JP2006118959A - 荷重変換器 - Google Patents

Abstract

【課題】 校正作業の容易化。
【解決手段】 荷重変換器１０は、下側固定部１２と、上側固定部１４と、ロードセルユニット１６とを備えている。固定部１２は、固定側の基台１８に固定設置されるものであって、固定板２０と、耐圧板２２とを備えている。固定部１４は、測定対象物２４側に配置されるものであって、固定板２６と、耐圧板２８とを備えている。ユニット１６は、上側固定部１４と下側固定部１２との間に介装され、ケース３２と、起歪体３４と、基板３６と、ブラケット３８とを備えている。ブラケット３８は、ケース３２の一側面に突設され、水準器４８が設置されている。また、一側面側には、重力加速度補正部５０の可変抵抗の抵抗値設定用つまみ５２が外表面に露出するように設けられている。荷重変換器１０のユニット１６の設置に当たっては、水準器４８により、二次元方向の水平を確認しながら、上および下側固定板２６，２０を測定対象物２４および基台１８に固定する。そして、重力加速度補正部５０の調整を行うことになる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、荷重変換器に関し、特に、バッチャープラント用タンクやトラックスケールなどに複数配置され、操作キーや表示手段を有しない荷重変換器であって、一種の計量監視用センサーとして用いられる荷重変換器に関するものである。

従来、例えば、コンクリートのバッチャープラントでは、コンクリートの構成材料を複数のタンクに収容して、配合比に応じて、必要量の構成材料をタンクから落下させている。

各タンクには、対称位置に複数の荷重変換器が配置され、落下供給した材料は、荷重変換器の集計量として求められ、この計量値は、離れた場所に設けられる監視室で確認しながら、タンクの開閉を遠隔制御している。

このような用途に用いられる荷重変換器は、例えば、特許文献１に開示されているが、従来の荷重変換器には、以下に説明する技術的な課題があった。
特開２００２−２０２１８３号公報

すなわち、従来の荷重変換器では、単に、荷重受台とロードセルとケーブル接続端子とで構成されており、外乱に対する誤差は、例えば、５００ｋｇの基準分銅を、ロードセル台に搭載して、監視室で校正作業を行っていた。

しかしながら、このような分銅を用いる校正作業は、基準分銅が重く、これを搭載する作業は、危険な高所が多く、しかも、荷重変換器を設置している複数箇所で、定期的に行うことになるので、その改善が要請されていた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、設置位置での分銅による校正作業を省略することができる荷重変換器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、固定側に取付けられる下側固定部と、測定対象物側に配置される上側固定部と、前記上側固定部と下側固定部との間に介装されるロードセルユニットとを備え、前記ロードセルユニットは、前記測定対象物の重量が垂直方向から印加される起歪体を有し、前記起歪体に印加された荷重を電気信号に変換して出力する荷重変換器において、前記下側固定部または前記ロードセルユニットのいずれか一方に設けられ、当該ロードセルユニットの取付状態における水平の視認確認を可能にする水準器と、前記荷重変換器の設置位置における重力誤差を補正する重力加速度補正部を備えている。

この種の荷重変換器の外乱要因は、ロードセルユニットが水平に設置されているか否か、すなわち、起歪体に荷重が垂直方向から正確に加えられているか否か、および、同ユニットの設置場所での重力荷重の大きさの変動であるが、本発明にかかる荷重変換器によれば、下側固定部またはロードセルユニットのいずれか一方に設けられ、当該ロードセルユニットの取付状態における水平の視認確認を可能にする水準器と、荷重変換器の設置位置における重力誤差を補正する重力加速度補正部を備えていて、水準器によりロードセルユニットの水平を確認し、重力加速度補正部で重力誤差を補正することができるので、重量が重い基準分銅を高所作業で搭載することなく、校正することができる。

