特許 7164621 重量測定センサおよび電子天秤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-24

(45)【発行日】2022-11-01

(54)【発明の名称】重量測定センサおよび電子天秤

(51)【国際特許分類】

   G01G 7/04 20060101AFI20221025BHJP

   G01G 23/02 20060101ALI20221025BHJP

【ＦＩ】

G01G7/04

G01G23/02 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020547271

(86)(22)【出願日】2018-11-30

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-18

(86)【国際出願番号】 CN2018118398

(87)【国際公開番号】W WO2019109857

(87)【国際公開日】2019-06-13

【審査請求日】2021-09-02

(31)【優先権主張番号】201711262640.X

(32)【優先日】2017-12-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】520189821

【氏名又は名称】メトラー－トレド・インストゥルメント （シャンハイ） カンパニー，リミテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】520189832

【氏名又は名称】メトラー－トレド・インターナショナル・トレーディング （シャンハイ） カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100092967

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 修

(74)【代理人】

【識別番号】100220065

【弁理士】

【氏名又は名称】高梨 幸輝

(72)【発明者】

【氏名】ウー，チャオ

(72)【発明者】

【氏名】リウ，バオフイ

(72)【発明者】

【氏名】ヤーン，チュン

【審査官】大森 努

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１２９３８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６３－１６９５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０７２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－０４２７９５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０７－０２３２４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】独国特許発明第１９８０４４３９（ＤＥ，Ｃ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００３３３２０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｇ ７／０２－７／０４，２３／０２，２１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子天秤に使用される重量測定センサであって、当該重量測定センサは、
重量測定ユニットであって、荷重受け部分と、固定部分と、前記荷重受け部分と前記固定部分を互いに連結するための平行案内部材とを備える、前記重量測定ユニットと、
レバーであって、前記レバーの一端が前記荷重受け部分に連結され、前記レバーが前記平行案内部材と前記固定部分との間に設けられている、前記レバーと、
位置制限ブロックであって、
前記位置制限ブロックの下方部分が前記固定部分に連結されており、
前記位置制限ブロックの上方部分に制限構造体が形成されており、
前記レバーの他端の末端部分が前記制限構造体の中に設けられて、前記レバーの前記他端の前記末端部分の偏位を制限する、前記位置制限ブロックと
を備え、
前記重量測定センサが、前記位置制限ブロックの外側表面に固定された光電送受信ボードをさらに備え、前記光電送受信ボードは、前記レバーを通過する光束の変化によりバランス位置からの偏位を検出するように構成されており、
前記固定部分の一端が前記荷重受け部分へと前方に延在し、前記固定部分と前記荷重受け部分との間に間隙が形成され、前記固定部分の端部に取付部分が設けられ、
楕円形貫通穴が前記位置制限ブロックの前記下方部分に形成され、前記楕円穴と前記取付部分とを貫通する固定部材により、前記位置制限ブロックが前記固定部分に固定されることを特徴とする、重量測定センサ。

【請求項2】

請求項１に記載の重量測定センサであって、
前記固定部分の前記取付部分が、内向きに延在する取付溝として設けられ、
前記取付溝が、前記位置制限ブロックの前記下方部分の形状と適合するような形状に形成されており、
前記位置制限ブロックの前記下方部分が前記取付溝にはめ込まれ、また前記取付溝に固定して連結されることを特徴とする、重量測定センサ。

【請求項3】

請求項１に記載の重量測定センサであって、
内向きに延在する取付溝が、前記位置制限ブロックの前記下方部分の外側表面に形成され、前記楕円穴が前記取付溝に位置付けられ、前記取付溝と前記制限構造体が、前記位置制限ブロックの同じ外側表面に位置付けられ、
前記固定部分の前記取付部分が、外向きに突き出た突出部として設けられ、前記突出部が前記取付溝にはめ込まれ、また前記取付溝に固定して連結されることを特徴とする、重量測定センサ。

【請求項4】

請求項１に記載の重量測定センサであって、
前記制限構造体が縦方向貫通ノッチであり、前記縦方向貫通ノッチが前記位置制限ブロックの上端部外側表面と、対応する下端部外側表面との間に設けられたことを特徴とする、重量測定センサ。

