JP6050771B2 - ロードセルユニットおよび秤装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ロードセルユニットおよび秤装置に関する。

従来、ロードセルを備える秤装置は、横荷重が加わってロードセルが塑性変形を起こすなどの不都合が起こらないよう、横方向の過荷重を食い止めるストッパーを備えている。

ストッパーは、例えば、ロードセルの荷重により変位する可動部の対象部位に、所定寸法の隙間を介して対向することにより、可動部の過剰な変位を制限するように配されている。上述の横荷重用のストッパーは、可動部の側面に近接して配されて、可動部の横変位を制限する。

このようなストッパーは、従来、ロードセルの対象部位との間の隙間を調節自在な調節部と、当該調節部を保持し、基部に対して不動な保持部とを有する。このため、部品点数が多くなり、また、調整作業が煩雑である。

本発明が解決しようとする課題は、横荷重用ストッパーの調整の手間が少ないロードセルユニットおよび秤装置を提供することである。

実施形態のロードセルユニットは、ロードセルと、被制限部材と、制限部材と、を備える。ロードセルは、基部に固定される固定部と、計量対象の荷重を受ける可動部と、を有し、荷重を受けると変形する。被制限部材は、前記可動部の上面に着脱自在であって、少なくとも二つの向きに取付可能である。制限部材は、前記可動部に取り付けられた前記被制限部材を側方から挟む一対のものであって各々が該被制限部材の側面に所定寸法の隙間を介して対向する制限部、を有し、前記基部に対して固定的に設けられる。また、前記被制限部材は、前記側面から前記隙間分だけ突出した突起を有する。前記制限部の一方は、前記突起に対応する位置に、窪みを有する。前記被制限部材はさらに、前記ロードセルの横位置調整時には、前記突起が前記制限部の他方に接触する向きに取り付けられ、前記ロードセルの稼働時には、前記突起が前記窪み内に位置する向きに取り付けられる。

また、実施形態の秤装置は、上述のロードセルユニットと、前記ロードセルユニットに連結され、計量対象が載置される上皿と、前記ロードセルユニットからの出力に基づいて前記計量対象の重さを算出する制御部と、を備える。

図１は、実施形態の秤装置の外観を示す斜視図である。 図２は、実施形態の秤装置の構成を示す断面図である。 図３は、実施形態の本体が備えるフレームの外観を示す斜視図である。 図４は、実施形態のロードセルユニットの構成を示す断面図である。 図５は、実施形態のブロックの外観を示す斜視図である。 図６は、実施形態のロードセルの横位置調整時におけるブロックの向きを示す平面図である。 図７は、実施形態のロードセルの稼働時におけるブロックの向きを示す平面図である。

実施形態について図面を用いて説明する。図１は、秤装置１の外観を示す斜視図である。図２は、秤装置１の構成を示す断面図である。秤装置１は、まず図１に示すように、本体２、上皿３、操作表示パネル４、および客用パネル５を備えている。また、秤装置１は、図２に示すように、概ね直方体の箱状をなす本体２内に、ロードセルユニット６および制御部７を備えている。

上皿３は、略水平に設置され、計量対象が載せられる台である。上皿３にかかる荷重は、ロードセルユニット６が備えるロードセル６１に、伝えられる。ロードセル６１は、上皿３にかかる荷重を受けて、荷重に応じた信号を出力する。該出力に基づいて、制御部７は、荷重の値を算出する。

操作表示パネル４は、操作部４１および表示部４２を有する。操作部４１は、例えばキーボードである。表示部４２は、例えば液晶パネルである。操作表示パネル４は、操作部４１により店員による操作を受け付けるとともに、表示部４２により店員を対象とした各種情報を表示する。

客用パネル５は、操作部および表示部（いずれも不図示）を有する。操作部は、例えばキーボードである。表示部は、例えば液晶パネルである。客用パネル５は、操作部により客による操作を受け付けるとともに、表示部により客を対象とした各種情報を表示する。なお、客用パネル５は、操作部を有しない表示専用のものであってもよい。

