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JP6794045B2 - Electromagnetic balanced weight sensor - Google Patents
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Description

本発明は、電磁平衡式重量センサに関する。 The present invention relates to an electromagnetically balanced weight sensor.

従来、電子天秤等の計量装置において電磁平衡式重量センサを用いたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a weighing device such as an electronic balance that uses an electromagnetic equilibrium type weight sensor (see, for example, Patent Document 1).

この電磁平衡式重量センサでは、弾性体で構成されるロバーバル機構と、ロバーバル機構の可動部の変位に連動して変位するレバーと、レバーの変位を検出する変位検出手段と、レバーを平衡状態(変位が0)に復帰させる電磁力発生装置(コイル及び磁石等)などを有しているものがある。ここで、電磁力発生装置は、静磁場を発生する磁気回路中にコイルが設けられており、このコイルがレバーとともに変位するようにレバーに取り付けられいる。そして、ロバーバル機構の可動部に荷重が負荷されたときに、レバーの変位が0となるように電磁力発生装置のコイルに電流を流し、レバーの変位が0となったときの電流値に基づいて荷重の大きさ(被計量物の質量値)を算出するように構成されている。 In this electromagnetic equilibrium type weight sensor, a reverbal mechanism composed of an elastic body, a lever that is displaced in conjunction with the displacement of a movable part of the reverbal mechanism, a displacement detecting means for detecting the displacement of the lever, and a lever in an equilibrium state ( Some have an electromagnetic force generator (coil, magnet, etc.) that returns the displacement to 0). Here, in the electromagnetic force generator, a coil is provided in a magnetic circuit that generates a static magnetic field, and the coil is attached to the lever so as to be displaced together with the lever. Then, when a load is applied to the moving part of the reverbal mechanism, a current is passed through the coil of the electromagnetic force generator so that the displacement of the lever becomes 0, and based on the current value when the displacement of the lever becomes 0. It is configured to calculate the magnitude of the load (mass value of the object to be measured).

特許第4035724号公報Japanese Patent No. 4035724

上述のような電磁平衡式重量センサにおいて、レバーの変位を検出する変位検出手段としては、レバーの近傍に配置された発光素子及び受光素子を用いて構成されている。このような発光素子及び受光素子は発熱するので、その熱が電磁力発生装置の磁界に影響を及ぼすと計量誤差の要因となり、計量精度に悪影響を及ぼす。 In the electromagnetic equilibrium type weight sensor as described above, the displacement detecting means for detecting the displacement of the lever is configured by using a light emitting element and a light receiving element arranged in the vicinity of the lever. Since such a light emitting element and a light receiving element generate heat, if the heat affects the magnetic field of the electromagnetic force generator, it causes a measurement error and adversely affects the measurement accuracy.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、計量精度の向上を図ることができる電磁平衡式重量センサを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electromagnetically balanced weight sensor capable of improving weighing accuracy.

上記目的を達成するために、本発明のある態様に係る電磁平衡式重量センサは、ロバーバル機構の変位を検出する変位検出部と、静磁場を発生する磁気回路中に前記ロバーバル機構の変位に連動して変位するコイルを設けてなり、前記変位検出部で検出される変位が0に近づくように前記コイルに電流が流される電磁力発生装置と、を備え、前記変位検出部は、前記ロバーバル機構の変位に連動して変位する光通過路と、発光素子と、前記発光素子から出射されて前記光通過路を通過した光が入射される受光素子と、一端が前記発光素子に接続され、前記発光素子から出射される光を伝搬して他端から前記光通過路へ出射する発光側光ファイバ、および、一端が前記受光素子に接続され、前記発光素子から出射され前記光通過路を通過した光を他端から入射して伝搬し、前記受光素子へ入射させる受光側光ファイバのいずれか一方または両方と、前記受光素子に入射する光量に基づいて前記ロバーバル機構の変位を求める変位算出部とを有している。 In order to achieve the above object, the electromagnetic equilibrium weight sensor according to an embodiment of the present invention is interlocked with a displacement detection unit that detects the displacement of the reverbal mechanism and the displacement of the reverbal mechanism in a magnetic circuit that generates a static magnetic field. The displacement detecting unit is provided with an electromagnetic force generator in which a current is passed through the coil so that the displacement detected by the displacement detecting unit approaches 0, and the displacement detecting unit is provided with the reversal mechanism. A light passing path that is displaced in conjunction with the displacement of the light emitting element, a light emitting element, a light receiving element that is emitted from the light emitting element and incident with light that has passed through the light passing path, and one end thereof is connected to the light emitting element. A light emitting side optical fiber that propagates light emitted from a light emitting element and emits light from the other end to the light passage path, and one end connected to the light receiving element, emitted from the light emitting element, and passed through the light passage path. One or both of the light receiving side optical fibers that incident and propagate light from the other end and incident on the light receiving element, and a displacement calculation unit that obtains the displacement of the reverbal mechanism based on the amount of light incident on the light receiving element. have.

この構成によれば、発光側光ファイバ及び受光側光ファイバのいずれか一方または両方を用いることにより、発光素子または受光素子、あるいはその両方を電磁力発生装置から遠ざけて配置することができる。よって、発光素子や受光素子の発熱による電磁力発生装置の磁界への影響を排除し、上記発熱に起因する計量誤差を抑制し、計量精度の向上を図ることができる。 According to this configuration, by using either one or both of the light emitting side optical fiber and the light receiving side optical fiber, the light emitting element, the light receiving element, or both can be arranged away from the electromagnetic force generator. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the heat generated by the light emitting element and the light receiving element on the magnetic field of the electromagnetic force generator, suppress the measurement error caused by the heat generation, and improve the measurement accuracy.

前記ロバーバル機構の変位が先端部分に現れる変位部材をさらに備え、前記光通過路は、前記変位部材の前記先端部分に前記先端部分が変位する方向と交わる方向に貫通して設けられた貫通穴であり、前記受光側光ファイバ及び前記受光素子がそれぞれ2つずつ対応して設けられ、2つの前記受光側光ファイバは、前記変位部材の前記先端部分が変位する方向に並んで互いに隣接配置され、前記変位算出部は、2つの前記受光素子に入射する光量の差に基づいて前記先端部分に現れる変位を求めるよう構成されていてもよい。 A displacement member in which the displacement of the reverbal mechanism appears at the tip portion is further provided, and the light passage path is a through hole provided through the tip portion of the displacement member in a direction intersecting the direction in which the tip portion is displaced. The light receiving side optical fiber and the light receiving element are provided so as to correspond to each other, and the two light receiving side optical fibers are arranged adjacent to each other side by side in the direction in which the tip portion of the displacement member is displaced. The displacement calculation unit may be configured to obtain the displacement appearing at the tip portion based on the difference in the amount of light incident on the two light receiving elements.

この構成によれば、受光側光ファイバ及び受光素子を2つずつ設けることにより、各々の受光素子に入射する光量の差に基づいて変位部材の先端部分に現れる変位を求めることができ、また、変位方向も容易に判定できるので、コイルに流す電流値及び電流の方向を求めるのが容易になる。 According to this configuration, by providing two light receiving side optical fibers and two light receiving elements, it is possible to obtain the displacement appearing at the tip portion of the displacement member based on the difference in the amount of light incident on each light receiving element. Since the displacement direction can be easily determined, it becomes easy to obtain the current value and the direction of the current flowing through the coil.

