JP2012098164A - 台秤 - Google Patents

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Abstract

【課題】過荷重作用時の衝撃から荷重検出機構を確実に保護する台秤を提供する。
【解決手段】平面視矩形状の計量皿15と、計量皿15の裏面の少なくとも四隅部を支持し、角柱パイプを用いて全体が略同一形状となるように形成された上下一対の骨組体40a,40bと、骨組体40a,40bの間に介在する荷重検出機構20と、下側骨組体40bの四隅部に固定される調節脚14と、上側骨組体40aの四隅部に固定され、上側骨組体40aの下面から下方に突出し、過荷重作用時の計量皿15の沈み込みを規制して荷重検出機構20の下動を制限するストッパー30と、を備えた台秤10において、ストッパー30と調節脚14を同軸上に配置した。過荷重作用時に、ストッパー30の下端部と調節脚14の上端部が、下側骨組体40bの上面43b越しに当接するので、ストッパー30に加わる応力が調節脚14(設置面)で負担され、下側骨組体40bに過度の応力がかかることがない。
【選択図】図4

Description

本発明は、荷重支持体を構成する上下一対の骨組体の間に荷重検出機構が介在された台秤に係り、特に、上骨組体に、過荷重作用時に荷重検出機構を保護するためのストッパーが設けられた台秤に関する。
この種の台秤は、物流センターや魚市場等又は体重測定時などにおいて幅広く使用され、様々な計量物が搭載される。
例えば、特許文献1に示すように、矩形状の計量皿4と、これの支持体として鋼板材2枚を中央部で連結させ全体形状が「X」型となるように形成された上下一対の骨組体1,2と、係る骨組体1,2の間に介在された荷重を検出するためのロードセル(荷重検出機構)3と、上側(皿側)骨組体1の四隅部上面に設けられた計量皿4の受け面となる緩衝部材7と、下側(ベース側)の骨組体2の四隅部に設けられた水平調節用の調節脚5、から構成されるものがある。
ベース側骨組体2には、その四隅部から上方に突出するストッパー6が皿側骨組体1と所定の隙間dを空けて組み付けられており、計量皿4に規定秤量よりも重い計量物が載せられた時(過荷重作用時)には、四隅部における4つのストッパー6の上端がそれぞれ皿側骨組体1の下面に当接し、皿側骨組体1(計量皿4)の沈み込みが規制されることでロードセル3の下動限を制限し、ロードセル3が衝撃を受けるのを防ぐようになっている(図6)。
なお、秤量が大きい場合には、骨組体に角柱パイプを用いて全体形状が「II」型となるように組み立て、剛性を高めたものが適している(特許文献1)。
実登2542434(段落番号0002、図2〜図5)
しかし、特許文献1では、ストッパー6と調節脚5が同軸上に配置されていないため、過荷重作用時には、ストッパー6に加わる荷重がベース側骨組体2の一部(符号2a)に集中し、ストッパー6が応力に耐え切れず歪んだり、ベース側骨組体2が曲がって計量皿4の沈み込みが十分に防げず、ロードセル3が衝撃を受け破損するおそれがある。また、係る台秤では、計量皿4の中央部に適切に計量物が載せられるとは限らず、計量物が計量皿4の周縁部に載せられて偏った荷重がかかる場合や一箇所に集中した荷重がかかる場合には、特定のストッパー6に偏って過荷重が作用するため、ロードセル3が破損する危険性が高まる。
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、過荷重作用時の衝撃からロードセルを確実に保護する台秤を提供することにある。
