JPH01212327A - Load cell and preparation thereof - Google Patents

Load cell and preparation thereof

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JPH01212327A
JPH01212327A JP3833388A JP3833388A JPH01212327A JP H01212327 A JPH01212327 A JP H01212327A JP 3833388 A JP3833388 A JP 3833388A JP 3833388 A JP3833388 A JP 3833388A JP H01212327 A JPH01212327 A JP H01212327A
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JP
Japan
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strain
slits
load
sides
generating
Prior art date
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JP3833388A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Matsuno
松野 正明
Yoshihiro Nakamura
嘉宏 中村
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Ishida Scales Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Ishida Scales Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH01212327A publication Critical patent/JPH01212327A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce cost still more and to enhance measuring accuracy, by forming a strain generating body becoming the main body from a rectangular plate material composed of a spring plate material. CONSTITUTION:A spring plate material having a relatively large dimension in longitudinal and lateral directions is used as a base material 51 and a plurality of discontinuous cuts 52, 53 are formed to the base material 51 so as to respectively provide predetermined intervals in the longitudinal and lateral directions to form a large number of strain generating body materials 31 each having a predetermined dimension in the longitudinal and lateral directions in such a state that said materials 31 are partially connected to each other. In this state, the first and second slits 33, 34 for forming fixing parts 36, load acting parts 35 and a strain generating part 37 are formed to each of the strain generating body materials 31 at predetermined positions and strain detection elements 411-414,... are collectively formed to the surface of the strain generating part of each of the strain generating body materials 31. Thereafter, by cutting the connection parts of the strain generating body materials 31, a large number of load cells can be formed at once.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、起歪体の表面に形成したストレインゲージ等
の歪み検出素子の電気特性の変化により該起歪体に負荷
された荷重を測定するロードセルおよびその製造方法に
関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention measures the load applied to a strain body by changing the electrical characteristics of a strain detection element such as a strain gauge formed on the surface of the strain body. The present invention relates to a load cell and a manufacturing method thereof.

(従来の技術) 一般に各種の計量装置で用いられるロードセルは、第1
1図に示すように、両端の剛体部2.3間に上下平行に
2本のビーム部4.5を設けて中空直方体状とされた起
歪体1を用い、この起歪体1における上記剛体部2,3
の一方を固定部、他方を荷重作用部とすると共に、ビー
ム部4.5の肉厚が薄くされた起歪部4a、4a、5a
、5aの表面に歪み検出素子6・・・6を形成した構成
とされ、上記荷重作用部3に負荷された荷重によりビー
ム部4.5が鎖線で示すように変形したときに、上記歪
み検出素子6・・・6によって検出される起歪部表面の
歪み量に基いて上記荷重を測定するように構成されたも
のである。
(Prior art) Load cells generally used in various weighing devices are
As shown in Fig. 1, a strain-generating body 1 having a hollow rectangular parallelepiped shape with two beam portions 4.5 provided vertically in parallel between rigid body portions 2.3 at both ends is used. Rigid body parts 2, 3
one of which is a fixing part and the other is a load acting part, and the strain-generating parts 4a, 4a, 5a have a thinner wall thickness of the beam part 4.5.
, 5a, and when the beam section 4.5 is deformed as shown by the chain line due to the load applied to the load application section 3, the distortion detection is performed. The load is measured based on the amount of strain on the surface of the strain-generating portion detected by the elements 6...6.

ところで、歪み検出素子を蒸着やスパッタリングによっ
て起歪体表面に直接形成するときは、表裏面への同時処
理が難しいため、通常は一方のビーム部4.(又は5)
の表面だけに4個の歪み検出素子を形成するようにして
いる。こうした技術は、特公昭62−59767号公報
に開示されており、これによれば、第12図に示すよう
に、一端の固定部12からビーム部13を一側方に延出
させるとともに、このビーム部13の下方にその他端側
から上記固定部12)に向けて荷重作用部14を延出し
てなる起歪体11を用い、上記ビーム部13の表面所定
位置に歪み検出素子15・・・15を蒸着やスパッタリ
ングによって形成してなるロードセルが示されている。
By the way, when a strain detection element is directly formed on the surface of a strain-generating body by vapor deposition or sputtering, it is difficult to simultaneously process both the front and back surfaces, so usually one beam section 4. (or 5)
Four strain detection elements are formed only on the surface. Such a technique is disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-59767, and according to this, as shown in FIG. 12, a beam part 13 is extended to one side from a fixed part 12 at one end, Using a strain-generating body 11 with a load acting part 14 extending downward from the other end of the beam part 13 toward the fixing part 12), a strain detecting element 15 is placed at a predetermined position on the surface of the beam part 13. A load cell formed by forming 15 by vapor deposition or sputtering is shown.

このロードセルによれば、上記荷重作用部14に荷重が
負荷されたときにビーム部゛13が鎖線で示すように変
形して、その表面の歪みが上記歪み検出素子15・・・
15によって検出されることにより、第11図に示すロ
ードセルと同様にして荷重が測定されることになる。
According to this load cell, when a load is applied to the load application section 14, the beam section 13 deforms as shown by the chain line, and the strain on its surface is transferred to the distortion detection element 15...
15, the load is measured in the same manner as the load cell shown in FIG.

