JPH0378637A - 多分力・力検出器 - Google Patents
多分力・力検出器Info
- Publication number
- JPH0378637A JPH0378637A JP21566089A JP21566089A JPH0378637A JP H0378637 A JPH0378637 A JP H0378637A JP 21566089 A JP21566089 A JP 21566089A JP 21566089 A JP21566089 A JP 21566089A JP H0378637 A JPH0378637 A JP H0378637A
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- JP
- Japan
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- force
- axis
- load receiving
- flexure
- strain
- Prior art date
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- Granted
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- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、３方向の力と３方向の偶力とを同時に測定す
るための多分カー力検出器に関するものである。
るための多分カー力検出器に関するものである。
［従来の技術］
この種の多分力ロードセルは従来から種々の方式が知ら
れており、例えば特公昭６３−６１６０９号公報には第
４図に示すような構成のロードセルが開示されている。
れており、例えば特公昭６３−６１６０９号公報には第
４図に示すような構成のロードセルが開示されている。
このロードセルは枠体１の中央部に荷重受部２を配置し
、枠体ｌとこの荷重受部２の間をＸ方向及びＹ方向を向
く起歪部である計４個の角柱部３により支えている。そ
して、角柱部３の枠体１側には可撓性を有するフレクシ
ャ４が形成され、角柱部３の荷重受部２側に歪ゲージ５
が取り付けられている。従って、Ｘ。
、枠体ｌとこの荷重受部２の間をＸ方向及びＹ方向を向
く起歪部である計４個の角柱部３により支えている。そ
して、角柱部３の枠体１側には可撓性を有するフレクシ
ャ４が形成され、角柱部３の荷重受部２側に歪ゲージ５
が取り付けられている。従って、Ｘ。
Ｙ、Ｚ方向の力が測定されると共に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
をそれぞれ中心とする偶力の測定を行うことができる。
をそれぞれ中心とする偶力の測定を行うことができる。
［発明が解決しようとする課題］
上述の形式の種の多分力ロードセルは、例えば自動車の
車輪に加わる分力を測定する場合に用いられるが、この
場合には荷重受部２に孔を設けて、この孔に車軸を挿通
して測定することになる。この場合に、荷重受部２には
相当に大きな力が加えられ、荷重受部２と角柱部３との
間がロードセルとしての重要な要素である機械的剛性が
低下し、多分力ロードセルで最大の問題である分力間の
相互干渉が発生する原因になる。また、車軸と荷重受部
２どの間に介在するベアリング部が回転により摩擦熱が
発生し、角柱部３に部分発熱となって伝達するので、角
柱部３に貼り付けた歪ゲージ５の温度特性に影響を及ぼ
し、測定精度に誤差を介入する虞れが多分にある。
車輪に加わる分力を測定する場合に用いられるが、この
場合には荷重受部２に孔を設けて、この孔に車軸を挿通
して測定することになる。この場合に、荷重受部２には
相当に大きな力が加えられ、荷重受部２と角柱部３との
間がロードセルとしての重要な要素である機械的剛性が
低下し、多分力ロードセルで最大の問題である分力間の
相互干渉が発生する原因になる。また、車軸と荷重受部
２どの間に介在するベアリング部が回転により摩擦熱が
発生し、角柱部３に部分発熱となって伝達するので、角
柱部３に貼り付けた歪ゲージ５の温度特性に影響を及ぼ
し、測定精度に誤差を介入する虞れが多分にある。
本発明の目的は、上述の欠点を解消し、機構的に強固で
ありながら偶力感度に優れ、かつ歪ゲージに荷重受部か
らの熱が伝達し難い多分力・力検出器を提供することに
ある。
ありながら偶力感度に優れ、かつ歪ゲージに荷重受部か
らの熱が伝達し難い多分力・力検出器を提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］
上記の目的を達成するために、本発明に係る多分力・力