前記目的を達成するために、請求項1に係る台秤においては、平面視矩形状の計量皿と、計量皿裏面の少なくとも四隅部を支持し、角柱パイプを用いて全体が略同一形状となるように形成された上下一対の骨組体とを支持する上下一対の骨組体と、前記骨組体の間に介在する荷重検出機構と、前記下側に配置されたベース側骨組体の四隅部に固定される調節脚と、前記上側に配置された皿側骨組体の四隅部に固定され、該皿側骨組体の下面から下方に突出し、過荷重作用時の前記計量皿の沈み込みを規制して前記荷重検出機構の下動を制限するストッパーと、を備えた台秤において、前記ストッパーと前記調節脚は同軸上に配置されるように構成した。
(作用)過荷重作用時に、ストッパーの下端部と調節脚の上端部が、ベース側骨組体の上面越しに当接するので、ストッパーに加わる応力が調節脚(設置面)で負担され、ベース側骨組体に過度の応力がかかることがない。
請求項2においては、請求項1に記載の台秤において、前記上下の骨組体のそれぞれの四隅部下面には、前記ストッパーの取付部又は調節脚の取付部のいずれも挿入可能な共通の取付穴を設けた。
(作用)ストッパーが取り付けられる皿側骨組体と調節脚が取り付けられるベース側骨組体のそれぞれの四隅部に配置される角柱パイプに、ストッパーの取付部又は調節脚の取付部のいずれも挿入可能な共通の取付穴を設けたことで、骨組体を形成する角柱パイプを上下で兼用できるので、上下の別を気にせずに骨組体を組み立てられる。
請求項3においては、請求項2に記載の台秤において、前記骨組体四隅部のパイプ開口部には、該開口部を塞ぐ封止部材を挿入し、前記封止部材の挿入部には前記取付穴と連通し、前記ストッパー又は調節脚の取付部が挿通する固定孔を設けた。
(作用)骨組体四隅部のパイプ開口部に封止部材を挿入した状態で、骨組体の取付穴にストッパー又は調節脚(の取付部)を取り付けると、ストッパー又は調節脚の取付部が封止部材の固定孔に挿通するため、ストッパー又は調節脚の取り付けと同時に封止部材(の挿入部)が骨組体(角柱パイプ)内に抜け止めされる。
請求項4においては、請求項1〜3のいずれかに記載の台秤において、前記皿側骨組体の上面は面一に形成するとともに、該上面の前記四隅部及び該四隅部内側の前記骨組体を略等分する箇所には、前記計量皿の裏面と接触する薄肉の緩衝部材を設け、荷重により前記計量皿がたわむと該計量皿裏面が前記皿側骨組体上面でも担持されるように構成した。
(作用)従来は、図6に示すように、厚肉で受け面も大型の緩衝部材7が皿側骨組体1の上面の四隅部に配置されるのが一般的であり、緩衝部材7の背(厚み)が高いことから、計量皿4は計量時には四隅でのみ支持され、皿の中央部がたわんでも皿側骨組体1の上面に当たらないため、計量皿4自身が所定の荷重にも耐えられるよう、ある程度の板厚(剛性)を備える必要があった。
本願では、緩衝部材を、従来の四隅部に加えて四隅部内側で骨組体を略等分する箇所にも設けて滑り止め効果を確保した上で、従来よりも厚みを薄く(背を低く)したことで、計量時に計量皿がたわむと直ぐに計量皿裏面が面一に形成された皿側骨組体の上面に担持されるため、計量皿にかかる応力が皿側骨組体全体に良好に分散される。
以上より、請求項1に係る発明によれば、ストッパーに加わる応力の分散が良好となって計量皿の沈み込みが適切に規制され、荷重検出機構の下動が制限されるので、荷重検出機構を衝撃から確実に守れる。
請求項2に係る発明によれば、骨組体を形成する角柱パイプを上下で兼用できる分、骨組体の組み立て作業が容易となり、量産にも最適となるので、大幅な低コスト化を実現できる。
請求項3に係る発明によれば、角柱パイプ内へのゴミや虫の進入を防ぐための封止部材を、ストッパー又は調節脚の取付工程で確実に抜け止めすることができる。
請求項4に係る発明によれば、計量時の応力が計量皿だけでなく皿側骨組体でも負担されるので、それだけ計量皿の板厚を薄くする(計量皿の剛性を下げる)ことができ、その分計量皿が軽量化する。また、計量皿のたわみ量も小さいため、計量皿のへたりも回避される。
