JP4874344B2 - 秤量受け部 - Google Patents

Description

本発明は、例えば回転式充填装置または多重ヘッド秤量装置に使用されるような、好ましくはワンブロック構造で構成された秤量受け部に関するものである。

この種の秤量受け部は円形に配設されていると利点があり、そのとき装置空間を節約するために、出来るだけ小さいピッチ円に最大限の秤量セルを装備することが試みられる。

飲料水業界では、例えば特許文献１に記載の回転式充填装置が知られているが、その装置では多数の充填ステーションが円形に配設されており、連続的な充填により非常に高い生産処理量を達成できる。この充填装置は、流量制御を備えた充填ヘッドを有しており、それが充填品の必要な量を定量配分する。

バラバラ落ちるバラ積み品のためには、回転式体積充填装置が知られている。充填する商品の密度に対応して充填ヘッドを調整して、一定の体積を該当する充填容器に送る。この充填装置の欠点は、供給する製品の密度バラツキにある。洗剤は例えばサイロ状タンクから、または製造装置から直接、充填装置に送られるが、バラ積み高さが異なることにより異なった密度を有する。さらに、充填ヘッドが体積的に作動するように形成されていることにより、充填する充填品の体積範囲、よって重量範囲が制限されている、すなわち、そのような装置は限界のある測定範囲でのみ運転できる。体積的に作動する回転式充填装置は大抵、後ろに接続したコントロール用の秤を有しており、それが包装品の充填重量をコントロールして、充填ヘッド量を対応して調整する。この充填装置の欠点は、本来の充填プロセスからコントロール計量まで比較的距離があることであり、後ろに接続したコントロール秤量が時間的に遅れることにより、多数の重量不良製品の発生を伴う。

ＤＭＳを使った秤量技術に基づく回転式充填装置が、従来技術により公知である。ここで現れる欠点は、荷重を受けることに伴うＤＭＳ秤量セルの振動時間が長いことである。この特性は、充填ヘッド全体が回転することにより増幅される。更にＤＭＳ秤量セルは、荷重増加時に曲げ極限を有しており、それを例えば従来技術では追加の補正セルを使って処理せねばならない（特許文献２）。

円形状の基本構造を有する回転式作動の充填装置ヘッドに秤量装置を組み込むときに、測定セルの取り付け方で問題が発生する。従来技術で一般的な秤量セルは方形のケーシングを有しており、ピッチ円に装備するときに、可能な最小ピッチ円径が測定セルの幾何的な形状に大きく制限されることが分かる。

特許文献３に記載の従来技術で示されているもので、幅広い固定場所のネジ止めと台形に走る平行四辺形ガイドが付いた秤量セルは、ピッチ円に納めるためには適していない。

特許文献４が開示している秤量受け部では、ブロックシステムの個々の機能ユニットが肉薄の切断品を使って加工されている。図は幅狭に構成した秤量受け部を示しているが、システムの最大幅がロード補償する磁石システムであり、従来技術で公知のように、これが荷重を受ける側にあるという問題が同じく存在する。すなわち、ここでもピッチ円径は見かけ上、磁石配設により決まる。

秤量セルの長さ寸法には別の欠点がつきものである。従来技術で実施する秤量セルは、平行四辺形ガイドの荷重受け部を有しており、かかるロードの大きさを減らす弾性的な変
換機構が、上下の平行四辺形連結部間に設けられている。そのとき従来技術では秤量受け部によっては最大四段の変換ステップを行い、最大１５００：１で非常に大きく変換するシステムが特に静的な使用方法で見られる。

従来技術により公知の秤量受け部は、補償システムにまで延長される補償レバーを使って実施されている。電磁的ロード補償システムの場合には、これはコイルと永久磁石システムから成るシステムである。磁石−例えば特許文献５に記載されているように−変換を落とす変換機構の後方に配設されている。可動する荷重を受けるために特に上下の平行四辺形連結部が、固定している部分に設けられている。

