JP3771046B2 - Load cell type weighing device and load cell - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はロードセルの取付構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のロードセルの一般的な取付構造を図6に示す。
図7において、ロードセル式計量装置1は中央に中空部20を有するロードセル(起歪体)2の4つの起歪部23の表面に、歪ゲージのような検出素子3が貼着されてなる。前記ロードセル2は、たとえばアルミ合金製で上下の一対のビーム24と、該一対のビーム24の両端を上下に連結する固定部21および可動部22とが一体に形成されてなる。前記固定部21および可動部22には、各々一対の雌ネジ200が形成されており、これらの雌ネジ200に第1および第2ボルト41,42がねじ込まれて、前記固定部21および可動部22が、それぞれ、第1取付部材5および第2取付部材6にビーム24の長手方向に締結されている。なお、各ボルト41,42の軸線は、それぞれ、ビーム24の長手方向(軸線方向)に設定されている。また、第2取付部材6の遊端部60には、被計量物を載置する皿などが取り付けられている。
【0003】
前記ロードセル式計量装置1は、荷重が負荷されると起歪部23が変形して、該起歪部23の表面の歪みを4つの検出素子3の電気抵抗の変化によって検出することで、被計量物の重量が測定される。かかるロードセル式計量装置1においては、前記各ボルト41,42の締結力(軸力)によりロードセル2の内部に応力が発生し、該応力が起歪部23に伝達される。そのため、重量の測定に際し、ロードセル2から検出素子3への歪伝達にヒステリシスなどの悪影響が生じ、計量精度が低下することは、既に知られている(実開昭54−180769号、特許第2638459号)。
【0004】
そこで、かかるボルト41,42の締結力による悪影響を減少させる手段として、図8に示すロードセル式計量装置1の取付構造が知られている。図8のロードセル2には、ボルト41,42とビーム24との間に溝201が設けられており、ボルト41,42の締結力により発生した応力が起歪部23に伝わるのを、前記溝201によって遮断している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来技術では、固定部21および可動部22に溝201を刻設しているので、ロードセル2が左右に大型化するのは避けられない。一方、近年、ロードセルを組み込む計量機器は小型化される傾向にあり、また、モータ、配線基板などの電気部品やリンクなどの機械要素をロードセル2と共に筐体内に組み込む場合が多く、ロードセル2を小型化することは重要である。
【0006】
したがって、本発明の目的は、ボルトの締結力による計量精度の低下を防止し得ると共に、ロードセルの小型化を図ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本第1発明のロードセル式計量装置は、一対の平行なビームの両端を互いに固定部および可動部で上下に一体に連ねると共に、固定部または可動部の少なくとも一方を取付部材に対してビームの長手方向にボルトで締結してなるロードセル式計量装置において、固定部または可動部の少なくとも一方からロードセルの中空部に向って突出する突出部または突出部材を設け、該突出部または突出部材を固定部または可動部の少なくとも一方を介して取付部材に固定したことを特徴とする。
【0008】
本第1発明によれば、突出部または突出部材を固定部または可動部を介して取付部材に固定しているから、固定部または可動部に雌ネジ部を設けないので、ビームの起歪部に雌ネジ部からの応力が伝達されにくくなる。
【0009】
一方、本第2発明のロードセル式計量装置は、一対の平行なビームの両端を互いに固定部および可動部で上下に一体に連ねると共に、固定部または可動部の少なくとも一方を取付部材に対してビームの長手方向にボルトで締結してなるロードセル式計量装置において、固定部または可動部の少なくとも一方からロードセルの中空部に向って突出する突出部または突出部材を設け、該突出部または突出部材に形成した雌ネジ部にボルトをねじ込んで固定部または可動部の少なくとも一方を取付部材に締結したことを特徴とする。
【0010】
本第2発明によれば、ボルトの締結力を生み出す雌ネジ部が、固定部または可動部から中空部に向って突出しており、つまり、締結力を発揮する雌ネジ部が固定部または可動部よりも一対のビームの内側に入り込んでいるから、雌ネジ部とビームとの間に中空部が介在するので、雌ネジ部から前記ビームの起歪部に応力が伝達されにくくなる。
【0011】
本第3発明のロードセルは、一対の平行なビームの両端を互いに固定部および可動部で上下に一体に連ねたロードセルであって、固定部または可動部の少なくとも一方におけるビームの外側には、固定部または可動部の少なくとも一方を取付部材に対してビームの長手方向に締結するボルトを挿通可能とするボルト挿通孔が形成され、該ボルト挿通孔におけるビームの外側の部分には雌ネジが形成されていないことを特徴とする。
【0012】
本発明において、ビームの起歪部に伝達される応力は、ボルトに螺合する雌ネジ部から発生する。したがって、本第3発明のロードセルのように、ビームの外側の部分に雌ネジを形成しなければ、ビームの起歪部に応力が伝達されにくくなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
以下の実施形態のロードセル式計量装置1の基本的な構造等は、前記図6の従来例と同様であり、主に、相違する部分について説明する。
【0014】
図1は第1実施形態を示す。