なお、従来よりも計量皿の板厚及び緩衝部材の厚みが薄い分、それだけ台秤の載台高さが低くなるため、台秤がコンパクト化し、載荷作業が容易となる。
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
図1〜図5は、本発明の実施例を示し、図1は本発明の実施例に係る台秤の分解斜視図、図2は同台秤の荷重測定部の上方斜視図、図3は荷重測定部の縦断面図(図2に示す線III−IIIに沿う断面図)、図4は要部であるストッパー及び調整脚取り付け部の拡大縦断面図(図2に示す線IV−IVに沿う断面図)、図5は封止部材の斜視図である。
これらの図において、台秤10は、平面視矩形状の台秤本体(荷重測定部)11と、荷重測定部11の側方から上方に延びる支柱12と、支柱12の上端部に連結され、ロードセル20の検出する荷重信号の演算結果(計量値)をデジタル表示するデジタル表示器13とから構成されている。
荷重測定部11は、上下の骨組体40a,40bと、下側骨組体40bの四隅部に取り付けられた水平状態を保つための高さ調節用の調節脚14と、骨組体40a,40bに介装された荷重検出機構であるロードセル20と、上側骨組体40aの上方に被せられた平面視矩形状の計量皿15と、上側骨組体40aの四隅部下面に設けられたストッパー30と、からなる。
調節脚14は雄ねじ部14b(取付部)を有する六角ボルト60の頭に樹脂製の脚部が一体成形されて構成されており、ストッパー30は調節脚14と同一の六角ボルト60で構成されている。
上下の骨組体40a,40bは、同一長さの偏平な鉄製角柱パイプが2本平行に配置された縦かん部41と、縦かん部41と同一の角柱パイプを用いて縦かん部41を三等する位置に縦かん部41・41間を繋ぐように2本平行に配置された横かん部42から主として構成されており、縦かん部41と横かん部42が溶接により直付け一体化されて、骨組体40a,40bともに全体形状が平面視ローマ数字II型に形成されている。
縦かん部41と横かん部42は同一の部材からなるため、骨組体40a,40bは全体に均一な剛性で、かつ軽量であり、骨組体40a,40bの上面44a,44bはそれぞれ面一に形成されている。
骨組体40a,40bの縦かん部41の端部(骨組体40a,40bの四隅部)下面側には、調節脚14又はストッパー30の雄ねじ部14bが挿入される取付穴43a,43bが設けられている。また、その取付穴43a,43bの開口部45には、調節脚14又はストッパー30の雄ねじ部14bが螺合するナット46が取付穴43a,43bと連通する位置に溶接されている。
即ち、上下の骨組体40a,40bの取付穴43a,43b(ナット46)には調節脚14又はストッパー30のいずれも取り付け可能である。
そして、骨組体40a,40bの組み立て工程においては、上下の骨組体40a,40bの形成部材(縦かん部41,横かん部42)が共通で、取付穴43a,43b及びナット46の配置位置も上下同じなので、上下の別を気にせずに骨組体(縦かん部41,横かん部42)を組み立てることができ、骨組体の組み立て作業が容易である。
また、縦かん部41,横かん部42及びナットが上下共通の部材なので上下で部品が兼用でき、前述のように調節脚14とストッパー30の部品(六角ボルト60)も共通であるため、本実施例は量産に最適な設計となっていることから、大幅な低コスト化が実現されている。
次に、台秤10の組み立て時に下側に配置されるベース側の骨組体40bには、後述するロードセル20(の下面)が載置される固定板50b及び支持板51bが、上側に配置される皿側の骨組体40aにはロードセル20の上面が固定される固定板50aが、それぞれの横かん部42を繋ぐように溶接一体化されて、上下一対のベース側骨組体40b,皿側の骨組体40aとなる。
