カバーの取付構造、及び槓桿式秤
【課題】槓桿式秤が備えるカバーの天板に対する荷重の負荷面積や位置や大きさに応じて生じる計量値の誤差を抑えることのできるカバーの取付構造を提供する。
【解決手段】カバー２の天板部２１とベース３の底板部３１との間には、サイドスプリング９ａ〜９ｄが取り付けられている。サイドスプリング９ａ〜９ｄは、カバー２の前側で天板部２１を支持するカバーエッジ２３間を結ぶ前側変形支点と、カバー２の後側で天板部２１を支持するカバーエッジ２３間を結ぶ後側変形支点とで挟まれる縦荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて配置され、また、カバー２の左側で天板部２１を支持するカバーエッジ２３間を結ぶ左側変形支点と、カバー２の右側で天板部２１を支持するカバーエッジ２３間を結ぶ右側変形支点とで挟まれる横荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。
【解決手段】カバー２の天板部２１とベース３の底板部３１との間には、サイドスプリング９ａ〜９ｄが取り付けられている。サイドスプリング９ａ〜９ｄは、カバー２の前側で天板部２１を支持するカバーエッジ２３間を結ぶ前側変形支点と、カバー２の後側で天板部２１を支持するカバーエッジ２３間を結ぶ後側変形支点とで挟まれる縦荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて配置され、また、カバー２の左側で天板部２１を支持するカバーエッジ２３間を結ぶ左側変形支点と、カバー２の右側で天板部２１を支持するカバーエッジ２３間を結ぶ右側変形支点とで挟まれる横荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、槓桿式秤が備えるカバーの天板をベースの底板側に付勢して天板を支持するカバーの取付構造、及び槓桿式秤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カバーをベースに取り付けて構成される槓桿式秤としては、下記の特許文献１に記載の体重計が開示されている。この体重計は、ベースの内面の４隅にある各支点エッジで、それぞれベースの中央部側に向けて延びた各槓桿の一端を支持している。ベースの前側隅部の支点エッジで支持された各長機槓桿は、ベースの後端部まで延びてその先端部を受け台で支持されている。ベースの後側隅部の支点エッジで支持された各短機槓桿の他端は、ベースの前側隅部の支点エッジで支持された各長機槓桿の中央部で支持されている。受け台はロードセルの可動部に取り付けられている。
【０００３】
カバーの内面の４隅の中央部寄りに設けられたカバーエッジには、それぞれ重点エッジが取り付けられている。各重点エッジは、それぞれ各槓桿に支持されている。ベースとカバーとの間には引っ張りバネが介装されており、この引っ張りバネによりカバーがベース側に付勢されて、ベースに対するカバーの取付位置が所定の位置に保たれている。
【０００４】
上方からカバーに加えられた荷重は、カバーエッジから重点エッジを介して各槓桿に伝達される。これにより、ベースの後側隅部の支点エッジで支持された各短機槓桿が、前側隅部の支点エッジで支持された長機槓桿を下方に付勢する。ベースの前側隅部の支点エッジで支持された長機槓桿は、カバーから直接加えられる荷重と、ベースの後側隅部の支点エッジで支持された各短機槓桿から加えられる荷重とを、受け台を介してロードセルに伝達する。これによりカバーに加えられた荷重がロードセルで検知され、体重が計量される。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−８６６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の体重計では、カバーの上に足を載置する際に加えられる荷重により、各カバーエッジで囲まれた天板の荷重受位置が、各カバーエッジの取付位置を支点として下方に撓み、撓んだ部分でカバーを付勢している引っ張りバネの伸長量が短くなり、引っ張りバネによる付勢力が小さくなる。天板には荷重の負荷面積や位置や大きさに応じた撓みが生じることから、天板に対する荷重の負荷面積や位置や大きさに応じて引っ張りバネによる付勢力が変化し、これに伴い槓桿からロードセルに伝達される荷重も変化して、計量値に誤差が生じることがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することのできるカバーの取付構造、及び槓桿式秤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この欄の記載は特許請求の範囲の記載に応じて変更されます。
このような課題を解決するために、本発明のカバーの取付構造は、槓桿式秤が備えるベースの底板に荷重を受けるカバーの天板を対面させ、付勢手段により前記天板を前記底板側に付勢して、前記天板を支持するカバーの取付構造であって、荷重受位置で荷重を受けて変形する前記天板の変形支点を挟んだ前記荷重受位置側とその反対側とに、前記変形支点を支点とする前記天板の変形に伴い生じる付勢力の変化を互いに相殺する位置に、それぞれ前記付勢手段を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記天板の前記変形支点を挟んだ前記荷重受位置側とその反対側とに、それぞれ前記変形支点から等しい距離をあけて、一対の前記付勢手段を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、矩形の前記天板の四隅に設けられた支持位置のうちの隣り合う隅部に設けられた前記支持位置同士を結んで向かい合う一対の前記変形支点を備え、前記一対の変形支点間に位置する前記天板の前記荷重受位置側と、その反対側の外側とに、それぞれ各前記変形支点から等しい距離をあけて、前記一対の付勢手段を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記付勢手段は、前記天板及び前記底板の一方を貫通する貫通孔を挿通して一端を前記貫通孔の周縁部に係止されると共に、他方の前記天板又は前記底板に他端を固定されて、前記天板を前記底板側に付勢する引張コイルバネから構成され、前記貫通孔の周縁部が前記一方の天板又は底板の内側に向けて屈曲していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、荷重を受けて撓んだ天板に付勢手段により加えられる付勢力の変化を抑えられることから、天板に対する荷重の負荷面積や位置や大きさに応じて生じる計量値の誤差を抑え、精度の高い計量を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の最良の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の体重計１を上方から見た斜視図である。また、図２は、体重計１のカバー２を内面側から見た斜視図である。また、図３は、体重計１のベース３を内面側から見た斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、体重計１は、荷重の加えられるカバー２を、ベース３に取り付けて構成されている。カバー２の外面は平坦に構成されており、後端部の左右方向の中央部には、カバー２に加えられた荷重を計量値として表示する表示部２ａが設けられている。表示部２ａは、カバー２の内面側からカバー２の外面側を臨んで配置されている。カバー２の外面の左右方向の両側部は、それぞれ被験者が左右の足を載置する載置部２ｂとなっている。
【００１２】
図２に示すように、カバー２は、略四角形状の板状体から構成される天板部２１と、この天板部２１の縁部から内面側に延びる側壁部２２ａ〜２２ｄとを備えて構成されている。天板部２１の内面の各側壁部２２ａ〜２２ｄの近傍には、後述するサイドスプリング９ａ〜９ｄが備えるフック部９２の掛けられる係止片２８ａ〜２８ｄが形成されている。係止片２８ａは後側壁部２２ａの左端側の近傍に，係止片２８ｂは右側壁部２２ｂの後端側の近傍に，係止片２８ｃは前側壁部２２ｃの右端側の近傍に，係止片２８ｄは左側壁部２２ｄの前端側の近傍に、それぞれ１つずつ設けられている。
【００１３】
また、天板部２１の内面の四隅にはカバーエッジ２３が固定されている。カバーエッジ２３には、平板体から構成された重点エッジ２４が、図２中の矢印Ａ方向に揺動自在に取り付けられている。天板部２１の前端側の左右の隅部に位置するカバーエッジ２３は、重点エッジ２４の一主面を天板部２１の後端側の左右の幅方向の中央部に向けて天板部２１に固定されている。また、天板部２１の後端側の左右の隅部に位置するカバーエッジ２３は、重点エッジ２４の一主面を天板部２１の前端側に向けて天板部２１に固定されている。
【００１４】
図３に示すように、ベース３は、略四角形状の板状体から構成される底板部３１と、この底板部３１の縁部から内面側に延びる側壁部３２ａ〜３２ｄとを備えて構成されている。底板部３１の内面の各側壁部３２ａ〜３２ｄの近傍には、後述するサイドスプリング９ａ〜９ｄの係止部９３の係止されるバネ固定孔３５ａ〜３５ｄが形成されている。
