JP2579439Y2 - 負荷検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、計測要部とその計測要
部の支持体とが一体化された偏平な構造をもつ負荷検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば吊秤は秤量部として支持構
造体の内部に負荷検出部が配され、この負荷検出部と連
結される部材の先端部にフックなどの被計量物を吊下げ
る部片が付された構造になっている。そして、この種の
吊秤を小型化して携帯できるような携帯吊秤としては種
々なものがある。その一例として実開平４−４９８３０
号公報によって知られるように、四辺を閉じ合わせて剛
性を所有する支持フレームの一辺部に別途ビーム形起歪
体にてなるロードセルが負荷検出部として組み込まれ、
この負荷検出部に吊下げフックと連結される計測負荷軸
が取り付けられ、前記支持フレームが全体を取り囲むハ
ウジング内に収容され、かつ負荷検出部と計測用電気制
御部とを繋いでハウジングの外面に配される電気的なデ
ジタル表示部で負荷が表示されるようになっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このように従来の吊秤
のような負荷検出装置では、その構成をコンパクトに纏
めようとしても要部となる負荷検出部を安定状態に保持
させる必要上どうしてもその負荷検出部の支持体を頑丈
なものにしなければならず、また負荷検出部も精度を高
める必要上小さくするほど工作精度を高めなければなら
ないので、より小型化することが困難である。

【０００４】とりわけ、従来の秤量器などでは、負荷検
出部を構成する部分を別個に製作して、この負荷検出部
片を剛性を有する支持体に取り付けるような構成にされ
ている。そのために、確かに負荷検出部片は高精度に仕
上げたものを使用できるが、支持体をより小型化するこ
とに問題がある。また、高精度に仕上げられた負荷検出
部片を支持体に取り付けるに際しても、その取付部の加
工精度を高くしなければ結果的に精度の向上にはならな
いことになる。このようなことから、例えば吊秤などで
携帯に便利ないわゆる超小形のものは未だ製作されるに
到っていない。

【０００５】本考案では、このような状況に鑑みて、負
荷検出部とその支持体とを一体に形成することで加工精
度を高めて製作容易で所望の大きさに形成でき、引っ張
りもしくは圧縮のいずれの方向の負荷でも検出できる負
荷検出装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本考案による負荷検出装置は、支持体の一部
に、ロバーバルの機構によって構成されるロードセルと
そのロードセルに対する負荷作用部とを一体に備えてな
る負荷検出装置において、前記ロードセルは、ロバーバ
ルの機構の一側縦片部から横向きに突き出される突出片
の上下にそれぞれ固着される永久磁石と、同ロバーバル
の機構の他側縦片部から横向きに突き出される突出片に
固着されるホール素子を備え、このホール素子が前記二
つの永久磁石の中間に位置するように構成されているこ
とを特徴とするものである。

【０００７】本考案において、前記ホール素子が固着さ
れる突出片としては、前記他側縦片と一体成形の部材で
あっても良いし、あるいは前記支持体にネジを介して取
り付けられる部材であっても良い。

【０００８】

【作用】このような構成の本考案の負荷検出装置は、負
荷を検出するためのロードセル，支持体及び負荷作用部
が一体に形成されているので、まず全体をコンパクトに
纏めることができて工作精度を高めることができる。特
にロードセル構成部を支持体などと同時に形成できるこ
とになるから、小形の負荷検出装置として製作すること
が容易になる。したがって、生産性が格段に向上するこ
とになり、高精度で安価な負荷検出装置を量産可能にす
ることができる。

【０００９】

【実施例】次に、本考案の負荷検出装置について、その
一実施例として携帯吊秤に適用される具体例につき、図
面を参照しつつ説明する。図１、図２は、本考案の一実
施例に係る負荷検出装置を小形の携帯吊秤に組み込まれ
た態様で示すものであって、図１は負荷検出装置が組み
込まれた小形携帯吊秤の外形図で、(a) は正面図であ
り、(b) は側面図である。図２は図１のハウジングを取
り外して示す正面図である。

【００１０】これらの図において示されるように、本実
施例の携帯吊秤１においては、薄い厚みに形成される支
持体11と負荷検出部となるロードセル15A及び負荷作用
部18が一体の負荷検出装置10の両面を成形されたハウジ
ング２，３で挟み込まれ、その負荷検出装置10の支持体
11上部に吊り環６を備える連結条6'が連結され、負荷作
用部18にフック７を備える連結条7'が繋がれて、一方の
ハウジング２の外面に重量値をデジタル表示される表示
窓４と電源のオン・オフスイッチ５とが設けられてい
る。なお、ロードセル15Aによる計量物の負荷検出値を
演算してデジタル表示させるための演算部を含む制御
部、表示管及び電池などはハウジング２，３によって囲
まれる内側空間部に収められている。