ロードセル20は、外形が横長の直方体をなす起歪体21の起歪部24に歪みゲージを貼り付けて構成されており、その一方の端部側上面が荷重印加部22とされ、他方の端部側下面が固定部23とされている。計量時には、歪みゲージが荷重印加部22に作用する荷重に対し起歪部24の歪量を検出し、計量値が電気的に計測される。
また、荷重印加部22部の下面側には、過荷重作用時に起歪部24が過度に変形するのを防ぎロードセル20の破損を防ぐための中央ストッパー26が設けられている。
ロードセル20の上面と計量皿15の面積が同程度の台秤では、中央ストッパー26のみでもロードセル20の破損を防ぐことは可能であるが、本実施例のようにロードセル20の上面に対して計量皿15の面積が大きい種の台秤では、特に計量皿15の周縁部に過荷重が作用した時の起歪部24の歪量が大きくなる。そこで本実施例では、骨組体40a,40bの四隅部にストッパー30を設けることで起歪部24の歪み軽減を図り、ロードセル20を二重に保護している。
ロードセル20は、下面固定部23がベース側骨組体40bの固定板50bに4箇所ボルト固定され、上面の荷重印加部22が皿側骨組体40aの固定板50aに4箇所ボルト固定されることで、骨組体40a,40bの間に介装されている。
なお、本実施例では、係るボルトに調節脚14及びストッパー30と同一の六角ボルト60を用いることで部品の共通化も図っている。
そして、荷重印加部22部の下面側はベース側骨組体40bの支持板51bでも支持されるとともに、支持板51bに設けられた孔から中央ストッパー26が下方に突出する形態となっている。
角柱パイプからなる骨組体40a,40bの端部の開口部45には、角柱パイプ内へのゴミや虫の進入を防ぐために、開口部45を塞ぐゴム製の封止部材70が挿入される。
封止部材70は、角柱パイプ内に挿入される挿入部71と、開口部45を覆い隠す目隠し部72から構成される。
挿入部71の先端には、骨組体40a,40bの取付穴43a,43bの孔径と一致する円筒状の固定孔73が、その基端部側には挿入方向と垂直方向に板状に延出するリブ部74が左右等間隔3箇所に設けられており、挿入部71の基端部が開口部45よりも一回り大きい平板状の目隠し部72となっている。
リブ部74を設けたことで挿入部71の強度が増すとともに、角柱パイプと封止部材70の寸法精度が緩和される。また、リブ部74の端部が挿入方向に向かうにつれて巾が狭くなるテーパー形状に形成されているので、リブ部74が可撓して、角柱パイプ内への挿入は容易であるが逆方向には抜けにくい形状になっている。
そして、骨組体40a,40bの開口部45に封止部材70(挿入部71)を挿入し、取付穴43a,43bにストッパー30又は調節脚14(の雄ねじ部14b)を取り付けると、挿入部71の固定孔73にもストッパー30又は調節脚14(の雄ねじ部14b)が挿通して、挿入部71が骨組体40a,40b(角柱パイプ内)に抜け止めされるとともに、開口部45が目隠し部72で完全に封止される形態となる。
面一に形成された皿側骨組体40aの上面44aには、計量皿15の裏面と接触する薄肉小型の緩衝部材である円形の緩衝ゴム80が、上面44aの四隅部及び該四隅部内側に接着固定されている。具体的には、縦かん部41のストッパー30配置箇所上に4箇所と、横かん部42の固定板50a,50b,支持板51b溶接部近傍箇所上に左右対称等間隔2箇所ずつ、計8箇所に設けられている。なお、緩衝部材としてはウレタン樹脂等公知のものを用いてもよい。
従来は、図6に示すように、厚肉で受け面が大型の緩衝部材7が皿側骨組体1の上面の四隅部に配置されるのが一般的であり、緩衝部材7の背(厚み)が高いことから、計量皿4は計量時四隅でのみ支持され、中央部がたわんでも皿側骨組体1の上面に当たらないため、計量皿4自身が集中荷重にも耐えられるようある程度の板厚(剛性)を備える必要があった。