【００１５】
バネ固定孔３５ａ〜３５ｄの周囲の底板部３１は、ベース３の内側に屈曲しており、この屈曲部分には後述するサイドスプリング９ａ〜９ｄの係止部９３が収容される。バネ固定孔３５ａは後側壁部３２ａの左端側の近傍に，バネ固定孔３５ｂは右側壁部３２ｂの後端側の近傍に，バネ固定孔３５ｃは前側壁部３２ｃの右端側の近傍に，バネ固定孔３５ｄは左側壁部３２ｄの前端側の近傍に、それぞれ設けられている。
【００１６】
また、底板部３１の内面の四隅には、ベースエッジ３３が固定されている。各ベースエッジ３３は、その上縁から下縁側に向けて延びる切込溝３４ａが形成された支点エッジ３４を備えている。底板部３１の前端側の左右の隅部に位置するベースエッジ３３は、支点エッジ３４の一主面を底板部３１の後端側の左右の幅方向の中央部に向けて底板部３１に固定されている。また、底板部３１の後端側の左右の隅部に位置するベースエッジ３３は、支点エッジ３４の一主面を底板部３１の前端側に向けて底板部３１に固定されている。
【００１７】
底板部３１の前端側のベースエッジ３３が備える各支点エッジ３４は、それぞれ短機槓桿４の基端部４ｂを支点溝４１で支持している。各短機槓桿４は、先端部４ａに挿通された略四角環状の中間エッジ６を作用点溝４３で受け、基端部４ｂ寄りの中央部４ｃに形成された重点溝４２で重点エッジ２４を受ける。
【００１８】
また、底板部３１の後端側のベースエッジ３３が備える各支点エッジ３４は、それぞれ長機槓桿５の基端部５ｂを支点溝５１で支持している。各長機槓桿５は、先端部５ａ寄りの中央部５ｃに挿通された中間エッジ６を作用点溝５３で受け、基端部５ｂ寄りの中央部５ｃに形成された重点溝５２で重点エッジ２４を受ける。また、各長機槓桿５は、先端部５ａを連結片７１に固定されている。短機槓桿４の先端部４ａは、中間エッジ６を介して長機槓桿５の下方に吊り下げられた状態となっている。これにより、長機槓桿５には、短機槓桿４の受けた荷重が、中間エッジ６を介して伝達される。
【００１９】
図３に示すように、連結片７１には伝達槓桿７２が取り付けられている。連結片７１から突出した伝達槓桿７２の先端部には、略四角形の環状を呈した終端エッジ７３が挿通されている。終端エッジ７３には取付片７４が取り付けられており、伝達槓桿７２は終端エッジ７３を介して取付片７４に吊り下げられた状態となっている。取付片７４は、ロードセル７５の可動部に固定されている。ロードセル７５の固定部は、固定片７６を介してベース３に固定されている。
【００２０】
図４は、体重計１が備える各サイドスプリング９ａ〜９ｄの配置態様を説明する図である。図５は、カバー２とベース３との間にサイドスプリング９ａ〜９ｄが介装された状態を図４のＡ−Ａ線断面で見た図である。図６は、カバー２が備える天板部２１の各変形支点と荷重受位置との配置関係を説明する図である。
【００２１】
図４及び図５に示すように、カバー２の天板部２１とベース３の底板部３１との間には、サイドスプリング９ａ〜９ｄが取り付けられている。サイドスプリング９ａ〜９ｄは、カバー２の天板部２１をベース３の底板部３１側に付勢するためのものであり、図５に示すように、コイル部９１を挟んだ一端部にフック部９２、他端部に係止部９３を備えた引張コイルバネから構成されている。サイドスプリング９ａ〜９ｄは、コイル部９１がバネ固定孔３５ａ〜３５ｄよりもやや小さく、係止部９３がバネ固定孔３５ａ〜３５ｄよりも大きな外径を有している。サイドスプリング９ａ〜９ｄは、係止部９３をバネ固定孔３５ａ〜３５ｄの周縁に係止され、コイル部９１をバネ固定孔３５ａ〜３５ｄに挿通され、フック部９２を天板部２１の係止片２８ａ〜２８ｄに掛けられて、カバー２とベース３との間に介装されている。これにより、係止片２８ａ〜２８ｄがバネ固定孔３５ａ〜３５ｄに向けて付勢され、例えば、ベース３へのカバー２の取付位置が、所定の取付位置から垂直方向及び水平方向にずれたとしても、この付勢力により係止片２８ａ〜２８ｄがバネ固定孔３５ａ〜３５ｄと向かい合った図５に示す位置にカバー２が戻るようになっている。本実施形態では、サイドスプリング９ａ〜９ｄとして初張力及びバネ定数のそれぞれ等しい引張コイルバネが用いられている。
【００２２】
図４に示すように、天板部２１の前端側の各カバーエッジ２３の取付位置を通って天板部２１の左右方向に延びる、同図に一点鎖線で示す箇所は、前側変形支点となっている。また、天板部２１の後端側の各カバーエッジ２３の取付位置を通って天板部２１の左右方向に延びる、同図に一点鎖線で示す箇所は、後側変形支点となっている。前後の両変形支点間に位置する天板部２１は、縦荷重受位置となっている。天板部２１の左端側の各カバーエッジ２３の取付位置を通って天板部２１の前後方向に延びる、同図に一点鎖線で示す箇所は、左側変形支点となっている。また、天板部２１の右端側の各カバーエッジ２３の取付位置を通って天板部２１の前後方向に延びる、同図に一点鎖線で示す箇所は、右側変形支点となっている。左右の両変形支点間に位置する天板部２１は、横荷重受位置となっている。垂直方向への荷重を載置部２ｂに加えられたカバー２は、前側，後側，左側，右側の各変形支点を支点として、各変形支点間で挟まれた縦及び横の各荷重受位置を、底板部３１側に向けて下方に撓ませる。
【００２３】
図４に示すように、ベース３の後側壁部３２ａの左端側の近傍に位置するバネ固定孔３５ａと、右側壁部３２ｂの後端側の近傍に位置するバネ固定孔３５ｂとは、後側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ後側変形支点から等しい距離をあけて配置されている。具体的には、後側変形支点からのバネ固定孔３５ａまでの前後方向での距離Ｌａ１と、バネ固定孔３５ｂまでの前後方向での距離Ｌｂ１とは、等しい値に設定されている。
【００２４】
また、ベース３の前側壁部３２ｃの右端側の近傍に位置するバネ固定孔３５ｃと、左側壁部３２ｄの前端側の近傍に位置するバネ固定孔３５ｄとは、前側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ前側変形支点から等しい距離をあけて配置されている。具体的には、前側変形支点からのバネ固定孔３５ｃまでの前後方向での距離Ｌｃ１と、バネ固定孔３５ｄまでの前後方向での距離Ｌｄ１とは、等しい値に設定されている。
【００２５】
また、バネ固定孔３５ａとバネ固定孔３５ｄとは左側変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、バネ固定孔３５ｂとバネ固定孔３５ｃとは右側変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ左側又は右側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。具体的には、左側変形支点からの各バネ固定孔３５ａ，３５ｄまでの左右方向での距離Ｌａ２，Ｌｄ２、及び、右側変形支点からの各バネ固定孔３５ｂ，３５ｃまでの左右方向での距離Ｌｂ２，Ｌｃ２が、それぞれ等しい値に設定されている。
【００２６】
また、バネ固定孔３５ａ〜３５ｄと向かい合って配置される係止片２８ａ〜２８ｄも、バネ固定孔３５ａ〜３５ｄと同様の配置態様で配置されている。具体的には、係止片２８ａと係止片２８ｂとは後側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、係止片２８ｃと係止片２８ｄとは前側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ後側，前側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。また、係止片２８ａと係止片２８ｄとは左側変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、係止片２８ｂと係止片２８ｃとは右側変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ左側，右側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。
【００２７】
上述したような係止片２８ａ〜２８ｄ及びバネ固定孔３５ａ〜３５ｄの配置態様を有する体重計１では、各係止片２８ａ〜２８ｄ及び各バネ固定孔３５ａ〜３５ｄでカバー２とベース３との間に介装されたサイドスプリング９ａ〜９ｄは、前側及び後側の各変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、前側及び後側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。また、サイドスプリング９ａ〜９ｄは、左側及び右側の各変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、左側及び右側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。
【００２８】
