KR102282274B1

KR102282274B1 - 과부하 방지기구

Info

Publication number: KR102282274B1
Application number: KR1020177003671A
Authority: KR
Inventors: 유타카 도다테; 나오토 이즈모
Original assignee: 가부시키가이샤 에이 앤 디
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2021-07-28
Also published as: CN107076608A; CN107076608B; US20180003548A1; US10444061B2; DE112015006374B4; JP6414864B2; WO2016151843A1; KR20170129672A; JPWO2016151843A1; DE112015006374T5

Abstract

정밀도 좋게 또한 비교적 수고와 시간을 들이지 않고 제작할 수 있고, 계량접시의 경사와 회전방향의 덜컹거림을 억제할 수 있는 과부하 방지기구를 제공한다. 그 상면에 3 개 이상의 리브(17)를 가지는 플랜지를 구비하는 하중 받이부(21)와, 상기 하중 받이부(21)의 하방에 위치하는 대좌(31)와, 일단이 상기 하중 받이부(21)에, 타단이 상기 대좌(31)에 접촉하고, 상기 하중 받이부(21)와 상기 대좌(31)를 이반하는 방향으로 부세하는 탄성체(47)와, 상기 복수 개의 리브(17)와 계합하는 오목홈(45)을 하면에 가지는 결합부재(37)를 구비하고, 상기 리브(17)는, 상기 하중 받이부(21)의 중심(O)을 통과하는 임의의 가상 중심선에 관하여, 그 중심선의 양측에 적어도 1 개 존재하도록 배치된다.

Description

과부하 방지기구{OVERLOAD PREVENTION MECHANISM}

본 발명은, 계량기의 부하방지기구에 관한 것이며, 계량 접시의 경사를 방지하고, 회전방향의 덜컹거림도 적게 하며, 또한 이로써 고정밀도의 전자 천칭(天秤) 등의 계량 접시에 걸린 순간적인 대하중으로부터, 상기 전자천칭 등을 방어할 수 있고, 게다가 제작도 용이한 과부하 방지기구에 관한 것이다.

종래부터, 과부하 방지기구(완충기구, 충격 흡수기)는, 제조라인 등에 장착되는 계량기에도 탑재되어 있고, 일종의 과부하 방지기구는 과부하의 전방향 릴리스를 실현하고 있었다(특허문헌 1). 전자 평형식 전자저울을 비롯한 고정밀도의 저울은, 예를 들어 수천 분의 1, 수만 분의 1 그램이라고 하는 작은 중량의 계측이 가능한데, 칭량물의 계량기구도 매우 정밀하게 구성되어 있고, 대하중이나 순간적인 하중에 대해서는, 상기 계량기구에 파손이 생기는 일이 있다.

게다가 특히 소형의 계량기에서는, 하중 받이부의 축을 이용하여 계량 접시의 중심으로부터 가까운 위치에서 연직방향의 위치결정을 하고 있었기 때문에, 미세한 기울기가 계량 접시 위에서는 확대되어 보이고 있었다. 마찬가지로, 회전방향도 하중 받이부의 축 부분에 핀을 관통시켜서, 계량 접시의 중심으로부터 가까운 위치에서 U자 홈에서 받고 있었기 때문에, 계량 접시의 단면에서는 경사와 마찬가지로 덜컹거림이 확대되어 보이고 있었다.

이 계량 접시의 경사나 회전방향의 덜컹거림은, 제조라인 등의 장치에 장착되는 계량기에서는 문제가 되는 일이 있었다. 특히 사용자가 계량기의 계량 접시에, 예를 들어 긴 받이 지그를 추가하여 사용하는 경우에, 보다 현저하였다.

