(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加荷重に応じて弾性変形する起歪体と、前記起歪体を固定支持する起歪体固定部と、前記起歪体の主面と平行な方向に測定対象の荷重が印加される荷重受け部と、前記起歪体の主面および前記荷重の印加方向に垂直な方向に柱軸が延設されるとともに前記起歪体の主面と前記荷重受け部とを接続する柱状接続部と、を有するとともに、前記起歪体の変位量に基づいて前記印加荷重の大きさを測定するロードセルに対し、弾性変形によって前記起歪体が所定の変位寸法よりも大きく変位しないよう前記起歪体の変位を規制するストッパーを備え、
前記ストッパーは、前記荷重受け部に荷重が印加されることによって前記柱状接続部のうちの前記荷重受け部側の端部が反荷重側に移動した際に、前記柱状接続部が反荷重側に向かって所定位置まで移動すると前記柱状接続部に衝突するよう、前記柱状接続部の反荷重側に、前記柱状接続部との間で所定のクリアランスを介して設けられ、
前記ストッパーは、前記柱状接続部と前記ストッパーとの間のクリアランス寸法が、前記所定の変位寸法よりも大きな寸法となるよう配置され、
前記柱状接続部は、柱状部材を用いて形成され、
前記ストッパーは、筒状部材を用いて形成されるとともに前記柱状接続部を囲うよう配置され、
前記ストッパーは、前記荷重受け部に荷重が印加されていない場合に、前記柱状接続部の荷重側の端部と前記ストッパーの荷重側の端部とが係合し且つ前記柱状接続部の反荷重側の端部と前記ストッパーの反荷重側の端部との間のクリアランスが前記クリアランス寸法となるよう配置されることを特徴とするロードセル保護装置。
【請求項２】
前記柱状接続部は、円柱状部材を用いて形成され、
前記ストッパーは、円筒状部材を用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のロードセル保護装置。
【請求項３】
前記ストッパーは、前記柱状接続部の軸方向の長さおよび前記所定の変位寸法に応じた位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のロードセル保護装置。
【請求項４】
前記ストッパーは、前記起歪体固定部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のロードセル保護装置。
【請求項５】
前記ストッパーは、前記起歪体固定部とは別々に形成されていることを特徴とする請求項１または３に記載のロードセル保護装置。
【請求項６】
印加荷重に応じて弾性変形する起歪体の変位量に基づいて前記印加荷重の大きさを測定するロードセルにおいて、
前記起歪体と、
前記起歪体を固定支持する起歪体固定部と、
前記起歪体の主面と平行な方向に測定対象の荷重が印加される荷重受け部と、
前記起歪体の主面および前記荷重の印加方向に垂直な方向に柱軸が延設されるとともに前記起歪体の主面と前記荷重受け部とを接続する柱状接続部と、
弾性変形によって前記起歪体が所定の変位寸法よりも大きく変位しないよう前記起歪体の変位を規制するロードセル保護装置と、
を有し、
前記ロードセル保護装置は、
前記荷重受け部に荷重が印加されることによって前記柱状接続部のうちの前記荷重受け部側の端部が反荷重側に移動した際に、前記柱状接続部が反荷重側に向かって所定位置まで移動すると前記柱状接続部に衝突するよう、前記柱状接続部の反荷重側に、前記柱状接続部との間で所定のクリアランスを介して設けられたストッパーを備え、
前記ストッパーは、前記柱状接続部と前記ストッパーとの間のクリアランス寸法が、前記所定の変位寸法よりも大きな寸法となるよう配置され、
前記柱状接続部は、柱状部材を用いて形成され、
前記ストッパーは、筒状部材を用いて形成されるとともに前記柱状接続部を囲うよう配置され、
