JPH09152381A - 荷重変換器 - Google Patents

荷重変換器

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JPH09152381A
JPH09152381A JP33826395A JP33826395A JPH09152381A JP H09152381 A JPH09152381 A JP H09152381A JP 33826395 A JP33826395 A JP 33826395A JP 33826395 A JP33826395 A JP 33826395A JP H09152381 A JPH09152381 A JP H09152381A
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Satoshi Ishiyama
聡 石山
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SHOWA SOKKI KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 切削加工が簡単で小型化でき、ひずみゲージ
の貼り付けを容易にする。 【構成】 円柱状の金属ブロックから切削され、上部及
び下部は中央部を内方に向けて切削して凹部14、15
を形成し、周囲に荷重伝達リング12、13となる部分
を残し、更に中間部を対向する2方向から凹部14、1
5に達する幅に渡って切削して中央部に板体部11を形
成すると共に、板体部11と上下の荷重伝達リング1
2、13との上下2個ずつの接続部16、17、18、
19のうち、斜めに対向する上下1個ずつの接続部1
7、18は切離され、板体部11は上下の荷重伝達リン
グ12、13と各1個の接続部16、19により接続さ
れている。板体部11の中央部には略ひょうたん形の剥
抜部20が形成されており、この剥抜部20の周囲には
計4個のフレクシャ21が形成されてロバーバル機構が
設けられている。そして、各フレクシャ21の外面には
ひずみゲージ22が貼り付けられ、図示しないリード線
が外部に引き出されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷重を測定するた
めの新規な構造を有する荷重変換器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】荷重を測定する1つの方法としてロード
セルが使用されているが、荷重を測定する場合等には、
ロードセルは方形の金属ブロックから一体的に削り出す
ことが多い。例えば、図6に示すように板体状の金属ブ
ロック1に対し切削、切込みを行い、中央部に略ひょう
たん形の剥抜部2を形成してフレクシャ3を備えたロバ
ーバル機構を有する測定部4、上下に荷重伝達レバー
5、6を形成して、ロバーバル機構のフレクシャ3にひ
ずみゲージ7を貼り付け、ロードセルとして用いてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの場合
に、方形の金属ブロック1を所定の形状に加工するのは
フライス盤を主として使用することになり、簡便な旋盤
を用いることができず、極めて厄介であり、加工時間も
掛かり、コスト高となる。また、フレクシャ3の厚みは
側面からノギスを挿し込んでしか測定できず、フレクシ
ャ3の厚み管理が不充分であるという問題点もある。更
には、ひずみゲージ7のフレクシャ3への貼り付けの際
には、ひずみゲージ7を隙間から挿し込んで行わなけれ
ばならず、完成後もその貼り付け状態を詳細に確認する
ことは容易ではない。
【0004】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
切削加工が比較的簡単で小型化でき、ひずみゲージの張
り付けが容易な荷重変換器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る荷重変換器は、金属ブロックの上下両面
の中央部を内方に向けて切削して凹部を形成し、前記金
属ブロックの中間部の対向する2方向から内方に向けて
前記両凹部に達する幅に渡って切削することにより前記
上下の凹部を囲む荷重伝達リングと前記金属ブロックの
中央部に位置する板体部とを形成し、該板体部と前記上
下の荷重伝達リングとの上下それぞれ2個ずつの接続部
のうち、斜めに対向する上下1個ずつの接続部を切離す
ることにより前記板体部と前記上下の荷重伝達リングと
をそれぞれ1個の接続部により連結し、前記板体部を剥
り抜くことにより4個のフレクシャを有するロバーバル
機構を設け、前記フレクシャ部にひずみゲージを貼り付
け、前記上下の荷重伝達リング間に加えられた荷重を前
記板体部のロバーバル機構に伝達し、前記フレクシャの
変形を前記ひずみゲージにより検出することによって荷
重を測定することを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明を図1〜図5に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図1は第1の実施例の荷
重変換器の分解斜視図、図2は縦断面図、図3は測定部
の平面図であり、測定部は中央の板体部11、上部の荷
重伝達リング12、下部の荷重伝達リング13の3つの
部分から構成されている。
【0007】これらは、例えば鋼、アルミニウムなどの
円柱状の金属ブロックから、旋盤、フライス盤によって
切削されており、上部及び下部は中央部を内方に向けて
切削して凹部14、15を形成し、周囲に荷重伝達リン
グ12、13となる部分を残し、更に中間部を対向する
2方向から凹部14、15に達する幅に渡って切削して
中央部に板体部11を形成すると共に、板体部11と上
下の荷重伝達リング12、13との上下2個ずつの接続
部16、17、18、19のうち、斜めに対向する上下
1個ずつの接続部17、18は切離され、板体部11は
上下の荷重伝達リング12、13と各1個の接続部1
6、19により接続されている。
【0008】板体部11の中央部には、2個の円を継ぎ
合わせた略ひょうたん形の剥抜部20が形成されてお
り、この剥抜部20の周囲には計4個のフレクシャ21
が形成されてロバーバル機構が設けられている。そし
て、各フレクシャ21の外面又は内面にはひずみゲージ
22が貼り付けられ、図示しないリード線が外部に引き
出されている。
【0009】更に、荷重伝達リング12、13には、そ
れぞれ台板23、24がその中央部に設けた凸部25、
26を凹部14、15に嵌合され、図示しないねじによ
り荷重伝達リング12、13に固定されており、これら
の台板23、24には荷重を伝達するためのボルト穴2
7が設けられている。なお、28、29はねじ孔であ
る。
【0010】使用に際して、台板23にボルトを介して
荷重が加えられると、荷重伝達リング12を介してロバ
ーバル機構を持つ板体部11のフレクシャ21が変形す
るので、この変形をフレクシャ21に貼り付けたひずみ
ゲージ22により検出し、図示しない電気回路を介して
加えられた荷重を測定することができる。
【0011】図4は第2の実施例を示し、荷重変換器を
湿気等から保護するために密封した場合の断面図であ
る。なお、第1の実施例と同一の符号は同等の機能を有
する部材を示している。荷重変換器の周囲は円筒状のカ
バー31により密封され、測定部にはカバー31からの
力が伝達しないように、可撓性を有する上下のベローズ
32、33を介して接続されている。
【0012】台板23にはボルト孔27を有する荷重伝
達部34が螺合され、台板24はカバー31の基部31
aを介して荷重伝達リング13に連結されている。そし
て、ベローズ32はカバー31の上部31bと荷重伝達
部34間を密封し、ベローズ33はカバー31の基部3
1aの円孔を密封している。そして、板体部11の中心
部には鉛直方向に貫通孔35が設けられており、ここに
ベローズ32、33間を連結する連結棒36が挿通され
ている。なお、37は台板24に設けた通気孔である。
【0013】かくすることにより、カバー31内が密閉
されていることによって、気圧、温度の変化によりカバ
ー31の内外に圧力差が生じて、この圧力差がベローズ
32、33を動かしても、ベローズ32、33間は連結
棒36により連結されているため、ベローズ32、33
に加わる力が相殺され、ベローズ32、33の変形が微
小な荷重の変化となって現れることを防止することがで
きる。
【0014】この場合の連結棒36は、板体部11の貫
通孔35に挿通しているために、空間を巧みに利用する
ことができ大型となることはない。
【0015】なお、上述の実施例は円柱状の金属ブロッ
クを基に切削加工を行ったが、角柱状の金属ブロックか
らでも形成することができ、この場合は上下の荷重伝達
リングは角枠状となり、台板も適応する形状となる。ま
た、板体部11に設けた剥抜部20は、略ひょうたん形
でなくとも単なる円形とする場合もある。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る荷重変
