JPS625617Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、荷重を電気信号に変換してたとえ
ば郵便物や調合物等の軽量物の重量を測定する電
子秤に関するものである。

従来、電子式の台秤として、被測定物を載置す
る受皿から荷重を受ける梃子の動きにより重量を
測定するようにしたものが存するが、受皿から梃
子への荷重伝達部と梃子の支点とにはＶ字状の刃
と刃受とを用いている。これらの刃や刃受の加工
は高い精度を必要とし、しかも、刃は先端が鋭利
なため硬度の調質が困難であり、きわめて製作し
にくいものである。

この考案はこのような点に鑑みなされたもの
で、製作容易でしかも精密測定を行いうる電子秤
をうることを目的とするものである。

この考案は、ベースに荷重を電気信号に変換す
るトランスデユーサを固定し、このトランスデユ
ーサに垂直荷重を伝達する荷重伝達部とこの荷重
伝達部から放射方向に延出してその外方端部が前
記ベースに支持された複数の可撓アームとを有す
る受皿フレームを設け、この受皿フレームの前記
可撓アームの内方端と外方端とに上下方向に弾性
的に変形する柔軟部を形成し、前記可撓アームの
それぞれの中間部に受皿を支える鋼球を保持する
半球状の凹部を形成し、前記受皿を上方へ付勢す
るとともに前記ベースに前記受皿の上方への動作
量を一定値以内に制限するストツパを設けたこと
を特徴とするものである。したがつて、受皿は鋼
球を介して受皿フレームに結合されているので、
被測定物を受皿のどの位置に置いても正確な測定
値を得ることができ、さらに、ストツパにより受
皿の上方への動作量が一定値以内に制限されてい
るので、外方端部がベースに支持された受皿フレ
ームに保持された鋼球が脱落することがないよう
に構成したものである。

この考案の一実施例を図面に基づいて説明す
る。１は板金加工やアルミニウム合金による鋳造
等の製法により形成されたベースで、このベース
１の底にはトランスデユーサである薄型の電気抵
抗式のロードセル２が固定されている。ついで、
受皿３を支える受皿フレーム４が設けられてい
る。この受皿フレーム４は複数の可撓アーム５，
６，７，８を放射状に配列して一体的にステンレ
ス板によりプレス加工したものである。すなわ
ち、可撓アーム５，６，７，８の内方端には上下
方向に弾性的に撓む柔軟部９が互いに連結されつ
つ形成され、中間部の両側にはリブ１０が屈曲さ
れ、外方端には鋼板やりん青銅による柔軟部であ
る板バネ１１がスポツト溶接等の手段により固定
されている。これらの板バネ１１は下端が前記受
皿フレーム４の中心に設けた荷重伝達部である荷
重伝達棒１２を中心とする放射方向に延出する略
「２」の字形に形成され、この延出部分１３には
スペーサ１４が固着されている。そして、この延
出部分１３とスペーサ１４とに形成した長孔１５
に挿通したネジ１６を前記ベース１に螺合するこ
とにより、板バネ１１はベース１に対し前記荷重
伝達棒１２を中心とする半径方向にスライド自在
及び任意位置固定自在に取付けられている。

さらに、前記可撓アーム５，６，７，８には半
球状の凹部１７が形成されている。また、これら
の凹部１７と対向するリング１８が前記受皿３の
内面に固定されている。そして、凹部１７の球面
の半径及びリング１８の半径より小径の鋼球１９
が前記受皿３の加圧部としてリング１８に保持さ
れている。また、前記受皿３はスプリング２０に
より上方へ付勢されているがストツパであるボル
ト２１の頭部２２により上方への動作量が制限さ
れている。すなわち、ボルト２１は受皿３に形成
した孔２３からベース１に螺合され、これらのボ
ルト２１の頭部２２の下側で対向する干渉部２４
が別部材により形成されて受皿３の下面に固定さ
れている。もちろん、干渉部２４は受皿３と一体
的に形成してもよい。この干渉部２４とボルト２
１の頭部２２との間隔は第６図に示すように受皿
３を下方へ押したときにＡなる寸法に定められて
いる。このＡなる寸法は、第５図に示す前記凹部
１７の深さＢ及び前記リング１８の厚さＣより小
さい値に定められている。なお、前記受皿３には
前記ベース１に取付けた表示器（図示せず）に対
応する表示窓２５が形成されている。

このような構成において、受皿３に被測定物を
載せると受皿フレーム４は下方へ変形して荷重を
荷重伝達棒１２からロードセル２に伝達し、ロー
ドセル２は伝達された荷重の大きさに応じて変形
して電気信号を発する。すなわち、各可撓アーム
５，６，７，８は受皿３上の被測定物の位置に応
じてその被測定物の荷重を分散して支え板バネ１
１と柔軟部９とを変形させつつ下方へ偏位し、荷
重伝達棒１２は各可撓アーム５，６，７，８が分
散して受けた荷重を合成してロードセル２に伝え
る。このとき、鋼球１９はそれより半径の大きな
凹部１７に荷重を垂直に伝える。また、板バネ１
１はベース１にスライド自在及び任意位置固定自
在であるため、板バネ１１のベース１への取付部
から凹部１７までの距離ａと、凹部１７から荷重
伝達棒１２までの距離ｂとの比（梃子比）を等し
く設定する調節作業を簡単に行いうる。したがつ
て、各可撓アーム５，６，７，８は分散して受け
た荷重に比例して変形し正確に荷重を荷重伝達棒
７に伝える。

