JPH0434435Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はロードセル、詳しくは偏荷重に対応可
能なロードセルに関する。

［従来技術］ ロードセルは、起歪体の上下両梁に構成された
起歪部にストレインゲージを貼付し、起歪体の支
点部に、上下に貫通する縦孔のリード線ガイド孔
と、該リード線ガイド孔に連通する横孔を開孔
し、この横孔に金属製の防水キヤツプを取付け、
この防水キヤツプで縦孔と横孔に配線した前記ス
トレインゲージのリード線を固定するようにして
いた。

［考案が解決しようとする課題］ このような構造のロードセルにおいて、起歪体
の支点部側にのみストレインゲージの配線用の縦
孔および横孔を設けているので、ロードセルに負
荷を加えたとき起歪体の支点部側の縦孔および横
孔の周囲に集中応力が生じ、支点部側の起歪部と
重点部側の起歪部の歪みが異なるため、支点部側
のストレインゲージと重点部側のストレインゲー
ジの出力が異なり、正確な計量が行えなかつた。
特に秤皿の一方に偏つて計量物が載せられロード
セルに偏荷重がかかつた場合、その誤差はたいへ
ん顕著に表われてしまつた。

また金属製の防水キヤツプを起歪体に直接締め
付けるため、締付けによる応力の発生は支点部側
のストレインゲージに影響を与え、出力誤差を生
じたり零点への復帰も正確に戻らなかつた。

本考案は、秤皿に偏荷重がかかつた場合でも正
確な計量を行えるロードセルを提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 斯る本考案は、上梁と下梁とを上下平行に配置
し、その両端側を支点部および重点部で連結して
起歪体が形成され、前記上下両梁の上面または下
面の所定間隔離間した一対の起歪部には、該起歪
部の中心とストレインゲージとの中心を略一致さ
せてストレインゲージを貼付し、前記支点部には
上下両面に貫通する縦孔を開孔するとともに、こ
の支点部の正面に前記縦孔に向けて横孔を連通
し、前記上下梁に貼付したストレインゲージのリ
ード線を前記縦孔と横孔を通して配線するように
したロードセルにおいて、前記重点部には支点部
側の前記縦孔及び横孔と同一の孔を、前記上下梁
の各一対の起歪部のピツチ間中心を結ぶ垂直切断
面Ｚと、上下梁間の中心の水平切断面Ｘと、前記
各起歪部のピツチ方向に直交する幅方向の中心を
結ぶ垂直切断面Ｙとが交差する交点に対して点対
称な位置に開孔し、前記支点部側の横孔に配線し
たリード線には防水チユーブを被せ、前記支点部
側の横孔には上下に前記リード線を挿通する切欠
を形成し、かつねじを形成した筒体を挿入し、該
筒体の一方の開孔を塞ぐボルトを取り付けるとと
もに、他方の開孔に防水キヤツプを取り付けたこ
とを特徴とするものである。

［作用］ 以上のように構成することにより、秤皿に荷重
を加えても、支点部および重点部の点対称な位置
に同じ大きさの縦孔および横孔を形成したため、
支点部と重点部の縦孔および横孔に同じ集中応力
が生じるので、支点部側および重点部側の起歪部
の歪みが略同一になりストレインゲージの出力を
略同じにすることができる。

さらに防水キヤツプを横孔に挿着した筒体に取
り付けるようにしたので、起歪体に締め付けによ
る応力が発生せず、支点部側のストレインゲージ
の歪みに影響をあたえない。

［実施例］ 本考案の第１の実施例を第１図，第２図および
第３図により説明する。

起歪体１は、所定間隔離間した一対の薄肉部１
ｅ，１ｅを形成した上梁１ｃ、下梁１ｄを上下平
行に配置し、その両端側を支点部１ａと重点部１
ｂで連結したもので、前記上下梁１ｃ，１ｄの薄
肉部１ｅ，１ｅ，１ｅ，１ｅに対応する上面およ
び下面に起歪部１ｆ，１ｆ，１ｆ，１ｆを形成
し、その各起歪部の平面中心線上にストレインゲ
ージ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを貼付してロードセ
ルＡを構成する。この中心線は後述する各起歪部
１ｆの幅中心である。

なお、ストレインゲージ２ａは上梁１ｃの重点
部１ｂ側、ストレインゲージ２ｂは上梁１ｃの支
点部１ａ側、ストレインゲージ２ｃは下梁１ｄの
支点部１ａ側、ストレインゲージ２ｄは下梁１ｄ
の重点部１ｂ側に貼付したものである。

ロードセルＡの上梁１ｃおよび下梁１ｄにはス
トレインゲージ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの上部に
間隙３ａ，３ａ，３ａ，３ａを設けたブチルゴム
等を材料とする防水パテ３，３で覆い、さらにこ
の防水パテ３，３の外側をアルミ箔４，４で覆い
防湿処理を施す。

