JPH08292086A - 電子天びん - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡単な構造のもとに、駆動すべき校正
分銅加除機構等の動作を損なうことなく、モータの駆動
による騒音や振動を低減させることのできる電子天びん
を提供する。 【構成】 駆動源となるモータ１２を、その回転軸方向
に剛、それと直交する方向に柔な部材２０によって天び
ん固定部２１に取り付け、また、モータ１２の回転をそ
の回転軸方向に取り出して伝達する変換機構Ｃを設ける
ことで、モータ１２の駆動時に発生する振動を吸収し、
かつ、モータ１２の駆動力による反作用によってモータ
１２が移動してしまう不具合を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子天びんに関し、更に
詳しくは、例えば校正用分銅の加除機構や、ひょう量室
の自動ドア機構、あるいは測定皿上への試料搬入・搬出
機構等の、荷重検出部の周辺機構を駆動するためのモー
タを内蔵した電子天びんに関する。

【０００２】

【従来の技術】校正分銅加除機構やひょう量室の自動ド
ア機構、あるいはひょう量室内の測定皿上への試料搬入
・搬出機構等を備えた電子天びんにおいては、一般に、
これらの機構を駆動するためのアクチュエータとして、
例えばギアヘッド付きのいわゆるギアドモータをはじめ
とする各種モータが用いられる。このようなモータは、
通常は天びんケース内に内蔵され、その回転出力は適当
な変換機構を介して駆動すべき部材に伝達される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
なモータを内蔵した電子天びんにおいては、モータの駆
動により、モータ自体やギアヘッドが発する振動が天び
んケースに伝わり、騒音発生の原因となったり測定値へ
の影響が発生する。このような騒音や振動の発生を無く
するための対策として、モータないしはそのギアヘッド
を含めてダイナミックバランスを取ったものを用いる
か、あるいは、モータをゴム等の振動吸収材を介して天
びん固定部に取り付けるなどが考えられるが、ダイナミ
ックバランスを取ったモータは高価であり、天びんコス
トを上昇させる原因となる。一方、ゴム等の振動吸収材
を用いる場合には、振動の吸収能力を高くするべく柔ら
かい材料を用いると、モータを駆動してその回転を校正
分銅加除機構等に伝達する際、その反作用によって振動
吸収材が変形し、実質的にモータが移動してしまって意
図した動作が得られない等といった問題が生じる。

【０００４】本発明の目的は、ダイナミックバランスを
取ったモータを用いることなく、比較的簡単な構造のも
とに、駆動すべき機構の動作等を損なうことなく、モー
タの駆動による騒音や測定値への影響が少ない電子天び
んを提供することにある。

【０００５】

【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を参照しつつ説明す
ると、本発明の電子天びんは、例えば校正分銅加除機構
等の、荷重検出部の周辺機構の駆動用モータ１２を、そ
の回転出力軸方向に剛で、かつ、同軸方向に直交する方
向には柔な部材２０を介して天びん固定部２１に取り付
けるとともに、モータ１２の回転をその回転出力軸方向
の変位に変換する変換機構Ｃによって、駆動すべき機構
に伝達するよう構成したことによって特徴づけられる。

【０００６】ここで、本明細書におけるモータとは回転
電動機のことを言い、また、本発明で言うモータには、
そのモータの回転出力軸を減速するための歯車列が一体
化されたいわゆるギアヘッド付きモータ（ギアドモー
タ）をも含む。

【０００７】

【作用】モータ１２の駆動による振動は、主としてその
回転出力軸の円周方向、つまりその回転出力軸方向に直
交する方向に現れるが、この振動はモータの回転出力軸
方向に直交する方向に柔な部材２０に吸収され、天びん
固定部２１には伝わらない。しかも、この部材２０はモ
ータ１２の回転出力軸方向には剛であり、かつ、モータ
１２の回転力（軸力）は変換機構Ｃによってその回転出
力軸方向に取り出されるため、反作用によりモータ１２
が固定部２１に対して移動してしまう等の不具合も生じ
ない。

