(57)【要約】【課題】偏置誤差の調整によりロバーバル機構の梁の可撓部が損傷したり、あるいはその面粗さが大きくなって耐久性を損なうといった不具合を生じない電子天びんを提供する。【解決手段】ロバーバル機構２を備えた電子天びんにおいて、可動柱２１に対する測定皿３の連結位置、および、固定柱２２の天びんベース４への連結位置のうち、いずれか一方もしくは双方を、偏置誤差を解消するために調整可能に構成することで、ロバーバル機構２の２本の梁２３ａ，２３ｂの平行をだすべくこれらの両端部の可撓部ｅの削り込みを不要とする。【選択図】　図１
2004061257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定皿を支承する可動柱を、両端部に可撓部を有する互いに平行な２本の梁を介して固定柱に支持してなるロバーバル機構を備えた電子天びんにおいて、
上記可動柱に対する測定皿の連結位置、および、上記固定柱の当該電子天びんのベースへの連結位置のうち、いずれか一方もしくは双方が、偏置誤差を解消すべく調整可能に構成されていることを特徴とする電子天びん。
【請求項２】
上記可動柱に、測定皿の支承位置と上記２本の梁の取り付け位置の間において上下からの切り込みが形成され、その切り込みの深さを調整することによって偏置誤差を解消するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
【請求項３】
上記固定柱に、電子天びんのベースへの固定位置と上記２本の梁の取り付け位置の間において上下からの切り込みが形成され、その切り込みの深さを調整することによって偏置誤差を解消するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子天びん。
【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、ロバーバル機構を備えた電子天びんに関する。なお、本発明は、被測定荷重による変位部の変位をなくする電磁力を発生して、その発生電磁力から被測定荷重を検出するいわゆる電子天びんのほか、被測定荷重によるセンサ機構体の変位もしくは変形を電気的に検出するいわそる電子はかりにも適用し得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子天びんにおいては、一般に、被測定荷重によるセンサ機構体の変位に抗して電磁力を発生し、その変位がゼロになるのに要する電磁力の大きさから被測定荷重の大きさを測定する。このような電子天びんにおけるセンサ機構体としては、被測定荷重が載せられる測定皿を支承する可動柱を、両端部に可撓部（ヒンジ部）を備えた互いに平行な２本の梁によって固定柱に支持した、いわゆるロバーバル機構（パラレルガイドとも称される）を備えた機構体が用いられる。このロバーバル機構を設けることにより、被測定荷重による測定皿の傾きを防止するとともに、被測定荷重による測定皿ないしは可動柱の変位を鉛直方向に規制することができ、更には測定皿上への被測定荷重の載置位置に起因する荷重の検出誤差、つまり偏置誤差の解消にも有利となる。
【０００３】
また、ロードセルを用いたいわゆる電子はかりにおいても、そのロードセルとして、被測定荷重が作用する可動柱を、両端部に可撓部を備えた互いに平行な２本の梁を介して固定柱に連結したロバーバル機構体を用い、その各可撓部にそれぞれ歪みゲージを貼着した構造のものが多用されている。
【０００４】
ロバーバル機構を備えた電子天びんや電子はかり（以下、電子天びん等と称する）においては、ロバーバル機構体の２本の梁が完全に平行であれば偏置誤差が生じないが、実際には、単にロバーバル機構を製造する際の加工精度だけで２本の梁の平行は完全なものとはならず、加工後に直ちに電子天びん等に要求される精度を達成することはできない。
【０００５】
そこで、従来の電子天びん等においては、測定皿上の荷重の作用点を変化させながら、偏置誤差が解消されるようにロバーバル機構の２本の梁の両端部の可撓部をヤスリなどの工具で削り込んでいく調整作業が行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のようなロバーバル機構の可撓部をヤスリ等で削り込んでいく偏置誤差の調整方法では、削る際に剛性の弱い可撓部を加工力によって損傷させる可能性がある。また、ヤスリなど比較的粗い工具で削る場合は、その被削面の面粗さが大きくなり、実際の使用時において繰り返し応力が作用する可撓部の耐久性に問題が生じる可能性もある。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、偏置誤差の調整によりロバーバル機構の梁の可撓部が損傷したり、あるいは面粗さが大きくなってその耐久性を損なうことのない電子天びん（電子はかり）の提供を目的としている。
【０００８】
