JP6558691B2

JP6558691B2 - Load cell

Info

Publication number: JP6558691B2
Application number: JP2015148938A
Authority: JP
Inventors: 靖範丸橋
Original assignee: 日本アドテック株式会社
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2015-07-28
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2035-07-28
Also published as: JP2017032277A

Description

本発明は、ロードセルに関する。詳しくは、本発明は、軸体の周囲に着脱容易に設けられ、軸方向の荷重を検出するロードセルに関する。 The present invention relates to a load cell. Specifically, the present invention relates to a load cell that is easily attached and detached around a shaft body and detects an axial load.

従来、荷重を電気信号に変換するロードセルは、様々な分野において被設置箇所の形態に応じて利用されている。例えば、ボールねじにより直線駆動されるプレス機や射出成型機等において圧力を計測制御するために利用される、円筒状又は環状のロードセル装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１には、荷重を受ける本体部が外円筒部、内円筒部、及び外円筒部と内円筒部とを接続する変位発生部からなり、歪検出部が外円筒部と内円筒部とに固定されているロードセル装置が記載されている。
また、特許文献２には、環状のロードセルであり、片面でスラスト荷重を受圧するロードセル本体と、そのロードセル本体の歪を検出する検出手段を備え、ロードセル本体のもう一方の片面に円周方向に配置された複数の支持部を備え、その支持部を支点としてスラスト荷重に応じて歪む構成のワッシャー型ロードセルが開示されている。 Conventionally, a load cell that converts a load into an electrical signal is used in various fields depending on the form of the installation location. For example, a cylindrical or annular load cell device is known that is used to measure and control pressure in a press machine or injection molding machine that is linearly driven by a ball screw (see, for example, Patent Documents 1 and 2). .
In Patent Document 1, a body portion that receives a load includes an outer cylindrical portion, an inner cylindrical portion, and a displacement generating portion that connects the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion, and the strain detecting portion includes an outer cylindrical portion and an inner cylindrical portion. The load cell device is described in FIG.
Further, Patent Document 2 is an annular load cell, and includes a load cell main body that receives a thrust load on one side, and a detection means that detects distortion of the load cell main body, and is provided on the other side of the load cell main body in a circumferential direction. A washer-type load cell is disclosed that includes a plurality of arranged support portions and is distorted according to a thrust load with the support portions serving as fulcrums.

特開２０１２−６３２６６号公報JP 2012-63266 A 特開２０１２−８８０９１号公報JP 2012-88091 A

しかし、ロードセルが、前記特許文献１に記載されているような円筒状である場合も、前記特許文献２に記載されているような環状である場合も、ボールねじ等の軸体を中心としてロードセルを配設しようとすると、少なくとも軸体の一端側における構造物を全て分解除去する必要がある。ロードセルを取り外したり交換したりする場合も同様である。このため、ロードセルの設置やメンテナンス等に当たって、ロードセルの着脱工程が非常に煩雑となり、多大の手間を要するという問題があった。 However, the load cell has a cylindrical shape as described in Patent Document 1 or an annular shape as described in Patent Document 2, and the load cell is centered on a shaft body such as a ball screw. If it is going to arrange | position, it is necessary to disassemble and remove all the structures in the one end side of a shaft at least. The same applies when the load cell is removed or replaced. For this reason, there has been a problem that the load cell attaching / detaching process becomes very complicated and requires a lot of labor in installing and maintaining the load cell.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、軸体の周囲に着脱容易に設けられ、軸方向の荷重を検出するロードセルを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a load cell that is easily provided around the shaft body and detects a load in the axial direction.

［１］軸体の軸方向に所定間隔を隔てて対向する基体と支持体との間に介装されるロードセルであって、
前記基体に取り付けられる基体接続部と、
前記支持体に取り付けられる支持体接続部と、
前記基体接続部と前記支持体接続部とを連結し、その壁面に歪ゲージが配設された複数の連結体と、
を備え、
前記基体接続部及び前記支持体接続部には、前記基体と前記支持体との間に前記軸体の垂直方向から配設し且つ前記軸体を挿通可能とするように、前記軸体と垂直方向に外周側から開放部が形成され、
４以上の前記連結体が前記軸体の中心を通る前記開放部の中心線を対称軸として線対称となり、前記開放部と隣り合う前記連結体の間の角度が、他の各前記連結体の間の角度よりも大きく、前記他の各前記連結体の間の角度は、前記軸体の中心の周りに等角となるように配設されていることを特徴とするロードセル。
［２］前記基体接続部と前記支持体接続部とは前記軸体の軸方向に対向し、
複数の前記連結体は、前記基体接続部と前記支持体接続部とを前記軸方向に連結する前記［１］に記載のロードセル。
［３］前記軸体の軸を中心とする周方向の前記連結体の面に歪ゲージを備える前記［２］記載のロードセル。
［４］前記基体接続部及び前記支持体接続部は、その一方が他方の内周側に設けられ、
複数の前記連結体は、前記基体接続部と前記支持体接続部とを前記軸体と垂直方向に連結する前記［１］に記載のロードセル。
［５］前記軸体の軸を中心とする周方向の前記連結体の面に歪ゲージを備える前記［４］記載のロードセル。 [1] A load cell interposed between a base body and a support body facing each other at a predetermined interval in the axial direction of the shaft body,
A base connecting part attached to the base;
A support connection part attached to the support;
Connecting the base body connection portion and the support body connection portion, and a plurality of connection bodies in which strain gauges are disposed on the wall surface;
With
The base body connecting portion and the support body connecting portion are disposed perpendicularly to the shaft body so that the shaft body can be inserted between the base body and the support body from the vertical direction of the shaft body. An opening is formed in the direction from the outer periphery side ,
Four or more of the coupling bodies are symmetric with respect to the center line of the opening portion passing through the center of the shaft body, and the angle between the coupling bodies adjacent to the opening portion is the angle of each of the other coupling bodies. The load cell is arranged so that an angle between the other connecting bodies is larger than an angle between them and is equiangular around a center of the shaft body .
[ 2 ] The base body connection portion and the support body connection portion face each other in the axial direction of the shaft body,
The load cell according to [1], wherein the plurality of coupling bodies couple the base body connection portion and the support body connection portion in the axial direction.
[ 3 ] The load cell according to [ 2 ], wherein a strain gauge is provided on a surface of the connecting body in a circumferential direction around the axis of the shaft body.
[ 4 ] One of the base body connection part and the support body connection part is provided on the other inner peripheral side,
The load cell according to [1], wherein the plurality of connecting bodies connect the base body connecting portion and the support body connecting portion in a direction perpendicular to the shaft body.
[ 5 ] The load cell according to [ 4 ], wherein a strain gauge is provided on a surface of the coupling body in a circumferential direction around the axis of the shaft body.