【０００８】

【実施例】図１〜図３は本発明実施例の構成を示す図で
あり、図１は本発明実施例の天びんケース１等を除去し
た状態で示す内部構造の平面図、図２は同じく天びんケ
ース１等を除去した状態で示す内部構造の部分断面正面
図、図３は天びんケース１および皿４を切断して示す右
側面図である。

【０００９】この例は本発明を校正分銅加除機構に適用
した例であり、まず、天びん自体の構造と校正分銅加除
機構について概略的に説明する。天びんケース１内には
電磁力平衡機構等の荷重センサ（図示せず）が収容され
ており、その荷重センサの上方には荷重感応部２が連結
されている。この荷重感応部２には、その上面の四隅部
分にそれぞれ天びんケース１の天井面を貫通してケース
１外に臨む皿受け部材３・・３が固定されており、その各
皿受け部材３・・３によって皿４の四隅部分が支承されて
いる。

【００１０】天びんケース１の天井面には、皿受け部材
３・・３で囲まれた中心部分に皿４の下面凹部内に向けて
円形に突出する突出部１ａが形成されており、その突出
部１ａ内に校正分銅１０が配設されている。そして、こ
の校正分銅１０は、以下に示す校正分銅加除機構によっ
て上下動され、通常の測定動作時等の分銅不使用状態で
は天びんケース１の天井面の突出部１ａ内でその天井面
の下面に押しつけられる一方、校正動作時における使用
状態では荷重感応部２の上面に載せられる。

【００１１】校正分銅加除装置は、水平軸１１ａの回り
の揺動運動によって校正分銅１０を上下動させる分銅持
ち上げレバー１１と、駆動源であるモータ１２と、その
モータ１２の回転出力をモータ１２の回転出力軸方向へ
の直線運動に変換して、分銅持ち上げレバー１１を揺動
させるためのねじ送り機構を用いた軸力変換機構Ｃによ
って構成されている。

【００１２】モータ１２は、モータ本体１２ａの一端面
にギアヘッド１２ｂが一体的に固着されたいわゆるギア
ドモータであって、このギアヘッド１２ｂはモータ本体
１２ａの回転出力軸と平行な出力軸１３を備えている。
また、このギアヘッド１２ｂには、モータ本体１２ａと
反対側の端面に軸力変換機構Ｃが固着されており、これ
らのモータ本体１２ａ，ギアヘッド１２ｂおよび軸力変
換機構Ｃが一体化された状態で、軸力変換機構Ｃの端面
部分に装着された後述する取り付け部材２０を介してフ
レーム２１に固着されている。

【００１３】フレーム２１は天びんベース（図示せず）
に固着される水平部分と、その両端において鉛直に立ち
上がるコラム部とからなり、その両コラム部間に前記し
た分銅持ち上げレバー１１の揺動中心である水平軸１１
ａが支承されている。

【００１４】軸力変換機構Ｃは、ギアヘッド１２ｂの出
力軸１３と同軸上に形成された雌ねじ１４ａおよびこれ
と同軸の座ぐり孔１４ｂが形成された雌ねじブロック１
４と、その雌ねじ１４ａにねじ込まれる雄ねじ１５ａが
一端に形成され、座ぐり孔１４ｂ内を貫通して他端がモ
ータ１２のギアヘッド１２ｂの出力軸１３に係合するね
じ切り軸１５によって構成されており、モータ１２の駆
動による出力軸１３の回転運動を、その出力軸１３の軸
方向への直線運動に変換することができる。すなわち、
ギアヘッド１２ｂの出力軸１３の先端部分には断面略矩
形状の非円形断面部１３ａが形成されており、その非円
形断面部１３ａはねじ切り軸１５の他端面に形成された
切り欠き部１５ｃ内に軸方向に摺動自在に挿入されてい
る。これにより、モータ１２を駆動することによってね
じ切り軸１５は回転するが、このねじ切り軸１５の先端
の雄ねじ１５ａは雌ねじ１４ａにねじ込まれているた
め、ねじ切り軸１５はその軸方向に、従って出力軸１３
の軸方向に変位する。