次に、本実施形態の体重計１での計量時の動作について説明する。ベース３が床面上に載置された状態において、図３に示すように、体重計１が備える各槓桿４，５は、支点エッジ３４で基端部４ｂ，５ｂを支持されると共に、先端部４ａ及び先端部５ａ寄りの中央部５ｃをそれぞれ中間エッジ６で支持されている。また、長機槓桿５は、先端部５ａを連結片７１で支持されている。このような状態で、各槓桿４，５は、重点エッジ２４を介してカバー２を支持している。
【００２９】
また、図５に示すように、カバー２の天板部２１とベース３の底板部３１との間に介装されたサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力により、ベース３が備える底板部３１のバネ固定孔３５ａ〜３５ｄに向けて、カバー２の天板部２１の係止片２８ａ〜２８ｄが付勢されている。
【００３０】
また、カバー２の重量やサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力により、各槓桿４，５には、重点エッジ２４を介して所定の大きさの荷重が加えられている。短機槓桿４で受けられたこの荷重は、中間エッジ６を介して長機槓桿５に伝達される。長機槓桿５は、重点エッジ２４から直接受けた荷重と、中間エッジ６を介して短機槓桿４から伝達された荷重とを、先端部５ａの固定された連結片７１に伝達する。
【００３１】
このようにして連結片７１に伝達された荷重は、伝達槓桿７２から終端エッジ７３を介してロードセル７５に伝達され、ロードセル７５が撓む。撓んだロードセル７５に生じた弾発力で、各槓桿４，５には重点エッジ２４から加えられる荷重に抗してカバー２を上方に押し付ける力が働く。これにより、ベース３に対するカバー２の取付位置が所定の位置に保たれている。
【００３２】
この状態で、被験者がカバー２の載置部２ｂに両足を載置する等して、カバー２に荷重が加えられると、カバー２のカバーエッジ２３から重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に荷重が伝達される。このようにして加えられた荷重は、支点エッジ３４との接触点を支点として各槓桿４，５をベース３の底板部３１側に回動させるように働き、ロードセル７５の撓み量が大きくなる。この撓み量の変化を検知することにより荷重の計量が行われる。
【００３３】
被験者がカバー２の載置部２ｂに両足を載置する際等に、カバー２の載置部２ｂに対して垂直方向への荷重が働くと、ベース３の底板部３１とほぼ平行に位置して水平方向に延びたカバー２の天板部２１は、前側及び後側の各変形支点を支点として縦荷重受位置を、左側及び右側の各変形支点を支点として横荷重受位置を、それぞれベース３側に撓ませる。
【００３４】
例えば、図５（ａ）に示すように、ベース３の底板部３１と平行に延びたカバー２の天板部２１が、同図（ｂ）に示すように、前側及び後側の各変形支点を支点として、縦荷重受位置をベース３側（同図（ｂ）中矢印Ｂ方向）に撓ませると、前側及び後側の各変形支点を挟んで縦荷重受位置と反対側の外側に位置する天板部２１は、前側及び後側の各変形支点を支点として上方に移動する。
【００３５】
これに伴い、後側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ，９ｂのうち、縦荷重受位置側に位置するサイドスプリング９ｂの取り付けられた係止片２８ｂが、図６（ａ）に示す底板部３１からの高さＨ１の位置から、Ｈ１よりＨ１１だけ低い図６（ｂ）に示すＨ１２の高さに移動し、サイドスプリング９ｂがＨ１１だけ縮む。このため、サイドスプリング９ｂがカバー２をベース３側に付勢する力Ｆ１は、ΔＦ１＝Ｈ１１×ｋ（ｋ：バネ定数）だけ小さくなる。一方、縦荷重受位置と反対側の外側に位置するサイドスプリング９ａの取り付けられた係止片２８ａは、図６（ａ）に示す底板部３１からの高さＨ１の位置から、Ｈ１よりＨ２１だけ高い図６（ｂ）に示すＨ２２の高さに移動し、サイドスプリング９ｂがＨ２１だけ伸びる。このため、サイドスプリング９ａがカバー２をベース３側に付勢する力Ｆ２は、ΔＦ２＝Ｈ２１×ｋ（ｋ：バネ定数）だけ大きくなる。
【００３６】
ここで、両サイドスプリング９ａ，９ｂは、後側変形支点からの距離Ｌａ１，Ｌｂ１が互いに等しく設定されていることから、各係止片２８ａ，２８ｂの配設位置の高さの変位量、つまり、各サイドスプリング９ａ，９ｂの伸長量の変化量Ｈ１１及びＨ２１は、互いにほぼ等しい値となり、両サイドスプリング９ａ，９ｂにより働かされる付勢力の変化量ΔＦ１及びΔＦ２も互いにほぼ等しい値となる。このため、後側変形支点から等しい距離をあけて配置されている両サイドスプリング９ａ，９ｂから重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に加えられる荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれる。つまり、後側変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い、後側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ，９ｂの付勢力に生じる変化は、サイドスプリング９ａ，９ｂ同士で互いに相殺される。
【００３７】
前側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ｃ，９ｄも、前側変形支点から等しい距離をあけて配置されており、前側変形支点からの距離Ｌｃ１，Ｌｄ１が互いに等しく設定されていることから、伸長量の変化量が互いにほぼ等しい値となり、付勢力の変化量も互いにほぼ等しい値となる。このため、両サイドスプリング９ｃ，９ｄから重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に加えられる荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれる。つまり、前側変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い、前側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ｃ，９ｄの付勢力に生じる変化は、サイドスプリング９ｃ，９ｄ同士で互いに相殺される。
【００３８】
また、荷重を加えられた天板部２１が、左側及び右側の各変形支点を支点として横荷重受位置をベース３側に撓ませると、左側及び右側の各変形支点を挟んで横荷重受位置と反対側の外側に位置する天板部２１が、これらの各変形支点を支点として上方に移動する。
【００３９】
これに伴い、左側及び右側の各変形支点を挟んで横荷重受位置側に位置したサイドスプリング９ａ，９ｃが縮み、横荷重受位置と反対側の外側に位置したサイドスプリング９ｂ，９ｄが伸びる。ここで、右側変形支点から両サイドスプリング９ｂ，９ｃまでの距離Ｌｂ２，Ｌｃ２が互いに等しく設定されていることから、各サイドスプリング９ｂ，９ｃの伸長量の変化量も互いにほぼ等しい値となり、両サイドスプリング９ｂ，９ｃにより働かされる付勢力の変化量も互いにほぼ等しい値となる。このため、両サイドスプリング９ｂ，９ｃから重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に加えられる荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれる。つまり、右側変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い、右側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ｂ，９ｃの付勢力に生じる変化は、サイドスプリング９ｂ，９ｃ同士で互いに相殺される。
【００４０】
左側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ，９ｄも、左側変形支点からの距離Ｌａ２，Ｌｄ２が互いに等しく設定されていることから、伸長量の変化量が互いにほぼ等しい値となり、付勢力の変化量も互いにほぼ等しい値となる。このため、両サイドスプリング９ａ，９ｄから重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に加えられる荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれる。つまり、左側変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い、左側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ，９ｄの付勢力に生じる変化は、サイドスプリング９ａ，９ｄ同士で互いに相殺される。
【００４１】
このため、天板部２１の前側並びに後側の両変形支点で挟まれた縦荷重受位置、及び、左側並びに右側の両変形支点で挟まれた横荷重受位置の撓み具合に関わらず、つまり、これらの各荷重受位置に加えられる荷重の負荷面積や位置や大きさに関わらず、各サイドスプリング９ａ〜９ｄからロードセル７５に伝達される荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれ、各変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力に生じる変化が、互いに相殺される。
