(57)【要約】【課題】ロードセルにおいて、ひずみゲージの取り付け作業及び結線作業の作業性の向上、及び耐環境性の向上を図る。【解決手段】ロードセル１は、起歪体と、起歪体に取り付けられ、少なくとも１つのブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージとを備える。起歪体は、弾性体である起歪体本体と、起歪体本体の最外側面に開口を形成し、起歪体本体の内方に延びる複数の穴部と、複数の穴部のそれぞれの開口を封止する複数の気密部材とを備える。複数のひずみゲージは、複数の穴部のそれぞれを画定する起歪体本体の穴壁に取り付けられている。【選択図】図１
2020180843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起歪体と、
前記起歪体に取り付けられ、少なくとも１つのブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージと
を備え、
前記起歪体は、
弾性体である起歪体本体と、
前記起歪体本体の最外側面に開口を形成し、前記起歪体本体の内方に延びる複数の穴部と、
前記複数の穴部のそれぞれの開口を封止する複数の気密部材と
を備え、
前記複数のひずみゲージは、前記複数の穴部のそれぞれを画定する前記起歪体本体の穴壁に取り付けられている、ロードセル。
【請求項２】
前記起歪体は、前記起歪体本体内に設けられ、前記複数の穴部のうちの少なくとも２つと連通する少なくとも１つの連結孔を備える、請求項１に記載のロードセル。
【請求項３】
前記少なくとも１つのブリッジ回路は、
第１ブリッジ回路と、
前記第１ブリッジ回路と並列に接続される第２ブリッジ回路と
を備え、
前記第１ブリッジ回路からの出力と、前記第２ブリッジ回路からの出力とを調整する少なくとも１つの調整抵抗を備える、請求項１又は２に記載のロードセル。
【請求項４】
前記複数のひずみゲージは、
前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの奥行き方向の所定の位置に配置された第１ひずみゲージと、
前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの奥行き方向の前記第１ひずみゲージと異なる位置に配置された第２ひずみゲージと
を有し、
前記第１ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第１ひずみゲージによって形成されており、
前記第２ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第２ひずみゲージによって形成されている、請求項３に記載のロードセル。
【請求項５】
前記複数の穴部は、
前記開口を形成する第１部分と、
前記第１部分から前記起歪体本体の内方に向かって延び、前記複数のひずみゲージのうちの少なくとも１つが配置される第２部分と
をそれぞれ備え、
前記第１部分の奥行き方向に交差する断面における断面積は、前記第２部分の奥行き方向に交差する断面における断面積よりも大きい、請求項１から４のいずれか１項に記載のロードセル。
【請求項６】
前記気密部材は、金属製ダイヤフラムである、請求項１から５のいずれか１項に記載のロードセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロードセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、柱状の起歪体と、起歪体の一方の端面側より他方の端面側に向けて延びる所定の深さの複数の小径の穴と、各穴の側周面に接着されたひずみゲージとを備えるロードセルが開示されている。起歪体に偏荷重が作用した場合に、ひずみゲージが中立軸から離れた位置における曲げひずみを検出しないように、穴は応力の中立軸を軸中心としており、この穴の内周面にひずみゲージが取り付けられている。
【０００３】
特許文献２には、柱状起歪体と、ホイートストンブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージとを備えるロードセルが開示されている。柱状起歪体の外周面には、柱状起歪体内の応力の中立面を通過して内方に延びる孔が周方向に所定の間隔をもって複数形成されている。柱状起歪体に偏荷重が作用した場合に、ひずみゲージが中立軸から離れた位置における曲げひずみを検出しないように、ひずみゲージは、応力の中立軸に装着されている。また、ひずみゲージを湿気などによる感度の変化や外力による損傷から保護するために、円筒状の外カバー及び内カバーが起歪体に装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１７４７２６号公報
【特許文献２】特開平６−２０７８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、ひずみゲージを小径の穴に取り付ける必要があるため、ひずみゲージの起歪体への取り付け作業、及びひずみゲージによってホイートストンブリッジ回路を形成するための結線作業がし難い。
【０００６】
また、特許文献２では、外カバー及び内カバーを柱状起歪体に溶接すると、使用環境によっては、溶接部に応力が集中して、外カバー及び内カバーが溶接部から破損することがあり、この破損は、ロードセルの耐環境性を損なう。
【０００７】
本発明は、ロードセルにおいて、ひずみゲージの取り付け作業及び結線作業の作業性の向上、及び耐環境性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、起歪体と、前記起歪体に取り付けられ、少なくとも１つのブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージとを備え、前記起歪体は、弾性体である起歪体本体と、前記起歪体本体の最外側面に開口を形成し、前記起歪体本体の内方に延びる複数の穴部と、前記複数の穴部のそれぞれの開口を封止する複数の気密部材とを備え、前記複数のひずみゲージは、前記複数の穴部のそれぞれを画定する前記起歪体本体の穴壁に取り付けられているロードセルを提供する。
【０００９】
この構成によれば、ひずみゲージは、起歪体本体の最外側面に開口を形成する穴部を画定する起歪体本体の穴壁に取り付けられている。このため、ひずみゲージの起歪体への取り付け作業を、起歪体本体の最外側面に形成された開口から行うことができるので、ひずみゲージの取り付け作業の作業性を向上できる。
【００１０】
また、この構成によれば、ひずみゲージを取り付けるための開口が気密部材によって封止されることで、ひずみゲージが外部に露出することが抑制されるので、ひずみゲージが外部による影響を受けにくくなり、ロードセルの耐環境性を向上できる。
【００１１】
また、例えば、起歪体本体に設けられた開口に気密部材を溶接によって固定する場合、起歪体本体の最外側面の一部である開口に気密部材を溶接するために必要な溶接長は、起歪体本体の最外側面の全周に気密部材を溶接するために必要な溶接長と比較して短い。この構成によれば、起歪体本体の最外側面の全周に気密部材を溶接する場合と比較して、溶接部に応力が集中し難く、ロードセルが溶接部から破損することが抑制されるので、耐環境性を向上できる。
【００１２】
前記起歪体は、前記起歪体本体内に設けられ、前記複数の穴部のうちの少なくとも２つと連通する少なくとも１つの連結孔を備えてもよい。
【００１３】
この構成によれば、ブリッジ回路を形成するとき、ひずみゲージのリード線が開口が封止された起歪体本体内に設けられた連結孔を通じて結線されるので、ブリッジ回路を形成するためのひずみゲージのリード線が外部に露出せず、耐環境性を向上できる。
【００１４】
前記少なくとも１つのブリッジ回路は、第１ブリッジ回路と、前記第１ブリッジ回路と並列に接続される第２ブリッジ回路とを備えてもよく、前記第１ブリッジ回路からの出力と、前記第２ブリッジ回路からの出力とを調整する少なくとも１つの調整抵抗を備えてもよい。
【００１５】
この構成によれば、第１ブリッジ回路からの出力と、第２ブリッジ回路からの出力とが調整抵抗によって調整されるので、ひずみゲージの取り付け位置の不正確さ又は偏荷重などに起因して第１ブリッジ回路と第２ブリッジ回路との間に出力感度の差異があっても、測定精度を向上できる。
【００１６】
