JPH1151756A - 電子式秤量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子天秤等の電子式秤量装置の内部機構の一
部を一体化した部材により構成する。 【解決手段】 秤量物の荷重を受容する部材と、この荷
重により揺動動作する荷重伝達部材２の作動を案内する
部材とを一体化して荷重受容案内部材１として構成す
る。荷重受容案内部材１は基台３に固定されると共に、
荷重伝達部材２はこの荷重受容案内部材１の両側にビー
ム部２０１、２０２が位置するようにこの荷重受容案内
部材１に嵌挿配置され、吊りバンド８は荷重伝達部材２
の吊りバンド取付部２０３ｂと荷重受容案内部材１の吊
りバンド取付部１０５との間に配置され、秤量皿取付部
１０４を介して荷重受容案内部材１に負荷された荷重を
この吊りバンド８を介して荷重伝達部材２側に伝達す
る。荷重伝達部材２は一端が基台３側の支点部材取付部
３０３ａ、３０４ａに設けられた支点部材６、７により
負荷された荷重に対応して当該支点部材６、７を支点と
して揺動し、他端のコイル取付部材２０４に設けられた
コイルが電磁部で変位する量を平衡させる電気量から荷
重を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子式の秤量装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子式秤量装置の一つとして電子天秤と
称される電磁平衡式の秤量装置があるが、この秤量装置
は秤量皿を中心とした荷重を受容する部分、荷重と平衡
する電磁力を発生させる電磁部、受容した荷重を電磁部
に伝達する機構、及びこの荷重伝達機構を案内するロバ
ーバル機構等から構成されている。

【０００３】上記構成のうち、電磁部を除く各部を一つ
の金属ブロックから構成する電子天秤が提案されてい
る。各部を組み立てて一つの機構に構成する従来型の装
置では、各部のの正確な組み立てと、その組み立てのた
めの工数を要する。また機構を構成する各部は、例えば
荷重伝達機構がアルミダイキャスト、接続部が鋼性のバ
ネ材等、機構が複数の材料により構成されているため、
各部の熱膨張の相違により機構全体の作動が熱変化に影
響され、複雑な温度補正を行なって表示の適正化を保証
する等の必要がある。これに対して上記機構が一つの材
料により形成されて一ブロック化されていれば一体型機
構の製作精度を必要とするが、組み立て工数を低減で
き、かつ機構構成材料が一種類となるため機構が受ける
熱的影響も低減することが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、電子天
秤を構成する内部機構の主要部を一ブロック化すること
により大きな利点が生じる反面、次のような問題点も指
摘されておりその解決が望まれている。

【０００５】先ず一ブロック化の前提として、例えばア
ルミニウム系合金等の金属ブロックに対して、微細な加
工を施すことにより、この金属ブロックに対して荷重受
容部、梃子を用いた荷重伝達部、荷重伝達部の作動を許
容する薄肉の変形部、荷重伝達機構を案内するロバーバ
ル部等を形成する。この加工はワイヤカット加工装置
等、微細な加工が可能な手段により、金属ブロックに対
して複雑かつ微細なカットを実施することにより行なわ
れる。このため、極めて高い加工精度が要求され、ブロ
ックの生産性は必ずしも高いものではない。また加工段
階ではこの一体性が逆に災いし、加工の一部に問題があ
っても問題部分の交換が不可能であるためブロック全体
が使用不能となってしまう。即ちこの一体性のためブロ
ック製造の歩留りを高くすることが困難であり、経済性
にも問題がある。

【０００６】また加工は金属ブロックに対してその幅方
向に溝（スリット）を形成することにより各部を構成す
るので、ロバーバル機構部、荷重伝達機構等の各部は全
てブロック高さ方向に積み重なるように構成されること
になる。このためブロックの背が高くなり、このブロッ
クを組み込んだ電子天秤は装置の全高が高くなるという
問題も生じる。

【０００７】更に、荷重伝達機構部がブロック内に形成
されるため、限られた大きさのブロック内で荷重伝達機
構のビームの梃子比を大きくとることが困難となり、高
い梃子比を得るためには例えば特公平７−７６７１３号
の如くブロックに対して極めて複雑な加工を施す必要が
生じる。

