JP2015021846A - Load cell and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、台秤、計量タンク、計量ホッパ等の各種計量装置に用いられるロバーバル型のロードセルに関し、更に詳しくは、過大な負荷荷重による破損を防ぐ過負荷防止機構を備えたロードセルおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a load-type load cell used in various weighing devices such as a platform scale, a weighing tank, and a weighing hopper, and more particularly, to a load cell having an overload prevention mechanism for preventing damage due to an excessive load load and a method for manufacturing the same. .
後掲の特許文献1には、上記過負荷防止機構を備えたロードセルの一例が開示されている。ここで、図16に記載のロードセル24は、特許文献1の図1に記載のセンサ機構体を示したものである。
このロードセル24は、固定部20と可動部21とが、上下のビーム部27,28によって連結され、各ビーム部27,28には、それぞれ2箇所に薄肉の起歪部25がそれぞれ形成され、各起歪部25に対応する外面に歪ゲージ29がそれぞれ貼着されている。
In the
固定部20から内向きに一体に延出したストッパとなる持ち出し部20aと、可動部21から内向きに一体に延出した持ち出し部21aとを上下方向に隙間Δをもって対向させている。固定部20の持ち出し部20aを支持部30を介してベース22に連結支持する一方、可動部21の持ち出し部21aに荷重受け部23を連結している。
A take-out
このロードセル24では、荷重受け部23に過大な負荷荷重がかかり、可動部21が設定以上に下方変位すると、可動部21の持ち出し部21aの下面が、固定部20のストッパである持ち出し部20aの上面に当接し、可動部21の変位を阻止するように構成している。
In this
このように可動部21の変位を規制するストッパを、一体に形成しているので、例えば、特許文献2に示されるように、ストッパを別部材とし、このストッパをロードセル本体に組付ける構成に比べて、部品点数を削減できると共に、ストッパ用の間隙を調整しながら別部材のストッパをロードセル本体に組付ける面倒な組付け工程が不要になり、コストの低減を図ることができる。
Since the stopper for restricting the displacement of the
上記図16のロードセル24では、その長手方向(図16の左右方向)の中央部位で、荷重受け部23を可動部21の持ち出し部21aに連結する一方、固定部20の持ち出し部20aをベース22に連結支持している。
In the
計量装置の構造によっては、ロードセル24の中央部位で荷重を受けるのではなく、例えば、図17に示すように、ロードセル24の一端側である可動部21の端面に荷重受け部23を連結し、他端側である固定部20の端面をベース22に連結支持する場合がある。かかる計量装置としては、例えば、円周に沿って配置される複数の各計量ホッパを、その内方に円周に沿って配置される複数の各ロードセルでそれぞれ支持して計量する組合せ秤などがある。
Depending on the structure of the weighing device, instead of receiving a load at the central portion of the
この図17のように、ロードセル24の一端側を荷重受け部23に連結する構成では、図16に比べて荷重Fの着力点を通る作用線L1と、変位を規制するストッパとなる各持ち出し部20a,21aの対向面の中心線L2までの距離Dが長くなり、過大な負荷荷重が作用すると、大きな曲げモーメントが作用し、過負荷を防止することができず、起歪部25が破損する虞がある。また、荷重受け部23に作業上の都合で上向きに大きい荷重の掛かることがある。本ストッパの構造の場合、可動部21に掛かる上向きの大きい荷重による変位を全く規制できない。
As shown in FIG. 17, in the configuration in which one end side of the
図18に記載のロードセル24は、特許文献1の図5に記載のセンサ機構体を示したものである。図18に示されるように、ロードセル24´の一端側を荷重受け部23に連結する一方、他端側をベース22に連結支持し、固定部20の下端部に過負荷防止用のストッパ26を、可動部21側へ向けて一体に延出形成し、その先端部26aの上面と可動部21の下面との間に隙間Δを設ける構成が記載されている。かかる構成では、荷重Fの着力点を通る作用線と、変位を規制するストッパ26の中心線とを一致させるがことができ、過大な負荷荷重が作用したときに、曲げモーメントが作用することはない。
A
しかしながら、ロードセル24´を構成する下方のビーム部28以外に、更に、その下方に過負荷防止用のストッパ26を可動部21側へ向けて一体に延出形成しなければならず、ロードセル24´の小型化を阻害することになる。
However, in addition to the
本発明は、上記のような実情に着目してなされたものであって、過大な荷重による起歪部の破損を防止すると共に、荷重による曲げモーメントの影響を抑制したコンパクトなロードセル及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the above-described situation, and a compact load cell that prevents damage to a strain-generating portion due to an excessive load and suppresses the influence of a bending moment due to the load, and a method for manufacturing the same. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
(1)本発明のロードセルは、固定部と、変位可能な可動部と、前記固定部及び前記可動部の上部を連結する上ビーム部と、前記固定部及び前記可動部の下部を連結する下ビーム部とを有し、前記上ビーム部及び前記下ビーム部に荷重検出用の起歪部がそれぞれ形成されるロバーバル型のロードセルであって、
前記固定部は、該固定部の上下中間部位から前記可動部に向けて片持ち梁状に一体に延出されるストッパを有し、
前記可動部は、前記ストッパの先端部が入り込む収容部を有し、
前記ストッパの前記先端部の外面と前記収容部の内面とによって、少なくとも上下方向に対向して前記可動部の変位を規制するストッパ用間隙が形成されることを特徴とする。
(1) The load cell of the present invention includes a fixed part, a movable part that can be displaced, an upper beam part that connects the fixed part and the upper part of the movable part, and a lower part that connects the fixed part and the lower part of the movable part. A load-type load cell in which a strain detecting portion for load detection is formed on each of the upper beam portion and the lower beam portion,
The fixed portion has a stopper that integrally extends in a cantilever shape from the upper and lower intermediate portions of the fixed portion toward the movable portion,
The movable part has a storage part into which a tip part of the stopper enters,
The outer surface of the tip portion of the stopper and the inner surface of the housing portion are formed with a stopper gap that opposes at least the vertical direction and restricts the displacement of the movable portion.
