以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施の形態に係る荷重検出器１の側面図であり、図２，３は、本発明の実施の形態に係る荷重検出器１の分解斜視図である。荷重検出器１は、後述するように例えば、ベッド上に加わる荷重を検出するために用いられる。以下、説明の便宜上、荷重検出器１に加わる荷重の方向において、荷重が向かう方向の側を下側とし、下側の反対側を上側とする。つまり、図１において、紙面上方の側が上側であり、紙面下方の側が下側である。 FIG. 1 is a side view of aload detector 1 according to an embodiment of the invention, and FIGS. 2 and 3 are exploded perspective views of theload detector 1 according to an embodiment of the invention. Theload detector 1 is used, for example, to detect a load applied on the bed, as will be described later. Hereinafter, for convenience of explanation, regarding the direction of the load applied to theload detector 1, the direction in which the load is directed is defined as the lower side, and the opposite side of the lower side is defined as the upper side. That is, in FIG. 1, the upper side of the paper surface is the upper side, and the lower side of the paper surface is the lower side.
図１～３に示すように、荷重検出器１は、第１のロードセル１０と、第２のロードセル２０と、台座３０と、支持機構４０とを備えている。第１のロードセル１０は、第１の起歪体１１と、第１の起歪体１１に取り付けられた第１のひずみ検出部としてのひずみ検出部１２とを有している。第２のロードセル２０は、第２の起歪体２１と、第２の起歪体２１に取り付けられた第２のひずみ検出部としてのひずみ検出部２２とを有している。台座３０は、第２のロードセル２０を支持する部材である。支持機構４０は、第１のロードセル１０を移動可能に支持する。第１のロードセル１０と第２のロードセル２０とは、荷重方向において重なる部分を夫々有している。第１の起歪体１１は第２の起歪体２１よりも荷重に対して変形し易くなっている。支持機構４０は、第１のロードセル１０の検出する範囲を移動可能にするプリセット機構５０を有している。プリセット機構５０は、荷重に対する第１の起歪体１１の変形量を変更可能になっている。以下、荷重検出器１について具体的に説明する。 As shown in FIGS. 1 to 3, theload detector 1 includes afirst load cell 10, asecond load cell 20, apedestal 30, and a support mechanism . Thefirst load cell 10 has afirst strain body 11 and astrain detector 12 as a first strain detector attached to thefirst strain body 11 . Thesecond load cell 20 has asecond strain body 21 and astrain detector 22 as a second strain detector attached to thesecond strain body 21 . Thepedestal 30 is a member that supports thesecond load cell 20 . Thesupport mechanism 40 movably supports thefirst load cell 10 . Thefirst load cell 10 and thesecond load cell 20 each have an overlapping portion in the load direction. The first strain-generatingbody 11 is more easily deformed by the load than the second strain-generatingbody 21 . Thesupport mechanism 40 has a preset mechanism 50 capable of moving the detection range of thefirst load cell 10 . The preset mechanism 50 can change the amount of deformation of thefirst strain body 11 with respect to the load. Theload detector 1 will be specifically described below.
上述のように、第１の起歪体１１は、第２の起歪体２１よりも荷重に対して弾性変形し易くなっており、例えば、第１の起歪体１１の剛性は、第２の起歪体２１の剛性よりも低くなっている。具体的には例えば、第１の起歪体１１の形状は、第１の起歪体１１の弾性率が第２の起歪体２１の弾性率よりも小さくなるような形状となっている。また、例えば、第１の起歪体１１の材料は、第１の起歪体１１の弾性率が第２の起歪体２１の弾性率よりも小さくなるような材料となっている。第１の起歪体１１は、第２の起歪体２１よりも荷重に対して弾性変形しやすく、狭い範囲の荷重の検出に適している。このため、後述するように、第１のロードセル１０は、狭い範囲の荷重を検出するようになっており、第１のロードセル１０は、狭範囲ロードセルである。一方、第２のロードセル２０は、広範囲ロードセルである。以下、第１のロードセル１０を、狭範囲ロードセル１０といい、第１の起歪体１１を、狭範囲起歪体１１という。また、第２のロードセル２０を、広範囲ロードセル２０といい、第２の起歪体２１を、広範囲起歪体２１という。 As described above, thefirst strain body 11 is elastically deformed more easily than thesecond strain body 21. For example, the rigidity of thefirst strain body 11 is equal to that of the second strain body is lower than the rigidity of the strain-generatingbody 21 of . Specifically, for example, the shape of the first strain-generatingbody 11 is such that the elastic modulus of the first strain-generatingbody 11 is smaller than the elastic modulus of the second strain-generatingbody 21 . Further, for example, the material of the first strain-generatingbody 11 is a material such that the elastic modulus of the first strain-generatingbody 11 is smaller than the elastic modulus of the second strain-generatingbody 21 . The first strain-generatingbody 11 is more likely to elastically deform with respect to a load than the second strain-generatingbody 21, and is suitable for detecting loads in a narrow range. Therefore, as will be described later, thefirst load cell 10 is adapted to detect loads in a narrow range, and thefirst load cell 10 is a narrow range load cell. On the other hand, thesecond load cell 20 is a wide range load cell. Hereinafter, thefirst load cell 10 will be referred to as the narrow-range load cell 10 and the first strain-generatingbody 11 will be referred to as the narrow-range strain-generatingbody 11 . Thesecond load cell 20 is referred to as a widerange load cell 20 and thesecond strain body 21 is referred to as a widerange strain body 21 .
広範囲ロードセル２０の広範囲起歪体２１は、図１～３に示すように、台座３０に片持ち支持されるような形状となっている。広範囲起歪体２１は、例えば、台座３０に固定される部分である固定部２３と、荷重を受ける部分である荷重部２４と、固定部２３と荷重部２４との間に延びる部分である起歪部２５とを有している。なお、広範囲起歪体２１は同一の材料から一体に形成されており、固定部２３と、荷重部２４と、起歪部２５とは、広範囲起歪体２１の各部分である。広範囲起歪体２１は、例えば、上面視において、矩形又は略矩形となっている。広範囲起歪体２１は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から形成されている。 The wide-range strain-generatingbody 21 of the wide-range load cell 20 is, as shown in FIGS. The wide-range strain-generatingbody 21 includes, for example, afixed portion 23 that is fixed to thepedestal 30, aload portion 24 that receives a load, and a lifting portion that extends between thefixed portion 23 and theload portion 24. and astrained portion 25 . The wide-range strain-generatingbody 21 is integrally formed from the same material. The wide-range strain-generatingbody 21 is, for example, rectangular or substantially rectangular when viewed from above. The wide-range strain-generatingbody 21 is made of metal such as aluminum or iron, for example.
固定部２３は、例えば図１～３に示すように、互いに背向する一対の面（上面２３ａ及び固定面２３ｂ）を有している。固定面２３ｂは、台座３０に固定される面であり、例えば、平面又は略平面となっている。荷重部２４は、例えば図１～３に示すように、互いに背向する一対の面（荷重面２４ａ及び下面２４ｂ）を有している。荷重面２４ａは、例えば、平面又は略平面となっている。起歪部２５は、例えば図１～３に示すように、平板状に延びる部分であり、互いに背向する一対の面（上面２５ａ及び下面２５ｂ）を有している。 Thefixed portion 23 has a pair of surfaces (anupper surface 23a and afixed surface 23b) facing each other, as shown in FIGS. 1 to 3, for example. Thefixed surface 23b is a surface fixed to thebase 30, and is, for example, a flat surface or a substantially flat surface. Theload portion 24 has a pair of surfaces (load surface 24a andlower surface 24b) facing each other, as shown in FIGS. 1 to 3, for example. Theload surface 24a is, for example, a plane or substantially plane. As shown in FIGS. 1 to 3, the strain-generatingportion 25 is a portion that extends like a flat plate, and has a pair of surfaces (anupper surface 25a and alower surface 25b) facing each other.
広範囲起歪体２１において、固定部２３の固定面２３ｂは、起歪部２５の下面２５ｂよりも下側に位置している。また、固定部２３の上面２３ａは、起歪部２５の上面２５ａと面一になっている。荷重部２４の荷重面２４ａは、起歪部２５の上面２５ａよりも上側に位置している。また、荷重部２４の下面２４ｂは、起歪部２５の下面２５ｂよりも下側に位置している。荷重部２４の下面２４ｂと起歪部２５の下面２５ｂとの間には段差が形成されており、荷重部２４は、その下面２４ｂと起歪部２５の下面２５ｂとの間に延びる段差面２４ｃを有している。段差面２４ｃは、固定部２３側に面する面である。段差面２４ｃには、図３に示すように、図１０を参照して後述する狭範囲起歪体１１の起歪部１４の先端部１４ｃを収容可能に形成された細長い穴を形成する収容穴２４ｄが設けられている。収容穴２４ｄの上側の面（上面２４ｅ）は、荷重検出器１において、収容穴２４ｄに収容された狭範囲起歪体１１の起歪部１４の先端部１４ｃの上面１４ａが接触するようになっている。 In the wide-range strain-generatingbody 21 , the fixingsurface 23 b of the fixingportion 23 is located below thelower surface 25 b of the strain-generatingportion 25 . Further, theupper surface 23a of the fixedportion 23 is flush with theupper surface 25a of the strain-generatingportion 25. As shown in FIG. Aload surface 24 a of theload portion 24 is positioned above anupper surface 25 a of the strain-generatingportion 25 . In addition, thelower surface 24 b of theload portion 24 is located below thelower surface 25 b of the strain-generatingportion 25 . A step is formed between thelower surface 24b of theload portion 24 and thelower surface 25b of the strain-generatingportion 25, and theload portion 24 has astep surface 24c extending between thelower surface 24b and thelower surface 25b of the strain-generatingportion 25. have. Thestep surface 24c is a surface facing the fixedportion 23 side. As shown in FIG. 3, the steppedsurface 24c is provided with an accommodation hole formed as an elongated hole formed so as to accommodate thedistal end portion 14c of the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11, which will be described later with reference to FIG. 24d is provided. In theload detector 1, the upper surface (upper surface 24e) of theaccommodation hole 24d comes into contact with theupper surface 14a of thetip portion 14c of the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11 accommodated in theaccommodation hole 24d. ing.
図３に示すように、起歪部２５の下面２５ｂには、ひずみ検出部２２が設けられている。ひずみ検出部２２は、１～４個のひずみゲージを有しており、例えば、４つのひずみゲージ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを有している。ひずみゲージ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、フルブリッジ回路を構成するように接続されている。 As shown in FIG. 3, thestrain detector 22 is provided on thelower surface 25b of the strain-generatingportion 25. As shown in FIG. Thestrain detector 22 has 1 to 4 strain gauges, for example, 4strain gauges 22a, 22b, 22c, and 22d. Thestrain gauges 22a, 22b, 22c, 22d are connected to form a full bridge circuit.
台座３０は、図１～３に示すように、広範囲起歪体２１を片持ち支持するような形状になっていると共に、支持機構４０を介して狭範囲ロードセル１０を支持するような形状となっている。台座３０は、例えば、上面視において、矩形又は略矩形となっており、互いに背向する一対の面である上面３１及び下面３２を有している。上面３１は、上側に面する面である。上面３１は、１つの端部において上側に突出しており、上面３１の他の部分（基面３１ｂ）よりも上側に位置する固定面３１ａを有している。固定面３１ａは、広範囲起歪体２１が固定される部分であり、固定面３１ａは、広範囲起歪体２１の固定面２３ｂと接触するようになっている。固定面３１ａは、例えば平面又は略平面となっている。下面３２は、下側に面する面である。下面３２は、例えば、互いに対向する２つの端部において下側に突出しており、下面３２の他の部分（基面３２ｂ）よりも下側に位置する２つの接地面３２ａを有している。接地面３２ａは、荷重検出器１が置かれる床面等の載置面に接触する部分であり、例えば平面又は略平面となっている。また、接地面３２ａの一方は、例えば図１に示すように、台座３０において、上面３１の固定面３１ａと背向する位置に設けられている。 As shown in FIGS. 1 to 3, thepedestal 30 is shaped to cantilever the wide-range strain-generatingbody 21 and also to support the narrow-range load cell 10 via thesupport mechanism 40 . ing. Thepedestal 30 has, for example, a rectangular or substantially rectangular shape when viewed from above, and has anupper surface 31 and alower surface 32 that are a pair of surfaces facing back to each other. Theupper surface 31 is the surface facing upward. Thetop surface 31 protrudes upward at one end and has a fixingsurface 31a positioned above the other portion (base surface 31b) of thetop surface 31 . The fixedsurface 31a is a portion to which the widerange strain body 21 is fixed, and the fixedsurface 31a is in contact with the fixedsurface 23b of the widerange strain body 21. As shown in FIG. The fixedsurface 31a is, for example, a flat surface or a substantially flat surface. Thelower surface 32 is the surface facing downward. Thelower surface 32 has, for example, twoground surfaces 32a that protrude downward at two ends facing each other and that are located below the other portion of the lower surface 32 (base surface 32b). Theground surface 32a is a portion that contacts a mounting surface such as a floor surface on which theload detector 1 is placed, and is, for example, a flat surface or a substantially flat surface. One of theground surfaces 32a is provided at a position facing the fixedsurface 31a of theupper surface 31 of thebase 30, for example, as shown in FIG.
図４は、狭範囲ロードセル１０と、台座３０と、支持機構４０とを分解して示す分解斜視図である。図４に示すように、台座３０には、支持機構４０を支持するための支持溝３３，３４と、支持機構４０を収容する空間を形成する収容部３５とが設けられている。収容部３５は、例えば、台座３０を上面３１の基面３１ｂと下面３２の基面３２ｂとの間で貫通する貫通孔を形成している。支持溝３３，３４は、収容部３５を介して互いに対向するように形成されており、収容部３５と台座３０の側面３６との間を、及び収容部３５と台座３０の側面３７との間を夫々延びている。台座３０の側面３６，３７は夫々、上面３１と下面３２との間に延びる面であり、２つの接地面３２ａにつながる面である。支持溝３３，３４は、軸線ｘ１に沿って延びており、軸線ｘ１に沿って延びる筒面の一部に沿って延びる曲面を有している。 FIG. 4 is an exploded perspective view showing the narrowrange load cell 10, thepedestal 30, and thesupport mechanism 40 in an exploded manner. As shown in FIG. 4 , thepedestal 30 is provided withsupport grooves 33 and 34 for supporting thesupport mechanism 40 and ahousing portion 35 forming a space for housing thesupport mechanism 40 . Theaccommodation portion 35 forms, for example, a through hole that penetrates thepedestal 30 between thebase surface 31b of theupper surface 31 and thebase surface 32b of thelower surface 32 . Thesupport grooves 33 and 34 are formed so as to face each other with theaccommodating portion 35 interposed therebetween, and extend between theaccommodating portion 35 and theside surface 36 of thebase 30 and between theaccommodating portion 35 and theside surface 37 of thebase 30. are extended respectively. The side surfaces 36 and 37 of thepedestal 30 are surfaces extending between theupper surface 31 and thelower surface 32, respectively, and are surfaces connected to the twoground surfaces 32a. Thesupport grooves 33 and 34 extend along the axis x1 and have curved surfaces extending along a portion of the cylindrical surface extending along the axis x1.