【００４２】
このように、本実施形態の体重計１によれば、天板部２１の前側及び後側の各変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、また、左側及び右側の各変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、サイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されていることから、荷重を加えられた天板部２１の撓みに応じて生じるサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力の変化を、各変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ〜９ｄ同士で相殺させることができる。このため、荷重を加えられて撓んだ天板部２１にサイドスプリング９ａ〜９ｄから加えられる付勢力の変化を抑えることができる。従って、天板部２１に対する荷重の負荷面積や位置や大きさに応じて生じる計量値の誤差を抑え、精度の高い計量を行うことができる。
【００４３】
また、底板部３１が備える各バネ固定孔３５ａ〜３５ｄの周縁部がベース３の内側に屈曲しており、この屈曲部分でサイドスプリング９ａ〜９ｄの係止部９３を収容することから、係止部９３が底板部３１の外面よりも外側に突出した状態となるのを防止して、体重計１を取り扱い易くすることができる。
【００４４】
上記実施形態では、サイドスプリング９ａ〜９ｄが、コイル部９１を挟んだ一端部にフック部９２、他端部に係止部９３を備える構成を有した場合について説明したが、カバー２の天板部２１をベース３の底板部３１側に付勢するのであれば、その構成は任意である。例えば、サイドスプリング９ａ〜９ｄが、コイル部９１を挟んだ一端部にフック部９２に代えて係止部を備える構成としてもよい。また、サイドスプリング９ａ〜９ｄが、コイル部９１を挟んだ他端部に係止部９３に代えてフック部を備え、ベース３の底板部３１にバネ固定孔３５ａ〜３５ｄに代えて設けられた係止片にこのフック部を掛ける構成としてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、カバー２が備える４つの側壁部２２ａ〜２２ｄとベース３が備える４つの側壁部３２ａ〜３２ｄとの近傍に、それぞれサイドスプリング９ａ〜９ｄを１つずつ配置した場合について説明した。しかしながら、各変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い生じるサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力の変化を、各変形支点を挟んで配置されたサイドスプリング９ａ〜９ｄ同士で相殺できるのであれば、サイドスプリングの数量、及び、配置位置は任意である。また、各変形支点を挟んで配置されるサイドスプリングの数量は、必ずしも同じである必要はない。例えば、上記実施形態では、天板部２１を支持する前側及び後側の各変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、また、左側及び右側の各変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、サイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されているのであれば、各側壁部２２ａ〜２２ｄと側壁部３２ａ〜３２ｄとの近傍に配置するサイドスプリングの個数、及び、配置位置は任意である。
【００４６】
また、上記実施形態では、天板部２１を支持する前側及び後側の各変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけており、また、左側及び右側の各変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、サイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されている場合について説明した。しかしながら、例えば、天板部２１が前後方向のみで撓む構成を体重計１が有している場合には、縦荷重受位置側とその反対側とで前側及び後側の各変形支点から等しい距離をあけてサイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されていればよく、横荷重受位置側とその反対側とで左側及び右側の各変形支点から等しい距離をあけた位置には、サイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されている必要はない。
【００４７】
また、ベース３の底板部３１に荷重を受けるカバー２の天板部２１を対面させ、付勢手段により天板部２１を底板部３１側に付勢して、天板部２１を支持する構成を備えるのであれば、ベース３及びカバー２の形状は任意であり、ベース３及びカバー２が必ずしもそれぞれ４つの側壁部を備える必要はない。例えば、ベース３が円形の底板部を備える構成を有し、カバー２が円形の天板部を備える構成を有した他の槓桿式秤にも本発明を適用することができる。
【００４８】
上記実施形態では、サイドスプリング９ａ〜９ｄとして初張力及びバネ定数のそれぞれ等しい引張コイルバネが用いられていたため、各変形支点を挟んで等しい距離をあけて一対のサイドスプリング９ａ〜９ｄを配置した場合について説明した。しかしながら、各変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い生じるサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力の変化を、各変形支点を挟んで配置されたサイドスプリング９ａ〜９ｄ同士で相殺できるのであれば、サイドスプリング９ａ〜９ｄの配置は任意である。つまり、各変形支点からサイドスプリング９ａ〜９ｄの配置位置までの距離は、サイドスプリング９ａ〜９ｄとして用いる引張コイルバネの初張力やバネ定数等に応じて、適宜選択することができる。例えば、後側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側のサイドスプリング９ａとその反対側のサイドスプリング９ｂとで引張コイルバネの初張力やバネ定数が異なる場合には、後側変形支点から両サイドスプリング９ａ，９ｂまでの距離が同じである必要はない。
【００４９】
また、上記実施形態では、付勢手段として引張コイルバネから構成されたサイドスプリング９ａ〜９ｄを用いた場合について説明したが、付勢手段は必ずしも引張コイルバネから構成されている必要はなく、他の手段を用いることもできる。また、上記実施形態では、ロードセル７５を用いて計量を行う体重計１に本発明を適用した場合について説明したが、他の槓桿式秤にも、本発明は適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態の体重計の外観構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す体重計が備えるカバーの構成の概略を示す斜視図である。
【図３】図１に示す体重計が備えるベースの構成の概略を示す斜視図である。
【図４】図１に示す体重計が備える各サイドスプリングの配置態様を説明する図である。
【図５】カバーとベースとの間にサイドスプリングが介装された状態を示す図である。
【図６】図５に示すサイドスプリングの伸長量とカバーの変形との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 体重計
２ カバー
２１ 天板部
２２ａ〜２２ｄ 側壁部
２８ａ〜２８ｄ 係止片
３ ベース
３１ 底板部
３２ａ〜３２ｄ 側壁部
３５ａ〜３５ｄ バネ固定孔
９ａ〜９ｄ サイドスプリング
９１ コイル部
９２ フック部
９３ 係止部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、槓桿式秤が備えるカバーの天板をベースの底板側に付勢して天板を支持するカバーの取付構造、及び槓桿式秤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カバーをベースに取り付けて構成される槓桿式秤としては、下記の特許文献１に記載の体重計が開示されている。この体重計は、ベースの内面の４隅にある各支点エッジで、それぞれベースの中央部側に向けて延びた各槓桿の一端を支持している。ベースの前側隅部の支点エッジで支持された各長機槓桿は、ベースの後端部まで延びてその先端部を受け台で支持されている。ベースの後側隅部の支点エッジで支持された各短機槓桿の他端は、ベースの前側隅部の支点エッジで支持された各長機槓桿の中央部で支持されている。受け台はロードセルの可動部に取り付けられている。
【０００３】