また起歪体１の支点部１ａの平面長手方向中心
線上に上下面を貫通する縦孔であるストレインゲ
ージリード線１１のガイド孔５ａを開孔し、ロー
ドセルＡの正面では上下梁１ｃ，１ｄ間の中心に
は、このガイド孔５ａに連通する横孔である取付
孔６ａを裏面まで貫通状に開孔する。

第１図のロードセル正面図において、上梁１ｃ
の一対の起歪部１ｆ，１ｆのピツチの中心と、下
梁１ｄの一対の起歪部１ｆ，１ｆのピツチの中心
を上下に結ぶ切断面を垂直切断面Ｚとする。また
上梁１ｃの起歪部１ｆ，１ｆと、下梁１ｄの起歪
部１ｆ，１ｆとの間隔中心、すなわち上下梁間の
中心を水平に結ぶ切断面を水平切断面Ｘとする。
第２図のロードセル断面側面図で、上梁１ｃおよ
び下梁１ｄの起歪部１ｆ，１ｆの幅中心、すなわ
ち各起歪部のピツチ方向に直交する幅方向の中心
を上下に結ぶ切断面を垂直切断線Ｙとする。

したがつて第１図に図示するように、上梁１ｃ
の起歪部１ｆ，１ｆ及び下梁１ｄの起歪部１ｆ，
１ｆは、前記垂直切断面Ｚから同等の距離、１
ｘ，１ｘにある。上梁１ｃの起歪部１ｆ，１ｆと
下梁１ｄの起歪部１ｆ，１ｆとは、前記水平切断
面Ｘから同等な距離１ｚ，１ｚにある。そして上
梁１ｃに貼付したストレインゲージ２ａ，２ｂ中
心と下梁１ｄに貼付したストレインゲージ２ｃ，
２ｄの中心は、それぞれ垂直切断面Ｙ上に配置さ
れている（１ｙ＝１ｙ）。

そしてこれらの切断面Ｘ，Ｙ，Ｚが同時に交差
する点を対称中心Ｐとする。このように対称中心
Ｐは、起歪体１の外形から決定されるものでない
ため、支点部１ａと重点部１ｂの大きさや形状が
異なつても後述する作用・効果に何等影響をあた
えない。

前記起歪体１の重点部１ｂには、支点部１ａと
同じ大きさのガイド孔５ａおよび取付孔６ｂを、
この点Ｐに点対称な位置に開孔する。つまり重点
部１ｂには、上面から下面へ貫通するガイド孔５
ｂと、このガイド孔５ｂに向かつて正面から裏面
に貫通する取付孔６ｂを開孔する。

したがつて、このロードセルＡに負荷を加えた
とき、支点部１ａのガイド孔５ａおよび取付孔６
ａと重点部１ｂのガイド孔５ｂおよび取付孔６ｂ
に同じ集中応力が生じるため、支点部１ａと重点
部１ｂの歪み状態は同じになるので、支点部１ａ
側のストレインゲージ２ｂ，２ｃと重点部１ｂ側
のストレインゲージ２ａ，２ｄとの出力は略同じ
になり、したがつて秤皿の支点部１ａ側または重
点部１ｂ側に偏つて荷重がかかつても正しい計量
を行うことができる。

上梁１ｃに貼付したストレインゲージ２ａ，２
ｂのリード線１１および下梁１ｄに貼付したスト
レインゲージ２ｃ，２ｄのリード線１１は、支点
部１ａの上面および下面のガイド孔５ａ開孔口か
ら取付孔６ａを通して起歪体１の外に配線し、該
リード線１１には防水チユーブ１０を被せる。

支点部１ａの取付孔６ａには、筒体１２を装着
する。

筒体１２は、長さが起歪体１の幅より若干短
く、かつ取付孔６の径より小さい径で、内周にね
じを形成し、一端側に前記リード線１１，１１を
挿通するＵ字形の切欠き１３，１３を前記ガイド
孔５ａ，５ａと連通するように上下に形成してあ
る。この筒体１２に防水チユーブ１０を通した
後、切欠き１３，１３が形成してある一端側から
前記取付孔６に挿入する。この切欠き１３，１３
が形成されている端側にパツキン１４とともにボ
ルト９を取り付け、筒体１２の一端の開孔口と共
に取り付け孔６ａの開孔口を密閉して蓋をする。
パツキン１４はボルトの頭部と起歪体１とに挟ま
れるため、ボルトの頭部は直接起歪体１に接しな
い。

