JP2002107207A - 荷重測定機構 - Google Patents

荷重測定機構

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JP2002107207A
JP2002107207A JP2000297316A JP2000297316A JP2002107207A JP 2002107207 A JP2002107207 A JP 2002107207A JP 2000297316 A JP2000297316 A JP 2000297316A JP 2000297316 A JP2000297316 A JP 2000297316A JP 2002107207 A JP2002107207 A JP 2002107207A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動的荷重に対応して鉛直方向の力のみを伝達
し得る荷重測定機構を得る。 【解決手段】 ベルトコンベア1の両側の基台2上に略
直方体の荷重変換部3がその長手方向をコンベア1の流
れ方向に沿って配置されている。各荷重変換部3の上の
2個所には、荷重伝達部4を介在して、コンベアセット
5が載置されている。荷重伝達部4は下板12上のボー
ル保持板9に多数個の円状の孔部が設けられ、各孔部内
に金属製の球体が挿入され、この上に平板状の上板13
が被せられている。コンベア1上の積載物の重量を測定
する場合に、その積載物の重量と共に、積載物の移動に
よる振動がコンベアセット5から下方の秤量機構に伝達
されることになるが、その際の水平方向の力は荷重伝達
部4の球体の回転によって吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、動的計量の測定器
に好適な荷重測定機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えばロードセルを使用し、ベルトコン
ベア等の動的荷重を計量する場合に、積載物の振動によ
りロードセル受圧部との間に摩擦力が発生することがあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この摩擦力はロードセ
ルに横方向荷重として加わることになり、測定しようと
する力の方向以外からの外力となり、誤差要因となった
り、極端な場合はロードセルが破損する場合がある。
【0004】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
動的荷重に対応して鉛直方向の力のみを伝達し得る荷重
測定機構を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る荷重測定機構は、荷重変換部上に複数個
の球体を回転自在に配列し、これらの球体の上に荷重受
部材を載置し、該荷重受部材に上方から加わる荷重を前
記球体を介して前記荷重変換部に伝達することを特徴と
する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施の形態に基づ
いて詳細に説明する。図1はコンベア秤に適用した場合
の実施の形態の斜視図である。ベルトコンベア1の両側
の基台2上に略直方体の荷重変換部3がその長手方向を
コンベア1の流れ方向に沿って配置されている。各荷重
変換部3の上の2個所には、荷重伝達部4を介在してコ
ンベアセット5が載置されている。コンベアセット5は
例えば2本のローラ6、これらのローラ6間に掛け渡し
たベルト7等と、必要に応じローラ6を駆動するモータ
が1セットとして組込まれている。更に、このコンベア
セット5の流れ方向の両側にはベルトコンベア8が連設
されている。
【0007】図2は荷重伝達部4の分解斜視図、図3は
断面図を示し、例えば合成樹脂製のボール保持板9に複
数個の円状のボール保持孔10が形成され、各ボール保
持孔10内に金属製の球体11が回転自在に挿入されて
いる。この球体11が挿入されたボール保持板9は下板
12上に載置され、ボール保持板9上に金属製の平板状
の上板13が被せられている。なお、図2において一部
の球体11は図示を省略している。
【0008】コンベア1上の積載物Sの重量を測定する
場合に、その積載物Sの重量と共に、積載物Sの移動に
よる振動がコンベアセット5から4組の荷重伝達部4に
伝達されることになるが、その際の水平方向への力の分
力は、荷重伝達部4のボール保持孔10内における球体
11の回転によって吸収されることになる。従って、下
方の荷重変換部3には荷重伝達部4を介して鉛直方向の
力のみが伝達されることになり、秤量測定精度が向上す
