブー
ム51の伸長停止などの措置を取ったり、その検出した
荷重情報をフィードバックしてブーム51の伸縮を制御
することを行なっている。
【0004】そのような荷重の検出のためトラッククレ
ーン50に組み込まれる荷重検出装置として、歪ゲージ
を用いたものが従来より用いられている。これは、ブー
ム51を介しトラッククレーン50に作用する荷重によ
って変形あるいは変位する荷重の支持部材に歪ゲージを
取り付け、その支持部材の変形あるいは変位に応じて歪
む歪ゲージの抵抗変化あるいは発信周波数の変化を検出
し、その検出値から荷重を算出するものである。
ーン50に組み込まれる荷重検出装置として、歪ゲージ
を用いたものが従来より用いられている。これは、ブー
ム51を介しトラッククレーン50に作用する荷重によ
って変形あるいは変位する荷重の支持部材に歪ゲージを
取り付け、その支持部材の変形あるいは変位に応じて歪
む歪ゲージの抵抗変化あるいは発信周波数の変化を検出
し、その検出値から荷重を算出するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、歪ゲージは構
造的に極微小(数μm)の変位しか検出できないため、
歪ゲージを取り付ける支持部材の変形あるいは変位量も
同様に数μmでなければならない。しかし、トラックク
レーン50で検出する荷重は最大数10トンといった大
きな値であるため、このような大きな荷重により支持部
材に数μmといった極微小の変形あるいは変形を再現性
よく発生させるためには、支持部材を精密に取り付ける
必要があり、その取り付けが非常に面倒で手間を要する
という問題があった。また、歪ゲージは感度向上等を図
るために通常4枚を並べて取り付けられるため、構造が
複雑で製造が面倒であると共に部品点数が増大し、製造
コストを上昇させるという問題があった。
造的に極微小(数μm)の変位しか検出できないため、
歪ゲージを取り付ける支持部材の変形あるいは変位量も
同様に数μmでなければならない。しかし、トラックク
レーン50で検出する荷重は最大数10トンといった大
きな値であるため、このような大きな荷重により支持部
材に数μmといった極微小の変形あるいは変形を再現性
よく発生させるためには、支持部材を精密に取り付ける
必要があり、その取り付けが非常に面倒で手間を要する
という問題があった。また、歪ゲージは感度向上等を図
るために通常4枚を並べて取り付けられるため、構造が
複雑で製造が面倒であると共に部品点数が増大し、製造
コストを上昇させるという問題があった。
【0006】また、荷重変動を油圧変化に変換して荷重
を検出するものがあるが、応答速度が遅く、大型化し、
高価なものになる。また、荷重変動によるゴム製荷重板
の変形を電気的に検出して荷重検出するものがあるが、
再現性および耐久性に劣る。また、荷重を支える支柱の
反力が転倒時に0になるとがたつくことを利用し、その
支柱のがたつきをリミットスイッチにより検出するもの
があるが、再現性が悪く、スイッチのオン、オフによる
検出のため検出点の調整が困難である。
を検出するものがあるが、応答速度が遅く、大型化し、
高価なものになる。また、荷重変動によるゴム製荷重板
の変形を電気的に検出して荷重検出するものがあるが、
再現性および耐久性に劣る。また、荷重を支える支柱の
反力が転倒時に0になるとがたつくことを利用し、その
支柱のがたつきをリミットスイッチにより検出するもの
があるが、再現性が悪く、スイッチのオン、オフによる
検出のため検出点の調整が困難である。
【0007】そこで、作動トランスを用い、トラックク
レーン50に作用する荷重に比例して変形するバネ材等
を介し磁性体を検出対象荷重の作用方向に変位させ、そ
の磁性体の変位量をインダクタンスの変化に基づき検知
し、その変位量から荷重を求めることが考えられる。
レーン50に作用する荷重に比例して変形するバネ材等
を介し磁性体を検出対象荷重の作用方向に変位させ、そ
の磁性体の変位量をインダクタンスの変化に基づき検知
し、その変位量から荷重を求めることが考えられる。
【0008】しかし、差動トランスは円筒状の2組のコ
イルからなり、両コイルの中心に磁性体である棒状コア
を挿入し、1次コイルに一定交流電圧を印加し、そのコ
