JPH0714839Y2 - 重量センサの荷重伝達構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、重量センサの荷重伝達構造に係り、更に詳し
くは、例えば、ロードセルのロードボタンに加えられた
荷重を検出部に伝達するための構造の改良に関する。

〔従来の技術〕

第４図には従来のロードセルにおける荷重伝達構造が示
されている。このものは、基体40の外周に固定されたケ
ース41と、このケース41内において、一対の板ばね42に
固定された支持筒43に挿通された荷重受面44Aを有する
ロードボタン44と、このロードボタン44と前記基体40に
当接された支持軸45との間に設けられた弾性体46、およ
びこの弾性体46に接着された歪みゲージ47を有する検出
部48とにより構成されている。

このような構成により、前記ロードボタン44の荷重受面
44Aに荷重Ｆが加えられると、前記弾性体46が変形して
歪みゲージ47に歪みが発生し、この際に生ずる歪みゲー
ジ47の電気抵抗の変化が電流量の変化として捉えられ、
これがデジタル信号に変換されることによって荷重測定
が行われるようになっている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来構造にあっては、ロード
ボタン44に過大な荷重が加わると、検出部48を構成する
弾性体46および歪ゲージ47の変形量も大きくなって永久
変形を生じ易くなり、初期の測定精度を一定に維持する
ことができないという問題がある。しかも、永久変形を
生ずる部分は弾性体46に限らず、前記板ばね42にも及ぶ
ものであり、この点からも測定精度の大きな低下原因を
回避し得ない。

このような問題点は、ロードボタンに作用する荷重によ
って変形する前記弾性体46等の変位量を規制する手段が
何も講じられていなかったことに起因するものと考えら
れる。

そこで、本考案の目的は、過負荷による検出部の変形等
を未然に防止して初期の測定精度を一定に維持すること
のできる重量センサの荷重伝達構造を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、荷重を検出するセンサを備えた検出部を支持
部材に片持ち支持させ、荷重受面に加わる荷重を伝達す
る伝達軸の先端を前記検出部に当接させ、前記検出部で
前記荷重を検出する重量センサの荷重伝達構造であっ
て、前記支持部材には、円筒状の基体の両面にダイヤフ
ラムを張付けた太鼓状の伝達軸支持部が設けられ、この
伝達軸支持部の両方のダイヤフラムの中心部分を貫通し
た状態で前記伝達軸が当該ダイヤフラムに固定され、前
記基体の周壁に両端が回動可能に支持された軸部材を前
記伝達軸支持部に設け、この軸部材の回動中心から偏心
した円柱状の偏心部を当該軸部材に設け、この偏心部と
係合するフランジ部を前記伝達軸に設け、これらの軸部
材、偏心部、および、フランジ部を含んで構成された過
負荷防止手段を備えていることを特徴とする。

〔作用〕

このような本考案では、太鼓状の伝達軸支持部を構成す
る二枚のダイヤフラムの中心部を貫通させて伝達軸を固
定したので、伝達軸はその軸方向に沿った姿勢のまま、
当該軸方向にのみ移動するようになる。

このため、荷重受面に加わる荷重が作用する作用点が伝
達軸の中心軸から外側にずれても、伝達軸が傾いたりせ
ず、また、伝達軸の移動方向が伝達軸の軸方向から逸れ
たりしないので、荷重受面に加わる荷重がそのまま検出
部に伝達され、荷重が正確に測定されるようになる。

さらに、伝達軸が傾かないので、伝達軸は、移動方向の
片側部分のみを係止することで、その移動量を規制する
ことが可能となる。

このため、伝達軸にフランジ部を設けるとともに、この
フランジ部と係合する軸部材を伝達軸の片側に設けただ
けの簡単な構造の過負荷防止手段で、確実に過負荷を防
止できるうえ、軸部材には偏心部が設けられていること
から、軸部材を回転操作すれば、フランジ部と偏心部と
の係合位置が調整可能となり、過負荷量が正確に調節さ
れるようになり、これらにより前記目的が達成される。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図には、本考案が歪ゲージ式重量セン
サ、すなわちロードセルに適用された実施例が示されて
いる。これらの図において、この荷重伝達構造は、軸方
向両端が開口された短筒状の基体１と、この基体１の前
記開口を略閉塞するよう接着固定された一対のダイヤフ
ラム２とから構成される太鼓状の伝達軸支持部で伝達軸
３を図中上下方向（軸方向）に移動可能に支持し、基体
１を支持する支持部材４に検出部５を設け、伝達軸３で
検出部５に荷重を伝達させるようにするとともに、伝達
軸３の軸方向の移動変位量を規制する過負荷防止手段６
を設けたものである。

