JPWO2014068761A1 - ロードセル - Google Patents

Abstract

【課題】ねじれ方向の過荷重による変形も確実に防止することのでき、さらにはロードセルの開発効率や組立効率を向上できるロードセルを提供する。【解決手段】ロードセル１０は、薄肉部１８が形成された上下一対の平行ビーム１４，１５のそれぞれの端部が固定部１６と可動部１７で接続一体化されたロバーバル機構である起歪体１２と、固定部１６に固定されてビーム１４，１５間に配設された過荷重防止用ストッパ３０とを備え、ストッパ３０の先端部３２は、可動部１７の内側面に設けた幅方向に延びるストッパ係合用凹部１９内に配置され、可動部１７より幅広に形成されたストッパ先端部３２が可動部１７の幅方向外側に突出する形態となる。【選択図】図２

Description

本発明はロードセルに係り、特に過荷重防止用ストッパを内蔵したロバーバル型ロードセルに関する。

ロバーバル型ロードセルは、例えば商工業用はかり等に使用されており、上下それぞれ２ヶ所の合計４ヶ所に薄肉部を有する起歪体を備え、この起歪体の根元側が片持ちに固定され、先端側に荷重が負荷されるように構成されている。４ヶ所の薄肉部は、荷重を負荷した際に２ヶ所が引張側、残り２ヶ所が圧縮側となり、引張側と圧縮側のそれぞれに歪ゲージが接着されている。４つの歪ゲージは接続されて、ホイートストンブリッジ回路が構成されている。

このような構成のロードセルでは、ロードセル（起歪体）に過荷重が加わった際の薄肉部の過剰変形を防止するため、過荷重防止用のストッパが設けられている。

過荷重防止用ストッパは通常、ロードセルの近辺にロードセルとは別体に設けており、たとえば、卓上商業秤では、ロードセルを上下で固定する支持フレームとハウジング底板間に、ねじ式の別体ストッパが設けられている（たとえば特許文献１参照）。

この別体ストッパは、荷重の種類に応じて設ける必要があり、たとえば、垂直下荷重（すなわち秤量皿の中央付近に測定物を落下させた場合の荷重）に対しては、ロードセルの先端に１個または２個設けられている。また、ねじりの垂直下荷重（秤量皿の四隅付近に測定物を落下させた場合の荷重）に対しては、ロードセルの四隅に一個ずつ合計４個設けられている。前者はセンターストッパと呼ばれており、後者は四隅ストッパと呼ばれている。

さらに、下荷重だけでなく上荷重に対するストッパも必要とされており、垂直上荷重やねじりの垂直上荷重に対してストッパを設ける必要がある。ここで、垂直上荷重とは、たとえば垂直の過荷重が負荷された場合（すなわち秤量物を秤に落下させた場合）にストッパで下向きの荷重を受けると、衝撃的な荷重の反力でロードセルが上方向に跳ね上げられ、逆に上方向に伝達される過荷重である。別の例としては、秤量皿を持って計量装置を運んでしまった場合などにも発生する。

一方、ねじりの垂直上荷重とは、秤量皿の四隅付近に測定物を落下させた場合、ロードセルにねじり荷重が負荷され、落とされた側に下方向荷重が発生することで、皿の反対側が逆の上方向にねじられて伝達される過荷重である。これらの上荷重の場合にもストッパが必要とされているが、別体ストッパの場合には、荷重のタイプ毎にストッパが必要となるため、ストッパの数が増加するという問題があった。

さらに別体ストッパの場合は、ロードセルの開発効率が悪いという問題や、ロードセルの組立効率や加工効率が悪いという問題もある。具体的に説明すると、別体ストッパはロードセルの起歪体に対して所定のクリアランスをもって配置されているが、このクリアランスは、荷重負荷時のロードセルのたわみと、支持フレームやハウジング底板といったロードセル支持部材のたわみを合算したもので決まるため、秤としての形状が決まって実験してからでないと、クリアランスが決まらない。したがって、開発期間が長くなってしまい、開発効率が悪いという欠点があった。

また、ロードセルの組立時は、隙間ゲージ等でクリアランスを決めた状態で組み立て作業を行うため、時間がかかるという問題もある。さらに、別体のストッパの場合は、過荷重負荷時にロードセル支持部材も変形するため、ロードセルに伝わる過荷重を完全には防止できないという欠点もあった。

