(57)【要約】      （修正有）【課題】平行な移動可能脚部と、平行な固定脚部と、第１の平行案内部材と、第２の平行案内部材とを備える平行案内機構に関し、偏心荷重誤差を調整するための構成を提供する。【解決手段】平行な脚部１２１および平行案内部材１２３が狭い材料接続部の形態の撓み枢動軸１３１により互いに接続され、また調整撓み支点１３６を備える少なくとも１つの調整ゾーン１３５が撓み枢動軸１３１と平行な脚部１２１との間に配置される。調整ゾーン１３５が調整レバー１３７の第１のレバー端部１３８に接続され、調整撓み支点１３６が調整レバー１３７のレバー支点を形成する。調整レバー１３７は、調整撓み支点１３６の断面係数より小さい断面係数を有する弾性領域を有する。【選択図】図２Ａ
2013142692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な移動可能脚部（１２１）と、平行な固定脚部（１２２、２２２）と、第１の平行案内部材（１２３）と、第２の平行案内部材（１２４）とを有する平行案内機構（１２０、２２０）において、前記平行な脚部（１２１、１２２、２２２）および前記平行案内部材（１２３、１２４）が狭い材料接続部の形態の撓み枢動軸（１３１、２３１、１３２、２３２、１３３、２３３、１３４、１３４Ａ、１３４Ｂ、２３４）により互いに接続され、前記平行な移動可能脚部（１２１）が、前記平行案内部材（１２３、１２４）により、前記平行な固定脚部（１２２、２２２）に対して案内移動が制限され、調整撓み支点（１３６、１３６Ａ、１３６Ｂ、２３６Ａ、２３６Ｂ）を備える少なくとも１つの調整ゾーン（１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ）が撓み枢動軸（１３１、２３１、１３２、２３２、１３３、２３３、１３４、１３４Ａ、１３４Ｂ、２３４）と平行な脚部（１２１、１２２、２２２）との間に配置され、前記調整ゾーン（１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ）が調整レバー（１３７、１３７Ａ、１３７Ｂ）の第１のレバー端部（１３８）に接続され、前記調整撓み支点（１３６、１３６Ａ、１３６Ｂ、２３６Ａ、２３６Ｂ）が前記調整レバー（１３７、１３７Ａ、１３７Ｂ）の前記支点（１４６、１４６Ａ、１４６Ｂ、２４６Ａ、２４６Ｂ）も形成する、平行案内機構（１２０、２２０）であって、前記調整レバー（１３７、１３７Ａ、１３７Ｂ）が前記調整撓み支点（１３６、１３６Ａ、１３６Ｂ、２３６Ａ、２３６Ｂ）の断面係数より小さい断面係数を有する弾性領域を有することを特徴とする、平行案内機構（１２０、２２０）。
【請求項２】
少なくとも前記調整ゾーン（１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ）および前記調整撓み支点（１３６、１３６Ａ、１３６Ｂ、２３６Ａ、２３６Ｂ）が第１の調整撓み支点（１３６Ａ、２３６Ａ）および第２の調整撓み支点（１３６Ｂ、２３６Ｂ）を備える第１の調整ゾーン（１３５Ａ、２３５Ａ）および第２の調整ゾーン（１３５Ｂ、２３５Ｂ）に分割され、前記第１の調整ゾーン（１３５Ａ、２３５Ａ）が第１の調整レバー（１３７、１３７Ａ）を有し、前記第２の調整ゾーン（１３５Ｂ、２３５Ｂ）が第２の調整レバー（１３７、１３７Ｂ）を有することを特徴とする、請求項１に記載の平行案内機構（１２０、２２０）。
【請求項３】
前記撓み枢動軸（１３１、２３１、１３２、２３２、１３３、２３３、１３４、１３４Ａ、１３４Ｂ、２３４）が、前記平行案内部材（１２３、１２４）から前記第１および第２の調整ゾーン（１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ）まで、第１および第２の撓み枢動軸（１３１、２３１、１３２、２３２、１３３、２３３、１３４、１３４Ａ、１３４Ｂ、２３４）に分離されることを特徴とする、請求項２に記載の平行案内機構（１２０、２２０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つの前記調整ゾーン（１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ）が調整具のためのグリップを提供するために係合フィーチャを有し、それによりそれぞれの前記調整撓み支点（１３６、１３６Ａ、１３６Ｂ、２３６Ａ、２３６Ｂ）が塑性的に変形され得ることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の平行案内機構（１２０、２２０）。
【請求項５】
調整設定要素（１２８、１２８Ａ、１２８Ｂ）が前記調整ゾーン（１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ）に接続される前記平行な脚部（１２１、１２２、２２２）と前記調整レバー（１３７、１３７Ａ、１３７Ｂ）の第２のレバー端部（１３９）との間に配置され得ることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の平行案内機構（１２０、２２０）。
【請求項６】