支持溝３３，３４は、後述する支持機構４０の軸部４２を回転可能に支持するための部分であり、例えば図４に示すように、軸線ｘ１を中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面の一部に沿って延びる支持面３３ａ，３３ｂを有している。支持溝３３は、支持面３３ａと支持面３３ｂとの間に、支持面３３ａ，３３ｂよりも軸線ｘ１についての径方向に凹む溝を形成する部分である係止凹部３３ｃを有している。なお、支持面３３ａは、収容部３５に開口しており、支持面３３ｂは、側面３６につながっている。支持溝３４は、収容部３５に関して支持溝３３と対称又は略対称になっており、支持溝３３の支持面３３ａ、支持面３３ｂ、及び係止凹部３３ｃに夫々対応する、支持面３４ａ、支持面３４ｂ、及び係止凹部３４ｃを有している。支持面３４ａは、収容部３５に開口しており、支持面３４ｂは、側面３７につながっている。 Thesupport grooves 33 and 34 are portions for rotatably supporting ashaft portion 42 of asupport mechanism 40, which will be described later. For example, as shown in FIG. It hassupport surfaces 33a, 33b extending along a portion of the substantially cylindrical surface. Thesupport groove 33 has, between the support surfaces 33a and 33b, an engagingrecess 33c which is a portion forming a groove that is recessed in the radial direction about the axis x1 from the support surfaces 33a and 33b. Thesupport surface 33a is open to thehousing portion 35, and thesupport surface 33b is connected to theside surface 36. As shown in FIG. Thesupport groove 34 is symmetrical or substantially symmetrical with thesupport groove 33 with respect to thehousing portion 35, and has asupport surface 34a and asupport surface 34a corresponding to thesupport surface 33a, thesupport surface 33b, and thelocking recess 33c of thesupport groove 33, respectively. 34b, and alocking recess 34c. Thesupport surface 34 a opens into thehousing portion 35 , and thesupport surface 34 b connects to theside surface 37 .
また、収容部３５には、後述する支持機構４０の軸固定部４３を収容する一対の収容凹部３８が設けられている。２つの収容凹部３８は、収容部３５の一対の側面３５ａ，３５ｂに夫々設けられている。２つの収容凹部３８は、軸線ｘ１に直交する方向において対向しており、後述するように軸固定部４３を固定するようになっている。なお、収容部３５の側面３５ａ，３５ｂは、軸線ｘ１に直交する方向において互いに対向する収容部３５の面である。収容凹部３８は、例えば図４に示すように、軸線ｘ１方向において互いに対向する面である側面３８ａ，３８ｂと、側面３８ａと側面３８ｂとの間に延びる面である底面３８ｃとを有している。側面３８ａ，３８ｂ及び底面３８ｃは夫々、平面又は略平面である。側面３８ａ，３８ｂ及び底面３８ｃは夫々、平面ではなくてもよく、例えば曲面であってもよい。 Further, thehousing portion 35 is provided with a pair ofhousing recesses 38 for housing theshaft fixing portion 43 of thesupport mechanism 40, which will be described later. The twoaccommodation recesses 38 are provided on the pair ofside surfaces 35a and 35b of theaccommodation portion 35, respectively. The twohousing recesses 38 face each other in a direction orthogonal to the axis x1, and fix theshaft fixing portion 43 as described later. Note that the side surfaces 35a and 35b of thehousing portion 35 are surfaces of thehousing portion 35 that face each other in the direction perpendicular to the axis x1. For example, as shown in FIG. 4, thehousing recess 38 hasside surfaces 38a and 38b that face each other in the direction of the axis x1, and abottom surface 38c that extends between the side surfaces 38a and 38b. .Sides 38a, 38b and bottom 38c are each planar or substantially planar. The side surfaces 38a, 38b and thebottom surface 38c may not be flat, and may be curved, for example.
軸線ｘ１は、固定面３１ａの延び方向に沿って延びており、支持溝３３，３４及び収容部３５は、固定面３１ａの延び方向に沿って並んでいる。なお、固定面３１ａの延び方向は、固定面３１ａが側面３６，３７の間で延びる方向である。収容部３５は、図３に示すように、例えば、２つの接地面３２ａの間において、下面３２の基面３２ｂの中央又は略中央に位置する。 The axis x1 extends along the direction in which the fixedsurface 31a extends, and thesupport grooves 33 and 34 and theaccommodation portion 35 are arranged along the direction in which the fixedsurface 31a extends. The extending direction of the fixingsurface 31 a is the direction in which the fixingsurface 31 a extends between the side surfaces 36 and 37 . As shown in FIG. 3, theaccommodation portion 35 is positioned, for example, at the center or approximately the center of thebase surface 32b of thelower surface 32 between the twoground surfaces 32a.
狭範囲ロードセル１０の狭範囲起歪体１１は、図１～５に示すように、支持機構４０に片持ち支持されるような形状となっている。狭範囲起歪体１１は、平板状の部材であり、例えば、支持機構４０に固定される部分である固定部１３と、荷重を受けて変形する部分である起歪部１４とを有している。狭範囲起歪体１１は、例えば、図４，５に示すように、上面視においてＴ字型又は略Ｔ字型であり、固定部１３の延び方向における中央又は略中央の部分から、起歪部１４が突出している。なお、狭範囲起歪体１１は同一の材料から一体に形成されており、固定部１３と起歪部１４とは、狭範囲起歪体１１の各部分である。狭範囲起歪体１１は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から形成されている。 The narrow-range strain-generatingbody 11 of the narrow-range load cell 10 is, as shown in FIGS. The narrow-range strain-generatingbody 11 is a plate-like member, and has, for example, a fixedportion 13 that is a portion fixed to thesupport mechanism 40 and a strain-generatingportion 14 that is a portion that deforms under load. there is For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the narrow-range strain-generatingbody 11 is T-shaped or substantially T-shaped when viewed from the top, and the strain-generatingbody 11 extends from the center or approximately the center of the fixingportion 13 in the extending direction. Aportion 14 protrudes. The narrow-range strain-generatingbody 11 is integrally formed from the same material, and the fixingportion 13 and the strain-generatingportion 14 are respective parts of the narrow-range strain-generatingbody 11 . The narrow-range strain-generatingbody 11 is made of, for example, a metal such as aluminum or iron.
固定部１３は、例えば図４，５に示すように、上面視において矩形又は略矩形の形状を有しており、互いに背向する一対の面（上面１３ａ、下面１３ｂ）を有している。固定部１３の延び方向における一対の端部（端部１３ｃ，１３ｄ）は、後述するように、支持機構４０の軸部４２に回転可能に支持されるようになっており、例えば、ネジ固定用の貫通孔１３ｅが夫々形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the fixedportion 13 has a rectangular or substantially rectangular shape when viewed from above, and has a pair of surfaces (anupper surface 13a and alower surface 13b) facing each other. A pair of ends (ends 13c and 13d) in the extending direction of the fixedportion 13 are rotatably supported by theshaft portion 42 of thesupport mechanism 40 as described later. throughholes 13e are formed respectively.
起歪部１４は、例えば図４，５に示すように、上面視において矩形又は略矩形の形状を有しており、互いに背向する一対の面（上面１４ａ、下面１４ｂ）を有している。起歪部１４の延び方向における端部である先端部１４ｃは、図１０を参照して後述するように、荷重検出器１において、広範囲起歪体２１の荷重部２４の段差面２４ｃに形成された収容穴２４ｄに入り、起歪部１４の上面１４ａが、収容穴２４ｄの上面２４ｅに接触する。つまり、広範囲起歪体２１の被荷重部２４に加わった荷重は、収容穴２４ｄの上面２４ｅを介して、狭範囲起歪体１１の起歪部１４の先端部１４ｃに伝達される。このように、狭範囲起歪体１１の先端部１４ｃと広範囲起歪体２１の収容穴２４ｄとは、荷重方向において重なるようになっている。起歪部１４の上面１４ａは、固定部１３の上面１３ａと面一になっており、起歪部１４の下面１４ｂは、固定部１３の下面１３ｂと面一になっている。 For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the strain-generatingportion 14 has a rectangular or substantially rectangular shape when viewed from above, and has a pair of surfaces (anupper surface 14a and alower surface 14b) that face each other. . As will be described later with reference to FIG. 10, thetip portion 14c, which is the end portion of the strain-generatingportion 14 in the extending direction, is formed on thestep surface 24c of theload portion 24 of the wide-range strain-generatingbody 21 in theload detector 1. Theupper surface 14a of the strain-generatingportion 14 comes into contact with theupper surface 24e of theaccommodation hole 24d. That is, the load applied to the load-bearing portion 24 of the wide-range strain-generatingbody 21 is transmitted to thedistal end portion 14c of the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11 via theupper surface 24e of theaccommodation hole 24d. In this manner, thedistal end portion 14c of the narrow-range strain-generatingbody 11 and theaccommodation hole 24d of the wide-range strain-generatingbody 21 overlap in the load direction. Theupper surface 14 a of the strain-generatingportion 14 is flush with theupper surface 13 a of the fixingportion 13 , and thelower surface 14 b of the strain-generatingportion 14 is flush with thelower surface 13 b of the fixingportion 13 .
図５に示すように、起歪部１４の下面１４ｂには、ひずみ検出部１２が設けられている。ひずみ検出部１２は、１～４個のひずみゲージを有しており、例えば、４つのひずみゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを有している。ひずみゲージ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、フルブリッジ回路を構成するように接続されている。 As shown in FIG. 5, thestrain detector 12 is provided on thelower surface 14b of the strain-generatingportion 14. As shown in FIG. Thestrain detector 12 has 1 to 4 strain gauges, for example, 4strain gauges 12a, 12b, 12c and 12d. Thestrain gauges 12a, 12b, 12c, 12d are connected to form a full bridge circuit.
図６は、図４において支持機構４０を分解して示す分解斜視図であり、図７は、支持機構４０の上面図である。なお、図７において、後述する支持機構４０の第１の保持部材４６及び第２の保持部材４７の図示は省略されている。上述のように、支持機構４０は、狭範囲ロードセル１０を移動可能に支持する機構であり、起歪部１４の先端部１４ｃに加わる荷重に対する狭範囲起歪体１１の変形量を変更可能にするプリセット機構５０を有している。具体的には、プリセット機構５０は、荷重を受けて変形した狭範囲起歪体１１の変形量を減少可能になっている。以下、支持機構４０の構成について具体的に説明する。 6 is an exploded perspective view showing thesupport mechanism 40 in FIG. 4, and FIG. 7 is a top view of thesupport mechanism 40. As shown in FIG. 7, illustration of a first holdingmember 46 and a second holdingmember 47 of thesupport mechanism 40, which will be described later, is omitted. As described above, thesupport mechanism 40 is a mechanism that movably supports the narrow-range load cell 10, and makes it possible to change the amount of deformation of the narrow-range strain-generatingbody 11 with respect to the load applied to thetip portion 14c of the strain-generatingportion 14. It has a preset mechanism 50 . Specifically, the preset mechanism 50 can reduce the amount of deformation of the narrow-range strain-generatingbody 11 deformed by receiving a load. The configuration of thesupport mechanism 40 will be specifically described below.
支持機構４０は、狭範囲起歪体１１を回転可能に支持する支持部４１を有しており、プリセット機構５０は、狭範囲起歪体１１の回転に抗する力を狭範囲起歪体１１に伝達するクラッチ部５１を有している。クラッチ部５１は、狭範囲起歪体１１の回転に抗する力の大きさを変更可能になっている。具体的には、クラッチ部５１は、狭範囲起歪体１１の回転に抗する力の大きさを低減可能になっている。 Thesupport mechanism 40 has asupport portion 41 that rotatably supports the narrow-range strain-generatingbody 11 , and the preset mechanism 50 applies a force resisting the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 It has aclutch portion 51 for transmitting to. Theclutch portion 51 can change the magnitude of the force resisting the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 . Specifically, theclutch portion 51 can reduce the magnitude of the force that resists the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 .
図６，７に示すように、支持部４１は、例えば、狭範囲起歪体１１を軸線ｘ周りに回転可能に支持する軸部４２を有している。軸部４２は、台座３０に固定されようになっている。軸部４２には、例えば、軸固定部４３が取り付けられており、軸部４２は、軸固定部４３を介して台座３０に固定されるようになっている。軸部４２は、例えば、軸線ｘを中心軸又は略中心軸とする円柱状又は略円柱状の部材である。軸固定部４３は、例えば、軸部４２の軸線ｘ方向における中央又は略中央に固定されている。 As shown in FIGS. 6 and 7, thesupport portion 41 has, for example, ashaft portion 42 that supports the narrow-range strain-generatingbody 11 so as to be rotatable around the axis x. Theshaft portion 42 is fixed to thepedestal 30 . For example, ashaft fixing portion 43 is attached to theshaft portion 42 , and theshaft portion 42 is fixed to thebase 30 via theshaft fixing portion 43 . Theshaft portion 42 is, for example, a cylindrical or substantially cylindrical member having the axis x as its central axis or substantially central axis. Theshaft fixing portion 43 is fixed, for example, at the center or substantially the center of theshaft portion 42 in the axis x direction.
