(57)【要約】【課題】一方のアーム部に形成した起歪部に歪ゲージを貼付したロバーバル型のロードセルにおいて、起歪部を同厚とし、起歪体の撓みの影響を軽減させるように、前記２本のアーム部間に厚み差を持たせて構成するロードセルを提供する。【解決手段】固定端と可動端との間に形成した平行な２本のアーム部と、前記２本のアーム部に２つずつ連結した４つの起歪部とからロバーバル機構を成すロードセルにおいて、前記４つの起歪部は、肉厚を全て同厚として形成して成り、前記２本のアーム部は、前記連結した２つの起歪部に各々歪ゲージを貼付した第１アーム部と、前記第１アーム部よりも肉厚を薄く形成した第２アーム部とから成ることから、第２アーム部により、前記歪ゲージを貼付した起歪部にかかる歪のバランスを取ることが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定端と可動端との間に形成した平行な２本のアーム部と、前記２本のアーム部に２つずつ連結した４つの起歪部とからロバーバル機構を成すロードセルにおいて、
前記４つの起歪部は、肉厚を全て同厚として形成して成り、
前記２本のアーム部は、前記連結した２つの起歪部に各々歪ゲージを貼付した第１アーム部と、前記第１アーム部よりも起歪体全体に掛かる撓みの影響をより受け易くなるように肉厚を薄く形成して、当該歪ゲージを貼付した起歪部に作用する歪のバランスをとる第２アーム部とから成ることを特徴とするロードセル。
【請求項２】
前記第１アーム部の歪ゲージ貼付面を鉛直方向上向きとしてロードセルを固定し、前記第１アーム部上方から鉛直下向きを荷重負荷方向として構成することを特徴とする請求項１記載のロードセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平行した２本のアーム部と各アーム部に２箇所形成した起歪部とがロバーバル機構を成して構成されるロードセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に用いられてきたロバーバル機構を有するロードセルは、図１９に例示するように、ロードセル１は起歪体２と歪ゲージ３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄから成る。前記起歪体２は固定端４と可動端５とを有する片持ち構造を成し、前記固定端４及び可動端５の間に、前記歪ゲージを貼付して歪を検出するための起歪部６ａ及び６ｃを形成する孔７と、６ｂ及び６ｄを形成する孔８を有し、前記孔７及び孔８を連結する空隙部９により、前記起歪部６ａ及び６ｂと、６ｃ及び６ｄ間に各々アーム部ｈ１及びｈ２を平行に２本並べることによりリンクを形成し、前記４つの起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄが平行四辺形の４隅の軌跡をなして動作するようなロバーバル機構として形成され、前記４つの歪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ことにより歪量を検出するものであった。このとき、各起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄは同厚であるとし、各アーム部ｈ１とｈ２とが同厚であるとして、ロードセルの中心に対して上下対称に形成されているものとする。
【０００３】
しかし、前記ロバーバル機構は各リンクが一体で構成されており相互に影響を及ぼすため、理想的なロバーバル機構として動作せず、特に荷重位置をロードセル中央よりずらした偏置荷重時においては、前記起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄが、片持ち構造である起歪体２の撓みにより発生するモーメントの影響を受け、負荷荷重と歪ゲージにより検出される出力との間の直線性が悪くなってしまうものであった。
【０００４】
また、４つの起歪体に各々貼付した歪ゲージから成るホイートストンブリッジにより出力回路を構成しており、片側のアーム部に形成した２箇所の起歪部に貼付された歪ゲージにより出力を得ようとした場合、偏置荷重時の起歪体２の撓みにより発生するモーメントの影響がより大きく出力に反映され、更に直線性が悪くなってしまうものであった。
