JP7224260B2 - 荷重検出装置 - Google Patents

Description

本開示は、荷重検出装置に関する。

対象物に作用する荷重を検出・測定するための荷重検出装置として、これまでにロードセル（歪ゲージ、半導体ゲージ）を用いたものが広く用いられている。この種の装置では、ロードセルが対象物の表面に沿って取り付けられる。例えば歪ゲージを用いた場合、当該歪ゲージの両端部の間で、荷重によって生じる相対変位の大きさに基づいて歪ゲージの出力電圧が変化する。この電圧の変化によって、対象物に加わった荷重を検出・測定することができる。

ここで、荷重検出装置で計測可能な荷重の最大値は、対象物の使用環境で生じ得る最大荷重に基づいて決定される。したがって、この最大荷重の値が大きくなるほど、対象物の剛性を高める必要がある。しかしながら、このように剛性を高めた場合、対象物自体の変形量が小さくなることから、微小な荷重を上記の歪ゲージによって捕捉することが難しくなってしまう。その結果、荷重検出装置として所期の計測精度を確保できない虞がある。特に、対象物に加わる荷重が、常態的に加わる成分としての平均荷重と、この平均荷重に重畳される変動成分としての変動荷重とを含む場合には、変動荷重を検出・測定することが難しい。

そこで、例えば下記特許文献１に記載されているように、コイルバネによって対象物にプリロード（荷重反力）を予め与え、上記のような平均荷重を相殺する技術が提唱されている。これにより、平均荷重の影響を受けることなく、変動荷重を検出・測定することができるとされている。

特開２００５－１１４５９９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された装置では、選択したコイルバネの特性によって、プリロードの大きさが一義的に決まってしまう。このため、例えば平均荷重の大きさによっては、適切にプリロードを発生させることができない。その結果、荷重検出装置として使用可能な範囲が限定的となる虞がある。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、より広い範囲の荷重に対して適用することが可能な荷重検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示に係る荷重検出装置は、第一方向の一方側から他方側に向かう平均荷重、及び該平均荷重に対して重畳される変動荷重を含む荷重が与えられる被荷重部としての回転軸を、前記第一方向に変位可能な状態で基準面に対して支持する支持部と、前記第一方向の他方側から一方側に向かうとともに、前記平均荷重の大きさに基づいて変化させることが可能な反対荷重を前記被荷重部に対して与える反対荷重発生部と、前記支持部に生じた前記変動荷重による変形量を検出する変形量検出部と、を備え、前記回転軸は、軸線を中心とする円柱状の軸本体と、該軸本体が挿通される筒状の外周部材と、前記第一方向一方側の端部で前記軸本体から径方向外側に突出するとともに前記外周部材に当接するフランジ部と、を有し、前記反対荷重発生部は、前記外周部材に対して前記第一方向の一方側に向かう力を与えることで、前記フランジ部を介して前記回転軸に前記反対荷重を与える。

本開示によれば、より広い範囲の荷重に対して適用することが可能な荷重検出装置を提供することができる。

本開示の第一実施形態に係る荷重検出装置の構成を示す断面図である。 本開示の第一実施形態に係る荷重検出装置を軸線方向から見た図である。 本開示の第一実施形態に係る荷重検出装置の第一変形例を示す断面図である。 本開示の第一実施形態に係る荷重検出装置の第二変形例を示す断面図である。 本開示の第一実施形態に係る荷重検出装置の第三変形例を示す断面図である。 本開示の第二実施形態に係る荷重検出装置の構成を示す断面図である。 本開示の第三実施形態に係る荷重検出装置の構成を示す断面図である。

＜第一実施形態＞
（荷重検出装置の構成）
以下、本開示の第一実施形態に係る荷重検出装置について、図１と図２を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る荷重検出装置１００は、第一方向に延びる軸線Ａ１に沿って延びる回転軸１（被荷重部）の外周側に設けられている支持部２と、回転軸１及び支持部２を外周側から覆うケーシング３と、ケーシング３の内周面に対して支持部２を固定する固定部材４と、反対荷重発生部５と、変形量検出部６としての歪ゲージＧと、を備えている。

