JPH0434436Y2 - - 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
称な位置に開孔したことを特徴とするロードセ
ル。

［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。また軟質材による防
水キヤツプは、防水キヤツプが締め付けにより柔
軟に変形、かつ横孔の変形にも対応するので、支
点部側のストレインゲージのみに影響を与える応
力が発生しにくい。

［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面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。そしてそ
の上梁１ｃに貼付したストレインゲージ２ａ，２
ｂ中心と下梁１ｄに貼付したストレインゲージ２
ｃ，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１
ａのガイド孔５ａおよび取付孔６ａ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。

支点部１ａの取付孔６ａにはねじを形成し、取
付孔６ａの裏面側にポリアセタール等の防水性軟
質材からなるボルト９でパツキン１４とともに取
付孔６ａの開孔口を密閉して蓋をする。

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の外に配線する。
このリード線１１には防水チユーブ１０を被せ
る。

防水キヤツプ２０は、ポリアセタール等の防
水性軟質材からなる第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、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７
ａ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前記防水チユ
ーブ１０を貫装させる孔８ａを開孔する。

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。締付けリング１３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１３
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１ａおよび重点部１ｂガイド孔５ａ，５ｂ、
取付孔６ａ，６ｂを点対称な位置に形成したた
め、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２０お
よびボルト９は、起歪体に対してパツキン１２，
１４を介して取り付けるようにし、かつ防水性の
ある軟質材で成型したため、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防水キヤ
ツプが柔軟に対応するのでストレインゲージの歪
みにほとんど影響を与えない。

なおこの実施例で第二中空取付ボルトを軟質材
としたが、第２中空取付ボルトは直接起歪体に接
しないので金属製でも影響はない。

本考案の第２実施例を第３図および第４図によ
り説明する。

この実施例において、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５ａ，５ｂに向かつて、支点部１ａでは
正面で上面寄りに、また重点部１ｂでは裏面で下
面寄りに、連通する袋孔である取付孔６ａ，６ｂ
を開孔する。前記実施例と同様に、各ストレイン
ゲージ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのリード線１１，
１１支点部１ａのガイド孔５ａから取付孔６ａ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を被せた後、防水キ
ヤツプ２０で固定する。

この実施例では、取付孔６ａ，６ｂが上面側お
よび下面側２偏つているため、支点部１ａ側の上
面のストレインゲージ２ｂと下面のストレインゲ
ージ２ｃ、および重点部１ｂ側の上面のストレイ
ンゲージ２ａと下面のストレインゲージ２ｄとの
歪みが異なるので、出力値も異なつてしまう。

しかしながらストレインゲージ２ａと２ｃおよ
びストレインゲージ２ｂと２ｄの取付孔６ａ，６
ｂの影響による歪みは略同じになる。これらのス
トレインゲージ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄをホーイ
ストンブリツジ回路で構成することによりストレ
インゲージ２ａ，２ｃ，とストレインゲージ２
ｂ，２ｄとの出力の違いは相殺されてしまう。

従って、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く計量することができる。

なお、防水キヤツプは少なくとも起歪体より柔
軟であることが必要である。

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。

また、防水性軟質材の防水キヤツプで、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
が生じにくい。さらに防水キヤツプが軟質材であ
るため、取付孔の変形に防水キヤツプが適応する
ので、ストレインゲージの歪みに影響を与えない
で、防水型ロードセルで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図は第２
実施例の正面図、第４図は第３図の断面平面図で
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、１０……防水チユーブ、２０……防水キヤツ
プ、１１……リード線、１４……パツキン、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
   開孔したことを特徴とするロードセル。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載のロード
   セルにおいて、前記横孔に配線したリード線に
   防水チユーブを被せ、この防水チユーブを防水
   性軟質材からなる防水キヤツプに貫通させ、こ
   の防水キヤツプを前記横孔にゴムパツキンを介
   して固定したことを特徴とするロードセル。