JPH0324611B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁力平衡方式電子秤の秤量機構を改
良し計量受台の四隅の誤差を解消した高速、高精
度の走行物計量電子秤に関するものである。

従来の電磁力平衡方式電子秤は、秤量機構、特
に槓杆と計量受台の支持体とを組合せ、可動連結
部分は刃と刃受け、或は軸と軸受けによつてロバ
ーバル機構を形成されている。

しかしながらこの支持機構では、刃と刃受け又
は軸と軸受け部の摩耗及び摩擦抵抗の変動や、傾
きによる微少な転位が生じて精度に悪影響を及ぼ
し、高精度の秤量が得られない欠点があり、近年
では一般に板バネ支点が用いられている。その機
構は、特開昭49−106856号、特公昭54−19308号、
実公昭56−4185号、実公昭56−7868号、実開昭56
−74326号等に開示されており、又板バネに関す
る論文等も多く発表されている。

これら公知の板バネ式秤量機構はいずれも物品
を静置した状態で計量する上皿秤であり支点、重
点及びロバーバル機構を形成する水平な横リンク
（ステー）の連結部分を板バネに変えたにすぎな
いものであつて、各秤要素の形状及び支点、重
点、ロバーバル機構の横リンク等の配置が多少は
異なつても秤量機構としては従来の上皿さお秤と
何ら変るところがないものである。

これらの板バネを用いた構造の秤では、機構上
必然的に存在し又摩耗によつて生じる隙間、転位
を原因とする誤差は防止されるが、一方において
高感度を得るためには金属板バネ或は金属テープ
の厚さを充分に薄くする必要があり、その結果、
計量受台上へ荷重のかけ方によつては、衝撃を受
けたり横方向への力を受けた場合に、板バネが座
屈、捩れ、撓みなどを生じて永久歪、変形をひき
おこす欠点があつた。

これらの公知のものは、物品を受皿の中心にの
せて静止させた時は相当の高精度まで計量するこ
とができるが、計量する物品を受皿の上に静止安
定をさせることが必須条件であるため、１回当り
の計量時間に１秒乃至２秒を必要とし、１秒間に
３個以上計量する高速度計量では計量できない欠
点があつた。

また、受皿上の偏荷重に対する四隅の誤差は、
ロバーバル機構の作用によりさおの軸線方向誤差
は比較的少ないが、さおと直角方向の偏荷重（横
方向の力）がかかると、板バネに捩れや座屈によ
る歪等が生じ正確さを失する欠点があつ。

本発明はこれら従来の板バネ支点を用いた電子
秤の欠点を解消し、毎秒３個以上の高速度で走行
する物品の重量を高精度で計量できるようになし
た新規な電子秤を提供するものである。

本発明は、電磁力平衡方式の秤機構を用い、槓
杆の先方に取付けた検出器で槓杆の微少な上下変
位を検出し、重点にかかる計量物品の荷重と、力
点に加えられるフオースコイルの電磁力とを平衡
させて計量する零位法計量方式であるから、計量
受台支持部、即ち重点の上下変位量は数拾ミクロ
ン程度の極めて微少な変位量範囲で計量できる利
点があり、また、この方式では計量受台が大きく
上下動する必要がないことに着目し、計量受台が
大きく上下動できない機構、即ち公知のロバーバ
ル機構と異なる秤量機構を用いて計量するもので
ある。

本発明は秤機構の固定支柱部であるスタンドと
槓杆の支点、及び槓杆の重点と計量受台支持体及
び支持体の上下と、固定支柱部であるスタンドの
一部とを夫々所定の弾性部材を用いて連結したも
のであり、特に槓杆の支点と重点間距離を小さく
してテコ比を大ならしめ、計量受台支持体の転
倒、傾きを防ぐために支持体の垂直中心線に対し
て上下共に力点方向とその反対側に対称に弾性部
材を水平に取付けた特殊なものであつて、ロバー
バル機構の横リンク（ステー）を支持体の中心線
に対して力点側からと、その反対側から向合せた
如き形の支持体保持機構となし、好ましくは上部
は計量受台の大きさに等しい端部を、下部は支持
体の前記中心線に近い両側を夫々前記弾性部材で
連結し、支持体は大きく上下動できない構造とな
したところに構成上の特徴を有するものである。

