JP6128021B2 - センサ機構体及び電子天秤 - Google Patents
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Description
被測定物の荷重により可動部材の変位を生じるセンサ機構体としては、例えば、電子天秤ベースに固定される固定柱と、計量皿に載置された被測定物の荷重を伝達する可動柱(可動部材)と、可動柱を固定柱に連結する互いに平行な2本の梁とを備えるロバーバル機構(「パラレルガイド」とも称される)が形成されたものがある。このようなロバーバル機構が形成されたセンサ機構体では、被測定物の荷重による可動柱の変位を鉛直方向に規制することができ、さらに計量皿上における被測定物の載置位置に起因する偏置誤差(いわゆる、「四隅誤差」)を解消することができる。
さらに、センサ機構体は、ロバーバル機構の可動柱の変位を電磁力発生装置に大きな梃子(テコ)比で伝達するために、支点により揺動可能に支持されたレバー機構を備え、レバー機構の一端部に連結されたロバーバル機構の可動柱の変位を、レバー機構の他端部に連結された電磁力発生装置に伝達している。
図11は、従来の単体ブロックタイプのセンサ機構体の一例を示す側面図であり、図12は、図11に示すセンサ機構体を有する電子天秤の一例を示す側面図であり、図13は、図11に示す電子天秤の概略構成を示す図である。
センサ機構体101は、一つのアルミニウム合金製の直方体形状のブロック体であり、ロバーバル機構11と、レバー機構12と、ロバーバル機構11とレバー機構12とを連結する連結部材13とが、Y方向(厚さ方向)に貫通する孔やスリット等をワイヤ放電カット等で設けることによって形成されている。
このようなセンサ機構体101には、レバー機構12に下方に向けて突出するピン12cが形成されているとともに、ピン12cに対してレバー機構12の軸線方向に所定の隙間Δを介して対向してレバー機構12の変位を規制するための平板状部材のストッパ115が固着されている。
このようなストッパ115によれば、輸送時における振動や使用中における衝撃荷重等があっても、レバー機構12の軸線方向への変位が所定の隙間Δ以内に規制される。
図16は、衝撃荷重が負荷された際の電子天秤の概略構成を示す図である。図16(a)は、何も衝撃荷重が負荷されていないときの図であり、図16(b)は、大きな衝撃荷重が負荷され始めたときの図であり、図16(c)は、大きな衝撃荷重が負荷された後の図である。図16(c)に示すように回転運動が発生し、その結果、起歪部(支点)12aが過大に変形してしまっている。すなわち、ストッパ115がレバー機構12の重心軸上にないため、大きな衝撃荷重に対して回転運動が発生していることがわかった。
また、本発明のセンサ機構体は、電子天秤ベースに固定される固定柱と、計量皿に載置された被測定物の荷重を伝達する可動柱と、当該可動柱が被測定物の荷重を鉛直方向に伝達するように可動柱を固定柱に連結する互いに平行な2本の梁とを備えるロバーバル機構と、支点により揺動可能に支持され、かつ、一端部にロバーバル機構の可動柱が連結され、他端部に電磁力発生装置が連結されるレバー機構とを備え、前記ロバーバル機構及び前記レバー機構とは、直方体形状のブロックにおいて厚さ方向に貫通する貫通孔及びスリットが設けられることによって形成されたセンサ機構体であって、前記レバー機構の軸方向の変位を規制するための第一ストッパ及び第二ストッパを備え、前記第一ストッパは、水平方向から見て前記レバー機構の重心軸より上方に形成されるとともに、前記第二ストッパは、前記レバー機構の重心軸より下方に形成されるようにしている。
本発明のセンサ機構体によれば、センサ機構体に対して簡単な加工を施すとともに、簡単なストッパをねじ止め等によって固着するだけで、レバー機構の軸方向への変位を規制することができる。このとき、所定の隙間の管理を、例えばシックネスゲージ等を用いることによって容易に行うことができる。
さらに、上記発明において、前記レバー機構に連結された部材は、鉛直方向に伸びたピンであり、前記ピンは、水平面に形成された開口部に挿入されるようにしてもよい。
図1は、実施形態1に係る単体ブロックタイプのセンサ機構体の一例を示す側面図であり、図2は、図1に示すセンサ機構体を有する電子天秤の一例を示す側面図であり、図3は、図1に示す電子天秤の概略構成を示す図である。なお、上述した電子天秤110と同様のものについては、同じ符号を付して、説明を省略することとする。
電子天秤10は、電子天秤ベース(図示せず)と、センサ機構体1と、センサ機構体1の固定柱11aを電子天秤ベースに固定する取付部材23と、先端部に電磁力発生装置26のフォースコイル26aが固着された持出部材24と、電子天秤ベースに固定された変位センサ25と、被測定物が載置される計量皿22とを有する。
