JP2909729B2 - ６分力ロードセル - Google Patents
６分力ロードセルInfo
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- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
- G01L5/161—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
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- G01—MEASURING; TESTING
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は三つの方向の力成分
Fx,Fy,Fxと三つの方向のモーメント成分Mx,My,Mzを同時
に測定できる６分力ロードセルに関する。
Fx,Fy,Fxと三つの方向のモーメント成分Mx,My,Mzを同時
に測定できる６分力ロードセルに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、ほとんどの場合、力測定セン
サーであるロードセル(load cell) は一つの方向の力だ
けを測定するように設計されており、実際の使用時には
測定しようとする方向にロードセルを付着しなければ信
頼性のある測定結果を得られなかった。しかし、機械設
備の自動化、工作機械の高級化等により、いろいろな方
向の力とモーメントを同時に正確に測定しなければなら
ない必要性が増加している。この場合、複数のロードセ
ルを測定しようとする方向に設置して測定することもで
きるが、空間上の制約を受ける場合には適用が難しくな
る。いろいろな方向の力とモーメントを同時に測定でき
る力測定センサーを多分力ロードセルと呼ぶ。
サーであるロードセル(load cell) は一つの方向の力だ
けを測定するように設計されており、実際の使用時には
測定しようとする方向にロードセルを付着しなければ信
頼性のある測定結果を得られなかった。しかし、機械設
備の自動化、工作機械の高級化等により、いろいろな方
向の力とモーメントを同時に正確に測定しなければなら
ない必要性が増加している。この場合、複数のロードセ
ルを測定しようとする方向に設置して測定することもで
きるが、空間上の制約を受ける場合には適用が難しくな
る。いろいろな方向の力とモーメントを同時に測定でき
る力測定センサーを多分力ロードセルと呼ぶ。
【０００３】Sceinmanにより考案された多分力ロードセ
ルは、直交する四つのデフレクションバー(deflection
bar)の各面当たり一つずつ計１６個の半導体ストレイン
ゲージ各々をブリッジに構成すると、それの出力電圧は
ストレインゲージの面に垂直な方向の力成分に比例する
ことになる。これらの出力を適切に算術的に加減すると
三つの方向の力とモーメント成分を測定できる。この方
法は製作が比較的に容易な長所があるが、誤差が５％程
度で精度が落ち、力やモーメントを直接測定するのでは
なく、算術的な方法で計算しなければならないので測定
速度が落ちる。
ルは、直交する四つのデフレクションバー(deflection
bar)の各面当たり一つずつ計１６個の半導体ストレイン
ゲージ各々をブリッジに構成すると、それの出力電圧は
ストレインゲージの面に垂直な方向の力成分に比例する
ことになる。これらの出力を適切に算術的に加減すると
三つの方向の力とモーメント成分を測定できる。この方
法は製作が比較的に容易な長所があるが、誤差が５％程
度で精度が落ち、力やモーメントを直接測定するのでは
なく、算術的な方法で計算しなければならないので測定
速度が落ちる。
【０００４】Yabakiは八つの並列リーフ(leaf)スプリン
グで構成された直交型弾性体構造を考案した。この構造
では２４個の薄ストレインゲージで六つのウィストンブ
リッジが構成され、算術的な計算無くブリッジの出力か
ら力及びモーメント成分を直接測定できる。このロード
セルの誤差は力成分の場合２％、モーメント成分の場合
３〜５％程度である。
