JPH025375Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はロードセル枠体に貼着したストレン
ゲージなどの検出素子の電気特性の変化により重
量を検出するようにしたロードセル秤のロードセ
ルにおいて、ロードセル枠体の支持部の内部応力
が検出素子に影響を及ぼすことなく、確実に重量
を検出できるようにしたロードセル秤のロードセ
ルに関するものである。

従来から、弾性体よりなる所定の厚みで矩形状
に形成され、その中央部付近に矩形状の中空部が
形成されているロードセル枠体の上下水平ビーム
の両側部寄りに薄肉部を形成した平行四辺形型の
ロードセル枠体にストレンゲージなどの検出素子
を貼着してロードセルを構成し、上記ロードセル
枠体の一端部を支持部材に支持させるとともに、
ロードセル枠体の可動端部に秤皿を取付け、この
秤皿に荷重物を載せると、この荷重物の重量に対
応してロードセル枠体およびこれに貼着された上
記検出素子が歪み、この歪み量に対応する検出素
子の電気特性の変化を重量に変換することによ
り、上記荷重物の重量を検出するようにしたロー
ドセル秤が実用化されており、この種の秤は構成
が比較的簡単な上に、平行四辺形型のロードセル
の特長として秤量皿に偏荷重（四隅荷重）を与え
た際にも高精度が得られ、しかも電気信号で出力
するので、電子式デジタル表示秤ななどにそのま
ま利用できるなどの利点を有している。

また、上述したようにロードセルはその一端部
を支持部材に取付けられているが、従来の平行四
辺形型ロードセル秤は第１図に示すように、ロー
ドセルの支持側、可動側取付部に比較的近い所定
の位置にストレンゲージなどの検出素子ｇが貼着
されたロードセルａの一端部を台ｂに固定された
支持部材ｃに複数個のねじｅなどを締付けて固定
するとともに、ロードセルａの他端部に複数個の
ねじｆにより皿取付部材ｄを固定し、これに秤皿
ｈを取付けていた。そして、偏荷重や衝撃荷重に
より前記皿取付部材ｄやロードセルの取付がズレ
ないようにねじとの取付ピツチをできるだけ離間
させていた。このように、ロードセルａを支持部
材ｃあるいは皿取付部材ｄに複数個のねじｅ，ｆ
を締付けて固定すると、ねじｅ，ｆの締付け力に
よりロードセルａの取付部に内部応力や部分的に
歪みが発生し、平行四辺形型ロードセルの取付部
のねじ孔と検出素子ｇが近くなると、直接的に内
部応力が検出素子ｇに伝播するためにこの締付け
力によつて生じる内部応力をロードセルａの検出
素子ｇが検出してしまうため、四隅誤差や出力の
直線性等の調整やロードセルの性能が変化し、確
実な重量検出ができない場合があつた。また、ロ
ードセル枠体は特殊な材料により形成されてお
り、他方、支持部材、皿取付部材や取付ねじは一
般の鋼材などにより形成されているので両者は線
膨脹係数が異なり、このため、温度変化があつた
ときの熱伸縮量が異なるが、これらは複数個のね
じｅ，ｆで連結されているので、ロードセルａの
両ねじｅ，ｆ取付部近傍に内部応力が発生した
り、又温度変化に対して内部応力も変化してしま
うため、零点やスパンが変化してしまう様な欠点
があつた。

この考案は上記事情を改善するためになされた
もので、その目的とするところは、ロードセルの
取付部に発生する部分的な歪みや内部応力が検出
素子に影響を及ぼすこともなく、荷重物の重量を
精度よく確実に検出できるようにしたロードセル
秤のロードセルを提供しようとするものである。

以下、この考案を第２図ないし第４図に示す実
施例により説明する。図中１はロードセルで、こ
のロードセル１は後述するロードセル枠体２とこ
れに貼着されたストレンゲージとよりなる検出素
子３とにより構成されている。そして、上記ロー
ドセル枠体２は所定の厚みで長方形状に形成さ
れ、その中央部に長方形状の中空部２ａが形成さ
れているとともに、中空部２ａの上、下面４の両
側部を円弧凹状の薄肉部５に切削し、この薄肉部
５に対応するロードセル枠体２の上、下面６の４
ケ所にストレンゲージよりなる検出素子３を貼着
し、また、検出素子３の貼着部の厚み（上、下面
６と薄肉部５の円弧凹状面との距離）は所定の寸
法に高精度で仕上げられており、検出素子３とロ
ードセル１の検出素子３が貼着された近傍を歪み
検出部と称する。