本発明によると、少なくとも上下方向に対向するストッパ用間隙が形成されるので、過大な負荷荷重が印加されたときに、可動部の下方及び上方への変位を規制してロードセルの起歪部の破損を防止することができると共に、ストッパは、固定部の上下中間部位から可動部に向けて片持ち梁状に一体に延出されて、その先端部が、可動部の収容部に入り込むので、固定部、可動部、上ビーム部、及び、下ビーム部とで囲まれた内部空間を有効に利用してストッパを配置することができ、ロードセルの小型化を阻害することなく、コンパクトな構成となる。 According to the present invention, since the stopper gap is formed that is opposed at least in the vertical direction, when an excessive load is applied, the downward and upward displacement of the movable part is restricted, and the strain generating part of the load cell is While being able to prevent breakage, the stopper is integrally extended in a cantilever shape from the upper and lower intermediate part of the fixed part toward the movable part, and its tip part enters the accommodating part of the movable part. The stopper can be arranged by effectively using the internal space surrounded by the fixed part, the movable part, the upper beam part, and the lower beam part, and without compromising the size reduction of the load cell, Become.
また、ストッパの先端部は、可動部に形成された収容部に入り込んでいるので、可動部に負荷荷重が印加されたときに、負荷荷重の着力点を通る作用線と変位を規制するストッパ用間隙との間の距離を短くしてストッパ用間隙に作用する曲げモーメントを抑制することができる。 In addition, since the tip of the stopper enters the accommodating portion formed in the movable portion, when the load load is applied to the movable portion, the action line passing through the point of application of the load load and the displacement for the stopper are regulated. The bending moment acting on the stopper gap can be suppressed by shortening the distance to the gap.
更に、ストッパは、固定部から一体に延出される、すなわち、ストッパは一体に形成されるので、ストッパを別部材とし、ロードセル本体に組付ける構成に比べて、ストッパ用間隙を調整しながらストッパをロードセル本体に組付ける面倒な組付け工程が不要になると共に、部品点数を削減してコストの低減を図ることができる。 Furthermore, since the stopper is integrally extended from the fixed portion, i.e., the stopper is integrally formed, the stopper is a separate member, and the stopper is adjusted while adjusting the stopper gap as compared with the structure assembled to the load cell body. A troublesome assembly process for assembling the load cell body is not necessary, and the number of parts can be reduced to reduce the cost.
(2)本発明の好ましい実施態様では、前記可動部の前記収容部は、前記固定部から前記可動部に向けて延出される前記ストッパの延出方向へ窪んだ収容凹部である。 (2) In a preferred embodiment of the present invention, the accommodating portion of the movable portion is an accommodating recess that is recessed in the extending direction of the stopper that extends from the fixed portion toward the movable portion.
この実施態様によると、固定部から可動部へ向かって延出するストッパの先端部が、前記延出する方向へ窪んだ収容凹部に入り込んで収容される。 According to this embodiment, the distal end portion of the stopper extending from the fixed portion toward the movable portion enters and is accommodated in the accommodating recess that is recessed in the extending direction.
(3)本発明の別の実施態様では、前記ストッパの前記先端部の前記外面と、前記収容凹部の前記内面とが、全面に亘って対向して前記ストッパ用間隙が形成される。 (3) In another embodiment of the present invention, the stopper gap is formed such that the outer surface of the tip portion of the stopper and the inner surface of the housing recess face each other over the entire surface.
