JPH0641892B2

JPH0641892B2 - 荷重検出器

Info

Publication number: JPH0641892B2
Application number: JP61219760A
Authority: JP
Inventors: 洋太郎畑村
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPS6375633A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、種々の物体に加わる荷重における各座標軸方
向の力成分および各座標軸回りのモーメント成分を検出
する荷重検出器に関する。

〔従来技術〕

ある物体またはある物体の特定部分に加わる荷重（力お
よびモーメント）を検出することは、多くの分野におい
て下可欠なことである。例えば、高機能ロボツトにより
組立作業や研摩・バリ取り作業を行う場合には、当該ロ
ボツトのハンドに作用する力を正確に検出することが必
要であるし、また航空機、船舶、車両などのモデル試験
を実施する場合にも、各部にかかる荷重の検出が主要な
項目となる。

このような荷重を検出するための優れたセンサとして、
ある基準軸方向の力要素のみを検出する平行平板構造、
およびある基準軸回りのモーメント要素のみを検出する
放射平板構造を用いた荷重検出器が特開昭６０−６２４
９７号公報により提案されている。以下、当該公報に示
された荷重検出器の一例を第１３図により説明する。

第１３図は平行平板構造および放射平板構造を用いた荷
重検出器の一部破断斜視図である。図で、１は円環状の
剛体部、２は剛体部１と対向する円環状の剛体部、３は
剛体部１，２間に連結された十文字柱状の荷重検出機構
部である。荷重検出機構部３は図示のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸
方向の力成分を検出する平行平板構造３ＦＸ，３ＦＹ，
３ＦＺ、およびＸ軸，Ｙ軸，Ｘ軸まわりのモーメント成
分を検出する放射平板構造３ＭＸ，３ＭＹ，３ＭＺで構
成されている。これら平行平板構造および放射平板構造
を示す符号において、Ｆは力、Ｍはモーメント、Ｘ，
Ｙ，Ｚはそれぞれ座標軸Ｘ，Ｙ，Ｚを表わすものとす
る。例えば、符号「３ＦＸ」はＸ軸方向の力成分を検出
する平行平板構造であることを意味する。各平行平板構
造は例えば平行平板構造３ＦＸにおいて示されるよう
に、互いに平行な薄肉平板３ａ，３ｂおよびこれらを形
成するための貫通孔３ｃを有し、又、各放射平板構造は
例えば放射平板構造３ＭＺにおいて示されるように、所
定点に関して互いに放射状に延びる薄肉平板３ｄ，３ｅ
およびこれらを形成するための貫通孔３ｆを有する。

この荷重検出器は、剛体部１，２間に作用するすべての
荷重を検出することができ、しかも他軸の荷重成分によ
る干渉が極めて少なく（荷重分離特性が良く）高精度の
検出が可能であり、感度および剛性に優れている。

なお、上記放射平板構造については前記公開公報に詳述
されているので説明は省略する。又、平行平板構造につ
いても前記公開公報に詳述されているが、後述する本発
明の実施例に平行平板構造が使用されるので、これにつ
いては当該実施例の説明において触れることにする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第１３図に示す荷重検出器は上記のように優れた特性を
有するが、同時に次のような問題点をも有する。即ち、（１）荷重検出機構部３には十文字柱状の限られたスペ
ース内に多数の平行平板構造と放射平板構造（図の構成
では全体のバランスを確保するため１６個の構造が用い
られる）が周辺から中心に向つて設けられるので、各平
行平板構造および各放射平板構造を構成するのに必要な
寸法を充分に確保することができず、荷重検出器の大き
さに制約がある場合には、理想的な特性をもたせるよう
にこれを構成するのは困難である。

（２）平行平板構造３ＦＺおよび放射平板構造３ＭＺが
剛体部１，２より内側にある荷重検出器中心近傍に存在
するため剛体部１，２間に大きなモーメントが作用した
とき、これら平行平板構造３ＦＺおよび放射平板構造３
ＭＺには等価的に大きな力が作用することになり、これ
らに無理な応力が発生する。したがつて、荷重検出器の
モーメントに対する定格値は小さな値に抑えねばならな
い。このことは、大きなモーメントが作用するおそれの
あるロボツトや工作機械にこのセンサを適用する場合に
大きな制約となる。

（３）ハンドグライングなどの加工工具を工作機械の工
具ホルダやロボツトのハンドに取付けて作業を実施させ
るような場合、荷重検出器の中心点と当該加工具に作用
する力の作用点との間の距離が大きくなる場合が多い。
ところが、上記（２）で述べたように、荷重検出器のモ
ーメント定格値は制限されるので、当該加工工具に作用
する加工反力を小さく抑えねばならない。このことは、
加工作業の能率を著しく低下させることになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、上記従来技術の問題点を解決し、外形
寸法が同一である従来のものと比較して、荷重検出機構
部における各荷重検出要素に必要なスペースを充分に確
保することができ、かつ、モーメント定格をより大きな
値に設定することができる荷重検出器を提供するにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、第１の剛体部
と、第２の剛体部と、荷重検出機構部とを備え、この荷
重検出機構部には、第１の剛体部と第２の剛体部との間
に作用する荷重を検出する荷重検出要素が少なくとも１
つ設けられている荷重検出器において、荷重検出機構部
を円形，方形等の環状に構成し、この荷重検出機構部に
定められている所定方向の軸上において対向する当該荷
重検出機構部上の２つの部分と第１の剛体部とを連結
し、又、前記所定方向の軸とほぼ直交する方向の軸上に
おいて対向する荷重検出機構部上の２つの部分と第２の
剛体部とを連結したことを特徴とする。

