JP6696026B1 - Load cell - Google Patents
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Abstract
【課題】ロードセルにおいて、ひずみゲージの取り付け作業及び結線作業の作業性の向上、及び耐環境性の向上を図る。【解決手段】ロードセル1は、起歪体と、起歪体に取り付けられ、少なくとも1つのブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージとを備える。起歪体は、弾性体である起歪体本体と、起歪体本体の最外側面に開口を形成し、起歪体本体の内方に延びる複数の穴部と、複数の穴部のそれぞれの開口を封止する複数の気密部材とを備える。複数のひずみゲージは、複数の穴部のそれぞれを画定する起歪体本体の穴壁に取り付けられている。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To improve workability of strain gauge mounting work and wiring work in a load cell, and to improve environment resistance. A load cell (1) includes a flexure element and a plurality of strain gauges attached to the flexure element and forming at least one bridge circuit. The flexure element is a flexure element body that is an elastic body, a plurality of holes that form an opening in the outermost surface of the flexure element body, and that extend inward of the flexure element body, and a plurality of holes, respectively. And a plurality of airtight members that seal the openings of the. The plurality of strain gauges are attached to the hole wall of the flexure element body that defines each of the plurality of holes. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、ロードセルに関する。 The present invention relates to load cells.
特許文献1には、柱状の起歪体と、起歪体の一方の端面側より他方の端面側に向けて延びる所定の深さの複数の小径の穴と、各穴の側周面に接着されたひずみゲージとを備えるロードセルが開示されている。起歪体に偏荷重が作用した場合に、ひずみゲージが中立軸から離れた位置における曲げひずみを検出しないように、穴は応力の中立軸を軸中心としており、この穴の内周面にひずみゲージが取り付けられている。
In
特許文献2には、柱状起歪体と、ホイートストンブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージとを備えるロードセルが開示されている。柱状起歪体の外周面には、柱状起歪体内の応力の中立面を通過して内方に延びる孔が周方向に所定の間隔をもって複数形成されている。柱状起歪体に偏荷重が作用した場合に、ひずみゲージが中立軸から離れた位置における曲げひずみを検出しないように、ひずみゲージは、応力の中立軸に装着されている。また、ひずみゲージを湿気などによる感度の変化や外力による損傷から保護するために、円筒状の外カバー及び内カバーが起歪体に装着されている。 Patent Document 2 discloses a load cell including a columnar strain element and a plurality of strain gauges forming a Wheatstone bridge circuit. On the outer peripheral surface of the columnar strain body, a plurality of holes extending inward through the neutral surface of the stress in the columnar strain body are formed at predetermined intervals in the circumferential direction. The strain gauge is attached to the stress neutral axis so that the strain gauge does not detect bending strain at a position away from the neutral axis when an unbalanced load is applied to the columnar strain body. Further, in order to protect the strain gauge from a change in sensitivity due to moisture or the like and a damage due to an external force, a cylindrical outer cover and an inner cover are attached to the flexure element.
特許文献1では、ひずみゲージを小径の穴に取り付ける必要があるため、ひずみゲージの起歪体への取り付け作業、及びひずみゲージによってホイートストンブリッジ回路を形成するための結線作業がし難い。
In
また、特許文献2では、外カバー及び内カバーを柱状起歪体に溶接すると、使用環境によっては、溶接部に応力が集中して、外カバー及び内カバーが溶接部から破損することがあり、この破損は、ロードセルの耐環境性を損なう。 Further, in Patent Document 2, when the outer cover and the inner cover are welded to the columnar flexure element, stress is concentrated on the welded portion, and the outer cover and the inner cover may be damaged from the welded portion depending on the use environment. This damage impairs the environmental resistance of the load cell.
本発明は、ロードセルにおいて、ひずみゲージの取り付け作業及び結線作業の作業性の向上、及び耐環境性の向上を図ることを目的とする。 An object of the present invention is to improve workability of strain gauge mounting work and wiring work in a load cell, and to improve environment resistance.
本発明の一態様は、起歪体と、前記起歪体に取り付けられ、少なくとも1つのブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージとを備え、前記起歪体は、受圧面を有し、弾性体である起歪体本体と、前記受圧面よりも外側に張り出した部位に設けられた前記起歪体本体の最外側面に開口を形成し、前記起歪体本体の内方に延びる複数の穴部と、前記複数の穴部のそれぞれの開口を封止する複数の気密部材とを備え、前記複数のひずみゲージは、前記複数の穴部のそれぞれを画定する前記起歪体本体の穴壁に取り付けられているロードセルを提供する。
One aspect of the present invention includes a flexure element and a plurality of strain gauges attached to the flexure element and forming at least one bridge circuit, the flexure element having a pressure receiving surface, and an elastic body. And a plurality of holes extending inwardly of the strain body, forming an opening in the outermost surface of the strain body, which is provided in a portion projecting outward from the pressure receiving surface. Section, and a plurality of airtight members for sealing the respective openings of the plurality of holes, the plurality of strain gauges, in the hole wall of the strain element body defining each of the plurality of holes. Provide the attached load cell.
この構成によれば、ひずみゲージは、起歪体本体の最外側面に開口を形成する穴部を画定する起歪体本体の穴壁に取り付けられている。このため、ひずみゲージの起歪体への取り付け作業を、起歪体本体の最外側面に形成された開口から行うことができるので、ひずみゲージの取り付け作業の作業性を向上できる。 According to this configuration, the strain gauge is attached to the hole wall of the flexure element body that defines the hole that forms the opening on the outermost surface of the flexure element body. Therefore, since the work of attaching the strain gauge to the strain-flexing body can be performed from the opening formed on the outermost surface of the strain-flexing body, the workability of the work of attaching the strain gauge can be improved.
また、この構成によれば、ひずみゲージを取り付けるための開口が気密部材によって封止されることで、ひずみゲージが外部に露出することが抑制されるので、ひずみゲージが外部による影響を受けにくくなり、ロードセルの耐環境性を向上できる。 Further, according to this configuration, since the opening for mounting the strain gauge is sealed by the airtight member, the strain gauge is suppressed from being exposed to the outside, so that the strain gauge is less likely to be affected by the outside. The environment resistance of the load cell can be improved.
