CN103026185A - 具备防过载机构的称重传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及罗伯威尔型称重传感器，其是具备在水平方向上延伸的上梁部（2）、在上梁部（2）的下方与上梁部（2）平行地延伸的下梁部（3）、将上梁部（2）的一端与下梁部（3）的一端相互连接，同时固定于静止体上的固定部（4）、将上梁部（2）的另一端与下梁部（3）的另一端相互连接，同时承受垂直方向的负荷向垂直方向移动的可动部（5）、以及剖面为圆形的圆柱状止动构件（7）的称重传感器（1），在所述固定部（4）形成剖面为圆形的第一圆孔（9），在所述可动部（5）形成剖面为圆形且与所述第一圆孔（9）同心的第二圆孔（10），所述止动构件（7）的基端部分被嵌入所述第一圆孔（9）而被固定，所述止动构件（7）的梢端部分形成为与所述第二圆孔（10）的内表面之间形成规定宽度的间隙地位于第二圆孔（10）内侧，能够防止过载造成的损坏。

Description

具备防过载机构的称重传感器

技术领域

本发明涉及所谓罗伯威尔（Roberval）型称重传感器，特别涉及具有能够防止过载造成的损坏的防过载机构的称重传感器。 

背景技术

所谓Roberval型称重传感器，是采用不受被计量物的位置影响的Roberval机构的称重传感器，被广泛使用于称量。图4是示出一般的Roberval型称重传感器41概略的图。如图4（a）所示，一般的Roberval型称重传感器41由位于上部的上梁部42、位于下部的下梁部43、在装置主体等静止体上固定的固定部44、以及在垂直方向上承受外力的可动部45构成，总体上具有矩形形状。而且，上梁部42及下梁部43的外周面的两端贴着总计4个应变计46。

在称重传感器41上施加图4（b）所示的箭头方向的负荷时，称重传感器41整体发生变形。伴随该变形，在贴在4个地方的应变计46中，图中左上方和右下方贴着的应变计46伸长，右上方和左下方贴着的应变计46收缩。当然，如果施加于称重传感器41的负荷越大，则应变计46的变形程度也越大。又，应变计46具有因其伸长和缩短的程度而改变电阻的特性。因此，利用惠斯登电桥电路将应变计46的电阻变换为电压，通过取得该电压値，可以检测出称重传感器41上的负荷的大小。

但是，Roberval型称重传感器41由于具备如上所述的结构，如果对称重传感器41施加过度的负荷，则称重传感器41的变形会增大，有可能因此损坏应变计46。因此通常为了防止对称重传感器41施加过度负荷，在称重传感器41外部或称重传感器41主体上设置止动构件47。例如，如图4所示，在可动部45下方设置止动构件47。如图4所示，如果在可动部45下方留出间隙设置止动构件47，则可动部45只位移该间隙的距离就接触到止动构件47，可动部45不能够进一步位移。借助于此，能够防止对称重传感器41施加过度的负荷。

又，图5所示为另一种机构。图5是具有不同于图4的机构的Roberval型称重传感器51的立体图。在图5所示的称重传感器51中，固定部54的纸面前侧表面形成槽，板状的止动构件57固定于该槽。又，可动部55的纸面前侧表面也形成槽，但是形成于可动部55的槽的宽度比止动构件57的宽度大，可动部55的槽与止动构件57之间，在上下方向上形成微小的间隙。图5所示的称重传感器51，由于具有这样的构成，对可动部55施加负荷产生位移时，形成于可动部55的槽的内侧接触到止动构件57，可动部55不能够进一步位移。借助于此，可以防止对称重传感器51施加过度的负荷。

而且，作为另一机构，有专利文献1公开的机构（参照专利文献1的图1～图4）。在专利文献1中，从上梁和下梁双方向内侧设置止动件（stopper）。这些止动件形成为在左右方向上产生微小的间隙。因此，对称重传感器施加外力产生变形时，两止动件向左右方向位移发生接触，可动部不能够进一步位移。借助于此，能够防止对称重传感器施加过度的负荷。

