JPH0349375B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は質量及び力測定計器に関し、該計測器
は負荷受け台が常に水平に対し平行に案内されて
上下動し、該負荷受け台に作用する質量又は力を
無変位形計測ユニツトへ伝達するためのてこ装置
に関するものである。

〔従来技術〕

拘束形計量器とも呼称されるこのような装置
は、公知であり、例えば米国特許第3423999号か
ら知ることができる。このような装置においてそ
こから計測部を除去するならばそこには単一の自
由度を有する運動力学系が構成される。無行程形
計測系とはその計測系によつて許される運動が仮
想的である計測系を意味する。

このような計測系は例えば少くとも一本の振動
弦又は抵抗歪線ゲージ及びこれに対し適切な電子
装置により構成される。

てこ装置は荷重を計測ユニツトへ伝達するため
に使用される。その際、荷重は大抵の場合、拡大
化、又は縮小化されて計測ユニツトへ伝達され
る。大きい回転運動を許す古典的なてこ装置の刃
とその刃受けは拘束形計量器の場合大抵は万能継
手や、可撓性帯継手や、弾性継手の如き種々の要
素により置換される。しかしながらこれらは多く
の部品から組立てられるためその復元力を制御す
ることが困難になる。また荷重縮小伝達比も任意
の小さい値に選択することができない、これは最
小レバーの絶対値の長さを望み通り小さく製作す
ることが困難であるからだ。

〔発明が解決しようとする課題及びその解決手段〕

本発明の課題は計測すべき荷重を高精度で測定
すること並びに計測ユニツトに対し所望の倍率又
は縮小率で荷重を伝達可能にし、同時に不当に高
価格とならない質量及び力計測器を提供すること
である。

添付図面に基いて本発明の実施例を説明する。

〔実施例〕

第１図乃至第４図は本発明の第１実施例の大要
を図式的に示す。この計測器は基枠１と、平行リ
ンク２を介して常時水平に対し平行状態に保持案
内されて上昇下降する負荷受け台３と、基枠１に
固定化された計測ユニツト４例えば振動弦を有す
るロードセルと、てこ装置５とから構成される。
計測される負荷例えば荷重は第１軸棒６を介して
負荷受け台３からてこ装置５へ伝達され、次いで
てこ装置５から第２軸棒７を介して計測ユニツト
へ伝達される。

上記てこ装置５は剛性の平板プレートから成
り、該平板プレートには伝達荷重の入力部を構成
する第１平板レバー８とその出力部を構成する第
２平板レバー９が形成され、更にこれら第１、第
２平板レバー８，９の中間に基枠１に固定された
平板部分１０が設けられる。上記固定化平板部分
１０の両側にはスリツト１４，１５が設けられて
いる。更に固定化平板部分１０には固定穴１１が
形成され、ねじ１２により基枠１のソケツト部材
１３上に強固に固定される。第１平板レバー８は
可撓性帯継手１６を介して中央の平板部分１０の
前端縁に沿つて回動運動可能に結合されると同時
に第２平板レバー９もまた他の可撓性帯継手２０
を介して平板部分１０の後端縁に沿つて回動運動
可能に結合される。第４図には上記可撓性帯継手
２０がどのような構成であるかを立体的に示す。
ここに述べる可撓性帯継手とは回転運動を許容す
る柔軟性帯状のカツプリング部を意味する。上記
帯継手１９は平板プレートの下側を削りとつた溝
１７と、その上側を削りとつた溝１８とから形成
され、これら平行な二つの溝１７，１８は少しず
らして配置され撓み変形を起し易い薄い帯壁１９
が両溝間に形成されるようにする。更に上記入力
部と出力部の各平板レバー８と９は別の可撓性帯
継手２１，２２を介して相互に結合される。

また２個の屈曲可能な細線２３，２４を付けた
第１の軸棒６の上部は負荷受け台３に結合される
と共にその下部は、てこ装置５の入力平板レバー
８に設けた穴２５に固定される。２個の屈曲可能
な細線２６，２７を付けた第２軸棒７または第１
軸棒６と同様に出力平板レバー９に設けた穴２８
に固定され、計測ユニツト４の入力部に結合され
る。荷重の入力方向と出力は垂直方向に指向され
るから、各組の細線２３と２４及び２６と２７は
それぞれ垂直に配向される。そのため上記可撓性
帯継手に作用する力も垂直である。

第５図は第２図の変形例を示し、この場合単一
のスリツト１５だけが設けられ、可撓性帯継手１
６及び２０は平板プレート１０の上辺まで延び、
このとき入力平板レバー８と出力平板レバー９間
は１個の可撓性帯継手２２によつてのみ接続され
ている。

