變形元件、測壓元件及重量測定裝置制造方法
【專利摘要】一種用于重量測定的變形元件，該變形元件包括：載荷承受部，載荷施加于該載荷承受部上；受支承部，該受支承部由支承件支承；和變形部分，該變形部分連接于所述載荷承受部和所述受支承部，該變形部分附著有應(yīng)變片。所述載荷承受部、所述受支承部和所述變形部分包括位于相同平面上的表面。所述變形部分的厚度小于所述載荷承受部的厚度和所述受支承部的厚度。所述變形部分在與所述平面相反的一側(cè)上形成有凹部，該凹部位于所述載荷承受部和所述受支承部之間。
【專利說明】變形元件、測壓元件及重量測定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于測定重量的測壓元件(load cell)中且傳遞至其上的載荷而產(chǎn)生變形的變形元件(flexure element)、包括所述變形元件的測壓元件以及包括所述測壓元件的重量測定裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]例如像體重計(jì)一樣的重量測定裝置，包括至少一個(gè)傳遞施加于平臺(tái)上的載荷的測壓元件。測壓元件包括隨載荷的施加而產(chǎn)生變形的變形元件和多個(gè)附著于變形元件上的應(yīng)變片(strain gauges)。專利文獻(xiàn)I中公開了這種變形元件。
[0003]專利文獻(xiàn)2公開了一種變形元件，該變形元件包括第一端部、第二端部和設(shè)于第一端部和第二端部之間的變形部，其中變形部的厚度小于第一端部和第二端部的厚度。載荷施加于第一端部，而第二端部由支承件來支承。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1: JP-B-2977278
[0007]專利文獻(xiàn)2: JP-A-2008-309578
[0008]然而，專利文獻(xiàn)2公開的變形元件中，變形部的上側(cè)和下側(cè)中的每一個(gè)上各自形成有凹部。因此，由于需要在兩側(cè)形成凹部，該變形元件的生產(chǎn)成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)成本較低的變形元件、包括該變形元件的測壓元件以及包括該測壓元件的重量測定裝置。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的變形元件包括:載荷承受部(load-applied part),載荷施加于該載荷承受部上；受支承部(supported part)，該受支承部由支承件支承；和變形部分(flexure part)，該變形部分連接于所述載荷承受部和所述受支承部，該變形部分附著有應(yīng)變片。所述載荷承受部、所述受支承部和所述變形部分包括位于相同平面上的表面。所述變形部分的厚度小于所述載荷承受部的厚度和所述受支承部的厚度。所述變形部分在與所述平面相反的一側(cè)上形成有凹部，該凹部位于所述載荷承受部和所述受支承部之間。
[0011]本發(fā)明中，所述載荷承受部、所述受支承部和所述變形部分包括位于相同平面上的表面。所述凹部形成于所述變形部分的與所述平面相反的一側(cè)上，位于所述載荷承受部和所述受支承部之間，并且對應(yīng)于所述變形部分。因此，所述凹部形成于所述變形元件的一個(gè)側(cè)面上，從而減小變形部分的厚度而使得所述變形部分的厚度小于所述載荷承受部的厚度和所述受支承部分的厚度。當(dāng)凹部僅形成于變形元件的一個(gè)側(cè)面上時(shí)，該變形元件的生產(chǎn)成本可低于凹部形成于變形元件的兩個(gè)側(cè)面的結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本。通過減小變形部分的厚度，而使變形部分的厚度小于其他部分的厚度，能夠減小變形部分的截面二次力矩，變形部分能夠更容易隨載荷的施加而變形。因此，當(dāng)多個(gè)應(yīng)變片附著于以維持應(yīng)變片之間的間隔這種方式形成的變形部分時(shí)，多個(gè)應(yīng)變片之間的位置差異將不會(huì)明顯影響測定精度，從而得到更高精度的重量測定。進(jìn)一步地，通過在變形部分設(shè)凹部，以及通過減小變形部分的厚度而使變形部分的厚度小于其他部分的厚度，能夠減小包括該變形元件的測壓元件的厚度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的變形元件可為關(guān)于對稱軸的軸對稱形狀，其中所述變形部分設(shè)于該變形元件的中央、沿與所述對稱軸的延伸方向相同的方向延伸并且包括第一端部和第二端部。所述變形元件還包括:兩個(gè)第一臂部，該兩個(gè)第一臂部平行于所述對稱軸延伸；第一連接部，該第一連接部沿橫穿所述對稱軸的方向延伸，并且連接于所述第一臂部和所述變形部分的所述第一端部；兩個(gè)第二臂部，該第二臂部設(shè)置為比所述第一臂部更接近所述變形部分，并且平行于所述對稱軸延伸；以及，第二連接部，該第二連接部沿橫穿所述對稱軸的方向延伸，并且連接于所述第二臂部和所述變形部分的所述第二端部。在包括所述兩個(gè)第一臂部和所述第一連接部的組件和包括所述兩個(gè)第二臂部和所述第二連接部的組件中，其中一者為所述載荷承受部，另一者為所述受支承部。所述凹部僅形成于所述變形部分的具有復(fù)雜形狀的一側(cè)上。因此，所述變形元件的生產(chǎn)成本可低于凹部形成于變形元件的兩個(gè)側(cè)面的結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)成本。
[0013]優(yōu)選地，所述變形元件由粉末冶金制成。這種情況下，所述變形元件的尺寸可減小同時(shí)可確保機(jī)械強(qiáng)度。進(jìn)一步地，因?yàn)樗鲎冃卧暮穸群蛯挾鹊某叽缇雀?，從而能夠提高測壓元件的重量測定精度。所述變形元件可通過壓力成型和燒結(jié)金屬粉末而獲得，或者可通過金屬射出成型(metal inject1n molding)而獲得。換句話說,粉末冶金的方法可以是壓力成型和燒結(jié)金屬粉末，或者是金屬射出成型。在粉末冶金中，當(dāng)對成型的金屬粉末壓塊(metallic powder compact)進(jìn)行燒結(jié)時(shí),將一塊壓力成型的金屬粉末壓塊放置在平板(flat plane)上。因本發(fā)明中僅在所述變形部分的一側(cè)上形成有所述凹部，金屬粉末塊(即變形元件的材料)，能夠以所述載荷承受部、受支承部和變形部分的與所述凹部相反一側(cè)的表面與所述平板接觸的方式放置。如果金屬粉末塊與所述平板之間有間隙，變形元件將會(huì)產(chǎn)生不需要的變形。然而，如果金屬粉末塊以所述載荷承受部、受支承部和變形部分的與所述凹部相反一側(cè)的表面與所述平板接觸的方式放置，其可以防止變形元件產(chǎn)生不需要的變形，該變形可能因燒結(jié)而產(chǎn)生。
[0014]優(yōu)選地，所述凹部包括靠近所述載荷承受部的第一傾斜面和靠近所述受支承部的第二傾斜面，所述第一傾斜面傾斜為使得越靠近所述載荷承受部，就越遠(yuǎn)離所述平面，并且所述第二傾斜面傾斜為使得越靠近所述受支承部，就越遠(yuǎn)離所述平面。通過在所述凹部內(nèi)設(shè)置如此的第一傾斜面和第二傾斜面，所述變形元件具有隨載荷的施加而產(chǎn)生應(yīng)變變化較小的部分(對應(yīng)所述第一傾斜面和所述第二傾斜面的部分)。通過將應(yīng)變片設(shè)置于所述部分，能夠減小由所述應(yīng)變片的位置的誤差產(chǎn)生的測定誤差。
[0015]所述載荷承受部可包括設(shè)置于與所述平面相反的一側(cè)上的加強(qiáng)筋，且所述受支承部可包括設(shè)置于與所述平面相反的一側(cè)上的加強(qiáng)筋。這些加強(qiáng)筋能夠提高所述載荷承受部和所述受支承部的變形剛度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的測壓元件，該測壓元件包括上述的變形元件以及應(yīng)變片，該應(yīng)變片附著于所述變形元件的所述變形部分，并且該應(yīng)變片響應(yīng)于所述變形部分的變形產(chǎn)生信號(hào)。
