JP5081234B2 - 校正用錘装置を備えた力測定セル及び秤量装置 - Google Patents

Description

発明の分野

本発明は、電子秤のための校正用錘装置に関し、特に、校正用錘装置のための駆動機構に関する。

電子秤は、多くの場合、内部に設けられた校正用錘によって校正される。校正を行うためには、規定された質量の校正用錘が秤の力測定セル内に配置されている力伝達機構と力伝達接触状態とされ、このとき基準質量が決定される。この基準質量値に基づいて、秤の更に別の秤量パラメータを調整することができる。校正が首尾良く完了した後に、校正用錘と力伝達機構との間の接触が再び解除され、校正用錘は休止位置に係止される。このプロセスにおいては、校正用錘は、移動機構によって休止位置から校正位置へと戻される。当該移動機構は、駆動機構と協働する少なくとも１つの持ち上げ部材を備えている。校正用錘は、校正位置においては力伝達装置と力伝達接触状態にあり、一方、休止位置においては力伝達接触状態は存在しない。

公知の技術状況によって種々のタイプの持ち上げ部材及び校正用錘構造の態様が提案されている。

ＥＰ ０ ４６８ １５９ Ｂ１に開示されている校正用錘は、相対的に水平方向逆方向へ摺動する楔ブロックの対によって垂直方向に動かされ、それによって、秤の力伝達装置と力伝達接触状態とされる。この持ち上げ部材は、モーター及び楔ブロックに結合されている水平方向に向けられたスピンドルによって駆動される（特許文献１参照）。

ＥＰ ０ ９９５ ５３０ Ａ１に記載されている装置も、同様に、校正用錘を垂直方向に持ち上げたり降下させたりする。錘は、持ち上げ部材によって電気的に駆動される台に載置される（特許文献２参照）。

ＤＥ ２０３ １８ ７８８ Ｕ１には、一体形成された校正用錘が傾斜路状の持ち上げ部材によって持ち上げられたり降下されたりし、持ち上げ部材が直線運動で作動せしめられ且つある種の傾斜並進動作を行う構造が記載されている（特許文献３参照）。

多くの秤においては、ＥＰ ０ ９９５ ５３０ Ａ１に開示されているように、校正用錘構造及び力伝達装置が前後に配列されている。しかしながら、校正用錘はまた、ＥＰ０ ７８９ ２３２ Ｂ１に開示されている円筒形の校正用錘のように、例えば２つの校正用錘内に分離し且つ力伝達装置に対して横方向に取り付けることもできる。２つの校正用錘は、力伝達装置の２つの対向する側部に配置されている。校正用錘を動かすための２つの異なる機構が記載されている。第一の場合には、ガイドピンが備えられている校正用錘が支持部材として形成されている校正用錘の台上に載置されている。校正を行うためには、一方の側部にヒンジ結合されている校正用錘台が傾けられ、それによって、校正用錘が降下せしめられ且つ力伝達装置に結合され且つロッド又はレバーとして構成されている２つの校正用錘担持部材上にセットされる。第二の態様においては、錘は、休止位置において、力伝達装置に結合されている校正用錘担持部材間に配置されている校正用錘台上に保持される。校正を行うためには、校正用錘が、校正用錘台の垂直方向下方への動きによって校正用錘担持部材と接触状態とされる（特許文献４参照）。

ＤＥ ２０１ １９ ５２５ Ｕ１には、ハウジング内に固定されている支点取り付け台を備えた２つの角度が付けられたレバーを備えている校正機構のための持ち上げ装置を備えた校正用錘構造が開示されており、当該支点取り付け台の垂直レバーアームが水平摺動部材によって相互に結合され、当該水平摺動部材の水平レバーアーム上に校正用錘が載置されている（特許文献５参照）。

上記の持ち上げ部材は、サーボモータによって駆動される。サーボモータを使用することの不利な点は、秤の力測定セル内に比較的大きな空間を使用し、それによって、力測定セルのみならず秤自体もが不必要に大きくなることである。

