JPH0755467Y2 - 電磁平衡式秤量装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は荷重伝達機構の支持およ
び電子部品の温度補償に好適な電磁平衡式秤量装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子天秤と称される電磁平衡式秤量装置
は、秤量皿、ビームおよびこれらの作動を案内するロバ
ーバル機構等から成る荷重伝達機構と、この荷重伝達機
構を介して伝達された秤量物の荷重と平衡する電磁力を
発生させる電磁部とをその主要な構成要素としている。
これらの構成要素はフレームに組み込まれ、かつこのフ
レームは秤量装置の床面に対して多点で固定された構造
となっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】近年電子天秤はより微
量な測定を高精度に行うことが要求されており、荷重伝
達機構等の機械的部材はより繊細、精密なものとなり、
また電子部品もその高性能化に対応して外部環境の影響
を受け易いものとなっている。

【０００４】まず、前記フレームはは上述の如く装置本
体の床面に対し、ボルト等の固定手段をもって多点で固
定される構造となっているが、外気温の変化やマグネッ
ト部からの発熱等に起因するフレームと装置本体床面と
の温度差によりフレームには複雑な応力が発生する。こ
のためフレームに支持されている荷重伝達機構に微妙な
歪みが生じ、この結果秤量物の荷重の伝達が正確に行わ
れない虞が生じる。この応力は、温度差の程度やフレー
ムの取り付け位置等によって相違し、極めて複雑に発生
するのでその測定、解析は非常に困難である。従って例
えばこの歪みを電気的に検出して測定荷重を補正する等
の方法を採用することは事実上不可能である。

【０００５】また、電子部品の温度補償に関する問題の
解決も大きな課題となっている。電子天秤ではＡ／Ｄ変
換用回路、機構制御回路、理論回路等にＩＣ、抵抗、コ
ンデンサ等の電子部品や電気部品（以下両者を纏めて
「電子部品」と言う）が用いられている。これらの電子
部品の中には温度変化にかなり敏感で、温度変化によっ
て秤の性能に影響を与える部品が含まれている。例えば
フォースコイルに基準電圧を供給する電子品であるツェ
ナダイオードは周囲の温度と自身の温度ドリフトによっ
て特性が変化し、この結果荷重検出値が異なり測定誤差
を招く要因となっている。

【０００６】この問題の解決手段としては、（１）電子
天秤内の温度を一定にする構成、（２）電子天秤内の多
点で温度を測定し各点に於ける測定温度に基づいて電子
部品の特性を補正する構成、（３）安定した熱を出力す
る加熱装置を設置して温度特性変化の大きい電子部品を
一定温度環境下に配置する構成等が考えられている。こ
のうち加熱源を特別の装置に求めず、電磁平衡用の電磁
部を利用することにより、温度特性変化の大きな電子部
品の特性を安定させる構成が実開昭５９−３１０２８号
として提案されている。

【０００７】図５はこの構成を示す。ボビンに対してコ
イルが巻き廻されている電磁石部５１を収納するように
構成された永久磁石装置５０の鉄心に対して空洞５４が
穿設され、この空洞５４内には温度特性変化の大きな電
子部品５２、例えばツェナダイオードと、電子部品配置
部の温度を測定する温度センサ５３が配置されている。
永久磁石装置５０および電磁石部５１等から成る電磁平
衡部は発熱量が比較的大きく、永久磁石装置５０内に収
納されている電子部品５２はこの電磁平衡部の温度に支
配される。このため電子部品５２の配置されている部分
の温度を温度センサ５３で測定し、測定温度に基づいて
電子部品５２の温度特性を補正するように構成されてい
る。

