(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を載せる皿を支持する可動部を、両端部に可撓部を有し、かつ、互いに平行な上下２本の梁を介して固定部に連結してなるロバーバル機構と、そのロバーバル機構の可動部に一端部が連結された連結部と、その連結部の他端部に連結されたレバー機構とが、一つの平板状の母材をくり抜いて形成されてなる機構体により一体形成されているともとに、その機構体のレバー機構のレバーには、別部材からなるレバーの一端側が固着され、そのレバーの他端側に、上記機構体から離隔して配置された電磁力平衡機構のフォースコイルが固着された電子天びんにおいて、
計量値のゼロ点ドリフトを補償するための温度センサが、上記機構体に設けられている機械感度調整用の孔の内部に配置されていることを特徴とする電子天びん。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子天びんに関し、更に詳しくは、皿の動きを鉛直方向に規制し、かつ、四隅誤差を解消するためのロバーバル機構と、そのロバーバル機構の可動部に連結部を介して連結されたレバー機構とが、一つの平板状の母材をくり抜いて形成されてなる機構体により一体形成され、更に、皿上の荷重に抗して電磁力を発生するための電磁力発生装置がその機構体に対して離隔した位置に配置され、その電磁力発生装置のフォースコイルが機構体のレバー機構に固着された別部材からなるレバーの先端部に固着された構造の電子天びんに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子天びんにおいては、一般に、図３に機構図を模式的に示すように、被測定物を載せるための皿３１は、ロバーバル機構３２（パラレルガイドとも称される）によって支持された構造を採る。ロバーバル機構３２は、固定部３２ａに対して可動部３２ｂを、互いに平行で、かつ、それぞれの両端部に可撓部Ｅを有してなる上下２本の梁３２ｃ，３２ｄを介して連結した構造を有し、その可動部３２ｂに皿３１を載せることにより、皿３１の移動を鉛直方向に規制し、また、皿３１上での被測定物の載置位置に伴う誤差、いわゆる四隅誤差を解消する役割をも担う。
【０００３】
そして、このロバーバル機構３２の可動部３２ｂは、支点３４ａを中心として傾動自在のレバー３４ｂを有するレバー機構３４のレバー３４ｂに対して、連結部材（力点バネ）３３を介して連結されている。このレバー３４ｂには、電磁力発生装置３５のフォースコイル３５ａが固着されるるとともに、そのレバー３４ｂの変位（傾斜）が変位センサ３６によって検出される。電磁力発生装置３５は、磁気回路３５ｂが作る静磁場中にフォースコイル３５ａを可動に設けたものであり、このフォースコイル３５ａに流れる電流に応じた大きさの電磁力を発生することができ、このフォースコイル３５ａに流れる電流は、変位センサ３６を含むサーボ機構によりフィードバック制御される。
【０００４】
以上の構成において、皿３１に作用する荷重は、ロバーバル機構３２の可動部３２ｂおよび連結部材３３を介してレバー機構３４のレバー３４ｂの一端部に伝達され、このレバー３４ｂを傾斜させる。このレバー３４ｂの傾斜は変位センサ３６によって検出され、サーボ機構はこの変位センサ３６によるレバー３４ｂの変位が常に０になるようにフォースコイル３５ａに流れる電流を制御する。従って、このフォースコイル３５ａに流れる電流の大きさが、皿３１上の荷重の大きさを表すことになり、この電流の大きさが抵抗により電圧信号として取り出されて、皿３１上の質量ないしは重量に換算され、表示器に計量値として表示される。
【０００５】
ところで、以上のロバーバル機構３２、連結部材３３、およびレバー機構３４は、通常、それぞれ別部材によって形成されるのであるが、図４に例示するように、これらを１枚の板状の母材をくり抜いてなる機構体３０によって一体的に形成した、いわゆるワンピースフォースセルと呼ばれる電子天びんが実用化されている（例えば日本国特許第１９５６８６号）。このような一体物の機構体３０を用いることにより、各部材を個別に製造して組み立てる通常の構造のものに比して、製造コストを大幅に低減させることができる等の利点がある。
【０００６】
また、このような母材をくり抜いた機構体を用いたものにおいて、電磁力発生装置の発生電磁力が同じでも天びん秤量を大きくするためにレバー比を大きくしたものとして、図５に例示するように、機構体３０のレバー機構３４のレバー３４ｂに別部材のレバー５１を固着して、その先端部に電磁力発生装置３５のフォースコイル３５ａを固着したものも実用化されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子天びんにおいては、一般に、上記したいずれの構造を採るにしても、感度の温度補償並びにゼロ点ドリフトの補償が必要である。感度の温度依存性は、電磁力発生装置３５の磁気回路中の永久磁石の温度係数によるものであり、また、ゼロ点のドリフトは、ロバーバル機構３２やレバー機構３４をはじめとする天びんメカニズムの温度変化による無負荷状態でのバランスのずれに起因するところが大きい。図３に示した個別の部材を組み立てた構造、あるいは図４に示した機構体３０のみを用いた構造の電子天びんにおいては、ロバーバル機構３２をはじめとする天びんメカニズムと電磁力発生装置３５とが近接しているため、電磁力発生装置３５の磁気回路内に一つの温度センサを配置し、この温度センサの出力を、永久磁石並びに天びんメカニズムの温度検出信号として兼用させ、感度補償およびゼロ点ドリフトの補償の双方に供することも可能である。
【０００８】
しかしながら、機構体３０に別部材からなるレバー５１を固着してレバー比を大きくしたものについては、天びんメカニズムと電磁力発生装置３５とが離れているために、これら両者の温度を一つの温度センサで検出することは不可能である。しかも、図３に示す組立型のものにおいては、天びんメカニズムと電磁力発生装置３５とが離れている場合、必要に応じて天びんメカニズムの近傍に別途温度センサを簡単に設けることができるのであるが、機構体３０を用いる場合には、この機構体３０からなる天びんメカニズムの温度を検出するための温度センサを設けることが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、母材をくり抜いた機構体３０を用い、しかも、その機構体３０のレバー機構３４に別部材からなるレバーを固着して電磁力発生装置３５のフォースコイル３５ａを固着した構造の電子天びんにおいて、感度補償用の温度センサのほかに、簡単な構成のもとに天びんメカニズム、つまり機構体３１の温度を検出してゼロ点ドリフトの補償に供することのできる電子天びんの提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子天びんは、被測定物を載せる皿を支持する可動部を、両端部に可撓部を有し、かつ、互いに平行な上下２本の梁を介して固定部に連結してなるロバーバル機構と、そのロバーバル機構の可動部に一端部が連結された連結部と、その連結部の他端部に連結されたレバー機構とが、一つの平板状の母材をくり抜いて形成されてなる機構体により一体形成されているともとに、その機構体のレバー機構には、別部材からなるレバーの一端側が固着され、そのレバーの他端側に、上記機構体から離隔して配置された電磁力平衡機構のフォースコイルが固着された電子天びんにおいて、計量値のゼロドリフトを補償するための温度センサが、上記機構体に設けられている機械感度調整用の孔の内部に配置されていることによって特徴づけられる。
【００１１】
本発明は、母材をくり抜いてロバーバル機構、レバー機構、およびこれらを連結する連結部を一体形成した機構体を用いる場合、機構体には、通常、その機械的感度調整のための孔が形成されることを利用し、その孔の内部に温度センサを配置することで、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１２】
すなわち、母材をくり抜いてロバーバル機構やレバー機構等を一体に形成してなる機構体においては、レバー機構の支点は母材に狭窄部を形成して可撓性を持たせることによって形成するのであるが、その支点の撓みやすさは、天びん機構の機械的な感度を決定する。そこで、この種の機構体を用いた電子天びんにおいては、一般に、母材に対してワイヤカット放電加工等により板厚方向に貫通する切れ目を入れることによって機構体を形成するとともに、レバー機構の支点部分等の板厚方向への寸法を減じることによってその撓みやすさを設計的に調整することによって、設計上の機械的感度が所望の感度となるように調整する。この板厚方向寸法の調整は、機構体の一端面から支点部分にまで至る孔を形成して、支点部分の板厚方向中心部を削ることによって行われる。
【００１３】
本発明は、この機構体に形成される機械的感度調整用の孔を、ゼロ点ドリフトの補償のための温度センサの配設位置として利用する。これにより、特に機構体に対する温度センサの取り付けのための加工を必要とすることなく、ゼロ点ドリフトを補償するために有効な機構体の直近での温度検出が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の機構部分の構成図である。
機構体１０は、１枚の平板状の母材をくり抜くことによって形成されたもので、ロバーバル機構２とレバー機構４、およびこれらを連結するための連結部３が一体に形成されている。ロバーバル機構２は、従来と同様に、固定部２ａと可動部２ｂ、および、両端部に可撓部Ｅがそれぞれ形成され、かつ、固定部２ａと可動部２ｂとを連結する互いに平行な上下２本の梁２ｃ，２ｄによって構成されている。そして、このロバーバル機構２の可動部２ｂの上面に被測定物を載せるための皿１が支持される。
【００１５】
レバー機構４は、この例において二段型であって、弾性支点４ａを中心として傾動自在で、かつ、一端部が連結部３によりロバーバル機構２の可動部２ｂに連結された第１のレバー４ｂと、弾性支点４０ａを中心として傾動自在で、かつ、第１のレバー４ｂの他端部に連結部４ｃを介して連結された第２のレバー４０ｂを備えている。そして、この第２のレバー４０ｂに、別部材からなる持ち出し用レバー７の基端部が固着されている。この持ち出し用レバー７は、その基端部がフォーク状に分岐して機構体１０の第２のレバー４０ｂの両側部に密着してねじ止めされている。磁気回路５ｂが作る静磁場中にフォースコイル５ａを可動に配置した電磁力発生装置５は、機構体１０から離隔した位置に配置され、そのフォースコイル５ａが持ち出し用レバー７の先端部に固着されている。また、この持ち出し用レバー７の先端部の変位が変位センサ６によって検出され、この持ち出し用レバー７の変位が常に０となるように、図示しないサーボ機構によってフォースコイル５ａに流れる電流が制御される。
【００１６】
さて、機構体１０の固定部２ａ側の端面には、第２のレバー４０ｂの弾性支点４０ａの撓みやすさを調整して機構体１０の機械的感度を調整するための孔８が穿たれている。すなわち、この孔８は、機構体１０の端面から第２のレバー４０ｂの弾性支点４０ａに至る円形断面の孔であって、この孔８によって、弾性支点４０ａが母材の表裏両面部分を残して適宜量だけ削除されることにより、機構体１０の機械的感度が調整されている。なお、弾性支点４０ａのほか、連結部４ｃ等についても撓みやすさを調整するための孔が穿たれるが、これらは本発明の特徴とは直接には関係がないので、その図示を省略する。
【００１７】
そして、図２に孔８の近傍の拡大断面図を示すように、この孔８の内部に、ゼロ点ドリフト補償用の温度センサ９が配置されている。すなわち、温度センサ９は基板９ａに搭載されており、その基板９ａが孔８の入口部分に形成された段部８ａに接着剤Ｂ等によって固着されることにより、温度センサ９が孔８の内部において機構体１０に対して非接触状態で配置された状態となっている。なお、感度補償用の温度センサは、図示は省略するが、従来と同様に電磁力発生装置５の磁気回路５ｂ内に配置されている。
【００１８】
以上の本発明の実施の形態によると、ゼロ点ドリフトを補償するための温度センサ９が、その温度が最もゼロ点ドリフトを補償しやすい機構体１０の内部に配置されているので、ゼロ点のドリフトを高い精度のもとに補償することができる。しかも、この温度センサ９は、機構体１０の機械的感度調整のための孔８を利用してその内部に配置され、機構体１０に対して温度センサ９を配置するための特別の加工を特に要することがなく、機構体１０の加工コストや組立コスト等を増大させることがない。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ロバーバル機構やレバー機構を一つの平板状母材をくり抜いて一体形成した機構体を用いるとともに、そのレバー機構に別部材からなるレバーを固着して、そのレバーの先端部に、機構体から離隔した位置に置かれた電磁力発生装置のフォースコイルを固着した構造の電子天びんにおいて、機構体の感度調整用の孔を利用してその内部にゼロ点ドリフトを補償するための温度センサを配置しているので、機構体に対して特別な加工等を要することなく、ゼロ点ドリフトの補償に有効な機構体の温度を検出することが可能となり、コストを特に増大させることなく正確なゼロ点ドリフトの補償を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の機構部分の構成図である。
【図２】図１における孔８の近傍の部分断面拡大図である。
【図３】組立型のメカニズムを備えた従来の電子天びんの構成例を示す機構図である。
【図４】ロバーバル機構、レバー機構等を一つの母材をくり抜いて一体形成してなる機構体を用いた従来の電子天びんの構成例の説明図である。
【図５】図４に示す機構体３０のレバー機構３４に、別部材からなるレバー５１を固着してその先端部に電磁力発生装置３５のフォースコイル３５ａを固着した構成の従来の電子天びんの説明図である。
【符号の説明】
１  皿
２  ロバーバル機構
２ａ  固定部
２ｂ  可動部
２ｃ，２ｄ  梁
３  連結部
４  レバー機構
４ｂ  第１のレバー
４０ｂ  第２のレバー
４ａ，４０ａ  弾性支点
４ｃ  連結部
５  電磁力発生装置
５ａ  フォースコイル
５ｂ  磁気回路
６  変位センサ
７  持ち出し用レバー
８  機械的感度調整用の孔
８ａ  段部
９  温度センサ
９ａ  基板
１０  機構体
【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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