特許 7061718 荷重変換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-20

(45)【発行日】2022-04-28

(54)【発明の名称】荷重変換器

(51)【国際特許分類】

   G01L 1/26 20060101AFI20220421BHJP

   G01G 23/02 20060101ALI20220421BHJP

   G01L 1/22 20060101ALI20220421BHJP

【ＦＩ】

G01L1/26 B

G01G23/02 A

G01L1/22 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021174532

(22)【出願日】2021-10-26

(62)【分割の表示】P 2017156800の分割

【原出願日】2017-08-15

(65)【公開番号】P2022009500

(43)【公開日】2022-01-14

【審査請求日】2021-11-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】岡本 拓磨

【審査官】公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０６１２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１０１９４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０５－０７８４２９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－０２１８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０６８７６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０４４６７６６１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ １／２２

Ｇ０１Ｌ １／２６

Ｇ０１Ｇ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブロック体と、
該ブロック体に取り付けられたひずみゲージとを備え、
前記ブロック体は、支持部材に固定される固定部と、前記固定部に対向し、外部から荷重を受ける可動部と、前記固定部と前記可動部との間に延び、互いに対向する一対のビーム部と、前記一対のビーム部の間に設けられ前記可動部の変位を規制するストッパ部とを有しており、
前記一対のビーム部は夫々、前記固定部側に設けられた固定部側起歪部と、前記可動部側に設けられた可動部側起歪部とを有しており、
前記ストッパ部は、前記固定部から前記可動部側に向かって延びるストッパ突出部と、
該ストッパ突出部に対して一対のビーム部側において夫々当接可能に形成された一対のストッパ当接部とを有しており、
前記一対のストッパ当接部は、前記一対のビーム部の前記固定部側起歪部と前記可動部側起歪部との間に設けられていて、
前記ストッパ部は、前記可動部側において前記ストッパ突出部を収容するストッパ収容部を有しており、該ストッパ収容部が前記一対のストッパ当接部を有していて、
前記ストッパ収容部には、前記ストッパ突出部の前記可動部側に空間が形成されていて、
前記可動部には、前記可動部を貫通しているボルト孔が形成されていて、
前記空間には、ボルトが前記ボルト孔に螺合された際に、前記ボルトの先端が入り込むことを特徴とする荷重変換器。

【請求項2】

前記一対のストッパ当接部は、前記ストッパ突出部の先端部分に当接可能であることを特徴とする請求項１記載の荷重変換器。

【請求項3】

前記ストッパ突出部は、前記一対のストッパ当接部に隙間を介して夫々対向する一対のストッパ突出部当接部を有していることを特徴とする請求項１または２記載の荷重変換器。

【請求項4】

前記固定部及び前記可動部は、円盤状のフランジであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の荷重変換器。

【請求項5】

前記ストッパ突出部は、該ストッパ突出部の延びる方向において前記ストッパ突出部当接部よりも前記固定部側の位置に、前記ストッパ突出部当接部よりもくびれているくびれ部を有していることを特徴とする請求項３記載の荷重変換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷重変換器に関し、特に、荷重を電気信号に変換するための荷重変換器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、秤などの計量装置において、ロバーバル機構を有するロバーバル型のロードセルを用いた計量装置が広く知られている。このような計量装置は、荷重を電気信号に変換するための荷重変換器を有しており、荷重変換器は、ロバーバル型の起歪体として用いられる金属製のブロック体を有している。このブロック体は、中空の対称形状を有している（例えば、特許文献１参照。）。また、ロバーバル型のロードセルは、上述のような計量装置のみならず、ワイヤソー工法に用いられるワイヤソーにおいて、ワイヤの張力を検出するためにも用いられている。ワイヤソー工法とは、モノの切断工法の一種であり、鉄筋コンクリート等の複雑な形状物や水中構造物、狭い場所、高所等、対象物やその状態に制限なく、無振動且つ低騒音で粉塵も少なく、現場条件に合わせた機械配置が可能で自由な方向で切断することができる工法である。また、ワイヤソー工法は、半導体インゴットや半導体ウエハーの加工にも用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－０８３０２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、このようなワイヤソー工法の加工対象は、半導体インゴットや半導体ウエハーのような小さなものにまで広がっており、ワイヤソー工法に用いるワイヤソーも小型化されてきている。このため、ワイヤソーに用いられるロバーバル型の荷重変換器も小型化が要求されている。