本発明の秤量機構は上記の如く支持体の上と下
を、夫々好ましくは４個所で、支点側とその反対
側へ水平に突出した弾性部材で各位置に対応する
固定部に連結したもので、更に好ましくは対応す
る上側と下側との弾性部材取付位置は同一垂直線
上でなく互いに偏位した位置とし、支持体が略逆
三角形状又はＴ字形又は逆梯形状になる如く配置
したので計量受台上の偏荷重に対しても、捩れや
傾き及び座屈を生じることがなく高速度、高精度
で計量することができるものである。

以下本発明の実施例を示す図について説明す
る。

図において、１は秤全体のベース、２は秤の平
衡機構を構成する槓杆、３は支点部、４は重点
部、５は力点部であり、６は上部に計量受台７を
取付ける如くなした計量受台の支持体、８は秤量
機構の可動部分を支える支柱としてのスタンドで
あり、支点部３を中心に前后左右の上下に支柱と
脚を有する形状をなしている。９は支点薄板バ
ネ、１０は重点薄板バネ、１１，１２は支持体８
を垂直に保持する上部薄板バネ、１３，１４は支
持体８を垂直に保持する下部薄バネであり、１５
は変位検出器、１６はフオースコイルである。

槓杆２は公知の秤と同様に水平に配置されたも
ので、長手方向に直角に両側へ突出した支点部３
及び重点部４を有しており、該部に槓杆の水平長
手方向に対して直角で垂直な支点薄板バネ９の取
付面３ａと重点薄板バネ１０の取付面４ａとか形
成されている。支点部３の取付面３ａと重点部４
の取付面４ａは、テコ比に従つて槓杆２の長手方
向に所定の極めて短かい距離で設けられている。

支点部３の支点薄板バネ９は、ベース１上に固
定されたスタンド８のほぼ中央に設けた支点受部
１７と、槓杆２の支点取付面３ａの端部との間に
わずかな間隔ｅを設ける如く、支点部３と支点受
部１７との間に垂直に取付け連結し、槓杆２を吊
り下げる如くなしている。該支点部３と支点受部
１７との間隔ｅ（薄板バネ９のスパン）は大きい
と撓みにより槓杆２、が長手方向に揺れを生じる
ので極めて小さい方が好ましい。

重点部４の重点薄板バネ１０は支持体６の垂直
中心線上の下方に設けた垂直取付部１８と槓杆２
の重点取付面４ａとの間に垂直に取付け連結し、
荷重が重点に印加されるようになつている。

上部薄板バネ１１，１２は計量受台７の大きさ
に比例して大きくした支持体６の上面に設けた水
平な取付け面６ａ，６ｂと、これの両側に一定の
間隔ｌを隔てて対向するスタンド８の支柱上面に
設けた水平な固定取付面８ａ，８ｂとの間に取付
けられている。即ち支持体６の上部を計量受台７
の大きさに比例して大きくしその端部を力点側
（左側）とその反対側（右側）から対称に水平方
向に引張つたような状態で取付けられている。

下部薄板バネ１３，１４は側面から見て逆三角
形状又はＴ字形状又は逆梯形状に下方を小さくし
た支持体６の下部の水平な取付け面６ｃとこれの
両側に一定間隔ｌを隔てて対向したスタンド８の
脚部に設けた水平な取付面８ｃ，８ｄとの間に夫
夫の間隔を前記上部薄板バネ１１，１２の取付部
と等しくなるように取付けられている。即ち重点
より上の頭部が大きく不安定状態の支持体６の一
本脚部を支点側（左側）とその反対側（右側）か
ら対称に水平方向に引張つたような状態で取付け
られている。

