JPH0688756A

JPH0688756A - 重量測定装置と方法

Info

Publication number: JPH0688756A
Application number: JP4173669A
Authority: JP
Inventors: Nigel G Mills; ナイジェル・ジー・ミルズ; Ronald J Gaines; ロナルド・ジェー・ゲインズ
Original assignee: Mettler Toledo LLC
Current assignee: Mettler Toledo International Inc
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1992-06-09
Publication date: 1994-03-29
Also published as: US5191949A; AU1134592A; MX9202608A; BR9202561A; CA2062351A1; EP0521366A3; CN1068424A; EP0521366A2; AU643651B2; DE521366T1; ES2039327T1

Abstract

(57)【要約】【目的】荷重の重量を測定する装置に於て系統誤差を
排除する方法を提供する。【構成】上皿天秤型の枠組みとして従来の材料から形
成されたスプリングを、セラミック等の材料の偏向可能
なロードセルの形態の比較的小型のセンサと組合わせ
る。この組合わせにより、荷重容量の比較的大きいスプ
リングを、実質的に系統誤差を生じない方法で作動する
ことの可能なセンサと結合する。系統誤差の最適排除を
目的として組立て構成する方法であって、荷重配分機能
を果す伝達ビームが、スプリングによって示される平均
応力よりも大きい応力選択性を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】力測定装置の範囲および精度の改
善を追求する重量測定技術の分野では、研究者は多くの
現象に対しての補償または補正を検討し、具体化するこ
とを求められている。斯かる諸現象としては、例えばド
リフト，非弾性クリープ，ヒステリシス，荷重位置感
度，環境汚染，温度の影響などが確認されており、かつ
現在においても設計上の制約および操作上の制限となっ
ていることが認められている。

【０００２】

【従来の技術およびその問題点】力測定装置は、代表的
なものとしては、重量用、すなわち荷重用の測定台が、
その測定台に加えられる荷重と重量測定装置または重量
計の基盤との間に存在する力の伝達経路内に配置された
ロードセルによって支持される構成となっている。ロー
ドセルは、通常力の伝達経路または連絡経路内に加わる
力によって応力を生じ、また、ひずみの形でその力に反
応し、そのひずみを例えばひずみ計によって測定して重
量応答出力を与える構造体、すなわち「反力体」として
提供される。

【０００３】ロードセルの使用で遭過する「クリープ」
として認められている現象は、典型的には、荷重を加え
られた状態での時間に伴うロードセルの出力の増加もし
くは減少のいずれかの変化として現れる。荷重を除去す
ると、出力の累積的変化、すなわち遅延弾性クリープ誤
差の残留することが認められるが、その後時間と共に減
少する。ヒステリシス効果は、複数の測定装置がランダ
ムに用いられ、荷重が加えられ、その後の一連の過程で
取り除かれる場合に関係している。このような荷重を繰
り返して加えたり、荷重を一部除去し再び加重する操作
を繰り返すような場合には、同一の最小の荷重でのヒス
テリシス効果と呼ばれている相違が認められる。荷重の
位置を変えた場合には、荷重位置の感度によって出力に
差異を生じる。このような位置では、補正を行わなけれ
ばロードセル構造内にモーメントまたはトルクを生じ、
ロードセルからの信号出力に悪影響を与える恐れがあ
る。環境による汚染は、一般にある種のカプセル化、す
なわち重量計構造体の計装の密閉化によって緩和され
る。斯かる保護は、重量計が広く用いられている産業環
境の見地からしばしば要求されている。このような環境
からの保護の設計は、カプセル化構造自体が、ロードセ
ル構造の性能に悪影響を及ぼすために、しばしば大型の
かさばった構造となり、または諸障害の誘因となってい
る。

【０００４】遅延弾性クリープおよびヒステリシスの作
用は、特にひずみ計を使用した計装を利用するロードセ
ルに伴って発生している。これらの現象を回避するため
の手段として、圧電センサおよび振動ワイヤ共振センサ
が使用されて来たが、これらは「荷重配分」装置との関
係でひずみ計を使用したロードセルよりも耐荷重性が劣
っている。斯かる荷重配分装置は振動センサまたは共振
センサに加えられた荷重の、比較的小さいが比例した成
分のみを伝達ビームまたはこれと同等の手段によって強
調するように構成される。

【０００５】一般に、非常に精密な共振器または振動ワ
イヤを使用した検出方法は、本来取扱いに、細心の注意
を要し、周囲の影響等からの保護が難かしいために種々
の構成上の問題点を有している。

【０００６】ヒステリシスとクリープの影響を最低に抑
制するための別の方法として、ロードセルの反力体の材
質を改良することがある。例えば、クリープやヒステリ
シスの程度は、抗力材をベリリウムー銅，水晶，または
ガラス／セラミック材のような材料から構成することに
よって比較的低くなる。しかし、現在までのところ、こ
れらの方法は、従来の利用方法を対象とする重量計構造
と共に使用するには高価すぎると考えられている。特に
重要なことは、かかるや々特異な材料から構成される反
力体は、その寸法に対するきびしい制限と、従って荷重
範囲の適応性の見地から、ある種の製造上の障害を伴い
易い。一般に、そのような大きさの制限は、存在する。
そのような材料によって形成されたより小さなロードセ
ルは、荷重位置即ち、モーメントに対して高感度になり
がちだ。

【０００７】通常のロードセルの反力体の形状は、案内
ビームまたは秤量天秤の方法を採用したものである。案
内ビームは、荷重を受けるとモーメントによって、つり
合い状態となりビーム端が回転することのないような構
造となっている。従来の上皿天秤型のロードセルは、ひ
ずみゲージ等のひずみ反応型のセンサを備えた平行四辺
形のフレーム型反力体として構成される。一般にアルミ
ニウム等の製作容易な従来の材料から構成されると、案
内ビーム型のロードセルは負荷の位置、即ちモーメント
に対する感度を保持するために望ましい性能の向上が認
められる。

【０００８】研究者は、付加的な性能誤差、例えばヒス
テリシスおよびクリープが理論的には、案内ビームフレ
ームが上述のように荷重配分上の特徴を有している場合
には、除去されるか、最低限に減少することが出来る
が、この場合伝達ビームは、その伝達ビームの応力の平
均値がフレーム中の応力の平均値に等しいとみなされる
ような条件下で、加えられる荷重の比例配分を行なうた
めに使用される。フレーム又は上皿天秤機構の制御応力
は、典型的には伝達ビームの対応して縮小された断面部
での平均応力として、縮小ビーム断面部で確立される。
しかし、このような所望の誤差消去は、伝達ビームによ
って作用を受けるセンサが硬質、即ち理論的に無限に堅
い場合にのみ起るように決められている。例えば、前述
の振動ワイヤは、センサの剛性についてのこのような要
求を満すために用いられている、しかし斯かる無限に堅
い検出機構は、使用時に於て上記のような欠点を伴う。

【０００９】

【発明の構成および作用】本発明は、重量測定即ち荷重
を測定するための装置およびそれに関連した系統誤差を
排除するための方法に関する。かかる装置は、例えば特
に選ばれた金属またはセラミックス等の非金属からなる
反力体を有するロードセルとして提供される理想的では
あるが荷重性能に制限のあるセンサと、負荷能力の大き
い高負荷用スプリングとの組合わせによるものである。
大型のスプリングとセンサとの間の作用上の関連は、セ
ンサに比例した力を加えるためのスプリングにより構成
された伝達部材によって得られる優れた荷重分配による
ものである。これら構成部品の独特の応力を考慮した構
成によって、組合わせ構造に対する体系誤差の排除を最
適化することが出来る。このような最適化方法によって
荷重を受けている伝達部材によって示される応力は、１
よりも大きい最適化係数により、スプリングによって生
じる同類の平均応力よりも大きいように選ばれる。この
ような最適化によって、比較的大きい、高荷重容量の構
造を持つ小型の材料に制限のある装置の有利な誤差のな
い属性を享受する重量測定装置が得られる。このような
組合わせは、実際の重量測定用に使用するためには、比
較的頑丈であり、そして、環境汚染現象等を最小化する
ためのより実際的な設計になじみ易い。

【００１０】本発明の別の特徴は、荷重を受ける部分に
加えられる荷重力を測定するための重量測定装置であっ
て、地盤との力の連通経路を有す重量測定装置を提供す
ることにある。この装置は、力の連通経路内にあって、
荷重を受ける部分と地盤との間に力伝達関係で連結して
おり、且つ荷重力に応答して荷重力下で偏向可能であっ
て力の伝達を行うための第１の応力を表わす第１のスプ
リングを有している。その経路内にはセンサが設けられ
ており、加えられる力を受けて偏位し、荷重力の値と相
関付けることの出来る出力を発生する。更に、伝達スプ
リングが経路中に、第１のスプリングと平行した力の経
路関係に於て、またセンサに対して直列的な力の経路関
係に於て設けられ、この第１のスプリングと伝達スプリ
ングとを有する重量測定装置内の誤差を実質的に抹消す
るのに効果的な量で第１のスプリングによって得られる
第１の応力値よりも大きい第２の応力値を得ている。

【００１１】本発明の別の側面は、荷重を受けるための
受け部と、第１のスプリングと、荷重受け部から地盤に
至る力の伝達経路内のセンサとを有する重量測定機構内
の系統誤差の排除を最適化するための方法であって、第
１のスプリングを荷重受け部と地盤との間の直列の力伝
達関係に於て備える段階と、第１のスプリングを荷重下
で第１の平均応力を生じるように構成せしめる段階と、
センサを、荷重受け部と地盤との間の経路内にあって直
列の力の伝達関係に於て、また荷重に対応する出力信号
を生じるための経路内の第１のスプリングと平行な力の
伝達関係に於て提供する段階と、センサと直列の力伝達
関係にあって、加えられる力を保持し、且つ第１のスプ
リングと平行な力伝達関係にある伝達部材を提供する段
階と、系統誤差を実質的に排除せしめるのに効果的な量
だけ第１の平均応力よりも大きな第２のストレスを有す
るように伝達部材を構成する段階と、を含んでいる方法
を提供することにある。