【0005】

ロバーバル型の荷重変換器の小型化に伴いブロック体は肉薄となり、ブロック体の強度が懸念されており、特に、ブロック体の固定の際のボルト止め等によりブロック体に加わる荷重によってブロック体が破損するおそれがあった。このように、従来からワイヤソー工法に用いられるロバーバル型の荷重変換器のブロック体に対しては、破損の発生を防止することができる構造が求められていた。

【0006】

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化した場合でも、過荷重による破損を防止することができる荷重変換器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明に係る荷重変換器は、ブロック体と、該ブロック体に取り付けられたひずみゲージとを備え、前記ブロック体は、支持部材に固定される固定部と、前記固定部に対向し、外部から荷重を受ける可動部と、前記固定部と前記可動部との間に延び、互いに対向する一対のビーム部と、前記一対のビーム部の間に設けられ前記可動部の変位を規制するストッパ部とを有しており、前記一対のビーム部は夫々、前記固定部側に設けられた固定部側起歪部と、前記可動部側に設けられた可動部側起歪部とを有しており、前記ストッパ部は、前記固定部から前記可動部側に向かって延びるストッパ突出部と、該ストッパ突出部に対して一対のビーム部側において夫々当接可能に形成された一対のストッパ当接部とを有しており、前記一対のストッパ当接部は、前記一対のビーム部の前記固定部側起歪部と前記可動部側起歪部との間に設けられていることを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様に係る荷重変換器において、前記ストッパ部は、前記可動部側において前記ストッパ突出部を収容するストッパ収容部を有しており、該ストッパ収容部が前記一対のストッパ当接部を有している。

【0009】

本発明の一態様に係る荷重変換器において、前記ストッパ収容部には、前記ストッパ突出部の前記可動部側に空間が形成されている。

【0010】

本発明の一態様に係る荷重変換器において、前記一対のストッパ当接部は、前記ストッパ突出部の先端部分に当接可能である。

【0011】

本発明の一態様に係る荷重変換器において、前記ストッパ突出部は、前記一対のストッパ当接部に隙間を介して夫々対向する一対のストッパ突出部当接部を有している。

【0012】

本発明の一態様に係る荷重変換器において、前記固定部及び前記可動部は、円盤状のフランジである。

【0013】

本発明の一態様に係る荷重変換器において、前記ストッパ突出部は、該ストッパ突出部の延びる方向において前記ストッパ突出部当接部よりも前記固定部側の位置に、前記ストッパ突出部当接部よりもくびれているくびれ部を有している。

【0014】

本発明の一態様に係る荷重変換器において、前記可動部には、ワイヤが取り付けられるワイヤ取付部が設けられている。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る荷重変換器によれば、小型化した場合でも、過荷重による破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施の形態に係る荷重変換器の構成を概略的に示す正面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る荷重変換器の構成を概略的に示す斜視図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る荷重変換器におけるストッパ部の部分拡大図である。

【図4】ワイヤソーに取り付けられた使用状態における本発明の実施の形態に係る荷重変換器の構成を概略的に示す断面図である。

【図5】本発明の実施の形態に係る荷重変換器の変形例におけるストッパ部の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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。

【0018】

図１は、本発明の実施の形態に係る荷重変換器１の構成を概略的に示す正面図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る荷重変換器１の構成を概略的に示す斜視図である。図１及び図２に示すように、本発明の実施の形態に係る荷重変換器１は、ブロック体２と、このブロック体２に取り付けられたひずみゲージ３とを備えている。ブロック体２は、支持部材に固定される固定部２０と、固定部２０に対向し、外部からの荷重を受ける可動部３０とを有している。また、ブロック体２は、固定部２０と可動部３０との間に延び、互いに対向する一対のビーム部４０，５０と、一対のビーム部４０，５０の間に設けられ可動部３０の変位を規制するストッパ部６０とを有している。一対のビーム部４０，５０は夫々、固定部２０側に設けられた固定部側起歪部４１，５１と、可動部３０側に設けられた可動部側起歪部４２，５２とを有している。ストッパ部６０は、固定部２０から可動部３０側に向かって延びるストッパ突出部７０と、ストッパ突出部７０に対して一対のビーム部４０，５０側において夫々当接可能に形成された一対のストッパ当接部８１，８２とを有している。一対のストッパ当接部８１，８２は、一対のビーム部４０，５０の固定部側起歪部４１，５１と可動部側起歪部４２，５２との間に設けられている。荷重変換器１は、例えば、ワイヤソー工法に用いられるワイヤソーにおいて、ワイヤの張力を検出するために用いられる。以下、説明の便宜上、図１における上方を上側とし、図１における下方を下側とする。また、図１における紙面垂直方向を厚さ方向、図１における左右方向を長さ方向、図１における上下方向を幅方向とする。以下、荷重変換器１の構成について具体的に説明する。