すなわち従来技術は、削り加工されたワンブロック構造の秤量システムでは、荷重受け部、変換レバー、固定している本体、そして磁石システムが空間的に前後している配設をしている。さらに、システムの高測定精度を達成するために、従来技術はブロック材料から作り変えた磁石を示している。出来るだけ小さなピッチ円径という目的で円形状に配設するためには、そのようなシステムは適していないということが、ここで専門家には分かる。

二つの平行四辺形キャリア間に配設された磁石を有する実施方法（例えば特許文献６）は、云ってみれば省スペースで配設できるが、レバー原理を制限し、そしてこの配設時にシステムの変換が制限されることにより、その使用が非常に狭い重量範囲に制限される。

力の電磁的ロード補償の原理に従う秤量受け部を、円形の配設に適正に合わせるためには、秤量セルを出来るだけ幅狭の構造形態で構成することが基本である。そのような実施方法の欠点は、ブロックシステムの横方向でかかる力に直角な捻れに関するロバーバル変換機構の減衰にある。ワンブロック構造で構成された秤量受け部を、荷重受け部と第一レバー（および別の変換レバー）の間で、中間ステーと二つの肉薄部でできた結合要素を使って構成していると好ましいことが従来技術で公知である。さらに、変換レバーへの捻れモーメントを防ぐために従来技術では、薄肉部を第一結合バーで荷重受け部の長手方向に設けることを実施していると利点がある。ここでは例として特許文献７、特に図２を挙げておきたい。

幅狭の（荷重受けを強制的に平行にガイドするための）ロバーバル変換機構と前記実施の薄肉部を組み合わせることで、ブロック横方向で力が偏心してかかる時に秤量受け部の捻れ剛性が小さくなる。よって特許文献８では、ブロックシステムより平行四辺形連結部を対応して幅広で実施するようにしているが、それは本来の初期の二次元で実施した秤量受け部と較べて著しく余分な工数となる。

特許文献９では多数の変換レバーを有する秤量受け部が開示されており、そこでは較正ウエイトを選択的にレバー部分にぶら下げる又はこれから取り外すことができる。較正ウエイトを利用しない場合には、固定場所として構成された本体に別の往復メカニズムを介して押し当てることができ、そしてそれがストッパーの役割をする。

ＤＥ２０３０４２９６Ｕ号公報 ＤＥ３７２７８６６Ｃ２号公報 ＥＰ１４０９９７１号公報 ＥＰ５１８２０２Ｂ１号公報 ＤＥ１９９２３２０７Ｃ１号公報 ＤＥ３２４３３５０Ｃ２号公報 ＥＰ２９１２５８Ａ２号公報 ＥＰ１５５０８４９Ａ２号公報 ＤＥ２０００７７８１Ｕ１号公報

本発明の課題は前記の欠点を鑑みて、（荷重受け部と固定場所間の間隔に関して）出来るだけ短く構成されている秤量受け部を得ることである。同時に、構造が出来るだけ幅狭でコンパクトになるもので、そして妨害力に邪魔されず確実で充分な変換を提供するものとする。そのとき、出来るだけ小さいピッチ円上に円形で配設するときに、最大限の秤量セルを設けることができるものとする。

課題を解決する手段

この課題を、請求項１に記載の秤量受け部により解決する。

ここで本発明は、荷重受け部が変換メカニズムレバー用にストッパーを有していると、秤量受け部を特に省スペースで短く構成できるという見識を前提にしている。代替として又は補充としてストッパーをロード補償システムの部品用に、あるいは荷重受け部にかかる又はシステムに内在する予荷重を、少なくとも部分的にバランスするバランスウエイト用にも設けていることがある。とくに秤量受け部のレバー構造が、力のフロー方向で最後にあるレバーが荷重受け部方向に延伸するように構成されている場合には、本発明によるそのようなストッパーが充分に助けになる。

前記のレバーガイドにより達成できる秤量受け部のコンパクトな構造形態のために、オーバーロード保護として好ましくは最終レバー用のストッパーを設ける。従来技術ではそのようなストッパーを固定場所に対して相対的に設けるのに対して、ここで提示する秤量受け部は発明的な方法によりストッパーを構成するために、固定場所の代わりに荷重受け部を利用する。それにより、そのようなストッパー用に特別に固定場所部分を用意することが不要になる利点があり、それが全体として構造形態を簡単にする。正確にいえば最終レバー又はそれに配設されている別の要素が、オーバーロードのときに荷重受け部またはそれに配設されているストッパー部材に当たることになり、そしてジョイント部の過延長ないし不本意な大きなレバー動作を防ぐ。

よって本発明の意味において設けている秤量受け部は、ワンブロック構造で構成されていると好ましい。その秤量受け部は、電磁的ロード補償原理による電子秤で使用することを考えており、お互いに異なる三方向Ｘ，Ｙ，Ｚでの空間的広がりを有している。さらにコイル、磁石、および／または位置検出システムの部品を含む、電磁的ロード補償システムを備えている。

そこで秤量受け部は、平行ガイド要素を連結している固定の本体部分を有しており、そのガイド要素は基本的に第一方向Ｘに沿って延伸しており、測定方向（Ｙ方向）で可動する荷重受け部を本体に対して相対的にガイドする。そこで少なくとも一つのレバーと少なくとも一つの結合要素が、機能的に前後して接続された要素の列として設けられており、その要素は、荷重受け部に作用する荷重を伝達および／または変換するために、そしてロード補償システムへ更に伝えるために構成されている。

そのとき、列になって接続している要素で力のフロー方向で最終レバーのレバーアームに、ロード補償システムの少なくとも一つの要素が配設されている。

従来技術で公知の秤量受け部と較べて、提示の発明による秤量受け部が異なる点は、荷重受け部がＹ方向および／またはＺ方向で、最終レバー用またはそれに配設された少なくとも一つの部品、例えばバランスウエイト用のストッパーを有していることである。

当該ストッパーを経路制限として設けていないと、秤量受け部で電流が流れない又はオーバーロードの状態においては、力のフロー方向で最終のレバーが過度に動作することがある。このストッパーを従来技術により固定場所に設ける代わりに、省スペースで機能的に直接それを荷重受け部に構成し、本発明により当該レバーアームがそれと一緒で機能する。また代替として、秤量受け部の荷重付加または除去が当該動作を起こすときに、レバーに配設したバランスウエイトまたは別の部品を、荷重受け部に当てることもできる。

そのとき補充的に得られる利点は、好ましくは荷重受け部の方向に延伸すべき最終レバーが、固定場所から突出する部分を使ってストッパーとして機能させるための余分な構成部品または形状を必要としないことである。その代わりにレバーを、例えば力のフロー方向で一直線にさらに荷重受け部に向かってガイドし、それによりそこで簡単なストッパー装置を介して止める。そのために突出する固定場所も、ストッパー機能のために特別にレバーに設ける付属物、または特殊なレバー形状も必要としない。これが利点としてレバー構成、それにより秤量受け部を簡略にする。

本発明の利点ある別の実施形態によれば、間接的または直接的に荷重受け部に配設されるストッパー部材により、ストッパーを形成するようにしている。そのときストッパー部材が、荷重受け部に固定すべきもので例えば秤量受け部の内側空間に突出する要素であると好ましく、それによりそこで最終レバーの動作をＹ方向で制限する。補充または代替として本発明によれば、このストッパー部材または別のストッパー部材が、その目的で荷重受け部に適切に配設ないし固定されるとＺ方向での動作も拘束できる。レバーまたはそれに付いている部品の最大動作経路を規定するために、本発明によればストッパー部材を調整可能ないし補正可能であるものとする。

ストッパー部材はまた、別の部品を介して荷重受け部と接続していることにより、荷重受け部に間接的に固定していることもあり、その場合にこの別の部品は主として、別の目的に使用することができる。