现有技术文献：

专利文献1 : 日本特开平9－288019号公报。 

发明内容

发明要解决的问题：

作为具备防过载机构的Roberval型称重传感器有上述的称重传感器，但是在实际的称重传感器中，可动部位移量非常小（在图4和图5中，为了容易理解，在止动构件47、57的前后设置的间隙画得比较大，但实际上是很小的），止动构件47、57的位置与接触的对方一侧的零部件之间的间隙必须以每百分之一毫米调整。因此，在图4所示的称重传感器41中，设置止动构件47以使与可动部45之间的间隙为合适的尺寸的操作非常困难。又，在图5所示的称重传感器51的情况中，在固定部54的槽与止动构件57之间的边界部分进行将两者固定用的铆接操作，但是此时相对于可动部55的槽的止动构件57的位置往往发生偏离，安装工作非常困难。又，在专利文献1的称重传感器的情况中，也有必要进行加工，以使止动件相互间的间隙非常小，这样的加工也非常困难。

本发明是为了解决如上述的问题而形成的，其目的在于，提供具有能够防止过载造成的损坏的防过载用止动构件，且能够高精度地、方便地进行止动构件的安装工作的称重传感器。

解决问题的手段：

本发明是为了解决如上所述的问题而形成的，根据本发明的称重传感器是具备在水平方向上延伸的上梁部、在该上梁部的下方与该上梁部平行地延伸的下梁部、将该上梁部的一端与该下梁部的一端相互连接，同时固定于静止体上的固定部、以及将该上梁部的另一端与该下梁部的另一端相互连接，同时承受垂直方向上的负荷，在垂直方向上位移的可动部的Roberval型称重传感器；还具备剖面为圆形的圆柱状止动构件；在所述固定部形成剖面为圆形的第一圆孔；在所述可动部形成剖面为圆形且与所述第一圆孔同心的第二圆孔，所述止动构件的基端部分嵌入所述第一圆孔而被固定，而且所述止动构件的梢端部分形成为与所述第二圆孔的内表面之间形成规定宽度的间隙地位于所述第二圆孔内侧。

根据这样的构成，如果进行比较简单的加工，即第一圆孔与第二圆孔形成为剖面互为同心圆，止动构件形成为基端部分具有能够固定于第一圆孔中的尺寸，而且梢端部分具有在与第二圆孔的内表面之间能够产生规定宽度的间隙的尺寸，则只要将止动构件的基端部分插入第一圆孔就能够高精度地安装止动构件。因此，根据本发明，能够高精度地、方便地进行止动构件的安装工作。

又，在上述称重传感器中，也可以形成为所述第一圆孔与所述第二圆孔具有相同的内径，而且所述止动构件的梢端部分形成为比基端部分外径小。

又，在上述称重传感器中，也可以形成为所述第一圆孔比所述第二圆孔内径小，而且所述止动构件的梢端部分形成为与基端部分相同的外径。

发明的效果：

根据本发明，能够提供可以高精度地、方便地进行止动构件的安装工作的称重传感器。

附图说明

图1是根据本发明第1实施形态的称重传感器的立体图；

图2是示出根据本发明第1实施形态的称重传感器的制造方法的图；

图3是示出根据本发明第2实施形态的称重传感器的制造方法的图；

图4是示出一般的Roberval型称重传感器的概略的图；

图5是具备已有的防过载机构的称重传感器的立体图。

具体实施方式

下面参照附图对根据本发明的称重传感器的实施形态进行说明。以下对全部附图在相同或相当的要素上标以相同的符号，并省略重复说明。

（第1实施形态）

首先，对根据本发明第1实施形态的称重传感器1进行说明。图1是根据本实施形态的称重传感器1的立体图。如图1所示，根据本实施形态的称重传感器1是Roberval型称重传感器，主要用由上梁部2、下梁部3、固定部4、以及可动部5形成的矩形（准确地说是矩形的板框状）的称重传感器主体6、止动构件7构成。下面对各构成依序进行说明。

上梁部2是在矩形称重传感器主体6中位于上部，且在水平方向上延伸的部分。在上梁部2的内周面（下表面），在其固定部4一侧和可动部5一侧形成在上梁部2的延伸方向的垂直方向上延伸的槽状缺口部。又，在上梁部2的外周面（上表面）中，与上述缺口部对应的位置上贴着应变计8。另外，包含上梁部2的称重传感器主体6、以及止动构件7例如全部采用铝材。但是，也可以止动构件7的材料采用刚性比称重传感器主体6的材料更高的材料等，止动构件7与称重传感器主体6采用不同的材料。

