JPH11132874A - ロードセル及びロードセルを備える荷重検出装置 - Google Patents
ロードセル及びロードセルを備える荷重検出装置Info
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- JPH11132874A JPH11132874A JP10009456A JP945698A JPH11132874A JP H11132874 A JPH11132874 A JP H11132874A JP 10009456 A JP10009456 A JP 10009456A JP 945698 A JP945698 A JP 945698A JP H11132874 A JPH11132874 A JP H11132874A
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
- G01G3/14—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
- G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
- G01L1/2231—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc- or ring-shaped, adapted for measuring a force along a single direction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロードセルの荷重測定精度を向上する。
【解決手段】 円柱状弾性体（１１）の第１の端面（１
１ａ）の中央部に、所定深さの円形穴（１２）を穿設
し、底部が荷重負荷面（１３）を構成する。円柱状弾性
体の少なくとも第１の端面と反対側の第２の端面（１１
ｂ）に、円形穴の外側に円形穴と同心状に環状凹溝（１
５）を穿設し、環状凹溝の底部を薄肉円環状の起歪部
（１８）とすると共に、起歪部の外側に厚肉円管状の固
定部（１６）を設ける。起歪部に歪ゲージ（ＳＧ１〜Ｓ
Ｇ８）を貼付ける。荷重負荷面から上歪部の歪ゲージの
取付面までの距離（ｙ）を円柱状弾性体の中心軸線（Ｌ
C）から歪ゲージまでの最短距離（ｅ）の０．２倍から
２倍の範囲に設定する。
１ａ）の中央部に、所定深さの円形穴（１２）を穿設
し、底部が荷重負荷面（１３）を構成する。円柱状弾性
体の少なくとも第１の端面と反対側の第２の端面（１１
ｂ）に、円形穴の外側に円形穴と同心状に環状凹溝（１
５）を穿設し、環状凹溝の底部を薄肉円環状の起歪部
（１８）とすると共に、起歪部の外側に厚肉円管状の固
定部（１６）を設ける。起歪部に歪ゲージ（ＳＧ１〜Ｓ
Ｇ８）を貼付ける。荷重負荷面から上歪部の歪ゲージの
取付面までの距離（ｙ）を円柱状弾性体の中心軸線（Ｌ
C）から歪ゲージまでの最短距離（ｅ）の０．２倍から
２倍の範囲に設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホッパースケー
ル、タンクスケール等の産業用の荷重検出装置に使用さ
れる圧縮型のロードセル及びこのロードセルを備える荷
重検出装置に関するものである。
ル、タンクスケール等の産業用の荷重検出装置に使用さ
れる圧縮型のロードセル及びこのロードセルを備える荷
重検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１（Ａ）は、薄形化を図ったいわゆ
るダイヤフラム型のロードセル１の一例を示している。
短円柱状弾性体２の下面２ａ側には円形穴３が設けてあ
り、この円形穴３の底壁を薄肉の起歪部４としている。
起歪部４の下面には、歪ゲージ５が貼付けてある。これ
らの歪ゲージ５は、周知のホイートストーンブリッジ回
路（図示せず。）を構成するように結線されている。な
お、６は円形穴３内を密閉するためのダイヤフラムであ
る。一方、上記起歪部４の上面中央部には、短円柱状の
荷重負荷部７を上向きに突設している。
るダイヤフラム型のロードセル１の一例を示している。
短円柱状弾性体２の下面２ａ側には円形穴３が設けてあ
り、この円形穴３の底壁を薄肉の起歪部４としている。
起歪部４の下面には、歪ゲージ５が貼付けてある。これ
らの歪ゲージ５は、周知のホイートストーンブリッジ回
路（図示せず。）を構成するように結線されている。な
お、６は円形穴３内を密閉するためのダイヤフラムであ
る。一方、上記起歪部４の上面中央部には、短円柱状の
荷重負荷部７を上向きに突設している。
【０００３】上記荷重負荷部７上端の荷重負荷面７ａに
圧縮荷重Ｗが作用すると、その大きさに応じて起歪部４
が変形する。起歪部４の変形量は、上記歪ゲージ５を含
むホイートストーンブリッジ回路の出力値の変化として
検出され、これに基づいて圧縮荷重Ｗの大きさを測定す
ることができる。
圧縮荷重Ｗが作用すると、その大きさに応じて起歪部４
が変形する。起歪部４の変形量は、上記歪ゲージ５を含
むホイートストーンブリッジ回路の出力値の変化として
検出され、これに基づいて圧縮荷重Ｗの大きさを測定す
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のロ
ードセル１では、図１１（Ａ）に示すように、荷重負荷
面７から各歪ゲージ５までに到る力の伝達経路ｐは折り
返しのない放射状であり、この伝達経路ｐの長さが短
い。そのため、圧縮荷重Ｗの作用軸線ＬWがロードセル
１の中心軸線ＬCからずれた場合、このずれが起歪部４
の変形量に与える影響が大きく、測定誤差が生じやす
い。また、このロードセル１では、起歪部４の中央部か
ら荷重負荷部７が突出しているため、図１１（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、荷重負荷部７に測定する圧縮荷重
Ｗと直交する方向の荷重（横荷重Ｆ）が作用した場合、
起歪部４に曲げモーメントＭ（Ｍ＝Ｆ×Ｌ：Ｌは横荷重
と起歪部４の中立軸面までの距離）が生じ、この曲げモ
ーメントＭの影響により測定誤差が生じる場合がある。
このように従来のこの種のロードセル１では、測定誤差
が生じやすく、高精度の荷重測定を行うことは困難であ
った。
ードセル１では、図１１（Ａ）に示すように、荷重負荷
面７から各歪ゲージ５までに到る力の伝達経路ｐは折り
返しのない放射状であり、この伝達経路ｐの長さが短
い。そのため、圧縮荷重Ｗの作用軸線ＬWがロードセル
１の中心軸線ＬCからずれた場合、このずれが起歪部４
の変形量に与える影響が大きく、測定誤差が生じやす