前記複数のひずみゲージは、前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの奥行き方向の所定の位置に配置された第１ひずみゲージと、前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの前記奥行き方向の前記第１ひずみゲージと異なる位置に配置された第２ひずみゲージとを有してもよく、前記第１ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第１ひずみゲージによって形成されてもよく、前記第２ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第２ひずみゲージによって形成されていてもよい。
【００１７】
前記複数の穴部は、前記開口を形成する第１部分と、前記第１部分から前記起歪体本体の内方に向かって延び、前記複数のひずみゲージのうちの少なくとも１つが配置される第２部分とをそれぞれ備えてもよく、前記第１部分の奥行き方向に交差する断面における断面積は、前記第２部分の奥行き方向に交差する断面における断面積よりも大きくてもよい。
【００１８】
この構成によれば、ひずみゲージの取り付け作業又は結線作業を容易にするために、開口を大きくした場合であっても、ひずみゲージが配置される第２部分が第１部分よりも小さく形成されているため、穴部による強度の低下を抑制できる。これにより、ひずみゲージの取り付け作業の作業性を向上しつつ、ロードセルの強度の低下を抑制できる。
【００１９】
前記気密部材は、金属製ダイヤフラムであってもよい。
【００２０】
この構成によれば、起歪体本体の最外側面に形成された開口を金属製ダイヤフラムによって封止しているので、開口を樹脂などによって封止する場合と比較して、ロードセルの耐環境性を向上できる。
【００２１】
前記起歪体は、扁平形状であってもよい。
【００２２】
前記起歪体は、円盤状であってもよい。
【００２３】
前記起歪体は、円環状であってもよい。
【００２４】
前記起歪体は、矩形平板状であってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ロードセルにおいて、ひずみゲージの取り付け作業及び結線作業の作業性を向上できるとともに、耐環境性を確保できる。また、本発明によれば、ロードセルにおいて、測定精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロードセルの斜視図。
【図２】第１実施形態に係るロードセルの上面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。
【図４】第１実施形態に係るロードセルのホイートストンブリッジ回路の回路図。
【図５】本発明の第２実施形態に係るロードセルの斜視図。
【図６】第２実施形態に係るロードセルの上面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図。
【図８】第２実施形態に係るロードセルのホイートストンブリッジ回路の回路図。
【図９】第２実施形態の変形例に係るロードセルの斜視図。
【図１０】第２実施形態の変形例に係るロードセルの上面図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図。
【図１２】本開示の第３実施形態に係るロードセルの斜視図。
【図１３】第３実施形態に係るロードセルの上面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係るロードセルを説明する。
【００２８】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るロードセル１の斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るロードセル１の上面図である。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００２９】
［全体構成］
図１から図３を参照すると、本実施形態に係るロードセルは、起歪体１０と、起歪体１０に取り付けられた複数（本実施形態では８つ）のひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４とを備える。
【００３０】
本実施形態の起歪体１０は、略円環状の扁平形状である。言い換えれば、本実施形態のロードセル１は、ワッシャ型のロードセルである。本実施形態のロードセル１は、例えば、圧延機の圧延ロールにかかる荷重の測定に適用可能である。本発明において扁平形状とは、図１に示すように、起歪体１０の高さ方向の寸法Ａに対する、起歪体１０の高さ方向に直交する方向の最大寸法Ｂの比の値Ｂ／Ａが、例えば２以上である形状のことをいう。本実施形態では、起歪体１０の高さ方向に直交する方向の最大寸法Ｂは、起歪体１０の直径である。
【００３１】
起歪体１０は、弾性体である起歪体本体２０と、起歪体本体２０に設けられた複数（本実施形態では４つ）の穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄとを備える。また、図１及び図２に示すように、起歪体１０は、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４を荷重指示計（図示せず）と接続するためのケーブル１１と、ケーブル１１を起歪体本体２０の外側に引き出すためのケーブル引出口金具１２とを備える。
【００３２】
本実施形態の起歪体本体２０は、略円環状の扁平形状である。言い換えれば、起歪体本体２０は、円筒状の最外側面２１と、最外側面２１と同軸に配置された円筒状の内側面２２とを備える。起歪体本体２０の最外側面２１には、４つの穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのそれぞれによって、４つの開口２１ａが形成されている。また、図２に示すように、起歪体本体２０の最外側面２１には、ケーブル引出口金具１２が取り付けられるケーブル引出開口２１ｂが設けられている。
【００３３】
本実施形態の起歪体本体２０は、一方側（図３において上側）の端面に形成された第１受圧面２３と、他方側（図３において下側）の端面に形成された第２受圧面２４とを備える。第１受圧面２３と第２受圧面２４とは、円環状であり、互いに同軸に配置されている。起歪体本体２０は、弾性体であり、第１受圧面２３又は第２受圧面２４が受けた荷重に相関して歪みを発生させる。
【００３４】
図２に示すように、本実施形態の穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、起歪体本体２０の最外側面２１から起歪体本体２０の径方向の内側に向かうように延びている。穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、起歪体本体２０の最外側面２１に貫通するように設けられており、これにより、起歪体本体２０の最外側面２１には４つの開口２１ａが形成されている。また、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、起歪体本体２０の内側面２２に貫通しないように設けられている。言い換えれば、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、起歪体本体２０の内側面２２側に底を有する。また、本実施形態では、４つの穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、起歪体本体２０の周方向に等間隔に設けられている。言い換えれば、４つの穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、起歪体本体２０の周方向に９０度間隔で設けられている。
【００３５】
穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、起歪体本体２０の穴壁２５によって画定されている。本発明の起歪体本体２０の穴壁２５は、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの底を画定する底壁２５ａと、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの底以外の外周を画定する側壁２５ｂとを含む。
