JP2020027111A - 過負荷保護を備えたロードセル - Google Patents
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Abstract
Description
同様に、2分の1(1/2)ホイートストンブリッジ配置、4分の1(1/4)ホイートストンブリッジ配置などを含む追加のひずみゲージ配置も同様に企図される。ロードセルの例示的な実施形態は、ロードセルを落下させた結果を含めて、ロードセルに過負荷条件がかかった場合に、降伏条件を防止するために、補足的な支持を提供するようにロードセルのチャネル内に位置決めされた少なくとも1つの停止要素を含む。
例示的な実施形態では、通信デバイス106は、表示するためのデータおよび情報を伝送および処理するCPU、スマートフォン、手持ち式デバイス、ラップトップコンピュータ、スマートウォッチ、他のスマートデバイスなどを含む。
他の例では、2分の1ホイートストンブリッジ配置内の2つのひずみゲージ216、または4分の1ホイートストンブリッジ配置内の単一のひずみゲージ216のみが利用される。図示のように、第1のたわみセクション208の最も薄い部分の両側に第1の組のひずみゲージ218が配置され、第2のセクション210の最も薄い部分の両側に第2の組のひずみゲージ220が配置される。したがって、負荷セクション206に対して横断方向に負荷が配置されるため、各組218、220のひずみゲージ216間の距離は、負荷の方向に基づいて変化する。各組218、220のひずみゲージ216間の距離の変化の結果、それに対応して抵抗が変化し、したがって電圧電位が変化し、それを使用して負荷を判定する。
したがって、第1のたわみセクション208は、第1のチャネル224を通って中央ビームセクション211に対して動くことができ、第2のたわみセクション210は、第2のチャネル226を通って中央ビームセクション211に対して動くことができる。
このようにして、中央ビームセクション211は、第1のたわみセクション208および/または第2のたわみセクション210に対して過負荷支持を提供する。任意選択で、中央ビームセクション211が固定されていない場合でも、第1のたわみセクション208および/または第2のたわみセクション210の係合を引き起こす公差を有するように構成されることによって、中央ビームセクション211の剛性により、第1のたわみセクション208または第2のたわみセクションを補足し、過負荷の結果として生じる降伏条件を最小化および防止する。
同じく、一例では第1の停止要素も同様に、中央ビームセクション211の孔の中に同様に配置することができ、または溶接、接合、かしめなどによって、第1のチャネル224に沿って任意の場所で中央ビームセクション211に固定することができる。
別の代替実施形態では、この場合も製造を容易にするために、第1の停止要素234は、中央ビームセクション211の孔(図示せず)の中に受け取ることができ、または同様に、溶接、接合、かしめなどを介して中央ビームセクション211内に取り付けることができ、その結果、第1の停止要素234が第1のチャネル224内に部分的に配置される。代替実施形態では、第1の停止要素234は、製造を容易にする位置に配置される。
したがって、第1のチャネル224内で第1の停止要素234の位置を調整することによって、使用者は、過負荷条件中に第1のたわみセクション208に降伏条件がかかるのを防止するように、第1のたわみセクション208の動きを制限することができる。
同じく、一例では第2の停止要素は同様に、中央ビームセクション211の孔の中に同様に配置することができ、または溶接、接合、かしめなどによって、第2のチャネル226に沿って任意の場所で中央ビームセクション211に固定することができる。
別の代替実施形態では、この場合も製造を容易にするために、第2の停止要素238は、中央ビームセクション211の孔(図示せず)の中に受け取ることができ、または同様に、溶接、接合、かしめなどを介して中央ビームセクション211内に取り付けることができ、その結果、第2の停止要素238が第2のチャネル226内に部分的に配置される。代替実施形態では、第2の停止要素238は、製造を容易にする位置に配置される。
したがって第2の停止要素238は、第2のチャネル226を通る第2のたわみセクション210の追加の動きを防止する。したがって、第2のチャネル226内で第2の停止要素238の位置を調整することによって、使用者は、過負荷条件中に第2のたわみセクション210に降伏条件がかかるのを防止するように、第2のたわみセクション210の動きを制限することができる。
閾値負荷に到達したとき、ヘッド要素247の支承面248は負荷セクションに係合し、その結果、ヘッド要素247、したがって第3の停止要素242および中央ビームセクション211が、第3の位置で負荷セクション206の追加の動きを支持または阻止する(図4D)。このようにして、第3の停止要素242は、過負荷条件のために降伏条件に到達した結果としてロードセルの損傷が生じるのを防止するために、第1の方向および第2の方向の両方で、すなわち双方向に、補足的な支持または力を提供する。
したがって、第1のたわみセクション208および第2のたわみセクション210の材料の降伏条件を決定することができ、第1のたわみセクション208または第2のたわみセクション210が降伏条件に到達するのを防止するために、第3の停止要素242の補足的な支持を提供するように、第3の孔240内の第3の停止要素242の動きによって、間隙250のサイズを調整することができる。