【００１２】本発明の更に別の側面は、荷重の重量を測
定するための重量測定装置を提供することにある。この
装置は、荷重を力伝達関係に於て受けるための荷重受け
部を有し、地盤に到る力伝達経路内に存在する第１のス
プリングを有する。加えられる力により弾性偏位可能で
あり、偏位に反応して荷重に対応する出力を発生するた
めの変換器を有するセンサが備えられている。伝達部材
が装置中に含まれており、センサと直列の力伝達関係に
於て、また第１のスプリングと平行な力伝達関係に於て
結合しており、且つセンサに加えられた力を保持するよ
うに構成されている。

【００１３】本発明の別の特徴は、積載荷重を測定する
ための装置を製作するための方法であって、力伝達関係
に於て荷重を受けるための荷重受け部を有する第１のス
プリングを提供する段階と、地盤に到る力伝達経路内に
第１のスプリングを配置する段階と、加えられる力によ
って偏位可能であって、荷重に対応する出力を発生する
センサを提供する段階と、センサに加えられた力を保持
するために構成された伝達スプリングを提供する段階
と、力の伝達経路内にセンサおよび伝達スプリングを配
置することと、伝達スプリングをセンサと直列の力伝達
関係に於て、また第１のスプリングと平行な力伝達関係
に於て結合する段階と、を有する方法を提供することに
ある。

【００１４】本発明の別の特徴は、積載荷重を測定する
ための重量測定装置を提供することにある。この装置に
は、力伝達経路内にあって荷重を受けるための荷重受け
部を有し、平行に配置されたビーム部品と、その間に渡
って開口部を有するフレームを形成するように配置され
た垂直材より構成された第１のスプリングが設けられて
いる。センサは力伝達経路内の第１のスプリングと平行
な関係で設けられている。センサは、第１のスプリング
の開口部内の中央の平面の囲りに対称的に配置された平
行四辺形状のフレーム内に間隔を置いて平行に配置さ
れ、加えられた荷重に対応する出力を得るために固定端
と荷重を受ける偏向可能な可偏向端の間で長手方向に伸
びたビーム部品を有する。伝達ビームは前記の経路内に
設けられ、スプリング部品の開口部内に位置する。伝達
ビームは固定端を有し、その端部から反対側に配置され
た偏向端に達し、そこで開口部を通って外側に面した第
１のコネクタ面を有する。取付け配置は、センサに固定
されセンサと共に可動な第１のスプリングの開口部内に
あり、開口部を通って外側に面し、第１のコネクタ面と
一列になった第２のコネクタ面を有する。第１のスプリ
ング開口部に面し、且つその開口部を通して接近可能な
第１及び第２のコネクタ部を有する力伝達桿が設けられ
ている。第１のコネクタ部は第１のコネクタ面に接続さ
れ、また第２のコネクタ部は第２のコネクタ部に接続さ
れ、且つ加えられた荷重を伝達するように構成される。

【００１５】本発明の別の特徴は、積載荷重を測定する
ための重量測定装置であって、第１の材料から形成さ
れ、偏向可能な端部の垂直部と別の固定端の直立部の間
で長手方向に伸びた間隔を置いて平行に配置されたビー
ム部品を有するように構成されたセンサを含む重量測定
装置を提供することにある。スプリング、即ち支持組立
品は、第２の材料から成り、上側に配置された荷重受け
面と、反対側に配置された接触面とを有する植込み部品
を含んでいる。センサは更に固定端に隣接する第１及び
第２の垂直に互いに反対方向に配置された取付け面を有
する一体成形され、前記両面の間に反対方向に配置され
たスロットによりビーム部品から分離された第１の圧着
取付け台を有する構成であって、第２の取付け面は支持
組立品の上方に配置された荷重受け面に近接している。
取付配置は、圧縮台の第１の表面と植込み部品の接触面
との間に圧縮保持を与えることも考慮されている。

【００１６】本発明の別の特徴は、偏向可能な可偏向端
の１つの垂直部と別の固定端の垂直部との間にある間隔
を置いて平行に配置されたビーム部品を有するように構
成されたセンサを有する、積載荷重を測定するための重
量測定装置を提供することにある。支持組立品は、垂直
に配置した接続部を有するように設けられている。セン
サは更に直立部の１つに隣接する接触面を限定する固定
端に隣接する第１のコネクタ開口部を有するように構成
されている。取付け組み立て品は第１のコネクタ開口部
内に位置する圧縮板を含み、第１の接触面と圧着可能な
接触状態にある接触部品を有しており、また第１の圧縮
コネクタ配置が第１の圧縮板と、支持組立品に垂直に配
置された接続部の間にあり、センサ端部を接続部に圧着
力を以て圧着保持するように設けられている。

【００１７】本発明の別の特徴は、積載荷重の測定のた
めの重量測定装置を提供することにある。この装置は、
固定端の直立部から可偏向端の所定の垂直範囲の別の直
立部までの間にある間隔を置いて平行に配置されたビー
ム部品を有するように構成されたセンサを備えている。
センサの固定端に隣接する直立部に対してこれを支持す
る関係に於て垂直に配置固定された支持組立品が含まれ
ており、また取付ブロックは、可偏向端に直立部を有す
るセンサと組合せ可能な第１の取付部を備えており、全
体的にこの第１の取付部から外側に向って垂直に配置さ
れた第２の取付部に及ぶ所定の垂直範囲よりも大きい所
定の長さ方向の範囲だけ上向きに伸びている。コネクタ
配列部は、取付けブロックの第１の取付部を、可偏向端
に於て直立部を有するセンサと結合するために設けられ
ている。所定の距離と実質的に同一の長さの力伝達桿
が、取付けブロックの第２の取付部に結合された第１の
コネクタ部から、荷重積載組立部と結合した下側の第２
のコネクタ部まで伸びている。

【００１８】本発明の別の特徴は、積載荷重を測定する
ための重量測定装置を提供することにある。重量測定装
置は、固定端の直立部から別の可偏向端の直立部であっ
て略中央の平面部に対称的に配置されている直立部まで
の間にある間隔を置いて平行に配置されたビーム部品を
有するように構成されたセンサを包含している。支持組
立品は、センサの固定端に近接した直立部に支持関係に
於て垂直に配置された部分を有するように設けられてい
る。取付けブロックは、可偏向端に直立部を有するセン
サと組合わせ可能な取付部と、中央の平面部に近接し且
つ平行している第１のコネクタ面を備えている。コネク
タ配列部が、取付けブロック取付部を、可偏向端のセン
サ直立部と結合するために設けられている。力伝達桿が
第１及び第２の間隔を置いて配置されたコネクタ部を有
し、中央の平面部に対して対称的に配置されており、第
１のコネクタ部は、第１のコネクタ面に接続され、また
第２のコネクタ部は荷重積載部本体の第２のコネクタ表
面と接続されている。この発明の他の目的は、ある程度
明らかになるであろう。そして、この発明の他の目的
は、以下にある程度現れるであろう。したがって、この
発明は、その装置と、構造の保持方法と、要素の結合
と、部品の配置と、そして以下に記述された説明書中に
実証されている段階とより成るものである。この発明の
本質及び目的の完全な理解のために、参照事項が添付図
面に関連して記載された以下の詳細な説明中に示される
であろう。

【００１９】

【実施例】以下の実施例に於て、荷重を受ける案内ビー
ム型のスプリングの形状と、その荷重配分上の特徴を有
する構成について、まず一般的に説明する。後者の特徴
は、弾性的反作用を生じる非金属またはセラミック製の
反力装置であって荷重の配分によって加えられる力によ
って偏向し、力を測定する出力または読出し情報を発生
するための装置として提供される小容量ではあるが著し
く誤差の少ないセンサと特に組合せられる。この一般的
説明に続いて、荷重配分組合せ内での偏向可能な検出部
要素の場合に生じ得る系統誤差に関する製品設計の最適
化を目標とする解析方法を示す。最後に好ましい実施態
様を示す重量測定装置の実際的設計と構造的側面につい
て図解、説明する。

【００２０】図１に於て、本発明を実現する重量測定構
造を１０で示す、構造１０では、上部ビーム要素１２と
下部ビーム要素１４を有する案内ビーム即ち上皿天秤型
スプリング１１が使用され、下部ビーム要素１４の一端
１６は固定支持された状態で示されている。一体成形さ
れた２つの直立部１８と２０は、ビーム要素１２および
１４を平行四辺形の状態で連結し、従ってビーム要素は
例えば構造１０の荷重受け部２２に於て、重量（ＷＯで
図示した）をかけた場合の案内ビームの役割を果す。一
般に、案内ビームは、ＷＯのような重量を受けた場合、
モーメントと均衡状態になり、ビームの末端または先端
の回転は生じない。一般論としてはＲｏａｒｋおよびＹ
ｏｕｎｇ著Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ（機械学、第５版（１９
７３）ＭｃｇｒａｗーＨｉｌｌＢｏｏｋＣｏ．，Ｎ
ｅｗＹｏｒｋ，Ｎ．Ｙ．）参照のこと。

【００２１】スプリング１１と一体成形され、直立部１
８から伸びたビーム２４のような伝達部材を使用するこ
とによって、荷重ＷＯの一部は荷重量の比較的小さな荷
重センサに与えられることができる。このような配置に
よって、比較的小型で敏感なセンサで大きい荷重値ＷＯ
の重量を測定することが可能である。この点に関して、
ビーム２４との組合せたセンサを一般的に２６で表す。
このビーム２４と、荷重の一部のみを測定する役割を果
すセンサ２６の組合せに於いては、上述の寸法関係によ
って、荷重の位置による誤差を防止することが出来、
「モーメントに不感性」であるとして挙げられるこの属
性によって、大型のスプリング１１にとって最初の利点
が得られる。

