JPS6228630A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、種々の物体に加わる荷重を検出する荷重検出
装置に関する。

〔発明の背景〕

ある物体又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
不可欠のことである。このような荷重を検出する荷重検
出装置として、平行たわみ梁構造又は放射たわみ梁構造
、あるいはその両者から成る優れ次荷重検出装置が、４
Ｉ開昭６０−６２４９７号公報により提案されている。

以下、これらの荷重検出装置を構成する平行たわみ梁構
造および放射たわみ梁構造を図により説明する。

第１３図（ａ）、（ｂ）は平行たわみ梁構造の側面図で
ある。各図で、１は支持部、２は支持部１に固定されｆ
ｃ剛体部、３は剛体部２と対向する岡１１体部である。

４．４′は剛体部２と剛体部３とを連結する平板状のた
わみ梁、５はたわみ梁４．４′と剛体部２．３との連結
部付近に設けられたストレインゲージである。６は剛体
部２，３、たわみ梁４．４′を１つの剛体ブロックから
構成する場合に形成される貫通孔である。剛体部２．３
、たわみ梁４．４′により平行たわみ梁構造７が構成さ
れる。

この平行たわみ梁構造７に、第１３図（ｂ）の矢印で示
す力Ｆが加わると、たわみ梁４．４′は図示のように変
形して変位δを生じる。そして、この変位δと比例関係
にあるたわみ梁４．４′内に生じる歪がストレインゲー
ジ５で検出され、これにより力Ｆが検出される。平行た
わみ梁構造７は上記力Ｆ以外の力やモーメントに対して
は剛性が高いので、力Ｆとともに他の力やモーメントが
作用しても、力Ｆのみを検出することができる。

第１４図（ａ）、（ｂ）は放射たわみ梁構造の側面図で
ある。図で、１は支持部、８は支持部１に固定された剛
体部、９は剛体部８と対向する剛体部である。１０．１
０’は剛体部８と剛体部９とを連結する平板状のたわみ
梁であり、点Ｏを中心に放射状に配置されている。１１
は剛体部８．９およびたわみ梁１０．１０’を１つの剛
体ブロックから構成する場合に形成される貫通孔を示す
。剛体部８．９とたわみ梁１０．１０’との連結部付近
にはストレインゲージ５が設けられる。剛体部８．９お
よびたわみ梁１０，１０’により放射たわみ梁構造１２
が構成される。

この放射たわみ梁構造１２に、第１４図（ｂ）の矢印で
示すモーメン）Ｍが作用すると、たわみ梁１０．１０’
は図示のように変形して回転変位を生じ、この回転変位
と比例関係にあるたわみ梁１０．１０′内に生じる歪が
ストレインゲージ５で検出され、これによりモーメント
Ｍが検出される。放射たわみ梁構造１２は上記モーメン
トＭ以外のモーメントや力に対しては剛性が高いので、
モーメントＭとともに他のモーメントや力が作用しても
、モーメン）Ｍのみを検出することができる。

第１５図（ａ）乃至（ｄ）は異なる貫通孔を有する平行
たわみ梁構造および放射たわみ梁構造の側面図である。

図で、第１３図（ａ）およびｗｃ１４図（ａ）に示す部
分に相当する部分には同一符号が付しである。第１３図
（ａ）および第１４図（ａ）に示す貫通孔がいずれも四
角形（長方形と台形）であるのに対して、第１５図（ａ
）に示す貫通孔１４は円形であり、又、第１５図（ｂ）
、（ｄ）に示す貫通孔は円形貫通孔１５．１８とこれら
円形貫通孔１５．１８を連結するスリット１６．１９よ
り成る。さらに、第１５図（Ｃ）に示す貫通孔は長孔で
ある。これらの貫通孔で得られるたわみ梁は、いずれも
その厚みが不均等であるが、平行たわみ梁構造および放
射たわみ梁構造としての機能は第１３図（ａ）および第
１４図（ａ）に示すものと同じである。

さて、以上、平行たわみ梁構造および放射たわみ梁構造
について述べたが、これらとは別に、より一層大きな荷
Ｘ金検出することができる平行たわみ梁構造および放射
たわみ梁構造が検討されている。これら検討中の構造の
うち平行たわみ梁構造を第１６図（ａ）、（ｂ）により
説明する。第１６図（ａ）、（ｂ）は平行たわみ梁構造
の側面図である。

図で、第１３図（ａ）に示す部分と同一部分には同一符
号が付しである。第１６図（ａ）に示す４ａ〜４１はそ
れぞれ互いに平行なたわみ梁、６ａ〜６ｈは各たわみ梁
４ａ〜４１を形成するためにあけられる長方形の貫通孔
である。又、第１６図（ｂ）に示す４に〜４ｐはたわみ
梁、６に〜６ｎは６九わみ梁４に〜４ｐを形成するため
にあけられる円形の貫通孔である。たわみ梁４に〜４ｐ
の厚みは不均等であるが、平行たわみ梁構造としての機
能は第１６図（ａ）に示すものも第１６図（ｂ）に示す
ものも同じである。

第１６図（ａ）、（ｂ）Ｋ示される平行たわみ梁構造は
第１３図（ａ）、（ｂ）に示される２つのたわみ梁をも
つものと異なり、３つ以上のたわみ梁を有する。又、図
示されていないが、放射たわみ梁構造も３つ以上のたわ
み梁構造で構成できることは明らかである。以下、この
ようなたわみ梁構造を多重たわみ梁構造と称する。