軸固定部４３は、軸線ｘ方向の一方（図６において右側）に面する面である第１の面４３ａと、軸線ｘ方向の他方（図６において左側）に面する面である第２の面４３ｂとを有している。第１の面４３ａ及び第２の面４３ｂは、例えば、軸線ｘに直交する平面に沿う平面又は略平面である。また、軸固定部４３は、例えば、第１の面４３ａ及び第２の面４３ｂ夫々から突出する突出部４３ｃ，４３ｄを有しており、また、突出部４３ｃと突出部４３ｄとの間を貫通する貫通孔４３ｅを有している。貫通孔４３ｅは、軸部４２が挿入可能になっている。貫通孔４３ｅは、例えば、軸部４２が圧入されて軸固定部４３が軸部４２に固定されるような形態になっている。軸部４２と軸固定部４３との固定は接着剤を用いた固定等の他の固定方法によってなされてもよく、貫通孔４３ｅの形態は、軸部４２が圧入される形態に限られない。また、軸固定部４３は、第１の面４３ａと第２の面４３ｂとの間に延びる面である周面４３ｆを有している。 Theshaft fixing portion 43 has afirst surface 43a facing one direction of the axis x (right side in FIG. 6) and a second surface facing the other direction of the axis x (left side in FIG. 6). and asurface 43b. Thefirst surface 43a and thesecond surface 43b are, for example, planes or substantially planes along a plane perpendicular to the axis x. Further, theshaft fixing portion 43 has, for example, projectingportions 43c and 43d projecting from thefirst surface 43a and thesecond surface 43b, respectively. It has a throughhole 43e that Theshaft portion 42 can be inserted into the throughhole 43e. The through-hole 43 e has a shape such that theshaft portion 42 is press-fitted and theshaft fixing portion 43 is fixed to theshaft portion 42 , for example. Theshaft portion 42 and theshaft fixing portion 43 may be fixed by other fixing methods such as fixing using an adhesive, and the form of the throughhole 43e is not limited to the form in which theshaft portion 42 is press-fitted. Further, theshaft fixing portion 43 has aperipheral surface 43f extending between thefirst surface 43a and thesecond surface 43b.
軸固定部４３は、台座３０の収容凹部３８内に収容されて固定されるようになっている。具体的には、軸固定部４３の互いに背向する端部が台座３０の収容凹部３８内に圧入されて軸固定部４３が収容凹部３８に固定されるようになっている。例えば、軸固定部４３の周面４３ｆが、台座３０の収容凹部３８の夫々の底面３８ｃに接触して押圧されて、軸固定部４３が収容凹部３８の底面３８ｃ間に挟まれて、軸固定部４３が収容凹部３８に固定されるようになっている。また、軸固定部４３の第１の側面４３ａ及び第２の側面４３ｂが、台座３０の収容凹部３８の側面３８ａ，３８ｂに夫々接触して押圧されて、軸固定部４３が収容凹部３８の側面３８ａ，３８ｂ間に挟まれて、軸固定部４３が収容凹部３８に固定されるようになっている。 Theshaft fixing portion 43 is accommodated and fixed in theaccommodation recess 38 of thepedestal 30 . Specifically, the opposite ends of theshaft fixing portions 43 are press-fitted into thehousing recesses 38 of the base 30 so that theshaft fixing portions 43 are fixed to the housing recesses 38 . For example, theperipheral surface 43f of theshaft fixing portion 43 is pressed against the bottom surfaces 38c of thehousing recesses 38 of thepedestal 30, and theshaft fixing portions 43 are sandwiched between thebottom surfaces 38c of thehousing recesses 38, thereby fixing the shaft. Theportion 43 is adapted to be fixed in theaccommodation recess 38 . Further, thefirst side surface 43a and thesecond side surface 43b of theshaft fixing portion 43 are pressed against the side surfaces 38a and 38b of thehousing recess 38 of thebase 30, respectively, so that theshaft fixing portion 43 is pressed against the side surfaces of thehousing recess 38. Theshaft fixing portion 43 is fixed to thehousing recess 38 by being sandwiched between 38a and 38b.
また、支持部４１は、図６，７に示すように、軸部４２の一方の側の部分（端部４２ａ及びその近傍の部分）が通される部分である第１の滑り支持部４４と、軸部４２の他方の側の部分（端部４２ｂ及びその近傍の部分）が通される部分である第２の滑り支持部４５とを有している。第１の滑り支持部４４には、第１の滑り支持部４４を貫通する孔である貫通孔４４ａが形成されており、第２の滑り支持部４５には、第２の滑り支持部４５を貫通する孔である貫通孔４５ａが形成されている。貫通孔４４ａは、軸部４２が環状の隙間を有して通るようになっており、貫通孔４５ａは、軸部４２が環状の隙間を有して通るようになっている。貫通孔４４ａは、例えば、軸部４２の径よりも大きな径を有する、円筒面又は略円筒面を形成する孔であり、貫通孔４５ａは、例えば、軸部４２の径よりも大きな径を有する、円筒面又は略円筒面を形成する孔である。 As shown in FIGS. 6 and 7, thesupport portion 41 includes a first slidingsupport portion 44 through which one side portion of the shaft portion 42 (theend portion 42a and its vicinity) passes. , and a second slidingsupport portion 45 through which the other side portion of the shaft portion 42 (theend portion 42b and the portion in the vicinity thereof) is passed. The first slidingsupport portion 44 is formed with a throughhole 44a that penetrates the first slidingsupport portion 44, and the second slidingsupport portion 45 is provided with the second slidingsupport portion 45. A through-hole 45a, which is a through-hole, is formed. Theshaft portion 42 passes through the throughhole 44a with an annular clearance, and the throughhole 45a passes through theshaft portion 42 with an annular clearance. The through-hole 44a is, for example, a hole forming a cylindrical or substantially cylindrical surface having a diameter larger than the diameter of theshaft portion 42, and the through-hole 45a has, for example, a diameter larger than the diameter of theshaft portion 42. , a hole forming a cylindrical or substantially cylindrical surface.
第１の滑り支持部４４は、外周に平面又は略平面である固定面４４ｂを有しており、第２の滑り支持部４５は、外周に平面又は略平面である固定面４５ｂを有している。固定面４４ｂ及び固定面４５ｂは、狭範囲起歪体１１の固定部１３の下面１３ｂに固定される面である。また、第１の滑り支持部４４は、貫通孔４４ａの一方の開口が形成される面である摺動面４４ｃと、貫通孔４４ａの他方の開口が形成される面である外側面４４ｄとを有している。摺動面４４ｃは、平面又は略平面である。摺動面４４ｃと外側面４４ｄとは互いに背向している。同様に、第２の滑り支持部４５は、貫通孔４５ａの一方の開口が形成される面である摺動面４５ｃと、貫通孔４５ａの他方の開口が形成される面である外側面４５ｄとを有している。摺動面４５ｃは、平面又は略平面である。摺動面４５ｃと外周面４５ｄとは互いに背向している。 The first slidingsupport portion 44 has a flat or substantially flat fixedsurface 44b on its outer circumference, and the second slidingsupport portion 45 has a flat or substantially flat fixedsurface 45b on its outer circumference. there is The fixingsurface 44b and the fixingsurface 45b are surfaces fixed to thelower surface 13b of the fixingportion 13 of the narrow-range strain-generatingbody 11 . The first slidingsupport portion 44 has a slidingsurface 44c on which one opening of the throughhole 44a is formed and anouter surface 44d on which the other opening of the throughhole 44a is formed. have. The slidingsurface 44c is flat or substantially flat. The slidingsurface 44c and theouter surface 44d face each other. Similarly, the second slidingsupport portion 45 has a slidingsurface 45c on which one opening of the throughhole 45a is formed, and anouter surface 45d on which the other opening of the throughhole 45a is formed. have. The slidingsurface 45c is flat or substantially flat. The slidingsurface 45c and the outerperipheral surface 45d face each other.
第１の滑り支持部４４は及び第２の滑り支持部４５は、台座３０の収容部３５内に収容可能な形態となっている。また、第１の滑り支持部４４は及び第２の滑り支持部４５は、台座３０の収容部３５内において、軸線ｘ周りに回転可能な形態となっている。例えば、第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５は、台座３０の収容部３５内において、収容部３５の側面３５ａ，３５ｂに隙間を空けて対向するような形態となっている。なお、第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５夫々が、台座３０の収容部３５内において、所定の角度範囲内で軸線ｘ周りに回転可能となるように、第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５は、第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５夫々が所定の角度範囲回転した際に、収容部３５の側面３５ａ，３５ｂに接触するようになっていてもよい。図示の例において、第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５は夫々、貫通孔４３ａ，４４ａを有する直方体状又は略直方体状の形状となっているが、第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５の形状は図示の形状に限られない。また、第２の滑り支持部４５は、第１の滑り支持部４４と同じ部材であってもよい。また、第１の滑り支持部４４の外側面４４ｄ及び第２の滑り支持部４５の外側面４５ｄは、収容部３５に接触しないようになっている。 The first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 are configured to be housed in thehousing portion 35 of thepedestal 30 . Further, the first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 are rotatable about the axis x within thehousing portion 35 of thebase 30 . For example, the first slidingsupport part 44 and the second slidingsupport part 45 are configured to face the side surfaces 35a and 35b of thehousing part 35 with a gap in thehousing part 35 of thepedestal 30. . The first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 are each rotatable about the axis x within a predetermined angular range within thehousing portion 35 of thepedestal 30. Thesupport part 44 and the second slidingsupport part 45 come into contact with the side surfaces 35a and 35b of thehousing part 35 when the first slidingsupport part 44 and the second slidingsupport part 45 each rotate within a predetermined angle range. It can be like this. In the illustrated example, the first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 each have a rectangular parallelepiped or substantially rectangular parallelepiped shape with throughholes 43a and 44a. 44 and the second slidingsupport portion 45 are not limited to the illustrated shapes. Also, the second slidingsupport portion 45 may be the same member as the first slidingsupport portion 44 . Further, theouter side surface 44 d of the first slidingsupport portion 44 and theouter side surface 45 d of the second slidingsupport portion 45 do not come into contact with thehousing portion 35 .
上述のように、第１の滑り支持部４４の貫通孔４４ａには、軸部４２が環状の隙間を有して通るようになっているが、この貫通孔４４ａと軸部４２との間の環状の隙間には、プリセット機構５０の後述する第１の解除部５６が通される。第１の滑り支持部４４は、第１の解除部５６を介して軸部４２に回転可能に支持されるようになっている。同様に、第２の滑り支持部４５の貫通孔４５ａには、軸部４２が環状の隙間を有して通るようになっているが、この貫通孔４５ａと軸部４２との間の環状の隙間には、プリセット機構５０の後述する第２の解除部５７が通される。第２の滑り支持部４５は、第２の解除部５７を介して軸部４２に回転可能に支持されるようになっている。 As described above, theshaft portion 42 passes through the throughhole 44a of the first slidingsupport portion 44 with an annular gap. Afirst release portion 56 of the preset mechanism 50, which will be described later, is passed through the annular gap. The first slidingsupport portion 44 is rotatably supported by theshaft portion 42 via the first releasingportion 56 . Similarly, the through-hole 45a of the second slidingsupport portion 45 passes through theshaft portion 42 with an annular gap. A later-describedsecond release portion 57 of the preset mechanism 50 is passed through the gap. The secondslide support portion 45 is rotatably supported by theshaft portion 42 via thesecond release portion 57 .
プリセット機構５０のクラッチ部５１は、具体的には、荷重を受けた狭範囲起歪体１１の回転に抗する力を狭範囲起歪体１１に与える抗力発生部としての第１の抗力発生部５２と、狭範囲起歪体１１の回転に抗する力を狭範囲起歪体１１に与える抗力発生部としての第２の抗力発生部５３とを有している。また、クラッチ部５１は、第１の抗力発生部５２と第２の抗力発生部５３の少なくともいずれかの発生する狭範囲起歪体１１の回転に抗する力の大きさを変更可能になっている。第１の抗力発生部５２及び第２の抗力発生部５３は、より具体的には、狭範囲起歪体１１と軸固定部４３（軸部４２）との間に、狭範囲起歪体１１と軸固定部４３とを一体にする力を夫々発生する。 Specifically, theclutch portion 51 of the preset mechanism 50 is a first drag force generating portion as a drag force generating portion that applies a force to the narrow-range strain-generatingbody 11 to resist the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 receiving a load. 52, and a second dragforce generating portion 53 as a drag force generating portion that applies a force to the narrow-range strain-generatingbody 11 against rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11. As shown in FIG. In addition, theclutch portion 51 can change the magnitude of the force generated by at least one of the first dragforce generating portion 52 and the second dragforce generating portion 53 to resist the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 . there is More specifically, the firstdrag generating portion 52 and the seconddrag generating portion 53 are arranged between the narrowrange strain body 11 and the shaft fixing portion 43 (shaft portion 42). and theshaft fixing portion 43 are respectively generated.
第１の抗力発生部５２は、例えば、第１のバネ５２であり、第１のバネ５２は、軸固定部４３と狭範囲起歪体１１との間を接続可能に設けられる。また、第２の抗力発生部５３は、第２のバネ５３であり、第２のバネ５３は、軸固定部４３と狭範囲起歪体１１との間を接続可能に設けられる。第１のバネ５２は、例えばコイルバネであり、第２のバネ５３は、例えばコイルバネである。具体的には、第１のバネ５２は、軸固定部４３の第１の面４３ａと第１の滑り支持部４４との間を接続可能に設けられる。また、第２のバネ５３は、軸固定部４３の第２の面４３ｂと第２の滑り支持部４５との間を接続可能に設けられる。 The firstdrag generating portion 52 is, for example, afirst spring 52 , and thefirst spring 52 is provided so as to be able to connect between theshaft fixing portion 43 and the narrow-range strain-generatingbody 11 . The seconddrag generating portion 53 is asecond spring 53 , and thesecond spring 53 is provided so as to be able to connect between theshaft fixing portion 43 and the narrow-range strain-generatingbody 11 . Thefirst spring 52 is, for example, a coil spring, and thesecond spring 53 is, for example, a coil spring. Specifically, thefirst spring 52 is provided so as to be able to connect between thefirst surface 43 a of theshaft fixing portion 43 and the first slidingsupport portion 44 . Also, thesecond spring 53 is provided so as to be able to connect between thesecond surface 43 b of theshaft fixing portion 43 and the second slidingsupport portion 45 .
クラッチ部５１は、また、第１のバネ５２の第１の滑り支持部４４側となる端部５２ａと第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃとの間に介在される第１の滑り部材５４を有している。第１の滑り部材５４は、狭範囲起歪体１１と軸固定部４３とを一体にする力の伝達を遮断可能にする部材である。また、クラッチ部５１は、第２のバネ５２の第２の滑り支持部４５側となる端部５３ａと第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃとの間に介在される第２の滑り部材５５を有している。第２の滑り部材５５は、狭範囲起歪体１１と軸固定部４３とを一体にする力の伝達を遮断可能にする部材である。 Theclutch portion 51 is also a first sliding member interposed between anend portion 52a of thefirst spring 52 on the side of the first slidingsupport portion 44 and the slidingsurface 44c of the first slidingsupport portion 44. It has amember 54 . The first slidingmember 54 is a member capable of interrupting the transmission of the force that integrates the narrow-range strain-generatingbody 11 and theshaft fixing portion 43 . In addition, theclutch portion 51 is a second sliding member interposed between theend portion 53 a of thesecond spring 52 on the side of the second slidingsupport portion 45 and the slidingsurface 45 c of the second slidingsupport portion 45 . It has amember 55 . The second slidingmember 55 is a member capable of interrupting the transmission of the force that integrates the narrow-range strain-generatingbody 11 and theshaft fixing portion 43 .