ると共に、大きな外力が荷重伝達部4に加わっても荷重
変換部3を損傷することはない。
【0009】図4以下に、この動的な荷重測定を行う場
合に好適な荷重変換部3について述べる。図4は斜視
図、図5は正面図を示し、荷重変換部3は1個の直方体
の金属ブロックを、主として偏平側から刳り抜いて形成
された構造体21とされている。この構造体21は一対
の脚部22a、22b、基部23、一対のレバー部24
a、24b、下部荷重受部25、上部荷重受部26、セ
ンサ取付部27から成り、これらの各部分は支点や薄肉
部等により連結されている。
【0010】即ち、基部23の両側は鉛直方向を向く薄
肉部30を介して脚部22a、22b上に支持され、基
部23上に2つのレバー部24a、24bが左右対称に
水平方向に配置され、これらのレバー部24a、24b
は基部23との間に設けられた薄肉状の支点31により
基部23に支持されている。
【0011】支点31は基部23のほぼ両側にあって、
レバー部24a、24bはそれぞれ支点31によりてこ
比が例えば15対1に定められ、支点31の内側は長辺
32とされ、外側は短辺33とされている。それぞれの
長辺32側の先端の作用点には鉛直方向下向きに薄肉部
34が並列して形成され、2つの薄肉部34の下端には
1個のセンサ取付部27が連結されている。また、各短
辺33側の外端の力点には鉛直方向下方に向けた薄肉部
35が形成され、2つのレバー部24a、24bの上方
及び側方に位置する1個の下部荷重受部25が、両側の
薄肉部35により吊り下げられている。また、この下部
荷重受部25はゆれ防止のために、両側において水平方
向及び鉛直方向を向く薄肉部36を介して基部23に連
結されている。
【0012】更に、下部荷重受部25の上方には、両側
の鉛直方向を向く薄肉部37を介して1個の上部荷重受
部26が連結されている。また、レバー部24a、24
bと上部荷重受部26とを連結する薄肉部35と、下部
荷重受部25と上部荷重受部26とを連結する薄肉部3
7は同一鉛直線上に設けられている。
【0013】レバー部24a、24bの長辺32側の下
方の基部23上には、レバー部24a、24bの過度の
変形を防止するために、規制壁38が上方に向けて形成
されている。また、それぞれの脚部22a、22bは更
に2つの水平方向を向く薄肉部39により支持されてお
り、脚部22a、22b、基部23には固定用のボルト
孔40が設けられている。
【0014】なお、薄肉部34、36は比較的小さな張
力がかかるだけなので、フレクシャと称する極めて薄い
形状としてもよいが、他の薄肉部30、35、37、3
9及び支点31は部材の重量をも支えなければならない
ために、薄肉部34、36よりも強度を有するように形
成されている。
【0015】使用に際しては、脚部22a、22bのボ
ルト孔40を用いて、図4に示すように脚部22a、2
2bをそれぞれ台座41上に固定すると共に、基部23
に例えば歪ゲージ式センサ等のロードセル42を取り付
け、センサ取付部27をロードセル42に連結する。な
お、このセンサはロードセル42とは限らず、フォース
バランスセンサ、音叉センサなどであっても支障はな
い。
【0016】2つの荷重伝達部4を介して鉛直方向の荷
重Wが、荷重変換部3の上部荷重受部26の2個所に加
えられると、これらの荷重は両側の薄肉部37を介して
下部荷重受部25に伝達される。この場合に、各薄肉部
37に加わる荷重は上部荷重受部26に加わる2つの荷
重の位置によって異なり、それぞれ各薄肉部37までの
距離に反比例して按分される、薄肉部37により分散さ
れて下部荷重受部25に伝達された荷重は、それぞれ薄
肉部35を介してレバー部24a、24bの短片13側
の力点を下方に引くことによりレバー部24a、24b
に伝達され、更に支点31によるてこ比に従って長片1
2側の作用点である薄肉部34に伝達される。
【0017】2つの薄肉部34には、センサ取付部27
を上方に引き上げる力が作用し、センサ取付部27には
2つの薄肉部34の力が加算された力が作用するので、
この力をロードセル42により測定すれば、上部荷重受
部26に加えられた2つの荷重の大きさを求めることが
できる。
【0018】上部荷重受部26は剛体と見倣せるので、
薄肉部37間のどの位置に荷重が加わっても、この荷重
は2つの薄肉部37に按分して加えられ、偏荷重による
秤量誤差が生ずることはない。また、上部荷重受部26
に加える荷重は2個所に限られるものではない。
【0019】また、薄肉部35、37とを同一鉛直線上
に配置すれば、上部荷重受部26からの力が側方に逃げ
ることなく、正確にレバー部24a、24bに伝達され
