JPH1019652A - 電子天びん - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つの内蔵分銅とその加除機構を備えた電子
天びんにおいて、偏置誤差が生じても正確な較正を行う
ことのできる電子天びんを提供する。 【解決手段】 ２つの内蔵分銅４１，４２のそれぞれ
を、皿１の中心を通る鉛直軸Ｃｖ上においてロバーバル
機構の可動柱２１に負荷する構成を採用することによ
り、各内蔵分銅４１，４２の一方または双方の負荷状態
における荷重を、皿１の中心軸上に作用させ、偏置誤差
の影響を受けることなくスパン並びにリニアリティ較正
を行うことを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子天びんに関し、
更に詳しくは、ロバーバル機構および内蔵分銅並びにそ
の加除機構を備えた電子天びんに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子天びんにおいては、一般に、皿をロ
バーバル機構ないしはパラレルガイドと称される機構に
よって支承することにより、その変位の方向を鉛直方向
に規制するとともに、皿に対する偏置荷重による誤差、
つまり偏置誤差（四隅誤差）を解消するように考慮され
ている。ロバーバル機構は、天びんベース等に固定され
る固定柱に、互いに平行な上下の梁を介して可動柱を支
承した機構であり、その可動柱に皿が支承され、また、
その可動柱が荷重感応部に連結される。

【０００３】また、このような電子天びんにおいて、較
正用の既知質量の分銅を内蔵するとともに、その分銅の
加除機構を備えたものがある。この較正用の内蔵分銅
は、スパン較正およびリニアリティ較正の双方を可能と
するためには２つ必要であり、通常、それぞれが質量既
知で、互いに略等しい質量を持ち、かつ、その合計質量
が天びんひょう量の近傍の質量となるような分銅が内蔵
される。そして、スパン較正時には２つの分銅が同時に
可動柱に負荷され、その状態での荷重データとこれらの
合計質量値とからスパン係数が算出されるとともに、リ
ニアリティ較正時には、一方の分銅の負荷状態における
荷重データとその分銅質量値、および２つの分銅の負荷
状態における荷重データとその合計質量値とから、リニ
アリティ補正係数が算出される。

【０００４】このような２つの内蔵分銅を持つ電子天び
んにおいては、従来、各分銅は、例えば可動柱の左右両
側等、互いに水平方向に所定の距離だけ離れた位置にお
いて可動柱に負荷されるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ロバーバル
機構は、上下の梁が水平である場合に偏置誤差を解消す
ることができるものであり、その調整は天びんの製造工
程において、皿上への荷重の負荷位置を変更しつつ厳密
に行われる。

【０００６】しかし、このような偏置誤差の調整を厳密
に行った後においても、例えば天びん機構内部の温度分
布等に起因して、僅かではあるが偏置誤差が生じること
がある。このような偏置誤差が生じた場合、２つの内蔵
分銅を備えた従来の電子天びんでは、正確な較正を行う
ことができないという問題がある。

【０００７】すなわち、２つの内蔵分銅とその加除機構
を備えた従来の電子天びんにおいては、前記したよう
に、２つの内蔵分銅は水平方向に互いに所定の距離だけ
離れた位置で可動柱に対して負荷されるため、２つの分
銅の負荷位置が皿の中心軸を挟んで水平方向に互いに等
距離であり、かつ、これら２つの分銅の質量が互いに等
しいという条件のもとに、２つの分銅の負荷状態におい
てその合計質量の重心が皿の中心軸上に位置するが故に
偏置誤差の影響は受けないものの、このような条件が揃
っていても、リニアリティ較正時における片方の分銅の
みの負荷状態では常に偏置誤差の影響を受けることにな
る。また、２つの分銅の質量が相違したり、あるいは２
つの分銅の負荷位置の皿の中心軸からの距離が互いに異
なる場合には、両方の分銅を負荷した状態でも偏置誤差
の影響を受ける。このような偏置誤差の影響を受けた荷
重データを元に、リニアリティ較正およびスパン較正を
行ってしまうと、当然のことながら正しい較正を行うこ
とができず、較正後の測定結果の全てに誤差が含まれる
結果となる。

【０００８】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、２つの内蔵分銅とその加除機構を備えた電子天
びんにおいて、天びん機構内部の温度分布等に起因して
偏置誤差が生じても、常に正確なスパン較正並びにリニ
アリティ較正を行うことのできる電子天びんの提供を目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施の形態を表す図１，図２を参照しつつ
説明すると、本発明の電子天びんは、皿１がロバーバル
機構２で支承され、かつ、そのロバーバル機構２の可動
柱２１が荷重感応部３に連結されるとともに、リニアリ
ティおよびスパン較正用として２つの内蔵分銅４１，４
２と、これらの内蔵分銅４１，４２の一方または両方を
可動柱２１に対して負荷／負荷解除する分銅加除機構５
を備えた電子天びんにおいて、２つの内蔵分銅４１，４
２の可動柱２１への負荷位置が、それぞれ皿１の中心を
通る鉛直軸Ｃｖ上であることによって特徴づけられる。