前記変位検出部で検出される変位が0または略0となるときの前記コイルに流れる電流値に基づいて前記ロバーバル機構に負荷される荷重の大きさを算出する荷重算出部と、前記ロバーバル機構の周囲温度または前記ロバーバル機構自体の温度を測定する温度センサとをさらに備え、前記荷重算出部は、前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記荷重の大きさを補正するよう構成されていてもよい。 A load calculation unit that calculates the magnitude of the load applied to the reverbal mechanism based on the current value flowing through the coil when the displacement detected by the displacement detection unit is 0 or substantially 0, and the reverbal mechanism. A temperature sensor for measuring the ambient temperature or the temperature of the displacement mechanism itself may be further provided, and the load calculation unit may be configured to correct the magnitude of the load based on the temperature measured by the temperature sensor. ..

この構成によれば、温度センサによる測定温度に基づいて、荷重の大きさを補正することにより、ロバーバル機構等の温度特性に起因する計量誤差を抑制することができる。 According to this configuration, by correcting the magnitude of the load based on the temperature measured by the temperature sensor, it is possible to suppress the measurement error caused by the temperature characteristics of the reverbal mechanism and the like.

本発明は、以上に説明した構成を有し、計量精度の向上を図ることができる電磁平衡式重量センサを提供することができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that it is possible to provide an electromagnetically balanced weight sensor having the configuration described above and capable of improving the weighing accuracy.

図1は、本発明の実施形態の一例の電磁平衡式重量センサの正面図である。FIG. 1 is a front view of an electromagnetically balanced weight sensor according to an embodiment of the present invention. 図2(A)は、図1の電磁平衡式重量センサの斜視図であり、図2(B)は、同電磁平衡式重量センサの変位検出部及びその近傍部分の拡大斜視図であり、図2(C)は、同電磁平衡式重量センサの変位検出部及びその近傍部分を上方から視た模式平面図である。FIG. 2A is a perspective view of the electromagnetically balanced weight sensor of FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged perspective view of a displacement detection portion of the electromagnetically balanced weight sensor and a portion in the vicinity thereof. 2 (C) is a schematic plan view of the displacement detection unit of the electromagnetic equilibrium type weight sensor and its vicinity as viewed from above. 図3(A)は、電磁力発生装置の概略断面図であり、図3(B)は、電磁力発生装置の外観斜視図であり、図3(C)は、電磁力発生装置のヨークの蓋を外した状態を示す図である。FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the electromagnetic force generator, FIG. 3B is an external perspective view of the electromagnetic force generator, and FIG. 3C is a yoke of the electromagnetic force generator. It is a figure which shows the state which the lid is removed. 図4(A)は、他の例の電磁力発生装置の斜視図であり、図4(B)は、他の例の電磁力発生装置の側面図である。FIG. 4A is a perspective view of the electromagnetic force generator of another example, and FIG. 4B is a side view of the electromagnetic force generator of another example.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the same or corresponding elements will be designated by the same reference numerals throughout the drawings, and duplicate description thereof will be omitted. Moreover, the present invention is not limited to the following embodiments.

(実施形態)
図1は、本発明の実施形態の一例の電磁平衡式重量センサの正面図である。図2(A)は、図1の電磁平衡式重量センサの斜視図であり、図2(B)は、同電磁平衡式重量センサの変位検出部及びその近傍部分の拡大斜視図であり、図2(C)は、同電磁平衡式重量センサの変位検出部及びその近傍部分を上方から視た模式平面図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a front view of an electromagnetically balanced weight sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a perspective view of the electromagnetically balanced weight sensor of FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged perspective view of a displacement detection portion of the electromagnetically balanced weight sensor and a portion in the vicinity thereof. 2 (C) is a schematic plan view of the displacement detection unit of the electromagnetic equilibrium type weight sensor and its vicinity as viewed from above.

この電磁平衡式重量センサAは、電子天秤等の計量装置Bに用いられ、後述のロバーバル機構を構成する固定部11が、静止部材(例えば計量装置Bのベース部B1に固定された取付部B2)にボルト等によって固定され、可動部12が、例えば皿等の被計量物載置部B4を支持している取付部B3にボルト等によって固定される。例えば、被計量物載置部B4に被計量物が載せられることにより、可動部12に荷重が負荷される。 This electromagnetic equilibrium type weight sensor A is used in a weighing device B such as an electronic balance, and a fixing portion 11 constituting a reverbal mechanism described later is fixed to a stationary member (for example, a base portion B1 of the weighing device B). ) Is fixed by a bolt or the like, and the movable portion 12 is fixed to the mounting portion B3 that supports the object to be placed portion B4 such as a plate by the bolt or the like. For example, when the object to be measured is placed on the object to be placed B4, a load is applied to the movable portion 12.

電磁平衡式重量センサAは、機構体1と、変位検出部2と、電磁力発生装置3と、ストッパ機構4と、制御器5とを備えている。 The electromagnetic balance type weight sensor A includes a mechanism 1, a displacement detection unit 2, an electromagnetic force generator 3, a stopper mechanism 4, and a controller 5.

制御器5は、機構体1から離れた計量装置Bの内部(例えばベース部B1)に設置されており、例えば、マイクロコントローラ等を有して構成され、計量装置B全体の制御を行う。この制御器5は、変位検出部2の発光素子21a及び受光素子22a、22bと接続されており、発光素子21aを駆動(発光)制御するとともに受光素子22a、22bの各々から受光する光量に対応する電流を入力する。また、制御器5は、電磁力発生装置3のコイル37と接続されており、コイル37に電流を流す。また、制御器5は、被計量物載置部B4に載置された被計量物の質量値等を表示する計量装置Bの表示部(図示せず)と接続されており、同表示部を制御する。 The controller 5 is installed inside the weighing device B (for example, the base portion B1) away from the mechanism 1, and is configured to include, for example, a microcontroller or the like, and controls the entire weighing device B. The controller 5 is connected to the light emitting element 21a and the light receiving elements 22a and 22b of the displacement detection unit 2, and controls the driving (light emission) of the light emitting element 21a and corresponds to the amount of light received from each of the light receiving elements 22a and 22b. Enter the current to be Further, the controller 5 is connected to the coil 37 of the electromagnetic force generator 3, and a current is passed through the coil 37. Further, the controller 5 is connected to a display unit (not shown) of the weighing device B that displays the mass value of the weighted object mounted on the weighted object mounting unit B4, and the display unit is connected to the display unit (not shown). Control.

機構体1は、ロバーバル機構1Rと、変位増幅機構1A(てこ機構1L及びアーム部1B)とを備えている。 The mechanism body 1 includes a reverbal mechanism 1R and a displacement amplification mechanism 1A (lever mechanism 1L and arm portion 1B).

