JPS6143651B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6143651B2 JPS6143651B2 JP10839381A JP10839381A JPS6143651B2 JP S6143651 B2 JPS6143651 B2 JP S6143651B2 JP 10839381 A JP10839381 A JP 10839381A JP 10839381 A JP10839381 A JP 10839381A JP S6143651 B2 JPS6143651 B2 JP S6143651B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- generating portion
- annular
- portions
- force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01L1/2218—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Force In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は起歪部の概略の形状が環状であるロ
ードセルの改良に関するものである。
ードセルの改良に関するものである。
従来のこの種のロードセルは、一般的には第１
図ａ，ｂに示すような構成となつている。同図に
おいて、１は環状起歪部、２ａ，２ｂは荷重伝達
部であり、支持部及び着力部が適当に設けられて
いる。環状起歪部１の内周面にはストレインゲー
ジC1，C2，T1，T2が貼着されている。そのゲー
ジC1，C2，T1，T2は第２図に示すようなフリブ
リツジ構成になつていて、着力部４に作用する荷
重に応じた出力電圧ｅを出力するようになつてい
る。このようなロードセルは、荷重が圧縮力Ｐと
して着力部４の中心に作用する場合は、ゲージ
C1，C2には圧縮力が、ゲージT1，T2には引張力
が働らく。このような構成において、ゲージ
T1，T2はゲージC1，C2に較べて80〜90％の出力
が出るものであるが、もし起歪部１に作用する圧
縮力Ｐが中心よりも外れた位置にP′としてかかる
とすると、環状起歪部１の荷重伝達部２ａ近傍の
応力分布が、第３図に実線で示す状態から点線で
示すような状態に大きく変るために、ゲージ
T1，T2の出力も変化する。ゲージC1，C2の出力
は上記荷重位置の移動によつて増減するが、増減
量が大略等しいので補正し合うことになる。しか
し、ゲージT1，T2の出力の変化は１桁以上大で
あり、合成値もうまく補正し合うことにはならな
い。従つてこの種の起歪部を有するロードセルは
着力点の位値の変化に対して出力の変化が多い欠
点があつた。この欠点を除くために、第４図に示
すような構成のものが提案されている。すなわ
ち、支持部３に一体的にケース５を設け、着力部
４と上下に長く形成してダイヤフラム６，７で保
持した構成である。これには構造が複雑な欠点が
ある。
図ａ，ｂに示すような構成となつている。同図に
おいて、１は環状起歪部、２ａ，２ｂは荷重伝達
部であり、支持部及び着力部が適当に設けられて
いる。環状起歪部１の内周面にはストレインゲー
ジC1，C2，T1，T2が貼着されている。そのゲー
ジC1，C2，T1，T2は第２図に示すようなフリブ
リツジ構成になつていて、着力部４に作用する荷
重に応じた出力電圧ｅを出力するようになつてい
る。このようなロードセルは、荷重が圧縮力Ｐと
して着力部４の中心に作用する場合は、ゲージ
C1，C2には圧縮力が、ゲージT1，T2には引張力
が働らく。このような構成において、ゲージ
T1，T2はゲージC1，C2に較べて80〜90％の出力
が出るものであるが、もし起歪部１に作用する圧
縮力Ｐが中心よりも外れた位置にP′としてかかる
とすると、環状起歪部１の荷重伝達部２ａ近傍の
応力分布が、第３図に実線で示す状態から点線で
示すような状態に大きく変るために、ゲージ
T1，T2の出力も変化する。ゲージC1，C2の出力
は上記荷重位置の移動によつて増減するが、増減
量が大略等しいので補正し合うことになる。しか
し、ゲージT1，T2の出力の変化は１桁以上大で
あり、合成値もうまく補正し合うことにはならな
い。従つてこの種の起歪部を有するロードセルは
着力点の位値の変化に対して出力の変化が多い欠
点があつた。この欠点を除くために、第４図に示
すような構成のものが提案されている。すなわ
ち、支持部３に一体的にケース５を設け、着力部
４と上下に長く形成してダイヤフラム６，７で保
持した構成である。これには構造が複雑な欠点が
ある。
この発明は、比較的簡単な構造で、着力点の移
動が荷重検出精度に及ぼす影響が少ない環状起歪