【0019】

ブロック体２において、固定部２０は、例えば、円盤状のフランジである。ブロック体２において、可動部３０は、例えば、固定部２０と同一又は略同一の径を有する円盤状のフランジである。固定部２０は、可動部３０に対向する側に対向面２１を有している。対向面２１は、平面又は略平面状の面である。また、可動部３０は、固定部２０に対向する側に対向面３１を有している。対向面３１は、対向面２１に平行に又は略平行に延びる平面又は略平面状の面である。また、固定部２０には、図４を用いて後述するように、荷重変換器１が用いられるワイヤソーの支持部材に荷重変換器１を固定するための複数のボルト孔２２が形成されている。また、可動部３０には、後述するワイヤソーのワイヤを取り付けるためのワイヤ取付部９０を固定するためのボルト孔３２が形成されており、ボルト孔３２は、可動部３０を貫通している。

【0020】

また、ブロック体２において、一対のビーム部の一方である上側ビーム部４０及び一対のビーム部の他方である下側ビーム部５０は、互いに対称又は略対称の形状を有している。上側ビーム部４０は、固定部２０と可動部３０との間に延びている板状の部分であり、固定部２０の対向面２１及び可動部３０の対向面３１に対して直交して又は略直交して延びている。

【0021】

また、上側ビーム部４０の固定部側起歪部としての上固定部側起歪部４１及び上側ビーム部４０の可動部側起歪部としての上可動部側起歪部４２は、図２に示すように、厚さ方向において互いに平行に又は略平行に延びており、固定部２０の対向面２１及び可動部３０の対向面３１に沿って延びている。上固定部側起歪部４１及び上可動部側起歪部４２は、図１に示すように、上側ビーム部４０の、下側ビーム部５０に対向する側の面（内側面４３）が外側（上側）に凹んで形成されている。上固定部側起歪部４１及び上可動部側起歪部４２は、例えば、図１に示すように、内側面４３において外側に円弧状に凹む面によって形成されている薄肉の部分である。

【0022】

下側ビーム部５０は、固定部２０と可動部３０との間において、上側ビーム部４０に対向して延びている板状の部分であり、固定部２０の対向面２１及び可動部３０の対向面３１に対して直交して又は略直交して延びている。また、下側ビーム部５０の固定部側起歪部としての下固定部側起歪部５１及び下側ビーム部５０の可動部側起歪部としての下可動部側起歪部５２は、図２に示すように、厚さ方向において互いに平行に又は略平行に延びており、固定部２０の対向面２１及び可動部３０の対向面３１に沿って延びている。下固定部側起歪部５１及び下可動部側起歪部５２は、図１に示すように、下側ビーム部５０の、上側ビーム部４０に対向する側の面（内側面５３）が外側（下側）に凹んで形成されている。下固定部側起歪部５１及び下可動部側起歪部５２は、例えば、図１に示すように、内側面５３において外側に円弧状に凹む面によって形成されている薄肉の部分である。

【0023】

ストッパ部６０は、上側ビーム部４０と下側ビーム部５０との間に形成されており、つまり、ストッパ突出部７０と一対のストッパ当接部８１，８２とは、上側ビーム部４０と下側ビーム部５０との間に形成されている。

【0024】

ストッパ突出部７０は、上側ビーム部４０及び下側ビーム部５０に沿って固定部２０の対向面２１から延びており、図２に示すように、上側ビーム部４０及び下側ビーム部５０と同じ又は略同じ厚さ（図１において紙面垂直方向の寸法）を有している。ストッパ突出部７０は、上側ビーム部４０及び下側ビーム部５０と同じ厚さでなくてもよい。