【００１５】ねじ切り軸１５の雄ねじ１５ａの先端は、
鉛直軸１６ａの回りを回動自在に支承されたレバー１６
の一端部に当接しており、ねじ切り軸１５の軸方向への
変位によりレバー１６が回動する。このレバー１６は鉛
直軸１６ａを中心として略Ｌ字形に屈曲しており、屈曲
後の他端部にはピン１７ａを介して連結棒１７が装着さ
れている。従って、レバー１６が回動すると、その回動
の向きに応じた向きに連結棒１７が軸方向に変位する。

【００１６】分銅持ち上げレバー１１は、前記したフレ
ーム２１に支承された水平軸１１ａに揺動自在に装着さ
れる左右２つの被承部１１ｂ，１１ｃと、その被承部１
１ｂ，１１ｃから校正分銅１０の下方にまで略水平に伸
びる２本のアーム部１１ｄ，１１ｅと、水平軸１１ａの
直下部においてアーム部１１ｄ，１１ｅに対して略直角
に下方に屈曲する屈曲部１１ｆからなり、その屈曲部１
１ｆの下端部に上述の連結棒１７の先端が装着されてい
る。また、各アーム部１１ｄ，１１ｅの先端部には、校
正分銅１０の下面左右両端部近傍に形成された２箇所の
凹部Ｄにそれぞれ入り込む押し上げピンＰが固着されて
おり、分銅持ち上げレバー１１はこの各押し上げピンＰ
の先端によって校正分銅１０を持ち上げるようになって
いる。

【００１７】以上の構成により、モータ１２を駆動する
ことにより、ギアヘッド１２ｂの出力軸１３の回転運動
が軸力変換機構Ｃによってその出力軸１３の軸方向への
直線運動に変換されて分銅持ち上げレバー１１を揺動さ
せ、これによって校正分銅１０を上下動させることがで
き、校正分銅１０を不使用状態（クランプ状態）と使用
状態（負荷状態）のいずれかの状態とすることができ
る。すなわち、校正分銅１０は、不使用状態では、図３
に実線で示すように、分銅持ち上げレバー１１の左右の
アーム部１１ｄ，１１ｅの押し上げピンＰによって天び
んケース１の突出部１ａの下面に押しつけられた状態と
なって荷重感応部２には全く接触せず、また、この状態
からモータ１２を駆動してねじ切り軸１５を後退（図
１，図２において左動）させると、レバー１６、連結棒
１７を経て分銅持ち上げレバー１１が図３において二点
鎖線で示すように揺動し、校正分銅１０は下降して荷重
感応部２の上に載り、かつ、押し上げピンＰとは接触し
ない負荷状態となる。

【００１８】さて、以上のような分銅加除機構の動力源
であるモータ１２は、軸力変換機構Ｃと一体化された状
態で、取り付け部材２０を介してフレーム２１に固着さ
れていることは前記したが、この取り付け部材２０につ
いて、図３と、そのＡ−Ａ断面図である図４を参照しつ
つ、以下に詳述する。

【００１９】取り付け部材２０は、フレーム２１に固着
されるコラム部２０ａと、そのコラム部２０ａにの側面
から水平に伸びる４本のビーム２０ｂ〜２０ｅとからな
り、各ビーム２０ｂ〜２０ｅの先端部が軸力変換機構Ｃ
の雌ねじブロック１４の端面に固着されている。従って
モータ１２並びに軸力変換機構Ｃは、４本のビーム２０
ｂ〜２０ｅによって片持ち支持された状態となってい
る。各ビーム２０ｂ〜２０ｅの伸びる方向は、モータ１
２のギアヘッド１２ｂの出力軸１３の軸方向であり、ま
た、各ビーム２０ｂ〜２０ｅの軸直角断面積は比較的小
さく、よってモータ１２並びに軸力変換機構Ｃは、モー
タ１２の回転出力軸方向には剛で、これと直交する方向
には柔な状態で、フレーム２１に取り付けられているこ
とになる。

【００２０】以上のようなモータ１２の取り付け構造に
おいて、モータ本体１２ａのロータやギアヘッド１２ｂ
内のギアのダイナミックバランスが取られていない場
合、その回転軸に対してラジアル方向への振動が発生す
るが、この方向には取り付け部材２０が柔であり、この
振動は取り付け部材２０の柔軟部である各ビーム２０ｂ
〜２０ｅに吸収され、フレーム２１には殆ど伝わらな
い。

