JPH09264802A - ロードセル保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロードセルの作動精度を高めるとともに、ロ
ードセルを、外力に対して効果的に保護する。 【解決手段】 設置ベース１上に配設したロードセル２
及び受荷部材３を備える荷重計の、ロードセル２と、受
荷部材３との間、もしくは設置ベース１との間に介装さ
れるロードセル保護部材６である。相互にほぼ平行をな
す、上下２枚の凹部を設けた板状部材７、８のほぼ中央
部に、高剛性の球状部材よりなる垂直荷重支持部材９
を、両板状部材７、８の凹部面７Ａ、８Ｂに接触させて
配設するとともに、これらの両板状部材７、８の対向面
の径方向外側を、ゴムもしくはゴム状弾性材料からなる
弾性体１０によって相互連結したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、台秤、材料供給
ホッパ−、圧縮・引張試験機その他に使用されるロ−ド
セルを用いた荷重計のロードセル保護装置に関するもの
であり、ロードセルの作動精度を十分に高めてなお、水
平方向及び傾動方向の外力に対してロードセルを有効に
保護するものである。

【０００２】

【従来の技術】トラックの車重計測に適用される従来の
台秤としては、例えば、図８（ａ）に平面図で示すよう
に、トラック全体の乗り込みを許容する方形形状の受荷
部材１００を、少なくともそれの各隅部で、ロードセル
１０１を介して設置ペース１０２に取付けたものがあ
り、ここでは受荷部材１００とロードセル１０１との間
にロードセル保護部材１０３を配設している。

【０００３】図８（ｂ）は、ロードセル保護部材１０３
の取付状態を示す縦断面図であり、ここでは、ゴムもし
くはゴム状弾性体からなる複数の弾性層１０３ａと、金
属板その他からなる複数の剛性板１０３ｂとの交互積層
体の、上下のそれぞれの端面に面板１０３ｃ，１０３ｄ
を固着して構成したロードセル保護部材１０３の、下面
板１０３ｄを、ロードセル１０１の受圧部１０１ａにボ
ルト止めするとともに、上面板１０３ｃを、受荷部材１
００の下部フレーム１００ａに、これもボルト止めする
ことによって、ロードセル保護部材１０３を装着してい
る。

【０００４】係るロードセル保護部材１０３は、受荷部
材１００に作用する垂直荷重に対しては小さい変形量の
もとでも、受荷部材１００の水平度を高めて、その受荷
部材上のトラックの傾きを充分に防止し、又、水平方向
の外力に対しては、大きく変形して、ロードセル１０１
を有効に保護する他、熱伸縮及び、取付穴の形成誤差を
吸収し、更に、一方の面板に対する他方の面板の傾動変
位を充分大ならしめて、ロードセル１０１の保護及び、
ロードセル１０１及び／又は受荷部材１００の、保護部
材取付面の傾きを吸収すべく機能することが好ましい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
ロードセル保護部材１０３にあっては、このような各機
能を充分にバランスさせることができない不都合があっ
た。すなわち、ロードセル保護部材１０３の水平方向変
形量は層ゴム厚みを厚くするほど大きくなり、又、総ゴ
ム厚みが同じでも、積層数が多いほど垂直方向変形量を
小さくすることができ、このような構成においては、小
さい垂直方向変形量のもとで、大きな水平方向変形量を
確保することはできるものの、大きな荷重を受けた場
合、弾性体層１０３ａのゴム硬度が充分でないと弾性体
層１０３ａが弾性体としての能力を超えた領域まで圧縮
されて、弾性体層１０３ａによる充分な変形吸収が得ら
れなくなる恐れがあるばかりか、弾性体層１０３ａの耐
久力の低下や劣化が発生し、弾性体層１０３ａの破壊に
も繋がるという問題があった。

