JPH11160141A - 電子天秤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 較正用分銅を内蔵する電子天秤において、突
き上げ方式の較正用分銅加除手段に伴う調整等の問題を
解消し、効率よくかつ動作の安定な分銅加除手段を提供
する。 【解決手段】 感度較正用の分銅３を突き上げることに
よりこれを負荷位置から除去する分銅加除機構を備え、
この突き上げ手段６を弾性的に伸縮可能に構成した。突
き上げ手段の調整を軽減し、また突き上げトルクの変化
が少なく、分銅３を負荷解除位置で安定に保持できる。
天秤感度の較正を行う際には、突き上げ棒６を下降させ
分銅３を負荷位置に置いた状態で分銅負荷に基づく荷重
感応部の出力が較正用分銅３の質量と一致するように、
感度係数が自動的に制御される。測定時には、突き上げ
棒６を所定位置まで上昇させると、分銅３が分銅当たり
５に弾性的に押圧され負荷解除位置に安定に保持され
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、電子天秤、特に感
度較正用分銅の加除手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子天秤の感度較正は、一般に、荷重感
応部に既知質量の分銅等を付加し、そのときの計量値が
既知質量に一致するよう、荷重感応部の出力を質量に換
算するための感度係数を更新することにより行われる。
高精度の電子天秤においては、感度較正用の分銅を内蔵
するとともに、その内蔵分銅を頻繁に荷重感応部に対し
て負荷／負荷解除するための、いわゆる分銅加除機構を
備えたものが多い。

【０００３】本願出願人は、先に分銅突き上げタイプの
内蔵分銅を有する天秤について、先に出願したが、この
分銅突き上げタイプの内蔵分銅を有する天秤において、
最も難しいものの一つは突き上げ棒の調整である。突き
上げ棒が上がり切ったときの隙間δが大きいと落下や振
動（天秤の）で天秤本体を傷つけることがある。またδ
が小さいと突き上げるトルクが大きくなる問題を生じ
る。そこでこの隙間を最適に調整することが重要になる
が、従来では次の３つの調整方法が用いられていた。

【０００４】ａ）突き上げ棒として、長さの異なるもの
を何種類か設けておき、現物合わせにより最適のδに相
当するものを選択使用する。

【０００５】ｂ）分銅当たりの位置を上下方向に変化で
きるようにする。

【０００６】ｃ）分銅当たりを弾性変形できるように構
成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記調整法ａ）とｂ）
はいずれも、突き上げ棒の調整しろが少ないため、以下
の問題があった。

【０００８】１）粗調整の手間がかかる。

【０００９】２）突き上げ棒を動かすトルクの変動が大
きい。

【００１０】３）安定した粗調整ができない。

【００１１】また、調整法ｃ）の場合には、突き上げ棒
を動かすトルクの変動が大きく、かつ装置構成が複雑と
なる。

【００１２】本発明は、上記の諸問題を解消し、効率よ
くかつ動作の安定な分銅加除手段を備えた天秤を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電子天秤は、感度較正用の分銅を内蔵する
電子天秤において、前記分銅を突き上げることによりこ
れを負荷位置から除去する分銅加除機構を備え、この突
き上げ手段を弾性的に伸縮可能に構成したことを特徴と
するものである。この伸縮可能の範囲は調整可能である
ことが望ましい。突き上げ棒を、ばね等により伸縮可能
とし、しかもδだけの調整しろを持たせることにより、
バネの作用で従来よりも調整しろはかなり大きくなり、
Ｓ面を適切に決めることによりストッパーにもなり、分
銅当たりからの分銅の脱落を防止することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下図面に基づき、本発明の実施
形態について説明する。図１は本発明の１実施形態の電
子天秤の要部構成部であり、１は被測定物を載置するた
めの受け皿であり、支柱２によりその下方に配置した分
銅台４と一体に結合されている。３は較正用の分銅であ
り、例えば有孔の薄い円柱状（ドーナツ状）に形成さ
れ、支柱２の外径よりもやや大きい内径の中心孔を支柱
２が貫通し滑らかに上下動できる状態で分銅台４の上に
載置されている。分銅３は分銅台４に載置されたとき分
銅負荷状態となる。５から９は分銅加除機構である。５
は分銅３を分銅の負荷位置である分銅台４から上昇離脱
させた負荷解除位置で分銅３を受け止める分銅当たりで
あり、装置の固定部の一部を構成している。

