JP5611793B2 - Load cell - Google Patents

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Description

本発明は、組立て型のロバーバル機構を備えたロードセルに関する。   The present invention relates to a load cell having an assembly-type robust mechanism.

ロードセルに用いられるロバーバル機構としては、単一の素材を切り抜き切削して、計測箇所に連結固定する固定部、変位可能な可動部、および、撓み変形可能な弾性ビーム部とを一体に形成した一体型のものと、薄板材からなる弾性ビームを固定ブロックと可動ブロックに亘って架設連結した組立て型のもの(例えば、特許文献1参照)とが知られている。   The ROBERVAL mechanism used in the load cell is a single piece of material that is cut and cut to form a fixed part that is connected and fixed to the measurement location, a movable part that can be displaced, and an elastic beam part that can bend and deform. There are known a body type and an assembly type (for example, see Patent Document 1) in which an elastic beam made of a thin plate material is erected and connected between a fixed block and a movable block.

特開2004−151047号公報JP 2004-151047 A

ロバーバル機構を有する一体型のロードセルでは、単一の素材を用いた簡素で取り扱いやすい構造であるが、その反面、素材を大きく切り抜き切削するために素材の無駄が多くて材料コストが高いものとなる。また、加工された形状によって特性が画一化されたものとなり、要求される特性が変わればそれに応じたものを製作し直す必要があり、また、弾性ビーム部など一部に損傷が発生したような場合でも全体を取り替える必要があった。   The integrated load cell with a Roverval mechanism has a simple and easy-to-use structure using a single material, but on the other hand, the material is largely cut and cut, resulting in high material costs and high material costs. . In addition, the characteristics will be standardized according to the processed shape, and if the required characteristics change, it will be necessary to remanufacture the corresponding ones, and it seems that some parts such as the elastic beam have been damaged In some cases, it was necessary to replace the whole.

これに対して、ロバーバル機構を有する組立て型のロードセルでは、部品数は多くなるが、各部品は歩留まりよく加工することができ、全体としては安価に製作することができる。また、仕様の異なる弾性ビームと可動ブロックとの組み合わせで種々の特性のものを得ることができ、要求される特性に応じたものを容易かつ安価に製作することができる。また、一部の部品が損傷しても容易に交換することができる。   On the other hand, in the assembly type load cell having the Roverval mechanism, the number of parts increases, but each part can be processed with a high yield, and the whole can be manufactured at low cost. In addition, various characteristics can be obtained by combining the elastic beam and the movable block having different specifications, and those according to the required characteristics can be easily and inexpensively manufactured. Even if some parts are damaged, they can be easily replaced.

このように組立て型のロードセルは、上記したような利点を有するのであるが、例えば、上記特許文献1では、弾性ビームを固定ブロックおよび可動ブロックに亘って架設連結するのに、単純にボルトで弾性ビームを各ブロックに締付け連結した構造であったために、負荷によって弾性ビームが撓み変形する際に、ボルト締付け箇所から外れた箇所で、弾性ビームの一部が固定ブロックや可動ブロックのビーム取付け面から局部的に浮き上がり変形してしまうことがある。このロバーバル機構においては、固定ブロックや可動ブロックのビーム取付け面の端縁を、弾性ビームの撓み変形における支点として設計しているのであるが、上記のように弾性ビームが固定ブロックや可動ブロックのビーム取付け面から浮き上がり変形することで前記支点がずれて計測精度が低下してしまう。   As described above, the assembly type load cell has the advantages as described above. For example, in Patent Document 1, the elastic beam is simply elasticated with a bolt to connect the elastic beam across the fixed block and the movable block. Since the beam was tightened and connected to each block, when the elastic beam was bent and deformed by a load, a part of the elastic beam was removed from the beam mounting surface of the fixed block or movable block when it was removed from the bolt tightening point. It may be lifted and deformed locally. In this Roverval mechanism, the edge of the beam mounting surface of the fixed block or the movable block is designed as a fulcrum for the bending deformation of the elastic beam. As described above, the elastic beam is the beam of the fixed block or the movable block. By lifting and deforming from the mounting surface, the fulcrum shifts and the measurement accuracy decreases.

本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、組立て型のロバーバル機構を備えたロードセルにおいて、弾性ビームの撓み変形時における支点ずれの発生を阻止して、計測精度の低下を防止することを主たる目的としている。   The present invention has been made paying attention to such a situation, and in a load cell having an assembling type robotic mechanism, the occurrence of a fulcrum shift at the time of bending deformation of an elastic beam is prevented, and the measurement accuracy is lowered. The main purpose is to prevent this.

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)本発明に係るロードセルは、固定ブロックと、変位可能な可動ブロックと、前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの上部を連結する上ビームと、前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの下部を連結する下ビームとを備えるロードセルであって、前記上ビームの両端部を、前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの各上面に対して各押圧部材の押圧面によってそれぞれ押圧挟持して前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの上部を連結する一方、前記下ビームの両端部を、前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの各下面に対して各押圧部材の押圧面によってそれぞれ押圧挟持して前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの下部を連結し、前記上ビームおよび前記下ビームは、撓み変形可能な弾性を有する薄板材からなると共に、一対の起歪部をそれぞれ有し、前記上ビームおよび前記下ビームの少なくともいずれか一方のビームの前記起歪部には、歪検出素子が取付けられ、前記各押圧部材は、前記固定ブロックまたは前記可動ブロックの上面または下面に締付け固定される板材からなり、前記上ビームの前記一対の起歪部の間には、リブが上方へ折り曲げ突設され、前記下ビームの前記一対の起歪部の間には、リブが下方へ折り曲げ突設され、前記固定ブロックと前記可動ブロックと前記上下の両ビームとによって囲まれた空間内に部品を設ける(1) A load cell according to the present invention includes a fixed block, a displaceable movable block, an upper beam that connects the fixed block and the upper portion of the movable block, and a lower link that connects the lower portion of the fixed block and the movable block. A load cell including a beam, wherein both end portions of the upper beam are pressed and clamped by pressing surfaces of the pressing members with respect to upper surfaces of the fixed block and the movable block, respectively, of the fixed block and the movable block. While connecting the upper part, the both ends of the lower beam are pressed and clamped by the pressing surfaces of the pressing members against the lower surfaces of the fixed block and the movable block to connect the fixed block and the lower part of the movable block. The upper beam and the lower beam are made of a thin plate material having elasticity that can be flexibly deformed. In addition, a strain detecting portion is provided, and a strain detecting element is attached to the strain generating portion of at least one of the upper beam and the lower beam, and each pressing member includes the fixed block. Alternatively, it is made of a plate material that is fastened and fixed to the upper surface or the lower surface of the movable block. Between the pair of strain generating portions of the upper beam, a rib is bent upward so as to project, and the pair of strain generating of the lower beam. A rib is bent and projected between the parts, and a part is provided in a space surrounded by the fixed block, the movable block, and the upper and lower beams .

本発明のロードセルによると、上ビームおよび下ビームの両端部は、押圧部材の押圧面と、固定ブロックまたは可動ブロックの上面または下面との間に強固に挟持されることになり、負荷を受けて各ビームが撓み変形する際に、固定ブロックおよび可動ブロックの上面または下面からの浮き上がり変形が、押圧面によって阻止され、固定ブロックおよび可動ブロックの各ビームに対する支点の位置がずれることがなく、計測精度が低下するのを防止することができる。   According to the load cell of the present invention, both ends of the upper beam and the lower beam are firmly sandwiched between the pressing surface of the pressing member and the upper surface or the lower surface of the fixed block or the movable block. When each beam bends and deforms, lifting deformation from the upper or lower surface of the fixed block and the movable block is prevented by the pressing surface, and the position of the fulcrum with respect to each beam of the fixed block and the movable block is not shifted, and the measurement accuracy Can be prevented from decreasing.

本発明のロードセルによると、固定ブロックおよび可動ブロックの上面または下面と、各押圧部材の押圧面とによって、薄板材からなる上下の各ビームの両端部をそれぞれ挟み、前記各押圧部材を、前記各ブロックの上面または下面にそれぞれ締付け固定することによって、各ビームの両端部を、各ブロック体と各押圧部材とによって面で強固に押圧挟持することができると共に、負荷を受けて各ビームが撓み変形すると、その変形量を起歪部に取付けられた歪検出素子によって検出することができる。 According to the load cell of the present invention, the upper and lower surfaces of the fixed block and the movable block and the pressing surfaces of the pressing members sandwich the both ends of the upper and lower beams made of a thin plate material, respectively, By tightening and fixing each to the upper or lower surface of the block, both ends of each beam can be firmly pressed and clamped by the block body and each pressing member, and each beam bends and deforms under a load. Then, the amount of deformation can be detected by a strain detection element attached to the strain generating portion.

