JPH07243922A - Composite load cell - Google Patents
Composite load cellInfo
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- JPH07243922A JPH07243922A JP6027394A JP6027394A JPH07243922A JP H07243922 A JPH07243922 A JP H07243922A JP 6027394 A JP6027394 A JP 6027394A JP 6027394 A JP6027394 A JP 6027394A JP H07243922 A JPH07243922 A JP H07243922A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば力測定用又は
重量計量用として使用する複合ロードセルに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite load cell used, for example, for force measurement or weighing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の複合ロードセルを使用する荷重検
出装置として例えば図９に示すものがある（特開昭54-1
35586 号公報）。この荷重検出装置は、最大計測値の異
なる３つのロードセルＡ、Ｂ、Ｃを上下方向に直列に結
合しあり、各ロードセル間には過負荷防止のストッパ１
０３及びばね１０２を介在させてある。荷重Ｗを指示す
る指示部１０６には、各ロードセルＡ、Ｂ、Ｃで別個に
得られた計測値のうち指示選択器１０５によって選択さ
れた計測値が指示される。この指示選択器１０５は、最
大計測値が荷重Ｗの測定値よりも大きいロードセルのう
ち、荷重Ｗの測定値に最も近い最大計測値を有するロー
ドセルを選択してその計測値を指示部１０６に出力して
指示させるものである。2. Description of the Related Art As a load detecting device using a conventional composite load cell, there is, for example, one shown in FIG.
35586 publication). This load detecting device has three load cells A, B, and C having different maximum measured values connected in series in the vertical direction, and a stopper 1 for preventing overload is provided between the load cells.
03 and the spring 102 are interposed. The instruction unit 106 for instructing the load W is instructed of the measurement value selected by the instruction selector 105 out of the measurement values obtained individually by the load cells A, B, and C. The instruction selector 105 selects the load cell having the maximum measured value closest to the measured value of the load W among the load cells whose maximum measured value is larger than the measured value of the load W and outputs the measured value to the instruction unit 106. To instruct.
【０００３】この構成により、図９に示すように、荷重
Ｗがストッパ１０３上に掛かると、その荷重Ｗを、その
荷重Ｗの大きさに応じたロードセルで測定することがで
きる。これにより、小さな荷重から大きな荷重まで高い
精度で測定することができる。With this configuration, as shown in FIG. 9, when the load W is applied on the stopper 103, the load W can be measured by the load cell according to the magnitude of the load W. As a result, it is possible to measure from a small load to a large load with high accuracy.
【０００４】なお、これら３つのロードセルは、例えば
アルミニウム、またはアルミニウム合金等の金属材料を
例えば直方体に形成して製作している。The three load cells are manufactured by forming a metal material such as aluminum or an aluminum alloy into a rectangular parallelepiped.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、図９に示す荷
重検出装置では、ロードセルＣの上面にばね１０２を設
け、そのばね１０２の上にストッパ１０３、ロードセル
Ｂの台１０４、ロードセルＢ、ばね１０２というよう
に、各部品を順に上側に積み上げて構成したものである
から荷重検出装置の嵩が大きくなるという問題がある。
嵩が大きいと、広い設置空間を必要とするし、高さも高
くなるので転倒し易いという問題もある。そして、荷重
検出装置の高さが高いと、計重物品を一番上側のロード
セルＡ上に載置する際の作業性が悪いという問題もあ
る。However, in the load detecting device shown in FIG. 9, the spring 102 is provided on the upper surface of the load cell C, and the stopper 103, the base 104 of the load cell B, the load cell B, and the spring 102 are provided on the spring 102. As described above, since the components are sequentially stacked on the upper side, there is a problem that the load detection device becomes bulky.
If it is bulky, it requires a large installation space and also has a high height, so that it is easy to fall down. Further, if the height of the load detection device is high, there is also a problem that workability is poor when the weighted article is placed on the uppermost load cell A.
【０００６】そして、これら３つのロードセルＡ、Ｂ、
Ｃの起歪体を製作するときは、同公報には記載されてい
ないが、図９に大、中、小の３つの四角形として現れて
いる３つのロードセル（起歪体）Ａ、Ｂ、Ｃの合計面積
（又は体積）よりも少し広い面積（又は大きい体積）の
金属板等の金属材料（以下、単に金属板という。）から
切り出している。ロードセルＡ、Ｂ、Ｃの各起歪体を切
り出してくる金属板の夫々の箇所が、各ロードセルＡ、
Ｂ及びＣごとに別個の箇所であると、各起歪体のヤング
率や、各起歪体（ロードセル）の温度特性（零点の温度
変化による特性）のばらつきが大きくなることがある。
このように、各起歪体のヤング率のばらつきが大きい
と、各起歪体を各々所定の弾性率となるように製作する
場合、各起歪体ごとにヤング率を測定する必要があり、
そして各ヤング率を勘案して各起歪体を設計しなければ
ならず非常に手間が掛かるという問題がある。また、各
起歪体の温度特性のばらつきが大きいと、各起歪体ごと
に夫々の温度特性を調べる必要があり、そして各温度特
性を勘案して各起歪体（ロードセル）ごとに温度補償し
なければならないという問題がある。Then, these three load cells A, B,
When manufacturing a strain element of C, although not described in the publication, three load cells (strain elements) A, B, and C appearing as three large, medium, and small squares in FIG. Is cut out from a metal material such as a metal plate (hereinafter, simply referred to as a metal plate) having a slightly larger area (or a larger volume) than the total area (or volume). Each part of the metal plate that cuts out each strain element of the load cells A, B, C is
If the locations are different for B and C, the Young's modulus of each strain element or the temperature characteristics of each strain element (load cell) (characteristics due to the temperature change of the zero point) may become large.
As described above, when the variation in Young's modulus of each strain element is large, when each strain element is manufactured to have a predetermined elastic modulus, it is necessary to measure the Young's modulus for each strain element,
Then, each flexure element must be designed in consideration of each Young's modulus, which is very troublesome. Also, if there is a large variation in the temperature characteristics of each strain element, it is necessary to examine each temperature characteristic for each strain element, and temperature compensation is performed for each strain element (load cell) in consideration of each temperature characteristic. There is a problem of having to do it.
【０００７】本発明は、嵩が小さく、夫々の起歪体のヤ
ング率、温度特性を均一にすることができる複合ロード
セルを提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide a composite load cell which is small in volume and can have uniform Young's modulus and temperature characteristics of each strain element.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】第１の発明の複合ロード
セルは、各々の基端部と力受部が間隔を隔てて位置し上
記基端部と上記力受部の同じ側の一方の端部が第１ビー
ムを介して結合すると共に、同じ側の他方の端部が第２
ビームを介して結合してなる起歪体を備える最大計測値
の異なる２以上のロードセルと、少なくとも上記２以上
のロードセルのうち最大計測値の最も大きいロードセル
を除く１又は２以上の各々のロードセルに各ロードセル
の最大計測値を越える力が掛かることを防止する過負荷
防止機構と、を備える複合ロードセルにおいて、或る１
つの上記ロードセルに設けられている第１ビームと第２
ビームとの間に別の上記ロードセルに設けられている第
１ビームと第２ビームを配置することを順次１回以上繰
り返すと共に、上記或る１つのロードセルの上記力受部
と上記別のロードセルの上記基端部とを結合することを
順次１回以上繰り返すことにより上記２以上のロードセ
ルを直列に連結し、上記力受部に力が掛かったとき上記
最大計測値が当該力の計測値よりも大きく、かつ当該力
の計測値と比較的近い上記最大計測値を有する上記ロー
ドセルの計測値を読み取る構成としたことを特徴とする
ものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a composite load cell in which each base end portion and the force receiving portion are spaced apart from each other, and the base end portion and one end on the same side of the force receiving portion. Part is coupled via the first beam and the other end on the same side is the second part
Two or more load cells having different maximum measurement values, each having a flexure element coupled through a beam, and at least one of the two or more load cells having the largest maximum measurement value. A composite load cell comprising: an overload prevention mechanism for preventing a force exceeding the maximum measurement value of each load cell from being applied.
The first beam and the second beam provided on the above-mentioned load cells
The arrangement of the first beam and the second beam provided in another load cell between the beam and the beam is sequentially repeated one or more times, and the force receiving portion of the one load cell and the other load cell of the one load cell are repeated. When the two or more load cells are connected in series by sequentially repeating the coupling with the base end once or more, and the force is applied to the force receiving part, the maximum measured value is higher than the measured value of the force. It is characterized in that the measurement value of the load cell having the maximum measurement value which is large and relatively close to the measurement value of the force is read.