【０００８】上述の主として装置を設計、製作する段階
での問題の外、更に装置を実際に使用する段階でも次の
ような問題が指摘されている。上記ブロックの形成の形
成手段は、その精度等の関係上現在ではワイヤカット加
工にほぼ限定される。このワィヤカット加工はワイヤを
利用して放電加工をするものであるため、加工の溝幅は
０３mm 程度と非常に狭い。このため測定時等に装置内
に侵入する粉体、ごみ等が、秤量皿直下に位置するブロ
ックの溝部に入り込み装置の故障の原因となる事態が生
じている。因みに溝幅を広くするためには加工工程が２
倍に増加し、かつ適正な溝幅の確保のためより一層高い
加工精度が要求され不経済なものとなる。

【０００９】また、汎用・分析用等の高精度の電子天秤
では、装置としての感度を維持するため吊りバンド、支
点等を形成する部材の厚さは０．１mm以下と非常に薄く
形成されている。このため装置運搬時や使用時に衝撃的
な荷重が負荷されたり、秤量を越える測定対象の静荷重
により上記薄肉の部材の破断、座屈等の損傷が発生す
る。因みに電子天秤の修理の大半（８０パーセント以
上）がこのような物理的に脆弱な部品の交換である。こ
のような状況において、完全な１ブロックの機構である
と、部品交換がその構造上不可能であるため、前記ブロ
ック加工時の加工不具合と同様ブロック全体の交換を必
要とし、装置としてのメンテナンスコストがかなり高く
なり不経済である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記構成の問題
点に鑑み構成したものであり、電子天秤の荷重を測定す
る機構のうち、負荷された荷重を受容する部分及び同荷
重を伝達する荷重伝達機構を案内するロバーバル機構部
を一体化し、この一体型の荷重受容およびロバーバル機
構部、荷重伝達部材、電磁部及びこれら各部材を取り付
けかつ電磁部を設置した基台部とから一つの荷重測定機
構を構成する。

【００１１】

【発明の実施の形態】荷重伝達部材の作動を案内するロ
バーバル機構部と、負荷された荷重を受容する荷重受容
部が一つの部材として一体的に形成されて荷重受容案内
部材が構成される。この荷重受容案内部材の基本形状は
ロードセルの起歪体と同様に形成され、一端は基台部に
固定されている。他端には接続部材たる吊りバンドを取
り付けるための吊りバンド取付部が突出形成されてい
る。

【００１２】前記荷重受容案内部材は荷重伝達部材内に
配置されるよう構成され、かつ荷重伝達部材の一端には
吊りバンド取付部が設けられ、この吊りバンド取付部と
前記荷重受容案内部材の吊りバンド取付部との間に接続
部材として吊りバンドが介在配置され、荷重受容案内部
材に負荷された秤量物の荷重はこの吊りバンドを介して
そのまま荷重伝達部材に伝達される。

【００１３】また荷重伝達部材と基台部との間には支点
部材が取付られ、荷重伝達部材はこの支点部材を支点と
して、吊りバンドに伝達された秤量物の荷重により揺動
するよう構成されている。荷重伝達部材の他端は、基台
部に取り付けれたマグネット部の直上に位置するようコ
イル取付部が設けられている。このコイル取付部には電
磁コイルが取り付けられ、この電磁コイルが前記マグネ
ット部に嵌挿され、全体として電磁部を構成している。
これにより、荷重受容案内部材に負荷された秤量物の荷
重により支点を中心として荷重伝達部材の端部が変位す
るのに応じ、これを平衡させるために電磁部に出力され
た電気量により荷重を測定する。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参考に具体的に
説明する。図１は荷重伝達機を構成する各部の接続状態
を示し、図２は同機構のうち電磁部を中心とした各部材
の配置状態を示す。

【００１５】まず主として図１を用いて各部材の構成及
び配置状態を説明する。図中矢印１は荷重受容案内部
材、矢印２は荷重伝達部材、矢印３は基台である。先ず
荷重受容案内部材１の構成を説明すると、この荷重受容
案内部材１は本体部１０１が従来から多用されるロード
セルの起歪体とほぼ同様の形状を有している。即ち同本
体部１０１には、側面形状が略眼鏡状の空隙部１０２が
形成され、かつ本体部１０１の一端の下面には本体部取
り付け用の段部１０３が形成されている。

