JP2002148105A - 電子天びん - Google Patents

電子天びん

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JP2002148105A
JP2002148105A JP2000346653A JP2000346653A JP2002148105A JP 2002148105 A JP2002148105 A JP 2002148105A JP 2000346653 A JP2000346653 A JP 2000346653A JP 2000346653 A JP2000346653 A JP 2000346653A JP 2002148105 A JP2002148105 A JP 2002148105A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 平板状の母材をくり抜いてロバーバル機構や
レバー機構を一体形成した機構体を用い、かつ、その機
構体のレバー機構のレバーに別部材からなるレバーを固
着してその先端部に電磁力発生装置のフォースコイルを
固着した電子天びんにおいて、簡単な構成のもとにゼロ
点ドリフトを正確に補償することのできる電子天びんを
提供する。 【解決手段】 平板状母材をくり抜いてロバーバル機構
2やレバー機構4を一体形成した機構体10の機械的感
度を調整するための孔8の内部に、ゼロ点ドリフト補償
用の温度センサ9を配置することにより、機構体10に
対して特別な加工を追加することなく、天びんメカニズ
ムを代表する温度を検出して、ゼロ点ドリフトを正確に
補償することを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子天びんに関し、
更に詳しくは、皿の動きを鉛直方向に規制し、かつ、四
隅誤差を解消するためのロバーバル機構と、そのロバー
バル機構の可動部に連結部を介して連結されたレバー機
構とが、一つの平板状の母材をくり抜いて形成されてな
る機構体により一体形成され、更に、皿上の荷重に抗し
て電磁力を発生するための電磁力発生装置がその機構体
に対して離隔した位置に配置され、その電磁力発生装置
のフォースコイルが機構体のレバー機構に固着された別
部材からなるレバーの先端部に固着された構造の電子天
びんに関する。
【0002】
【従来の技術】電子天びんにおいては、一般に、図3に
機構図を模式的に示すように、被測定物を載せるための
皿31は、ロバーバル機構32(パラレルガイドとも称
される)によって支持された構造を採る。ロバーバル機
構32は、固定部32aに対して可動部32bを、互い
に平行で、かつ、それぞれの両端部に可撓部Eを有して
なる上下2本の梁32c,32dを介して連結した構造
を有し、その可動部32bに皿31を載せることによ
り、皿31の移動を鉛直方向に規制し、また、皿31上
での被測定物の載置位置に伴う誤差、いわゆる四隅誤差
を解消する役割をも担う。
【0003】そして、このロバーバル機構32の可動部
32bは、支点34aを中心として傾動自在のレバー3
4bを有するレバー機構34のレバー34bに対して、
連結部材(力点バネ)33を介して連結されている。こ
のレバー34bには、電磁力発生装置35のフォースコ
イル35aが固着されるるとともに、そのレバー34b
の変位(傾斜)が変位センサ36によって検出される。
電磁力発生装置35は、磁気回路35bが作る静磁場中
にフォースコイル35aを可動に設けたものであり、こ
のフォースコイル35aに流れる電流に応じた大きさの
電磁力を発生することができ、このフォースコイル35
aに流れる電流は、変位センサ36を含むサーボ機構に
よりフィードバック制御される。
【0004】以上の構成において、皿31に作用する荷
重は、ロバーバル機構32の可動部32bおよび連結部
材33を介してレバー機構34のレバー34bの一端部
に伝達され、このレバー34bを傾斜させる。このレバ
ー34bの傾斜は変位センサ36によって検出され、サ
ーボ機構はこの変位センサ36によるレバー34bの変
位が常に0になるようにフォースコイル35aに流れる
電流を制御する。従って、このフォースコイル35aに
流れる電流の大きさが、皿31上の荷重の大きさを表す
ことになり、この電流の大きさが抵抗により電圧信号と
して取り出されて、皿31上の質量ないしは重量に換算
され、表示器に計量値として表示される。
【0005】ところで、以上のロバーバル機構32、連
結部材33、およびレバー機構34は、通常、それぞれ
別部材によって形成されるのであるが、図4に例示する
ように、これらを1枚の板状の母材をくり抜いてなる機
構体30によって一体的に形成した、いわゆるワンピー
スフォースセルと呼ばれる電子天びんが実用化されてい
る(例えば日本国特許第195686号)。このような
一体物の機構体30を用いることにより、各部材を個別
に製造して組み立てる通常の構造のものに比して、製造
コストを大幅に低減させることができる等の利点があ
る。
【0006】また、このような母材をくり抜いた機構体
を用いたものにおいて、電磁力発生装置の発生電磁力が
同じでも天びん秤量を大きくするためにレバー比を大き
くしたものとして、図5に例示するように、機構体30
のレバー機構34のレバー34bに別部材のレバー51
を固着して、その先端部に電磁力発生装置35のフォー
スコイル35aを固着したものも実用化されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子天びん
