JPS6323490B2 - - Google Patents

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JPS6323490B2
JPS6323490B2 JP7196084A JP7196084A JPS6323490B2 JP S6323490 B2 JPS6323490 B2 JP S6323490B2 JP 7196084 A JP7196084 A JP 7196084A JP 7196084 A JP7196084 A JP 7196084A JP S6323490 B2 JPS6323490 B2 JP S6323490B2
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JP
Japan
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load
link mechanism
axis
link
movable
Prior art date
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Application number
JP7196084A
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Japanese (ja)
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JPS60214227A (en
Inventor
Yuzuru Nishiguchi
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.)
Shinko Denshi Co Ltd
Original Assignee
Shinko Denshi Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/663,948 priority patent/US4585083A/en
Priority to FR8416261A priority patent/FR2554231A1/en
Priority to DE19843439325 priority patent/DE3439325A1/en
Priority to GB08427268A priority patent/GB2149131B/en
Publication of JPS60214227A publication Critical patent/JPS60214227A/en
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  • Measurement Of Force In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として上皿秤等による荷重測定
を、確実かつ精密に行うための荷重検出機構に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention mainly relates to a load detection mechanism for reliably and precisely measuring loads using a top scale scale or the like.

一般に荷重検出機構に要求される条件は、測定
方向の力のみを忠実に測定できることであり、測
定方向に対して直角方向の力が加えられても機構
の抗力が強く測定値には影響を与えず、特に上皿
秤の場合には、計量皿の中心から偏つた位置に加
えられた偏荷重に対して所謂四隅誤差を生じない
ことが必要である。
In general, a condition required for a load detection mechanism is that it can faithfully measure only the force in the measurement direction, and even if a force is applied in a direction perpendicular to the measurement direction, the resistance of the mechanism is strong and will not affect the measured value. First, especially in the case of a top-pan weighing scale, it is necessary to prevent so-called four-corner errors from occurring in response to an eccentric load applied to a position offset from the center of the weighing pan.

従来から使用されている上皿秤用荷重検出機構
の代表的な例を第1図に示す。この第1図におい
て、皿受棒1の上には図示しない計量皿が載置さ
れ、Z軸方向に作用する重力が測定荷重としてこ
の機構に加えられる。皿受棒1は更に荷重軸2と
して下方に延長され、その下端3は基板4上のロ
ードセル5に接続されている。ロードセル5とし
てはストレインゲージ式、電磁力平衡式、圧電素
子、音叉振動子、振動弦、ジヤイロスコープ、可
変容量素子などの変化の比較的小さい適宜の荷重
変換器が一般に用いられる。基板4上には更に2
本の支柱6,7が植立されており、これらの支柱
6,7と荷重軸2にはロバーバル機構を形成する
上下に平行に配置された2個のV字形アーム8,
9が支持され、これらのアーム8,9のV字形の
基部8a,9aは荷重軸2に、枝部の先端部8
b,8c,9b,9cはそれぞれ支柱6,7に固
定され、支柱6,7の上端間には補強用のバー1
0が取り付けられている。V字形アーム8,9自
体は十分な剛性を持つように作られているが、そ
の基部と外端部近くには撓み部であるフレクシヤ
11a,11b,11c,12a,12b,12
cが設けられており、これらの部分での屈曲は比
較的自由になつている。
A typical example of a conventionally used load detection mechanism for a top-pan scale is shown in FIG. In FIG. 1, a weighing pan (not shown) is placed on top of a pan support rod 1, and gravity acting in the Z-axis direction is applied to this mechanism as a measurement load. The plate support rod 1 is further extended downward as a load shaft 2, and its lower end 3 is connected to a load cell 5 on a substrate 4. As the load cell 5, an appropriate load transducer with relatively small change is generally used, such as a strain gauge type, an electromagnetic force balance type, a piezoelectric element, a tuning fork vibrator, a vibrating string, a gyroscope, a variable capacitance element, etc. There are two more on board 4.
Book columns 6, 7 are installed, and these columns 6, 7 and the load shaft 2 are connected to two V-shaped arms 8, which are arranged vertically in parallel and form a roberval mechanism.
9 are supported, the V-shaped bases 8a, 9a of these arms 8, 9 are connected to the load axis 2, the tips 8 of the branches
b, 8c, 9b, and 9c are fixed to the columns 6 and 7, respectively, and a reinforcing bar 1 is installed between the upper ends of the columns 6 and 7.
0 is attached. The V-shaped arms 8, 9 themselves are made to have sufficient rigidity, but there are flexible parts 11a, 11b, 11c, 12a, 12b, 12 near their bases and outer ends.
c are provided, and the bending at these parts is relatively free.

