JPS625616Y2 - - 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、ロバーバル機構は外部か
らの力により狂い易い。また、ビームの周囲に空
気流が生ずると周囲の温度の変化により抵抗値が
バラツキ荷重変換信号に狂いを生ずる。とくに、
ストレンゲージへのリード線の部分やストレンゲ
ージを結線して形成したブリツジ回路中のゼロバ
ランス調整用の補正抵抗の部分が大きな影響をう
ける。さらに、その部分において外部からのノイ
ズを拾い易く、これによつても荷重変換信号に狂
いを生ずる欠点を有している。

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、ベースに接地されつつ固定される
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、前記柔
軟部に固定したストレンゲージを接続するプリン
ト基板を前記ビームに取付け、前記可動部及び前
記アームと干渉しない状態で前記ビームの少なく
とも前記ストレンゲージ及び前記プリント基板が
取付けられた部分の周囲を囲繞する金属板による
カバーの一部を前記固定部に接地させつつ取付け
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
ロバーバル機構をもたせ、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、しかも、カバーにより、とくに柔軟部やスト
レンゲージを機械的外力から保護するとともに、
ストレンゲージを含む回路付近の空気流を遮断し
て周囲温度及びそれにともなう抵抗値等を安定化
し外部との電気的シールドを行わせ、したがつ
て、より一層正確な測定が行われるように構成し
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に取付けたものでもよい。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１９，２
０，２１，２２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を接続するとともにコード
２４及びコネクタ２５に接続されたプリント基板
２６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
３４，３５，３６，３７が接続されている。抵抗
３３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３
８間の静電誘導等の電気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。さらに、第１２図に示すように前記ビーム３
の固定部４の前記プリント基板２６と反対側の側
面には、そのプリント基板２６に前記コード２４
によつて接続されるプリント基板４４がネジ４５
により固定されている。そして、第１１図、第１
２図に示すように、ビーム３の固定部４及びアー
ム６の上面を覆う上板４６と、固定部４及びアー
ム６，７の一側を覆う側板４７と、アーム７の下
面を覆う下板４８とを有する金属板によるカバー
４９が設けられている。このカバー４９は固定部
４にネジ止めされている。

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、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
で延出する突出部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。第１０
図に示したように、四角なプリント基板４２を用
いた場合には、たとえばＤ字形の孔又はそれ以外
の形の孔あるいは切欠によつて柔軟部１８の内面
を開放する空間部４３を形成すればよい。

そしてまた、とくに肉厚の柔軟部１８やストレ
ンゲージ１９〜２２等はカバー４９によつて機械
的外力から保護することができる。また、ストレ
ンゲージ１９〜２２やプリント基板２６の周囲の
空気流はカバー４９により遮断され、周囲温度や
抵抗値が安定し、ストレンゲージ１９〜２２や補
正抵抗３４〜３７等の動作も安定する。さらに、
金属板によるカバー４９はビーム３の主要部を囲
繞しつつビーム３に接地され、ビーム３はベース
１に接地され、これにより、外部の電気的ノイズ
をベース１に逃がすことができる。これにより、
より一層正確な測定を行いうる。この場合、可動
部５とアーム６，７とはカバー４９に干渉しない
ので屈撓動作は阻害されない。

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、ストレンゲージや柔軟部及びその周辺
をカバーにより機械的外力から保護することがで
き、また、ストレンゲージを含む配線部周辺の空
気流をカバーにより遮断してストレンゲージや補
正抵抗等の動作の安定化を図ることができ、さら
に、カバーにより外部の電気的ノイズをベースに
逃がすことができ、したがつてより一層正確な測
定を行な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、第１０図は変形例を示す正面
図、第１１図はビームにカバーを取付けた状態の
斜視図、第１２図はそのカバーのみを断面にして
示した側面図である。 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、１８……柔軟部、１９〜２２……ストレンゲ
ージ、２６……プリント基板、４２……プリント
基板、４９……カバー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベースに接地されつつ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、前記柔軟部に固定し
   たストレンゲージを接続するプリント基板を前記
   ビームに取付け、前記可動部及び前記アームと干
   渉しない状態で前記ビームの少なくとも前記スト
   レンゲージ及び前記プリント基板が取付けられた
   部分の周囲を囲繞する金属板によるカバーの一部
   を前記固定部に接地させつつ取付けたことを特徴
   とするロードセル秤。