アの検出対象荷重の作用方向の変位量に応じ2次コイル
に生じる誘導起電力からコアの変位量を測定するもので
ある。そのため、差動トランスは検出対象荷重の作用方
向に沿う寸法が大きく、例えばトラッククレーン50の
アウトリガ6に取り付けるような場合、トラッククレー
ン50の全体の重心を上方に移動させて転倒の危険性を
増大させてしまう。また、差動トランスにより例えば小
型のトラッククレーンのアウトリガに作用する荷重を検
出する場合、検出対象荷重が小さく磁性体の変位量が小
さいため、コイルのインピーダンスを大きくして検出分
解能を高める必要があるが、コイルを大型化できないた
め検出精度を向上することができない。
イルからなり、両コイルの中心に磁性体である棒状コア
を挿入し、1次コイルに一定交流電圧を印加し、そのコ
アの検出対象荷重の作用方向の変位量に応じ2次コイル
に生じる誘導起電力からコアの変位量を測定するもので
ある。そのため、差動トランスは検出対象荷重の作用方
向に沿う寸法が大きく、例えばトラッククレーン50の
アウトリガ6に取り付けるような場合、トラッククレー
ン50の全体の重心を上方に移動させて転倒の危険性を
増大させてしまう。また、差動トランスにより例えば小
型のトラッククレーンのアウトリガに作用する荷重を検
出する場合、検出対象荷重が小さく磁性体の変位量が小
さいため、コイルのインピーダンスを大きくして検出分
解能を高める必要があるが、コイルを大型化できないた
め検出精度を向上することができない。
【0009】本発明は、上記従来の課題を解決すること
のできる荷重検出装置の提供を目的とする。
のできる荷重検出装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の荷重検出装置
は、交流電圧により励磁されるコイルと、このコイルに
検出対象荷重の作用方向に関し間隔をおいて対向する磁
性体と、そのコイルと磁性体との対向間隔を検出対象荷
重に比例した距離だけ相対移動させる手段とを備え、そ
のコイルの出力に基づき荷重を検出することを特徴とす
る。そのコイルは、平面上で導体を渦巻き状に巻くこと
により構成するのが好ましい。さらに、複数のほぼ平行
な平面上で導体を渦巻き状に巻くことにより複数のコイ
ルを構成し、各コイルを互いに接続するのが好ましく、
その平面数を偶数とするのがより好ましい。
は、交流電圧により励磁されるコイルと、このコイルに
検出対象荷重の作用方向に関し間隔をおいて対向する磁
性体と、そのコイルと磁性体との対向間隔を検出対象荷
重に比例した距離だけ相対移動させる手段とを備え、そ
のコイルの出力に基づき荷重を検出することを特徴とす
る。そのコイルは、平面上で導体を渦巻き状に巻くこと
により構成するのが好ましい。さらに、複数のほぼ平行
な平面上で導体を渦巻き状に巻くことにより複数のコイ
ルを構成し、各コイルを互いに接続するのが好ましく、
その平面数を偶数とするのがより好ましい。
【0011】
【作用】本発明の構成によれば、コイルと磁性体との対
向間隔が検出対象荷重に比例した距離だけ変化すると、
交流電圧により励磁されたコイルのインピーダンスおよ
び磁気抵抗が変化するため、そのインピーダンスあるい
は磁気抵抗に対応するコイルの出力を測定することで、
検出対象荷重を求めることができる。
向間隔が検出対象荷重に比例した距離だけ変化すると、
交流電圧により励磁されたコイルのインピーダンスおよ
び磁気抵抗が変化するため、そのインピーダンスあるい
は磁気抵抗に対応するコイルの出力を測定することで、
検出対象荷重を求めることができる。
【0012】そのコイルは磁性体と検出対象荷重の作用
方向に関し間隔をおいて対向するものであれば足りるの
で、検出対象荷重の作用方向に関する寸法を短くするが
できる。例えば、単層もしくは複数層の平面上で導体を
渦巻き状に巻くことによりコイルを構成することで、検
出対象荷重の作用方向に関する寸法を極めて小さくでき
る。また、導体を円筒状に巻くことによりコイルを構成
することで、渦巻き状に巻く場合よりも同巻数でのコイ
ルと磁性体との対向間隔の変化に対するインピーダンス
変化を大きくでき、検出分解能を高くすることができ
