JP4891655B2 - 秤用質量センサの支持構造 - Google Patents

Description

この発明は、秤用質量センサの支持構造に関し、特に、過荷重が加わった際に、質量センサヘ過度な荷重が加わることを防止するショックアブソーバ機能を備えた支持構造に関するものである。

通常の計量器においては、秤量皿上の過荷重が質量センサに加わることを軽減するため、過荷重を吸収する機能が付加されている。この機能と機能部品は、ショックアブソーバと呼ばれていて、皿と皿受けとの間に、予め秤量＋αの荷重が働くと、変位するバネ部材を配置したり、あるいは、センサの荷重受けとして機能する浮き枠部に同様なバネ部材を設置していた。

また、例えば、特許文献１に開示されているように、ロードセル式秤の可動端の前段側にコ字形形状の板バネ部材を介装した構成も提案されている。 さらに、特許文献２には、質量センサに接続された少なくとも１つの支持ポストと、支持ポストを支持する支持バネと、支持ポストが支持バネから離間した状態で、支持ポストの垂直移動を規制する案内部材とを備えた秤用質量センサの支持構造が提案されている。

しかしながら、上記した従来のショックアブソーバないしは秤用質量センサの支持構造には、以下に説明する技術的な課題があった。
特開２００１−９１３４９号公報 特開２００１−２２８０１６号公報

すなわち、特許文献１を含む従来のショックアブソーバは、いずれも質量センサの前段側にバネ部材を介装する構造であり、秤量可能な荷重は、質量センサにそのまま伝達しなければ測定誤差が発生するので、複雑な構成になっているとともに、直上からの過荷重に対してだけ有効であり、実使用時に発生する左右方向の過荷重から質量センサを有効に保護することができなかった。

また、特許文献２に提案されている支持構造では、構成部材が少なくとも３部材必要になり、構造が複雑化するとともに、上下方向に加わる衝撃の緩和機能しかなく、左右方向の過荷重から質量センサを有効に保護することができなかった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡単な構成により、上下方向だけでなく、左右方向からの過荷重から質量センサを保護することができる秤用質量センサの支持構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、ケース内に収納され、秤量皿に載置される被測定物の荷重を受承部で受けて、前記被測定物の質量を検出する秤用質量センサの支持構造において、前記秤用質量センサは、その一端側に設けられた前記受承部を構成する浮き枠部と、他端側に設けられた固定部とを備え、前記固定部と前記ケースとの間に介装され、前記質量センサを支持するバネ部材を有し、前記バネ部材は、予め弾性変形させることにより、前記質量センサの固定部が前記ケースに当接するように押圧付勢するとともに、前記押圧付勢力よりも大きな力が加わった際に、前記固定部が前記ケースの当接個所から離間するように弾性変形するものであり、前記バネ部材は、鉛直方向に延設される本体部と、前記本体部の両端に対向形成された一対の可動片とを備えた側面形状がコ字形の板バネから構成され、上方側の前記可動片を前記ケースに固定するとともに、下方側の前記可動片を前記固定部に固定するようにした。

上記構成の秤用質量センサの支持構造によれば、固定部とケースの構造部材との間に介装されるバネ部材は、予め弾性変形させることにより、質量センサの固定部が構造部材側に当接するように押圧付勢するとともに、押圧付勢力よりも大きな力が加わった際に、固定部が当接個所から離間するように弾性変形するので、押圧付勢力よりも小さい荷重は、質量センサにそのまま伝達されると共に、押圧付勢力よりも大きな過荷重が作用すると、質量センサの固定部が当接個所から離間して、過荷重は、バネ部材に加わり、この際にバネ部材が弾性変形することにより、これが吸収され、過荷重が除去されると、バネ部材の復旧により、質量センサは、初期状態に戻る。

このようなバネ部材の緩衝および復帰機能は、可動片の上下方向の変形により、上下方向の緩衝および復帰機能が得られるだけでなく、本体部の左右方向の変形により、左右方向の緩衝および復帰機能も得られ、これらの方向からの過荷重に対して効果的に各機能が発揮されるとともに、固定部とケースの構造部材との間に、質量センサを支持するバネ部材を介装することにより得られるので、構成部材が１つで済み、構造も簡単なことから、ショックアブソーバとしての信頼性も向上する。

本発明では、前記ケースは、相互に嵌合される上，下ケースを備え、前記固定部の当接個所は、前記上または下ケースに垂設ないしは起立形成されたセンサ当接部から構成することができる。

また、本発明では、前記センサ当接部には、突起や嵌合部などからなる前記固定部の位置決め部を設けることができる。

また、本発明では、前記コ字形の位置バネは、前記質量センサの固定部側の接続部位を、本体部よりも幅狭状にすることができる。

本発明にかかる秤用質量センサの支持構造によれば、簡単な構成により、上下方向だけでなく、左右方向を含むあらゆる方向からの過荷重から質量センサを保護することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図４は、本発明にかかる秤用質量センサの支持構造の第１実施例を示している。