【００２２】しかし、研究者らは、更にスプリング１１
の伝達ビーム２４との荷重配分配列もまたヒステリシ
ス、クリープ等の系統誤差を打消すように設計出来るこ
とを見出した。このような利点を達成する形状を解析す
るためには、屈曲要素１２および１４内の平均応力をビ
ーム２４内の応力と等しくすべきこと、および解析を目
的としてセンサ２６が無限に硬質であるとみなすことが
要求される。このような剛性の、または理論的に無限に
硬質のセンサは、過去に於て早くから認められている非
常に硬質の振動ワイヤ装置等を利用するものである。屈
曲ビーム１２および１４と伝達ビーム２４の間の応力を
等しくするためには、通常屈曲要素１２に関しては２８
ａおよび２８ｂで、屈曲要素すなわちビーム１４に関し
ては３０ａおよび３０ｂで、また伝達ビーム２４の場合
には３２で示したように、各ビームにそれぞれ縮小断面
部を形成する方策がとられる。

【００２３】しかし、本発明に従えば、センサ２６は硬
質もしくは高度に剛性である必要はない。むしろセンサ
２６は、弾性偏向の可能な反力体４０を有する。反力体
４０は、好ましくはガラス／セラミック等で、高度に無
誤差性能を示す材料から構成される。抗力材４０の偏向
は、全体を４１で示した可変コンデンサ組立品の極板の
間隔を変化させることによって生じるキャパシタンスの
変化として検出され、その組合せがセンサ２６を構成し
ている。４０にみられるようにセラミック／ガラス製反
力体の寸法には制限があるために、測定し得る荷重の範
囲に関しては、実用上の制約がある。図示されているよ
うな荷重配分にあっては、反力体４０に関する無誤差の
利点を、スプリング１１のモーメントの影響をうけない
点と組み合わせて性能を最適化することも出来る。反力
体４０は、その一端４２において直立部２０に固定され
た状態で示されており、剛性の力伝達桿４４によって伝
達ビーム２４の端部に接続されている。コンデンサ本体
４１は、中央に一対の極板を配置して、直立の中間固定
材４２で支持した２面構造となっている。間隔を置いて
対向配置されたコンデンサ極板は、下向きの二又部材４
３の互いに内側に向いた面上に配置されている。

【００２４】一般に、スプリング１１とセンサ２６の間
での荷重ＷＯの荷重配分、即ち比例配分の程度は、例え
ばＬＳ：１の比率に従ってあらかじめ決定される。通常
の場合に得られるＬＳの値は、例えば、９である。図示
した配置では、センサ２６の抗力材４０は、解析のため
に、伝達ビーム２４から剛性の力伝達桿４４を介して加
えられる力によって偏向可能なスプリングであるとみな
される。このような加えられた力によるその偏向は、図
中ではＸＣＥＲＣで、またスプリング１１の総括偏向は
ＸＯで示されている。

【００２５】図１に示した組合せ配置によれば、上皿天
秤型スプリング１１と関連して作動する伝達ビーム２４
の誤差消去作用により、系統誤差を有意に排除した状態
を保つことが出来る。しかし、これらの構成要素間の応
力の均等化は、最適な重量測定装置の達成には関係な
い。ここで示すように、はるかに望ましい状態が、スプ
リング１１と伝達ビーム２４の間の荷重配分が後者中に
発生する応力が、若干高くなるように設計されるとき
に、得られる。以後に行なう解析に於て、このより最適
な条件は、最適化係数ｆと関係しているが、この係数は
伝達ビーム２４の縮小断面部３２中の応力のスプリング
１１の４箇所の縮小断面部２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３
０ｂ中の平均応力に対する比であると考えられる。ビー
ム１２および１４についての「平均応力」を考えると、
荷重ＷＯの位置が変ることが考えられ、その結果、それ
に応じてビーム１２および１４中の応力は変化する。従
って、斯かる構成要素に対する平均応力は、縮小断面部
２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂでの平均であると考え
られる。同様に、伝達ビーム２４の応力は、縮小断面部
３２に残留していると考えられる。

【００２６】以後の解析には、力の伝達経路に基づく等
価スプリング系が、図２に示したように使用される。図
を見ると、重量ＷＯが再度示されており、矢印５０より
力伝達経路の計量台５２に加えられている状態にあるこ
とがわかる。スプリング１１によって代表され、直立部
１８および２０を有するビーム１２および１４を含む、
力伝達経路内の構成要素は５６に於て強固に支持された
スプリング記号５４で示されている。スプリングの表示
５４はまたスプリング定数ＫＦＬＥＸを有するものとし
て示されている。同様に、並列の力伝達経路の関連に於
いては、伝達ビーム２４を表わし、スプリング定数をＫ
ＴＲＡＮで示したスプリング記号５８が設けられてい
る。直列の力伝達経路関係に於て伝達ビーム記号５８と
関連しているのは、センサ２６の反力体４０、例えばセ
ラミック製、に対応するスプリング記号６０であって、
スプリング定数ＫＣＥＲＣを持つものとして記号付けら
れている。即時解析のために、ある種の実用値が直ちに
構成要素１１，２４及び４０の性能に割り当てられる。
例えば、センサ２６のフルスケールの検出出力、最適化
全荷重，及び従ってフルスケール変位を得るために、反
力体４０のＸＣＥＲＣは公知である。典型的には、セラ
ミック系の装置の場合には、この値は０．００１インチ
である。同様に、広く用いられている荷重系では、載台
荷重は例えばＷＯの値としては１００ポンドであること
が出来、またその系の所望の変位ＸＯは、例えば０．０
１０インチであることが出来、この値では、過負荷停止
装置および典型的に遭遇する製造上の余裕を与えるよう
な手段を利用することが許される。

【００２７】ここで理想的なモデルを目標として、ＫＦ
ＬＥＸ，ＫＴＲＡＮおよび最大変位ＸＣＥＲＣの値を仮
定し、ＫＴＲＡＮとＫＣＥＲＣの組合せのばね定数をＫ
ＣＯＭＢとすれば、ＫＣＯＭＢは下記の関係で表わすこ
とが出来る。

【００２８】

【数１】

【００２９】ここで、その系の変位および、従って加え
られた荷重ＷＯに対する反応をＸＯ（図１）で表わす
と、その組合せばね定数ＫＣＯＭＢを持つ系の変位もま
たＸＯであって、下記の関係で表わすことが出来る。

【００３０】

【数２】ＸＣＥＲＣ、即ちセンサ２６の反力対４０の変位が既知
の媒介変数であることを想起すると、系全体のばね率Ｋ
Ｏは、

【００３１】

【数３】

【００３２】で表わされ、加えられる荷重に対して

【００３３】

【数４】

【００３４】の関係にある。

【００３５】代表的な媒介変数値があるとすれば、反力
体４０のばね定数ＫＣＥＲＣの値は、以下のようにな
る。例えば、荷重配分率ＬＳを近似的にＬＳ＝９とし、
ポンドを単位とする荷重容量ＷＯを１００ポンドである
とし、反力体４０の最大限の変位ＸＣＥＲＣが０．００
１インチであるとすると、スプリング１１の構成部品の
手頃な寸法からは、スプリング定数ＫＦＬＥＸは１イン
チ当りのポンド数で次のようになる。

【００３６】

【数５】

【００３７】ここで、数値１０は、評価し易いように追
加された。

【００３８】荷重分配率の値ＬＳは、下記の式に従って
スプリング１１のばね定数を伝達ビーム２４と関係づけ
ることも出来る。

【００３９】

【数６】

【００４０】上式から抗力材４０のばね定数について解
くと、次式が得られる。

【００４１】

【数７】

【００４２】上で決定した媒介変数の値に対しては、ば
ね定数は、ＫＣＥＲＣ＝９．１００ポンド／インチ、Ｋ
ＴＲＡＮは１．０００ポンド／インチ、またＫＦＬＥＸ
は９．０００ポンド／インチとなる。しかし、上記は理
想的なモデルを表わしていることを想起する必要があ
る。

【００４３】ここで解析には、スプリング１１と伝達ビ
ームが共に不完全なスプリングであることが前提となっ
ている。これに対して、センサ２６に使用されるセラミ
ック材系の反力体４０は、その既に実証されている性能
品質により、この場合本質的に完全なスプリングである
とみなされる。たわみ、即ち案内ビーム要素１２及び１
４ならびに伝達ビーム２４が理想的でない程度を誤差百
分率（ここではＰＥＲＲで表わす）として考慮に入れる
こともできる。従って、これらの誤差を含む構成部品の
近似的なばね定数は、所定の係数だけずれ、また特に伝
達ビーム２４によって生じる誤差は、ビームが僅かに大
きい応力を示すような大きさになると誤差も僅かに大き
くなる。誤差に基づく評価を行なうために、早くより注
目された最適化係数ｆは、数値ｉに関する値を割当てら
れるが、ｉは例えば０から１００（ｉｍａｘ）までの数
値範囲内にあることが出来る。

【００４４】スプリング１１のばね定数ＫＦＬＥＸの所
定の百分率誤差には、係数ｆによりＫＴＲＡＮに僅かに
大きい誤差を伴う。係数ｆは、ここで後者の伝達要素と
の関係のみで適用されるものであって、また系の最大誤
差消去は、荷重配分率値ＬＳが変化するときは種々の値
で生じる。この荷重配分比を最適化係数と関係づける式
は、次のように表わされる。

【００４５】

【数８】

【００４６】ここで数字４０００は変動係数である。係
数ｆは、１から

【数８】式のｉｍａｘでの値までの範囲内で変化する。

【００４７】誤差を反映するばね定数は、次式で表わさ
れる。

【００４８】

【数９】

【００４９】

【数１０】

【００５０】上記から、ばね定数ＫＴＲＡＮＥｉは係数
ｆｉを反映し、係数ｆｉによって唯一の結果を生じる。
従ってすべてのｉの値に対してＫＴＲＡＮの値１つが存
在することが認められる。誤差係数が伝達ビーム２４と
スプリング１１の両方に関係しているので、偏向は誤差
係数によって異り、また荷重を表わす出力が変化する。
しかし、センサ２６の出力が、その系の出力であること
が想起される。しかし、センサ２６の反力体４０の偏向
の程度は、ここでｉのそれぞれの値ＸＣＥＲＣＥｉに対
してＸＣＥＲＣＥとして表わされる誤差を反映してい
る。

【００５１】ここで、誤差を表わす添え字を付したばね
定数記号で示される誤差を含むばね定数での反力体４０
の偏向について、再計算を行なう。上に述べたように反
力体４０に対する定数ＫＣＥＲＣは誤差を有しないと仮
定されていることに注意する。下記の一連の式が得られ
る。