【００３６】
穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、起歪体本体２０の最外側面２１に形成された開口２１ａを形成する第１部分３１と、第１部分３１から起歪体本体２０の径方向の内側に延びる第２部分３２とを有する。
【００３７】
図１に示すように、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの第１部分３１と第２部分３２とは、奥行き方向（本実施形態では、径方向）に直交する断面において、円形の断面形状を有している。また、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの第１部分３１の奥行き方向（本実施形態では径方向）に直交する断面の断面積は、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの第２部分３２の奥行き方向（本実施形態では径方向）に直交する断面の断面積よりも大きい。また、図２に示すように、上面視において、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのそれぞれの第１部分３１は、起歪体本体２０の第１受圧面２３と重複しないように配置されている。
【００３８】
本実施形態では、４つの開口２１ａは、前述したように、４つの穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄによって起歪体本体２０の最外側面２１に形成されている。図１に示すように、起歪体本体２０の最外側面２１に形成された開口２１ａは、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの断面形状に対応して円形状である。また、図２に示すように、４つの開口２１ａは、４つの穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの位置に対応して、起歪体本体２０の周方向に等間隔に設けられている。言い換えれば、４つの開口２１ａは、起歪体本体２０の最外側面２１に、起歪体本体２０の周方向に９０度間隔で設けられている。
【００３９】
本実施形態の起歪体１０は、図２及び３に示すように、４つの穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのそれぞれによって形成された４つの開口２１ａをそれぞれ封止する４つの金属製ダイヤフラム４０を備える。図１では、金属製ダイヤフラム４０の図示を省略している。本実施形態に係る金属製ダイヤフラム４０は、本発明に係る気密部材の一例である。
【００４０】
金属製ダイヤフラム４０は、開口２１ａを封止するように、起歪体本体２０に溶接されている。金属製ダイヤフラム４０は、可撓性を有する材料からなる。また、金属製ダイヤフラム４０は、図２に示すように、上面視において、第１受圧面２３と重複しないように配置されている。
【００４１】
図２に示すように、本実施形態の起歪体１０は、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのうち起歪体本体２０の周方向に隣接する２つと連通する少なくとも１つ（本実施形態では４つ）の連結孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを有する。具体的には、連結孔５０Ａは、起歪体本体２０の周方向に隣接する穴部３０Ａの第１部分３１と穴部３０Ｂの第１部分３１と連通している。連結孔５０Ｂは、起歪体本体２０の周方向に隣接する穴部３０Ｂの第１部分３１と穴部３０Ｃの第１部分３１と連通している。連結孔５０Ｃは、起歪体本体２０の周方向に隣接する穴部３０Ｃの第１部分３１と穴部３０Ｄの第１部分３１と連通している。連結孔５０Ｄは、起歪体本体２０の周方向に隣接する穴部３０Ｄの第１部分３１と穴部３０Ａの第１部分３１と連通している。
【００４２】
本実施形態の連結孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄは、起歪体本体２０の径方向に交差する方向に直線状に延びている。また、連結孔５０Ａと連結孔５０Ｃとは、対向しており、互いに平行に延びている。同様に、連結孔５０Ｂと連結孔５０Ｄとは、対向しており、互いに平行に延びている。また、連結孔５０Ａは、穴部３０Ａにおいて連結孔５０Ｄと連通しており、穴部３０Ｂにおいて連結孔５０Ｂと連通している。また、連結孔５０Ｃは、穴部３０Ｃにおいて連結孔５０Ｂと連通しており、穴部３０Ｄにおいて連結孔５０Ｄと連通している。これにより、連結孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄは、上面視において、矩形を構成している。
【００４３】
また、図２に示すように、起歪体１０は、起歪体本体２０の径方向に延び、起歪体本体２０のケーブル引出開口２１ｂから連結孔５０Ｄに達するように設けられた取出孔１３を備える。取出孔１３は、ケーブル引出開口２１ｂと連結孔５０Ｄと連通している。
【００４４】
本実施形態のひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４は、起歪体本体２０の厚さ方向（図３において上下方向）のひずみを検出するように、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄに配置されている。図２に示すように、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４は、上面視において、第１受圧面２３と重複するように配置されている。また、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４と、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４とは、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの奥行き方向で異なる位置に配置されている。具体的には、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４とひずみゲージｇ２１〜ｇ２４とは、円環状の第１受圧面２３及び第２受圧面２４の外側面（外径ｄ１（図３に示す））と内側面（内径ｄ２（図３に示す））との中心面Ｃを挟んで配置されている。ここで、中心面Ｃは、円筒面であり、中心面Ｃの直径ｄｃ（図３に示す）は、（ｄ１＋ｄ２）／２である。ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４は、起歪体本体２０の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。また、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４は、起歪体本体２０の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。
【００４５】
穴部３０Ａには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の内側にひずみゲージｇ１１が配置されており、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の外側にひずみゲージｇ２１が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージｇ２１は、ひずみゲージｇ１１に対して起歪体本体２０の径方向の外側に配置されている。ひずみゲージｇ１１，ｇ２１は、穴部３０Ａの第２部分３２を画定する起歪体本体２０の穴壁２５に取り付けられている。
【００４６】
穴部３０Ｂには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の内側にひずみゲージｇ１２が配置されており、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の外側にひずみゲージｇ２２が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージｇ２２は、ひずみゲージｇ１２に対して起歪体本体２０の径方向の外側に配置されている。ひずみゲージｇ１２，ｇ２２は、穴部３０Ｂの第２部分３２を画定する起歪体本体２０の穴壁２５に取り付けられている。