変位検出器１５の鉄芯１５ａとフオースコイル
１６のコアー１６ａは公知のものと同様に槓杆の
一部に取付けられ、コイル側は夫々ベースに取付
け、金具１５ｂ，１６ｂで取付け固定されてい
る。

１９，２０は槓杆２の傾動範囲が過大にならな
いように規制するストツパーであり公知のものと
同様スタンドの一部に取付けられている。

２１は調整錘を示し、槓杆２の支点に対して右
側端部にネジ２２を水平に植込んで取付けられて
いることも公知のものと同様である。

このように構成した秤を使用する際に、予め調
整錘２１を動かして槓杆２を水平な状態にバラン
スを取り、変位検出器１５（例えば差動トラン
ス）の出力を零に合せる。従つてフオースコイル
１６にも電流は流れず力は生じない。この無負荷
状態の時、上部薄板バネ１１，１２と下部薄板バ
ネ１３，１４は水平に真直ぐに状態にあるため支
持体６を垂直に支えている。

次に計量受台７上に被計量物品を載せると、そ
の荷重が重点に作用し槓杆２は物品の重量に比例
して傾く。この傾きにより変位検出器１５で物品
の重量即ち傾きに比例した出力が生じ、この出力
に比例した電流がフオースコイル１６に通じてコ
アー１６ａを下方へ引張る力が発生し、この力と
物品の重量とが均合うと槓杆は平衡状態となる。
この時のフオースコイル１６に流れる電流を増や
して物品の重量を演算算出するものであり、これ
らの動作は電気的に瞬時に行われる。

この電磁力平衡式の秤機構は計量範囲の最大負
荷が印加された時に力点部５の変位量は公知の電
子秤により知られている通り、一般に極めて小さ
な寸法であるから、重点部４即ち計量受台７を取
付けた支持体６はテコ比により割出された極微少
な変位にとどまる。

計量受台支持体６は上下を上部薄板バネ１１，
１２と下部薄板バネ１３，１４とで水平方向に引
張られているが、計量受台７に物品が載ると、上
部薄板バネ１１，１２と下部薄板バネ１３，１４
は弾性限界内で撓み、支持体６は上記の如く微少
量変位（下がる）する。

計量受台７はこの電子秤の用途により各種のも
のが用いられるが、一般に使用される公知のもの
と同様な、丸型、角型、皿型の静止受皿の他に、
計量物品２３、を一定距離走行させる為の長さを
有する走行レール２４を設ければ、計量物品２
３、を走行中にノンストツプで秤量することがで
きる。この場合の計量物品２３は図示しない公知
の移送装置により移送されるものであり、その走
行路の一部に該電子秤を設置して用いられる。

走行レール２４は計量物品２３を滑走走行させ
る場合と、車輪、コロ、ローラー等で走行させる
場合とがある。

又走行レール２４の替りに支持体６の上部に小
型のコンベア装置２５を設ければ、計量物品を搬
送中にノンストツプで秤量することができる。こ
の場合支持体６の上部の大きさは走行レール２
４、又はコンベ装置の長さに比例して大きくし、
夫々の出入口端部近くの下方に上部薄板バネ１
１，１２が設けられる。

又、２６は槓杆の横振れ止め弾性部材であり、
槓杆２の支点部３と力点部５の間の所定位置に槓
杆の長手方向両側に支点側へ向つて水平な向きに
設けた振れ止め弾性部材２６の取付け部２７と、
一方スタンド８のほぼ中央部に設けた支点受け部
１７の支点薄板バネ９と干渉しない両外側に設け
た固定側取付け部２８との間を夫々連結する如く
取付けられている。

槓杆の支点、重点を薄板バネ等の弾性部材で構
成した秤機構のものでは、槓杆の両側に配置した
各薄板バネの位置を槓杆の中心線から両外側へ大
きく広げることが出来ない小巾の電子秤や、槓杆
の支点、力点間距離が比較的大きな場合に槓杆の
先端力点部５が若干横振れすることもあるが、こ
の振れ止め弾性部材２６を取付けることによつて
横振れを防止するので、比較的横巾の狭い電子
秤、又は比較的長い槓杆を用いて秤量機構を構成
した電子秤を得ることができる。