この第1実施形態では、中空部20を略H字状に形成して、固定部21および可動部22から、一対のビーム24の内側の中空部20に向って突出する突出部21a,22aを設けると共に、該突出部21a,22aを固定部21および可動部22に一体に形成している。該固定部21および可動部22は、一対のビーム24の外側に位置しており、該固定部21および可動部22には、ボルト41,42の雄ネジ部よりも径大なボルト挿通孔25が形成されている。一方、前記ビーム24の内側に設けられた突出部21a,22aには、各ボルト41,42がねじ込まれる雌ネジ部26が形成されており、該雌ネジ部26にボルト41,42がねじ込まれることにより、前記固定部21および可動部22が第1および第2取付部材5,6に締結されている。
【0015】
前記構成においては、雌ネジ部26が中空部20に突出した突出部21a,22aに形成されているから、つまり、雌ネジ部26を一対のビーム24の内側に配設したから、ロードセル2を左右に小型化しても、雌ネジ部26から起歪部23までの応力伝達の経路を十分に長くとることができる。したがって、雌ネジ部26から発生する内部応力が起歪部23に伝達されるのを抑制し得ると共に、ロードセル2の小型化を図り得る。
【0016】
ここで、本明細書において、「一対のビーム24の内側」とは、2本のビーム24,24によって挟まれた空間をいい、一方、「一対のビーム24の外側」とは、前記内側よりもロードセル2の外方寄りの部分をいう。また、「雌ネジ部26を内側に設け、ボルト挿通孔25を外側に設ける」とは、前記雌ネジ部26とボルト挿通孔25との境界が、ビーム24の内側と外側との境界線L上または境界線の近傍にある場合の他に、前記ボルト挿通孔25が突出部21a,22aに入り込んで、境界線Lよりも内側までボルト挿通孔25が存在する場合も含む。また、「ボルト41,42の雄ネジ部よりも径大なボルト挿通孔25」とは、ボルト41,42が挿通すると共に螺合(係合)しない孔であることを意味する。
【0017】
図2は第2実施形態を示す。
前記図1の実施形態では、ビーム24の両端部に薄肉の起歪部23が形成されていたが、図2の第2実施形態ではビーム24の両端部よりも若干内方に寄った位置に起歪部23が形成されている。換言すれば、図6の従来のロードセル2の中空部20からボルト41,42の軸線に沿って一対の各ボルト41,41(ボルト42,42)と起歪部23との間に、図2の溝20aを延設すると共に、ボルト挿通孔25を設けたものである。
【0018】
図3は第3実施形態を示す。
図3において、この実施形態では、突出部21a,22aと固定部21および可動部22にボルト挿通孔25が形成されている。前記突出部21a,22aから突出した各ボルト41,42の先端部には、突出部材7に形成した雌ネジ部26が螺合している。該突出部材7は、固定部21または可動部22の一方からロードセル2の中空部20に向って突出していると共に、前記固定部21および可動部22とは別体に形成されている。なお、本実施形態では、各突出部材7に一対の雌ネジ部26が形成されている。その他の構成は図1の第1実施形態と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【0019】
図4は第4実施形態を示す。
この実施形態は、図3の実施形態の突出部21a,22aを設けずに、前記突出部材7と同じ構造の突出部材7を一対のビーム24の内側の中空部20に突出して設けたものである。
【0020】
図5は第5実施形態を示す。
図5の実施形態は、図4の突出部材7に代えて、図5の固定部21および可動部22のボルト挿通孔25に合致するボルト挿通孔25を有する挟付部材(突出部材を構成する)7Bを設けると共に、各ボルト41,42の先端部に螺合するナット(突出部材)41a,42aを設けている。
【0021】
なお、図4の突出部材7および図5の挟付部材7Bとしては、ロードセル2を構成する材料よりもヤング率の大きい素材(たとえばステンレス鋼)を用いるのが好ましい。このように、ヤング率の大きい素材を用いることにより、ボルト41,42の軸力による突出部材7または挟付部材7Bの変形が小さくなるので、検出素子3にボルト41,42の締結力が影響したとしても、一対のビーム24の上下において均等に作用するからである。
【0022】
図6(a)は第6実施形態を示す。
図6(a)の実施形態は、ボルト41,42を中空部20から挟持部材7Bを介して固定部21または可動部22のボルト挿通孔25に挿入して、該ボルト41,42の締結力を発揮する雄ネジ部41b,42bを第1または第2取付部材5,6まで突出している。前記ボルト41,42の頭部41c,42cおよび前記挟持部材7Bは、本発明の突出部材を構成しており、該ボルト41,42の雄ネジ部41b,42bはナット41a,42aに螺合している。
なお、前記ナット41a,42aに代えて、図6(b)のように、第1または第2取付部材5,6に雌ネジ部5a,6aを形成して、該雌ネジ部5a,6aにボルト41,42をねじ込んで、ボルト41,42を第1および第2取付部材5,6に固定してもよい。
【0023】
また、前記実施形態では、固定部21および可動部22の双方をボルト41,42によりビーム24の長手方向に固定したが、本発明では固定部21または可動部22の少なくとも一方をボルト41,42によりビーム24の長手方向に固定すればよく、他方はビーム24の長手方向に直交する方向に固定してもよい(たとえば、特許第2638459号参照)。また、本発明では、ビーム24に起歪部23を形成せずにビーム24に検出素子3を設けてもよい。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本第1発明によれば、突出部または突出部材を固定部または可動部を介して取付部材に固定しているから、固定部または可動部に雌ネジ部を設けないので、ロードセルをビームの長手方向に小型化しても、前記雌ネジ部から検出素子までの応力の伝達経路を十分に長くとることができる。したがって、雌ネジ部で発生した応力が検出素子に伝達されるのを抑制して、計量精度の向上を図り得ると共に、ロードセルの小型化を図り得る。
