JPH051801Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、秤の荷重検出手段等として用いら
れる荷重検出用振動子に関するものである。

「従来の技術とその問題点」 一般に、一端が基台に取り付けられた棒状の振
動体の他端に、この振動体の長手方向に沿つて作
用する圧縮力（または、引つ張り力）を加えた場
合、この圧縮力（または、引つ張り力）と振動体
の固有振動数との間には所定の関係が存在するこ
とが知られている。したがつて、前記振動体に、
振動体を共振させる励振手段と、振動体の振動周
波数を検出する検出手段を設けることにより、振
動体に作用する荷重を検出する荷重検出手段を構
成することができる。

この場合、前述したような荷重検出手段におい
て、高精度の測定を実現するためには、振動体の
Ｑ値を高くしなければならないことが知られてい
る。

ところで、上記の音叉振動子は、第７図に示す
ように、薄板状の弦１ａ，１ａを中心軸Ｓに対し
て左右対称、かつ平行に設けた振動体１と、前記
弦１ａ，１ａの各端部同士を結合する結合部２，
２とからなる振動子本体３を、フレクシヤ４，４
を介在させて固定部５，５に連結し、更に、前記
一方の弦１ａに該弦１ａを振動させる励振手段６
を設け、他方の弦１ａに共振した弦１ａの振動周
波数を検出する検出手段を設けたものである。

また、上記のような音叉振動子においては、振
動体１の弦１ａ，１ａが中心軸Ｓに対して理想的
に対称となつている場合には、前記弦１ａ，１ａ
が互いに相反する方向で等しく振動して、これら
弦１ａ，１ａの各固有振動数が全く同等になり、
これによつて、前記結合部２，２のそれぞれに生
ずる反力Ｒ，Ｒ…および曲げモーメントＭ，Ｍ…
が同等かつ方向が逆となつて互いに打ち消し合
い、該弦１ａ，１ａの振動エネルギーを外部に流
出させないようになつている。このため、振動体
１の弦１ａ，１ａが中心軸Ｓに対して理想的に対
称となつている場合に、該振動体１のＱを高め振
動用周波数を安定させるようになつている。

また、前記振動体１の弦１ａ，１ａが中心軸Ｓ
に対して理想的に対称でない場合に、結合部２，
２のそれぞれに生じる反力Ｒ，Ｒ…および曲げモ
ーメントＭ，Ｍ…が同等でなくなり外力が生ず
る。そして、この外力は振動子全体が振動してＱ
値を低下させ、振動体１の出力周波数を不安定に
させる要因となる。

しかしながら、前記音叉振動子の弦１ａ，１ａ
を中心軸Ｓに対して完全に左右対称に配置するこ
とは、実際問題として困難であり、そのため、特
公昭58−56422号公報では、結合部に４個のアイ
シヨレーシヨンマスを設け、特開昭59−61728号
公報では、結合部の位置に支持質量体を設けて、
前記振動体１の結合部２，２のそれぞれに生ずる
外力による振動体１全体の揺動を無に近付けるこ
とが行なわれている。

ところが、上記の公報に示した音叉振動子にお
いては、アイシヨレーシヨンマスおよび支持質量
体が、結合部２，２と固定部５，５との間に配置
されているため、例えば、前記アイシヨレーシヨ
ンマスおよび支持質量体の大きさの大きいものを
必要とする場合に、前記振動子の固定部５，５の
間隔を大きくしなくてはならず、これによつて、
新たに音叉振動子自体を設計、製作し直さなけれ
ばならないとともに、秤の取付部を変更しなくて
はならないという問題があつた。