以上、平行たわみ梁構造および放射たわみ梁構造および
検討中の多重たわみ梁構造について述べた。そして、こ
れらの構造が、主として感２する荷１成分（前述の力Ｆ
、モモ−ン）Ｍ）以外の荷重成分に対しては剛性が高い
ことも述べた。しかし、これら平行たわみ梁構造および
放射たわみ梁梁構造は、主として感応する荷重成分以外
の荷重成分に対して、程度の大小はあってもある程度の
変形を生じるものであり、その中でも比較的変形し易い
荷重方向の変形をその荷重検出に利用することが考えら
れ、この考えに基づく荷重検出装置が検討されている。

すなわち、この検討中の荷重検出装置はたわみ梁上にお
いて、その変形モードのみを最もよく捕捉できる個所に
ストレインゲージを設け、これにより、１つの平行たわ
み梁構造又は放射たわみ梁構造で２つ以上の荷重成分を
検出しようとするものである。

さて、以上、単体としての平行たわみ梁構造および放射
たわみ梁構造について述べたが、これら単体を対称に配
置した対称型平行たわみ梁構造および対称型放射たわみ
梁構造を構成することもできるし、さらに、平行たわみ
梁構造のみを複数、放射たわみ梁構造のみを複数、ある
いは平行たわみ梁構造と放射たわみ梁構造とをそれぞれ
複数積層することにより任意の荷重成分を検出できる荷
重検出装置を得ることもできる。

ところで、以上述べた平行たわみ梁構造、放射たわみ梁
構造を用いた荷重検出装置においては、当然ながらより
大きな出力感度が要求される。そして、出力感度を上げ
るためＫは、定格荷重作用時の平行たわみ梁構造、放射
たわみ梁構造の応力をできるだけ大きくする必要がある
。ところが、このように志力を大きくした場合、もし一
定限度を超える過荷重、例えば定格荷重の何倍かの大き
な荷重が作用すると、たわみ梁における応力値が過大に
なり、その部分に塑性変形を生じるか又は破損してしま
う。そして、このような過大な荷重の作用は、実際に検
出対象荷重が過大となる以外に、荷重検出装置を取付け
た機械、装置の誤操作や、荷重検出装置自体を落す等の
取扱い上の誤り等によっても発生するものである。

〔発明の目的〕

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、過大な荷重が作用しても性能劣化や破損
を防止することができる荷重検出装置Ｍ、を提供するに
ある。

〔発明の概要〕

も一方で構成されている荷重検出装置において、たわみ
梁を形成する貫通孔の１つを、たわみ梁の両側の剛体部
のうちの一方側の剛体部の凸部とこの凸部に対向する他
方側の剛体部の凹部により形成し、前記荷重検出装置に
荷重が作用したとき前記凸部と凹部との間隙が変化する
部分で可変スリット部を構成し、当該間隙の最小幅を、
作用する荷重が定格値を超えたある値以上であるときに
０になるように設定したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図（ａ　）、（ｂ　）は本発明の第１の実施例に係
る荷重検出装置の平行たわみ梁構造の側面図である。図
で、第１３図（ａ）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。２１は剛体部３から突出形成
された凸部、ηは凸部２１と対向して剛体部２に形成さ
れた凹部である。２３　ａ、　Ｚ３ｂはたわみ梁４．４
′を作り出している穴部である。

２４ａ、２４ｂは凸部２工および凹部ηにより形成され
る可変スリット部であり、図で水平方向に延びていて、
一端がそれぞれ穴部Ｚ３ａ、Ｚ３ｂに連通している。Ｚ
４ｃは可変スリット部２４ａ、２４ｂの他端を連絡する
連絡スリット部である。本実施例では、破線で示すよう
な第１３図（ａ）の貫通孔６に相当する貫通孔は形成さ
れず、その代りに、穴部２３ａ、２３ｂ、凸部２１およ
び凹部４により形成される可質スリット部２４ａ、２４
ｂ、連絡スリット’ｆｆ［ｓ　２４　ｃにより貫通孔５
が形成される。

荷重が作用していない第１図（ａ）に示す状態において
、可変スリット部２４ａ％２４ｂのスリット＠ｅは、定
格荷重が作用したとき可変スリット部２４ａ％２４ｂに
生じる変位の所定倍に選定されている。

次に、本実施例の動作を第１図（ｂ）を診照しながら説
明する。今、この平行たわみ梁構造の剛体部３に図で垂
直方向に定格荷重以内の力Ｆが加えられ九とする。この
とき、平行たわみ梁構造は第１３図（ｂ）に示すような
変形を生じ、剛体部３と剛体部２との間には力Ｆに応じ
次変位を生じる。

このため、凸部２１と凹部ｎとの間にも上記変位と等し
い変位を生じ、可変スリット部２４ａのスリット幅は当
該変位だけ広くなり、逆に可変スリット部２４ｂのスリ
ット幅は当該変位だけ狭くなる。

