JPH0533730B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機枠、垂直並びに平行に動く負荷載置
台、無変位測定系、及び負荷を該測定系に伝達す
るための手段を具えた質量／力計測装置に関す
る。

〔従来の技術〕

拘束型バランスと呼称されるこの種の装置は、
例えば米国特許第3423999号に開示されている。
この装置は、測定系を取り外せば、単一の自由度
を有する運転系を構成している。ここで「無変位
測定系」とは、該測定系内での変位が仮想変位で
あるような測定系を意味し、例えば、少なくとも
１個のストレーンゲージとこれに適応した電子回
路とから構成されているような系を称する。

この測定系に負荷による力を伝達する手段は、
通常、負荷を伝達する際に挺子の作用でこれを減
少させる機能を有する少なくとも一本のレバーを
具えている。このようなレバーは、例えば米国特
許第4088198号に開示されている。

この米国特許は、第８図に示すように、負荷載
置台５１と４本のレバー５２に具えた秤であり、
各レバー５２はナイフ５３によつて機枠に、ナイ
フ５４によつて負荷載置台５２に、そしてナイフ
５５と補助エレメントによつて測定系に連結され
ている。レバー５２の一つとナイフ５３，５４に
ついて第９〜１０図に基づいて更に詳細に説明す
る。ナイフ５３，５４は距離３０mmを隔てて設置
されているので、レバーの長さを450mmとすれば
力の伝達比は15：１となる。伝達比を更に増加さ
せるためにナイフ間の距離をこれ以上短縮するこ
とは、ナイフ受け台５６の剛性を考慮した場合、
実際上不可能である。又、ナイフは受け台上に線
状に支持されるのではなく、かなりの遊びが必要
である。従つてナイフと受け台によつて構成され
る二組のジヨイント間の距離はその時々によりま
た荷重によつて或る範囲内で変動すると共に、ナ
イフの刃は次第に摩耗するので両ジヨイント間の
距離は所期の値からずれることがある。こうした
距離の変動は力の伝達比に影響を及ぼし、当初の
伝達比と異なる値を与える結果となる。こうした
伝達比の相対変化はジヨイント間の距離が短いほ
ど大きいことは勿論である。このために、ナイフ
を具えたこの種の計測装置においては、ナイフ間
の距離を小さくすることには限界がある。更に第
９〜１０図をみれば、レバー５２とこれを機枠や
負荷載置台に連結するナイフ５３，５４を含む結
合手段は多数の部品から構成され、非常に高価な
ものであることは明らかであろう。

第１１図に示すヨーロツパ特許公開公報第3222
号（特開昭54−110873号に対応）には機枠６１上
にジヨイント６２によつて回動可能に支持された
アングルレバー６３を具えた秤が開示されてい
る。アングルレバー６３の一端はロツド６４と二
つの可撓性ジヨイント６５を介して負荷載置台６
６に連結され、他端は連結エレメント６７と部材
６８を介して測定系６９に連結されている。連結
エレメント６７は三つの可撓性ジヨイント７１，
７２，７３からなり、負荷の大きさに対応してそ
の形状と長さを変化させて計測系の非直線性を補
償し、負荷載置台から測定系に伝達される力の測
定誤差を補正する機能を有する。この公報にはジ
ヨイントとレバーとの連結が詳しくは述べられて
いないが、ジヨイントは他の可撓性ジヨイントの
連結例から判るようにねじ等の手段でレバーに固
定されているものと考えられる。このような従来
のやり方による可撓性ジヨイントの固定にはかな
りの空間的スペースが必要であり、しかも前述し
た米国特許第4088198号と同じく、ジヨイントの
位置が正確には規定できない。このため二つのジ
ヨイント６２と６５との間には比較的充分な距離
を設けることが必要であり、レバー６３の長さ
が、従つて装置全体のサイズが大型化する。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記米国特許第4088198号に記載された測定装
置におけるナイフエツジと受け座からなるジヨイ
ントは、多数の部品を要すると共にジヨイントと
レバーとの連結部に充分なスペースが必要な欠点
がある。一方、ヨーロツパ特許公開公報第3222号
には、ジヨイントとレバーとの連結機構について
の詳細な説明はないが、ねじ止め等の適宜な手段
によつて固定されているものと推定される。こう
したジヨイントの結合の際には、前述の場合と同
様にかなりの空間的スペースを必要とするのみな
らず、ジヨイントの回動中心の位置を正確に規定
することが困難である。従つてレバーを機枠と負
荷載置台とに連結する二つのジヨイントの間には
大きな距離が設定され、これに比例して入力アー
ム長さも長くする必要がある。このため、計測装
置全体のサイズが大きくなる欠点があつた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の目的は、力の伝達比即ち測定誤差の補
正比を少なくすることなく、可能な限り短い入力
アームによつてレバーを負荷載置台に連結して構
成された質量／力計測装置を提供することにあ
る。これによつて、計測装置を小規模の生産ライ
ンで経済的に生産することが可能になる。