〔作用〕

第１の剛体部と第２の剛体部との間に荷重が作用する
と、この荷重は荷重検出機構部に伝達され、そこに設け
られている荷重検出要素により検出される。この場合、
荷重検出要素は、中心から離れてその周部分に相当する
環状の荷重検出機構部にあるので、荷重検出要素が中心
に存在している場合に比較して、第１の剛体部および第
２の剛体部間に作用するモーメントにより荷重検出要素
に生じる応力が低減される。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の各実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係る荷重検出器の斜視
図である。図で、Ｘ，Ｙ，Ｚは座標軸を示す。１１はＸ
軸方向に延びた棒状の剛体部、１１ａ，１１ｂは剛体部
１１の連結部である。１２はＹ軸方向に延びた棒状の剛
体部、１２ａ，１２ｂは剛体部１２の連結部である。１
３Ａは連結部１１ａ，１２ａ間を連結する梁状部材、１
３Ｂは連結部１２ａ，１１ｂ間を連結する梁状部材、１
３Ｃは連結部１１ｂ，１２ｂ間を連結する梁状部材、１
３Ｄは連結部１２ｂ，１１ａ間を連結する梁状部材であ
る。梁状部材１３Ａには、主としてＸ軸方向の力を検出
する力成分検出要素１３Ａ_Ｘ、主としてＹ軸方向の力を
検出する力成分検出要素１３Ａ_Ｙ、および主としてＺ軸
方向の力を検出する力成分検出要素１３Ａ_Ｚが設けられ
ている。同様に、他の梁状部材１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ
にも、それぞれＸ軸に関する力成分検出要素１３Ｂ_Ｘ，
１３Ｃ_Ｘ，１３Ｄ_Ｘ，Ｙ軸に関する力成分検出要素１３
Ｂ_Ｙ，１３Ｃ_Ｙ，１３Ｄ_Ｙ、Ｚ軸に関する力成分検出要
素１３Ｂ_Ｚ，１３Ｃ_Ｚ，１３Ｄ_Ｚが設けられている。各
梁状部材１３Ａ〜１３Ｄ、および各連結部１１ａ〜１２
ｂにより、環状の荷重検出機構部１４が構成される。

剛体部１１，１２間にいずれかの方向の力が作用する
と、その力のＸ軸方向成分、Ｙ軸方向成分、およびＺ軸
方向成分は各梁状部材１３Ａ〜１３ＤのＸ軸に関する力
成分検出要素、Ｙ軸に関する力成分検出要素、およびＺ
軸に関する力成分検出要素により検出される。

ここで、これら各力成分検出要素には、所定方向の力成
分を検出するという基本的な機能が要望される他、あら
ゆる荷重成分に対して剛性が高く、それ自身の変形が他
の力成分検出要素に作用する荷重の大きさや方向に影響
を与えないという特性をも要望される。そして、これら
の要望を満足するものとして平行平板構造を用いた力成
分検出要素が挙げられる。そこで、以下、平行平板構造
の構成および動作原理を説明する。

第２図（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ平行平板構造を用いた
力成分検出要素の側面図である。図で、２１は支持部２
０に支持された剛体よりなる固定部、２２は支持部２０
の反対側にあり剛体よりなる可動部である。２３，２
３′は固定部２１と可動部２２との間を連結する薄肉部
であり、これら薄肉部２３，２３′は互いに平行に配置
されている。２４はこれらにより構成された平行平板構
造を示す。２５，２６，２７，２８はそれぞれ薄肉部２
３，２３′の根元部分に設けられたストレンゲージであ
る。なお、２９は薄肉部２３，２３′を構成するための
方形の貫通孔を示す。

このような平行平板構造２４において、可動部２２にＺ
軸方向（平行に配置された平板と直交する方向、以下こ
の方向を基準軸方向と呼ぶ）の力Ｆ_Ｚが加えられると、
平行平板構造２４は第２図（ｂ）に示すように薄肉部２
３，２３′が同一形状の曲げ変形を生じる。そこでこう
した変形モードに比例した出力が得られるように各スト
レンゲージ２５〜２８でホイートストンブリツジを構成
することによりＦ_Ｚ方向の力を検出する力成分検出要素
が構成される。この場合、第２図（ｃ）のように、第２
図（ｄ）と同程度の変形を生じさせるには、非常に大き
なモーメントＭ_ｙを作用させねばならず、言いかえると
平行平板構造２４は本来剛性がモーメントＭ_ｙに対して
高いのでそれによるストレンゲージの出力は小さい。し
かしさらにモーメントＭ_ｙによる微小な出力を補償する
ようにホイートストンブリツジを構成すれば、より高精
度の力成分検出要素とすることができる。また、この力
成分検出要素は平行に配置された薄肉部２３，２３′に
平行となる平行平板構造２４の軸方向に力に対しても、
微少であるが影響を受ける。より高精度の力計測のため
には、それをも補償するようにホイートストンブリツジ
を組むことが望まれる。平行平板構造２４の固定部２１
と可動部２２との間を相対的にねじるモーメントに対し
ては平行平板構造２４単独ではその剛性は必ずしも高く
はないが、ストレンゲージをそのモーメント軸心上に設
けることによりその影響を受けないようにすることがで
きる。これら以外の荷重に対する平行平板構造２４の変
形は非常に小さく、その影響は無視できる。

この平行平板構造２４を用いた力成分検出要素の特徴
は、簡単な構造で安価に製造することができ、かつ、平
行に配置された薄肉部２３，２３′に垂直な力成分のみ
に比例した信号が得られることである。またあらゆる荷
重成分に対して剛性が高くそれ自身の変形が他の荷重成
分検出要素に作用する荷重の大きさや方向に影響を与え
ないという、さきに述べた要望に沿う特性をも持つてい
る。平行平板を第２図（ｂ）のようにたわませる基準軸
方向の力に対して相対的には剛性が低いことは前述の通
りであるが、他の荷重検出要素に作用する荷重の大きさ
や方向に影響を与えるかどうかという点では、この平行
平板構造２４は基準軸方向の力に対する剛性も含めて十
分に剛性が高いと言えるのである。

さて、第２図（ａ）に示す平行平板構造２４は、角柱状
体のひとつの側面に方形の貫通孔２９をあけた形になつ
ている。しかしながら平行平板構造２４はこうした形の
みに限定されるものではない。第２図（ｄ）〜（ｆ）に
その他の構成例を示す。第２図（ｄ）に示す平行平板構
造は方形の貫通孔２９のかわりに角に丸みをおびた方形
の貫通孔３０で構成されている。また、第２図（ｅ）に
示す平行平板構造はそれが円形の貫通孔３１に置きかえ
られた構成となつている。これら２つの例はいずれも第
２図（ａ）に示した平行平板構造２４とほぼ同等の特性
を持つた力成分検出要素である。第２図（ａ）に示す平
行平板構造２４と第２図（ｄ），（ｅ）に示す平行平板
構造との違いは、力成分が作用したときに生じるひずみ
の最大値が後者になるほど低くなり感度が鈍くなるかわ
りに、ひずみの分布がなだらかになりストレンゲージ２
５〜２８を設ける位置精度に対する許容巾が大きくなり
製作し易くなることと、さらに機械加工もやり易くなる
点である。さらに、第２図（ｆ）に示すように２つの円
形の貫通孔３２をスリツト３３で連結した平行平板構造
も考えられる。この構成は平行平板構造を限られたスペ
ースの中に構成するために都合がいい構造である。