【0025】
また、本第2発明によれば、ボルトの締結力を受ける雌ネジ部が固定部または可動部から中空部に突出した突出部または突出部材に形成されているから、締結力を発揮する雌ネジ部が一対のビームの内側に入り込んでいるので、ロードセルをビームの長手方向に小型化しても、前記雌ネジ部から検出素子までの応力の伝達経路を十分に長くとることができる。したがって、雌ネジ部で発生した応力が検出素子に伝達されるのを抑制して、計量精度の向上を図り得ると共に、ロードセルの小型化を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかるロードセルの取付構造を示す断面図である。
【図2】第2実施形態にかかるロードセルの取付構造を示す断面図である。
【図3】第3実施形態にかかるロードセルの取付構造を示す断面図である。
【図4】第4実施形態にかかるロードセルの取付構造を示す断面図である。
【図5】第5実施形態にかかるロードセルの取付構造を示す断面図である。
【図6】第6実施形態にかかるロードセルの取付構造を示す断面図である。
【図7】従来の一般的なロードセルの取付構造を示す断面図である。
【図8】他のロードセルの取付構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1:ロードセル式計量装置
2:ロードセル
20:中空部
21:固定部
22:可動部
21a,22a:突出部
41c,42c:突出部材
24:ビーム
25:ボルト挿通孔
26:雌ネジ部
41:ボルト
42:ボルト
5:第1取付部材
6:第2取付部材
7:突出部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a load cell mounting structure.
[0002]
[Prior art]
A general mounting structure of a conventional load cell is shown in FIG.
In FIG. 7, the load cell type measuring device 1 has a
[0003]
The load cell type measuring device 1 deforms the
[0004]
Therefore, as a means for reducing the adverse effect due to the fastening force of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in this prior art, since the
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to prevent a reduction in measurement accuracy due to a fastening force of a bolt and to reduce the size of a load cell.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the load cell type weighing device according to the first aspect of the present invention is configured such that both ends of a pair of parallel beams are integrally connected to each other by a fixed portion and a movable portion, and at least one of the fixed portion and the movable portion is connected. In a load cell type weighing device that is fastened to a mounting member with a bolt in the longitudinal direction of a beam, a protruding portion or a protruding member that protrudes from at least one of a fixed portion or a movable portion toward a hollow portion of the load cell is provided. The portion or the protruding member is fixed to the mounting member via at least one of the fixed portion or the movable portion.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, since the protruding portion or the protruding member is fixed to the mounting member via the fixed portion or the movable portion, the female screw portion is not provided in the fixed portion or the movable portion, so that the beam straining portion It is difficult for stress from the female screw portion to be transmitted.