次に、何等かの理由により定格荷重を遥かに超える大き
な荷重Ｆ′が第１図（ｂ）に示すよう忙前記の力Ｆと同
一方向に加えられたとする。この場合、平行たわみ梁構
造の変形も極めて大きくなり、これに応じて剛体部３と
剛体部２との間にも大きな変位を生じるはずである。し
かしながら、本実施例においては、可変スリット部２４
ａ、２４ｂのスリット幅εを前述のように選定している
ので、上記のような大きな荷重Ｆ′が加わっても、可変
スリット部２４ａ、２４ｂにおける変位が選定された値
に達すると、第１図（ｂ）に示すように、可変スリット
部２４ｂにおいて凸部２１と凹部ｎとが接触してスリッ
ト幅はＯとなり、剛体部３と剛体部２との間のそれ以上
の変位を阻止する。したがって、平行たわみ梁構造のそ
れ以上の変形も阻止され、結局、平行たわみ梁構造に大
きなカＦ′が加わっても、たわみ采４．４′に過大な応
力が生じることはなく、性能劣化や破損を招来すること
はない。第１図（ｂ）に示す方向と逆方向に大きな力が
作用し次場合は、可変スリット部２４ａにおいて同様の
状態が生じ、たわみ梁４．４′に過大な応力が生じるの
を防止する。

なお、可変スリット部２４ａ、２４ｂにおける各スリッ
ト幅ｅは必ずしも正確に等しくしなければならないとい
うことはなく、たわみ梁４．４′は上り己スリット幅に
応じた応力に対して許容し得る幅を有することから、両
スリット幅に僅かな差があっても格別の支障は生じない
。このことは、以下に述べる各実施例についても同じで
ある。

第２図（ａ）乃至（ｃ）は穴部および可変スリット部の
変形例を示す平行たわみ梁構造の側面図である。各図で
第１図（ａ）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。第２図（ａ）に示す変形例は第１図
（ａ）に示す四角形の穴部２３ａ％２３ｂに代えて円形
の穴部２’ｌａ、２７ｂを形成したものであり、他の構
成は同じである。

又、第２図（ｂ）に示す変形例は、第１図（ａ）に示す
穴部２３ａ％２３ｂに代えて第２図（ａ）に示す変形例
と同じく円形の穴部２７ａ、２７ｂを形成するとともに
、平行な可変スリット部２４ａ％２４ｂに代えて傾斜し
た可変スリット部３０ａ、３０ｂを形成したものであろ
＝このような可変スリット部３０ａ。

３０ｂを形成するため、凸部路および凹部間はＶ字形状
とされる。さらに、第２図（Ｃ）に示す変形例は、穴部
としてさきの各変形例のものと同じ円形の穴部’２’ｌ
ａ、２７ｂを形成するとともに、可変スリット部３１ａ
、３１ｂ、連絡スリット部３１　Ｃを全体として曲線形
状に形成したものである。したがって、凸部３２および
凹部おも曲線形状（はぼＵ字状）とされる。

このように、本実施例では、平行たわみ未構造の貫通孔
を剛体部に形成した凸部および凹部により構成し、これ
ら凸部および凹部間に可変スリット部を形成し、そのス
リット幅を所定の幅としたので、定格荷重を遥かに超え
る大きな荷重が加わってもたわみ梁に過大な応力を生じ
ることはなく、荷重検出装置の性能劣化や破損を防止す
ることができる。

第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例に係る放
射たわみ梁構造の側面図である。図で、第１４図（ａ）
Ｋ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。友は剛体部８から突出形成された凸部、３６は凸
部間と対向して剛体ｓ９に形成された凹部である。３７
ａ、３７ｂはたわみ梁１０．１０’を作り出している穴
部である。３８ａ、３８ｂは凸部あおよび凹部あにより
形成される可変スリット部であり、一端がそれぞれ穴部
３７ａ、３７ｂに連通し工いる。３８Ｃは可変スリット
部３８ａ１３８ｂの他端を連絡する連絡スリット部であ
る。本実施例では、破線で示すような第１４図（ａ）の
貫通孔１１に相当する貫通孔は形成されず、その代りに
。

穴部３７　ａ％３７ｂ１凸部あおよび凹部間により形成
される可変スリットｇ３ｓａ、　３８ｂ、連絡スリット
部３８Ｇにより貫通孔３９が形成される。可変スリット
部３８ａ、３８ｂのスリット幅Ｃは、さきの実施例と同
じく、定格荷Ｉが作用したとき可変スリット部３８ａ％
３８ｂに生じる変位の所定倍に選定されている。

次に、本実施例の動作を第３図（ｂ）を参照しながら説
明する。今、この放射たわみ梁構造の剛体部９に、紙面
に垂直な軸のまわりに時計方向に定格以内のモーメント
Ｍが加えられると、第１４図（ｂ）に示すような変形を
生じ、剛体部８．９間にはモーメントＭに応じた変位を
生じる。このため、可変スリット部３８ａのスリット幅
は広くなり、可変スリット部３８ｂのスリット幅は狭く
なる。次に、定格を遥かに超える大きなモーメントＭ′
が、第３図（ｂ）に示すように、同じく時計方向に加え
られると、可変スリット部３８　ｂにおいては、凸部３
５と凹部間とが接触してスリット幅は０となり、剛体部
２．３間のそれ以上の変位を阻止し、したがって、たわ
み梁１０．１０’に過大な応力が生じることはない。反
時計方向に大きなモーメントＭ′が加えられ几場合は、
可変スリット部３８ａにおいてスリット幅がＯとなり、
同様にたわみ梁１０．１０’に過大な応力生じることは
ない。