【0025】

ストッパ突出部７０は、具体的には、固定部２０の対向面２１から可動部３０側に突出しているストッパ基部７１と、ストッパ基部７１から可動部３０側に突出しているストッパ先端部７２とを有している。ストッパ先端部７２の幅は、図１及び図２に示すように、ストッパ基部７１の幅よりも小さくなっている。幅は、上側ビーム部４０と下側ビーム部５０との間隔方向（図１において上下方向）の寸法である。

【0026】

ストッパ先端部７２の先端（先端７２ａ）から固定部２０側に長さ方向に所定の長さに亘る部分であるストッパ突出部７０の先端部分７３には、幅方向において一対の互いに背向するストッパ突出部当接部７４，７５が形成されている。また、ストッパ先端部７２には、くびれ部７６が形成されている。くびれ部７６は、ストッパ突出部７０の延びる方向（長さ方向）において一対のストッパ突出部当接部７４，７５よりも固定部２０側に位置し、一対のストッパ突出部当接部７４，７５よりもくびれている、つまり、幅方向の寸法が小さく形成されている部分である。具体的には、図１に示すように、くびれ部７６は、ストッパ先端部７２において、先端部分７３に続いて形成されており、ストッパ基部７１に接続している。なお、先端部分７３において、ストッパ突出部当接部７４，７５は、くびれ部７６と離間していてもよく、また、ストッパ突出部当接部７４，７５は、先端７２ａから離間していてもよい。

【0027】

ストッパ突出部当接部７４は、一対のストッパ当接部の一方である上側ストッパ当接部８１に下側から対向しており、ストッパ突出部当接部７５は、一対のストッパ当接部の他方である下側ストッパ当接部８２に上側から対向している。上側ストッパ当接部８１及び下側ストッパ当接部８２は、ストッパ突出部７０に沿って可動部３０の対向面３１から延びており、図２に示すように、上側ビーム部４０及び下側ビーム部５０と同じ又は略同じ厚さを有している。上側ストッパ当接部８１及び下側ストッパ当接部８２は、ストッパ突出部７０と同じ厚さでなくてもよい。

【0028】

また、上側ストッパ当接部８１は、上固定部側起歪部４１と上可動部側起歪部４２との間に設けられるとともに、下側ストッパ当接部８２は、下固定部側起歪部５１と下可動部側起歪部５２との間に設けられている。ストッパ部６０は、図１及び図２に示すように、幅方向においてストッパ突出部７０の先端部分７３を収容するストッパ収容部８０を有している。ストッパ収容部８０は、上側ストッパ当接部８１及び下側ストッパ当接部８２を有しており、可動部３０側に空間を形成してストッパ突出部７０の先端部分７３を収容可能になっている。具体的には、ストッパ収容部８０においてストッパ先端部７２の先端７２ａの可動部３０側には、空間８３が形成されている。空間８３は、ストッパ収容部８０の厚さ方向に延びている。また、空間８３は、幅方向において、上側ストッパ当接部８１を超えて上側に延びており、また、下側ストッパ当接部８２を超えて下側に延びている。空間８３は、後述するワイヤ取付部９０を固定するためのボルト孔３２に連通しており、ワイヤ取付部９０を固定するための固定ボルト９２がボルト孔３２に螺合された際に、固定ボルト９２の先端９２ａが空間８３内に入り込むことができるようになっている。つまり、空間８３は、固定ボルト９２の逃げ空間を形成している。図１に示すように、空間８３の可動部３０側の縁部である可動部側縁部８３ａは、長さ方向において、可動部側起歪部４２，５２の可動部３０側の端部（端部４２ａ，５２ａ）よりも固定部２０側に位置している、又は同一平面上に位置していることが好ましい。なお、空間８３は、固定ボルト９２の逃げ空間を形成できるように幅方向に延びていればよく、上側ストッパ当接部８１及び下側ストッパ当接部８２を超えて外側（上側及び下側）に延びていなくてもよい。ただし、空間８３が上側ストッパ当接部８１及び下側ストッパ当接部８２を超えて外側に延びている方が、後述するワイヤカットに対して好ましい。