(発明が解決しようとする課題) ところで、従来における上記のような起歪体は、いずれ
も、ジュラルミン等のむくの金属素材から機械加工によ
って単品毎に削り出して形成していたのであるが、この
ような製造方法によると著しく手間がかかつて量産が困
難となり、また材料費が高いこともあって、コストが著
しく高く付くという問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the past, the above-mentioned strain-generating bodies were formed by cutting each piece out of a solid metal material such as duralumin by machining. Such a manufacturing method is extremely time consuming, making mass production difficult, and also has the problem of extremely high costs due to high material costs.

また、これらの起歪体に歪み検出素子を蒸着等によって
形成する場合、生産性向上のため、多数の起歪体を適宜
連結部材を用いて規則的に連結した状態で、これらの表
面所定位置に歪み検出素子を一括して形成するといった
方法が用いられているが、このような方法を用いても、
多数の起歪体を連結するのに手間がかかるため十分に生
産性が向、Eせず、また起歪体を連結する際のずれ等に
よって歪み検出素子の形成位置に誤差が発生し、各ロー
ドセルの精度にバラツキが生じるという問題もあった。
In addition, when forming strain detection elements on these strain-generating bodies by vapor deposition or the like, in order to improve productivity, a large number of strain-generating bodies are regularly connected using appropriate connecting members, and the surfaces of these elements are placed at predetermined positions. However, even with this method,
Because it takes time and effort to connect a large number of flexure-generating elements, productivity is not sufficiently improved, and errors occur in the formation position of the strain detection element due to misalignment when connecting the flexure-generating elements. There was also the problem of variations in the accuracy of the load cells.

本発明は従来における上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、起歪体を安価な材料で形成することができ、
且つ量産が可能な構造とすることにより、この種のロー
ドセルのコストの低減を図る。また、その製造に際して
は、起歪体の表面所定位置に歪み検出素子を能率よく且
つ位置のずれ等を生じることなく形成し得るようにして
、コストの一層の低減を図ると共に、測定精度の低下や
バラツキ等を生じることなくロードセルを製造し得るよ
うにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and allows the strain-generating body to be formed of an inexpensive material.
Moreover, by creating a structure that allows mass production, the cost of this type of load cell is reduced. In addition, during manufacturing, strain detection elements can be efficiently formed at predetermined positions on the surface of the strain-generating body without causing positional deviations, etc., thereby further reducing costs and reducing measurement accuracy. It is an object of the present invention to enable the manufacture of load cells without causing any variation or variation.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明に係るロードセルおよ
びその製造方法は、それぞれ次のように構成したことを
特徴とする特 まず、本発明に係るロードセルは、その本体となる起歪
体をバネ板材でなる長方形(正方形を含む)の板材で形
成すると共に、その一対の平行2側辺の中央部内側に明
り貫き形成された一対の第1スリットと、これらの第1
スリットと上記両側辺との各間もしくは両第1スリット
間にこれらに直交する方向に形成された第2スリットと
を設けて、上記一対の第1スリットと両側辺の各間にお
ける第2スリットにより分断された部分の両側、もしく
は一対の第1スリット間における第2スリットにより分
断された部分の両側を固定部および荷重作用部とし、ま
た第2スリットによって分断されていない一対の第1ス
リット間の部分、もしくは一対の第1スリットと上記両
側辺との間の部分を起歪部とする。そして、この起歪部
の表面所定位置に該表面の歪みを検出する歪み検出素子
を形成した構成とする。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a load cell according to the present invention and a method for manufacturing the same are each configured as follows. The strain-generating body serving as the main body is formed of a rectangular (including square) plate material made of a spring plate material, and a pair of first slits are formed transparently through the center of the pair of two parallel sides thereof, and these 1st
A second slit is provided between each of the slits and the above-mentioned both sides or between both the first slits in a direction perpendicular thereto, and the second slit between the pair of first slits and each of the above-mentioned both sides. Both sides of the divided part, or both sides of the part divided by the second slit between the pair of first slits, are used as the fixed part and the load acting part, and the part between the pair of first slits that is not divided by the second slit. The portion or the portion between the pair of first slits and the above-mentioned both sides is defined as a strain-generating portion. A strain detection element for detecting strain on the surface is formed at a predetermined position on the surface of the strain generating section.