本発明のロードセルによれば、外周側から開放部が形成されているため、軸体を中心に構成される被設置箇所に対して、軸体が挿通可能であるように、軸体の側方（軸体の軸と垂直方向）から着脱することができる。そのため、ロードセルを対象機械に取り付けたり交換したりする場合に、軸体の一端側の構造物を分解して除去する必要がなく、ロードセルの着脱工程を単純化してそれに要する時間を大幅に短縮することができる。また、開放部が形成されているため、ロードセルを軽量化することができる。更に、軸体の全周を囲む円筒状に構成されたロードセルと比較して遜色のない検出精度を得ることができる。 According to the load cell of the present invention, since the open portion is formed from the outer peripheral side, the side of the shaft body can be inserted so that the shaft body can be inserted into the installation place configured around the shaft body. It can be attached and detached from (perpendicular to the axis of the shaft body). Therefore, when attaching or replacing the load cell to the target machine, it is not necessary to disassemble and remove the structure on one end side of the shaft body, simplifying the load cell attaching / detaching process and greatly reducing the time required for it. be able to. Moreover, since the open part is formed, the load cell can be reduced in weight. Furthermore, detection accuracy comparable to that of a load cell configured in a cylindrical shape surrounding the entire circumference of the shaft body can be obtained.

被設置箇所を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a to-be-installed location. 実施例１に係るロードセルを上方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the load cell concerning Example 1 from the upper part. 実施例１に係るロードセルを上方からみた平面図である。It is the top view which looked at the load cell concerning Example 1 from the upper part. 実施例１に係るロードセルを側方からみた側面図である。It is the side view which looked at the load cell concerning Example 1 from the side. 実施例１に係るロードセルを後方からみた背面図である。It is the rear view which looked at the load cell concerning Example 1 from back. 図５におけるＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing in FIG. 実施例に係るロードセルにおける模式的なブリッジ回路図である。It is a typical bridge circuit diagram in the load cell which concerns on an Example. 実施例２に係るロードセルを上方からみた斜視図である。It is the perspective view which looked at the load cell which concerns on Example 2 from upper direction. 実施例２に係るロードセルを上方からみた平面図である。It is the top view which looked at the load cell concerning Example 2 from the upper part. 図９におけるＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing in FIG. 実施例２に係るロードセルを後方からみた背面図である。It is the rear view which looked at the load cell concerning Example 2 from back.

以下、本発明を詳しく説明する。
本実施形態に係るロードセルは、軸体（ｐ）の軸方向（Ｚ方向）に所定間隔を隔てて対向する基体（ｑ）と支持体（ｒ）との間に介装されるロードセル（１）であって、基体（ｑ）に取り付けられる基体接続部（３）と、支持体（ｒ）に取り付けられる支持体接続部（５）と、基体接続部（３）と支持体接続部（５）とを連結し、その壁面に歪ゲージ（７）が配設された複数の連結体（９）と、を備えている。そして、基体接続部（３）及び支持体接続部（５）には、基体（ｑ）と支持体（ｒ）との間に軸体（ｐ）の垂直方向（ＸＹ方向）から配設し且つ軸体（ｐ）を挿通可能とするように、軸体（ｐ）と垂直方向（ＸＹ方向）に外周側から開放部（１１）が形成されていることを特徴とする（例えば、図１、図２、図８等参照）。 The present invention will be described in detail below.
The load cell according to the present embodiment includes a load cell (1) interposed between a base body (q) and a support body (r) facing each other at a predetermined interval in the axial direction (Z direction) of the shaft body (p). A base connecting portion (3) attached to the base (q), a support connecting portion (5) attached to the support (r), a base connecting portion (3) and a support connecting portion (5). And a plurality of coupling bodies (9) having strain gauges (7) disposed on the wall surfaces thereof. The base body connection portion (3) and the support body connection portion (5) are disposed between the base body (q) and the support body (r) from the vertical direction (XY direction) of the shaft body (p) and An opening portion (11) is formed from the outer peripheral side in the direction (XY direction) perpendicular to the shaft body (p) so that the shaft body (p) can be inserted (for example, FIG. 1, (See FIG. 2, FIG. 8, etc.)

