JPH0244376B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁石的な力の補償の原理を用いたは
かりであつて、垂直な軸線を有する少なくとも１
つのリング状の保持巻き線と、１つの永久磁石機
構とを有し、該永久磁石機構が保持巻き線の中央
平面に対してほぼ対称的に形成されており、この
中央平面の上側と下側にそれぞれ、活性的な磁性
材料から成り垂直な磁化方向を有するプレートが
配設されており、しかもこの各プレートの同名の
磁極が互いに向い合つて位置している形式のもの
に関する。この形式を有するはかりは例えばアメ
リカ合衆国特許第4034819号明細書に基づいて公
知である。

上記形式の構造の利点は、直接的に垂直な補償
力が形成されることと、巻き線がその全長におい
て完全に補償力形成に寄与することである。更に
永久磁石機構の対称的な構造によつて、該永久磁
石機構の磁場の強度に対する巻き線の悪影響が少
ないこと、また少ないヒステリシス現象、及び非
磁性化領域に対する良好な遮蔽性等の利点が得ら
れる。またその欠点は永久磁石機構の構造高さ
（上下方向の寸法）が大きなことからはかり全体
も極めて高いものとなつてしまうことである。ま
た大きな保磁強度を有する磁性材料（例えばサマ
リウム・コバルト合金をベースにした材料）を使
用しても前記の構造高さを所望の程度に減少する
ことはできず、何故なら空気すき間の幾何学的な
位置関係を変えずに活性的な磁性材料製のプレー
トの厚さを減少することは、強磁性のヨークが空
間的に近いことから漏れ磁束の強力な増大をもた
らすからである。

従つて本発明の課題は冒頭に述べた形式のはか
りを改良して、大きな保磁強度を有する磁性材料
を用いた場合でも、磁気的な漏れ損失をあまり急
激に増大させることなく永久磁石機構の構造高さ
を小さくできるようにすることである。

上記の課題は本発明によれば保持巻き線の内径
が、活性的な磁性材料製のプレートの最大対角線
よりも小さくなつていることによつて解決され
た。

従つて従来は軟鉄製の磁極プレートによつて行
なわれていた磁力線を集めて案内する機能が部分
的に又は完全に放棄され、その代りに保持巻き線
が活性的な磁性材料製の両方のプレートの間の範
囲内まで突入して延びている。

本発明の有利な実施例は特許請求の範囲の各従
属項に記載したとおりである。

次に図面につき本発明を説明する。

第１図に示された電磁石的に力を補償するはか
りはケーシング固定された支持部材１を有し、該
支持部材１にはヒンジ部６を有する２つのリンク
４，５を介して負荷支持部材２が垂直方向可動に
取付けられている。この負荷支持部材２の上側部
分には被計量物を受容するための受け皿３が保持
されており、当該の被計量物の質量に相応する力
を薄い緊締ベルト９である連結部材を介して伝達
レバー１０の短いレバーアームに伝達するように
なつている。この伝達レバー１０は十字ばね継手
８を介して支持部材１に支承されている。伝達レ
バー１０の長い方のレバーアームには巻き線１１
が取付けられており、この巻き線１１は永久磁石
機構７と協働して電磁石的な補償力を生ぜしめ
る。この機構に所属の電子制御装置は一般に公知
でありまた本発明の対象範囲ではないので示され
ていない。

永久磁石機構７は、例えばサマリウム・コバル
ト合金である保磁強度の大きな活性的磁性材料か
ら成る２つの板７１，７２とそれぞれ１つの強磁
性のヨークとから成つている。この活性的な磁性
材料から成る両方の板７１，７２はこの場合、垂
直方向で互いに反対方向に磁化されており（図面
上に矢印で示されている）、それによつて互いに
同名の極が向い合つている。活性的な磁性材料か
ら成る上側の板７１のための磁性ヨークは、上側
プレート７３と側方ウエブ７５と中央プレート７
７とから成つている。この場合の中央プレート７
７内の穴の直径は、活性的な磁性材料から成る板
７１，７２の直径よりも僅かだけ大きく設定され
ており、それによつて有効空気すき間長さ及び例
えば板７１の下側の磁極面から直接に空気すき間
を通つて上側プレート７３へ向う漏れ磁束が少な
く保たれる。活性的な磁性材料から成る両方の板
７１，７２の間の磁極プレート７８は板７１，７
２よりも著しく小さな直径に形成されている。従
つてこの磁極プレート７８は活性的な磁性材料製
の板７１と７２の内側部分の磁力線のみを集め、
そしてそれを該磁極プレートの周壁表面から半径
方向に再び導出させるようになつている。磁極面
より更に外側で放出される磁力線は向い側の同じ
極名の磁極面の反発作用によつて側方へ押されて
外部へ向けて導出される。用いられている活性的
な磁性材料の保磁強度が大きいことからこの強力
な脱磁気傾向が妨害となることはない。

