Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsstruktur
für ein Sensorelement vom Dehnungs-Mess-Typ, das zum Messen eines Beladungsgewichts
eines Fahrzeugs, z. B. eines Lastkraftwagens, verfügbar ist.
In neuerer Zeit leidet ein Fahrzeug, das mit einer schweren Ladung
beladen ist, zum Beispiel ein Lastkraftwagen, unter Problemen. Zum Beispiel verursacht
sie einen Verkehrsunfall dann, wenn sie sich auf eine Seite während des Fahrens
legt, und verschlechtert schnell das Fahrzeug per se oder die Straße. Eine
der Ursachen solcher Probleme ist eine Überladung. Eine Maßnahme, die
vorgenommen worden ist, um diese Überladung zu verhindern, ist diejenige, das
Ladegewicht des Fahrzeugs, d. h. eine Last, die auf das Fahrzeug einwirkt, zu messen.
Herkömmlich wird die Fahrzeuglast in einem Zustand gemessen,
in dem das Fahrzeug, das gewogen werden soll, auf einer Plattformwaage abgestellt
wird. Dementsprechend ist das Messgerät groß und ein großer Raum
ist für dessen Installation erforderlich. Aus diesem Grund ist die Anzahl der
Plattformwaagen, die installiert werden können, begrenzt, und deren Installationskosten
sind hoch.
In neuerer Zeit wird eine Lademessvorrichtung verwendet, die eine
Fahrzeugbeladung in einem Zustand misst, in dem die Vorrichtung an dem Fahrzeug
per se montiert ist.
Ein Schäkel wird zwischen einem ersten Ende einer Blattfeder,
die an ihrem zweiten Ende mit einer eine Last tragenden Plattform über einen
gegabelten Träger verbunden ist, und einem anderen Träger, der mit der
die Last tragenden Plattform verbunden ist, zwischengefügt. In einer Lastmessvorrichtung,
die in der JP-A-8-313332 offenbart ist, wird, basierend auf dieser Struktur, ein
Sensorelement vom Dehnungs-Mess-Typ zum Messen einer Fahrzeuglast, wie beispielsweise
ein Dehnungs-Mess-Sensor, innerhalb eines Schäkel-Kastens befestigt, der dazu
verwendet wird, den Schäkel mit dem Träger in einer schwingenden Art und
Weise zu verbinden. Eine Last wird basierend auf der Summe der gemessenen Werte,
die von einer Vielzahl Messelemente entsprechend der Räder abgeleitet sind,
berechnet.
Jeder Lastsensor ist an dem zentralen Teil eines Plattenelements,
das mit einem isolierenden Film abgedeckt ist, angeordnet. Der Lastsensor umfasst
einen Widerstandsabschnitt, in dem vier Widerstände, die das Plattenelement
unter einem Winkel von 45° in sowohl der Längs- als auch der Breitenrichtung
schneiden, in einer im Wesentlichen rechtwinkligen Form verbunden sind, und vier
Anschlüsse, die an den Verbindungspunkten der Widerstände angeordnet sind.
Wenn entweder der Träger oder der Schäkel zu dem anderen
durch eine Last, die auf das Fahrzeug einwirkt, bewegt wird, wirkt eine Scherkraft
auf das Plattenelement in der Breitenrichtung ein, so dass die Widerstandswerte
der Widerstände variieren und eine Größe der Last erfasst wird.
In der Lastmessvorrichtung der JP-A-8-313332 sind die Sensorelemente
in den Aufnahmeteilen des Schäkels eingesetzt und sind dort fixiert. Dementsprechend
wird das Sensorelement manchmal gelöst und bewegt sich leicht. Dies gestaltet
die Messgenauigkeit schlecht.
Weiterhin ist es in der herkömmlichen Lastmessvorrichtung notwendig,
den Schäkel anzubohren, um das Sensorelement in die angebohrte Stelle einzusetzen,
und einen Leitungsdraht aus dem Schäkelfach herauszuführen. Dementsprechend
ist der Montagevorgang der Sensorelemente an den Lastmessstellen mühsam und
das Schäkelfach, das für den Lastmessort verwendet wird, wird in seiner
Festigkeit geschwächt.
