(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
秤皿を上端に冠着した荷重伝達軸を介して荷重検出センサに秤皿上の載置荷重を伝達し、荷重を荷重検出センサにて検出する天びんであって、荷重検出センサに荷重伝達軸が相対的に変位できる案内機構を設けるとともに、この案内機構における荷重伝達軸と荷重検出センサとの間に、計測荷重が荷重検出センサの計測許容荷重の範囲内にあるときのみ荷重伝達軸を荷重検出センサに係止させる係止機構を設けた天びんにおいて、上記係止機構を、荷重検出センサに設置され荷重伝達軸と垂直方向に進退自在で、進出したとき荷重伝達軸の下端に係止するスプールと、このスプールを荷重伝達軸の側に付勢するバネにて構成し、過負荷が作用したときスプールがバネの弾力に抗して退避し、荷重伝達軸の係止を解くようにしたことを特徴とする天びん。
【請求項２】
秤皿を上端に冠着した荷重伝達軸を介して荷重検出センサに秤皿上の載置荷重を伝達し、荷重を荷重検出センサにて検出する天びんであって、荷重検出センサに荷重伝達軸が相対的に変位できる案内機構を設けるとともに、この案内機構における荷重伝達軸と荷重検出センサとの間に、計測荷重が荷重検出センサの計測許容荷重の範囲内にあるときのみ荷重伝達軸を荷重検出センサに係止させる係止機構を設けた天びんにおいて、上記係止機構を、荷重検出センサに揺動自在に設置され、その先端が荷重伝達軸の下端に当接して荷重伝達軸を係止する揺動形ストッパと、この揺動形ストッパの先端が荷重伝達軸の下端に当接するよう付勢するバネにて構成し、過負荷が作用したとき揺動形ストッパがバネの弾力に抗して退避し、荷重伝達軸の係止を解くようにしたことを特徴とする天びん。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上皿天びんに係り、特にその過負荷防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上皿天びんにおいては、一般に、秤皿上に載置された計測物の荷重を、荷重伝達軸や荷重受け部などを介して、平衡電磁力発生装置やロードセルなどの荷重検出センサに伝達し、その荷重の大きさを測定する。ところが、荷重検出センサは過負荷や衝撃荷重に対しては脆弱であるため、通常、これらの過負荷や衝撃荷重から荷重検出センサを保護する必要がある。
そのため、従来の上皿天びんにおいては、荷重検出センサの保護のため、許容荷重以上の荷重が作用しないよう種々の機械的なストッパを設け、荷重受け部や荷重検出センサの変位、変形を阻止している。たとえば、ダブルビーム形ロードセルを用いた電子天びんにおいては、一般に、ロードセルの一端部を支持枠などを介して天びんのベースに固着し、他端部を自由端として荷重受け部を装着した構造となっているが、ロードセルの自由端(可動柱)の底面に、ロードセルの変位を許容以下に規制するためのストッパを配置している。また、天びんの可動部分を、固定部分にネジ止めする方法や、バネなどを用いて、秤皿に係合する荷重伝達軸や荷重受け部などに押圧力を加えて、天びんの固定部分に固定する方法などが採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のように、荷重検出センサの変位、変形を、機械的なストッパで制限する方法は、荷重検出センサにさらに大きな負荷や衝撃荷重が加わった場合、機械的なストッパを含めて変位、変形する懸念があり、過負荷保護機構として不十分である。
本発明は以上の実情に鑑みて成されたもので、荷重検出センサを許容荷重以上の負荷から保護する天びんの過負荷防止装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された本発明は、秤皿を上端に冠着した荷重伝達軸を介して荷重検出センサに秤皿上の載置荷重を伝達し、荷重を荷重検出センサにて検出する天びんであって、荷重検出センサに荷重伝達軸が相対的に変位できる案内機構を設けるとともに、この案内機構における荷重伝達軸と荷重検出センサとの間に、計測荷重が荷重検出センサの計測許容荷重の範囲内にあるときのみ荷重伝達軸を荷重検出センサに係止させる係止機構を設けた天びんにおいて、上記係止機構を、荷重検出センサに設置され荷重伝達軸と垂直方向に進退自在で、進出したとき荷重伝達軸の下端に係止するスプールと、このスプールを荷重伝達軸の側に付勢するバネにて構成し、過負荷が作用したときスプールがバネの弾力に抗して退避し、荷重伝達軸の係止を解くようにしたことを特徴とする天びんである。
