JP4753681B2

JP4753681B2 - 防水秤

Info

Publication number: JP4753681B2
Application number: JP2005298588A
Authority: JP
Inventors: 義美黒澤; 幸輝井上; 智宏佐々木; 由香里武藤
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-10-13
Also published as: JP2007107989A

Description

本発明は、防水機構を有する秤に関する。

従来の防水構造は、分割筐体Ａ及びＢ間の嵌合部全周に亘って、分割筐体Ａには凹状溝を設け、分割筐体Ｂには押圧リブを設け、前記凹状溝全周に挿入したゴム製環状パッキンを、押圧リブで押圧することにより、分割筐体Ａ及びＢを押圧嵌合する防水構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、前ケースと後ケースとの嵌合において、後ケースの嵌合面と前ケースの外周縁（凸状）との間で、パッキンを潰して挟み込む防水構造が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

更に、秤の可動部の防水構造として、外乱の侵入を防止する、上ケースの開口部（計量皿取付部）を覆うダイアフラム（シール）に関するものであり、上ケース開口部に密着する基部（外周）と皿軸受けに密着する通し孔（内周）との間を蛇腹で連結して可動することにより外乱を防止する構造が開示されており、この構造においては更に、秤の内外気圧不均衡に伴う計量誤差を解消すべく、上ケースに防水防塵通気性部材を設けて成る秤が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
特開平１０−４２７３号公報特開２００４−３３３８７１号公報特開２００５−１４０６２６号公報

しかしながら、前記特許文献１及び特許文献２は、突起部（押し圧リブ、外周縁（凸状））により、パッキンを押し潰して防水を図ったものであるが、このときパッキンは、前記突起部による押圧方向に掛かる力によってのみ圧接されており、高気圧防水を対象とする場合には、係合する筐体を固定するネジの締め付けを強くするなどしてパッキンを押圧する力を強くするのみであり、それに伴い、筐体自体もネジの締め付けに耐え得る強度を持たせなければならないため、コストアップに繋がる可能性があった。

また、前記特許文献３は、皿軸受け７の環状凹溝７ｄに、ダイヤフラム８の通し孔８ａの起立部を密着状態で嵌着固定させるものであるが、環状凹溝７ｄに通し孔８ａの起立部を押圧する部材によって固定しているものではないため、防滴又は防塵として効果はあっても、高気圧防水を対象とする場合には、水圧によって、環状凹溝７ｄと通し孔８ａの起立部との間にズレや隙間が生じてしまい、そこから、水が入り込んでしまう可能性があり、防水性としては不完全である。

更に、特許文献３において、上ケース３に備えた防水防塵通気性部材３１は、むき出しの状態であっては、指で触れてしまったり、物がぶつかって損傷してしまい、機能が損なわれる可能性があるため、カバー４のような大型の保護部材が必要になる。上ケース３とカバー４とを一体的に形成した場合には、例えば、防水防塵通気性部材３１が劣化したときに、一体成形した上ケース３及びカバー４毎交換しなければならず、使用コストが上がってしまう可能性がある。

従って本発明は上述の問題点を解決し、製造コストを軽減させながら、防水性及び防塵性の高い秤を提供する。

上記課題を解決するために本発明は、計量皿と、計量皿に掛かる荷重を受ける荷重センサと、前記荷重センサに計量皿からの荷重を伝達する皿受け棒と、荷重センサと皿受け棒から成る可動部を貫通させる開口部を備えたカバー部材と、カバー部材に嵌合して前記荷重センサを内部に備える筐体を成すベース部材と、ベース部材に電池を収容して固定するための電池蓋と、前記カバー部材の開口部を防水する可動部と、カバー部材とベース部材との嵌合部を防水する本体部パッキンと、ベース部材と電池蓋との間を防水する電池収容部パッキンとを少なくとも備える防水秤において、前記可動部パッキンを、カバー部材に圧着する押さえ部材と、皿受け棒に圧着するキャップと、前記カバー部材及び前記ベース部材の内、少なくとも一方に、両部材の嵌合部全周に亘って前記本体部パッキンを圧着する複数の突起部とを備えて成り、前記筐体の外部から内部への侵入経路を、各パッキンを圧着して塞ぐことを特徴とする防水秤を提供する。

