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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Waage, bei der eine Waagschale an einen blockartigen Mechanismuskörper montiert ist, der durch Aushöhlen eines Basismaterials gebildet wird.
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Stand der Technik
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Eine elektronische Waage eines sogenannten elektromagnetischen Kraftausgleichstyps ist mit einem elektromagnetischen Krafterzeuger ausgestattet, der z.B. eine bewegliche Spule und einen magnetischen Kreis umfasst. Der magnetische Kreis umfasst einen Permanentmagneten, ein Joch und dergleichen und kann im Inneren ein statisches Magnetfeld bilden. Die bewegliche Spule ist in dem statischen elektrischen Feld angeordnet, das durch den magnetischen Kreis gebildet wird, und ist entlang einer axialen Richtung davon verschiebbar.
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Eine Waagschale, auf der ein Messgegenstand plaziert werden soll, ist mittels eines Hebels mit der beweglichen Spule gekoppelt und die mit dem Hebel gekoppelte bewegliche Spule wird verschoben, wenn der Hebel durch eine Last des Messgegenstands verschoben wird. Dabei wird eine Verschiebung des Hebels durch einen Detektor erfasst und ein Strom, der in die bewegliche Spule fließt, wird so geregelt, dass der Hebel nicht verschoben wird, wodurch die Masse eines Messgegenstands mittels eines Stromwerts gemessen werden kann.
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Die elektronische Waage dieses Typs ist z.B. mit einem Roberval-Mechanismus zum Beschränken der Verschiebung der Waagschale in einer vertikalen Richtung versehen. Der Roberval-Mechanismus ist ein Mechanismus zum Koppeln einer beweglichen Säule, an die die Waagschale montiert werden soll, und einer feststehenden Säule, die an einem Basiselement eines Körpers der elektronischen Waage angebracht ist, und ist so ausgebildet, dass er abgelenkt wird, wenn die bewegliche Säule durch die Last des Messgegenstands verschoben wird. Der Hebel ist mit der beweglichen Säule gekoppelt und der Hebel wird ebenfalls gemäß einer Verschiebung der beweglichen Säule verschoben.
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Herkömmlich war es bekannt, durch einen blockartigen Mechanismus, der durch Aushöhlen eines Basismaterials gebildet wird, eine integrierte Konfiguration aus dem Roberval-Mechanismus, der beweglichen Säule, der feststehenden Säule und dem Hebel zu bilden, wie es vorstehend beschrieben ist (vgl. z.B. das Patentdokument 1). Durch Einsetzen der integrierten und einheitlichen Konfiguration auf diese Weise können das Reaktionsvermögen und die Temperatureigenschaften verbessert werden.
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Die 6 ist ein schematischer Schnitt, der ein Aufbaubeispiel einer herkömmlichen elektronischen Waage zeigt. Diese elektronische Waage ist von einem elektromagnetischen Kraftausgleichstyp und umfasst eine Waagschale 101, einen blockartigen Mechanismuskörper 102, einen ersten Rahmen 103, einen zweiten Rahmen 104, ein Basiselement 105 und einen elektromagnetischen Krafterzeuger 106.
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Der blockartige Mechanismuskörper 102 ist integriert mit einer beweglichen Säule 102a, einer feststehenden Säule 102b, Roberval-Mechanismen 102c und dergleichen durch Aushöhlen eines Basismaterials ausgebildet worden. Obere und untere Endteile der beweglichen Säule 102a und der feststehenden Säule 102b sind durch ein Paar der Roberval-Mechanismen 102c miteinander gekoppelt, die sich in einer horizontalen Richtung erstrecken. Auf diese Weise kann, wenn sich die bewegliche Säule 102a vertikal bewegt, das Paar von Roberval-Mechanismen 102c eine Verschiebung der beweglichen Säule 102a in einer vertikalen Richtung durch ein Ablenken verhindern.
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Die Waagschale 101 ist auf der oberen Oberfläche der beweglichen Säule 102a montiert. Die feststehende Säule 102b ist mit einem sich länglich erstreckenden Abschnitt 102d ausgebildet, der sich in der Richtung der beweglichen Säule 102a entlang der Roberval-Mechanismen 102c erstreckt, und eine Endseite des ersten Rahmens 103 ist an dem sich erstreckenden Abschnitt 102d durch eine Mehrzahl von Schrauben 107 angebracht.
