CN108474701A - 载荷检测器 - Google Patents

Abstract

载荷检测器具有：保持单元，其由内圈部、外圈部及弹簧部构成，该内圈部保持对载荷进行支撑的轴，该外圈部将该内圈部包围而设置，通过在周向隔着间隔而形成多个的安置孔，由紧固部件而紧固于安置部件，该弹簧部在从内圈部向径外侧方向延伸的弹簧部端与外圈部连接；以及位移检测部，其对通过载荷而产生的内圈部的位移进行检测。在安置孔的周缘部具有紧固部件的相对于外圈部的接合面即安置固定部。在外圈部，在安置孔和弹簧部端之间形成有低刚性部，低刚性部的周向的弯曲刚性低于外圈部的其他部位的弯曲刚性。

Description

载荷检测器

技术领域

本发明涉及在对例如纸、布、膜、金属箔等的带状物(web)或者线缆等线材的张力进行检测的张力检测器等中应用的载荷检测器。

背景技术

在纸、布、膜、金属箔等的带状物的卷绕、印刷、加工工序中，为了防止起皱、挠曲、印刷偏差等问题，需要对作用于带状物的张力进行控制。张力的控制是通过将作用于带状物的张力作为对卷绕带状物的辊作用的载荷进行检测而进行的。

在作用于辊的载荷的检测时使用载荷检测器，但如果载荷检测器的固有振动频率低，则由于与带状物的移送相伴的振动，存在无法实现上述加工工序的高速化的问题。因此，希望固有振动频率高的载荷检测器，例如已知下述载荷检测器，该载荷检测器将承受载荷的弹性体设为悬臂梁，通过使针对该悬臂梁的弯矩的中立轴与载荷的中心大致一致，从而提高载荷检测器的固有振动频率(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平3－246433号公报(图2)

发明内容

在上述载荷检测器中，载荷检测器本身的固有振动频率能够提高，但没有考虑载荷检测器针对安置部件的安置对检测性能造成的影响。

作为由安置造成的影响大的检测性能，特别地，举出检测性能的迟滞的增加及与迟滞的增加相伴的固有振动频率的降低。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供固有振动频率高且针对安置部件的安置容易、迟滞小的载荷检测器。

本发明的载荷检测器具有：保持单元，其由内圈部、外圈部及弹簧部构成，该内圈部保持对载荷进行支撑的轴，该外圈部将该内圈部包围而设置，通过在周向隔着间隔而形成多个的安置孔，由紧固部件而紧固于安置部件，该弹簧部在从所述内圈部向径外侧方向延伸的弹簧部端与所述外圈部连接；以及

位移检测部，其对通过所述载荷而产生的所述内圈部的位移进行检测，

在所述安置孔的周缘部具有所述紧固部件的相对于所述外圈部的接合面即安置固定部，

在该载荷检测器中，

在所述外圈部，在所述安置孔和所述弹簧部端之间形成有低刚性部，所述低刚性部的周向的弯曲刚性低于所述外圈部的其他部位的弯曲刚性。

发明的效果

根据本发明所涉及的载荷检测器，在外圈部的安置孔和弹簧部端之间形成有低刚性部，低刚性部的周向的弯曲刚性低于外圈部的其他部位的弯曲刚性，由此能够提供固有振动频率高且安置容易、检测性能的迟滞小的载荷检测器的构造，因此实现载荷检测器检测精度的进一步提高、检测器的应用范围扩大的显著效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的载荷检测器的安置结构的图。

