JP3626401B2

JP3626401B2 - Conveyor scales

Info

Publication number: JP3626401B2
Application number: JP2000297316A
Authority: JP
Inventors: 忠良高橋
Original assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Current assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JP2002107207A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動的計量の測定器として好適なコンベア秤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、移動する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荷重変換部に鉛直方向の力のみを伝達し得るコンベア秤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コンベア秤は、ベルトコンベアの走行方向の左右両側に一対の荷重変換部を配置し、それぞれの前記荷重変換部上に複数個の球体を回転自在に配列したボール保持体を載置し、該ボール保持体上に前記ベルトコンベア上の積載物の荷重を伝達する荷重受部材を載置し、該荷重受部材に上方から加わる積載物の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の走行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他のベルトコンベア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２４ａ、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、２４ｂ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３７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、３９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、２２ｂ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１２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２２ａ、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２４ａ、２４ｂを使用することによって、荷重Ｗ（＝ｍＧ）（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３３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２４ａ、２４ｂの質量を無視すると、およそｆ＝（１／２π）・（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、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コンベア秤は、多数個の球体を用いたボール保持体を使用することにより、積載体等による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】実施の形態のコンベア秤の斜視図である。
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a conveyor scale suitable as a measuring instrument for dynamic weighing.
[0002]
[Prior art]
For example, when a load cell is used and a dynamic load such as a belt conveyor is measured, a frictional force may be generated between the load cell and the load cell pressure receiving part due to vibration of a moving load.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
This frictional force is applied to the load cell as a lateral load and becomes an external force from a direction other than the direction of the force to be measured, which may cause an error or, in extreme cases, damage the load cell.
[0004]
An object of the present invention is to provide a conveyor scale that solves the above-described problems and can transmit only a force in the vertical direction to a load conversion unit in response to a dynamic load.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a conveyor scale according to the present invention has a pair of load conversion units arranged on both the left and right sides in the running direction of a belt conveyor, and a plurality of spheres are rotatably arranged on each of the load conversion units. The ball holder is placed, a load receiving member for transmitting the load of the load on the belt conveyor is placed on the ball holder, and the load of the load applied to the load receiving member from above is applied to the sphere. It transmits to the said load conversion part via.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
FIG. 1 is a perspective view of the embodiment. On a base 2 on both sides of the belt conveyor 1, a substantially rectangular parallelepiped load conversion unit 3 is arranged along the running direction of the conveyor 1 in the longitudinal direction. Conveyor sets 5 are placed at two places on each load conversion unit 3 with a load transmission unit 4 interposed therebetween. The conveyor set 5 includes, for example, two rollers 6, a belt 7 spanned between these rollers 6, and a motor that drives the rollers 6 as a set. Further, other belt conveyors 8 are continuously provided on both sides of the conveyor set 5 in the flow direction.
[0007]
2 is an exploded perspective view of the load transmitting portion 4, and FIG. 3 is a cross-sectional view. For example, a plurality of circular ball holding holes 10 are formed in a ball holding plate 9 made of synthetic resin. A metal sphere 11 is rotatably inserted. The ball holding plate 9 in which the sphere 11 is inserted is placed on the lower plate 12, and a metal flat plate upper plate 13 is covered on the ball holding plate 9. In FIG. 2, some of the spheres 11 are not shown.
[0008]
When the weight of the load S on the conveyor 1 is measured, the vibration due to the movement of the load S is transmitted from the conveyor set 5 to the four load transmission units 4 together with the weight of the load S. In this case, the force component in the horizontal direction is absorbed by the rotation of the sphere 11 in the ball holding hole 10 of the load transmitting portion 4. Therefore, only the force in the vertical direction is transmitted to the lower load conversion unit 3 via the load transmission unit 4, and the weighing measurement accuracy is improved, and even if a large external force is applied to the load transmission unit 4, The conversion unit 3 is not damaged.
[0009]