前記ストッパーは、前記荷重受け部に荷重が印加されていない場合に、前記柱状接続部の荷重側の端部と前記ストッパーの荷重側の端部とが係合し且つ前記柱状接続部の反荷重側の端部と前記ストッパーの反荷重側の端部との間のクリアランスが前記クリアランス寸法となるよう配置されることを特徴とするロードセル保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、起歪体の塑性変形を防止するロードセル保護装置およびロードセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロードセルは、例えば、荷重が印加されると弾性変形する起歪体の変位を検出し、変位量に基づいて印加された荷重を計測する装置である。このようなロードセルにおいては、大きな衝撃力が発生し、定められた定格荷重以上の外力が起歪体に加わってしまう場合がある。起歪体に対して耐力以上の過大な荷重が作用した場合、起歪体が塑性変形してしまうので、塑性変形した後は、ロードセルが正常に機能しなくなる。
【０００３】
このため、過大な荷重に起因する起歪体の破壊を防止することが望まれている。例えば、起歪体の破壊を防止する装置として、起歪体が変形する方向に一定のクリアランス（隙間）をもって起歪体に対向するようストッパーを配置した装置がある。この装置では、起歪体に定格荷重以上の荷重がかかると、起歪体の端部がストッパーに当たり、起歪体がそれ以上の変位を起こさないようにしている。
【０００４】
例えば、特許文献１の破損防止装置は、ロードセルのうちの弾性変形する部分をストッパーに当てることによって前記弾性変形する部分が所定量以上に変形することを防止し、これにより、ロードセルを過荷重から保護するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６１−１５９１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術では、荷重に対する起歪体（弾性変形部）の先端部の変位量（移動量）がμｍレベルである。このため、ストッパーと起歪体の先端部との間のクリアランス（隙間）を小さく設定しなければならない。しかしながら、ロードセルの部品に対して加工精度を高めることは困難である。また、組立誤差などが原因で、クリアランスが設定すべき値よりも過大に設定された場合には、ロードセルの破損防止装置が機能しなくなる。一方、クリアランスが設定すべき値よりも小さく設定された場合には、荷重が定格荷重以下の通常の荷重であっても起歪体部分の先端部がストッパーと接触し、ロードセル本来の荷重検知機能として動作しなくなってしまう。
【０００７】
ロードセルの部品に対する加工精度には限界があるので、クリアランスを微調整するためには、専用の装置が必要となる。このため、製造コストや組立コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、起歪体が破壊されることを低コストで容易に防止できるロードセル保護装置およびロードセルを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、印加荷重に応じて弾性変形する起歪体と、前記起歪体を固定支持する起歪体固定部と、前記起歪体の主面と平行な方向に測定対象の荷重が印加される荷重受け部と、前記起歪体の主面および前記荷重の印加方向に垂直な方向に柱軸が延設されるとともに前記起歪体の主面と前記荷重受け部とを接続する柱状接続部と、を有するとともに、前記起歪体の変位量に基づいて前記印加荷重の大きさを測定するロードセルに対し、弾性変形によって前記起歪体が所定の変位寸法よりも大きく変位しないよう前記起歪体の変位を規制するストッパーを備え、前記ストッパーは、前記荷重受け部に荷重が印加されることによって前記柱状接続部のうちの前記荷重受け部側の端部が反荷重側に移動した際に、前記柱状接続部が反荷重側に向かって所定位置まで移動すると前記柱状接続部に衝突するよう、前記柱状接続部の反荷重側に、前記柱状接続部との間で所定のクリアランスを介して設けられ、前記ストッパーは、前記柱状接続部と前記ストッパーとの間のクリアランス寸法が、前記所定の変位寸法よりも大きな寸法となるよう配置され、前記柱状接続部は、柱状部材を用いて形成され、前記ストッパーは、筒状部材を用いて形成されるとともに前記柱状接続部を囲うよう配置され、前記ストッパーは、前記荷重受け部に荷重が印加されていない場合に、前記柱状接続部の荷重側の端部と前記ストッパーの荷重側の端部とが係合し且つ前記柱状接続部の反荷重側の端部と前記ストッパーの反荷重側の端部との間のクリアランスが前記クリアランス寸法となるよう配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、起歪体が破壊されることを低コストで容易に防止できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１に係るロードセルの概略構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るロードセル保護システムの構成を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係るロードセル保護システムにおいて、荷重が印加されていない状態のストッパーと柱状接続部との間の位置関係を示す図である。
【図４】図４は、起歪体の曲げ変位量と柱状接続部の移動位置との関係を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係るロードセル保護システムの構成を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係るロードセル保護システムにおいて、荷重が印加されていない状態のストッパーと柱状接続部との間の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態に係るロードセル保護装置およびロードセルを図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るロードセルの概略構成を示す図である。図１では、ロードセル１００の断面構成を示している。ロードセル１００は、弾性変形する起歪体１を備えており、起歪体１に荷重が作用した場合に、起歪体１の変位量（変形量）に基づいて、起歪体１への荷重の大きさ（荷重量）を計測する装置である。
【００１４】
ロードセル１００は、起歪体１と、ひずみゲージ２と、起歪体固定部６と、柱状接続部７と、荷重受け部１１と、接続固定部品（ネジＳ１〜Ｓ４、ワッシャーＷ１〜Ｗ４）と、ベアリング１０，１２と、を備えている。
【００１５】
ロードセル１００は、起歪体固定部６が、ネジＳ３とワッシャーＷ３によってロードセル固定パレル５に固定接続されている。起歪体１は、起歪体１の上面とロードセル固定パレル５の底面とが平行（図１ではＸＺ平面と平行）になるよう起歪体固定部６によって固定接続されている。ロードセル１００では、外力（印加荷重）によって変形しやすい起歪体１の主面に、ひずみゲージ２が貼り付けられている。
【００１６】
起歪体１は、例えば板状部材を用いて構成されており、一方の端部は、その裏面がネジＳ４とワッシャーＷ４によって起歪体固定部６に固定接続（連結）され、他方の端部は、その裏面がネジＳ１とワッシャーＷ１によって柱状接続部７の上面に固定接続されている。このように、ネジＳ１とワッシャーＷ１は、起歪体１を柱状接続部７の上面に固定するための部品である。柱状接続部７は、柱軸方向が起歪体１の主面に垂直な方向（図１ではＹ方向）になるよう起歪体１の底面から延設されている。
【００１７】
柱状接続部７は、例えば、円柱状の部材を用いて構成されている。柱状接続部７の底面側近傍には、荷重受け部１１と柱状接続部７との間に、ベアリング１０およびベアリング１２が配置されている。柱状接続部７の底面近傍と、測定する荷重が加えられる荷重受け部１１とは、ネジＳ２とワッシャーＷ２によって固定接続される。荷重受け部１１は、起歪体１の長手方向と平行な方向に配置されている。
【００１８】
起歪体１に対するひずみゲージ２の貼り付け面は、荷重受け部１１の移動方向（荷重方向）（図１ではＸ方向）に平行な面（図１ではＸＺ平面に平行な面）となっている。これらの接続と固定により、ロードセル１００は、荷重受け部１１と柱状接続部７、柱状接続部７と起歪体１、起歪体１と起歪体固定部６が、それぞれ固定接続された構成となっている。
