JP2564791B2 - Precision balance - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は上皿天びんに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention relates to a precision balance.
＜従来の技術＞ 上皿天びんでは、一般に、秤皿上に載置された荷重
を、荷重伝達軸，荷重受等を介して、平衡電磁力発生装
置やロードセル等の荷重センサに伝え、その荷重の大き
さを測定する。荷重センサは過負荷や衝撃荷重に対して
脆弱であって、通常、これらに対する保護を必要として
いる。<Prior Art> Generally, in a precision balance, a load placed on a weighing pan is transmitted to a load sensor such as a balanced electromagnetic force generator or a load cell via a load transmission shaft, a load receiver, etc. Measure the size of. Load sensors are vulnerable to overload and shock loads and usually require protection against them.
従来の上皿天びんにおいては、上述の保護のため、種
々の機構が採用されているが、そのほとんどは、過負荷
に対する保護と、衝撃荷重に関しては秤皿中央部に鉛直
方向に作用するものに対する保護を主として対策してい
た。In conventional precision balances, various mechanisms are adopted for the above-mentioned protection, but most of them are for protection against overload and those that act vertically on the center part of the weighing plate with respect to impact load. The main measures were protection.
＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし、試料を秤皿に載せ降ろしする際に、誤って秤
皿に衝突させたような場合には、秤皿に前後あるいは左
右方向への衝撃力等が作用することがある。このような
場合、従来の上皿天びんの保護機構では、全く効果を発
揮しないか、あるいは不充分であることが多く、荷重セ
ンサが損傷してしまうこともあった。また、従来、この
ような前後，左右方向への衝撃力等にも保護機能を有す
る上皿天びんもあることはあるが、その構造が複雑で、
高価になっていまうという欠点があった。<Problems to be Solved by the Invention> However, when the sample is accidentally collided with the weighing plate when it is placed on the weighing plate and is lowered, an impact force in the front-rear direction, the left-right direction, or the like is applied to the weighing plate. May act. In such a case, the conventional protective mechanism for the precision balance often fails to exhibit the effect at all or is insufficient, and the load sensor is sometimes damaged. In addition, conventionally, there may be a precision balance having a protection function against such an impact force in the front-back and left-right directions, but its structure is complicated,
It had the drawback of becoming expensive.
本発明の目的は、簡単な構造のもとに安価に、鉛直方
向，前後，左右方向いずれの方向への衝撃力等に対して
も、保護機能を有する上皿天びんを提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a precision balance which has a simple structure and is inexpensive and has a protection function against impact force in any of the vertical direction, the front-back direction, and the left-right direction.
＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための本発明の構成を、その実施
例図面である第１図を参照しつつ説明すると、本発明
は、秤皿１を上方端に装着した荷重伝達軸３を、荷重セ
ンサ９に連通する荷重受６に係合せしめ、秤皿１上への
載置荷重を荷重センサ９によって検出する天びんにおい
て、荷重受６に、荷重伝達軸３を貫通せしめる貫通孔6a
を穿つ。荷重伝達軸３の下端部近傍には、この荷重伝達
軸３に直交する円形板４を形成する。そして、この円形
板４の上面が荷重受６の下面に所定の力で弾性的に押圧
されるよう、荷重受６と荷重伝達軸３との間に所定の予
圧を与えた状態で弾性体（例えば圧縮コイルばね５）を
介在せしめる。また、荷重伝達軸３の下方への変位はス
トッパ10を設けることにより、同じく軸３の傾斜はスト
ッパ11を設けることにより、それぞれ規制するよう構成
する。<Means for Solving Problems> A configuration of the present invention for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 which is an embodiment drawing thereof. In the balance in which the loaded load transmission shaft 3 is engaged with the load receiver 6 communicating with the load sensor 9, and the load placed on the weighing pan 1 is detected by the load sensor 9, the load receiver 6 is connected to the load receiver 6. Through hole 6a
Pierce. A circular plate 4 orthogonal to the load transmission shaft 3 is formed near the lower end of the load transmission shaft 3. Then, in order to elastically press the upper surface of the circular plate 4 against the lower surface of the load receiver 6 with a predetermined force, an elastic body (with a predetermined preload applied between the load receiver 6 and the load transmission shaft 3). For example, a compression coil spring 5) is interposed. Further, the downward displacement of the load transmission shaft 3 is restricted by providing a stopper 10, and the inclination of the shaft 3 is restricted by providing a stopper 11, respectively.
