JP5571114B2 - 荷重校正装置 - Google Patents

Description

本発明は液体、粉粒体、砂利、鉱石、スクラップ等の被計量物の重量を計量する計量ホッパに取り付けて使用される荷重校正装置に関する。

計量ホッパは、ロードセルを用いた重量検出装置を介して架台に支持された容器を有している。計量ホッパの容器に被計量物が収容されると、被計量物の重量に応じて重量検出装置のロードセルが歪んで抵抗が変化し、ブリッジ回路より被計量物の重量に比例した電気信号として出力され、被計量物の重量に変換されて表示器に表示される。

従来、このような計量ホッパで計量される荷重の校正を行うにあたり、通常計量ホッパに分銅を載せて重量が正しく計量されるかを検査する方法が行われていた。

しかし、分銅の載せ降ろしは、作業性が悪く、かつ危険作業を伴い、長時間を要するという問題があるため、特許文献１では、計量ホッパの底部と架台を支持する床との間に、シリンダとロードセルを直列に接続した荷重校正装置を取り付けることが提案されている。この荷重校正装置のシリンダに油圧を作用させて計量ホッパを下方に引くことにより、分銅を用いずに計量ホッパに荷重を付与することができるとともに、荷重校正装置のロードセルによる荷重量と計量ホッパのロードセルによる計量値との比較により、計量精度を検査し、校正を行うことができる。

実願平５−５４７５０号（特開平７−１８２２２号）のマイクロフィルム

しかし、引用文献１の荷重校正装置は、計量ホッパの底部と架台を支持する床との間に取り付けられるため、荷重校正作業を行うにあたっては、計量ホッパの底部すなわち排出口の下方に存在する配管やバルブ、ポンプなどの既存部品を取り外し、計量ホッパの底部に荷重校正装置の取り付けるための取付金具を取り付けるという煩雑な作業を必要としていた。また、架台を支持する床には、荷重校正装置により付与される荷重の反力が作用するので、予め基礎工事を行って荷重校正装置を取り付けるための取付金具を固定しておく必要があった。さらに、荷重校正装置が取り付けられる計量ホッパの底部は床から相当な高所にあり、荷重校正装置を取り付けるには足場が必要な場合も作業に危険性を伴っていた。このように、引用文献１の荷重校正装置は、その取付作業が困難で、時間がかかるという問題があった。

本願発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、取付作業が簡便で、かつ短時間で安全に行える荷重校正装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、
ロードセルを用いた重量検出装置を介して架台又は建屋等の床梁に支持された容器を有する計量ホッパに使用する荷重校正装置であって、
前記容器の側面と前記架台又は建屋等の床梁との間に取り付けられ、前記容器に校正荷重を付与する少なくとも２つの荷重付与装置と、
前記荷重付与装置により前記容器に付与される校正荷重を検出する荷重検出部と、
前記荷重検出部により検出された校正荷重を表示する校正荷重表示部とを備え、
前記荷重付与装置は、シリンダとプランジャを有するジャッキと、前記プランジャに連結された引張ロッドとからなり、
前記ジャッキのシリンダは前記架台に設けたブラケットの被係合部に係合する係合部を有し、前記引張ロッドは前記容器の側面に設けた取付アームに当接する荷重受部材を有する。

（作用）
前記構成の荷重校正装置は、計量ホッパの容器の側面と架台との間に取り付けられるので、計量ホッパの既存部品を取り外す必要がなく、また、予め容器の側面にアームを取り付け、架台にブラケットを設けておくだけで、簡単に取り付けることができる。また、荷重校正装置を取り付ける容器の側面には、架台のデッキを利用して接近することができるので、新たな足場を使用する必要がない。

本発明の他の手段として、以下の態様を採用することができる。

前記シリンダの係合部は前記シリンダの側面から突出する１対の係合突起からなり、
前記ブラケットの被係合部は前記１対の突起が係合する係合穴又は切欠きからなることが好ましい。

前記引張ロッドの荷重受部材は、前記引張ロッドに挿通され前記アーム部に当接する荷重受板と、前記引張ロッドに螺合され前記荷重受板を抜け止めする調整ナットとからなり、
前記アーム部は、前記引張ロッドが挿通される係合孔又は切欠きを有することが好ましい。

次に、荷重検出部としては、以下の３つの態様を採用することができる。
第一に、前記引張ロッドは第１ロッドと第２ロッドに分離され、前記荷重検出部は、前記第１ロッドと前記第２ロッドの間に介装された引張型ロードセルからなる。

第二に、前記荷重検出部は、前記引張ロッドの調整ナットと前記荷重受部材の間に介装された圧縮型ロードセルからなる。
この場合、前記引張ロッドの調整ナットと前記ロードセルの間に球面座金を設けることが好ましい。

第三に、前記荷重検出部は、前記シリンダ内の圧力を検出する圧力センサからなる。
この場合、前記引張ロッドの調整ナットと前記荷重受部材との間に球面座金を設けることが好ましい。

本発明によれば、計量ホッパの荷重校正作業を行うにあたり、荷重校正装置を計量ホッパの容器の側面と架台又は建屋等の床梁との間に取り付けるので、計量ホッパの既存部品を取り外すことなく、予め容器の側面にアームを取り付け、架台又は建屋等の床梁にブラケットを設けておくだけで、簡単に取り付けることができる。また、荷重校正装置を取り付ける容器の側面には、架台のデッキ又は建屋等の床梁を利用して接近することができるので、新たな足場を使用する必要がない。このように、荷重校正装置の取付作業が簡便で、かつ短時間に安全に作業を行うことができるという効果を有している。

本発明の第１実施形態の荷重校正装置を装着した計量ホッパのブロック図。 図１の計量ホッパの正面図。 図１の計量ホッパの平面図。 図１の荷重校正装置を装着するアーム部の平面図（ａ）及びブラケットの正面図。 図１の荷重校正装置の正面図。 図５の荷重校正装置をアーム部及びブラケットに装着する状態を示す側面図。 本発明の第２実施形態の荷重校正装置を装着した計量ホッパのブロック図。 図７の荷重校正装置の正面図。 図７の荷重校正装置をアーム部及びブラケットに装着する状態を示す側面図。 本発明の第３実施形態の荷重校正装置を装着した計量ホッパのブロック図。 図１０の荷重校正装置の正面図。 図１０の荷重校正装置をアーム部及びブラケットに装着する状態を示す側面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態の荷重校正装置１Ａを装着した計量ホッパ２を示す。

計量ホッパ２は、図２に示すように、被計量物が収容される下部が漏斗状になった円筒形の容器３を有している。容器３は頂部に被計量物が投入される投入口４と、底部に被計量物が排出される排出口５とを有している。容器３の周囲には容器３を支持するための架台６が設けられている。

図３に示すように、容器３の外周面の３箇所には支持アーム７が１２０°で等間隔に設けられている。容器３は、図２に示すように、支持アーム７と架台６の間に設けられたロードセル８を介して架台６に支持され、基礎９から所定高さの位置に設置されている。

図１に戻ると、ロードセル８はロードセル接続箱１０に接続されている。ロードセル接続箱１０は、ブリッジ回路を内蔵し、ロードセル８に作用する歪みによる抵抗変化から容器３に収容された被計量物の重量を電気信号として出力する。ロードセル接続箱１０は重量表示装置１１に接続されている。重量表示装置１１は、ロードセル接続箱１０から出力される電気信号を荷重に変換して計量ホッパ２の計量値を表示する。