【００１９】
荷重受け部１１には、その先端部に荷重溝１３が設けられている。荷重溝１３は、荷重量の測定対象方向に沿って設けられた溝である。荷重溝１３を設けておくことにより、荷重がＸ方向以外の方向に加えられた場合であっても、Ｘ方向以外の位置変動を抑えることができる。これにより、荷重溝１３にかかる荷重に対する起歪体１に掛かるモーメントの変動を抑制することができる。
【００２０】
荷重受け部１１は、荷重が印加（付加）されると、荷重方向に移動し、加えられた荷重が柱状接続部７を伝わって起歪体１を変形させる。これにより、ひずみゲージ２の抵抗値が変化するので、その変化量から検出部（図示せず）によって荷重の大きさが検出される。
【００２１】
次に、上述したロードセル１００に適用されるロードセル保護装置について説明する。図２は、実施の形態１に係るロードセル保護システムの構成を示す図である。図２では、ロードセル保護システム１０１Ａの断面構成を示している。ロードセル保護システム１０１Ａは、ロードセル１００とロードセル保護装置３０Ａとを備えている。なお、本実施の形態では、ロードセル保護システム１０１Ａが、ロードセル１００とロードセル保護装置３０Ａとを備えている場合について説明するが、ロードセル１００がロードセル保護装置３０Ａを備える構成としてもよい。
【００２２】
ロードセル保護装置３０Ａは、起歪体固定部６を起歪体１の配設されている方向へ伸延させた伸延部３１と、ストッパー３５とを有している。起歪体固定部６と、伸延部３１と、ストッパー３５とは、例えば一体に形成されている。そして、ロードセル保護装置３０Ａには、伸延部３１およびストッパー３５を用いて構成された貫通孔１８が設けられている。
【００２３】
伸延部３１は、起歪体１の主面に平行な方向に延設された延設部と、起歪体１の主面に垂直な方向に延設されて貫通孔１８の一部を構成する孔壁面部と、が一体形成されて構成されている。また、伸延部３１の孔壁面部とストッパー３５とは、一体に形成されており、例えば円筒状をなしている。
【００２４】
貫通孔１８は、柱状接続部７を格納できる太さを有した孔であり、例えば、円柱状の孔である。ストッパー３５および伸延部３１は、貫通孔１８によって柱状接続部７の側壁面を囲繞している。
【００２５】
貫通孔１８の壁面は、荷重側面３７ａおよび反荷重側面３７ｂを含んで構成されている。荷重側面３７ａは、貫通孔１８の内壁面のうち荷重受け部１１に荷重が加えられる側（荷重側）の側面であり、反荷重側面３７ｂは、貫通孔１８の内壁面のうち荷重受け部１１に荷重が加えられる側とは反対側（反荷重側）の側面である。
【００２６】
荷重側面３７ａおよび反荷重側面３７ｂは、それぞれ起歪体１の中立面２１に垂直な面（線）であり、起歪体１の中立面２１近傍から荷重受け部１１の近傍まで延設されている。換言すると、ストッパー３５の端末点（最下点）３７ｄは、起歪体１の中立面２１との距離ができるだけ遠くなるよう構成されている。なお、ストッパー３５の端末点３７ｄから、起歪体１の中立面２１までの距離（Ｙ方向の距離）は、距離ｌとする。また、起歪体１の中立面２１に平行な面である後述の平行中立面２２は、ストッパー３５の端末点３７ｄを通る面である。
【００２７】
図３は、実施の形態１に係るロードセル保護システムにおいて、荷重が印加されていない状態のストッパーと柱状接続部との間の位置関係を示す図である。図３では、貫通孔１８および柱状接続部７の上面図（Ｙ方向から見た図）を示している。柱状接続部７は、荷重側面３８ａおよび反荷重側面３８ｂを含んで構成されている。荷重側面３８ａは、柱状接続部７の側壁面のうち荷重受け部１１に荷重が加えられる側の側面であり、反荷重側面３８ｂは、貫通孔１８の内壁面のうち荷重受け部１１に荷重が加えられる側とは反対側の側面である。
【００２８】