【０００６】さらには、大きな水平荷重が面板１０３ｃ
に伝達されると、面板１０３ｃと面板１０３ｄとが水平
方向に大きく相対変位することにより、弾性層１０３ａ
が大きな剪断力を受けて面板１０３ｃ又は面板１０３ｂ
から剥離してしまうか、弾性層そのものが破断して、面
板１０１ａに固定された面板１０３ｄから、面板１０３
ｃとともに受荷部材１００がロードセル１０１から脱落
してしまう問題もあった。

【０００７】この発明は、従来技術の有するこのような
問題点を解決することを課題として検討した結果なされ
たものであり、この発明の目的は、垂直荷重に対する変
形量を充分小ならしめる一方、過度の垂直荷重が負荷さ
れた場合でも、水平方向の変形量及び上下面板に相対傾
動量のそれぞれを充分大ならしめるとともに、過度の水
平荷重に充分耐えられる上、上面板が下面板から離脱せ
ず、ロードセルを、意図しない方向の大きな外力に対し
て有効に保護することができるロードセル保護装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明ロードセル保護
装置は、設置ベース上に順次に配設したロードセル及び
受荷部材を備える荷重計のロードセルと、受荷部材との
間、もしくは、ロードセルと設置ベースとの間に介装さ
れるロードセル保護装置であって、該ロードセル保護部
材は相互にほぼ平行をなす２枚の板状部材と、それぞれ
の板状部材の対向面に形成された凹部と該凹部内に収納
され、前記板状部材と対向する対向表面の少なくとも一
方が曲面状をなし、ロードセル保護部材に加わる垂直荷
重を支持する支持体と、前記板状部材を相互連結する弾
性体と、を有することを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のロードセル保護装置で
は、垂直荷重の作用に際しては、ロードセル保護部材の
弾性体の圧縮変形が垂直荷重支持部材によって、有効に
阻止されるので、大きな垂直荷重を受けた場合でも、弾
性体にその弾性機能を損なうような力、又は変形を与え
ることがない。

【００１０】又、その保護装置への水平方向外力の作用
に際しては、上下の板状部材は、弾性体の剪断変形に基
づいて、その外力の作用方向へ充分大きく相対変位する
ことになり、そして、それらの両板状部材を相対傾動さ
せる方向の外力の作用に対しては、板状部材との対向表
面が曲面状をなす垂直荷重支持部材を隔てて位置するそ
れぞれの弾性体部分の圧縮及び伸長変形に基づいて、両
板状部材を大きく相対傾動させることができる。

【００１１】したがって、これらのそれぞれの外力によ
って、ロードセルが意図しない方向の大きな力を受ける
のを充分防止して、ロードセルを効果的に保護すること
ができる。

【００１２】ところで、この保護装置において、垂直荷
重支持部材を断面が曲面状をなす球状部材又は円筒部材
にて構成したので、水平方向の外力の作用に際しては、
その垂直荷重支持部材を板状部材に設けられた凹部内で
転動させているため、両板状部材の水平方向への相対変
位量を一層大ならしめることができる。

【００１３】さらには、それぞれの板状部材の対向面に
形成された凹部と該凹部内に収納されるように、垂直荷
重支持部材を設けたので、板状部材に加わる水平方向の
外力の作用に際しては、上面側の板状部材に形成された
凹部部のエッジ部と下面側の板状部材に形成された凹部
部のエッジ部とによって、垂直荷重支持部材の転動が阻
止されるので、水平外力で転動した垂直荷重支持部材が
所定の位置で挟持される結果、垂直荷重支持部材がそれ
ぞれの板状部材の相対水平移動を拘束して、上側板状部
材と下側板状部材との余剰の相対移動を阻止することが
できる。

【００１４】［第１の実施の形態］以下に、この発明の
第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は発
明装置の第１の実施の形態を示す縦断面図であり、図
中、１は設置スペースを、２はこの設置スペース上に固
定したロードセルを、又３は受荷部材をそれぞれ示す。

