JPH09311084A - ロードセル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成部品点数が少なく、構造が簡単で、低廉
にしてすぐれた計測精度を発揮するロードセルを提供す
る。 【解決手段】 平面形状が正方形をなす一の板状部材１
に、それの中心２と各頂点とを結ぶそれぞれの仮想線分
３を隔てて位置する四個の穴４を受けて、それらの穴間
に、中心軸線が前記仮想線分に重なる梁部分５を画成
し、各頂点の近傍部分に、前記仮想線分上に中心を有す
るボルト孔８を設け、前記梁部分５に歪ゲージ９を取付
けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、物品重量の秤量
の他、力および圧力の測定等に用いることができ、とく
には、構成部品点数が少なく、簡単な構造を有し、低廉
にしてすぐれた計測精度を発揮するロードセルに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】計量精度の向上を目的として提案された
従来の計量装置としては、たとえば、実開平６−69756
号公報に開示されたものがある。この計量装置は、荷重
が印加される、平面形状が多角形の荷重印加部と、この
荷重印加部の外周を包囲するように環状に形成され平面
形状が多角形の枠体と、枠体の各角部に設けてあり枠体
と荷重印加部とを結合する起歪体と、起歪体に設けたス
トレインゲージとを具備することを特徴とするものであ
り、これによれば、荷重印加部に荷重が印加された場合
に、その荷重に基づいて各起歪体が枠体に各角部を内側
方向に引っ張り、この引っ張り力は、枠体の各角部を連
結する側部に沿う方向の分力をもたらすことになるも、
枠体の各角部に働くこれらの分力は、枠体の各側部を圧
縮する方向に働くことになるため、各側部が枠体の内側
に向かって撓み変形されることはなく、それ故に、枠体
の各側部が荷重印加部側へ撓み変形されることに起因し
て生じる計量誤差を除去することができ、装置の計量精
度を従来よりも向上させることができるとする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、かかる従来
技術にあっては、装置の構成部品として、所要の枚数の
歪ゲージの他、ともに一個づつの荷重印加部および枠体
と、その枠体の角数に対応する数の起歪体とが必要とな
るため、それぞれの構成部品の加工および組立てのため
の作業工数が嵩み、また、構成部品の組立精度の変動に
よって、装置の計量精度にばらつきが生じ、さらには、
起歪体の、荷重印加部および枠体へのそれぞれの連結部
に、計量に際する応力集中が生じ、その連結部の耐久性
の低下が不可避となるとともに、その連結部での、構成
部品相互の位置ずれ等によって計量精度が低下するおそ
れがある等の問題があった。

【０００４】この発明は、従来技術の有するこのような
問題点を解決することを課題として検討した結果なされ
たものであり、この発明の目的は、部品点数を十分少な
らしめるとともに、構成を極めて簡単なものとすること
で、加工工数、組立工数等の大なる低減を実現するとと
に、構成部品の組立精度に起因して生じる計測精度のば
らつきを有効に除去し、また、構成各部に対する応力集
中を防止して、耐久性の向上をもたらすとともに、計測
精度の不測の低下を防止することができるロードセルを
提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明のロードセル
は、平面形状が多角形をなす一の板状部材に、それの中
心と各頂点とを結ぶそれぞれの仮想線分を隔てて位置す
るそれぞれの穴を設けて、それらの穴間に、中心軸線が
前記仮想線分に重なる梁部分を画成し、また、各頂点の
近傍部分に、前記仮想線分上に中心を有するボルト孔を
設け、そして、前記梁部分に歪ゲージを取付けたもので
あり、より好ましくは、前記各穴を、それの長軸が板状
部材の近傍辺縁と実質的に平行となる長円形状とする。

【０００６】なお、ここにおいて、ほぼ長円形状をなす
穴としては、楕円形状の穴の他、長方形の短辺側の辺縁
もしくは、正方形の一対の対抗辺縁を円弧に置換した形
状をなす穴をも含むものとする。

