JP3701853B2 - 電子天秤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被計量物の質量を測定する電子天秤に係り、特に電子天秤を構成するレバーをロックして、輸送中のレバーやロバーバル機構の保護ができる電子天秤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の電子天秤（特公平６−２９７６１号公報に開示）を示す正面断面図、図１２は同斜視図である。他に特開平１１−５１７５６号公報に開示されたものがある。これらの電子天秤８０は、載置皿９０が設けられた可動部８１ｂが、基台フレーム９２の支持体９２ａに固定された固定部８１ａに対し可動するロバーバル機構８１と、可動部８１ｂの移動に連動するレバー８３と、レバー８３が平衡状態となるよう移動制御する電磁コイル８５と、レバー８３の平衡状態を検出する位置検出センサ（不図示）と、電磁コイル８５を通電制御して被計量物の質量を演算出力する制御部（不図示）とによって大略構成されている。
【０００３】
図示のようにロバーバル機構８１は、直方体形状のアルミニウム等を側部からくり抜き形成し上下一対の平行なロバーバル部８６を有する。ロバーバル部８６には計４点の薄肉なバネ部８７が形成され、可動部８１ｂの載置皿９０上に被計量物が載置されると、この荷重を受けてバネ部８７部分が変形し、可動部８１ｂが水平状態を維持した状態のまま下方向に移動する。
【０００４】
レバー８３は、上記ロバーバル機構８１と一体にアルミニウム等を側部からくり抜き形成されている。レバー８３は、薄肉なバネ部８８ａ，８８ｂを介してロバーバル機構８１の可動部８１ｂ側に連結され、且つ、薄肉なバネ部８８ｃを支点として可動部８１ｂの上記移動に連動して自由端８３ｂが変位するように構成されている。
【０００５】
このようにして、レバー８３は、可動部８１ｂの上記移動に連動して自由端８３ｂが平衡位置から上方向に変位する。制御部は、位置検出センサの出力に基づき、レバー８３が平衡する状態となるよう電磁コイル８５を通電制御し、レバー８３平衡時における電磁コイル８５への電流値等に基づき被計量物の質量を演算出力する。
【０００６】
なお、図示の構成におけるレバー８３は、ロバーバル機構８１と一体形成されたものであるのに対して、上記他の電子天秤（特開平１１−５１７５６号公報）のものは、別体で形成されている点が異なるが、この構成にしてもバネ材である支点部材を有している。
【０００７】
このようなロバーバル機構８１は、被計量物の質量の測定範囲を予め定めて形成されており、特に、ロバーバル機構８１全体の剛性と、バネ部８７のバネ定数がこの測定に適するよう適宜設定されている。ロバーバル機構８１の剛性、及びバネ部８７のバネ定数は、測定開始、即ち被計量物を載置してから測定可能となる迄の可動部８１ｂの振動収束までの時間（応答時間）に影響する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電子天秤８０では、レバー８３が、薄肉なバネ部８３ａを支点している構成である。また、ロバーバル機構８１が、直方体形状のアルミニウム等を側部からくり抜き形成して計４点の薄肉なバネ部８７をなしている構成である。このため、電子天秤として組まれた状態にて輸送する際、外部からの振動や衝撃がレバー８３の自由端８３ｂを移動させるように作用した場合に、レバー８３の支点（バネ部８８ｃ）が破損してしまうという問題があった。また、レバー８３の自由端８３ｂが移動すると、これに連動してロバーバル機構８１の可動部８１ａが移動するため、ロバーバル機構８１のバネ部８７が破損することも考えられる。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題を解消するために、レバーをロックする機構を有して、輸送中のレバーの可動部分（支点等）やロバーバル機構のバネ部の保護をすることができる電子天秤を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による請求項１に記載の電子天秤は、
