JP2001349770A - シーリング兼抑止装置を備えた計量秤 - Google Patents
シーリング兼抑止装置を備えた計量秤Info
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- JP2001349770A JP2001349770A JP2001108809A JP2001108809A JP2001349770A JP 2001349770 A JP2001349770 A JP 2001349770A JP 2001108809 A JP2001108809 A JP 2001108809A JP 2001108809 A JP2001108809 A JP 2001108809A JP 2001349770 A JP2001349770 A JP 2001349770A
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Abstract
秤の精度を効果的に維持する抑止・シール手段により秤
を改善することである。 【解決手段】 計量秤は、力トランスデューサ4を収容
するハウジング1を有する。荷重伝達部材9は、力トラ
ンスデューサ4に接続され、ハウジング1の開口部を貫
通して、力トランスデューサ4に被計量荷重を伝達す
る。弾性装置は、ハウジング1に取り付けられた固定部
と、荷重伝達部材9に取り付けられた可動部の間に配置
されている。弾性装置は、好ましくは中空で、選択的に
切換可能である弁装置を備えた流体経路を介して流体を
出入りさせることにより制御ができる状態で伸縮可能な
構造を有する。
Description
の一般的な意味の計量秤(以下、「秤」と称する)に関
する。ハウジング内に力トランスデューサが配置され、
力トランスデューサには、被計量荷重を力トランスデュ
ーサに伝達する働きを有し、ハウジングの開口部を貫通
する荷重伝達部材が接続されている。このような種類の
秤においては、次の二つのことを考慮しなければならな
い。第一は、秤の不使用時、秤の可動部を抑止装置で秤
の内部で固定し、秤の精度に悪影響を及ぼす不意の衝撃
から秤を保護することが望ましいということである。第
二は、汚れた場所で秤がしばしば使用されることによ
り、また計量される物質自体が秤を汚染することによ
り、秤の精度が低下するという問題があるということで
ある。多くの場合、秤を抑止(休止)状態にする動作
と、その状態を解除する動作を、交互に速やかに行える
ようにする必要がある。
作動と解除が可能で、上記のような悪条件下でも秤の精
度を効果的に維持する抑止・シール手段を設けることに
より、上記の種類の秤を改善することにある。
一の部分(固定部)と秤の第二の部分(可動部)との間
に、制御ができる状態で伸縮可能な弾性装置を配置した
構成において達成できる。秤の固定部は秤のハウジング
に接続され、可動部は荷重伝達部材に接続されている。
それゆえ、荷重が荷重伝達部材に加わったとき、固定部
に対して可動部の位置が変化する。弾性装置は膨張状態
で固定部と可動部との間にある隙間を塞ぐので、隙間が
シールされるため可動部が固定部に対して移動できなく
なり、抑止される(休止状態になる)。弾性装置は、不
作動の休止状態が膨張状態に対応し、静止位置で秤の可
動部が抑止されるように構成してもよい。この場合、弾
性装置は作動されると収縮し、それにより可動部の抑止
が解除される。あるいは、弾性装置は、不作動の休止状
態が収縮状態に対応し、静止位置で可動部が抑止から解
除され弾性装置を作動させると膨張して可動部が抑止さ
れるように構成してもよい。いずれの場合にも、抑止作
用によって、第二の部分(可動部)が動かなくなるだけ
でなく、可動部と秤のハウジングに接続された固定部と
の間がシールされる効果がある。
る。第一は、ばね等の弾性装置を伸縮させるという思想
により、可動部は固定部に対し、互いの形状に適合した
状態で係合する(form-fitting engagement; 弾性装置
が凸状に膨張して凹状の相手にぴったり係合する)か、