【0029】

ストッパ突出部７０のストッパ突出部当接部７４，７５及びストッパ当接部８１，８２は、より具体的には、長さ方向において、長さ方向中央面Ａと可動部側起歪部４２，５２との間に設けられている。長さ方向中央面Ａは、固定部側起歪部４１，５１と可動部側起歪部４２，５２との間の長さ方向における中央の部分において長さ方向に直交する面である。また、ストッパ突出部当接部７４，７５の幅方向における中央は、ブロック体２の幅方向における中央と一致又は略一致していることが好ましく、上側ストッパ当接部８１と下側ストッパ当接部８２の間の幅方向における中央は、ブロック体２の幅方向における中央と一致又は略一致していることが好ましい。また、ストッパ収容部８０の、上側ビーム部４０側の側部（外側面８５）から上側ストッパ当接部８１までの幅方向における間隔（幅Ｗ１）と、ストッパ収容部８０の下側ビーム部５０側の側部（外側面８６）から下側ストッパ当接部８２までの幅方向における間隔（幅Ｗ２）とが、同じ又は略同じであることが好ましく、ストッパ突出部７０の先端部分７３の幅方向における寸法（幅Ｗ３）、幅Ｗ１、及び幅Ｗ２が、同じ又は略同じであることがより好ましい。

【0030】

図３は、本発明の実施の形態に係る荷重変換器１におけるストッパ部６０の部分拡大図である。図３に示すように、ストッパ突出部７０の先端部分７３における上側のストッパ突出部当接部７４は、上側ストッパ当接部８１に隙間ｃを介して対向しており、ストッパ突出部７０の先端部分７３における下側のストッパ突出部当接部７５は、下側ストッパ当接部８２に隙間ｃを介して対向している。隙間ｃの大きさは、荷重による可動部３０の変位によって、起歪部４１，４２，５１，５２が破損しないような大きさに設定されている。隙間ｃの大きさは、例えば、計測可能な最大荷重（定格荷重）の１５０％の荷重が加わったときの可動部３０の上方又は下方への変位量に相当する大きさに設定されている。

【0031】

ブロック体２は、アルミニウムや鉄等の金属材料から一体に形成されている。つまり、固定部２０、可動部３０、ビーム部４０，５０、ストッパ部６０は、同一の材料から一体に形成されたブロック体２の各部分である。図１に示すように、ビーム部４０，５０とストッパ突出部７０とは、固定部２０側において、一体となっていてもよく、また、ビーム部４０，５０とストッパ収容部８０とは、可動部３０側において、一体となっていてもよい。この場合、図１に示すように、上側ビーム部４０の内側面４３と、ストッパ基部７１及びくびれ部７６の外側（上側）の面（外側面７７）と、ストッパ収容部８０の外側（上側）の面（外側面８５）は、厚さ方向に延びる空間６を形成している。また、図１に示すように、下側ビーム部５０の内側面５３と、ストッパ基部７１及びくびれ部７６の外側（下側）の面（外側面７８）と、ストッパ収容部８０の外側（下側）の面（外側面８６）は、厚さ方向に延びる空間７を形成している。

【0032】

また、各起歪部４１，４２，５１，５２には、外側からひずみゲージ３が取り付けられており、上側ビーム部４０及びひずみゲージ３は、外側（上側）から樹脂製のカバーである樹脂カバー４によって覆われており、また、下側ビーム部５０及びひずみゲージ３も同様に、外側（下側）から樹脂製のカバーである樹脂カバー５によって覆われている。

【0033】

図４は、ワイヤソーに取り付けられた使用状態における本発明の実施の形態に係る荷重変換器の構成を概略的に示す断面図である。荷重変換器１は、固定部２０の対向面２１と背向する背向面２３が荷重変換器１を固定するための支持部材１００に接触した状態において固定部２０の複数のボルト孔２２にボルト１０１が螺合されることで、支持部材１００に固定されている。また、荷重変換器１において、可動部３０のボルト孔３２に固定ボルト９２が螺合されて、ワイヤ９１が巻き付けられたワイヤ取付部９０が可動部３０に固定されている。

【0034】

荷重変換器１は、ワイヤ取付部９０に固定されたワイヤ９１に幅方向の荷重Ｆが加わることで、ワイヤ９１から荷重Ｆを受け、撓みを生じて幅方向に可動する。このように、荷重変換器１は、固定部２０が固定端、可動部３０が自由端となっており、支持部材１００により片持ちで支持されている。