本発明のロードセルによると、リブの突設によって両起歪部の間のビーム部分の剛性を高めて、ここでの撓み変形を抑制し、起歪部に一層効率よく撓み変形を集中させて計測することができる。また、上ビームのリブは上方へ、下ビームのリブは下方へそれぞれ突設されるので、固定ブロックと可動ブロックと上下の両ビームとによって囲まれた空間内に、リブが突出することがなく、前記空間内を有効に利用して部品を設けることができる。 According to the load cell of the present invention , the rib portion protrudes to increase the rigidity of the beam portion between the two strain-generating portions, thereby suppressing the bending deformation, and more efficiently concentrating the bending deformation on the strain-generating portion. can do. In addition, the rib of the upper beam protrudes upward and the rib of the lower beam protrudes downward, so that the rib does not protrude into the space surrounded by the fixed block, the movable block, and the upper and lower beams. The parts can be provided by effectively utilizing the space.

(2)本発明のロードセルの好ましい実施態様では、前記部品をウエイト部品とし、該ウエイト部品を前記可動ブロックに連結してもよい。 (2) In a preferred embodiment of the load cell of the present invention, the part may be a weight part, and the weight part may be connected to the movable block.

この実施態様によると、負荷によって変位する可動部分の重量調整を前記ウエイト部品によって任意に行うことができ、当該ロードセルの固有振動数を調整することができる。   According to this embodiment, the weight of the movable part displaced by the load can be arbitrarily adjusted by the weight component, and the natural frequency of the load cell can be adjusted.

)上記()の実施態様では、前記固定ブロックを、計測箇所に固定し、前記計測箇所の振動を検出するようにしてもよい。 ( 3 ) In the embodiment of ( 2 ) above, the fixed block may be fixed to a measurement location, and vibration at the measurement location may be detected.

この実施態様によると、例えば、被計量物を計量する計量装置が設置されている箇所に近接して当該ロードセルを設置し、前記計量装置が設置されている箇所の振動、いわゆる、床振動を当該ロードセルで検出し、これによって、計量装置の計量信号から当該ロードセルで検出した床振動成分を除去して被計量物の計量値を補正するといったことが可能となる。   According to this embodiment, for example, the load cell is installed in the vicinity of a place where a weighing device for weighing an object to be weighed is installed, and the vibration of the place where the weighing device is installed, so-called floor vibration is applied. It can be detected by the load cell, and thereby the floor vibration component detected by the load cell can be removed from the weighing signal of the weighing device to correct the weighing value of the object to be weighed.

しかも、ウエイト部品によって、当該ロードセルの固有振動を、計量装置の重量計測用のロードセルの固有振動に合わせることができる。   Moreover, the natural vibration of the load cell can be matched with the natural vibration of the load cell for weight measurement of the weighing device by the weight component.

このように、本発明のロードセルによれば、組立て型のロバーバル機構を備えたロードセルにおいて、弾性ビームの撓み変形時における支点ずれの発生を阻止して、計測精度の低下を防止することができる。   As described above, according to the load cell of the present invention, in the load cell provided with the assembly-type Roverval mechanism, it is possible to prevent the fulcrum from being displaced when the elastic beam is bent and deformed, thereby preventing the measurement accuracy from being lowered.

図1は本発明の実施形態に係るロードセルの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a load cell according to an embodiment of the present invention. 図2は図1のロードセルの縦断側面図である。FIG. 2 is a vertical side view of the load cell of FIG. 図3は図1のロードセルの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the load cell of FIG. 図4は図1のロードセルの側面図である。FIG. 4 is a side view of the load cell of FIG. 図5は図1のロードセルの分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view of the load cell of FIG. 図6は本発明の他の実施形態に係るロードセルの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a load cell according to another embodiment of the present invention. 図7は図6のロードセルの平面図である。FIG. 7 is a plan view of the load cell of FIG. 図8は図6のロードセルの側面図である。FIG. 8 is a side view of the load cell of FIG. 図9は本発明の参考例のロードセルの斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of a load cell according to a reference example of the present invention. 図10は図9のロードセルの平面図である。FIG. 10 is a plan view of the load cell of FIG. 図11は図9のロードセルの側面図である。FIG. 11 is a side view of the load cell of FIG. 図12は本発明の他の参考例のロードセルの側面図である。FIG. 12 is a side view of a load cell of another reference example of the present invention.

以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail 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斜視図であり、図2はその縦断側面図であり、図3はその平面図であり、図4はその側面図であり、図5は、その分解斜視図である。
(Embodiment 1)
1 is a perspective view of a load cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal side view thereof, FIG. 3 is a plan view thereof, FIG. 4 is a side view thereof, and FIG. FIG.

