(57)【要約】【課題】ヒステリシス性能を向上させるロードセル取付構造を提供する。【解決手段】  ロードセル、荷重伝達手段及びネジとを備える荷重伝達機構において、前記ロードセルは、荷重点側端部の荷重負荷方向に面する一面と支点側端部の荷重負荷方向と逆の方向に面する一面とを、各々前記荷重伝達手段を接触させて取り付けるための荷重伝達手段取付面として備え、前記荷重伝達手段は、各荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に伸びる二辺を除く平面に接する凸平面を備え、前記ネジは、前記凸平面に接する荷重伝達手段取付面が荷重によるロードセルの変形によらず平面を保つように、前記荷重伝達手段取付面に前記凸平面を取り付けて構成することから、荷重によりロードセルと荷重伝達手段との取り付け部分に発生する、ロードセル自体又は荷重伝達手段の変形が、ロードセル本来の変形に影響を及ぼすのを防止し、ヒステリシス性能を向上させる。【選択図】        図１
2006214940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁の両端部を各々荷重点側端部及び支点側端部として有し、両端部の間に感歪部を有して成るロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重伝達手段と、前記ロードセルに荷重伝達手段を取り付けるネジとを備える荷重伝達機構において、
前記ロードセルは、荷重点側端部の荷重負荷方向に面する一面と支点側端部の荷重負荷方向と逆の方向に面する一面とを、各々前記荷重伝達手段を接触させて取り付けるための荷重伝達手段取付面として備え、
前記荷重伝達手段は、各荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に伸びる二辺を除く平面に接する凸平面を備え、
前記ネジは、前記凸平面に接する荷重伝達手段取付面が荷重によるロードセルの変形によらず平面を保つように、前記荷重伝達手段取付面に前記凸平面を取り付けて構成することを特徴とする荷重伝達機構。
【請求項２】
前記荷重伝達手段の凸平面は、ロードセルの荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に直交する方向の幅よりも狭い幅で形成される平面であることを特徴とする請求項１記載の荷重伝達機構。
【請求項３】
前記荷重伝達手段の凸平面は、ロードセルの荷重伝達手段取付面に荷重伝達手段を、少なくとも感歪部の測定方向に直交する方向に並列する複数のネジで取り付ける場合、最も外側の２本のネジ間において、両ネジのネジ部の最も離れた距離よりも広い幅で且つ両ネジの頭部の最も離れた距離よりも狭い幅で形成される平面であることを特徴とする請求項１又は２記載の荷重伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は重量計内部に組み込まれる荷重伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の重量計内部に組み込まれる従来の荷重伝達機構は、例えば、図１０１の取り付け構造組図の正面図に示すように、ロバーバル機構を成すロードセル１０１、ロードセルへ荷重を伝達する荷重伝達手段である荷重点側フレーム１０２と支点側フレーム１０３、及びロードセルの所定の位置に各フレーム１０２及び１０３を各々固定して取り付けるネジ１０４とから構成される。ここでは、支点側フレーム１０３を点線で示してある。
【０００３】
前記ロードセル１０１は、図１０２のロードセル斜視図に示すように、両端部を各々荷重点側端部１０５及び支点側端部１０６として形成し、中央部を公知の歪ゲージ１０７を貼付することにより感歪部１０８として形成したものである。また、歪ゲージ１０７は、図示しないロードセル１０１裏面にも同意値に添付してあり、公知のブリッジ回路を構成するものである。
【０００４】
前記荷重点側端部１０５は、前記ネジ１０４をネジ締めするためのタップ孔１０５ａと、図１０２中の斜線部で示した前記荷重点側フレーム１０２を取り付けるフレーム取付面１０５ｂとを備える。同様に、支点側端部１０６においては、タップ孔１０６ａを備え、ここでは図示していないが、フレーム取付面１０５ｂとは逆側のロードセル１０１の面をフレーム取付面１０６ｂとして備える。
【０００５】