部を有するロードセルを提供することを目的とす
る。
動が荷重検出精度に及ぼす影響が少ない環状起歪
部を有するロードセルを提供することを目的とす
る。
以下この発明を図示の実施例に基いて説明す
る。第５図及び第６図は第１の実施例の圧縮型ロ
ードセルを示し、１は環状起歪部、C1，C2，
T1，T2はストレインゲージである。１０，１１
は着力部、１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂは脚
状部である。
る。第５図及び第６図は第１の実施例の圧縮型ロ
ードセルを示し、１は環状起歪部、C1，C2，
T1，T2はストレインゲージである。１０，１１
は着力部、１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂは脚
状部である。
環状起歪部１とストレインゲージC1，C2，
T1，T2は従来例として示した第１図のものと同
じである。また、ブリツジ回路も第２図と同じで
ある。
T1，T2は従来例として示した第１図のものと同
じである。また、ブリツジ回路も第２図と同じで
ある。
着力部１０，１１は、起歪部１の上部と下部と
に各々間隔を置いて、起歪部１の上下方向の中心
線１４上に位置するように設けられ、上端面２
０、下端２１が各々球面に形成されている。
に各々間隔を置いて、起歪部１の上下方向の中心
線１４上に位置するように設けられ、上端面２
０、下端２１が各々球面に形成されている。
脚状部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂは、着
力部１０，１１を起歪部１に一体に連結するよう
に設けられたものである。脚状部１２ａ，１２ｂ
は、第５図に見られるように平面両側に対称に、
つまり中心線１４に対称に各々の中心線間隔寸法
がｌとなるように設けられている。脚状部１３
ａ，１３ｂも同様に設けられている。この脚状部
１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂは着力部１
０，１１に圧縮力Ｐが作用したとき、その作用力
を各々の脚状部１２ａと１２ｂ及び１３ａと１３
ｂに分けて環状起歪部１へ伝達するものであり、
その際に起歪部１のストレインゲージT1，T2の
位置に引張力が作用するように上記寸法ｌが決め
られている。これは環状起歪部１の環状をなす中
立面の最大幅寸法ｍよりもｌがある程度小さいも
のであればよい。また、脚状部１２ａ，１２ｂを
設けたことによる窓状孔２２、脚状部１３ａ，１
３ｂを設けたことによる窓状孔２３の環状起歪部
１側の縁は円弧に形成されて、環状起歪部１とし
ては幅寸法ｂに相当する間が円周方向に同じ寸法
ｃとなつている。その幅寸法ｂはストレインゲー
ジT1，T2の幅寸法ａよりも十分に大きい寸法で
ある。なお、環状起歪部１の幅寸法ｂに相当する
部分は一様な断面形状であれば、円弧に限らず直
線状またはこれらに近い形状とすることができ
る。図中２４は保護カバーである。
力部１０，１１を起歪部１に一体に連結するよう
に設けられたものである。脚状部１２ａ，１２ｂ
は、第５図に見られるように平面両側に対称に、
つまり中心線１４に対称に各々の中心線間隔寸法
がｌとなるように設けられている。脚状部１３
ａ，１３ｂも同様に設けられている。この脚状部
１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂは着力部１
０，１１に圧縮力Ｐが作用したとき、その作用力
を各々の脚状部１２ａと１２ｂ及び１３ａと１３
ｂに分けて環状起歪部１へ伝達するものであり、
その際に起歪部１のストレインゲージT1，T2の
位置に引張力が作用するように上記寸法ｌが決め
られている。これは環状起歪部１の環状をなす中
立面の最大幅寸法ｍよりもｌがある程度小さいも
のであればよい。また、脚状部１２ａ，１２ｂを
設けたことによる窓状孔２２、脚状部１３ａ，１
３ｂを設けたことによる窓状孔２３の環状起歪部
１側の縁は円弧に形成されて、環状起歪部１とし
ては幅寸法ｂに相当する間が円周方向に同じ寸法
ｃとなつている。その幅寸法ｂはストレインゲー
ジT1，T2の幅寸法ａよりも十分に大きい寸法で
ある。なお、環状起歪部１の幅寸法ｂに相当する
部分は一様な断面形状であれば、円弧に限らず直
線状またはこれらに近い形状とすることができ
る。図中２４は保護カバーである。
このように構成されたロードセルの環状起歪部
１は、中心線１４に一致するような荷重Ｐが加わ
つたとき、脚状部１２ａ，１２ｂ間の少くとも幅
ｂに相当する間においては、第７図に実線で示す
ような一様な応力分布になる。この場合はもちろ
ん高精度で荷重検出が可能である。同じ大きさの
荷重Ｐが中心線１４から外れて着力点がP′で示す
