JP3080010B2 - 電子天びん - Google Patents

電子天びん

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JP3080010B2 JP08258855A JP25885596A JP3080010B2 JP 3080010 B2 JP3080010 B2 JP 3080010B2 JP 08258855 A JP08258855 A JP 08258855A JP 25885596 A JP25885596 A JP 25885596A JP 3080010 B2 JP3080010 B2 JP 3080010B2
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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、感度較正用の内蔵分銅とその加除機構を
備えた電子天びんに関する。
【0002】
【従来の技術】電子天びんの感度較正は、一般に、荷重
感応部に既知質量の分銅等を負荷し、そのときの計量値
が既知質量に一致するように、荷重感応部の出力を質量
に換算するための感度係数を更新することによって行わ
れる。高精度の電子天びんにおいては、頻繁に感度較正
を行うことが好ましく、このような電子天びんでは上記
のような感度較正用の分銅を内蔵するとともに、その内
蔵分銅を荷重可能部に対して負荷/負荷解除するため
の、いわゆる分銅加除機構を備えたものが多い。
【0003】従来の分銅加除機構は、通常モータおよび
その減速機構、もしくはこれらが一体化されたギアドモ
ータと、それによって駆動されるカム機構等の分銅上下
動機構によって構成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の分銅加除機構によれば、減速機構と分銅上下動
機構が必要であるため、機構の小型化および低コスト化
には限界があり、特に、天びんの所要設置面積を小さく
すべく、分銅加除機構を天びんメカニズムの下に配置し
た場合には、天びん全体が高くなり、振動等の影響を受
けやすくなるという問題に繋がる。
【0005】また、ギアドモータは、一般に、減速比が
大きくなると大型化すると同時にコストも高くなり、分
銅加除機構の小型化と低コスト化の阻害要因となってい
る。なお、分銅上下動用機構の駆動源として、DCモー
タを用い、その供給電圧を低くすることによって低速回
転させることも考えられるが、通常、DCモータは低ト
ルクであるために、このような使用には適さない。
【0006】更に、このような分銅加除機構において
は、通常、内蔵分銅が荷重感応部に負荷されている状態
と、荷重感応部から除去されて所定の位置に保持されて
いる状態のそれぞれをセンサによって検知する必要があ
るが、分銅上下動機構の動作状態からそのような検知信
号を得るためには、上下動機構の動作の上限位置と下限
位置にそれぞれ対応させて合計2個のセンサを設ける必
要があって、この点もコストアップの要因となってい
る。
【0007】本発明の目的は、簡単でコンパクトな構造
を持ち、また、機構の偏平化が容易で、天びんメカニズ
ムの下に配置しても天びん全体としての高さを余り高く
することがなく、また、1個のセンサを用いて内蔵分銅
の負荷/負荷解除状態を容易かつ確実に検知することの
できる分銅加除機構を備え、もって小型で安価な分銅内
蔵型の電子天びんを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施の態様を表す図1を参照しつつ説明す
ると、本発明の電子天びんは、内蔵分銅と分銅加除機構
を備えた電子天びんにおいて、分銅加除機構9を、モー
タ91と、そのモータ91の減速用の歯車列92と、上
下動自在に支承された分銅押し上げ棒93によって構成
し、歯車列92の最終段の歯車を、鉛直軸92bを中心
に回動自在で、かつ、その上端面にカム輪郭が形成され
た端面カム歯車92cとするとともに、分銅押し上げ棒
93は、その下端部が歯車列最終段の端面カム歯車92
cの上端面に当接して上下動することによって内蔵分銅
8を上下動させることによって特徴づけられる。
【0009】本発明はモータの減速機構と分銅上下動機
構の殆ど全体を互いに兼用させた機構にすることによ
り、実質的に1つのメカニズムでモータ出力を減速して
内蔵分銅を上下動させ、所期の目的を達成するものであ
る。
【0010】すなわち、モータ91の出力は歯車列92
によって減速されてその最終段の歯車である端面カム歯
車92cに伝達され、この端面カム歯車92cの回動に
よって分銅持ち上げ棒93が上下動する。
【0011】そして、このような分銅加除機構9におい
ては、歯車列92を、例えば図1のようにそれぞれが鉛
直軸を中心として回動する平歯車群によって構成してそ
の最終段の平歯車を端面カム歯車92cとする等によっ
て、その機構の偏平化が容易であり、また、端面カム歯
車92cの回動位置から内蔵分銅 の負荷/負荷解除状
態を検知できることから、1個のセンサによってその検
知を容易かつ確実に行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の全体
