JPS5873832A - 密実型ロ−ドセル - Google Patents

密実型ロ−ドセル

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JPS5873832A
JPS5873832A JP17146281A JP17146281A JPS5873832A JP S5873832 A JPS5873832 A JP S5873832A JP 17146281 A JP17146281 A JP 17146281A JP 17146281 A JP17146281 A JP 17146281A JP S5873832 A JPS5873832 A JP S5873832A
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JP
Japan
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diaphragm
center
load cell
thickness
radius
Prior art date
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Granted
Application number
JP17146281A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6245490B2 (ja
Inventor
Kimiyuki Kawabata
川端 公之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TOYO BALDWIN KK
Original Assignee
TOYO BALDWIN KK
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Filing date
Publication date
Application filed by TOYO BALDWIN KK filed Critical TOYO BALDWIN KK
Priority to JP17146281A priority Critical patent/JPS5873832A/ja
Publication of JPS5873832A publication Critical patent/JPS5873832A/ja
Publication of JPS6245490B2 publication Critical patent/JPS6245490B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G3/00Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/12Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
    • G01G3/14Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing measuring variations of electrical resistance
    • G01G3/1402Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G01G3/141Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being disc or ring shaped

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は体積を最小にし外形を円錐形にして被検出用ロ
ードセルを重量と支持体の間に最小の労重量測定体と支
持基台の間に挿入が容易な形が必要である。
本発明はこの目的のために体積を最小とすることのでき
る円形ダイヤフラム型ロードセルを改善使用したもので
ある。
円形ダイヤフラム型ロードセルは第1図のように中心と
周辺が剛固でその中間のダイヤフラムが可撓なので中心
と周辺は変形せず、即ち始め中心と周辺が水平な時は両
者は水平を保ち乍ら可撓なダイヤフラムのみが変形する
ので弱いダイヤスラムの中間にて屈曲モーメントは0で
ダイヤスラムの両端にて最大となり、曲げ応力はダイヤ
フラム上面の外端にて正の最大、内端にて負の最大とな
る平行四辺彫型変形をする1、そのため中心と周辺上に
力が加わる限り、力の着力位置には無関係な変形を行う
のでこの彎曲点の両側に歪ゲージを接着すればゲージ出
力は中心の両側で符号が変るので、夫々を対辺とした歪
電橋を造れば、力のモーメントでなく力を直接力の位置
に無関係に正確に検出することができる。
歪ゲージで歪を検出し歪の原因たる負荷を最小体積のn
1定器で精確に而も感度よく測定するためKtj歪ゲー
ジを接着する歪受感部に歪音集中発生させる必要がある
。併し、受感部の単位体積毎に発生させる歪には許容限
度即ち最大許容荷重って単位体積当り最大許容剪断又は
曲げ応力σ、があるので、所定の定格負荷F=i−着力
点に加え、受感部を通し支持部に力を伝えるためには、
力の伝達方向に直角な断面に沿いF/IF、 = V−
なる最小体積が必要で、■mより断面に沿う体積が小さ
いと単位体積毎の応力が許容値σ、を超すのでその体積
を破壊する。上述の定格負荷FYt担うための最小体積
■1aFi材質により一定なのでダイヤフラムの半径r
上の厚さttrとする時には、負荷伝達の方向に直角な
断面に沿う単位体積の数即ち伝達方向に直角な周辺長さ
1γはV、、、/ly= j−1=’1trrとなる。
逆に各単位体積上の応力をσ、としダイヤフラムの体積
を最小にするために半径r上のダイヤフラムの厚さ1.
をtr=vll、/1rキVtn/2*rに近づけると
厚さ重τは中心部の外径τ。で最大でrをますに従って
1.け双曲線に沿い減少することになる0このようにダ
イヤフラムの厚さ1.を半径に反比例に選ぶことにより
ダイヤフラムの各重症体積は一定の最大許容荷重を破壊
することなしにになうので環状ダイヤフラムは与えられ
た負荷に対し最小体積となるのでこれを第1の発明とし
た。これま′″tsiltダイヤフラム型ロードセルの
厚さktl一定で上下面を平行にし後に説明する■溝を
付したものが多く贅肉があり最小体積とは云えなかった
〇 前述の条件によればダイヤフラムの厚さtr Fi11 その位置の半径咳逆比例するのでダイヤフラムの内端で
1が最小の10になり厚さは最大となりそれよ)rが1
すに従い双曲線に沿い厚さは減少する。そこでダイヤフ
ラムの底面を平面としその上に厚さ1.を取ればダイヤ
フラムの頂面は中心部が高く周辺に到るに従い第1図の
