JPH0120365B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は荷重の大きさを電気信号に変換する
曲げビームタイプのロードセルを用いた重量測定
装置に関するもので、衝撃荷重のような過大負荷
からロードセルを保護し、過大負荷によるロード
セルの出力変化を小さくした重量測定装置を提供
せんとするものである。

二本又は三本の可撓性ビームとひずみゲージと
を用いて荷重や力の大きさを検出する曲げビーム
タイプのロードセルは重量測定装置として最近急
速に普及しつつある。曲げビームタイプのロード
セルは、精度及び負荷容量の両面から見て、特に
低荷重用の重量測定に有利であるが、負荷容量の
低容量化に伴なつてロードセルに負荷される初荷
重が増加し、衝撃荷重のような過大負荷によるロ
ードセルの出力変化が問題となつて来た。

この種ロードセルを用いた従来の重量測定装置
の一例は第１図に示すように構成されている。即
ち、ロードセル１は略矩形の互いに離間したベー
ス２と荷重受け部３と、これらの上端及び下端を
各々相互に連結する水平に延長した長さの等しい
平行な上ビーム４と下ビーム５と、上ビーム４の
上面と下ビーム５の下面とにベース２及び荷重受
け部３に各々隣接して設けた円弧状の凹溝、つま
り、たわみ部６，６及び７，７とを備え、更に、
上ビーム４の下面及び下ビーム５の上面に上記た
わみ部６，６及び７，７に対向して各々接着し、
各ビーム４，５に生じたひずみを感知し、荷重に
相当した電気信号を出力する荷重応答手段、例え
ばひずみゲージ８，８′及び９，９′を備なえてい
る。そして、上記ベース２の端面はフレーム１０
に固着した略Ｌ字形の取付ブラケツト１１の垂直
部に固着され、又、荷重受け部３の外端面に略逆
Ｌ字形の皿受ブラケツト１２を固着し、このブラ
ケツト１２の上面に皿受１３を固着し、計量皿１
４がこの皿受１３の上面に固着されている。一
方、上記皿受ブラケツト１２の下部は荷重受け部
３の下面より若干下方に突出させると共に皿受ブ
ラケツト１２の下面と取付ブラケツト１１の上面
とのスキマを調整する為のストツパー１５をスラ
イド自在に取付ブラケツト１１上に設けてある。
尚、１６は皿受ストツパーである。

上記構成なる従来の重量測定装置に於いては、
計量皿１４に衝撃荷重のような過大負荷が負荷さ
れると、その荷重が直接ロードセル１に負荷さ
れ、その結果ロードセル１が損傷したり塑性変形
したりしてロードセル１の零点変化や出力変化を
起こし易い。その為、ロードセル１の下方向変位
量及び計量皿１４の下方向変位量を各々ストツパ
ー１５及び皿受ストツパー１６にて厳密に調整し
なくてはならず、この調整に非常な労力を要する
という問題があつた。そこでこれを改善するため
実開昭54−171368号公報に示すとおり、ロードセ
ルを上下に平行な２枚の板バネを介してブラケツ
トに取付け、計量皿に加わる衝撃荷重を該板バネ
で吸収緩和させるようにした装置が提供されてい
る。

然し、この装置に於いては、計量皿を取付けた
ロードセルをバネで支持する構造であるため、次
のような問題があつた。

計量皿に瞬間的な衝撃荷重を加えた場合、そ
の衝撃の殆どは直接ロードセルにかかり板バネ
には計量皿の変位量に相当する反力しかかから
ないので特に上下方向の衝撃荷重に対してはロ
ードセルの保護は十分にはたし得ない。

