JP2006138713A - Tuning fork oscillation type load sensor - Google Patents
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Description
本発明は、荷重受部で受けた荷重を複数段のてこ部を介して音叉振動子により検出する音叉振動式荷重センサに関するものである。 The present invention relates to a tuning fork vibration type load sensor that detects a load received by a load receiving portion with a tuning fork vibrator via a plurality of lever portions.
従来のこの種の音叉振動式荷重センサには、例えば本出願人による特許文献1に開示されているような、同一金属板材から成る荷重変換機構が使用されている。図3に示すように、この荷重変換機構の基部1の一部にはてこ部2が支点3を介して支持されている。てこ部2の荷重点4には荷重を受ける荷重受部5が引張片6を介して連結され、てこ部2の力点7と基部1の固定部との間に音叉振動子8が配置されている。
For this type of conventional tuning fork vibration type load sensor, for example, a load conversion mechanism made of the same metal plate material as disclosed in
しかし、上述の音叉振動式荷重センサは、その形状から測定できる荷重範囲の制約がある。例えば、3mmの板厚の音叉振動子8であれば、測定可能な荷重の最大値は約2〜3kgであり、一体に組んだてこ部を使用して、力の拡大・縮小を行っても、その測定範囲は5〜1/5倍の範囲にとどまる。
However, the tuning fork vibration type load sensor described above has restrictions on the load range that can be measured from its shape. For example, in the case of a
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、複数段のてこ部を組み合わせて全体のてこ比を大きく又は小さくして、荷重測定範囲を拡大し得る音叉振動式荷重センサを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a tuning fork vibration type load sensor that solves the above-described problems and can increase or decrease the overall lever ratio by combining a plurality of lever portions to expand the load measurement range. is there.
上記目的を達成するための本発明に係る音叉振動式荷重センサの技術的特徴は、金属板材を形成して成る音叉振動式荷重センサにおいて、基部の一部にそれぞれ支点を介して接続した複数段のてこ部を有し、初段のてこ部の荷重点に引張片を介して荷重受部を連結し、前段のてこ部の力点に後段のてこ部の荷重点を順次に連結し、最終段のてこ部の力点と前記基部の固定部との間に音叉振動子を連結したことを特徴とすることにある。 To achieve the above object, the technical feature of the tuning fork vibration type load sensor according to the present invention is that a tuning fork vibration type load sensor formed of a metal plate material has a plurality of stages each connected to a part of a base portion via a fulcrum. It has a lever part, and the load receiving part is connected to the load point of the first stage lever part via a tension piece, the load point of the latter stage part is sequentially connected to the force point of the previous stage lever part, and the last stage part is connected. A tuning fork vibrator is connected between the power point of the lever portion and the fixed portion of the base portion.
本発明に係る音叉振動式荷重センサによれば、てこ部を複数段に設けることにより、荷重測定範囲を拡大できる。 According to the tuning fork vibration type load sensor according to the present invention, the load measurement range can be expanded by providing the levers in a plurality of stages.