あるいは摩擦状態で係合する(friction-based engagem
ent)ことによって抑止されるという効果である。第二
は、弾性装置が膨張状態になったとき、シールを形成す
るという効果である。
流体を収容する中空部分を形成し、その中空部分に収容
される流体の量を加減して弾性装置の膨張と収縮を制御
するという構成で得られる。実際には、その中空部分に
流体を選択的に出入りさせる装置を設けることにより、
行われる。このことはまた、装置の作動と停止が単純な
方法で行われることも意味する。
ングの開口を貫いて延びる位置に弾性装置を配置するこ
とによって最も効率的に得られる。このようにすれば、
機能上必要なハウジングの開口部に隣接する区域でシー
ル作用が得られる。もちろん、秤の内部のどこかにシー
ルを配置し、集塵用のチャンバを形成してもよいが、ハ
ウジングの外周にシールを配置するほうが好ましい。
置を膨張させて固定部に接触させることを本発明の範囲
に含めてもよいが、弾性装置を固定部に接続し、弾性装
置を膨張させて可動部に接触させる構成にするほうが好
ましい。また、流体を出入りさせるための導管システム
を固定部に接続するのが好ましい。
たとえば与圧されると機械的に膨張しうる分割した複数
のクッションで形成することは容易に考えられる。しか
し、好ましくは、弾性装置は、可動部と固定部の間に配
置した一個のリング状のクッションとし、その表面は膨
張していない状態では可動部の動程の軸方向に所定の直
径を有する円筒形とすることが好ましい。このクッショ
ンの内部を流体で充たし、好ましくはクッションに流体
を出入りさせる導管に接続された支持体(実施例の項で
説明するリング状支持体)を、リング状クッションに取
り付けてもよい。
るためには、リング状支持体が固定部に対し凸状にカー
ブした曲面を有し、その曲面の曲率半径がクッションの
リングの直径にほぼ等しいことが好ましい。クッション
の表面を凸面にすれば面でシールすることになるので、
たとえば固定部と可動部が単に線接触する場合より効果
的である。
ョンを膨張させる場合、リング状支持体にリング状クッ
ションの内面に面するリング状溝チャンネルを設けれ
ば、均等な圧力分布が得られる。
接触係合すると、計量セルに害を与えたり計量セルを破
壊したりする非対称的な力が可動部に加わるおそれがあ
る。したがって、水平方向にある程度の遊びを有する設
計にすることが好ましい。
施例およびその変形例についての説明の中で、さらに詳
しく述べる。
ルトの計量区画の下方に設置されるコンベヤベルト用秤
などの秤2の概略を示す。秤のハウジング1は、基部3
に取り付けられている。ハウジング1は、公知の設計に
よる力トランスデューサ4を収容している。この力トラ
ンスデューサは、レバー減衰機構を含むブロックをブラ
ケット5でプレート6に取り付けたタイプが好ましい。
プレート6は、ポスト7で下方から支持されている。プ
レート6の下方の空間には、計量プロセスの実行に必要
な回路ボードモジュール8などの電気回路がある。
ハウジングの上面から大きな押しボタンのように突き出
ている。この荷重伝達部材9は、軸Aの方向に延び、ハ
ウジング1の同軸の開口部10を貫通し、被計量荷重か
ら力トランスデューサ4へ力を伝達している。したがっ
て、特に図2は、荷重伝達部材9が開口部10のなかで
ハウジング1の壁に対して軸方向に移動可能であること
を示している。
る荷重ボタン11を備えており、この頭部12をほぼカ
ップ状のキャップ13で覆ってもよい。荷重伝達部材9
の下端には、複数の接続脚14か、または、単一の支持
ポスト14を備え、円錐形ペグ15への荷重伝達部材の
着脱を容易にする円錐形の凹部が形成されている。脚1
4は、接着剤などで荷重ボタン11の下側に取り付けら
れたハブ16の延長部である。荷重ボタン11と、頭部
12と、ハブ16と、場合によって脚または支持ポスト
14は、材料の一体部分で形成してもよい。脚または支
持ポスト14は、通常の秤の設計に対応した方式で被計
