(57)【要約】【課題】構成が単純な薄型の荷重伝達機構を提供する。【解決手段】ロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成して構成することから、別途ストッパー機構を設ける必要が無く、材料及び工数に掛かるコストを軽減することを可能とし、簡便な構造で薄型化を可能とする。【選択図】    図１
2007047052.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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、
前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、
前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成して構成することを特徴とする荷重伝達機構。
【請求項２】
前記荷重点側フレーム及び支点側フレームの各２つのビーム体は、各々鉛直方向下向き及び鉛直方向上向きを開口部とする略コの字断面の部材であり、前記各ビーム体のいずれか一方の開口部の片側の一辺にストッパー形状を成し、前記ストッパーを成した開口部の片側一辺の鉛直方向の延長上に、相対するビーム体の閉口部が位置するように配されて成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】
前記荷重ストッパーは、ロードセルの測定方向にロードセルを２分割する中心線の延長線上に当る付近のビーム体の幅を最も広く、前記ビーム体の両端側に向かって幅が狭くなるようなテーパーを成し、前記ビーム体の両端側の内、前記ロードセルの荷重点側端部側のビーム体の幅を最も狭くして成ることを特徴とする請求項２記載の荷重伝達機構。
【請求項４】
前記荷重ストッパーは、ロードセルの測定方向にロードセルを２分割する中心線の延長線上に当る付近のビーム体の幅を最も広くする凸部と、前記ビーム体の両端側に前記凸部よりも幅の狭い凸部を設け、前記ビーム体の両端側の凸部の内、前記ロードセルの荷重点側端部側の凸部の幅の方を最も狭くした段差形状をして成ることを特徴とする請求項２記載の荷重伝達機構。
【請求項５】
梁の両端部を各々荷重点側端部及び支点側端部として中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、
ロードセルは、少なくとも高さ方向の距離に比べて幅方向の距離のほうが長い薄型形状であり、ロードセルに荷重点側フレームと支点側フレームとを取り付けるビスは、荷重負荷時に、ロードセルと各部材との接触面において、押し付けられる力が働く面よりも引き離される力が働く面を強く締結するように複数配され、ロードセルの両端部の端面に対して同じ配列にして成ることを特徴とする荷重伝達機構。
【請求項６】
前記複数配置されるビスは、各ビスの中心軸同士が鉛直方向に同一線上に並ぶことなく、全てのビスの総負荷面積が、接触面の内の引き離される力を受ける面に占める負荷面積の割合が高くなるように配して成ることを特徴とする請求項５記載の荷重伝達機構。
【請求項７】
前記複数配置されるビスは、ロードセルの接触面の高さ方向において、ロードセルを鉛直方向に２分割する中心線から、ロードセルの上端及び下端までの距離の１／２以上離した位置にビスの中心を配して成ることを特徴とする請求項６記載の荷重伝達機構。
【請求項８】
梁の両端部を各々荷重点側端部及び支点側端部として中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、
前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、
前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成して構成し、
ロードセルは、少なくとも高さ方向の距離に比べて幅方向の距離のほうが長い薄型形状であり、ロードセルに荷重点側フレームと支点側フレームとを取り付けるビスは、荷重負荷時に、ロードセルと各部材との接触面において、押し付けられる力が働く面よりも引き離される力が働く面を強く締結するように複数配され、ロードセルの両端部の端面に対して同じ配列にして成ることを特徴とする荷重伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロバーバル機構を有するロードセルを用いた薄型の荷重伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロードセルを用いた荷重伝達機構に関する技術が数多く提案されている。例えば図Ｚに示したように、公知のロードセル１０２の荷重点側及び支点側端面に同形状のフレーム１０２及び１０３を介して荷重を伝達するように構成したことにより、製造コストを抑えるようにしたものがあり、ロードセル１０２を大きくし、フレームを剛体に近い部材で構成することにより、高荷重にも耐えうる精度の高い荷重伝達機構１０１を実現したものである。