【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、測定皿を支承する可動柱を、両端部に可撓部を有する互いに平行な２本の梁を介して固定柱に支持してなるロバーバル機構を備えた電子天びんにおいて、上記可動柱に対する測定皿の連結位置、および、上記固定柱の当該電子天びんのベースへの連結位置のうち、いずれか一方もしくは双方が、偏置誤差を解消すべく調整可能に構成されていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【０００９】
ここで、本発明におけるより具体的な構成としては、上記可動柱に、測定皿の支承位置と上記２本の梁の取り付け位置の間に、上下からの切り込みが形成され、その切り込みの深さを調整することによって偏置誤差を解消するようにした構成（請求項２）、あるいは、上記固定柱に、電子天びんのベースへの固定位置と上記２本の梁の取り付け位置の間に、上下からの切り込みが形成され、その切り込みの深さを調整することによって偏置誤差を解消するようにした構成（請求項３）を好適に採用することができる。
【００１０】
本発明は、ロバーバル機構体の２本の梁の平行を出すことによって偏置誤差を解消するのではなく、２本の梁が平行でない状態において、これらの各梁に作用する力・モーメント量の配分を調整することによって偏置誤差を解消し、所期の目的を達成するものである。
【００１１】
すなわち、従来の電子天びん等における偏置誤差の調整は、図２に示すように、ロバーバル機構の可動柱ＣＭ　と固定柱ＣＦ　を繋ぐ２本の梁ＨＢ１　，ＨＢ２　平行にすることによって、測定皿Ｐ上の任意の位置に被測定荷重Ｗが作用しても、２本の梁ＨＢ１　，ＨＢ２　の反力の鉛直方向成分Ｆｙ１とＦｙ２が等しくなるようにしている。
【００１２】
すなわち、従来の電子天びん等における偏置誤差の調整は、図２において、Ｌ１　＝Ｌ２　の構造下で、２本の水平な梁ＨＢ１　，ＨＢ２　の平行を完全なものとすることによって、
θ１　＝θ２　　・・・・（１）
Ｆ１　＝Ｆ２　　・・・・（２）
が得られ、
Ｆｙ１＝Ｆｙ２　・・・・（３）
換言すれば
Ｆ１ｓｉｎθ１　＝Ｆ２ｓｉｎθ２　　・・・・（４）
の関係を成立させる。
【００１３】
これに対し、本発明においては、図３に示すように、２本の梁ＨＢ１　，ＨＢ２　が平行でない状況下において、
Ｌ１　≠Ｌ２　　・・・・（５）
とすることにより、各梁ＨＢ１　，ＨＢ２　の反力Ｆ１　，Ｆ２　の比を調整することによって、
θ１　≠θ２　　・・・・（６）
Ｆ１　≠Ｆ２　　・・・・（７）
の状況下で前記した（４）式の関係を成立させ、偏置誤差を解消するものである。
【００１４】
すなわち、可動柱ＣＭ　に対する測定皿Ｐの連結位置を調整可能とすることによって、２本の梁ＨＢ１　，ＨＢ２　の反力の大きさＦ１　，Ｆ２　を相違させ、これにより、梁ＨＢ１　，ＨＢ２　の平行を出すことなく当該各梁ＨＢ１　，ＨＢ２　の反力の鉛直方向成分Ｆ１ｓｉｎθ１　，Ｆ２ｓｉｎθ２　を互いに等しくし、偏置誤差を解消する。
また、固定柱ＣＦ　の天びんベースＢに対する連結位置を同様にして変化させても上記と同様の作用により偏置誤差を解消することができる。
【００１５】
可動柱ＣＭ　に対する測定皿Ｐの連結位置を調整可能とすること、あるいは、固定柱ＣＦ　の天びんベースＢに対する連結位置を調整可能とする具体的な構成は、請求項２あるいは請求項３に係る発明のように、可動柱ＣＭ　に、その測定皿Ｐの支承位置と、梁Ｂ１　，Ｂ２　の取り付け位置との間において上下からの切り込みを形成し、あるいは、固定柱ＣＦ　に、その天びんベースへの固定位置と、梁Ｂ１　，Ｂ１　の取り付け位置との間において上下からの切り込みを形成して、これらの切り込みの深さを調整するようにした構成を挙げることができ、このような構成の採用によって、本発明を簡単に実現することができる。
【００１６】
【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は本発明を単体ブロックからなる天びん機構を備えた電子天びんに適用した実施の形態の説明図である。
【００１７】
天びん機構体１は、アルミニウム合金等からなる一つのブロックに孔やスリットなどを設けることによって形成されたものであって、ロバーバル機構２と、二段の天びんレバー５，６などを含んでいる。
【００１８】
ロバーバル機構２は、可動柱２１と固定柱２２とを、両端部にそれぞれ可撓部をｅを備えた互いに平行な２本の梁２３ａ，２３ｂによって連結した構造を有している。可動柱２１の上端面には、皿受け３ａを介して測定皿３が支承される。また、固定柱２２の下端部は、スペーサ４ａを介して天びんベース４に固定される。
【００１９】
可動柱２１は、連結部５ａにより第１のレバー５の一端部に連結されている。この第１のレバー５は、弾性支点５ｂを中心として傾動自在であり、その他端部は連結部６ａにより第２のレバー６に連結されている。第２のレバー６は、弾性支点６ｂを中心として傾動自在であって、この第２のレバー６に、図１において途中省略で示す別部材からなる持ち出し部材７の基端部が固着されている。
【００２０】
持ち出し部材７は、その基端部がフォーク状に分岐して第２のレバー６の両側面にねじ止めされており、その先端部には電磁力発生装置８のフォースコイル８ａが固着されている。電磁力発生装置８は、磁気回路８ｂが作る静磁場中にフォースコイル８ａを可動に配置した構造を有している。