また、秤皿を上端に冠着した荷重伝達軸を介して荷重検出センサに秤皿上の載置荷重を伝達し、荷重を荷重検出センサにて検出する天びんであって、荷重検出センサに荷重伝達軸が相対的に変位できる案内機構を設けるとともに、この案内機構における荷重伝達軸と荷重検出センサとの間に、計測荷重が荷重検出センサの計測許容荷重の範囲内にあるときのみ荷重伝達軸を荷重検出センサに係止させる係止機構を設けた天びんにおいて、上記係止機構を、荷重検出センサに揺動自在に設置され、その先端が荷重伝達軸の下端に当接して荷重伝達軸を係止する揺動形ストッパと、この揺動形ストッパの先端が荷重伝達軸の下端に当接するよう付勢するバネにて構成し、過負荷が作用したとき揺動形ストッパがバネの弾力に抗して退避し、荷重伝達軸の係止を解くようにしたことを特徴とする天びんである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
本発明が特徴とする係止機構は、弾性体バネ体やゴム体が構成要素となり、過負荷時これらが変形する性質を利用するものである。以下いくつかの実施例について本発明を説明する。
図１は、本発明の実施例の全体概略を示すもので、荷重検出センサ５の自由端に貫通孔６を貫設させ、その貫通孔６内に荷重伝達軸８を挿通させ、荷重検出センサ５下部の貫通孔６周辺にゴム材などで構成された弾性体９が装着されている。この荷重伝達軸８に許容以上の負荷が加わったときの作動の詳細は図２に示されている。すなわち図２は、弾性体９が変形することにより荷重伝達軸８が貫通孔６に沿って下方に移動し、秤皿７がケーシング１０に圧接することでケーシング１０が荷重を受けて荷重検出センサ５を保護している状態を示している。
【０００６】
以下これら図１、図２にしたがって具体的な構成を説明する。まず、図１に基づいて本発明の電子天びんの全体構成を説明すると、電子天びん１は脚２を介して設置台３上に設置される。この電子天びん１内には支持枠４が配置され、この支持枠４に荷重検出センサ５が片持ち式に支持されている。この荷重検出センサ５の自由端側には貫通孔６が穿設され、この貫通孔６内には、上端に秤皿７が配置された荷重伝達軸８が挿通されている。貫通孔６の下端部、すなわち前記荷重検出センサ５下部の貫通孔６周辺にはゴム材などで構成された弾性体９が設置され、この弾性体９により、貫通孔６内に挿通された荷重伝達軸８が荷重検出センサ５に係止されて一体となり計測状態となっている。なお、歪ケージ１２は秤皿７上の計量物の重量を検出し、表示器駆動回路１３は歪ゲージ１２からの検出信号を受けて、表示器１４でその重量が表示される。
【０００７】
ところで、このような構成の電子天びんにおいて、たとえば許容荷重以上の被測定物が載架されたり、振動などの原因で過負荷や衝撃荷重が加わったときには、荷重検出センサ５をこれらの過負荷から保護する必要がある。この場合に、図２は、天びんに加わった過負荷をケーシング１０で受ける状態を示している。すなわち、秤皿７に許容以上の負荷が加わった場合、弾性体９が変形し、荷重伝達軸８と荷重検出センサ５の接合が解除され、荷重伝達軸８が荷重検出センサ５に貫通された貫通孔６に沿って下方へ移動する。そして、秤皿７がケーシング１０に当接することで、荷重伝達軸８の移動が阻止され、荷重はケーシング１０が受けることになる。このようにして荷重検出センサ５に許容以上の負荷が加わることを防止する。なお、弾性体９が変形するまでの耐荷重は、許容荷重に設定されている。
【０００８】
図３は、過負荷をベース１１で受ける状態を示し、秤皿７に許容以上の負荷が加わった場合、図２と同様に弾性体９の変形により、荷重伝達軸８と荷重検出センサ５の接合が解除され、荷重伝達軸８が貫通孔６内を下方へ移動し、ベース１１と接することで荷重伝達軸８の移動が阻止され、荷重はベース１１が受けることにより荷重検出センサ５に許容以上の負荷が加わることを防止する。なお、図２は図１と同じく過負荷をケーシング１０で受け止める構造であるが、図３は過負荷をベース１１にて受け止める形であって、かなり大きな過負荷に対してもベース１１は確実に受け得ることになる。
【０００９】
図４は、弾性体９を主体とする係止機構の部分の拡大図である。荷重検出センサ５に穿設された貫通孔６内に挿通された荷重伝達軸８の下端部、つまり、弾性体９と接合する部分には復帰用テーパ８ａが形成されている。荷重伝達軸８にこの復帰用テーパ８ａを設けることで、過負荷により下方へ移動した荷重伝達軸８を上方へ引き上げる際、計測状態への復帰を容易にする。
