JP6126336B2 - 結合および解放することができる校正錘を有する力伝達機構 - Google Patents
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Description
電磁力補償の原理に従って動作し、内蔵式棒状校正錘を有する、このタイプの重量測定器が、EP0955530B1に開示される。棒状校正錘は、秤量セルの外側に配置され、校正錘アーム上に配置され、校正錘アームは、荷重受容部分に結合され、力拡大レバーとして働く。このレバーの利点により、校正錘の質量、したがってその寸法を小さく保つことができる。校正錘アームは、常に荷重受容部分に結合されているので、校正プロセス中に梃子作用を及ぼし、校正錘を支持する機能だけを行うが、それ自体、校正錘の一部分ではない。したがって、校正錘アームは、力伝達機構の一部分、より具体的には荷重に梃子作用を及ぼし、荷重を測定変換器に伝達するためのレバー装置の一部分であり、装置が標準秤量モードで動作するときも、秤量セルの荷重受容部分に接続されたままになる。
補正値の正確な決定は、測定変換器の分解能に応じて変わるだけでなく、幾何学的な比率をどれほど正確に維持することができるかにかなりの程度依存する。例えばEP0955530B1に記載される校正錘アーム上、CH661121A5に記載される結合部材上の校正錘のその標準位置からの最も小さい偏差、または日本特許第3761792号の刃先に対する荷重支え部の位置の最も小さい変化でも、有効なレバーアームを長く、または短くし、したがって、補正値に誤差を導く。したがって、校正錘と校正錘アームとの間、または刃先と荷重支え部との間の接触点は、最も正確な精度で、したがって、高コストで仕上げられる。
重量測定器の力伝達機構は、固定部分と荷重受容部分とを備える。荷重受容部分は、力伝達接続部を介して、直接、または少なくとも1つの結合要素および少なくとも1つのレバーにより、固定部分上に配置される測定変換器に結合される。本発明による力伝達機構は、結合手段、および支点を有する校正レバーをさらに備える。校正レバーは、第1および第2の校正レバーアームを有し、結合手段が、校正レバーと少なくとも1つのレバーとの間に配置される。結合手段は、第1の結合部分および第2の結合部分に分割され、第1の結合部分および第2の結合部分は、それらの間でけん引力または圧縮力のみを伝達することができるように、互いに方向付けられている。校正レバーの支点は、荷重受容部分上に支持される。
電磁力補償を有する秤量セルでは、平衡状態で測定が行われるので、力伝達機構の可撓性回転軸の曲げモーメントは、ほぼ0である。したがって、校正レバー、特にその支点可撓性部材は、校正プロセス中に支点可撓性部材に曲げモーメントが生じないように設計されるのが好ましい。
それに加えて、結合手段の平行案内結合部分の2つの平行要素は、一方では、撓みが小さい曲げモーメントのみをもたらすようにできる限り可撓性があるように構成され、他方では、力伝達機構が標準動作モードで働きながら、結合手段の一部分が、それら自体の重量の下で、または慣性力および動的な力の結果としては撓まないほど十分に強いままであるように構成される。2つの平行要素は、互いに平行であり、平行案内結合手段を介して伝達することができる力の方向と平行である。2つの平行要素は、横方向の相対変位が比較的小さくても、校正錘の結合部において横方向の相対変位を吸収する目的を有するが、横方向の相対変位は、結合部を介して力が伝達される一方で、校正測定値が決定されているとき、生じる可能性がある。
校正錘負荷装置は、力伝達機構の平行案内部などを介して電流を供給することができる。それに加えて、力伝達機構の平行案内部を介して電気信号を伝達することも可能であり、例えば、制御命令の伝達または校正錘負荷装置からのデータの検索も可能にする。この思想は、校正錘負荷装置が荷重受容部分上に配置されるとき、特に有利であるが、それは、そうした配置が駆動源の電磁干渉を除去するのに特に効果的であるためである。
図5は、力伝達機構510の別の実施形態を有する秤量セル500を側面図で概略的に示す。力伝達機構510は、荷重受容部分12に作用する力を低減するために、荷重受容部分12と測定変換器30との間に3つのレバー536、537、538を有するレバーシステムを含む。既に図3および4に示し、上述したように、第1のレバー536は、第2の結合要素539により第2のレバー537に連結され、第2のレバー537は、第3の結合要素529により第3のレバー538に連結され、力伝達接続部を構築する。けん引力のみを伝達するように設計される平行案内結合手段524は、レバーシステムと校正レバー520との間に配置される。力は、第1のレバー536を第2のレバー537に接続する第2の結合要素539に導かれ、平行案内結合手段524は、図4のような平行配置ではなく、むしろ、第2の結合要素539と直列に配置される。直列配置は、図4に示す結合要素434の場合のように、校正プロセス中にトルクが第2の結合要素539に働く欠点を回避する。
χ=arcsin(b/s)
α=(90°−χ)=arcos(b/s)