Die US-A-5539158 offenbart eine Lastzelle und eine Wiegevorrichtung,
die einen Dehnungssensor umfasst, der in einer eine Dehnung induzierenden Vorrichtung
eingeschweißt ist.
Die US-A-3272003 offenbart Ermüdungslebensdauer-Messverfahren.
Die JP-A-2000019004 offenbart eine Fahrzeuglastmessungs-Sensoreinheit.
Die EP-A-908708 offenbart eine Sensorvorrichtung.
Dementsprechend liegt die Erfindung in einer Befestigungsstruktur
für ein Sensorelement, um ein Ladegewicht zu messen, das an einer Lastmessposition
befestigt ist, die aufweist:
ein Plattenelement, das an der Lastmessposition befestigt ist, wobei das Plattenelement
zwei Enden in einer Längsrichtung davon besitzt; und
einen Lastsensor, der an dem Plattenelement an einem zentralen Teil des Plattenelements
in der Längsrichtung befestigt ist,
gekennzeichnet dadurch,
dass die Lastmessposition an einer Oberfläche einer Fahrzeugachse angeordnet
ist; und
dass das Plattenelement an der ersten Oberfläche an nur zwei Punkten, ein Punkt
an jedem Ende, so angeschweißt ist, dass sich das Plattenelement in der Längsrichtung
entsprechend einer Spannkraft bzw. Zugkraft oder einer Druckkraft, die darauf aufgebracht
ist, verlängert und zusammenzieht.
In der Befestigungsstruktur ist das Plattenelement an der Achse an
einem Lastmessort angeschweißt. Dementsprechend kann das Sensorelement einfach
an dem Lastmessort befestigt werden. Dementsprechend verhindert die Befestigungsstruktur,
dass das Plattenelement gelöst wird und leicht bewegbar ist, und stellt demzufolge
eine genaue Messung der Last sicher. Wenn die Messung wiederholt wird, wird die
Messungsgenauigkeit nicht verschlechtert. Das Sensorelement ist an nur zwei Positionen
angeschweißt. Wenn mit der Befestigung an drei Punkten oder mehr verglichen
wird, kann die Erzeugung einer Schweißspannung in einer torsionsmäßigen
Richtung in dem Sensorelement verhindert werden und demzufolge wird eine stabile
Dehnungserfassung sichergestellt. Da das Schweißen an den Stellen, die am weitesten
von dem Lastsensor entfernt sind, vorgenommen wird, wird der Lastsensor weniger
durch Wärmeleitung beeinflusst.
Vorzugsweise ist das Plattenelement in der Befestigungsstruktur für
ein Sensorelement so dünn, um nicht durch die Druckkraft, die auf den Lastmessort
aufgebracht wird, gewölbt zu werden. Da das Plattenelement dünn ist, wird
ein geeignetes Verschweißen an dem Lastmessort sichergestellt. Da das Plattenelement
in einem solchen Umfang dünn ist, um eine Auslenkung durch das Wölben
zu vermeiden, wird ein genaues Erfassen der Last sichergestellt.
Vorzugsweise ist der Lastsensor in der Befestigungsstruktur für
ein Sensorelement so angeordnet, dass vier Widerstände, die aus einem leitfähigen
Material gebildet sind, als Brücke auf einen isolierenden Bereich, der auf
der Rückseite des Plattenelements gebildet ist, verbunden sind, wobei die Widerstände
an vier Verbindungspunkten verbunden sind, und wobei eine Spannung an zwei Verbindungspunkten,
die auf einer diagonalen Linie angeordnet sind, angelegt wird, und wobei eine Potenzialdifferenz
zwischen den zwei Verbindungspunkten, die auf der diagonalen Linie angeordnet sind,
auftritt, und entsprechend einer Druckkraft oder einer Zugkraft, die auf das Plattenelement
einwirkt, variiert, und wobei die zwei Widerstände der vier Widerstände
gegenüberliegend auf dem isolierenden Bereich in der Längsrichtung des
Plattenelements angeordnet sind, während die verbleibenden, gepaarten Widerstände
gegenüberliegend an dem isolierenden Bereich in der Breitenrichtung angeordnet
sind.