また、前記荷重点側フレーム１０２は、ロードセル１０１へ取り付ける面から見た正面図である図１０３に示すように、前記ネジ１０４を通すための孔１０２ａを含めた斜線部で示したロードセル取付面１０２ｂを中央付近に備え、このロードセル取付面１０２ｂをコの字型に囲むリブ１０２ｃと最外枠１０２ｄとを数本の接続用リブ１０２ｅにより接続して形成されるものである。また、四隅付近に前記公知の重量計のカバー部材を取り付けて固定するための固定部１０２ｆを備えており、重量計に掛かる荷重を最外枠１０２ｄで安定して受けられるように構成したものである。また、図１０３のＺ−Ｚ断面図である図１０４及びＹ−Ｙ断面図である図１０５に示すように、前記リブ１０２ｃに囲まれたロードセル取付面１０２ｂは、前記ロードセル１０１の荷重点側のフレーム取付面１０５ｂの全面を接触させて取り付ける平面である。
【０００６】
また、前記支点側フレーム１０３は、荷重点側フレーム１０２と同形状に形成されたものであり、図示しないが、孔１０３ａ、ロードセル取付面１０３ｂ、リブ１０３ｃ、最外枠１０３ｄ、接続用リブ１０３ｅ、及び重量計のベース部材を取り付けて固定するための固定部１０３ｆを備えて構成したものである。
【０００７】
ここで、図１０１に示した荷重伝達機構において、荷重点側フレーム１０２側から支点側フレーム１０３に向かって荷重をかけた場合のＸ−Ｘ断面図を示した図１０６とＷ−Ｗ断面図を示した図１０７とから、荷重伝達機構の変形を説明する。なお、図１０６及び図１０７の各断面図において、ネジ１０４の図示を省略してあるが、以降の組み図の断面図においても、ネジを省略して図示しているものとする。
【０００８】
図１０６は前記ロードセルがロバーバルに変形しており、公知の荷重検出がなされることがわかる。しかし、図１０７は、前記支点側フレーム１０３がロードセル１０１からの荷重を受けて撓みを生じている事を示している。これは前述したように、支点側フレーム１０３の四隅の固定部１０３ｆで荷重を受けるため、中央部が図示したように撓んでしまうためである。このとき、図１０７中の丸囲みＶ部において、変形した支点側フレーム１０３は、矢印で示した方向に、ロードセル１０１の角付近を押し上げるような不要な力をロードセル１０１に加えることになり、ロードセル１０１の本来の変形に影響を与えてしまう。この現象はロードセル１０１と荷重点側フレーム１０２との間にも同様に発生するものであり、前記感歪部１０８における歪検出、すなわち荷重の測定精度の誤差要因になってしまっていた。
【０００９】
これを解消するものとして、図１０８に示すように、ロードセル１０１と各フレーム１０２及び１０３との間に、ワッシャ１０９を挿入し、前記図１０７のＶ部に示したようなロードセルと各フレーム１０２及び１０３との接触を避けることにより、ロードセル１０１に前述のように不要な力が加わることを防ぐように構成した荷重伝達機構があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、発明者らは、ロードセル１０１自体が荷重により感歪部１０８以外に荷重点側端部１０５及び支点側端部１０６に変形を生じ、歪検出に影響を与えることを見出し、前述のようにワッシャ１０９の挿入だけでは、ロードセル１０１の両端部１０５及び１０６の変形による歪検出への影響を避けられないことを発見した。
【００１１】
前記ロードセル１０１の両端部１０５及び１０６の変形は、図１０９を用いて以下に示す実測結果によって明らかにされたものである。図１０９は、前記図１０７と同位置のロードセル１０１の断面図を示したものであるが、支点側フレーム１０３に代えて、撓みをゼロと見なした剛体板１１０を取り付けたものであり、前記支点側端部１０６の中央付近と側面付近とに各々、歪ゲージ１０７と同じ検出方向に歪ゲージ１１１及び１１２を貼付し、荷重を加えた状態を示した図である。
【００１２】
これによると、前記ロードセル中央付近の歪ゲージ１１１で検知した歪量を１００％とした場合、側面付近の歪ゲージ１１２で検知した歪量は９３％程度であった。これは、ロードセル１０１の支点側端部１０６が図１０９に図示したように湾曲して変形していることを示していると言える。すなわち、支点側端部１０６において、荷重に抗するようにネジ１０４で固定されている区間Ｕに変形は発生しないが、歪ゲージ１１２を貼付した支点側端部の側面付近である区間Ｔは荷重に抗しきれず剛体板から浮き上がってしまい、この浮き上がった分、歪が小さくなるため、歪ゲージ１１２の歪量の方が小さくなると言える。よって、ロードセル１０１は支点側端部１０６において、湾曲した変形を生ずると言えるものである。この現象は荷重点側端部１０５にも同様に発生するものである。
【００１３】