다른 종래기술로서, 원주방향으로 3 개 배치(3 등분)된 핀으로 연직방향, 회전방향 모두 위치 결정되는 구조로, 계량 접시가 되는 부재에, 핀을 받는 절결이 형성된 완충장치가 제안되어 있다(특허문헌 2). 그러나 이 장치의 계량 접시는, 특허문헌 2의 도 1이나 도 4에 나타내는 바와 같이, 받이 부재(20)에 삼각형상의 핀 정위치 절결(23)과 이 핀 정위치 절결(23)에 연속되는 유도 홈(24)을 절삭형성할 필요가 있어, 제작비용이 고액이 된다. 또한, 핀 구멍에 대한 핀(32)의 타입(打入)에도 공수(工數)가 걸리고, 타입의 정밀도나 오차에 의해, 혹은 핀 구멍이나 핀(32)에 생기는 오차에 의해 조립 후의 계량 접시가 경사지기 쉬워서 정확한 계량을 할 수 없게 되어 있다.

일본국 특개 2002-214030호 공보 일본국 특개 2009-244129호 공보

본 발명은, 정밀도 좋게, 또한 비교적 수고와 시간을 들이지 않고 제작할 수 있으며, 또한, 계량 접시의 경사나 덜컹거림을 억제할 수 있는 과부하 방지기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명(청구항 1)의 과부하 방지기구는, 계량 접시를 지지하는 지지부와, 그 지지부로부터 하향으로 연설된 측벽과, 그 측벽의 하단 근방으로부터 측방으로 연설되며 또한, 그 상면에 3 개 이상의 리브를 가지는 플랜지를 구비하는 하중 받이부와, 상기 하중 받이부의 하방에 위치하는 대좌(臺座)와, 일단이 상기 하중 받이부에, 타단이 상기 대좌에 접촉하고, 상기 하중 받이부와 상기 대좌를 이반하는 방향으로 부세하는 탄성체와, 상기 리브와 계합하는 오목홈을 하면에 가지는 결합부재를 구비하고, 상기 3 개 이상의 리브는, 계량 접시의 중심으로부터 멀어진 위치에 의해 하중 받이부의 경사를 억제하도록 배치되게 구성되어 있다.

(작용) 이와 같은 구성으로 이루어지는 과부하 방지기구는, 하중 받이부에 형성한 3 개 이상의 리브와, 결합부재의 오목홈을 계합시키며, 또한 양자를 체착(締着)함으로써, 상기 하중 받이부와 상기 결합부재가 상호 고정된다. 그때, 상기 리브와 상기 오목홈이 복수 개 서로 계합되어, 상기 하중 받이부와, 상기 결합부재간의 횡방향(회전방향)의 이동을 억지(抑止)한다.

또한, 본 발명의 과부하 방지기구에서는, 그 플랜지에 복수 개의 리브를 가지는 하중 받이부와, 오목홈을 가지는 결합 부재 및 대좌의 각각은, 성형으로 제작하는 것도 가능하고, 그 경우에는, 각 구성 부재를 간편하고 정밀하게 제작할 수가 있다. 종래와 달리, 핀 박음이나 절삭공정이 없어 작업 자체가 간편할 뿐만 아니라, 계량의 정밀도 향상을 기대할 수 있다. 즉 종래의 핀 박음이나 절삭을 필요로 하는 과부하 방지기구에서는, 그것들의 정밀도가 떨어지면, 그것이 그대로 계량 접시의 경사나 덜컹거림으로 이어지고, 더욱이 핀 박음이나 절삭으로 버(burr)가 생기면 계량 접시가 덜컹거려 계량 오차의 원인이 된다. 이것에 대하여, 본 발명에서는, 각 부재를 성형으로 제작하는 것도 가능하고, 종래 기술의 문제점을 해소하는 것이 가능하게 된다.

청구항 2에서는, 청구항 1에 기재된 과부하 방지기구에 있어서의, 하중 받이부의 경사를 억제하는 배치를, 그 하중 받이부의 중심을 통과하는 임의의 가상 중심선에 관하여, 그 중심선의 양측에 적어도 1 개의 리브가 존재하는 배치로 한다.

