JPH0219414B2 - - Google Patents

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JPH0219414B2
JPH0219414B2 JP25323984A JP25323984A JPH0219414B2 JP H0219414 B2 JPH0219414 B2 JP H0219414B2 JP 25323984 A JP25323984 A JP 25323984A JP 25323984 A JP25323984 A JP 25323984A JP H0219414 B2 JPH0219414 B2 JP H0219414B2
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Hiroshi Tanaka
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Teraoka Seiko Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、秤等に用いられる荷重検出機構に関
し、特に偏荷重に対し測定誤差のない荷重検出機
構に関する。
〔従来の技術〕
秤等に用いる荷重検出機構として、従来、第2
図に示すように、平行四辺形の起歪体51の上下
面の四箇所に歪ゲージを貼付けた構造のロードセ
ル50に計量皿支持部材53を介在させて、計量
皿54を直接取付けた構造のものがある。このよ
うな構造の荷重検出機構には下記のような欠点が
あつた。
(1) ロードセル50が偏荷重で破壊されるため計
量皿54をあまり大きくできない。
(2) ロードセルを偏荷重に対して強くするため、
起歪体51の高さおよび幅を大きくする必要が
あり、小型化ができない。
(3) 偏荷重に対して正確に荷重を測定することが
困難である。
(4) 起歪体および歪ゲージが偏荷重により曲げ応
力やねじり応力を受け疲労しやすく、従つて耐
久性が劣る。
(5) 歪ゲージ52の経時変化を防ぐため、起歪体
51全体にベローズをかぶせたり歪ゲージ52
の上をカバーや箔でおおつて防湿処理をする
が、ベローズやカバーには、起歪体曲げ方向の
柔軟性はあつてもねじり方向の柔軟性はなく、
従つてねじり方向の偏荷重の場合、著しく精度
が疎外される。また、ねじり応力を受けるとベ
ローズやカバーの耐久性も極端に落る。
(6) 四隅調整のため、歪ゲージ貼付部分のたわみ
部55を削つて調整する方法があるが、たわみ
部分を削るとスパンが大きく変化する。
(7) ロードセルを四隅調整した後、ベローズをか
ぶせると再び四隅誤差が生じるが、ベローズを
かぶせた後、四隅調整する手段がない。
上記のような偏荷重に対する問題点を解決する
ために、第3図に示すような荷重検出機構が提案
されている。同図において、計量皿61に被測定
物を置くと計量皿保持支柱62は柔軟部63を撓
ませつつ垂直下方に偏位してピボツト等の伝達部
材64を介してロードセル65に荷重を伝達す
る。被測定物を計量皿61のロードセル軸中心直
角方向に中心よりずれた位置におくとモーメント
により計量皿保持支柱62は傾斜しつつビーム6
6および67の平行四辺形の角部となる位置に位
置決めした柔軟部63を撓ませて偏位させる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記第3図に示す従来の荷重検出
機構においても、ビーム66,67および計量皿
保持支柱62よりなる機構部の受ける曲げモーメ
ントやねじり応力を伝えないためにピボツト等の
伝達部材64を介して荷重をロードセル65に伝
えている。この伝達部材64としては、ピボツト
の外に、刃と刃受、リボン、ワイヤ等が考えられ
るが、このような伝達部材64を設けると、一般
に精度が落ちる。特に伝達部材64を小さくした
場合に荷重による柔軟部63およびロードセル6
5のたわみにつれて、伝達部材64の両端の取り
付け角がより大きく変化し、従つて、接点構造が
ピボツト、刃と刃受等両端の伝達部材64にあつ
ては摩擦によるヒステリシスが増大し、リボン、
ワイヤ等両端が連結された伝達部材64において
は伝達部材64のつけ根部分のたわみによるヒス
テリシスが生じたり、連結部のずれ等により精度
が落ち、小型化の弊害となる。また、伝達部材6
4の耐久性も低いため、荷重検出機構の寿命が阻
害される。さらにピボツト、刃と刃受、リボン、
ワイヤ等の伝達部材の加工には、極めて丹念な加
工と熟練した組立技術を必要とし、それが荷重検
出機構のコストを高くするという欠点があつた。