【０００８】以上の構成とすることより温度特性変化の
大きな電子部品の特性の補正（以下補正により電子部品
の性能を安定化させることを「温度補償」という）を安
価にかつかなり正確に実施することが可能となる。しか
しこの構成では次のような問題がある。即ち、最近では
秤全体が薄型、小型化される傾向にあり、このため電磁
部の構成もコンパクトに薄型、小型化されてきている。
このため図５に示す如く永久磁石装置の一部であるヨー
クに対して空洞を穿設する構成では電子部品や温度セン
サを収納する十分な空間を確保することが困難になって
きており、今後電磁部のより一層の小型化を考えると収
納空間の確保はより一層困難になることが予想される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は上述の問題点に
鑑み構成したものであり、荷重伝達機構が取り付けられ
かつ電磁部が収納されたフレームは１個の支持部材を介
して装置床面に固定され、またこの支持部材に対しては
電子部品や温度センサを収納する空間が形成され、かつ
同支持部材は前記電磁部と熱的に一体化される構成とし
た電磁平衡式秤量装置である。

【００１０】

【作用】フレームは一の支持部材により装置本体床面に
固定されることにより、フレームと秤量装置本体床面と
の間に温度差が生じた場合の伸び差はこの支持部材部分
により吸収されてフレームには伸び差による応力は生じ
ない。また支持部材はフレームの電磁部と熱的に一体化
されており、支持部材内に収納された電子部品には適性
な温度補償が行われて性能が安定化される。

【００１１】

【実施例】以下本考案の実施例を図面を参考に具体的に
説明する。

【００１２】図１において、符号１はフレームであって
例えばアルミダイキャストにより一体的に構成され、こ
のフレーム１に対して荷重伝達機構およびこの荷重伝達
機構により伝達された秤量物の荷重に対応する電磁力を
発生する電磁部等が取り付けられている。

【００１３】先ず荷重伝達機構の構成から説明すると、
２は支点３を中心として揺動可能にフレーム１に設けら
れたビームであって、一端は接続部材たる吊りバンド４
を介して浮枠５に接続し、他端にはビーム２の変位を検
知する位置センサ６が設けられている。浮枠５には軸７
が設けられ、さらにこの軸７には秤量物を載置する秤量
皿８が取り付けられる。９は上部副桿であって、一端は
板ばね１０ａを介して前記浮枠５と接続し、他端は板ば
ね１０ｂを介してフレーム１に接続している。１１はフ
レーム１を介して上部副桿と平行に配置された下部副桿
であって、一端は板ばね１０ｃを介して浮枠５に、他端
は板ばね１０ｄを介してフレーム１に接続している。こ
のように上下の副桿９、１１が配置されることにより、
上下の副桿９、１１および浮枠５、フレーム１によって
ロバーバル機構が構成され、荷重を直接電磁部に伝達す
る秤量皿８、浮枠５、ビーム２等の部材の外、案内機構
たるロバーバル機構も含めてフレーム１に対して荷重伝
達機構が同フレームと一体化するよう構成配置される。

【００１４】次に矢印１２は電磁部であって、この電磁
部もフレーム１に取り付けられた構成となっている。１
３はヨークであってフレーム１に形成された収納空間に
対して収納固定されており、同ヨーク１３内には永久磁
石１４およびポールピース１５が配置固定され、これら
ヨーク１３、永久磁石１４、ポールピース１５によりマ
グネットユニットが形成される。

【００１５】一方ボビン１６とこのボビン１６に形成さ
れたフォースコイル１７によって電磁石ユニットが構成
され、この電磁石ユニットは前記ビーム２に取り付けら
れると共に、マグネットユニットのうちポールピース１
５とヨーク１３との間に形成された空間部に配置され
る。

【００１６】以上のように荷重伝達機構と電磁部とが取
り付けられることにより全体が一体的な荷重測定用のユ
ニットとして形成されたフレーム１は取付部材１８を介
してこれ機構部を収納するケースである秤量装置本体の
床面１９に固定される。次にこの取付部材の構成および
フレーム１の取付構造を図２も含めて説明する。

【００１７】先ず取付部材１８は図２に示す如く円板状
に形成されている。但し取付部材１８をこの形状に限定
するものではなく、秤量装置内での他の部品の配置状態
等によりその形状を決定すればよく、要するにフレーム
１を装置本体床面に固定することが可能な板状に形成さ
れていればよい。