【００２１】一方、モータ１２の駆動によるギアヘッド
１２ｂの出力軸１３の回転力は、軸力変換機構Ｃによっ
てその出力軸１３の軸方向への直線運動力に変換されて
校正分銅加除機構に伝達されるが、この方向には取り付
け部材２０は剛であり、レバー１６以下の校正分銅加除
機構への力の伝達による反作用によってモータ１２が相
対的に移動する等の不具合は生じない。

【００２２】ここで、本発明は、モータ１２の取り付け
構造とその回転力の取り出し方向に特徴があるものであ
って、校正分銅加除機構自体の構成は任意であり、例え
ば図５に例示するような機構を採用することができる。
この図５の例では、先の例と同様なモータ１２、軸力変
換機構Ｃおよび取り付け部材２０を用いるとともに、軸
力変換機構Ｃのねじ切り軸１５の直線運動によって、分
銅持ち上げレバー１１を直接的に揺動させるようにして
いる。この例においても、モータ１２のロータ等のアン
バランスに起因して生じる回転軸に直交する方向への振
動は、取り付け部材２０の各ビーム２０ｂ〜２０ｅによ
って吸収され、フレーム２１には殆ど伝達されないとと
もに、モータ１２の回転力はその回転軸方向への運動に
変換されて分銅持ち上げレバー１１に伝達されるため、
反作用によりモータ１２が変位するといった不具合は生
じない。

【００２３】なお、以上の各例において、取り付け部材
２０の各ビーム２０ｂ〜２０ｅの軸直角断面形状は、図
４に示したような矩形のほか、円形等の任意断面形状と
することができる。

【００２４】また、本発明におけるモータの取り付け部
材の構造は、以上の各例で示したものに限らず、例えば
図６に正面図（Ａ）およびそのＡ−Ａ断面図（Ｂ）を示
すような構造を採用することができる。

【００２５】この例では、モータ１２および軸力変換機
構Ｃとを一体化した先の例と同様のユニットが、軸力変
換機構Ｃの両側面にそれぞれビス止めされた２枚の平板
状の取り付け部材２００ａ，２００ｂによってフレーム
２１に取り付けられている。各取り付け部材２００ａ，
ｂは、全体として略Ｌ字形の平板であり、その一端部が
フレーム２１にビス止めされるとともに、水平に伸びた
他端部が軸力変換機構Ｃの側面にビス止めされる。そし
て、各取り付け部材２００ａ，２００ｂには、その水平
部分にコ字形のくり抜き部Ｕが形成されており、これに
よってフレーム２１へのビス止め部と軸力変化機構Ｃへ
のビス止め部とが、実質的に上下２本のビームｂ１，ｂ
で連結された構造となっている。従って、この例におい
ても、先の例で示した取り付け部材２０による取り付け
構造と同様に、モータ１２並びに軸力変換機構Ｃは、モ
ータ１２の回転軸方向と平行な合計４本のビームを介し
てフレーム２１に取り付けられた状態となり、モータ１
２の回転軸方向には剛で、それと直交する方向には柔な
状態でフレーム２１に取り付けられるとともに、モータ
１２の回転力はその回転軸方向、つまり剛方向に取り出
されることになる。

【００２６】この図６の実施例では、取り付け部材のビ
ームがモータ１２および軸力変換機構Ｃと並列に配置さ
れるため、装置をコンパクト化できるという利点があ
る。なお、本発明において、モータの回転をその回転軸
方向の変位に変換する変換機構については、以上のよう
な軸力変換機構Ｃに限らず、任意の機構を採用すること
ができることは勿論であるが、モータの軸力の取り出し
方向をモータの回転出力軸方向にするために、必要に応
じてベベルギア機構等を介在させてもよい。