【０００７】ここにおいて好ましくは、前記穴より内側
に位置する荷重負荷部の底面を、前記穴より外側に位置
する固定部の、少なくとボルト孔近傍部分の底面より上
方に位置させ、また好ましくは、梁部分の厚みを、荷重
負荷部および固定部のいずれよりも薄くする。

【０００８】このロードセルでは、一の板状部材をもっ
て、荷重負荷部、固定部および梁部分のそれぞれを一体
形成することにより、部品加工工数を従来技術に比して
はるかに低減できる他、それらの各部の組付け工数を全
く不要ならしめることができ、従って、部品組付け精度
の変動、ひいては、それに起因する計測精度のばらつき
を十分に取り除くことができる。

【０００９】しかも、ここにおける梁部分は、荷重負荷
部および固定部の両者と一体をなしており、重量等の計
量に当って、梁部分および、その梁部分の、荷重負荷部
および固定部へのそれぞれの連結部のいずれに対しても
大きな応力の集中が生じることがないので、梁部分等の
耐久性を十分に高め、また、計測精度を常に高く維持す
ることができる。

【００１０】そしてこれらのことは、それぞれの穴を、
それらの長軸が板状部材の近傍辺縁と実質的に平行とな
る長円形状として、それぞれの梁部分の全部もしくは大
部分を、円弧をもって画成して、梁部分それ自体およ
び、それの連結部への応力集中をより十分に防止した場
合にとくに顕著である。

【００１１】ところで、荷重負荷部の底面を、固定部の
底面より上方に位置させた場合には、ロードセルの設置
面に、荷重負荷部のたとえば下降変位を許容する特別の
窪み部等を設ける必要なしに、その荷重負荷部を固定部
に対し、そこへの作用重量等に応じて下降変位させるこ
とができる。

【００１２】またここで、比較的は狭幅の梁部分の厚み
を、荷重負荷部および固定部のいずれよりも薄くした場
合には、荷重負荷部への重量等の作用に際する梁部分の
変形量を十分大ならしめて計測感度を有効に向上させる
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発明
の一の実施形態を示す平面図であり、図２は、図１のＡ
−Ａ線に沿う要部断面図である。

【００１４】ここでは、平面形状がほぼ正方形をなす一
の板状部材１に、それの中心２と各頂点とを結ぶそれぞ
れの仮想線分３を隔てて位置するそれぞれの穴４を設け
る。なお、図示の板状部材１では、それぞれの角部に施
した面取りによって、尖った頂点部分を切除している
が、それぞれの仮想線分３は、面取り前の頂点の存在位
置に向けて正確に延在する。

【００１５】またここでは、それぞれの穴４を、それの
長軸4aが、板状部材１の最も近接して位置する辺縁と実
質的に平行となる長円形状とし、それらの穴間に、それ
ぞれの穴４の、多くは円弧状部分にて画成されて、中心
軸線が前記仮想線分３と重なるそれぞれの梁部分５を形
成する。ここにおいて好ましくは、各梁部分５の、とく
には、後述する歪ゲージの取付部分を、図２に示すよう
に図の上下両方向もしくは、上下いずれか一方向から薄
肉とする。

【００１６】ところで、板状部材１の、上述した穴４よ
り内側の部分は、被測定物を載置する荷重負荷部６とし
て機能し、また、それらの穴４より外側の部分は、ロー
ドセルを床面等の所要位置に取付けるための方形枠型状
の固定部７として機能する。

【００１７】そこで、その固定部７で、各頂点の近傍部
分に、前記仮想線分３上に中心を有する、取付ボルト用
のボルト孔８を設け、さらには、荷重負荷部６への被測
定物の載置に起因して生じる梁部分５の撓み変形を正確
に検出すべくその梁部分５の所要の表面、図ではその両
側面に歪ゲージ９を貼着その他によって取付ける。なお
図中10は、荷重負荷部６への、被測定物載置台の取付孔
を示す。

【００１８】以上のように構成してなるロードセルにお
いて、より好ましくは、荷重負荷部６の底面を、固定部
７の底面、図に示すところでは、固定部７の、ボルト孔
８の近傍部分における底面（図１に斜線を施して示す領
域の底面）より幾分上方に位置させて、平坦床面上等で
の、固定部７に対する荷重負荷部６の下降変位を可能な
らしめる。

