载荷传感器装置的制作方法

本发明涉及对载荷进行感测的载荷传感器装置。

背景技术：

1、近年，在电子设备等中多利用对载荷进行感测的载荷传感器装置。在专利文献1中公开了如下的力检测装置，其具备：基板，具有至少两个力检测用导电连接盘以及设于其间的共用导电连接盘；导电性橡胶或者导电性弹性体制的弹性板，与力检测用导电连接盘以及共用导电连接盘对置配置；接触电阻产生面，具有形成于弹性板的与力检测用导电连接盘的对置面的许多微小突起；以及平坦的导电弹性接点，形成于弹性板的与共用导电连接盘的对置面。

2、在专利文献2中公开了如下的触摸屏输入操作装置，其具备：由透过性的材料构成的触摸屏部件，具有供进行输入操作的被检测体接触的操作面，并设有对被检测体与操作面接触过的位置进行感测并输出信号的触摸传感器部；上侧支架，对触摸屏部件的上侧进行保持并具有使操作面开放的开口部；由导电部件构成的下侧支架，配置于触摸屏部件的背后，对触摸屏部件的下侧进行保持；盒体，配置于下侧支架的背后；光源，将光导入由导光部件构成的下侧支架；按压开关，配置于下侧支架与盒体之间，随着触摸屏部件的操作面的按压动作而进行跟随动作，输出对触摸传感器部的输入进行确定的按压信号；以及电路基板，安装按压开关和光源。

3、在专利文献3中公开了如下的压敏装置，其具备：压力传感器，具有压敏面；膜部件，具有弹性，以与压敏面隔开间隔对置的方式被固定于压敏面的周围；以及弹性部件，位于压敏面与膜部件之间，将施加于膜部件的力传递至压敏面。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1日本特开2002－124404号公报

7、专利文献2日本特开2014－142777号公报

8、专利文献3国际公开第wo2019/167688号

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、在对载荷进行感测的载荷传感器装置中，除了要求较高的感测精度以及对载荷的检测值的直线性，还要求在将载荷传感器元件收纳于壳体来进行组装时所需的公差。例如，在组装的阶段，若需要预先使承受载荷的部件与载荷传感器元件接触，则必须使承受载荷的部件与载荷传感器元件的位置关系准确地对位，组装变得困难。

3、本发明是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现检测值的高精度化并且能够获得组装时的足够的公差的载荷传感器装置。

4、用于解决问题的方案

5、本发明的一个方案是载荷传感器装置，其具备：载荷传感器元件，具有受压部；壳体，收纳载荷传感器元件；以及按压部件，被支承于壳体，按压部件具有：弹性体，承受载荷；刚性按压部，与受压部接触；以及弹性支承部，将刚性按压部支承于壳体，在载荷未施加于按压部件的状态下在刚性按压部与受压部之间设有间隙。

6、根据这样的构成，通过使按压部件具有弹性，能够在弹性体被按压时，从弹性体经由弹性支承部以及刚性按压部将载荷传递至受压部。此时，与受压部接触的刚性按压部例如可以由高刚性的材料构成，因此，能够抑制载荷的流失从而提高灵敏度。此外，在刚性按压部与受压部之间存在间隙，由此能够设置组装中的公差。

7、在上述载荷传感器装置中，弹性支承部可以具有板簧部。弹性支承部成为板簧形状，由此，易于将载荷传递至受压部。

8、在上述载荷传感器装置中，弹性支承部可以是弹性体的一部分。由此，能够谋求装置构成的简化。

9、在上述载荷传感器装置中，可以在弹性体与刚性按压部之间设有刚性板部。通过设置这样的刚性板部，能够抑制从弹性体向刚性按压部传递的载荷的流失从而提高测定精度。

10、在上述载荷传感器装置中，载荷传感器元件优选具有：位移部，通过由受压部承受的载荷而产生位移；以及多个压电电阻元件，对位移部的位移量进行电学检测。能够通过这样的使用多个压电电阻元件的载荷传感器元件来提高载荷测定的线性。