【請求項5】

請求項４に記載の重量測定センサであって、
前記レバーの前記他端の前記末端部分がスロットによって分けられており、
前記末端部分が、少なくとも部分的に前記制限構造体の中に設けられ、
前記レバーの前記末端部分の上端部表面が前記制限構造体の上表面と合わせられ、
前記レバーの前記末端部分の下端部表面が前記制限構造体の下表面と合わせられることを特徴とする、重量測定センサ。

【請求項6】

請求項５に記載の重量測定センサであって、
前記電子天秤がパワーオン状態かつ安定平衡であるとき、
前記レバーの前記末端部分の前記上表面と前記制限構造体の前記上表面との間、および
前記レバーの前記末端部分の前記下端部表面と前記制限構造体の前記下表面との間
に設けられる間隙が存在することを特徴とする、重量測定センサ。

【請求項7】

電子天秤であって、
請求項１から６のいずれか一項に記載の重量測定センサを備えることを特徴とする、電子天秤。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子天秤の分野に関し、詳細には、電子天秤に使用される重量測定センサに関する。

【背景技術】

【0002】

日常生活において、電子天秤は、電磁力を生成して物体の重量を釣り合わせるために使用される。電子天秤は、正確で信頼性が高い重量測定および迅速で明瞭な表示を特徴とし、自動検出システム、簡単な自動較正装置、過負荷保護装置などを有する。

【0003】

現在、電子天秤に使用されている重量測定センサは、主に電磁力補償の原理に基づいており、荷重がかかるとレバーが偏位することになる。したがって、レバーの末端部分が相対的偏位位置（ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）へとオフセットすることを防止するために、電磁力補償センサには止め具構造体が存在することになる。これに対応して、光束の変化を検出するために光電位置センサが使用される。一般的な光電位置センサと、レバーの末端部分が相対的偏位位置へとオフセットすることを防止するための止め具構造体とは、２つの異なる構成要素である。その結果、センサに非常に多くの部品が存在し、組立て工程が比較的複雑になり、コストが比較的高くなる。

【0004】

上述の問題を解決するために、本発明は、光電位置センサと、レバーの末端部分が相対的偏位位置へとオフセットすることを防止するための止め具構造体とを一体化した重量測定センサを提供する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明によって解決すべき技術的課題は、重量測定センサに複数の部品が存在し、組立て工程が複雑であり、高コストであるなど、従来技術における欠点を克服するために、重量測定センサおよび電子天秤を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の技術的課題は、以下の技術的解決策により、本発明において解決される。
電子天秤に使用される重量測定センサであって、当該重量測定センサは、
荷重受け部分と、固定部分と、荷重受け部分及び固定部分を互いに連結するための平行案内部材とを備える重量測定ユニットと、
レバーであって、レバーの一端が荷重受け部分に連結され、レバーが平行案内部材と固定部分との間に設けられている、レバーと、
光電位置制限ブロックであって、光電位置制限ブロックの下方部分が固定部分に連結されており、光電位置制限ブロックの上方部分に制限構造体が形成されており、レバーの他端の末端部分が制限構造体の中に設けられて、レバーの他端の末端部分の偏位を制限する、光電位置制限ブロックとを備える、重量測定センサである。

【0007】

本発明の一実施形態によれば、重量測定センサは、光電位置制限ブロックの外側表面に固定された光電送受信ボードをさらに備える。
本発明の一実施形態によれば、固定部分の一端は荷重受け部分へと前方に延在し、固定部分と荷重受け部分との間に間隙が形成され、固定部分の端部に取付部分が設けられ、
楕円形貫通穴が光電位置制限ブロックの下方部分に形成され、楕円穴と前記取付部分とを貫通する固定部材により、前記光電位置制限ブロックが前記固定部分に固定される。

【0008】

本発明の一実施形態によれば、固定部分の取付部分は、内向きに延在する取付溝として設けられ、取付溝は、光電位置制限ブロックの下方部分の形状と適合するような形状に形成されており、光電位置制限ブロックの下方部分は、取付溝にはめ込まれ、また取付溝に固定して連結される。

【0009】

本発明の一実施形態によれば、内向きに延在する取付溝が光電位置制限ブロックの下方部分の外側表面に形成され、楕円穴は取付溝に位置付けられ、取付溝と制限構造体は、光電位置制限ブロックの同じ外側表面に位置付けられ、固定部分の取付部分は、外向きに突き出た突出部として設けられ、突出部は取付溝にはめ込まれ、また取付溝に固定して連結される。