この目的は、特許請求の範囲第１項記載の特徴
部分に規定されているように、前記伝達手段を構
成するレバーを、ねじれ並びに変位が生じないよ
うに該レバーに取付けられた少なくとも一つのジ
ヨイントを具えた第１プレートを介して機枠に連
結すると共に、ねじれ並びに変位が生じないよう
に取り付けられた少なくとも二つのジヨイントを
具えた第２プレートを介して負荷載置台に連結す
ることによつて達成される。

以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本発
明を更に詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図〜第３図に本発明の第１実施例を示す。
この装置は機枠１、負荷載置台２、及び機枠１に
固定された測定系３を具えている。負荷載置台２
は連結ロツド４によつて平行且つ垂直にガイドさ
れている。前記機枠１の支持台５にはレバー６が
取付けられている。レバーの左端は負荷載置台２
に連結されている。前記レバー６はその右端に固
定された脚７を介して測定系３の入力側に作用を
及ぼす。

前記レバー６は二つのプレート８，９を具えて
いる。第１プレート８（第２図）は、平たい長方
形のプレートであり、上部に一つの孔１０、下部
にねじ付きの二つの孔１１を具え、更に垂直な帯
状ジヨイント１２を形成する水平法王の溝を具え
ている。前記第１プレート８は、ねじれたり変位
したりしないように、孔１０を通じてレバー６上
に圧入によつて取付けられている。第１プレート
８は、ねじ１３によつて機枠１の支持台５に固定
される。第２プレート９（第３図）は前記第１プ
レート８と同じ形状であるが、第２のジヨイント
１４を具えている。前記ジヨイント１２から孔１
０の中心までの距離は、両方のプレート８，９と
も同じである。第２プレート９はねじ１５によつ
て負荷載置台２に固定されている。

脚７はジヨイントを形成する二つの狭隘部１
６，１７を有する。前記脚７はその上端でレバー
６に固定され、下端で測定系３の入力側に固定さ
れ、引つ張りバーとして作用する。狭隘部１６
は、レバー６の軸からの距離が、前記孔１０の中
心から前記ジヨイント１２までの距離と同じに設
定されている。この計測装置は次のように作動す
る。負荷載置台２に被測定物体が載せられると、
その重量は引つ張りエレメントとして機能する第
２プレート９を介してレバー６に伝えられる。ジ
ヨイント１２は一次ジヨイントとして作動し、ジ
ヨイント１４は二次ジヨイントとして作動する。
レバー６は第１プレート８のジヨイント１２を中
心に回同する。ただし、この回動は仮想回動であ
る。脚７は検出される力を測定系３に伝達する。
挟隘部１６は一次ジヨイントとして作動し、挟隘
部１７は二次ジヨイントとして作動する。