下梁部3是在矩形的称重传感器主体6中位于下部，且在水平方向上延伸的部分。又，下梁部3形成为平行于上梁部2，以与上梁部2成对。下梁部3的内周面（上表面），在其固定部4一侧和可动部5一侧，形成在下梁部3的延伸方向的垂直方向上延伸的槽状缺口部。又，在下梁部3的外周面（下表面）中与上述缺口部对应的位置上贴着应变计8（参照图2（d））。

固定部4是在矩形的称重传感器主体6中位于一侧的侧部，且在垂直方向上延伸的部分。即，固定部4将上梁部2的一端与下梁部3的一端（纸面左侧）相互连接。又，固定部4在其外周面一侧连接固定于例如装置的主体等不相对于地面位移的静止体上。因此，即使是在称重传感器1上施加上下方向的负荷，固定部4也不位移。又，在固定部4的中央部分形成第一圆孔9。第一圆孔9是剖面为圆形的孔，其中心轴与上梁部2及下梁部3平行地延伸。

可动部5是在矩形的称重传感器主体6中位于另一侧的侧部，且在垂直方向上延伸的部分。即，可动部5与固定部4对置，并且将上梁部2与下梁部3的另一端（纸面右侧）相互连接。又，可动部5在其上表面、下表面、或外周面上安装用于放置作为称量对象的被计量物的计量台或计量容器等，在垂直方向上承受负荷向垂直方向位移。而且，在可动部5的中央部分形成第二圆孔10。第二圆孔10的剖面为圆形，其中心轴与第一圆孔9的中心轴一致，又，内径也与第一圆孔9的内径一致。即，第一圆孔9与第二圆孔10形成为同轴同径。

止动构件7是用于防止因过载造成损坏的构件。止动构件7具有剖面为圆形的圆柱形状，基端部分形成为直径比其他部分大。而且，基端部分嵌插于第一圆孔9中且固定于固定部4中，梢端部分配置于第二圆孔10的内侧并形成规定宽度的间隙。这是因为止动构件7的基端部分形成为插入第一圆孔9时能够固定于其内部的尺寸，又，梢端部分形成为插入第二圆孔10时在与其内表面之间能够形成规定宽度的间隙的尺寸。另外，在本实施形态中，形成为止动构件7的梢端不从可动部5的外周面向外突出的结构。因为例如止动构件7的梢端从可动部5的外周面向外突出时，在可动部5的外周面安装计量台等构件时会造成妨碍。

以上是根据本实施形态的称重传感器1的构成。如上所述，根据本实施形态的称重传感器1，止动构件7的基端部分嵌插于第一圆孔9中且固定于固定部4中，同时梢端部分与第二圆孔10形成微小间隙地位于其内侧。因此，可动部5仅位移上述间隙的宽度时，第二圆孔10的内表面就与止动构件7的外表面接触，可动部5的移动受到限制。因此，能够防止对称重传感器1施加过度的负荷造成称重传感器1（应变计8）的损坏。

下面对根据本实施形态的称重传感器1的制造工序进行说明。图2示出根据本实施形态的称重传感器1的制造工序。以下沿着图2（a）～（d）依序对制造工序进行说明。

首先，如图2（a）所示，对止动构件7进行加工。具体地，使止动构件7围绕中心轴旋转，用车刀等切削侧面进行车床加工。在该车床加工中，切削整个止动构件7直至达到插入第一圆孔9时能够固定止动构件7的合适的尺寸（以下称为“第一尺寸”。）。其后，切削止动构件7的基端部分以外的部分直至达到与第二圆孔10之间形成规定宽度的间隙的外径尺寸。另外，在本实施形态中，将第一尺寸的区域的宽度（长度）加工为固定部4的厚度大小。

接着如图2（b）所示，对称重传感器主体6进行加工。具体地，使用铣床，用钻头等挖空长方体的材料，形成上梁部2、下梁部3、固定部4、及可动部5。但是，也可以分别制造上梁部2、下梁部3、固定部4、及可动部5，利用螺丝将其组装形成称重传感器主体6。其后，从固定部4的外周面侧或可动部5的外周面侧，利用钻头同时加工第一圆孔9和第二圆孔10。另外，第一圆孔9及第二圆孔10的内径加工为止动构件7的基端部分插入时止动构件7的基端部分能够被固定的尺寸。借助于此，同时形成同径同轴的第一圆孔9和第二圆孔10。

