JP2001147165A - Load cell - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術】本発明は、電気抵抗の変化を利用
して荷重を測定する抵抗線ひずみケージ式のロードセル
に関する。更に言及すれば、複数の検出素子を有し、任
意の組み合わせを可能とするひずみゲージ式ロードセル
の受感部の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance strain cage type load cell for measuring a load by utilizing a change in electric resistance. More specifically, the present invention relates to a structure of a sensing portion of a strain gauge type load cell having a plurality of detection elements and enabling an arbitrary combination.
【0002】[0002]
【従来の技術】力の強さに応じたアナログ出力信号を利
用した力センサとしての抵抗線ひずみゲージは、力を一
点に受ける機構の受感部と、該ゲージを受感部に貼り付
けてブリッジ回路を内蔵したロードセルとして使用され
ている。2. Description of the Related Art A resistance wire strain gauge as a force sensor using an analog output signal according to the strength of a force is formed by attaching a sensing part of a mechanism for receiving a force at one point and attaching the gauge to the sensing part. It is used as a load cell with a built-in bridge circuit.
【0003】ひずみゲージ式のロードセルでは、ひずみ
ゲージでホイートストンブリッジを構成し、その抵抗変
化をブリッジ不平衡出力電圧として検出する。該不平衡
出力電圧は、ホイートストンブリッジ印加電圧、ひずみ
ケージのケージ率およびロードセル受感部ひずみ量に比
例して決まる。In a strain gauge type load cell, a Wheatstone bridge is constituted by a strain gauge, and its resistance change is detected as a bridge unbalanced output voltage. The unbalanced output voltage is determined in proportion to the Wheatstone bridge applied voltage, the cage ratio of the strain cage, and the amount of strain in the load cell sensing portion.
【0004】ロードセルの同一ケースにX方向の力を受
けるFx検出素子とZ方向の力を受けるFz検出素子を
持つ多軸の受感部を有するロードセルに於いては他方の
軸からの力に対する耐強度対策としてダイヤフラムなど
の保護材が採用されている。In a load cell having a multiaxial sensing portion having an Fx detecting element receiving a force in the X direction and an Fz detecting element receiving a force in the Z direction in the same case of the load cell, the load cell is resistant to a force from the other axis. A protective material such as a diaphragm is employed as a strength measure.
【0005】また、ロードセル受感部のFxおよびFz
検出素子を機械的に結合する接続方式は、一体構造もし
くはネジ止めの固定方式となっているものが多い。In addition, Fx and Fz of the load cell sensing section
In many cases, the connection method for mechanically connecting the detection elements is of an integral structure or a screw fixing method.
【0006】更に、低容量で高感度の受感部の場合、撓
み量が多いのが一般である。Furthermore, in the case of a low-capacity, high-sensitivity sensing portion, the amount of deflection is generally large.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ロードセル受感部の他
方の軸からの耐強度対策としてダイヤフラムが使用され
ている場合、その耐横荷重は定格容量の10%程度であ
り、充分とは言えない。また、複数の受感部の機械的な
結合接続が一体構造か、もしくはネジ止め固定方式の場
合にはFxおよびFz検出素子の組み合わせに自由度が
ない。更に、低容量で高感度のロードセル受感部は一般
に撓み量が多く、測定対象物によっては(低撓みの場
合)精度良く測定することが困難状態となっている。When a diaphragm is used as a measure against the strength of the load cell sensing part from the other axis, the lateral load resistance is about 10% of the rated capacity, which is not sufficient. . Further, in the case where the mechanical connection of the plurality of sensing units is an integral structure or a screw fixing method, the combination of the Fx and Fz detection elements has no flexibility. Furthermore, a low-capacity, high-sensitivity load cell sensing part generally has a large amount of bending, and depending on the object to be measured (in the case of low bending), it is difficult to measure accurately.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】係る状態に鑑み、発明者
らは鋭意研究の結果、従来のひずみゲージ式ロードセル
に関する上述のかかる課題を解決するに至った。In view of this situation, the present inventors have made intensive studies and, as a result, have solved the above-mentioned problems relating to the conventional strain gauge type load cell.