換器は、次に列挙する効果を有している。
【0017】(1) 荷重伝達リングが板体部と同一平面内
にないため、これらの間を接近することができ、高さを
大きくすることなく剛性を高め、ロバーバル値を大きく
することができる。
【0018】(2) 円柱状の金属ブロックから形成する場
合には、加工が主として旋盤によるので容易であり、加
工時間を短縮できる。
【0019】(3) フレクシャの厚みは台板の取付前にマ
クロメータにより測定可能なので、従来のノギスによる
測定よりも1桁程度精度が良くなり、フレクシャの厚み
を正確に調整することができる。
【0020】(4) ひずみゲージの貼り付けは、貼付個所
が上下方向に露出されているので、容易にかつ正確に行
うことができ、その貼付状態の確認を顕微鏡等により行
うことができる。
【0021】(5) 板体部の両側の空間部に電気回路を備
えた基板を収納できるので、ひずみゲージの近傍で増幅
等の電気的処理を行うことが可能となり、電気的な安定
度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の分解斜視図である。
【図2】縦断面図である。
【図3】測定部の平面図である。
【図4】第2の実施例の断面図である。
【図5】測定部の平面図である。
【図6】従来例の斜視図である。
【符号の説明】
11 板体部 12、13 荷重伝達リング 14、15 凹部 16、19 接続部 20 剥抜部 21 フレクシャ 22 歪みゲージ 23、24 台板 31 カバー 32、33 ベローズ 35 貫通孔 36 連結棒

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属ブロックの上下両面の中央部を内方
    に向けて切削して凹部を形成し、前記金属ブロックの中
    間部の対向する2方向から内方に向けて前記両凹部に達
    する幅に渡って切削することにより前記上下の凹部を囲
    む荷重伝達リングと前記金属ブロックの中央部に位置す
    る板体部とを形成し、該板体部と前記上下の荷重伝達リ
    ングとの上下それぞれ2個ずつの接続部のうち、斜めに
    対向する上下1個ずつの接続部を切離することにより前
    記板体部と前記上下の荷重伝達リングとをそれぞれ1個
    の接続部により連結し、前記板体部を剥り抜くことによ
    り4個のフレクシャを有するロバーバル機構を設け、前
    記フレクシャ部にひずみゲージを貼り付け、前記上下の
    荷重伝達リング間に加えられた荷重を前記板体部のロバ
    ーバル機構に伝達し、前記フレクシャの変形を前記ひず
    みゲージにより検出することによって荷重を測定するこ
    とを特徴とする荷重変換器。
  2. 【請求項2】 前記板体部を2個の円を並設した略ひょ
    うたん形に剥り抜いた請求項1に記載の荷重変換器。
  3. 【請求項3】 前記上下の荷重伝達リングに台板を取り
    付けた請求項1に記載の荷重変換器。
  4. 【請求項4】 前記荷重伝達リング、板体部、台板をカ
    バーにより囲み、該カバーと前記荷重伝達リング、板体
    部、台板との間は上下のベローズを介して接続すること
    により前記カバー内を密封した請求項3に記載の荷重変
    換器。
  5. 【請求項5】 前記上下のベローズ間を連結棒により連
    結した請求項4に記載の荷重変換器。
  6. 【請求項6】 前記連結棒は前記板体部の中央に鉛直線
    に沿って設けた貫通孔内を挿通した請求項5に記載の荷
    重変換器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000009564A (ja) * 1998-06-10 2000-01-14 Korea Standard & Science Res Inst 6分力・力/モーメントセンサー及びそのケース
KR101279285B1 (ko) * 2012-03-02 2013-06-26 명지대학교 산학협력단 로봇용 힘 센서 및 이를 이용한 외골격 로봇
JP2013234936A (ja) * 2012-05-10 2013-11-21 A & D Co Ltd ロードセル及びロードセルの製造方法
JP2019020248A (ja) * 2017-07-18 2019-02-07 株式会社ワコム 起歪体、力検出センサ及び電子ペン

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