JPH09288019A - ロードセルおよび計量器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速応答形ロードセルの製作容易な過負荷保
護機構を得る。 【解決手段】 一対のビーム部１ｂに上下方向の内方に
延在するノッチ間剛体部１ｅを設け、その先端部にスト
ッパ１ｆを設け、荷重の付加に伴う可動部１ｅの下方へ
の移動により、ストッパ１ｆ同士を左右に変位させて互
いに当接させ、上記移動を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロードセルおよび
これを用いた計量器に関し、特に定格負荷を超える荷重
（以下、「過負荷」という）によるロードセルの過度の
変形を防止する過負荷防止機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のロードセルを用いた計量
器の一部破断側面図である。図において、１はロードセ
ルで、固定部１ａと、その両端から水平方向に延在する
２つのビーム部１ｂと、このビーム部１ｂの他端に両端
が支持されている可動部１ｃとで構成され、ビーム部１
ｂの固定部側および可動部側には、それぞれノッチ１ｄ
が形成されている。

【０００３】２は基台で、ロードセル取付部２ａにロー
ドセルの固定部１ａがねじ３によって固定支持され、過
負荷防止機構を構成するストッパ２ｂが可動部１ｃに対
向する位置に設けられている。４は受皿等の重量負荷手
段で、ロードセルの可動部１ｃに固着され、重量負荷手
段４上に載置された被計量物の重量に応じてロードセル
の可動部１ｃが下方に変位し、このときのノッチ１ｄに
発生する歪量をノッチ部に貼り付けられた歪みセンサ２
０で検出して、重量を測定するように構成されている。
ストッパ２ｂは定格重量以上の荷重がロードセル１に加
えられたとき可動部１ｃを支持してロードセルに過度の
変形が生じないように保護するものである。上記可動部
１ｃとストッパ２ｂの隙間ｇは、定格負荷よりも大きい
荷重が加えられたとき、可動部１ｃがストッパ２ｂに当
接する大きさに形成されている。

【０００４】図６は、ロードセルの負荷と可動部の変位
量との関係を説明するための図で、Ｌをロードセル１の
長さ、ｈをロードセルの高さ、ｐをノッチピッチ、Ｆを
荷重、δを荷重Ｆが負荷された可動部１ｃの変位量、θ
を荷重Ｆが負荷されたときのビーム部１ｂの変位角、ｋ
をロードセル１のバネ定数、ｆをロードセルの固有振動
数、Ｍをロードセルの可動部１ｃの全質量（風袋＋被計
量物）とすると、ｋ，ｆおよびδは、それぞれ次式で表
される。 ｋ＝Ｆ／δ ……（１） ｆ＝（１／２π）√（ｋ／Ｍ） ……（２） δ＝Ｆ／ｋ＝ｐｓｉｎθ ……（３）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、計量器の高速応
答性を高めることが要望されており、この高速応答性を
高めるには固有振動数ｆを高める必要があり、そのため
にはバネ定数ｋを大きくする必要がある。バネ定数ｋを
大きくするには定格荷重を大きくする方法があるが、そ
の場合、計量器感度が低下する。そこで、定格荷重を変
えずにそのまま維持して、例えば、ノッチピッチｐを小
さくすることにより、バネ定数を大きくすると、ストッ
パ２ｂと可動部１ｃの隙間ｇを小さく設定する必要が生
じるため、図５に示した基台２にストッパ２ｂを一体に
形成したものでは、基台２へのロードセル１の取付け精
度およびストッパ２ｂの寸法精度の限界から、製作が困
難となる。

【０００６】図７は、この問題を解消する、ストッパの
高さ調整機構を備えた計量器の構成を示す一部破断側面
図で、同図において、５は基台２に設けられたねじ孔に
螺合するボルト、６はロックナットで、ボルト５の高さ
を調整することで、隙間ｇを調節するように構成したも
のである。

【０００７】しかし、高速タイプのロードセルの隙間ｇ
は、０．２２ｍｍ程度であるから、手作業による調整は
困難であり、調整作業に時間を要する問題点がある。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決して、製作
が容易な過負荷防止機構を備えた高速応答性のロードセ
ルおよびこれを備えた計量器を提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一構成に係るロードセルは、基台に固定支
持される固定部と、被計量物の重量が付加される可動部
が左右に配置され、上記固定部と可動部を連結する一対
のビーム部が上下に配置され、上記各ビーム部に、上記
可動部の下方への移動にともない左右に変位して互いに
当接することにより上記移動を規制するストッパが設け
られている。