なお、本実施例においても、さきの実施例と同様、可変
スリット部の形状を種々変形することができる。

このように、本実施例では、放射たわみ梁構造の貫通孔
を剛体部に形成した凸部および凹部により構成し、これ
ら凸部および凹部間に可変スリッ効果を奏する。

第４図は本発明の第３の実施例に係る多重たわみ梁構造
の側面図である。図で、第１６図（ｂ）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。４１は剛
体部３から突出形成された凸部、４２は凸部４１と対向
して剛体部２に形成された凹部である。４３ａ、４３ｂ
はたわみ梁４ｕＨ，４ｕｂを作り出している穴部である
。４４ａ、４４ｂは凸部４１および凹部４２により形成
された可変スリット部であり、一端がそれぞれ穴部４３
ａ、４３ｂに連通している。４４　Ｃは可変スリット部
４４ａ、４４ｂの他端を連絡する連絡スリット部である
。本実施例では、穴部４３ａ、４３ｂ、凸部４１および
凹部４２により形成される可変スリット部４４ａ、４４
ｂ、連絡スリット部４４Ｃにより貫通孔４５が形成され
る。可変スリットｓ４４　ａ　、　４４　ｂのスリット
幅εは、さきの各実施例と同じく、定格荷重が作用した
とき可変スリット部４４ａ、４４ｂに生じる変位の所定
倍に選定されている。

不実施例の動作は、さきに述べｔ第１の実施例の動作に
準じるので、その説明は省略する。

なお、本実施例においても、可変スリット部の形状とし
ては種々の形状を採用し得る。又、放射たわみ梁による
多重たわみ梁構造においても図示の構造に準じて可変ス
リット部を構成することができるのは明らかである。

このように、本実施例では、多重たわみ未構造の複数の
貫通孔のうちの１つを、剛体部に形成した凸部および凹
部により構成し、これら凸部および凹部間に可変スリッ
ト部を形成し、スリット幅を所定の幅としたので、さき
の各実施例と同じ効果を秦する。

ｗｃＳ図は本発明の第４の実施例に係る平行たわみ梁構
造の側面図である。図で、第１図に示す部分と同一部分
には同一符号が付しである。本実施例が第１の実施例と
異なるのは、各剛体部２．３にそれぞれ凸部、凹部が形
成され、このため、可変スリット部が３つ形成される点
であり、その他の構成は同じである。図の４７８，４７
ｂは穴部、４８ａは剛体部３に形成された凸部、４８ｂ
は剛体部３に形成された凹部、４９　ａは凸部４８　ａ
と対向して剛体部２に形成された凹部、４９　ｂは凹ｆ
ａ４８ｂと対向して剛体部２に形成された凸部である。

５０ａ、５０ｂ、５０ｃは可変スリット部、５０ｄ、５
０ｅは各可変スリット部５０８％５０ｂ、５０ｃを連絡
する連絡スリット部である。

本実施例の動作は第１の実施例の動作に準じるので、そ
の説明は省略する。ただし、本実施例において、図で垂
直下方の力が岡ｕ体部３に作用する場合には可変スリン
）　＠　５０　ｃが機能し、垂直上方の力に対しては可
変スリット部５０ａ％５０ｂの両方が機能する。可変ス
リット部５０ａ、５０ｂについては、そのスリット幅を
等しくする必要はなく、小さい方のスリット幅が、定格
荷重が作用したときその可変スリット部に生じる変位の
所定倍にされておればよい。

第６図は第５図に示す実施例の変形例を示す平行たわみ
梁構造の側面図である。図で、第５図に示す部分と同一
部分には同一符号が付されている。

４８ａ’、４８ａ“は剛体部３に形成された凸部、４８
ｂ′は剛体部３に形成され几凹部、４９ａ′、４９ａ“
は凸部４８ａ′、４８ａ“に対向して剛体部２に形成さ
れた凹部である。５０ａ％５０ｂ％５０ｃ’、５０ｃ“
は可変スリット部、５０ｄ′、５０ｅ“、５０ｆは連絡
スリットである。

この変形例の場合、図で垂直下方の力が剛体部３に作用
する場合には可変スリット部５０ｂ％５０ｃ’が機能し
、又、垂直上方の力に対しては可変スリット部５０ａ、
５０ｃ”が機能する。そして、可変スリット部５０ｂ、
５０Ｃ’のスリット幅のうちの小さい方、および可変ス
リット部５０ａ１５０ｃ“のスリット幅のうちの小さい
方のスリット幅が、定格荷重が作用したときその可変ス
リット部に生じる変位の所定倍に選定されている。この
変形例の動作も第１の実施例の動作に準じる。

なお、不実施例のように、可変スリット部を３つ以上形
成することは、放射たわみ未構造、多重たわみ梁構造に
も適用可能である。

このように、本実施例の動作は第１の実施例の動作に準
じ、又、その効果も第１の実施例の効果と同じである。

第７図（ａ）は本発明の第５の実施例に係る平行たわみ
梁構造の側面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）の線■ｂ
−％１ｌｌｂに沿う断面図である。図で、第１図（ａ）
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。５３ａ、５３ｂは穴部、巽は割体部３に形成され
た凸部、弱は凸部８に対向し剛体部２に形成された凹部
である。５４ａ、５４ｂはそれぞれ凸部８０所定位置に
形成された半円形状の凹溝、５５ａ、５５ｂはそれぞれ
凹溝５４　ａ　、　５４　ｂに対向し凹部団に形成され
た半円形状の凹溝である。凹溝５４　ａ　、　５５　ａ
により断面円形の貫通孔が、又、凹溝５４ｂ、５５ｂに
より断面円形の他の頁通孔が形成される。これら断面円
形の貫通孔はリーマなどで同時加工することが望ましい
。５６ａ、５６　ｂは可変スリット部、５６ｃは可変ス
リット部５６ａ。

