WO2024004095A1

WO2024004095A1 - ロードセル及びロードセルの出力調整方法

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Publication number: WO2024004095A1
Application number: PCT/JP2022/026038
Authority: WO
Inventors: 翼大野
Original assignee: 株式会社Subaru
Priority date: 2022-06-29
Filing date: 2022-06-29
Publication date: 2024-01-04
Also published as: CN117716219A

Abstract

素子抵抗値が比較的大きく、温度依存性を持つひずみゲージを用いたロードセルの温度特性を補償しつつ抵抗値の初期バランスの調整を可能とする。荷重に応じて変化するひずみゲージの抵抗の変化を電気信号に変換して出力するブリッジ回路を備えたロードセルにおいて、前記ブリッジ回路の一方側の第１の経路に、前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第１のチップ抵抗と、それぞれ前記第１のチップ抵抗と直列に接続されるとともに互いに並列に接続された、前記ブリッジ回路の温度特性を補償するためのサーミスタ、及び、前記サーミスタを設けた状態での前記初期バランスのずれを調整するための第１の調整抵抗と、を備え、前記ブリッジ回路の他方側の第２の経路に、前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第２のチップ抵抗と、前記第２のチップ抵抗と直列に接続され、前記第１の経路に前記第１の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第２の調整抵抗と、を備える。

Description

ロードセル及びロードセルの出力調整方法

　本開示は、ブリッジ回路を備えたロードセル及びロードセルの出力調整方法に関する。

　荷重によって生じる歪みにより抵抗値が変化するひずみゲージを用いたロードセルが広く用いられている。例えば荷重によるひずみゲージの抵抗値の変化を電気信号に変換する変換回路であるブリッジ回路にひずみゲージを組み込み、抵抗値の変化を電気信号として出力するように構成されたロードセルが知られている。

　このような構成のロードセルにおいて、ひずみゲージ及びひずみゲージが取り付けられる起歪体は、ともに温度変化により歪みが生じる温度特性を有しており、実際には無負荷であっても荷重を受けたかのように出力をすることがある。ひずみゲージがブリッジ回路に用いられる場合、ブリッジ回路によりひずみゲージの線膨張をキャンセルするように構成されるため、それぞれのひずみゲージあるいは起歪体の温度特性の差が、ロードセルの温度特性として出力される。このため、ひずみゲージに加わる荷重による歪み量を検知するには、適当な温度補償が必要である。

　例えば特許文献１には、所定温度において荷重がゼロのときにブリッジ回路から取り出される電位差をゼロとするようにチップ抵抗を設けたゼロバランス（初期バランス）調整回路を備えたロードセルがある。

特開２００８－１５１５９６号公報

　しかしながら、例えば自動車の車軸に設けられて車輪に加わる荷重を検出する力検出センサなど、出力が大きいロードセル、あるいは、複数の分力を検出し各分力に対する感度の違いが大きいロードセルでは、温度に依存するひずみゲージの抵抗値の変化の範囲が広く、温度特性を補償しつつ初期バランスを調整することが容易ではない。

　本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的とするところは、素子抵抗値が比較的大きく、温度依存性を持つひずみゲージを用いたロードセルの温度特性を補償しつつ抵抗値の初期バランスの調整を可能としたロードセル及びロードセルの出力調整方法を提供することにある。

　上記課題を解決するために、本開示のある観点によれば、
　荷重に応じて変化するひずみゲージの抵抗の変化を電気信号に変換して出力するブリッジ回路を備えたロードセルにおいて、
　前記ブリッジ回路の一方側の第１の経路に、
　前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第１のチップ抵抗と、
　それぞれ前記第１のチップ抵抗と直列に接続されるとともに互いに並列に接続された、前記ブリッジ回路の温度特性を補償するためのサーミスタ、及び、前記サーミスタを設けた状態での前記初期バランスのずれを調整するための第１の調整抵抗と、を備え、
　前記ブリッジ回路の他方側の第２の経路に、
　前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第２のチップ抵抗と、
　前記第２のチップ抵抗と直列に接続され、前記第１の経路に前記第１の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第２の調整抵抗と、を備える、
　ロードセル、が提供される。

　また、上記課題を解決するために、本開示の別の観点によれば、
　荷重に応じて変化するひずみゲージの抵抗の変化を電気信号に変換して出力するブリッジ回路を備えたロードセルの出力調整方法において、
　前記ブリッジ回路の一方側の第１の経路に前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第１のチップ抵抗を接続し、
　前記ブリッジ回路の他方側の第２の経路に前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第２のチップ抵抗を接続し、
　前記第１の経路に、それぞれ前記第１のチップ抵抗と直列に接続され、前記ブリッジ回路の温度特性を補償するためのサーミスタ、及び、前記サーミスタを設けた状態での前記初期バランスのずれを調整するための第１の調整抵抗、を互いに並列に接続し、
　前記第２の経路に、前記第２のチップ抵抗と直列に接続され、前記第１の経路に前記第１の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第２の調整抵抗を接続する、
　ロードセルの出力調整方法、が提供される。

　以上説明したように本開示によれば、素子抵抗値が比較的大きく、温度依存性を持つひずみゲージを用いたロードセルの温度特性を補償しつつ抵抗値の初期バランスを容易に調整することができる。

本実施形態に係るロードセル（６分力検出器）を示す断面図である。本実施形態に係るロードセルにおけるひずみゲージの配置を示す模式図である。本実施形態に係るロードセルのブリッジ回路の構成を示す説明図である。本実施形態に係るロードセルの出力調整方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るロードセルの出力調整方法の第１調整を示す説明図である。本実施形態に係るロードセルの出力調整方法の第１調整後の出力状態を示す説明図である。本実施形態の応用例に係るロードセルのブリッジ回路の構成を示す説明図である。応用例に係るロードセルの出力調整方法の手順を示すフローチャートである。応用例に係るロードセルの出力調整方法の第２調整後の出力状態を示す説明図である。応用例に係るロードセルの出力調整方法の第３調整後の出力状態を示す説明図である。変形例の６分力検出器におけるひずみゲージの配置を示す模式図である。二軸せん断ひずみゲージのゲージパターンを示す説明図である。

　以下、添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜＜１．本開示の実施の形態の概要＞＞
　＜１－１．本開示の背景の詳述＞
　はじめに、本開示の技術が創出された背景を説明する。なお、以下に説明する背景は、本開示の技術を適用可能なロードセルの構成の一態様を示すものに過ぎず、本開示を適用可能なロードセルは、以下に例示される構成のロードセルに限定されるものではない。

　自動車等の車両の車輪に加えられる荷重として、車両の前後方向（以下、「ｘ軸方向」ともいう）、車幅方向（以下、「ｙ軸方向」ともいう）及び高さ方向（以下、「ｚ軸方向」ともいう）方向に加えられる荷重（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）と、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれの軸周りのモーメント（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）とを検出する６分力検出器が知られている。このような６分力検出器は、車軸に取り付けられる円筒形の起歪体を有するが、加えられる荷重に対する耐性を考えた場合、ゲージ率が２程度の一般的な箔ひずみゲージでは、１軸方向の荷重のみを検出するようなロードセルと同等の出力を得ることが困難である。