る。また、導体を平面上で巻中心を一方向にずらしなが
ら巻いて帯状のコイルを構成することにより、検出対象
荷重の作用方向に関する寸法を極めて小さくでき、ま
た、渦巻き状に巻く場合よりも同巻数でのコイルと磁性
体との対向間隔の変化に対するインピーダンス変化は多
少小さくなるが、配置スペースが一方向に細長いような
場合に適したものである。
方向に関し間隔をおいて対向するものであれば足りるの
で、検出対象荷重の作用方向に関する寸法を短くするが
できる。例えば、単層もしくは複数層の平面上で導体を
渦巻き状に巻くことによりコイルを構成することで、検
出対象荷重の作用方向に関する寸法を極めて小さくでき
る。また、導体を円筒状に巻くことによりコイルを構成
することで、渦巻き状に巻く場合よりも同巻数でのコイ
ルと磁性体との対向間隔の変化に対するインピーダンス
変化を大きくでき、検出分解能を高くすることができ
る。また、導体を平面上で巻中心を一方向にずらしなが
ら巻いて帯状のコイルを構成することにより、検出対象
荷重の作用方向に関する寸法を極めて小さくでき、ま
た、渦巻き状に巻く場合よりも同巻数でのコイルと磁性
体との対向間隔の変化に対するインピーダンス変化は多
少小さくなるが、配置スペースが一方向に細長いような
場合に適したものである。
【0013】また、平面上で導体を渦巻き状に巻くこと
によりコイルを構成する場合、コイルの導体抵抗は導体
の太さや巻ピッチを小さくすると大きくなる。そのた
め、導線をまく平面の面積が制限されている場合、導体
の太さやピッチを小さくしてコイルの抵抗が大きくなる
と、温度変化による出力誤差が大きくなったり、下記の
(1)式で示されるコイルのインピーダンスZにおける
インダクタンスLに対する抵抗値Rの割合が増加して感
度が小さくなる。 Z=R+jωL…(1) ここで、ω=2πf:f=周波数 このような場合において、複数の平面上で導体を渦巻き
状に巻くことにより多層のコイルを構成して互いに接続
することで、スペースが制限されていてもコイルの導体
の径や巻ピッチを小さくする必要がないので、温度変化
による出力誤差を小さくし、また、検出感度を大きくで
きる。すなわち、コイルのインダクタンスLは、導体を
断面円形の線とすると以下の(2)式のようになる。 L=£μπa2 N2 /b…(2) (£:長岡係数 μ:透磁率 a:コイルを構成する導
線の径 b:コイルの長さ N:巻数) よって、コイルのインダクタンスは、複数の平面上で導
体を渦巻き状に巻くことにより多層のコイルを構成して
互いに接続した方が、単一平面上で導体を渦巻き状に巻
くことにより単層のコイルを構成する場合よりも、導体
の太さや巻ピッチを大きくしてコイルのインダクタンス
を上げ、コイルの導体抵抗を小さくして温度誤差を小さ
くできると共に検出感度を大きくできる。これにより、
例えば、小型トラッククレーンのアウトリガに装備する
場合、回路基板の面積を小さくして装置全体を小型化で
き、アウトリガの断面積が小さくてもコイルのインピー
ダンスを大きくして検出精度を向上できる。
によりコイルを構成する場合、コイルの導体抵抗は導体
の太さや巻ピッチを小さくすると大きくなる。そのた
め、導線をまく平面の面積が制限されている場合、導体
の太さやピッチを小さくしてコイルの抵抗が大きくなる
と、温度変化による出力誤差が大きくなったり、下記の
(1)式で示されるコイルのインピーダンスZにおける
インダクタンスLに対する抵抗値Rの割合が増加して感
度が小さくなる。 Z=R+jωL…(1) ここで、ω=2πf:f=周波数 このような場合において、複数の平面上で導体を渦巻き
状に巻くことにより多層のコイルを構成して互いに接続
することで、スペースが制限されていてもコイルの導体
の径や巻ピッチを小さくする必要がないので、温度変化
による出力誤差を小さくし、また、検出感度を大きくで
きる。すなわち、コイルのインダクタンスLは、導体を
断面円形の線とすると以下の(2)式のようになる。 L=£μπa2 N2 /b…(2) (£:長岡係数 μ:透磁率 a:コイルを構成する導
線の径 b:コイルの長さ N:巻数) よって、コイルのインダクタンスは、複数の平面上で導
体を渦巻き状に巻くことにより多層のコイルを構成して
