JPH031604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電磁的力補償方式により動作し、円
筒状の永久磁石系と、少なくとも一部は高透磁性
の材料から成りかつ永久磁石系の磁気シールドに
用いられる磁気蓋と、永久磁石系の空〓内に位置
して荷重に依存する反作用力を形成するためのコ
イルと、光学的位置センサと、コイルを流れる電
流の調整のための調整増幅器とを有する秤に関す
る。

従来の技術 この種の秤は一般に公知であり、例えばドイツ
連邦共和国実用新案第8416544号明細書に記載さ
れている。そこでは、光学的位置センサの送信器
と受信器がケーシングに固定された系支持体に設
けられており、一方光学的位置センサのスリツト
絞りは変換レバーの端部に取付固定されている。
第１図には光学的位置センサの基本方式が説明の
ため示されている。送信器１０２は光を送出す
る。この光はスリツト絞り１０６内のスリツト１
０７を通り一部が光学的受信器１０３の２つの受
光面１０４と１０５に達する。送信器１０２と受
信器１０３はケーシング固定部分１０１に取付固
定されている。一方スリツト絞り１０６は秤の可
動部分と連結されていて、これらと共に第１図で
は垂直方向に移動する。それにより２つの受光面
１０４と１０５上の光分布が変化し、スリツト絞
り１０６の変位に比例する電気的差信号が発生す
る。（この場合スリツトの形状および構造は機能
にとつて重要でない。板内の丸い孔部としても、
他のところは非透光性被覆の施されたガラス板の
透光性領域としても−２つの例のみを挙げた−い
ずれも“スリツト絞り”であるとする。同様に
“光”も例えば赤外線または紫外線であるとして
もよい。） 更にドイツ連邦共和国特許出願公開第3033272
号公報により、光学的位置センサの送信器と受信
器を永久磁石系に取付固定することが公知であ
る。

これらすべての公知の実施例の欠点は、永久磁
石系の空〓内のコイルの位置を検出するものであ
る光学的位置センサがこのコイルから比較的距離
的に離れていることである。そのため例えば、温
度変化及び／又は温度勾配により、コイルと位置
センサとの間の相対的ずれが生じて、秤の精度が
損なわれる恐れのあることである。

発明が解決しようとする問題点 従つて本発明の課題は、永久磁石系、コイル、
および光学的位置センサから１つのコンパクトな
ユニツトを形成し、そのユニツトにより温度差と
それに起因する位置変化を最小限に抑えることで
ある。

問題点を解決するための手段 この課題は本発明により、冒頭に述べた形式の
秤において、光学的位置センサの送信器と受信器
を磁気蓋内に格納することによつて解決される。

有利な実施形態は実施態様項に記載されてい
る。以下本発明を第２図から第１１図に基づいて
説明する。第１図は既に従来の技術の欄で説明し
た。

実施例 第２図の電気秤はケーシングに固定された系支
持体１を有し、この系支持体にリンク個所６を有
するレバー４と５を介して荷重検出器２が垂直方
向に可動に取付固定されている。荷重検出器２は
その上部に秤量物を収容するための荷重皿３を有
し、秤量物の質量に相応する力を連結部材１１を
介して変換レバー７の短い方のレバーアームに伝
達する。変換レバー７は２つのばねリンク８によ
り系支持体１に支承されている。変換レバー７の
長い方のレバーアームにはコイル１３が取付固定
されている。コイル１３は永久磁石系１４の空〓
内に設けられていて、荷重に依存する反作用力を
形成する。この場合コイル１３を通る電流の大き
さは公知のように、光学的位置センサ２０，２
１，２２と調整増幅器１６により、秤量物の重量
と電磁的に形成される反作用力との間で平衡状態
の生じるように調整される。コイル１３の電気接
続はこの場合第２図に単に模式的に示した。コイ
ル１３を通る電流により測定抵抗１５にて測定電
圧が形成され、この測定電圧はアナログ／デイジ
タル変換器１７に供給される。デイジタル化され
た結果はデイジタル信号処理ユニツト１８に伝達
され、表示器１９にデイジタルで表示される。

光学的位置センサは、光送信器２１と（その電
流供給部は見易さのため省略してある）、光受信
器２２と、スリツト絞り２０とを有する。光送信
器２１と光受信器２２とは永久磁石系１４の蓋２
４に取付固定されている。その詳細は後で第４図
に基づき説明する。スリツト絞り２０は変換レバ
ー７に取付固定されている。スリツト絞り２０は
ここでは変換レバー７の対向側にあるコイル１３
のほぼ延長軸線内に設けられている。この配置構
成により、変換レバー７の後端部とコイル１３と
スリツト絞り２０とはコンパクトで幾何学的に非
常に安定したユニツトを形成する。