カバーの内面の４隅の中央部寄りに設けられたカバーエッジには、それぞれ重点エッジが取り付けられている。各重点エッジは、それぞれ各槓桿に支持されている。ベースとカバーとの間には引っ張りバネが介装されており、この引っ張りバネによりカバーがベース側に付勢されて、ベースに対するカバーの取付位置が所定の位置に保たれている。
【０００４】
上方からカバーに加えられた荷重は、カバーエッジから重点エッジを介して各槓桿に伝達される。これにより、ベースの後側隅部の支点エッジで支持された各短機槓桿が、前側隅部の支点エッジで支持された長機槓桿を下方に付勢する。ベースの前側隅部の支点エッジで支持された長機槓桿は、カバーから直接加えられる荷重と、ベースの後側隅部の支点エッジで支持された各短機槓桿から加えられる荷重とを、受け台を介してロードセルに伝達する。これによりカバーに加えられた荷重がロードセルで検知され、体重が計量される。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−８６６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の体重計では、カバーの上に足を載置する際に加えられる荷重により、各カバーエッジで囲まれた天板の荷重受位置が、各カバーエッジの取付位置を支点として下方に撓み、撓んだ部分でカバーを付勢している引っ張りバネの伸長量が短くなり、引っ張りバネによる付勢力が小さくなる。天板には荷重の負荷面積や位置や大きさに応じた撓みが生じることから、天板に対する荷重の負荷面積や位置や大きさに応じて引っ張りバネによる付勢力が変化し、これに伴い槓桿からロードセルに伝達される荷重も変化して、計量値に誤差が生じることがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することのできるカバーの取付構造、及び槓桿式秤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この欄の記載は特許請求の範囲の記載に応じて変更されます。
このような課題を解決するために、本発明のカバーの取付構造は、槓桿式秤が備えるベースの底板に荷重を受けるカバーの天板を対面させ、付勢手段により前記天板を前記底板側に付勢して、前記天板を支持するカバーの取付構造であって、荷重受位置で荷重を受けて変形する前記天板の変形支点を挟んだ前記荷重受位置側とその反対側とに、前記変形支点を支点とする前記天板の変形に伴い生じる付勢力の変化を互いに相殺する位置に、それぞれ前記付勢手段を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記天板の前記変形支点を挟んだ前記荷重受位置側とその反対側とに、それぞれ前記変形支点から等しい距離をあけて、一対の前記付勢手段を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、矩形の前記天板の四隅に設けられた支持位置のうちの隣り合う隅部に設けられた前記支持位置同士を結んで向かい合う一対の前記変形支点を備え、前記一対の変形支点間に位置する前記天板の前記荷重受位置側と、その反対側の外側とに、それぞれ各前記変形支点から等しい距離をあけて、前記一対の付勢手段を配置したことを特徴とする。
また、本発明は、前記付勢手段は、前記天板及び前記底板の一方を貫通する貫通孔を挿通して一端を前記貫通孔の周縁部に係止されると共に、他方の前記天板又は前記底板に他端を固定されて、前記天板を前記底板側に付勢する引張コイルバネから構成され、前記貫通孔の周縁部が前記一方の天板又は底板の内側に向けて屈曲していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、荷重を受けて撓んだ天板に付勢手段により加えられる付勢力の変化を抑えられることから、天板に対する荷重の負荷面積や位置や大きさに応じて生じる計量値の誤差を抑え、精度の高い計量を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の最良の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態の体重計１を上方から見た斜視図である。また、図２は、体重計１のカバー２を内面側から見た斜視図である。また、図３は、体重計１のベース３を内面側から見た斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、体重計１は、荷重の加えられるカバー２を、ベース３に取り付けて構成されている。カバー２の外面は平坦に構成されており、後端部の左右方向の中央部には、カバー２に加えられた荷重を計量値として表示する表示部２ａが設けられている。表示部２ａは、カバー２の内面側からカバー２の外面側を臨んで配置されている。カバー２の外面の左右方向の両側部は、それぞれ被験者が左右の足を載置する載置部２ｂとなっている。
【００１２】
図２に示すように、カバー２は、略四角形状の板状体から構成される天板部２１と、この天板部２１の縁部から内面側に延びる側壁部２２ａ〜２２ｄとを備えて構成されている。天板部２１の内面の各側壁部２２ａ〜２２ｄの近傍には、後述するサイドスプリング９ａ〜９ｄが備えるフック部９２の掛けられる係止片２８ａ〜２８ｄが形成されている。係止片２８ａは後側壁部２２ａの左端側の近傍に，係止片２８ｂは右側壁部２２ｂの後端側の近傍に，係止片２８ｃは前側壁部２２ｃの右端側の近傍に，係止片２８ｄは左側壁部２２ｄの前端側の近傍に、それぞれ１つずつ設けられている。
【００１３】
また、天板部２１の内面の四隅にはカバーエッジ２３が固定されている。カバーエッジ２３には、平板体から構成された重点エッジ２４が、図２中の矢印Ａ方向に揺動自在に取り付けられている。天板部２１の前端側の左右の隅部に位置するカバーエッジ２３は、重点エッジ２４の一主面を天板部２１の後端側の左右の幅方向の中央部に向けて天板部２１に固定されている。また、天板部２１の後端側の左右の隅部に位置するカバーエッジ２３は、重点エッジ２４の一主面を天板部２１の前端側に向けて天板部２１に固定されている。
【００１４】
図３に示すように、ベース３は、略四角形状の板状体から構成される底板部３１と、この底板部３１の縁部から内面側に延びる側壁部３２ａ〜３２ｄとを備えて構成されている。底板部３１の内面の各側壁部３２ａ〜３２ｄの近傍には、後述するサイドスプリング９ａ〜９ｄの係止部９３の係止されるバネ固定孔３５ａ〜３５ｄが形成されている。
【００１５】
バネ固定孔３５ａ〜３５ｄの周囲の底板部３１は、ベース３の内側に屈曲しており、この屈曲部分には後述するサイドスプリング９ａ〜９ｄの係止部９３が収容される。バネ固定孔３５ａは後側壁部３２ａの左端側の近傍に，バネ固定孔３５ｂは右側壁部３２ｂの後端側の近傍に，バネ固定孔３５ｃは前側壁部３２ｃの右端側の近傍に，バネ固定孔３５ｄは左側壁部３２ｄの前端側の近傍に、それぞれ設けられている。
【００１６】
また、底板部３１の内面の四隅には、ベースエッジ３３が固定されている。各ベースエッジ３３は、その上縁から下縁側に向けて延びる切込溝３４ａが形成された支点エッジ３４を備えている。底板部３１の前端側の左右の隅部に位置するベースエッジ３３は、支点エッジ３４の一主面を底板部３１の後端側の左右の幅方向の中央部に向けて底板部３１に固定されている。また、底板部３１の後端側の左右の隅部に位置するベースエッジ３３は、支点エッジ３４の一主面を底板部３１の前端側に向けて底板部３１に固定されている。
【００１７】
底板部３１の前端側のベースエッジ３３が備える各支点エッジ３４は、それぞれ短機槓桿４の基端部４ｂを支点溝４１で支持している。各短機槓桿４は、先端部４ａに挿通された略四角環状の中間エッジ６を作用点溝４３で受け、基端部４ｂ寄りの中央部４ｃに形成された重点溝４２で重点エッジ２４を受ける。
【００１８】
また、底板部３１の後端側のベースエッジ３３が備える各支点エッジ３４は、それぞれ長機槓桿５の基端部５ｂを支点溝５１で支持している。各長機槓桿５は、先端部５ａ寄りの中央部５ｃに挿通された中間エッジ６を作用点溝５３で受け、基端部５ｂ寄りの中央部５ｃに形成された重点溝５２で重点エッジ２４を受ける。また、各長機槓桿５は、先端部５ａを連結片７１に固定されている。短機槓桿４の先端部４ａは、中間エッジ６を介して長機槓桿５の下方に吊り下げられた状態となっている。これにより、長機槓桿５には、短機槓桿４の受けた荷重が、中間エッジ６を介して伝達される。
【００１９】
図３に示すように、連結片７１には伝達槓桿７２が取り付けられている。連結片７１から突出した伝達槓桿７２の先端部には、略四角形の環状を呈した終端エッジ７３が挿通されている。終端エッジ７３には取付片７４が取り付けられており、伝達槓桿７２は終端エッジ７３を介して取付片７４に吊り下げられた状態となっている。取付片７４は、ロードセル７５の可動部に固定されている。ロードセル７５の固定部は、固定片７６を介してベース３に固定されている。
【００２０】
図４は、体重計１が備える各サイドスプリング９ａ〜９ｄの配置態様を説明する図である。図５は、カバー２とベース３との間にサイドスプリング９ａ〜９ｄが介装された状態を図４のＡ−Ａ線断面で見た図である。図６は、カバー２が備える天板部２１の各変形支点と荷重受位置との配置関係を説明する図である。
