JP2527308B2 - 気流による影響を防止した秤量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁平行式の高分解能秤量装置に係り、特に
装置内部に生じる空気の対流による秤量精度の低下を防
止するよう構成した秤量装置に関する。

〔従来の技術〕

電磁平衡式の高分解能の秤量装置として電子天秤と称
する秤量装置がある。この装置の基本構造は秤量物を載
置する秤量皿と、この秤量皿に加わった加重を伝達する
アームと、このアームを介して伝達された荷重を受容し
且つこの荷重を電気信号に変換する秤量機構部とから成
っている。更に秤量機構部には表示部が接続し、この秤
量機構部から出力された信号により液晶等適当な表示手
段により測定した荷重を表示するようにしている。

第２図は上述した電子天秤の具体的な構成を示す。

１は電子天秤本体、２はこの本体の一部を構成する秤
量室であり、通常はこの秤量室２はガラスケースとして
構成してある。

秤量室２内の秤量皿３に載置された被測定物の荷重は
秤量室２の床５を挿通して配置されたピン６及びこのピ
ン６を有するアーム４を介して機構室17内のロバーバル
機構16に伝達される。このロバーバル機構16は上部副桿
７と、これに平行に位置する下部副桿８と、浮枠９と、
これらを接続する板バネ10a、10b、10c、10dとから構成
した平行四辺形である。前記アームはこのロバーバル機
構16に対して接続している。12は支点13を中心として揺
動するビームであり、その一端はロバーバル機構16の浮
枠９と接続し、他端は電磁部14に接続している。

以上の構成において、秤量物の荷重はアーム４、ロバ
ーバル機構16、板バネ11を経てビーム12に到り、このビ
ーム12の変位をセンサ（図示せず）で検出し、この変位
信号をサーボ機構（図示せず）で増幅し、出力電流が電
磁部14に供給され、ビーム12を荷重に抗して平衡させ
る。電磁部で発生力と電磁部に供給する電力とは比例す
るので、この電力を電圧として出力し、表示部15におい
て秤量物の荷重として表示する。

以上の構成の電子天秤は秤量の精度が非常に高いが、
反面この精度が高いことにより外部の影響を受け易いと
いう問題がある。特に秤量皿に対する空気流の影響は大
きく、空気流により秤量皿が揺動し、この揺動のため荷
重の表示が不正確になったり、安定しなかったりする問
題がある。このため秤量部を前述のようにガラスで覆っ
て秤量室として外気から一応遮断し、外気の流動による
影響を防止している。しかしながら、装置の秤量精度が
向上すると外気の流動のみでなく装置内部における極め
て僅かな空気の流動も秤量精度に影響を及ぼすようにな
ってきており、その対策が何種か提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先ず、秤量装置自体の密閉性を高めても、装置内部に
おける温度差により空気の対流が生じるのは避けられな
い。特に機構室の電気回路は通電することにより発熱す
るため機構室は一般的に秤量室よりも温度が高くなる。

ここで、秤量物の荷重を秤量機構に伝達するため、秤
量室２内の秤量皿３と機構室17内の秤量機構とは機械的
に接続しており、このため、秤量室２の床５に対しては
ピン６挿通用の開口5aが形成してある。然し、この開口
を形成することにより温度の高い機構室内の空気がこの
開口5aを経て秤量室２内に流れ込む。このため開口を上
昇する空気が秤量皿３を煽り、正確な荷重の測定が困難
になる。空気の流動を少なくするためにはこの開口5aの
内径を可能な限りピン６の外径に近ずけ、開口5aとピン
６との間の隙間を少なくする必要がある。然しながら開
口5aとピン６とが接触したならば正確な測定は不可能に
なるため、秤量物載置時のアーム４の揺れ分も含めて、
開口5aの内径を余り小さくすることができず、空気の流
動の防止にも自ずと限界がある。