【００５２】

【数１１】

【００５３】

【数１２】

【００５４】

【数１３】

【００５５】

【数１４】

【００５６】

【数１５】

【００５７】従って、反力体４０の新しい偏向ＸＣＥＲ
ＣＥｉが各ｉごとに示される。ＸＣＥＲＣＥｉとＸＣＥ
ＲＣとの間の偏向差について、ＸＣＥＲＣに関する比を
求めると、次式のように表すことが出来る。

【００５８】

【数１６】

【００５９】このように、導入された最初の誤差、即ち
系によって除去される誤差ＲＥＲＲの程度、即ちその範
囲に注目することが出来る。表現をかえれば、誤差ＰＥ
ＲＲが排除される程度は、下記の排除率ＲＲｉによって
表わすことが出来る。

【００６０】

【数１７】

【００６１】更に比較分析を行なうと、系の一連の総括
的偏向の最大値は、

【００６２】

【数１８】

【００６３】で表わされる。

【００６４】図３に於て、誤差係数、即ち最適化係数ｆ
の関数として、排除率ＲＲｉをプロットした図表が示さ
れている。７０および７２のように２本の相補曲線は、
９の荷重配分率ＬＳを含めた媒介変数の選択のために導
出されたものである。曲線７０および７２を生成するた
めに下記の媒介変数を用いた。ＸＣＥＲＣ＝０．００１” ＸＯＥ＝０．０１０２ＰＥＲＲ＝１ＫＴＲＡＮ＝１０００ＫＦＬＥＸ＝９０００ＫＣＥＲＣ＝９１００

【００６５】排除率Ｆの値が１である場合は、圧電セン
サまたは振動弦センサを使用した研究者の設計に認めら
れ、その場合の排除率はＲＲ₀ ＝１１．３３５７７であ
る。これは、以前の応力均等化設計によっても良好な性
能の得られることを示している。しかし、重要なこと
は、排除比ＲＲが無限大に近づくようにｆの値が選ばれ
た場合に性能が高められることである。この値は、例え
ば図３では約１．１で、ｉの値の約４９０に対応してい
る。従って、この１．１の値は曲線７０および７２の変
曲点にほぼ位置する。実際に、最適化係数、即ち誤差係
数が１の誤差の排除は、約１１：１の比にある。従って
系統誤差の約１０％が、瞬間解析に従って変えられるの
でなければそのまま残ることになる。別の表現によれ
ば、瞬時的な基準による設計では、伝達ビーム２４の応
力がスプリング１１の構成要素１２および１４中の平均
応力よりも１１倍高くなるように考慮する。

【００６６】図４には同様な図表が示されており、図中
の曲線７４と７６は荷重配分値ＬＳを２としてプロット
されている。この解析での媒介変数の値は以下の通りで
ある。ＸＣＥＲＣ＝０．００１ＸＯＥ＝０．０３４０１ＬＳ＝２

【００６７】ＫＴＲＡＮ＝１０００ＫＦＬＥＸ＝２０００ＫＣＥＲＣ＝３２６６７この実施例での誤差係数即ち最適化係数に対する変曲点
は約１．０３の位置にある。特に、以前の構造化を代表
するｆｉ＝１での応力排除比ＲＲ₀ は図３の例示に関し
ては約５１の値に増加することに注意されたい。

【００６８】図５に、同様の解析を荷重配分値ＬＳが１
０である場合について行った結果を示す。この解析に於
て、下記の媒介変数値が得られた。ＸＣＥＲＣ＝０．００１ＸＯ＝０．００９２８ＬＳ＝１０

【００６９】ＫＴＲＡＮ＝１０００ＫＦＬＥＸ＝１００００ＫＣＥＲＣ＝８１８２

【００７０】スプリング１１と伝達ビーム２４中の応力
が等しいことを表わす誤差係数即ち最適化係数が１の場
合の排除率ＲＲ₀ は、このモデルでは約１０である。し
かし曲線７８および８０の変曲点は、本発明の重量測定
系１０の誤差排除の最適化を表わすｆ₁ の値が１．１２
である場合であると考えられる。

【００７１】図６は、荷重配分比ＬＳ２０を選んだ場合
に関する解析結果を示す。この解析に含まれる媒介変数
は下記の通りである。ＸＣＥＲＣ＝０．００１ＸＯＥ＝０．００４８６

【００７２】ＫＴＲＡＮ＝１０００ＫＦＬＥＸ＝２００００ＫＣＥＲＣ＝３８１０

【００７３】得られた曲線８２および８４は、伝達ビー
ム２４とスプリング１１中の応力が等しいように選択し
た場合を表わす最適化係数即ち誤差係数が１であるとき
には排除率ＲＲ₀ は約５となることを示している。これ
は理想的な無限値に較べて、誤差排除の程度が比較的低
いことを表わしている。しかし、曲線８２と８４がｆ₁
の値が約１．２５の変曲点のあることが認められる。従
って、装置１０の伝達ビーム２４内の応力が僅かに変化
することによって、誤差排除についての可成りの程度改
善が、本発明の重量測定系に於て認められる。

【００７４】図７において、曲線８６および８８は、荷
重配分値ＬＳが比較的高い値である５０に設定された場
合の排除率の変化を表わす。この解析に対しては、下記
の媒介変数が得られた。ＸＣＥＲＣ＝０．００１ＸＯＥ＝０．００２

【００７５】ＫＴＲＡＮ＝１０００ＫＦＬＥＸ＝５００００ＫＣＥＲＣ＝９８０

【００７６】誤差係数即ち最適化係数ｆ₁ が１で、系の
スプリング１１と伝達ビーム２４中の応力が等しい場合
には、排除率ＲＲ₀ は約２で比較的低い値が得られる。
しかし排除比が無限大に近づく曲線８６および８８の変
曲点に於ける誤差係数ｆ₁ は約２．０の値となる。

【００７７】上記から、検討中の構造が、スプリング１
１中の平均応力が同等であるとする早期の基準に基づい
て設計される場合には、無限大に近い排除比はセンサが
無限に剛性である、即ち、無限に硬質であると考えられ
る場合に生じることが観察される。他方、スプリング特
性を有する反力体４０のような素子即ちセンサ２６が用
いられ、実用的な剛性であると考え得る状態を発揮する
場合には、重要な改良設計は、伝達ビーム２４内の相対
応力を、スプリング１１中の平均応力に関係するものと
して、特別な誤差排除に基づいて選択することによって
行われる。好ましくは、後者の応力は上記の解析中に示
された係数ｆだけ高い。

【００７８】本発明による重量測定装置と共に使用され
るセンサ２６の形状は、設計者の選択によって若干変化
することができる。しかし、いずれの形状も実際の荷重
配分率との関係に於て加えられる荷重に対する弾性応答
または反作用に対して応答することが要求される。動き
または偏向は、好ましくはキャパシタンスの変化によっ
て測定されるが、それに代えてひずみゲージその他の変
換器を使用してもよい。

【００７９】図８に於て、本発明の実施例が装置１００
でより詳細に示されている。装置１００は基盤即ち計量
基板１０２を有し、これに垂直に直立の支持棒１０４が
取付けられている。更に図９を見ると、支持棒１０４
は、基盤部の裏面から本発明の重量測定用構造体１０６
に挿入された機械用ボルト（図示されていない）によっ
てその構造体に接続することによって、一般に垂直に配
向された片持状態で、その重量測定用構造体１０６を保
持するように機能する。従って構造体１０６の接地構造
が確立される。重量即ち荷重は、図９に示したように装
置１００の補強板１１０とブロック１１２によって隣接
するその装置１００の荷重受け部１１４に結合された計
量板、即ち荷重受け部１０８での計量用に構造体１０６
上に置かれる。

【００８０】装置１００は、２本の平行に間隔を置いて
配置された案内ビーム要素１２２および１２３を有する
機構状に構成された、広く１２０で表わしたスプリング
を有する。これらの構成要素は、垂直な直立部品１２４
および１２５を有する枠構造として一体に構成され、そ
の間の内部に開口部１２６を形成する。ビーム１２２内
の平均応力は縮小断面部１２８ａおよび１２８ｂによっ
て調整され、これに対応してビーム要素１２３内では縮
小断面部１３０ａおよび１３０ｂに於て応力が調整され
る。