荷重が印加されていない状態では、柱状接続部７の荷重側面３８ａが伸延部３１の荷重側面３７ａと直接接触している。この状態において、ストッパー３５の反荷重側面３７ｂと柱状接続部７の反荷重側面３８ｂとの間には、クリアランス寸法Ｄのクリアランス（隙間）２０が設けられており、反荷重側面３７ｂと反荷重側面３８ｂとは直接接触してはいない。クリアランス寸法Ｄは、柱状接続部７の荷重受け部１１に近い位置（端末点３７ｄ）がストッパー３５に当たるまでの移動距離である。
【００２９】
クリアランス寸法Ｄは、荷重受け部１１に掛かる荷重が定格以下の場合には、反荷重側面３７ｂ（貫通孔１８の側壁面）と反荷重側面３８ｂとが接触しない距離に設定されている。換言すると、クリアランス寸法Ｄは、起歪体１が塑性変形することなく弾性変形可能な寸法（起歪体１の変位寸法の許容値）である。これにより、ストッパー３５は、弾性変形によって起歪体１が所定の変位寸法よりも大きく変位しないよう起歪体１の変位を規制する。
【００３０】
また、本実施の形態では、クリアランス寸法Ｄが起歪体１の変位寸法の許容値よりも大きな寸法となる位置にストッパー３５を配置しておく。ストッパー３５（端末点３７ｄ）は、柱状接続部７の軸方向の長さおよび起歪体１の変位寸法の許容値に応じた位置に配置され、クリアランス寸法Ｄは、端末点３７ｄの位置に応じた寸法に設定される。
【００３１】
次に、ロードセル保護装置３０Ａの作動状態について説明する。荷重受け部１１（荷重溝１３）に対し、Ｘ方向（図２の矢印で示した方向）に荷重が作用すると、起歪体１は、中心点４０（ＸＹ平面内に垂直な軸）を回転中心（回転軸）として曲げ変位する。中心点４０は、ネジＳ４の軸中心と起歪体１の中立面２１との交点である。起歪体１が曲がるにしたがって、柱状接続部７と荷重受け部１１は移動する。
【００３２】
図４は、起歪体の曲げ変位量と柱状接続部の移動位置との関係を示す図である。荷重受け部１１に荷重が掛けられた場合、柱状接続部７は印加荷重量に応じた位置に移動し、柱状接続部７の移動位置に応じた量だけ起歪体１が曲げ変位する。したがって、起歪体１は、荷重受け部１１への荷重量に応じた量だけ変形する。
【００３３】
ロードセル保護装置３０Ａ（ストッパー３５）の内壁面である反荷重側面３７ｂと柱状接続部７の反荷重側面３８ｂとの間にクリアランス寸法Ｄのクリアランス２０があるので、荷重受け部１１に掛かる荷重が定格以下（許容範囲内）の場合は、柱状接続部７は貫通孔１８の側壁面と接触することはない。従って、この場合、ロードセル１００は通常の荷重検知動作を行うことが出来る。
【００３４】
起歪体１の定格以上でかつ耐力以下の荷重が荷重受け部１１に作用すると、荷重量の大きさに応じて起歪体１の曲げ変位量が大きくなる。このため、柱状接続部７の反荷重側面３８ｂが反荷重側面３７ｂに接触し、柱状接続部７の移動がストッパー３５によって止められる。これにより、起歪体１の曲げ変位は、所定量以上に変形しないので、起歪体１を過荷重から保護することができる。
【００３５】
このように、本実施の形態では、柱状接続部７がストッパー３５に接触することによって、起歪体１の曲げ変形を抑制するために、起歪体１の可能な曲げ変位量をクリアランス寸法Ｄで決めておく。
【００３６】
次に、起歪体１への可能な曲げ変位量とクリアランス寸法Ｄとの間の関係について説明する。柱状接続部７の半径をｒとし、起歪体１の曲がる中心点４０から柱状接続部７の中心軸までの距離をｍとし、ネジＳ１の半径をｎとする。図４に示すように、起歪体１の曲げ変形によって起歪体１が中心点４０を回転中心として角度φだけ回転する場合、以下の式（１）〜（３）が成立する。
【００３７】
柱状接続部７が中立面２１でＸ方向に変動量（変位量）ｅだけ変動すると、変動量ｅは以下の式（１）で求めることができる。
【数１】
0005885590.tif 000002
【００３８】
また、柱状接続部７が平行中立面２２でＸ方向に変動できる距離は、クリアランス寸法Ｄと同じ距離であり、ｄは以下の式（２）で求めることができる。
【数２】
0005885590.tif 000003
【００３９】