【０００３】
また、荷重伝達機構の中でも、薄型を目的とした技術として、ロードセルの端部に取り付ける取付部材と、前記取付部材の両端に接続した梁部材とから成る略Ｈ型のフレームを介して、ロードセルへ荷重を伝達する構成の荷重伝達機構が開示されており、この薄型化によりロードセルに掛かる過荷重を防止するために、弾性体を用いたストッパー機構を備えて成るものである（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】実公昭６３−１９７８６号公報
【特許文献２】実公平２−２２６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図Ｚに示される荷重伝達機構１０１は、ロードセル１０２並びに各フレーム１０３及び１０４を高さ方向に厚くすることにより強度を保ち、高荷重且つ高精度に対応させるものであるため、製品自体が厚いものになり、バリアフリーなどにより望まれている秤の薄型化を目指す場合には不向きである。
【０００５】
また、上記特許文献１や特許文献２に開示されている荷重伝達機構は、ストッパー機構を含む荷重伝達機構自体の部品点数が多くなる構成になり、コストアップにつながる恐れがある。
【０００６】
従って、本発明の荷重伝達機構は、上述の問題点を解決し、構成が単純な薄型の荷重伝達機構を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成して構成する荷重伝達機構を提供する。
【０００８】
また、前記荷重点側フレーム及び支点側フレームの各２つのビーム体は、各々鉛直方向（ここで、本明細書中の鉛直方向とは、特に但し書きが無い限り、重力の方向を示すものであるとする。）下向き及び鉛直方向上向きを開口部とする略コの字断面の部材であり、前記各ビーム体のいずれか一方の開口部の片側の一辺にストッパー形状を成し、前記ストッパーを成した開口部の片側一辺の鉛直方向の延長上に、相対するビーム体の閉口部が位置するように配されて成る。
【０００９】
また、前記荷重ストッパーは、ロードセルの測定方向にロードセルを２分割する中心線の延長線上に当る付近のビーム体の幅を最も広く、前記ビーム体の両端側に向かって幅が狭くなるようなテーパーを成し、前記ビーム体の両端側の内、前記ロードセルの荷重点側端部側のビーム体の幅を最も狭くして成る。
【００１０】
また、前記荷重ストッパーは、ロードセルの測定方向にロードセルを２分割する中心線の延長線上に当る付近のビーム体の幅を最も広くする凸部と、前記ビーム体の両端側に前記凸部よりも幅の狭い凸部を設け、前記ビーム体の両端側の凸部の内、前記ロードセルの荷重点側端部側の凸部の幅の方を最も狭くした段差形状をして成る。
【００１１】
また、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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、ロードセルは、少なくとも高さ方向の距離に比べて幅方向の距離のほうが長い薄型形状であり、ロードセルに荷重点側フレームと支点側フレームとを取り付けるビスは、荷重負荷時に、ロードセルと各部材との接触面において、押し付けられる力が働く面よりも引き離される力が働く面を強く締結するように複数配され、ロードセルの両端部の端面に対して同じ配列にして成る荷重伝達機構を提供する。
【００１２】
また、前記複数配置されるビスは、各ビスの中心軸同士が鉛直方向に同一線上に並ぶことなく、全てのビスの総負荷面積が、接触面の内の引き離される力を受ける面に占める負荷面積の割合が高くなるように配して成る。
【００１３】
また、前記複数配置されるビスは、ロードセルの接触面の高さ方向において、ロードセルを鉛直方向に２分割する中心線から、ロードセルの上端及び下端までの距離の１／２以上離した位置にビスの中心を配して成る。
【００１４】
更に、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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成し、ロードセルは、少なくとも高さ方向の距離に比べて幅方向の距離のほうが長い薄型形状であり、ロードセルに荷重点側フレームと支点側フレームとを取り付けるビスは、荷重負荷時に、ロードセルと各部材との接触面において、押し付けられる力が働く面よりも引き離される力が働く面を強く締結するように複数配され、ロードセルの両端部の端面に対して同じ配列にして成る荷重伝達機構を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成して構成することから、別途ストッパー機構を設ける必要が無く、材料及び工数に掛かるコストを軽減することを可能とし、簡便な構造で薄型化を可能とする。