このような問題を解消する方法として、ストッパを内蔵したストッパ一体型ロードセルが提案されている。

たとえば特許文献２では、起歪体の固定部と可動部に水平同軸状の円孔がそれぞれ形成され、固定部の円孔に嵌合固定された円柱状のストッパが可動部の円孔内に挿通配置されている。このロードセルによれば、上下左右に過荷重が加わった際に、可動部の円孔内周面がストッパ外周面に当接することで、過荷重による起歪体の変形を防止できる。また、円柱状のストッパのみからなる簡易な構造なので、ロードセルの加工や組立を簡単に行うことができる。

また、特許文献３の図第６図、第７図には、水平に延びる断面角型のストッパおよび挿通孔を有するロードセルが記載されている。この特許文献３のロードセルも同様に、ロードセルの加工や組立を簡単に行うことができる。

実用新案登録第２５０６１０４号 特開２０１０−２４９７３１ 実開昭６２−４７９２９（第６，７図）

しかしながら、特許文献２，特許文献３に示す、ストッパ一体型ロードセルでは、第１には、ねじれ方向の過荷重を十分に抑制できないという問題がある。すなわち、特許文献２や特許文献３では、ねじれ方向に過荷重が加わった場合に起歪体がストッパと当接する範囲は、変位が大きいロードセル（起歪体）の幅方向の端部（以下、エッジ部ともいう）ではなく、変位の小さい起歪体の幅方向中央部付近に限られるため、ねじれ方向の過荷重に対してはストッパとして十分に機能しない。

第２には、クリアランスの調整が面倒である。即ち、隙間ゲージ等でクリアランスを測定しつつストッパを固定部に固定するが、ストッパが起歪体の幅方向中央部に配設されているため、クリアランスの測定そのものが面倒で、ロードセルの組立作業の効率が悪い。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、ねじれ方向の過荷重による変形も確実に防止することのでき、さらには開発効率や組立効率を向上させることのできるロードセルを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、前記した目的を達成するために、薄肉部が形成された上下一対の平行ビームのそれぞれの端部が固定部と可動部で接続一体化されたロバーバル機構である起歪体と、前記固定部に固定されて前記一対のビーム間に配設された過荷重防止用ストッパとを備え、前記可動部の（前記固定部に対向する）内側面には、起歪体（該可動部）の幅方向に延びるストッパ係合用凹部が設けられ、前記ストッパは、その基端部が前記固定部に固定されてその先端部が前記凹部内に所定のクリアランスをもって配置されたロードセルであって、
前記ストッパの先端部を前記起歪体の可動部よりも幅広に形成して、前記可動部の幅方向外側に突出するように構成した。

本発明によれば、可動部よりも幅が大きいストッパの先端部は、可動部の幅方向外側に突出した形態となる。したがって、起歪体（の可動部）の凹部のエッジ部に対向する位置には、ストッパの先端部が面で配置された形態となるので、起歪体（の可動部）にねじれ方向の過荷重が作用した際に、起歪体（の可動部）のエッジ部がストッパに必ず当接し、起歪体への過荷重の伝達を確実に防止する。即ち、前記した第１の問題が解決される。

また、本発明によれば、ストッパの先端部が可動部の両外側に突出しているので、その突出部を利用してクリアランスを調整しながらロードセルの組立作業を行うことができる。即ち、前記した第２の問題が解決される。

さらに本発明によれば、過荷重防止用ストッパを内蔵したストッパ一体型の起歪体で構成されているので、起歪体の形状だけでクリアランスを決定することができ、ロードセルの開発効率が向上する。

請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記ストッパの基端部は、前記固定部の幅方向の外側面に面接触する幅広の側板部を備え、該側板部を前記固定部の外側面に固定するように構成した。

本発明によれば、ストッパの基端部に設けた幅広の側板部と、固定部の外側面との接触面積が大きい分、ストッパの固定が強固となる。

また、側板部を固定部に固定する際は、起歪体の幅方向外側からネジ等で固定することができるので、ロードセルの組立作業を効率良く行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２の発明において、前記側板部を、前記ストッパの先端部の幅方向両側にそれぞれ設け、該一対の側板部をそれぞれ前記固定部の左右の外側面に固定するように構成した。

本発明によれば、２つの側板部が固定部を挟み込んだ形態になるので、ストッパの固定がさらにいっそう強固となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１の発明において、前記ストッパの基端部は、前記固定部の基端面に面接触する端板部を備え、該端板部を前記固定部の基端面に固定するように構成した。

ストッパの基端部に設けた端板部を固定部の基端面にネジ等で締め付け固定しても、その締付トルクは、ストッパの先端部におけるクリアランスが変化する方向には作用しない。したがって、ストッパを正確な位置に容易に組み付けることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１において、前記ストッパは、前記起歪体の幅方向に２つに分割されており、該２つの分割ストッパをそれぞれ前記起歪体の固定部に固定するように構成した。

