JP2021081291A - ロードセルの四隅調整方法およびその方法を用いたロードセルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２つのロバーバル機構部を備えたロードセルの四隅調整を容易に行えるロードセルの四隅調整方法を提供する。【解決手段】 各々、固定部１１および可動部１２と、固定部１１と可動部１２を連結し複数の起歪部Ｄ１〜Ｄ４が形成された一対のビーム部１３，１４とを有し、水平方向に並んで平行に配置された第１および第２のロバーバル機構部２，３と、固定部１１同士を連結する第１の連結部４と、可動部１２同士を連結する第２の連結部５と、複数の起歪部Ｄ１〜Ｄ４の外側表面に貼付された複数の歪ゲージＧと、を備えたロードセルの四隅調整方法であって、第１のロバーバル機構部２の起歪部Ｄ１〜Ｄ４の内側表面を第２のロバーバル機構部３と対向する側とは反対側から削ること、および／または、第２のロバーバル機構部３の起歪部Ｄ１〜Ｄ４の内側表面を第１のロバーバル機構部２と対向する側とは反対側から削ること、によって四隅調整を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、ロードセルの四隅調整方法およびその方法を用いたロードセルの製造方法に関する。

一般的に、ロードセルには被計量物が保持される受け皿等の荷重受け部材が取り付けられ、荷重受け部材の隅部分に被計量物が保持されて偏荷重が作用したときのロードセルからの出力信号が、荷重受け部材の中央部分に同被計量物が保持された場合と同等の出力信号となるように、四隅調整が行われている。

特許文献１には、ダブルビーム型のロードセルについて、ストレインゲージを貼付した荷重受体の円弧凹状面に切削された箇所の少なくとも１つをけずり取る四隅調整方法が記載されている。しかし、この方法はロバーバル機構部を１つ備えた一般的なダブルビーム型のロードセルに対する職人的経験や勘に基づいて行われるものである。同じダブルビーム型のロードセルであっても、ロバーバル機構部を２つ備えた特殊な形状を有する場合には、そのロードセルに適した簡便な四隅調整方法が必要である。

特開昭６０−８５３３４号公報

本発明は、２つのロバーバル機構部を備えたロードセルの四隅調整を容易に行うことができるロードセルの四隅調整方法およびその方法を用いたロードセルの製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある態様に係るロードセルの四隅調整方法は、各々、第１の水平方向に間隔を隔てて配置される固定部および可動部と、上下方向に間隔を隔てて平行に配置され前記固定部と前記可動部とを連結し複数の起歪部が形成された一対のビーム部とを有し、前記第１の水平方向とは垂直な第２の水平方向に並んで平行に配置された第１および第２のロバーバル機構部と、前記第１のロバーバル機構部の前記固定部と前記第２のロバーバル機構部の前記固定部とを連結する第１の連結部と、前記第１のロバーバル機構部の前記可動部と前記第２のロバーバル機構部の前記可動部とを連結する第２の連結部と、複数の前記起歪部の外側表面に貼付された複数の歪ゲージと、を備え、前記第１および第２のロバーバル機構部のそれぞれの前記起歪部が、前記一対の各ビーム部において、前記固定部寄りの部分と前記可動部寄りの部分とに形成されているロードセルの四隅調整方法であって、前記第１のロバーバル機構部の前記起歪部の内側表面を前記第２のロバーバル機構部と対向する側とは反対側から削ること、および／または、前記第２のロバーバル機構部の前記起歪部の内側表面を前記第１のロバーバル機構部と対向する側とは反対側から削ること、によって四隅調整を行い、前記第１のロバーバル機構部の前記起歪部の内側表面を前記第２のロバーバル機構部と対向する側から削ることによる四隅調整を行わず、かつ、前記第２のロバーバル機構部の前記起歪部の内側表面を前記第１のロバーバル機構部と対向する側から削ることによる四隅調整を行わないようにしている。

