JP2019086335A - 荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歪ゲージの取り付け作業性を向上させる。【解決手段】荷重検出装置１００は、表面１１２及び裏面１１３を有し、荷重を受けて歪む起歪体１１０と、起歪体１１０の表面１１２及び裏面１１３の一方または両方に取り付けられ、起歪体１１０の歪みを検出する歪ゲージ１４０と、起歪体１１０の表裏面を挟む一対の挟持部材としての荷重受け板１２０及び支持板１３０と、を備え、挟持部材には、起歪体１１０に向かって突出し、起歪体１１０に当接する複数の当接部１２２，１３２が所定の間隔をあけて設けられ、起歪体１１０の一方の面に当接する当接部１２２，１３２と、他方の面に当接する当接部１２２，１３２と、は起歪体１１０を介して互いに対向しないようにずれて配置される。【選択図】図５

Description

本発明は、荷重検出装置に関する。

環状のロードセル本体（起歪体）の両面が一対の受圧板で挟まれた荷重検出装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の荷重検出装置では、ロードセル本体の一方の面に円周方向へ所定の間隔をおいて複数の受圧部が設けられ、ロードセル本体の他方の面に円周方向へ所定の間隔をおいて複数の支持部及び突部が設けられる。この荷重検出装置は、受圧部にスラスト荷重が作用した場合に、ロードセル本体がスラスト荷重に応じて支持部を支点として歪む構成である。受圧部、突部及び支持部は、それぞれロードセル本体を構成する円環状の平板部から厚さ方向（軸方向）に突出している。

特開２０１２−８８０９１号公報

特許文献１に記載の荷重検出装置では、支持部と突部の間及び周方向に隣り合う受圧部間に歪ゲージが貼り付けられている。つまり、特許文献１に記載の荷重検出装置では、ロードセル本体に形成される凹部の底面に歪ゲージが貼り付けられている。このため、荷重検出装置を小型化するほど、精度よく歪ゲージを貼り付けるための作業が困難になるという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、歪ゲージの取り付け作業性を向上させることを目的とする。

第１の発明は、荷重検出装置であって、荷重を受けて歪む起歪体と、起歪体の表面及び裏面の一方または両方に取り付けられ、起歪体の歪みを検出する歪ゲージと、起歪体の表裏面を挟む一対の挟持部材と、を備え、挟持部材には、起歪体に向かって突出し、起歪体に当接する複数の当接部が所定の間隔をあけて設けられ、起歪体の一方の面に当接する当接部と、他方の面に当接する当接部と、は起歪体を介して互いに対向しないようにずれて配置されることを特徴とする。

第１の発明では、挟持部材に、起歪体に向かって突出し起歪体に当接する当接部を設けたので、起歪体に、挟持部材に向かって突出し挟持部材に当接する当接部を設ける必要がない。

第２の発明は、起歪体及び一対の挟持部材が、それぞれ環状に形成され、歪ゲージが、起歪体の周方向に沿って所定の間隔をあけて複数取り付けられ、複数の当接部が、挟持部材の周方向に沿って所定の間隔をあけて設けられ、起歪体の一方の面に当接する当接部と、他方の面に当接する当接部と、は周方向に互いにずれて配置されることを特徴とする。

第２の発明では、起歪体及び一対の挟持部材が環状に形成されているので、中空部に軸状部材を配置させることができる。

第３の発明は、当接部の周方向両端部に、荷重を受けて撓んだ起歪体の形状に沿う湾曲面が設けられることを特徴とする。

第３の発明では、当接部と起歪体とが接触する部位における応力集中を抑制できる。

第４の発明は、起歪体の一方の面に取り付けられる歪ゲージが、起歪体の他方の面に当接する当接部と起歪体を介して対向するように配置されることを特徴とする。

第４の発明では、歪ゲージで検出される伸び歪に基づいて荷重を検出することができる。

第５の発明は、起歪体の一方の面に取り付けられる歪ゲージが、起歪体の他方の面に当接する隣り合う当接部間に配置されることを特徴とする。

第５の発明では、歪ゲージで検出される圧縮歪に基づいて荷重を検出することができる。

第６の発明は、起歪体及び一対の挟持部材が、起歪体の一方の面に取り付けられる歪ゲージが、起歪体の他方の面に当接する当接部と起歪体を介して対向するように配置可能であり、かつ、起歪体の一方の面に取り付けられる歪ゲージが、起歪体の他方の面に当接する隣り合う当接部間に位置するように配置可能である位置決め部を有することを特徴とする。