(작용) 전형적인 그 배치는, 홀수 개의 리브를 원주방향으로 등간격으로, 상기 하중 받이부의 플랜지상에 형성하여, 상기 리브의 정점이 정다각형의 정점이 되도록 한 배치로, 예를 들어 리브가 3 개인 경우에는, 하중 받이부의 중심점(가상점)과 각 리브를 잇는 직선 상호의 각도가 120°가 되고, 각 리브가 정삼각형의 정점에 위치하는 양태이다. 마찬가지로 리브가 5 개인 경우에는, 하중 받이부의 중심점과 각 리브를 잇는 직선 상호의 각도가 72°가 되고, 각 리브가 정오각형의 정점에 위치하는 양태이다.

리브를 3 개 형성하는 경우라 하더라도, 하중 받이부의 중심점을 각 리브를 잇는 직선 상호의 각도가 90°, 90° 및 180°가 되는 경우에는, 2 개의 리브가 중심점을 통과하는 직선상에 위치하고, 남은 리브가 이 직선의 한쪽에만 밖에 존재하지 않기 때문에, 회전 방향의 덜컹거림이 발생한다.

청구항 3에서는, 청구항 1 또는 2에 기재된 과부하 방지기구에 있어서, 리브의 수를 홀수 개가 되도록 구성한다.

(작용) 이 양태에서는, 특히 리브를 정다각형의 정점에 위치하도록, 하중 받이부의 플랜지상에 형성하면, 조심(調芯)작용에 의해 과하중이 없어지면, 매회 같은 위치로 되돌아간다.

청구항 4에서는, 청구항 3에 기재된 과부하 방지기구에 있어서, 리브의 수가 3 개이고, 원주방향으로 등간격으로 배치되어 있도록 구성한다.

(작용) 이 양태에서는, 리브는 정삼각형의 정점에 위치하고, 가장 간단한 구조로, 확실하게 상기 하중 받이부와 상기 결합부재가 상호 고정되고, 과하중에 의한 충격을 흡수하여, 정확한 계량값을 제공할 수 있다.

청구항 5에서는, 청구항 1 내지 4의 과부하 방지지구에 있어서, 리브의 상단의 단면이 반원형이고, 상기 오목홈이 하향 V자 홈이고, 상기 리브와 상기 V자 홈이 선접촉하도록 구성하고 있다.

(작용) 이 양태에서는, 상기 리브와 V자 홈이 선접촉하고 있기 때문에, 선접촉하고 있는 특정한 리브와 V자 홈에 대하여 편위된 개소에 하중이 가해진 경우에도, V자 홈이 형성된 상기 결합부재가, 하중 받이부의 상기 리브에 대하여 약간 경사진 후, 상기 탄성체의 탄력에 의해 원활하게 원위치로 복귀하여 고정밀도의 계량값을 얻을 수 있다. 더욱이 이 양태에서는, 리브의 상단의 단면을 반원형으로 성형하여 이 반원형부에서 상기 V자 홈과 선접촉하고 있기 때문에, 반원형부 이외의 리브 형상으로 정밀도는 요구되지 않고, 가령 버 등이 생겨도 계량 정밀도에는 거의 영향을 주지 않는다.

본 발명에 따른 과부하 방지 부재에 의하면, 그 과부하 방지기구를 장착한 전자천칭 등의 계량기에, 과대 하중이 순간적으로 가해진 경우는 전자천칭 등을 방어할 수 있고, 통상의 사용시는, 계량 접시의 경사나 회전방향의 덜컹거림을 적게 할 수 있다. 더욱이 본 발명의 각 부재는 성형으로 제작할 수도 있고, 종래품보다 간단하고 염가로 입수할 수 있다.