图2是沿图1的II―II线的矢向剖视图。

图3是表示图1的载荷检测器的正视图。

图4是表示图1的保持单元的斜视图。

图5是表示图3的低刚性部的变形例的放大正视图。

图6是表示图3的低刚性部的变形例的放大正视图。

图7是表示图3的低刚性部的变形例的放大正视图。

图8是表示图3的低刚性部的变形例的放大正视图。

图9是表示图3的低刚性部的变形例的放大正视图。

图10是表示图3的低刚性部的变形例的放大正视图。

图11是表示图1的载荷检测器的变形例，且具有对弹簧部的损伤进行防止的机构的载荷检测器的正视图。

图12是表示对图11的弹簧部的损伤进行防止的机构的放大图。

图13是表示图1的载荷检测器的变形例，是弹簧部的构造不同的载荷检测器的正视图。

图14是表示图1的载荷检测器的变形例，是弹簧部的构造不同的载荷检测器的正视图。

图15是表示图1的载荷检测器的变形例，是检测构造不同的载荷检测器的正视图。

图16是表示在图1的载荷检测器的安置中使用的衬垫的正视图。

图17是表示使用图16的衬垫的载荷检测器的安置结构的侧视图。

图18是表示由多个部件构成的图1的载荷检测器的正视图。

图19是图18的载荷检测器的分解正视图。

图20是表示本发明的实施方式2所涉及的载荷检测器的正视图。

图21是表示图20的弹簧部的放大图。

图22是表示本发明的实施方式3所涉及的载荷检测器的正视图。

图23是对作用于图22的载荷检测器的弯矩进行说明的说明图。

图24是对作用于图22的载荷检测器的弯矩进行说明的说明图。

图25是表示本发明的实施方式4所涉及的载荷检测器的正视图。

图26是表示本发明的实施方式5所涉及的载荷检测器的正视图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的各实施方式的载荷检测器进行说明，在各图中对相同或者相当的部件、部位标注相同的标号而进行说明。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的载荷检测器5的安置结构的图，图2是沿图1的II―II线的矢向剖视图，图3是表示图1的载荷检测器5的正视图，图4是表示图1的保持单元8的斜视图。

此外，图1的X轴方向设为载荷检测器5的宽度方向，Y轴方向设为载荷检测器5的高度方向，Z轴方向设为载荷检测器5的深度方向，在下面的图中也使用相同的标号。由载荷检测器5检测的载荷向－Y方向作用。

该实施方式的载荷检测器5固定于安置部件7，对经由辊轴芯3而向载荷检测器5的Y轴方向作用的载荷F进行检测。

作用于载荷检测器5的载荷F如图2所示，是带状物1的张力T的合力，且张力T通过下式进行表示。

T＝(F－W)/2cosθ····(1)

在这里，θ是图2所示的夹角，W是辊2a的重量，通过对载荷F进行测定，从而能够通过(1)式而得到张力T。

在载荷F和位移之间及载荷F和应变之间比例关系成立，因此通过对在载荷检测器5的结构部件产生的位移或者应变进行测定，从而能够对载荷F进行检测。

作为纸、布、膜、金属箔等检测对象的带状物1，卷挂于第1辊2a、第2辊2b、第3辊2c而进行移送。在第1辊2a的轴即辊轴芯3的两端部分别嵌入轴承4。在各轴承4对安置于安置部件7的载荷检测器5进行安装。

载荷检测器5具有：保持单元8，其接受来自辊轴芯3的Y轴方向的载荷F；以及差动变压器9(Differential transformer)，其是对由于载荷F而在保持单元8的结构部件产生的位移进行测定的位移检测部。

保持单元8具有：内圈部10，其供轴承4嵌入，接受来自辊轴芯3的载荷；圆环状的外圈部11，其形成于该内圈部10的外侧，固定于安置部件7；以及2个部位的弹簧部12，其在将内圈部10和外圈部11连结的径向上延伸。

内圈部10具有：圆环状的载荷支撑部10a；以及芯固定部10b，其从该载荷支撑部10a在X轴方向延伸。

外圈部11具有：安置孔11a，其以等分间隔形成于3处，为了固定于安置部件7而安装螺栓等；安置固定部11b，其位于该安置孔11a的周边1mm～10mm的范围；低刚性部11c，其形成于外圈部11和弹簧部12的连接部即弹簧部端12a之间；以及平面状的测定器固定部11d，其供差动变压器9设置。低刚性部11c由于切口而外圈部11的径向的厚度变薄。即，低刚性部11c的径向的厚度与外圈部11的其他部位的径向的厚度相比较而变小。由此，与外圈部11的其他部位相比较，低刚性部11c的周向的弯曲刚性降低。

此外，在这里的弯曲刚性是指将外圈部11的材质的杨氏模量E乘以周向的截面二阶矩I得到的值。

关于保持单元8，内圈部10和外圈部11通过从载荷支撑部10a沿径向延伸的弹簧部12而连结，根据第1辊2a、第2辊2b及第3辊2c的针对带状物1的安装方法，+Y方向和－Y方向哪一个方向均受到载荷，因此除了芯固定部10b，相对于经过载荷F的中心A的X轴方向的直线是线对称形状。安装轴承4的内圈部10的内圈孔10c的中心与载荷中心A一致。