本発明によれば、２つの分割ストッパを起歪体の幅方向外側からネジ等でそれぞれ固定することができるので、ロードセルの組立作業を効率良く行うことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１において、前記ストッパを、上下高さが一定で、水平断面コ字型（略Ｕ字型）に形成し、一対のコ字横棒状部（直線状棒状部）を前記起歪体の固定部の左右の外側面に固定するように構成した。

本発明によれば、ストッパは、金属材を断面コ字型に押し出し成形後、所定幅に切断したり、正面視矩形状の金属板を２箇所で略直交するように屈曲して成形することで、簡単に製造できる。即ち、ストッパを低コストで製造することができる。

本発明のロードセルによれば、過荷重防止用ストッパの先端部が可動部の幅方向外側に突出した形態となるので、起歪体に作用するねじれ方向の過荷重による薄肉部の過剰な変形を長期にわたり確実に防止できるとともに、ストッパの先端部の可動部外側への突出部を利用してロードセルの組立作業を簡単に行うことができ、さらにロードセルの形状だけでクリアランスを決定できてロードセルの開発効率を向上させることができる。

第１の実施形態のロードセルを示す斜視図 図１のロードセルの分解斜視図 図１のIII−III線に沿うロードセルの断面図 第２の実施形態のロードセルの分解斜視図 図４のロードセルの水平断面図 第３の実施形態のロードセルの分解斜視図 図６のロードセルの水平断面図 第４の実施形態のロードセルの分解斜視図 図８のロードセルの水平断面図 第５の実施形態のロードセルの分解斜視図 図１０のロードセルの水平断面図 第５の実施形態のロードセルの変形例を示す水平断面図 第６の実施形態のロードセルの水平断面図

以下、添付図面に従って、本発明に係るロードセルの好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明が適用された第１の実施形態のロードセル１０を示す斜視図であり、図２はロードセル１０の分解斜視図であり、図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。

これらの図に示すように、ロードセル１０は主として、起歪体１２、歪ゲージ２０、過荷重防止用ストッパ３０で構成される。

起歪体１２は、アルミ等の金属材から成り、たとえば一定形状に押し出し成形したものを一定の幅で切断し、必要に応じて切削加工することによって製造される。この起歪体１２には、幅方向（矢印α方向）に貫通する略眼鏡状の貫通孔１３が形成されており、この貫通孔１３が形成されることによって、起歪体１２は、平行に配設された上ビーム１４と下ビーム１５、上下一対のビーム１４，１５の両端部をそれぞれ接続する固定部１６と可動部１７、上ビーム１４と下ビーム１５のそれぞれ対向する位置に設けられた２個所の薄肉部１８を備えたロバーバル機構を構成している。薄肉部１８は合計４個形成されており、可動部１７に負荷をかけて起歪体１２が変形した際に２個の薄肉部１８は引っ張られ、残りの２個の薄肉部１８は圧縮される。

図では、引張側の薄肉部は１８ａで、圧縮側の薄肉部は１８ｂで示されており、本実施の形態では、上ビーム１４の引張側（図の右側）の薄肉部１８（１８ａ）に２個の歪ゲージ２０が貼り付けられ、上ビーム１４の圧縮側（図の左側）の薄肉部１８（１８ｂ）に２個の歪ゲージ２０が貼り付けられている。なお、歪ゲージ２０の配置や数はこれに限定されるものではなく、例えば、４箇所全ての薄肉部１８に１個ずつ貼り付けてもよい。このように配置された歪ゲージ２０は電気的に接続されて、ブリッジ回路が構成されている。

一方、固定部１６は、ケース等の装置本体（不図示）に固定される部分であり、本実施の形態では、底面にネジ孔（不図示）が形成され、下側からネジ止めされて装置本体に固定される。起歪体１２における固定部１６の反対側には、可動部１７が設けられている。可動部１７は、秤量皿（不図示）が接続される部分であり、本実施の形態では上面にネジ孔２１が形成され、秤量皿（不図示）の支持部材等が上側からネジ止めにより固定される。この可動部１７の内側の側面（貫通孔１３に臨む側面）には、起歪体１２の幅方向に延びるストッパ係合用凹部１９が形成されている。凹部１９は、起歪体１２の幅方向において一定の形状に形成されており、凹部１９の内側には、ストッパ３０の先端部３２の一部が配置されている。