　これに対して、例えばＣｒ－Ｎ等の素子抵抗値が大きく、ゲージ率の大きい薄膜ひずみゲージ（例えばＣｒ－Ｎゲージの場合のゲージ率：１０～１２）を用いることで所望の出力を得ることができると考えられる。しかしながら、Ｃｒ－Ｎゲージは、素子抵抗値の温度依存性が大きいことから、６分力検出器への適用の課題となっている。つまり、素子抵抗値が大きく、ゲージ率の大きいひずみゲージを使用する場合、使用温度範囲における温度変化による抵抗値の変化が大きくなるため、６分力検出器の出力の温度特性を補償することが容易ではないという課題がある。

　また、６分力検出器は、分力の方向によってひずみゲージの感度の差が大きくなる特性もある。このため、一般的な箔ひずみゲージを用いてブリッジ回路を構成し、感度が小さい分力に合わせて初期バランスを調整したとしても、感度が大きい分力については温度特性の補償が十分でないおそれがある。

　これに対して、温度に依存する出力の変化の特性を求めた温度特性マップデータをあらかじめ用意し、例えばひずみゲージの温度を直接的に計測し、温度特性マップデータに基づいて６分力検出器からの出力を補正するプロセッサによる処理を行うことも考えられる。しかしながら、本来必要のない温度センサやソフトウェアの演算処理機能の追加が必要となるため、望ましい解決策とは言えない。

　本開示の技術は、このような背景の下、素子抵抗値が大きく、ゲージ率の大きいひずみゲージを使用する場合であっても、温度センサやソフトウェアの機能を追加することなく、使用温度範囲における温度特性を補償しつつ初期バランスを調整することが可能なロードセル及びロードセルの出力調整方法を提供するものである。

　＜１－２．本開示の実施の形態の特徴＞
（１－２－１）本開示の実施の形態は、荷重に応じて変化するひずみゲージの抵抗の変化を電気信号に変換して出力するブリッジ回路を備えたロードセルにおいて、
　前記ブリッジ回路の一方側の第１の経路に、
　前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第１のチップ抵抗と、
　それぞれ前記第１のチップ抵抗と直列に接続されるとともに互いに並列に接続された、前記ブリッジ回路の温度特性を補償するためのサーミスタ、及び、前記サーミスタを設けた状態での前記初期バランスのずれを調整するための第１の調整抵抗と、を備え、
　前記ブリッジ回路の他方側の第２の経路に、
　前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第２のチップ抵抗と、
　前記第２のチップ抵抗と直列に接続され、前記第１の経路に前記第１の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第２の調整抵抗と、を備える構成を有している。

　なお、本開示の実施の形態は、荷重に応じて変化するひずみゲージの抵抗の変化を電気信号に変換して出力するブリッジ回路を備えたロードセルの出力を調整する出力調整方法としても実現可能である。

　この構成により、例えば１ｋΩ以上の比較的大きな素子抵抗値を有し、温度特性の大きいひずみゲージを用いたロードセルや、複数の分力を検出可能に構成されるロードセルの温度特性を補償しつつ初期バランスを容易に調整することができる。したがって、ロードセルの出力の信頼度を高めることができる。

　なお、「ブリッジ回路の一方側の第１の経路」及び「ブリッジ回路の他方側の第２の経路」は、ブリッジ回路の２つの電流経路を示す。第１の経路及び第２の経路は、それぞれ２つのひずみゲージを備えて構成される。

　また、「初期バランス」は、ロードセルに荷重が加えられていない状態で、第１の経路に設けられた二つのひずみゲージの間の電位と、第２の経路に設けられた二つのひずみゲージの間の電位との差（電位差）を示す。「初期バランスのずれを調整する」ことは、つまり、荷重が加えられていない状態での電位差がゼロに近づくように調整することを示す。

　また、「ブリッジ回路の温度特性」とは、ロードセルの出力が温度により変化する特性を示す。「温度特性が大きい」とは、温度により変化するロードセルの出力の変動幅が大きいことを示す。「ブリッジ回路の温度特性を補償する」ことは、つまり、温度により変化するロードセルの出力の変動幅が所定範囲内となるように調整することを示す。

（１－２－２）また、本開示の実施の形態において、
　前記第１の調整抵抗と前記第２の調整抵抗とが同一の抵抗素子であってもよい。

　この構成により、第１のチップ抵抗及び第２のチップ抵抗をブリッジ回路に接続した状態での温度特性を補償し得る第１の調整抵抗及び第２の調整抵抗を個別に選択する手間を省くことができる。また、第１の調整抵抗と前記第２の調整抵抗とを同一の抵抗素子として場合であっても、ブリッジ回路の初期バランスのずれを所定範囲内に収めることができる。

（１－２－３）また、本開示の実施の形態において、
　前記第１の経路及び前記第２の経路のうちの少なくともいずれか一方に、
　前記第２の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第３の調整抵抗を備えてもよい。

　この構成により、同一の抵抗素子である第１の調整抵抗及び第２の調整抵抗を第１の経路及び第２の経路にそれぞれ配置したときに初期バランスの微小なずれが生じていたとしても、当該初期バランスのずれを容易に調整することができる。

（１－２－４）また、本開示の実施の形態において、
　前記ひずみゲージの素子抵抗値が１ＫΩ以上であってもよい。

　この構成により、比較的大きな素子抵抗値のひずみゲージが用いられつつも温度特性が補償されたロードセルにより、比較的大きな所望の荷重を検出することができる。

（１－２－５）また、本開示の実施の形態において、
　前記ロードセルは、
　前記ブリッジ回路を複数有し、複数の分力を検出する多分力検出器であってもよい。

　この構成により、分力の方向によって歪みに対する感度が異なる複数のブリッジ回路を備える場合であっても、それぞれのブリッジ回路からの出力の温度特性を補償しつつ、初期バランスを容易に調整することができる。

＜＜２．本開示の実施の形態の詳細＞＞
　＜２－１．ロードセル（６分力検出器）の構成例＞
　続いて、本開示の実施の形態に係るロードセルの構成例を説明する。
　本実施形態では、ロードセルの一態様として、車両の車輪に加えられる６分力（Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ、Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）を検出可能な６分力検出器に本開示の技術を適用した例を説明する。本実施形態に係るロードセルは、車輪に加えられる６分力を検出する６分力検出器であって、サスペンション装置に取り付けられて自動車等の車両の車輪を回転可能に支持するハブベアリングユニットに組み込まれている。

　図１は、６分力検出器を含むハブベアリングユニットを、車軸を含む平面で切断した断面図を示す。図１において、右側が車幅方向外側を示し、左側が車幅方向内側を示している。なお、図１に示すハブベアリングユニットの構成はあくまでも一例にすぎず、図１に示した構成に限定されるものではない。

