(57)【要約】【課題】簡単な機構によって可動体の水平方向への動きと水平面に対する傾きとを抑制する。【解決手段】固定体３に配置され永久磁石及び電磁石から成る浮上用磁石ユニット２３と、被計測物１９が積載される可動体５に配置された浮上用磁石ガイド３１と、前記固定体３と可動体５間の距離を計測する浮上用ギャップセンサ２５とを有し、前記浮上用ギャップセンサ２５からの測定信号に基づき計測制御装置３３によって前記被計測物１９の重量を計測する際に、前記固定体３と可動体５との間に配置されたロバーバル機構要素２７によって前記可動体５の水平方向への動きと水平面に対する傾きとを抑制する。【選択図】      図１
2004309433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体に配置され永久磁石及び電磁石から成る浮上用磁石ユニットと、被計測物が積載される可動体に配置された浮上用磁石ガイドと、前記固定体と可動体間の距離を計測する浮上用ギャップセンサと、前記浮上用ギャップセンサからの測定信号に基づき前記被計測物の重量を求める計測制御装置とを備える一方、前記固定体と可動体との間に、前記可動体の水平方向への動きと水平面に対する傾きとを抑制するロバーバル機構要素を複数組み配置したことを特徴とする浮上式秤量装置。
【請求項２】
前記ロバーバル機構要素は、前記固定体と可動体間の上下荷重軸方向に直列に配置された多重型ロバーバル機構要素となっていることを特徴とする請求項１記載の浮上式秤量装置。
【請求項３】
前記ロバーバル機構要素は、前記固定体と可動体間の上下荷重軸方向に並列に配置された並列型ロバーバル機構要素となっていることを特徴とする請求項１記載の浮上式秤量装置。
【請求項４】
前記ロバーバル機構要素は、浮上用磁石ユニットを中心として放射状に複数組み配置されていることを特徴とする請求項１記載の浮上式秤量装置。
【請求項５】
前記ロバーバル機構要素は、浮上用磁石ユニットの中心を軸心とする円弧の接線方向に沿って複数組み配置されていることを特徴とする請求項１記載の浮上式秤量装置。
【請求項６】
前記ロバーバル機構要素は、固定体と可動体との間で、前記可動体の天井側領域と底部側領域の２箇所にそれぞれ組合せ配置されていることを特徴とする請求項１記載の浮上式秤量装置。
【請求項７】
前記ロバーバル機構要素は、上下荷重軸方向となる上下方向にのみ動きが可能な関節部を備えた平行リンク機構であることを特徴とする請求項１記載の浮上式秤量装置。
【請求項８】
前記ロバーバル機構要素は、複数のばねを組合せたばねユニットであることを特徴とする請求項１記載の浮上式秤量装置。
【請求項９】
前記ロバーバル機構要素は、磁力の制御が可能な電磁石ユニットであることを特徴とする請求項１記載の浮上式秤量装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浮上式秤量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から高精度な秤量装置として電子天秤や電子秤が一般に知られているが、その外に磁気浮上式秤量装置がある。
【０００３】
磁気浮上式秤量装置の概要は、永久磁石を主体とする磁気回路が作る静磁界中にフォースコイルを配置し、そのフォースコイルに電流を流すことによって、被測定荷重または力と釣り合わせるための電磁力を発生させるものである。
【０００４】
したがって、前記電磁力が被測定荷重または力と釣り合う時のフォースコイルに流れる電流の値をみることで、例えば、被計測物の荷重が求められる構造となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２８９４６３号  明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
磁気浮上式秤量装置は、浮上制御系内の制御パラメータを制御装置により変えることで、被計測物を載せる可動体部分の上下振動特性を自由に調整することができるため、被計測物の瞬時の動きや連続的な動きによる重量変化を正しく計測することが可能となる反面、可動体の水平方向の移動や水平面に対する傾きを補正する対応にはなっていない。対応させるには制御装置の制御対象変数を増加させなければならず、多大な工数がかかることと複雑化及びコストアップを招くと共に、組立時の調整にも時間を要する等の不具合を招く。