次に、第１図に示す実施例の各力成分検出要素に、上記
平行平板構造を用いた場合の構成および荷重検出原理に
ついて説明する。

第３図は第１の実施例の具体例の構成の平面図である。
この具体例では、第１図に示すＸ軸方向の力成分検出要
素１３Ａ_Ｘ，１３Ｂ_Ｘ，１３Ｃ_Ｘ，１３Ｄ_Ｘ、Ｙ軸方向
の力成分検出要素１３Ａ_Ｙ，１３Ｂ_Ｙ，１３Ｃ_Ｙ，１３
Ｄ_Ｙ、およびＺ軸方向の力成分検出要素１３Ａ_Ｚ，１３
Ｂ_Ｚ，１３Ｃ_Ｚ，１３Ｄ_Ｚを、それぞれ平行平板構造を
用いた力成分検出要素で構成したもであり、第１図に示
す各力成分検出要素に相当するものには同一符号が付さ
れている。なお、Ｓ_１〜Ｓ_４は各平行平板構造における
ストレンゲージの貼着位置を示し、これらの貼着位置の
うち、どの位置にストレンゲージを貼着するかは、後述
するホイートストンブリツジの説明において示すことと
する。上記具体例の構成は、格別の説明がなくとも第２
図（ａ）に示す力成分検出要素の説明から明らかである
と考える。

ここで、この具体例の荷重検出原理を第４図（ａ）〜
（ｅ）を参照しながら説明する。まず、剛体部１２を固
定し、剛体部１１にＸ軸の正方向の力Ｆ_Ｘを作用させた
場合の変形を第４図（ａ）に示す。この図に示されるよ
うに、この場合においては、主としてＸ軸方向の力を検
出する力成分検出要素１３Ａ_Ｘ，１３Ｂ_Ｘ，１３Ｃ_Ｘ，
１３Ｄ_Ｘのみが変形する。もちろん、この図の変形は誇
張して示してある。こうした変形が生じる理由は、各力
成分検出要素がそれぞれの基準軸方向の力に対してのみ
変形するという特性を持つているためである。そこで、
各力成分検出要素１３Ａ_Ｘ〜１３Ｄ_Ｘの所定位置に貼着
されたストレンゲージ（図示せず）を力Ｆ_Ｘに相当する
信号が求められるようなホイートストンブリツジに構成
すれば力Ｆ_Ｘを検出することができる。なお、ストレン
ゲージにより構成されるホイートストンブリツジについ
ては後述する。

同様に、剛体部１２を固定し、剛体部１１にＹ軸の正方
向の力Ｆ_Ｙを作用させると、第４図（ａ）に示す場合と
同様な態様で、主としてＹ軸方向の力を検出する力成分
検出要素１３Ａ_Ｙ，１３Ｂ_Ｙ，１３Ｃ_Ｙ，１３Ｄ_Ｙのみ
が変形する。そこで、該力成分検出要素１３Ａ_Ｙ〜１３
Ｄ_Ｙの所定位置に貼着されたストレンゲージ（図示せ
ず）を力Ｆ_Ｙに相当する信号が求められるようなホイー
トストンブリツジ（後述）に構成すれば力Ｆ_Ｙを検出す
ることができる。

次に、剛体部１２を固定し、剛体部１１にＺ軸回りのモ
ーメントＭ_Ｚを作用させた場合の変形を第４図（ｂ）に
示す。この場合は連結部１１ａ，１２ａ間および連結部
１１ｂ，１２ｂ間で相互の間隔が狭まり、逆に、連結部
１１ｂ，１２ａ間および連結部１１ａ，１２ｂ間で相互
の間隔が拡がるので、図示のように梁状部材１３Ａ，１
３Ｃは外側へ突き出し、梁状部材１３Ｂ，１３Ｄは内側
へ引つ込む変形を発生する。このような変形が生じるの
も平行平板構造２４を用いた力成分検出要素が基準方向
だけに変形し易いという特性に依存している。そこで、
力成分検出要素１３Ａ_Ｘ〜１３Ｄ_Ｘ，１３Ａ_Ｙ〜１３Ｄ
_Ｙの所定位置に貼着されたストレンゲージをモーメント
Ｍ_Ｚに相当する信号が求められるようなホイートストン
ブリツジ（後述）に構成すれば、モーメントＭ_Ｚを検出
することができる。ただし、この場合、力Ｆ_Ｘ，Ｆ_Ｙの
検出のために用いる力成分検出要素１３Ａ_Ｘ〜１３
Ｄ_Ｘ，１３Ａ_Ｙ〜１３Ｄ_Ｙを共通に利用することになる
ので、力Ｆ_Ｘ，Ｆ_Ｙが作用してもそれらの影響をキヤン
セルし、モーメントＭ_Ｚのみを検出するようにストレン
ゲージのホイートストンブリツジを構成する必要があ
る。

次に、剛体部１２を固定し、剛体部１１に力Ｆ_Ｚを作用
させた場合の変形を第４図（ｃ）に示す。この場合に
は、力成分検出要素１３Ａ_Ｘ〜１３Ｄ_Ｘ，１３Ａ_Ｙ〜１
３Ｄ_Ｙの変形は無視でき、力成分検出要素１３Ａ_Ｚ，１
３Ｂ_Ｚ，１３Ｃ_Ｚ，１３Ｄ_Ｚのみが変形するので、図示
のような変形となる。なお、Ｓ_１〜Ｓ_４はストレンゲー
ジの貼着可能な位置を示す。そこで、該力成分検出要素
１３Ａ_Ｚ〜１３Ｄ_Ｚの所定位置に貼着されたストレンゲ
ージを力Ｆ_Ｚに相当する信号が求められるようなホイー
トストンブリツジ（後述）に構成すれば力Ｆ_Ｚを検出す
ることができる。