また、本発明のある態様に係るロードセルの製造方法は、上記のロードセルの四隅調整方法を用いる。

これら本発明によれば、起歪部の内側表面の外部から近い部分のみを削って四隅調整を行うようにしているので、四隅調整を容易に行うことができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、２つのロバーバル機構部を備えたロードセルの四隅調整を容易に行うことができるロードセルの四隅調整方法およびその方法を用いたロードセルの製造方法を提供することができるという効果を奏する。

図１は、本実施形態において四隅調整を行うロードセルの一例を示す斜視図である。 図２（Ａ）は、図１に示すロードセルの平面図であり、図２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれ同ロードセルを異なる方向から見た側面図である。 図３は、本実施形態のロードセルの四隅調整方法を説明するための斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（実施形態）
図１は、本実施形態において四隅調整を行うロードセルの一例を示す斜視図である。図２（Ａ）は、図１に示すロードセルの平面図（上方から見た図）であり、図２（Ｂ）は、同ロードセルを図２（Ａ）の矢印ｂ方向から見た側面図であり、図２（Ｃ）は、同ロードセルを図２（Ａ）の矢印ｃ方向から見た側面図であり、図２（Ｄ）は、同ロードセルを図２（Ａ）の矢印ｄ方向から見た側面図を拡大した図である。なお、図２（Ｄ）では、第１のロバーバル機構部２およびその近傍部分のみを図示し、ストッパ部材６等は図示していない。

本実施形態において四隅調整を行うロードセル１は、第１および第２のロバーバル機構部２，３と、第１および第２のロバーバル機構部２，３を連結する第１，第２の連結部４，５と、ストッパ部材６と、複数の歪ゲージＧなどを備えている。

第１および第２のロバーバル機構部２，３は、同一構成であり、水平方向に離れて平行に設けられている。

各ロバーバル機構部２，３は、支持固定される柱状の固定部１１と、荷重が負荷される柱状の可動部１２と、固定部１１の上部と可動部１２の上部とを連結する上ビーム部１３と、固定部１１の下部と可動部１２の下部とを連結する下ビーム部１４とを有する。上ビーム部１３と下ビーム部１４とは、上下方向に間隔を隔てて平行に配置されており、夫々上下に対称となる２箇所に薄肉部分からなる複数の起歪部Ｄ１〜Ｄ４が形成されている。ここで、上ビーム部１３および下ビーム部１４において、固定部１１寄りの部分に起歪部Ｄ１,Ｄ３が形成され、可動部１２寄りの部分に起歪部Ｄ２,Ｄ４が形成されている。各起歪部Ｄ１〜Ｄ４の外側表面（起歪部Ｄ１，Ｄ２の上面及び起歪部Ｄ３，Ｄ４の下面）には、荷重検出用の歪ゲージＧが貼付されている。

第１の連結部４は、第１および第２のロバーバル機構部２，３の固定部１１，１１同士を連結し、第２の連結部５は、第１および第２のロバーバル機構部２，３の可動部１２，１２同士を連結している。各固定部１１，１１には、ロードセル１を固定するための固定用の穴２１が設けられている。また、第２の連結部５には、被計量物を保持する受け皿、ホッパ等の荷重受け部材を取付けるための穴２２が設けられている。荷重受け部材に被計量物が保持されると、第２の連結部５およびこれに連結された可動部１２，１２に荷重が負荷される。

上記の各ロバーバル機構部２，３において、固定部１１と可動部１２とが第１の水平方向に間隔を隔てて配置されており、第１のロバーバル機構部２と第２のロバーバル機構部３とが、上記第１の水平方向とは垂直な第２の水平方向に並んで平行に配置されている。そして、第１の連結部４および第２の連結部５は、それぞれ第２の水平方向に延びて形成され、第１の水平方向に並んで平行に配置されている。なお、第１、第２の水平方向は、図２（Ａ）に矢印で示している。

