JPH05505670A - 一個構成の量産型偏平ロードセルおよびこれを組込んだ重量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 一個構成の量産型偏平ロードセルおよびこれを組込んだ重量計 この発明は、人、荷物、郵便物または台所物品の重量を測定する重量計のような 量産型重量測定装置に用いる、正確で安価なロードセル、およびこのようなロー ドセルを組込んだ重量計などの装置、特に、必ずしも限定されないか、（ａ）そ の構造か複数の例えば４個のロードセルの使用を必要とし、ロードセル１個当た りの価格を最大限に下げる必要かある重量計：または （ｂ）その構造が例えば厚みか０．１２５″より小さいローブコ。

ファイル’ＩＳ　（ｌｏｗ−ｐｒｏｆ　ｉ　ｌｅ）ロードセルを必要とする重量 計：または （ａ）、（ｂ）両方を必要とする重量計に関する。

２、従来技術の説明 広く使用され、特に個人の体重測定に消費者か使用するほとんどの電子重量計は 、負荷プレート上の負荷を単一のロードセルに伝達する一組のレバーを使用して いる。そのロードセルは通常２つの要素で構成されている。すなわち、カドラン スデューサとして作用する機械的に変形可能な要素、およびその機械的変形を負 荷プレート上の負荷に比例する電気信号に変換する電子ひずみセンサである。

そのレバー機構によって、このような重量計には厚みを最小にする必要条件か課 され、その正確度か制限される。

重量計、特にレバーを必要とせずかつしばら（の期間商工業に使用されたことか あるロープロファイル型構造の重量計を製造するために、各種のより精密な原理 がある。その原理には、硬質の負荷プレートを複数のロードセルの上に置いて、 これらのロードセルからの！完信号を合計して該プレート上の全負荷の正確な測 定値を得ることが含まれている。この原理を利用する消費者用および商業用のポ ータプル電子重量計に関するいくつかの特許が発行されている。例えば○５ｔｅ ｒｌｉｃｈの米国特許第４．３３５．６９２号、Ｂｒｅｎｄｅｌの米国特許第４ ．３９４．０７９号、Ｌｏｃｋｅｒｙの米国特許第４．４１１．３２７号、Ｔｕ 　Ｉ　Ｉ　。

ｃｈの米国特許第４．７３９．８４８号および本発明の発明者による米国特許第 ４．８００．９７３号があるが、これらの発明はどれも商業的に広く使用されて いない。その理由は、１つには各重量計について、はぼ等しい感度を有する４つ の正確なロードセルを製造するのに法外な費用かかかるからである。

上記の重量計に用いる正確な量産型ロードセルに要求される基本的な必要条件は 次のとおりである。

（ａ）ロードセルはこれに作用する横方向の力に対して非感受性でなければなら ない； （ｂ）与えられた重量計中のロードセルは、はぼ等しい感度を育し、負荷プレー トか偏心負荷を受けている場合、読み値か誤差の許容限界内に入っていることを 保証されていなければならない： （Ｃ）ロードセルの機械的要素は、組立時に、特別な機械もしくは手動による作 業を必要としてはならない：（ｄ）ロードセルは一旦重量針に取付けられたなら ば、個々に整形をする必要があってはならない：（ｅ）ロードセルは衝撃もしく は過負荷に対して保護できるものでなければならない。

（ｆ）特に、ロードセルが取付けられる、単一もしくは複数の重量計プレートの 剛性が制限されている場合、ロードセルは該プレートに対して強い力もしくは曲 げモーメントを生成してはならない。

（ｇ）を子ひずみセンサは、ひずみゲージ、厚い皮膜抵抗器もしくは半導体の場 合、ロードセルの機械的要素に簡単な方式で、例えば平らな暴露面の１つの側部 に直接結合することかできなければならない。