第６図乃至第９図には単一の平板プレートから
成る前述したてこ装置５の他の変形例を示す。平
板プレートの基枠１に固定された平板部分１０
は、Ｃ形スリツト２９によりその入力レバー部４
１から分離して設けられる。その場合、基枠に固
定さるべき平板部分１０にはねじ１２により基枠
１上に配置された２個のソケツト部材１３に固定
するための取付穴３０，３１が形成される。単一
の平板レバー３２には別に２個のＣ字状の小スリ
ツト３３と３４が設けられる。そして上記単一の
平板レバー３５は固定平板部分１０に対しては可
撓性帯継手３５，３６を介して揺動回転可能に結
合されると共に、入力平板レバー部分４１および
出力平板レバー部分４２に対してはそれぞれの可
撓性帯継手３７，３６の対と、他の可撓性帯継手
３９，４０の対を介して両レバー部分に揺動回転
可能に結合される。軸棒６はこの実施例では唯一
本の共軸的に取付けた細線４３により組立てら
れ、その下端が入力平板レバー４１上の取付穴４
４内に固定されている。上記取付穴４４の中心軸
線と一対の可撓性帯継手３７，３８の軸線とは相
互に交差し直交状に配置される。第２の軸棒７も
また唯一つの共軸状細線４５を具備し、その下部
は出力平板レバー４２の取付穴４６内に固定され
る。同様に一対の可撓性帯継手３９，４０の軸線
と取付穴４６の中心軸線とは相互に交差し直交状
に配置される。この実施例では計測ユニツトはて
こ装置５の上方に在つて基枠１に固定される。

第１０図と第１１図は第６図に示した実施例の
変形を示す。第６図に示した可撓性帯継手の対３
７，３８及び３９，４０の代りに独立した１個宛
の可撓性帯継手４７と４８が設けられ、これら単
一の帯継手により入力平板レバー４１及び出力平
板レバー４２は中央の平板レバー３２に対し揺動
回転可能に結合される。各軸棒４９の取付穴４４
と４６の中心線は第５図における例示の如く可撓
性帯継手の軸線に一致しない。それ故この場合に
は入力側および出力側組付けの軸棒間の回転対称
性は失なわれる。それ故この場合にはＬ字形状の
脚部４９，４９′を設けなければならない。該構
造は細線４３及び４５は可撓性帯継手４７および
４８の上方に直角に交差する交差継手４３′と４
５′によつて置き替えられた装置となる。

それによつて垂直方向に作用する力の伝達作用
は確実に保証される。

第１２図は単一平板プレートを使用するもう一
つの変形を示す。この変形例において上記てこ装
置は３個の平板レバー部分５０′と５０と５１と
から形成され、基枠１に固定された平板部分１０
は２組の細穴又はスリツト５２，５３及び５４，
５５の形成により他の平板レバー部分から分離し
て形成される。入力平板レバー５０′と出力平板
レバー５１は可撓性帯継手５６及び５７を介し平
板部分１０に対し揺動回転可能に結合される。

中間レバー５０は固定の平板部分１０に対して
は一対の帯継手６０，６０により結合されると同
時に入力平板レバー５０′及び出力平板レバー５
１に対してはそれぞれ可撓性帯継手５８，５８並
びに５９，５９を介して回動回転可能に結合され
る。

第１３図乃至第１５図にはてこ装置の一部だけ
に上記平板プレートが利用されている計測器の実
施例を略図で示す。上記軸棒６は最初に基枠１に
揺動自在に支持されたレバー６１上に作用し、該
レバー６１は引張部材６２を介して上記平板プレ
ートの部分１０に接続された入力平板レバー６４
を作動せしめる。更に、この実施例では計測ユニ
ツト４は平板プレートの基枠に固定された平板部
分１０の保持具６３上に固定されている。該平板
プレートは第１４図に斜視図で示される。第１の
即ち入力平板レバー６４は可撓性帯継手６５を介
して基枠側固定の平板部分１０に揺動回転可能に
結合される。この入力平板レバー６４には穴６６
が設けられ上記引張部材６６の上部が結合される
（図示されてない）。第２の即ち出力平板レバー６
７も同様に水平状に配置された１対の可撓性帯継
手６８，６９を介して基枠側固定の平板部分１０
に揺動回転可能に結合されている。更に上記入力
側及び出力側の各平板レバー６４と６７同志間は
１対の可撓性帯継手７０，７１により互に結合さ
れている。固定平板部分１０は計測ユニツト４の
保持具６３を保持固定化するための第２の取付穴
７２を設けている。出力平板レバー６７には第２
の保持具６４を固定化するための取付穴７３が設
けられている。荷重は軸棒６、レバー６１、引張
部材６２、入力平板レバー６４および可撓性帯継
手の対７０，７１を介して出力平板レバー６７に
作用する。次いで出力平板レバー６７上の保持器
７４は牽引棒７５を介して測定ユニツトへ荷重を
伝達する。計測ユニツトに伝達される力は荷重と
種々のてこ腕長に依存する一定の比をなすことは
言うまでもない。

