JP5840430B2 - ロードセルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、台秤、計量タンク、計量ホッパ等の各種計量装置に用いられるロードセルに関し、更に詳しくは、過負荷による破損を防ぐ過負荷防止機構を備えたロードセルおよびその製造方法に関する。

かかる過負荷防止機構を備えるロードセルとして、例えば、ロバーバル型のロードセルにおいて、固定部から延長形成した過荷重防止用凸部に対して、可動部側に形成した螺子孔にボルトをねじこみ、ボルトの先端と前記過荷重防止用凸部との当接によって変位を規制して過剰な負荷がかからないようにしたもの（特許文献１参照）、あるいは、ロードセルの起歪体自体に、可動部の変位を規制するストッパとなる隙間を一体に形成したもの（特許文献２参照）、更に、円柱状のストッパ部材の一端を、ロバーバル型のロードセルの固定部側に固定する一方、他端を、可動部側に形成された円形孔に、該円形孔の内周面との間に隙間が生じるように挿入し、ストッパ部材の外周面と前記円形孔の内周面との当接によって変位を規制して過剰な負荷がかからないようにしたもの（特許文献３参照）などがある。

実公昭６１−３９９４６号公報 特開２００３−２４７８８６号公報 特開２０１０−２４９７３１号公報

近年、ロードセルを用いた計量装置では、計量時間の短縮の要請が高まっており、応答性の良いロードセルが求められている。ロードセルの応答性を良くするためには、ロードセルの固有振動周期を短くする必要があり、したがって、ロードセルの固有振動数ｆを高める必要がある。

ここで、ロードセルに負荷される荷重をＦ、荷重Ｆが負荷された可動部の変位量をδ、ロードセルの質量をＭ、ロードセルのバネ定数をｋとすると、次の関係式で表される。

ｋ＝Ｆ／δ …（１）
ｆ＝（１／２π）√（ｋ／Ｍ） …（２）
（２）式に（１）式を代入すると、
ｆ＝（１／２π）√[Ｆ／（δ・Ｍ）]となる。

ロードセルの質量Ｍは一定であり、荷重Ｆに対して、固有振動数ｆを高めるには、変位量δ（撓み量）を小さくすればよいが、撓み量を小さくすると、その撓み量を規制するための上述の過負荷防止機構における隙間も小さくする必要がある。

上述の特許文献１は、過荷重防止用凸部に対するボルトの突出量を調整して隙間を設定するものであり、例えば、０．６ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の従来の撓み量の場合には、手作業によって前記隙間を調整することも可能であるが、応答性の良いロードセルに要求される撓み量、例えば、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度の撓み量の場合には、手作業によって前記隙間を調整するのは、極めて困難である。

また、上述の特許文献２では、ロードセルの起歪体自体に隙間を形成するのであるが、応答性の良いロードセルに要求されるような微小な隙間を形成するのは容易でなく、特に、起歪体の厚みが２０ｍｍ、３０ｍｍと厚くなってくると、一層困難となる。

また、上述の特許文献３は、円柱状のストッパ部材の外周面と円形孔の内周面とによって隙間を形成するのであるが、円柱状のストッパ部材および円形孔の機械加工の誤差によって、前記隙間にばらつきが生じ、また、前記隙間が均等になるように、ストッパ部材をロードセルに組み付けるのは容易でなく、応答性の良いロードセルに要求されるような微小な隙間の場合に適用するのは困難である。

本発明は、上述のような実情に着目してなされたものであって、過負荷防止のための微小な隙間を有するロードセルを低いコストで提供できるようにすることを目的とする。

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。

（１）本発明のロードセルは、固定部と、変位可能な可動部と、前記固定部および前記可動部の上部を連結する上ビーム部と、前記固定部および前記可動部の下部を連結する下ビーム部とを有するロードセル本体と、
該ロードセル本体に取付けられて前記可動部の変位を規制するストッパとを備えるロードセルであって、
前記ロードセル本体は、前記固定部、前記可動部、前記上ビーム部及び前記下ビーム部が、同一のブロック素材からなり、
前記ストッパは、前記可動部に取付けられて該可動部に連動して変位する変位部材と、前記固定部に取付けられて前記変位部材に当接してその変位を規制する規制部材とを備え、
前記変位部材および前記規制部材は、互い対向する対向面をそれぞれ有し、両対向面によって、前記変位部材の変位を規制するストッパ用隙間が形成される。