In der Befestigungsstruktur, die so aufgebaut ist, wirkt eine Druckkraft
oder eine Zugkraft, die auf das Plattenelement über die Schweißteile aufgebracht
ist, auf die Widerstände so ein, um Widerstandswerte davon zu variieren. Eine
Last, die auf den Lastmessort einwirkt, kann genau erfasst werden.
In den Zeichnungen:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht, die eine Befestigungsstruktur
eines Sensorelements gemäß der Erfindung darstellt;
2 zeigt eine Seitenansicht, die die Befestigungsstruktur
der 1 darstellt;
3 zeigt eine Ansicht, die einen Aufbau der Sensorelemente,
die an einem Fahrzeug befestigt sind, in einer Modell-Form darstellt;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht, die ein Sensorelement
darstellt, das an der hinteren Achse eines Fahrzeugs befestigt ist;
5 zeigt eine Längsschnittansicht, die das Sensorelement
darstellt, das an der Hinterachse eines Fahrzeugs befestigt ist;
6A zeigt eine vergrößerte Draufsicht, die
einen Lastsensor für ein Fahrzeug darstellt, und 6B
zeigt ein Diagramm, das eine äquivalente Schaltung davon darstellt; und
7 zeigt eine vergrößerte Draufsicht, die
einen Lastsensor, der mit einem Biegen der Achse deformiert ist, darstellt.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ein Sensorelement 1 zum Messen einer Last an einem Fahrzeug,
wie beispielsweise einem Ladegewicht, umfasst, wie in den 1
und 2 dargestellt ist, ein im Wesentlichen rechtwinkliges
Plattenelement 2 als ein Trageelement und einen Lastsensor 3,
der an dem zentralen Teil des Plattenelements 2 in der Längsrichtung
X gebildet ist.
Sensorelemente 1 sind, wie in 3
dargestellt ist, an dem rechten und dem linken Teil sowohl der vorderen als auch
der hinteren Achse 4 und 5 so befestigt, dass eine Länge
des Plattenelements 2 in der Längsrichtung X in einer Richtung einer
Zugkraft oder einer Druckkraft verlängert oder zusammengezogen wird, die auf
einen Lastmessort einwirkt, nämlich die Länge davon wird parallel zu der
Breitenrichtung M des Fahrzeugs 6 verlängert und zusammengezogen.
In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 7 Vorderräder
7 und das Bezugszeichen 8 bezeichnet Hinterräder. Die Plattenelemente
2 sind jeweils an den oberen Flächen der Achsen 4 und
5 befestigt. Beide Enden 2a und 2b jedes Plattenelements
2 sind, wie in den 1 und 2
dargestellt ist, an jeder der Achsen 4 und 5 als Lastmessorte
angeschweißt.
In der Ausführungsform umfasst die Achse 5, wie in den
4 und 5 dargestellt ist,
eine Antriebswelle 5a, ein Hinterachsrohr 5b, das die Antriebswelle
5a umgibt, und eine Hinterradtrommel 10, die an dem Hinterachsrohr
5b über die Lager 9, die dazwischengefügt sind, gehalten
ist. Ein Fahrzeuggewicht wird vollständig durch das Hinterachsrohr
5b aufgenommen und die Antriebswelle 5a arbeitet nur dahingehend,
ein Drehmoment zu übertragen, während sie durch das Hinterachsrohr
5b mittels der Lager 9 getragen wird. Wenn das Gewicht des Fahrzeugs
6 und das Beladegewicht auf die Achse 5 einwirken, wird das Hinterachsrohr
5b nach oben gebogen. Eine Druckkraft wirkt auf die Oberfläche des
Hinterachsrohrs 5b ein, während eine Zugkraft auf die untere Fläche
des Hinterachsrohrs 5beinwirkt. In der Ausführungsform sind die Plattenelemente
2 jeweils an der oberen Fläche des Hinterachsrohrs 5b befestigt.