過荷重防止用ストッパ３０は、凹部１９内に配置される先端部３２と、起歪体１２の固定部の側面に固定される基端部３４を備え、起歪体１２と同じ材質（たとえばアルミ材）によって一体的に形成されている。なお、ストッパ３０の材質は、起歪体１２と同じであることが好ましいが、添加する成分が異なる合金（たとえば起歪体と成分の異なるアルミ合金）などを用いてもよく、また、起歪体１２の素材と同程度のバネ性を有する材料を用いてもよい。

ストッパ先端部３２は、貫通孔１３の内側に非接触で配置可能な形状（例えば所定の厚みをもったプレート状）に形成されている。また、先端部３２は、起歪体１２の幅よりも大きい幅に形成されており、ストッパ３０を起歪体１２に固定した時に、図３符号３２ｂで示すように、可動部１７の幅方向外側に突出する。さらにストッパ先端部３２の先端３２ａは、可動部１７の凹部１９内に非接触で配置され、上面および下面が平行で平坦に形成された先端部３２は、凹部１９内に配置された際に、凹部１９の上下面との間に所定のクリアランスが形成される。

一方、ストッパ基端部３４は、起歪体１２の固定部１６の外側面に面接触する部位である幅広板状の側板部３６を備え、ストッパ先端部３２の幅方向の一方端側に繋がっている。したがって、図３に示すように、ストッパ３０は全体として水平断面Ｌ型に形成されている。また、側板部３６は、図２に示すように、先端部３２の厚さ（上下方向の寸法）よりも上下方向に大きく（幅広に）形成されるとともに、上下２箇所にネジ２５用の挿通孔３５が形成されている。この挿通孔３５の位置に合わせて、固定部１６の外側面にネジ孔２２が形成されている。

このように構成されたストッパ３０は、まず、その先端部３２を起歪体１２の貫通孔１３に挿通させるとともに、先端部３２の先端３２ａを可動部１７の凹部１９内に配置し、側板部３６を固定部１６の外側面に面接触させる。このとき、ストッパ３０の先端部３２が起歪体１２よりも幅広に形成されているので、ストッパ３０の先端部３２は、起歪体１２の可動部１７の両側に突出した状態になる。次に、その突出部分３２ｂ（図３参照）に位置決め用の治具（不図示）を当てて、先端部３２と凹部１９の上下面とのクリアランスを調整した後、その状態を保ったまま、ネジ２５を挿通孔３５に挿通しネジ孔２２に締め付ける。これにより、ストッパ３０が起歪体１２（の凹部１９）に対し位置決めされた状態で固定される。

次に、上記の如く構成されたロードセル１０の作用について説明する。

ロードセル１０では、ストッパ３０の先端部３２が起歪体１２の可動部１７よりも幅広に形成されて、ストッパ３０の先端部３２が、図３符号３２ｂに示すように、可動部１７の両外側に突出した形態になっている。このロードセル１０において、可動部１７に垂直方向の過荷重が作用した場合、可動部１７の凹部１９の下面または上面がストッパ３０の先端部３２の上面または下面に当接し、起歪体１２への過荷重の伝達が防止されて、薄肉部１８の過剰変形が抑制される。

また、このロードセル１０において、可動部１７にねじれ方向の過荷重が作用した場合には、起歪体１２の幅方向端部である、凹部１９の延在方向の端部（エッジ部）１９ａが最大に変位して、このエッジ部１９ａがストッパ先端部３２に当接する位置に最大荷重が伝達されるが、エッジ部１９ａの上下に対向する位置では、ストッパ３０の先端部３２が面積を有している。即ち、エッジ部１９ａの上下に対向する位置には、ストッパ部３０の先端部３２の平面領域が延在している。このため、起歪体１２にねじれ方向の過荷重が加わった場合には、エッジ部１９ａがストッパ３０の先端部３２（の平面領域）に必ず当接して、所定値以上の過大過荷重が起歪体に伝達されず、薄肉部１８の過剰変形が抑制される。

このように本実施の形態によれば、垂直方向の過荷重に対してだけでなく、ねじれ方向の過荷重に対しても、薄肉部の過剰変形を抑制する上で有効である。

また、本実施の形態によれば、ストッパ３０が起歪体１２に内蔵一体化されているため、起歪体１２の形状のみでストッパ３０と起歪体１２間のクリアランスを決定することができ、ロードセルの開発効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、ストッパ３０の先端部３２が起歪体１２の可動部１７から幅方向の両側に突出しているので、その突出部分３２ｂを利用することでストッパ３０を正確な位置に容易に固定することができ、ロードセルの組立効率を向上させることができる。さらに本実施の形態によれば、ストッパ３０を起歪体１２の外側からネジ止め固定するようにしたので、ロードセルの組立効率をいっそう向上させることができる。

