JP4705345B2 - 秤量皿の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は計量装置における秤量皿の取付構造に関する。

電子式秤量装置或いは機械式秤量装置のうち荷重計測機構の上部に計測対象物を載置する皿部を有する上皿型の秤量装置においては、計量皿或いは秤量皿と称される皿部（以下「秤量皿」とする）がこの荷重計測機構に接続する構造を有し、秤量皿に載置された秤量物の荷重が秤量皿を介して荷重計測機構に伝達されるよう構成されている。

秤量皿の取付構造は多種多様であるが、大別して秤量皿が荷重計測機構に対して強固に取付られた事実上の固定型のものと、秤量皿が荷重計測機構に対して着脱可能に構成された着脱型のものとに分けることができる。

上記構成のうち、秤量皿が荷重計測機構に対して例えばネジ等の強固な固定手段により固定されたもの、強固な嵌め込み構造となったもの等、秤量皿を荷重計測機構から事実上取り外せないよう強固に接続した構造のものは、家庭用等民生品に多く採用されている。これにより秤量皿の紛失を防止したり、秤量装置の持ち運びが容易になる等、民生品としての秤量装置の使い勝手が良好になるようにしている。

これに対して、高精度の秤量装置では装置のメンテナンスのために荷重計測機構に対して秤量皿が着脱可能に構成されているものが多い。
着脱型の構成では荷重計測機構に対して皿受けと称される構造体を固定的に取り付け、かつこの皿受けに対して秤量皿を単に載置する構造や、皿受けに対して秤量皿をネジ止めする等、上記固定型に比較して部品点数が多く、かつ複雑な構造となる。このためメンテナンス時の組み立てや分解は必ずしも容易ではなく、この組み立て分解時に、荷重計測機構に過大なストレスをかけ、装置の性能低下や故障を生じさせるおそれがある。また防水、防塵機能を持たせる場合に秤量皿の接続構造の複雑さが防水、防塵構造の複雑さを招き、この結果部品点数の増加やこれに対応して組み立て工数が増加したり、或いは秤量装置としての基本性能が出ずらくなる等の装置の機能上の問題が生じる可能性もある。

ここで、固定型、着脱型の何れにおいても秤量皿としては、荷重計測機構に対して秤量物の荷重を正確に伝えられるよう構成することは当然であるが、例えば使用目的により或いは秤量装置におけるデザイン的観点から、秤量皿の平面形状が円形ではなく、四角形であったり、円形部分の一部をカットした形状等、非円形の秤量皿の場合は円形の秤量皿と相違して荷重計測機構に対して秤量皿が回転するのを防止する必要がある。
この場合、固定型では装置の組み立て時に秤量皿を所定の状態で接続固定することにより回転防止機構を別途取り付ける必要はないが、上記着脱型の構成では回転防止用の機構が更に必要となることが多く、機構がより一層複雑になってしまう。
実開昭６３−３１３３６号 実開昭６３−６３７２６号

荷重計測機構に対して秤量皿を固定的に接続している民生用の秤量装置であっても、秤量皿の着脱が容易かつ確実に行え、しかも秤量装置の移動中に秤量皿が装置から脱落することがないのであれば、メンテナンス上秤量皿が着脱可能であることが望ましい。つまり、本発明の課題は秤量皿の接続に際して部品点数が増加せず、若しくは減少し、かつ荷重計測機構に対して秤量皿が確実に接続し、しかもこの秤量皿を荷重計測機構から容易に取り外すことができる秤量皿の取り付け機構を得る点にある。

秤量皿本体には荷重計測機構と接続するための連結軸体が当該秤量皿本体に対して一体的に形成され、かつ荷重計測機構側にはこの連結軸体が嵌挿される挿通孔が形成されている。

本発明は、連結軸体の下端部から上部に向かって空間部が形成されることにより対向する一対の弾性部が形成され、かつこの二つの弾性部の下端には前記荷重計測機構の挿通孔の下部端縁部と係合して秤量皿の抜け落ちを防止する係合部がそれぞれ形成され、弾性部の側壁には凸部が形成され、荷重計測機構側の挿通孔の内周面にはこの凸部と係合する係合溝が構成され、この係合溝と弾性部の凸部が係合することにより秤量皿が当該荷重計測機構の挿通孔の軸心を中心として回転するのを防止するよう構成したことを特徴とする秤量皿の接続構造であることを特徴とする。

