JP2000283829A - 電磁平衡式電子秤 - Google Patents
電磁平衡式電子秤Info
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Abstract
完全一体型機構と同等のコンパクトかつ高性能な荷重伝
達機構を提供する。 【解決手段】 一体型ロバーバル機構部1のロバーバル
部4を構成する空間部2には固定部5が半島状に突出形
成され、この固定部5の先端に支点ばね9が取り付けら
れ、ビーム7はこの支点ばね9を支点として揺動するよ
う構成される。さらに空間部2の荷重負荷側端部2bに
形成された吊りバンド取り付け部6に一端が取り付けら
れた吊りバンド11の他端は前記ビーム7の端部に取り
付けられ、この取り付け部が力点となる。
Description
って案内される荷重伝達機構を有する電磁平衡式の電子
秤に関する。
では、秤量皿等、対象物の荷重を受ける荷重受容部、こ
の荷重と平衡する電磁力を発生させる電磁部、荷重需受
容部で受けた荷重を電磁部に伝達する荷重伝達機構、こ
の荷重伝達機構を案内するロバーバル機構等から構成さ
れている。
と称されるロバーバル機構構成用の部材等の各種部材、
これら部材を接続する板ばね等の接続部材、接続部材等
の各種部材を固定するビス等、数十の部品を組み立てる
ことにより構成されている。
ことながら組立工数が多く、かつ多数の部品を組み合わ
せる結果、組立後に機構の各部を複雑に微調整する必要
が生じる。このような点に鑑み、電磁部を除く各部を一
つの金属ブロックから構成する電子天秤が提案されてい
る。上記機構が一つの材料により形成されて一ブロック
化されていれば一体型機構の製作精度を必要とするが、
組み立て工数を大幅に低減できる。
構の主要部を一ブロック化することにより大きな利点が
生じる反面、次のような問題点も指摘されておりその解
決が望まれている。先ず一ブロック化の前提として、例
えばアルミニウム系合金等の金属ブロックに対して、微
細な加工を施すことにより、この金属ブロックに対して
荷重受容部、梃子を用いた荷重伝達部、荷重伝達部の作
動を許容する薄肉の変形部、荷重伝達機構を案内するロ
バーバル部等を形成する。この一ブロックの加工はワイ
ヤカットによる放電加工装置等、微細な加工が可能な手
段を用いて金属ブロックに対して複雑かつ微細なカット
を実施することにより行なわれる。このため、金属ブロ
ック全体に高い加工精度が要求されると共に、特殊な加
工方法が必要となりブロックの生産性は必ずしも高いも
のではない。また加工段階及び製作された電子秤にあっ
ては、この一体性故に、ブロックの一部に問題が発生し
ても問題部分の交換が不可能であるため、ブロック全体
が使用不能となってしまうという問題がある。
部、このロバーバル機構部に案内されて電磁部に秤量物
の荷重を伝達する荷重伝達機構、及び荷重伝達機構によ
って伝達された荷重に平衡する電磁力を発生させる電磁
部という、3つの基本部材からなる電子秤の構造が提案
されている(特願平9−225573号)。この構成に
より部品点数を大幅に減少させることが可能となり、か
つ完全一体型の構成のように問題部分がある場合に全体
を交換するという不経済な対処をする必要がなくなった
が、昨今要求されている装置の小型化、省部品化の点で
は必ずしも満足のいくものとはなっていない。
に鑑み構成されたものであって、完全一体型の機構の問
題点を除去し、コンパクトかつ省部品化が可能な機構部
を有する電子秤を提供するもであって、一体型ロバーバ
ル機構部と、電磁部と、一体型ロバーバル機構部に案内
されて荷重を電磁部に伝達する荷重伝達機構とからな
り、一体型ロバーバル機構部は、ロバーバルとして作用
するロバーバル部と、ロバーバル部を形成する空間部内
に突出した支点取付部と、ロバーバル部側に形成された
荷重伝達部材取り付け部とを有し、荷重伝達機構の梃子
動作を行う支点はこの支点取付部により支持され、かつ
ロバーバル部側と荷重伝達機構とは荷重伝達部材により
接続される構成として、支点および荷重伝達部材がいず
れも一体型ロバーバル機構部内に構成されていることを
特徴とする電子秤である。
側が支持固定されることにより全体が片持に支持され、
この一体型ロバーバル機構部内には空間部が形成され、
同空間部の上下に各々2個所ずつ薄肉部が形成されるこ
