JPH0635150Y2

JPH0635150Y2 - 放射状梁型ロードセル

Info

Publication number: JPH0635150Y2
Application number: JP1988130468U
Authority: JP
Inventors: 琢郎東城; 彰美杉谷; 斎藤　　誠; 龍生吉澤
Original assignee: 工業技術院長; 株式会社オリエンテック
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1988-10-06
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2003-10-06
Also published as: JPH0252134U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、偏荷重に対しても精度よく安定に計測できる
ようにした、小型軽量化に好適な放射状梁型ロードセル
に関する。

［従来の技術］従来、放射状梁を受感部としたロードセルとしては、第
８図に示すように、ロードセルの本体１の中心部に突出
した荷重受部２を囲んで、複数の穴３（３−１、３−
２、‥‥‥‥）が穿設され、隣り合う穴、例えば、穴３
−１、３−２‥‥‥‥‥形成された梁４（４−１、４−
２、‥‥‥‥）が荷重受部２を中心に略放射状に並び、
それぞれの梁４には、ひずみゲージ５（5a、5b、‥‥）
が接着された構造のものは知られている。

［考案が解決しようとする課題］しかしながら、このような構造のロードセルでは、下面
６（第８図）がボルトにより取付台に固定されて使用さ
れるようになっているため、下面６の状態が完全に平面
でないと、荷重が平均的に掛からず、特に偏荷重に対し
ては、信頼性に欠ける原因を生じ、しかも、形状がどう
しても大きくなり、重くなる難点を有していた。

［課題を解決するための手段］本考案の実施例は、外観的には第１図に示すようになっ
ており、単一体として見れば、従来例の第８図と同様な
構造をした８個以上の放射状梁14、24を備えたロードセ
ル本体11と21とを、ボルト（煩雑を避けるため図示せ
ず）により向かい合わせに連結し、上方には荷重受部1
2、下方には設置側受部22を配した構造となっている。

更に、本体11、21の各梁14、24（第５図参照）には、伸
びと圧縮とを同時計測できるように、同一基板上に一体
的に組込んだ複合形式のひずみゲージ15、25（第４図に
15aを一例として示す）を接着し、かつ中心に対して対
称的に配置された同種（伸びあるいは圧縮）のひずみゲ
ージ、例えば、伸び計測用のひずみゲージ15a1と15i1と
を直列接続関係にして、測定回路となるブリッジの岐路
に挿入している。

［作用］荷重受部12に加えられる荷重は、設置側受部22で支持さ
れるようにしてあるから、両本体11、21の下面に相当し
た連結面16、26（第１図）の平面度がそれ程問題とはな
らず、仮に荷重受部12に偏荷重が加わったとしても、中
心に対して対称位置に接着された同種のひずみゲージを
直列接続関係としたから、受感部の起歪に対する伸びあ
るいは圧縮のそれぞれの偏りが平均化されて、より正確
な測定が可能であり、更に、２個のロードセル本体11、
21を向かい合わせに連結してあるから、同じ精度同じ計
量で考えた場合、その形状を比較的小型軽量化すること
が可能である。

［実施例］以下、図面により本考案の一実施例を説明すると、第１
図は単一体ロードセルを２個向かい合わせてボルト（図
示せず）連結した正面外観図、第２図はその平面図、第
３図は第２図の中心横断線断面図、第４図は伸び計測用
と圧縮計測用の抵抗体を同一基板に配設したひずみゲー
ジの説明図、第５図（ａ）、（ｂ）は第１図の点Ｐを蝶
番と考えて、上方ロードセル本体11を反時計方向に開い
た展開図、第６図、第７図はひずみゲージの配線位置を
示す回路図である。

そこで、先ず本考案の構造について述べると、中心部に
突出した荷重受部12、設置側受部22は、それぞれロード
ボタンとして、ネジ17、27（第３図）により、本体11、
21に螺着されていて、この荷重受部12と設置側受部22の
回りには、円筒状の外周部へ向かって伸びる放射状の梁
14−１〜14−８及び24−１〜24−８をそれぞれ形成する
ための穴13−１〜13−８及び23−１〜23−８が設けられ
ている。

ここでは、図示の関係上、梁の数を８個としてあるが、
梁の数は多い程よく、８個は、偏荷重を考えた場合、水
平、垂直方向以外に最低１個の梁が必要であるから、最
低数である。又、対称位置にあるひずみゲージを組み合
わせることを考えると、梁の数は偶数個と言うことにな
る。

そして、ロードセル本体11、21のそれぞれの梁14、24の
両面には、第５図に示すような配置で、複合形式のひず
みゲージ15a〜15p、25a〜25pがそれぞれ接着されてい
る。

次に、各梁14、24に接着されたそれぞれのひずみゲージ
15、25は、中心に対して対称位置にある同種（伸びある
いは圧縮）のひずみゲージ同士が直列接続関係となっ
て、第６図に示すように、ブリッジ回路の各岐路に接続
される。ここで、P1、P2は入力端子であり、P3、P4は出
力端子である。

例えば、第５図（ａ）で判るように、本体11側の伸び計
測用のひずみゲージ15a1（最終桁の数１は伸びを表示）
は、これと中心に対し対称位置にある同種（伸び計測
用）のひずみゲージ5i1と直列接続関係で、第６図（各
抵抗記号の所には、煩雑を避けるため符号15、25を省い
て付してある）の左方ブリッジ回路Ａにおける左上岐路
（A1）の一方辺へ接続されている。