（回転軸の構成）
回転軸１は、軸線Ａ１を中心とする円柱状の軸本体１１と、この軸本体１１が挿通される筒状の外周部材１２と、を有している。軸本体１１は、軸線Ａ１回りに回転可能とされている。外周部材１２は、軸本体１１を回転可能に支持する。なお、詳しくは図示しないが、外周部材１２の内周面と軸本体１１の外周面との間には軸受装置が設けられている。さらに、軸本体１１における第一方向一方側の端部には、当該軸本体１１から径方向外側に突出する円環状のフランジ部１１Ｆが設けられている。このフランジ部１１Ｆの第一方向他方側の端面は、外周部材１２に当接している。

回転軸１には、図１の矢印で示すように、外力等に基づいて、第一方向の一方側から他方側に向かう荷重が加わった状態となっている。具体的には、この荷重は、平均荷重Ｆａｖｇと、これに重畳される変動荷重ΔＦの和である。平均荷重Ｆａｖｇは、時間によらず一定の大きさを示す成分である。変動荷重ΔＦは、時間とともに変動する成分である。詳しくは後述するが、本実施形態に係る荷重検出装置１００は、このような荷重を検出・測定するために用いられる。

（支持部の構成）
支持部２は、上記の外周部材１２の外周面から、軸線Ａ１に対する径方向外側に向かって突出している。本実施形態では、第一方向に間隔をあけて複数の支持部２が設けられている。また、図２に示すように、本実施形態では軸線Ａ１に対する周方向に等間隔をあけて４つの支持部２が設けられている。つまり、本実施形態では合計で８つの支持部２が設けられている。これら支持部２の径方向外側の端部は、固定部材４の内周面に固定されている。固定部材４は、軸線Ａ１を中心とする円筒状をなしている。さらに、この固定部材４は、ケーシング３の内周面に固定されている。ケーシング３は、軸線Ａ１を中心とする円筒状をなすことで、その内部に回転軸１、支持部２、及び固定部材４を収容している。ケーシング３の内周面は、基準面Ｓｇとされている。

（反対荷重発生部の構成）
軸線Ａ１に沿って第一方向の他方側（つまり、上述の荷重の方向とは反対側）には、反対荷重発生部５が設けられている。反対荷重発生部５は、上記の荷重に含まれる成分のうち、平均荷重Ｆａｖｇを相殺するために設けられている。反対荷重発生部５は、上記した外周部材１２の外周面に一体に設けられた鉄芯５１と、ケーシング３の内周面（基準面Ｓｇ）に固定されたホルダ部５２Ｈ、及びこのホルダ部５２Ｈの内周側に設けられたコイル部５２Ｃと、を有する。コイル部５２Ｃは、鉄芯５１と径方向に間隔をあけて対向している。コイル部５２Ｃは、外部から供給された電力によって、鉄芯５１との間で誘導電流による電磁力を発生させる。この電磁力は、上記のフランジ部１１Ｆを介して軸本体１１に伝達される。コイル部５２Ｃに供給される電流量を変化させることで電磁力の大きさを調節することが可能とされている。

（変形量検出部の構成）
支持部２の表面には、変形量検出部６としての歪ゲージＧが貼付されている。この歪ゲージＧは、支持部２の変形に伴ってその出力電圧が変化する。電圧の変化を外部の計測機器（不図示）によって捕捉することで、支持部２の変形量が検出される。なお、歪ゲージＧは、全ての支持部２にそれぞれ１つずつ設けられていてもよいし、一部の支持部２のみに設けられていてもよい。また、変形量検出部６として、歪ゲージＧに代えて、半導体ゲージを用いることも可能である。

（作用効果）
次に、本実施形態に係る荷重検出装置１００の動作について説明する。上記のように、回転軸１には、第一方向の一方側から他方側に向かう荷重が付加されている。この荷重によって、回転軸１は第一方向他方側に向かってわずかに変位する。回転軸１の変位に伴って、支持部２が変形する。具体的には、支持部２は、径方向内側に向かうに従って第一方向の他方側に向かうように傾斜することになる。このような変形を、上述の歪ゲージＧによって捕捉することが可能である。