【００２１】
図４及び図５に示すように、カバー２の天板部２１とベース３の底板部３１との間には、サイドスプリング９ａ〜９ｄが取り付けられている。サイドスプリング９ａ〜９ｄは、カバー２の天板部２１をベース３の底板部３１側に付勢するためのものであり、図５に示すように、コイル部９１を挟んだ一端部にフック部９２、他端部に係止部９３を備えた引張コイルバネから構成されている。サイドスプリング９ａ〜９ｄは、コイル部９１がバネ固定孔３５ａ〜３５ｄよりもやや小さく、係止部９３がバネ固定孔３５ａ〜３５ｄよりも大きな外径を有している。サイドスプリング９ａ〜９ｄは、係止部９３をバネ固定孔３５ａ〜３５ｄの周縁に係止され、コイル部９１をバネ固定孔３５ａ〜３５ｄに挿通され、フック部９２を天板部２１の係止片２８ａ〜２８ｄに掛けられて、カバー２とベース３との間に介装されている。これにより、係止片２８ａ〜２８ｄがバネ固定孔３５ａ〜３５ｄに向けて付勢され、例えば、ベース３へのカバー２の取付位置が、所定の取付位置から垂直方向及び水平方向にずれたとしても、この付勢力により係止片２８ａ〜２８ｄがバネ固定孔３５ａ〜３５ｄと向かい合った図５に示す位置にカバー２が戻るようになっている。本実施形態では、サイドスプリング９ａ〜９ｄとして初張力及びバネ定数のそれぞれ等しい引張コイルバネが用いられている。
【００２２】
図４に示すように、天板部２１の前端側の各カバーエッジ２３の取付位置を通って天板部２１の左右方向に延びる、同図に一点鎖線で示す箇所は、前側変形支点となっている。また、天板部２１の後端側の各カバーエッジ２３の取付位置を通って天板部２１の左右方向に延びる、同図に一点鎖線で示す箇所は、後側変形支点となっている。前後の両変形支点間に位置する天板部２１は、縦荷重受位置となっている。天板部２１の左端側の各カバーエッジ２３の取付位置を通って天板部２１の前後方向に延びる、同図に一点鎖線で示す箇所は、左側変形支点となっている。また、天板部２１の右端側の各カバーエッジ２３の取付位置を通って天板部２１の前後方向に延びる、同図に一点鎖線で示す箇所は、右側変形支点となっている。左右の両変形支点間に位置する天板部２１は、横荷重受位置となっている。垂直方向への荷重を載置部２ｂに加えられたカバー２は、前側，後側，左側，右側の各変形支点を支点として、各変形支点間で挟まれた縦及び横の各荷重受位置を、底板部３１側に向けて下方に撓ませる。
【００２３】
図４に示すように、ベース３の後側壁部３２ａの左端側の近傍に位置するバネ固定孔３５ａと、右側壁部３２ｂの後端側の近傍に位置するバネ固定孔３５ｂとは、後側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ後側変形支点から等しい距離をあけて配置されている。具体的には、後側変形支点からのバネ固定孔３５ａまでの前後方向での距離Ｌａ１と、バネ固定孔３５ｂまでの前後方向での距離Ｌｂ１とは、等しい値に設定されている。
【００２４】
また、ベース３の前側壁部３２ｃの右端側の近傍に位置するバネ固定孔３５ｃと、左側壁部３２ｄの前端側の近傍に位置するバネ固定孔３５ｄとは、前側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ前側変形支点から等しい距離をあけて配置されている。具体的には、前側変形支点からのバネ固定孔３５ｃまでの前後方向での距離Ｌｃ１と、バネ固定孔３５ｄまでの前後方向での距離Ｌｄ１とは、等しい値に設定されている。
【００２５】
また、バネ固定孔３５ａとバネ固定孔３５ｄとは左側変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、バネ固定孔３５ｂとバネ固定孔３５ｃとは右側変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ左側又は右側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。具体的には、左側変形支点からの各バネ固定孔３５ａ，３５ｄまでの左右方向での距離Ｌａ２，Ｌｄ２、及び、右側変形支点からの各バネ固定孔３５ｂ，３５ｃまでの左右方向での距離Ｌｂ２，Ｌｃ２が、それぞれ等しい値に設定されている。
【００２６】
また、バネ固定孔３５ａ〜３５ｄと向かい合って配置される係止片２８ａ〜２８ｄも、バネ固定孔３５ａ〜３５ｄと同様の配置態様で配置されている。具体的には、係止片２８ａと係止片２８ｂとは後側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、係止片２８ｃと係止片２８ｄとは前側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ後側，前側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。また、係止片２８ａと係止片２８ｄとは左側変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、係止片２８ｂと係止片２８ｃとは右側変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、それぞれ左側，右側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。
【００２７】
上述したような係止片２８ａ〜２８ｄ及びバネ固定孔３５ａ〜３５ｄの配置態様を有する体重計１では、各係止片２８ａ〜２８ｄ及び各バネ固定孔３５ａ〜３５ｄでカバー２とベース３との間に介装されたサイドスプリング９ａ〜９ｄは、前側及び後側の各変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とに、前側及び後側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。また、サイドスプリング９ａ〜９ｄは、左側及び右側の各変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とに、左側及び右側の各変形支点から等しい距離をあけて配置されている。
【００２８】
次に、本実施形態の体重計１での計量時の動作について説明する。ベース３が床面上に載置された状態において、図３に示すように、体重計１が備える各槓桿４，５は、支点エッジ３４で基端部４ｂ，５ｂを支持されると共に、先端部４ａ及び先端部５ａ寄りの中央部５ｃをそれぞれ中間エッジ６で支持されている。また、長機槓桿５は、先端部５ａを連結片７１で支持されている。このような状態で、各槓桿４，５は、重点エッジ２４を介してカバー２を支持している。
【００２９】
また、図５に示すように、カバー２の天板部２１とベース３の底板部３１との間に介装されたサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力により、ベース３が備える底板部３１のバネ固定孔３５ａ〜３５ｄに向けて、カバー２の天板部２１の係止片２８ａ〜２８ｄが付勢されている。
【００３０】
また、カバー２の重量やサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力により、各槓桿４，５には、重点エッジ２４を介して所定の大きさの荷重が加えられている。短機槓桿４で受けられたこの荷重は、中間エッジ６を介して長機槓桿５に伝達される。長機槓桿５は、重点エッジ２４から直接受けた荷重と、中間エッジ６を介して短機槓桿４から伝達された荷重とを、先端部５ａの固定された連結片７１に伝達する。
【００３１】
このようにして連結片７１に伝達された荷重は、伝達槓桿７２から終端エッジ７３を介してロードセル７５に伝達され、ロードセル７５が撓む。撓んだロードセル７５に生じた弾発力で、各槓桿４，５には重点エッジ２４から加えられる荷重に抗してカバー２を上方に押し付ける力が働く。これにより、ベース３に対するカバー２の取付位置が所定の位置に保たれている。
【００３２】
この状態で、被験者がカバー２の載置部２ｂに両足を載置する等して、カバー２に荷重が加えられると、カバー２のカバーエッジ２３から重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に荷重が伝達される。このようにして加えられた荷重は、支点エッジ３４との接触点を支点として各槓桿４，５をベース３の底板部３１側に回動させるように働き、ロードセル７５の撓み量が大きくなる。この撓み量の変化を検知することにより荷重の計量が行われる。
【００３３】
被験者がカバー２の載置部２ｂに両足を載置する際等に、カバー２の載置部２ｂに対して垂直方向への荷重が働くと、ベース３の底板部３１とほぼ平行に位置して水平方向に延びたカバー２の天板部２１は、前側及び後側の各変形支点を支点として縦荷重受位置を、左側及び右側の各変形支点を支点として横荷重受位置を、それぞれベース３側に撓ませる。
【００３４】
例えば、図５（ａ）に示すように、ベース３の底板部３１と平行に延びたカバー２の天板部２１が、同図（ｂ）に示すように、前側及び後側の各変形支点を支点として、縦荷重受位置をベース３側（同図（ｂ）中矢印Ｂ方向）に撓ませると、前側及び後側の各変形支点を挟んで縦荷重受位置と反対側の外側に位置する天板部２１は、前側及び後側の各変形支点を支点として上方に移動する。