また、例えば、起歪体本体に設けられた開口に気密部材を溶接によって固定する場合、起歪体本体の最外側面の一部である開口に気密部材を溶接するために必要な溶接長は、起歪体本体の最外側面の全周に気密部材を溶接するために必要な溶接長と比較して短い。この構成によれば、起歪体本体の最外側面の全周に気密部材を溶接する場合と比較して、溶接部に応力が集中し難く、ロードセルが溶接部から破損することが抑制されるので、耐環境性を向上できる。 Further, for example, when fixing the airtight member to the opening provided in the strain body by welding, the welding length required for welding the airtight member to the opening that is a part of the outermost surface of the strain body is The welding length is shorter than the welding length required to weld the airtight member to the entire circumference of the outermost surface of the flexure body. According to this configuration, as compared with the case where the airtight member is welded around the outermost surface of the flexure body, stress is less likely to be concentrated in the welded portion, and the load cell is prevented from being damaged from the welded portion. Therefore, the environment resistance can be improved.
前記起歪体は、前記起歪体本体内に設けられ、前記複数の穴部のうちの少なくとも2つと連通する少なくとも1つの連結孔を備えてもよい。 The flexure element may include at least one connecting hole provided in the flexure element body and communicating with at least two of the plurality of holes.
この構成によれば、ブリッジ回路を形成するとき、ひずみゲージのリード線が開口が封止された起歪体本体内に設けられた連結孔を通じて結線されるので、ブリッジ回路を形成するためのひずみゲージのリード線が外部に露出せず、耐環境性を向上できる。 According to this configuration, when the bridge circuit is formed, the lead wire of the strain gauge is connected through the connecting hole provided in the strain-flexing body whose opening is sealed. The lead wire of the gauge is not exposed to the outside and the environment resistance can be improved.
前記少なくとも1つのブリッジ回路は、第1ブリッジ回路と、前記第1ブリッジ回路と並列に接続される第2ブリッジ回路とを備えてもよく、前記第1ブリッジ回路からの出力と、前記第2ブリッジ回路からの出力とを調整する少なくとも1つの調整抵抗を備えてもよい。 The at least one bridge circuit may include a first bridge circuit and a second bridge circuit connected in parallel with the first bridge circuit, the output from the first bridge circuit, and the second bridge circuit. There may be at least one adjusting resistor that adjusts the output from the circuit.
この構成によれば、第1ブリッジ回路からの出力と、第2ブリッジ回路からの出力とが調整抵抗によって調整されるので、ひずみゲージの取り付け位置の不正確さ又は偏荷重などに起因して第1ブリッジ回路と第2ブリッジ回路との間に出力感度の差異があっても、測定精度を向上できる。 According to this configuration, the output from the first bridge circuit and the output from the second bridge circuit are adjusted by the adjusting resistor, so that the strain gauge mounting position may be affected by the inaccuracy of the mounting position or the unbalanced load. Even if there is a difference in output sensitivity between the first bridge circuit and the second bridge circuit, the measurement accuracy can be improved.
前記複数のひずみゲージは、前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの奥行き方向の所定の位置に配置された第1ひずみゲージと、前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの前記奥行き方向の前記第1ひずみゲージと異なる位置に配置された第2ひずみゲージとを有してもよく、前記第1ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第1ひずみゲージによって形成されてもよく、前記第2ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第2ひずみゲージによって形成されていてもよい。 The plurality of strain gauges are provided in each of the plurality of holes, a first strain gauge disposed at a predetermined position in the depth direction of each of the plurality of holes, and each of the plurality of holes. A second strain gauge may be provided that is provided at a position different from the first strain gauge in the depth direction of each of the plurality of holes, and the first bridge circuit may include the plurality of holes. The second strain gauge may be formed by the first strain gauge provided in each of the portions, and the second bridge circuit may be formed by the second strain gauge provided in each of the plurality of holes.
前記複数の穴部は、前記開口を形成する第1部分と、前記第1部分から前記起歪体本体の内方に向かって延び、前記複数のひずみゲージのうちの少なくとも1つが配置される第2部分とをそれぞれ備えてもよく、前記第1部分の奥行き方向に交差する断面における断面積は、前記第2部分の奥行き方向に交差する断面における断面積よりも大きくてもよい。 The plurality of holes extend from the first portion forming the opening toward the inside of the strain-flexing body main body, and at least one of the plurality of strain gauges is arranged. Two sections may be respectively provided, and a cross-sectional area of the first section in a cross section in the depth direction may be larger than a cross-sectional area of the second section in the cross section in the depth direction.
この構成によれば、ひずみゲージの取り付け作業又は結線作業を容易にするために、開口を大きくした場合であっても、ひずみゲージが配置される第2部分が第1部分よりも小さく形成されているため、穴部による強度の低下を抑制できる。これにより、ひずみゲージの取り付け作業の作業性を向上しつつ、ロードセルの強度の低下を抑制できる。 According to this configuration, the second portion where the strain gauge is arranged is formed smaller than the first portion even when the opening is made large in order to facilitate the work of attaching or connecting the strain gauge. Therefore, the decrease in strength due to the hole can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the decrease in the strength of the load cell while improving the workability of the strain gauge mounting work.
前記起歪体は、扁平形状であってもよい。 The strain element may have a flat shape.
前記起歪体は、円盤状であってもよい。 The strain body may be disc-shaped.
前記起歪体は、円環状であってもよい。 The strain element may be annular.
前記起歪体は、矩形平板状であってもよい。 The strain generating element may have a rectangular flat plate shape.
本発明によれば、ロードセルにおいて、ひずみゲージの取り付け作業及び結線作業の作業性を向上できるとともに、耐環境性を確保できる。また、本発明によれば、ロードセルにおいて、測定精度を向上できる。 According to the present invention, in the load cell, the workability of the strain gauge mounting work and the wiring work can be improved, and the environment resistance can be secured. Further, according to the present invention, the measurement accuracy can be improved in the load cell.