固定部（１２）と可動部（１４）との間に薄肉のバネ部（２０）を介して所定長さを有した一対のロバーバル部（１８）を設けてなり、被計量物の荷重を受けた前記可動部を水平状態のまま移動させるロバーバル機構（２）と、
前記ロバーバル機構（２）内部のレバー収納部（２ｂ）内に挿入固定され、前記ロバーバル機構（２）の可動部の移動に連動することにより、自由端（４ｂ）が平衡状態から所定量変位するレバー（４）と、
被計量物の質量を演算出力するために、前記レバーを平衡状態となるよう移動制御する平衡駆動手段（６）と、
前記レバーの自由端の変位移動を抑止するロック機構と、
を備えている。
【００１１】
そして、前記ロック機構が、前記レバー（４）の自由端（４ｂ）から延出するピン部材（４６）と、該ピン部材を遊挿する挿通穴（４８ａ）を有して前記ロバーバル機構（２）の移動に関与しないロバーバル機構（２）の前記固定部又はベース板（１０）側の部位に固定された規制板（４８）と、該規制板に設けられて、前記挿通穴に対して前記ピン部材を所定方向に押し付け支持するバネ部材（５０）と、からなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は、電子天秤の概要構成を示す斜視図である。
この電子天秤１は、ロバーバル機構２と、レバー４と、レバー４を平衡状態に制御する電磁コイルからなる平衡駆動手段６と、位置検出手段（後述）と、制御手段（不図示）を有してなる。
【００１３】
ロバーバル機構２の可動部１４上には、荷重受け部材（不図示）が固定され、この荷重受け部材上にコンベアが載置した動秤を構成できる。そして、コンベアで被計量物を搬送させながら被計量物の質量を測定するようになっている。なお、可動部１４上に載置皿を設けて被計量物を載置皿上に載せて質量を測定する静秤として使用することも可能である。
【００１４】
、図２はロバーバル機構２を示す正面図、図３は同平面図、図４は同側面図である。
ロバーバル機構２は、固定部１２と、固定部１２に対し上下方向に可動する可動部１４を有する。可動部１４の上面は、固定部１２に対しやや高く形成されている。このロバーバル機構２は、長さＬ１、幅Ｗ１の直方体形状の硬質材料であるアルミニウム塊等の単一材の塊を正面側からくり抜き内部に中空部１６を貫通形成してなる。また、このロバーバル機構２は、押出成形等により中空部１６を形成してもよい。この際、上下に所定厚を有する一対の平行なロバーバル部１８が設けられる。これら一対のロバーバル部１８は長さ方向Ｌ１に対して同じ長さを有し、両端にはそれぞれ薄肉なバネ部２０が形成されている。バネ部２０は、上下面に２カ所づつ計４カ所設けられ、各々上下面から側面で見て円弧状であり、幅Ｗ１方向に連続する直線状に形成されている。
【００１５】
上部のロバーバル部１８の直下位置には、このロバーバル部１８と平行にレバー４を固定するためのレバー固定部２２が形成されている。このレバー固定部２２は、ロバーバル部１８の固定部１２と可動部１４に対応して長さＬ方向の中途部に切断部２２ｓを有し、固定部１２に対する可動部１４の移動を妨げない隙間を有している。この切断によって、レバー固定部２２は、固定側２２ａと可動側２２ｂを有する。
【００１６】
また、ロバーバル機構２の長さ方向Ｌ１の一端側２ａには、上部に所定長さの突出片２４が突出形成されており、下面には平衡駆動手段６が取り付けられる。また、この一端側２ａに位置するロバーバル機構２の一側面の中央部からロバーバル機構２の内部に向けて、くり抜きによりほぼ直方体形状のレバー収容部２ｂが開口形成される。このレバー収容部２ｂは、上記レバー固定部２２の下面に形成されるものであり、中空部１６に連通し、図２の正面側から見て可動部１４側の位置まで（上記ロバーバル部１８のバネ部２０を越えた位置に達するまで）くり抜き形成されている。
【００１７】
図５はレバー４の正面図、図６は同平面図、図７は同側面図である。
レバー４は、ロバーバル機構２の幅Ｗ１に対して小さな幅Ｗ２を有し小型軽量化が図られている。レバー４の基端部４ａ側には、ロバーバル部１８の固定部１２（固定側２２ａ）、可動部１４（可動側２２ｂ）にそれぞれ固定される固定部３０、可動部３２ａが形成されている。また他端側は自由端４ｂとされ、この自由端４ｂは、レバー４のロバーバル機構２への固定後の状態でロバーバル機構２の外部位置まで延出され突出片２４の直下に位置する（図８参照）。
