JPH09229785A

JPH09229785A - ロードセル

Info

Publication number: JPH09229785A
Application number: JP3860596A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Shimada; 好昭島田; Itsuo Manabe; 逸夫真鍋
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】耐食性にすぐれ、高精度で、しかも安価なロ
ードセルを提供する。【解決手段】起歪体１１における起歪部１２と先端の
荷重受け部１３、１３とを別体で構成する。起歪部１２
の周囲をケース１５で覆う。ケース１５から突出した起
歪部１２の両端部１８、１８に荷重受け部１３、１３を
被せ、ケース１５と荷重受け部１３、１３とを接合して
起歪部１２の周囲を密閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロードセルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ロードセルは、起歪体をケースで覆った
構成とするのが一般的である。特に、金属製のケースに
より起歪体を密閉状態で覆ったステンレス製のロードセ
ルが知られている。この種のステンレス製のロードセル
として、たとえば、図５に示すように、起歪体１をＳＮ
ＣＭ鋼や工具鋼などの鋼材で構成するとともに、ケース
２をステンレス鋼で構成したものがある。起歪体１には
ストレインゲージ３が貼り付けられている。ケース２
は、一端が開口された横断面Ｕ字状の本体部４を有し、
その底部５が起歪体１の一端側に接続されている。起歪
体１の他端側は本体部４の開口側に配置され、この開口
側は、本体部４と起歪体１とを結ぶダイヤフラムやベロ
ーズなどの可撓性部材６によって閉じられている。そし
て起歪体１とケース２との接続部に溶接などとが施され
ることで、ケース２の外と起歪体１におけるゲージ３の
接着部とは、このケース２によって完全に遮断されてい
る。

【０００３】また、他の例として、起歪体とケースとを
ともにステンレス鋼で構成したものもある。この場合
も、起歪体とケースとが同様に溶接などによって接続さ
れることで、ストレインゲージの接着部は密閉された空
間内に存在する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５に示すよ
うに起歪体１はケース２の内部に完全に密閉されるので
はなく、その両端の荷重受け部７がケース２の外に露出
するため、上述のように起歪体１をステンレス鋼以外の
鋼材で製造した場合には、この露出部の腐食が問題とな
る。

【０００５】上述のように起歪体をもステンレス鋼で形
成すれば、上記のような露出部の腐食の問題はなくな
る。ところが、この起歪体には多くの場合に析出硬化系
のステンレス鋼が使用され、この析出硬化系のステンレ
ス鋼は難削材で加工性が悪く、残留オーステナイト組織
が存在することなどの理由によって、高精度のロードセ
ルを製造することが困難である。また耐食性も劣るとい
う問題点がある。

【０００６】そこで本発明は、このような問題点を解決
して、耐食性にすぐれ、高精度で、しかも安価なロード
セルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、起歪体における起歪部と先端の荷重受け部と
を別体で構成し、起歪部の周囲をケースで覆い、このケ
ースから突出した起歪部の先端に前記荷重受け部を被
せ、かつ前記ケースと荷重受け部とを接合して前記起歪
部の周囲を密閉したものである。

【０００８】このような構成によれば、荷重受け部とケ
ースとに耐食性にすぐれた材料を使用し、かつその内部
に密閉される起歪部にロードセルの特性に適した材料を
使用することによって、耐食性にすぐれ、高精度であ
り、しかも起歪部が安価な材料で構成されたロードセル
が得られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１において、11は起歪体であ
り、起歪部12と、この起歪部12の両端に設けられたキャ
ップ状の荷重受け部13、13とによって構成されている。
起歪部12は、ＳＮＣＭ鋼などの鋼材や、超ジュラルミン
材などの、ロードセルを構成したときのヒステリシスの
少ない材料にて形成されている。また起歪部12の中央部
分にはストレインゲージ14が貼り付けられている。

【００１０】起歪部12はその周囲がケース15にて覆われ
ており、このケース15は、一端が開口された横断面Ｕ字
状の本体部16と、この本体部16の開口側を閉じるように
設けられた、ダイヤフラムやベローズなどの可撓性部材
17とによって構成されている。このケース15は、耐食性
にすぐれ、かつ強度の高い、たとえばＳＵＳ６３０材な
どの材料にて形成されている。

【００１１】図示のように、起歪部12は、その両端部1
8、18がケース15から突出するように構成されている。
そして、この起歪部12の両端部18、18がそれぞれ荷重受
け部13、13に圧入されることで、この荷重受け部13、13
が起歪部12の両端に固定されている。

【００１２】荷重受け部13、13は、耐食性が高く、しか
も強度が高い材料、すなわちケース15と同様のＳＵＳ６
３０材などにて構成されている。また荷重受け部13、13
は、ケース15に溶接可能な材料にて構成されることで、
このケース15の底部20と可撓性部材17とにそれぞれ溶接
され、それによって起歪部12をこの荷重受け部13、13と
ケース15とによって完全に囲んだ密閉構造としている。