【０００９】第２の発明の複合ロードセルは、第１の発
明の複合ロードセルにおいて、上記基端部、上記力受
部、第１ビーム及び第２ビームで形成される上記２以上
のロードセルの起歪体を一体に形成したことを特徴とす
るものである。The composite load cell of the second invention is the composite load cell of the first invention, wherein strains of the two or more load cells formed by the base end portion, the force receiving portion, the first beam and the second beam are generated. It is characterized in that the body is integrally formed.
【００１０】[0010]
【作用・効果】第１及び第２の発明によれば、或る１つ
のロードセルの起歪体に設けられている第１ビームと第
２ビームとの間にこのロードセルと結合する別のロード
セルの第１及び第２ビームを配置する構成を順次１回以
上繰り返すことにより２以上のロードセルを直列に結合
したものである。つまり、第１ビームと第２ビームとの
間隔が最も広い起歪体の内側にそれよりも間隔の狭い起
歪体を１つ以上順次内側に配置した構成であるので、図
９に示す従来のものと比較して複合ロードセルの嵩を小
さくすることができるし、高さも低くすることができる
という効果がある。そして、複合ロードセルの高さを低
くすることができると、例えば物品を計重する場合、そ
の計重物品を複合ロードセル上に載置する際の作業を従
来よりも簡単に行うことができるという効果がある。According to the first and second aspects of the present invention, between the first beam and the second beam provided on the strain-generating body of a certain load cell, another load cell to be coupled with this load cell is provided. The configuration in which the first and second beams are arranged is sequentially repeated one or more times to couple two or more load cells in series. In other words, the configuration is such that one or more strain generating elements having a narrower gap between the first beam and the second beam are sequentially arranged on the inner side of the strain generating element having the wider distance. Compared with the ones, there is an effect that the bulk of the composite load cell can be made smaller and the height can be made smaller. And, if the height of the composite load cell can be reduced, for example, when weighing an article, the work of placing the weighted article on the composite load cell can be performed more easily than before. There is.
【００１１】そして、これら２以上のロードセルの起歪
体を製作するときは、例えば図２に示す複合ロードセル
では、同図に現れている最も外側の起歪体の外側輪郭形
状が形成する体積の金属板等の金属材料からそれよりも
小さい全ての起歪体を切り出すことができる。又は、図
１に現れている最も外側の起歪体の外側輪郭形状が形成
する面積の金属板等の金属材料からそれよりも小さい全
ての起歪体を切り出すことができる。つまり、２以上の
起歪体のうち最も形状の大きい起歪体の内側にそれより
も小さい全ての起歪体が存在しているために、各起歪体
のヤング率や、各起歪体（ロードセル）の温度特性（零
点の温度変化による特性）のばらつきを、図９に示す従
来のロードセルＡ、Ｂ、Ｃの各起歪体のヤング率、温度
特性のばらつきよりも小さくすることができる。このよ
うに、各起歪体のヤング率のばらつきを小さくすること
ができると、各起歪体を夫々所定の弾性率となるように
製作する場合、従来のように各起歪体ごとにヤング率を
測定する必要がなく、即ち、例えば或る１つの起歪体の
ヤング率を測定し、その測定したヤング率に基づいて２
以上の全ての起歪体を設計することが可能となり、従来
よりも簡単に設計、製作することができるという効果が
ある。また、各起歪体の温度特性のばらつきを小さくす
ることができると、従来のように各起歪体ごとに温度特
性を調べる必要がなく、即ち、例えば或る１つの起歪体
の温度特性を調べ、その調べた温度特性に従って２以上
の全てのロードセルの温度補償を施すことが可能とな
り、従来よりも簡単に温度補償を行うことができるとい
う効果がある。When manufacturing strain elements of these two or more load cells, for example, in the composite load cell shown in FIG. 2, the volume formed by the outer contour shape of the outermost strain element shown in FIG. All smaller flexures can be cut out from a metal material such as a metal plate. Alternatively, all strain elements smaller than that can be cut out from a metal material such as a metal plate having an area formed by the outer contour shape of the outermost strain element shown in FIG. In other words, among the two or more strain elements, since all the strain elements smaller than the strain element having the largest shape are present inside the strain element having the largest shape, the Young's modulus of each strain element or each strain element is small. The variation in the temperature characteristics of the (load cell) (the characteristics due to the temperature change of the zero point) can be made smaller than the variation in the Young's modulus and the temperature characteristics of the strain generating elements of the conventional load cells A, B, and C shown in FIG. . In this way, if the variation in Young's modulus of each strain element can be reduced, when each strain element is manufactured so as to have a predetermined elastic modulus, the Young's modulus of each strain element is conventionally changed. It is not necessary to measure the modulus, that is, for example, the Young's modulus of a certain flexure element is measured, and 2 is calculated based on the measured Young's modulus.
All of the above strain generating elements can be designed, and there is an effect that they can be designed and manufactured more easily than before. Further, if the variation in the temperature characteristic of each strain element can be reduced, it is not necessary to check the temperature characteristic for each strain element as in the conventional case, that is, for example, the temperature characteristic of a certain strain element. It becomes possible to perform temperature compensation for all of the two or more load cells according to the examined temperature characteristics, and there is an effect that temperature compensation can be performed more easily than in the past.
【００１２】また、第２の発明の複合ロードセルは、２
以上のロードセルの起歪体を一体に形成したものであ
り、これにより２以上の起歪体の組立が不要となり、組
立が不要という点で複合ロードセルの製作コストの低減
を図ることができる。そして、組立が不要であるので、
組付け誤差に基づく計測精度の誤差の発生を防止するこ
とができる。The composite load cell of the second invention is 2
The strain cell of the load cell described above is integrally formed. As a result, it is not necessary to assemble two or more strain cells, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the composite load cell in that assembly is unnecessary. And because no assembly is required,
It is possible to prevent an error in measurement accuracy due to an assembly error.
【００１３】[0013]
【実施例】本発明に係る複合ロードセルの第１実施例を
各図を参照して説明する。図１はこの第１実施例の複合
ロードセル１００の中央断面図、また図２はその斜視図
である。図１に示す複合ロードセル１００は、鉛直方向
に伸延する固定鉛直部（請求項１又は２に記載の基端
部）１を基盤４０に固定した状態で使用される。そし
て、固定鉛直部１の上下の各端部には、第１平行ビーム
３ａ、３ｂをこの固定鉛直部１に対して直角をなすよう
に設けてある。同図に示す第１平行ビームの上側のビー
ムが第１ビーム３ａであり、下側のビームが第２ビーム
３ｂである。そして、この第１平行ビーム３ａ、３ｂを
介して第１可動鉛直部（請求項１又は２に記載の力受
部）２を固定鉛直部１と平行に設けてある。また、第１
ビーム３ａの下面には互いに間隔を隔てて肉薄部５ａ、
５ｂを設けてあり、この肉薄部５ａ、５ｂと対向する位
置であって第２ビーム３ｂの上面に肉薄部５ｃ、５ｄを
設けてある。更に、各肉薄部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの
外側面には、夫々歪ゲージ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを設
けてある。即ち、固定鉛直部１と第１可動鉛直部２と第
１平行ビーム３ａ、３ｂとによって構成した起歪体と、
歪ゲージ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと、によって第１のデ
ュアルビーム型のロードセル（以下、第１ロードセルと
いう。）１０を構成している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a composite load cell according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a central sectional view of the composite load cell 100 of the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view thereof. The composite load cell 100 shown in FIG. 1 is used in a state in which a fixed vertical portion (base end portion according to claim 1 or 2) extending in the vertical direction is fixed to a base 40. Then, the first parallel beams 3a and 3b are provided at the upper and lower ends of the fixed vertical portion 1 so as to form a right angle with respect to the fixed vertical portion 1. The upper beam of the first parallel beam shown in the figure is the first beam 3a, and the lower beam is the second beam 3b. A first movable vertical portion (force receiving portion according to claim 1 or 2) is provided in parallel with the fixed vertical portion 1 via the first parallel beams 3a and 3b. Also, the first
On the lower surface of the beam 3a, the thin portions 5a are spaced apart from each other,
5b is provided, and thin portions 5c and 5d are provided on the upper surface of the second beam 3b at positions facing the thin portions 5a and 5b. Further, strain gauges 6a, 6b, 6c and 6d are provided on the outer side surfaces of the thin portions 5a, 5b, 5c and 5d, respectively. That is, a flexure element constituted by the fixed vertical portion 1, the first movable vertical portion 2, and the first parallel beams 3a and 3b,
The strain gauges 6a, 6b, 6c and 6d constitute a first dual beam type load cell (hereinafter referred to as a first load cell) 10.