次に、剛体部１２を固定し、剛体部１１にＸ軸回りのモ
ーメントＭ_Ｘを作用させた場合の変形を第４図（ｄ）に
示す。この場合も力成分検出要素１３Ａ_Ｘ〜１３Ｄ_Ｘ，
１３Ａ_Ｙ〜１３Ｄ_Ｙの変形は無視でき、力成分検出要素
１３Ａ_Ｚ，１３Ｂ_Ｚ，１３Ｃ_Ｚ，１３Ｄ_Ｚのみが変形す
るので、図示のような変形となる。また、Ｙ軸回りのモ
ーメントＭ_Ｙを作用させるとＹ軸回りに第４図（ｅ）に
示すような変形を生じる。ところで、今までの説明では
すべて剛体部１２を固定して剛体部１１に荷重を作用さ
せる態様で考えているので、モーメントＭ_Ｘを作用させ
た第４図（ｄ）に示す変形では両端が固定されていて中
央部が回転する変形となるのに対して、モーメントＭ_Ｙ
を作用させると第４図（ｅ）に示すように中央部が固定
され両端部が一体となつて回転する変形となる。しかし
ながら、いずれの場合でも、両端部と中央部との相対的
な関係は同一であるので、平行平板構造における変形は
全く同じである。なお、第４図（ｄ）と第４図（ｅ）と
では、見る方向の違いによりストレンゲージの位置が異
なつて見え、前者では位置Ｓ_１，Ｓ_４が内側で位置
Ｓ_２，Ｓ_３が外側に見えるのに対し、後者ではその反対
となる。以上、モーメントＭ_Ｘ，Ｍ_Ｙに対しては、上記
態様の変形を生じるので、力成分検出要素１３Ａ_Ｚ〜１
３Ｄ_Ｚの所定位置に貼着されたストレンゲージをモーメ
ントＭ_Ｘ，Ｍ_Ｙに相当する信号が求められるようなホイ
ートストンブリツジ（後述）に構成すればモーメントＭ
_Ｘ，Ｍ_Ｙを検出することができる。そして、この場合に
おいても、モーメントＭ_Ｘ，Ｍ_Ｙおよび力Ｆ_Ｚの検出の
ために力成分検出要素１３Ａ_Ｚ〜１３Ｄ_Ｚを共通に利用
しているので、それら相互の影響がキヤンセルされ、求
めるべき力又はモーメントのみが検出できるようにスト
レンゲージのホイートストンブリツジを構成する必要が
ある。

ここで、所望の荷重検出信号を得るためのストレンゲー
ジの貼着位置（各力成分検出要素の貼着位置Ｓ_１〜Ｓ_４
のうちどの位置にストレンゲージを貼着するか）、およ
び貼着されたストレンゲージにより構成されるホイート
ストンブリツジ（各ストレンゲージをどのように組合せ
てホイートストンブリツジを構成するか）について、そ
の概略を第５図（ａ）〜（ｆ）に示す回路図を参照して
説明する。

ある方向の荷重に対しては出力を発生し、それ以外の荷
重に対しては各ストレンゲージの信号間でキヤンセルさ
れてその出力が０となるように、ストレンゲージにより
ホイートストンブリツジ構成を行う具体的な手順は、当
該技術者以外の人にとつては一見複雑に見えるものであ
るが、当該技術者にとつては単に簡単なルールに従つて
決めていくだけのものであり、自明のことである。そこ
で、ここでは第３図に示す具体例について、そのホイー
トストンブリツジ構成の一例を示すにとどめる。

前述のように、第３図に示すＳ_１〜Ｓ_４は各力成分検出
要素におけるストレンゲージ貼着可能位置を示す。以下
に述べるホイートストンブリツジの構成からも明らかな
ように、実際にはストレンゲージは、これらの位置Ｓ_１
〜Ｓ_４のうちの一部の位置に貼着されることになり、そ
の他の位置には貼着されない。

ところで、これまでの説明から、力成分検出要素１３Ａ
_Ｚ〜１３Ｄ_ＺはＸ，Ｙ軸方向の力Ｆ_Ｘ，Ｆ_ＹおよびＺ軸
まわりのモーメントＭ_Ｚに対しては剛性が高く、そうし
た荷重成分に対しては力成分検出要素１３Ａ_Ｚ〜１３Ｄ
_Ｚの各ストレンゲージは出力（抵抗値の変化、以下同
じ）がすべてほぼ０である。また、力成分検出要素１３
Ａ_Ｘ〜１３Ｄ_Ｘ，１３Ａ_Ｙ〜１３Ｄ_ＹはＺ軸方向の力Ｆ
_ＺおよびＸ，Ｙ軸まわりのモーメントＭ_Ｘ，Ｍ_Ｙに対し
てはその剛性が高く、それら荷重成分に対しては力成分
検出要素１３Ａ_Ｘ〜１３Ｄ_Ｘ，１３Ａ_Ｙ〜１３Ｄ_Ｙの各
ストレンゲージは出力がすべてほぼ０である。そして、
各力成分検出要素が各荷重成分に対して第４図（ａ）〜
（ｄ）に示すように変形することを考え合わせると、第
５図（ａ）〜（ｆ）に示すようにストレンゲージを組合
せてホイートストンブリツジを構成すれば所望の荷重検
出信号ｆ_Ｘ〜ｍ_Ｚを得ることができる。

第５図（ａ）〜（ｆ）で、各ホイートストンブリツジを
構成しているストレンゲージの符号はそれが設けられて
いる力成分検出要素の符号（例えば１３Ａ_Ｘ，１３Ｂ_Ｘ
など）の後にストレンゲージの位置を示す符号（Ｓ_１，
Ｓ_Ｚ等）を付して構成されている。例えば、第５図
（ａ）において、１３Ａ_ＸＳ_１は第３図に示す力成分検
出要素１３Ａ_Ｘの位置Ｓ_１に貼着されたストレンゲージ
を示す。又、ｆ_Ｘ〜ｍ_Ｚは当該各ホイートストンブリツ
ジの出力信号を示す。さらに、こうしたブリツジ構成が
妥当であるということの検証のため、下記第１表および
第２表に、各荷重入力に対して各ストレンゲージに発生
する信号の方向と大きさを「＋」、「−」、「０」で示
すと同時に、そのホイートストンブリツジが発する出力
をも示してある。これらの表において「＋」、「−」の
記号は各荷重成分の正方向の入力に対する出力の方向で
あり、当然のことながら負の入力に対しては、すべて逆
になる。念のため付け加えるが、ここに示したホイート
ストンブリツジの構成例は数多く考えられる例のうちの
一つの例である。