【００１６】
また、前記荷重点側フレーム及び支点側フレームの各２つのビーム体は、各々鉛直方向下向き及び鉛直方向上向きを開口部とする略コの字断面の部材であり、前記各ビーム体のいずれか一方の開口部の片側の一辺にストッパー形状を成し、前記ストッパーを成した開口部の片側一辺の鉛直方向の延長上に、相対するビーム体の閉口部が位置するように配されて成り、  また、前記荷重ストッパーは、ロードセルの測定方向にロードセルを２分割する中心線の延長線上に当る付近のビーム体の幅を最も広く、前記ビーム体の両端側に向かって幅が狭くなるようなテーパーを成し、前記ビーム体の両端側の内、前記ロードセルの荷重点側端部側のビーム体の幅を最も狭くして成り、また、前記荷重ストッパーは、ロードセルの測定方向にロードセルを２分割する中心線の延長線上に当る付近のビーム体の幅を最も広くする凸部と、前記ビーム体の両端側に前記凸部よりも幅の狭い凸部を設け、前記ビーム体の両端側の凸部の内、前記ロードセルの荷重点側端部側の凸部の幅の方を最も狭くした段差形状をして成ることから、薄型化により荷重点側フレーム及び支点側フレーム間のクリアランスが狭くなり、偏置荷重によるロードセル及び荷重点側フレームの傾きが荷重伝達機構の性能に大きく影響する場合であっても、前記ストッパーが適切な位置で働き、高精度なロードセル性能を満足すると共に、ロードセルへの過負荷を防止することを可能とする。
【００１７】
また、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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、ロードセルは、少なくとも高さ方向の距離に比べて幅方向の距離のほうが長い薄型形状であり、ロードセルに荷重点側フレームと支点側フレームとを取り付けるビスは、荷重負荷時に、ロードセルと各部材との接触面において、押し付けられる力が働く面よりも引き離される力が働く面を強く締結するように複数配され、ロードセルの両端部の端面に対して同じ配列にして成ることから、ロードセルの薄型化に対応して適切にビスを配することを可能とする。
【００１８】
また、前記複数配置されるビスは、各ビスの中心軸同士が鉛直方向に同一線上に並ぶことなく、全てのビスの総負荷面積が、接触面の内の引き離される力を受ける面に占める負荷面積の割合が高くなるように配して成り、また、前記複数配置されるビスは、ロードセルの接触面の高さ方向において、ロードセルを鉛直方向に２分割する中心線から、ロードセルの上端及び下端までの距離の１／２以上離した位置にビスの中心を配して成ることから、薄型化したロードセルに対して、ビス同士の負荷面積が確保され、締結力の強い大きなビスを用いることも可能とする。
【００１９】
更に、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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成し、ロードセルは、少なくとも高さ方向の距離に比べて幅方向の距離のほうが長い薄型形状であり、ロードセルに荷重伝達フレームと支点側フレームとを取り付けるビスは、荷重負荷時に、ロードセルと各部材との接触面において、押し付けられる力が働く面よりも引き離される力が働く面を強く締結するように複数配され、ロードセルの両端部の端面に対して同じ配列にして成ることから、高精度なロードセルの性能を満足すると共に、薄型に且つ安価に構成することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成して構成する。
【００２１】
また、前記荷重点側フレーム及び支点側フレームの各２つのビーム体は、各々鉛直方向下向き及び鉛直方向上向きを開口部とする略コの字断面の部材であり、前記各ビーム体のいずれか一方の開口部の片側の一辺にストッパー形状を成し、前記ストッパーを成した開口部の片側一辺の鉛直方向の延長上に、相対するビーム体の閉口部が位置するように配されて成る。
【００２２】
また、前記荷重ストッパーは、ロードセルの測定方向にロードセルを２分割する中心線の延長線上に当る付近のビーム体の幅を最も広く、前記ビーム体の両端側に向かって幅が狭くなるようなテーパーを成し、前記ビーム体の両端側の内、前記ロードセルの荷重点側端部側のビーム体の幅を最も狭くして成る。
【００２３】