量荷重を荷重伝達部材9から円錐形ペグ15を経て力ト
ランスデューサ4に伝達する働きを担う。
作動中に、荷重伝達部材9に望ましくない力が加わるよ
うな場合に秤を抑止(休止)状態にしようとするとき、
力トランスデューサ4のレバーを動かないようにする必
要がある。もちろん、抑止装置を力トランスデューサ4
のレバーに直接作用させることは、一般に制振装置をレ
バーに直接作用するように設計することから類推して考
えつく。しかし、本発明による抑止装置は、レバー機構
の軸受やピボットに荷重が加わらないようにするという
点で好ましい。ハウジング1の上面に設けた開口部10
の縁部は、ねじ山を切った孔21を有するフランジ20
として形成されている。このフランジには、ねじ孔21
に係合する複数のねじボルト27によって、リング状の
支持体22が取り付けられている。
部突起23’を有する。それらの突起はたとえば隆起部
(ridge)の形状を成し、リング状の支持体22の
上部では締め付け板24に対するスペーサとして働き、
下部ではフランジ20に対するスペーサとして働く。ク
ッション状のシール膜25は、一種の膨張可能な種類の
シールであり、上部は突起23と締め付け板24の間
で、下部は突起23’とフランジ20の間で締め付けら
れている。
る。すなわち、断面が外方へカーブしている。リング状
支持体22は、その支持面26がシール膜25の内側と
ほぼ平行に形成された設計にすることが好ましい。支持
面26は、シール膜25の支え面を形成する。図2の参
照記号Dは、軸Aに対するシール膜25のリングの直径
を示す。
長手方向の孔28(「長手方向」とはリングの軸Aと平
行であることを意味する)と、少なくとも一つの横方向
の孔29を有する。横方向の孔29は、膜25の赤道円
(equatorial circle)の方向に延びているのが好まし
い。好ましい設計においては、横方向の孔29をリング
状支持体の赤道円に沿って設けたリング状溝チャンネル
30に連通させ、孔28、29を介して供給される流体
がリング状支持体22の全周に均等に行き渡るようにす
る。
は、その全長の一部にねじ山が切られている。長手方向
の孔28はフランジ20の孔28’につながり、この孔
28’にも同様にねじ山が切られている。いずれか一方
のねじ山により、供給管35’(図1)が孔28に接続
されている。明らかであるため図示していないが、膜2
5は、突起23’とフランジ20の間でしっかり締め付
けられており、孔28、28’を結ぶ線上に適当な開口
部を有する。
に示したが、これは設計例の一つにすぎない。流体経路
の一部または全部をハウジング1の内部に収容してもよ
い。流体経路には、流体を(好ましくはエアを)シール
装置に供給できる二つの方式を用いることができる。二
つの方式は、図示したように、単独であるいは組み合わ
せて使用できる。圧力アキュムレータ31は、可動ピス
トン32で二つの区画33、34に分割され、流体供給
源として働く。左側の区画33は気密になっており、一
定量のガス等を充たすことにより区画34に送るエアの
圧力をほぼ一定の圧力以下に保ち、圧力の変化が所定の
限界内に収まるようにしている。エアは、ポンプまたは
ベローズ36に接続された供給管35を介して送られ
る。アキュムレータ31を使うと、秤を長時間使用して
いない場合でも膜25内で起きることがある漏れによる
損失を区画33内のガスクッションが自動的に補償する
ため、有利である。
37を通って、好ましくは逆止弁38を経て、区画34
につながっている。逆止弁38は、圧力を加えたエアが
ポンプ36や外部へ逆流しないようにすることが目的で
あり、基本的には供給管35のどの部分に設けてもよ
い。また、このようにすることは、ポンプ36がアキュ
ムレータ31の圧力に抗して作用する必要はないが膜2
5を膨張させるため圧力を膜25に直接加えなければな
らない場合にも有効である。しかし、本発明に用いられ
る種類のポンプ36は、多くの場合それ自体が逆止弁を
備えているので、逆止弁を追加する必要がない。また、
逆止弁は、切換弁37で分たれた供給管の両方の部分に