Dementsprechend nehmen die Plattenelemente 2 eine Druckkraft in der Längsrichtung
X auf. Jedes Plattenelement 2 kann an der unteren Fläche des Hinterachsrohrs
5b befestigt sein. In diesem Fall bringt das Plattenelement 2
eine Zugkraft in der Längsrichtung X auf. Weiterhin kann das Plattenelement
2 an einem Gehäuse 11 eines Differenzialgetriebes befestigt
sein, das an dem zentralen Teil des Hinterachsrohrs 5b angeordnet ist.
Die Vorderradachse 4 umfasst auch einen Teil, der durch das Fahrzeuggewicht
gebogen wird. Das Plattenelement 2 ist an der oberen Fläche oder der
unteren Fläche des gebogenen Teils montiert.
Jedes Plattenelement 2 ist an der Vorderradachse
4 oder 5 an beiden Enden 2a und 2b in der Längsrichtung
X angeschweißt und befestigt, nämlich an zwei Punkten. Durch das Verschweißen
werden zwei Schweißpunkte 12a und 12b an jedem Plattenelement
2 gebildet. Das Verschweißen, um diese zu befestigen, ist gegenüber
anderen Befestigungsmitteln, wie beispielsweise Verkleben, Verschrauben, Verstiften,
oder dergleichen, dahingehend ausgezeichnet, dass dann, wenn der befestigte Teil
wiederholt unter eine Last versetzt wird, die Reproduzierbarkeit ein wenig verschlechtert
wird, und die Fähigkeit, eine Dehnung zu übertragen, ist hoch. In der
Ausführungsform wird ein Wolfram-Inertgas-(TIG)-Schweißen für den
Schweißvorgang verwendet. Das Befestigen über die zwei Punkte ist gegenüber
dem Befestigen über mehrere Punkte, d. h. drei Punkte oder mehr, dahingehend
bevorzugt, dass es die Erzeugung einer Schweißspannung in einer Torsionsrichtung
in dem Sensorelement 1 unterdrückt, und demzufolge wird eine stabile
Dehnungserfassung sichergestellt. Das Plattenelement 2 ist an der Radachse
4 oder 5 angeschweißt, während ein Spalt &dgr; zwischen
dem Plattenelement 2 und der Radachse 4 oder 5 beibehalten
wird, wie dies in 2 dargestellt ist.
Um das Plattenelement 2 zu bilden, wird eine Stahlplatte
zu einer im Wesentlichen rechtwinkligen Form gestanzt. Ein Isolationsbereich (der
nicht dargestellt ist) ist an der Oberfläche des Plattenelements
2 durch Beschichten davon mit einem isolierenden Film, der aus Siliziumoxid,
oder dergleichen, gebildet ist, hergestellt. Ausschnitte 13 sind an beiden
Seiten des zentralen Teils des Plattenelements 2 in der Längsrichtung
X gebildet, und demzufolge wird dieser Teil in der Breite schmaler gemacht. Das
Plattenelement 2 wird vorzugsweise aus einer Platte aus rostfreiem Stahl
gebildet, und noch bevorzugter aus einem martensitischen, rostfreien Stahl (SUS630)
vom Typ mit einer Präzipitationshärtung, dessen Zusammensetzung 17Cr –
4Ni – 4Cu – 0,06C – 0,25Nb (Zahl: Punkte – nass (pts.
wet.)) aufweist. Wenn der rostfreie Stahl, der eine solche Zusammensetzung besitzt,
verwendet wird, wird die Temperaturcharakteristik im Niedertemperaturbereich verbessert.
Das Plattenelement 2 ist so aufgebaut, dass kein Wölben
durch die Druckkraft, die vorstehend erwähnt ist, hervorgerufen wird. Dort,
wo das Plattenelement 2 so gebogen oder zu einer Wölbung durch die
Druckkraft gebracht wird, ist eine korrekte Dehnungserfassung unmöglich. Weiterhin
ist es in einem solchen Umfang dünn gemacht, dass kein Wölben durch die
Druckkraft hervorgerufen wird, um so ein leichtes Stanzen oder Verschweißen
sicherzustellen.