【0010】

本発明の一実施形態によれば、制限構造体は、光電位置制限ブロックの上端部外側表面と、対応する下端部外側表面との間に設けられた縦方向貫通ノッチである。
本発明の一実施形態によれば、レバーの他端の末端部分はスロットによって分けられており、末端部分は、少なくとも部分的に制限構造体の中に設けられ、レバーの末端部分の上端部表面は制限構造体の上表面に合わせられ、レバーの末端部分の下端部表面は制限構造体の下表面に合わせられる。

【0011】

本発明の一実施形態によれば、電子天秤がパワーオン状態かつ安定平衡であるとき、レバーの末端部分の上表面と制限構造体の上表面との間、およびレバーの末端部分の下端部表面と制限構造体の下表面との間に設けられる間隙が存在する。

【0012】

本発明の一実施形態によれば、制限構造体と光電位置制限ブロックは一体になった構造体である。
本発明は、上述のような重量測定センサを備える電子天秤をさらに提供する。

【0013】

本発明の実際的で有利な効果は以下の点である。
すなわち、本発明を構成する重量測定センサおよび電子天秤と、光電位置センサと、レバーの末端部分が相対的偏位位置へとオフセットすることを防止するための止め具構造体とが、どちらも光電位置制限ブロックに配置されて、一体になった構造体を形成し、これは、機械加工によって形成することも、ダイカストとそれに続く機械加工によって形成することもできるという点にある。こうした構造的構成により、重量測定センサは、単純な構造であり、組立てが簡便であり、低コストであるなどの多くの利点を有する。

【0014】

本発明の上記その他の特徴、特性、および利点は、添付図面を参照した、実施形態の以下の説明からより明らかになろう。図面の全体にわたり、同じ参照符号により同じ特徴が示される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の重量測定センサの斜視図である。

【図2】本発明の重量測定センサの断面図である。

【図3】図２の部分Ａの拡大図である。

【図4】本発明の重量測定センサのレバーの斜視図である。

【図5】本発明の重量測定センサのレバーの他端の構造的概略図である。

【図6】本発明の重量測定センサの重量測定ユニットの一実施形態の斜視図である。

【図7】本発明の重量測定センサの光電位置制限ブロックの一実施形態の斜視図である。

【図8】本発明の重量測定センサの重量測定ユニットの別の実施形態の斜視図である。

【図9】本発明の重量測定センサの光電位置制限ブロックの別の実施形態の斜視図である。

【図10】本発明の重量測定センサの光電位置制限ブロックの左端部面の概略図である。

【図11】本発明の重量測定センサの光電位置センサ組立体の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の上記の目的、特徴、および利点をより明らかに、またより理解しやすくするために、添付図面および特定の実施形態と併せて、本発明を以下でより詳細にさらに説明する。

【0017】

ここで、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。ここでは本発明の好ましい実施形態が詳細に参照され、その複数の例が添付図面に示されている。全ての図において使用されている同じ参照符号は、可能な場合にはいつでも同一の部分または同様の部分を指す。

【0018】

さらに、本発明において使用される用語はよく知られている一般的な用語から選択されているが、本発明の説明において言及されている用語のうちのいくつかは、本出願人の判断に従って本出願人によって選択されている場合があり、その詳細な意味は、本明細書に記載の関連するセクションに記載されている。

【0019】

さらに、本発明は、使用されている実際の用語によってだけではなく、各用語に包含されている意味によっても理解されるべきである。
図１は、本発明の重量測定センサの斜視図である。図２は、本発明の重量測定センサの断面図である。図３は、図２の部分Ａの拡大図である。

【0020】

図１～図３に示してあるように、本発明では、重量測定センサ１０を備える電子天秤が開示される。重量測定センサ１０は、重量測定ユニット１１、レバー１２、および光電位置センサを備える。重量測定ユニット１１は、荷重受け部分１１１と、固定部分１１２と、荷重受け部分１１１および固定部分１１２を互いに連結するための平行案内部材１１３と、を備える。レバー１２の一端は荷重受け部分１１１に連結されており、レバー１２は、平行案内部材１１３と固定部分１１２との間に設けられている。光電位置センサは、レバー１２の他端に設けられる。

【0021】

図４は、本発明の重量測定センサのレバーの斜視図である。図５は、本発明の重量測定センサのレバーの他端の構造的概略図である。図６は、本発明の重量測定センサの重量測定ユニットの一実施形態の斜視図である。図７は、本発明の重量測定センサの光電位置制限ブロックの一実施形態の斜視図である。