本実施例では、緩衝ゴム80を従来の四隅部に加えて四隅部内側にも設け、計量皿15と皿側骨組体40aの接点点数を4箇所から8箇所に増やしたことで、計量皿15が滑り止めされて計量皿15の安定性を高めたため、従来よりも緩衝ゴム80の受け面が小型である。そして、荷重により計量皿15がたわむと直ぐに計量皿15の裏面が皿側骨組体40aの上面43aに接触して皿側骨組体40aで担持されるように、緩衝ゴム80は厚みが非常に薄いものを採用した。
具体的には、従来は略直径5cm,厚さ10mmの緩衝ゴムを用いていたものを、直径1cm,厚さ2mmのものを使用した。皿側骨組体と緩衝部材との差が少ないほうが計量皿のたわみに有利だからである。
皿側骨組体40aの上方には、骨組体40aを覆うように平面視矩形状のステンレス製の計量皿15が載せられる。計量皿15の下端部は計量皿15外側に鋭利な部分が出ないよう、ヘミング加工により内側に折り返されているため、安全である。
また、前述のように、緩衝ゴム80の厚みが薄いため、荷重により計量皿15がたわむと直ぐに計量皿15の裏面が皿側骨組体40aの上面43aに接触して担持され、荷重は計量皿15だけでなく皿側骨組体40aでも負担される構成となっているので、その分計量皿15の板厚を薄くする(計量皿の剛性を下げる)ことができ、それだけ計量皿15は従来よりも軽量化されている。
具体的には、従来は厚さ1.5mmのステンレス製平板を用いていたものを、厚さ0.8mmのものを使用することが可能となったため、従来に比して45%程度の軽量化が図れた。
また、計量皿15が皿側骨組体40aに担持される分計量皿15のたわみ量が小さいため、計量皿15のへたりも回避される。
最終的に、台秤10の荷重測定部11の組み立ては、ベース側骨組体40bの四隅部に封止部材70を挿入した状態でナット46に調節脚14(の雄ねじ部14b)を螺合させて封止部材70及び調節脚14を取り付けし、固定板50b上にロードセル20(固定部23)をボルト固定し、皿側骨組体40aの四隅部に封止部材70を挿入した状態でワッシャー61を介してナット46にストッパー30(の雄ねじ部14b)を螺合させて封止部材70及びストッパー30を取付し、ロードセル20(荷重印加部22)上に皿側骨組体40aをボルト固定して、皿側骨組体40a上方に計量皿15を被せて、荷重測定部11が完成する。
そして、皿側骨組体40a,ベース側骨組体40bの開口部45に挿入された封止部材70は、ストッパー30又は調節脚14の取り付けと同時に挿入部71の固定孔73にもストッパー30又は調節脚14が挿通して、挿入部71が骨組体40a,40b(角柱パイプ内)に抜け止めされるととも開口部45が目隠し部72で完全に封止される形態となる。よって、封止部材70は台秤10の組み立て工程で確実に抜け止めされるので、台秤10の使用過程で封止部材70が外れて開口部45が露出することはなく、ゴミや虫の進入が防止される。
また、皿側骨組体40aの下面からストッパー30が下方に向けて突出し、ストッパー30の下端部31とベース側骨組体40bの上面43bはロードセル20の下動制限の観点から所定の隙間dが空いた形態となる。
また、緩衝ゴム80の厚みと計量皿15の板厚が薄い分、台秤10の載台高さH(図2)は従来よりも3割程度低くなった。このため、台秤がよりコンパクト化し、ユーザーにとっても載荷作業が容易である。
そして、上下一対の略同一形状の皿側骨組体40aとベース側骨組体40bのそれぞれの四隅部に取り付けされたストッパー30と調節脚14は、同一軸上に配置される形態となる。
計量時には、計量皿15にかかる荷重によりロードセル20の歪みゲージが荷重印加部22に作用する荷重に対して歪んだ起歪部24の歪量を検出することにより、計量値が電気的に計測され、計量値がデジタル表示器13に表示される。
