专利名称：电子天平的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种罗柏-瓦尔(Rober-Val)机构的电子天平。此外，在本发明中，除具有平衡机构的所谓电子天平以外，也可以适用于没有平衡机构而具有各种重量传感器的所谓的秤中。
在电子天平或电子秤中，应该限制载置被测物体的秤盘的移动，秤盘多由罗柏-瓦尔机构(也称平行导引)支撑。罗柏-瓦尔机构具有，对于固定或一体成形在天平机械结构上的固定柱，由相互平行的上下两根的梁支撑可动柱的结构，各梁的两端部分别通过弹性支点连接固定柱和可动柱，并将秤盘支撑在可动柱上。然后作用在秤盘上物体重量通过可动柱或者再通过一杠杆传递到电子重量检测部。作为电子重量检测部，可以是在电磁力平衡型电子天平中的变位传感器以及以该传感器输出作为检测值反馈控制的电磁力产生装置，或者是在弦振动式的秤中的振动弦和其励振部。
作为这样的罗柏-瓦尔机构，除了例如在实願昭62-69569号(实开昭63-35924号)公报所示的那样，固定柱、可动柱以及上下的梁作为相互独立的部件，组装而成的结构以外，还有例如在特开昭63-277936号公报所示的那样，在一个平板状的母件上凿通的一体构造的罗柏-瓦尔机构。
在以上的罗柏-瓦尔机构中，具有防止秤盘翻转或者倾斜的功能，同时具有消除对秤盘的偏置重量所引起的误差，即四角误差(偏置误差)。
罗柏-瓦尔机构的消除四角误差的功能，通过严密地调整上下梁的平行度，换句话说通过调整分别设置在上下梁的两端部的弹性支点部的上下方向的间隔相互一致后才开始有效，通常，其平行度的精度，虽然根据所容许的四角误差(天平精度)而不同，大致在0.1μm～10μm的数量级，想通过部件的加工精度来满足平行度的精度是困难的，组装后有必要在实际的秤盘上变化物体的载置位置进行调整，即进行所谓的四角误差的调整操作。
在该四角误差的调整操作中，一边让秤盘上的物体位置变化，罗柏-瓦尔机构的各梁的长轴方向(以下称为前后方向)和与其垂直的方向(以下称为左右方向)的两方向调整偏置误差，例如在一体构成的罗柏-瓦尔机构中，将上下梁的两端部的弹性支点的一部分削去前后、左右该当的部分，或者如上述实开昭63-35924号所示那样，具有对各弹性支点部的固定柱等让固定部的位置微动的调整机构，操作该当部分的调整机构。
但是，在上述的罗柏-瓦尔机构中，特别是在凿通平板状母件的一体构造中，由于左右方向的尺寸小，该方向的刚性比前后方向要低，因而在左右方向容易产生偏置误差。为此，这样的一体构造的罗柏-瓦尔机构，存在着难于适应大的秤或大的秤盘的问题。
又，在组装型的罗柏-瓦尔机构中，偏置误差的前后方向和左右方向的调整结果将会相互影响到其它方向的偏置误差，存在调整作业困难的问题。
本发明的目的在于提供一种即使采用左右方向的刚性弱的罗柏-瓦尔机构也可以防止该方向的偏置误差的产生，并且其四角误差的调整作业也比现有的容易的电子天平。
为了达成上述目的，本发明的电子天平，是在具有通过相互平行的上下2根梁将可动柱支撑在固定柱上的罗柏-瓦尔机构，同时在其可动柱上支撑秤盘，作用在该秤盘上物体重量通过可动柱传递到电气重量检测部上的电子天平中，具有的特征是沿与上述罗柏-瓦尔机构的各梁垂直方向延伸，并且具有相互平行的上下2根梁的第2罗柏-瓦尔机构，将该第2罗柏-瓦尔机构的可动柱与所述罗柏-瓦尔机构(以下称基本罗柏-瓦尔机构)的可动柱连接成一体。