すなわち、前記両端部１０５及び１０６の変形を考慮すると、前記図１０９のように剛体板１１０にした場合であっても、前記区間Ｔにおけるロードセル１０１と剛体板１１０との間隙Ｓの間隔は、荷重負荷時には広がり、荷重除去時には狭まることになる。この間隙Ｓは、荷重負荷時と除去時とにおいて必ずしも一定ではないため、ヒステリシスの悪化を招くことになる。
【００１４】
また、図１１０は、前記図１０９と同位置のロードセル１０１の断面図を示したものであるが、ロードセル１０１と支点側フレーム１０３との間にワッシャ１１３を挿入し、荷重を加えた状態を示した図である。この荷重伝達機構においては、前記区間Ｔに相当する区間Ｔ’におけるロードセル１０１と支点側フレーム１０３との接触が無いため、前記間隙Ｓの変化による影響は無いが、図示している２つのワッシャ１１３間に、ロードセル１０１と支点側フレーム１０３との間に空隙を生ずる区間Ｒにおいて、ロードセル１０１が支点側フレーム１０３に押し付けられるような変形が生じてしまうことになる。
【００１５】
ロードセルの過度の変形は、測定精度、特にヒステリシスの誤差に影響を及ぼすことは明白であることから、これまで精度向上が難しかった要因の一つであると考えられる。
【００１６】
従って本発明は上述の問題点を解決し、ヒステリシス性能を向上させるロードセル取付構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために本発明は、梁の両端部を各々荷重点側端部及び支点側端部として有し、両端部の間に感歪部を有して成るロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重伝達手段と、前記ロードセルに荷重伝達手段を取り付けるネジとを備える荷重伝達機構において、前記ロードセルは、荷重点側端部の荷重負荷方向に面する一面と支点側端部の荷重負荷方向と逆の方向に面する一面とを、各々前記荷重伝達手段を接触させて取り付けるための荷重伝達手段取付面として備え、前記荷重伝達手段は、各荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に伸びる二辺を除く平面に接する凸平面を備え、前記ネジは、前記凸平面に接する荷重伝達手段取付面が荷重によるロードセルの変形によらず平面を保つように、前記荷重伝達手段取付面に前記凸平面を取り付けて構成する荷重伝達機構を提供する。
【００１８】
また、前記荷重伝達手段の凸平面は、ロードセルの荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に直交する方向の幅よりも狭い幅で形成される平面である。
【００１９】
また、前記荷重伝達手段の凸平面は、ロードセルの荷重伝達手段取付面に荷重伝達手段を、少なくとも感歪部の測定方向に直交する方向に並列する複数のネジで取り付ける場合、最も外側の２本のネジ間において、両ネジのネジ部の最も離れた距離よりも広い幅で且つ両ネジの頭部の最も離れた距離よりも狭い幅で形成される平面である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の荷重伝達機構は、梁の両端部を各々荷重点側端部及び支点側端部として有し、両端部の間に感歪部を有して成るロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重伝達手段と、前記ロードセルに荷重伝達手段を取り付けるネジとを備える荷重伝達機構において、前記ロードセルは、荷重点側端部の荷重負荷方向に面する一面と支点側端部の荷重負荷方向と逆の方向に面する一面とを、各々前記荷重伝達手段を接触させて取り付けるための荷重伝達手段取付面として備え、前記荷重伝達手段は、各荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に伸びる二辺を除く平面に接する凸平面を備え、前記ネジは、前記凸平面に接する荷重伝達手段取付面が荷重によるロードセルの変形によらず平面を保つように、前記荷重伝達手段取付面に前記凸平面を取り付けて構成するものであり、ロードセルの荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に直交する方向の幅よりも狭い幅で形成される平面であり、また、ロードセルの荷重伝達手段取付面に荷重伝達手段を、少なくとも感歪部の測定方向に直交する方向に並列する複数のネジで取り付ける場合、最も外側の２本のネジ間において、両ネジのネジ部の最も離れた距離よりも広い幅で且つ両ネジの頭部の最も離れた距離よりも狭い幅で形成される平面であることから、