JP2005049260A

JP2005049260A - ロードセル

Info

Publication number: JP2005049260A
Application number: JP2003282489A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Soma; 正昭相馬
Original assignee: AUTO TECHNIC JAPAN KK
Current assignee: AUTO TECHNIC JAPAN KK
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】片側からのみの取付け作業でロードセルの取付けを可能にするとともに、取付け時に、起歪部の方向を任意に調整して測定座標に合わせることを可能にする。
【解決手段】相対する２個のリング状の取付け座１５，１６と４個の起歪部１１〜１４とを一体形成した４本梁方式のロードセル１０において、一方の取付け座１６の中心部にめねじ部１８
を形成し、他方の取付け座１５の中心部の孔１７をめねじ部１８よりも小径に形成し、取付け座１６の軸方向外側端面の外周部に、断面Ｌ字形の段差部１９を形成しておく。取付け時は、取付け座１６のめねじ部１８からそれよりも頭部が小径のボルト２１を挿入して、取付け座１５を板状部材４１に固定する。次いで、取付け座１６の段差部１９にもう一方の板状部材４２の孔を嵌合してからめ板状部材４２の外側からねじ部１８にボルト３１を螺着する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動車の走行中にエンジンの支持部分に発生する荷重を測定する用途等に用いられ、３成分力の測定が可能な４本梁方式のロードセルに関する。

自動車を開発する段階では、自動車の走行中にエンジンの支持部分に発生する荷重を測定し、そのデータに基づいて加振機を作動させて走行中にエンジン部分に発生する荷重を再現して走行試験をする必要があった。その発生荷重のデータを収集するため、従来は、歪ゲージが用いられていた。すなわち、図６に示すように、エンジン（図示せず）を支持するマウント１の端部のマウントブラケット２が複数のボルト３によりボディ４に固定されているので、荷重の集中するマウントブラケット２の折曲部Ａ，Ｂに歪ゲージを貼り付けて荷重を測定していた。しかしながら、図示した方法では、折曲部Ａ，Ｂに、複数方向からの荷重が加わるため、それを２個程度の歪ゲージを用いただけでは正確な荷重の値を測定することが無理であった。そこで、荷重を支えるボルト３の部分に各方向の荷重を正確に測定できる３分力ロードセルを取り付けることが考えられた。公知のロードセルとしては、特許文献１等がある。ところで、ボルト等により結合される２個の板状部材の間に発生する荷重を測定する従来のロードセルは、図７に示すように、それぞれの測定対象の板状部材に取り付けられる２枚の円盤状の取付け座５，６の間を起歪部７〜１０により連結する構造であり、両取付け座５，６は、それぞれボルトにより板状部材に取り付けられる構造である。
特開２０００−１４６７１８号公報

しかしながら、図７に示したロードセルの場合は、図６のボディ４に取り付けようとすると、マウントブラケット２およびボディ４のそれぞれの背面からボルトを取付け座５，６に螺着する必要があるが、マウントブラケット２側はそれが可能であるものの、ボディ４側は背面が封鎖されているため構造上不可能であった。そこで本発明は、板状の２枚の部材が結合される部分の荷重をロードセルを用いて測定する場合に、一方の板状部材の方向からのみの作業で取付けることを可能にするロードセルを提案することを目的とした。

上記課題を解決するために、本発明は、相対する２個のリング状の取付け座とその間を連結する４個の起歪部とを一体形成した４本梁方式のロードセルにおいて、一方の取付け座の中心孔の軸方向内側に形成され、前記一方の取付け座の中心孔よりも大径に形成された他方の取付け座の中心孔より軸方向に挿入されたボルトの頭部の下面が当接する当接面と、他方の取付け座の中心孔に形成されためねじとを備えたことを特徴とする。また、前記他方の取付け座の中心孔の軸方向外側の端面外周部に断面Ｌ字形の段差部を形成したことを特徴とする。

以上述べたように本発明によれば、ロードセルの一方の取付け座の中心孔の軸方向内側に、他方の取付け座の中心孔より軸方向に挿入されたボルトの頭部の下面が当接する当接面を形成し、他方の取付け座の中心孔にめねじを形成したことで、測定対象の一方の板材部分にめねじを形成しておいて一方の取付け座を当接し、他方の取付け座の中心孔より軸方向にボルトを挿入してそのめねじに取り付けて、一方の取付け座が固定される。また、他方の板材部分には、他方の取付け座の中心孔の端面外周部の段差部に嵌合可能な孔を開けておき、他方の板材部分の孔に前記段差部を嵌合させた後に、他方の取付け座の中心孔のめねじにボルトを螺着することで、他方の取付け座が固定される。このようにして、ロードセルの２個の取付け座は、ロードセルの軸方向一方側からの２個のボルトの螺着作業のみで測定対象の板状部材に取付け可能となり、取付け作業に方向の制限がある場合の取付け作業が可能となる。また、本発明のロードセルは、取り付け時に軸方向を中心にして回転させて調整することが可能であり、起歪部１１〜１４の角度方向を測定座標に合わせて測定することが可能となる。

