JP3737941B2 - 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ロバーバル機構の可動範囲を改良してロバーバル機構のバネ部の保護ができる電子天秤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９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１０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】
連動してレバー８３の自由端８３ｂは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。
【０００５】
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、いずれもロバーバル機構８１は、上記一体塊をくり抜きして形成されている。
【０００６】
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。
【０００７】
【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、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、ロバーバル機構８１を成形した後、このロバーバル機構８１を次の組み立て工程等に輸送する際に、外部からの振動や衝撃が可動部８１ａと固定部８１ｂとの間であるバネ部８７に加わると薄肉なバネ部８７が破損してしまうという問題があった。
【０００８】
この問題は、輸送中に限らず、ロバーバル機構８１を基台フレーム９２の支持体９２ａに取り付ける組み立て工程時に不意な荷重がバネ部８７に加わったり、組み立て後の使用時に、載置皿９０上に不意な落下物があって可動部８１ｂを介してバネ部８７に衝撃荷重が加わった場合等でも生じ得る。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題を解消するために、ロバーバル機構の可動範囲を改良して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、
単一材の塊のくり抜きにより、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上下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、
該ロバーバル機構の固定部と可動部との間に設けられて、前記可動部の上下方向の移動範囲を規制する隙間をなす規制部と、
前記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、
を備え、
前記規制部が、前記ロバーバル機構（２）と共に単一材の塊のくり抜きにより形成され、前記ロバーバル部の直下位置に形成された中空部（１６）において、前記固定部（１２）と前記可動部（１４）とを繋ぐようにロバーバル部と平行に形成された梁部（２２）に、その幅方向に向かって線状に切断された一定間隔の隙間よりなる規制隙間部（２２ｓ）を設けてなることを特徴とする。
【００１１】
さらに、
前記レバー（４）は、前記ロバーバル機構（２）と別体であって、前記中空部（１６）内に設けられ、前記規制間隔部（２２ｓ）を介した前記梁部（２２）の固定側（２２ａ）および可動側（２２ｂ）に、それぞれ前記レバー（４）の固定部（３０）および可動部（３２）が連結固定されたことを特徴とする。
【００１２】
前記規制隙間部（２２ｓ）は、横向き凸型と横向き凹型との嵌合のような前記固定側（２２ａ）に対する前記可動側（２２ｂ）の上下方向の移動を規制する構造、横向きＶ字型同士の嵌合による構造、或いは、横向きＵ字型同士の嵌合による構造とすることができる。
【００１３】
【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（不図示）と、制御手段（不図示）を有してなる。
【００１４】
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。
【００１５】
、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。
【００１６】
上記中空部１６内であって、上部のロバーバル部１８の直下位置には、規制部が形成されている。この規制部は、上記ロバーバル機構２と共に単一材の塊を正面側からくり抜くことにより形成される。具体的に規制部は、固定部１２、可動部１４、ロバーバル部１８およびバネ部２０を形成する際、ロバーバル部１８と平行にして、中空部１６にて固定部１２と可動部１４とを長さＬ１方向で繋ぐように連続形成された梁部２２を形成しておく。そして、この梁部２２に、所定の間隔（例えば０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度）で幅Ｗ１方向に向かって線状に切断された規制間隔部２２ｓを形成する。この規制間隔部２２ｓをなす切断によって、固定部１２と可動部１４とを繋ぐ梁部２２が固定側２２ａと可動側２２ｂとに分割される。
【００１７】
上記規制間隔部２２ｓは、図２に示すように、横向き凸型と横向き凹型とが互いに嵌合するようにして切断されている。これにより、規制間隔部２２ｓは、固定側２２ａに対する可動側２２ｂの上下方向の移動をその間隔の分だけに規制する。この規制間隔部２２ｓは、上記横向き凸型と横向き凹型との形状に限らず、例えば横向きＶ字型同士の嵌合や、横向きＵ字型同士の嵌合等、固定側２２ａに対する可動側２２ｂの上下方向の移動を規制する構成であればよい。
【００１８】
なお、上記の如く固定側２２ａと可動側２２ｂに分割された梁部２２には、レバー４が固定される。即ち、梁部２２の固定側２２ａに、後述するレバー４の固定部３０が固定され、梁部２２の可動側２２ｂに、後述するレバー４の可動部３２ａが固定される。また、梁部２２は、ロバーバル部１８と平行であり、レバー４をロバーバル部１８と平行に固定する。
【００１９】
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、上記梁部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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
図８は電子天秤の組み立て状態を示す一部裁断正面図である。この図は、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。
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がベース板１０上にネジ１１で固定される。レバー収容部２ｂには、レバー４が挿入され基端側４ａが梁部２２にネジ２５で固定される。レバー収容部２ｂを形成する梁部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。
【００２６】
そして、レバー４の固定部３０は梁部２２の固定側２２ａに固定され、レバー４の可動部３２ａは梁部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。
【００２７】
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。
なお、レバー４の平衡状態は、この自由端４ｂに設けられるスリットと、突出片２４側に固定の位置検出センサ（不図示）により検出され、併せてレバー４の移動方向も検出されるようになっている。
【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】
次に、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。
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により検出される。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
上記のようにレバー４に支点を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。なお、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を制動できるようになる。
【００３４】
そして、上記の電子天秤１は、特に、荷重受け部材上にコンベア等の重量物が設けられる動秤としての使用に耐えることができる。この剛性は、ロバーバル機構２が比較的広い幅Ｗ１を有していることにより得られる。この剛性の向上により、コンベア上に被計量物が載置される際の衝撃等に耐え得る電子天秤１を構成できる。
【００３５】
このように構成された電子天秤１では、上述したように、ロバーバル機構２が、アルミニウム塊等の単一材の塊をくり抜いて中空部１６を貫通形成し、上下に所定厚を有する一対の平行なロバーバル部１８の両端にそれぞれ薄肉なバネ部２０を形成している。さらに、中空部１６内には、ロバーバル部１８と平行にして固定部１２と可動部１４とを繋ぐように連続形成された梁部２２を、固定側２２ａと可動側２２ｂとに分割する規制間隔部２２ｓが設けられている。この規制間隔部２２ｓは、固定側２２ａに対する可動側２２ｂの上下方向の移動をその間隔の分だけに規制している。
【００３６】
したがって、ロバーバル機構２は、規制間隔部２２ｓにより、固定部１２に対する可動部１４の移動が所定の範囲に規制されるため、輸送時にて、外部からの振動や衝撃があっても、薄肉の各バネ部２０を破損させる程の範囲を固定部１２と移動部１４が移動しないので、バネ部２０を保護することが可能となる。
【００３７】
また、ロバーバル機構２にレバー４を組み付けたり、ロバーバル機構２をベース板１０に固定する組み立て時においても、規制間隔部２２ｓによって、薄肉の各バネ部２０を破損させる程の範囲を固定部１２と移動部１４が移動しないので、バネ部２０を保護することが可能となる。
【００３８】
また、本実施の形態では、規制間隔部２２ｓをなす梁部２２の固定側２２ａおよび可動側２２ｂにそれぞれレバー４の固定部３０および可動部３２が連結固定される。これにより、使用時において、ロバーバル機構２の可動部１４側に不意な落下物があった場合でも、規制間隔部２２ｓによってバネ部２０に衝撃荷重が加わることがなく、且つ、レバー４の可動部３２側にも衝撃荷重が加わることがないので、バネ部２０と共にレバー４を構成する各バネ部３４，３６を保護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、単一材の塊のくり抜きにより固定部と可動部との間に薄肉のバネ部を介して所定長さを有した一対のロバーバル部を設けてなるロバーバル機構に対し、固定部と可動部との間にて可動部の移動範囲を規制する隙間をなす規制部（規制隙間部）を設けたことにより、輸送時にて、外部からの振動や衝撃があっても、薄肉の各バネ部を破損させる程の範囲を固定部と移動部が移動しないためバネ部を保護することができる。また、ロバーバル機構の組み立て時に不意な荷重がバネ部に加わろうとした場合にも、規制部（規制隙間部）によって、薄肉の各バネ部を破損させる程の範囲を固定部と移動部が移動しないためバネ部を保護することができる。
【００４０】
また、ロバーバル機構の固定部と可動部とを上ロバーバル部直下の梁部によって繋ぎ、この梁部を切断して固定側と可動側に分割し、該梁部を切断して形成された一定間隔の隙間により上下方向の規制部（規制間隔部）を形成し、この固定側と可動側に、それぞれ、ロバーバル機構とは別体のレバーの固定部および可動部を連結固定したことにより、使用時において、ロバーバル機構の可動部側に不意な落下物があった場合でも、規制部（規制間隔部）によってロバーバル機構のバネ部に衝撃荷重が加わることがなく、且つ、レバーの可動部側にも衝撃荷重が加わることがないので、ロバーバル機構のバネ部と共にレバーの可動部分を保護することができる。
【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】従来の電子天秤を示す正面断面図。
【図１０】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、２２…梁部、２２ａ…固定側、２２ｂ…可動側、２２ｓ…規制隙間部、３０…固定部、３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）…可動部。