【００１４】また、図１に示すように、第１平行ビーム
の第１ビーム３ａと第２ビーム３ｂとの間にこれら第１
及び第２ビーム３ａ、３ｂと平行して第１ビーム１３ａ
と第２ビーム１３ｂとからなる第２平行ビーム１３ａ、
１３ｂを配置して設けてあり、この第１及び第２ビーム
１３ａ、１３ｂの夫々の右側端部は、第１可動鉛直部２
の内側面と結合している。そして、この第１及び第２ビ
ーム１３ａ、１３ｂの夫々の左側端部は、第２可動鉛直
部１２を介して互いに連結しており、この第２可動鉛直
部１２は、第１可動鉛直部２と互いに平行する。そし
て、上側の第１ビーム１３ａの下面には互いに間隔を隔
てて肉薄部１５ａ、１５ｂを設けてあり、この肉薄部１
５ａ、１５ｂと対向する位置であって下側の第２ビーム
１３ｂの上面に肉薄部１５ｃ、１５ｄを設けてある。更
に、各肉薄部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの外側面
には、夫々歪ゲージ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを
設けてある。即ち、第１可動鉛直部２と第２可動鉛直部
１２と第２平行ビーム１３ａ、１３ｂとによって構成し
た起歪体と、歪ゲージ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ
と、によって第２のデュアルビーム型のロードセル（以
下、第２ロードセルという。）２０を構成している。な
お、この第２ロードセル２０の基端部は、第１可動鉛直
部２によって形成されており、力受部は第２可動鉛直部
１２によって形成されている。Further, as shown in FIG. 1, these first parallel beams are arranged between the first beam 3a and the second beam 3b.
And the first beam 13a in parallel with the second beams 3a and 3b.
A second parallel beam 13a composed of the second beam 13b and
13b is arranged and provided, and the right end portions of the first and second beams 13a and 13b are respectively provided with the first movable vertical portion 2
Bound to the inner surface of. The left end portions of the first and second beams 13a and 13b are connected to each other via the second movable vertical portion 12, and the second movable vertical portion 12 is connected to the first movable vertical portion 2 by the second movable vertical portion 12. Parallel to each other. The thin portions 15a and 15b are provided on the lower surface of the upper first beam 13a at intervals from each other.
Thin portions 15c and 15d are provided on the upper surface of the second beam 13b on the lower side at positions facing 5a and 15b. Further, strain gauges 16a, 16b, 16c and 16d are provided on the outer side surfaces of the thin portions 15a, 15b, 15c and 15d, respectively. That is, the strain generating element constituted by the first movable vertical portion 2, the second movable vertical portion 12, and the second parallel beams 13a, 13b, and the strain gauges 16a, 16b, 16c, 16d.
And constitute a second dual beam type load cell (hereinafter referred to as a second load cell) 20. The base end portion of the second load cell 20 is formed by the first movable vertical portion 2, and the force receiving portion is formed by the second movable vertical portion 12.
【００１５】更に、図１に示すように、第２平行ビーム
の第１ビーム１３ａと第２ビーム１３ｂとの間にこれら
第１及び第２ビーム１３ａ、１３ｂと平行して第１ビー
ム２３ａと第２ビーム２３ｂとからなる第３平行ビーム
２３ａ、２３ｂを配置して設けてあり、この第１及び第
２ビーム２３ａ、２３ｂの夫々の左側端部は、第２可動
鉛直部１２の内側面と結合し、この第２可動鉛直部１２
を介して連結している。そして、この第１及び第２ビー
ム２３ａ、２３ｂの夫々の右側端部は、第３可動鉛直部
２２を介して連結しており、この第３可動鉛直部２２
は、第２可動鉛直部１２と互いに平行する。そして、上
側の第１ビーム２３ａの下面には互いに間隔を隔てて肉
薄部２５ａ、２５ｂを設けてあり、この肉薄部２５ａ、
２５ｂと対向する位置であって下側の第２ビーム２３ｂ
の上面に肉薄部２５ｃ、２５ｄを設けてある。更に、各
肉薄部２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの外側面には、
夫々歪ゲージ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄを設けて
ある。即ち、第２可動鉛直部１２と第３可動鉛直部２２
と第３平行ビーム２３ａ、２３ｂとによって構成した起
歪体と、歪ゲージ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄと、
によって第３のデュアルビーム型のロードセル（以下、
第３ロードセルという。）３０を構成している。なお、
この第３ロードセル３０の基端部は、第２可動鉛直部１
２によって形成されており、力受部は第３可動鉛直部２
２によって形成されている。Further, as shown in FIG. 1, between the first beam 13a and the second beam 13b of the second parallel beam, the first beam 23a and the first beam 23a are arranged in parallel with the first and second beams 13a and 13b. Third parallel beams 23a and 23b composed of two beams 23b are arranged and provided, and the left end portions of the first and second beams 23a and 23b are connected to the inner side surface of the second movable vertical portion 12. The second movable vertical portion 12
Are connected via. The right end portions of the first and second beams 23a and 23b are connected to each other via a third movable vertical portion 22.
Are parallel to the second movable vertical portion 12. The thin portions 25a and 25b are provided on the lower surface of the upper first beam 23a at intervals from each other.
The second beam 23b on the lower side at a position facing 25b
The thin portions 25c and 25d are provided on the upper surface of the. Furthermore, on the outer side surface of each thin portion 25a, 25b, 25c, 25d,
Strain gauges 26a, 26b, 26c and 26d are provided respectively. That is, the second movable vertical portion 12 and the third movable vertical portion 22.
And a strain generating element constituted by the third parallel beams 23a and 23b, and strain gauges 26a, 26b, 26c and 26d,
According to the third dual beam type load cell (hereinafter,
It is called the third load cell. ) 30. In addition,
The base end portion of the third load cell 30 has the second movable vertical portion 1
2 and the force receiving portion is the third movable vertical portion 2
It is formed by 2.
【００１６】なお、各歪ゲージは抵抗体であり、各肉薄
部の歪み量に応じた抵抗変化を生じるものである。ま
た、第１可動鉛直部２に荷重等の力が掛かったときの第
１ロードセル１０の弾性率Ｋ1 と、第２可動鉛直部１２
に荷重等の力が掛かったときの第２ロードセル２０の弾
性率Ｋ2 と、第３可動鉛直部２２に荷重等の力が掛かっ
たときの第３ロードセル３０の弾性率Ｋ3 とは、Ｋ1 ＞
Ｋ2 ＞Ｋ3 の関係がある。従って、第１、第２、第３ロ
ードセル１０、２０、３０の各最大計測値Ｗ1 、Ｗ2 、
Ｗ3 は、Ｗ1 ＞Ｗ2 ＞Ｗ3 の関係がある。なお、最大計
測値Ｗ1 、Ｗ2 、Ｗ3 は、例えば１０００ｋｇ、１００
ｋｇ、１０ｋｇであるが、１００ｋｇ、１０ｋｇ、１ｋ
ｇとしてもよし。要は、Ｗ1 ＞Ｗ2 ＞Ｗ3 の関係があれ
ばよい。It should be noted that each strain gauge is a resistor and causes a resistance change according to the strain amount of each thin portion. The elastic modulus K 1 of the first load cell 10 when a force such as a load is applied to the first movable vertical portion 2 and the second movable vertical portion 12
The elastic modulus K 2 of the second load cell 20 when a force such as a load is applied to the third load cell 30 and the elastic modulus K 3 of the third load cell 30 when a force such as a load is applied to the third movable vertical portion 22 are K 1 >
There is a relationship of K 2 > K 3 . Therefore, the maximum measured values W 1 , W 2 , of the first, second, and third load cells 10, 20, 30 are
W 3 has a relationship of W 1 > W 2 > W 3 . The maximum measured values W 1 , W 2 , W 3 are, for example, 1000 kg, 100
kg, 10kg, but 100kg, 10kg, 1k
You can use g. The point is that there is a relationship of W 1 > W 2 > W 3 .
【００１７】また、図１に示すように、最も上側に位置
する第１ビーム３ａと上から２番目に位置する第１ビー
ム１３ａとの間には、第１支持部４を配置してあり、こ
の第１支持部４は、第１可動鉛直部２の内側面に突設し
てある。そして、同図に示すように、上から２番目に位
置する第１ビーム１３ａと上から３番目に位置する第１
ビーム２３ａとの間には、第２支持部１４を配置してあ
り、この第２支持部１４は、第２可動鉛直部１２の内側
面に突設してある。Further, as shown in FIG. 1, a first support portion 4 is arranged between the first beam 3a located on the uppermost side and the first beam 13a located second from the top, The first support portion 4 is provided on the inner surface of the first movable vertical portion 2 so as to project. Then, as shown in the figure, the first beam 13a located second from the top and the first beam 13a located third from the top
The second support portion 14 is arranged between the beam 23a and the beam 23a, and the second support portion 14 is provided so as to project from the inner side surface of the second movable vertical portion 12.
