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公開番号2024094976
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-10
出願番号2022211925
出願日2022-12-28
発明の名称ロードセル
出願人株式会社昭和測器
代理人個人,個人
主分類G01L 1/22 20060101AFI20240703BHJP(測定;試験)
要約【課題】荷重以外の応力による影響を少なくした高精度のロードセルを得る。
【解決手段】起歪体11は一体の金属ブロックから切削されている。荷重受部12の周囲に環状の枠体部13が配置され、荷重受部12と枠体部13間に歪みゲージ17を貼付した第1の可動梁部14が設けられている。第1の可動梁部14の一端は荷重受部12に連結され、他端は枠体部13上に設けた第2の可動梁部21を介して枠体部13に連結されている。第2の可動梁部21は長手方向が第1の可動梁部14に対して直交するように配置され、中央部23に第1の可動梁部14が接続されている。第2の可動梁部21は、その両側の端縁22において枠体部13と結合され、中央部23と両側の端縁22との間に、それぞれ2枚の板体24a、24bが掛け渡されて上下方向に貫通する溝部25が設けられ、可撓性を有する撓み機構とされている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一体の金属製ブロックを加工して形成した起歪体を有し、該起歪体は、中心部に荷重受部、外側周囲に環状の枠体部を配置し、孔部を設けると共に歪みゲージを貼付した複数個の角柱状の第１の可動梁部を前記荷重受部から外側に向けて水平かつ放射状に突出し、前記枠体部上に前記第１の可動梁部の長手方向と直交する方向に第２の可動梁部を配置し、該第２の可動梁部の長手方向の中央部に前記第１の可動梁部の端部を連結したロードセルにおいて、
前記第２の可動梁部は、断面を角型とし、前記枠体部上に接合した両側の端縁と前記中央部との間に撓み機構をそれぞれ設けたことを特徴とするロードセル。
続きを表示（約 270 文字）【請求項２】
前記撓み機構は、前記中央部と前記両側の端縁とのそれぞれの間に、２枚の板体を平行に掛け渡し、前記２枚の板体間に上下方向に貫通したスリット状の溝部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のロードセル。
【請求項３】
前記第１の可動梁部は３個とし、前記荷重受部から前記枠体部に向けて放射状に配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のロードセル。
【請求項４】
前記第１の可動梁部はロバーバル機構とし、上下面の薄肉梁部に前記歪みゲージを貼付したことを特徴とする請求項１又は２に記載のロードセル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高さが低く薄型でありながら、加工が容易で高精度なロードセルに関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１においては、例えば図４の斜視図に示すように、ロードセルの起歪体１１は、金属ブロックから切削加工により切り出されている。起歪体１１の中心に位置する円柱状の荷重受部１２の周囲に環状の枠体部１３が配置され、荷重受部１２と枠体部１３間には、角柱状の例えば３個の可動梁部１４が放射状に掛け渡されている。
【０００３】
各可動梁部１４の一端は荷重受部１２に直接連結され、他端は枠体部１３に設けた壁部１５を介して枠体部１３に接合されている。この壁部１５は可動梁部１４に対して直交するような向きにして枠体部１３上に配置され、その両側の端縁の下部において枠体部１３と一体にされており、壁部１５は可動梁部１４の方向に可撓性を有している。
【０００４】
可動梁部１４には、水平方向に横切る楕円形の孔部１６が穿孔され、ロバーバル機構が構成されている。孔部１６の上下面の薄肉梁部には、それぞれ歪みゲージ１７が貼り付けられている。なお、荷重受部１２には負荷荷重に連結するためのねじ孔１８が穿孔されている。
【０００５】
荷重受部１２に負荷荷重を上下方向に掛けると、荷重は３等分され、各可動梁部１４において、ホイートストンブリッジ回路を構成する歪みゲージ１７によって荷重を測定することができるので、各歪みゲージ１７の出力を加算すればよい。この場合に可動梁部１４には、荷重に比例して発生する曲げ歪み以外の張力による変形が生ずる。この変形はヒステリシスに影響を与えるが、枠体部１３上に設けた壁部１５が可動梁部１４の方向に撓むことによりこの余分な変形が吸収されるので、歪みゲージ１７の出力はこのヒステリシスの影響を受けずに、荷重を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許公報第２９６２７０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この従来のロードセルは、図５に示すように、荷重受部１２に上方からの荷重Ｆａを加えた場合に、壁部１５の両下端部が固定され、中間部が可撓性を有するので、壁部１５の中央部上部には可動梁部１４方向に圧縮応力、下部には引張応力が発生し、壁部１５の長手方向の軸線を中心とする矢印のような回転モーメントＭａが生ずる。また、図６に示すように、荷重受部１２に下方からの荷重Ｆｂを加えた場合に、壁部１５には矢印のような回転モーメントＭｂが同様に発生する。これらの回転モーメントＭは歪みゲージ１７の出力に加わって、測定精度を低下させる原因となる。
【０００８】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、歪みゲージを貼り付けた第１の可動梁部に加わる回転モーメントの作用を減少すると共に、余分な変形ヒステリシスを効果的に吸収するために、可撓板部を用いた撓み機構を採用することにより、高精度の出力が得られるロードセルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るロードセルは、一体の金属製ブロックを加工して形成した起歪体を有し、該起歪体は、中心部に荷重受部、外側周囲に環状の枠体部を配置し、孔部を設けると共に歪みゲージを貼付した複数個の角柱状の第１の可動梁部を前記荷重受部から外側に向けて水平かつ放射状に突出し、前記枠体部上に前記第１の可動梁部の長手方向と直交する方向に第２の可動梁部を配置し、該第２の可動梁部の長手方向の中央部に前記第１の可動梁部の端部を連結したロードセルにおいて、前記第２の可動梁部は、断面を角型とし、前記枠体部上に接合した両側の端縁と前記中央部との間に撓み機構をそれぞれ設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るロードセルは、第１の可動梁部と枠体部間に第２の可動梁部を配置し、第２の可動梁部の機能により、精度の良い計測値が得られる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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