【００１８】
レバー４は、ロバーバル機構２の可動部１４の移動に可動部３２ａが連動し、自由端４ｂ側が上下に移動する。本実施の形態でのレバー４は、２箇所の支点Ａ，Ｂを有しており、可動部１４に加わる被計量物の質量（荷重負荷）をこの２箇所の支点Ａ，Ｂにより所定量減衰させる機能、及びレバー４の長さＬ２の短縮化が図られている。
【００１９】
具体的なレバー４の構成を説明する。レバー４は、ロバーバル機構２と同様にアルミニウム塊等の単一材の塊がくり抜かれて形成される。この際、図５に示すように、正面から見て略Ｕ字形状に切削部２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）が貫通形成される。この切削部２８によって略中央部に固定部３０、固定部３０の両側及び下面にそれぞれ可動部３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）が形成される。
【００２０】
レバー４の固定部３０と可動部３２は、切削部２８の成形により、支点Ａ，Ｂに位置する２箇所の薄肉のバネ部３４によって互いに接続されている。このバネ部３４は、ロバーバル機構２のバネ部２０とほぼ同様の形状で形成されるものであり、説明は省略する。
【００２１】
なお、本実施の形態でのレバー４は、可動部３２側に、基端部４ａに負荷される荷重をバネ部３４での支点Ａ，Ｂを介して効率よく自由端４ｂ側に伝達し、併せてバネ部３４の強度を維持するために所要箇所（計３カ所）に複数のバネ部３６がバネ部３４同様に形成されている。このバネ部３６も、ロバーバル機構２のバネ部２０とほぼ同様の形状で形成されるものであり、説明は省略する。
【００２２】
図８は電子天秤の組み立て状態を示す一部裁断正面図、図９は電子天秤の組み立て状態をレバーの自由端側から見た側面図、図１０は前記電子天秤におけるレバーの自由端側から見た部分斜視図である。なお、図８では、便宜上、レバー４は裁断せずロバーバル機構２のみ裁断した状態とした。
【００２３】
電子天秤１は、ロバーバル機構２内部にレバー４を挿入、固定して構成される。ロバーバル機構２は、固定部１２の下面がベース板１０上にネジ１１で固定される。これにより、ロバーバル機構２は、ベース板１０に対して可動部１４が移動可能に支持される。
【００２４】
ロバーバル機構２のレバー収容部２ｂには、レバー４が挿入され基端側４ａがレバー固定部２２にネジ２５で固定される。レバー収容部２ｂを形成するレバー固定部２２下面には、長さ方向Ｌ１に沿ってレバー４の一側面を案内する段差部２２ｄが形成されている。これにより、レバー４挿入時の位置決めを行いやすく組み立てを容易に行える。
【００２５】
そして、レバー４の固定部３０はレバー固定部２２の固定側２２ａに固定され、レバー４の可動部３２（３２ａ）はレバー固定部２２の可動側２２ｂに固定される。この固定状態で、レバー４の自由端４ｂはロバーバル機構２の一端側２ａに突出し、突出片２４の直下に位置する。このように、ロバーバル機構２の内部にレバー４を設けることにより、全体の小型化が図れる。
【００２６】
レバー４の自由端４ｂ側には、錘取付片３８が下方に向けて突出形成され、略水平なネジ穴３８ｂ部分に平衡用錘４０が水平方向にスライド可能に取り付けられる。これにより、ロバーバル機構２の可動部１４上に対する荷重受け部材等の重量負荷時に、平衡用錘４０の調整でレバー４を平衡させることができる。
【００２７】
また、図９および図１０に示すように、レバー４の自由端４ｂ上面には、位置検出センサ４２が配置される。位置検出センサ４２は、レバー４の自由端４ｂ側に上下に所定高さを有して固定される検知用板４２ａと、ロバーバル機構２の突出片２４下面に固定される投受光センサ４２ｂにより構成されている。検知用板４２ａには検知穴が開口され、投受光センサ４２ｂは検知用板４２ａの検知穴の上下移動を検出してレバー４の平衡状態及び平衡状態を基準とした上下の変位量を検出して制御部に出力する。
【００２８】
