JP2016057266A

JP2016057266A - 荷重検出装置

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Publication number: JP2016057266A
Application number: JP2014186384A
Authority: JP
Inventors: 浩下山; Hiroshi Shimoyama
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-04-21

Abstract

【課題】製造が容易でありかつ測定精度を向上した荷重検出装置を提供する。【解決手段】第１の端部１１２と第２の端部１１３との中間に筒状に形成された筒体部１１１が形成された感受体１１０と、筒体部の中心軸方向における中央部の周壁に中心軸対象に取り付けられた第１のせん断ひずみゲージ２２１及び第２のせん断ひずみゲージ２２２とを有する荷重検出装置１００を、第１のせん断ひずみゲージ及び第２のせん断ひずみゲージは、交差する２軸方向のひずみを検出可能な２軸ゲージであって、各軸の検出方向を中心軸方向に対してそれぞれ傾斜させた状態で筒体部に取り付けられ、第１のせん断ひずみゲージの各軸の検出部及び第２のせん断ひずみゲージの各軸の検出部を含むブリッジ回路の出力に基づいて、第１の端部に筒体部の径方向に作用する荷重を演算する荷重演算手段を有する構成とする。【選択図】図５

Description

本発明は、筒状の感受体の一方の端部に作用する径方向荷重（径方向力）を検出可能な荷重検出装置に関し、特に製造が容易でありかつ測定精度を向上したものに関する。

例えば自動車のタイヤに作用する力の測定や車両制御、さらにロボット制御等を目的として、感受体に作用するそれぞれ３軸方向の力及びモーメントの測定が可能な６分力検出装置等の荷重検出装置が用いられている。
従来、このような荷重検出装置として、十字型に形成されたビームの表面にひずみゲージを取り付けた構造の６分力検出装置が用いられている。

また、例えば特許文献１には、肉薄中空円筒体の周面における周方向に互いに独立な位置に、６つのひずみゲージを具備し、これらの各ひずみゲージで検出されるひずみ量から円筒体の両端間に加えられた力による各軸方向荷重と各軸曲げモーメントを演算して求める６分力検出装置が記載されている。
また、特許文献２には、円筒状の感受体に各径方向力あたり４つのひずみゲージを取付けてブリッジ回路を構成し、円筒部における応力班の対称性を利用して信号処理演算を不要とした６分力検出装置が記載されている。

特開昭６１− ７９１２９号公報特開２０１３−２００１６８号公報

特許文献２に記載された荷重検出装置においては、径方向力の測定を、円筒状の感受体の両端部近傍にそれぞれ軸対称に配置された一分力あたり４個のひずみゲージを用いて行っている。
しかし、このように一分力あたり４個のひずみゲージを感受体に取り付ける場合、位置決め、取付、配線などの工数が多く必要となり、製造工程が煩雑となる。
また、設置スペース等の関係で感受体の軸方向長さを十分に確保できない場合には、ひずみゲージの間隔を十分に確保することが難しく、測定精度の確保が困難であった。
本発明の課題は、製造が容易でありかつ測定精度を向上した荷重検出装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、第１の端部と第２の端部との中間に筒状に形成された筒体部が形成された感受体と、前記筒体部の中心軸方向における中央部の周壁に中心軸対象に取り付けられた第１のせん断ひずみゲージ及び第２のせん断ひずみゲージとを有する荷重検出装置であって、前記第１のせん断ひずみゲージ及び前記第２のせん断ひずみゲージは、交差する２軸方向のひずみを検出可能な２軸ゲージであって、各軸の検出方向を前記中心軸方向に対してそれぞれ傾斜させた状態で前記筒体部に取り付けられ、前記第１のせん断ひずみゲージの各軸の検出部及び前記第２のせん断ひずみゲージの各軸の検出部を含むブリッジ回路を有し、前記筒体部の一方の端部に負荷される径方向荷重を検出する荷重検出手段を有することを特徴とする荷重検出装置である。
これによれば、一方向の径方向荷重を検出するために一対の２軸せん断ひずみゲージを取付ければよいため、例えば４か所の単軸ひずみゲージを用いる従来技術に対して、ゲージの取付工程を簡素化することができる。
また、感受体の軸方向長さを十分に確保できない場合であっても、径方向荷重を精度よく検出することができる。