図３は、本体２が備えるフレーム２１の外観を示す斜視図である。フレーム２１は、本体２の骨組であって、基部となる部材である。フレーム２１は、枠状の土台２１１、該土台２１１に立てられた柱２１２、および、該柱２１２の上に固定された平板状の天板２１３、により構成される。天板２１３は、上皿３の直下に位置する。本体２は、フレーム２１に側壁２２（図１参照）などの部材を固定して構成される。

図４は、ロードセルユニット６の構成を示す断面図である。ロードセルユニット６は、ロードセル６１、被制限部６２、下側制限部６３、上側制限部６４、過荷重調節部６５、および逆さ落下衝撃調節部６６を備えている。

ロードセル６１は、ビーム型、シングルポイント型などと呼ばれるものであって、横長のブロックの中央部に孔を有する形状をなし、一端側に固定部６１１を、他端側に可動部６１２を有し、さらに、不図示のひずみゲージを有している。

固定部６１１は、フレーム２１の天板２１３の下面に、螺子止めにより固定されている。ここで、天板２１３の上面には、補強板２３が取り付けられている。補強板２３は、長方形の板金であって、天板２１３を上面から補強している。固定部６１１は、補強板２３の上面側から差し込まれる螺子２４と螺合する。

可動部６１２は、上皿３にかかる荷重を受ける箇所である。ひずみゲージは、ロードセル６１の荷重に応じて変形する部分に貼付されていて、変形すると抵抗値が変化する。ロードセル６１は、ひずみゲージの抵抗値の変化に応じた信号を出力する。

被制限部６２は、可動部６１２の上面に固定された板金である。被制限部６２は、可動部６１２の端から概ね水平方向に延出している。

下側制限部６３は、Ｚ曲げ（あるいは段曲げ）と呼ばれる加工が施された曲げ板金６７の一端部であって、被制限部６２の下面に所定の隙間を介して対向する。曲げ板金６７の他端部は、フレーム２１の下面に固定されている。

上側制限部６４は、フレーム２１の、被制限部６２の上面に対向する部分であって、被制限部６２の上面に所定の隙間を介して対向する。

過荷重調節部６５は、雄螺子であって、被制限部６２に形成された雌螺子と螺合する。

逆さ落下衝撃調節部６６は、雄螺子であって、上側制限部６４に形成された雌螺子と螺合する。

可動部６１２には、上皿３が間接的に連結されている。可動部６１２と上皿３との間には、ブロック３１（被制限部材）、皿受けフレーム３２、および皿受けゴム３３が配されている。

ブロック３１は、可動部６１２の上面に螺子止めによって着脱自在に取り付けられている。このブロック３１は、図３に示すようにフレーム２１が有する孔２１ａと干渉し、可動部６１２の横移動範囲を制限する。

図５は、ブロック３１の外観を示す斜視図である。ブロック３１は、可動部６１２に、図６および図７に示す二つの向きに取付可能である。図６は、ロードセル６１の横位置調整時におけるブロック３１の向きを示す平面図である。図７は、ロードセル６１の稼働時におけるブロック３１の向きを示す平面図である。

ブロック３１は、概ね直方体をなし、側面に、互いに平行で対をなす平面３１ａ，３１ｂを有している。ブロック３１は、平面３１ａの一部に、突起３１１を有している。突起３１１の頂部は、平面３１ａに平行な平面３１１ａである。

孔２１ａは、天板２１３および補強板２３に形成されている。孔２１ａは、概ね四角形であって、ブロック３１の側面を少し離れて囲む。孔２１ａの縁のうち、ロードセル６１の長手方向に沿う直線状の２辺８１，８２は、平面３１ａ，３１ｂに対向し、制限部８０として機能する。そして、孔２１ａが形成された天板２１３および補強板２３は、ともに、制限部材８として機能する。制限部材８は、制限部８０を有し、フレーム２１に対して固定的に設けられたものである。制限部８０は、可動部６１２に取り付けられたブロック３１を側方から挟む一対のものであって、ブロック３１の横移動範囲を制限する。