い。また、このロードセル１では、起歪部４の中央部か
ら荷重負荷部７が突出しているため、図１１（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、荷重負荷部７に測定する圧縮荷重
Ｗと直交する方向の荷重（横荷重Ｆ）が作用した場合、
起歪部４に曲げモーメントＭ（Ｍ＝Ｆ×Ｌ：Ｌは横荷重
と起歪部４の中立軸面までの距離）が生じ、この曲げモ
ーメントＭの影響により測定誤差が生じる場合がある。
このように従来のこの種のロードセル１では、測定誤差
が生じやすく、高精度の荷重測定を行うことは困難であ
った。
【０００５】本発明は、上記従来のロードセルにおける
問題を解決するためになされたものであり、荷重測定精
度の向上を図ることを課題としている。
問題を解決するためになされたものであり、荷重測定精
度の向上を図ることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の発明に係るロードセルは、円柱状弾性体の第
１の端面の中央部に、所定深さの円形穴を穿設し、この
円形穴の底部を荷重負荷面とし、円柱状弾性体の少なく
とも上記第１の端面と反対側の第２の端面に、円形穴の
外側に円形穴と同心状に環状凹溝を穿設し、環状凹溝の
底部を薄肉円環状の起歪部とすると共に、起歪部の外側
に厚肉円管状の固定部を設け、上記起歪部に歪ゲージを
貼付け、上記荷重負荷面から上記起歪部の歪ゲージの取
付面までの距離を円柱状弾性体の中心軸線から歪ゲージ
までの最短距離の０．２倍から２倍の範囲に設定してい
ることを特徴としている。
め、第１の発明に係るロードセルは、円柱状弾性体の第
１の端面の中央部に、所定深さの円形穴を穿設し、この
円形穴の底部を荷重負荷面とし、円柱状弾性体の少なく
とも上記第１の端面と反対側の第２の端面に、円形穴の
外側に円形穴と同心状に環状凹溝を穿設し、環状凹溝の
底部を薄肉円環状の起歪部とすると共に、起歪部の外側
に厚肉円管状の固定部を設け、上記起歪部に歪ゲージを
貼付け、上記荷重負荷面から上記起歪部の歪ゲージの取
付面までの距離を円柱状弾性体の中心軸線から歪ゲージ
までの最短距離の０．２倍から２倍の範囲に設定してい
ることを特徴としている。
【０００７】第１の発明に係るロードセルでは、荷重負
荷面から起歪部の歪ゲージの取付面までの距離を円柱状
弾性体の中心軸線から歪ゲージまでの最短距離の０．２
倍から２倍に設定したため、荷重負荷面から歪ゲージま
での力の伝達経路の長さを十分に確保することができ
る。よって、円柱状弾性体の高さを高くすることなく、
荷重の作用軸線が中心軸線に対してずれることによる測
定誤差を低減することができる。
荷面から起歪部の歪ゲージの取付面までの距離を円柱状
弾性体の中心軸線から歪ゲージまでの最短距離の０．２
倍から２倍に設定したため、荷重負荷面から歪ゲージま
での力の伝達経路の長さを十分に確保することができ
る。よって、円柱状弾性体の高さを高くすることなく、
荷重の作用軸線が中心軸線に対してずれることによる測
定誤差を低減することができる。
【０００８】また、第２の発明に係るロードセルは、円
柱状弾性体の第１の端面の中央部に、所定深さの円形穴
を穿設し、この円形穴の底部を荷重負荷面とし、円柱状
弾性体の少なくとも上記第１の端面と反対側の第２の端
面に、円形穴の外側に円形穴と同心状に環状凹溝を穿設
し、環状凹溝の底部を薄肉円環状の起歪部とすると共
に、起歪部の外側に厚肉円管状の固定部を設け、上記起
歪部に歪ゲージを貼付け、上記荷重負荷面を上記起歪部
の中立軸面と略同一平面上に設け、かつ、荷重負荷面の
周囲に環状溝を設けていることを特徴としている。
柱状弾性体の第１の端面の中央部に、所定深さの円形穴
を穿設し、この円形穴の底部を荷重負荷面とし、円柱状
弾性体の少なくとも上記第１の端面と反対側の第２の端
面に、円形穴の外側に円形穴と同心状に環状凹溝を穿設
し、環状凹溝の底部を薄肉円環状の起歪部とすると共
に、起歪部の外側に厚肉円管状の固定部を設け、上記起
歪部に歪ゲージを貼付け、上記荷重負荷面を上記起歪部
の中立軸面と略同一平面上に設け、かつ、荷重負荷面の
周囲に環状溝を設けていることを特徴としている。
【０００９】第２の発明に係るロードセルでは、荷重負
荷面を上記起歪部の中立軸面と略同一平面上に設けてい
るため、本来の測定する荷重と直交する方向の荷重が荷
重負荷面が作用した場合も起歪部に作用する曲げモーメ
ントに起因する測定誤差を低減することができる。ま
た、荷重負荷面の周囲に環状溝を設けたことにより、荷
重負荷面から歪ゲージまでの力の伝達経路の長さを十分
に確保することができ、荷重の作用軸線が中心軸線に対
してずれることによる測定誤差を低減することができ
る。
荷面を上記起歪部の中立軸面と略同一平面上に設けてい
るため、本来の測定する荷重と直交する方向の荷重が荷
重負荷面が作用した場合も起歪部に作用する曲げモーメ
ントに起因する測定誤差を低減することができる。ま
た、荷重負荷面の周囲に環状溝を設けたことにより、荷
重負荷面から歪ゲージまでの力の伝達経路の長さを十分
に確保することができ、荷重の作用軸線が中心軸線に対
してずれることによる測定誤差を低減することができ
る。
【００１０】上記円柱状弾性体の円形穴を穿設した第１
の端面に、断面Ｖ字状の環状凹溝を設けることが好まし
い。
の端面に、断面Ｖ字状の環状凹溝を設けることが好まし
い。
【００１１】さらに、本発明は、上記ロードセルと、上
記ロードセルの円柱状弾性体の円形穴を穿設した第１の
端面と反対側の第２の端面を固定した下側加圧板と、荷
重を検出する構造物に連結され、下面側に円形穴を設け
た上側加圧板と、上下両端が、それぞれ上記ロードセル
の円柱状弾性体の円形穴と、上記上側加圧板の円形穴と
に遊挿され、凸曲面とした上下両端面がそれぞれ上記円
柱状弾性体の円形穴の底壁からなる荷重負荷面と、上記
上側加圧板の円形穴の底壁とに当接する荷重負荷軸とを
備えることを特徴とする荷重検出装置を提供するもので
ある。
記ロードセルの円柱状弾性体の円形穴を穿設した第１の
端面と反対側の第２の端面を固定した下側加圧板と、荷
重を検出する構造物に連結され、下面側に円形穴を設け
た上側加圧板と、上下両端が、それぞれ上記ロードセル
の円柱状弾性体の円形穴と、上記上側加圧板の円形穴と
に遊挿され、凸曲面とした上下両端面がそれぞれ上記円
柱状弾性体の円形穴の底壁からなる荷重負荷面と、上記
上側加圧板の円形穴の底壁とに当接する荷重負荷軸とを
備えることを特徴とする荷重検出装置を提供するもので
ある。
【００１２】上記上側加圧板の下面側に、上記ロードセ