第１の滑り部材５４は、具体的には図６，７に示すように、第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃに接触可能になっている面である被摺動面５４ａと、第１のバネ５２の端部５２ａが接触可能になっている面である支持面５４ｂとを有している。被摺動面５４ａは、例えば、平面又は略平面であり、軸線ｘに直交する平面に沿っている。支持面５４ｂは被摺動面５４ａに背向している。図６，７に示すように、第１の滑り部材５４は、例えば、環状に形成された被摺動面５４ａと支持面５４ｂとを有する円環状のフランジ部５４ｃと、フランジ部５４ｃの支持面５４ｂ側から突出する突出部５４ｄとを有している。また、第１の滑り部材５４は、軸部４２が通る貫通孔５４ｅを有している。貫通孔５４ｅは、被摺動面５４ａと突出部５４ｄの先端面との間を貫通している。 Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, the first slidingmember 54 includes a slidingsurface 54a, which is a surface capable of contacting the slidingsurface 44c of the first slidingsupport portion 44; It has asupport surface 54b which is a surface with which theend portion 52a of thefirst spring 52 can come into contact. The slidingsurface 54a is, for example, a flat surface or a substantially flat surface along a plane perpendicular to the axis x. Thesupport surface 54b faces the slidingsurface 54a. As shown in FIGS. 6 and 7, the first slidingmember 54 has, for example, anannular flange portion 54c having an annular slidingsurface 54a and a supportingsurface 54b, and a supporting surface of the flange portion 54c. and a projectingportion 54d projecting from the 54b side. Further, the first slidingmember 54 has a throughhole 54e through which theshaft portion 42 passes. The throughhole 54e penetrates between the slidingsurface 54a and the tip surface of the projectingportion 54d.
第２の滑り部材５５は、具体的には図６，７に示すように、第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃに接触可能になっている面である被摺動面５５ａと、第２のバネ５３の端部５３ａが接触可能になっている面である支持面５５ｂとを有している。被摺動面５５ａは、例えば、平面又は略平面であり、軸線ｘに直交する平面に沿っている。支持面５５ｂは被摺動面５５ａに背向している。第２の滑り部材５５は、第１の滑り部５４と同様に形成されており、例えば、第１の滑り部材５４のフランジ部５４ｃ、突出部５４ｄ、及び貫通孔５４ｅに対応するフランジ部５５ｃ、突出部５５ｄ、及び貫通孔５５ｅを有している。第２の滑り部材５５は、第１の滑り部材５４と同じ部材であってもよい。 Specifically, as shown in FIGS. 6 and 7, the second slidingmember 55 includes a slidingsurface 55a which is a surface capable of coming into contact with the slidingsurface 45c of the second slidingsupport portion 45; It has asupport surface 55b which is a surface with which theend portion 53a of thesecond spring 53 can come into contact. The slidingsurface 55a is, for example, a flat surface or a substantially flat surface and extends along a plane perpendicular to the axis x. The supportingsurface 55b faces the slidingsurface 55a. The second slidingmember 55 is formed in the same manner as the first slidingmember 54. For example, theflange portion 55c corresponding to theflange portion 54c, theprotrusion 54d, and the throughhole 54e of the first slidingmember 54, It has a projectingportion 55d and a throughhole 55e. The second slidingmember 55 may be the same member as the first slidingmember 54 .
第１の滑り支持部４４の貫通孔４４ａと軸部４２との間の環状の隙間に挿入される第１の解除部材５６は、例えば図６，７に示すように、軸部４２を挿入可能な穴である挿入穴５６ｄが形成された筒状の部材であり、第１の滑り支持部４４の貫通孔４４ａにおいて、軸部４２に第１の滑り支持部４４を回転可能に支持する部分である支持部５６ａと、挿入穴５６ｄの延び方向（軸線ｘ方向）において支持部５６ａに続く部分であるストッパ部５６ｂと、挿入穴５６ｄの延び方向においてストッパ部５６ｂに続く部分である操作部５６ｃとを有している。挿入穴５６ｄは、支持部５６ａ及びストッパ部５６ｂを貫通して操作部５６ｃにまで延びている。挿入穴５６ｄは、操作部５６ｃを貫通していてもよい。支持部５６ａの外周面５６ｅは、例えば、支持部５６ａが第１の滑り支持部４４に対して軸線ｘ周りの回転方向及び軸線ｘ方向に摺動可能に、第１の滑り支持部４４の貫通孔４４ａに接触するような面となっており、具体的には例えば、軸線ｘを中心軸又は軸線ｘを略中心軸とする円筒面又は略円筒面となっている。支持部５６ａの外周面５６ｅと第１の滑り支持部４４の貫通孔４４ａとの間には隙間が形成されていてもよく、隙間が形成されていなくてもよい。ストッパ部５６ｂは、支持部５６ａの外周面５６ｅから突出しており、台座３０の支持溝３３の係止凹部３３ｃの側面に接触可能になっている。また、ストッパ部５６ｂは、図６，７に示すように、操作部５６ｃの外周面５６ｆから突出している。また、挿入穴５６ｄが開口する支持部５６ａの先端面５６ｇは、第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａに接触可能になっている。つまり、第１の解除部材５６の先端面５６ｇとストッパ部５６ｂの先端面５６ｇ側の側面との間の距離は、第１の滑り支持部４４の貫通孔４４ａの延び方向における摺動面４４ｃと外側面４４ｄとの間の距離よりも大きくなっている。 Thefirst release member 56 inserted into the annular gap between the through-hole 44a of the first slidingsupport portion 44 and theshaft portion 42 can insert theshaft portion 42, for example, as shown in FIGS. It is a cylindrical member in which aninsertion hole 56d, which is a hole, is formed, and in the throughhole 44a of the first slidingsupport portion 44, the portion that rotatably supports the first slidingsupport portion 44 on theshaft portion 42. asupport portion 56a, astopper portion 56b that continues to thesupport portion 56a in the direction in which theinsertion hole 56d extends (axis x direction), and an operatingportion 56c that continues to thestopper portion 56b in the direction in which theinsertion hole 56d extends. have. Theinsertion hole 56d penetrates thesupport portion 56a and thestopper portion 56b and extends to theoperation portion 56c. Theinsertion hole 56d may pass through theoperation portion 56c. The outerperipheral surface 56e of thesupport portion 56a is formed so that thesupport portion 56a can slide relative to the first slidingsupport portion 44 in the direction of rotation about the axis x and in the direction of the axis x. It is a surface that contacts thehole 44a, and specifically, it is a cylindrical surface or a substantially cylindrical surface having the axis x as its central axis or approximately the axis x. A gap may be formed between the outerperipheral surface 56e of thesupport portion 56a and the throughhole 44a of the first slidingsupport portion 44, or may not be formed. Thestopper portion 56b protrudes from the outerperipheral surface 56e of thesupport portion 56a and is capable of coming into contact with the side surface of thelocking recess 33c of thesupport groove 33 of thepedestal 30. As shown in FIG. 6 and 7, thestopper portion 56b protrudes from the outerperipheral surface 56f of the operatingportion 56c. Further, atip end surface 56g of thesupport portion 56a through which theinsertion hole 56d opens can come into contact with the slidingsurface 54a of the first slidingmember 54. As shown in FIG. That is, the distance between thetip surface 56g of thefirst release member 56 and the side surface of thestopper portion 56b on the side of thetip surface 56g is the same as the slidingsurface 44c in the extending direction of the throughhole 44a of the first slidingsupport portion 44. It is larger than the distance to theouter surface 44d.
また、第１の解除部材５６は、台座３０の支持溝３３に収容可能になっている。具体的には、荷重検出器１において、第１の解除部材５６の支持部５６ａ、ストッパ部５６ｂ、及び操作部５６ｃは夫々、支持溝３３の支持面３３ａ、係止凹部３３ｃ、及び支持面３３ｂに対向するようになっている。また、支持溝３３の係止凹部３３ｃの軸線ｘ１方向における幅は、第１の解除部材５６のストッパ部５６ｂの軸線ｘ方向における幅よりも大きくなっており、第１の解除部材５６は、台座３０の支持溝３３内を、軸線ｘ１方向に移動可能になっている。また、第１の解除部材５６の操作部５６ｃの軸線ｘ方向における長さは、荷重検出器１において、第１の解除部材５６の操作部５６ｃが支持溝３３から突出するような長さになっている。 Also, thefirst release member 56 can be accommodated in thesupport groove 33 of thebase 30 . Specifically, in theload detector 1, thesupport portion 56a, thestopper portion 56b, and theoperation portion 56c of the first releasingmember 56 correspond to thesupport surface 33a, the lockingrecess 33c, and thesupport surface 33b of thesupport groove 33, respectively. is designed to face The width of thelocking recess 33c of thesupport groove 33 in the direction of the axis x1 is larger than the width of thestopper portion 56b of thefirst release member 56 in the direction of the axis x. It is movable in thesupport groove 33 of 30 in the direction of the axis x1. Further, the length of theoperation portion 56c of thefirst release member 56 in the direction of the axis x is such that theoperation portion 56c of thefirst release member 56 protrudes from thesupport groove 33 in theload detector 1. ing.
第２の滑り支持部４５の貫通孔４５ａと軸部４２との間の環状の隙間に挿入される第２の解除部材５７は、例えば図６，７に示すように、軸部４２を挿入可能な穴である挿入穴５７ｄが形成された筒状の部材であり、第１の解除部材５６と同様の形態となっている。つまり、第２の解除部材５７は、第１の解除部材５６の支持部５６ａ、ストッパ部５６ｂ、操作部５６ｃ、及び挿入穴５６ｄに夫々対応する、支持部５７ａ、ストッパ部５７ｂ、操作部５７ｃ、及び挿入穴５７ｄを有している。第２の滑り支持部４５及び台座３０の支持溝３４に対する第２の解除部材５７の形態は、上述の第１の滑り支持部４４及び台座３０の支持溝３３に対する第１の解除部材５６の形態と同様になっている。第２の解除部材５７は、第１の解除部材５６と同じ部材であってもよい。 The second releasingmember 57 inserted into the annular gap between the through-hole 45a of the second slidingsupport portion 45 and theshaft portion 42 can insert theshaft portion 42, for example, as shown in FIGS. It is a cylindrical member in which aninsertion hole 57 d is formed, and has the same shape as thefirst release member 56 . That is, thesecond release member 57 includes asupport portion 57a, astopper portion 57b, anoperation portion 57c, and anoperation portion 57c corresponding to thesupport portion 56a, thestopper portion 56b, theoperation portion 56c, and theinsertion hole 56d of thefirst release member 56, respectively. and aninsertion hole 57d. The form of thesecond release member 57 with respect to the secondslide support portion 45 and thesupport groove 34 of thebase 30 is the same as the form of thefirst release member 56 with respect to the above-described firstslide support portion 44 and thesupport groove 33 of thebase 30. is similar to Thesecond release member 57 may be the same member as thefirst release member 56 .
支持機構４０は、図２，４，６に示すように、台座３０の支持溝３３に収容された第１の解除部材５６を台座３０の支持溝３３内に保持するための部材である第１の保持部材４６を有している。第１の保持部材４６は、台座３０に固定可能になっている。同様に、支持機構４０は、図２，４，６に示すように、台座３０の支持溝３４に収容された第２の解除部材５７を台座３０の収容溝３４内に保持するための部材である第２の保持部材４７を有している。第２の保持部材４７は、台座３０に固定可能になっている。 Thesupport mechanism 40 is a member for holding thefirst release member 56 accommodated in thesupport groove 33 of the base 30 in thesupport groove 33 of thebase 30, as shown in FIGS. holdingmember 46. The first holdingmember 46 can be fixed to thepedestal 30 . Similarly, thesupport mechanism 40 is a member for holding thesecond release member 57 accommodated in thesupport groove 34 of the base 30 in theaccommodation groove 34 of thebase 30, as shown in FIGS. It has a certain second retainingmember 47 . The second holdingmember 47 can be fixed to thepedestal 30 .
また、荷重検出器１は、図１～３に示すように、荷重検出対象の荷重が加えられる部材である載置部材６０を有している。載置部材６０は、広範囲起歪体２１の荷重面２４ａに固定されるようになっている。また、載置部材６０は、荷重検出対象の荷重が加えられる面である荷重面６３を有している。載置部材６０は、例えば、上面視において、矩形又は略矩形となっている。載置部材６０は、例えば図１～３に示すように、互いに背向する一対の面（上面６１及び下面６２）を有しており、荷重面６３は、上面６１に形成されており、荷重面６３は、上面６１の他の部分よりも凹んだ部分に形成されている。また、載置部材６０は、例えば、下面６２の一部において広範囲起歪体２１の荷重面２４ａに固定されるようになっている。下面６２の広範囲起歪体２１の荷重面２４ａに固定される部分は、例えば、一の端に沿った部分である。 Moreover, as shown in FIGS. 1 to 3, theload detector 1 has a mountingmember 60 which is a member to which a load to be detected is applied. The mountingmember 60 is fixed to theload surface 24 a of the wide-rangestrain generating body 21 . The mountingmember 60 also has aload surface 63 that is a surface to which a load to be detected is applied. The mountingmember 60 is, for example, rectangular or substantially rectangular when viewed from above. 1 to 3, the mountingmember 60 has a pair of surfaces (anupper surface 61 and a lower surface 62) that face each other, and aload surface 63 is formed on theupper surface 61 to support the load. Thesurface 63 is formed in a portion recessed from other portions of theupper surface 61 . Further, the mountingmember 60 is fixed to theload surface 24a of the wide-rangestrain generating body 21 at a part of thelower surface 62, for example. The portion of thelower surface 62 fixed to theload surface 24a of the wide-range strain-generatingbody 21 is, for example, a portion along one end.
