(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトコンベアの走行方向の左右両側に一対の荷重変換部を配置し、それぞれの前記荷重変換部上に複数個の球体を回転自在に配列したボール保持体を載置し、該ボール保持体上に前記ベルトコンベア上の積載物の荷重を伝達する荷重受部材を載置し、該荷重受部材に上方から加わる積載物の荷重を前記球体を介して前記荷重変換部に伝達することを特徴とするコンベア秤。
【請求項２】
前記ボール保持体は片側の前記荷重変換部について複数組設けた請求項１に記載のコンベア秤。
【請求項３】
前記ボール保持体において、前記球体は板体に形成した円形状の孔部内に前記球体ごとに回転自在に挿入し、上下両面から板体により挟着した請求項１に記載のコンベア秤。
【請求項４】
前記球体は金属球とした請求項１に記載のコンベア秤。
【請求項５】
前記荷重変換部は金属ブロックを刳り抜いて形成した力変換機構である請求項１に記載のコンベア秤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動的計量の測定器として好適なコンベア秤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばロードセルを使用し、ベルトコンベア等の動的荷重を計量する場合に、移動する積載物の振動によりロードセル受圧部との間に摩擦力が発生することがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この摩擦力はロードセルに横方向荷重として加わることになり、測定しようとする力の方向以外からの外力となり、誤差要因となったり、極端な場合はロードセルが破損する場合がある。
【０００４】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、動的荷重に対応して荷重変換部に鉛直方向の力のみを伝達し得るコンベア秤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るコンベア秤は、ベルトコンベアの走行方向の左右両側に一対の荷重変換部を配置し、それぞれの前記荷重変換部上に複数個の球体を回転自在に配列したボール保持体を載置し、該ボール保持体上に前記ベルトコンベア上の積載物の荷重を伝達する荷重受部材を載置し、該荷重受部材に上方から加わる積載物の荷重を前記球体を介して前記荷重変換部に伝達することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は実施の形態の斜視図である。ベルトコンベア１の両側の基台２上に略直方体の荷重変換部３がその長手方向をコンベア１の走行方向に沿って配置されている。各荷重変換部３の上の２個所には、荷重伝達部４を介在してコンベアセット５が載置されている。コンベアセット５は例えば２本のローラ６、これらのローラ６間に掛け渡したベルト７等と、必要に応じローラ６を駆動するモータが１セットとして組込まれている。更に、このコンベアセット５の流れ方向の両側には他のベルトコンベア８が連設されている。
【０００７】
図２は荷重伝達部４の分解斜視図、図３は断面図を示し、例えば合成樹脂製のボール保持板９に複数個の円状のボール保持孔１０が形成され、各ボール保持孔１０内に金属製の球体１１が回転自在に挿入されている。この球体１１が挿入されたボール保持板９は下板１２上に載置され、ボール保持板９上に金属製の平板状の上板１３が被せられている。なお、図２において一部の球体１１は図示を省略している。
【０００８】
コンベア１上の積載物Ｓの重量を測定する場合に、その積載物Ｓの重量と共に、積載物Ｓの移動による振動がコンベアセット５から４組の荷重伝達部４に伝達されることになるが、その際の水平方向への力の分力は、荷重伝達部４のボール保持孔１０内における球体１１の回転によって吸収されることになる。従って、下方の荷重変換部３には荷重伝達部４を介して鉛直方向の力のみが伝達されることになり、秤量測定精度が向上すると共に、大きな外力が荷重伝達部４に加わっても荷重変換部３を損傷することはない。
