(57)【要約】      （修正有）【課題】荷重導入部分と固定部分と平行ガイド部分と力伝達部分とを有し、少なくとも荷重導入部分、固定部分および平行ガイド部分は、固定部分を形成する固定平行四辺形足部と、力導入部分を形成する可動平行四辺形足部と、端部が屈曲枢軸部位を介して平行四辺形足部に連結される上方および下方平行四辺形ガイド部とを伴うモノリシック平行四辺形型ガイド機構として、共に構成される力測定デバイスを提供する。【解決手段】本力測定デバイスにおいて、秤量皿支持部が力導入部分内にモノリシックに組み込まれ、前記秤量皿支持部が、可動平行四辺形足部に隣接する屈曲枢軸を越えて固定平行四辺形足部へ向かう方向に、上方平行四辺形ガイド部に実質的に平行に可動平行四辺形足部の一体の延伸部として延出する担持アームとして構成され、秤量皿のための少なくとも１つの台座が担持アーム上に配置される。【選択図】図４
0003171709.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
荷重導入部分と固定部分と平行ガイド部分と力伝達部分とを備え、少なくとも前記荷重導入部分、前記固定部分および前記平行ガイド部分は、前記固定部分を形成する固定平行四辺形足部（５、１０５、２０５、４０５）と、前記力導入部分を形成する可動平行四辺形足部（６、１０６、２０６、３０６、４０６、６０６）と、端部が屈曲枢軸（９、１０、１１、１２、４０９、６１１ａ、６１１ｂ）を介して前記平行四辺形足部（５、１０５、２０５、４０５；６、１０６、２０６、３０６、４０６、６０６）に連結される上方および下方平行四辺形ガイド部（７、１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７；８、１０８）とを伴い、電磁気力補償の原理に従って作動する測定トランスデューサへ力を伝達する力伝達部分を更に伴うモノリシック平行四辺形状ガイド機構として、共に構成される、力測定デバイス（１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１）であって、担持アーム（２５、１２５、２２５、３２５、４２５、６２５）として構成される秤量皿支持部は、前記担持アーム（２５、１２５、２２５、３２５、４２５、６２５）が、前記可動平行四辺形足部（６、１０６、２０６、３０６、４０６、６０６）に隣接する前記屈曲枢軸（１１、６１１ａ、６１１ｂ）を越えて前記固定平行四辺形足部（５、１０５、２０５、４０５）へ向かう方向に、前記上方平行四辺形ガイド部（７、１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７）に実質的に平行に前記可動平行四辺形足部（６、１０６、２０６、３０６、４０６、６０６）の一体の延伸部として延出するようなやり方で、前記力導入部分内にモノリシックに組み込まれ、秤量皿（３、２０３、３０３、４０３）のための少なくとも１つの台座（２７、１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、２２７、３２７、４２７、５２７、６２７）が前記担持アーム（２５、１２５、２２５、３２５、４２５、６２５）上に配置されることを特徴とする力測定デバイス。
【請求項２】
前記固定平行四辺形足部（５、１０５、２０５、４０５）へ向かう方向に延出する前記担持アーム（２５、１２５、２２５、３２５、４２５）は、前記上方平行四辺形ガイド部（７、１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７）から小さい距離によって分離されることを特徴とする請求項１に記載の力測定デバイス。
【請求項３】
前記距離は１０分の数ミリメートル、特に０．３と１ミリメートルとの間の寸法であることを特徴とする請求項２に記載の力測定デバイス。
【請求項４】
前記担持アーム（４２５）は、前記固定平行四辺形足部（４０５）に隣接する前記屈曲枢軸（４０９）を越えて延出し、前記固定平行四辺形足部（４０５）の部位へ伸びることを特徴とする請求項１、２または３に記載の力測定デバイス。
【請求項５】
前記可動平行四辺形足部（２０６）は較正錘（２１１）のための受容クレードル（２１０）を備えることを特徴とする請求項１から４のうちの一項に記載の力測定デバイス。
【請求項６】
較正錘（２１１）のための前記受容クレードル（２１０）は、前記可動平行四辺形足部（２０６）と共に１つの部材で形成されることを特徴とする請求項５に記載の力測定デバイス。
【請求項７】
前記固定平行四辺形足部（５）は、前記平行四辺形ガイド部（７、１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７；８、１０８）および前記可動平行四辺形足部（６、１０６、２０６、３０６、４０６、６０６）によって界接される、前記力測定デバイス（１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１）の内部空間内へ延出する片持ち延長部（１５、２１５、５１５）を有することを特徴とする請求項１から６のうちの一項に記載の力測定デバイス。