【0035】

荷重変換器１は、ロバーバル型の起歪体として作用し、荷重変換器１が受ける荷重によって起歪部４１，４２，５１，５２が変形し、この荷重がひずみゲージ３を介して電気的に検出される。具体的には、荷重変換器１は、ワイヤ９１から荷重Ｆを受けると、可動部３０が変位し、上固定部側起歪部４１、上可動部側起歪部４２、下固定部側起歪部５１及び下可動部側起歪部５２に応力が発生し、ひずみが生じる。ひずみゲージ３は、上固定部側起歪部４１、上可動部側起歪部４２、下固定部側起歪部５１及び下可動部側起歪部５２のひずみによる抵抗の変化を検知する。そして、ブリッジ回路等の計測回路（図示せず）は、各ひずみゲージ３の抵抗の変化を演算処理することで、ワイヤ９１に加えられた荷重を算出することができる。

【0036】

一方で、例えば、ワイヤ９１が巻き付けられたワイヤ取付部９０を固定ボルト９２により可動部３０に取り付ける際に、起歪部４１，４２，５１，５２の破損を引き起こす程可動部３０を変位させる過荷重が加えられる場合であっても、上側ストッパ当接部８１がストッパ突出部当接部７４に当接する、又は下側ストッパ当接部８２がストッパ突出部当接部７５に当接する。これにより、起歪部４１，４２，５１，５２の破損を引き起こす程の可動部３０の上方又は下方への変位が阻止され、荷重変換器１の破損を防止することができる。このとき、上側ストッパ当接部８１を上固定部側起歪部４１と上可動部側起歪部４２との間に設けるとともに、下側ストッパ当接部８２を下固定部側起歪部５１と下可動部側起歪部５２との間に設けることで、各ひずみゲージ３の検出値の感度を低下させることなく、荷重変換器１の破損を防止することができる。

【0037】

また、上述のように、固定ボルト９２の可動部３０（対向面３１）を超えた先端９２ａはストッパ収容部８０の空間８３内に入り込み、空間８３は、固定ボルト９２の先端９２ａの逃げ部を形成している。これにより、可動部３０に荷重が加えられて可動部３０が変位した場合でも、固定ボルト９２の先端９２ａが、ブロック体２の部分と干渉することはなく、上固定部側起歪部４１、上可動部側起歪部４２、下固定部側起歪部５１及び下可動部側起歪部５２の変形に干渉することを防止することができる。このため、ひずみゲージ３の検出値を正確なものにすることができる。

【0038】

また、ブロック体２における上側ビーム部４０、下側ビーム部５０、ストッパ部６０は、空間６，７を形成することにより形成でき、また、ストッパ部６０において、ストッパ突出部７０のストッパ先端部７２と、ストッパ収容部８０とは、空間８３を形成した後に、ワイヤカットによってストッパ当接部８１，８２及びストッパ突出部当接部７４，７５を形成することにより形成することができる。このように、ブロック体２の各部分の製造は容易であり、加工コストを低減することができる。特に、ワイヤカットにより形成する部分を少なくすることができ、加工コストをより低減することができる。くびれ部７６を形成した後にワイヤカットをすると、よりワイヤカット工程を短くできる。

【0039】

また、上述のように、ストッパ突出部当接部７４，７５及びストッパ当接部８１，８２を長さ方向中央面Ａと可動部側起歪部４２，５２との間に設けることで、可動部３０の変位量が多い位置にストッパ当接部８１，８２及びストッパ突出部当接部７４，７５を設けることができ、隙間ｃの幅を広くすることができ、加工精度を向上でき、加工コストを低減し、また加工時間を短縮することができる。また、空間８３の可動部側縁部８３ａを、長さ方向において可動部側起歪部４２，５２の可動部３０側の端部４２ａ，５２ａよりも固定部２０側、又は同一平面上に設けることで、長さ方向の小型化を図ることができる。また、ストッパ突出部７０の先端部分７３の幅Ｗ３と、ストッパ収容部８０の、上側ビーム部４０側の外側面８５から上側ストッパ当接部８１までの幅Ｗ１と、ストッパ収容部８０の下側ビーム部５０側の外側面８６から下側ストッパ当接部８２までの幅Ｗ２とが、同じ又は略同じ値を有することで、ストッパ突出部７０の先端部分７３と、ストッパ当接部８１，８２の剛性を同等程度に確保することができる。このため、ストッパ部６０のいずれかの部分に大きな荷重が掛かることを防止でき、ストッパ部６０の耐久性を向上させることができる。

