JP2001033299A

JP2001033299A - ロードセル

Info

Publication number: JP2001033299A
Application number: JP11202987A
Authority: JP
Inventors: Mikio Naganuma; 幹雄長沼
Original assignee: Teac Corp
Current assignee: Teac Corp
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-02-09
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: JP3614043B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は起歪部が形成された感度部材の変位を
ストレインゲージにより検出して荷重測定を行うロード
セルに関し、定格荷重以上の荷重が印加された場合であ
っても、感度部材に塑性変形（永久歪み）が発生するこ
とを防止することを課題とする。【解決手段】ベース24と、このベース24に一端が一体的
に接続されると共に荷重印加時に歪みを発生する起歪部
29A 〜29D が形成された片持ち梁状の感度アーム25と、
荷重の検出のために起歪部29A 〜29D に発生する歪みを
検出するストレインゲージ21A 〜21D とを備えてなるロ
ードセルにおいて、ベース24にストッパ用ネジ孔32を形
成すると共に、このストッパ用ネジ孔32に先端部が感度
アーム25と当接しその変位を規制するストッパ用ネジ36
を螺合する。そして、ストッパ用ネジ36の螺進度を調整
することにより、定格荷重以上の荷重が印加された際、
感度アーム25が起歪部29A 〜29D の弾性変形可能範囲を
越えて変形することを防止する。

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係り、
特に起歪部が形成された感度部材の変位をストレインゲ
ージにより検出して荷重測定を行うロードセルに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、荷重測定を行う測定機としてロ
ードセルが知られている。このロードセルは、大略する
と荷重が印加された時に歪みを発する起歪部を有する感
度部材と、この起歪部に配設されており起歪部に発生す
る歪みを検出する歪み検出素子とにより構成されてお
り、歪み検出素子の出力に基づき荷重測定を行う構成と
されている。また、歪み検出素子としては、安価で測定
精度の高いストレインゲージ（抵抗線歪み計）が一般に
用いられている。

【０００３】この種のロードセルとしては、例えば特開
平７−３１８４３９号公報に開示されたものが知られて
いる。図１３及び図１４は、同公報に開示されたロード
セル１を示している。このロードセル１は矩形状の感度
部材２を有しており、その内側には空間部９が形成され
ている。この空間部９の特に四隅近傍には、感度部材２
の肉厚を薄くすことにより荷重印可時に歪みを発生させ
る起歪部３が形成されている。また、感度部材２の起歪
部３と対向する位置には、ストレインゲージ４（歪みゲ
ージ）が配設されている。

【０００４】この感度部材２は、その一方の短辺２Ａが
基台５に配設された略Ｌ字状の支持部材６に固定されて
いる。これにより、感度部材２は基板５に対し浮いた状
態、即ち可撓変形可能な状態で固定された構成となって
いる。また、感度部材２の他方の短辺２Ｂには、同じく
略Ｌ字状をした皿取付部材７が固定されている。この皿
取付部材７の水平部分には、被測定物が載置される秤量
皿８が固定される。

【０００５】上記構成とされたロードセル１において、
秤量皿８に被測定物が載置されると、被測定部の重さに
対応した荷重が皿取付部材７を介して感度部材２に印加
される。前記したように、感度部材２には起歪部３が形
成されているため、この各起歪部３には印加された荷重
に対応した歪みが発生する。各起歪部３に発生した歪み
は、各起歪部３と対向するよう配設されたストレインゲ
ージ４により検出される。４個のストレインゲージ４は
ブリッジ回路（ホイートストーンブリッジ）を構成して
おり、各ストレインゲージ４で検出された歪みは電気的
な信号に変換され、この電気信号に基づき被測定部の重
量が求められる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の感度
部材２は、秤量皿８にロードセル１の定格荷重以下の荷
重が作用している場合においては、起歪部３に発生する
歪が弾性変形限度内であるように定めてある。しかる
に、上記したロードセル１は、片持ち梁状の感度部材２
が基板５に対して大きく離間した構成となっているた
め、定格荷重以下の荷重が作用した場合、感度部材２が
過剰に変位して起歪部３に塑性変形（永久歪み）が発生
してしまうおそれがある。