図３に示すように、容器３の外周面の１８０度離れた２箇所には荷重校正装置１Ａを取り付けるための取付アーム１２が設けられている。取付アーム１２には、図４（ａ）に示すように、孔１３が形成され、該孔１３から外縁に向かって切欠き１３ａが形成されている。孔１３の周囲４箇所に後述する荷重受板２９の位置決め突部１４が形成されている。取付アーム１２は、３箇所の支持アーム７の中間に設けて３箇所としてもよいが、２箇所であれば、支持アーム７と接近するので、図３中２点鎖線で示すように、隣接する支持アーム７と取付アーム１２を一体に形成しておくことができる。

また、図２に示すように、架台６には、取付アーム１２と対向する位置に１対のブラケット１５が設けられている。１対のブラケット１５は、図４（ｂ）に示すように、基台１６と、該基台１６の端部から立ち上がる垂直壁１７と、基台１６と垂直壁１７との間に設けられたリブ１８とからなり、基台１６は架台６にボルト１９により固定されている。１対のブラケット１５の垂直壁１７の対向する面には、係合穴２０が形成され、該係合穴２０から水平方向及び垂直方向に向かって切欠き２０ａが形成されている。

図５に示すように、荷重校正装置１Ａは、シリンダ２１とプランジャ２２を有する荷重付与装置として油圧ジャッキ２３と、引張ロッド２４と、荷重検出部としてロードセル２５ａとを備えている。

油圧ジャッキ２３は、シリンダ２１の外周に１対の円柱状の係合突起２６が形成されている、油圧ジャッキ２３のシリンダ２１は，図１に示すように、油圧ポンプ２７に接続され、手動または電動によりに油圧を作用させることができる。

引張ロッド２４は、第１ロッド２４ａと第２ロッド２４ｂからなっている。第１ロッド２４ａは、シリンダ２１のプランジャ２２にねじ込まれ、上端にＹ型金具２８ａが取り付けられている。第２ロッド２４ｂは、下端に第１ロッド２４ａのＹ型金具２８ａと対向するＹ型金具２８ｂが取り付けられ、中間に荷重受板２９が挿通され、調整ナット３０がねじ込まれている。第２ロッド２４ｂの上端には、取手３１が設けられている。

ロードセル２５ａは、両端が第１ロッド２４ａのＹ型金具２８ａと第２ロッド２４ｂのＹ型金具２８ｂに差し込まれ、ピン３２により連結されている。ピン３２の両端には環状金具３３が取り付けられている、荷重校正装置１Ａのロードセル２５ａは，図１に示すように、ロードセル接続箱３４に接続されている。ロードセル接続箱３４は、ブリッジ回路を内蔵し、ロードセル２５に作用する歪みによる抵抗変化から引張ロッド２４に付与される荷重を電気信号として出力する。ロードセル接続箱３４は校正重量表示装置３５に接続されている。校正重量表示装置３５は、ロードセル接続箱３４から出力される電気信号を荷重に変換して校正重量として表示する。

以上の構成からなる荷重校正装置１Ａを計量ホッパ２に取り付けるには、予め図６に示すように、ジャッキ２３、引張ロッド２４、ロードセル２５ａを連結し、荷重受板２９を取り付けた状態にしておく。この状態の荷重校正装置１Ａは、取手３１を持って運搬することができるし、環状金具３３にショルダー紐を付けて担いで運搬することができる。荷重校正装置１Ａを架台６の上まで搬送し、取手３１を持って垂直に保持した状態で、シリンダ２１の係合突起２６をブラケット１５の切欠き２０ａから係合穴２０に向かって差し込み、荷重受板２９が取付アーム１２の上に位置するようにして、第２ロッド２４ｂを取付アーム１２の切欠き１３ａから係合孔１３に向かって差し込む。これにより、荷重校正装置１Ａは荷重受板２９によってぶら下がった状態になる、次に、調整ナット３０を締め付けて引張ロッド２４を引き上げ、シリンダ２１の係合突起２６を係合穴２０に係合させる。