この在来機構の作用を第2図を用いて説明する
と、リンク機構はフレクシヤ11a,11b,1
2a,12bの4点から成る平行四辺形を形成
し、フレクシヤ11b,12bの位置を固定点に
選ぶと、可動側のフレクシヤ11a,12aに取
り付けられた計量皿13と荷重軸2に許される変
位は、矢示のような円弧運動に限定されることに
なる。荷重Wが図示のように計量皿13の中心か
らX方向に偏つて載加された場合に、偏荷重によ
りアーム8,9にはそれぞれアーム方向に圧縮力
と引張力が作用するものの、両者が平行であれば
たとえ水平でない場合であつても、圧縮力の垂直
分力と引張力の垂直分力が相殺されるので、軸方
向即ち鉛直方向に働く力のみが荷重軸2に伝達さ
れることはよく知られている。
To explain the operation of this conventional mechanism using FIG. 2, the link mechanism has flexures 11a, 11b, 1
By forming a parallelogram consisting of four points 2a and 12b and selecting the positions of flexures 11b and 12b as fixed points, the displacement allowed for the weighing pan 13 and load shaft 2 attached to the movable flexures 11a and 12a is determined. is limited to circular motion as shown by the arrow. When the load W is biased in the X direction from the center of the weighing pan 13 as shown in the figure, compressive force and tensile force act on arms 8 and 9 in the arm direction due to the biased load, but both If they are parallel, even if they are not horizontal, the vertical component of the compressive force and the vertical component of the tensile force cancel each other out, so only the force acting in the axial direction, that is, the vertical direction, is transmitted to the load shaft 2. is well known.

しかし、この第1図に示した従来の検出機構で
は、荷重軸2は鉛直を保ちつつ円弧運動を行うの
で、荷重軸2が垂直方向に変位すると同時に水平
方向にも若干変位することになり、ロードセル5
には好ましくない水位方向の力も加わつて測定誤
差の原因になる。そのため、変位量の大きなロー
ドセルや直線運動形変位変換器、例えば差動変圧
器などを使用できないだけではなく、たとえ変位
量の小さなロードセルを使用する場合において
も、荷重Wの載加時の衝撃力や過荷重を吸収緩和
する目的で、荷重軸2とロードセル5との間に変
位量の大きなばねやダンパなどを介在させること
が許されず、そのためロードセル5を破損する虞
れがある。
However, in the conventional detection mechanism shown in FIG. 1, the load shaft 2 moves in an arc while maintaining its vertical position, so that the load shaft 2 is displaced in the vertical direction and at the same time is also slightly displaced in the horizontal direction. Load cell 5
An undesirable force in the direction of the water level is also added to the surface, causing measurement errors. Therefore, not only can a load cell with a large displacement amount or a linear motion displacement transducer such as a differential transformer not be used, but even if a load cell with a small displacement amount is used, the impact force when the load W is applied is It is not allowed to interpose a spring or damper with a large displacement between the load shaft 2 and the load cell 5 for the purpose of absorbing and alleviating overload, and as a result, there is a risk that the load cell 5 may be damaged.

本出願人は上述の従来技術の欠点を解決するた
めに、特願昭57−205284(特開昭59−94016号)号
において、荷重軸2が円弧運動ではなく直線運動
を行う荷重検出機構を先に提案したが、荷重軸2
は直線運動と同時に荷重軸2の周りに回転運動を
伴う欠点を有するほか、一部の部品の工作が難し
いという問題点があつた。
In order to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, the present applicant proposed a load detection mechanism in which the load shaft 2 moves not in a circular arc but in a linear motion in Japanese Patent Application No. 57-205284 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-94016). As proposed earlier, load axis 2
In addition to the drawbacks of linear motion and simultaneous rotational motion around the load axis 2, there was also the problem that machining of some parts was difficult.

本発明の目的は、上述の欠点を除去し、荷重軸
は完全な直線運動を行うので変位量の大きなロー
ドセルや直線運動形変位変換器の使用が可能なほ
か、荷重軸とロードセルとの間に衝撃緩和用のば
ねを介在させることが自在であり、更に水平方向
の偏荷重に対しても抗力が強く、四隅誤差を発生
し難く、しかも工作容易という優れた長所を兼備
した荷重検出機構を提供することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and because the load axis performs complete linear motion, it is possible to use a load cell with a large displacement or a linear motion displacement transducer, and to We provide a load detection mechanism that can freely include a spring for shock mitigation, has strong resistance to horizontal unbalanced loads, is less prone to four-corner errors, and is easy to work with. It's about doing.

上記目的を達成するための特定発明の要旨は、
平行四辺形の各辺を有し、各辺の両端付近を薄肉
のフレクシヤとした一体構造の剥り抜き金属ブロ
ツクを、その断面方向にスリツトを入れ、1個の
共通の垂直軸辺を有し、残りの辺をそれぞれ独立
的に有する可動側及び固定側のリンク機構から成
る二重リンク機構を形成し、前記可動側のリンク
機構は前記共通の垂直軸辺とは反対側の辺を荷重
軸辺とし、前記固定側のリンク機構は前記共通の
垂直軸辺とは反対側の辺を前記荷重軸辺の近傍に
固定的に取り付けるようにしたことを特徴とする
ものである。
The gist of the specific invention to achieve the above purpose is:
A peeled metal block having parallelogram sides and having a thin flex at both ends of each side, with slits cut in the cross-sectional direction, and having one common vertical axis side. , forming a double link mechanism consisting of a movable side link mechanism and a fixed side link mechanism each having the remaining sides independently, and the movable side link mechanism has a side opposite to the common vertical axis side as a load axis. The fixed side link mechanism is characterized in that the side opposite to the common vertical axis side is fixedly attached near the load axis side.