差动变压器9具有：差动变压器芯9b，其固定于内圈部10的芯固定部10b；以及差动变压器线圈9a，其固定于外圈部11的测定器固定部11d，该差动变压器9对差动变压器线圈9a和差动变压器芯9b的Y轴方向的相对位移进行测定。

关于载荷检测器5，由载荷支撑部10a经由轴承4接受从辊轴芯3作用的Y轴方向的载荷F，通过在测定器固定部11d设置的差动变压器9对由于弹簧部12挠曲而在芯固定部10b产生的位移进行测定。

在该载荷检测器5中，固定有差动变压器线圈9a的测定器固定部11d的位移与芯固定部10b的位移相比是微小的，因此由差动变压器9引起的测定位移能够视作芯固定部10b的Y轴方向的位移。

下面，关于对载荷检测器5的检测性能造成大的影响的迟滞进行说明。

迟滞(Hysteresis)是载荷F的检测输出在载荷F的负载前后不同的现象，在载荷F的负载时产生的接合面的微小的偏差在将载荷F去除后无法完全地复原，这是主要的产生原因。

载荷检测器5的安置如上所述，大多使用螺栓，但如果在载荷负载时在安置固定部11b的接合面产生微小的偏差，则由于作用于安置固定部11b的接合面的摩擦力的影响，在将载荷去除后偏差也残留，迟滞发生。

关于在安置固定部11b产生的微小的偏差，通过Y轴方向的载荷F而弯矩作用于安置固定部11b是原因。因此，为了减小迟滞，减小作用于安置固定部11b的弯矩变得重要。

在实施方式1所涉及的载荷检测器5中，通过Y轴方向的载荷F，弯矩从载荷支撑部10a经由弹簧部端12a、低刚性部11c而产生于安置固定部11b，但低刚性部11c的弯曲刚性比外圈部11的其他部位小，因此低刚性部11c优先地变形，能够减小作用于安置固定部11b的弯矩。

因此，减小在安置固定部11b的接合面产生的偏差，能够减小迟滞。

另外，由于能够减小螺栓紧固等的接合面的偏差，因此能够制作具有高固有振动频率的载荷检测器5。

在图3所示的载荷检测器5中，安置孔11a为3个，在外圈部11的圆周方向均等地配置，但只要载荷检测器5能够固定于安置部件7，则安置孔11a的数量及位置没有特别限制。

低刚性部11c例如并不限于图5的形状，可以是图6～图10所示的形状。图5是通过从外圈部11的内周侧或者外周侧的一方将四边形的切口设置于外圈部11而减小外圈部的外周的宽度，与外圈部的其他部位相比减小弯曲刚性。图6是将图5的切口的一部分设为圆弧形状的低刚性部，图7是通过在狭缝的前端设置圆孔而形成的低刚性部，通过圆孔而缓和狭缝前端的应力集中。图8是通过在外圈部11设置圆孔而形成的低刚性部，由于仅进行孔加工，因此能够削减加工成本。图9是通过从外圈部11的内周侧及外周侧在外圈部11设置切口而形成的低刚性部，图10是通过设置多个狭缝而形成的低刚性部。

另外，低刚性部11c也可以将外圈部11在Z轴方向减薄。

只要低刚性部11c的周向的弯曲刚性小于外圈部11的其他部位，则其数量、形状没有特别限制。

在制作上，如图3所示，通过减小与低刚性部相对应的外圈部11的外周的宽度，从而能够将弯曲刚性有效地减少。

此外，本发明人实验得到，在低刚性部11c的外圈部11的周向的弯曲刚性相对于外圈部11的其他部位的弯曲刚性为八分之一以下的情况下，载荷检测器5的迟滞显著地提高。例如，在将低刚性部11c的周向的弯曲刚性设为外圈部11的其他部位的弯曲刚性的八分之一的情况下，迟滞成为在外圈部11没有设置低刚性部的情况的大约一半。