A load converting unit 3 suitable for performing this dynamic load measurement will be described below with reference to FIG. 4 is a perspective view, and FIG. 5 is a front view. The load converting portion 3 is a structure 21 formed by cutting out a single rectangular parallelepiped metal block mainly from the flat side. The structure 21 includes a pair of leg portions 22a and 22b, a base portion 23, a pair of lever portions 24a and 24b, a lower load receiving portion 25, an upper load receiving portion 26, and a sensor mounting portion 27. They are connected by thin parts.
[0010]
That is, both sides of the base portion 23 are supported on the leg portions 22a and 22b via the thin portions 30 that face in the vertical direction, and the two lever portions 24a and 24b are arranged horizontally symmetrically on the base portion 23. The lever portions 24 a and 24 b are supported on the base portion 23 by a thin fulcrum 31 provided between the lever portions 24 a and 24 b.
[0011]
The fulcrum 31 is substantially on both sides of the base 23, and the lever portions 24a and 24b have a lever ratio of, for example, 15 to 1 determined by the fulcrum 31. Has been. A thin portion 34 is formed in parallel in a vertically downward direction at the action point at the tip of each long side 32, and one sensor mounting portion 27 is connected to the lower ends of the two thin portions 34. Further, a thin portion 35 directed downward in the vertical direction is formed at the force point of the outer end on each short side 33 side, and one lower load receiving portion 25 located above and laterally of the two lever portions 24a and 24b. Is suspended by the thin portions 35 on both sides. Further, the lower load receiving portion 25 is connected to the base portion 23 through a thin portion 36 that faces the horizontal direction and the vertical direction on both sides in order to prevent shaking.
[0012]
Further, one upper load receiving portion 26 is connected to the upper portion of the lower load receiving portion 25 through thin portions 37 facing both sides in the vertical direction. Moreover, the thin part 35 which connects the lever parts 24a and 24b and the upper load receiving part 26, and the thin part 37 which connects the lower load receiving part 25 and the upper load receiving part 26 are provided on the same vertical line.
[0013]
On the lower base portion 23 on the long side 32 side of the lever portions 24a, 24b, a regulating wall 38 is formed upward to prevent excessive deformation of the lever portions 24a, 24b. Further, each of the leg portions 22a and 22b is supported by two thin portions 39 that face in the horizontal direction, and a fixing bolt hole 40 is provided in the leg portions 22a and 22b and the base portion 23.
[0014]
The thin-walled portions 34 and 36 only have a relatively small tension, and may have an extremely thin shape called a flexure. However, the other thin-walled portions 30, 35, 37, and 39 and the fulcrum 31 must support the weight of the member. Therefore, it is formed so as to be stronger than the thin portions 34 and 36.
[0015]
In use, the leg portions 22a and 22b are fixed on the base 41 as shown in FIG. 4 using the bolt holes 40 of the leg portions 22a and 22b, and a load cell 42 such as a strain gauge sensor is attached to the base portion 23. The sensor mounting portion 27 is connected to the load cell 42. This sensor is not limited to the load cell 42, and there is no problem even if it is a force balance sensor, a tuning fork sensor, or the like.
[0016]
When the load W in the vertical direction is applied to the two portions of the upper load receiving portion 26 of the load converting portion 3 via the two load transmitting portions 4, these loads are transmitted to the lower load receiving portion via the thin portions 37 on both sides. 25. In this case, the load applied to each thin portion 37 differs depending on the position of the two loads applied to the upper load receiving portion 26 and is distributed by the thin portion 37 that is prorated in inverse proportion to the distance to each thin portion 37. The load transmitted to the lower load receiving portion 25 is transmitted to the lever portions 24a and 24b by pulling the force point on the short piece 13 side of the lever portions 24a and 24b downward through the thin-walled portion 35, and further leveraged by the fulcrum 31. According to the ratio, it is transmitted to the thin portion 34 which is the action point on the long piece 12 side.
[0017]
A force that pulls up the sensor mounting portion 27 acts on the two thin-walled portions 34, and a force obtained by adding the forces of the two thin-walled portions 34 acts on the sensor mounting portion 27. If measured, the magnitudes of the two loads applied to the upper load receiving portion 26 can be obtained.
[0018]
Since the upper load receiving portion 26 can be regarded as a rigid body, no matter what position the load is applied between the thin portions 37, this load is equally applied to the two thin portions 37, and a weighing error due to an uneven load occurs. There is no. Further, the load applied to the upper load receiving portion 26 is not limited to two places.
[0019]