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係るロードセルを説明する。 Hereinafter, a load cell according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るロードセル1の斜視図である。図2は、本発明の第1実施形態に係るロードセル1の上面図である。また、図3は、図2のIII−III線に沿った断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a
[全体構成]
図1から図3を参照すると、本実施形態に係るロードセルは、起歪体10と、起歪体10に取り付けられた複数(本実施形態では8つ)のひずみゲージg11〜g14,g21〜g24とを備える。
[overall structure]
Referring to FIG. 1 to FIG. 3, the load cell according to the present embodiment includes a
本実施形態の起歪体10は、略円環状の扁平形状である。言い換えれば、本実施形態のロードセル1は、ワッシャ型のロードセルである。本実施形態のロードセル1は、例えば、圧延機の圧延ロールにかかる荷重の測定に適用可能である。本発明において扁平形状とは、図1に示すように、起歪体10の高さ方向の寸法Aに対する、起歪体10の高さ方向に直交する方向の最大寸法Bの比の値B/Aが、例えば2以上である形状のことをいう。本実施形態では、起歪体10の高さ方向に直交する方向の最大寸法Bは、起歪体10の直径である。
The
起歪体10は、弾性体である起歪体本体20と、起歪体本体20に設けられた複数(本実施形態では4つ)の穴部30A,30B,30C,30Dとを備える。また、図1及び図2に示すように、起歪体10は、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24を荷重指示計(図示せず)と接続するためのケーブル11と、ケーブル11を起歪体本体20の外側に引き出すためのケーブル引出口金具12とを備える。
The
本実施形態の起歪体本体20は、略円環状の扁平形状である。言い換えれば、起歪体本体20は、円筒状の最外側面21と、最外側面21と同軸に配置された円筒状の内側面22とを備える。起歪体本体20の最外側面21には、4つの穴部30A,30B,30C,30Dのそれぞれによって、4つの開口21aが形成されている。また、図2に示すように、起歪体本体20の最外側面21には、ケーブル引出口金具12が取り付けられるケーブル引出開口21bが設けられている。
The flexure body
本実施形態の起歪体本体20は、一方側(図3において上側)の端面に形成された第1受圧面23と、他方側(図3において下側)の端面に形成された第2受圧面24とを備える。第1受圧面23と第2受圧面24とは、円環状であり、互いに同軸に配置されている。起歪体本体20は、弾性体であり、第1受圧面23又は第2受圧面24が受けた荷重に相関して歪みを発生させる。
The flexure body
図2に示すように、本実施形態の穴部30A,30B,30C,30Dは、起歪体本体20の最外側面21から起歪体本体20の径方向の内側に向かうように延びている。穴部30A,30B,30C,30Dは、起歪体本体20の最外側面21に貫通するように設けられており、これにより、起歪体本体20の最外側面21には4つの開口21aが形成されている。また、穴部30A,30B,30C,30Dは、起歪体本体20の内側面22に貫通しないように設けられている。言い換えれば、穴部30A,30B,30C,30Dは、起歪体本体20の内側面22側に底を有する。また、本実施形態では、4つの穴部30A,30B,30C,30Dは、起歪体本体20の周方向に等間隔に設けられている。言い換えれば、4つの穴部30A,30B,30C,30Dは、起歪体本体20の周方向に90度間隔で設けられている。
As shown in FIG. 2, the
穴部30A,30B,30C,30Dは、起歪体本体20の穴壁25によって画定されている。本発明の起歪体本体20の穴壁25は、穴部30A,30B,30C,30Dの底を画定する底壁25aと、穴部30A,30B,30C,30Dの底以外の外周を画定する側壁25bとを含む。
The
穴部30A,30B,30C,30Dは、起歪体本体20の最外側面21に形成された開口21aを形成する第1部分31と、第1部分31から起歪体本体20の径方向の内側に延びる第2部分32とを有する。
The
図1に示すように、穴部30A,30B,30C,30Dの第1部分31と第2部分32とは、奥行き方向(本実施形態では、径方向)に直交する断面において、円形の断面形状を有している。また、穴部30A,30B,30C,30Dの第1部分31の奥行き方向(本実施形態では径方向)に直交する断面の断面積は、穴部30A,30B,30C,30Dの第2部分32の奥行き方向(本実施形態では径方向)に直交する断面の断面積よりも大きい。また、図2に示すように、上面視において、穴部30A,30B,30C,30Dのそれぞれの第1部分31は、起歪体本体20の第1受圧面23と重複しないように配置されている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態では、4つの開口21aは、前述したように、4つの穴部30A,30B,30C,30Dによって起歪体本体20の最外側面21に形成されている。図1に示すように、起歪体本体20の最外側面21に形成された開口21aは、穴部30A,30B,30C,30Dの断面形状に対応して円形状である。また、図2に示すように、4つの開口21aは、4つの穴部30A,30B,30C,30Dの位置に対応して、起歪体本体20の周方向に等間隔に設けられている。言い換えれば、4つの開口21aは、起歪体本体20の最外側面21に、起歪体本体20の周方向に90度間隔で設けられている。
In the present embodiment, the four
本実施形態の起歪体10は、図2及び3に示すように、4つの穴部30A,30B,30C,30Dのそれぞれによって形成された4つの開口21aをそれぞれ封止する4つの金属製ダイヤフラム40を備える。図1では、金属製ダイヤフラム40の図示を省略している。本実施形態に係る金属製ダイヤフラム40は、本発明に係る気密部材の一例である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
金属製ダイヤフラム40は、開口21aを封止するように、起歪体本体20に溶接されている。金属製ダイヤフラム40は、可撓性を有する材料からなる。また、金属製ダイヤフラム40は、図2に示すように、上面視において、第1受圧面23と重複しないように配置されている。
The
図2に示すように、本実施形態の起歪体10は、穴部30A,30B,30C,30Dのうち起歪体本体20の周方向に隣接する2つと連通する少なくとも1つ(本実施形態では4つ)の連結孔50A,50B,50C,50Dを有する。具体的には、連結孔50Aは、起歪体本体20の周方向に隣接する穴部30Aの第1部分31と穴部30Bの第1部分31と連通している。連結孔50Bは、起歪体本体20の周方向に隣接する穴部30Bの第1部分31と穴部30Cの第1部分31と連通している。連結孔50Cは、起歪体本体20の周方向に隣接する穴部30Cの第1部分31と穴部30Dの第1部分31と連通している。連結孔50Dは、起歪体本体20の周方向に隣接する穴部30Dの第1部分31と穴部30Aの第1部分31と連通している。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の連結孔50A,50B,50C,50Dは、起歪体本体20の径方向に交差する方向に直線状に延びている。また、連結孔50Aと連結孔50Cとは、対向しており、互いに平行に延びている。同様に、連結孔50Bと連結孔50Dとは、対向しており、互いに平行に延びている。また、連結孔50Aは、穴部30Aにおいて連結孔50Dと連通しており、穴部30Bにおいて連結孔50Bと連通している。また、連結孔50Cは、穴部30Cにおいて連結孔50Bと連通しており、穴部30Dにおいて連結孔50Dと連通している。これにより、連結孔50A,50B,50C,50Dは、上面視において、矩形を構成している。
The connecting
また、図2に示すように、起歪体10は、起歪体本体20の径方向に延び、起歪体本体20のケーブル引出開口21bから連結孔50Dに達するように設けられた取出孔13を備える。取出孔13は、ケーブル引出開口21bと連結孔50Dと連通している。
In addition, as shown in FIG. 2, the
本実施形態のひずみゲージg11〜g14,g21〜g24は、起歪体本体20の厚さ方向(図3において上下方向)のひずみを検出するように、穴部30A,30B,30C,30Dに配置されている。図2に示すように、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24は、上面視において、第1受圧面23と重複するように配置されている。また、ひずみゲージg11〜g14と、ひずみゲージg21〜g24とは、穴部30A,30B,30C,30Dの奥行き方向で異なる位置に配置されている。具体的には、ひずみゲージg11〜g14とひずみゲージg21〜g24とは、円環状の第1受圧面23及び第2受圧面24の外側面(外径d1(図3に示す))と内側面(内径d2(図3に示す))との中心面Cを挟んで配置されている。ここで、中心面Cは、円筒面であり、中心面Cの直径dc(図3に示す)は、(d1+d2)/2である。ひずみゲージg11〜g14は、起歪体本体20の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。また、ひずみゲージg21〜g24は、起歪体本体20の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。