前記特定発明と関連し、上記目的を達成するた
めの本発明の要旨は、平行四辺形の各辺を有し、
各辺の両端付近を薄肉のフレクシヤとした一体構
造の剥り抜き金属ブロツクを、その断面方向にス
リツトを入れ、1個の共通の垂直軸辺を有し、残
りの辺をそれぞれ独立的に有する可動側及び固定
側のリンク機構から成る二重リンク機構を、荷重
中心軸の周りにほぼ等しい角度で少なくとも2組
配置し、前記可動側のリンク機構は前記共通の垂
直軸辺とは反対側の辺を荷重軸辺とし、前記固定
側のリンク機構は前記共通の垂直軸辺とは反対側
の辺を前記荷重軸辺の近傍に固定的に取り付ける
ようにし、前記荷重中心軸の動きを前記荷重軸辺
に伝達し、前記荷重軸辺が前記荷重中心軸方向に
直線運動するようにしたことを特徴とするもので
ある。
In relation to the specific invention, the gist of the present invention for achieving the above object is to have each side of a parallelogram,
A stripped metal block with thin flexure near both ends of each side, with slits in the cross-sectional direction, one common vertical axis, and each remaining side independently. At least two sets of double link mechanisms consisting of a movable side link mechanism and a fixed side link mechanism are arranged at approximately equal angles around the load center axis, and the movable side link mechanism is located on the side opposite to the common vertical axis side. The side is the load axis side, and the link mechanism on the fixed side has the side opposite to the common vertical axis side fixedly attached near the load axis side, and the movement of the load center axis is controlled by the load axis side. The load is transmitted to the shaft side, and the load shaft side moves linearly in the direction of the load center axis.

本発明を第3図以下に図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。なお、これらの図面において、
第1図、第2図と同一の符号は同一の部材を示す
ものとする。
The present invention will be explained in detail based on the embodiment shown in FIG. 3 and below. In addition, in these drawings,
The same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 indicate the same members.

第3図は本発明の基本原理図であり、図示のよ
うにリンク機構は6点のフレクシヤ15〜20を
頂点とした2個の同一寸法の平行四辺形を形成し
ている。第1のリンク機構はフレクシヤ15,1
6,19,20を頂点として水平アーム21,2
2及び垂直リンク23で構成され、垂直リンク2
3とは反対側のフレクシヤ15,16の位置は固
定であり、これらのフレクシヤ15,16が荷重
軸2の近傍に位置している点が第2図の在来機構
と大きく異なつている。第2のリンク機構はフレ
クシヤ17,18,19,20を頂点として水平
アーム24,25及び垂直リンク23により構成
され、フレクシヤ19,20と垂直リンク23は
第1のリンク機構と原理上共有であり、垂直リン
ク23とは反対側のフレクシヤ17,18には荷
重軸2が取り付けられている。
FIG. 3 is a diagram showing the basic principle of the present invention, and as shown, the link mechanism forms two parallelograms of the same size with six flexures 15 to 20 as vertices. The first link mechanism is a flexure 15,1
Horizontal arms 21, 2 with 6, 19, 20 as vertices
2 and a vertical link 23, the vertical link 2
The position of the flexures 15, 16 on the opposite side from 3 is fixed, and the point that these flexures 15, 16 are located near the load shaft 2 is greatly different from the conventional mechanism shown in FIG. The second link mechanism is composed of horizontal arms 24, 25 and a vertical link 23 with flexures 17, 18, 19, 20 at the apex, and the flexures 19, 20 and the vertical link 23 are in principle shared with the first link mechanism. , a load shaft 2 is attached to the flexures 17, 18 on the opposite side of the vertical link 23.

このような本発明の基本構成において、荷重W
が計量皿13に加えられると、15〜20の各フ
レクシヤの回転抗力が相互に等しい場合には、荷
重軸2は鉛直方向に直線運動を行い、フレクシヤ
のばね特性が良好であればそのまま直線運動形の
ばね秤が得られる。また、第1図に示すようにロ
ードセル5に荷重軸2を接続するとか、その動き
を直線運動形変位変換器に伝えることもできる。
In such a basic configuration of the present invention, the load W
is applied to the weighing pan 13, if the rotational resistance of each of the flexures 15 to 20 is equal, the load shaft 2 will move linearly in the vertical direction, and if the flexure has good spring characteristics, it will move linearly as it is. A spring scale of the shape is obtained. Furthermore, as shown in FIG. 1, the load shaft 2 can be connected to the load cell 5, or the movement can be transmitted to a linear motion displacement transducer.

