JP5540390B2 - Load cell strain body, load cell and weight measuring device using the load cell strain body, and method for producing the load cell strain body - Google Patents

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Description

本発明は、重量測定装置に用いるロードセル用起歪体、並びに、該ロードセル用起歪体を用いたロードセル及び重量測定装置、該ロードセル用起歪体の製造方法に関する。   The present invention relates to a load cell strain body used in a weight measurement device, a load cell using the load cell strain body, a weight measurement device, and a method of manufacturing the load cell strain body.

測定対象の重量を測定する重量測定装置用ロードセルとしては、従来、図10に示すような構造を備えるものがあった。ここで、図10は、従来のロードセルを用いた重量測定装置の構成を示す側面図である。   Conventionally, a load cell for a weight measuring apparatus for measuring the weight of an object to be measured has a structure as shown in FIG. Here, FIG. 10 is a side view showing a configuration of a weight measuring apparatus using a conventional load cell.

このロードセル100は、略直方体形状で形成されて長手方向の一方の端部115が固定台150に固定された起歪体110と、起歪体110の長手方向の他方の端部116に片持ち支持された可動台120と、起歪体110の起歪部に配置された歪みセンサ130と、を備える。起歪体110と固定台150とは、両者内で連通する連結孔141においてねじ140により固定されている。起歪体110と可動台120は、両者内で連通する連結孔146においてねじ145により固定されている。   This load cell 100 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and a strain-generating body 110 in which one end portion 115 in the longitudinal direction is fixed to a fixing base 150, and the other end portion 116 in the longitudinal direction of the strain-generating body 110 are cantilevered. The movable base 120 is supported, and the strain sensor 130 disposed in the strain-generating portion of the strain-generating body 110 is provided. The strain body 110 and the fixing base 150 are fixed by a screw 140 in a connecting hole 141 communicating with each other. The strain body 110 and the movable base 120 are fixed by a screw 145 in a connecting hole 146 communicating with each other.

可動台120には、平面視で歪みセンサ130に対応する位置に、起歪体110から離間する方向へ突出するように、突起125が形成されている。このロードセル100は、突起125上に、測定対象の重量による荷重がかかるようにして重量測定装置として用いる。測定対象の重量による荷重がかかると、その荷重に応じて起歪体110が変形するため、その伸縮量を歪みセンサ130で検出して、検出結果から測定対象の重量を算出することができる。   A protrusion 125 is formed on the movable base 120 so as to protrude in a direction away from the strain generating body 110 at a position corresponding to the strain sensor 130 in plan view. The load cell 100 is used as a weight measuring device so that a load due to the weight of the measurement target is applied on the protrusion 125. When a load due to the weight of the measurement target is applied, the strain generating body 110 is deformed according to the load, so that the amount of expansion / contraction can be detected by the strain sensor 130 and the weight of the measurement target can be calculated from the detection result.

特許第3534905号明細書Japanese Patent No. 3534905

しかしながら、上述の従来のロードセル100のように、起歪体110によって別体の可動台120を片持ち支持する構成では、起歪体110と可動台120とを固定するために、起歪体110及び可動台120のそれぞれに十分な強度による固定が可能な構成(連結孔141、ねじ140)を設けておく必要があり、起歪体110の薄型化やロードセル100の薄型化、小型化が制限されてしまうおそれがある。   However, in the configuration in which the movable base 120 as a separate body is cantilevered by the strain generating body 110 as in the conventional load cell 100 described above, the strain generating body 110 is fixed in order to fix the strain generating body 110 and the movable base 120. In addition, it is necessary to provide a structure (connection hole 141, screw 140) that can be fixed with sufficient strength in each of the movable base 120, and the thinning of the strain body 110 and the thinning and downsizing of the load cell 100 are limited. There is a risk of being.

また、ねじ140、145を用いて可動台120及び固定台150を起歪体110に結合する構成では、組立て状態において、連結孔141、146やねじ140、145の加工精度及び経年変化により、起歪体110に対する可動台120及び固定台150の位置が設計上の位置からずれてしまうことがあり、起歪体110に対する荷重点もずれてしまって、ロードセルとしての重量測定の精度又は性能が低下するおそれがあった。   Further, in the configuration in which the movable base 120 and the fixed base 150 are coupled to the strain generating body 110 using the screws 140 and 145, the assembly is caused by the processing accuracy of the connection holes 141 and 146 and the screws 140 and 145 and the secular change. The positions of the movable base 120 and the fixed base 150 with respect to the distorted body 110 may deviate from the designed positions, and the load point with respect to the strain generating body 110 may also deviate, resulting in a decrease in accuracy or performance of weight measurement as a load cell. There was a risk.

さらに、従来のロードセル100では、起歪体110と可動台120とが別体で構成されているために必然的に部品点数が複数となってしまい、これらを連結するためねじ140、145による締結固定が必要となるため、その締結した部分の微細なずれや固定具合が測定結果に影響を与えてしまい、また、これらを組み立てるための製造コストも高くなってしまっていた。   Further, in the conventional load cell 100, since the strain generating body 110 and the movable base 120 are configured separately, the number of parts is inevitably plural, and the screws 140 and 145 are fastened to connect them. Since fixing is required, a minute shift or fixing condition of the fastened portion has an influence on the measurement result, and the manufacturing cost for assembling them has also been increased.