「問題点を解決するための手段」 この考案は、上記の事情に鑑みてなされたもの
であつて、バランサーウエイト（アイシヨレーシ
ヨンマス、支持質量体）の大きさの増減を図るこ
とによつて、振動子本体の揺動を有効に防止して
Ｑ値の高い安定した荷重検出用振動子を得ること
を目的とし、この目的を達成するために、一対の
固定部に掛かる荷重を該固定部間に配設された振
動子本体の振動により検出するようにした荷重検
出用振動子において、 前記振動子本体を、前記固定部にそれぞれ連結
された一対の結合部と、該結合部間に設けられた
２本の平行な薄板の弦からなる振動体と、前記結
合部にそれぞれ設けられた一対のバランサーウエ
イトとから構成し、 前記バランサーウエイトを、前記結合部と一体
に設けるとともに、前記振動体間に形成された空
間部内に配置するようにしている。

「作用」 この考案によれば、２つの弦の固有振動数が異
なる場合に、空間部内に位置するバランサーウエ
イトの質量を調節するだけで、振動子本体におけ
る振動の対称性が確保され、かつ揺動が防止され
て、高いＱ値を得ることができる。

また、本考案のバランサーウエイトは、結合部
と一体に設けられるとともに、振動体間に形成さ
れた空間部内に配置されているものであるので、
振動体のアンバランスにより生じる該振動体の振
動エネルギーが、該バランサーウエイトで吸収さ
れて、結合部に漏れることも防止される。

「実施例」 第１図はこの考案の音叉振動子Ａの構成を示す
斜視図である。

なお、以下、実施例では、従来の技術に示した
音叉振動子と構成を共通にする部分に同一符号を
付し説明を簡略化する。

この図において、振動体１を構成する薄板状の
各弦１ａ，１ａの両端部は結合部２，２によつて
結合され、これにより振動子本体３が構成されて
いる。振動子本体３は、結合部２，２から延びた
薄板状のフレクシヤ４，４によつて支持されてい
る。一方、５，５は、後述する秤機構部に各々取
り付けられる固定部であり、各固定部５，５には
弦１ａ，１ａの板面及びフレクシヤ４，４の板面
と平行な長穴状の貫通孔５ａ，５ａが各々形成さ
れている。これにより薄肉部５ｂ，５ｂが設けら
れ、これら薄肉部５ｂ，５ｂを介して固定部５，
５とフレクシヤ４，４が各々連結されている。そ
して、前記フレクシヤ４，４と薄肉部５ｂ，５ｂ
とは、偏荷重による秤機構部（後述する）の傾き
や、振動子本体３の取付面の誤差による振動子本
体３の曲げ応力の発生を妨げて、Ｑ値の低下を防
止するようになつている。（特願昭60−143648号
公報参照）。

また、固定部５，５には、貫通孔５ａ，５ａと
平行に取付用の取付孔５ｃ，５ｃが各々形成され
ている。この取付孔５ｃ，５ｃは、ボルト（後述
する）が挿通されて、該固定部５，５を後述する
秤機構部Ｂに取り付けるために設けられたもので
ある。

一方、前記結合部２，２と振動体１との間に
は、第１図中上下方向に長尺な空間部１０が形成
され、該空間部１０に長さ方向に突出するよう
に、前記結合部２，２のそれぞれには、バランサ
ーウエイト１１，１１が設けられている。前記バ
ランサーウエイト１１，１１は、前記振動体１の
中心線Ｓに沿つて形成されたものであつて、その
大きさを調節することにより、弦１ａ，１ａの固
有振動数の相違による外力を吸収し、振動子本体
３の揺動を無に近付けるようにしている。すなわ
ち、前記バランサーウエイト１１，１１は、振動
体１が中心線Ｓに対して左右対称でなく、弦１
ａ，１ａの固有振動数が互いに異なる場合、ある
いは結合部２，２におけるフレクシヤ４，４の位
置がずれている場合に、その質量を増減すること
により、振動子本体３の揺動を防止して、弦１
ａ，１ａの振動エネルギーの流出を防ぎ、振動周
波数のＱ値を高め出力を安定させるものである。
そして、前記バランサーウエイト１１，１１は、
中心軸Ｓに対して左右対称に配置されているため
に、その質量を増減しても、左右のバランスが崩
れることがない。