図４は、本発明の第２の実施形態のロードセル１０Ａの分解斜視図を示しており、図５はロードセル１０Ａの中央付近の水平断面（図３と同じ位置での断面）を示している。

この第２の実施形態のロードセル１０Ａでは、前記した第１の実施形態のロードセル１０と、ストッパ４０の形状だけが相違し、その他の部分は、ロードセル１０と同一であるので、相違するストッパ４０について詳しく説明し、ロードセル１０と同様の構成・作用を有する部材については、同じ符号を付して説明を省略する。

第２の実施形態のストッパ４０は、第１の実施形態のストッパ３０と比較して、端板部４８が設けられている点で異なっている。

即ち、ストッパ４０は、一体的に形成された先端部４２と基端部４４から成り、先端部４２は第１の実施形態と同様に起歪体１２の可動部１７よりも大きい幅に形成される。

基端部４４は、側板部４６と端板部４８とで構成され、側板部４６は、第１の実施形態の側板部３６と同様に、起歪体１２の固定部１６の外側面に面接触する板状部位で、先端部３２の幅方向の一方端で繋がっており、該側板部４６には、ネジ２５用の挿通孔４５が設けられている。

一方、端板部４８は、起歪体１２の長手方向の端面（固定部１６の基端面）に面接触する板状部位であり、側板部４６に対し直交する方向に延出している。したがって、第２の実施形態のストッパ４０は、全体として水平断面コ字型（略Ｕ字型）に形成されている。端板部４８には、ネジ２６が挿通される複数の挿通孔４７が形成されており、起歪体１２の固定部１６には、この挿通孔４７に対応する位置にネジ孔２３が形成されている。挿通孔４７やネジ孔２３の数や配置は特に限定するものではないが、たとえば上下に３列、左右に２列の合計６箇が設けられている。また、ネジ２６はネジ２５よりも小さいものが使用され、仮止用として使用される。

なお、本実施の形態では、ネジ２５とネジ２６を併用し、ネジ２６を仮止め用として用いたが、これに限定するものではなく、ネジ２５とネジ２６で同じサイズのものを用いてもよいし、ネジ２５のみ、または、ネジ２６のみを用いるようにしてもよい。

上記の如く構成された第２の実施形態では、まず、ストッパ４０の先端部４２を起歪体１２の貫通孔１３に挿通させるとともに、先端部４２の先端４２ａを可動部１７の凹部１９内に配置する。そして、側板部４６を固定部１６の外側面に面接触させるとともに、ストッパ４０の端板部４８を固定部１６の基端面に面接触させる。このとき、ストッパ４０の先端部４２が起歪体１２よりも幅広に形成されているので、ストッパ４０の先端部４２は、図５の符号４２ｂに示すように、起歪体１２の可動部１７の両側に突出した形態となる。

次に、その突出部分４２ｂに位置決め用の治具（不図示）を当てて、凹部１９の上下面と先端部４２間のクリアランスを調整した後、その状態を保ったまま、端板部４８の挿通孔４７に挿通したネジ２６を、固定部１６のネジ孔２３に締め込んで、ストッパ４０の仮止めを行う。このとき、ネジ２６の締付トルクは、クリアランスを変化させる方向に作用しないので、正確なクリアランスのままストッパ４０を仮止め固定できる。

次に、ネジ２５を側板部４６の挿通孔４５に挿通し、固定部１６のネジ孔２２に締め込み、ストッパ４０を固定する。これにより、ストッパ４０は、直交する２つの面がそれぞれ面接触した状態で固定部１６に固定されるので、より強固に固定される。

図６は、第３の実施形態のロードセル１０Ｂの分解斜視図を示しており、図７は、そのロードセル１０Ｂの中央付近の水平断面（図３と同じ位置での断面）を示している。なお、前述の第ｉ１，第２の実施形態のロードセル１０，１０Ａと同様の構成・作用を有する部材については同じ符号を付して説明を省略する。

第３の実施形態のストッパ５０は、第１の実施形態のストッパ３０と比較して、幅方向に２つに分割されている点で大きく異なっている。即ち、この第３の実施形態のストッパ５０は、幅方向に２つに分割された部分（以下、分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙという）を備えている。

