JPS5920088B2 - ロ−ドセル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ストレンゲージの変形を電気的に検出して荷
重測定を行なうロードセル秤のロードセルに関するもの
である。

従来、ロードセルにおいては、原理的に第１図に示すよ
うに構成されている。

すなわち、一端が固定部１ａに固定され、他方の自由端
が荷重受部２ａとされたビーム３ａが形成され、このビ
ーム３ａの中央部に二個の楕円孔４ａが連設状態で形成
されて薄肉の変形部５ａが四個所に形成され、これらの
変形部５ａにストレンゲ−シロａが接着剤７ａにより接
着されている。

これらのストレンゲ−シロａの構造は、フェノール樹脂
やエポキシ樹脂などの厚さ２０μ程度のベース上に５μ
厚さの抵抗体を蒸着形成し、この抵抗体なエトエツチン
グにより所定形状のパターンに形成している。

そして、抵抗体の表面にベース層と同じものを積層して
三層構造とすることも行なわれている。

このようなストレンゲ−シロａは変形部５ａに接着後、
耐湿、耐ガスのためにシリコンゴム、シリコン樹脂等の
被覆層８ａで覆われている。

このような従来のロードセルにおいて、ストレンゲ−シ
ロａに電子回路を接続して荷重受部２ａに荷重を印加し
た際に生じる変形部５ａの変形を電気的出力として取出
しているものである。

しかるに、第３図に示すように一定荷重を印加した際に
生じる出力が時間の経過とともに減少し、荷重を除去し
たときに出力が零以下になって徐々に零に復帰するよう
なりリープ現象が生じる。

ここで荷重印加時から出力が徐々に減少するのを負のク
リープ特性といい、増加するのを正のクリープ特性とい
う。

このような負のクリープ特性と正のクリープ特性とを別
の表現で説明すれば、ストレンゲ−シロａが荷重印加時
より時間の経過とともに縮むのを負のクリープ特性と云
い、伸びるのを正のクリープ特性と云う。

すなわち、ストレンゲ−シロａが縮むと出力が減少し、
伸びると出力が増加する。

しかして、前述のようなりリープ特性は、ストレンゲ−
シロａの単体のみならずビーム３ａ、接着剤７ａ、被覆
層８ａのそれぞれに存在し、総合特性としては、これら
が全体的に作用してストレンゲ−シロａが縮むのか伸び
るのかし、これによつて負か正かのクリープ特性が示さ
れる。

なお、ビーム３ａは金属により製作され、正のクリープ
特性を有しているものと推定されている。

しかしながら、金属のクリープは微少であって現在のと
ころ測定が不能であり、実証されているわけではない。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、クリー
プ特性を改善して高精度のロードセル秤ヲ得ることがで
きるロードセルを提供することを目的とする。

本発明は、一端が固定され他端が荷重受部とされたビー
ムに薄肉の変形部を形成し、これらの変形部に負のクリ
ープ特性を有するストレンゲージを接着して前記ビーム
との総合特性が負のクリープ特性になるように設定し、
前記ストレンゲージを正のクリープ特性を有する被覆層
により覆ったことを特徴とするものである。

したがって、正のクリープ特性を有する被覆層により総
合特性においてクリープが生じることのないようにする
ことができ、これにより、高精度のロードセル秤を得る
ことができるように構成したものである。

この考案の一実施例を第４図ないし第９図に基いて説明
する。

まず、１はベースで、このベース１０片側には支柱２が
垂直に一体的に立設されている。

この支柱２には平行四辺形状のアーム部３が固着されて
いる。

すなわち、このアーム部３は肉厚の基部４と受力部５と
肉薄の上辺６と下辺７とよりなる。

そして、前記基部４には前記支柱２が嵌め込捷れる切欠
部８が形成されて二本の固定ボルト９で固定され、前記
受力部５にも切欠１０が形成されて受皿１１の支軸１２
が嵌め込まれて固定されている。

また、前記受力部５の上部には内方へ水平に突出する肉
厚の突辺１３が形成されている。

さらに、前記基部４の内面より前記突辺１３の下方にま
で延出されるビーム１４が一体的に形成されている。

すなわち、このビーム１４は前記アーム３と同一平面内
に位置し、がっ、その先端に荷重受部１５を有するとと
もに中間部にたがいに連通ずる二個の楕円孔１６が形成
され、これらの楕円孔１６により平行四辺形状になり、
薄肉状の円側の変形部１７が形成されている。

これらの変形部１７の外周縁にはストレンゲージ１８が
後述するようにそれぞれ貼着され、とくに図示゛しない
がブリッジ回路が形成されて変形部１７の変形が電気的
信号として取り出されるように構成されている。