なお、前記バランサーウエイト１１，１１を減
ずる場合はヤスリで削り、増す場合は接着剤によ
りチツプを接着するようにすると良い。

次に、第３図を参照して前記音叉振動子Ａが取
り付けられる秤機構部Ｂについて説明すると、符
号１５は脚１６，１６によつて水平に支持された
基台であり、この基台１５の下面には固定部材１
７が取り付けられ、この固定部材１７には上述し
た第１実施例による振動子Ａの下側の固定部５が
ボルト２１，２１によつて締め付け固定されてい
る。また基台１５の下面には薄板状の一対の板金
刃２５ａ，２５ａを介してＴ字状の下側リンク２
４の基端側両端部が各々取り付けられており、こ
れにより下側リンク２４の先端側端部が上下方向
へ揺動自在となつている。

一方、基台１５の上面には、この上面と平行に
板体２６が螺子部材２７，２７及びナツト２８，
２８によつて固定されている。この板体２６には
前記下側リンク２４と同一形状のＴ字状の上側リ
ンク２９の基端側両端部が一対の板金刃２５ｂ，
２５ｂを介して各々取り付けれられており、これ
により上側リンク２９の先端側端部が上下方向へ
揺動自在となつている。下側リンク２４及び上側
リンク２９の揺動自在な各先端側端部には主金３
０の下端部及び上端部が板金刃２５ｃ及び板金刃
２５ｄを介して各々取り付けられており、主金３
０の上端部には取付金具３７を介して計量皿３１
が取り付けられている。また基台１５の上面と前
記板体２６の間にはレバー３２が配置され、この
レバー３２は一対の板金刃２５ｅ，２５ｅを介し
て基台１５に取り付けられ、板金刃２５ｅ，２５
ｅを支点として揺動自在となつている。レバー３
２の一端部は主金３０に形成された開口部３０ａ
から突出し、薄板状のリボン３３を介して主金３
０と連結されている一方、レバー３２の他端部に
は音叉振動子Ａの上側の固定部５がボルト３４，
３４によつて締め付け固定されている。なお、図
において符号３５は防振材である。

上記の秤機構部Ｂにおいては、板金刃２５ａ〜
２５ｄによつて相互に連結された基台１５（図示
略）、下側リンク２４、上側リンク２９及び主金
３０によつてロバーバル機構が構成されている。
そして、前記計量皿３１は被計量物が載置される
と、主金３０が下方へ移動すると共に、リボン３
３が下方へ移動し、これに伴つて、レバー３２が
その支点となる板金刃２５ｅを中心として回動
し、つまりレバー３２の一端部が引き下げられる
と共に、レバー３２の他端部が引き上げられ、こ
れにより音叉振動子Ａに対して、前記被計量物の
重量に対応した引つ張り力が作用する。

この場合、音叉振動子Ａには、該音叉振動子Ａ
を共振させる励振手段６（第１図）と、音叉振動
子Ａの振動周波数を検出する検出手段（図示略）
が設けられており、これにより、被計量物の重量
が測定されるようになつている。

上記のように構成された荷重検出用振動子にお
いては、振動体１が中心線Ｓに対して左右対称で
なく、弦１ａ，１ａの固有振動数が互いに異なる
場合に、前記バランサーウエイト１１，１１の質
量を増減させても、振動子本体３の固定部５，５
に対する取付間隔は常に一定であり、該バランサ
ーウエイト１１，１１の増減により新たな音叉振
動子を再設計する必要がない。