分割ストッパ５０Ｘは、一体的に形成された先端部５２Ｘと基端部５４Ｘとから成り、先端部５２Ｘは、起歪体１２の貫通孔１２に挿通可能に形成されるとともに、その幅が可動部１７の幅の半分よりも大きく形成されている。また、先端部５２Ｘには、後述のボルト２７が挿通される挿通孔５９Ｘが形成されている。分割ストッパ５０Ｘの基端部５４Ｘは、固定部１６の外側面に面接触する側板部５６Ｘを備え、この側板部５６Ｘには、ネジ２５用の挿通孔５５Ｘが形成されている。側板部５６Ｘは、先端部５２Ｘの幅方向の一方端に繋がっており、分割ストッパ５０Ｘは、図７に示すように、全体として水平断面Ｌ字型に形成されている。

一方、分割ストッパ５０Ｙは、分割ストッパ５０Ｘと幅方向に面対称に形成されており、一体的に形成された先端部５２Ｙと基端部５４Ｙとを備える。先端部５２Ｙは、起歪体１２の貫通孔１２に挿通可能に形成されるとともに、その幅が可動部１７の幅の半分よりも大きく形成されている。また、先端部５２Ｙには、後述のボルト２７が挿通される挿通孔５９Ｙが形成されている。基端部５４Ｙは側板部５６Ｙを備えており、この側板部５６Ｙは、前述の側板部５６Ｘが面接触する固定部１６の側面とは反対側の側面に面接触するようになっている。また側板部５６Ｙには、ネジ２５用の挿通孔５５Ｙが形成されている。

このように構成された分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙは、まず、それぞれを起歪体１２に固定する。すなわち、先端部５２Ｘ、５２Ｙを起歪体１２の貫通孔１３に挿通させるとともに、先端部５２Ｘ、５２Ｙの先端５２Ｘａ、５２Ｙａを可動部１７の凹部１９内に配置し、さらに側板部５６Ｘ、５６Ｙを固定部１６の外側面に面接触させる。そして、先端部５２Ｘ、５２Ｙにおける可動部１７からの突出部分５２Ｘｂ、５２Ｙｂに位置決め用の治具（不図示）を当ててクリアランスを調整した後、その状態を保ったまま、ネジ２５を側板部５６Ｘ、５６Ｙの挿通孔５５Ｘ、５５Ｙに挿通し、固定部１６のネジ孔２２に締め込む。次に、ボルト２７を先端部５２Ｘ、５２Ｙの挿通孔５９Ｘ、５９Ｙに挿通し、ナット２８に締め込み、分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙを連結する。なお、分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙの連結は、分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙの固定よりも先に行ってもよいし、分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙを固定部１６に仮止めし、分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙを連結した後に、分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙを固定部１６に本止めするようにしてもよい。

上記の如く構成された第３の実施形態のストッパ５０では、連結一体化された先端部５２Ｘ、５２Ｙの全幅が、可動部１７の幅よりも大きく設定されている。したがって、前述の実施形態と同様に、ねじれ方向の過荷重の負荷を確実に防止することができる。

また、第３の実施形態のストッパ５０は、分割ストッパ５０Ｘ、５０Ｙが幅方向両側から固定部１７を挟み込む形態で固定されるので、より強固な固定となる。

図８は、第４の実施形態のロードセル１０Ｃの分解斜視図を示しており、図９は、ロードセル１０Ｃの中央付近の水平断面（図３と同じ位置での断面）を示している。なお、前述の実施形態と同様の構成・作用を有する部材については同じ符号を付して説明を省略する。

第４の実施形態のストッパ６０は、第３の実施形態のストッパ５０と比較して、端板部６８Ｘ、６８Ｙが設けられている点で異なっている。

第４の実施形態のストッパ６０は、幅方向に分割された２つの分割ストッパ６０Ｘ、６０Ｙで構成される。分割ストッパ６０Ｘは、一体的に形成された先端部６２Ｘと基端部６４Ｘとから成り、先端部６２Ｘは、起歪体１２の貫通孔１３に挿通可能に形成されるとともに、その幅が可動部１７の幅の半分よりも大きく形成されている。また、先端部６２Ｘには、後述のボルト２７が挿通される挿通孔６９Ｘが形成されている。分割ストッパ６０Ｘの基端部６４Ｘは、固定部１６の外側面に面接触する側板部６６Ｘと、側板部６６Ｘに対し直交して延出し、固定部１６の基端面に面接触する端板部６８Ｘを備え、側板部６６Ｘには、ネジ２５用の挿通孔６５Ｘが形成され、端板部６８Ｘには、ネジ２６用の挿通孔６７Ｘが形成されている。

