JP2697106B2

JP2697106B2 - 電子天びん

Info

Publication number: JP2697106B2
Application number: JP1082294A
Authority: JP
Inventors: 晟河本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JPH02259529A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は電子天びんに関する。

＜従来の技術＞電子天びんにおいては、一般に、皿の傾斜や転倒を防
止するために、皿をロバーバル機構（パラレルガイドと
も称される）で支承してその変位の方向を上下のみに規
制することが行われる。ロバーバル機構は、２本の互い
に平行なはりの両端に、それぞれ可撓部を介して固定部
と可動部を配設した機構であり、皿はこの可動部に支承
される。皿に作用する荷重は、このようなロバーバル機
構の可動部に連結されたレバーにより、荷重センサに伝
達される。

ここで、ロバーバル機構の可動部は上下動のみ、つま
り平行運動を行い、また、レバーは支点を中心に傾斜す
る必要がある。従って、これらの部材間でそれぞれの運
動を干渉させないことを目的として、可動部とレバーと
の連結部や上述の支点には弾性部材が常用されている。
一方、可動部やレバーとしては、その機能上、弾性を有
する材料よりもむしろ剛体の方が好ましい。そこで、従
来、ロバーバル機構やレバーと、連結部等とは、互いに
異なる材料、例えばアルミ合金ダイキャストと高弾性鋼
等で作り、互いにねじ止めやかしめ等によって組み立て
られていた。

以上のような従来の電子天びんによると、上述の支点
を含む連結部と、ロバーバル機構やレバーとの熱膨張率
の相違に起因して、周囲温度の変化による相対的寸法変
化に基づくドリフトや、バイメタル効果による変形に基
づくドリフトが生じるという欠点があった。

また、部品点数が多く、組み立て工数も大となってコ
ストが高くなるという問題があった。

本発明者は、このような諸問題点を解決すべく、ロバ
ーバル機構、レバー、支点および連結部を一つの母材か
ら刳り貫いて一体形成した構造の電子天びんを既に提案
している（特開昭63−277936号）。

第３図にこのような一体構造を弧振動式の天びんに適
用した例を示す。図において（ａ）は正面図、（ｂ）は
平面図である。

皿31はロバーバル機構32の可動部32aに皿受31aを介し
て支承される。可動部32aは弾性連結部33bを介してレバ
ー33に連結され、レバー33は弾性支点33aを中心に回動
自在であって、この弾性支点33aや弾性連結部33bは母材
に狭窄部を形成することによって得ている。

レバー33にはレバー金具34が固着されており、その先
端部34aとロバーバル機構32の固定部32b間に荷重センサ
たる振動弦35が張架される。

このような構造において、皿受31aに荷重Ｆを加える
と、レバー33は弾性連結部33bを力点として弾性支点33a
を中心に回転し、レバー金具34の先端部34aを作用点と
してレバー比l₁/l₂のもとに弦35を上方に引張る。弦35
はその張力に応じて固有振動数が変化するから、この振
動数の変化を計測することによって皿31上の荷重を求め
るわけである。

＜発明が解決しようとする課題＞ところで、上述のような弦振動式の天びんや、あるい
は片電源駆動式の電磁力平衡式天びん等においては、荷
重センサに予張力を与えておく必要がある。従って、第
３図に例示する構造では、レバー33の力点（弾性連結
部）33bの延長上に錘り36を取り付けることが必要とな
る。そのため、レバー系の全体の質量が増加し、精度上
不利となるばかりでなく、振動等の外孔に弱くなると同
時に、輸送中のショック等により破損しやすくなる等の
問題がある。なお、荷重センサとして圧電センサを使用
する場合には、センサに予圧力を与える必要があるが、
この場合も同じである。

本発明の目的は、ロバーバル機構やレバーおよび弾性
支点等を、母材の刳り貫きによって一体形成してドリフ
ト等の問題を解消し、しかも、予張力等を与えるための
錘りを不要とした電子天びんを提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞上記の目的を達成するため、本発明では、実施例に対
応する第１図に示すように、ロバーバル機構2,レバー3,
弾性支点3a,および弾性連結部3b等を、母材を刳り貫い
て一体形成し、かつ、荷重センサ（振動弦）５を、ロバ
ーバル機構２の可動部2aとレバー３の作用点4aの間に配
設した構造を採る。

＜作用＞母材を刳り貫いた一体構造では、その機構上並びに加
工上の制約から、組み立て型のものに比して各部の配列
の自由度が小さくなるが、荷重センサ５を可動部2aとレ
バー３の作用点4a間に設けることにより、複雑な構造と
することなくレバー３の自重によって荷重センサ５に予
張力もしくは予圧を与えることが可能となる。

＜実施例＞第１図は本発明実施例の構造を示す正面図（ａ）およ
び平面図（ｂ）である。

皿１は皿受1aを介してロバーバル機構２の可動部2aに
支承される。ロバーバル機構２は、それぞれ両端に可撓
部を備えた互いに平行な２本のはり2c,2dによって可動
部2aを固定部2bに連結した機構であり、固定部2bは天び
んベース７に固着されている。

可動部2aに弾性連結部3bによって連結されたレバー３
は、この弾性連結部3bよりも固定部2b側に設けられた弾
性支点3aを介して回動自在に固定部2bに支持されてい
る。

以上のロバーバル機構2,レバー3,弾性支点3aおよび弾
性連結部3bは、高力アルミ合金等の平板状の母材を刳り
貫くことによって一体的に形成されている。なお、ロバ
ーバル機構２の各可撓部や弾性支点3a,弾性連結部3b等
は、それぞれ母材に狭窄部を形成することによって得て
いる。