特に、高感度の電子秤においては、秤量結果は、静電荷及び相互作用によって影響を受け且つ変化せしめられさえもする。移動機構を駆動させるために使用されるサーボモータは、作動中に生じる摩擦によって静電荷を発生する非導電性のギヤボックス構成要素を含んでいる。結果的に得られる静電場（一般的な電動モータの電磁場も含まれる）は、特に高感度の秤における秤量結果に影響を及ぼすのに十分な大きさである。

公知技術による校正用錘構造は、ほとんど常に比較的大きな駆動機構を備えている。しかしながら、公知の技術状況は、特に荷重ベクトルに直角な方向の寸法が小さい力伝達セルを含んでいる秤量モジュールを益々多く提案している。これらの秤量モジュールは、比較的高い精度要件に適合しなければならない小さな重量を測定するために使用される。これらはまた、特に、秤量モジュール又は力測定セルが、例えば製薬工業又は軸受けの品質制御におけるタブレット、カプセル、アンプル等のための充填及び包装機械における小さく且つ比較的高価な部品の検査におけるように均一な秤量対象物の質量を判定する機能を果たす製造工場のための装置における複合装置においてまとめられる用途に好適である。
ＥＰ ０ ４６８ １５９ Ｂ１公報 ＥＰ ０ ９９５ ５３０ Ａ１公報 ＤＥ ２０３１８ ７８８ Ｕ１公報 ＥＰ ０ ７８９ ２３２ Ｂ１公報 ＤＥ ２０１１９ ５２５ Ｕ１公報 なし

従って、校正用錘構造を改良するためには、錘構造は、特に、移動機構の駆動源の最適化及び小型化を必要とする。駆動源は、種々の用途の要件に適合するためには極めて小さく且つコンパクトで且つ順応性であることが必要である。

この課題は、請求項１に記載の特徴を備えた校正用錘構造を備えた力測定セル及び請求項１８による秤量装置によって解決される。

力測定セルは、同じ種類の少なくとも複数の力測定セルを備えた受け入れ構造内に設置されるように適切に設計されている。当該受け入れ構造内では、各力測定セルは、荷重方向に直角に延びている面内の大きさが、隣接する力測定セル及び／又は前記面内での力測定セルの最も大きな寸法によって制限される設計スペースを占める。当該力測定セルは、各々、力測定セルの上下に配列された平行ガイド膜を備えている。力測定セルは、当該力測定セルに結合することができる少なくとも１つの校正用錘を備えた校正用錘構造を備えており、これはまた、校正用錘の案内される動きのための駆動機構及び移動機構をも備えている。駆動機構は、移動機構と共に作動するアクチュエータ及び当該アクチュエータを駆動する少なくとも１つの圧電部材を備えている。当該アクチュエータは、一つの方向への移動動作中に発生する摩擦接触力の繰り返しの付加及び解除によって相互に作用する少なくとも２つの部材を備えている。

本明細書において使用されているアクチュエータという用語は、所望の種類及び方向の動作が一緒に作動する少なくとも２つの部材によってもたらされることが多い動作を行う駆動機構の要素を包含している。

圧電部材を含んでいる駆動機構を備えている校正用錘構造は、校正用錘構造に駆動機構を付加するためにほんの少ないスペースが必要とされるという利点を有する。当該駆動機構は小さく且つコンパクトであり、従って、あらゆる所望の位置に配置することができる。更に別の利点として、駆動機構又はその構成部品内の正電荷の蓄積が避けられる。更に、駆動機構は、電磁力補償原理に従って作動する秤の力測定セルの動作と干渉し得る非磁性の又は磁化可能な構成要素を備えていない。

校正用錘構造の移動機構は、持ち上げ部材、校正用錘台及びガイド装置を備えている。この機構は、校正用錘台及び校正用錘自体のガイドされる動き特に垂直方向の動きを提供して、校正がなされつつあるときに、校正用錘を秤の力測定装置と力伝達接触状態とさせることができる。校正が首尾良く完了した後に、この力伝達接触は再び解除されなければならず、移動機構はその休止位置へ戻される必要がある。この動作は、特に有利な方法すなわち動作方向がこの種の駆動機構によって可逆的である（すなわち、上方及び下方への動作が同じ部材によって行われることを意味する）ときに駆動機構が作動する特に有利な方法でなされる。