また、前記電池蓋は、防水性及び防塵性を有する多孔質膜と前記多孔質膜を保護するゲート部とから成る気圧調整部を備える。

前記可動部パッキンは、略中空円盤状をして成り、円盤の外周縁付近全周に亘って設けた、前記カバー部材の開口部周辺に埋め込む埋込部と、円盤の内周縁付近全周に亘って設けた、前記開口部から突出した皿受け棒に覆い被せる起立部と、前記埋込部と前記起立部との間を接続し、荷重時の前記皿受け棒の可動に伴う起立部の可動に合わせて伸縮可能な蛇腹部とを備えて成る。

前記埋込部は、埋め込まれる部分の全周に亘って、隙間を埋めるための柔軟突起部を備えて成る。

前記押さえ部材は、前記埋込部を含む可動部パッキンの外周縁付近を全周に亘ってカバー部材に押圧する突起部を少なくとも一つ備える。

前記起立部は、皿受け棒とキャップとに挟まれて押圧される部分の内の一部を、全周に亘って、押圧される方向に材圧を厚くして成る。

本発明の防水秤は、計量皿と、計量皿に掛かる荷重を受ける荷重センサと、前記荷重センサに計量皿からの荷重を伝達する皿受け棒と、荷重センサと皿受け棒から成る可動部を貫通させる開口部を備えたカバー部材と、カバー部材に嵌合して前記荷重センサを内部に備える筐体を成すベース部材と、ベース部材に電池を収容して固定するための電池蓋と、前記カバー部材の開口部を防水する可動部パッキンと、カバー部材とベース部材との嵌合部を防水する本体部パッキンと、ベース部材と電池蓋との間を防水する電池収容部パッキンとを少なくとも備える防水秤において、前記可動部パッキンを、カバー部材に圧着する押さえ部材と、皿受け棒に圧着するキャップと、前記カバー部材及び前記ベース部材の内、少なくとも一方に、両部材の嵌合部全周に亘って前記本体部パッキンを圧着する複数の突起部とを備えて成り、前記筐体の外部から内部への水などの侵入経路を、各パッキンを圧着して塞ぐことにより、高気圧防水レベルの高い防水性を有することを可能とし、パッキン材を限定することなく、より広い範囲の材料を用いることを可能とする。

また、前記電池蓋は、防水性及び防塵性を有する多孔質膜と前記多孔質膜を保護するゲート部とから成る気圧調整部を備えることから、高い防水性を有しながら、計量時の測定精度を保つことを可能とする。また、電池蓋のみの交換で多孔質膜の交換ができるため、多種の試験又は検査にも容易に対応可能となり、製造コストの軽減を可能とする。

前記可動部パッキンは、略中空円盤状をして成り、円盤の外周縁付近全周に亘って設けた、前記カバー部材の開口部周辺に埋め込む埋込部と、円盤の内周縁付近全周に亘って設けた、前記開口部から突出した皿受け棒に覆い被せる起立部と、前記埋込部と前記起立部との間を接続し、荷重時の前記皿受け棒の可動に伴う起立部の可動に合わせて伸縮可能な蛇腹部とを備えて成り、また、前記埋込部は、埋め込まれる部分の全周に亘って、隙間を埋めるための柔軟突起部を備えて成り、前記押さえ部材は、前記埋込部を含む可動部パッキンの外周縁付近を全周に亘ってカバー部材に押圧する突起部を少なくとも一つ備えて成り、前記起立部は、皿受け棒とキャップとに挟まれて押圧される部分の内の一部を、全周に亘って、押圧される方向に材圧を厚くして成ることから、可動部を含むカバー開口部を完全に密閉可能であり、可動部パッキンが接触部材に対してズレや隙間を生じることがないため、高気圧下の防水においても高い防水性を有することを可能とするものである。