機構を示す模式図である。試料を載せるための皿1は、
皿持ち出し部材2を介してパラレルガイド3の可動柱3
1に支承されている。パラレルガイド3は、互いに平行
で、かつ、それぞれの両端部に可撓部eを備えた上下の
梁32a,32bによって可動柱31を固定柱33に連
結した構造を持ち、可動柱31は連結部材41を介して
レバー4の一端に連結されている。
【0013】レバー4は支点42を中心として回動自在
に支承されており、その他端の変位は変位センサ5によ
っで検出される。また、レバー4には電磁力発生装置6
のフォースコイル61に固着されている。電磁力発生装
置6は、永久磁石を主体とする磁気回路62とそれが作
る静磁場中に変位自在に配置されたフォースコイル61
によって構成されており、フォースコイル61に流れる
電流の大きさに応じた電磁力を発生する。このフォース
コイル61に流れる電流は、変位センサ5によるレバー
4の変位検出値が常に0となるように動作するサーボ機
構(図示せず)によって制御され、従って、レバー4は
皿1ないしは皿持ち出し部材2に作用する荷重によって
回動変位しようとするが、その変位が常に0となるよう
な電磁力がレバー4に作用する結果、レバー4は一定姿
勢の平衡状態に保たれる。そして、このレバー4の平衡
状態においてフォースコイル61に流れる電流の大きさ
から、荷重感応部である皿1ないしは皿持ち出し部材2
に作用している荷重の大きさが求められる。
【0014】天びんケース7の上面部分には貫通孔71
が形成されており、皿持ち出し部材2はその先端部分が
この貫通孔71を介して天びんケース7の外方に突出
し、その突出部分に皿1が配置されている。そして、天
びんケース7には、貫通孔71の周辺部分に円形状に上
方に突出する突出部72が形成されており、その突出部
72の形成位置に対応する天びんケース7の内部に、円
環状の内蔵分銅8が設けられている。そして、この内蔵
分銅8は、分銅加除機構9によって上下動されて、図示
のように天びんケース7の突出部72の下面に押しつけ
られて皿持ち出し部材2に対して接触しない非負荷状態
か、あるいは図2に要部を示すように、皿持ち出し部材
2に対する負荷状態のいずれかの状態に維持される。
【0015】分銅加除機構9は、出力軸91aが鉛直下
方を向くように配置されたモータ91と、そのモータ9
1の出力を減速するための歯車列92と、上下動自在に
支承された分銅押し上げ棒93によって構成されてい
る。
【0016】歯車列92は、この例において2つの平歯
車によって構成されており、モータ91の出力軸91a
に固着された小歯車92aと、回動自在の鉛直軸92b
に固着され、小歯車92aよりも大径で、かつ、その上
端面にカム輪郭が形成されてなる端面カム歯車92cに
よって構成されている。端面カム歯車92cの上端面の
カム輪郭は、この例においては単純な斜面としている。
【0017】分銅押し上げ棒93は、その下端部が歯車
列92の最終段の歯車である端面カム歯車92cの上端
面のカム輪郭形成部分に当接しており、従ってモータ9
1を駆動して端面カム歯車92cを回動させることによ
って、その回動位置に応じて分銅押し上げ棒93が上下
動する。そして、この分銅押し上げ棒93の上端部は内
蔵分銅8の下面に当接しており、この分銅押し上げ棒9
3の上下動によって内蔵分銅8が上下動する。
【0018】内蔵分銅8の下面には、図3に図2のA−
A拡大断面図を示すように、分銅中心から所定距離だけ
外れた位置に、分銅押し上げ棒93の上端部が嵌まり込
む凹部81と、皿持ち出し部材2に対する負荷状態にお
いてその皿持ち出し部材2が嵌まり込む溝82が形成さ
れており、凹部81によって分銅押し上げ棒93と内蔵
分銅8との水平方向への位置関係が一定に維持され、ま
た、溝82によって、皿持ち出し部材2への内蔵分銅8
の負荷位置が常に一定となるように、つまり、偏置誤差
が入らないように考慮されている。
【0019】端面カム歯車92cには、図4にその上面
図を示すように、その回転中心を挟んで互いに等しい距
離Lの位置に2つの孔Hが形成されており、また、この
端面カム歯車92cの上方には、図1に示すように、そ
の回転中心から距離Lの位置に1つのセンサ10が配設
されている。このセンサ10は例えば近接センサ等によ
って構成され、センサ10の配設位置に各孔Hが到来し
たことを検知することができる。そして、このセンサ1
0と各孔Hの歯車92cの回転方向への位置関係は、図
1および図2の分銅非負荷状態および負荷状態におい
て、それぞれに対応する孔Hがセンサ10の直下に位置
するような関係となっている。
【0020】次に、以上の本発明の実施の形態の動作を
述べる。内蔵分銅8の非負荷状態である図1に示す状態
では、分銅押し上げ棒93は端面カム歯車92cによっ
てその上限位置にまで上昇しており、内蔵分銅8はその
分銅押し上げ棒93によって天びんケース7の円形の突
出部72の下面に押しつけられた状態となっている。こ
の状態では、内蔵分銅8は皿持ち出し部材2を含む一切
の荷重感応部分に対して非接触の状態となっている。
【0021】この非負荷状態からキー操作等によって分
銅負荷指令が発せられると、モータ91が回転を開始し
て端面カム歯車92cを回動させ、センサ10から次の