ロバーバル機構1Rは、静止固定される固定部11と、この固定部11と水平方向に離れて平行に配置され荷重が負荷される可動部12と、固定部11と可動部12とを連結し互いに平行に配置された上下のビーム部13、14とを備えている。固定部11と可動部12とは、その上部同士が薄肉部13a、13bを介して上側ビーム部13によって連結され、その下部同士が薄肉部14a、14bを介して下側ビーム部14によって連結されている。このようなロバーバル機構1Rでは、周知のように、可動部12に荷重が負荷されると、可動部12はその姿勢(固定部11と平行な状態)を維持したまま固定部11に対して下方(上下方向)に変位するようになっている。そして、ロバーバル機構1Rは、その上下方向の長さが、固定部11と可動部12とが離間する方向(ビーム部13、14の長手方向)の長さよりも長く、図1に示すように正面から見て略矩形の上下方向に長い縦長形状になっている。 The reverbal mechanism 1R connects the fixed portion 11 that is statically fixed, the movable portion 12 that is horizontally separated from the fixed portion 11 and is arranged in parallel and is loaded with a load, and the fixed portion 11 and the movable portion 12, and connects each other. It includes upper and lower beam portions 13 and 14 arranged in parallel. The upper portions of the fixed portion 11 and the movable portion 12 are connected to each other by the upper beam portion 13 via the thin-walled portions 13a and 13b, and the lower portions thereof are connected to each other by the lower beam portion 14 via the thin-walled portions 14a and 14b. ing. In such a reverbal mechanism 1R, as is well known, when a load is applied to the movable portion 12, the movable portion 12 is lowered with respect to the fixed portion 11 while maintaining its posture (a state parallel to the fixed portion 11). It is designed to be displaced (vertically). The vertical length of the reverbal mechanism 1R is longer than the length in the direction in which the fixed portion 11 and the movable portion 12 are separated (longitudinal direction of the beam portions 13 and 14), and as shown in FIG. It has a vertically long shape that is approximately rectangular and long in the vertical direction.

そして、機構体1には、可動部12の上下方向の変位を増幅するために、ロバーバル機構1Rの内側に、てこ機構1L及びアーム部(変位部材)1Bを有する変位増幅機構1Aを備えている。 The mechanism body 1 is provided with a displacement amplification mechanism 1A having a lever mechanism 1L and an arm portion (displacement member) 1B inside the reverbal mechanism 1R in order to amplify the vertical displacement of the movable portion 12. ..

変位増幅機構1A、特に、てこ機構1Lを形成するために、機構体1には、固定部11から内側に突出した突出部11a,11bと、可動部12から内側に突出した突出部12aとが設けられている。そして、てこ機構1Lを構成するために、水平方向に延びた第1,第2てこ部16,18と、上下方向に延びた連結部15,17とが設けられ、アーム部1Bを構成するためのアーム部構成部材19が設けられている。 In order to form the displacement amplification mechanism 1A, particularly the lever mechanism 1L, the mechanism body 1 has protrusions 11a and 11b protruding inward from the fixed portion 11 and protrusions 12a protruding inward from the movable portion 12. It is provided. Then, in order to form the lever mechanism 1L, first and second lever portions 16 and 18 extending in the horizontal direction and connecting portions 15 and 17 extending in the vertical direction are provided to form the arm portion 1B. The arm portion constituent member 19 of the above is provided.

てこ機構1Lは、第1てこ部16及び第2てこ部18を有している。第1てこ部16の一端は、両端に狭窄部15a、15bが形成された連結部15によって可動部12側の突出部12aに連結されており、上記一端よりやや固定部11側の部分がてこの支点となる狭窄部f1を介して固定部11側の突出部11aに連結されている。これにより、第1てこ部16は、狭窄部f1を介して固定部11に対して揺動可能に接続されるとともに、一端が連結部15を介して可動部12に接続され、他端に可動部12の上下方向の変位が増幅されて現れるようになっている。 The lever mechanism 1L has a first lever portion 16 and a second lever portion 18. One end of the first lever portion 16 is connected to the protruding portion 12a on the movable portion 12 side by a connecting portion 15 having narrowed portions 15a and 15b formed at both ends, and a portion slightly closer to the fixed portion 11 side than the one end is formed. It is connected to the protruding portion 11a on the fixing portion 11 side via the narrowed portion f1 that serves as the fulcrum. As a result, the first lever portion 16 is swingably connected to the fixed portion 11 via the narrowed portion f1, one end is connected to the movable portion 12 via the connecting portion 15, and the other end is movable. The vertical displacement of the portion 12 is amplified and appears.

そして、第2てこ部18が第1てこ部16の下方に配置されている。第2てこ部18の固定部11寄りの部分は、両端に狭窄部17a、17bが形成された連結部17によって第1てこ部16の他端の下部に連結されており、さらに固定部11寄りの部分がてこの支点となる狭窄部f2を介して固定部11側の突出部11bに連結されている。これにより、第2てこ部18は、狭窄部f2を介して固定部11に対して揺動可能に接続されるとともに、一端が連結部17を介して第1てこ部16の他端に接続され、他端に第1てこ部16の他端の上下方向の変位が増幅されて現れるようになっている。 The second lever portion 18 is arranged below the first lever portion 16. The portion of the second lever 18 near the fixing portion 11 is connected to the lower portion of the other end of the first lever 16 by a connecting portion 17 having narrowed portions 17a and 17b formed at both ends, and further near the fixing portion 11. Is connected to the protruding portion 11b on the fixed portion 11 side via the narrowed portion f2 that serves as the fulcrum of the lever. As a result, the second lever portion 18 is swingably connected to the fixed portion 11 via the narrowed portion f2, and one end is connected to the other end of the first lever portion 16 via the connecting portion 17. , The vertical displacement of the other end of the first lever 16 is amplified and appears at the other end.

そして、第2てこ部18の可動部12寄りの部分には、下方向へ延びるアーム部構成部材19がボルトで接続されている。アーム部構成部材19は、第2てこ部18に取り付けられて第2てこ部18と平行で可動部12側へ延びるてこ取付部19xと、てこ取付部19xの可動部12側の端部から下方向へ延びるアーム本体部19vと、アーム本体部19vの下端部から固定部11の方向へ向かう水平方向に延びるアーム先端部19hとを有している。 An arm portion component 19 extending downward is connected to a portion of the second lever portion 18 near the movable portion 12 with a bolt. The arm portion component 19 is attached to the second lever portion 18 and extends parallel to the second lever portion 18 toward the movable portion 12 side, and the lever attachment portion 19x is below the end portion of the lever attachment portion 19x on the movable portion 12 side. It has an arm body portion 19v extending in the direction and an arm tip portion 19h extending in the horizontal direction from the lower end portion of the arm body portion 19v toward the fixing portion 11.

このアーム部構成部材19によって、てこ機構1Lで増幅された可動部12の上下方向の変位を略水平方向の変位へ変換し、かつ増幅するアーム部1Bが構成される。機構体1の中でアーム部構成部材19以外の部分は、単一部品で構成されており、図2(A)の矢印e方向の幅(厚み)は、同一である。 The arm portion component 19 constitutes an arm portion 1B that converts the vertical displacement of the movable portion 12 amplified by the lever mechanism 1L into a substantially horizontal displacement and amplifies it. The portion of the mechanism 1 other than the arm component 19 is composed of a single component, and the width (thickness) in the direction of arrow e in FIG. 2A is the same.

なお、アーム部構成部材19のてこ取付部19xが第2てこ部18に含まれ、アーム本体部19vとアーム先端部19hとで、アーム部1Bが構成されると考えてもよい。 It may be considered that the lever mounting portion 19x of the arm portion constituent member 19 is included in the second lever portion 18, and the arm portion 1B is formed by the arm main body portion 19v and the arm tip portion 19h.

また、本例では、機構体1の中でアーム部構成部材19のみを別部品として構成しているが、アーム部構成部材19を含む機構体1全体を単一部品として構成するようにしてもよい。機構体1は、例えばアルミ合金で作製される。 Further, in this example, only the arm portion constituent member 19 is configured as a separate component in the mechanism body 1, but the entire mechanism body 1 including the arm portion constituent member 19 may be configured as a single component. Good. The mechanism 1 is made of, for example, an aluminum alloy.