【００４７】
穴部３０Ｃには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の内側にひずみゲージｇ１３が配置されており、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の外側にひずみゲージｇ２３が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージｇ２３は、ひずみゲージｇ１３に対して起歪体本体２０の径方向の外側に配置されている。ひずみゲージｇ１３，ｇ２３は、穴部３０Ｃの第２部分３２を画定する起歪体本体２０の穴壁２５に取り付けられている。
【００４８】
穴部３０Ｄには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の内側にひずみゲージｇ１４が配置されており、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の外側にひずみゲージｇ２４が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージｇ２３は、ひずみゲージｇ１３に対して起歪体本体２０の径方向の外側に配置されている。ひずみゲージｇ１４，ｇ２４は、穴部３０Ｄの第２部分３２を画定する起歪体本体２０の穴壁２５に取り付けられている。
【００４９】
図３に示すように、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４には、リード線Ｌが接続されている。明瞭な説明のため、図１及び図２では、リード線Ｌの図示を省略しており、図３では、ひずみゲージｇ２１に接続されたリード線Ｌのみを図示している。
【００５０】
ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４のリード線Ｌは、連結孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを通して結線されている。同様に、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４のリード線Ｌは、連結孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを通して結線されている。また、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４のリード線Ｌは、取出孔１３を通じて、ケーブル１１に接続されており、ケーブル引出口金具１２から、起歪体本体２０の外部に引き出されている。ケーブル１１は、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４のリード線Ｌと、荷重指示計（図示せず）を電気的に接続している。
【００５１】
［ロードセルの回路構成］
図４は、第１実施形態に係るロードセル１の回路図である。
【００５２】
図４を参照すると、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４は、ブリッジ回路６０を形成するように互いに接続されている。より詳細には、ブリッジ回路６０は、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４と、温度補償用のダミーゲージｄ１１〜ｄ１４とによって形成されている。前述したように、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４は、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の内側に配置されているため、ブリッジ回路６０は、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の内側での起歪体本体２０のひずみを電気信号として出力する。図１から図３では、ダミーゲージｄ１１〜ｄ１４の図示は省略されている。本実施形態に係るひずみゲージｇ１１〜ｇ１４は、本発明に係る第１ひずみゲージ又は第２ひずみゲージの一例である。また、本実施形態に係るブリッジ回路６０は、本発明に係る第１ブリッジ回路又は第２ブリッジ回路の一例である。
【００５３】
また、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４は、ブリッジ回路６１を形成するように互いに接続されている。より詳細には、ブリッジ回路６１は、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４と、温度補償用のダミーゲージｄ２１〜ｄ２４とによって形成されている。前述したように、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４は、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の外側に配置されているため、ブリッジ回路６１は、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体２０の径方向の外側での起歪体本体２０のひずみを電気信号として出力する。図１から図３では、ダミーゲージｄ２１〜ｄ２４の図示は省略されている。本実施形態に係るひずみゲージｇ２１〜ｇ２４は、本発明に係る第１ひずみゲージ又は第２ひずみゲージの一例である。また、本実施形態に係るブリッジ回路６１は、本発明に係る第１ブリッジ回路又は第２ブリッジ回路の一例である。
【００５４】
図４に示すように、ブリッジ回路６０と、ブリッジ回路６１とは、電気的に並列に接続されており、ブリッジ回路６０の出力電圧と、ブリッジ回路６１の出力電圧とは、並列和算されて出力される。
【００５５】
また、ブリッジ回路６０の一方側の出力線には、ブリッジ回路６０の出力を調整するための第１出力調整抵抗Δｒ１が設けられている。同様に、ブリッジ回路６１の一方側の出力線には、ブリッジ回路６１の出力を調整するための第２出力調整抵抗Δｒ２が設けられている。本実施形態の第１出力調整抵抗Δｒ１と、第２出力調整抵抗Δｒ２とは、本発明に係る調整抵抗の一例である。
【００５６】
第１出力調整抵抗Δｒ１と、第２出力調整抵抗Δｒ２とは、ブリッジ回路６０の出力感度とブリッジ回路６１の出力感度とを調整するために設けられている。例えば、起歪体本体２０の第１受圧面２３（図１に示す）に偏荷重が作用した場合であっても、ブリッジ回路６０の出力電圧と、ブリッジ回路６１の出力電圧との差がなくなるように、第１出力調整抵抗Δｒ１の大きさと第２出力調整抵抗Δｒ２の大きさとは調整されている。また、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４の接着位置のばらつきに起因するブリッジ回路６０の出力電圧とブリッジ回路６１の出力電圧との差がなくなるように、第１出力調整抵抗Δｒ１の大きさと第２出力調整抵抗Δｒ２の大きさとは調整されている。
【００５７】
本実施形態によれば、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４は、起歪体本体２０の最外側面２１に開口２１ａを形成する穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄのそれぞれに配置されている。このため、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４の起歪体１０への取り付け作業を、起歪体本体２０の最外側面２１に形成された開口２１ａから行うことができるので、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４の起歪体１０への取り付け作業の作業性を向上できる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４を取り付けるための開口２１ａが金属製ダイヤフラム４０によって封止されることで、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４が外部に露出することが抑制される。その結果、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４が外部環境の影響を受けにくくなり、ロードセル１の耐環境性を向上できる。