さて、レバー３にはその両側面においてレバー金具４
が固着されている。レバー金具４は、平面図上略コ字形
をした部材であって、レバー３の両側面にスペーサ10…
10を介してねじ11…11によって固着され、その先端部4a
は可動部2aを越えてロバーバル機構２の外側に至ってい
る。

そして、このレバー金具４の先端部4aと可動部2aとの
間に、振動弦５が張架されている。

以上の本発明実施例において、皿１に作用する荷重Ｆ
は、皿受1aおよび可動部2aを介して弾性連結部3bに伝わ
り、この弾性連結部3bを力点として、レバー３を弾性支
点3aを中心に回動させ、レバー金具４の先端部4aを作用
点として振動弦５をレバー比l₁/（l₂−l₁）のもとに下
方に引張ることになる。つまり、皿１上の荷重Ｆは、ロ
バーバル機構２とレバー３によってl₁/（l₂−l₁）倍で
振動弦５に伝達される。

そして、この構造により、レバー３およびレバー金具
４の自重は振動弦５に張力を与える向きに作用し、別途
錘りを設ける必要がない。

本発明は以上のような１段レバー型の機構のほか、複
数段のレバーを設ける場合にも同様に適用できる。第２
図はその構造例を示す正面図である。

この例は２段レバー型の機構に本発明を適用したもの
で、皿受1aやロバーバル機構２等は第１図の例と同等で
ある。

この例において、レバー103は弾性支点103aを介して
ロバーバル機構２の固定部2bに支持され、弾性連結部10
3bによって可動部2bに連結されている。なお、レバー20
3は、弾性支点203aを介して同様に固定部2bに支持さ
れ、弾性連結部203bによってレバー103に連結されてい
る。

そして、このレバー203に上記の例と同様のレバー金
具４が固着され、その先端部4aと可動部2a間に振動弦５
が張架されている。

この機構において皿受1aに荷重が作用すると、弾性連
結部103bを力点としてレバー103は弾性支点103aを中心
に回動し、これによってレバー203は弾性連結部203bを
力点として弾性支点203aを中心に回動し、レバー金具４
の先端部4aを作用点として振動弦５を引張る。

この例においても、レバー203およびレバー金具４の
自重と、レバー103の自重の一部は振動弦５に張力を与
える向きに作用し、錘りは不要となる。

ところで、第４図に示すように、振動弦45等の荷重セ
ンサをロバーバル機構42の固定部42bとレバー43間に設
ける従来の構造でも、一体構造でしかもレバーの自重を
利用して荷重センサに予張力等を与えることは不可能で
はない。この第４図の例では、レバー43の弾性支点43a
と、レバー43と可動部42aとの弾性連結部43bとの位置
を、第３図の場合と入れ替えることによって、レバー43
およびレバー金具44の自重を予張力に利用しようとした
ものである。

しかし、この第４図から明らかなように、一体構造上
の制約から、強度的にl₁を小さくすることができず、結
果としてレバー比l₁/l₂を大きくすることができない。
あるいは、所望のレバー比を得るためには、l₂を大き
く、つまり機構全体を大きくする必要が生じ、結局は実
用的でない。

なお、本発明は弦振動式に限らず、荷重センサとして
他のセンサを用いたものにも適用できることは勿論であ
り、例えば片電源駆動式の電磁力平衡型の天びんでは弦
振動式と同様に予荷重を、また、圧電センサを用いた天
びんでは逆に予荷重を必要とし、本発明の適用によって
これらの予張力もしくは予圧力をレバーの自重によって
与え、錘りを不要とすることができる。

＜発明の効果＞以上説明したように、本発明によれば、ロバーバル機
構やレバー、およびこれらの連結部やレバー支点を母材
の刳り貫きにより一体形成した構造において、荷重セン
サをロバーバル機構の可動部とレバーの作用点との間に
設けたので、一体構造上の制約の存在にも拘らず、荷重
センサに予張力もしくは予圧力をレバー系の自重を利用
して与えることができ、予張力等を与えるための錘りを
設ける必要がなくなった。これにより、レバー系の全体
質量を小さくすることが可能となり、外乱に対する安定
度が向上するとともに、輸送中等におけるショックに対
しても強くなる。

また、荷重センサの位置を従来のままにした一体構造
で、レバーの自重を予張力等に利用する場合の構成に比
べると、本発明ではレバー比の選択の自由度が高く、よ
りコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構造を示す図、第２図は本発明の他の実施例の構造を示す正面図、第３図は従来の一体構造の天びん機構の説明図、第４図は従来の一体構造においてレバーの自重を荷重セ
ンサの予張力に利用した場合の構造例を示す正面図であ
る。１……皿 1a……皿受２……ロバーバル機構 2a……可動部 2b……固定部３……レバー 3a……弾性支点 3b……弾性連結部４……レバー金具 4a……レバー金具先端部（作用点）５……振動弦

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】皿をロバーバル機構の可動部に支承すると
ともに、その可動部に連結されたレバーを介して上記皿
に作用する荷重を荷重センサに伝達する天びんにおい
て、上記ロバーバル機構とレバー、これらの連結部およ
びレバーの支点を、一つの母材を刳り貫くことにより一
体形成するとともに、上記荷重センサを、上記ロバーバ
ル機構の可動部と上記レバーの作用点の間に配設したこ
とを特徴とする電子天びん。