グで構成された直交型弾性体構造を考案した。この構造
では２４個の薄ストレインゲージで六つのウィストンブ
リッジが構成され、算術的な計算無くブリッジの出力か
ら力及びモーメント成分を直接測定できる。このロード
セルの誤差は力成分の場合２％、モーメント成分の場合
３〜５％程度である。
【０００５】Hatamuraは力成分を測定する並列平板(par
allel plate)とモーメントを測定する放射平板(radial
plate)を利用して、６分力ロードセルを考案した。この
ロードセルの誤差は力成分の場合２％、モーメント成分
の場合３％程度と比較的良い特性を有しているが、製作
が容易でない短所がある。
allel plate)とモーメントを測定する放射平板(radial
plate)を利用して、６分力ロードセルを考案した。この
ロードセルの誤差は力成分の場合２％、モーメント成分
の場合３％程度と比較的良い特性を有しているが、製作
が容易でない短所がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
のような従来の技術の問題点を解決し、ストレインゲー
ジ付着及び加工が容易であり、且つ相互干渉誤差が力成
分及びモーメント成分で全て２％以内で精度の高い６分
力ロードセルを提供することである。
のような従来の技術の問題点を解決し、ストレインゲー
ジ付着及び加工が容易であり、且つ相互干渉誤差が力成
分及びモーメント成分で全て２％以内で精度の高い６分
力ロードセルを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明は三つの方向の力成分と三つの方向
のモーメント成分を同時に測定できる６分力ロードセル
において、直交する方向に連結部１１２と突出顎１１１
を形成する上・下部リング１１、１２と、横縦ビーム１
３’、１３”とに区分され、ビーム１３’、１３”の上
・下・左・右に双眼鏡構造の貫通口１３１、１３２と四
つのホール１３３を形成し、多数のストレインゲージＳ
１乃至Ｓ３２が付着される十字型ビーム１３から構成さ
れる感知部１と、前記感知部１の上・下部リング１１、
１２の突出顎１１１に対応する個数に形成された長孔２
１１と、多数の組立孔３１が形成された上・下部ケース
２１、２２から構成され、下部ケース２２の一方の側に
入・出力線を引出すための引出ホール２２１を形成した
外部ケース２とから構成されることを特徴とする。ま
た、本発明は、上記十字型ビーム１３の横ビーム１３’
と下部リング１２、縦ビーム１３”と上部リング１１
は、各々一定のギャップ１３４を形成して互いに当接は
しないが、横ビーム１３’と上部リング１１、縦ビーム
１３”と下部リング１２が直交するように連結部１１２
で連結され、感知部１が全体的に一体を成すようにする
ことを特徴とする。
するために、本発明は三つの方向の力成分と三つの方向
のモーメント成分を同時に測定できる６分力ロードセル
において、直交する方向に連結部１１２と突出顎１１１
を形成する上・下部リング１１、１２と、横縦ビーム１
３’、１３”とに区分され、ビーム１３’、１３”の上
・下・左・右に双眼鏡構造の貫通口１３１、１３２と四
つのホール１３３を形成し、多数のストレインゲージＳ
１乃至Ｓ３２が付着される十字型ビーム１３から構成さ
れる感知部１と、前記感知部１の上・下部リング１１、
１２の突出顎１１１に対応する個数に形成された長孔２
１１と、多数の組立孔３１が形成された上・下部ケース
２１、２２から構成され、下部ケース２２の一方の側に
入・出力線を引出すための引出ホール２２１を形成した
外部ケース２とから構成されることを特徴とする。ま
た、本発明は、上記十字型ビーム１３の横ビーム１３’
と下部リング１２、縦ビーム１３”と上部リング１１
は、各々一定のギャップ１３４を形成して互いに当接は
しないが、横ビーム１３’と上部リング１１、縦ビーム
１３”と下部リング１２が直交するように連結部１１２
で連結され、感知部１が全体的に一体を成すようにする
ことを特徴とする。
【０００８】更に、上記十字型ビーム１３のホール１３
３は、曲げモーメントMx,My の相互干渉誤差を２％以内
に減らす役割を果すことを特徴とする。