第６の発明では、歪ゲージで検出される歪として、伸び歪及び圧縮歪の一方を選択することができるので、汎用性を向上できる。

第７の発明は、起歪体が、歪ゲージが取り付けられる平面状の取り付け領域を有し、取り付け領域が、起歪体の厚さ方向の最も外側の面を構成することを特徴とする。

第８の発明は、歪ゲージが取り付けられる面の全面が平面状であることを特徴とする。

第７及び第８の発明では、歪ゲージを取り付ける領域へのアクセス性を向上できる。

本発明によれば、歪ゲージの取付作業性を向上させることができる。

荷重検出装置の構成を示す断面模式図である。 荷重検出装置の組立斜視図である。 荷重検出装置の分解斜視図である。 起歪体の平面図である。 起歪体の側面図である。 起歪体の背面図である。 第１実施形態に係る荷重検出装置における起歪体の歪ゲージの位置と、荷重受け板及び支持板の当接部の位置の関係について示す展開断面図である。 第２実施形態に係る荷重検出装置における起歪体の歪ゲージの位置と、荷重受け板及び支持板の当接部の位置の関係について示す展開断面図である。 第３実施形態に係る荷重検出装置における起歪体、荷重受け板及び支持板の位置決め方法について説明する図である。 起歪体に当接する当接部の変形例について説明する図である。 起歪体に当接する当接部の別の変形例について説明する図である。 起歪体の表面に凹凸が設けられた変形例について説明する図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

荷重検出装置は、例えば、回転機器のスラスト荷重、ボルトの締結荷重、プレス成形機器の圧縮荷重等の検出に使用される装置である。以下では、回転機器のスラスト荷重を検出する荷重検出装置を一例に説明するが、荷重検出装置の用途は、これに限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る荷重検出装置１００を備える回転機器１０について説明する。図１に示すように、回転機器１０は、ポンプ、モータ等の駆動部（不図示）に接続される回転軸１１と、回転軸１１を回転自在に支持する一対の軸受１２ａ，１２ｂと、一対の軸受１２ａ，１２ｂ間に配置される荷重検出装置１００と、荷重検出装置１００及び軸受１２ａ，１２ｂを収容する有底円筒状の収容ケース１３と、収容ケース１３の開口部を閉塞する回転機器１０の本体ケース１４と、を備える。

図２及び図３に示すように、荷重検出装置１００は、円筒状を呈するワッシャ型ロードセルである。図１に示すように、荷重検出装置１００は、円環状に形成され荷重を受けて歪む起歪体１１０と、円環状に形成される荷重受け板１２０と、円環状に形成される支持板１３０と、起歪体１１０に取り付けられ起歪体１１０の歪みを検出する複数の歪ゲージ１４０（図３、図４参照）と、歪ゲージ１４０に接続される検出回路１６（図１参照）と、を備える。

説明の便宜上、図２及び図３に示すように、起歪体１１０における荷重検出装置１００の中心軸に平行な方向（以下、軸方向と記す）の一端面（図示下端面）を表面１１２とし、起歪体１１０における軸方向の他端面（図示上端面）を裏面１１３として説明する。

起歪体１１０の表面１１２は、その全面が平面状に形成される。同様に、起歪体１１０の裏面１１３は、その全面が平面状に形成される。

図３及び図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示すように、複数の歪ゲージ１４０は、起歪体１１０の周方向に沿って所定の間隔をあけて貼り付けられる。本実施形態では、表面１１２及び裏面１１３の両方の面において、９０度間隔で４枚の歪ゲージ１４０が貼り付けられる。これら計８枚の歪ゲージ１４０は、ブリッジ回路を構成し、起歪体１１０の微小変化量である歪み量を電気信号に変換する。