また、起歪体１の曲げ変形が発生した際に、Ｙ方向でロードセル固定パレル５との距離が最短となる位置はＹ方向の最奥部にあるネジＳ１の頭部にある反荷重側ネジ角４ａである。反荷重側ネジ角４ａがロードセル固定パレル５と接触するか否かを評価するため、起歪体１の曲げ変形によって反荷重側ネジ角４ａがＹ方向のロードセル固定パレル５に近づく距離をｇとすると、ｇは以下の式（３）のように表される。
【数３】
0005885590.tif 000004
【００４０】
ただし、ネジＳ１の厚さと、ワッシャーＷ１の厚さと、起歪体１の厚さは、それぞれ起歪体１の長さに比べて非常に小さい寸法であるので、式（３）では、ネジＳ１の厚さ、ワッシャーＷ１の厚さ及び起歪体１の厚さをそれぞれ無視している。
【００４１】
起歪体１の曲げ変形によって生じる角度φは、非常に小さい。例えば、ロードセル部品を以下の（Ａ）に示す寸法とする。
（Ａ）ｌ＝ｍ+ｒ、ｍ＝２０（ｍｍ）、ｎ＝ｍ／１０、ｒ＝ｍ／８
【００４２】
この場合に、仮に、曲げ変形によって生じた角度φがφ＝２°であったとすると、以下に示す結果（Ｂ）〜（Ｄ）を得ることができる。
（Ｂ）ｅ＝０．０１３７（ｍｍ）
（Ｃ）ｄ＝０．７９９０（ｍｍ）、ｄ／ｅ≒５８倍
（Ｄ）ｇ＝０．７６７８（ｍｍ）、ｄ＞ｇ
【００４３】
（Ｂ）に示すように、柱状接続部７の中立面２１におけるＸ方向の変動量ｅは、非常に小さい。一方、（Ｃ）に示すように、荷重受け部１１に同じ荷重を掛けた場合であっても、柱状接続部７の平行中立面２２におけるＸ方向の移動量ｄは、中立面２１におけるＸ方向の変動量ｅよりも大きい。このように、柱状接続部７の平行中立面２２における移動量ｄは、中立面２１における変動量ｅに比して、大幅に増大されていることが分かる。
【００４４】
したがって、平行中立面２２上の反荷重側面３７ｂ側にストッパー３５を設けることで、起歪体１が変形する向きに設定されるクリアランス寸法Ｄの量を大きく設定することが可能となる。この結果、簡易なクリアランス寸法Ｄの管理によって、過大な荷重による起歪体１の破壊を防止することができる。
【００４５】
クリアランス寸法Ｄを確保するためのロードセル保護システム１０１Ａの組立は、次のようにして行う。図２に示したように、ロードセル保護装置３０Ａに設けられた貫通孔１８と柱状接続部７との間の位置決めを行う際には、荷重側面３８ａを、貫通孔１８の壁面である荷重側面３７ａに係合させた状態で柱状接続部７を起歪体１の裏面に固定する。
【００４６】
これにより、クリアランス寸法Ｄは、貫通孔１８の直径と柱状接続部７の直径との差となる。本実施の形態では、ロードセル保護システム１０１Ａの一部がストッパー３５として働くので、部品間相対位置などの調整作業が不要となる。したがって、部品を１つの方向に位置合わせすることで、部品間相対位置を位置決めして固定できるので、ロードセル保護システム１０１Ａの組立が容易になり、組立作業性の向上を図ることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では、柱状接続部７が円柱状である場合について説明したが、柱状接続部７は、円柱状以外の柱状（多角柱状や楕円柱状など）であってもよい。また、貫通孔１８が円筒状である場合について説明したが、貫通孔１８は、円筒状以外の筒状であってもよい。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態では、中立面２１に垂直な方向で中立面２１との距離が遠い位置に、ストッパー３５の端末点３７ｄを設置している。これにより、クリアランス寸法Ｄを、本来の中立面２１の変動量よりも荷重受け部１１に近い端末点３７ｄでの移動距離に変更できる。このため、荷重受け部１１に荷重を掛けた場合に、柱状接続部７の平行中立面２２におけるＸ方向の変動量が、起歪体１のＹ方向への変位量よりも大きくなる。
【００４９】
この結果、過大な荷重によって起歪体１の破壊を防止するためのクリアランス寸法Ｄを大きく設定することができ、クリアランス寸法Ｄを確保するための部品加工精度の要求を緩和することができる。したがって、製造コストが減少するとともに、保護機能の信頼性が向上する。そして、起歪体１の耐力以上の荷重が作用した場合であっても、起歪体１の塑性変形を未然に防止でき、ロードセル１００を過荷重から保護できる。
