JPH1030968A - 荷重測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 横荷重、曲げ力等の不要の外力を十分に吸収
してすぐれた測定性能をもたらすとともに、設置面と測
定対象物との別個独立の連結手段を不要とする。 【解決手段】 設置面と測定対象物との間に介装されて
垂直荷重を測定する荷重測定装置であり、二枚の板状部
材１，２間に配置されて、それらの両者との接触面がと
もに曲面状をなす垂直荷重支持部材３を設け、この垂直
荷重支持部材３の周面に歪ゲージ４ａ，４ｂを設けると
ともに、垂直荷重支持部材３を囲繞する弾性体５を、二
枚の板状部材１，２の対向面のそれぞれに連結する。

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、トラックスケー
ル、台秤、計量タンク、材料供給ホッパ等に適用されて
垂直荷重を測定する荷重測定装置に関し、装置の破損等
のおそれを十分に除去してなお、すぐれた測定精度をも
たらすとともに、設置面と測定対象物との、別個独立の
連結手段を不要としたものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、材料供給用のホッパタンクに
あっては、そこに適用したこの種荷重測定装置への不測
の横荷重の作用、負荷荷重による支持フレーム等の変形
に起因するその装置への曲げ力の作用等に対し、それら
の力を有効に吸収、緩和等してその荷重測定装置を保護
すべく、図９に例示するように、下端部にホッパ部を設
けたホッパタンクＴと、それの支持フレームＦとの間に
荷重測定装置Ｌを介装するに当り、支持フレームＦの複
数個所に取付けたそれぞれの下面板ＬＰに、各荷重測定
装置Ｌの底部を固定する一方、その荷重測定装置Ｌの上
端面をホッパタンクＴの側壁から突出するブラケトＢの
下面に設けた上面板ＵＰに当接させている。

【０００３】このことによれば、荷重測定装置Ｌは、図
１０に要部を拡大して示すように、多くは曲面状、より
好適には球面状をなすその上端面にて上面板ＵＰに当接
することから、フレームＦとホッパタンクＴとの間に横
荷重が作用した場合には、その横荷重は、荷重測定装置
上端面と上面板ＵＰと間でのスリップによって吸収され
ることになり、また、荷重測定装置Ｌの曲げ方向、捩れ
方向等に作用する力は、荷重測定装置上端面に対する上
面板ＵＰの相対傾動、相対回動等によって吸収されるこ
とになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、かかる従来
技術における荷重測定装置の介装態様にあっては、ホッ
パタンクＴをその荷重測定装置Ｌ上に、ブラケットＢを
介して位置決め載置しているにすぎないことから、ホッ
パタンクＴの過剰変位、転倒等を有効に阻止するために
は、そのホッパタンクＴとフレームＦとを別個の連結手
段を用いて相互連結することが必要となり、これがた
め、従来は、図１１に要部を拡大して示すように、ホッ
パタンクＴに設けたホッパブラケットＨＢと、フレーム
Ｆに設けたフレームブラケットＦＢとを、ターンバック
ルその他の長さ調整機構を具えたロッドＲにて相互連結
することを余儀なくされていた。従って、この従来技術
では、とくには、ホッパタンクＴとフレームＦとの連結
のための特別の部品および作業工数が不可避となって設
備コストが増加するという問題があった。

【０００５】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、それの目的とするところは、荷重測定装
置それ自身にて、横荷重、曲げ力等を十分にかつ円滑に
吸収することができる他、その装置が介装される設置面
と測定対象物との間の過剰変位等を拘束する連結手段と
しても機能させることができ、従って、特別の連結手段
を設けることが不要な荷重測定装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の荷重測定装置
は、設置面と測定対象物との間に介装されて垂直荷重を
測定するものであり、ほぼ平行をなす二枚の板状部材間
に、両板状部材に接触し、それぞれの接触面の少なくと
も一方が曲面形状をなす垂直荷重支持部材を配設し、こ
の垂直荷重支持部材の表面、たとえば側面に歪ゲージを
設けるとともに、その垂直荷重支持部材を囲繞する弾性
体を、二枚の板状部材の対向面のそれぞれに連結したも
のである。