The strain gauges g11 to g14 and g21 to g24 of the present embodiment are arranged in the
穴部30Aには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の内側にひずみゲージg11が配置されており、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の外側にひずみゲージg21が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージg21は、ひずみゲージg11に対して起歪体本体20の径方向の外側に配置されている。ひずみゲージg11,g21は、穴部30Aの第2部分32を画定する起歪体本体20の穴壁25に取り付けられている。
In the
穴部30Bには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の内側にひずみゲージg12が配置されており、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の外側にひずみゲージg22が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージg22は、ひずみゲージg12に対して起歪体本体20の径方向の外側に配置されている。ひずみゲージg12,g22は、穴部30Bの第2部分32を画定する起歪体本体20の穴壁25に取り付けられている。
In the
穴部30Cには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の内側にひずみゲージg13が配置されており、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の外側にひずみゲージg23が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージg23は、ひずみゲージg13に対して起歪体本体20の径方向の外側に配置されている。ひずみゲージg13,g23は、穴部30Cの第2部分32を画定する起歪体本体20の穴壁25に取り付けられている。
In the
穴部30Dには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の内側にひずみゲージg14が配置されており、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の外側にひずみゲージg24が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージg23は、ひずみゲージg13に対して起歪体本体20の径方向の外側に配置されている。ひずみゲージg14,g24は、穴部30Dの第2部分32を画定する起歪体本体20の穴壁25に取り付けられている。
In the
図3に示すように、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24には、リード線Lが接続されている。明瞭な説明のため、図1及び図2では、リード線Lの図示を省略しており、図3では、ひずみゲージg21に接続されたリード線Lのみを図示している。 As shown in FIG. 3, lead wires L are connected to the strain gauges g11 to g14 and g21 to g24. For clarity, the lead wire L is not shown in FIGS. 1 and 2, and only the lead wire L connected to the strain gauge g21 is shown in FIG.
ひずみゲージg11〜g14のリード線Lは、連結孔50A,50B,50C,50Dを通して結線されている。同様に、ひずみゲージg21〜g24のリード線Lは、連結孔50A,50B,50C,50Dを通して結線されている。また、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24のリード線Lは、取出孔13を通じて、ケーブル11に接続されており、ケーブル引出口金具12から、起歪体本体20の外部に引き出されている。ケーブル11は、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24のリード線Lと、荷重指示計(図示せず)を電気的に接続している。
The lead wires L of the strain gauges g11 to g14 are connected through the connection holes 50A, 50B, 50C, 50D. Similarly, the lead wires L of the strain gauges g21 to g24 are connected through the connecting
[ロードセルの回路構成]
図4は、第1実施形態に係るロードセル1の回路図である。
[Circuit configuration of load cell]
FIG. 4 is a circuit diagram of the
図4を参照すると、ひずみゲージg11〜g14は、ブリッジ回路60を形成するように互いに接続されている。より詳細には、ブリッジ回路60は、ひずみゲージg11〜g14と、温度補償用のダミーゲージd11〜d14とによって形成されている。前述したように、ひずみゲージg11〜g14は、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の内側に配置されているため、ブリッジ回路60は、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の内側での起歪体本体20のひずみを電気信号として出力する。図1から図3では、ダミーゲージd11〜d14の図示は省略されている。本実施形態に係るひずみゲージg11〜g14は、本発明に係る第1ひずみゲージ又は第2ひずみゲージの一例である。また、本実施形態に係るブリッジ回路60は、本発明に係る第1ブリッジ回路又は第2ブリッジ回路の一例である。
Referring to FIG. 4, the strain gauges g11 to g14 are connected to each other so as to form a
また、ひずみゲージg21〜g24は、ブリッジ回路61を形成するように互いに接続されている。より詳細には、ブリッジ回路61は、ひずみゲージg21〜g24と、温度補償用のダミーゲージd21〜d24とによって形成されている。前述したように、ひずみゲージg21〜g24は、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の外側に配置されているため、ブリッジ回路61は、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体20の径方向の外側での起歪体本体20のひずみを電気信号として出力する。図1から図3では、ダミーゲージd21〜d24の図示は省略されている。本実施形態に係るひずみゲージg21〜g24は、本発明に係る第1ひずみゲージ又は第2ひずみゲージの一例である。また、本実施形態に係るブリッジ回路61は、本発明に係る第1ブリッジ回路又は第2ブリッジ回路の一例である。
Further, the strain gauges g21 to g24 are connected to each other so as to form a
図4に示すように、ブリッジ回路60と、ブリッジ回路61とは、電気的に並列に接続されており、ブリッジ回路60の出力電圧と、ブリッジ回路61の出力電圧とは、並列和算されて出力される。
As shown in FIG. 4, the
また、ブリッジ回路60の一方側の出力線には、ブリッジ回路60の出力を調整するための第1出力調整抵抗Δr1が設けられている。同様に、ブリッジ回路61の一方側の出力線には、ブリッジ回路61の出力を調整するための第2出力調整抵抗Δr2が設けられている。本実施形態の第1出力調整抵抗Δr1と、第2出力調整抵抗Δr2とは、本発明に係る調整抵抗の一例である。
A first output adjusting resistor Δr1 for adjusting the output of the
第1出力調整抵抗Δr1と、第2出力調整抵抗Δr2とは、ブリッジ回路60の出力感度とブリッジ回路61の出力感度とを調整するために設けられている。例えば、起歪体本体20の第1受圧面23(図1に示す)に偏荷重が作用した場合であっても、ブリッジ回路60の出力電圧と、ブリッジ回路61の出力電圧との差がなくなるように、第1出力調整抵抗Δr1の大きさと第2出力調整抵抗Δr2の大きさとは調整されている。また、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24の接着位置のばらつきに起因するブリッジ回路60の出力電圧とブリッジ回路61の出力電圧との差がなくなるように、第1出力調整抵抗Δr1の大きさと第2出力調整抵抗Δr2の大きさとは調整されている。
The first output adjustment resistor Δr1 and the second output adjustment resistor Δr2 are provided to adjust the output sensitivity of the