においては、一般に、上記したいずれの構造を採るにし
ても、感度の温度補償並びにゼロ点ドリフトの補償が必
要である。感度の温度依存性は、電磁力発生装置35の
磁気回路中の永久磁石の温度係数によるものであり、ま
た、ゼロ点のドリフトは、ロバーバル機構32やレバー
機構34をはじめとする天びんメカニズムの温度変化に
よる無負荷状態でのバランスのずれに起因するところが
大きい。図3に示した個別の部材を組み立てた構造、あ
るいは図4に示した機構体30のみを用いた構造の電子
天びんにおいては、ロバーバル機構32をはじめとする
天びんメカニズムと電磁力発生装置35とが近接してい
るため、電磁力発生装置35の磁気回路内に一つの温度
センサを配置し、この温度センサの出力を、永久磁石並
びに天びんメカニズムの温度検出信号として兼用させ、
感度補償およびゼロ点ドリフトの補償の双方に供するこ
とも可能である。
【0008】しかしながら、機構体30に別部材からな
るレバー51を固着してレバー比を大きくしたものにつ
いては、天びんメカニズムと電磁力発生装置35とが離
れているために、これら両者の温度を一つの温度センサ
で検出することは不可能である。しかも、図3に示す組
立型のものにおいては、天びんメカニズムと電磁力発生
装置35とが離れている場合、必要に応じて天びんメカ
ニズムの近傍に別途温度センサを簡単に設けることがで
きるのであるが、機構体30を用いる場合には、この機
構体30からなる天びんメカニズムの温度を検出するた
めの温度センサを設けることが困難であるという問題が
ある。
【0009】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、母材をくり抜いた機構体30を用い、しかも、
その機構体30のレバー機構34に別部材からなるレバ
ーを固着して電磁力発生装置35のフォースコイル35
aを固着した構造の電子天びんにおいて、感度補償用の
温度センサのほかに、簡単な構成のもとに天びんメカニ
ズム、つまり機構体31の温度を検出してゼロ点ドリフ
トの補償に供することのできる電子天びんの提供を目的
としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子天びんは、被測定物を載せる皿を支持
する可動部を、両端部に可撓部を有し、かつ、互いに平
行な上下2本の梁を介して固定部に連結してなるロバー
バル機構と、そのロバーバル機構の可動部に一端部が連
結された連結部と、その連結部の他端部に連結されたレ
バー機構とが、一つの平板状の母材をくり抜いて形成さ
れてなる機構体により一体形成されているともとに、そ
の機構体のレバー機構には、別部材からなるレバーの一
端側が固着され、そのレバーの他端側に、上記機構体か
ら離隔して配置された電磁力平衡機構のフォースコイル
が固着された電子天びんにおいて、計量値のゼロドリフ
トを補償するための温度センサが、上記機構体に設けら
れている機械感度調整用の孔の内部に配置されているこ
とによって特徴づけられる。
【0011】本発明は、母材をくり抜いてロバーバル機
構、レバー機構、およびこれらを連結する連結部を一体
形成した機構体を用いる場合、機構体には、通常、その
機械的感度調整のための孔が形成されることを利用し、
その孔の内部に温度センサを配置することで、所期の目
的を達成しようとするものである。
【0012】すなわち、母材をくり抜いてロバーバル機
構やレバー機構等を一体に形成してなる機構体において
は、レバー機構の支点は母材に狭窄部を形成して可撓性
を持たせることによって形成するのであるが、その支点
の撓みやすさは、天びん機構の機械的な感度を決定す
る。そこで、この種の機構体を用いた電子天びんにおい
ては、一般に、母材に対してワイヤカット放電加工等に
より板厚方向に貫通する切れ目を入れることによって機
構体を形成するとともに、レバー機構の支点部分等の板
厚方向への寸法を減じることによってその撓みやすさを
設計的に調整することによって、設計上の機械的感度が
所望の感度となるように調整する。この板厚方向寸法の
調整は、機構体の一端面から支点部分にまで至る孔を形
成して、支点部分の板厚方向中心部を削ることによって
行われる。
【0013】本発明は、この機構体に形成される機械的
感度調整用の孔を、ゼロ点ドリフトの補償のための温度
センサの配設位置として利用する。これにより、特に機
構体に対する温度センサの取り付けのための加工を必要
とすることなく、ゼロ点ドリフトを補償するために有効
な機構体の直近での温度検出が可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形
態の機構部分の構成図である。機構体10は、1枚の平
板状の母材をくり抜くことによって形成されたもので、
ロバーバル機構2とレバー機構4、およびこれらを連結
するための連結部3が一体に形成されている。ロバーバ
ル機構2は、従来と同様に、固定部2aと可動部2b、
および、両端部に可撓部Eがそれぞれ形成され、かつ、
固定部2aと可動部2bとを連結する互いに平行な上下
2本の梁2c,2dによって構成されている。そして、
このロバーバル機構2の可動部2bの上面に被測定物を
載せるための皿1が支持される。
【0015】レバー機構4は、この例において二段型で
あって、弾性支点4aを中心として傾動自在で、かつ、
一端部が連結部3によりロバーバル機構2の可動部2b
に連結された第1のレバー4bと、弾性支点40aを中
心として傾動自在で、かつ、第1のレバー4bの他端部