また、本発明に係るロードセルの製造方法は、上記のご
とき起歪体を用いたロードセルの製造に関するもので、
比較的大きな縦方向および横方向の寸法を有するバネ板
材を素材とし、該素材に縦方向および横方向に夫々所定
の間隔を隔てて複数の不連続な切断部を形成することに
より、縦方向および横方向に所定の寸法を有する多数の
起歪体素材を、これらが部分的に互いに連結された状態
で形成すると共に、この状態で、これらの起歪体素材に
固定部、荷重作用部および起歪部を形成するための第1
、第2スリットを所定位置に形成し、且つ各起歪体素材
の起歪部表面に歪み検出素子を一括して形成する。そし
て、その後、各起歪体素材の連結部を切断することによ
り、複数のロードセルを一斉に形成する。
Further, the method for manufacturing a load cell according to the present invention relates to manufacturing a load cell using the above-mentioned strain body,
By using a spring plate material having relatively large vertical and horizontal dimensions as a material and forming a plurality of discontinuous cut portions in the material at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions, A large number of flexure element materials having predetermined dimensions in the lateral direction are formed in a state where they are partially connected to each other, and in this state, fixing parts, load application parts, and flexure element materials are formed on these flexure element materials. First for forming the strained part
, a second slit is formed at a predetermined position, and strain detection elements are collectively formed on the surface of the strain-generating portion of each strain-generating body material. Thereafter, a plurality of load cells are formed all at once by cutting the connecting portions of each flexure element material.

(作  用) 上記のような構成のロードセルによれば、起歪体におけ
る固定部を固定した状態で、該起歪体の荷重作用部に直
接もしくは適宜ブラケット部材等を介して荷重を負荷さ
せれば、起歪部が断面略S字状となるように変形して、
その表面に上記荷重に対応した引張り歪みと圧縮歪みと
が発生することになる。従って、該起歪部の表面所定位
置に形成された歪み検出素子によってこれらの歪みを検
出すれば、上記荷重が測定されることになる。
(Function) According to the load cell configured as described above, with the fixed portion of the flexure body fixed, a load can be applied to the load acting portion of the flexure body directly or via an appropriate bracket member, etc. For example, the strain-generating portion is deformed to have a substantially S-shaped cross section,
Tensile strain and compressive strain corresponding to the above load will occur on the surface. Therefore, if these strains are detected by a strain detection element formed at a predetermined position on the surface of the strain-generating portion, the load can be measured.

そして、特に上記のような構成によれば、起歪体が比較
的安価なバネ板材で形成されると共に、該起歪体に固定
部、荷重作用部、起歪部等を設けるための第1、第2ス
リットが、機械加工によるむくの金属材料からの削り出
しに比較して著しく容易な例えばレーザー等による板材
の切断加工のみによって形成されることになり、その結
果、この種の起歪体ないしロードセルのコストが大幅に
低減されることになる。
In particular, according to the above configuration, the strain body is formed of a relatively inexpensive spring plate material, and the strain body is provided with a first part for providing a fixing part, a load acting part, a strain part, etc. , the second slit is formed only by cutting the plate material using a laser or the like, which is significantly easier than cutting out a solid metal material by machining, and as a result, this type of strain-generating body Otherwise, the cost of the load cell will be significantly reduced.

また、本発明に係るロードセルの製造方法によれば、上
記のようなロードセルが単純な板材の切断加工のみによ
って量産されることになって一層コストが低減、される
と共に、特に多数の起歪体素材が分断されないで規則正
しく並んでいる状態で、これらの起歪体素材に歪み検出
素子が一括して形成されるので、該歪み検出素子が所定
位置に正しく形成され、精度のバラツキを生じることな
く、高精度なロードセルが得られることになる。
Further, according to the method for manufacturing a load cell according to the present invention, the load cell as described above can be mass-produced by simply cutting a plate material, further reducing costs. Since the strain detection elements are formed all at once on these flexure-generating materials while the materials are not divided and lined up regularly, the strain detection elements can be formed correctly at predetermined positions without causing variations in accuracy. , a highly accurate load cell can be obtained.

(実 施 例) 以下、本発明の実施例について説明する。(Example) Examples of the present invention will be described below.

まず、本発明に係るロードセルの実施例について説明す
ると、第1〜3図に示すように、この実施例に係るロー
ドセル20は、起歪体2)と、該起歪体2)の表面所定
位置に設けられた歪み検出回路22と、起歪体2)に取
付けられた固定用ブラケット23および荷重負荷用ブラ
ケット24とで構成されている。
First, an embodiment of the load cell according to the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, the load cell 20 according to this embodiment includes a strain body 2) and a predetermined position on the surface of the strain body 2). It is composed of a strain detection circuit 22 provided in the flexural body 2), a fixing bracket 23 and a load bearing bracket 24 attached to the flexure generating body 2).