従来技術の装置では、個々のロードセルの感度を等しくする簡単な手段が提供さ れていない。感度が等しくないと、特に、負荷か負荷プラットホームの異なる位 置に加えられた場合、通常、測定値の繰返し性か著しく低下する。この欠点を修 正するには以下の２つの公知の方法のうちの１つを必要とする。すなわち、 （ａ）ロードセルを重量計に取付けた後の各ロードセルの手作業による校正、す なわち整形、やすり仕上げまたは研削による、仕上げばりの寸法の変更、または （ｂ）各ロードセルの初期感度による、各重量社中のマイクロプロセッサの事前 プログラミングである。

上記の方法はともに、厄介て高価な方法であり、通常、消費者指向の生産には不 適である。

Ｔｕｌｌｏｃｈ、０ｓｔｅｒｌｉｃｈおよびＲｙｃｋｍａｎは、ロードセルへの 負荷が同じ一般領域内にあることを保証するナイフェツジ機構を使用する場合以 上に、偏心負荷のもとて正確度を維持する手段を開示していない。これらのナイ フェツジ装置は、不正確であることか知られており、ナイフェツジのするどさは 時間とともに失われる傾向がある。本発明の発明者による以前の特許である米国 特許ｊＪ４．８００．９７３号に記載のロープロファイル型重量計も、偏心負荷 を受けた場合に正確度を維持できないロードセルを使用している。

Ｂｒｅｎｄｅｌとｌ、ｏｃｋｅｒｙは公知の２重片持ばり装置を用いており、こ の装置は、２つのひずみゲージを各たわみぼり上に配置し、すなわち一方のゲー ジを張力に暴露し、他方のゲージを等しい大きさの圧縮力に！露して、横方向の 力によって生成する追加のモーメントを打消すことによって、偏心負荷条件下で 精度を維持する。

２重片持ばり装置に利用される原理は、例えば５ａｒｒａｚｉｎの米国特許第４ ．５６５．５５５号に詳細に記載されており、Ｂｒｅｎｄｅ　］の米国特許第４ ．０２０．６８６の開示事項の一部を形成している。すなわちたわみばりに結合 された２つのひずみセンサか発する信号は、ひずみゲージの中心点Ｉこおける、 はり上の曲げモーメントの合計に比例する。センサは中央ばりの主軸上、はりの 中間点から等距離の点に位置しているので、Ｕ形負荷要素の前縁を押圧する力は 、力とセンサ間の距離との積に比例する。

センサ間の距離は固定されているので、力がたわみばつの中　心に正確に位置し ていなくても、信号はその力に比例する。

各ロードセルは、ホイーストンブリッジの少なくとも１／２を形成し、４つのロ ードセルは例えば、そのブリッジの各アーム上の２つのひずみセンサてホイース トンブリッジ一式を形成することができる。正確度を一層向上させるために、２ つのセンサを、たわみはりの頂部と底部に結合させて、各ロードセルに対してホ イーストンブリッジ一式を形成させてもよい。

しかしＬＯＣｋｅｒ７とＢｒｅｎｄｅ　Ｉが開示した実施態様に記載されている ロードセルは、量産には適していない。このロードセルは、複数の部品を含み、 かなりの、切削、研削、ねじ立て、ねしきり、組立て、および取付は後の整形の 作業を必要とし、これらによってロードセルの生産費用は著しく増大する。

ＢｒｅｎｄｅｌとＬｏｃｋｅｒｙが記載したロードセルも、ロードセルか取付け られるプレート上にかなりのモーメントを生成する。そのため、これらプレート は、これらのモーメントに耐えることができる必要かある。かような装置は、弱 いプレートもしくは非常に薄いプレートを備えた軽量重量計に対しては不適であ る。

さきに考察した１つ以上の制限、すなわち横方向の力を打消すことかできないこ と：ロードセルの感度を等しくすることか困難なこと：組立てを必要とする多数 の切削された部品：衝撃と過負荷に対する保護がないこと；およびロードセルか 取付けられているプレート上にかなりの曲げモーメントが生成することが、複数 のロードセルを用いる重量計のすべての公知の実施態様に見出されているので、 有利で正確な消費者用の重量計を製造することは困難であり、特に、真にポータ プルな薄い軽量の重量計を製造することは困難である。