この荷重校正装置１Ａを使用して荷重の精度測定と校正を行うには、ジャッキ２３の油圧を作用させ、プランジャ２２を引き込む。これにより、引張ロッド２４が引っ張られ、計量ホッパ２の容器３に校正荷重が付与される。ロードセル２５ａには引張荷重が作用し、ロードセル２５ａの歪みによる抵抗変化は、ロードセル接続箱３４のブリッジ回路により電気信号として出力され、校正荷重表示装置３５に表示される。

一方、荷重校正装置１Ａにより計量ホッパ２の容器３に校正荷重が付与されることで、この校正荷重が支持アーム７を介してロードセル８に作用する。この結果、ロードセル８には圧縮荷重が作用し、ロードセル８の歪みによる抵抗変化は、ロードセル接続箱１０のブリッジ回路により電気信号として出力され、重表示装置１１に表示される。

そこで、校正重量表示装置３５に表示される校正重量（Ｗ１＋Ｗ２）と、重量表示装置１１に表示される計量値（Ｗ１１＋Ｗ１２＋Ｗ１３）を比較することで、計量値の精度を検査することができ、さらには重量表示装置１１を調整する等して、計量ホッパ２の校正を行うことができる。

図７は、本発明の第２実施形態の荷重校正装置１Ｂを装着した計量ホッパ２を示す。

第２実施形態の計量ホッパ２は、図８に示す圧縮型のロードセル２５ｂを用いた荷重校正装置１Ｂを使用する。容器３の取付けアーム１２、架台６のブラケット１５及びジャッキ２３は第１実施形態と同じ構成であるので説明を省略する。ジャッキ２３のプランジャ２２にねじ込まれた１本の引張ロッド２４には、荷重受板２９と調整ナット３０が装着されている。荷重受板２９と調整ナット３０の間の引張ロッド２４には、下から順にオイレス３６、加圧金具３７、円筒形のロードセル２５ｂ、加圧金具３８、球面座金３９が介装されている。

以上の構成からなる荷重校正装置１Ｂを計量ホッパ２に取り付けるには、予め図９に示すように、ジャッキ２３に引張ロッド２４を取り付け、引張ロッド２４にロードセル２５ｂと荷重受板２９を取り付けた状態にしておく。この状態の荷重校正装置１Ｂは、小型であるので、そのまま運搬可能であるが、第１実施形態のように取手３１やショルダー紐を取り付けてもよい。荷重校正装置１Ｂを架台６の上まで搬送し、第１実施形態と同様に、シリンダ２１の係合突起２６をブラケット１５の係合孔２０に差し込み、荷重受板２９が取付アーム１２の上に位置するようにして、引張ロッド２４を係合孔１３に差し込む。次に、調整ナット３０を締め付けて引張ロッド２４を引き上げ、シリンダ２１の係合突起２６を係合孔２０に係合させる。

この荷重校正装置１Ｂを使用して荷重の精度測定と校正を行うには、ジャッキ２３の油圧を作用させ、プランジャ２２を引き込む。これにより、引張ロッド２４が引っ張られ、計量ホッパ２の容器３に校正荷重が付与される。ロードセル２５ｂには圧縮荷重が作用し、ロードセル２５ｂの歪みによる抵抗変化は、ロードセル接続箱３４のブリッジ回路により電気信号として出力され、校正荷重表示装置３５に表示される。

引張ロッド２４が引っ張られたときに、引張ロッド２４が傾いたとしても、調整ナット３０とロードセル２５ｂの上側の加圧金具３７との間に球面座金３９が設けられているので、引張ロッド２４の傾きによるロードセル２５ｂの偏った歪みが防止され、校正重量の精度を低下させることがない。

一方、荷重校正装置１Ｂにより計量ホッパ２の容器４に校正荷重が付与されることで、第１実施形態と同様に、ロードセル８には圧縮荷重が作用し、ロードセル８の歪みによる抵抗変化は、ロードセル接続箱１０のブリッジ回路により電気信号として出力され、重表示装置１１に表示される。