ストッパ部材６は、過負荷によるロードセル１の破損を防ぐための部材である。このストッパ部材６を取り付けるために、第１の連結部４の中央部に段付き穴４１が設けられ、第２の連結部５の中央部に貫通穴５１が設けられている。ストッパ部材６は、その先端部分が、段付き穴４１の外側から挿入されてさらに貫通穴５１へ挿入される。このとき、ストッパ部材６の基端部分が段付き穴４１に圧入されることにより、ストッパ部材６が段付き穴４１に固定される。ストッパ部材６の先端部分の径は、貫通穴５１の径よりも小さいように構成されている。

このロードセル１の製造方法について簡単に説明する。例えば、アルミニウム等で形成された直方体形状の起歪体を加工して、歪ゲージＧおよびストッパ部材６以外の部分が形成される。歪ゲージＧおよびストッパ部材６は別途準備される。ストッパ部材６は、起歪体と同じ材料で形成されたものを用いてもよいし、異なる材料で形成されたものを用いてもよい。

上記の直方体形状の起歪体を加工する際、例えば、平面視において、第１および第２のロバーバル機構部２，３と第１および第２の連結部４，５とで囲まれる領域部分をくり抜いて内部空間Ｓｐ１が形成される。次に、第１および第２のロバーバル機構部２，３の形成部分において、各々の側面方向から固定部１１および可動部１２と上ビーム部１３および下ビーム部１４とで囲まれる領域部分をくりぬいて空間Ｓｐ２が形成される。この際、起歪部Ｄ１〜Ｄ４に対応する弓形領域が最後に形成されるようにしてもよい。

次に、ストッパ部材６を取り付け、第１および第２のロバーバル機構部２，３の上面Ｆａおよび下面Ｆｂの起歪部Ｄ１〜Ｄ４に対応する部分に歪ゲージＧを接着剤で貼付する。なお、ここで、貼付された８つの歪ゲージＧは、ホイートストンブリッジ等の回路形式に接続されており、可動部１２に荷重が負荷されることによって起歪部Ｄ１〜Ｄ４に発生する歪に応じた電気信号がロードセル１から出力されるよう構成されている。この出力信号は荷重の大きさに応じた荷重信号であり、この荷重信号が重量値に変換される。

この後、四隅調整を行う。図３は、ロードセル１の四隅調整方法を説明するための斜視図である。四隅調整を行うときには、ロードセル１を組み込む計量装置または当該装置を模擬した模擬装置を用い、この装置におけるロードセル１の所定の取付部分に、２つの固定用の穴２１にボルト等を挿入してロードセル１を固定するとともに、被計量物を保持する受け皿（秤量皿）等の荷重受け部材１０１をロードセル１に取り付ける。図３の例では、荷重受け部材１０１を支持する支持部材１０２をボルト等で穴２２に取付けることにより、荷重受け部材１０１がロードセル１のほぼ直上に取り付けられるが、ホッパを荷重受け部材１０１としてロードセル１の横に並べ、支持部材１０２を介してボルトなどで穴２２に取り付けて四隅調整を行っても良い。

四隅調整では、例えば、ロバーバル機構部を１つ備えた一般的なロードセルと同様に、荷重受け部材１０１の４つの各隅部Ａ〜Ｄに順番に所定の試料を載せて、そのときのロードセル１の出力信号が、荷重受け部材１０１の中央部に同試料を載せたときの出力信号と同等となるように、いずれかの起歪部の内側表面をやすり等で削って調整する。

この四隅調整を行う際に、やすり等で削る箇所としては、第１のロバーバル機構部２の各起歪部Ｄ１〜Ｄ４の内側表面における第２のロバーバル機構部３と対向する側の部分Ｎ１〜Ｎ４と、これとは反対側の部分Ｓ１〜Ｓ４と、第２のロバーバル機構部３の各起歪部Ｄ１〜Ｄ４の内側表面における第１のロバーバル機構部２と対向する側の部分Ｎ１〜Ｎ４と、これとは反対側の部分Ｓ１〜Ｓ４と、が考えられ、ロバーバル機構部を１つ備えるロードセルより多くの対象となる箇所がある。四隅調整を行うロードセルの起歪体に対する加工精度や歪みゲージＧの貼付箇所には個体差があるので、個別に削る箇所を選択するのが好ましい。