請求項２に係る発明は、前記第１のせん断ひずみゲージ及び前記第２のせん断ひずみゲージを、前記筒体部の周壁における前記中心軸回りにおける角度をそれぞれ実質的に９０°ずらして２組設けたことを特徴とする請求項１に記載の荷重検出装置である。
これによれば、製造工程を簡素化しつつ直交する２軸方向の荷重を精度よく検出することができる。

請求項３に係る発明は、前記筒体部の周壁における前記第１のせん断ひずみゲージ及び前記第２のせん断ひずみゲージに対して周方向に離間した箇所に、前記中心軸方向に作用する分力を検出する軸方向分力検出ひずみゲージと、前記中心軸回りに作用するモーメントを検出する軸方向モーメント検出ひずみゲージとの少なくとも一方を取付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の荷重検出装置である。
請求項４に係る発明は、前記筒体部の前記第１の端部近傍及び前記第２の端部近傍における周壁に、前記筒体部の少なくとも一方向の径方向回りに作用するモーメントを検出する径方向モーメント検出ひずみゲージを取付けたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の荷重検出装置である。
これらの各発明によれば、筒体部の中心軸方向の分力、中心軸回りのモーメント、中心軸と直交する径方向の任意の軸回りのモーメント等をそれぞれ検出するゲージを、共通の筒体部に取り付けることによって、コンパクトな構成で複数の分力、モーメントを検出することができる。

以上説明したように、本発明によれば、製造が容易でありかつ測定精度を向上した荷重検出装置を提供することができる。

本発明の参考例の荷重検出装置である６分力検出装置の感受体を中心軸を含む平面で切って見た断面図である。参考例の６分力検出装置におけるひずみゲージの配置を示す模式的斜視図である。参考例の６分力検出装置における力検出系のブリッジ回路の構成を示す図である。実施例の６分力検出装置におけるモーメント検出系のブリッジ回路の構成を示す図である。本発明を適用した荷重検出装置の実施例である６分力検出装置におけるひずみゲージの配置を示す模式的斜視図である。実施例の６分力検出装置における２軸せん断ひずみゲージのゲージパターンを模式的に示す図である。

本発明は、製造が容易でありかつ測定精度を向上した荷重検出装置を提供する課題を、筒状の感受体における軸方向中央部の周壁に一対の２軸せん断ひずみゲージを、各軸の検出方向が感受体の中心軸に対してそれぞれ４５度傾斜するように取付け、各検出部を含むブリッジ回路を用いて感受体の一方の端部に負荷される径方向力を検出することによって解決した。

以下、本発明を適用した荷重検出装置の実施例である６分力検出装置について説明する。
実施例及び参考例の６分力検出装置は、例えば、自動車の車輪６分力の検出や、ロボット制御など、各種測定、解析等に利用することが可能であり、用途は特に限定されない。
先ず、実施例の説明に先立ち、従来技術に係る本発明の参考例の６分力検出装置について説明する。

６分力検出装置１００は、実質的に円筒状に形成された感受体１１０及びこの感受体１１０に設けられた複数のひずみゲージ及びこのひずみゲージを含むブリッジ回路を有して構成されている。
図１は、実施例の６分力検出装置１００における感受体１１０を中心軸を含む平面で切って見た断面図である。
図１に示すように、感受体１１０は、円筒部１１１、第１フランジ１１２、第２フランジ１１３等を有して形成されている。

