CN202631091U - 台秤以及载重检测组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供高精度的台秤。在由多个载重检测部支撑被计量物并进行计量的台秤中，载重检测部具有：载重传感器（40），通过在块体（42）上结合音叉振子（41）而构成，该块体（42）将施加在其上的载重缩小后传递给音叉振子（41）；线路板，其上搭载有将音叉振子的信号转换为数字信号的电路；以及传感器外壳（33），容纳载重传感器及线路板；传感器外壳（33）由以失蜡铸造法铸造的不锈钢构成，直接结合在并行的基础框架（20）上，维持基础框架之间的间隔。传感器外壳由于具有足够的机械强度，能够兼作为基础框架用结构体，因而零部件数量减少，而且能够谋求载物台的低矮化。
Description
技术领域
本实用新型涉及台秤以及用于该台秤的载重检测的载重检测组件，实现高精度的计量。
背景技术
作为电子秤的主要方式，有使用应变片的测力传感器方式、使用音叉的音叉振动方式、使用电磁铁及电磁线圈的电磁力平衡方式。
测力传感器方式根据应变片因载重而产生的变形量测定出载重。音叉振动方式如下述专利文献1所记载的那样，利用音叉的振动频率与施加在音叉两端的载重的大小成正比例变化的原理进行载重测定。而电磁力平衡方式则是向电磁线圈中通入电流，使得因载重而失去平衡状态的机械式平衡机构回到平衡状态，根据此时的电流的大小求出载重的大小。
关于秤的精度，与测力传感器方式相比，音叉振动方式和电磁力平衡方式的精度要高，而关于秤的制造成本，机构复杂的电磁力平衡方式最高，构造简单的测力传感器方式最低。
目前，量程（测定范围）达到300kg的台秤多采用测力传感器方式。
专利文献1：特开2002-131148号公报
但是，在生产现场，例如对鼓形桶装的药液原料等进行计量的情况那样，高精度地测定重量物的重量的必要性在增加，要求台秤高精度化。
台秤精度的提高仅通过简单地采用精度高的计量方式并不能够实现。还需要相对于成为精度降低的重要原因的温度变化以及水分、尘埃等的对策，而且，必须确保具有能够承受重量物的机械强度。
此外，为了容易进行将重量物在台秤的载物台上搬上搬下的作业，还必须使台秤低矮化。
实用新型内容
本实用新型是考虑到上述情况而创造出来的，其目的是提供高精度的台秤，并提供能够构成该台秤的载重检测组件。
本实用新型为一种台秤，由一个或多个载重检测部支撑被计量物并进行计量，其特征是，前述载重检测部具有：载重传感器，通过在块体上结合音叉振子而构成，该块体将施加在其上的载重缩小后传递给前述音叉振子；线路板，其上搭载有将前述音叉振子的信号转换为数字信号的电路；以及传感器外壳，容纳前述载重传感器及线路板；前述传感器外壳由以失蜡铸造法铸造的不锈钢构成，直接结合在并行的基础框架上，维持前述基础框架之间的间隔。
以失蜡铸造法铸造的不锈钢制传感器外壳具有足够的机械强度，能够兼作为基础框架用的结构体。因此，零部件数量减少，而且能够谋求载物台的低矮化。此外，具有足够机械强度的载重传感器的块体即便施加在其上的载重很大，也能够稳定地进行缩小化的动作。
此外，在本实用新型的台秤中，前述传感器外壳具有：容纳前述载重传感器的载重传感器容纳室，容纳前述线路板的线路板容纳室，以及阻碍前述载重传感器容纳室及线路板容纳室之间空气流通的分隔壁；前述载重传感器容纳室的通气仅能够通过设置在前述载重传感器容纳室的底部的通气孔进行。
分隔壁防止载重传感器的精度因线路板产生的热而降低。通气孔防止因进行计量时载重传感器容纳室内的气压波动而引起的计测精度的降低。
此外，在本实用新型的台秤中，前述通气孔被在多孔质膜上重叠了无纺布的过滤件从前述传感器外壳的外部封堵，并且前述过滤件的外表面被更换前述过滤件时能够避开的板压住，从前述板的周围进入前述过滤件的外部空气能够经过前述通气孔进入前述载重传感器容纳室，前述载重传感器容纳室的空气能够以相反的路径排出到外部。
多孔质膜防止水的浸入，无纺布防止多孔质膜脏污或因外部压力而破损。而板防止过滤件被尖锐的物件戳破的事故发生。
