测力传感器以及测力传感器的制造方法_2

文档序号:9665211阅读:来源:国知局
的两个侧面与XY平面平行地配置,其他两个侧面以与XZ平面平行的朝向配置,其中,所述XZ平面与XY平面正交。
[0029]第二横梁12在保持件8的框内沿Y轴方向延伸,并与保持件8以及第二连结部10一体地形成,轴方向的一端与保持件8连接且另一端与第二连结部10连接。另外,第二横梁12配置于与第一横梁11在Z轴方向上分开的位置。第二横梁12由在Y轴方向上从第二连结部10的两端即第二连结部10的相对的侧面10b、10c分别向保持件8各延伸两根、合计四根的横梁12a?12d构成。横梁12a?12d分别为剖面是四边形的四棱柱,并且四个侧面中的两个侧面与XY平面平行地配置,其他的两个侧面以与YZ平面平行的朝向配置,其中,所述YZ平面与XY平面正交。横梁12a?12d具有与横梁11a?lid相同的宽度以及长度。
[0030]若被测定物振动,则载荷施加于第一连结部9以及第二连结部10,由于该载荷,在与第一连结部9连接的第一横梁11以及与第二连结部10连接的第二横梁12上产生变形。
[0031]优选的是,第一应变传感器4以及第二应变传感器5分别由以4n个(η为正整数)为一组的电阻器的组合构成。这是由于众所周知应变传感器利用以四个电阻器的组合为最小结构的惠斯顿电桥电路的情况较多。在本实施方式中,第一应变传感器4以及第二应变传感器5由以四个为一组的电阻器4a?4d、5a?5d的组合构成。电阻器4a?4d、5a?5d例如由在较薄的绝缘体上安装金属箔而成。金属箔例如通过将细长的帯状的箔配置成锯齿状,从而整体形成为四边形板状。
[0032]第一应变传感器4安装于第一横梁11,并对在第一横梁11上产生的主要为Y轴方向上的变形量进行测定。第一横梁11沿X轴方向延伸,若载荷从Y轴方向施加于第一连结部9,则第一横梁11在Y轴方向上变形。在构成第一横梁11的横梁11a?lid上各设置有一个构成第一应变传感器4的电阻器4a?4d。各个电阻器4a?4d在第一横梁11上通过粘结而安装于与XY平面平行的侧面。由此,电阻器4a?4d各自的电阻值与第一横梁11的Y轴方向上的变形量对应地变化。
[0033]第二应变传感器5安装于第二横梁12,并对在第二横梁12上产生的主要为X轴方向上的变形量进行测定。第二横梁12沿Y轴方向延伸,若载荷从X轴方向施加于第二连结部10,则第二横梁12在X轴方向上变形。在构成第二横梁12的横梁12a?12d上各设置有一个构成第二应变传感器5的电阻器5a?5d。各个电阻器5a?5d在第二横梁12上通过粘结而安装于与XY平面平行的侧面。由此,电阻器5a?5d各自的电阻值与第二横梁12的X轴方向上的变形量对应地变化。另外,在构成第一应变传感器4以及第二应变传感器5的电阻器分别为八个或者八个以上的情况下,在各横梁11a?lld、12a?12d上分别设置多个电阻器。
[0034]第三应变传感器6、7分别安装于第一横梁11以及第二横梁12,并对分别在第一横梁11以及第二横梁12上产生的主要为Z轴方向上的变形量进行测定。由于与第一应变传感器4以及第二应变传感器5同样的理由,优选第三应变传感器6、7分别由以4n个(η为正整数)为一组的电阻器的组合构成。在本实施方式中,第三应变传感器6、7由以四个为一组的电阻器6a?6d、7a?7d的组合构成。电阻器6a?6d、7a?7d使用与电阻器4a?4d、5a?5d相同的电阻器。
[0035]若载荷从Z轴方向施加于第一连结部9,则第一横梁11在Z轴方向上变形。在横梁11a?lid上各设置有一个构成第三应变传感器6的电阻器6a?6d。各个电阻器6a?6d在第一横梁11上通过粘结而安装于与XY平面正交且与X轴平行的侧面、即与XZ面平行的侧面。由此,电阻器6a?6d各自的电阻值与第一横梁11的Z轴方向上的变形量对应地变化。
[0036]与第一横梁11相同,若载荷从Z轴方向施加于第二连结部10,则第二横梁12在Z轴方向上变形。在横梁12a?12d上各设置有一个构成第三应变传感器7的电阻器7a?7d0各个电阻器7a?7d在第二横梁12上通过粘结而安装于与XY平面正交且与Y轴平行的侧面、即与YZ面平行的侧面。由此,电阻器7a?7d各自的电阻值与第二横梁12的Z轴方向上的变形量对应地变化。
[0037]另外,在构成第三应变传感器6、7的电阻器分别为八个或者八个以上的情况下,在各横梁11a?lld、12a?12d上分别设置多个电阻器。并且,在本实施方式中,第三应变传感器6、7分别安装于第一横梁11以及第二横梁12,但并不限于此,也可以仅安装于第一横梁11以及第二横梁12的任一方。