上記起歪体2)は、第4図に示すように、バネ板材で形
成された長方形の板状素材31で本体が構成されている
。そして、その一対の平行2側辺32.32の中央部内
側にこれらの側辺32.32に平行に一対の第1スリッ
ト33.33が制り貫き形成されていると共に、これら
の第1スリット33.33と上記両側辺32.32の互
いに対向するもの同志の中間位置間に、該側辺32.3
2に直交する方向に第2スリット34.34がそれぞれ
形成されており、これらのスリット33゜33.34.
34によって素材31の両側部に、図面上、上下に相対
向するように各一対の突片部35,35,36.36が
形成されている。ここで、上記第1スリット33.33
の両端部には、図面上、横方向に長い長円形状の制り貫
き部33a、33a、33b、33bが設けられている
As shown in FIG. 4, the strain body 2) has a main body composed of a rectangular plate material 31 made of a spring plate material. A pair of first slits 33.33 are formed in parallel to the two parallel sides 32.32 inside the center of the pair of parallel sides 32.32, and these first slits 33.33 and the intermediate positions of the opposing sides 32.32, the side sides 32.3
Second slits 34, 34 are formed in the direction perpendicular to 2, respectively, and these slits 33, 33, 34, .
34, a pair of projecting pieces 35, 35, 36, and 36 are formed on both sides of the material 31 so as to face each other vertically in the drawing. Here, the first slit 33.33
In the drawing, oval-shaped punch-through portions 33a, 33a, 33b, and 33b, which are long in the horizontal direction, are provided at both ends.

そして、上記各突片部のうち、図面上、下方に位置する
左右の突片部36.36が固定部、上方に位置する左右
の突片部35.35が荷重作用部とされていると共に、
素材中央の両第1スリット33.33間の部分37が起
歪部とされている。なお、上記第1、第2スリット33
.33.34゜34は、例えばレーザー等による板材の
切断加工によって形成される。
Of the above-mentioned protruding pieces, the left and right protruding pieces 36.36 located at the bottom in the drawing are fixed parts, and the left and right protruding parts 35.35 located at the upper part are used as load acting parts. ,
A portion 37 between both first slits 33, 33 at the center of the material is a strain-generating portion. Note that the first and second slits 33
.. 33.34° 34 is formed by, for example, cutting a plate material using a laser or the like.

また、上記固定用および荷重負荷用のブラケット23.
24は、第1〜3図に示すように、上記起歪体2)の幅
方向寸法に等しい長さを有する細長い板材の両端部に上
方もしくは下方に突出する突起23.a、23a、24
a、24aを設けた構成とされている。そして、固定用
ブラケット23の両端の上方に突出する突起23a、2
3aを上記起歪体2)における左右の固定部36.36
の下面にそれぞれ固着することにより、該固定用ブラケ
ット23が起歪体2)に取り付けられていると共に、荷
重負荷用ブラケット24の両端の下方に突出する突起2
4a、24aを起歪体2)における左右の荷重作用部3
5.35の上面にそれぞれ固着することにより、該荷重
負荷用ブラケット24が起歪体2)に取り付けられてい
る。その場合に、両ブラケット23.24は、起歪体2
)の下方および上方で該起歪体2)の中央部を挾んで相
対向するように設けられている。
In addition, the above-mentioned fixing and load-bearing bracket 23.
24, as shown in FIGS. 1 to 3, projections 23. a, 23a, 24
a, 24a. The protrusions 23a and 2 protrude upward from both ends of the fixing bracket 23.
3a to the left and right fixing parts 36 and 36 of the strain body 2).
The fixing bracket 23 is attached to the strain body 2) by being fixed to the lower surfaces of the brackets 2 and 2), and the protrusions 2 protruding downward from both ends of the load bearing bracket 24
4a and 24a are the left and right load acting parts 3 in the strain-generating body 2)
The load-bearing bracket 24 is attached to the strain-generating body 2) by being fixed to the upper surface of each member 5.35. In that case, both brackets 23 and 24
) are provided so as to face each other across the center of the strain-generating body 2).

更に、上記歪み検出回路22は、第4図に示すように、
起歪体2)における起歪部37の上面における第1スリ
ット33.33の各一端の刳り貫き部33a、33a問
および各他端の制り貫き部33b、33b間、即ち該起
歪部37における幅が狭くされて最も撓み易くなってい
る部位に各2個づつ形成された合計4個のストレインゲ
ージ411〜414と、これらのストレインゲージ41
に〜414を接続し且つ各2つの入力端子42゜、42
2および出力端子42s 、424を有する配線パター
ン42と、該パターン42の所定位置に設けられた4つ
のトリミング抵抗431〜434とで構成され、これら
によって第5図に等価回路を示すブリッジ回路が構成さ
れている。
Furthermore, the distortion detection circuit 22, as shown in FIG.
The hollow portions 33a, 33a at each one end of the first slits 33.33 on the upper surface of the strain-generating portion 37 in the strain-generating body 2) and the hollow portions 33b, 33b at the other ends, that is, the strain-generating portion 37 A total of four strain gauges 411 to 414 are formed, two each at the part where the width is narrowed and is most flexible, and these strain gauges 41
Connect ~414 to each two input terminals 42°, 42
2 and output terminals 42s and 424, and four trimming resistors 431 to 434 provided at predetermined positions on the pattern 42, and these constitute a bridge circuit whose equivalent circuit is shown in FIG. has been done.