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Die andere Endseite des ersten Rahmens 103 erstreckt sich entlang der horizontalen Richtung zu einem hinteren Teil (der Seite gegenüber der beweglichen Säule 102a) der feststehenden Säule 102b und der elektromagnetische Krafterzeuger 106 ist an das andere Endteil montiert. Auf diese Weise wird der elektromagnetische Krafterzeuger 106 zusammen mit dem blockartigen Mechanismuskörper 102 durch den ersten Rahmen 103 an einer Position angrenzend an die feststehende Säule 102b gehalten.
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Der zweite Rahmen 104 ist an dem ersten Rahmen 103 angebracht und stützt den ersten Rahmen 103 unterhalb des elektromagnetischen Krafterzeugers 106. Durch Stützen dieses zweiten Rahmens 104 durch das Basiselement 105 kann der blockartige Mechanismuskörper 102 in einem Zustand gehalten werden, bei dem die bewegliche Säule 102a in der vertikalen Richtung verschiebbar ist. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, können Positionsabweichungen des elektromagnetischen Krafterzeugers 106 und des blockartigen Mechanismuskörpers 102 aufgrund einer Vibration während eines Transports und dergleichen durch Montieren des relativ schweren elektromagnetischen Krafterzeugers 106 an das Basiselement 105, während der elektromagnetische Krafterzeuger 106 durch den zweiten Rahmen 104 von unten gestützt wird, verhindert werden.
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Dokumentenliste
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Patentdokument
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Patentdokument 1: Veröffentlichung des japanischen Patents
JP 4 035 724 B2 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der herkömmlichen elektronischen Waage des elektromagnetischen Kraftausgleichstyps, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, kann jedoch der erste Rahmen 103 durch eine Last verformt werden, die auf die Waagschale 101 ausgeübt wird, so dass eine Verschiebungsfehlercharakteristik verschlechtert wird. Ferner kann dann, wenn ein Eigengewicht des blockartigen Mechanismuskörpers 102 groß ist, der erste Rahmen 103 verformt werden, so dass die Verschiebungsfehlercharakteristik verschlechtert wird, bevor ein Messgegenstand auf der Waagschale 101 plaziert wird.
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Insbesondere wirken, wie es durch Pfeile in der 6 gezeigt ist, eine Last auf die Waagschale 101 und das Eigengewicht des blockartigen Mechanismuskörpers 102 in einer Richtung, so dass der erste Rahmen 103 mittels der jeweiligen Schrauben 107 nach unten gedrückt wird. Folglich besteht ein Problem dahingehend, dass der erste Rahmen 103 leicht verformt wird, und zwar mit einer Grenze zwischen einem Teil des ersten Rahmens 103, der durch den zweiten Rahmen 104 gestützt wird, und einem nicht gestützten Teil als Stützpunkt.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannte Situation entwickelt und soll eine elektronische Waage bereitstellen, welche die Verschiebungsfehlercharakteristik verbessern kann.
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Lösung des Problems
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Eine elektronische Waage gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Waagschale, einen blockartigen Mechanismuskörper, einen ersten Rahmen, einen zweiten Rahmen, einen elektromagnetischen Krafterzeuger und ein Basiselement. Ein Messgegenstand soll auf der Waagschale plaziert werden. Der blockartige Mechanismuskörper wird durch Aushöhlen eines Basismaterials gebildet und die Waagschale ist daran montiert. Der erste Rahmen ist an dem blockartigen Mechanismuskörper durch eine Mehrzahl von Anbringungselementen angebracht. Der zweite Rahmen ist an dem ersten Rahmen angebracht. Der elektromagnetische Krafterzeuger ist an den ersten oder zweiten Rahmen montiert. Das Basiselement stützt den zweiten Rahmen unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers.