以上の問題点を解決すべく従来から何種かの構成が提
案されている。

この構成の一つとして先ず特開昭57−153223号があ
る。この構成は、秤量皿の下部に下皿（気流防護板）を
固設し、下皿の中央にはスリーブを形成し、荷重の伝達
を行う軸体（ピン）はこのスリーブ内に挿通位置させる
と共に、軸体の外径をスリーブ内径に近い大きさとする
ことによりスリーブと軸体との間の隙間を小さくし、こ
れによりこの隙間の通気抵抗を高くし、更にスリーブと
その周囲に形成した床面開口との隙間は大きくし、床面
開口部の通気抵抗は小さくなるよう構成している。これ
により機構室からの気流の殆どは通気抵抗の小さいスリ
ーブ外周部を上昇し、かつ上昇した気流は床面に固設し
た下皿に当たる。このため秤量皿自体には上昇流が当た
ることはあまりなく高い秤量精度が保証される。

然しながら、この構成においてはスリーブと軸体との
隙間を可能な限り小さくする必要があり、このため秤量
皿の中心から離れて秤量物を載置した場合、秤量皿の僅
かな傾きによっても軸体とスリーブ内壁面とが接触して
しまい、結局上記したように機構部に対して正確な荷重
を伝達することができなくなってしまう虞れがある。ま
た仮にスリーブを廃して、秤量皿に近接して配置した下
皿に対して軸挿通用の開口部のみを形成しても、この開
口部と軸体との間の隙間はできるだけ少なくする必要が
あるため、秤量皿が傾けば軸体はやはり開口部に接触し
てしまう。つまり秤量皿上の秤量物の偏在による軸体の
揺動の中心は軸体下端部たる軸体と機構部若しくはビー
ムとの接続部に有るため、下皿が秤量皿に近接位置して
いるこの構造では僅かな軸体の揺動で開口部に対し、変
位の大きい軸体上部が接触してしまう。また揺動を押さ
える為には非常に強固な軸体を使用せねばならず、軸体
と機構部若しくはビームの接続構造も大幅に強化する必
要が生じる。

次に以上の構成とは別に実開昭59−21735号がある。

この構成は、上昇気流の影響防止手段の簡素化を図っ
たものである。つまり、前記の構成が下皿を用いて秤量
皿を上昇気流から防護するようにしたのに対して、この
構成は秤量室と機構室を仕切る面（床面）のうち、秤量
皿によってカバーされる領域以外の部分に対して複数の
開口を形成することにより上昇気流が秤量皿に直接当た
るのを防止するようにしている。この構成は非常に簡単
であり、装置の製造費の上昇等を押さえることができる
反面、次の問題がある。

即ち、その構成上開口部は必ず秤量皿によってカバー
された領域以外に形成しなければならないないため、こ
の開口部が床面に形成してある場合、秤量皿以外に落ち
た秤量物がこの開口を経て下部の機構室に容易に落下侵
入してしまう。つまり、秤量皿に対する気流の影響を考
慮せず、機構室に対する秤量物の落下防止のみを考えれ
ば、上昇気流用の開口は秤量皿の下部に形成するのがよ
い。因みにこの位置に開口を形成すれば秤量皿自体が秤
量物の落下侵入防止用カバーとして機能するからであ
る。

更に、開口5aからの空気の流出を防止するため、機構
室17に空気抜きの開口17aを形成する方法も試みられて
いる。この方法では昇温した空気は機構室内を上昇し開
口17aから流出するが、この流出分の空気が秤量室の開
口5aから機構室17に吸引され、今度は秤量皿周囲に空気
の下降流が生じ、秤量皿３は結局空気流に煽られる結果
となる。

以上のように各種の方法が提案されているが、何れも
一長一短があり、問題の根本的な解決とはなっていない
のが実情である。

〔問題点を解決するための手段〕

上述した解決手段は何れも秤量皿に接続する荷重伝達
機構が秤量室下部に位置することを前提とするため、秤
量質室の床面に対しては必ず荷重伝達機構挿通用の開口
が形成され、この開口を経て空気が流動し、開口の上部
に位置する秤量皿は程度の差はあっても必ずこの空気の
流動の影響を受ける。

本発明はこの点に鑑み構成したものであり、秤量室の
床面に荷重伝達機構挿通用の開口が存在する限り問題の
根本的な解決はできないとの認識に基づき、秤量室の床
面を挿通して荷重伝達機構を配置する構成を廃し、秤量
室側壁を挿通して荷重伝達機構を配置した構成とした秤
量装置であることを特徴とする。