互いに接続した方が、単一平面上で導体を渦巻き状に巻
くことにより単層のコイルを構成する場合よりも、導体
の太さや巻ピッチを大きくしてコイルのインダクタンス
を上げ、コイルの導体抵抗を小さくして温度誤差を小さ
くできると共に検出感度を大きくできる。これにより、
例えば、小型トラッククレーンのアウトリガに装備する
場合、回路基板の面積を小さくして装置全体を小型化で
き、アウトリガの断面積が小さくてもコイルのインピー
ダンスを大きくして検出精度を向上できる。
【0014】また、回路基板の表面上で導体を渦巻き状
に巻くことによりコイルを構成する場合、コイルの中心
部から回路への信号線を引き出す必要があるため、その
信号線の周囲の空間に高周波電流を生じさせるノイズが
漏れて周辺の部品に影響を及ぼす。また、引き出した信
号線の固定機構が必要になる。この場合、回路基板の両
面あるいは偶数層の回路基板の片側表面において導体を
渦巻き状に巻くことによって多層のコイルを構成すれ
ば、最外層の2つのコイルを構成する導線の内周側端部
を、隣接する層のコイルを構成する導線の内周側端部に
接続し、最外層の2つのコイルを構成する導線の外周側
端部を、回路基板上の発振回路と荷重検出回路とに接続
することができる。これにより、コイルに流す高周波電
流を回路基板周囲以外の空間に漏らすことがなくなり、
高周波電流が生じさせるノイズが周辺の部品に及ぼす影
響を低減でき、また、信号線の固定機構が不要になる。
に巻くことによりコイルを構成する場合、コイルの中心
部から回路への信号線を引き出す必要があるため、その
信号線の周囲の空間に高周波電流を生じさせるノイズが
漏れて周辺の部品に影響を及ぼす。また、引き出した信
号線の固定機構が必要になる。この場合、回路基板の両
面あるいは偶数層の回路基板の片側表面において導体を
渦巻き状に巻くことによって多層のコイルを構成すれ
ば、最外層の2つのコイルを構成する導線の内周側端部
を、隣接する層のコイルを構成する導線の内周側端部に
接続し、最外層の2つのコイルを構成する導線の外周側
端部を、回路基板上の発振回路と荷重検出回路とに接続
することができる。これにより、コイルに流す高周波電
流を回路基板周囲以外の空間に漏らすことがなくなり、
高周波電流が生じさせるノイズが周辺の部品に及ぼす影
響を低減でき、また、信号線の固定機構が不要になる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【0016】図1に示す荷重検出装置1は、回路基板2
と、この回路基板2の一方の表面に設けられたコイル3
と、このコイル3に検出対象荷重Fの作用方向に関し間
隔をおいて対向する磁性体4と、その回路基板2と磁性
体4との間に間に介在するバネ5とを備える。その回路
基板2上には、コイル3を励磁する発振回路(図示省
略)とコイル3の荷重検出回路(図示省略)とが形成さ
れている。その磁性体4に検出対象荷重Fが作用するこ
とでバネ5が弾性変形し、その検出対象荷重Fに比例し
た距離だけ磁性体4はコイル3に対し移動する。
と、この回路基板2の一方の表面に設けられたコイル3
と、このコイル3に検出対象荷重Fの作用方向に関し間
隔をおいて対向する磁性体4と、その回路基板2と磁性
体4との間に間に介在するバネ5とを備える。その回路
基板2上には、コイル3を励磁する発振回路(図示省
略)とコイル3の荷重検出回路(図示省略)とが形成さ
れている。その磁性体4に検出対象荷重Fが作用するこ
とでバネ5が弾性変形し、その検出対象荷重Fに比例し
た距離だけ磁性体4はコイル3に対し移動する。
【0017】そのコイル3は、回路基板2の一方の表面
上で導線を渦巻き状に巻くことにより構成され、コイル
3を構成する導線の外周側端部3aが回路基板2上の荷
重検出回路に接続され、内周側端部3bから引き出され
た信号線6が回路基板2上の発振回路に接続される。そ
の発信回路からコイル3に交流電圧が印加され、そのコ
イル3の出力電圧が荷重検出回路に入力される。その検
出回路の出力は、例えば荷重表示装置や荷重制御回路に
送られ、検出荷重の表示やトラッククレーンにおけるブ
ームの伸縮制御等が行なわれる。
上で導線を渦巻き状に巻くことにより構成され、コイル