３は、曲げモーメントMx,My の相互干渉誤差を２％以内
に減らす役割を果すことを特徴とする。
【０００９】更にまた、上記感知部１の突出顎１１１と
外部ケース２の長孔２１１がスライディング組み立てら
れることを特徴とする。また、上記十字型ビーム１３に
付着されるストレインゲージＳ１乃至Ｓ３２は、双眼鏡
構造の貫通口１３１、１３２に力或いはモーメントが加
わったときに最大変形率を有し、相互干渉変形率が互い
に相殺される時点に付着することを特徴とする。
外部ケース２の長孔２１１がスライディング組み立てら
れることを特徴とする。また、上記十字型ビーム１３に
付着されるストレインゲージＳ１乃至Ｓ３２は、双眼鏡
構造の貫通口１３１、１３２に力或いはモーメントが加
わったときに最大変形率を有し、相互干渉変形率が互い
に相殺される時点に付着することを特徴とする。
【００１０】更にまた、上記各分力の力とモーメントを
測定するためにウィストンブリッジε１、ε３、ε２、
及びε４の形態に回路を構成することを特徴とする。
測定するためにウィストンブリッジε１、ε３、ε２、
及びε４の形態に回路を構成することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の構成を添付図面を参
照して、詳細に説明すると次のとおりである。
照して、詳細に説明すると次のとおりである。
【００１２】図１は一方向の力を測定するのに多く使用
される双眼鏡ロードセルの感知部の構造であり、図２は
感知部の上部面の変形率(strain)分布を、及び図３は図
１で力F 作用後の感知部の変形状態図を示したものであ
る。
される双眼鏡ロードセルの感知部の構造であり、図２は
感知部の上部面の変形率(strain)分布を、及び図３は図
１で力F 作用後の感知部の変形状態図を示したものであ
る。
【００１３】図１で示したように感知部の一端は固定端
に、他端は自由端にして、固定端と自由端の上・下部側
に各々ストレインゲージＳ１乃至Ｓ４を付着して、自由
端で力F が作用すると感知部の構造は、図３で示すよう
に変形をし、この時感知部の上部面の変形率の分布は図
２に示されている。また下部面の変形率の分布は上部面
の分布と反対の挙動を見せる。
に、他端は自由端にして、固定端と自由端の上・下部側
に各々ストレインゲージＳ１乃至Ｓ４を付着して、自由
端で力F が作用すると感知部の構造は、図３で示すよう
に変形をし、この時感知部の上部面の変形率の分布は図
２に示されている。また下部面の変形率の分布は上部面
の分布と反対の挙動を見せる。
【００１４】感知部に付着されたストレインゲージＳ１
は引張変形率を感知し、Ｓ２は圧縮変形率を感知するこ
とになる。従って引張変形率を感知するストレインゲー
ジＳ１、Ｓ４と圧縮変形率を感知するストレインゲージ
Ｓ２、Ｓ３でＳ１、Ｓ４、Ｓ２、Ｓ３の順にブリッジア
ームを形成してウィストンブリッジを構成すると力Fを
感知するロードセルになる。
は引張変形率を感知し、Ｓ２は圧縮変形率を感知するこ
とになる。従って引張変形率を感知するストレインゲー
ジＳ１、Ｓ４と圧縮変形率を感知するストレインゲージ
Ｓ２、Ｓ３でＳ１、Ｓ４、Ｓ２、Ｓ３の順にブリッジア
ームを形成してウィストンブリッジを構成すると力Fを
感知するロードセルになる。
【００１５】図４は図１を応用した２分力ロードセルの
感知部の形状であり、図５は力Fyが作用するとき感知部
の構造の変形挙動を、図６はモーメントMzが作用したと
きの変形挙動を図示したものである。
感知部の形状であり、図５は力Fyが作用するとき感知部
の構造の変形挙動を、図６はモーメントMzが作用したと
きの変形挙動を図示したものである。
【００１６】図４で示したとおり、２分力ロードセルの
感知部はy 方向の力成分とz 方向のモーメント成分を測
定できる特徴を有しているものであり、力Fyが作用した
時感知部の構造の変形挙動は図５のように示され、モー
メントMzが作用したときの変形挙動は図６のように示さ
れる。この時、力とモーメントの作用による点Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ及びＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’での変形率の値は表