【００２７】図７は天びんのひょう量室の自動ドアの駆
動機構に本発明を適用した例で、ベベルギア機構とベル
ト機構とを併用した例である。この例では、モータ１２
のギアヘッド１２ｂの出力軸１３（図７において図示せ
ず）の回転を、ベベルギアユニット７１によってモータ
１２の回転軸に直交する方向への回転に変換し、そのベ
ベルギアユニット７１の出力軸にプーリ７２を固着し
て、このプーリ７２と別途フレーム２１上に支承された
プーリ７３との間にベルト７４を掛け回し、そのベルト
７４にドアに係合する連結部材７５を固着している。プ
ーリ７２と７３とを結ぶ方向、換言すれば連結部材７５
を移動させるべき方向は、モータ１２の回転軸と同方向
である。

【００２８】そして、モータ１２はベベルギアユニット
７１とともに一体化した状態で、ベベルギアユニット７
１の両側面において図６に示したものと同様の取り付け
部材２００ａ，２００ｂ（図７において２００ｂは図示
せず）を介してフレーム２１に取り付けられている。

【００２９】この図７の例では、モータ１２の駆動によ
る振動は図６の例と同様に取り付け部材２００ａ，２０
０ｂによって吸収されてフレーム２１には殆ど伝わら
ず、また、モータ１２の回転出力は、その回転軸方向へ
の連結部材７５の直線運動に変換されて取り出されるた
め、ドアの駆動による反作用によってモータ１５が変位
するといった不具合も生じない。

【００３０】本発明は、以上の各例に限定されるもので
はなく、要は、モータが天びん固定部に対してその回転
出力軸方向には剛に、それと直交する方向には柔に取り
付けられ、かつ、モータの回転出力が、任意の変換機構
によってその回転軸方向への力として取り出される構造
であればよく、上記した校正分銅加除機構やひょう量室
の自動ドア機構のほか、必要に応じてひょう量室内の皿
上への試料の搬入・搬出機構等にも適用し得ることは言
うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
校正分銅加除機構やひょう量室の自動ドア機構等の、荷
重検出部の周辺機構を駆動するモータが、天びん固定部
に対してモータの回転出力軸方向に剛、それと直交する
方向には柔な部材を介して取り付けられているととも
に、そのモータの回転力は、変換機構によってモータ回
転出力軸方向に取り出されるように構成したから、比較
的簡単な構成のもとに、モータやそれに付随のギア等の
ダイナミックバランスが十分でなくとも、モータの駆動
によって生じる振動が殆ど天びん固定部には伝わらず、
しかも、モータの駆動により機構を動作させたときに、
モータが実質的に移動してしまうといった不具合も生じ
ない。以上のことから、簡単な部材を追加するだけで、
入手の容易な低価格のモータを用いて、騒音が少なく測
定値への影響が少ない電子天びんが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の天びんケース１等を除去した状
態で示す内部構造の平面図

【図２】同じく天びんケース１等を除去した状態で示す
本発明実施例の内部構造の部分断面正面図

【図３】天びんケース１および皿４を切断して示す本発
明実施例の右側面図

【図４】図２のＡ−Ａ断面図

【図５】本発明の他の実施例の要部正面図

【図６】本発明の更に他の実施例の要部正面図（Ａ）お
よびそのＡ−Ａ断面図（Ｂ）

【図７】本発明の更にまた他の実施例の要部正面図

【符号の説明】

１ 天びんケース ２ 荷重感応部 ４ 皿 １１ 分銅持ち上げレバー １２ モータ １２ａ モータ本体 １２ｂ ギアヘッド １３ 出力軸 １４ 雌ねじブロック １５ａ 雄ねじ ２０ 取り付け部材 ２０ａ コラム部 ２０ｂ〜２０ｅ ビーム ２１ フレーム Ｃ 軸力変換機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷重検出部の周辺機構の駆動用モータを
   内蔵した電子天びんにおいて、上記モータが、その回転
   出力軸方向に剛で、かつ、同軸方向に直交する方向には
   柔な部材を介して天びん固定部に取り付けられていると
   ともに、このモータの回転力は、当該モータの回転をそ
   の回転出力軸方向の変位に変換する変換機構によって、
   駆動すべき機構に伝達されるよう構成されていることを
   特徴とする電子天びん。