【００１３】荷重受け部13、13の先端には球面22が形成
されており、この球面22によってこの荷重受け部13、13
が測定対象に点で接触するように構成されている。また
荷重受け部13、13における起歪部12の両端部18、18が圧
入される部分の底面23は、平面状に形成されている。こ
れに対し、起歪部12の両端部18、18の先端には、図２に
詳細に示すような球面24、24が形成されている。

【００１４】このような構成によれば、上述のように起
歪部12はケース15と荷重受け部13、13とによって完全に
密閉した状態で囲まれており、このためこの起歪部12
は、耐食性を考慮する必要がなく、上述のように、安価
で、しかも高精度のロードセルを構成できる材料によっ
て形成することができる。

【００１５】反対にケース15と荷重受け部13、13とは、
その材質がロードセル自体の特性に影響を及ぼすことが
ないため、上述のように耐食性や強度の観点のみからそ
の材料を選定することができる。

【００１６】荷重受け部13、13の底面23、23を平面状に
形成するとともに、この底面23、23に接する起歪部12の
両端部18、18には球面24、24を形成しているので、この
両端部18、18は、その中心部分において小さな面積で荷
重受け部13、13に接することになる。すなわち、両者の
接触部が芯ずれすると偏心荷重が発生し、この偏心荷重
の影響を受けてロードセルのヒステリシスが増大するな
どのおそれがあるが、上記の構成とすることによって、
そのような事態の発生が確実に防止される。また、上記
のように荷重受け部13、13の先端にも球面22、22を形成
することで、この荷重受け部13、13と測定対象との間で
の芯ずれの発生も防止され、したがってロードセルの負
荷特性を良好に維持することができる。

【００１７】図３に示すように起歪部12、12の両端部1
8、18を円錐台状に形成することによっても、その中心
部において小さな面積で荷重受け部13、13の底面23、23
に接することになり、したがって同様に偏心荷重の発生
を防止できる。この観点にたてば、図示のように円錐台
状の両端部18、18の先端を球面25で形成することがより
好ましい。

【００１８】図４に示すように、起歪部12の両端部18、
18を円錐状に形成することもできる。この場合は、図示
のように円錐状の両端部18、18の先端の尖部が適度につ
ぶれるまで圧入を行うことで、起歪部12によって適当に
荷重を支持することが可能となる。

【００１９】なお、荷重受け部13、13の先端も、上述の
ように球面22、22を形成することに代えて、これを同様
に円錐台状に形成したり、あるいは円錐状に形成するこ
ともできる。

【００２０】上記においては、起歪部12の両端部18、18
を荷重受け部13、13に圧入することによってこの荷重受
け部13、13を起歪部12に固定するようにしたものを例示
したが、この固定方法は、上記の圧入に代えて焼ばめな
どの他の適宜の方法を採用することもできる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によると、起歪体に
おける起歪部と先端の荷重受け部とを別体で構成し、起
歪部の周囲をケースで覆い、このケースから突出した起
歪部の先端に前記荷重受け部を被せ、かつ前記ケースと
荷重受け部とを接合して前記起歪部を密閉したため、荷
重受け部とケースとに耐食性にすぐれた材料を使用し、
かつその内部に密閉される起歪部にロードセルの特性に
適した材料を使用することによって、耐食性にすぐれ、
かつ高精度なロードセルを得ることができ、しかも起歪
部は安価な材料で構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづくロードセルの断面構造を示す
概略図である。

【図２】図１のロードセルに使用される起歪部の先端構
造の一例を示す図である。

【図３】起歪部の先端構造の他の例を示す図である。

【図４】起歪部の先端構造のさらに他の例を示す図であ
る。

【図５】従来のロードセルの断面構造を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

11 起歪体 12 起歪部 13 荷重受け部 15 ケース 18 両端部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】起歪体における起歪部と先端の荷重受け
部とを別体で構成し、起歪部の周囲をケースで覆い、こ
のケースから突出した起歪部の先端に前記荷重受け部を
被せ、かつ前記ケースと荷重受け部とを接合して前記起
歪部の周囲を密閉したことを特徴とするロードセル。
【請求項２】起歪部の先端を荷重受け部に圧入したこ
とを特徴とする請求項１記載のロードセル。
【請求項３】荷重受け部における起歪部の先端との接
触部分を平面状に形成するとともに、この荷重受け部に
接する起歪部の先端を尖状に形成したことを特徴とする
請求項１または２記載のロードセル。
【請求項４】起歪部の先端が球面状に形成されている
ことを特徴とする請求項３記載のロードセル。
【請求項５】起歪部の先端が円錐台状に形成されてい
ることを特徴とする請求項４記載のロードセル。
【請求項６】円錐台の先端が球面状に形成されている
ことを特徴とする請求項５記載のロードセル。
【請求項７】起歪部の先端が円錐状に形成され、この
円錐の先端がつぶれるまで起歪部の先端が荷重受け部に
圧入されていることを特徴とする請求項３記載のロード
セル。