本実施形態においては、上記軸体（ｐ）の軸方向をＺ、軸とは垂直方向をＸＹとする（図１参照）。
この軸体（ｐ）の寸法は問わない。軸体（ｐ）は回転軸であってもよいし、回転しない軸体であってもよい。
また、上記基体（ｑ）と上記支持体（ｒ）とは相対的な構造体であって、外部から力（荷重）を受ける側を支持体（ｒ）とする。基体（ｑ）及び支持体（ｒ）は、それぞれ、軸体（ｐ）と固定されていてもよいし、軸体（ｐ）と固定されていなくてもよい。 In the present embodiment, the axial direction of the shaft body (p) is Z, and the direction perpendicular to the axis is XY (see FIG. 1).
The dimension of this shaft body (p) is not limited. The shaft body (p) may be a rotating shaft or a shaft body that does not rotate.
The base (q) and the support (r) are relative structures, and the side that receives a force (load) from the outside is the support (r). Each of the base body (q) and the support (r) may be fixed to the shaft body (p) or may not be fixed to the shaft body (p).

上記基体接続部（３）は基体（ｑ）に、上記支持体接続部（５）は支持体（ｒ）に、それぞれ取り付けられる。取り付け方法は問わず、例えば、相互間をボルトによって締結するための接続孔を、基体接続部（３）及び支持体接続部（５）に設けておくことができる。
基体接続部（３）、支持体接続部（５）及び上記連結体（９）の、それぞれの素材や形成方法、相互の接続方法等は特に問わない。各部の素材は、例えば、全て鋼材とすることができる。鋼材としては、一般構造圧延鋼材や溶接構造用圧延鋼材などの普通鋼、機械構造用炭素鋼や機械構造用合金鋼などの特殊鋼等が挙げられる。
基体接続部（３）、支持体接続部（５）及び連結体（９）は、鋼材を切削等することにより一体成形されていることが好ましい。 The base body connection portion (3) is attached to the base body (q), and the support body connection portion (5) is attached to the support body (r). Regardless of the attachment method, for example, connection holes for fastening them with bolts can be provided in the base body connection part (3) and the support body connection part (5).
The material, the forming method, the mutual connecting method, and the like of the base body connection portion (3), the support body connection portion (5), and the connection body (9) are not particularly limited. The material of each part can be all steel, for example. Examples of the steel material include ordinary steel such as general structural rolled steel and rolled steel for welded structure, special steel such as carbon steel for machine structure and alloy steel for machine structure.
The base body connection portion (3), the support body connection portion (5), and the coupling body (9) are preferably integrally formed by cutting a steel material or the like.

上記連結体（９）は、上記開放部（１１）を除き、軸体（ｐ）を中心とする周上（具体的には、後述するＵ字状の切り欠き部（１３、１５）の円弧部（半円）と同心となる周上）に、等間隔で（すなわち等角で配分される位置に）配置される（例えば、図６、図９等参照）。連結体（９）の配設数は、例えば、４〜１０個（好ましくは４〜８個、より好ましくは４〜６個）とすることができる。特に、この配設数は偶数であることが好ましい。
具体的には、連結体（９）の数を４以上とし、連結体（９）が軸体（ｐ）の断面の中心（開放部１１の円弧部（半円）の中心）（ｏ）を通る開放部（１１）の中心線（Ｌ）を対称軸として線対称となり、開放部（１１）と隣り合う連結体（９ａ、９ｄ）の間の角度が、他の各連結体の間の角度よりも大きく、且つ他の各連結体（９）の間が上記中心（ｏ）の周りに等角となるように配設する（例えば、図６参照）。 The connecting body (9) is formed on the circumference around the shaft body (p) (specifically, arcs of U-shaped notches (13, 15) described later) except for the open part (11). Are arranged at equal intervals (that is, at positions distributed at equal angles) (for example, see FIG. 6, FIG. 9, etc.). The number of the connected bodies (9) can be 4 to 10 (preferably 4 to 8, more preferably 4 to 6), for example. In particular, this number is preferably an even number.
Specifically, the number of the coupling bodies (9) is four or more, and the coupling body (9) defines the center of the cross section of the shaft body (p) (the center of the arc portion (semicircle) of the open portion 11) (o). The center line (L) of the opening part (11) that passes through is symmetrical with respect to the axis of symmetry, and the angle between the connecting part (9a, 9d) adjacent to the opening part (11) is the angle between the other connecting parts. The other connecting bodies (9) are arranged so as to be equiangular around the center (o) (see, for example, FIG. 6).

本実施形態に係るロードセル（１）としては、例えば、上記基体接続部（３）と上記支持体接続部（５）とは上記軸体（ｐ）の軸（Ｚ）方向に対向し、複数の上記連結体（９）は、基体接続部（３）と支持体接続部（５）とを上記軸方向に連結する形態（例えば、図２、図４等参照）を挙げることができる。 As the load cell (1) according to the present embodiment, for example, the base body connection portion (3) and the support body connection portion (5) face each other in the axis (Z) direction of the shaft body (p), The said coupling body (9) can mention the form (for example, refer FIG. 2, FIG. 4, etc.) which couple | bonds a base | substrate connection part (3) and a support body connection part (5) in the said axial direction.