円筒部１１１は、所定の軸方向長さにわたって内径及び外径が実質的に一定である円筒状に形成された部分であって、後述する複数のひずみゲージが貼付（接着）される部分である。
第１フランジ１１２は、円筒部１１１の一方の端部に設けられ、円筒部１１１に対して外径側及び内径側にそれぞれ張り出して形成された平板状の部分である。
第１フランジ１１２は、６分力検出装置１００の支持部、入力部の一方を固定するものであって、図示しないボルトが締結されるネジ孔１１２ａが形成されている。
また、円筒部１１１と第１フランジ１１２との間には、外径及び内径がこれらの中間となるように設定された中間部１１４が設けられている。中間部１１４の外周面は、円筒部１１１の外周面に対して段状に径を大きくして形成されている。また、中間部１１４の内周面は、円筒部１１１の内周面に対して段状に径を小さくして形成されている。

第１フランジ１１２の外径側における第２フランジ１１３側の端面と、中間部１１４の外周面との間には、Ｒ部（Ｒ１）が設けられている。
中間部１１４の外径側における第２フランジ１１３側の端面と、円筒部１１１の外周面との間には、Ｒ部（Ｒ２）が設けられている。
第１フランジ１１２の内径側における第２フランジ１１３側の端面と、中間部１１４の内周面との間には、Ｒ部（Ｒ３）が設けられている。
中間部１１４の内径側における第２フランジ１１３側の端面と、円筒部１１１の内周面との間には、Ｒ部（Ｒ４）が設けられている。
上述した各Ｒ部（Ｒ１〜Ｒ４）のうち、Ｒ１とＲ３とは、感受体１１０の軸方向における位置がほぼ一致して配置されている。
また、Ｒ２とＲ４とは、感受体１１０の軸方向における位置が、Ｒ２のほうが第２フランジ１１３側となるようにオフセットして配置されている。

第２フランジ１１３は、円筒部１１１の第１フランジ１１２とは反対側の端部に設けられ、円筒部１１１に対して外径側及び内径側にそれぞれ張り出して形成された平板状の部分である。
第２フランジ１１３は、６分力検出装置１００の支持部、入力部の他方を固定するものであって、図示しないボルトが締結されるネジ孔１１３ａが形成されている。
円筒部１１１と第２フランジ１１３との間には、外径及び内径がこれらの中間となるように設定された中間部１１５が設けられている。中間部１１５の外周面は、円筒部１１１の外周面に対して段状に径を大きくして形成されている。また、中間部１１５の内周面は、円筒部１１１の内周面に対して段状に径を小さくして形成されている。

第２フランジ１１３の外径側における第１フランジ１１２側の端面と、中間部１１５の外周面との間には、Ｒ部（Ｒ５）が設けられている。
中間部１１５の外径側における第１フランジ１１２側の端面と、円筒部１１１の外周面との間には、Ｒ部（Ｒ６）が設けられている。
第２フランジ１１３の内径側における第１フランジ１１２側の端面と、中間部１１５の内周面との間には、Ｒ部（Ｒ７）が設けられている。
中間部１１５の内径側における第１フランジ１１２側の端面と、円筒部１１１の内周面との間には、Ｒ部（Ｒ８）が設けられている。
上述した各Ｒ部（Ｒ５〜Ｒ８）のうち、Ｒ５とＲ７とは、感受体１１０の軸方向における位置がほぼ一致して配置されている。
また、Ｒ６とＲ８とは、感受体１１０の軸方向における位置が、Ｒ６のほうが第１フランジ１１２側となるようにオフセットして配置されている。
なお、第１フランジ１１２の厚さｔ１及び第２フランジ１１３の厚さｔ２は、円筒部１１１の肉厚ｔ０に対して十分大きくなるように設定される。

６分力検出装置１００は、上述した感受体１１０の円筒部１１１に設けられるひずみゲージを含むブリッジ回路をそれぞれ有するＦｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系、Ｍｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系をそれぞれ有する。
Ｆｘ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用する径方向（以下、ｘ軸方向と称する）の力Ｆｘを検出するものである。
Ｆｙ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用するｘ軸方向と直交する方向の径方向（以下、ｙ軸方向と称する）の力Ｆｙを検出するものである。
Ｆｚ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用する軸方向（以下、ｚ軸方向と称する）の力Ｆｚを検出するものである。

