JPH0477258B2 - - Google Patents

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JPH0477258B2
JPH0477258B2 JP58036529A JP3652983A JPH0477258B2 JP H0477258 B2 JPH0477258 B2 JP H0477258B2 JP 58036529 A JP58036529 A JP 58036529A JP 3652983 A JP3652983 A JP 3652983A JP H0477258 B2 JPH0477258 B2 JP H0477258B2
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JP
Japan
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load cell
bearing
rod
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cell according
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JP58036529A
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Beruifuaruku Byorun
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Saab Bofors AB
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Bofors AB
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G01L1/2218—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
    • G01L1/2225—Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction the direction being perpendicular to the central axis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S177/00—Weighing scales
    • Y10S177/09—Scale bearings

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Weight Measurement For Supplying Or Discharging Of Specified Amounts Of Material (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、剪断力原理に基いたものであつて、
細長いさおの形になつた測定用本体が、それの外
端区域らの上で支えられ、該端部と中央区域との
間の中間地帯に歪ゲージが装着されていて、荷重
の力により惹起されたさお材料の変形により影響
されるようにゲージが設けられているロードセル
に関するものである。
種々の型の電子秤量装置に於て、抵抗性歪ゲー
ジに基いたさお型のロードセル又は力変換器を使
用することは既知のことである。その理由は、そ
うしたロードセルは非常に信頼性があり、校正と
再現性仕様を長い間及び好ましからぬ測定条件の
間にも維持しうるからである。それらの比較的小
さい寸法のせいで、さお型ロードセルは取付けが
非常に速く容易く、かつ低い総体高さにすること
ができる。ロードセルは通常には円筒形で、それ
により、既存のシヤフトや他の機械的素子を置換
することを可能ならしめ、それにより、秤量装置
が内蔵されるべき既存の機械装置にロードセルを
施設することが簡単になる。
剪断力原理に基づくロードセルの重要な利点
は、そうしたロードセルは側方の力、すなわち測
定方向とは異つている方向に働くような力にほぼ
不感性であるという事に由来している。可撓性の
側部支持等は不要であり、ロードセルは認定され
た荷重の100−200％以上の側方力を受けつけう
る。
しかしながら、ロードセルに影響する他の望ま
ぬ力も存在し、特に温度変化により惹起される
「寄生的」力がある。ロードセルに使用されてい
る歪ゲージもまた温度で影響され、なかんずく、
測定用本体と歪ゲージワイヤとが異る熱膨脹率を
有することによる。しかしながら、もしも少くと
も四本の等しいストレーン・ゲージが使用され、
同じ材料に接着されるならば、温度変化により惹
起される抵抗変化は等しくなる。もしもそのとき
歪ゲージが従来様の測定用ブリツジに接続されて
いれば、そうした抵抗変化の影響下にブリツジの
不平衡は起らない。
秤量精度に影響する更に別の望まぬ力は、例え
ば、秤量用台ないし秤量用枠の温度変化により惹
起される。その理由のために、ロードセルは通常
は追加のベアリングないし他の装着細目品が設け
られていて、側方力や屈曲モーメントのような望
まぬ力がロードセルに影響せぬようになつてい
る。それでロードセルは通常、それの外部端領域
が球状ないし他の良く形成された接触面のついた
Ｕリンクベアリングなどにより支持されたものを
取付けられている。この場合荷重をまた、ロード
セルの測定用本体の中央領域上のベアリングによ
つて加えられた。
従つて、以前には特殊の取付用細目品をロード
セル自身の補足品として殆んど総ての秤量応用用
に配送することが必要だつた。そうした補足的取
付用細目品の代替として、使用者は供給者により
提案された指針によつてロードセルの装着に注意
することもできた。しかしながら、双方の場合
共、ロードセル価格の上にエキストラのコストが
含まれている。
本発明の主要目的は、そうした追加的装着用細
目品の数を最小にすることで、成るべくはそうし
て、そのようなエキストラの装着品を全く必要な
く、すなわち、ロードセルが単一装置で適用しう
るようにすることにある。
本発明が主として特徴としていることは、測定
用本体の外側端部領域に、内蔵されたベアリング