【０００７】
そこで、この発明は、簡単な手段によって可動体の水平方向への移動や水平面に対する傾きにも対応が図れるようにした浮上式秤量装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明にあっては、固定体に配置され永久磁石及び電磁石から成る浮上用磁石ユニットと、被計測物が積載される可動体に配置された浮上用磁石ガイドと、前記固定体と可動体間の距離を計測する浮上用ギャップセンサと、前記浮上用ギャップセンサからの測定信号に基づき前記被計測物の重量を求める計測制御装置とを備える一方、前記固定体と可動体との間に、前記可動体の水平方向への動きと水平面に対する傾きとを抑制するロバーバル機構要素を複数組み配置したことを特徴とする。
【０００９】
前記ロバーバル機構要素としては、前記固定体と可動体間の上下荷重軸方向に直列に配置された多重型ロバーバル機構要素、あるいは、前記固定体と可動体間の上下荷重軸方向に並列に配置された並列型ロバーバル機構要素がある。
【００１０】
また、前記ロバーバル機構要素の配列手段としては、浮上用磁石ユニットを中心として放射状に複数組み配置する場合、あるいは、浮上用磁石ユニットの中心を軸心とする円弧の接線方向に沿って複数組み配置する場合がある。
【００１１】
また、前記ロバーバル機構要素を設ける位置としては、固定体と可動体との間で、前記可動体の天井側領域と底部側領域の２箇所がある。
【００１２】
また、前記ロバーバル機構要素の具体的な構造としては、上下荷重軸方向となる上下方向にのみ動きが可能な関節部を備えた平行リンク機構、あるいは、複数のばねを組合せたばねユニット、あるいは、磁力の制御が可能な電磁石ユニット等がある。
【００１３】
かかる浮上式秤量装置によれば、固定体と可動体間の距離を浮上用ギャップセンサで測定し、その測定信号に基づき計測制御装置によって演算処理することで被計測物の重量を求めることが可能となる。
【００１４】
この計測時において、被計測物を載せた可動体の水平方向への動きと水平面に対する傾きはロバーバル機構要素によって抑制されるようになるため、計測制御装置の制御対象変数の増加がなくなると共に、正確な測定結果が得られるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図７の図面を参照しながらこの発明の第１の実施形態について具体的に説明する。
【００１６】
図１はこの発明にかかる浮上式秤量装置１の概要切断説明図。図３はその概要切断平面図をそれぞれ示している。
【００１７】
浮上式秤量装置１は、固定体３の内側に可動体５が配置された構造となっている。
【００１８】
固定体３は上下の固定体上部盤７及び固定体底部盤９と、その上下の固定体上部盤７と固定体底部盤９とをつなぐ四箇所の主柱１１とで形成され、四方は開放空間となっている。
【００１９】
可動体５は、上下の可動体上部盤１３及び可動体底部盤１５と、その上下の可動体上部盤１３と可動体底部盤１５とをつなぐ両側壁１７とで形成され、前後方向は前記可動体底部盤１５に被計測物１９を載せるための開放空間２１となっている。
【００２０】
固定体３の固定体上部盤７と可動体５の可動体上部盤１３との間には浮上用磁石ユニット２３と浮上用ギャップセンサ２５とロバーバル機構要素２７がそれぞれ配置されている。
【００２１】
浮上用磁石ユニット２３は、前記固定体上部盤７のほぼ中央部位に固定セットされた磁石部２９とその磁石部２９と対向し前記可動体上部盤１３のほぼ中央部位に設けられた浮上用磁石ガイド３１とから成っている。
【００２２】
浮上用磁石ガイド３１は、前記磁石部２９によって吸着される鉄等の材質によってプレート状に形成されている。
【００２３】
磁石部２９は、内部に永久磁石、電磁石、鉄心等（いずれも図示していない）とを備え、計測制御装置３３からの信号によって磁力の強さが制御されるようになっている。
【００２４】
浮上用ギャップセンサ２５は、センサ部３５とセンサ受部３７とから成り、前記可動体底部盤１５に載った被計測物１９の重量によって変化するセンサ受部３７までの距離を測定することになっている。センサ受部３７は前記可動体底部盤１５の隅部四箇所に配置されている。
【００２５】
