JPS6055237A - 荷重検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は荷重すなわち力やモーメントを高精度に検出す
ることができる荷重検出装置に関する。 機械を構成する各機械部品が受ける力やモーメントを検
出することは、当該機械の望ましい制御を実現させる上
で重要である。 従来、このような荷重の検出に際して用いられる荷重検
出装置として、柱状体の外周面に凹部を形成し、この凹
部に、該凹部の変形量を信号に変換する信号変換手段た
とえばひずみゲージを貼付け、柱状体に付与される力や
モーメントをこのひずみゲージを介して検出するものが
ある。 しかし、この従来の荷重検出装置は、検出感度を上げよ
うとすれば柱状体の径寸法を小さくせざるを得ず、柱状
体の強度や剛性が低下し、大きな力やモーメントを受け
たときに破損したり不要な変形を生じるおそれがある。 したがって、この柱状体をビン等の機械部品としてその
まま適用させることは困難である。逆に、機械部品とし
て適用させることも考慮して柱状体の強度を上げようと
すればこの柱状体の径寸法が大きくなり、検出感度が低
下し、柱状体が受ける力やモーメントを精度良く検出す
ることはできない。 また、ひずみゲージが柱状体の外部に露出することから
、風雨等を含む外部の異物がひずみゲージに接触するお
そわがあり、柱状体の配置される場所に制約を受ける。 仮に、外部の異物がひずみゲージに接触した場合には、
ひずみゲージが損傷し、力やモーメントの検出不能を招
くことになる。 本発明は、このような従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、十分な検出感度と強度およ
び剛性を保持できるとともに、外部の異物の信号変換手
段への接触を防止することのできる荷重検出装置を提供
することにある。 この目的を達成するために本発明は、荷重を受ける柱状
体と、この柱状体の軸心部付近に形成した穴と、この穴
に挿入され５両端に柱状体と結合する結合部を有し、中
央に柱状体に付与される荷重に感応して変形し、例えば
曲げ変形の中立軸に沿って配置される変形感応部を有す
る挿入部材と。 この挿入部材の変形感応部の変形量を信号に変換するひ
ずみゲージ等の信号変換手段とを備えた構成にしである
。 以下、本発明の荷重検出装置を図に基づいて説明する。 第１図は本発明の第１の実施例を示す断面部分を含む側
面図、第２図はこの第１の実施例に備えられる押入部材
を示す斜視図、第３図はこの第１の実施例に備えられる
ひずみゲージの結線図である。 第１図において、１．２は機械構成部材、３はこれらの
機械構成部材１．２を連結するピンを兼ねる本発明の荷
重検出装置である。この荷重検出装置３は例えば円柱状
の柱状体４と、この柱状体４の軸心部付近に形成した２
つの断面円形の穴５゜６と、これらの穴５，６に挿入さ
れ、例えば金属よりなる挿入部材７．８と

【備えている
。挿入部材７は第２図にも示すように、両端に柱状体４
と結合する結合部すなわち穴５，６とほぼ同径の円柱状
の結合部９，１Ｇを備え、中央に柱状体４に：与えられ
る荷重に感応して変形する薄板状の変形感応部１１を備
えている。同様に挿入部材８も。 結合部１２．１３と変形感応部１４を有している。 上記した変形感応部１１．１４は、例えば曲げ変形に対
する中立軸に沿って配置しである。なお。 挿入部材７．８の結合部９，１０，１２．１３は。 焼ばめ、溶接、テーパねじによる締付け、接着剤による
固着等の手段によって柱状体４に結合される。 また、１５，１６，１７．１８は上述した変形感応部１
１の変形ｔｔ−信号に変換する信号変換手段例えばひず
みゲージで、このうちひずみゲージ１５．１６は変形感
応部１１の図示上面に、かつ柱状体４の軸心方向に沿っ
て貼付けてあり、ひずみゲージ１７．１８は変形感応部
１１の図示下面に、かつ柱状体４の軸心方向に沿って貼
付けである。同様に、１９，２０，２１．２２は変形感
応部１１に貼付けたひずみゲージである。なお、これら
のひずみゲージ１５〜１８、およびひずみゲージ１９〜
２２は、第３図に例示するブリッジを構成している。同
第３図においてｅｌは入力電圧。 ｅ、はひずみゲージ１５〜１８による出力電圧、ｅ２は
ひずみゲージ１９〜２２による出方電圧を示している。 ２３．２４はそれぞれひずみゲージ１５〜１８、あるい
はひずみゲージ１９〜２２に接続されるリード線で、こ
れらのリード線２３゜２４は挿入部材７，８の結合部１
０．１２に形成した通路２５．２６ｃ挿通され、穴５．
６を経′て柱状体４の外部に導かれる。 なお、第４図は第１図に示す荷重検出装置３に接続され
る装置の一例を示すブロック図である。 同第４図において、２７は演算装置で、例えばマイク党
コンピュータからなっており、ひずみゲージ１５〜１８
．１９〜２２の出力電圧ｅｌ、ｅ＠が入力される入力装
置２８と、ひずみゲージの出力電圧ｅ１ｅ　ｅＲと力の
大きさとの相関関係が記憶される記憶装置２９と、入力
装置２８に入力された信号に応じて論理判断、演算等を
おこなうＣＰＵ（中央処理装置）３０と、このＣＰＵ３
０において得られた結果を出力する出力装置３１とから
なっている。また３２は出力装置３１に接続したディス
プレイ等からなる表示装置である。これらの演算装置２
７および表示装置３２は、荷重検出装置３によって出力
された信号を処理する信号処理手段を構成している。な
お一般には、この徨の信号処理手段は第４図に示すもの
に限らず１種々の形態なとり得る。 上述の第１〜３図に示すように構成した第１の実施例に
あって、仮に：第１図に示すように、機械構成部材ＩＫ
−未知の力Ｗ３、機械構成部材２に未知の力Ｗ、、Ｗ、
がそれぞれ作用したとする（ｗ３＝ｗ、４−ｗ、）。こ
のとき、力Ｗｌ、Ｗ、による柱状体４の変形が挿入部材
７．８の結合部９゜１０．１２．１３を介して変形感応
部１１．１４に伝えられ、この変形感応部１１．１４の
それぞれには、第５図（ａ）　ｈ−示す剪断力による変
形と、第５図（ｂ）Ｉ！：示す曲げモーメントによる変
形と【生じる。この場合、剪断力による変形に際しては
同第５図（ａ）に示すように、ひずみゲージ１５（１９
）、１７（２１）が伸び、ひずみゲージ１６（２０）、
１Ｂ（２２）が縮む。そして、これらのひずみゲージ１
５〜１８．１９〜２２は第３図に示すように構成しであ
ることから、剪断力すなわちカｗ！。 Ｗ２に応じた’１＋　ｅ、が出力される。なお、変形感
応部１１．１４を曲げ変形の中立軸に沿って配置しであ
ることから、曲げモーメントによる変形に伴うひずみは
きわめて微小である。さらに。 第３図に示すようにブリッジを構成しであることから、
この曲げモーメントによる変形に際しては同第５図（ｂ
）に示すように、ひずみゲージ１５（１９）、１６（２
０）が伸び、ひずみゲージ１７（２１）、１８（２２）
が縮み、したがって伸びと縮みがキャンセルされ、結局
、曲げモーメントによる変形に伴う信号が出力されるこ
とはない。 換言すれば１曲げモーメントによる変形には何らかかわ
りなく、すなわち力Ｗ１．Ｗ２のかかる場所である作用
点の位曾に何ら影響されることなく、変形感応部１１の
表面と裏面を貫く特定の１方向の剪断力のみを検出する
ことができ、また変形感応部１１．１４は薄板状に形成
しであることから十分な検出感度を確保することができ
る。 なお、ひずみゲージ１５〜１８．１９〜２２から出力さ
れた出力電圧ｅ１．ｅ、は例えば前述の第４図に示す装
置において処理され、出力電圧ｅ１に一相応する力Ｗ１
、出力電圧ｅ、に相応する力Ｗ２がめられ、また必要な
らばＣＰＵ３０におけるＷ□＋Ｗ２＝＝Ｗ、の演算によ
って得られる力Ｗ、がめられ、これらのＷ、、Ｗ２．　
あるいはＷ、が演算装置２７の出力装置３１から表示装
置３２に出力さね、この表示装置３ｚにおいて表示され
る。 また上記第１の実施例にあっては、押入部材７゜８が挿
入される穴５，６を柱状体４の軸心部付近に形成しであ
ることから、この穴５．６による柱状体４の強度の低下
をほとんど無視しうる程小さく抑えることができる。す
なわち、柱状体４が力を受けたとき、当該柱状体４〔生
じる最大応力は曲げ応力で現われることから、柱状体４
の強度はこの曲げ応力で評価するのが妥当であり、この
曲げ応力は一般に柱状体４の直径の３乗に対応して大き
くなる。したがって、柱状体４の外径寸法つまり直径が
十分に確保されている。すなわち柱状体４の外表面に何
ら凹部等を形成していないこの第１の実施例にあっては
、その軸心部付近に穴５゜６が形成されていても、十分
な強度を確保することができる。 またこの算１の実施例にあっては、ひずみゲージ１５〜
１８．１９〜２２が挿入部材７，８の結合部９．１０あ
るいは結合部１２．１３によって柱状体４の内部に閉塞
された状態に配置されることから、柱状体４の外部の異
物の当該ひずみゲージ１５〜１８．１９〜２２への接触
を完全に防止することができる。 第６図（ａ）は本発明の第２の実施例を示す断面部分を