【0022】

図４～図７に示してあるように、この実施形態における重量測定センサの光電位置センサ組立体は、光電送受信プレート１３と、光電位置制限ブロック１４とを備え、光電位置制限ブロック１４の下方部分は固定部分１１２に固定して連結され、制限構造体１４１が、光電位置制限ブロックの上方部分に形成される。レバー１２の他端の末端部分は、制限構造体の中に設けられて、レバー１２の他端の末端部分の偏位を制限する。光電送受信プレート１３は、光電位置制限ブロック１４の外側表面に固定される。

【0023】

固定部分１１２の一端は荷重受け部分１１１へと前方に延在し、固定部分１１２と荷重受け部分１１１との間には間隙が形成され、固定部分の他端の端部分には、光電位置制限ブロック１４を取り付けるための取付部分１１２１が設けられる。具体的には、光電位置制限ブロック１４の下方部分（図７に示してあるような左端部表面１４９）には楕円形貫通穴ｂが設けられ、楕円穴ｂと取付部分１１２１とを貫通する固定部材により、光電位置制限ブロック１４が固定部分１１２に固定される。

【0024】

図６および図７に示してあるように、一実施形態では、固定部分１１２の取付部分１１２１は、内向きに延在する取付溝として設けられ、取付溝は、光電位置制限ブロック１４の下方部分に適合するような形状に形成され、光電位置制限ブロック１４の下方部分は取付溝にはめ込まれ、また取付溝に固定して連結され、それにより、光電位置制限ブロック１４と固定部分１１２との間に固定連結部が形成され、これにより、重量測定センサの組立て工程の間に制限ブロックが傾くことが効果的に防止され得る。

【0025】

図８は、本発明の重量測定センサの重量測定ユニットの別の実施形態の斜視図である。図９は、本発明の重量測定センサの光電位置制限ブロックの別の実施形態の斜視図である。

【0026】

図８および図９に示してあるように、別の実施形態では、固定部分１１２と光電位置制限ブロック１４との間の連結モードは別の形をとることもでき、たとえば、内向きに延在する取付溝が光電位置制限ブロック１４の下方部分の外側表面に形成され、楕円穴ｂが取付溝ａに位置付けられる。ここでは、取付溝ａと制限構造体１４１が、光電位置制限ブロック１４の同じ外側表面に位置付けられている。固定部分１１２の取付部分１１２１は外向きに突き出た突出部として設けられ、これは、取付溝ａにはめ込まれ、また取付溝ａに固定して連結される。このように、光電位置制限ブロック１４と固定部分１１２との間に固定連結部を形成することができ、これにより、重量測定センサの組立て工程の間に制限ブロックが傾くことが効果的に防止され得る。

【0027】

図１０は、本発明の重量測定センサの光電位置制限ブロック１４の左端部表面の概略図である。図１１は、本発明の重量測定センサの光電位置センサの斜視図である。
図１０および図１１に示してあるように、さらに、内向きに延在する溝ｃが、光電位置制限ブロック１４の下方部分の外側表面（図１０に示してあるような左端部表面１４９）にさらに設けられ、溝ｃは、光電位置制限ブロック１４の、制限構造体１４１とは反対側の表面（図９に示してあるような右端部表面１４８）に位置付けられ、楕円穴ｂは、溝ｃに位置付けられる。対応する右端部面１４８は、固定部分１１２の第１の取付部分１１２１に固定して連結され、光電位置制限ブロック１４は楕円穴ｂを用いて上下に動いて、その位置を調節することができる。

【0028】

好ましくは、制限構造体１４１は縦方向貫通ノッチであり、この縦方向貫通ノッチは、光電位置制限ブロック１４の上端部表面１４４と対応する下端部表面１４５との間に設けられている。ノッチに対応する上表面１４２および下表面１４３により、制限構造体１４１が形成される。制限構造体１４１と光電位置制限ブロック１４を一体になった構造体として設けることができることが好ましい。

【0029】

さらに好ましくは、レバー１２は、支点部材を連結するための第１の取付部分１２１と、荷重伝達部材１６を連結するための第２の取付部分１２２とを一端に備え、この一端に対応する他端の末端部分はスロット１２３によって分けられており、末端部分は、少なくとも部分的に制限構造体１４１の中に設けられる。特に、レバーの末端部分の上端部表面１２４は制限構造体１４１の上表面１４２と合わせられ、レバーの末端部分の下端部表面１２５は制限構造体１４１の下表面１４３と合わせられる。

【0030】

荷重が荷重受け部分１１１に載せられた後、荷重伝達部材１６により、レバー１２に力が伝達される。レバー１２はバランスを失い、力がレバー１２の長いアームによって増大された後、レバー１２の末端のスロット１２３は、元のバランス位置から偏位する。光電送受信プレート１３は、レバー１２のスロット１２３を通過する光束が変化したことを検出し、したがって重量測定センサ回路装置にそれをフィードバックして、重量測定センサ回路装置を用いて対応する補償電流を生成させる。このとき、電流は、レバーの長いアーム端部に位置付けられたコイルを通って流れ、コイルにより、固定磁場に補償力（またはバランス力と呼ばれる）が生じ、それにより、レバー１２は再びバランス状態へと戻り、つまり、スロット１２３はバランス位置へと戻る。載せられた荷重の実際の重量は、電子天秤の回路部分を用いて補償電流に関する一連のデータ収集およびデータ処理を実施することによって求めることができる。

【0031】

レバー１２が荷重を受けて偏位したとき、レバー１２、（各図には示されていない）支点部材、および荷重伝達部材１６を保護するという目的を達成するために、制限構造体には、レバー１２が過度に偏位するのを防止することが求められる。荷重を受けたことによりレバー１２が偏位したとき、レバー、支点部材、および荷重伝達部材１６を保護するという目的を達成するために、制限構造体には、レバー１２が過度に偏位するのを防止することが求められる。制限構造体と光電位置制限ブロック１４は一体になった構造体であり、これは、機械加工によって一体に形成することも、ダイカストとそれに続く機械加工によって一体になった構造体に形成することもできる。こうした構成により、光電位置センサ組立体は、単純な構造を有し、組立てが簡便になり、低コストになる。

【0032】

電子天秤が安定平衡のパワーオン状態であるとき、レバー１２の末端部分の上端部表面（すなわち第１の嵌合面１２４）と光電位置制限ブロック１４の制限構造体１４１の上表面１４２との間に間隙が存在し、レバー１２の末端部分の下端部表面（すなわち第２の嵌合面１２５）と光電位置制限ブロック１４の制限構造体１４１の下表面１４３との間に間隙が存在する。

【0033】

レバー１２が荷重の影響によって上方に偏位したとき、レバー１２の末端部分の上端部表面は、光電位置制限ブロック１４の制限構造体１４１の上表面１４２に当たることになる。制限構造体１４１の上表面１４２はレバー１２の止め具として機能し、それにより、レバー１２、支点部材、および荷重伝達部材１６を保護する。

【0034】

レバー１２が荷重の影響によって下方に偏位したとき、レバー１２の末端部分の下端部表面（すなわち第２の嵌合表面１２５）は、光電位置制限ブロック１４の制限構造体１４１の下表面１４３に当たることになり、制限構造体１４１の下表面１４３はレバー１２の止め具として機能し、それにより、レバー１２、支点部材、および荷重伝達部材１６を保護する。

【0035】

さらに、レバー１２の末端部分は、少なくとも部分的に光電位置制限ブロック１４の制限構造体１４１の中に設けられ、光電位置制限ブロック１４の前端部表面１４６および対応する後端部表面１４７には、光電送受信プレート１３が一緒に取り付けられる。

【0036】

要約すると、本発明の重量測定センサ、およびそれを備える電子天秤では、光電位置センサと、レバーの末端部分が相対的偏位位置へとオフセットすることを防止するための止め具構造体とは、どちらも光電位置制限ブロックに配置されて、一体になった構造体を形成する。この一体になった構造体は、機械加工によって形成することも、ダイカストとそれに続く機械加工によって形成することもできる。こうした構造的構成により、重量測定センサは、単純な構造であり、組立てが簡便であり、低コストであるなど、多くの利点を有する。

【0037】

本発明の特定の実施形態を上に述べてきたが、当業者は、これらは単に例示的なものであり、本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲によって定義されるということを理解すべきである。本発明の原理および趣旨から逸脱しない限り、当業者により、これらの実施形態に対する種々の変更または修正が加えられてもよい。しかし、これらの変更および修正は、すべて本発明の保護範囲内に収まる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】