この形態の場合、上記連結体（９）は柱状体となっており、その幅と高さとの比（幅：高さ）が、１：（２〜１０）であることが好ましく、より好ましくは１：（３〜１０）、更に好ましくは１：（４〜１０）である。この比が上記範囲である場合、ロードセルの検出精度をより向上させることができる。
尚、ここでいう「連結体の幅」とは、高さ方向（上記軸方向）の中間部における水平断面の最長部の長さを意味する。
この形態において、軸体（ｐ）の軸を中心とする周方向の連結体（９）の面に歪ゲージ（７）を備えるように構成することができる（図６参照）。この際、連結体（９）の上記周方向の２つの面に、歪ゲージ（７）を設けることが好ましい。 In the case of this form, the connection body (9) is a columnar body, and the ratio of the width to the height (width: height) is preferably 1: (2 to 10), more preferably. 1: (3-10), more preferably 1: (4-10). When this ratio is in the above range, the load cell detection accuracy can be further improved.
Here, the “width of the connecting body” means the length of the longest portion of the horizontal cross section in the intermediate portion in the height direction (the axial direction).
In this form, it can comprise so that a strain gauge (7) may be provided in the surface of the connection body (9) of the circumferential direction centering on the axis | shaft of a shaft body (p) (refer FIG. 6). At this time, it is preferable to provide strain gauges (7) on the two surfaces in the circumferential direction of the coupling body (9).

本実施形態に係るロードセル（１）としては、例えば、上記開放部（１１）は、基体接続部（３）におけるＵ字状の切り欠き部（１３）と、支持体接続部（５）におけるＵ字状の切り欠き部（１５）と、によって形成されている形態（例えば、図２等参照）を挙げることができる。切り欠き部（１３）と切り欠き部（１５）とは、軸体（ｐ）からみて同一方向（Ｘ方向）に形成される。このＵ字状の切り欠き部（１３及び１５）は、円弧部（半円）と直線部とからなり、円弧部は基体接続部（３）及び支持体接続部（５）の外形の同心円となり、且つ円弧部の両端から延びる直線部は平行に形成することができる。
このＵ字状の各切り欠き部からなる開放部（１１）の幅は、軸体（ｐ）の径を超える長さであればよく、軸体（ｐ）との間のクリアランスの大きさは適宜設定されればよい。 As the load cell (1) according to the present embodiment, for example, the open part (11) includes a U-shaped cutout part (13) in the base body connection part (3) and a U part in the support body connection part (5). The form (for example, refer FIG. 2 etc.) formed by the character-shaped notch part (15) can be mentioned. The notch (13) and the notch (15) are formed in the same direction (X direction) as viewed from the shaft (p). This U-shaped notch (13 and 15) is composed of an arc portion (semicircle) and a straight portion, and the arc portion is a concentric circle of the outer shapes of the base body connection portion (3) and the support body connection portion (5). And the linear part extended from the both ends of a circular arc part can be formed in parallel.
The width of the open portion (11) made up of each U-shaped notch may be any length that exceeds the diameter of the shaft body (p), and the clearance between the shaft body (p) is as follows. What is necessary is just to set suitably.

本ロードセル（１）の別の形態として、例えば、上記基体接続部（３）及び上記支持体接続部（５）は、その一方が他方の内周側に設けられ、複数の上記連結体（９）は、基体接続部（３）と支持体接続部（５）とを上記軸体（ｐ）と垂直方向（即ち、軸体の軸方向に垂直な方向）に連結する形態（例えば、図８、図９等参照）を挙げることができる。 As another form of the present load cell (1), for example, one of the base body connection portion (3) and the support body connection portion (5) is provided on the other inner peripheral side, and a plurality of the connection bodies (9 ) Connects the base body connection portion (3) and the support body connection portion (5) in a direction perpendicular to the shaft body (p) (that is, a direction perpendicular to the axial direction of the shaft body) (for example, FIG. 8). , See FIG. 9).

この形態において、軸体（ｐ）の軸を中心とする周方向の連結体（９）の面に歪ゲージ（７）を備えるように構成することができる（図９参照）。この際、連結体（９）の上記周方向の２つの面に、歪ゲージ（７）を設けることが好ましい。 In this form, it can comprise so that a strain gauge (7) may be provided in the surface of the connection body (9) of the circumferential direction centering on the axis | shaft of a shaft body (p) (refer FIG. 9). At this time, it is preferable to provide strain gauges (7) on the two surfaces in the circumferential direction of the coupling body (9).

上記形態において、上記開放部（１１）は、例えば、基体接続部（３）におけるＵ字状の切り欠き部（１３）と、支持体接続部（５）における開口部（１７）と、によって形成されている形態（例えば、図８等参照）を挙げることができる。切り欠き部（１３）と開口部（１７）とは、軸体（ｐ）からみて同一方向（Ｘ方向）に形成される。Ｕ字状の切り欠き部（１３）は、円弧部（半円）と直線部とからなり、円弧部は基体接続部（３）の外形の同心円となり、且つ円弧部の両端から延びる直線部は平行に形成することができる。また、支持体接続部（５）に形成される開口部（１７）は、上記円弧部の直径と等しく（即ち、上記切り欠き部（１３）の直線部の幅と等しく）することができる。
切り欠き部（１３）と開口部（１７）とからなる開放部（１１）の幅は、軸体（ｐ）の径を超える長さであればよく、軸体（ｐ）との間のクリアランスの大きさは適宜設定されればよい。 In the above embodiment, the open part (11) is formed by, for example, a U-shaped cutout part (13) in the base body connection part (3) and an opening part (17) in the support body connection part (5). (See FIG. 8 etc.). The notch (13) and the opening (17) are formed in the same direction (X direction) as viewed from the shaft (p). The U-shaped cutout portion (13) is composed of an arc portion (semicircle) and a straight portion, the arc portion is a concentric circle of the outer shape of the base body connection portion (3), and the straight portion extending from both ends of the arc portion is They can be formed in parallel. Moreover, the opening part (17) formed in a support body connection part (5) can be made equal to the diameter of the said circular arc part (namely, equal to the width | variety of the linear part of the said notch part (13)).
The width of the open part (11) composed of the notch part (13) and the opening part (17) may be longer than the diameter of the shaft body (p), and the clearance between the shaft body (p) is sufficient. The size of can be set as appropriate.