[0038]在各应变传感器4?7中,按电阻器4a?4d、5a?5d、6a?6d、7a?7d的组合接线,从而形成公知的惠斯顿电桥电路。另外,在构成各应变传感器4?7的四个一组的电阻器为多组的情况下,可以在惠斯顿电桥电路的各边串联连接多个电阻器,或者也可以在各组中分别形成多个惠斯顿电桥电路。
[0039]将由各应变传感器4?7形成的惠斯顿电桥电路的输出接线到例如日本特公平7-104218号公报中所记载的那样的与以往相同的测定电路,将与电阻值的变化对应的测定电压作为测定数据向外部输出。另外,对各应变传感器4?7进行接线的线缆(未图示)穿过在保持件8形成的贯通孔15而被引出到外部。
[0040]如上所述,构成第一应变传感器4的电阻器4a?4d的电阻值与第一横梁11的Y轴方向上的变形量对应地变化。并且,构成第三应变传感器6的电阻器6a?6d的电阻值与第一横梁11的Z轴方向上的变形量对应地变化。因此,根据由电阻器4a?4d以及电阻器6a?6d构成的各个惠斯顿电桥电路的输出,能够对主要为Y轴以及Z轴方向上的变形量进行测定。
[0041]另一方面,构成第二应变传感器5的电阻器5a?5d的电阻值与第二横梁12的X轴方向上的变形量对应地变化。并且,构成第三应变传感器7的电阻器7a?7d的电阻值与第二横梁12的Z轴方向上的变形量对应地变化。因此,根据由电阻器5a?5d以及电阻器7a?7d构成的各个惠斯顿电桥电路的输出,能够对主要为X轴以及Z轴方向上的变形量进行测定。
[0042]接着,参照图6对测力传感器2的制造方法进行说明。主体部3例如通过加工圆柱形状的不锈钢材而形成。在主体部形成工序中,通过切削加工、钻头的开孔加工以及电火花线切割加工等,形成具有保持件8、第一横梁11、第二横梁12及连结部20的半成品状态的主体部3。例如,主体部3的外形通过切削加工而形成,此后,通过对切削加工、电火花线切割加工进行组合,从而形成保持件8与连结部20、各横梁11、12之间的空隙。
[0043]由此,形成主体部3,所述主体部3 —体地形成有圆环状的保持件8、在保持件8的内部空间配置的连结部20及对保持件8的内周面与连结部20的外周面进行连接的第一横梁11以及第二横梁12。另外,通过该主体部形成工序形成的连结部20为未分离成第一连结部9以及第二连结部10这两个部分的分离前的状态。
[0044]接着,进行通过电火花线切割加工而分离第一连结部9以及第二连结部10的连结部分离工序。如图6所示,在该工序中,首先,通过利用钻头的开孔加工等形成从保持件8的夕卜周面8a穿过保持件8的内部并且向相对侧的外周面8a贯通的贯通孔21。该贯通孔21在Z轴方向上在第一横梁11以及第二横梁12之间的位置且例如与Y轴平行地形成。在该贯通孔21穿过电极丝22。此时,优选将电极丝22配置于与连结部20的侧面相接的位置以便电极丝22能够可靠地分离连结部20。
[0045]保持此状态,在沿着电极丝22的轴方向的履带上移动电极丝22并且设为放电状态。若沿与电极丝22正交的X轴方向按压主体部3,并将连结部20朝向电极丝22推入而使连结部20移动,则能够形成贯通连结部20的狭缝13。由此,通过形成狭缝13,从而将连结部20分离成第一连结部9以及第二连结部10,进而完成主体部3。并且,在应变传感器安装工序中,若通过粘结将应变传感器4?7安装到第一横梁11以及第二横梁12,则完成测力传感器2。
[0046]图7示出将第一实施方式的测力传感器2安装于被测定物的一例。该测力传感器2安装于作为被测定物的散热器31与设置于机动车的车身并固定有散热器31的固定部32之间。测力传感器2代替原本安装于散热器31与固定部32之间的橡胶衬套而被安装。
[0047]另外,优选将测力传感器2分别安装于安装有散热器31的多个固定部32而进行测定。第一连结部9通过使螺栓33与内螺纹部9a螺合来与散热器31的支撑件31a连结。第二连结部10通过使螺栓34与内螺纹部10a螺合来与固定部32连结。并且,各应变传感器4?7与测定电路接线,并向外部输出测定电压。
[0048]若在上述安装状态下使机动车行驶,则由于散热器31以及固定部32的振动,施加于第一连结部9以及第二连结部10的载荷使第一横梁11以及第二横梁12的X、Y、Z轴方向产生变形。并且,各应变传感器4?7的电阻值与第一横梁11以及第二横梁12的变形量对应地变化,并且将与
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