発明の要約 従来技術の製造と正確度の制限は、この発明によって克服され、１つ以上のロー ドセルを必要とする量産型重量計に用いるのに特に適している、安価で正確なロ ードセルを製造することができる。特にこの発明のロードセルは、ａ、（１１ひ ずみセンサか結合されている平らなたわみぼり。

（２）内側中央部でたわみばりの一方の端部に取付けられた平らなＵ形負荷要素 であって、その前縁がたわみばりの中央点を越えて延びており、たわみばつの中 央点をはさんで互いに対向する２点に負荷をかけることができるＵ形負荷要素、 および （３）中央部でたわみはりの他方の端部に取付けられた、たわみぼりより幅の広 い平らな取付要素であって、硬質面上の複数の平らな突起部に固定しうる平らな 取付要素。

て構成され、その結果、 たわみぼりは、負荷がかかると、２重片持ばりとして対称Ｓ形に曲がり、その主 軸にそってその中央点から等距離の点に逆符号の等しい応力を生成する。

１個構成で機械的に可変形性の平らな金属部品を備え：ｂ、少なくとも１対のひ ずみセンサか、たわみばつの平坦面の少なくとも１つの上に、そのひずみセンサ の中心が、たわみばりの主軸に実質的にそってかつたわみばりの中央点から実質 的に等距離に位置するように取付けられ、センナの６対はホイーストンブリッジ の半分を形成し、ロードセルに負荷がかかると名目上等しい逆の値の信号を生成 する：ロードセルである。

この発明のロードセルは、非常に高度の正確度を提供し、例えば、非直線性、ヒ ステリシスおよび非繰返し性が０．０５％より小さく、しかも重量計アセンブリ イに取付けられた時の偏心的負荷の拒絶が０．１％より小さい。商業生産されて いる、匹敵する性能を有するロードセルは数１００ドルという価格であるが、本 発明のロードセルは、著しく安価に例えば約２ドルで量産することができる。

この発明のロードセルは、横方向の負荷を打消す公知の２重片持ばり装置を使用 するため、偏心負荷を受けたときてもその正確度を保持する。しかし初期に開示 された２重片持ばり装置は互いに頂部に配置されたビームを備えているが、この 発明では、単一平面の２重片持ばり装置か創製されている。

これによって、ロードセルの機械的要素は、すべての手作業と複雑な切削工程を なくし、１つの操作で正確にスタンプ成形して単一の平らな金属部品にすること ができる。次に、第２の操作で電子ひずみセンサをたわみばりの平坦面に接着し 、電線をセンサにはんだ付けしてロードセルが完成される。機械的要素が平坦で あるため、この接着操作は著しく簡単になる。

偏心負荷か加えられているときに測定値の繰返し性を保持するために、単一の負 荷プレートに取付けられた複数のロードセルの感度はほぼ等しくなければならな い。このことは、この発明で、取付要素と負荷要素の、たわみばりに近い領域を 、重量計のプレートに直接取付けないことによって達成される。このようにする ことによって、ロードセルの感度は、重量計プレートに取付ける前と後で同じで ある。

この特徴によって、多数のロードセルを、別の操作でほぼ等しい感度のグループ に分類して、その後に組立てて重量計を完成させることができる。この操作には 、各ロードセルか所定の負荷を受けたときのミリポルト／ボルト出力を測定して ほぼ等しい出力のロードセルにグループ分けすることが含まれるが、ロードセル を重量計に一旦取付けてから、その感度を調節するために、個々のロードセルを 整形する必要がなくなるので生産が一層簡単になる。

複数のこのようなロードセルを使用すると、重量計の設計と生産が著しく簡単に なり、部品の数が顕著に減少し、かつ重量計内に機械要素用の空間をほとんど必 要としない。したかって、重量計の厚みは、使用される重量計プレートの構造上 および審美上の必要条件ならびに挿入される電子要素と電池によってのみ決定す ることができる。