本発明では、秤量皿に連接した連結軸体を荷重計測機構側に挿通配置するだけで、特別な部品及びその部品の取り付け作業を行うことなく秤量皿を荷重計測機構に接続することができるよう構成されているため、秤量皿の接続機構が極めて簡単であって、工具を用いずいわばワッタッチで秤量皿を荷重計測機構に取り付けることが可能となる。

また、同様に工具を用いることなく秤量皿の取り外しも可能であるため、皿下部の清掃等、装置のメンテナンスもユーザーによって容易に行うことができる。

更に、秤量皿と荷重計測機構との接続が軸構造となって、接続部分の構成が単純化されるため、この部分の防水、防塵構造を、例えば前記軸が挿通するダイヤフラム部品を用いることにより実施可能となり、従来の構造に比較して単純化できる。このため簡単な防水、防塵構造であるにも係わらず高い防水、防塵性能が得られ、しかも防水、防塵機能を設けたことによる秤量装置の機能低下を防止することができる。

秤量皿はその連結軸体と共にプラスチック等により一体的に形成する。秤量皿の取り付け対象である挿通孔が形成された部材は秤量皿に負荷された秤量物の荷重による秤量皿の変位を案内するロバーバル機構を構成する可動ブロック部とする。

後述する実施例の構成が秤量皿および秤量皿の接続対象に対して実施可能であれば、電磁平衡式秤量装置、ロードセル式秤量装置、静電容量式秤量装置、機械式秤量装置の機構部等、各種荷重計測機構に対して直接に、或いはこれら各種の荷重計測機構に設けられたロバーバル機構に対して取り付け可能である。

図３は秤量皿をロバーバル機構に取り付けた状態を示し、以下秤量皿をこのロバーバル機構に取り付ける構成を例に本発明の実施例を説明する。
図３において可動ブロックＢ１、固定ブロックＢ２及びこれら各ブロックＢ１及びＢ２の上下に配置された副桿Ｒａ、Ｒｂよりロバーバル機構Ｒが構成され、秤量皿１は可動ブロックＢ１に接続することにより秤量皿１上の秤量物の荷重はこのロバーバル機構Ｒに案内されて荷重計測機構に伝達される。

図３にはロバーバル機構Ｒのみが示されているが、このロバーバル機Ｒ内或いはこのロバーバル機構Ｒに近接して荷重計測機構が設けられる。例えばロバーバル機構Ｒ内に電極板を対向配置するこことによりコンデンサを構成して荷重計測機構を静電容量式の機構としたり、電磁部を配置することにより電磁平衡式の電子天秤として構成する等である。本発明において、「秤量皿を荷重計測機構に接続する」との表現は、上記荷重計測機構に直接秤量皿を接続する他、図３に示されるロバーバル機構Ｒ等の案内機構を介して秤量皿を間接的に接続する場合も含む意味で以下使用する。

図１において秤量皿１は、秤量物を載置するための秤量皿本体２と、この秤量皿本体２の裏面中央において秤量皿本体２と一体的に形成された連結軸体３とから構成されている。秤量皿２の構成材料は別段問わないが、プラスチックにより形成すれば秤量皿１全体を容易に一体成形することが可能であると共に、後述する弾性部に対して適度な弾性を容易に与えることができる。

次に連結軸体３の構成を主として図２を用いて説明する。
連結軸体３は外径ＯＤ１を以て、秤量皿本体２の裏面中央において鉛直方向に下垂するよう秤量皿本体２の裏面に突設形成されており、秤量皿本体２から一定の距離下垂した所から連結軸体３の下端部に向けて空間部４が形成される。この空間部４が形成されることによって、連結軸体３の下部は空間部４を介して一対の弾性部３Ａ、３Ｂが対向位置するよう構成される。