[0017]本發(fā)明的測壓元件還包括連接于所述應(yīng)變片的外部纜線。各個(gè)所述應(yīng)變片可設(shè)置于柔性基板上，該柔性基板包括連接所述應(yīng)變片的線路，并且各個(gè)所述應(yīng)變片可位于所述變形部分上。所述柔性基板從所述變形部分向所述載荷承受部或所述受支承部延伸。各個(gè)所述柔性基板內(nèi)的所述線路可連接于位于所述載荷承受部或所述受支承部處于所述載荷承受部或所述受支承部的厚度范圍內(nèi)的部分上的所述外部纜線中的任意一根。在這種情況下，各個(gè)柔性基板內(nèi)的所述線路連接于位于所述載荷承受部或所述受支承部處于所述載荷承受部或所述受支承部的厚度范圍內(nèi)的部分的所述外部纜線中的一根。因此，所述線路與所述纜線的電連接部不會(huì)沿厚度方向從所述載荷承受部或所述受支承部突出來。因此，所述測壓元件可以更薄。
[0018]并且其中各個(gè)所述柔性基板內(nèi)的所述線路連接于位于所述載荷承受部或所述受支承部處于所述載荷承受部或所述受支承部的厚度范圍內(nèi)的部分上的所述外部纜線中的任意一根。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的重量測定裝置包括上述的測壓元件和平臺(tái)(platform)，該平臺(tái)用于將載荷傳遞給變形元件的載荷承受部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的多種實(shí)施方式進(jìn)行描述。圖中:
[0021]圖1是從斜上方觀察本發(fā)明第一種實(shí)施方式的重量測定裝置的立體圖；
[0022]圖2是從斜下方觀察圖1的重量測定裝置的立體圖；
[0023]圖3是圖1的重量測定裝置的俯視圖；
[0024]圖4是圖1的重量測定裝置內(nèi)測壓元件的俯視圖；
[0025]圖5是圖4的測壓元件的仰視圖；
[0026]圖6是圖4的測壓元件的主視圖；
[0027]圖7是所述測壓元件的分解立體圖；
[0028]圖8是從斜下方觀察所述測壓元件內(nèi)的變形元件的立體圖；
[0029]圖9是所述變形元件的仰視圖；
[0030]圖10是所述變形元件的俯視圖；
[0031]圖11是安裝有連接橋的所述變形元件的立體圖；
[0032]圖12是所述連接橋的立體圖；
[0033]圖13是所述連接橋的剖視圖；
[0034]圖14是所述測壓元件的支腳的剖視圖；
[0035]圖15是所述測壓元件的剖視圖；
[0036]圖16是沿圖3中的線X V1- X VI所截的剖視圖；
[0037]圖17是顯示用第一種實(shí)施方式的變形元件和用對比例的變形元件進(jìn)行重量測定時(shí)的應(yīng)變分布的圖表；
[0038]圖18是制造中的第一種實(shí)施方式的變形元件的剖視圖；
[0039]圖19是制造中的另一種變形元件的剖視圖；
[0040]圖20是從斜下方觀察本發(fā)明第二種實(shí)施方式的變形元件的立體圖；
[0041]圖21是從斜下方觀察本發(fā)明第三種實(shí)施方式的變形元件的立體圖；
[0042]圖22是從斜下方觀察本發(fā)明第四種實(shí)施方式的變形元件的立體圖；
[0043]圖23是從斜下方觀察本發(fā)明第五種實(shí)施方式的變形元件的立體圖；
[0044]圖24是第五種實(shí)施方式的變形元件的仰視圖；
[0045]圖25是沿圖23和圖24中的線X X V _ XX V所截的剖視圖；
[0046]圖26是顯示用第一種實(shí)施方式的變形元件和用第五種實(shí)施方式的變形元件進(jìn)行重量測定時(shí)的應(yīng)變分布的圖表；
[0047]圖27是顯示重量測定時(shí)第一種實(shí)施方式的變形元件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力的分布的圖表；圖28是顯示重量測定時(shí)第五種實(shí)施方式的變形元件內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力的分布的圖表；
[0048]圖29是顯示用第一種實(shí)施方式的變形元件和用第五種實(shí)施方式的變形元件進(jìn)行重量測定時(shí)應(yīng)變片的位置與測定誤差之間的關(guān)系的圖表；
[0049]圖30是顯示第一種實(shí)施方式的變形元件和第五種實(shí)施方式的變形元件中應(yīng)變片的位置與應(yīng)變片的輸出之間的關(guān)系的圖表；
[0050]圖31是第一種實(shí)施方式中具有外部纜線的變形元件的立體圖；
[0051]圖32是作為第一種實(shí)施方式的一種變化形式的具有外部纜線的變形元件的立體圖；
[0052]圖33是作為第一種實(shí)施方式的另一種變化形式的具有外部纜線的變形元件的立體圖；
[0053]圖34是作為第一種實(shí)施方式的另一種變化形式的具有外部纜線的變形元件的立體圖；
[0054]圖35是作為第一種實(shí)施方式的另一種變化形式的具有外部纜線的變形元件的立體圖；
[0055]圖36是作為第一種實(shí)施方式的另一種變化形式的具有外部纜線的變形元件的立體圖；
[0056]圖37是作為第一種實(shí)施方式的另一種變化形式的具有外部纜線的變形元件的立體圖；
[0057]圖38是作為第一種實(shí)施方式另一種變化形式的具有外部纜線的變形元件的立體圖；
[0058]圖39是所述連接橋的一種變化形式的立體圖；
[0059]圖40是圖39的連接橋的剖視圖。
[0060]參考標(biāo)記說明
[0061 ] 11:殼體；12:平臺(tái)；13:內(nèi)側(cè)罩；14:外側(cè)罩；15:基座；16:支腿；17:電源開關(guān)；19:操作單元；20:操作箱；21、22:手柄；23:顯示器；24、25:操作按鈕；27:容納空間；28:基板；29:纜線；32:載荷傳遞部件；34:測壓兀件；36:變形兀件；38:應(yīng)變片；40:連接橋；42:支腳加強(qiáng)件；42a:通孔；44:兩面帶粘性的膠帶；44a:通孔;47、48:鉚釘；50:膠帶；55:安裝臺(tái)；56:材料塊；58:材料塊；60:柔性基板；62:內(nèi)部線路；64:電連接部；160:圓筒部分；162:圓板部分；164:通孔；321:上壁；322:突出部；324:蓋帽；361:變形部分；361a:第一端部；361b:第二端部；362:第一臂部(載荷承受部)；363:第一連接部(載荷承受部)；363:第二臂部(受支承部)；365:第二連接部(受支承部)；361U、362U、363U、364U、365U:上表面；361L、362L、363L、364L、365L:下表面；368:標(biāo)記；366:第一通孔；367:第二通孔；369:槽；370:凹部；370A:凹部；371:第一傾斜面；372:第二傾斜面；373:中央水平面；375、376:端部水平面；390、392:加強(qiáng)筋(厚度較大的部分)；396:凹部；397:凹部；402:中央部分；404:端部；403:凸臺(tái)；405:通孔；406:通孔；FL:地板。

【具體實(shí)施方式】
[0062]第一種實(shí)施方式
[0063]圖1和圖2顯示了本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的重量測定裝置。重量測定裝置I是用于測量人體重量的體重計(jì)，也是測定人體身體組成(如身體脂肪率)的身體組成計(jì)。重量測定裝置I包括殼體11，殼體11包括平臺(tái)(platform) 12和固定于平臺(tái)12的基座15。如圖1所示，平臺(tái)12包括在重量測定時(shí)沿水平方向擴(kuò)展的大體平坦的上表面。人體站立于平臺(tái)12的上表面上。即，物體放置于平臺(tái)12上，物體的載荷施加于平臺(tái)12上。