が設けられていることである。そうした内蔵ベア
リングによつて、好ましからぬ力の影響を減ずる
のに前には必要であつたどんな追加的装着用細目
品も今やなくなつた。内蔵ベアリングを使うこと
によつて、ロードセルは簡単な荷重連結器によつ
て何らの追加的ベアリングも要せずに荷重するこ
とができる。
以下に、本発明をロードセルの若干数の異る実
施態様を描いている付図を参照して更に記述しよ
う。
以下に記述するロードセルの種々の実施態様に
於て、該当している部品には同じ参照数字を付し
てある。基本的形状もまたロードセルの種々の実
施態様に対して同じであるが、特殊内蔵装着品は
異つている。図らに描かれている如く、ロードセ
ルの測定用本体１は主として、ロードセル支持用
の二つの外側端部領域２，３のついた中空の円筒
形さおとその上に荷重が加えられ、かつ図では負
荷力Ｆが示されている中心領域４から成つてい
る。
ロードセルは、秤量用タンクやコンテナーに対
して成るべくは水平に装着される、ということ
は、単純な施設と低い輪郭を意味している。装着
底は屡々コンクリート床などである。装着底の支
えが不充分ならば、硬化した装着用板などを、ロ
ードセルから装着底への点応力を分布せしめるた
めに使用し得よう。
図に描いてあるように、二つの外側端部区域も
中央区域でも、ロードセル測定用本位の残りの部
分の半径を超える半径のついたリング形状になつ
ている。荷重が簡単な荷重用ヨーク６によつてロ
ードセルの中央区域４に加えられるとロードセル
は剪断力により影響されるので、さお材料の変形
は二つの外側端部区域と中央区域との間の中間地
帯７，８に、これらの地帯の減小された材料厚み
のせいで集中される。
測定用本体１にはまた、本体を通して伸びてい
る軸方向窪み９が設けられて居り、それがストレ
ーンゲージが一層保護されて置かれることが出来
るようにし、かつストレーンゲージらからの電気
接続リード線に対しより多くの場所を許してい
る。四本のストレーンゲージ１０，１１，１２及
び１３が該中間地帯内窪み内に置かれている。そ
してさおの屈曲する面に平行である窪み内表面の
向い合つた側部に固定されている。ストレーンゲ
ージらはまた、さおの縦軸１４に対し45゜の角度
を成している二つの互に垂直な方向におけるさお
材料の変形により影響されるような具合にも配置
される。公知の具合に、ロードセルの感度は二つ
のロードセル対１０，１１と１２，１３とを
夫々、従来のホイートストン・ブリツジの四つの
分枝にして接続することにより増加された。ケー
ブル１５がストレーンゲージのリード線を測定用
さおの二つの端部部分の一つに配置されているブ
ツシング１６を経て接続している。測定用さおの
他端には内側円形端部閉鎖１７ａと外部蓋１７ｂ
とが設けられている。
明細書の緒論部分にて既述した如くに、従来の
ロードセルは普通には、球形または他の良好に形
成された接触面が設けられているＶリンクベアリ
ングなどの形をした別々の装着用細目品と更にロ
ードセルに影響する好ましからぬ力を防ぐために
ベアリングのついた荷重連結用手段も設けられて
いた。特に大きなタンクやコンテナーを秤量する
時は、そうした好ましからぬ力は熱膨脹と、かつ
又風のせいによつても起り得るものであつた。
本ロードセルではそうした別々の装着用細目品
は不要である。これらの別々の装着用細目品を使
う代りに、ロードセルの端部区域には内蔵ベアリ
ングが設けられて、ロードセルを好ましからぬ力
に不感性にするようになつている。これはロード
セルが、充分な耐える力を有する装着用底または
基礎上に直接に置かれうることを意味する、かつ
またそれはねじなどで直接にロードセルさおの中
央区域に直接に取付けうる簡単な荷重結合手段が
使用できるだろうことを意味する。
第１図に示された実施態様に於ては、スライド
ベアリングの形になつた内蔵ベアリングがさおの
外部端区域内に配置されている。スライドベアリ
ングらはＬ字形断面を持つ外側球形リング１８と
測定用さおの外面上に直接形成された内側円筒形
リング１９との間に形成されている。外側球形リ
ングは、硬化材料、例えば鋼鉄製でリング１８の
角をつけた部分２１と接触している締付リング２
０らによつて、それらの正確な縦位置に維持され
ている。内側円筒形リングの製造を容易化するた
めに、リングには成るべくは円筒形の荷重結合手
段４と同じ半径のついた内側平面円筒形表面がつ
けられる。外側球形リングには該当する平面内側
円筒形接触表面がつけられる。リングらの円筒形
表面の間の接触面には、PRFE−塗装織物または
テフロン製スライドベアリング２２が、球形外側
リングと測定用本体との間の滑動運動を容易なら
しめるために置かれた。
第２図では、別の実施態様が描かれていて、こ
れでは、内蔵ベアリングは、外側球形リング１８
と、第１図のリング１９に該当して測定用本体上
に直接に形成された内側円筒形リング１９との間
に配置されたボールベアリング２３を含んでい
る。ボールベアリング２３は内側及び外側締付け
リング２０によつて二つのリング間に確保されて
いる。一つの支持用面の代りに、この場合には、
ロードセルは、なるべくは鋼製の二つの支持用窪
み上に支持されている。
第３図左には、ロードセル測定用本体の更に別
の実施態様の外側部分が示されていて、それで
は、内蔵ベアリングはネイルベアリング２４を含
んでいる。またこの場合にも、さおの端部区域は
外側球形硬化リング１８と測定用本体の円筒表面
上に直接に形成された内側円筒形リング１９とを
含んでいる。ネイルベアリングは締付けリング２
０によつて二つのリング間に確保されている。
第４図はまた別の実施態様を描いて居り、これ
では内蔵ベアリングは球形ロールベアリング２５
を含んでいる。この場合、外側リング１８には球
形の代りに円筒形表面が設けられている。二個の
締付けリングがロールベアリング２５をリング間
のそれの正しい位置に確保している。双方の図３
及び４に於て、ロードセル用に支持用窪みが使用
されている。
最後に第５図及び第６図では、第１及び２図に
よるロードセルの二つの端部図が示されてある。
描かれている如く、荷重用ヨークは簡単な素子６
で作られ、それがねじ２８によつてロードセルの
中央区域内に確保されていて、問題の装置内へロ
ードセルを装着するのを容易にするため二つの孔