【００１６】一方段部１０３形成側と対向する側の端部
上面には秤量皿受け部１０４が突設され、秤量皿（図示
せず）に負荷された秤量物の荷重をこの荷重受容案内部
材１が受容するようになっている。符号１０５は本体部
１０１のうち、この秤量皿受け部１０４の形成側先端に
突設された吊りバンド取付部である。

【００１７】次に荷重伝達部材２は全体が枠状に形成さ
れている。符号２０１及び２０２は平行に位置する一対
のビーム部であり、両ビーム部２０１、２０２は前記荷
重受容案内部材１が内部に位置することが可能な幅を以
て平行に配置されている。各ビーム部２０１及び２０２
は図の右側の先端部に向かって屈曲上昇する上昇部２０
１ａ、２０２ａが形成され、かつこの上昇部２０１ａ、
２０２ａに連続して先端枠部２０３が形成されている。
この先端枠部２０３の中央は突出して、吊りバンド取付
部２０３ａとなり、同先端枠部２０３の両端には、この
吊りバンド取付部２０３ａに対し距離Ｄ１を以て後退位
置する支点部材取付部２０３ｂ、２０３ｃが形成されて
いる。

【００１８】一方、この先端枠部２０３に対向位置する
後端部にはリング状のコイル取付部２０４が形成され、
主として図２に示す如く、後述する電磁部とこの荷重伝
達部材２がこのコイル取付部２０４を介して接続するよ
う構成されている。

【００１９】次に基台３は次のような構成となってい
る。即ち、基台長手方向の両側には突縁部３０１、３０
２が形成され、同突縁部３０１、３０２の先端部（図の
右側）は上昇部３０３、３０４となり、同上昇部３０
３、３０４の先端部端縁は支点部材取付部３０３ａ、３
０４ａとなっている。またこの上昇部３０３、３０４と
対向する後端部は電磁部取付部３０５となってる。

【００２０】図２において矢印４は電磁部を示し、同電
磁部４は基板部４０１と、この基板部４０１に固設され
た電磁部枠体であるヨーク４０２と、このヨーク４０２
内に収納配置されたマグネット４０３と、荷重伝達部材
２側に設けられたコイルとから構成される。

【００２１】符号４０４はコイルであって、ボビンと通
称される円筒形の基体に対して導線を巻き回すことによ
り形成されている。このコイル４０４は荷重伝達部材２
のコイル取付部２０４に嵌挿固定され荷重伝達部材２と
一体化され、かつ荷重受容案内部材１、荷重伝達部材２
が基台３に対して取り付けられかつ一体化された際に、
ヨーク４０２とマグネット４０３との間に形成された環
状の空間部に位置することが可能な形状及び大きさに構
成されている。

【００２２】次に上述の各部の組み立て状態を図３およ
び図４も含めて説明する。先ず荷重受容案内部材１の段
部１０３を基台３の荷重受容案内部材取付面３０６（図
１参照）に配置し、ボルト等の固定手段により基台３に
固定する。これにより基台３の表面と荷重受容案内部材
１との間には荷重受容案内部材１の変形を許容する空隙
５が形成され、かつ荷重受容案内部材１の先端に位置す
る吊りバンド取付部１０５は基台３の先端部から突出し
て位置する（図４参照）。

【００２３】次に、荷重伝達部材２は基台３に固定され
た荷重受容案内部材１の両側にビーム部２０１、２０２
が位置するよう荷重受容案内部材１に嵌挿配置される
（図３も参照）。この状態で荷重伝達部材２側の支点部
材取付部２０３ｂと基台３側の支点部材取付部３０３ａ
とがバネ材である支点部材６により接続され、一方荷重
伝達部材２側の支点部材取付部２０３ｃと基台３側の支
点部材取付部３０４ａとが同様の支点部材７により接続
される。