図２及び図３に示すように、荷重受け板１２０及び支持板１３０は、起歪体１１０の表裏面を挟む一対の挟持部材である。荷重受け板１２０は、起歪体１１０の表面１１２側（図示下側）に配置され、支持板１３０は、起歪体１１０の裏面１１３側（図示上側）に配置される。

荷重受け板１２０には、起歪体１１０に向かって突出し、起歪体１１０の表面１１２に当接する複数の表面当接部１２２が所定の間隔をあけて設けられる。本実施形態では、周方向に沿って９０度間隔で４つの表面当接部１２２が設けられる。表面当接部１２２は、径方向に延在する台形柱形状であり、台形の上底を構成する天面１２２ａが起歪体１１０の表面１１２に当接する平面状の当接面とされる。

支持板１３０には、起歪体１１０に向かって突出し、起歪体１１０の裏面１１３に当接する複数の裏面当接部１３２が所定の間隔をあけて設けられる。本実施形態では、周方向に沿って９０度間隔で４つの裏面当接部１３２が設けられる。裏面当接部１３２は、径方向に延在する台形柱形状であり、台形の上底を構成する天面１３２ａが起歪体１１０の裏面１１３に当接する平面状の当接面とされる。

図２に示すように、起歪体１１０の表面１１２に当接する表面当接部１２２と裏面１１３に当接する裏面当接部１３２とは起歪体１１０を介して互いに対向しないように、周方向にずれて配置される。本実施形態では、表面当接部１２２と裏面当接部１３２とが周方向に互いに４５度ずれて配置される。

図５は、円環状の起歪体１１０、荷重受け板１２０及び支持板１３０を周方向に展開した縦断面図であり、歪ゲージ１４０と当接部１２２，１３２との位置関係を示している。起歪体１１０の裏面１１３に貼り付けられる歪ゲージ１４０ｒは、起歪体１１０の表面１１２に当接する表面当接部１２２と、起歪体１１０を介して軸方向に対向するように配置される。また、起歪体１１０の表面１１２に貼り付けられる歪ゲージ１４０ｆは、起歪体１１０の裏面１１３に当接する裏面当接部１３２と、起歪体１１０を介して軸方向に対向するように配置される。

図１に示すように、荷重受け板１２０、起歪体１１０及び支持板１３０は、それぞれ環状に形成されているので、中空部に回転軸１１を配置させることができる。回転軸１１には、軸本体から径方向外方に突出し、軸受１２ａに当接する円環状の鍔部１１ａが設けられる。

回転軸１１に軸方向のスラスト荷重Ｆが発生すると、スラスト荷重Ｆは軸受１２ａを介して荷重受け板１２０に伝達される。荷重受け板１２０にスラスト荷重Ｆが伝達されると、図２に示すように、荷重受け板１２０の表面当接部１２２が起歪体１１０を押圧し、起歪体１１０にスラスト荷重Ｆが伝達される。起歪体１１０にスラスト荷重Ｆが伝達されると、起歪体１１０を支持する裏面当接部１３２を介して支持板１３０にスラスト荷重Ｆが伝達される。

したがって、起歪体１１０は、裏面当接部１３２を支点として歪みが生じる。すなわち、起歪体１１０において、周方向に隣り合う裏面当接部１３２間の部位を梁１１１としたとき、梁１１１の中央部に表面当接部１２２から荷重が作用することで、梁１１１は、両端部を支点として歪みが生じる。その結果、起歪体１１０が周方向に沿って波状に変形する。これにより、各歪ゲージ１４０によって、せん断方向への応力による起歪体１１０の表面１１２及び裏面１１３の曲げが検出される。

起歪体１１０において表面当接部１２２が当接する部位における裏面１１３には、伸び歪が生じる。このため、表面当接部１２２に対向して配置される歪ゲージ１４０ｒの抵抗値は、伸び歪が大きいほど増加する。同様に、起歪体１１０において裏面当接部１３２が当接する部位における表面１１２には、伸び歪が生じる。このため、裏面当接部１３２に対向して配置される歪ゲージ１４０ｆの抵抗値は、伸び歪が大きいほど増加する。