ここで、図4は、図1に示すストッパの拡大図であり、図5は、図1に示すC−C線断面図である。
水平方向(Y方向)から見たレバー機構12の重心軸Lにおけるレバー機構12の右端面(一端部)に対向する可動柱11bの部分には、Y方向(厚さ方向)に表面から所定の深さφで削り取った座ぐり部14bと、裏面から所定の深さφで削り取った座ぐり部14b’とが形成されている。そして、座ぐり部14bに、Y方向に円形状でありZ方向とX方向とに厚さφの平板状であるストッパ15bが、Y方向からねじ16bによって固着されている。このとき、レバー機構12の右端面とストッパ15bの左端面との最短距離は、所定の隙間Δを空けて形成されるように取り付けられている。また、座ぐり部14b’に、Y方向に円形状でありZ方向とX方向とに厚さφの平板状であるストッパ15b’が、Y方向からねじ16b’によって固着されている。このとき、レバー機構12の右端面とストッパ15b’の左端面との最短距離は、所定の隙間Δを空けて形成されるように取り付けられている。なお、所定の隙間Δは、シックネスゲージを用いることによって、簡単に設定することができる。このようなストッパ15b、15b’によれば、水平方向(Y方向)から見るとレバー機構12の重心軸L上にあるため回転運動が発生しないので、レバー機構12の軸方向である右方向への変位が所定の隙間Δ以内に規制されることになる(図6参照)。
図7は、実施形態2に係る電子天秤の一例を示す側面図であり、図8は、図7に示す電子天秤の概略構成を示す図である。なお、上述した電子天秤10、110と同様のものについては、同じ符号を付して、説明を省略することとする。
電子天秤210は、電子天秤ベース(図示せず)と、センサ機構体201と、センサ機構体201の固定柱11aを電子天秤ベースに固定する取付部材23と、先端部に電磁力発生装置26のフォースコイル26aが固着された持出部材224と、電子天秤ベースに固定された変位センサ25と、被測定物が載置される計量皿22とを有する。
ところが、実施形態2ではストッパをレバー機構12の重心軸L上に形成したいが、重心軸L上に他の機構が存在するので、センサ機構体201に形成することができない上、電子天秤210における重心軸L上にも他の機構が存在するので、電子天秤210における重心軸L上にも形成することもできない。
そこで、電子天秤210は、水平方向(Y方向)から見るとレバー機構12の重心軸Lより所定の距離ψ1、上方に形成された第一ストッパ215a、215bと、レバー機構12の重心軸Lより所定の距離ψ2、下方に形成された第二ストッパ215c、215dとを備える。なお、所定の距離ψ1と所定の距離ψ2とは、同じにすることが好ましい。
持出部材224は、水平方向(X方向)に伸びた後、斜め上方に伸びた第一部分と、水平方向(X方向)に伸びた後、斜め上方に伸びた第二部分と、第一部分と第二部分とを接続するY方向に伸びた第三部分と、さらに水平方向(X方向)に伸びた第四部分とを有する。そして、持出部材224の第四部分には、上方(Z方向)に伸びた円柱状のピン(レバー機構12に連結された部材)224aと、持出部材224の第一部分と第二部分とには、下方(Z方向)に伸びた円柱状のピン(レバー機構12に連結された部材)224bとが形成されている。
一方、レバー機構12の軸方向におけるピン224aの左端面(他端部)に対向する開口部227には、Z方向に四角形状(一辺M)でありX方向とY方向とに厚さNの平板状である他の第一ストッパ215aが、Z方向からねじ216aによって固着されている。このとき、ピン224aの左端面と第一ストッパ215aの右端面との最短距離は、所定の隙間Δを空けて形成されるように取り付けられている。
一方、レバー機構12の軸方向におけるピン224bの左端面(他端部)に対向する開口部には、Z方向に四角形状(一辺M)でありX方向とY方向とに厚さNの平板状である第二ストッパ215cが、Z方向からねじによって固着されている。このとき、ピン224bの左端面と第二ストッパ215cの右端面との最短距離は、所定の隙間Δを空けて形成されるように取り付けられている。これにより、上述した第一ストッパ215aと第二ストッパ215cとによれば、レバー機構12の重心軸Lを上下から挟んでいるため回転運動が発生しないので、レバー機構12の軸方向である左方向への変位が所定の隙間Δ以内に規制されることになる。
(1)上述したセンサ機構体1において、Y方向に円形状でありZ方向とX方向とに厚さφの平板状であるストッパ15を備えるような構成を示したが、Y方向に多角形状でありZ方向とX方向とに厚さφの平板状であるストッパを備えるような構成としてもよい。図10(a)に、このストッパの拡大図を示す。