塑性変形可能な調整設定撓み枢動軸（２６３Ａ、２６３Ｂ）を備える調整設定領域（２６１Ａ、２６１Ｂ）が、前記調整ゾーン（１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ）に接続される前記平行な脚部（１２１、１２２、２２２）上に形成され、前記調整設定領域（２６１Ａ、２６１Ｂ）が結合要素（２６２Ａ、２６２Ｂ）により前記調整レバー（１３７、１３７Ａ、１３７Ｂ）の第２の端部（１３９、２３９Ａ、２３９Ｂ）に接続されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の平行案内機構（１２０、２２０）。
【請求項７】
前記調整設定撓み枢動軸（２６３Ａ、２６３Ｂ）の断面係数および前記調整撓み支点（１３６、１３６Ａ、１３６Ｂ、２３６Ａ、２３６Ｂ）の断面係数が等しいことを特徴とする、請求項６に記載の平行案内機構（１２０、２２０）。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の平行案内機構（１２０、２２０）と、力伝達接続部を介して前記平行な移動可能脚部（１２１）に結合される第１のレバーアーム（１４１）を有する少なくとも１つの力伝達レバー（１４０）とを備える、力伝達システム（１１０、２１０）。
【請求項９】
前記平行案内機構（１２０、２２０）および前記少なくとも１つの力伝達レバー（１４０）が一部片から一体に形成されることを特徴とする、請求項８に記載の力伝達システム（１１０、２１０）。
【請求項１０】
請求項９に記載の力伝達システム（１１０、２１０）を有し、さらに、前記少なくとも１つの力伝達レバー（１４０）の第２のレバーアーム（１４２）に対する力伝達接続部を有する測定トランスデューサを有する、秤量セル（１００）。
【請求項１１】
請求項１０に記載の秤量セル（１００）を有する重力測定計測器（１０）。
【請求項１２】
−長手方向および横方向の偏心荷重誤差を計測するステップと、
−前記少なくとも１つの調整ゾーン（１３５、１３５Ａ、１３５Ｂ、２３５Ａ、２３５Ｂ）の係合フィーチャ内に調整具を挿入するステップと、
−前記調整具を用いて前記調整撓み支点（１３６、１３６Ａ、１３６Ｂ、２３６Ａ、２３６Ｂ）を塑性的に変形することにより、前記平行案内機構（１２０、２２０）を予備調整するステップと、
−前記調整具を取り外すステップと、
−前記調整レバー（１３７、１３７Ａ、１３７Ｂ）の前記第２のレバー端部（１３９、２３９Ａ、２３９Ｂ）に作用する調整設定要素（１２８、１２８Ａ、１２８Ｂ）または調整設定領域（２６１Ａ、２６１Ｂ）により、前記平行案内機構（１２０、２２０）を微調整するステップと、
を特徴とする、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の平行案内機構（１２０、２２０）または請求項１１に記載の重力測定計測器（１０）を調整する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１および第２の平行案内部材により、平行な固定脚部に対して案内動作が制限される平行な移動可能脚部を有する平行案内機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
平行な脚部および平行案内部材は、狭い材料接続部の形態の撓み枢動軸（ｆｌｅｘｕｒｅ  ｐｉｖｏｔ）によって互いに接続される。さらに、調整撓み支点（ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  ｆｌｅｘｕｒｅ  ｆｕｌｃｒｕｍ）を備える少なくとも１つの調整ゾーンが撓み枢動軸と平行な脚部との間に配置され、この調整ゾーンは調整レバーの第１のレバー端部に接続され、調整撓み支点が調整レバーの支点を形成する。平行な移動可能脚部によって支持される秤量皿が秤量される荷重を保持する。それにより秤量皿に作用する力は、直接的に、または力低減レバーを介して測定トランスデューサに伝達される。この平行案内機構、力伝達システムおよび測定トランスデューサは、一体に、本質的に、重力測定計測器の秤量セルを構成する。既知の現況技術には、異なる動作原理を有する秤量セルが含まれ、例えば、ひずみゲージ・ロードセル、振動ストリング（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ  ｓｔｒｉｎｇ）を備える秤量セル、電磁力補償（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｏｒｃｅ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ（ＥＭＦＣ））に基づく秤量セルなどが含まれる。
【０００３】
ＥＭＦＣ秤量セルでは、荷重の重量は直接的に、または１つまたは複数の力伝達レバーを経由して電気機械的な測定トランスデューサに伝達され、この測定トランスデューサは、荷重の重量に対応する電気信号を発生させ、この電気信号が電子的な秤量信号プロセッサによって処理されてディスプレイに送られる。
【０００４】
弾性変形に基づく測定トランスデューサを備える秤量セルは、ひずみケージが取り付けられる変形可能な本体を含む。この変形可能な本体は加えられた荷重によりその形状を弾性的に変化させる。多くの場合、この変形可能な本体は、パラレログラム式の変換器として構成され、すなわち、特別に構成される湾曲ゾーンを備える平行移動リンク機構として構成され、それにより、ひずみケージが配置される場所である変形ゾーン、特に湾曲ゾーンが画定される。変形の結果としてひずみゲージが伸長または圧縮されると、ひずみゲージは応力がない状態に比べてそれらのそれぞれの電気抵抗の変化を示し、その抵抗の変化量が、加えられた荷重の測定値を表す。