【０００５】
上述の問題を起歪体の形状により解消させる下記の技術が開示されている。
【０００６】
まず、上記のごとくロバーバル機構を成した起歪体を用いたロードセルにおいて、各起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの厚さ、すなわち起歪部を形成する体積を調整することにより、各起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの剛性を調整し、起歪体２を理想的なロバーバル機構として変形させ、これにより直線性の精度向上を目的としたものがある。この中の一例としては、アーム部ｈ１及びｈ２と起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄとを形成する孔７、８及び空隙部９全体の中立軸をロードセルの中立軸よりずらすことにより、上下アーム部ｈ１及びｈ２と共に、起歪部６ａ及び６ｂと起歪部６ｃ及び６ｄとの厚みに差を持たせて形成するものが示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、例えば起歪部６ａ及び６ｂにのみ歪ゲージ３ａ及び３ｂを貼付し、片側のみの歪を検出する場合のロードセルの直線性の改善に関しては、アーム部ｈ１及びｈ２の厚みを同厚とし、全起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの厚みを同厚とした上で、片持ち構造を成す起歪体２の撓みにより発生するモーメントの影響をキャンセルするように、起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの厚みとアーム部ｈ１及びｈ２の厚みとの関係式を導き出すことにより、前記関係式に基づいて相似形状のロードセルを製造可能とするロードセルの製造方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２１４００８号公報
【特許文献２】特許第２６６６２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特開２０００−２１４００８号公報に開示されているロードセルのように、起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの厚さを調整するもの、又は上下起歪部６ａ及び６ｂと６ｃ及び６ｄと、上下アーム部ｈ１及びｈ２との両方の厚さを共に調整するものであった場合、例えばロードセルの測定方向に対する左右の偏置荷重負荷のように、起歪体２自体の捩れ方向への荷重に対して非直線性能の改善は見られるものの、偏置荷重によるスパン誤差は改善されないことを発明者らは実測により見出した。
【００１０】
また、特許第２６６６２０９号公報記載のロードセルにおいては、起歪体２全体の撓みにより起歪部とアーム部とに発生する歪を相互にキャンセルするように、前記上下アーム部ｈ１及びｈ２と各起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄとを各々同厚として設定しており、起歪体２全体の厚さに対して上下アーム部ｈ１及びｈ２が共に薄くなり、歪検出部全体のたわみは大きくなってしまう。これによって、ロードセルの固有振動数が小さくなり、測定環境の振動を拾いやすく出力信号が乱れてしまう可能性があった。また、荷重安定まで時間がかかるため測定時間が延びてしまう可能性もあった。更にアーム部の厚さを保とうとすると、起歪体自体を大きくしなければならず、薄型化及び小型化には向いていない。
【００１１】