しかし、本発明者らは、作業効率やロードセルの強度を考慮して試行錯誤を重ね、第１のロバーバル機構部２，３の各起歪部Ｄ１〜Ｄ４の内側表面の上記部分Ｎ１〜Ｎ４を削らないようにし、これとは反対側の部分Ｓ１〜Ｓ４を削って調整するという、作業し易く、且つ、削る箇所・量の少ない四隅調整方法を発明した。すなわち、第１のロバーバル機構部２の起歪部Ｄ１〜Ｄ４の内側表面を、第２のロバーバル機構部３と対向する側とは反対側から削ること、および／または、第２のロバーバル機構部３の起歪部Ｄ１〜Ｄ４の内側表面を、第１のロバーバル機構部２と対向する側とは反対側から削ること、によって四隅調整を行う。これにより、四隅調整を容易に行うことができる。

例えば、隅部Ａに試料を載せたときのロードセル１の出力信号が、荷重受け部材１０１の中央部に同試料を載せたときの出力信号よりも荷重値が小さくなる場合に、削る箇所としては、第１のロバーバル機構部２の起歪部Ｄ１，Ｄ３の内側表面における部分Ｎ１，Ｎ３とこれとは反対側の部分Ｓ１，Ｓ３とが考えられるが、本実施形態では、部分Ｎ１，Ｎ３は削る対象とはしないで、外部に近い部分Ｓ１，Ｓ３の少なくとも一方を削る。

なお、本実施形態では、第１および第２のロバーバル機構部２，３の上面Ｆａおよび下面Ｆｂの両面に歪ゲージＧを貼付するように構成したが、第１および第２のロバーバル機構部２，３の上面Ｆａおよび下面Ｆｂのいずれか一方の面のみに歪ゲージＧを貼付するように構成してもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、２つのロバーバル機構部を備えたロードセルの四隅調整を容易に行うことができるロードセルの四隅調整方法等として有用である。

１ ロードセル
２ 第１のロバーバル機構部
３ 第２のロバーバル機構部
４ 第１の連結部
５ 第２の連結部
１１ 固定部
１２ 可動部
１３ 上ビーム部
１４ 下ビーム部
Ｄ１〜Ｄ４ 起歪部
Ｇ 歪ゲージ

Claims (2)

1. 各々、第１の水平方向に間隔を隔てて配置される固定部および可動部と、上下方向に間隔を隔てて平行に配置され前記固定部と前記可動部とを連結し複数の起歪部が形成された一対のビーム部とを有し、前記第１の水平方向とは垂直な第２の水平方向に並んで平行に配置された第１および第２のロバーバル機構部と、
   前記第１のロバーバル機構部の前記固定部と前記第２のロバーバル機構部の前記固定部とを連結する第１の連結部と、
   前記第１のロバーバル機構部の前記可動部と前記第２のロバーバル機構部の前記可動部とを連結する第２の連結部と、
   複数の前記起歪部の外側表面に貼付された複数の歪ゲージと、
   を備え、
   前記第１および第２のロバーバル機構部のそれぞれの前記起歪部が、前記一対の各ビーム部において、前記固定部寄りの部分と前記可動部寄りの部分とに形成されているロードセルの四隅調整方法であって、
   前記第１のロバーバル機構部の前記起歪部の内側表面を前記第２のロバーバル機構部と対向する側とは反対側から削ること、および／または、前記第２のロバーバル機構部の前記起歪部の内側表面を前記第１のロバーバル機構部と対向する側とは反対側から削ること、によって四隅調整を行い、
   前記第１のロバーバル機構部の前記起歪部の内側表面を前記第２のロバーバル機構部と対向する側から削ることによる四隅調整を行わず、かつ、前記第２のロバーバル機構部の前記起歪部の内側表面を前記第１のロバーバル機構部と対向する側から削ることによる四隅調整を行わない、
   ロードセルの四隅調整方法。
2. 請求項１に記載のロードセルの四隅調整方法を用いたロードセルの製造方法。
   

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