【０００５】
振動ストリングを備える秤量セルは、その機械的設計概念の大部分がＥＭＦＣ秤量セルに類似するが、電磁的な変換器の代わりに振動ストリングによる測定トランスデューサが使用される点が異なる。重量荷重を加えることにより、振動ストリングに張力が加わり、その共鳴振動数の結果的な変化が、やはり加えられた荷重の測定値を表す。
【０００６】
平行に案内される秤量皿（自由に吊り下げられる秤量皿とは異なる）を備えるすべての秤が共通して有するような、上の記述の秤量セルの１つの性質的特徴は、秤量皿から変換器に伝達される重量の力が、概して、重量荷重が秤量皿の中央に配置されているかまたは中心から外れて縁部の方にずれているかにどうかに、わずかに依存することである。これは、秤量皿上での荷重が配置される場所に応じて、秤が１つの同じ重量荷重に対して異なる重量を示すという望ましくない結果をもたらす可能性がある。重量荷重が秤量皿上で偏心的に配置される場合に見られるこのような誤差は、一般に偏心荷重誤差（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ  ｌｏａｄ  ｅｒｒｏｒ）と呼ばれる。
【０００７】
パラレログラム式の変換器では、すなわち、互いに平行でありかつ実質的に水平である２つの案内部材により平行に移動させる形で秤量皿支持体を案内する平行案内機構では、偏心荷重誤差は、主として、平行案内部材が理想的な完全な平行アライメントからわずかにずれることが原因として起こる。偏心荷重誤差の相対的な大きさ、すなわち、観測される秤量誤差と使用される試験重量のサイズとの間の比は、偏心荷重誤差を発生させる相対的な幾何学的ずれにほぼ一致する。秤の偏在荷重試験では、平行案内機構の秤量皿上で試験重量が移動する方向を基準にして、長手方向の偏在荷重誤差と横方向の偏在荷重誤差とは区別される。固定されたパラレログラム式の脚部に接続される端部における平行案内部材の間の垂直方向の距離が、パラレログラム式の移動可能脚部に接続される反対側の端部における距離と正確に等しくない場合に、長手方向の偏心荷重誤差が起こる。対して、２つの平行案内部材が互いに対してわずかに捻れる場合、すなわち、平行案内部材の幅方向において、平行案内部材の間の距離が変化する場合に、横方向の偏心荷重誤差が起こる。
【０００８】
例えば米国特許第６，２３２，５６７（Ｂ１）号に開示されるタイプの秤量セルでは、平行な案内部分の平行度のずれ、およびその結果としてのそれらに伴う偏心荷重誤差は、研削またはやすり仕上げにより平行な案内部分の湾曲ゾーンから材料を除去することにより補正され得ることが知られている。頂部側から材料を除去することにより、撓み枢動軸の実効回転中心が下方向にオフセットされ、逆に、湾曲ゾーンの下側の材料を除去することにより、実効回転中心は上方向にオフセットされる。
【０００９】
例えばＷＯ２００５／０３１２８６で、偏心荷重誤差を補正するための別の解決策を見ることができ、ここでは、モノリシック材料ブロック内に形成される調整デバイスにより、平行な固定脚部に接続される上側平行案内部材の端部が上昇または下降され得、さらには調整ねじを介して、横方向の角度を基準にして調整され得、それにより、秤量セルの長手方向および横方向の偏心荷重誤差が補正され得る。
【００１０】
ＪＰ２００２３６５１２５Ａにも偏心荷重誤差を調整する手法が開示されており、ここでは、２カ所で、調整撓み支点を備える調整ゾーンが撓み枢動軸と平行な脚部との間に配置され、各調節ゾーンが調整レバーの第１のレバー端部に接続され、調整撓み支点が同時に調整レバーの支点としても機能する。
【００１１】
撓み枢動軸から材料を除去することにより偏心荷重誤差を調整する場合、精密秤および化学秤のために設計され、すなわち、微少な重量荷重および高分解能のために設計され、したがって細い撓み枢動軸を有するような秤量セルでは、問題が生じる。薄い撓み枢動軸から材料を除去するために研削またはやすり仕上げを行うには、微妙なタッチが必要となる。したがって、このような操作はほとんどの場合手動で実施され、したがってコストが増大する。
【００１２】
同様に、ＷＯ２００５／０３１２８６およびＪＰ２００２３６５１２５Ａの上述の例でも、偏心荷重誤差の調整において問題を完全に排除することは達成されていない。これらの例では、モノリシック材料ブロック内に切欠部または穿孔穴を作ることにより、調整デバイスは固定されるパラレログラム式の脚部上に形成され、またここでは、調整ねじを締めたり緩めたりすることにより調整デバイスが変形され得、この場合、調整デバイスに接続される上側平行案内部材の端部が上昇または下降され得、さらには、その横方向の角度を基準にして捻れを調整され得る。補正による変更がわずかであっても、これらの参考文献で開示される調整デバイスは平行案内機構の材料内に大きい応力を発生させる。長期間経過すると、調整ねじによりいずれかの方向に弾性的に付勢されている状態の材料領域での応力緩和により、偏心荷重の調整において時間に関係する変化が見られる場合がある。モノリシック材料ブロックおよび調整ねじが異なる熱膨張係数を有する場合、温度変動により可逆的な短期的変化が見られる場合がある。