含む側面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）のＡ−Ａ線に
おける断面図である。 この第２の実施例にあっては、挿入部材３３゜３４のみ
が第１の実施例と異なっている。すなわち挿入部材３３
は、両端に柱状体４と結合する円柱状の結合部３５．３
６を有し、中央に柱状体４に与えられる荷重に感応して
変形し、結合部３５゜３６の径寸法に比べて十分に小さ
い寸法の四角柱状の変形感応部３７を有している。そし
て、変形感応部３７の図示上面および下面に、柱状体４
の軸心方向に沿ってそれぞれ２つずつ計４つのひずみゲ
ージＲ１を、また図示両側面に柱状体４の軸心方向に沿
ってそれぞれ２つずつ計４つのひずみゲージ几、を貼付
けである。同様に、挿入部材３４も結合部３８．３９と
四角柱状の変形感応部４０を有し、変形感応部４０の図
示上面および下面に柱状体４の軸心方向に沿ってそれぞ
れ２つずつ計４つのひずみゲージＲ３を、また図示両側
面に柱状体４の軸心方向に沿ってそれぞれ２つずつ計４
つのひずみゲージＢ４を貼付けである。 なお、変形感応部３７．４０は曲げ変形に対する中立軸
に沿って配置しである。また％４つのひずみゲージから
なるひずみゲージＲ１は前述した第３図に示すブリッジ
と同等に構成しており、同様に４つのひずみゲージから
なるひずみゲージＲ２ｅ　Ｒ，８＊　”４もそれぞれ第
３図に示すブリッジと同等に構成している。 ４１はひずみゲージＲ１，Ｒ，に：接続されるリード線
、４２はひずみゲージＲ’　ｍ　ｓ　”　４に接続され
るリード線、４３は結合部３６に形成され、リード線４
１が挿通可能な通路、４４は結合部３８に形成され、リ
ード線４２が挿通可能な通路である。 このように構成した第２の実施例にあっては、第６図（
ｂ）　ｋ：例示するように、Ｘ方向に沿ってひずみゲー
ジＲ，，Ｒ４を配置してあり、Ｘ方向に沿ってひずみゲ
ージＲ１ｅ　Ｒ＊　ＩＥ配装しであることから、柱状体
４ｋｌ：与えられた力のＸ方向とＸ方向の剪断力を、挿
入部材３３．３４のそれぞれの変形感応部３７．４０に
よって、曲げモーメントによる変形にかかわりなく検出
することができる。 換言すれば柱状体４の軸心方向に直交する面内に作用す
る任意の方向の力を検出することができる。 すなわち、第６図（ａ）あるいは第７図に示すように柱
状体４の軸心から離れた点Ｐに仮に未知の力Ｗが作用し
たとすると、このＷはＸ方向の分力ＷｘとＸ方向の分力
Ｗｙとに分けられる。そして、分力Ｗ８は挿入部材３３
の変形感応部３７の両側面を変形させ、その変形量がひ
ずみゲージ几、によって信号に変換される。また分力Ｗ
ｙは挿入部材３３の変形感応部３７の上下面を変形させ
、その変形量がひずみゲージＲ１によって信号に変換さ
れる。上述の信号から所定の信号処理手段を介して、Ｗ
ｘ、Ｗ、が独立してめられる。また得られた分力Ｗ、、
Ｗ、　Ｗ：合成することにより、力ｗ（、、ｐζン＋Ｗ
、”）と、この力Ｗの作用する方向、例えばＸ軸に対す
る角度＃　（＝ｔａｎ　”　Ｗｙ　／Ｗりをめることが
できる。 なおこの場合、挿入部材３３は曲げ変形の中立軸に沿っ
て配置しであることから１曲げモーメントによって変形
感応部３７に生じるひずみは微小であり、またひずみゲ
ージＲ２ｅ　Ｒ１のそれぞれは第３図に示すブリッジと
同等のブリッジに：％すなわち第１図に示、すひずみゲ
ージ１５〜１８の配置と第３図に示すブリッジとの関係
と同等に構成しであることからＸ方向、ｙ方向のそれぞ
れの曲げモーメントによるひずみは出力されない。 なお、上記と同様にして挿入部材３４側に作用ｆるｘｅ
　Ｙ＋　２方向の剪断力もひずみゲージ几、。 Ｒ４によって互いに独立に検出される。 その他の作用効果は前述の第１の実施例と同等である。 第８図はこの第２の実施例に備えられる押入部材の別の
例を示す斜視図である。 第６図（ａＬ　（ｂ）　Ｃ示を挿入ｍ材３３，３４の代
ｒ）に、この第８図し示す挿入部材４５ｆ設けることも
できる。この第８図に示す挿入部材４４５は、柱状体４
に結合される結合部４６．４７を両端に備え、中央に、
これらの結合部４６．４７に連設され互いに直交するよ
うに配置される薄板部４８゜４９と、これらの薄板部４
８．４９に連設され、柱状体４Ｃ結合される固定部５０
とからなる変形感応部５１を備えている。なお、５１ａ
は結合部４７に形成され、ひずみゲージに接続されるリ
ード線が挿通可能な通路である。このように構成した変
形感応部５】ン有する挿入部材４５を備えたものも、Ｘ
方向、ｙ方向の２方向の剪断力のみをそれぞれ独立して
検出することができる。 第９図は本発明の＠３の実施例を示す断面部分を含む側
面図、簗１０図はこの第３の実施例に備えられる挿入部
材を示す側面図、第１１図は第１０図のＢ−Ｂ断面図で
ある。 この第３の実施例にあっては、第９図に示すように、柱
状体４を機械構成部材１，２を連結するビンを兼ねる胴
部５２と、この胴部５２の両端全閉鎖するカバー５３．
５４とによって構成しである。そして胴部５２には、２
つの挿入部材５５゜５６が挿入ざねる穴５７．５８とと
もに、これらの穴５７．５８を連通させる別の穴５７ｍ
を設けである。 また挿入部材５５．５６のうち挿入部材５５は、第１０
．１１図に例示するように、柱状体４の胴部５２に結合
される結合部５９．６０を両端に備え、中央に、これら
の結合部５９．６０にそれぞれ連設され剛体よりなる固
定部６１．６２と、これらの固定部６１．６２にそれぞ
れ連設され、それぞれ互いに対向する平板状の二対の薄
肉部６３゜６４と、これらの薄肉部６３．６４に連設さ
れる別の剛体よりなる固定部６５ｆ−有する変形感応部
６６を備えている。なお、上述の一対の薄肉部６３と、
別の一対の薄肉部６４とは互いに直交するよウニ、スな
わちＸ方向、ｙ方向に配置されている。 またこれらの薄肉部６３．６４を含む変形感応部６６は
、曲げ変形に対する中立軸に沿って配置しである。 そして、Ｒ８は薄肉部６３に貼付けた４つのひずみゲー
ジ、Ｒ６は薄肉部６４に貼付けた４つのひずみゲージで
、これらのひずみゲージＲ，，Ｒ６はそれぞれ前述した
第３図に示すブリッジと同等のブリッジを構成している
。７０．７１はそれぞれ結合部５９．６０に形成され、
ひずみゲージに接続されるリード線が挿通可能な通路で
ある。 この挿入部材５５と同様に、挿入部材５６も両端に結合
部７２，７３を備え、中央に、固定部７４．７５と、互
いに直交する二対の平板状の薄肉部７６．７７と、別の
固定部７８を有する変形感応部７９を備えている。なお
、この挿入部材５６は結合部７２のみにリード線が挿通
可能な通路７９ａを設けである。また挿入部材５６の変
形感応部７９にはひずみゲージＲ，，Ｒ６と同等のブリ
ッジを構成するひずみゲージＲ，，Ｒ８がそれぞれ貼付
けられている。８ｏはひずみゲージＲ，，Ｒ，に接続さ
れるリード線、８１はひずみ）ｙ’−ジＲ，，Ｒ８ｃ接
続されるリード線で、このうちリード線８１は通路７９
ａ、穴５７ａ、挿入部材５５の通路７０．７１を経て穴
５７に導かれ、リード線８０は挿入部材５５０通路７１
を経て穴５７に導かれるようになっている。 なお、カバー５３の内部にはリード線８０゜８１が挿通
可能な穴８２が形成されている。８３はリード線８０．
８１が接続されるコネクタで、カバー５３に支持されて
いる。すな′わち、カバー５３ｆ２：ｌフタ８３を支持
する支持部材を兼ねている。８４はカバー５３を胴部５
２に、締結するボルト、８５はカバー５４を胴部５２＆
：締結するボルトである、 このように構成した第３の実施例において、第１２図に
例示するように、機械構成部材１に力Ｗ３が、機械構成
部材２の挿入部材５５側に力Ｗ１がそれぞれ第１１図の
ｙ方向に作用し、柱状体４の胴部５２が第１２図に示す
ように変形量δだけ変形したとすると、その変形は柱状
体４の胴部５２と結合されている結合部５９．６０を介
して変形感応部６６に伝達される。 このとき、変形感応部６６はｙ方向の力に対して剛性の
低い一対の薄肉部６４と剛性の高い一対の薄肉部６３と
を有しているため、変形感応部６６の全体で一様に変形
することはなく、すなゎち、薄肉部６４の長さ寸法６間
において変形量δだけ変形する。つまり柱状体４の胴部
５２では距離りの間の変形量δが変形感応部６６では薄
肉部６４の長さ寸法ｄの間に集中して生じる。そして、
この変形量δはひずみゲージＲ６によって信号に変換さ
れる。なおこの場合、薄肉部６３はｙ方向に対して剛性
が高く、したがって生じるひずみは無視しうる程微小で
あり、またそのひずみはひずみゲージＲ６のブリッジに
よってキャンセルされ、当該ひずみゲージＲ５からは出
力さねない。すなわち、このときのｙ方向の力Ｗ、ｃ相
応して柱状体４の胴部５２に生じる剪断力は、ｙ方向に
対して剛性が低い薄肉部６４に貼付けられたひずみゲー
ジＲ６によって高感度に検出される。 また変形感応部６６は、柱状体４の軸心部付近、すなわ
ち曲げ変形に対する中立軸に沿って配置しであることか
ら、前述した第５図（ｂ）に例示する曲げモーメントに