【００１０】上記構成によれば、可動部に定格負荷を超
える下向きの荷重が加えられたとき、ストッパ同士が左
右に変位して互いに当接することにより可動部の変位を
阻止するので、ロードセルに過度の変形が生じない。ま
た、定格荷重を維持してロードセルのバネ定数を大きく
しても、ストッパ間の隙間を狭くする必要がない。

【００１１】また、本発明の他の構成に係るロードセル
は、基台に固定支持される固定部と、被計量物の重量が
付加される可動部が左右に配置され、上記固定部と可動
部を連結する一対のビーム部が上下に配置され、上記各
ビーム部に、上記可動部の上方および下方への移動にと
もない左右に変位して互いに当接することにより上記移
動を規制するストッパが設けられている。

【００１２】上記構成によれば、可動部に定格負荷を超
える上向きまたは下向きの荷重が加えられたとき、スト
ッパ同士が左右に変位して互いに当接することにより可
動部の変位を阻止するので、ロードセルに変形が生じな
い。また、定格荷重を維持してロードセルのバネ定数を
大きくしても、ストッパ間の隙間を狭くする必要がな
い。

【００１３】また、本発明に係る計量器は、上記ロード
セルと、このロードセルの固定部を支持する基台と、上
記ロードセルの可動部に取りつけられて被計量物の重量
を可動部に負荷する重量負荷手段とを備えている。

【００１４】上記構成によれば、重量負荷手段またはロ
ードセルの可動部に定格負荷を超える下向きの荷重が加
えられても、可動部はストッパが互いに当接して変位が
阻止され、ロードセルに過度の変形が生じないので、歪
みの残存による零点ずれが生じない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係
る計量器の構成を示す正面図で、図５と同一符号はそれ
ぞれ同一または相当部分を示す。図１（ａ）において、
各ビーム部１ｂの左右方向の中間部に、上下方向の内方
に向って延在するノッチ間剛体部１ｅが一体形成され
て、これら剛体部１ｅ，１ｅの先端に、隙間ｇでもって
相対向する１対のストッパ１ｆ，１ｆが形成されてい
る。可動部１ｃが下向きに変位すると、図１（ｂ）に示
すように、ビーム部１ｂの傾斜に伴ってノッチ間剛体部
１ｅも傾斜し、隙間ｇが狭くなる。定格負荷を超える荷
重が付加されると、ストッパ１ｆ，１ｆのストッパ面１
０，１０が左右方向に当接して、それ以上可動部１ｃが
下方に変位するのを阻止する。

【００１６】この実施形態によると、定格荷重を維持し
ながら、例えばノッチピッチｐを、約１／２に小さくし
てロードセル１のバネ定数ｋを２倍したとき、定格負荷
時の変位角θが従来と変わらないとすると、可動部１ｃ
の変位量δは１／２になるが、両ストッパ１ｆの水平相
対変位量２Δｘは ２Δｘ＝２（ｈ／２）ｓｉｎθ＝ｈｓｉｎθ ……（４） となり、ノッチピッチｐの寸法の影響を受けない。した
がって、ロードセル１の高さｈが同じであれば、定格荷
重を維持してロードセル１のバネ定数ｋを大きくして
も、ストッパの隙間２Δｘを狭くする必要がないので、
精度が良く製作が容易な荷負荷防止機構を構成すること
ができる。

【００１７】次に、第２実施形態の過負荷防止機構につ
いて説明する。図２に、第２実施形態のロードセルの正
面図を示す。このロードセルは、下向きおよび上向きの
両方向過負荷防止機構を構成しているストッパを備えた
もので、図１と同一符号はそれぞれ同一または相当部分
を示している。

【００１８】図２において、７はコの字形の溝１２が形
成されているストッパ片で、一方のノッチ間剛体部１ｅ
の端部にねじ８により固着され、コの字形の溝１２内に
他方のノッチ間剛体１ｅの先端部１ｇが挿入されて、そ
の両側面と隙間ｇを保って相対向するように構成されて
いる。

【００１９】上記構成によると、可動部１ｃに下向きの
定格負荷を超える荷重が付加されると、可動部１ｃが変
位し、ノッチ間剛体部１ｅの先端部１ｇの左側面とスト
ッパ片７のコの字形の溝１２の左側面とが当接し、他
方、過大な上向きの荷重が付加されると、上記先端部１
ｇの右側面とコの字形の溝１２の右側面とが当接して、
可動部１ｃの変位が阻止され、ロードセル１に過度の変
形が生じるのを防止できる。