【００１３】
同じように弾性変形に基づいて偏心荷重誤差を調整する手法がＤＥ２０２  １７  ５９０Ｕ１に開示されている。レバー状突出部に対して引張力を加えるねじにより、一方側において撓み枢動軸を介して平行案内部材を保持しかつもう一方側においてレバー状突出部を担持する一部分に曲げモーメントが加えられる。この突出部の自由端部の垂直方向の移動と平行案内部材の枢動位置の垂直方向の移動との間の減速比は寸法を適切に選択することにより要求条件に適合され得るが、曲げモーメントが加えられるこの部分が平行案内部材の水平方向の力に耐える必要があることに留意しなければならない。この偏心荷重の調整にも、調整範囲が非常に制限されるという本質的な欠点が残る。したがって、平行案内機構は、制限される調整範囲でも残存する誤差を補正するのには十分となるように相応の精度レベルで製造される必要がある。
【００１４】
米国特許出願公開第２０１０／０４４，１１８（Ａ１）号では、平行案内機構における偏心荷重の調整のこれらの不満足な側面に対する解決策が、平行度を調整するために制御される形で塑性変形される調整撓み支点を備える調整ゾーンを提供するという概念を介して、提案されている。この偏心荷重の調整は、非常に実用的であることが証明されており、この偏心荷重調整機能を備える重量測定計測器は温度依存の偏心荷重誤差は起こらない。長期間経過すると見られるようなドリフト現象も大幅に低減することができ、したがって、較正の間隔を延ばすことができる。
【００１５】
調整撓み支点を塑性的に変形させることにより達成され得る調整の精度は、ミリグラムの精度の計測分解能を有する重力測定計測器にとっては十分である。しかし、より精密な分解能を有する計測器では、冷間成形の結果として起こる材料特性の変化のために、十分に正確な調整を行うことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第６，２３２，５６７（Ｂ１）号
【特許文献２】ＷＯ２００５／０３１２８６
【特許文献３】ＪＰ２００２３６５１２５Ａ
【特許文献４】ＤＥ２０２  １７  ５９０Ｕ１
【特許文献５】米国特許出願公開２０１０／０４４，１１８（Ａ１）号
【特許文献６】米国特許第７，８５１，７１３（Ｂ２）号
【特許文献７】ＥＰ２  １２０  ０２３Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、塑性的に変形可能な調整ゾーンのプラスの特性を維持しながら平行案内機構をより正確に調整するための手法を可能にすることを狙いとして、米国特許出願公開第２０１０／０４４，１１８（Ａ１）号による塑性的に変形可能な調整ゾーンの概念をさらに発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この課題は、平行な移動可能脚部と、平行な固定脚部と、第１の平行案内部材と、第２の平行案内部材とを備える平行案内機構により解決され、ここでは、これらの平行な脚部および平行案内部材は、狭い材料接続部の形態の撓み枢動軸により互いに接続される。平行な移動可能脚部は、平行案内部材により、平行な固定脚部に対して案内移動が制限される。さらに、調整撓み支点を備える少なくとも１つの調整ゾーンが撓み枢動軸と平行な脚部との間に配置される。この構成では、いずれの撓み枢動軸が調整可能であるかは重要ではない。調整ゾーンは調整レバーの第１のレバー端部に接続され、ここでは、調整撓み支点が調整レバーの支点も形成する。
【００１９】
本発明によると、調整レバーは弾性領域を有し、この弾性領域の断面係数は調整撓み支点の断面係数より小さく、ここでは、調整撓み支点の枢動軸は調整レバーのレバー支点に一致する。
【００２０】
断面係数とは機械工学（ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｃｓ）の分野の確立された概念であり、所与の断面プロファイルを有する物体の曲げまたはねじれに対する抵抗を表すものである。その作用線が基準軸に対して垂直であるような力の場合、力が作用するレバーが存在する場合は、その力はその軸を中心に物体を回転させるように作用する。回転が機械的な拘束により妨害される場合、曲げモーメントまたはねじれモーメントが発生する。したがって、断面係数は、モーメントおよびトルクが作用する軸を基準にして計算される。
【００２１】
断面係数の大きさは単純に断面プロファイルの幾何形状に従い、断面の応力のない中立のファイバから周囲のファイバまでの距離によって除される断面プロファイルの断面２次モーメントの商として得られる。本文脈の「ファイバ」という用語は、中心の長手方向軸に平行に延びる想像線を意味する。初歩的な曲げビーム理論の範囲では、断面係数が既知の場合、周囲のファイバで発生する最大曲げ応力さらには投影面積全体に跨がる曲げ応力が計算され得る。
【００２２】
弾性領域の断面係数は調整撓み支点の断面係数より小さいことから、調整レバーの回転軸すなわち支点を画定する調整撓み支点における調整レバーの第２の自由端部の所与のたわみによって発生する曲げモーメントの大きさは、弾性領域によって決定される。弾性領域の断面係数が小さいと、所与のレバーの動きによって発生し得る曲げモーメントが小さくなる。言い換えると、弾性領域の断面係数が小さいと、調整撓み支点に所与の大きさの曲げモーメントを発生させるには、レバーの第２の端部をより大きく動かす必要がある。断面係数を決定する寸法を適切に選択することにより、調整レバーの第２の端部の変位を調整撓み支点の曲げモーメントに変換することにおいて、より高感度な「レバレッジ効果」を実現することが可能となる。調整撓み支点の曲げモーメントにより調整撓み支点が弾性変形し、それにより、調整撓み支点に近接して位置する撓み枢動軸が変位する。