本実施形態によれば、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24は、起歪体本体20の最外側面21に開口21aを形成する穴部30A,30B,30C,30Dのそれぞれに配置されている。このため、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24の起歪体10への取り付け作業を、起歪体本体20の最外側面21に形成された開口21aから行うことができるので、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24の起歪体10への取り付け作業の作業性を向上できる。
According to this embodiment, the strain gauges g11 to g14 and g21 to g24 are arranged in the
また、本実施形態によれば、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24を取り付けるための開口21aが金属製ダイヤフラム40によって封止されることで、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24が外部に露出することが抑制される。その結果、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24が外部環境の影響を受けにくくなり、ロードセル1の耐環境性を向上できる。
Further, according to the present embodiment, the
本実施形態では、金属製ダイヤフラム40は、起歪体本体20の一部に形成された開口21aに溶接されている。開口21aに金属製ダイヤフラム40を溶接するために必要な溶接長は、起歪体本体20の最外側面21の全周に気密部材(例えば円筒状の薄板)を溶接するために必要な溶接長と比較して短い。これにより、起歪体本体20の最外側面21の全周に気密部材を溶接する場合と比較して、溶接部に応力が集中し難く、ロードセル1が溶接部から破損することが抑制されるので、ロードセル1の耐環境性を向上できる。
In the present embodiment, the
金属製ダイヤフラム40は、可撓性があるため、第1受圧面23に荷重が作用した場合に起歪体本体20の変形に影響を与えにくい。また、金属製ダイヤフラム40は、上面視において、第1受圧面23と重複しないように配置されているので、第1受圧面23に荷重が作用した場合に、金属製ダイヤフラム40によって荷重が支持されにくい。その結果、金属製ダイヤフラム40がロードセル1の測定精度に与える影響を抑制できる。
Since the
本実施形態によれば、ブリッジ回路60を形成するためのひずみゲージg11〜g14のリード線Lが、開口21aが封止された起歪体本体20内に設けられた連結孔50A,50B,50C,50Dを通じて結線されている。同様に、ブリッジ回路60を形成するためのひずみゲージg21〜g24のリード線Lが、開口21aが封止された起歪体本体20内に設けられた連結孔50A,50B,50C,50Dを通じて結線されている。その結果、ブリッジ回路60及びブリッジ回路61を形成するためのリード線Lが外部に露出せず、ブリッジ回路60とブリッジ回路61とが外部環境の影響を受けにくいので、耐環境性を向上できる。
According to the present embodiment, the lead wires L of the strain gauges g11 to g14 for forming the
本実施形態によれば、ブリッジ回路60からの出力と、ブリッジ回路61からの出力とが第1出力調整抵抗Δr1及び第2出力調整抵抗Δr2によって調整される。その結果、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24の取り付け位置の不正確さ又は偏荷重などに起因してブリッジ回路60とブリッジ回路61との間に出力感度の差異があっても、測定精度を向上できる。
According to the present embodiment, the output from the
また、本実施形態のように、起歪体10が扁平形状である場合には、起歪体本体20の第1受圧面23に偏荷重が作用すると、起歪体本体20の偏荷重が作用する一部に部分的にひずみが発生することがある。このため、扁平な起歪体10には、偏荷重の影響のない定まった応力中立面は存在しない。本実施形態のロードセル1は、前述したように、起歪体10に偏荷重が作用した場合であっても、測定精度を向上できるので、起歪体10が扁平形状である場合に特に有効である。
Further, when the
ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24が配置される穴部30A,30B,30C,30Dの第2部分32が第1部分31よりも小さく形成されている。これにより、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24の起歪体10への取り付け作業又はリード線Lの結線作業を作業するための開口21aの大きさが確保されつつ、穴部30A,30B,30C,30Dによるロードセル1の強度の低下が抑制される。その結果、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24の起歪体10への取り付け作業又はリード線Lの結線作業を容易にするとともに、穴部30A,30B,30C,30Dによるロードセル1の強度の低下を抑制できる。
The
本実施形態によれば、起歪体本体20の最外側面21に形成された開口21aを金属製ダイヤフラム40によって封止しているので、開口21aを樹脂などによって封止する場合と比較して、耐環境性を向上できる。
According to the present embodiment, the
本実施形態では、ブリッジ回路60とブリッジ回路61の2つのブリッジ回路を形成していたが、第1受圧面23及び第2受圧面24の幅(起歪体本体20の径方向についての寸法)が小さい場合には、1つのブリッジ回路のみを備えていてもよい。言い換えれば、ひずみゲージg21〜g24を備えなくてもよい。この場合、ひずみゲージg11〜g14は、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面C上に配置されることが好ましい。
In this embodiment, two bridge circuits, that is, the
(第2実施形態)
第2実施形態のロードセル101は、起歪体110の形状、連結孔の構成、及びひずみゲージg31〜34を備える点などを除いて、第1実施形態のロードセル1と同様の構成を有する。第2実施形態では、第1実施形態と同様の構成要素は、第1実施形態と同様の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。
(Second embodiment)
The
図5は、本発明の第2実施形態に係るロードセル101の斜視図である。図6は、本発明の第2実施形態に係るロードセル101の上面図である。また、図7は、図6のVII−VII線に沿った断面図である。
FIG. 5 is a perspective view of the
[全体構成]
図5から図7を参照すると、本実施形態のロードセル101は、略円盤状の扁平形状の起歪体110と、起歪体110に取り付けられたひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34とを備える。本実施形態のロードセル101は、ディスク型のロードセルである。本実施形態のロードセル101は、例えば、圧延機の圧延荷重の測定に適用可能である。
[overall structure]
Referring to FIG. 5 to FIG. 7, the
図6及び図7に示すように、本実施形態の起歪体本体120の内側面22は、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34の結線作業を容易にするため空間である貫通孔126を画定している。
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the
図7に示すように、本実施形態の起歪体本体120は、貫通孔126によって起歪体本体120の一方側(図7において上側)の端面に形成された第1開口126aを備える。また、起歪体本体120は、貫通孔126によって起歪体本体120の他方側(図7において下側)の端面に形成された第2開口126bを備える。第1開口126aと第2開口126bとは、金属製ダイヤフラム141によって封止されている。金属製ダイヤフラム141は、起歪体本体120に溶接されている。本実施形態の金属製ダイヤフラム141は、本発明に係る気密部材の一例である。
As shown in FIG. 7, the flexure body
図6に示すように、本実施形態の起歪体110は、穴部30A及び貫通孔126と連通している連結部150Aと、穴部30B及び貫通孔126と連通している連結部150Bとを備える。また、本実施形態の起歪体110は、穴部30C及び貫通孔126と連通している連結部150Cと、穴部30D及び貫通孔126と連通している連結部150Dとを備える。連結部150Aは、穴部30Aと同軸に位置合わせされている。連結部150Bは、穴部30Bと同軸に位置合わせされている。連結部150Cは、穴部30Bと同軸に位置合わせされている。連結部150Dは、穴部30Dと同軸に位置合わせされている。また、連結部150A,150B,150C,150Dは、貫通孔126から放射状に起歪体本体120の径方向に延びている。また、本実施形態の取出孔13は、貫通孔126と連通している。