【００１８】更に、図１に示す８は、荷重等の力を受け
るための負荷金具である。負荷金具８は、直径の異なる
上部、中央部、下部を備えており、この順番で直径が小
さくなっている。この負荷金具８の下端部は、２本のボ
ルト１１、１１を介して第３鉛直可動部２２と結合し、
鉛直上方に向かって伸延している。つまり、負荷金具８
の直径Ｄ1 の上部は、第１ビーム３ａに穿設した貫通孔
３ｃに余裕を持って挿通している。負荷金具８の直径Ｄ
2 の中央部は、第１支持部４に穿設した貫通孔４ｂと第
１ビーム１３ａに穿設した貫通孔１３ｃとに余裕を持っ
て挿通している。負荷金具８の直径Ｄ3 の下部は、第２
支持部１４に穿設した貫通孔１４ｂと第１ビーム２３ａ
に穿設した貫通孔２３ｃとに余裕を持って挿通してい
る。Further, reference numeral 8 shown in FIG. 1 is a load fitting for receiving a force such as a load. The load metal fitting 8 is provided with an upper part, a central part and a lower part having different diameters, and the diameter is reduced in this order. The lower end portion of the load fitting 8 is connected to the third vertically movable portion 22 via the two bolts 11 and 11,
It extends vertically upward. That is, the load fitting 8
The upper part of the diameter D 1 is inserted with a margin into the through hole 3c formed in the first beam 3a. Diameter D of load bracket 8
The central portion of 2 is inserted with a margin between the through hole 4b formed in the first support portion 4 and the through hole 13c formed in the first beam 13a. The lower part of the diameter D 3 of the load fitting 8 is the second
The through hole 14b formed in the support portion 14 and the first beam 23a
It is inserted with a margin into the through hole 23c formed in the.
【００１９】次に、負荷金具８に荷重Ｗ等の力を加えた
ときの複合ロードセル１００の作用について、各図を参
照して説明する。図１に示す複合ロードセル１００の負
荷金具８に例えば荷重Ｗ等の力が掛かると、その荷重Ｗ
が負荷金具８の下端部と結合する第３可動鉛直部２２に
掛かり、その荷重Ｗによって、第３ロードセル３０は、
第２可動鉛直部１２に支持された状態で第３可動鉛直部
２２が下方に押し下げられて歪む。この歪み量は、第３
ロードセル３０の弾性率Ｋ3 に応じた量である。そし
て、第２可動鉛直部１２は、第３ロードセル３０を支持
しているので、この第２可動鉛直部１２にも荷重Ｗが掛
かり、第２ロードセル２０は、第１可動鉛直部２に支持
された状態で第２可動鉛直部１２が下方に押し下げられ
て歪む。この歪み量は、第２ロードセル２０の弾性率Ｋ
2 に応じた量である。また、第１可動鉛直部２は、第２
ロードセル２０を支持しているので、この第１可動鉛直
部２にも荷重Ｗが掛かり、第１ロードセル１０は、固定
鉛直部１に支持された状態で第１可動鉛直部２が下方に
押し下げられて歪む。この歪み量は、第１ロードセル１
０の弾性率Ｋ1 に応じた量である。Next, the action of the composite load cell 100 when a force such as a load W is applied to the load fitting 8 will be described with reference to the drawings. When the load metal fitting 8 of the composite load cell 100 shown in FIG.
Is applied to the third movable vertical portion 22 that is connected to the lower end of the load fitting 8, and the load W causes the third load cell 30 to
While being supported by the second movable vertical portion 12, the third movable vertical portion 22 is pushed downward and distorted. This distortion amount is the third
It is an amount corresponding to the elastic modulus K 3 of the load cell 30. Then, since the second movable vertical portion 12 supports the third load cell 30, the load W is also applied to the second movable vertical portion 12, and the second load cell 20 is supported by the first movable vertical portion 2. In this state, the second movable vertical portion 12 is pushed downward and distorted. This strain amount is the elastic modulus K of the second load cell 20.
The amount depends on 2 . In addition, the first movable vertical portion 2 is
Since the load cell 20 is supported, the load W is also applied to the first movable vertical portion 2, so that the first movable vertical portion 2 is pushed downward while the first load cell 10 is supported by the fixed vertical portion 1. Distort. This distortion amount is
It is an amount corresponding to the elastic modulus K 1 of 0.
【００２０】従って、第１ロードセル１０は、歪ゲージ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの抵抗値の変化量に基づいて荷
重Ｗを測定することができるし、第２ロードセル２０
は、歪ゲージ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの抵抗値
の変化量に基づいて荷重Ｗを測定することができるし、
第３ロードセル３０は、歪ゲージ２６ａ、２６ｂ、２６
ｃ、２６ｄの抵抗値の変化量に基づいて荷重Ｗを測定す
ることができる。Therefore, the first load cell 10 can measure the load W based on the amount of change in the resistance value of the strain gauges 6a, 6b, 6c, 6d, and the second load cell 20.
Can measure the load W based on the amount of change in the resistance value of the strain gauges 16a, 16b, 16c, 16d.
The third load cell 30 includes strain gauges 26a, 26b, 26.
The load W can be measured based on the amount of change in the resistance value of c and 26d.
【００２１】ただし、負荷金具８の上部と中央部との間
に形成されている第１段部８ａと第１支持部４の上面４
ａとの間隔Δ1 は、負荷金具８の中央部と下部との間に
形成されている第２段部８ｂと第２支持部１４の上面１
４ａとの間隔Δ2 よりも大きくなるように形成してあ
る。これら第１支持部４と第１段部８ａは、第２ロード
セル２０の過負荷防止機構として機能し、第２支持部１
４と第２段部８ｂは、第３ロードセル３０の過負荷防止
機構として機能する。However, the upper surface 4 of the first support portion 4 and the first step portion 8a formed between the upper portion of the load fitting 8 and the central portion thereof.
The distance Δ 1 from a is equal to the second step portion 8b formed between the central portion and the lower portion of the load fitting 8 and the upper surface 1 of the second support portion 14.
It is formed so as to be larger than the distance Δ 2 from 4a. The first support portion 4 and the first step portion 8 a function as an overload preventing mechanism for the second load cell 20, and the second support portion 1
4 and the second step portion 8b function as an overload prevention mechanism for the third load cell 30.
【００２２】つまり、第３ロードセル３０の最大計測値
Ｗ3 以下の荷重Ｗが負荷金具８に掛かっている場合で
は、図３に示すように、第１段部８ａと第１支持部４と
は非接触の状態であり、かつ第２段部８ｂと第２支持部
１４とは非接触の状態であり、これによって荷重Ｗを第
３ロードセル３０によって測定することができる。そし
て、第３ロードセル３０の最大計測値Ｗ3 を越えて第２
ロードセル２０の最大計測値Ｗ2 以下の荷重Ｗが負荷金
具８に掛かっている場合では、図４に示すように、第１
段部８ａと第１支持部４とは非接触の状態であり、かつ
第２段部８ｂと第２支持部１４とは接触の状態であり、
これによって最大計測値Ｗ3 を越える荷重が第３ロード
セル３０に掛かることを防止することができ、荷重Ｗを
第２ロードセル２０によって測定することができる。ま
た、第２ロードセル２０の最大計測値Ｗ2 を越えて第１
ロードセル１０の最大計測値Ｗ1 以下の荷重Ｗが負荷金
具８に掛かっている場合では、図５に示すように、第１
段部８ａと第１支持部４とは接触の状態であり、かつ第
２段部８ｂと第２支持部１４とは接触の状態であり、こ
れによって最大計測値Ｗ3 を越える荷重が第３ロードセ
ル３０に掛かることを防止することができると共に、最
大計測値Ｗ2 を越える荷重が第２ロードセル２０に掛か
ることを防止することができ、荷重Ｗを第１ロードセル
１０によって測定することができる。That is, when the load W less than the maximum measured value W 3 of the third load cell 30 is applied to the load metal fitting 8, as shown in FIG. 3, the first step portion 8a and the first support portion 4 are separated from each other. In the non-contact state, and the second step portion 8b and the second support portion 14 are in the non-contact state, whereby the load W can be measured by the third load cell 30. Then, when the maximum measured value W 3 of the third load cell 30 is exceeded,
In the case where the load W less than the maximum measured value W 2 of the load cell 20 is applied to the load metal fitting 8, as shown in FIG.
The step portion 8a and the first support portion 4 are in a non-contact state, and the second step portion 8b and the second support portion 14 are in a contact state,
This can prevent the load exceeding the maximum measured value W 3 from being applied to the third load cell 30, and the load W can be measured by the second load cell 20. In addition, when the maximum measured value W 2 of the second load cell 20 is exceeded,
When the load W of the maximum measured value W 1 or less of the load cell 10 is applied to the load metal fitting 8, as shown in FIG.
The step portion 8a and the first support portion 4 are in contact with each other, and the second step portion 8b and the second support portion 14 are in contact with each other, whereby the load exceeding the maximum measured value W 3 is the third. It is possible to prevent the load cell 30 from being applied, and it is possible to prevent a load exceeding the maximum measured value W 2 from being applied to the second load cell 20, and the load W can be measured by the first load cell 10.