荷重によりロードセルと荷重伝達手段との取り付け部分に発生する、ロードセル自体又は荷重伝達手段の変形が、ロードセル本来の変形に影響を及ぼすのを防止し、測定精度、特にヒステリシス性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の荷重伝達機構は、梁の両端部を各々荷重点側端部及び支点側端部として有し、両端部の間に感歪部を有して成るロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重伝達手段と、前記ロードセルに荷重伝達手段を取り付けるネジとを備える荷重伝達機構において、前記ロードセルは、荷重点側端部の荷重負荷方向に面する一面と支点側端部の荷重負荷方向と逆の方向に面する一面とを、各々前記荷重伝達手段を接触させて取り付けるための荷重伝達手段取付面として備え、前記荷重伝達手段は、各荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に伸びる二辺を除く平面に接する凸平面を備え、前記ネジは、前記凸平面に接する荷重伝達手段取付面が荷重によるロードセルの変形によらず平面を保つように、前記荷重伝達手段取付面に前記凸平面を取り付けて構成するものである。
【００２２】
また、前記荷重伝達手段の凸平面は、ロードセルの荷重伝達手段取付面の内、少なくとも感歪部の測定方向に直交する方向の幅よりも狭い幅で形成される平面である。
【００２３】
また、前記荷重伝達手段の凸平面は、ロードセルの荷重伝達手段取付面に荷重伝達手段を、少なくとも感歪部の測定方向に直交する方向に並列する複数のネジで取り付ける場合、最も外側の２本のネジ間において、両ネジのネジ部の最も離れた距離よりも広い幅で且つ両ネジの頭部の最も離れた距離よりも狭い幅で形成される平面である。
【実施例１】
【００２４】
本発明の実施例１は、図１０１から図１０７を用いて説明した従来の荷重伝達機構に対して、図１０３、図１０４及び図１０５に示した荷重点側及び支点側フレーム１０２及び１０３の形状を、ヒステリシス性能の向上を可能とするように変形させた荷重伝達機構を例とするものであり、ロードセル１０１及びネジ１０４は従来と同じものを用いて構成した例である。
【００２５】
本発明の荷重伝達機構を実現させるフレーム形状を図１乃至図３を用いて説明する。図１はロードセルへ取り付ける面から見た凸型フレームを示すものであり、図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。ただし、本発明の荷重伝達機構は、この凸型フレームを、従来例の荷重点側フレーム１０２及び支点側フレーム１０３と同様に、荷重点側凸型フレーム２と支点側凸型フレーム３とを二つ同形状に備えるものであるとする。
【００２６】
以下荷重点側凸型フレーム２を例に形状を説明する。図１において、丸囲みＣ部は前記ロードセル１０１のフレーム取付面１０５ｂに接触させるために、前記ネジ１０４を通すための孔２ａを含む斜線部で示したロードセル取付凸面２ｂを備えるものであり、前記取付凸面２ｂの寸法は、図１に示すように幅ｍの正方形であるとし、図２及び図３に示すように凸面の高さｎであるとして定義する。その他寸法は図１０２から図１０４で示した従来の荷重点側フレーム１０２と同様である。また、図示しないが、前記支点側凸型フレーム３においては、孔３ａ及びロードセル取付凸面３ｂを備えて成るものであるとする。
【００２７】
続いて、図４に前記ロードセル１０１と荷重点側及び支点側凸型フレーム２及び３との組み図の正面図を示し、また図５に図４のＤ−Ｄ断面図を示し、ロードセル１０１への支点側凸型フレーム２及び３の取り付けにおける、ロードセル１０１、ロードセル取付凸面３ｂ及びネジ１０４との関係を説明する。
【００２８】
図５によると、前記ロードセル取付凸面３ｂの幅ｍに対して、２つ並列に図示されている前記ネジ１０４のネジ部の最大距離をｐとし、頭部間の最大距離をｑとし、前記ロードセル１０１のフレーム取付面１０６ｂの幅をｋとすると、前記ロードセル取付凸面３ｂの幅ｍは、ｍ<ｋ且つｐ<ｍ≦ｑとなる条件で設けられるものである。
【００２９】
これにより、荷重無付加時はもちろん、荷重負荷時においても、前記ロードセル１のフレーム取付面３ｂに対して、前記ロードセル取付凸面３ｂが密接して取り付けられることになる。これは前記ロードセル１０１のフレーム取付面１０５ｂに対する、前記荷重点側凸型フレーム２のロードセル取付凸面２ｂにおいても同様のことが言える。
【００３０】