上記のような構成のロードセル20によれば、第6図に
示すように、固定用ブラケット23を固定し、且つ荷重
負荷用ブラケット24に荷重Wを作用させたとき、起歪
体2)の荷重作用部35゜35が相対的に下方に変位し
、且つ固定部36゜36が相対的に上方に変位すると共
に、これにともなって起歪部37が略S字状に緩かに変
形することになる。このとき、該起歪部37における第
1スリット33.33の各一端の刳り貫き部33a、3
3a間の部位が下方に凸に、第1スリット33.33の
各他端の刳り貫き部33b、33b間の部位が上方に凸
にそれぞれ屈曲することになり、これらの部位に各2個
づつ形成されたストレインゲージのうち、前者の部位に
形成された2個のストレインゲージ411.412が圧
縮歪みを、後者の部位に形成された2個のストレインゲ
ージ413.414が引張り歪みをそれぞれ検出する。
According to the load cell 20 configured as described above, as shown in FIG. The acting portion 35° 35 is relatively displaced downward, and the fixed portion 36° 36 is relatively displaced upward, and the strain generating portion 37 is accordingly gently deformed into a substantially S-shape. become. At this time, the hollow portions 33a, 3 at each end of the first slit 33.33 in the strain-generating portion 37
The part between the first slits 33 and 3a is bent downwardly, and the part between the hollowed parts 33b and 33b at the other end of the first slit 33 and 33 is bent upwardly. Of the strain gauges formed, two strain gauges 411 and 412 formed in the former part detect compressive strain, and two strain gauges 413 and 414 formed in the latter part detect tensile strain, respectively. .

そして、これにともなう各ストレインゲージ411〜4
14の電気抵抗値の変化により、上記歪み検出回路22
の2つの出力端子42s、42aからの出力値が上記各
歪みの歪み量、換言すれば上記荷重Wに対rする量だけ
変化し、これを該回路22に接続された変換器(図示せ
ず)で変換することにより、上記荷重Wが測定されるこ
とになる。
And each strain gauge 411-4 accompanying this
Due to the change in the electrical resistance value of 14, the distortion detection circuit 22
The output values from the two output terminals 42s and 42a of the circuit 22 change by the amount of each strain, in other words, the amount r relative to the load W, and this is changed by a converter (not shown) connected to the circuit 22. ), the load W is measured.

そして、特にこのロードセル20によれば、上記起歪体
2)の素材31がバネ板材で形成されていると共に、該
起歪体2)の固定部36.36、荷重作用部35.35
および起歪部37等が板材の切断加工のみによって形成
されるので、該起歪体2)ないしロードセル20が著し
く安価に形成され、且つ量産が可能となる。
Particularly, according to this load cell 20, the material 31 of the strain body 2) is formed of a spring plate material, and the fixing portion 36.36 and the load acting portion 35.35 of the strain body 2) are made of a spring plate material.
Since the strain-generating portion 37 and the like are formed only by cutting the plate material, the strain-generating body 2) or the load cell 20 can be formed at extremely low cost and can be mass-produced.

なお、荷重負荷用ブラケット24を介して起歪体2)の
荷重作用部35.35に荷重が負荷されたとき、上記ス
トレインゲージ411〜414が形成された部位以外に
も、例えば第4図に符号Xで示す部位には圧縮歪みが、
符号yで示す部位には引張り歪みがそ九ぞれ発生するの
で、これらの部位x、yにもストレインゲージを形成し
て、荷重の測定精度を向上させることができる。
Note that when a load is applied to the load acting portion 35.35 of the flexure element 2) via the load bearing bracket 24, the strain gauges 411 to 414 may be applied to other portions other than the portions where the strain gauges 411 to 414 are formed, for example, as shown in FIG. There is a compressive strain in the part indicated by the symbol X.
Since tensile strain occurs in each of the parts indicated by the symbol y, strain gauges can also be formed in these parts x and y to improve the accuracy of measuring the load.

また、起歪体の構造は上記例に示すものに限らず、例え
ば第7.8図に示すように構成することもできる。
Further, the structure of the strain body is not limited to that shown in the above example, but may be constructed as shown in FIG. 7.8, for example.

つまり、第7図に示す起歪体2)′は、上記実施例に係
る起歪体2)と比較して第1スリット33’、33’の
幅を広く、その両端の刳り貫き部33a’ 、33a’
 、33b’ 、33b’を細長く形成したものである
That is, in the strain-generating body 2)' shown in FIG. 7, the width of the first slits 33', 33' is wider compared to the strain-generating body 2) according to the above embodiment, and the hollow portions 33a' at both ends thereof are widened. , 33a'
, 33b', 33b' are formed into elongated shapes.

また、第8図に示す起歪体2)″においては、長方形状
の素材31″の一対の平行2側辺32″、32″の中央
部内側に、これらの側辺32″、32″に平行に一対の
第1スリット33″。
In addition, in the strain-generating body 2)'' shown in FIG. A pair of parallel first slits 33''.