【0009】ロードセルの受感部をワイアカット、放電
加工もしくは切削および溶接加工によって平行平板構造
とし、他方の軸からの機械的剛性を強化することによっ
て耐横荷重強度を向上することを可能とした。また、平
行平板構造とすることによって構造を単純化することが
可能となり、ロードセル製造のコストダウンが図れる。The sensing part of the load cell has a parallel plate structure by wire cutting, electric discharge machining or cutting and welding, and it is possible to improve lateral load resistance by enhancing mechanical rigidity from the other axis. . Further, by adopting the parallel plate structure, the structure can be simplified, and the cost of manufacturing the load cell can be reduced.
【0010】FxおよびFz検出素子を持つロードセル
の複数の受感部は、一体構造もしくはネジ止め固定方式
から嵌め合いとネジ結合の併用方式、もしくはネジによ
る固定方式とすることによって受感部は任意の組み合わ
せを取ることが可能となり、受感部に用いるFxおよび
Fz検出素子の組み合わせの自由度が大きくなる。The plurality of sensing parts of the load cell having the Fx and Fz detecting elements can be arbitrarily selected by adopting an integrated structure or a screw fixing method, a combination method of fitting and screw connection, or a fixing method using screws. Can be taken, and the degree of freedom of the combination of the Fx and Fz detecting elements used in the sensing unit is increased.
【0011】低容量受感部の機械加工時における変形を
防止するため、当該加工部位の変形は無視できる範囲に
止め、これに伴う出力低下を受感部に切り欠き、または
穿孔を施すことによって当該部位に応力を集中させるこ
とにより補填する。これによって撓み量が小さくするこ
とが可能となる。In order to prevent the deformation of the low-capacity sensing part during machining, the deformation of the processing part is kept within a negligible range, and the resulting decrease in output is cut out or perforated in the sensing part. The stress is compensated by concentrating the stress on the site. This makes it possible to reduce the amount of deflection.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下の実施の形態にて本発明を詳
細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the following embodiments, but the present invention is not limited thereto.
【0013】図1はFz検出素子とFz検出素子とを組
み合わせたロードセルの組み合わせの概要を示すもので
ある。図1(a)はFx検出素子の概要で、図1(b)
から図1(d)はFz検出素子の構造の概略を示すもの
である。図1(b)は平行平板2本ビーム曲げの場合、
図1(c)は4本ビーム剪断の場合、図1(d)は平行
平板8本ビーム曲げの場合を示すものである。Fx検出
素子とFz検出素子とは嵌め合いとネジ固定、またはネ
ジ固定で結合接続される。また、いずれの場合にもダイ
ヤフラムによる耐荷重の構造でなく、平行平板にて力を
受ける構造となっている。FIG. 1 shows an outline of a combination of an Fz detecting element and a load cell in which the Fz detecting element is combined. FIG. 1A is an outline of the Fx detecting element, and FIG.
FIG. 1D schematically shows the structure of the Fz detecting element. FIG. 1 (b) shows a case of two parallel plate beam bending.
FIG. 1 (c) shows the case of four beam shearing, and FIG. 1 (d) shows the case of eight parallel plate bending. The Fx detection element and the Fz detection element are connected by fitting and screw fixing, or screw fixing. In any case, the structure is not a load-bearing structure using a diaphragm, but a structure that receives a force by a parallel plate.
【0014】図2はFxセンサ検出素子(1)とFzセ
ンサ検出素子(2)との機械的接続方法を示す概略図で
ある。図2(a)は嵌め合いとネジ固定にて接続した場
合を示すものであり、図2(b)はネジ固定で接合した
場合を示すものである。これらの接続方法は、Fxセン
サ検出素子(1)とFzセンサ検出素子(2)を一体化
した受感部やネジ止め固定された受感部に比較して検出
素子の組み合わせに自由度がある。FIG. 2 is a schematic diagram showing a method of mechanically connecting the Fx sensor detecting element (1) and the Fz sensor detecting element (2). FIG. 2A shows a case where the connection is made by fitting and fixing with a screw, and FIG. 2B shows a case where the connection is made by fixing with a screw. In these connection methods, there is a greater degree of freedom in the combination of the detection elements as compared to a sensing section in which the Fx sensor sensing element (1) and the Fz sensor sensing element (2) are integrated or a screw-fixed sensing section. .