この実施形態のロードセル1は、被計量物の重量を計測する計量装置において、重量計測用のロードセルを設置する箇所に近接して設置され、その箇所の振動、いわゆる床振動を検出することで、本来の重量計測用のロードセルの検出出力から床振動成分を除去して計量値を補正するために用いられる。  The load cell 1 of this embodiment is installed close to a place where a load cell for weight measurement is installed in a weighing device that measures the weight of an object to be weighed, and detects vibration at that place, so-called floor vibration, It is used to correct the measurement value by removing the floor vibration component from the detection output of the original load cell for weight measurement.

ロードセル1は、振動の計測箇所に固定される固定ブロック2と、変位可能な可動ブロック5と、両ブロック2,5の上部および下部をそれぞれ連結する上ビームおよび下ビームとしての上下一対の弾性ビーム3と、各弾性ビーム3の前後方向(図2及び図3の左右方向)の二箇所にそれぞれ貼り付けられた歪検出素子としてのストレインゲージ4と、ビーム固定用の押圧部材としての上下各一対の押圧板6,7と、可動ブロック5に連結されたウエイト部品8とを備える組立て型のロバーバル機構で構成されている。   The load cell 1 includes a fixed block 2 fixed at a vibration measurement location, a movable block 5 that can be displaced, and a pair of upper and lower elastic beams as upper and lower beams that connect the upper and lower portions of both blocks 2 and 5 respectively. 3, a strain gauge 4 as a strain detection element affixed to two locations in the front-rear direction (the left-right direction in FIGS. 2 and 3) of each elastic beam 3, and a pair of upper and lower as a beam fixing pressing member The pressing plates 6 and 7 and a weight part 8 connected to the movable block 5 are configured as an assembly-type Roverval mechanism.

前記固定ブロック2は、直方体状に切削された金属ブロック体からなり、その上下面は、ビーム取付け面として各弾性ビーム3の各一端部をそれぞれ連結するための二つの取付け孔10が前後方向に沿って間隔をあけてそれぞれ形成されている。固定ブロック2の前面には、該固定ブロック2を計測箇所に締付け固定するための二つの取付け孔9が上下方向に沿って間隔をあけてそれぞれ形成されている。   The fixed block 2 is formed of a metal block body cut into a rectangular parallelepiped shape, and two mounting holes 10 for connecting each one end of each elastic beam 3 as a beam mounting surface on the upper and lower surfaces thereof in the front-rear direction. Each is formed at intervals along the same. On the front surface of the fixed block 2, two mounting holes 9 for fastening and fixing the fixed block 2 to the measurement location are formed at intervals along the vertical direction.

前記可動ブロック5も、直方体状に切削された金属ブロック体からなり、その上下面は、ビーム取付け面として各弾性ビーム3の各他端部をそれぞれ連結するための二つの取付け孔12が左右方向に沿って間隔をあけてそれぞれ形成されている。また、可動ブロック5の前面には、ウエイト部品8を連結するための前後に貫通する二つのウエイト取付け孔14が上下方向に沿って間隔をあけてそれぞれ形成されている。   The movable block 5 is also made of a metal block body cut into a rectangular parallelepiped shape, and the upper and lower surfaces thereof have two mounting holes 12 for connecting the other end portions of the elastic beams 3 as beam mounting surfaces. Are formed at intervals along each other. In addition, two weight attachment holes 14 penetrating in the front-rear direction for connecting the weight component 8 are formed on the front surface of the movable block 5 at intervals along the vertical direction.

平行な上下一対の弾性ビーム3は、板バネ材などの金属、例えば、アルミニウム製の薄板材を打抜きプレス加工して形成されたものであり、同一仕様のものが表裏反転して各ブロック2,5に装着される。   The pair of parallel upper and lower elastic beams 3 are formed by punching and pressing a metal such as a leaf spring material, for example, a thin plate material made of aluminum, 5 is attached.