尚、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the parenthesis of each structure described in the said embodiment shows the correspondence with the specific structure as described in the Example mentioned later.

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］ロードセルの構成（実施例１）
本実施例１に係るロードセルは、軸体ｐの軸方向（Ｚ方向）に所定間隔を隔てて対向する基体ｑと支持体ｒとの間（図１参照）に介装して用いられるものである。
実施例１に係るロードセル１は、図２〜図６に示すように、基体ｑに取り付けられる基体接続部３と、支持体ｒに取り付けられる支持体接続部５と、基体接続部３及び支持体接続部５を連結する４つの連結体（起歪体）９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）と、を備えている。尚、このロードセル１においては、特殊鋼を切削することによって、基体接続部３、支持体接続部５及び連結体９が一体成形されている。また、このロードセル１の定格容量は３００ｋＮである。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[1] Configuration of load cell (Example 1)
The load cell according to the first embodiment is used by being interposed between a base body q and a support body r (see FIG. 1) facing each other at a predetermined interval in the axial direction (Z direction) of the shaft body p. is there.
As shown in FIGS. 2 to 6, the load cell 1 according to the first embodiment includes a base connecting portion 3 attached to the base q, a support connecting portion 5 attached to the support r, the base connecting portion 3 and the support. And four connecting bodies (straining bodies) 9 (9a, 9b, 9c, 9d) for connecting the connecting portions 5. In the load cell 1, the base body connection portion 3, the support body connection portion 5, and the coupling body 9 are integrally formed by cutting special steel. The rated capacity of the load cell 1 is 300 kN.

基体接続部３は、軸体ｐの軸方向（Ｚ方向）において、支持体接続部５と対向するように設けられている。この基体接続部３は、外形が円弧状（半径；約１００ｍｍ、厚み；約３０ｍｍ）であり、外周側から形成されたＵ字状の切り欠き部１３を備える。尚、このＵ字状の切り欠き部１３は、円弧部（半円）が基体接続部３の外形の同心円（半径；約６５ｍｍ）となるように設けられており、且つ直線部は平行に形成されている。
更に、基体接続部３には、厚み方向に貫通する接続孔（図示せず）が形成されており、この接続孔を介して、ボルトによって基体ｑに締結固定される。
支持体接続部５は、外形が円弧状（半径；約１００ｍｍ、厚み；約３０ｍｍ）であり、外周側から形成されたＵ字状の切り欠き部１５を備える。尚、このＵ字状の切り欠き部１５において、円弧部（半円）は支持体接続部５の外形の同心円（半径；約６５ｍｍ）となるように設けられており、且つ直線部は平行に形成されている。
更に、支持体接続部５には、厚み方向に貫通する接続孔（図示せず）が形成されており、この接続孔を介して、ボルトによって支持体ｒに締結固定される。
また、基体接続部３及び支持体接続部５における、軸体ｐからみて同一方向（Ｘ方向）に形成されたＵ字状の切り欠き部１３、１５によって、軸体ｐの軸方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ方向）に外周側から開放された開放部１１が構成されている。尚、開放部１１は、ロードセル１を軸体ｐの垂直方向（ＸＹ方向）から着脱可能であり、且つ、取り付けた際に軸体ｐを挿通可能とするように形成されている。 The base body connection portion 3 is provided so as to face the support body connection portion 5 in the axial direction (Z direction) of the shaft body p. The base body connecting portion 3 has an arc shape (radius: about 100 mm, thickness: about 30 mm), and includes a U-shaped cutout portion 13 formed from the outer peripheral side. The U-shaped cutout portion 13 is provided so that the arc portion (semicircle) is a concentric circle (radius: about 65 mm) of the outer shape of the base body connection portion 3, and the straight portions are formed in parallel. Has been.
Further, a connection hole (not shown) penetrating in the thickness direction is formed in the base body connection portion 3 and is fastened and fixed to the base body q by a bolt through this connection hole.
The support connecting portion 5 has an arc shape (radius: about 100 mm, thickness: about 30 mm), and includes a U-shaped cutout portion 15 formed from the outer peripheral side. In this U-shaped cutout 15, the arc portion (semicircle) is provided so as to be a concentric circle (radius: about 65 mm) of the outer shape of the support connecting portion 5, and the straight portions are parallel to each other. Is formed.
Further, a connection hole (not shown) penetrating in the thickness direction is formed in the support body connecting portion 5 and is fastened and fixed to the support body r by a bolt through this connection hole.
Further, in the base body connection portion 3 and the support body connection portion 5, the axial direction of the shaft body p (Z direction) is formed by U-shaped cutout portions 13 and 15 formed in the same direction (X direction) as viewed from the shaft body p. ) In the direction perpendicular to the XY direction (XY direction). The open portion 11 is formed so that the load cell 1 can be detached from the vertical direction (XY direction) of the shaft body p, and the shaft body p can be inserted when the load cell 1 is attached.