【００２３】
驚くべきことに、本発明による進歩は、温度依存の偏心荷重誤差を増大させたり、秤量信号の長期ドリフトを増大させたりすることがないことが分かっている。これにより分かることは、応力の減少に比例して、温度依存の偏心荷重誤差に対するさらにはドリフト現象に対する、内部の材料応力の影響が、線形的ではなく指数関数的に低下することである。
【００２４】
長手方向の偏心荷重誤差を調整するには、１つの調整ゾーンを設けることで十分である。横方向の偏心荷重誤差に対しても調整能力が必要となる場合、少なくとも調整ゾーンおよび調整撓み支点が第１および第２の調整ゾーンに分割され得、これらは互いに隣接する第１および第２の調整撓み支点を備える。第１の調整ゾーンは第１の調整レバーを有し、また、第２の調整ゾーンは第２の調整レバーを有し、ここでは、これらの２つのレバーは互いに独立して調整され得る。上述したように、このような構成により、平行案内部材の複数の場所で見られる捻れによる誤差を互いに関連させて補正することが可能となる。
【００２５】
２つの調整ゾーンに近接する撓み枢動軸を意図しない変形および有害な応力から保護するために、平行案内部材から第１および第２の調整ゾーンまで延在する切欠部により、撓み枢動軸を第１および第２の撓み枢動軸に分割することができる。
【００２６】
この時点で、本発明による平行案内機構を粗調整することが、米国特許第７，８５１，７１３（Ｂ２）号に開示される調整撓み支点の塑性変形を介して達成され得、この後で、調整レバーにより微調整のみが行われることに留意されたい。調整撓み支点を塑性的に変形させる操作を容易にするために、少なくとも１つの調整ゾーンが、調整具ためのグリップを提供するために係合フィーチャを有することができる。
【００２７】
隣接する平行な脚部に対してレバーの第２の端部が移動するのを制御するための手法は複数ある。第１の実施形態では、調整ねじまたは調整ウェッジなどの調整設定要素が、調整ゾーンに接続される平行な脚部と調整レバーの第２の端部との間に配置されてよい。この調整設定要素により、平行案内機構を微調整することが実現される。偏心荷重誤差の調整ための現況技術のデバイスとは異なり、この微調整により変位および移動動作は伝達されない。逆に、調整レバーの第２の端部の位置を調整すること、および、弾性領域を使用することにより得られる結果として、曲げモーメントが調整撓み支点に作用する。この曲げモーメントには調整撓み支点をわずかに弾性変形させる効果があり、それにより、もう一方の撓み枢動軸に対して、隣接する撓み枢動軸の位置が変化する。
【００２８】
調整設定要素は秤量セルの残りの部分と同じ熱膨張係数を有する必要があり、仮にそうでない場合には、温度変動により、秤量セルに対するその長さが変化してしまう。ねじ接続部が一定のエイジングメカニズムを受け、それにより、偏心荷重下で挙動が制御されない形で変化してしまう可能性があることも考慮しなければならない。
【００２９】
第１の実施形態の調整設定要素の代わりに、第２の実施形態では、調整ゾーンに接続される平行な脚部上に、塑性的に変形可能な調整設定撓み枢動軸を備える調整設定領域が形成されてよい。調整設定領域は結合要素により調整レバーの第２の端部に接続される。この場合、調整設定撓み枢動軸を塑性変形させると、平行な脚部に対して結合要素が変位され、それによりレバーの第２の端部も変位される。この第２の実施形態には、調整設定領域が秤量セルの残りの部分と同じ材料ブロックから形成されることから、偏心荷重の調整が温度変化の影響を受けないという大きな利点がある。
【００３０】
調整設定撓み枢動軸が塑性的に変形された後も、弾性領域が弾性的に変形することにより永久的な曲げモーメントが継続して発生し、この曲げモーメントは調整撓み支点および調整設定撓み枢動軸に等しく作用する。調整設定撓み枢動軸および調整撓み支点の断面係数が等しい場合、それらが塑性変形および弾性変形するには等しい大きさの曲げモーメントが必要となる。断面係数が等しい場合、曲げ応力も同様に両方の場所で等しくなる。さらに、材料クリープによりこれらの曲げ応力が緩和されても、調整撓み支点および調整設定撓み枢動軸が同一の材料で作られていることで、設定位置は維持される。
【００３１】
この平行案内機構は力伝達システムの一部分であってもよい。平行案内機構に加えて、力伝達システムは、固定部分上で枢動可能に支持される少なくとも１つの力伝達レバーを有し、この力伝達レバーは、力伝達接続部を介して平行な移動可能脚部に結合される第１のレバーアームを有する。第２のレバーアームが測定トランスデューサに接続され、したがって、この第２のレバーアームが測定トランスデューサに力を伝達する。もちろん、力を伝達するために、さらには、レバレッジにより力を低減するために、平行な移動可能脚部と測定トランスデューサとの間に２つの以上のレバーが配置されてもよい。
【００３２】
