JP3842623B2

JP3842623B2 - ロードセルおよび電子体重計

Info

Publication number: JP3842623B2
Application number: JP2001349691A
Authority: JP
Inventors: 司黒田; 隆康佐々木
Original assignee: A&D Co Ltd
Current assignee: A&D Co Ltd
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: JP2003149038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、載置台の裏側に配置される平板型ロードセルおよび平板型ロードセルを備えた体重計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に、載置台１の裏側の四隅にそれぞれロードセル２を配置した従来の体重計（実開平４−１０６７３１号）を示す。ロードセル２は、厚みのある矩形ブロック状の金属材にめがね型の横孔３を設けて薄肉の起歪部２ａを形成し、この起歪部２ａに歪みゲージ８を貼り付けた構造である。そして、ロードセル２の加重部は、硬球７を介して載置台１に連結され、ロードセル２の固定部は、脚５を備えたベース４上に固定されている。符号６ａ，６ｂは、載置台１とロードセル２間に介装されて硬球７を支承できるように構成された硬球取付部材である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の体重計では、ロードセル２として厚みのある矩形ブロック材が使用され、またロードセル２と載置台１とは上下一対の硬球取付部材６ａ，６ｂを介して連結され、さらには、脚５を四隅に設けたベース４の上にロードセル２の固定部が固定されるため、体重計を構成する部品点数が多く、構造が複雑で、載置台１とベース４間にロードセル２を配置する取り付け作業が面倒な上に、体重計の薄型化と軽量化を図ることは困難であった。
【０００４】
また、従来知られている平板状ロードセルを用いて薄型化を図るにしても、前記体重計では、硬球取付部材６ａ，６ｂやベース４の存在により、構造を簡潔にしてロードセルの取り付け性を改善したり薄型化や軽量化するには限界があった。
【０００５】
本発明は、前記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その第１の目的は、載置台への取り付け固定が容易で、体重計を薄型化できるロードセルを提供すること、第２の目的は、脚の取り付け固定が容易で、体重計を薄型化できるロードセルを提供すること、第３の目的は、構造を簡潔にすることで、載置台と脚間へのロードセルの取り付けが容易で、薄型かつ軽量な体重計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
上記した目的を達成するために、請求項１に係るロードセルにおいては、
載置台の裏側に配置される平板状の起歪体を備えるロードセルであって、外形の一部が載置台のコーナ部と同形に形成された前記起歪体のコーナ配置部と、前記起歪体の中央に設けられた略Ｕ字状に延びるスリットと、該スリットにより形成されて片持ち支持された舌片からなる起歪部と、該起歪部の付け根側に配置された歪みゲージと、前記起歪部の先端側に取り付けられる脚とを備え、前記起歪部の先端側と前記脚とは同一形状にされ、前記起歪部の先端側と前記脚との間に荷重を伝達する鋼球を配置し、前記脚の上面に前記鋼球支持用の凹部が設けられ、前記鋼球が前記起歪部の先端側下面に接触し、前記起歪体における前記スリットの外側を前記載置台への取付部とするように構成した。
【０００７】
（作用）ロードセルのコーナ配置部と載置台のコーナ部が同じ形状であるため、ロードセルのコーナ配置部を載置台の裏側のコーナ部に配置することにより、ロードセルを簡単に位置合わせて固定できるので、ロードセルの載置台の裏側への取付作業が簡単で迅速かつ正確となる。また、一枚の板で構成されたロードセルのスリットの外側が載置台への取付部となるので、従来必要とした専用の取付部材が不要で、それだけ部品点数が少なくなるとともに薄くできる。
【０００８】