前述のように、可動部12に荷重が負荷されると、可動部12が下方向へ変位する。これによって、連結部15及び第1てこ部16の一端が、矢印aで示すように下方向へ変位し(厳密には円弧状に変位する)、第1てこ部16の他端及び連結部17が、矢印bで示すように、上方向へ大きく変位する(厳密には円弧状に変位する)。すると、第2てこ部18の可動部12寄りの部分が、矢印cで示すように上方向へより大きく変位し(厳密には円弧状に変位する)、アーム部構成部材19は、矢印dで示すように、第2てこ部18の支点となる狭窄部f2を中心に回動し、可動部12側へ振れる。このとき、アーム部1Bによって、第2てこ部18の可動部12寄りの部分に現れる変位が、変位方向が90度変更され、かつ増幅されてアーム先端部19hに現れ、アーム先端部19hは略水平方向へ変位する。なお、変位方向を示す矢印a〜dは、大きく図示されているが、実際の変位は、微小である。 As described above, when a load is applied to the movable portion 12, the movable portion 12 is displaced downward. As a result, one end of the connecting portion 15 and the first lever portion 16 is displaced downward (strictly speaking, displaced in an arc shape) as shown by the arrow a, and the other end of the first lever portion 16 and the connecting portion 17 are displaced. However, as shown by the arrow b, it is largely displaced upward (strictly speaking, it is displaced in an arc shape). Then, the portion of the second lever 18 near the movable portion 12 is displaced more upward (strictly speaking, it is displaced in an arc shape) as shown by the arrow c, and the arm portion component 19 is indicated by the arrow d. As shown, it rotates around the narrowed portion f2, which is the fulcrum of the second lever portion 18, and swings toward the movable portion 12. At this time, the displacement that appears in the portion of the second lever 18 near the movable portion 12 by the arm portion 1B is changed by 90 degrees in the displacement direction and is amplified and appears in the arm tip portion 19h, and the arm tip portion 19h is substantially abbreviated. Displace in the horizontal direction. Although the arrows a to d indicating the displacement directions are shown in large size, the actual displacement is very small.

そして、アーム先端部19hの変位が変位検出部2によって検出されると、変位が0に近づくように、電磁力発生装置3のコイル37に電流が流れるようになっている。 Then, when the displacement of the arm tip portion 19h is detected by the displacement detecting unit 2, a current flows through the coil 37 of the electromagnetic force generator 3 so that the displacement approaches zero.

変位検出部2は、図1及び図2に示すように、例えば、発光部21と、受光部22と、発光側光ファイバ23と、受光側光ファイバ24,25と、アーム先端部19hに設けられた光通過穴(光通過路)19aと、変位算出部(制御器5の機能)とを有している。光通過穴19aはアーム先端部19hとともに、ロバーバル機構1Rの変位(可動部12の変位)に連動して変位する。そして、変位検出部2は、アーム先端部19hの変位を検出することでロバーバル機構1Rの変位を検出するようになっている。 As shown in FIGS. 1 and 2, for example, the displacement detection unit 2 is provided on the light emitting unit 21, the light receiving unit 22, the light emitting side optical fiber 23, the light receiving side optical fibers 24 and 25, and the arm tip portion 19h. It has a light passage hole (light passage path) 19a and a displacement calculation unit (function of the controller 5). The light passing hole 19a is displaced together with the arm tip portion 19h in conjunction with the displacement of the reverbal mechanism 1R (displacement of the movable portion 12). Then, the displacement detection unit 2 detects the displacement of the reverbal mechanism 1R by detecting the displacement of the arm tip portion 19h.

発光部21は、例えば、LED等からなる1つの発光素子21aを有して構成され、受光部22は、例えば、発光ダイオード等からなる2つの受光素子22a、22bを有して構成されている。発光素子21a及び受光素子22a、22bは、これらによる発熱が電磁力発生装置3の磁界に影響を及ぼさないように、少なくとも、電磁力発生装置3から離れた場所に取り付けられている。 The light emitting unit 21 is configured to include, for example, one light emitting element 21a made of an LED or the like, and the light receiving unit 22 is configured to have, for example, two light receiving elements 22a, 22b made of a light emitting diode or the like. .. The light emitting element 21a and the light receiving elements 22a and 22b are attached at least at a location away from the electromagnetic force generator 3 so that the heat generated by them does not affect the magnetic field of the electromagnetic force generator 3.

本実施例では、変位検出箇所であるアーム先端部19hは、電磁力発生装置3の近隣にあるので、発光素子21a及び受光素子22a、22bは、アーム先端部19hと電磁力発生装置3の両方から離れた位置に設けている。具体的には、これらは、制御器5の基板またはその近傍のベース部B1等に取り付けられる。あるいは、固定部11の上端付近に取り付けられてもよい。 In this embodiment, the arm tip 19h, which is the displacement detection location, is in the vicinity of the electromagnetic force generator 3, so that the light emitting element 21a and the light receiving elements 22a, 22b are both the arm tip 19h and the electromagnetic force generator 3. It is installed at a position away from. Specifically, these are attached to the substrate of the controller 5 or the base portion B1 or the like in the vicinity thereof. Alternatively, it may be attached near the upper end of the fixing portion 11.

発光側光ファイバ23は、その入射端23aが発光部21の発光素子21aに接続されている。また、2つの受光側光ファイバ24,25は、それぞれの出射端24b,25bが受光素子22a、22bの各々に接続されている。そして、発光側光ファイバ23の出射端23bの端面と、2つの受光側光ファイバ24,25の入射端24a,25aの端面とが、アーム先端部19hの光通過穴19aを挟んで対向するように配置した状態となるように、発光側光ファイバ23の出射端23b側部分と受光側光ファイバ24,25の入射端24a,25a側部分とが、取付部材6の適宜の箇所に取り付けられて固定されている。なお、取付部材6はボルトで固定部11に固定されている。 The incident end 23a of the light emitting side optical fiber 23 is connected to the light emitting element 21a of the light emitting unit 21. Further, in the two light receiving side optical fibers 24 and 25, their respective emission ends 24b and 25b are connected to each of the light receiving elements 22a and 22b. Then, the end face of the emission end 23b of the light emitting side optical fiber 23 and the end faces of the incident ends 24a, 25a of the two light receiving side optical fibers 24, 25 face each other with the light passing hole 19a of the arm tip portion 19h interposed therebetween. The emission end 23b side portion of the light emitting side optical fiber 23 and the incident end 24a, 25a side portions of the light receiving side optical fibers 24, 25 are attached to appropriate positions of the attachment member 6 so as to be arranged in the above position. It is fixed. The mounting member 6 is fixed to the fixing portion 11 with bolts.

アーム先端部19hの光通過穴19aは、アーム先端部19hが変位する方向と交わる(例えば直交する)方向に貫通して設けられた小さな貫通穴である。そして、2つの受光側光ファイバ24,25の入射端24a,25aの端面は、アーム先端部19hが変位する方向に並んで互いに隣接して配置されている。 The light passage hole 19a of the arm tip 19h is a small through hole provided so as to penetrate in a direction intersecting (for example, orthogonal to) the direction in which the arm tip 19h is displaced. The end faces of the incident ends 24a and 25a of the two light receiving side optical fibers 24 and 25 are arranged adjacent to each other side by side in the direction in which the arm tip portion 19h is displaced.