図１に示す検出回路１６は、８枚の歪ゲージ１４０に接続して構成されるブリッジ回路を有する。検出回路１６のブリッジ回路は、歪ゲージ１４０の抵抗値の変化を電圧または電流の変化により求めてスラスト荷重Ｆを検出する。歪ゲージ１４０及びブリッジ回路については、公知であるので詳細な説明は省略する。このように、複数の歪ゲージ１４０によって、周方向に波状に変形する起歪体１１０の伸び歪を検出するようにしたので、小さな荷重を効率よく検出できる。また、静荷重も精度よく測定することができる。

上述した第１実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

（１）挟持部材としての荷重受け板１２０に、起歪体１１０に向かって突出し起歪体１１０の表面１１２に当接する表面当接部１２２を設け、挟持部材としての支持板１３０に、起歪体１１０に向かって突出し起歪体１１０の裏面１１３に当接する裏面当接部１３２を設けた。したがって、起歪体１１０に、挟持部材（荷重受け板１２０及び支持板１３０）に向かって突出し挟持部材に当接する当接部を設ける必要がない。

ここで、起歪体１１０に挟持部材（荷重受け板１２０及び支持板１３０）に向かって突出し挟持部材に当接する当接部（不図示）を設ける場合、歪ゲージ１４０は、周方向に隣り合う当接部間に貼り付けられることになる。歪ゲージ１４０の位置ずれは検出精度に与える影響が大きいので、複数の歪ゲージ１４０は、起歪体１１０における予め定められた取り付け領域に正確に貼り付ける必要がある。しかしながら、起歪体１１０において突出する当接部間の面、すなわち凹部の底面の取り付け領域に対し、手指によって歪ゲージ１４０を貼り付ける場合、軸方向外方に突出する当接部に手指が当たるなどして、当接部が貼り付け作業の妨げとなる。荷重検出装置を小型化するほど、周方向に並ぶ当接部間の寸法は短くなるので、精度よく歪ゲージ１４０を貼り付けるための作業が困難になる。また、精度よく歪ゲージ１４０を貼り付けることができない場合、それに起因した測定誤差が荷重検出値に生じてしまう。

これに対して、本実施形態では、起歪体１１０を挟む一対の挟持部材（荷重受け板１２０及び支持板１３０）に起歪体１１０に当接する当接部（表面当接部１２２及び裏面当接部１３２）を設けている。このため、起歪体１１０における歪ゲージ１４０の取り付け領域及びその周囲を平面状の取り付け作業領域として確保できる。その結果、歪ゲージ１４０の取り付け作業性を向上させることができる。

（２）起歪体１１０の表面１１２及び裏面１１３の全面を平面状に形成したので、歪ゲージ１４０を取り付ける領域へのアクセス性を向上できる。また、一部に凹部や凸部を設ける場合に比べて、起歪体１１０における応力分布の偏り等を抑制し、起歪体１１０の変形に応じた荷重検出の精度を向上できる。

（３）歪ゲージ１４０ｆは、起歪体１１０の裏面１１３に当接する裏面当接部１３２と、起歪体１１０を介して対向するように配置される。歪ゲージ１４０ｒは、起歪体１１０の表面１１２に当接する表面当接部１２２と、起歪体１１０を介して対向するように配置される。このため、歪ゲージ１４０で検出される伸び歪に基づいて、スラスト荷重Ｆを検出することができる。

＜第２実施形態＞
図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る荷重検出装置２００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第１実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態に係る荷重検出装置２００は、上記第１実施形態に係る荷重検出装置１００と同様の構成を有する。第２実施形態に係る荷重検出装置２００が、第１実施形態に係る荷重検出装置１００と異なる点は、荷重受け板１２０及び支持板１３０に対する起歪体１１０の配置である。

第２実施形態に係る起歪体１１０は、第１実施形態に係る起歪体１１０の配置位置に対して、２２．５度周方向にずれた位置に配置される。つまり、起歪体１１０の裏面１１３に貼り付けられる歪ゲージ１４０ｒは、起歪体１１０の表面１１２に当接する隣り合う表面当接部１２２間に配置される。同様に、起歪体１１０の表面１１２に貼り付けられる歪ゲージ１４０ｆは、起歪体１１０の裏面１１３に当接する隣り合う裏面当接部１３２間に配置される。