角度αは、以下の制限値内にある必要がある。
90°≧α≧arcos(b/s)
以上に与える角度αの定義によれば、接触点を介して伝達される力の作用線Wが、第1の結合部分825内で互いに交差しないとき、本質的な安定性の条件が満たされる。極限の場合α=arcos(b/s)を図8に示す。
[形態1]
固定部分(11)と荷重受容部分(12)とを備え、前記荷重受容部分(12)は、力伝達接続部を介して、直接、または少なくとも1つの結合要素(19)および少なくとも1つのレバー(16、336、436、636)により、前記固定部分(11)上に配置される測定変換器(30)に接合される、重量測定器の力伝達機構(110、210、310、410、510、610)において、前記力伝達機構は結合手段(124、224、324、424、524、624)と校正レバー(220、320、420、520、620)とを備えており、前記校正レバーは、支点(113、213、313、413、513、613)、第1の校正レバーアーム(121、221、621)および第2の校正レバーアーム(122、222、622)を有し、前記第1の校正レバーアーム(121、221、621)は、校正錘(23)に堅固に接続され、さらに、前記結合手段(124、224、324、424、524、624)は、前記校正レバー(220、320、420、520、620)と前記少なくとも1つのレバー(16)との間に配置され、さらに、前記結合手段(124、224、324、424、524、624)は、第1の結合部分(125、225、325、425、525、625)および第2の結合部分(126、226、326、426、526、626)に分割され、さらに、けん引力のみ、または圧縮力のみを、前記第1の結合部分(125、225、325、425、525、625)と前記第2の結合部分(126、226、326、426、526、626)との間で伝達することができ、前記支点(113、213、313、413、513、613)は、前記荷重受容部分(12)上に支持されることを特徴とする、力伝達機構(110、210、310、410、510、610)。
[形態2]
前記結合手段は、平行案内結合手段(924、1024、1124、1224)であり、その第1の結合部分(925、1025、1125、1225)が、互いに平行に配置される第1および第2の平行要素(927、1027、1127、1227、928、1028、1128、1228)を備え、その結果、前記結合手段(924、1024、1124、1224)を介する力の伝達において生じる横方向の相対運動が、前記第1および第2の平行要素(927、1027、1127、1227、928、1028、1128、1228)により吸収されることを特徴とする、形態1に記載の力伝達機構。
[形態3]
前記結合手段は、一方向性結合手段(224、324、624、724、824)であり、その第1の結合部分(225、325、625、725、825)が、第1の可撓性回転軸を備え、その第2の結合部分(226、326、626、726、826)が、第2の可撓性回転軸を備えることを特徴とする、形態1に記載の力伝達機構。
[形態4]
前記第1の結合部分(125、325、825、1025、1225)および前記第2の結合部分(126、326、826、1026、1226)はそれぞれ、圧縮力の伝達のために少なくとも1つの接触位置(1044、1244、1045、1245、866、867)を有し、前記第1および前記第2の結合部分の前記それぞれの接触位置は、互いに面することを特徴とする、形態1から3のいずれか1項に記載の力伝達機構。
[形態5]
前記2つの結合部分(725、925、1125、726、926、1126)の一方は、突起部を有する第1のけん引要素(746、946、1146)を備えるが、他方の結合部分(725、925、1125、726、926、1126)は、凹面支え部を有する第2のけん引要素(747、947、1147)を含み、前記第1のけん引要素(746、946、1146)および前記第2のけん引要素(747、947、1147)は、互いに伸び、けん引力が伝達されるとき、前記突起部が前記凹面支え部と接触することを特徴とする、形態1から3のいずれか1項に記載の力伝達機構。
[形態6]
前記力伝達機構の動作位置において、前記荷重受容部分(12)は、少なくとも1つの上側平行案内部(14)および少なくとも1つの下側平行案内部(15)により垂直運動案内のために前記固定部分(11)に連結されることを特徴とする、形態1から5のいずれか1項に記載の力伝達機構。
[形態7]
前記校正錘(23)は校正錘負荷装置(50)に結合され、前記校正錘負荷装置は駆動源を備え、前記校正錘(23)を前記力伝達機構(110、210、310、410、510、610)の前記レバーシステムに結合し、それから解放することを特徴とする、形態1から6のいずれか1項に記載の力伝達機構。
[形態8]
前記校正錘負荷装置(50)は、前記荷重受容部分(12)上に配置されることを特徴とする、形態7に記載の力伝達機構。
[形態9]