検出器においては、枠体の中央部に荷重受部を配置し、
該荷重受部の周囲４方向に長溝とフレクシャから成る１
字状部を形成し、前記フレクシャと前記枠体との間を４
木の角柱から成る起歪部により十字状に連結し、これら
の起歪部の周囲に多分力を検出するための歪ゲージを貼
付したことを特徴とするものである。
検出器においては、枠体の中央部に荷重受部を配置し、
該荷重受部の周囲４方向に長溝とフレクシャから成る１
字状部を形成し、前記フレクシャと前記枠体との間を４
木の角柱から成る起歪部により十字状に連結し、これら
の起歪部の周囲に多分力を検出するための歪ゲージを貼
付したことを特徴とするものである。
［作用］
上記の構成を有する多分力・力検出器は、荷重受部に加
わる力をフレクシャを介して角柱部において測定する。
わる力をフレクシャを介して角柱部において測定する。
［実施例］
本発明を第１図〜第３図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は多分力・力検出器の斜視図、第２図は平面図、
第３図は断面図を示し、この多分力・力検出器本体は１
個の金属ブロックを加工して形成されている。リング状
の枠体１１に対して中央部には荷重受部１２が設けられ
ており、枠体１１と荷重受部１２の間はＸ方向、Ｙ方向
を向く４個の角柱部１３ｘ、１３ｘ、１３ｙ、１３ｙに
より連結されている。荷重受部１２には雄ねじ部１４が
設けられており、各角柱部１３の荷重受部１２側には角
柱部１３に捩りつまり偶力の伝達を軽減するフレクシャ
１５ｘ、１５ｘ、ｔｓｙ、１５ｙがそれぞれ形成され、
荷重受部１２のフレクシャ１５側にはＸ方向、Ｙ方向と
それぞれ直交する方向に長溝１６ｘ、１６ｘ、１６ｙ、
１６ｙが設けられており、角柱部１３に引張力と圧縮力
が極力伝達されないように平板フレクシャ１７ｘ、１７
ｙを配している。また、角柱部１３ｘ、１３ｙのそれぞ
れの面には歪ゲージ１８ｘ、１８ｙ、１８ｚが貼り付け
られている。
第３図は断面図を示し、この多分力・力検出器本体は１
個の金属ブロックを加工して形成されている。リング状
の枠体１１に対して中央部には荷重受部１２が設けられ
ており、枠体１１と荷重受部１２の間はＸ方向、Ｙ方向
を向く４個の角柱部１３ｘ、１３ｘ、１３ｙ、１３ｙに
より連結されている。荷重受部１２には雄ねじ部１４が
設けられており、各角柱部１３の荷重受部１２側には角
柱部１３に捩りつまり偶力の伝達を軽減するフレクシャ
１５ｘ、１５ｘ、ｔｓｙ、１５ｙがそれぞれ形成され、
荷重受部１２のフレクシャ１５側にはＸ方向、Ｙ方向と
それぞれ直交する方向に長溝１６ｘ、１６ｘ、１６ｙ、
１６ｙが設けられており、角柱部１３に引張力と圧縮力
が極力伝達されないように平板フレクシャ１７ｘ、１７
ｙを配している。また、角柱部１３ｘ、１３ｙのそれぞ
れの面には歪ゲージ１８ｘ、１８ｙ、１８ｚが貼り付け
られている。
上述のように構成した実施例では、例えば荷重受部１２
に対して力がＸ方向に作用した場合には、Ｘ軸方向の角
柱部１３ｘに掛かる力はフレクシャ１５ｘと長溝１６ｘ
間に設けられた平板フレクシャ１７の変形によって吸収
され、Ｙ軸方向のフレクシャ１５ｙを介して力がＹ軸方
向の角柱部１３ｙに作用し、これらの角柱部１３７の両
側面に貼り付けられた歪ゲージ１８ｙの出力によってそ
の力を検出することができる。また、Ｙ軸方向への力に
対してはＸ軸方向の角柱部１３ｘに貼り付けた歪ゲージ
１８ｘの出力によって検出することができる。更には、
Ｘ軸方向への力に対しては角柱部１３ｘ、１３ｙの表側
と裏側に貼り付けた歪ゲージ１８ｚ、１８ｚの出力によ
り検出することができる。また、力がＸ軸、Ｙ軸、Ｘ軸
方向の合成力である場合には、各軸方向の力を測定して
これらのベクトル分を検出すればよい。
に対して力がＸ方向に作用した場合には、Ｘ軸方向の角
柱部１３ｘに掛かる力はフレクシャ１５ｘと長溝１６ｘ
間に設けられた平板フレクシャ１７の変形によって吸収
され、Ｙ軸方向のフレクシャ１５ｙを介して力がＹ軸方
向の角柱部１３ｙに作用し、これらの角柱部１３７の両
側面に貼り付けられた歪ゲージ１８ｙの出力によってそ
の力を検出することができる。また、Ｙ軸方向への力に
対してはＸ軸方向の角柱部１３ｘに貼り付けた歪ゲージ
１８ｘの出力によって検出することができる。更には、
Ｘ軸方向への力に対しては角柱部１３ｘ、１３ｙの表側
と裏側に貼り付けた歪ゲージ１８ｚ、１８ｚの出力によ
り検出することができる。また、力がＸ軸、Ｙ軸、Ｘ軸
方向の合成力である場合には、各軸方向の力を測定して
これらのベクトル分を検出すればよい。
更に、Ｘ軸を中心とする偶力に対して、フレクシャ１５
ｘは偶力低減フレクシャとして働き、角柱部１３ｘに捩