ように移動したときには、第７図に点線で示すよ
うな応力分布になる。このことは着力点の移動に
よつて脚状部１２ａ，１２ｂを介して環状起歪部
１へ伝達される荷重の配分が変化することから容
易に理解されよう。この応力分布は、図において
左方が大きく、右方が小さい状態ではあるが、そ
の左方から右方への変化状態は直線的でありかつ
中心においては着力点が中心線１４に一致してい
る場合と同じ大きさである。すなわち、中心より
左方の増大分が右方における減少分に等しい状態
である。ゲージT1は環状起歪部１の中心に設け
られているので、ゲージT1の出力は着力点が移
動したことによる左方の増分と右方の減少分を同
時に検出したものとなり、荷重着力点が移動しな
い前の状態と同じである。このことはゲージT2
についても同じである。実験によると、このよう
に構成したロードセルは、第１図の従来のものと
比較して、同じ荷重着力点の移動に対して出力の
変化が1/5〜1/10に小さくなることが確認され
た。従つて、第１図の従来のロードセルの最大の
欠点が、単に荷重伝達部２ａ，２ｂを各２個の脚
状部１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂに変更す
るだけで大幅に改善される。また、第４図のもの
と比較しても２重のダイヤフラム６，７を設ける
必要がないので製作が要易である。
１は、中心線１４に一致するような荷重Ｐが加わ
つたとき、脚状部１２ａ，１２ｂ間の少くとも幅
ｂに相当する間においては、第７図に実線で示す
ような一様な応力分布になる。この場合はもちろ
ん高精度で荷重検出が可能である。同じ大きさの
荷重Ｐが中心線１４から外れて着力点がP′で示す
ように移動したときには、第７図に点線で示すよ
うな応力分布になる。このことは着力点の移動に
よつて脚状部１２ａ，１２ｂを介して環状起歪部
１へ伝達される荷重の配分が変化することから容
易に理解されよう。この応力分布は、図において
左方が大きく、右方が小さい状態ではあるが、そ
の左方から右方への変化状態は直線的でありかつ
中心においては着力点が中心線１４に一致してい
る場合と同じ大きさである。すなわち、中心より
左方の増大分が右方における減少分に等しい状態
である。ゲージT1は環状起歪部１の中心に設け
られているので、ゲージT1の出力は着力点が移
動したことによる左方の増分と右方の減少分を同
時に検出したものとなり、荷重着力点が移動しな
い前の状態と同じである。このことはゲージT2
についても同じである。実験によると、このよう
に構成したロードセルは、第１図の従来のものと
比較して、同じ荷重着力点の移動に対して出力の
変化が1/5〜1/10に小さくなることが確認され
た。従つて、第１図の従来のロードセルの最大の
欠点が、単に荷重伝達部２ａ，２ｂを各２個の脚
状部１２ａ，１２ｂ及び１３ａ，１３ｂに変更す
るだけで大幅に改善される。また、第４図のもの
と比較しても２重のダイヤフラム６，７を設ける
必要がないので製作が要易である。
上記実施例は圧縮型のロードセルであるが、こ
の発明は第８図及び第９図に示すように、引張型
のロードセルにも適用できる。同図において、第
５図及び第６図のものと同等部分は同一図面符号
で示してあり、３０，３１はつり環に形成された
荷重着力部である。この場合、力の作用方向が変
るため、ストレインゲージに作用する力も引張力
が圧縮力に、圧縮力が引張力に各々逆になる。
の発明は第８図及び第９図に示すように、引張型
のロードセルにも適用できる。同図において、第
５図及び第６図のものと同等部分は同一図面符号
で示してあり、３０，３１はつり環に形成された
荷重着力部である。この場合、力の作用方向が変
るため、ストレインゲージに作用する力も引張力
が圧縮力に、圧縮力が引張力に各々逆になる。
また、第５図及び第６図の実施例では、着力部
１０，１１の各々の端部を球面に形成したものを
示したが、場合によつては雄ねじ又は雌ねじを形
成して引張又は圧縮に利用できるようにしてもよ
い。
１０，１１の各々の端部を球面に形成したものを
示したが、場合によつては雄ねじ又は雌ねじを形
成して引張又は圧縮に利用できるようにしてもよ
い。
なお、ストレインゲージとしては抵抗線歪計、
半導体歪計のいずれも使用できる。
半導体歪計のいずれも使用できる。
さらに、上記実施例ではいずれも４ゲージ法と
して説明したが、８ゲージ法を適用してもよく、
その場合は中心線に対称にゲージを設ければよ
い。
して説明したが、８ゲージ法を適用してもよく、
その場合は中心線に対称にゲージを設ければよ
い。
以上のようにこの発明によれば、比較的簡単
で、高精度の荷重検出が可能で、安価なロードセ
ルを提供できる。
で、高精度の荷重検出が可能で、安価なロードセ
ルを提供できる。
第１図は従来の一般的な環状起歪部を有するロ