この実施態様によると、ストッパの先端部の外面と可動部の収容凹部の内面とが、全面に亘って対向してストッパ用間隙が形成されるので、前記先端部及び前記収容凹部の形状に応じて複数方向への可動部の変位を規制することが可能となる。これによって、計量時の過大な負荷荷重に対して可動部の変位を規制できるだけではなく、例えばロードセル単体の落下や他物との衝突などに対しても可動部の変位を規制してロードセルの起歪部が破損するのを防止することができ、取り扱いが容易となる。 According to this embodiment, the outer surface of the distal end portion of the stopper and the inner surface of the accommodating recess of the movable portion are opposed to each other over the entire surface, so that the stopper gap is formed, so according to the shape of the distal end portion and the accommodating recess. Thus, the displacement of the movable part in a plurality of directions can be restricted. This not only restricts the displacement of the movable part against an excessive load during weighing, but also regulates the displacement of the movable part even when the load cell falls or collides with other objects. The distortion portion can be prevented from being damaged, and the handling becomes easy.
(4)本発明の更に別の実施態様では、前記延出方向へ窪んだ前記収容凹部は、窪んだ奥側に比べて固定部側が狭く形成され、
前記先端部の外面と、前記収容凹部の前記奥側及び固定部側の内面とが対向して前記ストッパ用間隙が形成される。
(4) In still another embodiment of the present invention, the housing recess recessed in the extending direction is formed so that the fixed portion side is narrower than the recessed back side,
The stopper gap is formed by the outer surface of the tip portion and the inner surface of the housing recess on the back side and the fixed portion side.
この実施態様によると、ストッパの延出方向、すなわち、固定部から可動部へ向かう方向へ窪んだ収容凹部は、奥側が広く、固定部側が狭く形成されるので、ストッパの延出方向とは反対方向への可動部の変位を規制することができ、例えば、可動部を水平方向へ押し込む或いは引っ張るような荷重対しても可動部の変位を規制してロードセルの起歪部が破損するのを防止することができる。 According to this embodiment, the accommodating recess that is recessed in the extending direction of the stopper, that is, in the direction from the fixed portion toward the movable portion, is formed so that the back side is wide and the fixed portion side is narrow, which is opposite to the stopper extending direction. The displacement of the movable part in the direction can be regulated. For example, even when a load that pushes or pulls the movable part in the horizontal direction is regulated, the displacement of the movable part is regulated to prevent the strain generating part of the load cell from being damaged. can do.
(5)本発明の別の実施態様では、前記ストッパの前記先端部の外面と前記収容凹部の内面とは、同心の部分円形に形成され、
前記部分円形に形成された前記外面と前記内面とが対向して前記ストッパ用間隙を形成する。
(5) In another embodiment of the present invention, the outer surface of the tip of the stopper and the inner surface of the receiving recess are formed in a concentric partial circle,
The outer surface and the inner surface formed in the partial circle face each other to form the stopper gap.
この実施態様によると、ストッパの先端部の外面と収容凹部の内面との当接が、円弧面同士の接触となり、可動部の多方向の変位を規制することができる。 According to this embodiment, the contact between the outer surface of the distal end portion of the stopper and the inner surface of the housing recess becomes contact between the arc surfaces, and the displacement of the movable portion in multiple directions can be restricted.
(6)本発明のロードセルの製造方法は、固定部と、変位可能な可動部と、前記固定部及び前記可動部の上部を連結する上ビーム部と、前記固定部及び前記可動部の下部を連結する下ビーム部とを有し、前記上ビーム部及び前記下ビーム部に荷重検出用の起歪部がそれぞれ形成されるロバーバル型のロードセルの製造方法であって、
前記固定部は、該固定部の上下中間部位から前記可動部に向けて片持ち梁状に一体に延出されるストッパを有し、
前記可動部は、前記ストッパの先端部が入り込む収容部を有し、
前記ロードセルを形成するための素材に貫通溝を形成して前記素材を、前記収容部と該収容部に入り込む前記先端部とに分断する工程を備え、
分断された前記ストッパの前記先端部の外面と前記収容部の内面とによって、少なくとも上下方向に対向して前記可動部の変位を規制するストッパ用間隙が形成されることを特徴とする。
(6) The load cell manufacturing method of the present invention includes a fixed portion, a movable portion that can be displaced, an upper beam portion that connects the fixed portion and the upper portion of the movable portion, and a lower portion of the fixed portion and the movable portion. And a lower beam portion to be connected, and a load-balancing type load cell manufacturing method in which a strain detecting portion for load detection is formed in each of the upper beam portion and the lower beam portion,
The fixed portion has a stopper that integrally extends in a cantilever shape from the upper and lower intermediate portions of the fixed portion toward the movable portion,
The movable part has a storage part into which a tip part of the stopper enters,
Forming a through groove in a material for forming the load cell, and dividing the material into the housing part and the tip part entering the housing part,
The outer surface of the distal end portion of the divided stopper and the inner surface of the accommodating portion form a stopper gap that opposes at least the vertical direction and restricts the displacement of the movable portion.