前記一対のダイヤフラム２の中心部には穴2Aがそれぞれ
形成され、これら穴2Aを貫通して前記伝達軸３が軸方向
に延出されている。この伝達軸３は、前記基体１内にお
いて一対のダイヤフラム２間に固定されるとともに、外
周面部分に前記過負荷防止手段６を構成するフランジ部
７を備えた中心管体８と、この中心管体８内に挿通され
た連結ボルト９と、この連結ボルト９の先端側9Aに螺合
された略Ｔ字状のロードボタン10とにより構成されてい
る。ここにおいて、前記連結ボルト９の先端側9Aとロー
ドボタン10との第１図中上面が荷重受面12を構成し、連
結ボルト９のヘッド9Bより第１図中下方に向かって突設
されたロッド13の下端面が、前記検出部５に当接してこ
れを押圧する荷重伝達面14を構成する。

前記支持部材４は、基体１の外周面部分にボルト16を介
して固定された第１の支持板17と、この第１の支持板17
の第１図中下端側に、ボルト19を介して固定された第２
の支持板20とにより構成され、第２の支持板20を片持状
に支持している。この際、第２の支持板20は、その自由
端である先端一側面が、前記伝達軸３の荷重伝達面14に
当接するように位置決めされている。

前記支持部材４に設けられた検出部５は、第２の支持板
20の先端側において、前記荷重伝達面14が当接されたと
は反対側の面に接着固定された歪ゲージ21を含み構成さ
れ、この歪ゲージ21は、ケーブル22を介して図示しない
重量表示器等に連結されている。なお、歪ゲージ21と荷
重伝達面14との間に位置する第２の支持板20部分には、
適宜な切欠部20Aが形成され、これにより荷重伝達面14
が第２の支持板20を押圧した際に当該第２の支持板20の
変形が容易となるようにして歪ゲージ21の感度向上が図
られている。

また、前記基体１内の第１図中紙面直交方向には、前記
伝達軸３のフランジ部７と共に過負荷防止手段６を構成
する軸部材であるストッパ24が設けられている。このス
トッパ24は、両端が基体１の周壁に回動可能に支持され
たものである。

ストッパ24の一端側には、基体１の周壁に固定されたナ
ット部材25と螺合するねじ軸26が設けられている。スト
ッパ24の略中央部分には、伝達軸３のフランジ部７と係
合する円柱状の偏心部27が設けられている。

偏心部27は、その中心軸がストッパ24の中心軸から偏心
したものとなっている。この偏心部27がフランジ部７と
係合することにより、伝達軸３は、軸方向の移動変位量
が規制されるようになっている。

また、ストッパ24の一方の先端には、ストッパ24を回動
操作するための操作部材28が設けられている。この操作
部材28を回動操作して、偏心部27の角度位置を変えるこ
とにより、フランジ部７と偏心部27との間のクリアラン
ス調整が行えるようになっている。

なお、操作部材28によりクリアランス調整を行った後、
ストッパ24が回動しないようにロックする手段を設ける
こともできる。

次に、本実施例の作用について説明する。

いま、伝達軸３の荷重受面12に、一定の荷重Ｆが加えら
れると、伝達軸３に固定された一対のダイヤフラム２は
荷重量に応じて撓み、伝達軸３が軸方向に移動する。こ
の際、前記伝達軸３の中心軸線とずれた位置から荷重F1
が加えられても、伝達軸３は、太鼓状の伝達軸支持部に
張付けられた２枚のダイヤフラム２の中心部に固定さ
れ、その中心軸線に沿ってのみ移動可能、かつ、傾く等
の姿勢の変化が不可能にされているので、軸方向の荷重
のみを伝達するようになる。次いで、ダイヤフラム２の
撓みとともに移動する伝達軸３の荷重伝達面14は支持部
材４の第２の支持板20を押圧する。すると、第２の支持
板20に接着された歪ゲージ21は前記押圧力により歪を生
ずる。そして、歪ゲージ21の歪による電気抵抗の変化が
電流量の変化として把えられ、これがデジタル信号に変
換されて所定機器に重量表示等が行われる。

また、荷重受面12に加えられる荷重F,F1が大きく、伝達
軸３に過負荷が加えられようとしても、伝達軸３のフラ
ンジ部７がストッパ24の偏心部27に係止するよう過負荷
防止手段６が作用することにより、検出部５に過負荷が
加えられることはない。この際、ストッパ24の回動部材
28を回動して偏心部27とフランジ部７とのクリアランス
調整を行うことにより、過負荷の量を調整することがで
きる。