連結体９は、基体接続部３と支持体接続部５とを、軸体ｐの軸方向に、互いに離隔させるように直接連結している。この連結体９は、水平断面が円弧状であり（図６参照）、外周面１９ａ、内周面１９ｂ、側面（壁面）１９ｃを備える柱状体（高さ；約６０ｍｍ）であって、その幅（高さ方向の中間部における水平断面の最長径）と高さの比が約１：３である。そして、各連結体９（９ａ〜９ｄ）の両側面１９ｃ（即ち、軸体ｐの軸を中心とする周方向の面）の中央付近には、それぞれ、歪みゲージ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ）が配設されており、各連結体９ａ〜９ｄの歪みゲージ７ａ〜７ｈによって、ブリッジ回路（図７参照）が形成されており、このブリッジ回路の検出信号が外部に出力される。
尚、４つの連結体９ａ〜９ｄは、図６の軸体ｐの水平断面の中心（開放部１１の円弧部（半円）の中心）ｏを通る開放部１１の中心線Ｌを対称軸として線対称となり、開放部１１と隣り合う連結体９ａ、９ｄの間の角度が、他の各連結体の間の角度よりも大きく、且つ他の各連結体９の間が軸体ｐの中心ｏの周りに等角となるように配設されている。特に、本実施例１においては、４つの連結体９ａ〜９ｄは、円弧状の支持体接続部５の同心円上に配設されている。 The connecting body 9 directly connects the base body connecting portion 3 and the support body connecting portion 5 so as to be separated from each other in the axial direction of the shaft body p. The connecting body 9 is a columnar body (height: about 60 mm) having an outer peripheral surface 19a, an inner peripheral surface 19b, and a side surface (wall surface) 19c, and having a horizontal cross section that has an arc shape (see FIG. 6). The ratio of (the longest diameter of the horizontal section at the middle in the height direction) to the height is about 1: 3. In addition, in the vicinity of the center of both side surfaces 19c (that is, circumferential surfaces centering on the axis of the shaft body p) of the respective connecting bodies 9 (9a to 9d), strain gauges 7 (7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, and 7h), and a bridge circuit (see FIG. 7) is formed by the strain gauges 7a to 7h of the coupling bodies 9a to 9d. Is output to the outside.
The four connecting bodies 9a to 9d have a center line L of the opening portion 11 passing through the center (horizontal center of the arc portion (semicircle) of the opening portion 11) o of the shaft body p in FIG. The angle between the connecting bodies 9a and 9d adjacent to the opening 11 is larger than the angle between the other connecting bodies, and the distance between the other connecting bodies 9 is the center o of the shaft body p. Are arranged so as to be equiangular. In particular, in the first embodiment, the four coupling bodies 9a to 9d are arranged on concentric circles of the arcuate support body connecting portion 5.

［２］ロードセルの構成（実施例２）
本実施例２に係るロードセルは、軸体ｐの軸方向（Ｚ方向）に所定間隔を隔てて対向する基体ｑと支持体ｒとの間に介装されるものである（図１参照）。
実施例２に係るロードセル１は、図８〜図１１に示すように、基体ｑに取り付けられる基体接続部３と、支持体ｒに取り付けられる支持体接続部５と、基体接続部３及び支持体接続部５を連結する４つの連結体（起歪体）９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）と、を備えている。尚、このロードセル１においては、特殊鋼を切削することによって、基体接続部３、支持体接続部５及び連結体９が一体成形されている。 [2] Configuration of load cell (Example 2)
The load cell according to the second embodiment is interposed between the base body q and the support body r facing each other with a predetermined interval in the axial direction (Z direction) of the shaft body p (see FIG. 1).
As shown in FIGS. 8 to 11, the load cell 1 according to the second embodiment includes a base body connection portion 3 attached to the base body q, a support body connection portion 5 attached to the support body r, the base body connection portion 3 and the support body. And four connecting bodies (straining bodies) 9 (9a, 9b, 9c, 9d) for connecting the connecting portions 5. In the load cell 1, the base body connection portion 3, the support body connection portion 5, and the coupling body 9 are integrally formed by cutting special steel.

基体接続部３は、外形が円弧状であり、外周側から形成されたＵ字状の切り欠き部１３を備える。また、基体接続部３には、厚み方向に貫通する接続孔（図示せず）が形成されており、この接続孔を介して、ボルトによって基体ｑに締結固定される。
支持体接続部５は、基体接続部３の外周側に所定間隔を隔てて設けられており、その外形は円弧状であり、開口部１７を備える。この支持体接続部５には、厚み方向に貫通する接続孔（図示せず）が形成されており、この接続孔を介して、ボルトによって支持体ｒに締結固定される。
また、支持体接続部５における開口部１７は、基体接続部３におけるＵ字状の切り欠き部１３の開放位置に合わせて設けられており、開口部１７及び切り欠き部１３によって、軸体ｐの軸方向（Ｚ方向）に対して垂直な方向（ＸＹ方向）に外周側から開放された開放部１１が構成されている。尚、開放部１１は、ロードセル１を軸体ｐの垂直方向（ＸＹ方向）から着脱可能であり、且つ、取り付けた際に軸体ｐを挿通可能とするように形成されている。 The base body connecting portion 3 has a circular arc shape and includes a U-shaped cutout portion 13 formed from the outer peripheral side. In addition, a connection hole (not shown) penetrating in the thickness direction is formed in the base body connection portion 3, and is fastened and fixed to the base body q by a bolt through this connection hole.
The support body connecting portion 5 is provided on the outer peripheral side of the base body connecting portion 3 at a predetermined interval. The outer shape of the support body connecting portion 5 is an arc shape and includes an opening 17. A connection hole (not shown) penetrating in the thickness direction is formed in the support body connecting portion 5 and is fastened and fixed to the support body r by a bolt through the connection hole.
Further, the opening 17 in the support body connecting portion 5 is provided in accordance with the open position of the U-shaped notch 13 in the base body connecting portion 3, and the shaft body p is formed by the opening 17 and the notch 13. The opening part 11 opened from the outer peripheral side in the direction (XY direction) perpendicular to the axial direction (Z direction) is configured. The open portion 11 is formed so that the load cell 1 can be detached from the vertical direction (XY direction) of the shaft body p, and the shaft body p can be inserted when the load cell 1 is attached.