ロードセル６１の稼動時（図７参照）、辺８１，８２（制限部８０、孔２１ａの縁の一部）と平面３１ａ，３１ｂとの間には、所定寸法ｄの隙間ｇが設けられる。所定寸法ｄは、ロードセル６１が許容できる横衝撃に応じて定められる。つまり、所定寸法ｄは、可動部６１２に許容される横方向の移動量の最大値である。

突起３１１は、所定寸法ｄだけ（つまり隙間ｇ分だけ）、平面３１ａから突出している。そして、制限部８０の一方である辺８１には、ロードセル６１の稼動時において突起３１１に対応する位置に、窪み８３を有している。窪み８３は、該窪み８３の縁が、突起３１１に干渉しない程度の深さを有している。

皿受けフレーム３２は、ブロック３１の上に、概ね水平に保たれるよう固定されている。上皿３は、皿受けフレーム３２の上を覆う。皿受けゴム３３は、皿受けフレーム３２と上皿３との間の複数個所に配されている。

このような構成において、秤装置１は、上皿３に計量対象が載せられると、上皿３、皿受けフレーム３２、皿受けゴム３３、ブロック３１を介して、可動部６１２が荷重を受ける。すると、荷重によるひずみゲージの変形に応じた信号をロードセル６１が制御部７へと出力する。そして、制御部７が、ロードセル６１からの出力に基づいて、荷重の値を算出する。

ブロック３１（被制限部材）と、制限部８０（孔２１ａの縁のうちの辺８１，８２）を有する制限部材８（天板２１３および補強板２３）は、ロードセル６１への横衝撃を緩和する。図７に示す稼働状態とするために、稼働前に行うロードセル６１の調整について、以下に説明する。

まず、ロードセル６１の横位置調整を行う。はじめに、固定部６１１を、螺子２４によって、フレーム２１の天板２１３および補強板２３に、仮止めする。続いて、可動部６１２に、ブロック３１を取り付ける。このとき、ブロック３１は、図６に示すように、突起３１１が、辺８２に接する向きに取り付けられる。そして、平面３１１ａを辺８２に接触させた状態で、固定部６１１を、螺子２４によって固定する。

次に、ブロック３１を、可動部６１２から取り外し、平面視において１８０°回転させて突起３１１が窪み８３内に位置する向きにして、取り付けなおす。これにより、図７に示すように、ブロック３１の平面３１ａ，３１ｂが辺８１，８２と隙間ｇを介して対向する状態を作ることができる。

過荷重調節部６５は、ロードセル６１が、計量状態で過剰な荷重を受けることを防止する。過剰とする荷重の制限値の調節は、過荷重調節部６５と被制限部６２との螺合位置を変更することによって、行われる。

可動部６１２が荷重を受けて下方へ移動すると、過荷重調節部６５も下方へ移動する。過荷重調節部６５は、下端が下側制限部６３の上面に到達すると、それ以上移動できなくなる。これにより、可動部６１２の移動が制限されて、ロードセル６１が過剰な荷重を受けることが防止される。

逆さ落下衝撃調節部６６は、秤装置１が逆さ落下した場合に、ロードセル６１が、計量時とは逆方向の過剰な荷重を受けることを防止する。過剰とする荷重の制限値の調節は、逆さ落下衝撃調節部６６と上側制限部６４との螺合位置を変更することによって、行われる。

秤装置１が逆さ落下による衝撃を受けると、可動部６１２は、図４中における上方へ移動する。被制限部６２は、上面が逆さ落下衝撃調節部６６の下端に到達すると、それ以上移動できなくなる。これにより、可動部６１２の移動が制限されて、ロードセル６１が計量時とは逆方向の過剰な荷重を受けることが防止される。