为此，在本发明中，优选采用在第2罗柏-瓦尔机构的各梁上，对于该第2罗柏-瓦尔机构为了让基本罗柏-瓦尔机构的梁的长轴方向具有可挠性，形成有薄壁部的结构。
又，在本发明中，可采用第2罗柏-瓦尔机构是将1个平板状的母件以凿通或者形成槽的方式一体成形制成的构成。
进一步，在本发明中，可采用基本罗柏-瓦尔机构沿角管中心轴方向收纳在角管内，同时将第2罗柏-瓦尔机构装在该角管的端面上的构成。
本发明是在原来具有的基本罗柏-瓦尔机构的基础上，通过追加从其平面看沿垂直方向延伸，并且实质上共有可动柱的第2罗柏-瓦尔机构，让基本罗柏-瓦尔机构主要分担前后方向的偏置重量，而让第2罗柏-瓦尔机构主要分担左右方向的偏置重量，使得偏置误差在前后以及左右各方向的调整可以分离，提高其操作性，同时，克服基本罗柏-瓦尔机构在其左右方向上刚性弱的缺点，达到预期的目的。
即，当在秤盘上作用左右方向上的偏置重量，即与基本罗柏-瓦尔机构的梁的长轴方向垂直的方向上作用偏置重量时，该方向对于第2罗柏-瓦尔机构而言时成梁的长轴方向。因此，即使基本罗柏-瓦尔机构在左右方向上的刚性弱，在该方向施加在基本罗柏-瓦尔机构上的力，转化为对于相互的可动柱成一体的第2罗柏-瓦尔机构而言是前后方向的偏置重量，为此由该第2罗柏-瓦尔机构确实地承受止住，其结果与实际上增强了基本罗柏-瓦尔机构的左右方向上的刚性等效。因此，无论是基本罗柏-瓦尔机构还是第2罗柏-瓦尔机构，都不需要特别考虑与其梁的长轴方向垂直的方向上的刚性，即使采用由平板状母件凿通的方式一体成形的罗柏-瓦尔机构，也可以获得前后和左右两方向的偏置误差均少的高精度的电子天平。
又，通过将前后及左右的偏置重量由基本罗柏-瓦尔机构及第2罗柏-瓦尔机构分担，对向这些各方向的偏置误差的调整可通过分别对罗柏-瓦尔机构的梁的长轴方向的调整单独地进行，因此可以防止相互干扰对前后和左右各方向的偏置误差的调整结果。
又，在第2罗柏-瓦尔机构上设置了薄壁部，对于该第2罗柏-瓦尔机构让基本罗柏-瓦尔机构的梁的长轴方向具有可挠性的上述有关发明的构成，当在前后方向对秤盘作用了偏置重量让可动柱沿其方向倾斜的力时，该力又薄壁部吸收，可以有效地防止对实际上共有可动柱的第2罗柏-瓦尔机构的影响。
又，在有关上述的发明中，如前所述，不需要特别要求第2罗柏-瓦尔机构在与其梁的长轴方向垂直的方向上的刚性，通过采用在1个平板状的母件上以凿通或者形成槽的方式一体成形制成，可以降低该第2罗柏-瓦尔机构、甚至电子天平的成本并使其紧凑化。
进一步，在有关上述的发明中，利用角管的扭转高刚性可以有效地增强第2罗柏-瓦尔机构的功能，通过沿角管中心轴方向将基本罗柏-瓦尔机构收纳在角管内，在该角管的端面上装上第2罗柏-瓦尔机构，由于角管对扭转强抗力，两个罗柏-瓦尔机构的固定柱的相互的位置关系不会由被测物体的重量所变动，可以获得高刚性、紧凑并且高性能的电子天平。
下面对附图进行简要说明。
图1为表示本发明的基本实施例的说明图，图1(A)为表示该构成的斜视图，图1(B)为其俯视图。
图2为表示本发明另一实施例的主要部位的构成的斜视图。
图3为表示本发明的又一实施例的说明图，图3(A)为表示该构成的俯视图，图3(B)为其侧视图。
图4为表示本发明另一实施例的主要部位的构成的斜视图。
图5为表示组装了图4的组件的电子秤的构成的截面图。
图6为表示对于图4的实施例的基本罗柏-瓦尔机构1的固定柱11的角管7变更了固定位置的实施例的主要部位构成的截面图。
图中，1-基本罗柏-瓦尔机构、11-固定柱、12-可动柱、13a、13b-梁、2-杠杆、3-连接部件、4-盘柱、5-重量传感器、6-第2罗柏-瓦尔机构、61-固定柱、62-可动柱、63a、63b-梁、7-角管、71-盖体、81-盘柱安装部件、82-盘柱、9-秤盘、101-秤壳。
以下参照
本发明的实施例。
图1(A)为表示本发明的基本实施例的结构的斜视图，图1(B)是其俯视图。基本罗柏-瓦尔机构1由固定柱11、可动柱12、以及介在其间的相互平行的上下两根水平梁13a、13b构成，在各梁13a、13b上，分别在其两端部近旁形成了弹性支点E。该基本罗柏-瓦尔机构1是通过将截面均匀的一个母件凿通或者形成槽的方式获得。又，在切成了该基本罗柏-瓦尔机构1的母件上通过同样的凿通或者形成槽的方式一体形成杠杆2和其支点2a、以及连接该杠杆2和可动柱12的连接部件3。
在基本罗柏-瓦尔机构1的可动柱12的顶部上，固定有为载置秤盘(图中未画出)的盘柱4，同时在固定柱11和杠杆2之间配置了例如由音叉式或者振动弦式等构成的重量传感器5，载置在秤盘上的物体重量传递到可动柱12上同时通过连接部件3使得杠杆2倾斜。然后，该杠杆2的倾斜传递到重量传感器5上产生和秤盘上物体重量成比例的电信号。
第2罗柏-瓦尔机构6由固定柱61、可动柱62、以及介在其间的相互平行的上下两根水平梁63a、63b构成，对于该第2罗柏-瓦尔机构6，也是通过将平面状的一个母件凿通或者形成槽的方式获得。该第2罗柏-瓦尔机构6处于与基本罗柏-瓦尔机构1垂直方向的位置的状态下，其可动柱62通过螺钉64与基本罗柏-瓦尔机构1的可动柱12连接固定。
第2罗柏-瓦尔机构6的上下的梁63a、63b上分别在其两端部近旁形成了弹性支点e，并且在其间两处形成由薄壁部t。
基本罗柏-瓦尔机构1的固定柱11以及第2罗柏-瓦尔机构6的固定柱61分别固定在秤的底部等固定部上的状态下装入秤内。
依据以上的实施例，支撑在盘柱4上的秤盘的倾斜或者动作方向由基本罗柏-瓦尔机构1和第2罗柏-瓦尔机构6双方所限制，对于由于作用在该秤盘上的偏置重量的作用所产生的四角误差，也由于基本罗柏-瓦尔机构1和第2罗柏-瓦尔机构6双方的功能而消除。
即基本罗柏-瓦尔机构1，在梁13a、13b的长轴方向上，由于各梁13a、13b上的弹性支点E之间的跨度长，比较容易进行平行度的调整，因而在该方向即前后方向的偏置重量所伴随的误差容易消除，而在与其垂直的方向，即与梁13a、13b垂直的左右方向的偏置重量所伴随的误差，由于该方向的尺寸(厚度)不大因而难于消除。另一方面，对于第2罗柏-瓦尔机构6，在基本罗柏-瓦尔机构1的梁13a、13b的长轴方向上的尺寸(厚度)不大，故难于消除该方向的偏置重量所伴随的误差，相反，在与其垂直的方向，即梁63a、63b的长轴方向上，由于各梁63a、63b上的弹性支点e之间的跨度长，比较容易进行平行度的调整，因而容易消除左右方向的偏置重量所伴随的误差。因此，对于基本罗柏-瓦尔机构1和第2罗柏-瓦尔机构6，仅仅只要分别对梁13a、13b和梁63a、63b的各长轴方向的偏置误差进行调整，就可分别对秤盘的偏置重量所对应的方向发挥有效的功能，整体而言就能消除所有方向的偏置重量所产生的误差。
又，由于在第2罗柏-瓦尔机构6的各梁63a、63b上形成有薄壁部t，当对秤盘前后方向的偏置重量的作用使得其可动柱12欲向前后方向倾斜时，梁63a、63b由于其薄壁部t而弯折，从而防止两机构间的拗扭的发生，可以减轻由于该方向的偏置重量的影响波及第2罗柏-瓦尔机构6。