3を構成する導線の外周側端部3aが回路基板2上の荷
重検出回路に接続され、内周側端部3bから引き出され
た信号線6が回路基板2上の発振回路に接続される。そ
の発信回路からコイル3に交流電圧が印加され、そのコ
イル3の出力電圧が荷重検出回路に入力される。その検
出回路の出力は、例えば荷重表示装置や荷重制御回路に
送られ、検出荷重の表示やトラッククレーンにおけるブ
ームの伸縮制御等が行なわれる。
【0018】上記構成によれば、コイル3と磁性体4と
の対向間隔が検出対象荷重に比例した距離だけ変化する
と、交流電圧により励磁されたコイル3のインピーダン
スおよび磁気抵抗が変化するため、そのインピーダンス
あるいは磁気抵抗に対応するコイル3の出力を測定する
ことで、検出対象荷重を求めることができる。そのコイ
ル3は回路基板2の一面上で導線を渦巻き状に巻くこと
により構成されているので、コイルインダクタンスを小
さくすることなく検出対象荷重の作用方向に関する寸法
を極めて小さくできる。
の対向間隔が検出対象荷重に比例した距離だけ変化する
と、交流電圧により励磁されたコイル3のインピーダン
スおよび磁気抵抗が変化するため、そのインピーダンス
あるいは磁気抵抗に対応するコイル3の出力を測定する
ことで、検出対象荷重を求めることができる。そのコイ
ル3は回路基板2の一面上で導線を渦巻き状に巻くこと
により構成されているので、コイルインダクタンスを小
さくすることなく検出対象荷重の作用方向に関する寸法
を極めて小さくできる。
【0019】なお、上記実施例ではコイルを単一の平面
上で導線を渦巻き状に巻くことにより構成したが、図2
に示すように、2つの平面上で導線を渦巻き状に巻くこ
とにより構成したコイル3を互いに接続したり、図3に
示すように、4以上の偶数2n(nは自然数)の平面上
で導体を渦巻き状に巻くことにより多層のコイル3を構
成して互いに接続してもよい。この場合、各コイル3を
形成した基板2′を検出対象荷重の作用方向に沿って積
層し、最外層の2つのコイル3を構成する導線の内周側
端部3bを隣接する層のコイル3を構成する導線の内周
側端部3bに接続し、最外層の2つのコイル3を構成す
る導線の外周側端部3aの一方を発振回路に他方を荷重
検出回路に接続してもよい。なお、各コイル3は基板
2′の片方の表面にのみ設けてもよいし、両方の表面に
設けてもよい。
上で導線を渦巻き状に巻くことにより構成したが、図2
に示すように、2つの平面上で導線を渦巻き状に巻くこ
とにより構成したコイル3を互いに接続したり、図3に
示すように、4以上の偶数2n(nは自然数)の平面上
で導体を渦巻き状に巻くことにより多層のコイル3を構
成して互いに接続してもよい。この場合、各コイル3を
形成した基板2′を検出対象荷重の作用方向に沿って積
層し、最外層の2つのコイル3を構成する導線の内周側
端部3bを隣接する層のコイル3を構成する導線の内周
側端部3bに接続し、最外層の2つのコイル3を構成す
る導線の外周側端部3aの一方を発振回路に他方を荷重
検出回路に接続してもよい。なお、各コイル3は基板
2′の片方の表面にのみ設けてもよいし、両方の表面に
設けてもよい。
【0020】このようにコイル3を多層とすることで、
コイル3を構成する導線の内周側端部3bからの信号線
が不要になり、信号線の固定機構をなくすことができ、
信号線の周囲の空間に高周波電流を生じさせるノイズが
漏れて周辺の部品に影響を及ぼすのを防止できる。ま
た、単一平面上で導体を渦巻き状に巻くことにより単層
のコイル3を構成する場合よりも、コイルを配線する面
積を小さくしてコイルのインダクタンスを上げ、コイル
の導体抵抗を小さくして温度誤差を小さくできると共に
検出感度を大きくできる。すなわち、図4は、横軸にコ
イルを設ける回路基板と磁性体との距離をとり、縦軸に
発振回路の発振周波数を50kHzとしたときのインピ
ーダンスをとり、実線は導線を渦巻状に1層に40ター
ン巻くことでコイルを構成した場合の特性を示し、一点
鎖線は導線を渦巻状に2層に20ターン巻くことで構成
した2つのコイルを互いに接続した場合の特性を示し、
二点鎖線は導線を渦巻状に4層に10ターン巻くことで
構成した4つのコイルを互いに接続した場合の特性を示