５６　ｂを連絡する連絡スリット部である。前記２つの
貫通孔はそれぞれ可変スリット部５６ａ、５６ｂの中途
に形成される。

５７　ａ、５７　ｂは前記２つの貫通孔に挿入されたピ
ン状部材、露はピン状部材５７　ａ、５７　ｂの一端に
形成され前記貫通孔の径より大径のつば部、５９はピン
状部材５７　ａ、５７　ｂの他端に形成された止め輪周
の溝、６１は溝５９にはめ込む止め輪である。ピン状部
材５７　ａ、５７　ｂの径は、それらが挿入される貫通
孔の径より小さく、したがって、ピン状部材５７　ａ、
５７　ｂの表面と凹溝５４　ａ　、　５４　ｂ、５５ａ
、５５ｂとの間には、可変スリット部５６ａ、５６ｂと
連通する間隙５６ａ′、５６　ａ”、５６ｂ′、５６ｂ
“が形成される。

ここで、ピン状部材５７　ａ、５７　ｂの中心を通る垂
直方向における間隙５６ａ′、５６ａ“、５６ｂ′、５
６ｂ″の寸法をそれぞれ、第７図（ｂ）に示すように、
ε１゜”ｔｈε３：’４とする。そして、定格荷重が作
用したときに生じる変位の所定倍の変位を、さきの各実
施例と同じく６とすると、前記各間隙の寸法は次のよう
に選定される。

ｇ、　＋　ｇ、　＝６ ｔ、　−）−ａ４＝　ｇ 即ち、ピン状部材５７ａ、５７ｂは、その直径が、貫通
孔の直径から上記値Ｃを減じた値となるように形成され
る。

次に、本実施例の動作を説明する。この平行たわみ梁構
造のＦｌｊＪ体部３に図で垂直方向の力Ｆが加えられる
と、たわみ梁４．４′は変形し、凸部図は凹部団に対し
て変位する。これにより、間［５６ｂ’の間隙の寸法は
小さくなる。剛体部３に加えられる力が定格値を遥かに
超える値である場合、凸部ヌの変位により間隙５６ｂ′
の間隙の寸法は０となり、凹溝５４ｂとピン状部材５７
　ｂとが接触する。しかし、ピン状部材５７　ｂは止め
輪６１で単に止められているだけであるので、上記の接
触状態からさらに押下げられ、遂には間隙５６ｂ“の間
隙の寸法もＯとなり、ピン状部材５７　ｂと凹溝５５ｂ
とは接触する。このため、たわみ梁４．４′のそれ以上
の変形は防止される。逆方向の力が加えられ几場合には
、ピン状部材５７ａ′、間ｖＩｉ５６ａ“、５６ａにお
いて同様の動作が生じる。

なお、上記貫通孔およびピン状部材は必ずしも断面円形
である必要はなく、断面四角形や菱形等適宜の断面形状
とすることができる。又、ピン状部材の脱落防止のため
の手段は、上記実施例に示したものの他、櫨々の手段が
ある。

このように、本実施例では、平行たわみ梁構造の貫通孔
を剛体部に形成した凸部および凹部により構成し、これ
ら凸部および凹部間に可変スリット部を形成し、この可
変スリット部の中途に貫通孔を形成してこれにピン状部
材を挿入し、これら貫通孔とピン状部材との間隙の寸法
を所定の幅とし九ので、さきの実施例と同じ効果を奏す
るばかりでなく、次のような効果をも奏する。即ち、さ
きの各実施例において、可変スリット部のスリット幅を
非常に小さくしなければならない場合、当該可変スリッ
ト部の加工は極めて困難になる。ところが、本実施例で
は、貫通孔にピン状部材を挿通し、両者間め間隙を所定
の寸法とし、この部分の構成により目的を達成するもの
であるから、可変スリット部のスリット幅は加工可能の
幅で加工することができる。そして、上記貫通孔とピン
状部材の間隙の寸法さえ正確に管理すれば目的を達成し
得るのである。このような間隙の寸法の管理は、予め精
度良（加工しておいた貫通孔の寸法を測定し、一方、ピ
ン状部材としていくつかの寸法段階で正確に加工し友も
のを用意しておき、その中から最適の間隙の寸法が得ら
れるものを選び出す方法、又は、予め許容し得る最大荷
重を平行たわみ梁構造に作用させ、そのとき直径寸法が
減少した方の貫通孔に対して丁度間隙の寸法がＯになる
ピン状部材を選んで挿入する方法等により達成し得る。