As shown in FIG. 6, the
本実施形態では、起歪体本体の軸方向に延びる貫通孔126と、起歪体本体120の径方向に延びる4つの連結部150A,150B,150C,150Dのうちの2つとによって、本発明に係る連結孔を構成している。具体的には、連結部150A,150Bと貫通孔126とによって構成される連結孔は、穴部30Aと穴部30Bとに連通する。連結部150A,150Cと貫通孔126とによって構成される連結孔は、穴部30Aと穴部30Cとに連通する。連結部150A,150Dと貫通孔126とによって構成される連結孔は、穴部30Aと穴部30Dとに連通する。連結部150B,150Cと貫通孔126とによって構成される連結孔は、穴部30Bと穴部30Cとに連通する。連結部150B,150Dと貫通孔126とによって構成される連結孔は、穴部30Bと穴部30Dとに連通する。連結部150C,150Dと貫通孔126によって構成される連結孔は、穴部30Cと穴部30Dとに連通する。
In the present embodiment, the through
本実施形態のひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34は、起歪体本体120の厚さ方向(図7において上下方向)のひずみを検出するように、穴部30A,30B,30C,30Dに配置されている。図6に示すように、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34は、上面視において、第1受圧面23と重複するように配置されている。ひずみゲージg11〜g14と、ひずみゲージg21〜g24と、g31〜g34とは、穴部30A,30B,30C,30Dの奥行き方向で異なる位置に配置されている。ひずみゲージg11〜g14は、起歪体本体120の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。また、ひずみゲージg21〜g24は、起歪体本体120の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。ひずみゲージg31〜g34は、起歪体本体120の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。
The strain gauges g11 to g14, g21 to g24, g31 to g34 of the present embodiment have
穴部30Aには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体120の径方向の内側にひずみゲージg11が配置されており、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに重複するようにひずみゲージg21が配置されている。また、穴部30Aには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体120の径方向の外側にひずみゲージg31が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージg11,g21,g31は、起歪体本体120の径方向の内側から外側に向かってこの順番で配置されている。
In the
穴部30Bには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体120の径方向の内側にひずみゲージg12が配置されており、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに重複するようにひずみゲージg22が配置されている。また、穴部30Bには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体120の径方向の外側にひずみゲージg32が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージg12,g22,g32は、起歪体本体120の径方向の内側から外側に向かってこの順番で配置されている。
In the
穴部30Cには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体120の径方向の内側にひずみゲージg13が配置されており、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに重複するようにひずみゲージg23が配置されている。また、穴部30Cには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体120の径方向の外側にひずみゲージg33が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージg13,g23,g33は、起歪体本体120の径方向の内側から外側に向かってこの順番で配置されている。
In the
穴部30Dには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体120の径方向の内側にひずみゲージg14が配置されており、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに重複するようにひずみゲージg24が配置されている。また、穴部30Dには、第1受圧面23及び第2受圧面24の中心面Cに対して起歪体本体120の径方向の外側にひずみゲージg34が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージg14,g24,g34は、起歪体本体120の径方向の内側から外側に向かってこの順番で配置されている。
In the
図7に示すように、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34には、リード線Lが接続されている。なお、明瞭な説明のため、図5及び図6では、リード線Lの図示を省略しており、図7では、ひずみゲージg11に接続されたリード線Lのみを図示している。 As shown in FIG. 7, lead wires L are connected to the strain gauges g11 to g14, g21 to g24, g31 to g34. For clarity, the lead wire L is not shown in FIGS. 5 and 6, and only the lead wire L connected to the strain gauge g11 is shown in FIG. 7.
ひずみゲージg11〜g14のリード線Lは、連結部150A,150B,150C,150D及び貫通孔126を通して結線されている。同様に、ひずみゲージg21〜g24のリード線Lは、連結部150A,150B,150C,150D及び貫通孔126結線されている。ひずみゲージg31〜g34のリード線Lは、連結部150A,150B,150C,150D及び貫通孔126を通して結線されている。また、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34のリード線Lは、取出孔13を通じて、ケーブル11に接続されており、ケーブル引出口金具12から、起歪体本体120の外部に引き出されている。
The lead wires L of the strain gauges g11 to g14 are connected through the connecting
[ロードセルの回路構成]
図8は、第2実施形態に係るロードセル101の回路図である。
[Circuit configuration of load cell]
FIG. 8 is a circuit diagram of the
ひずみゲージg31〜g34は、ブリッジ回路162を形成するように互いに接続されている。より詳細には、ブリッジ回路162は、ひずみゲージg31〜g34と、温度補償用のダミーゲージd31〜d34とによって形成されている。図5から図7では、ダミーゲージd31〜d34の図示は省略されている。本実施形態に係るひずみゲージg31〜g34は、本発明に係る第1ひずみゲージ又は第2ひずみゲージの一例である。また、本実施形態に係るブリッジ回路162は、本発明に係る第1ブリッジ回路又は第2ブリッジ回路の一例である。
The strain gauges g31 to g34 are connected to each other so as to form a
図8に示すように、ブリッジ回路60と、ブリッジ回路61と、ブリッジ回路162とは、電気的に並列に接続されており、ブリッジ回路60の出力電圧と、ブリッジ回路61の出力電圧と、ブリッジ回路162の出力電圧は、並列和算されて出力される。
As shown in FIG. 8, the
また、ブリッジ回路162の一方側の出力線には、ブリッジ回路162の出力を調整するための第3出力調整抵抗Δr3が設けられている。本実施形態の第3出力調整抵抗Δr3は、本発明に係る調整抵抗の一例である。
A third output adjusting resistor Δr3 for adjusting the output of the
第2実施形態では、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。 The second embodiment has the same effects as the first embodiment.