【００１５】ここでこの例では、ロードセル２の受圧部
４と、受荷部材３の下部フレーム５とのそれぞれに、例
えばボルトによって固定されるロードセル保護装置６を
相互にほぼ平行をなす、上下２枚の凹部を設けた板状部
材７、８のほぼ中央部に、高剛性の球状部材よりなる垂
直荷重支持部材９を、両板状部材７、８の凹部面７Ａ、
８Ｂに接触させて配設するとともに、これらの両板状部
材７、８の対向面の径方向外側を、ゴムもしくはゴム状
弾性材料からなる弾性体１０によって相互連結すること
により構成する。

【００１６】ところで、この例に示すロードセル２は、
図２に平面図で示すように、全体として、円形形状の内
輪郭線と、ほぼ方形形状の外輪郭線とで画成される平面
形状を有し、設置スペース１に面接触する枠状固定部１
１と、この枠状固定部１１から半径方向内方へ突出させ
た複数本数の梁部材１２、ここでは平面視で、長さ方向
の中央部分が括れる梁部材１２と、これらの梁部材１２
の先端に連結されて、平面輪郭形状が円形をなすととも
に、設置スペース１の表面から浮き上がって位置する受
圧部４と、それぞれの梁部材１２の上下両面に、貼着そ
の他によって固着した歪みゲージ１３とからなり、係る
ロードセル２は、受圧部４に作用する荷重の大きさに応
じた、梁部材１２の撓み変量に基づき、通常は、歪みゲ
ージ１３の抵抗値を出力する。

【００１７】なお、このようなロードセル２の、枠状固
定部１１、梁部材１２及び受圧部４は、それらの各々を
別体構成した後、事後的に一体化し得ることはもちろん
であるが、例えば、鉄、アルミニウム、セラミック等の
材料の削り出しによって一体構成すること、あるいは鋳
造、射出成形等によって一体構成すること等も可能であ
る。

【００１８】この例によれば、受荷部材上に乗り上げ
た、例えばトラックの車重は、ロードセル保護部材６
の、上下の板状部材７、８と垂直荷重支持部材９との当
接に基づき、そのロードセル保護部材６の、極めて小さ
な垂直方向の変形下で、ロードセル２の受圧部４に伝達
されることになり、垂直荷重の作用に際しては、ロード
セル保護部材の圧縮変形が垂直荷重支持部材９によっ
て、有効に阻止されるので、大きな垂直荷重を受けた場
合でも、弾性体１０にその弾性機能を損なうような力、
又は変形を与えることがない。

【００１９】この一方において、ロードセル保護部材６
は、そこへの水平方向外力の作用に対しては、弾性体１
０の、厚みに応じた剪断変形と、垂直荷重支持部材９の
転動運動とによって充分大きく変形することができるの
で、例えば、受荷部材３へのトラックの乗り込み、その
受荷部材３上でのトラックの制動停止等によって生ずる
水平方向外力の、ロードセル２への伝達は充分に緩和さ
れることになる。

【００２０】さらには、図３に示すように、２枚の板状
部材７、８の凹部７Ａと８Ａとの間に収納されるよう
に、、垂直荷重支持部材９を設けたので、板状部材に加
わる水平方向外力の作用に際しては、上面側の板状部材
７に形成された凹部エッジ部７Ｂと下面側の板状部材８
に形成された凹部エッジ部８Ｂとによって、水平外力で
転動した垂直荷重支持部材９が所定の位置で挟持される
結果、垂直荷重支持部材９がそれぞれの板状部材７、８
の相対水平移動を拘束する。

【００２１】従って、水平方向外力が車重計測に及ぼす
影響を充分に除去することができる他、所定以上の水平
方向外力が働いた場合でも，上下板状部材の凹部７、８
と垂直荷重支持部材９が挟持されることにより、弾性体
１０の上側の板状部材７又は下側の板状部材８からの剥
離や破断を防止することができ、荷重計としての安全性
を高めることができる。