도 1은 본 발명의 과부하 방지기구의 일실시례를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 종단면도로 계량 접시를 추가하고 있다.
도 4는 도 3의 B-B선 확대 종단면도이다.
도 5는 도 1의 과부하 방지기구를 위쪽에서 본 분해 사시도이다.
도 6은 도 1의 과부하 방지기구를 아래쪽에서 본 분해 사시도이다.
도 7은 도 7(a) 내지 도 7(f)는 복수 개의 리브의 배치를 예시하는 모식도이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6에 나타내는 본 발명의 실시례(도 3 및 도 4에만 설계접시를 표시함)에서는, 과부하 방지기구(11)는, 계량 접시(12)를 지지하는 비교적 두꺼운 지지부(13)와, 그 지지부(13) 주연으로부터 하향으로 연설된 측벽(15)과, 그 측벽의 하단 근방으로부터 측방에 연설되며 또한 그 상면에 복수 개의, 도시한 예에서는 3 개의 리브(17)를 갖는 플랜지(19)를 구비하는 하중 받이부(21)를 가지고 있다. 상기 지지부(13)에는, 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 직선형상으로 나란한 3 개의 고정용 구멍(23)이 천설되고, 이 고정용 구멍(23)에는, 도 3에 나타내는 대로 나사(24)를 사용하여 계량접시(12)를 고정할 수 있다.

이 하중 받이부(21)의 하방에는, 중앙에 원형의 오목부(27)가 형성되며, 또한 그 오목부(27)의 상면 중앙에 상향 볼록부(29)가 형성된 대좌(31)가 위치하고 있다. 그 대좌(31)의 주연부(33)에는, 120도의 각도로 3 개의 체착 구멍(35)이 형성되어 있다.

부호 37은, 중앙에 관통구멍(39)을 가지고, 원형 본체로부터 삼방으로 팽출하는 팽출부(41)의 각각에 체착 구멍(43)을 가지는 결합부재로서, 그 결합부재(37)의 하면에는, 120도의 각도로, 복수 개의 도시한 예에서는 합계 3 개의 V자 홈(오목홈)(45)이 형성되어 있다(도 6 참조).

상기 결합부재(37)는, 중앙의 관통구멍(39)을, 상기 하중 받이부(21)의 측벽(15) 기부에 접촉시킴으로써, 상기 하중 받이부(21)의 플랜지부(19)의, 선단 단면이 반원형상의 3 개의 리브(17)의 각각을, 상기 결합부재(37)의 3 개의 V자 홈(45)의 각각에 감합시키고 있다.

상기 하중 받이부(21)의 지지부(13)의 하면과, 상기 대좌(31)의 상향 볼록부(29) 사이에는, 탄성체인 스프링(47)이 배치되어, 상기 하중 받이부(21)와 상기 대좌(31)를 이반하는 방향으로 부세하고 있다. 상기 결합부재(37)의 각 체착 구멍(43)과 상기 대좌(31)의 대응하는 체착 구멍(35) 사이에 볼트(도시 생략)가 체착되어, 상기 결합부재(37)와 상기 대좌(31)가 상호 고정되어 있다.

도 7(a) 내지 도 7(f)는, 복수 개의 리브의 배치를 예시하는 모식도이고, 하중 받이부의 고정용 구멍은 생략하고 있다.

도 7(a)는, 도 1 내지 도 6에 있어서의 실시례의 하중 받이부(21)의 리브(17)의 배치를 나타내고, 3 개의 리브(17)가, 플랜지(19)의 원주방향을 따라 등간격으로, 즉 120°의 각도로, 각 리브(17)의 정점에 의해 정삼각형이 구성되도록 배치되어 있다. 이 배치에서는, 계량 접시를 개재시켜 하중 받이부(21)에 전달되는 하중이 균일하게 분산되지 않고, 하중 받이부(21)의 치우친 일점에 집중하는(예를 들어 도 7(a)의 힘(F₁)) 경우라도, 이 F₁이 가하는 점의 중심(O)에 관하여, 하중 받이부(21)의 플랜지(19)의 동일측에 적어도 1 개의 리브(17)가 존재하며 또한 상기 V자 홈(도 7(a) 내지 도 7(f)에서는 나타나지 않음)과 계합하고 있기 때문에, 계량 접시에 가해지는 힘이, 상기 리브(17)와 V자 홈의 계합부에서 블록되고, 하중 받이부(21)(계량접시)가 회전 방향으로 덜컹거리는 일이 없다.