同様に、対称関係にある伸び計測用のひずみゲージ15c1
と15k1も直列関係で、ひずみゲージ15a1及び15i1と一緒
に、同じ一方辺へ接続されている。

又、ブリッジ回路Ａにおける同じ左上岐路（A1）の他方
辺（前述の一方辺とは並列接続）には、伸び計測用のひ
ずみゲージ15e1と15mlとが、やはり、直列関係で接続さ
れ、同様に、対称関係にある15g1と15o1も、同じ他方辺
へ直列関係で挿入されていて、これら一方辺と他方辺と
の並列接続回路により、ブリッジ岐路A1が構成されてい
る。

更に、同じブリッジ回路Ａの右下岐路の一方辺には、対
称関係にある伸び計測用のひずみゲージ15d1と15j1、及
び15d1と15l1とが挿入され、これと並列接続の他方辺に
は、伸び計測用のひずみゲージ15f1と15n1、及び15h1と
15p1がそれぞれ直列関係で挿入されて、ブリッジ岐路A4
が構成されている。

同様なことは、圧縮計測用のひずみゲージについても言
える訳で、ブリッジ回路Ａの左下岐路で、圧縮計測用の
ひずみゲージ15a2（最終桁の数２は圧縮を表示）と15i
2、及び15c2と15k2とがそれぞれ直列接続関係となって
一方辺が形成され、又圧縮計測用のひずみゲージ15e2と
15m2、及び15g2と15o2との直列接続で他方辺が形成され
て、これら一方辺と他方辺との並列接続で、ブリッジ岐
路A3が構成される。

更に、ブリッジ回路の右上岐路では、圧縮計測用のひず
みゲージ15b2と15j2、及び15d2と15l2とで一方辺が、又
圧縮計測用のひずみゲージ15f2と15n2、及び15h2と15p2
とでそれぞれ他方辺が形成されて、これら一方辺と他方
辺の並列回路として、ブリッジ岐路A2が構成される。

これは、下方のロードセル本体21〔第５図（ｂ）参照〕
についても同様で、右方ブリッジ回路Ｂ（第６図参照）
の各岐路B1〜B4が構成される。この場合、上方のロード
セル本体11に接着されたひずみゲージと下方のロードセ
ル本体21に接着されたひずみゲージの方向は、同じであ
ってもよいし、又逆であってもよい。

このような構成で、ロードボタンとしての荷重受部12に
偏荷重加わったとした場合、中心に対して一方のひずみ
ゲージ、例えば、15a1が偏りにより変動した分は、これ
と対称位置にある他方のひずみゲージ、例えば15i1がそ
れとは反対負号で変動するから、これらを直列接続する
ことにより、偏りによる打ち消されて、垂直荷重分が精
度よく測定される。

上記では、ブリッジ回路Ａ、Ｂを並列接続した測定回路
を説明したが、第７図に示すように、ブリッジ回路Ａ、
Ｂのそれぞれ対応する各岐路を直列に接続して、これを
新たな岐路とした一つのブリッジ回路としても差し支え
ない。

［考案の効果］本考案は、受感部となる梁を放射状に多数個設け、荷重
受部、設置側受部も突出したロードボタン形状とし、か
つ各梁に接着した、対称位置にある同種のひずみゲージ
を直列接続関係でブリッジの岐路に挿入するようにした
から、精度よく安定な測定が可能であると共に、小型軽
量化にも適する利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面外観図、第２図は
その平面図、第３図は第２図の中心横断線断面図、第４
図は複合形式のひずみゲージ示す拡大説明図、第５図
（ａ）、（ｂ）は第１図の連結部を開いた展開図、第６
図、第７図は本考案の一実施例及び他の実施例の回路
図、第８図は従来例の外観を示す斜視図である。 11、21……ロードセルの本体、12……荷重受部、22……
設置側受部、13、13−１〜13−８、23、23−１〜23−８
……穴、14、14−１〜14−８、24、24−１〜24−８……
梁、15、25、……ひずみゲージ、15a1〜15p1,25a1〜25p
1……伸び計測のひずみゲージ、15a2〜15p2,25a2〜25p2
……圧縮計測用のひずみゲージ、16、26……連結面、P
1、P2……入力端子、P3、P4……出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者吉澤龍生神奈川県横浜市旭区若葉台２―16―404 審査官後藤時男 (56)参考文献特開昭60−249025（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−126221（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−158281（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】中心部で上方向に突出した受部の回りか
ら、円筒状の外周部に向かって略放射状に伸びる、偶数
個で８個以上の梁を備えた２個のロードセル本体を、そ
れぞれの外周部を向かい合わせに連結して、上下方向に
突出した受部をそれぞれ荷重受部及び設置側受部とした
ロードセルを構成し、かつ前記偶数個で８個以上の上下
のロードセル本体の各梁には、伸び計測用と圧縮計測用
のひずみゲージを接着すると共に、前記各ロードセル本
体に属するひずみゲージは、それぞれの中心に対し対称
位置にある同種のひずみゲージ同士が直列接続され、偏
荷重による偏り分を相殺したた上で、測定回路であるブ
リッジ回路の岐路に挿入したことを特徴とする放射状梁
型ロードセル。