本発明によると、ストッパの先端部と、該先端部が入り込む収容部とは、素材に貫通溝加工を施して前記素材を分断して形成するので、ストッパの先端部及び収容部の形状を、貫通溝加工の加工経路の設定によって、任意に選択できると共に、貫通溝の溝幅に応じたストッパ用間隙を形成することができる。 According to the present invention, the distal end portion of the stopper and the accommodating portion into which the distal end portion enters are formed by dividing the material by subjecting the material to through groove processing. Depending on the setting of the processing path for through-groove processing, it can be arbitrarily selected, and a stopper gap can be formed according to the width of the through-groove.
(7)本発明の好ましい実施態様では、前記素材に、前記固定部、前記可動部、前記上ビーム部、前記下ビーム部、前記ストッパ、及び、前記収容部を、一連の加工径路に沿った一筆書き状の貫通溝加工によって形成する。 (7) In a preferred embodiment of the present invention, the material includes the fixed portion, the movable portion, the upper beam portion, the lower beam portion, the stopper, and the accommodating portion along a series of machining paths. Formed by one-stroke writing through-groove processing.
この実施態様によると、一筆書き状の貫通溝加工によって各部を形成できるので、素材を何回も異なった加工機に装填して各部を加工する必要がなく、加工工数を削減してコストの低減を図ることができる。 According to this embodiment, each part can be formed by one-stroke writing through-groove processing, so there is no need to load the material into different processing machines many times and process each part, reducing the number of processing steps and reducing costs. Can be achieved.
(8)本発明の別の実施態様では、前記素材には、前記上ビーム部及び前記下ビーム部の前記起歪部にそれぞれ対応する貫通孔が予め形成される。 (8) In another embodiment of the present invention, through holes corresponding to the strain generating portions of the upper beam portion and the lower beam portion are formed in the material in advance.
この実施態様によると、素材には、薄肉の起歪部にそれぞれ対応するように貫通孔が予め形成されるので、一筆書き状の貫通溝加工では、起歪部を形成するための曲線状の加工経路に沿った加工を行う必要がなく、貫通溝加工に要する時間を短縮することができる。 According to this embodiment, since the through holes are formed in advance in the material so as to respectively correspond to the thin strain generating portions, in the one-stroke writing through groove processing, a curved shape for forming the strain generating portions is formed. There is no need to perform processing along the processing path, and the time required for through-groove processing can be shortened.
(9)本発明の更に別の実施態様では、前記貫通溝が、ワイヤーカット放電加工、レーザ加工、及び、ウォータージェット加工の少なくともいずれか一つの加工によって形成される。 (9) In still another embodiment of the present invention, the through groove is formed by at least one of wire cut electric discharge machining, laser machining, and water jet machining.
この実施態様によると、ワイヤーカット放電加工、レーザ加工、及び、高圧のウォータージェットを噴射して切断するウォータージェット加工の少なくともいずれかを用いた極細の貫通溝加工によって各部を高い精度で形成することができる。 According to this embodiment, each part is formed with high accuracy by wire-cut electrical discharge machining, laser machining, and ultra-fine through-groove machining using at least one of water jet machining that injects and cuts a high-pressure water jet. Can do.
このように、本発明によれば、過大な負荷荷重が印加されたときに、可動部の下方へ変位を規制してロードセルの起歪部の破損を防止することができると共に、ストッパは、固定部、可動部、上ビーム部、及び、下ビーム部とで囲まれた内部空間に配置されるので、ロードセルの小型化を阻害することなく、コンパクトな構成となる。 As described above, according to the present invention, when an excessive load is applied, the displacement of the movable portion can be regulated downward to prevent the strained portion of the load cell from being damaged, and the stopper can be fixed. Since it is arranged in the internal space surrounded by the part, the movable part, the upper beam part, and the lower beam part, it becomes a compact configuration without hindering the downsizing of the load cell.
また、ストッパの先端部は、可動部に形成された収容部に入り込んでいるので、可動部の先端に荷重受け部を備えた構成の計量部において、可動部に負荷荷重が印加されたときに、ストッパ用間隙に作用する曲げモーメントを抑制することができる。 In addition, since the distal end portion of the stopper enters the housing portion formed in the movable portion, when a load load is applied to the movable portion in the measuring portion having a load receiving portion at the distal end of the movable portion. The bending moment acting on the stopper gap can be suppressed.
更に、ストッパは、一体に形成されるので、ストッパを別部材とし、ロードセル本体に組付ける構成に比べて、コストの低減を図ることができる。 Furthermore, since the stopper is integrally formed, the cost can be reduced as compared with a configuration in which the stopper is a separate member and is assembled to the load cell body.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の一実施形態に係るロードセルの側面図であり、図2は、その斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a side view of a load cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view thereof.