ルの円柱状弾性体より大径の円形凹部を設け、上記円柱
状弾性体の第１の端面側を上記円形凹部内に遊挿し、円
柱状弾性体の外周と円形凹部の側壁部との間に所定寸法
の隙間を形成することが好ましい。
ルの円柱状弾性体より大径の円形凹部を設け、上記円柱
状弾性体の第１の端面側を上記円形凹部内に遊挿し、円
柱状弾性体の外周と円形凹部の側壁部との間に所定寸法
の隙間を形成することが好ましい。
【００１３】この荷重検出装置では、構造物の荷重は荷
重負荷軸を介してロードセルの円柱状弾性体に印加され
るが、円柱状弾性体の外周と構造物に固定された上側加
圧板の円形凹部の側壁部の間及び円柱状弾性体の端面と
円形凹部の底壁の間に所定寸法の隙間を形成しているた
め、構造物に水平方向の荷重が作用した場合にも、円柱
状弾性体の外周と円形凹部の側壁部の間の隙間分だけ構
造物の水平方向の移動を吸収することができる。構造物
にさらに水平方向の荷重が作用した場合、円形凹部の側
壁部と円柱状弾性体の外周が当接するが、円柱状弾性体
は厚肉円管状の固定部を備えているため、上記水平方向
の荷重を確実に支承することができる。
重負荷軸を介してロードセルの円柱状弾性体に印加され
るが、円柱状弾性体の外周と構造物に固定された上側加
圧板の円形凹部の側壁部の間及び円柱状弾性体の端面と
円形凹部の底壁の間に所定寸法の隙間を形成しているた
め、構造物に水平方向の荷重が作用した場合にも、円柱
状弾性体の外周と円形凹部の側壁部の間の隙間分だけ構
造物の水平方向の移動を吸収することができる。構造物
にさらに水平方向の荷重が作用した場合、円形凹部の側
壁部と円柱状弾性体の外周が当接するが、円柱状弾性体
は厚肉円管状の固定部を備えているため、上記水平方向
の荷重を確実に支承することができる。
【００１４】あるいは、上記ロードセルの円柱状弾性体
に、第１の端面から突出するように水平位置決めピンを
固定し、上記上側加圧板の下面側に、水平位置決めピン
より大径なピン挿入穴を設け、上記水平位置決めピンを
上記ピン挿入穴に挿入し、水平位置決めピンの外周とピ
ン挿入穴の側壁部との間に所定寸法の隙間を形成しても
よい。
に、第１の端面から突出するように水平位置決めピンを
固定し、上記上側加圧板の下面側に、水平位置決めピン
より大径なピン挿入穴を設け、上記水平位置決めピンを
上記ピン挿入穴に挿入し、水平位置決めピンの外周とピ
ン挿入穴の側壁部との間に所定寸法の隙間を形成しても
よい。
【００１５】この場合、構造物に水平方向の荷重が作用
しても、水平位置決めピンの外周とピン挿入穴の側壁部
の隙間分だけ構造物の水平方向の移動を吸収することが
できる。構造物にさらに水平方向の荷重が作用した場
合、水平位置決めピンとピン挿入穴の側壁部が当接する
が、円柱状弾性体は厚肉円管状の固定部を備えているた
め、上記水平方向の荷重を確実に支承することができ
る。
しても、水平位置決めピンの外周とピン挿入穴の側壁部
の隙間分だけ構造物の水平方向の移動を吸収することが
できる。構造物にさらに水平方向の荷重が作用した場
合、水平位置決めピンとピン挿入穴の側壁部が当接する
が、円柱状弾性体は厚肉円管状の固定部を備えているた
め、上記水平方向の荷重を確実に支承することができ
る。
【００１６】また、上記ロードセルの円柱状弾性体の第
１の端面に円形凹部を設け、上記上側加圧板の下面に上
記円形凹部より小径な円柱状凸部を設け、この円柱状凸
部を上記円形凹部に遊挿し、円柱状凸部の外周と円形凹
部の側壁部との間に所定寸法の隙間を形成してもよい。
１の端面に円形凹部を設け、上記上側加圧板の下面に上
記円形凹部より小径な円柱状凸部を設け、この円柱状凸
部を上記円形凹部に遊挿し、円柱状凸部の外周と円形凹
部の側壁部との間に所定寸法の隙間を形成してもよい。
【００１７】この場合、構造物に水平方向の荷重が作用
しても、円柱状凸部の外周と円形凹部の側壁部との間の
隙間分だけ構造物の水平方向の移動を吸収することがで
きる。構造物にさらに水平方向の荷重が作用した場合、
円柱状凸部の外周と円形凹部の側壁部が当接するが、円
柱状弾性体は厚肉円管状の固定部を備えているため、上
記水平方向の荷重を確実に支承することができる。
しても、円柱状凸部の外周と円形凹部の側壁部との間の
隙間分だけ構造物の水平方向の移動を吸収することがで
きる。構造物にさらに水平方向の荷重が作用した場合、
円柱状凸部の外周と円形凹部の側壁部が当接するが、円
柱状弾性体は厚肉円管状の固定部を備えているため、上
記水平方向の荷重を確実に支承することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施形態につい
て説明する。 （第１実施形態）図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ロ
ードセル１０は短円柱状弾性体１１を備えている。この
短円柱状弾性体１１の上端面１１ａには、短円柱状弾性
体１１の中心軸線ＬCと同軸に所定深さの円形穴１２を
穿設しており、この円形穴１２の底部は圧縮荷重Ｗが作
用する荷重負荷面１３を構成している。一方、短円柱状
弾性体１１の下端面１１ｂには、上記円形穴１２よりも
大径な環状凹溝１５を円形穴１２と同心状に設けてい
る。この環状凹溝１５の周壁部は厚肉円管状の固定部１
６を構成している。また、この環状凹溝１５の底壁部は
薄肉円環状の起歪部１８を構成している。
て説明する。 （第１実施形態）図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、ロ
ードセル１０は短円柱状弾性体１１を備えている。この
短円柱状弾性体１１の上端面１１ａには、短円柱状弾性
体１１の中心軸線ＬCと同軸に所定深さの円形穴１２を
穿設しており、この円形穴１２の底部は圧縮荷重Ｗが作
用する荷重負荷面１３を構成している。一方、短円柱状
弾性体１１の下端面１１ｂには、上記円形穴１２よりも
大径な環状凹溝１５を円形穴１２と同心状に設けてい
る。この環状凹溝１５の周壁部は厚肉円管状の固定部１
６を構成している。また、この環状凹溝１５の底壁部は
薄肉円環状の起歪部１８を構成している。
【００１９】上記起歪部１８の下面１８ａには、図１
（Ｂ）に示すように、８枚の歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８を
貼付けている。これら８枚の歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８は
２枚１組で中心軸線ＬCに対して放射状に９０°間隔で