したがって、第1のたわみセクション508は、第1のチャネル524を通って中央ビームセクション511に対して動くことができ、第2のたわみセクション510は、第2のチャネル526を通って中央ビームセクション511に対して動くことができる。
過負荷保護のための停止要素を含むロードセル702を利用することによって、製造、出荷、顧客による取扱い中などに、取扱者がロードセルを落下させたこと、自転車を倒したこと、ロードセルに当たったことなどの結果として、ロードセルが過負荷条件を受けた場合、停止要素が機械的な安全停止を提供し、ロードセルが降伏条件に到達するのを防止する。これは、ロードセルの材料が容易に屈曲および損傷するときでも生じる。
Claims (10)
- 固定セクション(204)から負荷セクション(206)へ延びており、負荷を受けると動くように構成されたたわみセクション(208)および前記たわみセクションから隔置された中央ビームセクション(211)を含むビーム(202)と、
前記ビームにかかる負荷を検出するように前記ビームに結合された少なくとも1つのひずみゲージ(216)と、
前記ビームに結合された支承面(244)を含み、前記支承面が第1の位置で前記ビームに係合せず、前記ビームにかかる前記負荷に基づいて、第2の位置で前記ビームに係合するように構成された停止要素(234)と
を備えている、ロードセル(200)。 - 前記たわみセクションと前記中央ビームセクションとの間に第1のチャネル(224)が形成され、前記停止要素(234)は、前記たわみセクションの孔(232)の中に配置され、前記第1の位置で前記第1のチャネル内へ部分的に延び、前記支承面は、前記第2の位置で前記中央ビームセクションに係合し、前記たわみセクション(208)は第1のたわみセクションであり、前記停止要素は第1の停止要素であり、前記ビームは、第2のチャネル(226)を形成するように前記中央ビームセクションから隔置された第2のたわみセクション(210)をさらに含み、前記ロードセル(200)は、
前記第2のたわみセクションの孔(236)の中に配置された支承面(246)を含む第2の停止要素(238)をさらに備え、前記第2の停止要素(238)は、前記第2の停止要素の第1の位置で、前記第2のチャネル内へ部分的に延び、前記支承面は、前記第2の停止要素の第2の位置で、前記中央ビームセクションに係合する、請求項1に記載のロードセル(200)。 - 前記負荷セクションは、第3のチャネルを形成するように前記中央ビームセクションから隔置され、前記ロードセルは、
前記中央ビームセクション内に固定され、前記第3のチャネルを通って前記負荷セクション内へ延びる第3の停止要素(242)をさらに備え、前記第3の停止要素は支承面(248)を含み、前記第3の停止要素の第1の位置で、前記第3の停止要素の前記支承面と前記負荷セクションとの間に、間隙(250)が形成され、前記第3の停止要素の第2の位置で、前記支承面は、前記負荷セクションに係合し、前記第3の停止要素の第3の位置で、前記第3の停止要素の前記支承面は、前記負荷セクションに係合する、請求項2に記載のロードセル。 - 前記停止要素(242)は、前記中央ビームセクションに固定され、前記負荷セクション内へ延び、前記停止要素は支承面(248)を含み、前記停止要素の前記支承面と前記負荷セクションとの間に、間隙(250)が形成され、前記停止要素は、ねじ留め、プレス嵌め、接着、またはかしめのうちの少なくとも1つによって、前記中央ビームセクションに固定されている、請求項1に記載のロードセル。
- 前記支承面(248)は、前記停止要素の前記支承面と前記負荷セクションとの間の前記間隙のサイズが変化するように先細りしており、前記支承面を受け取って係合する前記負荷セクションの孔(240)が先細りしている、請求項4に記載のロードセル。
- 前記第1の位置で、前記ビームにかかる前記負荷が閾値負荷を下回り、前記第2の位置で、前記ビームにかかる前記負荷が前記閾値負荷を上回り、前記閾値負荷が、前記ビームの材料が降伏する負荷である、請求項1に記載のロードセル。
- 固定セクション(204)から、負荷を受けるように構成された負荷セクション(206)へ延びており、中央ビームセクション(211)を含み、前記中央ビームセクション(211)が、前記負荷セクションと前記中央ビームセクションとの間にチャネル(224)を形成するように前記負荷セクションから隔置されている、ビーム(202)と、
前記ビームにかかる負荷を検出するように前記ビームに結合された少なくとも1つのひずみゲージ(216)と、
前記中央ビームセクションに固定され、前記チャネルを通って前記負荷セクション内へ延びる調整可能な停止要素(242)とを備え、前記調整可能な停止要素が、第1の方向に第1の閾値負荷を上回ると、前記負荷セクションに係合し、第2の方向に第2の閾値負荷を上回ると、前記負荷セクションに係合するように構成されている、
ロードセル(200)。 - 前記調整可能な停止要素(242)が、先細りしたヘッド要素(247)を含んでいる、請求項7に記載のロードセル。
- 前記負荷セクション(206)が、前記調整可能な停止要素を受け取る先細りした孔(240)を含んでいる、請求項7に記載のロードセル。
- 前記調整可能な停止要素(242)がねじ山を含み、前記調整可能な停止要素が前記中央ビームセクション内へねじ込まれると、前記調整可能な停止要素の支承面(248)と前記負荷セクションとの間の間隙(250)の距離が減少する、請求項7に記載のロードセル。
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