そこで、校正重量表示装置３５に表示される校正重量（Ｗ１＋Ｗ２）と、重量表示装置１１に表示される計量値（Ｗ１１＋Ｗ１２＋Ｗ１３）を比較することで、計量値に精度を検査することができ、さらには重量表示装置１１を調整する等して、計量ホッパ２の校正を行うことができる。

図１０は、本発明の第３実施形態の荷重校正装置を装着した計量ホッパ２を示す。

第３実施形態の計量ホッパ２は、第１実施形態や第２実施形態のようなロードセル２５ａ，２５ｂは使用せず、図１１に示す圧力センサ４０を用いた荷重校正装置１Ｃを使用する。このため、第１実施形態や第２実施形態のようなロードセル接続箱３４の代わりに、圧力センサ接続箱４１を使用する。

第３実施形態は、容器３の取付アーム１２、及び架台６のブラケット１５は第１実施形態と同じ構成であるので説明を省略する。ジャッキ２３には、シリンダ２１の内部の油圧を検出する圧力センサ４０が取り付けられている。ジャッキ２３のプランジャ２３にねじ込まれた１本の引張ロッド２４には、荷重受板２９と調整ナット３０が装着されている。荷重受板２９と調整ナット３０の間の引張ロッド２４には、球面座金３９が介装されている。

ジャッキ２３の圧力センサ４０は圧力センサ接続箱４１に接続され、圧力センサ接続箱４１は、圧力センサ４０で検出されたジャッキ２３のシリンダ２１内の油圧を校正重量に換算する。圧力センサ接続箱４１は圧力センサ接続箱４１で換算された校正重量を表示する校正重量表示器３５に接続されている。

以上の構成からなる荷重校正装置１Ｃを計量ホッパ２に取り付けるには、予め図１２に示すように、ジャッキ２３に引張ロッド２４を取り付け、引張ロッド２４に荷重受板２９と調整ナット３０を取り付けた状態にしておく。この状態の荷重校正装置１Ｃは、小型であるので、そのまま運搬可能であるが、第１実施形態のように取手３１やショルダー紐を取り付けてもよい。第１実施形態と同様に、シリンダ２１の係合突起２６をブラケット１５の係合穴２０に差し込み、荷重受板２９が取付アーム１２の上に位置するようにして、引張ロッド２４を係合孔１３に差し込む。次に、調整ナット３０を締め付けて引張ロッド２４を引き上げ、シリンダ２１の係合突起２６を係合穴２０に係合させる。

この荷重校正装置１Ｃを使用して荷重の精度測定と校正を行うには、ジャッキ２３の油圧を作用させ、プランジャ２２を引き込む。これにより、引張ロッド２４が引っ張られ、計量ホッパ２の容器３に校正荷重が付与される。ジャッキ２３のシリンダ２１の内部の油圧が圧力センサ４０により検出され、圧力センサ接続箱４１により校正重量に変換されて電気信号として出力され、校正荷重表示装置３５に表示される。

引張ロッド２４が引っ張られたときに、引張ロッド２４が傾いたとしても、調整ナット３０と荷重受板２９の間に球面座金３９が設けられているので、引張ロッド２４の傾きによるジャッキ２３のプランジャ２２の作動が妨げられることがない。

一方、荷重校正装置１Ｃにより計量ホッパ２の容器３に校正荷重が付与されることで、第１実施形態と同様に、ロードセル８には圧縮荷重が作用し、ロードセル８の歪みによる抵抗変化は、ロードセル接続箱１０のブリッジ回路により電気信号として出力され、重表示装置１１に表示される。

そこで、校正重量表示装置３５に表示される校正重量（Ｗ１＋Ｗ２）と、重量表示装置１１に表示される計量値（Ｗ１１＋Ｗ１２＋Ｗ１３）を比較することで、計量値に精度を検査することができ、さらには重量表示装置１１を調整する等して、計量ホッパ２の校正を行うことができる。