33″が形成されていると共に、この一対の第1スリッ
ト33″、33″の中間位置間にこれらに直行する第2
スリット34″が形成されており、これらのスリット3
3″、33″、34″により素材31″の中央部がH状
に割り貫かれた形状とされている。そして、一対の第1
スリット33″、33″間における第2スリット34″
によって分断された部分の両側が固定部36″および荷
重作用部35″とされていると共に、素材31″の両側
部における上記両側辺32″、32″と第1スリット3
3″、33#間の各部分が起歪部37″、37″とされ
ており、これらの起歪部37″、37″における第1ス
リット33″、33″の両端の制り貫き部33a″、3
3a“、33b“、33b″によって幅が狭くされた部
位にストレインゲージ411″〜414“がそれぞれ形
成されて、ロードセルが構成されるようになっている。
33'', and a second slit extending perpendicularly therebetween is formed between the pair of first slits 33'', 33''.
Slits 34'' are formed, and these slits 3
3'', 33'', and 34'' form an H-shaped cut through the center of the material 31''. and the first of the pair
The second slit 34″ between the slits 33″ and 33″
Both sides of the part divided by are used as a fixing part 36'' and a load acting part 35'', and the above-mentioned both sides 32'', 32'' on both sides of the material 31'' and the first slit 3
Each portion between 3'' and 33# is a strain-generating portion 37'', 37'', and a punch-through portion 33a at both ends of the first slit 33'', 33'' in these strain-generating portions 37'', 37''. ″、3
Strain gauges 411'' to 414'' are formed at the portions whose widths are narrowed by 3a'', 33b'', and 33b'', respectively, to constitute a load cell.

このロードセルにおいても、起歪体2)″の固定部36
″を適宜ブラケットを用いて固定した状態で、荷重作用
部35″に同じく適宜ブラケットを用いて荷重を作用さ
せれば、上記起歪部37″、37“が略S字状に緩やか
に変形して、上記ストレインゲージ411″〜414″
のうちの図面上、上方に形成されたストレインゲージ4
1□″、412”が圧縮歪みを、下方に形成されたスト
レインゲージ413″、414″が引っ張り歪みをそれ
ぞれ検出することになり、前記のロードセル20と同様
にして荷重が測定されることになる。
Also in this load cell, the fixing portion 36 of the strain body 2)''
'' is fixed using an appropriate bracket, and if a load is applied to the load applying portion 35'' using an appropriate bracket, the strain-generating portions 37'', 37'' will be gently deformed into a substantially S-shape. The above strain gauges 411″ to 414″
Strain gauge 4 formed above in the drawing
1□'' and 412'' will detect compressive strain, and strain gauges 413'' and 414'' formed below will detect tensile strain, respectively, and the load will be measured in the same manner as the load cell 20 described above. .

次に、本発明に係るロードセルの製造方法に関する実施
例について説明する。なお、この実施例では、第1図に
示すロードセル20を製造する場合について説明し、同
一の構成要素については該ロードセル20と同一の符号
を用いる。
Next, an example of a method for manufacturing a load cell according to the present invention will be described. In this example, a case will be described in which the load cell 20 shown in FIG. 1 is manufactured, and the same reference numerals as in the load cell 20 are used for the same components.

この方法においては、第9図に示すように、縦方向およ
び横方向の寸法が比較的大きなバネ板材でなる板状素材
51が用いられ、この素材51に、例えばレーザー等に
よって縦方向および横方向に所定間隔を隔てて複数の切
断部52・・・52゜53・・・53が形成される。こ
のとき、図示のように、両方向の切断部52・・・52
.53・・・53の各交差部において素材51が分断さ
れないように、これらの切断部52・・・52.53・
・・53は各交差部を除いて形成され、これにより多数
の起歪体素材31・・・31が各コーナ一部で互いに連
結された状態で形成されることになる。
In this method, as shown in FIG. 9, a plate material 51 made of a spring plate with relatively large dimensions in the vertical and horizontal directions is used, and this material 51 is irradiated with a laser in the vertical and horizontal directions. A plurality of cut portions 52...52 degrees 53...53 are formed at predetermined intervals. At this time, as shown in the figure, the cutting portions 52...52 in both directions
.. These cutting parts 52...52, 53, etc. are cut so that the material 51 is not divided at each intersection of 53...53.
. . 53 are formed excluding each intersection, and as a result, a large number of strain body materials 31 . . . 31 are formed in a state where they are connected to each other at a portion of each corner.

次に、第10図に示すように、多数の起歪体素材31・
・・31が連結された状態のまま、各起歪体素材31に
一対の第1スリット33.33と、これらのスリット3
3.33と素材両側辺32.32との間の第2スリット
34.34とを同じくレーザー等によって形成する。こ
のとき、素材51の周辺部を除いては隣接する起歪体素
材31゜31閏で第2スリット34.34が連続するの
で、縦方向の切断部52・・・52を跨いでH状の制り
貫き部を形成することになる。
Next, as shown in FIG.
. . 31 remains connected, a pair of first slits 33 and 33 are inserted into each strain-generating body material 31, and these slits 3
A second slit 34.34 between 3.33 and both sides 32.32 of the material is also formed using a laser or the like. At this time, since the second slits 34 and 34 are continuous in the adjacent strain body materials 31 and 31 except for the peripheral portion of the material 51, an H-shaped slit is formed across the vertical cut portions 52...52. This will form the pierced part.