【００２０】なお、上向きの過負荷は、ロードセル単
体、または計量器を輸送するときの落下事故等によって
加わることがあり、この実施形態によれば、このような
上向きの過負荷に対しても保護機能を発揮することがで
きる。

【００２１】図３は、上下両方向の荷負荷防止機構を備
えた第３実施形態に係るロードセルを示す正面図で、図
２と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示してい
る。１ｈはノッチ間剛体部１ｅの先端部分にコの字形の
溝１２を形成したストッパで、他方のノッチ間剛体部１
ｅの先端部１ｇをコの字形の溝１２内に隙間ｇを保って
挿入している。

【００２２】この第３実施形態も、図２に示した第２実
施形態と同様に作用し、同様の両方向過負荷防止機能を
奏する。

【００２３】図４は、上下両方向の過負荷防止機構を備
えた第４実施形態に係るロードセルを示す正面図で、図
２と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示す。１
４は１対のストッパ保持部材で、一方のノッチ間剛体部
１ｅにねじ１５でもって先端が突出して対向するように
固着され、この突出した対向部分の間に他方のノッチ間
剛体部１ｅの先端部１ｇが挿入されている。１６は１対
の隙間調整ねじからなるストッパで、ストッパ保持部材
１４の突出端に形成されているねじ孔に螺合して内方に
突出し、ロックナット１７によって固定されて、一方の
ノッチ間剛体部１ｅの先端部１ｇの側面との隙間ｇが所
定値に調整できるように構成されている。

【００２４】上記構成によると、図２に示した第２実施
形態と同様の作用効果が得られるのに加えて、ストッパ
１６を回転させることによって、隙間ｇを適切な大きさ
に調整できる利点がある。

【００２５】なお、上記ねじ式ストッパ１６は、いずれ
か一方のみ、例えば、図４の右側（可動部１ｃ側）のみ
に設けて、可動部１ｃの下向きの過負荷を防止する機構
としてもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、ロードセルの１対のビ
ーム部に、内方に延在するノッチ間剛体部を設けるとと
もに、その先端部分に所定の隙間を保って相対向するス
トッパを形成したので、ロードセルの可動部に過大な負
荷が付加されたとき上記ストッパが当接して所定値以上
可動部の変位を阻止し、ロードセルに過度の変形が生じ
ないようにしたので、高速応答形のロードセルに適用し
て過負荷防止機構を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る計量器の
構成を示す正面図、（ｂ）はその動作を示す概略正面図
である。

【図２】第２実施形態のロードセルを示す正面図であ
る。

【図３】第３実施形態のロードセルを示す正面図であ
る。

【図４】第４実施形態のロードセルを示す正面図であ
る。

【図５】従来の計量器の構成を示す一部破断した正面図
である。

【図６】ロードセルの特性を説明するための正面図であ
る。

【図７】他の従来の計量器の構成を示す一部破断した正
面図である。

【符号の説明】

１…ロードセル、１ａ…固定部、１ｂ…ビーム部、１ｃ
…可動部、１ｄ…ノッチ、１ｅ…ノッチ間剛体部、１
ｆ，１ｈ…ストッパ、１ｇ…ノッチ間剛体部の先端部、
７…ストッパ片、８…ねじ、１４…ストッパ保持部材、
１６…隙間調整ねじ（ストッパ）、１７…ロックナッ
ト、Ｘ…左右方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に固定支持される固定部と、被計量
   物の重量が付加される可動部が左右に配置され、上記固
   定部と可動部を連結する一対のビーム部が上下に配置さ
   れ、上記各ビーム部に、上記可動部の下方への移動にと
   もない左右に変位して互いに当接することにより上記移
   動を規制するストッパが設けられているロードセル。
2. 【請求項２】 基台に固定支持される固定部と、被計量
   物の重量が付加される可動部が左右に配置され、上記固
   定部と可動部を連結する一対のビーム部が上下に配置さ
   れ、上記各ビーム部に、上記可動部の上方および下方へ
   の移動にともない左右に変位して互いに当接することに
   より上記移動を規制するストッパが設けられているロー
   ドセル。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のロードセル
   と、このロードセルの固定部を支持する基台と、上記ロ
   ードセルの可動部に取りつけられて被計量物の重量を可
   動部に負荷する重量負荷手段とを備えた計量器。