ここで、荷重検出装置１００で計測可能な荷重の最大値は、対象物の使用環境で生じ得る最大荷重に基づいて決定される。したがって、この最大荷重の値が大きくなるほど、対象物の剛性を高める必要がある。本実施形態の例では、支持部２の剛性を高める必要が生じる。しかしながら、このように剛性を高めた場合、対象物自体の変形量が小さくなることから、微小な荷重を上記の歪ゲージによって捕捉することが難しくなってしまう。その結果、荷重検出装置として所期の計測精度を確保できない虞がある。特に、対象物に加わる荷重が、常態的に加わる成分としての平均荷重Ｆａｖｇと、この平均荷重Ｆａｖｇに重畳される変動成分としての変動荷重ΔＦとを含む場合には、変動荷重ΔＦを検出・測定することが難しい。

そこで、本実施形態では、反対荷重発生部５によって、回転軸１に対して荷重とは反対の方向から他の荷重（反対荷重Ｆｒ）を与える構成を採っている。この反対荷重は、平均荷重Ｆａｖｇと同等の大きさであるとともに、その付加される方向が荷重とは反対となっている。つまり、反対荷重Ｆｒは、－Ｆａｖｇに等しい。

このように、反対荷重発生部５が発生する反対荷重Ｆｒによって、被荷重部としての回転軸１に加わる平均荷重Ｆａｖｇを相殺することができる。この状態で、変形量検出部６としての歪ゲージＧは支持部２に生じた変動荷重ΔＦによる変形量を検出する。したがって、平均荷重Ｆａｖｇの大きさによる影響を受けることなく、変動荷重ΔＦを精緻に検出・測定することができる。特に、反対荷重発生部５が発生させる反対荷重Ｆｒの大きさは、平均荷重Ｆａｖｇの大きさに基づいて変化させることが可能とされている。したがって、荷重検出装置１００を使用する環境条件（想定される最大荷重や平均荷重Ｆａｖｇの大きさ）に応じて、より広い範囲で変動荷重ΔＦを精緻に検出することができる。つまり、荷重検出装置１００の適用可能な荷重の範囲を広くすることができる。

さらに、上記構成によれば、反対荷重発生部５として、鉄芯５１とコイル部５２Ｃとの間で生じる電磁力に基づいて、回転軸１に対して反対荷重Ｆｒを与えることができる。つまり、コイル部５２Ｃに流す電流の大きさを変化させることのみによって、上記反対荷重Ｆｒの大きさを調節することができる。これにより、検出・測定の精度をさらに高めることができるとともに、荷重検出装置１００の適用可能な荷重の範囲をさらに広くすることができる。

＜第一変形例＞
上記の荷重検出装置１００の第一変形例として、図３に示す構成を採ることも可能である。図３の例では、変形量検出部６ｂとして、上述の歪ゲージＧに代えて、ロードセルＬｃが用いられている。ロードセルＬｃとして具体的には、圧電型ロードセルが好適に用いられる。ロードセルＬｃは、自身に与えられる圧縮力又は引っ張り力に応じて、出力電圧が変化する。さらに、同図の例では、支持部２ｂは、基準面Ｓｇ側（つまり、固定部材４）に設けられている第一部材２１と、この第一部材２１に対して第一方向の他方側に間隔をあけて設けられるとともに外周部材１２の外周面に固定されている第二部材２２と、を有している。上記のロードセルＬｃは、これら第一部材２１と第二部材２２との間で挟持されている。

上記の構成では、回転軸１に変動荷重ΔＦが加わった場合に、当該変動荷重ΔＦに基づいて、第一部材２１と第二部材２２との相対距離が変化する。この相対距離の変化によって、ロードセルＬｃの出力電圧が変化する。この電圧変化を外部の計測機器等で検出することによって、変動荷重ΔＦの大きさをさらに精緻に計測することができる。