　ハブベアリングユニット１００は、ハブ１１０、外筒１２０、内筒１３０、転動体１４０、基部１５０及び６分力検出器１を備えて構成されている。ハブ１１０は、リム及びタイヤからなる図示しない車輪のリムディスク部分が締結される部材である。ハブ１１０は、筒状部１１１、フランジ部１１２、カラー部１１３等を一体に形成して構成されている。

　筒状部１１１は、車輪の回転中心軸（車軸）と同心の円筒状に形成されている。筒状部１１１は、内筒１３０、感受体１０、基部１５０の内径側に挿入されている。筒状部１１１の内周面部における車幅方向外側の領域には、図示しないドライブシャフトのスプライン軸部と嵌合するスプライン穴１１１ａが形成されている。フランジ部１１２は、筒状部１１１の車幅方向外側の端部から、外径側に鍔状に張り出して形成された円盤状の部分である。フランジ部１１２の車幅方向外側の面部は、リムディスクが締結される基部として機能する。フランジ部１１２には、ハブボルトが挿入される開口１１２ａが、所定のピッチ円径上に例えば５個程度、周方向に等間隔に形成されている。カラー部１１３は、フランジ部１１２の車幅方向外側の面部から突出した車軸と同心の円筒状の部分である。カラー部１１３は、リムディスクの中央部に形成された円形開口であるセンターボアと嵌合し、車輪の取付精度を向上させる。

　外筒１２０、内筒１３０、転動体１４０は、共働して車輪を回転可能に支持する転がり軸受（ハブベアリング）を構成する。外筒１２０は、筒状部１２１、フランジ部１２２等を一体に形成して構成されている。筒状部１２１は、車軸と同心の円筒状の部分である。筒状部１２１の内周面には、転動体１４０を案内する軌道面が形成されている。筒状部１２１の車幅方向内側の端部は、内筒１３０の筒状部１３１の車幅方向内側の端部に対して、車幅方向内側へ張り出して形成されている。

　フランジ部１２２は、筒状部１２１の車幅方向外側の端部から外径側に鍔状に張り出して形成されている。フランジ部１２２は、ハブ１１０のフランジ部１１２が締結固定される部分である。フランジ部１２２の車幅方向外側の面部は、ハブ１１０のフランジ部１１２の車幅方向内側の面部と当接する。フランジ部１２２は、ハブ１１０の開口１１２ａと同心に形成されたネジ穴１２２ａを有する。ネジ穴１２２ａには、車輪の固定に用いられる図示しないハブボルトが締結される。

　内筒１３０は、筒状部１３１、フランジ部１３２等を一体に形成して構成されている。筒状部１３１は、車軸と同心の円筒状の部材であって、外筒１２０の筒状部１２１の内径側に挿入されている。筒状部１３１の外周面と、外筒１２０の筒状部１２１の内周面との間には、所定の間隔が設けられている。筒状部１３１の外周面には、転動体１４０を案内する軌道面が形成されている。フランジ部１３２は、筒状部１３１の車幅方向外側の端部から内径側に張り出して形成されている。フランジ部１３２は、感受体１０の第１フランジ１２の車幅方向外側の端部を保持するものである。転動体１４０は、外筒１２０と内筒１３０の軌道面の間に組み込まれた軸受である。転動体１４０は、外筒１２０と内筒１３０との間で転動体１４０の位置決めを行う保持器１４１及び保持器１４２とともに、外筒１２０と内筒１３０との間に組み込まれている。

　基部１５０は、サスペンション装置の図示しないアップライト（ハブナックル）にハブベアリングユニット１００を締結固定する部分である。基部１５０は、筒状部１５１、フランジ部１５２、凹部１５３、突出部１５４等を一体に形成して構成されている。筒状部１５１は、車軸と同心の円筒状の部材であって、ハブ１１０の筒状部１１１の車幅方向内側の端部が挿入されている。ハブ１１０の筒状部１１１の外周面は、筒状部１５１の内周面と径方向に所定の間隔を隔てて対向して配置されている。

　フランジ部１５２は、筒状部１５１の車幅方向外側の端部から外径側に鍔状に張り出して形成されている。フランジ部１５２は、基部１５０を図示しないアップライトに締結する締結面部である。フランジ部１５２には、アップライトへの締結に用いられる複数のボルトが挿入される開口１５２ａが周方向に分布して複数形成されている。フランジ部１５２の内部には、感受体１０の円筒部１１の外周面が配置される空間部内から、フランジ部１５２の外周縁部にかけて、ひずみゲージに接続された配線などが配置される貫通孔１５２ｂが形成されている。

　凹部１５３は、基部１５０の内周面のうち、軸方向においてフランジ部１５２に相当する領域の内径を段状に拡大して形成された部分である。凹部１５３は、感受体１０の第２フランジ１３を保持する部分である。突出部１５４は、フランジ部１５２の径方向における中間部分から、車幅方向外側へ突出して形成された円筒状の部分である。突出部１５４の外周面は、外筒１２０の筒状部１２１の車幅方向内側の端部における内周面と径方向に間隔を隔てて対向して配置されている。

　６分力検出器１は、車輪に作用する直交３軸方向の荷重及び直交３軸回りのモーメントを検出可能なロードセルである。６分力検出器１は、実質的に円筒状に形成された感受体１０及びこの感受体１０に設けられた複数のひずみゲージ及びこのひずみゲージを含むブリッジ回路を有して構成されている。

　感受体（センサコア）１０は、円筒部１１、第１フランジ１２、第２フランジ１３等を有して形成されている。円筒部１１は、所定の軸方向長さにわたって内径及び外径が実質的に一定である円筒状に形成された部分であって、後述する複数のひずみゲージが貼付（接着）される部分である。第１フランジ１２は、円筒部１１の車幅方向外側の端部に設けられ、円筒部１１に対して外径側及び内径側にそれぞれ張り出して形成された部分である。第１フランジ１２は、外周面が内筒３０の筒状部１３１の車幅方向外側の端部近傍における内周面と当接し、端面がフランジ部１３２の車幅方向内側の面部に突き当たった状態で、内筒３０に固定されている。

　第２フランジ１３は、円筒部１１の車幅方向内側の端部に設けられ、円筒部１１に対して外径側及び内径側にそれぞれ張り出して形成された部分である。第２フランジ１３は、その外周面及び端面が基部１５０の凹部１５３内に嵌め込まれた状態で基部１５０に固定される。このような構成によって、車輪に作用する力は、実質的に全て感受体１０を経由して基部１５０との間で伝達されるようになっている。

　６分力検出器１は、上述した感受体１０の円筒部１１に設けられるひずみゲージを含むブリッジ回路をそれぞれ有するＦｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系、Ｍｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系をそれぞれ有する。Ｆｘ検出系は、感受体１０の円筒部１１に作用する径方向（ｘ軸方向）の力Ｆｘを検出する。Ｆｙ検出系は、感受体１０の円筒部１１に作用する軸方向（ｙ軸方向）の力Ｆｙを検出する。Ｆｚ検出系は、感受体１０の円筒部１１に作用するｘ軸方向と直交する方向の径方向（ｚ軸方向）の力Ｆｚを検出する。Ｍｘ検出系は、感受体１０の円筒部１１に作用するｘ軸回りのモーメントＭｘを検出する。Ｍｙ検出系は、感受体１０の円筒部１１に作用するｙ軸回りのモーメントＭｙを検出する。Ｍｚ検出系は、感受体１０の円筒部１１に作用するｚ軸回りのモーメントＭｚを検出する。

