JPH025382Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はストレンゲージ式ロードセルよりな
る荷重検出部を複数組有する台秤装置に関するも
のである。

〔従来技術〕

一般に、台秤装置は外形および重量が大である
ものを計量することを目的しており、その秤量が
30Kg程度であるものから5t程度であるものまで
種々のものがある。この種の台秤装置においては
被計量物に接する計量皿の面積が大であるため、
複数個のストレンゲージ式ロードセルからなる荷
重検出部を計量皿の各所定個所に分散して配置
し、計量皿を支持する必要がある。この場合、各
荷重検出部のロードセルの端部は台枠によつて支
持されているが、計量時にこの台枠が撓んでロー
ドセルの取付角度が変化してしまうと計量誤差が
生じてしまうため、台枠としては機械的強度を大
とするために剛性が高い厚い鋼材等を用いて頑丈
に構成する必要があり、したがつて従来の台秤装
置は重量が大であり、これにより次に示すような
欠点があつた。

手軽に持ち運ぶことができないため、製造時
または保守管理時における取り扱いが不便で、
作業能率が低く、また、ユーザ側においては設
置場所の変更が容易ではない。

材料コストおよび溶接コスト等の製作コスト
が高い。

薄型化を図ることが困難である。

上述した欠点を解決し、台秤装置の軽量化、低
廉化、薄型化を図るものとして、本出願人は特開
昭59−3321号記載の秤装置を開発した。この秤装
置は第４図イに示す如く水平状に配した支持部材
１の間隔をおいた少なくとも３ヶ所に、平板形状
のロードセル２を連結して取り付け、各ロードセ
ル２に間隔をおいて２個の歪ゲージ（ストレンゲ
ージ）３，３を設けるとともに各ロードセル２の
上下に、前記ストレンゲージ３，３間の中心部垂
直線Ａ上に位置する荷重点Ｂ及び支持脚４を設け
たものであるが、この秤装置においては未だ次の
如き不具合があつた。

すなわち、台秤装置は前述したように重量物を
計量する事を目的としているため、その設置場所
は例えば工場敷地内の地面や建物内部のコンクリ
ートの床面上であることが多く、このような設置
場所は一般に表面の凹凸が激しい場所が多い。一
方、台秤装置の支持脚４は、被計量物である重量
物を例えば地面等のように地耐力の少ない場所で
確実に支持する必要があるため、ある程度の接地
面積を持たせる必要がある。この場合、第４図イ
に示すようにストレンゲージ３，３間の中心部垂
直線Ａから距離ｌだけ離間した点Ｃにおいて支持
脚４が地面と接していると、支持部材１にモーメ
ントW₁・ｌ（W₁は荷重点Ｂに加わる荷重）が作
用し、支持部材１が曲げられてしまい、これによ
りロードセル２の垂直線Ａに対する角度が変化し
てしまい、この結果計量誤差が生じてしまう。

この考案は上述した事情に鑑み、軽量化、低廉
化、薄型化を図ると共に、凹凸の激しい設置場所
においても計量誤差が少ない台秤装置を提供する
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案はロードセルの一端部に加わる荷重を
前記ロードセルに設けられたストレンゲージによ
つて検出する荷重検出部を複数組有する台秤装置
において、上下に離間して互いに平行に配された
可撓性を有する複数対の長尺板状の支持部材と、
前記複数対の支持部材の各基端部を相互に連結す
る連結部材とを具備し、前記各対の支持部材の各
先端部によつて前記各ロードセルの他端部を各々
支持することを特徴としている。

〔作用〕

各支持部材が設置場所の凹凸に対応して撓んだ
際においても各荷重検出部は平行に配置された支
持部材によつて各々支持されているので各々水平
に保持され、これにより被計量物の荷重が各荷重
検出部に各々垂直方向から作用する。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの考案の実施例につい
て説明する。