一方、分割ストッパ６０Ｙは、分割ストッパ６０Ｘと幅方向に面対称に形成されており、一体的に形成された先端部６２Ｙと基端部６４Ｙとを備えている。先端部６２Ｙは、起歪体１２の貫通孔１３に挿通可能に形成されるとともに、その幅が可動部１７の幅の半分よりも大きく形成される。また、先端部６２Ｙには、後述のボルト２７が挿通される挿通孔６９Ｙが形成されている。基端部６４Ｙは、側板部６６Ｙと端板部６８Ｙを備え、側板部６６Ｙには、ネジ２５用の挿通孔６５Ｙが形成され、端板部６８Ｘには、ネジ２６用の挿通孔６７Ｘが形成されている。

このように構成された分割ストッパ６０Ｘ、６０Ｙは、まず、それぞれを起歪体１２に固定する。すなわち、先端部６２Ｘ、６２Ｙを起歪体１２の貫通孔１３に挿通させるとともに、先端部６２Ｘ、６２Ｙの先端６２Ｘａ、６２Ｙａを可動部１７の凹部１９内に配置し、さらに側板部６６Ｘ、６６Ｙを固定部１６の外側面に面接触させ、端板部６８Ｘ、６８Ｙを固定部１６の基端面に面接触させる。そして、先端部６２Ｘ、６２Ｙにおける可動部１７から外側に突出した部分６２Ｘｂ、６２Ｙｂに位置決め用の治具（不図示）を当ててクリアランスを調整した後、その状態を保ったまま、ネジ２６を端板部６８Ｘ、６８Ｙの挿通孔６７Ｘ、６７Ｙに挿通し、固定部１６のネジ孔２３に締め込んで、分割ストッパ６０Ｘ、６０Ｙを固定部１６に仮止めする。このとき、ネジ２６の締付トルクはクリアランスを変化させる方向に作用しないので、分割ストッパ６０Ｘ、６０Ｙを起歪体１２（の凹部１９）も対し正確な位置に固定することができる。

次にボルト２７を先端部６２Ｘ、６２Ｙの挿通孔６９Ｘ、６９Ｙに挿通し、ナット２８に締め込み、分割ストッパ６０Ｘ、６０Ｙを連結一体化する。そして、ネジ２５を側板部６６Ｘ、６６Ｙの挿通孔６５Ｘ、６５Ｙに挿通し、固定部１６のネジ孔２２に締め込む。

上記の如く構成された第４の実施形態のストッパ６０では、連結された先端部６２Ｘ、６２Ｙの全幅が、可動部１７の幅よりも大きく設定されている。したがって、前述の実施形態と同様に、可動部１７に作用するねじれ方向の過荷重に対しても、薄肉部１８の過剰変形を抑制する上で有効である。

また、第４の実施形態のストッパ６０は、固定部１７に対して、直交する方向を含む３方向から固定されているので、固定がより強固になる。

なお、上述した第３、第４の実施形態では、分割ストッパ５０Ｘ、６０Ｘと分割ストッパ５０Ｙ、６０Ｙとを面対称の形状としたがこれに限定するものではなく、先端部５２Ｘ、６２Ｘと先端部５２Ｙ、６２Ｙを合わせた幅が可動部１７よりも大きく形成されて、可動部１７の外側に突出する形状であればよい。たとえば先端部５２Ｘの幅と先端部５２Ｙの幅が異なってもよい。

また、上述した第３、第４の実施形態では、分割ストッパ５０Ｘ、６０Ｘと分割ストッパ５０Ｙ、６０Ｙとが連結されるように構成されているが、これに限定するものではなく、連結せずに使用してもよい。

図１０は、第５の実施形態のロードセル１０Ｄの分解斜視図を示しており、図１１は、ロードセル１０Ｄの中央付近の水平断面（図３と同じ位置での断面）を示している。なお、前述の実施形態と同様の構成・作用を有する部材については同じ符号を付して説明を省略する。

第５の実施形態のストッパ７０は、例えば、所定の厚みを有する金属板をコ状に折り曲げ加工して、水平断面コ字型（略Ｕ字型）に形成されている。そして、折り曲げ箇所に挟まれた中央部分を先端部７２として利用し、両端を基端部７４として利用している。先端部７２は、その幅が可動部１７の幅よりも大きく形成されている。一方、基端部７４、７４は、起歪体１２の固定部１６を挟み込んだ状態で配置され、固定部１６の両側面にネジ２５によって固定されている。

上記の如く構成された第５の実施形態では、ストッパ７０の先端部７２が可動部１７の幅よりも大きく形成されて、図１１の符号７２ａに示すように、ストッパ７０の先端部７２が可動部１７の外側に突出している。