この実施例においてその計測ユニツト４は全体
物として第１３図に符号６３と６４で示した要素
から構成することができる。この場合、これまで
牽引部材として言及した符号７５は例えば振動弦
又は抵抗線歪ゲージを概略的に描いている。

本計測器の他の実施例が第１６図乃至第１９図
に描かれる。この場合計測器に含まれる平板プレ
ートは、垂直状に配置される。上記平板プレート
の基枠１に固定化された平板部分１０はＣ字状ス
リツト７６と２個の縦長スリツト７７，７７によ
り、或はより正確に言えば平行な切込みを垂直方
向に入れることにより限定して形成される。固定
平板部分１０には２個の取付穴１１が設けられ、
これらの取付穴とねじ１２（第１８図）により基
枠１のＣ形腕状部７８に固定される。単一の平板
プレートから成るてこ装置７９は第１９図に示す
如く、２個の前側から削つた加工弱化部８０，８
０を介して基枠１に固定した平板部分１０に対し
揺動回転可能に配置され、同時に後側から削つた
加工弱化部８１が入力を受容する入力平板レバー
部分に設けられている。この入力レバー部分には
結合穴８２が設けられる。負荷受け台３には水平
腕８３が形成され、該水平腕の自由端に結合した
引張部材８４の上端には上記入力平板レバー部分
が結合される。ねじ８５は引張部材８４の上端部
を入力平板レバーの取付穴８２に固定化するため
に使用する。これによつて荷重は引張部材８４を
介して直接にてこ装置７９上に作用する。この接
続されたてこ装置に対し上下方向に作用する力は
出力平板レバー部分７９から計測ユニツトの牽引
棒７５へ縮小比を以つて伝達される。