また、歪ゲージ１４０ｒは、歪ゲージ１４０ｒとその歪ゲージ１４０ｒに最も近い表面当接部１２２との間の周方向長さと、歪ゲージ１４０ｒとその歪ゲージ１４０ｒに最も近い裏面当接部１３２との間の周方向長さとが等しくなる位置に貼り付けられる。同様に、歪ゲージ１４０ｆは、歪ゲージ１４０ｆとその歪ゲージ１４０ｆに最も近い表面当接部１２２との間の周方向長さと、歪ゲージ１４０ｆとその歪ゲージ１４０ｆに最も近い裏面当接部１３２との間の周方向長さとが等しくなる位置に貼り付けられる。

起歪体１１０において表面当接部１２２が当接する部位と裏面当接部１３２が当接する部位との間の裏面１１３には、圧縮歪が生じる。このため、歪ゲージ１４０ｒの抵抗値は、圧縮歪が大きいほど減少する。同様に、起歪体１１０において裏面当接部１３２が当接する部位と表面当接部１２２が当接する部位との間の表面１１２には、圧縮歪が生じる。このため、歪ゲージ１４０ｆの抵抗値は、圧縮歪が大きいほど減少する。

このような第２実施形態によれば、第１実施形態で説明した（１）及び（２）の作用効果に加え、歪ゲージ１４０で検出される圧縮歪に基づいて荷重を検出することができる。

＜第３実施形態＞
図７を参照して、本発明の第３実施形態に係る荷重検出装置３００について説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第１実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ上から順に、支持板３３０の平面図、起歪体３１０の平面図、荷重受け板３２０の平面図を図示したものである。

第３実施形態に係る荷重検出装置３００は、起歪体３１０、荷重受け板３２０及び支持板３３０のそれぞれの外周に位置決め用の切り欠き部が設けられる。起歪体３１０には、位置決め部として、半円形状の第１切り欠き部３１３ａと第２切り欠き部３１３ｂとが設けられる。第１切り欠き部３１３ａ及び第２切り欠き部３１３ｂは、周方向に所定の間隔をあけて設けられる。荷重受け板３２０には、位置決め部として、半円形状の切り欠き部３２３が設けられる。支持板３３０には、位置決め部として、半円形状の切り欠き部３３３が設けられる。各切り欠き部３１３ａ，３１３ｂ，３２３，３３３は、同じ大きさ、形状に形成される。

荷重検出装置３００を収容する収容ケース１３の内周には、半円形状の切り欠き部（不図示）が軸方向に延在するように設けられる。収容ケース１３の切り欠き部（不図示）には、円柱形状のピン３０が固着される。

収容ケース１３に固着されたピン３０に各切り欠き部３１３ａ，３１３ｂ，３２３，３３３を嵌合させることで、起歪体３１０、荷重受け板３２０及び支持板３３０の周方向の位置決めがなされる。つまり、起歪体３１０、荷重受け板３２０及び支持板３３０の回り止めがなされる。

図７（ａ）に示すように、起歪体３１０の第１切り欠き部３１３ａとピン３０とを嵌合させた場合、歪ゲージ１４０ｒと表面当接部１２２の位置関係、及び、歪ゲージ１４０ｆと裏面当接部１３２の位置関係は、第１実施形態の荷重検出装置１００と同じになる。

つまり、第１切り欠き部３１３ａ、切り欠き部３２３及び切り欠き部３３３にピン３０を嵌合することにより、起歪体３１０の一方の面に取り付けられる歪ゲージ１４０ｒ，１４０ｆが、他方の面に当接する当接部１２２，１３２と起歪体３１０を介して対向するように配置される。

図７（ｂ）に示すように、起歪体３１０の第２切り欠き部３１３ｂとピン３０とを嵌合させた場合、歪ゲージ１４０ｒと表面当接部１２２の位置関係、及び、歪ゲージ１４０ｆと裏面当接部１３２の位置関係は、第２実施形態の荷重検出装置２００と同じになる。

つまり、第２切り欠き部３１３ｂ、切り欠き部３２３及び切り欠き部３３３にピン３０を嵌合することにより、起歪体３１０の一方の面に取り付けられる歪ゲージ１４０ｒ，１４０ｆが、他方の面に当接する当接部１２２，１３２間に位置するように配置される。