【0040】

このように、本発明に係る荷重変換器１によれば、小型化した場合でも、過荷重による破損を防止することができる。また、本発明に係る荷重変換器によれば、起歪部４１，４２，５１，５２の感度を低下させることなく、つまり、ひずみの検出精度を低下させることなく、過荷重による破損を防止することができる。

【0041】

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、各構成要素の形状、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。

【0042】

また、荷重変換器１として、上側及び下側の隙間ｃが長さ方向に平行に延びるように、上側ストッパ当接部８１及びストッパ突出部当接部７４、並びに下側ストッパ当接部８２及びストッパ突出部当接部７５がそれぞれ平行に形成されている場合を一例に本発明の実施の形態について説明したが、隙間ｃの形態はこれに限られない。例えば、図５に示すように、各隙間ｃは、一定の間隔を保ちながら固定部２０側から可動部３０側に向かって外側（上側又は下側）に斜めに延びていてもよい。つまり、ストッパ先端部７２のストッパ突出部当接部７４，７５が形成されている部分（本実施の形態においては先端部分７３）の幅方向における幅が、長さ方向において固定部２０側から可動部３０側に向かうにつれて大きくなるようにテーパ状に形成されており、同様に、ストッパ当接部８１，８２がストッパ突出部当接部７４，７５と夫々平行に形成されて、ストッパ当接部８１，８２間の幅方向における間隔が、長さ方向において固定部２０側から可動部３０側に向かうにつれて大きくなるようにテーパ状に形成されていてもよい。これにより、起歪部４１，４２，５１，５２の破損を引き起こす程可動部３０を変位させる過荷重が加えられる場合であっても、上側ストッパ当接部８１がストッパ突出部当接部７４に面接触することができ、又は下側ストッパ当接部８２がストッパ突出部当接部７５に面接触することができ、ストッパ部６０への負荷を分散させることができる。また、上側及び下側の各隙間ｃは、固定部２０側から可動部３０側に向かう延び方向に亘って、延び方向に直交する方向の間隔が一定ではなくてもよい。例えば、各隙間ｃは、延び方向において固定部２０側から可動部３０側に向かうにつれて、間隔が大きくなっていてもよい。この場合、ストッパ当接部８１，８２の変位は可動部３０側に近いほど大きいので、ストッパ突出部当接部７４，７５とストッパ当接部８１，８２との間の接触をより確実に面接触にすることができる。

【0043】

さらに、荷重変換器１としてストッパ突出部７０が固定部２０から可動部３０側に向かって延びる部分である場合を一例に本発明の実施の形態について説明したが、可動部３０から固定部２０側に向かって延びていてもよく、ストッパ部６０を複数有していてもよい。

【符号の説明】

【0044】

１…荷重変換器、２…ブロック体、３…ひずみゲージ、４，５…樹脂カバー、６，７…空間、２０…固定部、２１…対向面、２２…ボルト孔、２３…背向面、３０…可動部、３１…対向面、３２…ボルト孔、４０…上側ビーム部、４１…上固定部側起歪部、４２…上可動部側起歪部、４２ａ…端部、４３…内側面、５０…下側ビーム部、５１…下固定部側起歪部、５２…下可動部側起歪部、５２ａ…端部、５３…内側面、６０…ストッパ部、７０…ストッパ突出部、７１…ストッパ基部、７２…ストッパ先端部、７２ａ…先端、７３…先端部分、７４，７５…ストッパ突出部当接部、７６…くびれ部、７７，７８…外側面、８０…ストッパ収容部、８１…上側ストッパ当接部、８２…下側ストッパ当接部、８３…空間、８３ａ…可動部側縁部、８５，８６…外側面、９０…ワイヤ取付部、９１…ワイヤ、９２…固定ボルト、９２ａ…先端、１００…支持部材、１０１…ボルト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】