この発明のロードセルを複数用いる代表的なロープロファイル型重量計は、 ａ、複数の前記ロードセル： ｂ、ロードセルの取付要素が複数の平らな突起に固定される硬質の底部プレート ： ｃ、Ｕ形の負荷要素の前縁の上面に取付けられ、各ロードセルのたわみばつの中 央点をはさんで互いに対向する点に中心がある少なくとも２つの耐衝撃性パッド ；ｄ、複数のロードセルの耐、衝撃性パッドの上に載置して固定された硬質の上 部負荷プレート：およびｅ、複数のロードセルの出力を合計し、その出力をディ ジタル信号に変換し、そのディジタル信号をポンドもしくはキログラムに変換し て、得られた重量を巨視するために表示する電子手段と電力供給手段： で構成されている。

このような重量計では、２つのプレート間の空間は電子要素と電池を収納するの に使用することができる。この種の重量計は、例えば厚いカーペットもしくは高 低のある面上で使用できる。というのは、底部プレートが、ロードセルが押圧さ れる平坦面として作動するからである。

この発明のロードセルは、重量計に充分負荷か加わったときに容易に曲がるので 、過負荷か停止するよう作動する調節ねしを底部プレートに設置することかてき る。ロードセルと上部負荷プレートとの間のパッドは、耐衝撃性であり、かつ上 部プレートか生成する横方向の負荷の作用を打消す。両方の装置はともにロード セルを損傷から保護する。

この発明の偏平ロードセルは非常に薄くすることができる。

例えば、人間用体重計に用いるロードセルは０．１００′より薄くし、または台 所用重量計に用いるロードセルはｏ、　ｏｓｏ”より薄くすることができ、重量 計の厚みを著しく薄くすることができる。またこの発明の偏平ロードセルは、例 えば１オンス位のオーダーの著しい軽量なので、１９８９年１月に発行された本 発明による発明者の米国特許第４．８００．９７３号に開示されている重量計の ような軽重置針に有用である。

重量計に本発明のロードセルを用いる場合に、前記した本発明の発明者の米国特 許第４．８００．９７３号に開示したような、より軽量で、硬質の程度が低いか もしくは非常に薄い重量計プレートを使う必要があるとき、次のようなこの発明 のロードセルの改変された実施態様を使用することが好ましい。すなわち、取付 要素かＵ形要素であり、この取付要素は、その中央部でたわみばつの一方の末端 に取付けられ、そのＵ形成付要素の前縁は、Ｕ形負荷要素の外側に、たわみばつ の中央点を越えて延び、その結果、Ｕ形成付要素は、硬質プレートに取付けられ ている場合、ロードセルに負荷か加えられたときに硬質プレートにモーメントを 生成しない。

このようなロードセルを複数使用するロープロファイル型重量計は、 ａ、しっかりと結合された上部と底部の薄いプレートで製造され、その２つのプ レート間に複数の空洞を有する硬質の複合負荷プレートのアセンブリ。

ｂ　負荷プレートのアセンブリの空洞内に取付けられた複数の前記ロードセルて あって、それぞれのロードセルのＵ形成付要素がスペーサで上部と底部のプレー トにしっかりと固定されてそれぞｎの空洞内に浮遊しているロードセル：ならび にＣ０それぞれのたわみばつの中央点をはさんで互いに対向した点で、底部プレ ートの通孔によって各Ｕ形負荷要素の底部に接続された浅い脚部であって、 １、Ｕ形負荷要素の前縁から下方に延びる少なくとも２つのスペーサ、 ２、底部プレートの下方における２つのスペーサの底部に接続されたたわみばり の底部をはさんで位置する硬質のブリッジ、および ３、そのブリッジの底部に取付けられ、たわみばりの中心の下方の点で床部と接 触する耐衝撃性パッド、からなる脚部：ならびに ｄ、複数のロードセルの出力を合計し、その出力をディジタル信号に変換し、そ のディジタル信号をポンドもしくはキログラムに変換して、得られた重量を目視 するために表示する電子手段と電力供給手段。

て構成されている。

この実施態様では、底部プレートの下方のブリッジは、重量計に過負荷かかかっ たときに下から底部プレートに接触することによって過負荷に対する保護作動を 行う。ブリッジの底部に取付けられた軟質材料は耐衝撃性であり、両方の特徴に よってロードセルは損傷から保護される。