【００１９】かかるロードセルでは、一の板状部材１に
所要の精度をもって孔４、ボルト孔８を形成すること
で、常の一定の精度を有する、荷重負荷部６と、固定部
７と、梁部分５との一体構造体を製造することができる
ので、従来技術に比して、部品点数の低減分だけ加工工
数を低減させることができる他、複数部品の組立て工数
を全く不要ならしめるとともに、組立て精度の変動、梁
部分の連結部への応力集中等に起因する計測精度および
感度のばらつき、低下等を十分に除去することができ、
また、耐久性を大きく向上させることができる。

【００２０】またこのロードセルで、荷重負荷部６への
荷重の負荷に当り、各梁部分５は下向きの曲げ外力の
他、引張り外力を受けることになるも、とくには、その
引張り外力は、従来技術と同様、ボルト孔８に挿通させ
た取付ボルトによって直接的に支持されることになっ
て、固定部７に不要の撓み変形等が生じることがないの
で、負荷荷重に対する梁部分５の変形量を十分大ならし
めて計測感度および精度を有効に向上させることができ
る。

【００２１】図３は、この発明の他の実施形態を示す平
面図であり、これは、板状部材１に設けた四個の穴４の
平面形状を二山形状として、平面形状がほぼ正方形をな
す荷重負荷部６の頂点位置と、固定部７の頂点位置とを
周方向に90゜変位させるとともに、それぞれの梁部分５
を、それの一端から他端まで均一幅としたものである。

【００２２】そして、ここにおいても好ましくは、各梁
部分５の、少なくとも歪ゲージ９の取付け部分の厚み
を、荷重負荷部６および固定部７のそれより薄くし、ま
た好ましくは、荷重負荷部６の底面を、固定部７のそれ
より上方に位置させる。

【００２３】以上、図示の実施形態について説明した
が、板状部材の平面形状を四角形以外の多面形となし得
ることはもちろんであり、また、荷重負荷部の外輪郭形
状は、所要に応じて適宜に選択することができる。

【００２４】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、ロードセ
ルに必須の荷重負荷部、固定部および梁部分を、一枚の
板状部材によって一体形成することにより、材料の加工
に要する作業工数を大きく低減させることができる他、
構成部品の組立作業を全く不要ならしめるとともに、そ
の組立て精度の変動、梁部分の連結部への応力集中等に
起因して生じる計測精度および感度のばらつき、低下等
を十分に除去することができ、しかも、ロードセルの構
成上、荷重負荷部への荷重の作用に際する、固定部の不
要な変形等を十分に防止して、計測感度および精度を一
層有効に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施形態を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】この発明の他の実施形態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 板状部材 ２ 中心 ３ 仮想線分 ４ 穴 4a 長軸 ５ 梁部分 ６ 荷重負荷部 ７ 固定部 ８ ボルト孔 ９ 歪ゲージ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面形状が多角形をなす一の板状部材
   に、それの中心と各頂点とを結ぶそれぞれの仮想線分を
   隔てて位置するそれぞれの穴を受けて、それらの穴間
   に、中心軸線が前記仮想線分に重なる梁部分を画成し、
   各頂点の近傍部分に、前記仮想線分上に中心を有するボ
   ルト孔を設け、前記梁部分に歪ゲージを取付けてなるロ
   ードセル。
2. 【請求項２】 前記各穴を、それの長軸が板状部材の近
   接辺縁と実質的に平行となる長円形状としてなる請求項
   １記載のロードセル。
3. 【請求項３】 前記穴より内側に位置する荷重負荷部の
   底面を、前記穴より外側に位置する固定部の、少なくと
   もボルト孔近傍部分の底面より上方に位置させてなる請
   求項１もしくは２記載のロードセル。
4. 【請求項４】 前記梁部分の厚みを、荷重負荷部および
   固定部のいずれよりも薄くしてなる請求項１〜３のいず
   れかに記載のロードセル。