　上述したＦｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系、Ｍｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系は、それぞれ４つのひずみゲージを含むブリッジ回路を有して構成されている。図２は、６分力検出器１におけるひずみゲージの配置を示す模式図である。図３は、６分力検出器１におけるＦｘ検出系のひずみゲージの配置及びブリッジ回路の構成を示す図であり、各力検出系（Ｆｘ検出系、Ｆｙ検出系、Ｆｚ検出系）及び各モーメント検出系（Ｍｘ検出系、Ｍｙ検出系、Ｍｚ検出系）のひずみゲージの配置及びブリッジ回路の構成の代表例を示す。

　図２及び図３に示すように、Ｆｘ検出系は、ひずみゲージ２１～２４を有して構成されている。ひずみゲージ２１～２４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１の外周面に貼付されている。ひずみゲージ２１は、円筒部１１の外周面における第１フランジ１２側の領域（中間部１４に近接した領域）に配置されている。ひずみゲージ２２は、ひずみゲージ２１を通りかつ円筒部１１の軸方向と平行な直線上に配置され、円筒部１１の外周面における第２フランジ１３側の領域（中間部１５に近接した領域）に配置されている。ひずみゲージ２３は、ひずみゲージ２２からみて円筒部１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ２２に対して円筒部１１の中心軸対称な位置）に配置されている。ひずみゲージ２４は、ひずみゲージ２１からみて円筒部１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ２１に対して円筒部１１の中心軸対称な位置）に配置されている。

　図３に示すように、Ｆｘ検出系のブリッジ回路は、ホイートストンブリッジ回路として構成され、ひずみゲージ２１～２４をループ状に順次接続し、ひずみゲージ２２とひずみゲージ２３との間、及び、ひずみゲージ２１とひずみゲージ２４との間に電源の正極、負極をそれぞれ接続する。ブリッジ回路は、ひずみゲージ２１とひずみゲージ２２との間、及び、ひずみゲージ２３とひずみゲージ２４との間の電位差を出力として抽出する。ブリッジ回路の構成は、後で詳しく説明する。

　Ｆｙ検出系は、ひずみゲージ４１～４４を有して構成されている。ひずみゲージ４１～４４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１の外周面に貼付されている。ひずみゲージ４１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ２１、２２の中間に配置されている。ひずみゲージ４２，４３，４４は、それぞれひずみゲージ４１に対して、円筒部１１の中心軸回りの位相が、９０度、１８０度、２７０度ずれた位置に配置されている。Ｆｙ検出系のブリッジ回路は、図３に示したＦｘ検出径のひずみゲージ２１～２４をひずみゲージ４１～４４に置き換える点以外、同一の構成を有する。

　Ｆｚ検出系は、ひずみゲージ３１～３４を有して構成されている。ひずみゲージ３１～３４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１の外周面に貼付されている。ひずみゲージ３１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ２１に対して、円筒部１１の中心軸回りに９０度ずらして配置されている。ひずみゲージ３２は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ２２に対して、円筒部１１の中心軸回りに９０度ずらして配置されている。ひずみゲージ３１とひずみゲージ３２とは、円筒部１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。ひずみゲージ３３は、ひずみゲージ３２からみて円筒部１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ３２に対して円筒部１１の中心軸対称な位置）に配置されている。ひずみゲージ３４は、ひずみゲージ３１からみて円筒部１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ３１に対して円筒部１１の中心軸対称な位置）に配置されている。Ｆｚ検出系のブリッジ回路は、図３に示したＦｘ検出径のひずみゲージ２１～２４をひずみゲージ３１～３４に置き換える点以外、同一の構成を有する。

　Ｍｘ検出系は、ひずみゲージ５１～５４を有して構成されている。ひずみゲージ５１～５４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１の外周面に貼付されている。ひずみゲージ５１は、Ｆｚ検出系のひずみゲージ３１に対して、円筒部１１の中心軸方向に隣接して配置されている。ひずみゲージ５２は、Ｆｚ検出系のひずみゲージ３２に対して、円筒部１１の中心軸方向に隣接して配置されている。ひずみゲージ５１とひずみゲージ５２とは、円筒部１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。ひずみゲージ５３は、ひずみゲージ５２からみて円筒部１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ５２に対して円筒部１１の中心軸対称な位置）に配置されている。ひずみゲージ５４は、ひずみゲージ５１からみて円筒部１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ５１に対して円筒部１１の中心軸対称な位置）に配置されている。Ｍｘ検出系のブリッジ回路は、図３に示したＦｘ検出径のひずみゲージ２１～２４をひずみゲージ５１～５４に置き換える点以外、同一の構成を有する。

　Ｍｙ検出系は、ひずみゲージ７１～７４を有して構成されている。ひずみゲージ７１～７４は、せん断形のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１の周方向となるように、円筒部１１の外周面に貼付されている。ひずみゲージ７１は、Ｆｙ検出系のひずみゲージ４１、４２の中間に配置されている。ひずみゲージ７２は、Ｆｙ検出系のひずみゲージ４２，４４の中間に配置されている。ひずみゲージ７３，７４は、それぞれひずみゲージ７２，７１に対して、円筒部１１の中心軸対称となる位置に配置されている。Ｍｙ検出系のブリッジ回路は、図３に示したＦｘ検出径のひずみゲージ２１～２４をひずみゲージ６１～６４に置き換える点以外、同一の構成を有する。

　Ｍｚ検出系は、ひずみゲージ６１～６４を有して構成されている。ひずみゲージ６１～６４は、単軸のひずみゲージであって、その検出方向が円筒部１１の中心軸方向と平行となるように、円筒部１１の外周面に貼付されている。ひずみゲージ６１は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ２１に対して、円筒部１１の中心軸方向に隣接して配置されている。ひずみゲージ６２は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ２２に対して、円筒部１１の中心軸方向に隣接して配置されている。ひずみゲージ６１とひずみゲージ６２とは、円筒部１１の軸方向と平行な同一直線上に配置されている。ひずみゲージ６３は、ひずみゲージ６２からみて円筒部１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ６２に対して円筒部１１の中心軸対称な位置）に配置されている。ひずみゲージ６４は、ひずみゲージ６１からみて円筒部１１の中心軸回りに１８０度ずらした位置（ひずみゲージ６１に対して円筒部１１の中心軸対称な位置）に配置されている。Ｍｚ検出系のブリッジ回路は、図３に示したＦｘ検出径のひずみゲージ２１～２４をひずみゲージ６１～６４に置き換える点以外、同一の構成を有する。