【００１０】２つの内蔵分銅４１，４２は、それぞれに
皿１の中心線上において互いに上下の位置関係のもとに
可動柱２１に負荷されることになり、互いの質量がある
程度異なっていても、その両方または片方を負荷したい
ずれの状態においても、常にその荷重は皿１の中心線上
に作用する。従って、電子天びんに何らかの理由で偏置
誤差が生じていても、スパン較正時およびリニアリティ
較正時における内蔵分銅負荷時の荷重データにはその偏
置誤差の影響は及ばない。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の模式
的な全体構成図で、内蔵分銅４１，４２の可動柱２１へ
の負荷位置を明確にすべく分銅加除機構５を取り除いた
状態で示す図である。

【００１２】試料を載せるための皿１は、皿受け軸１１
を介してロバーバル機構２の可動柱２１に支承されてい
る。ロバーバル機構２は、互いに平行で、かつ、それぞ
れの両端部に可撓部ｅを備えた上下の梁２２，２３によ
り、可動柱２１と固定柱２４とを連結した構造を持ち、
可動柱２１は連結部材３１ａを介してレバー３１の一端
に連結されている。

【００１３】レバー３１は弾性支点３１ｂによって回動
自在に支承されており、その他端の変位は変位センサ３
２によって検出される。また、レバー３１には電磁力発
生装置３３のフォースコイル３３ａが固着されている。
電磁力発生装置３３は、永久磁石を主体とする磁気回路
３３ｂとそれが作る静磁場中に変位自在に配置されたフ
ォースコイル３３ａによって構成されている。そして、
これらレバー３１，変位センサ３２，および電磁力発生
装置３３が荷重感応部３を構成している。すなわち、皿
１に作用する荷重は可動柱２１を介してレバー３１に伝
達されるが、そのレバー３１の変位が変位センサ３２で
検出され、その変位検出結果が常に零となるように電磁
力発生装置３３のフォースコイル３３ａに流れる電流が
制御され、その電流の大きさから皿１に対する荷重の大
きさが検出される。

【００１４】さて、この例においては、皿受け軸１１は
クランク状に屈曲しており、その上端部に支承された皿
１は、可動柱２１に対して外側、つまり固定柱２４と反
対側に持ち出された状態となっている。これにより、皿
１の中心を通る鉛直軸Ｃｖは可動柱２１の外側を通るこ
とになり、その鉛直軸Ｃｖ上に、２つの内蔵分銅４１と
４２がそれぞれ可動柱２１に対して負荷される。すなわ
ち、可動柱２１の側面に上下２つの分銅受け２１１，２
１２が鉛直軸Ｃｖを横切るように突出形成されており、
この各分銅受け２１１，２１２に内蔵分銅４１，４２が
それぞれ負荷される。

【００１５】この各内蔵分銅４１，４２は、分銅加除機
構５によって各分銅受け２１１，２１２に対して個別に
負荷または負荷解除され、２つの内蔵分銅４１，４２が
いずれも負荷されない状態と、一方の内蔵分銅４２のみ
が負荷される状態、および双方の内蔵分銅４１，４２が
負荷される状態の３つの状態を取ることが可能となって
いる。

【００１６】図２は分銅加除機構５の詳細構造の説明図
で、図１にＡ−Ａで表される面で切断した断面図を示し
ている。なお、この図２では、一方の内蔵分銅４２のみ
の負荷状態を示している。

【００１７】この図２に示すように、分銅加除機構５
は、枠体５１と、その枠体５１に形成されたガイド部５
１ａ，５１ｂによって上下方向に変位自在にガイドされ
た第１の分銅持ち上げ軸５２と、同じく枠体５１に形成
されたガイド部５１ｃによって上下方向に変位自在にガ
イドされた第２の分銅持ち上げ軸５３、各分銅持ち上げ
軸５２，５３を上下動させるための端面カム５４、およ
びその端面カム５４を回動させるためのモータ５５等に
よって構成されている。

【００１８】端面カム５４は、図３に平面図で示すよう
に、円板５４ａの上面にその回転中心と同心のピッチ円
Ｐに沿って３つの突起部５４ｂ，５４ｃおよび５４ｄが
形成されたもので、そのピッチ円Ｐ上に第１および第２
の分銅持ち上げ軸５２および５３の下端が当接するよう
になっている。従って、この端面カム５４を回動位置に
応じて、図３（Ａ）の回動位置では双方の分銅持ち上げ
軸５２，５３が上方に移動し、同図（Ｂ）の位置では一
方の分銅持ち上げ軸５２のみが上方に移動し、同図
（Ｃ）の位置では各分銅持ち上げ軸５２，５３がいずれ
も下方に位置した状態となる。