発光部21の発光素子21aからの出射光は、発光側光ファイバ23を伝搬して、さらに光通過穴19aを通過し、さらに受光側光ファイバ24,25を伝搬した光が受光部22の2つの受光素子22a、22bで受光され、各受光素子22a、22bで受光した光量に応じた信号(以下、「受光信号」という)が制御器5に入力される。 The light emitted from the light emitting element 21a of the light emitting unit 21 propagates through the light emitting side optical fiber 23, further passes through the light passing hole 19a, and further propagates through the light receiving side optical fibers 24 and 25. A signal (hereinafter, referred to as “light receiving signal”) corresponding to the amount of light received by the light receiving elements 22a and 22b and received by the light receiving elements 22a and 22b is input to the controller 5.

また、取付部材6には、ストッパ機構4を構成するための棒状(円柱状)のストッパ部材4aが固定されている。そして、アーム先端部19hには、アーム先端部19hが変位する方向と交わる(例えば直交する)方向に貫通し、ストッパ部材4aの径よりも若干大きな径の貫通穴19bが設けられている。この貫通穴19bの内面(壁面)と隙間を有して貫通穴19bにストッパ部材4aが挿通されている。このアーム先端部19hの貫通穴19bとストッパ部材4aとによってストッパ機構4が構成されている。このストッパ機構4により、アーム先端部19hの変位量が貫通穴19bの内面とストッパ部材4aとの間の隙間以下に規制されることにより、可動部12に過大な荷重が負荷されること(過負荷)等により生じる機構体1の変形等の損傷を防止できる。特に、厚みが薄く大きな力が加わる部分、例えば、てこ機構1Lの支点となる狭窄部f1,f2等の過負荷等による変形等の損傷を防止できる。なお、貫通穴19bの内面とストッパ部材4aとの間隔(隙間の大きさ)は、CAE等を用いてこ機構1Lの支点となる狭窄部f1,f2等にかかる力を適切に抑制することができる間隔となるように設定することができる。 Further, a rod-shaped (cylindrical) stopper member 4a for forming the stopper mechanism 4 is fixed to the mounting member 6. The arm tip 19h is provided with a through hole 19b having a diameter slightly larger than the diameter of the stopper member 4a, which penetrates in a direction intersecting (for example, orthogonal to) the direction in which the arm tip 19h is displaced. The stopper member 4a is inserted into the through hole 19b with a gap from the inner surface (wall surface) of the through hole 19b. The stopper mechanism 4 is composed of the through hole 19b of the arm tip 19h and the stopper member 4a. By this stopper mechanism 4, the displacement amount of the arm tip portion 19h is restricted to be equal to or less than the gap between the inner surface of the through hole 19b and the stopper member 4a, so that an excessive load is applied to the movable portion 12 (excessive load). It is possible to prevent damage such as deformation of the mechanism 1 caused by load) or the like. In particular, it is possible to prevent damage such as deformation due to overloading of a portion where a large force is applied, such as a narrow portion f1 and f2 which is a fulcrum of the lever mechanism 1L. The distance (the size of the gap) between the inner surface of the through hole 19b and the stopper member 4a can appropriately suppress the force applied to the narrowed portions f1, f2, etc., which are the fulcrums of the lever mechanism 1L, by using CAE or the like. It can be set to be an interval.

ストッパ機構4を、ロバーバル機構1Rの変位(可動部12の変位)に対してより大きな変位が生じる変位増幅機構1Aの先端部分のアーム先端部19hに設けることにより、ストッパ機構4を構成する貫通穴19bの内面とストッパ部材4aとの間隔を大きくとることができ、ストッパ機構4の製作が容易となる。また、ストッパ機構4は、貫通穴19bにストッパ部材4aが挿通されているので、正逆方向の変位に対してストッパ機能が働く。 By providing the stopper mechanism 4 at the arm tip 19h at the tip of the displacement amplification mechanism 1A where a larger displacement occurs with respect to the displacement of the reverbal mechanism 1R (displacement of the movable portion 12), a through hole constituting the stopper mechanism 4 is formed. The distance between the inner surface of 19b and the stopper member 4a can be increased, and the stopper mechanism 4 can be easily manufactured. Further, in the stopper mechanism 4, since the stopper member 4a is inserted into the through hole 19b, the stopper function works with respect to the displacement in the forward and reverse directions.

次に電磁力発生装置3について、さらに図3も参照して説明する。図3(A)は、電磁力発生装置3の概略断面図であり、図3(B)は、電磁力発生装置3の外観斜視図であり、図3(C)は、電磁力発生装置3のヨークの蓋36を外した状態を示す図である。 Next, the electromagnetic force generator 3 will be described with reference to FIG. 3 (A) is a schematic cross-sectional view of the electromagnetic force generator 3, FIG. 3 (B) is an external perspective view of the electromagnetic force generator 3, and FIG. 3 (C) is an electromagnetic force generator 3. It is a figure which shows the state which removed the lid 36 of the yoke of.

電磁力発生装置3は、静磁場を形成する磁気回路31と、磁気回路31中に配置されるコイル(フォースコイル)37とを備えている。 The electromagnetic force generator 3 includes a magnetic circuit 31 that forms a static magnetic field, and a coil (force coil) 37 that is arranged in the magnetic circuit 31.

コイル37は、アーム本体部19vの中央部から先端(下端)寄り部分の所定位置にコイル取付金具38を介して取り付けられている。コイル取付金具38はねじ39でアーム本体部19vに固定されている。 The coil 37 is attached to a predetermined position of a portion closer to the tip (lower end) from the central portion of the arm main body portion 19v via a coil mounting bracket 38. The coil mounting bracket 38 is fixed to the arm body 19v with screws 39.

磁気回路31は、例えば、2つの磁石(永久磁石)32,33とポールピース34とヨーク35とヨークの蓋36とで構成されている。ヨーク35は、一端が開口された有底円筒状の底部分が固定部11に固定されている。ヨークの蓋36は、ヨーク35と同一の鉄等の金属で形成され、ヨーク35の開口側に固定されている。 The magnetic circuit 31 is composed of, for example, two magnets (permanent magnets) 32 and 33, a pole piece 34, a yoke 35, and a yoke lid 36. The yoke 35 has a bottom portion having a bottomed cylindrical shape having an open end fixed to the fixing portion 11. The lid 36 of the yoke is made of the same metal as the yoke 35, such as iron, and is fixed to the opening side of the yoke 35.

ヨーク35の内底には、磁石32、ポールピース34、磁石33がこの順に積み上げられて固定されている。そして、ヨークの蓋36には、それぞれコイル取付金具38を挿通するための貫通穴36hが2つ設けられている。また、ヨークの蓋36は、2つの半円板部36a、36bに分割されて構成されており、コイル37をヨーク35の内部に配置してから蓋36(36a、36b)を閉じることができる。 A magnet 32, a pole piece 34, and a magnet 33 are stacked and fixed to the inner bottom of the yoke 35 in this order. The lid 36 of the yoke is each provided with two through holes 36h for inserting the coil mounting bracket 38. Further, the lid 36 of the yoke is divided into two semi-disc portions 36a and 36b, and the lid 36 (36a, 36b) can be closed after the coil 37 is arranged inside the yoke 35. ..

この計量装置Bでは、被計量物が被計量物載置部B4に載せられることにより可動部12に荷重が負荷されると、可動部12が下方向へ変位し、このときのアーム先端部19hの変位が変位検出部2によって検出される。この際、制御器5は、予め発光素子21aを駆動しており、常時、2つの受光素子22a、22bで受光される光量の差(受光信号の差)に基づいてアーム先端部19hの変位(変位方向及び変位量)を求める(制御器5の変位算出部としての機能)。 In this measuring device B, when a load is applied to the movable portion 12 by placing the object to be measured on the object placing portion B4, the movable portion 12 is displaced downward, and the arm tip portion 19h at this time. The displacement of is detected by the displacement detection unit 2. At this time, the controller 5 drives the light emitting element 21a in advance, and always displaces the arm tip 19h based on the difference in the amount of light received by the two light receiving elements 22a and 22b (difference in the light receiving signal). Displacement direction and displacement amount) are obtained (function as a displacement calculation unit of the controller 5).

そして、コイル37の逆方向への動きにより可動部12の荷重と釣り合いがとれる電磁力を生み出すために、2つの受光素子22a、22bで受光される光量が等しくなるように(アーム先端部19hの変位が0に近づくように)、フィードバック制御(PID制御)によってコイル37に電流を流す。そして、制御器5は、上記光量が概ね等しくなったとき(変位が0に近づいたとき、または0になったとき)にコイル37を流れる電流値を、電流質量換算式を用いて被計量物の質量値(負荷荷重の大きさ)に換算する(制御器5の荷重算出部としての機能)。そして、その質量値を、計量装置Bの表示部(図示せず)へ出力して表示させる。なお、制御器5には、コイル37に流した電流値を質量値に換算するための換算式である上述の電流質量換算式が予め記憶されているが、コイル37を流れる電流を抵抗器で電圧の形で取り出し、取り出した電圧を重量に換算してもよい。 Then, in order to generate an electromagnetic force that is balanced with the load of the movable portion 12 by the movement of the coil 37 in the opposite direction, the amount of light received by the two light receiving elements 22a and 22b is made equal (of the arm tip portion 19h). A current is passed through the coil 37 by feedback control (PID control) so that the displacement approaches 0). Then, the controller 5 uses a current mass conversion formula to determine the current value flowing through the coil 37 when the amount of light becomes substantially equal (when the displacement approaches 0 or becomes 0), and the object to be measured. Converted to the mass value (magnitude of load) of (function as load calculation unit of controller 5). Then, the mass value is output to a display unit (not shown) of the measuring device B and displayed. The controller 5 stores in advance the above-mentioned current-mass conversion formula, which is a conversion formula for converting the current value flowing through the coil 37 into a mass value, but the current flowing through the coil 37 is converted by a resistor. It may be taken out in the form of a voltage and the taken out voltage may be converted into a mass.

本実施形態の電磁平衡式重量センサAは、変位検出部2に発光側光ファイバ23及び受光側光ファイバ24、25を用い、変位検出箇所であるアーム先端部19hの光通過穴19aへ、発光側光ファイバ23を介して発光素子21aからの光を出射し、光通過穴19aを通過した光を受光側光ファイバ24、25を介して受光素子22a、22bで受光するようにしているので、発光素子21a及び受光素子22a、22bを電磁力発生装置3から遠ざけて配置することができる。よって、発光素子21a及び受光素子22a、22bの発熱による電磁力発生装置3の磁界への影響を排除し、上記発熱に起因する計量誤差を抑制し、計量精度の向上を図ることができる。 The electromagnetic balance type weight sensor A of the present embodiment uses the light emitting side optical fiber 23 and the light receiving side optical fibers 24 and 25 for the displacement detecting unit 2, and emits light to the light passing hole 19a of the arm tip portion 19h which is the displacement detecting point. Since the light from the light emitting element 21a is emitted through the side optical fiber 23 and the light passing through the light passing hole 19a is received by the light receiving elements 22a and 22b via the light receiving side optical fibers 24 and 25, the light is received by the light receiving elements 22a and 22b. The light emitting element 21a and the light receiving elements 22a and 22b can be arranged away from the electromagnetic force generator 3. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the heat generated by the light emitting element 21a and the light receiving elements 22a and 22b on the magnetic field of the electromagnetic force generator 3, suppress the measurement error caused by the heat generation, and improve the measurement accuracy.

また、本実施形態では、受光側光ファイバ24、25及び受光素子22a、22bを2つずつ設けることにより、各々の受光素子22a、22bに入射する光量の差に基づいて変位増幅機構1Aの先端部分(アーム先端部19h)に現れる変位を求めることができ、また、変位方向も容易に判定できるので、コイル37に流す電流値及び電流の方向を求めるのが容易になる。本実施形態では、受光側光ファイバ24に接続された受光素子22aで受光する光量が、受光側光ファイバ25に接続された受光素子22bで受光する光量よりも大きくなった場合には、アーム先端部19hの変位方向が可動部12へ近づく方向であり、逆の場合には、アーム先端部19hの変位方向が可動部12から遠ざかる方向である。 Further, in the present embodiment, by providing two light receiving side optical fibers 24 and 25 and two light receiving elements 22a and 22b, the tip of the displacement amplification mechanism 1A is based on the difference in the amount of light incident on the respective light receiving elements 22a and 22b. Since the displacement appearing in the portion (arm tip 19h) can be obtained and the displacement direction can be easily determined, it becomes easy to obtain the current value and the direction of the current flowing through the coil 37. In the present embodiment, when the amount of light received by the light receiving element 22a connected to the light receiving side optical fiber 24 is larger than the amount of light received by the light receiving element 22b connected to the light receiving side optical fiber 25, the tip of the arm The displacement direction of the portion 19h is the direction approaching the movable portion 12, and in the opposite case, the displacement direction of the arm tip portion 19h is the direction away from the movable portion 12.

なお、2つの受光側光ファイバ24、25及び受光素子22a、22bに代えて、1つの受光側光ファイバ及び受光素子を設けるようにしてもよい。この場合、例えば、1つの受光側光ファイバの入射端の端面を、アーム先端部19hを挟んで発光側光ファイバ23の出射端23bの端面と真向かいに対向させて配置する。そして、アーム先端部19hに、光通過穴19aに代えて、アーム先端部19hが変位する方向(可動部12へ近づく方向であるかその逆方向であるか)に応じて、受光側光ファイバを伝搬して受光素子に受光される光量が増減するように、光通過路が設けられるようにしてもよい。 Instead of the two light receiving side optical fibers 24 and 25 and the light receiving elements 22a and 22b, one light receiving side optical fiber and the light receiving element may be provided. In this case, for example, the end face of the incident end of one light receiving side optical fiber is arranged so as to face the end face of the emitting end 23b of the light emitting side optical fiber 23 with the arm tip 19h interposed therebetween. Then, instead of the light passing hole 19a, the light receiving side optical fiber is provided to the arm tip 19h according to the direction in which the arm tip 19h is displaced (whether the direction approaches the movable portion 12 or the opposite direction). An optical passage path may be provided so that the amount of light that propagates and is received by the light receiving element increases or decreases.

例えば、光通過路として、アーム先端部19hに、その変位する方向に長い矩形の貫通穴を設ける。そして、アーム先端部19hの変位が0のときには、光通過路の矩形の略半分の領域を発光側光ファイバ23の出射される光が通過し、可動部12へ近づく方向に変位するときには、光通過路も変位することで、光通過路内で光が通過する領域が増加(または減少)し、可動部12へ近づく方向に変位するときには、光通過路も変位することで、光通過路内で光が通過する領域が減少(または増加)するように、光通過路を設けるようにすればよい。 For example, as a light passage path, a rectangular through hole long in the displacement direction is provided in the arm tip portion 19h. When the displacement of the arm tip 19h is 0, the light emitted from the light emitting side optical fiber 23 passes through a substantially half region of the rectangle of the light passage path, and when the light is displaced in the direction approaching the movable portion 12, the light is emitted. By also shifting the passage path, the area through which light passes in the light passage path increases (or decreases), and when the light passage path is displaced in the direction approaching the movable portion 12, the light passage path is also displaced, so that the inside of the light passage path is also displaced. The light passage path may be provided so that the area through which light passes is reduced (or increased).