【００２１】
また、この持ち出し部材７の先端部変位が変位センサ９によって検出され、この持ち出し部材の変位が常に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８ａに流れる電流が制御される。そして、このフォースコイル８ａに流れる電流の大きさから、測定皿３上の被測定荷重の大きさが計測される。
【００２２】
さて、可動柱２１には、その測定皿３の支承位置と、２本の梁２３ａ，２３ｂの取り付け位置との間に、上下からの切り込み２１０ａ，２１０ｂが形成されている。また、固定柱２２にも、その天びんベース４への固定部と、２本の梁２３ａ，２３ｂの取り付け位置との間に、上下からの切り込み２２０ａ，２２０ｂが形成されている。
【００２３】
以上の本発明の実施の形態においては、可動柱２１上下からの切り込み２１０ａ，２１０ｂの深さを変化させることによって、実質的に測定皿３の可動柱２１に対する連結位置を調整することができる。すなわち、測定皿３に負荷される荷重は、上下からの切り込み２１０ａ，２１０ｂの存在により、実質的に可動柱２１の上からＬ１　の位置（切り込み２１０ａ，２１０ｂの先端間の中央位置）に作用して２本の梁２３ａ，２３ｂに伝達される。従って、前記した図３を用いた説明から明らかなように、２本の梁２３ａ，２３ｂが平行でない状態において、切り込み２１０ａまたは２１０ｂの深さを調整してＬ１　およびＬ２　を変化させていくことにより、偏置誤差を解消することができる。なお、切り込み２１０ａ，２１０ｂの深さの調整は、従来と同様に、測定皿３上への荷重の作用位置を変化させつつ、偏置荷重が０となるように行えばよい。
【００２４】
また、固定柱２２についても、上下の切り込み２２０ａ，２２０ｂの存在により、固定柱２２の天びんベース４への連結位置が、実質的に当該固定柱２２の上からＬ３　の位置となり、従って、これらの切り込み２２０ａまたは２２０ｂの深さを調整してＬ３　およびＬ４　を変化させていくことにより、偏置誤差を解消することができる。
【００２５】
そして、以上の実施の形態において特に注目すべき点は、可動柱２１もしくは固定柱２２に形成した切り込み２１０ａ，２１０ｂもしくは２２０ａ，２２０ｂの深さを変化させることにより偏置誤差を解消することができ、梁２３ａ，２３ｂの可撓部ｅを全く削る必要がない点であり、これにより、従来の偏置誤差の調整作業において問題となっていた可撓部ｅの損傷の可能性や耐久性の劣化の可能性をなくすることができる。
【００２６】
なお、以上の実施の形態においては、一つの母材をくり抜いて形成した、いわゆる単体ブロックからなる天びん機構を備えた電子天びんに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、他の型式のロバーバル機構を備えた電子天びんに対して等しく適用できることは勿論であり、更には、ロバーバル機構体の可撓部に歪みゲージを貼着したロードセルを力センサとして備えた電子はかりにも適用し得ることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ロバーバル機構の可動柱に対する測定皿の連結位置、および／または、固定柱の天びんベースへの連結位置を調整可能に構成し、そのうちのいずれか一方まはた双方の連結位置を調整することによって、偏置誤差を解消することができるので、従来のようにロバーバル機構の２本の梁の可撓部を削り込む必要がなくなり、偏置誤差を解消するための調整作業においてその可撓部を損傷させたり、あるいはその面粗さを大きくして耐久性を損なうといった不具合が生じることがない。
【００２８】
また、可動柱への測定皿の連結位置、および固定柱の天びんベースへの連結位置を調整する機構の具体的構成として、請求項２および３に係る発明のように、可動柱ないしは固定柱に上下からの切り込みを形成して、その各切り込み深さを変化させることによって上記の連結位置を調整するように構成すれば、極めて簡単な構成のもとに上記した本発明の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を単体ブロックからなる天びん機構を備えた電子天びんに適用した実施の形態の説明図である。
【図２】従来の電子天びんにおける偏置誤差の調整方法の幾何学的説明図である。
【図３】本発明の電子天びんにおける偏置誤差の調整方法の幾何学的説明図である。
【符号の説明】
１　天びん機構体
２　ロバーバル機構
２１　可動柱
２１０ａ，２１０ｂ　切り込み
２２　固定柱
２２０ａ，２２０ｂ　切り込み
２３ａ，２３ｂ　梁
３　測定皿
４　天びんベース
５　第１のレバー
５ａ　連結部
５ｂ　弾性支点
６　第２のレバー
６ａ　連結部
６ｂ　弾性支点
７　持ち出し部材
８　電磁力発生装置
８ａ　フォースコイル
８ｂ　磁気回路
９　変位センサ
【図１】
2004061257.tif 000003
【図２】
2004061257.tif 000004
【図３】
2004061257.tif 000005