防水キヤツプ２０は、第１中空取付ボルト７
と、第２中空取付ボルト８とからなる。

第１中空取付ボルト７は前記筒体１２の内周に
形成したねじと同径のおねじを備えた六角ボルト
でこの六角ボルトの軸心を中心として頭部側には
めねじ７ａを形成し、端部側にはめねじ７ａの径
より小さい孔７ｃを開孔し、この孔７ｃと前記め
ねじ７ａとをテーパ孔７ｂで連結する。

第２中空取付ボルト８は、前記第１中空取付ボ
ルト７のめねじ７ａと同径のねじを備えた六角ボ
ルトで、ボルトの軸心を中心として孔８ａを貫通
状に開孔する。

第１中空取付ボルト７は、前記防水チユーブ１
０を通して、起歪体１の表面とボルト７の頭部と
の間にパツキン１４を挟んで筒体１２に固定す
る。このとき第１中空取付ボルト７の頭部および
ボルト９の頭部は、直接起歪体１に接しない程度
に、第１中空取付ボルト７を締め付け固定する。
このときパツキン１４，１４は、起歪体１と第１
中空取付ボルト７およびボルト９に挟まれて潰れ
るため、防水効果を保持することができる。

締付けリング１６は、外周が前記第１中空取付
ボルト８のテーパ孔７ｂと同一の形状で、中心に
前記防水チユーブ１０と嵌合する孔を形成した合
成樹脂やゴム等の弾性部材からなる部品で、この
孔に防水チユーブ１０を挿入して前記第１中空取
付ボルト７のテーパ部に装着する。そしてさらに
第２中空取付ボルト８の孔８ａに前記防水チユー
ブ１０を通して、第１中空取付ボルト７のめねじ
７ａにねじこみ固定する。締付けリング１６は、
第２中空取付ボルト８の取り付けにより第２中空
取付ボルト８の先端部と第１中空取付ボルト７の
テーパ孔７ｂとによつて挟まれ変形し、防水チユ
ーブ１０および第１中空取付ボルト７と密着して
防水効果を向上させる。

以上のようにこの実施例では、点Ｐに対して支
点部および重点部の各孔を点対称な位置に形成し
たので、各ストレインゲージに作用する歪みをほ
ぼ同一にすることができる。また防水キヤツプ２
０は、起歪体に対してパツキン１４を介して取り
付けるようにし、ボルト９および防水キヤツプ２
０を筒体１２に固定するようにしたため、起歪体
に防水キヤツプの締め付けにより生じる歪みはほ
とんどストレインゲージの歪みに影響を与えな
い。またロードセルの負荷によつて取付孔が変形
しても取付孔６ａの径に比べて筒体１２の径が小
さいため、ストレインゲージの歪みにほとんど影
響を与えない。

本考案の第２実施例を第４図により説明する。
この実施例で支点部１ａ、重点部１ｂに開孔した
ガイド孔５ａ，５ｂは、第１実施例と同様に点Ｐ
に点対称な位置に開孔した孔で、このガイド孔５
ａ，５ｂに向かつて、取付孔６ａ，６ｂを貫通状
に開孔する。

この実施例は、第１実施例の筒体１２の一方の
開孔を蓋するボルト９と筒体１２を一体に形成し
たもので、筒体１２の一端は六角形状の頭部を備
え筒体１２内周にはねじを形成している。筒体１
２の周面略中央にリード線１１，１１を挿通する
孔１３，１３を上下に貫通状に開孔し、前記起歪
体１のガイド孔５ａ，５ａと連通させる。この筒
体１２の長さは起歪体１の幅より短く、外形も孔
６ａの径より小さくなつている。この筒体１２を
前記支点部１ａの取付孔６ａの一端からパツキン
１４とともに挿入し、各ストレインゲージ２ａ，
２ｂ，２ｃ，２ｄのリード線１１，１１支点部１
ａのガイド孔５ａから筒体１２の孔１３，１３を
介して起歪体１の外に配線する。このリード線１
１，１１に防水チユーブ１０を被せる。

第１中空取付ボルト７は、ボルト頭部とねじ部
との間に、前記筒体１２の外形と同じか、少なく
とも小さい径の首部１７を備えている。第１中空
取付ボルト７に防水チユーブ１０を貫装し、パツ
キン１４とともに前記筒体１２に締め付け固定す
る。このとき筒体１２の端面と、第１中空取付ボ
ルト７の首部１７が当接し、第１中空取付ボルト
７を締めたとき、起歪体１が必要以上に締め付け
られないため、起歪体１に締め付けによる応力が
生じない。締め付けリング１６に防水チユーブ１
０を通して第２中空取付ボルト８で締め付け固定
する。