[0064]如圖2所示，基座15大體為矩形，其可由剛性材料(如不銹鋼或者樹脂等)制成?；?5的底表面的四角設(shè)置有支腳16。當(dāng)進(jìn)行重量測定時(shí)，使這些支腳16與地板接觸。支腳16與地板之間也可以插入其他部件。每個(gè)支腳16既作為支承重量測定裝置I的支承件使用，又作為后述測壓元件的支腳使用。當(dāng)進(jìn)行重量測定時(shí)，包括有平臺(tái)12和基座15的整個(gè)殼體11根據(jù)平臺(tái)12上的重量而相對于由地板支承的支腳16改變位置。
[0065]殼體11上安裝有啟動(dòng)重量測定裝置I的電源開關(guān)17，電源開關(guān)17從平臺(tái)12的側(cè)面突出。由于重量測定裝置I作為身體組成計(jì)使用，如圖1所示，在平臺(tái)12的上表面上設(shè)置有多個(gè)電極板18。這些電極板18用于測定受試者的生物阻抗。受試者站立于平臺(tái)12上且雙腳踩在這些電極板18上。
[0066]圖3為重量測定裝置I的俯視圖，圖3中未示出電極板18。如圖3所示，平臺(tái)12包括由剛性金屬材料(如鋼鐵)制成的盒狀內(nèi)側(cè)罩13和設(shè)置于內(nèi)側(cè)罩13外側(cè)的由樹脂制成的外側(cè)罩14。外側(cè)罩14作為平臺(tái)12的外殼使用，同時(shí)使由金屬制成的內(nèi)側(cè)罩13與電極板18絕緣。
[0067]重量測定裝置I包括操作單元19。操作單元19通過纜線(圖中未示出)與殼體11連接。操作單元19包括中央的操作箱20和從操作箱20兩側(cè)延伸出的手柄21、22。操作箱20上設(shè)置有顯示受試者的重量以及身體組成的顯示器23和操作按鈕24、25。各手柄21、22上設(shè)置有用于測定受試者的生物阻抗的電極。站立于平臺(tái)12上的受試者雙手握住這些電極。本實(shí)施方式的重量測定裝置I雖然也能夠作為身體組成計(jì)使用，但當(dāng)本實(shí)施方式用于重量測定時(shí)，是不需要電極板18以及操作單元19的。
[0068]如圖3所示，平臺(tái)12的內(nèi)側(cè)罩13和與平臺(tái)12連接的基座15共同限定容納空間27。該容納空間27的內(nèi)部設(shè)置有四個(gè)用于測定重量的測壓元件34。但是，如圖2所示，測壓元件34的支腳16從基座15向下突出。
[0069]容納空間27的內(nèi)部設(shè)置有基板28，該基板28上安裝有處理從測壓元件34的應(yīng)變片得到的信號(hào)的處理回路?；?8和應(yīng)變片通過纜線29連接?；?8上的處理回路能夠基于從測壓元件34的應(yīng)變片得到的信號(hào)，來計(jì)算受試者的重量。另外，基板28上的處理回路分別與平臺(tái)12上的電極板18和操作單元19的電極電連接，基于受試者的重量以及各處的生物阻抗的變化，來計(jì)算受試者的身體組成。上述計(jì)算出來的重量以及身體組成顯示于顯不器23上。
[0070]如圖4至圖6所示，各測壓元件34包括因從平臺(tái)12傳遞的載荷而產(chǎn)生變形的變形元件36、附著于變形元件36上的多個(gè)應(yīng)變片38和支承變形元件36的支腳16。更準(zhǔn)確地說，如圖7的測壓元件的分解立體圖所示,測壓元件34包括變形元件36、支承變形元件36的連接橋40、支承連接橋40的支腳16和加強(qiáng)支腳16的支腳加強(qiáng)件42。如圖4所示，為應(yīng)變片38提供電源的纜線(外部纜線)29通過膠帶50粘附于變形元件36。
[0071]如圖8至圖9所示，變形元件36為具有軸對稱形狀的單一部件。變形元件36由高剛度材料如碳素工具鋼制成。變形元件36包括設(shè)置于中央的變形部分361、兩個(gè)第一臂部362、兩個(gè)第二臂部364、連接變形部分361與第一臂部362的第一連接部363以及連接變形部分361與第二臂部364的第二連接部365。
[0072]變形部分361為沿與變形元件36的對稱軸Ax的延伸方向相同的方向延伸，且具有第一端部361a和第二端部361b的矩形部分。變形部分361為由于平臺(tái)12傳遞的載荷而產(chǎn)生最多變形的部分。變形部分361安裝有應(yīng)變片38 (參照圖4)。變形部分361的上表面設(shè)置有標(biāo)記368以作為附著的應(yīng)變片38的參考。
[0073]兩個(gè)第一臂部362沿與變形元件36對稱軸Ax平行的方向延伸。第一連接部363沿垂直地橫穿變形元件36對稱軸Ax的方向延伸，并連接變形部分361的第一端部361a和兩側(cè)的第一臂部362。
[0074]兩個(gè)第二臂部364設(shè)置為比第一臂部362更接近變形部分361，并沿與變形元件36對稱軸Ax平行的方向延伸。第二連接部365沿垂直地橫穿變形元件36對稱軸Ax的方向延伸，并連接變形部分361的第二端部361b和兩側(cè)的第二臂部364。
[0075]各第一臂部362的一個(gè)端部形成為半圓形，該端部上形成有圓形的第一通孔366。各第二臂部364的一個(gè)端部也形成為半圓形，該端部上形成有圓形的第二通孔367。這些第一通孔366以及第二通孔367的中心軸線設(shè)置于垂直地橫穿變形元件36對稱軸Ax的一條直線Ay上。變形元件36包括設(shè)置于變形部分361兩側(cè)的大體為J字形的槽369和對稱的大體為J字形的槽369，各個(gè)槽369被變形部分361、第一臂部362、第一連接部363、第二臂部364以及第二連接部365所環(huán)繞。
[0076]在第二臂部364由設(shè)置于變形元件36下方的支承件(后述的連接橋40)大體水平地支承的狀態(tài)下，垂直向下的載荷集中地施加于大體水平放置的第一臂部362，從而使得變形部分361產(chǎn)生變形(沿圖9和圖10中直線Ay觀察，變形部分361變形成S形)。各應(yīng)變片38響應(yīng)變形元件36的變形部分361的變形產(chǎn)生信號(hào)。
[0077]本實(shí)施方式中，垂直向下的載荷集中地施加于第一臂部362。第二臂部364固定在設(shè)置于變形元件36下方的支承件(后述的連接橋40)上。S卩，由兩個(gè)第一臂部362和第一連接部363構(gòu)成的組件即為載荷承受部(load-applied part),載荷施加于載荷承受部上，然而，由兩個(gè)第二臂部364和第二連接部365構(gòu)成的組件即為由支承件來支承的受支承部(supported part)。
[0078]變形元件36的如圖10所示的表面(上表面)位于單一的平面上。即，變形部分361、第一臂部362、第一連接部363、第二臂部364以及第二連接部365具有位于同一平面上的上表面 361U、362U、363U、364U、365U。
[0079]另一方面，如圖8和圖9所示，凹部370形成在變形元件36的與這些上表面361U、362U、363U、364U、365U相反的一側(cè)上。凹部370形成于第一連接部363與第二連接部365之間，凹部370的位置對應(yīng)于變形部分361。本實(shí)施方式中，凹部370不僅覆蓋變形部分361，還延伸到第一連接部363的一部分與第二連接部365 —部分。第一臂部362、第一連接部363、第二臂部364以及第二連接部365具有位于同一平面上的下表面362L、363L、364L、365L。然而，因?yàn)樽冃尾糠?61設(shè)有凹部370，變形部分361的下表面361L所處于的平面不同且平行于這些下表面362L、363L、364L、365L所處于的平面。
[0080]如圖4、圖7和圖11所示，變形元件36由連接橋40固定地支承。連接橋40為由剛性材料(如鋼鐵)制成的單一部件。如圖12和圖13所示，連接橋40為厚度大體一樣的板材(plate)，且為旋轉(zhuǎn)對稱的形狀。連接橋40包括中央部分402和兩個(gè)端部404，兩個(gè)端部404位于同一個(gè)平面上，該平面與中央部分402所處于的平面不同。兩個(gè)端部404所處于的平面與中央部分402所處于的平面平行。連接橋40可由壓力加工等成形。