また、この力伝達システムは、ドリル加工、フライス加工および放電加工などのプロセスにより、一部片の材料から機械加工され得、したがって、平行案内機構および少なくとも１つの力伝達レバーは一体に形成される。モノリシックデザインの代替案として、力伝達システムは複数の個別の構成要素から組み立てられてもよい。
【００３３】
秤量セルを完成させるために、測定トランスデューサが平行案内機構または力伝達システムに加えられる。秤量セルが１つのレバーを備える力伝達システムを有する場合、少なくとも１つのレバーの第２のレバーアームにより測定トランスデューサに対する力伝達接続部が形成される。
【００３４】
秤量セルは、例えば、秤、投与量分配器具、滴定器具、質量比較器、重力測定式の湿度測定器などの、重力測定計測器の一部分である。
以下の方法は、平行案内機構または重力測定計測器を調整するのに使用され得る。
【００３５】
第１のステップでは、長手方向の偏心荷重誤差、および必要である場合には横方向の偏心荷重誤差が測定される。次いで、調整具が、少なくとも１つの調整ゾーンの係合フィーチャに係合される。調整具により、少なくとも１つの調整撓み支点の塑性変形を介した平行案内機構の予備調整が行われる。
【００３６】
予備調整が完了した後、調整具が取り外され、調整レバーの第２の端部に作用する調整設定要素により、または、調整設定領域により、平行案内機構の微調整が行われる。
以下では、以下の概説に従う図面を参照しながら、本発明による平行案内機構の詳細およびその調整方法をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による力伝達システムを含む秤量セルを備える重力測定計測器を示す立面図である。
【図２Ａ】本発明による第１の実施形態の平行案内機構を備える、図１の秤量セルの力伝達システムを示す立面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示される力伝達システムを示す、平面Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
【図２Ｃ】矢印Ｚの方向で見た、図２Ａに示される力伝達システムを示す側面図である。
【図３Ａ】本発明による第２の実施形態の平行案内機構を備える力伝達システムを示す、頂部および側部の方向からの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの力伝達システムを示す、底部および側部の方向からの斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ａに示される力伝達システムを示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、本発明による平行案内機構１２０を含む力伝達システム１１０を備える秤量セル１００の立面図を示す。秤量セル１００は重力測定計測器１０の一部分であり、重力測定計測器１０のその他の部分は、秤量セル１００の実質的に隣接する要素を含めて一部分のみが一点鎖線で示される。第１の隣接する要素は、力伝達接続部を介して平行案内機構１２０の平行な移動可能脚部１２１に取り付けられる荷重レシーバ２０である。第２の隣接する要素は、ハウジング内またはシャシー内に固定され、平行案内機構１２０の平行な固定脚部１２２をメカニカルグラウンド４０に対して支持する支持パッド３０である。平行案内機構１２０、特に本発明による調整ゾーンの詳細な説明は、下の図２Ａから２Ｃの文脈で行う。
【００３９】
力伝達システム１１０は、レバー支点１４３により、平行な固定脚部１２２上で枢動可能に支持される力伝達レバー１４０をさらに含む。力伝達レバー１４０の第１のレバーアーム１４１が、結合要素１４４により、力を伝達するために平行な移動可能脚部１２１に接続される。レバーアーム延長部１４５が力伝達レバー１４０の第２のレバーアーム１４２に固く接続される。レバーアーム延長部１４５は、第２のレバーアーム１４２に対する接続部とは反対側の端部において、測定トランスデューサ１５０の移動可能部分に接続される。図面では見ることができない測定トランスデューサ１５０の移動可能部分は、例えばＥＭＦＣ変換器の磁場コイルである。ＥＭＦＣ変換器の場合は通常は永久磁石により構成される、測定トランスデューサ１５０の固定部分は、平行な固定脚部１２２に固く接続される。
【００４０】
図２Ａは、本発明による第１の実施形態の平行案内機構１２０を備える力伝達デバイス１１０の立面図を示す。この力伝達デバイスは図１の力伝達デバイス１１０に正確に一致するため、同じ参照符号を使用する。図２Ａには取り付けられる構成要素は示されず、力伝達システム１１０の設計概念および機能をより明確に示される。力伝達システム１１０は単一の材料ブロックで作られ、ここでは、個別の構成要素は、のこ引き、フライス加工、ドリル加工および放電加工などの、材料除去操作によって形成される。２つの分離用切欠部１１１、１１２により、力伝達レバー１４０、そのレバー支点１４３、平行な移動可能脚部１２１、第１の平行案内部材１２３、第２の平行案内部材１２４、４つの撓み枢動軸１３１、１３２、１３３、１３４、および、調整ゾーン１３５が、平行な固定脚部１２２からほぼ完全に分離される。第１の撓み枢動軸１３１が平行な移動可能脚部１２１を第１の平行案内部材１２３に一体に接続し、また、第２の撓み枢動軸１３２が第１の平行案内部材１２３を平行な固定脚部１２２に一体に接続することから、この分離は完全ではない。平行な移動可能脚部１２１はさらに、第３の撓み枢動軸１３３により第２の平行案内部材１２４に接続され、第２の平行案内部材１２４は第４の撓み枢動軸１３４により調整ゾーン１３５に接続される。調整ゾーン１３５は調整撓み支点１３６により平行な固定脚部１２２に接続されるが、調整レバー１３７が調整撓み支点１３６の前に配置されるため、調整ゾーン１３５は一部分のみを見ることができる。断面平面Ｘ−Ｘにおける断面で力伝達システム１１０を示す図２Ｂでより明確に見ることができるように、調整撓み支点１３６は第１の調整撓み支点１３６Ａおよび第２の調整撓み支点１３６Ｂに分割される。