ロードセル全体の上下動が大きく、特に秤量
以上の負荷がかかつた場合、ロードセルがフレ
ームに激突して相互に損傷するおそれがある。
また、従来公知である実開昭54−171368号公報
に記載のものは２枚の支持板ばねの一方を固定
し他端にロードセルを固設した秤であるが、支
持板ばねの自由端にロードセルを固設している
ので受皿に衝撃力が加わると、その曲げモーメ
ントが大きいために上下の揺れが大きくなり振
幅幅が大きい。そのために押え板ばねがあると
はいえ、減衰するまでに相当時間がかかり、一
方ロードセルを２枚の支持板ばねにより支持し
ているので支持板ばねは、そのためにある程度
の剛性が必要であり、それがために衝撃力を吸
収するというばね作用を犠牲にしなくてはなら
ないという二律背反の機能を持たなければなら
ないという欠点があつたが、本願発明のように
構成すれば、ロードセルを支持するいう機能は
なく、衝撃力だけを２枚の平行な板バネで受け
ることになり、曲げモーメントが小さくなるか
ら減衰が速く、ロードセルの安定性がよく計量
精度が保たれるという効果がある。

この発明は上記従来の欠点に鑑みこれを改良除
去したもので、以下この発明の一実施例を第２図
乃至第４図に基づいて説明すると次のとおりであ
る。

ロードセル１７は従来のそれと同一構成であつ
て、即ち、略矩形の互いに離間したベース１８と
荷重受け部１９と、これらの上端及び下端を各々
相互に連結する水平に延長した長さの等しい平行
な上ビーム２０と下ビーム２１と、上ビーム２０
の上面と下ビーム２１の下面とにベース１８及び
荷重受け部１９に各々隣接して設けた円弧状のた
わみ部２２，２２及び２３，２３と、上ビーム２
０の下面及び下ビーム２１の上面に上記たわみ部
２２，２２及び２３，２３に対向して各々接着
し、両ビーム２０，２１に生じたひずみを感知
し、荷重に相当した電気信号を出力する荷重応答
手段、例えばひずみゲージ２４，２４′及び２５，
２５′とを備なえており、ベース１８の端面はフ
レーム２６に固着した略Ｌ字形の取付ブラケツト
２７の垂直部に固着してある。また、荷重受け部
１９の下方には取付ブラケツト２７上にこれと一
体にストツパー２８が突出させてあり、このスト
ツパー２８でもつて荷重受け部１９の下方向の移
動を制限している。

一方、荷重受け部１９の外端面には後述の板バ
ネ３０，３１を荷重受け部１９に連結保持する為
の略矩形状の保持部材２９が固着してあり、この
部材２９の上面及び下面に長さと厚みが各々等し
く、巾がロードセル１７の厚みと略同じである板
バネ３０，３１の一端を各々固着してある。この
板バネ３０，３１の他端はこれを皿受ブラケツト
３２に連結する為の連結部材３３の上面及び下面
に板バネ３０，３１が互いに平行となるように
各々固着し、板バネ３０，３１でロバーバル機構
を構成してある。尚、３４，３５は板バネ３０，
３１を保持部材２９及び連結部材３３に固着する
為の当て鈑である。

皿受ブラケツト３２は側面から見た形状を門形
とし、正面から見た形状を略直角三角形状にし、
上面３２′の長さを板バネ３０，３１のそれより
も長くし、両側板３２″，３２″間に後述のダンパ
ー機構３９を介在させて両側板３２″，３２″の一
端部を連結部材３３の両側面に各々固着してあ
る。そして、皿受ブラケツト３２の上面３２′に
皿受３６を固着し、この皿受３６に計量皿３７を
固着してある。３８は皿受ストツパーである。

一方、ダンパー機構３９は板バネ３０，３１の
振動を速やかに減衰させる為に用いるものであつ
て、次の構成としてある。つまり、保持部材２９
の上部に水平状に略半円状の膨出部２９′を突出
形成し、この膨出部２９′に挿入孔４０を穿設し、
この孔４０の中間部分に圧縮バネ４１を挿入し更
に両入口部分に円柱状の接触片４２，４２を挿入
してある。従つて、接触片４２，４２は圧縮バネ
４１でもつて、皿受ブラケツト３２の各側板３
２″，３２″の内面に接触させられている。