【０００７】ここで好ましくは、垂直荷重支持部材の、
それぞれの板状部材との接触面をともに曲面形状とし、
より好ましくは、垂直荷重支持部材の、それぞれの曲面
状接触面の曲率半径の和を、垂直荷重支持部材の高さよ
大きくする。また好ましくは、二枚の板状部材の少なく
とも一方の縁部に、他方の板状部材側へ突出する筒状突
部を設け、前記弾性体をこの筒状突部の端面に連結す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
に示すところに基づいて説明する。図１はこの発明の一
の実施形態を示す部分断面図であり、図中１，２は、相
互に平行に配置した、平面輪郭がたとえば円形をなす二
枚の剛性板状部材を示す。ここでは、これらの両板状部
材１，２間に、たとえば中実の円柱状部材からなる垂直
荷重支持部材３を介装し、この垂直荷重支持部材３のそ
れぞれの板状部材１，２との接触面を、ともに曲面形
状、好ましくは球面形状とする。なお、このような垂直
荷重支持部材３の胴部周面には、好ましくは、周方向に
所定間隔をおいた複数個所で、また好ましくは、二種類
の歪ゲージ４ａ，４ｂを設ける。またここで、垂直荷重
支持部材３の周りに、それを取り囲んで位置する筒状の
弾性体５、好ましくはゴム状弾性体を配置し、この弾性
体５の上下端面を二枚の板状部材１，２の対向端面のそ
れぞれに連結する。

【０００９】このように構成してなる荷重測定装置は、
たとえば、それの上下の板状部材１，２を、図９に示す
ブラケットＢおよびフレームＦのそれぞれに、ボルト等
によって強固に連結することで使用に供され、そこへの
垂直荷重の作用に対しては、弾性体５の圧縮変形下で
の、垂直荷重支持部材３の圧縮変形、ひいては、歪ゲー
ジ４ａ，４ｂの抵抗変化に基づいて、荷重の大きさに比
例した出力電圧を発生する。

【００１０】なお、このような荷重測定において、垂直
荷重支持部材３を、図２に例示するように、歪ゲージ４
ａ，４ｂを設けるそれの中央部分で括れる形状として、
断面積の低減したその中央部分での圧縮変形量を十分大
ならしめた場合には、測定精度を一層高めることができ
る。

【００１１】また、この荷重測定装置の上述したような
適用状態において、その装置に横荷重が作用した場合に
は、図３（ａ）に例示するように、上下のそれぞれの板
状部材１，２は、弾性体５の変形下で垂直荷重支持部材
３の傾動をともなって水平方向に大きく相対変位するこ
とができるので、その横荷重の円滑にして十分な吸収が
装置内にて行われることになる。なおここで、装置に作
用する横荷重が除去された場合には、それは、弾性体５
の復元力に基づいて、図１に示すような原形状に復する
ことができる。

【００１２】ところで、この復元力についてみるに、図
４（ａ）に示したように、垂直荷重支持部材３に設けた
それぞれの曲面形状接触面３ａ，３ｂの曲率半径Ｒ₁ ，
Ｒ₂の和を、垂直荷重支持部材３の高さｈより大きくし
た場合には、上下の板状部材１，２の相対水平変位の後
における横荷重の除去により、図４（ｂ）に例示するよ
うに、垂直荷重支持部材それ自身もまた復元力を発生す
ることができ、これにより、より大きな復元力の下で、
装置を迅速に原形状に復帰させることができる。

【００１３】そしてまた、この荷重測定装置に、それの
曲げ方向の力が作用した場合は、図３（ｂ）に示すよう
に、筒状の弾性体５が周方向の一部で伸長変形するとと
もに、それの反対側で圧縮変形して、一方の板状部材１
の、他方の板状部材２に対する大きな傾動変位が行われ
ることから、この場合にもまた、装置の性能に特別の影
響を及ぼすことなく、力の円滑かつ十分な吸収を行うこ
とができる。

【００１４】しかもこの装置では、前述したように、一
方の板状部材１をブラケットＢに、他方の板状部材２を
フレームＦに強固に連結することに加えて、両板状部材
１，２の相互を弾性体５によって連結することで、荷重
測定装置が適用される、フレームＦとブラケットＢとの
間の過剰の相対変位等を、それら両者のための特別の連
結手段を用いることなしに、簡単かつ容易に、併せて十
分安価に防止することできる。