変換レバー７は第３図にもう一度単独で、実施
例の平面図が示されている。既に説明したコイル
１３とスリツト絞り２０の他に前方横ばり９が示
されている。この横ばり９は２つのばねリンク８
を有し、その対向側に連結部材１１がナツト１０
によりねじ山付ピン１２に取付固定されている。
従つて前方横ばり９の厚さが変換レバー７の短い
方のレバーアームの長さを決める。

第４図は磁気蓋２４の平面図を示し、第２図、
第３図に対して光学的位置センサの細部を拡大し
て示してある。光送信器２１は小さな基板６上に
設けられており、光受信器２２も同様に小さな基
板２７上に設けられている。２つの基板は部材２
５に取付固定されており、例えば接着されてい
る。部材２５は２つの基板のための開口部２８の
他に円筒状の外形面を有し、この円筒状外形面は
磁気蓋２４内の相応の丸い穴部に適合する。それ
により送信器と受信器とが垂直方向に移動でき
る。組み付け後の固定と調整は公知のように例え
ばここでは図示していない植込みネジを用いて行
うことができる。調整可能でなくとも良いのなら
ば、勿論部材２５省略することができる。そして
長方形の孔部２８を磁気蓋２４内に直接設ける。
（そのためには第４図で、円２５がないものとし
て考えればよい）。さらに第４図には、変換レバ
ー７に取付固定され、下方から開口部２８に突入
する突出部２０が示されている。

第５図は磁気蓋の第２実施例を示す。磁気蓋３
４はここでは丸い孔部３３と直径方向に沿うスリ
ツト３５を有する。スリツト３５は磁気蓋３４の
厚さのほぼ1/2から2/3の深さを有する。スリツト
３５内には２つの縦長の基板３６と３７が取付固
定されており、その際基板３６には光送信器３１
が設けられており、基板３７には光受信器３２が
設けられている。光送信器３１の後側接続端子３
８は基板３６を通つてさらに突出しており、そこ
の孔部３３内で容易に電気的接続を行うことがで
きる。同様に光受信器３２の接続端子３９も基板
３７を通つてさらに突出し、そこで同様に電気的
に接続することができる。スリツト３５には基板
に対する深さ方向ストツパが設けられており、そ
のため基板の磁気蓋３４への取付固定−例えば接
着による−が非常に再現性の高い製造法となつて
いる。勿論スリツトは磁気蓋３４の直径の全長と
同じ長さである必要はなく、基板３６と３７の長
さに相応する長さであれば十分である。同様に、
もし接続端子３８に対し、接続端子３９に対する
よりも比較的に大きな場所が必要な場合は（又は
その反対の場合も）、スリツト３５を横方向に少
し変位することもできる。さらに第５図には再
び、秤の可動部分と連結されたスリツト絞り２０
が示されている。

第６図には磁気蓋の第３実施例が示されてい
る。磁気蓋４４はここでは直径方向に沿うスリツ
ト４５のみを有する。このスリツト４５は中央部
にて、そこに開口部４３の形成される深さまで窪
んでいる。この開口部４３を通つて下方からスリ
ツト絞り２０が突入している。光送信器４１は縦
長の基板４６に組み付けられている。その際、接
触接続は表側で行われ、かつ基板の裏側と下縁部
は直接スリツト４５の側面若しくは下側に当接し
てもよいものとしている。従つて、電気的接続は
基板４６の磁気蓋４４を越えて突出した部分で行
われる。基板と磁気蓋との結合はこれも接着によ
つて行うことができる。同様にして光受信器４２
の縦長基板４７上への取付固定及び接触接続も行
われる。この構成の利点は簡単に製作できること
である。何故ならば、磁気蓋の加工は開口部４３
を含むスリツト４５のフライス過程だけであるか
らである。