[0081]連接橋40的中央部分402的中央形成有輪廓為圓形的凸臺(tái)403。凸臺(tái)403的中央形成有通孔405。連接橋40的各個(gè)端部404形成有通孔406。
[0082]如圖7所示，連接橋40的兩個(gè)端部404的通孔406，與變形元件36的兩個(gè)第二臂部364的第二通孔367分別對齊，鉚釘47穿過通孔406與第二通孔367。變形元件36與連接橋40由兩個(gè)鉚釘47固定。連接橋40的兩個(gè)端部404與變形元件36的兩個(gè)第二臂部364接觸，因?yàn)樽冃卧?6上形成有凹部370，且連接橋40的兩個(gè)端部404與中央部分402之間設(shè)置有臺(tái)階，使得連接橋40的中央部分402即使撓曲也不會(huì)與變形元件36接觸。
[0083]如圖7和圖14所示，支腳16具有大體為圓形的輪廓。支腳16具有中空的圓筒部分160和連接于圓筒部分160 —端的圓板部分162。圓板部分162的中央形成有通孔164。支腳16可由高撓性材料(如樹脂或者橡膠)制成。
[0084]如圖7所示，支腳加強(qiáng)件42即大體為圓形的板，通過大體為圓形的兩面帶粘性的膠帶44粘附于支腳16的圓板部分162的內(nèi)側(cè)面。兩面帶粘性的膠帶44的中央形成有通孔44a，然而，支腳加強(qiáng)件42的中央同樣形成有通孔42a。為加強(qiáng)由高撓性材料制成的支腳16，支腳加強(qiáng)件42由剛性金屬材料(如鋼鐵)制成。
[0085]鉚釘48穿過支腳加強(qiáng)件42的通孔42a和連接橋40的通孔405。支腳加強(qiáng)件42通過鉚釘48固定于連接橋40。因?yàn)橹_加強(qiáng)件42通過兩面帶粘性的膠帶44固定于支腳16，連接橋40固定于支腳16。鉚釘48的一個(gè)頭部設(shè)置于兩面帶粘性的膠帶44的通孔44a和支腳16的通孔164內(nèi)部。
[0086]這樣就構(gòu)成了如圖15的剖視圖所示的測壓元件34。圖16為重量測定裝置I的一個(gè)測壓元件34的周圍的剖視圖。在圖16中，箭頭表示載荷。施加于平臺(tái)12的外側(cè)壁14的載荷經(jīng)內(nèi)側(cè)壁13和載荷傳遞部件32傳遞給變形元件36的大體水平設(shè)置的第一臂部362。然后，載荷從變形元件36的大體水平設(shè)置的第一臂部362經(jīng)連接橋40傳遞給支腳加強(qiáng)件42和支腳16，直到被地板FL接受。
[0087]載荷傳遞部件32包括與平臺(tái)12的內(nèi)側(cè)壁13接觸的上壁321和多個(gè)突出部322。這些突出部322插入形成于變形元件36的第一臂部362上的第一通孔366內(nèi)。突出部322的下端從第一通孔366突出來，嵌入設(shè)置于基座15上的蓋帽324中。
[0088]因此，施加于載荷傳遞部件32的載荷也會(huì)傳遞給基座15。然而，支腳16沒有固定于基座15或者平臺(tái)12，而是相對于基座15和平臺(tái)12獨(dú)立，由于基座15和平臺(tái)12相對于支腳16發(fā)生位移。因此插入支腳16與平臺(tái)12之間的變形元件36，根據(jù)從平臺(tái)12施加于變形元件36的載荷和從放置支腳16的地板施加于變形元件36的力而產(chǎn)生變形。
[0089]在本實(shí)施方式中，載荷承受部(第一臂部362和第一連接部363)、受支承部(第二臂部364以及第二連接部365)和變形部分361具有位于同一平面上的上表面362U、363U、364U、365U和361U，對應(yīng)變形部分361的凹部370形成于與上表面362U、363U、364U、365U和361U相反的一側(cè)，且位于載荷承受部(第一臂部362和第一連接部363)與受支承部(第二臂部364以及第二連接部365)之間。因此，凹部370形成于變形元件36的單側(cè)，從而減小變形部分361的厚度，使得變形部分361的厚度比載荷承受部以及受支承部的厚度都要小。
[0090]因減小變形部分361的厚度使其小于其他部分的厚度，變形部分361的截面二次力矩會(huì)減小(變形剛度會(huì)減小)，變形部分361更容易根據(jù)載荷進(jìn)行變形。因此，安裝于變形部分361的多個(gè)應(yīng)變片38的安裝位置的偏差不會(huì)明顯地影響測定精度，從而可進(jìn)行更高精度的重量測定。圖17為用第一種實(shí)施方式的變形元件36以及用對比例的變形元件進(jìn)行重量測定時(shí)的應(yīng)變的分布圖表。在此，對比例的變形元件為具有與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的輪廓，與第一種實(shí)施方式的變形元件36的厚度一樣但沒有凹部370的變形元件。圖17的橫坐標(biāo)表示到圖9和圖10中的變形元件36的對稱軸Ax上的直線Ay (中心)的距離。其中，標(biāo)記“ + ”表示第二連接部365 —側(cè)，標(biāo)記“一”表示第一連接部363 —側(cè)?？v坐標(biāo)表示變形元件實(shí)際產(chǎn)生的應(yīng)變。而實(shí)線表示第一種實(shí)施方式的變形元件36上的應(yīng)變分布，虛線表示對比例的變形元件上的應(yīng)變分布。應(yīng)變的分布通過由電腦模擬實(shí)驗(yàn)的某一個(gè)施加于變形元件的載荷而獲得。變形部分361沿對稱軸Ax方向的長度為13_，凹部370沿對稱軸Ax方向的長度為16.5mm。
[0091]從圖17顯然可知，對比例中，應(yīng)變的分布只在較小范圍內(nèi)為直線狀。因此，即使兩個(gè)應(yīng)變片38的間隔可保持預(yù)定的間隔，在應(yīng)變片38安裝到變形部分361的位置與理想的位置有偏差的情況，將會(huì)產(chǎn)生明顯的測定偏差。例如，如果兩側(cè)的應(yīng)變片38到中心的距離大約限定為1.5mm的范圍，保持有間隔的兩側(cè)的應(yīng)變片的輸出之差為一定值，因此安裝位置的偏差將不會(huì)明顯影響測定精度。然而，在兩側(cè)的應(yīng)變片的輸出之差非恒定時(shí)，安裝位置的偏差將明顯影響測定精度。另一方面，第一種實(shí)施方式的變形元件36中，應(yīng)變的分布在較大范圍內(nèi)為直線狀。因此，只要兩個(gè)應(yīng)變片38的間隔可保持預(yù)定的間隔，即使應(yīng)變片38安裝到變形部分361的位置與理想的位置有偏差，也不會(huì)產(chǎn)生明顯的測定偏差。例如，如果兩側(cè)的應(yīng)變片38到中心的距離大約限定為6mm的范圍，保持有間隔的兩側(cè)的應(yīng)變片的輸出之差為一定值，從而安裝位置的偏差將不會(huì)明顯影響測定精度。
[0092]當(dāng)變形部分361的變形剛度高時(shí)，為使變形部分361的變形變大，載荷承受部(第一臂部362和第一連接部363)與受支承部(第二臂部364以及第二連接部365)的厚度和寬度，不得不相對于變形部分361變大。然而，本實(shí)施方式中，通過減小變形部分361的厚度使其小于其他部分的厚度，變形部分361的變形剛度會(huì)減小。因此，能夠相對地減小載荷承受部與受支承部的厚度和寬度。而且，通過減小變形部分361的厚度使其小于其他部分的厚度，能夠盡可能減小載荷承受部(第一臂部362和第一連接部363)與受支承部(第二臂部364以及第二連接部365)對變形部分361的應(yīng)變的影響。
[0093]在本實(shí)施方式中，因?yàn)閮H在變形元件36的變形部分361的單側(cè)形成有凹部370，與在變形元件的變形部分的兩側(cè)形成凹部而減薄變形部分的情況相比，能夠降低變形元件的制造成本。特別地，當(dāng)變形元件36具有復(fù)雜的形狀時(shí)，與在變形部分的兩側(cè)形成凹部而減薄變形部分的情況相比，可大幅度降低變形元件的制造成本。例如，若通過切削加工(cutting work)形成凹部，僅在單側(cè)形成凹部的制造過程，比在變形部分的兩側(cè)形成凹部的制造過程更簡單，且制作的失敗更少。另外，若利用模具制造變形元件，因材料容易伸展到用于單側(cè)凹槽的整個(gè)模具的內(nèi)部，僅在單側(cè)形成凹部的制造的失敗，比在變形部分的兩側(cè)形成凹部的制造的失敗更少。