弾性部３Ａ、３Ｂの下端部にはその外径ＯＤ２が前記連結軸体基部の外径ＯＤ１よりも大きな係合部３Ａａ、３Ｂａが形成されており、このためこれら係合部３Ａａ、３Ｂａと弾性部３Ａ、３Ｂとの接続部には段部３Ａｂ、３Ｂｂが形成される。またこの係合部３Ａａ、３Ｂａの下端部の外径は前記外径ＯＤ２よりも小径の外径ＯＤ１とほぼ同じ値に戻るよう構成されているため、係合部３Ａａ、３Ｂａの側面は下部に向かって絞り込む漏斗状のテーパー面として形成される。

符号３Ａｃはこの段部３Ａｂの上部において弾性部３Ａの側壁に突設された凸部であって、この凸部は段部３Ｂｂに対しても同様の位置に突設形成されている（符号３Ｂｃ）。 符号３Ｃは前記空間部４の上部において、円柱状の連結軸体３に対して形成された平面部であって、後述する挿通孔側の平面部と係合することにより挿通孔の軸回りに対する連結軸体３の挿通位置を規定するためのものである。

次に荷重計測機構側の接続部としてのロードセルＲの可動ブロック（以下単に「ブッロク」とする）Ｂ１の構成について説明する。
符号５はブロックＢ１に設けられた挿通孔であり、その内径ＩＤは連結軸体３の外径ＯＤ１とほぼ等しく形成されている。

挿通孔５の下部の内周面には当該挿通孔５の軸心方向に向かって溝６ａ、６ｂが形成されている（図７も併せてて参照）。また挿通孔５の内周面に対しては連結軸体３の平面部３Ｃに対応する平面部５ａが形成されている（図５参照）。

次にブロックＢ１に対する秤量皿１の取り付け状態について説明する。
まず図１において、連結軸体３の平面部３ＣとブロックＢ１の挿通孔５の平面部５ａが一致する状態において連結軸体３をこの挿通孔５に押し込む。最初に挿通孔５に進入する係合部３Ａａ、３Ｂａは下端部外径が挿通孔５の内径ＩＤにほぼ等しいＯＤ１となっており、かつ側壁部がテーパ面となっているため対向する弾性部３Ａ、３Ｂが相互に近接するよう弾性変形することによって秤量皿１を押し込むことにより自動的に連結軸体３がこの挿通孔５に進入する。

更に連結軸体３を押し込むことにより連結軸体３の平面部３Ｃと挿通孔５の平面部５ａが一致して連結軸体３の進入を許容する。この状態で連結軸体３を押し込むことにより最終的には連結軸体３の下端の係合部３Ａａ、３Ｂａが挿通孔５の外部に突出し、弾性部３Ａ及び３Ｂの弾性により前記段部３Ａｂ、３Ｂｂが挿通孔５の下端部外周と係合して、秤量皿１全体がブロックＢ１から抜け落ちないように当該ブロックＢ１と接続する。またこれと同時に各弾性部３Ａ及び３Ｂの凸部３Ａｃ、３Ｂｃが挿通孔５の溝６ａ、６ｂと係合することにより挿通孔５の軸心に対して秤量皿１がその軸回りに回転するのを防止する。

なお、挿通孔５の軸回りに対する秤量皿１の回転防止だけを考えれば、連結軸体３の平面部３Ｃと挿通孔５の平面部５ａの形成は必ずしも必要ではないが、これら平面部３Ｃ、５ａがが無いと、荷重計測機構に対する秤量皿１の前後位置の決定（図３のＸ−Ｙ方向）が困難となること（秤量装置の構成上前後形状が相違する秤量皿の場合等）、及び連結軸体３の挿入前に凸部３Ａｃ、３Ｂｃと挿通孔５の溝部６ａ、６ｂとの位置合わせが困難になること等を考えると、秤量皿１に前後の相違が無い場合でも挿通孔５の軸心の軸回り方向に対する連結軸体３の進入位置を決定する案内として平面部３Ｃ、５ａを形成しておくことが望ましい。