図面の簡単な説明 図１は、この発明のロードセルの実施態様の平面図であり、図ＩＡと図ＩＢはそ れぞれ、同実施態様の側面図である。

図２は、負荷かかかっている場合の図Ｉへの側面図で示すロードセルの変形の概 略図である。

図３は、この発明のロードセルの好ましい実施態様の等角図である。

図４は、図３に示すロードセルの好ましい実施態様の平面図であり、図４Ａと４ Ｂはそれぞれ同実施態様の側面図である。

図５は、図４．４Ａおよび４Ｂに示す複数のロードセルを使用する重量計の好ま しい実施態様の平面図であり、上部の負荷プラットホームの一部分を切欠いて示 し、４つのコーナーのうち３つを種々の程度の未完成状態で示して、追加の構造 の詳細を示す図である。

図６は、図５における矢印６−６の方向の断両立面図である。

図７は、図４．４Ａおよび４Ｂに示すこの発明の複数のロードセルを用いる重量 計の、薄い他の実施態様の断両立面図であ好ましい実施態様の説明 まず、図１、ＩＡ８よび図ＩＢに、この発明の量産型偏平ロードセルの実施で様 の全体図を示す。図１に最も良く示されているロードセルは、３つの要素、すな わちたわみばつとして作用する偏平中央ビーム１、負荷を受けるＵ形負荷要素２ 、およびロードセルを硬質プレートに固定する輻の広い取付要素３からなる平ら な装置である。たわみばりｌは、電子ひずみセンサ６と７かはりの中央から等距 離をおいて結合されている幅の狭い中央部４を備えている。負荷要素２への負荷 は、たわみばりｌの中央点を通過する直線にそって互い１こ直接向かいあってい る通孔５の中心に加えられるので、たわみばり１の中央点に曲げモーメントは全 く存在しない。取付要素３は、ねじ孔８によって硬質プレート上の複数の小さな 平突出部に固定され、その結果、ロードセルの他の部分は、硬質プレートの上方 に持上がり、ロードセルに上方から負荷がかかると自由に下方へ曲かる。　図２ は、図ＩＡの側面図に示すコードセルに、負荷かかかった場合の該ロードセルの 変形の概略図である。取付要素８は、ロードセルをしっかりと固定する。ロード セルか通孔５の中心に、等しい重量１１を負荷させると、たわみぼりは２重片持 ばりとして下方に曲かって対８３字形１２になり、その主軸にそってその中央点 から等距離の点て等しい逆符号の応力を受ける。図２に見られるように、たわみ ばつの頂部は、中央点の茫方向に伸張し、そのためＩこ引張り作用下にあり、そ してその中央点の右方向に圧縮されて圧縮作用下にある。

また図１は、ひずみゲージ６と７のような一対の電子ひずみセンサを示している か、これらのセンサは、その中心か、たわみばりＩの幅の狭い部分の一面に、た わみばり】の中心から等距離でかつそのはりの幅の狭い部分の平行な端縁から等 距離の位置で結合されている。これらの２つのひずみゲージはホイーストンブリ ッジの半分を形成し、ロードセルに負荷かかかると等しい逆符号の信号を生成し 、ひずみゲージ６は圧縮のために抵抗か減少し、ひずみゲージ７は引張りのため 、同量だけ抵抗か増大する。これらひずみゲージの装置は、Ｕ形負荷要素２の前 縁への負荷が正確に通孔５に集中していなくても、または互いに正確に等しくな くても、その負荷の合計が同じままであり、そのためロードセルが偏心負荷のも とて正確に保持される限り、同じ結果をもたらす。たわみばり１の端部９と１０ は、外側のＵ形負荷要素２と幅の広い取付要素３の幅を変えて、上方もしくは下 方の空間の厚みを変えずに形成されている。これは摩擦をとこれによって生成す るヒステリシスを防止し、ロードセルは、重量計に取付けられたときにその元の 感度を維持することが可能になる。