各弾性ビーム3は、撓み変形可能な弾性を有する薄板材からなると共に、固定ブロック2と可動ブロック5との間に、前後一対の起歪部3aが所定の前後スパンをもってくびれ形成されると共に、両起歪部3aの間においてはビームの両側辺からリブ3bがそれぞれ折り曲げ突設され、両起歪部3aの間におけるビーム部分の剛性を高めて変形を抑制することで起歪部3aに撓み変形が集中されるようになっている。上側の弾性ビーム3のリブ3bは、上方へ、下側の弾性ビーム3のリブ3bは、下方へそれぞれ突出するように各ブロック2,5にそれぞれ連結される。これによって、各リブ3bが、上下の弾性ビーム3間の空間へのウエイト部品8の取付けの邪魔にならないようにしている。   Each elastic beam 3 is made of a thin plate material having elasticity that can be bent and deformed, and a pair of front and rear strain generating portions 3a are constricted between the fixed block 2 and the movable block 5 with a predetermined front and rear span, The ribs 3b are bent and protruded from both sides of the beam between the two strain-generating portions 3a. The rigidity of the beam portion between the two strain-generating portions 3a is increased to suppress deformation and bend to the strain-generating portion 3a. Deformation is concentrated. The ribs 3b of the upper elastic beam 3 are connected to the blocks 2 and 5 so as to protrude upward, and the ribs 3b of the lower elastic beam 3 protrude downward. This prevents each rib 3b from interfering with the attachment of the weight component 8 to the space between the upper and lower elastic beams 3.

また、前記ストレインゲージ4は、起歪部3aの表面に貼付け固定され、起歪部3aに生じる歪が電気抵抗値の変動に変換される。このようにストレインゲージ4は、弾性ビーム3を構成する薄板材に貼付ければよく、一体型のロードセルのように、その上面および下面にストレインゲージをそれぞれ貼付ける必要がなく、貼付け作業が容易となる。   The strain gauge 4 is attached and fixed to the surface of the strain generating portion 3a, and the strain generated in the strain generating portion 3a is converted into a change in electric resistance value. In this way, the strain gauge 4 only needs to be attached to the thin plate material constituting the elastic beam 3, and it is not necessary to attach the strain gauges to the upper surface and the lower surface as in the case of an integrated load cell. Become.

各弾性ビーム3の一端部は、該一端部が連結される固定ブロック2の上下面に対応して前後方向に長く形成されると共に、固定ブロック2の二つの取付け孔10に取付けられるボルト11がそれぞれ挿通する二つの挿通孔20を有している。各弾性ビーム3の他端部は、該他端部が連結される可動ブロック5の上下面にそれぞれ対応して左右方向に長く形成されると共に、可動ブロック5の二つの取付け孔12に取付けられるボルト13がそれぞれ挿通する二つの挿通孔21を有している。   One end of each elastic beam 3 is formed long in the front-rear direction corresponding to the upper and lower surfaces of the fixed block 2 to which the one end is connected, and bolts 11 attached to the two mounting holes 10 of the fixed block 2 are provided. Each of the two insertion holes 20 is inserted. The other end of each elastic beam 3 is formed to be elongated in the left-right direction corresponding to the upper and lower surfaces of the movable block 5 to which the other end is connected, and is attached to the two attachment holes 12 of the movable block 5. There are two insertion holes 21 through which the bolts 13 are inserted.

上下の各弾性ビーム3の各一端部を、固定ブロック2の上下面に対してそれぞれ押圧挟持する上下一対の押圧板6は、固定ブロック2の上下面に対応した矩形板状の側部からウエイト部品8側へ向けてアーム部6aが、延出され、その延出端部にナット22を介してねじ込み装着したストッパ16がウエイト部品8の上面および下面に所定の間隙をもってそれぞれ対向するように配備される。押圧板6は、固定ブロック2の上下面の二つの取付け孔10に取付けられるボルト11が挿通する二つの挿通孔23を有している。   A pair of upper and lower pressing plates 6 that press and hold one end of each of the upper and lower elastic beams 3 against the upper and lower surfaces of the fixed block 2 are weighted from the rectangular plate-shaped side portions corresponding to the upper and lower surfaces of the fixed block 2. The arm portion 6a is extended toward the component 8 side, and the stopper 16 screwed and attached to the extended end portion via the nut 22 is disposed so as to face the upper surface and the lower surface of the weight component 8 with a predetermined gap, respectively. Is done. The pressing plate 6 has two insertion holes 23 through which the bolts 11 attached to the two attachment holes 10 on the upper and lower surfaces of the fixed block 2 are inserted.

上下の各弾性ビーム3の各他端部を、可動ブロック5の上下面に対してそれぞれ押圧挟持する上下一対の押圧部材7は、可動ブロック5の上下面に対応した矩形板状であって、可動ブロック5の上下面の二つの取付け孔12に取付けられるボルト13が挿通する二つの挿通孔24を有している。   The pair of upper and lower pressing members 7 that press and hold the other end portions of the upper and lower elastic beams 3 against the upper and lower surfaces of the movable block 5 are rectangular plate shapes corresponding to the upper and lower surfaces of the movable block 5, respectively. There are two insertion holes 24 through which bolts 13 attached to the two attachment holes 12 on the upper and lower surfaces of the movable block 5 are inserted.