本発明の防水秤は、計量皿と、計量皿に掛かる荷重を受ける荷重センサと、前記荷重センサに計量皿からの荷重を伝達する皿受け棒と、荷重センサと皿受け棒から成る可動部を貫通させる開口部を備えたカバー部材と、カバー部材に嵌合して前記荷重センサを内部に備える筐体を成すベース部材と、ベース部材に電池を収容して固定するための電池蓋と、前記カバー部材の開口部を防水する可動部パッキンと、カバー部材とベース部材との嵌合部を防水する本体部パッキンと、ベース部材と電池蓋との間を防水する電池収容部パッキンとを少なくとも備える防水秤において、前記可動部パッキンを、カバー部材に圧着する押さえ部材と、皿受け棒に圧着するキャップと、前記カバー部材及び前記ベース部材の内、少なくとも一方に、両部材の嵌合部全周に亘って前記本体部パッキンを圧着する複数の突起部とを備えて成り、前記筐体の外部から内部への侵入経路を、各パッキンを圧着して塞ぐものである。

前記押さえ部材は、前記埋込部を含む可動部パッキンの外周縁付近を全周に亘ってカバー部材に押圧する突起部を少なくとも一つ備えて成る。

本発明の実施例の防水秤Ｘの構成部材の概略を、図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施例の防水秤の外観斜視図であり、図２は、図１の分解斜視図であり、図３は、計量皿１を外した状態の防水秤Ｘの外観上面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。

これによると、防水秤Ｘは、計量皿１、カバー部材７、本体部パッキン１２及びベース部材１３から概略構成され、カバー部材７とベース部材１３とに囲まれる秤内部に、計量皿１を受けて荷重によって可動する皿受け棒１０ａと荷重センサとを備えた荷重センサアセンブリ１０を有して成る。

前記荷重カバー部材７は、前記皿受け棒１０ａをカバー部材７の上面に突出させる開口部を有して成る。前記開口部は、前記開口部を防水するための、前記皿受け棒１０ａの可動に合わせた可動部パッキン６、押さえ板３、ビス４及びキャップ５を用いて、前記可動部パッキン６を所定の部材間で圧着することにより、密閉されて成るものである。

また、ベース部材１３の底面の一部は、図示しないが公知の電池収容部１３ｄを備えて成り、前記電池収容部１３ｄを防水するための電池収容部パッキン１４と、前記電池収容部パッキン１４をベース部材１３に押圧して圧着する形状を成す電池蓋１５を備えて成る。更にここでは図示しないが、前記電池蓋１５は、所定の位置に、秤の内外気圧の均衡を保つための気圧調整機構部を設けて成る。

これにより、防水秤Ｘの内部は、図４のＡ−Ａ断面図の示すＣ部、Ｄ部及びＥ部の防水構造について後述するが、Ｅ部の気圧調整機構を除いて完全に密閉される。

続いて、各部の防水構造について図面を用いて詳述する。まず、図５を用いて、本体部パッキン１２を用いたカバー部材７及びベース部材１３の防水構造について説明する。図５（ａ）は、図４でＣ部として示した、嵌合前の防水構造の状態を示す断面図であり、図５（ｂ）は、嵌合後の防水構造の状態を示す図である。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、カバー部材７及びベース部材１３の各外周は、全周にわたって互いに嵌合する嵌合部を備えて成り、両部材７及び１３の嵌合部間で本体部パッキン１２を挟みこんで押圧する。

また、前記カバー部材７の嵌合部は、外周縁を凸段部７ａとして内周縁を凹段部７ｂとする段差を備え、前記ベース部材１３の嵌合部は、内周縁を凸段部１３ａとして外周縁を凹段部１３ｂとする段差を備えて成り、本実施例においては、前記カバー部材７の凹段部７ｂと前記ベース部材１３の凸段部１３ａとの各々に、相対する部材の方向に凸となる突起部７ｃ及び１３ｃを全周に亘って備え、各突起部７ｃ及び１３ｃは、カバー部材７とベース部材１３とを嵌合する方向において一直線上に無く、相対する部材の凸段及び凹段の各面に対して本体部パッキン１２を押圧するものであって、本体部パッキン１２を局所的に更に押し潰して各部材７及び１３にパッキン１２を密接させるものである。