＜作用＞ 予圧を与えた弾性体（圧縮コイルばね５）により、荷
重伝達軸３は常時、荷重受６に円形板４を介して力 で押し付けられてている。第３図に示す如く、秤皿１の
中央部に鉛直方向への力 が作用した場合、その力 が弾性体の予圧による押圧力 よりも大きいときにのみ、円形板４が荷重受６から離
れ、すなわち荷重伝達軸３が荷重受６に対して相対的に
下方に変位する。この変位をストッパ10で規制すること
により、所定値以上の力が荷重センサ９に伝わることが
ない。また、第４図に示す如く、秤皿１に横方向に力 や、あるいは偏置荷重 が作用した場合、その力 あるいは の大きさが、押圧力 並びに、円形板４の上面と秤皿１とのなす距離l2と円形
板４の半径l1との関係、あるいは偏置荷重 の作用点と秤皿１の中心とのなす距離と円形板４の半径
l1との関係に基づく、所定の大きさ以上であるときに、
円形板４が一点Ａを支点として傾き、従って荷重伝達軸
３が傾斜する。この傾斜をストッパ11で規制することに
より、荷重センサ９に所定置以上の力が伝わることがな
い。<Operation> Due to the elastic body (compression coil spring 5) to which the preload is applied, the load transmission shaft 3 always applies force to the load receiver 6 via the circular plate 4. It has been pressed against. As shown in FIG. 3, a force in the vertical direction is applied to the central portion of the weighing pan 1. If acted on, its force Is the pressing force due to the preload of the elastic body The circular plate 4 moves away from the load receiver 6, that is, the load transmission shaft 3 is displaced downward relative to the load receiver 6 only when the value is larger than the above. By restricting this displacement by the stopper 10, a force of a predetermined value or more is not transmitted to the load sensor 9. In addition, as shown in FIG. Or eccentric load If acted on, its force Or Is the pressing force Also, the relationship between the distance l 2 between the upper surface of the circular plate 4 and the weighing pan 1 and the radius l 1 of the circular plate 4, or the eccentric load. Of the circular plate 4 and the distance between the action point of and the center of the weighing pan 1
Based on the relationship with l 1 , when it is greater than or equal to a predetermined size,
The circular plate 4 is tilted with the point A as a fulcrum, and thus the load transmission shaft 3 is tilted. By restricting this inclination by the stopper 11, the force above the predetermined position is not transmitted to the load sensor 9.
＜実施例＞ 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。<Examples> Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明実施例の内部構造を示す部分断面図
で、第２図はそのII−II断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a II-II cross-sectional view thereof.
秤皿１は皿受２を介して荷重伝達軸３の頂部に装着さ
れている。この荷重伝達軸３は、荷重センサ９に通ずる
荷重受６に対して、次のように取り付けられている。The weighing pan 1 is mounted on the top of the load transmission shaft 3 via a pan support 2. The load transmission shaft 3 is attached to the load receiver 6 communicating with the load sensor 9 as follows.
すなわち、荷重受６に貫通孔6aを穿ち、この貫通孔6a
に荷重伝達軸３を貫通させる。荷重伝達軸の下方端に
は、この荷重伝達軸３に直交する円形板４形成する。そ
して、荷重伝達軸３の適宜個所に止め金７を固着して、
この止め金７と荷重受３の上面との間に、所定の予圧を
与えた状態で圧縮コイルばね５を挿入する。この圧縮コ
イルばね５の復元力により、円形板４の上面が荷重受６
の下面に所定の押圧力で押圧密着され、これにより、荷
重伝達軸３は荷重受６に対して垂直を保った状態で取り
付けられることになる。That is, the through hole 6a is formed in the load receiver 6, and the through hole 6a
The load transmission shaft 3 is passed through. A circular plate 4 orthogonal to the load transmission shaft 3 is formed at the lower end of the load transmission shaft. Then, a stopper plate 7 is fixed to an appropriate portion of the load transmission shaft 3,
The compression coil spring 5 is inserted between the stopper plate 7 and the upper surface of the load receiver 3 while applying a predetermined preload. Due to the restoring force of the compression coil spring 5, the upper surface of the circular plate 4 receives the load 6.