第８因は本発明の第６の実施例に係る平行たわみ梁構造
の側面図である。図で、第７図（ａ）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。６３ａ、６
３ｂは第７図（ａ）に示す穴部５３ａ、５３ｂに相当す
る穴部である。穴部６３ａ、６３ｂはスリット状に形成
される。６４ａ、６４ｂは穴部６３ａ、６３ｂと可変ス
リット部５６ａ、５６ｂとを連絡する連絡スリットであ
る。他の構成は第７図（ａ）に示す構成と同じであり、
かつ、その動作も第７図（ａ）に示すものの動作と同じ
である。

本実施例は、第５の実施例と同じ効果を奏するとともに
、穴部６３ａ、６３ｂをスリット状としたため、貫通孔
およびピン状部材を両たわみ梁間の領域内に、又はこれ
に接近して配置することができ、図の左右方向の寸法を
減少せしめることができ、ひいては荷重検出装置をより
小皿に構成することができる効果をも奏する。

第９図は本発明の第７の実施例に係る放射たわみ梁構造
の側面図である。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。６６ａ％６６ｂは
第３図に示す穴部３７ａ、３７ｂに相当する円形の穴部
である。６７ａ、６７ｂは第７図（ａ）および第８図に
示すものと同じ貫通孔、絽ａ％６８ｂは同じくピン状部
材である。

本実施例における貫通孔およびビン状部材の動作は第７
図（ａ）に示す実施例のものと同じであるので、その動
作の説明は省略する。又、本実施例の効果も笛７図（ａ
）に示す実施例の効果と同じである。

なお、上記第５、第６、第７の実施例の説明から、貫通
孔およびビン状部材の構成を多重たわみ梁構造にも適用
できるのは明らかである。

第１０図（ａ）は本発明の第８の実施例に係る平行たわ
み梁構造の側面図、第１０図（ｂ）は第１０図（ａ）の
線Ｘｂ−Ｘｂに沿う断面図である。図で、第１図（ａ）
Ｋ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。７０ａ１７０ｂは穴部２３ａ１２３ｂに相当する
円形の穴部、７１ａ、７１ｂは可変スリット部、７１　
ｃは連絡スリット部である。７２ａ１７２　ｂは可変ス
リット部７１ａ、７１ｂに挿入された箔状部材である。

７３ａ、７３ｂは箔状部材７２ａ、７２ｂを可変スリッ
ト部７１ａ１７１ｂＫ挿入した後折曲げられる折曲げ部
であり、この両端の折曲げ部７３ａ１７３　ｂにより、
箔状部材７２ａ、７２ｂの可変スリット部７１ａ、７１
ｂからの脱落が防止される。可変スリット部７１ａ、７
１ｂにおいて、第１〜第４の実施例で説明した所要のス
リン）＠＃は、箔状部材７２ａ１７２　ｂの厚みにより
決定される。即ち、さきの第１〜第４の実施例と同じく
、当該所要のスリット幅Ｃを、定格荷重が作用したとき
可変スリット部に生じる変位の所定倍の幅６とすると、
この幅εは可変スリット部７１ａ、７１ｂのスリット幅
を上記所要のスリット幅εより大きく形成した後、適宜
厚みの箔状部材７２ａ、７２ｂを挿入することにより得
られる。本実施例の動作は第１図（ａ）に示す実施例の
動作と同じであるので、その説明は省略する。

このように、本実施例では、平行たわみ梁構造の貫通孔
を剛体部に形成した凸部および凹部により構成し、これ
ら凸部および凹部間に可変スリット部を形成し、この可
変スリット部に箔状部材を挿入して箔状部材と凸部又は
凹部間に形成されるスリット幅を所定の幅に調整するよ
うにしたので、第１の実施例と同じ効果を奏するばかり
でなく、所要のスリット幅を非常に小さくしなければな
らない場合でも、箔状部材によりそのスリット幅を調整
することができるので、可変スリット部のスリット幅を
大きくすることができ、その加工は極めて容易となる。

なお、その調整の方法は、第５の実施例の説明で述べた
と同様の方法を適用することができる。

なお、上記実施例のように、箔状部材を用いて所要のス
リット幅を調整する手段は、放射たわみ梁構造および多
重たわみ梁構造に適用できるのは当然である。

第１１図は本発明の第９の実施例に係る平行たわみ梁構
造の側面図である。図で、第１０図（ａ）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。７５ａ
１７５ｂは剛体部２において、その表面から可変スリッ
ト部７１ａ、７１ｂにほぼ垂直に貫通形成され九ねじ穴
、７６ａ１７６ｂはねじ穴７５ａ５７５　ｂに螺入され
たねじ、７７ａ、７７ｂはねじ７６ａ１７６　ｂの先端
面である。可変スリット部７１ａ、７１ｂにおいて、第
１〜第４の実施例および第８の実施例で述べた所要のス
リット幅εに相当する幅はねじ７６ａ、７６ｂにより調
整される。即ち、定格荷重が作用したとき可変スリット
部７１ａ、７１ｂに生じる変位の所定倍の幅ｄを得よう
とする場合、予め可変スリット部７１ａ、７１ｂのスリ
ット幅を大きく形成し、ねじ７６ａ、７６ｂをねじ込む
ことにより、その端面７７ａ、７７ｂと凸部２１の側面
との間で幅εを得る。本実施例の動作は第１の実施例と
同じであるので、その説明は省略する。