[変形例]
図9は、第2実施形態の変形例に係るロードセル201の斜視図である。図10は、本発明の第2実施形態の変形例に係るロードセル201の上面図である。また、図11は、図10のXI−XI線に沿った断面図である。
[Modification]
FIG. 9 is a perspective view of a
図9から図11を参照すると、本変形例に係る起歪体210は、穴部30A,30B,30C,30Dに連通し、起歪体本体220の軸方向に延びる4つの作業穴280を備える。図10に示すように、4つの作業穴280は、上面視において、それぞれひずみゲージg11〜g14と重複するように配置されている。図11に示すように、本変形例の起歪体本体220は、作業穴280によって起歪体本体220の一方側(図11において上側)の端面に形成された作業開口280aを備える。作業開口280aは、金属製ダイヤフラム242によって封止されている。金属製ダイヤフラム242は、起歪体本体220に溶接されている。本実施形態の金属製ダイヤフラム242は、本発明に係る気密部材の一例である。なお、図9及び図10では、金属製ダイヤフラム242の図示を省略している。
Referring to FIG. 9 to FIG. 11, the
本変形例によれば、作業穴280からひずみゲージg11〜g14の取り付けの作業を行えるので、ひずみゲージg11〜g14の起歪体210への取り付け作業性を向上できる。
According to this modification, since the work of attaching the strain gauges g11 to g14 can be performed from the
(第3実施形態)
第3実施形態のロードセル301は、起歪体310の形状などを除いて、第2実施形態のロードセル101と同様の構成を有する。第3実施形態では、第2実施形態と同様の構成要素は、第2実施形態と同様の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。第3実施形態では、図8を援用する。
(Third Embodiment)
The
図12は、本発明の第3実施形態に係るロードセル301の斜視図である。図13は、本発明の第2実施形態に係るロードセル301の上面図である。
FIG. 12 is a perspective view of the
図12を参照すると、本実施形態の起歪体310は、略矩形平板状の扁平形状である。図12に示すように、本実施形態では、起歪体310の高さ方向に直交する方向の最大寸法Bは、起歪体310の対角線の寸法である。
Referring to FIG. 12, the
本実施形態の起歪体310は、弾性体である起歪体本体320と、起歪体本体320に設けられた複数(本実施形態では3つ)の穴部330A,330B,330Cとを備える。
The
本実施形態の起歪体本体320は、起歪体本体320の長手方向に沿って延びる第1最外側面321と、起歪体本体320の長手方向に沿って延び、第1最外側面321と反対側に配置された第2最外側面322(図13に示す)とを備える。起歪体本体320の第1最外側面321には、3つの穴部330A,330B,330Cのそれぞれによって、3つの開口321aが形成されている。図13に示すように、起歪体本体320の第2最外側面322には、3つの穴部330A,330B,330Cのそれぞれによって、3つの開口322aが形成されている。また、起歪体本体320の第1最外側面321にはケーブル11を起歪体本体320の外側に引き出すためのケーブル引出開口321bが設けられている。
The flexure body
本実施形態の起歪体本体320は、一方側(図12において上側)の端面に形成された第1受圧面323と、他方側(図12において下側)の端面に形成された第2受圧面(図示せず)とを備える。本実施形態の第1受圧面323と第2受圧面とは、矩形平板状である。
The flexure body
本実施形態の穴部330A,330B,330Cは、起歪体本体320の第1最外側面321から第2最外側面322に向かうように延びている。穴部330A,330B,330Cは、起歪体本体320の第1最外側面321及び第2最外側面322に貫通するように設けられている。これにより、起歪体本体320の第1最外側面321には3つの開口321aが形成されており、起歪体本体320の第2最外側面322には3つの開口322aが形成されている。起歪体本体320の第1最外側面321に形成された3つの開口321aと、第2最外側面322に形成された3つの開口322aとは、金属製ダイヤフラム340によって封止されている。この金属製ダイヤフラム340は、起歪体本体320に溶接されている。なお図12では、金属製ダイヤフラム340の図示を省略している。
The
穴部330A,330B,330Cは、起歪体本体320の第1最外側面321に開口321aを形成する第1部分331と、第1部分331から起歪体本体320の第2最外側面322に向かって延びる第2部分332とを有する。また、本実施形態の穴部330A,330B,330Cは、起歪体本体320の第2最外側面322に開口322aを形成する第3部分333を備える。本実施形態の穴部330A,330B,330Cの第1部分331と第2部分332と第3部分333とは、連通している。
The
穴部330A,330B,330Cの第1部分331と第2部分332と第3部分333は、奥行き方向に直交する断面において、円形の断面形状を有している。また、穴部330A,330B,330Cの第1部分331及び第3部分333の奥行き方向に直交する断面の断面積は、第2部分332の奥行き方向に直交する断面の断面積よりも大きい。また、図13に示すように、上面視において、穴部330A,330B,330Cの第1部分331及び第3部分333は、起歪体本体320の第1受圧面323と重複しないように配置されている。
The
図13に示すように、本実施形態の起歪体310は、穴部330A,330Bと連通する連結部350Aと、穴部330B,330Cと連通する連結部350Bとを有する。本実施形態の連結部350A,350Bとで本発明に係る連結孔を構成している。
As shown in FIG. 13, the
連結部350Aは、起歪体本体320の穴部330Aの第1部分331と、穴部330Bの第1部分331と連通する。連結部350Bは、穴部330Bの第1部分331と、穴部330Cの第1部分331と連通する。連結部350A,350Bは、起歪体本体320の長手方向の両側の最外側面に開口を形成している。起歪体本体320の長手方向の両側の最外側面に連結部350A,350Bによって形成された開口は、栓351によって閉塞されている。
The connecting
また、起歪体310は、起歪体本体320のケーブル引出開口321bから連結部350Aに達するように設けられた取出孔313を備える。取出孔313は、ケーブル引出開口321bと連結部350Aとを連通する。
Further, the strain-flexing
本実施形態のひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34は、起歪体本体320の厚さ方向のひずみを検出するように、穴部330A,330B,330Cに配置されている。図13に示すように、ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34は、上面視において、第1受圧面323と重複するように配置されている。本実施形態のひずみゲージg11〜g14は、穴部330Aに配置されている。本実施形態のひずみゲージg21〜g24は、穴部330Bに配置されている。本実施形態のひずみゲージg31〜g34は、穴部330Cに配置されている。
The strain gauges g11 to g14, g21 to g24, g31 to g34 of the present embodiment are arranged in the
穴部330Aには、前述したように、ひずみゲージg11〜g14が配置されている。本実施形態のひずみゲージg11〜g14は、穴部330Aの第1部分331から第3部分333に向かってこの順番で配置されている。
As described above, the strain gauges g11 to g14 are arranged in the
穴部330Bには、前述したように、ひずみゲージg21〜g24が配置されている。本実施形態のひずみゲージg21〜g24は、穴部330Bの第1部分331から第3部分333に向かってこの順番で配置されている。
As described above, the strain gauges g21 to g24 are arranged in the
穴部330Cには、前述したように、ひずみゲージg31〜g34が配置されている。本実施形態のひずみゲージg31〜g34は、穴部330Cの第1部分331から第3部分333に向かってこの順番で配置されている。
As described above, the strain gauges g31 to g34 are arranged in the
ひずみゲージg11〜g14,g21〜g24,g31〜g34のリード線は、取出孔313を通じて、ケーブル11に接続されており、ケーブル引出口金具12から、起歪体本体320の外部に引き出されている。
The lead wires of the strain gauges g11 to g14, g21 to g24, g31 to g34 are connected to the
第3実施形態では、第1実施形態及び第2実施形態と同様の作用効果を奏する。 The third embodiment has the same effects as the first and second embodiments.
