JPS589033A - ロ−ドセル - Google Patents
ロ−ドセルInfo
- Publication number
- JPS589033A JPS589033A JP10839381A JP10839381A JPS589033A JP S589033 A JPS589033 A JP S589033A JP 10839381 A JP10839381 A JP 10839381A JP 10839381 A JP10839381 A JP 10839381A JP S589033 A JPS589033 A JP S589033A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- force
- leg
- load
- generating portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2218—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (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】
この発明は起歪部の概略の形状が環状であるロードセル
の改良に関するものである。
の改良に関するものである。
従来のこの種のロードセルは、一般的には第１図（川、
（至）に示すような構成となっている。同図において、
１は環状起歪部、２ａ、２ｂは荷重伝達部であり、支持
部蒐及び着力部−が適当に設けられている。環状起歪部
ｌの内周面にはストレインゲージＣ工、Ｃ２、Ｔよ、Ｔ
２が貼着されている。そのゲージＣよ、Ｃ２、Ｔ工、Ｔ
２は第２図に示すようなフルブリッジ構成になっていて
、着力部４に作用する荷重に応じた出力電圧ｅｆｔ出力
するようになっている。
（至）に示すような構成となっている。同図において、
１は環状起歪部、２ａ、２ｂは荷重伝達部であり、支持
部蒐及び着力部−が適当に設けられている。環状起歪部
ｌの内周面にはストレインゲージＣ工、Ｃ２、Ｔよ、Ｔ
２が貼着されている。そのゲージＣよ、Ｃ２、Ｔ工、Ｔ
２は第２図に示すようなフルブリッジ構成になっていて
、着力部４に作用する荷重に応じた出力電圧ｅｆｔ出力
するようになっている。
このようなロードセルは、荷重が圧縮力Ｐとし”て着力
部４の中心に作用する場合は、ゲージＣよ、Ｃ２には圧
縮力が、ゲージＴ工、Ｔ２に竺引張力が働らく。
部４の中心に作用する場合は、ゲージＣよ、Ｃ２には圧
縮力が、ゲージＴ工、Ｔ２に竺引張力が働らく。
このような構成において、ゲージＴよ、Ｔ２はゲージＣ
よ、Ｃ２に較べて８０〜９０％の出力が出るものである
が、もし起歪部ｌに作用する圧縮力Ｐが中心よりも外れ
た位置にｙとしてかかるとすると、環状起歪部ｌの荷重
伝達部２ａ近傍の応力分布が、第３図に実線で示す状態
から点線で示すような状態に大きく変るために、ゲ７．
ジＴよ、Ｔ２の出力も変化する。
よ、Ｃ２に較べて８０〜９０％の出力が出るものである
が、もし起歪部ｌに作用する圧縮力Ｐが中心よりも外れ
た位置にｙとしてかかるとすると、環状起歪部ｌの荷重
伝達部２ａ近傍の応力分布が、第３図に実線で示す状態
から点線で示すような状態に大きく変るために、ゲ７．
ジＴよ、Ｔ２の出力も変化する。
ゲージＣ工、Ｃ２の出力は上記荷重位置の移動によって
増減するが、増減量が大略等しいので補正し合うことに
なる。しかし、ゲージＴよ、Ｔ２の出力の変化は１桁以
上大であり、合成値もうまく補正し合うことにはならな
い。従ってこの種の起歪部を有するロードセルは着力点
の位置の変化に対して出力の変化が多い欠点ガあった。
増減するが、増減量が大略等しいので補正し合うことに
なる。しかし、ゲージＴよ、Ｔ２の出力の変化は１桁以
上大であり、合成値もうまく補正し合うことにはならな
い。従ってこの種の起歪部を有するロードセルは着力点
の位置の変化に対して出力の変化が多い欠点ガあった。
この欠点を除くために、第４図に示すような構成のもの
が提案されている。すなわち、支持部３に一体的にケー
ス５を設け、着力部４と上下に長く形成してダイヤフラ
ム６．７で保持した構成である。これには構造が複雑な
欠点がある。
が提案されている。すなわち、支持部３に一体的にケー
ス５を設け、着力部４と上下に長く形成してダイヤフラ
ム６．７で保持した構成である。これには構造が複雑な
欠点がある。
この発明は、比較的簡単な構造で、着力点の移動が荷重
検出精度に及ぼす影響が少ない環状起歪部を有するロー
ドセルを提供することを目的とする。
検出精度に及ぼす影響が少ない環状起歪部を有するロー
ドセルを提供することを目的とする。