このように、本実施例では、直交する剛体部の各連結部
において、隣接する連結部間を梁状部材で連結して全体
を環状の荷重検出機構部とし、この荷重検出機構部の各
梁状部材に力成分検出要素を設けることにより各力成分
検出要素を荷重検出器の周辺に沿つて配置するようにし
たので、第１３図に示す従来の荷重検出器のように周辺
から中心に向つて荷重成分検出要素を配置する場合に比
較して、スペースの面で各力成分検出要素を余裕をもつ
て配置することができ、これによりそれらを良い特性と
するために必要な寸法で構成することができ検出精度を
向上せしめることができる。又、各力成分検出要素が周
辺に沿つて配置されているので、従来の荷重検出のよう
に中心部分にある荷重成分検出要素に生じる過大な応力
を生じることがなくなり、したがつて、モーメントの定
格値をより大きな値に選定することができる。そして、
これにより研削加工等の力制御に応用した場合における
加工反力を大きくとることもでき、作業能率を増大せし
めることができる。

さらに、力成分検出要素に本実施例の具体例に示す平行
平板構造を用いれば、周辺の梁部材に単に貫通孔をあけ
るだけで構成できるので、第１３図に示す従来の荷重検
出器に比較し、その構造は遥かに単純簡素化され、かつ
加工も容易に行うことができ、荷重検出器を安価に製造
することができる。又、ストレンゲージによりホイート
ストンブリツジを第５図に例示したように適宜に構成す
れば、すべての荷重を極めて高精度で検出することがで
きる。

以上、本発明の第１の実施例について述べたが、力成分
検出要素に要望される前述の特性を満足する検出構造と
しては、現在までに提案されているもののうち、平行平
板構造が最も適していると考えられる。したがつて、以
後の実施例においては、力成分検出要素として平行平板
構造を用いたものを例示することとする。

第６図は本発明の第２の実施例に係る荷重検出器の平面
図である。図で、第３図に示す部分と同一部分には同一
符号を付して説明を省略する。本実施例が第３図に示す
構成と異るのは、第３図に示すＺ軸方向の力成分検出要
素の平行平板構造がＸ軸とＹ軸の中間方向に沿う貫通孔
により構成されるのに対し、本実施例のＺ軸方向の力成
分検出要素の平行平板構造はＸ軸方向に沿う貫通孔によ
り構成される点にあり、その他の点では両者は同じであ
る。第６図ではＺ軸方向の力成分検出要素がそれぞれ符
号１３Ａ_Ｚ′，１３Ｂ_Ｚ′，１３Ｃ_Ｚ′，１３Ｄ_Ｚ′で
示され、又、それらを含む梁状部材がそれぞれ符号１３
Ａ′，１３Ｂ′，１３Ｃ′，１３Ｄ′で示されている。

本実施例の動作において、力Ｆ_Ｘ，Ｆ_Ｙ，Ｆ_Ｚおよびモ
ーメントＭ_Ｚに対する変形、ならびにそれを利用した荷
重検出の方法は第３図に示す具体例のものと全く同じで
ある。この第２の実施例が第３図に示す具体例のものと
異なるのはモーメントＭ_Ｘ，Ｍ_Ｙの検出動作においてで
ある。モーメントＭ_Ｘが作用した場合には、力成分検出
要素１３Ａ_Ｚ′，１３Ｂ_Ｚ′，１３Ｃ_Ｚ′，１３Ｄ_Ｚ′
のそれぞれが純粋な曲げ変形だけを生じ、第４図（ｄ）
に示したと同じ形の変形を生じるのに対し、モーメント
Ｍ_Ｙが作用した場合には、力成分検出要素１３Ａ_Ｚ′〜
１３Ｄ_Ｚ′のそれぞれはねじり変形を一部含んだ曲げ変
形を生じる。前述のように平行平板構造はねじりに対す
る剛性はそれほど高くはないが、本実施例の構成におい
ては各力成分検出要素１３Ａ_Ｚ′〜１３Ｄ_Ｚ′がねじり
トルクの作用する軸から離れた所に対称に配置されてい
るので、その変形の主要部分は曲げ変形であつて、ねじ
り変形はそのごく一部である。実際には、第３図に示す
具体例において、モーメントＭ_Ｘ，Ｍ_Ｙに対する変形を
第４図（ｄ）を用いて、あたかも純粋な曲げ変形のみが
生じるものとして説明したが、厳密に云うと、その場合
の変形は上記第２の実施例におけるモーメントＭ_Ｘによ
る変形とモーメントＭ_Ｙによる変形の丁度中間の変形に
なる。

本実施例の効果は、モーメントＭ_Ｘ，Ｍ_Ｙに対する感度
が僅かに異る違いはあるものの、これを除いて他は第１
の引用例（その具体例の効果も含む）と同じである。

第７図は本実明の第３の実施例に係る荷重検出器の平面
図である。図で、１１，１２は剛体部、１１ａ，１１ｂ
は剛体部１１の連結部、１２ａ、１２ｂは剛体部１２の
連結部であり、これらはさきの実施例のものと同じであ
る。本実施例では、各連結部１１ａ，１１ｂ，１２ａ，
１２ｂ間の梁状部材が円弧状に形成され、かつ、これら
梁状部材に構成される力成分検出要素の平行平板構造に
第２図（ｅ）に示す円形貫通孔のものが用いられるの
で、梁状部材および力成分検出要素に対して上記各実施
例と異る符号を付して説明する。４３Ａは連結部１１
ａ，１２ａ間を連結する梁状部材、４３Ｂは連結部１２
ａ，１１ｂ間を連結する梁状部材、４３Ｃは連結部１１
ｂ，１２ｂ間を連結する梁状部材、４３Ｄは連結部１２
ｂ，１１ａ間を連結する梁状部材である。これら連結部
および梁状部材で円環状の荷重検出構造部４４が構成さ
れる。各梁状部材４３Ａ〜４３Ｄには、それぞれ平行平
板構造を用いた力成分検出要素４３Ａ_Ｘ〜４３Ｄ_Ｘ，４
３Ａ_ｙ〜４３Ｄ_ｙの基準軸がそれぞれＸ軸，Ｙ軸と角度
θだけ異なる方向に配置されている。

次に、本実施例の荷重検出原理を第８図（ａ），（ｂ）
を参照しながら説明する。本実施例の荷重検出原理は基
本的には第３図に示す具体例のそれと同じである。とく
に、力Ｆ_ＺおよびモーメントＭ_Ｘ，Ｍ_Ｙに関する変形お
よび荷重検出原理は全く同じである。ただ、その他の荷
重成分の検出原理は力成分検出要素４３Ａ_Ｘ〜４３
Ｄ_Ｘ，４３Ａ_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙの基準軸方向がＸ，Ｙ各軸と
角度θだけ傾いているために第３図に示す具体例の場合
とは多少異なつている。これを第８図（ａ），（ｂ）に
示す本実施例の荷重検出器の一部平面図を参照して説明
する。なお、第８図（ａ），（ｂ）で第第７図に示す部
分と同一部分には同一符号が付してある。