【００５９】
本実施形態では、金属製ダイヤフラム４０は、起歪体本体２０の一部に形成された開口２１ａに溶接されている。開口２１ａに金属製ダイヤフラム４０を溶接するために必要な溶接長は、起歪体本体２０の最外側面２１の全周に気密部材（例えば円筒状の薄板）を溶接するために必要な溶接長と比較して短い。これにより、起歪体本体２０の最外側面２１の全周に気密部材を溶接する場合と比較して、溶接部に応力が集中し難く、ロードセル１が溶接部から破損することが抑制されるので、ロードセル１の耐環境性を向上できる。
【００６０】
金属製ダイヤフラム４０は、可撓性があるため、第１受圧面２３に荷重が作用した場合に起歪体本体２０の変形に影響を与えにくい。また、金属製ダイヤフラム４０は、上面視において、第１受圧面２３と重複しないように配置されているので、第１受圧面２３に荷重が作用した場合に、金属製ダイヤフラム４０によって荷重が支持されにくい。その結果、金属製ダイヤフラム４０がロードセル１の測定精度に与える影響を抑制できる。
【００６１】
本実施形態によれば、ブリッジ回路６０を形成するためのひずみゲージｇ１１〜ｇ１４のリード線Ｌが、開口２１ａが封止された起歪体本体２０内に設けられた連結孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを通じて結線されている。同様に、ブリッジ回路６０を形成するためのひずみゲージｇ２１〜ｇ２４のリード線Ｌが、開口２１ａが封止された起歪体本体２０内に設けられた連結孔５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄを通じて結線されている。その結果、ブリッジ回路６０及びブリッジ回路６１を形成するためのリード線Ｌが外部に露出せず、ブリッジ回路６０とブリッジ回路６１とが外部環境の影響を受けにくいので、耐環境性を向上できる。
【００６２】
本実施形態によれば、ブリッジ回路６０からの出力と、ブリッジ回路６１からの出力とが第１出力調整抵抗Δｒ１及び第２出力調整抵抗Δｒ２によって調整される。その結果、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４の取り付け位置の不正確さ又は偏荷重などに起因してブリッジ回路６０とブリッジ回路６１との間に出力感度の差異があっても、測定精度を向上できる。
【００６３】
また、本実施形態のように、起歪体１０が扁平形状である場合には、起歪体本体２０の第１受圧面２３に偏荷重が作用すると、起歪体本体２０の偏荷重が作用する一部に部分的にひずみが発生することがある。このため、扁平な起歪体１０には、偏荷重の影響のない定まった応力中立面は存在しない。本実施形態のロードセル１は、前述したように、起歪体１０に偏荷重が作用した場合であっても、測定精度を向上できるので、起歪体１０が扁平形状である場合に特に有効である。
【００６４】
ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４が配置される穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの第２部分３２が第１部分３１よりも小さく形成されている。これにより、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４の起歪体１０への取り付け作業又はリード線Ｌの結線作業を作業するための開口２１ａの大きさが確保されつつ、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄによるロードセル１の強度の低下が抑制される。その結果、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４の起歪体１０への取り付け作業又はリード線Ｌの結線作業を容易にするとともに、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄによるロードセル１の強度の低下を抑制できる。
【００６５】
本実施形態によれば、起歪体本体２０の最外側面２１に形成された開口２１ａを金属製ダイヤフラム４０によって封止しているので、開口２１ａを樹脂などによって封止する場合と比較して、耐環境性を向上できる。
【００６６】
本実施形態では、ブリッジ回路６０とブリッジ回路６１の２つのブリッジ回路を形成していたが、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の幅（起歪体本体２０の径方向についての寸法）が小さい場合には、１つのブリッジ回路のみを備えていてもよい。言い換えれば、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４を備えなくてもよい。この場合、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４は、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃ上に配置されることが好ましい。
【００６７】
（第２実施形態）
第２実施形態のロードセル１０１は、起歪体１１０の形状、連結孔の構成、及びひずみゲージｇ３１〜３４を備える点などを除いて、第１実施形態のロードセル１と同様の構成を有する。第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素は、第１実施形態と同様の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。
【００６８】
図５は、本発明の第２実施形態に係るロードセル１０１の斜視図である。図６は、本発明の第２実施形態に係るロードセル１０１の上面図である。また、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【００６９】
［全体構成］
図５から図７を参照すると、本実施形態のロードセル１０１は、略円盤状の扁平形状の起歪体１１０と、起歪体１１０に取り付けられたひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４とを備える。本実施形態のロードセル１０１は、ディスク型のロードセルである。本実施形態のロードセル１０１は、例えば、圧延機の圧延荷重の測定に適用可能である。
【００７０】
図６及び図７に示すように、本実施形態の起歪体本体１２０の内側面２２は、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４の結線作業を容易にするため空間である貫通孔１２６を画定している。
【００７１】
図７に示すように、本実施形態の起歪体本体１２０は、貫通孔１２６によって起歪体本体１２０の一方側（図７において上側）の端面に形成された第１開口１２６ａを備える。また、起歪体本体１２０は、貫通孔１２６によって起歪体本体１２０の他方側（図７において下側）の端面に形成された第２開口１２６ｂを備える。第１開口１２６ａと第２開口１２６ｂとは、金属製ダイヤフラム１４１によって封止されている。金属製ダイヤフラム１４１は、起歪体本体１２０に溶接されている。本実施形態の金属製ダイヤフラム１４１は、本発明に係る気密部材の一例である。
【００７２】
図６に示すように、本実施形態の起歪体１１０は、穴部３０Ａ及び貫通孔１２６と連通している連結部１５０Ａと、穴部３０Ｂ及び貫通孔１２６と連通している連結部１５０Ｂとを備える。また、本実施形態の起歪体１１０は、穴部３０Ｃ及び貫通孔１２６と連通している連結部１５０Ｃと、穴部３０Ｄ及び貫通孔１２６と連通している連結部１５０Ｄとを備える。連結部１５０Ａは、穴部３０Ａと同軸に位置合わせされている。連結部１５０Ｂは、穴部３０Ｂと同軸に位置合わせされている。連結部１５０Ｃは、穴部３０Ｂと同軸に位置合わせされている。連結部１５０Ｄは、穴部３０Ｄと同軸に位置合わせされている。また、連結部１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄは、貫通孔１２６から放射状に起歪体本体１２０の径方向に延びている。また、本実施形態の取出孔１３は、貫通孔１２６と連通している。