１のようになる。
感知部はy 方向の力成分とz 方向のモーメント成分を測
定できる特徴を有しているものであり、力Fyが作用した
時感知部の構造の変形挙動は図５のように示され、モー
メントMzが作用したときの変形挙動は図６のように示さ
れる。この時、力とモーメントの作用による点Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ及びＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’での変形率の値は表
１のようになる。
【００１７】
【表１】 図７はストレインゲージ八つを付着したロードセル感知
部であり、図８と図９はこの時のウィストンブリッジ構
成図で、図８は力Fyを測定するロードセルになり、図９
はモーメントMzを測定するロードセルになる。
部であり、図８と図９はこの時のウィストンブリッジ構
成図で、図８は力Fyを測定するロードセルになり、図９
はモーメントMzを測定するロードセルになる。
【００１８】即ち、ストレインゲージSG１、４、５、８
は力Fyを感知するのに使用され、ストレインゲージSG
２、３、６、７はモーメントMzを感知するのに使用され
る。この時の出力信号FyとMzは次のとおりである。
は力Fyを感知するのに使用され、ストレインゲージSG
２、３、６、７はモーメントMzを感知するのに使用され
る。この時の出力信号FyとMzは次のとおりである。
【００１９】 Fy : Eo/Ei = K/4 (SG1 - SG5 + SG4 - SG8) Mz : Eo/Ei = K/4 (SG2 - SG3 + SG6 - SG7) ここでK （普通2 である）は常数である。
【００２０】従って、Fyロードセルの場合、力が加わる
と出力Eo/Ei は５００μｍ／ｍになり、モーメントMzが
加わると出力Eo/Ei は０μｍ／ｍになる。他方、ロード
セルの場合、力Fyが加わると出力Eo/Ei は０μｍ／ｍに
なりモーメントMzが加わると出力Eo/Ei は１、３７６μ
ｍ／ｍになる。
と出力Eo/Ei は５００μｍ／ｍになり、モーメントMzが
加わると出力Eo/Ei は０μｍ／ｍになる。他方、ロード
セルの場合、力Fyが加わると出力Eo/Ei は０μｍ／ｍに
なりモーメントMzが加わると出力Eo/Ei は１、３７６μ
ｍ／ｍになる。
【００２１】従って、図４の感知部形状を有しながらス
トレインゲージＳＧ１乃至ＳＧ８をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’に付着し、図８と９のように回
路を構成すると、力Fy測定用ロードセルとモーメントMz
測定用ロードセルが得られることになる。この時作られ
るロードセルはお互いの相互作用の無い形状、即ち相互
干渉誤差が零になる特徴を有することになる。
トレインゲージＳＧ１乃至ＳＧ８をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’に付着し、図８と９のように回
路を構成すると、力Fy測定用ロードセルとモーメントMz
測定用ロードセルが得られることになる。この時作られ
るロードセルはお互いの相互作用の無い形状、即ち相互
干渉誤差が零になる特徴を有することになる。
【００２２】図１０は本発明の三つの方向の力成分Fx,F
y,Fzと三つの方向のモーメント成分Mx,My,Mzを測定でき
る６分力ロードセルの斜視図で、図１１は本発明の６分
力ロードセルの分解斜視図を図示したものである。
y,Fzと三つの方向のモーメント成分Mx,My,Mzを測定でき
る６分力ロードセルの斜視図で、図１１は本発明の６分
力ロードセルの分解斜視図を図示したものである。
【００２３】本発明の６分力ロードセルは図１０及び図
１１で示したとおり、大きく上・下部リング１１、１２
と十字型ビーム１３に形成された感知部１と、上・下部
２１、２２に区分される外部ケース２から構成される。
１１で示したとおり、大きく上・下部リング１１、１２
と十字型ビーム１３に形成された感知部１と、上・下部