第８図（ａ）において、剛体部１２を固定し、剛体部１
１に力Ｆ_Ｘを作用させると、各梁状部材４３Ａ〜４３Ｄ
にはそれぞれＦ_Ｘ／４の力が作用する。このとき力成分
検出要素４３Ａ_Ｘ〜４３Ｄ_Ｘ，４３Ａ_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙの基
準軸方向に作用する力をＦ_rx，Ｆ_ry、また基準軸と直交
する接線方向に作用する力をＦ_tx，Ｆ_tyとすると、Ｆ_rx＝（Ｆ_Ｘ／４）cosθ …………(1) Ｆ_ry＝（Ｆ_Ｘ／４）sinθ …………(2) Ｆ_tx＝（Ｆ_Ｘ／４）sinθ …………(3) Ｆ_ty＝（Ｆ_Ｘ／４）cosθ …………(4) となる。なお、平行平板構造を用いた力成分検出要素
は、その接線方向に対する剛性が高く、接線方向の力に
よつて生じる応力は非常に小さく、その影響は無視でき
る。

ところで、力成分検出要素４３Ａ_Ｘ〜４３Ｄ_Ｘ，４３Ａ
_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙからは基準軸方向に作用する力に比例した
ストレンゲージ出力信号が得られるので、本実施例にお
いて主としてＸ軸方向の力を検出する力成分検出要素４
３Ａ_Ｘ〜４３Ｄ_Ｘに貼着したストレンゲージによるホイ
ートストンブリツジを、力Ｆ_Ｘに相当する信号が求めら
れるようなホイートストンブリツジに構成した場合の出
力は、第３図に示す具体例でそれと同じストレンゲージ
によるホイートストンブリツジを構成したときの出力の
cosθ倍に小さくなつている。同様に主としてＹ方向の
力を検出する力成分検出要素４３Ａ_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙの各ス
トレンゲージにもＦ_Ｘ／４のsinθ倍に相当する信号が
出ている。これら力成分検出要素４３Ａ_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙは
Ｙ軸方向の力Ｆ_Ｙを検出するために使われるので力Ｆ_Ｘ
の信号はキヤンセルされるようなホイートストンブリツ
ジ構成にしておけばよい。

Ｙ軸方向の力Ｆ_Ｙが作用したときはこの逆で、主として
Ｙ軸方向の力を検出する力成分検出要素４３Ａ_Ｙ〜４３
Ｄ_Ｙの出力からＦ_Ｙ・cosθに相当する信号を求め、そ
の際に主としてＸ軸方向の力を検出する力成分検出要素
４３Ａ_Ｘ〜４３Ｄ_Ｘの出力は相互にキヤンセルされるよ
うにホイートストンブリツジを構成する。

次に、第８図（ｂ）において、剛体部１２を固定し、剛
体部１１にモーメントＭ_Ｚを作用させたときの各梁状部
材４３Ａ〜４３Ｄを通じて伝達される力によつて力成分
検出素子４３Ａ_Ｘ〜４３Ｄ_Ｘ，４３Ａ_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙに作
用する等価な力は、図に示すように荷重検出器中心Ｏか
ら距離Ｌにある点Ｐ，Ｑを通る直線上で釣り合う力Ｆ_ｅ
で示される。そこで、各力成分検出要素４３Ａ_Ｘ〜４３
Ｄ_Ｘ，４３Ａ_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙの基準軸方向の力Ｆ_ｒおよび
それと直交する接線方向の力Ｆ_ｔは次式で表わされる。
ただし、線ＯＰと線ＯＱとのなす角の１／２の角度をφ
とする。

Ｆ_ｒ＝Ｆ_ｅsinφ ……………(5) Ｆ_ｔ＝Ｆ_ｅcosφ ……………(6) 前述のように接線方向の力Ｆ_ｔに対しては力成分検出要
素４３Ａ_Ｘ〜４３Ｄ_Ｘ，４３Ａ_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙは有意な信
号を出力しない。そこで、各力成分検出要素４３Ａ_Ｘ〜
４３Ｄ_Ｘ，４３Ａ_Ｙ〜４３Ｄ_Ｙに設けたストレンゲージ
を、基準軸方向の力Ｆ_ｒのみを検出するようなホイート
ストンブリツジに構成すればよい。もちろん、この場合
に力成分検出要素４３Ａ_Ｘ〜４３Ｄ_Ｘ，４３Ａ_Ｙ〜４３
Ｄ_ＹはＸ，Ｙ軸方向の力Ｆ_Ｘ，Ｆ_Ｙの検出にも用いてい
るので、それらの場合とモーメントＭ_Ｚが作用している
場合とが区別できるようにホイートストンブリツジを構
成する。具体的な方法は当該技術者にとつて自明なので
省略する。力Ｆ_ｒが求まると（５）式よりＦ_ｅ＝Ｆ_ｒ／sinφ ……………(7) となる。一方、モーメントＭ_Ｚは図示の関係よりＭ_Ｚ＝４Ｆ_ｅ・Ｌcosφ ……………(8) である。結局、モーメントＭ_Ｚは（７）式および（８）
式よりＭ_Ｚ＝４Ｆ_ｒ・Ｌcotφ ……………(9) で表わされるので、力Ｆ_ｒを求めればモーメントＭ_Ｚが
わかる。ここで値Ｌcotφはこの力センサに固有の定数
である。

本実施例も第１の実施例およびその具体例と同じ効果を
有するが、これに加えて、梁状部材と各剛体の端部とが
円環をなし、かつ、各力成分検出要素の平行平板構造が
円形貫通孔により構成されることから、加工がさらに容
易になるという効果をも有する。

第９図は本発明の第４の実施例に係る荷重検出器の斜視
図である。図で、４５は剛体部、４５ａ，４５ｂは剛体
部４５の連結部、４６は剛体部、４６ａ（図では隠れて
いてみえない）、４６ｂは剛体部４６の連結部である。
これら剛体部および連結部はさきの各実施例の剛体部１
１，１２および連結部１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ
に相当する。４７は、第７図に示す梁状部材４３Ａ〜４
３Ｄ、それらに配置された力成分検出要素４３Ａ_Ｘ以下
の各力成分検出要素および連結部４５ａ〜４６ｂを含む
荷重検出機構部を示す。なお、図では、荷重検出機構部
４７の各力成分検出要素の図示は省略されている。