よる変形が小ざく、その上、伸びと縮みとを検出するひ
ずみゲージＲ６を前述した第３図に示すブリッジと同等
のブリッジに構成しであることから、この曲げモーメン
トによる変形はキャンセルされ、前述した第１の実施−
とＦ［に、　力ｗ、のかかる場所である作用点の位ｔに
は影響されることなく第５図（ａ）に示される剪断力に
よる変形のみが検出される。したがって、この検出出力
は力Ｗ１の作用点が変動しても変動することがなく、そ
れ故、挿入部材５５の取付は位置に厳密さを必要としな
い。 なお、第１１図のＸ方向の力が作用した場合も上記と同
様であり、この場合には、Ｘ方向の力に対して剛性の低
い薄肉部６３に貼付けたひずみゲージ几６によって、Ｘ
方向の力に応じた柱状体４の胴部５２に生じる剪断力が
高感度に検出される。 また挿入部材５６側に、Ｘ方向あるいはｙ方向の力が作
用した場合も、上記と同様にして当該力に応じた剪断力
のみがそれぞれ独立して検出される。 すなわち、この第３の実施例にあっては、前述した第２
の実施例と同様に、Ｘ方向、ｙ方向に作用する力をそれ
ぞれ独立して検出することができるとともに、薄肉部６
３，６４，７６．７７に一年中して変形させるようにし
であることから、より高感度に検出することができる。 なお、十分な強度を保持できること、および外部の異物
のひずみゲージＲ８ｍ　”ＩＩ　＊　”？　＋　几８へ
の接触を防止できることは前述した第１．第２の実施例
と同等である。 第１３図（ａｌ〜（ｅ）は上述の第３の実施例に備えら
れる挿入部材５５．５６の変形感応部６６．７９を構成
する薄肉部の別の例を示す説明図である。 このような薄肉部は前述の第９〜１１図に示すような平
板状の一対の薄肉部、すなわち四角穴を間に挟むように
形成される薄肉部６３，６４゜７６．７’ｌに限らず、
第１３図（ａｌに示すような角部が曲面状にされた四角
穴を挟んで形成される薄肉部８６、第１３図（ｂ）〔示
すような入角穴を挟んで形成される薄肉部８７、第１３
図（Ｃ１に示すような丸穴ｅ挟んで形成される薄肉部８
８．　第１３図（ｄ）に示すようなだ円状の穴を挟んで
形成される薄肉部８９、第１３図（ｅ）　ｋ：示すよう
な２つの丸穴とこれらの丸穴を連絡する通路によって構
成された穴を挾んで形成される薄肉部９ｏであってもよ
い。 特に、第１３図（Ｃ１，（ｄｌ、　（ｅｌに示す穴によ
って形成される薄肉部８８，８９．９０は製作が容易で
ある。 第１４図、第１戸図は本発明の第４．第５の実施例を示
す断面部分【含む側面図である。これらの第４．第５の
実施例は柱状体４の軸心部付近に設けた穴５のそれぞれ
に挿入される挿入部材が前述の第１〜３の実施例に示す
ものと異なっている。 すなわち、第１４図に示す第４の実施例を構成する挿入
部材９１は、両端に柱状体４に：結合される結合部９２
．９３を備えるとともに、中央に、結合部９２，９３の
それぞれに連設される固定部９４．９５と、これらの固
定部９４．９５間に介設され、柱状体４の軸心方向に直
交するように配置される一対の薄肉部９６とを有する変
形感応部９７を備えている。なお、ひずみゲージは薄肉
部９６のそれぞれに貼付けられる。このように構成した
第４の実施例にあっては、柱状体４の軸心方向に、すな
わち矢印１００方向に作用する力すなわちスラストＷ、
を検出することができる。つまり、スラストＷ、が柱状
体４に作用し、この柱状体４が変形量δ１だけ変形した
とすると、その変形は柱状体４と結合されている結合部
９２，９３゜変形感応部９７の固定部９４，９５ｒｅ介
して薄肉部９６に伝えられる。このとき、薄肉部９６の
距離６１間において変形量δ、たけ変形する。すなわち
、柱状体４では距ＩＩＩＡＬ１の間の変形量δ１が、変
形感応部９７の薄肉部９６の距離ｄ１の間に集中して生
じる。そして、この変形量δ１は薄肉部９６に貼付けた
ひずみゲージによって信号に変換される。このようにし
てスラストＷ、を高感度に検出することができる。なお
、このようなスラストＷ、の検出に併せて例えば柱状体
４の軸心方向と直交する方向に作用する力【検出する場
合には、挿入部材９１の変形感応部９７に第９図に示す
簗３実施例における薄肉部６３．６４等と同等の薄肉部
を設け、この薄肉部に剪断力検出用のひずみゲージな貼
付けるようにすればよい。また必要ならば同様にして曲
げモーメントも検出することもできる。 また、第１５図に示す第５の実施例を構成する挿入部材
１０１は、両端に柱状体４に結合される結合部１０２，
１０３を備え、中央に結合部１０２．１０３のそれぞ、
れに連設される円柱状の固定部１０４．１０！Ｍ：、こ
れらの固定部１０４，１０５の間に配置され、該固定部
１０４，１０５の径寸法よりも十分に小ざい径寸法を有
する円柱状部１０６とを有する変形感応部１０７を備え
ている。 なおひずみゲージは円柱状部１０６の外周面に、かつ当
該円柱状部１０６の軸心に対して４５度傾斜するように
貼付けられる。 このように構成した第５の実施例にあっては、柱状体４
に矢印１０８で示ずように作用するトルクＴを検出する
ことができる。つまり、トルクＴが柱状体４に作用し、
この柱状体４が角度Δθだけ変形したとすると、その変
形は柱状体４と結合されている結合部１０２，１０３．
変形感応部１０７の固定部１０４．１０５を介して円柱
状部１０６に伝えられる。このとき、円柱状部１０６の
長さ寸法ｄ２の間においてΔθだけ変形する。 すなわち、柱状体４では距離り、の間の変形量Δθが変
形感応部１０７の円柱状部１０６の寸法ｄ２の間に集中
して生じる。そして、この変形量Δθ書は円柱状部１０
６に貼付けたひずみゲージによって信号に変換される。 このようにしてトルクＴＥ高感度に検出することができ
る。なお、このようなトルクＴの検出に併せて例えば柱
状体４の軸心方向と直交する方向に作用する力を検出す
る場合には、挿入部材９１の変形感応部９７に箪９図示
す第３の実施例における薄肉部６３．６４等と同等の薄
肉部を設け、この薄肉部に剪断力検出用のひずみゲージ
を貼付けるようにすればよい。 また必要ならば、同様にして曲げモーメント、あるいは
前述したスラストＷｔも併せて検出することもできる。 また、これらの第４．第５の実施例においても、第１．
　２．　３の実施例と同様に、十分な強度を保持でき、
外部の異物のひずみゲージへの接触を防止することがで
きることはもちろんである。 なお、上述した第１〜＠５の実施例にあっては信号変換
手段の一例としてひずみゲージを挙げたが、本発明はこ
れに限らず、信号変換手段を差動変圧器、磁気セッサ、
圧電素子等によって構成することもできる。 また、上記では柱状体４を円柱状に形成しであるが本発
明はこれに限らず、柱状体４は角柱状を含む各種の形状
をとり得る。 また、第３の実施例にあっては、例えば挿入部材５５が
互いに直交する一対の薄肉部６３と一対の薄肉部６４を
有する変形感応部６６を備えた構成にしであるが、単に
１方向のみの力を検出するような場合には、この挿入部
材５５をそれぞれ当該力に対応して変形する薄肉部、例
えば薄肉部６３のみを有する変形感応部を備えた構成に
することができる。 また、上記第１〜第５の実施例では変形感応部１１．１
４，３７，４０，６６．７９，９７゜１０７を曲げ変形
に対する中立軸に沿って配置してあり、曲げ変形の影響
を最小に抑制するようにしであるが、柱状体４に与えら
れる曲げモーメントも併せて検出したい場合には、その
検出に際して用いられるひずみゲージの貼付は位置を曲
げ変形に対する中立軸から若干離隔させればよく、例え
ば＠９図に示す挿入部材５５の結合部５９゜６０のＸ方
向、Ｘ方向のそれぞれの表面に微小寸法の凹部を形成し
、当該凹部〔曲げモーメント検出用のひずみゲージを貼
付け、これらのひずみゲージを曲げモーメントの検出に
適したブリッジに構成すればよい。 第１６図は前述した本発明の荷重検出装置が備えられる
機械の一例として挙げたホイールローダを示す側面図で
ある。 このホイールローダのパケット１０９を支持するピン１
１０，１１１は、例えば前述した第９図に示す第３の実
施例によって構成されている。このようなピン１１０，
１１１を備えたホイールローダにあっては、例えばパケ
ット１０９による掘削操作に際して、第１７図に示すよ
うにピン１１０゜１１１に作用する力Ｗ、、Ｗ、が当該
ピッ１１０゜１１１により、分力ｗｘ、、ｗ、ｉｓＷ、
３ｅ　Ｗ、。 としてＸ方向、Ｘ方向の２方向にそれぞれ分離されて検
出される。したがって、パケット１０９による掘削力を
Ｆ、ビン１１０とビン１１１との間の距離を’Ｓｓ掘削
力Ｆのｙ軸に対する傾斜角度をθ３、掘削力Ｆの作用線
がｙ軸と交わる点とビン１１１との距離ｉＬ　とすると
、 Ｆ、＝Ｗｘ１＋Ｗ！。 Ｆア＝Ｗ、　１＋Ｗ、　２ であり、それ故、掘削力Ｆは、 によってめられる。またこの掘削力Ｆの方向すなわち角
度θ３は、 によってめられる。また距離Ｌ３は、ビンｉ１１の回り
のモーメントのつり合いより、 によってめられる。すなわち、ピン１１０゜１１１によ
って検出されたＷｘ、、Ｗ、　１．Ｗｘ２゜Ｗア、に基