りを伝達しないよう作用しており、Ｘ軸を中心とする偶
力は角柱部１３ｙのみによって支持されることになる。
ｘは偶力低減フレクシャとして働き、角柱部１３ｘに捩
りを伝達しないよう作用しており、Ｘ軸を中心とする偶
力は角柱部１３ｙのみによって支持されることになる。
従って、Ｘ軸を中心とする偶力はＹ軸方向の角柱部１３
ｙの表面及び裏面に貼り付けた歪ゲージ１８ｚの出力の
差を演算することによって求められ、Ｙ軸を中心とする
偶力に対しても角柱部１３ｘの表面及び裏面に貼り付け
た歪ゲージ１８ｚにより同様に測定できる。また、Ｘ軸
を中心とする偶力に対しては、全てのフレクシャが作用
することが少なく、角柱部１３ｘ、１３７の両側面に貼
り付けた歪ゲージ１８ｘ、ｔａｙの出力を用いて直接に
測定することができる。
ｙの表面及び裏面に貼り付けた歪ゲージ１８ｚの出力の
差を演算することによって求められ、Ｙ軸を中心とする
偶力に対しても角柱部１３ｘの表面及び裏面に貼り付け
た歪ゲージ１８ｚにより同様に測定できる。また、Ｘ軸
を中心とする偶力に対しては、全てのフレクシャが作用
することが少なく、角柱部１３ｘ、１３７の両側面に貼
り付けた歪ゲージ１８ｘ、ｔａｙの出力を用いて直接に
測定することができる。
この測定の過程において、荷重受部１２に大きな力が加
わっても各角柱部１３は比較的剛性の大きな枠体１１に
強固に取り付けられているために、角柱部１３は荷重受
部１２に加えられた力、或いは偶力を相互干渉の分離能
力を保持しつつ、１分力を極めて正確な曲げ歪として検
出することになる。また、荷重受部１２に例えば車軸を
取り付けた場合などで、摩擦力によって荷重受部１２が
加熱された場合においても、その熱は断面積の小さなフ
レクシャ１７、フレクシャ１５を通してのみ歪ゲージ１
８が貼られている角柱部１３に伝達されるために、その
熱伝達は極めて悪く、歪ゲージ１８が熱による影響を受
けることが従来よりも少ない。
わっても各角柱部１３は比較的剛性の大きな枠体１１に
強固に取り付けられているために、角柱部１３は荷重受
部１２に加えられた力、或いは偶力を相互干渉の分離能
力を保持しつつ、１分力を極めて正確な曲げ歪として検
出することになる。また、荷重受部１２に例えば車軸を
取り付けた場合などで、摩擦力によって荷重受部１２が
加熱された場合においても、その熱は断面積の小さなフ
レクシャ１７、フレクシャ１５を通してのみ歪ゲージ１
８が貼られている角柱部１３に伝達されるために、その
熱伝達は極めて悪く、歪ゲージ１８が熱による影響を受
けることが従来よりも少ない。
更に、本ロードセルは偶力発生点となる雄ねじ部１４を
挟むフレクシャ１７ｙ〜１７ｙ間、フレクシャ１７ｘ〜
１７ｘ間の長さが、従来の第４図に示されたロードセル
のフレクシャ６ｙ〜６ｙ間、フレクシャ６ｘ〜６ｘ間と
比較してｌ／２程度となって短いので、同一偶力に対し
ては検出感度が２倍近く良好となる。
挟むフレクシャ１７ｙ〜１７ｙ間、フレクシャ１７ｘ〜
１７ｘ間の長さが、従来の第４図に示されたロードセル
のフレクシャ６ｙ〜６ｙ間、フレクシャ６ｘ〜６ｘ間と
比較してｌ／２程度となって短いので、同一偶力に対し
ては検出感度が２倍近く良好となる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明に係る多分力・力検出器は、
荷重受部を支える角柱部を枠体に強固に取り付け、荷重
受部側に断面積の小さなフレクシャを設けているために
荷重受部は安定して保持され、更には荷重受部から角柱
部側に伝達する熱量が少なく、歪ゲージの熱特性に影響
を及ぼす虞れが少なく、偶力に対する検出感度も従来構
造と比較して２倍程度に改善される。
荷重受部を支える角柱部を枠体に強固に取り付け、荷重
受部側に断面積の小さなフレクシャを設けているために
荷重受部は安定して保持され、更には荷重受部から角柱
部側に伝達する熱量が少なく、歪ゲージの熱特性に影響
を及ぼす虞れが少なく、偶力に対する検出感度も従来構
造と比較して２倍程度に改善される。
図面第１図〜第３図は本発明に係る多分力・力検出器の
一実施例を示し、第１図は斜視図、第２図は平面図、第
３図は断面図であり、第４図は従来の多分力ロードセル
の斜視図である。 符号１１は枠体、１２は荷重受部、１３は角柱部、１５
．１７はフレクシャ、１６は長溝、１８は歪ゲージであ
る。
一実施例を示し、第１図は斜視図、第２図は平面図、第
３図は断面図であり、第４図は従来の多分力ロードセル
の斜視図である。 符号１１は枠体、１２は荷重受部、１３は角柱部、１５
．１７はフレクシャ、１６は長溝、１８は歪ゲージであ
る。
Claims (1)
- １、枠体の中央部に荷重受部を配置し、該荷重受部の周