【００１９】可動柱２１の側面に突出形成された各分銅
受け２１１，２１２はそれぞれ枠体５１の内部に挿入さ
れており、各内蔵分銅４１および４２は、それぞれ、モ
ータ５５の駆動による端面カム５４の回動に伴う第１お
よび第２の分銅持ち上げ軸５２および５３の上下動によ
って、鉛直軸Ｃｖ上で分銅受け２１１，２１２上に載せ
られた状態か、あるいは各分銅持ち上げ軸５２，５３に
よって持ち上げられた状態のいずれかとなる。

【００２０】すなわち、各分銅持ち上げ軸５２，５３に
は内蔵分銅４１，４２を持ち上げるための持ち上げ部材
５２ａ，５３ａが装着されており、各分銅受け２１１，
２１２にはその持ち上げ部材５２ａ，５３ａを貫通させ
得る貫通孔２１１ａ，２１２ｂが形成されている。各分
銅持ち上げ軸５２，５３が上方に移動した状態では、内
蔵分銅４１，４２は持ち上げ部材５２ａ，５３ａと、枠
体５１に設けられた分銅当たり５１ｄ，５１ｅの間に挟
み込まれた状態となり、この状態では各内蔵分銅４１，
４２および分銅持ち上げ軸５２，５３はいずれも分銅受
け２１１，２１２に対して非接触の状態となる。一方、
分銅持ち上げ軸５２，５３が下方に位置する状態では、
内蔵分銅４１，４２は自重により鉛直軸Ｃｖ上で分銅受
け２１１，２１２の上に載った状態となり、また、この
状態においても分銅持ち上げ軸５２，５３は分銅受け２
１１，２１２には非接触の状態が保たれる。

【００２１】以上の本発明の実施の形態において、各内
蔵分銅４１，４２は、いずれも皿１の中心を通る鉛直軸
Ｃｖ上において分銅受け２１１，２１２を介して可動柱
２１に負荷されるため、各内蔵分銅４１，４２の質量が
一致していなくても、双方の内蔵分銅４１，４２の負荷
状態、および、一方の内蔵分銅４２の負荷状態のいずれ
においても、その荷重は皿１の中心軸上に作用し、偏置
誤差の影響を受けることがない。よってこの実施の形態
においては、何らかの原因で偏置誤差が生じていても、
その影響を受けることなく、正確なスパン較正並びにリ
ニアリティ較正が可能となる。

【００２２】なお、以上の実施の形態では、皿１の中心
を通る鉛直線Ｃｖ上において各内蔵分銅４１，４２を可
動柱２１に負荷すべく、皿受け軸１ａをクランク状に屈
曲させた例を示したが、本発明はこれに限られることな
く、例えば可動柱２１の中心軸上に皿１を支承するとと
もに、その可動柱２１の中心部分を空洞とし、その空洞
部分に各内蔵分銅４１，４２の分銅受けを設けることに
よって、皿受け軸を屈曲させることなく、皿１の中心を
通る鉛直軸Ｃｖ上に各内蔵分銅を負荷することが可能と
なる。

【００２３】また、各内蔵分銅の加除機構は、上記した
例に限られることなく、皿を通る鉛直軸上において各内
蔵分銅を負荷し得る機構であれば、他の公知の任意の機
構を採用し得ることは言うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、スパン
並びにリニアリティ較正用の２つの内蔵分銅が、それぞ
れ皿の中心を通る鉛直軸上において可動柱に負荷される
から、天びん機構の温度分布等の何らかの原因によって
偏置誤差が生じている状態で較正動作を行っても、各内
蔵分銅の荷重はそれぞれ独立的に皿の中心軸上に作用す
るため、偏置誤差の影響を受けることなく、常に正確な
較正を行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の模式的な全体構成図で、
内蔵分銅４１，４２の可動柱２１への負荷位置を明確に
すべく分銅加除機構５を取り除いた状態で示す図

【図２】図１においてＡ−Ａで表される面で切断した断
面図で示す分銅加除機構５の詳細構造の説明図

【図３】平面図で示す端面カム５４の作用説明図

【符号の説明】

１ 皿 １ａ 皿受け軸 ２ ロバーバル機構 ２１ 可動柱 ２１１，２１２ 分銅受け ３ 荷重感応部 ３１ レバー ３２ 変位センサ ３３ 電磁力発生装置 ４１，４２ 内蔵分銅 ５ 分銅加除機構 ５１ 枠体 ５２ 第１の分銅持ち上げ軸 ５３ 第２の分銅持ち上げ軸 ５４ 端面カム ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ 突起部 ５５ モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 皿がロバーバル機構で支承され、かつ、
   そのロバーバル機構の可動柱が荷重感応部に連結される
   とともに、リニアリティおよびスパン較正用として２つ
   の内蔵分銅と、これらの内蔵分銅の一方または両方を上
   記可動柱に対して負荷／負荷解除する分銅加除機構を備
   えた電子天びんにおいて、上記２つの内蔵分銅の上記可
   動柱への負荷位置が、それぞれ皿の中心を通る鉛直軸上
   であることを特徴とする電子天びん。