【００１１】前記携帯吊秤１に組み込まれる負荷検出装
置10においては、図２で示されるように、中心線ａに沿
って一方を半円形にされて他方を方形にされる外形の支
持体11に、その支持体11の方形側に一側端辺を当該支持
体11の一部と一体に連結されてロバーバルの機構で構成
されるロードセル15Aが設けられ、さらにそのロードセ
ル15Aの前記支持体11側に対向する側から腕片18a を出
して、その腕片18a の先端部に負荷の作用点を備える負
荷作用部18が設けられている。そして、これら支持体11
とロードセル15Ａと負荷作用部18とは、所要厚みの金属
板を精密プレス加工によって打ち抜き一体に形成されて
いる。したがって、この負荷検出装置10は、支持体11と
負荷検出を直接行わせるロードセル15Aと負荷作用部18
とが一体化されている。

【００１２】支持体11としては前記半円形部（具体的に
は馬蹄形状部分）と方形部の図上右側に延びる直線部11
a と、後述するロードセル15A構成部の固定側端辺と一
体になる直線部11b と、左右の両直線部11a ，11b をつ
なぐ連結部11c とで形成されている。この支持体11部分
の中心線ａ上で前記半円形部における頂端近傍位置に支
持点となる孔12が設けられている。この支持点となる孔
12は両面側から皿孔状に形成されてその孔周面を曲面に
され、負荷検出時（秤量時）に連結される連結条6'端の
環6aとの接触面が変わらないようにされている。なお、
この支持体11における半円部に形成される透かし孔13部
には、電気的制御部となる部品や電池50（図３参照）な
どが収められている。符号14はハウジングの取付孔であ
る。

【００１３】ロードセル15Aは、ロバーバルの機構を構
成する平行四辺形の２本の横片16，16を細幅にして、か
つそれら２本の横片16，16に中心線ａ位置から左右対称
にそれぞれ一部が切り込まれてなる起歪部16a を設けて
ある。なお、一方の縦片部16A は前述のように支持体11
の直線部11b と一体であり、他方の縦片部16B は延長さ
れて基端部で屈曲される腕片18a が連結されている。

【００１４】さらに、前記可動側の縦片部16B には、支
持体11の一方の直線部11a に於ける横向きの突起19に対
向して凹部20が設けられ、これら突起19と凹部20との間
には適宜間隔が設けられている。そして、この突起19と
凹部20とによって負荷検出時に設定される負荷以上の荷
重が作用すると可動部側の変位で凹部20のいずれか一方
の側面が突起19と接する可動規制部が構成され、この可
動規制部によってロバーバルの機構の関節となる起歪部
16a を保護するようにされている。なお，この可動規制
部の突起19と凹部20とは逆に設けることもできる。

【００１５】前記負荷作用部18を構成する腕片18a は、
屈曲基部から横向きに突き出され、先端部に負荷作用点
となる連結孔21が設けられている。この連結孔21は、前
記支持点となる孔12と同様に、支持体11中心線ａ上に位
置するように設けられ、両面側から皿孔状に形成されて
その孔周面を曲面にされ、負荷検出時（秤量時）に連結
される連結条7'端の環7aとの接触面が変わらないように
されている。

【００１６】また、前記ロードセル15Aを構成するロバ
ーバルの機構の内側には、固定側の縦片部16Aから、少
なくとも中央線ａを越える位置まで横向きに取付突片
（突出片）27が突き出されている。一方、可動側（負荷
検出部側）の縦片部16B からは、横向きに固定側に向け
て二股状の突出片28が突き出されている。この二股状の
突出片28は、固定側の縦片部16A からの取付突片27の先
端部を挟むように配され、この突出片28の凹部28' と前
記取付突片27の先端部との間に適宜間隔が形成されると
ともに、突出片28にロードセル15A 中央線ａ（負荷検出
装置10としての中央線）上位置にて凹部28' から両分岐
部にそれぞれ切込みが形成されて、この両切込みにそれ
ぞれ永久磁石24が接着剤で固着されている。また、前記
取付突片27の先端部には、前記２個の永久磁石24の中間
に位置するようにしてホール素子30が固着されている。