ように双曲線に沿い高さが減少して富士山形の円錐形と
なるので外周部14の外周管も円錐形にすることにより
裾が楔形とな)重量物と支台の間に挿入を容易圧して重
量検tBYrも簡単にすることが田来るのでこれを第2
の発明とした。
以下図面によって本発明の好ましい実施例を説明する。
第1図は本発明を実施した体積最小で、被測定負荷と基
台の間に挿入容易なダイヤフラム−ロードセルの実例で
円板の中心部1oと外周部12とを強固圧してこの部を
被測定力とこれに対、P]する支持力の着力点とし、こ
の両部を可倒なダイヤフラム板14で連結し、ダイヤフ
ラム140表面に外内各1対の歪ゲージ16’ 、 1
6’と18’、 18’ヲ接着してダイヤフラムの負荷
により生じた歪を歪ゲージ電橋により検出する。上述の
構造のダイヤプラム型ロードセルを用いる時、中心部1
0に加えられた力1’t−ダイヤフラム14Yr通し放
射状に外周部12に伝え、外周部12にて中心部1゜の
変位を可能にする空間20を残すようロードセル脚22
を外周部12に附する。
こうした中心部1oの被測定力Fを放射方向にダイヤフ
ラムを破壊せずに歪みを起すのみで周辺部12に伝達す
るためにはダイヤフラムの各単位体積に生じる歪、従っ
て各容積にが\る応力がダイヤフラム材質の単位体積当
りの応力許容値σ。
以下であることが必要で従ってFなるカを放射方向に伝
えるために中心より半径rの位置のダイヤフラムの厚さ
t trとすると、円周方向に必要な単位体積の数即ち
円周の長さ’r #′ir /a−ty == Ir 
==2πrで示される式で表わされる。従って、グイな
るので、このためにはダイヤフラムの厚さ1゜は中心の
外周半径1”6 にて最大でro よりrが着すに従っ
て双曲1! P/2πσ□=rt、に沿いダイヤフラム
厚さtr’を減少すればダイヤフラム内の各単位体積は
一様な最大応カσmt担うことになりダイヤフラムの体
積ヲ最小にすることができるOこれまではダイヤフラム
の厚さ金一定にしたので外周近辺では単位体積にか\る
応力がσ、より非常に小さく不必要な体積部分を含んで
いたのを本発明の第1)項により最小体積としたもので
ある0其の上に前述のようにこ、うした構造ではダイヤ
フラムの厚さtr Fi中心部lOの外側で最大で中心
部10より周辺部12に向うに従い小さくなるので中心
部外周の半径r、 を増すことによって最大厚さを小さ
くすることが可能で一方このロート。
セルの高さはダイヤフラム根本の最大厚さT、と中心部
10の周辺部12に対する変位可能空隙20の高さΔh
加えた最大高さtl!、+Δh=h、 で定まるのでr
。の選択によりhmヲも自由に選ぶことが可能である。
こうしたロードセルの中心部lOと周辺部12とを強固
にした上で上述のような一様応力σイの厚さとした構造
とし中心部10.、と周辺部12に対向力Fが加えられ
ると両部は強固なので変形せず、負荷前の水平な姿勢金
保ったま\ダイヤフラムの変形によってその相対位11
に変位する。従って力が中心部10と外周部12に印加
せられる限り両部は常に水平を保つので力による両部の
相対変位は着力点の位置に無関係で着力点の一定化を目
的とする着カポタンは不要で中心と外周の相対変位量は
力のモーメントではなく力に直接比例する平行四辺彫型
の変形を行う。
即ち、ダイヤフラムの上面全基準とすれば中心部と外周
部が水平なのでダイヤフラムも両部に接する面では水平
で外周より内周に向うにつれ上面は引張られ内周の近く
では上面が圧縮せられ変形曲線は誇張すれば第2図の形
となり、上面を基準とする外局で十の最大からダイヤフ
ラムの中l622で傾斜が最大てこ\を彎曲点とし内周
では−の最大となる0 こうしたダイヤフラム厚ざtr ’lr一定最大定力大
応力1.・ σ1にするための双!1線に沿う形では中ノむ部の半径
r0が相当に大き七・在いと変形曲線の傾斜力;大きい
ためゲージを接着する位置で歪の傾斜力;大きく従って
負荷の大きさによってゲージの感度力;変化し誤差を起
すのでダイヤフラムの中心24の位置に6心を置く■又
は逆V字の溝を第1図点線のように作ると、24点の傾
斜が大きくなる代りにダイヤフラムの内外端では第2図
点線の変形曲線28’、 28’に示すように傾斜が小
さく水平に近づき歪が一定圧なり、上記誤差を防止する
のでV字溝を設けたダイヤフラムロードセルが普通であ
り、本発明でもダイヤフラムの厚ざ1.をほぼ双曲線と
した上で■溝を附加するのは自由であるO本発明の2)
項はこうしたダイヤフラム型ロードセル特にダイヤフラ
ムの下面は水平にし上面に外周より中心に向は厚さ1r
を平均して双曲線に沿い増加する形又はこれにV字溝を
設けた第1図点線の上面形をもったロードセル金柑いた
上で、外周12も下方に行くに従い拡がる円錐形とすれ
ばロードセルは下面外周より上面中心に向い略々全体が
富士山形で外形が楔に近い円錐形となり、その上体積と
高さを最小のロードセルとすることができるので被測定
重量体とその支持基台の間に押し込むのが最も容易で、
任意の重量物の重さの測定を簡易に行うことを可能にす
るもので、本方法のロードセルは円錐形の中心部とダイ
ヤフラム受感部と周辺部とよりなる上層部と中心部の周
辺部に対する相対変位を可能にするだめの周辺支持脚2
2なる下層部の2層より構成される0勿論この重さ測定
に使用するダイヤフラム型ロードセルの数は一個に限る
ものではなく、多数の小容量セルを運用して大きな重量
を分離測定しその出力の和により全型tt指示すること
が可能であるのは云う迄もない。
又第1図底面より見た平面図上にダイヤフラム歪面全面
に接着された環状グリノドゲージ管示したが、高感度の
環状でなく局所の歪を検出する長与乙 方形グリッドを使用すること及び又中心s10の上面に
被重量測定体の位置決め凸み30を置くことも自由であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1項と第2項を実施したダイヤフラ
ム型ロードセルの中心断面立面図と底面より見た片側平
面図を示す。第2図は第1図ダイヤフラム部の無負荷時
の断lの上面輪郭線を0を通る水平線で示し、■溝なき
時の負荷による垂直方向の変形を実線、■溝のある時の
それを点線で垂直方向に拡大して示した変位−ist示
す。 図中 lO中心部    12  周辺部 14  ダイヤフラム 16.16    外側歪ゲージ 18.18    内側歪ゲージ 20  変位許容空間 22  外周脚   24 ダイヤフラムの中心26′
(第2図)■溝なき時の変形拡大図C実#)26″  
 C第2図)■溝ある時の変形拡大図C破線】28′■
溝のない時(実1i11の変形曲線28’    V溝
のある時(破線)の変形曲線30  被重量測定体位置
決め凹み 護11