２１、２２に区分される外部ケース２から構成される。
【００２４】前記感知部１は、複数の短縮ロードセルを
組み立てて作るとき発生する組立誤差を減らすために、
ワイヤーカッティング機(Wire cutting machine)を利用
して一体型に構成される。即ち、感知部１の十字型ビー
ム１３は横方向のビーム１３’と縦方向のビーム１３”
に分けられ、横方向のビーム１３’は上部リング１１と
連結部１１２に連結され、下部リング１２とは形成され
たギャップ１３４により一定の間隔を維持し、縦方向の
ビーム１３”は下部リング１２に連結部１１２で連結さ
れ、上部リング１１とは形成されたギャップ１３４にや
はり一定の間隔を維持する構造であるが、前記各々はビ
ーム１３’、１３”とリング１１、１２が直交するよう
に連結され、感知部１は全体的には一体に加工されてい
るのである。
組み立てて作るとき発生する組立誤差を減らすために、
ワイヤーカッティング機(Wire cutting machine)を利用
して一体型に構成される。即ち、感知部１の十字型ビー
ム１３は横方向のビーム１３’と縦方向のビーム１３”
に分けられ、横方向のビーム１３’は上部リング１１と
連結部１１２に連結され、下部リング１２とは形成され
たギャップ１３４により一定の間隔を維持し、縦方向の
ビーム１３”は下部リング１２に連結部１１２で連結さ
れ、上部リング１１とは形成されたギャップ１３４にや
はり一定の間隔を維持する構造であるが、前記各々はビ
ーム１３’、１３”とリング１１、１２が直交するよう
に連結され、感知部１は全体的には一体に加工されてい
るのである。
【００２５】しかし、以下では本発明の構成をより具体
的に説明するために、上部リング１１、下部リング１２
及び十字型ビーム１３に区分して説明することにする。
的に説明するために、上部リング１１、下部リング１２
及び十字型ビーム１３に区分して説明することにする。
【００２６】上記上・下部リング１２、１３は直交する
方向に突出顎１１１と連結部１１２及び多数の組立孔３
１を形成する。前記突出顎１１１は外部ケース２と組立
時スライディングで組み立てられるように外部ケース２
の長孔２１１に対応する個数に構成する。そして多数の
組立孔３１は外部ケース２の組立孔３１と一致するよう
にする。
方向に突出顎１１１と連結部１１２及び多数の組立孔３
１を形成する。前記突出顎１１１は外部ケース２と組立
時スライディングで組み立てられるように外部ケース２
の長孔２１１に対応する個数に構成する。そして多数の
組立孔３１は外部ケース２の組立孔３１と一致するよう
にする。
【００２７】上記十字型ビーム１３は横ビーム１３’と
縦ビーム１３”に区分され、横ビーム１３’と下部リン
グ１２と、縦ビーム１３”と上部リング１１とは一定の
ギャップ１３４を置いて互いに当接しないようになって
おり、そのギャップ１３４は実際には極小さく構成され
ている。また横ビーム１３’と縦ビーム１３”には双眼
鏡構造の上・下部に貫通される四つの貫通口１３１と左
・右に貫通される四つの貫通口１３２が形成されてお
り、曲げモーメントMx,My の相互干渉誤差を２％以内に
減らす役割を果すホール１３３が縦横に直交する十字型
ビーム１３の中央の角に四つ形成されている。そして上
記双眼鏡構造の貫通口１３１、１３２に力又はモーメン
トが加わったときに、最大変形率の値を有して、相互干
渉変形率が互いに相殺される時点にストレインゲージＳ
１乃至Ｓ３２を付着した。
縦ビーム１３”に区分され、横ビーム１３’と下部リン
グ１２と、縦ビーム１３”と上部リング１１とは一定の
ギャップ１３４を置いて互いに当接しないようになって
おり、そのギャップ１３４は実際には極小さく構成され
ている。また横ビーム１３’と縦ビーム１３”には双眼
鏡構造の上・下部に貫通される四つの貫通口１３１と左
・右に貫通される四つの貫通口１３２が形成されてお
り、曲げモーメントMx,My の相互干渉誤差を２％以内に
減らす役割を果すホール１３３が縦横に直交する十字型
ビーム１３の中央の角に四つ形成されている。そして上
記双眼鏡構造の貫通口１３１、１３２に力又はモーメン
トが加わったときに、最大変形率の値を有して、相互干
