(57)【要約】【課題】ロードセルの温度変動を抑制して計量精度の低下を抑制する。【解決手段】ロードセル３の起歪体３０の上下両端部３２，３３は、上下の支持金具２０，２１との間に、荷重受け金具２４，２５及び断熱材２２，２３が介在されると共に、断熱材２２，２３が、荷重受け金具２４，２５と支持金具２０，２１とによってそれぞれ挟まれた状態で介在されるので、起歪体３０に、金具２４，２５；２０，２１を介して荷重が安定して印加される一方、断熱材２２，２３によって、支持金具２０，２１の温度変動の影響を抑制できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロードセルの取付け構造であって、
少なくとも金属材と断熱材とを介して荷重を受ける起歪体を備える、
ことを特徴とするロードセル取付構造。
【請求項２】
前記起歪体の両端部は、前記少なくとも金属材と断熱材とを介してそれぞれ荷重を受ける、
請求項１に記載のロードセル取付構造。
【請求項３】
前記起歪体は、柱状であって、該起歪体の上端部及び下端部に、金属製の上側及び下側の支持部材から荷重を受けるものであり、
前記上端部と前記上側の支持部材との間、及び、前記下端部と前記下側の支持部材との間に、前記断熱材が、前記金属材と前記支持部材とによって挟まれた状態でそれぞれ介在する、
請求項２に記載のロードセル取付構造。
【請求項４】
前記起歪体、前記金属材、及び、前記支持部材が、同じ金属材料からなる、
請求項３に記載のロードセル取付構造。
【請求項５】
前記断熱材が、樹脂材である請求項１ないし４のいずれかに記載のロードセル取付構造。
【請求項６】
車両を載置する載台と該載台を支持する複数のロードセルとが、ピット内に組み込まれるトラックスケールであって、
前記載台側の金属製の支持部材と前記ピット側の金属製の支持部材との間に、前記ロードセルが配置され、
前記ロードセルの起歪体は、柱状であって、該起歪体の上端部及び下端部に、前記載台側及び前記ピット側の前記支持部材から荷重を受けるものであり、
前記上端部と前記載台側の支持部材との間、及び、前記下端部と前記ピット側の支持部材との間に、金属材及び断熱材が、該断熱材を、前記支持部材と前記金属材とで挟んだ状態でそれぞれ介在する、
ことを特徴とするトラックスケール。
【請求項７】
前記起歪体、前記金属材、及び、前記支持部材が、同じ金属材料からなる、
請求項６に記載のトラックスケール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷重検出器として使用されるロードセルの取付構造及びそれを
用いたトラックスケールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロードセルは、各種の荷重検出器、例えば、液体や固体等の各種の物品を貯留するタンクやホッパの荷重検出器として使用される場合があるが、かかる場合には、例えば、特許文献１に記載されているように、タンクやホッパの底面に固定された取付金具を介して、タンクやホッパの荷重が、ロードセルの荷重受け部に印加されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６３８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タンクやホッパには、高温や低温の物品が貯留され、タンクやホッパの温度が、貯留される物品の温度によって変動する場合がある。
【０００５】
上記のように、ロードセルの荷重受け部は、熱伝導率の高い金属製の取付金具を介してタンクやホッパ等の底面に取付けられているので、ロードセルは、タンクやホッパの温度変動の影響を受けることになる。
【０００６】
ロードセルは、温度変動によって、ロードセルを構成する起歪体のヤング率や起歪体に貼着されている歪ゲージの抵抗値が変化するために、温度変動の影響を受けて計量精度が低下することになる。
【０００７】
本発明は、上述のような点に鑑みてなされたものであって、温度変動によるロードセルの計量精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。
【０００９】
（１）本発明のロードセル取付構造は、少なくとも金属材と断熱材とを介して荷重を受ける起歪体を備える。
【００１０】
起歪体は、少なくとも一端部から荷重を受けるものであればよい。起歪体が一端部のみから荷重を受ける場合には、その一端部が、少なくとも金属材と断熱材とを介して荷重を受けることになる。