上記欠点を解消するため、本出願人は先に第4
図および第5図に示すような荷重検出機構を開発
して出願している。
第4図に示す荷重検出機構はビーム11とロー
ドセル12とから構成される。ビーム11は、上
下に離間して配置された水平梁13,14と該水
平梁13,14の両端で一体的に形成する連結部
材15,16とにより構成される。ロードセル1
2は、上下に離間して配置された水平梁17,1
8と該水平梁17,18の両端で一体的に形成さ
れた連結部材19,20とからなる起歪体21
と、該起歪体21の柔軟部に歪ゲージ22を貼付
した構造のものである。ビーム11の一端の連結
部材15は支持部材27により基台(図示せず)
に固定された他端の連結部材19は支持部材24
で基台に固定され、他端の連結部材20は可動で
ある。ビーム11の連結部材16と起歪体21の
可動端は、ビーム11の軸芯とロードセル12の
軸芯が略直交するように結合され、垂直梁16の
上部には支持部材25を介在させて計量皿(図示
せず)が固定される。
また、第5図に示す荷重検出機構は、第1のビ
ーム11と第2のビーム11′とロードセル12
とから構成される。第1のビーム11は上下に離
間して配置された水平梁13,14と該水平梁1
3,14の端部で一体に形成される連結部材1
5,16から構成され、第2のビーム11′も同
様に上下に離間して配置され水平梁13′,1
4′の端部で一体的に形成される連結部材15′,
16′とから構成される。ロードセル12は、第
4図のロードセル12と同じ構造で、起歪体21
の一端は支持部材24により基台(図示せず)に
固定され、他端は可動端となる。第1のビーム1
1の一端の連結部材16にロードセル12の起歪
体21の可動端が結合され、第1のビーム11の
他端と第2のビーム11′の一端が結合部材26
で結合され、さらに第2のビーム11′の他端は
支持部材27で基台に固定される。第1のビーム
11の一端と起歪体21の可動端との結合部には
支持部材25を介在させて計量皿(図示せず)が
設けられる。
上記第4図、第5図に示す構造にすることによ
り、偏荷重による誤差、部品の加工および組立の
困難、耐久性、小型化、薄型化は大幅に改善され
るが、前記先の出願に詳述したように、第4図の
場合は、支持部材25に荷重を受けると第6図の
実線に示すように変形し、点線の位置から変位す
るため、ロードセル12およびビーム11は互い
に横方向の力FxおよびFyを受ける。これに対し
て第5図の場合は、支持部材に荷重を受けると第
7図の実線に示すように変形し、第1のビームの
変位分を第2のビームの変位で補うのでロードセ
ル12に加わる横方向の力Fxは解消されるもの
の第1のビーム11および第2のビーム11′に
加わる横方向の力Fyは残る。このロードセルに
加わる横方向の力Fxおよびビームに加わる横方
向の力Fyが荷重測定の誤差の原因となるという
問題があつた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解決するため、荷重検出
機構を以下のような構造とした。上下に離間して
位置し複数の水平梁のそれぞれを連結部材で連結
すると共に、一端を固定し他端を可動としたビー
ムと、起歪体に歪ゲージを有し該起歪体の一端が
固定され他端が可動のロードセルとを備え、前記
ビームの可動端と前記ロードセルの可動端とを前
記ビーム軸芯と前記ロードセル軸芯とが交差する
ように結合してなる荷重検出機構のそのロードセ
ル固定端近傍からビーム固定端近傍の間に横方向
に変形可能でかつせん断方向に変形困難な力の逃
げ部を少なくとも1個以上設ける構造とした。
また、上下に離間して位置した複数の水平梁の
それぞれの端部を連結部材で連結する第1および
第2のビームと、起歪体に歪ゲージを有し該起歪
体の一端が固定され他端が可動のロードセルとを
備え、前記第1のビームと第2のビームを互いに
その軸芯が平行になるように配置し、第1のビー
ムの一端を可動端とし、該第1のビームの他端と
前記第2のビームの一端とを間接的あるいは直接
的に連結し、前記第2のビームの他端とロードセ
ルの可動端とを前記第1のビーム軸芯と前記ロー
ドセル軸芯とが交差するように結合してなる荷重
検出機構のそのロードセル固定端近傍から第2の
ビーム固定端近傍との間に横方向に変形可能でか
つせん断方向に変形困難な力の逃げ部を少なくと
も1個以上設ける構造とした。
〔作用〕
本発明は荷重検出機構を上記のように構成する
ことによりロードセルやビームが荷重を受けて変
形することにより、該ロードセルやビームに加わ
る横方向の力を前記力の逃げ部で吸収するので、