도 7(b)는, 5 개의 리브(17a)가, 플랜지(19)의 원주방향을 따라 등간격으로, 즉 72°의 각도로, 각 리브(17a)의 정점에 의해 정오각형이 구성되도록 배치되어 있는 예를 나타낸다. 이 배치에서도, 계량 접시를 개재시켜 하중 받이부(21)에 전달되는 하중이 균일하게 분산되지 않고, 하중 받이부(21)의 치우친 일점에 집중하는(예를 들어 도 7(b)의 힘(F₂)) 경우라도, 이 F₂가 가하는 점의 중심(O)에 관하여, 하중 받이부(21)의 플랜지(19)의 동일측에 적어도 1 개의 리브(17a)가 존재하며 또한 상기 V자 홈과 계합하고 있기 때문에, 계량 접시에 가해지는 힘이, 상기 리브(17a)와 오목홈의 계합부에서 블록되고, 하중 받이부(21)(계량접시)가 회전방향으로 덜컹거리는 일이 없다.

도 7(c)는, 4 개의 리브(17b)가, 플랜지(19)의 원주방향을 따라 등간격으로, 즉 90°의 각도로, 각 리브(17b)의 정점에 의해 정방형이 구성되도록 배치되어 있는 예를 나타낸다. 이 배치에서도, 하중 받이부(21)의 중심(O)을 통과하는 임의의 가상 중심선에 관하여, 그 중심선의 양측에 적어도 1 개의 리브(17b)가 존재하기 때문에, 하중 받이부(21)(계량접시)가 회전방향으로 덜컹거리는 일이 없다.

도 7(d)는, 4 개의 리브(17c)가, 플랜지(19)의 원주방향을 따라, 순서대로 120°, 60°, 60° 및 120°의 각도로 배치되고, 인접하는 2 변이 동등한 부등변 사각형이 구성되는 예를 나타내고 있다. 이와 같이 복수 개의 리브로 정다각형의 정점이 구성되지 않은 양태도 본 실시례에 포함된다. 이 배치에서도 하중 받이부(21)(계량접시)가 회전방향으로 덜컹거리는 일이 없다.

도 7(e)는, 2 개의 리브(17d)가, 플랜지(19)의 대칭점에, 즉 180°의 각도로 배치된 양태로, 리브가 2 개이기 때문에, 본 발명에는 포함되지 않는다. 이 배치에 있어서, 도시한 바와 같이, 2 개의 리브(17d)와 중심(O)을 통과하는 가상중심선에 대하여 직각 방향으로, 치우친 힘(예를 들어 도 7(e)의 힘(F₃))이 가해지면, 이 힘이 가해지는 측에는, 리브(17d)와 V자 홈의 계합이 존재하지 않기 때문에, 하중 받이부(21)(계량접시)가 힘이 가해진 방향으로 경사져 버린다.

도 7(f)는, 3 개의 리브(17e)가, 플랜지(19)의 원주방향을 따라, 순서대로 90°, 90° 및 180°의 각도로 배치되고, 각 리브(17e)가 직각 이등변 삼각형의 정점을 구성하는 예를 나타내고 있다. 이 양태에서, 계량 접시를 개재시켜 하중 받이부(21)에 전달되는 하중이 균일하게 분산되지 않고, 인접하는 2 개의 리브(17e)와 서로 90°의 각도로 위치하는 리브(17e)에 집중되(도 7(f)의 힘(F₄))면, 이 힘이 가해지는 리브(17e)는 대응하는 V자 홈에 계합하고 있기 때문에, 하중 받이부(21)(계량접시)가 회전방향으로 덜컹거리는 일이 없다.

그러나 상기 힘(F₄)이 가해지는 점과 중심(O)에 대하여 대칭이 되는 점에 힘(F₅)이 가해지면, 이 힘(F₅)이 가해지는 측에는, 리브(17e)와 V자 홈의 계합이 존재하지 않기 때문에, 하중 받이부(21)(계량 접시)가 힘(F₅)이 가해진 방향으로 경사진다. 이에 대하여, 리브(17e)가 존재하는, 힘(F₅)이 가해지지 않고 있는 측에는, 상향의 모멘트가 생기는데, 상기 리브(17e)는 V자 홈에 삽입에 의해 계합되어 있을 뿐이므로, 상기 상향 모멘트에 대항할 수가 없어, 하중 받이부(21)는 떠오르게 이동하고, 계량 접시의 경사를 회피할 수 없게 된다. 따라서, 이 양태는 본 실시례에는 포함되지 않는다.