機枠１とレバー６の製作誤差や熱挙動の差によ
つて、レバー６に圧入されているプレート８，９
の上方部分の距離と、機枠５と負荷載置台２に固
定されているプレートの下方部分の距離との間に
差が生じる場合がある。こうした場合、もし両プ
レートがそれぞれ一つしかジヨイントを持つてい
ないと仮定すると、この距離の差によつてレバー
の姿勢が変わり、測定結果に悪影響を及ぼすこと
になる。そこで、第２プレート９の方に二つのジ
ヨイント１２，１２を設け、両ジヨイントの間の
部分の第２プレート９が僅かに傾斜した姿勢をと
ることが可能にように構成し、こうした距離の差
による測定結果への悪影響を除くように構成され
ている。

第４図と第５図は、第２図と第３図に示したプ
レートの別の態様を示す。プレート８，９の上端
領域に半円形のスロツト１８が設けられている。
二つのジヨイント１９，２０を形成する二つの水
平溝が、前記スロツト１８の両側に設けられて
る。この一対のジヨイント１９，２０は、第２図
と第３図のジヨイント１２に対応しているが、レ
バー６の軸を通る水平面内に設けられている点が
異なつている。二次ジヨイントとして作用する第
３図のプレート９の第２ジヨイント１４は、第５
図においては曲げとねじりモーメントに関して大
きな可撓性を有する舌状ジヨイント２１に置き換
えられている。

第４図と第５図に示す二つのプレート８，９の
下方部分は、その厚さが上方の肩部２２から半分
に減少している。これらの下方部分の面２３は、
前記ジヨイント１９，２０又は１９，２０，２１
の中央を通過している。なお、プレート８，９は
互いに入替え可能である。

第６図は、負荷載置台２が平行な一対の連結ロ
ツド２４によつて平行且つ垂直にガイドされてい
る例を示す。測定系３は負荷載置台２のアール２
５に固定されている。レバー６は二つのプレート
２６を具えている。該レバー６は第１プレート２
６によつて機枠１に連結され、第２プレート２６
によつて負荷載置台２に連結されている。この実
施例では、両方のプレート２６は同一である。レ
バー６の右側（第６図で）は、押圧エレメントと
して作用する脚７を介して測定系３に連結されて
いる。

第７図は、このプレート２６の詳細を示す。こ
の場合には、第４図と第５図の実施例のスロツト
１８は半円形ではなく、実質的に完全な円形であ
り、その結果、プレート２６の厚さと実質的に同
じ巾を有する一次ジヨイントとして作用する舌状
部２７が得られる。このスロツト１８と孔１０と
は同心的に配置されている。他のエレメントは第
４図で述べたものと同じである。必要に応じて、
この舌状部２７はプレート２６自体よりも薄いジ
ヨイント２１（第５図）のように形成することも
できる。

プレート２６のこの実施例においては、舌状部
２７によつて形成された一次ジヨイントは、レバ
ー６の軸を通る水平面の外に存在しているが、二
次ジヨイント１９，２０の対はこの水平面内に存
在する。両プレート２６は、同じ横方向の可撓性
を有する弾性引つ張りエレメントとみなすことが
できる。当業者であれば、平行な前記連結ロツド
２４の歪みが伝達比に何らの実質的な影響を与え
ないことを容易に計算可能であろう。この実施例
の装置は、装置全体の高さを低くする必要がある
場合に有利である。

上述の実施例においては、ジヨイント１２，１
４，１９，２０が各プレートの中心面内に位置し
ている。しかし、これらのジヨイントをこの中心
面から外れた位置に設置して、レバー６の実効入
力アームの長さを更に短縮することも可能であ
る。

〔発明の効果〕

このように、本発明によれば、帯状の可撓性ジ
ヨイントを具えたプレートがレバーに圧入嵌合に
よつて固定されているので、ナイフと受け台によ
る連結手段に比して遊びがなく、しかもそのジヨ
イントの厚さや位置が荷重によつて変化すること
もないので、両ジヨイント間の距離は正確に一定
に維持され、レバーに沿つて水平方向に測つたジ
ヨイント間の距離が短くても、力伝達比は荷重に
無関係に一定に維持される。