配置してある。これらの歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８は、図
２に概略的に示すように、公知のホイートストーンブリ
ッジ回路２１を構成するように結線されている。このホ
イートストーンブリッジ回路２１の各辺には、それぞれ
一対の歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８が配置されている。ま
た、このホイートストーンブリッジ回路２１の端子２１
ａ，２１ｂ間には図示しない定電圧源から一定の入力電
圧Ｖinが入力されており、起歪部１８の変形を検出して
変化する歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８の抵抗値の変化に応じ
て端子２１ｃ，２１ｄ間の出力電圧ＶOutが変化する。
環状凹部１５の開口部１５ａにはダイヤフラム２２を溶
接又は接着等の手段により取り付けており、環状凹溝１
５内を気密状態としている。なお、上記ホイートストー
ンブリッジ回路２１の出力電圧ＶOUtは、図示しない電
線を短円柱状弾性体１１に設けた図示しない引き出し孔
より外部に引き出すことにより、他の機器へ出力してい
る。
（Ｂ）に示すように、８枚の歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８を
貼付けている。これら８枚の歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８は
２枚１組で中心軸線ＬCに対して放射状に９０°間隔で
配置してある。これらの歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８は、図
２に概略的に示すように、公知のホイートストーンブリ
ッジ回路２１を構成するように結線されている。このホ
イートストーンブリッジ回路２１の各辺には、それぞれ
一対の歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８が配置されている。ま
た、このホイートストーンブリッジ回路２１の端子２１
ａ，２１ｂ間には図示しない定電圧源から一定の入力電
圧Ｖinが入力されており、起歪部１８の変形を検出して
変化する歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８の抵抗値の変化に応じ
て端子２１ｃ，２１ｄ間の出力電圧ＶOutが変化する。
環状凹部１５の開口部１５ａにはダイヤフラム２２を溶
接又は接着等の手段により取り付けており、環状凹溝１
５内を気密状態としている。なお、上記ホイートストー
ンブリッジ回路２１の出力電圧ＶOUtは、図示しない電
線を短円柱状弾性体１１に設けた図示しない引き出し孔
より外部に引き出すことにより、他の機器へ出力してい
る。
【００２０】起歪部１８の肉厚をより薄くして圧縮荷重
の変化に対する起歪部１８の変形感度を高めるため、起
歪部１８の上面１８ｂ側に断面が浅いＶ字状を呈する環
状凹溝２４が設けてある。
の変化に対する起歪部１８の変形感度を高めるため、起
歪部１８の上面１８ｂ側に断面が浅いＶ字状を呈する環
状凹溝２４が設けてある。
【００２１】上記構成とした第１実施形態のロードセル
１０では、短円柱状弾性体１１に穿設した円形穴１２の
底壁を荷重負荷面１３としているため、図１（Ａ）に示
すように荷重負荷面１３に作用する圧縮荷重Ｗが歪ゲー
ジＳＧ１〜ＳＧ８に伝達される経路ｐは、いったん下端
面１１ｂ側へ向かった後に上端面１１ａ側へ折り返して
歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８に到る。よって、この伝達経路
ｐの長さが長い。一般に、弾性体に作用する力が釣り合
っている場合、荷重点から離れるほど応力分布が均一化
することがサンブナンの原理として知られている。従っ
て、上記のように荷重負荷面１３から歪ゲージＳＧ１〜
ＳＧ８までの力の伝達経路ｐの長さが長い場合には、図
１（Ａ）に示すように圧縮荷重Ｗの作用軸線ＬWが短円
柱状弾性体１１の中心軸線ＬCに対してずれた場合で
も、このずれが起歪部１８の変形に与える影響は小さ
く、荷重の作用軸線のずれによる測定精度の変化を防止
することができる。
１０では、短円柱状弾性体１１に穿設した円形穴１２の
底壁を荷重負荷面１３としているため、図１（Ａ）に示
すように荷重負荷面１３に作用する圧縮荷重Ｗが歪ゲー
ジＳＧ１〜ＳＧ８に伝達される経路ｐは、いったん下端
面１１ｂ側へ向かった後に上端面１１ａ側へ折り返して
歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８に到る。よって、この伝達経路
ｐの長さが長い。一般に、弾性体に作用する力が釣り合
っている場合、荷重点から離れるほど応力分布が均一化
することがサンブナンの原理として知られている。従っ
て、上記のように荷重負荷面１３から歪ゲージＳＧ１〜
ＳＧ８までの力の伝達経路ｐの長さが長い場合には、図
１（Ａ）に示すように圧縮荷重Ｗの作用軸線ＬWが短円
柱状弾性体１１の中心軸線ＬCに対してずれた場合で
も、このずれが起歪部１８の変形に与える影響は小さ
く、荷重の作用軸線のずれによる測定精度の変化を防止
することができる。
【００２２】上記円形穴１２の深さは、荷重負荷面１３
から歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８を貼付けた起歪部１８の下
面１８ａまでの距離ｙが、短円柱状弾性体１１の中心軸
線ＬCから歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８までの水平方向の最
短距離ｅの０．２倍から２倍に設定することが好まし
い。
から歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８を貼付けた起歪部１８の下
面１８ａまでの距離ｙが、短円柱状弾性体１１の中心軸
線ＬCから歪ゲージＳＧ１〜ＳＧ８までの水平方向の最
短距離ｅの０．２倍から２倍に設定することが好まし
い。
【００２３】距離ｙをこの範囲に設定することが好まし
いのは、荷重測定精度の向上と薄型化の両方の要請に応
えるためである。すなわち、まず、距離ｙが距離ｅの
０．２倍未満であると、荷重負荷面１３と歪ゲージＳＧ
１〜ＳＧ８までの距離が短すぎて、上記圧縮荷重Ｗの荷
重軸ＬWのずれの影響を低減する効果が十分得られな
い。一方、距離ｙが距離ｅの２倍を越える場合には、短
円柱状弾性体１１の高さが大きくなり過ぎて薄型化を図
ることができず、大型化によりコストが増大する。
いのは、荷重測定精度の向上と薄型化の両方の要請に応
えるためである。すなわち、まず、距離ｙが距離ｅの
０．２倍未満であると、荷重負荷面１３と歪ゲージＳＧ
１〜ＳＧ８までの距離が短すぎて、上記圧縮荷重Ｗの荷
重軸ＬWのずれの影響を低減する効果が十分得られな
い。一方、距離ｙが距離ｅの２倍を越える場合には、短
円柱状弾性体１１の高さが大きくなり過ぎて薄型化を図
ることができず、大型化によりコストが増大する。
【００２４】図３から図６は、本発明の第１実施形態に
係るロードセル１０を備える荷重検出装置２８を取り付
けたホッパー２９を示している。このホッパー２９の外
周には等角度間隔で３個のブラケット２９ａを突設して
おり、このブラケット２９ａを上記ロードセル１０を備
える荷重検出装置２８を介して架台３１により支持して
いる。
係るロードセル１０を備える荷重検出装置２８を取り付
けたホッパー２９を示している。このホッパー２９の外
周には等角度間隔で３個のブラケット２９ａを突設して
おり、このブラケット２９ａを上記ロードセル１０を備
える荷重検出装置２８を介して架台３１により支持して
いる。
【００２５】図５に示すように、上記ロードセル１０の
短円柱状弾性体１１は、その下端面１１ｂがボルト３２
により長方形板状の下側加圧板３３に固定されている。
この下側加圧板３３は、ボルト３４により架台３１に固
定されている。
短円柱状弾性体１１は、その下端面１１ｂがボルト３２
により長方形板状の下側加圧板３３に固定されている。
この下側加圧板３３は、ボルト３４により架台３１に固
定されている。
【００２６】上記ブラケット２９ａは、ボルト３５によ
りブラケット２９ａに固定された上側加圧板３７と、荷
重負荷軸３８とを介して上記下側加圧板３３に固定され
たロードセル１０に支承されている。上記上側加圧板３
７は円板状であって、下面側に円形凹部４１が設けてあ
る。この円形凹部４１の直径は、ロードセル１０の短円
柱状弾性体１１の外径よりもわずかに大きく設定してあ
る。また、円形凹部４１の中央部には円形穴４２が穿設
してある。ロードセル１０の短円柱状弾性体１１の上端
部は、円形凹部４１内に挿入されており、上側加圧板３
７の円形穴４２と短円柱状弾性体１１の円形穴１２が同
軸状態で互いに対向している。
りブラケット２９ａに固定された上側加圧板３７と、荷
重負荷軸３８とを介して上記下側加圧板３３に固定され
たロードセル１０に支承されている。上記上側加圧板３
７は円板状であって、下面側に円形凹部４１が設けてあ
る。この円形凹部４１の直径は、ロードセル１０の短円
柱状弾性体１１の外径よりもわずかに大きく設定してあ
る。また、円形凹部４１の中央部には円形穴４２が穿設
してある。ロードセル１０の短円柱状弾性体１１の上端
部は、円形凹部４１内に挿入されており、上側加圧板３
７の円形穴４２と短円柱状弾性体１１の円形穴１２が同
軸状態で互いに対向している。
【００２７】上記荷重負荷軸３８は、両端面３８ａ，３
８ｂを球面としている。荷重負荷軸３８の上端側は上側
加圧板３７の円形穴１２内に遊挿されており、球面から
なる上端面３８ａが円形穴４２の平坦な底壁に当接して
いる。一方、荷重負荷軸３８の下端側はロードセル１０
の短円柱状弾性体１１の円形穴１２に遊挿されており、
球面からなる下端面３８ｂが平坦な荷重負荷面１３に当
接している。
８ｂを球面としている。荷重負荷軸３８の上端側は上側
加圧板３７の円形穴１２内に遊挿されており、球面から
なる上端面３８ａが円形穴４２の平坦な底壁に当接して
いる。一方、荷重負荷軸３８の下端側はロードセル１０
の短円柱状弾性体１１の円形穴１２に遊挿されており、
球面からなる下端面３８ｂが平坦な荷重負荷面１３に当
接している。
【００２８】上記のように短円柱状弾性体１１の外径を
上側加圧板３７の円形凹部４１の直径より小さく設定し
ているため、上記円形凹部４１内に遊挿された短円柱状
弾性体１１の外周と円形凹部４１の側壁部４１ａとの間
には隙間ｔ１が形成されている。また、短円柱状弾性体
１１の上端面１１ａと円形凹部４１の底壁面４１ｂとの
間には隙間ｔ２が形成されている。
上側加圧板３７の円形凹部４１の直径より小さく設定し
ているため、上記円形凹部４１内に遊挿された短円柱状
弾性体１１の外周と円形凹部４１の側壁部４１ａとの間
には隙間ｔ１が形成されている。また、短円柱状弾性体
１１の上端面１１ａと円形凹部４１の底壁面４１ｂとの
間には隙間ｔ２が形成されている。
【００２９】ホッパー２９に風圧等の水平荷重Ｆが作用
した場合、架台３１に固定されたロードセル１０に対し
て上側加圧板３７が上記隙間ｔ１の分だけ水平荷重Ｆの
方向に移動し、ホッパーの横揺れ（水平方向の移動）を
吸収することができる。そして、上側加圧板３７が上記
隙間ｔ１以上水平方向に移動すると、円形凹部４１の周
壁部４１ａが短円柱状弾性体１１の外周面に当接し、上
記水平荷重Ｆはロードセル１０の短円柱状弾性体１１に
より支承される。上記したように短円柱状弾性体１１は
厚肉円管部状の固定部１６を備えているため、中心軸線
ＬCと直交する方向（横方向）の荷重に対する強度が高
く、上記水平力Ｆが大きい場合にも確実に支承すること
ができる。
した場合、架台３１に固定されたロードセル１０に対し
て上側加圧板３７が上記隙間ｔ１の分だけ水平荷重Ｆの
方向に移動し、ホッパーの横揺れ（水平方向の移動）を
吸収することができる。そして、上側加圧板３７が上記
隙間ｔ１以上水平方向に移動すると、円形凹部４１の周
壁部４１ａが短円柱状弾性体１１の外周面に当接し、上
記水平荷重Ｆはロードセル１０の短円柱状弾性体１１に
より支承される。上記したように短円柱状弾性体１１は
厚肉円管部状の固定部１６を備えているため、中心軸線
ＬCと直交する方向（横方向）の荷重に対する強度が高
く、上記水平力Ｆが大きい場合にも確実に支承すること
ができる。
【００３０】このように上記荷重検出装置では、従来水
平荷重を支承するために必要であったたすき棒やターン
バックル等を設ける必要がなく、簡単な構成で確実にホ
ッパー２９の横揺れを吸収し、水平方向の荷重を支承す
ることができる。
平荷重を支承するために必要であったたすき棒やターン
バックル等を設ける必要がなく、簡単な構成で確実にホ
ッパー２９の横揺れを吸収し、水平方向の荷重を支承す
ることができる。
【００３１】図７は、第１実施形態に係るロードセル１
０を備える他の荷重検出装置５８を示している。この荷
重検出装置５８では、ロードセル１０の短円柱状弾性体
１１の固定部１６に、円柱状の水平位置決めピン５９を