前記第３の実施例では、各剛体部１１，１２が荷重検出
機構部４７の厚みの平面内に位置していた。しかしなが
ら、各剛体部１１，１２は必ずしも当該平面内にある必
要はない。本実施例は、これら剛体部を図示の剛体部４
５，４６として前記平面外に配置したものである。荷重
検出原理は第３の実施例のものと同じである。なお、本
実施例では、各剛体部４５，４６を荷重検出機構部４７
が第３の実施例に示す構成であるものに適用した例につ
いて説明したが、このような各剛体部の配置が第１の実
施例および第２の実施例にも適用できるのは当然であ
る。

本実施例は第３の実施例の効果と同じ効果を有するとと
もに、厚さ寸法は大きくなるものの、より一層加工が容
易であるという効果をも有する。

第１０図は本発明の第５の実施例に係る荷重検出器の斜
視図である。図で、４７は第４の実施例に示すものと同
じ荷重検出機構部である。４８，４９は剛体部であり、
第４の実施例の剛体部４５，４６に相当する。剛体部４
８は両連結部４８ａ，４８ｂ、および中央の環状部４８
ｃを有する。同じく、剛体部４９は両連結部４９ａ，４
９ｂ、および中央の環状部４９ｃを有する。環状部４８
ｃ，４９ｃは互いにほぼ対向位置にあり、かつ、荷重検
出機構部４７の環状体の内側にあるので、三者を貫通す
る空洞部が構成される。図示の符号５０がこの空洞部を
示す。本実施例が第３の実施例と異なるのは、その各剛
体部４８，４９の中央に環状部４８ｃ，４９ｃを設けた
点のみである。荷重検出原理は第３の実施例のものと同
じである。なお、本実施例の剛体部が第１の実施例およ
び第２の実施例に適用可能であるのは明かである。

本実施例は第４の実施例の効果と同じ効果を有するばか
りでなく、空洞部５０が構成されているので、この荷重
検出器をロボツトや工作機械等の所定個所に装着する場
合、当該空洞部を用いれば装着が極めて容易となる。
又、各種信号線用ケーブルの挿通にも便利である。さら
に、ハンドグラインダ等の工具を空洞部を利用して収納
し、装置全体を小形化することもできる。さらに又、こ
の加工具の空洞部への収納により、加工の作用点を荷重
検出器に大幅に接近せしめることができ、荷重検出器に
作用するモーメントを抑制することができる。即ち、も
し、加工の作用点が荷重検出器から離れていると、荷重
検出器に作用するモーメントが大きくなり、前述のよう
に低く抑えられるモーメントの定格値を超えるおそれが
あるが、本実施例では加工具を空洞部へ収納する手段を
採ることによりこの欠点を免れることができる。

第１１図は本発明の第６の実施例に係る荷重検出器の斜
視図である。図で、４７は第４，第５の実施例と同じ荷
重検出機構部である。図では、荷重検出機構部４７にお
ける平行平板構造が図示されている。５１は円環状の剛
体部であり、その内径および外径は円環状の荷重検出機
構部４７の内径および外径と等しい。５１ａ，５１ｂは
剛体部５１の連結部、５１ｃは剛体部５１の所定個所に
あけられた通し穴である。この通し穴設置の理由は後述
する。５２は円環状の剛体部であり、その内径および外
径は剛体部５１と同様、荷重検出機構部４７の内径およ
び外径と等しい。５２ａ，５２ｂは剛体部５２の連結部
である。５３は剛体部５１，５２、および荷重検出機構
部４７を貫通する空洞部を示す。

この荷重検出器は、１つの円柱ブロツクに、空洞部５３
を構成する貫通孔、各剛体部５１，５２、荷重検出機構
部４７を構成するための切込み、および荷重検出機構部
４７における各力成分検出要素の平行平板構造を構成す
るための貫通孔を加工することにより構成される。この
加工において、Ｘ軸およびＹ軸方向の力成分を検出する
力成分検出素子の平行平板構造を構成するための加工
は、剛体部５１，５２が存在するため面倒である。剛体
部５１にあけられた通し穴５１ｃは当該加工を行なう際
に生じる穴である。荷重検出原理は第３の実施例のもの
と同じである。

本実施例の効果は、第５の実施例の効果に加え、各剛体
部と荷重検出機構部とが同一円環状断面となつているの
で、より一層加工が容易となり、かつ、空洞部が大きく
なるので、より多くの加工具や信号線用ケーブルを収納
できるという効果を有する。

第１２図（ａ）は本発明の第７の実施例に係る荷重検出
器の一部を切断除去した斜視図、第１２図（ｂ）は第１
２図（ａ）で切断除去した部分の斜視図、第１２図
（ｃ）は第１２図（ａ）に示す荷重検出器の平面図、第
１２図（ｄ）は第１２図（ｃ）の線ＸIIＣ−ＸIIＣに沿
う断面図である。各図で、４７は荷重検出機構部であ
り、そこに構成される各平行平板構造において第７図に
示すものと同一のものには同一の符号が付してある。５
５は円環状の荷重検出機構部４７の内側に設けられた円
環状の剛体部であり、連結部５５ａ，５５ｂで荷重検出
機構部４７と連結されている。５６は荷重検出機構部４
７の内側に設けられた円環状の剛体部であり、連結部５
６ａ，５６ｂで荷重検出機構部４７と連結されている。
剛体部５５，５６は対向位置にあり、その内周面は同一
面とされている。５７は剛体部５５と剛体部５６とを分
離する溝部、５８は剛体部５５と荷重検出機構部４７と
を連結部５５ａ，５５ｂとの連結部分を除いて分離する
スリツト、５９は剛体部５６と荷重検出機構部４７とを
連結部５６ａ，５６ｂとの連結部分を除いて分離するス
リツトである。６０は剛体部５５，５６を貫通する空洞
部である。本実施例の荷重検出原理は第３の実施例のも
のと同じである。

上記荷重検出器を製作するための加工方法について簡単
に述べる。まず旋盤で外側寸法を加工する。その際に剛
体部５５，５６を分離する溝５７をも含めて加工する。
次に半円周状のスリツト５８，５９と同一形状をした電
極を用いて放電加工で両スリツト５８，５９を加工す
る。各力成分検出要素の各平行平板構造のための貫通孔
はボール盤などで加工すればよい。このように極めて簡
単な加工で容易に製作することができる。