渉変形率が互いに相殺される時点にストレインゲージＳ
１乃至Ｓ３２を付着した。
【００２８】上記貫通口１３１、１３２の位置は、本発
明では左・右貫通口１３２が十字型のビーム１３を中心
に内側に形成され、上・下貫通口１３１が外側に形成さ
れているが、実施例によっては各貫通口１３１、１３２
の位置を相互変形することも可能である。
明では左・右貫通口１３２が十字型のビーム１３を中心
に内側に形成され、上・下貫通口１３１が外側に形成さ
れているが、実施例によっては各貫通口１３１、１３２
の位置を相互変形することも可能である。
【００２９】前記外部ケース２は多数の組立孔３１の形
成された上・下部ケース２１、２２に分離されるように
構成されており、感知部１の上・下部リング１１、１２
に形成された突出顎１１１とスライディング結合される
ように均一な四つの長孔２１１が上・下部ケース２１、
２２に形成されており、下部ケース２２の一方の側には
入・出力線を引出すための多数のホール２２１を形成し
ている。
成された上・下部ケース２１、２２に分離されるように
構成されており、感知部１の上・下部リング１１、１２
に形成された突出顎１１１とスライディング結合される
ように均一な四つの長孔２１１が上・下部ケース２１、
２２に形成されており、下部ケース２２の一方の側には
入・出力線を引出すための多数のホール２２１を形成し
ている。
【００３０】図１２は本発明の分力ロードセルに付着さ
れるストレインゲージの付着位置を示す図である。
れるストレインゲージの付着位置を示す図である。
【００３１】図１２でＳ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ１
１、Ｓ１５は底面のストレインゲージの付着図で、Ｓ１
７乃至Ｓ２５及びＳ２７、Ｓ３０、Ｓ３２は側面に付着
されるストレインゲージを示すものである。
１、Ｓ１５は底面のストレインゲージの付着図で、Ｓ１
７乃至Ｓ２５及びＳ２７、Ｓ３０、Ｓ３２は側面に付着
されるストレインゲージを示すものである。
【００３２】そして図１３は、この時のウィストンブリ
ッジ構成図であり、各方向の力とモーメントに対応する
ゲージの位置は表２のとおりである。
ッジ構成図であり、各方向の力とモーメントに対応する
ゲージの位置は表２のとおりである。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【発明の効果】上述のように、本発明の６分力ロードセ
ルは、ストレインゲージの付着及び加工が容易でありな
がら、相互干渉の誤差が力成分及びモーメント成分の全
てで２％以内で精度が優秀な特性を有しており、先端産
業機械の性能及び機能向上研究、自動車軸の設計及び建
設分野での構造モデルなど、多様な産業分野でその応用
の効果が期待される。
ルは、ストレインゲージの付着及び加工が容易でありな
がら、相互干渉の誤差が力成分及びモーメント成分の全
てで２％以内で精度が優秀な特性を有しており、先端産
業機械の性能及び機能向上研究、自動車軸の設計及び建
設分野での構造モデルなど、多様な産業分野でその応用
の効果が期待される。
【図１】一方向の力を測定するのに使用される双眼鏡ロ
ードセルの感知部の構造図である。
ードセルの感知部の構造図である。
【図２】感知部の上部面の変形率(Strain)分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図３】図１で力F 作用後の感知部の変形状態図であ
る。
る。
【図４】２分力ロードセル感知部の形状を示す図であ
る。
る。
【図５】図４で力Fyが作用した時の感知部の構造の変形
挙動を示す図である。
挙動を示す図である。
【図６】図４でモーメントMzが作用した時の変形挙動を
示す図である。
示す図である。
【図７】ストレインゲージ八つを付着したロードセル感
知部を示す図である。
知部を示す図である。
【図８】図７で力Fyを測定するロードセルのウィストン
ブリッジを示す図である。
ブリッジを示す図である。
【図９】図７でモーメントMzを測定するロードセルのウ
ィストンブリッジを示す図である。
ィストンブリッジを示す図である。