この点、例えば、特許文献1では、載せ台、起歪部、及び固定部を一体で構成するロードセルも提案されているが、荷重点(符号4)が平面状の4箇所に分散配置されているため、平面視において起歪部と荷重点とが一致しておらず、載せ台(符号1)へ測定対象の載せたときの荷重のかかり方が前記4点でそれぞれ異なる場合があり、センサ(符号8)による測定結果が精度が十分とは言えないおそれがあった。   In this regard, for example, Patent Document 1 proposes a load cell in which the platform, the strain generating portion, and the fixing portion are integrally formed, but the load points (reference numeral 4) are distributed and arranged in four planes. Therefore, the strain-generating portion and the load point do not match in plan view, and the load applied when the measurement object is placed on the mounting base (reference numeral 1) may differ at the four points. There is a possibility that the measurement result according to (symbol 8) may not be accurate enough.

そこで本発明は、起歪体やロードセルの薄型化や小型化が容易であるとともに、ロードセルとしての重量測定の精度又は性能を向上することができ、さらに、部品点数及び製造コストを抑えることのできるロードセル用起歪体、並びに、該ロードセル用起歪体を用いたロードセル及び重量測定装置、該ロードセル用起歪体の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention makes it easy to reduce the thickness and size of the strain body and the load cell, improve the accuracy or performance of weight measurement as the load cell, and further reduce the number of parts and the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a load cell strain body, a load cell and a weight measuring device using the load cell strain body, and a method of manufacturing the load cell strain body.

上記課題を解決するために、本発明のロードセル用起歪体においては、荷重部及び起歪部が一体の板状部材によって連続的に形成され、前記荷重部と前記起歪部とは、少なくとも一部が湾曲部を介して対向配置されており、前記荷重部には、前記起歪部から離間する方向へ突出して、測定対象による荷重を受ける1つの突起が前記荷重部と一体に設けられ、前記突起は、平面視において、前記起歪部の位置に一致させて設けられることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, in the strain generating body for a load cell of the present invention, the load portion and the strain generating portion are continuously formed by an integral plate member, and the load portion and the strain generating portion are at least some are oppositely arranged with the curved portion, the load portion may protrude in a direction away from said strain generating part, one protrusion for receiving a load by the measurement object is provided integrally with the load unit The projection is provided so as to coincide with the position of the strain-generating portion in plan view .

本発明のロードセル用起歪体において、前記荷重部は、先端を頂点とする平面視略三角形状を有し、前記先端近傍に前記突起が設けられていることを特徴とする。   In the load cell strain body of the present invention, the load portion has a substantially triangular shape in plan view with a tip as a vertex, and the protrusion is provided in the vicinity of the tip.

本発明のロードセル用起歪体において、前記荷重部のうち、少なくとも前記突起が設けられた部分を、前記起歪部から離間させる段部が形成されていることを特徴とする。   The strain element for a load cell according to the present invention is characterized in that a step portion for separating at least a portion of the load portion where the protrusion is provided from the strain portion is formed.

本発明のロードセル用起歪体において、前記ロードセル用起歪体は、一枚の板状部材に折り曲げ加工を施すことにより、前記荷重部、前記起歪部、及び前記湾曲部を形成してなることを特徴とする。   In the load cell strain body of the present invention, the load cell strain body is formed by bending the single plate-like member to form the load section, the strain section, and the curved section. It is characterized by that.

本発明のロードセル用起歪体において、前記板状部材は、プレス加工によって外形が打ち抜かれることを特徴とする。   In the strain element for a load cell of the present invention, the plate member has an outer shape punched out by press working.

本発明のロードセル用起歪体において、前記突起は、前記ロードセル用起歪体が重量測定装置のセンサカバー内に組み込まれた際に、前記重量測定装置の脚部と当接する位置に設けられることを特徴とする。   In the load cell strain body according to the present invention, the protrusion is provided at a position where the load cell strain body comes into contact with a leg portion of the weight measurement device when the load cell strain body is incorporated in a sensor cover of the weight measurement device. It is characterized by.

本発明に係るロードセル用起歪体の製造方法は、一枚の板状部材を所定の外形形状とする外形形成工程と、前記板状部材の一方の平面に、外方へ突出する1つの突起を、前記板状部材と一体に形成する突起形成工程と、前記突起が外側の面に位置するように、かつ、前記突起が平面視において起歪部の位置に一致するように、前記板状部材を湾曲させることにより、少なくとも一部が互いに対向する荷重部と起歪部とを形成する湾曲工程と、を備えることを特徴とする。
The method for manufacturing a strain element for a load cell according to the present invention includes an outer shape forming step in which one plate-like member has a predetermined outer shape, and one protrusion protruding outward on one plane of the plate-like member. A step of forming the plate integrally with the plate-like member, and the plate-like shape so that the projection is located on the outer surface and the projection is coincident with the position of the strain-generating portion in plan view. And a bending step of forming a load portion and a strain-generating portion at least partially facing each other by bending the member.