If the thin portions 35 and 37 are arranged on the same vertical line, the force from the upper load receiving portion 26 is accurately transmitted to the lever portions 24a and 24b without escaping sideways. Further, since the lower load receiving portion 25 is connected to the base portion 23 by the thin portion 36 facing in the horizontal direction and the vertical direction, the movement in the vertical direction and the left and right direction is absorbed, and the lower load receiving portion 25 is used for transmitting the load. It is possible to prevent left-right and up-and-down fluctuations without influencing.
[0020]
The base 23 is mounted on the leg portions 22a and 22b via the thin portion 3 in the vertical direction, and the leg portions 22a and 22b further have the thin portion 39 in the horizontal direction, so that sufficient mounting accuracy cannot be obtained. Even when a thermal expansion difference due to temperature occurs, the stress generated in the base portion 23 and the like can be released by force absorption due to the deformation of the thin portions 30 and 39.
[0021]
In the embodiment, the upper load receiving portion 26 is provided on the lower load receiving portion 25. However, the upper load receiving portion 26 is omitted and the load is applied on the lower load receiving portion 25 as shown in FIG. The transmission unit 4 may be placed.
[0022]
Further, the two lever portions 24a and 24b are not strictly symmetric, as long as the lever ratio is the same. Furthermore, the force with respect to the force point of the lever portions 24a and 24b may be applied from the upper side instead of the downward pulling force as in the embodiment. Further, the force point can be provided not on the outside of the fulcrum but on the same inside as the action point.
[0023]
The structure 21 uses lever portions 24a and 24b having a large lever ratio, so that the lever portions 24a and 24b can be used in comparison with a case where a load W (= mG) (G is gravitational acceleration) is directly applied to a sensor such as a load cell. The amount of settlement d at the tip of the short side 33 can be reduced. If the loaded mass is m, the overall natural frequency is approximately f = (1 / 2π) · (k / m) ^1/2 (k is the spring constant of the load mechanism), ignoring the mass of the lever portions 24a and 24b. However, since W = mG = kd, k = mG / d and f = (1 / 2π) · (G / d) ^1/2 .
[0024]
Therefore, when the subsidence amount d is small, the natural frequency f becomes high, and this structure 21 works effectively when used in a measuring device for dynamic weighing. Furthermore, when this structure 21 is used, the amount of subsidence of the conveyor is reduced as compared with the case where the conveyor is directly supported by a load cell, etc., and there is no level difference between the front and rear conveyors, and it is possible to smoothly transport the luggage. Thus, the measurement accuracy can be improved.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the conveyor scale according to the present invention uses a ball holding body using a large number of spheres to absorb a horizontal external force even when vibration is applied by a loading body or the like, and a vertical load. Only the load can be measured, and the load converter is not damaged.
[0026]
Moreover, if each part is comprised by punching out a metal block for a load conversion part, the amount of subsidence added to a sensor will be small, and dynamic measurement can be implemented suitably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a conveyor scale according to an embodiment.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a load transmission unit.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a load transmission unit.
FIG. 4 is a perspective view of a load conversion unit as viewed from the back.
FIG. 5 is a front view of a load converter.
FIG. 6 is a perspective view of a load conversion unit viewed from the front side.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Belt conveyor 2 Base 3 Load conversion part 4 Load transmission part 5 Conveyor set 6 Roller 7 Belt 8 Belt conveyor 9 Ball holding board 10 Ball holding hole 11 Sphere 12 Lower board 13 Upper board 21 Structure 23 Base 24a, 24b Lever part 25 Lower load receiving portion 26 Upper load receiving portion 27 Sensor mounting portion 31 Support point 42 Load cell

Claims

A pair of load converters are arranged on both the left and right sides in the running direction of the belt conveyor, and a ball holder in which a plurality of spheres are rotatably arranged is placed on each of the load converters. placing the load receiving member for transmitting a load of cargo on the conveyor belt, characterized by transmitting the load of the cargo exerted from above該荷heavy receiving member to said load converting section through the spheres Conveyor scale .

The conveyor scale according to claim 1, wherein a plurality of sets of the ball holders are provided for the load conversion unit on one side .

The conveyor scale according to claim 1, wherein in the ball holder, the sphere is rotatably inserted into a circular hole formed in the plate for each of the spheres and is sandwiched by the plate from both the upper and lower surfaces.

The conveyor scale according to claim 1, wherein the sphere is a metal sphere.

The conveyor scale according to claim 1, wherein the load conversion unit is a force conversion mechanism formed by punching a metal block.