【００１５】６は、例えば摺動案内機構６ｂにより上下
方向に滑らかに昇降移動可能であり分銅３の設定位置の
切り換え（負荷位置・負荷解除位置間の切り換え）を行
うための突き上げ棒であり、弾性的に伸縮可能に構成さ
れている。突き上げ棒６は、分銅台４に設けた透孔４ａ
を緩く貫通して分銅３の下面に接触するように構成され
ており、この接触位置を安定させるため分銅３の下面の
突き上げ棒６が当接する位置には、突き上げ棒６の上端
を受け止めるに適した大きさと深さの窪みを設けておい
てもよい。負荷解除の際には分銅３を上方に突き上げて
分銅当たり５に弾性的に押圧して、負荷を解除した状態
で分銅３を安定に保持させ、負荷の際には下降して分銅
台４上に分銅３を保持させる。突き上げ棒６の弾性伸縮
性は本発明の重要な特徴である。具体的構成としてはそ
の一部に例えば弾性材、ばね等による弾性伸縮可能部分
６ａを設けてもよいが、他の構成によることもできる。
突き上げ棒６の詳細については図２に基づいて後述す
る。

【００１６】７、８、９は突き上げ棒６を上下動させる
ための駆動機構であり、７は突き上げ棒６の下端に接し
これを上下させる円形のカム板であり、垂直軸７ａ及び
ベアリング７ｂにより基台１０上に回動可能に保持され
ている。カム板７の上面には滑らかなカム面７１が形成
され、カム面７１には、突き上げ棒６がその自重及び分
銅３の重量により圧迫されつねに接触しており、カム板
７の回転角度位置に応じて突き上げ棒６、従って分銅３
が上下する。カム面７１は、図では水平面に対して傾斜
した平面であるが、突き上げ位置の終点近くではカム板
７の回転角度に対して突き上げ棒６、従って分銅３を緩
やかに上下させるような曲面に形成してもよい。

【００１７】カム板７の外周側面はギヤ７２に形成さ
れ、減速駆動用の小径のギヤ８を介してモータ９に結合
されている。カム板７のギヤ７２と減速ギヤ８との間に
はさらに減速機構を介在させ減速比を上げることもで
き、また平歯車の代わりにウオームとウオームギヤとの
結合、あるいはプーリ減速機構等を用いることもできる
が、これらの構成は本発明の本旨とは余り関係がない。
１１はモータ支持用の架台であり、基台１０上に固定さ
れている。

【００１８】１２は、分銅台４に作用する荷重、または
受け皿に作用する荷重を電気量に変換するための荷重感
応部であり、例えば、サーボ機構により荷重とフォース
コイルによる電磁力とをバランスさせる天秤機構を有
し、バランスする電磁力を発生させるフォースコイルの
電流値により荷重値を測定する。この具体的構成例につ
いては、図３において述べる。

【００１９】図２は、本発明の特に要部である突き上げ
棒６の具体的構成を示し、６１はケーシング、６２はケ
ーシング６１内にその長さ方向に移動可能に収容された
スライドシャフトである。ケーシング６１は外周は同じ
径の円筒状であるが、スライドシャフト６２を収容する
空間は内径の小なる部分（小径部）６１ａと大なる部分
（大径部）６１ｂとで構成され，その境界部は階段状の
段突き部に形成されている。一方、スライドシャフト６
２はこれらの小径部６１ａ、大径部６１ｂ内をそれぞれ
滑らかに摺動できる外径を有する小径部６２ａ，大径部
６２ｂを有し、その中間部が階段状の段付き部に形成さ
れている。ケーシング６１、スライドシャフト６２は互
いに突き合わせ部６５を構成し、スライドシャフト６２
の上方向への移動に対するストッパー機能をも有してい
る。

【００２０】ケーシング６１の上端は開いており、上方
にはスライドシャフト６２の先端が突出しており、スラ
イドシャフト６２の上端には分銅３に接触する突き上げ
部６３が螺合され、位置調節可能である。突き上げ部６
３の下端とケーシング６１の上端との間に形成される円
筒状の空間には、ばね６４が設けられその下部がケーシ
ング６１の上端に結合されている。ばね６４は圧縮状態
であり、突き上げ部６３の先端に圧が作用していない状
態では、突き上げ部６３とケーシング６１とが段付き部
（突き合わせ部）６５で互いに圧迫接触する。ばね６４
の圧縮状態は、突き上げ部６３の螺合位置の調節により
調整できる。

【００２１】ケーシング６１の下端には、蓋部６６が設
けられ、蓋部６６はその上端のＳ面６７とスライドシャ
フト６２の下端との間には設計上の伸縮量δｄを設ける
状態で嵌込まれている。ケーシング６１の下端と蓋部６
６との結合は、圧入でもよいが螺合させるようにして前
記伸縮量δｄを任意に調整できるように構成してもよ
い。蓋部６６の下表面は滑らかな曲面に形成し、上記の
カム板７の上端カム面と滑らかに接触できるように構成
する。

【００２２】図３は、本発明の電子天秤のより具体的な
実施態様を示す。図１、図２で述べた点はここでは説明
を省略する。荷重感応部は具体的にはパラレルガイド機
構１２として構成されていて、これらおよびその周辺の
構成について説明する。受け皿１、支柱２および分銅台
４の重量、及び受け皿１、分銅台４にかかる被測定物ま
たは較正用分銅の重量はパラレルガイド機構１２の可動
柱１３により支承されている。パラレルガイド機構１２
は、互いに平行で、かつ、それぞれの両端部に可撓部ｅ
を備えた上下の梁１５、１６によって可動柱１３を固定
柱１４に連結した構造を持ち、可動柱１３は連結部材１
８を介してレバー１７の一端に連結されている。

【００２３】レバー１７は、支点１９を中心として紙面
に垂直な軸のまわりに回動可能に支承されており、その
他端の変位は変位センサ２０によって検出される。また
レバー１７には電磁力発生装置２２のフォースコイル２
５に固着されている。電磁力発生装置２２は永久磁石を
主体とする磁気回路２３と、それが作る静磁場中に変位
自在に配置されたフォースコイル２５によって構成され
ており、このフォースコイル２５に流れる電流の大きさ
に応じた電磁力を発生する。このフォースコイル２５に
流れる電流は、変位センサ２０によるレバー１７の変位
検出値が常に零となるように作動するサーボ機構（図示
せず）によって制御される。従ってレバー１７は受け皿
１ないし分銅台４に作用する荷重によって回動変位しよ
うとするが、その変位が常に零となるような電磁力がレ
バー１７に作用する結果、レバー１７は一定姿勢の平衡
状態に保たれる。そして、このレバー１７の平衡状態に
おいてフォースコイル２５に流れる電流の大きさから、
荷重感応部である受け皿１ないし分銅台４に作用してい
る荷重の大きさが求められる。

【００２４】次に、本発明装置の動作について説明す
る。

【００２５】１）天秤感度の較正を行う際には、図１、
図３のように、突き上げ棒６はカム板（カム大）７の最
低位置付近に接して最下方位置にあり、分銅３は台４上
に載置され負荷された状態にあり、この分銅負荷に基づ
く荷重感応部の出力が較正用分銅３の質量と一致するよ
うに、感度係数が自動的に制御される。

【００２６】２）分銅負荷状態から分銅負荷解除指令が
出されるとモータ９、カム板７が回転して突き上げ棒６
が徐々に上昇し、突き上げ棒６の上端が分銅の突き上げ
を開始する。突き上げ棒６の先端は分銅３の中心孔より
も左部を突き上げて、分銅３を上昇させ、これを分銅当
たり５の下面に押圧し保持させ、分銅負荷解除動作を終
了する。以後、分銅負荷指令が出されるまで、突き上げ
棒６により分銅３が分銅当たり５に弾性的に押圧された
状態が維持され、この状態で測定を行うことができる。

【００２７】上記の動作においては、突き上げ棒６が分
銅３を突き上げて、分銅３が分銅当たり５の下面に当た
ると、ばね６４が圧縮されて突き上げ棒６が０＜δｄ＜
δだけ収縮し、この収縮した状態で突き上げ棒６は分銅
３を弾性的に押圧保持する。この式において、δはばね
６４の伸縮量であり、δｄは設計上のばね６４の伸縮量
である。したがって、０＜δｄ＜δだけの長さは、突き
上げ棒６の長さ方向において突き上げ棒６と分銅３の位
置関係の変動があっても、ばね６４の伸縮により吸収さ
れるので、伸縮量δを大きくとり、かつばね定数を適当
な値に選択すれば、突き上げ棒６の長さ等の調整がほと
んど不要となる。

【００２８】従って、長さの異なる何種類かの、突き上
げ棒６を用意しておき、適当なものを選択したり、ある
いは突き上げ棒６の長さの調整等の時間の無駄と労力を
軽減することができる。また突き上げトルクの変化が少
ないので、分銅３の負荷解除位置での保持動作を安定に
できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、次のような効果が得られる。

【００３０】ばねの伸縮量δが設計上のばねの伸縮量δ
ｄに対して、０＜δｄ＜δの関係が成立する調整幅（δ
は従来技術に比べて大）なので、突き上げ棒の調整時間
の低減ができ、また分銅当たりが移動または変形しない
ので、突き上げ棒の突き上げトルクの変化が少なくな
り、さらに、分銅が分銅当たりに弾性的に押圧され保持
されるので安定に粗調整ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子天秤の構成を概略的に示す図であ
る。

【図２】本発明の電子天秤の要部構成を示す図である。

【図３】本発明の電子天秤の具体的構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１……受け皿 ３……分銅 ４……分銅台 ５……分銅当たり ６……弾性伸縮性の突き上げ棒 ７……カム板 ７１…カム面 ６１…ケ−シング ６２…スライドシャフト ６３…突き上げ部 ６４…ばね ６６…蓋部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感度較正用の分銅を内蔵する電子天秤にお
   いて、前記分銅を突き上げることによりこれを負荷位置
   から除去する分銅加除機構を備え、この突き上げ手段を
   弾性的に伸縮可能に構成したことを特徴とする電子天
   秤。