本発明のロードセルによると、ロードセル本体の可動部に過大な荷重が作用すると、可動部に連動するストッパの変位部材が変位して、ストッパ用隙間を構成する規制部材の対向面に当接して、その変位が規制されるので、過負荷によるロードセル本体の破損を防止することができる。

また、ストッパは、ロードセル本体とは別部材であるので、ストッパに、例えば、ワイヤーカット放電加工またはレーザ加工などの精密機械加工によって、微小なストッパ用隙間を形成し、このストッパ用隙間を形成したストッパを、ロードセル本体に取付けることができる。

したがって、厚みのあるロードセル本体に、精密機械加工によって、微小なストッパ用隙間を形成する場合に比べて、加工時間を短縮することができ、コストを低減することができる。

更に、ストッパは、該ストッパを形成するための素材を、変位部材と規制部材とに部分的に分断すると共に、ストッパ用隙間を形成し、変位部材と規制部材とが完全に分断されていない半製品状態のストッパを、ロードセル本体に取付け、その後、変位部材と規制部材とに完全に分断してストッパとするといったことが可能となる。

このように、ストッパ用隙間が形成され、変位部材と規制部材とが完全に分断されていない半製品状態のストッパを、ロードセル本体に取付けるので、ストッパ用隙間を、安定に保持したままロードセル本体に取付けることができ、ストッパ用隙間の調整が不要となる。

（２）本発明のロードセルの好ましい実施態様では、前記変位部材および前記規制部材は、互いに対向する前記対向面をそれぞれ二組有し、一方の組の両対向面によって形成されるストッパ用隙間と他方の組の両対向面によって形成されるストッパ用隙間とは、規制する前記変位部材の変位方向が逆である。

この実施態様によると、互いに逆方向の変位を規制する二つのストッパ用隙間を備えているので、可動部への被計量物の荷重の作用方向およびその反対方向の変位をそれぞれ規制することができる。

（３）本発明のロードセルの別の実施態様では、前記変位部材は、前記固定部材側へ向って延びる延長部を有し、前記規制部材は、前記変位部材側へ向って延びる延長部を有し、前記各延長部の上面または下面が、互いに対向する前記対向面となる。

この実施態様によると、変位部材の延長部の例えば下面と、固定部材の延長部の例えば上面とを、互いに対向する対向面とし、両対向面によってストッパ用隙間を形成することができる。

（４）本発明のロードセルの製造方法は、固定部と、変位可能な可動部と、前記固定部および前記可動部の上部を連結する上ビーム部と、前記固定部および前記可動部の下部を連結する下ビーム部とを有するロードセル本体と、
前記ロードセル本体の前記可動部に取付けられて該可動部に連動して変位する変位部材と、前記ロードセル本体の前記固定部に取付けられて前記変位部材に当接してその変位を規制する規制部材とを有するストッパとを備えるロードセルの製造方法であって、
前記ロードセル本体を製造する第１工程と、
前記ストッパを形成するための素材を、前記変位部材と前記規制部材とに部分的に分断して、前記変位部材と前記規制部材との間に、前記変位部材の変位を規制するストッパ用隙間を、ワイヤーカット放電加工またはレーザ加工によって形成する第２工程と、
前記ストッパ用隙間を形成した前記素材を、前記ロードセル本体に取付ける第３工程と、
前記ロードセル本体に取付けた前記素材を、前記変位部材と前記規制部材とに完全に分断して前記ストッパとする第４工程と、
を含むものである。

本発明のロードセルの製造方法によると、第１工程でロードセル本体を製造し、第２工程で素材を変位部材と規制部材とに部分的に分断して、両部材間に、ストッパ用隙間を形成し、第３工程でロードセル本体に、変位部材と規制部材とが完全に分断されていない半製品状態のストッパを取付け、第４工程でロードセル本体に取付けた半製品状態のストッパを、変位部材と前記規制部材とに完全に分断してストッパとするので、ロードセル本体を製造するための加工と、ストッパを製造するための加工とを個別に並行して行うことができる。

しかも、第２工程では、ワイヤーカット放電加工またはレーザ加工によってストッパ用隙間を形成するので、微小なストッパ用隙間を形成することができ、微小な隙間が要求される、撓み量が小さく、応答性の良いロードセルとして好適である。