【請求項８】
前記秤量皿のための前記少なくとも１つの台座は、前記秤量皿（３、２０３）の下側に装着される円錐形杭（４、２０４）を遊びのない嵌合で受容するように設計された、円錐形テーパ外形を伴う垂直に穿孔された孔（２７、１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、２２７、６２７）として構成されることを特徴とする請求項１から７のうちの一項に記載の力測定デバイス。
【請求項９】
前記秤量皿のための前記少なくとも１つの台座は、前記担持アーム（３２５、４２５、５２５）上の円錐台形支柱（３２７、４２７、５２７）として構成され、それは、連結要素（３０３、４０３）を遊びのない嵌合で受容するように設計され、前記連結要素（３０３、４０３）は、前記秤量皿（３０３、４０３）の下側に装着され、前記円錐台形支柱（３２７、４２７、５２７）に対する補完的外形を伴う円錐形孔を有することを特徴とする請求項１から７のうちの一項に記載の力測定デバイス。
【請求項１０】
前記円錐台形支柱（３２７、４２７）は、前記担持アーム（３２５、４２５）のモノリシックに一体の部分として、フライス作業のやり方で形成されることを特徴とする請求項９に記載の力測定デバイス。
【請求項１１】
前記担持アーム（２５、２２５）を貫通する前記孔（２７、２２７）は、少なくとも前記上方平行四辺形ガイド部（７、２０７）を貫通する円柱状通過孔（２８、２２８）として延伸し、前記固定平行四辺形足部（５、２０５）の前記片持ち延長部（１５、２１５）内へめくら孔（２９、２２９）として更に延伸できることを特徴とし、前記円柱状通過孔（２８、２２８）、および、適応可能な場合、前記めくら孔（２９、２２９）の直径は、前記秤量皿（３、２０３）の前記円錐形杭（４、２０４）が前記担持アームに据え付けられた場合、前記円錐形杭（４、２０４）が前記上方平行四辺形ガイド部（７、２０７）を充分な隙間を伴って通過でき、前記力測定デバイス（１、２０１）上に過荷重がある場合において、それは下降して前記片持ち延長部（１５、２１５）と接触するような寸法にされることを更に特徴とする請求項８に記載の力測定デバイス。
【請求項１２】
円錐形杭（２０４）は、前記秤量皿（２０３）が上方端部に取り付けられるピン（２３４）のための滑動抑制を形成する垂直円柱状孔を有し、前記ピン（２３４）を同心に取り囲む圧縮バネ（２３６）が、重力の方向と反対に前記円錐形杭（２０４）から離れる方向に前記秤量皿（２０３）に予備張力を加えるのに役立つことを特徴とする請求項１１に記載の力測定デバイス。
【請求項１３】
前記担持アーム（２５）は、過荷重限度が到達された場合、前記円錐形杭（４）が前記片持ち延長部（１５）上に静止するような範囲まで、荷重下で予測に従って弯曲することとなるように設計されることを特徴とする請求項７から１２のうちの一項に記載の力測定デバイス。
【請求項１４】
前記担持アーム（４２５）は、過荷重限度が到達された場合、前記担持アーム（４２５）が前記固定平行四辺形足部（４０５）上に静止するような範囲まで、荷重下で予測に従って弯曲することとなるように設計されることを特徴とする請求項４に記載の力測定デバイス。
【請求項１５】
前記円錐台形支柱は、前記上方平行四辺形ガイド部（５０７）を貫通して通過孔（５３１）として延伸する同心の垂直ねじ孔（５３０）を含み、充分な量の隙間を伴って前記上方平行四辺形ガイド部（５０７）の前記通過孔（５３１）を貫通して伸びるピン（５３３）へと細くなる設定ねじ（５３２）が前記ねじ孔（５３０）に配置され、前記設定ねじ（５３２）は、前記ピン（５３３）が、前記片持ち延長部（５１５）によって停止される前に所望の距離を移動しなくてはならない位置であって、過荷重限度が到達された場合に、前記片持ち延長部（５１５）上で静止することとなる位置まで前記ねじ孔（５３０）内へねじ込まれることを特徴とする請求項９または１０に記載の力測定デバイス。
【請求項１６】
前記力測定デバイスは、平行四辺形ガイド機構が狭い分離切断部（２６、３２６、４２６、６２６）によって形成される矩形材料ブロックから少なくとも部分的に形成され、上方平行四辺形ガイド部（７、１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７）および下方平行四辺形ガイド部（８、１０８）が屈曲枢軸（９、１０、１１、１２）によって前記固定部分を形成する固定平行四辺形足部（５、１０５、２０５、４０５）、および、前記荷重導入部分を形成する可動平行四辺形足部（６、１０６、２０６、３０６、４０６、６０６）に連結されることを特徴とする請求項１から１５のうちの一項に記載の力測定デバイス。
【請求項１７】
前記片持ち延長部（１５、２１５、５１５、６１５）上に、それの一体に連結される部分として形成され、屈曲支点（２０）を介して前記片持ち延長部（１５、２１５、５１５、６１５）上に枢動的に支持される少なくとも１つのレバー（１９、２１）を伴う力削減レバーシステムの存在によって特徴づけられる請求項１から１６のうちの一項に記載の力測定デバイス。
【請求項１８】
前記担持アーム（２５、１２５、２２５、３２５、４２５、６２５）を前記固定部分（５、１０５、２０５、４０５）から、または、前記力測定デバイスの内部内へ伸びる前記片持ち延長部（１５、２１５、５１５、６１５）から分離する空間が狭い分離切断部（２６、３２６、４２６、６２６）として構成されることを特徴とする請求項１から１７のうちの一項に記載の力測定デバイス。
【請求項１９】
請求項１から１８のうちの一項に記載の力測定デバイスを伴う天秤。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、例えば、試験室用天秤、小売店用秤、計数秤等の小から中荷重容量の様々な天秤または秤への据え付けに適した種類の力測定デバイス、特に秤量セルである。本発明の範囲内で本明細書において考えられる一般的分野の力測定デバイスは、
測定されることとなる力が力測定デバイス内へそれを通して導入される荷重導入部分と、
力測定デバイスが支持構造、例えば、天秤の礎板にそれを介して支持および装着できる固定部分と、
測定されることとなる力によってもたらされる荷重導入部分の実際または事実上の変位が並進変位であり、すなわち、荷重導入部分はそれ自体に平行に保たれることを確保する平行ガイド部分と、
測定されることとなる力が力測定デバイスの電気出力信号に変換されて、次いで、更なる取扱いのために電気処理システムへ配送される、電気機械測定トランスデューサ部分へ直接か、または、レバー縮小構成を介してかのいずれかで、測定されることとなる力が荷重導入部分からそれを通して伝達される力伝達部分と
を一般的に含む。
【背景技術】
【０００２】
この一般的装置において、力の導入、デバイスの据え付け、ならびに、平行ガイドおよび力伝達機能のための上述の部分を含む機械的システムは、全体として、または、少なくとも個々の部分としてのいずれかでモノリシック形状の構造に設計され、区別された固定および可動構成要素、ならびに、それらを連結する屈曲枢軸は、例えば、放電加工またはフライス加工によって、材料の矩形ブロックから製造される物質的に一体の単体の機構として共に形成される。
【０００３】
知られた最新技術に属するこの種類のモノリシック秤量セルは、例えば、ＥＰ０  ５１８  ２０２  Ａ１に説明および例示される。平行四辺形のガイドは、狭い分離切断部の構成によって矩形材料ブロックに形成され、上方および下方ガイド部は、固定部分を形成する固定平行四辺形足部、および、力導入部分を形成する可動平行四辺形足部に屈曲枢軸を介して連結される。加えて、単段または多段のレバー縮小を伴うレバー機構が、平行四辺形ガイド部および平行四辺形足部に界接される材料ブロックの内部部分内に更なる分離切断部によって形成される。
【０００４】
同様にＥＰ０  ５１８  ２０２  Ａ１に説明されるこのコンセプトの変形において、力測定デバイスは、各々に１つの部材で形成される２つの別個の構成要素、すなわち、モノリシックに形成される平行四辺形のガイド、および、同様にモノリシックに形成される三段縮小レバー機構から成り、レバー機構は、例えば、締め付けねじによって平行四辺形のガイド内部の空間に取り付けられる。
【０００５】
ＥＰ０  ５１８  ２０２  Ａ１による力測定デバイスの２つの上述の実施形態において、詳細に説明されないやり方で、力は、例えば、秤量皿支持部が装着できるねじ孔を有する可動平行四辺形足部に導入される。
【０００６】
前述の説明の力測定デバイスのための過荷重防護機能を伴う秤量皿支持部はＥＰ１  ４４８  ９６１  Ｂ１に説明される。この場合、秤量皿支持部は、可動平行四辺形足部の頂部上にねじ込まれ、上方平行四辺形ガイド部と実質的に平行に、ほぼその中間点の距離までこの締結部位から延出する担持アームとして構成され、嵌め込みの過荷重除去バネを伴う円錐台形支柱は、秤量皿のための台座として担持アーム上に配置される。このねじ装着可能な秤量皿支持部ユニットは、追加して、スイッチをオンおよびオフできる、少なくとも１つの基準の錘のための受容クレードルを担持できる。
【０００７】
米国特許第４，３３８，８２５号に開示される秤量セルは、電気機械測定トランスデューサ要素として歪みゲージを有する。秤量セルは平行ガイド機構および上方水平アームを備え、上方水平アームは、可動足部と共にＬ字の形状を形成し、秤量する力を導入するのに役立つ。秤量セルはまた、対応する下方平行アームを含む。
【０００８】
ＥＰ１  ５６４  ５３４  Ａ１に説明される秤量セルモジュールは、例えば、矩形秤量台のための、例えば、頂部を切り落とされた錐体のように形成された単一の秤量皿台座を伴う秤量皿支持部、または、多点の台座基部を伴う秤量皿支持部のいずれかを選択的に据え付ける可能性を提供する。このねじ装着可能な秤量皿支持部ユニットは、同様に、スイッチをオンおよびオフできる、少なくとも１つの基準の錘のための受容クレードルを追加する可能性を提供する。
【０００９】
最後に、本明細書において考えられる一般的分野の力測定デバイスは、ＤＥ６０２  ０６  ３３９  Ｔ２（ＥＰ１  ２８８  ６３６  Ｂ１の独語訳）に示され、固定および可動平行四辺形足部が、基部構造上の取り付け留め具、および、秤量皿支持部の締結のためのねじ孔によって穿孔される部分を強化するために、力測定デバイスを形成する材料ブロックを水平に横切る方向に少なくとも部分的に広げられる。
【００１０】
知られた最新技術に属する前述の説明の秤量セルは、秤量皿支持部が、平行四辺形のガイドの可動部分にねじ込まれる別個の構成要素として構成されるという共通の特徴を共有する。一方で、これは、秤量皿支持部の別個の製作および据え付けのための一定の費用を必要とし、他方で、秤量セルとの秤量皿支持部の連結のためのねじの締め付けは、秤量セルの内部応力、および、結果的に秤量セルの機械的構造の変形をもたらし、それによって秤量精度は損なわれる恐れがある。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、最新技術と比較して、より低い費用で製作でき、上述の内部応力の可能性を防止でき、他方で、知られた最新技術による有利な要素を容易なやり方で組み込むことができる、上記に説明される一般的分野に属する力測定デバイスを開発することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、荷重導入部分と固定部分と平行ガイド部分と力伝達部分とを有し、少なくとも荷重導入部分、固定部分および平行ガイド部分は、固定部分を形成する固定平行四辺形足部と、力導入部分を形成する可動平行四辺形足部と、端部が屈曲枢軸部位を介して平行四辺形足部に連結される上方および下方平行四辺形ガイド部とを伴うモノリシック平行四辺形型ガイド機構として、共に構成される、力測定デバイス、特に秤量セルによって解決される。力測定デバイスは、電磁気力補償の原理に従って作動する測定トランスデューサへ力を伝達する力伝達部分を更に含む。本発明による力測定デバイスにおいて、秤量皿支持部が力導入部分内にモノリシックに組み込まれ、前記秤量皿支持部が、可動平行四辺形足部に隣接する屈曲枢軸を越えて固定平行四辺形足部へ向かう方向に、上方平行四辺形ガイド部に実質的に平行に可動平行四辺形足部の一体の延伸部として延出する担持アームとして構成され、秤量皿のための少なくとも１つの台座が担持アーム上に配置される。
【００１３】
「上」、「下」、「垂直」等のような表現は、力測定デバイスのその作動状態での方向に常に関連し、力測定デバイスが秤量の分野で用途を見出す範囲では、そのような表現は特に重力の方向に関連する。
【００１４】
同時に秤量皿支持部を製作し、力伝達デバイスにそれを連結するために、担持アームが可動平行四辺形足部の一体の延長部として構成される事実によって、モノリシックに形成される力測定デバイスの製造工程に１つの操作段階を加える必要があるだけである。これはねじ連結等を排除し、それによってまた、そのような連結の範囲に起こり、秤量過程の精度に影響する恐れのある可能性がある内部応力を防止する。
【００１５】
ここで、担持アームは上方平行四辺形ガイド部と同じ高さに配置できるか、または、それは、固定平行四辺形足部に向かう方向に上方平行四辺形ガイド部に対して僅かな距離を隔てた上方で平行に延出できる。特に最初の選択は、力測定デバイスの全体の高さを削減する結果となる。
【００１６】
担持アームは、意図される荷重範囲内の垂直方向の作用力下での弯曲に対して剛性であるように設計される。担持アームの厚さ、従って、曲げ剛性に応じて、すなわち、力測定デバイスのための意図される荷重範囲に相関関係のある設計の選択に応じて、担持アームの下側と、固定部分の上側（または、固定部分に連結される延長部）、好ましくは固定部分の最も高い位置との間の間隔は、１０分の数ミリメートルの寸法である。例えば、力測定デバイスが、ＥＰ０  ５１８  ２０２  Ａ１に示される１つの実施形態に類似の構成である場合、固定部分、または、力測定デバイスの内部に伸びる固定部分の延長部から担持アームを隔てる間隔は、１０分の数ミリメートル、例えば、０．３から１．０ミリメートルまでの幅の狭い直線状の切断として構成される。
【００１７】
この配置における担持アームは、上方平行四辺形ガイド部の第１の屈曲枢軸部位、すなわち、可動平行四辺形足部に隣接する屈曲枢軸を越えるだけでなく、第２の屈曲枢軸、すなわち、固定平行四辺形足部に隣接する屈曲枢軸を跨ぎ、固定平行四辺形足部の部位内へ第２の屈曲枢軸を越えて延出する。
【００１８】
このコンセプトは、力伝達デバイスに関連して秤量皿が位置付けされる場所に関する高い度合の可撓性を提供する。この可撓性は、担持アームがただ１つではなく複数の、秤量皿のための台座を装備できるように、更に増強できる。ここで、設計計画が秤量皿に特定の位置を占めることを求める場合、例えば、天秤がシステム内に据え付けられることとなる場合、これは、例えば、担持アームと可動平行四辺形足部との間のねじ連結が存在する場合より少ない許容誤差の問題を伴って達成できる。
【００１９】
本発明による力測定デバイスの好ましい実施形態において、固定平行四辺形足部は、平行四辺形ガイド部および可動平行四辺形足部に界接される内部空間をほとんど充満できる片持ち延長部を有する。
【００２０】
前述の好ましい実施形態内の力伝達部分は、同様に、力測定デバイス内に、例えば、少なくとも１つのレバーを伴うレバー機構の形状でモノリシックに組み込みできる。機構の１つのレバーは固定平行四辺形足部の片持ち延長部上に屈曲支点によって枢動的に支持される。例えば、レバー機構が単一レバーシステムである場合、レバーの１つのアームは、連結部材によって可動平行四辺形足部に連結され、一方、他のレバーアームは、電磁気力補償システムの力補償コイルが装着されるレバー延長部に連結できる。
【００２１】
可動平行四辺形足部に直接的にか、または、縮小レバー機構によって間接的にかのいずれかで連結される電磁気力補償システムの力補償コイルは、固定平行四辺形足部に堅牢に固締される永久磁石構成と標準的に協働する。固定平行四辺形足部上に永久磁石構成を据え付けおよび締結するために、固定平行四辺形足部は、例えば、永久磁石構成が取り付けられる固定平行四辺形足部から外向きに突出する水平支持部を備える。
【００２２】
力測定デバイスの（水平支持部を伴う側に対して）反対側に、較正錘のための受容クレードルが、可動平行四辺形足部上に一体に形成され得るか、または、別個に製造される構成要素として可動平行四辺形足部に装着され得るかのいずれかである。
【００２３】
好ましくは、秤量皿のための少なくとも１つの台座が、秤量皿の底部に装着される円錐形杭をぴったりとした遊びのない嵌合で受容するように設計された、円錐形テーパを伴う垂直に穿孔された孔として担持アーム内に形成される。秤量皿は、穿孔された孔に関して中央に置かれ、一方向に穿孔された孔から取り外しできるように位置付けできる。
【００２４】
前述の構成の垂直に穿孔された孔は、好ましくは、担持アームを貫通する円錐形孔として延出するだけでなく、上方平行四辺形ガイド部を貫通する円柱状通過孔として、更に固定平行四辺形足部の片持ち延長部内へめくら孔として延伸することが可能である。円柱状通過孔、および、適応可能な場合、めくら孔の直径は、秤量皿の円錐形杭が担持アームに据え付けられた場合、それは上方平行四辺形ガイド部を貫通して充分な隙間を伴って通過し、力測定デバイス上に過荷重がある場合において、下降して、片持ち延長部、または、適応可能な場合めくら孔の底部と接触するような寸法にされ、それによって、力測定デバイスの更なる可能性のある損傷変位が防止される。
【００２５】
前述の説明による力測定デバイスの実施形態において、円錐形孔は、担持アームを貫通して通過し、円柱状孔として上方平行四辺形ガイド部を貫通して延伸し、更に、固定平行四辺形足部の片持ち延長部への延伸が可能であり、過荷重防護機能の仕組みが、秤量皿の円錐形台座に多くの様々なやり方で組み込まれ得る。更なる一実施形態において、円錐形杭は、例えば、上方端部に秤量皿が取り付けられたピンのための滑動抑制を形成する垂直円柱状孔を含むことができ、一方、ピンを同心に取り囲む圧縮バネは、秤量皿に上向きの力を及ぼし、円錐形杭に対して秤量皿に予備張力を加える。秤量皿上の過荷重によって、圧縮バネの予備張力を加える力が超過される場合、秤量皿は、ピンの底部表面が片持ち延長部の頂部表面、または、適応可能な場合、めくら孔の底部と接触する位置まで下方に動く。
【００２６】
また、代替的解決策として、例えば、本発明による力測定デバイス内の担持アームが、過荷重限度が到達された場合、円錐形杭が移動停止表面と接触するような範囲まで、荷重下で弯曲するように設計されるようなやり方で、円錐形杭が移動停止表面に接する過荷重防護が実施できる。更なる代替的コンセプトによれば、担持アームの長さおよび構成に応じて、秤量皿支持部自体は、下向きの移動が片持ち延長部または固定平行四辺形足部によって画定される要素であり得る。
【００２７】
本発明による力測定デバイスの更なる一実施形態において、秤量皿のための台座は、例えば、フライス作業によって形成される、担持アームから上向きに突起する円錐台形支柱として構成される。この場合も秤量皿が錐体に関して中央に置かれ、一方向に錐体から分離されることを可能にするために、秤量皿は、この場合、秤量皿がぴったりとした遊びのない嵌合で円錐台形支柱上に設置できるように、例えば、円錐台形支柱に対する補完的外形の孔を伴うスリーブの形状で連結要素を有する。
【００２８】
前述の実施形態において、過荷重防護機能はまた、様々な異なるやり方で実施できる。円錐台形支柱は、例えば、上方平行四辺形ガイド部を貫通する通過孔として延伸する同心の垂直ねじ孔を含むことができる。設定ねじは、その下方端部でピンへと細くなり、（充分な量の隙間を伴って、通過孔を貫通して伸びる）ピンが固定平行四辺形足部によって停止されるまで所望の自由移動距離を有する位置まで、ねじ孔内へねじ込まれる。
【００２９】
ここでまた、担持アームの長さおよび構成に応じて、秤量皿支持部自体が、片持ち延長部または固定平行四辺形足部によって下向きの移動が停止される要素を構成する代替的設計が可能である。
【００３０】
礎板上に本発明による力測定デバイスを据え付ける手段として、力測定デバイスは、原理的に固定部分の任意の位置に位置できるねじ孔を備えられる。しかし、力測定デバイスが天秤の礎板上に固定される接続部位が、基本的に秤量皿のための台座の垂直に下方に配置されることが有利である。それによって、力測定デバイスから礎板に伝わる力の経路は、基本的に力測定デバイスへの力の導入と同じ垂直軸に沿って伸びる。固定部分が秤量皿の台座の下方で直接礎板に連結されることを可能にするために、力測定デバイスが礎板上にボルト留めできるように、下方平行四辺形ガイド部は、礎板の突起した取り付け台のための通過開口部を有し、固定平行四辺形足部の片持ち延長部は、その下側から入るねじ孔を有する。
【００３１】
本発明の代替的実施形態において、平行四辺形のガイドのみが担持アームと共に１つのモノリシックユニットとして形成され得る。別個の組立体として、または、それ自体でモノリシック構成要素として構成される単段または多段レバーシステムの形状の力伝達部分は、平行四辺形のガイドの内部空間内に配置され、固定平行四辺形足部に堅牢に装着される。レバーシステムの入力レバーアームは、連結部材を介して可動平行四辺形足部に連結され、一方、出力レバーアームは、電磁気力補償システムの力補償コイルを担持する。別個、および、それ自体でモノリシックの構成要素としての力伝達部分のコンセプトは、欧州特許出願ＥＰ０  ５１８  ２０２  Ａ１に詳細に表され、そのコンセプトは、その全体として本特許出願に本明細書に組み込まれる。
【００３２】
本発明の追加の特徴、詳細および利点は、以下の説明、および、非常に単純化され、概略的な図面に表される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】適所に位置された秤量皿を伴う本発明による力測定デバイスの第１の実施形態の機械的設計コンセプトの長手方向の断面図である。
【図２】３つの円錐形テーパ孔が秤量皿のための台座として利用可能な、礎板および秤量皿を伴わない図１の力測定デバイスの斜視図である。
【図３】再び、図１の力測定デバイスであるが、ここでは秤量皿が適所に位置され、図１と異なり過荷重防護機能を有し、較正錘のための受容クレードルが可動平行四辺形足部上にモノリシックに形成される、力測定デバイスの図である。
【図４】適所に設置された秤量皿を伴う、本発明による力測定デバイスの第２の実施形態の機械的設計コンセプトの長手方向の断面図である。
【図５】適所に設置された秤量皿を伴う、本発明による力測定デバイスの第３の実施形態の機械的設計コンセプトの長手方向の断面図である。
【図６】図４または５の力測定デバイスにおける過荷重防護機能のための実行可能なコンセプトを例示する詳細図である。
【図７】可動平行四辺形足部のモノリシックに一体の延長部として担持アームを形成する更なるやり方を例示する、力測定デバイスの第４の実施形態の斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００３４】
本発明による力測定デバイス１の機械的設計コンセプトの第１の実施形態が図１に表される。力測定デバイス１の使用および機能を例示するために、図面はまた、力測定デバイスが取り付けられた礎板２、および、円錐形杭４の手段によって力測定デバイス１上に据え付けられた秤量皿３を示す。
【００３５】
力測定デバイスまたは秤量セル１は、実質的に矩形形態の単体またはモノリシックの材料ブロックを含み、そこに、平行ガイド機構およびレバー縮小構成の要素が、図１の図面平面に対して直角の方向に材料ブロックを横断する切断によって形成される。平行ガイド機構の要素は固定平行四辺形足部５、可動平行四辺形足部６、上方平行四辺形ガイド部７および下方平行四辺形ガイド部８として認識できる。平行四辺形ガイド部７、８は、屈曲枢軸９および１０を介して固定平行四辺形足部５に、屈曲枢軸１１および１２を介して可動平行四辺形足部６に連結される。ここに述べられる屈曲枢軸９、１０、１１、１２、および、次いで述べられる更なる屈曲枢軸１６、１８、２０は、隣接する直線状の切断の間の距離を局所的に狭くすることによって形成される薄く、従って可撓な材料区域によって構成される。
【００３６】
固定平行四辺形足部５は、平行四辺形ガイド部７、８および可動平行四辺形足部６に界接される内部空間をほとんどくまなく充満する塊状の片持ち延長部１５内へ延伸する。可動平行四辺形足部６は、屈曲枢軸１６を介して垂直連結部材１７に連結され、それは次いで、屈曲枢軸１８を介して２アームレバー（ｔｗｏ−ａｒｍｅｄ  ｌｅｖｅｒ）の短アーム１９に連結され、それは、片持ち延長部１５上の屈曲支点２０によって支持される。２アームレバー１９、２１の長アーム２１は、電磁気力補償システムの力補償コイルが固締できるレバー延長部の留め具（図示せず）のための２つの締結孔２２を有する。図面内でレバーアーム２１の左に位置された２つの追加孔２３は、本発明による力測定デバイス１の製作工程において、放電加工用のワイヤを挿入して、分離切断部を作るのに役立つ。
【００３７】
可動平行四辺形足部６の上方部分は、担持アーム２５内へ延伸し、それは、材料ブロックの中に同様にモノリシックに形成され、分離切断部２６によって上方平行四辺形ガイド部７に対して画定される。上方平行四辺形ガイド部７の中間点のほぼ上方で、担持アーム２５は、少なくとも一定の深さまで下に円錐形にテーパな孔２７によって、それが秤量皿３の円錐形杭４のためのぴったりとした揺らぎのない台座を設けるように穿孔される。孔２７は、上方平行四辺形ガイド部７を貫通する円柱状孔２８として延伸し、片持ち延長部１５内へ行き詰まりの円柱状孔２９として更に延伸できる。秤量皿３上に過荷重がある場合において、円錐形杭４の底部端部はそれにより下降し、片持ち延長部１５上で静止することとなり、それによって、更なる下向きの変位、および、付随する力測定デバイス１に対する損傷の危険性が防止される。
【００３８】
礎板２上の取り付け留め具については、本発明による力測定デバイス１は、秤量皿３のための台座の実質的に垂直方向下方に、すなわち、円錐形孔２７の下方に配置されるねじ孔３０を固定平行四辺形足部の片持ち延長部１５内に備えられる。力測定デバイス１の片持ち延長部１５が、礎板２の突起した取り付け台３１上に取り付けられることを可能にするために、下方平行四辺形ガイド部８は、取り付け台３１が側部の隙間を伴って通過する穴３２を有する。
【００３９】
上述のように、レバーアーム２１内の孔２２は、固定平行四辺形足部５上に配置される永久磁石組立体と共に動作する力補償コイルを伴うレバー延長部（図示せず）を装着するのに役立つ。このような永久磁石組立体がどのように装着できるかを例示するために、図面は、固定平行四辺形足部５にモノリシックに連結され、永久磁石組立体が取り付けできる、左に外方向に突出する水平支持部３３を示す。
【００４０】
本発明による力測定デバイス１０１の視覚的印象を与えるために、それは図２に斜視図で示されるが、礎板および頂部に設置された秤量皿を伴わずに示される。固定平行四辺形足部１０５、可動平行四辺形足部１０６、ならびに、上方および下方平行四辺形ガイド部１０７、１０８を伴う平行ガイド機構が図面に見られる。補完的対応物を有する、秤量皿のための台座としての円錐形テーパ孔の代わりに、担持アーム１２５は、３つのそのような孔１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃを伴って示される。結果的に、力測定デバイス１０１を伴う天秤の使用者は、例えば、その選択に従って、または、空間的制約によって要求され得るように、担持アーム１２５上に秤量皿を位置付けできる。更なる可能性として、同じ設計の力測定デバイスは、秤量皿の様々な位置を伴う様々な筐体内に据え付けできる。
【００４１】
図３は、２つの細部の変更を伴う図１の力測定デバイスを示す。秤量皿２０３は、垂直孔および螺旋状圧縮バネ２３６を伴う円錐形杭２０４が、杭２０４およびバネ２３６がピン２３４上を自由に滑動するように配置される円柱ピン２３４に固締され、螺旋状圧縮バネは円錐形杭２０４に対して予備張力を加え、それをピン２３４の止め具２３７に対して押し付ける。この過荷重防護機能は、力測定デバイス２０１の担持アーム２２５、上方平行四辺形ガイド部２０７、および固定平行四辺形足部２０５の片持ち延長部２１５のそれぞれにある孔２２７、２２８、２２９に嵌合する寸法にできる。秤量皿２０３上の過荷重の結果として、圧縮バネ２３６の予備張力が超過される場合、秤量皿２０３は、ピン２３４の底部が片持ち延長部２１５上で静止するまで下方に動く。
【００４２】
更なる細部として、図３は較正錘２１１のための受容クレードル２１０を示す。受容クレードルは、可動平行四辺形足部２０６上にモノリシックに形成できるか、または、それは、別個の構成要素として可動平行四辺形足部２０６に装着できる。
【００４３】
図４は本発明の力測定デバイス３０１の第２の実施形態の全体の機械的設計を例示する。図１と同様に、この図面は、例えば、天秤筐体の部分であり、力測定デバイス３０１が取り付けできる礎板３０２を示す（この図面に他の部分は表されない）。
【００４４】
力測定デバイス３０１は、ここに説明されるように担持アーム３２５の設計に関して図１の力測定デバイス１と異なる。可動平行四辺形足部３０６の上部部分の延伸として、担持アーム３２５はモノリシックに一体の材料ブロックの部分として同様に形成され、分離切断部３２６によって上方平行四辺形ガイド部３０７に対して画定される。円錐台形支柱３２７が、例えば、力測定デバイス３０１の製造工程中にフライス作業によって、上方平行四辺形ガイド部３０７の中間点のほぼ上方に、モノリシックに一体の担持アーム３２５の部分として形成される。この場合において、秤量皿３０３がぴったりとした遊びのない嵌合で円錐台形支柱３２７上に据え付けできるように、秤量皿３０３は、例えば、円錐台形支柱３２７に対する補完的外形の円錐形孔３３８を伴うスリーブ３３５の形状で連結要素を有する。
【００４５】
