JPS625615Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ロードセル秤に関するものであ
る。

従来のロードセル秤はストレンゲージが取付け
られたビームとロバーバル機構とがそれぞれ別個
に設けられ、荷重受皿に載せた品物の荷重を、ロ
バーバル機構により偏荷重であつても鉛直方向に
作用する荷重に補正してビームに伝達する型式の
ものである。ビームとロバーバル機構とは独立し
て設けたもの及び一体的に設けたもの等が存する
が、やはり構造や形状が複雑で、組立・調整作業
工数も増大する。また、ストレンゲージを接続す
るプリント基板はビームの屈撓性を損わない離れ
た部位に取付けているためリード線が長くなり、
これにより、リード線が干渉し易すいばかりでな
く配線作業が面倒である。

この考案は上述のような欠点を解消しうるロー
ドセル秤をうることを目的とするものである。

この考案は、ベースに固定される固定部と、こ
の固定部に一端が連設されて上下方向で平行に対
向するアームと、前記固定部と平行に対向し宙吊
状態で前記アームの他端に連設されるとともに荷
重受皿に連結される可動部とを有するビームを設
け、前記アームのそれぞれにストレンゲージを保
持して上下方向に屈撓する柔軟部を二個ずつ側面
から見て平行四辺形の角となる位置に位置決めし
て形成し、前記固定部に前記アームの間に位置し
て前記可動部に向けて突出する突出部を設け、こ
の突出部と前記固定部とに前記ストレンゲージを
接続するプリント基板の両端を前記ビームからや
や浮かせて取付けたことを特徴とするものであ
る。すなわち、受圧部に荷重を伝達してビームを
変形させ、その変形量をストレンゲージにより電
気信号に変換して計量するが、ビームを固定部と
可動部とアームとにより平行四辺形を形成する様
に一体的に形成し、かつアームに平行四辺形の角
となる位置に位置させて柔軟部を形成することに
より、ビーム自身にロバーバル機能をもたせ、こ
れにより、正確な測定を行うことができ、部品点
数を低減し構造形状を簡略することができ、組
立・調整作業を容易にし、また、突出部と固定部
とにプリント基板の両端を取付けることにより、
プリント基板のそりを防止してストレンゲージへ
のリード線の切断事故を防止しまたストレンゲー
ジへのリード線を屈撓して互いに干渉することの
ない長さに短縮することができ、さらに、プリン
ト基板はアームに接近するが突出部にビームから
やや浮かせて取付けられていることによりアーム
の屈撓作用を損なう恐れを解消しうるように構成
したものである。

この考案の一実施例を図面に基いて説明する。
第１図に示す１はベースで、このベース１の上面
の一部に取付台部２が突出形成されている。つい
で、所定の厚さを有する短形のアルミニウム材に
より形成されたビーム３が設けられている。この
ビーム３は固定部４と可動部５とを左右で対向さ
せ、それらを上下で対向するアーム６，７で連結
し、平行四辺形を形成する如く一体的に形成した
ものである。また、固定部４には前記ベース１の
取付台部２にネジ止めされる取付孔８が形成さ
れ、可動部５の上面には荷重受皿９に連結される
取付孔１０が形成され、可動部５の下面には前記
ベース１に設けた調節ネジによるストツパ１１と
対向する鉄片等の硬質な受板１２が固定的に取付
けられ、可動部５の側面にはビーム３そのものの
質量を小さくするための開口１３が形成されてい
る。また、固定部４には片持状態で可動部５側に
突出する突出部１４が連設され、この突出部１４
の先端部と固定部４とに取付孔１５が形成されて
いる。この突出部は別部材により形成して固定部
４に取付けたものでよい。さらに、ビーム３の中
央部において上面及び下面に平坦な凹部１６を形
成し側面に貫通する異形開口１７を形成すること
によつてアーム６，７のそれぞれに肉薄の柔軟部
１８が二個ずつ形成されている。異形開口１７の
形状は、突出部１４が存在しないことを仮定して
縦長の二つの楕円を間隔をあけて並べ両者の中間
部を横孔により連通したＨ字状のものである。し
たがつて、柔軟部１８の内面は半円状の曲面とな
り、柔軟部１８の位置は側面から見て平行四辺形
の角となる位置に定められている。しかして、各
柔軟部１８の外面にストレンゲージ１９，２０，
２１，２２が貼着されている。これらのストレン
ゲージ１９〜２２と前記柔軟部１８とはシリコン
ゴム又はブチルゴム等の薄いゴム層２３により全
周が密封されている（第８図参照）。