づいて別に設けられる演算装置等によって上述の演算を
おこなうことにより、パケット１０９に作用する掘削力
Ｆの大きさ、方向、作用線の位置をめることができる。 なお、第１６図に示すホイールローダにあってはキング
ピッ１１２も例えば前述した築３の実施例によって構成
することができる。 このようなビン１１０，１１１，１１２？ｔ−備えたホ
イールローダにあっては、掘削力Ｆの大きさと方向を機
械部品であるピン１１０，１１１゜１１２そのものによ
ってめることができることから、定負荷掘削、省エネル
ギ掘削、有感制御運転の容易化、高作業量性等の望まし
い制御を実現させることができる。 ＠１８図は本発明の荷重検出装置が備えられる機械の別
の例として挙げたブルドーザを示す側面図である。 このブルドーザにあっては、ブレード１１３を支持する
２木のビン１１４，１１５、シーフレームの根本に配置
されるビン１１６、ブレード用のシリンダ全文えるトラ
ニオンのピッ１１７を、例えば前述した築３の実施例に
よって構成しである。 このように構成したビン１１４，１１５，１１６゜１１
７を備えたブルドーザも、前述した第１６図に示すホイ
ールローダにおけると同様の望ましい制御を実現させる
ことができる。 第１９図は本発明の荷重検出装置が備えられる機械のさ
らに別の例として挙げたダンプトラックを示す側面図で
ある。 このダン７’）ラックにあっては、ベッセル用のビン１
１８，１１９とサスペンション用のビン１２０．１２１
を１例えば前述した第３の実施例によって構成しである
。このようなビン１１８゜１１９．１２０，１２１を備
えたダンプトラックにあっては、これらのビン１１８，
１１９，１２０゜１２１すなわち荷重検出装置を介して
尚該ビン１１８．１１９，１２０，１２１にかかる力を
検出することができ、これによって積荷量の算出、積荷
量および走行速度に応じた懸架剛性の調節、不整地走行
における衝撃力制限の走行等の種々の望ましい制御を実
現させることができる。 本発明の荷重検出装置は以上述べたように、変形感応部
を有する挿入部材を設けるとともに、変形感応部の変形
量を信号に変換する信号変換手段を設けたことから、常
時十分な検出感度を保持でき、柱状体が受ける力やモー
メントを精度良く検出することができる。また柱状体の
外周面に凹部尋を形成することがなく、シたがってこの
柱状体の外径寸法に制約を与えることがないので、十分
な強度および剛性を有し、大きな力やモーメントに耐え
ることができ、連結用のビンなどの機械部品としてその
まま適用できる効果がある。ざらに、信号変換手段を柱
状体の軸心部付近に形成した大向に、かつ挿入部材の結
合部によって閉塞される状態に配置したので、柱状体の
外部の異物の信号変換手段への接触を防止することがで
き、したがってこの荷重検出装置が配置される場所に対
する制約が最小に抑制され、優れた耐久性を有する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の荷重検出装置の第１の実施例を示す断
面部分を含む側面図、！２図はこの第１の実施例に備え
られる挿入部材を示す斜視図、第３図はこの第１の実施
例に備えられるひずみゲージの結線図、第４図は第１図
に示す荷重検出装置に接続される装置の一例を示すブロ
ック図、第５図（ａ）、　（ｂ）は第１図に示す荷重検
出装置において生じる変形の基本形態を例示する説明図
で、同第５図（ａｌは剪断力による変形を示す説明図、
第５図（ｂ）は曲げモーメントによる変形を示す説明図
、第６図（ａ）は本発明の第２の実施例な示す断面部分
を含む側面図、第６図（ｂｌは第６図（ａ）のＡ−Ａ線
における断面図、第７図は＠６図（ａ）に示す荷重検出
装置に作用する力を例示する説明図、第８図は第２の実
施例に備えられる挿入部材の別の例を示す斜視図、第９
図は本発明の第３の実施例を示す断面部分を含む側面図
、第１０図はこの第３の実施例に備えられる挿入部材を
示す側面図、第１１図は第１０図のＢ−Ｂ断面図、第１
２図は第９図に示す荷重検出装置において生じる変形の
態様を例示する峠１明図、第１３図（ａ）〜（ｅ）は第
３の実施例に備えられる変形感応部を構成する薄肉部の
別の例を示す説明図、＠１４図は本発明の第４の実施例
を示す断面部分を含む側面図、第１５図は本発明の第５
の実施例を示す断面部分を含む側面図、算１６図は本発
明の荷重検出装置が備えらねる機械の一例として挙げた
ホイールローダを示す側面図、第１７図は第１６図に示
すホイールローダのパケットに作用する力を示す説明図
、第１８図は本発明の荷重検出装置が備えらねる機械の
別の例として挙げたブルドーザを示す側面図、第１９図
は本発明の荷重検出装置が備えられる機械のさらに別の
例として挙げたダソプトラックを示す側面図である。 ３・・・・・・荷重検出装置、４・・・・・・柱状体、
５，６゜５７、　５７　ａ、５８．　８２−−・−・穴
、７．　８．　３３゜３４．４５，５５，５６，９１，
１０１・・・・・・挿入部材、９，１０，１２，１３，
３５，３６，３８゜３９、　４６．　４７．　５９．　
６０．　７２．　７３゜９２．９３，１０２，１０３・
・・・・・結合部、１１゜１４．３７，４０，５１，６
６．７９，９７゜１０７・・・・・・変形感応部、１５
．１６，１７．１Ｂ。 １９、　２０．　２１．　２２．Ｒ，、Ｒ２，Ｒ３゜Ｒ
４嘗　Ｒ８，Ｒ６す　Ｒ７ｍ”８・・・・・・ひずみゲ
ージ（信号変換手段）、２３，２４，４１，４２゜８０
．８１・・・・・・リード線、２５，２６，４３゜４４
、　５１　ａ、７　Ｑ、７１．　７９　ａ・・・・・・
通路、４８．４９・・・・・・薄板部、５０，６１，６
２，６５゜７４．７５，７８，９４，９５，１０４，１
０５・・・・・・固定部、５２・・・・・・胴部、５３
．５４・・・・・・カバー。 ６３．６４，７６．７７．８６，８７，８８゜８９．９
０．９６・・・・・・薄肉部、８３・・・・・・コネク
タ、８４．８５・・・・・・ボルト、１０６・・・・・
・円柱状部、１１０、　１１１．　１１４．　１１５．
　１１６，１１７゜１１８．１１９，１２０，１２１・
・・・・・ピン（荷重検出装置）、キングピン（荷重検
出装置）。 第１図 Ｗイ ゴ 第２図 第３図 第４図 第６図 （ｂ） 第８図 ６ 第１Ｏ図 第１／図 　ｖ 第１２図 第１３図 （ａ）　（ｂ） （ｃ）　（ｄ）　（ｅ） 第１４図 第１５図 Ｏ６ 第１６図 き ｘ ２５９− 第１８図 ＩどＵ 手続補正書（自発） 昭和５９年　５月２１日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ■　事件の表示 特願昭５８−１６２５２６号 ２　発明の名称 荷重検出装置 ３　補正をする者 事件との関係　出願人 住　所　東京都文京区小日向２の１２の１１氏名　畑村
洋太部 ４　代理人 住　所　〒１０５東京都港区西新橋１丁目６番１３号６
　補正により増加する発明の数　なし７　補正の対象 （１）明細書全文 （２）全図面 ８　補正の内容 （１）明細書全文を添付の補正明細書のとお′り補正い
たします。 （２）全図面を添付の補正図面のとおり補正いたします
。 （１）補正明細書　１通 （２）補正図面　１通 補正明細書 発明の名称　荷重検出装置 特許請求の範囲 １、　力の伝達部材間に配置され、荷重を受ける柱状体
と、この柱状体の曲げ変形に対する中立軸に形成した穴
と、この穴に挿入され、両端に上記柱状体と結合する結
合部を有し、中央に上記柱状体変形感応部を有する挿入
部材と、この挿入部材の変換手段とを備えたことを特徴
とする荷重検出装置。 の間に変形感応部を配置したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の荷重検出装置。 ３、　変形感応部が、互い忙対向し、柱状体の曲げ変形
に対する中立軸に関して対称に配置される一対の薄肉部
を有するとともに、該薄肉部に信号変換手段を配置した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷重検出
装置。 ４、　変形感応部が、互いに対向し、柱状体の曲げ変形
に対する中立軸に関して対称に配置される一対の薄肉部
と、互いに対向し、上記薄肉部と直交するように柱状体
の曲げ変形に対する中立軸に関して対称に配置される別
の一対の薄肉部とを有するとともに、上記薄肉部の双方
に信号変換手段を配置したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の荷重検出装置。 ５、　信号変換手段がひずみゲージであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の荷重検出装置。 ６　結合部はひずみゲージに接続されるリード線が挿通
可能な通路を有することを特徴とする特許請求の範囲第
５項記載の荷重検出装置。 ７、　柱状体はリード線が接続されるコネクタを支持す
る支持部材を有することを特徴とする特許請求の範囲第
