JPH0672034U - 天びん - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロバーバル機構の平行度調整機構における調
節ねじ等による変位量の縮小率を自由に、しかも容易に
向上させることができ、しかもコンパクトで簡単な構造
のもとに、ロバーバル機構の平行度の微調整を確実に行
うことのできる天びんを提供する。 【構成】 ロバーバル機構１０の梁１１，１２のいずれ
かの一端部と固定部１４の間に介在して所定の弾性力を
持つ調整部本体５１に、この調整部本体５１よりも撓み
やすい弾性部材５２を結合するとともに、この弾性部材
５２と固定部１４間の間隔調整機構５３を設けた構造と
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は天びんに関し、更に詳しくは、ロバーバル機構を備えた天びんに関す る。

【０００２】

【従来の技術】

電磁力平衡型等をはじめとする天びんにおいては、通常、図６に正面図（Ａ） および平面図（Ｂ）を例示するように、ロバーバル機構（パラレルガイドとも称 される）１０を介して試料皿２０を支承することにより、試料皿２０が水平を保 ったまま上下に変位するように規制し、これによって試料皿２０に対する試料の 偏置に伴う誤差、つまり四隅誤差が生じないように考慮されている。

【０００３】 ロバーバル機構１０は、両端部分にヒンジ部となる可撓部Ｅを備えた互いに平 行な２本の梁１１および１２を介して可動部１３を固定部１４に連結した構造を 持ち、試料皿２０は可動部１３に支承される。試料皿２０に作用する荷重は、可 動部１３に連結されたレバー３０を介して電磁力発生機構等の荷重感応部４０に 伝達される。なお、小秤量の天びんではレバーを介さず、可動部１３が直接に荷 重感応部４０に接続される場合もある。

【０００４】 ところで、このようなロバーバル機構１０においては、一般に、２本の梁１１ と１２の平行度が狂っていると四隅誤差が生じるため、図６（Ａ）における寸法 ＨとＨ′が一致するように厳密に調整する必要がある。この調整は、精密天びん ではμｍオーダー以下の精度が必要となる等、ＨとＨ′の寸法を測定することで 実行し得る程度のものではなく、実際の調整作業では、試料皿２０上に載せた荷 重を移動させつつ、各位置で計量値が変化しないように平行度の微調整を行う。

【０００５】 このようなロバーバル機構の平行度を調整するための機構としては、従来、図 ７に例示するようにレバー７１等を利用して、調節ねじ７２の回動による上下の 動きに対してレバー比であるＬ₂ ／Ｌ₁ に縮小して梁１１または１２の取り付け 部Ｆを動かすようにしたり、あるいは更に調節ねじ７２を差動ねじにする等の方 法、あるいは、くさびの原理を用いて、一方の梁の一端の取り付け部位を固定部 に対して微調整可能に変化させる方法（実開昭６２−４０５３１号）等が採用さ れている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

以上のような従来の調整機構のうち、図７に示す方法では、調節ねじ７２の動 きに対する梁の取り付け部の動きの縮小率はレバー比Ｌ₂ ／Ｌ₁ によって一意的 に定まるために限度があり、また、これに加えて差動ねじを採用しても、その分 だけ縮小率は向上するものの限度があり、コストの点でも問題がある。

【０００７】 また、くさびを用いるものでは、Ｕ字形のケーシングと互いに平行な２つの撓 み板を設ける必要がある等、構造が複雑で大型化してしまい、小さなスペースに 設けにくくコストも大となるという欠点がある。