このロードセル1は、角ブロック状の金属素材、例えば、アルミニウム合金や鉄などの金属素材の内部を厚み方向(図1の紙面に垂直方向)に貫通加工したロバーバル型のロードセルである。このロードセル1は、角ブロックを計量装置の固定ベース8にボルト等で連結される固定部2と、計量皿や計量ホッパなどの支持部材9がボルト等で連結される可動部3と、固定部2と可動部3の上下箇所をそれぞれ水平に連結する上ビーム部4及び下ビーム部5と、中央ビームと、を残すように加工される。上ビーム部4及び下ビーム部5には、それぞれ2箇所ずつ薄肉の起歪部6が形成され、各起歪部6の外面に歪ゲージ7が貼着される。
The
固定部2の上下中間部位、好ましくは上下の中央部位から可動部3を連結する中央ビームにおいて、可動部3の固定部2に臨む内面にコ型に後述のように細溝加工が施され、固定部2から可動部3へ向かう方向(図1の右方向)へ窪んだ収容凹部11が形成され、中央ビームは可動部と非接触となり、固定部2から延出されるストッパ10と成る。
In the central beam connecting the
したがって、固定部2から延出するストッパ10は、金属素材と同じ厚みを有し、前記延出方向に長い直方体状に形成される。可動部3の収容凹部11は、厚み方向に貫通した矩形の溝状であり、ストッパ10の先端部10aが、この収容凹部11に入り込んで収容される。なお、ストッパ10の先端部10aを収容する収容部は、本実施形態のような溝状の収容凹部11に限らず、貫通した収容孔であってもよい。
Accordingly, the
ストッパ10の先端部10aと収容凹部11とは、後述のように金属素材に細い貫通溝加工を施して、前記金属素材を、ストッパ10の先端部10aと収容凹部11とに分断することによって形成される。
The
したがって、ストッパ10の先端部10aの外面と収容凹部11の内面とが、貫通溝の溝幅に対応する微小な間隔で対向し、可動部3の変位を規制するストッパ用間隙cが形成される。
Therefore, the outer surface of the
図1のストッパ用間隙cの一部を拡大した図3に示すように、ストッパ10の先端部10aの上面10auと収容凹部11の下向き内面11dとが、上下方向(鉛直方向)に対向すると共に、先端部10aの下面10adと収容凹部11の上向き内面11uとが、上下方向にそれぞれ対向し、可動部3の下方及び上方への変位をそれぞれ規制できるように構成されている。
As shown in FIG. 3 in which a part of the stopper gap c in FIG. 1 is enlarged, the upper surface 10au of the
更に、先端部10aの先端面10asと収容凹部11の横向き内面11sとが水平方向に対向し、可動部3の固定部2側への水平方向の変位を規制できるように構成されている。
Further, the distal end surface 10as of the
なお、本発明の他の実施形態として、可動部3の下方変位のみを規制するようにしてもよい。
As another embodiment of the present invention, only the downward displacement of the
このように収容凹部11内のストッパ10の先端部10aは、その外面の全面である上下面10au,10ad及び先端面10asが、収容凹部11の内面の全面11d,11u,11sと対向してストッパ用間隙cを形成している。
As described above, the
このように構成されたロードセル1の可動部3に、図1の仮想線で示すように下向きの荷重Fが加えられると、各起歪部6を弾性的に撓み変形させながら可動部3が平行に下方変位することになる。これによって、各起歪部6の撓み変形が歪ゲージ7によって検知され、各歪ゲージ7からの出力を計測回路において演算処理することで可動部3に印加された荷重Fが算出される。
When a downward load F is applied to the
この場合、ストッパ10の先端部10aと収容凹部11との間に形成されているストッパ用間隙cの大きさは、例えば、計測可能な最大荷重、すなわち定格荷重の1.5倍の荷重が加わった時の可動部3の下方変位量を超える所定の変位量に相当する大きさに設定されている。したがって、定格荷重の1.5倍を越える過大な荷重が加わって可動部3が、設定されている変位量以上に下方へ変位しようとしても収容凹部11の下向き内面11dが、ストッパ10の先端部10aの上面10auに当接して、それ以上の可動部3の下方変位が阻止され、起歪部6が弾性域を超えて変形して永久変形したり破損するのを防止することができる。
In this case, the size of the stopper gap c formed between the
また、上記にように、ストッパ10の先端部10aの下面10adと収容凹部11の上向き内面11uとが対向すると共に、ストッパ10の先端部10aの先端面10asと収容凹部11の横向き内面11sとが対向しているので、可動部3は計測荷重が加わる下方のみならず、上方への変位、及び、固定部2側への水平方向の変位も規制されることになる。これによって、ロードセル1の単体を運搬あるいは管理する際に、誤って落下させたり他物にぶつけたり、あるいは、清掃等のために、計量皿や計量ホッパなどを取外す際に、可動部3に大きい外力が不当に作用しても、起歪部6が損傷するのを防止することができる。
Further, as described above, the lower surface 10ad of the
更に、ストッパ10の先端部10aを、可動部3の収容凹部11に入り込ませてストッパ用間隙cを形成しているので、図1に示すように、荷重Fの着力点を通る作用線L1とストッパ10の先端部10aの中心線L2との距離Dを、短くできるので、可動端に荷重受け部を備えた計量部において、荷重Fによってストッパ10の先端部10aに作用する曲げモーメントを抑制することができる。
Further, since the
次に、上記ロードセル1の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
この実施形態では、電極ワイヤーと加工物との間に放電を生じさせて、その放電により加工を行うワイヤーカット放電加工を用いてロードセル1を製造する。
In this embodiment, the
例えば、図4に示すように、横置きした直方体状の金属素材Wに、予め起歪部6を形成するための4つの貫通丸孔121〜124をドリル加工等によって所定の位置に穿設する。所定の貫通丸孔121に電極ワイヤー13を挿通した後、金属素材Wあるいは電極ワイヤー13をコンピュータ制御によって二次元移動し、相対的に電極ワイヤー13を一連の加工径路Rに沿って一筆書き状に走行させて、金属素材Wを細い貫通溝14で溶断する。なお、貫通丸孔121〜124は、本発明における「貫通孔」に相当する。
