JPH06174566A - 2ビーム型ロードセルおよびその製造方法 - Google Patents

2ビーム型ロードセルおよびその製造方法

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JPH06174566A
JPH06174566A JP35059192A JP35059192A JPH06174566A JP H06174566 A JPH06174566 A JP H06174566A JP 35059192 A JP35059192 A JP 35059192A JP 35059192 A JP35059192 A JP 35059192A JP H06174566 A JPH06174566 A JP H06174566A
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健治 今井
Michito Utsunomiya
道人 宇都宮
Kazufumi Naito
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロードセルを構成する起歪体に2回の孔明け
加工を行うだけで、4個のノッチ部およびビーム部を形
成することを可能にして、加工コストの著しい低減を図
る。また、要求される定格荷重の異なる種々のロードセ
ルを容易に得る。 【構成】 歪ケージ2が装着される起歪体母材1に、第
1の方向21に所定距離を隔てて、一部分が互いに重な
り合う2つの円形孔3,3を形成することで、各円形孔
3,3における上記第1の方向21と直交する第2の方
向22に沿った直径線上にノッチ部4が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、各種物品の計量器に
使用されるもので、荷重を受ける起歪体と、この起歪体
に装着されて、荷重の付加時にノッチ部に発生する歪を
電気抵抗変化として取り出す歪ゲージとを有する2ビー
ム型ロードセルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の2ビーム型ロードセルにおいて
は、起歪体に形成されて、荷重の付加により歪を発生す
るノッチ部の厚さが歪の大きさおよび最大秤量値を決定
するものである。したがって、ロードセルの計量精度を
高めるためには、ノッチ部の厚さの加工精度を高めるこ
とが重要であるが、そのような加工精度は、機械加工に
よって得るのが一般的である。
【0003】ところで、従来のロードセルにおいて、起
歪体に4個のノッチ部を形成する方法としては、次の2
通りが知られている。その1つは、押出しダイスあるい
は鋳物用中子を使用するか、または切削加工して、原材
料を図5(a)に示すように、中空形状に製作したの
ち、その中空体10における長孔11の長手方向の両端
部の4箇所を、図5(b)に示すように切削加工して、
所定の厚さの4個のノッチ部12を形成する方法であ
る。
【0004】他の1つは、図6(a)に示すような角柱
体13の長手方向に所定距離だけ離した2箇所におい
て、図6(b)に示すように、上記長手方向と直交する
方向に所定距離を隔てて一部分が互いに重なり合う貫通
した円形孔14を2個ずつ孔明け加工により形成するこ
とで、2つの瓢箪形状の孔15を作って、4個のノッチ
部12を形成する。その後は、図6(c)に示すよう
に、2つの瓢箪形状の孔15間に、両孔15に連通させ
て、もう1つの円形孔16を孔明け加工するか、また
は、図6(d)に示すように、2つの瓢箪形状の孔15
間を切削するかして、2つの可撓部17を形成する方法
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなノッチ部
の形成方法が採られている従来の2ビーム型ロードセル
においては、4個のノッチ部の形成にあたって、最低4
回の切削または孔明けという機械加工が必要であり、加
工コストの上昇の一因になっている。また、図5に示す
ノッチ部の形成方法では、原材料の製作に際して押出し
ダイスや鋳物用中子を要し、さらに、図6に示すノッチ
部の形成方法では、可撓部の形成にも孔明け加工や切削
加工を要して、それらが加工コストを一層上昇させると
いう問題があった。
【0006】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、その第1の目的は、2回の孔明け加工のみで、所定
の厚さをもつ4個のノッチ部を形成させることが可能
で、加工コストの著しい低減を図ることができる2ビー
ム型ロードセルを提供することにある。この発明の第2
の目的は、要求される定格荷重が異なる種々のロードセ
ルを容易に得ることができる製造方法を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、この発明に係る2ビーム型ロードセルは、荷
重測定用の歪ゲージが装着される起歪体に、第1の方向
に所定距離離間させて、一部分が互いに重なり合う2つ
の貫通した円形孔が形成され、各円形孔における上記第
1の方向と直交する第2の方向に沿った直径線上にノッ
チ部が形成されている。
【0008】上記第2の目的を達成するために、この発
明に係る1つの製造方法は、外形寸法が一定の起歪体母
材を用い、この起歪体母材に形成する円形孔の直径を、
ロードセルに要求される定格荷重の変動に対応して変化
させることにより、ノッチ部の厚さを設定している。