本発明に係るロードセルは、荷重部及び起歪部が一体の板状部材によって連続的に形成され、前記荷重部と前記起歪部とは、少なくとも一部が湾曲部を介して対向配置されており、前記荷重部には、前記起歪部から離間する方向へ突出して、測定対象による荷重を受ける突起が前記荷重部と一体に設けられており、前記起歪部には、前記起歪部の伸縮量を検出する歪みセンサが設けられることを特徴とする。   In the load cell according to the present invention, the load part and the strain generation part are continuously formed by an integral plate-like member, and at least a part of the load part and the strain generation part are arranged to face each other via a curved part. And the load portion is provided with a projection that protrudes in a direction away from the strain-generating portion and receives a load from a measurement object, and is integrally provided with the load portion. A strain sensor for detecting the amount of expansion / contraction is provided.

本発明のロードセルにおいて、前記歪みセンサは、平面視において、前記突起の位置に一致させて設けられることを特徴とする。   In the load cell of the present invention, the strain sensor is provided so as to coincide with the position of the protrusion in a plan view.

本発明の重量測定装置は、ロードセルを備えた重量測定装置であって、前記ロードセルは、荷重部及び起歪部が一体の板状部材によって連続的に形成され、前記荷重部と前記起歪部とは、少なくとも一部が湾曲部を介して対向配置され、前記荷重部には、前記起歪部から離間する方向へ突出して、測定対象による荷重を受ける1つの突起が前記荷重部と一体に設けられるとともに、前記突起は、平面視において、前記起歪部の位置に一致させて設けられ、前記起歪部には、前記起歪部の伸縮量を検出する歪みセンサが設けられており、前記ロードセルの前記歪みセンサが検出した前記起歪部の伸縮量に基づいて測定対象の重量を測定することを特徴とする。
The weight measuring device of the present invention is a weight measuring device provided with a load cell, wherein the load cell is formed by a continuous plate member having a load portion and a strain-generating portion, and the load portion and the strain-generating portion. Means that at least a part of the load portion is arranged to face the curved portion, and the load portion protrudes in a direction away from the strain-generating portion, and one protrusion for receiving a load by the measurement object is integrated with the load portion. The projection is provided in a plan view so as to coincide with the position of the strain generating portion, and the strain generating portion is provided with a strain sensor for detecting the amount of expansion / contraction of the strain generating portion, The weight of the measuring object is measured based on the amount of expansion and contraction of the strain generating portion detected by the strain sensor of the load cell.

本発明によれば、簡便な構成により、起歪体やロードセルの薄型化や小型化が容易であるとともに、ロードセルとしての重量測定の精度又は性能を向上することができ、さらに、部品点数及び製造コストを抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to easily reduce the thickness and size of the strain generating body and the load cell with a simple configuration, and to improve the accuracy or performance of the weight measurement as the load cell. Cost can be reduced.

以下、本発明の実施形態に係る起歪体(ロードセル用起歪体)について図面を参照しつつ詳しく説明する。ここで、図1は、本実施形態に係る起歪体20の構成を示す平面図、図2は、起歪体20の構成を示す側面図、図3は、折り曲げ加工を行う前の起歪体20の構成を示す平面図、図4は、起歪体の構成を示す、図1のIV−IV線における断面図である。   Hereinafter, a strain body (load cell strain body) according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the strain-generating body 20 according to the present embodiment, FIG. 2 is a side view showing the configuration of the strain-generating body 20, and FIG. 3 is a strain generation before bending. The top view which shows the structure of the body 20, FIG. 4 is sectional drawing in the IV-IV line | wire of FIG. 1 which shows the structure of a strain body.

本実施形態に係る起歪体20は、(1)一枚の板状部材を所定の外形形状とする外形形成工程、(2)外形が形成された板状部材の一方の平面に、外方へ突出する突起24を形成する突起形成工程、及び、(3)突起24が荷重部23の外面23aに位置するように、板状部材を湾曲させることにより、少なくとも一部が互いに対向する荷重部23と起歪部25とを形成する湾曲工程、によって所定の形状とされるものである。以下に各部材及び各工程について詳細に説明する。   The strain body 20 according to the present embodiment includes (1) an outer shape forming step in which a single plate-like member has a predetermined outer shape, and (2) an outer surface on one plane of the plate-like member on which the outer shape is formed. A projection forming step for forming the projection 24 projecting toward the surface, and (3) a load portion at least partially facing each other by curving the plate member so that the projection 24 is positioned on the outer surface 23a of the load portion 23. 23 and a bending step for forming the strain generating portion 25, and a predetermined shape is obtained. Each member and each process will be described in detail below.

起歪体20は、金属(例えば鉄、ステンレス、鋼、アルミニウム合金)の板状部材を、外形形成工程においてプレス加工によって所定の外形形状(図3参照)とした後に、折り曲げ加工によって所定位置で湾曲させることにより、荷重部23、起歪部25、固定部21が連続的に形成されて、湾曲部22を介して、起歪部25及び固定部21と、荷重部23と、が対向配置されるように構成(図1及び図2参照)したものである。   The strain body 20 is a metal plate (for example, iron, stainless steel, steel, aluminum alloy) formed into a predetermined outer shape (see FIG. 3) by pressing in the outer shape forming process, and then bent at a predetermined position. By bending, the load portion 23, the strain generating portion 25, and the fixing portion 21 are continuously formed, and the strain generating portion 25 and the fixing portion 21 and the load portion 23 are arranged to face each other via the bending portion 22. It is configured as shown (see FIG. 1 and FIG. 2).