【００１０】
なお、本発明の実施例では、図１に示したように、荷重検出センサ５内に貫通孔６を穿設し、この貫通孔６を案内機構としてその中に荷重伝達軸８を挿通させる構成を採ったが、荷重検出センサ５の自由端側に荷重伝達軸を案内する案内枠からなる案内機構を付設し、その案内枠内に荷重伝達軸を挿通させるようにすることもできる。その際も、荷重伝達軸に過負荷が加わったときのみ弾性体が変形して、荷重受け部と荷重伝達軸の案内機構を介した荷重検出センサの係止関係が解かれて、荷重検出センサを過負荷から保護するよう構成される。
【００１１】
図５、図６は、本発明の係止機構の変形例を示している。
図５は、本発明の係止機構の第１変形例を示し、往復動形ストッパを用いた係止機構を示している。この往復動形ストッパは、先端にローラ１５を配置したスプール１６が圧縮バネ１７を介して荷重検出センサ５に設置されたもので、計測荷重が荷重検出センサ５の計測許容荷重の範囲内にあるときには、圧縮バネ１７の弾力によりローラ１５が荷重伝達軸８に垂直に圧接されて、荷重伝達軸８を荷重検出センサ５に係止させている。荷重伝達軸８に過負荷が加わった場合には、荷重伝達軸８の下方力がローラ１５を介してスプール１６に作用し、圧縮バネ１７の弾力に負けて、それぞれのスプール１６は左右方向に押される。その結果、荷重伝達軸８に対する荷重検出センサ５との係止機能が解かれ、荷重検出センサ５は過負荷から保護される。
【００１２】
図６は、本発明の係止機構の第２変形例を示し、揺動形ストッパ１８を用いた係止機構を示している。この揺動形ストッパ１８は、支点１９を中心として荷重検出センサ５に回転可能に吊設され、図示するように荷重検出センサ５との間には圧縮バネ２０が圧入されている。この圧縮バネ２０の弾力により荷重伝達軸８は荷重検出センサ５に係止されている。荷重伝達軸８に過負荷が加わると、荷重伝達軸８の下方力により揺動形ストッパ１８は端部が支点１９を中心に下方へ押され、揺動形ストッパ１８の他端が支点１９を中心として圧縮バネ２０の弾力に抗して上方へ揺動する。その結果、荷重伝達軸８と荷重検出センサ５の係止関係が解かれ、荷重検出センサ５は過負荷から保護される。
【００１３】
また、ベース部分にストッパを設けて皿受け軸を固定できるよう構成すれば、天びんの輸送時などの衝撃から荷重検出センサの保護が可能である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、機械的なストッパを設けることなく、荷重受け部に許容以上の荷重がかかった場合に、荷重を受けているゴム材やバネ材などの弾性体からなる係止機構が作動して、荷重伝達軸と荷重検出センサが完全にフリー状態となり、ケーシングまたはベースで過負荷を受けるよう構成したので、さらに大きな負荷が加わったときに、荷重検出センサが、機械的なストッパを含めて変形、変位することを防止できる。また、荷重受け部を固定する機構を設けることで、輸送時の荷重検出センサの保護も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例の電子天びんの構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明における実施例の係止機構の作動を示す図であり、荷重をケーシングで受けている状態を示す図である。
【図３】本発明における実施例の係止機構の作動を示す図であり、荷重をベースで受けている状態を示す図である。
【図４】本発明における実施例の係止機構の要部拡大図である。
【図５】本発明における係止機構の第１変形例を示す図である。
【図６】本発明における係止機構の第２変形例を示す図である。
【符号の説明】
１…電子天びん
２…脚
３…設置台
４…支持枠
５…荷重検出センサ
６…貫通孔
７…秤皿
８…荷重伝達軸
８ａ…復帰用テーパ
９…弾性体
１０…ケーシング
１１…ベース
１２…歪ゲージ
１３…表示器駆動回路
１４…表示器
１５…ローラ
１６…スプール
１７…圧縮バネ
１８…揺動形ストッパ
１９…支点
２０…圧縮バネ
【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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