センサ部３５はセンサ受部３７と対向し合う位置で、固定体上部盤７に四箇所に設けられると共にそのセンサ部３５からの信号は、前記計測制御装置３３に入力されるようになっている。
【００２６】
計測制御装置３３は、センサ部３５からの入力信号、即ち、固定体３と可動体５間の距離から被計測物１９の重量を求める演算処理機能を備えている。
【００２７】
ロバーバル機構要素２７は、前記可動体５の水平方向への動きと水平面に対する傾きを抑制する機能を備えている。具体的には、図２に示すように上下荷重軸方向となる上下方向に上位側の平行リンク機構３９と下位側の平行リンク機構４１が直列に配置された多重型ロバーバル機構要素となっている。
【００２８】
上位側の平行リンク機構３９は、固定支持部４３ａが固定体上部盤７に固着された固定側垂直リンク４３と自由端側垂直リンク４５と、その固定側垂直リンク４３と自由端側垂直リンク４５とをつなぐ上下の平行な水平リンク４７とから成り、前記上下の水平リンク４７には両サイドに上下方向にのみ回動可能な関節部４９を有する構造となっている。
【００２９】
下位側の平行リンク機構４１は、取付け支持部５１ａが可動体上部盤１３に固着された固定側垂直リンク５１と自由端側垂直リンク５３と、その固定側垂直リンク５１と自由端側垂直リンク５３とをつなぐ上下の平行な水平リンク５５とから成り、前記上下の水平リンク５５には両サイドに上下方向にのみ回動可能な関節部５７を有する構造となっている。
【００３０】
上位側の平行リンク機構３９の自由端側垂直リンク４５と下位側の平行リンク機構４１の自由端側垂直リンク５３とは連結リンク５９によって一体に結合連結されることで、下位側の平行リンク機構４１は、上位側の平行リンク機構３９の変形量と対応する同一の変形量が得られる形状となっている。
【００３１】
また、上位側となる平行リンク機構３９の固定側垂直リンク４３の固定支持部４３ａと下位側となる平行リンク機構４１の固定側垂直リンク５１の取付支持部５１ａは、上下荷重軸方向となる同一軸線Ｘ上に臨む形状となっていて、図３に示すように前記浮上用磁石ユニット２３を中心として放射状に四箇所組みに配置された構造となっている。
【００３２】
この場合、ロバーバル機構要素２７は必ずしも多重型ロバーバル機構要素に特定されず、図７に示すように上下荷重軸方向に対して並列配置された並列型ロバーバル機構要素とすることも可能である。
【００３３】
このように構成された浮上式秤量装置１によれば、固定体３と可動体５間の距離を浮上用ギャップセンサ２５で測定し、その測定信号を計測制御装置３３に入力する。計測制御装置３３は入力信号に基づいて演算処理することで、被計測物１９の重量が求められる。
【００３４】
この計測時において、被計測物１９を載せた可動体５の水平方向への動きと水平面に対する傾きは、独立したロバーバル機構要素２７によって抑制されるようになるため、計測制御装置３３の複雑化を招くことがなくなると共に、正確な被計測物１９の測定結果が得られるようになる。
【００３５】
なお、ロバーバル機構要素２７の配置場所及び配置位置は前記手段に特定されない。例えば、配置場所としては、図４に示すように固定体底部盤９と可動体底部盤１５との間にも設ける組合せ配置とすることも可能である。
【００３６】
これにより、例えば、重量のある被計測物１９を計測する場合でも、可動体５の水平方向への移動及び水平面に対する傾きの抑制をより正確に安定して制御することが可能となる。
【００３７】
また、ロバーバル機構要素２７の配置位置としては、例えば、図５に示すように浮上用磁石ユニット２３の中心を軸心とする仮想円弧の接線方向に沿って四箇所に組み配置するようにしたり、あるいは、図６に示すように浮上用磁石ユニット２３を対角線上に四箇所に配置し、その中心部位にロバーバル機構要素２７を放射状に四箇所組み配置することも可能である。
【００３８】
これにより、図５の前者にあっては、ロバーバル機構要素２７を全領域にわたってバランスの取れた配置構造にできるため、被計測物１９を中心から偏位した場所に載せたとしても、可動体５の水平方向への移動及び水平面に対する傾きの抑制をより正確に安定して制御することが可能となる。
【００３９】
また、図６の後者にあっては、浮上用磁石ユニット２３を全領域にわたってバランスの取れた配置構造にできるため、被計測物１９をいずれの場所に載せても偏りを起こすことなく確実に、かつ、正確に可動体５の浮上支持が可能となる。