保持巻き線１１は中央プレート７７内の穴の内
部で、前記の活性的な磁性材料製の両方の板７１
と７２との間の範囲内に突入するように配置され
ている。この内側範囲は内方に向けて減少する磁
場強さを有するが、しかしそれでも電磁石的に形
成される力の大きな部分を供給可能である。本発
明によれば保持巻き線１１の内側直径が、活性的
な磁性材料製の板７１，７２の外側直径の50％か
ら70％の間の値であると最適である。この保持巻
き線１１は伝達レバー１０のリング状に形成され
た端部に固定されている。

各プレート７３，７４，７７及びウエブ７５，
７６は容易に薄板から打ち抜き形成可能であり、
従つて製造は安価である。強磁性のヨークとして
のこれら各部分の結合は図示されていないねじ又
はリベツトによつて行なわれる。

前記の活性的な磁性材料は有利には円形の板と
して形成される。しかし製造がより容易である、
正方形、六方形又は八方形の活性的磁性材料製の
プレートを用いることも可能である。また保持巻
き線は製造の容易な円筒状にも形成可能であるが
それは磁性材料の最良の利用にはつながらない。
また保持巻き線の形状を前記の活性的磁性材料製
のプレートの形状に適合させれば磁気の十分な利
用が可能となるが製造コストも上昇する。上記の
点に関してはその都度に任意の最良な選択が必要
である。

また強磁性のヨーク７３，７４，７５，７６，
７７の外形も、その作用形式を何ら変える必要な
しに、円形又は正方形又は六方形又は八方形に形
成可能である。この場合もその必要材料量、製造
コスト及びスペース状態が個々に配慮されなけれ
ばならない。

第２図には永久磁石機構７及び保持巻き線１１
の別の実施例が示されている。垂直方向で互いに
反対方向に磁化され、活性的磁性材料から成る円
形の板７１，７２はそれぞれ、軟鉄製の上側プレ
ート７３及び下側プレート７４の内面に固定され
ている。この両方のプレート７３と７４は軟鉄製
の管状部材７９によつて結合されており、該管状
部材７９の内側直径は活性的磁性材料から成る板
７１，７２の直径よりも僅かに大きくなつてい
る。巻き線１１は活性的磁性材料から成る両方の
板７１と７２との間に完全に入り込んで配置され
ており、該巻き線１１の外側直径は板７１，７２
の直径とほぼ同じになつている。巻き線１１は伝
達レバー１０の端部の、スリーブ形状に曲げられ
た開口に取付けられており、該伝達レバー１０は
第１図に示されたようにケーシング固定的な支持
部材に支承されかつ緊締ベルト９を介して平行ガ
イド部材と結合されている。

強磁性の磁極プレートは２つの円板７８ａと７
８ｂとから成つており、その上側の円板７８ａは
活性的磁性材料製の上側の板７１に固定され、下
側の円板７８ｂは活性的磁性材料製の下側の板７
２に固定されている。２つの円板７８ａと７８ｂ
への分割によつて（それは第１図の例においても
当然可能であるが）、当該の円板及び活性磁性材
料製の板７１，７２の厚さ誤差や管状部材７９の
高さ誤差が組立て時に、円板７８ａと７８ｂとの
間のある程度の幅ギヤツプによつて補償されるよ
うになつている。

活性的磁性材料製の板７１の下側の磁極面と活
性的磁性材料製の板７２の上側の磁極面とで放出
される磁力線は部分的には、磁極プレートを形成
する円板７８ａと７８ｂとを通つて再び束ねら
れ、そして向い合つた同名の磁極面の衝突作用に
よつて外方へ押され、巻き線１１の範囲をほぼ水
平に貫通し、そして管状部材７９と軟鉄製の各プ
レート７３，７４とを通つて再び戻し案内され
る。

活性的な磁性材料製の板７１と７２の保磁強度
が十分な場合には当然ながら強磁性の磁極プレー
ト（円板）７８ａ７８ｂを完全に除去することが
可能である。板７１と７２の内側部分及び外側部
分から放出される各磁力線のための空気すき間長
さが種々異なる場合でも、板７１，７２の内部の
磁力線密度は、その保磁強度が高いためにあまり
場所ごとの変化を有さない。

更に第２図では磁極プレート（円板）７８ａ，
７８ｂの他に、飽和磁化の温度係数の大きな材料
から成る薄板７０が、活性的な磁性材料から成る
板７１，７２の互いに向い合つた極面上に配置さ
れている。このような薄板は公知のように、磁気
的な短絡回路内に配置されて永久磁石機構の温度
補償のために働いている。

第３図は更に別の実施例であつて、永久磁石機
構７と２つの保持巻線１１，１８とを有するもの
が示されている。この実施例は、一定の基準質量
と作用結合している第２の保持巻き線を有するＱ
（商）−測定機構のために設計されている。このよ
うなＱ（商）−測定機構は例えばドイツ連邦共和国
特許第1194167号明細書に記載されているように
一般的に公知であり、従つてここではその構造全
体及び作用に関して詳説しない。