この駆動機構は、移動機構によってその校正装置へ移動されるか又は戻される校正用錘の動きを制御する際の所望の速度プロファイルを容易に行うことができるという更に別の利点を有している。このことは、校正用錘のたぐり寄せすなわち力伝達装置と力伝達接触状態にする段階が、衝撃を出来る限り避け且つ校正用錘が力伝達機構に結合されている校正用錘担持部材上に正確に載置されるようにするために、可能な最も遅い速度でなされる場合に有利である。

駆動機構の自己係止性による更に別の特性として、殆どの場合に垂直方向に可動である校正用錘は、駆動機構内を流れる電流がないときには不動とされる。

校正用錘構造の有利な実施形態においては、駆動機構には、少なくとも１つの圧電部材及び移動部材を備えている圧電リニアモータが備えられている。校正用錘台は、リニアモータの移動部材上に直に配置させることができ、又はリニアモータの推進力は、例えばレバーのような介装された方向変更部材によって校正用錘台に作用する。校正用錘構造の更に別の可能な実施形態によれば、駆動機構は、圧電回転モータ、特にシャフトを備え且つ当該シャフト上で持ち上げ部材がシャフトの一体部品であるスピンドルによって垂直動作を行う進行波モータ又はリング形状の圧電部材を備えたモータを備えている。

本発明の主題の更に別の展開においては、移動機構の適正な機能を監視するセンサー機能を果たすための駆動機構を設けることができる。例えば持ち上げ部材及び校正用錘の位置を判定するために、圧電部材を作動させるための電流及びフィードバックループの誘起性の監視を使用をすることができる。

好ましい実施形態においては、校正用錘構造の駆動機構の圧電部材は、楕円に沿って動く押し出し指状部材を備え、当該指状部材は、この動作中に駆動ホイールと接触状態すなわち摩擦係合又は嵌合状態となることができる。この種の圧電駆動は例えばＷＯ０１／７１８９９に開示されている。当該押し出し指状部材は、駆動ホイールのみならず外ねじを備えたシャフトを回転状態に設定し、一方、内ねじを備えたガイドプラットホームはシャフトに沿って動くように配置されている。しかしながら、押し出し指状部材はまた、その楕円動作を行う際に、持ち上げ部材又は校正用錘台に直接作用して周期的な摩擦接触又は嵌合係合によってこれらを直接前進させる。

校正用錘構造の持ち上げ部材のためには最も広い種類の実施形態が考えられる。一例として、移動機構の持ち上げ部材は、相対的に反対方向へ動く偏心器又は一対の楔として構成することができる。移動機構の持ち上げ部材はまた、少なくとも１つの屈曲レバー部材の形態で実現することもできる。

駆動源による不所望な発の発生のために、駆動源は、力伝達装置が取り付けられている基部プレートの凹部内に配置される。基部プレートは、持ち上げ部材の少なくとも一部分（例えば軸受けによって拘束され得るシャフト）が通る穴が配置されている凹部内に領域に厚みが薄い部分を有することができる。従って、余分な熱が基部プレート及び恐らくはハウジングから逃がされる。

圧電部材を含んでいる駆動機構は、それらの小さなスペース要件により、秤量モジュールの校正用錘構造より特別には主として荷重に直角な方向の寸法が小さい力測定セルでの使用に特に好適である。これらの駆動機構が同じタイプの秤量モジュールの複合構造内で使用されるときには、これらは、個々の力測定セルの各々の校正用錘構造の移動機構内で持ち上げ部材を駆動する。このような複合構造においては、各力測定セルの力伝達機構は、関連する校正用錘に個々に結合されている。このことは、秤量モジュールの複合構造の力測定セルの全てではなくほんの一部分が校正される必要がある場合に特に有用である。この種の秤量装置は、少なくとも２つの力測定セル又は秤量モジュールを備えている。しかしながら、より典型的には、均一な特性の対象物を秤量する目的のために、二次元マトリックス内に配列された幾つか例えば４個、６個、８個、９個又はそれ以上の力測定セルが存在する。

特に有利な実施形態においては、駆動機構及び移動機構は、これらが属する力測定セルの上又は下の設計スペース内に配置される。

秤量モジュールの複合装置においては、圧電部材を備えた駆動機構は、幾つかの校正用錘を少なくとも２つの秤量モジュールの各々の力測定セルに同時に係合させるばかりでなく引き続いて校正用錘を取り外すために使用することができることはもちろんである。秤量モジュールの当該複合装置は、少なくとも１つの移動機構を備えており且つ個々の秤量モジュールの校正用錘担持部材に結合させたり当該校正用錘搬送部材から取り外したりできる少なくとも１つの校正用錘を各秤量モジュールに対して備えている。当該少なくとも１つの移動機構は、少なくとも２つの秤量モジュールの各々の校正用錘のために相互に係合されている校正用錘台を備えている。

校正用錘構造が実現されると、それによって１以上の校正用錘が移動機構によって力伝達機構に結合することができる。複数の校正用錘が一つずつ力伝達機構に付加され且つ再び取り外される実施形態は、直線性を判定するのに特に好適である。

好ましい実施形態の説明

電子秤の力伝達装置に関する校正機構のレイアウトのみならず校正用錘構造の好ましい実施形態を図面に示し且つ以下に説明する。

圧電部材を備えている駆動機構は、それらの小さなスペース要件により、荷重に直角な方向の寸法が小さい力測定セルを備えている秤量モジュールの校正用錘構造において使用するのに特に好適である。例えば、秤量モジュールの複合構造においては、これらの駆動機構は、個々の力測定セルの各々の校正用錘構造の移動機構内の持ち上げ部材を駆動する。このような複合構造においては、各力測定セルの力伝達機構は、関連する校正用錘に個々に結合される。このような寸法が小さい力測定セルを複合構造内に配置するための例が、図１に示され且つ以下に説明される実施形態によって示されている。

図１は、本発明による２つの秤量モジュール５１Ａ、５１Ｂを備えた荷重受け構造５０を示しており、これは均一な特性の対象物の秤量のための装置を形成している。各秤量モジュール５１Ａ、５１Ｂは、各々、荷重受け部材５３Ａ、５３Ｂを備えた力測定セル５２Ａ、５２Ｂを備えている。これらの秤量モジュール５１Ａ、５１Ｂの各々が設計スペース５４Ａ、５４Ｂ内に配置されている。荷重方向と直角の面内の各々の設計スペースの大きさは、隣接の力測定セルの設計スペースによって制限され且つ／又は各々の設計スペース５４Ａ、５４Ｂ内で前記面内の力測定セル５２Ａ、５２Ｂの最も大きな寸法に等しい。

荷重方向の寸法は、例えば、荷重受け構造に堅固に結合されているハウジングの床又は基部プレート１３４によって制限される。設計スペース５４Ａ、５４Ｂは、荷重ベクトルと反対方向例えば荷重受け部材５３Ａ、５３Ｂの上方の領域は、通常は図面に示されていないコンベア装置の作動スペースによって占められるという理由により、例えば荷重受け部材５３Ａ、５３Ｂの頂部によって制限される。

秤量モジュール５１Ａは、固定手段５５例えばねじによって荷重受け構造５０に堅固に結合されている。秤量モジュール５１Ａの力測定セル５２Ａは、力測定セル５２Ａの内部に配置され且つ図面には示されていないコイルを備えており、当該コイルは、力測定セル５２Ａを荷重方向において横切っている力伝達ロッド５６Ａに結合されている。力伝達ロッド５６Ａの上端には荷重受け部材５３Ａが取り付けられている。

荷重受け部材５３Ａと力測定セル５２Ａとの間には、上方平行ガイド膜５７Ａが配置されており、当該上方平行ガイド膜５７Ａの上方平行ガイド部材５８Ａは、規定されたガイド距離を挟んで、上方可動平行脚部５９Ａを上方固定平行脚部６０Ａに結合している。

本明細書において使用されているガイド距離という用語は、平行ガイド膜５７Ａの可動平行脚部５９Ａと固定平行脚部６０Ａとの間の直線距離を意味している。このガイド距離に関して、２つの脚部を結合している平行ガイド部材５８Ａがどのような構造とされるかは無関係である。

しかしながら、平行ガイド部材５８Ａは、その有効長さが平行ガイド膜５７Ａのガイド距離よりも著しく大きいような形状とされている。当該有効長さは、実際の引き延ばされた長さ、より特別には平行脚部５９Ａ及び６０Ａを備えた結合領域を含んでいる平行ガイド部材５８Ａの（曲げ応力に関して）無応力繊維の長さとして規定されている。

上方可動平行脚部５９Ａは力伝達ロッド５６Ａに結合されており、上方固定平行脚部６０Ａは力測定セル５２Ａに対する固定結合部を備えている。

荷重受け部材５３Ａと反対方向に面している側部において、力測定セル５２Ａは同様に下方平行ガイド膜６１Ａを備えており、当該下方平行ガイド膜６１Ａの下方平行ガイド部材６２Ａは、図１において力測定セル５２Ａの破断図に示されているように、下方可動平行脚部６３Ａを下方固定平行脚部６４Ａに結合している。下方可動脚部６３Ａは、同様に力伝達ロッド５６Ａに結合されており、下方固定平行脚部６４Ａは同様に力測定セル５２Ａに固定されている。

上方平行ガイド部材５８Ａの有効長さは下方平行ガイド部材６２Ａの有効長さに等しく、そうでないと、力伝達ロッド５６Ａの正確にガイドされた平行な動作を達成することが殆どできない。

秤量モジュール５１Ａについての説明は、秤量モジュール５１Ｂ、その上方平行ガイド膜５７Ｂ及び下方平行ガイド膜６１Ｂに同様に当てはまる。

均一な特性の物品の秤量のための装置内に並置されている秤量モジュール５１Ａ、５１Ｂの問題のない交換のためには、交換されるべき秤量モジュール５１Ａの部品は一つもその設計スペース５４Ａの境界部を突出してはならない。従って、上方可動平行脚部５９Ａは設計スペース５４Ａ内に配置される必要がある。極端な場合には、上方可動平行脚部５９Ａ、平行ガイド部材５８Ａ又は上方固定平行脚部６０Ａの外形は、荷重方向に直角な設計スペース断面の外形に等しくすることができる。

もちろん、この構造は、２つの秤量モジュール５１Ａ、５１Ｂに限定されない。如何なる数の秤量モジュールも２つの隣接する力測定セルが図示された方法で相互に寄せ集められて二次元レイアウト内に前後に且つ並置させて配置することができる。

図２は、特に荷重方向に直角である面内への突出部内に小さな寸法の力測定セル５２を備えた秤量モジュールを示している。この種の力測定セル５２は、例えば、端縁に沿って数センチメートルの大きさの荷重方向に直角な面内に正方形形状を有することができる。もちろん、丸い形状又は矩形形状もまた考えられる。図２の力測定セル５２は特に、そのために設計された校正用錘構造３０４によって示されている。校正用錘構造３０４においては、例えば力測定セルの複合構造内でこれらの力測定セルの個々の力伝達装置を個々に校正することが可能である。校正用錘構造３０４は、押し出し指状部材２２０が持ち上げ部材３２３及びアクチュエータの一部品である移動ロッド６８との摩擦接触を周期的に付与したり解除したりすることによって持ち上げ部材を直接上下に動かすという点で区別される。

移動機構は、プレート状の校正用錘台３１４を備えている。リング形状の校正用錘３０３は、移動機構によって休止位置へと動かされ、校正位置から休止位置へと再度戻される。

この場合には同様にリング形状とされている校正用錘担持部材１０２が力伝達ロッド５６Ａ上に形成されるか又は固定されている。図２に示されている校正位置においては、校正用錘３０３は、校正用錘担持部材１０２と力伝達接触状態にある。理想的には、校正用錘３０３及び／又は校正用錘担持部材１０２は位置決め手段を備えており、それによって、校正用錘３０３が校正用錘台３１４及び移動機構に対して正しく位置決めされる。

図３は、図２に記載されている校正用錘構造はまた２つの校正用錘３０３Ａ、３０３Ｂの持ち上げ及び降下にも適していることを示している。これは、直線性誤差が測定されるべき場合に特に有用である。このような測定を行う際に、校正用錘３０３Ａ、３０３Ｂが等しい質量であることは必ずしも必要とされない。力測定セル１５２の校正用錘構造は、２つのプレート状の校正用錘台３１４Ａ、３１４Ｂを備えている。図３に見ることができるように、校正用錘３０３Ｂは、校正用錘担持部材１０２Ｂ上に載置され、すなわち校正装置にあり、一方、校正用錘３０３Ａは校正用錘台３１４Ａと接触状態にある。２つのプレート状校正用錘台３１４Ａ、３１４Ｂを更に降下させることによって、校正用錘３０３Ａも同様にその校正用錘担持部材１０２Ａと接触状態となる。