前記下側固定部は、前記固定側に固設される下側固定板と、前記下側固定板に固設される下側耐圧板とを備え、前記水準器を前記下側固定板に配設することができる。

前記水準器は、前記重力加速度補正部とともに前記ロードセルユニットに一体に設けることができる。

前記重力加速度補正部は、前記ロードセルユニットの電源側に介装された可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値設定用つまみとを備え、前記抵抗値設定用つまみを前記ロードセルユニットの外表面側に露出設置することができる。

本発明にかかる荷重変換器によれば、重量が重い基準分銅を危険な高所作業により搭載することなく、校正することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１から図３は、本発明にかかる荷重変換器の実施例１を示している。これらの図に示した荷重変換器１０は、下側固定部１２と、上側固定部１４と、ロードセルユニット１６とを備えている。

下側固定部１２は、固定側の基台１８に固定設置されるものであって、基台にボルトにより固定される平板状の下側固定板２０と、この下側固定板２０の上面に固定される下側耐圧板２２とを備え、下側耐圧板２２の上面には、後述する起歪体３４の下部が挿入される凹部２３が設けられている。

上側固定部１４は、測定対象物２４側に配置されるものであって、測定対象物２４にボルトナットにより固定される上側固定板２６と、この上側固定板２６の下面に固定される上側耐圧板２８とを備え、上側耐圧板２８の下面には、上記起歪体３４の上部が挿入される凹部３０が設けられている。

ロードセルユニット１６は、上側固定部１４と下側固定部１２との間に介装されるものであって、ケース３２と、起歪体３４と、基板３６と、水準器取り付けブラケット３８とを備えている。

ケース３２は、起歪体３４の上下端部が上下方向に突出するように、起歪体３４に嵌着固定され、一端外側面に水準器取り付けブラケット３８が突設固定されている。起歪体３４の長手軸は、水準器取り付けブラケット３８の水平軸と直交するように設けられている。

起歪体３４は、側面に複数の歪みゲージ４２が二次元方向指向するように固設され、上下端側が上および下耐圧板２８，２２にそれぞれ設けられた凹部２３，３０に挿入されて、凹部２３，３０と密に嵌合し、上下端縁は、各凹部２３，３０の底面に当接していて、測定対象物２４の荷重が軸方向に加えられるようになっている。

基板３６は、ケース３２内に設置され、温度補償抵抗４２や出力調整抵抗４４，ゼロ点補償抵抗４５などが搭載され、電源供給線と出力導出線とを含んだケーブル線４６が接続されている。

水準器取り付けブラケット３８は、図２にその詳細を示すように、ケース３２の一側面に突設された概略角型のものであって、前面の角部と側面の角部とにそれぞれ水準器４８が設置されている。また、一側面側には、重力加速度補正部５０の可変抵抗器Ｒｖの抵抗値設定用つまみ５２が外表面に露出するように設けられている。

以上の構成を備えた荷重変換器１０は、図３に回路構成を示すように、起歪体３４に印加される荷重を電気信号に変換して外部に出力することになる。図３に示した回路では、外部からケーブル線４６を介して、直流電圧が電源端子に加えられる。なお、ケーブル線４６は、ケース３２に対して、水準器取り付けブラケット３８が突設された側と、対向する反対側の面に取着されていて、ケース３２の重量バランスが取れるように配慮されている。

電源端子には、スパン温度補償抵抗４２と出力調整抵抗４４が直列接続されているとともに、出力調整抵抗４４間には、固定抵抗Ｒと可変抵抗器Ｒｖとで構成された重力加速度補正部５０が並列接続されている。

一方、起歪体３４に配置されている歪みゲージ４０は、図３にＲ１〜Ｒ４で示すように、ブリッジ回路に組み込まれ、ブリッジ回路の対向する一方の頂点側が出力端子に接続され、対向する他方の頂点間には、出力調整抵抗４４を介して、電源電圧が印加される、なお、出力端子側には、ブリッジ回路の抵抗Ｒ３，Ｒ４に、ゼロ補償抵抗４６が直列接続される。

以上のように構成された荷重変換器１０では、従来のこの種の装置と同様に、例えば、バッチャープラントのタンクの対称位置に複数が配置され、落下供給した材料は、荷重変換器１０の集計量として求められ、この計量値は、離れた場所に設けられる監視室で確認し、タンクの開閉を遠隔制御することになる。