图11是表示图1的载荷检测器5的变形例，是具有对弹簧部12的损伤进行防止的机构即止动部13a的载荷检测器5的正视图，图12是表示图11的止动部13a的放大图。

该止动部13a的基端部固定于外圈部11。止动部13a的前端部指向载荷中心A，并且与内圈部10的外周面相对，在与内圈部10之间形成有间隙。

其他结构与图3所示的载荷检测器5相同。

在该载荷检测器5中，对于小于或等于载荷检测器5的容许载荷的载荷，载荷支撑部10a没有与止动部13a接触，但在作用有超过容许载荷的载荷时，载荷支撑部10a的外周与止动部13a接触，抑制弹簧部12的变形，由此防止弹簧部12的损伤。

只要具有对弹簧部12的损伤进行防止的功能，止动部13a的材质、形状并不特别限定，例如，作为止动部13a，如果使用紧定螺钉等螺栓，则能够容易地对止动部13a的前端和载荷支撑部10a的外周的间隙进行调整。

图13及图14是表示图3的载荷检测器5的变形例，是弹簧部12的构造不同的载荷检测器5的正视图。

关于实施方式1的弹簧部12，只要是通过由Y轴方向的载荷F产生的弯矩使弹簧部12挠曲而检测所需的位移发生于内圈部10的芯固定部10b，且不发生破坏的构造，则形状、根数、对称性没有特别限制。

图13的例子具有将外圈部11和内圈部10连结的平行的2根弹簧部12，通过桁架构造，芯固定部10b的位移动作与载荷方向平行地接近，因此能够使检测载荷的线性度变得良好。

图14的例子是具有将外圈部11和内圈部10连结的1根弹簧部12，弹簧部12通过由于Y轴方向的载荷F而作用于弹簧部12的弯矩而容易挠曲，能够使芯固定部10b的位移增大。

因此，检测输出增加，能够实现抗干扰强的载荷检测器5。

如果将弹簧部12设为相对于经过载荷中心A的X轴方向的直线而线对称的构造，则即使载荷F的方向正负反转，芯固定部10b也在反转前后取得相同的位移动作，因此能够实现载荷检测的对称性良好的载荷检测器5。

另外，通过载荷F而在弹簧部端12a产生的弯矩，与从载荷中心A算起的X轴方向的距离成正比，因此如果弹簧部12位于从载荷中心A起X轴方向的距离变大的位置，则弹簧部12的挠曲变大，能够使芯固定部10b的位移增大。

因此，检测输出增加，能够实现抗干扰强的载荷检测器5。

作为位移测定部位的芯固定部10b的位置、形状没有特别限制，但能够增大由于弹簧部12的挠曲而在芯固定部10b产生的位移，因此优选从弹簧部端12a在X轴方向上远离的位置设置芯固定部10b及差动变压器芯9b。

图15是表示实施方式1所涉及的载荷检测器5的其他检测构造的正视图。

在图3的载荷检测器5中，通过使用差动变压器9对在芯固定部10b产生的位移进行测定而检测出载荷F，但在该变形例中，取代差动变压器9而在弹簧部12粘贴有应变仪14。应变仪14是对由于载荷F而变形的弹簧部12的变形量、即弹簧部12的应变量进行检测的变形检测部。基于由应变仪13测定出的变形量被检测载荷F。

其他结构与图3所示的载荷检测器5相同。

在该变形例中，通过使用针对弹簧部12的变形的检测灵敏度高的应变仪14，从而即使将在内圈部10产生的位移减小，也能够对载荷F进行检测。即，由于能够增大弹簧部12的弯曲刚性，因此能够将内圈部10牢固且稳定地支撑，且能够实现固有振动频率高的载荷检测器5。

另外，去除差动变压器9，并且不需要内圈部10的芯固定部10b、外圈部11的测定器固定部11d的加工，与图3所示的载荷检测器5相比较，能够将构造简单化。

图16是表示在图1的载荷检测器5的安置中使用的衬垫6的正视图，图17是表示使用图16的衬垫6的载荷检测器5的安置结构的侧视图。

在该例中，将载荷检测器5的前表面及背面由图16所示的衬垫6夹着，载荷检测器5经由壳体15而固定于安置部件7。由此，保持单元8的轴向的两端面被壳体15覆盖。另外，壳体15与内圈部10及弹簧部12各自隔着间隙而配置。

衬垫6承担在安置状态下使得内圈部10及弹簧部12不与安置部件7等其他部件接触的作用，防止在作用有载荷F时，内圈部10及弹簧部12的变形由于与其他部件的摩擦而被妨碍。