〔作用〕

本発明は上述したように秤量室の床面を挿通して荷重
伝達機構を配置する構成を廃し、秤量室側壁を挿通して
荷重伝達機構を配置した構成としたので、荷重伝達機構
挿通部を通過する空気の流動により秤量皿が影響を受け
ることはなく、秤量精度を大幅に向上させることができ
る。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

１は電子天秤本体、２はこの本体の一部を構成する秤
量室であり、従来構成と同様、通常はこの秤量室２はガ
ラスケースとして構成してある。

符号16は機構室17内に配置したロバーバル機構であ
り、このロバーバル機構16は上部副桿７と、これに平行
に位置する下部副桿８と、浮枠９と、これらを接続する
板バネ10a、10b、10c、10dとから構成した平行四辺形で
ある。アーム４はこのロバーバル機構（直接的には浮枠
９）に接続している。但しこのアーム４は従来構成と相
違し、秤量室２の下部の機構室の一部に位置するのでは
なく、秤量室２の床５の上部に於いて同室２内には突出
位置している。

即ち具体的にはアーム４の一端はロバーバル機構16の
浮枠９と接続し、他端は秤量室２と機構室17を区画する
隔壁18の開口部18aを介して秤量室２内に突出位置して
いる。つまりアーム４は秤量室２の床５にほぼ平行に位
置するよう配置され、床５自体は何らの開口部も形成し
ていない。この状態のアーム４に対して秤量皿３が配置
してある。

以上の構成において、秤量皿３に載置された秤量物の
荷重はアーム４、ロバーバル機構16、ビーム12に到り、
従来技術と同様このビームの変位をセンサ（図示せず）
で検出し、この変位信号をサーボ機構（図示せず）で増
幅し、出力電流が電磁部14に供給され、ビーム12を平衡
させる。前述のように電磁部で発生する力と電磁部に供
給する電力とは比例するので、この電力を電圧として出
力し、表示部15において秤量物の荷重として表示する。

以上の作動の際、機構室17内の空気はより低温の秤量
室２内に流入しようとし、その空気の流れは秤量室２と
機構室17を連通する唯一の部分である開口18aを通過す
ることになる。これを秤量室２内に流入する空気の流れ
を例に説明すると、開口18aから流出した空気は隔壁18
に沿うように上昇し、秤量皿３に対しては影響を与えな
い。このため非常に精度の高い重量の測定が可能とな
る。また機構室17側に空気抜き用の開口を形成した場合
には、この開口18aを経て空気が秤量室２から機構室17
に流入するが、この場合も空気は隔壁18に沿って流動す
るため秤量皿３に対する影響は無視できる。

〔効果〕

本発明は以上にその構成を示したように、秤量室の床
面を挿通して荷重伝達機構を配置する構成を廃し、秤量
室側壁（隔壁）を挿通して荷重伝達機構を配置した構成
としたので、荷重伝達機構挿通部を通過する空気の流動
により秤量皿が影響を受けることはなく、秤量精度を大
幅に向上させることができる。

また、秤量室床面は気密に形成されており開口部分が
ないため、誤って秤量物を落下させても秤量物が機構室
内に進入することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す電磁平衡式秤量装置の縦
断面図、第２図は従来の電磁平衡式秤量装置の縦断面図
である。 １……秤量装置本体、２……秤量室 ３……受皿、４……アーム ５……秤量室床、16……ロバーバル機構 17……機構室、18……隔壁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ鉛直方向に形成された隔壁を介して秤
   量室と機構室が隣接位置し秤量室内に位置する受皿に載
   置した秤量物の荷重は、受皿に接続するアームを介して
   機構室内の秤量機構に伝達されるよう構成した装置にお
   いて、秤量室床面は気密に形成され、アームはこの気密
   の床面の上部において同床面とほぼ平行に配置されると
   共に、一端に受皿が設けられ、かつ他端は前記隔壁を挿
   通して機構室内の秤量機構に接続され、秤量室と機構室
   の温度差による流動空気は当該アームの挿通部を介して
   隔壁に沿って移動するよう構成し、流動空気が受皿に当
   たらないようにしたことを特徴とする気流による影響を
   防止した秤量装置。