【０００７】このように、起歪部４に塑性変形（永久歪
み）が発生すると、外力印加が解除された状態でも起歪
部３（感度部材２）は元の状態まで復元せず変形したま
まの状態となり、正確な荷重測定を行うことができなっ
てしまうという問題点があった。本発明は上記の点に鑑
みてなされたものであり、定格荷重以上の荷重が印加さ
れた場合であっても、感度部材に塑性変形（永久歪み）
が発生することを防止しうるロードセルを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴と
するものである。請求項１記載の発明は、ベースと、前
記ベースに一端が一体的に接続されると共に、荷重印加
時に歪みを発生する起歪部が形成された片持ち梁状のア
ームと、前記起歪部に設けられ、前記荷重の検出のため
に前記起歪部に発生する歪みを検出するストレインゲー
ジとを備えてなるロードセルにおいて、前記ベースまた
は前記アームの一方に設けられ、前記起歪部が所定量変
形した時に前記ベースまたは前記アームの他方に当接し
て前記起歪部がそれ以上変形することを防止するための
ストッパを設けたことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のロードセルにおいて、前記ストッパは、前記アーム
との前記当接位置を調整可能な構成とされていることを
特徴とするものである。また、請求項３記載の発明は、
請求項１または２記載のロードセルにおいて、前記スト
ッパを、前記ベースまたは前記アームの何れか一方に形
成されたネジ孔と、該ネジ孔に螺合するネジとにより構
成し、かつ、該ネジを、前記ベースと前記アームとの対
向面に対し反対側面から前記ネジ孔に装着し、該反対側
面から螺進度を調整可能な構成としたことを特徴とする
ものである。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、請求項１ま
たは２記載のロードセルにおいて、前記ベースまたは前
記アームの何れか一方に形成された第１のネジ孔と、該
第１のネジ孔に螺合する第１のネジとにより前記ストッ
パを構成し、前記アームに荷重印加される第２のアーム
を接続するための第２のネジが螺合する第２のネジ孔を
形成し、かつ、前記第１のネジ孔と前記第２のネジ孔と
を同心となるよう同一直線上に形成してなることを特徴
とするものである。

【００１１】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４のいずれかに記載のロードセルにおいて、前記アー
ムを片持ち梁状とすると共に、前記ストッパを、前記片
持ち梁状のアームの自由端とされた先端部、または前記
ベース上で前記アームの前記先端部と対向する位置に設
けたことを特徴とするものである。

【００１２】上記の各手段は、次のように作用する。請
求項１記載の発明によれば、起歪部が所定量変形した時
にベースまたはアームの他方に当接して起歪部がそれ以
上変形することを防止するためのストッパをベースまた
はアームの一方に設けたことにより、アームの過剰な変
形を防止することができる。よって、誤って定格荷重を
越えた荷重が印加されても、起歪部に発生する歪は弾性
限度内に留まり、起歪部が塑性変形（永久変形）するこ
とが防止される。

【００１３】また、請求項２記載の発明によれば、スト
ッパはアームとの当接位置を調整可能な構成とされてい
るため、アーム或いは起歪部に製造誤差が存在し弾性限
度にバラツキがあるような場合であっても、ストッパで
当接位置を調整することにより起歪部に発生する歪を確
実に弾性限度内とすることができる。

【００１４】また、請求項３記載の発明によれば、ベー
スまたはアームの何れか一方に形成されたネジ孔と、こ
のネジ孔に螺合するネジとによりストッパを構成したこ
とにより、簡単な構成でアームの過剰な変形を防止する
ことができる。また、ネジをベースとアームとの対向面
に対し反対側面からネジ孔に装着し、この反対側面から
螺進度を調整可能な構成としたことにより、ロードセル
の外側からストッパの調整処理を行えるため、調整処理
を容易に行うことができる。

【００１５】また、請求項４記載の発明によれば、スト
ッパを構成する第１のネジ孔と、第２のアームを接続す
るための第２のネジ孔とを同心となるよう同一直線上に
形成したことにより、第１のネジ孔と第２のネジ孔を同
一の加工ツールで一括的に同時形成することが可能とな
る。よって、第１及び第２のネジ孔の加工に要する工数
及び時間の短縮を図ることが可能となる。

【００１６】また、請求項５記載の発明によれば、片持
ち梁状のアームの自由端とされた先端部、またはベース
上の前記アームの先端部と対向する位置にストッパを設
けた構成とされることにより、荷重印加時に最も変位量
の大きいアーム先端部で調整処理を行うため、調整処理
を容易に行うことができる。

【００１７】即ち、アームのベースに接続された位置の
近傍でストッパを用いて当接位置を調整しようとした場
合、アームの変位量は小さいため、調整時におけるスト
ッパの調整変位量は小さくなり、調整処理が困難にな
る。しかるに、アーム先端部で調整処理を行う構成とす
ることにより、アーム先端部におけるアームの変位量は
大きく、よって調整時におけるストッパの調整変位量も
大きくすることができる。これにより、ストッパによる
当接位置の調整処理を容易化することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１及び図２は本発明の一実施
例であるロードセル１０を示しており、また図４乃至図
９は本発明の一実施例であるロードセル１０の製造方法
を示している。ロードセル１０は、大略するとロードセ
ル本体１１，カバー１２，上蓋１３，及び下蓋１４等に
より構成されている。このロードセル１０は、例えば測
定荷重が５０ｇ以下の軽荷重を測定するものである。