【００５０】
また、ロードセル保護システム１０１Ａを組立てる際には、貫通孔１８と柱状接続部７との位置合わせを、荷重側面３８ａと荷重側面３７ａとの係合で行える。このように、部品間の位置合わせを１つの方向への面係合で行える。したがって、柱状接続部７を複数の方向に位置合わせする必要がなく、また柱状接続部７とストッパー３５との間の位置調整が不要となる。
【００５１】
また、柱状接続部７は円柱状であり、貫通孔１８は円筒状であるので、柱状接続部７と貫通孔１８との位置合わせは、円柱と円筒との位置合わせとなる。したがって、荷重側面３８ａと荷重側面３７ａとを係合させることにより、Ｘ方向の位置合わせとＺ方向の位置合わせを同時に行うことが可能となる。したがって、クリアランス寸法Ｄの調整手間と調整時間を少なくすることができる。また、ロードセル保護システム１０１Ａの組み立てを容易化できるとともに組立コストが減少する。
【００５２】
また、起歪体１の曲げ変形によって、反荷重側ネジ角４ａがロードセル固定パレル５の方向（Ｙ方向）に近づく距離ｇが大きくなる場合がある。この場合、ネジＳ１の頭部とロードセル固定パレル５との間にクリアランス寸法を設けることによって過大な荷重による起歪体１の破壊を防止することが可能となる。
【００５３】
また、ストッパー３５の端末点３７ｄ（荷重軸）から中立面２１までの距離を長くすることにより、同じ荷重を掛けた場合であっても起歪体１に作用するモーメントが大きくなる。したがって、小さな荷重でも検出することが可能となり、ロードセル１００の荷重検出精度が向上する。
【００５４】
換言すると、ロードセル保護装置３０Ａは、ロードセル１００が測定範囲以上の外力や過荷重によって破壊されることを防止でき、機械加工が比較的に容易で構造的に単純であり、クリアランス寸法Ｄの調整を容易に行うことができる。
【００５５】
このように実施の形態１によれば、クリアランス寸法Ｄが起歪体１の変位寸法の許容値よりも大きな寸法となる位置にストッパー３５を配置しておくので、起歪体１が破壊されることを低コストで容易に防止することが可能となる。
【００５６】
実施の形態２．
つぎに、図５および図６を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態１では、起歪体固定部６と、伸延部３１と、ストッパー３５とを一体に形成しておき、その一部であるストッパー３５を用いて起歪体１の曲げ変形を抑制している。実施の形態２では、起歪体１の主面に垂直な方向で柱状接続部７の荷重側の近傍に起歪体固定部６とは独立部品であるストッパー５１を設けておき、ストッパー５１を用いて起歪体１の曲げ変形を抑制する。
【００５７】
図５は、実施の形態２に係るロードセル保護システムの構成を示す図である。図５の各構成要素のうち図２に示す実施の形態１のロードセル保護システム１０１Ａと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００５８】
ロードセル保護システム１０１Ｂは、ロードセル１００とロードセル保護装置３０Ｂとを備えている。なお、本実施の形態では、ロードセル保護システム１０１Ｂが、ロードセル１００とロードセル保護装置３０Ｂとを備えている場合について説明するが、ロードセル１００がロードセル保護装置３０Ｂを備える構成としてもよい。
【００５９】
ロードセル保護装置３０Ｂは、起歪体固定部６を起歪体１の配設されている方向へ伸延させた伸延部３３と、ストッパー５１とを有している。例えば、起歪体固定部６と伸延部３３とは一体に形成され、伸延部３３とストッパー５１とは別々に形成されている。そして、伸延部３３とストッパー５１との間にはクリアランス寸法Ｄのクリアランス２０が空けられ、伸延部３３とストッパー５１との間に柱状接続部７が配置されている。
【００６０】