また、厚みのあるロードセル本体自体に、ストッパ用隙間を形成する場合に比べて、加工時間を短縮してコストを低減することができる。

更に、第２工程では、ストッパを形成するための素材を、変位部材と規制部材とに部分的に分断してストッパ用隙間を形成した半製品の状態であり、変位部材と規制部材とは、完全に分断されておらず、連続しているので、第３工程では、ストッパ用隙間を安定に保持した状態で、ロードセル本体に取付けることができ、ロードセル本体に取付けた後に、ストッパ用隙間を調整する必要がない。

（５）本発明のロードセルの製造方法の他の実施態様では、前記ストッパを形成するための前記素材には、該素材を、前記変位部材と前記規制部材とに部分的に分断すると共に、前記第２工程で形成される前記ストッパ用隙間に連なる、切欠きおよび貫通孔の少なくともいずれか一方が予め形成されている。

この実施態様によると、ストッパを形成するための素材には、予め、変位部材と規制部材とに部分的に分断されているので、第２工程では、ワイヤーカット放電加工またはレーザ加工によってストッパ用隙間のみを形成すればよく、加工時間を短縮してコストを低減することができる。

しかも、ロードセル本体に取付けた素材を、変位部材と規制部材とに完全に分断してストッパとする第４工程では、ストッパ用隙間に連なる切欠きや貫通孔に連なるように分断すればよく、分断の際の応力などが、切欠きや貫通孔で緩和され、ストッパ用隙間へ影響することがない。

このように本発明のロードセルによれば、ロードセル本体の可動部に過大な荷重が作用すると、可動部に連動するストッパの変位部材が変位して、ストッパ用隙間を構成する規制部材の対向面に当接して、その変位が規制されるので、過負荷によるロードセル本体の破損を防止することができる。

また、ストッパは、ロードセル本体とは別部材であるので、ストッパを形成するための素材を、変位部材と規制部材とに部分的に分断すると共に、ストッパ用隙間を形成し、変位部材と規制部材とが完全に分断されていない半製品状態のストッパを、ロードセル本体に取付け、その後、変位部材と規制部材とに完全に分断してストッパとするといったことが可能となる。ストッパ用隙間は、例えば、ワイヤーカット放電加工またはレーザ加工などの精密機械加工によって、微小な隙間を形成することができるので、微小な隙間が要求される、撓み量が小さく、応答性の良いロードセルとして好適である。

また、厚みのあるロードセル本体自体に、精密機械加工によって、微小なストッパ用隙間を形成する場合に比べて、加工時間を短縮することができ、コストを低減することができる。

本発明のロードセルの製造方法によると、第１工程で製造したロードセル本体に、第２工程で変位部材と規制部材とに部分的に分断して、両部材間に、ストッパ用隙間を形成した半製品状態のストッパを、第３工程で取付け、第４工程でロードセル本体に取付けた半製品状態のストッパを、変位部材と前記規制部材とに完全に分断してストッパとするので、ロードセル本体を製造するための加工と、ストッパを製造するための加工とを個別に並行して行うことができ、しかも、第２工程では、ワイヤーカット放電加工またはレーザ加工によってストッパ用隙間を形成するので、微小なストッパ用隙間を形成することができ、微小な隙間が要求される、撓み量が小さく、応答性の良いロードセルとして好適である。

更に、厚みのあるロードセル本体自体にストッパ用隙間を形成する場合に比べて、加工時間を短縮してコストを低減することができる。

また、第２工程では、ストッパを形成するための素材を、変位部材と規制部材とに部分的に分断してストッパ用隙間を形成した状態であって、変位部材と規制部材とは、完全に分断されておらず、連続しているので、ストッパ用隙間を安定に保持した状態で、ロードセル本体に取付けることができ、ロードセル本体に取付けた後に、ストッパ用隙間を調整する必要がない。

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る。 図２は図１のロードセルの正面図である。 図３は図２のＡ部分の拡大図である。 図４は図１のロードセル本体を示す図である。 図５は図１のストッパの加工工程を説明するための正面図である。 図６は図１のストッパの加工工程を説明するための正面図である。 図７は半製品状態のストッパのロードセル本体への取付けを示す分解斜視図である。 図８は半製品状態のストッパをロードセル本体に取付けた状態を示す正面図である。 図９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。 図１０は図９のロードセルの正面図である。 図１１は図９のストッパの加工工程を説明するための正面図である。 図１２は図９のストッパの加工工程を説明するための正面図である。 図１３は半製品状態のストッパのロードセル本体への取付けを示す分解斜視図である。 図１４は半製品状態のストッパをロードセル本体に取付けた状態を示す正面図である。 図１５は本発明の更に他の実施形態に係るロードセルの斜視図である。 図１６は図１５のロードセルの正面図である。 図１７は図１５のロードセル本体を示す図である。 図１８は図１５のストッパの加工工程を説明するための図である。 図１９は図１５のストッパの加工工程を説明するための図である。 図２０は半製品状態のストッパをロードセル本体に取付けた状態を示す正面図である。