さらに、ロードセルの起歪部の先端側が脚の取付部となるので、従来必要であった専用の取付部材が不要で、いっそう部品点数が少なくなる。また、起歪部に脚を取り付ける際には、脚が硬球を取り付けるための取付部材を兼ねるので、硬球支承用の凹部に硬球を収容した脚を起歪部に取り付ければよく、この取り付け作業も簡単にできる。
【０００９】
また、請求項２に係る電子体重計においては、矩形状の載置台の裏側の四隅に請求項１に記載のロードセルを配置するように構成した。
（作用）この電子体重計のロードセルは、請求項１に係る発明と同じ作用をする。そして、このロードセルは、専用の取付部材が不要で、それだけ部品点数が少なくなるので、体重計を扁平にできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の好適な実施形態を実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１〜８は、本発明の第１の実施例である体重計を示し、図１は同体重計の平面図、図２は同体重計の底面斜視図、図３は同体重計の縦断面図（図１に示す線III−IIIに沿う断面図）、図４は同体重計の縦断面図（図１に示す線IＶ−IＶに沿う断面図）、図５は同体重計のロードセル取り付け部の分解斜視図、図６は脚の平面図、図７は同脚の縦断面図（図６に示す線ＶII−ＶIIに沿う断面図）、図８は脚にインサート成形される金属製ディスクの斜視図である。
【００１３】
これらの図において、体重計１０は、人が乗ることができる大きさに形成された平面視正方形状の載置台１２と、載置台１２の四隅下方にそれぞれ設けられた脚１４と、載置台１２の下面と各々の脚１４間に介装されたロードセル２０と、ロードセル２０の検出する荷重信号を集計する演算手段である演算制御部（ＣＰＵ）３０と、載置台１２の表面側に露出し、演算制御部（ＣＰＵ）３０の演算結果（計量値）をデジタル表示する表示手段である表示部４０とから主として構成されている。
【００１４】
ロードセル２０は、平板状の起歪体２１の起歪部２４に歪みゲージ２８を貼り付けて構成されている。詳しくは、図５に示されるように、五角形状の金属製プレート体のほぼ中央に略Ｕ字状に延びるスリット２２を形成することで、片持ち梁状の起歪部２４を備えた起歪体２１が構成され、起歪体２１の起歪部２４における幅狭の付け根部に歪みゲージ２８を貼り付けることで、ロードセル２０となる。即ち、図４符号Ｐに示すように、載置台に荷重が作用すると、Ｕ字状スリット２２で囲まれた舌片状の起歪部２４は、スリット２２外側の起歪体周縁領域２３に対して上方向に揺動し、このとき起歪部２４に発生する歪みが歪みゲージ２８を介して検出される。
【００１５】
載置台１２の四隅の裏側には、起歪部２４の上方揺動スペースを確保するためのスペーサ部材２６が溶接，接着その他の固着手段によって固定されており、起歪体周縁領域２３にはねじ孔２３ａが等間隔に設けられ、載置台１２に一体化された馬蹄形のスペーサ部材２６にも、ねじ孔２３ａに対応するねじ孔２６ａが設けられている。そして、ねじ孔２３ａ，２６ａ同士を一致させて、スペーサ部材２６にロードセル２０（起歪体周縁領域２３）がねじ締結されている。即ち、ロードセル２０のスリット２２外側が締結ねじ２６ｂによって載置台１２に固定されている。
【００１６】
また、載置台１２の直角コーナ部に対応するロードセル２０（起歪体２１）のコーナ配置部２０ａは、頂角９０度に形成されており、図２に示すように、裏返した載置台１２の直角コーナ部にロードセル２０のコーナ配置部２０ａを係合させると、ロードセル２０のねじ孔２３ａとスペーサ部材２６のねじ孔２６ｂが一致するので、ロードセル２０を載置台１２に簡単に取り付けることができる。
【００１７】
また、起歪部２４の先端側２４ａは、脚１４の外形（円形）とほぼ同一の円弧形状に形成されるとともに、ここ（先端側２４ａ）には、脚取付用のねじ２７を挿通させるためのねじ挿通孔２４ｂ，２４ｂが設けられている。そして、ねじ２７によって、脚１４が起歪部２４の下面に硬球１８を介して取り付け固定されて、ロードセル２０に作用する偏芯荷重はこの硬球１８によって吸収されるようになっている。
【００１８】