即ち、エッジ部１９ａの上下に対向する位置には、ストッパ７０の先端部７２平面領域が延在している。このため、起歪体１２にねじれ方向の過荷重が加わった場合には、エッジ部１９ａがストッパ７０の先端部７２（の平面領域）に必ず当接して、所定値以上の過大過荷重が起歪体１２に伝達されず、薄肉部１８の過剰変形が抑制される。

また、ストッパ７０は金属板の折り曲げ加工のみで簡単に製造することができるので、製造コストを削減することができる。

また、ストッパ７０は、金属材を断面コ字型に押し出し成形後、所定幅に切断することで製造したものであってもよく、そのような構造のストッパ７０においても、簡単に製造することができるので、製造コストを削減することができる。

なお、図１２に示す第５の実施形態の変形例であるロードセル１０Ｄ’では、第５の実施形態のストッパ７０よりも幅狭に形成されたストッパ７０’を用いたもので、起歪体１２の固定部１６の側面に座繰り加工を施し、この座繰り部分１２ａにストッパ７０’の基端部７４を取り付けるようにしてもよい。この場合にも、ストッパ７０’の先端部７２が可動部１７の幅よりも大きく形成されるようにすることによって、ロードセル１０Ｄと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、可動部１７の内側面に形成したストッパ係合用凹部１９のエッジ部１９ａに対向する上下位置に、過荷重防止用ストッパの平面領域が形成されていればよく、たとえば図１３に示す第６の実施態様のロードセル１０Ｅであってもよい。

即ち、第６の実施態様のストッパ８０は、二枚の板状ストッパ８０Ｘ、８０Ｙから成り、各板状ストッパ８０Ｘ、８０Ｙが起歪体１２の固定部１６の左右の側面にネジ２５で固定されている。その固定位置には座繰り加工が施されており、板状ストッパ８０Ｘ、８０Ｙは、その座繰り部１２ａの深さよりも大きな厚みを有している。

したがって、各ストッパ８０Ｘ、８０Ｙを固定部１６に固定した際、各板状ストッパ８０Ｘ、８０Ｙの先端部は、符号８０Ｘｂ、８０Ｙｂに示すように、可動部１７の両側面から外側に突出して、エッジ部１９ａに対向する位置に板状ストッパ８０Ｘ、８０Ｙの平面領域が延在している。このように構成されたストッパ８０の場合にも、ねじれ方向の過負荷を確実に防止する。即ち、所定値以上の過大過荷重が起歪体１２に伝達されず、薄肉部１８の過剰変形が抑制される。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｄ’，１０Ｅ ロードセル
１２ 起歪体
１３ 貫通孔
１４ 上ビーム
１５ 下ビーム
１６ 固定部
１７ 可動部
１８ 薄肉部
１９ 凹部
１９ａ 凹部のエッジ部
２０ 歪ゲージ
３０ ストッパ
３２ ストッパ先端部
３２ｂ ストッパ先端部の可動部側面からの突出部分
３４ ストッパ基端部
３６ 側板部

Claims (6)

1. 薄肉部が形成された上下一対の平行ビームのそれぞれの端部が固定部と可動部で接続一体化されたロバーバル機構である起歪体と、前記固定部に固定されて前記一対のビーム間に配設された過荷重防止用ストッパとを備え、前記可動部の（前記固定部に対向する）内側面には、起歪体（該可動部）の幅方向に延びるストッパ係合用凹部が設けられ、前記ストッパは、その基端部が前記固定部に固定されてその先端部が前記凹部内に所定のクリアランスをもって配置されたロードセルであって、
   前記ストッパの先端部は、前記起歪体の可動部よりも幅広に形成されて、前記可動部の幅方向外側に突出することを特徴とするロードセル。
2. 前記ストッパの基端部は、前記固定部の左右の外側面の少なくとも一方と面接触する幅広の側板部を備え、該側板部が前記固定部の左右の外側面に固定されたことを特徴とする請求項１に記載のロードセル。
3. 前記側板部は、前記ストッパの先端部の幅方向両側にそれぞれ設けられ、該一対の側板部がそれぞれ前記固定部の左右の外側面に固定されたことを特徴とする請求項２に記載のロードセル。
4. 前記ストッパの基端部は、前記固定部の基端面に面接触する端板部を備え、該端板部が前記固定部の基端面に固定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のロードセル。
5. 前記ストッパは、前記起歪体の幅方向に２つに分割されており、該２つの分割ストッパそれぞれが前記起歪体の固定部に固定されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のロードセル。
6. 前記ストッパは、上下高さが一定で、水平断面コ字型（略Ｕ字型）に形成され、一対のコ字横棒状部が前記起歪体の固定部の左右の外側面に固定されたことを特徴とする請求項１に記載のロードセル。

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