以下、図に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明に係るロードセルを示す正面図および右側面図である。図において、１１〜１４は歪ゲージが貼付される起歪部であり、それらの左端部がリング状の取付け座１５に連結され、右端部がリング状の取付け座１６に連結されており、起歪部１１〜１４および取付け座１５，１６は一体物で形成されている。取付け座１５の中心部には直径ｄ１の孔１７が形成され、その軸方向内側の裏面も取付け座１５の表側面と平行な面１５ａが形成されている。取付け座１６の中心部には山径Ｄ１のめねじ部１８が形成されている。さらに、取付け座１６の外側端面の外周部に一段小径にした段差部１９が形成されている。これらの構成により３成分力の測定が可能な４本梁方式のロードセル１０が形成される。

図２は図１のロードセル１０の取付け座１５を測定対象の板状部材に取付ける際に用いられるボルト２１を示す正面図および右側面図である。ボルト２１は、取付け座１５の孔１７に、取付け座１６のめねじ部１８側から挿通されるため、そのおねじ部の山径ｄ２が孔１７の直径ｄ１よりも小さく形成されている。同様に、ボルト２１の頭部２２の直径Ｄ３は、取付け座１６のめねじ部１８の山径Ｄ１よりも小さく、かつ取付け座１５の孔１７の直径ｄ１よりも大きく形成されている。また、頭部２２の頂部には、ボルト２１を回転させる際に使用する六角レンチ用の穴２３が形成されている。

図３は図１のロードセル１０の取付け座１６を測定対象の板状部材に取付ける際に用いられるボルト３１を示す正面図および右側面図である。ボルト３１は、取付け座１６のめねじ部１８に螺着されるおねじ部３２と、周囲６面が面落としされた頭部３３と、中心部の軸方向に形成された孔３４とからなる。この孔３４は、ボルト２１の穴２３に六角レンチを挿入する際に使用される。なお、この孔３４を形成しないでボルト３１を構成することも可能である。

図４は図１のロードセル１０を図２のボルト２１と図３のボルト３１を用いて測定対象の板状部材４１，４２に取り付けた状態を示す縦断面図である。板状部材４１の背面には、予め、ボルト２１を取り付けるためのナット４３が溶接により取り付けられている。また、板状部材４２には、ロードセル１０の軸方向の取付け面間寸法に応じた深さの凹部４４が溶接により追加形成されるとともに、その凹部４４の中心部に取付け座１６の段差部１９の挿入可能な孔が形成されている。ロードセル１０を取り付ける順番は、先ず、取付け座１５を板状部材４１のナット４３の位置に当接し、その状態で、取付け座１６のめねじ部１８側からボルト２１を挿入し、六角レンチを穴２３に挿入して回転することで、頭部２２の下面が面１５ａに当接してナット４３に螺着される。

次に、取付け座１６の段差部１９に、板状部材４２の凹部４４の孔を嵌合し、ナット３１のおねじ部３２を取付け座１６のめねじ部１８に螺着して、板状部材４２の凹部４４の孔の周囲部分を、取付け座１６の段差部１９の外周側端面とボルト３１の頭部３３の下面との間で挟圧して取付けを完了する。この取付けでは、板状部材４１の右側からの作業のみ、さらに限定すれば、ロードセル１０の軸方向右側からのみの作業で、ロードセル１０を板状部材４１，４２に取り付けることが可能となる。このように、従来、片側からのみに取付け作業が限定されていた測定対象についても、本発明に係るロードセル１０を用いることで取付けが可能となる。

図５は、図４に示した要領で、ロードセル１０を自動車のボディ４とエンジンを支えるマウント１の端部のマウントブラケット２との間に取り付けた状態を示す縦断面図である。この場合も、ボディ４の裏面にナット４３を溶接して固定しておくとともに、マウントブラケット２の取付け位置部分に凹部４４を形成しておくことで、ロードセル１０をマウントブラケット２側の作業のみで取付けが可能となる。その結果、マウントブラケット２のボディ４への取付け部分に発生する荷重を、ロードセル１０を介して正確に測定することが可能となる。

本発明は、自動車の荷重測定以外に、各種車両の荷重測定、一般産業機器の荷重測定、建築、土木現場における荷重測定等に用いられる、３成分力の測定が可能な４本梁方式のロードセルに利用可能である。

本発明に係るロードセルを示す正面図および右側面図である。図１のロードセルを取付ける際に用いられるボルトを示す正面図および右側面図である。図１のロードセルを取付ける際に用いられる他のボルトを示す正面図および右側面図である。図１のロードセルを測定対象に取り付けた状態を示す縦断面図である。図１のロードセルの自動車ボディへの取付け例を示す縦断面図である。ロードセルを取り付けられない従来例を示す断面図である。従来例のロードセルを示す図である。

符号の説明

１マウント
２マウントブラケット
４ボディ
１０ロードセル
１１〜１４起歪部
１５取付け座
１５ａ面
１６取付け座
１７孔
１８めねじ部
１９段差部
２１ボルト
２２頭部
２３穴
３１ボルト
３２おねじ部
３３頭部
３４孔
４１，４２板状部材
４３ナット
４４凹部

Claims

相対する２個のリング状の取付け座とその間を連結する４個の起歪部とを一体形成した４本梁方式のロードセルにおいて、
一方の取付け座の中心孔の軸方向内側に形成され、前記一方の取付け座の中心孔よりも大径に形成された他方の取付け座の中心孔より軸方向に挿入されたボルトの頭部の下面が当接する当接面と、
他方の取付け座の中心孔に形成されためねじと、
を備えたことを特徴とするロードセル。
請求項１記載のロードセルにおいて、
前記他方の取付け座の中心孔の軸方向外側の端面外周部に断面Ｌ字形の段差部を形成したことを特徴とするロードセル。