For example, as shown in FIG. 4, four through-
具体的には、相対的に電極ワイヤー13を、貫通丸孔121から上ビーム部4の下面に沿うように貫通丸孔122へ走行させ、可動部3の収容凹部11を含む内面に沿うように貫通丸孔123へ走行させ、下ビーム部の上面に沿うように貫通丸孔124まで走行させる。更に、相対的に電極ワイヤー13を、貫通丸孔124から固定部2の下側内面、ストッパ10の下面、先端面及び上面、並びに、固定部2の上側内面に沿うようにスタート時の貫通丸孔121まで走行させる。
Specifically, the
これによって、起歪部6以外の箇所、つまり、固定部2、上ビーム部4、下ビーム部5、可動部3、の各内面、及び、ストッパ10と収容凹部11とを一連に形成する。
Thereby, locations other than the
ワイヤーカット放電加工は、微小な間隔の隙間を容易に形成することができる精密加工であるので、ストッパ10の先端部10aと可動部3の収容凹部11との間のストッパ用間隙cを高い精度で形成することができる。
Since the wire-cut electric discharge machining is a precision machining that can easily form a gap with a minute interval, the stopper gap c between the
このように金属素材Wに、予め起歪部6に対応する貫通丸孔121〜124を形成し、ワイヤーカット放電加工によって、一連の加工径路Rに沿って一筆書き状に細い貫通溝14で溶断してロードセル1を製造するので、金属素材Wを何回も異なった加工機で加工する必要がなく、加工工数を削減してコストの低減を図ることができる。
In this way, through-
なお、予め貫通丸孔121〜124を形成することなく、例えば、図5に示すように、適所位置に予め穿設したスタート孔15に電極ワイヤー13を挿通し、固定部2、上ビーム部4、下ビーム部5、可動部3、の各内面、及び、ストッパ10と収容凹部11、並びに、起歪部6を細い貫通溝14によって一連に溶断形成してもよい。
In addition, without forming the through-
また、ワイヤーカット放電加工に限らず、レーザ加工、ウォータージェット加工を用いてもよく、あるいは、通常の機械加工を利用してもよい。ウォータージェット加工は、高圧のウォータージェットを噴射して切断するので、熱による歪みがない。 Further, not limited to wire cut electric discharge machining, laser machining or water jet machining may be used, or normal machining may be used. In the water jet processing, a high-pressure water jet is jetted and cut, so there is no distortion due to heat.
(実施形態2)
図6は、本発明の他の実施形態に係るロードセル11の側面図であり、図1の実施形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
(Embodiment 2)
Figure 6 is a side view of the
この実施形態では、可動部3の収容凹部111に入り込むストッパ101の先端部101aは、その他の部分と同じ上下方向(図6の上下方向)の高さを有する第1先端部101a1と、この第1先端部101a1よりも上下方向に大きい部分円形の第2先端部101a2とを有している。
In this embodiment, the
ストッパ101の先端部101aが収容される収容凹部111は、第1先端部101a1を収容する第1収容凹部111aと、第2先端部101a2を収容する第2収容凹部111bとを有している。第2収容凹部111bは、部分円形に形成された第2先端部101a2と同心であって、ストッパ用間隙cに相当する分だけ大径の部分円形に形成されている。したがって、収容凹部111は、奥側の第2収容凹部111bに比べて固定部2側の第1収容凹部111aは狭くなっている。
The
先端部101aの第1先端部101a1の上下面と収容凹部111の第1収容凹部111aの下向き及び上向きの各内面とが、上下方向にそれぞれ対向してストッパ用間隙cを形成する。また、先端部101aの第2先端部101a2の円弧状の外周面と収容凹部111の第2収容凹部111bの円弧状の内周面とが対向してストッパ用間隙cを形成する。
And upper and lower surfaces and the
この実施形態では、可動部3の上下方向への過大な変位を規制できるだけではなく、多方向への過大な変位を、第2先端部101a2の円弧状の外周面と、第2収容凹部111bの円弧状の内周面との当接によって阻止することができ、ロードセル1の落下、他物への衝突、あるいは、作業者によって加えられる不当な外力に対する耐久性が更に高いものとなる。
In this embodiment, not only can the excessive displacement in the vertical direction of the
なお、ストッパ101の第2先端部101a2及び収容凹部111の第2収容凹部111bは、部分円形に限らず、多方向への過大な変位を阻止できる形状、例えば、部分楕円形や多角形などであってもよい。また、ストッパ101の第1先端部101a1及び収容凹部111の第1収容凹部111aは、省略してもよい。
The shape second housing recess 11 1 b of the
この実施形態のロードセル11も上記実施形態と同様に、ワイヤーカット放電加工等を用いて製造することができる。
Similar to the
(実施形態3)
図7は、本発明の他の実施形態に係るロードセル12の側面図であり、図1の実施形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
(Embodiment 3)
Figure 7 is a side view of the
定格荷重の大きなロードセルでは、ストッパの強度を高める必要がある。 In a load cell with a large rated load, it is necessary to increase the strength of the stopper.