【０００９】
図４以下に、この動的な荷重測定を行う場合に好適な荷重変換部３について述べる。図４は斜視図、図５は正面図を示し、荷重変換部３は１個の直方体の金属ブロックを、主として偏平側から刳り抜いて形成された構造体２１とされている。この構造体２１は一対の脚部２２ａ、２２ｂ、基部２３、一対のレバー部２４ａ、２４ｂ、下部荷重受部２５、上部荷重受部２６、センサ取付部２７から成り、これらの各部分は支点や薄肉部等により連結されている。
【００１０】
即ち、基部２３の両側は鉛直方向を向く薄肉部３０を介して脚部２２ａ、２２ｂ上に支持され、基部２３上に２つのレバー部２４ａ、２４ｂが左右対称に水平方向に配置され、これらのレバー部２４ａ、２４ｂは基部２３との間に設けられた薄肉状の支点３１により基部２３に支持されている。
【００１１】
支点３１は基部２３のほぼ両側にあって、レバー部２４ａ、２４ｂはそれぞれ支点３１によりてこ比が例えば１５対１に定められ、支点３１の内側は長辺３２とされ、外側は短辺３３とされている。それぞれの長辺３２側の先端の作用点には鉛直方向下向きに薄肉部３４が並列して形成され、２つの薄肉部３４の下端には１個のセンサ取付部２７が連結されている。また、各短辺３３側の外端の力点には鉛直方向下方に向けた薄肉部３５が形成され、２つのレバー部２４ａ、２４ｂの上方及び側方に位置する１個の下部荷重受部２５が、両側の薄肉部３５により吊り下げられている。また、この下部荷重受部２５はゆれ防止のために、両側において水平方向及び鉛直方向を向く薄肉部３６を介して基部２３に連結されている。
【００１２】
更に、下部荷重受部２５の上方には、両側の鉛直方向を向く薄肉部３７を介して１個の上部荷重受部２６が連結されている。また、レバー部２４ａ、２４ｂと上部荷重受部２６とを連結する薄肉部３５と、下部荷重受部２５と上部荷重受部２６とを連結する薄肉部３７は同一鉛直線上に設けられている。
【００１３】
レバー部２４ａ、２４ｂの長辺３２側の下方の基部２３上には、レバー部２４ａ、２４ｂの過度の変形を防止するために、規制壁３８が上方に向けて形成されている。また、それぞれの脚部２２ａ、２２ｂは更に２つの水平方向を向く薄肉部３９により支持されており、脚部２２ａ、２２ｂ、基部２３には固定用のボルト孔４０が設けられている。
【００１４】
なお、薄肉部３４、３６は比較的小さな張力がかかるだけなので、フレクシャと称する極めて薄い形状としてもよいが、他の薄肉部３０、３５、３７、３９及び支点３１は部材の重量をも支えなければならないために、薄肉部３４、３６よりも強度を有するように形成されている。
【００１５】
使用に際しては、脚部２２ａ、２２ｂのボルト孔４０を用いて、図４に示すように脚部２２ａ、２２ｂをそれぞれ台座４１上に固定すると共に、基部２３に例えば歪ゲージ式センサ等のロードセル４２を取り付け、センサ取付部２７をロードセル４２に連結する。なお、このセンサはロードセル４２とは限らず、フォースバランスセンサ、音叉センサなどであっても支障はない。
【００１６】
２つの荷重伝達部４を介して鉛直方向の荷重Ｗが、荷重変換部３の上部荷重受部２６の２個所に加えられると、これらの荷重は両側の薄肉部３７を介して下部荷重受部２５に伝達される。この場合に、各薄肉部３７に加わる荷重は上部荷重受部２６に加わる２つの荷重の位置によって異なり、それぞれ各薄肉部３７までの距離に反比例して按分される、薄肉部３７により分散されて下部荷重受部２５に伝達された荷重は、それぞれ薄肉部３５を介してレバー部２４ａ、２４ｂの短片１３側の力点を下方に引くことによりレバー部２４ａ、２４ｂに伝達され、更に支点３１によるてこ比に従って長片１２側の作用点である薄肉部３４に伝達される。
【００１７】
２つの薄肉部３４には、センサ取付部２７を上方に引き上げる力が作用し、センサ取付部２７には２つの薄肉部３４の力が加算された力が作用するので、この力をロードセル４２により測定すれば、上部荷重受部２６に加えられた２つの荷重の大きさを求めることができる。
【００１８】