荷重検出器１は、上述の構成部材を有しており、各構成部材が組み立てられて図１に示す荷重検出器１となる。支持機構４０は、図７に示すように組み立てられる。つまり、第１のバネ５２内に軸部４２が端部４２ａ側から通され、第１のバネ５２の端部５２ａに第１の滑り部材５４が、また、第１の滑り部材５４に第１の滑り支持部４４が、夫々押し付けられて第１のバネ５２が圧縮されて、第１の滑り部材５４の貫通孔５４ｅ内に、また、第１の滑り支持部４４の貫通孔４４ａ内に、軸部４２の端部４２ａ側の部分が通される。そして、第１の解除部材５６の貫通穴５６ｄ内に軸部４２の端部４２ａが挿入され、第１の解除部材５６の支持部５６ａが第１の滑り支持部４４の貫通孔４４ａに通される。同様に、第２のバネ５３内に軸部４２が端部４２ｂ側から通され、第２のバネ５３の端部５３ａに第２の滑り部材５５が、また、第２の滑り部材５５に第２の滑り支持部４５が、夫々押し付けられて第２のバネ５３が圧縮されて、第２の滑り部材５５の貫通孔５５ｅ内に、また、第２の滑り支持部４５の貫通孔４５ａ内に、軸部４２の端部４２ｂ側の部分が通される。そして、第２の解除部材５７の貫通穴５７ｄ内に軸部４２の端部４２ｂが挿入され、第２の解除部材５７の支持部５７ａが第２の滑り支持部４５の貫通孔４５ａに通される。 Theload detector 1 has the components described above, and each component is assembled to form theload detector 1 shown in FIG. Thesupport mechanism 40 is assembled as shown in FIG. That is, theshaft portion 42 is passed through thefirst spring 52 from theend portion 42a side, the first slidingmember 54 is attached to theend portion 52a of thefirst spring 52, and the first slidingmember 54 is attached to the first slidingmember 54. The slidingsupport portions 44 are pressed, respectively, and thefirst spring 52 is compressed, into the throughhole 54e of the first slidingmember 54 and into the throughhole 44a of the first slidingsupport portion 44, The portion on theend portion 42a side of theshaft portion 42 is passed through. Then, theend portion 42a of theshaft portion 42 is inserted into the throughhole 56d of thefirst release member 56, and thesupport portion 56a of thefirst release member 56 is passed through the throughhole 44a of the first slidingsupport portion 44. be. Similarly, theshaft portion 42 is passed through thesecond spring 53 from theend portion 42b side. The two slidingsupport portions 45 are pressed, respectively, and thesecond spring 53 is compressed into the throughhole 55e of the second slidingmember 55 and into the throughhole 45a of the second slidingsupport portion 45. , the portion of theshaft portion 42 on the side of theend portion 42b is passed therethrough. Then, theend portion 42b of theshaft portion 42 is inserted into the throughhole 57d of thesecond release member 57, and thesupport portion 57a of thesecond release member 57 is passed through the throughhole 45a of the second slidingsupport portion 45. be.
この状態において、図２に示すように、支持機構４０に狭範囲ロードセル１０が組み付けられる。つまり、第１の滑り支持部４４の固定面４４ｂに、狭範囲起歪体１１の固定部１３が、端部１３ｃにおける下面１３ｂにおいて載置されて、第１の滑り支持部４４が狭範囲起歪体１１の固定部１３の端部１３ｃに固定される。同様に、第２の滑り支持部４５の固定面４５ｂに、狭範囲起歪体１１の固定部１３が、端部１３ｄにおける下面１３ｂにおいて載置されて、第２の滑り支持部４５が狭範囲起歪体１１の固定部１３の端部１３ｄに固定される。第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５と狭範囲起歪体１１との夫々の固定は、例えば、狭範囲起歪体１１の貫通孔１３ｅにネジ（不図示）を通し、このネジを第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５に螺合させることによりなされる。第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５と狭範囲起歪体１１との固定は、他の方法によってなされてもよい。 In this state, the narrowrange load cell 10 is assembled to thesupport mechanism 40 as shown in FIG. That is, the fixingportion 13 of the narrow-range strain-generatingbody 11 is placed on the fixingsurface 44b of the first slidingsupport portion 44 at thelower surface 13b of theend portion 13c, so that the first slidingsupport portion 44 can be raised in the narrow-range. It is fixed to theend portion 13 c of the fixingportion 13 of thestrain body 11 . Similarly, the fixingportion 13 of the narrow-range strain-generatingbody 11 is placed on the fixingsurface 45b of the second slidingsupport portion 45 at thelower surface 13b of theend portion 13d, so that the second slidingsupport portion 45 is fixed to the narrow-range. It is fixed to theend portion 13 d of the fixingportion 13 of thestrain generating body 11 . The first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 are fixed to the narrow-range strain-generatingbody 11, for example, by passing screws (not shown) through the through-holes 13e of the narrow-range strain-generatingbody 11, This screw is screwed into the first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 . The fixing of the first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 to the narrow-range strain-generatingbody 11 may be performed by other methods.
この状態において、支持機構４０の第１の滑り支持部４４と第２の滑り支持部４５との間の部分が台座３０の収容部３５内に収容され、第１の解除部材５６が台座３０の支持溝３３内に収容され、第２の解除部材５７が台座３０の支持溝３４内に収容される。具体的には、第１の解除部材５６の支持部５６ａ、ストッパ部５６ｂ、及び操作部５６ｃが、支持溝３３の支持面３３ａ、係止凹部３３ｃ、及び支持面３３ｂ夫々の形成する空間内に夫々収容される。同様に、第２の解除部材５７の支持部５７ａ、ストッパ部５７ｂ、及び操作部５７ｃが、支持溝３４の支持面３４ａ、係止凹部３４ｃ、及び支持面３４ｂ夫々の形成する空間内に夫々収容される。軸固定部４３は収容部３５の収容凹部３８内に収容されて固定される（図８参照）。そして、第１の解除部材５６を覆うように第１の保持部材４６が台座３０に固定され、第２の解除部材５７を覆うように第２の保持部材４７が台座３０に固定される（図９参照）。このように、支持機構４０は組み立てられ、台座３０に組み付けられる。なお、図８，９において、狭範囲ロードセル１０の図示が省略されている。 In this state, the portion between the first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 of thesupport mechanism 40 is housed in thehousing portion 35 of thepedestal 30, and thefirst release member 56 is placed on thepedestal 30. It is accommodated in thesupport groove 33 and thesecond release member 57 is accommodated in thesupport groove 34 of thebase 30 . Specifically, thesupport portion 56a, thestopper portion 56b, and theoperation portion 56c of thefirst release member 56 are positioned within the space formed by thesupport surface 33a, the lockingrecess 33c, and thesupport surface 33b of thesupport groove 33, respectively. accommodated respectively. Similarly, thesupport portion 57a, thestopper portion 57b, and theoperation portion 57c of thesecond release member 57 are accommodated in the spaces formed by thesupport surface 34a, the lockingrecess 34c, and thesupport surface 34b of thesupport groove 34, respectively. be done. Theshaft fixing portion 43 is accommodated and fixed in theaccommodation recess 38 of the accommodation portion 35 (see FIG. 8). The first holdingmember 46 is fixed to the base 30 so as to cover thefirst release member 56, and the second holdingmember 47 is fixed to the base 30 so as to cover the second release member 57 (Fig. 9). Thus, thesupport mechanism 40 is assembled and attached to thepedestal 30 . 8 and 9, illustration of the narrowrange load cell 10 is omitted.
図６，８，９に示すように、台座３０に組み付けられた支持機構４０において、第１のバネ５２は、軸部４２に固定された軸固定部４３の第１の面４３ａと狭範囲起歪体１１に固定された第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃとの間で圧縮されている。同様に、第２のバネ５３は、軸部４２に固定された軸固定部４３の第２の面４３ｂと狭範囲起歪体１１に固定された第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃとの間で圧縮されている。また、第１の滑り部材５４が第１のバネ５２の力を受け、第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａが第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃに押し付けられている。同様に、第２の滑り部材５５が第２のバネ５３の力を受け、第２の滑り部材５５の被摺動面５５ａが第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃに押し付けられている。 As shown in FIGS. 6, 8, and 9, in thesupport mechanism 40 assembled to thepedestal 30, thefirst spring 52 is connected to thefirst surface 43a of theshaft fixing portion 43 fixed to theshaft portion 42 and the narrow-range lifting force. It is compressed between the slidingsurface 44 c of the first slidingsupport portion 44 fixed to thestrain body 11 . Similarly, thesecond spring 53 has asecond surface 43b of theshaft fixing portion 43 fixed to theshaft portion 42 and a slidingsurface 45c of the second slidingsupport portion 45 fixed to the narrow-range strain-generatingbody 11. is compressed between Also, the first slidingmember 54 receives the force of thefirst spring 52 , and the slidingsurface 54 a of the first slidingmember 54 is pressed against the slidingsurface 44 c of the first slidingsupport portion 44 . Similarly, the second slidingmember 55 receives the force of thesecond spring 53 , and the slidingsurface 55 a of the second slidingmember 55 is pressed against the slidingsurface 45 c of the second slidingsupport portion 45 . .
荷重検出器１において、狭範囲起歪体１１は、第１の滑り支持部４４及び第１の解除部材５６を介して、また、第２の滑り支持部４５及び第２の解除部材５７を介して、軸部４２に回転可能に支持されている。一方、第１のバネ５２の力によって、第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａが第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃに押し付けられており、狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力が第１の滑り支持部４４を介して狭範囲起歪体１１に加わっている。同様に、第２のバネ５３の力によって、第２の滑り部材５５の被摺動面５５ａが第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃに押し付けられており、狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力が第２の滑り支持部４５を介して狭範囲起歪体１１に加わっている。このため、狭範囲起歪体１１の起歪部１４の先端部１４ｃに所定の大きさ以上の荷重が加わらないと、第１のバネ５２の力と第２のバネ５３の力とに基づく狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力に抗して、狭範囲起歪体１１を軸部４２周りに回転させることはできない。狭範囲起歪体１１の起歪部１４の先端部１４ｃに所定の大きさより大きな荷重が加わると、第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａに対して第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃが滑り、また、第２の滑り部材５５の被摺動面５５ａに対して第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃが滑り、狭範囲起歪体１１は軸部４２周りに回転する。 In theload detector 1, the narrow-range strain-generatingbody 11 is moved through the first slidingsupport portion 44 and thefirst release member 56, and through the second slidingsupport portion 45 and thesecond release member 57. and is rotatably supported by theshaft portion 42 . On the other hand, the slidingsurface 54a of the first slidingmember 54 is pressed against the slidingsurface 44c of the first slidingsupport portion 44 by the force of thefirst spring 52. A force resisting rotation around theportion 42 is applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 via the first slidingsupport portion 44 . Similarly, the slidingsurface 55a of the second slidingmember 55 is pressed against the slidingsurface 45c of the second slidingsupport portion 45 by the force of thesecond spring 53. A force resisting rotation around theshaft portion 42 is applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 via the second slidingsupport portion 45 . For this reason, unless a load of a predetermined magnitude or more is applied to thedistal end portion 14c of the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11, the force of thefirst spring 52 and the force of thesecond spring 53 cause a narrow force. The narrow-range strain-generatingbody 11 cannot be rotated around theshaft portion 42 against the force resisting the rotation of the range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 . When a load larger than a predetermined amount is applied to thetip portion 14c of the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11, the first slidingsupport portion 44 slides against the slidingsurface 54a of the first slidingmember 54. The slidingsurface 44c slides, and the slidingsurface 45c of the second slidingsupport portion 45 slides against the slidingsurface 55a of the second slidingmember 55. Rotate.
また、第１の解除部材５６は、支持溝３３内を軸線ｘ方向に移動可能になっている。このため、第１の解除部材５６を第１の滑り部材５４側に押すことにより、第１のバネ５２の力に抗して第１の滑り部材５４を軸固定部４３側に動かすことができる。これにより、第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａを第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃから離間させて、第１のバネ５２の力の第１の滑り支持部４４への伝達を解除することができる。第１のバネ５２の力の第１の滑り支持部４４への伝達が解除されると、第２のバネ５３のみに基づく狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力が狭範囲起歪体１１に加わり、狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力は低減する。このため、狭範囲起歪体１１を軸部４２周りに回転させるために必要な荷重は小さくなる。 Also, thefirst release member 56 is movable in thesupport groove 33 in the direction of the axis x. Therefore, by pushing thefirst release member 56 toward the first slidingmember 54 , the first slidingmember 54 can be moved toward theshaft fixing portion 43 against the force of thefirst spring 52 . . As a result, the slidingsurface 54 a of the first slidingmember 54 is separated from the slidingsurface 44 c of the first slidingsupport portion 44 , and the force of thefirst spring 52 is applied to the first slidingsupport portion 44 . Transmission can be canceled. When the transmission of the force of thefirst spring 52 to the first slidingsupport portion 44 is released, the force resisting the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 about theshaft portion 42 based only on thesecond spring 53 is released. The force applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 and resisting the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 is reduced. Therefore, the load required to rotate the narrow-range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 is reduced.
同様に、第２解除部材５７は、支持溝３４内を軸線ｘ方向に移動可能になっており、このため、第２の解除部材５７を第２の滑り部材５５側に押すことにより、第２のバネ５３の力に抗して第２の滑り部材５５を軸固定部４３側に動かすことができる。これにより、第２の滑り部材５５の被摺動面５５ａを第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃから離間させて、第２のバネ５３の力の第２の滑り支持部４５への伝達を解除することができる。第２のバネ５３の力の第２の滑り支持部４５への伝達が解除されると、第１のバネ５２のみに基づく狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力が狭範囲起歪体１１に加わり、狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力は低減する。このため、狭範囲起歪体１１を軸部４２周りに回転させるために必要な荷重は小さくなる。 Similarly, thesecond release member 57 is movable in thesupport groove 34 in the direction of the axis x. Therefore, by pushing thesecond release member 57 toward the second slidingmember 55, the second It is possible to move the second slidingmember 55 toward theshaft fixing portion 43 against the force of thespring 53 . As a result, the slidingsurface 55 a of the second slidingmember 55 is separated from the slidingsurface 45 c of the second slidingsupport portion 45 , and the force of thesecond spring 53 is applied to the second slidingsupport portion 45 . Transmission can be canceled. When the transmission of the force of thesecond spring 53 to the second slidingsupport portion 45 is released, the force resisting the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 based only on thefirst spring 52 is released. The force applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 and resisting the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 is reduced. Therefore, the load required to rotate the narrow-range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 is reduced.
また、第１の解除部材５６及び第２の解除部材５７夫々を軸固定部４３側に動かして、第１のバネ５２の力の第１の滑り支持部４４への伝達を解除し、第２のバネ５３の力の第２の滑り支持部４５への伝達を解除することもできる。この場合、第１のバネ５２及び第２のバネ５３に基づく狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力は消滅する。 Also, thefirst release member 56 and thesecond release member 57 are moved toward theshaft fixing portion 43 to release the transmission of the force of thefirst spring 52 to the firstslide support portion 44, and thesecond release member 57 is released. It is also possible to cancel transmission of the force of thespring 53 to the second slidingsupport 45 . In this case, the force against the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 based on thefirst spring 52 and thesecond spring 53 disappears.