なお、上記ねじに代えて調整可能な可動部材を用いるこ
ともできる。

このようＫ、本実施例では、平行たわみ梁構造の貫通孔
を剛体部に形成した凸部および凹部により構成し、これ
ら凸部および凹部間に可変スリット部を形成し、可動部
材により、可動部材先端と凸部又は凹部との間の幅を所
定の幅に調整するようにしたので、さきの第８の実施例
と同じ効果を奏し、しかも、そのｙ４整は極めて容易で
ある。

なお、上記実施例のように、可動部材を用いてスリット
幅を調整する手段は、放射たわみ梁構造および多重たわ
み梁構造に適用できるのは当然である。

第１２図（ａ）は本発明の第１０の実施例に係る平行た
わみ梁構造の側面図、８ｇ１２図（ｂ）は第１２図（ａ
）の線Ｍｂ−■ｂに沿う断面図である。図で、第１０図
（ａ）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。（資）は凸部２１の中央に形成されたスリ
ットであり、このスリット関により凸部２１は凸部２１
　ａと凸５２１ｂとに分割される。８１はスリット（資
）の中間に形成された貫通孔、８２はこの′ＪＬ通孔８
１に挿入される棒状部材である。

第１２図（ｂ）に貫通孔８１および棒状部材８２の形状
、構造が示されている。８１ａ、８１ｂは貫通孔８１の
端部に形成されたテーパ一部である。８３は棒状部材８
２の一方端部に形成されたテーパー状端部であり、貫通
孔８１のテーパ一部８１　ａと嵌合する。＆１は棒状部
材８２の他方端部に設けられたねじ部、８５はねじ部８
４から棒状部材８２に挿入されたテーパー状部材である
。テーパー状部材８５はテーパ一部８１ｂと嵌合する。

８６はねじ部８５に螺入されるナツトである。このよう
な貫通孔８１、棒状部材８２等により可撓機構が構成さ
れる。

次に１本実施例の動作を説明する。なお、可変スリット
部７１ａ、７１ｂのスリット幅はさきに述べた所要のス
リット幅εより大きく形成されている。

今、第１２図（ｂ）に示すナツト８６をねじ部混にねじ
込んでゆくと、棒状部材８２のテーパー状端部羽とテー
パー状部材間とは各テーパ一部８１ａ、８１ｂに抗して
内方へ移行する。このため、凸部２１ａ１２１　ｂはそ
れぞれ上下に僅か変形し、可変スリット部７１ａ、７１
ｂのスリット幅はその分縮められる。

即ち、ナツト８６を調整することにより、可変スリット
部７１ａ、７１ｂのスリット幅を前述の値６に調整する
ことができる。

なお、上記実施例の説明では、スリット（資）および可
撓機構を凸部に設ける例について説明したが、可変スリ
ット部に面する凹部に設けることもでき。

又、凸部と凹部の両方に設けることもできる。

このように、本実施例では、平行たわみ梁構造の貫通孔
を剛体部に形成した凸部および凹部により構成し、これ
ら凸部および凹部間に可変スリット部を形成し、凸部お
よび凹部のいずれか一方又は両方をスリットにより分割
し、そのスリットに可撓機構を設け、この可′＠機構に
より可変スリット部のスリット幅を所定の幅に調整する
ようにしたので、さきの第９の実施例と同じ効果を奏す
る。