このように、各実施形態の計量ホッパ２の重量校正作業にあたっては、荷重校正装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを計量ホッパ２の容器３の側面の取付アーム１２と架台６のブラケット１５との間に取り付けるので、計量ホッパ２の底部の排出口５に存在する既存部品を取り外す必要がない。また、荷重校正装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを取り付ける場所には、架台６のデッキを利用して接近することができるので、新たな足場を使用する必要がない。したがって、荷重校正装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、取付作業が簡便で、かつ短時間に、安全に行うことができる。

以上説明した実施形態では、種々の修正及び変形が可能である。例えば、以上の実施形態では、３つの支持アームで支持された円筒形の容器の２カ所又は３箇所に荷重校正装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃを取り付けたが、４つの支持アームで支持された円筒形又は矩形の容器では、２カ所又は４カ所に荷重校正装置を取り付けることができる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 荷重校正装置
２ 計量ホッパ
３ 容器
６ 架台
８ ロードセル
１２ 取付アーム
１３ 係合孔
１３ａ 切欠き
２１ シリンダ
２２ プランジャ
２３ ジャッキ
２４ 引張ロッド
２４ａ 第１ロッド
２４ｂ 第２ロッド
２５ａ ロードセル
２５ｂ ロードセル
２６ 係合突起
２９ 荷重受板
３０ 調整ナット
３５ 校正荷重表示装置
３９ 球面座金
４０ 圧力センサ

Claims (8)

1. ロードセルを用いた重量検出装置を介して架台又は建屋等の床梁に支持された容器を有する計量ホッパに使用する荷重校正装置であって、
   前記容器の側面と前記架台又は建屋等の床梁との間に取り付けられ、前記容器に校正荷重を付与する少なくとも２つの荷重付与装置と、
   前記荷重付与装置により前記容器に付与される校正荷重を検出する荷重検出部と、
   前記荷重検出部により検出された校正荷重を表示する校正荷重表示部とを備え、
   前記荷重付与装置は、シリンダとプランジャを有するジャッキと、前記プランジャに連結された引張ロッドとからなり、
   前記ジャッキのシリンダは前記架台に設けたブラケットの被係合部に係合する係合部を有し、前記引張ロッドは前記容器の側面に設けた取付アームに当接する荷重受部材を有することを特徴とする荷重校正装置。
2. 前記シリンダの係合部は前記シリンダの側面から突出する１対の係合突起からなり、
   前記ブラケットの被係合部は前記１対の突起が係合する係合穴又は切欠きからなることを特徴とする請求項１に記載の荷重校正装置。
3. 前記引張ロッドの荷重受部材は、前記引張ロッドに挿通され前記アーム部に当接する荷重受板と、前記引張ロッドに螺合され前記荷重受板を抜け止めする調整ナットとからなり、
   前記アーム部は、前記引張ロッドが挿通される係合孔又は切欠きを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の荷重校正装置。
4. 前記引張ロッドは第１ロッドと第２ロッドに分離され、
   前記荷重検出部は、前記第１ロッドと前記第２ロッドの間に介装された引張型ロードセルからなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の荷重校正装置。
5. 前記荷重検出部は、前記引張ロッドの調整ナットと前記荷重受部材の間に介装された圧縮型ロードセルからなることを特徴とする請求項３に記載の荷重校正装置。
6. 前記引張ロッドの調整ナットと前記圧縮型ロードセルの間に球面座金を設けたことを特徴とする請求項５に記載の荷重校正装置。
7. 前記荷重検出部は、前記シリンダ内の圧力を検出する圧力センサからなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の荷重校正装置。
8. 前記引張ロッドの調整ナットと前記荷重受部材との間に球面座金を設けたことを特徴とする請求項７に記載の荷重校正装置。

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