【００２３】また、図１に示すように、第１支持部４の
上面４ａには貫通孔４ｂの近傍にリミットスイッチ７を
設けてあり、第２支持部１４の上面１４ａには貫通孔１
４ｂの近傍にリミットスイッチ１７を設けてある。リミ
ットスイッチ７、１７は、後述する図６に示す電気回路
に接続している。この電気回路は、図７に示すように、
リミットスイッチ７、１７がいずれもＯＦＦの状態（図
３に示すように第３ロードセル３０の最大計測値Ｗ3 以
下の荷重Ｗが負荷金具８に掛かっている状態）ではブリ
ッジ回路２６（第３ロードセル３０）の出力電圧に基づ
いて荷重Ｗを表示部に表示する。リミットスイッチ７が
ＯＦＦ、リミットスイッチ１７がＯＮの状態（図４に示
すように、第３ロードセル３０の最大計測値Ｗ3 を越え
て第２ロードセル２０の最大計測値Ｗ2 以下の荷重Ｗが
負荷金具８に掛かっている状態）ではブリッジ回路１６
（第２ロードセル２０）の出力電圧に基づいて荷重Ｗを
表示部に表示する。リミットスイッチ７、１７がいずれ
もＯＮの状態（第２ロードセル２０の最大計測値Ｗ2 を
越えて第１ロードセル１０の最大計測値Ｗ1 以下の荷重
Ｗが負荷金具８に掛かっている状態）ではブリッジ回路
６（第１ロードセル１０）の出力電圧に基づいて荷重Ｗ
を表示部に表示する。Further, as shown in FIG. 1, a limit switch 7 is provided on the upper surface 4a of the first supporting portion 4 near the through hole 4b, and the through hole 1 is formed on the upper surface 14a of the second supporting portion 14.
A limit switch 17 is provided near 4b. The limit switches 7 and 17 are connected to an electric circuit shown in FIG. 6 described later. This electric circuit, as shown in FIG.
In the state where both the limit switches 7 and 17 are OFF (the load W equal to or less than the maximum measured value W 3 of the third load cell 30 is applied to the load metal fitting 8 as shown in FIG. 3), the bridge circuit 26 (third load cell) is used. The load W is displayed on the display unit based on the output voltage of 30). The state where the limit switch 7 is OFF and the limit switch 17 is ON (as shown in FIG. 4, a load W that exceeds the maximum measurement value W 3 of the third load cell 30 and is equal to or less than the maximum measurement value W 2 of the second load cell 20 is applied. The bridge circuit 16 in the state of being hung on the metal fitting 8)
The load W is displayed on the display unit based on the output voltage of the (second load cell 20). In a state where both of the limit switches 7 and 17 are ON (a state in which the load W below the maximum measured value W 1 of the first load cell 10 and exceeding the maximum measured value W 2 of the second load cell 20 is applied to the load metal fitting 8) Based on the output voltage of the bridge circuit 6 (first load cell 10), the load W
Is displayed on the display.
【００２４】上記のように、図１に示す複合ロードセル
１００によると、荷重Ｗを、その荷重Ｗよりも大きい最
大計測値であって、その最大計測値のうちで最も小さい
最大計測値を有するロードセルによって測定することが
できる。その結果、図９に示す従来のものと同様に、最
大計測値Ｗ1 以下の荷重Ｗの範囲内では、例えば１００
０ｋｇ、８００ｋｇ、７０ｋｇ、５ｋｇのいずれの荷重
Ｗを測定するときも、夫々同程度に精度良く測定するこ
とができる。As described above, according to the composite load cell 100 shown in FIG. 1, the load cell having the load W having the maximum measured value larger than the load W and having the smallest maximum measured value among the maximum measured values. Can be measured by As a result, like the conventional one shown in FIG. 9, within the range of the load W of the maximum measurement value W 1 or less, for example, 100
When measuring any load W of 0 kg, 800 kg, 70 kg, and 5 kg, it is possible to measure the load W with the same degree of accuracy.
【００２５】また、図１に示すように、この複合ロード
セル１００は、第１ロードセル１０の起歪体（固定鉛直
部１、第１及び第２ビーム３ａ、３ｂ、第１可動鉛直部
２）の内側に第２ロードセル２０の起歪体（第１可動鉛
直部２、第１及び第２ビーム１３ａ、１３ｂ、第２可動
鉛直部１２）を収容し、第２ロードセル２０の起歪体の
内側に第３ロードセル３０の起歪体（第２可動鉛直部１
２、第１及び第２ビーム２３ａ、２３ｂ、第３可動鉛直
部２２）を収容する構成である。従って、図９に示すよ
うに、ロードセルＣ、Ｂ、Ａを順次上側に積み重ねる構
成の従来のものと比較して複合ロードセルの嵩を小さく
することができるので、設置空間を小さくすることがで
きる。そして、複合ロードセルの高さを従来よりも低く
することができるので、例えば物品を計重する場合、そ
の計重物品を複合ロードセル上に載置する際の作業を従
来よりも簡単に行うことができる。Further, as shown in FIG. 1, the composite load cell 100 includes a strain generating element (fixed vertical portion 1, first and second beams 3a and 3b, first movable vertical portion 2) of the first load cell 10. The strain element of the second load cell 20 (the first movable vertical portion 2, the first and second beams 13a and 13b, the second movable vertical portion 12) is accommodated inside, and the strain element of the second load cell 20 is accommodated inside the strain element. Strain element of the third load cell 30 (second movable vertical portion 1
2, the first and second beams 23a and 23b, and the third movable vertical portion 22) are accommodated. Therefore, as shown in FIG. 9, the volume of the composite load cell can be reduced as compared with the conventional load cell in which the load cells C, B, and A are sequentially stacked on the upper side, so that the installation space can be reduced. Since the height of the composite load cell can be made lower than before, for example, when weighing an article, the work of placing the weighted article on the composite load cell can be performed more easily than before. it can.
【００２６】そして、図１及び図２に示す複合ロードセ
ル１００の起歪体を製作するときは、各図に現れている
最も外側の第１ロードセル１０の起歪体（固定鉛直部
１、第１及び第２ビーム３ａ、３ｂ、第１可動鉛直部
２）の外側輪郭形状が形成する体積の金属板等の金属材
料から第１乃至第３ロードセル１０、２０、３０の各起
歪体を切り出すことができる。つまり、各起歪体を構成
する全ての金属材料が、最も外側の起歪体の内側に存在
しているために、各起歪体のヤング率や、各起歪体（ロ
ードセル）の温度特性（零点の温度変化による特性）の
ばらつきを、図９に示す従来のロードセルＡ、Ｂ、Ｃの
各起歪体のヤング率、温度特性のばらつきよりも小さく
することができる。このように、各起歪体のヤング率の
ばらつきを小さくすることができると、各起歪体を夫々
所定の弾性率となるように製作する場合、従来のように
各起歪体ごとにヤング率を測定する必要がなく、即ち、
第１乃至第３ロードセル１０、２０、３０の起歪体のう
ち或る１つの起歪体、例えば第１ロードセル１０の起歪
体のヤング率を測定し、その測定したヤング率に基づい
て第１乃至第３ロードセル１０、２０、３０の起歪体を
設計することが可能となり、従来よりも簡単に複合ロー
ドセルを設計、製作することができるという効果があ
る。また、第１乃至第３ロードセル１０、２０、３０の
各起歪体の温度特性のばらつきを小さくすることができ
ると、従来のように各起歪体ごとに温度特性を調べる必
要がなく、即ち、第１乃至第３ロードセル１０、２０、
３０の起歪体のうち或る１つの起歪体、例えば第１ロー
ドセル１０の起歪体の温度特性を調べ、その調べた温度
特性に従って第１乃至第３ロードセル１０、２０、３０
の温度補償を施すことが可能となり、従来よりも簡単に
温度補償を行うことができるという効果がある。When manufacturing the flexure element of the composite load cell 100 shown in FIGS. 1 and 2, the flexure element of the outermost first load cell 10 (fixed vertical portion 1, first And cutting out each strain element of the first to third load cells 10, 20, 30 from a metal material such as a metal plate having a volume formed by the outer contour shape of the second beams 3a, 3b and the first movable vertical portion 2). You can In other words, since all the metallic materials that make up each strain element are present inside the outermost strain element, the Young's modulus of each strain element and the temperature characteristics of each strain element (load cell) The variation in (characteristics due to temperature change of zero point) can be made smaller than the variation in Young's modulus and temperature characteristics of the strain generating elements of the conventional load cells A, B, and C shown in FIG. In this way, if the variation in Young's modulus of each strain element can be reduced, when each strain element is manufactured so as to have a predetermined elastic modulus, the Young's modulus of each strain element is conventionally changed. There is no need to measure the rate, ie
A Young's modulus of a certain one of the strain bodies of the first to third load cells 10, 20, 30 is measured, for example, the Young's modulus of the strain body of the first load cell 10 is measured, and based on the measured Young's modulus, The flexure elements of the first to third load cells 10, 20, 30 can be designed, and the composite load cell can be designed and manufactured more easily than before. Further, if the variation in the temperature characteristic of each strain element of the first to third load cells 10, 20, 30 can be reduced, it is not necessary to examine the temperature characteristic of each strain element as in the conventional case, that is, , The first to third load cells 10, 20,
The temperature characteristic of one strain generating element of the 30 strain generating elements, for example, the strain generating element of the first load cell 10, is examined, and the first to third load cells 10, 20, 30 are checked according to the temperature characteristic.