磁気蓋の第４実施例が第７図に示されている。
ここでは磁気蓋５４は、丸い又は−図示のように
−ほぼ長方形とすることもできる中心孔部５５
と、破線で示した２つの半径方向の孔部５０と５
３とを有する。これら孔部は外縁部の相互に対向
する個所から中心孔部５５まで延びている。これ
ら半径方向の孔部５０と５３は磁気蓋５４の中心
には延在せず、それらが磁気蓋の上部境界平面と
一部交差して、そこに細いスリツト５７と５８が
形成されるまで上方へ変位せしめられている。こ
の構成は、突出部を有する小さな円板上に延長部
として設けられた光送信器及び光受信器のために
用いられる。この突出部は細いスリツトを通つて
突出することができ、そのため送信器と受信器と
がねじれることのないよう作用する。従つて第７
図では光送信器５１は穿穴部５０内に破線でのみ
示されており、その突出部５９のみが細いスリツ
ト５８内に示されている。同様に破線で示された
光受信器５２のうち細いスリツト５７内の突出部
５６のみ図示されている。

第８図は磁気蓋の第５実施例を示す。ここでは
磁気蓋６４はスリツト６５と中心孔部６３とスリ
ツト６５に対して垂直である半径方向の孔部６０
とを有する。半径方向の孔部６０は第７図での説
明と同様に、細いスリツト６８の形成されるまで
上に変位せしめられており、このスリツト６８内
に光送信器３１の突出部６９が案内されている。
光受信器６２は基板６７上に位置し、基板６７は
スリツト６５内に接着されている。光受信器６２
の接触接続は基板６７の背面上か又は中心孔部６
３の後部分６６で行われる。しかしながら基板６
７を同様に−第６図に示したように−比較的に長
く構成することもでき、接触接続を磁気蓋６４以
外の領域で行うこともできる。この構成は光送信
器６１が丸い構造形状を有し、一方光受信器６２
が平坦な構造形状を有する場合特に有利である。

これまでは磁気蓋がまつたく１つの材料から成
つていることを前提としてきた。即ち、磁気蓋が
そのシールド機能を果たすためには、磁気蓋は軟
鉄製または類似の透磁性の高い材料でなければな
らない。しかしながら磁気蓋をサンドウツチ構造
として２つの異なる材料から形成することもでき
る。これが第９図に示されている。ここでは磁気
蓋は任意の材料の板７３と軟鉄製の薄いスリーブ
７４から成る。ここで板７３は中心孔部７０を有
し、この中心孔部は上述のように光学的走査装置
の光送信器７１と光受信器７２とを有する。孔部
７０には下方よりスリツト絞り２０が突入してい
る。永久磁石系１４、コイル１３と変換レバー７
は第１図のように構成することができる。板７３
は上述の種々異なつた構成のうちの１つとして設
計することができる。その際設計に応じて軟鉄製
スリーブ７４の上部を完全に閉鎖することもでき
るし、上部に中心孔部を有することもできる。

第１０図にはもう一度変換レバーの別の構成が
示されている。ここでは変換レバー７７の端部は
フオーク状に２つの部材７６と７８に分割されて
いる。横ばり７５はこれら２つの部材７６と７８
を連結し、下側にコイル１３を、上側にスリツト
絞り２０を有する。横ばり７５は例えば変換レバ
ー７６，７７，７８と同じ材料−例えばアルミニ
ユームまたは真鍮−から成る。しかし横ばりをセ
ラミツクから製作して、コイル１３で発生する熱
を変換レバー７６，７７，７８へあまり伝導しな
いようにすることもできる。そうすればスリツト
絞りを例えば、スリツトを有する薄い板として横
ばり７５と一体的に成形することもできる。スリ
ツト絞りの方向は−横ばり７５に対して平行であ
つても、または変換レバーの部材７７に対して平
行であつても−この場合任意である。勿論同様
に、変換レバー７がコイル１３およびスリツト絞
り２０に対する支持体として直接用いられている
既述の構成すべてにおいて、スリツト絞りの平面
を変換レバー７に対して図示のように垂直にする
ことも、また平行にすることもできる。その場合
磁気蓋はそれぞれ相応に90゜回転しなければなら
ない。

第１１図にもう一度、第１０図に対し構成を変
形した横ばりを示す。この横ばり９５は∪字形の
横断面を有する打ち抜き湾曲部材として構成され
ている。この場合、∪字の水平方向のウエツブは
両側で比較的に長く構成されていて、接合板８３
と８４を形成している。それによつて横ばり８５
を下方から変換レバー７７（第１０図）の２つの
部材７６と７８にねじ留することができる。垂直
方向のウエツブの一方８７はその全長にわたつて
同じ高さを有するが、他方のウエツブ８６は中央
部で延長されていて、スリツト絞り８０を形成し
ている。この変形実施例では横ばりとスリツト絞
りの非常に簡単な製作が可能である。