２９が設けられている。図に示されている如く
に、外側蓋１７ｂは四つのねじ３０によつて測定
用本体に確保されている。例えば円形タンクの荷
重を測定する場合、本発明のロードセルを三つ用
意し、120゜の間隔を置いて該タンクの底に配置
し、前記荷重用ヨーク６の長手方向軸線が半径方
向（測定用本体１の長手方向軸線はこれに直角に
なつている）に沿うようにして、該荷重用ヨーク
６をその二つの孔２９にボルトを通してタンクの
底に螺合させることによりタンクに固着させる。
かくしてタンクは三つの本発明のロードセルを介
してコンクリート床に載置される。かかるタンク
が外界の温度変化に応じてその寸法を変えると、
測定用本体１は半径方向（自身の長手方向軸線に
対して直角の方向）に並進運動するのであるが、
本発明の測定用本体１はその両端にベアリングを
備えているので、測定用本体１はタンクの荷重以
外の力を実質的に受けることはない。また、測定
用本体１は荷重用ヨーク６を介してタンクの底に
固着されているのでそれ自体が回動することはな
い。回動するのはベアリングの外側リング１８で
ある。
本発明は上記実施態様制限されるものでなく
て、特許請求の範囲内で修飾しうるものである。
例えば、さお型測定用本体は、それの外側端部区
域に内蔵ベアリングが設けられていれば円形の代
りに四角の断面を持つてもよい。その上更に、さ
おが中空である必要もなく、代りにさおがむくで
あり、その場合、ストレーンゲージは測定用さお
の外側表面上で該中間地帯に置かれるようにす
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は滑りベアリングの形になつた内蔵ベア
リングの設けられているロードセルの縦断図であ
る。第２図はボールベアリングのついたロードセ
ルである。第３図及び第４図は、ローラーベアリ
ングとネイルベアリングとを夫々つけたロードセ
ルの外側端部領域を示す。第５図及び第６図は、
第１図及第２図夫々によるロードセルの端部図を
示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 剪断力原理に基くロードセルであつて、外側
    端区域が支持されており、中央区域で荷重されて
    おり、該外側端区域と中央区域との間の中間領域
    に取付けられ、荷重された力により惹起されるさ
    おの屈曲のせいによるさおの材料中の変形により
    影響されるようになつている歪ゲージを備えたさ
    おの形状になつた測定用本体を含んでいるロード
    セルにおいて、 さお形状の測定用本体１の該外側端区域２，３
    はリング形でかつ測定用本体の他の部分の直径よ
    りも大きな直径を有しており、 前記外側端区域２，３はベアリング２２，２
    ３，２４，２５を含んでおり、このベアリングは
    外側リング１８と、測定用本体の外面上に直接に
    形成された内側円筒形リング１９との間に設けら
    れていることを特徴とするロードセル。 ２ さお形状の測定用本体がほぼ円筒形であるこ
    とを特徴とするところの特許請求の範囲第１項記
    載のロードセル。 ３ 該ベアリングがスライドベアリング２２から
    成つていることを特徴とするところの特許請求の
    範囲第２項記載のロードセル。 ４ 該外側リング１８には支持用底と接触のため
    の球形外面がつけられていることを特徴とすると
    ころの特許請求の範囲第３項記載のロードセル。 ５ 外側及び内側リング１８，１９との間の接触
    面上に配置された、PTFE塗装織物などで作られ
    た、スライドベアリング２２を特徴とするところ
    の特許請求の範囲第３項記載のロードセル。 ６ 該ベアリングがボールベアリング２３からな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    ロードセル。 ７ 該ベアリングがネイルベアリング２４からな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    ロードセル。 ８ 該ベアリングがロールベアリング２５からな
    ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
    ロードセル。
JP58036529A 1982-03-05 1983-03-04 ロ−ドセル Granted JPS58166231A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE82013657 1982-03-05
SE8201365A SE438733B (sv) 1982-03-05 1982-03-05 Lastcell av skjuvkrafttyp

Publications (2)

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JPS58166231A JPS58166231A (ja) 1983-10-01
JPH0477258B2 true JPH0477258B2 (ja) 1992-12-07

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ID=20346173

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JP58036529A Granted JPS58166231A (ja) 1982-03-05 1983-03-04 ロ−ドセル

Country Status (7)

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US (1) US4516646A (ja)
JP (1) JPS58166231A (ja)
DE (1) DE3307574C2 (ja)
FR (1) FR2522815B1 (ja)
GB (1) GB2117128B (ja)
NL (1) NL8300806A (ja)
SE (1) SE438733B (ja)

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