＜第二変形例＞
さらに、第二変形例として、図４に示す構成を採ることも可能である。図４の例では、支持部２が第一実施形態と同様の構成である一方で、反対荷重発生部５ｂの構成が上記第一実施形態、及び第一変形例とは異なっている。具体的には、この反対荷重発生部５ｂは、上述のホルダ部５２Ｈと外周部材１２との間に設けられたソレノイド５３を有している。ソレノイド５３として具体的には、プッシュプルソレノイドが好適に用いられる。この種のソレノイド５３は、外部から供給される電力の大きさに応じて長さが変化することで、圧縮力又は引っ張り力を発生させることが可能である。

上記構成によれば、ソレノイド５３が発生させる力に基づいて、被荷重部としての回転軸１に対して反対荷重Ｆｒを与えることができる。特に、ソレノイド５３に流す電流の大きさを変化させることのみによって、上記反対荷重Ｆｒの大きさを調節することができる。これにより、検出・測定の精度をさらに高めることができる。

＜第三変形例＞
また、第三変形例として、図５に示す構成を採ることも可能である。図５の例では、上記の第一変形例で説明したロードセルＬｃを有する変形量検出部６ｂと、第二変形例で説明したソレノイド５３を有する反対荷重発生部５ｂとを組み合わせた構成を採っている。このような構成によっても、上記第一実施形態と同様の作用効果を得ることができるとともに、検出・測定の精度をさらに高めることができる。

＜第二実施形態＞
続いて、本開示の第二実施形態に係る荷重検出装置２００について、図６を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態及びその変形例と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施形態に係る支持部２ｃは、上述の第一変形例で説明した第一部材２１、及び第二部材２２に加えて、第三部材２３をさらに有している。第三部材２３は、第一部材２１に対して第一方向に相対変位可能に支持されている。具体的には、この第三部材２３は、固定部材４に対して、反対荷重発生部５ｃとしての送りねじＢによって支持固定されている。また、第三部材２３は、基準面Ｓｇに対して摺動可能な状態で接している。したがって、送りねじＢのねじ込み量を変化させることで、固定部材４及び第一部材２１に対する第三部材２３の相対位置を調節することが可能とされている。つまり、送りねじＢをねじ込むことによって、上述の反対荷重Ｆｒを回転軸１に対して与えることができる。

さらに、第二部材２２と第三部材２３との間には、変形量検出部６としての他のロードセルＬｃが設けられている。つまり、本実施形態では、第一部材２１と第二部材２２との間、及び第二部材２２と第三部材２３との間にもロードセルＬｃが設けられている。以降の説明では、第一部材２１と第二部材２２との間に設けられているロードセルＬｃを第一ロードセルＬｃ１と呼び、第二部材２２と第三部材２３との間に設けられているロードセルＬｃを第二ロードセルＬｃ２と呼ぶ。

上記構成では、これらロードセルＬｃには、反対荷重Ｆｒによる圧縮力が常態的に加わっている。この状態で、例えば被荷重部としての回転軸１側に設けられている第二部材２２が第一方向の他方側に変位した場合（つまり、一方側から他方側に向かう変動荷重ΔＦが生じた場合）、一方側の第一ロードセルＬｃ１には引っ張り力が加わり、他方側の第二ロードセルＬｃ２にはさらなる圧縮力が加わる。ここで、一般的にロードセルは圧縮力に対しては十分に抗し得る一方で、引っ張り力に対しては弱いことが知られている。特に圧電型のロードセルではこの傾向が顕著である。しかしながら、上記の構成では、引っ張り力が加わる一方側の第一ロードセルＬｃ１にも、反対荷重Ｆｒによる圧縮力が予め付加されている。したがって、上記のような変位による引っ張り力が加わった場合には、圧縮力と引っ張り力とが相殺する。これにより、当該一方側の第一ロードセルＬｃ１では、引っ張りによる初期状態に対しての変形は生じないか、又はごくわずかな変形に留まる。その結果、ロードセルＬｃの耐用限界に対して余裕を持って検出・測定を行うことができる。言い換えると、ロードセルＬｃに要求される耐用限界を低く抑えることができる。これにより、装置の製造コストやメンテナンスコストを削減することができる。