接着，如图2（c）所示，将止动构件7从固定部4的外周面侧插入称重传感器主体6中。具体地，将止动构件7向第一圆孔9插入，再向第二圆孔10插入。但是，从止动构件7的梢端部分一侧插入。止动构件7的梢端部分，由于其外径比第一圆孔9和第二圆孔10的内径小，因此从止动构件7的梢端部分一侧插入时，可以不受来自第一圆孔9及第二圆孔10的阻力地进行操作。

接着，如图2（d）所示，将止动构件7固定于称重传感器主体6中。具体地，从图2（c）的状态开始，将止动构件7进一步向可动部5一侧插入。如上所述，止动构件7的基端部分形成能够向第一圆孔9压入而被固定的尺寸。因此，止动构件7的基端部分插入第一圆孔9时，止动构件7被固定于第一圆孔9中。另外，在止动构件7从第一圆孔9向外周面侧突出的情况下，也可以将该部分切断。因为止动构件7如果其梢端部分即使是一部分插入第二圆孔10，也能够作为止动件起作用。然后，最后将应变计8贴在规定的位置上，就完成根据本实施形态的称重传感器1。

以上是根据本实施形态的称重传感器1的制造工序。如上所述，能够比较容易地进行将第一圆孔9和第二圆孔10形成为剖面互为同心圆的加工和将止动构件7加工为规定的外径尺寸的工作。而且，只要像这样加工，只将止动构件7插入第一圆孔9，就能够与第二圆孔形成间隙地将止动构件7的梢端部分配置于第二圆孔10的内侧。另外，这样的止动构件7的配置，通过剖面为圆形的孔与圆柱的组合才能够实现。这是因为，剖面为圆形的孔与圆柱的组合，与剖面为矩形的孔与方柱等其他形状的组合相比，两者（孔与柱）的中心轴以高精度一致。因此，对于剖面为圆形的孔（在本实施形态中相当于第一圆孔9）与具有同心圆剖面形状的其他孔（在本实施形态中相当于第二圆孔10），圆柱（在本实施形态中相当于止动构件7）与中心轴以高精度一致。因此，根据本实施形态的称重传感器1，能够高精度地、容易地进行止动构件7的安装工作。

另外，有时候对称重传感器施加的力含有水平方向的分量，这时称重传感器以扭转状态在上下方向上位移。在如图4和图5所示的已有的称重传感器的情况中，称重传感器扭转时，止动构件和与其对置的构件之间的垂直方向上的间隙（距离）变小。因此，就产生尽管在上下方向上位移量小止动构件还是起作用的现象。但是，根据本实施形态，由于止动构件7和第二圆孔10都是圆形剖面，因此即使是称重传感器（称重传感器主体6）扭转，止动构件7与第二圆孔10之间在垂直方向上的间隙（距离）也不变。因此，不管称重传感器（称重传感器主体6）扭转与否，止动构件7总是在相同的位移位置起作用。即，根据本实施形态，即使是在称重传感器发生扭转的情况下，也能够使止动构件恰当地起作用。

（第2实施形态）

下面对根据本发明第2实施形态的称重传感器1进行说明。根据本实施形态的称重传感器1具备与根据第1实施形态的称重传感器1基本相同的构成。但是，在根据第1实施形态的称重传感器1中，第一圆孔9与第二圆孔10内径相同，止动构件7的基端部分形成为比梢端部分外径大，相对于此，在根据本实施形态的称重传感器1中，第一圆孔9比第二圆孔10内径小，止动构件7的基端部分与梢端部分外径相同，这一点是两者在结构上的不同。即，根据本实施形态的止动构件7形成为没有梯级的圆柱形状，又，形成为第一圆孔与第二圆孔的内径不同。

更具体地，根据本实施形态的止动构件7具有圆柱形状，从基端到梢端均匀加工为在插入第一圆孔9时能够固定于其内部的外径尺寸。另一方面，第一圆孔9被加工为止动构件7插入时能够固定止动构件7的内径尺寸；第二圆孔10被加工为止动构件7插入时其与止动构件7之间能够形成规定宽度的间隙的内径尺寸。

根据本实施形态的称重传感器1虽然具备如上所述的构成，但即使是在这种情况下，止动构件7的基端部分也固定于第一圆孔中，同时梢端部分也与第二圆孔10之间形成微小间隙地位于其内侧。因此，可动部5仅位移上述间隙宽度大小的距离时，第二圆孔10的内表面就接触到止动构件7的外表面，可动部5的移动受到限制。因此，能够防止对称重传感器1施加过度的负荷造成称重传感器1（应变计8）的损坏。