即ち、脚１４の上面中央部には、硬球支承部である凹穴（凹部）１６ａが設けられるとともに、凹穴１６ａを挟んで一対のねじ孔１６ｂ，１６ｂが設けられている。一方、起歪部２４側のねじ挿通孔２４ｂは、起歪部２４の延出方向と直交する方向（舌片状の起歪部２４の幅方向）に離間して設けられており、起歪部２４のねじ挿通孔２４ｂに挿通したねじ２７をこのねじ孔１６ｂに螺合させることで、凹穴１６ａに収容された硬球１８が起歪部２４の下面に当接する形態に保持されている。図３，５における符号１９は、ねじ挿通孔２４ｂに挿通され、ねじ２７の頭部下面とねじ孔１６ｂ周縁部間に介装された金属製カラーで、凹穴１６ａ内の硬球１８に必要以上の負荷（圧接力）を作用させないようになっている。
【００１９】
また、図６，７，８に示すように、脚１４は、芯材である高硬度金属（例えばＳＫ材）製のディスク１６をインサートした樹脂の成形体で構成されている。ディスク１６の上面には、硬球支承部である凹穴１６ａと、ねじ２７螺着用のねじ孔１６ｂが形成されており、表面樹脂層の開口部を介して凹穴１６ａおよびねじ孔１６ｂが脚１４の上方に露出している。また、ディスク１６は、樹脂に代えてゴムで被覆された構造であってもよい。
【００２０】
なお、ロードセル２０の起歪体２１を構成する素材も、起歪部２４が硬球１８と接触状態に保持されることを考えると、硬球支承部である凹穴１６ａを設けたディスク１６と同様、摩滅しにくいＳＫ材で構成することが望ましい。
【００２１】
そして、図５に示すように、脚１４の凹穴１６ａに硬球１８を収容し、起歪部２４の挿通孔２４ｂにカラー１９およびねじ２７を挿通するとともに、ねじ２７を脚１４のねじ孔１６ｂに螺着することで、脚１４を起歪部２４に簡単に取り付け固定でき、硬球１８が凹穴１６に支承された形態に保持できる。
【００２２】
また、起歪部２４と脚１４とは一対のねじ２７，２７によって締結されているが、挿通孔２４ｂとカラー１９とねじ２７との間には微小隙間があるため、載置台１２に荷重が作用すると、起歪部２４と脚１４は、主に一対のねじ２７，２７と硬球１８を通る横軸Ｌｘ周りに相対傾動（このとき硬球１８が回転）して偏荷重を吸収し、偏荷重の影響を受けない適正な歪みに対応する荷重信号を検出する。即ち、図１に示すように、各々のロードセル２０は、それぞれの起歪部２４の延出前後方向Ｌｙが載置台１２の中心Ｏにおいて一致しかつ直交しており、載置台１２に作用する荷重は、このＬｙ方向と直交する起歪部２４の横軸（傾動中心軸）Ｌｘ周りの力として各々の起歪部２４に作用し、歪みゲージ２８では偏荷重の影響を受けない荷重信号が検出される。
【００２３】
また、脚１４は、載置台１２のコーナ部に向かって延出する起歪部２４の先端側２４ａに取り付けられて、載置台１２のコーナ部に接近する位置に配置されている。このため、載置台１２の中央以外の部位に荷重が作用しても、脚１４が載置台１２のコーナ部近傍にあるため、体重計はぐらつくことなく安定状態を保持できる。
【００２４】
また、本実施例では、前記したように、載置台１２と脚１４との間に、別途取り付け部材を用いることなくロードセル２０を介装した簡潔な構造であるため、体重計を構成する部品点数が少なく、ロードセル２０の取り付け作業も簡単で、薄型にして軽量なものとなっている。
【００２５】
図９および図１０は本発明の第２の実施例である体重計の要部を示し、図９は同体重計の要部であるロードセル取り付け部の分解斜視図、図１０は同体重計の縦断面図（第１の実施例における図３に対応する図）である。
【００２６】
前記した第１の実施例では、馬蹄形のスペーサ部材２６の下面にロードセル２０の周縁領域（起歪体の周縁領域２３）を固定するようになっているが、この第２の実施例では、断面Ｌ字型スペーサ部材２６Ａの馬蹄形フランジ部２６ｃの上面にロードセル２０の周縁領域（起歪体の周縁領域２３）を固定するようになっている。
【００２７】
スペーサ部材２６Ａのフランジ部２６ｃには、起歪体２１に形成したねじ孔２３ａに対応するねじ挿通孔２６ｄが設けられており、図９矢印に示すように、ロードセル２０をフランジ部２６ｃに沿ってスライドさせるように押し込むと、ロードセル２０は載置台１２のコーナ部に位置決めされて、孔２３ａと孔２６ｄが一致する。そこで、図１０に示すように、ねじ２６ｂによりロードセル２０の周縁領域（起歪体の周縁領域２３）をスペーサ部材２６Ａに簡単に固定できる。
【００２８】
その他は前記した第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことでその重複した説明は省略する。
【００２９】
図１１は本発明の第３の実施例の要部を示し、ロードセルと脚との取り付け構造を示す斜視図である。
【００３０】