従って本発明は上述の問題点を解決し、一方のアーム部に形成した起歪部に歪ゲージを貼付したロバーバル型のロードセルにおいて、起歪部を同厚とし、起歪体の撓みの影響を軽減させるように、前記２本のアーム部間に厚み差を持たせて構成するロードセルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明は、固定端と可動端との間に形成した平行な２本のアーム部と、前記２本のアーム部に２つずつ連結した４つの起歪部とからロバーバル機構を成すロードセルにおいて、前記４つの起歪部は、肉厚を全て同厚として形成して成り、前記２本のアーム部は、前記連結した２つの起歪部に各々歪ゲージを貼付した第１アーム部と、前記第１アーム部よりも肉厚を薄く形成した第２アーム部とから成るロードセルを提供する。
【００１３】
また、前記第１アーム部の歪ゲージ貼付面を鉛直方向上向きとしてロードセルを固定し、前記第１アーム部上方から鉛直下向きを荷重負荷方向として構成する。
【００１４】
また、前記第２アーム部は、２本のアーム部の肉厚が同じロードセルを基に、前記２本のアーム部間の空隙の幅を変えることなく、前記空隙の中立軸をロードセルの中立軸より所定の距離だけずらすことにより形成する。
【００１５】
更に、前記第２アーム部は、２本のアーム部の肉厚が同じロードセルを基に、前記第２アーム部の肉厚だけを薄く加工して形成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のロードセルは、固定端と可動端との間に形成した平行な２本のアーム部と、前記２本のアーム部に２つずつ連結した４つの起歪部とからロバーバル機構を成すロードセルにおいて、前記４つの起歪部は、肉厚を全て同厚として形成して成り、前記２本のアーム部は、前記連結した２つの起歪部に各々歪ゲージを貼付した第１アーム部と、前記第１アーム部よりも肉厚を薄く形成した第２アーム部とから成ることから、偏置荷重時において、前記２本のアーム部には片持ち梁全体にかかる撓みによる圧縮力、引張力又は捩れの内、少なくとも一つが作用し、ロバーバル機構が崩れるが、前記第１アーム部よりも前記第２アーム部で前記撓みによる力をより受けることにより、第１アーム部に形成した起歪部に作用する歪のバランスを取り、直線性及びスパン性能を保つことが可能である。また、起歪部の厚みに基づいて２本のアーム部を共に薄くした場合に比べ、極端な固有振動数の変化を生ずることもないため、測定環境の振動を受けやすくなったり、荷重安定までの時間が長くなったり、といった問題が起こりにくい。更に、小型の起歪体に対応可能であり、歪ゲージは第１アーム部側の２箇所に貼付するだけで良いため、小型化及び薄型化が可能であり、製造コストも抑えられる。
【００１７】
また、前記第１アーム部の歪ゲージ貼付面を鉛直方向上向きとしてロードセルを固定し、前記第１アーム部上方から鉛直下向きを荷重負荷方向として構成することから、測定や取り付けにおいて特殊な手法を要することなく、従来のロードセルと全く同様に使用することが可能である。
【００１８】
また、前記第２アーム部は、２本のアーム部の肉厚が同じロードセルを基に、前記２本のアーム部間の空隙の幅を変えることなく、前記空隙の中立軸をロードセルの中立軸より所定の距離だけずらすことにより形成する。これにより、例えば元々が小型のロードセルであり、第２アーム部の肉厚に余裕がない場合等の小型又は薄型のロードセルにも対応可能である。
【００１９】
更に、前記第２アーム部は、２本のアーム部の肉厚が同じロードセルを基に、前記第２アーム部の肉厚だけを薄く加工して形成することから、既存のロードセルに対しても、第２アーム部の肉厚を切削などの簡便な加工により所定の肉厚に形成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１のロードセル外観図である。
【図２】実施例１のロードセルの主要変形部拡大図である。
【図３】実施例１のロードセルの歪ゲージ貼付面を示す図である。
【図４】起歪部及びアーム部の厚さが対称な従来のロードセルの主要変形部拡大図である。
【図５】ロードセルに対する偏置荷重位置を示す図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図４の従来ロードセルの非直線性能を示すグラフである。
【図８】実施例１のロードセルの非直線性能を示すグラフである。
【図９】起歪部とアーム部の厚さとを変形させた従来のロードセルの主要変形部拡大図である。