さらに、上記構成によれば、送りねじＢのねじ込み量を変化させることで、反対荷重Ｆｒの大きさを容易かつ精緻に調節することができる。また、送りねじＢを設けることのみによって反対荷重発生部５ｃを構成することができるため、装置の構成の簡素化、及びこれに基づくコストの削減を図ることができる。

＜第三実施形態＞
次に、本開示の第三実施形態に係る荷重検出装置３００について、図７を参照して説明する。なお、上記の各実施形態、及び各変形例と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図７に示すように、本実施形態では、上記第二実施形態の構成に代えて、反対荷重発生部５ｄが、上述した第三部材２３と固定部材４との間に設けられたソレノイド５３ｂを有している。このソレノイド５３ｂとして具体的には、上述したプッシュプルソレノイドが好適に用いられる。ソレノイド５３ｂは、外部から供給される電力に応じて、その長さが変化する。したがって、例えばソレノイド５３ｂが縮んだ場合には、第三部材２３を介して、ロードセルＬｃ、及び第二部材２２に荷重が与えられる。この荷重は、第二部材２２を介して回転軸１に伝達される。つまり、回転軸１に反対荷重Ｆｒを与えることができる。

上記構成によれば、上記第二実施形態と同様の作用効果に加えて、ソレノイド５３ｂの進退量（長さ）を変化させることで、反対荷重Ｆｒの大きさを容易かつ精緻に調節することができる。また、ソレノイド５３ｂを設けることのみによって反対荷重発生部５ｄを構成することができるため、装置の構成の簡素化、及びこれに基づくコストの削減を図ることができる。

以上、本開示の実施形態、及びその変形例について図面を参照して詳述した。なお、具体的な構成はこの実施形態、及びその変形例に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記の各実施形態、及びその変形例では、被荷重部として回転軸１を例に説明をした。しかしながら、被荷重部は回転軸１に限定されず、ある特定の方向に働く荷重に曝されている装置や部品であれば、いかなるものも被荷重部とすることが可能である。

＜付記＞
各実施形態に記載の荷重検出装置は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る荷重検出装置１００は、第一方向の一方側から他方側に向かう平均荷重Ｆａｖｇ、及び該平均荷重Ｆａｖｇに対して重畳される変動荷重ΔＦを含む荷重が与えられる被荷重部１を、前記第一方向に変位可能な状態で基準面Ｓｇに対して支持する支持部２と、前記第一方向の他方側から一方側に向かうとともに、前記平均荷重ΔＦの大きさに基づいて変化させることが可能な反対荷重Ｆｒを前記被荷重部１に対して与える反対荷重発生部５と、前記支持部２に生じた前記変動荷重ΔＦによる変形量を検出する変形量検出部６と、を備える。

上記構成によれば、反対荷重発生部５が発生する反対荷重Ｆｒによって、被荷重部１に加わる平均荷重Ｆａｖｇを相殺することができる。この状態で、変形量検出部６は支持部２に生じた変動荷重ΔＦによる変形量を検出する。したがって、平均荷重Ｆａｖｇの大きさによる影響を受けることなく、変動荷重ΔＦを精緻に検出・測定することができる。特に、反対荷重発生部５が発生させる反対荷重Ｆｒの大きさは、平均荷重Ｆａｖｇの大きさに基づいて変化させることが可能とされている。したがって、荷重検出装置１００を使用する環境条件（想定される最大荷重や平均荷重Ｆａｖｇの大きさ）に応じて、より広い範囲で変動荷重ΔＦを精緻に検出することができる。

（２）第２の態様に係る荷重検出装置１００では、前記反対荷重発生部５は、前記被荷重部１に設けられた鉄芯５１と、前記基準面Ｓｇ側に設けられ、前記鉄芯５１に対向することで、前記被荷重部１に対して前記反対荷重Ｆｒとしての電磁力を与えるコイル部５２Ｃと、を有する。

上記構成によれば、反対荷重発生部５としての鉄芯５１とコイル部５２Ｃとの間で生じる電磁力に基づいて、被荷重部１に対して反対荷重Ｆｒを与えることができる。特に、コイル部５２Ｃに流す電流の大きさを変化させることのみによって、上記反対荷重Ｆｒの大きさを調節することができる。これにより、検出・測定の精度をさらに高めることができる。