このように、第３実施形態に係る起歪体３１０、荷重受け板３２０及び支持板３３０は、起歪体３１０の一方の面に取り付けられる歪ゲージ１４０ｒ，１４０ｆが、起歪体３１０の他方の面に当接する当接部１２２，１３２と起歪体３１０を介して対向するように配置可能である。なおかつ、起歪体３１０、荷重受け板３２０及び支持板３３０は、起歪体３１０の一方の面に取り付けられる歪ゲージ１４０ｒ，１４０ｆが、起歪体３１０の他方の面に当接する隣り合う当接部１２２，１３２間に位置するように配置可能である。

このような第３実施形態によれば、第１実施形態及び第２実施形態と同様の作用効果に加え、歪ゲージ１４０で検出される歪として、伸び歪及び圧縮歪の一方を選択することができるので、荷重検出装置３００の汎用性を向上できる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。

（変形例１）
表面当接部１２２及び裏面当接部１３２の形状は、上記実施形態で説明した例に限定されない。例えば、図８Ａ、図８Ｂに示すように、第１実施形態で説明した表面当接部１２２及び裏面当接部１３２の周方向両端部に、荷重を受けて撓んだ起歪体１１０（二点鎖線参照）の形状に沿う湾曲面を設けてもよい。図８Ａに示す例では、平面状の天面１２２ａ，１３２ａに連続して湾曲面Ｒ１が設けられ、図８Ｂに示す例では、表面当接部１２２及び裏面当接部１３２の表面全体が湾曲面Ｒ２として設けられる。これにより、当接部１２２，１３２の周方向両端部に角部を設ける場合に比べて、当接部１２２，１３２と起歪体１１０とが接触する部位における応力集中を抑制できる。この結果、起歪体１１０、荷重受け板１２０及び支持板１３０の材料に必要な耐力を低減することができるので、材料コストの低減を図ることができる。なお、当接部１２２，１３２は、半球状や半円柱形状など、種々の形状に形成できる。

（変形例２）
上記実施形態では、起歪体１１０，３１０において、歪ゲージ１４０が取り付けられる面の全面が平面状である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９に示すように、歪ゲージ１４０が取り付けられる平面状の取り付け領域Ａの周囲に、凹部９６０が設けられていてもよいし、凸部９６１が設けられていてもよい。少なくとも、取り付け領域Ａが、起歪体１１０，３１０の厚さ方向（軸方向）の最も外側の面（外面）を構成していればよい。起歪体１１０，３１０の厚さ方向における最も外側の面に歪ゲージ１４０の取り付け領域Ａを設定することで、取り付け領域Ａへのアクセス性を向上できるので、歪ゲージ１４０の取付作業性を向上させることができる。なお、取り付け領域Ａを含む、平面状の取り付け作業領域の周方向長さを１ｃｍ以上確保することが作業性の観点から好ましい。

（変形例３）
上記実施形態では、起歪体１１０，３１０の表面１１２及び裏面１１３の両方に歪ゲージ１４０を貼り付ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。起歪体１１０，３１０の表面１１２及び裏面１１３の一方にのみ歪ゲージ１４０を貼り付けることとしてもよい。

（変形例４）
上記実施形態では、回転機器１０のスラスト荷重を検出する荷重検出装置１００，２００，３００を一例に説明したが、本発明はこれに限定されない。ボルトの締結荷重、プレス成形機器の圧縮荷重、ブレーキ装置のブレーキ力等、種々の荷重を発生させる装置に適用することができ、それらの装置で発生する荷重を検出することができる。

（変形例５）
上記第３実施形態では、位置決め用のピン３０を一つだけ設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。複数のピン３０によって、起歪体３１０、荷重受け板３２０及び支持板３３０の位置決め（回り止め）を行ってもよい。この場合、複数のピン３０を周方向に等間隔に配置することが好ましい。

（変形例６）
上記第３実施形態では、位置決め用のピン３０が嵌合する位置決め部としての切り欠き部３１３ａ，３１３ｂ，３２３，３３３が、起歪体３１０、荷重受け板３２０及び支持板３３０の外周に設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。円筒状の荷重検出装置の中空部に配置される軸状部材が回転しない場合、軸状部材に位置決め用のピンを固着し、起歪体、荷重受け板及び支持板の内周部に、位置決め用のピンが嵌合する位置決め部としての切り欠き部を設けてもよい。