Ｍｘ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用するｘ軸回りのモーメントＭｘを検出するものである。
Ｍｙ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用するｙ軸回りのモーメントＭｙを検出するものである。
Ｍｚ検出系は、感受体１１０の円筒部１１１に作用するｚ軸回りのモーメントＭｚを検出するものである。

上述したＦｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系、Ｍｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系は、それぞれ４つのひずみゲージを含むブリッジ回路を有して構成されている。
図２は、実施例の６分力検出装置におけるひずみゲージの配置を示す模式的斜視図である。
図３は、実施例の６分力検出装置における力検出系のひずみゲージの配置及びブリッジ回路の構成を示す図である。図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は、それぞれＦｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系を示している。
図４は、実施例の６分力検出装置におけるモーメント検出系のブリッジ回路の構成を示す図である。図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）は、それぞれＭｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系を示している。
なお、図３、図４においては、中間部１１４、１１５等は図示を省略している。

図２及び図３に示すように、Ｆｘ検出系は、ひずみゲージ１２１〜１２４を有して構成されている。ひずみゲージ１２１〜１２４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１２１は、円筒部１１１の外周面における第１フランジ１１２側の領域（中間部１１４に近接した領域）に配置されている。
ひずみゲージ１２２は、ひずみゲージ１２１を通りかつ円筒部１１１の軸方向と平行な直線上に配置され、円筒部１１１の外周面における第２フランジ１１３側の領域（中間部１１５に近接した領域）に配置されている。
ひずみゲージ１２３は、ひずみゲージ１２２からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１２２に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
ひずみゲージ１２４は、ひずみゲージ１２１からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１２１に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。

また、図３（ａ）に示すように、Ｆｘ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１２１〜１２４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１２２とひずみゲージ１２３との間、及び、ひずみゲージ１２１とひずみゲージ１２４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１２１とひずみゲージ１２２との間、及び、ひずみゲージ１２３とひずみゲージ１２４との間の電位差を出力として抽出するものである。

Ｆｙ検出系は、ひずみゲージ１３１〜１３４を有して構成されている。ひずみゲージ１３１〜１３４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１３１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２１に対して、円筒部１１１の中心軸回りに９０度ずらして配置されている。
ひずみゲージ１３２は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２２に対して、円筒部１１１の中心軸回りに９０度ずらして配置されている。
ひずみゲージ１３１とひずみゲージ１３２とは、円筒部１１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。
ひずみゲージ１３３は、ひずみゲージ１３２からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１３２に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
ひずみゲージ１３４は、ひずみゲージ１３１からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１３１に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。

また、図３（ｂ）に示すように、Ｆｙ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１３１〜１３４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１３２とひずみゲージ１３３との間、及び、ひずみゲージ１３１とひずみゲージ１３４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１３１とひずみゲージ１３２との間、及び、ひずみゲージ１３３とひずみゲージ１３４との間の電位差を出力として抽出するものである。

Ｆｚ検出系は、ひずみゲージ１４１〜１４４を有して構成されている。ひずみゲージ１４１〜１４４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１４１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２１、１２２の中間に配置されている。
ひずみゲージ１４２，１４３，１４４は、それぞれひずみゲージ１４１に対して、円筒部１１１の中心軸回りの位相が、９０度、１８０度、２７０度ずれた位置に配置されている。

また、図３（ｃ）に示すように、Ｆｚ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１４１，１４２，１４４，１４３をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１４１とひずみゲージ１４３との間、及び、ひずみゲージ１４２とひずみゲージ１４４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１４１とひずみゲージ１４２との間、及び、ひずみゲージ１４３とひずみゲージ１４４との間の電位差を出力として抽出するものである。