【００３５】
これに伴い、後側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ，９ｂのうち、縦荷重受位置側に位置するサイドスプリング９ｂの取り付けられた係止片２８ｂが、図６（ａ）に示す底板部３１からの高さＨ１の位置から、Ｈ１よりＨ１１だけ低い図６（ｂ）に示すＨ１２の高さに移動し、サイドスプリング９ｂがＨ１１だけ縮む。このため、サイドスプリング９ｂがカバー２をベース３側に付勢する力Ｆ１は、ΔＦ１＝Ｈ１１×ｋ（ｋ：バネ定数）だけ小さくなる。一方、縦荷重受位置と反対側の外側に位置するサイドスプリング９ａの取り付けられた係止片２８ａは、図６（ａ）に示す底板部３１からの高さＨ１の位置から、Ｈ１よりＨ２１だけ高い図６（ｂ）に示すＨ２２の高さに移動し、サイドスプリング９ｂがＨ２１だけ伸びる。このため、サイドスプリング９ａがカバー２をベース３側に付勢する力Ｆ２は、ΔＦ２＝Ｈ２１×ｋ（ｋ：バネ定数）だけ大きくなる。
【００３６】
ここで、両サイドスプリング９ａ，９ｂは、後側変形支点からの距離Ｌａ１，Ｌｂ１が互いに等しく設定されていることから、各係止片２８ａ，２８ｂの配設位置の高さの変位量、つまり、各サイドスプリング９ａ，９ｂの伸長量の変化量Ｈ１１及びＨ２１は、互いにほぼ等しい値となり、両サイドスプリング９ａ，９ｂにより働かされる付勢力の変化量ΔＦ１及びΔＦ２も互いにほぼ等しい値となる。このため、後側変形支点から等しい距離をあけて配置されている両サイドスプリング９ａ，９ｂから重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に加えられる荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれる。つまり、後側変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い、後側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ，９ｂの付勢力に生じる変化は、サイドスプリング９ａ，９ｂ同士で互いに相殺される。
【００３７】
前側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ｃ，９ｄも、前側変形支点から等しい距離をあけて配置されており、前側変形支点からの距離Ｌｃ１，Ｌｄ１が互いに等しく設定されていることから、伸長量の変化量が互いにほぼ等しい値となり、付勢力の変化量も互いにほぼ等しい値となる。このため、両サイドスプリング９ｃ，９ｄから重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に加えられる荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれる。つまり、前側変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い、前側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ｃ，９ｄの付勢力に生じる変化は、サイドスプリング９ｃ，９ｄ同士で互いに相殺される。
【００３８】
また、荷重を加えられた天板部２１が、左側及び右側の各変形支点を支点として横荷重受位置をベース３側に撓ませると、左側及び右側の各変形支点を挟んで横荷重受位置と反対側の外側に位置する天板部２１が、これらの各変形支点を支点として上方に移動する。
【００３９】
これに伴い、左側及び右側の各変形支点を挟んで横荷重受位置側に位置したサイドスプリング９ａ，９ｃが縮み、横荷重受位置と反対側の外側に位置したサイドスプリング９ｂ，９ｄが伸びる。ここで、右側変形支点から両サイドスプリング９ｂ，９ｃまでの距離Ｌｂ２，Ｌｃ２が互いに等しく設定されていることから、各サイドスプリング９ｂ，９ｃの伸長量の変化量も互いにほぼ等しい値となり、両サイドスプリング９ｂ，９ｃにより働かされる付勢力の変化量も互いにほぼ等しい値となる。このため、両サイドスプリング９ｂ，９ｃから重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に加えられる荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれる。つまり、右側変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い、右側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ｂ，９ｃの付勢力に生じる変化は、サイドスプリング９ｂ，９ｃ同士で互いに相殺される。
【００４０】
左側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ，９ｄも、左側変形支点からの距離Ｌａ２，Ｌｄ２が互いに等しく設定されていることから、伸長量の変化量が互いにほぼ等しい値となり、付勢力の変化量も互いにほぼ等しい値となる。このため、両サイドスプリング９ａ，９ｄから重点エッジ２４を介して各槓桿４，５に加えられる荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれる。つまり、左側変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い、左側変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ，９ｄの付勢力に生じる変化は、サイドスプリング９ａ，９ｄ同士で互いに相殺される。
【００４１】
このため、天板部２１の前側並びに後側の両変形支点で挟まれた縦荷重受位置、及び、左側並びに右側の両変形支点で挟まれた横荷重受位置の撓み具合に関わらず、つまり、これらの各荷重受位置に加えられる荷重の負荷面積や位置や大きさに関わらず、各サイドスプリング９ａ〜９ｄからロードセル７５に伝達される荷重の合計は、天板部２１に撓みが生じる前後でほぼ等しい値に保たれ、各変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力に生じる変化が、互いに相殺される。
【００４２】
このように、本実施形態の体重計１によれば、天板部２１の前側及び後側の各変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側の外側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、また、左側及び右側の各変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側の外側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、サイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されていることから、荷重を加えられた天板部２１の撓みに応じて生じるサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力の変化を、各変形支点を挟んで配置された一対のサイドスプリング９ａ〜９ｄ同士で相殺させることができる。このため、荷重を加えられて撓んだ天板部２１にサイドスプリング９ａ〜９ｄから加えられる付勢力の変化を抑えることができる。従って、天板部２１に対する荷重の負荷面積や位置や大きさに応じて生じる計量値の誤差を抑え、精度の高い計量を行うことができる。
【００４３】
また、底板部３１が備える各バネ固定孔３５ａ〜３５ｄの周縁部がベース３の内側に屈曲しており、この屈曲部分でサイドスプリング９ａ〜９ｄの係止部９３を収容することから、係止部９３が底板部３１の外面よりも外側に突出した状態となるのを防止して、体重計１を取り扱い易くすることができる。
【００４４】
上記実施形態では、サイドスプリング９ａ〜９ｄが、コイル部９１を挟んだ一端部にフック部９２、他端部に係止部９３を備える構成を有した場合について説明したが、カバー２の天板部２１をベース３の底板部３１側に付勢するのであれば、その構成は任意である。例えば、サイドスプリング９ａ〜９ｄが、コイル部９１を挟んだ一端部にフック部９２に代えて係止部を備える構成としてもよい。また、サイドスプリング９ａ〜９ｄが、コイル部９１を挟んだ他端部に係止部９３に代えてフック部を備え、ベース３の底板部３１にバネ固定孔３５ａ〜３５ｄに代えて設けられた係止片にこのフック部を掛ける構成としてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、カバー２が備える４つの側壁部２２ａ〜２２ｄとベース３が備える４つの側壁部３２ａ〜３２ｄとの近傍に、それぞれサイドスプリング９ａ〜９ｄを１つずつ配置した場合について説明した。しかしながら、各変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い生じるサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力の変化を、各変形支点を挟んで配置されたサイドスプリング９ａ〜９ｄ同士で相殺できるのであれば、サイドスプリングの数量、及び、配置位置は任意である。また、各変形支点を挟んで配置されるサイドスプリングの数量は、必ずしも同じである必要はない。例えば、上記実施形態では、天板部２１を支持する前側及び後側の各変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、また、左側及び右側の各変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、サイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されているのであれば、各側壁部２２ａ〜２２ｄと側壁部３２ａ〜３２ｄとの近傍に配置するサイドスプリングの個数、及び、配置位置は任意である。