６項記載の荷重検出装置。 発明の詳細な説明 本発明は荷重を高精度釦検出することができる荷重検出
装置に関する。 機械を構成する各機械部品が受ける荷重を検出すること
は、当該機械の望ましい制御を実現させる上で重要であ
る。 従来、このような荷重の検出圧際して用いられる荷重検
出装置として、柱状体の外周面に凹部を形成し、との凹
部に、該凹部の変形量を信号に変換する信号変換手段た
とえばひずみゲージを貼付け、柱状体に付与される荷重
をこのひずみゲージを介して検出するものがある。 しかし、この従来の荷重検出装置は、検出感度を上げよ
うとすれば柱状体の径寸法を小さくせざるを得す、柱状
体の強度や剛性が低下し、大きな荷重を受けたときに破
損したり不要な変形を生じるおそれがある。したがって
、この柱状体をピン等の機械部品としてそのまま適用さ
せることは困難である。逆に、機械部品として適用させ
ることも考慮して柱状体の強度を上げようとすればこの
柱状体の径寸法が大きくなり、検出感度が低下し、柱状
体が受ける荷重を精度良（検出することはできない。 また、ひずみゲージが柱状体の外部に露出することから
、風雨等を含む外部の異物がひずみゲージに接触するお
それがあり、柱状体の配置される場所に制約を受ける。 仮に、外部の異物がひずみゲージに接触した場合には、
ひずみゲージが損傷し、荷重の検出不能を招くことにな
る。 なお従来、柱状体の内部に、かつ該柱状体の軸心方向に
穴を設け、この穴を形成する壁面にひずみゲージを貼付
けた荷重検出装置も提案されている。この荷重検出装置
は、ひずみゲージが穴の中に配置されていることから柱
状体の外部の異物によるひずみゲージの損傷を防ぐこと
ができる。しかし、この荷重検出装置にあっては、検出
感度を上げようとすればひずみゲージが貼付されている
柱状体部分の肉厚を小さくせざるを得す、したがって前
述と同様に当該柱状体の強度や剛性が低下し、この柱状
体をピン等の機械部品として適用させることは困難であ
る。逆に機械部品として適用させることも考慮して、ひ
ずみゲージが貼付されている柱状体部分の肉厚を大きく
すれば、検出感度が低下し、柱状体が受ける荷重を精度
よく検出することはできない。 本発明は、このような従来技術における実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、十分な検出感度と強度およ
び剛性を保持できるととも虻、外部の異物の信号変換手
段への接触を防止することのできる荷重検出装置を提供
することにある。 この目的を達成するために本発明は、力の伝達部材間に
配置され、荷重を受ける柱状体と、この柱状体の曲げ変
形に対する中立軸に形成した穴と。 この穴に挿入され、両端に柱状体と結合する結合部を有
し、中央に柱状体に与えられる荷重に感応して変形して
ひずみを拡大し、その対称軸を上述の中立軸にほぼ一致
させた変形感応部を有する挿入部材と、この挿入部材の
変形感応部の変形量を信号に変換し、柱状体のせん断変
形によるひずみ成分のみを取出す信号変換手段とを備え
た構成にしである。 以下、本発明の荷重検出装置を図に基づいて説明する。 第１図は本発明の第１　’ａｙ実施例を示す断面部分を
含む側面図、第２図はこの第１の実施例に備えられる挿
入部材を示す斜視図、第３図は第１図に示す荷重検出装
置において生じる変形の態様を例示する説明図、第４図
はこの第１の実施例に備えられるひずみゲージの結線図
である。 第１図において、１．　２は力の伝達部材すなわち機械
構成部材、３はこれらの機械構成部材ｌ。 ２を連結するピンを兼ねる本発明の荷重検出装置である
。この荷重検出装置３は例えば円柱状の柱状体４と、こ
の柱状体４の曲げ変形に対する中立軸に形成した２つの
断面円形の穴５．６と、これらの穴５．６に挿入され、
例えば金属よりなる挿入部材７．８とを備えている。な
お、挿入部材７は機械構成部材ｌと機械構成部材２の一
方の腕部との間に、すなわち１つの力の伝達経路中に配
置してあり、また挿入部材８は機械構成部材ｌと機械構
成部材２の他方の腕部との間に、すなわち上記の力の伝
達経路とは別の力の伝達経路中に配置しである。挿入部
材７は第２図にも示すよう蹟、両端に柱状体４と結合す
る結合部すなわち穴５とほぼ同径の円柱状の結合部９．
ｌＯを備え、これらの結合部９ｅ　ｉｏＫ連設して該結
合部９，１０の径寸法よりも小さい径寸法を有する固定
部９ａ。 １０ａを備え、中央に柱状体４に与えられる荷重に感応
して変形し、ひずみを拡大する薄板状の変形感応部１１
を備えている。同様に挿入部材８も、結合部１２．１３
と固定部と変形感応部１４を有している。なお、第３図
に例示するように、距離りで示す挿入部材７の結合部９
．１０のそれぞれの内仰端面間の領域が、距離Ｕで示す
機械構成部材１の端面と、この端面と相対向する機械構
成部材２の腕の端面との間の領域内に含まれるよう釦。 この挿入部材７の結合部９．ｌＯ１固定部９ａ。 ９ｂ、変形感応部１１の長さ寸法、及び穴５の長さ寸法
を設定しである。上記した変形感応部１１゜１４は、そ
れぞれの対称軸を曲げ変形に対する中立軸にはぼ一致さ
せてあり、その長さ寸法、すなわち固定部潤の距離に応
じた大きさにひずみを拡大する。なお、挿入部材７，８
の結合部９，１０゜１２．１３は、焼ばめ、溶接、テー
パねじによる締付け、接着剤忙よる固着等の手段によっ
て柱状体４１Ｃ結合される。 また、１５．１６，１７．１８は上述した変形感応部１
１の変形量を信号に変換する信号変換手段例えばひずみ
ゲージで、このうちひずみゲージ１５．１６は変形感応
部１１の図示上面に、かつ柱状体４の軸心方向に沿って
貼付けてあり、ひずみゲージ１７．１８は変形感応部１
１の図示下面に、かつ柱状体４の軸心方向に沿って貼付
けである。すなわち、ひずみゲージ１５．１６と、ひず
みゲージ１７．１８とは、柱状体Ｑ）曲げ変形に対する
中立軸に関して対称な位置に配置しである。 同様１ｃ、１９，２０，２１．２２は変形感応部１４に
貼付けたひずみゲージである。なお、これらのひずみゲ
ージ１５〜１８．およびひずみゲージ１９〜２２は、第
４図に例示するブリッジな構成している。同第４回圧お
いてｅ目よ入力電圧、ｅｌはひずみゲージ１５〜１８に
よる出力電圧・、ｅ２はひずみゲージ１９〜２ｚによる
出力電圧を示している。２３．２４はそれぞれひずみゲ
ージ１５〜１８．あるいはひずみゲージ１９〜２２に゛
　接続されるリード線で、これらのリード線２３゜２４
は挿入部材７．８の固定部及び結合部１０゜１２に形成
した通路２５．２６に挿通され、穴５゜６を経て柱状体
４の外部に導かれる。 なお、第５図は第１図に示す荷重検出装置３に接続され
る装置の一例を示すブロック図である。 同第４図において、２７は演算装置で、例えばマイクロ
コンピュータからなっており、ひずみゲージ１５〜１８
．１９〜２２の出力電圧ｅ１１　ｅ２が入力される入力
装置２日と、ひずみゲージの出力電圧ｅ１．ｅｌと力の
大きさとの相関関係が記憶されろ記憶装置２９と、入力
装置２８に入力された信号に応じて論理判断、演算等を
おこなうＣＰＵ（中央処理装置）３０と、このＣＰＵ　
３０において得られた結果を出力する出力装置３１とか
うなっている。また３２は出力装置３１に接続したディ
スプレイ等からなる表示装置である。これらの演算装置
２７および表示装［３２は、荷重検出装置３によって出
力された信号を処理する信号処理手段を構成している。 なお一般には、この種の信号処理手段は第５図に示すも
のに限らず、種々の形態をとり得ろ。 上述のように構成した第１の実施例にあって、仮に第１
図に示すように、機械構成部材１に未知の力Ｗ３、機械
構成部材２に未知の力Ｗ、、Ｗ２がそれぞれ作用したと
する（　Ｗｓ＝　Ｗ１＋　Ｗ２）　。 このとき、例えば第３図に例示する側の場合、力Ｗ、に
よる柱状体４の変形が、結合部９．１０を介して当核挿
入部材７に伝えられるので、この挿入部材７ＴＩＣは柱
状体４の全変形量のうち、距離りの範囲における変形量
δを生じる。この柱状体４の変形、したがって距離りの
範囲における挿入部材７の変形量δには、第６図Ｔａ）
に示す剪断力による変形と、第６図（ｂ）　Ｋ示す曲げ
モーメントによる変形を生じる。 この場合、柱状体４では距離りの間の変形量δが変形感
応部１１（１４）ではその長さ寸法ｄの間に生じる。す
なわち第３図に示すように、例えば挿入部材７の結合部
９．１０の径寸法に比べて固定部９ａ、ｌＯａの径寸法
を小さく設定しであることから、固定部９ａｔｌＯａは
ｙｃ５の壁面から離れた状態に保たれ、したがって該穴
５の壁面から力を受けることによる変形を生じることが
なく、変形感応部１１のみが良好に変形する。なお挿入
部材８においても同様である。 そして、剪断力による変形に際しては同第６図（ａｌ釦
示すように、ひずみゲージ１５（１９）。 １７（２１）が伸び、ひずみゲージ１６（２０）。 １８（２２）が縮む。そして、これらのひずみゲージ１
５〜１８．１９〜２２は第４図に示すようにブリッジを
構成しであることから、剪断力すなわち力Ｗ１　＝　Ｗ