上記の如く構成した電子秤は、一定の面積又は
長さを持つ計量受台７上の一方側に片寄らせて物
品を載せ偏荷重をかけても、重点を中心として支
持体６の上下を夫々水平な左側と右側に同一間隔
ｌを隔てた各固定部に薄板バネ１１，１２，１
３，１４で連結し引張る如く取付けているので支
持体６は傾くことなく垂直な力を重点に作用させ
る。

又上記の如く構成した秤は、支持体６が重点を
通る垂直な中心線に対して左側と右側に上下で均
等に引張られているので、従来公知の板バネを用
いた秤の如く薄板バネが座屈することがなく、薄
板バネの板厚を薄くなして感度を向上させること
ができる。

更に又支持体の重点を中心として上部は図の如
く計量受台７の大きさに比例して左側と右側の各
取付面６ａ，６ｂが計量受台７の端部に近い下部
に来るように大きくし、下部は重点の下方中心部
に左側と右側の下部薄板バネ１３，１４を近づけ
た取付面６ｃを設けて、左右両側へ引張る薄板バ
ネ１１，１２，１３，１４の配置を、逆三角形
状、又はＴ字形状、又は逆梯形状の各角、端部の
位置になる如くなし、対応する上下の薄板バネの
位置が垂直線に対して異なつているので薄板バネ
の捩れが生じない。

更に又支持体６の上下に取付ける薄板バネ１
１，１２，１３，１４を上面から見て槓杆と平行
な方向でなく、第６図に示す如く支持体６の上下
面の各中心から四方へ放射状に向けて水平に取付
けることにより薄板バネの捩れが生じない高感度
の秤が得られる。

更に又支点と重点の薄板バネ、及び支持体を支
える上下の薄板バネに、炭素繊維の薄板を用いれ
ば適度の剛性により、薄くて感度の良いしかも剛
性があり、座屈や捩れを生じない良好な薄板バネ
使用電子秤が得られる。

又槓杆の長手方向に直角に両側方へ対称な突出
部を設け、該突出部に段違いに槓杆の長手方向に
対して直角で垂直な支点薄板バネと重点薄板バネ
を取付ける如くなしたものであるから、支点と重
点間距離を数ミリの範囲内に設けることができ
る。従つてテコ比を数十倍の大きさにしても槓杆
の全長が短かいので小型で慣性が小さく応答速度
の速い精密な秤を得ることができる。

以上の実施例説明において支点、重点及び支持
体の保持機構と、槓杆の捩れ止めに用いる各弾性
部材に薄板バネを用いた例で記述したが、これら
の各薄板バネの替りに板状又はテープ状でなく、
ピアノ線等の弾性部材を用いることもあり、部分
的には他の弾性部材を用いられる場合もある。