また、ロバーバル機構1Rを含む機構体1は、その構成部材(弾性体)が温度によって特性が変化する。そのため、ロバーバル機構1Rの周囲温度またはロバーバル機構1R自体の温度を測定する温度センサ(例えばサーミスタ等)を設け、この測定温度に基づいて、制御器5が、コイル37の電流値に基づいて算出した被計量物の質量値を補正するようにしてもよい。例えば、予め定められた温度補正用の演算式を用いて補正された質量値を算出するようにしてもよい。このように補正することで、ロバーバル機構1R等の温度特性に起因する計量誤差を抑制することができる。 Further, the characteristics of the mechanical body 1 including the reverbal mechanism 1R change depending on the temperature of its constituent member (elastic body). Therefore, a temperature sensor (for example, a thermistor) for measuring the ambient temperature of the reverbal mechanism 1R or the temperature of the reverbal mechanism 1R itself is provided, and the controller 5 calculates based on the current value of the coil 37 based on the measured temperature. The mass value of the object to be measured may be corrected. For example, the corrected mass value may be calculated using a predetermined calculation formula for temperature correction. By correcting in this way, it is possible to suppress the measurement error caused by the temperature characteristics of the reverbal mechanism 1R and the like.

また、本実施形態では、変位増幅機構1Aをてこ機構1Lとアーム部1Bとで構成し、アーム部1Bがてこ機構1Lから下方へ延びるように設けられ、電磁力発生装置3のコイル37がアーム部1Bに連動して変位するよう構成されているので、てこ機構1Lの下方にアーム部1B及び電磁力発生装置3が配置された上下方向に長い構成にでき、占有面積(設置面積)を小さくすることができ、設置スペースが小さい計量装置にも使用することができる。 Further, in the present embodiment, the displacement amplification mechanism 1A is composed of a lever mechanism 1L and an arm portion 1B, the arm portion 1B is provided so as to extend downward from the lever mechanism 1L, and the coil 37 of the electromagnetic force generator 3 is an arm. Since it is configured to be displaced in conjunction with the portion 1B, the arm portion 1B and the electromagnetic force generator 3 are arranged below the lever mechanism 1L to form a long structure in the vertical direction, and the occupied area (installation area) can be reduced. It can also be used for weighing devices with a small installation space.

また、本実施形態では、てこ機構1Lを、2つのてこ部16,18を有する構成としたが、1つ以上のてこ部を有していればよい。例えば、てこ機構1Lとして、1つのてこ部16のみを有し、このてこ部16にアーム部1Bが接続された構成でもよい。てこ機構1Lを、2つのてこ部16,18を有する構成とした方が、1つのてこ部16のみの場合に比べて、変位の検出精度を高めることができるとともに、変位を0に近づけるためのコイル37に流す電流を小さくすることができる。 Further, in the present embodiment, the lever mechanism 1L is configured to have two lever portions 16 and 18, but it may have one or more lever portions. For example, the lever mechanism 1L may have only one lever portion 16 and the arm portion 1B may be connected to the lever portion 16. When the lever mechanism 1L has two lever portions 16 and 18, the displacement detection accuracy can be improved and the displacement can be brought closer to 0 as compared with the case where only one lever portion 16 is provided. The current flowing through the coil 37 can be reduced.

また、ロバーバル機構1Rが上下方向に長い縦長形状であるので、例えば被計量物が被計量物載置部B4の一端部に偏って載せられること等によって、可動部12に偏荷重が負荷されたときのねじれ耐性を向上することができる。 Further, since the reverbal mechanism 1R has a vertically long shape that is long in the vertical direction, an eccentric load is applied to the movable portion 12, for example, because the object to be measured is unevenly placed on one end of the object to be placed B4. It is possible to improve the twist resistance at the time.

なお、本実施形態では、ロバーバル機構1Rを縦長形状とし、ロバーバル機構1Rの内側に、変位増幅機構1A(てこ機構1L及びアーム部1B)等を設けたが、この構成に限られず、変位増幅機構1Aの全部または一部がロバーバル機構1Rの外側にあってもよい。例えば、ロバーバル機構1Rを横長形状とし、ロバーバル機構1Rの下側ビーム部14の下方に、変位増幅機構1A、変位検出部2、電磁力発生装置3及びストッパ機構4等を設けた構成としてもよい。 In the present embodiment, the reverbal mechanism 1R has a vertically long shape, and a displacement amplification mechanism 1A (lever mechanism 1L and arm portion 1B) or the like is provided inside the reverbal mechanism 1R, but the displacement amplification mechanism is not limited to this configuration. All or part of 1A may be outside the displacement mechanism 1R. For example, the reverbal mechanism 1R may have a horizontally long shape, and a displacement amplification mechanism 1A, a displacement detection unit 2, an electromagnetic force generator 3, a stopper mechanism 4, and the like may be provided below the lower beam portion 14 of the reverbal mechanism 1R. ..

また、変位増幅機構1Aは、下方に延びるアーム部1Bの代わりに、てこ機構1Lの先端部分を水平方向に延ばした延伸部分を設けた構成としてもよい。この場合、延伸部分に対して電磁力発生装置3を設け、延伸部分の先端部分の変位を検出するように変位検出部2を設け、延伸部分の先端部分に対してストッパ機構4を設けるようにすればよい。 Further, the displacement amplification mechanism 1A may be configured to be provided with an extended portion in which the tip portion of the lever mechanism 1L is extended in the horizontal direction instead of the arm portion 1B extending downward. In this case, an electromagnetic force generator 3 is provided for the stretched portion, a displacement detecting portion 2 is provided for detecting the displacement of the tip portion of the stretched portion, and a stopper mechanism 4 is provided for the tip portion of the stretched portion. do it.

また、電磁力発生装置3は、他の構成でもよく、例えば、1つの磁石を用いて磁気回路を構成するようにしてもよい。図4(A)は、他の例の電磁力発生装置3Aの斜視図であり、図4(B)は、他の例の電磁力発生装置3Aの側面図である。図4において、図3と対応する部分には、同一符号を付して説明を省略する。この電磁力発生装置3Aは、先述の電磁力発生装置3から磁石33とヨークの蓋36とを除いた構成である。この場合、磁気回路は、磁石32とポールピース34とヨーク35とで構成されている。 Further, the electromagnetic force generator 3 may have another configuration, for example, a magnetic circuit may be configured by using one magnet. FIG. 4A is a perspective view of the electromagnetic force generator 3A of another example, and FIG. 4B is a side view of the electromagnetic force generator 3A of another example. In FIG. 4, the parts corresponding to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The electromagnetic force generator 3A has a configuration in which the magnet 33 and the lid 36 of the yoke are removed from the electromagnetic force generator 3 described above. In this case, the magnetic circuit is composed of a magnet 32, a pole piece 34, and a yoke 35.