The temperature compensation can be performed, and the temperature compensation can be performed more easily than before.
【００２７】また、図１に示すように、この複合ロード
セル１００は、第１乃至第３ロードセル１０、２０、３
０の各起歪体を一体に形成したものであり、これにより
３つの起歪体の組立が不要となり、組立が不要という点
で複合ロードセルの製作コストの低減を図ることができ
る。そして、組立が不要であるので、組付け誤差に基づ
く計測精度の誤差の発生を防止することができる。Further, as shown in FIG. 1, the composite load cell 100 includes the first to third load cells 10, 20, and 3.
Since each strain generating element of No. 0 is integrally formed, it is not necessary to assemble three strain generating elements, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the composite load cell in that assembly is unnecessary. Further, since no assembly is required, it is possible to prevent an error in measurement accuracy based on an assembly error.
【００２８】更に、この複合ロードセル１００では、第
１ロードセル１０の起歪体と第２ロードセル２０の起歪
体とが、第１可動鉛直部２を共用する構成であり、第２
ロードセル２０のの起歪体と第３ロードセル３０の起歪
体とが、第２可動鉛直部１２を共用する構成である。こ
れにより、複合ロードセル１００を図９に示す従来のも
のと比較して小型、軽量にすることができる。Further, in this composite load cell 100, the strain-generating body of the first load cell 10 and the strain-generating body of the second load cell 20 share the first movable vertical portion 2,
The flexure element of the load cell 20 and the flexure element of the third load cell 30 share the second movable vertical portion 12. As a result, the composite load cell 100 can be made smaller and lighter than the conventional load cell 100 shown in FIG.
【００２９】なお、上記実施例では、第１、第２、第３
ロードセル１０、２０、３０の３つのロードセルによっ
て複合ロードセル１００を構成したが、ロードセルの数
は３以外の２又は４以上の複数でもよい。In the above embodiment, the first, second, third
Although the composite load cell 100 is configured by three load cells of the load cells 10, 20, and 30, the number of load cells may be two or more than three other than three.
【００３０】つまり、複合ロードセルを例えば２つのロ
ードセルで構成する場合は、図１に示す固定鉛直部１と
第１及び第２ビーム３ａ、３ｂを省略して第１可動鉛直
部２を基盤４０に固定するものとしてよい。そして、複
合ロードセルを例えば４つのロードセルで構成する場合
は、図には示さないが、図１に示す第２ロードセル２０
の起歪体に対して第１ロードセル１０の起歪体及び第１
支持部４を設けたとことと同様にして、第１ロードセル
１０の起歪体に対して別個のロードセルの起歪体及び支
持部を設けると共に、この支持部に対して第１段部８ａ
と同等の別個の段部を負荷金具８に設けたものとするこ
とができる。That is, when the composite load cell is composed of, for example, two load cells, the fixed vertical portion 1 and the first and second beams 3a and 3b shown in FIG. It may be fixed. When the composite load cell is composed of, for example, four load cells, the second load cell 20 shown in FIG.
The strain element of the first load cell 10 and the strain element of the first load cell 10.
Similar to the provision of the support portion 4, a strain element and a support portion of a separate load cell are provided for the strain element of the first load cell 10, and the first step portion 8a is provided for this support portion.
The load fitting 8 may be provided with a separate step equivalent to
【００３１】そして、第１、第２、第３ロードセル１
０、２０、３０のうち所定の出力信号が図６に示すＡ／
Ｄ変換器５１に入力するように切り換える手段としてリ
ミットスイッチ７、１７を使用しているが、リミットス
イッチに限らず、押しボタンスイッチ等の他のスイッチ
類や光センサ等のセンサ類を使用してもよい。Then, the first, second and third load cells 1
A predetermined output signal among 0, 20, and 30 is A / A shown in FIG.
Although the limit switches 7 and 17 are used as means for switching to input to the D converter 51, not only the limit switches but also other switches such as push button switches and sensors such as optical sensors are used. Good.
【００３２】上記実施例では、第１、第２、第３ロード
セル１０、２０、３０の３つの起歪体を一体にして形成
したが、別個に形成し、それら別個に形成した起歪体を
組み付けて結合する構成としてもよい。なお、第１、第
２、第３ロードセル１０、２０、３０の起歪体を製作す
るときは、まず、第１ロードセル１０の起歪体の大きさ
に相当する金属材料から、最も外側の部分を第１ロード
セル１０の起歪体に使用し、その内側の部分を第２ロー
ドセル２０に使用し、更にその内側の部分を第３ロード
セル３０に使用する。ただし、第１、第２、第３ロード
セル１０、２０、３０の３つの起歪体を夫々別個の金属
材料を使用して製作してもよい。In the above-mentioned embodiment, the three strain elements of the first, second and third load cells 10, 20, 30 are integrally formed, but they are formed separately and the strain elements formed separately are It may be configured to be assembled and connected. When manufacturing the flexure element of the first, second, and third load cells 10, 20, and 30, first, the outermost part from the metal material corresponding to the size of the flexure element of the first load cell 10 is formed. Is used for the flexure element of the first load cell 10, the inner portion thereof is used for the second load cell 20, and the inner portion thereof is used for the third load cell 30. However, the three strain elements of the first, second, and third load cells 10, 20, and 30 may be manufactured by using different metal materials.
【００３３】次に、図１に示す複合ロードセル１００を
重量センサとするロードセル式秤について各図を参照し
て説明する。図６は、このロードセル式秤の電気回路を
示すブロック図である。同図に示すように、複合ロード
セル１００を構成している第１、第２、第３ロードセル
１０、２０、３０に設けられている各歪ゲージは、各ロ
ードセル毎にブリッジ回路６、１６、２６に構成してあ
り、これらの各ブリッジ回路６、１６、２６には同図に
示す極性で同じ直流電圧が印加されている。従って、各
ブリッジ回路６、１６、２６は、各歪ゲージが検出した
歪み量に応じたアナログの電気信号を出力する。Next, a load cell type balance using the composite load cell 100 shown in FIG. 1 as a weight sensor will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram showing an electric circuit of this load cell type balance. As shown in the figure, the strain gauges provided in the first, second, and third load cells 10, 20, and 30 that form the composite load cell 100 are bridge circuits 6, 16, and 26 for each load cell. The bridge circuits 6, 16 and 26 are applied with the same DC voltage with the polarities shown in FIG. Therefore, each of the bridge circuits 6, 16 and 26 outputs an analog electric signal according to the strain amount detected by each strain gauge.
【００３４】そして、各ブリッジ回路６、１６、２６か
ら出力された信号は、増幅器９、１９、２９によって各
々増幅されたあとマルチプレクサ５０に供給され、ここ
でどれか１つの信号が選択され出力される。このマルチ
プレクサ５０から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換器５１
によってデジタル化されたあと演算制御部５２に供給さ
れる。また、この演算制御部５２には、リミットスイッ
チ７、１７の信号も供給されている。そして、演算制御
部５２は、供給された信号を記憶部５３に記憶されてい
る計算手順に従って演算処理して荷重Ｗを算出し、この
算出された荷重Ｗは、入出力インターフェース５４を介
して表示部５５に表示される。The signals output from the bridge circuits 6, 16 and 26 are respectively amplified by amplifiers 9, 19 and 29 and then supplied to a multiplexer 50, where any one of the signals is selected and output. It The signal output from the multiplexer 50 is the A / D converter 51.
It is supplied to the arithmetic control unit 52 after being digitized by. The signals of the limit switches 7 and 17 are also supplied to the arithmetic control unit 52. Then, the arithmetic control unit 52 arithmetically processes the supplied signal according to the calculation procedure stored in the storage unit 53 to calculate the load W, and the calculated load W is displayed via the input / output interface 54. It is displayed on the section 55.