以下との゛発明を図示の実施例に基いて説明する。
第５図及び第６図は第１の実施例の圧縮型ロードセルを
示し、ｌは環状起歪部、Ｃ□、Ｃ２、Ｔｏ、Ｔ２はスト
レインゲージである。 １０．１１は着力部、１２ａ。
示し、ｌは環状起歪部、Ｃ□、Ｃ２、Ｔｏ、Ｔ２はスト
レインゲージである。 １０．１１は着力部、１２ａ。
ｘｇｂ％１３ａζ１３ｔ）は脚状部である。
環状起歪部ｌとストレインゲージＣ工、Ｃ２、Ｔ工、Ｔ
２は従来例として示した第１図のものと同じである。ま
た、ブリッジ回路も第２図と同じである。
２は従来例として示した第１図のものと同じである。ま
た、ブリッジ回路も第２図と同じである。
着力部１０．１１は、起歪部ｌの上部と下部とに各々間
隔を置いて、起歪部１の上下方向の中心線１４上に位置
するように設けられ、上端面２０、下端２１が各々球面
に形成されている。
隔を置いて、起歪部１の上下方向の中心線１４上に位置
するように設けられ、上端面２０、下端２１が各々球面
に形成されている。
脚状部１２ａ、 １２ｂ、 １３ａ４１３ｂは、着力部
１０１ｍ１を起歪部ｌに一体に連結するように設けられ
たものである。脚状部１２ａ、 １２ｂは、第５図に見
られるように正面両側に対称に、つまり中心線１４に対
称に各々の中心線間隔寸法がｌとなるように設けられて
いる。脚状部１３ａ、 １３ｂも同様に設けられている
。この脚状部１２ａ、 １２ｂ及び１３ａ、 １３ｂは
、着力部１０．１１に圧縮力Ｐが作用したとき、その作
用力を各４の脚状部１２ａと１２ｂ及び１３ａと１３ｂ
に分けて環状起歪部ｌへ伝達するものであり、その際に
起歪部ｌのストレインゲージＴ工、Ｔ２の位置に引張力
が作用するよ、うに上記寸法ｌが決められている。これ
は環状起歪部ｌの環状をなす中立面の最大幅寸法ｍより
もｌがある程度小さいものであればよい。また、脚状部
１２ａ 、 １２ｂを設けたことによる窓状・孔２２、
脚状部１３ａ、１３ｂを設けたことによる窓状孔２３の
環状起歪部ｌ側の縁は円弧に形成されて、環状起歪部ｌ
としては幅寸法すに相当する問が円周方向に同じ寸法Ｃ
となっている。
１０１ｍ１を起歪部ｌに一体に連結するように設けられ
たものである。脚状部１２ａ、 １２ｂは、第５図に見
られるように正面両側に対称に、つまり中心線１４に対
称に各々の中心線間隔寸法がｌとなるように設けられて
いる。脚状部１３ａ、 １３ｂも同様に設けられている
。この脚状部１２ａ、 １２ｂ及び１３ａ、 １３ｂは
、着力部１０．１１に圧縮力Ｐが作用したとき、その作
用力を各４の脚状部１２ａと１２ｂ及び１３ａと１３ｂ
に分けて環状起歪部ｌへ伝達するものであり、その際に
起歪部ｌのストレインゲージＴ工、Ｔ２の位置に引張力
が作用するよ、うに上記寸法ｌが決められている。これ
は環状起歪部ｌの環状をなす中立面の最大幅寸法ｍより
もｌがある程度小さいものであればよい。また、脚状部
１２ａ 、 １２ｂを設けたことによる窓状・孔２２、
脚状部１３ａ、１３ｂを設けたことによる窓状孔２３の
環状起歪部ｌ側の縁は円弧に形成されて、環状起歪部ｌ
としては幅寸法すに相当する問が円周方向に同じ寸法Ｃ
となっている。
その幅寸法すはストレインゲージＴよ、Ｔ２の幅寸法ａ
よりも十分に大きい寸法である。なお、環状起歪部ｌの
幅寸法すに相当する部分は一様な断面形状であれば、円
弧に限らず直線状またはこれらに近い形状とすることが
できる。図中ｊＪＦｉ保護カバーである。
よりも十分に大きい寸法である。なお、環状起歪部ｌの
幅寸法すに相当する部分は一様な断面形状であれば、円
弧に限らず直線状またはこれらに近い形状とすることが
できる。図中ｊＪＦｉ保護カバーである。
このように構成されたロードセルの環状起歪部ｌは、中
心線１４に一致するような荷重Ｐが加わったとき、脚状
部１２ａ、 １２上１間の少くとも幅すに相当する間に
おいては、第７図に実線で示すような一様な応力分布に
なる。この場合はもちろん高精度で荷重検出が可能であ
る。同じ大きさの荷重Ｐが中心線１４から外れて着力点
がｙで示すように移動したときには、第７図に点線で示
すような応力分布になる。このことは着力点の移動によ
って脚状部１２ａ 、 １２ｂを介して環状起歪部１へ
伝達される荷重の配分が変化することから容易に理解さ
れよう、この応力分布は、図において左方が大きく、右
方が小さい状態ではあるが、その左方から右方への変化
状態は直線的であシかつ中心においては着力点が中心線
１４に一致している場合と同じ大きさである。すなわち
、中心より左方の増大分が右方における減少分に等しい
状態である。ゲージＴ□は環状起歪部１の中心に設けら
れているので、ゲージＴ工の出力は着力点が移動したこ
とによる左方の増分と右方の減少分を同時に検出したも
のと鳳なり、荷重着力点が移動しない前の状態と同じで
ある。このことはゲージＴ２についても同じである。
心線１４に一致するような荷重Ｐが加わったとき、脚状
部１２ａ、 １２上１間の少くとも幅すに相当する間に
おいては、第７図に実線で示すような一様な応力分布に
なる。この場合はもちろん高精度で荷重検出が可能であ
る。同じ大きさの荷重Ｐが中心線１４から外れて着力点
がｙで示すように移動したときには、第７図に点線で示
すような応力分布になる。このことは着力点の移動によ
って脚状部１２ａ 、 １２ｂを介して環状起歪部１へ
伝達される荷重の配分が変化することから容易に理解さ
れよう、この応力分布は、図において左方が大きく、右
方が小さい状態ではあるが、その左方から右方への変化
状態は直線的であシかつ中心においては着力点が中心線
１４に一致している場合と同じ大きさである。すなわち
、中心より左方の増大分が右方における減少分に等しい
状態である。ゲージＴ□は環状起歪部１の中心に設けら
れているので、ゲージＴ工の出力は着力点が移動したこ
とによる左方の増分と右方の減少分を同時に検出したも
のと鳳なり、荷重着力点が移動しない前の状態と同じで
ある。このことはゲージＴ２についても同じである。
実験によると、このように構成したロードセルは、第１
図の従来のものと比較して、同じ荷重着力点の移動に対
して出力の変化が７５〜／ｌ Ｏに小さくなることが確
認された。従って、第１図の従来のロードセルの最大の
欠点が、単に荷重伝達部２ａ、２１）を各２個の脚状部
１２ａ％ＬＬ！ｂ及び１３ａ、 １３ｂに変更するだけ
で大幅に改善される。また、第４図のものと比較しても
２重のダイヤフラム６．７を設ける必要がないので製作
が容易である。
図の従来のものと比較して、同じ荷重着力点の移動に対
して出力の変化が７５〜／ｌ Ｏに小さくなることが確
認された。従って、第１図の従来のロードセルの最大の
欠点が、単に荷重伝達部２ａ、２１）を各２個の脚状部
１２ａ％ＬＬ！ｂ及び１３ａ、 １３ｂに変更するだけ
で大幅に改善される。また、第４図のものと比較しても
２重のダイヤフラム６．７を設ける必要がないので製作
が容易である。
上記実施例は圧縮型のロードセルであるが、この発明は
第８図及び第９図に示すように、引張型のロードセルに
も適用できる。同図において、第５図及び第６図のもの
と同等部分は同一図面符号で示してあり、３０．３１は
つり環に形成された荷重着力部である。この場合、カの
作用方向が変るため、ストレインゲージに作用するカも
引張力が圧縮力に、圧縮力が引張力に各々逆になる。
第８図及び第９図に示すように、引張型のロードセルに
も適用できる。同図において、第５図及び第６図のもの
と同等部分は同一図面符号で示してあり、３０．３１は
つり環に形成された荷重着力部である。この場合、カの
作用方向が変るため、ストレインゲージに作用するカも
引張力が圧縮力に、圧縮力が引張力に各々逆になる。
また、第５図及び第６図の実施例では、着力部１Ｏ１１
１の各々の端部を球面に形成したものを示したが、場合
によっては雄ねじ又は雌ねじを形成して引張又は圧縮に
利用できるようにしてもよい。
１の各々の端部を球面に形成したものを示したが、場合
によっては雄ねじ又は雌ねじを形成して引張又は圧縮に
利用できるようにしてもよい。
なお、ストレインゲージとしては抵抗線歪計、半導体歪
計のいずれも使用できる。
計のいずれも使用できる。
さらに、上記実施例ではいずれも４ゲージ法として説明
したが、８ゲージ法を適用してもよく、その場合は中心
線に対称にゲージを設ければよい。
したが、８ゲージ法を適用してもよく、その場合は中心
線に対称にゲージを設ければよい。
以上のようにこの発明によれば、比較的簡単で、高精度
の荷重検出が可能で、安価なロードセルを提供できる。
の荷重検出が可能で、安価なロードセルを提供できる。
第１図は従来の一般的な環状起歪部を有するロードセル
の主要部を示しれ）は正面図、（９）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図、第２図は第１図のロードセルのブリッジ回路図
、第３図は第１図のロードセルの主要部の応力状態説明
図、第４図は従来の改良型ロードセルの縦断面図、第５
図はこの発明の実施例の部分破断正面図、第６図は第５
図の中央縦断面図、第７図は同実施例の主要部の応力状
態説明図、第一８図はこの発明の他の実施例の部分破断
正面図、第９図は第８図の中央縦断面図である。 ｌ・・・環状起歪部、１０％１１・・・着力部、１２ａ
、 １２ｂ、１３ａ 、 １４ａ−・・脚状部、 １
４−・・中心線、Ｔ□、Ｔ２、Ｃ□、Ｃ２・・・ストレ
インゲージ、２２’、 ２３・・・窓状孔、２４・・・