11 ロバーバル機構
11a 固定柱
11b 可動柱
11c、11d 梁
12 レバー機構
12a 支点
15 ストッパ
22 計量皿
26 電磁力発生装置
Claims (7)
- 電子天秤ベースに固定される固定柱と、計量皿に載置された被測定物の荷重を伝達する可動柱と、当該可動柱が被測定物の荷重を鉛直方向に伝達するように可動柱を固定柱に連結する互いに平行な2本の梁とを備えるロバーバル機構と、
支点により揺動可能に支持され、かつ、一端部にロバーバル機構の可動柱が連結され、他端部に電磁力発生装置が連結されるレバー機構とを備え、
前記ロバーバル機構及び前記レバー機構とは、直方体形状のブロックにおいて厚さ方向に貫通する貫通孔及びスリットが設けられることによって形成されたセンサ機構体であって、
前記レバー機構の軸方向の変位を規制するためのストッパを備え、
前記ストッパは、水平方向から見て前記レバー機構の重心軸上に形成されていることを特徴とするセンサ機構体。 - 電子天秤ベースに固定される固定柱と、計量皿に載置された被測定物の荷重を伝達する可動柱と、当該可動柱が被測定物の荷重を鉛直方向に伝達するように可動柱を固定柱に連結する互いに平行な2本の梁とを備えるロバーバル機構と、
支点により揺動可能に支持され、かつ、一端部にロバーバル機構の可動柱が連結され、他端部に電磁力発生装置が連結されるレバー機構とを備え、
前記ロバーバル機構及び前記レバー機構とは、直方体形状のブロックにおいて厚さ方向に貫通する貫通孔及びスリットが設けられることによって形成されたセンサ機構体であって、
前記レバー機構の軸方向の変位を規制するための第一ストッパ及び第二ストッパを備え、
前記第一ストッパは、水平方向から見て前記レバー機構の重心軸より上方に形成されるとともに、前記第二ストッパは、前記レバー機構の重心軸より下方に形成されていることを特徴とするセンサ機構体。 - 前記ストッパは、前記レバー機構の軸方向において前記レバー機構の一端部と所定の隙間を空けて形成されるとともに、前記レバー機構の他端部と所定の隙間を空けて形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のセンサ機構体。
- 電子天秤ベースに固定される固定柱と、計量皿に載置された被測定物の荷重を伝達する可動柱と、当該可動柱が被測定物の荷重を鉛直方向に伝達するように可動柱を固定柱に連結する互いに平行な2本の梁とを備えるロバーバル機構と、
支点により揺動可能に支持され、かつ、一端部にロバーバル機構の可動柱が連結され、他端部に電磁力発生装置が連結されるレバー機構とを備え、
前記ロバーバル機構及び前記レバー機構とは、直方体形状のブロックにおいて厚さ方向に貫通する貫通孔及びスリットが設けられることによって形成されたセンサ機構体を有する電子天秤であって、
前記レバー機構の軸方向の変位を規制するためのストッパを備え、
前記ストッパは、水平方向から見て前記レバー機構の重心軸上に形成されていることを特徴とする電子天秤。 - 電子天秤ベースに固定される固定柱と、計量皿に載置された被測定物の荷重を伝達する可動柱と、当該可動柱が被測定物の荷重を鉛直方向に伝達するように可動柱を固定柱に連結する互いに平行な2本の梁とを備えるロバーバル機構と、
支点により揺動可能に支持され、かつ、一端部にロバーバル機構の可動柱が連結され、他端部に電磁力発生装置が連結されるレバー機構とを備え、
前記ロバーバル機構及び前記レバー機構とは、直方体形状のブロックにおいて厚さ方向に貫通する貫通孔及びスリットが設けられることによって形成されたセンサ機構体を有する電子天秤であって、
前記レバー機構の軸方向の変位を規制するための第一ストッパ及び第二ストッパを備え、
前記第一ストッパは、水平方向から見て前記レバー機構の重心軸より上方に形成されるとともに、前記第二ストッパは、前記レバー機構の重心軸より下方に形成されていることを特徴とする電子天秤。 - 前記ストッパは、前記レバー機構の軸方向において、前記レバー機構に連結された部材の一端部と所定の隙間を空けて形成されるとともに、前記レバー機構に連結された部材の他端部と所定の隙間を空けて形成されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の電子天秤。
- 前記レバー機構に連結された部材は、鉛直方向に伸びたピンであり、
前記ピンは、水平面に形成された開口部に挿入されていることを特徴とする請求項6に記載の電子天秤。
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