　＜２－２．ブリッジ回路＞
　続いて、図３に示したＦｘ検出系のブリッジ回路を例にとって、各力検出系及び各モーメント検出系のブリッジ回路の構成例を具体的に説明する。

　図３に示したＦｘ検出系のブリッジ回路８０は、第１端子８１、第２端子８２、第３端子８３及び第４端子８４の四つの端子と、四つのひずみゲージ２１，２２，２３，２４とを有する。ひずみゲージ２１は、第１端子８１と第２端子８２との間に設けられ、ひずみゲージ２２は、第２端子８２と第４端子８４との間に設けられる。ひずみゲージ２４は、第１端子８１と第３端子８３との間に設けられ、ひずみゲージ２３は、第３端子８３と第４端子８４との間に設けられる。第１端子８１、ひずみゲージ２１、第２端子８２、ひずみゲージ２２及び第４端子８４を通る電流経路が第１の経路８６を構成する。また、第１端子８１、ひずみゲージ２４、第３端子８３、ひずみゲージ２３及び第４端子８４を通る電流経路が第２の経路８７を構成する。

　ひずみゲージ２１，２２，２３，２４は、歪み量に応じて抵抗値が変化する抵抗素子である。本実施形態において、ひずみゲージは、ゲージ率が４以上の材料を用いて構成されている。例えばひずみゲージは、Ｃｒ－Ｎ薄膜により構成されてもよい。ひずみゲージのゲージ率が４以上であれば、車輪に加えられる荷重を検出する６分力検出器１として望まれる出力を得ることができる。ただし、ひずみゲージは、Ｃｒ－Ｎ薄膜に限られない。

　ブリッジ回路８０では、起歪体に荷重が加わることにより、各ひずみゲージ２１，２２，２３，２４に歪みが生じ、その歪み量に応じて各ひずみゲージ２１，２２，２３，２４の抵抗値が変化する。ブリッジ回路８０は、第１の経路８６の第２端子８２と、第２の経路８７の第３端子８３との電位差に応じた電気信号を出力する。

　本実施形態において、ブリッジ回路８０は、第１の経路８６のひずみゲージ２２と第４端子８４との間に、第１のチップ抵抗９１（９１ａ，９１ｂ）、サーミスタ９５及び第１の調整抵抗９６を備えている。サーミスタ９５及び第１の調整抵抗９６は、第１のチップ抵抗９１に直列に接続されるとともに互いに並列に接続されている。また、ブリッジ回路８０は、第２の経路８７のひずみゲージ２３と第４端子８４との間に、第２のチップ抵抗９３（９３ａ，９３ｂ）及び第２の調整抵抗９７を備えている。第２の調整抵抗９７は、第２のチップ抵抗９３に直列に接続されている。

　第１の経路８６及び第２の経路８７に設けられたこれらの素子は、ブリッジ回路８０に対して、第１のチップ抵抗９１及び第２のチップ抵抗９３、サーミスタ９５、第１の調整抵抗９６及び第２の調整抵抗９７の順に設けられる。

　第１のチップ抵抗９１は、ブリッジ回路８０に歪みゲージ２１，２２，２３，２４が設けられた状態で測定される初期バランスのずれを調整するための抵抗素子である。目的とする抵抗値が比較的大きいことから、抵抗素子としてチップ抵抗が用いられる。図２に示したブリッジ回路８０の例では、第１のチップ抵抗９１は、互いに並列に接続された二つの抵抗素子９１ａ，９１ｂを有する。同様に、第２のチップ抵抗９３は、ブリッジ回路８０に歪みゲージ２１，２２，２３，２４が設けられた状態で測定される初期バランスのずれを調整するための抵抗素子である。図２に示したブリッジ回路８０の例では、第２のチップ抵抗９３は、互いに並列に接続された二つの抵抗素子９３ａ，９３ｂを有する。

　一般に、チップ抵抗は、任意の間隔でそれぞれ所定の抵抗値に設計された複数のチップ抵抗が用意されている。ブリッジ回路８０にひずみゲージ２１，２２，２３，２４を接続した状態で設けられる第１のチップ抵抗９１及び第２のチップ抵抗９３としては、第１の経路８６及び第２の経路８７の抵抗値が目的に沿った抵抗値となる適宜の抵抗値のチップ抵抗が用いられる。本実施形態では、まず、第１の経路８６及び第２の経路８７の抵抗値を目的に沿った抵抗値とし得る任意の抵抗値のチップ抵抗（以下、「暫定抵抗」ともいう）９１ａ，９３ａを選択し、それぞれ第１の経路８６及び第２の経路８７に接続する。

　さらに、ブリッジ回路８０に暫定抵抗９１ａ，９３ａを接続した状態で、所定の基準温度でのブリッジ回路８０の初期バランスを測定し、初期バランスのずれが解消され得る抵抗値のチップ抵抗（以下、「シャント抵抗」ともいう）９１ｂ，９３ｂをそれぞれ選択し、それぞれ暫定抵抗９１ａ，９３ａと並列に接続する。これにより、所定の基準温度でのブリッジ回路８０の初期バランスのずれを所望の範囲内とすることができる。ただし、暫定抵抗９１ａ，９３ａのみで所定の基準温度でのブリッジ回路８０の初期バランスのずれが所望の範囲内となった場合には、シャント抵抗９１ｂ，９３ｂが設けられなくてもよい。

　ブリッジ回路８０に第１のチップ抵抗９１及び第２のチップ抵抗９３を接続した状態においてブリッジ回路８０の初期バランスが調整されていると仮定した場合、各ひずみゲージ２１，２２，２３，２４が設けられた各辺が同等の温度特性を有する場合にはブリッジ回路８０の構成によりそれぞれの温度特性がキャンセルされ、荷重が加えられていない状態では出力が発生しない。一方、荷重が加えられていないにもかかわらず出力が発生した場合、ブリッジ回路８０の初期バランスがずれていると判断することができる。このため、本実施形態では、ブリッジ回路８０からの出力に反映された温度特性に対する逆特性の温度補償素子であるサーミスタ９５をブリッジ回路８０に組み込むことで温度特性の補償が行われる。

　サーミスタ９５は、ブリッジ回路８０に第１のチップ抵抗９１及び第２のチップ抵抗９３を接続した状態でのブリッジ回路８０の温度特性を補償するための抵抗素子である。サーミスタ９５としては、温度の上昇により抵抗値が低下する特性を有するＮＴＣ（Negative　Temperature　Coefficient）サーミスタが用いられる。サーミスタ９５は、一般的に抵抗値が高く（例えば１ｋΩ以上）、温度特性の補償に適した素子である。サーミスタ９５の温度上昇に伴う抵抗値の低下率を示す抵抗温度係数が、より大きいものが望ましい。第１の調整抵抗９６は、ブリッジ回路８０に、第１のチップ抵抗９１及びサーミスタ９５を設けた状態での初期バランスのずれを調整するための抵抗素子である。第２の調整抵抗９７は、第１の経路８６に第１の調整抵抗９６を設けたことによる初期バランスのずれを調整するための抵抗素子である。