す。この45において、各特性線の傾きは略同じである
が、インピーダンスは40ターン1層のコイルが20タ
ーン2層のコイルに比べ約2倍、20ターン2層のもの
が10ターン4層のコイルに比べ約2倍大きいことがわ
かる。これはコイルの導体抵抗による影響であり、これ
が高いということは、感度が小さくなったり、温度によ
る誤差が大きくなったりする。すなわち、多層基板にコ
イルを偶数層の配線パターンとして配置することによ
り、コイルを構成する導体を太くすると共に巻ピッチを
大きくしてコイルの導体抵抗による影響を下げることが
でき、しかも、感度を大きくしたり温度による誤差を小
さくできる。また、コストについても、基板の層が多く
なれば基板の価格は高くなるが、1つのコイルに使用す
る基板の面積が小さくなるため、コイル1枚あたりの単
価は安価になる。なお、コイルを構成する導体は、回路
基板の片側表面だけでなく、両面において渦巻き状に巻
いてもよい。
コイル3を構成する導線の内周側端部3bからの信号線
が不要になり、信号線の固定機構をなくすことができ、
信号線の周囲の空間に高周波電流を生じさせるノイズが
漏れて周辺の部品に影響を及ぼすのを防止できる。ま
た、単一平面上で導体を渦巻き状に巻くことにより単層
のコイル3を構成する場合よりも、コイルを配線する面
積を小さくしてコイルのインダクタンスを上げ、コイル
の導体抵抗を小さくして温度誤差を小さくできると共に
検出感度を大きくできる。すなわち、図4は、横軸にコ
イルを設ける回路基板と磁性体との距離をとり、縦軸に
発振回路の発振周波数を50kHzとしたときのインピ
ーダンスをとり、実線は導線を渦巻状に1層に40ター
ン巻くことでコイルを構成した場合の特性を示し、一点
鎖線は導線を渦巻状に2層に20ターン巻くことで構成
した2つのコイルを互いに接続した場合の特性を示し、
二点鎖線は導線を渦巻状に4層に10ターン巻くことで
構成した4つのコイルを互いに接続した場合の特性を示
す。この45において、各特性線の傾きは略同じである
が、インピーダンスは40ターン1層のコイルが20タ
ーン2層のコイルに比べ約2倍、20ターン2層のもの
が10ターン4層のコイルに比べ約2倍大きいことがわ
かる。これはコイルの導体抵抗による影響であり、これ
が高いということは、感度が小さくなったり、温度によ
る誤差が大きくなったりする。すなわち、多層基板にコ
イルを偶数層の配線パターンとして配置することによ
り、コイルを構成する導体を太くすると共に巻ピッチを
大きくしてコイルの導体抵抗による影響を下げることが
でき、しかも、感度を大きくしたり温度による誤差を小
さくできる。また、コストについても、基板の層が多く
なれば基板の価格は高くなるが、1つのコイルに使用す
る基板の面積が小さくなるため、コイル1枚あたりの単
価は安価になる。なお、コイルを構成する導体は、回路
基板の片側表面だけでなく、両面において渦巻き状に巻
いてもよい。
【0021】本発明は上記実施例や変形例に限定されな
い。例えば、図5に示すように、回路基板2の一方の表
面上で導体を円筒状に巻くことでコイル13を構成する
ことにより、渦巻き状に巻く場合に比べ同巻数でのコイ
ル13と磁性体14との対向間隔の変化に対するインピ
ーダンス変化を大きくでき、検出分解能を高くすること
ができる。なお、その磁性体14の中心にはコイル13
の中心孔内に位置する突部14aが形成されている。ま
た、図6に示すように、回路基板2上の一方の表面上で
導体を巻中心を一方向にずらしながら巻いて帯状のコイ
ル23を構成することにより、渦巻き状に巻く場合と同
様に検出対象荷重の作用方向に関する寸法を極めて小さ
くでき、また、渦巻き状に巻く場合よりも同巻数でのコ
イル23と磁性体24との対向間隔の変化に対するイン
ピーダンス変化は多少小さくなるが、配置スペースが一
方向に細長いような場合に適したものとできる。
い。例えば、図5に示すように、回路基板2の一方の表
面上で導体を円筒状に巻くことでコイル13を構成する
ことにより、渦巻き状に巻く場合に比べ同巻数でのコイ
ル13と磁性体14との対向間隔の変化に対するインピ
ーダンス変化を大きくでき、検出分解能を高くすること
ができる。なお、その磁性体14の中心にはコイル13