前記した２つの実施例におけるロードセル２０では、起歪部２４がコーナ配置部２０ａに向けて延出するように構成されているが、この第３の実施例におけるロードセル２０Ａでは、起歪部２４がコーナ配置部２０ａの反対側に向けて延出するように構成されている。
【００３１】
その他は前記した第１、第２の実施例と同一であり、同一の符号を付すことでその重複した説明は省略する。
【００３２】
また、前記した実施例では、ロードセル２０（起歪体２１）に形成されているスリット２２の幅が一定であるが、図１２に示すように、スリット２２Ａの幅は一定でなくてもよい。
【００３３】
なお、前記した実施例では、載置台１２が矩形状で、ロードセル２０のコーナ配置部２０ａが９０度の角度を持つように構成されているが、載置台１２のコーナ部およびロードセル２０のコーナ配置部の角度は９０度に限られるものではなく、同一の角度を持つように構成されていればよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に係る発明によれば、ロードセルを載置台の裏側所定位置にスムーズに配置でき、しかもロードセルのスリットの外側を載置台に簡単に固定できるので、ロードセルの載置台への取り付け作業が簡単となる。また、従来必要とした専用の取付部材が不要な分、構成が簡潔で、薄型かつ軽量となる。
【００３５】
さらに、ロードセルへの脚の固定がスムーズとなるので、脚の取り付け作業が簡単となる。また、従来必要とした専用の取付部材が不要な分、いっそう構成が簡潔で、薄型かつ軽量となる。
【００３６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明のロードセルを使用したため、専用の取付部材や脚を設けるベースが不要な分、以下の効果がある。第１に、体重計の構成が簡潔となる。第２に、ロードセルの取り付け作業が簡単となる。第３に、体重計が薄型かつ軽量となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である体重計の平面図である。
【図２】同体重計の底面斜視図である。
【図３】同体重計の縦断面図（図１に示す線III−IIIに沿う断面図）である。
【図４】同体重計の縦断面図（図１に示す線IＶ−IＶに沿う断面図）である。
【図５】同体重計のロードセル取り付け部の分解斜視図である。
【図６】脚の平面図である。
【図７】同脚の縦断面図（図６に示す線ＶII−ＶIIに沿う断面図）ある。
【図８】脚にインサート成形される金属製ディスクの斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施例である体重計のロードセル取り付け部の分解斜視図である。
【図１０】同体重計の縦断面図（第１の実施例における図３に対応する図）である。
【図１１】本発明の第３の実施例である体重計の要部の斜視図である。
【図１２】本発明の第４の実施例である体重計の要部の斜視図である。
【図１３】従来の体重計の縦断面図である。
【符号の説明】
１０電子体重計
１２載置台
１４脚
１６金属製ディスク
１６ａ硬球を支承する凹穴（凹部）
１８ロードセルに作用する偏荷重を吸収する硬球
２０，２０Ａ平板型ロードセル
２０ａロードセルのコーナ配置部
２１起歪体
２２，２２ＡＵ字状スリット
２３載置台との取付固定部を構成する起歪体の周縁領域
２４舌片状の起歪部
２４ａ脚との取付固定部を構成する起歪部先端側
２６，２６Ａスペーサ部材
２６ｂ載置台とロードセルを締結するねじ
２７ロードセルと脚を締結するねじ
２８歪みゲージ
３０演算手段である演算制御部（ＣＰＵ）
４０表示部

Claims

載置台の裏側に配置される平板状の起歪体を備えるロードセルであって、
外形の一部が載置台のコーナ部と同形に形成された前記起歪体のコーナ配置部と、前記起歪体の中央に設けられた略Ｕ字状に延びるスリットと、該スリットにより形成されて片持ち支持された舌片からなる起歪部と、該起歪部の付け根側に配置された歪みゲージと、前記起歪部の先端側に取り付けられる脚とを備え、
前記起歪部の先端側と前記脚とは同一形状にされ、前記起歪部の先端側と前記脚との間に荷重を伝達する鋼球を配置し、前記脚の上面に前記鋼球支持用の凹部が設けられ、前記鋼球が前記起歪部の先端側下面に接触し、
前記起歪体における前記スリットの外側を前記載置台への取付部としたことを特徴とするロードセル。
矩形状の載置台の裏側の四隅に請求項１に記載のロードセルを配置した電子体重計。