　第１のチップ抵抗９１及び第２のチップ抵抗９３が接続されたブリッジ回路８０は、所定の基準温度でのブリッジ回路８０の初期バランスが調整されているものの、第１のチップ抵抗９１及び第２のチップ抵抗９３はそれぞれ温度特性を有しているため、ブリッジ回路８０の出力も温度特性を有することとなる。したがって、第１のチップ抵抗９１及び第２のチップ抵抗９３が接続されたブリッジ回路８０の温度特性を測定し、当該温度特性を補償し得るサーミスタ９５と、第１の経路８６にサーミスタ９５を接続することによる初期バランスのずれを元に戻すための第１の調整抵抗９６とを、互いに並列に、かつ、第１のチップ抵抗９１と直列に接続する。

　また、第１の経路８６と第２の経路８７との抵抗値のバランスを取るための第２の調整抵抗９７を、第２のチップ抵抗９３と直列に接続する。第２の調整抵抗９７の抵抗値を第１の調整抵抗９６の抵抗値と異ならせて、第１の経路８６と第２の経路８７との抵抗値の初期バランスのずれを解消してもよいが、サーミスタ９５及び第１の調整抵抗９６の温度特性をあらかじめ把握することは困難であることから、第２の調整抵抗９７を、暫定的に第１の調整抵抗９６と同一の抵抗素子としてよい。

　初期バランスのずれを調整するための第１の調整抵抗９６及び第２の調整抵抗９７は、温度変化に対する抵抗値の変化率を示す抵抗温度係数が低いもの、例えば１Ω以下の抵抗素子であることが望ましい。このような抵抗素子としては、例えば亜鉛、タングステン、アルミニウム、純鉄、イリジウム、鋼、銅、金、ニッケル、銀、白金、パラジウム又は錫のうちの一つ又は複数の混合材料からなる素子が例示される。

　＜２－３．ロードセルの出力調整方法＞
　続いて、６分力検出器１を例にとって、本実施形態に係るロードセルの出力調整方法を説明する。以下に説明するロードセルの出力調整方法では、各力検出系及び各モーメント検出系の温度特性の補償の目標値を０．２ｍＶ／Ｖとして出力調整を行う例を説明する。

　図４は、ロードセルの出力調整方法の手順を示すフローチャートである。
　まず、起歪体としての円筒部に対して絶縁層を介して配置されたひずみゲージにゲージリードを接続する等により電気配線を行い、四つのひずみゲージを電気的に接続したブリッジ回路を形成する（ステップＳ１１）。例えばＦｘ検出系のブリッジ回路では、第１端子８１と第２端子８２との間にひずみゲージ２１を接続し、第２端子８２と第４端子８４との間にひずみゲージ２２を接続する。また、第１端子８１と第３端子８３との間にひずみゲージ２４を接続し、第３端子８３と第４端子８４との間にひずみゲージ２３を接続する。

　ステップＳ１１の完了時において、初期バランスの調整及び温度特性の補償を行うための抵抗素子の接続予定箇所はショートさせておく。四つのひずみゲージを電気的に接続する工程は、各力検出系及び各モーメント検出系を構成する６組の四つのひずみゲージに対して行われる。

　次いで、ブリッジ回路の一方側の第１の経路及び他方側の第２の経路にそれぞれ第１のチップ抵抗及び第２のチップ抵抗を接続し、ブリッジ回路の初期バランスを調整する第１調整を実施する（ステップＳ１３）。例えばＦｘ検出系のブリッジ回路では、図５に示すように、第１端子８１、ひずみゲージ２１、第２端子８２、ひずみゲージ２２及び第４端子８４を通る第１の経路８６のひずみゲージ２２と第４端子８４との間に、第１のチップ抵抗９１（暫定抵抗９１ａ及びシャント抵抗９１ｂ）を接続する。また、第１端子８１、ひずみゲージ２４、第３端子８３、ひずみゲージ２３及び第４端子８４を通る第２の経路８７のひずみゲージ２３と第４端子８４との間に、第２のチップ抵抗９３（暫定抵抗９３ａ及びシャント抵抗９３ｂ）を配置する。

　より具体的には、第１の経路８６及び第２の経路８７の抵抗値を目的に沿った抵抗値とし得る任意の抵抗値の暫定抵抗９１ａ，９３ａを選択し、それぞれ第１の経路８６及び第２の経路８７に接続する。暫定抵抗９１ａ，９３ａの抵抗値は、ひずみゲージ２１，２２，２３，２４及びゲージリード等の電気配線の抵抗値などに基づいて算出されてよい。さらに、ブリッジ回路８０に暫定抵抗９１ａ，９３ａを接続した状態で、所定の基準温度でのブリッジ回路８０の初期バランスを測定し、初期バランスのずれが解消され得る抵抗値のシャント抵抗９１ｂ，９３ｂをそれぞれ選択し、それぞれ暫定抵抗９１ａ，９３ａと並列に接続する。これにより、所定の基準温度でのブリッジ回路８０の初期バランスのずれを所望の範囲内とすることができる。ただし、暫定抵抗９１ａ，９３ａのみで所定の基準温度でのブリッジ回路８０の初期バランスのずれが所望の範囲内となった場合には、シャント抵抗９１ｂ，９３ｂは接続されなくてもよい。

　ステップＳ１３では、６つの検出系のブリッジ回路の第１の経路及び第２の経路にそれぞれ第１のチップ抵抗及び第２のチップ抵抗を接続する。

　次いで、ブリッジ回路に第１のチップ抵抗及び第２のチップ抵抗を接続した状態においてブリッジ回路の出力の温度特性を測定する（ステップＳ１５）。ここでは、６分力検出器１の使用温度範囲における各力検出系及び各モーメント検出系の出力の温度特性を測定する。温度特性の計測方法は、従来公知の方法であってよい。

　図６は、ブリッジ回路の第１の経路に第１のチップ抵抗を接続し、第２の経路に第２のチップ抵抗を接続した状態（第１調整後）において計測した、想定使用温度範囲（０～１００℃）での６つの検出系の出力の温度特性の例を示す。図６に示した例では、６つの検出系の出力のうちの３つの検出系の出力の温度特性が０．５ｍＶ／Ｖ以上となり、温度特性の補償の目標を超えている。

　温度特性の測定結果を受けて、次のステップＳ１７では、温度特性を補償するためのサーミスタと、サーミスタを設けることによる初期バランスのずれを調整するための第１の調整抵抗とを、互いに並列に、かつ、第１のチップ抵抗と直列に、第１の経路に接続する第２調整を実施する（ステップＳ１７）。次いで、第１の経路にサーミスタ及び第１の調整抵抗を接続したことによる抵抗値のバランスのずれを小さくするために、第２の調整抵抗を、第２のチップ抵抗と並列に、第２の経路に接続する（ステップＳ１９）。例えばＦｘ検出系のブリッジ回路では、第１の経路８６に、サーミスタ９５及び第１の調整抵抗９６を、互いに並列に、かつ、第１のチップ抵抗９１と直列に接続し、第２の経路８７に、第２の調整抵抗９７を、第２のチップ抵抗９３と直列に接続する（図３を参照）。

　ステップＳ１７～ステップＳ１９では、６つの検出系のブリッジ回路の第１の経路及び第２の経路にそれぞれサーミスタ、第１の調整抵抗及び第２の調整抵抗を接続する。これにより、６つの検出系すべての出力が、温度特性の補償の目標である０．２ｍＶ／Ｖ未満となるように調整される。