【００２２】又、このロードセル保護部材６では、上下
の板状部材７、８の相対傾動を、垂直荷重支持部材９を
境とした、それの一方側の弾性体部分の、弾性体厚みに
応じた伸長変形及び、それの他方側の弾性体部分の、こ
れもまた弾性体１０の厚みに応じた圧縮変形のそれぞれ
によって充分大ならしめることができるので、設置スペ
ース１及び受荷部材３の少なくとも一方の取付面の傾斜
を、ロードセル２へ無理な力の作用なしに吸収すること
ができ、これがため、両板状部材７、８の傾動方向の力
の、ロードセル２への作用を有効に排除して、車重の計
測精度を高め、併せて、ロードセル梁部材１２の損傷を
防止することができる。

【００２３】更に、４点のロードセルで構成した台秤に
荷重を負荷したとき、ロードセル２には垂直荷重以外
に、台秤受荷部材がその垂直荷重により変形（下弦状
に）することによる回転力（モーメントすなわちロード
セルを傾けさせようとする力）が働く。又、当台秤の受
荷部材３の取付面と、ロードセル設置ベース面とが平行
でない時に、この間にロードセル２を取付けると同様の
回転力が発生する。一般にロードセル２はその所定の荷
重方向である垂直方向の力には強度も高く、その力を正
確に測定することができるような構造になっているが、
回転力に対しては、強度も低く又、それが測定精度に大
きな悪影響を与えてしまう。従って、このような回転力
がそのままロードセル２に伝達されると、ロードセル２
が損傷してしまったり、又測定精度が低下してしまった
りする恐れがあるが、上述したように、両板状部材の相
対傾動を充分に許容した時には、傾動方向の力をそれに
よって効果的に吸収してロードセル２を有効に保護する
ことができる。

【００２４】なお、この例に示すところにおいては、ロ
ードセル２の構造は、既知の各種のものとすることがで
き、又、ロードセル保護部材６の、図では受圧部４と実
質的に同一とした外輪郭を、枠状固定部１１のそれと実
質的に同一のものとすることもでき、そのロードセル保
護部材６をロードセル２と設置スペース１との間に配設
することもできる。

【００２５】図４は、ロードセル保護部材の他の実施の
形態の例を示す縦断面図であり、垂直荷重支持部材９を
ほぼ樽状をなす部材によって構成したものである。この
垂直荷重支持部材９では、図示の断面内で、両板状部材
７、８に対向するそれぞれの面の曲率半径Ｒ₁ 、Ｒ₂ の
和が、垂直荷重支持部材９の高さＨより大きくなること
から板状部材７、８が図４（ｂ）に示すように、図の左
右方向に水平に相対変位した場合には、垂直荷重支持部
材９の、板状部材７、８に共連される転動によって、両
板状部材７、８が相互に離隔する方向にも相対変位され
ることになるため、水平変位量の増加につれてばね定数
が大きくなるとともに、復元力も又大きくなる。

【００２６】図５（ａ）は、ロードセル保護部材の他の
実施の形態の例を示す縦断面図であり、垂直荷重支持部
材９を円柱もしくは長円柱をなす部材によって構成した
ものである。２枚の板状部材７、８の凹部７Ａと８Ａと
の間に、垂直荷重支持部材９を設けたので、図５（ｂ）
図上で、左右方向のみの水平方向外力の作用に際して
は、上面側の板状部材７に形成された凹部エッジ部７Ｂ
と下面側の板状部材８に形成された凹部エッジ部８Ｂと
によって、水平外力で転動した垂直荷重支持部材９が所
定の位置で挟持される結果、垂直荷重支持部材９がそれ
ぞれの板状部材７、８の左右方向のみの相対水平移動を
拘束して、上側の板状部材７と下側の板状部材８との余
剰の相対移動を阻止することができる。このような構成
としたロードセル保護部材６は、２点式台秤のように、
受荷部材上に乗り上げた、例えばトラックの進入後退方
向、すなわち図上で左右方向のみの余剰相対移動を阻止
することができ、両板状部材７、８が紙面と直行する方
向に水平に相対変位させることを必要としない場合に奏
功する。