孔Hの検出信号が出力された時点、つまり端面カム歯車
92cが半回転した時点でモータ91が停止する。この
端面カム歯車92cの回動により、分銅押し上げ棒93
は徐々に下降し、半回転して停止した状態では下限位置
にまで下降する。この分銅押し上げ棒93の下降によ
り、内蔵分銅8は下降して、やがて図2ないしは図3の
ように皿持ち出し部材2の上に負荷された状態となる。
この状態では、内蔵分銅8は分銅押し上げ棒93や天び
んケース7等の他の部材に対して一切非接触の状態とな
っている。
【0022】そして、図2の分銅負荷状態からキー操作
等によって分銅負荷解除指令が発せられると、モータ9
1が回転を開始して端面カム歯車92cを回動させ、上
記と同様にセンサ10から次の孔Hの検出信号が出力さ
れた時点、つまり端面カム歯車92cが半回転した時点
でモータ91が停止する。これにより、分銅押し上げ棒
93が徐々に上昇するが、この上昇によって内蔵分銅8
は分銅押し上げ棒93の当接位置側が持ち上げられて傾
斜することになるが、その持ち上げられた側のエッジ部
が天びんケース7の突出部72の下面に当接した後は、
その当接点を支点として内蔵分銅8が回動して、やがて
図1のように天びんケース7の突出部72の下面に押し
つけられた非負荷状態となる。
【0023】以上の本発明の実施の形態において特に注
目すべき点は、モータ91の減速機構である歯車列92
が、分銅押し上げ棒93を上下動させるための機構を兼
用している点であり、この機構の兼用によって分銅加除
機構9をコンパクト化することを可能としている。
【0024】また、以上の実施の形態において更に注目
すべき点は、減速機構並びに上下動機構を兼用する歯車
列92が、実質的に2つの平歯車によって構成されてい
る点であり、これにより、これらの機構を極めて薄くす
ることが可能となり、電子天びんの所要設置面積を小さ
くすべく、分銅加除機構9を天びんメカニズムの下方に
配置しても、天びんの高さを殆ど高くすることがない。
【0025】なお、以上の実施の形態では、歯車列9を
2つの平歯車によって構成したが、本発明はこれに限定
されることなく、3つ以上の平歯車、あるいは小さな傘
歯車と、これに噛み合い、かつ、その上端面に端面カム
輪郭が形成された大径・薄型の傘歯車等によって構成し
てもよい。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、分銅加
除機構を駆動するモータを減速するための歯車列の最終
段の歯車の上端面に端面カム輪郭を形成することによ
り、その歯車列を、分銅押し上げ棒の上下動機構に兼用
させているから、従来の分銅加除機構に比して機構が1
つ少なくなった分だけ安価でコンパクトな分銅加除機構
が得られ、ひいては安価でコンパクトな分銅内蔵型の電
子天びんが得られる。
【0027】また、本発明では減速用歯車列によって分
銅押し上げ棒の上下動機構を構成しているから、歯車列
を例えば複数の平歯車によって構成する等によって容易
に薄い機構とすることが可能となり、天びんメカニズム
の下方に配置しても天びん全体としての高さをさほど高
くすることがなく、コンパクトで背の低い安定した電子
天びんを得ることができる。
【0028】更に、歯車列の最終段の歯車を端面カム歯
車としているから、その歯車の回動位置から内蔵分銅の
負荷/非負荷状態を検知することが可能であるため、1
つのセンサで容易かつ確実に分銅負荷/非負荷状態の検
知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明図で、内蔵分銅8の
非負荷状態で示す全体機構の模式図
【図2】内蔵分銅8の負荷状態で示す要部機構の模式図
【図3】図2のA−A拡大断面図
【図4】端面カム歯車92cの上面図
【符号の説明】
1 皿 2 皿持ち出し部材 3 パラレルガイド 4 レバー 5 変位センサ 6 電磁力発生装置 7 天びんケース 71 貫通孔 72 突出部 8 内蔵分銅 81 凹部 82 溝 9 分銅加除機構 91 モータ 92 歯車列 92a 小歯車 92b 鉛直軸 92c 端面カム歯車 93 分銅押し上げ棒 10 センサ H 孔
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01G 23/01

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質量既知の分銅を内蔵するとともに、そ
    の内蔵分銅を荷重感応部に対して負荷/負荷解除するた
    めの分銅加除機構を備えた電子天びんにおいて、上記分
    銅加除機構が、モータと、そのモータの減速用の歯車列
    と、上下動自在に支承された分銅押し上げ棒とからな
    り、上記歯車列の最終段の歯車は鉛直軸を中心に回動自
    在で、かつ、その上端面にカム輪郭が形成された端面カ
    ム歯車によって構成されているとともに、上記分銅押し
    上げ棒は、その下端部が上記最終段の歯車の上端面に当
    接して上下動することによって内蔵分銅を上下動させる
    ことを特徴とする電子天びん。
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