앞에서 설명한 구성을 가지는 본 실시례의 과부하 방지기구(11)의 동작에 대해 설명한다.

이 과부하 방지기구(11)는, 계량기에 있어서, 전자평형식 센서 등의 하중 검출부를 구비하는 하중 전달기구와 계량 접시와의 사이에 배치되고, 이 계량기가 생산 라인 등에 설치된다. 상기 계량 접시(12)에는, 여러 가지 피계량체가, 차례차례 탑재되고, 경우에 따라서는 큰 충격이 가해지는 일이 있다. 이 충격을 흡수할 수 없으면, 상기 계량 접시(12)에 덜컹거림이나 경사가 생기는 등으로 하여, 고정밀도의 계량을 할 수 없게 된다.

도 1 내지 도 6에 나타내는 본 실시례에서는, 3 개의 리브(17)를 가지는 플랜지(19)를 구비하는 하중 받이부(21)와, 상기 리브(17)와 계합하는 V자 홈(45)을 하면에 가지는 결합 부재(37)를, 서로 체착함으로써 결합하고, 더욱이 상기 리브(17)는, 상기 하중 받이부에 가해지는 하중에 의한, 하중 받이부(21)(계량 접시)의 회전방향에 대한 덜컹거림을 억제하도록 배치하고 있다. 따라서, 상기 하중 받이부의 모든 점에 하중이 가해져도, 복수 개의 리브(17)와 이들과 계합하는 V자 홈(445)에 의해, 상기 하중 받이부의 회전방향에 대한 덜컹거림이 생기는 일이 거의 없고, 고정밀도로 원활한 칭량을 행할 수가 있다.

11: 과부하 방지기구
12: 계량 접시
17, 17a~17e: 리브
19: 플랜지
21: 하중 받이부
31: 대좌
37: 결합 부재
45: 오목홈(V자 홈)
O: 중심
F₁~F₅: 힘

Claims

계량 접시를 지지하는 지지부와, 그 지지부로부터 하향으로 연설된 측벽과, 그 측벽의 하단 근방으로부터 측방에 연설되며 또한 그 상면에 3 개 이상의 리브를 가지는 플랜지를 구비하는 하중 받이부와,
상기 하중 받이부의 하방에 위치하고, 주연부에 체착공을 가지는 대좌(臺座)와,
일단이 상기 하중 받이부에, 타단이 상기 대좌에 접촉하고, 상기 하중 받이부와 상기 대좌를 이반하는 방향으로 부세하는 탄성체와,
상기 리브와 계합하는 오목홈을 하면에 가지고, 중앙에 상기 측벽의 기부와 접촉하는 관통구멍을 가지고, 팽출부에 체착공을 가지는 결합부재를 구비하고,
상기 3 개 이상의 리브는, 하중 받이부에 가해지는 하중에 의한 상기 하중 받이부의 경사와 회전방향의 덜컹거림을 억제하도록 배치되고, 상기 결합부재의 체착공과 상기 대좌의 체착공 사이가 체착되어 있는 것을 특징으로 하는 과부하 방지기구.
제1항에 있어서,
상기 하중 받이부의 경사를 억제하는 배치가, 그 하중 받이부의 중심을 통과하는 임의의 가상중심선에 관하여, 그 중심선의 양측에 적어도 1 개의 리브가 존재하는 배치인 것을 특징으로 하는 과부하 방지기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
리브의 수가 홀수 개인 것을 특징으로 하는 과부하 방지기구.
제3항에 있어서,
리브의 수가 3 개이고, 원주방향으로 등간격으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 과부하 방지기구.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 리브의 상단의 단면이 반원형이고, 상기 오목홈이 하향 V자 홈이고, 상기 리브와 상기 V자 홈이 선접촉하는 것을 특징으로 하는 과부하 방지기구.