前記力伝達機構の前記平行案内部を介して、前記校正錘負荷装置(50)に、電流が供給され、および/または電気信号が伝達されることを特徴とする、形態7または8に記載の力伝達機構。
[形態10]
前記力伝達機構は、電流および/または電気信号が前記固定部分から前記荷重受容部分に伝達される細線を備えることを特徴とする、形態7から9のいずれか1項に記載の力伝達機構。
[形態11]
前記校正錘負荷装置の前記駆動源は、自己抑制偏心器(51)を含むことを特徴とする、形態7から10のいずれか1項に記載の力伝達機構。
[形態12]
少なくとも前記荷重受容部分、前記固定部分、前記校正レバー、および前記結合手段は、一体的に接続されるユニットとして形成されることを特徴とする、形態1から11のいずれか1項に記載の力伝達機構。
[形態13]
校正錘(23)を有する荷重受容部、および形態1から12のいずれか1項に記載の力伝達機構(110、210、310、410、510、610)を含む、重量測定器。
[形態14]
前記校正錘(23)の重力は、前記力伝達機構(110、210、310、410、510、610)により伝達することができ、その結果、前記重力は、前記荷重受容部分(12)に加えられる力と同じ方向で前記測定変換器(30)に作用することを特徴とする、形態13に記載の重量測定器。
[形態15]
前記校正錘(23)は、前記力伝達機構(110、210、310、410、510、610)と同じ材料から形成され、補助質量体は、密度の影響を補償するように前記校正錘(23)に接続され、および/または、前記重量測定器の周囲大気圧の測定用に、圧力センサが提供されることを特徴とする、形態13または14に記載の重量測定器。
110、210、310、410、510、610 力伝達機構
11 固定部分
12 荷重受容部分
113、213、313、413、513、613 回転軸継手、支点
14 第1の平行案内部材
15 第2の平行案内部材
16 レバー
17 短レバーアーム
18 長レバーアーム
19 第1の結合要素
220、320、420、520、620、720、820 校正レバー
121、221、621 第1の校正レバーアーム
122、222、622 第2の校正レバーアーム
23 校正錘
124、224、324、424、524、624 結合手段
125、225、325、425、625、725、825、925、1025、1125、1225 第1の結合部分
126、226、326、426、626、726、826、926、1026、1126、1226 第2の結合部分
927、1027、1127、1227 第1の平行要素
928、1028、1128、1228 第2の平行要素
529 第3の結合要素
30 測定変換器
31 コイル
32 磁石システム
33 位置センサ
334、434 結合要素
335、435、535 貫通開口部
336、436、536 第1のレバー
337、437、537 第2のレバー
538 第3のレバー
539 第2の結合要素
40 荷重受容部
743、843 突起部
1044、1244 第1の接触位置
1045、1245 第2の接触位置
746、946、1146 第1のけん引要素
747、947、1147 第2のけん引要素
749 受座
50 校正錘負荷装置
51 カムディスク
1152 接続具要素
1153 通路孔
1155 突起部
460 支点
461 支点
764、864 第1の可撓性回転軸
765、865 第2の可撓性回転軸
866 表面/接触領域
867 着座領域/接触位置
Claims (15)
- 固定部分(11)と荷重受容部分(12)とを備え、前記荷重受容部分(12)の変位は、少なくとも1つの結合要素(19)および少なくとも1つのレバー(16、336、436、536)を含む力伝達接続部を介して、前記固定部分(11)上に配置される測定変換器(30)に導入される、重量測定器の力伝達機構(110、210、310、410、510、610)において、前記力伝達機構は結合手段(124、224、324、424、524、624)と校正レバー(220、320、420、520、620)とを備えており、前記校正レバーは、支点(113、213、313、413、513、613)、第1の校正レバーアーム(121、221、621)および第2の校正レバーアーム(122、222、622)を有し、前記第1の校正レバーアーム(121、221、621)は、校正錘(23)に堅固に接続され、さらに、前記結合手段(124、224、324、424、524、624)は、前記校正レバー(220、320、420、520、620)と前記少なくとも1つのレバー(16)との間に配置され、さらに、前記結合手段(124、224、324、424、524、624)は、第1の結合部分(125、225、325、425、525、625)および第2の結合部分(126、226、326、426、526、626)に分割され、さらに、けん引力のみ、または圧縮力のみを、前記第1の結合部分(125、225、325、425、525、625)と前記第2の結合部分(126、226、326、426、526、626)との間で伝達することができ、前記支点(113、213、313、413、513、613)は、前記荷重受容部分(12)上に支持されることを特徴とする、力伝達機構(110、210、310、410、510、610)。