ることになる。また、下部荷重受部25は水平方向及び
鉛直方向を向く薄肉部36により基部23に連結してい
ることにより、上下方向及び左右方向の動きは吸収さ
れ、下部荷重受部25は荷重の伝達に影響を与えること
なく、左右方向及び上下方向のゆれが防止できる。
【0020】基部23は脚部22a、22b上に鉛直方
向の薄肉部3を介して取り付けられており、脚部22
a、22bは更に水平方向の薄肉部39を有することに
より、取付精度が十分に得られなかった場合や、温度に
よる熱膨張差が生じた場合においても、これらの薄肉部
30、39の変形による力吸収により、基部23等に生
ずる応力を逃がすことができる。
【0021】なお、実施の形態においては、下部荷重受
部25の上に上部荷重受部26を設けたが、図6に示す
ように、上部荷重受部26を省略して下部荷重受部25
上に荷重伝達部4を載置してもよい。
【0022】また、2つのレバー部24a、24bは厳
密に左右対称でなくとも、レバー比が同一であればよ
い。更に、レバー部24a、24bの力点に対する力
は、実施の形態のように下方への引っ張り力ではなく、
上方から力を加えるようにしてもよい。また、力点は支
点の外側ではなく、作用点と同じ内側に設けることも可
能である。
【0023】本構造体21はてこ比の大きなレバー部2
4a、24bを使用することによって、荷重W(=m
G)(Gは重力加速度)を直接ロードセルなどのセンサ
に加えた場合よりも、レバー部24a、24bの短辺3
3側の先端における沈下量dを小さくできる。載加した
質量をmとすると、全体の固有周波数はレバー部24
a、24bの質量を無視すると、およそf=(1/2
π)・(k/m)1/2(kは荷重機構のばね定数)であ
るが、W=mG=kdであるから、k=mG/dであっ
て、f=(1/2π)・(G/d)1/2となる。
【0024】従って、この沈下量dが小さいことは固有
周波数fが高くなり、本構造体21は動的計量の測定器
に用いた場合に有効に作用する。更に、実施の形態のよ
うにコンベアを用いた動的はかりに本構造体21を用い
ると、コンベアを直接ロードセルなどで支えた場合と比
較してコンベアの沈下量が小さくなり、前後のコンベア
との段差が発生せず、スムーズな荷物の搬送が可能とな
って、測定精度を向上させることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る荷重測
定機構は、多数個の球体を用いた荷重伝達部を使用する
ことにより、被計量体に振動が加わっても水平方向の外
力を吸収し、鉛直方向の荷重のみを測定することがで
き、荷重変換部を損傷することもない。
【0026】また、荷重変換部を金属ブロックを刳り抜
くことにより各部分を構成すれば、センサに加わる沈下
量は少なくて済み、動的計量を好適に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態の荷重測定機構の斜視図である。
【図2】荷重伝達部の分解斜視図である。
【図3】荷重伝達部の一部断面図である。
【図4】荷重変換部を裏から見た斜視図である。
【図5】荷重変換部の正面図である。
【図6】荷重変換部を表側から見た斜視図である。
【符号の説明】
1 ベルトコンベア 2 基台 3 荷重変換部 4 荷重伝達部 5 コンベアセット 6 ローラ 7 ベルト 8 ベルトコンベア 9 ボール保持板 10 ボール保持孔 11 球体 12 下板 13 上板 21 構造体 23 基部 24a、24b レバー部 25 下部荷重受部 26 上部荷重受部 27 センサ取付部 31 支点 42 ロードセル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 荷重変換部上に複数個の球体を回転自在
    に配列し、これらの球体の上に荷重受部材を載置し、該
    荷重受部材に上方から加わる荷重を前記球体を介して前
    記荷重変換部に伝達することを特徴とする荷重測定機
    構。
  2. 【請求項2】 前記複数個の球体の配列体は前記荷重変
    換部上に複数組設けた請求項1に記載の荷重測定機構。
  3. 【請求項3】 前記球体は板体に形成した円形状の孔部
    内に回転自在に挿入し、上下両面から板により挟着した
    請求項1に記載の荷重測定機構。
  4. 【請求項4】 前記球体は金属球とした請求項1に記載
    の荷重測定機構。
  5. 【請求項5】 前記荷重変換部は1個の金属ブロックを
    刳り抜いて形成した力変換機構である請求項1に記載の
    荷重測定機構。
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