JP3711115B2

JP3711115B2 - はかり機構

Info

Publication number: JP3711115B2
Application number: JP2003030904A
Authority: JP
Inventors: 俊池島
Original assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Current assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP2004239827A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、力を縮小又は拡大するためのレバー機構をロバーバル部の外部に設けたはかり機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロバーバル機構を備えたロードセルを使用して荷重を計量することは、例えば特開昭６３−２７７９３６号公報や特開平１−２４０８３０号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ロバーバル機構の内部にレバーを配置して、力を縮小し測定することは普通に行われているが、寸法が制限される上に、その構造も制約され、更には荷重に対する十分な縮小率が得られない問題点がある。
【０００４】
また、特開２０００−２８３８２９号公報に開示されているように、ロバーバル機構の面方向にレバーを延伸することも考えられるが、全長が長くなるという欠点がある。
【０００５】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、ロバーバル部に対し別体の力測定部を配置し、荷重に対し十分な縮小率又は拡大率が得られるはかり機構を提供することにある。
【０００６】
【課題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に係るはかり機構は、基体と荷重受部との間を一対の平行リンク部材によりフレクシャを介して連結したロバーバル部に対し、該ロバーバル部の面方向と異なる方向にレバー機構を配置した別体の力測定部を連結し、該力測定部に力センサを取り付け、前記ロバーバル部の荷重受部から伝達された力を前記力測定部のレバー機構により縮小又は拡大して、前記力センサにより荷重として測定することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は斜視図図、図２は分解斜視図であり、ロバーバル部１は保持部材２に固定されており、このロバーバル部１は１個の金属ブロックを刳り抜いて製作されている。即ち、基体３に対し荷重受部４が上下一対の平行リンク部材５、６を介して接続され、基体３と平行リンク部材５、６間、平行リンク部材５、６と荷重受部４間は計４個のフレクシャ７により連結されている。そして、各フレクシャ７にはそれぞれ透孔８が設けられ、その有効幅は狭くされている。そして、基体３から上下の平行リンク部材５、６間に固定部３ａが延在されている。
【０００８】
このロバーバル部１の基体３には第１の力変換部１０がロバーバル部１と直交する方向に連結され、更に第１の力変換部１０に第２の力変換部３０が第１の力変換部１０に対し直交する方向、つまりロバーバル部１と平行する方向に連結され、第２の力変換部３０には例えば音叉振動子を備えた力センサ５０が固定されている。
【０００９】
第１の力変換部１０の基部１１は、上下のボルト９を介してロバーバル部１の固定部３ａに固定されている。図３の正面図に示すように、第１の力変換部１０は金属ブロックを刳り抜いて製作されており、多数の切込部が設けられ、幾つかのレバーが組み込まれている。
【００１０】
第１の力変換部１０において、ロバーバル部１の荷重受部４に図示しない連結機構を介して連結された力受部１２は、支点１３により基部１１に対し端部が連結されたレバー１４の中間部に連結片１５を介して力点として連結されている。レバー１４の反対端は作用点として、薄肉部１６、連結片１７、薄肉部１８を介して上方のレバー１９に接続されている。レバー１９は支点２０により基部１１に支持され、薄肉部１８はレバー１９の端部に力点として連結され、レバー１９の他端部は作用点として薄肉部２１を介して鉛直方向の連結片２２に接続され、連結片２２は薄肉部２３を介してレバー２４の端部に力点として連結されている。レバー２４は中間部の支点２５により基部１１に連結され、他端部は薄肉部２６を介して作用点として、連結片２７、薄肉部２８を介して略円形状の連結部２９に連結されている。
【００１１】
なお、基部１１、力受部１２、レバー１４、１９、２４等の厚みは、この金属ブロックの厚みと同等とされているが、一部の薄肉部は幅狭とされている。
【００１２】
図４は第２の力変換部３０の正面図を示し、１個の金属ブロックを刳り抜いて製作されている。この第２の力変換部３０は基部３１と力受部３２、平行リンク部材３３、３４、４個のフレクシャ３５によりロバーバル機構が構成されている。各フレクシャ３５には透孔３６が形成され、フレクシャ３５の有効幅は狭くされている。
【００１３】
基部３１は２個のボルト３７によりロバーバル部１の固定部３ａに設けられた台座３ｂのボルト穴に固定され、第１の力変換部１の連結部２９がボルト３８により力受部３２の台座３２ａに連結されている。また、平行リンク部材３３、３４間に、基部３１からセンサ固定部３１ａが延在され、力センサ５０を固定するためのボルト穴を設けた台座３１ｂ、位置決めピン穴３１ｃが設けられている。更に、第２の力受部３２には力センサ５０の荷重作用部を固定するためのボルト穴を有する台座３２ｂが設けられている。また、第２の力変換部３０の力受部３２には、分銅載置部４０がボルト４１により固定されている。
【００１４】
図５は力センサ５０の正面図を示し、１個の比較的薄肉の金属ブロックを刳り抜いて製作されている。基部５１は第２の力変換部３０に固定されるようにされ、力作用部５２は連結片５３、薄肉部５４を介してレバー５５の力点に連結され、レバー５５は支点５６により基部５１に連結されている。レバー５５の他端部は、薄肉部５７を介して力点として音叉振動子５８に連結され、音叉振動子５８の他端は薄肉部５９を介して基部５１に連結されている。
【００１５】
基部５１にはボルト挿通孔５１ａ、位置決め用切欠溝５１ｂが設けられ、力作用部５２にはボルト挿通孔５２ａが設けられている。
【００１６】
この力センサ５０の基部５１は、ボルト６０により第２の力変換部３０の台座３１ｂに固定され、力センサ５０の力作用部５２はボルト６１により第２の力変換部３０の台座３２ａに連結されている。なお、切欠溝５１ｂには位置決めピン穴３１ｃに圧入したピン６２が挿通されている。
【００１７】
荷重の測定に際して、ロバーバル部１の荷重受部４に図示しない受皿を介して上方から荷重Ｗが加わると、荷重受部４は下方に沈み込むが、ロバーバル機構が構成されているので、基体３、平行リンク部材５、６とによる平行四辺形は維持される。
【００１８】
荷重受部４に加わる力は、ロバーバル部１の外側に配置した第１の力変換部１０の力受部１２に伝達され、更にレバー１４に加えられ、レバー比に従って縮小された力が連結片１７を介してレバー１９の力点に伝達される。レバー１９において、荷重Ｗは更に縮小されて連結片２２を介してレバー２４の力点に伝達される。レバー２４においては荷重Ｗは更に縮小され、連結片２７を介して連結部２９に伝達され、この連結部２９に作用する力は、更に別体の第２の力変換部３０の力受部３２に伝達される。
【００１９】
この第２の力変換部３０はロバーバル機構となっているために、力受部３２は基部３１、平行リンク部材３３、３４と共に平行四辺形を維持しながら下方に変位する。この変位は力センサ５０の力作用部５２に伝達され、連結片５３を介してレバー５５に作用し、レバー５５のてこ比に従って音叉振動子５８に伝達される。音叉振動子５８において、加わる張力は周波数の変化として検出され、力の大きさに変換される。
【００２０】
この実施の形態においては、荷重受部４に加えられた荷重Ｗは、音叉振動子５８への作用点においては、例えば約７０分の１の力に減少されている。このように、ロバーバル部１の外側に力測定部を配設することにより、荷重Ｗの縮小率を大きくして、力センサ５０への負荷を小さくしたり、或いは荷重測定範囲を大きくすることができ、はかり機構をコンパクトにまとめることができる。
【００２１】
また、分銅載置部４０に基準分銅を載置することにより、第２の力変換部３０の力受部３２に荷重を加えることになり、力センサ５０を校正することができる。上述のロバーバル部１、第１、第２の力変換部１０、３０、力センサ５０は筐体に内蔵されており、基準分銅が自動的にモータにより分銅載置部４０に載置されるので、校正ボタンによる操作だけで内部校正を行うことができる。この場合にも、第１の力変換部１０における荷重Ｗの縮小率が大きくされているので、基準分銅の重さを小さくすることができる。
【００２２】
なお、実施の形態の説明では、ロバーバル部１、第１、第２の力変換部１０、３０、力センサ５０はそれぞれ単一の金属ブロックを刳り抜いて製作するように説明したが、これらは複数の金属部材を組み合わせて製作することもできる。
【００２３】
また、力測定部を第１、第２の力変換部１０、３０に分けたが、第１の力変換部１０のみを使用し、この第１の力変換部１０に力センサ５０を取り付けることもできる。力センサ５０もレバー５５等を備えていなくとも、例えば音叉振動子５８のみから成っていてもよい。
【００２４】
実施の形態においては、荷重を縮小して測定する場合について説明したが、本発明は微小な荷重を拡大して測定する場合においても適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るはかり機構は、ロバーバル部の外側に力測定部を配置することにより、ロバーバル部の機械的強度を弱めることがなく、また荷重の縮小率又は拡大率を大きくして、力センサの小型化や測定荷重範囲の拡大を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態のはかり機構の斜視図である。
【図２】分解斜視図である。
【図３】第１の力変換部の正面図である。
【図４】第２の力変換部の正面図である。
【図５】力センサの正面図である。
【符号の説明】
１ロバーバル部
２保持部材
３基体
３ａ固定部
４荷重受部
５、６、３３、３４平行リンク部材
７、３５フレクシャ
１０第１の力変換部
１１、３２力受部
１２、３１、５１基部
１４、１９、２４、５５レバー
２９連結部
３０第２の力変換部
４０分銅載置部
５０力センサ
５２力作用部
５８音叉振動子

Claims

基体と荷重受部との間を一対の平行リンク部材によりフレクシャを介して連結したロバーバル部に対し、該ロバーバル部の面方向と異なる方向にレバー機構を配置した別体の力測定部を連結し、該力測定部に力センサを取り付け、前記ロバーバル部の荷重受部から伝達された力を前記力測定部のレバー機構により縮小又は拡大して、前記力センサにより荷重として測定することを特徴とするはかり機構。
前記力測定部は、前記レバー機構を有する第１の力変換部と、該第１の力変換部に連結し前記力センサを取り付けた第２の力変換部とを有する請求項１に記載のはかり機構。
前記力測定部は前記ロバーバル部の面方向と直交する方向に連結した請求項１に記載のはかり機構。
前記力測定部に分銅載置部を設けた請求項１に記載のはかり機構。
前記力測定部にロバーバル機構を設けた請求項１に記載のはかり機構。