[0094]進(jìn)一步地，參照圖18和圖19來說明通過粉末冶金制造變形元件的本實(shí)施方式的優(yōu)勢。在粉末冶金中，利用模具成型金屬粉末后，通過成型工藝得到的金屬粉末的材料塊(material block)放置在稱為“安裝臺(tái)(setter)”的平臺(tái)(stage)上,并燒結(jié)該材料塊。在圖18和圖19中，附圖標(biāo)記55表不安裝臺(tái)。附圖標(biāo)記56表不由第一種實(shí)施方式的變形兀件36材料經(jīng)成型工藝得到的金屬粉末的材料塊，附圖標(biāo)記58表示在變形部分361的兩側(cè)形成凹部370A的由其他變形元件材料經(jīng)成型工藝得到的金屬粉末的材料塊。
[0095]在圖19所示的對比例中，材料塊58的變形部分361的下表面上因設(shè)置有單側(cè)的凹部370A，而不與安裝臺(tái)55的上表面接觸。即使將材料塊58上下倒置也一樣。在這種狀態(tài)下進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)過程中變形部分361因自身重量產(chǎn)生變形而使制造失敗。在圖18所示的第一種實(shí)施方式中，材料塊58的變形部分361通過與第一連接部363以及第二連接部365 一樣的方式，能夠與安裝臺(tái)55的上表面相接觸。即，作為變形元件36的材料的金屬粉末塊能夠以下述方式設(shè)置，該方式為載荷承受部、受支承部和變形部分361的與凹部370相反一側(cè)的表面與安裝臺(tái)55平坦的上表面接觸。當(dāng)材料塊56在這種狀態(tài)下進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，因變形部分361通過與其他部分一樣的方式由安裝臺(tái)55來支承，使得變形部分361不容易產(chǎn)生變形，且使制造不容易失敗。
[0096]進(jìn)一步地，在本實(shí)施方式中，通過在變形部分361設(shè)置有凹部370，并使變形部分361的厚度小于其他部分的厚度，能夠使具有該變形部分361的測壓元件34變得更薄。如圖7、圖12和圖13所示，連接橋40的兩個(gè)端部404和中央部分402之間形成有臺(tái)階，在圖15和圖16的剖視圖中同樣表示了連接橋40的臺(tái)階。如果不設(shè)置凹部370，為了避免變形元件36的變形部分361與連接橋40或者鉚釘48接觸而將載荷從變形部分361傳遞給連接橋40或者鉚釘48，有必要使連接橋40的臺(tái)階更大。本實(shí)施方式中，因變形部分361的接近連接橋40的一側(cè)設(shè)置有凹部370，不但能夠盡可能減小連接橋40的臺(tái)階，還能夠相應(yīng)地減薄測壓元件的厚度。
[0097]如果是在變形元件36的變形部分361的變形量(deformat1n amount)較小的情況下，也可以不在連接橋40的兩個(gè)端部404與中央部分402之間形成有臺(tái)階。例如，本實(shí)施方式的重量測定裝置的可測定的重量上限限制得較低的情況，變形部分361的變形量會(huì)較小，變形部分361與連接橋40或者鉚釘48接觸而使載荷從變形部分361傳遞給連接橋40或者鉚釘48的可能性較小。如果能使連接橋40更薄，測壓元件也能夠變得更薄。
[0098]利用粉末冶金來制造變形元件36是更優(yōu)選的。與沖壓加工(punching)相比，利用粉末冶金來制造變形元件36，能夠減小變形元件36的尺寸的同時(shí)確保變形元件36的機(jī)械強(qiáng)度。另外，當(dāng)利用粉末冶金進(jìn)行制造時(shí)，變形元件36的厚度和寬度的尺寸精度高，所以測壓元件的重量測定的精度提高。另外在利用沖壓加工變形元件36的情況下，因不能通過沖壓加工來制造凹部370，凹部370需要通過切削加工來制造。然而，如果使用粉末冶金的話，具有凹部370的變形元件36能更容易制造。粉末冶金的方法可以是壓力成型和燒結(jié)金屬粉末，或者是金屬射出成型法(MIM)。
[0099]第二種實(shí)施方式
[0100]圖20為從斜下方觀察本發(fā)明第二種實(shí)施方式的變形元件36的立體圖。在圖20中，使用同樣的附圖標(biāo)記表不與第一種實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素。盡管在圖20中未表不，通過與第一種實(shí)施方式一樣的方式，變形部分361、第一臂部362、第一連接部363、第二臂部364以及第二連接部365具有位于同一平面上的上表面361U、362U、363U、364U、365U(第二種實(shí)施方式的俯視圖與圖10相同)。
[0101]第一種實(shí)施方式的變形元件36中，凹部370不僅覆蓋變形部分361，還延伸到第一連接部363的一部分與第二連接部365 —部分(參照圖8和圖9)。圖20表示的第二種實(shí)施方式的變形元件36中，凹部370僅在變形部分361的范圍內(nèi)延伸，沒有延伸到第一連接部363和第二連接部365。因此，第一連接部363和第二連接部365具有一樣的厚度。
[0102]本實(shí)施方式的變形元件36通過與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的方式用于測壓元件和重量測定裝置，并具有與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的優(yōu)勢。本實(shí)施方式的變形元件36與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣更優(yōu)選利用粉末冶金來制造。
[0103]第三種實(shí)施方式
[0104]圖21為從斜下方觀察本發(fā)明第三種實(shí)施方式的變形元件36的立體圖。在圖21中，使用同樣的附圖標(biāo)記表不與第一種實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素。盡管在圖21中未表不，通過與第一種實(shí)施方式一樣的方式，變形部分361、第一臂部362、第一連接部363、第二臂部364以及第二連接部365具有位于同一平面上的上表面361U、362U、363U、364U、365U(第三種實(shí)施方式的俯視圖與圖10相同)。
[0105]在第三種實(shí)施方式中，變形元件36的載荷承受部(第一臂部362和第一連接部363)的下表面362L、363L上具有加強(qiáng)筋(厚度較大的部分)390。另外，受支承部(第二臂部364以及第二連接部365)的下表面364L、365L上也具有加強(qiáng)筋(厚度較大的部分)392。
[0106]本實(shí)施方式的變形元件36通過與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的方式用于測壓元件和重量測定裝置，并具有與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的優(yōu)勢。本實(shí)施方式的變形元件36與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣更優(yōu)選利用粉末冶金來制造。在本實(shí)施方式中，能夠通過加強(qiáng)筋390、392來提高載荷承受部和受支承部的變形剛度。因此，變形部分361相對地變得更易變形。
[0107]第四種實(shí)施方式