【００７３】
本実施形態では、起歪体本体の軸方向に延びる貫通孔１２６と、起歪体本体１２０の径方向に延びる４つの連結部１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄのうちの２つとによって、本発明に係る連結孔を構成している。具体的には、連結部１５０Ａ，１５０Ｂと貫通孔１２６とによって構成される連結孔は、穴部３０Ａと穴部３０Ｂとに連通する。連結部１５０Ａ，１５０Ｃと貫通孔１２６とによって構成される連結孔は、穴部３０Ａと穴部３０Ｃとに連通する。連結部１５０Ａ，１５０Ｄと貫通孔１２６とによって構成される連結孔は、穴部３０Ａと穴部３０Ｄとに連通する。連結部１５０Ｂ，１５０Ｃと貫通孔１２６とによって構成される連結孔は、穴部３０Ｂと穴部３０Ｃとに連通する。連結部１５０Ｂ，１５０Ｄと貫通孔１２６とによって構成される連結孔は、穴部３０Ｂと穴部３０Ｄとに連通する。連結部１５０Ｃ，１５０Ｄと貫通孔１２６によって構成される連結孔は、穴部３０Ｃと穴部３０Ｄとに連通する。
【００７４】
本実施形態のひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４は、起歪体本体１２０の厚さ方向（図７において上下方向）のひずみを検出するように、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄに配置されている。図６に示すように、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４は、上面視において、第１受圧面２３と重複するように配置されている。ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４と、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４と、ｇ３１〜ｇ３４とは、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの奥行き方向で異なる位置に配置されている。ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４は、起歪体本体１２０の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。また、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４は、起歪体本体１２０の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。ひずみゲージｇ３１〜ｇ３４は、起歪体本体１２０の径方向について、おおよそ同じ位置に配置されている。
【００７５】
穴部３０Ａには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体１２０の径方向の内側にひずみゲージｇ１１が配置されており、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに重複するようにひずみゲージｇ２１が配置されている。また、穴部３０Ａには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体１２０の径方向の外側にひずみゲージｇ３１が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージｇ１１，ｇ２１，ｇ３１は、起歪体本体１２０の径方向の内側から外側に向かってこの順番で配置されている。
【００７６】
穴部３０Ｂには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体１２０の径方向の内側にひずみゲージｇ１２が配置されており、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに重複するようにひずみゲージｇ２２が配置されている。また、穴部３０Ｂには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体１２０の径方向の外側にひずみゲージｇ３２が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージｇ１２，ｇ２２，ｇ３２は、起歪体本体１２０の径方向の内側から外側に向かってこの順番で配置されている。
【００７７】
穴部３０Ｃには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体１２０の径方向の内側にひずみゲージｇ１３が配置されており、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに重複するようにひずみゲージｇ２３が配置されている。また、穴部３０Ｃには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体１２０の径方向の外側にひずみゲージｇ３３が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージｇ１３，ｇ２３，ｇ３３は、起歪体本体１２０の径方向の内側から外側に向かってこの順番で配置されている。
【００７８】
穴部３０Ｄには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体１２０の径方向の内側にひずみゲージｇ１４が配置されており、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに重複するようにひずみゲージｇ２４が配置されている。また、穴部３０Ｄには、第１受圧面２３及び第２受圧面２４の中心面Ｃに対して起歪体本体１２０の径方向の外側にひずみゲージｇ３４が配置されている。言い換えれば、ひずみゲージｇ１４，ｇ２４，ｇ３４は、起歪体本体１２０の径方向の内側から外側に向かってこの順番で配置されている。
【００７９】
図７に示すように、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４には、リード線Ｌが接続されている。なお、明瞭な説明のため、図５及び図６では、リード線Ｌの図示を省略しており、図７では、ひずみゲージｇ１１に接続されたリード線Ｌのみを図示している。
【００８０】
ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４のリード線Ｌは、連結部１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄ及び貫通孔１２６を通して結線されている。同様に、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４のリード線Ｌは、連結部１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄ及び貫通孔１２６結線されている。ひずみゲージｇ３１〜ｇ３４のリード線Ｌは、連結部１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄ及び貫通孔１２６を通して結線されている。また、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４のリード線Ｌは、取出孔１３を通じて、ケーブル１１に接続されており、ケーブル引出口金具１２から、起歪体本体１２０の外部に引き出されている。
【００８１】
［ロードセルの回路構成］
図８は、第２実施形態に係るロードセル１０１の回路図である。
【００８２】
ひずみゲージｇ３１〜ｇ３４は、ブリッジ回路１６２を形成するように互いに接続されている。より詳細には、ブリッジ回路１６２は、ひずみゲージｇ３１〜ｇ３４と、温度補償用のダミーゲージｄ３１〜ｄ３４とによって形成されている。図５から図７では、ダミーゲージｄ３１〜ｄ３４の図示は省略されている。本実施形態に係るひずみゲージｇ３１〜ｇ３４は、本発明に係る第１ひずみゲージ又は第２ひずみゲージの一例である。また、本実施形態に係るブリッジ回路１６２は、本発明に係る第１ブリッジ回路又は第２ブリッジ回路の一例である。
【００８３】
図８に示すように、ブリッジ回路６０と、ブリッジ回路６１と、ブリッジ回路１６２とは、電気的に並列に接続されており、ブリッジ回路６０の出力電圧と、ブリッジ回路６１の出力電圧と、ブリッジ回路１６２の出力電圧は、並列和算されて出力される。