とによりこの空間部を中心としてこの一体型ロバーバル
機構部には荷重受容部とこの固定部とをつなぐようにし
てロバーバル部が形成される。
対向する側の端部はロバーバル部を介して秤量物の荷重
が負荷される荷重受容部として構成される。ロバーバル
部の空間部には一体型ロバーバル機構部の固定部側から
荷重受容部に向かって半島状に支点取付部が突出し、か
つその先端はロバーバル部の空間において荷重受容部側
の内面と対向するように構成されている。一方ロバーバ
ル部の荷重受容部側の内面には荷重伝達部材を取り付け
る部分(座)が形成されている。
部空間には荷重伝達機構の主要部材である荷重伝達用ビ
ームの一端が配置され、板ばね等からなる支点形成用の
部材の一端が前記支点取付部の端部に取り付けられ、か
つ他端が荷重伝達用ビームに取り付けられることによ
り、荷重伝達用ビームはこの板ばねを支点として揺動可
能に構成される。また荷重伝達用ビームのうち、このロ
バーバル部に位置する側と対向する側の端部は電磁部に
接続している。
て吊りバンドと通称される荷重伝達部材の一端が取り付
けられ、かつ荷重伝達部材の他端はロバーバル部を形成
する空間部の荷重受容側内面に形成された吊りバンド取
り付け部(座)に固定される。なお、吊りバンドと支点
形成用の板ばねとの取り付け部の寸法が吊りバンドと支
点との距離となり、荷重受容部を介して負荷された荷重
はこの荷重伝達用ビームにより一定の梃子比をもって電
磁部に伝達するよう構成されている。
ド取り付け部から支点までの距離を、当該支点から電磁
部までの距離に対して非常に小さく設定することが可能
となるので、例えば荷重伝達用ビームの梃子比を1対1
00以上の高い値に設定することができる。
説明する。先ず図1は本発明の第1の実施例を示し、ま
た図2以降の構成はこの機構を実機に装備するよう改変
を加えた第2の実施例を示す。
明する。この実施例は比較的単純な構成により各部材の
取り付けが行われており、図面の構成からも各部材の機
能や相互関係が理解し易いため、主としてこの実施例に
より各部材の構成、機能、相互作用等も併せて説明す
る。
し、同機構部1は機構部支持部材3に固定されることに
より全体が片持に支持されている。符号1Aは一体型ロ
バーバル機構部1のうち機構部機構部支持部材3に接続
固定される固定部、1Bは後述するロバーバル部を介し
てこの固定部1Aに対向位置し、かつ負荷された荷重を
受容する荷重受容部である。この一体型ロバーバル機構
部1には、上下合計4個所の薄肉部1a、1b、1c、
1dが形成されるよう一体型ロバーバル機構部1の本体
内部に空間部2が形成され、一体型ロバーバル機構部1
のうちこの空間部2を中心として前記薄肉部1a〜1d
を含む部分がロバーバル機構として作用するロバーバル
部4となっている。
一体型ロバーバル機構部1の固定部1A側の端部2aか
ら、荷重受容部1B側の端部2bに向かって半島状に支
点取付部5が突出形成されている。一方荷重受容部側端
部2bには荷重伝達部材である吊りバンド11を取り付
ける吊りバンド取り付け部6が形成されている。7は電
磁部8に荷重を伝達する荷重伝達機構の中心をなす荷重
伝達用ビームであり、一端はこの電磁部8に接続してい
る。
に位置する側はこの荷重伝達用ビーム7を梃子として作
動させるための構成がなされている。先ず前記支点取付
部5の先端部には梃子の支点となる部材として板ばね
(以下「支点ばね」とする)9が取り付けられ、かつこ
の支点ばね9の他端は荷重伝達用ビーム7に固定され、
これによって荷重伝達用ビーム7が支点ばね9を中心に
して揺動可能に構成されている。
け部に形成されたビーム突出部10を介して吊りバンド
11の一端が取り付けられ、この吊りバンド11の他端
は空間部2の荷重受容部側端部2bに形成された吊りバ
ンド取り付け部6に固定されている。即ちこの荷重伝達
用ビーム7は支点ばね9から吊りバンド11までの距離
と、当該支点ばね9からビーム7の他方の端部までの距
離が梃子比となるよう構成されている。つまり支点およ
び力点を形成する部材である支点ばね9及び吊りバンド
11は一体型ロバーバル機構部とは別個の独立した部品
として構成され、これにより支点と力点との距離を所望
の値に設定することが可能となる。このため、従来の完
全一体型ブロックが有していた加工上の制約はなくな
り、荷重伝達用ビーム7の梃子比を所望の値に高く設定