次に図４乃至図７を用いて連結軸体３と挿通孔５との係合状態、及び秤量皿１の取り外し等について説明する。
先ず、連結軸体３の平面部３Ｃと挿通孔５の平面部５ａとは完全に密着するよう構成する他、図５（Ａ）、（Ｂ）及び図６に示されるように僅かに間隙ｔが形成されるようにしておく。

一方、ブロックＢ１に形成された溝６ａ、６ｂの断面形状は図６に示すようにほぼＶ字型に形成されるのに対して、弾性部３Ａ、３Ｂに突設された凸部３Ａｃ、３Ｂｃは溝６ａ、６ｂの断面形状とは相違して、略円筒状（図６、図７の構成）或いは半球状等、この溝６ａ、６ｂの形状とは完全には一致しない形状としておく。

溝６ａ、６ｂの断面形状と凸部３Ａｃ、３Ｂｃの形状を相違させておくこと、及び図５（Ａ）及び図６に示すように、連結軸体３の平面部３Ｃと挿通孔５の平面部５ａとの間に間隙ｔが形成されるよう構成しておくことにより秤量皿１の連結軸体３は挿通孔５の軸心に対して、その軸回り方向に対して僅かに回転することが許容される。

つまり、何らかの力により秤量皿１に回転力が加わった場合、上記の構成とすることにより秤量皿１はある程度の回転が許容され、かつ回転力が無くなった場合には弾性部３Ａ、３Ｂの挿通孔５の外部に向かう弾発力により、凸部３Ａｂ、３Ｂｂは両者の距離が最も離れるように溝６ａ、６ｂの断面の所定の位置に戻る。

上述のような構成とすることにより、秤量皿１側に加えられた回転力を連結軸体３と挿通孔５との係合部において吸収することが可能となり、荷重計測機構に対して過大な応力が生じるのを防止することができる。ちなみに溝６ａ、６ｂの断面形状、凸部３Ａｃ、３Ｂｃの形状、間隙ｔの値によって、秤量皿１の回転許容角度を適宜設定することができる。

秤量皿１を荷重計測機構から取り外す場合は、一定の回転力を秤量皿１に加えて秤量皿を上方に引き抜くことも可能であるが、より簡単かつ内部機構に負荷を与えない方法としては次の手順による。
図４において、秤量装置のケースの底板７には連結軸体３が挿通する位置において開口７ａが形成されおり、この開口７ａには防水型の蓋８が取り付けられている。秤量皿１の取り外しに当たっては先ずこの蓋８を取り、開口７ａからプライヤやラジオペンチ等、一般家庭でも使われる工具を用いてブロックＢ１の裏面に突出している連結軸体３の係合部３Ａａ、３Ｂａを両者が近接するよう摘まみ、係合部３Ａａ、３Ｂａと挿通孔５の下端部端縁との係合状態を解除する。この状態で凸部３Ａｂ、３Ｂｂと溝６ａ、６ｂとの係合状態も解除されるため、秤量皿１を持って連結軸体３を引き抜けば秤量皿１は秤量皿装置から容易に取り外すことができる。なお、係合部３Ａａ、３Ｂａを指先で摘めばこれら工具を全く使わずに秤量皿１を取り外すことも可能である。

図８は第２の実施例を示す。この実施例では弾性部３Ａ、３Ｂ側に溝９を形成し、かつブロックＢ１に対してこの溝９に係合する凸部１０を形成する。このように溝と凸部の形成対象を実施例１と逆にしてもよい。

以上、本発明を秤量皿の連結軸体をロバーバル機構の可動ブロックに接続する構成を例に説明したが、連結軸体と荷重計測機構との間に上述した構成が可能であれば秤量皿を荷重計測機構に直接接続するよう構成することはもとより可能であり、かつ荷重計測機構も静電容量型、電磁平衡型、ロードセル型等の電子式秤であると、機械式荷重計測機構であるとを問わず実施可能であることは当業者において容易に推測し得るところである。

また、上記各実施例におけるロバーバル機構は図３の構成のように可動ブロックＢ１、固定ブロックＢ２、上下の副桿Ｒａ、Ｒｂの個々の部品を組み立てた構成であるが、秤量皿１はこれらを一体成形したロバーバル機構に対しても当然取付可能であり、この一体型ロバーバル機構の場合には秤量皿の取付部はロバーバル機構のうち、可動ブロックとして機能する部分ということになる。