【００１５】以上のような荷重測定装置において、弾性
体５を、ゴムもしくはゴム状弾性材料にて構成した場合
にはその弾性体５により、両板状部材１，２の各種方向
の相対振動を有効に減衰させて、装置をより早期に原形
状に復帰させ得る利点がある他、その弾性体５の上下の
端面を、それぞれの板状部材１，２に加硫その他によっ
て密着させることで、垂直荷重支持部材３、とくには歪
ゲージ４ａ，４ｂに対してすぐれた防水および防塵機能
を発揮させることができる。

【００１６】なお、上述したところにおいて、それぞれ
の板状部材１，２と、それぞれの曲面状接触面３ａ，３
ｂとの接触部分には、材質の選択、熱処理等によって、
それらの摩耗を有効に阻止し得る硬度を付与することが
好ましい。

【００１７】図５は、この発明の他の実施形態を示す部
分断面図であり、これは、上下のそれぞれの板状部材
１，２の縁部に、他方の板状部材側へ突出する、ともに
同一径の筒状突部１ａ，２ａを設け、これらのそれぞれ
の筒状突部１ａ，２ａの対向端面を、弾性体５によって
相互連結したものである。なおここに示す上側の板状部
材１は、それの頂壁に、装置取付用の複数のねじ孔１ｂ
を有し、また下側の板状部材２は、それの縁部から半径
方向外方へ突出して、それの底壁と同一面内に位置す
る、ボルト挿通用のフランジ２ｂを有する。ここで、図
中２ｃは、フランジ２ｂに設けたそれぞれのボルト挿通
孔を示す。

【００１８】またこの図では、両板状部材１，２間に配
置される垂直荷重支持部材３を、図２に示すものと同様
の中央部分括れ部を有するものとし、それの軸線方向の
中央部に、二種類の歪ゲージ４ａ，４ｂのそれぞれを、
周方向に所定の間隔をおいて設けるとともに、それらの
歪ゲージ４ａ，４ｂのリード線６を、下側板状部材２の
筒状突部２ａから外部へ導びき出す。

【００１９】さらにここでは、垂直荷重支持部材３の上
下のそれぞれの端部分と、それぞれの筒状突部１ａ，２
ａの内周面との間にオーリング７ａ，７ｂを配設してい
る。これにより垂直荷重支持部材を筒状突部１ａ，２ａ
の内周面から所定間隔をおいて確実に保持できるととも
に、両板状部材１，２に加わる水平方向の相対変位が大
である時にはオーリング７ａ，７ｂがこの水平方向の変
位により圧縮変形し、装置の水平方向バネ定数を大きく
することができ、大きな水平方向荷重が作用する計量器
等に使用可能となる。

【００２０】図６に示す装置は、図５に示す装置からオ
ーリング７ａ，７ｂを省く等して構造を若干簡略化した
ものであり、図６（ａ）に示すものは、図５に示す垂直
荷重支持部材と同様の形状の垂直荷重支持部材３を両板
状部材１，２間に配置するとともに、その垂直荷重支持
部材３の軸線方向に、二種類の歪ゲージ４ａ，４ｂのそ
れぞれを設けたものである。また、図６（ｂ）に示すも
のは、両板状部材１，２間に、図１に示したものと同様
の形状の垂直荷重支持部材３を配置したものである。

【００２１】このように、上下の板状部材１，２のそれ
ぞれに筒状突部１ａ，２ａを設けた荷重測定装置では、
それが横荷重を受けることによって、両板状部材１，２
に水平方向の相対変位が発生した場合において、その相
対変位量が所定値に達したときは、図７に例示するよう
に、垂直荷重支持部材３は、その上端部分で上の板状部
材１の筒状突部１ａに、そしてその下端部分で他方の筒
状突部２ａのそれぞれに当接し、これによって、両板状
部材１，２の、所定量を越える相対変位を阻止すること
になる。

【００２２】従って、この装置では、そこに大きな横荷
重が作用した場合であっても、弾性体５の極限までの剪
断変形を有効に防止して弾性体５の耐久性を大きく高め
ることができる。なお、この装置においてもまた曲げ力
の吸収は、前述の場合と同様にして行われることにな
る。

【００２３】以上、図５〜７に示すところでは、上下の
板状部材１，２のそれぞれに筒状突部１ａ，２ａを設け
る場合について述べたが、いずれか一方の板状部材だけ
に筒状突部を設けることも可能であり、このことによっ
てもまた、垂直荷重支持部材３のいずれか一方の端部分
と、一の筒状部材との当接下にて上述したと同様の効果
をもたらすことができる。