【００１８】図示の構成の円板状の取付部材１８にあっ
ては、その径は取付対象であるヨーク１３の外径よりも
大きく形成されている。次に取付部材１８は熱伝導率の
高い材料、例えば真鍮により形成されている。１８ａは
この取付部材１８の半径方向に穿設された空隙である。

【００１９】取り付けに当たっては最初にヨーク１３の
底部に対して取付部材１８がボルト２０を以て取付られ
る。この場合取付部材１８の方がヨーク１３よりも大径
であるため取付部材１８の周縁部はフランジ状にヨーク
１３の底部周縁から突出位置することになる。また取付
用のボルト２０の頭はボルト挿通孔１８ｂの入口部が凹
設される（図示せず）ことより完全に取付部材１８の下
面部分に埋設され、ボルト２０の頭が取付部材１８の下
面部に突出しないよう構成されている。

【００２０】一方取付部材１８に対してはその空隙１８
に電子部品（例えばツェナダイオード）２１および温度
センサ２２が収納される。なお、この空隙１８に収納さ
れる電子部品２１および温度センサ２２を含め同空隙１
８に収納される部品類を総称して電子部品類とする。こ
の作業は取付部材１８をヨーク１３に取り付けるのに先
立って、または取付部材１８の取り付け後の何れかの時
点で行われる。電子部品類たる電子部品２１および温度
センサ２２が収納されたならば空隙１８ａには熱伝導性
の高い樹脂が充填され、これら電子部品２１および温度
センサ２２は空隙１８ａ内に固定される。

【００２１】次に取付部材１８がヨーク１３に取り付け
られることによって取付部材１８はヨーク１３と密着係
合し、ヨーク１３と熱的に一体化される。取付部材１８
が取り付けられたヨーク１３はフレーム１のヨーク挿入
用開口部１ａに対して下部から挿入配置されることによ
り取付部材１８の周縁部はフレーム１の下部面に密着係
合し、これらヨーク１３および取付部材１８は図１に示
すようにフレーム１に配置固定される。フレーム１に形
成されたヨーク収納用開口１ａはヨーク１３の外径と同
じ大きさおよび形状に形成されているため、ヨーク１３
がフレーム１に配置されるだけで同ヨーク１３はフレー
ムに対して十分な強度で固定されるが、より強固に固定
する場合にはフレーム１とヨーク１３の接触面に接着剤
を介在配置する等の方法を用いてもよい。

【００２２】続いて取付部材１８の下面を電子天秤本体
の床面１９の所定の位置に配置し、同床面１９に形成さ
れたボルト挿通孔１９ａを介して床面１９の裏面からボ
ルト２３を挿通し、取付部材１８に形成された雌ねじ部
たるボルト孔１８ｃと螺合させる。これにより荷重伝達
機構および電磁部を有するフレーム１全体はこの取付部
材１８を介して本体床面１９に対し、図１に示すように
略片持ちで配置固定される。

【００２３】以上の構成において、フレーム１は同フレ
ーム１の投影面積に比較して遙に小さい投影面積しか持
たない取付部材１８を介して床面１９に固定されるた
め、フレーム１と床面１９との間に温度差があってもフ
レーム１には別段応力は生ぜず、この結果フレーム１に
設けられている荷重伝達機構の機械的構成や電磁部との
位置関係において応力発生に伴う悪影響が生じることを
有効に防止することができる。

【００２４】また取付部材１８は電磁部１２、直接的に
は電磁部１２の一部を成すヨーク１３と熱的に一体化さ
れているため取付部材１８内に収納配置された電子部品
２１は温度センサ２２の温度信号に基づいて効果的に温
度補償が行われることになり、常時正確な計量が可能と
なる。なおこの場合、床面１９と取付部材１８との間に
断熱性を有する材料を介在配置することにより、取付部
材１８に対する床面１９側の温度の影響をより少なくす
るよう構成することももとより可能である。

【００２５】図３および図４は本考案の別の実施例を示
す。これらの構成は何れも取付部材１８に対する電子部
品等の収納空間を溝とすることにより空間の形成を容易
にし、かつその空間の形状の選択もより自由に行えるよ
うにしている。