また、前記荷重ストッパーは、ロードセルの測定方向にロードセルを２分割する中心線の延長線上に当る付近のビーム体の幅を最も広くする凸部と、前記ビーム体の両端側に前記凸部よりも幅の狭い凸部を設け、前記ビーム体の両端側の凸部の内、前記ロードセルの荷重点側端部側の凸部の幅の方を最も狭くした段差形状をして成る。
【００２４】
また、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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、ロードセルは、少なくとも高さ方向の距離に比べて幅方向の距離のほうが長い薄型形状であり、ロードセルに荷重点側フレームと支点側フレームとを取り付けるビスは、荷重負荷時に、ロードセルと各部材との接触面において、押し付けられる力が働く面よりも引き離される力が働く面を強く締結するように複数配され、ロードセルの両端部の端面に対して同じ配列にして成る。
【００２５】
また、前記複数配置されるビスは、各ビスの中心軸同士が鉛直方向に同一線上に並ぶことなく、全てのビスの総負荷面積が、接触面の内の引き離される力を受ける面に占める負荷面積の割合が高くなるように配して成る。
【００２６】
また、前記複数配置されるビスは、ロードセルの接触面の高さ方向において、ロードセルを鉛直方向に２分割する中心線から、ロードセルの上端及び下端までの距離の１／２以上離した位置にビスの中心を配して成る。
【００２７】
更に、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中央部を感歪部とするロバーバル機構を有するロードセルと、ロードセルに荷重を伝達する荷重点側フレーム及び支点側フレームを前記荷重点側端部及び支点側端部の各々にビス止めして取り付けて成る荷重伝達機構において、前記荷重点側フレーム及び前記支点側フレームは、各々、前記各端部の端面に取り付ける取付部材と、前記各取付部材の両端部で各々支持される２つのビーム体とから成り、前記荷重点側フレームの２つのビーム体と前記支点側フレームの２つのビーム体との内の少なくとも一方のビーム体の一部が、所定荷重以上の負荷に対して、相対するフレームのビーム体に接触してロードセルへの荷重伝達をストップするストッパー機構を成し、ロードセルは、少なくとも高さ方向の距離に比べて幅方向の距離のほうが長い薄型形状であり、ロードセルに荷重点側フレームと支点側フレームとを取り付けるビスは、荷重負荷時に、ロードセルと各部材との接触面において、押し付けられる力が働く面よりも引き離される力が働く面を強く締結するように複数配され、ロードセルの両端部の端面に対して同じ配列にして成る。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１は、本実施例の荷重伝達機構の構成を示す外観斜視図であり、図２は、図１の正面図であり、図３は、図２のＸ方向から見た側面図であり、図４は、図２及び図３に示したＹ−Ｙ断面図である。
【００２９】
本実施例の荷重伝達機構１は、ロードセル２と荷重点側フレーム３及び支点側フレーム４と、前記ロードセル２に荷重点側フレーム３及び支点側フレーム４とを取り付けるためのビス５とから構成する。
【００３０】
前記ロードセル２は、前記荷重点側フレーム３を取り付ける荷重点側端面２ａと前記支点側フレーム４を取り付ける支点側端面２ｂとを有し、中央部付近に公知の歪ゲージを貼付した感歪部２ｃを有する公知のロードセルである。ただし、高荷重及び高精度且つ薄型の荷重伝達機構を実現するために、後述するように、ロードセル２自体を薄型形状にして成るものとする。
【００３１】
また、荷重点側フレーム３は、ビス５を用いて前記荷重点側端面２ａに取り付けるための取付部６と、前記各端面２ａ及び２ｂを直角に結ぶ直線に対して平行に、且つ、ロードセル２を挟んで対称な位置に、前記取付部６に固定された２本のビーム７ａ及び７ｂとから成る。前記ビーム７ａ及び７ｂは、鉛直方向下向きに開口部を成す略コの字断面の部材であり、本実施例においては、開口部の片側の一辺を、図４を用いて後述する、ロードセル２に過負荷が掛かるのを防止するストッパー機構を兼ねる形状にして成るものである。
【００３２】
更に、支点側フレーム４は、前記荷重点側フレーム３と同様にして、ロードセル２の支点側端面２ｂに取り付けるための取付部８と、前記各端面２ａ及び２ｂを直角に結ぶ直線に対して平行に、且つ、ロードセル２を挟んで対称な位置に、前記取付部８に固定された２本のビーム９ａ及び９ｂとから成る。前記ビーム９ａ及び９ｂは、前記ビーム７ａ及び７ｂとは逆に、鉛直方向上向きに開口部を成す略コの字断面の部材である。
【００３３】