【００１９】尚、説明及び図示の便宜上、図１には仮支
持部３０を図示しているが、後に詳述するように、製造
工程が終了しロードセル１０が製造された状態（完成し
た状態）では、この仮支持部３０は切除されている。カ
バー１２はアルミニウム製（他の金属の使用も可能であ
る）の円筒形状部材であり、その内部にロードセル本体
１１を収納する構成とされている。このカバー１２の上
部外周縁には上蓋１３が装着される取付段部１６Ａが形
成されており、また下部外周縁には後述するペース２４
が取り付けられる取付段部１６Ｂが形成されている。更
に、側面の一部には、ケーブルカバー部１５が配設され
ている。後述するストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄの配
線は、このケーブルカバー部１５を介してロードセル１
０の外部に引き出される。

【００２０】上蓋１３及び下蓋１４は共にアルミニウム
製（他の金属の使用も可能である）の円盤形状を有した
部材であり、上蓋１３の中央位置には中央孔１７が形成
されている。前記したように、上蓋１３はカバー１２に
形成された取付段部１６Ａに装着され、また下蓋１４は
ベース２４の下面に形成された取付段部２４Ａに装着さ
れる（図９参照）。また、上蓋１３に形成された中央孔
１７には、後述する荷重印加部３３が挿通され、この荷
重印加部３３に印加される荷重が測定される構成となっ
ている。

【００２１】よって、組み立てられた状態において、ロ
ードセル本体１１は、カバー１２，上蓋１３，及び下蓋
１４により構成される空間内に収納された状態となり、
塵埃の侵入及び外力が直接ロードセル本体１１（特に、
後述する感度アーム２５）に印加されることを防止する
ことができる。続いて、ロードセル本体１１について詳
述する。

【００２２】ロードセル本体１１は、大略すると感度部
材２０，ストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄ，荷重印加ア
ーム２２，及びストッパ２３Ａ等により構成されてい
る。感度部材２０は、例えばアルミニウム製のブロック
材から削り出したものであり、一体構成とされたベース
２４と感度アーム２５とにより構成されている。尚、削
り出された状態では、図１に示すようにベース２４と感
度アーム２５は、仮支持部３０により接続され、感度ア
ーム２５はベース２４に対する変位が規制された構成と
なっている（これについては、後に詳述する）。しかる
に、完成品であるロードセル１０では、後述するように
仮支持部３０は除去され、感度アーム２５の先端部とベ
ース２４との間には間隙３７が形成されている（図８及
び図９参照）。よって、完成品であるロードセル１０
は、ベース２４に対し感度アーム２５は変位可能な構成
となっている。

【００２３】ベース２４は環状形状を有しており、その
内部には円形の開口２６が形成されている。このベース
２４には前記したカバー１２の取付段部１６Ｂと係合す
る段部２８が形成されると共に、ロードセル１０を実装
機器に取り付けるための取付用孔２７が複数形成されて
いる。感度アーム２５は角柱形状を有しており、接合部
２５Ａにおいてベース２４に一体的に接合すると共に、
この位置よりベース２４の直径方向に延出した構成とさ
れている。即ち、感度アーム２５は片持ち梁状となって
おり、荷重印加により変形可能な構成となっている。

【００２４】この感度アーム２５の先端部には、荷重印
加アーム２２を固定するためのアーム用ネジ孔３１（第
２のネジ孔）が形成されている。また、ベース２４のア
ーム用ネジ孔３１と対向する位置には、ストッパ用ネジ
３６が螺着されるストッパ用ネジ孔３２（第１のネジ
孔）が形成されている。このストッパ用ネジ３６とスト
ッパ用ネジ孔３２は、協働してストッパ２３Ａを構成す
る。

【００２５】よって、ストッパ２３Ａは、片持ち梁状の
感度アーム２５の自由端とされた先端部と対向する位置
に設けられた構成となっている。また、上記したアーム
用ネジ孔３１とストッパ用ネジ孔３２は、同心となるよ
う同一直線上に形成されている（図４に各ネジ孔３１，
３２の中心軸を一点鎖線Ａで示す）。また、感度アーム
２５には、空間部３９が形成されている。この空間部３
９の特に四隅近傍には、感度アーム２５の肉厚を薄くす
ことにより荷重印可時に歪みを発生させる起歪部２９Ａ
〜２９Ｄが形成されている。また、感度アーム２５の起
歪部２９Ａ〜２９Ｄと対向する位置には、ストレインゲ
ージ（歪みゲージ）２１Ａ〜２１Ｄが配設されている。

