説明

曲げセンサ

【課題】端子数を減らし、接続箇所を小型化することができる曲げセンサを提供することを目的とする。
【解決手段】フィルムの表面に第1の抵抗体および第2の抵抗体を形成し、前記フィルムの裏面に第3の抵抗体および第4の抵抗体を形成し、前記フィルムを貫通する第1のスルーホールを介して前記第1の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の一端とを接続し、前記フィルムを貫通する第2のスルーホールを介して前記第1の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の一端とを接続し、前記フィルムを貫通する第3のスルーホールを介して前記第2の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の他端とを接続し、前記フィルムを貫通する第4のスルーホールを介して前記第2の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の他端とを接続してなり、前記第1の抵抗体、前記第2の抵抗体、前記第3の抵抗体および前記第4の抵抗体によってブリッジ回路を形成することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検出対象の曲げ変位を検出する曲げセンサに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、屈曲可能なフィルム状部材の表面および裏面に設けた抵抗体からなるひずみゲージを備え、検出対象の曲げ変位にともなってこのひずみゲージが変形し、このひずみゲージの変形に応じた抵抗値の変化に基づき検出対象の曲げ変位を検出する曲げセンサが知られている。
【0003】
特許文献1には、このような曲げセンサの基本構成が開示されている。図5は、特許文献1に記載の曲げセンサのひずみゲージ部の端部の構成を示す平面図である。また、図6は、特許文献1に記載の曲げセンサと信号処理部とを接続する構成を示す斜視図である。
【0004】
この特許文献1に開示されるひずみゲージ部1は、フィルムの表面に抵抗体Rt1およびRt2を設け、フィルムの裏面に抵抗体Rb1およびRb2を設けており、これらの所定の端部同士をフィルムに設けたスルーホールを介して接続し、ブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路によって抵抗体の抵抗値の変動を検出するようにしている。
【0005】
特許文献1の記載によると、図5に示す平面図において、ひずみゲージ部1の抵抗体Rt1、Rt2、Rb1、Rb2の各端子T11〜T42は、ひずみゲージ部1の表裏面で相対向するもの同士が互いにずれた配置になるようパターン形成される。すなわち、抵抗体Rt1と抵抗体Rb1とが表裏面で相対向しているとき、抵抗体Rt1の端子T11、T12と抵抗体Rb1の端子T21、T22とがそれぞれ図示のようにずれた配置になる。そして、これら端子T11〜T42が配置されたひずみゲージ部1の端部は、カバーレイ1c1、1c2を剥離し、さらにこの剥離した部分を抵抗体の端子部分E11〜E42を除いてレジストで被覆する。そして、後の半田処理のために端子部分E11〜E42にフラックスを塗布しておく。次に、図6に示すように、上記ひずみゲージ部1の端部と、その端子位置が一致するよう回路パターンが形成された信号処理部2とを重ね合わせ、信号処理部2の端子位置に設けたスルーホール(図示省略)とひずみゲージ部1の端子にコネクタCnの各ピンPn1〜Pn6を挿通することによって互いに結合し、一体構造とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平6−123604号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、特許文献1に記載の従来の曲げセンサでは、図5および図6に示すように、各抵抗体Rt1、Rt2、Rb1およびRb2の接続のためにピンPn1、Pn2、Pn3、Pn4、Pn5およびPn6の6本のピンを用いることになり、その接続箇所の小型化の障害になっていた。
【0008】
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、端子数を減らし、接続箇所を小型化することができる曲げセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の曲げセンサは上記の目的を達成するために、フィルムの表面に第1の抵抗体および第2の抵抗体を形成し、前記フィルムの裏面に第3の抵抗体および第4の抵抗体を形成し、前記フィルムを貫通する第1のスルーホールを介して前記第1の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の一端とを接続し、前記フィルムを貫通する第2のスルーホールを介して前記第1の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の一端とを接続し、前記フィルムを貫通する第3のスルーホールを介して前記第2の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の他端とを接続し、前記フィルムを貫通する第4のスルーホールを介して前記第2の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の他端とを接続してなり、前記第1の抵抗体、前記第2の抵抗体、前記第3の抵抗体および前記第4の抵抗体によってブリッジ回路を形成することを特徴とする。
【0010】
また本発明は、前記フィルムは、表面の配線パターンと裏面の配線パターンとが同一のものを180度回転させて貼り合わせたものであることを特徴とする。
【0011】
また本発明は、前記第1の抵抗体と対向する位置に前記第3の抵抗体を設け、前記第2の抵抗体と対向する位置に前記第4の抵抗体を設けたことを特徴とする。
【0012】