【0015】図3は低容量受感部に切欠きまたは穿孔す
る部位(3,4)を示す概略図である。受感部が受ける
応力は、切欠き(3)または穿孔部(4)に集中するた
めに、これを行うことによって受感部を機械加工の際の
変形防止対策を最小に留めることが可能となり、また、
撓み量増加を押さえる効果がある。FIG. 3 is a schematic view showing portions (3, 4) where notches or perforations are made in the low-volume sensing portion. Since the stress received by the sensing part concentrates on the notch (3) or the perforated part (4), it is possible to minimize the measures for preventing deformation of the sensing part when machining the sensing part. ,Also,
This has the effect of suppressing an increase in the amount of bending.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明は、ロードセル受感部の構造の単
純化や耐横荷重強度の向上、および複数受感部素子の組
み合わせ自由度の向上に効果がある。The present invention is effective in simplifying the structure of the load cell sensing portion, improving the lateral load resistance, and increasing the degree of freedom in combining a plurality of sensing portion elements.
【図1】Fx検出素子とFz検出素子の概略およびそら
れの組み合わせを示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of an Fx detection element and an Fz detection element and a combination thereof.
【図2】Fx検出素子とFz検出素子との機械的接続の
方法を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method of mechanically connecting an Fx detection element and an Fz detection element.
【図3】応力を集中させるためにFz検出素子に施す切
り欠き、または穿孔の場所を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a notch or a hole to be drilled on an Fz detecting element to concentrate stress.
1 Fx検出素子 2 Fz検出素子 3 切り欠き部 4 穿孔部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fx detection element 2 Fz detection element 3 Notch part 4 Perforation part
Claims (3)
て、ロードセル受感部の構造が複数の平行平板方式であ
ることを特徴とするロードセル。1. A load cell of a resistance strain gauge type load cell, wherein the structure of the load cell sensing part is a plurality of parallel plate type.
て、ロードセル受感部の結合接続の方法が、嵌め合いと
ネジ結合との任意の組み合わせとからなることを特徴と
するロードセル。2. A load cell of a resistance strain gauge type load cell, wherein a method of connecting and connecting the load cell sensing portion comprises an arbitrary combination of fitting and screw connection.
て、ロードセル受感部に切り欠き、または穿孔加工を施
し、該加工部位に応力を集中させて出力増加および低撓
みを達成することを特徴とするロードセル。3. A load cell of a resistance wire strain gauge type wherein cutouts or perforations are applied to a load cell sensing portion, and stress is concentrated on the processed portion to achieve an increase in output and low deflection. And the load cell.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36769599A JP2001147165A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Load cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36769599A JP2001147165A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Load cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001147165A true JP2001147165A (en) | 2001-05-29 |
Family
ID=18489970
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36769599A Pending JP2001147165A (en) | 1999-11-19 | 1999-11-19 | Load cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001147165A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103743502A (en) * | 2013-12-11 | 2014-04-23 | 西安交通大学 | Piezoresistive rotation two-component milling force sensor |
CN106153222A (en) * | 2016-08-31 | 2016-11-23 | 周用贵 | A kind of combination force cell |
-
1999
- 1999-11-19 JP JP36769599A patent/JP2001147165A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103743502A (en) * | 2013-12-11 | 2014-04-23 | 西安交通大学 | Piezoresistive rotation two-component milling force sensor |
CN103743502B (en) * | 2013-12-11 | 2016-04-13 | 西安交通大学 | A kind of pressure resistance type rotates two component Milling Force sensors |
CN106153222A (en) * | 2016-08-31 | 2016-11-23 | 周用贵 | A kind of combination force cell |
CN106153222B (en) * | 2016-08-31 | 2019-01-01 | 北京华横新技术开发公司 | A kind of combination load cell |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |