(57)【要約】【課題】測定精度が設置場所の振動環境に影響を受け難い精密天秤を提供する。。【解決手段】振動減衰能のある粘弾性樹脂を表皮ばね鋼板の間にラミネート状に張合せた「樹脂ラミネートばね板」を荷重によって撓むことができるようにハニカム状に交互に重ねた「除振ユニット」を内蔵することによって、上記課題を実現する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動減衰能のある粘弾性樹脂を表皮ばね鋼板の間にラミネート状に張合せた「樹脂ラミネートばね板」を加工により両端をフランジ状に中央部を凸状に一体加工成形し、荷重によって撓むことができるようにハニカム状に交互に重ねた「除振ユニット」を内蔵することを特徴とする精密天秤。
【請求項２】
振動減衰能のある粘弾性樹脂を表皮ばね鋼板の間にラミネート状に張合せた「樹脂ラミネートばね板」を曲げ加工により両端をフランジ状に中央部を凸状に一体加工成形し、荷重によって撓むことができるようにハニカム状に交互に重ねた「除振ユニット」の共振周波数が、１０Ｈｚ以下であり，周波数応答関数において、１０〜５０Ｈｚの振動領域における振動伝達率が０．５以下、衝撃による振動が１．０秒以下で収束する「除振ユニット」を内蔵することを特徴とする請求項１記載の精密天秤。
【請求項３】
「樹脂ラミネートばね板」を、周辺をフランジ状に中央部を凸状に円形に一体加工成形し、荷重によって撓むことができるようにハニカム状に重ねて中央部及び周辺部を固定して、ハニカム部が回転自由に高さの微調整ができるようにした「除振ユニット」を電子天秤の底部に配すことを特徴とする請求項１又は２記載の精密天秤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、除振機能を内蔵した精密天秤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  精密天秤の測定精度は、その設置場所の振動環境に大きく影響を受ける。例えば、空調や周辺の交通機関からの不可避的低周波振動や測定作業中の室内付近での人の動きにも大きく影響を受ける。このような外部振動の影響を遮断するために、例えば、ストーン・テイブルや卓上除振台の様な除振装置を設置するのが普通である。【０００３】  精密天秤本体の重量は、５〜１０ｋｇと比較的軽量であり、その精密天秤本体の価格は、熱分析装置（ＴＧＡ、ＴＭＡ）より比較的に安価な装置である。このような条件において、精密天秤用には、軽量荷重でも良好な除振性能を示して、かつ、安価な除振装置への要望が高い。ばね式やゴム式の除振装置は安価であるが、除振特性が不十分である。空気ばね式は常時駆動用空気の補給と調整が必要なので、精密天秤に内蔵する除振装置としては操作が煩雑である。【０００４】  本発明者は、特許文献１及び２に記載したような精密機器の下に設置して用いる除振装置を出願している。この除振装置は、振動減衰能のある粘弾性樹脂を表皮ばね鋼板の間にラミネート状に張合せた樹脂ラミネートばね板（以下、「樹脂ラミネートばね板」という。）を曲げ加工により両端をフランジ状に中央部を凸状に一体加工成形された「樹脂ラミネートばね板」を荷重によって撓むことができるようにハニカム状に交互に重ね、「樹脂ラミネートばね板」の両端部及び中央部を鋲止め、スポット溶接或いは樹脂接着してなる除振部（以下、「除振ユニット」という。）を有してなる除振装置を提案している。
図１に「樹脂ラミネートばね板」の断面を示す。これによれば、ばね板と粘弾性樹脂との特性を発揮させて、表皮ばね鋼板で外部からの衝撃振動を緩和して、粘弾性樹脂によってばね板の自由振動を早期に収束させることにより、良好な振動減衰応答を発揮させることによって、適用範囲が広く、かつ、薄型でコンパクトな除振装置を提供できる。【０００５】  特許文献３においては、精密天秤の被計量物の荷重によって可動する部分と固定部の間に所定のばね定数を有する一対のばねを配し、さらに可撓性のあるじゃばらを配して振動を早期に収束させるようにした技術が開示されている。この技術は、精密天秤の内部機構の大幅な変更を伴うものである。精密天秤の底面に配置するだけで既存技術の耐振動性を向上させる簡略な方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２１６６４号公報
【特許文献２】特願２０１１−１６４８０２号公報
【特許文献３】特開２００２−１０７２１７号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  軽量荷重でも良好な除振性能を有して、かつ、安価な「除振ユニット」を内蔵することによって、測定精度が任意の設置場所の振動環境に影響を受け難い、精密天秤を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  振動減衰能のある粘弾性樹脂を表皮ばね鋼板の間にラミネート状に張合せた「樹脂ラミネートばね板」を曲げ加工により両端をフランジ状に中央部を凸状に一体加工成形された「樹脂ラミネートばね板」を荷重によって撓むことができるようにハニカム状に交互に重ね、その両端部及び中央部を固定してなる「除振ユニット」を精密天秤の底面に配置する。
【０００９】  本出願に係る発明は、［特許請求の範囲］の請求項１乃至３に記載した事項により特定される。
［特許請求の範囲］
［請求項１］
振動減衰能のある粘弾性樹脂を表皮ばね鋼板の間にラミネート状に張合せた「樹脂ラミネートばね板」を加工により両端をフランジ状に中央部を凸状に一体加工成形し、荷重によって撓むことができるようにハニカム状に交互に重ねた「除振ユニット」を内蔵することを特徴とする精密天秤。
［請求項２］
振動減衰能のある粘弾性樹脂を表皮ばね鋼板の間にラミネート状に張合せた「樹脂ラミネートばね板」を両端をフランジ状に中央部を凸状に一体加工成形し、荷重によって撓むことができるようにハニカム状に交互に重ねた「除振ユニット」の共振周波数が、１０Ｈｚ以下であり，周波数応答関数において、
１０〜５０Ｈｚの振動領域における振動伝達率が０．５以下、衝撃による振動が１．０秒以下で収束する「除振ユニット」を内蔵することを特徴とする請求項１記載の精密天秤。
［請求項３］
「樹脂ラミネートばね板」を、周辺をフランジ状に中央部を凸状に円形に一体加工成形し、荷重によって撓むことができるようにハニカム状に重ねて中央部及び周辺部を固定して、ハニカム部が回転自由に高さの微調整ができるようにした「除振ユニット」を精密天秤の底部に配すことを特徴とする請求項１又は２記載の精密天秤。
【発明の効果】
【００１０】  軽量荷重でも良好な除振性能を示して、かつ、安価な「除振ユニット」を内蔵することによって、測定精度が設置場所の振動環境に影響を受け難い、精密天秤を提供できる。既存の精密天秤を大幅に改造することなく、底面に配置する除振機構を付加するだけで、耐振動性のある精密天秤を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】  「樹脂ラミネートばね板」は、例えば、ＳＵＳ３０４等の表皮ばね鋼板の間に粘弾性樹脂貼り合せて作製する。この「樹脂ラミネートばね板」を荷重によって撓むことができるようにハニカム状に成形加工して「除振ユニット」を作製する。図２が「除振ユニット」の例である。
【００１２】  請求項２において、「除振ユニット」の共振周波数を１０Ｈｚ以下とした。これは、建屋の不可避的低周波振動の１０〜５０Ｈｚ帯における振動伝達率を０．５以下にするためであり、好ましくは５〜８Ｈｚである。更に、衝撃による振動が１．０秒以内に収束するとしてことをいるが、これは、設置周辺の振動の影響を抑制するためである。
【００１３】  前項の「除振ユニット」の除振特性を実現する設計寸法を検討するために、図２の下段のように両端が自由端の梁の中央に集中荷重となる場合をモデルとして、表１に示す計算式によって振動計算を行った。結果を表２に示すように、良好な除振性能を発揮する。表２の条件での周波数応答関数を図３に示す。これからも明らかなように、本発明になる「除振ユニット」は良好な除振特性を有することが分る。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
【表２】
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【００１６】  請求項３において、「樹脂ラミネートばね板」を、周辺をフランジ状に中央部を凸状に円形に一体加工成形し、荷重によって撓むことができるようにハニカム状に重ねて中央部及び周辺部を固定して、ハニカム部が回転自由に高さの微調整ができるようにした「除振ユニット」を精密天秤の底部に配す技術を開示した。その一例を図４に示す。この水平調整機能を備えた「除振ユニット」の配置を図７に示す。
【００１７】  以下、本発明を実験例によって説明する。
【００１８】［実験例１］
ＳＵＳ３０４の表皮鋼板（０．５ｍｍ厚）を用いて粘弾性樹脂の両側に張り合わせて「樹脂ラミネートばね板」を作製した。これを用いて図４における円形ばね部（４０４）の半径５０ｍｍの「除振ユニット」を作製した。これに一つの「除振ユニット」当たり２ｋｇの荷重を加えた状態で振動実験を行った。
その結果を図５に示す。
共振周波数は７Ｈｚであり、３０Ｈｚの加振周波数での振動伝達率は０．１である。衝撃加振後０．５秒で振動収束する。これによって、極めて優れた除振性能であることが確認された。
【００１９】［実験例２］
「樹脂ラミネートばね板」の除振性能を明確にするために、ＳＵＳ３０４材（１．０ｍｍ厚）を同様の形状に作製して比較実験をおこなった。結果を図６に示す。「樹脂ラミネートばね板」の場合は衝撃加振後約０．５秒で振動が収束する。これに対して、ＳＵＳ３０４無垢材の場合は約２．０秒間以上振動が継続する。ハニカム形状にすることによって、衝撃を緩和し、粘弾性樹脂によって振動を早期に収束させることが明らかとなった。
【産業上の利用価値】
【００２０】  軽量荷重でも良好な除振性能を示して、かつ、安価な「除振ユニット」を内蔵することによって、測定精度が設置場所の振動環境に影響を受け難い、電子天秤を提供できるので、産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】  「樹脂ラミネートばね板」
【図２】  「除振ユニット」
【図３】  周波数応答関数
【図４】  高さ調整機能付き「除振ユニット」の例
【図５】  実験例１の除振性能試験結果
【図６】  樹脂ラミネートの効果を示す実験結果
【図７】  除振ユニットの配置図
【符号の説明】１０１：ばね鋼板、１０２：粘弾性樹脂、
２０１：天板、２０２：鋲止め、２０３：地板、２０４：荷重、２０５：支点
４０１：高さ調整用ボルト、４０２：精密天秤の底板、４０３：ハニカム側固定ナット、
４０４：ハニカム部、４０５：高さ調整用つまみ、４０６：机面、
４０７：ばね機能付与のスリット、４０８：回転自在
７０１：除振ユニット、７０２：精密天秤本体（側面）、７０３：精密天秤本体（底面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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