【図１０】図９のロードセルの偏置誤差を示すグラフである。
【図１１】実施例１のロードセルの偏置誤差を示すグラフである。
【図１２】ロードセルの歪ゲージ貼付面の主要部を示す図である。
【図１３】図９のロードセルの偏荷重時の起歪部の応力分布解析結果を示す図である。
【図１４】実施例１のロードセルの偏荷重時の起歪部の応力分布解析結果を示す図である。
【図１５】起歪部及びアーム部の厚さが対称な従来のロードセルの側面図である。
【図１６】実施例２のロードセルの側面図である。
【図１７】図１５の従来のロードセルの非直線性能を示すグラフである。
【図１８】実施例２のロードセルの非直線性能を示すグラフである。
【図１９】一般的な従来のロバーバル機構ロードセルの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のロードセルは、固定端と可動端との間に形成した平行な２本のアーム部と、前記２本のアーム部に２つずつ連結した４つの起歪部とからロバーバル機構を成すロードセルにおいて、前記４つの起歪部は、肉厚を全て同厚として形成して成り、前記２本のアーム部は、前記連結した２つの起歪部に各々歪ゲージを貼付した第１アーム部と、前記第１アーム部よりも肉厚を薄く形成した第２アーム部とから成る。
【００２２】
また、前記第１アーム部の歪ゲージ貼付面を鉛直方向上向きとしてロードセルを固定し、前記第１アーム部上方から鉛直下向きを荷重負荷方向として構成する。
【００２３】
また、前記第２アーム部は、２本のアーム部の肉厚が同じロードセルを基に、前記２本のアーム部間の空隙の幅を変えることなく、前記空隙の中立軸をロードセルの中立軸より所定の距離だけずらすことにより形成するものである。
【００２４】
更に、前記第２アーム部は、２本のアーム部の肉厚が同じロードセルを基に、前記第２アーム部の肉厚だけを薄く加工して形成するものである。
【００２５】
＜実施例１＞
発明者らは、一方のアーム部に形成した起歪部に歪ゲージを貼付したロバーバル型のロードセルにおいて、片持ち構造の起歪体全体の撓みが、上下アーム部及び起歪部に影響を与えることにより非直線性能が低下していることに着目し、起歪部の厚みを同厚とし、上下アーム部の厚みを変えて形成したロードセルの実測結果より、下側アーム部の厚みと上側アーム部の厚みとの間に適切な厚み差を持たせることにより、厚く形成した方のアーム部側の起歪部において歪の直線性を生むことを見出した。
【００２６】
具体的には、起歪体全体にかかる撓みによって、上下アーム部に発生する圧縮力及び引張力を、下側のアーム部の厚さを上側アーム部よりも薄くすることにより、起歪体全体の撓みの影響を下側アーム部で受け易くし、上側アーム部にかかる起歪部の歪のバランスを取ることが可能な下側アーム部と上側アーム部との適正な厚み差を設けることにある。
【００２７】
以下図面を用いて、本発明のロードセルと従来のロードセルとの比較データを基に、本発明のロードセルの具体例を説明する。
【００２８】
本発明の実施例１はアーム部を形成する空隙をずらしてロードセルを形成した場合の比較例である。図１乃至図３の薄型ロードセルを一例として示す。図１は外観図であり、図２はロードセルの主要変形部の拡大図であり、図３は図２の上面、すなわち歪ゲージ貼付面を示す図である。
【００２９】
図１によると、起歪体の長手方向は固定端及び可動端を有して８０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、起歪部間距離は１０．３ｍｍの薄型ロードセルであり、歪ゲージ貼付面の幅は１２．６ｍｍである。
【００３０】
図２によると、各起歪部はφ３．９ｍｍの孔により４箇所共に０．５５ｍｍに形成され、２本のアーム部はφ２．６ｍｍの３連の並列孔により、各肉厚を、１．８５ｍｍ及び０．５５ｍｍとして形成し、肉厚の厚い方のアーム部を第１アーム部とし、薄い方のアーム部を第２アーム部として構成したものである。また、図３に示すように、前記第１アーム部に連結した２箇所の起歪部の表面には、各々２枚の歪ゲージを、できる限りロードセル中央に近接させて並列に貼付して成り、図示しないが電気回路的には、４つの歪ゲージによりブリッジ回路を構成する公知の技術を用い、前記歪ゲージの出力を検出するものである。