【００３５】なお、図６は、マルチプレクサ５０がブリ
ッジ回路２６、即ち第３ロードセル３０の出力信号を選
択している状態を示す。また、このマルチプレクサ５０
の動作は、演算制御部５２によって制御されている。そ
して、演算制御部５２は、例えばマイクロコンピュータ
等によって構成されており、記憶部５３に記憶されてい
る図７のフローチャートに示す動作手順に従って動作す
る。また、この記憶部５３は、ＲＯＭやＲＡＭ等によっ
て構成されている。そして、操作部５６は、このロード
セル式秤の電源ＯＮ／ＯＦＦ、計量開始／停止等の命令
入力部である。FIG. 6 shows a state in which the multiplexer 50 selects the output signal of the bridge circuit 26, that is, the third load cell 30. Also, this multiplexer 50
The operation of is controlled by the arithmetic control unit 52. The arithmetic control unit 52 is composed of, for example, a microcomputer, and operates according to the operation procedure stored in the storage unit 53 and shown in the flowchart of FIG. 7. The storage unit 53 is composed of a ROM, a RAM and the like. The operation unit 56 is a command input unit for turning on / off the power source of the load cell type balance, starting / stopping the weighing, and the like.
【００３６】次に、図６のロードセル式秤の動作につい
て図７のフローチャートに従って説明する。まず、複合
ロードセル１００の負荷金具８に荷重Ｗが加わることに
よって、第２支持部１４に設けられているリミットスイ
ッチ１７がＯＮされるか否かを確認する（ステップＳ
２）。Next, the operation of the load cell type balance of FIG. 6 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it is confirmed whether or not the limit switch 17 provided on the second support portion 14 is turned on by applying the load W to the load fitting 8 of the composite load cell 100 (step S).
2).
【００３７】リミットスイッチ７、１７がＯＮされてい
ない場合（図３に示す状態）は、第３ロードセル３０の
出力信号、即ちブリッジ回路２６の出力信号を増幅器２
９で増幅した信号が選択され、Ａ／Ｄ変換器５１に供給
されるようにマルチプレクサ５０を切り換える（ステッ
プＳ６ａ）。そして、このＡ／Ｄ変換器５１でデジタル
化された信号を記憶部５３に記憶された計算手順に従っ
て演算処理することによって荷重Ｗを算出する。なお、
このときの荷重Ｗとブリッジ回路２６、即ち第３ロード
セル３０の出力信号ＶO とは、図８に示すグラフＹ3 の
ような関係になるので、このグラフＹ3 に示す荷重Ｗと
第３ロードセル３０の出力信号ＶO との関係から荷重Ｗ
を算出する計算手順に従って演算処理が行われる（ステ
ップＳ８ａ）。そして、算出された荷重Ｗは、入出力イ
ンターフェース５４を介して、表示部５５に表示され
る。When the limit switches 7 and 17 are not turned on (state shown in FIG. 3), the output signal of the third load cell 30, that is, the output signal of the bridge circuit 26 is fed to the amplifier 2.
The multiplexer 50 is switched so that the signal amplified in 9 is selected and supplied to the A / D converter 51 (step S6a). Then, the load W is calculated by arithmetically processing the signal digitized by the A / D converter 51 according to the calculation procedure stored in the storage unit 53. In addition,
At this time, the load W and the output signal V O of the bridge circuit 26, that is, the third load cell 30 have a relationship as shown by the graph Y 3 in FIG. 8. Therefore, the load W and the third load cell shown in the graph Y 3 are shown. Load W from the relationship with the output signal V O of 30
The arithmetic processing is performed according to the calculation procedure for calculating (step S8a). Then, the calculated load W is displayed on the display unit 55 via the input / output interface 54.
【００３８】次に、リミットスイッチ１７がＯＮされて
いる場合は、第１支持部４に設けられているリミットス
イッチ７がＯＮされるか否かを確認する（ステップＳ
４）。Next, when the limit switch 17 is turned on, it is confirmed whether or not the limit switch 7 provided on the first support portion 4 is turned on (step S).
4).
【００３９】リミットスイッチ１７がＯＮされていて、
リミットスイッチ７がＯＮされていない場合（図４に示
す状態）は、第２ロードセル２０の出力信号、即ちブリ
ッジ回路１６の出力信号を増幅器１９で増幅した信号が
選択され、Ａ／Ｄ変換器５１に供給されるようにマルチ
プレクサ５０を切り換える（ステップＳ６ｂ）。そし
て、このＡ／Ｄ変換器５１でデジタル化された信号を演
算処理することによって荷重Ｗを算出する。なお、この
ときの荷重Ｗとブリッジ回路１６、即ち第２ロードセル
２０の出力信号ＶO との関係は、図８に示すグラフＹ2
のような関係になるので、このグラフＹ2 に示す荷重Ｗ
と第２ロードセル２０の出力信号ＶO との関係から荷重
Ｗを算出する計算手順に従って演算処理が行われる（ス
テップＳ８ｂ）。そして、算出された荷重Ｗは、入出力
インターフェース５４を介して、表示部５５に表示され
る。The limit switch 17 is turned on,
When the limit switch 7 is not turned on (state shown in FIG. 4), the output signal of the second load cell 20, that is, the signal obtained by amplifying the output signal of the bridge circuit 16 by the amplifier 19 is selected, and the A / D converter 51 is selected. The multiplexer 50 is switched so as to be supplied to (step S6b). Then, the load W is calculated by arithmetically processing the signal digitized by the A / D converter 51. The relationship between the load W and the output signal V O of the bridge circuit 16, that is, the second load cell 20 at this time is shown by the graph Y 2 in FIG.
Since the relationship is as follows, the load W shown in this graph Y 2
The calculation process is performed according to the calculation procedure for calculating the load W from the relationship between the output signal V O of the second load cell 20 and the output signal V O (step S8b). Then, the calculated load W is displayed on the display unit 55 via the input / output interface 54.
【００４０】次に、リミットスイッチ７、１７がＯＮさ
れている場合は、第１ロードセル１０の出力信号、即ち
ブリッジ回路６の出力信号を増幅器９で増幅した信号が
選択され、Ａ／Ｄ変換器５１に供給されるようにマルチ
プレクサ５０を切り換える（ステップＳ６ｃ）。そし
て、このＡ／Ｄ変換器５１でデジタル化された信号を演
算処理することによって荷重Ｗを算出する。なお、この
ときのブリッジ回路６、即ち第１ロードセル１０の出力
信号ＶO との関係は図８に示すグラフＹ1 のような関係
になるので、このグラフＹ1 に示す荷重Ｗと第１ロード
セル１０の出力信号ＶO との関係から荷重Ｗを算出する
計算手順に従って演算処理が行われる（ステップＳ８
ｃ）。そして、算出された荷重Ｗは、入出力インターフ
ェース５４を介して、表示部５５に表示される。Next, when the limit switches 7 and 17 are turned on, the output signal of the first load cell 10, that is, the signal obtained by amplifying the output signal of the bridge circuit 6 by the amplifier 9 is selected, and the A / D converter is selected. The multiplexer 50 is switched so as to be supplied to 51 (step S6c). Then, the load W is calculated by arithmetically processing the signal digitized by the A / D converter 51. The relationship between the bridge circuit 6 and the output signal V O of the first load cell 10 at this time is as shown by the graph Y 1 in FIG. 8. Therefore, the load W and the first load cell shown in the graph Y 1 are shown. The calculation process is performed according to the calculation procedure for calculating the load W from the relationship with the output signal V O of 10 (step S8).
c). Then, the calculated load W is displayed on the display unit 55 via the input / output interface 54.
【００４１】上記のことから、荷重Ｗを計量する際、常
に荷重Ｗの大きさに適した最大計測値を有するロードセ
ルで計量することができ、これによって、高い計量精度
を得ることができる。From the above, when measuring the load W, it is possible to always measure with the load cell having the maximum measurement value suitable for the magnitude of the load W, and thereby it is possible to obtain high measurement accuracy.
【００４２】そして、このロードセル式秤は、第１、第
２、第３ロードセル１０、２０、３０の出力信号を、マ
ルチプレクサ５０の切り換えを演算制御部５２で制御す
ることによって自動的に選択し、この選択された信号を
演算制御部５２によって図８のグラフの関係に基づいた
計算手順に従って演算処理し、荷重Ｗを算出している。
従って、荷重Ｗがどのロードセルで計量されているのか
を気に掛けることなく、荷重Ｗを自動的に算出すること
ができる。In this load cell type balance, the output signals of the first, second and third load cells 10, 20, 30 are automatically selected by controlling the switching of the multiplexer 50 by the arithmetic control section 52, The selected signal is arithmetically processed by the arithmetic control unit 52 according to the calculation procedure based on the relationship of the graph of FIG. 8 to calculate the load W.
Therefore, the load W can be automatically calculated without paying attention to which load cell the load W is measured by.