更に、同図に鎖線で示すように、4つのストレインゲー
ジ411〜414と4つのトリミング抵抗431〜43
4とを配線パターン42で接続してなる歪み検出回路2
2(第4図参照)を各起歪体素材31・・・31の中央
部における起歪部37・・・37にそれぞれ蒸着やスパ
ッタリング等によって形成する。そして、その後、起歪
体素材31・・・31の各コーナ一部における連結部を
カッター等を用いて或いは手で折り曲げて分断すること
により、これらの起歪体素材31・・・31を分離し、
然る後、第1図に示すような固定用ブラケット23及び
荷重負荷用ブラケット24を取り付ける。
Furthermore, as shown by chain lines in the figure, four strain gauges 411 to 414 and four trimming resistors 431 to 43 are provided.
4 connected by a wiring pattern 42.
2 (see FIG. 4) are formed on the strain-generating portions 37...37 in the center portions of the respective strain-generating body materials 31...31 by vapor deposition, sputtering, or the like. Thereafter, the connecting portions of each corner of the flexure body materials 31 . . . 31 are separated using a cutter or the like or by bending and dividing by hand, thereby separating the flexure body materials 31 . . . 31. death,
After that, a fixing bracket 23 and a load-bearing bracket 24 as shown in FIG. 1 are attached.

これにより、多数のロードセル20・・・20が量産さ
れることになるが、特にこの方法によれば、多数の起歪
体2)・・・2)(起歪体素材31・・・31)が規則
的に並んでいる状態で、これらにストレインゲージ41
1〜414ないし歪み検出回路22〜22が一括して形
成されるので、各ロードセル20における上記ストレイ
ンゲージ411〜414の形成位置にバラツキが生じる
ことがなく、荷重検出精度に優れたロードセルが得られ
ることになる。
As a result, a large number of load cells 20...20 will be mass-produced, but especially according to this method, a large number of flexure elements 2)...2) (flexure element materials 31...31) are lined up regularly, strain gauges 41 are attached to these.
Since strain detection circuits 1 to 414 and strain detection circuits 22 to 22 are formed all at once, there is no variation in the formation positions of the strain gauges 411 to 414 in each load cell 20, and a load cell with excellent load detection accuracy can be obtained. It turns out.

なお、以上の例では、各起歪体素材31・・・31を、
それぞれのコーナ一部で連結させるようにしたが゛、こ
れに限定されるものではなく、例えば各起歪体素材31
・・・31の側辺部で部分的に連結させるようにするこ
ともできる。
In addition, in the above example, each strain-generating body material 31...31 is
Although the connection is made at a part of each corner, the present invention is not limited to this. For example, each flexure element material 31
. . . It is also possible to partially connect them at the side portions of 31.

(発明の効果) 以上のように、本発明に係るロードセルは、その本体を
構成する起歪体が比較的安価な材料により形成され、且
つ加工が容易で量産が可能となるので、従来におけるジ
ュラルミン等のむくの金属材料から削り出しによって単
品毎に製造していたものに比較してコストが著しく低減
されることになる。また、本発明に係る製造方法によれ
ば、この種のロードセルの荷重検出精度のバラツキが防
止されて、高精度のロードセルが実現されることになる
(Effects of the Invention) As described above, the load cell according to the present invention has a strain-generating body constituting its main body made of a relatively inexpensive material, and is easy to process and can be mass-produced. By machining from solid metal materials such as, the cost is significantly reduced compared to manufacturing each item individually. Further, according to the manufacturing method according to the present invention, variations in load detection accuracy of this type of load cell can be prevented, and a highly accurate load cell can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1〜6図は本発明に係るロードセルの実施例を示すも
ので、第1図は全体斜視図、第2.3図はそれぞれ第1
図■−■線、I−nI線で切断した縦断正面図および縦
断側面図、第4図はこのロードセルにおける起歪体の平
面図、第5図は同じく歪み検出回路の等価回路図、第6
図はこのロードセルの荷重負荷時の状態を示す中央縦断
側面図である。また、第7.8図は起歪体の他の実施例
をそれぞれ示す平面図である。第9.10図は、本発明
に係るロードセルの製造方法を示すもので、第9図は板
状素材に切断部を形成した状態を示す平面図、第10図
は更に第1.第2スリ・ントを形成した状態を示す平面
図である。更に、第11゜12図は従来のロードセルを
夫々示す側面図および縦断側面図である。− 20・・・ロードセル、2).2)’、2)″・・・起
歪体、32.32″・・・側辺、33.33′、33″
・・・第1スリット、34.34”・・・第2スリット
、35.35″・・・荷重作用部、36.36″・・・
固定部、37.37″・・・起歪部、411〜414.
411″〜414″・・・歪み検出素子(ストレインゲ
ージ)、51・・・素材、52.53・・・切断部。 第5図 第6図 第7図 第9図 第11図 第12)1J ■
1 to 6 show embodiments of the load cell according to the present invention. FIG. 1 is an overall perspective view, and FIGS.
Figure 4 is a plan view of the strain-generating body in this load cell; Figure 5 is an equivalent circuit diagram of the strain detection circuit;
The figure is a central vertical sectional side view showing the state of this load cell when a load is applied. Moreover, FIG. 7.8 is a plan view showing other embodiments of the strain-generating body. 9 and 10 show a method for manufacturing a load cell according to the present invention, FIG. 9 is a plan view showing a state in which cut portions are formed in a plate-shaped material, and FIG. FIG. 7 is a plan view showing a state in which a second slint is formed. Furthermore, FIGS. 11 and 12 are a side view and a vertical side view respectively showing a conventional load cell. -20...Load cell, 2). 2)', 2)''...Strain body, 32.32''...Side side, 33.33', 33''
...First slit, 34.34"...Second slit, 35.35"...Load acting part, 36.36"...
Fixed part, 37.37''... Strain part, 411-414.
411'' to 414''...Strain detection element (strain gauge), 51...Material, 52.53...Cutting portion. Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 9 Figure 11 Figure 12) 1J ■