在以上的实施例中，作为第2罗柏-瓦尔机构6虽然是采用对一个母件凿通或者形成槽的方式一体成形，但本发明并不限定于此，如图2的主要部位的斜视图所示，采用固定柱61和上下的梁63a、63b由个别的部件构成然后组装成形完全可以发挥相同的效果。这时，第2罗柏-瓦尔机构6中不设置可动柱，和基本罗柏-瓦尔机构1的可动柱12共有，将其上下两端部直接固定在梁63a、63b的各一端部上即可。此外，该图2的例显示的虽然是在第2罗柏-瓦尔机构6的上下的梁63a、63b上没有形成薄壁部的例，也可以和图1的实施例中的薄壁部t形成相同的薄壁部。但是，当可动柱12的前后方向的倾斜不成为问题时，包括图1所示的例，也可以象图2所示的例那样不设置薄壁部，而能达到预期的目的。
又，对于基本罗柏-瓦尔机构1，也不限定于以上实施例那样一体成形的机构，如图3(A)主要部位俯视图、该图(B)的侧视图所示，也可以采用在又个别部件构成的固定柱11和可动柱12之间，具有同样由个别部件构成的略呈V字型的上下的梁13a、13b的公知的罗柏-瓦尔机构。这时，由于第2罗柏-瓦尔机构6的存在，基本罗柏-瓦尔机构1不需要对左右方向的刚性以及偏置误差进行调整，即使将上下的梁13a、13b的V字的角度减少，或者极端的情况分别用直线状的一根梁进行紧凑化，也能获得前后和左右方向上的偏置误差均小的高性能的秤。
下面说明依据本发明的具体的优选实施例。图4为其主要部位的斜视图，图5为将其组装在秤内的状态下的部分截面图。
在该例中采用的构成为，将和图1所示的机构相同的基本罗柏-瓦尔机构1收纳在角管7内，同时角管11的一端上装入第2罗柏-瓦尔机构6，对于该第2罗柏-瓦尔机构6的可动柱62以及基本罗柏-瓦尔机构1的可动柱12，用螺钉64固定盘托安装部件81成一体，在固定在该盘托安装部件81的上端的平板状的盘托82上面放置秤盘9。
在该例中的第2罗柏-瓦尔机构6中，其固定柱61通过上下的梁63a、63b的上下外侧向可动柱62侧延伸，并将其前端之间连接整体成口字形，其口字形的固定柱61用螺钉固定在角管7的一端面上。另一方面，对于基本罗柏-瓦尔机构1，在固定在角管7的另一端侧上的盖体71上固定其固定柱11。又，在角管7的侧面上，形成有可以插入在调整基本罗柏-瓦尔机构1的偏置误差时为削去弹性支点的挫的插入用孔72。
以收纳在该角管7内的基本罗柏-瓦尔机构1和装在角管7的端面上的第2罗柏-瓦尔机构6为主体的单元，收纳在上面开口的箱形秤壳101内并固定在其上。固定在第2罗柏-瓦尔机构6的可动柱62上的盘托安装部件81的上端从秤壳101的上面开口部出露出，平板状的盘托82以及秤盘9位于秤壳101的外部上方且整体覆盖秤壳101的上面。
依据该实施例，采用大面积的秤盘9，而且尽管基本罗柏-瓦尔机构1的左右方向的厚度比较小，左右方向的偏置重量所引起的误差可以由第2罗柏-瓦尔机构6消除。基本罗柏-瓦尔机构1的固定柱11以及第2罗柏-瓦尔机构6的固定柱61，由于角管7的高扭转刚性，即使是大的偏置重量的作用也不会偏离相互的位置关系，因此，由于基本罗柏-瓦尔机构1和第2罗柏-瓦尔机构6在实际的扭转方向上具有高刚性，可以分别有效地消除其梁的长轴方向上的偏置重量所引起的误差。
此外，在采用角管7时，基本罗柏-瓦尔机构1的固定柱11的固定位置除固定在上述盖体71上以外，如图6的主要部位截面图所示，也可以固定在角管7的内周面上。又，在该图6的例中，示出了在一体成形的罗柏-瓦尔机构1的杠杆2上固定了追加杠杆20的例，即使在上面说明的各实施例中，除增加该追加杠杆20以外，不用说还可以在基本罗柏-瓦尔机构1及其周边部增加任意的公知的变形。
