JPH10169993A - 重量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、重量検出装置に関するものであり
支持回転軸の傾きおよびモータと固定金具の組立時のセ
ンターズレ等により板バネに接触している支持回転軸や
荷重伝達部材の接触面が平面であると荷重の伝達バラツ
キにより重量検知精度や重量繰り返し精度のバラツキが
大きくなることである。 【解決手段】 重量検出装置は、支持回転軸１の傾きお
よび組立て時のセンターズレが発生しても板バネ２に対
して支持回転軸１の先端に取り付けた樹脂１６が点接触
し、かつ荷重伝達部材３の先端が点接触することで荷重
伝達損失をさらに低減することが可能になり荷重伝達部
材３には鉛直方向に正確に荷重が伝達される。したがっ
て、測定精度の変動幅が著しく小さくなることから平均
化に要する積分時間も短くて従来以上に速やかに重量検
出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物の重量を計算す
る秤に関し、特にそれから物の重量を検出し、その重量
情報を応用して機能や性能を向上させる目的の高周波加
熱機器等の重量検出装置応用機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の重量検出装置は、特開昭６
２−１７４１００号公報に記載されているようなものが
一般的であった。この装置は図３に示されているように
支持回転軸１によって伝達された食品の荷重は、両端を
固定した板バネ２を加圧して荷重伝達部材３に伝達され
る。この板バネ２は食品を均一に加熱するためのモータ
４の回転摺動による荷重伝達部材３の摩耗や振動による
ノイズを軽減するための機構である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
重量検出装置では支持回転軸１は軸受け５および６によ
って鉛直方向に保持されており、荷重は支持回転軸１の
スラスト方向に伝達されるが、軸と軸受の間のクリアラ
ンスによる支持回転軸１の傾きやモータ４と固定金具７
の組立時のセンターズレ等によって生じる荷重の伝達損
失は避けられないという問題を有していた。

【０００４】図４は支持回転軸１の傾きおよびモータ４
と固定金具７の組立時のセンターズレ等により荷重の伝
達の変化を示す説明図である。測定中支持回転軸１の位
置ズレは、荷重伝達部材３のセンターに対しケースバイ
ケースで様々に変化する。図４（ａ）に示すように鉛直
方向に正確に荷重がかかり、かつ荷重伝達部材３に対し
センターが一致した状態、すなわち、図４（ｂ）に示す
ように同心円状で支持回転軸１が動作する場合もあれ
ば、図４の（ｃ）に示すように支持回転軸１が傾いた
り、モータ４と固定金具７の組立時のセンターズレによ
り、図４（ｄ）に示すように荷重伝達部材３のセンター
に対し支持回転軸１が板バネ２上で軌道する位置がズレ
荷重伝達部材３にかかる荷重が常に変化する状態になる
場合もある。

【０００５】図５はモータ回転中の重量検出素子８の出
力の瞬時値を示す。このように回転位置によって重量は
大きく変化しどのタイミングでデータを検出するかによ
って測定値は大きくばらつく。したがって、より正確な
データを獲得するためには重量検出素子８からの出力を
一定時間積分して平均化する必要がある。この波動が大
きくなると正確なデータを測定するために長時間の積分
が必要になり測定時間は長引き使い勝手が著しく悪くな
る。逆に使い勝手を重視して短時間の測定を行えばそれ
だけ誤差は大きくなり料理性能上不都合が発生するとい
う問題を有していた。

【０００６】また、図６に示すように重量検出素子８
は、上下２枚のアルミナのようなセラミックを材料とす
るダイアフラム９，１０をガラス等の化学的，物理的に
安定した絶縁材料を用いたスペーサ１１を挟んで微小ギ
ャップで張り合わせ各々の対向するダイアフラムの表面
に電極１２を張り付けた構造で電気的にはコンデンサー
を構成している。さらに重量検出素子８の上に荷重伝達
部材３が載せられ重量検出手段が構成されている。図３
に示すように重量検出素子８は荷重伝達部材３から荷重
が伝わるとダイアフラム９が下方に変形し、コンデンサ
ー容量が変化する。ダイアフラム１０が変形した時に固
定金具７と接触しないようにするためにスペーサー１１
の下方にリング状の素子マウント１３を設けねばならず
構成が複雑となり工数がかかってしまうという問題があ
った。

【０００７】また、被測定物の荷重の重いものを載せ長
時間運転させれば、経時変化で支持回転軸１と板バネ２
との間で摩擦抵抗の大きい支持回転軸１はセラミック材
を使用しているために板バネ２に穴があき破損し、重量
検出素子８に間違った信号が入り重量精度が狂うという
現象が発生する。