図３．４．４Ａおよび４Ｂは、図Ｌ　ＩＡおよびＩＢに示す実施態様を改良した この発明のロードセルの好ましい実施態様を示す。この好ましい実施態様におい て、ロードセルを固定する幅広の取付要素はＵ形成付要素１３である。ねじ孔１ ４がたわみばり１の中心を通過する直線にそりで位置している。負荷が通孔５の 中心で負荷要素２に加えられると、Ｕ形成付要素１３のねじ孔１４のまわりの領 域は、該領域か固定されている硬質プレートを押圧しく図５参照）、その結果、 Ｕ形成付要素１３は硬質プレートに対して強い曲げモーメントを生成しない。こ の構成は、集中的な曲げモーメントを受けたときに容易に変形しうる弱いプレー トを用いている重量計の実施態様に特に適している。

図５は本発明の複数のロードセルを組込んだ重量計の好ましい実施態様の平面図 を示す。この好ましい実施態様には、硬質の底部プレート２１の４つのコーナー に設置された４つのロードセルかある。上部負荷プレート２２は切欠いて示され 、重量計の機構の内側を示している。

上部負荷プレート２２は、硬質ゴムのような硬質であるか可撓性の平らな円形パ ッド２３の上に載置され、これらのパッド２３に接着剤で接着されている。この パッド２３は、ロードセルの負荷要素２の通孔５に嵌合し、重量計に上方から負 荷かかかると、ロードセルに加えられた負荷を移動させて通孔５の中央に集中さ せる。またこれらのパッド２３は、重量か重量計に対して急激に降下したときに 衝撃に耐え、および負荷かかかっている上部負荷プレート２２の屈曲で生成する 力のような、ロードセルに対して横方向の力を打消す作用もする。

ロードセルはねし２４で底部プレー）２１に接続され、ねじ２４はロードセルを 平らな突起部２５に固定する。この突起部２５は、重量計プレート上のロードセ ルを取付けてもその感度か変化しないようにたわみばり１の端縁から離れて設置 されている。底部筒保護ねしとして、下方から短いねじか挿入されている。組立 て後に、この過負荷保護ねしを調節するために、重量計は必要な最大容量まで負 荷か加えられ、過負荷保護ねしは、Ｕ形負荷要素２のアームに到達するまで下方 から締められる。次いで、このねじは所定の位置に接着剤で固定され、その結果 、重量計の使用中、ロードセルは最大容量を越える負荷から保護される。

図６は、この発明の好ましい実施態様の図５の直線６−６による断面図を示す。

円形パット２３か、接着剤によって上部負荷プレート２２に接着され、空洞３１ の所定の位置に保持される。また、それらはスナップ２３によってロードセルに 接続されている。

したかって、上部プレート２２を上方に力を入れて引張り、ロードセルの通孔５ からスナップ２３をはずすことによって、修理のために上部プレート２２を取外 すことかでき、一方間時に、プレートを分離することなく重量計を持上げること ができる。

各ロードセルの下方の底部プレート２１の下には、可撓性材料、例えば硬質ゴム 製の球形断面を育する浅い脚部３２があり、その最低点はロードセルのたわみば りｌの中心線上にある。

この脚部３２は、床の力をロードセルの中心に集中させ、たわみはり１の中心に 曲げモーメントを生成させない。

上部プレート２２に負荷がかかると、４つの各ロードセルに個々に負荷かかかり 、各電子ひずみセンサは、ロードセルに対する負荷に比例する信号を生成する。

ロードセルの４つの半分のブリッジは、各コーナーの半分のブリッジまたはその ホイーストンブリッジによって、全ホイーストンブリッジ構造に接続することか でき、その結果全ブリソンは４つの個々のロードセルに対する負荷の合計に比例 する信号を生成する。次いて、この信号は増幅され、アナログ／ディジタル変換 器でポンドもしくはキログラムの読み値に変換されディジタルで表示される。