図２及び図４に示すように、Ｍｘ検出系は、ひずみゲージ１５１〜１５４を有して構成されている。ひずみゲージ１５１〜１５４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１５１は、Ｆｙ検出系のひずみゲージ１３１に対して、円筒部１１１の中心軸方向に隣接して配置されている。
ひずみゲージ１５２は、Ｆｙ検出系のひずみゲージ１３２に対して、円筒部１１１の中心軸方向に隣接して配置されている。
ひずみゲージ１５１とひずみゲージ１５２とは、円筒部１１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。
ひずみゲージ１５３は、ひずみゲージ１５２からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１５２に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
ひずみゲージ１５４は、ひずみゲージ１５１からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１５１に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。

また、図４（ａ）に示すように、Ｍｘ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１５１，１５３，１５２，１５４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１５１とひずみゲージ１５３との間、及び、ひずみゲージ１５２とひずみゲージ１５４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１５１とひずみゲージ１５４との間、及び、ひずみゲージ１５３とひずみゲージ１５２との間の電位差を出力として抽出するものである。

Ｍｙ検出系は、ひずみゲージ１６１〜１６４を有して構成されている。ひずみゲージ１６１〜１６４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１６１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２１に対して、円筒部１１１の中心軸方向に隣接して配置されている。
ひずみゲージ１６２は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ１２２に対して、円筒部１１１の中心軸方向に隣接して配置されている。
ひずみゲージ１６１とひずみゲージ１６２とは、円筒部１１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。
ひずみゲージ１６３は、ひずみゲージ１６２からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１６２に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。
ひずみゲージ１６４は、ひずみゲージ１６１からみて円筒部１１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ１６１に対して円筒部１１１の中心軸対称な位置）に配置されている。

また、図４（ｂ）に示すように、Ｍｙ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１６１，１６３，１６２，１６４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１６１とひずみゲージ１６３との間、及び、ひずみゲージ１６２とひずみゲージ１６４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１６１とひずみゲージ１６４との間、及び、ひずみゲージ１６３とひずみゲージ１６２との間の電位差を出力として抽出するものである。

Ｍｚ検出系は、ひずみゲージ１７１〜１７４を有して構成されている。ひずみゲージ１７１〜１７４は、せん断形のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１１の周方向となるように、円筒部１１１の外周面に貼付されている。
ひずみゲージ１７１は、Ｆｚ検出系のひずみゲージ１４１、１４２の中間に配置されている。
ひずみゲージ１７２は、Ｆｚ検出系のひずみゲージ１４２，１４４の中間に配置されている。
ひずみゲージ１７３，１７４は、それぞれひずみゲージ１７２，１７１に対して、円筒部１１１の中心軸対称となる位置に配置されている。

また、図４（ｃ）に示すように、Ｍｚ検出系のブリッジ回路は、ひずみゲージ１７１，１７３，１７４，１７２をループ状に順次接続し、ひずみゲージ１７１とひずみゲージ１７３との間、及び、ひずみゲージ１７２とひずみゲージ１７４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続するとともに、ひずみゲージ１７１とひずみゲージ１７２との間、及び、ひずみゲージ１７３とひずみゲージ１７４との間の電位差を出力として抽出するものである。

以上説明した参考例においては、Ｆｘ検出系、Ｆｙ検出系としてそれぞれ４か所にひずみゲージ１２１〜１２４、１３１〜１３４を取付ける必要があり、６分力検出装置１００の製造工程が煩雑となる。
また、設置スペースの関係で円筒部１１１の長さが十分に確保できず、中心軸方向に離間して配置されるセンサの間隔が狭い場合には、測定精度が低下するという問題があった。

次に、実施例の６分力検出装置について説明する。
上述した参考例と実質的に共通する箇所については同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図５は、実施例の６分力検出装置におけるひずみゲージの配置を示す模式的斜視図である。