また、計量皿15がたわむと直ぐに計量皿15の裏面が皿側骨組体40aの上面43aに接触して担持され、計量皿15にかかる応力が皿側骨組体40aを構成する縦かん部41及び横かん部42に良好に分散される。
そして、過荷重作用時には、ストッパー30の下端部31と調節脚14の上端部14aが、ベース側骨組体40bの上面43b越しに当接するので、ストッパー30に加わる応力が調節脚14(設置面)で負担されて、ストッパー30に過度の応力が作用することも、ベース側骨組体40bに過度の曲げ応力が作用することもない。
よって、応力分散が良好であることから計量皿15の沈み込みが確実に規制され、ロードセル20の下動限が適切に制限されるため、ロードセル20を衝撃から確実に守ることができる。
なお、本実施例における角柱パイプの大きさ,板厚を変更することで、所望する秤量に対して適切な剛性を持つ骨組体とすることができる。即ち、秤量サイズに合わせて角柱パイプのサイズを選択するだけで、秤量の大きい台秤にも小さい台秤にも対応する骨組体を容易に設計することができる。
また、上下の骨組体の形状が略同じで非常にシンプルな形状であるとともに、骨組体の構成部品の共通化を図ったことで、従来よりも部品点数が少ない。さらには、荷重測定部11がコンパクトとなったため、梱包も容易である。
本発明の実施例に係る台秤の分解斜視図。 同台秤の荷重測定部の上方斜視図。 荷重測定部の縦断面図。 要部であるストッパー及び調整脚取り付け部の拡大縦断面図。 封止部材の斜視図。 従来の台秤の概略正面図。
10 台秤
11 荷重測定部
12 支柱
13 デジタル表示器
14 調節脚
14a 調節脚上端部
14b 取付部である雄ねじ部
15 計量皿
20 ロードセル
30 ストッパー
31 ストッパー下端部
40a 皿側骨組体(上骨組体)
40b ベース側骨組体(下骨組体)
43a、43b 骨組体取付孔
44a、44b 骨組体上面
45 骨組体開口部
60 六角ボルト
70 封止部材
71 封止部材挿入部
72 封止部材目隠し部
73 封止部材固定孔
80 緩衝ゴム

Claims (4)

  1. 平面視矩形状の計量皿と、
    前記計量皿裏面の少なくとも四隅部を支持し、角柱パイプを用いて全体が略同一形状となるように形成された上下一対の骨組体と、
    前記骨組体の間に介在する荷重検出機構と、
    前記下側に配置されたベース側骨組体の四隅部に固定される調節脚と、
    前記上側に配置された皿側骨組体の四隅部に固定され、該皿側骨組体の下面から下方に突出し、過荷重作用時の前記計量皿の沈み込みを規制して前記荷重検出機構の下動を制限するストッパーと、を備えた台秤において、
    前記ストッパーと前記調節脚は同軸上に配置されたことを特徴とする台秤。
  2. 前記上下の骨組体のそれぞれの四隅部下面には、前記ストッパーの取付部又は調節脚の取付部のいずれも挿入可能な共通の取付穴が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の台秤。
  3. 前記骨組体四隅部のパイプ開口部には、該開口部を塞ぐ封止部材が挿入され、前記封止部材の挿入部には、前記取付穴と連通し、前記ストッパー又は調節脚の取付部が挿通する固定孔が設けられたことを特徴とする請求項2に記載の台秤。
  4. 前記皿側骨組体の上面は面一に形成されるとともに、該上面の前記四隅部及び該四隅部内側の前記骨組体を略等分する箇所には、前記計量皿の裏面と接触する薄肉の緩衝部材が設けられ、荷重により前記計量皿がたわむと該計量皿裏面が前記皿側骨組体上面でも担持されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の台秤。
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