なお、上記４枚のストレンゲージよりなる検出
素子３をブリツジ回路形式に電気的に接続して、
４枚のストレンゲージよりなる検出素子３よりの
電気信号が総合されて出力されるようになつてい
る。さらに、上記検出素子３の両外側に位置しか
つロードセル枠体２の一端側の支持端部７および
他端側の可動端部８の側端より若干中央側に寄つ
た位置に上、下方向の両側より切欠し、連結部で
ある中央部９を残して両間隙１０を形成して、ロ
ードセル枠体２の両側に所定の肉厚の取付部を形
成する。この場合、第２図中右側の取付部を支持
側取付部１１と称し、また、左側の取付部を可動
側取付部１２と称する。従つて、ロードセル１の
検出素子３と両取付部１１，１２との間隙１０を
介して部分的に離間しているとともに、これらは
中央部９を介して部分的に連結されている。さら
に、上記支持側取付部１１および可動側取付部１
２の上面および下面寄りに上下２ケ所水平方向に
沿つてそれぞれ支持側取付部ねじ孔１３及び可動
側取付部ねじ孔１３をそれぞれ形成し、これら各
ねじ孔１３近傍と上記検出素子３貼着部近傍とを
上記間隙１０を介して離間させる。また、４本の
支持脚１４を長方形枠状に折曲された支持部材
（以下、支持板１５と称す）の各隅部内側に固定
するとともに、上記支持板１５の内側に他の支持
板１５ａを固定し、この支持板１５ａの中央部の
上部および下部に２個のねじ挿入孔１６を形成す
る。さらに、上記支持板１５ａの中央部に上記ロ
ードセル１の支持端部７を当接するとともに、支
持板１５ａのねじ挿入孔１６とロードセル１の支
持側取付部１１のねじ孔１３を合致させた後に、
ねじ１７をねじ込んで締付け、ロードセル１を支
持板１５ａに支持させる。また、Ｌ字状に形成さ
れた皿取付部材１８の垂直部に形成された２個の
ねじ挿入孔１９をロードセル１の可動側取付部１
２のねじ孔１３と合致させ、ねじ２０をねじ込ん
で締付け、ロードセル１に皿取付部材１８を取付
ける。さらに、上記皿取付部材１８の上部に取付
台３０を介して平板状の秤皿３１を固定する。な
お、２１，２２は上記支持脚１４の上部および下
部に取付けられた上部および下部ケースである。

そして、秤皿３１上に荷重物を載せると、これ
の重量がロードセル１の可動端部８側に作用する
ので、ロードセル１の薄肉部５（円弧状切削部近
傍）が歪み、この部分に貼着された４枚のストレ
ンゲージよりなる検出素子３もそれぞれ歪み、こ
の歪み量に対応して電気信号を出力し、また、４
枚のストレンゲージよりなる検出素子３はブリツ
ジ回路形式に接続されているので、これらの電気
信号が総合され、拡大されて出力され、この電気
信号の出力量を重量に変換して表示することによ
り、上記荷重物の重量を計測するものである。

したがつて、ロードセル１にねじれモーメント
が作用するように秤皿３１の四隅に荷重が加えら
れたり衝撃荷重が加わつても、秤皿３１を取り付
けている皿取付部材１８及びロードセル１を取り
付けている支持板１５ａは、この皿取付部材１８
及び支持板１５ａを取り付けるねじ孔１３が十分
に上下に離間して形成されているため、ズレるこ
となく確実にロードセル１の各取付部に取り付け
ることができる。

そして、この考案において、ロードセル枠体２
を支持側取付部１１を支持板１５ａに取付ける際
にねじ１７を支持側取付部ねじ孔１３にねじ込ん
で締付けると、ねじの締付け力がロードセル枠体
２のねじ１７の締付部近傍に作用してこの部分に
内部応力や局部的な歪みが生じるが、ねじ１７の
締付部近傍は検出素子３貼着部近傍と間隙１０を
介して離間しているので、ねじ１７の締付けによ
つて生じる内部応力が検出素子３３に直接伝播し
ないでう回するため、発生した内部応力は小さく
なり検出素子３に影響を及ぼすこともない。ま
た、温度変化によりロードセル枠体２の支持側取
付部１１と支持板１５ａとが異なる熱伸縮する
と、これらは両ねじ１７間に熱伸縮によつて生じ
る内部応力や温度変化による内部応力の変化がロ
ードセル１の一端部の支持側取付部１１内で発生
しても、この内部応力が間隙１０によつて直接検
出素子３に伝播されない。従つて、ねじ１７の締
付け部に発生する内部応力が間隙１０によつて直
接検出素子３に伝播されないので、内部応力が小
さくなり検出素子３は影響を及すことがないた
め、ロードセル１の性能が変化することもなく、
荷重物の重量を常に確実に検出できる。また、ロ
ードセル１の秤皿取付部も上記支持部と同様な構
造に構成されているので、上記と同様に秤皿取付
部側のネジ２０の締付け力によつて生じる内部応
力が間隙１０によ直接検出素子３に伝播しないた
め、内部応力が小さく検出素子３に影響を及ぼす
こともなく、確実に重量の検出ができる。