【００８１】直立部１２５からは、内側に向かって一体
成形された伝達ビーム１３２が伸びており、応力調整用
の縮小断面部１３４がその中に機械加工されている。

【００８２】スプリング１２０は好ましくは、比較的実
際に遭遇し易い現場での重量測定用に適した寸法に容易
に成形されるアルミニウム等の一般によく使用される材
料から構成される。上皿天秤構造によって、スプリング
１２０は実質的にモーメントに影響されないように構成
することが出来る。本発明によれば、スプリング１２０
は図９中の反力体１４０を有するセンサ１３８と結合し
ている。反力体１４０は、また平行な案内ビーム機能を
有するように構成することも出来、また重要なことであ
るが、ヒステリシスやクリープ等の系統誤差を実質的に
有しない材料から形成される。これらの材料は、例え
ば、セラミック／ガラスまたはベリリウムー銅として供
給される。反力体１４０には、上部の案内ビーム要素１
４２と、これと平行に間隔を置いて配置された補助ビー
ム要素１４３とが組込まれているのが見られる。これら
のビーム１４２及び１４３は、垂直な中心面（図示され
ていない）の囲りに対称的に構成された枠構造として、
領域１４４および１４５に示された間隔を置いて配置さ
れた垂直の直立部と一体に形成される。斯く示された形
状により、開口部１４８が反力体１４０内の本質的にそ
の中点に形成される。開口部１４８内のセンサ１３８は
広く１５０で表わされる可変容量性の偏向検出部を有し
ている。可変容量性の配置部１５０は、中央に配置され
た電極要素を有し、ビーム１４３と一体に形成された直
立の中間固定材１５２として存在する電極を内部に配置
して成る両面コンデンサとして構成される。中間固定材
１５２は、反力体１４０がセラミックからなるときは電
気的に絶縁状態にある。中間固定材１５２の長手方向に
面する側には、金属製の導電性電極材料の層１５４があ
る。直立の中間固定材１５２上に、またそれから間隔を
とって、下向きに垂下した分岐状の部材１５６があり、
その内表面に沿って導電性の金属層を有し層１５４と共
にコンデンサを形成している。分岐部材１５６が案内ビ
ーム要素１４２と一体に形成されているのがみられる。
図示した配置に於いては、荷重に依って生じる反力体１
４０の偏向時に、金属層１５８と１５４が互いに配置部
１５０の１方の側に於て非接触的関係に於て接近し、他
方の側に於て相互から離れて、物理的なプッシュプル」
変化とみなされる状態で配置部の総括キャパシタンスを
変化せしめる。回路基板１６０（図８）内の適当な回路
構成によって、このキャパシタンスを検出して測定台１
０８に加えられる重量を代表する出力信号に変換する。
本明細書の全ての実施例に適用可能なセンサ用コンデン
サのキャパシタンスの所定の機能である信号発生のため
の回路の説明はＢｒｉｅｆｅｒの米国特許Ｎｏ．４，０
５４，８３３（発明の名称「キャパシタンス測定システ
ム」，１９７７年１０月１８日発行）に記載されてお
り、本明細書中に引用されている。更に図１０に於て、
回路基板１６０は発生する信号のフロントエンド信号処
理までの電気的な導線の長さを最小にするようにキャパ
シタンス部１５０に密接して取付けられていることがみ
られる。この点に関しては、回路基板１６０は２個の絶
縁体１６２および１６３によって装置１００内に保持さ
れ、絶縁体は直立部１０４にボルト止めされていること
に注意されたい。配置部１５０に到る３本の導線が図１
０中の１６４に示されている。これらの導線の長さをこ
のように短くすることによって、質的低下を招く疑似キ
ャパシタンスとノイズ現象が発生信号から実質的に除か
れる。

【００８３】力は、伝達ビーム１３２を有する荷重応答
組立部から剛性の力伝達桿即ちリンク１７０を介して反
力体１４０加えられる。図９および図１０は、力伝達リ
ンク１７０が取付けられたときに垂直中心面の囲りに実
質的に整列され、または対称的になるように、伝達ビー
ム１３２が、反力体１４０を経て垂直中心面と本質的に
整列した位置にコネクタ平面が来るように、外側の先端
部に切込みがつけられていることを示す。これに関して
は、図９は、力伝達リンク１７０が、伝達ビーム１３２
の切込みのある外側先端部に機械ねじで結合された水平
配置のフランジまたはコネクタ部１７２を有するように
構成されることを示している。さらにリンク１７０は、
高抗張力の縮小桿または縮小断面部を介して、一体に成
形された垂直に配向されたフランジまたはコネクタ部１
７４にまで達している。フランジ１７４は、順次、機械
ねじでＬ型取付けブロック１７６の上側のコネクタ表面
に結合される。図１０は、ブロック１７６が力伝達リン
ク１７０との接触を避けるために領域１７８で機械切削
されていることを示している。後者に関しては、典型的
にはアルミニウムから成るスプリング１２０と典型的に
はセラミック材料から構成される反力体１４０との間の
熱膨張係数の差に対して調節を行なう。力伝達リンク１
７０の薄い中央部は引張りまたは垂直に加えられる力に
対する応答に於て完全に固定されているが、膨張係数の
著しい差によって生じる水平方向の移動増分に関しては
柔軟性を持っている。ブロック１７６は、フランジ１７
４から挿入される取付けねじを受け、確実に保持するこ
とが出来るように、アルミニウム等の金属で構成するこ
とも出来る。上述の取付け構造の有利な点は、開口部１
２６を通して、組立員が手を入れることが出来ることに
ある。ねじ回し等を必要とする全ての接続は、開口部１
２６を通して接近することによって容易に実施される。

【００８４】ブロック１７６を反力体１４０の偏向可能
な端部に取付けるためには、反力体１４０を典型的に構
成するセラミック材が機械ねじ等の固定金具を受けるの
に適していないために、上記の両者の間には接触させる
ことが必要である。従って、反力体１４０の偏向可能端
は一体に構成され、縮小された面積範囲である１８０，
１８１の２つの一体に生成され、且つ外側に向かって平
面接触領域を持つ様に構成される。接触領域１８０およ
び１８１はブロック１７６の平面と一部接触状態にある
のが見られる。この表面１８４と平面接触領域１８０及
び１８１の間の接触は、圧着板１８８を通して取付けブ
ロック１７６中に入る機械ねじ１８６等の一対のコネク
タによって緊密な圧着状態に維持される。圧着板１８８
は、反力体１４０の内部に位置せしめられる接触面と、
そのコネクタ開口部１９２内で接触するように機能す
る、半球状の凹部等の２つの垂直に間隔を置いて配置さ
れた接触要素を有するように構成される。別の接触を形
成する配置としては、凹部またはくぼみ１９０および１
９１は、図１２に示したように、その中に２１４および
２１５で示したように硬質の球体を受ける目的で、圧着
板２０８の処理方法に於て逆にすることも出来る。後者
の配置は、組合わせた部品間の相対的な膨張・収縮運動
の調節機能を高める。図示した配置に於ては、対になっ
た機械ねじを締め付けることによって、圧着板１８８が
ブロック１７６を接触領域１８０および１８１と接触せ
しめて、２つの限られた圧着面積域を形成する。同様に
接触要素１９０および１９１が接触面１９３上のそれぞ
れ別個の限られた面積域と圧着せしめられる。このよう
にこれらの限られた面積の圧着領域と小面積の平面接触
領域１８０および１８１を確保することによって、実質
的に高い単位圧が得られ、ブロック１７６と反力体１４
０の間の摩擦結合が強められる。この配置は、ことに周
囲の温度変化によって発生し得るようなスリップを防止
するのに役立つ。特に僅かな滑りが系のゼロ位置に差を
生じるような装置では初期運用中の滑りを避けることが
好ましい。接触要素用の凹部１９０および１９１では、
また圧着板１８８内の半球状のくぼみ内に鋼製その他の
硬質材料から成る小球を取付けることも出来る。このよ
うな配置は、反力体１４０の反対側、即ち非偏向端との
組み合わせで図示されている。

【００８５】更に図１１および図１２に於て、後者の取
付けが画かれている。前の説明と同様に、反力体１４０
はスプリング１２０の直立要素１２４の垂直荷重受け面
または接続部に接触する２つの垂直に間隔を置いて配置
された縮小接触面積域２００，２０１を持つように構成
されている。しかし、直立部１２４は、上側に配置され
一体成形された接触ビーム２０２を有し、その外面が２
０４に於て上側に配置された反力体１４０の接触領域２
００と接するように構成されていることに注意された
い。これに対応して、直立部１２４の下部の接触面２０
６は比較的大きな垂直部分を占め、反力体１４０の低い
位置の接触領域２０１と圧着接触の役目を果す。この配
置は、垂直方向に想定される反力体１４０と直立部１２
４の間の熱膨張・収縮の差に備えるためのものである。
この点に於て、片持ちの薄いビーム構造部２０２は垂直
に屈曲し、反力体１４０と直立部１２４の間の滑りを生
じることなく、領域２００と圧着接触を保持することが
出来る。

【００８６】前述のように、反力体１４０を直立部１２
４に圧着状態に保持するには、圧着板２０８を機械ねじ
等の一対のコネクタと組合わせて使用する。圧着板２０
８は、反力体１４０内のコネクタ用開口部２１２内にあ
るのが見られ、また一対の機械ねじ２１０がその反力体
１４０のいずれかの側に伸びて直立部１２４と結合して
いるのが見られる。しかしこの実施例に於ては、前に説
明した凹部１９０および１９１に代って、２１４および
２１５で示したようなボールベアリング等の硬い小球
が、コネクタ用の開口部２１２内で開口部２１２内で反
力体１４０の垂直面と接触するように垂直に並べて配置
されている。半球状のつめが小球２１４および２１５を
収容するように圧着板２０８内に設けられている。小球
２１４と２１５とを収容する半球状のくぼみの半径は、
対応する小球自体の半径よりも大きいことが認められ
る。また小球２１４は領域２００の中心に配置され、ま
た小球２１５は領域２０１の中心に配置されていること
がみられる。前述のように、図示された配置では、圧着
圧力は、小球２１４および小球２１５がコネクタ用開口
部２１２内における反力体１４０の対応する接触面２１
６での限られた接触領域内にあるときに高くなる。同様
に前述の高摩擦の接触を生じるような高い圧着圧力は、
反力体１４０の限られた領域２００及び２０１が直立部
１２４と部分的圧着接触に保持されているときに達成さ
れる。

【００８７】図１３および図１４に於て、枠構造１０６
内にセンサ１３８を取付けるための別の実施例が示され
ている。ここでスプリング構成体１２０が前に用いたと
同じ番号で再び示されている。しかし、反力体は２４０
で表わされ、別の構成の外周形状を持っているのがみら
れる。中央に配置された変換器と、センサ１３８と組合
わせて前に説明した各案内ビームは、構造を理解し易く
するために、図１３では図示されていない。しかし、こ
れらの構成要素も存在する。反力体は２４０が、２個の
長手方向に間隔を置いて配置した、それぞれ孤立した圧
着取付け台２４２および２４３を有するように構成され
ているのがみられる。取付け台２４３は、割りクランプ
組立部２４４により開口部１２６内で内側に向って突出
した中間固定材上に保持される。図１４は、取付け配列
部即ち割りクランプ２４４には上部および下部の棒状ク
ランプ２４８および２５０が含まれており、これによっ
て圧着取付け台２４３の下側の取付け面を中間固定材２
４６の上側の受け面上に１対の機械ねじ２５２によって
得られる圧着力によって保持している状態を示してい
る。棒状クランプ２５０は、中間固定材２４６の下側の
接触面に圧着された状態にあり、また棒状クランプ２４
８は圧着固定台２４３の上側の取付け面に圧着された状
態にある。割りクランプ組立部２４４によって反力体２
４０に加えられ、そのガイドビーム形状を変形せしめて
外側の案内ビーム要素の初期荷重状態を不規則にする恐
れのある圧縮作用が、互いに相対して配置された上部お
よび下部の分離スロット２５４および２５５によって、
計量構造体内で分離されることがわかる。同様に、図１
３は、対応する分離スロット２５６および２５７の存在
が、棒状クランプ２６２およびＬ型の棒状クランプコネ
クタ２６４から構成された割りクランプ組立部２６０に
よって圧着取付け台２４２に加えられる初期応力作用を
分離するのに役立つことを示している。棒状部品２６２
および２６４は、一対の機械ねじ等のコネクタ（その１
つが２６６で図示されている）によって圧着取付け台２
４２のそれぞれ反対側の取付け面に圧着保持されてい
る。２６６の機械ねじは２５２の対の機械ねじと同じ方
法で用いられる。ブロック２６４は、力伝達桿２７０用
の上部コネクタを構成する水平フランジ２７２に取付け
られる２６８のコネクタ延長部を有していることが図示
されている。同様に、水平フランジ２７４は力伝達リン
ク２７０をその下部で伝達ビーム１３２に連結してい
る。前に述べた実施例の場合と同様、実質的に力伝達リ
ンク２７０は反力体２４０の垂直中心線に維持される。
従って力伝達リンク２７０は前に述べた組立部１７０と
同じ方法で機能する。