此外，在本实用新型的台秤中，前述载重传感器的块体通过螺栓穿过设置在该述块体的固定侧的通孔中而被固定在前述载重传感器容纳室的底部，具有从结合在该块体的活动侧的螺栓承受载重而位移的构造；前述载重传感器能够与在向固定侧的前述载重传感器容纳室上固定的构造以及与活动侧的前述螺栓结合的构造相同的测力传感器进行替换。
采用音叉振子的载重传感器虽然在无外部振动的环境下发挥了高精度，但在外部振动多的环境下精度将降低。另一方面，测力传感器尽管精度低，但即便是在有外部振动的环境下精度也不会改变。该台秤可以根据客户的使用环境而将采用音叉振子的载重传感器与测力传感器进行替换。
此外，本实用新型为一种载重检测组件，用于对被计量物进行计量的台秤中，其特征是，具有：载重传感器，通过在块体上结合音叉振子而构成，该块体将施加在其上的载重缩小后传递给前述音叉振子；线路板，其上搭载有将前述音叉振子的信号转换为数字信号的电路；以及传感器外壳，容纳前述载重传感器及线路板；前述传感器外壳由以失蜡铸造法铸造的不锈钢构成，具有：容纳前述载重传感器的载重传感器容纳室，容纳前述线路板的线路板容纳室，以及阻碍前述载重传感器容纳室及线路板容纳室之间空气流通的分隔壁；前述载重传感器容纳室的通气仅能够通过设置在前述载重传感器容纳室的底部的通气孔进行。
获得多个该载重检测组件的客户可以在其上配置载物台而构成台秤。
此外，在本实用新型的载重检测组件中，前述通气孔被在多孔质膜上重叠了无纺布的过滤件从前述传感器外壳的外部封堵，并且前述过滤件的外表面被更换前述过滤件时能够避开的板压住，从前述板的周围进入前述过滤件的外部空气能够经过前述通气孔进入前述载重传感器容纳室，前述载重传感器容纳室的空气能够以相反的路径排出到外部。
根据本实用新型，能够实现高精度的台秤。该台秤由于能够以较少的零部件构成、减少制造工时，因而能够降低成本。此外，可以实现载物台的低矮化，能够使台秤便于使用。
此外，本实用新型的载重检测组件能够作为组件单体流通，购入组件单体的用户可以将多个载重检测组件排列配置后将载物台载置在其上而构成所希望的台秤。
附图说明
图1是本实用新型的实施方式的台秤的分解立体图；
图2是本实用新型的实施方式的台秤的立体图；
图3是本实用新型的实施方式的台秤的侧视图；
图4是本实用新型的实施方式的载重检测组件的立体图；
图5是本实用新型的实施方式的载重检测组件的分解立体图；
图6是本实用新型的实施方式的传感器外壳的立体图；
图7是本实用新型的实施方式的传感器外壳的从其它方向看过去的立体图；
图8是本实用新型的实施方式的传感器外壳的俯视图；
图9是本实用新型的实施方式的台秤的局部分解立体图；
图10是本实用新型的实施方式的传感器外壳的通气孔的剖视图；
图11是本实用新型的实施方式的传感器外壳的通气孔的立体图；
图12是本实用新型的实施方式的传感器外壳的通气孔的俯视图；
图13是对本实用新型的实施方式的台秤的局部构成进行展示的立体图；
图14是本实用新型的实施方式的载重传感器的立体图；
图15是对本实用新型的实施方式的载重传感器被容纳在传感器外壳中的状态进行展示的附图；
图16是用来说明本实用新型的实施方式的载重传感器能够以测力传感器替代的说明图；
图17是对根据载物台（计量盘）的大小改变载重检测组件的数量与配置的本实用新型的实施方式的秤进行展示的附图。
附图标记说明：
10：上框架，20：基础框架，21：安装部件，22：安装部件，30：载重检测组件，31：顶面支撑部件，32：分力缓冲装置，33：传感器外壳，35：盖体，37：螺栓，41：音叉振子，42：块体，43螺栓，51：隔膜，52：安装板，53：夹持板，80：测力传感器，81：螺栓孔，82：螺纹孔，101：止挡片，221：止挡销，222：调节器，311：安装部件，312：安装部件，313：椭圆孔，314：螺钉，331：载重传感器容纳室，332：线路板容纳室，333：分隔壁，334：空隙，335：通气孔，336：螺纹孔，337：螺纹孔，339：密封件槽，340：凹部，341：销，342：螺钉，343：多孔质膜，344：无纺布，345：金属板，351：孔，421：螺栓孔，422：螺纹孔，531：孔，532：螺钉。