【０００８】 本考案の目的は、調節ねじ等による動きの縮小率を自由に、しかも容易に向上 させることができ、しかもコンパクトで簡単な構造のもとに、正確にロバーバル 機構の平行度の微調整を行うことのできる天びんを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するための構成を、実施例図面である図１，図２を参照しつ つ説明すると、本考案の天びんは、ロバーバル機構１０の２本の梁１１，１２の 平行度を調節するための調整機構５０を、いずれか一方の梁の一端部と固定部１ ４との間に介在し、かつ、所定の弾力性を持つ調整部本体５１と、その調整部本 体５１に結合され、かつ、当該調整部本体５１よりも撓みやすい弾性部材５２と 、その弾性部材５２と固定部１４間の間隔調整機構５３とで構成したことによっ て特徴づけられる。

【００１０】 なお、間隔調整機構５３としては、ねじ、くさび等の機構を採用することがで きる。また、弾性部材５２は板ばね状のものやコイルばね状のもの等を採用する ことができる。

【００１１】

【作用】

間隔調整機構５３による間隔調整操作に伴う変位は、弾性部材５２を介して調 整部本体５１に伝達される。従って、弾性部材５２のばね定数を、調整部本体５ １のばね定数に比して小さくしていくことにより、弾性部材５２の変位量に対す る調整部本体５１の変位量、つまり動きの縮小率が向上する。これにより、レバ ー比等の寸法的な要素に頼る従来の調整機構に比して、寸法を変化させずに動き の縮小率を変えることが可能となる。

【００１２】

【実施例】

図１は本考案実施例の正面図（Ａ）および平面図（Ｂ）である。 ロバーバル機構１０は、基本的には、互いに平行で、かつ、両端部分にそれぞ れ可撓部Ｅが形成された上下２本の梁１１，１２（この例では平面図においてＶ 字形の梁を使用している）により、可動部１３と固定部１４を連結した従来と同 等の構造を持つ。そして、このロバーバル機構１０の可動部１３に試料皿２０が 支承されており、これによって試料皿２０の水平状態を維持した状態で上下方向 に変位するようになっている。

【００１３】 可動部１３は連結片３１を介してレバー３０の一端部に連結されており、この レバー３０の他端部は電磁力発生装置等の荷重感応部４０に連結され、試料皿２ ０に作用する被測定荷重は可動部１３、連結片３１およびレバー３０を介して荷 重感応部４０に伝達される。なお、３２はレバー３０の支点である。

【００１４】 さて、本考案実施例の特徴部分である平行度調整機構５０は、ロバーバル機構 １０の一方の梁１１の固定部１４への取り付け部近傍の構造にあり、図２（Ａ） はその部分の拡大正面図である。

【００１５】 ロバーバル機構１０の固定部１４の上部には、基部が可撓性のヒンジ部５１ａ により当該ヒンジ部５１ａを中心として回動自在に固定部１４に支承された調整 部本体５１が形成されている。この調整部本体５１の上面に、ロバーバル機構１ ０の上側の梁１１の一端部が取り付け部Ｆにおいて取り付けられている。

【００１６】 調整部本体５１の先端には、この調整部本体５１と一体的に、当該調整部本体 ５１の厚さの数分の一ないし数十分の一の厚さを持つ弾性部材５２が形成されて いる。この弾性部材５２のばね定数は、調整部本体５１の基部のヒンジ部５１ａ のばね定数に比して小さく、ヒンジ部５１ａを含めた調整部本体５１は弾性部材 ５２に比べて剛となっている。

【００１７】 固定部１４の上面には雌ねじ１４ａが形成されているとともに、弾性部材５２ にはその雌ねじ１４ａの直上に当たる位置に貫通孔５２ａが穿たれており、調節 ねじ５３がその貫通孔５２ａを介して固定部１４の雌ねじ１４ａにねじ込まれて いる。また、固定部１４の上面と弾性部材５２の下面の間には、調節ねじ５３と 同軸上に圧縮コイルばね５３ａが挿入されている。なお、５２ｂはワッシャであ る。

【００１８】 このような構成により、弾性部材５２は圧縮コイルばね５３ａによって常に上 向きに付勢された状態でワッシャ５２ｂを介して調節ねじ５３の頭部に当接し、 その上下方向の位置が規制されることになる。