（変形例７）
上記実施形態では、起歪体１１０，３１０、荷重受け板１２０，３２０及び支持板１３０，３３０が円環状に形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。起歪体、荷重受け板及び支持板は、矩形状、円形状等、種々の形状に形成することができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

荷重検出装置１００，２００，３００は、表面１１２及び裏面１１３を有し、荷重を受けて歪む起歪体１１０，３１０と、起歪体１１０，３１０の表面１１２及び裏面１１３の一方または両方に取り付けられ、起歪体１１０，３１０の歪みを検出する歪ゲージ１４０と、起歪体１１０，３１０の表裏面を挟む一対の挟持部材（荷重受け板１２０，３２０、支持板１３０，３３０）と、を備え、挟持部材（荷重受け板１２０，３２０、支持板１３０，３３０）には、起歪体１１０，３１０に向かって突出し、起歪体１１０，３１０に当接する複数の当接部１２２，１３２が所定の間隔をあけて設けられ、起歪体１１０，３１０の一方の面に当接する当接部１２２，１３２と、他方の面に当接する当接部１２２，１３２と、は起歪体１１０，３１０を介して互いに対向しないようにずれて配置される。

この構成では、挟持部材（荷重受け板１２０，３２０、支持板１３０，３３０）に、起歪体１１０，３１０に向かって突出し起歪体１１０，３１０に当接する当接部１２２，１３２を設けたので、起歪体１１０，３１０に、挟持部材（荷重受け板１２０，３２０、支持板１３０，３３０）に向かって突出し挟持部材（荷重受け板１２０，３２０、支持板１３０，３３０）に当接する当接部を設ける必要がない。このため、歪ゲージ１４０の取付作業性を向上させることができる。

荷重検出装置１００，２００，３００は、起歪体１１０，３１０及び一対の挟持部材（荷重受け板１２０，３２０、支持板１３０，３３０）が、それぞれ環状に形成され、歪ゲージ１４０が、起歪体１１０，３１０の周方向に沿って所定の間隔をあけて複数取り付けられ、複数の当接部１２２，１３２が、挟持部材（荷重受け板１２０，３２０、支持板１３０，３３０）の周方向に沿って所定の間隔をあけて設けられ、起歪体１１０，３１０の一方の面に当接する当接部１２２，１３２と、他方の面に当接する当接部１２２，１３２と、は周方向に互いにずれて配置される。

この構成では、起歪体１１０，３１０及び一対の挟持部材（荷重受け板１２０，３２０、支持板１３０，３３０）が環状に形成されているので、中空部に軸状部材を配置させることができる。

荷重検出装置１００，２００，３００は、当接部１２２，１３２の周方向両端部に、荷重を受けて撓んだ起歪体１１０，３１０の形状に沿う湾曲面が設けられる。

この構成では、当接部１２２，１３２と起歪体１１０，３１０とが接触する部位における応力集中を抑制できる。

荷重検出装置１００，３００は、起歪体１１０，３１０の一方の面に取り付けられる歪ゲージ１４０が、起歪体１１０，３１０の他方の面に当接する当接部１２２，１３２と起歪体１１０，３１０を介して対向するように配置される。

この構成では、歪ゲージ１４０で検出される伸び歪に基づいて荷重を検出することができる。

荷重検出装置２００，３００は、起歪体１１０，３１０の一方の面に取り付けられる歪ゲージ１４０が、起歪体１１０，３１０の他方の面に当接する隣り合う当接部１２２，１３２間に配置される。

この構成では、歪ゲージ１４０で検出される圧縮歪に基づいて荷重を検出することができる。

荷重検出装置３００は、起歪体３１０及び一対の挟持部材（荷重受け板３２０、支持板３３０）が、起歪体３１０の一方の面に取り付けられる歪ゲージ１４０が、起歪体３１０の他方の面に当接する当接部１２２，１３２と起歪体３１０を介して対向するように配置可能であり、かつ、起歪体３１０の一方の面に取り付けられる歪ゲージ１４０が、起歪体３１０の他方の面に当接する隣り合う当接部１２２，１３２間に位置するように配置可能である位置決め部としての切り欠き部３１３ａ，３１３ｂ，３２３，３３３を有する。