持ち上げ部材４２３の持ち上げ及び降下は、基部プレート３３４及び移動ロッド１６８上に取り付けられている圧電駆動機構の結合作用によって達成され、押し出し指状部材２２０は、周期的な又は繰り返し脈動される摩擦接触力によって移動ロッド１６８と係合するアクチュエータを形成している。このタイプの駆動機構においては動作方向は可逆的であり、これは、上方及び下方への動きが同じ部材によって達成されることを意味している。

ここでは、図２及び３から離れて、駆動機構のみならず移動機構もまた、図１に規定されている設計スペース内で力測定セルの下方又は上方に配置することができることは注目されるべきである。例えば、図１の力測定セル５２Ａの実施形態においては、力伝達ロッド５６Ａは、下方へ伸長することができ且つリング形状の校正用錘担持部材を設けることができる。同様にリング形状である校正用錘は、その校正位置においては校正用錘担持部材と接触状態にあり、その休止位置においては、例えば圧電駆動機構の移動部材上に直に配列されているフォーク状の校正用錘台上に載置されている。

最も多様性のある設計形状が校正用錘構造の持ち上げ部材に対して考えられる。これらの中には、従来技術から知られ従ってここでは説明しない概念であって、相互に反対方向に動く楔の構造又はガイドプラットホームを備えた又は備えていない校正用錘台が載置されている偏心器を含んでいる概念がある。図４及び５は、圧電部材を含んでいる駆動機構の押し出し指状部材１２０によって直接作動せしめられる種々の屈曲レバー部材４７、１４７の形体の持ち上げ部材１２３の２つの更に別の実施形態を示している。

図４は、２つのガイドポスト１２７に沿って垂直方向に可動である校正用錘台３１４を概略側面図で示している。持ち上げ部材１２３は、板状の屈曲レバー部材４７を備えており、当該屈曲レバー部材の第一の部分４９は、校正用錘台３１４に結合されている脚部４８に枢動可能に結合されている。屈曲レバー部材４７の第一の部分４９は同様に第二の部品６５に枢動可能に結合されている。第二の部品６５は、同じく枢動継手によって土台例えば基部プレート１３４に結合されている。第二部品６５は半円形の凸部６６を備えた部分を備えており、当該半円形の凸部６６の外面は、上記したように、駆動機構の押し出し指状部材１２０に係合している。これは、半円形の凸部６６が押し出し指状部材１２０の係合箇所に沿って動かされ、屈曲レバー部材４７が真っ直ぐになり又は曲がり、それによって校正用錘台３１４が垂直方向に動かされるという作用を有する。

図５は、類似した表現で、屈曲レバー部材４７の更に別の実施形態を示している。当該実施形態においては、屈曲レバー部材１４７の第二の部分１６５は、円形の一部分のような内面形状６７を備えた板状のフレームとして形成されている。押し出し指状部材１２０はフレームの内側に作用し、内面形状は押し出し指状部材１２０の係合点に沿って動き、それによって、屈曲レバー部材１４７は、真っ直ぐに伸び又は曲がって、校正用錘台３１４が垂直方向に動かされる。

圧電部材を備えた駆動機構は秤の力測定セルによって占められている空間内では不所望である熱を作動中に発生するので、図１の拡大詳細図として図６に概略的に図示されている力測定セルの実施形態における駆動機構が、力伝達機構が配置されている基部プレート３４の凹部３３内に設置されている。アクチュエータの駆動ホイール１１７とガイドプラットホーム１６との間に留まっている基部プレート３４の部分は、その中をシャフト１２６が通る穴４５を有している。穴４５は、シャフト１２６を拘束している軸受け４６を備えている。従って、余分な熱が、基部プレート３４を介し適用可能な場合には基部プレートに結合されているハウジングを介して排除される。この構造は、恐らくは押し出し指状部材１２０と駆動ホイール１１７との間の摩擦によって生成され得る擦過物質が力測定セルを包含している空間の外側から発し、従って、力測定セルの汚染に寄与しない。更に別の態様によれば、駆動機構は、上方が開いている基部プレートの凹部内に収容される。

自ずから明らかなように、ここでは、少なくとも１つの圧電部材を備えている多数の駆動機構を使用することができる。記載することができる例としては、進行波モータ、リング形状の圧電部材を備えた超音波モータ、直線状の圧電駆動装置又は所謂キャタピラ駆動装置がある。

圧電部材を備えている駆動機構は自己係止型であり、これは、電流がオフに切り換えられたときに、移動部材がその電流位置で不動状態に維持され、このときに校正用錘台によって占められる位置は更に別の作用を必要とすることなく固定されることを意味する。

駆動機構は、特に、移動機構の適正な機能を監視するセンサー機能を果たすために設けることができる。圧電部材を起動させるための電流又はフィードバックループの誘起性の監視は、例えば、持ち上げ部材及び校正用錘の位置を判定するために使用することができる。

ここに提供されている種類の校正構造は、高分解能の秤のみならず低レベルの分解能を有する秤において使用することができる。

図１は、力測定セルの上下に配列されている平行ガイド膜ばねを備えている２つの秤量モジュールを備えた荷重受け構造の斜視図である。 図２は、荷重方向に直角な方向の寸法が小さく且つ１つの校正用錘のための校正用錘構造を有している力測定セルの斜視図である。 図３は、荷重方向に直角な方向の寸法が小さく且つ２つの校正用錘のための校正用錘構造を有している力測定セルの斜視図である。 図４は、屈曲レバー部材として構成されている持ち上げ部材を備えている移動機構の概略側面図である。 図５は、屈曲レバー部材として構成されている持ち上げ部材を備えている更に別の移動機構の概略側面図である。 図６は、アクチュエータが配置されている基部プレートの拡大詳細部の概略断面図である。

符号の説明

１０２ 校正用錘担持部材、
３０３，３０３Ａ，３０３Ｂ 校正用錘、
３０４ 校正用錘構造、
３１４，３１４Ａ，３１４Ｂ 校正用錘台、
１１７ 駆動ホイール、
１８ アクチュエータ、
１９ 圧電部材、
１２０ 押し出し指状部材、
１２３，３２３，４２３ 持ち上げ部材、
１２６ シャフト、
１２７ ガイドポスト、
３３ 凹部、
３４，１３４ 基部プレート、
４５ 基部プレート内の穴、
４６ 軸受け、
４７，１４７ 屈曲レバー部材、
４８ 脚部、
４９ 屈曲レバー部材の第一の部分、
５０ 荷重受け構造、
５１Ａ，５１Ｂ 秤量モジュール、
５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２ 力測定セル、
５３Ａ，５３Ｂ 荷重受け部材、
５４Ａ，５４Ｂ 設計スペース、
５５ 固定手段、
５６，５６Ａ，１５６ 力伝達ロッド、
５７Ａ，５７Ｂ 上方平行ガイド膜、
５８Ａ 上方平行ガイド、
５９Ａ 上方可動平行脚部、
６０Ａ 上方固定平行脚部、
６１Ａ，６１Ｂ 下方平行ガイド膜、
６２Ａ 下方平行ガイド、
６３Ａ 下方可動平行脚部、
６４Ａ 下方固定平行脚部、
６５，１６５ 屈曲レバー部材の第二の部分、
６６ 半円形凸部、
６７ 内側円弧形状、
６８，１６８ 移動ロッド

Claims (14)