また、広範囲ロードセル２０が台座３０に固定されて、広範囲ロードセル２０が組み付けられる。具体的には図１に示すように、広範囲起歪体２１の固定部２３の固定面２３ｂが台座３０の固定面３１ａに載置され、広範囲起歪体２１が固定部２３において台座３０に固定される。広範囲起歪体２１と台座３０との固定は、例えば図示しないネジやボルトの螺合によってなされる。広範囲起歪体２１と台座３０との固定は、他の固定方法によってなされてもよい。 Further, the widerange load cell 20 is fixed to thepedestal 30, and the widerange load cell 20 is assembled. Specifically, as shown in FIG. 1, the fixingsurface 23b of the fixingportion 23 of the wide-range strain-generatingbody 21 is placed on the fixingsurface 31a of thebase 30, and the wide-range strain-generatingbody 21 is fixed to the base 30 at the fixingportion 23. be done. The wide-range strain-generatingbody 21 and thepedestal 30 are fixed by, for example, screws or bolts (not shown). Fixation between the wide-range strain-generatingbody 21 and the base 30 may be performed by other fixing methods.
また、広範囲ロードセル２０の組み付けの際、狭範囲起歪体１１の起歪部１４の先端部１４ｃが、広範囲起歪体２１の段差面２４ｃの収容穴２４ｄ内に収容される。図１０の収容穴２４ｄ近傍の断面図に示すように、荷重検出器１において、狭範囲起歪体１１の起歪部１４の先端部１４ｃにおける上面１４ａは、広範囲起歪体２１の収容穴２４ｄの上面２４ｅに接触している。これにより、広範囲起歪体２１に加わった荷重は、収容穴２４ｄの上面２４ｅを介して、狭範囲起歪体１１の起歪部１４に伝わるようになっている。 When the wide-range load cell 20 is assembled, thedistal end portion 14c of the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11 is accommodated in theaccommodation hole 24d of the steppedsurface 24c of the wide-range strain-generatingbody 21 . 10, in theload detector 1, theupper surface 14a of thedistal end portion 14c of the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11 is located near theaccommodation hole 24d of the wide-range strain-generatingbody 21. As shown in FIG. is in contact with theupper surface 24e of the . As a result, the load applied to the wide-range strain-generatingbody 21 is transmitted to the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11 via theupper surface 24e of thehousing hole 24d.
また、載置部材６０が広範囲ロードセル２０に固定されて、載置部材６０が組み付けられる。具体的には、載置部材６０の下面６２が広範囲起歪体２１の荷重部２４の荷重面２４ａに載置され、載置部材６０が広範囲起歪体２１の荷重部２４に固定される。載置部材６０と広範囲起歪体２１との固定は、例えば図示しないネジやボルトの螺合によってなされる。載置部材６０と広範囲起歪体２１との固定は、他の固定方法によってなされてもよい。 Further, the mountingmember 60 is fixed to the widerange load cell 20, and the mountingmember 60 is assembled. Specifically, thelower surface 62 of the mountingmember 60 is placed on theload surface 24 a of theload portion 24 of the widerange strain body 21 , and the mountingmember 60 is fixed to theload portion 24 of the widerange strain body 21 . The mountingmember 60 and the wide-rangestrain generating body 21 are fixed by, for example, screws or bolts (not shown). The mountingmember 60 and the wide-rangestrain generating body 21 may be fixed by other fixing methods.
次いで、上述の構成を有する荷重検出器１の作用について説明する。 Next, the operation of theload detector 1 having the above configuration will be explained.
狭範囲起歪体１１は、広範囲起歪体２１よりも弾性変形し易く、このため、狭範囲ロードセル１０の荷重検出範囲は、広範囲ロードセル２０よりも狭いが、狭範囲ロードセル１０の分解能は広範囲ロードセル２０の分解能よりも高い。このように、荷重検出器１においては、狭範囲ロードセル１０によって、狭い範囲の荷重を高精度に検出でき、また、広範囲ロードセル２０によって、狭範囲ロードセル１０の検出精度よりも検出精度は低くなるが、広い範囲の荷重を検出できる。また、クラッチ部５１（第１の滑り部材５４、第１の滑り支持部４４、第１の解除部材５６、第２の滑り部材５５、第２の滑り支持部４５、第２の解除部材５７）によって、所定の大きさよりも大きな荷重が狭範囲ロードセル１０に加わった場合、狭範囲ロードセル１０が軸部４２周りに回転するため、狭範囲ロードセル１０に過大な荷重が加わることを防止することができる。また、クラッチ部５１によって、狭範囲起歪体１１に加わる狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力を低減させることにより、狭範囲ロードセル１０の検出する荷重の範囲を移動させることがきる。以下、荷重検出器１の作用について具体的に説明する。 The narrow-range strain-generatingbody 11 is more elastically deformable than the wide-range strain-generatingbody 21. Therefore, although the load detection range of the narrow-range load cell 10 is narrower than that of the wide-range load cell 20, the resolution of the narrow-range load cell 10 is that of the wide-range load cell. Better than 20 resolution. Thus, in theload detector 1, the narrow-range load cell 10 can detect the load in a narrow range with high accuracy, and the wide-range load cell 20 makes the detection accuracy lower than that of the narrow-range load cell 10. , can detect a wide range of loads. Also, the clutch portion 51 (first slidingmember 54, first slidingsupport portion 44,first release member 56, second slidingmember 55, second slidingsupport portion 45, second release member 57) Therefore, when a load larger than a predetermined magnitude is applied to the narrowrange load cell 10, the narrowrange load cell 10 rotates around theshaft portion 42, so that it is possible to prevent an excessive load from being applied to the narrowrange load cell 10. . In addition, by reducing the force against the rotation of the narrow-range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 by theclutch portion 51, the load detected by the narrow-range load cell 10 can be moved. can let The action of theload detector 1 will be specifically described below.
図１１は、載置部材６０に荷重が加わっていない初期状態における荷重検出器１の平面図である。図１２は、荷重検出器１を初期状態にするための操作を説明するための図であり、荷重検出器１の上面図である。図１３は、初期状態における荷重検出器１の上面図である。なお、図１２，１３において、載置部材６０、広範囲ロードセル２０、及び狭範囲ロードセル１０の図示が省略されている。初期状態において、図１１に示すように、広範囲起歪体２１にひずみはなく、また、狭範囲起歪体１１にひずみはない。また、初期状態において、図１３に示すように、クラッチ部５１は締結されている。これにより、第１のバネ５２の力によって、第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａが第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃに押し付けられて、狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力（以下、「第１の回転抗力」ともいう。）が狭範囲起歪体１１に加わっている。同様に、第２のバネ５３の力によって、第２の滑り部材５５の被摺動面５５ａが第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃに押し付けられて、狭範囲起歪体１１の軸部４２周りの回転に抗する力（以下、「第２の回転抗力」ともいう。）が狭範囲起歪体１１に加わっている。 FIG. 11 is a plan view of theload detector 1 in an initial state in which no load is applied to the mountingmember 60. FIG. FIG. 12 is a diagram for explaining the operation for initializing theload detector 1, and is a top view of theload detector 1. FIG. FIG. 13 is a top view ofload detector 1 in the initial state. 12 and 13, illustration of the mountingmember 60, the widerange load cell 20, and the narrowrange load cell 10 is omitted. In the initial state, as shown in FIG. 11, the wide-range strain-generatingbody 21 is not strained, and the narrow-range strain-generatingbody 11 is not strained. Further, in the initial state, as shown in FIG. 13, theclutch portion 51 is engaged. As a result, the slidingsurface 54a of the first slidingmember 54 is pressed against the slidingsurface 44c of the first slidingsupport portion 44 by the force of thefirst spring 52, thereby A force that resists rotation around the portion 42 (hereinafter also referred to as “first rotational resistance”) is applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 . Similarly, the force of thesecond spring 53 presses the slidingsurface 55a of the second slidingmember 55 against the slidingsurface 45c of the second slidingsupport portion 45, thereby A force that resists rotation around the portion 42 (hereinafter also referred to as “second rotational resistance”) is applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 .
なお、荷重検出器１を初期状態にするために、荷重検出器１に対し、ひずみ開放操作がなされる。具体的には、図１２に示すように、第１の解除部材５６及び第２の解除部材５７を夫々軸固定部４３側に押して、第１の滑り部材５４及び第２の滑り部材５５を押し、第１のバネ５２の力に抗して第１の滑り部材５４を軸固定部４３側に移動させ、また、第２のバネ５３の力に抗して第２の滑り部材５５を軸固定部４３側に移動させる。これにより、第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａが第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃから離間し、第１のバネ５２側のクラッチ部５１は、接続が解放されたクラッチ解放状態となる。同様に、第２の滑り部材５５の被摺動面５５ａが第１の滑り支持部４５の摺動面４５ｃから離間し、第２のバネ５３側のクラッチ部５１は、接続が解放されたクラッチ解放状態となる。これにより、狭範囲起歪体１１には、第１の回転抗力及び第２回転抗力が加わらなくなり、狭範囲起歪体１１は、軸線ｘ周りに回転可能になる。これにより、ひずみ開放操作の前に狭範囲起歪体１１にひずみが生じていた場合は、狭範囲起歪体１１のひずみが解消し、狭範囲起歪体１１はひずみが生じていない状態となる。 In order to restore theload detector 1 to its initial state, the strain relief operation is performed on theload detector 1 . Specifically, as shown in FIG. 12, thefirst release member 56 and thesecond release member 57 are pushed toward theshaft fixing portion 43 to push the first slidingmember 54 and the second slidingmember 55. , the first slidingmember 54 is moved toward theshaft fixing portion 43 against the force of thefirst spring 52, and the second slidingmember 55 is axially fixed against the force of thesecond spring 53. It is moved to thepart 43 side. As a result, the slidingsurface 54a of the first slidingmember 54 is separated from the slidingsurface 44c of the first slidingsupport portion 44, and theclutch portion 51 on the side of thefirst spring 52 becomes a disengaged clutch. Released. Similarly, the slidingsurface 55a of the second slidingmember 55 is separated from the slidingsurface 45c of the first slidingsupport portion 45, and theclutch portion 51 on the side of thesecond spring 53 is connected to the released clutch. Released. As a result, the first rotational resistance and the second rotational resistance are not applied to the narrow-range strain-generatingbody 11, and the narrow-range strain-generatingbody 11 becomes rotatable around the axis x. As a result, if the narrow-range strain-generatingbody 11 is distorted before the strain release operation, the strain in the narrow-range strain-generatingbody 11 is eliminated, and the narrow-range strain-generatingbody 11 is brought into a state in which no strain is generated. Become.
その後、図１３に示すように、第１の解除部材５６を押す力を除き、第１の解除部材５６を軸固定部４３から離れる方向に移動させて、第１の解除部材５６による解除を解き、再度第１のバネ５２側のクラッチ部５１を接触状態にする。同様に、第２の解除部材５７を押す力を除き、第２の解除部材５７を軸固定部４３から離れる方向に移動させて、第２の解除部材５７による解除を解き、再度第２のバネ５３側のクラッチ部５１を接触状態にする。これにより、上述のように、荷重検出器１は初期状態になる。 Thereafter, as shown in FIG. 13, the force pushing thefirst release member 56 is removed, and thefirst release member 56 is moved away from theshaft fixing portion 43 to release the release by thefirst release member 56. , theclutch portion 51 on the side of thefirst spring 52 is brought into the contact state again. Similarly, the force pushing thesecond release member 57 is removed, thesecond release member 57 is moved away from theshaft fixing portion 43, the release by thesecond release member 57 is released, and the second spring is released again. Theclutch portion 51 on the 53 side is brought into the contact state. As a result, theload detector 1 is brought into the initial state as described above.
図１８は、荷重検出器１の載置部材６０に加わる荷重と、狭範囲ロードセル１０のひずみ検出部１２の出力及び広範囲ロードセル２０のひずみ検出部２２の出力夫々との関係を示すグラフである。図１１，１３に示す初期状態においては、荷重検出器１に加わる荷重はなく、図１８のグラフにおいて、狭範囲ロードセル１０のひずみ検出部１２の出力及び広範囲ロードセル２０のひずみ検出部２２の出力は夫々、荷重０に対応する値となり、出力は０である。 FIG. 18 is a graph showing the relationship between the load applied to the mountingmember 60 of theload detector 1, the output of thestrain detector 12 of the narrowrange load cell 10, and the output of thestrain detector 22 of the widerange load cell 20, respectively. In the initial state shown in FIGS. 11 and 13, no load is applied to theload detector 1, and in the graph of FIG. Each value corresponds to a load of 0, and the output is 0.
載置部材６０に荷重が加わると、荷重面２４ａを介して広範囲起歪体２１に荷重が伝わり、そして、広範囲起歪体２１の収容穴２４ｄ及び狭範囲起歪体１１の先端部１４ｃを介して狭範囲起歪体１１に荷重が伝わる。これにより、図１４に示すように、広範囲起歪体２１の起歪部２５が変形し、狭範囲起歪体１１の起歪部１４が変形する。そして、狭範囲ロードセル１０のひずみ検出部１２が起歪部１４の変形に対応した出力値を出力し、また、広範囲ロードセル２０のひずみ検出部２２が起歪部２５の変形に対応した出力値を出力する。広範囲起歪体２１から狭範囲起歪体１１に荷重が伝わると、狭範囲起歪体１１を軸部４２周りに回転させようとする力（以下、「回転力」ともいう。）が発生する。狭範囲起歪体１１に加わる荷重に基づく回転力が、第１のバネ５２に基づく第１の回転抗力と第２のバネ５３に基づく第２の回転抗力との合力よりも小さい又はこの合力と同じ場合、図１３に示すようにクラッチ部５１は締結されておりクラッチ締結状態にあり、狭範囲起歪体１１は支持機構４０に固定されている。このため、載置部材６０に加わる荷重が、クラッチ締結状態が維持される範囲にある場合は、狭範囲起歪体１１の起歪部１４は、載置部材６０に加わる荷重の大きさに比例して変形し、図１８に示すように、狭範囲ロードセル１０のひずみ検出部１２は、載置部材６０に加わる荷重の大きさに比例した大きさの出力値を出力する。図１８に示すように、荷重検出器１においては、載置部材６０に加わる荷重が、荷重０から荷重１までの範囲内にあると、クラッチ部５１はクラッチ締結状態を維持する。 When a load is applied to the mountingmember 60, the load is transmitted to the wide-range strain-generatingbody 21 through theload surface 24a, and then through the receivinghole 24d of the wide-range strain-generatingbody 21 and thetip portion 14c of the narrow-range strain-generatingbody 11. load is transmitted to the narrow-range strain-generatingbody 11. As a result, as shown in FIG. 14, the strain-generatingportion 25 of the wide-range strain-generatingbody 21 is deformed, and the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11 is deformed. Thestrain detector 12 of the narrow-range load cell 10 outputs an output value corresponding to the deformation of the strain-generatingportion 14, and thestrain detector 22 of the wide-range load cell 20 outputs an output value corresponding to the deformation of the strain-generatingportion 25. Output. When a load is transmitted from the wide-range strain-generatingbody 21 to the narrow-range strain-generatingbody 11 , a force (hereinafter also referred to as “rotational force”) is generated to rotate the narrow-range strain-generatingbody 11 around theshaft portion 42 . . The rotational force based on the load applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 is smaller than or equal to the resultant force of the first rotational resistance based on thefirst spring 52 and the second rotational resistance based on thesecond spring 53. In the same case, as shown in FIG. 13, theclutch portion 51 is in a clutch-engaged state, and the narrow-range strain-generatingbody 11 is fixed to thesupport mechanism 40 . Therefore, when the load applied to the mountingmember 60 is within the range in which the clutch engagement state is maintained, the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11 is proportional to the magnitude of the load applied to the mountingmember 60. 18, thestrain detector 12 of the narrowrange load cell 10 outputs an output value proportional to the magnitude of the load applied to the mountingmember 60. As shown in FIG. As shown in FIG. 18, in theload detector 1, when the load applied to the mountingmember 60 is within the range from load 0 to load 1, theclutch portion 51 maintains the clutch engaged state.