複数個固定している。これらの水平位置決めピン５９
は、上記円形穴１２を設けた短円柱状弾性体１１の上端
面１１ａから上向きに突出している。
０を備える他の荷重検出装置５８を示している。この荷
重検出装置５８では、ロードセル１０の短円柱状弾性体
１１の固定部１６に、円柱状の水平位置決めピン５９を
複数個固定している。これらの水平位置決めピン５９
は、上記円形穴１２を設けた短円柱状弾性体１１の上端
面１１ａから上向きに突出している。
【００３２】一方、上側加圧板３７の下面側には、ピン
挿入穴６０を穿設している。このピン挿入穴６０は上記
水平位置決めピン５９よりも大径である。図３から図６
に示す荷重検出装置２８と異なり、上側加圧板３７はロ
ードセル１０の短円柱状弾性体１１とほぼ同径であり、
円形凹部４１（図３参照）は設けられていない。
挿入穴６０を穿設している。このピン挿入穴６０は上記
水平位置決めピン５９よりも大径である。図３から図６
に示す荷重検出装置２８と異なり、上側加圧板３７はロ
ードセル１０の短円柱状弾性体１１とほぼ同径であり、
円形凹部４１（図３参照）は設けられていない。
【００３３】上記水平位置決めピン５９は対向するピン
挿入穴６０に挿入してあり、水平位置決めピン５９の外
周５９ａとピン挿入穴６０の側壁部６０ａとの間に所定
寸法の隙間ｔ１が形成されている。なお、この荷重検出
装置５８におけるロードセル１０、下側加圧板３３及び
上側加圧板３７の他の構造は、図３から図６に示す荷重
検出装置２８と同一であり、同一の要素には同一の符号
を付している。
挿入穴６０に挿入してあり、水平位置決めピン５９の外
周５９ａとピン挿入穴６０の側壁部６０ａとの間に所定
寸法の隙間ｔ１が形成されている。なお、この荷重検出
装置５８におけるロードセル１０、下側加圧板３３及び
上側加圧板３７の他の構造は、図３から図６に示す荷重
検出装置２８と同一であり、同一の要素には同一の符号
を付している。
【００３４】この荷重検出装置５８では、上側加圧板３
７が上記隙間ｔ１の分だけ水平荷重Ｆの方向に移動する
ことによりホッパー２９（図３参照）の横揺れ（水平方
向の移動）を吸収することができる。そして、上側加圧
板３７が上記隙間ｔ１以上水平方向に移動すると、ピン
挿入穴６０の側壁部６０ａが水平位置決めピン５９の外
周５９ａに当接し、水平荷重Ｆはロードセル１０の水平
位置決めピン５９により支承される。上記したように水
平位置決めピン５９は厚肉円管部状であった高い強度を
有する短円柱状弾性体１１の固定部１６に固定されてい
るため、上記水平力Ｆが大きい場合にも上側加圧板３７
は確実に支承される。
７が上記隙間ｔ１の分だけ水平荷重Ｆの方向に移動する
ことによりホッパー２９（図３参照）の横揺れ（水平方
向の移動）を吸収することができる。そして、上側加圧
板３７が上記隙間ｔ１以上水平方向に移動すると、ピン
挿入穴６０の側壁部６０ａが水平位置決めピン５９の外
周５９ａに当接し、水平荷重Ｆはロードセル１０の水平
位置決めピン５９により支承される。上記したように水
平位置決めピン５９は厚肉円管部状であった高い強度を
有する短円柱状弾性体１１の固定部１６に固定されてい
るため、上記水平力Ｆが大きい場合にも上側加圧板３７
は確実に支承される。
【００３５】図８は、第１実施形態に係るロードセル１
０を備える他の荷重検出装置６８を示している。この荷
重検出装置６８では、ロードセル１０の短円柱状弾性体
１１の上端面１１ａに、上記円形穴１２と同心であって
円形穴１２よりも大径な円形凹部６９を設けている。
０を備える他の荷重検出装置６８を示している。この荷
重検出装置６８では、ロードセル１０の短円柱状弾性体
１１の上端面１１ａに、上記円形穴１２と同心であって
円形穴１２よりも大径な円形凹部６９を設けている。
【００３６】一方、上側加圧板３７の下面には、円形穴
４２と同心状に円柱状凸部７０を設けている。この円柱
状凸部７０は、上記円形凹部６９よりも小径である。ま
た、円柱状凸部７０は円形凹部６９に遊挿してあり、円
柱状凸部７０の外周７０ａと円形凹部６９の側壁部６９
ａとの間に所定寸法の隙間ｔ１が形成されている。な
お、この荷重検出装置６８におけるロードセル１０、下
側加圧板３３及び上側加圧板３７の他の構造は、図３か
ら図６に示す荷重検出装置と同一であり、同一の要素に
は同一の符号を付している。
４２と同心状に円柱状凸部７０を設けている。この円柱
状凸部７０は、上記円形凹部６９よりも小径である。ま
た、円柱状凸部７０は円形凹部６９に遊挿してあり、円
柱状凸部７０の外周７０ａと円形凹部６９の側壁部６９
ａとの間に所定寸法の隙間ｔ１が形成されている。な
お、この荷重検出装置６８におけるロードセル１０、下
側加圧板３３及び上側加圧板３７の他の構造は、図３か
ら図６に示す荷重検出装置と同一であり、同一の要素に
は同一の符号を付している。
【００３７】この図８の荷重検出装置６８では、上側加
圧板３７が上記隙間ｔ１の分だけ水平荷重Ｆの方向に移
動することで、ホッパー２９（図３参照）の横揺れを吸
収することができる。上側加圧板３７が隙間ｔ１以上水
平方向に移動すると、円柱状凸部７０の外周７０ａが円
形凹部６９の側壁部６９ａに当接することにより、水平
荷重Ｆが支承される。短円柱状弾性体１１は、厚肉円管
状で高い強度を有する固定部１６を備えるため、上記水
平荷重Ｆが大きい場合にも上側加圧板３７を確実に支承
することができる。
圧板３７が上記隙間ｔ１の分だけ水平荷重Ｆの方向に移
動することで、ホッパー２９（図３参照）の横揺れを吸
収することができる。上側加圧板３７が隙間ｔ１以上水
平方向に移動すると、円柱状凸部７０の外周７０ａが円
形凹部６９の側壁部６９ａに当接することにより、水平
荷重Ｆが支承される。短円柱状弾性体１１は、厚肉円管
状で高い強度を有する固定部１６を備えるため、上記水
平荷重Ｆが大きい場合にも上側加圧板３７を確実に支承
することができる。
【００３８】なお、水平荷重Ｆが小さい場合には、図９
に示す荷重検出装置７８のように、荷重負荷軸３８の外
周３８ｃと円形穴１２，４２の側壁部１２ａ，４２ａの
間に形成されている隙間ｔ１により、ホッパー２９（図
３参照）の横揺れを吸収し、上側加圧板３７が隙間ｔ１
以上水平方向に移動した場合には、荷重負荷軸３８の外
周３８ｃが円形穴１２，４２の側壁部１２ａ，４２ａに
当接することにより水平荷重Ｆを支承してもよい。かか
る構成とした場合、大きな水平荷重Ｆを支承するのには
適さないが、荷重検出装置７８の構造が簡単となり、一
層の小型化を図ることができる。
に示す荷重検出装置７８のように、荷重負荷軸３８の外
周３８ｃと円形穴１２，４２の側壁部１２ａ，４２ａの