配置してもよい。
制御することにより、ポンプ36から送られる圧縮エア
が供給管40を介し、孔28、29とリング状溝チャン
ネル30で形成されたチャンネル装置へ直接供給される
ようにしてもよい。しかし、アキュムレータ31が膜2
5にほぼ均一の圧力を加えるので、ポンプ36をチャン
ネル装置に直接接続すると圧力が高まり過ぎる危険があ
る。したがって、圧力制限弁41を供給管40に(ある
いは供給管40と膜25の間のどこかに)設けることに
より、圧力媒体の供給を遮断するか、所定の最大圧力を
超えた分の圧力を解放するのが好ましい。
が送り込まれると、膜25がリングの半径の方向に膨張
してカップ形キャップ13の内面13’に圧接される。
膜25が本発明の範囲にある単なる環状(トロイダル)
弾性ホースとして形成されている場合、内面13’と圧
接する区域は、カップ形キャップ13の内周面の狭いリ
ングの線状区域だけに限定される。図示したような比較
的幅広いクッションとして膜25を形成して曲率半径R
をリングの直径Dにほぼ等しくすれば、接触面積が大き
くなり、膜25と内面13’がぴったりシール接触す
る。このことには、二つの利点がある。第一は、荷重伝
達部材9が圧縮摩擦接触することによって固定されるこ
とである。これは、秤を抑止する(休止状態にする)と
いう目的を満足しており、秤が使用中でない場合に望ま
しい。第二は、密着することにより、ダストなどの汚染
物質が開口部10から秤のハウジング1内に入り込まな
いことである。汚染物質は膜25と内面13’の間の隙
間を上方に移動し、次いでリング状支持体22の内面に
沿って下方に移動すれば侵入できるので、カップ形キャ
ップ13自体にも顕著な保護効果がある(秤が使用中で
ある場合を含む)。したがって、カップ形キャップ13
は、秤が使用中にも有効な一種の迷路あるいはダストバ
ッフルを形成する。それゆえ、好ましい構成において
は、膜25は抑止装置の機能とともに、ハウジング1の
内部への汚染物質の侵入を有効に防ぐバリアの機能を有
する。膜25を内面13’に、すなわち荷重伝達部材9
に押し付ける際に生じる半径方向の力が、力トランスデ
ューサ4に加わらないようにするために、カップ形キャ
ップ13の内径は幅広の頭部12の直径よりわずかに大
きくなっており、キャップと頭部の間に径方向の遊びが
ある。
ッフルを備えた秤2の細部IIの変形例を示す。荷重伝
達部材9の周囲にあるハウジング1の壁の盛り上がった
部分が、フランジ20の代わりになっている。リング状
支持体22に追加されたカップ22’は、支持体22の
下側から外側に延び、支持体22を離れた位置から取り
巻いている。図3のカップ形キャップ13が有する二つ
の同心壁の間に、カップ22’の壁が上方に延びてい
る。二つの同心壁とカップ22’で形成された迷路状の
ダストバッフルは、汚染物質粒子の侵入を非常に効果的
に防ぐ。
動状態に戻すためには、まず、弾性部材すなわち膜25
の膨張を元に戻す必要がある。基本的には、このこと
は、締め付け板24にかかる圧力を短時間で解放し、エ
アを膜25から逃がす装置があれば、可能である。さら
によい方法は、外部につながる排気管42などでエアを
逃がす切換弁Vを用いることである。言うまでもなく、
この目的に用いる排気管はさまざまな構成とすることが
可能であり、図1はその概略を示すにすぎない。たとえ
ば、排気管は、荷重伝達部材9の近くに積もったほこり
を吹き飛ばす作用も同時に有する構成とすることも可能
である。
は自動で動作するアクチュエータ43で動作させること
が可能である。自動式のアクチュエータは、たとえば秤
2を横切るコンベヤベルトの制御と同期をとって作動す
るスイッチを含む。この構成では、秤が動作状態になる
と同時に抑止が自動的に解除されるので、誤作動を防止
できる。
ある。特に、弾性装置は、秤が常に抑止状態であり、計
量時のみ抑止を解除するように構成できる。このような
構成とするためには、たとえば、弾性装置が不作動状態
で固定部と可動部の間で接触係合を続け、計量を行う前