【００８４】
また、ブリッジ回路１６２の一方側の出力線には、ブリッジ回路１６２の出力を調整するための第３出力調整抵抗Δｒ３が設けられている。本実施形態の第３出力調整抵抗Δｒ３は、本発明に係る調整抵抗の一例である。
【００８５】
第２実施形態では、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００８６】
［変形例］
図９は、第２実施形態の変形例に係るロードセル２０１の斜視図である。図１０は、本発明の第２実施形態の変形例に係るロードセル２０１の上面図である。また、図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。
【００８７】
図９から図１１を参照すると、本変形例に係る起歪体２１０は、穴部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄに連通し、起歪体本体２２０の軸方向に延びる４つの作業穴２８０を備える。図１０に示すように、４つの作業穴２８０は、上面視において、それぞれひずみゲージｇ１１〜ｇ１４と重複するように配置されている。図１１に示すように、本変形例の起歪体本体２２０は、作業穴２８０によって起歪体本体２２０の一方側（図１１において上側）の端面に形成された作業開口２８０ａを備える。作業開口２８０ａは、金属製ダイヤフラム２４２によって封止されている。金属製ダイヤフラム２４２は、起歪体本体２２０に溶接されている。本実施形態の金属製ダイヤフラム２４２は、本発明に係る気密部材の一例である。なお、図９及び図１０では、金属製ダイヤフラム２４２の図示を省略している。
【００８８】
本変形例によれば、作業穴２８０からひずみゲージｇ１１〜ｇ１４の取り付けの作業を行えるので、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４の起歪体２１０への取り付け作業性を向上できる。
【００８９】
（第３実施形態）
第３実施形態のロードセル３０１は、起歪体３１０の形状などを除いて、第２実施形態のロードセル１０１と同様の構成を有する。第３実施形態では、第２実施形態と同様の構成要素は、第２実施形態と同様の参照符号を付して示し、その詳細な説明を省略する。第３実施形態では、図８を援用する。
【００９０】
図１２は、本発明の第３実施形態に係るロードセル３０１の斜視図である。図１３は、本発明の第２実施形態に係るロードセル３０１の上面図である。
【００９１】
図１２を参照すると、本実施形態の起歪体３１０は、略矩形平板状の扁平形状である。図１２に示すように、本実施形態では、起歪体３１０の高さ方向に直交する方向の最大寸法Ｂは、起歪体３１０の対角線の寸法である。
【００９２】
本実施形態の起歪体３１０は、弾性体である起歪体本体３２０と、起歪体本体３２０に設けられた複数（本実施形態では３つ）の穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃとを備える。
【００９３】
本実施形態の起歪体本体３２０は、起歪体本体３２０の長手方向に沿って延びる第１最外側面３２１と、起歪体本体３２０の長手方向に沿って延び、第１最外側面３２１と反対側に配置された第２最外側面３２２（図１３に示す）とを備える。起歪体本体３２０の第１最外側面３２１には、３つの穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃのそれぞれによって、３つの開口３２１ａが形成されている。図１３に示すように、起歪体本体３２０の第２最外側面３２２には、３つの穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃのそれぞれによって、３つの開口３２２ａが形成されている。また、起歪体本体３２０の第１最外側面３２１にはケーブル１１を起歪体本体３２０の外側に引き出すためのケーブル引出開口３２１ｂが設けられている。
【００９４】
本実施形態の起歪体本体３２０は、一方側（図１２において上側）の端面に形成された第１受圧面３２３と、他方側（図１２において下側）の端面に形成された第２受圧面（図示せず）とを備える。本実施形態の第１受圧面３２３と第２受圧面とは、矩形平板状である。
【００９５】
本実施形態の穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃは、起歪体本体３２０の第１最外側面３２１から第２最外側面３２２に向かうように延びている。穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃは、起歪体本体３２０の第１最外側面３２１及び第２最外側面３２２に貫通するように設けられている。これにより、起歪体本体３２０の第１最外側面３２１には３つの開口３２１ａが形成されており、起歪体本体３２０の第２最外側面３２２には３つの開口３２２ａが形成されている。起歪体本体３２０の第１最外側面３２１に形成された３つの開口３２１ａと、第２最外側面３２２に形成された３つの開口３２２ａとは、金属製ダイヤフラム３４０によって封止されている。この金属製ダイヤフラム３４０は、起歪体本体３２０に溶接されている。なお図１２では、金属製ダイヤフラム３４０の図示を省略している。
【００９６】
穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃは、起歪体本体３２０の第１最外側面３２１に開口３２１ａを形成する第１部分３３１と、第１部分３３１から起歪体本体３２０の第２最外側面３２２に向かって延びる第２部分３３２とを有する。また、本実施形態の穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃは、起歪体本体３２０の第２最外側面３２２に開口３２２ａを形成する第３部分３３３を備える。本実施形態の穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃの第１部分３３１と第２部分３３２と第３部分３３３とは、連通している。
【００９７】
穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃの第１部分３３１と第２部分３３２と第３部分３３３は、奥行き方向に直交する断面において、円形の断面形状を有している。また、穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃの第１部分３３１及び第３部分３３３の奥行き方向に直交する断面の断面積は、第２部分３３２の奥行き方向に直交する断面の断面積よりも大きい。また、図１３に示すように、上面視において、穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃの第１部分３３１及び第３部分３３３は、起歪体本体３２０の第１受圧面３２３と重複しないように配置されている。
【００９８】
図１３に示すように、本実施形態の起歪体３１０は、穴部３３０Ａ，３３０Ｂと連通する連結部３５０Ａと、穴部３３０Ｂ，３３０Ｃと連通する連結部３５０Ｂとを有する。本実施形態の連結部３５０Ａ，３５０Ｂとで本発明に係る連結孔を構成している。
【００９９】
連結部３５０Ａは、起歪体本体３２０の穴部３３０Ａの第１部分３３１と、穴部３３０Ｂの第１部分３３１と連通する。連結部３５０Ｂは、穴部３３０Ｂの第１部分３３１と、穴部３３０Ｃの第１部分３３１と連通する。連結部３５０Ａ，３５０Ｂは、起歪体本体３２０の長手方向の両側の最外側面に開口を形成している。起歪体本体３２０の長手方向の両側の最外側面に連結部３５０Ａ，３５０Ｂによって形成された開口は、栓３５１によって閉塞されている。
【０１００】
また、起歪体３１０は、起歪体本体３２０のケーブル引出開口３２１ｂから連結部３５０Ａに達するように設けられた取出孔３１３を備える。取出孔３１３は、ケーブル引出開口３２１ｂと連結部３５０Ａとを連通する。
【０１０１】