第１図〜第３図はこの考案の一実施例の構成を
示す図であり、第１図は斜視図、第２図は第１図
の−線視断面図、第３図は第２図の一部を拡
大して示した断面図である。これらの図におい
て、５，…はロードセル２の一端部に対して上方
から加わる荷重を、ロードセル２の上面に設けら
れたストレンゲージ３，３によつて検出する荷重
検出部であり、ロードセル２としては歪検出に適
した金属を用い、平板帯片形状あるいは集中応力
を受けやすくする切欠を設けた帯片形状に形成さ
れたものが用いられる。そして各ロードセル２の
一端部の上面にはスペーサ６を介してブラケツト
７の一端部がボルト８ａおよびナツト８ｂによつ
て各々締付固定されている。また、各ブラケツト
７の他端部の上面には上面に窪部が形成された部
材９が各々取り付けられ、各部材９の窪部材内に
は支持球１０が各々載置されている。さらに、各
支持球１０には部材９と同様形状の部材１１を
各々介して秤皿１２が載置されている。これによ
り、秤皿１２上に載置された被計量物の荷重が各
支持球１０と各部材９が各々接する荷重点Ｂ（第
３図参照）に加わるようになつている。

一方、図において１５，１６は上下に離間して
互いに平行に配された可撓性を有する長尺板状の
支持部材であり、１７は４対の支持部材１５，１
６の各基端部を相互に連結する連結部材である。
この場合、各支持部材対１５，１６は連結部材１
７を中心として十文字を形成するように配置さ
れ、また各支持部材対１５，１６の基端部はライ
ナ１８を介してボルト１９ａおよびナツト１９ｂ
によつて連結部材１７に各々締付固定されてい
る。これらの各支持部材対１５，１６の各先端部
の間にはスペーサ２０と前述した各ロードセル２
の他端部が配置され、各支持部材１５の先端部上
面にはライナ２１が配置され、さらに各支持部材
１６の先端部下面にはスペーサ２２とブラケツト
２３の一端部が配置され、これらがボルト２４ａ
およびナツト２４ｂによつて各々締付固定されて
いる。これにより、各ロードセル２の他端部が各
支持部材対１５，１６によつて各々上下方向から
挟持された状態で支持されている。また、各ブラ
ケツト２３の他端部には支持脚４が各々取り付け
られている。この場合、前述した荷重点Ｂと支持
脚４は２個のストレンゲージ３，３間の中心部垂
直線Ａ上に位置するように各々配されている（第
３図参照）。

ここで上述した支持部材１５，１６の外形寸法
について第４図ロを参照して考察してみる。ま
ず、支持部材１５，１６の垂直離間距離をａ、幅
寸法を各々ｂ、厚み寸法を各々ｈ、他の部材と接
する部分を除いた長さ寸法をL₁、ヤング率をＥ
とすると、各支持部材１５，１６の座屈限界荷重
F_Kは F_K＝４・π²・Ｅ・Ｉ／L₁ ²＝π²・Ｅ・ｂ・h³／３・L
₁ ² …… (1) また、地面と支持脚４の間に作用する摩擦力
F₃を無視して考え、支持部材１５に作用する圧
縮力をF₁とすると、 W₁・ｌ＝ａ・F₁ …… (2) ∴F₁＝W₁・ｌ／ａ …… (3) ここで、F_K＞F₁を満足するためには したがつて、支持部材１５，１６の厚み寸法ｈ
としては上記(4)式を満足すればよい。

また、モーメントW₁・ｌの向きが反対の場合
においては、支持部材１５，１６に作用する張力
F₂が圧縮力F₁以内であればよく、許容応力σは
次式(5)を満たしていれば良い。

σ＜W₁・ｌ／ａ・ｂ・ｈ …… (5) ここで、摩擦力F₃を考えに入れた場合におい
ては支持部材１５，１６の機械的強度は上記(4)，
(5)の条件式によつて得られる強度よりもさらに少
ない強度で充分である。

このように、上述した一実施例によれば、上記
(4)，(5)の条件式を満足する外形寸法の支持部材１
５，１６を用いることにより必要最小限の材料で
座屈に強い支持部材１５，１６を構成することが
でき、これにより、軽量化、低廉化、薄型化を図
ることができる。さらに第５図に示すように凹凸
の激しい設置場所に設置して被計量物Ｍの計量を
行なう際に、支持脚４の調整の不充分が原因とな
つて支持部材１５，１６が設置場所の凹凸に対応
して撓んだ場合においても、いわゆるロバーバル
機構（Roberval′s balance）と同様な作用によ
り、各荷重検出部５は各々水平に保持されるた
め、ロードセル２の垂直線Ａに対する角度の変化
が防止され、これにより計量誤差を最小限に抑え
ることができる。