以上のようにロードセル１の各取り付部１１，
１２に生じた内部応力は、間隙１０によつて直接
伝播しなくなり小さくなるため、検出素子３は影
響されることがないので、ロードセルを交換した
場合でもねじの締付力が変つても内部応力が直接
検出素子に伝播しないため、前回と同様のロード
セルの性能を発揮することができ、ロードセルの
再調整等の無駄な時間と手間を必要としない。

なお、間隙１０の深さは、深い方がより確実に
締付等による内部応力の伝播を防げるが、ロード
セルに加えられる曲げモーメント等の応力に中央
部９は確実に耐えなければならないため荷重の大
きさや、皿の広さに応じて深さ、幅、形状はそれ
ぞれ任意である。また、たとえ、ねじ孔１３に対
して不十分な深さであつても内部応力は場所によ
つて表面をも伝播するのでそれなりの効果を奏す
るのはもちろんである。又、本実施例では支持側
取付部ねじ孔及び可動側取付部ねじ孔をそれぞれ
上下２本設けたがこれに限定されるものではな
い。

この考案は以上詳述したように、ロードセルの
両側に形成された支持側取付部ねじ孔及び可動側
取付部ねじ孔と検出素子接着部との間に所定の深
さの間隙を設けたので、ロードセルの取付部に発
生する締付け力やロードセルの材料と異なる材料
との線膨脹係数のちがいによる熱伸縮などによる
内部応力や部分的な歪みなどが検出素子に直接伝
播されて重量検出に悪い影響を及ぼしたりするこ
ともない。またロードセル及び皿取付部材を常に
確実に支持することができ、取付ねじの締め付力
や熱伸縮などによる内部応力によりロードセルの
性能が変化したりすることもないので、零点変化
やスパンの変化もなく荷重物の重量を常に高精度
で確実に検出することができる。又、ロードセル
を交換した場合でもねじの締付力による内部応力
が検出素子に影響を与えないので、前回と同様の
ロードセルの性能を発揮することができ、ロード
セルの再調整等の無駄な時間と手間を必要としな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のロードセル式秤の斜視図、第
２図はこの考案の一実施例の縦断面図、第３図は
同例の要部の分解斜視図、第４図は同例の支持部
材の斜視図である。 １……ロードセル、２……ロードセル枠体、３
……ストレンゲージよりなる検出素子、７……支
持端部、８……可動端部、９……中央部（連結
部）、１０……間隙、１１……支持側取付部、１
２……可動側取付部、１３……支持側及び可動側
取付部ねじ孔、１４……支持脚、１５……支持
板、１７……ねじ、１８……皿取付部材、２０…
…ねじ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 所定の厚みで矩形状に形成され、その中央部付
   近に矩形状の中空部が形成されているロードセル
   枠体の上下水平ビームの両側部寄りに薄肉部を形
   成し、この薄肉部に対応する複数個所の検出素子
   接着部にストレンゲージなどの検出素子を接着し
   た平行四辺形状のロードセル枠体の両側部にこれ
   と一体に形成された一方の支持側取付部に支持側
   取付部ねじ孔を形成するとともに、他方の可動側
   取付部に可動側取付部ねじ孔を形成し、前記支持
   側取付部ねじ孔に支持板をねじで固定し、又前記
   可動側取付部ねじ孔に皿取付部材をねじで固定す
   るようにしたロードセル秤のロードセルにおい
   て、 上記支持側取付部ねじ孔及び可動側取付部ねじ
   孔を上記支持側取付部及び可動側取付部の上下面
   近傍に設け、上記支持板及び皿取付部材を固定す
   る上記ねじの締め付けによつて生じる内部応力
   が、上記検出素子に直接的に伝播するのを阻止す
   る間隙を上記検出素子接着部と前記支持側取付部
   ねじ孔及び可動側取付部ねじ孔との間に形成した
   ことを特徴とするロードセル秤のロードセル。