これにより、前述したような、荷重によるロードセル１自体の変形の影響を回避することができる。すなわち、荷重によりロードセル１０１の荷重点側端部１０５及び支点側端部１０６に発生する湾曲の変形は、少なくともロードセル取付凸面２ｂ及び３ｂに接触範囲（幅ｍの範囲）においては、前記ネジ１０４により密接させて固定しているため湾曲した変形は発生しない。また、前記ロードセル１０１において前記幅ｍの範囲よりも側面側では湾曲した変形を生ずると思われるが、各凸型フレーム２及び３のロードセル取付凸面２ｂ及び３ｂの周囲は凹部に形成されているため、前記図１０９において示したようなロードセルの変形による間隙Ｓのような不安定な接触を生じないといえる。
【００３１】
なお、前記ロードセル取付凸面３ｂの幅ｍの条件においては、ｍはｐに近いほど好ましい。また、ここでは正方形としたが、少なくとも図２に示したＡ−Ａ断面における前記ロードセル取付凸面の幅がｍであれば良い。
【００３２】
以下に、従来の荷重伝達機構と上述した本発明の荷重伝達機構とを用いて実測した精度比較結果を示す。この測定は、秤量２７０ｋｇとし、２５０ｋｇまで５０ｋｇずつのステップ荷重負荷及び除去時の各歪量をカウント値として出力する回路を介して、データを取得し、ヒステリシスを算出したものであり、前記カウント値は５ｇを１カウントとして出力される。
【００３３】
図６は荷重点側フレーム１０２及び支点側フレーム１０３を用いた従来の荷重伝達機構の測定及びヒステリシス算出結果であり、図７は荷重点側凸型フレーム２及び支点側凸型フレーム３を用いた本発明の荷重伝達機構の測定及びヒステリシス算出結果である。また図８及び図９は、前記図６及び図７に示したデータを各々グラフ化したものであり、横軸に荷重、縦軸にカウント値を取り、各データを平滑線で繋いだグラフである。
【００３４】
これによると、図６に示すように従来の荷重伝達機構は、ヒステリシスの最大値は８カウントであったのに対して、図７に示す本発明の荷重伝達機構は、ヒステリシスの最大値が５カウントであった。すなわち、３カウントの改善が見られ１５ｇ分の誤差が改善されたことが示している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の荷重伝達機構における荷重点側及び支点側凸型フレームの正面図を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】実施例１の荷重伝達機構の組み図正面図である。
【図５】図４のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】従来の荷重伝達機構によるヒステリシス測定結果を示す表である。
【図７】本発明の荷重伝達機構によるヒステリシス測定結果を示す表である。
【図８】図６のカウント値のデータをグラフ化したものである。
【図９】図７のカウント値のデータをグラフ化したものである。
【図１０１】従来の荷重伝達機構の一例を示す組み図正面図である。
【図１０２】汎用のロバーバルタイプのロードセルの斜視図である。
【図１０３】従来の荷重伝達機構における荷重点側及び支点側フレームの正面図を示す図である。
【図１０４】図１０３のＺ−Ｚ断面図である。
【図１０５】図１０３のＹ−Ｙ断面図である。
【図１０６】図１０１の荷重時のＸ−Ｘ断面図である。
【図１０７】図１０１の荷重時のＷ−Ｗ断面図である。
【図１０８】従来の荷重伝達機構の他の一例を示す図である。
【図１０９】荷重によるロードセルの荷重点部及び支点部の変形を示す図である。
【図１１０】荷重によるロードセルの荷重点部及び支点部の変形の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    
２    荷重点側凸型フレーム
２ａ  孔
２ｂ  ロードセル取付凸面
３    支点側凸型フレーム
３ａ  孔
３ｂ  ロードセル取付凸面
１０１    ロードセル
１０２    荷重点側フレーム
１０２ａ  孔
１０２ｂ  フレーム取付面
１０２ｃ  コの字型リブ
１０２ｄ  最外枠
１０２ｅ  リブ
１０２ｆ  固定部
１０３    支点側フレーム
１０３ａ  孔
１０３ｂ  フレーム取付面
１０３ｃ  コの字型リブ
１０３ｄ  最外枠
１０３ｅ  リブ
１０３ｆ  固定部
１０４    ネジ
１０５    荷重点部
１０５ａ  タップ孔
１０５ｂ  ロードセル取付面
１０６    支点部
１０６ａ  タップ孔
１０６ｂ  ロードセル取付面
１０７    歪ゲージ
１０８    感歪部
１０９    ワッシャ
１１０    剛体板
１１１    歪ゲージ