次に、上述した一実施例の各部の変形例につい
て説明する。まず、第６図はロードセル部分の変
形例を示す図である。この図において３０は水平
方向に貫通する貫通孔３０ａを有するダブルビー
ム型ロードセルであり、上面と下面にストレンゲ
ージ３が２個づつ設けられている。そして、この
ロードセル３０は一端部がゴム材３２の上下端を
金属の板材３３，３３で接着挟持した自由継手３
４によつて秤皿１２に固定され、他端部が支持部
材１５と１６に上下方向から挟持された状態で固
定されている。この場合、秤皿１２とロードセル
３０が分離しないので持ち運びが便利となる。

なお、本考案の台秤装置に適用されるロードセ
ルは第３図、第６図に示したものに限定されず、
例えば剪断型ロードセル、圧縮型ロードセル等を
用いても勿論構わない。

第７図および第８図は支持部材の変形例を示す
図である。第７図においては中央部分を断面コ字
状の部材３５，３６が支持部材１５，１６に各々
取り付けられた構造となつており、スペーサ２０
と連結部材１７の取付部近傍の折り曲げ部分のな
い個所が起歪部となる。また第８図においては支
持部材１５，１６の連結部材１７に固定される部
分およびスペーサ２０とロードセル２が固定され
る部分の近傍に各々湾曲した凹部１５ａ，１６ａ
が各々形成された構造となつている。このような
構造によれば、設置場所の凹凸に対する適度な撓
みが得られ、かつ、座屈強度の向上が図られる。

なお、複数対の長尺板状の支持部材１５，１６
は必ずしも分離されている必要はなく、第１１図
に示す如く一体に形成されていてもよく、この場
合組立が容易となる。また第１、第２、第３図の
実施例ではロードセル２の一端部の上面にスペー
サー６を介して取付たブラケツト７の他端部の上
面と、計量皿とを連結するために、窪部が形成さ
れた部材９，１１及び支持球１０を用いたが第６
図に示す連結部材やピボツト・刃と刃受・ベアリ
ングと当板等の自継手からなる連結部材などを用
いてもよい。この場合、秤皿１２に荷重を加えた
時ロードセルが撓む事によつて複数の連結部材間
の距離が縮まるが、秤皿１２との連結を完全に固
定してしまう秤皿１２に縮む要素がないため、締
結部にずれが生じたりしてロードセルのヒステリ
シス、零点の変化等、精度を阻害する現象が起き
る。このため、連結部材の距離の縮みを逃がすこ
とを目的として連結部材は自由継手とした。ま
た、連結部材を自由継手とした事によつて、秤皿
１２に荷重を乗せた際にロードセルに発生する曲
げモーメントやねじりモーメントも遮断する事が
出来、各ロードセルには垂直方向の荷重成分のみ
伝達できるため、この事からも精度を向上でき
る。

さらに、本案実施例では、連結部材の中心を通
る各々のロードセルの荷重点の垂直下方に脚軸軸
心を位置させたが、この状態が最も好ましいもの
の、式(4)，(5)で許される範囲において荷重点の垂
線と脚軸軸心がずれていても勿論さしつかえな
い。

次に、この考案の他の実施例について説明す
る。まず、第９図イ，ロにおいて、３９は部材４
０，４１，４２を重ね合せてボルト４４で締め付
けた連結部であり、各部材４０，４１，４２の互
いに接する面には部材１５，１６と同一の断面形
状の溝４０ａ，４１ａ，４１ｂおよび４２ａが
各々２条づつ形成されており、これらの溝４０
ａ，４１ａ，４１ｂ，４２ａによつて形成される
水平に貫通する貫通孔には支持部材１５，１６が
各々挿入されている。そして、ボルト４４を緩め
て支持部材１５，１６の長さを調節し、所望の長
さとした後は再びボルト４４を緩めることにより
支持部材１５，１６が相互に固定されるようにな
つている。