この場合、本実施例の荷重変換器１０を設置する際には、特に、ロードセルユニット１６の設置が以下のようにして行われる。ロードセルユニット１６の設置に当たっては、起歪体３４の姿勢が正確に鉛直方向を指向している必要があり、このためには、ケース３２に取付けられている水準器４８により、二次元方向の水平を確認しながら、上および下側固定板２６，２０を測定対象物２４および基台１８に固定する。

なお、この場合、ロードセルユニット１６の起歪体３４は、ケース３２の水平方向に対して、長手方向の軸が正確に直交するように、嵌着支持されているので、ケース３２に取り付けられている水準器４８で水平方向を確認することは、間接的に起歪体３４の軸を垂直方向にあわせることにもなる。

次に、重力加速度補正部５０の調整を行う。この場合、重力加速度補正部５０は、可変抵抗器Ｒｖを有していて、その抵抗値を設定するつまみ５２が外部に露出しているので、このつまみ５２の操作により、可変抵抗器Ｒｖの抵抗値を設定して重力加速度の補正を行う。このような補正を行う場合には、重力加速度の大きさは、地球上の緯度によって特定されるので、緯度に対応した抵抗値となる個所にメモリを刻設しておき、荷重変換器１０の設置場所の緯度に対応するメモリに合わせることで簡単に行える。

さて、以上のように構成した荷重変換器１０によれば、この種の荷重変換器１０の外乱要因は、ロードセルユニット１６が鉛直状態に設置されているか否か、および、同ユニット１６の設置場所での重力荷重の大きさの変動であるが、本実施例にかかる荷重変換器１０によれば、ロードセルユニット１６に設けられ、当該ロードセルユニット１６の取付状態における水平の視認確認を可能にする水準器４８と、荷重変換器１０の設置位置における重力誤差を補正する重力加速度補正部５０を備えいて、水準器４８によりロードセルユニット１６の水平を確認し、重力加速度補正部５０で重力誤差を補正することができるので、重量が重い基準分銅を高所作業で搭載することなく、校正することができる。

この場合、本実施例では、水準器４８は、重力加速度補正部５０とともにロードセルユニット１６に一体に設けられ、しかも、これらが同じブラケット３８に配置されているので、１箇所での作業により簡単に行える。

また、本実施例の場合、重力加速度補正部５０は、ロードセルユニット１６の電源側に介装された可変抵抗器Ｒｖと、可変抵抗器Ｒｖの抵抗値設定用つまみ５２とを備え、抵抗値設定用つまみ５２をロードセルユニット１６の外表面側にあって、ブラケット３８に配設して、外表面に露出設置しているので、つまみ５２をメモリに合わせることだけで、重力加速度の補正を簡単に行うことができる。

図４は、本発明にかかる荷重変換器の実施例２を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

同図は、荷重変換器の要部であるロードセルユニット１６ａの外観図であり、本実施例の場合には、上記実施例と同様に、起歪体３４ａは、上下端の一部がケース３２ａの上下方向に突出している。

ケース３２ａの対向する面には、水準器取り付け用ブラケット３８ａとケーブル線４６ａとが配置されている。水準器取り付け用ブラケット３８ａの一側面側には、重力加速度補正部の抵抗値設定用のつまみ５２ａが設けられるとともに、上面には、水準器４８ａが配置されている。

本実施例の水準器４８ａは、１つで二次元平面の水平が視認確認することが可能なものである。以上のように構成された実施例２の荷重変換器においても、水準器４８ａによりロードセルユニット１６ａの水平状態を確認して、取り付けることができるので、実施例１と同等の作用効果が得られる。