連結体９は、基体接続部３の外周面上に立設されており、基体接続部３と支持体接続部５とを、軸体ｐと垂直方向に、互いに離隔させるように直接連結している。この連結体９は、基体側の面２１ａ、支持体側の面２１ｂ、側面（壁面）２１ｃを備える柱状体である。そして、各連結体９（９ａ〜９ｄ）の両側面１９ｃ（即ち、軸体ｐの軸を中心とする周方向の面）の中央付近には、それぞれ、歪みゲージ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ）が配設されており、各連結体９ａ〜９ｄの歪みゲージ７ａ〜７ｈによって、ブリッジ回路（図７参照）が形成されており、このブリッジ回路の検出信号が外部に出力される。
尚、４つの連結体９ａ〜９ｄは、図９の軸体ｐの水平断面の中心（開放部１１の円弧部（半円）の中心）ｏを通る開放部１１の中心線Ｌを対称軸として線対称となり、開放部１１と隣り合う連結体９ａ、９ｄの間の角度が、他の各連結体の間の角度よりも大きく、且つ他の各連結体９の間が中心ｏの周りに等角となるように配設されている。 The coupling body 9 is erected on the outer peripheral surface of the base body connection portion 3 and directly connects the base body connection portion 3 and the support body connection portion 5 so as to be separated from each other in the vertical direction from the shaft body p. Yes. The connecting body 9 is a columnar body including a base-side surface 21a, a support-side surface 21b, and a side surface (wall surface) 21c. In addition, in the vicinity of the center of both side surfaces 19c (that is, circumferential surfaces centering on the axis of the shaft body p) of the respective connecting bodies 9 (9a to 9d), strain gauges 7 (7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, and 7h), and a bridge circuit (see FIG. 7) is formed by the strain gauges 7a to 7h of the coupling bodies 9a to 9d. Is output to the outside.
The four connecting bodies 9a to 9d have the center line L of the opening portion 11 passing through the center (horizontal center of the arc portion (semicircle) of the opening portion 11) o of the shaft body p in FIG. The angle between the connecting bodies 9a and 9d adjacent to the opening portion 11 is larger than the angle between the other connecting bodies, and the interval between the other connecting bodies 9 is around the center o. It arrange | positions so that it may become a corner.

［３］実施例の作用効果
実施例１及び２のロードセル１によれば、本体の外周側から、開放部１１が形成されているため、軸体を中心に構成される被設置箇所に対して、軸体が挿通可能であるように、軸体の側方（軸体の軸と垂直方向）から着脱することができる。そのため、ロードセルを対象機械に取り付けたり交換したりする場合に、軸体の一端側の構造物を分解して除去する必要がなく、ロードセルの着脱工程を単純化してそれに要する時間を大幅に短縮することができる。また、開放部１１が形成されているため、従来のロードセルよりも軽量なものとすることができる。 [3] Effects of Embodiments According to the load cell 1 of Embodiments 1 and 2, since the open portion 11 is formed from the outer peripheral side of the main body, with respect to the installation location configured around the shaft body. The shaft body can be attached and detached from the side (perpendicular to the axis of the shaft body) so that the shaft body can be inserted. Therefore, when attaching or replacing the load cell to the target machine, it is not necessary to disassemble and remove the structure on one end side of the shaft body, simplifying the load cell attaching / detaching process and greatly reducing the time required for it. be able to. Moreover, since the open part 11 is formed, it can be made lighter than a conventional load cell.

［４］性能評価
実施例１のロードセル（定格容量３００ｋＮ）について、ＪＩＳＢ７６０２：２００９に準じ、定格出力（ｍＶ／Ｖ）、非直線性（％Ｆ．Ｓ．）、及びヒステリシス（％Ｆ．Ｓ．）の測定を行い、その結果を測定温度及び測定湿度と共に表１に示した。
尚、比較参考例として、外周側から開放部が形成されていない下記の従来品についても実施例１と同様の測定を行い、その結果を表１に併記した。
比較参考例１；薄型圧縮型ロードセル（定格容量；１００ｋＮ、日本アドテック株式会社製、型番「ＫＣ１６２−ＤＭ−１００ＫＮ」）
比較参考例２；ピン型ロードセル（定格容量；１０ｋＮ、日本アドテック株式会社製、型番「ＡＰＮ−１−ＤＭ」）
比較参考例３；ピン型ロードセル（定格容量；４９ｋＮ、日本アドテック株式会社製、型番「ＳＰＮ−５−ＮＳ」） [4] Performance Evaluation Regarding the load cell of Example 1 (rated capacity 300 kN), in accordance with JIS B7602: 2009, the rated output (mV / V), non-linearity (% FS), and hysteresis (% FS). .) Were measured, and the results are shown in Table 1 together with the measurement temperature and the measurement humidity.
As a comparative reference example, the same measurement as in Example 1 was performed for the following conventional product in which an open portion was not formed from the outer peripheral side, and the results are also shown in Table 1.
Comparative Reference Example 1: Thin compression type load cell (rated capacity: 100 kN, manufactured by Nippon Adtech Co., Ltd., model number “KC162-DM-100KN”)
Comparative Reference Example 2: Pin type load cell (rated capacity: 10 kN, manufactured by Nippon Adtech Co., Ltd., model number “APN-1-DM”)
Comparative Reference Example 3; Pin type load cell (rated capacity: 49 kN, manufactured by Nippon Adtech Co., Ltd., model number “SPN-5-NS”)

表１によれば、Ｕ字状の切り欠き部１３、１５により外周側から開放部１１が形成されている実施例１のロードセル１は、外周側から開放部が形成されていない従来のロードセル（参考例１〜３）と比較して遜色のない検出精度を得ることができた。そのため、本実施例１のロードセルによれば、非直線性等のロードセル性能を低下させることなく、着脱性能を向上させることができる。 According to Table 1, the load cell 1 of Example 1 in which the open portion 11 is formed from the outer peripheral side by the U-shaped cutout portions 13 and 15 is a conventional load cell in which the open portion is not formed from the outer peripheral side ( Compared with Reference Examples 1 to 3, detection accuracy comparable to that of Reference Examples 1 to 3) was obtained. Therefore, according to the load cell of the first embodiment, the attachment / detachment performance can be improved without reducing the load cell performance such as non-linearity.