【００４１】
力伝達システム１１０は、３つの切欠部により、図２Ａの図面に平行に部分的に分割される。中央切欠部１２５と称される切欠部の１つが、中央平面に沿って、調整撓み支点１３６、調整ゾーン１３５および第４の撓み枢動軸１３４を切り欠いている。この中央切欠部は、図２Ｂおよび２Ｃでより明確に分かるように、上述した要素を、第１の調整撓み支点１３６Ａと、第１の調整ゾーン１３５Ａと、第１の撓み枢動軸１３４Ａとに、さらには、第２の調整撓み支点１３６Ｂと、第２の調整ゾーン１３５Ｂと、第２の撓み枢動軸１３４Ｂとに分割しており、その目的は、平行案内機構１２０の横方向のおける偏心荷重誤差を調整しさらには補正するのを可能にすることである。図２Ａでは、中央切欠部１２５の端部が破線で示される。図２Ｂおよび２Ｃでは、中央切欠部１２５は中央の深い切り込みとして示される。残りの２つの切欠部はレバー境界切欠部１２６、１２７であり、これらは、平行な固定脚部１２２からの両方の外側側面上に位置する調整レバー１３７Ａ、１３７Ｂを分離する。レバー境界切欠部１２６、１２７によりこのように分離されることにより、第１の調整撓み支点１３６Ａが第１の調整レバー１３７Ａの第１のレバー支点１４６Ａの機能も同時に兼ね、第２の調整撓み支点１３６Ｂが第２の調整レバー１３７Ｂの第２のレバー支点１４６Ｂの機能も同時に兼ねる。各調整ゾーンはその調整支点１４７Ａ、１４７Ｂのそれぞれの回転軸を中心に枢動する。
【００４２】
２つの調整レバー１３７Ａ、１３７Ｂは同様に構成される。これらのデザインは図２Ａで特に明確に示される。調整レバー１３７の第１の端部１３８は調整ゾーン１３５に固く接続される。調整レバー１３７の第２の端部１３９は自由に移動可能である。第２の端部１３９の移動は図２Ａの図面に平行であり、平行な固定脚部１２２と調整レバー１３７の第２の端部１３９との間に配置される調整ねじ１２８の形態の調整設定要素によって制御される。調整レバー１３７は長さＬにわたって延在する弾性領域１３０を有し、リーフスプリングのように挙動する。第２の端部１３９が変位されると、弾性領域１３０が曲げ変形し、調整撓み支点１３６に作用する曲げモーメントが発生し、この曲げモーメントは支点１３６によって緩衝される。モーメント軸１４７のところの曲げモーメントにより、調整撓み支点１３６が弾性的に変形し、調整ゾーン１３５が曲げモーメントの大きさに応じて回転性変位を受け、この回転性変位の回転中心はモーメント軸１４７を備える調整撓み支点１３６内に位置する。第４の撓み枢動軸１３４が調整撓み支点１３６から一定の距離のところに配置されることから、第４の撓み枢動軸１３４は、平行な固定脚部１２２および別の撓み枢動軸１３１、１３２、１３３に対してその位置を変化させ、この位置の変化の程度は調整撓み支点１３６の角変位によって決定される。その最終的な結果として、この位置の変化により偏心荷重誤差が所望される通りに調整される。
【００４３】
図２Ｂから分かるように、弾性領域１３０の断面積および断面係数は、調整撓み支点１３６の断面積および断面係数より大幅に小さい。これは第１の調整撓み支点１３６Ａにも当てはまり、さらには第２の調整撓み支点１３６Ｂにも当てはまる。
【００４４】
矢印Ｚの方向から見た図２Ａの力伝達システムの側部が示される図２Ｃは、第１の調整ねじ１２８Ａおよび第２の調整ねじ１２８Ｂが存在することを示している。第１の調整撓み支点１３６Ａおよび第２の調整撓み支点１３６Ｂの塑性変形により長手方向および横方向において平行案内機構１２０が粗調整された後、平行案内機構１２０が第１の調整ねじ１２８Ａおよび第２の調整ねじ１２８Ｂにより微調整される。撓み枢動軸１３１、１３２、１３３、１３４の互いに対するその位置の大きいずれは調整撓み支点１３６Ａ、１３６Ｂの塑性変形によりすでに補正されているため、微調整によって生じる材料応力は微少であり、秤量信号にドリフトの兆候はみられない。同様に、温度に関連する調整ねじの長さの変化も大きい減速比を有する弾性領域を介して伝達されるため、偏心荷重誤差に影響することはない。
【００４５】
図３Ａは、第２の実施形態の、本発明による平行案内機構２２０を備える力伝達システム２１０の頂部および側部の方向からの斜視図を示す。図３Ｂは下側からの方向の斜視図を示し、図３Ｃは図３Ａの力伝達システム２１０の底面図を示す。以下では、図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃの３つすべてをまとめて説明する。
【００４６】