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)剛固な中心部と円周部とを可撓なダイヤフラムにて
    結ぶ円形ダイヤフラム型ロードセルの中心よりの半径r
    上の厚さfrの反比例に選ぶことにより、該ダイヤフラ
    ム内の単位体積が常にその材質に特有の単位体積許容最
    大応力irtぼ一様に担うことにより、体積を最小なら
    しめることを特徴とする密実型ロードセル。 2)剛固な中心部と円周部とを結ぶ可撓なダイヤスラム
    の半径r上の厚さをははrの反比例に近く選び、皺ダイ
    ヤフラムの底面を平面とする時には頂面は中心部が高く
    周辺部が低い円錐形となり、被重量測定休とその支持基
    台間に挿入容易なることを特徴とする密実型ロードセル
JP17146281A 1981-10-28 1981-10-28 密実型ロ−ドセル Granted JPS5873832A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17146281A JPS5873832A (ja) 1981-10-28 1981-10-28 密実型ロ−ドセル

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JP17146281A JPS5873832A (ja) 1981-10-28 1981-10-28 密実型ロ−ドセル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5873832A true JPS5873832A (ja) 1983-05-04
JPS6245490B2 JPS6245490B2 (ja) 1987-09-28

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ID=15923552

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JP17146281A Granted JPS5873832A (ja) 1981-10-28 1981-10-28 密実型ロ−ドセル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724441U (ja) * 1991-07-05 1995-05-09 昇 岡西 生ゴミ細断乾燥装置
WO2007143838A1 (en) * 2006-06-12 2007-12-21 Simons Gerald S Low profile load cell

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WO2023102620A1 (pt) 2021-12-07 2023-06-15 Selow Roberto Produto laminado e método de fabricação de produto laminado, método de processamento de um produto laminado e uso de produto recortado correspondente, memória lida por computador

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