具体实施方式
本实用新型的实施方式的台秤如图1的分解立体图所示，具有：支撑载物台（未图示）的上框架10，两根并行的基础框架20、20，以及横跨在基础框架20、20之间的载重检测组件30。图2示出它们组合后的状态，图3（a）示出图2的台秤的长边方向上的侧视图，图3（b）示出短边方向上的侧视图。
图4将载重检测组件30单独示出。图5是其分解立体图。该载重检测组件30具有支撑上框架10的顶面支撑部件31，以及容纳后述的载重传感器和线路板的传感器外壳33。
传感器外壳33是以失蜡铸造法形成模具并使熔融的不锈钢流入其中进行铸造而成，如图6所示，成形为约呈长方体的箱形形状。图7是传感器外壳33的从其它角度看过去的立体图，图8是传感器外壳33的俯视图。
该传感器外壳33具有：容纳载重传感器的载重传感器容纳室331，容纳线路板的线路板容纳室332，以及将载重传感器容纳室331与线路板容纳室332之间分隔开的分隔壁333。载重传感器容纳室331在上方具有开口，在开口端形成有密封件嵌入其中的槽338。线路板容纳室332如图6所示，在箱形形状的长度方向的端面一侧具有开口，在开口端形成有密封件嵌入其中的槽339。
载重传感器容纳室331与线路板容纳室332之间的分隔壁333如图7所示，具有连接线路板上的电路与载重传感器的电线穿过的空隙334。该空隙334在需要进一步绝热的情况下能够在穿过电线的状态下进行密封，使得被线路板产生的热量而加温的线路板容纳室332的空气不会经由空隙334流入载重传感器容纳室331。
构成分隔壁333的不锈钢的热传导率与铝等相比极小。因此，从线路板容纳室332经由分隔壁333向载重传感器容纳室331传导的热量很少。
载重传感器容纳室331的开口在载重传感器容纳到载重传感器容纳室331中之后被盖体35（图5、图9）封闭，线路板容纳室332的开口在线路板容纳到线路板容纳室332中之后被露出端子的端子板322封闭。
此外，如图8所示，在载重传感器容纳室331的底部形成有通气孔335。如图10、图11所示，在设置有该通气孔335的位置的传感器外壳33的外侧形成有凹部340，在多孔质膜343上重叠了无纺布344的过滤件将通气孔335封堵地配置在凹部340中。此外，与该过滤件的外表面隔开距离，配置有外形与凹部340相似而面积小于凹部340的大约呈长方形的金属板345。如图11、12所示，在该金属板345的对角线上设置有两个孔，一个孔中卡合着定位销341，用来将金属板345固定在传感器外壳33上的螺钉342从另一个孔中穿过并拧在传感器外壳33上。
卸下螺钉342将金属板345拆下便能够更换过滤件。
构成过滤件的多孔质膜343由含氟树脂等形成，防止水的浸入。无纺布344防止多孔质膜343脏污或因外部压力而破损。此外，金属板345防止过滤件被尖锐物件戳破的事故发生。
虽然载重传感器容纳室331的开口被盖体35封闭，通气孔335也被过滤件及金属板345封堵，但由于该金属板345与凹部340之间存在间隙，因而外部空气能够从金属板345的周围进入过滤件中，经过通气孔335进入到载重传感器容纳室331中。此时，外部空气中所含有的水分和尘埃被过滤件滤除。此外，载重传感器容纳室331的空气能够以相反的路径排出到外部。
该通气孔335防止了载重传感器容纳室331的气压因后述的隔膜51（图9）在进行计量时的动作而成为过压或负压。
此外，如图8所示，在传感器外壳33上，一体地形成有用来固定在基础框架20上的螺纹孔337。该传感器外壳33由于刚性高而能够作为保持基础框架20、20的间隔的构件材料使用。通过该螺纹孔337固定在基础框架20上的传感器外壳33示于图9、图13。
容纳在载重传感器容纳室331中的载重传感器如图14所示，由音叉振子41和将施加在其上的载重缩小后传递给音叉振子41的块体42组成。该载重传感器40的块体42用铝合金制成，从块的两侧刮入而在块内部形成罗伯瓦尔（Roberval）机构和杠杆机构。