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。

(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、その正面図であり、図３は、図２のＡ部分の拡大図である。

この実施形態のロードセル１は、ロバーバル型のロードセル本体２と、このロードセル本体２の過負荷による破損を防止するためのストッパ３とを備えている。

ロードセル本体２は、アルミニウムや鉄などの金属体から成り、計量装置の基台等のベースに固定される固定部４と、被計量物の荷重を受けて変位する可動部５と、前記両部４，５の上部および下部をそれぞれ連結する上ビーム部６および下ビーム部７と、各ビーム部６，７の左右方向（図２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８とを備えている。

このロードセル本体２は、中空の直方体状に形成されると共に、ストッパ３を取付けるための取付け溝９が、前記ストッパ３の厚みに対応した深さで、左右方向に沿って形成されている。

上下のビーム部６，７は、平行に等しい長さに形成され、その両端部には、上下方向の厚さが薄い左右一対の起歪部（歪発生部）１０が所定の距離をもってそれぞれくびれ形成されており、撓み量を少なくして応答性を良くするために、一対の起歪部（歪発生部）１０間の距離は、比較的短く設定されている。

ストッパ３は、アルミニウムや鉄などの金属板、好ましくは、ロードセル本体２と同じ材質の金属板から成り、このストッパ３は、ロードセル本体２の可動部５側に取付けられて該可動部５に連動して変位する変位部材１１と、固定部４側に取付けられて変位部材１１に当接してその変位を規制する規制部材１２とを備えている。

変位部材１１は、上部が規制部材１２側へ向って延びる延長部１１ａを有しており、規制部材１２は、下部が変位部材１１側へ向って延びる延長部１２ａをそれぞれ有している。

変位部材１１の延長部１１ａの下面と規制部材１２の延長部１２ａの上面とは、互いに対向して左右方向に延びており、その間には、図３の拡大図に示すように、変位部材１１の下方への変位を規制する微小なストッパ用隙間Ｇが形成される。このストッパ用隙間Ｇは、後述のように、ワイヤーカット放電加工によって形成される。

このストッパ用隙間Ｇの固定部４側の端部は、上下方向に延びて規制部材１２と変位部材１１の延長部１１ａとを分離する分離用隙間１３に連なっている。

ストッパ用隙間Ｇの可動部５側の端部は、規制部材１２の延長部１２ａと変位部材１１とを分離する分離用切欠き１４に連なっている。

次に、この実施形態のロードセル１の製造方法について説明する。

この実施形態では、ロードセル本体２の製造とストッパ３の半製品の製造とを個別に行う。

ロードセル本体２の製造は、基本的に従来と同様であって、直方体状の金属ブロック素材の中央部を、大きく切り抜き切削して中空部を形成し、上述の固定部４、可動部５、上下のビーム部６，７および薄肉の起歪部（歪発生部）１０部をそれぞれ形成する。更に、図４の正面図（ａ）および側面図（ｂ）に示すように、ストッパ３を取付けるための浅い矩形断面の取付け溝９を形成すると共に、可動部５及び固定部４にストッパ３の各部材１１，１２を取付けるための取付け孔１５，１６を左右に二つずつ形成する。

一方、ストッパ３は、図５に示すように、矩形板状の素材１７に、固定部４側に取付けるための二つの取付け孔１８と、可動部５側に取付けるための二つの取付け孔１９を形成し、更に、後述のようにストッパ用隙間Ｇの一端が連なると共に、分離用切欠き１４の一部を構成する矩形の貫通孔２０を形成する。

次に、ワイヤーカット放電加工によって、図６に示すように、上下方向に延びる分離用隙間１３を形成し、更に、分離用隙間１３に連続して左右方向に延びるストッパ用隙間Ｇを、前記貫通孔２０に連なるようにＬ字状に形成し、変位部材１１と規制部材１２とに完全に分離されていないストッパ３の半製品状態とする。

ワイヤーカット放電加工は、ワイヤーと加工物との間に放電を生じさせて、その放電により加工を行うものであって、微小な間隔の隙間を容易に形成することができる精密加工である。

このストッパ用隙間Ｇは、応答性の良いロードセルに要求される撓み量、例えば、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度に対応した微小な隙間となっている。

