JPH0634658Y2 - 静電容量式重量センサ− - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は重量を静電容量の変化として検出するディジタ
ル秤に関する。

［従来の技術］ 重量を静電容量の変化として検出するディジタル秤を実
用化する為の先行技術として、実公昭58-17231、特公昭
59-27849が有りそれぞれに特徴があり従来のディジタル
秤に比して低価格の商品が提供されているが、この実公
昭58-17231は比較的大容量（体重計等）に適する構成で
あり小容量の秤には不適である。また前記実公昭58-172
31および特公昭59-27849の技術を利用し小型秤に適した
発明が特開昭55-147317として公開されているが重量と
釣合を取るバネ部に高価なバネ用鋼材を大量に使用する
ためコスト高となり低価格ディジタル秤を提供するため
の前記実公昭58-17231及び特公昭59-27849の特徴を充分
に活したものではない。

［考案の目的］ 本考案の目的は本出願人が先に発明、考案した前記実公
昭58-17231および特公昭59-27849の技術を活用発展さ
せ、より低価格の小型秤を提供することにある。

［目的を達成するための手段］ （１）荷重伝達部と荷重−静電容量変換部とを各々独立
した一体構造にて構成する。

（２）荷重伝達部は皿受け板、ステー、フレーム及びピ
ンにていわゆるロバーバル機構を構成する。

（３）荷重−静電容量変換部は、各々２個の板バネと板
バネ指示部材にて構成し、板バネの間に各々絶縁部材を
介して直接板バネに固定された２枚の電極板を配設す
る。

（４）ハウジングに２個の突出部を形成し荷重−静電容
量変換部の下側板バネの支点部と為し、前記２個の突出
部の中心線上に位置する上側板バネの１点を荷重作用点
とする。

（５）荷重−静電容量変換部のハウジングへの固定はハ
ウジングの前記支点部に設けた突出部と板バネに設けた
ガイド孔により行う。

（６）荷重−静電容量変換部への荷重伝達は、皿受板の
荷重受部の中心より垂直に下ろした部材により行う。

［作用］ （１）荷重伝達部と荷重−静電容量変換部とを各々独立
することにより、小型秤の荷重伝達装置として研究され
最も低価格で安定して種々の形の荷重を垂直な力として
伝達する、いわゆるロバーバル機構を使用出来る。

（２）ロバーバル機構を使用することにより荷重が垂直
力となり荷重−静電容量変換部を構成するバネ部に捻
れ、引っ張り等不整な力は加えられず構造が簡潔になる
ため高価なバネ用鋼材は少量でよく、また電極板配設の
設計、荷重点の設計及び固定方法の設計の制限は少なく
自由度が大きく、荷重−静電容量変換部の構成が低コス
トに出来る。

この結果、低価格の商品が提供できる。

［実施例］ 第１図に本考案実施例の一部切り欠き側面図を第２図に
その一部切り欠き平面図を、第３図に本考案実施例の荷
重−静電容量変換部の一部切り欠き側面図を第４図にそ
の一部切り欠き平面図を、第５図に下側板バネ支点部及
びハウジングへの固定部説明図を記す。

ステー（１）、フレーム（２）、皿受け板（３）は鉄板
を折り曲げ加工して曲げ強度を強くしてあり、２枚のス
テー、フレーム、皿受け板は、４本のピン（４）で平行
四辺形に組み立てられ、いわゆるロバーバル機構（５）
を形成しフレームをハウジングに固定する。

皿受け板に加えられた荷重はこのロバーバル機構により
皿受け板の荷重受部（６）の中央から下へ垂直に延びた
加重部材の先端に集中した垂直な力となり上側板バネ
（７）の中央部に設けた荷重作用点に重量を伝える。こ
の時ロバーバル機構を使用しているので測定物を荷重受
部のどの位置に置いても荷重作用点（Ｐ）に加えられる
力は垂直力のみとなる。

荷重−静電容量変換部は上側板バネ（７）と下側板バネ
（８）の両端を２個の板バネ支持部材（９）にネジ等で
強固に固定し、２枚の板バネの間に各々の板バネに絶縁
部材（10）を介して電極板（11）を固定した構成で支点
部に設けた突出部と板バネに設けたガイド孔によりハウ
ジングに固定される。

上側板バネ（７）、下側板バネ（８）及び２個の板バネ
支持部材（９）にて構成する板バネ組立は上側板バネ
（７）及び下側板バネ（８）のバネ有効長さ（Ｌ）の約
２倍のバネ有効長さの両持ちバネと等価な二重構造をし
ている。このため狭いスペースでも必要な撓み量を小さ
い応力で得ることが出来る。

板バネ（７）、（８）は最も単純な長方形を基本にして
両端部に板バネ支持部材との強固な固定の為の比較的大
きな孔を、中心に加重作用点となる小さい突起を、その
近傍に対称に支点およびハウジングへ固定するガイド孔
（13）と電極板を固定するための絶縁部材を固定する孔
（14）が２個づつ配設されている。

荷重受部（６）に計測物が乗せられると、その重量は、
垂直な力として加重部材から加重作用点に伝わり、板バ
ネ（７）、（８）が撓み電極板の間隔が変化する。この
電極板の間隔の変化量は計測物の重量に正確に比例す
る。この電極板の間隔の変化に伴う静電容量の変化を図
示しない発振器で発振周波数の変化に変換すると計測物
の重量は正確に発振周波数の変化数となり予め求めた適
正な係数を掛けることにより重量に換算して重量をディ
ジタル表示する。

［効果］ 本考案の構成によれば前述の通り加重作用点（Ｐ）に加
えられる力は垂直力のみであるため、板バネは適当な撓
みを得ることに集中した設計が可能と成り極めてシンプ
ルな形状で実現でき、加重作用点、支点、板バネ支持部
材の固定、絶縁部材の固定、及びハウジングへの固定は
最適の方法が選べ小型の荷重−静電容量変換器が低コス
トになり、荷重伝達部のロバーバル機構と合俟って、低
価格の小型の小容量秤が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の一部切り欠き側面図 第２図はその一部切り欠き平面図 第３図は本考案実施例の荷重−静電容量変換部の一部切
り欠き側面図 第４図はその一部切り欠き平面図 第５図は下側板バネ支点部及びハウジングへの固定部説
明図 １……ステー、２……フレーム ３……皿受け板、４……ピン ５……ロバーバル機構 ６……荷重受部 ７……上側板バネ、８……下側板バネ ９……板バネ支持部材 10……絶縁部材、11……電極板 12……支点、13……ガイド孔 14……絶縁部材固定用孔 Ｐ……加重作用点 Ｌ……バネ有効長さ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】電極板をそれぞれ固定した２枚の板バネ
   を、板バネ支持部材を挟んで電極板が対面する向きに平
   行に固定して構成した荷重−静電容量変換部の下側板バ
   ネの中心の近傍に対称に設けたガイド孔と、ハウジング
   に形成した突出部を有する２個の支点とで、該荷重−静
   電容量変換部をハウジングに固定し、一方、上下のステ
   ー、皿受け板、フレーム、および４本のピンにて所謂ロ
   バーバル機構を構成し、皿受け板の荷重受けの中心部か
   ら垂直に下ろした荷重伝達部材が、前記荷重−静電容量
   変換部の上側板バネの、前記２個の支点の中心線上に形
   成された荷重作用点（Ｐ）に当接する位置にフレームを
   止めることによりロバーバル機構をハウジングに固定し
   たことを特徴とする静電容量式重量センサー。