　このようにして、本開示の実施の形態に係るロードセル及びロードセルの出力調整方法によれば、使用温度範囲における温度変化による抵抗値の変化が大きい場合であっても、ブリッジ回路の出力の温度特性を容易に補償することができる。また、複数の分力を検出する６分力検出器であっても、すべての検出系の出力の温度特性を目標未満にすることができる。したがって、ロードセルの温度特性を補償しつつ抵抗値の初期バランスを容易に調整することができる。

　なお、上記実施形態では、ブリッジ回路の第１の経路にサーミスタ及び第１の調整抵抗を接続し、第２の経路に第２の調整抵抗を接続したが、この場合、第１の経路が入力の正側又は負側のいずれであってもよい。

　＜２－４．応用例＞
　ここまで、本実施形態に係るロードセル及びロードセルの出力調整方法を説明した。続いて、本開示の技術の応用例を説明する。

　上記実施形態において、第２の経路８７に、第１の調整抵抗９６と同一の第２の調整抵抗９７が設けられた場合、第１の経路８６ではサーミスタ９５及び第１の調整抵抗９６の合成抵抗が小さくなり、第１の経路８６の抵抗値を戻し過ぎる場合がある。このため、応用例では、第１のチップ抵抗９１、第２のチップ抵抗９３、サーミスタ９５、第１の調整抵抗９６及び第２の調整抵抗９７をブリッジ回路８０に接続した状態で再度ブリッジ回路８０の初期バランスを測定し、初期バランスのずれをさらに調整するために、第３の調整抵抗が接続される。

　図７は、応用例に係るブリッジ回路８０Ａの構成を示す説明図であり、図３と同様にＦｘ検出系のブリッジ回路を例示している。

　応用例では、ブリッジ回路８０Ａは、第２の経路８７のひずみゲージ２３と第４端子８４との間に、第２のチップ抵抗９３（９３ａ，９３ｂ）、第２の調整抵抗９７及び第３の調整抵抗９８を備えている。第２の調整抵抗９７及び第３の調整抵抗９８は、第２のチップ抵抗９３に直列に接続されるとともに互いに並列に接続されている。

　第１の経路８６及び第２の経路８７に設けられたこれらの素子は、ブリッジ回路８０Ａに対して、第１のチップ抵抗９１及び第２のチップ抵抗９３、サーミスタ９５、第１の調整抵抗９６及び第２の調整抵抗９７、第３の調整抵抗９８の順に設けられる。第３の調整抵抗９８は、第２の経路８７に第２の調整抵抗９７を設けたことによる初期バランスのずれを調整するための抵抗素子である。第３の調整抵抗９８は、第１の調整抵抗９６及び第２の調整抵抗９７と同様に温度変化に対する抵抗値の変化率を示す抵抗温度係数が低いもの、例えば１Ω以下の抵抗素子であることが望ましい。

　図７に示した例では、第３の調整抵抗９８は、第２の経路８７に、第２の調整抵抗９７と並列に接続されているが、初期バランスのずれに応じて、第１の経路８６に、サーミスタ９５及び第１の調整抵抗９６と並列に接続されてもよい。また、第３の調整抵抗９８を接続した後でもなお初期バランスのずれが解消されていない場合には、さらに第１の経路８６又は第２の経路８７に第４の調整抵抗を接続することで初期バランスのずれが所定の範囲内となるようにしてもよい。

　図８は、応用例に係るロードセルの出力調整方法の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１～ステップＳ１９までは、上記実施形態で説明した手順に沿って実施される。
　応用例では、第２調整が実施された後、さらに６つの検出系の出力の温度特性を測定する（ステップＳ２１）。図９は、ブリッジ回路の第１の経路に第１のチップ抵抗、サーミスタ及び第１の調整抵抗を接続し、第２の経路に第２のチップ抵抗及び第２の調整抵抗を接続した状態（第２調整後）において計測した、６つの検出系の出力の温度特性の例を示す。図９に示したように、６つの検出系のうちの１つの検出系を除き、温度特性の補償の目標である０．２ｍＶ／Ｖを下回っているものの、１つの検出系の温度特性が０．３ｍＶ／Ｖとなって、温度特性の補償の目標を超える場合が起こり得る。

　そこで、温度特性の測定結果を受けて、次のステップＳ２３では、第２の経路に第２の調整抵抗を設けたことによる初期バランスのずれを調整するための第３の調整抵抗を第１の経路又は第２の経路に接続する第３調整を実施する（ステップＳ２３）。つまり、サーミスタによる温度特性の補償を過補償気味にしたうえで再び温度特性を測定し、温度特性が未だ目標を超える場合に二重補償を行うことで、より高い精度での補償が可能となる。例えばＦｘ検出系のブリッジ回路では、図７に示すように、第２の経路８７に、第２の調整抵抗９７と並列に第３の調整抵抗９８を接続する。温度特性による出力が正側にずれているか負側にずれているかによって、第３調整抵抗を第１の経路に接続するか、第２の経路に接続するかが決定される。

　図１０は、ブリッジ回路の第１の経路に第１のチップ抵抗、サーミスタ及び第１の調整抵抗を接続し、第２の経路に第２のチップ抵抗、第２の調整抵抗及び第３の調整抵抗を接続した状態（第３調整後）において計測した、６つの検出系の出力の温度特性の例を示す。図１０に示した例では、第３の調整抵抗を接続したことにより、６つの検出系すべての出力が、温度特性の補償の目標である０．２ｍＶ／Ｖを下回るようになっている。

　なお、第３の調整抵抗を第１の経路又は第２の経路に接続した場合であっても、６つの検出系のうちの少なくとも一つの出力の温度特性が大幅に目標を超えている場合には、さらに、第１の経路又は第２の経路に第４の調整抵抗を接続する工程を実施する。上記の第３の調整抵抗あるいは第４の調整抵抗等、温度特性を補償の目標内に収めるための最終的な調整抵抗の抵抗値は、温度特性の測定結果に基づいて計算により算出されてもよい。

　このようにして、応用例に係るロードセル及びロードセルの出力調整方法によれば、使用温度範囲における温度変化による抵抗値の変化が大きい場合であっても、ブリッジ回路の出力の温度特性を補償する確実性を高めることができる。

　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

　例えば上記実施形態では、単軸のひずみゲージが用いられたロードセルの例を説明したが、本開示の技術を適用可能なロードセルはかかる例に限定されない。例えば図１１及び図１２に示す二軸せん断ひずみゲージが用いられたロードセルであっても本開示の技術を適用することができる。

　具体的に、図１１は、変形例の６分力検出器におけるひずみゲージの配置を示す模式図であり、図１２は、二軸せん断ひずみゲージのゲージパターンを示す説明図である。図１１に示した６分力検出器は、上述したＦｘ検出系のひずみゲージ２１～２４及びＦｚ検出系のひずみゲージ３１～３４に代えて、以下に説明するＦｘ検出系のせん断ひずみゲージ２７１，２７２及びＦｚ検出系のせん断ひずみゲージ２７５，２７７を設けたものである。図１２には、一例としてせん断ひずみゲージ２７１を示すが、せん断ひずみゲージ２７２，２７５，２７７も実質的に同様のゲージパターンを有する。