【００３１】
前記第１及び第２アーム部を形成した３連の並列孔は、前記肉厚の差を形成するように、図４に示す従来のロードセル中央から下方にずらしたものであり、ロードセル下面から１．８５ｍｍの位置に孔の中心をなしたものである。
【００３２】
ここで、図４に示すロードセルは、前述の従来技術に示した、アーム部ｈ１及びｈ２が同厚であり、各起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄが同厚である、上下対称の従来型のロードセルである。すなわち、前記アーム部を形成する３連の並列孔の中心がロードセルの中心と一致しており、２本のアーム部は１．２ｍｍの同厚で形成されているものであり、その他は前述した本発明のロードセルと同じ構成である。
【００３３】
この２つのロードセルの偏置荷重による非直線性能の比較を図５乃至７を用いて説明する。図５及び図６は、偏置荷重の荷重位置等の測定状態を示す図であり、図７は従来型ロードセルの非直線性能を示すグラフであり、図８は本発明のロードセルの非直線性能を示すグラフである。
【００３４】
まず図５は、ロードセルに対する荷重位置を上から示した略図であり、本実施例においては、前記第１アーム部の歪ゲージ貼付面を鉛直方向上向きとしてロードセルを固定し、前記第１アーム部上方から鉛直下向きを荷重負荷方向としたものであり、ロードセルに対して、荷重伝達板における荷重位置を示しており、丸囲みの×印部が荷重位置である。これによると、ロードセル中央の荷重位置をＰ１、ロードセルの長手方向延長上及び直交方向に各々４５ｍｍ離した位置に、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４として荷重位置を設けた。ここで、Ｐ２はロードセルの可動端側の偏置荷重位置であり、Ｐ３は固定端側の偏置荷重位置である。図５のＡ−Ａ断面図である図６に測定状態を示した。
【００３５】
非直線性能の実測においては、両ロードセルに対してＰ１、Ｐ２及びＰ３の偏置荷重位置において、秤量２０００（ｇ）として、５００（ｇ）刻みのステップ荷重を測定した。
【００３６】
図７に示す従来型ロードセルの非直線性能は、中央荷重Ｐ１が０．０２％以下と高い直線性を示すのに対して、偏置荷重Ｐ２及びＰ３に対しては０．１％ＲＯと非直線性を示していた。アーム部及び起歪部が対象のロードセルはロバーバルとしての機構が不十分であることを示している。
【００３７】
これに比べて図８に示す本発明のロードセルの非直線性能は、荷重位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３共に０．０２％ＲＯ以内に入っており、きわめて高い直線性を示していると言え、前記第２アーム部が第１アーム部にかかる歪のバランスを取っていることが明らかである。
【００３８】
また、荷重位置Ｐ４及びＰ５の荷重に対しては、ロードセルに捩れが加わり、ロバーバル機構により解消されず、上記従来型ロードセルでは、非直線性能の悪化及び中央荷重値Ｐ１に対する偏置荷重値のスパン誤差が大きいことは明らかであるため、次に示す偏置誤差の性能比較においては、前記従来技術の一つに示した、アーム部ｈ１及びｈ２と上下起歪部６ａ及び６ｂと６ｃ及び６ｄの両方に厚み差を設けたロードセルの一例として、図９に示したロードセルとの比較を行なった。図９は図４に示した従来のロードセルから、アーム部及び起歪部を形成する空間部をロードセル中心より０．１ｍｍ下方にずらして形成したものであり、図１及び図２に示した本発明のロードセルと同等の非直線性能を実現させたものである。
【００３９】
図１０及び図１１は、偏置誤差、すなわち、ロードセルの中央の荷重位置Ｐ１における荷重値に対し、荷重位置Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４及びＰ５の各荷重値の誤差率を示したものであり、図１０が図９に示したアーム部及び起歪部共に厚み差を設けたロードセルの偏置誤差を示したものであり、図１１は本発明のロードセルの偏置誤差を示したものである。