これは、前記突起部７ｃ及び１３ｃが無いタイプのカバー部材７とベース部材１３との凹段１３ａ及び凸段７ｂのみによる嵌合に比べて、より高い密着性が得られる。すなわち、本体部パッキン１２を挟み込む各部材の凸段部と凹段部との各面の平面度合いにばらつきがあり、本体部パッキン１２を押圧する押圧力が一様とならない場合には、押圧力の弱い部分から水が浸入してくる恐れがあり、特に、本実施例のようにカバー部材７及びベース部材１３が樹脂成形品である場合には顕著に現れるが、全周に亘って、本体部パッキン１２に更に埋め込まれるように突起部７ｃ及び１３ｃを設けたことにより、前記平面度合いのばらつきの影響を補助的に軽減することができる。これに伴い、部材の設計においては、寸法精度のばらつきを許容可能な突起部の大きさにすれば良いため、コスト削減に繋がる。

また、各突起部７ｃ及び１３ｃの先端は、鉛直方向に一直線上に設けず、突起部からの押圧力が鉛直方向だけでなく互いの突起部に本体部パッキン１２を押し付けるように働く距離：ｔだけずらして配することによって、前記突起部７ｃ及び１３ｃ間において、より圧着力が増すため、高い防水性を有するようになる。

また、押圧面積の小さい突起部を設けることにより、局所的に押圧力が増すため、例えば、面で押圧した場合には、両部材７及び１３とパッキン材との間に隙間を生じてしまうような硬い材料のパッキンにも対応できる。

更に、カバー部材７及びベース部材１３の嵌合において、凸段部７ａと凸段部１３ａとの隙間は、そこに挟まれる本体部パッキン１２の厚さよりも狭く形成されているため、本体部パッキン１２を、前述したカバー部材７とベース部材１３との嵌合方向だけでなく、相対する凸段部に圧着させる方向にも押圧するものであり、たとえ、カバー部材７とベース部材１３とを固定するネジが緩むようなことがあったとしても、両部材７及び１３の密閉性が崩れることは無く、防水性が保たれる。

次に、図６乃至図８を用いて、可動部パッキン６を用いたカバー部材７の開口部の防水構造について説明する。図６は、図４でＤ部として示した、開口部の防水構造の状態を示す断面図であり、図７は、図６のＦ部拡大図であり、図８は、図６のＧ部拡大図である。

図６中の斜線部で示した可動部パッキン６は、略中空円盤状を成し、円盤の外周近傍全周に亘ってカバー部材７に埋め込む埋込部６ａを備え、円盤の内周近傍全周に亘って、カバー開口面より上方に突出する皿受け棒１０ａの形状に沿って取り囲むように起立した起立部６ｂを備え、埋込部６ａと起立部６ｂとの間には環状の蛇腹部６ｃを備えて構成する。

図７に示すように、カバー部材７は、可動部パッキン６の埋込部６ａを圧入する環状溝７ｄを備えて成る。また、前記埋込部６ａは、側面全周に亘って柔軟突起部６ｄを備え、前記環状溝７ｄに圧入された際に、前記突起部６ｄが環状溝７ｄの内側壁に押し潰されて圧着されることにより、防水するものである。

また、押さえ板３は、略中空円盤状を成し、前記環状溝７ｄに圧入した埋込部６ａを含む可動部パッキン６の外周近傍を、上方から押圧した状態で、カバー部材７にネジ２によってネジ締めされて固定される部材である。このとき、可動部パッキン６の外周上面を圧接する押さえ板３の接触面の内、前記埋込部７ｄの上方以外の部分に、全周に亘って突起部３ａを少なくとも一つ備え、可動部パッキン６の外周近傍を、局所的に更に押圧してカバー部材７と可動部パッキン６とを圧着するものである。また、秤の荷重を検出するセンサを備えた荷重センサアセンブリ１０において、皿受け棒１０ａは、下面閉口の略円筒状を成し、中空部分にネジ４を螺合するものである。

また、キャップ５は、皿受け棒１０ａの一部を覆うように被さる可動部パッキン６の起立部６ｂの上方から、起立部６ｂを覆うように被せて、キャップ５と皿受け棒１０ａとの間で前記起立部６ｂを挟み込む形状の略円筒状をして成り、前記キャップ５の中空部分上方からネジ４を挿入して前記皿受け棒の中空部分に螺合して締め付けるものである。これにより、前記起立部６ｂを含む、キャップ５と前記皿受け棒１０ａとに挟み込まれている可動部パッキン６は、キャップ５と皿受け棒１０ａとの間で押し潰され圧着される。

このとき、図８に示したように、前記圧着される起立部６ｂの内周縁は、全周に亘って材厚を厚くしたＯリング状をして成り、キャップ５と皿受け棒１０ａとの間で更に押し潰されて圧着されることによって、キャップ５と皿受け棒１０ａとの隙間が更に密閉されると共に、カバー開口部が完全に密閉される。

ここで、荷重時の秤の可動部の動作を説明すると、計量皿１に被計量物を載せると、前記皿受け棒１０ａが押し下げられ、荷重センサアセンブリ１０に荷重が伝達される。このとき、前記皿受け棒１０ａと共に起立部６ｂも押し下げられ、これに対応して前記蛇腹部６ｃが変形することによって、密閉状態を保ちながら可動するものである。

続いて、図９及び図１０を用いて、気圧調整機構を周辺の防水構造を含めて詳述する。図９（ａ）は、電池蓋１５への気圧調整機構の多孔質膜の取り付けを示す斜視図であり、図９（ｂ）は、電池蓋１５を底面から見た図である。

この気圧調整機構は、上述したような防水構造により、秤内部が密閉状態になることによって、前述した荷重時の可動部パッキン６の可動に伴い、秤の内気圧が上昇して外気圧との差が生じてしまうことを防止するために設けるものである。

電池蓋１５は、中央付近に気圧調整部２０を有し、気圧調整部２０は、防水性及び防塵性を有する多孔質膜２０ａを溶着して備え、前記多孔質膜の気圧調整機能を妨げない程度の隙間を有する十字型のゲート部２０ｂを電池蓋１５の外面に備えて構成する。

また、ベース部材１３は、前記電池蓋１５を取付けた状態で防水可能とする電池収容部パッキン１４を備えた電池収容部１３ｄを備えて成り、前記電池蓋１５を取付けることにより、電池収容部パッキン１４を電池収容部１３ｄに圧着する防水構造を備えてなる。

気圧調整機構は、秤の構造上、計量皿１に近い上面又は側面（例えばカバー部材７の上面）に設けた場合には、前記気圧調整機構部分に、粉体が降りかかったり液体が液垂れしたりする等汚れやすく、いくら防水性及び防塵性を有していても、ゲート部１５ａが塞がれてしまっては、気圧調整を上手く行えない。

そこで、気圧調整部２０をベース部材１３の裏面に設ける構造とするため、ベース部材１３底面に取り付ける電池蓋１５に前記気圧調整部２０を設けたものである。ここで、ベース部材１３底面の外縁付近は、被計量物などの液垂れによる汚れの影響が考えられることから、ベース部材１３底面の中央付近に設けられるのが望ましい。

更に、前記ゲート部２０ｂを設けることにより、前記多孔質膜２０ａの破損や外れ防止のため通常使用状態で容易に触れることができないようにするものであり、液状物が多孔質膜２０ａに付着した場合に、綿棒等で洗浄できる程度の隙間を有しても良い。

また、多孔質膜２０ａを小型化することによって、気圧調整部２０？自体を小型化して更なる汚れ防止となるために、気圧調整機能に有効な最低限の面積を算出する。例えば、前記荷重によって可動する蛇腹部６ｃの外周の直径を３０mmとし、荷重による沈み量（鉛直方向の可動距離）を最大０．１mmとした場合、内部体積変化量は「０.０７０６５ＣＣ」である。この内部体積変化量を、計測時間以内に除去する必要がある。計測時間を０.１秒とし、使用する多孔質膜２０ａの通気量を毎秒５ＣＣ／１００平方ミリとした場合には、「１４.１３平方ミリ」以上の面積があれば良い。これにより、必要最小限の気圧調整部２０（多孔質膜最低コスト）で最大の効果を発揮できる。

また、気圧調整部２０を電池蓋１５に設けたことにより、多孔質膜２０ａの取り付けに不具合が生じたときでも、電池蓋１５のみを交換すればよく、最小部品だけでの対処が可能であり、また、外観デザインが異なった機種の場合でも流用できるため設備コストの削減となる。