また本発明は、前記第1の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の一端との接続点、前記第1の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の一端との接続点、前記第2の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の他端との接続点、および前記第2の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の他端との接続点を、信号処理部と接続する4つの端子とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、端子数を減らし、接続箇所を小型化することができる曲げセンサを提供することができる。
【0014】
すなわち、本実施形態の曲げセンサ1は、フィルムを貫通するスルーホールを4つで構成することができ、信号処理部との接続端子も4つで構成することができ、配置スペースの点で効果的である。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明による曲げセンサの一実施の形態を示す平面図である。
【図2】図1に示した曲げセンサ10のタブ部16を拡大して示す平面図であり、(a)はタブ部16の表面を示す図であり、(b)はタブ部16の裏面を示す図である。
【図3】図1に示した曲げセンサ10の回路図である。
【図4】図1に示した曲げセンサとは別の実施形態の曲げセンサのタブ部116を拡大して示す平面図であり、(a)はタブ部116の表面を示す図であり、(b)はタブ部116の裏面を示す図である。
【図5】特許文献1に記載の曲げセンサのひずみゲージ部の端部の構成を示す平面図である。
【図6】特許文献1に記載の曲げセンサと信号処理部とを接続する構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【0017】
図1は、本発明による曲げセンサの一実施の形態を示す平面図である。なお、フィルム11は表面パターンと裏面パターンとを貼り合わせたものであり、図1においては、フィルム11が透けて、表面の配線パターンとともに裏面の配線パターンも見えている状態を示している。
【0018】
本実施形態の曲げセンサ10は、フィルム11の表面に抵抗体12および13を形成し、さらにフィルム11の裏面に抵抗体14および15を形成して構成される。本実施形態では、抵抗体12と対向する位置に抵抗体14を設け、抵抗体13と対向する位置に抵抗体15を設けている。抵抗体12、13、14および15それぞれの両端は、後述するようにタブ部16において所定の組み合わせで接続される。
【0019】
フィルム11は、ポリイミド樹脂材料をシート状にしたフレキシブル基板が用いられるが、可撓性があり表面に抵抗体を形成する材料であれば、材料の種類は問わない。
【0020】
図2は、図1に示した曲げセンサ10のタブ部16を拡大して示す平面図であり、(a)はタブ部16の表面を示す図であり、(b)はタブ部16の裏面を示す図である。なお、図2(a)および図2(b)においてはフィルム11が透けていない状態で示している。
【0021】
図2(a)において、配線12aはフィルム11の表面に形成された抵抗体12の一端の端部に接続され、配線12bはフィルム11の表面に形成された抵抗体12の他端の端部に接続されている。また、配線13aはフィルム11の表面に形成された抵抗体13の一端の端部に接続され、配線13bはフィルム11の表面に形成された抵抗体13の他端の端部に接続されている。
【0022】
図2(b)において、配線14aはフィルム11の裏面に形成された抵抗体14の一端の端部に接続され、配線14bはフィルム11の裏面に形成された抵抗体14の他端の端部に接続されている。また、配線15aはフィルム11の裏面に形成された抵抗体15の一端の端部に接続され、配線15bはフィルム11の裏面に形成された抵抗体15の他端の端部に接続されている。
【0023】
配線12aはタブ部16の端子21に接続され、配線12bはタブ部16の端子22に接続され、配線13aはタブ部16の端子23に接続され、配線13bはタブ部16の端子24に接続され、配線14aはタブ部16の端子25に接続され、配線14bはタブ部16の端子26に接続され、配線15aはタブ部16の端子27に接続され、配線15bはタブ部16の端子28に接続されている。
【0024】
配線12aと配線14aとはフィルム11を貫通するスルーホール17を介して接続され、配線12bと配線15aとはフィルム11を貫通するスルーホール18を介して接続され、配線13aと配線14bとはフィルム11を貫通するスルーホール19を介して接続され、配線13bと配線15bとはフィルム11を貫通するスルーホール20を介して接続されている。
【0025】
図2(a)および図2(b)を参照して分かるように、本実施形態の曲げセンサ10における配線パターンは、表面と裏面とで、同じパターンを180度回転させて貼り合わせたものとなっている。このためパターン作成も1つのパターンに対してだけ行えばよく、作成が容易であるという効果もある。
【0026】
図3は、図1に示した曲げセンサ10の回路図である。
【0027】
本実施形態の曲げセンサ1によれば、図2(a)および図2(b)を参照して説明したように抵抗体12、13、14および15を接続したので、図3に示すように、抵抗体12、13、14および15によるブリッジ回路30を形成することができる。したがって、本実施形態の曲げセンサ1は、このブリッジ回路30によって抵抗体12、13、14および15の抵抗値の変動を検出し、検出対象の曲げ変位を検出することができる。
【0028】
また、本実施形態の曲げセンサ1は、図2(a)および図2(b)を参照して説明したように、フィルム11を貫通するスルーホールは4つで構成することができる。また、図示しない信号処理部との接続端子は、端子21または25、端子22または26、端子23または27、および端子24または28の4つで構成することができるので、配置スペースの点で効果的である。