又，在以上各实施例中，虽然说明的是在没有机械平衡机构的所谓的电子秤中适用本发明的例，本发明可以如上述同样适用在具有机械平衡机构的电子天平中，例如在上述实施例中，配置电磁力产生装置替代重量传感器5，同时设置检测杠杆2倾斜的变位传感器，由该变位传感器的输出控制电磁力产生装置所产生的电磁力，通过设置平衡机构的伺服机构，可以制成电磁力平衡型的电子天平。
如上所述，依据本发明，通过沿与基本罗柏-瓦尔机构的梁的长轴方向垂直的方向延伸的具有上下的水平梁的第2罗柏-瓦尔机构6，并且将第2罗柏-瓦尔机构6的可动柱与基本罗柏-瓦尔机构的可动柱一体固定，对于作用在秤盘上的前后以及左右方向的偏置重量，分别由两个罗柏-瓦尔机构的梁的长轴方向承受从而可以消除其误差，即使基本罗柏-瓦尔机构的左右方向上的刚性不足，也可以得到偏置误差少的高性能的电子天平或者电子秤。特别是，以在一个板状母件上通过凿通或者形成槽的方式一体成形的罗柏-瓦尔机构作为基本罗柏-瓦尔机构时，即使采用现在认为不可能的大型秤盘也能得到偏置误差少的电子天平或者电子秤。又，由于对基本罗柏-瓦尔机构的左右方向上的刚性没有要求，采用一体成形的罗柏-瓦尔机构时其部件的板厚可以减薄，因此可以降低材料费以及加工费，同时即使具有现有的组装型的罗柏-瓦尔机构中，也可以减少其左右方向上的尺寸。
又，依据本发明，前后方向以及左右方向上的偏置误差的调整，可以分开分别对基本罗柏-瓦尔机构和第2罗柏-瓦尔机构6进行，可以消除各方向上的调整结果对另一方向上的影响，使得调整作业容易并且缩短调整时间。
权利要求
1.一种电子天平，在具有通过相互平行的上下2根梁将可动柱支撑在固定柱上的罗柏-瓦尔机构，同时在其可动柱上支撑秤盘，作用在该秤盘上物体重量通过可动柱传递到电气重量检测部上的电子天平中，其特征是沿与所述罗柏-瓦尔机构的各梁垂直方向延伸，并且具有相互平行的上下2根梁的第2罗柏-瓦尔机构，将该第2罗柏-瓦尔机构的可动柱与所述罗柏-瓦尔机构的可动柱连接成一体。
2.根据权利要求1所述的电子天平，其特征是在第2罗柏-瓦尔机构的上下各梁上，对于该第2罗柏-瓦尔机构为了让所述罗柏-瓦尔机构的梁的长轴方向具有可挠性，形成有薄壁部。
3.根据权利要求1或者2所述的电子天平，其特征是第2罗柏-瓦尔机构是将1个平板状的母件以凿通或者形成槽的方式一体成形制成。
4.根据权利要求1、2或者3所述的电子天平，其特征是所述罗柏-瓦尔机构沿角管中心轴方向收纳在角管内，同时将所述第2罗柏-瓦尔机构装在该角管的端面上。
全文摘要
一种电子天平装置具有与基本罗柏－瓦尔机构的各梁13a、13b垂直的梁63a、63b的第2罗柏－瓦尔机构,通过将第2罗柏－瓦尔机构的可动柱62一体连接在基本罗柏－瓦尔机构的可动柱12上,在前后方向的偏置重量所引起的误差由基本罗柏－瓦尔机构,在左右方向上的偏置重量所引起的误差由第2罗柏－瓦尔机构分别分担消除,因此可以不需要与各罗柏－瓦尔机构的梁的长轴方向垂直方向上的刚性高,就能获得所有方向上的偏置误差小的高性能的电子天平或者电子秤。
文档编号G01L1/20GK1255628SQ9911944
公开日2000年6月7日 申请日期1999年9月24日 优先权日1998年11月30日
发明者河本晟 申请人:株式会社岛津制作所