The load transmission shaft 3 is attached to the lower surface of the load bearing 6 in a state in which it is kept vertical to the load receiver 6.
荷重センサ９は、例えば電磁力平衡型のセンサであっ
て、荷重受６への力の作用による変位を零とするような
電磁力を発生するに要した電流の大きさから、その力を
検出する。従って、秤皿１上の載置荷重は、その荷重の
大きさが圧縮コイルばね５の予圧に伴う押圧力よりも小
さい限りにおいて、荷重伝達軸3,荷重受６を介して荷重
センサ９に伝達され、検出される。The load sensor 9 is, for example, an electromagnetic force balance type sensor, and detects the force from the magnitude of the current required to generate an electromagnetic force that makes the displacement due to the action of the force on the load receiver 6 zero. To do. Therefore, the load placed on the weighing pan 1 is transmitted to the load sensor 9 via the load transmission shaft 3 and the load receiver 6 as long as the magnitude of the load is smaller than the pressing force due to the preload of the compression coil spring 5. Is detected.
以上のような機構が、秤皿１および皿受２を除いて、
ケース８の内側に収めされている。すなわち、ケース８
の上面に穿たれた円形孔から荷重伝達軸３の上方を突出
させ、この突出部に秤皿１および皿受２が装着される。
このケース８の円形孔の内側壁が、後述する如く、荷重
伝達軸３の傾斜量を規制するストッパ11を形成する。ま
た、ケース８の内方上面、荷重伝達軸３の真下部分は、
後述する如く、荷重伝達軸３の下方への変位量を規制す
るストッパ10を形成する。The mechanism as described above, except for the weighing pan 1 and the pan support 2,
It is housed inside the case 8. That is, case 8
An upper portion of the load transmission shaft 3 is projected from a circular hole formed in the upper surface of the plate, and the weighing tray 1 and the tray receiver 2 are mounted on the protruding portion.
The inner wall of the circular hole of the case 8 forms a stopper 11 that regulates the amount of inclination of the load transmission shaft 3, as will be described later. In addition, the inner upper surface of the case 8 and the portion directly below the load transmission shaft 3 are
As will be described later, a stopper 10 that restricts the downward displacement of the load transmission shaft 3 is formed.
次に作用を述べる。まず、秤皿１の中央部に対して垂
直方向に作用する力 について、その力 の大きさが圧縮コイルばね５の予圧による円形板４の荷
重受６への押圧力 よりも大きいとき、第３図に示す如く、円形板４が荷重
受６から離れて、荷重伝達軸３が下方に変位することに
なるが、この変位があったとき、荷重伝達軸３の下端面
がケース８の上面のストッパ10に当接する。これによ
り、過負荷や秤皿１中央部への鉛直方向衝撃荷重が、荷
重受６に伝達することはない。この に対する保護機能の動作条件は、 である。Next, the operation will be described. First, the force that acts vertically on the center of the weighing pan 1. About its power Is the pressing force of the circular plate 4 against the load receiver 6 due to the preload of the compression coil spring 5. 3 is larger than the load receiving shaft 6, the circular plate 4 is separated from the load receiver 6 and the load transmitting shaft 3 is displaced downward. The end surface contacts the stopper 10 on the upper surface of the case 8. As a result, an overload or a vertical impact load on the central portion of the weighing pan 1 is not transmitted to the load receiver 6. this The operating conditions of the protection function against Is.