【００１９】 以上の本考案実施例によると、調節ねじ５３を例えばねじ込んでいくことによ り、弾性部材５２および調整部本体５１は図２（Ａ）に破線で示すように下方に 変位していくが、このときの各部の撓み量は図２（Ｂ）に示す通りとなる。

【００２０】 すなわち、調整ねじ５３の回動によるねじ５３の中心部における下向きの変位 量をＳとし、これによる弾性部材５２の撓み量をΔ、調整部本体５１のヒンジ部 ５１ａと調節ねじ５３の中心との距離をＬ₁ 、調整部本体５１のヒンジ部５１ａ と梁１１の可撓部Ｅとの距離をＬ₂ としたとき、梁１１の可撓部Ｅにおける下方 への変位量δ₁ は、ヒンジ部５１ａよりも先端側の調整部本体５１を剛体とみな すと、 δ₁ ＝（Ｓ−Δ）・Ｌ₂ ／Ｌ₁ ・・・・（１） となる。

【００２１】 ちなみに、図２（Ａ）において、弾性部材５２に代えてその部分を一様な厚さ の調整部本体５１で形成したとき、これは図７に示した従来構造に類似するもの であるが、その場合に調整ねじ５３を上記と等量のＳだけ下向きに変位させたと きの各部の撓み量は図２（Ｃ）に示す通り直線的なものとなり、そのときの梁１ １の可撓部Ｅにおける下方への変位量δ₂ は、 δ₂ ＝Ｓ・Ｌ₂ ／Ｌ₁ ・・・・（２） となる。

【００２２】 （１）式と（２）式の比較により明らかなように、調節ねじ５３の変位量の縮 小率δ／Ｓは、（２）式の場合にはＬ₂ ／Ｌ₁ であるのに対し、本考案実施例に 基づく（１）式の場合には（１−Δ／Ｓ）Ｌ₂ ／Ｌ₁ となり、弾性部材５２の撓 み量Δの大きさに応じた分だけ向上する。つまり、調整部本体５１のヒンジ部５ １ａのばね定数に対する弾性部材５２のばね定数を小さくすればするほど、同じ 量だけ調節ねじ５３を変位させたときの梁１１の可撓部Ｅの変位量は小さくなり 、レバー比Ｌ₂ ／Ｌ₁ を変化させることなく、弾性部材５２のばね定数を変更す ることによって自由に変位の縮小率を変化させることが可能となる。

【００２３】 本考案は以上のような構造に限定されることなく、例えば図３に主要部の斜視 図を示すような構造等を採用することができる。 この図３の例では、ロバーバル機構の梁１１を調整部本体５１と一体的に形成 するとともに、調整部本体５１には梁１１と並列に伸びる弾性部材５２を形成し て、その先端部分に貫通孔形成して調整ねじ５３を挿入し、この調整ねじ５３は 先の実施例と同様に固定部１４にねじ込んだ構造としている。この例においても 、調整ねじ５３の変位は弾性部材５２の撓み量によってその多くが吸収され、残 った部分が調整部本体５１のヒンジ部５１ａを撓ませることになり、同様の作用 効果を奏することができる。

【００２４】 更に、本考案は、図４に主要部の正面図を示すように、図７の従来例における レバー７１に相当する調整部本体５１の先端部に弾性部材５２を一体形成しても よい。

【００２５】 ところで、以上の各実施例において注目すべき点は、調整部本体５１と弾性部 材５２を一体形成して、これらを同一の材料によって形成している点であり、こ れにより、温度変化に起因してロバーバル機構１０の平行度が狂うこともない。