此外，关于衬垫6的构造，只要在安置状态下内圈部10及弹簧部12不与其他部件接触，则不特别限定。

另外，除了辊轴芯3经过的部位，将保持单元8的在X轴和Y轴展开的面整体覆盖的壳体15如图17所示，安装于各衬垫6各自的外侧，保护载荷检测器5而使其不受来自外部的异物、接触的影响。

此外，如果设为使壳体15仅与外圈部11接触而不与内圈部10及弹簧部12接触的构造，则不需要衬垫6，因此能够实现通过部件个数的削减而带来的作业性的提高。

另外，也可以使内圈部10及弹簧部12的Z轴方向的厚度小于外圈部11，防止接触，由此不需要衬垫6。

图18是表示将图1的载荷检测器5由多个部件构成的正视图，

图19是图18的载荷检测器5的分解正视图。

图3所示的保持单元8由单一的部件构成，但在该例中，由多个部件构成。

该载荷检测器5的外圈部11成为与内圈部10及弹簧部12彼此独立的部件。外圈部11和弹簧部12如图19所示，将弹簧部端12a的平坦部12b和外圈凹部11e的平坦部11f对准，由螺栓等进行固定。

只要能够进行外圈部11和弹簧部12的固定，则其固定方法没有特别限制。

通过在弹簧部端12a的侧面12c和外圈凹部11e的侧面11g之间设置嵌合，从而能够进行弹簧部12的对位，能够容易地决定弹簧部12的固定位置。

对于单一的部件而言是复杂的构造，但通过分为多个部件，从而能够将每一部件的构造简单化，能够进行挤出成型、冲压加工，能够削减制造成本。

另外，能够通过挤出成型等容易地制作使内圈部10及弹簧部12的Z轴方向的厚度小于外圈部11的构造。由此，不需要在安置时使用的衬垫6，因此部件个数的削减及作业性提高。另外，通过将对弹簧部端12a进行固定的外圈凹部11e的宽度设得大，从而能够设为不仅对弹簧端12a进行固定，还具有低刚性部11c的构造。

作为保持单元8的材质，可以使用例如碳钢、高强度钢、轧制钢、不锈钢、结构合金钢等铁类材料及将它们作为母材的镀钢、或者铝、镁、钛、黄铜、铜等材料及合金材料。

图18所示的保持单元8是在Z轴方向挤出的单纯的形状，因此能够进行挤出成型，特别地，通过使用铝合金，从而能够实现生产的高效化、载荷检测器5的轻量化。

实施方式2.

图20是表示本发明的实施方式2所涉及的载荷检测器5的正视图，图21是表示图20的弹簧部12的放大图。

该实施方式2的载荷检测器5如图20所示，具有相对于经过载荷中心A的X轴方向的直线而对称的2根L字型的弹簧部12。弹簧部12从载荷支撑部10a的外周部向径向的外侧延伸，是在弹簧部12的弯折点即点B弯折，形成L字形状，与外圈部11连结的形状。在弹簧部12和外圈内周面13b之间，在外圈部11的径向形成有间隙。由此，在外圈部11和弹簧部12之间，存在外圈部11的外圈内周面13b和与该外圈内周面13b相对的弹簧部12的面之间的间隔成为恒定的区域。

其他结构与图3所示的载荷检测器5相同。

根据该实施方式的载荷检测器5，通过Y轴方向的载荷F而在弹簧部12产生的弯矩，与从载荷中心A算起的X轴方向的距离成正比，因此如果该距离大，则在弹簧部12的弯折点B作用较大的弯矩，弹簧部12变形。

通过增大载荷中心A和弹簧部12的弯折点即点B的X轴方向的距离a，从而在芯固定部10b产生的位移增加，安装于芯固定部10b的差动变压器9的检测输出增大，得到抗干扰强的载荷检测器5。

另外，对弹簧部12和外圈内周面13b的间隙的大小进行调整，对于小于或等于载荷检测器5的容许载荷的载荷，弹簧部12不与外圈内周面13b接触，但在作用有超过容许载荷的载荷时，弹簧部12与外圈内周面13b接触，抑制作用有超过容许载荷的载荷时的弹簧部12的变形，能够防止弹簧部12的损伤。

因此，无需另行设置图12所示的弹簧部12的损伤防止用的止动部13a，因此能够削减载荷检测器5的部件个数，组装作业性提高。

另外，如图20所示，在外圈部11的外圈内周面13b和与该外圈内周面13b相对的弹簧部12的面之间具有间隔成为恒定的区域。

因此，在超过容许载荷的载荷作用于载荷检测器5时，在间隔成为恒定的区域进行接触，因此与异形形状的接触相比接触面积增大。因此，接触应力变小，能够对接触部的损伤进行抑制。

实施方式3.