この実施形態のロードセル12では、固定部2から可動部3へ向かって延出するストッパ102は、可動部3の収容凹部112に収容される先端部102aを含めて上下方向の高さを大きくし、ストッパ102の強度を高めている。可動部3の収容凹部112も、ストッパ102の先端部102aを収容できるように、上下方向の高さを大きくしている。
In the
このロードセル12もワイヤーカット放電加工等を用いて同様に製造することができる。
The
また、図7のロードセル12の収容凹部112の奥側に、図8に示すように、上下方向に長い長孔部112cを連設してもよい。
Further, the back side of the
この図8のロードセル12´は、例えば、図9に示すように、金属素材Wに、予め起歪部6を形成するための4つの貫通丸孔121〜124と、前記長孔部11cに対応する貫通長孔16をドリル加工等によって所定の位置に穿設する。所定の貫通丸孔121に電極ワイヤー13を挿通した後、相対的に電極ワイヤー13を、貫通丸孔121から上ビーム部4の下面に沿うように貫通丸孔122へ走行させ、この貫通丸孔122から可動部3の上側内面及び収容凹部112の下向き内面に沿うように貫通長孔16へ走行させる。
For example, as shown in FIG. 9, the
更に、電極ワイヤ―13を、貫通長孔16から収容凹部112の上向き内面及び可動部3の下側内面に沿うように、貫通丸孔123へ走行させ、この貫通丸孔123から下ビーム部5の上面に沿うように貫通丸孔124まで走行させる。次、電極ワイヤー13を、貫通丸孔124からストッパ102の下面に沿うように貫通丸孔123へ走行させ、更に、貫通丸孔122からストッパ102の上面に沿うように、スタート時の貫通丸孔121まで走行させる。
Further, the
この場合、予め貫通長孔16が形成されているので、図8に示すストッパ102の先端部102aの先端面102asを形成するための電極ワイヤー13による貫通溝14の形成が不要となり、ワイヤーカット放電加工の加工時間を短縮することができる。
In this case, since the through
また、図7のロードセル12のストッパ102を、その先端部102aを除いて上下方向の高さを更に大きくする共に、4箇所の起歪部6に対応する部分を円弧状に切り欠いて、図10に示す構成としてもよい。この図10のロードセル13では、ストッパ103と上ビーム部4とが細い貫通溝で分断されると共に、ストッパ103と下ビーム部5とが細い貫通溝で分断されている。
Also, the
このロードセル13では、図11に示すように、予め起歪部6に対応するように形成した4個の貫通丸孔121〜124の内の所定の貫通丸孔121に電極ワイヤー13を挿通した後、相対的に電極ワイヤー13を、貫通丸孔121から上ビーム部4の下面に沿うように貫通丸孔122へ走行させ、可動部3の収容凹部112を含む内面に沿うように貫通丸孔123へ走行させ、下ビーム部の上面に沿うように貫通丸孔124まで走行させればよく、上記図4や図5に示されるように、電極ワイヤー13を、貫通丸孔124からスタート時の貫通丸孔121まで走行させる必要がない。これによって、電極ワイヤー13を相対的に一筆書き状に走行させる一連の加工径路R´を短くすることができ、加工時間を短縮することができる。
In the
(その他の実施形態)
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
(Other embodiments)
The present invention can also be implemented in the following forms.