本実施形態のひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４は、起歪体本体３２０の厚さ方向のひずみを検出するように、穴部３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃに配置されている。図１３に示すように、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４は、上面視において、第１受圧面３２３と重複するように配置されている。本実施形態のひずみゲージｇ１１〜ｇ１４は、穴部３３０Ａに配置されている。本実施形態のひずみゲージｇ２１〜ｇ２４は、穴部３３０Ｂに配置されている。本実施形態のひずみゲージｇ３１〜ｇ３４は、穴部３３０Ｃに配置されている。
【０１０２】
穴部３３０Ａには、前述したように、ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４が配置されている。本実施形態のひずみゲージｇ１１〜ｇ１４は、穴部３３０Ａの第１部分３３１から第３部分３３３に向かってこの順番で配置されている。
【０１０３】
穴部３３０Ｂには、前述したように、ひずみゲージｇ２１〜ｇ２４が配置されている。本実施形態のひずみゲージｇ２１〜ｇ２４は、穴部３３０Ｂの第１部分３３１から第３部分３３３に向かってこの順番で配置されている。
【０１０４】
穴部３３０Ｃには、前述したように、ひずみゲージｇ３１〜ｇ３４が配置されている。本実施形態のひずみゲージｇ３１〜ｇ３４は、穴部３３０Ｃの第１部分３３１から第３部分３３３に向かってこの順番で配置されている。
【０１０５】
ひずみゲージｇ１１〜ｇ１４，ｇ２１〜ｇ２４，ｇ３１〜ｇ３４のリード線は、取出孔３１３を通じて、ケーブル１１に接続されており、ケーブル引出口金具１２から、起歪体本体３２０の外部に引き出されている。
【０１０６】
第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態と同様の作用効果を奏する。
【０１０７】
以上より、本発明の具体的な実施形態について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【０１０８】
例えば、第１実施形態では、ロードセルに形成された回路は、２つの調整抵抗を有していたが、これに限定されず、１つの調整抵抗を備えていればよい。第２実施形態及び第３実施形態では、ロードセルに形成された回路は、３つの調整抵抗を有していたが、これに限定されず、２つの調整抵抗を備えていればよい。
【０１０９】
また、第１実施形態から第３実施形態では、開口を封止するために金属製ダイヤフラムを用いたが、例えば、樹脂のような他の気密部材を用いても良い。この場合、ロードセルは、使用環境の厳しくない用途に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１…ロードセル
１０…起歪体
１１…ケーブル
１２…ケーブル引出口金具
１３…取出孔
２０…起歪体本体
２１…最外側面
２１ａ…開口
２１ｂ…ケーブル引出開口
２２…内側面
２３…第１受圧面
２４…第２受圧面
２５…穴壁
２５ａ…底壁
２５ｂ…側壁
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…穴部
３１…第１部分
３２…第２部分
４０…金属製ダイヤフラム（気密部材）
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ…連結孔
６０，６１…ブリッジ回路
１０１…ロードセル
１１０…起歪体
１２０…起歪体本体
１２６…貫通孔
１２６ａ…第１開口
１２６ｂ…第２開口
１４２…金属製ダイヤフラム（気密部材）
１５０Ａ，１５０Ｂ，１５０Ｃ，１５０Ｄ…連結部
１６２…ブリッジ回路
２０１…ロードセル
２１０…起歪体
２２０…起歪体本体
２４２…金属ダイヤフラム（気密部材）
２８０…作業穴
２８０ａ…作業開口
３０１…ロードセル
３１０…起歪体
３１３…取出孔
３２０…起歪体本体
３２１…第１最外側面
３２１ａ…開口
３２１ｂ…ケーブル引出開口
３２２…第２最外側面
３２３…第１受圧面
３２４…第２受圧面
３３０Ａ，３３０Ｂ，３３０Ｃ…穴部
３３１…第１部分
３３２…第２部分
３３３…第３部分
３５０Ａ，３５０Ｂ…連結部
ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ１４…ひずみゲージ
ｇ２１，ｇ２２，ｇ２３，ｇ２４…ひずみゲージ
ｇ３１，ｇ３２，ｇ３３，ｇ３４…ひずみゲージ
【図１】
2020180843.tif 000003
【図２】
2020180843.tif 000004
【図３】
2020180843.tif 000005
【図４】
2020180843.tif 000006
【図５】
2020180843.tif 000007
【図６】
2020180843.tif 000008
【図７】
2020180843.tif 000009
【図８】
2020180843.tif 000010
【図９】
2020180843.tif 000011
【図１０】
2020180843.tif 000012
【図１１】
2020180843.tif 000013
【図１２】
2020180843.tif 000014
【図１３】
2020180843.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月4日(2020.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起歪体と、
前記起歪体に取り付けられ、少なくとも１つのブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージと
を備え、
前記起歪体は、
受圧面を有し、弾性体である起歪体本体と、
前記受圧面よりも外側に張り出した部位に設けられた前記起歪体本体の最外側面に開口を形成し、前記起歪体本体の内方に延びる複数の穴部と、
前記複数の穴部のそれぞれの開口を封止する複数の気密部材と
を備え、
前記複数のひずみゲージは、前記複数の穴部のそれぞれを画定する前記起歪体本体の穴壁に取り付けられている、ロードセル。
【請求項２】
前記起歪体は、前記起歪体本体内に設けられ、前記複数の穴部のうちの少なくとも２つと連通する少なくとも１つの連結孔を備える、請求項１に記載のロードセル。
【請求項３】
前記少なくとも１つのブリッジ回路は、
第１ブリッジ回路と、
前記第１ブリッジ回路と並列に接続される第２ブリッジ回路と
を備え、
前記第１ブリッジ回路からの出力と、前記第２ブリッジ回路からの出力とを調整する少なくとも１つの調整抵抗を備える、請求項１又は２に記載のロードセル。
【請求項４】
前記複数のひずみゲージは、
前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの奥行き方向の所定の位置に配置された第１ひずみゲージと、
前記複数の穴部のそれぞれに設けられ、前記複数の穴部のそれぞれの奥行き方向の前記第１ひずみゲージと異なる位置に配置された第２ひずみゲージと
を有し、
前記第１ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第１ひずみゲージによって形成されており、
前記第２ブリッジ回路は、前記複数の穴部のそれぞれに設けられた前記第２ひずみゲージによって形成されている、請求項３に記載のロードセル。
【請求項５】
前記複数の穴部は、
前記開口を形成する第１部分と、
前記第１部分から前記起歪体本体の内方に向かって延び、前記複数のひずみゲージのうちの少なくとも１つが配置される第２部分と
をそれぞれ備え、
前記第１部分の奥行き方向に交差する断面における断面積は、前記第２部分の奥行き方向に交差する断面における断面積よりも大きい、請求項１から４のいずれか１項に記載のロードセル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様は、起歪体と、前記起歪体に取り付けられ、少なくとも１つのブリッジ回路を形成する複数のひずみゲージとを備え、前記起歪体は、受圧面を有し、弾性体である起歪体本体と、前記受圧面よりも外側に張り出した部位に設けられた前記起歪体本体の最外側面に開口を形成し、前記起歪体本体の内方に延びる複数の穴部と、前記複数の穴部のそれぞれの開口を封止する複数の気密部材とを備え、前記複数のひずみゲージは、前記複数の穴部のそれぞれを画定する前記起歪体本体の穴壁に取り付けられているロードセルを提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】