以上構成なるこの発明に係る重量測定装置の作
用について説明すると次のとおりである。計量皿
３７に荷重を加えると、計量皿３７は水平状態の
まま下方に変位し、板バネ３０，３１及びロード
セル１７の上ビーム２０、下ビーム２１が共に、
二重にカーブしたＳ字状に曲げられる、この状態
にて、上ビーム２０の下面でのひずみはその中央
点から荷重受け部１９側の領域で引張ひずみを生
じ、ベース１８側の領域では圧縮ひずみを生じ、
又、下ビーム２１の上面では上ビーム２０とは逆
に、その中央点から荷重受け部１９側の領域で圧
縮ひずみを生じ、ベース１８側の領域で引張ひず
みを生じる。そして、各ひずみをひずみゲージ２
４，２４′，２５，２５′で検出し、荷重を電気信
号に変換して出力し、荷重の大きさが表示部（図
示せず）でデジタル表示される。

ロードセル１７は板バネ３０，３１を介して荷
重を負荷されるから、衝撃荷重や容量以上の負荷
のような過大負荷が計量皿３７に負荷された場
合、負荷の大部分が最初、板バネ３０，３１が変
位することで吸収され、ロードセル１７は急激な
変位はしない。そして、次に、ロードセル１７の
荷重受け部１９の下面がストツパー２８の上面に
当たり、ロードセル１７は過大負荷による損傷や
塑性変形から保護され、零点変化や出力変化を生
じることがない。

一方、計量皿３７に荷重を負荷した時に発生す
る板バネ３０，３１の振動、つまり、計量皿３７
の振動は皿受ブラケツト３２の両側板３２″，３
２″内面に接触しているダンパー機構３９の接触
片４２，４２の摩擦作用でもつて速やかに減衰さ
れ、ロードセル１７に振動が伝わりにくくなる。
従つてロードセル１７の出力変化は少なくなり、
比較的短時間のうちにロードセル１７の出力は安
定する。

尚、実施例のロードセル１７は二本のビーム２
０，２１を有するものであるが、これに限定され
ることはなく、三本又はそれ以上のビームを有す
るロードセルでも良い。

以上説明したように、この発明によれば、計量
皿に瞬間的な衝撃荷重を加えても、ロードセルに
は板バネの変位量に相当する反力が作用するのみ
で、しかも、その反力は板バネのバネ定数によつ
て適宜調整出来るので、前述の従来装置よりも、
更に効果的に上下方向の衝撃を吸収緩和すること
が出来る。したがつて、衝撃荷重や負荷容量以上
の負荷のような過大負荷に対してロードセルを保
護し、過大負荷によるロードセルの零点変化や出
力変化を小さくすることができる。更にはロード
セルに対する最大荷重も板バネの変位量やバネ定
数を適宜選定することによつて簡単に調節できる
利点もある。

又第２の発明では、負荷による振動を速やかに
減衰させ、振動によるロードセルの出力変化を小
さくした重量測定装置を得ることができる。

また、ロードセルの下方向変位量及び計量皿の
下方向変位量を共に厳密に調整しなくても良い重
量測定装置を得ることができ、特に低荷重用の重
量測定装置として優秀な効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はロードセルを用いた重量測定装置の従
来例を示す正面図、第２図はこの発明の一実施例
を示す正面図、第３図はその要部の拡大断面側面
図、第４図はこの発明の一実施例の分解斜視図で
ある。 １７……ロードセル、１８……ベース、１９…
…荷重受け部、２０……上ビーム、２１……下ビ
ーム、２４，２４′，２５，２５′……ひずみゲー
ジ、３０，３１……板バネ、３２……皿受ブラケ
ツト、３３……連結部材、３７……計量皿、３９
……ダンパー機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端部が固定支持された片持式平行ビーム型
   ロードセルの可動端側に、上下２枚の互いに平行
   な板バネの各一端を連結するとともに、各板バネ
   の他端を連結部材で連結固着してその連結部材に
   皿受ブラケツトを介して計量皿を取付けたことを
   特徴とする重量測定装置。 ２ 一端部が固定支持された片持式平行ビーム型
   ロードセルの可動端側に、上下２枚の互いに平行
   な板バネの各一端を連結するとともに、各板バネ
   の他端を連結部材で連結固着してその連結部材に
   皿受ブラケツトを介して計量皿を取付け、更に上
   記ロードセルの可動端側に上記皿受けブラケツト
   に板バネの振動を減衰させるダンパ機構を設けた
   ことを特徴とする重量測定装置。