このような構成によれば、秤皿１２の寸法に応
じて荷重検出部５の位置を自在に調整することが
可能となり、これにより、秤皿１２の寸法に応じ
て種々の長さ寸法の支持部材１５，１６を用意す
る必要がなくなるので、製造コストの低廉化が図
られる。

次に、第１０図は第９図イ，ロに示したこの発
明の他の実施例の変形例であり、この図において
は支持部材１５および１６を各々２分割して支持
部材１５ａ，１５ｂおよび１６ａ，１６ｂとし、
これらの支持部材１５ａと１５ｂの間および支持
部材１６ａと１６ｂの間を各々ボルト４６と板体
４７によつて連結した構造としている。そして各
支持部材１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの長手
方向に沿う複数の所定個所には各々ボルト４６が
挿通される挿通孔が形成されており、これらの挿
通孔の中から任意の挿通孔を選択し、ボルト４６
を挿入して固定することにより、支持部材１５，
１６の長さ寸法を調節することが可能となつてい
る。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案によれば、ロー
ドセルの一端部に加わる荷重を前記ロードセルに
設けられたストレンゲージによつて検出する荷重
検出部を複数組有する台秤装置において、上下に
離間して互いに平行に配された可撓性を有する複
数対の長尺板状の支持部材と、前記複数対の支持
部材の各基端部を相互に連結する連結部材とを設
け、前記各対の支持部材の各先端部によつて前記
各ロードセルの他端部を支持するようにしたの
で、軽量化、低廉化、薄型化が図られることはも
とより、設置場所の凹凸に対応して各支持部材が
撓んだ際においても各荷重検出部が各々水平に保
持され、これにより被計量物の荷重が各荷重検出
部に各々垂直方向から作用するため、計量誤差を
最小限に抑えることができ、加えて各荷重検出部
と連結部材との各間の距離を各々調節する調節機
構を設けた場合には、秤皿の寸法に応じて種々の
長さ寸法の支持部材を用意する必要がなくなるの
で、製造コストの低廉化を一段と図ることができ
る効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の構成をを示す斜
視図、第２図は第１図の−線視断面図、第３
図は第２図の部分拡大断面図、第４図イは従来の
秤装置の動作を説明するための部分断面図、第４
図ロはこの考案の一実施例の第４図イに対応した
部分の動作を説明するための部分断面図、第５図
はこの考案の一実施例の全体的な動作を説明する
ための側断面図、第６図は同実施例のロードセル
部分の変形例の構成を示す部分断面図、第７図お
よび第８図は同実施例の支持部材の変形例の構成
を示す部分断面図、第９図イ，ロはこの考案の他
の実施例の構成を示す図であつて、第９図イは全
体構成を示す斜視図、第９図ロは第９図イにおけ
る連結部３９の構成を示す斜視図、第１０図は第
９図イ，ロに示したこの考案の他の実施例の変形
例の構成を示す側断面図、第１１図はこの考案の
一実施例の支持部材の変形例の構成を示す斜視図
である。 ２，３０…ロードセル、３…ストレンゲージ、
４…支持脚、５…荷重検出部、１５，１６…支持
部材、１７…連結部材、１８…ライナ、１９ａ…
ボルト、１９ｂ…ナツト、２０…スペーサ、２１
…ライナ、２２…スペーサ、２４ａ…ボルト、２
４ｂ…ナツト、３９…連結部、４６…ボルト、４
７…部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ロードセルの一端部に加わる荷重を前記ロー
   ドセルに設けられたストレンゲージによつて検
   出する荷重検出部を複数組有する台秤装置にお
   いて、上下に離間して互いに平行に配された可
   撓性を有する複数対の長尺板状の支持部材と、
   前記複数対の支持部材の各基端部を相互に連結
   する連結部材とを具備し、前記各対の支持部材
   の各先端部によつて前記各ロードセルの他端部
   を各々支持することを特徴とする台秤装置。 (2) 前記各荷重検出部と前記連結部材との各間の
   距離を各々調節する調節機構を設けたことを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   台秤装置。