これらの図に示した実施例は、本発明を電磁平衡式の電子秤に適用した場合であり、電子秤は、ケース１０と、このケース１０内に収納される質量センサ１２とを有している。なお、発明の実施は、このような電磁平衡式の質量センサ１２に限る必要はなく、例えば、歪みゲージ式の質量センサであっても良い。

ケース１０は、周縁が相互に嵌合される上ケース１４と下ケース１６とを備えている。ケース１０内には、空間１８が隔成され、この空間１８内に質量センサ１２が設置されている。

本実施例の場合の質量センサ１２は、電磁平衡式のセンサであって、一端側に上下移動自在に配置された浮き枠部１２ａと、この浮き枠部１２ａに対向する他端側に固定部１２ｂが設けられている。

質量センサ１２の上下面には、ロバーバル機構を構成する平行に配置された複数の副かん１２ｃが設けられるとともに、荷重伝達用のレバー１２ｄと、電磁平衡式のセンサ本体１２ｅとが配置されている。

浮き枠部１２ａの上面側には、秤量皿２０の下面に突設された荷重伝達部材２２が固設され、浮き枠部１２ａは、秤量皿２０に載置される被測定物の荷重を受承する受承部となっている。

質量センサ１２の支持構造は、本実施例の場合、以下のように構成されている。質量センサ１２は、その固定部１２ｂと上ケース１４の下面側との間にバネ部材２４を介装することにより、下ケース１６の上面から下質量センサ１２の下端面が所定の距離だけ上方に離間するようにして浮上支持されている。

本実施例の場合、バネ部材２４は、本体部２６と、本体部２６の両端に対向する一対の第１および第２可動片２８，３０を有する側面がコ字形に形成された板バネであって、所定幅の板状金属板の両端側を略９０°対向するように折曲することで形成されている。

このようなバネ部材２４は、上方側の一方の第１可動片２８が、上ケース１４の下面に一体に垂設されたバネ固定部１４ａに固定され、下方側の他方の第２可動片３０が質量センサ１２の固定部１２ｂの下面に固定されている。

バネ部材２４で質量センサ１２を支持する際には、一方の可動片２８が、図３に点線で示すように、予め他方の可動片３０側に近接するように折り曲げて、弾性変形させておき、質量センサ１２を支持した際に、オフセット荷重が加わるようにする。

すなわち、図３に点線で示すように、第１可動片２８を、予め他方の可動片３０側に近接するように折り曲げておいて、第１可動片２８をバネ固定部１４ａの平坦な面にネジで固設すると、第２可動片３０が予め折り曲げた量に対応して、上方側に移動した状態になる。

第２可動片３０が上方に移動すると、これに伴って質量センサ１２が上方に移動する。一方、質量センサ１２の上端側には、固定部１２ｂの上面に隣接し、かつ、バネ固定部１４ａの側方に隣接して段状に垂設されたセンサ当接部１４ｂが設けられている。

このような位置関係において、質量センサ１２が第２可動片３０の上方に移動すると、固定部１２ｂの上端面がセンサ当接部１４ｂの下面に押圧するようにして当接される。

なお、センサ当接部１４ｂには、例えば、固定部１２ｂの上端縁に係止して、その位置決めを行う突起や、固定部１２ｂの外周形状に対応した凹部を設けて、固定部１２ｂと嵌合することでその位置決めを行うこともできる。

また、本実施例では、バネ部材２４は、質量センサ１２の固定部１２ｂの下端部に一体に形成した延長部分を設け、この延長部分を所定形状に折曲することで、バネ部材２４とすることも可能である。

この際の押圧付勢力は、バネ部材２４のオフセット荷重によって調整することができ、このオフセット荷重は、秤の秤量可能な最大値に、所定の安全率αを加算した荷重に設定する。なお、第２可動片３０は、本実施例の場合、図１に示すように、本体部２６および第１可動片２８の幅の略１／２幅を有するように、幅狭状に形成されている。

以上のように構成された質量センサの支持構造を備えた秤では、図３に示すように、秤量皿２０に所定の精度での測定が可能な最大質量までの被測定物を載置した場合には、図３に示すように、被測定物の荷重は、質量センサ１２の固定部１２ｂが、センサ当接部１２ｂに押圧付勢されているオフセット荷重よりも小さいので、固定部１２ｂは、センサ当接部１４ｂの下面から離間することなく、このような当接状態が維持されて、被測定物の荷重が質量センサ１２に加えられて、所定の精度での荷重値の計測が行われる。

一方、図４に示すように、秤量皿２０の前方側において、皿２０を下方に移動させるような押圧付勢力よりも大きな力（過荷重Ｗ）が加わった際には、固定部１２ｂがセンサ当接部１４ｂから下方に離間する。

すなわち、今例えば、押圧付勢力よりも大きな過荷重Ｗが、図４に示すように、秤量皿２０に作用すると、質量センサ１２の固定部１２ｂは、バネ部材２４の付勢力に打ち勝って、上ケース１４のセンサ当接部１４ｂから所定間隔δだけ離間する。