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Der blockartige Mechanismuskörper ist integriert mit einer beweglichen Säule, einer feststehenden Säule und einem Roberval-Mechanismus ausgebildet. Die Waagschale ist an die bewegliche Säule montiert. Der erste Rahmen ist an der feststehenden Säule angebracht. Der Roberval-Mechanismus koppelt die bewegliche Säule und die feststehende Säule und beschränkt eine Verschiebung der Waagschale in einer vertikalen Richtung. Die feststehende Säule ist mit einem länglichen Verlängerungsabschnitt ausgebildet, der sich in der Richtung der beweglichen Säule entlang des Roberval-Mechanismus erstreckt und an dem ersten Rahmen durch das Fixierelement an mindestens einem Endteil des Verlängerungsabschnitts auf der Seite der beweglichen Säule angebracht ist. Der elektromagnetische Krafterzeuger ist angrenzend an die feststehende Säule angeordnet. Der zweite Rahmen stützt den ersten Rahmen von unten von einer Position unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers zu einer Position unterhalb und in der Nähe des Anbringungselements, das an dem Endteil des Verlängerungsabschnitts auf der Seite der beweglichen Säule angebracht ist.
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Gemäß dieses Aufbaus kann der erste Rahmen von unten durch den zweiten Rahmen in einem breiten Bereich von der Position unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers zu der Position unterhalb und in der Nähe des Anbringungselements, das an dem Endteil des sich erstreckenden Abschnitts auf der Seite der beweglichen Säule angebracht ist, gestützt werden. Auf diese Weise kann selbst dann, wenn eine Last auf die Waagschale und ein Eigengewicht eines blockartigen Mechanismuskörpers in einer Richtung wirken, so dass der erste Rahmen mittels der Anbringungselemente nach unten gedrückt wird, eine Last von dem ersten Rahmen auf den zweiten Rahmen unterhalb und in der Nähe der Anbringungselemente übertragen werden und kann auf das Basiselement unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers mittels des zweiten Rahmens übertragen werden. Folglich kann eine Verformung des ersten Rahmens verhindert werden und die Verschiebungsfehlercharakteristik kann verbessert werden.
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Der erste Rahmen kann ein Paar von geteilten Rahmen umfassen, die so ausgebildet sind, dass sie den blockartige Mechanismuskörper in einer Breitenrichtung senkrecht zu einer Längsrichtung des Verlängerungsabschnitts sandwichartig umgeben und jeweils durch die Fixierelemente an dem Verlängerungsabschnitt angebracht sind. In diesem Fall kann das Paar von geteilten Rahmen jeweils an dem zweiten Rahmen angebracht werden.
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Gemäß dieses Aufbaus ist der erste Rahmen in das Paar von geteilten Rahmen aufgeteilt und der blockartige Mechanismuskörper ist durch das Paar von geteilten Rahmen gehalten. Folglich kann verhindert werden, dass der erste Rahmen durch eine innere Spannung verformt wird. In diesem Fall kann jedoch jeder geteilte Rahmen gegebenenfalls durch die Last auf die Waagschale und das Eigengewicht des blockartigen Mechanismuskörpers leicht verformbar werden, da der erste Rahmen in das Paar von geteilten Rahmen aufgeteilt ist. In der vorliegenden Erfindung wird jeder geteilte Rahmen des ersten Rahmens von unten durch den zweiten Rahmen über den breiten Bereich von der Position unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers zu der Position unterhalb und in der Nähe des Anbringungselements gestützt, das an dem Endteil des Verlängerungsabschnitts auf der Seite der beweglichen Säule angebracht ist. Folglich kann die Verformung des ersten Rahmens verhindert werden und die Verschiebungsfehlercharakteristik kann verbessert werden.
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Der elektromagnetische Krafterzeuger ist vorzugsweise an den zweiten Rahmen montiert.
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Gemäß dieses Aufbaus kann eine Last des elektromagnetischen Krafterzeugers direkt durch den zweiten Rahmen aufgenommen werden. Da eine Last, die auf den ersten Rahmen wirkt, auf diese Weise vermindert werden kann, kann die Verformung des ersten Rahmens verhindert werden und die Verschiebungsfehlercharakteristik kann weiter verbessert werden.