工作誤差などにより各フレクシヤの回転抗力が
相互に等しくない場合においても、第4図に示す
ように第3図に示す二重リンク機構2組を荷重軸
2の西側に設ければ、荷重軸2は必ず直線的に運
動する。このように二重リンク機構2組により本
発明機構を構成すると、四隅誤差の消去について
も在来機構よりも明らかに有利になる。例えば、
第5図は4個のリンク機構が左右対称に配置して
いるが、工作誤差などのため何れも平行四辺形か
ら逸脱した状態を説明の都合上誇大に表示した原
理機構図である。これだけ過大に平行四辺形から
外れていると、計量皿13と荷重軸2は円滑に動
くことは不可能であり、実際には工作誤差による
極く微小な外れだけを想定して四隅誤差の問題を
検討することにする。
Even if the rotational drag of each flexure is not equal to each other due to machining errors, if two sets of double link mechanisms shown in FIG. 3 are installed on the west side of the load shaft 2, as shown in FIG. always moves in a straight line. When the mechanism of the present invention is configured with two sets of double link mechanisms in this way, it is clearly more advantageous than the conventional mechanism in terms of eliminating errors at the four corners. for example,
FIG. 5 is a diagram of the principle mechanism in which four link mechanisms are arranged symmetrically, but the state in which they all deviate from the parallelogram due to manufacturing errors is exaggerated for the sake of explanation. If the weighing pan 13 and the load shaft 2 deviate from the parallelogram by this much, it is impossible to move smoothly, and in reality, only a very small deviation due to machining error is assumed, and the problem of four corner errors is We will consider this.

荷重Wが第5図に示すように計量皿13の端部
に加えられると、荷重軸2を傾けようとする力に
よりリンク機構を構成する各アームには張力又は
圧縮力が働き、その反力として荷重軸2に対して
はフレクシヤ17,17′,18,18′におい
て、それぞれアーム方向の力F1、F1′F2、F2′が
作用する。第2図に示す在来機構を本実施例によ
る第4図又は第5図に対比して考えた場合に、在
来機構ではアーム8と9は厳密に平行しているこ
とが四隅誤差を消去するための絶対条件である
が、本機構においては必ずしもその条件を必要と
しない。その理由はアーム24と25が平行では
ない場合に、F1の垂直分力とF2の垂直分力の大
きさが等しくないから両者は相殺はされないもの
の対称に構成されている関係上、F1の垂直分力
とF1′の垂直分力は大きさが等しく方向が反対の
ため両者は相殺され、同様にF2の垂直分力と
F2′の垂直分力も相殺されるから、偏荷重に基づ
く各アームの引張力と圧縮力の反力F1、F2、
F1′、F2′の垂直分力は、全体として荷重軸2に作
用せず四隅誤差を生じないことになる。
When a load W is applied to the end of the weighing pan 13 as shown in FIG. 5, a tension or compression force acts on each arm of the link mechanism due to the force that tends to tilt the load shaft 2, and the reaction force Forces F1, F1'F2, and F2' in the arm direction act on the load shaft 2 at the flexures 17, 17', 18, and 18', respectively. When considering the conventional mechanism shown in FIG. 2 in comparison with FIG. 4 or FIG. However, this mechanism does not necessarily require this condition. The reason for this is that when arms 24 and 25 are not parallel, the vertical component force of F1 and the vertical component force of F2 are not equal in magnitude, so they do not cancel each other out, but because they are symmetrically constructed, The vertical component force of F1′ and the vertical component force of F1′ are equal in magnitude and opposite in direction, so they cancel each other out, and similarly, the vertical component force of F2 and
Since the vertical component of F2' is also canceled out, the reaction forces F1, F2 of the tensile force and compressive force of each arm based on the unbalanced load,
The vertical component forces of F1' and F2' do not act on the load axis 2 as a whole and do not cause any four corner errors.

このように対称に構成されることが望ましいと
は云え、例えば第6図に示すようにアームの長さ
が左右で異なる非対称の形状を採用しても、本発
明による荷重検出機構を構成することができる。
ただし、四隅誤差消去に関し第5図について説明
した事項はそのままは成立せず、上下に対応する
アーム24と25、24′と25′がそれぞれ平行
という条件が必要になる。
Although it is desirable to have a symmetrical structure in this way, the load detection mechanism according to the present invention can also be configured even if an asymmetrical shape is adopted in which the left and right arms have different lengths, for example, as shown in FIG. Can be done.
However, the matters explained with reference to FIG. 5 regarding the elimination of four corner errors do not hold true as they are, and the condition that the arms 24 and 25 and 24' and 25' corresponding to the upper and lower sides are parallel to each other is required.