本発明の電子秤は上記の如く構成したので計量
応答速度が速く、計量物品を移送する移送路の一
部に設ければ走行する物品を走行中にノンストツ
プで高精度に計量出来るものであり、その用途は
各種の高速自動重量選別機に用いられる他、各種
の自動重量計量装置にも用いられ、その性能を一
段と向上させるものである。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであ
り、第１図は一七を断面で示す正面図、第２図は
一部を破断して示す平面図、第３図は支持体の弾
性部材取付斜視説明図、第４図は槓杆の支点、重
点部斜視説明図、第５図は計量受台上に小型コン
ベアを設けた部分断面正面図、第６図は弾性部材
の配置を四方に放射状になした部分破断平面図で
ある。 １……ベース、２……槓杆、３……支点部、４
……重点部、５……力点部、６……支持体、７…
…計量受台、８……支柱スタンド、９……支点薄
板バネ、１０……重点薄板バネ、１１，１２……
下部弾性部材、１３，１４……下部弾性部材、１
５……変位検出器、１６……フオースコイル、１
７……支点受部、１８……垂直取付部、１９，２
０……ストツパー、２１……調整錘、２２……ネ
ジ、２３……計量物品、２４……走行レール、２
５……コンベア装置、２６……振れ止め弾性部
材、２７……振れ止め取付部、２８……固定側取
付部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 槓杆を電磁力により荷重と平衡させて重量を
   測定する電磁力平衡方式の電子秤において、水平
   な槓杆の支点部と重点部に垂直な弾性部材を取付
   けて支点と重点を構成し、計量受台支持体の垂直
   中心線上に重点を位置せしめ、同支持体の上部と
   下部に夫々水平な方向に弾性部材の取付け部を設
   け、該支持体の中心線より力点側とその反対側に
   夫々対称に上記水平方向取付け部と同一水平線上
   で一定距離を隔てた固定部に弾性部材の取付け部
   を設けて、支持体の上部と下部を夫々対応する各
   取付け部間に上部弾性部材と、下部弾性部材を取
   付けて支持体を上下で力点側とその反対側の両固
   定部に連結したことを特徴とする電磁力平衡式電
   子秤。 ２ 水平な槓杆の支点部と重点部に垂直な弾性部
   材を取付けて支点と重点を構成し、計量受台支持
   体の垂直中心線上に重点位置せしめ、同支持体の
   上部と下部に夫々支持体の中心から力点側とその
   反対側へ、且つ上面から見てｘ字形の放射状四方
   に向けた水平な弾性部材の取付け部を設け、該支
   持体の上下の各放射状の延長線上に上記取付部と
   同一水平線上で一定距離を隔てた固定部に弾性部
   材の固定側取付け部を設け、支持体の上部と下部
   を夫夫対応する各取付部間に弾性部材を取付けて
   支持体を上下で放射状四方向の固定部に連結した
   ことを特徴とする電磁力平衡式電子秤。 ３ 水平な槓杆の長手方向に直角に両側方へ対称
   な突出部を設け、該突出部に段違いに支点弾性部
   材と、重点弾性部材を取付けて支点と重点間距離
   を小さく構成し、テコ比の大きい小型の槓杆を得
   る如くなしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の電磁力平衡式電子秤。 ４ 計量受台支持体の上部と下部に夫々力点側と
   その反対側へ水平に取付ける上部弾性部材と下部
   弾性部材を支持体の垂直中心線に対して左右対称
   に、上部は計量受台の大きさに応じてその部位が
   計量受台の端部の下方に位置する如く中心線から
   離れた位置に取付け、下部は計量受台の大きさに
   かかわりなく中心線近く、又は中心線と交わる左
   右両側へ取付けて、上部弾性部材の左右取付け部
   間隔を大とし下部弾性部材の左右取付け部間隔を
   小としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項、第２項、第３項の電磁力平衡式電子秤。 ５ 計量受台支持体の垂直な中心線に対して力点
   側とその反対側に左右対称に取付ける上部弾性部
   材と下部弾性部材を炭素繊維の薄板材で構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲、第１項、第２
   項、第３項、第４項のいずれかに記載の電磁力平
   衡式電子秤。 ６ 上面を所要の大きさに形成した支持体の上部
   に、該部を水平に連続走行する被計量物品の荷重
   を受けて走行させる如くなした所定長さの走行レ
   ール付き計量受台を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲、第１、第２、第３、第４、第５項の
   いずれかに記載の電磁力平衡式電子秤。 ７ 支持体の上部に設ける計量受台を小型のコン
   ベアとしたことを特徴とする特許請求の範囲第６
   項に記載の電磁力平衡式電子秤。 ８ 槓杆の支点と力点間の所定位置に長手方向両
   側方に支点側へ水平な向きの弾性部材取付部を設
   け、該部と支点薄板バネの固定部に支点薄板バネ
   と干渉しない両外側へ形成した水平方向の弾性部
   材取付け部との間を、夫々弾性部材で連結し槓杆
   が横振れしないように構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４
   項、第５項、第６項、第７項のいずれかに記載の
   電磁力平衡式電子秤。