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Effekt der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Verformung des ersten Rahmens verhindert werden und die Verschiebungsfehlercharakteristik kann weiter verbessert werden, da der erste Rahmen von unten durch den zweiten Rahmen über den breiten Bereich von der Position unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers zu der Position unterhalb und in der Nähe des Anbringungselements gestützt ist, das an dem Endteil des Verlängerungsabschnitts auf der Seite der beweglichen Säule angebracht ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aufbaubeispiel einer elektronischen Waage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
- 2 ist eine Draufsicht der elektronischen Waage von 1,
- 3 ist eine Seitenansicht der elektronischen Waage von 1,
- 4 ist eine Vorderansicht der elektronischen Waage von 1,
- 5 ist ein Schnitt entlang A-A der elektronischen Waage in der 2, und
- 6 ist eine schematische Ansicht, die ein Aufbaubeispiel einer herkömmlichen elektronischen Waage zeigt.
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Ausführungsform der Erfindung
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Die 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Aufbaubeispiel einer elektronischen Waage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 2 ist eine Draufsicht der elektronischen Waage von 1. Die 3 ist eine Seitenansicht der elektronischen Waage von 1. Die 4 ist eine Vorderansicht der elektronischen Waage von 1. Die 5 ist ein Schnitt entlang A-A der elektronischen Waage in der 2.
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In dieser elektronischen Waage ist jedes Element auf einem Basiselement 1 bereitgestellt und ein Messgegenstand kann dadurch gemessen werden, dass er auf einer Waagschale 2 plaziert wird. Es sollte beachtet werden, dass das Basiselement 1 und die Waagschale 2 der elektronischen Waage nicht in den 1 und 2 gezeigt sind. Ferner ist das Basiselement 1 teilweise nicht in den 3 bis 5 gezeigt. Die elektronische Waage gemäß dieser Ausführungsform ist neben dem Basiselement 1 und der Waagschale 2 mit einem blockartigen Mechanismuskörper 3, einem ersten Rahmen 4, einem zweiten Rahmen 5, einem elektromagnetischen Krafterzeuger 6, Hebelverlängerungselementen 7, einem Detektor 8 und einer Blende 9 versehen.
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Die Waagschale 2 ist an den blockartigen Mechanismuskörper 3 montiert. Der blockartige Mechanismuskörper 3 ist integriert mit einer beweglichen Säule 31, einer feststehenden Säule 32, einem Roberval-Mechanismus 33, einem Hebel 34, einem Kopplungsabschnitt 35 und dergleichen ausgebildet, wie z.B. durch Aushöhlen eines Basismaterials mit einer rechteckigen Säulenform, das aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist. Der blockartige Mechanismuskörper 3 ist jedoch nicht auf das rechteckige säulenförmige Element, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, beschränkt, und kann aus einem anderen Material ausgebildet sein oder kann zu einer anderen Form ausgebildet werden.
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Die bewegliche Säule 31 ist z.B. ein rechteckiger säulenförmiger Teil, der sich in einer vertikalen Richtung erstreckt, und die Waagschale 2 ist an dessen oberer Oberfläche montiert. Die bewegliche Säule 31 bildet einen horizontalen Endteil in dem blockartigen Mechanismuskörper 3. Im Gegensatz dazu bildet die feststehende Säule 32 den anderen horizontalen Endteil in dem blockartigen Mechanismuskörper 3 und der blockartige Mechanismuskörper 3 ist auf der feststehenden Säule 32 dadurch gestützt, dass die feststehende Säule 32 an dem ersten Rahmen 4 angebracht ist.
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Die Roberval-Mechanismen 33 erstrecken sich von einem Endteil zu dem anderen Endteil des blockartigen Mechanismuskörpers 3 entlang der horizontalen Richtung und koppeln die bewegliche Säule 31 und die feststehende Säule 32. In dieser Ausführungsform sind obere und untere Endteile der beweglichen Säule 31 und der feststehenden Säule 32 durch ein Paar der Roberval-Mechanismen 33 miteinander gekoppelt. Auf diese Weise bildet das Paar der Roberval-Mechanismen 33 die oberen und unteren Oberflächen des blockartigen Mechanismuskörpers 3.