Eine minimale Dicke "h" des Plattenelements 2, bei der das
Wölben nicht hervorgerufen wird, kann durch die Euler-Formel, die nachfolgend
angegeben ist, erhalten werden.
&sgr; = n·(n2·E·I)/(A·L2)(1)
wobei
- &sgr;:
- Wölbungsspannung (MPa)
- n:
- Befestigungskoeffizient (n = 4, wenn beide Enden befestigt sind)
- E:
- elastisches Längsmodul (MPa) eines Materials des Plattenelements
2
- I:
- Trägheitsmoment des Bereichs (mm4)
- L:
- Länge (mm) des Plattenelements 2 in der Längsrichtung
- A:
- Querschnittsflächenbereich (mm2) des Plattenelements
2 in der Breitenrichtung Y.
Unter der Annahme, dass die Wölbungsspannung &sgr; in dem Plattenelement
2 höher als die 2%-Sicherheitsspannung von SUS630 (883 MPa) eingestellt
wird, nämlich &sgr; ≥ 883 (MPa), und die Höhe (Dicke) und die
Breite eines rechtwinkligen Querschnittsflächenbereichs des Plattenelements
2 "h" und "b" sind, und durch Substituieren von I = bh3/12 in
die Gleichung (1), erhält man
883 ≤ n·(n2·E·bh3/12)/(bh·L2)
≤ n·n2·E·h2/(12·L2) h
≤ L·((883·12)/(n·n2 E))1/2(2)
Unter der Annahme, dass n (Befestigungskoeffizient) = 4, E (elastisches
Längsmodul von SUS630) = 196200 (MPa), und L = 20 (mm) gilt, und durch Substituieren
dieser Werte in die Gleichung (2), erhält man
h ≥ 0,037·L h ≥ 0,74(3)
Dann gilt h ≥ 0,74 (mm) und eine Dicke des Plattenelements
2 beträgt 0,74 (mm). Dementsprechend wird, ohne dass die Dicke des
Plattenelements 2 gleich zu oder kleiner als 0,74 (mm) ist, kein Wölben
des Plattenelements 2 durch die Druckkraft hervorgerufen, und es dehnt
sich und zieht sich entsprechend einer Last, die aufgebracht ist, zusammen.
Der Lastsensor 3 ist auf einem isolierenden Bereich, der
aus einem Siliziumoxidfilm, oder dergleichen, besteht, an dem zentralen Teil einer
der Oberflächen des Plattenelements 2 gebildet.
Der Lastsensor 3, wie er in den 6A
und 6B dargestellt ist, enthält eine Brückenverbindung
aus vier Widerständen 14a, 14b, 14c und
14d, die aus einem leitenden Material gebildet sind. An Verbindungspunkten
dieser Widerstände 14a bis 14d wird eine Spannung zwischen
zwei Verbindungspunkten, die auf einer der diagonalen Linien angeordnet sind, angelegt.
Dann tritt eine Potenzialdifferenz zwischen zwei Verbindungspunkten an der anderen
diagonalen Linie auf und variiert entsprechend einer Druckkraft oder einer Dehnungskraft,
die auf das Plattenelement 2 einwirkt.