平衡駆動手段６を構成する電磁コイルは、円環状の磁石体６ａが突出片２４下面に固定され、レバー４の自由端４ｂ上面には磁石体６ａの円環内部に巻回状のコイル６ｂが固定されている。このように、電磁コイルはロバーバル機構２の外部に設けることができるため、製造時の組み立て及び保守を簡単に行えるようになる。
この平衡駆動手段６は、被計量物の測定時に制御部の電流制御を受け、コイル６ｂに供給する電流によって磁石体６ａとの間の磁力を変化させ、レバー４を平衡状態に復帰させる。
【００２９】
また、レバー４の自由端４ｂには、その長さＬ２方向に延出するピン部材４６が設けられている。この自由端４ｂの直上にある突出片２４には、規制板４８が設けられている。この規制板４８は、ロバーバル機構２の固定部１２側に取り付けられているため、ロバーバル機構２の移動には関与しない。ゆえに、規制板４８は、ベース板１０側に固定されていてもよい。また、規制板４８には、ピン部材４６を遊挿する挿通穴４８ａが形成されている。挿通穴４８ａは、遊挿されたピン部材４６の移動範囲を所定の範囲とするように形成されている。これにより、レバー４の自由端４ｂが所定の範囲の移動とされ、レバー４の可動部分（バネ３４，３６）が破損するようなレバー４の移動を抑止している。
【００３０】
前記規制板４８には、バネ部材５０が設けられている。バネ部材５０は、本実施の形態では、捩じりコイルバネが採用されている。このバネ部材５０は、コイル部分がネジ５２にて固定されて一端部５０ａが規制板４８側に固定され、他端部５０ｂが自由端とされている。バネ部材５０の自由端とされた他端部５０ｂは、規制板４８の挿通穴４８ａから突出するピン部材４６に当接し、そのバネ弾性によってピン部材４６を図９および図１０にて下方向に押し付け支持する。これにより、ピン部材４６は、挿通穴４８ａの内径に押し付けられ、その移動が抑止される。すなわち、レバー４の自由端４ｂの移動が抑止されることとなる。このように、ピン部材４６、規制板４８およびバネ部材５０は、レバー４の自由端４ｂの変位移動を抑止するロック機構をなす。
【００３１】
また、規制板４８の挿通穴４８ａの上方には、フック部４８ｂが設けられている。このフック部４８ｂには、図９に一点鎖線で示すように、バネ部材５０の他端部５０ｂが係止される。バネ部材５０の他端部５０ｂをフック部４８ｂに係止した状態では、ピン部材４６（即ち、レバー４）が挿通穴４８ａに対して所定の範囲で移動することが可能となる。
【００３２】
以下、上記構成の電子天秤１による被計量物の質量測定動作を説明する。
先ず、バネ部材５０の他端部５０ｂをフック部４８ｂに係止して、レバー４を挿通穴４８ａによる所定の範囲で移動できるように開放する。その後、平衡用錘４０の調整により、荷重受け部材（コンベア重量を含む）の重量負荷状態におけるレバー４の平衡が取られる。このレバー４の平衡状態は位置検出センサ４２により検出される。なお、バネ部材５０および平衡用錘４０は、レバー４の自由端４ｂ側に共に配されている。ゆえに、レバー４の移動の開放およびレバー４の平衡の調整は、レバー４の自由端４ｂ側にて共に行うことが可能である。
【００３３】
次に、被計量物が動秤としての荷重受け部材に載置されるコンベア上に載置されこのコンベア上を搬送移動する。ロバーバル機構２は、被計量物の荷重を受けて可動部１４が図８中Ｚ１方向に下降する。この際、ロバーバル部１８は計４カ所のバネ部２０の変形により、可動部１４を水平状態を維持したままの状態で下降させる。
【００３４】
可動部１４の下降に連動して、レバー４の可動部３２ａが同様に下降する。可動部３２ａが下降すると、バネ部３４（支点Ａ）を中心として可動部３２ｂが図８中Ｚ２方向に上昇し、レバー４の自由端４ｂ（可動部３２ｃ）はバネ部３４（支点Ｂ）を中心として図８中Ｚ３方向に上昇する。
【００３５】
レバー４の自由端４ｂは、平衡状態に対し所定量変位（上昇）し、この変位量が位置検出センサ４２で検出される。制御部は、レバー４が再度平衡状態に復帰するよう平衡手段６の電磁コイルを通電制御する。
この際、電磁コイルのコイル６ｂに対する電流方向、及び供給する電流量を制御し、位置検出センサ４２によりレバー４が再度平衡状態となったことを検出した際における電磁コイル６ｂへの電流値を得て、この電流値に基づき被計量物の質量を演算出力する。
【００３６】