更に、多種の試験又は検査にも容易に対応可能となる、例えば、製品の完全密封確認の試験を行いたければ、前記ゲート部２０ｂを塞いだ電池蓋を使用することにより、容易に実施できる。その上、多孔質膜２０ａの溶着状態や通気状態の確認試験は、気圧調整部２０を設けた電池蓋１５単体で行えるため、検査に必要な装置の規模も縮小でき、生産コストを押さえることができる。

本実施例の防水秤の外観斜視図である。本実施例の防水秤の分解斜視図である。外観上面図である。図３のＡ−Ａ断面図である。（ａ）図４のＣ部の嵌合前断面図である。（ｂ）図４のＣ部の嵌合後断面図である。図４のＤ部拡大図である。図６のＦ部拡大図である。図６のＧ部拡大図である。（ａ）電池蓋斜視図である。（ｂ）電池蓋底面正面図である。図４のＥ部拡大図である。

符号の説明

Ｘ防水秤
１計量皿
２ビス
３押さえ板
３ａ突起部
４ビス
５キャップ
６可動部パッキン
６ａ埋込部
６ｂ起立部
６ｃ蛇腹部
６ｄ柔軟突起部
７カバー部材
７ａ凸段部
７ｂ凹段部
７ｃ突起部
７ｄ環状溝
８銘板
９ビス
１０荷重センサアセンブリ
１０ａ皿受け棒
１１電子基板組立
１２本体部パッキン
１３ベース部材
１３ａ凸段部
１３ｂ凹段部
１３ｃ突起部
１３ｄ電池収容部
１４電池収容部パッキン
１５電池蓋
１６ユリヤネジ
１７ゴム脚
１８ビス
１９乾電池
２０気圧調整部
２０ａ多孔質膜
２０ｂゲート部

Claims

計量皿と、計量皿に掛かる荷重を受ける荷重センサと、前記荷重センサに計量皿からの荷重を伝達する皿受け棒と、荷重センサと皿受け棒から成る可動部を貫通させる開口部を備えたカバー部材と、カバー部材に嵌合して前記荷重センサを内部に備える筐体を成すベース部材と、ベース部材に電池を収容して固定するための電池蓋と、前記カバー部材の開口部を防水する可動部パッキンと、カバー部材とベース部材との嵌合部を防水する本体部パッキンと、ベース部材と電池蓋との間を防水する電池収容部パッキンと、前記可動部パッキンを、カバー部材に圧着する押さえ部材と、皿受け棒に圧着するキャップと、前記カバー部材及び前記ベース部材の内、少なくとも一方に、両部材の嵌合部全周に亘って前記本体部パッキンを圧着する複数の突起部とを備えて成り、前記筐体の外部から内部への侵入経路を、各パッキンを圧着して塞ぐ防水秤であって、
前記電池蓋は、防水性及び防塵性を有する多孔質膜と前記多孔質膜を保護するゲート部とから成る気圧調整部を備えることを特徴とする防水秤。
前記可動部パッキンは、略中空円盤状をして成り、円盤の外周縁付近全周に亘って設けた、前記カバー部材の開口部周辺に埋め込む埋込部と、円盤の内周縁付近全周に亘って設けた、前記開口部から突出した皿受け棒に覆い被せる起立部と、前記埋込部と前記起立部との間を接続し、荷重時の前記皿受け棒の可動に伴う起立部の可動に合わせて伸縮可能な蛇腹部とを備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の防水秤。
前記埋込部は、埋め込まれる部分の全周に亘って、隙間を埋めるための柔軟突起部を備えて成ることを特徴とする請求項２記載の防水秤。
前記押さえ部材は、前記埋込部を含む可動部パッキンの外周縁付近を全周に亘ってカバー部材に押圧する突起部を少なくとも一つ備えることを特徴とする請求項２記載の防水秤。
前記起立部は、皿受け棒とキャップとに挟まれて押圧される部分の内の一部を、全周に亘って、押圧される方向に材圧を厚くして成ることを特徴とする請求項２記載の防水秤。