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例１では、定格容量が３００ｋＮであるロードセル１を例示したが、定格容量は問わず、使用環境等に応じて適宜設定されればよい。例えば、この定格容量は、ロードセルの寸法の変更等により、５ｋＮ〜１０００ｋＮとすることができる。 In the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention depending on the purpose and application. That is, in the first embodiment, the load cell 1 having a rated capacity of 300 kN is exemplified, but the rated capacity is not limited and may be set as appropriate according to the use environment. For example, the rated capacity can be set to 5 kN to 1000 kN by changing the dimensions of the load cell.

また、上記の各実施例では、外周側からの開放部１１の形状がＵ字状のロードセル１を例示したが、被設置箇所における軸体の一部を少なくとも挿通させることができる限り、その形状は限定されず、軸体の断面形状等に応じて、例えば、Ｖ字状等の他の形状としてもよい。 Moreover, in each said Example, although the shape of the open part 11 from the outer peripheral side illustrated the U-shaped load cell 1, as long as at least one part of the shaft body in an installation location can be penetrated, the shape Is not limited, and may be another shape such as a V-shape, for example, depending on the cross-sectional shape of the shaft body.

また、上記の各実施例では、外形形状が円弧状の基体接続部３及び支持体接続部５を例示したが、これに限定されず、被設置箇所に応じて、例えば、外形形状が正方形等の他の形状としてもよい。更に、厚み等の各寸法においても、ロードセルに求められる定格容量や精度に応じて、適宜変更することができる。 Further, in each of the above embodiments, the base body connection part 3 and the support body connection part 5 whose outer shapes are arc-shaped are exemplified, but the present invention is not limited thereto, and the outer shape is, for example, a square or the like depending on the installation location. Other shapes may be used. Furthermore, each dimension such as thickness can be appropriately changed according to the rated capacity and accuracy required for the load cell.

また、上記の各実施例では、４つの連結体９が所定間隔を隔てて設けられたロードセル１を例示したが、これに限定されず、ロードセルに求められる定格容量や精度に応じて、連結体の設置数、配置、寸法及び形状を適宜変更することができる。 Further, in each of the above-described embodiments, the load cell 1 in which the four connecting bodies 9 are provided at a predetermined interval is illustrated. However, the present invention is not limited to this, and the connecting body is determined according to the rated capacity and accuracy required for the load cell. The number, arrangement, dimensions and shape of the can be appropriately changed.

１；ロードセル、ｐ；軸体、ｑ；基体、ｒ；支持体、３；基体接続部、５；支持体接続部、７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ；歪ゲージ、９、９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ；連結体、１１；開放部、１３；切り欠き部、１５；切り欠き部、１７；開口部、１９ａ；外周面、１９ｂ；内周面、１９ｃ；側面、２１ａ；基体側の面、２１ｂ；支持体側の面、２１ｃ；側面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Load cell, p: Shaft body, q: Base | substrate, r; Support body, 3; Base | substrate connection part, 5: Support body connection part, 7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h; Gauge, 9, 9a, 9b, 9c, 9d; connecting body, 11; opening, 13; notch, 15; notch, 17; opening, 19a; outer peripheral surface, 19b; inner peripheral surface, 19c; Side surface, 21a; Substrate side surface, 21b; Support side surface, 21c;

Claims

A load cell interposed between a base body and a support body facing each other with a predetermined interval in the axial direction of the shaft body,
A base connecting part attached to the base;
A support connection part attached to the support;
A plurality of coupling bodies in which the base body connection section and the support body connection section are directly coupled, and the base body connection section and the support body connection section are separated from each other;
With
The base body connecting portion and the support body connecting portion are disposed perpendicularly to the shaft body so that the shaft body can be inserted between the base body and the support body from the vertical direction of the shaft body. An opening is formed in the direction from the outer periphery side ,
Four or more of the coupling bodies are symmetric with respect to the center line of the opening portion passing through the center of the shaft body, and the angle between the coupling bodies adjacent to the opening portion is the angle of each of the other coupling bodies. The load cell is arranged so that an angle between the other connecting bodies is larger than an angle between them and is equiangular around a center of the shaft body .

The base body connection portion and the support body connection portion face each other in the axial direction of the shaft body,
The load cell according to claim 1, wherein the plurality of connecting bodies connect the base body connecting portion and the support body connecting portion in the axial direction.

The load cell according to claim 2 , wherein a strain gauge is provided on a surface of the connecting body in a circumferential direction around the axis of the shaft body.

One of the base body connection portion and the support body connection portion is provided on the other inner peripheral side,
2. The load cell according to claim 1, wherein the plurality of connection bodies connect the base body connection portion and the support body connection portion in a direction perpendicular to the shaft body.

The load cell according to claim 4 , wherein a strain gauge is provided on a surface of the coupling body in a circumferential direction around the axis of the shaft body.