图22是表示本发明的实施方式3所涉及的载荷检测器5的正视图。

在该实施方式3的载荷检测器5中，外圈部11是与内圈部10及弹簧部12彼此独立的部件，是具有2根L字型的弹簧部12的构造。

弹簧部12从载荷支撑部10a的外周部沿径向延伸，是在弹簧部12的弯折点即点B弯折，形成L字形状，与外圈部11连结的形状。

弹簧部端12a设置于弹簧部12的平坦部12b和载荷中心A的X轴方向的距离b变小的位置，将弹簧部端12a嵌入至外圈凹部11e，通过螺栓等进行固定，由此构成保持单元8。

此外，只要能够进行外圈部11和弹簧部12的固定，则其固定方法没有特别限制。另外，关于弹簧部端12a的位置，在弹簧部端12a的平坦部12b和载荷中心A的X轴方向的距离b小的情况下，通过Y轴方向的载荷F而作用于弹簧部端12a的弯矩变小，因此优选。

另外，在图22所示的载荷检测器5中，通过将对弹簧部端12a进行固定的外圈凹部11e设得较大，从而不仅对弹簧端12a进行固定，外圈凹部11e还具有低刚性部11c。

另外，是下述构造，即，在外圈部11和弹簧部12固定的状态下，在外圈内周面13b和弹簧部12之间，在外圈部11的径向产生间隙。间隙具有下述功能，即，在作用有超过容许载荷的载荷时，弹簧部12与外圈内周面13b接触，对弹簧部12的变形进行抑制，由此防止弹簧部的损伤。安装轴承4的内圈部10的内圈孔10c的中心与载荷中心A一致。

根据图22的载荷检测器5，能够增大由于Y轴方向的载荷F而作用于弹簧部12的点B的弯矩，另一方面，通过减小弹簧部端12a的平坦部12b和载荷中心A的X轴方向的距离b，从而能够减小作用于弹簧部端12a的弯矩。

即，由于弹簧部12的挠曲变大，能够使在芯固定部10b产生的位移增大，并且减小弹簧部端12a和外圈凹部11e的接合面的偏差，能够减小在弹簧部12和外圈部11的安置固定部11b之间产生的迟滞。特别地，在距离b为零的情况下，作用于弹簧部端12a的弯矩成为最小，迟滞减少最多。另外，能够减少接合面的偏差，能够提高载荷检测器5的固有振动频率。

接下来，使用对作用于弹簧部端12a的弯矩进行说明的图23、图24，对能够通过减小距离b，从而外圈凹部11e的弯矩减小的情况进行说明。

图23是沿X轴方向、Y轴方向的梁，在点P，载荷W向－Y方向，在点S完全固定。

图24是图23的梁逆时针进行θ旋转的梁，与图23同样地，在点P，载荷W向－Y方向施加于，在点S完全固定。

图23、图24的梁的点P、点Q、点R、点S分别相当于图22的点D、点C、点B、弹簧部端12a。

此外，点C是载荷支撑部10a和弹簧部12的接合部，点D是经过载荷中心A的Y轴方向的直线和载荷支撑部10a的交点。图23及图24所涉及的点S的由于载荷F产生的弯矩M均通过下式表示。

M＝F(L1－L2)····(2)

因此，可知在相当于弹簧部端12a的点S作用的弯矩，不依赖梁的角度，与垂直于载荷方向的方向的从点P至点S的距离(L1－L2)成正比，弯矩在距离(L1－L2)为零时变得最小。

另外，图20所示的实施方式2的载荷检测器5的保持单元8，在外圈内周面13b和弹簧部12之间具有细长的间隙，是复杂的构造，但在图22所示的该实施方式的载荷检测器5中，构成保持单元8的各个部件即外圈部11、内圈部10及弹簧部12是简单的构造，因此能够通过挤出成型、冲压加工等抑制制造成本。

另外，如果设为使内圈部10及弹簧部12的Z轴方向的厚度小于外圈部11的构造，则在安置状态下内圈部10及弹簧部12不与安置部件7等其他部件接触，因此不会由于与其他部件的摩擦而妨碍内圈部10及弹簧部12的变形，不需要衬垫6。

另外，2根弹簧部12是相对于如图22所示的经过载荷中心A的X轴方向的直线而线对称的构造，即使载荷F的方向正负反转，芯固定部10b也进行与反转前相同的位移动作，能够实现载荷检测的对称性良好的载荷检测器5。

实施方式4.