前述した可撓性帯継手例えば１個の帯継手６５
及び１対に分離された帯継手６９は垂直方向及び
水平方向に替えて斜め方向に配置することができ
る。更にまた水平方向の帯継手と垂直方向の帯継
手をその揺動回軸線に沿つて組合せることにより
交差状継手にすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるてこ装置が単一の平板
プレートから構成される第１実施例の縦断面図を
示し、第２図は第１図のてこ装置の拡大平面図、
第３図は第２図の線−に沿う断面図、第４図
は可撓性帯継手を構成する部分の部分的斜視図で
ある。第５図は第２図に示すてこ装置の第１変形
例を示し、第６図は第２図に示すてこ装置の第２
変形例を示す。第７図は第６図の線−に沿う
断面図、第８図は第６図の線−に沿う断面
図、第９図は第６図の線−に沿う断面図、第
１０図は第６図の変形例を示し、第１１図は第１
０図のXI−XIに沿う断面図、第１２図は第２図の
第３変形例を示し、第１３図は本発明のてこ装置
が支着レバーと単一の平板プレートとにより構成
されている第２実施例を示し、第１４図は第１３
図のてこ装置の一部を斜視図で示し、第１５図は
第１４図の更にその一部を詳細図で示す斜視図で
あり、第１６図は本発明の第３実施例を縦断面で
示し、第１７図は第１６図のてこ装置を取外した
平面図、第１８図は第１６図の平板プレートを取
付ける基部側細部の斜視図を示し、第１９図は第
１６図の平板プレートの基枠固定側に形成した可
撓性帯継手の斜視図を示す。 １……基枠、２……平行リンク、３……負荷受
け台、４……計測ユニツト、５……てこ装置、
６，７……軸棒、８……入力平板レバー、９……
出力平板レバー、１０……固定平板、１４，１５
……スリツト、１６，２０，２１，２２……可撓
性帯継手、１９……可撓性帯壁、２３，２４，２
６，２７……細線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基枠１と、水平に対し平行にかつ上下運動可
   能に基枠１上に保持案内される負荷受け台３と、
   前記負荷受け台３に作用する負荷を計測する無行
   程形計測ユニツト４と、前記負荷受け台３に作用
   する負荷を前記計測ユニツト４へ伝達するための
   てこ装置５とを含んで形成される計測器におい
   て、前記てこ装置５は少くともその一部に単一の
   平板プレートを含んで形成され、該単一平板プレ
   ートは基枠１に強固に固着された平板部分１０を
   含むと共に少くとも２個の平板レバー８，９，３
   ２，５０′，５０，５１，６４，６７，７９を含
   んで形成され、かつ前記基枠１の固定の平板部分
   １０と各平板レバーの相互間並びに平板レバー同
   志の相互間には少くとも１個の可撓性帯継手１
   ６，２０，３５，３６，５６，５７，６０，６
   ５，６８，６９を介して揺動運動可能に連結され
   ていることを特徴とする質量および力計測器。 ２ 前記てこ装置全体は単一の平板プレートから
   成り、前記プレートは２個の平板レバー８，９を
   有すると共に基枠１に固着された平板部分１０を
   有して形成され、前記平板部分１０と各平板レバ
   ー８，９の相互間はそれぞれ可撓性帯継手１６，
   ２０を介して結合されると共に平板レバー８，９
   同志間は１対の可撓性帯継手２１，２２を介して
   結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の質量および力計測器。 ３ 前記負荷受け台３の下部は２本の細線２３，
   ２４付き軸棒６を用いて前記てこ装置５の入力平
   板レバー８に結合されると共に前記てこ装置５の
   出力平板レバー９の下部、同じく２本の細線２
   ６，２７付き軸棒７を介して計測ユニツト４に結
   合されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の質量および力計測器。 ４ 前記てこ装置の全体は単一プレートの基枠１
   に固定された平板部分１０の単一の平板レバー部
   分とから形成され、前記平板レバー部分は、スリ
   ツト２９により前記平板部分１０から切り離され
   て可撓性帯継手３５，３６により前記基枠側固定
   の平板部分１０に結合するように形成され、更に
   前記平板レバー部分に前記入力レバーと出力レバ
   ー４１，４２とを形成するための２個のスリツト
   ３３，３４が設けられて、中間平板レバー３２と
   各入力並びに出力平板レバー４１，４２相互間は
   可撓性帯継手３７，３８及び３９，４０を介して
   それぞれ接続されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の質量および力計測器。 ５ 前記負荷受け台３は細線４３付き軸棒６の上
   部に結合され、該軸棒６の下部はてこ装置の入力
   平板レバー４１に結合されると共に同じように出
   力平板レバー４２は細線４５付き軸棒７を介して
   計測ユニツト４に結合され、その場合てこ装置の
   入力平板レバー４１並びに出力平板レバー４２に
   それぞれ結合された各軸棒６，７の作用線は、可
   撓性帯継手の各対（３７と３８並びに３９と４
   ０）の共通軸線に対しそれぞれ直交するように配
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の質量および力計測器。 ６ 前記てこ装置５の全体は基枠１に固定された
   平板部分１０と３個の第１、第２、第３の各平板
   レバー５０′，５０，５１から形成され、これら
   の平板レバー５０′，５０，５１の各々はそれぞ
   れの可撓性帯継手５６，６０，５７を介して基枠
   に固定の前記平板部分１０に接続されると共に、
   中間に位置する前記第２の平板レバー５０は一対
   の可撓性帯継手５８，５８を介して第１の平板レ
   バー５０′に結合され、他の一対の可撓性帯継手
   ５９，５９を介して第３の平板レバー５１にそれ
   ぞれ結合されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の質量および力計測器。 ７ 前記計測ユニツト４は基枠１に固定されたて
   こ装置の平板部分１０に取付けられ、てこ装置５
   の出力レバー６１は牽引部材７５を介して計測ユ
   ニツト４に作用するように設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の質量お
   よび力計測器。 ８ 前記てこ装置５は基枠１に揺動自在に支承さ
   れた一つのてこレバー６１並びに基枠１に固定の
   平板部分１０と２個の平板レバー６４，６７とを
   含んで形成され、この場合前記平板レバー６４，
   ６７は可撓性帯継手６５，６８，６９，７０，７
   １を介して相互に結合され、それにより負荷受け
   台３に掛る荷重は前記てこレバー６１に作用し、
   次いで引張部材６２を介して入力平板レバー６４
   に作用し、更に出力平板レバー６７は、計測ユニ
   ツト４の牽引部材７５に作用するように設けてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載
   の質量および力計測器。 ９ 前記てこ装置５の全体は基枠１に結合された
   平板部分１０と単一の平板レバー部分７９により
   形成され、前記平板レバー部分７９は引張帯材８
   ４を介して負荷受け台３に直接結合されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の質
   量および力計測器。