伸延部３３は、実施の形態１で説明した伸延部３１の一部を含む形状となっており、荷重側面３７ａと同じ面内に荷重側面３７ｃを有している。また、ストッパー５１は、ストッパー３５の一部を含む形状（例えば、四角柱など）となっており、端末点３７ｄと同じ位置に端末点３９ｂを有している。そして、起歪体１が変形した場合に、柱状接続部７とストッパー５１（端末点３９ｂ）とが衝突することにより、起歪体１の過剰な変形を防止している。
【００６１】
図６は、実施の形態２に係るロードセル保護システムにおいて、荷重が印加されていない状態のストッパーと柱状接続部との間の位置関係を示す図である。図６では、貫通孔１８および柱状接続部７の上面図（Ｙ方向から見た図）を示している。柱状接続部７は、荷重側面３８ａおよび反荷重側面３８ｂを含んで構成されている。
【００６２】
荷重が印加されていない状態では、柱状接続部７の荷重側面３８ａが伸延部３３の荷重側面３７ｃと直接接触している。この状態において、端末点３９ｄと反荷重側面３８ｂとの間には、クリアランス寸法Ｄのクリアランス２０が設けられており、端末点３９ｂと反荷重側面３８ｂとは直接接触してはいない。
【００６３】
次に、ロードセル保護装置３０Ｂの作動状態について説明する。荷重受け部１１に対し、Ｘ方向（図５の矢印で示した方向）に荷重が作用すると、起歪体１は、中心点４０（ＸＹ平面内に垂直な軸）を回転中心（回転軸）として曲げ変位する。
【００６４】
起歪体１の定格以上でかつ耐力以下の荷重が荷重受け部１１に作用すると、柱状接続部７の反荷重側面３８ｂがストッパー５１の端部である端末点３９ｂに接触し、柱状接続部７の移動がストッパー５１によって止められる。これにより、起歪体１は、所定量以上に変形しないので、起歪体１を過荷重から保護することができる。
【００６５】
このように、本実施の形態では、柱状接続部７がストッパー５１に接触することによって、起歪体１の曲げ変形を抑制する。このため、実施の形態１と同様に起歪体１の可能な曲げ変位量はクリアランス寸法Ｄで決められることになる。
【００６６】
次に、クリアランス寸法Ｄを確保するためのロードセル保護システム１０１Ｂの組立処理について説明する。図５に示したように、ストッパー５１と柱状接続部７との間の位置決めを行う際には、荷重側面３８ａを、荷重側面３７ｃに係合させた状態で柱状接続部７を起歪体１の裏面に固定する。
【００６７】
そして、ストッパー５１の位置調整を行う。ストッパー５１の位置調整を行う際には、ストッパー５１の端末点３９ｂと柱状接続部７の反荷重側面３８ｂとの間のクリアランス２０が所定のクリアランス寸法Ｄとなるようにストッパー５１の位置が固定される。
【００６８】
このように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果がある。また、実施の形態２では、柱状接続部７の中立面２１から寸法が長い場合であっても、ロードセル保護装置３０Ｂの構成を簡易で小さな構成とすることができる。したがって、ロードセル保護装置３０Ｂの加工が容易になるとともに部品材料コストと加工コストを抑制することが可能となる。さらに、柱状接続部７に加工誤差がある場合であっても、ストッパー５１の位置を調整することにより、クリアランス寸法Ｄを調整することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明に係るロードセル保護装置およびロードセルは、起歪体の塑性変形防止に適している。
【符号の説明】
【００７０】
１  起歪体
２  ひずみゲージ
６  起歪体固定部
７  柱状接続部
１１  荷重受け部
１８  貫通孔
２０  クリアランス
２１  中立面
２２  平行中立面
３０Ａ，３０Ｂ  ロードセル保護装置
３１，３３  伸延部
３５，５１  ストッパー
３７ａ，３７ｃ，３８ａ  荷重側面
３７ｂ，３８ｂ  反荷重側面
３７ｄ，３９ｂ  端末点
４０  中心点
１００  ロードセル
１０１Ａ，１０１Ｂ  ロードセル保護システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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