次に、秤皿１に対して水平方向に作用する力 について、その力 の大きさが後述する動作条件を越える大きさのとき、第
４図に示す如く、荷重伝達軸３は円形板４の一点Ａを支
点として傾くが、このとき、荷重伝達軸３がケース８の
円形孔側壁たるストッパ11に当接する。これにより、試
料載置等に誤って秤皿１に衝突させたとき等の前後，左
右方向への過大な衝撃力等が、荷重受６に伝達すること
がない。この に対する保護機能の動作条件は、円形板４の半径をl1,
点Ａから 作用点とのなす距離、すなわち、円形板４上面と秤皿１
とのなす距離をl2としたとき、 である。天びんの荷重センサ９のメカニズムは、一般
に、秤皿１中心部への鉛直方向荷重 よりも、秤皿１への水平方向荷重受 に対して弱く、従って、l2＞l1とすることにより、
（１）式で示した に対する動作条件よりも小さな動作条件で動作させるこ
とができ、実状に沿う保護を行うことができる。Next, the force that acts horizontally on the weighing pan 1. About its power When the size exceeds the operating condition described later, the load transmission shaft 3 tilts about a point A of the circular plate 4 as a fulcrum as shown in FIG. It abuts on the stopper 11, which is the side wall of the circular hole. As a result, an excessive impact force in the front-rear direction, the left-right direction, or the like when the sample tray is accidentally collided with the weighing pan 1 is not transmitted to the load receiver 6. this The operating condition of the protection function against is that the radius of the circular plate 4 is l 1 ,
From point A The distance between the point of action, that is, the upper surface of the circular plate 4 and the weighing pan 1
When the distance between and is l 2 , Is. The mechanism of the load sensor 9 of the balance is generally a vertical load on the center of the weighing pan 1. Than the horizontal load Weak to, so by setting l 2 > l 1 ,
Shown by equation (1) It is possible to operate under an operating condition that is smaller than the operating condition for, and it is possible to perform protection according to the actual condition.
更に、同じく第４図に示す如く、秤皿１に偏置荷重 が作用したときには、 の偏芯量をＲとすると、 なる動作条件で荷重伝達軸３が傾いてストッパ11に当接
し、荷重センサ９が保護される。このことは、天びんメ
カニズムが中心荷重よりも偏置荷重に対して弱いという
特性に合致した保護が可能であることを意味している。Further, as also shown in FIG. 4, the eccentric load is applied to the weighing pan 1. When the Let R be the eccentricity of Under these operating conditions, the load transmission shaft 3 tilts and comes into contact with the stopper 11, and the load sensor 9 is protected. This means that the balance mechanism can be protected according to the characteristic that it is weaker against the eccentric load than the center load.
なお、荷重センサ９の強度の実状に鑑みた場合、 程度とすることが望ましく、従って、（２）および
（３）式から、l1を秤皿１の半径と同等乃至1/2,l2をl1
の２乃至３倍程度とすることにより、実状に合致した各
方向への荷重保護が可能となる。更に、これらのことか
ら、 は当該天びんのひょう量の２乃至３倍程度に設定すると
よい。When considering the actual strength of the load sensor 9, Therefore, it is desirable that l 1 be equal to the radius of the weighing pan 1 or 1/2 and l 2 be l 1 from the equations (2) and (3).
By making it about 2 to 3 times, it becomes possible to protect the load in each direction according to the actual condition. Furthermore, from these things, Should be set to about 2 to 3 times the weighing capacity of the balance.
以上の実施例においては、円形板４を荷重受６に押圧
するための弾性体を、圧縮コイルばね５で構成したが、
これに限定されることはなく、皿ばねや板ばね、あるい
はゴム等を用いることができることは勿論である。ま
た、ストッパ10および11を、ケース８の内方上面や円形
孔を利用した例を示したが、例えば内部機構のベース部
分から別途に同様の機能を有する部材を持ち出すことも
でき、この場合、ケース８を用いることなく、内部のメ
カニカルユニットのみで保護機能を持つことになる。更
に、荷重センサ９は電磁力平衡型に限られることなく、
ロードセル等のセンサを有する天びんに適用できること
はいうまでもない。In the above embodiments, the elastic body for pressing the circular plate 4 against the load receiver 6 is composed of the compression coil spring 5.
The present invention is not limited to this, and it goes without saying that a disc spring, a leaf spring, rubber or the like can be used. Further, although the stoppers 10 and 11 use the inner upper surface of the case 8 or the circular hole as an example, it is also possible to separately bring out a member having the same function from the base portion of the internal mechanism. Without using the case 8, only the internal mechanical unit has the protection function. Further, the load sensor 9 is not limited to the electromagnetic force balance type,
It goes without saying that it can be applied to a balance having a sensor such as a load cell.