【００２４】また各支点部材６及び７により荷重伝達部
材２と基台３とが接続された状態で、荷重伝達部材２の
吊りバンド取付部２０３ａと荷重受容案内部材１の吊り
バンド取付部１０５とは鉛直方向に於いて同一の平面に
位置し、両取付部２０３ａ及び１０５に対して吊りバン
ド８が取り付けられ、これにより荷重受容案内部材１と
荷重伝達部材２とが接続され、吊りバンド８を介して荷
重受容案内部材１に負荷された荷重がそのまま荷重伝達
部材２に伝達されるよう構成される。

【００２５】一方荷重受容案内部材１、荷重伝達部材２
が基台３に取付られた状態で、前記電磁部４のマグネッ
ト４０３とヨーク４０２との間の空間に荷重伝達部材２
側に設けられたコイル４０４が位置し、荷重測定可能な
電磁部４が構成される。なおヨーク４０２には荷重伝達
部材２のビーム部２０１、２０２が位置するよう切欠き
４０２ａ，４０２ｂが形成されている。またコイル取付
リング２０４の後端部には荷重伝達部材２の変位を検知
する変位センサ（図示せず）の変位測定対象となる凸部
２０５が形成されているので、ヨーク４０２にはこの凸
部が位置する切欠き４０２ｃも形成されている。

【００２６】以上の構成とすることにより、荷重伝達部
材２は支点部材６、７による弾性支点を基準として、当
該支点部材６、７から吊りバンド８までの距離Ｄ１、及
び電磁部の中心までの距離Ｄ２を梃子比とし、荷重の負
荷によって吊りバンド８に生じる変位を上記梃子比を以
て電磁部４に伝達する。なお、この梃子比は吊りバンド
８、支点部材６、７の取付位置、ビーム部２０１、２０
２の長さを適宜設定することにより簡単に変更でき、ブ
ロックを加工する場合に比較して設計の自由度は格段に
大きくなる。

【００２７】次に上記機構の作動状態を主として図４を
用いて説明する。先ず秤量皿に負荷された秤量物の荷重
は秤量皿受け部１０４を介して荷重受容案内部材１に伝
達され、荷重受容案内部材１はこの負荷された荷重によ
り秤量皿受け部１０４を中心とする部分が下方に変位し
ようとし、この変位は吊りバンド８を介して荷重伝達部
材２に伝達される。これにより荷重伝達部材２は支点部
材６、７を支点として梃子比Ｄ１：Ｄ２を以て揺動変位
し、コイル取付部２０４に取り付けられたコイル４０４
は電磁部４内で変位し、この変位を平衡させるための電
気量により負荷された荷重を算出する。

【００２８】上記作動において、荷重受容案内部材１は
負荷された荷重を荷重伝達部材２に伝達する作用と、こ
の負荷された荷重によって荷重伝達部材２が変位するの
を案内する作用、即ちロバーバル機構としての作用の両
方を有する。以上、本発明の構成を電子天秤を例に説明
したが、音叉式秤量装置、静電容量式秤量装置、さらに
はロードセル式秤量装置等においても荷重受容案内部材
と荷重伝達部材を設置することにより本発明の実施が可
能であることは当業者において容易に想到可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明は電子天秤の電磁部等、負荷され
た荷重を電気量等の他の物理量に変更する部分に荷重を
伝達する部材を、荷重受容案内部材と荷重伝達部材の二
つから構成するので、これらの部材を一ブロックとして
形成する構成に比較して各部の工作が容易であり、かつ
荷重伝達部材の設置位置を荷重受容案内部材と同一高さ
以下にすることができるため機構全体の高さを低く押さ
えることができる。

【００３０】また各部を一つのブロックとして完全に一
体化する構成に比較して加工が単純とになり、部品製造
の歩留りを高くすることができる。

【００３１】また支点、吊りバンド等物理的に脆弱な部
品は荷重受容案内部材や荷重伝達部材とは別の部品とし
て構成されるので、万一この部分に損傷が生じても損傷
を受けた部品の交換をすることによって修理が可能であ
り、一ブロック化した装置のようにブロック全体を交換
する必要がなく、装置のメンテナンスコストを低く押さ
えるとができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中心を成す荷重伝達機構の各部材の分
解斜視図である。