【００２４】図８はさらに他の実施形態を示す図であ
り、図８（ａ）に示すところは、垂直荷重支持部材３
の、上の板状部材１への接触部分だけを曲面形状接触面
３ａとし、それの下端面を、下の板状部材２に面接触す
る平坦面としたものである。この装置における横荷重の
吸収は、垂直荷重支持部材３を、下の板状部材２に固定
もしくは固着した場合には、上の板状部材１の、曲面形
状接触面３ａに対する水平方向への摺動変位に基づいて
行われることになる。

【００２５】また図８（ｂ）に示す装置は、上の板状部
材１だけに筒状突部１ａを設け、また、垂直荷重支持部
材３を下の板状部材２に固定もしくは固着したものであ
り、この装置では、上の板状部材１の曲面状接触面３ａ
に対する余剰の摺動変位が、筒状突部１ａの、垂直荷重
支持部材３への当接によって拘束されることになる。

【００２６】

【発明の効果】以上に述べたところから明らかなよう
に、この発明によれば、荷重測定装置と、設置面および
測定対象物との相対構造のいかんにかかわらず、荷重測
定装置それ自身にて、横荷重、曲げ力等を円滑にかつ確
実に吸収することができ、装置性能の低下、装置の損傷
のおそれ等を有効に除去することができる。

【００２７】またここでは、上下の板状部材のそれぞれ
を、測定対象物および設置面のそれぞれに、適宜に直接
的に連結することにより、従来技術で述べたような別個
の連結手段を用いることなしに、測定対象物の設置面に
対する不測の過剰変位等を十分に阻止することができる
ので、特別の部品の準備、特別の部品の加工および組付
け等の作業工数が不要となって設備コストを大きく低減
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施形態を示す部分断面図であ
る。

【図２】垂直荷重支持部材の他の形態を示す図である。

【図３】図１に示す装置の外力吸収態様を例示する図で
ある。

【図４】好適な垂直荷重支持部材を示す図である。

【図５】この発明の他の実施形態を示す部分断面図であ
る。

【図６】図５に示す装置の簡略化装置を示す部分断面図
である。

【図７】筒状突部の作用を示す図である。

【図８】この発明のさらに他の実施態形を示す部分断面
図である。

【図９】従来技術を例示する図である。

【図１０】従来の荷重測定装置の適用状態を示す拡大正
面図である。

【図１１】従来の独立した連結手段を示す拡大正面図で
ある。

【符号の説明】

１ 上の板状部材 １ａ，２ａ 筒状突部 １ｂ ねじ孔 ２ 下の板状部材 ２ｂ フランジ ２ｃ ボルト挿通孔 ３ 垂直荷重支持部材 ３ａ，３ｂ 曲面形状接触面 ４ａ，４ｂ 歪ゲージ ５ 弾性体 ６ リード線 ７ａ，７ｂ オーリング Ｒ₁ ，Ｒ₂ 曲率半径 ｈ 高さ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設置面と測定対象物との間に介装されて
   垂直荷重を測定する荷重測定装置であって、 ほぼ平行をなす二枚の板状部材間に、両板状部材に接触
   し、それぞれの接触面の少なくとも一方が曲面形状をな
   す垂直荷重支持部材を配設し、この垂直荷重支持部材の
   表面に歪ゲージを設けるとともに、その垂直荷重支持部
   材を囲繞する弾性体を、二枚の板状部材の対向面のそれ
   ぞれに連結してなる荷重測定装置。
2. 【請求項２】 垂直荷重支持部材の、それぞれの板状部
   材との接触面をともに曲面形状としてなる請求項１記載
   の荷重測定装置。
3. 【請求項３】 垂直荷重支持部材の、それぞれの曲面形
   状接触面の曲率半径の和を、その垂直荷重支持部材の高
   さより大きくしてなる請求項２記載の荷重測定装置。
4. 【請求項４】 二枚の板状部材の少なくとも一方の縁部
   に、他方の板状部材側へ突出する筒状突部を設け、前記
   弾性体を、この筒状突部の端面に連結してなる請求項１
   〜３のいずれかに記載の荷重測定装置。