[0108]圖22為從斜下方觀察本發(fā)明第四種實(shí)施方式的變形元件36的立體圖。在圖22中，使用同樣的附圖標(biāo)記表示與第三種實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素。盡管在圖22中未表示，通過與第一種實(shí)施方式一樣的方式，變形部分361、第一臂部362、第一連接部363、第二臂部364以及第二連接部365具有位于同一平面上的上表面361U、362U、363U、364U、365U(第四種實(shí)施方式的俯視圖與圖10相同)。通過與第三種實(shí)施方式一樣的方式，在變形元件36上形成有加強(qiáng)筋390、392。
[0109]本實(shí)施方式的變形元件36通過與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的方式用于測壓元件和重量測定裝置，并具有與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的優(yōu)勢。本實(shí)施方式的變形元件36與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣更優(yōu)選利用粉末冶金來制造。在本實(shí)施方式中，通過加強(qiáng)筋390、392能夠提高載荷承受部和受支承部的變形剛度。因此，變形部分361相對地變得更易變形。
[0110]在本實(shí)施方式中，通過加強(qiáng)筋390、392來限定凹部370。即，通過加強(qiáng)筋390、392來包圍凹部370，凹部370延伸到第一臂部362以及第二臂部364上。變形元件36上包含變形部分361的部分(除加強(qiáng)筋390、392以外)具有一樣的厚度。因此，與圖21所示的第三實(shí)施方式不同，在本實(shí)施方式中，無需因凹部370而進(jìn)一步形成的不同平面(臺(tái)階)。
[0111]第五種實(shí)施方式
[0112]圖23為從斜下方觀察本發(fā)明第五種實(shí)施方式的變形元件36的立體圖。圖24為該變形元件36的仰視圖。圖25為沿圖23和圖24中的線XX V - XX V的剖視圖。在這些圖23至25中，使用同樣的附圖標(biāo)記表示與第三種實(shí)施方式相同的構(gòu)成要素。盡管在圖23和圖24中未表不,通過與第一種實(shí)施方式一樣的方式，變形部分361、第一臂部362、第一連接部363、第二臂部364以及第二連接部365具有位于同一平面上的上表面361U、362U、363U、364U、365U (第五種實(shí)施方式的俯視圖與圖10相同)。
[0113]在變形元件36的單側(cè)形成凹部370。在本實(shí)施方式中，凹部370包括第一傾斜面371、第二傾斜面372、中央水平面373、端部水平面375和端部水平面376。凹部370不僅在變形部分361，還延伸到第一連接部363的一部分與第二連接部365 —部分。中央水平面373設(shè)置于凹部370的中央(變形部分361的沿對稱軸Ax方向的中央)。端部水平面375包括變形部分361的第一端部361a，而端部水平面376包括變形部分361的第二端部361b。第一傾斜面371的一端與中央水平面373連接，而第一傾斜面371的另一端與端部水平面375連接。第二傾斜面372的一端與中央水平面373連接，而第二傾斜面372的另一端與端部水平面376連接。中央水平面373和端部水平面375、376平行于下表面362L、363L、364L、365L。
[0114]第一傾斜面371和端部水平面375與中央水平面373相比設(shè)置為更接近第一連接部363，而第二傾斜面372和端部水平面376與中央水平面373相比設(shè)置為更接近第二連接部365。第一傾斜面371越靠近第一連接部363也就是載荷承受部，也就越向靠近第一連接部363的下表面363L的方向傾斜。換言之，第一傾斜面371越靠近第一連接部363也就是載荷承受部，也就越向遠(yuǎn)離第一連接部363的上表面363U的方向傾斜。第二傾斜面372越靠近第二連接部365也就是受支承部，也就越向靠近第二連接部365的下表面365L的方向傾斜。換而言之，第二傾斜面372越靠近第二連接部365也就是受支承部，也就越向遠(yuǎn)離第二連接部365的上表面365U的方向傾斜。
[0115]通過在凹部370上設(shè)置這樣的第一傾斜面371和第二傾斜面372，變形部分361具有因載荷的施加而發(fā)生應(yīng)變變化較小的部分(與第一傾斜面371和第二傾斜面372相對應(yīng))。通過在這樣的部分設(shè)置各個(gè)應(yīng)變片38，能夠減小由應(yīng)變片38的位置的誤差產(chǎn)生的測定誤差。該優(yōu)勢將在下文中進(jìn)行說明。
[0116]圖26為用第一種實(shí)施方式的變形元件36以及用第五種實(shí)施方式的變形元件36進(jìn)行重量測定時(shí)的應(yīng)變的分布圖表。圖26的橫坐標(biāo)表示到圖9、圖10和圖24的變形元件36的對稱軸Ax上的直線Ay (中心)的距離。其中，標(biāo)記“ + ”表示第二連接部365 —側(cè)，標(biāo)記“一”表示第一連接部363 —側(cè)。縱坐標(biāo)表示變形元件實(shí)際產(chǎn)生的應(yīng)變。而實(shí)線表示第一種實(shí)施方式的變形兀件36上的應(yīng)變分布，點(diǎn)劃線表不第五種實(shí)施方式的變形兀件36上的應(yīng)變分布。應(yīng)變的分布通過由電腦模擬實(shí)驗(yàn)的某一個(gè)施加于變形元件的載荷而獲得。第一種實(shí)施方式和第五種實(shí)施方式的變形元件36，除了凹部370的具體形狀外，具有同樣大小和同樣形狀。變形部分361沿對稱軸Ax方向的長度為13mm,凹部370沿對稱軸Ax方向的長度為16.5mm。
[0117]從圖26顯然可知，第一種實(shí)施方式的變形元件36中，應(yīng)變的分布在較大范圍內(nèi)為直線狀。另一方面，第五種實(shí)施方式的變形兀件36中,應(yīng)變的分布在較小范圍內(nèi)為直線狀。第五種實(shí)施方式的變形元件36中，到中心的距離大約為2mm處應(yīng)變大體達(dá)到最大或者最小，到中心的距離大約在2_?6mm之間的位置應(yīng)變大體一定。通過在隨載荷的施加而產(chǎn)生應(yīng)變變化較小的部分(即到中心的距離大約在2mm?6mm之間的部分)設(shè)置的各個(gè)應(yīng)變片38，能夠減小由應(yīng)變片38的位置的誤差產(chǎn)生的測定誤差。
[0118]圖27為重量測定時(shí)第一種實(shí)施方式的變形兀件36內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力的分布不意圖，圖28為重量測定時(shí)第五種實(shí)施方式的變形元件36內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力的分布示意圖。應(yīng)力分布由電腦模擬實(shí)驗(yàn)得到。區(qū)域Al為最低應(yīng)力區(qū)域，而區(qū)域A9為最高應(yīng)力區(qū)域。附加于區(qū)域A的數(shù)字越小，產(chǎn)生的應(yīng)力值越小。應(yīng)力分布等同于應(yīng)變的分布。在兩個(gè)變形元件上，應(yīng)力分布都是左右對稱的。
[0119]如圖27和圖28所示，在兩個(gè)變形元件36的變形部分361的中央有一個(gè)區(qū)域Al，區(qū)域A2、A3、A4、A5沿著變形部分361的對稱軸大體設(shè)置為等間隔。在圖27中這個(gè)間隔比圖28大。因此，在第一種實(shí)施方式的變形元件36上，應(yīng)變的分布在較大范圍內(nèi)為直線狀(圖26)。在圖28中區(qū)域A6分布廣泛。因此，在第五種實(shí)施方式中，某種程度上遠(yuǎn)離中心的部分，應(yīng)變變化較小。應(yīng)力變化(應(yīng)變變化)較小的區(qū)域A6，對應(yīng)于第一傾斜面371和第二傾斜面372。