【００２６】各ストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄは、例
えば薄いプラスチック材で形成されたシートベースにラ
ミネートフィルム，抵抗箔とが互いに接着された構成と
されており、配設された部位における歪みを検出するそ
の電気抵抗を変化させる構成とされている。また、４個
のストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄは、図３に示される
ように、ブリッジ回路（ホイートストーンブリッジ）を
構成しており、起歪部２９Ａ〜２９Ｄで発生する歪み量
を電気信号に変換する。

【００２７】具体的には、図３におけるＡ端子とＣ端子
の間に所定電圧が印加され、また図中Ｂ端子とＤ端子か
ら出力信号を得る構成となっている。尚、各端子Ａ〜Ｄ
に接続されるケーブル４０は、カバー１２に形成された
ケーブルカバー部１５からロードセル１０の外部に引き
出される。荷重印加アーム２２は、上記構成とされた感
度アーム２５の先端部に取り付けられる。荷重印加アー
ム２２は、その一端に感度アーム２５に固定するための
アーム固定ネジ３４が挿通される挿通孔３５が形成され
ている。よって、この挿通孔３５にアーム固定ネジ３４
を挿通し、感度アーム２５の先端部に形成されているア
ーム固定用ネジ孔３１に螺着することにより、荷重印加
アーム２２は感度アーム２５に固定される。

【００２８】また、荷重印加アーム２２の他端部には、
荷重印加部３３が配設されている。この荷重印加部３３
は荷重測定を行う被測定物が当接される部位であり、よ
って完成状態において前記した上蓋１３の中央孔１７か
ら図中上方に突出するよう構成されている（図２及び図
９参照）。また、荷重印加部３３の先端は半球形状とさ
れており、被測定物が荷重印加部３３に対して若干傾い
て当接したとしても、測定を行いうる構成となってい
る。

【００２９】上記構成において、荷重印加部３３に被測
定物の荷重が印加されると、この荷重は荷重印加アーム
２２を介して感度アーム２５の先端部に印加される。感
度アーム２５は、ベース２４に対して片持ち梁状とされ
ており、かつ起歪部２９Ａ〜２９Ｄが形成されているた
め、印加された荷重に応じて可撓変形する。よって、各
起歪部２９Ａ〜２９Ｄには印加された荷重に応じた歪み
が発生し、この歪み量はストレインゲージ２１Ａ〜２１
Ｄにより測定される。

【００３０】ところで、上記の感度アーム２５（起歪部
２９Ａ〜２９Ｄ）は、荷重印加部３３にロードセル１０
の定格荷重以下の荷重が作用している場合は勿論、荷重
印加部３３にかかる荷重がロードセル１０の定格荷重の
例えば１５０〜２００％増しの荷重である場合には、歪
が弾性変形限度内であるように定めてある。ここで、起
歪部２９Ａ〜２９Ｄが弾性変形限度の直前まで歪ませる
荷重を、「弾性変形限度荷重」と定義する。従って、荷
重印加部３３に印加される荷重が弾性変形限度荷重を越
えない場合には、荷重を取り去ると各起歪部２９Ａ〜２
９Ｄは完全に弾性復元し、永久歪み（塑性変形）は発生
しない。

【００３１】しかるに、弾性変形限度荷重以上の荷重が
荷重印加部３３に印加されると、起歪部２９Ａ〜２９Ｄ
に永久歪み（塑性変形）が発生するおそれがある。この
ため、本実施例に係るロードセル１０は、ストッパ２３
Ａを設けている。以下、このストッパ２３Ａについて、
主に図９を用いて説明する。尚、図９はロードセル１０
の断面図である。

【００３２】前記したように、ストッパ２３Ａはストッ
パ用ネジ３６とストッパ用ネジ孔３２とにより構成され
ており、極めて簡単な構成とされている。ストッパ用ネ
ジ孔３２はペース２４を貫通するよう形成されているた
め、ストッパ用ネジ３６はベース２４の下面２４Ｂ（感
度アーム２５と対向する面に対し反対側面）からストッ
パ用ネジ孔３２に螺着できる。また、ストッパ用ネジ３
６の螺進度の調整も、ベース２４の下面２４Ｂから行う
ことができる。よって、本実施例では、ストッパ用ネジ
孔３２の取り付け及び調整をロードセル１０の外側から
行えるため、この取り付け処理及び調整処理を容易に行
うことができる。