【００１１】
本発明のロードセル取付構造によると、起歪体は、少なくとも金属材と断熱材とを介して荷重を受けるので、起歪体と該起歪体に荷重を印加する部材との間には、少なくとも金属材と断熱材とが介在することになり、荷重を印加する部材の熱が、断熱材によって、起歪体へ伝達するのが抑制される。これによって、荷重を印加する部材の温度変動が起歪体に与える影響を、低減することができ、温度変動によるロードセルの計量精度の低下を抑制することができる。
【００１２】
（２）本発明のロードセル取付構造の一実施態様では、前記起歪体の両端部は、前記少なくとも金属材と断熱材とを介してそれぞれ荷重を受ける。
【００１３】
この実施態様によると、起歪体の両端部と、この両端部にそれぞれ荷重を印加する各部材との間には、少なくとも金属材と断熱材とが介在するので、荷重を印加する各部材の熱が、断熱材によって、起歪体の両端部へ伝達するのが抑制される。これによって、荷重を印加する各部材の温度変動が起歪体の両端部に与える影響を、低減することができ、温度変動によるロードセルの計量精度の低下を抑制することができる。
【００１４】
（３）本発明のロードセル取付構造の好ましい実施態様では、前記起歪体は、柱状であって、該起歪体の上端部及び下端部に、金属製の上側及び下側の支持部材から荷重を受けるものであり、前記上端部と前記上側の支持部材との間、及び、前記下端部と前記下側の支持部材との間に、前記断熱材が、前記金属材と前記支持部材とによって挟まれた状態でそれぞれ介在する。
【００１５】
この実施態様によると、起歪体の上端部及び下端部は、上側及び下側の支持部材との間に、金属材及び断熱材が介在されると共に、断熱材が、金属材と金属製の支持部材とによって挟まれた状態で介在されるので、起歪体には、金属材と金属製の支持部材とを介して荷重が安定して印加される一方、その間に挟まれた断熱材によって、上下の支持部材の温度変動が起歪体に与える影響を、抑制することができる。
【００１６】
（４）本発明のロードセル取付構造の他の実施態様では、前記起歪体、前記金属材、及び、前記支持部材が、同じ金属材料からなる。
【００１７】
この実施態様によると、前記起歪体、前記金属材、及び、前記支持部材が、同じ金属材料からなるので、起歪体に印加される荷重によって金属材や支持部材が変形したりすることなく、上下の支持部材からの荷重が、安定して起歪体に印加される。
【００１８】
（５）本発明のロードセルの取付構造の更に他の実施態様では、前記断熱材が、樹脂材である。
【００１９】
この実施態様によると、熱伝導率の低い樹脂材を断熱材とすることによって、効率的に断熱することができる。
【００２０】
（６）本発明のトラックスケールは、車両を載置する載台と該載台を支持する複数のロードセルとが、ピット内に組み込まれるトラックスケールであって、
前記載台側の金属製の支持部材と前記ピット側の金属製の支持部材との間に、前記ロードセルが配置され、前記ロードセルの起歪体は、柱状であって、該起歪体の上端部及び下端部に、前記載台側及び前記ピット側の前記支持部材から荷重を受けるものであり、前記上端部と前記載台側の支持部材との間、及び、前記下端部と前記ピット側の支持部材との間に、金属材及び断熱材が、該断熱材を、前記支持部材と前記金属材とで挟んだ状態でそれぞれ介在する。
【００２１】
本発明のトラックスケールによると、起歪体の上端部及び下端部は、載台側及びピット側の支持部材との間に、金属材及び断熱材が介在されると共に、断熱材が、金属材と金属製の支持部材とによって挟まれた状態で介在されるので、起歪体には、金属材と金属製の支持部材とを介して荷重が安定して印加される一方、その間に挟まれた断熱材によって、上下の支持部材の温度差が起歪体に与える影響を、抑制することができる。例えば、載台上に進入載置された車両のエンジンからの熱によって上昇する載台側の支持部材の温度変動が起歪体に与える影響を、低減することができ、これによって、ロードセルの計量精度の低下を抑制することができる。
【００２２】
（７）本発明のトラックスケールの好ましい実施態様では、前記起歪体、前記金属材、及び、前記支持部材が、同じ金属材料からなる。
【００２３】