[0009]
On the other hand, the load cell type measuring device according to the second aspect of the present invention connects both ends of a pair of parallel beams integrally with each other vertically by a fixed portion and a movable portion, and at least one of the fixed portion or the movable portion with respect to the mounting member. In the load cell type weighing device, which is fastened with bolts in the longitudinal direction, a protruding portion or a protruding member protruding from at least one of the fixed portion or the movable portion toward the hollow portion of the load cell is provided, and formed on the protruding portion or the protruding member A bolt is screwed into the female screw portion, and at least one of the fixed portion and the movable portion is fastened to the mounting member.
[0010]
According to the second aspect of the invention, the female screw portion that generates the fastening force of the bolt protrudes from the fixed portion or the movable portion toward the hollow portion, that is, the female screw portion that exhibits the fastening force is the fixed portion or the movable portion. Since the hollow portion is interposed between the female screw portion and the beam, stress is hardly transmitted from the female screw portion to the strain generating portion of the beam.
[0011]
The load cell according to the third aspect of the invention is a load cell in which both ends of a pair of parallel beams are integrally connected to each other vertically by a fixed portion and a movable portion, and is fixed to the outside of the beam in at least one of the fixed portion and the movable portion. A bolt insertion hole is formed through which a bolt for fastening at least one of the movable portion and the movable portion to the mounting member in the longitudinal direction of the beam can be inserted, and a female screw is formed in an outer portion of the beam in the bolt insertion hole. It is characterized by not.
[0012]
In the present invention, the stress transmitted to the strain generating portion of the beam is generated from the female screw portion screwed into the bolt. Therefore, unless a female screw is formed on the outer portion of the beam as in the load cell of the third aspect of the invention, stress is not easily transmitted to the strained portion of the beam.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The basic structure and the like of the load cell type weighing device 1 of the following embodiment are the same as those of the conventional example of FIG. 6, and different parts will be mainly described.
[0014]
FIG. 1 shows a first embodiment.
In the first embodiment, the
[0015]
In the above configuration, since the
[0016]
In this specification, “inside of the pair of
[0017]
FIG. 2 shows a second embodiment.
In the embodiment of FIG. 1, the thin strain-generating
[0018]
FIG. 3 shows a third embodiment.
In FIG. 3, in this embodiment, bolt insertion holes 25 are formed in the protruding
[0019]
FIG. 4 shows a fourth embodiment.
In this embodiment, the projecting
[0020]
FIG. 5 shows a fifth embodiment.
In the embodiment of FIG. 5, instead of the projecting
[0021]
In addition, it is preferable to use the raw material (for example, stainless steel) with a larger Young's modulus than the material which comprises the
[0022]
FIG. 6A shows a sixth embodiment.
In the embodiment of FIG. 6A, the
Instead of the nuts 41a and 42a,
[0023]
In the above embodiment, both the fixed
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the protruding portion or the protruding member is fixed to the attachment member via the fixed portion or the movable portion, the female screw portion is not provided on the fixed portion or the movable portion. Even if the load cell is downsized in the longitudinal direction of the beam, the stress transmission path from the female screw portion to the detection element can be made sufficiently long. Therefore, it is possible to suppress the stress generated in the female screw portion from being transmitted to the detection element, thereby improving the measurement accuracy and reducing the size of the load cell.
[0025]
Further, according to the second invention, the female screw portion that receives the fastening force of the bolt is formed on the protruding portion or the protruding member that protrudes from the fixed portion or the movable portion to the hollow portion. Since the portion enters the inside of the pair of beams, even if the load cell is downsized in the longitudinal direction of the beam, the stress transmission path from the female screw portion to the detection element can be made sufficiently long. Therefore, it is possible to suppress the stress generated in the female screw portion from being transmitted to the detection element, thereby improving the measurement accuracy and reducing the size of the load cell.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a load cell mounting structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a load cell mounting structure according to a second embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a load cell mounting structure according to a third embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a load cell mounting structure according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a load cell mounting structure according to a fifth embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a load cell mounting structure according to a sixth embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional general load cell mounting structure.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another load cell mounting structure.