【００４０】
まず図１０によると、荷重位置Ｐ１に対して荷重位置Ｐ２及びＰ３、すなわちロードセルの長手方向の前後の荷重に対しては、秤量２０００（ｇ）においては、±０．２％ＲＯ以内に入っており、良好な結果であるといえる。しかし、ロードセルが捩れ方向の力を受ける荷重位置Ｐ４及びＰ５においては、各々＋０．８％ＲＯ、及び−０．８％ＲＯ程度もの誤差を示している。
【００４１】
これに対して図１１に示す本発明のロードセルの測定結果においては、荷重位置Ｐ２及びＰ３はもとより、前述したロードセルにおいて誤差の大きかった荷重位置Ｐ４及びＰ５においても±０．２％ＲＯ以内に収まっており、良好な結果を示している。
【００４２】
これにより本発明のロードセルは、ロードセルにかかる捩れを解消しているといえる。この両ロードセルに対して、荷重位置をＰ５とした場合のロードセルにかかる捩れの度合いを応力として解析した結果を図１２乃至図１４を用いて説明する。図１２は、両ロードセルの歪ゲージ貼付面の拡大図であり、図１３は、図９に示したロードセルにおいて、荷重位置をＰ５とした場合の可動側及び固定側起歪部の歪ゲージ貼付面における応力分布解析結果を示す図であり、図１４は、本発明のロードセルに対する前記図１３と同様の解析結果である。
【００４３】
上記応力解析は、図１２の歪ゲージ貼付面において、可動側起歪部及び固定側起歪部の各々に対して、ロードセルの左端を０ｍｍとして、右端１２．６ｍｍまでを１ｍｍ刻みで区切り、荷重位置Ｐ５に秤量２０００（ｇ）荷重したときの各点の応力算出値に基づいて、各々近似曲線として示したものが図１３及び１４である。
【００４４】
ここで着目すべきは、歪ゲージを貼付した各起歪部における応力の最大値と最小値との差である。この差が大きいほどロードセルには強い捩れ方向の力が加わっているといえる。図１３に示す応力解析結果の固定側起歪部においては、応力の最小値はロードセルの左端から１．５ｍｍ付近の約３．５ｋｇｆ／ｍｍ２であり、最大値は左端から１１．５ｍｍ付近の約１１．５ｋｇｆ／ｍｍ２であり、応力差は３倍程度ある。同様に可動側起歪部においても、最大値はロードセルの左端から１．５ｍｍ付近の約−３．５ｋｇｆ／ｍｍ２であり、最小値は左端から１２ｍｍ付近の約−１０ｋｇｆ／ｍｍ２であり、応力差は２．８倍程度ある。
【００４５】
これに対して図１４に示す本発明のロードセルの応力解析結果によると、まず固定側起歪部において、最小値はロードセルの左端から１．５ｍｍ付近の約５ｋｇｆ／ｍｍ２であり、最大値は右端１２．６ｍｍ付近で約１０ｋｇｆ／ｍｍ２であり、応力差は２倍程度である。可動側起歪部においても同様に、最大値はロードセルの左端から１．５ｍｍ付近の約５．５ｋｇｆ／ｍｍ２であり、最小値は左端から１０ｍｍ付近の約９．５ｋｇｆ／ｍｍ２であり、応力差は１．７倍程度である。
【００４６】
すなわち、従来の起歪部の厚みを調整したロードセルにおいては前記応力差が３倍程度あったものが、本発明のロードセルでは２倍程度まで減少しており、歪ゲージを貼付した起歪部に対して、起歪体の捩れの影響が軽減されていることが明らかである。
【００４７】
＜実施例２＞
本発明の実施例２は第２アーム部のみ厚さを調整するだけでロードセルの高精度化を可能とする一例である。前記実施例１では、起歪体の中に複数の円形の孔を連結して、起歪部及びアーム部を成す空隙を形成したロードセルに基づいて、アーム部を形成する空隙の幅は一定として、前記空隙の軸をずらすことにより上下アーム部の厚みを変えたものであるが、実施例２においては、第２アーム部のみを薄くして空隙の幅を広げることにより、第１アーム部と第２アーム部との肉厚に差を設けたロードセルの一例を示す。これは、両アーム部の肉厚に余裕の有る比較的大型のロードセルにおいて有用な構成である。
【００４８】