　１１に応じたｅ１＊　ｅ２が出力される。なお、変形
感応部１１．１４を曲げ変形の中立軸に沿って配置しで
あることから、曲げモーメントによる変形に伴うひずみ
はきわめて微小である。さらに、第４図に示すようにブ
リッジを構成しであることから、この曲げモーメントに
よる変形に際しては同第６図（ｂｌに示すように、ひず
みゲージ１５（１９）、１６（２０）が伸び、ひずみゲ
ージ１７（２１）、１８（２２）が縮み、したがって伸
びと縮みがキャンセルされ、結局、曲げモーメントによ
る変形に伴う信号が出力されることはない。換言すれば
、曲げモーメントによる変形には何らかかわりなく、す
なわち力Ｗ１．Ｗ２のかかる場所である作用点の位置に
何ら影響されることなく、変形感応部１１の表面と裏面
を貫（特定の１方向の剪断力のみを検出することができ
、また変形感応部１１．１４は薄板状に形成しであるこ
とから両端の結合部９．１０に比べて剛性が７１％さく
なり、荷重伝達部全体の変形が、変形感応部１１．１４
に集中し、ひずみが犬となり、十分な検出感度を確保す
ることができる。 なお、ひずみゲージ１５〜１８．１９〜２２から出力さ
れた出力電ＥＥｅ１．ｅ２は例えば前述の第５図に示す
装置において処理され、出力電圧ｅ１に相応する力Ｗ１
、出力電圧ｅ２に相応する力Ｗ２がめられ、また必要な
らばＣＰＵ３０におけるＷ１＋Ｗ、＝Ｗ３の演算忙よっ
て得られる力Ｗ３がめられ、これらのＷｌ、Ｗ、、ある
いはＷ３が演算装置２７の出力装置３工から表示装置３
２に出力され、この表示装置３２において表示される。 また上記第１の実施例にあっては、挿入部材７゜８が挿
入される穴５，６を柱状体４の曲げ変形に対する中立軸
に形成しであることから、この穴５゜６による柱状体４
の強度の低下をほとんど無視しうる程小さく抑えること
ができる。すなわち、柱状体４が力を受けたとき、当該
柱状体４に生じる最大応力は曲げ応力で現われることか
ら、柱状体４の強度はこσ）曲げ応力で評価するのが妥
当であり、この曲げ応力は一般に柱状体４の直径の３乗
に対応して大きくなる。したがって、柱状体４の外径寸
法つまり直径が十分に確保されているこの第１の実施例
にあっては、その曲げ変形に対する中立軸に穴５．６が
形成されていても、十分な強度を確保することができる
。 またこの第１の実施例にあっては、ひずみゲージ１５〜
１８．１９〜２２が挿入部材７，８の結合部９．ｌＯあ
るいは結合部１２．１３によって柱状体４の内部に閉塞
された状態に配置されることから、柱状体４の外部の異
物の当該ひずみゲージ１５〜１８．１９〜２２への接触
を完全に防止することができる。 なお、この第１の実施例にあっては第１図に示すように
部材２の図示右方の腕と部材ｌとの間の力の伝達経路に
挿入部材７を設り、部材２の図示左方の腕と部材ｌの間
の力の伝達経路に挿入部材８を設け、すなわち挿入部材
を伝達経路ごとに設けであるが、これは荷重の作用点の
位置が変動することを考慮したものであり、荷重の作用
点の位置が例えば柱状体４の中央位置とか、右端から全
長の１／３の位置とかのようにあらかじめ分っている場
合には、上述のように挿入部材を伝達経路ごとに設けず
に、単に１つの伝達経路についてのみ挿入部材を設ける
ようにしてもよく、このようにしでも所望の荷重を検出
することができる。 第７図（ａ）は本発明の第２の実施例を示す断面部分を
含む側面図、第７図（ｂｌは第７図（ａｌのＡ−Ａ線に
おける断面図である。 この第２の実施例にあっては、挿入部材３３゜３４のみ
が第１の実施例と異なっている。すなわち挿入部材３３
は、両端に柱状体４と結合する円柱状の結合部３５．３
６を有し、中央に柱状体４に与えられる荷重に感応して
変形してひずみを拡大し、結合部３５，３６の径寸法に
比べて十分に小さい寸法の四角柱状の変形感応部３７を
有している。そして、変形感応部３７の図示上面および
下面に、柱状体４の曲げ変形に対する中立軸に関して対
称にそれぞれ２つずつ計４つのひずみゲージＲ１を、ま
た図示両側面に柱状体４の曲げ変形に対する中立軸に関
して対称にそれぞれ２つずつ計４つのひずみゲージＲ２
を貼付けである。同様に、挿入部材３４も結合部３８．
３９と四角柱状の変形感応部４０を有し、変形感応部４
０の図示。 上面および下面に柱状体４の曲げ変形に対する中立軸に
関して対称にそれぞれ２つずつ計４つのひずみゲージＲ
３を、また図示両側面に柱状体４の曲げ変形に対する中
立軸に関して対称にそれぞれ２つずつ計４つのひずみゲ
ージＲ４を貼付けである。 なお、変形感応部３７．４０は曲げ変形に対する中立軸
に沿って配置しである。また、４つのひずみゲージから
なるひずみゲージＲ１は前述した第４図に示すブリッジ
と同等に構成しており、同様に４つのひずみゲージから
なるひずみゲージ几２　ｅ　”３　＋　”４もそれぞれ
第４図に示すブリッジと同等に構成している。 ４１はひずみゲージＲ１ｍ”！に接続されるリード線、
４２はひずみゲージＲ，，Ｒ４に接続されるリード線、
４３は結合部３６に形成され、リード線４１が挿通可能
な通路、４４は結合部３８に形成され、リード線４２が
挿通可能な通路である。 このように構成した第２の実施例にあっては、第７図（
ｂｌに例示するように、Ｘ方向に沿ってひずみゲージ”
２ｅ　几、を配置してあり、Ｘ方向に沿ってひずみゲー
ジＲ，，Ｒ，を配置しであることから、柱状体４に与え
られた力のＸ方向とＸ方向の剪断力を、挿入部材３３．
３４のそれぞれの変形感応部３７．４０によって、曲げ
モーメントによる変形にかかわりなく検出することがで
きる。 換言すれば柱状体４の軸心方向に直交する面内に作用す
る任意の方向の力を検出することができる。 すなわち、第７図（ａｔあるいは第８図に示すように柱
状体４の軸心から離れた点Ｐに仮に未知の力Ｗが作用し
たとすると、とのＷはＸ方向の分力Ｗ！とＸ方向の分力
Ｗｙとに分けられる。そして、分力Ｗｘは挿入部材３３
の変形感応部３７０両側面を変形させ、その変形量がひ
ずみゲージＲ２によって信号に変換される。また分力Ｗ
ｙは挿入部材３３の変形感応部３７の上下面を変形させ
、その変形量がひずみゲージ几、によって信号に変換さ
れる。上述の信号から所定の信号処理手段を介して、Ｗ
ｘ、Ｗアが独立してめられる。また得られた分力Ｗｘ、
Ｗアを合成することにより、力Ｗ（＝ｆマフ１層７らと
、この方Ｗの作用する方向、例えばＸ軸に対する角度θ
（＝ｔａｎ’Ｗア／Ｗ８）をめることができる。 なおこの場合、挿入部材３３は曲げ変形の中立軸に沿っ
て配置しであることから、曲げモーメントによって変形
感応部３７に生じるひずみは微小であり、またひずみゲ
ージＲ２ｔ　Ｒ１のそれぞれは第４図に示すブリッジと
同等のブリッジに、すなわち第１図に示すひずみゲージ
１５〜１８の配置と第４図に示すブリッジとの関係と同
等に構成しであることからＸ方向、Ｘ方向のそれぞれの
曲げモーメントによるひずみは出力されない。 なお、上記と同様にして挿入部材３４側に作用するｘ、
ｙ、２方向の剪断力もひずみゲージＲ３゜Ｒ４１ｃよっ
て互いに独立に検出される。 その他の作用効果は前述の第１の実施例と同等である。 第９図はこの第２の実施例に備えられる挿入部材の別の
例を示す斜視図である。 第７図（ａｌ、　（ｂｌに示す挿入部材３３．３４の代
りに、この第９図に示す挿入部材４５を設けることもで
きる。この第９図に示す挿入部材４５は、柱状体４に結
合される結合部４６．４７を両端に備え、これらの結合
部４６．４７に連設して該結合部４６．４７の径寸法よ
りも小さい径寸法を有する固定部４６ａ、４７ａを備え
、中央に、これらの固定部４５　ａ、４７　ａに連設さ
れ互いに直交するよ５１Ｃ配置される薄板部４８．４９
と、これらの薄板部４８．４９に連設され、固定部４６
ａ。 ４７ａとほぼ同じ径寸法を有する固定部５０とからなる
変形感応部５１を備えている。なお、５１ａは結合部４
７に形成され、ひずみゲージに接続されるリード線が挿
通可能な通路である。このように構成した変形感応部５
１を有する挿入部材４５を備えたものも、Ｘ方向、Ｘ方
向の２方向の剪断力のみをそれぞれ独立して検出するこ
とができる。 第１Ｏ図は本発明の第３の実施例を示す断面部分を含む
側面図、第１１図はこの第３の実施例に備えられろ挿入
部材を示す側面図、第１２図は第１１図のＢ−Ｂ断面図
である。 この第３の実施例にあっては、第１０図に示すように、
柱状体４を機械構成部材１．２を連結するピンを兼ねる
胴部５２と、この胴部５２の両端を閉鎖するカバー５３
．５４とによって構成しである。そして胴部５２には、
２つの挿入部材５５゜５６が挿入される穴５７．５８と
ともに、これらの穴５７．５８を連通させる別の穴５７
ａを設けである。 また挿入部材５５．５６のうち挿入部材５５は、第１１
．１２図に例示するように、柱状体４の胴部５２に結合
される結合部５９．６０を両端に備え、中央に、これら
の結合部５９．６０にそれぞれ連設され剛体よりなる固
定部６１．６２と、これらの固定部６１．６２にそれぞ