[0120]圖29為第一種實(shí)施方式的變形元件36以及第五種實(shí)施方式的變形元件36中應(yīng)變片38的位置與重量測定時(shí)的測定誤差的關(guān)系的圖表。圖30為第一種實(shí)施方式的變形兀件36以及第五種實(shí)施方式的變形兀件36中應(yīng)變片38的位置與應(yīng)變片的輸出的關(guān)系的圖表。圖29和圖30中各自的橫坐標(biāo)表示沿對稱軸Ax的方向兩個(gè)應(yīng)變片38到設(shè)計(jì)位置的偏差。在設(shè)計(jì)中，兩個(gè)應(yīng)變片38設(shè)置于變形元件36的對稱軸Ax上，一個(gè)應(yīng)變片38的中心設(shè)置于離直線Ay (中心)+2.7mm的位置，而另一個(gè)應(yīng)變片38的中心設(shè)置于離直線Ay (中心)一 2.7mm的位置?！?+ ”表不第二連接部365 —側(cè)，“一”表不第一連接部363 —側(cè)。
[0121]圖29的縱坐標(biāo)表示由兩個(gè)應(yīng)變片38測定的重量誤差。從圖29顯然可知，無論在哪一個(gè)變形元件36上，兩個(gè)應(yīng)變片38越遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)位置，誤差越大。然而，第五種實(shí)施方式的變形元件36中位置的偏差沒有明顯影響測定誤差。因?yàn)樵诘谖宸N實(shí)施方式中，某種程度上遠(yuǎn)離中心的部分，應(yīng)變變化較小。
[0122]圖30的縱坐標(biāo)表示兩個(gè)應(yīng)變片38得到的輸出。第五種實(shí)施方式中的輸出為第一種實(shí)施方式中的輸出的兩倍。因?yàn)樵诘谖宸N實(shí)施方式中，到中心的距離大約為2mm處應(yīng)變大體達(dá)到最大或者最小(參照圖26)。
[0123]因此，能夠認(rèn)為第五種實(shí)施方式比第一種實(shí)施方式具有更大優(yōu)勢。
[0124]實(shí)施方式的變形元件36通過與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的方式用于測壓元件和重量測定裝置，并具有與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣的優(yōu)勢。本實(shí)施方式的變形元件36與第一種實(shí)施方式的變形元件36 —樣更優(yōu)選利用粉末冶金來制造。
[0125]第五種實(shí)施方式的具有傾斜面371、372的凹部370，也能夠適用于第二種實(shí)施方式(圖20)、第三種實(shí)施方式(圖21)以及第四種實(shí)施方式(圖22)的凹部370。S卩，第二至第四種實(shí)施方式的凹部370也能夠變形為具有傾斜面371、372。
[0126]關(guān)于外部纜線的變化形式
[0127]圖31為第一種實(shí)施方式中變形元件36與纜線(外部纜線)29的立體圖。兩個(gè)應(yīng)變片38設(shè)置于柔性基板60上，柔性基板60上具有為應(yīng)變片38提供電源的內(nèi)部線路62。包括應(yīng)變片38的柔性基板60附著于變形元件36的變形部分361的上表面36IU上。在第一種實(shí)施方式中，柔性基板60僅附著于變形部分361上，沒有延伸到第一連接部363或第二連接部365上。
[0128]在變形部分361上，各纜線29的一個(gè)端部與柔性基板60的內(nèi)部線路62連接。附圖標(biāo)記64表示纜線29與內(nèi)部線路62的電連接部。纜線29與內(nèi)部線路62以例如焊接的方式連接。纜線29從變形部分361延伸通過第一連接部363，通過膠帶50粘附于第一連接部363的上表面363U。纜線29也可從變形部分361延伸通過第二連接部365。無論如何，由于纜線29和電連接部64設(shè)置在變形元件36上，有可能導(dǎo)致測壓元件34的厚度不利地變大。
[0129]在第二至第五種實(shí)施方式中，纜線29通過圖31所示的方式與柔性基板60的內(nèi)部線路62連接。
[0130]圖32為作為顯示第一種實(shí)施方式的變化形式的變形元件36與纜線29的立體圖。在這種變化形式中，柔性基板60從變形部分361延伸到載荷承受部即第一連接部363，柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29在第一連接部363上的位于第一連接部363厚度方向的內(nèi)的區(qū)域中連接。更具體地，在第一連接部363的上表面363U的邊緣形成有凹部396，柔性基板60終止于凹部396。柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29在凹部396內(nèi)連接。如圖33所示，在受支承部即第二連接部365的上表面365U的邊緣上可以形成有凹部，柔性基板60可終止于該凹部，柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29也可在該凹部內(nèi)連接。通過柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29，在載荷承受部或者受支承部上的載荷承受部或者受支承部的厚度范圍的區(qū)域中連接，電連接部64不會(huì)從載荷承受部或者受支承部的厚度方向突出來。因此，測壓元件能夠制造得更薄。
[0131]圖34為作為顯示第一種實(shí)施方式的其他變化形式的變形元件36與纜線29的立體圖。在這種變形方式中，柔性基板60終止于第一連接部363的端面。柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29在第一連接部363的端面連接。如圖35所示，柔性基板60可終止于受支承部即第二連接部365的端面，柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29也可在該端面連接。通過柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29，在載荷承受部或者受支承部上的載荷承受部或者受支承部的厚度范圍內(nèi)的區(qū)域中連接，電連接部64不會(huì)從載荷承受部或者受支承部的厚度方向突出來。因此，測壓元件能夠制造得更薄。
[0132]圖36為作為顯示第一種實(shí)施方式的其他變化形式的變形元件36與纜線29的立體圖。與圖31不同的是，柔性基板60設(shè)置于凹部370內(nèi)，并附著于變形部分361的下表面361L上。在變形部分361上，纜線29的一個(gè)端部與柔性基板60的內(nèi)部線路62連接。纜線29從變形部分361延伸通過第一連接部363，通過膠帶50粘附于第一連接部363的上表面363U。纜線29也可從變形部分361延伸通過第二連接部365。無論如何，由于連接部64設(shè)置于變形元件36的凹部370內(nèi)，盡管厚度也取決于連接橋40的形狀、位置以及尺寸，測壓元件34的厚度也有變小的可能性。
[0133]圖37為作為顯示第一種實(shí)施方式的其他變化形式的變形元件36與纜線29的立體圖。在這種變形方式中，柔性基板60從變形部分361延伸到載荷承受部即第一連接部363，柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29在第一連接部363上的第一連接部363厚度范圍內(nèi)的區(qū)域中連接。與圖32不同的是，應(yīng)變片38設(shè)置于凹部370內(nèi)，柔性基板60附著于變形部分361的下表面361L上。在第一連接部363的下表面363L上形成有凹部397，柔性基板60終止于凹部397內(nèi)。柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29在凹部397內(nèi)連接。在受支承部即第二連接部365的下表面365L的邊緣上形成有凹部，柔性基板60可終止于該凹部，柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29也可在該凹部內(nèi)連接。通過柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29，在載荷承受部或者受支承部上的載荷承受部或者受支承部的厚度范圍內(nèi)的區(qū)域中連接，電連接部64不會(huì)從載荷承受部或者受支承部的厚度方向突出來。因此，測壓元件能夠制造得更薄。