ウエイト部品8は、上述の計量装置の重量計測用のロードセルの固有振動数に合わせて振動検出用のロードセル1における可動部分の重量調整を行うものであり、所望の重量となるように直方体形に切削された金属ブロック体からなる。このウエイト部品8は、固定ブロック2と可動ブロック5との間に形成された空間スペースに挿入され、ウエイト取付け孔14に挿通したボルト15によって可動ブロック5の背面に締め付け固定される。   The weight component 8 adjusts the weight of the movable part in the load cell 1 for vibration detection in accordance with the natural frequency of the load cell for weight measurement of the weighing device described above, and has a rectangular parallelepiped shape so as to obtain a desired weight. It consists of a cut metal block. The weight component 8 is inserted into a space formed between the fixed block 2 and the movable block 5, and is fastened and fixed to the back surface of the movable block 5 by a bolt 15 inserted through the weight mounting hole 14.

この実施形態のロードセル1では、上下の各弾性ビーム3の一端部を、固定ブロック2の上下面と各押圧板6の押圧面とでそれらの端縁を揃えた状態で挟持してボルト11で締付け固定する一方、各弾性ビーム3の他端部を、可動ブロック5の上下面と各押圧板7の押圧面とでそれらの端縁を揃えた状態で挟持してボルト13で締付け固定するので、負荷を受けて各弾性ビーム3が撓み変形する際に、固定ブロック2および可動ブロック5の上面または下面から浮き上がり変形するのが押圧板6,7によって阻止され、固定ブロック2および可動ブロック5の各弾性ビーム3に対する支点の位置が不変となり、図3に示されるように起歪部間の距離Dが一定となり、計測精度の低下を防止することができる。   In the load cell 1 of this embodiment, one end portion of each of the upper and lower elastic beams 3 is sandwiched between the upper and lower surfaces of the fixed block 2 and the pressing surface of each pressing plate 6 with their edges aligned, and the bolt 11 On the other hand, the other end of each elastic beam 3 is clamped and fixed with bolts 13 while the other edges of each elastic beam 3 are sandwiched between the upper and lower surfaces of the movable block 5 and the pressing surface of each pressing plate 7 with their edges aligned. When the elastic beams 3 are bent and deformed under load, the pressing plates 6 and 7 prevent the elastic blocks 3 from being lifted and deformed from the upper or lower surfaces of the fixed block 2 and the movable block 5. The position of the fulcrum with respect to each elastic beam 3 remains unchanged, and the distance D between the strain-generating portions is constant as shown in FIG.

しかも、この実施形態では、固定ブロック2を剛性の大きいブラケット等を介して計測箇所にボルト締め固定し、ロードセル1に作用する振動によって弾性ビーム3が上下への撓み変形することで、4個のストレインゲージ4をブリッジ接続した演算回路からの出力が変動し、その出力から計測箇所に加わった振動を検出することができる。   In addition, in this embodiment, the fixing block 2 is bolted and fixed to a measurement location via a rigid bracket or the like, and the elastic beam 3 is bent up and down by vibrations acting on the load cell 1, so that four pieces are deformed. The output from the arithmetic circuit to which the strain gauge 4 is bridge-connected varies, and the vibration applied to the measurement location can be detected from the output.

更に、この実施形態では、固定ブロック2にボルト11によって締付け固定される押圧板6のアーム部6aには、ストッパ16が設けられているので、このストッパ16によってウエイト部品8の上方および下方への変位限界を当接規制することができ、これによって、弾性ビーム3の変形量を制限して、過負荷によって弾性ビーム3やストレインゲージ4が損傷するのを回避することができる。しかも、ストッパ16は、弾性ビーム3を押圧するための押圧板6に設けられると共に、重量を調整するウエイト部品8との当接によって変位を規制するので、過負荷による弾性ビーム3の変形量を制限して保護する過負荷保護装置を構成する部品として、押圧板6及びウエイト部品8を兼用することになり、専用の部品を設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。   Further, in this embodiment, since the arm portion 6a of the pressing plate 6 fastened and fixed to the fixing block 2 by the bolt 11 is provided with a stopper 16, the stopper 16 moves the weight component 8 upward and downward. The contact limit of the displacement can be restricted, whereby the deformation amount of the elastic beam 3 can be limited to prevent the elastic beam 3 and the strain gauge 4 from being damaged by overload. In addition, the stopper 16 is provided on the pressing plate 6 for pressing the elastic beam 3 and restricts displacement by contact with the weight component 8 that adjusts the weight, so that the deformation amount of the elastic beam 3 due to overload is reduced. As the parts constituting the overload protection device that restricts and protects, the pressing plate 6 and the weight part 8 are used together, and it is not necessary to provide a dedicated part, and the number of parts can be reduced.