＜効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、荷重伝達軸３
を荷重受６に貫通させ、その下方に円形板４を形成し
て、予圧を与えた弾性体により荷重受６に対して円形板
４を所定の押圧力で押圧することにより、荷重伝達軸３
を荷重受６に取り付けるとともに、荷重伝達軸３の荷重
受６に対する下方への変位および傾きを、ストッパ10お
よび11で規制するよう構成したから、過負荷等の秤皿１
の中央部に作用する力 のみならず、秤皿１への水平荷重 および偏置荷重 に対しても充分な保護機能を有し、しかも、これら各方
向への力に対して唯一の簡単な機構で対処し得るから、
コストアップとなることがない。更に、各部の寸法比を
適宜に選択するだけで、荷重センサの各方向の荷重に対
する強度の実状に沿う保護機能の動作条件を得ることが
でき、設定が極めて容易である。<Effect> As described above, according to the present invention, the load transmission shaft 3
Through the load receiver 6, a circular plate 4 is formed below the load receiver 6, and the elastic plate that is preloaded presses the circular plate 4 against the load receiver 6 with a predetermined pressing force.
Is configured to be attached to the load receiver 6, and the downward displacement and inclination of the load transmission shaft 3 with respect to the load receiver 6 are regulated by the stoppers 10 and 11.
Force acting on the central part of Not only horizontal load on the weighing pan 1 And eccentric load It has a sufficient protection function against, and can deal with the force in each of these directions with only one simple mechanism.
There will be no cost increase. Further, by simply selecting the dimensional ratio of each part appropriately, it is possible to obtain the operating condition of the protection function along the actual strength of the load sensor with respect to the load in each direction, which is extremely easy to set.
第１図は本発明実施例の内部構造を示す部分断面図、第
２図はそのII−II断面図、第３図および第４図はそれぞ
れその作用説明図である。 １……秤皿,3……荷重伝達軸 ４……円形板,5……圧縮コイルばね ６……荷重受,8……ケース ９……荷重センサ， 10,11……ストッパFIG. 1 is a partial sectional view showing the internal structure of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II, and FIGS. 3 and 4 are explanatory views of the operation thereof. 1 ... Balance plate, 3 ... Load transmission shaft 4 ... Circular plate, 5 ... Compression coil spring 6 ... Load receiver, 8 ... Case 9 ... Load sensor, 10, 11 ... Stopper
Claims (3)
センサに連通する荷重受に係合せしめ、上記秤皿上への
載置荷重を上記荷重センサによって検出する天びんにお
いて、上記荷重受に、上記荷重伝達軸を貫通せしめる貫
通孔を穿ち、上記荷重伝達軸の下端部近傍には、当該軸
に直交する円形板を形成し、その円形板の上面が上記荷
重受の下面に所定の力で弾性的に押圧されるよう、上記
荷重受と上記荷重伝達軸との間に所定の予圧を与えた状
態で弾性体を介在せしめるとともに、上記荷重伝達軸の
下方への変位および傾斜を、それぞれのストッパで規制
するよう構成したことを特徴とする上皿天びん。1. A balance in which a load transmitting shaft having a weighing pan mounted on an upper end is engaged with a load receiver communicating with a load sensor, and the load placed on the weighing pan is detected by the load sensor. A through hole for penetrating the load transmission shaft is drilled in the receiver, and a circular plate orthogonal to the shaft is formed in the vicinity of the lower end of the load transmission shaft, and the upper surface of the circular plate is predetermined on the lower surface of the load receiver. The elastic body is interposed between the load receiver and the load transmission shaft under a predetermined preload so that the load transmission shaft is elastically pressed by the force of , A precision balance which is configured to be regulated by respective stoppers.
を、上記円形板の半径よりも大きくしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の上皿天びん。2. The precision balance according to claim 1, wherein the distance between the upper surface of the circular plate and the weighing pan is larger than the radius of the circular plate.
上皿天びんの秤量の２〜３倍にしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の上皿天びん。3. The precision balance according to claim 1 or 2, wherein the amount of preload applied to the elastic body is set to 2 to 3 times the weighing amount of the precision balance. .
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1985
- 1985-06-03 JP JP60121307A patent/JP2564791B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS61278719A (en) | 1986-12-09 |
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