発明の効果 本発明により、永久磁石系、コイル、および光
学的位置センサから１つの小型のユニツトが形成
され、そのユニツトにより温度差とそれに起因す
る位置変化を最小限に抑えることのできる秤が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学的位置センサの基本構成の説明
図、第２図は秤の縦断面図、第３図は第２図の変
換レバーの平面図、第４図は第２図の磁気蓋の平
面図、第５図は磁気蓋の第２実施例の平面図、第
６図は磁気蓋の第３実施例の平面図、第７図は磁
気蓋の第４実施例の平面図、第８図は磁気蓋の第
５実施例の平面図、第９図は別の材料を組み合わ
せたときの磁気蓋と永久磁石系の断面図、第１０
図は別の構成の変換レバーの平面図、第１１図は
第１０図の横ばりを別に構成したときの斜視図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒状の永久磁石系と、少なくとも一部は高
   透磁性の材料から成り永久磁石系の磁気シールド
   に用いられる磁気蓋と、永久磁石系の空〓内に位
   置して荷重に依存する反作用力を形成するための
   コイルと、光学的位置センサと、コイルを流れる
   電流を調整するための調整増幅器とを有する、電
   磁的な力補償方式で動作する秤において、光学的
   位置センサの送信器２１，３１，４１，５１，６
   １，７１と受信器２２，３２，４２，５２，６
   ２，７２とが磁気蓋２４，３４，４４，５４，６
   ４，７３／７４内に格納されていることを特徴と
   する秤。 ２ 磁気蓋２４，３４は中心孔２８，３３を有す
   る特許請求の範囲第１項記載の秤。 ３ 磁気蓋３４は付加的に、直径方向に沿うか又
   は未だ前記中心孔３３に当たるよう僅かに横方向
   に変位せしめられたスリツト３５を有する特許請
   求の範囲第２項記載の秤。 ４ 磁気蓋４４はほぼ直径方向に沿つたスリツト
   ４５を有し、該スリツト４５は磁気蓋４４の中央
   でこの個所に、貫通開口部４３の形成される深さ
   まで窪んでいる特許請求の範囲第１項記載の秤。 ５ 磁気蓋５４は中心孔５５と２つの半径方向の
   孔部５０，５３とを有し、該孔部は外縁部の相互
   に対向する個所から中心孔まで延在する特許請求
   の範囲第１項記載の秤。 ６ 磁気蓋６４は中心孔６３と、直径方向に沿う
   か又は未だ前記中心孔６３に当たるよう僅かに横
   方向に変位せしめられたスリツト６５と、該スリ
   ツト６５に対し垂直でありかつ前記中心孔６３内
   で終る半径方向の孔部６０とを有する特許請求の
   範囲第１項記載の秤。 ７ 単数ないし複数の半径方向の孔部５０，５
   ３，６０は磁気蓋５４，６４の中央部には延在せ
   ず、上部境界平面又は下部境界平面に向つて変位
   せしめられている特許請求の範囲第５項又は第６
   項記載の秤。 ８ 半径方向の孔部５０，５３，６０は上部境界
   平面又は下部境界平面と一部交差している特許請
   求の範囲第７項記載の秤。 ９ 磁気蓋２４，３４，４４，５４，６４は全く
   高透磁性の材料から成る特許請求の範囲第１項乃
   至第８記載いずれか１項に記載の秤。 １０ 磁気蓋７３は任意の材料から成り、境界平
   面の一方に高透磁性の材料から成る層７４を有す
   る特許請求の範囲第１項乃至第８記載いずれか１
   項に記載の秤。 １１ 支持体７，７５，８５がほぼ直径方向に沿
   い、少なくとも一部は永久磁石系１４を通つて延
   在しており、前記支持体は上側又は下側にコイル
   １３を、その対向側に光学的位置センサのスリツ
   ト絞り２０，８０を有する特許請求の範囲第１項
   乃至第１０記載いずれか１項に記載の秤。 １２ 支持体８５は∪字形の横断面を有する打ち
   抜き湾曲部材として構成されており、その際光学
   的位置センサのスリツト絞り８０は支持体８５脚
   部８６の延長部により形成される特許請求の範囲
   第１１項記載の秤。 １３ 支持体７５はセラミツクから成る特許請求
   の範囲第１２項記載の秤。