ついで、第２図、第３図に示すように、各スト
レンゲージ１９〜２２をコード２４及びコネクタ
２５を介して外部回路に接続するプリント基板２
６が設けられている。このプリント基板２６は前
記突出部１４に沿う水平部２７とその先端からア
ーム６，７の中間に向つて延出する垂直部２８と
よりなるＴ字形のもので、スペーサ２９によりビ
ーム３から離間する状態で前記取付孔１５に螺合
するネジ３０により取付けられている。プリント
基板２６は異形開口１７の中間部まで延出するが
Ｔ字形なるが故に柔軟部１８の内面を開放させる
空間部３１が形成されている（第２図及び第９図
参照）。そして、各ストレンゲージ１９〜２２は
第６図のようにブリツジ回路３２を形成しつつ接
続され、ブリツジ回路３２の入力側にニツケル箔
によるスパン抵抗と称せられる抵抗３３が接続さ
れ、ストレンゲージ２０，２２間には補正抵抗３
４，３５，３６，３７が接続されている。抵抗３
３は前記ビーム３のヤング率の温度係数を補償す
るものである。補正抵抗３４〜３７はブリツジ回
路３２を補正するもので、ゼロバランスの補正抵
抗はマンガニン線を使用しゼロバランスの温度係
数の補正抵抗は銅線が使用される。以上のような
配線を満足させる配線パターン３８がプリント基
板２６の表面に銅箔によつて形成されている。こ
の配線パターン３８中にはその配線パターン３８
間の静電誘導等の電気的干渉を防止するためのパ
ターン３９も形成されている。さらに、配線パタ
ーン３８の一部には前記補正抵抗３４〜３７を接
続するための接続部ａ，ｂがそれぞれ形成されて
いる。そしてまた、プリント基板２６の裏面には
第５図に示すように前記ビーム３に接地されるシ
ールドパターン４０が銅箔を全面に形成するか網
目状に配列するか等の手段により形成されてい
る。したがつて、第７図に示すよう配線パターン
３８とシールドパターン４０とによりコンデンサ
４１を構成して等価回路を形成することができ
る。

このような構成において、荷重受皿９に被測定
物を置くと可動部５は柔軟部１８を屈撓させつつ
下降する。ストレンゲージ１９〜２２は柔軟部１
８の屈撓の度合いに応じて信号を発し、これによ
り、電気的に重量測定が行われる。可動部５は固
定部４と鉛直な軸心をもつて平行に対向し、固定
部４から平行に延出するアーム６，７に支持さ
れ、また、柔軟部１８は平行四辺形の角となる位
置に位置していることにより、ビーム３自身がロ
バーバル機能を有する。すなわち、荷重受皿９に
偏荷重が加わつてもその荷重は鉛直に作用する荷
重として補正されてビーム３に加わる。これによ
り正確な測定が行われる。また、別にロバーバル
機構を必要としないので、部品点数を少なくし、
構造形状を簡略化しコンパクト化することができ
る。組立及び調整作業も容易である。また、各ス
トレンゲージ１９〜２２は凹部１６に位置してビ
ーム３の上面及び下面さらに両側面の内方に引込
んでいるため、機械的損傷から保護することがで
きる。

ビーム３はストツパ１１に支えられることによ
り過荷重を加えられた場合の柔軟部１８の異常変
形を防止することができる。この場合ビーム３は
アルミニウムにより形成されているがストツパ１
１との対向面に受板１２が固定されているので摩
耗したり圧痕がつくことはない。また、ビーム３
の可動部５に開口１３が形成することにより、質
量が小さくなり運搬時や落下時の衝撃を小さくす
ることができる。これにより柔軟部１８の異常変
形を防止することができる。開口１３は円形、楕
円形、多角形、いずれの形でもよいが、孔による
ものであれば上面下面側面に所定の厚さ太さをも
たせることができる。これにより、ビーム３はス
トツパ１１に支えられるとともに軟質のアルミニ
ウムによつて形成されているにも拘わらず、強度
は充分である。

さらに、ストレンゲージ１９〜２２を柔軟部１
８とともに全周をゴム層２３で封止したことによ
り、柔軟部１８及びストレンゲージ１９〜２２を
有害な外気や湿気から保護し、とくに、敏感な柔
軟部１８の腐食等による悪影響を受けることがな
い。