１１２    歪ゲージ
１１３    ワッシャ
【図１】
2006214940.tif 000003
【図２】
2006214940.tif 000004
【図３】
2006214940.tif 000005
【図４】
2006214940.tif 000006
【図５】
2006214940.tif 000007
【図６】
2006214940.tif 000008
【図７】
2006214940.tif 000009
【図８】
2006214940.tif 000010
【図９】
2006214940.tif 000011
【図１０１】
2006214940.tif 000012
【図１０２】
2006214940.tif 000013
【図１０３】
2006214940.tif 000014
【図１０４】
2006214940.tif 000015
【図１０５】
2006214940.tif 000016
【図１０６】
2006214940.tif 000017
【図１０７】
2006214940.tif 000018
【図１０８】
2006214940.tif 000019
【図１０９】
2006214940.tif 000020
【図１１０】
2006214940.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月4日(2005.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
【図１】実施例１の荷重伝達機構における荷重点側及び支点側凸型フレームの正面図を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】実施例１の荷重伝達機構の組み図正面図である。
【図５】図４のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】従来の荷重伝達機構によるヒステリシス測定結果を示す表である。
【図７】本発明の荷重伝達機構によるヒステリシス測定結果を示す表である。
【図８】図６のカウント値のデータをグラフ化したものである。
【図９】図７のカウント値のデータをグラフ化したものである。
【図１０】従来の荷重伝達機構の一例を示す組み図正面図である。
【図１１】汎用のロバーバルタイプのロードセルの斜視図である。
【図１２】従来の荷重伝達機構における荷重点側及び支点側フレームの正面図を示す図である。
【図１３】図１２のＺ−Ｚ断面図である。
【図１４】図１２のＹ−Ｙ断面図である。
【図１５】図１０の荷重時のＸ−Ｘ断面図である。
【図１６】図１０の荷重時のＷ−Ｗ断面図である。
【図１７】従来の荷重伝達機構の他の一例を示す図である。
【図１８】荷重によるロードセルの荷重点部及び支点部の変形を示す図である。
【図１９】荷重によるロードセルの荷重点部及び支点部の変形の他の一例を示す図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006214940.tif 000022
【図２】
2006214940.tif 000023
【図３】
2006214940.tif 000024
【図４】
2006214940.tif 000025
【図５】
2006214940.tif 000026
【図６】
2006214940.tif 000027
【図７】
2006214940.tif 000028
【図８】
2006214940.tif 000029
【図９】
2006214940.tif 000030
【図１０】
2006214940.tif 000031
【図１１】
2006214940.tif 000032
【図１２】
2006214940.tif 000033
【図１３】
2006214940.tif 000034
【図１４】
2006214940.tif 000035
【図１５】
2006214940.tif 000036
【図１６】
2006214940.tif 000037
【図１７】
2006214940.tif 000038
【図１８】
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【図１９】
2006214940.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成17年4月4日(2005.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