【０００８】以上、述べたように従来の重量検出装置で
は図３の支持回転軸１の傾きおよびモータ４と固定金具
７の組立時のセンターズレ等により板バネ２に接触して
いる支持回転軸１と荷重伝達部材３との接触面が平面で
あると荷重の伝達の変化のバラツキによって支持回転軸
１に加わる被加熱物の荷重を正確に荷重伝達部材３に伝
えることができないので、重量検知精度や重量繰り返し
精度のバラツキが大きい。また、瞬時に重量検知を行う
と性能が劣るという問題を有していた。

【０００９】さらに重量検出素子８を載せるリング状の
素子マウント１３で構成されているため部品および組立
コストがかかるという問題を有していた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、前記従来の構成において支持回転軸と弾性
体とが点接触し、かつ、弾性体と荷重伝達部材とが点接
触する構成とした。

【００１１】そして、何らかの要因により支持回転軸の
センターと荷重伝達部のセンターとがずれた場合でも、
支持回転軸は弾性体に対して点接触であり、かつ荷重伝
達部材は弾性体に対して点接触の構成にしているため、
支持回転軸と荷重伝達部材とのセンター間の距離は常に
一定となり、安定した荷重測定ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は被測定物を載置するため
の載置台と、前記載置台を支持しかつ支持方向に変移す
る回転可能な支持回転軸と、前記支持回転軸を回転駆動
するための回転駆動手段と、前記支持回転軸を支持しそ
の支持方向に変移する弾性体と、前記弾性体を支持する
荷重伝達部材と、前記荷重伝達部材に伝達された支持回
転軸からの荷重を検出する重量検出素子とを備え、前記
支持回転軸および前記荷重伝達部材との接触は点接触で
行う構成とした重量検出装置。

【００１３】そして、支持回転軸および荷重伝達部材は
弾性体と点接触しているため、たとえ支持回転軸と荷重
伝達部材とのそれぞれのセンターがずれたとしても、支
持回転軸と荷重伝達部材とのセンター間の距離は常に一
定となり安定した荷重測定ができる。

【００１４】また、支持回転軸および荷重伝達部材の先
端を弾性体と点接触するように突出する構成とした。

【００１５】そして、支持回転軸および荷重伝達部材の
先端を突出させているので、これら部材の生産がしやす
い。

【００１６】また、弾性体と点接触する支持回転軸の先
端は樹脂でモールドする構成とした。

【００１７】そして、支持回転軸の先端に樹脂をモール
ドすることで、弾性体との摩擦抵抗が小さくなり荷重の
重いものを載置し長時間運転しても弾性体に穴があいた
り破損しにくくすることができる。

【００１８】また、荷重を検出する重量検出素子を載置
するリング状のマウント素子と、前記重量検出素子を固
定するための固定金具とを一体構成とした。

【００１９】そしてリング状マウント素子と固定金具と
が一体となっているので、部品数の低減および組立コス
トの減少をはかることができる。

【００２０】以下、本発明の実施例について図面を用い
て説明する。なお、従来例と同一機能を有する部品また
は構成は同一符号としその説明は省略する。

【００２１】図１は本発明の重量検出装置の横断面図で
ある。また図２は支持回転軸１の傾きおよびセンターズ
レによる荷重の伝達の変化を示す説明図である。

【００２２】図１において被測定物を載置するための載
置台１４を支持し、かつ支持方向に所定量の変移をもつ
回転可能な支持回転軸１と、この支持回転軸を回転駆動
させるモータ４とが連結されている。本実施例では弾性
体として板バネを用いた場合について説明する。支持回
転軸１の下方に板バネ２が設置されており、この板バネ
２は支持回転軸１と接触すると同時に支持方向に変移す
る構成になっている。支持回転軸１の支持方向に伝達さ
れた荷重は、板バネ２に伝達される。さらに板バネ２に
伝達された荷重は鉛直方向に正確に伝わるように荷重伝
達部材３が設けられ、その下方に荷重を電気的物理量に
変換する重量検出素子８が設けられている。

【００２３】さらに、重量検出素子８はそのダイアフラ
ム１０が変形しても固定金具７に接触しないようにリン
グ状の素子マウント上に載置されている。しかもこのリ
ング状の素子マウントは固定金具７と一体構成にするこ
とにより、部品点数の削減と組立て工数の簡素化をはか
っている。

【００２４】固定金具７はモータ４をビス等で固定し、
板バネ２は固定金具７に対し左右に動く状態で固定す
る。また、荷重伝達部材３と重量検出素子８を固定する
固定カバー１５が固定金具７に固定されるような構成で
ある。