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Jeder Roberval-Mechanismus 33 umfasst einen Träger 331 in der Form einer flachen Platte, die sich in der horizontalen Richtung erstreckt, und flexible Abschnitte 332, die beide Endteile des Trägers 331 mit der beweglichen Säule 31 und der feststehenden Säule 32 koppeln. Der flexible Abschnitt 332 ist dünner ausgebildet als der Träger 331, wodurch er leicht elastisch verformt wird. Wenn eine Last des Messgegenstands auf die Waagschale 2 ausgeübt wird, werden die flexiblen Abschnitte 332 von jedem Roberval-Mechanismus 33 abgelenkt, so dass die bewegliche Säule 31 vertikal abwärts verschoben wird. Dabei kann eine Verschiebung der Waagschale 2 in der vertikalen Richtung durch die Wirkung von jedem Roberval-Mechanismus 33 beschränkt werden.
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Die feststehende Säule 32 In dieser Ausführungsform ist mit einem länglichen Verlängerungsabschnitt 321 ausgebildet, der sich in der Richtung der beweglichen Säule 31 in der horizontalen Richtung entlang der Roberval-Mechanismen 33 erstreckt. Dieser Verlängerungsabschnitt 321 ist zwischen dem Paar von Roberval-Mechanismen 33 und mit einem vorgegebenen Abstand zu jedem Roberval-Mechanismus 33 angeordnet, wodurch der Kontakt des Verlängerungsabschnitts 321 mit jedem Roberval-Mechanismus 33, wenn jeder Roberval-Mechanismus 33 abgelenkt wird, verhindert werden kann.
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Der Hebel 34 ist mit der beweglichen Säule 31 mittels des Kopplungsabschnitts 35 gekoppelt. Wie es in der 5 gezeigt ist, erstreckt sich der Kopplungsabschnitt 35 in der vertikalen Richtung zwischen dem Verlängerungsabschnitt 321 der feststehenden Säule 32 und der beweglichen Säule 31, ein unterer Endteil davon ist mit der beweglichen Säule 31 mittels einer Kraftpunktfeder („force point spring“) 351 gekoppelt und ein oberer Endteil davon ist mittels einer Kraftpunktfeder 352 mit einem Endteil des Hebels 34 verbunden. Die Kraftpunktfeder 352 ist z.B. eine sehr dünne Blattfeder mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger und bewegt sich vertikal zusammen mit dem Kopplungsabschnitt 35 gemäß einer Verschiebung der beweglichen Säule 31.
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Der Hebel 34 erstreckt sich in der horizontalen Richtung entlang der Roberval-Mechanismen 33 und ein zentraler Teil davon ist mittels einer Drehfeder 353 mit dem Verlängerungsabschnitt 321 der feststehenden Säule 32 verbunden. Entsprechend der Kraftpunktfeder 352 ist die Drehfeder 353 z.B. aus einer sehr dünnen Blattfeder mit einer Dicke von 0,1 mm oder weniger ausgebildet. Auf diese Weise wird, wenn sich der Kopplungsabschnitt 35 vertikal gemäß einer Verschiebung der beweglichen Säule 31 bewegt, eine vertikale Kraft auf den einen Endteil des Hebels 34 über die Kraftpunktfeder 352 ausgeübt, und der Hebel 34 dreht sich um die Drehfeder 353.
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Die Hebelverlängerungselemente 7 werden an das andere Endteil des Hebels 34, d.h., auf einer Seite gegenüber der Kraftpunktfeder 352 über der Drehfeder 353, z.B. durch Anbringungselemente 341, die aus Schrauben und Muttern zusammengesetzt sind, montiert. In diesem Beispiel ist ein Paar der Hebelverlängerungselemente 7 auf beiden Seiten über dem blockartigen Mechanismuskörper 3 derart in einer Breitenrichtung D2 (horizontale Richtung senkrecht zur Längsrichtung D1) bereitgestellt, dass sich jedes der Hebelverlängerungselemente 7 entlang der Längsrichtung D1 des blockartigen Mechanismuskörpers 3 erstreckt. Ein Endteil jedes Hebelverlängerungselements 7 in der Längsrichtung D1 ist an dem Hebel 34 angebracht.
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Der erste Rahmen 4 ist aus einem Paar von geteilten Rahmen 41 zusammengesetzt, die auf beiden Seiten über dem blockartigen Mechanismuskörper 3 in der Breitenrichtung D2 bereitgestellt sind. Jeder geteilte Rahmen 41 ist z.B. ein aus Aluminium hergestelltes Element und ist entlang der Längsrichtung D1 lang, und ist so ausgebildet, dass er einen L-förmigen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung D1 aufweist.