【図１０】本発明の三つの方向の力成分とモーメント成
分を測定できる６分力ロードセルの斜視図である。
分を測定できる６分力ロードセルの斜視図である。
【図１１】本発明のロードセルの分解斜視図である。
【図１２】本発明のロードセルに付着されるストレイン
ゲージの付着位置を示す図である。
ゲージの付着位置を示す図である。
【図１３】図１２でのウィストンブリッジの構成図であ
る。
る。
１ 感知部 １１ 上部リング １２ 下部リング １３ 十字型ビーム １３’ 横ビーム １３” 縦ビーム １１１ 突出顎 １１２ 連結部 １３１ 上・下貫通口 １３２ 左・右貫通口 １３３ ホール １３４ ギャップ ２ 外部ケース ２１ 上部ケース ２２ 下部ケース ３１ 組立孔 ２１１ 長孔 ２２１ 引出ホール Ｓ１乃至Ｓ３２及びＳＧ１乃至ＳＧ８ ストレインゲー
ジ
ジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宋 厚 根 大韓民国 大田廣域市 大徳區 法洞 281 三正アパート ７−407 (56)参考文献 特開 昭61−117427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−215837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−52028（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−78360（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−32046（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01L 5/16
Claims (6)
- 【請求項１】 三つの方向の力成分と三つの方向のモー
メント成分を同時に測定できる６分力ロードセルにおい
て、直交する方向に連結部１１２と突出顎１１１を形成
する上・下部リング１１、１２と、横縦ビーム１３’、
１３”とに区分され、ビーム１３’、１３”の上・下・
左・右に双眼鏡構造の貫通口１３１、１３２と四つのホ
ール１３３を形成し、多数のストレインゲージＳ１乃至
Ｓ３２が付着される十字型ビーム１３から構成される感
知部１と、前記感知部１の上・下部リング１１、１２の
突出顎１１１に対応する個数に形成された長孔２１１
と、多数の組立孔３１が形成された上・下部ケース２
１、２２から構成され、下部ケース２２の一方の側に入
・出力線を引出すための引出ホール２２１を形成した外
部ケース２とから構成されることを特徴とする６分力ロ
ードセル。 - 【請求項２】 上記十字型ビーム１３の横ビーム１３’
と下部リング１２、縦ビーム１３”と上部リング１１
は、各々一定のギャップ１３４を形成して互いに当接は
しないが、横ビーム１３’と上部リング１１、縦ビーム
１３”と下部リング１２が直交するように連結部１１２
で連結され、感知部１が全体的に一体を成すようにする
ことを特徴とする請求項１記載の６分力ロードセル。 - 【請求項３】 上記十字型ビーム１３のホール１３３
は、曲げモーメントMx,My の相互干渉誤差を２％以内に
減らす役割を果すことを特徴とする請求項１記載の６分
力ロードセル。 - 【請求項４】 上記感知部１の突出顎１１１と外部ケー
ス２の長孔２１１がスライディング組立られることを特
徴とする請求項１記載の６分力ロードセル。 - 【請求項５】 上記十字型ビーム１３に付着されるスト
レインゲージＳ１乃至Ｓ３２は、双眼鏡構造の貫通口１
３１、１３２に力或いはモーメントが加わったときに最
大変形率を有し、相互干渉変形率が互いに相殺される時
点に付着することを特徴とする請求項１記載の６分力ロ
ードセル。 - 【請求項６】 前記各分力の力とモーメントを測定する
ためにウィストンブリッジ(Wheatstone bridge) ε１、
ε３、ε２、及びε４の形態に回路を構成することを特
徴とする請求項５記載の６分力ロードセル。
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