JPH0735601A - ロードセル秤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】秤量の小さい秤は勿論、秤量の大きい秤におい
てもロードセルフレームの長手方向での器差のヒステリ
シスを小さくしゼロ点戻りを確実にする。 【構成】ロバーバル機構を有する長方体形状のロードセ
ルフレーム１の片面にストレンゲージブリッジ回路２を
形成し、そのロードセルフレーム１の一方の端側を固定
部１ａとして基板８に固定すると共に他方の端側を可動
部１ｂとして荷重受皿１３を固定したロードセル秤にお
いて、ロードセルフレームは、固定部と可動部の上面及
び下面の対称位置に４ヶ所、両側面に跨がった幅方向に
長い溝３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロバーバル機構を有す
る長方体形状のロードセルフレームを使用したロードセ
ル秤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のロードセル秤としては、
例えば特開昭６０−２４４８１９号公報のものが知られ
ている。これはロバーバル機構を有する長方体形状のロ
ードセルフレームの起歪部を含む片面に薄膜プロセスに
よりストレンゲージブリッジ回路を形成し、そのロード
セルフレームの一方の端側を固定部として基板に固定す
ると共に他方の端側を可動部として荷重受皿を固定して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようにロードセル
フレームの片面にストレンゲージブリッジ回路を形成し
たものでは、秤量が１５Ｋｇ以上の秤の場合に、図１１
に器差特性を示すように、ロードセルフレームの長手方
向での器差に比較的大きなヒステリシスが生じてゼロ点
戻りが悪くなり、四隅誤差も大きくなるという問題があ
った。なお、(a)は荷重受皿の右側、すなわち荷重受皿
におけるロードセルフレーム可動側における器差特性を
示し、(b) は荷重受皿の左側、すなわち荷重受皿におけ
るロードセルフレーム固定側における器差特性を示して
いる。

【０００４】ゼロ点戻りの悪さは、荷重の載せ、下ろし
の前後で計量値が変化することになりこれが大きいと商
業用秤としては致命的欠陥となる。

【０００５】そこで本発明は、秤量の小さい秤は勿論、
秤量の大きい秤においてもロードセルフレームの長手方
向での器差のヒステリシスを小さくでき、ゼロ点戻りを
より確実にできるロードセル秤を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１対応の発明は、
ロバーバル機構を有する長方体形状のロードセルフレー
ムの片面にストレンゲージブリッジ回路を形成し、その
ロードセルフレームの一方の端側を固定部として基板に
固定すると共に他方の端側を可動部として荷重受皿を固
定したロードセル秤において、ロードセルフレームは、
固定部と可動部の上面及び下面の対称位置に４ヶ所、両
側面に跨がった幅方向に長い溝を設けたものである。

【０００７】

【作用】このような構成の発明においては、溝の影響に
より荷重受皿のロードセルフレーム固定側及びロードセ
ルフレーム可動側の器差のヒステリシスが小さくなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【０００９】図１はロバーバル機構を有する長方体形状
のロードセルフレーム１を示し、このフレーム１の片
面、すなわち上面に薄膜プロセスによりストレンゲージ
ブリッジ回路２を形成している。このときストレンゲー
ジブリッジ回路２のストレンゲージ部をロードセルフレ
ーム１の起歪部に位置させる。

【００１０】前記ロードセルフレーム１は、例えばジュ
ラルミン材（ A2024材）からなり、ストレンゲージブリ
ッジ回路２は、例えばフレーム１の表面にポリイミド樹
脂等の絶縁層を形成した後、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ薄膜層か
らなるストレンゲージパターン、Ｔｉ層からなる温度補
正パターン、Ｃｕ層からなるリードパターンを形成して
構成している。

【００１１】また前記ロードセルフレーム１は一方の端
側を固定部１ａ、他方の端側を可動部１ｂとし、それぞ
れ固定部１ａ及び可動部１ｂの上面及び下面の対称位置
に４ヶ所、両側面に跨がった幅方向に長い溝３ａ，３
ｂ，４ａ，４ｂを設けている。そして固定部１ａ及び可
動部１ｂの端面にそれぞれ２ヶ所ネジ孔５を設けてい
る。このネジ孔５はそれぞれ溝３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ
に達するように開けている。