折り曲げ加工前の起歪体20は、図3に示すように、それぞれ平板状の、固定部21と、起歪部25と、荷重部23と、を連続的に備える外形形状となっている。これは、例えば、略矩形形状の平板部材の互いに対向する2辺から略L字状にそれぞれ切り込みが入った形状となるように、プレス加工によってその外形が打ち抜かれる。前記切り込みによって、固定部21と、起歪部25と、荷重部23と、が連続的に形成される。本実施形態においては、固定部21は略コ字状に形成されており、その略中央部から、幅の狭い細板状の起歪部25が形成されている。さらに、起歪部25には、これよりも幅の広い荷重部23が連なって形成されている。荷重部23の先端形状は、特に限定されるものではないが、一例としては、本実施形態のように、先窄まりとなるように略三角形状とすればよい。   As shown in FIG. 3, the strain body 20 before the bending process has an outer shape that includes a fixed portion 21, a strain portion 25, and a load portion 23 each having a flat plate shape. For example, the outer shape of the substantially rectangular flat plate member is punched out by pressing so as to have a substantially L-shaped cut from two opposing sides. By the cutting, the fixing portion 21, the strain generating portion 25, and the load portion 23 are continuously formed. In the present embodiment, the fixing portion 21 is formed in a substantially U-shape, and a narrow plate-like strain-generating portion 25 is formed from a substantially central portion thereof. Furthermore, the strain portion 25 is formed with a load portion 23 having a width wider than that. The tip shape of the load portion 23 is not particularly limited, but as an example, it may be substantially triangular so as to be tapered as in the present embodiment.

起歪体20は、湾曲工程において、固定部21と起歪部25とを面一に保ちながら、荷重部23のうちの所定位置、例えば、本実施形態においては起歪部25に近い部分が折り曲げられ、折り曲げ部分が湾曲部22となる。これにより、固定部21及び起歪部25と、荷重部23と、が湾曲部22を介して対向した状態で連なるように構成され、特に起歪部25と荷重部23とは、少なくとも一部が対向した状態とされる。   In the bending process, the bending body 20 has a predetermined position in the load portion 23, for example, a portion close to the bending portion 25 in this embodiment, while keeping the fixing portion 21 and the bending portion 25 flush with each other. The bent portion becomes the curved portion 22. Thereby, it is comprised so that the fixing | fixed part 21, the strain generation part 25, and the load part 23 may continue in the state which faced through the curved part 22, and especially the strain generation part 25 and the load part 23 are at least one part. Are in a state of facing each other.

荷重部23の外面23a(固定部21から遠い面)には、固定部21及び起歪部25から離間する方向へ突出する突起24が設けられている。この突起24は、プレス加工によって、起歪体20の外形形状形成と同時に、又は外形形状形成後であって折り曲げ加工前に、一体形成する。   On the outer surface 23 a (surface far from the fixing portion 21) of the load portion 23, a protrusion 24 that protrudes in a direction away from the fixing portion 21 and the strain generating portion 25 is provided. The protrusions 24 are integrally formed by press working at the same time as forming the outer shape of the strain-generating body 20 or after forming the outer shape and before bending.

突起24は、荷重部23の先端近傍、言い換えると略三角形状の荷重部23の先端部分23bの頂点近傍に設けられる。この突起24は、一例として、荷重部23の外面23a上に底面を備えた円錐状又は半球状をなしており、その頂点24cは、起歪部25の平面形状の略中心25cに一致するようになっている。   The protrusion 24 is provided near the tip of the load portion 23, in other words, near the apex of the tip portion 23 b of the substantially triangular load portion 23. As an example, the protrusion 24 has a conical or hemispherical shape with a bottom surface on the outer surface 23 a of the load portion 23, and the apex 24 c thereof coincides with the substantially center 25 c of the planar shape of the strain-generating portion 25. It has become.

固定部21及び起歪部25と、荷重部23とは、図4に示すように、一定の間隔を置いて対向するように折り曲げ加工することが好ましいが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図5に示す起歪体50のように、荷重部53に段部56を設けることによって、湾曲部52を介して結合される固定部(符号なし)及び起歪部55と、荷重部53と、の間隔を変えることもできる。すなわち、起歪体50においては、段部56を設けたことにより、荷重部53のうち突起54が設けられた部分(段部56から先端部分53bまで)を、固定部及び起歪部55からさらに離間した構成とすることができる。ここで、図5は、起歪体の変形例の構成を示す、図4に対応する断面図である。   As shown in FIG. 4, the fixing portion 21 and the strain generating portion 25 and the load portion 23 are preferably bent so as to face each other with a certain distance therebetween, but are not necessarily limited to this configuration. Absent. For example, like the strain body 50 shown in FIG. 5, by providing a step portion 56 in the load portion 53, a fixed portion (no reference) and the strain portion 55 coupled via the curved portion 52, and the load portion 53 can also be changed. That is, in the strain generating body 50, by providing the step portion 56, the portion of the load portion 53 where the projection 54 is provided (from the step portion 56 to the tip end portion 53b) is separated from the fixing portion and the strain generating portion 55. Furthermore, it can be set as the structure spaced apart. Here, FIG. 5 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 showing a configuration of a modified example of the strain-generating body.