【0029】
次に本発明の別の実施形態について説明する。
【0030】
図4は、図1に示した曲げセンサとは別の実施形態の曲げセンサのタブ部116を拡大して示す平面図であり、(a)はタブ部116の表面を示す図であり、(b)はタブ部116の裏面を示す図である。なお、図4(a)および図4(b)においてはフィルム111が透けていない状態で示している。また、本実施形態において、抵抗体は図1の実施形態と同様であるので、以下において同じ参照番号で参照する。
【0031】
図4(a)において、配線112aはフィルム111の表面に形成された抵抗体12の一端の端部に接続され、配線112bはフィルム111の表面に形成された抵抗体12の他端の端部に接続されている。また、配線113aはフィルム111の表面に形成された抵抗体13の一端の端部に接続され、配線113bはフィルム111の表面に形成された抵抗体13の他端の端部に接続されている。
【0032】
図4(b)において、配線114aはフィルム111の裏面に形成された抵抗体14の一端の端部に接続され、配線114bはフィルム111の裏面に形成された抵抗体14の他端の端部に接続されている。また、配線115aはフィルム111の裏面に形成された抵抗体15の一端の端部に接続され、配線115bはフィルム111の裏面に形成された抵抗体15の他端の端部に接続されている。
【0033】
配線112bはタブ部116の端子122に接続され、配線113aはタブ部116の端子123に接続され、配線113bはタブ部116の端子124に接続され、配線114aはタブ部116の端子125に接続され、配線114bはタブ部116の端子126に接続され、配線115aはタブ部116の端子127に接続されている。
【0034】
配線112aと配線114aとはフィルム111を貫通するスルーホール117を介して接続され、配線112bと配線115aとはフィルム111を貫通するスルーホール118を介して接続され、配線113aと配線114bとはフィルム111を貫通するスルーホール119を介して接続され、配線113bと配線115bとはフィルム111を貫通するスルーホール120を介して接続されている。
【0035】
図4(a)および図4(b)を参照して分かるように、本実施形態の曲げセンサにおける配線パターンは、表面と裏面とで、同じパターンを180度回転させて貼り合わせたものとなっている。このためパターン作成も1つのパターンに対してだけ行えばよく、作成が容易であるという効果もある。
【0036】
なお、図1の実施形態では片面側の端子数を4つにしていたが、本実施形態によれば、表面および裏面の端子を用いて信号処理部と接続することにより、片側の端子数を3つにすることができる。このように3つの端子の2箇所を信号処理部と接続して、両面より合計4箇所接続することにより端子接続のバランスを良くすることもできる。
【0037】
なお、端子のレイアウトについては、設計の範疇であるため、図4と異なるレイアウトでもよい。
【符号の説明】
【0038】
10 曲げセンサ
11 フィルム
12、13、14、15 抵抗体
16 タブ部
17、18、19、20 スルーホール
21、22、23、24、25、26、27、28 端子
30 ブリッジ回路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィルムの表面に第1の抵抗体および第2の抵抗体を形成し、前記フィルムの裏面に第3の抵抗体および第4の抵抗体を形成し、前記フィルムを貫通する第1のスルーホールを介して前記第1の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の一端とを接続し、前記フィルムを貫通する第2のスルーホールを介して前記第1の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の一端とを接続し、前記フィルムを貫通する第3のスルーホールを介して前記第2の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の他端とを接続し、前記フィルムを貫通する第4のスルーホールを介して前記第2の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の他端とを接続してなり、
前記第1の抵抗体、前記第2の抵抗体、前記第3の抵抗体および前記第4の抵抗体によってブリッジ回路を形成することを特徴とする曲げセンサ。
【請求項2】
前記フィルムは、表面の配線パターンと裏面の配線パターンとが同一のものを180度回転させて貼り合わせたものであることを特徴とする請求項1に記載の曲げセンサ。
【請求項3】
前記第1の抵抗体と対向する位置に前記第3の抵抗体を設け、前記第2の抵抗体と対向する位置に前記第4の抵抗体を設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の曲げセンサ。
【請求項4】
前記第1の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の一端との接続点、前記第1の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の一端との接続点、前記第2の抵抗体の一端と前記第3の抵抗体の他端との接続点、および前記第2の抵抗体の他端と前記第4の抵抗体の他端との接続点を、信号処理部と接続する4つの端子とすることを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載の曲げセンサ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−249782(P2010−249782A)
【公開日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−102234(P2009−102234)
【出願日】平成21年4月20日(2009.4.20)
【出願人】(000114215)ミネベア株式会社 (846)
【Fターム(参考)】