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公開番号2024046710
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-04
出願番号2022152022
出願日2022-09-23
発明の名称力学量センサ
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G01L 1/00 20060101AFI20240328BHJP(測定;試験)
要約【課題】荷重センサのセンサ高さが歪検出素子の配置に起因して大きくなることを抑制する。
【解決手段】センサ本体10の部品設置面13には歪検出素子20が固定されている。そして、センサ本体10の反力面12に含まれる反力作用領域12aは、センサ軸方向DRaに沿う方向視で、センサ本体10の荷重面11に含まれる荷重作用領域11aとは重なることなく部品設置面13に対しては重なるように配置されている。このような構成から、荷重Faの印加に伴うセンサ本体10の歪みを歪検出素子20に検出させることができる。そして、歪検出素子20が固定される部品設置面13はセンサ軸方向DRaでは荷重面11と反力面12との間の位置に設けられているので、荷重センサ1のセンサ高さHsに歪検出素子20が影響しにくくなる。従って、センサ高さHsが歪検出素子20の配置に起因して大きくなることを抑制することが可能である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一方向（ＤＲａ）の一方側から印加される荷重（Ｆａ）を検出する力学量センサであって、
前記一方向の前記一方側から前記荷重に押される荷重作用領域（１１ａ）を含み前記一方向の前記一方側を向いて形成された荷重面（１１）、前記荷重に対抗する反力（Ｆｂ）に押される反力作用領域（１２ａ）を含み前記一方向の前記一方側とは反対側の他方側を向いて形成された反力面（１２）、および前記一方向では前記荷重面と前記反力面との間の位置に設けられ前記一方向の前記一方側を向いて形成された部品設置面（１３）を有するセンサ本体（１０）と、
前記部品設置面に固定され、前記荷重の大きさに応じて変化する前記センサ本体の歪みを検出する歪検出素子（２０）とを備え、
前記部品設置面は、前記荷重面に対し、前記一方向に垂直な一垂直方向（ＤＲｒ）の一方側に配置され、
前記反力作用領域は、前記一方向に沿う方向視で、前記荷重作用領域とは重なることなく前記部品設置面に対しては重なるように配置されている、力学量センサ。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記歪検出素子は複数設けられ、
前記荷重の大きさは、複数の前記歪検出素子が検出する前記センサ本体の歪みの大きさに基づいて算出される、請求項１に記載の力学量センサ。
【請求項３】
前記反力作用領域は、前記荷重作用領域に対し前記一垂直方向の前記一方側にずれて配置され、
前記一垂直方向における前記反力作用領域の幅（Ｗrb）は、前記一垂直方向における前記荷重作用領域の幅（Ｗra）よりも大きい、請求項１または２に記載の力学量センサ。
【請求項４】
前記センサ本体は金属で構成されている、請求項１または２に記載の力学量センサ。
【請求項５】
前記センサ本体は、該センサ本体を前記一方向に貫通する本体貫通孔（１０ａ）を囲むように形成された環形状を成し、
前記荷重面と前記反力面と前記部品設置面はそれぞれ、前記一方向に沿う方向視で前記本体貫通孔を囲むように設けられている、請求項１または２に記載の力学量センサ。
【請求項６】
前記センサ本体は、前記反力作用領域に接触し前記センサ本体を支持する支持体（７４）から前記反力を作用させられ、
前記センサ本体は、前記一方向の前記他方側へ突き出た他方側突起（１５）を有し、
前記他方側突起は、所定の荷重閾値以上の前記荷重によって前記荷重面が押された場合に前記支持体に対し前記一方向の前記一方側から突き当たる、請求項１または２に記載の力学量センサ。
【請求項７】
前記センサ本体は、前記荷重作用領域内に配置され前記荷重面から前記一方向の前記一方側へ突き出た荷重面突起（１６）を有し、
前記荷重面突起は前記荷重によって押し潰される、請求項１または２に記載の力学量センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重を検出する力学量センサに関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の力学量センサとして、例えば特許文献１に記載された荷重センサが従来から知られている。この特許文献１に記載された荷重センサは、荷重センサに印加される荷重の大きさを検出する。
【０００３】
具体的に、特許文献１の荷重センサは、一軸心であるセンサ軸心を中心とした円環形状を成す本体部と、本体部に固定された複数の歪検出素子とを備えている。例えば、その本体部は、互いに嵌合し円環形状を成す２つの部材から構成されている。
【０００４】
特許文献１の荷重センサにおいて、本体部は、センサ軸心の軸方向の一方側から荷重に押されると共に軸方向の他方側からその荷重に対抗する反力に押される構成となっている。そして、本体部はその荷重と反力とに押されることに伴って曲げ変形を生じ、複数の歪検出素子は、その本体部の曲げ変形を検出する。
【０００５】
また、複数の歪検出素子は、本体部のうち、荷重を受ける受力面よりも軸方向の一方側に配置された部品設置面に固定されている。詳細には、複数の歪検出素子が固定された部品設置面は、本体部のうち、軸方向の最も一方側に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
米国特許出願公開第２０２１／０２２３１２０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の荷重センサでは、上記したように、複数の歪検出素子が固定された部品設置面は、本体部のうち、軸方向の最も一方側に配置されている。また、荷重センサでは、通常、歪検出素子の信号を外部へ出力するために、その歪検出素子が電気接続される電気基板や電気部品などの付属機器も設けられるものである。従って、その付属機器および歪検出素子を含む荷重センサが軸方向に有する高さが、歪検出素子の配置に起因して嵩むこととなる。発明者らの詳細な検討の結果、以上のようなことが見出された。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、力学量センサが一方向に有する高さが歪検出素子の配置に起因して大きくなることを抑制することを目的とする。なお、上記一方向は、上記センサ軸心の軸方向に対応する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の力学量センサは、
一方向（ＤＲａ）の一方側から印加される荷重（Ｆａ）を検出する力学量センサであって、
上記一方向の一方側から荷重に押される荷重作用領域（１１ａ）を含み上記一方向の一方側を向いて形成された荷重面（１１）、荷重に対抗する反力（Ｆｂ）に押される反力作用領域（１２ａ）を含み上記一方向の一方側とは反対側の他方側を向いて形成された反力面（１２）、および上記一方向では荷重面と反力面との間の位置に設けられ上記一方向の一方側を向いて形成された部品設置面（１３）を有するセンサ本体（１０）と、
部品設置面に固定され、荷重の大きさに応じて変化するセンサ本体の歪みを検出する歪検出素子（２０）とを備え、
部品設置面は、荷重面に対し、上記一方向に垂直な一垂直方向（ＤＲｒ）の一方側に配置され、
反力作用領域は、上記一方向に沿う方向視で、荷重作用領域とは重なることなく部品設置面に対しては重なるように配置されている。
【００１０】
このようにすれば、荷重の印加に伴うセンサ本体の歪みを歪検出素子に検出させることができ、それによって、その荷重の大きさを検出することができる。そして、歪検出素子が固定される部品設置面は上記一方向では荷重面と反力面との間の位置に設けられているので、力学量センサが上記一方向に有する高さ（すなわち、センサ高さ）に歪検出素子が影響しにくくなる。従って、センサ高さが歪検出素子の配置に起因して大きくなることを抑制することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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