- 前記結合手段は、平行案内結合手段(924、1024、1124、1224)であり、その第1の結合部分(925、1025、1125、1225)が、互いに平行に配置される第1および第2の平行要素(927、1027、1127、1227、928、1028、1128、1228)を備え、その結果、前記結合手段(924、1024、1124、1224)を介する力の伝達において生じる横方向の相対運動が、前記第1および第2の平行要素(927、1027、1127、1227、928、1028、1128、1228)により吸収されることを特徴とする、請求項1に記載の力伝達機構。
- 前記結合手段は、一方向性結合手段(224、324、624、724、824)であり、その第1の結合部分(225、325、625、725、825)が、第1の可撓性回転軸を備え、その第2の結合部分(226、326、626、726、826)が、第2の可撓性回転軸を備えることを特徴とする、請求項1に記載の力伝達機構。
- 前記第1の結合部分(125、325、825、1025、1225)および前記第2の結合部分(126、326、826、1026、1226)はそれぞれ、圧縮力の伝達のために少なくとも1つの接触位置(1044、1244、1045、1245、866、867)を有し、前記第1および前記第2の結合部分の前記それぞれの接触位置は、互いに面することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の力伝達機構。
- 前記2つの結合部分(725、925、1125、726、926、1126)の一方は、突起部を有する第1のけん引要素(746、946、1146)を備えるが、他方の結合部分(725、925、1125、726、926、1126)は、凹面支え部を有する第2のけん引要素(747、947、1147)を含み、前記第1のけん引要素(746、946、1146)および前記第2のけん引要素(747、947、1147)は、互いに伸び、けん引力が伝達されるとき、前記突起部が前記凹面支え部と接触することを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の力伝達機構。
- 前記力伝達機構の動作位置において、前記荷重受容部分(12)は、少なくとも1つの上側平行案内部(14)および少なくとも1つの下側平行案内部(15)により垂直運動案内のために前記固定部分(11)に連結されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の力伝達機構。
- 前記校正錘(23)は校正錘負荷装置(50)に結合され、前記校正錘負荷装置は駆動源を備え、前記校正錘(23)を前記力伝達機構(110、210、310、410、510、610)の前記レバー(16、336、436、536)に結合し、それから解放することを特徴とする、請求項1から6のいずれか1項に記載の力伝達機構。
- 前記校正錘負荷装置(50)は、前記荷重受容部分(12)上に配置されることを特徴とする、請求項7に記載の力伝達機構。
- 前記力伝達機構の平行案内部を介して、前記校正錘負荷装置(50)に、電流が供給され、および/または電気信号が伝達されることを特徴とする、請求項7または8に記載の力伝達機構。
- 前記力伝達機構は、電流および/または電気信号が前記固定部分から前記荷重受容部分に伝達される細線を備えることを特徴とする、請求項7から9のいずれか1項に記載の力伝達機構。
- 前記校正錘負荷装置の前記駆動源は、カムディスク(51)を含むことを特徴とする、請求項7から10のいずれか1項に記載の力伝達機構。
- 少なくとも前記荷重受容部分、前記固定部分、前記校正レバー、および前記結合手段は、一体的に接続されるユニットとして形成されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか1項に記載の力伝達機構。
- 校正錘(23)を有する荷重受容部、および請求項1から12のいずれか1項に記載の力伝達機構(110、210、310、410、510、610)を含む、重量測定器。
- 前記校正錘(23)の重力は、前記力伝達機構(110、210、310、410、510、610)により伝達することができ、その結果、前記重力は、前記荷重受容部分(12)に加えられる力と同じ方向で前記測定変換器(30)に作用することを特徴とする、請求項13に記載の重量測定器。
- 前記校正錘(23)は、前記力伝達機構(110、210、310、410、510、610)と同じ材料から形成され、補助質量体は、前記力伝達機構の材料の密度よりも大きく、前記校正錘(23)に接続され、および/または、前記重量測定器の周囲大気圧の測定用に、圧力センサが提供されることを特徴とする、請求項13または14に記載の重量測定器。
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