実施例の６分力検出装置は、参考例におけるＦｘ検出系のひずみゲージ１２１〜１２４、Ｆｙ検出系のひずみゲージ１３１〜１３４に代えて、以下説明するＦｘ検出系のせん断ひずみゲージ２２１，２２２、Ｆｙ検出系のせん断ひずみゲージ２３１，２３２を設けたものである。

図６は、実施例の６分力検出装置における２軸せん断ひずみゲージのゲージパターンを模式的に示す図である。
図６においては、一例としてせん断ひずみゲージ２２１を示すが、せん断ひずみゲージ２２２，２３１，２３２も実質的に同様のゲージパターンを有する。
せん断ひずみゲージ２２１は、いわゆる矢型２軸（２極）のものである。
せん断ひずみゲージ２２１は、金属箔からなる第１検出部２２１ａ、第２検出部２２１ｂを、絶縁体の薄膜である共通の基材２２１ｃ状に形成したものである。

第１検出部２２１ａ、第２検出部２２１ｂは、それぞれ検出方向に沿って平行に配置された複数の直線部を順次直列に接続して構成されている。
第１検出部２２１ａ、第２検出部２２１ｂは、直線部が伸縮する方向（検出方向）のひずみに応じて電気抵抗が変化しやすいように設定されている。
第１検出部２２１ａ、第２検出部２２１ｂの検出方向は、実質的に直交するように配置されている。
せん断ひずみゲージ２２１は、第１検出部２２１ａ、第２検出部２２１ｂの検出方向が、円筒部１１１の中心軸方向に対してそれぞれ４５°反対方向に傾斜するように円筒部１１１の外周面に取り付けられる。（せん断ひずみゲージ２２２，２３１，２３２も同様）

図５に示すように、せん断ひずみゲージ２２１，２２２，２３１，２３２は、円筒部１１１の中心軸方向における中央部の外周面に貼付されている。
Ｆｘ検出系のせん断ひずみゲージ２２１は、Ｍｘ検出系のひずみゲージ１５１，１５２の中間に配置されている。
Ｆｘ検出系のせん断ひずみゲージ２２２は、Ｍｘ検出系のひずみゲージ１５３，１５４の中間（せん断ひずみゲージ２２１と中心軸対象となる位置）に配置されている。

Ｆｙ検出系のせん断ひずみゲージ２３１は、Ｍｙ検出系のひずみゲージ１６１，１６２の中間に配置されている。
Ｆｙ検出系のせん断ひずみゲージ２３２は、Ｍｙ検出系のひずみゲージ１６３，１６４の中間（せん断ひずみゲージ２３１と中心軸対象となる位置）に配置されている。

また、実施例においては、Ｆｚ検出系のひずみゲージ１４１〜１４４、Ｍｚ検出系のひずみゲージ１７１〜１７４は、Ｆｘ検出系、Ｆｙ検出系のひずみゲージ２２１，２２２，２３１，２３２との干渉を避けるため、中心軸回りにおける位置をずらして配置されている。
例えば、図５に示すように、せん断ひずみゲージ２２１、ひずみゲージ１４２、ひずみゲージ１７２、せん断ひずみゲージ２３２、ひずみゲージ１４４、ひずみゲージ１７４、せん断ひずみゲージ２２２、ひずみゲージ１４３、ひずみゲージ１７３、せん断ひずみゲージ２３１、ひずみゲージ１４１、ひずみゲージ１７１を、円筒部１１１の周方向に沿って、中心軸回りの角度を３０°間隔でずらした位置に順次配置する構成とすることができる。

実施例において、Ｆｘ検出系のせん断ひずみゲージ２２１，２２２がそれぞれ有する第１検出部、第２検出部は、図３（ａ）に示すものと同様のブリッジ回路を構成する。
このブリッジ回路は、感受体１１０へ入力されるＦｘ方向分力に応じた出力を発生する。
同様に、Ｆｙ検出系のせん断ひずみゲージ２３１，２３２がそれぞれ有する第１検出部、第２検出部は、図３（ｂ）に示すものと同様のブリッジ回路を構成する。
このブリッジ回路は、感受体１１０へ入力されるＦｙ方向分力に応じた出力を発生する。