さらに、一層薄い垂直方向の寸法を達成することかできるこの発明の重量計の他 の好ましい実施態様の断面図を図７に示す。

この実施態様では、上部プレート４１と底部プレート４２は互いにしっかりと接 続され、ロードセルは２つのプレート間にスペーサ４３と４４によって固定され 、リベット４５て所定の位置に保持される。この実施態様ではＵ形負荷要素２の 通孔４６か設けられ、円形脚部４７がねじ５１によってＵ形負荷要素２に接続さ れる。脚部４７は、底部プレート４２の円形通孔５２を貫通する２つの円筒形ス ペーサ５０の上に載置されている。

上記の脚部は２つの層で作製されており、一方は硬質ブリッジとして作用する鋼 鉄製ディスク４９であり、その下方に硬質ゴムのような可撓性材料製の平らな球 面ディスク４８かある。このディスク４８は衝撃を吸収し、床からの垂直の力を たわみばりｌの中心に集中させる。この実施態様では、その重量計は、上部プレ ートに対する負荷の下方向の力よりも重量計のプレートに対する床の上方向の力 を測定する（両方の力は同じである）。

この発明のロードセルは、その寸法を変えおよび異なる弾性率を育する各種の材 料を用いることによって、一層高いかもしくは低い最大負荷を受けるよう改変す ることかできることは明らかである。また、その高度に単純化された機構によっ て、重量計の構造をとんな形態にてもすることかできるので、このようなロード セルを用いる重量計は形態を変えることかできる。

そして、この発明のロードセルを、例えば、ベット、椅子、運動器具、分類装置 および各種コンテナーに組込んで、これらの器具か同様に重量を測定できるよう にすることが可能であることは明らかである。

Ｆ／に、Ｊ Ｆ広４Ａ　ＦＩｏ、４ ＦＩｏ、　５ Ｆ／６．６ 要約書 この発明は、量産車の重量測定装置、特に複数のロードセルを組込んだロープロ ファイル型重量計に用いる正確なロードセルに関する。このロードセルは、以下 の３つの構造要素すなわち（１）ひずみセンサが結合されている、中央部分か狭 くてもよい平らなたわみぼり：　（２）内側中央部で、たわみばりの一方の末端 に取付けられ、その２つの前縁が中央ばりの中央点を越えて延びる平らなＵ形負 荷要素；および（３）中央部でたわみばつの他方の末端に取付けられた平らな取 付要素：で構成されている１つの平らな金属片あるいは単一の金属のスタンプ成 形物で製造されている。また上記の取付要素もＵ形であってもよく、このＵ形取 付要素の２つの前縁は、中央ビームの中央点を越えてＵ形負荷装置の外側に延び ている。

この構成によって、（１）取付要素を、硬質プレート上の複数の平らな突起に固 定し：および（２）たわみはりの中央点をはさんで互いに対向する２点でＵ形負 荷要素に負荷を加えることかでき、その結果、たわみばりは、負荷が加えられる と、２重の片持ばりとして対称形のＳ字形に曲がり、その主軸に沿ってその中央 点から等距離の点に等しい逆符号の応力を生成する。

可撓性材料、例えば硬質ゴム製のパッドを利用して、耐衝撃性でロードセルに対 する横方向の負荷を打消す、複数の上記ロードセルを組込んだロープロファイル 型重量計を記載する。