【００１２】前記ロードセルフレーム１は、図２に示す
ように、固定部１ａにＬ字ブロック６を、そのブロック
６の先端がフレーム１の下方内側に入込むようにしてネ
ジ７，７により固定し、そのＬ字ブロック６のフレーム
１の下方内側に入込んだ部位の底部を基板８に固定して
いる。また可動部１ｂに他のＬ字ブロック９を、そのブ
ロック９の先端がフレーム１の上方内側に入込むように
逆さにしてネジ１０，１０により固定し、そのＬ字ブロ
ック９のフレーム１の上方内側に入込んだ部位の上部に
受皿支持部材１１をネジ１２，１２で固定し、その受皿
支持部材１１の先端に荷重受皿１３の中心を固定してい
る。

【００１３】このような構成の実施例において、例えば
ロードセルフレーム１として、高さが４５mm、幅が２０
mm、起歪部間の距離が４０mmのものを使用し、そのフレ
ーム１に、幅が８mmで深さが１０mmの溝３ａ，３ｂ，４
ａ，４ｂをその中心が各端から１２mmの位置になるよう
に形成して以下の測定を行った。

【００１４】秤量３０Ｋｇの秤で起歪部の厚さＸを３．
３５mmに設定し、かつアーム部の厚さＹを２．９mmに設
定して図３に示すように荷重受皿１３の右側で器差を測
定したところ、図４の(a) に示すような負の方向に非直
線性を生ずる器差特性が得られ、また荷重受皿１３の左
側で器差を測定したところ、図４の(b) に示すような正
の方向に非直線性を生ずる器差特性が得られた。

【００１５】また、起歪部の厚さＸを３．３５mmに設定
し、かつアーム部の厚さＹを２．７mmに設定して荷重受
皿１３の右側で器差を測定したところ、図５の(a) に示
すような正の方向に非直線性を生ずる器差特性が得ら
れ、また荷重受皿１３の左側で器差を測定したところ、
図５の(b) に示すような負の方向に非直線性を生ずる器
差特性が得られた。

【００１６】さらに、起歪部の厚さＸを３．３５mmに設
定し、かつアーム部の厚さＹを２．８mmに設定して荷重
受皿１３の右側で器差を測定したところ、図６の(a) に
示すような器差特性が得られ、また荷重受皿１３の左側
で器差を測定したところ、図６の(b) に示すような器差
特性が得られ、右側、左側とも直線性にすぐれた器差特
性が得られた。

【００１７】このようにアーム部の厚さＹを最適値に選
ぶことにより、四隅での器差の非直線性が改善され四隅
誤差が減少することが分かった。

【００１８】また、同様にして秤量６Ｋｇの秤で起歪部
の厚さＸを１．５mmに設定した場合、右側、左側とも直
線性にすぐれた器差特性を得る最適アーム部の厚さＹは
１．９mmとなった。

【００１９】これらの結果から起歪部の厚さＸとアーム
部の厚さＹとの関係を式で示せば、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ（但
し、Ａ，Ｂは定数で、Ａ＝０．５，１．１＜Ｂ＜１．
２）となる。

【００２０】なお、この関係式はロードセルフレームの
幾何学的寸法によって変わるので、上記例の寸法のロー
ドセルフレームにのみ成立する関係式である。

【００２１】このように６Ｋｇの秤量の小さい秤におい
ても３０Ｋｇの秤量の大きい秤においてもロードセルフ
レームの長手方向での器差のヒステリシス特性を改善で
き、ゼロ点戻りをより確実にできる。

【００２２】すなわち、秤量の大きい秤では荷重受皿１
３の左右方向に荷重が加えられると、荷重による歪みが
ネジ１２、１０を通してロードセルフレーム１のストレ
ンゲージブリッジ回路２に偏荷重として働くことが考え
られ、溝３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを設けない場合にはこ
の偏荷重の影響を大きく受ける。この点本実施例のよう
に溝３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを設けることにより偏荷重
の影響を極力取り除くことができる。

【００２３】また、溝３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを設ける
ことによりロードセルフレーム１及び荷重受皿１３の取
付け時のゼロ点のずれも防止できる。