本発明を図1、図2に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
図1は実施例1の正面図であり、この音叉振動式荷重センサは同一金属板体から一体に加工されている。基部11には例えば2つの取付孔11a、11bが形成されており、基部11の上部には第1てこ部12が薄肉部から成る第1支点12aを介して支持されている。また同様に、基部11には第2てこ部13が第2支点13aを介して支持されている。
FIG. 1 is a front view of
第1てこ部12の荷重点12bには引張片14を介して荷重受部15が連結されている。この荷重受部15には、測定すべき荷重Fを受けるための図示しない部材が取り付けられる孔15aが設けられている。また、第2てこ部13の力点12cは薄肉部16を介して第2てこ部13の荷重点13bに連結され、第2のてこ部13の力点13cと、基部11の突部11cとの間に音叉振動子17が接続されている。
A
音叉振動子17は軸線に対称かつ平行な2枚の長片状の振動片18a、18bと、これらの振動片18a、18bの上下の両端部同士をそれぞれ結合する略コ字状の結合部19a、19bと、これらの結合部19a、19bを軸線上でそれぞれ支持する薄板状の支持片20a、20bとから構成されている。上方の支持片20aは第2てこ部13の力点13cに連結され、下方の支持片20bは基部11の突部11cに連結されている。
The
音叉振動子17の例えば下方の結合部19bの両側面に、持続振動発生用の圧電素子21a、21bがそれぞれ取り付けられている。圧電素子21a、21bには図示しない増幅器の入力部と出力部がそれぞれ接続され、一方の圧電素子21aは振動用とされ、他方の圧電素子21bはピックアップ用とされている。そして、増幅器には図示しない周波数カウンタが接続され、増幅器の利得や周波数特性を適切に選択すると振動片18a、18bが音叉振動子17に加わった荷重に対応した固有周波数で対称的に振動するので、周波数カウンタによって荷重Fの検出が可能とされている。
For example,
この実施例1の音叉振動式荷重センサは、てこ比の関係から力拡大機構とされ、荷重受部15に測定すべき荷重Fが加わると、その荷重Fが引張片14、第1てこ部12、第2てこ部13を介して音叉振動子17に作用し、音叉振動子17にてこ比によって拡大された引張荷重が加わる。
The tuning fork vibration type load sensor of the first embodiment is a force expanding mechanism because of the lever ratio. When a load F to be measured is applied to the
これにより、音叉振動子17の振動片18a、18bが引張荷重Fに対応する固有振動数で対称的に振動し、この振動は増幅器に入力し、周波数カウンタから荷重Fに比例した数値が得られる。
As a result, the
第1てこ部12のてこ比を1/a、第2てこ部13のてこ比を1/bとすると、全体のてこ比は(1/b)・(1/a)=1/(a・b)となり、例えばa、bを5とすれば、25倍或いは1/25倍となって、大幅に測定荷重範囲を拡げることができる。
When the lever ratio of the
図2は実施例2の力縮小機構を示し、第2てこ部13は基部11の下側に配置されており、実施例1の符号と同一の符号は同等の部材を示している。
FIG. 2 shows the force reducing mechanism of the second embodiment. The
この場合において、荷重受部15に加わった荷重は、第1てこ部12、引張片22、第2てこ部13を介して音叉振動子17に伝達され、実施例1と同様に荷重を十分に縮分されて測定できる。なお、第2てこ部13は実施例1と異なり、荷重点13bと力点13cは支点13aの両側に配置されている。
In this case, the load applied to the
本発明は音叉振動子17をこれを支える基部11やてこ部12、13と共に同一金属板材により一体構造としているので、測定荷重以外に妨害的な外力の影響を除去することができ、良好な測定精度が保証される。また、一体構造として製作するので組み立て作業を殆ど必要としない利点もある。
In the present invention, the
なお、てこ部は実施例1、2のように2段ではなく、更に多段とすることもできる。 Note that the lever portion is not two-stage as in the first and second embodiments, and may be further multistage.
11 基部
12、13 てこ部
12a、13a 支点
12b、13b 荷重点
12c、13c 力点
15 荷重受部
17 音叉振動子
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JP2004327828A JP2006138713A (en) | 2004-11-11 | 2004-11-11 | Tuning fork oscillation type load sensor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009121950A (en) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Shinko Denshi Kk | Tuning-fork vibration type load sensor |
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JPS507561A (en) * | 1973-05-16 | 1975-01-25 | ||
JPH09218080A (en) * | 1996-02-14 | 1997-08-19 | Ishida Co Ltd | Tuning fork type load cell and weighing instrument using the same |
JP2697106B2 (en) * | 1989-03-31 | 1998-01-14 | 株式会社島津製作所 | Electronic balance |
JP2001066178A (en) * | 1999-08-31 | 2001-03-16 | A & D Co Ltd | Electronic force balance having double lever |
-
2004
- 2004-11-11 JP JP2004327828A patent/JP2006138713A/en active Pending
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