次に、半製品状態のストッパ３、すなわち、変位部材１１と規制部材１２とに分断されていない状態の素材１７を、図７及び図８に示すように、ロードセル本体２の取付け溝９に嵌め込み、固定部４および可動部５にボルト２１，２２によって取付ける。

次に、素材１７を取付けた図８に示すロードセル本体を、図示しない治具に固定し、素材１７の貫通孔２０から素材１７の下面に亘る図２に示される分離用切欠き１４を、エンドミル等を用いた機械加工によって形成し、変位部材１１と規制部材１２とを完全に分断してストッパ３とする。

その後、ストレインゲージ８をロードセル本体２に貼着して図１および図２のロードセル１を得る。

この実施形態のロードセル１では、可動部５に被計量物の荷重が作用すると、可動部５が荷重に応じて撓んでストレインゲージ８に歪みが発生する。４つのストレインゲージ８がホイートストンブリッジ回路を構成するように結線することで、当該ロードセル１を備える計量装置では、前記回路から得られる荷重に応じた電圧信号に基づいて、被計量物の重量値を算出することができる。

ロードセル１の可動部５に大きな荷重が作用すると、可動部５の変位量が大きくなり、この可動部５に取付けられているストッパ３の変位部材１１の変位量も大きくなる。

この変位部材１１の下方への変位が、ストッパ用隙間Ｇ以上になると、変位部材１１の延長部１１ａの下面が、規制部材１２の延長部１２ａの上面に当接し、変位部材１１の変位量、したがって、可動部５の変位量が、ストッパ用隙間Ｇ以下に制限され、過負荷によるロードセル１の破損を防止することができる。

しかも、ストッパ３のストッパ用隙間Ｇは、ワイヤーカット放電加工によって形成されるので、微小な隙間とすることができ、ロードセル１は、撓み量が小さく、固有振動数の高い応答性の良いものとすることができる。これによって、ロードセル１を備える計量装置では、高速計量が可能となる。

また、厚さの薄いストッパ３に、ストッパ用隙間Ｇを形成してロードセル本体２に取付けるようにしているので、例えば、厚さが厚いロードセル本体自体にワイヤーカット放電加工によってストッパ用隙間を形成するのに比べて、加工時間が短縮され、コストを低減することができる。さらに、ロードセル本体２とストッパ３の半製品とを並行して製作できるので、ロードセル１を得るための加工時間を一層短縮することができる。

ストッパ用隙間Ｇが形成されたストッパ３の半製品は、図６に示すように、規制部材１２と変位部材１１とを分離する分離用切欠き１４が形成されていない状態であるので、ストッパ用隙間Ｇを安定に保持したままロードセル本体２に取付けることができる。しかも、ロードセル本体２に取付けたストッパ３の半製品を、規制部材１２と変位部材１１に完全に分離してストッパ３を完成させるための分離用切欠き１４は、半製品に既に形成されている貫通孔２０に連続するように形成すればよく、ストッパ用隙間Ｇに直接連続するように形成する必要がないので、分離用切欠き１４の形成が、ストッパ用隙間Ｇに影響を与えることがない。したがって、ロードセル１のストッパ用隙間Ｇを調整する必要がなく、隙間調整に要する時間が不要となり、コストの低減に有効である。

（実施形態２）
図９は、本発明の他の実施形態のロードセルの斜視図であり、図１０は、その正面図である。

上述の実施形態では、可動部５の下方への変位を規制したけれども、この実施形態では、下方および上方の変位を規制するものである。

この実施形態のロードセル１₁は、上述の実施形態と同様のロードセル本体２と、該ロードセル本体２に取付けられて過負荷による破損を防止するためのストッパ３₁とを備えている。

この実施形態のストッパ３₁は、ロードセル本体２の可動部５側に取付けられて該可動部５に連動して変位する変位部材１１₁と、固定部４側に取付けられて変位部材１１₁に当接してその変位を規制する規制部材１２₁とを備えている。

変位部材１１₁は、上部および下部が規制部材１２側へ向ってそれぞれ延びる上部延長部１１₁ａおよび下部延長部１１₁ｂを有しており、規制部材１２₁は、上下方向の中間部が変位部材１１₁側へ向って延びる延長部１２₁ａを有している。

変位部材１１₁の上部延長部１１₁ａの下面と規制部材１２₁の延長部１２₁ａの上面とは、互いに対向して左右方向に延びており、その間には、上述の実施形態と同様に、変位部材１１₁の下方への変位を規制する微小な第１ストッパ用隙間Ｇ１が形成される。