1. 同じ型の複数の力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）を備えた荷重受け構造内に設置されるように適切に設計された力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）であり、
   前記荷重受け構造内では、各力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）が設計スペース（５４Ａ，５４Ｂ）を占めており、当該設計スペースの荷重方向と直角に延びている面内へ突出せしめられる寸法が、隣接する力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）の設計スペース（５４Ａ，５４Ｂ）によって制限されており且つ／又は前記面内での力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）の最も大きな寸法に対応しており、各力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）は、各々、当該力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）の上下に配置されている平行ガイド膜（５７Ａ，５７Ｂ）と、当該力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）に結合させることができる少なくとも１つの校正用錘（３０３，３０３Ａ，３０３Ｂ）を備えた校正用錘構造（３０４）とを備えており、更に、校正用錘（３０３，３０３Ａ，３０３Ｂ）のガイドされた動きのための駆動機構と移動機構とを備えており、
   前記駆動機構は、前記移動機構と一緒に作動するアクチュエータ（１８）と、当該アクチュエータを駆動する少なくとも１つの圧電部材（１９）とを備えていること、並びにアクチュエータ（１８）が一の方向への移動動作中に発生する摩擦接触の繰り返される付加及び解除によって相互に作用する少なくとも２つの部材を備えていることを特徴とする力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）。
2. 請求項１に記載の力測定セルであり、
   前記移動機構が持ち上げ部材（１２３，４２３）、校正用錘台（３１４，３１４Ａ，３１４Ｂ）及びガイド装置を備えていることを特徴とする力測定セル。
3. 請求項１又は２のうちのいずれか一の項に記載の力測定セルであり、
   校正用錘台（３１４，３１４Ａ，３１４Ｂ）の現在の位置が、前記駆動機構内に電流が流れていないときに前記駆動機構の自己係止によって固定することができることを特徴とする力測定セル。
4. 請求項２又は３に記載の力測定セルであり、
   前記駆動機構が、少なくとも１つの圧電部材と移動部材とを備えている圧電リニアーモータを備えていることを特徴とする力測定セル。
5. 請求項４に記載の力測定セルであり、
   前記校正用錘台（３１４，３１４Ａ，３１４Ｂ）が前記リニアーモータの移動部材上に直に配置されていることを特徴とする力測定セル。
6. 請求項１〜３のうちのいずれか一の項に記載の力測定セルであり、
   前記駆動機構が、圧電回転モータ、進行波モータ又はリング形状の圧電部材を含むモータを備えており、当該モータはシャフトを備えており、当該シャフト上で、前記持ち上げ部材が当該シャフトに組み込まれているスピンドルによる垂直方向の動作を行うことを特徴とする力測定セル。
7. 請求項１〜６のうちのいずれか一の項に記載の力測定セルであり、
   前記圧電駆動機構が、前記移動機構の適正な機能及び／又は実際の位置を点検するセンサーとしての機能を一体として備えていることを特徴とする力測定セル。
8. 請求項１〜７のうちのいずれか一の項に記載の力測定セルであり、
   前記アクチュエータが、楕円軌道上で前記圧電部材（１９）によって動かされる押し出し指状部材（１２０）を備えており、駆動ホイール（１１７）を更に備えており、前記押し出し指状部材（１２０）が、前記軌道上を移動しつつあるときに、摩擦又は嵌合による結合の意味で駆動ホイール（１１７）と周期的に接触状態となることができることを特徴とする力測定セル。
9. 請求項８に記載の力測定セルであり、
   外ねじを有しているシャフト（２６，１２６）をアクチュエータ（１８）によって回転状態に設定することができ、内ねじを備えているガイドプラットホームを前記シャフト（１２６）に沿って動かすことができることを特徴とする力測定セル。
10. 請求項１〜９のうちのいずれか一の項に記載の力測定セルであり、
    力伝達装置（３０４）が基部プレート（３４）上に配置されており、前記駆動機構が前記基部プレート（３４）に設けられた凹部（３３）内に配置されていることを特徴とする力測定セル。
11. 請求項１０に記載の力測定セルであり、
    基部プレート（３４）は、前記凹部領域で厚みが薄くなっており且つ前記持ち上げ部材の少なくとも一部分が通過するための穴（４５）を備えていることを特徴とする力測定セル。
12. 請求項１〜１１のうちのいずれか一の項に記載の力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）を少なくとも一つ備えていることを特徴とする秤量装置。
13. 請求項１２に記載の秤量装置であり、
    少なくとも２つの力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）を備えており、各力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）が、個々に作動させることができる校正用錘構造（３０４）を備えていることを特徴とする秤量装置。
14. 請求項１３に記載の秤量装置であり、
    前記力測定セル（５２，５２Ａ，５２Ｂ，１５２）が、二次元マトリックス又は二次元列の形体で荷重受け構造（５０）内に配置されていることを特徴とする秤量装置。

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