この作用を図式を用いて説明すれば、 Ｗ＝W₁＋W₂＋W₃＋W₄ …(1) (1)式で示すように、受皿３に加えた荷重Ｗは各凹
部１７によりW₁，W₂，W₃，W₄として分散して
支えられる。これらの凹部１７への入力荷重
W₁，W₂，W₃，W₄はそれぞれ可撓アーム５，
６，７，８の変形動作によりW₀₁，W₀₂，W₀₃，
W₀₄なる出力荷重に補正されて荷重伝達棒１２に
伝達される。すなわち、荷重伝達棒１２からロー
ドセル２に伝達される出力荷重の合成力をW₀と
すれば、 W₀＝W₀₁＋W₀₂＋W₀₃＋W₀₄ …(2) なる式が導かれる。また、第８図に示すように各
凹部１７に入力荷重を加えると各可撓アーム５，
６，７，８の内方端はδなる撓み量をもつて撓
み、このときに反力として生ずる撓み力をそれぞ
れF₁，F₂，F₃，F₄とし、荷重伝達棒１２から凹
部１７までの距離をｂとし、凹部１７から板バネ
１１のベース１への取付部までの距離をａとすれ
ば、 W₀₁＝ａ／ａ＋ｂW₁−F₁ …(3) W₀₂＝ａ／ａ＋ｂW₂−F₂ …(4) W₀₃＝ａ／ａ＋ｂW₃−F₃ …(5) W₀₄＝ａ／ａ＋ｂW₄−F₄ …(6) なる式が導かれる。したがつて、 W₀＝ａ／ａ＋ｂ（W₁＋W₂＋W₃＋W₄） −（F₁＋F₂＋F₃＋F₄） …(7) Ｗ＝ａ／ａ＋ｂＷ−Ｆ（Ｗ） …(8) なる式が成立する。

第９図は受皿フレーム４の撓み量δと受皿３に
加えられた荷重Ｗとの関係を実験により示したも
で、全荷重Ｗを四等分にした入力荷重W₁，W₂，
W₃，W₄を各凹部１７に加えたときの受皿フレー
ム４中心の撓み量δを、ダイヤルゲージにより測
定した値が〇印でプロツトした結果である。ま
た、受皿３の隅に被測定物を置いたことを想定し
て、特定の凹部１７に全荷重を加える。すなわ
ち、W₁＝Ｗ，W₂＝W₃＝W₄＝０としたときの撓
み量δが×印でプロツトした結果である。したが
つて、ロードセル２の撓み量δも最大0.5mmと小
さく、この範囲では受皿３のどの部分に被測定物
を置いてもＷとδとが理論値に近似して比例し、
きわめて正確な測定が行なわれることを裏付ける
ものである。また、ロードセル２は薄型で、受皿
フレーム４の高さもきわめて低く、したがつて、
全体の形状を偏平にしかつ小型化し、郵便物等を
測る軽量レンジの秤として携帯に便利である。荷
重伝達に重要な部品は受皿フレーム４であるが、
プレス加工によりきわめて容易に製作することが
可能である。

なお、受皿フレーム４は四本の可撓アーム５，
６，７，８を有するが、可撓アームの本数は四本
に限られることなく例えば三本、五本、六本、等
のように設定してもよい。また、可撓アーム５，
６，７，８の長さは凹部１７によつて二分される
梃子比さえ等しくすれば相互に差があつてもよ
い。さらに、単体の可撓アームを複数形成した
り、二つ一組の可撓アームを複数形成してこれら
を結合して受皿フレームを構成してもよい。

この考案は上述のように構成したので、受皿の
荷重を鋼球により受皿フレームの凹部に垂直荷重
をもつて伝え、受皿フレームの各可撓アームの変
形動作により偏荷重を垂直荷重に補正して一点の
荷重伝達部からトランスデユーサに伝えることが
でき、これにより、被測定物を受皿のどの位置に
置いても正確な測定を行うことができ、また、ス
トツパにより受皿の上方への動作量が一定値以内
に制限されているので、外方端部がベースに支持
された受皿フレームに保持された鋼球が脱落する
ことがない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
図は斜視図、第２図は受皿を外した状態の平面
図、第３図は第２図における−線部において
受皿を含めて断面にした縦断側面図、第４図は受
皿フレームの斜視図、第５図は受皿と受皿フレー
ムとの荷重伝達構造を示す一部を拡大した縦断側
面図、第６図は受皿のストツパ構造を示す一部を
拡大した縦断側面図、第７図は受皿フレームへの
荷重伝達作用を立体的に示した作用説明図、第８
図は受皿フレームへの荷重伝達作用を側面から示
した作用説明図、第９図はロードセルの撓み量と
荷重との関係を示すグラフである。 １……ベース、２……ロードセル（トランスデ
ユーサ）、３……受皿、４……受皿フレーム、５
〜８……可撓アーム、９……柔軟部、１２……荷
重伝達棒（荷重伝達部）、１３……板バネ（柔軟
部）、１７……凹部、１９……鋼球、２１……ボ
ルト（ストツパ）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ベースに荷重を電気信号に変換するトランスデ
   ユーサを固定し、このトランスデユーサに垂直荷
   重を伝達する荷重伝達部とこの荷重伝達部から放
   射方向に延出してその外方端部が前記ベースに支
   持される複数の可撓アームとを有する受皿フレー
   ムを設け、この受皿フレームの前記可撓アームの
   内方端と外方端とに上下方向に弾性的に変形する
   柔軟部を形成し、前記可撓アームのそれぞれの中
   間部に受皿を支える鋼球を保持する半球状の凹部
   を形成し、前記受皿を上方へ付勢するとともに前
   記ベースに前記受皿の上方への動作量を一定値以
   内に制限して前記凹部からの前記鋼球の脱落を阻
   止するストツパを設けたことを特徴とする電子
   秤。