また、前記ビーム１４０基部と先端側とに円形のツバ１
９が一体的に形成され、これらのツバ１９に機械的影響
のない状態でベローズ状のカバー２０の両端が密閉的に
固着されている。

このようなアーム部３およびビーム１４は一体的に鍛造
により形成されているものであるが、前記上辺６と前記
下辺７との基部には機械加工により円弧状の凹部が形成
されて薄肉の屈曲部２１が四個所に形成されている。

また、前記上辺６、前記下辺７、前記突辺１３、前記受
力部１５には、同一垂直線上に位置させて孔２２，２３
，２４゜２５が形成されている。

そして、前記孔２４にはピボット２６がその軸部な嵌合
させて下向きに固定され、前記孔２５にもピボット２７
がその軸部を嵌合させて上向きに固定されている。

これらのピボット２６，２７間にはたがいに点接触する
結合軸２８が取り付けられている。

この結合軸２８の取付時にはアーム部３を変形させるこ
とにより行なう。

しかして、前記ストレンゲージ１８は、ビーム１４の変
形部１７に接着剤２９により所定厚さの接着層３０をも
って接着されているが、この接着後に被覆層３１により
覆われる。

すなわち、ビーム１４は金属材料であるため、正のクリ
ープ特性を示すものであるが、ストレンゲージ１８はビ
ーム１４よりも大きい負のクリープ特性を有するものを
選定して接着する。

そして、被覆層３１の材質は、正のクリープ特性を有す
るものが選定されるが、好ましくは接着剤２９と同材質
のものであることが望ましい。

このような被覆層３１を形成するには、変形部１７にス
トレンゲージ１８を接着してから、そのストレンゲージ
１８の上に所定量の接着剤２９をたらしてテフロンシー
ト３２を接合させ、その上からシリコンゴム等によるク
ッション材３３を介在させて金属板３４により７ ｋｇ
／ｃｍ２程度の圧力で押圧する。

このような作業により形成される被覆層３１の厚さは限
られており、きわめて薄いものであるため、被覆層３１
のない状態でのクリープ特性を求めてから必要に応じて
何層ものオーバコーテングを行なう。

これにより、負のクリープ特性を示していたものが順次
正方向に補正され、ついには零に近付く。

このような構成において、受皿１１上に秤量部を載置し
た際にその重量は支軸１２を経てアーム部３の受力部５
にかけられるが、屈曲部２１のアーム部３を含む平面方
向への機械的強度はきわめて弱いため突辺１３からピポ
ツ）２６，２７、結合軸２８を経てビーム１４の先端に
垂直荷重が加えられ、これによりビーム１４が変形して
ストレンゲージ１８により電気的信号として取り出され
る。

この際、受皿１１上の片隅に秤量物を置けば受力部５に
モーメントが作用するが、アーム部３の屈曲部２１は伸
びやねじれに強く、アーム部３自体で垂直方向以外の荷
重を吸収し、しかも多少の倒れやねじれが生じても結合
軸２８の倒れは極くわずかであり、ビーム１４の受力部
１５にはほとんど垂直な荷重が作用する。

そのため、秤量物が受皿１１上のどの位置にあっても測
定誤差はきわめて少なく、実用上問題にする程のことは
ない。

と（にこのような動作時におけるクリープが生じないの
で精度はきわめて向上する。

本発明は、上述のようにビームの変形部にストレンゲー
ジを接着し、その外面を被覆層で覆うようにしたものに
おいて、ストレンゲージを負のクリープ特性を示すもの
を選定し、被覆層が正のクリープ特性を示す材質に選定
することにより総合特性としてクリープの生じない状態
を得ることができ、これにより、きわめて精度を高める
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はロードセルの原理を示す側面図、第２図ストレ
ンゲージ貼着部の拡大側面図、第３図はクリープ特性の
一例を示すグラフ、第４図はロードセル秤の斜視図、第
５図はその側面図、第６図は第５図におけるＡ−Ａ線部
の断面図、第７図は一部を拡大した縦断側面図、第８図
は被覆層形成時の縦断側面図である。 １４・・・ビーム、１５・・・荷重受部、１７・・・変
形部、１８・・・ス［レンゲージ、３１・・・被覆層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が固定され他端が荷重受部とされたビームに薄
   肉の変形部を形成し、これらの変形部に負のクリープ特
   性を有するストレンゲージを接着して前記ビームとの総
   合特性が負のクリープ特性になるように設定し、前記ス
   トレンゲージを正のクリープ特性を有する被覆層により
   覆ったことを特徴とするロードセル。 ２ 被覆層をビームにストレンゲージを貼着スる接着剤
   と同一材料としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のロードセル。