補正音の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項）（訂正書面）平成４年６月１０日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．量産用に設計されたロープロファイル型ロードセルであって； ａ．（１）ひずみセンサが結合されている平らなたわみばり，（２）内側中央部 でたわみばりの一方の端部に取付けられた平らなＵ形負荷要素であって、その前 縁がたわみばりの中央点を越えて延びており、たわみばりの中央点をはさんで互 いに対向する２点に負荷をかけることができるＵ形負荷要素，および （３）中央部でたわみばりの他方の端部に取付けられた、たわみばりより幅の広 い平らな取付要素であって、硬質面上の複数の平らな突起部に固定しうる平らな 取付要素，で構成され、その結果、 たわみばりは、負荷がかかると、２重片持ばりとして対称Ｓ形に曲がり、その主 軸にそってその中央点から等距離の点に逆符号の等しい応力を生成する、 １個構成で機械的に可変形性の平らな金属部品を備え；ｂ．少なくとも１対のひ ずみセンサが、たわみばりの平坦面の少なくとも１つの上に、そのひずみセンサ の中心が、たわみばりの主軸に実質的にそってかつたわみばりの中央点から実質 的に等距離に位置するように取付けられ、センサの各対はホイーストンブリッジ の半分を形成し、ロードセルに負荷がかかると名目上等しい逆の値の信号を生成 する；量産用に設計されたロープロファイル型ロードセル。 ２．たわみばりに取付けられた取付要素が、その内側中央部でたわみばりの一方 の端部に取付けられたＵ形要素であり、そのＵ形取付要素の前縁が、たわみばり の中央点を越えてＵ形負荷要素の外側に延び、その結果、Ｕ形取付要素が、硬質 プレートに取付けられると、ロードセルに負荷がかかったときに硬質プレート上 にモーメントを生成しない請求項１記載のロードセル。 ３．たわみばり、負荷要素および取付要素が、スタンプ成形された単一の金属部 品から構成されている請求項１記載のロードセル。 ４．たわみばり、負荷要素および取付要素が、スタンプ成形された単一の金属部 品から構成されている請求項２記載のロードセル。 ５．ａ．複数の前記ロードセル； ｂ．ロードセルの取付要素が複数の平らな突起に固定される硬質の底部プレート ； ｃ．Ｕ形の負荷要素の前縁の上面に取付けられ、各ロードセルのたわみばりの中 央点をはさんで互いに対向する点に中心がある少なくとも２つの耐衝撃性パッド ；ｄ．複数のロードセルの耐衝撃性パッドの上に載置して固定された硬質の上部 負荷プレート；およびｅ．複数のロードセルの出力を合計し、その出力をディジ タル信号に変換し、そのディジタル信号をポンドもしくはキログラムに変換して 、得られた重量を目視するために表示する電子手段と電力供給手段； からなる、請求項１で定義したロードセルを複数用いたロープロファイル型重量 計。 ６．ａ．複数の前記ロードセル； ｂ．ロードセルの取付要素が複数の平らな突起に固定される硬質の底部プレート ； ｃ．Ｕ形の負荷要素の前縁の上面に取付けられ、各ロードセルのたわみばりの中 央点をはさんで互いに対向する点に中心がある少なくとも２つの耐衝撃性パッド ；ｄ．複数のロードセルの耐衝撃性パッドの上に載置して固定された硬質の上部 負荷プレート；およびｅ．複数のロードセルの出力を合計し、その出力をディジ タル信号に変換し、そのディジタル信号をポンドもしくはキログラムに変換して 、得られた重量を目視するために表示する電子手段と電力供給手段； からなる、請求項２で定義したロードセルを複数用いたロープロファイル型重量 計。 ７．ａ．しっかりと結合された上部と底部の薄いプレートで製造され、その２つ のプレート間に複数の空洞を有する硬質の複合負荷プレートのアセンブリ； ｂ．負荷プレートのアセンブリの空洞内に取付けられた複数の前記ロードセルで あって、それぞれのロードセルのＵ形取付要素がスペーサで上部と底部のプレー トにしっかりと固定されてそれぞれの空洞内に浮遊しているロードセル；ならび にｃ．それぞれのたわみばりの中央点をはさんで互いに対向した点で、底部プレ ートの通孔によって各Ｕ形負荷要素の底部に接続された浅い脚部であって、 １．Ｕ形負荷要素の前縁から下方に延びる少なくとも２つのスペーサ、 ２．底部プレートの下方における２つのスペーサの底部に接続されたたわみばり の底部をはさんで位置する硬質のブリッジ、および ３．そのブリッジの底部に取付けられ、たわみばりの中心の下方の点で床部と接 触する耐衝撃性パッド、からなる脚部；ならびに ｄ．複数のロードセルの出力を合計し、その出力をディジタル信号に変換し、そ のディジタル信号をポンドもしくはキログラムに変換して、得られた重量を目視 するために表示する電子手段と電力供給手段； で構成されている、請求項２で定義されたロードセルを複数用いたロープロファ イル型重量計。