また、変位部材１１₁の下部延長部１１₁ｂの上面と規制部材１２₁の延長部１２₁ａの下面とは、互いに対向して左右方向に延びており、その間には、変位部材１１₁の上方への変位を規制する微小な第２ストッパ用隙間Ｇ２が形成される。

これらストッパ用隙間Ｇ１，Ｇ２は、ワイヤーカット放電加工によって形成される。

第１ストッパ用隙間Ｇ１の固定部４側の端部は、上下方向に延びて規制部材１２₁と変位部材１１₁の上部延長部１１₁ａとを分離する第１分離用隙間１３₁に連なっている。

第１ストッパ用隙間Ｇ１の可動部５側の端部と第２ストッパ用隙間Ｇ２の可動部５側の端部とは、上下方向に延びて規制部材１２₁の延長部１２₁ａと変位部材１１₁とを分離する第２分離用隙間１３₂に連なっている。

第２ストッパ用隙間Ｇ２の固定部４側の端部は、変位部材１１₁の下部延長部１１₁ｂと規制部材１２₁とを分離する分離用切欠き１４₁に連なっている。

次に、この実施形態のロードセル１₁の製造方法について説明する。

この実施形態では、上述の実施形態と同様に、ロードセル本体２の製造とストッパ３₁の半製品の製造とを個別に行う。

ロードセル本体２の製造は、上述の実施形態と同様である。

一方、ストッパ３₁は、図１１に示すように、矩形板状の素材１７₁に、固定部４側に取付けるための二つの取付け孔１８と、可動部５側に取付けるための二つの取付け孔１９を形成し、更に、後述のように第２ストッパ用隙間Ｇ２の一端が連なると共に、分離用切欠き１４₁の一部を構成する矩形の貫通孔２０₁を形成する。

次に、ワイヤーカット放電加工によって、図１２に示すように、上下方向に延びる第１分離用隙間１３₁を形成し、更に、第１分離用隙間１３₁に連続して左右方向に延びる第１ストッパ用隙間Ｇ１を形成する。更に、第１ストッパ用隙間Ｇ１に連続して上下方向に延びる第２分離用隙間１３₂を形成し、更に、第２分離用隙間１３₂に連続して左右方向に延びる第２ストッパ用隙間Ｇ２を前記貫通孔２０₁に連なるように形成し、変位部材１１₁と規制部材１２₁とに完全に分離されていないストッパ３の半製品状態とする。

次に、この半製品状態のストッパ３₁、すなわち、変位部材１１₁と規制部材１２₁とが分離されていない状態の素材１７₁を、図１３及び図１４に示すように、ロードセル本体２の取付け溝９に嵌め込み、ボルト２１，２２によって取付ける。

次に、素材１７₁を取付けた図１４に示されるロードセル本体２を、図示しない治具に固定し、素材１７₁の貫通孔２０₁から素材１７₁の下面に亘る図１０に示される分離用切欠き１４₁を、エンドミル等を用いた機械加工によって形成し、変位部材１１₁と規制部材１２₁とを完全に分断してストッパ３とする。

その後、ストレインゲージ８をロードセル本体２に貼着して図９および図１０のロードセル１₁を得る。

この実施形態のロードセル１₁では、可動部５に下向きの大きな荷重が作用したときには、上述の実施形態と同様に、変位部材１１₁の下向きの変位が、上部延長部１１₁ａの下面と規制部材１２₁の延長部１２₁ａの上面とによって形成される第１ストッパ用隙間Ｇ１によって規制される一方、可動部５に上向きの大きな荷重が作用したときには、変位部材１１₁の上向きの変位が、下部延長部１１₁ｂの上面と規制部材１２₁の延長部１２₁ａの下面とによって形成される第２ストッパ用隙間Ｇ２によって規制され、過負荷によるロードセル１の破損を防止することができる。

（実施形態３）
図１５は、本発明の更に他の実施形態のロードセルの斜視図であり、図１６は、その正面図である。

この実施形態のロードセル１₂は、ロードセル本体２₁と、該ロードセル本体２₁に取付けられて過負荷による破損を防止するためのストッパ３₂とを備えている。

この実施形態のロードセル本体２₁は、ストッパ３₂の厚みに応じて取付け用溝９₁が深く形成されている以外は、上述の各実施形態と同様である。

この実施形態のストッパ３₂は、ロードセル本体２₁の可動部５側に取付けられて該可動部５に連動して変位する変位部材１１₂と、固定部４側に取付けられて変位部材１１₂に当接してその変位を規制する規制部材１２₂とを備えている。