このような本実施例によれば、次のような効果がある。

すなわち、伝達軸３を太鼓状の伝達軸支持部の２枚のダ
イヤフラム２の中心部に固定し、伝達軸３の姿勢が変化
しないようにしたので、伝達軸３が常に軸線方向に移動
変位して傾斜することは全くなく、傾斜移動による誤差
原因を回避することができる。また、荷重受面12に加え
られる荷重が伝達軸３の中心軸線からずれた位置に加え
られても、前述のような伝達軸支持部に支持された伝達
軸３は、軸方向にのみ移動可能、かつ、姿勢の変化が不
可能にされているので、軸方向の荷重のみを伝達するよ
うになり、伝達軸３の移動に伴って荷重伝達面14が荷重
量に対応した量だけ検出部５を押圧することができるの
で高精度測定が可能である。

また、先端部分に検出部５を備えた第２の支持板20が支
持部材４に片持状に支持されているとともに、前記荷重
伝達面14により押圧される第２の支持板20の該当部分に
は切欠部20Aが形成されているから、押圧時における第
２の支持板20ひいては歪ゲージ21の変形がより容易とな
り感度の優れた荷重伝達構造を提供することができる。

さらに、伝達軸３の中心管体８に形成されたフランジ部
７と、基体１に回動可能に支持されたストッパ24とによ
り過負荷防止手段６が構成されているから、伝達軸３の
大きな移動を規制することができ、ダイヤフラム２およ
び検出部５に過負荷を与えるようなことはなく、ダイヤ
フラム２等の永久変形発生要因を回避することが可能と
なり、初期の測定精度を一定に維持することが達成でき
る。しかも、ストッパ24は、回動可能であり、その偏心
部27をフランジ部７とのクリアランス調整によって過負
荷量も調整可能である。

また、伝達軸３が傾かないので、伝達軸３に設けたフラ
ンジ部７の軸方向の片側にストッパ24を係合するだけ
で、伝達軸３の移動量を確実に規制することが可能とな
り、過負荷防止手段６の構造を簡単なものとできる。

しかも、伝達軸３が傾かないことから、伝達軸３を単に
検出部５に当接させるだけで、正確な荷重測定ができる
ようになるので、支持部材４に備えられた片持状の第２
の支持板20の先端に歪みセンサ21を単に取付けた簡単な
構造で検出部５を構成できる。

そして、簡単な構造の過負荷防止手段６および検出部５
により、全体の構造は簡素なものとなり、組立等が容易
に行えるようになるので、その生産性を大幅に向上でき
る。

なお、前記実施例では、本考案はロードセルの荷重伝達
構造に適用した例について説明したが、その他の重量セ
ンサの荷重伝達構造にも必要に応じて適用可能である。

また、伝達軸３は、必ずしも前記実施例に限定されるも
のでなく、例えば、伝達軸３を構成する各構成部材が一
体に形成されたものでもよい。

〔考案の効果〕

このような本実施例によれば、過負荷による検出部の変
形等を未然に防止して初期の測定精度を一定に維持する
ことのできる重量センサの荷重伝達構造を提供できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＩ−Ｉ線断面図、第２図は第１図の平
面図、第３図は第１図のIII矢視図、および第４図は従
来例を示す正面断面図である。 １…基体、２…ダイヤフラム、３…伝達軸、４…支持部
材、５…検出部、６…過負荷防止手段、７…フランジ
部、10…ロードボタン、12…荷重受面、14…荷重伝達
面、21…センサとしての歪みゲージ、24…軸部材として
のストッパ、27…偏心部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】荷重を検出するセンサを備えた検出部を支
   持部材に片持ち支持させ、荷重受面に加わる荷重を伝達
   する伝達軸の先端を前記検出部に当接させ、前記検出部
   で前記荷重を検出する重量センサの荷重伝達構造であっ
   て、 前記支持部材には、円筒状の基体の両面にダイヤフラム
   を張付けた太鼓状の伝達軸支持部が設けられ、この伝達
   軸支持部の両方のダイヤフラムの中心部分を貫通した状
   態で前記伝達軸が当該ダイヤフラムに固定され、 前記基体の周壁に両端が回動可能に支持された軸部材を
   前記伝達軸支持部に設け、この軸部材の回動中心から偏
   心した円柱状の偏心部を当該軸部材に設け、この偏心部
   と係合するフランジ部を前記伝達軸に設け、 これらの軸部材、偏心部、および、フランジ部を含んで
   構成された過負荷防止手段を備えていることを特徴とす
   る重量センサの荷重伝達構造。