上部荷重受部２６は剛体と見倣せるので、薄肉部３７間のどの位置に荷重が加わっても、この荷重は２つの薄肉部３７に按分して加えられ、偏荷重による秤量誤差が生ずることはない。また、上部荷重受部２６に加える荷重は２個所に限られるものではない。
【００１９】
また、薄肉部３５、３７とを同一鉛直線上に配置すれば、上部荷重受部２６からの力が側方に逃げることなく、正確にレバー部２４ａ、２４ｂに伝達されることになる。また、下部荷重受部２５は水平方向及び鉛直方向を向く薄肉部３６により基部２３に連結していることにより、上下方向及び左右方向の動きは吸収され、下部荷重受部２５は荷重の伝達に影響を与えることなく、左右方向及び上下方向のゆれが防止できる。
【００２０】
基部２３は脚部２２ａ、２２ｂ上に鉛直方向の薄肉部３を介して取り付けられており、脚部２２ａ、２２ｂは更に水平方向の薄肉部３９を有することにより、取付精度が十分に得られなかった場合や、温度による熱膨張差が生じた場合においても、これらの薄肉部３０、３９の変形による力吸収により、基部２３等に生ずる応力を逃がすことができる。
【００２１】
なお、実施の形態においては、下部荷重受部２５の上に上部荷重受部２６を設けたが、図６に示すように、上部荷重受部２６を省略して下部荷重受部２５上に荷重伝達部４を載置してもよい。
【００２２】
また、２つのレバー部２４ａ、２４ｂは厳密に左右対称でなくとも、レバー比が同一であればよい。更に、レバー部２４ａ、２４ｂの力点に対する力は、実施の形態のように下方への引っ張り力ではなく、上方から力を加えるようにしてもよい。また、力点は支点の外側ではなく、作用点と同じ内側に設けることも可能である。
【００２３】
本構造体２１はてこ比の大きなレバー部２４ａ、２４ｂを使用することによって、荷重Ｗ（＝ｍＧ）（Ｇは重力加速度）を直接ロードセルなどのセンサに加えた場合よりも、レバー部２４ａ、２４ｂの短辺３３側の先端における沈下量ｄを小さくできる。載加した質量をｍとすると、全体の固有周波数はレバー部２４ａ、２４ｂの質量を無視すると、およそｆ＝（１／２π）・（ｋ／ｍ）1/2（ｋは荷重機構のばね定数）であるが、Ｗ＝ｍＧ＝ｋｄであるから、ｋ＝ｍＧ／ｄであって、ｆ＝（１／２π）・（Ｇ／ｄ）1/2となる。
【００２４】
従って、この沈下量ｄが小さいことは固有周波数ｆが高くなり、本構造体２１は動的計量の測定器に用いた場合に有効に作用する。更に、本構造体２１を用いると、コンベアを直接ロードセルなどで支えた場合と比較してコンベアの沈下量が小さくなり、前後のコンベアとの段差が発生せず、スムーズな荷物の搬送が可能となって、測定精度を向上させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るコンベア秤は、多数個の球体を用いたボール保持体を使用することにより、積載体等による振動が加わっても水平方向の外力を吸収し、鉛直方向の荷重のみを測定することができ、荷重変換部を損傷することもない。
【００２６】
また、荷重変換部を金属ブロックを刳り抜くことにより各部分を構成すれば、センサに加わる沈下量は少なくて済み、動的計量を好適に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のコンベア秤の斜視図である。
【図２】荷重伝達部の分解斜視図である。
【図３】荷重伝達部の一部断面図である。
【図４】荷重変換部を裏から見た斜視図である。
【図５】荷重変換部の正面図である。
【図６】荷重変換部を表側から見た斜視図である。
【符号の説明】
１  ベルトコンベア
２  基台
３  荷重変換部
４  荷重伝達部
５  コンベアセット
６  ローラ
７  ベルト
８  ベルトコンベア
９  ボール保持板
１０  ボール保持孔
１１  球体
１２  下板
１３  上板
２１  構造体
２３  基部
２４ａ、２４ｂ  レバー部
２５  下部荷重受部
２６  上部荷重受部
２７  センサ取付部
３１  支点
４２  ロードセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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