載置部材６０に加わる荷重の値が荷重１よりも大きくなると、クラッチ部５１はクラッチ締結状態を維持できなくなり、クラッチ滑り状態となる。つまり、狭範囲起歪体１１に加わる荷重に基づく回転力が、第１のバネ５２に基づく第１の回転抗力と第２のバネ５３に基づく第２の回転抗力との合力よりも大きくなり、第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃが第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａに対して滑り、第２の滑り支持部４５の摺動面４５ｃが第２の滑り部材５５の被摺動面５５ａに対して滑る。これにより、図１５に示すように、第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５が軸部４２周りに回転して傾斜し、狭範囲起歪体１１が軸部４２周りに回転して固定部１３が傾斜する。 When the value of the load applied to the mountingmember 60 becomes larger than theload 1, theclutch portion 51 cannot maintain the clutch engagement state, and the clutch slips. That is, the rotational force based on the load applied to the narrow-range strain-generatingbody 11 becomes larger than the resultant force of the first rotational resistance based on thefirst spring 52 and the second rotational resistance based on thesecond spring 53, The slidingsurface 44c of the first slidingsupport portion 44 slides against the slidingsurface 54a of the first slidingmember 54, and the slidingsurface 45c of the second slidingsupport portion 45 slides against the slidingsurface 54a of the second slidingmember 55. It slides on the slidingsurface 55a. As a result, as shown in FIG. 15, the first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 rotate and tilt around theshaft portion 42, and the narrow-rangestrain generating body 11 rotates around theshaft portion 42. As a result, the fixedportion 13 is tilted.
載置部材６０に加わる荷重の値が荷重１よりも大きくなると、狭範囲起歪体１１に伝わる荷重も大きくなるが、荷重１の大きさの荷重が載置部材６０に加わった際に狭範囲起歪体１１に伝達される荷重を超えた分の荷重によって、第１の滑り支持部４４及び第２の滑り支持部４５は滑り運動をする。このため、載置部材６０に加わる荷重が荷重１よりも大きくなったクラッチ滑り状態において、狭範囲起歪体１１の変形量は、荷重１の際の狭範囲起歪体１１の変形量に維持され、図１８に示すように、狭範囲ロードセル１０のひずみ検出部１２の出力は、一定となり、荷重１の際の出力値ｖ１を維持する。 When the value of the load applied to the mountingmember 60 becomes larger than theload 1, the load transmitted to the narrow-range strain-generatingbody 11 also increases. The first slidingsupport portion 44 and the second slidingsupport portion 45 slide due to the load exceeding the load transmitted to thestrain generating body 11 . Therefore, in the clutch slipping state in which the load applied to the mountingmember 60 is greater thanload 1, the amount of deformation of the narrow-range strain-generatingbody 11 is maintained at the amount of deformation of the narrow-range strain-generatingbody 11 atload 1. 18, the output of thestrain detector 12 of the narrowrange load cell 10 becomes constant and maintains the output value v1 when the load is 1.
荷重１の大きさの荷重が載置部材６０に加わった際に狭範囲起歪体１１に伝達される荷重を、狭範囲起歪体１１のひずみ限界（弾性限界）の荷重に、または、狭範囲起歪体１１のひずみ限界近傍の荷重に設定することにより、狭範囲起歪体１１がひずみ限界を超える前に、クラッチ部５１が滑り運動を始め、狭範囲起歪体１１がひずみ限界を超えることが防止される。これにより、狭範囲起歪体１１の変形や損傷、ひずみ検出部１２の損傷、狭範囲ロードセル１０の機能喪失等の不具合の発生を防止することができる。 The load transmitted to the narrow-range strain-generatingbody 11 when the load having the magnitude of theload 1 is applied to the mountingmember 60 is set to the strain limit (elastic limit) of the narrow-range strain-generatingbody 11, or By setting the load near the strain limit of the range strain-generatingbody 11, theclutch portion 51 starts sliding motion before the narrow-range strain-generatingbody 11 exceeds the strain limit, and the narrow-range strain-generatingbody 11 exceeds the strain limit. Exceeding is prevented. As a result, problems such as deformation or damage to the narrow-range strain-generatingbody 11, damage to thestrain detector 12, and loss of function of the narrow-range load cell 10 can be prevented.
一方、広範囲ロードセル２０は、狭範囲ロードセル１０よりも広い範囲の荷重を検出することができ、図１８に示すように、荷重０から荷重５までの広い範囲において載置部材６０に加わる荷重を検出することができる。図１８に示すように、広範囲ロードセル２０のひずみ検出部２２は、荷重０から荷重５までの広い範囲において、載置部材６０に加わる荷重の大きさに比例した大きさの出力値を出力する。 On the other hand, the widerange load cell 20 can detect loads in a wider range than the narrowrange load cell 10, and as shown in FIG. can do. As shown in FIG. 18, thestrain detector 22 of the widerange load cell 20 outputs an output value proportional to the magnitude of the load applied to the mountingmember 60 over a wide range from load 0 to load 5.
荷重５の大きさは、例えば、荷重５の大きさの荷重が載置部材６０に加わった際に広範囲起歪体２１に伝達される荷重が、広範囲起歪体２１のひずみ限界の荷重に、または、広範囲起歪体２１のひずみ限界近傍の荷重になるように、設定されている。具体的には、広範囲起歪体２１のひずみ限界又はひずみ限界近傍の荷重が載置部材６０に加わった際に、荷重部２４の下面２４ｂと、台座３０の基面３１ｂとが接触するように、荷重部２４の下面２４ｂと、台座３０の基面３１ｂとの間の距離が所定の距離に設定されている。これにより、広範囲起歪体２１がひずみ限界を超えることが防止され、広範囲起歪体２１の変形や損傷、ひずみ検出部２２の損傷、広範囲ロードセル２０の機能喪失等の不具合の発生を防止することができる。 The magnitude of theload 5 is such that, for example, the load transmitted to the wide-range strain-generatingbody 21 when the load of the magnitude of theload 5 is applied to the mountingmember 60 is equal to the strain limit load of the wide-range strain-generatingbody 21, Alternatively, the load is set so as to be near the strain limit of the wide-range strain-generatingbody 21 . Specifically, when the strain limit of the wide-range strain-generatingbody 21 or a load near the strain limit is applied to the mountingmember 60, thelower surface 24b of theload portion 24 and thebase surface 31b of thepedestal 30 are brought into contact with each other. , the distance between thelower surface 24b of theload portion 24 and thebase surface 31b of thepedestal 30 is set to a predetermined distance. This prevents the wide-range strain-generatingbody 21 from exceeding the strain limit, thereby preventing problems such as deformation or damage of the wide-range strain-generatingbody 21, damage of thestrain detecting section 22, and loss of function of the wide-range load cell 20. can be done.
上述のように、第１の滑り部材５４と第１の滑り支持部４４とが接触しており、また、第２の滑り部材５５と第２の滑り支持部４５とが接触している状態において、狭範囲ロードセル１０は、荷重０から荷重１までの範囲において載置部材６０に加わる荷重を検出する。荷重検出器１は、プリセット機構５０（クラッチ部５１、第１のバネ５２、第２のバネ５３）を有しており、狭範囲ロードセル１０の荷重検出範囲の幅を維持しつつ、検出する荷重の大きさを変更することができる。なお、荷重検出範囲の幅は、荷重検出範囲の最大値と最小値との差である。図１８において、クラッチ締結状態における狭範囲ロードセル１０の荷重検出範囲の幅が、荷重１と荷重０との差であることが示されている。また、プリセット後における狭範囲ロードセル１０の荷重検出範囲の幅が、荷重４と荷重２との差であることが示されている。以下、荷重検出器１のプリセット機能を具体的に説明する。 As described above, when the first slidingmember 54 and the first slidingsupport portion 44 are in contact and the second slidingmember 55 and the second slidingsupport portion 45 are in contact, , the narrow-range load cell 10 detects the load applied to the mountingmember 60 in a range of 0 to 1 load. Theload detector 1 has a preset mechanism 50 (aclutch portion 51, afirst spring 52, and a second spring 53). can be resized. The width of the load detection range is the difference between the maximum value and the minimum value of the load detection range. FIG. 18 shows that the width of the load detection range of the narrow-range load cell 10 in the clutch-engaged state is the difference between theload 1 and the load 0. In FIG. It also shows that the width of the load detection range of the narrowrange load cell 10 after presetting is the difference between theload 4 and theload 2 . The preset function of theload detector 1 will be specifically described below.
例えば、図１８に示すような荷重３が載置部材６０に加わった状態においてプリセット操作をおこなう。荷重３は、荷重１よりも大きな荷重であり、また、荷重１と荷重３との間の幅は、荷重０と荷重１との間の幅の半分よりも大きい。荷重３が載置部材６０に加わった状態において、荷重検出器１は、図１５に示すようなクラッチ滑り状態となっており、狭範囲起歪体１１は傾いている。この状態において、図１７に示すように、第１の解除部材５６及び第２の解除部材５７の一方を軸固定部４３側に押し、第１のバネ５２側のクラッチ部５１及び第２のバネ５３側のクラッチ部５１の一方を解除する。図示の例では、第１の解除部材５６が軸固定部４３側に押されて第１のバネ５２側のクラッチ部５１が解除されている。第１の解除部材５６が軸固定部４３側に押されると、第１の解除部材５６が軸固定部４３側に移動し、第１の解除部材５６の支持部５６ａの先端面５６ｇが第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａを押し、第１のバネ５２の力に抗して第１の滑り部材５４を軸固定部４３側に移動させる。これにより、第１の滑り部材５４の被摺動面５４ａが第１の滑り支持部４４の摺動面４４ｃから離間し、第１のバネ５２側のクラッチ部５１は、締結が解放されたクラッチ解放状態となる。 For example, the preset operation is performed in a state where theload 3 is applied to the mountingmember 60 as shown in FIG.Load 3 is a larger load thanLoad 1, and the width betweenLoad 1 andLoad 3 is greater than half the width between Load 0 andLoad 1. When theload 3 is applied to the mountingmember 60, theload detector 1 is in a clutch slip state as shown in FIG. 15, and the narrow-range strain-generatingbody 11 is tilted. In this state, as shown in FIG. 17, one of thefirst release member 56 and thesecond release member 57 is pushed toward theshaft fixing portion 43, and theclutch portion 51 and the second spring on thefirst spring 52 side are released. One of theclutch portions 51 on the 53 side is released. In the illustrated example, thefirst release member 56 is pushed toward theshaft fixing portion 43 to release theclutch portion 51 on thefirst spring 52 side. When the first releasingmember 56 is pushed toward theshaft fixing portion 43, the first releasingmember 56 moves toward theshaft fixing portion 43, and thetip surface 56g of thesupport portion 56a of the first releasingmember 56 moves toward the first position. The slidingsurface 54 a of the slidingmember 54 is pushed to move the first slidingmember 54 toward theshaft fixing portion 43 against the force of thefirst spring 52 . As a result, the slidingsurface 54a of the first slidingmember 54 is separated from the slidingsurface 44c of the first slidingsupport portion 44, and theclutch portion 51 on the side of thefirst spring 52 is released. Released.
第１のバネ５２側のクラッチ部５１がクラッチ解放状態になると、第１のバネ５２に基づく第１の回転抗力が消滅し、狭範囲起歪体１１には、第２のバネ５３に基づく第２の回転抗力のみが作用する。このため、支持機構４０が狭範囲起歪体１１を保持する力は第１の解除部材５６による解除がなされる前より減り、図１６に示すように、狭範囲起歪体１１が軸部４２周りに更に回転し、狭範囲起歪体１１の起歪部１４の変形量が、第１の解除部材５６による解除がなされる前の変形量よりも減る。これにより、ひずみ検出部１２の出力信号が、荷重１に対応する出力信号ｖ１よりも減る。 When theclutch portion 51 on thefirst spring 52 side is in the clutch released state, the first rotational resistance based on thefirst spring 52 disappears, and the narrow-range strain-generatingbody 11 receives the second torque based on thesecond spring 53 . Only 2 rotational drag acts. Therefore, the force with which thesupport mechanism 40 holds the narrow-range strain-generatingbody 11 is reduced from before thefirst release member 56 releases the narrow-range strain-generatingbody 11, and as shown in FIG. Further rotating, the amount of deformation of the strain-generatingportion 14 of the narrow-range strain-generatingbody 11 becomes smaller than the amount of deformation before release by thefirst release member 56 . As a result, the output signal of thestrain detector 12 becomes smaller than the output signal v1 corresponding to theload 1 .
例えば、支持機構４０が軸固定部４３に関して対称な構成となっている場合、第１のバネ５２に基づく第１の回転抗力と、第２のバネ５３に基づく第２の回転抗力とは同じであり、第１の解除部材５６の解除により、支持機構４０が狭範囲起歪体１１を保持する力は、第１の解除部材５６の解除前より半減する。このため図１８に示すように、狭範囲起歪体１１のひずみ量は半減し、ひずみ検出部１２の出力信号はｖ１の半分となる。つまり、狭範囲起歪体１１は、荷重検出範囲（荷重２から荷重４の間）の中央の荷重を検出している状態となっている。 For example, when thesupport mechanism 40 has a symmetrical configuration with respect to theshaft fixing portion 43, the first rotational resistance based on thefirst spring 52 and the second rotational resistance based on thesecond spring 53 are the same. By releasing the first releasingmember 56, the force with which thesupport mechanism 40 holds the narrow-range strain-generatingbody 11 is halved compared to before the first releasingmember 56 is released. Therefore, as shown in FIG. 18, the strain amount of the narrow-range strain-generatingbody 11 is halved, and the output signal of thestrain detector 12 is half of v1. That is, the narrow-range strain-generatingbody 11 is in a state of detecting the load in the center of the load detection range (betweenload 2 and load 4).