【００３３】具体的な調整処理は、弾性変形限度荷重に
近づくよう徐々に荷重を荷重印加部３３にを印加すると
共に、ストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄから出力される
信号に基づき、起歪部２９Ａ〜２９Ｄに発生している歪
み量を測定する。そして、印加荷重が所定の弾性変形限
度荷重（例えば、１２０％〜１４０％の過負荷）となっ
た時、或いはストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄからの出
力が既定の最大限度歪みとなった時に、ストッパ用ネジ
３６が感度アーム２５と当接するようストッパ用ネジ３
６の螺進度を調節する。

【００３４】これにより、感度アーム２５に弾性変形限
度荷重を越えた過大な荷重が印加されても、ストッパ用
ネジ３６が感度アーム２５と当接することにより、感度
アーム２５の過剰な変形を防止することができる。よっ
て、誤って弾性変形限度荷重（定格荷重）を越えた荷重
が印加されても、起歪部２９Ａ〜２９Ｄに発生する歪は
弾性限度内に留まり、起歪部が塑性変形（永久変形）す
ることが防止される。

【００３５】また、上記のようにストッパ２３Ａは、感
度アーム２５との当接位置を調整可能な構成とされてい
るため、感度アーム２５或いは起歪部２９Ａ〜２９Ｄに
製造誤差が存在し、これに起因して弾性限度にバラツキ
があるような場合であっても、ストッパ用ネジ３６の螺
進度を調整し感度アーム２５との当接位置を調整するこ
とにより起歪部２９Ａ〜２９Ｄに発生する歪を確実に弾
性限度内とすることができる。

【００３６】更に本実施例では、ストッパ２３Ａの配設
位置が、片持ち梁状とされた感度アーム２５の先端部位
置（自由端側の先端部）に設けた構成としている。この
構成とすることにより、荷重印加時に最も変位量の大き
い感度アーム２５の先端部で調整処理を行う構成とな
り、調整処理を容易に行うことができる。即ち、感度ア
ーム２５のベース２４に接合された接合位置２５Ａの近
傍でストッパ２３Ａを用いて当接位置を調整しようとし
た場合、感度アーム２５の変位量は小さいため、よって
調整時においてストッパ用ネジ３６の調整変位量も小さ
くなり調整処理が困難になる。

【００３７】しかるに、感度アーム２５の先端部におけ
る変位量は大きいため、感度アーム２５の先端部で調整
処理を行う構成とすることにより、調整時におけるスト
ッパ用ネジ３６の調整変位量を大きくすることができ、
調整処理を容易にかつ正確に行うことが可能となる。
尚、上記した実施例では、ストッパ２３Ａをベース２４
に配設する構成を示したが、ストッパ２３Ａの配設位置
はベース２４に限定されるものではなく、感度アーム２
５に配設する構成とすることも可能である。

【００３８】また、上記した実施例では、ストッパ２３
Ａをストッパ用ネジ３６とストッパ用ネジ孔３２とによ
り構成したが、ストッパはこれに限定されるものではな
く、例えばストッパ用ネジ３６に代えてストッパピン
（ネジが形成されていないピン）を用いると共に、スト
ッパ用ネジ孔３２に代えて孔（ネジが形成されていない
孔）を用い、ストッパピンを孔内の最適な位置に接着す
ることによりストッパを構成してもよい。

【００３９】続いて、上記構成とされたロードセル１０
の製造方法について、図４乃至図９を用いて説明する。
尚、前記したようにロードセル１０はロードセル本体１
１，カバー１２，上蓋１３，及び下蓋１４等により構成
されているが、ロードセル本体１１を除く他の構成につ
いては周知の工法を用いて容易に製造することが可能で
ある。よって、以下の説明では、特にロードセル本体１
１の製造方法を中心として説明を行うものとする。ま
た、先に説明した図１及び図２に示した構成と同一構成
については同一符合を附して説明するものとする。

【００４０】ロードセル本体１１を製造するには、例え
ばアルミニウム製の棒状ブロック材或いは円盤状ブロッ
ク材に対し機械加工（削り出し加工，切削加工，ドリル
加工等）を行うことにより、ベース２４と感度アーム２
５とが一体的な構成とされた感度部材２０を製造する
（第１の工程）。図４は、上記ブロック材に機械加工を
行うことにより製造された感度部材２０を示している。

【００４１】この第１の工程では、上記のようにベース
２４と感度アーム２５とが一体的に形成すると共に、空
間部３９を形成することにより起歪部２９Ａ〜２９Ｄが
形成され、またベース２４に開口２６，取付用孔２７，
及びストッパ用ネジ孔３２が形成され、また感度アーム
２５の先端部にアーム用ネジ孔３１が形成される。更
に、第１の工程では、ベース２４と感度アーム２５との
間に、両者２４，２５と一体的な構成で仮支持部３０が
形成される。この仮支持部３０を設けることにより、感
度アーム２５はその一端部を接合部２５Ａによりベース
２４と一体的に接合され、他端部を仮支持部３０により
ベース２４と一体的に接合された構成となる。

【００４２】よって、感度アーム２５はその両端部をベ
ース２４に支持された構成となり、感度アーム２５に荷
重印加されても容易に変形するようなことはなく、肉薄
とされた起歪部２９Ａ〜２９Ｄに塑性変形（永久歪み）
が発生することを防止することができる。尚、上記のよ
うに仮支持部３０は第１の工程において感度部材２０に
一体的に形成されるため、仮支持部３０を形成するため
に別個に工程を設ける必要はなく、仮支持部３０を形成
してもロードセル１０の製造工程が複雑化するようなこ
とはない。

【００４３】また、前記したようにベース２４に形成さ
れるストッパ用ネジ孔３２と、感度アーム２５の先端に
形成されるアーム用ネジ孔３１は、同心となるよう同一
直線Ａ上に位置するようにしている。このため、アーム
用ネジ孔３１とストッパ用ネジ孔３２とを同一のドリル
で穴あけ加工し、同一のタップでネジ切り加工を行うこ
とができる。即ち、アーム用ネジ孔３１とストッパ用ネ
ジ孔３２とを一括的に同時形成することが可能となり、
よって各ネジ孔３１，３２の加工に要する工数及び時間
の短縮を図ることが可能となる。

【００４４】上記した第１の工程が終了すると、続いて
ストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄの配設処理，荷重印加
アーム２２の取付処理が実施される（第２の工程）。ス
トレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄの配設処理では、図４に
示すように、ストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄを感度ア
ーム２５の各起因部２９Ａ〜２９Ｄと対向する位置に接
着する。

【００４５】この際、本実施例例では荷重印加アーム２
２が感度アーム２５に対し別体とされた構成であるた
め、荷重印加アーム２２を感度アーム２５に取り付ける
前に、感度アーム２５の上面にストレインゲージ２１
Ａ，２１Ｂを接着することができ、ストレインゲージ２
１Ａ，２１Ｂを接着作業を容易に行うことができる。ま
た、ベース２４には開口２６が形成されているため、感
度アーム２５の下面に配設されるストレインゲージ２１
Ｃ，２１Ｄはこの開口２６を介して接着処理することが
できる。よって、感度アーム２５の下面にストレインゲ
ージ２１Ｃ，２１Ｄを接着する処理も容易に行うことが
できる。

【００４６】一方、各ストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄ
を感度アーム２５に接着した後、ストレインゲージ２１
Ａ〜２１Ｄの接着状態を確認するため、ホイートストー
ンブリッジのゼロバランスのずれ調整及び温度変化によ
る零点移動を修正する処理を行う。また、荷重印加アー
ム２２の取付処理では、荷重印加アーム２２に設けられ
た荷重印加部３３の位置が上蓋１３の中央孔１７の位置
と一致するよう位置決めを行いつつ、図５及び図６に示
すように、アーム固定ネジ３４を荷重印加アーム２２に
形成された挿通孔３５に挿通して感度アーム２５に形成
されたアーム用ネジ孔３１に螺着する。これにより、荷
重印加アーム２２は感度アーム２５に固定された構成と
なり、荷重印加部３３に印加された荷重は荷重印加アー
ム２２を介して感度アーム２５に伝達される。

【００４７】上記した第２の工程が終了すると、感度部
材２０から仮支持部３０を切除する処理を行う（第３の
工程）。この仮支持部３０を切除する処理は、例えば糸
鋸を用いて実施される。図７に示すように、仮支持部３
０を切除する処理を実施することにより、始めて感度ア
ーム２５は片持ち梁の状態となる。このように、本実施
例の製造方法では、第３の工程を実施し仮支持部３０を
切除するまでは、感度アーム２５はその両端をベース２
４に支持された構成となっており、過荷重が印加されて
も起歪部２９Ａ〜２９Ｄの塑性変形（永久歪み）の発生
は防止されている。よって、第２の工程において、感度
部材２０（特に、感度アーム２５）に外力が印加されて
も、起歪部２９Ａ〜２９Ｄが塑性的に変形することを防
止することができる。

【００４８】特に、ストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄを
感度アーム２５に接着する際には、接着剤が固化するま
でストレインゲージ２１Ａ〜２１Ｄを感度アーム２５に
向け押圧する必要があり、また荷重印加アーム２２の取
付処理においては、アーム固定ネジ３４をアーム用ネジ
孔３１に螺着する際に感度アーム２５に必然的に力が印
加されてしまう。このように第２の工程は感度アーム２
５に対して外力が印加され易い工程であるが、この第２
の工程が終了するまでは仮支持部３０により感度アーム
２５は支持されるため、起歪部２９Ａ〜２９Ｄの塑性変
形を確実に防止することができる。

【００４９】また、第３の工程が終了した後は、仮支持
部３０は除去されて感度アーム２５は片持ち梁状の変形
可能な構成となるため、印加された被測定物の荷重に対
応して感度アーム２５は確実に変形し、よって起歪部２
９Ａ〜２９Ｄには被測定物の荷重に対応した歪みが確実
に発生する。よって、仮支持部３０を設けても、荷重の
測定精度が低下するようなことはない。

【００５０】上記した第３の工程が終了すると、図８に
示すように、感度部材２０にカバー１２，上蓋１３，及
び下蓋１４を組み付ける処理が行われる（第４の工
程）。続いて、このように製造されたロードセル１０に
対し荷重試験を行うことにより性能の確認を行う。続い
て、図９に示すように、ロードセル１０（ベース２４）
の下面側からストッパ用ネジ孔３２にストッパ用ネジ３
６を螺着し、前記した方法によりベース２４からのスト
ッパ用ネジ３６の突出量（図９に矢印Ｈで示す）を調整
する。以上の各工程を実施することにより、図１及び図
２に示すロードセル１０は製造される。

【００５１】図１０乃至図１２は、第２実施例であるロ
ードセルの製造方法の変形例を示している。尚、図１０
乃至図１２において、先に説明した図４乃至図９に示し
た構成と同一構成については同一符合を附してのその説
明を省略する。本実施例に係る製造方法は、図１０に示
す第１及び第２の工程が終了した後、第３の工程を実施
する際、仮支持部３０の一部を残して切除することを特
徴とするものである（以下、この仮支持部３０の残存部
分をストッパ２３Ｂという）。図１１はストッパ２３Ｂ
が形成されたロードセル本体１１を示しており、また図
１２は本実施例により製造されたロードセル１０を示し
ている。

【００５２】ストッパ２３Ｂを形成する処理は、糸鋸の
歯幅を選定することにより容易に行うことができる。ま
た、糸鋸の歯幅を変化させることにより、ストッパ２３
Ｂの高さも変化させることが可能である。ストッパ２３
Ｂは、感度部材２０（特に、感度アーム２５）に過大な
荷重が印加された時に、ベース２４に当接することによ
り起歪部２９Ａ〜２９Ｄの所定変形量以上の変形を防止
する機能を奏する。よって、誤って定格荷重を越えた荷
重が感度部材２０（感度アーム２５）印加されたような
場合であっても、起歪部２９Ａ〜２９Ｄに発生する歪は
弾性限度内に留まり、起歪部２９Ａ〜２９Ｄに塑性変形
（永久歪み）が発生することを防止することができる。

【００５３】また、ストッパ２３Ｂは仮支持部３０の除
去処理と同時に形成されるため、ストッパ２３Ｂを設け
るために上記た第１乃至第３の工程と別個に新たな工程
を設ける必要はなく、ストッパ２３Ｂを低コストで形成
することができる。尚、本実実施例ではストッパ２３Ｂ
を感度アーム２５に形成した例を示したが、ストッパ２
３Ｂをベース２４に形成することも可能である。

【００５４】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項１記載の発
明によれば、ストッパによりアームの過剰な変形を防止
することができ、よって誤って定格荷重を越えた荷重が
印加されても起歪部に発生する歪は弾性限度内に留ま
り、起歪部が塑性変形（永久変形）することが防止され
る。

【００５５】また、請求項２記載の発明によれば、アー
ム或いは起歪部に製造誤差が存在し弾性限度にバラツキ
があるような場合であっても、ストッパで当接位置を調
整することにより起歪部に発生する歪を確実に弾性限度
内とすることができる。また、請求項３記載の発明によ
れば、ベースまたはアームの何れか一方に形成されたネ
ジ孔と、このネジ孔に螺合するネジとによりストッパを
構成したことにより、簡単な構成でアームの過剰な変形
を防止することができる。