　せん断ひずみゲージ２７１は、いわゆる矢型２軸（２極）に構成されている。せん断ひずみゲージ２７１は、Ｃｒ－Ｎ薄膜等からなる第１検出部２７１ａ及び第２検出部２７１ｂを、絶縁体の薄膜である共通の絶縁層２７１ｃ上に形成したものである。第１検出部２７１ａ及び第２検出部２２１ｂは、それぞれ検出方向に沿って平行に配置された複数の直線部を順次直列に接続して構成されている。第１検出部２７１ａ及び第２検出部２７１ｂは、直線部が伸縮する方向（検出方向）のひずみに応じて電気抵抗が変化しやすいように設定されている。第１検出部２７１ａ及び第２検出部２７１ｂの検出方向は、実質的に直交するように配置されている。せん断ひずみゲージ２７１は、第１検出部２７１ａ及び第２検出部２７１ｂの検出方向が、円筒部２５０の中心軸方向に対してそれぞれ４５°反対方向に傾斜するように円筒部２５０の外周面に取り付けられる。なお、せん断ひずみゲージ２７２，２７５，２７７も同様に円筒部２５０の外周面に取り付けられる。

　図１１に示すように、せん断ひずみゲージ２７１，２７２，２７５，２７７は、円筒部２５０の中心軸方向における中央部の外周面に貼付されている。Ｆｘ検出系のせん断ひずみゲージ２７１は、Ｍｘ検出系のひずみゲージ２５１，２５２の中間に配置されている。Ｆｘ検出系のせん断ひずみゲージ２７２は、Ｍｘ検出系のひずみゲージ２５３，２５４の中間（せん断ひずみゲージ２７１と中心軸対象となる位置）に配置されている。Ｆｚ検出系のせん断ひずみゲージ２７５は、Ｍｚ検出系のひずみゲージ２６１，２６２の中間に配置されている。Ｆｚ検出系のせん断ひずみゲージ２７７は、Ｍｚ検出系のひずみゲージ２６３，２６４の中間（せん断ひずみゲージ２７５と中心軸対象となる位置）に配置されている。

　また、Ｆｙ検出系のひずみゲージ２８１～２８４、Ｍｙ検出系のひずみゲージ２９１～２９４は、Ｆｘ検出系のひずみゲージ２７１，２７２及びＦｚ検出系のひずみゲージ２７５，２７７との干渉を避けるため、中心軸回りにおける位置をずらして配置されている。例えば、図１１に示すように、せん断ひずみゲージ２７１、ひずみゲージ２８２、ひずみゲージ２９２、せん断ひずみゲージ２７７、ひずみゲージ２８４、ひずみゲージ２９４、せん断ひずみゲージ２７２、ひずみゲージ２８３、ひずみゲージ２９３、せん断ひずみゲージ２７５、ひずみゲージ２８１及びひずみゲージ２９１を、円筒部２５０の周方向に沿って、中心軸回りの角度を３０°間隔でずらした位置に順次配置する構成とすることができる。

　Ｆｘ検出系のせん断ひずみゲージ２７１，２７２がそれぞれ有する第１検出部及び第２検出部は、図３に示したブリッジ回路と同様のブリッジ回路を構成する。このブリッジ回路は、感受体２５０へ入力されるＦｘ方向分力に応じた出力を発生する。同様に、Ｆｚ検出系のせん断ひずみゲージ２７５，２７７がそれぞれ有する第１検出部及び第２検出部は、図３に示したブリッジ回路と同様のブリッジ回路を構成する。このブリッジ回路は、感受体２５０へ入力されるＦｚ方向分力に応じた出力を発生する。

　このように構成される二軸せん断ひずみゲージを用いたロードセルであっても本開示の技術を適用することができ、上記実施形態により得られる効果を奏することができる。

２１・２２・２３・２４：ひずみゲージ、８０・８０Ａ：ブリッジ回路、８１：第１端子、８２：第２端子、８３：第３端子、８４：第４端子、８６：第１の経路、８７：第２の経路、９１：第１のチップ抵抗、９１ａ：抵抗素子（暫定抵抗）、９１ｂ：抵抗素子（シャント抵抗）、９３：第２のチップ抵抗、９３ａ：抵抗素子（暫定抵抗）、９３ｂ：抵抗素子（シャント抵抗）、９５：サーミスタ、９６：第１の調整抵抗、９７：第２の調整抵抗、９８：第３の調整抵抗

Claims

　荷重に応じて変化するひずみゲージの抵抗の変化を電気信号に変換して出力するブリッジ回路を備えたロードセルにおいて、
　前記ブリッジ回路の一方側の第１の経路に、
　前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第１のチップ抵抗と、
　それぞれ前記第１のチップ抵抗と直列に接続されるとともに互いに並列に接続された、前記ブリッジ回路の温度特性を補償するためのサーミスタ、及び、前記サーミスタを設けた状態での前記初期バランスのずれを調整するための第１の調整抵抗と、を備え、
　前記ブリッジ回路の他方側の第２の経路に、
　前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第２のチップ抵抗と、
　前記第２のチップ抵抗と直列に接続され、前記第１の経路に前記第１の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第２の調整抵抗と、を備える、
　ロードセル。
　前記第１の調整抵抗と前記第２の調整抵抗とが同一の抵抗素子である、
　請求項１に記載のロードセル。
　前記第１の経路及び前記第２の経路のうちの少なくともいずれか一方に、
　前記第２の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第３の調整抵抗を備える、
　請求項２に記載のロードセル。
　前記ひずみゲージの素子抵抗値が１ＫΩ以上である、
　請求項１に記載のロードセル。
　前記ロードセルは、
　複数の分力を検出する多分力検出器である、請求項１に記載のロードセル。
　荷重に応じて変化するひずみゲージの抵抗の変化を電気信号に変換して出力するブリッジ回路を備えたロードセルの出力調整方法において、
　前記ブリッジ回路の一方側の第１の経路に前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第１のチップ抵抗を接続し、
　前記ブリッジ回路の他方側の第２の経路に前記ブリッジ回路の初期バランスを調整するための第２のチップ抵抗を接続し、
　前記第１の経路に、それぞれ前記第１のチップ抵抗と直列に接続され、前記ブリッジ回路の温度特性を補償するためのサーミスタ、及び、前記サーミスタを設けた状態での前記初期バランスのずれを調整するための第１の調整抵抗、を互いに並列に接続し、
　前記第２の経路に、前記第２のチップ抵抗と直列に接続され、前記第１の経路に前記第１の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第２の調整抵抗を接続する、
　ロードセルの出力調整方法。
　前記第１の経路及び前記第２の経路のうちの少なくともいずれか一方に、前記第２の調整抵抗を設けたことによる前記初期バランスのずれを調整するための第３の調整抵抗を接続する、
　請求項５に記載のロードセルの出力調整方法。