【００１７】このように構成されるロードセル15A が組
み込まれた負荷検出装置10（携帯吊秤）では、負荷（荷
重）がロバーバルの機構に作用すれば、突出片28が移動
されることによって両方の永久磁石24，24がホール素子
30に対して相対的に移動してホール素子30との隙間Ｃ，
Ｄ（図３（ｂ）参照）が変化し、その変位量がホール素
子30により検知されて制御部において演算されて重量値
として表示窓４（図１参照）にデジタル表示される。

【００１８】このような構成の負荷検出装置10を組み込
まれた携帯吊秤１は、フック７に被計量物を吊懸けて吊
り環６を持って吊下げれば、そのすべての荷重は吊り環
６で支持される。すなわち、フック７に吊懸けられる被
計量物の荷重（負荷）は、連結される連結条7'，環7a，
連結孔21を介して負荷作用部18を構成している腕片18a
からロバーバルの機構によって構成されるロードセル15
Aの可動側縦片部16Bを経て、そのロードセル15Aの横片1
6，16の各起歪部16a に伝達され、固定側縦片部16A を
基準にして負荷に応じて前記各起歪部16a が変位され、
両方の永久磁石24，24がホール素子30に対して相対的に
移動してホール素子30との隙間が変化し、その変位量が
ホール素子30により検知されてハウジング２，３内に組
み込まれている演算部でＡ／Ｄ変換され、計測重量が表
示窓４にてデジタル表示される。なお、負荷はすべて負
荷検出装置10に作用してハウジング２，３に作用しな
い。

【００１９】この際ロードセル15Aは、負荷（荷重）に
応じて可動側縦片部16B とともに両横片16，16が下げら
れて前述のように各起歪部16a が変位するが、その可動
側縦片部16B に設けられる凹部20に対して支持体11の一
方の直線部11a から突き出す突起19とによって可動規制
部が設けられているので、秤量以上の過荷重になると可
動側の凹部20の上側になる面20a が突起19に接してそれ
以上の可動を規制され、起歪部16a の変形が防止され
る。言い換えればロードセル15Aが保護される。

【００２０】本実施例の負荷検出装置10によれば、全体
が単一の材料で形成できるので、全体構造をコンパクト
にすることが可能となり、複数の部品を組み合わせる必
要がないので、組立上の手数が省けて生産性の向上を図
ることができる。また、本実施例の負荷検出装置10は、
前述のように１枚の金属板を精密プレス加工によって打
ち抜き形成でき、打ち抜き工程で同時に加工歪を除去す
ることによりロバーバルの機構における起歪部16a を含
む負荷検出部の残留歪を除去できるので、従来のロード
セルと同様に精度の高い負荷検出ができる。そして、こ
の負荷検出装置10は支持体11，ロバーバルの機構（ロー
ドセル15A ）及び負荷作用部18が一体となって平面的に
構成されるので、金属板から打ち抜いて形成するほか
に、焼結金属によって成形することも可能である。この
ような製作法によれば成形時、あるいは成形後に歪除去
を行うことにより前述の精密プレス加工による場合より
も量産可能になって安価に製作できる。さらに、合成樹
脂、あるいはセラミックによって成形することも可能で
ある。

【００２１】図３には、本考案の他の実施例に係る負荷
検出装置の正面図(a)および側面図(b)が示されている。
本実施例では、前記実施例のロバーバルの機構を構成す
る平行四辺形の内側に縦片部16B から突き出される突出
片22を設け、この突出片22に設けられた十字形の透かし
孔23の上下の各切込みに、それぞれ永久磁石24が接着剤
で固着されている。そして、ホール素子基板31が、支持
体11の直線部11b に設けられる座付きネジ孔25に小ネジ
33によって取り付けられ、このホール素子基板31にハン
ダ付けされたホール素子30が前記永久磁石24，24の中間
に位置するように構成されている。このような構成によ
っても前記実施例と同様の作用効果を得ることができ
る。なお、前記各実施例において、前述のホール素子30
と永久磁石24との取付関係は、ホール素子30を可動側
（突出片22または28）に、そして永久磁石24を固定側
（取付突片27またはホール素子基板31相当のもの）に、
それぞれ取り付けるようにすることができる。

【００２２】本考案の負荷検出装置10は、上述のように
携帯吊秤に用いられるほか、図４で示されるように、他
の形式のはかりに組み込んで使用することもできる。こ
の形式では前述の負荷検出装置10を単体もしくは特別な
機能を有しないケージシングに包んで使用できる。この
図４で示されるのは台秤40の一例であって、前記負荷検
出装置10はフレーム41に設けられる複数の支点台42，43
のうち一方の支点台42に一端を支持される長骨44（第１
槓杆）の先端部とそのフレーム41の上板部41'との間に
支持点と作用点とを接続片48，48' によって接続されて
配設されている。そして、載台46は、一端をフレーム41
に設けられる他方の支点台43にて一端を支持される短骨
45（第２槓杆）先端部と前記長骨44（第１槓杆）との各
基部寄り位置で下面を連結されて支持されている。な
お、短骨45はその先端を長骨44の中間位置で連結環47に
よって可動的に連結されている。また、負荷検出装置10
の図示されないロードセル部のセンサーは図示省略され
ている制御部に接続されて、載台46に載せられた被計量
物の秤量を図示されない表示部でデジタル表示できるよ
うにされている。