また、図6に示す起歪体60のように、段部66を設けることによって、突起64に荷重がかかっているか否かに拘わらず、湾曲部62に対して段部66近傍の荷重部63が起歪部65側の荷重部63に常に接するとともに、荷重部63のうち突起64が設けられた部分(段部66から先端部分63bまで)を、固定部及び起歪部55から離間した構成としてもよい。ここで、図6は、起歪体の変形例の構成を示す、図4に対応する断面図である。   Further, by providing the step portion 66 like the strain body 60 shown in FIG. 6, the load portion 63 in the vicinity of the step portion 66 with respect to the curved portion 62 regardless of whether or not a load is applied to the protrusion 64. Is always in contact with the load portion 63 on the strain generating portion 65 side, and the portion of the load portion 63 where the protrusion 64 is provided (from the step portion 66 to the tip portion 63b) is separated from the fixed portion and the strain generating portion 55. It is good. Here, FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 showing a configuration of a modified example of the strain-generating body.

以上のように構成された起歪体20は、例えば、体重計などの重量測定装置に用いることができる。本発明に係る起歪体20を重量測定装置に用いる場合について、図7を参照して説明する。ここで、図7(a)は、本実施形態に係る起歪体20を用いた重量測定装置の構成を示す平面図であり、(b)は、図7(a)のVIIB−VIIB線における断面図である。   The strain body 20 configured as described above can be used in, for example, a weight measuring device such as a weight scale. The case where the strain body 20 according to the present invention is used in a weight measuring device will be described with reference to FIG. Here, Fig.7 (a) is a top view which shows the structure of the weight measuring apparatus using the strain body 20 which concerns on this embodiment, (b) is in the VIIB-VIIB line | wire of Fig.7 (a). It is sectional drawing.

まず、起歪体20の起歪部21に、歪みセンサ30を貼り付け、ロードセルとして構成する。起歪体20の固定部21は、重量測定装置40のフレーム41に対し、起歪体保持部49によって保持されて固定されている。なお、本実施形態においては、起歪体保持部49は、フレーム41と一体又は別体で構成された起歪体保持部49による固定を説明したが、フレーム41に対して起歪体20を固定可能な構造を適宜採択すればよく、フレーム41と起歪体20の固定部21との固定は、ねじを用いた結合によって行うこともできる。一方、荷重部23は、フレーム41上に測定対象が載置されたときに、突起24の頂点24cに荷重がかかるように、脚部45によって一点で支持されている。なお、脚部45は、センサカバー47によって保持されており、接地している。また、フレーム41は、測定対象が直接的に載置されるものであってもよいし、重量測定部材40の内部部材としてのフレームであってもよく、測定対象の重量が伝達されるものであればよい。   First, the strain sensor 30 is affixed to the strain-generating portion 21 of the strain-generating body 20 to constitute a load cell. The fixing portion 21 of the strain body 20 is held and fixed to the frame 41 of the weight measuring device 40 by a strain body holding portion 49. In the present embodiment, the strain body holding portion 49 has been described as being fixed by the strain body holding portion 49 formed integrally or separately from the frame 41, but the strain body 20 is attached to the frame 41. A structure that can be fixed may be appropriately selected, and the frame 41 and the fixing portion 21 of the strain body 20 may be fixed by a connection using screws. On the other hand, the load portion 23 is supported at one point by the leg portion 45 so that a load is applied to the apex 24c of the protrusion 24 when the measurement object is placed on the frame 41. The leg 45 is held by the sensor cover 47 and is grounded. Further, the frame 41 may be a frame on which a measurement target is directly placed, or may be a frame as an internal member of the weight measurement member 40, and transmits the weight of the measurement target. I just need it.

図7(a)に示すように、前記同様にフレーム41の四隅に設けるとともに、その他フレーム41の上面側に表示部48を設けて重量測定装置40(例えば体重計)を構成する。このフレーム41上に測定対象が載置されると、測定対象の重量による荷重は、各起歪体20の各突起24の一点に集中するようになり、平面視において一致する位置となっている起歪部25が前記荷重によって変形する。   As shown in FIG. 7A, the weight measuring device 40 (for example, a weight scale) is configured by providing display portions 48 on the upper surface side of the frame 41 as well as the four corners of the frame 41 as described above. When the measurement target is placed on the frame 41, the load due to the weight of the measurement target is concentrated on one point of each protrusion 24 of each strain body 20, and is in a position that matches in plan view. The strain generating portion 25 is deformed by the load.

歪みセンサ30は、公知の同一形状、同一特性のもの(例えばストレインゲージ)を用いており、より具体的には、抵抗箔からなる第1センサ及び第2センサ(いずれも図に示さず)で構成されるセンサ対とし、少なくとも1組の前記センサ対を、起歪部25のうち突起24の頂点24cの鉛直線上の位置を第1センサ及び第2センサで挟むように、かつ、第1センサ及び第2センサを起歪部25の長手方向に並べて貼り付ける。歪みセンサ30の前記センサ対は、外部回路(図に示さず)とともに、又は、他のロードセルの歪みセンサのセンサ対とともにホイートストンブリッジを構成する。なお、起歪部25に例えば2組のセンサ対を貼ることにより、これらのセンサ対のみでホイートストンブリッジを構成してもよい。歪みセンサ30は、起歪部25とともに、フレーム41に測定対象が載置されることによって変形する起歪体20に応じて伸縮する。圧縮されたセンサはその電気抵抗値が減少し、伸張したセンサは電気抵抗値が増大するため、外部回路にあらかじめ記憶された算出プログラムによって、測定対象の重量を算出することができる。   The strain sensor 30 uses a known sensor having the same shape and characteristics (for example, a strain gauge), and more specifically, a first sensor and a second sensor (both not shown in the figure) made of a resistive foil. The sensor pair is configured such that at least one sensor pair is sandwiched between the first sensor and the second sensor at a position on the vertical line of the apex 24c of the protrusion 24 in the strain generating portion 25, and the first sensor. And a 2nd sensor is affixed along with the longitudinal direction of the strain generating part 25. As shown in FIG. The sensor pair of the strain sensor 30 constitutes a Wheatstone bridge together with an external circuit (not shown) or with a sensor pair of another load cell strain sensor. Note that, for example, two sensor pairs may be attached to the strain generating portion 25 to form a Wheatstone bridge with only these sensor pairs. The strain sensor 30 expands and contracts together with the strain generating section 25 according to the strain generating body 20 that is deformed by placing the measurement target on the frame 41. Since the electrical resistance value of the compressed sensor decreases and the electrical resistance value of the expanded sensor increases, the weight of the measurement target can be calculated by a calculation program stored in advance in an external circuit.

歪みセンサ30は、平面視において、荷重部23に設けられた突起24の頂点24cの位置に一致させて貼り付けられる(図1参照)。   The strain sensor 30 is pasted so as to coincide with the position of the vertex 24c of the protrusion 24 provided on the load portion 23 in plan view (see FIG. 1).

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果(1)〜(5)を奏する。   With the configuration as described above, the following effects (1) to (5) are achieved according to the above embodiment.

(1)固定部21、起歪部25、及び荷重部23が、湾曲部22を介して一体の板状部材から形成されていることから、従来のロードセルのように、可動台や固定台との固定のためのねじの固定強度を確保する必要がないため、起歪体20の薄型化、小型化を実現することができる。   (1) Since the fixed portion 21, the strain generating portion 25, and the load portion 23 are formed of an integral plate-like member via the curved portion 22, the movable base and the fixed base are connected to each other like a conventional load cell. Since it is not necessary to secure the fixing strength of the screws for fixing the strain body 20, it is possible to reduce the thickness and size of the strain generating body 20.

(2)従来のロードセルの固定部分のように高い加工精度を要する部分が少ないため、重量測定の精度を高く保つことができる。   (2) Since there are few parts that require high machining accuracy, such as the fixed part of a conventional load cell, the accuracy of weight measurement can be kept high.

(3)起歪部25と荷重部23が一体の板状部材で構成されているため、部品コストを低減することができる。   (3) Since the strain generating portion 25 and the load portion 23 are formed of an integral plate member, the component cost can be reduced.

(4)一枚の板状部材からプレス加工によって外形を打ち抜き、折り曲げ加工により固定部21、起歪部25、荷重部23を形成する工程をとることから、切削、成型などの製造コストの高い工程や、複雑な工程が不要となるため、製造コストを低減することができる。   (4) Since the outer shape is punched from a single plate-like member by press working and the fixing portion 21, the strain generating portion 25, and the load portion 23 are formed by bending, the manufacturing costs for cutting, molding, etc. are high. Since a process and a complicated process become unnecessary, manufacturing cost can be reduced.

(5)突起24を、荷重部23に一体形成する場合には、プレス加工によって行うことができるため工程を減らすことができ、製造コストを低減することができる。   (5) In the case where the protrusion 24 is formed integrally with the load portion 23, the process can be reduced because it can be performed by pressing, and the manufacturing cost can be reduced.

以下に変形例について、図8及び図9を参照して説明する。ここで、図8は、変形例に係る起歪体70の構成を示す平面図であって、実線は折り曲げ加工後の状態を示し、二点鎖線は折り曲げ加工前の状態を示す図、図9は、変形例に係る起歪体80の構成を示す平面図であって、折り曲げ加工後の状態を示す図である。   A modification will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the strain body 70 according to the modification, where the solid line shows the state after the bending process, and the two-dot chain line shows the state before the bending process, FIG. These are top views which show the structure of the strain body 80 which concerns on a modification, Comprising: It is a figure which shows the state after a bending process.

図8に示す起歪体70のように、平板部材に対して、平面形状において、荷重部73及び湾曲部72を囲むように切り込みを入れることによって、固定部71を構成することもできる。このように固定部71を大型化することによって、重量測定装置への固定をより確実なものとすることができる。   As in the strain generating body 70 shown in FIG. 8, the fixed portion 71 can also be configured by cutting a flat plate member so as to surround the load portion 73 and the curved portion 72 in a planar shape. Thus, by enlarging the fixing | fixed part 71, fixation to a weight measuring apparatus can be made more reliable.

また、図9に示す起歪体80では、固定部81、湾曲部82、及び、荷重部83の構成は、上述の実施形態の固定部21、湾曲部22、及び、荷重部23と同様であるが、突起は一体形成されておらず、これに代えてねじ穴86が形成されている。この起歪体80においては、ねじ穴86に、別体の突起をねじ止め等により固定して重量測定を行うようにする。なお、突起を起歪体と別体とする場合は、ねじ止めのほかに、例えば、熱溶着によって固定することもできる。また、ねじ穴86に、ボルト部が設けられた脚部(図に示さず)を直接取り付けて、この脚部を突起として、この脚部が接地するように構成してもよい。   Moreover, in the strain body 80 shown in FIG. 9, the structure of the fixing | fixed part 81, the curved part 82, and the load part 83 is the same as that of the fixed part 21, the curved part 22, and the load part 23 of the above-mentioned embodiment. However, the protrusion is not integrally formed, and a screw hole 86 is formed instead. In the strain body 80, a separate protrusion is fixed to the screw hole 86 by screwing or the like, and weight measurement is performed. In addition, when making a protrusion into a different body from a strain body, it can also fix by heat welding other than screwing, for example. Further, a leg portion (not shown) provided with a bolt portion may be directly attached to the screw hole 86, and the leg portion may be configured as a protrusion so that the leg portion is grounded.

本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。   Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be improved or changed within the scope of the purpose of the improvement or the idea of the present invention.

本発明の実施形態に係る起歪体の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the strain body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る起歪体の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the strain body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る起歪体の折り曲げ加工を行う前の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure before performing the bending process of the strain body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る起歪体の構成を示す、図1のIV−IV線における断面図である。It is sectional drawing in the IV-IV line | wire of FIG. 1 which shows the structure of the strain body which concerns on embodiment of this invention. 変形例に係る起歪体の構成を示す、図4に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 4 which shows the structure of the strain body which concerns on a modification. 変形例に係る起歪体の構成を示す、図4に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 4 which shows the structure of the strain body which concerns on a modification. (a)は、本発明の実施形態に係る起歪体を用いた重量測定装置の構成を示す平面図であり、(b)は、(a)のVIIB−VIIB線における断面図である。(A) is a top view which shows the structure of the weight measuring apparatus using the strain body which concerns on embodiment of this invention, (b) is sectional drawing in the VIIB-VIIB line | wire of (a). 変形例に係る起歪体の構成を示す平面図であって、実線は折り曲げ加工後の状態を示し、点線は折り曲げ加工前の状態を示す。It is a top view which shows the structure of the strain body which concerns on a modification, Comprising: A continuous line shows the state after a bending process, and a dotted line shows the state before a bending process. 変形例に係る起歪体の構成を示す平面図であって、折り曲げ加工後の状態を示す図である。It is a top view which shows the structure of the strain body which concerns on a modification, Comprising: It is a figure which shows the state after a bending process. 従来のロードセルを用いた重量測定装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the weight measuring apparatus using the conventional load cell.

20 起歪体
21 固定部
22 湾曲部
23 荷重部
24 突起
24c 頂点
25 起歪部
30 歪みセンサ
40 重量測定装置
41 フレーム
45 脚部
47 センサカバー
48 表示部
49 起歪体保持部
50 起歪体
56 段部
60 起歪体
66 段部
70 起歪体
80 起歪体
86 ねじ穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Strain body 21 Fixing part 22 Bending part 23 Load part 24 Protrusion 24c Apex 25 Strain part 30 Strain sensor 40 Weight measuring device 41 Frame 45 Leg part 47 Sensor cover 48 Display part 49 Strain body holding part 50 Strain body 56 Step part 60 Strain body 66 Step part 70 Strain body 80 Strain body 86 Screw hole

Claims (13)