また、上記の荷重検出用振動子にあつては、バ
ランサーウエイト１１，１１を振動子本体３の中
心線Ｓに沿つて設けることにより、質量の集中化
が図られて、前記振動体１が安定した発振を行う
ことができる。更に、前記バランサーウエイト１
１，１１は、長尺に形成された空間部１０の長さ
方向に沿つて配置されるようになつているので、
従来、結合部２，２と固定部５，５との間に配置
されたものと比較して、質量の大きいものを設け
ることができ、これによつて、振動体１の弦１
ａ，１ａの固有振動数が大きく相違する場合であ
つても、充分に対応することができる。

なお、上記バランサーウエイト１１に代えて第
４図〜第６図に示すようなバランサーウエイト４
０〜４２を用いても良い。これらバランサーウエ
イト４０〜４２は、前記バランサーウエイト１１
と同様に前記結合部２に設けられ、かつ空間部１
０の中心線Ｓに沿つて設けられたものであつて、
その形状は、台形４０、円錘形４１、柱と球との
組み合わせ４２となるようにそれぞれ形成されて
いる。そして、このように形成されたバランサー
ウエイト４０〜４２によつて、振動体１の微妙な
バランスが調節されるようになつている。

なお、前記バランサーウエイトの形状は、第１
図および第４図〜第６図に示されるものに限定さ
れない。

「考案の効果」 以上詳細に説明したように、この考案によれ
ば、結合部と振動体との間に形成された長尺の空
間部内にバランサーウエイトを配設したので、該
バランサーウエイトの質量を調節することによ
り、振動子本体の揺動を防ぎ、弦の振動エネルギ
ーの流出を防止して高いＱ値を得ることができ、
これによつて出力の安定を図ることができる。ま
た、前記振動子本体の取付寸法を変えることなく
バランサーウエイトの質量増減の調整が行なわれ
るので、凡用性がある。更に、前記バランサーウ
エイトを中心軸に沿つて左右対称に配置すること
により、該バランサーウエイトの先端部分を増減
させても左右のバランスに対して影響を与えな
い。

また更に、前記バランサーウエイトの大きさを
空間部の長さ方向に沿つて増減させることによつ
て、従来、結合部と固定部との間に配置されたバ
ランサーウエイトと比較して、質量の大きいもの
を設けることができるとともに、振動子本体を小
型にすることができ、秤機構部をコンパクトにす
ることができる。そして、前記２つの弦の固有振
動数が大きく異なる場合であつても、充分に対応
することができる。

また、本考案のバランサーウエイトは、結合部
と一体に設けられるとともに、振動体間に形成さ
れた空間部内に配置されているものであるので、
振動体のアンバランスにより生じる該振動体の振
動エネルギーが、該バランサーウエイトで吸収さ
れて、結合部に漏れることも防止され、これによ
り精度の高い計測を実現できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本考案に係る実施例の構成を
示す図であつて、第１図は音叉振動子の全体を示
す斜視図、第２図は第１図に示す音叉振動子の動
作を示す正断面図、第３図は前記音叉振動子を秤
機構部に取り付けた状態を示す正面図、第４図〜
第６図は第１図に示すバランサーウエイトの他の
形状を示す正断面図、第７図は従来の音叉振動子
を示す斜視図である。 １……振動体、１ａ……弦、２……結合部、３
……振動子本体、５……固定部、１０……空間
部、１１……バランサーウエイト、４０……バラ
ンサーウエイト、４１……バランサーウエイト、
４２……バランサーウエイト、Ａ……音叉振動
子、Ｂ……秤機構部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 一対の固定部に掛かる荷重を該固定部間に配設
   された振動子本体の振動により検出するようにし
   た荷重検出用振動子において、 前記振動子本体は、前記固定部にそれぞれ連結
   された一対の結合部と、該結合部間に設けられた
   ２本の平行な薄板の弦からなる振動体と、前記結
   合部にそれぞれ設けられた一対のバランサーウエ
   イトとを有し、 前記バランサーウエイトは、前記結合部と一体
   に設けられるとともに、前記振動体間に形成され
   た空間部内に配置されていることを特徴とする荷
   重検出用振動子。