【００４３】なお、上記実施例では、演算制御部５２が
図７のフローチャートに従ってマルチプレクサ５０の切
り換えを自動的に行っているが、操作部５６から演算制
御部５２に命令を与えることによって手動でマルチプレ
クサ５０の切り換えを行ってもよい。更に、ロードセル
の出力信号を切り換える手段としてマルチプレクサ５０
を使用せずに、ロータリースイッチやトグルスイッチ等
の機械的なスイッチを使用し、このスイッチを手動で切
り換えることによってロードセルの出力信号の切り換え
を行ってもよい。In the above embodiment, the arithmetic control unit 52 automatically switches the multiplexer 50 according to the flow chart of FIG. 7, but the operation unit 56 manually gives a multiplexer to the arithmetic control unit 52 by giving a command. You may switch 50. Further, as a means for switching the output signal of the load cell, the multiplexer 50
Instead of using, a mechanical switch such as a rotary switch or a toggle switch may be used, and the output signal of the load cell may be switched by manually switching this switch.
【００４４】また、各ブリッジ回路６、１６、２６の出
力信号を増幅器９、１９、２９で増幅したあとマルチプ
レクサ５０に入力して切り換えを行っているが、各ロー
ドセルの出力信号をマルチプレクサ５０に入力して切り
換えを行ったあと増幅してもよい。The output signals of the bridge circuits 6, 16, and 26 are amplified by the amplifiers 9, 19, and 29 and then input to the multiplexer 50 for switching, but the output signals of the load cells are input to the multiplexer 50. It is also possible to perform amplification after switching and switching.
【００４５】更に、マルチプレクサ５０が、ブリッジ回
路６、１６、２６の出力信号のうちの１つを選択し、そ
の選択した出力信号のみをＡ／Ｄ変換器５１に出力した
が、ブリッジ回路６、１６、２６の３つの出力信号の全
てをＡ／Ｄ変換器５１に出力し、この３つの出力信号を
記憶部５３に記憶しておき、そして、上記リミットスイ
ッチ７、１７のＯＮ信号の上記組合せに基づいて対応す
るブリッジ回路の出力信号を表示部５５に表示させる構
成としてもよい。Further, the multiplexer 50 selects one of the output signals of the bridge circuits 6, 16 and 26 and outputs only the selected output signal to the A / D converter 51. All of the three output signals 16 and 26 are output to the A / D converter 51, these three output signals are stored in the storage unit 53, and the combination of the ON signals of the limit switches 7 and 17 is set. Alternatively, the output signal of the corresponding bridge circuit may be displayed on the display unit 55 based on the above.
【図１】本発明の一実施例に係る複合ロードセルの縦断
面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a composite load cell according to an embodiment of the present invention.
【図２】同実施例の複合ロードセルの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the composite load cell of the same embodiment.
【図３】同実施例の複合ロードセルに軽量荷重が加わり
第３ロードセルにより測定する状態を示す縦断面図であ
る。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing a state where a light load is applied to the composite load cell of the embodiment and measurement is performed by a third load cell.
【図４】同実施例の複合ロードセルに中量荷重が加わり
第２ロードセルにより測定する状態を示す縦断面図であ
る。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a medium load is applied to the composite load cell of the embodiment and measurement is performed by the second load cell.
【図５】同実施例の複合ロードセルに重量荷重が加わり
第３ロードセルにより測定する状態を示す縦断面図であ
る。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a state where a weight load is applied to the composite load cell of the embodiment and measurement is performed by the third load cell.
【図６】同実施例に係るロードセル式秤の電気回路を示
すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an electric circuit of the load cell type balance according to the embodiment.
【図７】同実施例のロードセル式秤の処理手順を示すフ
ローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the load cell type balance of the embodiment.
【図８】同実施例のロードセル式秤における荷重と各ロ
ードセルの出力信号との関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a load and an output signal of each load cell in the load cell type balance of the embodiment.
【図９】従来の複合ロードセルの縦断面図である。FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a conventional composite load cell.
１ 固定鉛直部（基端部） ２ 第１可動鉛直部（力受部） ３ａ、３ｂ 第１平行ビーム（第１ビーム、第２ビー
ム） ４ 第１支持部 ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 肉薄部 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 歪ゲージ ７ リミットスイッチ ８ 負荷金具 １０ 第１ロードセル １２ 第２可動鉛直部（力受部） １３ａ、１３ｂ 第２平行ビーム（第１ビーム、第２ビ
ーム） １４ 第２支持部 １５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ 肉薄部 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ 歪ゲージ １７ リミットスイッチ ２０ 第２ロードセル ２２ 第３可動鉛直部（力受部） ２３ａ、２３ｂ 第３平行ビーム（第１ビーム、第２ビ
ーム） ２４ 第２支持部 ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 肉薄部 ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 歪ゲージ ３０ 第３ロードセル1 Fixed Vertical Part (Base End) 2 First Movable Vertical Part (Force Receiving Part) 3a, 3b 1st Parallel Beam (1st Beam, 2nd Beam) 4 1st Supporting Part 5a, 5b, 5c, 5d Thin Part 6a, 6b, 6c, 6d Strain gauge 7 Limit switch 8 Load metal fitting 10 First load cell 12 Second movable vertical portion (force receiving portion) 13a, 13b Second parallel beam (first beam, second beam) 14 Second support Part 15a, 15b, 15c, 15d Thin part 16a, 16b, 16c, 16d Strain gauge 17 Limit switch 20 Second load cell 22 Third movable vertical part (force receiving part) 23a, 23b Third parallel beam (first beam, first beam) 2 beam) 24 2nd support part 25a, 25b, 25c, 25d Thin part 26a, 26b, 26c, 26d Strain gauge 30 3rd load cell
Claims (2)
置し上記基端部と上記力受部の同じ側の一方の端部が第
１ビームを介して結合すると共に、同じ側の他方の端部
が第２ビームを介して結合してなる起歪体を備える最大
計測値の異なる２以上のロードセルと、少なくとも上記
２以上のロードセルのうち最大計測値の最も大きいロー
ドセルを除く１又は２以上の各々のロードセルに各ロー
ドセルの最大計測値を越える力が掛かることを防止する
過負荷防止機構と、を備える複合ロードセルにおいて、
或る１つの上記ロードセルに設けられている第１ビーム
と第２ビームとの間に別の上記ロードセルに設けられて
いる第１ビームと第２ビームを配置することを順次１回
以上繰り返すと共に、上記或る１つのロードセルの上記
力受部と上記別のロードセルの上記基端部とを結合する
ことを順次１回以上繰り返すことにより上記２以上のロ
ードセルを直列に連結し、上記力受部に力が掛かったと
き上記最大計測値が当該力の計測値よりも大きく、かつ
当該力の計測値と比較的近い上記最大計測値を有する上
記ロードセルの計測値を読み取る構成としたことを特徴
とする複合ロードセル。1. A base end portion and a force receiving portion are spaced apart from each other, and the base end portion and one end portion on the same side of the force receiving portion are coupled to each other through a first beam, and are the same. Except for two or more load cells having different maximal measurement values and having a flexure element whose other end on the side is coupled via a second beam, and at least the load cell having the largest maximal measurement value among the two or more load cells. A composite load cell comprising: one or more load cells; and an overload preventing mechanism for preventing a force exceeding the maximum measurement value of each load cell from being applied.
While arranging the first beam and the second beam provided on another load cell between the first beam and the second beam provided on one of the load cells one or more times in sequence, By coupling the force receiving portion of the certain one load cell and the base end portion of the other load cell sequentially one or more times, the two or more load cells are connected in series, and the force receiving portion is connected to the force receiving portion. When the force is applied, the maximum measured value is larger than the measured value of the force, and the measured value of the load cell having the maximum measured value relatively close to the measured value of the force is read. Compound load cell.
て、上記基端部、上記力受部、第１ビーム及び第２ビー
ムで形成される上記２以上のロードセルの起歪体を一体
に形成したことを特徴とする複合ロードセル。2. The composite load cell according to claim 1, wherein the strain generating bodies of the two or more load cells formed by the base end portion, the force receiving portion, the first beam and the second beam are integrally formed. A composite load cell characterized in that
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027394A JPH07243922A (en) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Composite load cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6027394A JPH07243922A (en) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Composite load cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07243922A true JPH07243922A (en) | 1995-09-19 |
Family
ID=13137376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6027394A Withdrawn JPH07243922A (en) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Composite load cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07243922A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013164359A (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | A & D Co Ltd | Load cell |
| EP1726926B1 (en) | 2005-05-26 | 2017-03-22 | Mettler-Toledo GmbH | Parallel guide for a compact weighing system. |
-
1994
- 1994-03-03 JP JP6027394A patent/JPH07243922A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1726926B1 (en) | 2005-05-26 | 2017-03-22 | Mettler-Toledo GmbH | Parallel guide for a compact weighing system. |
| JP2013164359A (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | A & D Co Ltd | Load cell |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |