JPS61278719A

JPS61278719A - 上皿天びん

Info

Publication number: JPS61278719A
Application number: JP12130785A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawamoto; 河本　晟
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1986-12-09
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JP2564791B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野シ本発明は上皿天びんに関する。

〈従来の技術シ上皿天びんでは、一般に、秤皿上に載置された荷重を、
荷重伝達軸、荷重受等を介して、平衡電磁力発生装置や
ロードセル等の荷重センサに伝え、その荷重の大きさを
測定する。荷重センサは過負荷や衝撃荷重に対して脆弱
であって、通常、これらに対する保護を必要としている
。

従来の上皿天びんにおいては、上述の保護のため、種々
の機構が採用されているが、そのほとんどは、過負荷に
対する保護と、衝撃荷重に関しては秤皿中央部に鉛直方
向に作用するものに対する保護を主として対策していた
。

〈発明が解決しようとする問題点シしかし、試料を秤皿に載せ降ろしする際に、誤って秤皿
に衝突させたような場合には、秤皿に前後あるいは左右
方向への衝撃力等が作用することがある。このような場
合、従来の上皿天びんの保護機構では、全く効果を発揮
しないか、あるいは不充分であることが多く、荷重セン
サが損傷してしまうこともあった。また、従来、このよ
うな前後、左右方向への衝撃力等にも保護機能を有する
上皿天びんもあることはあるが、その構造が複雑で、高
価になっていまうという欠点があった。

本発明の目的は、簡単な構造のもとに安価に、鉛直方向
１前後、左右方向いずれの方向への衝撃力等に対しても
、保護機能を有する上皿天びんを提供することにある。

く問題点を解決する為の手段〉上記目的を達成するための本発明の構成を、その実施例
図面である第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、
秤皿１を上方端に装着した荷重伝達軸３を、荷重センサ
９に連通する荷重受６に係合せしめ、秤皿１上への載置
荷重を荷重センサ９によって検出する天びんにおいて、
荷重受６に、荷重伝達軸３を貫通せしめる貫通孔６ａを
穿つ。

荷重伝達軸３の下方端近傍には、この荷重伝達軸３に直
交する円形板４を形成する。そして、この円形板４の上
面が荷重受６の下面に所定の力で弾性的に押圧されるよ
う、荷重受６と荷重伝達軸３との間に所定の予圧を与え
た状態で弾性体（例えば圧縮コイルばね５）を介在せし
める。また、荷重伝達軸３の下方への変位はス）７パ１
０を設けることにより、同じく軸３の傾斜はストッパ１
１を設けることにより、それぞれ規制するよう構成する
。

く作用〉予圧を与えた弾性体（圧縮コイルばね５）により、荷重
伝達軸３は常時、荷重受６に円形板４を介して力Ｆｏで
押し付けられてている。第３図に示す如く、秤皿ｌの中
央部に鉛直方向への力Ｆ１が作用した場合、その力Ｆｌ
が弾性体の予圧による押圧力Ｆｏよりも大きいときにの
み、円形板４が荷重受６から離れ、すなわち荷重伝達軸
３が荷重受６に対して相対的に下方に変位する。この変
位をストッパ１０で規制することにより、所定値以上の
力が荷重センサ９に伝わることがない、また、第４図に
示す如く、秤皿１に横方向に力Ｆ２や、あるいは偏置荷
重Ｆ３が作用した場合、その方Ｆ２．あるいはＦ３の大
きさが、押圧力ＦＯ並びに、円形板４の上面と秤皿１と
のなす距離Ｉ１２と円形板４の半径１１との関係、ある
いは偏置荷重Ｆ３の作用点と秤皿１の中心とのなす距離
と円形板４の半径Ｉｌｌとの関係に基づく、所定の大き
さ以上であるときに、円形板４が一点Ａを支点として傾
き、従って荷重伝達軸５３が傾斜する。この傾斜をスト
ッパ１１で規制することにより、荷重センサ９に所定値
以上の力が伝わることがない。

〈実施例〉本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例の内部構造を示す部分断面図で、
第２図はそのｎ−ｎ断面図である。

秤皿１は皿受２を介して荷重伝達軸３の頂部に装着され
ている。この荷重伝達軸３は、荷重センサ９に通ずる荷
重受６に対して、次のように取り付けられている。

すなわち、荷重受６に貫通孔６ａを穿ち、この貫通孔６
ａに荷重伝達軸３を貫通させる。荷重伝達軸３の下方端
には、この荷重伝達軸３に直交する円形板４形成する。

そして、荷重伝達軸３の適宜個所に止め金７を固着して
、この止め金７と荷重受３の上面との間に、所定の予圧
を与えた状態で圧縮コイルばね５を挿入する。この圧縮
コイルばね５の復元力により、円形板４の上面が荷重受
６の下面に所定の押圧力で押圧密着され、これにより、
荷重伝達軸３は荷重受６に対して垂直を保った状態で取
り付けられることになる。

荷重センサ９は、例えば電磁力平衡型のセンサであって
、荷重受６への力の作用による変位を零とするような電
磁力を発生するに要した電流の大きさから、その力を検
出する。従って、秤皿１上の載置荷重は、その荷重の大
きさが圧縮コイルばね５の予圧に伴う押圧力よりも小さ
い限りにおいて、荷重伝達軸３．荷重受６を介して荷重
センサ９に伝達され、検出される。

以上のような機構が、秤皿１および皿受２を除いて、ケ
ース８の内側に収めされている。すなわち、ケース８の
上面に穿たれた円形孔から荷重伝達軸３の上方を突出さ
せ、その突出部に秤皿１および皿受２が装着される。こ
のケース８の円形孔の内側壁が、後述する如く、荷重伝
達軸３の傾斜量を規制するスト７バ１】を形成する。ま
た、ケース８の内方上面、荷重伝達軸３の真下部分は、
後述する如く、荷重伝達軸３の下方への変位量を規制す
るストッパ１０を形成する。

次に作用を述べる。まず、秤皿１の中央部に対して垂直
方向に作用する力Ｆｌについて、その方Ｆ１の大きさが
圧縮コイルばね５の予圧による円形板４の荷重受６への
押圧力Ｆｏよりも大きいとき、第３図に示す如く、円形
板４が荷重受６から離れて、荷重伝達軸３が下方に変位
することになるが、この変位があったとき、荷重伝達軸
３の下端面がケース８の上面のストッパ１０に当接する
。

これにより、過負荷や秤皿ｌ中央部への鉛直方向衝撃荷
重が、荷重受６に伝達することはない。このＦｌに対す
る保護機能の動作条件は、Ｆｌ＞Ｆｏ　　　　　　　　
　　　　　　・・・（１）である。

次に、秤皿１に対して水平方向に作用する力Ｆ２につい
て、その方Ｆ２の大きさが後述する動作条件を越える大
きさのとき、第４図に示す如く、荷重伝達軸３は円形板
４の一点Ａを支点として傾くが、このとき、荷重伝達軸
３がケース８の円形孔側壁たるストッパ１１に当接する
。これにより、試料載置時等に誤って秤皿１に衝突させ
たとき等の前後、左右方向への過大な衝撃力等が、荷重
受６に伝達することがない、このＦ２に対する保護機能
の動作条件は、円形板４の半径をｊ！１１点ＡからＦ２
作用点とのなす距離、すなわち、円形板４上面と秤皿１
とのなす距離を！２としたとき、である。天びんの荷重
センサ９のメカニズムは、一般に、秤皿１中心部への鉛
直方向荷重Ｆ１よりも、秤皿１への水平方向荷重受Ｆ２
に対して弱く、従って、１２　＞ｌｌとすることにより
、（１）式で示したＦｌに対する動作条件よりも小さな
動作条件で動作させることができ、実状に沿う保護を行
うことができる。

更に、同じく第４図に示す如く、秤皿１に偏置荷重Ｆ３
が作用したときには、Ｆ３の偏芯量をＲとすると、なる動作条件で荷重伝達軸３が傾いてストッパ１１に当
接し、荷重センサ９が保護される。このことは、天びん
メカニズムが中心荷重よりも偏置荷重に対して弱いとい
う特性に合致した保護が可能であることを意味している
。

なお、荷重センサ９の強度の実状に鑑みた場合、程度と
することが望ましく、従って、（２）および（３）式か
ら、１１を秤皿１の半径と同等乃至・１／２゜１ｇ２を
ｔｌの２乃至３倍程度とすることにより、実状に合致し
た各方向への荷重保護が可能となる。

更に、これらのことから、ＦＯは当該天びんのひょう量
の２乃至３倍程度に設定するとよい。

以上の実施例においては、円形板４を荷重受６に押圧す
るための弾性体を、圧縮コイルばね５で構成したが、こ
れに限定されることはなく、皿ばねや板ばね、あるいは
ゴム等を用いることができることは勿論である。また、
ストッパ１０および１１を、ケース８の内方上面や円形
孔を利用した例を示したが、例えば内部機構のベース部
分から別途に同様の機能を有する部材を持ち出すことも
でき、この場合、ケース８を用いることなく、内部のメ
カニカルユニットのみで保護機能を持つことになる。更
に、荷重センサ９は電磁力平衡型に限られることなく、
ロードセル等のセンサを有する天びんに通用できること
はいうまでもない。

く効果〉以上説明したように、本発明によれば、荷重伝達軸３を
荷重受６に貫通させ、その下方に円形板４を形成して、
予圧を与えた弾性体により荷重受６に対して円形板４を
所定の押圧力で押圧することにより、荷重伝達軸３を荷
重受６に取り付けるとともに、荷重伝達軸３の荷重受６
に対する下方への変位および傾きを、ストッパｔｏｉＢ
よび１１で規制するよう構成したから、過負荷等の秤皿
１の中央部に作用する力Ｆ１のみならず、秤皿１への水
平荷重Ｆ２および偏置荷重Ｆ３に対しても充分な保護機
能を有し、しかも、これら各方向への力に対して唯一の
簡単な機構で対処し得るから、コストアップとなること
がない、更に、各部の寸法比を適宜に選択するだけで、
荷重センサの各方向の荷重に対する強度の実状に沿う保
護機能の動作条件を得ることができ、設定が極めて容易
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の内部構造を示す部分断面図、第
２図はそのｎ−ｎ断面図、第３図および第４図はそれぞ
れその作用説明図である。１・・・秤皿、　　　　　３・・・荷重伝達軸４・・・
円形板、　　　　５・・・圧縮コイルばね６・・・荷重
受、　　　　８・・・ケース９・・・荷重センサ。１０．１１・・・ストッパ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）秤皿を上端に装着した荷重伝達軸を、荷重センサ
に連通する荷重受に係合せしめ、上記秤皿上への載置荷
重を上記荷重センサによって検出する天びんにおいて、
上記荷重受に、上記荷重伝達軸を貫通せしめる貫通孔を
穿ち、上記荷重伝達軸の下端部近傍には、当該軸に直交
する円形板を形成し、その円形板の上面が上記荷重受の
下面に所定の力で弾性的に押圧されるよう、上記荷重受
と上記荷重伝達軸との間に所定の予圧を与えた状態で弾
性体を介在せしめるとともに、上記荷重伝達軸の下方へ
の変位および傾斜を、それぞれのストッパで規制するよ
う構成したことを特徴とする上皿天びん。
（２）上記円形板の上面と上記秤皿とのなす距離を、上
記円形板の半径よりも大きくしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の上皿天びん。
（３）上記弾性体に与える予圧の大きさを、当該上皿天
びんの秤量の２〜３倍にしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項又は第２項記載の上皿天びん。