图25是表示本发明的实施方式4所涉及的载荷检测器5的正视图。

在该实施方式4的载荷检测器5中，2根弹簧部12将内圈部10和外圈部11连结，相对于经过载荷中心A的Y轴方向的直线，线对称地配置。

通过由Y轴方向的载荷F产生的弯矩而一对弹簧部12挠曲，在芯固定部10b产生的位移由设置于测定器固定部11d的差动变压器9进行测定。

芯固定部10b和差动变压器9设置于作为弹簧部12的对称线的、经过载荷中心A的Y轴方向的直线上。弹簧部12只要是相对于经过载荷中心A的Y轴方向的直线而线对称，则构造、根数并不特别受到限定。

在实施方式1～3所示的载荷检测器5中，在通过由Y轴方向的载荷F产生的弯矩而弹簧部12变形时，作为位移测定部位的芯固定部10b进行圆弧动作，因此与位移为直线动作的情况相比较，针对载荷的测定位移的直线性降低。

与此相对，在图25所示的载荷检测器5中，弹簧部12是相对于经过载荷中心A的Y轴方向的直线而线对称的构造，在作用有载荷F时芯固定部10b进行直线动作，因此测定位移的线性度变得良好，能够实现载荷的检测精度的提高。

此外，实施方式4的保持单元8可以不是单个部件构造，而是由多个部件构成。

实施方式5.

图26是表示本发明的实施方式5所涉及的载荷检测器5的正视图。

在该实施方式5的载荷检测器5中，如图26所示，是下述构造，即，外圈部11成为与内圈部10及弹簧部12彼此独立的部件，具有相对于载荷中心A而点对称的2根L字型的弹簧部12。

该实施方式5的弹簧部12除了相对于载荷中心A而点对称以外，具有与图22所示的实施方式3的弹簧部12相同的机构。

根据该实施方式5的载荷检测器5，与实施方式4的载荷检测器5同样地，在Y轴方向的载荷F作用于载荷支撑部10a时，芯固定部10b进行直线动作，因此与圆弧动作相比测定位移的线性度变得良好，能够实现载荷的检测精度的提高。

另外，弹簧部12将载荷中心A和弹簧部12的点B的X轴方向的距离a形成得大，增大作用于弹簧部12的点B的弯矩，另一方面，减小弹簧部12的平坦部12b和载荷中心A之间的X轴方向的距离b，使作用于弹簧部端12a的弯矩减少。

因此，能够将在芯固定部10b产生的位移增大的基础上，减小由于弹簧部端12a和外圈凹部11e之间的接合面的偏差而产生的迟滞。

另外，由于能够减少弹簧部端12a和外圈凹部11e之间的接合面的偏差，因此能够提高载荷检测器5的固有振动频率。

在此基础上，实施方式5的一对弹簧部12是弹簧部12相对于载荷中心A而点对称的构造，因此即使载荷F的方向正负反转，芯固定部10b也进行与反转前相同的位移动作，能够实现载荷检测的对称性良好的载荷检测器。

此外，实施方式5的保持单元8可以是单个部件构造。

此外，在上述各实施方式的载荷检测器5中，作为卷挂于辊2a～2c的对象，对带状物1进行了说明，但也可以是线缆等线材。

另外，带状物1和辊2a～2c的结构并不特别限定，例如，可以相对于辊2a～2c，带状物1以反方向进行安装。

另外，只要能够进行辊2a的支撑，则可以不是辊轴芯3的两端，而仅将单端由载荷检测器5支撑，另一端不支撑而设为自由端。

另外，对于载荷检测器5相对于安置部件7的固定，使用了作为紧固部件的螺栓，但这是一个例子，可以是小螺钉(vis)等紧固部件。此外，在该情况下，安置固定部11b是用于将载荷检测器5固定于安置部件7的力进行作用的部位。并且，应变仪14不仅应用于实施方式1，还可以应用于实施方式2～5的弹簧部12。