本発明の別の実施形態では、ストッパーを間接的または直接的に荷重受け部の少なくとも一つの切り取り部により形成するようにしている。そのとき、最終レバーおよび／またはそれに配設されているバランスウエイトおよび／またはロード補償システム部品の一つが、少なくともストッパー目的でも切り取り部の中に突出する、またはこれを貫通するものとする。その切り取り部は、荷重受け部の凹み又は荷重受け部を完全に貫通する開口であってもよい。

ストッパー機能を認識するために、先に荷重受け部に配設されたストッパー部材を説明したが、直前で挙げている方法は、この場合に切り取り部の周囲縁部がストッパー部材の機能を担うので、先のような別個のストッパー部材なしで実施出来る。

秤量受け部の個別部品が荷重受け部の切り取り部を貫通していることで、種々の理由から利点（良好なレバー効果、改善された接近性）あるものとできるので、荷重受け部にある切り取り部をストッパーとして同時に利用することは、洗練された方法により秤量受け部の組立方法を簡単にすることになる。

本発明によれば、対象とできるのは一つまたは複数の切り取り部であり、それが荷重受け部を好ましくは完全に貫通する。そして例えば真ん中に配設された切り取り部も可能であり、同様に真ん中でガイドされる最終レバーのレバー部分がそれを貫通する。この切り取り部をＸ−Ｙ方向に走る面に対して特に対称的に構成しているものとすることがあり、その場合に面から出てその両面に延伸する切り取り部もそれに属することになる。その面
が荷重受け部を対象的に分割すると好ましいが、必然ではない。

代替として、前記中間面とは対称的に間隔を隔てて荷重受け部を貫通する切り取り部も考えられ、そして前記切り取り部に入り込むために、可動性を制限する最終レバーまたはそれに付いている部品を対称的に分割すると好ましい。

しかしながら、切り取り部を前記面に対して必ずしも対称的に配設する必要はなく、それどころか荷重受け部において−固定する部品の対応配設を伴って−それとは非対称な切り取り部の配設も考えられる。非対称のレバーガイドおよび、荷重受け部においてそれから生じる切り取り部の非対称の配設は、非対称な構成により特にコンパクトに構成できる時には、特にスペース的な理由から意味のあることがある。

最後に、一つまたは複数の切り取り部を荷重受け部の縁部範囲に接するものとすることができ、そのとき切り取り部を荷重受け部の材料が完全に取り囲まない。この場合には、切り取り部を通って突出する部品には側方から接近できるであろうから、例えば組み立て上の利点が得られる。また、この種の切り取り部の仕上げは、簡単な方法で行うことができる。

本発明の利点ある別の実施形態は、荷重受け部と一緒でストッパーとして機能することができるバランスウエイトを、荷重受け部で本体部分とは反対向きの側から設けられるようにしている。よって、バランスウエイトを容易に組み付け又は調整でき、それが全体として秤量受け部の取り扱いを簡単にする。そのとき、バランスウエイトの空間的な広がりが、最終レバーが動作できる自由経路に影響することがある。例えばＹ方向で大きく広がるバランスウエイトは、この方向で小さく構成されたウエイトと較べて、荷重受け部の切り取り部内側に早く当たる。よってバランスウエイトの寸法を選択することにより、最終レバーまたはその部品の最大許容動作を、切り取り部の構成とは関係なく充分に決めることができ、それが容易に接近できることにより加えて簡単になる。

バランスウエイトは、合計で全体のバランスウエイトとなる複数の個別ウエイトを組み合わせることができる。これらのウエイトの少なくとも一つを回転対称で構成していることがあり、そのとき−場合により異なって構成された−複数のバランスウエイトのうち、少なくともこの一つが荷重受け部の切り取り部の中に突出している。同様に荷重受け部で切り取り部を回転対称的で構成すると、バランスウエイトの形状によりＹおよび／またはＺ方向での許容動作範囲が、ウエイトと切り取り部間に出来るリング状空間により規定される。