公知の重量計内部に組み込まれる従来の荷重伝達機構は、例えば、図１０の取り付け構造組図の正面図に示すように、ロバーバル機構を成すロードセル１０１、ロードセルへ荷重を伝達する荷重伝達手段である荷重点側フレーム１０２と支点側フレーム１０３、及びロードセルの所定の位置に各フレーム１０２及び１０３を各々固定して取り付けるネジ１０４とから構成される。ここでは、支点側フレーム１０３を点線で示してある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
前記ロードセル１０１は、図１１のロードセル斜視図に示すように、両端部を各々荷重点側端部１０５及び支点側端部１０６として形成し、中央部を公知の歪ゲージ１０７を貼付することにより感歪部１０８として形成したものである。また、歪ゲージ１０７は、図示しないロードセル１０１裏面にも同位置に貼付してあり、公知のブリッジ回路を構成するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
前記荷重点側端部１０５は、前記ネジ１０４をネジ締めするためのタップ孔１０５ａと、図１１中の斜線部で示した前記荷重点側フレーム１０２を取り付けるフレーム取付面１０５ｂとを備える。同様に、支点側端部１０６においては、タップ孔１０６ａを備え、ここでは図示していないが、フレーム取付面１０５ｂとは逆側のロードセル１０１の面をフレーム取付面１０６ｂとして備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
また、前記荷重点側フレーム１０２は、ロードセル１０１へ取り付ける面から見た正面図である図１２に示すように、前記ネジ１０４を通すための孔１０２ａを含めた斜線部で示したロードセル取付面１０２ｂを中央付近に備え、このロードセル取付面１０２ｂをコの字型に囲むリブ１０２ｃと最外枠１０２ｄとを数本の接続用リブ１０２ｅにより接続して形成されるものである。また、四隅付近に前記公知の重量計のカバー部材を取り付けて固定するための固定部１０２ｆを備えており、重量計に掛かる荷重を最外枠１０２ｄで安定して受けられるように構成したものである。また、図１２のＺ−Ｚ断面図である図１３及びＹ−Ｙ断面図である図１４に示すように、前記リブ１０２ｃに囲まれたロードセル取付面１０２ｂは、前記ロードセル１０１の荷重点側のフレーム取付面１０５ｂの全面を接触させて取り付ける平面である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
ここで、図１０に示した荷重伝達機構において、荷重点側フレーム１０２側から支点側フレーム１０３に向かって荷重をかけた場合のＸ−Ｘ断面図を示した図１５とＷ−Ｗ断面図を示した図１６とから、荷重伝達機構の変形を説明する。なお、図１５及び図１６の各断面図において、ネジ１０４の図示を省略してあるが、以降の組み図の断面図においても、ネジを省略して図示しているものとする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
図１５は前記ロードセルがロバーバルに変形しており、公知の荷重検出がなされることがわかる。しかし、図１６は、前記支点側フレーム１０３がロードセル１０１からの荷重を受けて撓みを生じている事を示している。これは前述したように、支点側フレーム１０３の四隅の固定部１０３ｆで荷重を受けるため、中央部が図示したように撓んでしまうためである。このとき、図１６中の丸囲みＶ部において、変形した支点側フレーム１０３は、矢印で示した方向に、ロードセル１０１の角付近を押し上げるような不要な力をロードセル１０１に加えることになり、ロードセル１０１の本来の変形に影響を与えてしまう。この現象はロードセル１０１と荷重点側フレーム１０２との間にも同様に発生するものであり、前記感歪部１０８における歪検出、すなわち荷重の測定精度の誤差要因になってしまっていた。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
これを解消するものとして、図１７に示すように、ロードセル１０１と各フレーム１０２及び１０３との間に、ワッシャ１０９を挿入し、前記図１６のＶ部に示したようなロードセルと各フレーム１０２及び１０３との接触を避けることにより、ロードセル１０１に前述のように不要な力が加わることを防ぐように構成した荷重伝達機構があった。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記ロードセル１０１の両端部１０５及び１０６の変形は、図１８を用いて以下に示す実測結果によって明らかにされたものである。図１８は、前記図１６と同位置のロードセル１０１の断面図を示したものであるが、支点側フレーム１０３に代えて、撓みをゼロと見なした剛体板１１０を取り付けたものであり、前記支点側端部１０６の中央付近と側面付近とに各々、歪ゲージ１０７と同じ検出方向に歪ゲージ１１１及び１１２を貼付し、荷重を加えた状態を示した図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