第２の実施形態は、調整設定領域２６１Ａ、２６１Ｂおよび調整結合要素２６２Ａ、２６２Ｂが図１および２Ａから２Ｃの第１の実施形態の調整設定要素に取って代わることのみが、第１の実施形態とは異なる。さらに、第１の撓み枢動軸２３１および第２の撓み枢動軸２３２の近傍に見られる大きい切抜き部２６５、２６６が、撓み枢動軸２３１、２３２が弾性変形することによって発生する復元力を最小にするという目的を有する。
【００４７】
調整設定領域２６１Ａ、２６１Ｂおよび調整結合要素２６２Ａ、２６２Ｂは、材料除去操作により、平行な固定脚部２２２に対して境界を定める調整設定要素である。調整設定領域２６１Ａ、２６１Ｂの各々は、調整設定撓み枢動軸２６３Ａ、２６３Ｂを介して、平行な固定脚部２２２に接続される。調整設定撓み枢動軸２６３Ａ、２６３Ｂを塑性的に変形させると、調整設定領域２６１Ａ、２６１Ｂの角度が永続的に変位され、それにより、調整結合要素２６２Ａ、２６２Ｂが平行な固定脚部２２２に対して永続的に変位される。調整結合要素２６２Ａ、２６２Ｂの変位はレバー端部２３９Ａ、２３９Ｂに伝達され、調整ねじを用いる調整と同様に、図３Ｂに示される調整撓み支点２３６Ａ、２３６Ｂに作用する曲げモーメントを発生させ、この曲げモーメントの大きさは弾性領域２３０と変位とによって決定される。このように、加えられる曲げモーメントおよび調整撓み支点２３６Ａ、２３６Ｂが同じ回転軸すなわちモーメント軸２４７Ａ、２４７Ｂを有することから、調整撓み支点２３６Ａ、２３６Ｂは同時に調整レバーのレバー支点２４６Ａ、２４６Ｂも構成する。
【００４８】
図３Ｂでさらに示されるように、第３の撓み枢動軸２３３および第４の撓み枢動軸２３４の領域内に大きい切抜き部２６７、２６８が配置され、これらもやはり、撓み枢動軸２３３、２３４の角変位により発生する復元力を最小にする目的を有する。調整撓み支点２３６Ａ、２３６Ｂ内および調整設定撓み枢動軸２６３Ａ、２６３Ｂ内で塑性変形を引き起こすためには、それぞれの撓みの材料の弾性限界を超える曲げモーメントをモーメント軸２４７Ａ、２４７Ｂのところに適用することが可能である必要がある。したがって、調整ゾーン２３５Ａ、２３５Ｂおよび調整設定領域２６１Ａ、２６１Ｂの各々は、調整具のためのグリップを提供する係合フィーチャを有する。ここで示されるように、係合フィーチャは円筒孔の形態をとることができる。
【００４９】
実施形態の特定の実施例を提示して本発明を説明してきたが、例えば、個別の実施例の特徴を互いに組み合わせることにより、および／または、本明細書で説明される実施形態間で個別の機能的ユニットを交換することにより、本発明の教示から多様な実施形態がさらに多数開発され得ることは読者には明確であろう。一例として、本発明による調整ゾーンは、平行な固定脚部の代わりに平行な移動可能脚部上に配置されてもよい。さらに、本発明による調整ゾーンの構成は、例えばＥＰ２  １２０  ０２３Ａ１で開示される種類の内部封入される秤量セルでも使用され得る。もちろん、平行案内機構、または、力伝達システムの複数の部品は、別の構成要素で組み立てられてもよく、同様に、本発明の偏心荷重誤差調整機能を備えることができる。したがって、このような任意の組合せおよび多様な実施形態は本発明の一部であるとみなされる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  重力測定計測器
２０  荷重レシーバ
３０  シャシーベースの支持パッド
４０  メカニカルグラウンド
１００  秤量セル
２１０、１１０  力伝達システム
１１２、１１１  分離用切欠部
２２０、１２０  平行案内機構
１２１  平行な移動可能脚部
２２２、１２２  平行な固定脚部
１２３  第１の平行案内部材
１２４  第２の平行案内部材
１２５  中央切欠部
１２７、１２６  レバー境界切欠部
１２８Ｂ、１２８Ａ、１２８  調整設定要素、調整ねじ
２３０、１３０  弾性領域
２３１、１３１  第１の撓み枢動軸
２３２、１３２  第２の撓み枢動軸
２３３、１３３  第３の撓み枢動軸
２３４、１３４Ｂ、１３４Ａ、１３４  第４の撓み枢動軸
２３５Ｂ、２３５Ａ、１３５Ｂ、１３５Ａ、１３５  調整ゾーン
２３６Ｂ、２３６Ａ、１３６Ｂ、１３６Ａ、１３６  調整撓み支点
１３７Ｂ、１３７Ａ、１３７  調整レバー
１３８  第１の端部
２３９Ｂ、２３９Ａ、１３９  第２の端部
１４０  力伝達レバー
１４１  第１のレバーアーム
１４２  第２のレバーアーム
１４３  レバー支点
１４４  結合要素
１４５  レバーアーム延長部
２４６Ａ、２４６Ｂ、１４６Ａ、１４６Ｂ、１４６  調整レバーの支点
２４７Ａ、２４７Ｂ、１４７Ａ、１４７Ｂ、１４７  調整撓み支点のモーメント軸
１５０  測定トランスデューサ
２６１Ｂ、２６１Ａ  調整設定領域
２６２Ｂ、２６２Ａ  調整結合要素
２６３Ｂ、２６３Ａ  調整設定撓み枢動軸
２６８、２６７、２６６、２６５  切抜き部
２７２Ｂ、２７２Ａ、２７１Ｂ、２７１Ａ  係合フィーチャ
【図１】
2013142692.tif 000003
【図２Ａ】
2013142692.tif 000004
【図２Ｂ】
2013142692.tif 000005
【図２Ｃ】
2013142692.tif 000006
【図３Ａ】
2013142692.tif 000007
【図３Ｂ】
2013142692.tif 000008
【図３Ｃ】
2013142692.tif 000009
【外国語明細書】
2013142692000001.pdf