なお、前記ヨーロツパ特許公開公報第3222号に
開示されている装置の二つのジヨイント６５と６
２の機能と本発明のジヨイント１２又は１９と比
較すると、前者はレバーに対して圧入嵌合によつ
て固定されたものではなく、更に、レバー９の入
力アームを短縮する意図を持つていない点で、後
者とは別とは異なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す側断面図、
第２図及び第３図は第１実施例で使用されるプレ
ートの斜視図、第４図と第５図は、第２図と第３
図に対応するプレートの変更態様の斜視図、第６
図は本発明の第２実施例を示す側断面図、第７図
は、第２実施例で使用されるプレートの斜視図で
ある。第８図は米国特許第4088198号に開示され
ている秤の平面図、第９図は同じくレバーの側面
図、第１０図は同じくレバーのジヨイント部の断
面図、第１１図はヨーロツパ特許公開公報第3222
号に開示されている秤の側面図である。 １……機枠、２……負荷載置台、３……測定
系、４……連結ロツド、５……支持台、６……レ
バー、７……脚、８，９，２６……プレート、１
２，１４，１９，２９，２１……ジヨイント、１
６，１７……狭隘部、１８……スロツト、２４…
…連結ロツド、２７……舌状部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機枠１と、平行且つ垂直にガイドされる負荷
   載置台２と、無変位測定を行う測定系３と、測定
   されるべき負荷による力を前記測定系３に伝達す
   る手段６，７，８，９，２６とを含む質量／力計
   測装置であつて、前記伝達手段は、少なくとも一
   つの帯状の可撓性ジヨイント１２，１９，２０，
   ２７を有する第１プレート８，２６によつて前記
   機枠１に連結されると共に少なくとも二つの帯状
   の可撓性ジヨイント１２，１４，１９，２０，２
   ７を有する第２プレート９，２６によつて前記負
   荷載置台に連結されたレバー６を具え、前記各第
   １及び第２プレートには前記レバーが貫通する第
   １孔１０が設けられ、該第１孔１０に前記レバー
   ６を圧入嵌合することによつて、前記各プレート
   ８，９，２６は前記レバー６に対して回転したり
   軸方向にずれたりしないように固定されている質
   量／力計測装置。 ２ 前記各プレート８，９，２６が、各プレート
   を固定するための少なくとも一つの第２孔１１を
   具えている特許請求の範囲第１項に記載の計測装
   置。 ３ 前記第１プレート８の前記ジヨイント１２が
   水平に設置されている特許請求の範囲第１項に記
   載の計測装置。 ４ 前記第２プレート９の前記ジヨイント１２，
   １４が水平に設置されている特許請求の範囲第１
   項に記載の計測装置。 ５ 前記第１及び第２プレート８，９又は２６が
   前記第１孔１０の周囲を少なくとも180°にわたつ
   て取り囲むスロツト１８を具え、更に前記両プレ
   ートは一対のジヨイント１９，２０を有し、該ジ
   ヨイントに共通の水平軸は、前記第１孔１０の中
   心を通過すると共に前記レバー６の軸を通る水平
   面内に位置している特許請求の範囲第１項に記載
   の計測装置。 ６ 前記第２プレート９又は２６が、前記一対の
   ジヨイント１９，２０によつて形成された第１ジ
   ヨイントの他に、第２の舌状ジヨイント２１，２
   ７を具えている特許請求の範囲第５項に記載の計
   測装置。 ７ 前記第２ジヨイント２１，２７が、前記レバ
   ー６の軸を通る水平面の外に設置されている特許
   請求の範囲第６項に記載の計測装置。 ８ 前記第２プレート２６において、前記第２ジ
   ヨイント２７が前記第１ジヨイント１９，２０よ
   りも前記レバー６の近くに設置されている特許請
   求の範囲第６項に記載の計測装置。 ９ 前記第２プレート９において、前記第２ジヨ
   イント２１が前記第１ジヨイント１９，２０より
   も前記レバー６から遠くに設置されている特許請
   求の範囲第６項に記載の計測装置。 １０ 前記各プレート８，９，２６が一体プレー
   トで構成されている特許請求の範囲第１〜９項に
   記載の計測装置。