の中心孔内に位置する突部14aが形成されている。ま
た、図6に示すように、回路基板2上の一方の表面上で
導体を巻中心を一方向にずらしながら巻いて帯状のコイ
ル23を構成することにより、渦巻き状に巻く場合と同
様に検出対象荷重の作用方向に関する寸法を極めて小さ
くでき、また、渦巻き状に巻く場合よりも同巻数でのコ
イル23と磁性体24との対向間隔の変化に対するイン
ピーダンス変化は多少小さくなるが、配置スペースが一
方向に細長いような場合に適したものとできる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、検出対象荷重の作用方
向に関する寸法の短い高性能の荷重検出装置を提供する
ことができる。
向に関する寸法の短い高性能の荷重検出装置を提供する
ことができる。
【図1】本発明の実施例の荷重検出装置の構成説明図
【図2】本発明の変形例の荷重検出装置の構成説明図
【図3】本発明の変形例の荷重検出装置の構成説明図
【図4】本発明の実施例および変形例の荷重検出装置の
磁性体の移動距離とコイルインピーダンスとの関係を示
す図
磁性体の移動距離とコイルインピーダンスとの関係を示
す図
【図5】本発明の変形例の荷重検出装置の(a)は断面
構成の説明図、(b)はコイルの斜視図
構成の説明図、(b)はコイルの斜視図
【図6】本発明の変形例の荷重検出装置の(a)はコイ
ルの平面図、(b)はコイルの正面図、(c)はコイル
の側面図、(d)はコイルの斜視図
ルの平面図、(b)はコイルの正面図、(c)はコイル
の側面図、(d)はコイルの斜視図
【図7】従来のトラッククレーンにおける問題点の説明
図
図
3、13、23 コイル 4、14、24 磁性体
Claims (2)
- 【請求項1】 交流電圧により励磁されるコイルと、こ
のコイルに検出対象荷重の作用方向に関し間隔をおいて
対向する磁性体と、そのコイルと磁性体との対向間隔を
検出対象荷重に比例した距離だけ相対移動させる手段と
を備え、そのコイルの出力に基づき荷重を検出すること
を特徴とする荷重検出装置。 - 【請求項2】 そのコイルは平面上で導体を渦巻き状に
巻くことにより構成されている請求項1に記載の荷重検
出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30973593A JPH07139991A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 荷重検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30973593A JPH07139991A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 荷重検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07139991A true JPH07139991A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17996672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30973593A Pending JPH07139991A (ja) | 1993-11-15 | 1993-11-15 | 荷重検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07139991A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005015137A1 (en) * | 2003-08-12 | 2005-02-17 | Heung Joon Park | Load measuring transducer including elastic structure and gauge using induced voltage, and load measuring system using the same |