このように質量センサ１２がセンサ当接部１４ｂから離間すると、その結果、過荷重Ｗは、バネ部材２４に加わり、この際にバネ部材２４が弾性変形することにより、これが吸収される。そして、過荷重Ｗが除去されると、バネ部材２４の復旧により、質量センサ１２は、初期状態に戻る。

このようなバネ部材２４の緩衝および復帰機能は、上下方向だけでなく、左右方向を含むあらゆる方向からの過荷重Ｗに対して発揮されるとともに、固定部１２ｂとケース１０のバネ固定部１４ｂとの間に、質量センサ１２を支持するバネ部材を２４介装することだけで得られるので、構成部材が１つで済み、構造も簡単になる。

図５は、本発明にかかる秤用質量センサの支持構造の第２実施例を示しており、上記第１実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下に特徴点についてのみ説明する。

本実施例の質量センサ１２の支持構造は、上記第１実施例と同様に、固定部１２ｂと上ケース１４の下面側との間にバネ部材２４を介装することにより、下ケース１６の上面から下質量センサ１２の下端面が所定の距離だけ上方に離間するようにして浮上支持されている。

バネ部材２４は、上記実施例と同様に、本体部２６と、本体部２６の両端に対向する一対の第１および第２可動片２８，３０を有する側面がコ字形に形成された板バネであって、所定幅の板状金属板の両端側を略９０°対向するように折曲することで形成されている。

バネ部材２４は、一方の第１可動片２８が、上ケース１４の下面に一体に垂設されたバネ固定部１４ａに固定され、他方の第２可動片３０が質量センサ１２の固定部１２ｂの下面に固定されている。

バネ部材２４で質量センサ１２を支持する際には、一方の可動片２８が、上記実施例と同様に、予め他方の可動片３０側に近接するように折り曲げて、弾性変形させておき、質量センサ１２を支持した際に、オフセット荷重が加わるようにする。

一方、質量センサ１２の上端側には、下ケース１６の下面から上方に向けて起立形成された略Ｌ字状のセンサ当接部１６ｂが設けられている。センサ当接部１６ｂは、バネ部材２４にオフセット荷重が加わるようにして、バネ固定部１４ａに固設した際に、可動片３０の上方移動に伴って、質量センサ１２が上方に移動すると、固定部１２ｂの上端面が、センサ当接部１６ｂの下面に押圧されるようにして当接される。この際の押圧付勢力は、上記実施例と同様な荷重に設定される。

このように構成した第２実施例においても、秤量皿２０に所定の精度での測定が可能な最大質量までの被測定物を載置した場合、および、過荷重Ｗが作用した場合、のそれぞれにおいて、上記第１実施例と同様な挙動を示し、同等の作用効果を奏することができる。

本発明にかかる秤用質量センサの支持構造によれば、簡単な構成により、上下方向だけでなく、左右方向からの過荷重から質量センサを保護することができるので、この種の分野で技術を有効に活用することができる。

本発明にかかる秤用質量センサの支持構造の第１実施例を示す断面説明図である。 図１の秤において、下ケースを取外した際の、図１における矢印Ａ方向の平面図である。 図１に示した支持構造において、バネ部材を介して質量センサを取付ける際の断面説明図である。 図１示した秤において過荷重が作用した際の断面説明図である。 本発明にかかる秤用質量センサの支持構造の第２実施例を示す断面説明図である。

符号の説明

１０ ケース
１２ 質量センサ
１２ａ 浮き枠部（荷重受承部）
１２ｂ 固定部
１４ 上ケース
１４ａ バネ固定部
１４ｂ センサ当接部
１６ 下ケース
１６ａ バネ固定部
１６ｂ センサ当接部
２０ 秤量皿
２４，２４ａ バネ部材

Claims (3)

1. ケース内に収納され、秤量皿に載置される被測定物の荷重を受承部で受けて、前記被測定物の質量を検出する秤用質量センサの支持構造において、
   前記秤用質量センサは、その一端側に設けられた前記受承部を構成する浮き枠部と、他端側に設けられた固定部とを備え、
   前記固定部と前記ケースとの間に介装され、前記質量センサを支持するバネ部材を有し、
   前記バネ部材は、予め弾性変形させることにより、前記質量センサの固定部が前記ケースに当接するように押圧付勢するとともに、前記押圧付勢力よりも大きな力が加わった際に、前記固定部が前記ケースの当接個所から離間するように弾性変形するものであり、
   前記バネ部材は、鉛直方向に延設される本体部と、前記本体部の両端に対向形成された一対の可動片とを備えた側面形状がコ字形の板バネから構成され、
   上方側の前記可動片を前記ケースに固定するとともに、下方側の前記可動片を前記固定部に固定することを特徴とする秤用質量センサの支持構造。
2. 前記ケースは、相互に嵌合される上，下ケースを備え、
   前記固定部の当接個所は、前記上ケースに垂設されたセンサ当接部からなることを特徴とする請求項１記載の秤用質量センサの支持構造。
3. 前記センサ当接部には、突起や嵌合部からなる前記固定部の位置決め部を有することを特徴とする請求項２記載の秤用質量センサの支持構造。

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