在块体42的固定侧形成有贯穿块体42的4个螺栓孔421，穿过该螺栓孔421的螺栓43（图9）拧在设于传感器外壳33的载重传感器容纳室331的底部的螺纹孔336（图8）中，载重传感器40固定在载重传感器容纳室331上。
图15示出载重传感器40被容纳在载重传感器容纳室331中的状态。
另一方面，在块体42的活动侧形成有拧入螺栓37（图9）的螺纹孔422。被计量物的载重经由该螺栓37传递给块体42。
该螺栓37如图5所示，被固定在安装在顶面支撑部件31的下面一侧的安装部件312上。该安装部件312被配置在顶面支撑部件31的上面一侧的安装部件311与螺钉314固定，而结合在顶面支撑部件31上。因此，螺栓37与顶面支撑部件31机械地结合，传递顶面支撑部件31的动作。如图4所示，螺栓37的头部出现在安装部件311的椭圆孔313之中。
根据该图5的构造，在现场进行维护时，能够仅更换图5的下侧部分。
尽管如图9所示，螺栓37的前端经过设置在盖体35上的孔351最终结合到块体42的螺纹孔422中，但若盖体35的孔351与螺栓37之间存在间隙，则含有水分和尘埃的空气会从该间隙流入载重传感器容纳室331，测定精度降低。为此，设置有将孔351的间隙以隔膜51进行封堵的封闭机构。
该机构由隔膜51，以两片圆板夹持隔膜51的内圆的周缘的夹持板53，和将隔膜51的外缘固定在盖体35的背面上的安装板52构成，而且如图15所示，夹持板53上设置有螺栓37紧密嵌合在其中的孔531，以及用来将两片圆板结合的螺钉532。
只要卸下螺钉532，在以两片圆板夹持着隔膜51的内圆的周缘的状态下再次将螺钉532紧固，便能够将夹持板53结合到隔膜51上。将该隔膜51的外缘以安装板52固定在盖体35的背面上，将螺栓37穿过夹持板53的孔531使其前端固定在块体42的螺纹孔422中，以盖体35将载重传感器容纳室331的开口密封便完成了封闭机构。
在完成了封闭机构之后，由于传感器外壳33的外表面是具有优异的耐腐蚀性的不锈钢制造的，因而传感器外壳33的内部安全地免受水分和尘埃的影响。
图9所示的封闭机构由于即便是在不得不将传感器外壳33的盖体35打开的情况下也不与隔膜51接触，因而具有不影响封闭性能的优点。
在具有这种构成的台秤中，施加在上框架10上的载重传递到与上框架10接触的两个载重检测组件30的顶面支撑部件31上，再从顶面支撑部件31传递到对顶面支撑部件31进行支撑的螺栓37，载重传感器40的块体42的活动侧因施加在螺栓37上的载重而位移，从音叉振子41输出与该位移相对应的信号。该信号经容纳在线路板容纳室332中的线路板的电路转换为数字信号输出，从两个载重检测组件30输出的数字信号经过加法运算，将被计量物的载重显示在显示器（未图示）上。
众所周知，若在从上框架10作用在载重检测组件30的顶面支撑部件31上的力中含有水平方向的分力，则检测精度将下降，在该台秤中，为了避免这种情况的发生，如图1所示，在上框架10与顶面支撑部件31之间中介有分力缓冲装置32而将水平方向的分力释放。
此外，如图1、图3等所示，载重检测组件30的传感器外壳33是将安装部件21、22安装在基础框架20上后再固定在该安装部件21、22上的。此外，在该安装部件21、22上安装有对载物台的高度和水平度进行调节的调节器222，以及与上框架10的止挡片101共同起作用来对上框架10的移动范围进行限制的止挡销221。
这样，该台秤是将载重检测组件30的传感器外壳33兼作为基础框架用的结构体使用的。而现有的装置中，由于是将基础框架呈矩形形状配置，在其基础框架上设置载重检测部，因而载物台的位置较高，而本实用新型的台秤由于是将载重检测组件30的传感器外壳33作为基础框架，因而能够实现载物台的低矮化。此外，由于能够减少零部件数量以及制造工时，因而可期待成本的降低。
此外，由于传感器外壳33和载重传感器的块体42的机械强度高，因而即便是对于高量程的秤，也能够稳定地维持高精度。
此外，由于该台秤采取了针对水分和尘埃以及温度等的对策，因而能够保持高精度。
图4所示的载重检测组件30也可以不与基础框架20和上框架10结合而以图4的状态提供给用户。用户例如可以获取两个载重检测组件30在水平面上并行配置，在其上放置平板等，从而构成适合作业现场的方式的台秤。