以上説明したように、本実施例によれば、参考例に対してＦｘ、Ｆｙ検出系のゲージの取付箇所を低減して製造工程を簡素化することができる。
また、感受体１１０の軸方向長さを十分に確保できない場合であっても、Ｆｘ及びＦｙを精度よく検出することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）各ひずみゲージは、単一のひずみゲージからなる構成に限らず、複数のひずみゲージを接続して一つのひずみゲージとして用いるようにしてもよい。このような構成とすることによって、感度の向上等を図ることができる。
（２）円筒部の両端に設けられる段部の有無、寸法、形状や、境界部におけるＲの設定などは、上述した実施例の構成に限らず、適宜変更することが可能である。
（３）実施例では各ひずみゲージは円筒部の外周面に貼付されているが、内周面に貼付する構成としてもよい。
（４）実施例では感受体は例えば円筒部を有する構成としているが、これに限らず、例えば多角形など円筒以外の断面形状を有する筒状体を用いてもよい。

１００６分力検出装置１１０感受体
１１１円筒部１１２第１フランジ
１１２ａネジ孔１１３第２フランジ
１１３ａネジ孔１１４中間部
１１５中間部Ｒ１〜Ｒ８Ｒ部
１２１〜１２４Ｆｘ検出系の単軸ひずみゲージ（参考例）
１３１〜１３４Ｆｙ検出系の単軸ひずみゲージ（参考例）
１４１〜１４４Ｆｚ検出系の単軸ひずみゲージ
１５１〜１５４Ｍｘ検出系の単軸ひずみゲージ
１６１〜１６４Ｍｙ検出系の単軸ひずみゲージ
１７１〜１７４Ｍｚ検出系のせん断形ひずみゲージ
２２１，２２２Ｆｘ検出系のせん断ひずみゲージ（実施例）
２３１，２３２Ｆｙ検出系のせん断ひずみゲージ（実施例）
２２１ａ第１検出部２２１ｂ第２検出部
２２１ｃ基材

Claims

第１の端部と第２の端部との中間に筒状に形成された筒体部が形成された感受体と、
前記筒体部の中心軸方向における中央部の周壁に中心軸対象に取り付けられた第１のせん断ひずみゲージ及び第２のせん断ひずみゲージと
を有する荷重検出装置であって、
前記第１のせん断ひずみゲージ及び前記第２のせん断ひずみゲージは、交差する２軸方向のひずみを検出可能な２軸ゲージであって、各軸の検出方向を前記中心軸方向に対してそれぞれ傾斜させた状態で前記筒体部に取り付けられ、
前記第１のせん断ひずみゲージの各軸の検出部及び前記第２のせん断ひずみゲージの各軸の検出部を含むブリッジ回路を有し、前記筒体部の一方の端部に負荷される径方向荷重を検出する荷重検出手段を有すること
を特徴とする荷重検出装置。
前記第１のせん断ひずみゲージ及び前記第２のせん断ひずみゲージを、前記筒体部の周壁における前記中心軸回りにおける角度をそれぞれ実質的に９０°ずらして２組設けたこと
を特徴とする請求項１に記載の荷重検出装置。
前記筒体部の周壁における前記第１のせん断ひずみゲージ及び前記第２のせん断ひずみゲージに対して周方向に離間した箇所に、前記中心軸方向に作用する分力を検出する軸方向分力検出ひずみゲージと、前記中心軸回りに作用するモーメントを検出する軸方向モーメント検出ひずみゲージとの少なくとも一方を取付けたこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の荷重検出装置。
前記筒体部の前記第１の端部近傍及び前記第２の端部近傍における周壁に、前記筒体部の少なくとも一方向の径方向回りに作用するモーメントを検出する径方向モーメント検出ひずみゲージを取付けたこと
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の荷重検出装置。