図１５は従来のアーム部ｈ１及びｈ２と各起歪部６ａ、６ｂ、６ｃ及び６ｄの肉厚が各々対称なロードセル形状を示し、長さ１３０ｍｍ、高さ２２ｍｍの起歪体中央に５０ｍｍの間隔をあけてφ１２ｍｍの孔をもって可動側起歪部と固定側起歪部とを形成し、アーム部を４．８ｍｍとすべく、前記孔に連結する空隙部を設けて構成するロードセルである。図１６は前記図１５に示したロードセルを基に、直線性を安定させるべく第２アーム部の厚みを１．８ｍｍとなるように切削加工により薄くし、第１アーム部と第２アーム部間の空隙部の幅を従来のロードセルよりも広くして形成したものである。また、歪ゲージは実施例１と同様にしてブリッジ回路を構成して成るものである。
【００４９】
前記図１５及び図１６に示すロードセルの非直線性比較においては、実施例１と同様に測定し、各々図１７及び図１８に示す結果を得た。これによると、図１７に示すように、従来のロードセルにおいては、荷重位置Ｐ１において０．０１％ＲＯ程度であるのに対し、荷重位置Ｐ２及びＰ３においては、各々０．０２％ＲＯ及び０．０４％ＲＯと非直線性が大きくなっている。
【００５０】
これに比べて図１８に示すように、本発明のロードセルは、荷重位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３共に、０．０１％ＲＯ程度とほぼ一致する良好な結果が得られ、第２アーム部のみの厚さを変えるだけでも、歪ゲージを貼付した起歪部にかかる歪のバランスを取れる適正な厚み差をもたせれば良いことが示されたといえる。
【００５１】
なお、実施例１及び実施例２においては、前記第１アーム部の歪ゲージ貼付面を鉛直方向上向きとしてロードセルを固定し、前記第１アーム部上方から鉛直下向きを荷重負荷方向としたが、これとは向きを逆にして、第１アーム部の歪ゲージ貼付面を鉛直方向下向きとしてロードセルを固定し、上側に成った第２アーム部上方から荷重を負荷する構成とすることも可能である。
【００５２】
また、歪ゲージは第１アーム部に連結した２箇所の起歪部の表面に、各々２枚の歪ゲージを貼付し、合計４枚の歪ゲージによりブリッジ回路を構成したが、前記２箇所の起歪部に各々１枚ずつ歪ゲージを添付し、この２枚の歪ゲージと電気回路構成上２つのダミーゲージとを組み合わせてブリッジ回路を構成したものであっても、同様の特性を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１    従来の一般的なロードセル
２    起歪体
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ    歪ゲージ
４    固定端
５    可動端
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ    起歪部
７    孔
８    孔
９    空隙部
ｈ１、ｈ２  アーム部
【図１】
2010107527.tif 000003
【図２】
2010107527.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2010107527.tif 000020
【図１９】
2010107527.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月24日(2010.2.24)
【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】
固定端と可動端との間に形成した平行な２本のアーム部と、前記２本のアーム部に２つずつ連結した４つの起歪部とからロバーバル機構を成すロードセルにおいて、
前記４つの起歪部は、肉厚を全て同厚として形成して成り、
前記２本のアーム部は、前記連結した２つの起歪部に各々歪ゲージを貼付した第１アーム部と、前記第１アーム部よりも起歪体全体に掛かる撓みの影響をより受け易くなるように肉厚を薄く形成して、前記歪ゲージを貼付した起歪部に作用する歪のバランスをとる第２アーム部とから成り、
前記第１アーム部に連結した２つの起歪部の歪ゲージ貼付面と、前記第１アーム部のうち前記歪ゲージ貼付面側の表面とは、同じ平面上に位置する
ことを特徴とするロードセル。
【請求項２】
前記歪ゲージ貼付面を鉛直方向上向きとしてロードセルを固定し、前記第１アーム部上方から鉛直下向きを荷重負荷方向として構成することを特徴とする請求項１記載のロードセル。