ードセルの主要部を示しａは正面図、ｂはａのＡ
−Ａ断面図、第２図は第１図のロードセルのブリ
ツジ回路図、第３図は第１図のロードセルの主要
部の応力状態説明図、第４図は従来の改良型ロー
ドセルの縦断面図、第５図はこの発明の実施例の
部分破断正面図、第６図は第５図の中央縦断面
図、第７図は同実施例の主要部の応力状態説明
図、第８図はこの発明の他の実施例の部分破断正
面図、第９図は第８図の中央縦断面図である。 １……環状起歪部、１０，１１……着力部、１
２ａ，１２ｂ，１３ａ，１４ａ……脚状部、１４
……中心線、T1，T2，C1，C2……ストレインゲ
ージ、２２，２３……窓状孔、２４……保護カバ
ー、３０，３１……荷重着力部（つり環）。
ードセルの主要部を示しａは正面図、ｂはａのＡ
−Ａ断面図、第２図は第１図のロードセルのブリ
ツジ回路図、第３図は第１図のロードセルの主要
部の応力状態説明図、第４図は従来の改良型ロー
ドセルの縦断面図、第５図はこの発明の実施例の
部分破断正面図、第６図は第５図の中央縦断面
図、第７図は同実施例の主要部の応力状態説明
図、第８図はこの発明の他の実施例の部分破断正
面図、第９図は第８図の中央縦断面図である。 １……環状起歪部、１０，１１……着力部、１
２ａ，１２ｂ，１３ａ，１４ａ……脚状部、１４
……中心線、T1，T2，C1，C2……ストレインゲ
ージ、２２，２３……窓状孔、２４……保護カバ
ー、３０，３１……荷重着力部（つり環）。
Claims (1)
- １ 起歪部が前後方向に所定の厚みを有し正面形
状を環状に形成され、その起歪部の上下に各々間
隔を置いて起歪部の上下方向の中心線上に各別に
上側及び下側着力部を設け、その両方の着力部と
上記起歪部との各々の間を一体に連結するように
上記中心線の両側に間隔を置いて位置する上下各
２個の荷重伝達用の脚状部を設け、上記起歪部の
内周面の上面及び下面並びに左面及び右面にスト
レインゲージを設けてなり、上記上下の各脚状部
の中心線間隔寸法が上記環状起歪部の環状中立面
の最大幅寸法よりも小さく形成され、かつ上記上
下で夫々に２個の脚状部と連結する間の環状起歪
部の大部分を一様な断面形状に形成してその一様
な断面形状部分の左右方向の幅寸法よりも上記上
面及び下面のストレインゲージの左右方向幅寸法
が小さく形成されているロードセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10839381A JPS589033A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | ロ−ドセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10839381A JPS589033A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | ロ−ドセル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS589033A JPS589033A (ja) | 1983-01-19 |
| JPS6143651B2 true JPS6143651B2 (ja) | 1986-09-29 |
Family
ID=14483619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10839381A Granted JPS589033A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | ロ−ドセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589033A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342436A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | Takao Yoshida | ひずみゲ−ジ式物理量−電気量変換器 |
| DE3730703A1 (de) * | 1987-09-12 | 1989-03-23 | Philips Patentverwaltung | Kraftaufnehmer |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP10839381A patent/JPS589033A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS589033A (ja) | 1983-01-19 |
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