ここで、図２及び図３に示すように、前記ビーム７ａ及び７ｂ間の距離は、前記ビーム９ａ及び９ｂ間の距離に比べて広く配されて成り、ビーム７ａとビーム９ａとを一対として着目すると、前記ストッパー機構を兼ねるように形成したビーム７ａの開口部の片側の一辺は、その鉛直下方にビーム９ａの閉口部が位置するように配されて成る。ビーム７ｂとビーム９ｂとの一対もこれと同様の関係を有して成る。
【００３４】
これにより、前記荷重伝達機構１は、図Ｚの従来例に示したような、同形状の荷重点側フレーム１０３と支点側フレーム１０４とを、ロードセル１０２に対して、全く対称に取り付けた荷重伝達機構１０１に比べて薄型化することが可能となる。
【００３５】
次に、前述したビーム７ａ及び７ｂに形成したストッパー機構について、図４を用いて説明する。図４は、図２のＹ−Ｙ断面図において、前記ビーム７ａのストッパー機構を兼ねるように形成した開口部の片側一辺と、その鉛直下方に位置するビーム９ａの閉口部内面との関係を示す図である。
【００３６】
これによると、ビーム７ａの開口部の片側一辺は、平面を成すビーム９ａの閉口部内面に対して平行ではなく、ビーム７ａとビーム９ａとの隙間を、中央付近を最も狭い距離ｍ１とし、ビーム７ａの両端側に向かうに伴って前記隙間が広くなるようなテーパー状に形成されている。また、前記ビーム７ａの両端側の内、ロードセル２の荷重点側端面２ａ側の端部とビーム９ａとの隙間を最も広い距離ｍ３となるように形成されており、これらのビーム７ａ及びビーム９ａの隙間の関係は、ｍ１<ｍ２<ｍ３なる関係を成す形状になっている。
【００３７】
前述の関係は、偏置荷重による荷重点側フレーム３の傾きを考慮した関係である。すなわち、荷重伝達機構１は、ロードセル２の荷重点側端面２ａと支点側端面２ｂとを直角に結ぶ直線の方向に荷重を偏置して負荷した場合には、ロードセル２の中央に荷重を負荷した場合に比べてモーメントの影響により、ロードセル２及び荷重点側フレーム３が偏置位置方向に傾く。これに伴って、ビーム７ａ及び７ｂも傾くことになる。この場合において、前記ビーム７ａの開口部の片側一辺を、ビーム９ａの閉口部内面に対して平行に形成した場合には、負荷する荷重が秤量に満たなくとも偏置荷重による前記傾きの影響により、ビーム７ａとビーム９ａとが接触してしまい、それ以上荷重が検出されなくなるため、非直線性又はスパン誤差を引き起こす原因となってしまう可能性がある。
【００３８】
このような誤差を回避するため、ビーム７ａのストッパー機構は、偏置荷重による傾きに合わせて、前述したビーム７ａ及びビーム９ａの隙間の関係に基づいて設定されるものである。
【００３９】
続いて、図５乃至図８を用いて、ロードセル２とロードセル２に荷重点側フレーム３及び支点側フレーム４を取り付けるためのビス５の配置とについて説明する。
【００４０】
図５は、ロードセル２の上面から見た一部断面図であり、図６は、図５のＺ−Ｚ断面図であり、図７は、荷重点側フレーム３の取付面を示す側面図である。また、図８は、荷重によるロードセル２の変形と荷重点側フレーム３の取付部６及び支点側フレーム４の取付部８との関係を示す図である。
【００４１】
本実施例のロードセル２は、従来例に示したように、荷重点側フレーム１０３と支点側フレーム１０４とをロードセル１０２の各端面に取り付けて荷重伝達機構１０１を構成し、高荷重及び高精度に対応させるために、ロードセル１０２並びに各フレーム１０３及び１０４を高さ方向に厚くした公知のロードセル１０２の形状に基づいて、荷重と出力値との関係が等しくなるように、すなわち、断面係数の値が同じになるように高さｄと幅ｈとして薄型形状にしたものである。この演算に関しては一般的な材料力学に基づく公知のものであるため説明を省略する。
【００４２】
図８に示すように、ロードセル２は、荷重により変形し、各取付部６及び８には各々、ロードセル２から引き離される方向の力と押し付けられる方向の力とが働き、荷重点側端面２ａと支点側端面２ｂとでは上下逆に働くものである。従って、本実施例においては、図７に示すように３本のビス５を配することにより、ビスの本数を不要に増やすことなく、荷重負荷時にロードセル２の各端面から取付部６及び８がずれないように締結することを可能としたものである。
【００４３】
前記ビス５は、ロードセル２の各端面２ａ及び２ｂを鉛直方向に２分割する中心線ｊ−ｊに対して対称に、また、同様に水平方向に２分割する中心線ｋ−ｋに対して、主にロードセル２から引き離される方向の力が働く面に２本、主にロードセル２から押し付けられる方向の力が働く面に１本配して成る。すなわち、図５のロードセル２の断面図に示すように、荷重点側端面２ａと支点側端面２ｂとで上下逆に配置するものであり、ビスの負荷面積の上端と下端との距離ｔをロードセル２の高さｈに対して広く取るほどに、ロードセル２と各フレーム３及び４とのズレを防止するように締結力が強化されるものである。
