特許 7438083 調整おもり切換部を備えたトランスドューサ

(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】2024-02-15

(45)【発行日】2024-02-26

(54)【発明の名称】調整おもり切換部を備えたトランスドューサ

(51)【国際特許分類】

   G01G 21/24 20060101AFI20240216BHJP

   G01G 23/01 20060101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

G01G21/24 Z

G01G23/01 K

【請求項の数】 12

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020188472

(22)【出願日】2020-11-12

(65)【公開番号】P2021081425

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2023-10-16

(31)【優先権主張番号】10 2019 130 625.6

(32)【優先日】2019-11-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】517166125

【氏名又は名称】ミネベア インテック アーヘン ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】フォルカー ライナース

(72)【発明者】

【氏名】ワシム アリャシン

【審査官】公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１７７９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３５１９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８７４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－００２７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４４２５９７５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｇ ７／００－ ７／０６

Ｇ０１Ｇ ２１／１８－２１／２６

Ｇ０１Ｇ ２３／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接地体（１５）と、
平行四辺形ガイドを介して前記接地体（１５）に枢着された荷重支持部（１４）と、
支持ジョイントを介して前記接地体（１５）に支持された少なくとも２つのレバー（１７，１８）を備えるレバー装置（１６）と、
を有しており、
第１のレバー（１７）は、第２のレバー（１８）よりも荷重支持部（１４）の近くに配置されており、前記少なくとも２つのレバー（１７，１８）は、連結棒および荷重ジョイントを介して互いに結合されており、
一方のレバー（１７，１８）には、調整おもり支持部（３）および調整おもり（４）を有する調整おもり切換部（２）が配置されている、秤用のトランスドューサ（１）であって、
前記調整おもり支持部（３）は、少なくとも１つの連結部材（１３）に結合されていて、
前記荷重支持部（１４）よりも前記調整おもり切換部（２）の近くに、前記調整おもり（４）および該調整おもり（４）用の移動機構（５）が配置されていて、
前記移動機構（５）は、前記調整おもり（４）を昇降させ、
前記調整おもり（４）は、下降状態では前記調整おもり支持部（３）に支持されており、上昇状態では前記調整おもり支持部（３）と全く接触していないことを特徴とするトランスドューサ（１）。

【請求項2】

前記少なくとも１つの連結部材（１３）は、支持ジョイント（２２）を介して前記接地体（１５）と結合されていることを特徴とする請求項１に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項3】

前記少なくとも１つの連結部材（１３）は、連結棒（２３）を介して一方のレバー（１７，１８）と結合されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項4】

前記連結棒（２３）には荷重が加えられることを特徴とする請求項３に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項5】

前記調整おもり支持部（３）は、
前記連結部材（１３）と、
該連結部材（１３）の前記連結棒（２３）と、
前記第２のレバー（１８）の連結棒（２８）、前記第２のレバー（１８）、および、コイルが配置されている前記第２のレバー（１８）、のうち１つ以上、と、を介して結合されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項6】

前記少なくとも１つの連結部材（１３）は、片側レバーであることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項7】

前記調整おもり支持部（３）は、当該トランスドューサ（１）の外側に延在していることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項8】

前記調整おもり支持部（３）は、Ｕ字形の形状を有していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項9】

前記調整おもり（４）が支持されると、前記第２のレバー（１８）は、荷重方向とは反対の方向に動くようになっていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項10】

前記少なくとも１つの連結部材（１３）は、前記レバー装置（１６）と一体的に結合されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項11】

前記少なくとも１つの連結部材（１３）と前記調整おもり支持部（３）との間には、少なくとも１つのスペーサ（２４）が配置されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載のトランスドューサ（１）。

【請求項12】

前記調整おもり支持部（３）は、前記少なくとも１つの連結部材（１３）と非一体的に結合されていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一項に記載のトランスドューサ（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

秤用のトランスドューサであって、接地体、平行四辺形ガイドを介して接地体に枢着された荷重支持部、および支持ジョイントを介して接地体に支持された少なくとも２つのレバーを備えるレバー装置を有しており、第１のレバーは、第２のレバーよりも荷重支持部の近くに配置されており、少なくとも２つのレバーは、連結棒および荷重ジョイントを介して互いに結合されており、一方のレバーには、調整おもり支持部および調整おもりを有する調整おもり切換部が配置されている。

【0002】

背景技術
トランスドューサは、トランスドューサの荷重支持部に導入される力を検出する。典型的にはトランスドューサは、トランスドューサの主要構成部材、特に少なくとも接地体、荷重支持部領域および平行四辺形バーが１つの材料ブロックから一体に加工されたモノリス構造を有している。これらのトランスドューサは、例えば秤台と結合された荷重支持部および固定領域、特に秤ケーシングと結合された接地体を有している。荷重支持部には、測定されるべき力が導入される。相応するトランスドューサは、電磁力補償の原理に基づき作動する。

【0003】

測定の高い測定精度および繰返し精度を保証するために、電磁力補償の原理に基づき作動するトランスドューサは、調整おもり切換部を有していることが多い。この場合は基準値を求めるために、所定の質量を有する調整おもりがトランスドューサのレバーと結合される。基準値に基づき、別の計重パラメータが調整され得る。

【0004】

１つのモノリスから製造される独国特許発明第１９５４０７８２号明細書から公知のトランスドューサは、アングルレバーとして形成された２つの増速レバーを有している。増速レバーのうちの一方は、重力方向に延在している。鉛直方向、すなわち重力方向の向きは、これにより、大幅な減速を達成しようとする場合には構成形態を高くせざるを得ないため、不都合である。

【0005】

欧州特許出願公開第１８７３５０４号明細書に記載の電子秤用の較正おもり装置の場合、較正おもり装置は、第１のレバーと結合されている。この装置の欠点は、較正おもり装置がレバーシステムと直接に結合されている、という点にある。これにより、較正おもり装置の位置が、力方向により規定されている。

【0006】

概要
したがって本発明の課題は、従来技術の周知の欠点を解消するかまたは少なくとも減じるトランスドューサを提供することにある。

【0007】

この課題は冒頭で述べた形式のトランスドューサにおいて、調整おもり支持部が、少なくとも１つの連結部材、特にレバー装置の互いに反対の側に配置された２つの連結部材と結合されていることにより達成される。調整おもり支持部と、少なくとも１つの連結部材との結合に基づき、調整おもり支持部がトランスドューサのレバーと直接に結合されることはない。

【0008】

別の構成では、少なくとも１つの連結部材は、支持ジョイントを介して接地体と結合されておりかつ連結棒を介してレバーと結合されている。これにより、連結部材によって力の方向転換を行うことが可能である。つまり、調整おもり支持部は、任意のレバーに配置することができ、この場合、連結部材の力の生じ得る方向転換に基づき、レバー装置の最後のレバーもしくは補償レバーは、荷重方向もしくは重力方向とは反対の方向に動かされる。よって、調整おもりが調整おもり支持部に支持されると、最後のレバーは荷重方向とは反対の方向に動くことになる。

【0009】

さらに別の構成では、連結部材の連結棒に荷重が加えられる。特に、少なくとも１つの連結部材は、支点の片側に力が作用する片側レバーである。これにより、力の方向転換が行われ、このとき支持ジョイントを介して旋回点が移動させられると共に、力方向が転換される。択一的に、連結部材の連結棒に引張り荷重が加えられてもよい。このためには、連結部材が支点の両側に力が作用する両側レバーとして形成されている。

【0010】

さらに別の構成では、調整おもり支持部は、少なくとも１つの連結部材を介してレバー装置の第２のレバーおよび／または最後のレバーと結合されており、この場合、最後のレバーにはマグネットポットが配置されている。換言すると、調整おもり支持部は、第１のレバーとではなく、レバー装置において第１のレバーの後に配置されたレバーと結合されている。このようにして、トランスドューサのレバー装置が相応する数のレバーを有している場合には、調整おもり支持部は、第４または第５のレバーと結合されていてもよい。この場合の利点は、調整おもりが比較的小さな質量を有することができ、これにより調整おもり切換部をより小型にかつより軽量に形成することができる、という点にある。

【0011】

さらに別の構成では、調整おもり支持部は、トランスドューサの外側に延在しておりかつ特にＵ字形の形状を有している。これにより、調整おもり支持部に対するさらなる損傷によってロードセルは弱化せず、レバー装置およびレバー形状を変更する必要もない。

【0012】

さらに別の構成では、少なくとも１つの連結部材は、レバー装置とモノリス状に一体的に結合されている。つまり、連結部材は、トランスドューサの一部であり、残りのレバー装置と共にフライス加工される。これにより、追加的な製造ステップは一切不要である。

【0013】

さらに別の構成では、連結部材と調整おもり支持部との間に、少なくとも１つのスペーサが配置されている。これにより、連結部材と調整おもり支持部との間の間隔を調整することができる。よって例えば、調整おもり支持部は同じ幾何学的寸法を有していてよく、レバー装置における少なくとも１つの連結部材の配置に応じて相応するスペーサを選択することができる。追加的に、スペーサは、トランスドューサにおける調整おもり切換部の組立てを容易にする。それというのも、連結部材は、好適には一方のレバーのすぐ近くに配置されており、ひいてはトランスドューサの外側の画定面から内側に向かってずらされて配置されているからである。

【0014】

別の構成では、調整おもり支持部は、連結部材と摩擦結合式に結合されている。これにより、調整おもり支持部は故障時でも、トランスドューサ全体を交換する必要無しに、簡単に交換することができる。さらにこのことは、製造コストも節減する。それというのも、調整おもり支持部とトランスドューサとをモノリス状に一体に製造した場合には、極めて多量の材料をフライス切削により除去せねばならないからである。

【図面の簡単な説明】

【0015】

別の有利な態様は、図面に関連した以下の好適な実施例の説明から明らかである。

【図1】調整おもり切換部を備えたトランスドューサの概略図である。

【図2】トランスドューサの別の概略図である。

【図3】トランスドューサの一部を示す図である。

【0016】

実施例の詳細な説明
図１には１つの実施例による、調整おもり切換部２を備えたトランスドューサ１の概略図が示されている。調整おもり切換部２は、調整おもり支持部３および調整おもり４を有している。調整おもり４は、移動機構５を介して昇降させられる。調整おもり４が移動機構５により上昇させられた場合、調整おもり４は、調整おもり支持部３との接触部を全く有していない。調整おもり４が移動機構５により下降させられた場合、調整おもり４は、調整おもり支持部３に支持される。調整おもり切換部２により基準値が求められることによりトランスドューサを調整することができる。

【0017】

移動機構５は、少なくとも１つの歯車７を介して偏心体を駆動するモータ６から成っている。偏心体は、調整おもり４を上昇させるかまたは調整おもりを下降させる。移動機構５は、基底板８に結合されている。基底板８にはさらに、調整おもり４のガイドに用いられる２つのガイドロッド９が配置されている。ガイドロッド９には、調整おもり４の行程距離を規定する各１つの上部ストッパ１０が配置されている。

【0018】

調整おもり支持部３は、Ｌ字形の形状を有する２つのガイドロッド１１および２つのガイドロッド１１を互いに接続する１つの接続ロッド１２から成っている。特に、接続ロッド１２は円筒状の幾何学形状を有している。接続ロッド１２は、好適には２つのガイドロッド１１とねじ締結される。このために接続ロッド１２は、少なくとも１つのねじ山付き孔を有している。この場合、ねじ山付き孔は、貫通孔としてまたは止り穴として形成されていてよい。止り穴の場合には接続ロッド１２に少なくとも２つの穴が設けられており、これら２つのねじ山付き孔は、接続ロッド１２の互いに反対の側に位置する各端部に配置されている。

【0019】

図２には、トランスドューサ１の別の概略図が示されている。調整おもり切換部２において、調整おもり支持部３のガイドロッド１１は消されている。トランスドューサ１は、荷重支持部１４、接地体１５、少なくとも２つのレバー１７，１８を備えたレバー装置１６を有しており、この場合、第１のレバー１７は、第２のレバー１８よりも荷重支持部１４の近くに配置されている。第２のレバー１８がレバー装置１６の最後のレバー１７，１８であり、その端部に磁石により影響を及ぼされるコイルが配置されている場合、第２のレバー１８は、補償レバー１８とも呼ばれる。さらに補償レバー１８には、補償レバー１８の位置決定に必要とされるスリット絞りが配置されている。さらにトランスドューサ１は、接地体１５と荷重支持部１４とに結合されていて、第１の平行四辺形リンク１９と第２の平行四辺形リンク２０とから成る平行四辺形ガイドを有している。レバー１７，１８は支持ジョイントを介して、接地体１５の張出し部分２１に支持されている。

【0020】

荷重支持部１４の手前には、調整おもり４ならびに移動機構５が配置されている。トランスドューサ１の側方外側には、調整おもり支持部３のガイドロッド１１が延在している。ガイドロッド１１は、連結部材１３を介して最後のレバー１８もしくは補償レバー１８と結合されている。連結部材１３は、接地体１５に支持された支持ジョイント２２を有している。さらに連結部材１３は、連結棒２３を介して補償レバー１８と結合されている。連結部材１３の連結棒２３と補償レバー１８の連結棒との間には、ギャップが配置されている。

【0021】

ガイドロッド１１と各連結部材１３との間には、それぞれ少なくとも１つのスペーサ２４が配置されており、好適には各２つのスペーサ２４が配置されている。スペーサ２４は、好適には円筒形の幾何学形状を有している。さらに、スペーサ２４内には貫通孔が配置されている。よってガイドロッド１１は各連結部材１３と、ねじ締結により結合され得る。このために連結部材１３は、少なくとも１つ、好適には２つの、止り穴としても貫通孔としても形成され得るねじ山付き孔２５を有している。

【0022】

連結部材１３の支持ジョイント２２および連結部材１３における連結棒２３の配置に基づき、連結部材１３は片側レバーと同様に作用する。これにより、連結棒２３は圧縮荷重が加えられることで、引張り荷重が加えられた連結棒２３におけるよりも小さな壁厚さを有することができるようになっている。調整おもり支持部３のガイドロッド１１は、調整おもり４が調整おもり支持部３に支持されると下方に向かって重力方向に引っ張られる。調整おもり支持部３は補償レバー１８と結合されており、補償レバー１８は両側レバーであるため、連結部材１３無しの補償レバー１８は同様に、重力方向に向かって動かされるであろう。連結部材１３に基づき、補償レバー１８は重力方向とは反対の方向に動かされるようになっている。

【0023】

レバー装置１６は、少なくとも１つの連結ジョイント、少なくとも１つの第１の連結棒２６および少なくとも１つの荷重ジョイントを介して荷重支持部１４に接続されている。第１の連結棒２６は、平行に相並んで鉛直方向に延在する２つの連結棒２６に分割されている。連結棒２６は、荷重伝達部材を介して荷重支持部１４に接続されている。接地体１５の張出し部分２１と、第１のレバー１７とは両方共、傾斜路状の延在部を有している。

【0024】

荷重支持部１４と第１のレバー１７とを接続する第１の連結棒２６も、第１のレバー１７と補償レバー１８とを接続する第２の連結棒２８も、鉛直に配置された連結棒２６，２８である。

【0025】

図３に示すトランスドューサ１の一部では、レバー装置１６、荷重支持部１４および接地体１５の一部が看取される。補償レバー１８は、支持ジョイント２９を介して接地体１５と、特に接地体１５の張出し部分２１と結合されている。補償レバー１８は、第２の連結棒２８を介して第１のレバー１７に結合されかつ連結部材１３の連結棒２３を介して連結部材１３に結合された、支点の両側に力が作用する両側レバーである。調整おもり切換部２のガイドロッド１１は、連結部材１３に結合されている。ガイドロッド１１が補償レバー１８と直接に結合されている場合に調整おもり４が調整おもり支持部３に支持されると、複数のねじ３０の配置に基づき、補償レバー１８は、下方に向かって重力方向に引っ張られるであろう。それというのも、ねじ３０のうちの少なくとも１つは、補償レバー１８の支持ジョイント２９の後ろに配置されているからである。ただし補償レバー１８は、上方に向かって重力方向とは反対の方向に移動することが望ましい。支点の片側に力が作用する片側レバーである連結部材１３にガイドロッド１１を結合することに基づき、連結部材が下方に向かって重力方向に引っ張られると、連結部材１３の連結棒２３に圧縮荷重が加えられる。これにより、補償レバー１８の第２の連結棒２８が重力方向に動かされると共に、補償レバー１８は、重力方向とは反対の方向に動くようになっている。

【符号の説明】

【0026】

１ トランスドューサ
２ 調整おもり切換部
３ 調整おもり支持部
４ 調整おもり
５ 移動機構
６ モータ
７ 歯車
８ 基底板
９ ガイドロッド
１０ 上部ストッパ
１１ ガイドロッド
１２ 接続ロッド
１３ 連結部材
１４ 荷重支持部
１５ 接地体
１６ レバー装置
１７ 第１のレバー
１８ 第２のレバー／補償レバー
１９ 第１の平行四辺形リンク
２０ 第２の平行四辺形リンク
２１ 接地体の張出し部分
２２ 支持ジョイント 連結部材
２３ 連結棒 連結部材
２４ スペーサ
２５ ねじ山付き孔
２６ 第１の連結棒 レバー装置
２７ 支持ジョイント 第１のレバー
２８ 第２の連結棒 レバー装置
２９ 支持ジョイント 補償レバー
３０ ねじ

【図1】

【図2】

【図3】