第7図は第3図に対応する片側のみの基本的な
二重リンク機構の構造例を示し、内部を剥り抜い
た一体構造の平行四辺形状の金属ブロツクにその
断面方向に2本の平行的なスリツト30,30を
入れ、中央の可動側リンク機構31とその両側の
固定側リンク機構32,32が設けられている。
この場合、各フレクシヤの回転抗力を等しくする
ために、可動側リンク機構31の幅bは、各固定
側リンク機構32の幅aの2倍になるよう選定す
ることが望ましい。ここでスリツト30,30
は、平行四辺形の一辺を共通とし、残りの辺をそ
れぞれ独立に分離するように切り込まれている。
そして、可動側リンク機構31の一部には皿受棒
33が設けられており、その両側の固定側リンク
機構32,32の垂直軸辺34,34は図示しな
い固定部材に固定され実質上固定部材と一体とし
て機能するようになつている。
Figure 7 shows an example of the structure of a basic double link mechanism on one side only, which corresponds to Figure 3, and includes two parallel links in the cross-sectional direction of a parallelogram-shaped metal block with an integral structure with the inside stripped out. A central movable link mechanism 31 and fixed link mechanisms 32, 32 on both sides thereof are provided.
In this case, in order to equalize the rotational drag of each flexure, the width b of the movable link mechanism 31 is desirably selected to be twice the width a of each fixed link mechanism 32. Here slit 30,30
are cut so that one side of the parallelogram is common and the remaining sides are separated from each other.
A plate support rod 33 is provided in a part of the movable link mechanism 31, and the vertical shaft sides 34 of the fixed link mechanisms 32, 32 on both sides thereof are fixed to a fixed member (not shown) and are substantially fixed. It is designed to function as an integral part of the component.

これを第3図の機構と対比させれば、可動側リ
ンク機構31と固定側リンク機構32,32が共
通する垂直軸辺35は垂直リンク23に相当し、
可動側リンク機構31の皿受棒33が設けられて
いる荷重軸辺36は垂直軸2に相当する。更に、
固定側リンク機構32,32の上辺37,37は
水平アーム21に、下辺38,38は水平アーム
22にそれぞれ相当し、可動側リンク機構31の
上辺39は水平アーム24に、下辺40は水平ア
ーム25にそれぞれ相当する。そして、各辺の両
端部付近の薄肉部41は各フレクシヤ15〜20
に相当する。
If this is compared with the mechanism in FIG. 3, the vertical axis side 35 that is common to the movable link mechanism 31 and the fixed link mechanisms 32, 32 corresponds to the vertical link 23,
A load shaft side 36 on which the plate receiving rod 33 of the movable link mechanism 31 is provided corresponds to the vertical shaft 2. Furthermore,
The upper sides 37, 37 of the fixed side link mechanisms 32, 32 correspond to the horizontal arm 21, and the lower sides 38, 38 correspond to the horizontal arm 22, respectively. The upper side 39 of the movable side link mechanism 31 corresponds to the horizontal arm 24, and the lower side 40 corresponds to the horizontal arm. 25 respectively. The thin wall portions 41 near both ends of each side have flexures 15 to 20
corresponds to

この構成の二重リンク機構は一体の金属ブロツ
クを基に製造しているために、水平方向の力や捩
れに対して抗力があり、かつ各辺同志の平行が得
易い利点がある。そして、第8図に示すように皿
受棒33を介して荷重軸辺36に荷重Wが加わる
と、固定側平行四辺形の垂直軸辺34,34に対
して、荷重軸辺36がほぼ直線的に下降すること
になり、この変位をロードセルや差動変圧器など
の変換器により測定すれば荷重を正確に測定する
ことができる。
Since the double link mechanism of this configuration is manufactured based on an integral metal block, it has the advantage of being resistant to horizontal forces and torsion, and that it is easy to obtain parallelism on each side. Then, as shown in FIG. 8, when a load W is applied to the load shaft side 36 via the plate support rod 33, the load shaft side 36 becomes almost straight with respect to the vertical axis sides 34, 34 of the fixed side parallelogram. If this displacement is measured by a converter such as a load cell or a differential transformer, the load can be accurately measured.

第9図は第7図の機構における2本のスリツト
の代りに、厚み方向の中央に1本のスリツト30
を設け構造を簡略化したもので、機構原理や動作
機能については第3図、第7図の場合と同一であ
る。
Figure 9 shows one slit 30 in the center of the thickness direction instead of the two slits in the mechanism of Figure 7.
The mechanism principle and operating functions are the same as those shown in FIGS. 3 and 7.

なお第7図、第9図の実施例において、各フレ
クシヤ41の回転抗力が相互に等しくない場合、
厳密には荷重軸辺36には直線運動以外に円弧運
動も存在し得るが、これを防止するには第10図
に示すように2組の二重リンク機構を組合わせれ
ばよい。この実施例は2個の剥り抜き部を有する
一体構造の金属ブロツクにスリツト30,30を
入れたものであり、第7図に示す二重リンク機構
が左右対称に設けられていることになる。そし
て、固定側リンク機構32,32の荷重軸辺3
4,34及び可動側リンク機構31の荷重軸辺3
6は、左右の二重リンク機構で共通して使用さ
れ、原理上第4図の機構と同一である。
In addition, in the embodiments shown in FIGS. 7 and 9, if the rotational drag of each flexure 41 is not equal to each other,
Strictly speaking, there may be arcuate motion in addition to linear motion on the load shaft side 36, but this can be prevented by combining two sets of double link mechanisms as shown in FIG. In this embodiment, slits 30, 30 are formed in a metal block having two cut-out parts, and the double link mechanism shown in FIG. 7 is provided symmetrically. . Then, the load shaft side 3 of the fixed side link mechanism 32, 32
4, 34 and the load axis side 3 of the movable link mechanism 31
6 is commonly used in the left and right double link mechanisms, and is the same in principle as the mechanism shown in FIG. 4.