【００２７】図６は、ロードセル保護部材の他の実施の
形態の例を示す縦断面図である。図に示す例は、垂直荷
重支持部材９を、両板状部材７、８の凹部面７Ａ、８Ａ
に接触させて配設するとともに、これらの両板状部材
７、８の対向面を、ゴムもしくはゴム状弾性材料からな
る弾性体１０によって相互連結したものであり、この例
によれば、同材質の弾性体１０を用いた同外形形状の、
凹部には弾性体１０が設けられていないタイプのものに
比べて、弾性体１０と垂直荷重支持部材７、８との接触
面が増加し、又、水平断面も増加するので、引っ張り荷
重に対する強度が高まり、又、水平方向ばね定数を大き
くすることができて、しかしながらその反面、傾動方向
に対しては、ほとんどその特性が変わらないという特徴
を持たすことが可能となる。

【００２８】図７は、ロードセル保護部材の他の実施の
形態の例を示す縦断面図である。図に示す例は、垂直荷
重支持部材９を、両板状部材７、８の凹部面７Ａ、８Ａ
との間に凹面部７Ａ、８Ａから離隔させて配設するとと
もに、これらの両板状部材７、８の対向面を、垂直荷重
支持部材９を包み込むように、ゴムもしくはゴム状弾性
材料からなる弾性体１０によって相互連結したものであ
り、これによれば垂直荷重の作用に対し、板状部材７、
８が垂直荷重支持部材９に当接するまでの限られた距離
にわたって装置を垂直方向に自由に変形させることがで
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなようにこ
の発明によれば、ロードセル保護部材は、そこへの水平
方向外力の作用に対しては、弾性体の厚みに応じた剪断
変形と、曲面状をなす垂直荷重支持部材の転動運動とに
よって充分大きく変形することができるので、受荷部材
へのトラックの乗り込み、その受荷部材上でのトラック
の制動停止等によって生ずる水平方向外力の、ロードセ
ルへの伝達は充分に緩和されることになる。さらには、
２枚の板状部材に設けたそれぞれの凹部の間に、垂直荷
重支持部材を設けたので、水平方向外力の作用に際して
は、上面側の板状部材に形成された凹部エッジ部と下面
側の板状部材に形成された凹部エッジ部とによって、水
平外力で転動した垂直荷重支持部材が所定の位置で挟持
される結果、垂直荷重支持部材９がそれぞれの板状部材
の相対水平移動を拘束して、上側の板状部材と下側の板
状部材との余剰の相対移動を阻止することができる。そ
の結果、弾性体の破断や、固定された下側の板状部材か
ら上側の板状部材が受荷部材とともに脱落することがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の例を示す縦断面図であ
る。

【図２】ロードセルを例示する平面図である。

【図３】図１におけるロードセル保護部材の変形状態を
示す縦断面図である。

【図４】他の実施の形態の例を示す縦断面図である。

【図５】他の実施の形態に例を示す縦断面図である。

【図６】他の実施の形態に例を示す縦断面図である。

【図７】他の実施の形態に例を示す縦断面図である。

【図８】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 設置ベース ２ ロードセル ３ 受荷部材 ４ 受圧部 ５ 下部フレーム ６ ロードセル保護部材 ７、８ 板状部材 ７Ａ，８Ａ 凹部 ７Ｂ、８Ｂ エッジ部 ９ 垂直荷重支持部材 １０ 弾性体 １１ 枠状固定部 １２ 梁部材 １３ 歪みゲージ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設置ベース上に順次に配設したロードセ
   ル及び受荷部材を備える荷重計のロードセルと、受荷部
   材との間、もしくは、ロードセルと設置ベースとの間に
   介装されるロードセル保護装置であって、該ロードセル
   保護部材は相互にほぼ平行をなす２枚の板状部材と、 それぞれの板状部材の対向面に形成された凹部と該凹部
   内に収納され、前記板状部材と対向する対向表面の少な
   くとも一方が曲面状をなし、ロードセル保護部材に加わ
   る垂直荷重を支持する支持体と、 前記板状部材を相互連結する弾性体と、を有することを
   特徴とするロードセル保護部材。