に収縮して固定部と可動部が互いに離れるようにすれば
よい。実際には、弾性装置は、たとえば、エアを抜けば
収縮するリング状ホースで構成できる。
Claims (18)
- 【請求項1】 開口部を有するハウジングと、このハウ
ジングに接続された固定部と、被計量荷重に応じハウジ
ングに対して可動である可動部と、ハウジングに収容さ
れた力トランスデューサと、この力トランスデューサに
接続され上記開口部を貫通する荷重伝達部材から成り、
上記荷重伝達部材が上記力トランスデューサに被計量荷
重を伝達する働きを有する計量秤において、伸縮制御可
能な弾性装置を上記固定部と上記可動部の間に配置し、
この弾性装置により上記固定部と上記可動部が面接触し
たり離れたりすることを特徴とする計量秤。 - 【請求項2】 上記弾性装置が上記固定部と上記可動部
との係合状態に対応する休止状態を有し、上記可動部が
上記弾性装置の収縮によって解放される請求項1に記載
の計量秤。 - 【請求項3】 上記弾性装置が上記固定部と上記可動部
との係合状態に対応する休止状態を有し、上記可動部が
上記弾性装置の膨張によって固定される請求項1に記載
の計量秤。 - 【請求項4】 上記弾性装置が上記固定部に接続され、
上記可動部の方向に膨張して面接触係合することを特徴
とする請求項3に記載の計量秤。 - 【請求項5】 上記固定部が上記ハウジングの外方に突
出した部分であり、上記可動部が上記開口部を貫通して
延びる上記荷重伝達部材の一部を成すことを特徴とする
請求項1に記載の計量秤。 - 【請求項6】 上記荷重伝達部材が上記固定部を囲むよ
うに延びるほぼカップ状のキャップから成り、上記弾性
装置が上記固定部と上記キャップの内壁の間に配置され
ていることを特徴とする請求項5に記載の計量秤。 - 【請求項7】 上記弾性装置が上記可動部と同軸に配置
されたリング状クッションを有し、上記リング状クッシ
ョンが所定のリング直径Dを有し、上記リング状クッシ
ョンが不作動状態にあるとき上記リング状クッションの
断面が外周半径Rを有することを特徴とする請求項1に
記載の計量秤。 - 【請求項8】 上記外周半径Rが上記リング直径Dに少
なくともほぼ等しいことを特徴とする請求項7に記載の
計量秤。 - 【請求項9】 流体経路を有し、上記弾性装置が中空部
分を有し、上記中空部分へ加圧流体を注入して上記弾性
装置を膨張させ、上記中空部分から流体を排出して上記
弾性装置を収縮させ、上記流体が上記流体経路を介して
出入りし、上記流体の給排のために上記流体経路が選択
的に切換可能であることを特徴とする請求項1に記載の
計量秤。 - 【請求項10】 上記流体としてエアを用いた請求項9
に記載の計量秤。 - 【請求項11】 上記流体経路が手動ポンプを備えた請
求項9に記載の計量秤。 - 【請求項12】 上記流体経路がアキュムレータを備え
た請求項9に記載の計量秤。 - 【請求項13】 上記流体経路が圧力制限弁を備えた請
求項9に記載の計量秤。 - 【請求項14】 上記流体経路が、切換弁を動作させる
ためのアクチュエータ付き切換弁を備えた請求項9に記
載の計量秤。 - 【請求項15】 上記流体経路が、逆止弁を備えた少な
くとも一つの供給管を含む請求項9に記載の計量秤。 - 【請求項16】 上記固定部が、上記リング状クッショ
ンの内部に収容されたリング状支持体を有し、上記リン
グ状支持体が、上記リング状クッションに流体を供給・
排出させる少なくとも一つのチャンネルを含む請求項7
に記載の計量秤。 - 【請求項17】 上記リング状支持体が、上記可動部の
内面方向に延びる凸面を有する外側に向いた支え面を有
し、上記凸面が、上記リング状クッションの外周半径R
にほぼ等しい曲率半径を有することを特徴とする請求項
16に記載の計量秤。 - 【請求項18】 上記リング状支持体が、上記リング状
クッションの方向に延びるリング状溝チャンネルを有す
ることを特徴とする請求項16に記載の計量秤。
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