【００２４】なお、溝３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂの深さを
余り大きくすると器差のヒステリシスが逆に大きくなる
ので、ネジ孔５位置程度の深さが適当である。

【００２５】また、ロードセルフレームに対して溝を片
面にのみ設けた場合は、図７に示すように器差のヒステ
リシスは溝が全く無いものに比べて減少するが、ゼロ点
戻りは不十分であった。なお、図７の(a) は荷重受皿の
右側での器差特性を示し、図７の(b) は荷重受皿の左側
での器差特性を示している。

【００２６】次に本発明の他の実施例を図面を参照して
説明する。なお、前記実施例と同一の部分には同一の符
号を付して詳細な説明は省略する。

【００２７】図８及び図９に示すものは、薄膜プロセス
によりストレンゲージブリッジ回路２のパターンをロー
ドセルフレーム１と同一の熱膨張係数を有する金属基板
２１の表面に形成し、その金属基板２１をエポキシ樹脂
等の接着剤を使用してロードセルフレーム１の表面に接
着固定する。勿論、この場合もストレンゲージブリッジ
回路２のストレンゲージ部をロードセルフレーム１の起
歪部に位置させる。

【００２８】このような構成においても前記実施例と同
様の効果が得られる。

【００２９】また、この実施例では金属基板２１に薄膜
プロセスによりストレンゲージブリッジ回路２のパター
ンを形成するので、例えば１枚の大きな金属基板にスト
レンゲージブリッジ回路２のパターンをまとめて多数形
成し、それを後で切り離して接着固定する金属基板２１
を作り出すことが可能となり、量産化が容易となる。ま
た、図１０に示すものは、基板に固定するネジ孔２２
ａ，２２ｂ及び荷重受皿を固定するネジ孔２３ａ，２３
ｂを両端部の上面に形成したロードセルフレーム１′に
溝３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂを形成している。

【００３０】このような構成においても前記実施例と同
様の効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、ロードセルフレ
ームの固定部と可動部の上面及び下面の対称位置に４ヶ
所、溝を設けることにより、秤量の小さい秤は勿論、秤
量の大きい秤においてもロードセルフレームの長手方向
での器差のヒステリシスを小さくでき、ゼロ点戻りをよ
り確実にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すロードセルフレームの
斜視図。

【図２】同実施例の全体構成を示す側面図。

【図３】同実施例の概略平面図。

【図４】同実施例において秤量３０Ｋｇの秤で起歪部の
厚さＸを３．３５mmに設定し、アーム部の厚さＹを２．
９mmに設定したときの荷重受皿の左右位置での器差ヒス
テリシス特性を示す図。

【図５】同実施例において秤量３０Ｋｇの秤で起歪部の
厚さＸを３．３５mmに設定し、アーム部の厚さＹを２．
７mmに設定したときの荷重受皿の左右位置での器差ヒス
テリシス特性を示す図。

【図６】同実施例において秤量３０Ｋｇの秤で起歪部の
厚さＸを３．３５mmに設定し、アーム部の厚さＹを２．
８mmに設定したときの荷重受皿の左右位置での器差ヒス
テリシス特性を示す図。

【図７】溝を片側にのみ設けたときの荷重受皿の左右位
置での器差ヒステリシス特性を示す図。

【図８】本発明の他の実施例を示す分解斜視図。

【図９】同実施例の斜視図。

【図１０】本発明の別の他の実施例を示す斜視図。

【図１１】従来例における荷重受皿の左右位置での器差
ヒステリシス特性を示す図。

【符号の説明】

１…ロードセルフレーム ２…ストレンゲージブリッジ回路 ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ…溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロバーバル機構を有する長方体形状のロ
   ードセルフレームの片面にストレンゲージブリッジ回路
   を形成し、そのロードセルフレームの一方の端側を固定
   部として基板に固定すると共に他方の端側を可動部とし
   て荷重受皿を固定したロードセル秤において、前記ロー
   ドセルフレームは、固定部と可動部の上面及び下面の対
   称位置に４ヶ所、両側面に跨がった幅方向に長い溝を設
   けたことを特徴とするロードセル秤。