（３）第３の態様に係る荷重検出装置１００では、前記反対荷重発生部５ｂは、前記基準面Ｓｇと前記被荷重部１との間に設けられ、該被荷重部１に対して前記反対荷重Ｆｒを与えるソレノイド５３である。

上記構成によれば、ソレノイド５３が発生させる力に基づいて、被荷重部１に対して反対荷重Ｆｒを与えることができる。特に、ソレノイド５３に流す電流の大きさを変化させることのみによって、上記反対荷重Ｆｒの大きさを調節することができる。これにより、検出・測定の精度をさらに高めることができる。

（４）第４の態様に係る荷重検出装置１００では、前記支持部２ｂは、前記基準面Ｓｇ側に設けられた第一部材２１と、該第一部材２１に対して前記変形量検出部６ｂを介して前記第一方向から接続されるとともに前記被荷重部１に設けられた第二部材２２と、を有し、前記変形量検出部６ｂは、前記変動荷重ΔＦに基づいて前記第一部材２１と前記第二部材２２との間で生じる相対変位によって電圧が変化するロードセルＬｃである。

上記構成によれば、第一部材２１と第二部材２２との間で変動荷重ΔＦによって生じる相対変位を、ロードセルＬｃの電圧変化として検出することができる。これにより、変動荷重ΔＦの大きさ、及びその変化をより精緻に検出・測定することができる。

（５）第５の態様に係る荷重検出装置２００では、前記支持部２ｃは、前記第一部材２１に対して前記第一方向に変位可能に支持される第三部材２３をさらに有し、前記変形量検出部６ｃは、前記第二部材２２と前記第三部材２３との間に設けられ、前記変動荷重ΔＦに基づいて該第二部材２２と該第三部材２３との間で生じる相対変位によって電圧が変化する他のロードセルＬｃをさらに有する。

上記構成によれば、第一部材２１と第二部材２２との間、及び第二部材２２と第三部材２３との間にそれぞれロードセルＬｃが設けられている。これらロードセルＬｃには、反対荷重Ｆｒによる圧縮力が常態的に加わっている。この状態で、例えば被荷重部１側に設けられている第二部材２２が第一方向の他方側に変位した場合（つまり、一方側から他方側に向かう変動荷重ΔＦが生じた場合）、一方側のロードセルＬｃには引っ張り力が加わり、他方側のロードセルＬｃにはさらなる圧縮力が加わる。ここで、一般的にロードセルは圧縮力に対しては十分に抗し得る一方で、引っ張り力に対しては弱いことが知られている。特に圧電型のロードセルＬｃではこの傾向が顕著である。しかしながら、上記の構成では、引っ張り力が加わる一方側のロードセルＬｃにも、反対荷重Ｆｒによる圧縮力が予め付加されている。したがって、上記のような変位による引っ張り力が加わった場合には、圧縮力と引っ張り力とが相殺する。これにより、当該一方側のロードセルＬｃでは、引っ張りによる初期状態に対しての変形は生じないか、又はごくわずかな変形に留まる。その結果、ロードセルＬｃの耐用限界に対して余裕を持って検出・測定を行うことができる。言い換えると、ロードセルＬｃに要求される耐用限界を低く抑えることができる。これにより、装置の製造コストやメンテナンスコストを削減することができる。

（６）第６の態様に係る荷重検出装置２００では、前記反対荷重発生部５ｃは、前記第一部材２１と前記第三部材２３との間に設けられ、前記第三部材２３の前記第一部材２１に対する前記第一方向の相対位置を変化させる送りねじＢを有する。

上記構成によれば、送りねじＢのねじ込み量を変化させることで、反対荷重Ｆｒの大きさを容易かつ精緻に調節することができる。また、送りねじＢを設けることのみによって反対荷重発生部５ｃを構成することができるため、装置の構成の簡素化、及びこれに基づくコストの削減を図ることができる。

（７）第７の態様に係る荷重検出装置３００では、前記反対荷重発生部５ｄは、前記第一部材２１と前記第三部材２３との間に設けられ、前記第三部材２３の前記第一部材２１に対する前記第一方向の相対位置を変化させるソレノイド５３ｂを有する。