この構成では、歪ゲージ１４０で検出される歪として、伸び歪及び圧縮歪の一方を選択することができるので、汎用性を向上できる。

荷重検出装置１００，２００，３００は、起歪体１１０，３１０が、歪ゲージ１４０が取り付けられる平面状の取り付け領域Ａを有し、取り付け領域Ａが、起歪体１１０，３１０の厚さ方向の最も外側の面を構成する。

荷重検出装置１００，２００，３００は、歪ゲージ１４０が取り付けられる面の全面が平面状である。

これらの構成では、歪ゲージ１４０を取り付ける領域へのアクセス性を向上できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００，２００，３００・・・荷重検出装置、１１０，３１０・・・起歪体、１１２・・・表面、１１３・・・裏面、１２０，３２０・・・荷重受け板（挟持部材）、１２２・・・表面当接部（当接部）、１３０，３３０・・・支持板（挟持部材）、１３２・・・裏面当接部（当接部）、１４０・・・歪ゲージ、３１３ａ，３１３ｂ，３２３，３３３・・・切り欠き部（位置決め部）、Ａ・・・取り付け領域、Ｒ１，Ｒ２・・・湾曲面

Claims (8)

1. 表面及び裏面を有し、荷重を受けて歪む起歪体と、
   前記起歪体の表面及び裏面の一方または両方に取り付けられ、前記起歪体の歪みを検出する歪ゲージと、
   前記起歪体の表裏面を挟む一対の挟持部材と、を備え、
   前記挟持部材には、前記起歪体に向かって突出し、前記起歪体に当接する複数の当接部が所定の間隔をあけて設けられ、
   前記起歪体の一方の面に当接する前記当接部と、他方の面に当接する前記当接部と、は前記起歪体を介して互いに対向しないようにずれて配置される
   ことを特徴とする荷重検出装置。
2. 請求項１に記載の荷重検出装置において、
   前記起歪体及び前記一対の挟持部材は、それぞれ環状に形成され、
   前記歪ゲージは、前記起歪体の周方向に沿って所定の間隔をあけて複数取り付けられ、
   前記複数の当接部は、前記挟持部材の周方向に沿って所定の間隔をあけて設けられ、
   前記起歪体の一方の面に当接する前記当接部と、他方の面に当接する前記当接部と、は周方向に互いにずれて配置される
   ことを特徴とする荷重検出装置。
3. 請求項２に記載の荷重検出装置において、
   前記当接部の周方向両端部には、荷重を受けて撓んだ前記起歪体の形状に沿う湾曲面が設けられる
   ことを特徴とする荷重検出装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の荷重検出装置において、
   前記起歪体の一方の面に取り付けられる前記歪ゲージは、前記起歪体の他方の面に当接する当接部と前記起歪体を介して対向するように配置される
   ことを特徴とする荷重検出装置。
5. 請求項１または請求項３までのいずれか一項に記載の荷重検出装置において、
   前記起歪体の一方の面に取り付けられる前記歪ゲージは、前記起歪体の他方の面に当接する隣り合う前記当接部間に配置される
   ことを特徴とする荷重検出装置。
6. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の荷重検出装置において、
   前記起歪体及び前記一対の挟持部材は、前記起歪体の一方の面に取り付けられる前記歪ゲージが、前記起歪体の他方の面に当接する当接部と前記起歪体を介して対向するように配置可能であり、かつ、前記起歪体の一方の面に取り付けられる前記歪ゲージが、前記起歪体の他方の面に当接する隣り合う前記当接部間に位置するように配置可能である位置決め部を有する
   ことを特徴とする荷重検出装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の荷重検出装置において、
   前記起歪体は、前記歪ゲージが取り付けられる平面状の取り付け領域を有し、
   前記取り付け領域は、前記起歪体の厚さ方向の最も外側の面を構成する
   ことを特徴とする荷重検出装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の荷重検出装置において、
   前記歪ゲージが取り付けられる面の全面が平面状である
   ことを特徴とする荷重検出装置。

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