【図２】図１に示す分解斜視図のうち後端部の電磁部の
取付状態を示す分解斜視図である。

【図３】図１及び図２に示す部品を組み立てた状態の荷
重伝達機構の平面図である。

【図４】図３に示すＡ−Ａ線で一部を破断した荷重伝達
機構の側面図である。

【符号の説明】

１ 荷重受容案内部材 ２ 荷重伝達部材 ３ 基台 ４ 電磁部 ６、７ 支点部材 ８ 吊りバンド １０２ 空隙部 １０３ 段部 １０４ 秤量皿受け部 １０５ 吊りバンド取付部 ２０１、２０２ ビーム部 ２０３ 先端枠部 ２０３ａ 吊りバンド取付部 ２０３ｂ、２０３ｃ 支点部材取付部 ２０４ コイル取付部 ３０１、３０２ 突縁部 ３０３ａ、３０４ａ 支点部材取付部 ３０５ 電磁部取付部 ３０６ 荷重受容案内部材取付部 ４０１ 基板部 ４０２ ヨーク ４０３ マグネット ４０４ コイル

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁部等、荷重を電気量等の物理量に変
   換する荷重変換部に対して当該荷重を伝達する機構を有
   する秤量装置において、荷重を伝達する機構は、荷重受
   容案内部材と、この荷重受容案内部材に接続する荷重伝
   達部材とを有し、荷重伝達部材の一端は荷重受容案内部
   材と接続することにより荷重受容案内部材に負荷された
   荷重が当該荷重伝達部材に伝達されるよう構成され、か
   つ荷重伝達部材の他端には前記荷重変換部の一部を構成
   する部材が接続され、荷重伝達部材の変位に対応する荷
   重変換部内構成部材の変位によって当該荷重を電気量等
   の物理量に変換すると共に、荷重受容案内部材は荷重伝
   達部材の変位を案内するよう構成したことを特徴とする
   電子式秤量装置。
2. 【請求項２】 荷重伝達部材は平行する２本のビーム部
   と、先端枠部と、この先端枠部に対向する後端部に形成
   されるコイル取付部とにより全体が枠体として構成さ
   れ、荷重受容案内部材は後端が基台に固定され、基台に
   固定された側と対向する先端部は荷重伝達部材の先端枠
   部と接続され、荷重伝達部材のコイル取付部に固定され
   たコイルは電磁部に配置されるよう構成したことを特徴
   とする請求項１記載の電子式秤量装置。
3. 【請求項３】 荷重伝達部材の先端枠部中央は突出して
   吊りバンド取付部となり、かつ同先端枠部の両端は支点
   部材取付部となり、同様に基台先端両側にも支点取付部
   が形成され、荷重伝達部材は自己の支点取付部と基台の
   支点取付部との間に設けられた支点部材により基台によ
   って支持されると共に、荷重受容案内部材先端に形成さ
   れた吊りバンド取付部と当該荷重伝達部材の吊りバンド
   取付部との間に設けられた吊りバンドによって荷重受容
   案内部材に負荷された荷重が荷重伝達部材に伝達される
   と共に、当該荷重伝達部材は支点部材を支点として揺動
   するよう構成したことを特徴とする請求項２記載の電子
   式秤量装置。
4. 【請求項４】 荷重受容案内部材先端部には吊りバンド
   取付部が突出形成され、当該吊りバンド取付部に対して
   吊りバンドの一端が固定されるよう構成したことを特徴
   とする請求項２又は３記載の電子式秤量装置。
5. 【請求項５】 前記荷重伝達部材の一対のビーム部は、
   荷重受容案内部材の上端面よりも低い位置に配置されて
   いることを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の
   電子式秤量装置。
6. 【請求項６】 基台の両側縁には突縁部が形成され、各
   突縁部先端は支点部材取付部となり、かつ当該基台後端
   は電磁部取付部となっていることを特徴とする請求項１
   乃至６の何れかに記載の電子式秤量装置。
7. 【請求項７】 前記荷重受容案内部材に形成されている
   空隙部は、側面形状が一対の長円と、この長円を結ぶ長
   方形部とから成る略眼鏡型空隙であることを特徴とする
   請求項１記載の電子式秤量装置。