変位部材１１₂は、上部および下部が規制部材１２側へ向ってそれぞれ延びる上部延長部１１₂ａおよび下部延長部１１₂ｂを有しており、規制部材１２₂は、上下方向の中間部が変位部材１１₂側へ向って延びる延長部１２₂ａを有している。

変位部材１１₂の上部延長部１１₂ａの下面と規制部材１２₂の延長部１２₂ａの上面とは、互いに対向して左右方向に延びており、その間には、上述の実施形態と同様に、変位部材１１₂の下方への変位を規制する微小な第１ストッパ用隙間Ｇ１が形成される。

また、変位部材１１₂の下部延長部１１₂ｂの上面と規制部材１２₂の延長部１２₂ａの下面とは、互いに対向して左右方向に延びており、その間には、変位部材１１₂の上方への変位を規制する微小な第２ストッパ用隙間Ｇ２が形成される。

これらストッパ用隙間Ｇ１，Ｇ２は、ワイヤーカット放電加工によって形成される。

第１ストッパ用隙間Ｇ１の固定部４側の端部は、上下方向に切り欠かれて規制部材１２₂と変位部材１１₂の上部延長部１１₂ａとを分離する第１分離用切欠き２３に連なっている。

第２ストッパ用隙間Ｇ２の固定部４側の端部は、変位部材１１₂の下部延長部１１₂ｂと規制部材１２₂とを分離する第２分離用切欠き２４に連なっている。

第１ストッパ用隙間Ｇ１の可動部５側の端部と第２ストッパ用隙間Ｇ２の可動部５側の端部とは、上下方向に延びて規制部材１２₂の延長部１２₂ａと変位部材１１₂とを分離する分離用貫通孔２５に連なっている。この分離用貫通孔２５は、中央の円形の貫通部分と、この貫通部分の上下からそれぞれ延びる縦長の各貫通部分とを有しており、上下の各貫通部分に、第１，第２ストッパ用隙間Ｇ１，Ｇ２の可動部５側の各端部が連なっている。

次に、この実施形態のロードセル１の製造方法について説明する。

この実施形態では、上述の実施形態と同様に、ロードセル本体２₁の製造とストッパ３₂の半製品の製造とを個別に行う。

ロードセル本体２₁の製造は、図１７の正面図（ａ）および側面図（ｂ）に示すように、ストッパ３₂の取付け溝９₁を深く形成する以外は、上述の各実施形態と同様である。

一方、ストッパ３₂は、図１８の正面図（ａ）および側面図（ｂ）に示すように、直方体状の素材１７₂に、固定部４側に取付けるための二つの取付け孔１８₁と、可動部５側に取付けるための二つの取付け孔１９₁を形成する。また、後述のように各ストッパ用隙間Ｇ１，Ｇ２の各一端がそれぞれ連なる縦長の第１，第２分離用切欠き２３，２４を形成し、更に、各ストッパ用隙間Ｇ１，Ｇ２の各一端がそれぞれ連なると共に、分離用貫通孔２５の一部をそれぞれ構成する縦長の長円形の第１，第２貫通孔２６，２７をそれぞれ形成する。

次に、ワイヤーカット放電加工によって、図１９に示すように、第１分離用切欠き２３と第１貫通孔２６とを繋ぐ第１ストッパ用隙間Ｇ１を左右方向に形成し、第２分離用切欠き２４と第２貫通孔２７とを繋ぐ第２ストッパ用隙間Ｇ２を左右方向に形成する。

次に、ストッパ３₂の半製品、すなわち、変位部材１１₂と規制部材１２₂とが分離されていない状態の素材１７₂を、図２０に示すように、ロードセル本体２の取付け溝９₁に嵌め込み、ボルト２１，２２によって取付ける。

次に、素材１７₂を取付けた図２０に示されるロードセル本体２₁を、図示しない治具に固定し、素材１７₂の第１，第２貫通孔２６，２７に連なるように分離用貫通孔２５を、エンドミル等を用いた機械加工によって形成し、変位部材１１₂と規制部材１２₂とを完全に分断してストッパ３₂とする。