【0009】また、この発明に係る他の製造方法は、起
歪体母材に形成する円形孔を一定の直径とし、起歪体母
材における上記第2の方向と直交する外表面の少なくと
も一方に切削加工面を設け、上記外表面から上記切削加
工面までの加工深さを、ロードセルに要求される定格荷
重の変動に対応して変化させることにより、ノッチ部の
厚さを設定している。
【0010】
【作用】この発明の2ビーム型ロードセルによれば、起
歪体の第1の方向に所定距離離間した2箇所に、一部分
が互いに重なり合う2つの貫通した円形孔を形成するだ
けで、これら2つの円形孔における上記第1の方向と直
交する第2の方向に沿った直径上に、合計4個のノッチ
部を形成することができるとともに、ノッチ部間のビー
ム部も一挙に形成することができる。したがって、機械
加工のうちでも精度を出しやすい2回の孔明け加工によ
って、4個のノッチ部を有する起歪体を能率よく、か
つ、精度よく得ることができる。
【0011】また、この発明の1つの製造方法によれ
ば、円形孔を形成する孔明け工具を種々変えるだけで、
外形寸法が同一の起歪体母材を用いて、ノッチ部の厚さ
の異なる、種々の定格荷重の2ビーム型ロードセルを得
ることができる。
【0012】この発明の他の製造方法によれば、切削加
工面の加工深さを種々変えるだけで、円形孔を形成する
孔明け工具は同一のものを用いて、ノッチ部の厚さの異
なる種々の定格荷重の2ビーム型ロードセルを得ること
ができる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図1は、この発明に係る2ビーム型ロード
セルを構成する起歪体の斜視図、図2はその正面図であ
る。起歪体母材1は角柱形状で、対向する上下一対の外
表面1a,1aにそれぞれ、荷重の負荷時にノッチ部
(後述)に発生する歪を電気抵抗変化として取り出して
アナログ荷重信号を生成する荷重測定用の歪ゲージ2が
装着されている。
【0014】上記起歪体母材1には、その長手方向(第
1の方向)21に所定距離だけ離間させて、一部分が互
いに重なり合う2つの円形孔3,3が、前後一対の対向
面1b,1b間にわたって貫通する状態で、孔明け加工
により形成されている。これにより、上記各円形孔3,
3における上記長手方向21と直交する第2の方向22
に沿った直径線上に、合計4個のノッチ部4が形成され
るとともに、長手方向21に並んだノッチ部4,4間
に、上下2つのビーム部5,5が形成され、さらにビー
ム部5の外側に固定剛体部6および可動剛体部7が形成
されている。
【0015】上記起歪体は、上下2つのビーム部5,5
と固定剛体部6と可動剛体部7との組合せにより、荷重
を受けたとき、固定剛体部6に対して可動剛体部7が平
行に変位して、歪量に対する荷重モーメントの影響を除
去した、いわゆるロバーバル機構を構成している。つま
り、固定剛体部6が計量装置の基台8に固定され、可動
剛体部7に被計量物を載せる受け皿9がセットされ、受
け皿9に負荷された荷重Fによって、起歪体は、二点鎖
線Aで示すようにノッチ部4で大きく曲がって、平行四
辺形状に歪む。
【0016】上記構成において、2つの円形孔3,3を
孔明け加工するだけで、4個のノッチ部4および2つの
ビーム部5を形成することが可能となり、加工工数の低
減によるコストダウンを実現できる。また、ノッチ部4
およびビーム部5の形成のためだけの切削加工が不要に
なる。
【0017】また、2つの円形孔3によってノッチ部4
を形成しているから、第1の方向21に隣接する2つの
ノッチ部4,4間の距離Lが、図5および図6に示した
従来の場合よりも短くなる。したがって、起歪体の強度
が高くなって定格荷重が大きくなる。また、その結果、
固有振動数が高くなるので、それだけ信号処理回路にお
けるフィルタのカットオフ周波数を高く設定して、応答
性を向上させることができる。
【0018】ところで、ロードセルには種々の定格荷重
(最大計量値)のものが要求されるが、この定格荷重
は、起歪体母材の前後方向の幅が一定の場合、上記各ノ
ッチ部4の厚さtによって決まる。他方、起歪体母材1
は同一の外形寸法のものを使用すれば、生産性が上が
る。そこで、起歪体の製造にあたっては、同一の外形寸
法の起歪体母材1を用い、ロードセルに要求される定格
荷重の変動に対応して円形孔3の直径を種々変えること
により、ノッチ部4の厚さtを変化させる。このように
すると生産性が向上するばかりでなく、起歪体の高さH
が一定になるために、計量器内における起歪体の取り付
け高さが一定になるので、計量器の標準化が容易になる
利点もある。
【0019】ノッチ部4の厚さtは、4つのノッチ部4
について同一としてもよいし、円形孔3の上下方向位置
を調整することによって、上下のノッチ部4,4間で相
違させてもよい。
【0020】前述のとおり、ノッチ部4の厚さtは、そ
れが起歪体の歪の大きさおよび定格荷重を決定するもの
であることから、厳しい精度が要求される。これに対処
するために、図3に示すように、上側の外表面1aを加
工基準面として2つの円形孔3,3を加工して、上側の
ノッチ部4の厚さtを高精度に確保する一方で、起歪体
母材1の下側の外表面1aを切削して切削加工面24を
設け、この切削加工面24と円形孔3の内面とで決まる
下側のノッチ部4の厚さtを高精度に確保することが望
ましい。この場合は、起歪体母材1の厚さ寸法Hが多少
ラフであってもよいという利点がある。
【0021】また、図3の起歪体の製造にあたり、各円