することができる。因みに、完全一体型の従来のブロッ
クでは、高い梃子比を得るためには二重梃子構造を採用
する必要があり、ブロック加工の一層難しくなる。
構部1に設けられた皿受けピン12を介して荷重が負荷
されると、空間部2を中心としたロバーバル部4はロバ
ーバル機構として作用し、荷重受容部材1BはWA方向
に変位しようとする。この変位は吊りバンド11を介し
て荷重伝達用ビーム7に伝達され、荷重伝達用ビーム7
はこの吊りバンド11を力点とし、かつ支点ばね9を支
点として前記梃子比に対応してその端部がWB方向に変
位する。この変位をセンサ(図示せず)で検知すること
により変位と平衡する電磁力が電磁部8で発生するよう
電気量を調整することによって負荷された荷重を電気量
に変換し、荷重を計測する。
す。図中矢印101は一体型ロバーバル機構部を示し、
101Aは機構部支持部材105に支持固定される固定
部、101Bは荷重受容部であり、何れも前記実施例の
固定部1A、荷重受容部1Bに対応するものである。1
02はこの一体型ロバーバル機構部101に形成された
空間部であり、この空間部102の形成により前記実施
例の場合と同様に一体型ロバーバル機構部101の上下
部にそれぞれ2個所ずつ薄肉部101a、101b、1
01c、101dが形成され、この薄肉部101a〜1
01d及び空間部102を中心としてロバーバル部10
4が形成される。
は梁状部103A、103Bが、一体型ロバーバル機構
部101の長手方向に沿って突出形成されている。この
梁状部103A、103Bは後述するように幾つかの技
術目的を達成するために構成されている。
の幅Wに対して一体型ロバーバル機構部101の両側に
突出した梁状部103A、103Bの幅を加えた幅広の
部材として空間部102内に突出形成されている(図5
も参照)。
重伝達用ビーム107は図4及び図5からわかるように
平面形状が非対象に形成され、そのアーム部107bが
一体型ロバーバル機構部1の一方にのみ配置される構造
となっているが、この構造は本発明に必須の構造ではな
い。即ち、一体型ロバーバル機構部1の両側にアームが
位置するような対象の形状であると、荷重伝達用ビーム
107の支点部分を空間部102内に配置することが困
難或いは不可能となるからであり、例えばアームの一方
を分解可能に構成して、荷重伝達用ビームを空間部10
2に配置した後にアームを接続する等の構造を採用する
ことにより平面形状の対象な荷重伝達用ビームを取り付
けることももとより可能である。
る。この実施例では前述の如く幅広に形成された支点取
付部106の幅方向の両端部近傍にそれぞれ支点ばね1
08A及び108Bの一端が固定され、かつ他端は空間
部102内に配置された荷重伝達用ビーム107の支点
ばね取付部107aにそれぞれ固定される。なお、支点
取付部106は前述のように幅広く形成されているため
複数の支点ばねを取り付ける部分は十分に確保されると
共に、当該支点取付部106は十分な強度を確保するこ
とができるので、荷重伝達用ビーム107が揺動動作を
する際に捩れ等の変形が生ぜず、ビーム107の機能を
十分発揮させることができる。なお、吊りバンド109
は両支点ばね108A、108Bの中央に位置するよう
にして一本配置されている。また、荷重伝達用ビーム1
07の一本のアーム107bは一体型ロバーバル機構部
1の一側から展出して電磁部8に配置されている。
利点を示すと以下のとおりである。先ずロバーバル部1
04の断面形状が単純な四角形である場合には、吊りバ
ンド109及び支点ばね108A、108Bはこの四角
形内に配置されなければならない。このため四角形断面
積が大きくなりロバーバル部104の剛性が設計目的よ
りも大きくなって秤量装置の感度が低下する可能性が生
じる。
り一体型ロバーバル機構部101全体の強度が補強され
るので、ロバーバル部104の幅はこの設計目的に対応
する剛性を有する幅に設定することが可能となる。また
支点ばね108A及び108Bの取り付け座としても非
常に重要である。即ち、秤量皿に加わった秤量物の荷重
は全て支点で支えられて荷重伝達用ビーム107により
電磁部8に伝達されるため、支点及び支点の取り付け座
は前後、左右、上下に対して十分な剛性を有することが
要求される。この剛性を確保するためには支点ばね10
8A及び108Bの取り付け幅は十分確保される必要が