【００２６】先ず図３の構成では取付部材１８の半径方
向に対して溝１８ｄが形成され、この溝１８ｄに対して
電子部品や温度センサが収納されるようになっている。
この構成ではバイト等の切削工具を用いることにより容
易に溝１８ｄの形成を行うことができる。なお、取付部
材１８の取り付けに当たってはこの溝形成面がヨーク１
３の底面に密着するように配置される。この際溝１８ｄ
には熱伝導性の高い樹脂が充填されるが、溝とすること
により収納される電子部品等はヨーク１３に対して略密
着する状態となるので電磁部１２に対する熱的一体性は
より高まることが期待される。

【００２７】図４は上記図３に示す構成の変形例であ
る。この例では取付部材１８の中心部分に電子部品収納
用の円形溝１８ｅが形成され、この円形溝１８ｅに連接
して取付部材１８の半径方向にコード収納溝１８ｆが形
成されている。以上の構成とすることにより円形溝１８
ｅに対しては多数の電子部品を配置することが可能とな
る。またこれら電子部品に接続するコードの配置には大
きな空間は必要ないのでコード配置溝１８ｂは樋状の細
長い溝であれば十分である。その他取り付け方法等は前
記図３に示す構成の場合と同様である。

【００２８】

【考案の効果】本考案は以上にその構成を具体的に説明
した如く、荷重伝達機構が取り付けられかつ電磁部が収
納されたフレームは１個の取付部材を介して装置床面に
固定されているので、フレームとフレームの取り付け対
象である秤量装置床面との間に温度差があってもフレー
ムには別段応力は生ぜず、この結果フレームに設けられ
ている荷重伝達機構や電磁部の位置関係や機構に応力発
生に伴う悪影響は生じない。この結果の機構的な構成に
おいて正確な重量測定が保証される。

【００２９】またフレームはその取り付け構成上、一種
片持ち梁となるため、荷重の付加による変形モードは単
純で、荷重と四隅誤差との間で直線性が確保され、この
点からも正確な重量測定が可能となる。

【００３０】さらにこの取付部材は熱伝導性の高い材料
により形成されかつ電磁部と一体的に形成されることに
より取付部材は電磁部と熱的に一体化され、かつ電子部
品等を収納する空間が形成されているので、同取付部材
に収納配置された電子部品の温度補償は正確に行われ、
電子的な構成においても正確な重量測定が保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す電子天秤の縦断面図であ
る。

【図２】取付部材とヨークおよび装置本体床面との接合
状態を示す斜視図である。

【図３】本考案の第２の実施例を示す取付部材の斜視図
である。

【図４】第２の実施例の変形例を示す取付部材の斜視図
である。

【図５】温度補償を行う電子部品の従来型配置構造を示
す電磁部の断面図である。

【符号の説明】

１ フレーム ２ ビーム ５ 浮枠 ８ 秤量皿 １２ 電磁部 １３ ヨーク １４ 永久磁石 １６ ボビン １７ フォースコイル １８ 取付部材 １８ａ （部品類収納空間としての）空隙 １８ｄ （部品類収納空間としての）溝 １８ｅ （部品類収納空間としての）円形溝 １８ｆ コード収納溝 ２１ 電子部品 ２２ 温度センサ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 秤量物の荷重を電磁部に伝達する荷重伝
   達機構と、荷重伝達機構を介して負荷された秤量物の荷
   重に対応する電磁力を発生する電磁部とがフレームに設
   けられた電磁平衡式秤量装置において、前記電磁部の底
   部には熱伝導性の高い材料から成る取付部材が同電磁部
   と熱的に一体化して固定され、前記フレームはこの取付
   部材を介して秤量装置本体に固定されると共に取付部材
   には電子部品類を収納する空間部が形成されていること
   を特徴とする電磁平衡式秤量装置。
2. 【請求項２】 取付部材のうち電磁部と密着係合する面
   に対して溝が形成され、この溝を前記電子部品類を収納
   する空間部としたことを特徴とする請求項１記載の電磁
   平衡式秤量装置。