なお、上記実施例のように、可撓機構を用いてスリット
幅を調整する手段は、放射たわみ梁構造および多重たわ
み梁構造に適用できるのは当然である。

さて、以上述べた各実施例においては、たわみ梁に最も
大きな変形を生せしめる方向に関する力又はモーメント
が作用し九場合の荷重検出装置のる力又はモーメントを
も検出するものである。そして、このよりな力又はモー
メントに対して、上記各実施例における可変スリット部
は、必ずしもそのスリット幅が広くなったり狭くなった
りするだけではなく、例えば、平行たわみ梁構造が捩ら
れる場合には、可変スリット部は、その一方端が狭くな
り、他方端が広くなる変形を生じる。このような変形モ
ードに対しても、本発明を適用し得るのは上記の各実施
例の説明から容易に理解できるものと考える。ただし、
方向の異なる荷重成分に対して、１つの可変スリット部
を共用することＫなるので、それら各荷重成分に対して
設定される許容荷重と定格荷重の比率は必ずしも一致し
ない場合があり、この場合、いずれかの荷重成分に対し
て荷重検出装置の保護を達成することができないように
みえる。しかしながら、許容荷重というものはそれ程厳
密に設定されるべきものではなく、可成り大きな余裕幅
を有するものであるから、方向の異なる荷重成分に対し
ても、それらの間の許容荷重の調整は充分に行なうこと
ができ、実用上はとんど問題となることはない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、平行たわみ梁構造又は
放射たわみ梁構造（それぞれ多重たわみ梁構造を含む）
の貫通孔の１つを凸部および凹部により構成し、これら
凸部および凹部間に可変スリット部を形成し、そのスリ
ット幅を所定の幅としたので、定格荷重を遥かに超える
大きな荷重が加わっても、たわみ梁に過大な応力を生じ
ることはなく、荷重検出装置の性能劣化や破損を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の笛１の実施例に係る平
行たわみ梁構造の側面図、第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ
）は第１の実施例の変形例を示す平行たわみ梁構造の側
面図、第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施例に
係る放射たわみ梁構造の側面図、第４図は本発明の第３
の実施例に係る多重たわみ梁構造の側面図、第５図は本
発明の第４の実施例に係る平行たわみ梁構造の側面図、
第６図は第４の実施例の変形例を示す平行たわみ梁構造
の側面図、第７図（ａ）、（ｂ）は本発明の第５の実施
例に係る平行たわみ梁構造の側面図および断面図、塘８
図は本発明の第６の実施例に係る平行たわみ梁構造の側
面図、第９図は本発明の第７の実施例に係る放射たわみ
梁構造の側面図、第１０図（ａ）、（ｂ）は本発明の第
８の実施例に係る平行たわみ梁構造の側面図および断面
図、第１１図は本発明の第９の実施例に係る平行たわみ
梁構造の側面図、第１２図（ａ）、（ｂ）は本発明のＩ
ＥＩＯの実施例に係る平行たわみ梁構造の側面図および
断面図。 第１３図（ａ）、（ｂ）は平行たわみ梁構造の基本構造
を示す側面図、第１４図（ａ）、（ｂ）は放射たわみ梁
構造の基本構造を示す側面図、第１５図（ａ）、（ｂ）
、（ｃ）、（ｄ）は平行たわみ梁構造および放射たわみ
梁構造の変形例の側面図、第１６図（ａ）、（ｂ）は多
重たわみ梁構造の基本構造を示す側面図である。 ２．３・・・・・・剛体部、４，４’、４ｐ〜４　ｔ、
４ｕａ。 ４　ｕ　ｂ、　１０．１０’　・・−たわみ梁、２１　
、２１　ａ　、　２１　ｂ　。 郡、　３２．３５．４１．４８　ａ　、　４８　ａ’、
　４８ａ“、４９ａ・・曲凸部、２２　、　”２９＊　
３３　＋　３６１４２　＊　４８　ｂ　、　４９　ａ’
　＋　４９　ａ”　＊４９　ｂ　、　４９　ｂ’曲−凹
部、５７　ａ　、　５７　ｂ　、　６８　ａ　、　６８
　ｂ　・・−・・・ピン状部材、７２ａ、７２ｂ・・曲
箔状部材、７６ａ。 ７６　ｂ・・・・・・ねじ、８２・曲・棒状部材。 紹− ７１：、’ｌ： 代理人　弁理士　　弐　顕次部（ほか１名）′Ｐ、第１
図 ｔσノ ？ （−１−一」 ？ 第２図 第３図 ｒσ） ぢ 第４図 第５図 第６図 第７−図 第８図　　　　　第９図 第１０図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ
）第１１図 第１３図 第１４図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　／ｂノ第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの剛体部間を互いに平行に配置された複数の平
   板状たわみ梁で連結することにより少なくとも１つの貫
   通孔が形成される平行たわみ梁構造、および２つの剛体
   部間を所定点に関して放射状に配置された複数の平板状
   たわみ梁で連結することにより少なくとも１つの貫通孔
   が形成される放射たわみ梁構造のうちの少なくとも一方
   で構成され、前記２つの剛体部間に作用する荷重を検出
   する荷重検出装置において、前記貫通孔のうちの１つを
   構成する前記２つの剛体部の一方に形成された凸部およ
   びこの凸部に対向し他方の剛体部に形成された凹部と、
   前記凸部および凹部間に形成され前記荷重の作用により
   その幅が変化しその荷重が定格値を超えるある値以上で
   あるときその最小幅が０となる可変スリット部とを設け
   たことを特徴とする荷重検出装置 ２、特許請求の範囲第１項において、前記可変スリット
   部は、前記荷重が作用していないときの幅寸法が前記荷
   重が定格荷重であるときの幅寸法の所定倍の幅寸法に構
   成されている部分を有することを特徴とする荷重検出装
   置 ３、特許請求の範囲第１項において、前記可変スリット
   部は、所定形状の貫通孔と、前記所定形状と同一の断面
   形状を有し前記所定形状の貫通孔に挿通されるピン状部
   材と、前記所定形状の貫通孔と前記ピン状部材との間に
   形成されたスリットとを備え、前記ピン状部材の中心を
   通る前記剛体部の変位方向における前記荷重が作用して
   いないときの前記スリットの寸法の合計が、前記荷重が
   定格荷重であるときの所定倍に設定されていることを特
   徴とする荷重検出装置 ４、特許請求の範囲第１項において、前記可変スリット
   部は、少なくとも一部に形成された一定幅部分と、この
   一定幅部分の幅寸法を前記荷重が作用していないときの
   幅寸法が前記荷重が定格荷重であるときの幅寸法の所定
   倍であるように調整する箔状部材とを備えていることを
   特徴とする荷重検出装置 ５、特許請求の範囲第１項において、前記可変スリット
   部は、前記２つの剛体部の少なくとも一方に設けられ、
   かつ、前記幅の寸法を前記荷重が作用していないときの
   幅寸法が前記荷重が定格荷重であるときの幅寸法の所定
   倍であるように調整する可動部材を備えていることを特
   徴とする荷重検出装置 ６、特許請求の範囲第１項において、前記凸部および凹
   部の少なくとも１つは、当該部を分割するスリットと、
   このスリットに設けられ、かつ、前記可変スリット部の
   幅寸法を前記荷重が作用していないときの幅寸法が前記
   荷重が定格荷重であるときの幅寸法の所定倍であるよう
   に調整する可撓機構とを備えていることを特徴とする荷
   重検出装置