Claims (4)

1. 単一材の塊のくり抜きにより、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上下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、
   該ロバーバル機構の固定部と可動部との間に設けられて、前記可動部の上下方向の移動範囲を規制する隙間をなす規制部と、
   前記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、
   を備え、
   前記規制部が、前記ロバーバル機構（２）と共に単一材の塊のくり抜きにより形成され、前記上ロバーバル部の直下位置に形成された中空部（１６）において、前記固定部（１２）と前記可動部（１４）とを繋ぐようにロバーバル部と平行に形成された梁部（２２）に、その幅方向に向かって線状に切断された一定間隔の隙間よりなる規制隙間部（２２ｓ）を設けてなり、
   前記レバー（４）は、前記ロバーバル機構（２）と別体であって、前記中空部（１６）内に設けられ、前記規制間隔部（２２ｓ）を介した前記梁部（２２）の固定側（２２ａ）および可動側（２２ｂ）に、それぞれ前記レバー（４）の固定部（３０）および可動部（３２）が連結固定されたことを特徴とする電子天秤。
2. 前記規制隙間部（２２ｓ）は、横向き凸型と横向き凹型との嵌合のような前記固定側（２２ａ）に対する前記可動側（２２ｂ）の上下方向の移動を規制する構造とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子天秤。
3. 前記規制隙間部（２２ｓ）は、横向きＶ字型同士の嵌合による構造とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子天秤。
4. 前記規制隙間部（２２ｓ）は、横向きＵ字型同士の嵌合による構造とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子天秤。

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