【００８８】図１５から図１７において、構造体１０６
内にセンサ１３８を取付ける別の実施例を示した。ここ
でスプリング１２０が再び以前に用いたと同じ番号付け
で示されている。しかし反力体３００で示され、また前
に図９と関連して説明した１４０の反力体に相当する外
形を持つことが図示されている。反力体１４０に関して
前に説明した中心に配置される変換器と各ガイドビーム
は理解を容易にするために図１５には図示されていな
い。しかしこれらの構成要素及びそれらの同等品も存在
する。

【００８９】反力体３００は、スプリング１２０の内部
の開口部１２６内の低位置にあることが図示されてい
る。しかし各要素間の取付けは、図９に関連して説明し
たところと同様である。実際には、直立部１２４は、支
持組立部に、低位置の接続部３０２と接触ビーム３０４
とを有する垂直部を構成する。これに対応して反力体３
００の直立部３０６は、表面３０２とビーム３０４とそ
れぞれ接触する位置にある縮小面積域の垂直な間隔を置
いて配置された２つの平面接触領域を有するように構成
されている。前例のようにこの配置は、反力体３００と
直立部１２４との間で垂直方向に考えられる熱膨張と熱
収縮の差を考慮に入れている。取付け配列部は、図９の
実施例の場合のように、反力体３００の直立部３０６に
隣接するコネクタ用開口部３１２を有する。この開口部
３１２内には、一対のコネクタを取付けた圧着板３１４
が設けられている。（コネクタの１つは３１６で示され
ており、直立部１２４とねじ込み結合される。）反力体
３００の直立部３１８の位置の偏向可能な端部と伝達ビ
ーム１３２の間の結合は、一般に３２０で表わされた取
付けブロック／力伝達桿組立部を介して行われる。組立
部３２０と取付けブロック要素３２２は、表面領域３２
４として形成されている１つの取付け部とほぼ３角形を
なすように構成され、その低部には接触ビーム３２６と
その下方の接続面３２８を有することが図１７に図示さ
れている。ビーム３２６と表面３２８とは、センサ３０
０の直立部３１８の外面上に形成された、それぞれの対
応する平面接触領域３３０および３３２と接触状態にあ
ることが図示されている。組立部３２０と反力体３００
との間の接触もしくは圧着による結合は、前述の方法
で、コネクタ用開口部３３６内に挿入された圧着板３３
４によって行われる。圧着板３３４には、開口部３３６
内の接触面３３８に接触圧着せしめる球形の接触部品を
設けることもできる。機械ねじ（その１つを３４０で示
す）は反力体３００のいずれかの側で、組立部３２０内
のねじ付き開口部中に達する。（この開口部は図１６に
おいて、３４２および３４４で示されている。）

【００９０】取付けブロック３２２が反力体３００の上
側へ伸びているのが図示されており、またそこから外側
へ直角に伸びて全体として３４６で表わされる先端取付
け部を形成している。取付け部３４６は図１７に３４８
で図示したようなコネクタ平面を生じるように機能して
いる。コネクタの表面３４８は、力伝達桿３６０の上部
フランジ３５８を保持するための個別に示された２個の
機械ねじ３５４および３５６を受けるために３５０およ
び３５２の位置で穿孔され、ねじ切りされている。図１
６は３５４と３５６の位置の機械ねじがその穴（その１
つを３６１で示した。これは先端取付け部３４６に達し
ている）に取付けられることを示している。同図はま
た、力伝達桿３６０が先端取付け部３４６中の中央部の
スリット内にあることを示している。更に図１６および
図１７は、力伝達桿３６０が、ブロック３２０内に形成
された切込部３６４内に達していることを示している。
力伝達桿の底部のフランジ３６６は、２個の機械ねじ３
６８および３７０により伝達ビーム１３２の対応するコ
ネクタ平面に結合されている。

【００９１】図示した配列によって、熱膨張と熱収縮の
差は使用する各種の材料に対して調整される。幾つかの
変化は、ここに含まれている本発明の範囲から逸脱する
ことなしに、上述した方法と装置とによりもたらされる
ものであるが故に、その記述中に含まれる全ての事柄或
いはそれの添付図面に示される全ての事柄は、例示的に
解釈されるべきものであって、限定的な意味において解
釈されるべきものではないということを意図している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化する重量測定装置の説明図。

【図２】図１に関連して説明した装置の等価力伝達回路
の説明図。

【図３】誤差排除率と荷重配分率の最適化係数との関係
図。

【図４】誤差排除率と別の荷重配分率の最適化係数との
関係図。

【図５】誤差排除率と別の荷重配分率の最適化係数との
関係図。

【図６】誤差排除率と別の荷重配分率の最適化係数との
関係図。

【図７】誤差排除率と別の荷重配分率の最適化係数との
関係図。

【図８】本発明による荷重測定装置の透視図。

【図９】図８の矢視９ー９でとった同図の装置の断面
図。

【図１０】図９の矢視１０ー１０でとった同図の部分断
面図。

【図１１】図８の矢視１１ー１１でとった同図の部分断
面図。

【図１２】図１１の矢視１２ー１２でとった同図の部分
断面図。

【図１３】センサ取付けの別の実施例を示す本発明によ
る重量測定装置の側面の部分的概略立面図。

【図１４】図１３の矢視１４ー１４でとった同図の断面
図。

【図１５】センサ取付けの別の実施例を示す本発明によ
る重量測定装置の側面の部分的概略立面図。

【図１６】図１５の矢視１６ー１６でとった部分断面
図。

【図１７】図１６の矢視１７ー１７でとった部分断面
図。

【符号の説明】

ＷＯ荷重１０重量測定構造１１スプリング（荷重受け部）１２上部ビーム１４下部ビーム１８直立部２０直立部２２荷重受け部２４伝達ビーム２６センサ４０反力体５４スプリング５８伝達ビーム６０スプリング１０２計量基板１０４直立支持棒１０６計量用構造体１０８測定台１１０補強板１２０スプリング１２２案内ビーム１２３案内ビーム１３２伝達ビーム１３８センサ１４０反力体１４２案内ビーム１４３補助ビーム１５４金属製導電性電極材層１６０回路基板１６２絶縁体１６３絶縁体１７０力伝達リンク１７４フランジ１７６ブロック１８８圧着板２０２接触ビーム２０８圧着板２１４小球２１５小球２４８圧着固定台２４４割りクランプ組立部２４６中間固定材２４８棒状フランジ２５１機械ねじ２５２機械ねじ２５６分離スロット２５７分離スロット２６４ブロック２７０力伝達桿３００反力体３２２取付けブロック３５４機械ねじ３５６機械ねじ３５８上部フランジ３６０力伝達桿３６８機械ねじ３７０機械ねじ