れ連設され、それぞれ互いに対向し、柱状体４に与えら
れる荷重に感応して変形し、ひずみを拡大する平板状の
二対の薄肉部６３．６４と、これらの薄肉部６３゜６４
に連設される別の剛体よりなる固定部６５を有する変形
感応部６６を備えている。なお、上述の一対の薄肉部６
３と、別の一対の薄肉部６４とは互いに直交するように
、すなわちＸ方向、Ｘ方向に配置されている。またこれ
らの薄肉部６３゜６４を含む変形感応部６６は、その対
称軸を曲げ変形に対する中立軸にほぼ一致させである。 そして、Ｒ６は薄肉部６３に貼付けた４つのひずみゲー
ジ、Ｒｏは薄肉部６４に貼付けた４つのひずみゲージで
、これらのひずみゲージ几Ｓｔ　Ｒｓはそれぞれ前述し
た第４図に示すブリッジと同等のブリッジを構成してい
る。７０．７１はそれぞれ結合部５９．６０に形成され
、ひずみゲージに接続されるリード線が挿通可能な通路
である。 この挿入部材５５と同様に、挿入部材５６も両端に結合
部７２．７３を備え、中央に、固定部７４．７５と、互
いに直交し、柱状体４に与えられる荷重に感応して変形
し、ひずみを拡大する二対の平板状の薄肉部７６．７７
と、別の固定部　。 ７８を有し、その対称軸を曲げ変形に対する中立軸にほ
ぼ一致させた変形感応部７９を備えている。 なお、この挿入部材５６は結合部７２のみにリード線が
挿通可能な通路７９ａを設けである。また挿入部材５６
の変形感応部７９にはひずみゲージＲ，，Ｒ，と同等の
ブリッジを構成するひずみゲージＲ，，Ｒ，がそれぞれ
貼付けられている。 ８０はひずみゲージＲ５，Ｒ６に接続されるリード線、
８１はひずみゲージＲ，，Ｒ８に接続されるリード線で
、このうちリード線８１は通路７９ａ１穴５７ａ１挿入
部材５５０通路７０．７１を経て穴５７に導かれ、リー
ド線８０は挿入部材５５の通路７１を経て穴５７に導か
れるようになっている。 なお、カバー５３の内部にはリード線８０゜８１が挿通
可能な穴８２が形成されている。８３はリード線８０．
８１が接続されろコネクタで、カバー５３に支持されて
いる。すなわち、カバー５３はコネクタ８３を支持する
支持部材を兼ねている。８４はカバー５３を胴部５２に
締結するボルト、８５はカバー５４を胴部５２に締結す
るボルトである。 このようＶＩ−構成した第３の実施例において、第１３
図に例示するように、機械構成部材１に力Ｗ、が、機械
構成部材２の挿入部材５５側にカｗｊがそれぞれ第１２
図のＸ方向に作用し、第１３図に示すように柱状体４の
胴部５２のうち距離りの部分が変形量δだけ変形したと
すると、その変形は柱状体４の胴部５２と結合されてい
る結合部５９．６０を介して変形感応部６６に伝達され
る。 このとき、変形感応部６６はＸ方向のカに対して剛性の
低い一対の薄肉部６４と剛性の高い一対の薄肉部６３と
を有しているため、変形感応部６６の全体で一様に変形
することはなく、すなわち、薄肉部６４の長さ寸法６間
において変形量δだけ変形する。つまり柱状体４の胴部
５２では距離りの間の変形量δが変形感応部６６では薄
肉部６４の長さ寸法ｄの間に集中して生じる。そして、
この変形量δはひずみゲージＲ６によって信号に変換さ
れる。なおこの場合、薄肉部６３はＸ方向０に対して剛
性が高（、シたがって生じるひずみは無視しうる程微小
であり、またそのひずみはひずみゲージＲ６のブリッジ
によってキャンセルされ、当該ひずみゲージ几、からは
出力されない。才なわち、このときのＸ方向の力ＷＩＶ
ｃ相応して柱状体４の胴部５２に生じる剪断力は、Ｘ方
向に対して剛性が低い薄肉部６４に貼付けられたひずみ
ゲージＲ６によって高感度に検出される。 また変形感応部６６は、柱状体４の曲げ変形に対する中
立軸にほぼ一致させであることから、前述した第６図（
ｂ）に例示する曲げモーメントによる変形が小さく、そ
の上、伸びと縮みとを検出するひずみゲージＲ６を前述
した第４図に示すブリッジと同等のブリッジに構成しで
あることから、この曲げモーメントによる変形はキャン
セルされ、前述した第１の実施例と同様に、力Ｗ１のか
かる場所である作用点の位置には影響されることなく第
６図（ａ）　Ｋ示される剪断力による変形のみが検出さ
れる。したがって、この検出出力は力Ｗ、の作用点が変
動しても変動することがなく、それ故、挿入部材５５の
取付は位置圧厳密さを必要としな（ゝＯ なお、第１２図のＸ方向の力が作用し、た場合も上記と
同様であり、この場合には、Ｘ方向の力に対して剛性の
低い薄肉部６３に貼付けたひずみゲージＲ１ｉによって
、Ｘ方向の方圧、応じた柱状体４の胴部５２に生じる剪
断力が高感度に検出される。 また挿入部材５６側に、Ｘ方向あるいはＸ方向の力が作
用した場合も、上記と同様にして当該力に応じた剪断力
のみがそれぞれ独立して検出される。 すなわち、この第３の実施例にあっては、前述した第２
の実施例と同様圧、Ｘ方向、Ｘ方向に作用する力をそれ
ぞれ独立して検出することができるとともに、薄肉部６
３．６４．７６．７７に集中して変形させるようにしで
あることから、より高感度に検出することができる。な
お、十分な強度を保持できること、および外部の異物の
ひずみゲージＲ８，Ｒ，、Ｒ７，Ｒ，への接触を防止で
きることは前述した第１．第２の実施例と同等で。 ある。 第１４図（ａ）〜（ｅ）は上述の第３の実施例に備えら
れる挿入部材５５．５６の変形感応部６６．７９を構成
する薄肉部の別の例を示す説明図である。 このような薄肉部は前述の第１０〜１２図に示すような
平板状の一対の薄肉部、すなわち四角穴を間に挟むよう
に形成される薄肉部６３，６４゜７６．７７に限らず、
第１４図（ａｌに示すような角部が曲面状にされた四角
穴を挟んで形成される薄肉部８６、第１４図（ｂｌ　Ｋ
示すような六角穴を挟んで形成される薄肉部８７、第１
４図（Ｃ）に示すような丸穴を挟んで形成される薄肉部
８８、第１４図［ｄｌに示すようなだ円状の穴を挟んで
形成される薄肉部８９、第１４図（ｅ）に示すような２
つの丸穴とこれらの丸穴を連絡する通路によって構成さ
れた穴を挟んで形成され本薄肉部９ｏであってもよい。 特に、第１４図（Ｃ）、　（ｄｌ、　ｔｅｌに示す穴に
よって形成される薄肉部８８．８９．９０は製作が容易
である。 なお、上述した第１〜第３の実施例にあっては信号変換
手段の一例としてひずみゲージを挙げたが、本発明はこ
れに限らず、信号変換手段を差動変圧器、磁気センサ、
圧電素子等によって構成することもできる。 また、上記では柱状体４を円柱状に形成しであるが本発
明はこれに限らず、柱状体４は角柱状を含む各種の形状
をとり得る。 また、第３の実施例にあっては、例えば挿入部材５５が
互いに直交する一対の薄肉部６３と一対の薄肉部６４を
有する変形感応部６６を備えた構成にしであるが、単ｌ
Ｃ１方向のみの力を検出するような場合には、この挿入
部材５５をそれぞれ当該力に対応して変形する薄肉部、
例えば薄肉部６３のみを有する変形感応部を備えた構成
にすることができる。 第１５図は前述した本発明の荷重検出装置が備えられる
機械σノー例として挙げたホイールリーダを示す側面図
である。 このホイールリーダのパケット１０９を支持するビン１
１０，１１１は、例えば前述した第１０図に示す第３の
実施例によって構成されている。。 このようなビン１１０，１．１１を備えたホイールロー
ダにあっては、例えばバケツ）１０９１ｃよる掘削操作
に際して、第１６図に示すようにビン１１０．１１１に
作用する力Ｗ１．Ｗ２が当該ピン１１０，１１１により
、分力Ｗｘｌ、ｗ、１゜Ｗｘ２．Ｗｙ２　としてＸ方向
、Ｘ方向の２方向にそれぞれ分離されて検出される。し
たがって、パケット１０９１Ｃよる掘削力をＦ１ピン１
１Ｏとビン１１１との間の距離を”ａ、掘削力ＦＱｙ軸
に対する傾斜角度を０３、掘削力Ｆの作用線がｙ軸と交
わる点とビン１１１との距離をＬ３とすると、Ｆ！＝Ｗ
、、−１−Ｗｘ。 Ｆ　＝Ｗｙｌ＋Ｗｙ２ であり、それ故、掘削力Ｆは、 によつ請求められる。またこの掘削力Ｆの方向すなわち
角度θ３は、 Ｋよってめられる。また距離Ｌ３は、ビンｌｌｌの回り
のモーメントのつり合いより、 によってめられる。すなわち、ビン１１０゜１１１によ
って検出されたＷｘ、、Ｗ、エ　、Ｗ８゜、Ｗ、、に基
づいて別に設けられる演算装置等によって上述の演算を
おこなうことにより、パ〃ットエ０９に作用する掘削力
Ｆの大きさ、方向９作用線の位置をめることができる。 なお、第１５図に示すホイールリーダにあってはキング
ピン１１２も例えば前述した第３の実施例によって構成
することができる。 このようなビン１１０，１１１，１１２を備え０たホイ
ールローダにあっては、掘削力Ｆの大きさと方向を機械
部品であるビン１１０，１１１゜１１２そのものによっ
てめることができることから、定負荷掘削、省エネルギ
掘削、有感制御運転の容易化、高作業量性等の望ましい
制御を実現させることができる。 第１７図は本発明の荷重検出装置が備えられる機械の別
の例として挙げたブルドーザを示す側面図である。 このブルドーザにあっては、ブレード１１３を支持する