バランスウエイトは特に、前荷重を補正する、または振動（例えば床の振動）の影響を小さくするために使用できる。

本発明の利点ある別の実施形態によれば、少なくとも一つのバランスウエイトおよび／または最終レバーにより形成される重心を意図する位置にするために、補正機構を設けるようにしている。とくに動く秤量受け部では質量力が発生し、それが特にレバーの支承場所に負荷を与えることがある。秤量受け部が例えばＹ方向に平行な軸を中心に回転する場合に、遠心力が最終レバーおよび少なくとも一つのバランスウエイトに発生する。この遠心力は、最終レバーの支承が受けねばならない。同時にレバー内部の曲げモーメントを避けるために本発明によれば、バランスウエイトおよび／または最終レバーによる配設で一緒になった重心の補正を可能なものにすることにする。これは、補正ネジによる簡単な方法で実施でき、それ自体の重心を前記部品に対して調整できるので、最終レバーの支承場所に関して動作する秤量受け部では（補正ネジと前記部品からの）一緒になった質量力を、全体として均衡ないし補償される。とくに、Ｙおよび／またはＺ方向における重心の補
正は本発明により可能となるものである。

本発明によればバランスウエイトを、予荷重バランスとしても設けていることがある。

利点ある実施形態は更に、従属請求項から得られる。

以下において本発明の実施形態を、図例を使って詳細に説明する。そこで一つしかない図１は、秤量受け部１の概略的な遠視外観を示している。

固定場所とも呼ぶべきであろう本体の部分２は、Ｘ方向で荷重受け部６に向かって前方に延伸する二つの平行ガイド要素４と５を支承している。詳細には図示していないが、基本的に荷重受け部６と本体部分２の間に配設されているレバーメカニズムが、荷重受け部６でＹ方向にかかる重量力の変換を行う。

荷重受け部６には切り取り部３０が設けられており、それを通して秤量受け部の幾つかの部品が見える。最終レバー９のレバーアーム１０は、部分２からＸ方向に出て切り取り部３０の中まで延伸している。最終レバー９には、概略的に図示しているロード補償システムの部品Ｍ、Ｓ、Ｐがついており、それを使ってレバー９の動作を補償し、それから測定値を導き出す。また部品Ｍ、Ｓ、Ｐを、秤量受け部１の内部に幾分ずらして配設していることもある。また、前記部品の代わりに又は追加して、バランスウエイト１４をレバーアーム１０に配設していることもある。

バランスウエイト１４には、ネジとして構成された調整機構１８がついており、秤量受け部の動作に基づく質量力を補償するために、その調整機構がネジ移動によりウエイトの重心をレバー９に対して相対的に移動する。

本発明によれば荷重受け部６が、最終レバー９またはそれに付いている部品用のストッパーを有している。例示的に上側のストッパー部材４０を示しており、それがＹ方向におけるレバー９の旋回運動を制限する。ここで調整機構１８はストッパー部材４０と一緒で機能するが、ストッパーが任意の別のもの、そして特に調整機構１８と結びつけないで構成されていることもある。

代替または補充として、レバー９またはそれに付いている部品の動作を、Ｚ方向で制限する別のストッパー部品４５を設けていることがある。また、切り取り部３０の壁面自体を、直接的なストッパー面として使用することもある。一方で部品１４、Ｍ、Ｓ、Ｐとストッパー部材４５の間に実際には隙間があるが、それを図１では図示していない。

図１では、切り取り部３０の内部でのストッパー部材（４０，４５）の配設を示している。しかしながらストッパー部材を、荷重受け部６の内側または外側に配設していることもある。

秤量受け部１の概略的な遠視外観。

符号の説明

１ 秤量受け部
２ 本体部分
４ 平行ガイド要素
５ 平行ガイド要素
６ 荷重受け部
９ 最終レバー
１０ レバーアーム
１４ バランスウエイト
１８ 調整機構
３０ 切り取り部
４０ ストッパー部材
４５ ストッパー部材
Ｍ ロード補償システム部品
Ｓ ロード補償システム部品
Ｐ ロード補償システム部品