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Jeder geteilte Rahmen 41 ist an dem blockartigen Mechanismuskörper 3 z.B. durch eine Mehrzahl von Anbringungselementen 42, die aus Schrauben und Muttern zusammengesetzt sind, angebracht. Insbesondere ist, wie es in der 5 gezeigt ist, jedes Befestigungselement 42 so angebracht, dass es durch den Verlängerungsabschnitt 321 des blockartigen Mechanismuskörpers 3 in der Breitenrichtung D2 hindurchtritt. Von dieser Mehrzahl von Anbringungselementen 42 ist mindestens ein Anbringungselement 42 an jedem geteilten Rahmen 41 an einem Endteil des Verlängerungsabschnitts 321 auf der Seite der beweglichen Säule 31 angebracht.
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Der zweite Rahmen 5 ist z.B. aus Aluminium ausgebildet und integriert mit einer Bodenoberflächenplatte 51 zum Stützen des ersten Rahmens 4 von unten, Seitenoberflächenplatten 52, die sich jeweils von beiden Endteilen der Bodenoberflächenplatte 51 in der Breitenrichtung D2 erstrecken, und einer Rückoberflächenplatte 53 ausgebildet, die sich aufwärts von einem Endteil der Bodenoberflächenplatte 51 in der Längsrichtung D1 erstreckt. Jeder geteilte Rahmen 41, der den ersten Rahmen 4 bildet, ist an der Bodenoberflächenplatte 51 des zweiten Rahmens 5 durch eine Mehrzahl von Anbringungselementen 43 angebracht, die z.B. aus Schrauben und Muttern zusammengesetzt sind.
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Wie es in den 4 und 5 gezeigt ist, ist die Bodenoberflächenplatte 51 des zweiten Rahmens 5 mit einem Einschnitt 511 an einer Position unterhalb des blockartigen Mechanismuskörpers 3 und diesem entsprechend ausgebildet. Auf diese Weise ist der blockartige Mechanismuskörper 3 so angeordnet, dass er die Bodenoberflächenplatte 51 nicht kontaktiert, und selbst wenn jeder Roberval-Mechanismus 33 des blockartigen Mechanismuskörpers 3 durch eine Last abgelenkt wird, die auf die Waagschale 2 ausgeübt wird, kontaktiert der blockartige Mechanismuskörper 3 nicht die Bodenoberflächenplatte 51.
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Der blockartige Mechanismuskörper 3 ist so montiert, dass die feststehende Säule 32 von der Rückoberflächenplatte 53 des zweiten Rahmens 5 beabstandet ist. Auf diese Weise wird ein Raum zwischen der feststehenden Säule 32 des blockartigen Mechanismuskörpers 3 und der Rückoberflächenplatte 53 gebildet, und der elektromagnetische Krafterzeuger 6 wird in diesem Raum angeordnet. Der elektromagnetische Krafterzeuger 6 wird an die Bodenoberflächenplatte 51 des zweiten Rahmens 5 montiert, während er hinter (der Seite gegenüber der beweglichen Säule 31) und angrenzend an die feststehende Säule 32 des blockartigen Mechanismuskörpers 3 angeordnet ist.
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Wie es in der 5 gezeigt ist, ist der elektromagnetische Krafterzeuger 6 mit einer beweglichen Spule 61 und einem magnetischen Kreis 62 versehen. Der magnetische Kreis 62 umfasst einen Permanentmagneten, ein Joch und dergleichen und kann im Inneren ein statisches elektrisches Feld bilden. Die bewegliche Spule 61 ist in dem statischen elektrischen Feld angeordnet, das durch den magnetischen Kreis 62 gebildet wird, und ist verschiebbar in der vertikalen Richtung gehalten, wobei es sich um eine axiale Richtung der beweglichen Spule 61 handelt.
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Obwohl ein Endteil jedes Hebelverlängerungselements 7 in der Längsrichtung D1 an dem Hebel 34 des blockartigen Mechanismuskörpers 3 angebracht ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist der andere Endteil davon an der beweglichen Spule 61 des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 angebracht. Folglich wird dann, wenn die bewegliche Säule 31 in der vertikalen Richtung durch eine Last, die auf die Waagschale 2 ausgeübt wird, verschoben wird, und sich der Hebel 34 um die Drehfeder 353 dreht, die bewegliche Spule 61, die an dem Hebel 34 mittels jedes Hebelverlängerungselements 7 angebracht ist, in der vertikalen Richtung verschoben.