【００５６】また、ネジをベースとアームとの対向面に
対し反対側面からネジ孔に装着し、この反対側面から螺
進度を調整可能な構成としたことにより、ロードセルの
外側からストッパの調整処理を行えるため、調整処理を
容易に行うことができる。また、請求項４記載の発明に
よれば、ストッパを構成する第１のネジ孔と、第２のア
ームを接続するための第２のネジ孔とを同心となるよう
同一直線上に形成したことにより、第１のネジ孔と第２
のネジ孔を同一の加工ツールで一括的に同時形成するこ
とが可能となるため、第１及び第２のネジ孔の加工に要
する工数及び時間の短縮を図ることができる。

【００５７】また、請求項５記載の発明によれば、荷重
印加時に大きく変位するアーム先端部で調整処理を行う
構成であるため、調整時におけるストッパの調整変位量
も大きくでき、よってストッパによる当接位置の調整処
理を容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるロードセルの分解斜視
図である。

【図２】本発明の一実施例であるロードセルの部分切截
した斜視図である。

【図３】ストレインゲージの回路構成を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例であるロードセルの製造方
法を説明するための図である（その１）。

【図５】本発明の第１実施例であるロードセルの製造方
法を説明するための図である（その２）。

【図６】本発明の第１実施例であるロードセルの製造方
法を説明するための図である（その３）。

【図７】本発明の第１実施例であるロードセルの製造方
法を説明するための図である（その４）。

【図８】本発明の第１実施例であるロードセルの製造方
法を説明するための図である（その５）。

【図９】本発明の第１実施例であるロードセルの製造方
法を説明するための図である（その６）。

【図１０】本発明の第２実施例であるロードセルの製造
方法を説明するための図である（その１）。

【図１１】本発明の第２実施例であるロードセルの製造
方法を説明するための図である（その２）。

【図１２】本発明の第２実施例であるロードセルの製造
方法を説明するための図である（その３）。

【図１３】従来の一例であるロードセルの構成及び製造
方法を説明するための図である（その１）。

【図１４】従来の一例であるロードセルの構成及び製造
方法を説明するための図である（その２）。

【符号の説明】

１０ロードセル１１ロードセル本体１２カバー２０感度部材２１Ａ〜２１Ｄストレインゲージ２２荷重印加アーム２３Ａ，２３Ｂストッパ２４ベース２５感度アーム２７取付用孔２９Ａ〜２９Ｄ起歪部３０仮支持部３１アーム用ネジ孔３２ストッパ用ネジ孔３３荷重印加部３４アーム固定ネジ３６ストッパ用ネジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースと、前記ベースに一端が一体的に接続されると共に、荷重印
加時に歪みを発生する起歪部が形成された片持ち梁状の
アームと、前記起歪部に設けられ、前記荷重の検出のために前記起
歪部に発生する歪みを検出するストレインゲージとを備
えてなるロードセルにおいて、前記ベースまたは前記アームの一方に設けられ、前記起
歪部が所定量変形した時に前記ベースまたは前記アーム
の他方に当接して前記起歪部がそれ以上変形することを
防止するためのストッパを設けたことを特徴とするロー
ドセル。
【請求項２】請求項１記載のロードセルにおいて、前記ストッパは、前記アームとの前記当接位置を調整可
能な構成とされていることを特徴とするロードセル。
【請求項３】請求項１または２記載のロードセルにお
いて、前記ストッパを、前記ベースまたは前記アームの何れか
一方に形成されたネジ孔と、該ネジ孔に螺合するネジと
により構成し、かつ、該ネジを、前記ベースと前記アームとの対向面に
対し反対側面から前記ネジ孔に装着し、該反対側面から
螺進度を調整可能な構成としたことを特徴とするロード
セル。
【請求項４】請求項１または２記載のロードセルにお
いて、前記ベースまたは前記アームの何れか一方に形成された
第１のネジ孔と、該第１のネジ孔に螺合する第１のネジ
とにより前記ストッパを構成し、前記アームに荷重印加される第２のアームを接続するた
めの第２のネジが螺合する第２のネジ孔を形成し、かつ、前記第１のネジ孔と前記第２のネジ孔とを同心と
なるよう同一直線上に形成してなることを特徴とするロ
ードセル。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のロー
ドセルにおいて、前記アームを片持ち梁状とすると共に、前記ストッパを、前記片持ち梁状のアームの自由端とさ
れた先端部、または前記ベース上で前記アームの前記先
端部と対向する位置に設けたことを特徴とするロードセ
ル。