Claims (9)

1. ワンブロック構造の秤量受け部（１）であって、
   電磁的ロード補償原理による電子秤用であり、第一方向（Ｘ）、それに対して直角な第二方向（Ｙ）、そして方向（Ｘ）と（Ｙ）の方向に直角な第三方向（Ｚ）への広がりを有しており、コイル（Ｓ）および／または磁石（Ｍ）および／または位置検知システム（Ｐ）の部材を含む少なくとも一つの電磁的ロード補償システムを有しており、そして
   ａ）固定している本体の部分（２）を有しており、その部分に平行ガイド要素（４，５）が可動連結されており、その平行ガイド要素が基本的に第一方向（Ｘ）に沿って延伸し、そして測定方向（Ｙ）で可動である荷重受け部（６）を本体に対して相対的に案内し、
   ｂ）少なくとも一つのレバー（９）と少なくとも一つの結合要素が、機能的に前後して繋がった要素列として設けられており、そしてその要素は、荷重受け部（６）に作用する荷重を伝達および／または変換するために、そして更にロード補償システムに伝えるために構成されており、そして
   ｃ）列にある最終レバー（９）のレバーアーム（１０）に、少なくとも一つのロード補償システムの部品（Ｍ、Ｓ、またはＰ）が配設されている
   秤量受け部において、
   ｄ）荷重受け部（６）がＹ方向および／またはＺ方向で、最終レバー（９）用および／または最終レバー（９）に配設されている少なくとも一つの部品（１４、Ｍ、Ｓ、またはＰ）用にストッパーを有していることを特徴とする秤量受け部。
2. 請求項１に記載の秤量受け部（１）において、
   ストッパーが、間接的または直接的に荷重受け部（６）に配設されているストッパー部材（４０，４５）により形成されていることを特徴とする秤量受け部。
3. 前記請求項１又は２に記載の秤量受け部（１）において、
   ストッパーが間接的または直接的に、荷重受け部（６）の少なくとも一つの切り取り部（３０）により形成され、そのとき最終レバー（９）および／または最終レバー（９）に配設されているバランスウエイト（１４）および／または部品（Ｍ、Ｓ、またはＰ）の一つが少なくとも、当てて止める目的でも切り取り部の中に突出している、またはこれを貫通していることを特徴とする秤量受け部。
4. 前記請求項３に記載の秤量受け部（１）において、
   少なくとも一つの切り取り部（３０）が、荷重受け部（６）をＸ−Ｙ方向で分割する仮想面に対して、対称的または非対称的に構成されていることを特徴とする秤量受け部。
5. 前記請求項３又は４に記載の秤量受け部（１）において、
   少なくとも一つの切り取り部（３０）が荷重受け部（６）の側方縁部に開いていることを特徴とする秤量受け部。
6. 前記請求項３から５のいずれか１に記載の秤量受け部（１）において、
   当てて止める部品としてバランスウエイト（１４）を、荷重受け部（６）で本体部分（２）とは反対側から最終レバー（９）に装着自在であることを特徴とする秤量受け部。
7. 前記請求項３から６のいずれか１に記載の秤量受け部（１）において、
   場合により複数であるバランスウエイト（１４）の少なくとも一つが、回転対称に構成されており、そして少なくともこの一つのバランスウエイト（１４）が、当てて止める部品として荷重受け部（６）の切り取り部（３０）の中に突出していることを特徴とする秤量受け部。
8. 前記請求項１から７のいずれか１に記載の秤量受け部（１）において、
   最終レバーおよびそれに付いている部品（１４、Ｍ、Ｓ、またはＰ）が一緒になった重心を意図した位置にするために、調整機構（１８）を設けていることを特徴とする秤量受け部。
9. 前記請求項３から８のいずれか１に記載の秤量受け部（１）において、
   少なくとも一つのバランスウエイト（１４）を、予荷重バランスとして設けていることを特徴とする秤量受け部。

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