上述した構成の電子天秤１は、レバー４において、支点を２箇所Ａ，Ｂ設けることにより、可動部３２側に加わる被計量物の質量（荷重負荷）を、自由端４ｂ側へ減衰して伝達でき、同時に可動部３２側の移動量に対して自由端４ｂ側の変位量を増大させて得ることができる。これにより、計量精度の向上が図れる。また、レバー４の長さＬ２方向を短距離化しつつ所定の減衰量を有する構成にでき小型軽量化が図れる。さらに、レバー４を小型、軽量化したことにより、荷重に対する移動の反応をより敏感にでき、計量精度の向上が図れる。
【００３７】
特に、レバー４の自由端４ｂ側から力を加えれば、増大させて可動部３２側（ロバーバル機構２の可動部１４）側に伝達できる為、自由端４ｂ側での小さな力でレバー４およびロバーバル機構２を制動できるようになる。本実施の形態では、レバー４の自由端４ｂに設けられたピン部材４６を遊挿する挿通穴４８ａを有し規制板４８と、ピン部材４６を挿通穴４８ａに対して押し付け支持するバネ部材５０との構成により実現している。
【００３８】
したがって、上述した電子天秤１は、レバー４の自由端４ｂ側をバネ部材５０にて押し付け支持して、レバー４の自由端４ｂの変位移動を抑止し、レバー４およびレバー４を介してロバーバル機構２を制動したことにより、電子天秤１を輸送する際に外部からの振動や衝撃があってもレバー４およびロバーバル機構２が可動しないので、レバー４の支点を含む可動部分（バネ部３４，３６）およびロバーバル機構２のバネ部２０の保護をすることが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の電子天秤によれば、ロック機構により、レバーの自由端の変位移動を抑止することにより、レバーおよびレバーを介してロバーバル機構が制動されるので、電子天秤を輸送する際に外部からの振動や衝撃があってもレバーおよびロバーバル機構が可動せず、レバーの支点を含む可動部分およびロバーバル機構のバネ部の保護をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子天秤の実施の形態を示す斜視図。
【図２】ロバーバル機構を示す正面図。
【図３】ロバーバル機構の平面図。
【図４】ロバーバル機構の側面図。
【図５】レバーを示す正面図。
【図６】レバーの平面図。
【図７】レバーの側面図。
【図８】ロバーバル機構にレバーを組み込んだ状態を示す裁断正面図。
【図９】電子天秤の組み立て状態をレバーの自由端側から見た側面図。
【図１０】前記電子天秤におけるレバーの自由端側から見た部分斜視図。
【図１１】従来の電子天秤を示す正面断面図。
【図１２】同従来の電子天秤の斜視図。
【符号の説明】
１…電子天秤、２…ロバーバル機構、４…レバー、４ｂ…自由端、６…平衡駆動手段（電磁コイル）、１２…固定部、１４…可動部、１８…ロバーバル部、２０…バネ部、４６…ピン部材、４８…規制板、４８ａ…挿通穴、５０…バネ部材。

Claims (1)

1. 固定部（１２）と可動部（１４）との間に薄肉のバネ部（２０）を介して所定長さを有した一対のロバーバル部（１８）を設けてなり、被計量物の荷重を受けた前記可動部を水平状態のまま移動させるロバーバル機構（２）と、
   前記ロバーバル機構（２）内部のレバー収納部（２ｂ）内に挿入固定され、前記ロバーバル機構（２）の可動部の移動に連動することにより、自由端（４ｂ）が平衡状態から所定量変位するレバー（４）と、
   被計量物の質量を演算出力するために、前記レバーを平衡状態となるよう移動制御する平衡駆動手段（６）と、
   前記レバーの自由端の変位移動を抑止するロック機構と、
   を備え、
   前記ロック機構が、前記レバー（４）の自由端（４ｂ）から延出するピン部材（４６）と、
   該ピン部材を遊挿する挿通穴（４８ａ）を有して前記ロバーバル機構（２）の移動に関与しないロバーバル機構（２）の前記固定部又はベース板（１０）側の部位に固定された規制板（４８）と、
   該規制板に設けられて、前記挿通穴に対して前記ピン部材を所定方向に押し付け支持するバネ部材（５０）と、
   からなることを特徴とする電子天秤。

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