さらに、プリント基板２６は固定部４に一端が
保持されその固定部４からアーム６，７の中央ま
で延出する固定部１４に他端が保持され、かつ上
下方向へ突出する垂直部２８を有していることに
より、ストレンゲージ１９〜２２へのリード線の
長さを短かくすることができ、リード線相互の接
触もなく整理し易い。プリント基板２６の先端部
も突出部１４の先端の取付孔１５とネジ３０とに
より固定されているため、反ることもなくストレ
ンゲージ１９〜２２へのリード線が切れることも
ない。さらに、そのプリント基板２６はアーム
６，７の中間部に延出しているがスペーサ２９に
より上下に屈撓するアーム６，７から離れている
ため、アーム６，７の屈撓動作を阻害する摩擦が
発生する余地はない。これにより、正確な測定を
行うことができる。

さらに、プリント基板２６は、ブリツジ回路３
２を形成する配線パターン３８が表面に形成さ
れ、ビーム３に接地されるシールドパターン４０
が裏面に形成され、両者によりコンデンサ４１を
形成することができる。これにより、高周波誘導
ノイズ等を逃がすバイパス回路が形成されること
になり、機械的荷重を正確に電気信号として取り
出すことができる。そして、配線パターン３８の
一部には、ブリツジ回路３２のゼロバランスを補
正したりゼロバランスの温度係数を補正する補正
抵抗３４〜３７を接続する接続部ａ，ｂが設けら
れているので、配線及び抵抗値の調整作業は簡単
に行われる。たとえば、ゼロバランスの補正をす
る補正抵抗３４，３６の接続は、第４図のように
ポリウレタンにより被覆された0.1mmマンガニン
線による補正抵抗３４，３６を接続部ａ，ｂに半
田付けし、その接続部ａ，ｂの間の配線パターン
銅箔部をカツトする。抵抗値の補正は半田の盛り
具合を変え実質的に補正抵抗３４の長さを変える
ことによつて行う。

また、プリント基板２６はアーム６，７の中央
部まで延出しているが柔軟部１８の内面は空間部
３１により開放されている。したがつて、柔軟部
１８の内面をハンドグラインダ等により切削して
その肉厚調節によるロバーバル機構の調節作業は
何ら損われることなく行うことができる。

この考案は上述のように構成したので、固定部
と可動部とアームとにより平行四辺形を形成しつ
つビームを形成することができるとともに、アー
ムに柔軟部を平行四辺形の角となる位置に位置決
めして形成することにより、ビーム自身にロバー
バル機能をもたせて正確な測定を行うことがで
き、これにより、部品点数を少なくし、構造形状
の簡略化小型化を図り、組立・調整作業を容易に
し、また、ビームの固定部に突出部を設けたこと
により、プリント基板をアームに近づけストレン
ゲージへのリード線の長さを弛んで互いに干渉す
ることのない長さに短縮することができ、これに
より、配線作業を容易にし、またプリント基板の
そりを防止してストレンゲージへのリード線の断
線を防ぎ、さらに、プリント基板をビームから浮
かせて取付けることにより敏感なアームの動作を
阻害する恐れがなく正確な測定を行うことができ
る等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の一実施例を示すもので、第１
図はビーム単体の正面図、第２図は斜視図、第３
図は平面図、第４図はプリント基板の表側を拡大
して示した正面図、第５図はその裏側を拡大して
示した背面図、第６図はブリツジ回路図、第７図
は等価回路図、第８図は一部を拡大した正面図、
第９図は正面図である。 １……ベース、３……ビーム、４……固定部、
５……可動部、６〜７……アーム、９……荷重受
皿、１４……突出部、１８……柔軟部、１９〜２
２……ストレンゲージ、２６……プリント基板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベースに固定される固定部と、この固定部に一
   端が連設されて上下方向で平行に対向するアーム
   と、前記固定部と平行に対向し宙吊状態で前記ア
   ームの他端に連設されるとともに荷重受皿に連結
   される可動部とを有するビームを設け、前記アー
   ムのそれぞれにストレンゲージを保持して上下方
   向に屈撓する柔軟部を二個ずつ側面から見て平行
   四辺形の角となる位置に位置決めして形成し、前
   記固定部に前記アームの間に位置して前記可動部
   に向けて突出する突出部を設け、この突出部と前
   記固定部とに前記ストレンゲージを接続するプリ
   ント基板の両端を前記ビームからやや浮かせて取
   付けたことを特徴とするロードセル秤。