図５，６は、本発明にかかる荷重変換器の実施例３を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

これらの図に示した荷重変換器１０ｂは、下側固定板２０ｂと、上側固定板２６ｂと、ロードセルユニット１６ｂとを備えている。

下側固定板２０ｂは、長方形状に形成され、図１に示した、固定側の基台１８に固定設置されるものであり、上側固定板２６ｂは、平面形状が概略Ｈ型形状に形成され、測定対象物２４側に配置され、これらはいずれもボルトナットにより固定される。上側固定板２６ｂの下面には、荷重受けピン５４ｂの上部が挿入される凹部３０ｂが設けられている。

ロードセルユニット１６ｂは、上部固定板２６ｂと下側固定板２０ｂとの間に介装されるものであって、起歪体３４ｂと、荷重受けピン５４ｂとを備えている。起歪体３４ｂは、概略長方体形状に形成され、長手方向の一端側が固定端であって、この固定部が取付ボルト５６ｂを介して下側固定板２０ｂに固定されるとともに、他端側が自由端となっていて、下側固定板２０ｂから若干上方に離間するように、片持ち梁状に固定されている。

起歪体３４ｂの自由端側の上面には、荷重受ピン５４ｂの下端側が挿入される凹部５６ｂが陥没形成されている。荷重受けピン５４ｂは、起歪体３４ｂに設けられた凹部５６ｂと上側固定板２６ｂに設けられた凹部３０ｂとの間に上下端が挿入嵌合され、測定対象物２４側の荷重が、荷重受ピン５４ｂを介して、起歪体３４ｂの鉛直方向から印加されるようになっている。

なお、図５に示した符号５８ｂの部材は、下側固定板２０ｂに立設され、測定対象物２４の揺動を規制するストッパボルトであり、本実施例の場合には、一対のストッパボルト５８ｂが起歪体３４ｂを挟むようにして設けられている。

下側固定板２０ｂには、一対の水準器４８ｂが設けられている。一対の水準器４８ｂは、平板状の下側固定板２０ｂの側面と上面との角部に配置されていて、ロードセルユニット１６ｂの二次元方向の水平度合いを視認確認できるようになっている。

なお、この水準器４８ｂは、直接的には、下側固定板２０ｂの水平度合いを確認するものであるが、下側固定板２０ｂには、起歪体３４ｂが片持ち梁状態で固定されているので、この起歪体３４ｂの水平度合いをも間接的に確認するものであり、起歪体３４ｂの水平状態が確認されると、これに荷重ピン５４ｂを介して、垂直方向から荷重が加えられているので、結果的には、この水平方向の荷重の垂直度合いが確認されることになる。

また、起歪体３４ｂの一側面側には、重力加速度補正部５０ｂのつまみ５２ｂが設けられている。本実施例の場合、重力加速度補正部５０ｂは、可変抵抗の抵抗値設定用つまみ５２ｂと、ブラケット６０ｂとを備えている。

可変抵抗は、図３に示したように、電源側に介装され、ブラケット６０ｂは、起歪体３４ｂの一側面に固定されていて、つまみ５２ｂは、ブラケット６０ｂの側面に配置されていて、外表面に露出している。

以上のように構成された荷重変換器１０ｂにおいても、水準器４８ｂにより、起歪体３４ｂに加えられる荷重の垂直方向が間接時に確認され、かつ、重力加速度補正部５０ｂにより、設置場所での重力加速度の補正が行え、上記実施例と同等の作用効果がえられる。

図７は、本発明にかかる荷重変換器の実施例４を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

同図に示した荷重変換器は、実施例３の変形例であって、この実施例の場合には、下側固定板２０ｃには、水準器４８ｃが１個設けられている。この水準器４８ｃは、実施例２と同様に、１つで二次元平面の水平が視認確認することが可能なものである。以上のように構成された実施例４の荷重変換器においても、水準器４８ｃによりロードセルユニット１６ｃの水平状態を確認して、取り付けることができるので、実施例３と同等の作用効果が得られる。

図８は、本発明にかかる荷重変換器の実施例５を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

図８は、実施例５に用いるロードセルユニット１６ｄの外観図であり、このロードセルユニット１６ｄは、例えば、図４ないしは図６に示したロードセルユニット１６ｂ，１６ｃと代替することができる。