11、在上述载荷传感器装置中，刚性按压部可以是金属，也可以是硅。由此，刚性按压部与载荷传感器元件的受压部接触的耐久性提高。

12、在上述载荷传感器装置中，弹性体可以是金属。由此，能够从金属的弹性体向刚性按压部高效地传递载荷。

13、在上述载荷传感器装置中，可以是，弹性体具有：第一接触部，包括承受载荷的第一接触点；第二接触部，包括与刚性按压部接触的第二接触点；以及立片部，设于第一接触部与第二接触部之间，用于在第一接触部与第二接触部之间设置空间，若对按压部件施加载荷，则第二接触部因来自刚性按压部的抗力而向空间侧产生弹性变形。由此，能够通过第二接触部的弹性变形来吸收载荷被施加于按压部件时的来自刚性按压部的抗力，并且向受压部高效地传递载荷。该情况下，基于将从第一接触点承受的按压力高效地传递至刚性按压部的观点来看，优选具有第二接触部的弹性变形优先于立片部的弹性变形而产生的构造。

14、在上述载荷传感器装置中，第一接触部、第二接触部以及立片部优选通过金属的板材被一体化。由此，能够从一张金属的板材来形成弹性体。该情况下，基于将从第一接触点承受的按压力高效地传递至刚性按压部的观点来看，在从金属的板材的两端部构成第二接触部时，优选将该两端部接合而进行一体化来形成第二接触部。

15、在上述载荷传感器装置中，还可以具备：集成电路，容纳于壳体内，装载载荷传感器元件。由此，能够将集成电路的功能嵌入至载荷传感器装置。

16、在上述载荷传感器装置中，可以在壳体设有对刚性按压部的与按压方向垂直的方向上的移动进行限制的限制部。由此，能够抑制刚性按压部与受压部的摩擦。

17、在上述载荷传感器装置中，还可以具备：盖部，配置于按压部件的与壳体相反的一侧，对弹性体施加载荷。由此，能够将由盖部承受的载荷从按压部件经由刚性按压部向载荷传感器元件传递。

18、在上述载荷传感器装置中，可以在盖部设有与弹性体接触的凸部。由此，能够从盖部的凸部向弹性体高效地传递载荷。

19、在上述载荷传感器装置中，可以是，弹性体与凸部形成一体，或者弹性体与凸部连接。由此，能够从盖部的凸部向弹性体无损失地传递载荷。

20、在上述载荷传感器装置中，还可以具备：止动部，对盖部与壳体的相对距离的接近进行限制。通过这样的止动部，盖部与壳体的超出必要的接近得到限制，能够防止向载荷传感器元件的过载荷。

21、发明效果

22、根据本发明，能够提供一种能够实现检测值的高精度化并且能够获得组装时的足够的公差的载荷传感器装置。

技术特征：

1.一种载荷传感器装置，具备：

2.根据权利要求1所述的载荷传感器装置，其中，

3.根据权利要求1或2所述的载荷传感器装置，其中，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的载荷传感器装置，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的载荷传感器装置，其中，

6.根据权利要求1至5中任一项所述的载荷传感器装置，其中，

7.根据权利要求1至5中任一项所述的载荷传感器装置，其中，

8.根据权利要求1至7中任一项所述的载荷传感器装置，其中，

9.根据权利要求1至8中任一项所述的载荷传感器装置，其中，

10.根据权利要求9所述的载荷传感器装置，其中，

11.根据权利要求1至10中任一项所述的载荷传感器装置，还具备：

12.根据权利要求1至11中任一项所述的载荷传感器装置，其中，

13.根据权利要求1至12中任一项所述的载荷传感器装置，还具备：

14.根据权利要求13所述的载荷传感器装置，其中，

15.根据权利要求14所述的载荷传感器装置，其中，

16.根据权利要求13至15中任一项所述的载荷传感器装置，还具备：

技术总结
本发明的一个方案的载荷传感器装置具备：载荷传感器元件，具有受压部；壳体，收纳载荷传感器元件；以及按压部件，被支承于壳体，按压部件具有：弹性体，承受载荷；刚性按压部，与受压部接触；以及弹性支承部，将刚性按压部支承于壳体，在载荷未施加于按压部件的状态下在刚性按压部与受压部之间设有间隙，因此，能够实现检测值的高精度化并且能够获得组装时的足够的公差。

技术研发人员：矢泽久幸,大川尚信,大塚彩子,土屋大辅,五十岚竜瑠
受保护的技术使用者：阿尔卑斯阿尔派株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13