なお、剛体部５５，５６は荷重検出機構部４７の外側に
設けることもできる。この場合、荷重検出機構部４７の
各力成分検出部が外部機構との連結個所の内側にくるこ
とになるので、上記図示の構成に比較してモーメント定
格の値をやや低い値に選定しなければならなくなる。さ
らに、剛体部５５，５６の一方を内側に、他方を外側に
設けることもできる。このような構成とすれば全体の厚
さを増すことなく各剛体部の厚さを荷重検出機構部４７
の厚さと同じにすることができ剛体部の剛性を大きくす
ることができる。したがつて、荷重検出器をロボツト等
へ装着する場合、剛体部の変形を防止することができ検
出精度をより一層向上させることができる。

本実施例の効果は、第６の実施例の効果に加え、両剛体
部が荷重検出機構部の厚み内にあるので、全体の厚みが
薄くなり、ロボツトハンド等の外部機構に対する装着に
極めて適しているという効果をも有する。

以上、本発明の実施例を説明したが、それらの説明にお
いては荷重検出要素として平行平板構造を例示した。し
かし、荷重検出要素は平行平板構造に限ることはなく、
他の構造のものを用いることができるのは明らかであ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、荷重検出機構部を環状
に構成し、この荷重検出機構部に荷重検出要素を配置す
るようにしたので、荷重検出要素が周辺から中心に向つ
て配列される構造で外形寸法が同一である従来のものに
比較して、荷重検出要素の構成に必要なスペースを充分
に確保することができ、精度の高い荷重検出器を構成す
ることができるとともに、モーメント定格をより大きな
値に選定することができる。逆に、同一性能の荷重検出
器を構成する場合には従来のものに比べて、これをより
小型、軽量に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る荷重検出器の斜視
図、第２図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），
（ｆ）は平行平板構造の側面図、第３図は第１図に示す
荷重検出器の具体例を示す平面図、第４図（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）は第３図に示す荷重検
出器の検出原理の説明図、第５図は（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）は第３図に示す荷重検
出器に使用されるホイートストンブリツジの回路図、第
６図および第７図はそれぞれ本発明の第２の実施例およ
び第３の実施例に係る荷重検出器の平面図、第８図
（ａ），（ｂ）は第７図に示す荷重検出器の検出原理の
説明図、第９図，第１０図および第１１図はそれぞれ本
発明の第４の実施例、第５の実施例および第６の実施例
に係る荷重検出器の斜視図、第１２図（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）は本発明の第７の実施例に係る荷重検出
器の一部破断斜視図、平面図および断面図、第１３図は
従来の荷重検出器の斜視図である。１１，１２，４５，４６，４８，４９，５１，５２，５
５，５６……剛体部、１３Ａ_Ｘ，１３Ａ_Ｙ，１３Ａ_Ｚ，
１３Ａ_Ｚ′，１３Ｂ_Ｘ，１３Ｂ_Ｙ，１３Ｂ_Ｚ，１３
Ｂ_Ｚ′，１３Ｃ_Ｘ，１３Ｃ_Ｙ，１３Ｃ_Ｚ，１３Ｃ_Ｚ′，
１３Ｄ_Ｘ，１３Ｄ_Ｙ，１３Ｄ_Ｚ，１３Ｄ_Ｚ′，４３
Ａ_Ｚ，４３Ａ_Ｙ，４３Ａ_Ｚ，４３Ｂ_Ｘ，４３Ｂ_Ｙ，４３
Ｂ_Ｚ，４３Ｃ_Ｘ，４３Ｃ_Ｙ，４３Ｃ_Ｚ，４３Ｄ_Ｘ，４３
Ｄ_Ｙ，４３Ｄ_Ｚ……力成分検出要素、１４，１４′，４
４，４７……荷重検出機構部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の剛体部と、第２の剛体部と、これら
第１の剛体部および第２の剛体部間に作用する荷重を検
出する荷重検出要素が少なくとも１つ設けられた荷重検
出機構部とを備えた荷重検出器において、前記荷重検出
機構部を環状に構成し、前記荷重検出機構部に設定され
た所定方向の軸上において対向する当該荷重検出機構部
の２つの部分と前記第１の剛体部とを連結し、前記所定
方向とほぼ直交する方向の軸上において対向する前記荷
重検出機構部の２つの部分と前記第２の剛体部とを連結
したことを特徴とする荷重検出器。
【請求項２】特許請求の範囲第（１）項において、前記
荷重検出要素は、主として前記所定方向の力を検出する
力成分検出要素、主として前記所定方向と直交する方向
の力を検出する力成分検出要素、および主として前記２
つの方向のいずれともほぼ直交する方向の力を検出する
力成分検出要素のうちの少なくとも１つであることを特
徴とする荷重検出器。
【請求項３】特許請求の範囲第（２）項において、前記
力成分検出要素は、平行平板構造により構成されている
ことを特徴とする荷重検出器
【請求項４】特許請求の範囲第（１）項において、前記
荷重検出要素は、前記荷重検出機構部における前記第１
の剛体部および前記第２の剛体部との隣接する連結部分
間にそれぞれ設けられていることを特徴とする荷重検出
器。
【請求項５】特許請求の範囲第（４）項において、前記
荷重検出要素は、前記荷重検出機構部に、前記所定方向
の軸に関して対称に配置されていることを特徴とする荷
重検出器。
【請求項６】特許請求の範囲第（１）項において、前記
第１の剛体部および前記第２の剛体部は、それぞれその
中央部に環状構造を備えていることを特徴とする荷重検
出器。
【請求項７】特許請求の範囲第（１）項において、前記
第１の剛体部および前記第２の剛体部は環状に形成され
ていることを特徴とする荷重検出器
【請求項８】特許請求の範囲第（７）項において、前記
第１の剛体部および前記第２の剛体部は、前記荷重検出
機構部とぼぼ同一形状の環状に形成されていることを特
徴とする荷重検出器。
【請求項９】特許請求の範囲第（７）項において、前記
第１の剛体部および前記第２の剛体部は、前記荷重検出
機構部の内側に配置されていることを特徴とする荷重検
出器。
【請求項１０】特許請求の範囲第（７）項において、前
記第１の剛体部および前記第２の剛体部は、一方が前記
荷重検出機構部の内側に、他方が前記荷重検出機構部の
外側に配置されていることを特徴とする荷重検出器。