保護カバー、３０．３１・・・荷重着力部（つり環）。 特許出願人 夫和製衡株式会社 代 理 人 清 水 哲 ほか２名ヤ２ ＠
ケ３ 図 少Ｓ 図 才６ 図 實７図 究８図 青９図
の主要部を示しれ）は正面図、（９）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図、第２図は第１図のロードセルのブリッジ回路図
、第３図は第１図のロードセルの主要部の応力状態説明
図、第４図は従来の改良型ロードセルの縦断面図、第５
図はこの発明の実施例の部分破断正面図、第６図は第５
図の中央縦断面図、第７図は同実施例の主要部の応力状
態説明図、第一８図はこの発明の他の実施例の部分破断
正面図、第９図は第８図の中央縦断面図である。 ｌ・・・環状起歪部、１０％１１・・・着力部、１２ａ
、 １２ｂ、１３ａ 、 １４ａ−・・脚状部、 １
４−・・中心線、Ｔ□、Ｔ２、Ｃ□、Ｃ２・・・ストレ
インゲージ、２２’、 ２３・・・窓状孔、２４・・・
保護カバー、３０．３１・・・荷重着力部（つり環）。 特許出願人 夫和製衡株式会社 代 理 人 清 水 哲 ほか２名ヤ２ ＠
ケ３ 図 少Ｓ 図 才６ 図 實７図 究８図 青９図
Claims (1)
- （１） 起歪部が前後方向に所定の厚みを有し正面形
状を環状に形成され、その起歪部の上下に各々間隔を置
いて起歪部の上下方向の中心線上に各別に上側及び下側
着力部を設け、その両方の着力部と上記起歪部島の各々
の間を一体に連結するように上記中心線の両側に間隔を
置いて位置する上下各２個の荷重伝達用の脚状部を設け
、上記起歪部の内周面の上面及び下面並びに左面及び右
面にストレインゲージを設けてなるロードセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10839381A JPS589033A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | ロ−ドセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10839381A JPS589033A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | ロ−ドセル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589033A true JPS589033A (ja) | 1983-01-19 |
| JPS6143651B2 JPS6143651B2 (ja) | 1986-09-29 |
Family
ID=14483619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10839381A Granted JPS589033A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | ロ−ドセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589033A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342436A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Takao Yoshida | ひずみゲ−ジ式物理量−電気量変換器 |
| US4838372A (en) * | 1987-09-12 | 1989-06-13 | U.S. Philips Corporation | Load cell |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP10839381A patent/JPS589033A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342436A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Takao Yoshida | ひずみゲ−ジ式物理量−電気量変換器 |
| US4838372A (en) * | 1987-09-12 | 1989-06-13 | U.S. Philips Corporation | Load cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6143651B2 (ja) | 1986-09-29 |
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