いままでの記述では、垂直リンク23を共有す
る片側2個ずつの平行四辺形リンクにより形成さ
れた二重リンク機構が1組のまま、又は左右に1
組ずつ計2組がほぼ対称に配列されて本発明が構
成されているように便宜上説明してきたが、3組
又はそれ以上が荷重軸周に放射線状に配列される
と、四隅誤差消去や軸に直角方向の好ましくない
妨害的外力の影響を排除できるため更に有利にな
る。
In the descriptions so far, the double link mechanism formed by two parallelogram links on each side sharing the vertical link 23 remains as one set, or one set on the left and right
For the sake of convenience, the present invention has been described in such a manner that two sets in total are arranged almost symmetrically, but if three or more sets are arranged radially around the load axis, it is possible to eliminate errors at the four corners and It is further advantageous that the influence of undesirable interfering external forces in the direction perpendicular to the direction can be eliminated.

第11図a,bは第7図に示す皿受棒33を除
く二重リンク機構を、放射状に等角度に3組配置
したものであり、固定側リンク機構32の各垂直
軸辺34,34は短円筒体のベース42上に固定
され、可動側リンク機構31の荷重軸辺36はそ
の上部において皿受棒43を設けた連結板44に
より相互に固定されており、ベース42には荷重
軸辺36の降下に対する逃げ用の溝45が設けら
れている。この場合の作動についても上述の場合
とほぼ同等であるが、水平方向の何れからの妨害
的な力に対しても大きな抗力を有することにおい
て特に優れている。
FIGS. 11a and 11b show three sets of double link mechanisms, excluding the plate support rod 33 shown in FIG. are fixed on a short cylindrical base 42, and the load shaft sides 36 of the movable link mechanism 31 are fixed to each other by a connecting plate 44 provided with a plate support rod 43 at the upper part. A groove 45 is provided for escape from the descent of the side 36. The operation in this case is almost the same as in the above case, but it is particularly superior in that it has a large resistance against disturbing forces from any horizontal direction.

以上に説明した本発明に係る荷重検出機構の特
長を要約すると次のようになる。
The features of the load detection mechanism according to the present invention explained above can be summarized as follows.

(1) 各フレクシヤの回転抗力が等しい場合には二
重リンク機構1組のまま、等しくない場合でも
2組以上を用いれば、荷重軸となる荷重軸辺3
6は直線運動を行うから、変位量の大きいロー
ドセルや差動変圧器など直線連動形変位変換器
の使用が可能なほか、ロードセルには測定上好
ましくない荷重方向と直角方向の変位が伝えら
れることはなく、高精度の荷重検出ができる。
(1) If the rotational drag of each flexure is equal, leave one set of double link mechanism; even if they are not equal, if two or more sets are used, the load axis side 3 becomes the load axis
6 performs linear motion, so it is possible to use a linearly linked displacement transducer such as a load cell with a large displacement or a differential transformer, and displacement in a direction perpendicular to the load direction, which is unfavorable for measurement, can be transmitted to the load cell. Highly accurate load detection is possible.

(2) 荷重軸の変位を大きくとれることから、荷重
軸辺36とロードセルとの間に緩衝ばねやダン
パを介在させることにより、ロードセルの変位
が小さい場合の衝撃荷重によるロードセルの破
損を防止できる。更には、過荷重時の荷重軸辺
36の変位に対する機械的ストツパを設け、ロ
ードセルに過荷重が加わることを防止すること
が極めて容易にできる。
(2) Since the displacement of the load axis can be large, by interposing a buffer spring or damper between the load axis side 36 and the load cell, damage to the load cell due to impact load can be prevented when the displacement of the load cell is small. Furthermore, by providing a mechanical stopper against displacement of the load shaft side 36 during overload, it is possible to extremely easily prevent overload from being applied to the load cell.

(3) 平行四辺形の二重リンク機構が軸対称に配列
されている場合には、上下に対応する上辺39
と下辺40又は上辺37と下辺38の平行が十
分でなくとも四隅誤差が発生することはない。
(3) If the parallelogram double link mechanism is arranged axially symmetrically, the upper and lower sides 39
Even if the lower side 40 or the upper side 37 and the lower side 38 are not sufficiently parallel, a four-corner error will not occur.