本実施例のロードセルユニット１６ｄは、起歪体３４ｄの固定端側の一側面に、水準器取付けブラケット３８ｄが突設されている。このブラケット３８ｄの２つの角部には、それぞれ水準器４８ｄが配設されている。

また、ブラケット３８ｄの前面には、重力加速度補正部５０ｄの抵抗値設定用のつまみ５２ｄが配置されている。このように構成したロードセルユニット１６ｄを用いる荷重変換器においても、上記実施例と同等の作用効果がえられる。

図９は、本発明にかかる荷重変換器の実施例６を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

この図に示した実施例では、実施例５の変形例であって、水準器取付けブラケット３８ｅの上面には、１つで二次元平面の水平が視認確認することが可能な水準器４８ｅが配置されている。このように構成したロードセルユニット１６ｅを用いる荷重変換器においても、上記実施例と同等の作用効果がえられる。

図１０は、本発明にかかる荷重変換器の実施例７を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。

同図に示した実施例７は、図３に示した、重力加速度補正部５０ｆの変形例であり、この実施例の場合には、重力加速度補正部５０ｆの可変抵抗器を電源に対して直列に接続している。

このように構成した重力加速度補正部５０ｆを用いても、上記各実施例と同等の作用効果がえられる。なお、図３および図８に示した例では、重力加速度補正部の可変抵抗を電源側に配置した場合を例示したが、これをロードセルの出力側に配置してもよい。

本発明にかかる荷重変換器によれば、面倒な校正作業が簡単に行えるので、バッチャープラント用タンクやトラックスケールなどに有効に活用することができる。

本発明にかかる荷重変換器の実施例１を示す側面図である。 図１に示した荷重変換器に用いるロードセルユニットの外観斜視図である。 図１に示した荷重変換器の電気系統の回路図である。 本発明にかかる荷重変換器の実施例２に用いるロードセルユニットの外観斜視図である。 本発明にかかる荷重変換器の実施例３を示す外観斜視図である。 図５の要部断面側面図である。 本発明にかかる荷重変換器の実施例４を示す外観斜視図である。 本発明にかかる荷重変換器の実施例５に用いるロードセルユニットの外観斜視図である。 本発明にかかる荷重変換器の実施例６に用いるロードセルユニットの外観斜視図である。 本発明にかかる荷重変換器の実施例６用いる電気系統の回路図である。

符号の説明

１０ 荷重変換器
１２ 下側固定部
１４ 上側固定部
１６ ロードセルユニット
１８ 基台
２０ 下側固定板
２２ 下側耐圧板
２４ 測定対象物
２６ 上側固定板
２８ 上側耐圧板
３４ 起歪体
４８ 水準器
５０ 重力加速度補正部

Claims (4)

1. 固定側に取付けられる下側固定部と、測定対象物側に配置される上側固定部と、前記上側固定部と下側固定部との間に介装されるロードセルユニットとを備え、前記ロードセルユニットは、前記測定対象物の重量が垂直方向から印加される起歪体を有し、前記起歪体に印加された荷重を電気信号に変換して出力する荷重変換器において、
   前記下側固定部または前記ロードセルユニットのいずれか一方に設けられ、当該ロードセルユニットの取付状態における水平の視認確認を可能にする水準器と、前記荷重変換器の設置位置における重力誤差を補正する重力加速度補正部を備えたことを特徴とする荷重変換器。
2. 前記下側固定部は、前記固定側に固設される下側固定板と、前記下側固定板に固設される下側耐圧板とを備え、
   前記水準器を前記下側固定板に配設することを特徴とする請求項１記載の荷重変換器。
3. 前記水準器は、前記重力加速度補正部とともに前記ロードセルユニットに一体に設けたことを特徴とする請求項１記載の荷重変換器。
4. 前記重力加速度補正部は、前記ロードセルユニットの電源側に介装された可変抵抗器と、前記可変抵抗器の抵抗値設定用つまみとを備え、
   前記抵抗値設定用つまみを前記ロードセルユニットの外表面側に露出設置することを特徴とする請求項３記載の荷重変換器。

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