あり、梁状部103A、103Bの端部をこれら支点ば
ねの取り付け座とすることによって、必要な剛性をもっ
てこれら支点ばねを配置することが可能となる。
と、一体型ロバーバル機構部の加工深さが大きくなり、
特殊工具を用いないと加工が不可能となる事態も生じ
る。これに対して本実施例では梁状部103A、103
Bを形成することによりロバーバル部自体の幅は狭く設
定できるた、加工時の切削深さは小さく、従ってワイヤ
カット放電加工の他、一般的な切削機械加工も可能とな
り経済性が高まる。その他、一体型ロバーバル機構部1
自体の片持支持にも有利である。即ち、梁状部103
A、103Bが形成されたことによる略十字状の端面を
密着させるようにして機構部支持部材105に対する取
り付けの強度も高く保持することが可能となる。
るピン112を有する支持部材であり、図示の構成はこ
の支持部材110を介してピン112が一体型ロバーバ
ル機構部101に取り付けられる構造となっているが、
ピン112を一体型ロバーバル機構部101に直接取り
付ける構造とすることはもとより可能である。但しこの
支持部材110を用いると、図示の如く薄肉部101a
の上部等、直接取り付けでは不可能な場所にピン112
を配置できる利点がある。
号113は図2及び図3に示すものとは別の構成の支持
部材である。この支持部材113は上部水平部113
a、この上部水平部113aの両側に位置する下垂部1
13b、113c、およびこれら下垂部113b、11
3cから一体型ロバーバル機構部101の荷重受容部1
01Bに展出する取り付け部113b´、113c´か
ら成り、全体として図7に示すように、略コの字に形成
されている。
一体型ロバーバル機構部101の荷重受容部101Bの
うち、吊りバンド109の取り付け部とほぼ同じ高さの
位置においてビス等の固定手段で当該荷重受容部101
Bに取り付けられている。この結果、秤量皿111上の
秤量物の荷重は支持部材113の取り付け部113b
´、113c´を介して荷重受容部101Bの吊りバン
ド取り付け部近傍に直接伝達されるため、荷重受容部1
01Bにその分剛性を求める必要が無くなり、一体型ロ
バーバル機構部101の設計の自由度を高めることがで
きる。
乃至101dは空間部102側にR部が形成される他、
このR部に対向するよう外側からもR部が形成される構
成となっている。この構成とすると、薄肉部の調整がロ
バーバル部104の外側からも容易に実施できる。
部に固設したスペーサ部材である。ロバーバル部104
を形成する空間部102を例えば切削機械加工により形
成しようとする場合、支点取付部106の先端部と吊り
バンド109の取付座との距離はW2 の如く工具の直径
により例えば6mm以上等と決まってしまう。この場合切
削機械加工後にスペーサ114を支点取付部106の先
端部に固設すれば、支点取付部106の先端部と吊りバ
ンド109の取付座との距離は自由に設定でき、例えば
W1 で示すようにその幅を1mm或いはそれ以下に設定す
ることも可能である。
に、本発明は基本的に全ての機構を一体化する完全一体
型機構の歩留りの悪さ等の問題点を除去すると共に、ビ
ームの支点部及び力点部を一体型ロバーバル機構部内部
に配置することにより、完全一体型機構に匹敵するコン
パクトな機構を提供することが可能となる。
して構成されたビームの力点部と支点部とが同じ空間内
に配置されることにより、力点部と支点部とを所望の距
離で近接配置することができるため、従来の完全一体型
ブロックの場合ではその加工上不可能であった極めて高
い梃子比でも自由に設定するこも可能となり、質量の計
測範囲を非常に幅広く設定することが可能となる。
に合わせて適切に選択することにより、同一の一体型ロ
バーバル機構部を用いて感度や秤量の異なった秤量装置
を構成することが可能となり、経済的にも極めて有効で
ある。
の機構図である。
の機構図である。
詳細を示す斜視図である。
の機構図である。
方向からの視図である。
6)
部に固設したスペーサ部材である。ロバーバル部104
を形成する空間部102を例えば切削機械加工により形
成しようとする場合、支点取付部106の先端部と吊り
バンド109の取付座との距離はW2 の如く工具の直径
により例えば6mm以上等と決まってしまう。この場合切
削機械加工後にスペーサ114を支点取付部106の先