US7513163B2 (en) | 2005-08-24 | 2009-04-07 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Pressure sensor and device for measuring pressure |
US7690270B1 (en) | 2009-06-16 | 2010-04-06 | Heung Hoon Park | Load measuring transducer using induced voltage for overcoming eccentric errors and load measuring system using the same |
US8082804B2 (en) | 2009-06-16 | 2011-12-27 | Heung Joon Park | Load measuring transducer using induced voltage for reducing measuring errors and load measuring system using the same |
JP2013533522A (ja) * | 2010-04-08 | 2013-08-22 | アクセス ビジネス グループ インターナショナル リミテッド ライアビリティ カンパニー | POS(pointofsale)誘導性システムと方法 |
-
1993
- 1993-11-15 JP JP30973593A patent/JPH07139991A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005015137A1 (en) * | 2003-08-12 | 2005-02-17 | Heung Joon Park | Load measuring transducer including elastic structure and gauge using induced voltage, and load measuring system using the same |
JP2007526994A (ja) * | 2003-08-12 | 2007-09-20 | ジュン パク,フン | 弾性構造物と誘導電圧を用いたゲージを含む荷重測定トランスデューサ、及びそのトランスデューサを用いた荷重測定システム |
US7513163B2 (en) | 2005-08-24 | 2009-04-07 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Pressure sensor and device for measuring pressure |
US7690270B1 (en) | 2009-06-16 | 2010-04-06 | Heung Hoon Park | Load measuring transducer using induced voltage for overcoming eccentric errors and load measuring system using the same |
US8082804B2 (en) | 2009-06-16 | 2011-12-27 | Heung Joon Park | Load measuring transducer using induced voltage for reducing measuring errors and load measuring system using the same |
JP2013533522A (ja) * | 2010-04-08 | 2013-08-22 | アクセス ビジネス グループ インターナショナル リミテッド ライアビリティ カンパニー | POS(pointofsale)誘導性システムと方法 |
US9424446B2 (en) | 2010-04-08 | 2016-08-23 | Access Business Group International Llc | Point of sale inductive systems and methods |
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