これらの力によつて測定誤差が解消される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図は本特許請求の範囲第1項に記載の発明
に係る荷重検出機構の第1実施例を示す斜視図で
ある。図示するように第4図に示す荷重検出機構
を基本とし、そのビーム11の両端連結部材15
および16に縦溝を設けて形成した力の逃げ部3
0および31を設けると共に、ロードセル12の
起歪体21の両端連結部材19,20の両側にも
縦溝を設けて形成した力の逃げ部32および33
を設ける。この力の逃げ部30〜33は、連結部
材15,16,19,20の両側に縦溝を設けて
形成するのでビーム11およびロードセル12に
加わる横方向の力FyおよびFxでは容易に変形す
るが垂直方向、すなわちせん断方向の力に対して
は変形しにくい構造である。従つて支持部材25
に荷重が加わり、ビーム11およびロードセル1
2が第6図の実線で示すように変位して、ビーム
11およびロードセル12に横方向の力Fy,Fx
が加わつても、該力Fy,Fxは前記力の逃げ部3
0,33で吸収され、、力FyおよびFxはほぼ零
となる。また、上記構造とすることにより、ロー
ドセル12の起歪体21の取付けに際し、ボルト
の応力が加わつても該応力の逃げ部30〜33の
溝によつて、該応力が遮断されるため、ロードセ
ル12の出力に影響を及ぼさない。
第8図は本特許請求の範囲第2項に記載の発明
に係る荷重検出機構の第1実施例を示す斜視図で
ある。図示するように、第5図に示す荷重検出機
構を基本とし、第1のビーム11の連結部材15
の両側面に縦溝を設けて形成した力の逃げ部42
を設け、さらに第2のビーム11′の固定端側の
連結部材16′にも縦溝を設けて形成した力の逃
げ部35を設ける。前述のように該構造の荷重検
出機構は、第1のビームが垂直方向に変位するこ
とによるロードセル12に加わる横方向の力Fx
は第1のビームおよび第2のビームで互いに補な
い合うため約零となるが、ロードセル12が垂直
方向に変位することにより第1のビーム11およ
び第2のビーム11′に加わる横方向の力Fyが残
る。第1のビーム11および第2のビーム11′
に該横方向の力Fyが加わると力の逃げ部42お
よび35が変形してこの力Fyを吸収する。従つ
て支持部材25に加重が加わり、第1のビーム1
1、第2のビーム11′およびロードセル12に
横方向の力Fy,Fxが加わつても、該力Fxは第1
のビーム11と第2のビーム11′の相互作用に
吸収され、力Fyは力の逃げ部42および35の
変形によつて吸収され、結局ロードセル12およ
び第1、第2のビーム11,11′に加わる横方
向の力Fx,Fyはいずれも約零となる。
第9図は、本特許請求の範囲第1項に記載の発
明に係る荷重検出機構の第2実施例を示す斜視図
である。同図に示す荷重検出機構は、第1図に示
す構造の荷重検出機構を基本とし、ロードセル1
2の起歪体を両端に波形の変形部36a,36b
を有するベローズ36で密封した構造である。ま
た、ビーム11を構成する水平梁13,14の両
端のたわみ部に半円筒の凹状溝37を形成してい
る。上記の構造にすることにより、第1図と同様
ロードセル12およびビーム11の横方向に加わ
る力Fx,Fyを約零とすることができる。また、
ロードセル12の起歪体がベローズで密封されて
いるので、歪ゲージが湿気等により経時的変化す
ることがない。また、起歪体をベローズ36で密
封した後、凹状溝37を削ることにより四隅調整
をすることも可能となる。
第10図は、本特許請求の範囲第2項に記載の
発明に係る荷重検出機構の第2実施例を示す図で
ある。同図に示す荷重検出機構は、第5図に示す
構造の荷重検出機構を基本とし、第1のビーム1
1の一端と第2のビーム11′の一端とを結合す
る結合部材26の中央両側面に溝を設けて形成し
た力の逃げ部34を設け、ロードセル12の起歪
体を両端に波形の変形部36a,36bを有する
ベローズで密封した構造である。また、第1のビ
ーム11および第2のビーム11′を構成する水
平梁13,14および13′,14′の両端たわみ
部に半円筒の凹状溝37および37′を設け、さ
らに第2のビーム11′の固定端を固定する支持
部材27には、両側部に凹状の溝を設けて形成し
た力の逃げ部38を設けている。上記の構造にす
ることにより、第8図に示す荷重検出機構と同様
ロードセル12および第1、第2のビーム11,
11′に加わる横方向の力Fx,Fyは吸収され、
約零となる。またベローズ36および凹状溝3
7,37′を設けることにより、第9図の場合と
同様、歪ゲージの経時変化、四隅調整が容易とな