(4) 荷重軸となる荷重軸辺に加わる望ましくない
水平方向の力に対する強度が強く、特に3組以
上の二重リンク機構を用いれば何れの方向につ
いても極めて強くなるため、衝撃力を受けても
破損の虞れが無いほか、偏荷重に対して四隅誤
差の発生が少なく、特定方向の偏荷重が大きい
ような用途に対しては、各辺の長短を適宜に選
択することにより対応できる。
(4) It has high strength against undesirable horizontal forces applied to the load axis side, which is the load axis, and especially if three or more sets of double link mechanisms are used, it becomes extremely strong in any direction, so it is resistant to impact forces. In addition, there is no risk of breakage, and there is little error in the four corners due to unbalanced loads. Applications where the unbalanced loads in a particular direction are large can be handled by appropriately selecting the length of each side.

(5) 在来機構では第1図に例示したように、ロー
ドセル5を含めた検出機構全体が、平面積の大
きな基板4に取り付けられているため、大荷重
や偏荷重により基板4に歪みが生ずると測定誤
差が発生したが、本発明では例えば第11図に
示すように検出機構が平面積の極めて小さなベ
ース42に全て支持されるので、たとえ秤の底
板が歪んでも測定誤差が生ずることはなく、そ
のために薄肉で軽量安価なケースに検出機構を
収納できる。
(5) In the conventional mechanism, as illustrated in Fig. 1, the entire detection mechanism including the load cell 5 is attached to the substrate 4 with a large planar area, so the substrate 4 may be distorted due to large loads or uneven loads. However, in the present invention, as shown in FIG. 11, the detection mechanism is entirely supported by a base 42 with an extremely small plane area, so even if the bottom plate of the scale is distorted, measurement errors will not occur. Therefore, the detection mechanism can be housed in a thin, lightweight, and inexpensive case.

以上の利点は主として上皿秤に応用した場合で
あるが、本発明に係る荷重検出機構は更に次のよ
うに他の機器に対する適応性や長所も兼備してい
る。
Although the above-mentioned advantages are mainly applied to a top-pan weigher, the load detection mechanism according to the present invention also has the following advantages and adaptability to other devices.

(6) 荷重軸辺36を水平に設定すれば、水平方向
の振動加速度や力検出形傾斜計或いは水平方向
の荷重計として使用でき、荷重軸辺36に直角
方向の妨害的な分力が大きい場合でも、軸方向
に加わる加速度や力のみが正確に検出される。
(6) If the load axis side 36 is set horizontally, it can be used as a horizontal vibration acceleration or force detection type inclinometer or a horizontal load meter, and the disturbing component force in the direction perpendicular to the load axis side 36 is large. However, only accelerations and forces applied in the axial direction are accurately detected.

(7) 変位や力の検出だけでなく、測定には直接関
係のない無接触・無摩擦の直線運動機構として
利用することもできる。
(7) In addition to detecting displacement and force, it can also be used as a contactless and frictionless linear motion mechanism that is not directly related to measurement.