この実施態様によると、前記起歪体、前記金属材、及び、前記支持部材が、同じ金属材料からなるので、起歪体に印加される荷重によって金属材や支持部材が変形したりすることなく、上下の支持部材からの荷重が、安定して起歪体に印加される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、ロードセルの起歪体は、少なくとも金属材と断熱材とを介して荷重を受けるので、起歪体と該起歪体に荷重を印加する部材との間には、少なくとも金属材と断熱材とが介在することになり、荷重を印加する部材の熱が起歪体へ伝達するのを、断熱材によって抑制することができる。これによって、荷重を印加する部材の温度変動が起歪体に与える影響を、低減することができ、ロードセルの計量精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るトラックスケールの設置状態の平面図である。
【図２】図２は図１の一つの角部の縦断側面図である。
【図３】図３は図２を拡大した一部断面図である。
【図４】図４は図１のトラックスケールのブロック図である。
【図５】図５は組合せ秤の概略摸式図である。
【図６】図６は本発明の他の実施形態のロードセル取付構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の一実施形態に係るトラックスケールの設置状態を示す平面図であり、図２は、その一つの角部の縦断側面図である。
【００２８】
この実施形態のトラックスケール１は、トラック等の車両が進入して載置される平面視矩形の載台２と、この載台２の下方の複数個所、この例では、４つ角部をそれぞれ支持する４個のロードセル３とを、地表面４を掘り下げて形成したコンクリート製のピット５に組み込んだピット式のトラックスケールである。
【００２９】
コンクリート製のピット５は、載台２の上面が、地表面４と同じ高さとなるように地表面４を掘り下げて形成され、鋼鉄製の載台２とピット５との間に、圧縮型の各ロードセル３がそれぞれ設置されている。各ロードセル３は、直立した状態で載台２を支持し、載台２上に進入載置される車両の重量に応じた荷重が、各ロードセル３に分散して印加される。
【００３０】
載台２の外周部である外側面２ａとピット５の内壁５ａとの間には、載台２の正常な揺れ動きでは、接触しないように所要の隙間が確保されている。
【００３１】
この実施形態では、温度変動によるロードセル３の計量精度の低下を抑制するために、ロードセル３を、載台２とピット５との間に次のようにして取付けている。
【００３２】
すなわち、各ロードセル３は、図２に示すように、載台２に取付けられた支持部材としての上側支持金具２０と、ピット５の底面に取付けられた支持部材としての下側支持金具２１との間に配置される。
【００３３】
更に、板状の上側支持金具２０とロードセル３の上端部との間には、上側断熱材２２及び金属材としての上側荷重受け金具２４が介在され、板状の下側支持金具２１とロードセル３の下端部との間には、下側断熱材２３及び金属材としての下側荷重受け部材２５が介在される。
【００３４】
図３は、図２を拡大した一部断面図である。
【００３５】
この実施形態のロードセル３は、概略円柱状の起歪体３０を有する圧縮型のロードセルである。起歪体３０は、例えばアルミニウム合金やステンレス等の金属からなる。この起歪体３０は、その長手方向における中央部分を、荷重によってひずみが発生する起歪部３１としており、この起歪部３１には、圧縮歪及び伸長歪をそれぞれ検出する図示しない複数の歪ゲージが貼着されている。複数の歪ゲージは、ブリッジ回路を構成し、起歪体３０に印加される荷重に応じたアナログ荷重信号を出力する。
【００３６】
起歪体３０の上下の両端部分３２，３３は、起歪部３１よりも太めに形成され、その両端面３４，３５は、曲面状に突出している。起歪体３０は、上下の両端部分３２，３３を外部に露出させた状態で、金属製のケース３６によって覆われている。
【００３７】
起歪体３０を含むロードセル３は、当該起歪体３０が直立した状態、すなわち、起歪体３０の中心軸が垂直方向に延伸するように取付けられる。このとき、起歪体３０の上端面３４は、ロードセル３に対応した円柱状の上側荷重受け金具２４の上側荷重受け面２４ａに接触する。また、起歪体３０の下端面３５は、ロードセル３に対応した円柱状の下側荷重受け金具２５の下側荷重受け面２５ａに接触する。具体的には、上側荷重受け金具２４の上側荷重受け面２４ａは、水平な平面であり、この上側荷重受け面２４ａに、起歪体３０の上端面３４の中心が、点接触する。また、下側荷重受け金具２５の下側荷重受け面２５ａもまた、水平な平面であり、この下側荷重受け面２５ａに、起歪体３０の下端面３５の中心が、点接触する。
【００３８】