る。さらに力の逃げ部34,38を結合部材26
および支持部材27に設けたので第1および第2
のビーム11,11′に逃げ部を設ける必要がな
いため、ビーム11,11′の加工が容易となる。
第11図、第12図は、それぞれ本特許請求の
範囲第1項に記載の発明に係る荷重検出機構の第
3および第4実施例を示す平面図である。第1
図、第12図はいずれも第4図に示す荷重検出機
構を基本とする。第11図の場合はロードセル1
2の可動端とビーム11の可動端とをバネ材39
の両端をビス40,41で固定して結合した構造
であり、荷重が加わることにより、ロードセル1
2やビーム11に加わる力Fx,Fyを該バネ材3
9が変形することで吸収する。第12図の場合
は、ロードセル12の可動端の先端とビーム11
の可動端の側面とをバネ材39の両端をビス4
0,41で固定して結合した構造であり、荷重が
加わることにより、ビーム11に加わる力Fyを
該バネ材39が変形して吸収する。
なお、上記第1図に示す実施例では力の逃げ部
をロードセル固定端とビーム固定端の間に4個設
ける構造としたが、力の逃げ部の数はこれに限定
されるものではない。このことは上記他の実施例
においても同様である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によればロードセ
ル固定端近傍とビーム固定端近傍との間に力の逃
げ部を設けるので、ロードセルおよびビームが荷
重を受けて変位することによりロードセルおよび
ビームの受ける横方向の力を吸収するから、該横
方向の力による測定誤差が生ずることなく正確な
荷重測定が可能となるという優れた効果が得られ
る。また、このため、ロードセルに加わる外力に
より影響を受けやすい低秤量の重量検出器におい
て極めて有効となる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第9図は特許請求の範囲第1項に記載
の発明に係る荷重検出機構の一実施例を示す斜視
図、第2図、第3図はそれぞれ従来の荷重検出機
構の一例を示す斜視図、第4図、第5図はそれぞ
れ本出願人が先に出願した荷重検出機構の一例を
示す図、第6図、第7図はそれぞれ第4図、第5
図の荷重検出機構が荷重を受けた状態を示す斜視
図、第8図、第10図は特許請求の範囲第2項に
記載の発明に係る荷重検出機構の一実施例を示す
斜視図、第11図、第12図は特許請求の範囲第
1項に記載の発明に係る荷重検出機構の他の実施
例を示す平面図である。 図中、11,11′……ビーム、、12……ロー
ドセル、30〜38……力の逃げ部、39……バ
ネ部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上下に離間して位置し複数の水平梁のそれぞ
    れを連結部材で連結すると共に、一端を固定し他
    端を可動としたビームと、起歪体に歪ゲージを有
    し該起歪体の一端が固定され他端が可動のロード
    セルとを備え、前記ビームの可動端と前記ロード
    セルの可動端とを前記ビーム軸芯と前記ロードセ
    ル軸芯とが交差するように結合し、前記ロードセ
    ル固定端近傍からビーム固定端近傍間に横方向に
    変形可能でかつせん断方向に変形困難な力の逃げ
    部を少なくとも1個以上設けたことを特徴とする
    荷重検出機構。 2 上下に離間して位置した複数の水平梁のそれ
    ぞれの端部を連結部材で連結する第1および第2
    のビームと、起歪体に歪ゲージを有し該起歪体一
    端が固定された他端が可動のロードセルとを備
    え、前記第1のビームと第2のビームを互いにそ
    の軸芯が平行になるように配置し、第1のビーム
    の一端を可動端とし、該第1のビームの他端と前
    記第2のビームの一端とを間接的にあるいは直接
    的に連結し、該第2のビームの他端を固定すると
    共に、前記第1のビームの可動端とロードセルの
    可動端とを前記第1のビーム軸芯と前記ロードセ
    ル軸芯とが交差するように結合し、前記ロードセ
    ルの固定端近傍から第2のビームの固定端近傍の
    間に横方向に変形可能でせん断方向に変形困難な
    力の逃げ部を少なくとも1個以上設けたことを特
    徴とする荷重検出機構。
JP25323984A 1984-11-30 1984-11-30 荷重検出機構 Granted JPS61130825A (ja)

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