Diese vier Widerstände 14a bis 14d sind so
gebildet, dass sie schmal unter gleichen Raten und Breiten sind, und die Anschlüsse
davon sind so gebildet, um in der Form ein Quadrat zu bilden. In diesem Fall sind
zwei Widerstände 14a und 14c dieser Widerstände
14a bis 14d zueinander in der Längsrichtung X des Plattenelements
2 beabstandet. Ein anderes Paar der Widerstände 14b und
14d ist zueinander in der Breitenrichtung Y beabstandet. Die Widerstände
14a, 14b, 14c und 14d sind auf das Plattenelement
2 so aufpastiert, um entsprechend der auf das Plattenelement
2 aufgebrachten Last expandiert oder kontrahiert zu werden. Als eine Folge
variieren die elektrischen Widerstände der Widerstände 14a,
14b, 14c und 14d. Die Anschlüsse 14e,
14f, 14g und 14h sind an den vier Verbindungspunkten
dieser vier Widerstände 14a bis 14d vorgesehen. Genauer gesagt
sind die Anschlüsse 14e, 14f, 14g und
14h jeweils zwischen den Widerständen 14a und 14b,
den Widerständen 14b und 14c, den Widerständen
14c und 14d, und den Widerständen 14d und
14a, so vorgesehen, dass diese Widerstände 14a bis
14d elektrisch verbunden sind. Diese Anschlüsse 14e bis
14h sind jeweils in der Form quadratisch. Die Seiten dieser Quadrate erstrecken
sich parallel zu der Längsrichtung X und der Breitenrichtung Y. Wenn eine Spannung
V von einer Stromversorgungsquelle B zwischen dem Anschluss 14e, der zwischen
den Widerständen 14a und 14b angeordnet ist, und dem Anschluss
14g, der zwischen den Widerständen 14c und 14d angeordnet
ist, angelegt wird, tritt ein Signal S zwischen dem Anschluss 14f für
die Widerstände 14b und 14c und dem Anschluss 14h
für die Widerstände 14b und 14c auf. Das Signal S variiert
entsprechend einer Last, die auf das Plattenelement 2 in der Längsrichtung
X aufgebracht ist. Folglich bilden diese Widerstände eine Halbleiterwiderstandsbrücke,
deren Ausgangssignal entsprechend einer Last, die auf das Plattenelement
2 in der Längsrichtung X aufgebracht ist, variiert.
Die Sensorelemente 1 sind an den Vorderradachsen
4 und 5 befestigt, während sie mit Gehäusen
15 abgedeckt sind (5).
Die Betriebsweise der Sensorelemente 1, die an den Achsen
4 und 5 montiert sind, an denen die Lastmessorte angeordnet sind,
wird nun beschrieben.
Wenn die Achsen 4 und 5 durch eine Last, die auf
das Fahrzeug 6 einwirkt, gebogen werden, wird das Plattenelement
2 jedes Sensorelements 1 über die zwei Schweißteile
12a und 12b komprimiert. In dem Lastsensor 3 verbleiben,
wie in 7 dargestellt ist, die Dimensionen der paarweise
angeordneten Widerstände 14a und 14c des Plattenelements
2, die sich in der Längsrichtung X gegenüberliegen, unverändert.
Allerdings zieht sich das Paar der Widerstände 14b und 14d
des Plattenelements 2, die in der Breitenrichtung Y gegenüberliegend
angeordnet sind, um gleiche Längen gegenüber den ursprünglichen Dimensionen
zusammen. Dementsprechend verbleiben die Widerstandswerte R14a und R14c der Widerstände
14a und 14c unverändert, allerdings werden die Widerstandswerte
R14b und R14d der Widerstände 14b und 14d etwas gegenüber
den ursprünglichen Werten verringert. Als Folge fällt ein Potenzial V4f
= Vx{R14b/(R14b + R14c)}, das an dem Anschluss 14f auftritt, gegenüber
seinem ursprünglichen Wert ab, allerdings steigt ein Potenzial V4ah = Vx{R14a/(R14a
+ R14d)} an dem Anschluss 4h gegenüber seinem ursprünglichen
Wert an. Eine Potenzialdifferenz V4f – V4h zwischen den Anschlüssen
4f und 4h ändert sich gegenüber deren ursprünglichem
Wert. Dementsprechend ändert sich, wenn die Vorderradachsen 4 und
5 durch die Last, die auf das Fahrzeug 6 einwirkt, gebogen werden,
der Ausgangssignalwert des Lastsensors 3 gegenüber seinem ursprünglichen
Wert. Eine Variation des Ausgangssignalwerts ist proportional zu einer Variation
der Last.
Signale, die von den Lastsensoren 3 abgeleitet sind, werden
in eine Steuereinheit (nicht dargestellt) eingegeben; die Steuereinheit wiederum
berechnet ein Gewicht einer Last auf einem Fahrzeug basierend auf den Signalen von
den Sensoren; und wenn das Beladungsgewicht ein Grenzgewicht übersteigt, wird
ein Alarm im Bereich des Sitzes des Fahrers, oder dergleichen, eingeschaltet.