【００２５】支持回転軸１が板バネ２と接触する部分
は、支持回転軸１側に樹脂１６でモールドされ樹脂１６
先端は板バネ２に点接触する構成である。また、荷重伝
達部材３と板バネ２が接触する部分は、荷重伝達部材３
の先端が板バネ２に対した点接触する構成になってい
る。

【００２６】図２（ａ）は、支持回転軸１と荷重伝達部
材３が板バネ２を介してセンターが一致している状態で
荷重損失がなく伝わる場合である。また、図２（ｂ）
は、荷重伝達部材３のセンターに対し支持回転軸１の傾
きや固定金具７にモータ４の取付けのセンターズレ等の
要因により支持回転軸１のセンターと荷重伝達部材３の
センターとがずれた場合である。その時支持回転軸１は
板バネ２に対し点接触であり、かつ荷重伝達部材３は板
バネ２に対し点接触の構成にしているため支持回転軸１
と荷重伝達部材３のセンターの距離は常に一定になる。
そのため安定した測定が可能となる。

【００２７】なお、本実施例では支持回転軸と弾性体と
しての板バネとの点接触および、荷重伝達部材と板バネ
との点接触は支持回転軸の先端および荷重伝達部材の先
端に突出（凸部，円錐状部、あるいはニードル等）があ
り、板バネは平面である場合について説明したが、これ
は生産および組立てが容易であるためであり、この構成
以外にバネ板側に突出部を設け、支持回転軸または荷重
伝達部材の端部を平面状にしても同様に安定した測定結
果が得られる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば支持回転軸
の傾きおよび組立て時のセンターズレが発生しても弾性
体に対して支持回転軸の先端に取り付けた樹脂が点接触
し、かつ荷重伝達部材の先端が点接触することで荷重伝
達損失を低減することが可能になり、荷重伝達部材には
鉛直方向に正確に荷重が伝達される。したがって、測定
精度の変動幅が著しく小さくなることから平均化に要す
る積分時間も短くて従来以上に速やかに重量検出するこ
とができるという顕著な効果を有する。

【００２９】また、支持回転軸の先端に樹脂をモールド
することで弾性体との摩擦抵抗が小さくなり、荷重の重
いものを載せ長時間運転させても弾性体に穴が開いたり
破損することもなくなる。

【００３０】また、重量検出素子を受けているリング状
の素子マウントを固定金具と一体構成にすることで部品
費および組立工数を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の重量検出装置の横断面図

【図２】（ａ）同重量検出装置の支持回転軸と荷重伝達
部材とのセンターが一致している状態を示す要部断面図 （ｂ）同重量検出装置の支持回転軸と荷重伝達部材との
センターズレが生じている状態を示す要部断面図

【図３】従来の重量検出装置の横断面図

【図４】（ａ）同重量検出装置の支持回転軸と荷重伝達
部材とのセンターが一致している状態を示す要部側面断
面図 （ｂ）同重量検出装置の支持回転軸と荷重伝達部材との
センターが一致している状態を示す要部平面図 （ｃ）同重量検出装置の支持回転軸と荷重伝達部材との
センターズレが生じている状態を示す要部側断面図 （ｄ）同重量検出装置の支持回転軸と荷重伝達部材との
センターズレが生じている状態を示す要部平面図

【図５】モータ回転中の重量検出装置の検出出力の瞬時
値を示す出力波形図

【図６】重量検出素子の構成図

【符号の説明】

１ 支持回転軸 ２ 板バネ（弾性体） ３ 荷重伝達部材 ４ モータ（回転駆動手段） ７ 固定金具 ８ 重量検出素子 １３ 素子マウント １６ 樹脂

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物を載置するための載置台と、前
   記載置台を支持しかつ支持方向に変移する回転可能な支
   持回転軸と、前記支持回転軸を回転駆動するための回転
   駆動手段と、前記支持回転軸を支持しその支持方向に変
   移する弾性体と、前記弾性体を支持する荷重伝達部材
   と、前記荷重伝達部材に伝達された支持回転軸からの荷
   重を検出する重量検出素子とを備え、前記支持回転軸お
   よび前記荷重伝達部材との接触は点接触で行う構成とし
   た重量検出装置。
2. 【請求項２】 支持回転軸および荷重伝達部材の先端を
   弾性体と点接触するように突出する構成とした請求項１
   記載の重量検出装置。
3. 【請求項３】 弾性体と点接触する支持回転軸の先端は
   樹脂でモールドする構成とした請求項２記載の重量検出
   装置。
4. 【請求項４】 荷重を検出する重量検出素子を載置する
   リング状のマウント素子と、前記重量検出素子を固定す
   るための固定金具とを一体構成とした重量検出素子。