【００４４】
また、ビス５の各中心が鉛直方向同一直線上に並ばないように配することにより、ビス同士の負荷面積が確保されるため、高さ方向に薄くしたとしても、締結力の強い大きなビスを用いることも可能とするものである。
【００４５】
この配置に関しては、発明者によって、図９の（ａ）乃至（ｃ）に示した、各端面２ａ及び２ｂに対する３パターンのビス配列の比較によっても確認されている。図９（ａ）は、前記中心線ｋ−ｋ上に３本のビスを並列配置したものであり、図９（ｂ）は、両端面２ａ及び２ｂ共に上下同方向にビスを配したものであり、図９（ｃ）は、前述した本実施例の配列を示すものである。この３パターンについて、過荷重を加えた前後の中央荷重時の非直線性又はスパン性能を比較した。
【００４６】
図９（ａ）においては、図示しないが、過荷重の前後において、スパンが０．０３％減少したことから、所望の締結力が得られておらず、ロードセル２と各取付部６及び８とが過荷重による微少なずれを生じたことが原因であると考えられる。
【００４７】
また、図９（ｂ）及び図９（ｃ）においては、図示しないが、図９（ａ）の配列に比べて、前記中心線ｋ−ｋ方向にビスの負荷面積が広がったことにより、ロードセル２と各フレーム３及び４とのズレが防止され、過荷重の前後でスパンの変動は見られなかった。しかしながら、図９（ｂ）の過荷重後の非直線性能は、図１０（ｂ）のグラフに示すように、０．００７（％）程度であるのに対して、本実施例の配列である図９（ｃ）の過荷重後の非直線性能は、図１０（ｃ）のグラフに示すように、０．００２（％）と良好な値を示した。これは、ロードセル２の荷重点側端面２ａ及び支点側端面２ｂにおいて、各フレーム３及び４をロードセル２から引き離される方向の力と押し付けられる方向の力とに対するビス配列を両端面で同じ配列とすることにより、ロードセル２に掛かる荷重による応力変動の影響を、荷重点側と支点側とで対称に保つことができ、安定した性能を得られるものである。
【００４８】
また、発明者の実測結果から、ビス５の各中心位置は、ロードセル２の高さｈに対して、前記中心線ｋ−ｋからｈ／４以上の距離を取ることが望ましいとされる。
【００４９】
なお、本実施例では、図４に示したように、前記ビーム７ａ及び７ｂに形成したストッパーは、ｍ１<ｍ２<ｍ３なる関係を成すように、ビーム７ａの開口部の片側一辺をテーパー状に形成したが、図１１に示すように、前記関係を成す段差形状に形成しても良い。また、ビーム７ａ及び７ｂの各開口部の片側一辺に形成されるに限らず、ビーム７ａ及び７ｂの各開口部の両側二辺に各々形成され、前記二辺が共に、相対するビーム９ａ及び９ｂの閉口部内面を鉛直下方に位置する形状にしても良い。更に、前記ストッパーは、ビーム９ａ及び９ｂに形成されても良い。
【００５０】
また、図５乃至図８で詳述したように、ロードセル２と荷重点側フレーム３及び支点側フレーム４との各締結において、各々ビス５を３本用いたが、これはビスの本数を最小にする事例を挙げたに過ぎず、３本以上の複数本のビスを用いて固定しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施例の荷重伝達機構１の外観斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図２のＸ方向から見た側面図である。
【図４】図２のＹ−Ｙ断面における一部断面図である。
【図５】ロードセル２の正面の一部断面図である。
【図６】図５のＺ−Ｚ断面図である。
【図７】ロードセル２の荷重点側端面２ａを示す図である。
【図８】荷重負荷時のロードセル２の各端面２ａ及び２ｂに働く力を示すイメージ図である。
【図９】ビス配列の比較測定に用いた３パターンを（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）として示した図である。
【図１０】図９（ｂ）及び（ｃ）の過負荷後の非直線性性能を示すグラフである。
【図１１】ストッパーの別の形状を示す図である。
【図１２】従来の荷重伝達機構１０１を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  荷重伝達機構
２  ロードセル
３  荷重点側フレーム
４  支点側フレーム
５  ビス
６  荷重点側フレーム取付部
７ａ、７ｂ  荷重点側ビーム
８  支点側フレーム取付部
９ａ、９ｂ  支点側ビーム
１０１  荷重伝達機構
１０２  ロードセル
１０３  荷重点側フレーム
１０４  支点側フレーム
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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