[Explanation of symbols]
1: Load cell type measuring device 2: Load cell 20: Hollow part 21: Fixed part 22:
Claims (6)
前記固定部または可動部の少なくとも一方からロードセルの中空部に向って突出する突出部または突出部材を設け、
該突出部または突出部材を前記固定部または可動部の少なくとも一方を介して前記取付部材に固定したことを特徴とするロードセル式計量装置。A load cell in which both ends of a pair of parallel beams are integrally connected to each other vertically by a fixed portion and a movable portion, and at least one of the fixed portion or the movable portion is fastened to a mounting member with a bolt in the longitudinal direction of the beam. In the type weighing device,
Providing a projecting part or projecting member projecting from at least one of the fixed part or the movable part toward the hollow part of the load cell,
The load cell type measuring device, wherein the protruding portion or the protruding member is fixed to the mounting member via at least one of the fixed portion or the movable portion.
前記固定部または可動部の少なくとも一方からロードセルの中空部に向って突出する突出部または突出部材を設け、
該突出部または突出部材に形成した雌ネジ部に前記ボルトをねじ込んで、前記固定部または可動部の少なくとも一方を前記取付部材に締結したことを特徴とするロードセル式計量装置。A load cell in which both ends of a pair of parallel beams are integrally connected to each other vertically by a fixed portion and a movable portion, and at least one of the fixed portion or the movable portion is fastened to a mounting member with a bolt in the longitudinal direction of the beam. In the type weighing device,
Providing a projecting part or projecting member projecting from at least one of the fixed part or the movable part toward the hollow part of the load cell,
A load cell type measuring device, wherein the bolt is screwed into a female screw portion formed on the protruding portion or the protruding member, and at least one of the fixed portion or the movable portion is fastened to the mounting member.
前記固定部または可動部の少なくとも一方からロードセルの中空部に向って突出する突出部または突出部材を設け、
該突出部または突出部材に形成した雌ネジ部に前記ボルトをねじ込んで、前記突出部または突出部材を前記固定部または可動部の少なくとも一方を介して前記取付部材に固定したことを特徴とするロードセル式計量装置。A load cell in which both ends of a pair of parallel beams are integrally connected to each other vertically by a fixed portion and a movable portion, and at least one of the fixed portion or the movable portion is fastened to a mounting member with a bolt in the longitudinal direction of the beam. In the type weighing device,
Providing a projecting part or projecting member projecting from at least one of the fixed part or the movable part toward the hollow part of the load cell,
The load cell, wherein the bolt is screwed into a female screw portion formed on the protruding portion or the protruding member, and the protruding portion or the protruding member is fixed to the mounting member via at least one of the fixed portion or the movable portion. Type weighing device.
前記突出部または突出部材を設けた前記固定部または可動部における前記ビームの外側には、前記ボルトが挿通されると共に前記ボルトの雄ネジ部が係合しないボルト挿通孔が形成されているロードセル式計量装置。In claim 1, 2 or 3,
A load cell type in which a bolt insertion hole through which the bolt is inserted and the male screw portion of the bolt is not engaged is formed outside the beam in the fixed portion or the movable portion provided with the protruding portion or the protruding member. Weighing device.
前記突出部材が前記ボルトの頭部で形成されていると共に、該ボルトの締結力を発揮する雄ネジ部が前記固定部または可動部に挿通されて取付部材まで突出しているロードセル式計量装置。In claim 1,
The load cell type measuring device, wherein the protruding member is formed by a head portion of the bolt, and a male screw portion that exerts a fastening force of the bolt is inserted through the fixed portion or the movable portion and protrudes to the mounting member.
前記固定部または可動部の少なくとも一方における前記ビームの外側には、前記固定部または可動部の少なくとも一方を取付部材に対して前記ビームの長手方向に締結するボルトを挿通可能とするボルト挿通孔が形成され、
該ボルト挿通孔における前記ビームの外側の部分には雌ネジが形成されていないことを特徴とするロードセル。A load cell in which both ends of a pair of parallel beams are joined together vertically in a fixed part and a movable part,
A bolt insertion hole through which a bolt that fastens at least one of the fixed portion or the movable portion in the longitudinal direction of the beam with respect to an attachment member can be inserted outside the beam in at least one of the fixed portion or the movable portion. Formed,
A load cell, wherein a female screw is not formed in a portion of the bolt insertion hole outside the beam.
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