家庭用を中心とした民生用秤量装置の他、秤量皿と荷重計測機構との接続は一本の連結軸体のみで行われるため、秤量皿と荷重計測機構との防水構造が単純となり高い防水性を要求される秤量装置にも応用可能である。

本発明の一実施例を示す秤量皿側面とロバーバル機構のブロックの断面とを示す図である。 図１のＡ−Ａ線により切断した連結軸体の斜視図である。 ロバーバル機構に対する秤量皿の取り付け状態を示すロバーバル機構側面図である。 図１に示す構成において秤量皿をロバーバル機構のブロックに取り付けた状態を示す図である。 （Ａ）は図４のＢ−Ｂ線による断面図、（Ｂ）は同Ｃ−Ｃ線による断面図である。 図５（Ｂ）のＥ部拡大図である。 図６のＤ−Ｄ線による断面図である。 図（Ｂ）のＥ部拡大図に示す構成の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 秤量皿
２ 秤量皿本体
３ 連結軸体
３Ａ、３Ｂ 弾性部
３Ａａ、３Ｂａ 係合部
３Ａｂ、３Ｂｂ 段部
３Ａｃ、３Ｂｃ 凸部
３Ｃ （連結軸体の）平面部
４ 空間部
５ 挿通孔
５ａ （挿通孔の）平面部
６ａ、６ｂ （挿通孔の）溝
９ （弾性部の）溝
１０ （挿通孔の）凸部
Ｂ１ （ロバーバル機能の）可動ブロック

Claims (4)

1. 秤量皿を秤量装置の荷重計測機構側に取り付ける構造であって、秤量皿は秤量皿本体と、この秤量皿本体裏面に形成された連結軸体とからなり、荷重計測機構側には連結軸体を挿通させる挿通孔が形成された秤量皿の取付構造において、連結軸体の外径は接続対象である荷重計測機構に形成された挿通孔の内径とほぼ等しく形成され、当該連結軸体の下部には空間部を介して対向する一対の弾性部が形成され、各弾性部の下部には段部を介して連結軸体の外径よりも大きな外径を有する係合部が各々形成され、これら係合部は下端に向かってその外径が減少するよう漏斗状に形成され、当該係合部の下端部の外径は前記連結軸体の外径とほぼ等しく形成され、前記連結軸は弾性部の弾性変形によって前記荷重計測機構の挿通孔に挿通され、かつ荷重計測機構の挿通孔の下部端縁と前記段部とが係合することにより秤量皿の脱落を防止し、かつ弾性部の側壁面と前記荷重計測機構の挿通孔内壁に対しては一方に溝が、他方にはこの溝に係合する凸部が形成されることにより前記挿通孔に挿通された連結軸体の軸廻りの回転を阻止するよう構成したことを特徴とする秤量皿の取付構造。
2. 前記連結軸体が挿通する挿通孔は、荷重計測機構に対して荷重の伝達を案内するロバーバル機構のうち可動ブロックとして機能する部分に設けられていることを特徴とする請求項１記載の秤量皿の取付構造。
3. 連結軸体の側壁面の一部は平面部として構成され、かつこの平面部と係合する平面部が荷重計測機構の挿通孔の内壁面にも形成され、両平面部を一致させて当該連結軸体を荷重計測機構の挿通孔に挿通するよう構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の秤量皿の取付構造。
4. 連結軸体を挿通孔に嵌挿したときに連結軸体の側壁面と挿通孔の平面との間に間隙が形成されるよう構成し、かつ挿通孔或いは弾性部に対して設けられた溝部と、この溝部と係合するよう挿通孔或いは弾性部に対して設けられた凸部との断面形状を相違させることにより、秤量皿に対する回転応力が生じたときに、その回転を一部許容すると共に、前記回転応力が消滅したときには各弾性部の弾性によって凸部は溝の所定の位置に戻るよう構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の秤量皿の取付構造。

Images