に連結部4cを介して連結された第2のレバー40bを
備えている。そして、この第2のレバー40bに、別部
材からなる持ち出し用レバー7の基端部が固着されてい
る。この持ち出し用レバー7は、その基端部がフォーク
状に分岐して機構体10の第2のレバー40bの両側部
に密着してねじ止めされている。磁気回路5bが作る静
磁場中にフォースコイル5aを可動に配置した電磁力発
生装置5は、機構体10から離隔した位置に配置され、
そのフォースコイル5aが持ち出し用レバー7の先端部
に固着されている。また、この持ち出し用レバー7の先
端部の変位が変位センサ6によって検出され、この持ち
出し用レバー7の変位が常に0となるように、図示しな
いサーボ機構によってフォースコイル5aに流れる電流
が制御される。
【0016】さて、機構体10の固定部2a側の端面に
は、第2のレバー40bの弾性支点40aの撓みやすさ
を調整して機構体10の機械的感度を調整するための孔
8が穿たれている。すなわち、この孔8は、機構体10
の端面から第2のレバー40bの弾性支点40aに至る
円形断面の孔であって、この孔8によって、弾性支点4
0aが母材の表裏両面部分を残して適宜量だけ削除され
ることにより、機構体10の機械的感度が調整されてい
る。なお、弾性支点40aのほか、連結部4c等につい
ても撓みやすさを調整するための孔が穿たれるが、これ
らは本発明の特徴とは直接には関係がないので、その図
示を省略する。
【0017】そして、図2に孔8の近傍の拡大断面図を
示すように、この孔8の内部に、ゼロ点ドリフト補償用
の温度センサ9が配置されている。すなわち、温度セン
サ9は基板9aに搭載されており、その基板9aが孔8
の入口部分に形成された段部8aに接着剤B等によって
固着されることにより、温度センサ9が孔8の内部にお
いて機構体10に対して非接触状態で配置された状態と
なっている。なお、感度補償用の温度センサは、図示は
省略するが、従来と同様に電磁力発生装置5の磁気回路
5b内に配置されている。
【0018】以上の本発明の実施の形態によると、ゼロ
点ドリフトを補償するための温度センサ9が、その温度
が最もゼロ点ドリフトを補償しやすい機構体10の内部
に配置されているので、ゼロ点のドリフトを高い精度の
もとに補償することができる。しかも、この温度センサ
9は、機構体10の機械的感度調整のための孔8を利用
してその内部に配置され、機構体10に対して温度セン
サ9を配置するための特別の加工を特に要することがな
く、機構体10の加工コストや組立コスト等を増大させ
ることがない。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ロバー
バル機構やレバー機構を一つの平板状母材をくり抜いて
一体形成した機構体を用いるとともに、そのレバー機構
に別部材からなるレバーを固着して、そのレバーの先端
部に、機構体から離隔した位置に置かれた電磁力発生装
置のフォースコイルを固着した構造の電子天びんにおい
て、機構体の感度調整用の孔を利用してその内部にゼロ
点ドリフトを補償するための温度センサを配置している
ので、機構体に対して特別な加工等を要することなく、
ゼロ点ドリフトの補償に有効な機構体の温度を検出する
ことが可能となり、コストを特に増大させることなく正
確なゼロ点ドリフトの補償を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の機構部分の構成図であ
る。
【図2】図1における孔8の近傍の部分断面拡大図であ
る。
【図3】組立型のメカニズムを備えた従来の電子天びん
の構成例を示す機構図である。
【図4】ロバーバル機構、レバー機構等を一つの母材を
くり抜いて一体形成してなる機構体を用いた従来の電子
天びんの構成例の説明図である。
【図5】図4に示す機構体30のレバー機構34に、別
部材からなるレバー51を固着してその先端部に電磁力
発生装置35のフォースコイル35aを固着した構成の
従来の電子天びんの説明図である。
【符号の説明】
1 皿 2 ロバーバル機構 2a 固定部 2b 可動部 2c,2d 梁 3 連結部 4 レバー機構 4b 第1のレバー 40b 第2のレバー 4a,40a 弾性支点 4c 連結部 5 電磁力発生装置 5a フォースコイル 5b 磁気回路 6 変位センサ 7 持ち出し用レバー 8 機械的感度調整用の孔 8a 段部 9 温度センサ 9a 基板 10 機構体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定物を載せる皿を支持する可動部
    を、両端部に可撓部を有し、かつ、互いに平行な上下2
    本の梁を介して固定部に連結してなるロバーバル機構
    と、そのロバーバル機構の可動部に一端部が連結された
    連結部と、その連結部の他端部に連結されたレバー機構
    とが、一つの平板状の母材をくり抜いて形成されてなる
    機構体により一体形成されているともとに、その機構体
    のレバー機構のレバーには、別部材からなるレバーの一
    端側が固着され、そのレバーの他端側に、上記機構体か
    ら離隔して配置された電磁力平衡機構のフォースコイル
    が固着された電子天びんにおいて、 計量値のゼロ点ドリフトを補償するための温度センサ
    が、上記機構体に設けられている機械感度調整用の孔の
    内部に配置されていることを特徴とする電子天びん。
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