囲４方向に長溝とフレクシャから成るＴ字状部を形成し
、前記フレクシャと前記枠体との間を４本の角柱から成
る起歪部により十字状に連結し、これらの起歪部の周囲
に多分力を検出するための歪ゲージを貼付したことを特
徴とする多分力・力検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21566089A JPH0676933B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 多分力・力検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21566089A JPH0676933B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 多分力・力検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0378637A true JPH0378637A (ja) | 1991-04-03 |
| JPH0676933B2 JPH0676933B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=16676070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21566089A Expired - Lifetime JPH0676933B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 多分力・力検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676933B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163405A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Showa Sokki:Kk | 多軸力ロードセル |
| JP2022010551A (ja) * | 2020-06-29 | 2022-01-17 | トヨタ自動車株式会社 | 力覚センサ |
| US11768118B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-09-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Force sensor |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5427377B2 (ja) * | 2008-07-18 | 2014-02-26 | 本田技研工業株式会社 | 力覚センサ |
| DE102012210021A1 (de) * | 2012-06-14 | 2013-12-19 | Tecsis Gmbh | Kraftsensor mit einer Sensorplatte mit lokalen Unterschieden der Steifigkeit |
-
1989
- 1989-08-22 JP JP21566089A patent/JPH0676933B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163405A (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Showa Sokki:Kk | 多軸力ロードセル |
| JP2022010551A (ja) * | 2020-06-29 | 2022-01-17 | トヨタ自動車株式会社 | 力覚センサ |
| US11768118B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-09-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Force sensor |
| US11788906B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-10-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Force sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0676933B2 (ja) | 1994-09-28 |
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