これによると、前記ロードセル中央付近の歪ゲージ１１１で検知した歪量を１００％とした場合、側面付近の歪ゲージ１１２で検知した歪量は９３％程度であった。これは、ロードセル１０１の支点側端部１０６が図１８に図示したように湾曲して変形していることを示していると言える。すなわち、支点側端部１０６において、荷重に抗するようにネジ１０４で固定されている区間Ｕに変形は発生しないが、歪ゲージ１１２を貼付した支点側端部の側面付近である区間Ｔは荷重に抗しきれず剛体板から浮き上がってしまい、この浮き上がった分、歪が小さくなるため、歪ゲージ１１２の歪量の方が小さくなると言える。よって、ロードセル１０１は支点側端部１０６において、湾曲した変形を生ずると言えるものである。この現象は荷重点側端部１０５にも同様に発生するものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
すなわち、前記両端部１０５及び１０６の変形を考慮すると、前記図１８のように剛体板１１０にした場合であっても、前記区間Ｔにおけるロードセル１０１と剛体板１１０との間隙Ｓの間隔は、荷重負荷時には広がり、荷重除去時には狭まることになる。この間隙Ｓは、荷重負荷時と除去時とにおいて必ずしも一定ではないため、ヒステリシスの悪化を招くことになる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、図１９は、前記図１８と同位置のロードセル１０１の断面図を示したものであるが、ロードセル１０１と支点側フレーム１０３との間にワッシャ１１３を挿入し、荷重を加えた状態を示した図である。この荷重伝達機構においては、前記区間Ｔに相当する区間Ｔ’におけるロードセル１０１と支点側フレーム１０３との接触が無いため、前記間隙Ｓの変化による影響は無いが、図示している２つのワッシャ１１３間に、ロードセル１０１と支点側フレーム１０３との間に空隙を生ずる区間Ｒにおいて、ロードセル１０１が支点側フレーム１０３に押し付けられるような変形が生じてしまうことになる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の実施例１は、図１０から図１６を用いて説明した従来の荷重伝達機構に対して、図１２、図１３及び図１４に示した荷重点側及び支点側フレーム１０２及び１０３の形状を、ヒステリシス性能の向上を可能とするように変形させた荷重伝達機構を例とするものであり、ロードセル１０１及びネジ１０４は従来と同じものを用いて構成した例である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
以下荷重点側凸型フレーム２を例に形状を説明する。図１において、前記ロードセル１０１のフレーム取付面１０５ｂに接触させるために、前記ネジ１０４を通すための孔２ａを含む斜線部で示したロードセル取付凸面２ｂを備えるものであり、前記取付凸面２ｂの寸法は、図１に示すように幅ｍの正方形であるとし、図２及び図３に示すように凸面の高さｎであるとして定義する。その他寸法は図１１から図１３で示した従来の荷重点側フレーム１０２と同様である。また、図示しないが、前記支点側凸型フレーム３においては、孔３ａ及びロードセル取付凸面３ｂを備えて成るものであるとする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
これにより、前述したような、荷重によるロードセル１自体の変形の影響を回避することができる。すなわち、荷重によりロードセル１０１の荷重点側端部１０５及び支点側端部１０６に発生する湾曲の変形は、少なくともロードセル取付凸面２ｂ及び３ｂに接触範囲（幅ｍの範囲）においては、前記ネジ１０４により密接させて固定しているため湾曲した変形は発生しない。また、前記ロードセル１０１において前記幅ｍの範囲よりも側面側では湾曲した変形を生ずると思われるが、各凸型フレーム２及び３のロードセル取付凸面２ｂ及び３ｂの周囲は凹部に形成されているため、前記図１８において示したようなロードセルの変形による間隙Ｓのような不安定な接触を生じないといえる。