その後、ストレインゲージ８をロードセル本体２₁に貼着して図１５および図１６のロードセル１₂を得る。

この実施形態では、第１，第２ストッパ用隙間Ｇ１，Ｇ２の部分のみをワイヤーカット放電加工によって形成するので、分離用隙間もワイヤーカット放電加工によって形成する実施形態に比べて加工コストを更に低減することができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ボルトによってストッパをロードセル本体に固定的に取付けたけれども、本発明の他の実施形態として、溶接やカシメ等によってストッパをロードセル本体に固定的に取付けるようにしてもよい。

上述の実施形態では、ロードセル本体２，２₁には、ストッパ３，３₁，３₃の厚みに応じた取付け溝９，９₁を形成したけれども、ストッパの厚みが比較的薄い場合には、取付け溝を形成することなく、ロードセル本体に取付けるようにしてもよい。

上述の各実施形態では、ワイヤーカット放電加工によってストッパ用隙間Ｇ，Ｇ１，Ｇ２を形成したけれども、ワイヤーカット放電加工に代えて、レーザ加工によってストッパ用隙間を形成してもよい。

また、分離用の切欠きや貫通孔の形状は、上述の実施形態に限らず、任意に選択することができる。

１，１₁，１₂ ロードセル
２，２₁ ロードセル本体
３，３₁，３₂ ストッパ
４ 固定部
５ 可動部
６ 上ビーム部
７ 下ビーム部
８ ストレインゲージ
９，９₁ 取付け溝
１１，１１₁，１１₂ 変位部材
１２，１２₁，１２₂ 規制部材
Ｇ ストッパ用隙間
Ｇ１ 第１スッパ用隙間
Ｇ２ 第２ストッパ用隙間

Claims (5)

1. 固定部と、変位可能な可動部と、前記固定部および前記可動部の上部を連結する上ビーム部と、前記固定部および前記可動部の下部を連結する下ビーム部とを有するロードセル本体と、
   該ロードセル本体に取付けられて前記可動部の変位を規制するストッパとを備えるロードセルであって、
   前記ロードセル本体は、前記固定部、前記可動部、前記上ビーム部及び前記下ビーム部が、同一のブロック素材からなり、
   前記ストッパは、前記可動部に取付けられて該可動部に連動して変位する変位部材と、前記固定部に取付けられて前記変位部材に当接してその変位を規制する規制部材とを備え、
   前記変位部材および前記規制部材は、互い対向する対向面をそれぞれ有し、両対向面によって、前記変位部材の変位を規制するストッパ用隙間が形成される、
   ことを特徴とするロードセル。
2. 前記変位部材および前記規制部材は、互いに対向する前記対向面をそれぞれ二組有し、一方の組の両対向面によって形成されるストッパ用隙間と他方の組の両対向面によって形成されるストッパ用隙間とは、規制する前記変位部材の変位方向が逆である、
   請求項１に記載のロードセル。
3. 前記変位部材は、前記固定部材側へ向って延びる延長部を有し、
   前記規制部材は、前記変位部材側へ向って延びる延長部を有し、
   前記各延長部の上面または下面が、互いに対向する前記対向面となる、
   請求項１または２に記載のロードセル。
4. 固定部と、変位可能な可動部と、前記固定部および前記可動部の上部を連結する上ビーム部と、前記固定部および前記可動部の下部を連結する下ビーム部とを有するロードセル本体と、
   前記ロードセル本体の前記可動部に取付けられて該可動部に連動して変位する変位部材と、前記ロードセル本体の前記固定部に取付けられて前記変位部材に当接してその変位を規制する規制部材とを有するストッパとを備えるロードセルの製造方法であって、
   前記ロードセル本体を製造する第１工程と、
   前記ストッパを形成するための素材を、前記変位部材と前記規制部材とに部分的に分断して、前記変位部材と前記規制部材との間に、前記変位部材の変位を規制するストッパ用隙間を、ワイヤーカット放電加工またはレーザ加工によって形成する第２工程と、
   前記ストッパ用隙間を形成した前記素材を、前記ロードセル本体に取付ける第３工程と、
   前記ロードセル本体に取付けた前記素材を、前記変位部材と前記規制部材とに完全に分断して前記ストッパとする第４工程と、
   を含むことを特徴とするロードセルの製造方法。
5. 前記ストッパを形成するための前記素材には、該素材を、前記変位部材と前記規制部材とに部分的に分断すると共に、前記第２工程で形成される前記ストッパ用隙間に連なる、切欠きおよび貫通孔の少なくともいずれか一方が予め形成されている、
   請求項４に記載のロードセルの製造方法。

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