間に形成されている隙間ｔ１により、ホッパー２９（図
３参照）の横揺れを吸収し、上側加圧板３７が隙間ｔ１
以上水平方向に移動した場合には、荷重負荷軸３８の外
周３８ｃが円形穴１２，４２の側壁部１２ａ，４２ａに
当接することにより水平荷重Ｆを支承してもよい。かか
る構成とした場合、大きな水平荷重Ｆを支承するのには
適さないが、荷重検出装置７８の構造が簡単となり、一
層の小型化を図ることができる。
【００３９】（第２実施形態）図１０に示す本発明の第
２実施形態に係るロードセル１０’では、短円柱状弾性
体１１の上端面１１ａに設ける円形穴１２は、その底壁
部からなる荷重負荷面１３が起歪部１８の中立軸面Ｎと
略同一平面上に位置するように深さを設定している。ま
た、荷重負荷面１３の周囲に環状溝４０を設けている。
この環状溝４０の深さは、その底壁部４０ａから上記起
歪部１８の下面までの距離ｙ’が、上記第１実施形態に
おける荷重負荷面１３から起歪部１８の下面までの距離
ｙ（図１参照。）と同様に、上記中心軸線ＬCから歪ゲ
ージＳＧ１〜ＳＧ８までの最短距離ｅの０．２倍から２
倍となるように設定する。なお、第２実施形態では荷重
負荷面１３を球面状としている。
２実施形態に係るロードセル１０’では、短円柱状弾性
体１１の上端面１１ａに設ける円形穴１２は、その底壁
部からなる荷重負荷面１３が起歪部１８の中立軸面Ｎと
略同一平面上に位置するように深さを設定している。ま
た、荷重負荷面１３の周囲に環状溝４０を設けている。
この環状溝４０の深さは、その底壁部４０ａから上記起
歪部１８の下面までの距離ｙ’が、上記第１実施形態に
おける荷重負荷面１３から起歪部１８の下面までの距離
ｙ（図１参照。）と同様に、上記中心軸線ＬCから歪ゲ
ージＳＧ１〜ＳＧ８までの最短距離ｅの０．２倍から２
倍となるように設定する。なお、第２実施形態では荷重
負荷面１３を球面状としている。
【００４０】第２実施形態のロードセル１０’も、圧縮
荷重Ｗの伝達経路ｐは、いったん下端面１１ｂ側に向か
った後に上端面１１ａ側に折り返して歪ゲージＳＧ１〜
ＳＧ８に到り、荷重負荷面１３から歪ゲージＳＧ１〜Ｓ
Ｇ８までの力の伝達経路ｐが長いため、圧縮荷重Ｗの作
用軸線ＬWが短円柱状弾性体１１の中心軸ＬCに対してず
れた場合でも、このずれが起歪部１８の変形に与える影
響は小さく、荷重の作用軸線ＬWのずれによる測定精度
の変化を防止することができる。
荷重Ｗの伝達経路ｐは、いったん下端面１１ｂ側に向か
った後に上端面１１ａ側に折り返して歪ゲージＳＧ１〜
ＳＧ８に到り、荷重負荷面１３から歪ゲージＳＧ１〜Ｓ
Ｇ８までの力の伝達経路ｐが長いため、圧縮荷重Ｗの作
用軸線ＬWが短円柱状弾性体１１の中心軸ＬCに対してず
れた場合でも、このずれが起歪部１８の変形に与える影
響は小さく、荷重の作用軸線ＬWのずれによる測定精度
の変化を防止することができる。
【００４１】上記図１１において説明したように、横荷
重のために起歪部１８に作用する曲げモーメントＭは、
横荷重Ｆの大きさと横荷重Ｆから起歪部の中立軸面Ｎま
での距離Ｌの積で表されるが、この第２実施形態では、
荷重負荷面１３を起歪部１８の中立軸面Ｎと略同一面上
に設けているため、上記距離Ｌは非常に小さい。よっ
て、荷重負荷面１３に横荷重Ｆが作用した場合でも、起
歪部１８に作用する曲げモーメントＭを低減することが
でき、この曲げモーメントＭによる測定精度の低下を防
止することができる。
重のために起歪部１８に作用する曲げモーメントＭは、
横荷重Ｆの大きさと横荷重Ｆから起歪部の中立軸面Ｎま
での距離Ｌの積で表されるが、この第２実施形態では、
荷重負荷面１３を起歪部１８の中立軸面Ｎと略同一面上
に設けているため、上記距離Ｌは非常に小さい。よっ
て、荷重負荷面１３に横荷重Ｆが作用した場合でも、起
歪部１８に作用する曲げモーメントＭを低減することが
でき、この曲げモーメントＭによる測定精度の低下を防
止することができる。
【００４２】なお、この第２実施形態では、短円柱状弾
性体１１の上端面１１ａを平坦面としているが、第１実
施形態と同様に断面Ｖ字状の環状凹溝を設けてもよい。
また、上記第２実施形態のロードセル１０’も、第１実
施形態と同様に上記図３から図９に示す構造の荷重検出
装置に使用することができる。
性体１１の上端面１１ａを平坦面としているが、第１実
施形態と同様に断面Ｖ字状の環状凹溝を設けてもよい。
また、上記第２実施形態のロードセル１０’も、第１実
施形態と同様に上記図３から図９に示す構造の荷重検出
装置に使用することができる。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、第１の
発明に係るロードセルでは、荷重負荷面から起歪部の歪
ゲージの取付面までの距離を円柱状弾性体の中心軸線か
ら歪ゲージまでの最短距離の０．２倍から２倍に設定し
たため、荷重負荷面から歪ゲージまでの力の伝達経路の
長さを十分に確保することができる。よって、円柱状弾
性体の高さを高くすることなく、荷重の作用軸線が中心
軸線に対してずれることによる測定誤差を低減すること
ができる。
発明に係るロードセルでは、荷重負荷面から起歪部の歪
ゲージの取付面までの距離を円柱状弾性体の中心軸線か
ら歪ゲージまでの最短距離の０．２倍から２倍に設定し
たため、荷重負荷面から歪ゲージまでの力の伝達経路の
長さを十分に確保することができる。よって、円柱状弾
性体の高さを高くすることなく、荷重の作用軸線が中心
軸線に対してずれることによる測定誤差を低減すること
ができる。
【００４４】また、第２の発明に係るロードセルでは、
荷重負荷面を上記起歪部の中立軸面と略同一平面上に設
けているため、本来の測定する荷重と直交する方向の荷
重が荷重負荷面が作用した場合も起歪部に作用する曲げ
モーメントによる測定誤差を低減することができる。ま
た、荷重負荷面の周囲に環状溝を設けたことにより、荷
重負荷面から歪ゲージまでの力の伝達経路の長さを十分
に確保することができ、荷重の作用軸線が中心軸線に対
してずれることによる測定誤差を低減することができ
る。
荷重負荷面を上記起歪部の中立軸面と略同一平面上に設
けているため、本来の測定する荷重と直交する方向の荷
重が荷重負荷面が作用した場合も起歪部に作用する曲げ
モーメントによる測定誤差を低減することができる。ま
た、荷重負荷面の周囲に環状溝を設けたことにより、荷
重負荷面から歪ゲージまでの力の伝達経路の長さを十分
に確保することができ、荷重の作用軸線が中心軸線に対
してずれることによる測定誤差を低減することができ
る。
【００４５】さらに、本発明に係る荷重検出装置では、