荷重部及び起歪部が一体の板状部材によって連続的に形成され、
前記荷重部と前記起歪部とは、少なくとも一部が湾曲部を介して対向配置されており、
前記荷重部には、前記起歪部から離間する方向へ突出して、測定対象による荷重を受ける1つの突起が前記荷重部と一体に設けられ
前記突起は、平面視において、前記起歪部の位置に一致させて設けられること
を特徴とするロードセル用起歪体。
The load part and the strain generating part are continuously formed by an integral plate member,
At least a part of the load part and the strain generating part are arranged to face each other via a curved part,
Said load portion, protrudes in a direction away from said strain generating part, one protrusion for receiving a load by the measurement object is provided integrally with the load unit,
The strain-generating body for a load cell , wherein the protrusion is provided so as to coincide with the position of the strain-generating portion in plan view .
前記荷重部は、先端を頂点とする平面視略三角形状を有し、前記先端近傍に前記突起が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のロードセル用起歪体。   2. The strain element for a load cell according to claim 1, wherein the load portion has a substantially triangular shape in plan view with a tip as a vertex, and the protrusion is provided in the vicinity of the tip. 前記荷重部のうち、少なくとも前記突起が設けられた部分を、前記起歪部から離間させる段部が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のロードセル用起歪体。   The strain element for a load cell according to claim 1 or 2, wherein a step portion for separating at least a portion of the load portion where the protrusion is provided from the strain-generating portion is formed. . 前記ロードセル用起歪体は、一枚の板状部材に折り曲げ加工を施すことにより、前記荷重部、前記起歪部、及び前記湾曲部を形成してなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうち、いずれか1に記載のロードセル用起歪体。   The load cell strain generating body is formed by bending the single plate-like member to form the load portion, the strain generating portion, and the bending portion. 4. The load cell strain body according to any one of Items 3. 前記板状部材は、プレス加工によって外形が打ち抜かれることを特徴とする請求項1乃至請求項4のうち、いずれか1に記載のロードセル用起歪体。   The strain body for a load cell according to any one of claims 1 to 4, wherein an outer shape of the plate-like member is punched out by press working. 前記突起は、前記ロードセル用起歪体が重量測定装置のセンサカバー内に組み込まれた際に、前記重量測定装置の脚部と当接する位置に設けられることを特徴とする請求項1乃至請求項5のうち、いずれか1に記載のロードセル用起歪体。   The said protrusion is provided in the position which contact | abuts the leg part of the said weight measuring apparatus, when the said strain element for load cells is integrated in the sensor cover of a weight measuring apparatus. The load cell strain body according to any one of 5. 一枚の板状部材を所定の外形形状とする外形形成工程と、
前記板状部材の一方の平面に、外方へ突出する1つの突起を、前記板状部材と一体に形成する突起形成工程と、
前記突起が外側の面に位置するように、かつ、前記突起が平面視において起歪部の位置に一致するように、前記板状部材を湾曲させることにより、少なくとも一部が互いに対向する荷重部と起歪部とを形成する湾曲工程と、を備えること
を特徴とするロードセル用起歪体の製造方法。
An outer shape forming step in which one plate-like member has a predetermined outer shape; and
A protrusion forming step of integrally forming one protrusion protruding outward on one plane of the plate-like member with the plate-like member;
The load portions that are at least partially opposed to each other by curving the plate-like member so that the projections are positioned on the outer surface and the projections coincide with the position of the strain-generating portion in plan view. And a bending step of forming a strain-generating portion, and a method for producing a strain-generating body for a load cell.
前記突起形成工程は、前記ロードセル用起歪体が重量測定装置のセンサカバー内に組み込まれた際に、前記突起が前記重量測定装置の脚部と当接するように、前記突起を形成することを特徴とする請求項7に記載のロードセル用起歪体の製造方法。   The protrusion forming step includes forming the protrusion so that the protrusion comes into contact with the leg portion of the weight measuring device when the load cell strain body is incorporated in a sensor cover of the weight measuring device. The method for manufacturing a strain element for a load cell according to claim 7, wherein 荷重部及び起歪部が一体の板状部材によって連続的に形成され、
前記荷重部と前記起歪部とは、少なくとも一部が湾曲部を介して対向配置されており、
前記荷重部には、前記起歪部から離間する方向へ突出して、測定対象による荷重を受ける1つの突起が前記荷重部と一体に設けられており、
前記突起は、平面視において、前記起歪部の位置に一致させて設けられ、
前記起歪部には、前記起歪部の伸縮量を検出する歪みセンサが設けられること
を特徴とするロードセル。
The load part and the strain generating part are continuously formed by an integral plate member,
At least a part of the load part and the strain generating part are arranged to face each other via a curved part,
Said load portion, protrudes in a direction away from said strain generating part, and a single protrusion for receiving a load provided integrally with the load section by the measurement object,
The projection is provided so as to coincide with the position of the strain generating portion in plan view,
The load cell according to claim 1, wherein a strain sensor that detects an amount of expansion and contraction of the strain generating portion is provided in the strain generating portion.
前記歪みセンサは、平面視において、前記突起の位置に一致させて設けられることを特徴とする請求項9に記載のロードセル。   The load cell according to claim 9, wherein the strain sensor is provided so as to coincide with a position of the protrusion in a plan view. 前記突起は、前記ロードセルが重量測定装置のセンサカバー内に組み込まれた際に、前記重量測定装置の脚部と当接する位置に設けられることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のロードセル。   The said protrusion is provided in the position contact | abutted with the leg part of the said weight measuring apparatus, when the said load cell is integrated in the sensor cover of a weight measuring apparatus. Load cell. ロードセルを備えた重量測定装置であって、
前記ロードセルは、
荷重部及び起歪部が一体の板状部材によって連続的に形成され、
前記荷重部と前記起歪部とは、少なくとも一部が湾曲部を介して対向配置され、
前記荷重部には、前記起歪部から離間する方向へ突出して、測定対象による荷重を受ける1つの突起が前記荷重部と一体に設けられるとともに、
前記突起は、平面視において、前記起歪部の位置に一致させて設けられ、
前記起歪部には、前記起歪部の伸縮量を検出する歪みセンサが設けられており、
前記ロードセルの前記歪みセンサが検出した前記起歪部の伸縮量に基づいて測定対象の重量を測定すること
を特徴とする重量測定装置。
A weight measuring device equipped with a load cell,
The load cell is
The load part and the strain generating part are continuously formed by an integral plate member,
At least a part of the load part and the strain generating part are arranged to face each other via a curved part,
It said load portion, protrudes in a direction away from the strain element, together with one projection receives a load is provided integrally with the load section by the measurement object,
The projection is provided so as to coincide with the position of the strain generating portion in plan view,
The strain generating portion is provided with a strain sensor that detects the amount of expansion / contraction of the strain generating portion,
A weight measuring apparatus for measuring a weight of a measurement object based on an expansion / contraction amount of the strain generating portion detected by the strain sensor of the load cell.
前記ロードセルの前記突起は、前記ロードセルが前記重量測定装置のセンサカバー内に組み込まれた際に、前記重量測定装置の脚部と当接する位置に設けられることを特徴とする請求項12に記載の重量測定装置。   The protrusion of the load cell is provided at a position where it comes into contact with a leg portion of the weight measuring device when the load cell is assembled in a sensor cover of the weight measuring device. Weight measuring device.
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