なお、上側荷重受け面２４ａ及び下側荷重受け面２５ａの周囲には、起歪体３０がずれないように、下方及び上方にそれぞれ突出する壁部２４ｂ，２５ｂが形成されている。
【００３９】
上側荷重受け金具２４と上側支持金具２０との間には、円板状の上側断熱材２２が介在され、下側荷重受け金具２５と下側支持金具２１との間には、円板状の下側断熱材２３が介在されている。
【００４０】
上下の各断熱材２２，２３は、熱伝導率の低い樹脂、例えば、ベークライトからなる。
【００４１】
この実施形態では、上側支持金具２０とロードセル３の上端面３４との間には、上側断熱材２２が、上側支持金具２０と上側荷重受け金具２４とによって挟まれた状態で介在される一方、下側支持金具２１とロードセル３の下端面３５との間には、下側断熱材２３が、下側支持金具２１と下側荷重受け金具２５とによって挟まれた状態で介在される、すなわち、ロードセル３の上端面３４と載台２との間には、上側断熱材２２が介在され、ロードセル３の下端面３５とピット５の底面との間には、下側断熱材２３が介在される。
【００４２】
これによって、ロードセル３は、上下からの熱の伝達を抑制することができ、載台２とピット５底面との温度差による影響を受けることがなく、例えば、載台２上に進入載置された車両のエンジンからの熱によって、温度が上昇する載台２の温度変動の影響を受けることがなく、ロードセル３の計量精度が低下するのを抑制することができる。
【００４３】
また、上側断熱材２２は、金属製の上側支持金具２０と上側荷重受け金具２４との各平面によって挟まれた状態で、また、下側断熱材２３は、金属製の下側支持金具２１と下側荷重受け金具２５の各平面とによって挟まれた状態であるので、上下の支持金具２０，２１からの荷重が、起歪体３０を直立した状態でロードセル３に安定して印加される。
【００４４】
更に、この実施形態では、上下の支持金具２０，２１と上下の荷重受け金具２４，２５は、ロードセル３の起歪体３０と同じ金属材料で構成されており、支持金具２０，２１や荷重受け金具２４，２５が変形することなく、起歪体３０に荷重が印加される。
【００４５】
なお、この実施形態では、上下の荷重受け金具２４，２５と、上下の断熱材２２，２３とは、分離された個別の部材であるが、取扱い易いように、上下の荷重受け金具２４，２５と、上下の断熱材２２，２３とを、接着剤等によってそれぞれ接合して一体化してもよい。
【００４６】
図４は、この実施形態のトラックスケール１のブロック図である。
【００４７】
この実施形態のトラックスケール１は、上記の各ロードセル３と、各ロードセル３が接続された指示計８とを備えている。
【００４８】
各ロードセル３は、上記のように、印加された荷重に応じたアナログ荷重信号を、ブリッジ回路から出力する。
【００４９】
指示計８は、各ロードセル３からのアナログ荷重信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１０と、Ａ／Ｄ変換器１０からのデジタル荷重信号に基づいて、載台２上の車両の重量を演算するマイコン１１と、各種の設定入力を行なうための操作キーを有する操作入力部１２と、計測された重量値等を表示する表示部１３とを備えている。
【００５０】
以上のように本実施形態では、載台２とピット５との間に配置される圧縮型のロードセル３は、起歪体３０の上下両端部３２，３３と、上下の支持金具２０，２１との間に、上下の断熱材２２，２３をそれぞれ介在させたので、この断熱材２２，２３によって、上下からの起歪体３０への熱の伝達を抑制することができ、これによって、載台２とピット５底面との温度差が、起歪体に与える影響を低減することができ、ロードセル３の温度変動による計量精度の低下を抑制することができる。
【００５１】
また、上下の断熱材２２，２３は、平板状の上下の支持金具２０，２１と、上下の荷重受け金具２４，２５の平面とによって挟まれた状態で介在しているので、上下の支持金具２０，２１からの荷重が、直立した状態の起歪体３０に安定して印加される。
【００５２】
上記実施形態では、トラックスケール１に適用したが、本発明は、トラックスケールに限らず、例えば、図５に示される組合せ秤におけるロードセルの取付けにも適用できるものである。
【００５３】