上記構成によれば、ソレノイド５３ｂの進退量（長さ）を変化させることで、反対荷重Ｆｒの大きさを容易かつ精緻に調節することができる。また、ソレノイド５３ｂを設けることのみによって反対荷重発生部５ｄを構成することができるため、装置の構成の簡素化、及びこれに基づくコストの削減を図ることができる。

１００，２００，３００ 荷重検出装置
１ 回転軸（被荷重部）
１１ 軸本体
１１Ｆ フランジ部
１２ 外周部材
２，２ｂ，２ｃ 支持部
２１ 第一部材
２２ 第二部材
２３ 第三部材
３ ケーシング
４ 固定部材
５，５ｂ，５ｃ，５ｄ 反対荷重発生部
５１ 鉄芯
５２Ｃ コイル部
５２Ｈ ホルダ部
６，６ｂ 変形量検出部
Ａ１ 軸線
Ｆａｖｇ 平均荷重
Ｆｒ 反対荷重
ΔＦ 変動荷重
Ｇ 歪ゲージ
Ｌｃ ロードセル
Ｌｃ１ 第一ロードセル
Ｌｃ２ 第二ロードセル
Ｓｇ 基準面

Claims (7)

1. 第一方向の一方側から他方側に向かう平均荷重、及び該平均荷重に対して重畳される変動荷重を含む荷重が与えられる被荷重部としての回転軸を、前記第一方向に変位可能な状態で基準面に対して支持する支持部と、
   前記第一方向の他方側から一方側に向かうとともに、前記平均荷重の大きさに基づいて変化させることが可能な反対荷重を前記被荷重部に対して与える反対荷重発生部と、
   前記支持部に生じた前記変動荷重による変形量を検出する変形量検出部と、
   を備え、
   前記回転軸は、軸線を中心とする円柱状の軸本体と、該軸本体が挿通される筒状の外周部材と、前記第一方向一方側の端部で前記軸本体から径方向外側に突出するとともに前記外周部材に当接するフランジ部と、を有し、
   前記反対荷重発生部は、前記外周部材に対して前記第一方向の一方側に向かう力を与えることで、前記フランジ部を介して前記回転軸に前記反対荷重を与える荷重検出装置。
2. 前記反対荷重発生部は、
   前記被荷重部に設けられた鉄芯と、
   前記基準面に設けられ、前記鉄芯に対向することで、前記被荷重部に対して前記反対荷重としての電磁力を与えるコイル部と、
   を有する請求項１に記載の荷重検出装置。
3. 前記反対荷重発生部は、
   前記基準面と前記被荷重部との間に設けられ、該被荷重部に対して前記反対荷重を与えるソレノイドである請求項１に記載の荷重検出装置。
4. 前記支持部は、
   前記基準面側に設けられた第一部材と、
   該第一部材に対して前記変形量検出部を介して前記第一方向から接続されるとともに前記被荷重部に設けられた第二部材と、
   を有し、
   前記変形量検出部は、
   前記変動荷重に基づいて前記第一部材と前記第二部材との間で生じる相対変位によって電圧が変化するロードセルである請求項１から３のいずれか一項に記載の荷重検出装置。
5. 前記支持部は、前記第一部材に対して前記第一方向に変位可能に支持される第三部材をさらに有し、
   前記変形量検出部は、前記第二部材と前記第三部材との間に設けられ、前記変動荷重に基づいて該第二部材と該第三部材との間で生じる相対変位によって電圧が変化する他のロードセルをさらに有する請求項４に記載の荷重検出装置。
6. 前記反対荷重発生部は、前記第一部材と前記第三部材との間に設けられ、前記第三部材の前記第一部材に対する前記第一方向の相対位置を変化させる送りねじを有する請求項５に記載の荷重検出装置。
7. 前記反対荷重発生部は、前記第一部材と前記第三部材との間に設けられ、前記第三部材の前記第一部材に対する前記第一方向の相対位置を変化させるソレノイドを有する請求項５に記載の荷重検出装置。

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