円柱状弾性体の外周と構造物に固定された上側加圧板の
円形凹部の側壁部の間、水平位置決めピンの外周とピン
挿入穴の側壁部との間、あるいは、円柱状凸部の外周と
円形凹部の側壁部との間に所定寸法の隙間を形成してい
るため、構造物に水平方向の荷重が作用した場合にもこ
の隙間分だけ構造物の水平方向の移動を吸収することが
できる。さらに構造物に水平方向の荷重が作用した場合
でも、円柱状弾性体は厚肉円管状の固定部を備えている
ため、上記水平方向の荷重を確実に支承することができ
る。
円柱状弾性体の外周と構造物に固定された上側加圧板の
円形凹部の側壁部の間、水平位置決めピンの外周とピン
挿入穴の側壁部との間、あるいは、円柱状凸部の外周と
円形凹部の側壁部との間に所定寸法の隙間を形成してい
るため、構造物に水平方向の荷重が作用した場合にもこ
の隙間分だけ構造物の水平方向の移動を吸収することが
できる。さらに構造物に水平方向の荷重が作用した場合
でも、円柱状弾性体は厚肉円管状の固定部を備えている
ため、上記水平方向の荷重を確実に支承することができ
る。
【図１】 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係るロード
セルを示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のI−I線での断面
図である。
セルを示す縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のI−I線での断面
図である。
【図２】 ホイートストーンブリッジ回路を示す概略回
路図である。
路図である。
【図３】 第１実施形態に係るロードセルを備える荷重
検出装置を取り付けたホッパーを示す平面図である。
検出装置を取り付けたホッパーを示す平面図である。
【図４】 図３のホッパーの側面図である。
【図５】 第１実施形態に係るロードセルを備える荷重
検出装置の部分拡大断面図である。
検出装置の部分拡大断面図である。
【図６】 第１実施形態に係るロードセルを備える荷重
検出装置の平面図である。
検出装置の平面図である。
【図７】 第１実施形態に係るロードセルを備える荷重
検出装置の他の例を示す部分拡大断面図である。
検出装置の他の例を示す部分拡大断面図である。
【図８】 第１実施形態に係るロードセルを備える荷重
検出装置の他の例を示す部分拡大断面図である。
検出装置の他の例を示す部分拡大断面図である。
【図９】 第１実施形態に係るロードセルを備える荷重
検出装置の他の例を示す部分拡大断面図である。
検出装置の他の例を示す部分拡大断面図である。
【図１０】 本発明の第２実施形態に係るロードセルを
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図１１】 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は従来のロード
セルを示す縦断面図である。
セルを示す縦断面図である。
１０ ロードセル １１ 短円柱状弾性体 １２，４２ 円形穴 １３ 荷重負荷面 １５，２４ 環状凹溝 ２９ ホッパー ２８，５８，６８，７８ 荷重検出装置 ４１，６９ 円形凹部 ５９ 水平位置決めピン ６０ ピン挿入穴６０ ７０ 円柱状凸部 ＳＧ１〜ＳＧ８ 歪ゲージ
Claims (7)
- 【請求項１】 円柱状弾性体の第１の端面の中央部に、
所定深さの円形穴を穿設し、 この円形穴の底壁を荷重負荷面とし、 上記円柱状弾性体の少なくとも上記第１の端面と反対側
の第２の端面に、円形穴の外側に円形穴と同心状に環状
凹溝を穿設し、環状凹溝の底部を薄肉円環状の起歪部と
すると共に、起歪部の外側に厚肉円管状の固定部を設
け、上記起歪部に歪ゲージを貼付け、 上記荷重負荷面から上記起歪部の歪ゲージの取付面まで
の距離を円柱状弾性体の中心軸線から歪ゲージまでの最
短距離の０．２倍から２倍の範囲に設定していることを
特徴とするロードセル。 - 【請求項２】 円柱状弾性体の第１の端面の中央部に、
所定深さの円形穴を穿設し、 この円形穴の底部を荷重負荷面とし、 上記円柱状弾性体の少なくとも上記第１の端面と反対側
の第２の端面に、円形穴の外側に円形穴と同心状に環状
凹溝を穿設し、環状凹溝の底部を薄肉円環状の起歪部と
すると共に、起歪部の外側に厚肉円管状の固定部を設
け、上記起歪部に歪ゲージを貼付け、 上記荷重負荷面を上記起歪部の中立軸面と略同一平面上
に設け、かつ、荷重負荷面の周囲に環状溝を設けている
ことを特徴とするロードセル。 - 【請求項３】 上記円柱状弾性体の円形穴を穿設した第
１の端面に、断面Ｖ字状の環状凹溝を設けていることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロードセル。 - 【請求項４】 上記請求項１から請求項３のいずれか１
項に記載のロードセルと、 上記ロードセルの円柱状弾性体の円形穴を穿設した第１
の端面と反対側の第２の端面を固定した下側加圧板と、 荷重を検出する構造物に連結され、下面側に円形穴を設
けた上側加圧板と、 上下両端が、それぞれ上記ロードセルの円柱状弾性体の
円形穴と、上記上側加圧板の円形穴とに遊挿され、凸曲
面とした上下両端面がそれぞれ上記円柱状弾性体の円形
穴の底壁からなる荷重負荷面と、上記上側加圧板の円形
穴の底壁とに当接する荷重負荷軸とを備えることを特徴
とする荷重検出装置。 - 【請求項５】 上記上側加圧板の下面側に、上記ロード
セルの円柱状弾性体より大径の円形凹部を設け、 上記円柱状弾性体の第１の端面側を上記円形凹部内に遊
挿し、円柱状弾性体の外周と円形凹部の側壁部との間に
所定寸法の隙間を形成していることを特徴とする請求項
４に記載の荷重検出装置。 - 【請求項６】 上記ロードセルの円柱状弾性体に、第１
の端面から突出するように水平位置決めピンを固定し、 上記上側加圧板の下面側に、水平位置決めピンより大径
なピン挿入穴を設け、 上記水平位置決めピンを上記ピン挿入穴に挿入し、水平
位置決めピンの外周とピン挿入穴の側壁部との間に所定
寸法の隙間を形成していることを特徴とする請求項４に
記載の荷重検出装置。 - 【請求項７】 上記ロードセルの円柱状弾性体の第１の
端面に円形凹部を設け、 上記上側加圧板の下面に上記円形凹部より小径な円柱状
凸部を設け、 この円柱状凸部を上記円形凹部に遊挿し、円柱状凸部の
外周と円形凹部の側壁部との間に所定寸法の隙間を形成
していることを特徴とする請求項４に記載の荷重検出装
置。
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