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Der Detektor 8 dient zum Erfassen einer Verschiebung des Hebels 34 und umfasst z.B. ein lichtemittierendes Element und ein lichtaufnehmendes Element, die an einer Leiterplatte 81 montiert sind. In dieser Ausführungsform ist die Blende 9 mit den Hebelverlängerungselementen 7, die an dem Hebel 34 montiert sind, gekoppelt, und ein Teil des Lichts, das von dem lichtemittierenden Element auf das lichtaufnehmende Element fällt, kann teilweise durch die Blende 9 blockiert werden. Auf diese Weise ändert sich die Menge des durch die Blende 9 blockierten Lichts gemäß der Verschiebung des Hebels 34 und die Verschiebung des Hebels 34 kann durch Erfassen dieser Veränderung der Menge des Lichts durch das lichtaufnehmende Element erfasst werden.
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Bei der Messung einer Masse des Messgegenstands wird eine Verschiebung des Hebels 34 durch den Detektor 8 erfasst und ein Strom, der in die bewegliche Spule 61 fließt, wird so geregelt, dass der Hebel 34 nicht verschoben wird. In diesem Fall ist der Wert des Stroms, der in die bewegliche Spule 61 fließt, umso größer, je größer die Masse des Messgegenstands ist. Folglich kann die Masse des Messgegenstands auf der Basis des Werts des Stroms gemessen werden, der in die bewegliche Spule 61 fließt.
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In dieser Ausführungsform ist der zweite Rahmen 5 durch das Basiselement 1 unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 gestützt. Ferner stützt der zweite Rahmen 5 den ersten Rahmen 4 (jeden geteilten Rahmen 41) von unten von einer Position unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 zu einer Position unterhalb und in der Nähe des Anbringungselements 42, das an dem Endteil des Verlängerungsabschnitts 321 des blockartigen Mechanismuskörpers 3 auf der Seite der beweglichen Säule 31 angeordnet ist.
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Insbesondere erstrecken sich die Bodenoberflächenplatte 51 und die Seitenoberflächenplatten 52 des zweiten Rahmens 5 zu der Position unterhalb und in der Nähe des Anbringungselements 42, das von den Anbringungselementen 42 zum Fixieren des ersten Rahmens 4 an dem Verlängerungsabschnitt 321 am nächsten zu der beweglichen Säule 31 angebracht ist. Diese Bodenoberflächenplatte 51 und Seitenoberflächenplatten 52 erstrecken sich vorzugsweise in der Richtung der beweglichen Säule 31 von dem Endteil des blockartigen Mechanismuskörpers 3 auf der Seite der feststehenden Säule 32 über 2/3 oder mehr der Länge des blockartigen Mechanismuskörpers 3 entlang der Längsrichtung D1.
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Auf diese Weise wird selbst dann, wenn eine Last auf die Waagschale 2 und ein Eigengewicht des blockartigen Mechanismuskörpers 3 in einer Richtung wirken, so dass der erste Rahmen 4 über die Anbringungselemente 42 nach unten gedrückt wird, wie es durch die Pfeile in der 3 gezeigt ist, die Last von dem ersten Rahmen 4 auf den zweiten Rahmen 5 unterhalb und in der Nähe der Anbringungselemente 42 übertragen und kann über den zweiten Rahmen 5 auf das Basiselement 1 unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 übertragen werden. Auf diese Weise kann eine Verformung des ersten Rahmens 4 verhindert werden und die Verschiebungsfehlercharakteristik kann verbessert werden.