此外，若将图16（a）所示的载重传感器40的块体42的长度（L6）及高度（L7）、螺栓孔421的位置、间隔及大小、以及螺纹孔422的位置、间隔及大小设定成与图16（b）所示的测力传感器80的长度（L6）及高度（L7）、螺栓孔81的位置、间隔及大小、以及螺纹孔82的位置、间隔及大小相等，则作为该载重检测组件30的载重传感器，既可以使用图14所示的具有音叉振子41的载重传感器40，也可以使用具有应变片的测力传感器80。
这样，通过能够对安装在载重检测组件30中的载重传感器进行选择，在无外部振动的环境下使用的情况下，选择具有音叉振子的载重传感器，而在有外部振动的环境下使用的情况下，选择具有应变片的测力传感器，从而能够根据客户的使用环境进行载重传感器的替换。
在此示出了在并行的基础框架之间配置两个传感器外壳的例子，但也可以由3个以上的传感器外壳来维持基础框架之间的间隔。此外，也可以使用多个将两个传感器外壳直线联接的部件来维持基础框架之间的间隔。
此外，还可以如图17所示，根据载物台（计量盘）83的大小改变载重检测组件30的数量和配置。
本实用新型的台秤及载重检测组件能够进行高精度的计量，能够广泛应用在工厂的生产现场以及流通领域、医疗领域、教育和研究领域、农业和渔业领域、家庭等进行重量物的计量的各个领域中。
Claims (6)
1. 一种台秤，由一个或多个载重检测部支撑被计量物并进行计量，其特征是，
前述载重检测部具有：载重传感器，通过在块体上结合音叉振子而构成，该块体将施加在其上的载重缩小后传递给前述音叉振子；线路板，其上搭载有将前述音叉振子的信号转换为数字信号的电路；以及传感器外壳，容纳前述载重传感器及线路板；
前述传感器外壳由以失蜡铸造法铸造的不锈钢构成，直接结合在并行的基础框架上，维持前述基础框架之间的间隔。
2. 如权利要求1所记载的台秤，其特征是，前述传感器外壳具有：容纳前述载重传感器的载重传感器容纳室，容纳前述线路板的线路板容纳室，以及阻碍前述载重传感器容纳室及线路板容纳室之间空气流通的分隔壁；前述载重传感器容纳室的通气仅能够通过设置在前述载重传感器容纳室的底部的通气孔进行。
3. 如权利要求2所记载的台秤，其特征是，前述通气孔被在多孔质膜上重叠了无纺布的过滤件从前述传感器外壳的外部封堵，并且前述过滤件的外表面被更换前述过滤件时能够避开的板压住，从前述板的周围进入前述过滤件的外部空气能够经过前述通气孔进入前述载重传感器容纳室，前述载重传感器容纳室的空气能够以相反的路径排出到外部。
4. 如权利要求1至3之任一权利要求所记载的台秤，其特征是，前述载重传感器的块体通过螺栓穿过设置在该述块体的固定侧的通孔中而被固定在前述载重传感器容纳室的底部，具有从结合在该块体的活动侧的螺栓承受载重而位移的构造；前述载重传感器能够与在向固定侧的前述载重传感器容纳室上固定的构造以及与活动侧的前述螺栓结合的构造相同的测力传感器进行替换。
5. 一种载重检测组件，用于对被计量物进行计量的台秤中，其特征是，
具有：载重传感器，通过在块体上结合音叉振子而构成，该块体将施加在其上的载重缩小后传递给前述音叉振子；线路板，其上搭载有将前述音叉振子的信号转换为数字信号的电路；以及传感器外壳，容纳前述载重传感器及线路板；
前述传感器外壳由以失蜡铸造法铸造的不锈钢构成，具有：容纳前述载重传感器的载重传感器容纳室，容纳前述线路板的线路板容纳室，以及阻碍前述载重传感器容纳室及线路板容纳室之间空气流通的分隔壁；前述载重传感器容纳室的通气仅能够通过设置在前述载重传感器容纳室的底部的通气孔进行。
6. 如权利要求5所记载的载重检测组件，其特征是，前述通气孔被在多孔质膜上重叠了无纺布的过滤件从前述传感器外壳的外部封堵，并且前述过滤件的外表面被更换前述过滤件时能够避开的板压住，从前述板的周围进入前述过滤件的外部空气能够经过前述通气孔进入前述载重传感器容纳室，前述载重传感器容纳室的空气能够以相反的路径排出到外部。
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