組合せ秤は、図５の概略模式図に示すように、上部中央には、外部の供給装置から供給される計量対象の物品を振動によって放射状に分散させる円錐形の分散フィーダ４０が設けられ、分散フィーダ４０の周囲には、分散フィーダ４０から送られてきた物品を振動によって各供給ホッパ４１に送りこむためのリニアフィーダ４２が設けられている。リニアフィーダ４２の終端下方には、複数の供給ホッパ４１、計量ホッパ４３がそれぞれ対応して設けられ、分散フィーダ４０を中心に円状に配置されている。また、各計量ホッパ４３は、計量ホッパ４３内の物品の重量を計測するロードセル４４に支持されており、ロードセル４４によって重量が計測される。計量ホッパ４３の下方には集合シュート４５が配設され、計量ホッパ４３から排出される物品を集めて集合ホッパ４６を介して下方へ排出する。この組合せ秤の下方には、例えば包装機が配置されており、集合ホッパ４６から排出された物品は包装機の投入口へ投入される。
【００５４】
組合せ秤では、図示しない制御部によって組合せ演算が行われる。この組合せ演算では、複数の計量ホッパ４３の物品の重量値を種々組合せた合計重量値（組合せ重量値）が、目標組合せ重量値に対して許容範囲内である最適組合せの計量ホッパ４３を選択し、選択した計量ホッパ４３から物品が排出され、集合ホッパ４６を介して包装機へ投入されて包装される。
【００５５】
図６は、この組合せ秤におけるロードセル４４の取付状態を示す概略図である。
【００５６】
この実施形態のロードセル４４は、起歪体４７を備えており、この起歪体４７は、上下一対の平行ビーム４７ａ，４７ｂの両端が連結されて、一端部が固定端部４７ｃ、他端が可動端部４７ｄとされた平行四辺形型（ロバーバル型）のロードセルである。
【００５７】
起歪体４７の固定端部４７ｃの端面は、固定側金属材４８、固定側断熱材４９を介してロードセル支持金具５０にネジによって固定連結されている。また、ロードセル４７の可動端部４７ｄの端面は、可動側金属材５１、可動側断熱材５２を介してＬ字状の計量ホッパ支持金具５３にネジによって固定連結されている。計量ホッパ支持金具５３には、計量ホッパ４３が連結支持されている。
【００５８】
これによって、計量ホッパ４３の重量が、ロードセル４７に負荷され、その重量が計測される。
【００５９】
この実施形態では、起歪体４７の固定端部４７ｃ側及び可動端部４７ｄ側には、それぞれ断熱材４９，５２が介挿されているので、起歪体４７への熱伝達が抑制される。これによって、計量ホッパ４３に、例えば、冷凍食品のような低温の物品や湯がいたコーンのような高温の物品が供給されて計量されるような場合に、低温あるいは高温の物品からの熱が計量ホッパ支持金具５３等を介して起歪体４７に伝達するのが、断熱材５１によって抑制されることになる。また、組合せ秤本体側から熱、例えば、上記各ホッパ４１，４３の排出ゲートを開閉する駆動部や上記各フィーダ４０，４２を振動駆動する駆動部からの発熱が、ロードセル支持金具５０等を介して起歪体４７に伝達するのが、断熱材４９によって抑制されることになる。
【００６０】
このようにロードセル４４の起歪体４７の両端部４７ｃ，４７ｄへの熱の伝達が抑制されるので、例えば、計量ホッパ４３に供給される物品の温度等による温度変動の影響を受けにくくなり、温度変動によるロードセル４４の計量精度の低下を抑制することができる。
【００６１】
本発明は、トラックスケールや組合せ秤のロードセルの取付けに限らず、他の装置、例えば、上記特許文献１のようなタンクやホッパの重量を計測するロードセルの取付けにも同様に適用できるものである。
【００６２】
上記実施形態では、起歪体の両端部に、金属材と断熱材とをそれぞれ介在させたが、本発明の他の実施形態として、温度変動の大きい側の一方の端部のみに、金属材と断熱材とを介在させてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１              トラックスケール
２              載台
３，４４        ロードセル
５              ピット
８              指示計
２０            上側支持金具（支持部材）
２１            下側支持金具（支持部材）
２２            上側断熱材
２３            下側断熱材
２４            上側荷重受け金具（金属材）
２５            下側荷重受け金具（金属材）
３０，４７      起歪体
【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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