電子式秤に限らず、機械式のばね秤や天秤を含
めた各種上皿秤には、永年に亘り第1図、第2図
に示したロバーバル機構が殆ど例外なく採用され
てきたが、上述のように本発明に係る荷重検出機
構は在来の機構に全く見られない卓越した長所を
多数備えており、秤や荷重計の進歩発展に対する
貢献度は極めて大なるものがある。
For many years, the Roberval mechanism shown in Figures 1 and 2 has been used almost without exception in all types of balances, including not only electronic scales but also mechanical spring scales and balances. As described above, the load detection mechanism according to the present invention has many outstanding advantages not found in conventional mechanisms, and has made an extremely large contribution to the progress and development of scales and load cells.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は在来の荷重検出器の構成図、第2図は
この基本原理図、第3図以下は本発明に係る荷重
検出機構を示し、第3図、第4図はその基本原理
図、第5図、第6図は四隅誤差の消去に関する説
明図、第7図は具体的な実施例の斜視図、第8図
はその作動状態の説明図、第9図、第10図は他
の実施例の斜視図、第11図aは更に他の実施例
の平面図、bはその側面図である。 符号2は荷重軸、5はロードセル、15〜20
はフレクシヤ、21,22,24,25は水平ア
ーム、23は垂直リンク、30はスリツト、31
は可動側リンク機構、32は固定側リンク機構、
33,43は皿受棒、34,35は垂直軸辺、3
6は荷重軸辺、37,39は上辺、38,40は
下辺、41はフレクシヤ、42はベース、44は
連結板である。
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional load detector, Figure 2 is a diagram of its basic principle, Figure 3 and the following diagrams show a load detection mechanism according to the present invention, and Figures 3 and 4 are diagrams of its basic principle. , Fig. 5 and Fig. 6 are explanatory diagrams regarding the elimination of four corner errors, Fig. 7 is a perspective view of a specific embodiment, Fig. 8 is an explanatory diagram of its operating state, and Fig. 9 and Fig. 10 are illustrations of other examples. FIG. 11a is a plan view of still another embodiment, and FIG. 11b is a side view thereof. Code 2 is the load axis, 5 is the load cell, 15-20
is a flexure, 21, 22, 24, 25 are horizontal arms, 23 is a vertical link, 30 is a slit, 31
32 is a movable link mechanism, 32 is a fixed link mechanism,
33, 43 are plate support rods, 34, 35 are vertical axis sides, 3
6 is a load axis side, 37 and 39 are upper sides, 38 and 40 are lower sides, 41 is a flexure, 42 is a base, and 44 is a connecting plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 平行四辺形の各辺を有し、各辺の両端付近を
薄肉のフレクシヤとした一体構造の剥り抜き金属
ブロツクを、その断面方向にスリツトを入れ、1
個の共通の垂直軸辺を有し、残りの辺をそれぞれ
独立的に有する可動側及び固定側のリンク機構か
ら成る二重リンク機構を形成し、前記可動側のリ
ンク機構は前記共通の垂直軸辺とは反対側の辺を
荷重軸辺とし、前記固定側のリンク機構は前記共
通の垂直軸辺とは反対側の辺を前記荷重軸辺の近
傍に固定的に取り付けるようにしたことを特徴と
する荷重検出機構。 2 前記スリツトは2本の平行線とし、中央部の
リンク機構を可動側、その両側のリンク機構を固
定側とした特許請求の範囲第1項に記載の荷重検
出機構。 3 前記スリツトは1本として厚み方向の中央に
設け、該スリツトにより分離した片側のリンク機
構を可動側、他の側のリンク機構を固定側とした
特許請求の範囲第1項に記載の荷重検出機構。 4 平行四辺形の各辺を有し、各辺の両端付近を
薄肉のフレクシヤとした一体構造の剥り抜き金属
ブロツクを、その断面方向にスリツトを入れ、1
個の共通の垂直軸辺を有し、残りの辺をそれぞれ
独立的に有する可動側及び固定側のリンク機構か
ら成る二重リンク機構を、荷重中心軸の周りにほ
ぼ等しい角度で少なくとも2組配置し、前記可動
側のリンク機構は前記共通の垂直軸辺とは反対側
の辺を荷重軸辺とし、前記固定側のリンク機構は
前記共通の垂直軸辺とは反対側の辺を前記荷重軸
辺の近傍に固定的に取り付けるようにし、前記荷
重中心軸の動きを前記荷重軸辺に伝達し、前記荷
重軸辺が前記荷重中心軸方向に直線運動するよう
にしたことを特徴とする荷重検出機構。
[Scope of Claims] 1. A peeled-out metal block having parallelogram sides and having thin flexure near both ends of each side, with slits made in its cross-sectional direction, 1
forming a double link mechanism consisting of a movable side link mechanism and a fixed side link mechanism each having a common vertical axis side and the remaining sides independently, and the movable side link mechanism is connected to the common vertical axis side. The side opposite to the side is the load axis side, and the link mechanism on the fixed side has the side opposite to the common vertical axis side fixedly attached near the load axis side. Load detection mechanism. 2. The load detection mechanism according to claim 1, wherein the slits are two parallel lines, the link mechanism at the center is on the movable side, and the link mechanisms on both sides are on the fixed side. 3. Load detection according to claim 1, wherein the slit is provided in the center in the thickness direction, and the link mechanism on one side separated by the slit is the movable side, and the link mechanism on the other side is the fixed side. mechanism. 4. A stripped metal block with parallelogram-like sides and a thin flexure near both ends of each side is made with a slit in its cross-sectional direction, and 1
At least two sets of double link mechanisms, each consisting of a movable side link mechanism and a fixed side link mechanism, each having a common vertical axis side and the remaining sides independently, are arranged at approximately equal angles around the load center axis. The link mechanism on the movable side has the side opposite to the common vertical axis side as the load axis side, and the link mechanism on the fixed side has the side opposite to the common vertical axis side as the load axis side. Load detection characterized in that it is fixedly attached near a side, the movement of the load center axis is transmitted to the load axis side, and the load axis side moves linearly in the direction of the load center axis. mechanism.
JP7196084A 1983-11-01 1984-04-11 Load detecting mechanism Granted JPS60214227A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7196084A JPS60214227A (en) 1984-04-11 1984-04-11 Load detecting mechanism
US06/663,948 US4585083A (en) 1983-11-01 1984-10-23 Mechanism for detecting load
FR8416261A FR2554231A1 (en) 1983-11-01 1984-10-24 CHARGE DETECTION MECHANISM
DE19843439325 DE3439325A1 (en) 1983-11-01 1984-10-26 LOAD DETECTOR MECHANISM
GB08427268A GB2149131B (en) 1983-11-01 1984-10-29 Mechanism for detecting load

Applications Claiming Priority (1)

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JP7196084A JPS60214227A (en) 1984-04-11 1984-04-11 Load detecting mechanism

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012525594A (en) * 2009-04-29 2012-10-22 ウオーターズ・テクノロジーズ・コーポレイシヨン Simultaneous differential thermal analysis system
JP2015152435A (en) * 2014-02-14 2015-08-24 アンリツ産機システム株式会社 Weight measuring device

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JP2015152435A (en) * 2014-02-14 2015-08-24 アンリツ産機システム株式会社 Weight measuring device

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JPS60214227A (en) 1985-10-26

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