図５は、図４に類似して、担持アーム４２５が、可動平行四辺形足部４０６の上部部分の延伸として材料ブロックにモノリシックに形成され、分離切断部４２６によって上方平行四辺形ガイド部に対して画定される、力測定デバイス４０１を示す。しかし、担持アーム４２５は、屈曲枢軸４０９を更に超えて固定平行四辺形足部４０５の部位に延伸し、そこに、図４の支柱３２７に類似する円錐台形支柱４２７が担持アーム４２５上にモノリシックに形成される。円錐台形支柱４２７は、円錐台形支柱４２７に対する補完的外形の円錐形孔４３８を有するスリーブ４３５の形状の連結要素を伴う秤量皿４０３のためのぴったりとして、遊びのない台座を提供する。
【００４６】
図６は、図４および図５の前述の実施形態によって構成される力測定デバイス５０１における過荷重防護機能を実施するための可能なやり方を示す。ここに例示される例において、担持アーム５２５にモノリシックに連結される円錐台形支柱５２７は、上方平行四辺形ガイド部５０７を貫通する通過孔５３１として延伸する同心の垂直ねじ孔５３０を有する。設定ねじ５３２は、その下方端部でピン５３３へと細くなり、（充分な量の隙間を伴って、平行四辺形ガイド部５０７の通過孔５３１を貫通して伸びる）ピン５３３が固定平行四辺形足部の片持ち延長部５１５上の移動停止接触部位まで所望の距離を有する位置まで、ねじ孔内へねじ込まれる。秤量皿担持部の動きが、固定平行四辺形足部上の、例えばその上にモノリシックに形成される、上部止め具によって上向き方向に追加的に制限されることも考えられる。
【００４７】
図７は、非常に単純化され、概略的な斜視図で、本発明による力測定デバイス６０１の更なる一実施形態を示す。秤量皿のための台座として円錐形テーパ孔６２７を（図１から３に先に示されたように）有する担持アーム６２５は、ここでは、上方平行四辺形ガイド部６０７とほぼ同じ高さに配置される。この配置を可能にするために、上方平行四辺形ガイド部６０７が可動平行四辺形足部６０６上で枢動される屈曲枢軸は、２つの屈曲枢軸部分６１１ａおよび６１１ｂに分割される。その長さの少なくとも部分を、分離切断部６２６によって横断される担持アーム６２５に充分な強度を与えるために、上方平行四辺形ガイド部６０７はいくらか厚めに作られ得る。特に、他の分離切断部よりもいくらかより広く分離切断部６２６を作ることは有利である。
【００４８】
この実施形態において、１０分の数ミリメートルの幅であって、好ましくは分離切断部６２６と部分的に一致する分離切断部が、力測定デバイス６０１の内側に伸びる片持ち延長部６１５に対して垂直方向に担持アーム６２５を画定する場合も有利である。
【００４９】
本発明は、本発明による担持アームが、任意に選択される型の、最新の力測定デバイスへのモノリシックに一体の追加として形成される例によって本明細書に説明および例示された。しかし、このような担持アームが、固定および可動平行四辺形足部、ならびに、上方および下方平行四辺形ガイド部を伴う平行ガイド部分を有するあらゆる力測定デバイスまたは秤量セルにおいて、可動平行四辺形足部へのモノリシックに一体の追加として形成できることは、理解されるべきである。これはまた、例えば、欧州特許出願ＥＰ０  ５１８  ２０２  Ａ１に説明される先に述べられた例に従って、力伝達部分が別個の組立体ユニットとして構成される力測定デバイスに適応される。
【符号の説明】
【００５０】
１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１  力測定デバイス
２、３０２  礎板
３、２０３、３０３、４０３  秤量皿
４、２０４  円錐形杭
５、１０５、２０５、４０５  固定平行四辺形足部
６、１０６、２０６、３０６、４０６、６０６  可動平行四辺形足部
７、１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７  上方平行四辺形ガイド部
８、１０８  下方平行四辺形ガイド部
９、１０、１１、１２、１６、１８、２０、４０９  屈曲枢軸
６１１ａ、６１１ｂ屈曲枢軸部分
１５、２１５、５１５、６１５  片持ち延長部
１７  連結部材
１９  短レバーアーム
２１  長レバーアーム
２２  締結孔
２３  追加孔
２５、１２５、２２５、３２５、４２５、６２５  担持アーム
２６、３２６、４２６、６２６  分離切断部
２７、１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、２２７、６２７  円錐状テーパ孔
２８、２２８  円柱状通過孔
２９、２２９  円柱状めくら孔
３０  ねじ孔
３１  取り付け台
３２  ８内の穴
３３  水平支持部
２０４  垂直孔を伴う円錐形杭
２３４  円柱ピン
２３６  螺旋状圧縮バネ
２３７  ２０４の止め具
２１０  較正錘のためのクレードル
２１１  較正錘
４３５  連結要素、スリーブ
３２７、４２７、５２７  円錐台形支柱
５３０  ５２７内のねじ孔
５３１  ５０７内の通過孔
５３２  設定ねじ
５３３  ピン
【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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