フロントページの続き (72)発明者ロナルド・ジェー・ゲインズアメリカ合衆国オハイオ州 43235 ワーシントンスイッスルウッド・コート 1951番地

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量測定装置であって、その荷重を受け
る部分に加えられる荷重力を測定し、地盤との力の連通
経路を有する装置において、前記力の連通経路内にあり、前記荷重受け部と地盤との
間に力伝達関係に於て結合され、応力の第１の値を示す
べく前記荷重力により偏向可能で、前記荷重力に応答し
て力を伝達する第１のスプリング手段と、前記経路内にあって、加えられた力によって偏向し、前
記の荷重力の力値と相関付けることの可能な出力を発生
するセンサと、前記第１のスプリングと平行な力経路関係に於て、また
前記センサに加えられた力を確保するために前記センサ
と直列の力経路関係に於て前記経路内にある伝達スプリ
ングであって、前記第１のスプリングによって示される
前記第１の応力値よりも、前記第１のスプリングと前記
伝達スプリングを含む重量測定装置内の誤差を実質的に
打消すに十分な量だけ大きい第２の応力値を示す伝達ス
プリングとを有することを特徴とする重量測定装置。
【請求項２】請求項１記載の重量測定装置であって、
前記伝達スプリングが、前記第１のスプリングと荷重配
分関係に於て、所定の荷重配分率の値をＬＳとしたと
き、１：ＬＳの比率に従う関係にあることを特徴とする
装置。
【請求項３】請求項２記載の重量測定装置であって、
前記選択された第２の応力値が、前記第１の応力値より
も、前記比率１：ＬＳに対して前記力伝達系内の前記誤
差の最適化排除に相当する最適化係数ｆだけ大きい値を
有することを特徴とする装置。
【請求項４】請求項２記載の重量測定装置であって、
前記選択された第２の応力値が、前記第１の応力値より
も、前記比率１：ＬＳに関する前記伝達系誤差の最適化
排除に相当する最適化係数ｆだけ大きい値を有すること
を特徴とする装置。
【請求項５】請求項１記載の重量測定装置であって、
前記センサが、案内ビームとして構成された非金属材料
から成り、また前記反力体の偏向に応答して容量を可変
させるべく関連作動され且つ前記出力を発生する変換器
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項６】請求項５記載の重量測定装置であって、
前記非金属材料がセラミック材料であることを特徴とす
る装置。
【請求項７】請求項１記載の重量測定装置であって、
前記第１のスプリングが、間隔を置いて配置された直立
部と連結した２個の実質的に平行な案内ビームを有し、
前記荷重受け部と前記地盤との間で力の伝達連通状態の
平行四辺形の枠組みを形成するように構成されているこ
とを特徴とする装置。
【請求項８】請求項７記載の重量測定装置であって、
前記第１のスプリングが金属から成り、また前記荷重受
け部に加えられる前記荷重力に関して、荷重受け部上の
前記荷重の位置によって誘起されるモーメント誤差を実
質的に最小とするために有効であるように選択された寸
法を有するように構成されていることを特徴とする装
置。
【請求項９】請求項７記載の重量測定装置であって、
前記伝達スプリングが、前記第２の応力値を生じるため
に選択された断面寸法を有し、前記第１のスプリングと
一体に形成されたビームを有することを特徴とする装
置。
【請求項１０】荷重を受けるための荷重受け部を有す
る重量測定機構内の系統誤差の排除を最適化するための
方法であって、力伝達経路内の第１スプリングが前記荷
重受け部から地盤に達しており、前記第１のスプリングを、前記荷重受け部と地盤との間
の直列の力伝達関係に於て提供する段階と、前記第１のスプリングを、前記荷重下に平均の第１応力
を生じるように構成せしめる段階と、前記荷重に対応する出力信号を発生するために、前記荷
重受け部と地盤との間の前記経路内に於ける直列の力伝
達関係に於て、また前記経路内の前記第１のスプリング
と平行な力伝達関係に於て、センサを提供する段階と、前記経路内に、前記センサと直列の力伝達関係に於て、
センサに加えられる前記の力を確保し、且つ前記第１の
スプリングと平行な力伝達関係にある伝達部材を提供す
る段階と、前記伝達部材が、前記平均の第１の応力よりも、前記系
統誤差を実質的に消去するために有効な量だけ大きい第
２の応力を受けるように構成する段階と、を有することを特徴とする方法。
【請求項１１】請求項１０記載の方法であって、前記
平均の第１の応力よりも、系統誤差に基づくヒステリシ
スとクリープを実質的に消去せしめるに有効な量だけ大
きい第２の応力を有するように前記伝達部材を構成する
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】請求項１０記載の方法であって、前記
伝達部材が比率１：ＬＳに従って前記第１スプリングと
荷重配分関係に於て提供されたスプリングであり、また
前記の第２の応力が、前記平均の第１の応力よりも、前
記比率１：ＬＳに関する前記システム誤差の最適化排除
に対応する前記係数ｆである、最適化係数ｆだけ大きい
ものとして選択されることを特徴とする方法。
【請求項１３】請求項１０記載の方法であって、前記
センサが荷重によって偏向可能であって、斯かる偏向を
測定するための手段としての反力体を含むことを特徴と
する方法。
【請求項１４】請求項１１記載の方法であって、前記
センサが前記偏向に応答して、キャパシタンスに基づく
出力信号を発生することを特徴とする方法。
【請求項１５】荷重の重量を測定するための重量測定
装置であって、力伝達関係に於て前記荷重を受けるための荷重受け部を
有し、地盤に達する力伝達経路内に存在する第１のスプ
リングと、加えられる力により弾性的に偏向可能であり、前記偏向
に応答する変換器を含み、前記荷重の重力に対応する出
力を発生するセンサと、直列の力伝達関係に於て前記センサと、また平行な力伝
達関係に於て前記第１のスプリングと前記力伝達経路内
に於て結合し、また前記センサに加えられる前記力の確
保を行うための構成を有する伝達部材と、を有することを特徴とする装置。
【請求項１６】請求項１５記載の重量測定装置であっ
て、第１のスプリングが、間隔を置いて配置された直立部と
連結した２個の実質的に平行な案内ビームを有し、四辺
形の枠組みを形成するように構成されており、また前記
センサが、非金属材料から構成された反力体を有し、ま
たガイドビームの形態で偏向可能な四辺形の枠組みを形
成するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項１７】請求項１５記載の重量測定装置であっ
て、前記第１のスプリングが金属からなり、また前記センサ
がセラミック材料からなり、また前記変換器が前記セン
サの偏向に応答してキャパシタンスに変化を生じるよう
に構成されていることを特徴とする装置。
【請求項１８】請求項１５記載の重量測定装置であっ
て、前記伝達部材が前記第１のスプリングに片持ち状態
で固定されたビームを有することを特徴とする装置。
【請求項１９】荷重の重量を測定するための装置を製
作するための方法であって、前記荷重を受けるための荷重受け部を力伝達関係に於て
有する第１のスプリングを提供する段階と、前記第１のスプリングを、地盤に達する力伝達経路内に
位置せしめる段階と、加えられる力によって弾性偏向可
能であって前記荷重の重量に対応する出力を発生するセ
ンサを提供する段階と、前記センサに加えられた前記の力を確保せしめるように
構成された伝達スプリングを提供する段階と、前記センサと前記伝達スプリングを前記力伝達経路内に
位置せしめる段階と、前記伝達スプリングを直列の力伝達関係に於て前記セン
サと、また平行な力伝達関係に於て前記第１のスプリン
グと、結合する段階と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】請求項１９記載の方法であって、前記第１のスプリングが、間隔を置いて配置された直立
部と連結した２個の実質的に平行な案内ビームを有し、
平行四辺形を形成するように設けられており、また、前記センサが非金属材料から成り、且つ案内ビームを有
して、偏向可能な四辺形状に設けられていることを特徴
とする方法。
【請求項２１】請求項２０記載の方法であって、前記第１のスプリングが金属より成り、前記センサがセラミック材料より成り、また前記センサ
の偏向に応答してキャパシタンスに変化を生じるように
構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２２】請求項２０記載の方法であって、前記
伝達スプリングをビームとして提供し、前記第１のスプ
リング直立部に片持ち状態で固定することを特徴とする
方法。
【請求項２３】荷重の重量を測定するための重量測定
装置であって、前記荷重を受けるための荷重受け部を力伝達経路内に有
し、平行に間隔を置いて配置されたビーム要素とその間
にあって間隔を置いて配置された直立部とによって、開
口部を有する平行四辺形を形成する第１のスプリング
と、前記力伝達経路内で前記第１のスプリングと平行関係に
あり、前記開口部内の中央平面の周囲に対称に配置され
た平行四辺形の枠組み内に間隔を置いて平行に配置され
たビーム要素を有し、また固定端と、加えられた荷重を
受ける偏向端との間に長手方向に伸びて、前記荷重に対
応して出力を発生するためのセンサと、前記伝達経路内に於て、前記開口部内に位置し、固定端
を有し、そこから反対位置に配置され、前記開口部を通
って外側に面する第１のコネクタ面を有する偏向端に達
している伝達ビームと、前記開口部内で、前記センサに固定され、前記センサと
共に動くことが出来、前記開口部を通して外側に面し、
前記第１のコネクタ面と整列している第２のコネクタ面
を有する取付け手段と、前記開口部に面し、開口部を通って接近可能な第１及び
第２の間隔を置いて配置されたコネクタ部分を含む力伝
達桿とを有し、前記第１のコネクタ部が、前記第１のコネクタ表面と接
続されており、前記第２のコネクタ部が前記第２のコネ
クタ表面と接続され、また前記の加えられた荷重を運搬
するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２４】請求項２３記載の重量測定装置であっ
て、前記力伝達桿の第１および第２のコネクタ部分がフ
ランジ状に構成され、また前記第１および第２のそれぞ
れのコネクタ表面との前記接続が前記開口部から接近可
能な、ねじ付きコネクタによることを特徴とする装置。
【請求項２５】請求項２３記載の重量測定装置であっ
て、前記第１と第２のコネクタ表面が、前記力伝達桿を
前記中央平面と整列状態に配置せしめるように位置して
いることを特徴とする装置。
【請求項２６】請求項２５記載の重量測定装置であっ
て、前記取付け手段が、前記センサと接続され、また前
記第１のコネクタ部分を、その前記開口部を通して接近
するために外側に面した表面として有することを特徴と
する装置。
【請求項２７】請求項２６記載の重量測定装置であっ
て、前記センサが、接触面を形成する前記偏向可能端に隣接
する第１のコネクタ開口部を有するように構成されてお
り、また前記取付け手段が、前記第１のコネクタ用開口
部内に位置し前記接触面と圧着可能な接触接続状態に置
かれた硬質、球形の接触要素を有する圧着板と、前記圧