本実施形態における電磁平衡式重量センサAは、上述の計量装置Bのようなデジタル式の上皿秤等の計量装置に使用することができる他、例えば、複数の計量ホッパを有する組合せ秤の各計量ホッパ等にも使用することができる。例えば、計量ホッパの場合、被計量物を一時保持して排出するホッパがロバーバル機構1Rの可動部12に連結支持された構成となる。 The electromagnetic equilibrium type weight sensor A in the present embodiment can be used for a weighing device such as a digital precision balance such as the above-mentioned weighing device B, and for example, each of a combination scale having a plurality of weighing hoppers. It can also be used for weighing hoppers and the like. For example, in the case of a weighing hopper, the hopper that temporarily holds and discharges the object to be measured is connected and supported by the movable portion 12 of the reverbal mechanism 1R.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。 From the above description, many improvements and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed only as an example and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best aspects of carrying out the present invention. The details of its structure and / or function can be substantially changed without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、計量精度の向上を図ることができる電磁平衡式重量センサ等として有用である。 The present invention is useful as an electromagnetically balanced weight sensor or the like that can improve weighing accuracy.

1R ロバーバル機構
1A 変位増幅機構
1L てこ機構
1B アーム部
2 変位検出部
3,3A 電磁力発生装置
4 ストッパ機構
4a ストッパ部材
5 制御器
11 固定部
12 可動部
13,14 ビーム部
15,17 連結部
16 第1てこ部
18 第2てこ部
19 アーム部構成部材
19v アーム本体部
19h アーム先端部
19a 光通過穴
19b 貫通穴
21a 発光素子
22a,22b 受光素子
23 発光側光ファイバ
24,25 受光側光ファイバ
31 磁気回路
37 コイル
1R Reverbal mechanism 1A Displacement amplification mechanism 1L Lever mechanism 1B Arm part 2 Displacement detection part 3, 3A Electromagnetic force generator 4 Stopper mechanism 4a Stopper member 5 Controller 11 Fixed part 12 Movable part 13, 14 Beam part 15, 17 Connecting part 16 1st lever 18 2nd lever 19 Arm component 19v Arm body 19h Arm tip 19a Light passage hole 19b Through hole 21a Light emitting element 22a, 22b Light receiving element 23 Light emitting side optical fiber 24, 25 Light receiving side optical fiber 31 Magnetic circuit 37 coil

Claims (3)

ロバーバル機構の変位を検出する変位検出部と、
静磁場を発生する磁気回路中に前記ロバーバル機構の変位に連動して変位するコイルを設けてなり、前記変位検出部で検出される変位が0に近づくように前記コイルに電流が流される電磁力発生装置と、
を備え、
前記変位検出部は、
前記ロバーバル機構の変位に連動して変位する光通過路と、
発光素子と、
前記発光素子から出射されて前記光通過路を通過した光が入射される受光素子と、
一端が前記発光素子に接続され、前記発光素子から出射される光を伝搬して他端から前記光通過路へ出射する発光側光ファイバ、および、一端が前記受光素子に接続され、前記発光素子から出射され前記光通過路を通過した光を他端から入射して伝搬し、前記受光素子へ入射させる受光側光ファイバのいずれか一方または両方と、
前記受光素子に入射する光量に基づいて前記ロバーバル機構の変位を求める変位算出部とを有しており、
前記ロバーバル機構の内側に設けられ、前記ロバーバル機構の上下方向の変位を増幅するてこ機構と、
前記ロバーバル機構の内側に設けられ、前記てこ機構に接続されて下方向へ延びるアーム本体部、及び前記アーム本体部の下端部から水平方向に延びるアーム先端部を有するアーム部と、
をさらに備え、
前記電磁力発生装置は、前記ロバーバル機構の内側にかつ前記てこ機構の下方に配置され、
前記アーム先端部は、前記電磁力発生装置の下方に配置され、かつ前記光通過路が設けられた、
電磁平衡式重量センサ。
A displacement detector that detects the displacement of the reverbal mechanism,
A coil that is displaced in conjunction with the displacement of the reverbal mechanism is provided in a magnetic circuit that generates a static magnetic field, and an electromagnetic force is applied through the coil so that the displacement detected by the displacement detection unit approaches zero. With the generator
With
The displacement detection unit
An optical passage that is displaced in conjunction with the displacement of the reverbal mechanism
Light emitting element and
A light receiving element that emits light emitted from the light emitting element and is incident with light that has passed through the light passage path.
One end is connected to the light emitting element, the light emitting side optical fiber that propagates the light emitted from the light emitting element and is emitted from the other end to the light passing path, and one end is connected to the light receiving element, and the light emitting element One or both of the light receiving side optical fibers that are emitted from the light and propagate through the other end of the light passing path and are incident on the light receiving element.
And have a displacement calculation unit that calculates a displacement of the Roberval mechanism based on the amount of light incident on the light receiving element,
A lever mechanism provided inside the reverbal mechanism and amplifying the vertical displacement of the reverbal mechanism,
An arm body portion provided inside the reverbal mechanism and connected to the lever mechanism and extending downward, and an arm portion having an arm tip portion extending horizontally from the lower end portion of the arm body portion.
With more
The electromagnetic force generator is arranged inside the reverbal mechanism and below the lever mechanism.
The arm tip portion is arranged below the electromagnetic force generator and is provided with the light passage path.
Electromagnetic balanced weight sensor.
記光通過路は、前記アーム先端部に前記アーム先端部が変位する方向と交わる方向に貫通して設けられた貫通穴であり、
前記受光側光ファイバ及び前記受光素子がそれぞれ2つずつ対応して設けられ、
2つの前記受光側光ファイバは、前記アーム先端部が変位する方向に並んで互いに隣接配置され、
前記変位算出部は、2つの前記受光素子に入射する光量の差に基づいて前記アーム先端部に現れる変位を求めるよう構成された、
請求項1に記載の電磁平衡式重量センサ。
Before Symbol light passage is a through hole which the arm tip to the arm tip portion is provided through in a direction intersecting the direction of displacement,
Two light-receiving optical fibers and two light-receiving elements are provided.
The two light-receiving optical fibers are arranged adjacent to each other side by side in the direction in which the tip of the arm is displaced.
The displacement calculation unit is configured to obtain the displacement that appears at the tip of the arm based on the difference in the amount of light incident on the two light receiving elements.
The electromagnetically balanced weight sensor according to claim 1.
前記変位検出部で検出される変位が0または略0となるときの前記コイルに流れる電流値に基づいて前記ロバーバル機構に負荷される荷重の大きさを算出する荷重算出部と、
前記ロバーバル機構の周囲温度または前記ロバーバル機構自体の温度を測定する温度センサとをさらに備え、
前記荷重算出部は、
前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記荷重の大きさを補正するよう構成された、
請求項1または2に記載の電磁平衡式重量センサ。
A load calculation unit that calculates the magnitude of the load applied to the reverbal mechanism based on the current value flowing through the coil when the displacement detected by the displacement detection unit is 0 or substantially 0.
Further provided with a temperature sensor for measuring the ambient temperature of the reverbal mechanism or the temperature of the reverbal mechanism itself.
The load calculation unit
It is configured to correct the magnitude of the load based on the temperature measured by the temperature sensor.
The electromagnetically balanced weight sensor according to claim 1 or 2.
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JPS5937426A (en) * 1982-08-25 1984-02-29 Shimadzu Corp Electronic balance
JPH0334660Y2 (en) * 1985-12-30 1991-07-23
KR100492659B1 (en) * 2003-05-30 2005-05-31 엄진섭 Optic balance using interference of light
DE10342272B3 (en) * 2003-09-12 2004-09-16 Sartorius Ag Electromagnetic compensation weighing system has a counter weight placed directly above a vertical support and cover for a position sensor for a force transfer lever

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