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)固定部と、荷重作用部と、該荷重作用部に荷重が
作用したときに表面に引張り歪みもしくは圧縮歪みが生
じる起歪部とを有する起歪体を用い、該起歪体の上記起
歪部表面に歪み検出素子を設けてなるロードセルであっ
て、上記起歪体がバネ板材で形成された長方形の板状と
されていると共に、該起歪体に、その一対の平行2側辺
の中央部内側にこれらの側辺に平行に刳り貫き形成され
た一対の第1スリットと、これらの第1スリットと上記
両側辺との各間もしくは両第1スリット間にこれらに直
交する方向に形成された第2スリットとが設けられて、
上記一対の第1スリットと当該両側辺との各間における
第2スリットにより分断された部分の両側もしくは一対
の第1スリット間における第2スリットにより分断され
た部分の両側が上記固定部および荷重作用部とされ、ま
た第2スリットによって分断されていない一対の第1ス
リット間の部分もしくは両第1スリットと当該両側辺と
の各間の部分が上記起歪部とされていることを特徴とす
るロードセル。
(1) Using a strain-generating body having a fixed part, a load-acting part, and a strain-generating part that produces tensile strain or compressive strain on the surface when a load is applied to the load-acting part, A load cell is provided with a strain detection element on the surface of a strain-generating part, and the strain-generating body has a rectangular plate shape formed of a spring plate material, and a pair of parallel sides of the strain-generating body are provided. A pair of first slits formed in parallel to these side sides inside the center of the side, and a direction perpendicular to these first slits between each of the first slits and the above-mentioned both sides or between both first slits. a second slit formed in the second slit;
Both sides of the part divided by the second slit between the pair of first slits and the both sides, or both sides of the part divided by the second slit between the pair of first slits, are connected to the fixed part and the load action. and a portion between the pair of first slits that is not separated by the second slit or a portion between both first slits and both sides thereof is the strain-generating portion. load cell.
(2)長方形のバネ板材で形成され、且つ一対の平行2
側辺の中央部内側にこれらの側辺に平行に刳り貫き形成
された一対の第1スリットと、これらの第1スリットと
上記両側辺との各間もしくは両第1スリット間にこれら
に直行する方向に形成された第2スリットとにより、固
定部、荷重作用部および起歪部が設けられた起歪体を用
いるロードセルの製造方法であつて、比較的大きな縦方
向および横方向の寸法を有するバネ板材を素材とし、該
素材に縦方向および横方向に夫々所定の間隔を隔てて複
数の不連続な切断部を形成することにより、縦方向およ
び横方向に所定の寸法を有する多数の起歪体素材を、こ
れらが部分的に互いに連結された状態で形成すると共に
、この状態で、これらの起歪体素材に固定部、荷重作用
部および起歪部を形成するための上記第1、第2スリッ
トを形成し、且つ各起歪体素材の起歪部表面に歪み検出
素子を一括して形成し、その後、各起歪体素材の連結部
を切断することにより、複数のロードセルを一斉に形成
することを特徴とするロードセルの製造方法。
(2) Formed by rectangular spring plate material, and a pair of parallel 2
A pair of first slits are hollowed out inside the central part of the side sides in parallel to these side sides, and a pair of first slits are formed between each of these first slits and the above-mentioned both sides, or between both first slits, which run perpendicularly to these. A method for manufacturing a load cell using a strain body provided with a fixing part, a load acting part, and a strain part by means of a second slit formed in the direction, the load cell having relatively large vertical and horizontal dimensions. By using a spring plate material as a material and forming a plurality of discontinuous cut portions in the material at predetermined intervals in the longitudinal and transverse directions, a large number of strain-induced strains having predetermined dimensions in the longitudinal and transverse directions can be created. The first and second body materials are formed in a state in which these parts are partially connected to each other, and in this state, a fixing part, a load acting part, and a strain part are formed in these strain body materials. By forming two slits and collectively forming strain detection elements on the surface of the strain-generating part of each strain-generating body material, and then cutting the connecting portion of each strain-generating body material, multiple load cells can be connected at the same time. A method for manufacturing a load cell, characterized by forming a load cell.
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