以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。 Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
例えば、第1実施形態では、ロードセルに形成された回路は、2つの調整抵抗を有していたが、これに限定されず、1つの調整抵抗を備えていればよい。第2実施形態及び第3実施形態では、ロードセルに形成された回路は、3つの調整抵抗を有していたが、これに限定されず、2つの調整抵抗を備えていればよい。 For example, in the first embodiment, the circuit formed in the load cell has two adjustment resistors, but the present invention is not limited to this, and one adjustment resistor may be provided. In the second embodiment and the third embodiment, the circuit formed in the load cell has three adjustment resistors, but the present invention is not limited to this, and the two adjustment resistors may be provided.
また、第1実施形態から第3実施形態では、開口を封止するために金属製ダイヤフラムを用いたが、例えば、樹脂のような他の気密部材を用いても良い。この場合、ロードセルは、使用環境の厳しくない用途に適用可能である。 Further, in the first to third embodiments, the metal diaphragm is used to seal the opening, but other airtight member such as resin may be used. In this case, the load cell can be applied to applications where the usage environment is not severe.
1…ロードセル
10…起歪体
11…ケーブル
12…ケーブル引出口金具
13…取出孔
20…起歪体本体
21…最外側面
21a…開口
21b…ケーブル引出開口
22…内側面
23…第1受圧面
24…第2受圧面
25…穴壁
25a…底壁
25b…側壁
30A,30B,30C,30D…穴部
31…第1部分
32…第2部分
40…金属製ダイヤフラム(気密部材)
50A,50B,50C,50D…連結孔
60,61…ブリッジ回路
101…ロードセル
110…起歪体
120…起歪体本体
126…貫通孔
126a…第1開口
126b…第2開口
142…金属製ダイヤフラム(気密部材)
150A,150B,150C,150D…連結部
162…ブリッジ回路
201…ロードセル
210…起歪体
220…起歪体本体
242…金属ダイヤフラム(気密部材)
280…作業穴
280a…作業開口
301…ロードセル
310…起歪体
313…取出孔
320…起歪体本体
321…第1最外側面
321a…開口
321b…ケーブル引出開口
322…第2最外側面
323…第1受圧面
324…第2受圧面
330A,330B,330C…穴部
331…第1部分
332…第2部分
333…第3部分
350A,350B…連結部
g11,g12,g13,g14…ひずみゲージ
g21,g22,g23,g24…ひずみゲージ
g31,g32,g33,g34…ひずみゲージ
DESCRIPTION OF
50A, 50B, 50C, 50D ...
150A, 150B, 150C, 150D ...
280 ...
Claims (5)
前記起歪体に取り付けられ、少なくとも1つのブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージと
を備え、
前記起歪体は、
受圧面を有し、弾性体である起歪体本体と、
前記受圧面よりも外側に張り出した部位に設けられた前記起歪体本体の最外側面に開口を形成し、前記起歪体本体の内方に延びる複数の穴部と、
前記複数の穴部のそれぞれの開口を封止する複数の気密部材と
を備え、
前記複数のひずみゲージは、前記複数の穴部のそれぞれを画定する前記起歪体本体の穴壁に取り付けられている、ロードセル。 Strain element,
A plurality of strain gauges attached to the strain body and forming at least one bridge circuit;
The strain body is
Having a pressure receiving surface , a strain-flexing body that is an elastic body,
An opening is formed in the outermost surface of the strain-flexing body main body provided in a portion projecting outward from the pressure-receiving surface, and a plurality of holes extending inward of the strain-flexing body main body,
A plurality of airtight members for sealing the respective openings of the plurality of holes,
The load cell, wherein the plurality of strain gauges are attached to hole walls of the flexure body that define the plurality of holes, respectively.
第1ブリッジ回路と、
前記第1ブリッジ回路と並列に接続される第2ブリッジ回路と
を備え、
前記第1ブリッジ回路からの出力と、前記第2ブリッジ回路からの出力とを調整する少なくとも1つの調整抵抗を備える、請求項1又は2に記載のロードセル。 The at least one bridge circuit is
A first bridge circuit,
A second bridge circuit connected in parallel with the first bridge circuit,
The load cell according to claim 1, further comprising at least one adjusting resistor that adjusts an output from the first bridge circuit and an output from the second bridge circuit.
前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの奥行き方向の所定の位置に配置された第1ひずみゲージと、
前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの奥行き方向の前記第1ひずみゲージと異なる位置に配置された第2ひずみゲージと
を有し、
前記第1ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第1ひずみゲージによって形成されており、
前記第2ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第2ひずみゲージによって形成されている、請求項3に記載のロードセル。 The plurality of strain gauges,
A first strain gauge that is provided in each of the plurality of holes, and is disposed at a predetermined position in the depth direction of each of the plurality of holes,
A second strain gauge that is provided in each of the plurality of holes, and that is arranged at a position different from the first strain gauge in the depth direction of each of the plurality of holes,
The first bridge circuit is formed by the first strain gauge provided in each of the plurality of holes,
The load cell according to claim 3, wherein the second bridge circuit is formed by the second strain gauge provided in each of the plurality of holes.
前記開口を形成する第1部分と、
前記第1部分から前記起歪体本体の内方に向かって延び、前記複数のひずみゲージのうちの少なくとも1つが配置される第2部分と
をそれぞれ備え、
前記第1部分の奥行き方向に交差する断面における断面積は、前記第2部分の奥行き方向に交差する断面における断面積よりも大きい、請求項1から4のいずれか1項に記載のロードセル。 The plurality of holes,
A first portion forming the opening;
And a second portion extending from the first portion toward the inside of the strain-flexing body main body, in which at least one of the plurality of strain gauges is arranged,
The load cell according to any one of claims 1 to 4, wherein a cross-sectional area of a cross section of the first portion that intersects in the depth direction is larger than a cross-sectional area of a cross section of the second portion that intersects in the depth direction.
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