【００２６】 すなわち、通常の弾性体は温度によって（ａ）伸縮する、と同時に（ｂ）弾性 係数（ばね定数）も変化する。ロバーバル機構１０の平行度に影響する部材の線 膨張係数を一致させておくことにより（ａ）の問題はクリアできることは明らか である。一方、（ｂ）の問題については、次のように考えることができる。弾性 部材５２で発生している力が、温度が変わることによって例えば１％減少したと する。このとき、調整部本体５１も同一の弾性係数に関する温度係数を持ってい るならば、同じく１％だけ弾性係数が減少することになるから、１％だけ少ない 力で同じだけ撓むことになり、結局撓みは変化せず、従って（ｂ）に起因する平 行度の狂いも生じない。

【００２７】 このような観点からすると、弾性部材５２として、以上の各実施例のように調 整部本体５１と同一材料からなる板ばね状の部材で形成することが望ましいが、 調整部本体５１と同じ線膨張係数持ち、しかも、弾性係数に関しての温度係数が 同一であるような圧縮コイルばねがあれば、弾性部材５２としてその圧縮コイル ばねを使用することができる。この場合、図５に例示するように、調整部本体５ １に貫通孔５１ｂを形成し、そこに調節ねじ５３を挿入して固定部１４にねじ込 む構造とするとともに、調節ねじ５３の頭部と調整部本体５１の表面との間に弾 性部材としての圧縮コイルばね５２０を介在させた構造とすればよい。

【００２８】 なお、以上の各実施例において、調節ねじ５３を差動ねじにしてもよく、また 、この間隔調節機構としてねじ５３のほか、例えばくさび等を利用した公知の間 隔調節機構を採用し得ることは勿論である。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、ロバーバル機構の梁の一端部分が装着 される調整部本体に、その調整部本体よりも撓みやすい弾性部材を結合し、その 弾性部材と固定部間の間隔調整機構を設けた構造としているから、弾性部材のば ね定数を調整部本体のばね定数に比して小さくしていくことによって、従来のよ うにレバー比を変更することなく、間隔調整機構の変位の縮小率を自由に向上さ せることができ、機構を大型化することなく、コンパクトで簡単な機構によって ロバーバル機構の平行度の微調整を、良好な作業性のもとに確実に行うことが可 能となった。また、構造が簡単で加工が容易であるため、特に量産に適し、コス トの削減に対しても有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の正面図（Ａ）および平面図
（Ｂ）

【図２】その要部正面図（Ａ）およびその作用説明図
（Ｂ）並びに比較例の作用説明図（Ｃ）

【図３】本考案の他の実施例の主要部の斜視図

【図４】本考案の更に他の実施例の主要部の正面図

【図５】本考案の更にまた他の実施例の主要部の正面図

【図６】ロバーバル機構を有する天びんメカニズムの一
般的な構成を示す正面図（Ａ）および平面図（Ｂ）

【図７】レバーを利用した従来のロバーバル機構の平行
度調整機構の説明図

【符号の説明】

１０ ロバーバル機構 １１，１２ 梁 １３ 可動部 １４ 固定部 １４ａ 雌ねじ ２０ 試料皿 ３０ レバー ４０ 荷重感応部 ５０ 平行度調整機構 ５１ 調整部本体 ５１ａ ヒンジ部 ５２ 弾性部材 ５２ａ 貫通孔 ５３ 調節ねじ ５３ａ 圧縮コイルばね

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部に可撓部を備えた互いに平行な上
   下２本の梁を介して可動部が固定部に連結されてなるロ
   バーバル機構の、その可動部に試料皿が支承され、か
   つ、当該可動部がレバーを介してもしくは直接荷重感応
   部に連結された天びんにおいて、上記ロバーバル機構の
   ２本の梁の平行度を調節するための調整機構を備え、そ
   の調整機構は、いずれか一方の梁の一端部と上記固定部
   との間に介在し、かつ、所定の弾力性を持つ調整部本体
   と、その調整部本体に結合され、かつ、当該調整部本体
   よりも撓みやすい弾性部材と、その弾性部材と上記固定
   部間の間隔調整機構を備えていることを特徴とする天び
   ん。