(1)図12,図13に示すように、例えば、図1の実施形態のロードセル1において、計量皿や計量ホッパを支持する支持部材9を、二股状とし、可動部3に跨って配置して、側面からボルト連結するよう構成してもよい。
(1) As shown in FIGS. 12 and 13, for example, in the
これによって、荷重Fの着力点を通る作用線をストッパ10の先端部10aに位置させることができ、過大荷重をストッパ先端部10aで効率よく的確に当接支持することができる。
As a result, the line of action passing through the point of application of the load F can be positioned at the
(2)ストッパ10の先端部10a及び収容凹部11の形状は、上下方向に対向する面を有しておれば、特に限定されず、側面視で矩形や円形に限られるものではなく、例えば、図14に示すように、ストッパ104の先端部104aを三角形状にしてもよい。また、図15に示すように、ストッパ105の先端部105aを、上下方向の高さの大きい大型の矩形形状にしてもよい。
(2) The shape of the
1,11〜15 ロードセル
2 固定部
3 可動部
4 上ビーム部
5 下ビーム部
6 起歪部
7 歪ゲージ
8 固定ベース
9 支持部材
10,101〜105 ストッパ
10a,101a,104a,105a 先端部
11,111,114,115 収容凹部
1, 1 1 to 15 Load
Claims (9)
前記固定部は、該固定部の上下中間部位から前記可動部に向けて片持ち梁状に一体に延出されるストッパを有し、
前記可動部は、前記ストッパの先端部が入り込む収容部を有し、
前記ストッパの前記先端部の外面と前記収容部の内面とによって、少なくとも上下方向に対向して前記可動部の変位を規制するストッパ用間隙が形成される、
ことを特徴とするロードセル。 A fixed portion; a movable portion that can be displaced; an upper beam portion that connects the fixed portion and the upper portion of the movable portion; and a lower beam portion that connects the lower portion of the fixed portion and the movable portion; A load-type load cell in which a strain detecting portion for load detection is formed in each of the beam portion and the lower beam portion,
The fixed portion has a stopper that integrally extends in a cantilever shape from the upper and lower intermediate portions of the fixed portion toward the movable portion,
The movable part has a storage part into which a tip part of the stopper enters,
The outer surface of the tip of the stopper and the inner surface of the housing portion form a stopper gap that opposes at least the vertical direction and restricts the displacement of the movable portion.
A load cell characterized by that.
請求項1に記載のロードセル。 The accommodating portion of the movable portion is an accommodating recess that is recessed in the extending direction of the stopper that extends from the fixed portion toward the movable portion.
The load cell according to claim 1.
請求項2に記載のロードセル。 The outer surface of the tip of the stopper and the inner surface of the receiving recess are opposed over the entire surface to form the stopper gap.
The load cell according to claim 2.
前記先端部の外面と、前記収容凹部の前記奥側及び固定部側の内面とが対向して前記ストッパ用間隙が形成される、
請求項2に記載のロードセル。 The housing recess recessed in the extending direction is formed so that the fixed portion side is narrower than the recessed back side,
The outer surface of the tip portion and the inner surface on the back side and the fixed portion side of the housing recess face each other to form the stopper gap.
The load cell according to claim 2.
前記部分円形に形成された前記外面と前記内面とが対向して前記ストッパ用間隙を形成する、
請求項2に記載のロードセル。 The outer surface of the tip of the stopper and the inner surface of the receiving recess are formed in a concentric partial circle,
The outer surface and the inner surface formed in the partial circle face each other to form the stopper gap;
The load cell according to claim 2.
前記固定部は、該固定部の上下中間部位から前記可動部に向けて片持ち梁状に一体に延出されるストッパを有し、
前記可動部は、前記ストッパの先端部が入り込む収容部を有し、
前記ロードセルを形成するための素材に貫通溝を形成して前記素材を、前記収容部と該収容部に入り込む前記先端部とに分断する工程を備え、
分断された前記ストッパの前記先端部の外面と前記収容部の内面とによって、少なくとも上下方向に対向して前記可動部の変位を規制するストッパ用間隙が形成される、
ことを特徴とするロードセルの製造方法。 A fixed portion; a movable portion that can be displaced; an upper beam portion that connects the fixed portion and the upper portion of the movable portion; and a lower beam portion that connects the lower portion of the fixed portion and the movable portion; A method for manufacturing a load-type load cell in which a strain detecting portion for load detection is formed in each of a beam portion and the lower beam portion,
The fixed portion has a stopper that integrally extends in a cantilever shape from the upper and lower intermediate portions of the fixed portion toward the movable portion,
The movable part has a storage part into which a tip part of the stopper enters,
Forming a through groove in a material for forming the load cell, and dividing the material into the housing part and the tip part entering the housing part,
The outer surface of the distal end portion of the divided stopper and the inner surface of the housing portion form a stopper gap that opposes at least the vertical direction and regulates the displacement of the movable portion.
A method for manufacturing a load cell.
請求項6に記載のロードセルの製造方法。 Forming the fixed portion, the movable portion, the upper beam portion, the lower beam portion, the stopper, and the accommodating portion in the material by one-stroke writing through groove processing along a series of processing paths,
The manufacturing method of the load cell of Claim 6.
請求項7に記載のロードセルの製造方法。 In the material, through holes corresponding to the strain generating portions of the upper beam portion and the lower beam portion are formed in advance,
The method for manufacturing a load cell according to claim 7.
請求項6ないし8のいずれかに記載のロードセルの製造方法。 The through groove is formed by at least one of wire cut electric discharge machining, laser machining, and water jet machining,
A method for manufacturing a load cell according to any one of claims 6 to 8.
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