着板および前記センサに対して前記取付け手段を圧着保
持するための前記取り付けブロックとの間に伸長した圧
着コネクタ手段とを有するコネクタ組立部を含むことを
特徴とする装置。
【請求項２８】請求項２３記載の重量測定装置であっ
て、前記センサが接触面を形成する前記固定端に隣接する第
２のコネクタ用開口部を有するように構成され、前記第１のスプリングが前記選択された直立部の前記開
口部内に接続部を有するように構成されており、前記第２のコネクタ用開口部内に位置し、前記接触面と
圧着可能な接触接続状態に置かれた硬質、球形の接触要
素を有する圧着板と、前記圧着板および前記スプリング
要素接続部に対して前記センサの固定端を圧着保持する
ための前記スプリング要素接続部との間に伸長した圧着
接続部とを有することを特徴とする装置。
【請求項２９】請求項２３記載の重量測定装置であっ
て、前記センサが、一体に形成され、第１と第２の垂直に対
向配置された取付け面を有する圧着固定台を有し、前記
固定台が前記偏向可能端に隣接し、前記ビーム要素から
実質的にその間にある対向配置されたスロットにより分
離されており、前記取付け手段が、前記第１の取付け面上に横断配置さ
れ、前記開口部内に伸張した第１のクランプを有する割
りクランプ組立部と、前記第１のクランプ棒と整列され
た前記第２の取付け面上に横断配置された第２のクラン
プ棒と、前記第１と第２のクランプ棒の間に接続され、
これらを前記圧着固定台と確実に圧着接合せしめるため
の１対の固定手段とを有することを、特徴とする装置。
【請求項３０】請求項２３記載の重量測定装置であっ
て、前記第１のスプリングが、前記開口部内にあって前記直
立部から伸張した接続部を有するように構成されてお
り、前記センサが、第１及び第２の垂直に対向配置された取
付け面を含む１体に形成された圧着固定台を有し、前記
固定台が前記固定端に隣接し、前記ビーム要素から実質
的にその間に対向配置されたスロットにより分離され、
且つ前記第２の取付け面が前記スプリング要素接続部の
１側面に接続隣接状態に位置せしめられており、また前
記第１の取付け面上に横断位置された第１のクランプ棒
と、前記第１のクランプ棒と整列状態にある前記スプリ
ング要素接続部の別の前記側面上に横断位置された第２
のクランプ棒と、前記第１と第２のクランプ棒の間に接
続され、これらを前記接続部および前記圧着固定台と確
実に圧着接合せしめるための１対の固定手段とを有する
ことを、特徴とする装置。
【請求項３１】荷重の重量を測定するための装置であ
って、第１の材料から形成され、偏向可能端の直立部と、別の
固定端の直立部との間に長手方向に伸びた間隔を置いて
配置された平行ビーム要素を有するように構成されたセ
ンサと、上向きに配置された荷重受け面と、対抗配置された接触
面とを有する中間固定材要素を有する第２の材料から形
成された支持組立部とを有し、前記センサが、前記固定端に隣接し、第１および第２の
垂直に対抗配置された取付け面を有するように一体に形
成された構成であって、前記ビーム要素からその間にあ
って対向配置されたスロットによって分離され、また前
記第２の取付け面が前記支持組立部の上向きに配置され
た荷重受け面に接続隣接状態にあり、また前記圧着固定
台の第１の取付け面と、前記中間固定要素の接触面との
間の圧着保持を行うための取付け手段を有することを特
徴とする装置。
【請求項３２】請求項３１記載の重量測定装置であっ
て、前記取付け手段が、前記圧着固定台の第１の面上に
横断配置された第１のクランプ棒と、前記支持組立部に
対向配置された接触面上に横断配置された第２のクラン
プ棒と、前記第１と第２のクランプ棒の間に接続された
１対の固定手段とを有する、前記中間固定要素と前記圧
着固定台とに確実に圧着接合せしめるための、割りクラ
ンプ組立部を含むことを特徴とする装置。
【請求項３３】請求項３１記載の重量測定装置であっ
て、前記センサがロードセルであり、前記装置が前記センサ
の偏向可能端への力を伝達するための荷重応答組立部を
含んでおり、前記センサが、前記偏向可能端に隣接し垂直に対向配置
された取付け面を含み、また前記ビーム要素からその間
に対向配置されたスロットによって分離された、１体に
形成された第２の圧着固定台を有し、さらに前記の第２
の圧着固定台の取付け表面に圧着接合され、前記力を前
記センサに伝達するために前記荷重応答組立部に結合さ
れた取付け手段を含むことを特徴とする装置。
【請求項３４】請求項３３記載の重量測定装置であっ
て、前記取付け手段が、前記圧着固定台の第１の面上に横断
配置された第１のクランプ棒と、前記圧着固定台の第２
の面上に横断配置された第２のクランプ棒と、前記第１
及び第２のクランプ棒の間に接続され、前記圧着固定台
に確実に圧着接合せしめるための一対の固定手段とを有
する割りクランプ組立部を含むことを特徴とする装置。
【請求項３５】請求項３１記載の重量測定装置であっ
て、前記センサが、前記直立部に隣接する接触面を形成する
前記偏向可能端に隣接するコネクタ用開口部を有するよ
うに構成されたロードセルであり、前記装置が、前記のロードセルの偏向可能端に力を伝達
するための取付けブロックを含む荷重応答組立部を含ん
でおり、また前記コネクタ用開口部内に位置する圧着板
を有し、前記接触面と圧着可能な接触接続状態に位置せ
しめられた接触要素を有し、前記圧着板と前記ロードセ
ルの偏向可能端に前記取付ブロックを圧着保持するため
の前記取付ブロックとの間に延在している圧着コネクタ
手段を有するコネクタ組立部を含むことを特徴とする装
置。
【請求項３６】荷重の重量を測定するための重量測定
装置であって、１つの偏向可能端の直立部と別の固定端の直立部との間
に延在していて、間隔を置いて平行に配置されたビーム
要素を有するように構成されたセンサと、垂直に配置された接続部を有する支持組立部とを有し、前記センサが、前記直立部に隣接する第１の接触面を形
成する前記固定端に隣接する第１のコネクタ用開口部を
有するように構成されており、さらに前記第１のコネク
タ用開口部内に位置する圧着板を含み、それとの接触要
素を前記第１の接触面と圧着接触接続状態で有し、また
前記第１の圧着板と前記支持組立部の垂直に配置された
接続部との間に延在していて、前記センサの固定端を前
記接続部に対して圧着保持するための第１の圧着コネク
タ手段を有する、取付け組立部とを有することを特徴と
する装置。
【請求項３７】請求項３６記載の重量測定装置であっ
て、前記センサが、前記直立部に隣接する第２の接触面を形
成する前記偏向可能端に隣接する第２のコネクタ用開口
部を有するように構成されたロードセルであり、前記装置が、前記ロードセルの偏向可能端に力を伝達す
るための取付けブロックを含む荷重応答組立部を含んで
おり、さらに前記第２のコネクタ用開口部内に位置する
第２の圧着板を有し、それとの接触要素を前記第２の接
触面と圧着接触接続状態で有し、また前記第２の圧着板
と前記取付けブロックとの間にあって、前記取付けブロ
ックを前記ロードセルの偏向可能端に対して圧着保持す
るための第２の圧着コネクタ手段を含むことを特徴とす
る装置。
【請求項３８】請求項３６記載の重量測定装置であっ
て、前記装置が、前記センサの偏向可能端に力を伝達するた
めの荷重応答組立部を含んでおり、前記センサが、前記偏向可能端に隣接し、前記ビーム要
素からその間にあって対向配置されたスロットによって
分離された垂直に対向配置された取付け表面を含む１体
に形成された圧着固定台を有する用に構成されたロード
セルであり、また前記圧着固定台の取付け面に圧着結合
され、また前記の力を前記のロードセルに伝達するため
に前記荷重応答組立部に連結された取付け手段を有する
ことを特徴とする方法。
【請求項３９】荷重の重量を測定するための重量測定
装置であって、１つの固定端の直立部と偏向可能端の所定の垂直範囲の
別の直立部との間にあって、間隔を置いて配置された平
行なビーム要素を有するように構成されたセンサと、前記ロードセルの固定端に隣接する前記直立部に対して
支持関係に於て固定された垂直配向部を有する支持組立
部と、前記偏向可能端に於て前記センサの直立部と接合可能な
第１の取付け部を有し、またそこから、前記第１の取付
け部より外側へ通常垂直に配置された第２の取付け部に
至る前記所定の垂直範囲よりも大きく所定の長手方向に
上方に向かって伸長した取付けブロックと、前記取付けブロックの第１の取付け部を、前記偏向可能
端の前記センサ直立部と結合するためのコネクタ手段
と、前記所定の距離と実質的に同一の長さで、前記取付けブロックの第２の取付け部に連結された第１
のコネクタ部と、より低い位置にあって荷重運搬組立部
と接続された第２のコネクタ部との間に伸長した伝達桿
とを、有することを特徴とする装置。
【請求項４０】請求項３９記載の重量測定装置であっ
て、前記センサが、隣接する前記直立部に接触面を提供する
前記偏向可能端に隣接してコネクタ用開口部を有するよ
うに構成されたロードセルであり、また前記コネクタ手
段が、前記コネクタ用開口部内に配置された圧着板を有
し、それとの接触要素が前記接触面と圧着可能な接触接
続状態に置かれており、また前記圧着板と前記取付けブ
ロックとの間に伸長しており、前記取付けブロックを前
記ロードセルに対して圧着保持するための圧着コネクタ
手段を有することを特徴とする装置。
【請求項４１】請求項３９記載の重量測定装置であっ
て、前記センサが垂直の中心面の囲りに対称的に配置された
ロードセルであり、前記取付けブロックの第１の取付け部分が前記中心面と
整列状態に力伝達桿を配列せしめるように構成されるこ
とを特徴とする装置。
【請求項４２】荷重の重量を測定するための重量測定
装置であって、固定端の直立部と、偏向可能端の別の直立部との間に伸
長する、間隔を置いて平行に配置されたビーム要素を有
し、前記直立部が中央平面の囲りに対称的に配置されて
おり、前記センサ固定端に隣接する前記直立部と支持関係にお
いて固定された垂直配置部を有する支持組立部と、前記偏向可能端に於ける前記センサの直立部と接合可能
な取付け部と、前記中央面に隣接し、且つ中心面と平行
状態にある第１のコネクタ表面とを有するブロックと、
前記取付けブロックの取付け部を、前記偏向可能端の前
記センサ直立部と結合するためのコネクタ手段と、第１および第２のコネクタ部を有する力伝達桿とを有
し、前記力伝達桿が前記中心面の囲りに対称に配置さ
れ、前記第１のコネクタ部が前記第１のコネクタ表面と
接続され、また前記第２のコネクタ部が荷重搬送組立部
の第２のコネクタ表面と接続されていること、を特徴とする装置。
【請求項４３】請求項４２記載の重量測定装置であっ
て、前記第１および第２のコネクタ部がフランジ状に構
成され、また、第１および第２のそれぞれのコネクタ表
面との前記接続がねじ付きコネクタによることを特徴と
する装置。
【請求項４４】請求項４２記載の重量測定装置であっ
て、前記センサが、接触面を形成する前記偏向可能端に隣接
する第１のコネクタ用開口部を有するように構成された
ロードセルであり、また前記コネクタ手段が、前記第１
のコネクタ開口部内に圧着板を備え、それとの硬質、球
形の接触要素を前記接触面との圧着可能な接触接続状態
に位置せしめ、また前記圧着板および前記取付けブロッ
クの間に圧着コネクタ手段を有し、前記ロードセルに対
して前記取付け手段を圧着保持するためのコネクタ組立
部を含むことを特徴とする装置。