【００４０】
図８は、ロバーバル機構要素２７をばねユニットとした第２の実施形態を示したものである。
【００４１】
即ち、固定体底部盤９と可動体底部盤１５との間に抑制ばね６３を中心部位から放射状に四箇所組み配置するものである。
【００４２】
抑制ばね６３は、仕様に合わせてばね定数が予め設定されたコイル状に形成され、その一端は前記可動体底部盤１５の中心部位に設けられた取付けブラケット６５に、他端は固定体底部盤９から立上がる立上がり壁９ａに、それぞれ支持された構造となっている。
【００４３】
なお、他の構成要素は、前記第１の実施形態と同一のため同一符号を符して詳細な説明を省略する。
【００４４】
したがって、この第２の実施形態によれば、可動体５の水平方向への移動及び水平面に対する傾きの抑制が図れる外に、構造が簡単となるため、組付け性の面、コストの面で大変好ましいものとなる。
【００４５】
図９は、ロバーバル機構要素２７を電磁石ユニットとした第３の実施形態を示したものである。
【００４６】
即ち、固定体上部盤７と可動体上部盤１３との間に磁力の向きが異なる電磁石ユニットを浮上用磁石ユニット２３を取囲むよう四箇所に組み配置するものである。
【００４７】
電磁石ユニットは、電磁石６７と磁石ガイド６９とから成り、電磁石６７は固定体上部盤７に、磁石ガイド６９は可動体上部盤１３にそれぞれ固定支持されている。
【００４８】
電磁石６７はその電磁石６７と磁石ガイド６９との隙間を制御管理するギャップセンサ７１が計測制御装置３３に入力されることで、その計測制御装置３３からの信号によって磁力の強さが制御されるようになっている。
【００４９】
なお、他の構成要素は、第１の実施形態と同一のため同一符号を符して詳細な説明を省略する。
【００５０】
したがって、この第３の実施形態によれば、可動体５の水平方向への移動及び水平面に対する傾きの抑制が図れる外に、無接点による制御となるため、摩耗や劣化が起こらず長期間にもわたって安定した抑制が行なえるようになる。
【００５１】
【発明の効果】
以上、説明したようにこの発明によれば、ロバーバル機構要素の組み合せ配置によって、可動体の水平方向の移動と水平面に対する傾きを抑制することができるため、計測制御装置の複雑化を招くことなく高精度な浮上式秤量装置を実現できる。また、ロバーバル機構要素は水平方向の移動及び水平面に対する傾きの抑制する単一機能でよく構造が簡単にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる第１の実施形態を示した浮上式秤量装置の概要切断説明図。
【図２】多重型ロバーバル機構要素の説明図。
【図３】多重型ロバーバル機構要素を浮上用磁石ユニットの中心軸に対して放射状に組み配置した概要平面図。
【図４】多重型ロバーバル機構要素を可動体の上部盤側と底部盤側の上下に設けた概要説明図。
【図５】多重型ロバーバル機構要素を浮上用磁石ユニットの中心を、軸心とする円弧の接線方向に沿って組み配置した概要平面図。
【図６】複数の浮上用磁石ユニットと多重型ロバーバル機構要素の組み合せ配置の変形例を示した概要平面図。
【図７】並列型のロバーバル機構要素を示した図３と同様の概要平面図。
【図８】ロバーバル機構要素をばねユニットタイプとした第２の実施形態を示す図１と同様の概要切断説明図。
【図９】ロバーバル機構要素を電磁石ユニットタイプとした第３の実施形態を示す図１と同様の概要切断説明図。
【符号の説明】
３  固定体
５  可動体
１９  被計測物
２３  浮上用磁石ユニット
２５  浮上用ギャップセンサ
２７  ロバーバル機構要素
３１  浮上用磁石ガイド
３３  計測制御装置
【図１】
2004309433.tif 000003
【図２】
2004309433.tif 000004
【図３】
2004309433.tif 000005
【図４】
2004309433.tif 000006
【図５】
2004309433.tif 000007
【図６】
2004309433.tif 000008
【図７】
2004309433.tif 000009
【図８】
2004309433.tif 000010
【図９】
2004309433.tif 000011