形孔3の直径は一定にしておき、ロードセルに要求され
る定格荷重の変動に対応して、円形孔3の上下方向位置
を変更して、上側のノッチ部4,4の厚さtを設定する
とともに、起歪体母材1における下側の外表面1aから
切削加工面24までの加工深さを変えて、下側のノッチ
部4,4の厚さtを設定する。これにより、種々の定格
荷重の2ビーム型ロードセルが得られる。ここで、切削
加工面24の加工深さを種々変えるだけで、円形孔3を
形成する孔明け工具は同一のものを用いているから、種
々の定格荷重の2ビーム型ロードセルを容易に製造でき
る。
【0022】また、切削加工面24は外表面1aから凹
入しているので、この切削加工面24に歪ゲージを取り
付けることにより、歪ゲージが周囲の物と当たらないよ
う保護される利点がある。また、ノッチ部4の厚さt
は、上下で異なるように設定してもよい。
【0023】さらに、図4に示すように、上記起歪体母
材1の上下の外表面1a,1aをそれぞれ凹状に切削し
て、切削加工面21,21を形成してもよい。その場
合、ロードセルに要求される定格荷重の変動に対応し
て、切削深さを変えることにより、上下のノッチ部4の
厚さtを適宜設定する。ここでもやはり、ノッチ部4の
厚さtを上下または左右で異なるように設定してもよ
い。
【0024】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、起歪
体の第1の方向に所定距離離間する2箇所に、一部分が
互いに重なり合う2つの貫通した円形孔を形成するとい
う2回の孔明け加工のみで、所定の厚さをもつ合計4個
のノッチ部を形成することができるとともに、ノッチ部
間に位置するビーム部も一挙に形成することができる。
したがって、機械加工のうちでも、精度を出しやすい2
回の孔明け加工にて4個のノッチ部を有する起歪体を能
率よく、かつ、精度よく得ることができ、加工コストの
著しい低減を図ることができる。
【0025】また、この発明の1つの製造方法によれ
ば、円形孔を形成する孔明け工具を種々変えるだけで、
外形寸法が同一の起歪体母材を用いて、ノッチ部の厚さ
を異ならせることができるから、要求される定格荷重が
異なる種々の2ビーム型ロードセルを容易に得ることが
できる。
【0026】さらに、この発明の他の製造方法によれ
ば、切削加工面の加工深さを種々変えるだけで、円形孔
を形成する孔明け工具は同一のものを用いて、ノッチ部
の厚さを異ならせることができるから、やはり、要求さ
れる定格荷重が異なる種々の2ビーム型ロードセルを容
易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る2ビーム型ロードセ
ルにおける起歪体の斜視図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】この発明の他の実施例による起歪体の正面図で
ある。
【図4】この発明のさらに他の実施例による起歪体の正
面図である。
【図5】従来のロードセルにおける起歪体へのノッチ部
形成方法の一例を説明する斜視図である。
【図6】従来のロードセルにおける起歪体へのノッチ部
形成方法の他の例を説明する斜視図である。
【符号の説明】
1…起歪体母材、1a…測定面、2…歪ケージ、3…円
形孔、4…ノッチ部、5…ビーム部、21…第1の方
向、22…第2の方向、24…切削加工面、t…ノッチ
部の厚さ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年2月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 1…起歪体母材、1a…基準面、2…歪ケージ、3…円
形孔、4…ノッチ部、5…ビーム部、21…第1の方
向、22…第2の方向、24…切削加工面、t…ノッチ
部の厚さ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 荷重測定用の歪ゲージが装着される起歪
    体に、第1の方向に所定距離離間させて、一部分が互い
    に重なり合う2つの貫通した円形孔が形成され、各円形
    孔における上記第1の方向と直交する第2の方向に沿っ
    た直径線上にノッチ部が形成されてなる2ビーム型ロー
    ドセル。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の2ビーム型ロードセル
    を製造する方法であって、外形寸法が一定の起歪体母材
    を用い、この起歪体母材に形成する円形孔の直径を、ロ
    ードセルに要求される定格荷重の変動に対応して変化さ
    せることにより、ノッチ部の厚さを設定することを特徴
    とする2ビーム型ロードセルの製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の2ビーム型ロードセル
    を製造する方法であって、起歪体母材に形成する上記円
    形孔を一定の直径とし、起歪体母材における上記第2の
    方向と直交する外表面の少なくとも一方に切削加工面を
    設け、上記外表面から上記切削加工面までの加工深さ
    を、ロードセルに要求される定格荷重の変動に対応して
    変化させることにより、ノッチ部の厚さを設定すること
    を特徴とする2ビーム型ロードセルの製造方法。
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