この状態で、第１の解除部材５６を押す力を除き、第１の解除部材５６を軸固定部４３から離れる方向に移動させて、第１の解除部材５６による解除を解き、再度第１のバネ５２側のクラッチ部５１を締結状態にする。これにより、図１８に示すように、狭範囲ロードセル１０は、荷重３を中心に、荷重０と荷重１との間と同じ荷重検出幅であり、荷重１よりも大きい、荷重２と荷重４との間の荷重を検出可能になる。このように、第１の解除部材５６の解除によるプリセット操作によって、狭範囲ロードセル１０の検出開始荷重を任意の大きさに設定することができる。なお、第１の解除部材５６に変えて、第２の解除部材５７によっても上述と同様にプリセット操作を行うことができる。 In this state, the force pushing thefirst release member 56 is removed, and thefirst release member 56 is moved away from theshaft fixing portion 43 to release the release by thefirst release member 56, and thefirst release member 56 is released again. Theclutch portion 51 on the side of thespring 52 is brought into the engaged state. As a result, as shown in FIG. 18 , the narrow-range load cell 10 has the same load detection width as between the load 0 and theload 1 with theload 3 as the center, and theload 2 and theload 4 which are larger than theload 1. It becomes possible to detect loads between Thus, the preset operation by releasing thefirst release member 56 can set the detection start load of the narrowrange load cell 10 to an arbitrary magnitude. The preset operation can be performed by using thesecond release member 57 instead of thefirst release member 56 in the same manner as described above.
また、同様に、図１９に示すような荷重４よりも大きな荷重６が載置部材６０に加わった状態においてプリセット操作を行うと、図１９に示すように、狭範囲ロードセル１０は、荷重６を中心に、荷重０と荷重１との間と同じ荷重検出幅であり、荷重４よりも大きい、荷重７と荷重８との間の荷重を検出可能になる。 Similarly, when a preset operation is performed in a state in which aload 6 larger than theload 4 shown in FIG. In the center, a load between load 7 andload 8, which has the same load detection width as between load 0 andload 1 and is larger thanload 4, can be detected.
このように、荷重検出器１は、プリセット操作を行うことができ、プリセット操作を行うことにより、同じ荷重検出幅で、異なる大きさの荷重の検出範囲を設定することができ、同じ荷重検出幅で荷重の検出範囲を移動することができる。このため、荷重検出器１は、構成部材を変更することなく、高精度な狭範囲ロードセル１０の検出対象とする荷重範囲を広くすることができる。また、狭範囲ロードセル１０の荷重検出範囲の幅を変更することなく、狭範囲ロードセル１０の検出対象とする荷重範囲を広くすることができ、検出対象とする荷重範囲を広くしても、狭範囲ロードセル１０の検出精度を維持することができる。このため、荷重検出器１は、検出精度を高くすることができる。 As described above, theload detector 1 can perform a preset operation, and by performing the preset operation, it is possible to set detection ranges of different magnitudes of loads with the same load detection width. You can move the load detection range with . Therefore, theload detector 1 can widen the load range to be detected by the high-accuracy narrow-range load cell 10 without changing the constituent members. Further, the load range to be detected by the narrow-range load cell 10 can be widened without changing the width of the load detection range of the narrow-range load cell 10. Detection accuracy of theload cell 10 can be maintained. Therefore, theload detector 1 can improve detection accuracy.
上述のように、本発明の実施の形態に係る荷重検出器１によれば、複雑な構造や調整を必要とすることなく、検出対象とする荷重範囲を確保しつつ、特定範囲の荷重変動の検出精度を高くすることができる。 As described above, according to theload detector 1 according to the embodiment of the present invention, it is possible to detect load fluctuations in a specific range while ensuring a load range to be detected without requiring a complicated structure or adjustment. Detection accuracy can be increased.
なお、上述の例においては、支持機構４０が軸固定部４３に関して対称な構成となっており、プリセット操作によって、狭範囲ロードセル１０の検出開始荷重は、荷重検出範囲の中央の荷重に設定されようになっているが、支持機構４０が軸固定部４３に関して対称ではない構成とすることにより、狭範囲ロードセル１０の検出開始荷重を、荷重検出範囲の中央ではない荷重に設定することもできる。例えば、第１のバネ５２と第２のバネ５３とを、異なるバネ定数のバネとすることにより、プリセット操作によって、狭範囲ロードセル１０の検出開始荷重を、荷重検出範囲の中央ではない荷重に設定することができる。また、第１の滑り支持部４４と第１の滑り部材５４との間の摩擦係数と、第２の滑り支持部４５と第２の滑り部材５５との間の摩擦係数とを異なるものにすることにより、プリセット操作によって、狭範囲ロードセル１０の検出開始荷重を、荷重検出範囲の中央ではない荷重に設定することもできる。 In the above example, thesupport mechanism 40 has a symmetrical configuration with respect to theshaft fixing portion 43, and the preset operation sets the detection start load of the narrowrange load cell 10 to the load in the center of the load detection range. However, by configuring thesupport mechanism 40 not to be symmetrical with respect to theshaft fixing portion 43, the detection start load of the narrowrange load cell 10 can be set to a load other than the center of the load detection range. For example, by using springs with different spring constants for thefirst spring 52 and thesecond spring 53, the preset operation sets the detection start load of the narrowrange load cell 10 to a load that is not in the center of the load detection range. can do. Also, the coefficient of friction between the first slidingsupport portion 44 and the first slidingmember 54 is made different from the coefficient of friction between the second slidingsupport portion 45 and the second slidingmember 55. Thus, the preset operation can set the detection start load of the narrowrange load cell 10 to a load that is not in the center of the load detection range.
また、荷重検出器１は、第１の解除部材５６と第２の解除部材５７とを有しているが、荷重検出器１は、第１の解除部材５６及び第２の解除部材５７のいずれか一方を有しているものであってもよい。 Further, theload detector 1 has thefirst release member 56 and thesecond release member 57, but theload detector 1 may have either thefirst release member 56 or thesecond release member 57. It may have one or the other.
また、荷重検出器１は、第１のバネ５２、第１の滑り部材５４、及び第１の解除部材５６と、これらと対となる、第２のバネ５３、第２の滑り部材５５、及び第２の解除部材５７とを有しているが、荷重検出器１は、第１のバネ５２、第１の滑り部材５４，及び第１の解除部材５６、または、第２のバネ５３、第２の滑り部材５５、及び第２の解除部材５７の一方のみを有していてもよい。 Moreover, theload detector 1 includes afirst spring 52, a first slidingmember 54, and afirst release member 56, and asecond spring 53, a second slidingmember 55, and a pair of these. Theload detector 1 includes thefirst spring 52, thefirst slide member 54, and thefirst release member 56, or thesecond spring 53, thesecond release member 57, and thesecond release member 57. Only one of the two slidingmembers 55 and thesecond release member 57 may be provided.
次いで、本発明の実施の形態に係る荷重検出システムとしてのベッド荷重検出システム２について説明する。 Next, a bedload detection system 2 as a load detection system according to an embodiment of the present invention will be described.
図２０は、本発明の実施の形態に係るベッド荷重検出システム２の構成を示すブロック図である。ベッド荷重検出システム２は、ベッド上に加わる荷重を検出するものであり、図２０に示すように、ベッド荷重検出システム２は、４つの荷重検出器１を有している。また、図２１は、使用状態における荷重検出器１を説明するための図である。図２１に示すように、ベッド荷重検出システム２の４つの荷重検出器１としての荷重検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄには、ベッド１００の４つの脚１０１，１０２，１０３，１０４が夫々載置される。 FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the bedload detection system 2 according to the embodiment of the invention. The bedload detection system 2 detects the load applied on the bed, and as shown in FIG. 20, the bedload detection system 2 has fourload detectors 1 . FIG. 21 is a diagram for explaining theload detector 1 in use. As shown in FIG. 21, fourlegs 101, 102, 103 and 104 of abed 100 are mounted onload detectors 1a, 1b, 1c and 1d as the fourload detectors 1 of the bedload detection system 2, respectively. placed.
図２０に示すように、ベッド荷重検出システム２は、荷重検出部３及び制御部４を有している。荷重検出部３と制御部４とは、Ａ／Ｄ変換部５を介して接続されている。また、制御部４には記憶部６、表示部７、報知部８、及び入力部９が接続されている。荷重検出部３は、４つの荷重検出器１としての荷重検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有している。制御部４は、専用又は汎用のコンピュータであり、荷重検出器１ａ～１ｄの出力に基づいて、例えばベッド１００上の対象者Ｓの体重、重心位置、重心軌跡、呼吸数、心拍数等の算出や、在床／離床判定を行う。記憶部６は、ベッド荷重検出システム２において使用されるデータを記憶する記憶装置であり、例えばＳＳＤやハードディスク（磁気ディスク）を用いることができる。表示部７は、制御部４から出力される体重等の被験者情報を荷重検出システム２の使用者（例えば医療従事者、介護従事者等）に表示する液晶モニター等のモニターである。報知部８は、制御部４からの出力（被験者情報）に基づいて所定の報知を聴覚的に行う装置、例えばスピーカを備える。入力部９は、ベッド荷重検出システム２に対して所定の情報の入力を行うためのインターフェイスであり、例えばキーボード及びマウスである。 As shown in FIG. 20 , the bedload detection system 2 has aload detection section 3 and acontrol section 4 . Theload detection section 3 and thecontrol section 4 are connected via an A/D conversion section 5 . Further, astorage unit 6 , a display unit 7 , anotification unit 8 and aninput unit 9 are connected to thecontrol unit 4 . Theload detector 3 has fourload detectors 1a, 1b, 1c, and 1d. Thecontrol unit 4 is a dedicated or general-purpose computer, and calculates, for example, the weight of the subject S on thebed 100, the position of the center of gravity, the trajectory of the center of gravity, the breathing rate, the heart rate, etc., based on the outputs of theload detectors 1a to 1d. Also, the presence/absence determination is performed. Thestorage unit 6 is a storage device that stores data used in the bedload detection system 2. For example, an SSD or hard disk (magnetic disk) can be used. The display unit 7 is a monitor such as a liquid crystal monitor that displays subject information such as body weight output from thecontrol unit 4 to a user of the load detection system 2 (for example, a medical worker, a caregiver, etc.). Thenotification unit 8 includes a device, such as a speaker, that aurally gives a predetermined notification based on the output (subject information) from thecontrol unit 4 . Theinput unit 9 is an interface for inputting predetermined information to the bedload detection system 2, such as a keyboard and mouse.
上述のように、荷重検出器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、高精度の狭範囲ロードセル１０と、荷重検出範囲の広い広範囲ロードセル２０とを有している。このため、対象者Ｓの呼吸数や心拍数等の高精度な荷重の検出が必要となる検出対象項目は、狭範囲ロードセル１０によって検出し、一方、対象者Ｓの体重や重心位置、重心軌跡等の高精度な荷重の検出が必要とならない検出対象項目は、広範囲ロードセル２０によって検出する。 As described above, theload detectors 1a, 1b, 1c, and 1d have the high-precision narrow-range load cell 10 and the wide-range load cell 20 with a wide load detection range. For this reason, detection target items that require highly accurate load detection, such as the respiration rate and heart rate of the subject S, are detected by the narrow-range load cell 10. A widerange load cell 20 detects a detection target item that does not require high-accuracy load detection.
また、高精度の狭範囲ロードセル１０は、プリセット操作によって、荷重検出範囲を任意の荷重検出範囲に設定することができる。このため、高精度な荷重の検出が必要となる検出対象項目の荷重範囲に応じて、狭範囲ロードセル１０の荷重検出範囲を設定することができ、検出対象に応じて高精度に荷重の検出をすることができる。 Moreover, the high-accuracy narrow-range load cell 10 can set the load detection range to an arbitrary load detection range by a preset operation. Therefore, the load detection range of the narrow-range load cell 10 can be set according to the load range of the detection target item that requires highly accurate load detection, and the load can be detected with high accuracy according to the detection target. can do.
例えば、対象者がベッド１００上に載った後に、図１５に示すクラッチ滑り状態になった荷重検出器１ａ～１ｄに対して、プリセット操作を行うことにより、対象者Ｓがベッド１００上に載った際の荷重を、荷重検出器１ａ～１ｄ各々の検出開始荷重とすることができる。このため、荷重検出器１ａ～１ｄ各々の荷重検出範囲を、対象者Ｓの呼吸数や心拍数等の荷重変動幅の狭い検出対象項目に適した範囲に容易且つ正確に設定することができ、また、対象者Ｓの呼吸数や心拍数等の荷重変動幅の狭い検出対象項目の荷重検出を高精度におこなうことができる。 For example, after the subject is placed on thebed 100, theload detectors 1a to 1d shown in FIG. The actual load can be used as the detection start load of each of theload detectors 1a to 1d. Therefore, the load detection range of each of theload detectors 1a to 1d can be easily and accurately set to a range suitable for a detection target item with a narrow load fluctuation range, such as the respiration rate and heart rate of the subject S. In addition, it is possible to highly accurately detect the load of detection target items having a narrow load fluctuation range, such as the respiration rate and heart rate of the subject S.
上述のように、本発明の実施の形態に係るベッド荷重検出システム２によれば、複雑な構造や調整を必要とすることなく、検出対象とする荷重範囲を確保しつつ、特定範囲の荷重変動の検出精度を高くすることができる。 As described above, according to the bedload detection system 2 according to the embodiment of the present invention, it is possible to detect load fluctuations in a specific range while ensuring a load range to be detected without requiring a complicated structure or adjustment. can be detected with high accuracy.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記本発明の実施の形態に係る荷重検出器１、ベッド荷重検出システム２に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上記実施の形態における、各構成の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to theload detector 1 and the bedload detection system 2 according to the embodiment of the present invention. includes any aspect that falls within the scope of Moreover, each configuration may be selectively combined as appropriate so as to achieve at least part of the above-described problems and effects. For example, the shape, material, arrangement, size, etc. of each component in the above embodiment may be changed as appropriate according to the specific usage of the present invention.