(実施形態2)
図6は本発明の他の実施形態の斜視図であり、図7はその平面図であり、図8はその側面図であり、上述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)
FIG. 6 is a perspective view of another embodiment of the present invention, FIG. 7 is a plan view thereof, FIG. 8 is a side view thereof, and portions corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. Attached.

この実施形態のロードセル1では、固定ブロック2と可動ブロック5とを共用可能な同一仕様に形成することで、弾性ビーム3を前後および左右に対称な形状のものにすることができ、取付け時における部品の方向性がなく、組付け作業性が高まる。また、固定ブロック2と可動ブロック5とを同一仕様に形成することで、前後の押圧板6,7も共用可能な同一仕様のものにすることができ、部品の種類を少なくして加工コストを低減するのに有効となる。   In the load cell 1 of this embodiment, by forming the fixed block 2 and the movable block 5 to have the same specifications that can be shared, the elastic beam 3 can be shaped symmetrically in the front-rear and left-right directions. There is no directionality of parts, and assembly workability is improved. Further, by forming the fixed block 2 and the movable block 5 to the same specification, the front and rear pressing plates 6 and 7 can be made to have the same specification, and the number of parts can be reduced to reduce the processing cost. Effective to reduce.

なお、図示しないが、この場合も、固定側の押圧板6にストッパ16を設けてウエイト部品8に対向させることで、過負荷に対する耐久性を高めることができる。   Although not shown, in this case as well, durability against overload can be enhanced by providing a stopper 16 on the pressing plate 6 on the fixed side and facing the weight component 8.

参考例
図9は本発明の参考例の斜視図であり、図10はその平面図であり、図11はその側面図であり、上述の実施形態に対応する部分には、同一の参照符号を付す。
( Reference example )
9 is a perspective view of a reference example of the present invention, FIG. 10 is a plan view thereof, FIG. 11 is a side view thereof, and portions corresponding to the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.

この参考例のロードセル1では、その可動部分の重量が、ウエイト部品8を設けることなく、上述の計量装置の荷重計測用のロードセルの固有振動数に見合った重量となっているので、ウエイト部品8を省略している。 In the load cell 1 of this reference example , the weight of the movable part is a weight corresponding to the natural frequency of the load cell for load measurement of the weighing device described above without providing the weight component 8. Is omitted.

この参考例では、固定ブロック2と可動ブロック5と上下の各弾性ビーム3とによって囲まれる空間には、ウエイト部品8等の部品を設けていないので、上側の弾性ビーム3のリブ3bは、下方へ、下側の弾性ビーム3のリブ3bは、上方へ突出させている。 In this reference example , since the parts such as the weight parts 8 are not provided in the space surrounded by the fixed block 2, the movable block 5, and the upper and lower elastic beams 3, the rib 3b of the upper elastic beam 3 The rib 3b of the lower elastic beam 3 protrudes upward.

なお、他の実施形態として、固定ブロック2と可動ブロック5と上下の各弾性ビーム3とによって囲まれた空間に、A/D変換回路などの回路部品等を設け、ロードセルを用いたセンサ全体のコンパクト化を図ることもできる。この場合、自由状態における可動系の重心位置が起歪部間の中心に近づくように回路部品等を可動ブロック5側に装着することで、モーメント誤差を少なくして計測誤差を低減することができる。   As another embodiment, circuit parts such as an A / D conversion circuit are provided in a space surrounded by the fixed block 2, the movable block 5, and the upper and lower elastic beams 3, and the entire sensor using a load cell is provided. It can also be made compact. In this case, by mounting circuit components or the like on the movable block 5 side so that the center of gravity of the movable system in the free state approaches the center between the strain generating portions, the moment error can be reduced and the measurement error can be reduced. .

(その他の実施形態)
上述の各実施形態では、上下の両弾性ビーム3にストレインゲージ4をそれぞれ取付けたけれども、本発明の他の実施形態として、いずれか一方の弾性ビーム3のみにスレインゲージ4を取付けてもよい。
(Other embodiments)
In each of the above-described embodiments, the strain gauges 4 are attached to the upper and lower elastic beams 3, respectively. However, as another embodiment of the present invention, the strain gauges 4 may be attached to only one of the elastic beams 3.