【００２３】この形式の台秤40では、長骨44と短骨45と
の連結環47による連結位置及び各支点台42，43と載台46
の長骨44及び短骨45に対する連結位置との距離関係を適
宜設定することで、小形の前記負荷検出装置10を用いて
その負荷検出装置10の検出負荷より大きい負荷の検出
（荷重計測）ができることになる。

【００２４】また、本考案の負荷検出装置10は、その形
状を大きくも小さくもできるので、前述のような「はか
り」のみならず各種設備や機器などでの張力、あるいは
圧縮力の検出器としてそのまま利用することができる。
もちろん、負荷検出装置10の外周部を適宜カバーによっ
て覆っておけば、全体に嵩低くして要部を保護して安全
に使用できる。

【００２５】したがって、本考案の負荷検出装置10は広
範囲にわたる直線的な外力による負荷の検出手段として
利用することができる。そのために、支持体11の形状に
ついては前述の形状に限定されるものではなく、ロード
セル15A構成部を安定保持できるならば任意の形状にす
ることができる。また、この負荷検出装置10全体をセン
サーユニットとして他の機器と組み合わせて使用するこ
とができる。

【００２６】

【考案の効果】上述のように本考案によれば、負荷検出
装置全体を単一体に形成できるので全体構造をコンパク
トに纏めることが可能になり、嵩低く形成できる。当
然、複数の部品を組み合わせる必要がなくなるので、微
調整など組立上の手数が省けて生産性が向上し、精度の
高い製品を安価に提供できることになる。また、直線的
な負荷の検出が簡単な構成で、かつ小形のものでできる
ので秤のみならず広範囲でのセンサーユニットとして利
用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の負荷検出装置を組み込まれた小形携帯
吊秤の外形図で、(a) は正面図であり、(b) は側面図で
ある。

【図２】本考案の一実施例に係る負荷検出装置の正面図
である。

【図３】本考案の他の実施例に係る負荷検出装置を示す
図であって、(a) は正面図、(b) は側面図である。

【図４】本考案の負荷検出装置を台秤に使用されている
概要図である。

【符号の説明】

１ 携帯吊秤 ２，３ ハウジング ４ 重量値をデジタル表示される表示窓 ５ オン・オフスイッチ ６ 吊り環 ７ フック １０ 負荷検出装置 １１ 支持体 １１ａ，１１ｂ 支持体の直線部 １２ 支持点となる孔 １5A ロードセル １６ ロバーバルの機構の横片 １６ａ 起歪部 １６Ａ ロバーバルの機構の縦片部 １６Ｂ ロバーバルの機構の縦片部（可動側） １８ 負荷作用部 １８ａ 腕片 １９ 突起 ２０ 凹部 ２１ 負荷作用点となる連結孔 ２２ 突出片 ２３ 透かし孔 ２３’ 切込み ２４ 永久磁石 ２７ ホール素子の取付突片 ２８ 突出片 ２８’ 突出片に設けられる凹部 ３０ ホール素子 ３１ ホール素子取付基板 ４０ 台秤 ４１ フレーム ４２，４３ 支点台 ４４ 長骨 ４５ 短骨 ４６ 載台

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01G 3/12 G01L 1/14 G01L 1/22

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体の一部に、ロバーバルの機構によ
   って構成されるロードセルとそのロードセルに対する負
   荷作用部とを一体に備えてなる負荷検出装置において、 前記ロードセルは、ロバーバルの機構の一側縦片部から
   横向きに突き出される突出片の上下にそれぞれ固着され
   る永久磁石と、同ロバーバルの機構の他側縦片部から横
   向きに突き出される突出片に固着されるホール素子を備
   え、このホール素子が前記二つの永久磁石の中間に位置
   するように構成されていることを特徴とする負荷検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記ホール素子が固着される突出片は、
   前記他側縦片と一体成形の部材である請求項１に記載の
   負荷検出装置。
3. 【請求項３】 前記ホール素子が固着される突出片は、
   前記支持体にネジを介して取り付けられる部材である請
   求項１に記載の負荷検出装置。