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Da ferner der erste Rahmen 4 in das Paar von geteilten Rahmen 41 geteilt ist und der blockartige Mechanismuskörper 3 in dieser Ausführungsform durch dieses Paar von geteilten Rahmen 41 gehalten ist, kann die Verformung des ersten Rahmens 4 durch eine interne Belastung verhindert werden. In diesem Fall kann jedoch jeder geteilte Rahmen 41 gegebenenfalls durch die Last auf die Waagschale 2 und das Eigengewicht des blockartigen Mechanismuskörpers 3 leicht verformbar werden, da der erste Rahmen 4 in das Paar von geteilten Rahmen 41 aufgeteilt ist. In dieser Ausführungsform ist jeder geteilte Rahmen 41 des ersten Rahmens 4 von unten durch den zweiten Rahmen 5 über einem breiten Bereich von der Position unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 zu der Position unterhalb und in der Nähe des Anbringungselements 42 gestützt, das an dem Endteil des Verlängerungsabschnitts 321 auf der Seite der beweglichen Säule 31 angebracht ist. Folglich kann die Verformung des ersten Rahmens 4 verhindert werden und die Verschiebungsfehlercharakteristik kann verbessert werden.
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Da ferner der elektromagnetische Krafterzeuger 6 in dieser Ausführungsform an den zweiten Rahmen 5 montiert ist, kann eine Last des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 direkt durch den zweiten Rahmen 5 aufgenommen werden. Da eine Last, die auf den ersten Rahmen 4 wirkt, auf diese Weise vermindert werden kann, kann die Verformung des ersten Rahmens 4 effektiv verhindert werden und die Verschiebungsfehlercharakteristik kann verbessert werden.
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Es sollte beachtet werden, dass die Position unterhalb und in der Nähe des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 z.B. einen Bereich angrenzend innerhalb von 1 bis mehrere cm in der Längsrichtung D1 von einer Position unmittelbar unterhalb des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 neben der Position unmittelbar unterhalb des elektromagnetischen Krafterzeugers 6 umfasst. Entsprechend umfasst die Position unterhalb und in der Nähe des Anbringungselements 42 z.B. einen Bereich angrenzend innerhalb von 1 bis mehrere cm in der Längsrichtung D von einer Position unmittelbar unterhalb des Anbringungselements 42 neben der Position unmittelbar unterhalb des Anbringungselements 42.
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In der vorstehend genannten Ausführungsform ist der erste Rahmen 4 in das Paar von geteilten Rahmen 41 geteilt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf eine Konfiguration anwendbar, in welcher der erste Rahmen 4 nicht in die geteilten Rahmen 41 geteilt ist. Ferner kann der elektromagnetische Krafterzeuger 6 an den ersten Rahmen 4 montiert sein, ohne auf die Konfiguration beschränkt zu sein, in welcher der elektromagnetische Krafterzeuger 6 an den zweiten Rahmen 5 montiert ist.
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Der erste Rahmen 4 und der zweite Rahmen 5 können aus einem anderen Material ausgebildet sein, ohne auf Aluminium beschränkt zu sein, jedoch sind diese Rahmen vorzugsweise aus demselben Material oder demselben Typ von Material wie der blockartige Mechanismuskörper 3 ausgebildet, um Einflüsse einer Wärmeausdehnung und einer Wärmekontraktion auf die Verschiebungsfehlercharakteristik zu unterdrücken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Basiselement
- 2
- Waagschale
- 3
- Blockartiger Mechanismuskörper
- 4
- Erster Rahmen
- 5
- Zweiter Rahmen
- 6
- Elektromagnetischer Krafterzeuger
- 7
- Hebelverlängerungselement
- 8
- Detektor
- 9
- Blende
- 31
- Bewegliche Säule
- 32
- Feststehende Säule
- 33
- Roberval-Mechanismus
- 34
- Hebel
- 35
- Kopplungsabschnitt
- 41
- Geteilter Rahmen
- 42
- Anbringungselement
- 43
- Anbringungselement
- 51
- Bodenoberflächenplatte
- 52
- Seitenoberflächenplatte
- 53
- Rückoberflächenplatte
- 61
- Bewegliche Spule
- 62
- Magnetischer Kreis
- 81
- Leiterplatte
- 101
- Waagschale
- 102
- Mechanismuskörper
- 103
- erster Rahmen
- 104
- zweiter Rahmen
- 107
- Schrauben
- 321
- Verlängerungsabschnitt
- 331
- Träger
- 332
- Flexibler Abschnitt
- 341
- Anbringungselement
- 351, 352
- Kraftpunktfeder
- 353
- Drehfeder
- 511
- Einschnitt