第３図に示された永久磁石機構は活性的な磁性
材料から成る３つの板８２，８３，８４を有す
る。この場合の磁化方向は矢印で示した通りであ
る。この活性的な磁性材料から成る各板の間に
は、軟鉄製の小さな磁極プレート８５，８６と２
つの巻き線１１，８１が位置している。上側プレ
ート７３と下側プレート７４と管状部材７９と
で、外側の強磁性のヨークが形成されている。活
性的な磁性材料から成る上側の板８４の磁力線の
１部分は磁極プレート８５を通りそして半径方向
外方へ向つて巻き線１１を通り、次に強磁性ヨー
クとしての管状部材７９の上部分と上側プレート
７３とを通り、活性的な磁性材料から成る板８４
に戻る。活性的な磁性材料から成り、前記の板８
４とは反対方向に磁化された板８２の磁力線の１
部分は磁極プレート８５を通り、次に半径方向外
方へ向つて巻き線１１を通り、管状部材７９の中
央部分を通り、巻き線８１及び磁極プレート８６
の１つを通つて、活性的な磁性材料から成る板８
２に戻る。活性的な磁性材料から成る板８３の磁
力線は下側プレート７４と管状部材７９の下側部
分とを通り、次に半径方向内方へ向けて巻き線８
１を通り、磁極プレート８６の１部分を通つて活
性的な磁性材料から成る板８３に戻る。

巻き線１１はやはり伝達レバー１０の端部に固
定され、それによつて負荷支持機構と結合されて
いる。これに対応して巻き線８１は部材８０に固
定され、該部材８０を介して基準機構と作用結合
されている。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の複数の実施例を示すものであつ
て、第１図は本発明によるはかりの主要部分の断
面図、第２図は別の実施例による永久磁石機構を
示す部分断面図、第３図は更に別の実施例による
永久磁石機構であつて特に２つの保持巻き線を用
いるための構造を示す断面図である。 １……支持部材、２……負荷支持部材、３……
受け皿、４，５……リンク、６……ヒンジ部、７
……永久磁石機構、８……十字ばね継手、９……
緊締ベルト、１０……伝達レバー、１１，８１…
…保持巻き線、７０……薄板、７１，７２，８
２，８３，８４……板、７３……上側プレート、
７４……下側プレート、７５，７６……側方ウエ
ブ、７７……中央プレート、７８，８５，８６…
…磁極プレート、７８ａ，７８ｂ……円板、７９
……管状部材、８０……部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電磁石的な力の補償の原理を用いたはかりで
   あつて、垂直な軸線を有する少なくとも１つのリ
   ング状の保持巻き線と、１つの永久磁石機構とを
   有し、該永久磁石機構が保持巻き線の中央平面に
   対してほぼ対称的に形成されており、この中央平
   面の上側と下側にそれぞれ、活性的な磁性材料か
   ら成り垂直な磁化方向を有するプレートが配設さ
   れており、しかもこの各プレートの同名の磁極が
   互いに向い合つて位置している形式のものにおい
   て、保持巻き線１１の内径が、活性的な磁性材料
   製のプレート７１，７２，８２，８３，８４の最
   大対角線よりも小さくなつていることを特徴とす
   る、電磁石的に力を補償するはかり。 ２ 永久磁石機構が、活性的な磁性材料製の各プ
   レート７１，７２の互いに向い合つた磁極上に、
   軟鉄製の磁極プレート７８，７８ａ，７８ｂを有
   しており、しかも該磁極プレートの外径がリング
   状の保持巻き線１１の内径よりも僅かに小さくな
   つている、特許請求の範囲第１項記載のはかり。 ３ 活性的な磁性材料から成るプレート７１，７
   ２が円板の形状を有している、特許請求の範囲第
   １項記載のはかり。 ４ 保持巻き線１１が円筒状に形成されている、
   特許請求の範囲第１項記載のはかり。 ５ 円筒状の保持巻き線１１の外径が、活性的な
   磁性材料製の板７１，７２の直径とほぼ同じ大き
   さである、特許請求の範囲第４項記載のはかり。 ６ 円筒状の保持巻き線１１の内径が、活性的な
   磁性材料製の円形の板７１，７２の外径の50％か
   ら70％の寸法である、特許請求の範囲第３項記載
   のはかり。 ７ 永久磁石機構７が、薄板から打ち抜き形成さ
   れた平らな各部材からほぼ成つている、特許請求
   の範囲第１項記載のはかり。 ８ 活性的な磁性材料から成る各プレート７１，
   ７２の、磁極プレート７８，７８ａ，７８ｂによ
   つておおわれない自由な磁極面上に、飽和磁化の
   温度係数の大きな材料から成る薄板７０が固定さ
   れている、特許請求の範囲第１項記載のはかり。 ９ 基準計量機構に属する第２の保持巻き線を有
   し、この第２の保持巻き線８１の内径がやはり、
   活性的な磁性材料から成るプレート８３，８４，
   ８５の最大対角線よりも小さくなつている、特許
   請求の範囲第１項記載のはかり。