上述の各実施形態では薄板材からなる弾性ビーム3の撓み変形をストレインゲージ4で直接に検出するようにしているが、他の参考例として、弾性ビーム3の撓み変形を可動ブロック5の変位として検出する形態とすることもできる。例えば、図12の参考例に示すように、固定ブロック2に取付け部27を介して固定電極板25を取付ける一方、この固定電極25に対向するように取付け部28を介して可動ブロック5に可動電極板26を取付け、可動ブロック5の変位を両電極板25,26の間の静電容量変化として検出することも可能である。 In each of the above-described embodiments, the deformation deformation of the elastic beam 3 made of a thin plate material is directly detected by the strain gauge 4. However, as another reference example, the deformation deformation of the elastic beam 3 is used as the displacement of the movable block 5. It can also be set as the form to detect. For example, as shown in the reference example of FIG. 12 , the fixed electrode plate 25 is attached to the fixed block 2 via the attachment portion 27, while the movable block 5 is movable via the attachment portion 28 so as to face the fixed electrode 25. It is also possible to attach the electrode plate 26 and detect the displacement of the movable block 5 as a change in capacitance between the electrode plates 25 and 26.

2 固定ブロック
3 弾性ビーム
3a 起歪部
3b リブ
4 ストレインゲージ
5 可動ブロック
6,7 押圧板
8 ウエイト部品
16 ストッパ
2 Fixed Block 3 Elastic Beam 3a Straining Section 3b Rib 4 Strain Gauge 5 Movable Block 6, 7 Pressing Plate 8 Weight Part 16 Stopper

Claims (3)

固定ブロックと、変位可能な可動ブロックと、前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの上部を連結する上ビームと、前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの下部を連結する下ビームとを備えるロードセルであって、
前記上ビームの両端部を、前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの各上面に対して各押圧部材の押圧面によってそれぞれ押圧挟持して前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの上部を連結する一方、
前記下ビームの両端部を、前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの各下面に対して各押圧部材の押圧面によってそれぞれ押圧挟持して前記固定ブロックおよび前記可動ブロックの下部を連結し、
前記上ビームおよび前記下ビームは、撓み変形可能な弾性を有する薄板材からなると共に、一対の起歪部をそれぞれ有し、
前記上ビームおよび前記下ビームの少なくともいずれか一方のビームの前記起歪部には、歪検出素子が取付けられ、
前記各押圧部材は、前記固定ブロックまたは前記可動ブロックの上面または下面に締付け固定される板材からなり、
前記上ビームの前記一対の起歪部の間には、リブが上方へ折り曲げ突設され、前記下ビームの前記一対の起歪部の間には、リブが下方へ折り曲げ突設され、
前記固定ブロックと前記可動ブロックと前記上下の両ビームとによって囲まれた空間内に部品を設ける、
ことを特徴とするロードセル。
A load cell comprising: a fixed block; a movable block that can be displaced; an upper beam that connects the fixed block and an upper part of the movable block; and a lower beam that connects the lower part of the fixed block and the movable block;
While the both ends of the upper beam are pressed and clamped by the pressing surfaces of the pressing members against the upper surfaces of the fixed block and the movable block, respectively, the upper portion of the fixed block and the movable block is connected,
Both ends of the lower beam are pressed and clamped by the pressing surfaces of the pressing members to the lower surfaces of the fixed block and the movable block, respectively, and the lower portions of the fixed block and the movable block are connected ,
The upper beam and the lower beam are each made of a thin plate material having elasticity that can be bent and deformed, and each has a pair of strain-generating portions,
A strain detecting element is attached to the strain generating portion of at least one of the upper beam and the lower beam,
Each pressing member is made of a plate material fastened and fixed to the upper surface or the lower surface of the fixed block or the movable block,
Between the pair of strain-generating portions of the upper beam, ribs are bent and projected upward, and between the pair of strain-induced portions of the lower beam, ribs are bent and projected downward,
A component is provided in a space surrounded by the fixed block, the movable block, and the upper and lower beams.
A load cell characterized by that.
前記部品がウエイト部品であり、該ウエイト部品を前記可動ブロックに連結する、
請求項1に記載のロードセル。
The part is a weight part, and the weight part is coupled to the movable block;
The load cell according to claim 1.
前記固定ブロックが、計測箇所に固定され、前記計測箇所の振動を検出する、
請求項に記載のロードセル。
The fixed block is fixed to a measurement location and detects vibration of the measurement location;
The load cell according to claim 2 .
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