[0134]圖38為作為顯示第一種實(shí)施方式的其他變化形式的變形元件36與纜線29的立體圖。與圖34不同的是，應(yīng)變片38設(shè)置于凹部370內(nèi)，柔性基板60附著于變形部分361的下表面361L上。在這種變形方式中，柔性基板60終止于第一連接部363的端面。柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29在第一連接部363的端面連接。柔性基板60可終止于受支承部即第二連接部365的端面，柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29也可在該端面連接。通過柔性基板60的內(nèi)部線路62與纜線29，在載荷承受部或者受支承部上的載荷承受部或者受支承部的厚度范圍內(nèi)的區(qū)域中連接，電連接部64不會(huì)從載荷承受部或者受支承部的厚度方向突出來。因此，測壓元件能夠制造得更薄。
[0135]參考圖32至圖38的上述變化形式可適用于第二至第四種實(shí)施方式。
[0136]其他的變化形式
[0137]在上述的實(shí)施方式中，由兩個(gè)第一臂部362和第一連接部363構(gòu)成的組件即為載荷承受部，載荷施加于載荷承受部上，而由兩個(gè)第二臂部364和第二連接部365構(gòu)成的組件即為由支承件來支承的受支承部。然而，變形元件36自身并不僅限于這種用途，而是變形元件36可以用于，將沿垂直方向向下的載荷施加于第二臂部364，第一臂部362固定在的支承件上。即，由兩個(gè)第一臂部362和第一連接部363構(gòu)成的組件可為由支承件來支承的受支承部，由兩個(gè)第二臂部364和第二連接部365構(gòu)成的組件可為載荷承受部，載荷施加于載荷承受部上。這種情況下，圖17和圖26的示意圖的正負(fù)標(biāo)記顛倒。無論如何，變形元件36可通過載荷承受部和受支承部保持大體水平的狀態(tài)，且變形部分361變形成S形的方式來使用。
[0138]在上述的實(shí)施方式中，如圖12和圖13所示，使用在中央部分402形成有凸臺(tái)403的連接橋40。然而，如圖39和圖40所示，也可使用在中央部分402沒有形成凸臺(tái)403的另一種連接橋40。這種情況下，因中央部分402沒有因凸臺(tái)形成的臺(tái)階，能夠使連接橋40變薄。因此，測壓元件34也可以進(jìn)一步地變薄。
[0139]在上述的實(shí)施方式中，盡管變形元件36和其他部分通過使用鉚釘47、48來固定，也可使用螺絲機(jī)構(gòu)(例如螺栓與螺母的組件)來代替至少一個(gè)鉚釘。
[0140]雖然參考優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地展示和說明，但應(yīng)該理解的是，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種變形。這些變形、替換和修改應(yīng)包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變形元件，該變形元件包括: 載荷承受部，載荷施加于該載荷承受部上； 受支承部，該受支承部由支承件支承； 變形部分，該變形部分連接于所述載荷承受部和所述受支承部，該變形部分附著有應(yīng)變片； 其中，所述載荷承受部、所述受支承部和所述變形部分包括位于相同平面上的表面；其中，所述變形部分的厚度小于所述載荷承受部的厚度和所述受支承部的厚度，并且所述變形部分在與所述平面相反的一側(cè)上形成有凹部，該凹部位于所述載荷承受部和所述受支承部之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變形元件，其中，該變形元件為關(guān)于對稱軸的軸對稱形狀，其中所述變形部分設(shè)置于該變形元件的中央、沿與所述對稱軸的延伸方向相同的方向延伸并且包括第一端部和第二端部，該變形元件還包括: 兩個(gè)第一臂部，該兩個(gè)第一臂部平行于所述對稱軸延伸； 第一連接部，該第一連接部沿橫穿所述對稱軸的方向延伸，并且連接于所述第一臂部和所述變形部分的所述第一端部； 兩個(gè)第二臂部，該第二臂部設(shè)置為比所述第一臂部更接近所述變形部分，并且平行于所述對稱軸的延伸；以及 第二連接部，該第二連接部沿橫穿所述對稱軸的方向延伸，并且連接于所述第二臂部和所述變形部分的所述第二端部； 在包括所述兩個(gè)第一臂部和所述第一連接部的組件和包括所述兩個(gè)第二臂部和所述第二連接部的組件中，其中一者為所述載荷承受部，另一者為所述受支承部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變形元件，其中，該變形元件由粉末冶金制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變形元件，其中，該變形元件通過壓力成型和燒結(jié)金屬粉末而獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變形元件，其中，該變形元件通過金屬射出成型而獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變形元件，其中，所述凹部包括靠近所述載荷承受部的第一傾斜面和靠近所述受支承部的第二傾斜面，所述第一傾斜面傾斜為使得越靠近所述載荷承受部就越遠(yuǎn)離所述平面，且所述第二傾斜面傾斜為越靠近所述受支承部就越遠(yuǎn)離所述平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變形元件，其中，所述載荷承受部包括設(shè)置于與所述平面相反的一側(cè)上的加強(qiáng)筋，并且所述受支承部包括設(shè)置于與所述平面相反的一側(cè)上的加強(qiáng)筋。
8.—種測壓元件，該測壓元件包括: 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的變形元件；以及 應(yīng)變片，該應(yīng)變片附著于所述變形元件的所述變形部分，并且響應(yīng)于所述變形部分的變形而產(chǎn)生信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測壓元件，其中，該測壓元件還包括連接于所述應(yīng)變片的外部纜線，其中各個(gè)所述應(yīng)變片設(shè)置于柔性基板上，該柔性基板包括連接于所述應(yīng)變片的線路，并且各個(gè)所述應(yīng)變片位于所述變形部分上，所述柔性基板從所述變形部分向所述載荷承受部或所述受支承部延伸，并且其中各個(gè)所述柔性基板內(nèi)的所述線路連接于位于所述載荷承受部或所述受支承部處于所述載荷承受部或所述受支承部的厚度范圍內(nèi)的部分上的所述外部纜線中的任意一根。
10.一種重量測定裝置，該重量測定裝置包括: 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測壓元件；以及 平臺(tái) ，該平臺(tái)用于將載荷傳遞給所述變形元件的載荷承受部。
【文檔編號(hào)】G01G3/12GK104075782SQ201410067349
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月27日
【發(fā)明者】蔦谷孝夫, 佐佐木伸治, 小林広拓 申請人:株式會(huì)社百利達(dá)