标号的说明

1带状物(检测对象)，2a、2b、2c辊，3辊轴芯，4轴承，5载荷检测器，6衬垫，7安置部件，8保持单元，9差动变压器(位移检测部)，9a差动变压器线圈，9b差动变压器芯，10内圈部，10a载荷支撑部，10b芯固定部，10c内圈孔，11外圈部，11a安置孔，11b安置固定部，11c低刚性部，11d测定器固定部，11e外圈凹部，11f平坦部，11g侧面，12弹簧部，12a弹簧部端，12b平坦部，12c侧面，13a止动部，13b外圈内周面，14应变仪(变形检测部)，15壳体。

Claims (12)

1.一种载荷检测器，其具有：

保持单元，其由内圈部、外圈部及弹簧部构成，该内圈部保持对载荷进行支撑的轴，该外圈部将该内圈部包围而设置，通过在周向隔着间隔而形成多个的安置孔，由紧固部件而紧固于安置部件，该弹簧部在从所述内圈部向径外侧方向延伸的弹簧部端与所述外圈部连接；以及

位移检测部，其对通过所述载荷而产生的所述内圈部的位移进行检测，

在所述安置孔的周缘部具有所述紧固部件的相对于所述外圈部的接合面即安置固定部，

在该载荷检测器中，

在所述外圈部，在所述安置孔和所述弹簧部端之间形成有低刚性部，所述低刚性部的周向的弯曲刚性低于所述外圈部的其他部位的弯曲刚性。

2.一种载荷检测器，其具有：

保持单元，其由内圈部、外圈部及弹簧部构成，该内圈部保持对载荷进行支撑的轴，该外圈部将该内圈部包围而设置，通过在周向隔着间隔而形成多个的安置孔，由紧固部件而紧固于安置部件，该弹簧部在从所述内圈部向径外侧方向延伸的弹簧部端与所述外圈部连接；以及

变形检测部，其对通过所述载荷而变形的所述弹簧部的变形量进行检测，

在所述安置孔的周缘部具有所述紧固部件的相对于所述外圈部的接合面即安置固定部，

在该载荷检测器中，

在所述外圈部，在所述安置孔和所述弹簧部端之间形成有低刚性部，所述低刚性部的周向的弯曲刚性低于所述外圈部的其他部位的弯曲刚性。

3.根据权利要求1或2所述的载荷检测器，其中，

所述外圈部是与所述弹簧部及所述内圈部彼此独立的部件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的载荷检测器，其中，

所述弹簧部设置大于或等于2根，且各所述弹簧部相对于经过所述内圈部的中心并与载荷方向垂直的直线而线对称地配置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的载荷检测器，其中，

所述弹簧部设置大于或等于2根，且各所述弹簧部相对于经过所述内圈部的中心并沿载荷的方向延伸的直线而线对称地配置。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的载荷检测器，其中，

所述弹簧部设置大于或等于2根，且各所述弹簧部相对于所述内圈部的中心而所述弹簧部点对称地配置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的载荷检测器，其中，

所述弹簧部从所述内圈部起经由弯折点而所述弹簧部端与所述外圈部连接，关于与经过所述内圈部的中心的所述载荷的方向的直线垂直方向的距离，从所述直线至所述弯折点为止的所述距离，大于从所述直线至所述弹簧部端为止的所述距离。

8.根据权利要求7所述的载荷检测器，其中，

存在所述外圈部的外圈内周面和与该外圈内周面相对的所述弹簧部的面之间的间隔成为恒定的区域。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的载荷检测器，其中，

具有止动部，该止动部的基端部固定于所述外圈部，前端部隔着间隔而与所述内圈部的外周面相对。

10.根据权利要求1及3至9中任一项所述的载荷检测器，其中，

所述位移检测部是具有差动变压器线圈和差动变压器芯的差动变压器，该差动变压器线圈固定于所述外圈部，该差动变压器芯固定于所述内圈部，相对于所述差动变压器线圈而进行相对位移。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的载荷检测器，其中，

所述低刚性部的径向的厚度小于所述外圈部的其他部位的径向的厚度。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的载荷检测器，其中，

所述保持单元的轴向的两端面由壳体覆盖，

所述壳体与所述内圈部及所述弹簧部各自隔着间隙而配置。