２本のビン１１４，１１５、シーフレームの根本に配置
されるビン１１６、ブレード用のシリンダを支えるトラ
ニオンのピンｘ、７ヲ、例えば前述した第３の実施例に
よって構成しである。 このように構成したビン１１４，１１５．ｉ１６゜１１
７を備えたブルドーザも、前述した第１５図に示すホイ
ールローダにおけると同様の望ましい制御を実現させる
ことができる。 第１８図は本発明の荷重検出装置が備えられる機械のさ
らに別の例として挙げたダンプトラックを示す側面図で
ある。 このダンプトラックにあっては、ベッセル用のビン１１
８，１１９とサスペンション用のビン１２０．１２１を
、例えば前述した第３の実施例によって構成しである。 このようなピン１１８゜１１９．　１２０．　１２１を
備えたダンプトランクにあっては、これらのピン１１８
，１１９，１２０゜１２１すなわち荷重検出装置を介し
て当該ピン１１８．１１９，１２０，１２１にかかる力
を検出することができ、これによって積荷量の算出、積
荷量および走行速度に応じた懸架剛性の調節、不整地走
行における衝撃力制限の走行等の種々の望ましい制御を
実現させることができる。 本発明の荷重検出装置は以上述べたように、力の伝達部
材間に配置される柱状体の内部に、該柱状体に与えられ
る荷重に感応して変形し、ひずみを拡大する変形感応部
を有する挿入部材、および柱状体のせん断変形によるひ
ずみ成分のみを取出す信号変換手段を設け、しかも挿入
部材を伝達部材間の力の伝達経路ととに配置し、変形感
応部の０対称軸を柱状体の曲げ変形に対する中立軸にほ
ぼ一致させたことから、柱状体に与えられる荷重が柱状
体の外径寸法の如何にかかわらず当該柱状体のせん断変
形によるひずみ成分として変形感応部および信号変換手
段を介して高感度に取出され、それ故、従来に比べて柱
状体が受ける荷重を高精度に検出することができる。 また従来のように柱状体の外周面に四部等を形成する必
要がなく、あるいは柱状体に設けられた穴の壁面にひず
みゲージ等を貼付することがな０ので、この柱状体の外
径寸法に制約を受けることがなく、したがって柱状体を
十分な強度および剛性を有し、大きな荷重に耐えられる
ものとすることができ、当該柱状体を連結用のピンなど
の機械部品としてそのまま適用させることのできる効果
がある。さらに、信号変換手段を柱状体の曲げ変形に対
する中立軸に形成した穴内に、かつ挿入部材の結合部に
よって閉塞される状態に配置したので、柱状体の外部の
異物の信号変換手段への接触を防止することができ、し
たがってこの荷重検出装置が配置される場所九対する制
約が最小に抑制され、優れた耐久性を有する効果がある
。 図面の簡単な説明 第１図は本発明の荷重検出装置の第１の実施例を示す断
面部分を含む側面図、第２図はこの第１の実施例に備え
られる挿入部材を示す斜視図、第３図は第１図に示す荷
重検出装置において生じる変形の態様を例示する説明図
、第４図はこの第１の実施例に備えられるひずみゲージ
の結線図、第５図は第１図に示す荷重検出装置に接続さ
れる装置の一例を示すブロック図、第６図（ａ）、　（
ｂ）は第１図に示す荷重検出装置において生じる変形の
基本形態を例示する説明図で、同第６図（ａ）は剪断力
による変形を示す説明図、第６図（ｂｌは曲げモーメン
トによる変形を示す説明図、第７図ｔａ＋は本発明の第
２の実施例を示す断面部分を含む側面図、第７図（ｂｌ
は第７図（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、第８図は第
７図（ａｌに示す荷重検出装置に作用する力を例示する
説明図、第９図は第２の実施例に備えられる挿入部材の
別の例を示す斜視図、第ｉｏ図は本発明の第３の実施例
を示す断面部分を含む側面図、第１１図はこの第３の実
施例に備えられる挿入部材を示す側面図、第１２図は第
１１図のＢ−Ｂ断面図、第１３図は第１θ図に示す荷重
検出装置において生じる変形の態様を例示する説明図、
第１４図（ａ）〜（ｅ）は第３の実施例に備えられる変
形感応部を構成する薄肉部の別の例を示す説明図、第１
５図は本発明の荷重検出装置が備えられる機械の一例と
して挙げたホイールローダを示す側面図、第１６図は第
１５図に示すホイールローダのパケットに作用する力を
示す説明図、第１７図は本発明の荷重検出装置が備えら
れる機械の別の例として挙げたブルドーザを示す側面図
、第１８図は本発明の荷重検出装置が備えられろ機械の
さらに別の例として挙げたダンプトラックを示す側面図
である。 ３・・・・・・荷重検出装置、４・・・・・・柱状体、
５．　６゜５７．５７ａ、５８．８２・・・・・・穴、
７．　８．　３３゜３４．４５，５５．５６・・・・・
・挿入部材、９，１０゜１２．１３，３５，３６，３８
，３９，４６゜４７．５９，６０，７２．７３・・・・
・・結合部、１１゜１４．３７，４０，５１，６６．７
９・・・・・・変形感応部、１５，１６．１７，１８，
１９，２０゜２１．２２．　几１ｅ　Ｒ，、Ｒ３，Ｒ４
，Ｒ，。 几、、Ｒ，、ＲＩ！・・・・・・ひずみゲージ（信号変
換手段）、２３．２４．４１．４２．８０．８１・・・
・・・リ　−　ド線、２５．　２６．　４３．　４４．
　５１ａ。 ７０．７１，７９ａ・・・・・・通路、４８．４９・・
・・・・薄板部、９ａ、１０ａｅ　４６ａ、４７ａ、５
０１６１．６２．６５．．７４，７５，７８・・・・・
・固定部、５２・・・・・・胴部、５３．５４・・・・
・・カバー、６３゜６４．７６．７７．８６，８７，８
８，８９゜９０．９６・・・・・・薄肉部、８３・・・
・・・コネクタ、８４゜８５・・・・・・ボルト、１１
０．　１１１．　１１４．　１１５．１１６，１１７，
１１８，１１９，１２０゜１２１・・・・・・ピン（荷
重検出装置）、キングピン（荷重検出装置）。 第１図 ３ 第２図 第３図 睡 第４図 第５図 第６図 ９ｔ／３ノ　′ 第７図 （ａ） ９７０− 第７図 （ｂ） 第８図 第１／図 第１２図 第１３図 第１４図 ｔσノ　（ｂ） （ｃ）　（ｄ）　（ｅ） 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、荷重を受ける柱状体と、この柱状体の軸心部付近に
   形成した穴と、この穴に挿入され、両端に上記柱状体と
   結合する結合部を有し、中央に上記柱状体に与えられる
   荷重に感応して変形する変形感応部を有する挿入部材と
   、この挿入部材の変形感応部の変形量を信号に変換する
   信号変換手段とを備えたことを特徴とする荷重検出装置
   。 ２、変形感応部は、曲げ変形に対する中立軸に沿って配
   置しであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の荷重検出装置。 ３、変形感応部が、互いに対向し、柱状体の軸心方向に
   沿って配置される一対の薄肉部を有するとともに、該薄
   肉部に信号変換手段を配置したことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の荷重検出装置。 ４、変形感応部が、互いに対向し、柱状体の・軸心方向
   に沿って配置される一対の薄肉部と、互いに対向し、上
   記薄肉部と直交するように柱状体の軸心方向に沿って配
   置される別の一対の薄肉部とを有するとともに、上記薄
   肉部の双方に信号変換手段を配置したことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の荷重検出装置。 ５、信号変換手段がひずみゲージであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の荷重検出装置。 ６、結合部はひずみゲージに接続されるリード線が挿通
   可能な通路を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載の荷重検出装置。 ７、　柱状体はひずみゲージに接続されるリード線が接
   続されるコネクタを支持する支持部材を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載の荷重検出装置。 ８、変形感応部が、結合部のそれぞれに連設さね５る固
   定部と、これらの固定部の間に互いに対向するように配
   置され、かつ柱状体の軸心方向に直交するように配置さ
   れる一対の薄肉部とを有するとともに、上記薄肉部に信
   号変換手段を配置したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の荷重検出装置。 ９、変形感応部が、結合部のそれぞれに連設される固定
   部と、これらの固定部の間に配置され、該固定部の径寸
   法よりも小さい径寸法を有する円柱状部とを有するとと
   もに、上記円柱状部の外周面に信号変換手段を配置した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷重検出
   装置。