端部に固設すれば、支点取付部106の先端部と吊りバ
ンド109の取付座との距離は自由に設定でき、例えば
W1 で示すようにその幅を1mm或いはそれ以下に設定す
ることも可能である。以上、符号101で示す部材を電
磁平衡式秤量装置に用いる一体型のロバーバル機構とし
て説明したが、静電容量式秤量装置等、他の秤量装置に
も利用可能であることはもとより当然であり、かつ更に
当然のことながら当該一体型ロバーバル機構も、従来の
一体型ロバーバル機構と同様、ロードセルの起歪体とし
ても利用可能である。
Claims (9)
- 【請求項1】 ロバーバル機構とこのロバーバル機構に
案内されて負荷された荷重を電磁部に伝達する荷重伝達
用ビームとを有する電磁平衡式秤において、荷重受容部
と固定部との間に空間部が形成されることによりロバー
バルとして作動する部分が形成された一体型のロバーバ
ル機構部と、荷重伝達用ビームと、この荷重伝達用ビー
ムの支点となる部材及び力点となる部材とを有し、荷重
伝達用ビームの支点及び力点がこの空間部に位置するよ
う、支点及び力点を構成する部材の取り付け部が当該空
間部内に形成されていることを特徴とする電磁平衡式電
子秤。 - 【請求項2】 一体型ロバーバル機構部の固定部により
当該一体型ロバーバル機構部は支持部材により片持に支
持され、一体型ロバーバル機構部の空間部の上下に薄肉
部が形成されることによって、当該一体型ロバーバル機
構部の固定部と荷重受容部との間にロバーバル部が介在
形成され、このロバーバル部の空間に対しては固定部か
ら荷重受容部に向かって半島状に支点取付部が展出し、
前記荷重伝達用ビームは一端がこの支点取付部に支持さ
れた支点部材によって支持され、空間部のうちこの荷重
受容部側の面に一端が固定された部材の他端がこの荷重
伝達用ビームの端部に接続することにより、この部材の
接続部が荷重伝達用ビームの力点となるよう構成したこ
と特徴とする請求項1記載の電磁平衡式電子秤。 - 【請求項3】 一体型ロバーバル機構部の両側面のうち
少なくとも一方の側面には、一体型ロバーバル機構部長
手方向に沿って梁状部が突出形成されていることを特徴
とする請求項1又は2記載の電磁平衡式電子秤。 - 【請求項4】 支点取付部は梁状部から展出するよう構
成されていることを特徴とする請求項3記載の電磁平衡
式電子秤。 - 【請求項5】 支点取付部先端にはスペーサ部材が取り
付けられ、支点を構成する部材はこのスペーサ部材に取
り付けられることにより支点を構成する部材と力点を構
成する部材との距離を近接位置させるよう構成したこと
を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の電磁平衡
式電子秤。 - 【請求項6】 荷重伝達用ビームのアームは一本であ
り、この一本のアームの端部が電磁部に接続しているこ
とを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の電磁平
衡式電子秤。 - 【請求項7】 秤量皿を取り付ける部材は支持部材を介
して一体型ロバーバル機構部に間接的に取り付けられる
ことにより、一体型ロバーバル機構部に対する当該秤量
皿取付用部材の配置位置及び当該一体型ロバーバル機構
部に対する支持部材の固定位置を自由に選択できるよう
構成したことを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記
載の電磁平衡式電子秤。 - 【請求項8】 秤量皿取付用部材を有する支持部材は、
この秤量皿取付用部材が設けられている水平部、この水
平部の両側からそれぞれ下垂する一対の下垂部、この下
垂部から一体型ロバーバル機構部の荷重受容部側に展出
する取り付け部とからなり、支持部材はこの取り付け部
を介して当該荷重受容部に接続固定されるよう構成した
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の電磁
平衡式電子秤。 - 【請求項9】 前記取り付け部は力点となる部材の荷重
受容部側の接続部とほぼ同じ位置において当該荷重受容
部に接続固定されるよう構成したことを特徴とする請求
項8記載の電磁平衡式電子秤。
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