【００４６】
また、上記実施形態では、天板部２１を支持する前側及び後側の各変形支点を挟んだ縦荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけており、また、左側及び右側の各変形支点を挟んだ横荷重受位置側とその反対側とでこれらの各変形支点から等しい距離をあけて、サイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されている場合について説明した。しかしながら、例えば、天板部２１が前後方向のみで撓む構成を体重計１が有している場合には、縦荷重受位置側とその反対側とで前側及び後側の各変形支点から等しい距離をあけてサイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されていればよく、横荷重受位置側とその反対側とで左側及び右側の各変形支点から等しい距離をあけた位置には、サイドスプリング９ａ〜９ｄが配置されている必要はない。
【００４７】
また、ベース３の底板部３１に荷重を受けるカバー２の天板部２１を対面させ、付勢手段により天板部２１を底板部３１側に付勢して、天板部２１を支持する構成を備えるのであれば、ベース３及びカバー２の形状は任意であり、ベース３及びカバー２が必ずしもそれぞれ４つの側壁部を備える必要はない。例えば、ベース３が円形の底板部を備える構成を有し、カバー２が円形の天板部を備える構成を有した他の槓桿式秤にも本発明を適用することができる。
【００４８】
上記実施形態では、サイドスプリング９ａ〜９ｄとして初張力及びバネ定数のそれぞれ等しい引張コイルバネが用いられていたため、各変形支点を挟んで等しい距離をあけて一対のサイドスプリング９ａ〜９ｄを配置した場合について説明した。しかしながら、各変形支点を支点とする天板部２１の変形に伴い生じるサイドスプリング９ａ〜９ｄの付勢力の変化を、各変形支点を挟んで配置されたサイドスプリング９ａ〜９ｄ同士で相殺できるのであれば、サイドスプリング９ａ〜９ｄの配置は任意である。つまり、各変形支点からサイドスプリング９ａ〜９ｄの配置位置までの距離は、サイドスプリング９ａ〜９ｄとして用いる引張コイルバネの初張力やバネ定数等に応じて、適宜選択することができる。例えば、後側変形支点を挟んだ縦荷重受位置側のサイドスプリング９ａとその反対側のサイドスプリング９ｂとで引張コイルバネの初張力やバネ定数が異なる場合には、後側変形支点から両サイドスプリング９ａ，９ｂまでの距離が同じである必要はない。
【００４９】
また、上記実施形態では、付勢手段として引張コイルバネから構成されたサイドスプリング９ａ〜９ｄを用いた場合について説明したが、付勢手段は必ずしも引張コイルバネから構成されている必要はなく、他の手段を用いることもできる。また、上記実施形態では、ロードセル７５を用いて計量を行う体重計１に本発明を適用した場合について説明したが、他の槓桿式秤にも、本発明は適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態の体重計の外観構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す体重計が備えるカバーの構成の概略を示す斜視図である。
【図３】図１に示す体重計が備えるベースの構成の概略を示す斜視図である。
【図４】図１に示す体重計が備える各サイドスプリングの配置態様を説明する図である。
【図５】カバーとベースとの間にサイドスプリングが介装された状態を示す図である。
【図６】図５に示すサイドスプリングの伸長量とカバーの変形との関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 体重計
２ カバー
２１ 天板部
２２ａ〜２２ｄ 側壁部
２８ａ〜２８ｄ 係止片
３ ベース
３１ 底板部
３２ａ〜３２ｄ 側壁部
３５ａ〜３５ｄ バネ固定孔
９ａ〜９ｄ サイドスプリング
９１ コイル部
９２ フック部
９３ 係止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
槓桿式秤が備えるベースの底板に荷重を受けるカバーの天板を対面させ、付勢手段により前記天板を前記底板側に付勢して、前記天板を支持するカバーの取付構造であって、
荷重受位置で荷重を受けて変形する前記天板の変形支点を挟んだ前記荷重受位置側とその反対側とに、前記変形支点を支点とする前記天板の変形に伴い生じる付勢力の変化を互いに相殺する位置に、それぞれ前記付勢手段を配置したことを特徴とするカバーの取付構造。
【請求項２】
前記天板の前記変形支点を挟んだ前記荷重受位置側とその反対側とに、それぞれ前記変形支点から等しい距離をあけて、一対の前記付勢手段を配置したことを特徴とする請求項１に記載のカバーの取付構造。
【請求項３】
矩形の前記天板の四隅に設けられた支持位置のうちの隣り合う隅部に設けられた前記支持位置同士を結んで向かい合う一対の前記変形支点を備え、
前記一対の変形支点間に位置する前記天板の前記荷重受位置側と、その反対側の外側とに、それぞれ各前記変形支点から等しい距離をあけて、前記一対の付勢手段を配置したことを特徴とする請求項２に記載のカバーの取付構造。
【請求項４】
前記付勢手段は、前記天板及び前記底板の一方を貫通する貫通孔を挿通して一端を前記貫通孔の周縁部に係止されると共に、他方の前記天板又は前記底板に他端を固定されて、前記天板を前記底板側に付勢する引張コイルバネから構成され、
前記貫通孔の周縁部が前記一方の天板又は底板の内側に向けて屈曲していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のカバーの取付構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかに記載の取付構造を備えることを特徴とする槓桿式秤。
【請求項１】
槓桿式秤が備えるベースの底板に荷重を受けるカバーの天板を対面させ、付勢手段により前記天板を前記底板側に付勢して、前記天板を支持するカバーの取付構造であって、
荷重受位置で荷重を受けて変形する前記天板の変形支点を挟んだ前記荷重受位置側とその反対側とに、前記変形支点を支点とする前記天板の変形に伴い生じる付勢力の変化を互いに相殺する位置に、それぞれ前記付勢手段を配置したことを特徴とするカバーの取付構造。
【請求項２】
前記天板の前記変形支点を挟んだ前記荷重受位置側とその反対側とに、それぞれ前記変形支点から等しい距離をあけて、一対の前記付勢手段を配置したことを特徴とする請求項１に記載のカバーの取付構造。
【請求項３】
矩形の前記天板の四隅に設けられた支持位置のうちの隣り合う隅部に設けられた前記支持位置同士を結んで向かい合う一対の前記変形支点を備え、
前記一対の変形支点間に位置する前記天板の前記荷重受位置側と、その反対側の外側とに、それぞれ各前記変形支点から等しい距離をあけて、前記一対の付勢手段を配置したことを特徴とする請求項２に記載のカバーの取付構造。
【請求項４】
前記付勢手段は、前記天板及び前記底板の一方を貫通する貫通孔を挿通して一端を前記貫通孔の周縁部に係止されると共に、他方の前記天板又は前記底板に他端を固定されて、前記天板を前記底板側に付勢する引張コイルバネから構成され、
前記貫通孔の周縁部が前記一方の天板又は底板の内側に向けて屈曲していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のカバーの取付構造。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れかに記載の取付構造を備えることを特徴とする槓桿式秤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１４５１６４（Ｐ２００９−１４５１６４Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２０８９（Ｐ２００７−３２２０８９）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（０００１３３１７９）株式会社タニタ (303)
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