このように、本実施形態によれば、横方向の衝撃からロードセル６１を保護する部材の形状および取り付け方を工夫したことによって、従来の煩雑な調整作業を簡素化することができる。これにより、ロードセル６１の調整にかかる時間を減らすことができる。

さらに、突起３１１の頂部が平面３１１ａであって、制限部８０を構成する辺８２が直線状であるので、例えば頂部が曲線状で辺８２が直線状であるような場合に比して、調整にあたってブロック３１の位置を合わせやすい。

また、過荷重および逆さ落下衝撃からロードセル６１を保護するストッパーの設置位置をまとめ、構成部品を整理し、共通化したことにより、部品点数を減らすことができ、また、設置範囲を狭めることができ、延いては秤装置１を小型化することができる。つまり、本実施形態により、省スペース化が可能となる。

なお、上記実施形態では、孔２１ａの縁の一部を制限部８０として機能させたが、実施にあたってはこれに限らず、ブロック３１を側方から挟む一対のものであって、各々が平面３１ａ，３１ｂに所定寸法ｄの隙間ｇを介して対向するものであれば、上記実施形態と同様の制限部８０として機能させることができる。

また、上記実施形態では、被制限部６２と可動部６１２とを別部材としたが、実施にあたっては、例えば可動部６１２の所定箇所を被制限部とするなど、被制限部が可動部６１２と同一部材であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…秤装置、
２…本体、
２１…フレーム、２１ａ…孔、
２１１…土台、２１２…柱、２１３…天板、
２２…側壁、
２３…補強板、
２４…螺子、
３…上皿、
３１…ブロック、３１１…突起、３１１ａ…平面、３１ａ，３１ｂ…平面、
３２…皿受けフレーム、
３３…皿受けゴム、
４…操作表示パネル、
４１…操作部、４２…表示部、
５…客用パネル、
６…ロードセルユニット、
６１…ロードセル、
６１１…固定部、６１２…可動部、
６２…被制限部、
６３…下側制限部、
６４…上側制限部、
６５…過荷重調節部、
６６…逆さ落下衝撃調節部、
６７…曲げ板金、
７…制御部
８…制限部材、８０…制限部、８１，８２…辺、８３…窪み、
ｄ…所定寸法、
ｇ…隙間。

特開２００２−９８５９７号公報

Claims (5)

1. 基部に固定される固定部と、計量対象の荷重を受ける可動部と、を有し、荷重を受けると変形するロードセルと、
   前記可動部の上面に着脱自在であって、少なくとも二つの向きに取付可能な被制限部材と、
   前記可動部に取り付けられた前記被制限部材を側方から挟む一対のものであって各々が該被制限部材の側面に所定寸法の隙間を介して対向する制限部、を有し、前記基部に対して固定的に設けられた制限部材と、
   を備え、
   前記被制限部材は、前記側面から前記隙間分だけ突出した突起を有し、
   前記制限部の一方は、前記突起に対応する位置に、窪みを有し、
   前記被制限部材はさらに、前記ロードセルの横位置調整時には、前記突起が前記制限部の他方に接触する向きに取り付けられ、前記ロードセルの稼働時には、前記突起が前記窪み内に位置する向きに取り付けられる
   ロードセルユニット。
2. 前記被制限部材は、前記側面として、互いに平行な一対の平面を有し、
   前記突起は、頂部に、前記側面に平行な平面を有する
   ことを特徴とする
   請求項１に記載のロードセルユニット。
3. 前記制限部材は、平板状であって、
   前記制限部は、前記制限部材が有する孔の縁である
   請求項１または２に記載のロードセルユニット。
4. 前記被制限部材は、平面視において１８０°回転させることにより取付向きを変更可能である
   請求項１〜３のいずれか１つに記載のロードセルユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のロードセルユニットと、
   前記ロードセルユニットに連結され、計量対象が載置される上皿と、
   前記ロードセルユニットからの出力に基づいて前記計量対象の重さを算出する制御部と、
   を備える秤装置。

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