下面对本实施形态的称重传感器1的制造工序进行说明。图3示出根据本实施形态的称重传感器1的制造工序。以下沿着图3（a）～（d）依序对制造工序进行说明。

首先，如图3（a）所示，对止动构件7进行加工。具体地，使止动构件7围绕中心轴旋转，进行用车刀等切削侧面的车床加工。在该车床加工中，切削止动构件7直至达到插入第一圆孔9时该止动构件能够被固定的尺寸。

接着，如图3（b）所示，对称重传感器主体6进行加工。具体地，使用铣床，用钻头等将长方体的材料挖空，形成上梁部2、下梁部3、固定部4、及可动部5。但是，也可以分别制造上梁部2、下梁部3、固定部4、及可动部5，用螺丝将其组装形成称重传感器主体6。其后，从固定部4的外周面侧或可动部5的外周面侧用钻头同时加工第一圆孔9和第二圆孔10。进而，对于第二圆孔，将钻头替换为外径大的钻头，加工为比第一圆孔的内径大的内径。另外，将第一圆孔9的内径加工为止动构件7插入时能够固定止动构件7的尺寸。又，将第二圆孔10加工为利用压入将止动构件7插入的情况下能够形成规定宽度的间隙的尺寸。借助于此，将同轴但内径不同的第一圆孔9和第二圆孔10分别形成于固定部4及可动部5中。

接着，如图3（c）所示，将止动构件7从可动部5的外周面侧插入称重传感器主体6。具体地，将止动构件7向第二圆孔10插入，再向第一圆孔9插入。止动构件7由于其外径比第二圆孔10的内径小，因此能够不受阻力地插入直到插入第一圆孔9中。

接着，如图3（d）所示，将止动构件7固定于称重传感器主体6中。具体地，从图3（c）的状态开始，将止动构件7进一步向固定部4一侧插入。如上所述，止动构件7形成为能够固定于第一圆孔9中的尺寸。因此，止动构件7插入第一圆孔9时，止动构件7被固定于第一圆孔9中。然后，最后将应变计8贴在规定的位置上，完成根据本实施形态的称重传感器1。

以上所述是根据本实施形态的称重传感器1的制造方法。如上所述，可以比较容易地进行将第一圆孔9与第二圆孔10形成为剖面互为同心圆的加工和将止动构件7加工为规定外径的工作。而且，只要像这样加工，将止动构件7仅嵌入第一圆孔9就能够与第二圆孔10形成间隙地将止动构件7配置于其内侧。因此，根据本实施形态的称重传感器1，能够高精度地、容易地进行止动构件7的安装工作。

以上参照附图对根据本发明的第1实施形态及第2实施形态进行了说明，但是具体构成不限于这些实施形态，在不脱离本发明的要旨的范围内的设计的变更等也属于本发明。 

工业应用性

根据本发明，能够提供可高精度地、容易地进行止动构件的安装工作的称重传感器。因此对称重传感器的技术领域是有益的。 

符号说明

1　    称重传感器；

2　   上梁部；

3　   下梁部；

4      固定部 ；

5　   可动部；

6　   称重传感器主体；

7　   止动构件； 

8　   应变计； 

9　   第一圆孔； 

10　  第二圆孔。 

Claims (3)

1.一种称重传感器，是具备在水平方向上延伸的上梁部；在该上梁部的下方与该上梁部平行地延伸的下梁部；将该上梁部的一端与该下梁部的一端相互连接，同时固定于静止体上的固定部；以及将该上梁部的另一端与该下梁部的另一端相互连接，同时承受垂直方向的负荷，在垂直方向上位移的可动部的罗伯威尔型称重传感器，其特征在于，

还具备剖面为圆形的圆柱状的止动构件；

在所述固定部形成剖面为圆形的第一圆孔；

在所述可动部形成剖面为圆形，而且与所述第一圆孔同心的第二圆孔，

所述止动构件的基端部分嵌入所述第一圆孔而被固定，而且所述止动构件的梢端部分形成为与所述第二圆孔的内表面之间形成规定宽度的间隙地位于所述第二圆孔内侧。

2.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，所述第一圆孔与所述第二圆孔具有相同的内径，而且所述止动构件的梢端部分形成为比基端部分外径小。

3.根据权利要求1所述的称重传感器，其特征在于，所述第一圆孔比所述第二圆孔内径小，而且所述止动构件的梢端部分形成为与基端部分相同的外径。

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