したがつてストレインゲージ２ａと２ｄおよび
ストレインゲージ２ｂと２ｃの取付孔６ａ，６ｂ
の影響による歪みは略同じになり、防水キヤツプ
２０によりストレインゲージの歪みに影響をあた
えないで正確な計量が行える。したがつて秤皿の
支点部側又は重点部側に偏つて荷重がかかつても
正しい計量を行うことができる。

尚防水チユーブはワイヤーに被覆したコードで
も良く、またガイド孔および取付孔に防水パテを
充填することによつて防水効果を高めることがで
きる。

又、筒体の長さは、起歪体の幅より長くても良
く、その場合は第１中空取付ボルト７の頭部に筒
体の先端が直接突き当たり、起歪体の締め付け力
を規制するようにしても良い。

また本考案の実施例では、筒体の内周にねじを
形成したが、これに限るものではなく筒体外周に
ねじを形成し、第１中空取付ボルトにめねじを形
成して取り付けるようにしても良い。

又、本実施例の防水キヤツプは金属に限るもの
ではなく硬質の樹脂材料でも良い。

又、薄肉部は上下各梁の上面または下面に形成
することは自由である。

さらに薄肉部が形成されない一枚板の梁にも適
用することができる。

［考案の効果］ 本考案によれば、起歪体の支点部と重点部と
に、上梁の一対の起歪部のピツチの中心と下梁の
一対の起歪部のピツチの中心とを結ぶ垂直切断面
Ｚと、上梁の起歪部と下梁の起歪部との間隔の中
心の水平切断面Ｘと、起歪体のピツチ方向に直交
する幅方向の中心の垂直切断面Ｙとの交点Ｐに対
して点対称に縦孔および横孔を開孔したため、支
点部及び重点部の縦孔及び横孔に略同一の集中応
力が生じて支点部側の起歪部の歪みと重点部側の
起歪部の歪みが略同一になり、各ストレインゲー
ジに作用する歪みが同じになり、秤皿の重点側又
は支点側に偏つて荷重がかかつても正しい計量を
行うことができる。

さらに第１中空取付ボルトを筒体に固定し、か
つ起歪体の締め付け力は筒体に規制されてしまう
ため、起歪体には締め付け力による応力が生じな
いで、正しい計量を行うことができる。ストレイ
ンゲージのリード線を被せた防水チユーブを起歪
体に対してゴムパツキンを介して固定するように
したので、防水キヤツプの締め付けによる応力が
生じにくく、ストレインゲージの歪に影響を与え
ないため防水型ロードセルとしても正しい計量を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案ロードセルの第１実施例の正面
図、第２図は第１図の断面側面図、第３図は筒体
の斜視図、第４図は第２実施例の断面平面図であ
る。 図中、１……起歪体、１ａ……支点部、１ｂ…
…重点部、１ｃ……上梁、１ｄ……下梁、１ｅ…
…薄肉部、１ｆ……起歪部、２ａ〜２ｄ……スト
レインゲージ、５ａ……ガイド孔、６ａ……取付
孔、７……取付ボルト、８……取付ボルト、１０
……防水チユーブ、２０……防水キヤツプ、１１
……リード線、１２……筒体、Ｘ……垂直切断
面、Ｙ……水平切断面、Ｚ……垂直切断面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 上梁と下梁とを上下平行に配置し、その両端
   側を支点部および重点部で連結して起歪体が形
   成され、前記上下両梁の上面または下面の所定
   間隔離間した一対の起歪部には、該起歪部の中
   心とストレインゲージとの中心を略一致させて
   ストレインゲージを貼付し、前記支点部には上
   下両面に貫通する縦孔を開孔するとともに、こ
   の支点部の正面に前記縦孔に向かつて横孔を連
   通し、前記上下梁に貼付したストレインゲージ
   のリード線を前記縦孔と横孔を通して配線する
   ようにしたロードセルにおいて、 前記重点部には支点部側の前記縦孔及び横孔
   と同一の孔を、前記上下梁の各一対の起歪部の
   ピツチ間中心を結ぶ垂直切断面Ｚと、上下梁間
   の中心の水平切断面Ｘと、前記各起歪部のピツ
   チ方向に直交する幅方向の中心を結ぶ垂直切断
   面Ｙとが交差する交点に対して点対称な位置に
   開孔し、前記支点部側の横孔に配線したリード
   線には防水チユーブを被せ、前記支点部側の横
   孔には上下に前記リード線を挿通する切欠を形
   成し、かつねじを形成した筒体を挿入し、該筒
   体の一方の開孔を塞ぐボルトを取り付けるとと
   もに、他方の開孔に防水キヤツプを取り付けた
   ことを特徴とするロードセル。 (2) 前記防水キヤツプを前記筒体に突き当て固定
   するようにした実用新案登録請求の範囲第１項
   記載のロードセル。