In der Ausführungsform, die vorstehend erwähnt ist, wird
die Achse für die Lastmessorte zum Befestigen der Sensorelemente verwendet.
Die Sensorelemente können, falls erforderlich, an einer Wandfläche des
Kolbens einer Spritzgießmaschine oder eines Vorratsbehälters angebracht
werden, und Lasten, die darauf einwirken, können gemessen werden.
Wie anhand der vorstehenden Beschreibung gesehen wird, schafft die
Erfindung eine Befestigungsstruktur für ein Sensorelement, bei der ein Lastsensor
an dem zentralen Teil eines Plattenelements als ein Trageelement eines Sensorelements
in der Längsrichtung angeordnet ist, das Plattenelement an einem Lastmessort
so angeordnet ist, dass sich eine Länge des Plattenelements, wenn in der Längsrichtung
gesehen wird, entsprechend einer Zugkraft oder einer Druckkraft, die auf den Lastmessort
aufgebracht ist, expandiert und kontrahiert, und beide Enden des Plattenelements
sind, wenn in der Längsrichtung gesehen wird, an dem Lastmessort angeschweißt.
In der Befestigungsstruktur ist das Plattenelement durch Verschweißen befestigt.
Dementsprechend kann das Sensorelement einfach an dem Lastmessort befestigt werden.
Dementsprechend verhindert die Befestigungsstruktur, dass das Plattenelement gelöst
wird und leicht bewegbar ist und stellt demzufolge eine genaue Messung der Last
sicher. Wenn die Messung wiederholt wird, verbleibt die Messungsgenauigkeit unverändert.
Das Sensorelement ist an nur zwei Positionen verschweißt. Wenn mit der Befestigung
an drei Punkten oder mehr verglichen wird, kann eine Erzeugung einer Schweißspannung
in einer Torsionsrichtung in dem Sensorelement verhindert werden und demzufolge
kann eine stabile Dehnungserfassung sichergestellt werden. Da das Verschweißen
an den Stellen, die am weitesten von dem Lastsensor entfernt sind, vorgenommen wird,
wird der Lastsensor weniger durch Wärmeleitung beeinflusst.
In der Befestigungsstruktur für ein Sensorelement ist das Plattenelement
in dem Umfang dünn, dass kein Wölben des Plattenelements durch die Druckkraft,
die auf den Lastmessort aufgebracht wird, hervorgerufen wird. Deshalb wird ein geeignetes
Verschweißen an dem Lastmessort sichergestellt. Da das Plattenelement in einem
solchen Umfang dünn ist, um die Auslenkung durch das Wölben zu vermeiden,
wird eine genaue Lasterfassung sichergestellt.
In der Befestigungsstruktur für ein Sensorelement ist der Lastsensor
so angeordnet, dass vier Widerstände, die aus einem leitfähigen Material
gebildet sind, als Brücke auf einem isolierenden Bereich, der auf der Rückseite
des Plattenelements gebildet ist, verbunden sind, die Widerstände an vier Verbindungspunkten
verbunden sind und eine Spannung an die zwei Verbindungspunkte, die auf einer diagonalen
Linie angeordnet sind, angelegt, und eine Potenzialdifferenz zwischen den zwei Verbindungspunkten,
die auf der diagonalen Linie angeordnet sind, auftritt und entsprechend einer Druckkraft
oder einer Zugkraft, die auf das Plattenelement einwirkt, variiert, und die zwei
Widerstände der vier Widerstände sind gegenüberliegend zueinander
auf dem isolierenden Bereich in der Längsrichtung des Pattenelements angeordnet,
während die verbleibenden, gepaarten Widerstände gegenüberliegend
auf dem isolierenden Bereich in der Breitenrichtung angeordnet sind. In der Befestigungsstruktur,
die so angeordnet ist, wirkt eine Druckkraft oder eine Zugkraft, die auf das Plattenelement
über die verschweißten Teile aufgebracht wird, auf die Widerstände
so ein, um Widerstandswerte davon zu variieren. Eine Last, die auf den Lastmessort
einwirkt, kann korrekt erfasst werden.