JPH0426410B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、秤量台に乗り移つた被計量品（以
下、品物と指称する）を短時間に安定させて計量
する計量装置に関する。

従来の計量装置は、第１図に示すように品物１
を搬入する搬入側コンベア２と品物１を所定の場
所へ搬出する搬出側コンベア３との間に、これら
コンベア２，３とほぼ平行に固定台４，秤量台５
および固定台６の順序で設置するとともに、これ
ら固定台等４〜６に、搬送ベルト７を掛け渡し、
この搬送ベルト７を対接する一対の駆動ローラ８
ａ，８ｂによつて図示イ矢印方向へ移送させるこ
とにより、固定台４上の品物１を秤量台５上に導
き、ここで品物１の重量を秤量アーム９を介して
ロードセル１０により計量している。１１は固定
台４と秤量台５の中間位置に設置された位置検出
器であつて、この位置検出器１１により品物１の
通過位置を検出し第２図のような位置検出信号Ｓ
１を出力するものである。従つて、計量装置とし
ては、ロードセル１０の計量信号Ｓ２から明らか
なように、秤量台５への乗り移り時間Ｔ１に相応
する位置検出信号Ｓ１の立下りタイミングから品
物１の全荷重が安定に加わる秤安定時間Ｔ２の経
過時に、ロードセル１０で計量した計量値Ｓを読
取るようにしている。Ｔ３は秤量台５から固定台
６へ乗り移る時間、Ｔ４は品物１が秤量台５から
出してしまつてから、ロードセル１０が零位置へ
戻るまでの秤安定時間を示している。

しかし、以上のような構成の計量装置によれ
ば、品物１を計量するための時間は品物１が秤量
台５へ乗り移るまでの時間Ｔ１と品物１の全部を
秤量台５に乗せて安定するまでの時間Ｔ２との和
の時間が必要となり、この間固定台４から秤量台
５へ後続の品物１を移すことができない。このた
め、計量結果に基づいて品物１を自動的に選別す
る自動重量選別機などに適用する場合、迅速に多
数の品物１を計量選別できない不具合がある。ま
た、秤量台５の長さは、品物１の長さと、秤量安
定時間Ｔ２に搬送ベルト７の速度を乗じて得た長
さとの和の長さが必要となるので、秤量台５自体
が非常に長いものとなり、それ分だけ設置スペー
スを長くとらなければならない。

また、先行の品物１が秤量台５に乗つている間
は後続の品物１を秤量台５に乗せることができな
いため、先行と後続の品物１の間隔は少なくとも
秤量台５の長さ以上あける必要があり、多数の品
物１を計量する場合には不向きなものである。従
つて、多数の品物１を計量する場合には搬送ベル
ト７を高速制御する必要があるが、これによつて
各構成部材の寿命を早めることになり、かつ高精
度の計量が難しくなる。そこで、従来装置の中に
は、搬送速度を上げずに多数の品物１を計量する
手段として、複数台の秤量機構を並設し、これら
を所定の順序で順次切換選択して品物１を搬入し
計量させるものがあるが、この場合には装置全体
の構成が複雑で大形化し、かつゲート切換機構や
切換制御回路が必要とするなどの欠点がある。

本発明は以上のような点に着目してなされたも
ので、品物が秤量台に乗り移つたときに直ちに計
量可能な秤量機構とし、かつ、この秤量機構から
出力する計量信号のレベルの急激な変化に対して
迅速に計量安定域に移行させ得るとともに、計量
時に完全にノイズを除去し得、また設計上の融通
性に富んだ計量装置を提供することにある。

以下、本発明の実施例を説明するに際し、先ず
本発明装置の基本的な構成について第３図および
第４図を参照して説明する。即ち、本装置は、第
３図に示す如く例えば固定台１１、秤量台１２お
よび固定台１３の順序で平行に配置するも、特に
下部に接触子１５を持つた品物受台１６上に品物
１４を乗せ、該接触子１５による台１１〜１３上
の接触走行によつて図示ロ矢印方向に搬送するこ
とにより品物１４を秤量台１２上に導き、ここで
秤量アーム１７を介してロードセル１８によつて
品物１４を計量する構成である。１９は位置検出
器である。

従つて、以上のような構成によれば、品物１４
が固定台１１より秤量台１２へ乗り移るとき、位
置検出器１９は第４図のような矩形波状の位置検
出信号Ｓ１１を検出する点で第２図と同じである
が、品物１４の重量は接触子１５を介して秤量台
１２に加わる構成であるため、位置検出器１９で
品物１４の通過を検出して間もなくロードセル１
９からは第４図に示すような立上り特性を有する
計量信号Ｓ１２が取り出される。しかも、この計
量信号Ｓ１２は位置検出器１９で品物１４を検出
している期間中に計量安定領域に入るので、この
間に品物１４の重量を計量値S′として計量するこ
とができる。

次に、本発明装置に用いる秤量機構について説
明する。第５図ないし第７図は１つの秤量機構の
実施例を示す図であつて、第５図は装置の上面
図、第６図は第５図において品物搬送路の側方か
ら見た図、第７図は搬送条体の一部を示す側面図
である。即ち、この装置は、固定台１１、秤量台
１２および固定台１３としてそれぞれ機能する一
対の板状固定レール１１Ａ，１１Ｂ、一対の板状
秤量レール１２Ａ，１２Ｂおよび一対の板状固定
レール１３Ａ，１３Ｂの各対ごとに所定の間隔を
有しかつ平行に設置されて品物搬送路を形成して
いる。そして、一対のレール例えば１２Ａ，１２
Ｂには品物受台１６が該受台両側より突出せられ
た搬送ピン２２Ａ，２２Ｂによつて掛け渡されて
いる。各搬送ピン２２Ａ，２２Ｂはレール１２
Ａ，１２Ｂと係合し得るつばを持つた回転接触子
１５Ａ，１５Ｂを介して該レール１２Ａ，１２Ｂ
に接触されている。さらに、品物搬送路を形成す
る左側レール１１Ａ〜１３Ａと右側レール１１Ｂ
〜１３Ｂとの外側にそれぞれ搬送条体としての搬
送チエン２３Ａ，２３Ｂが設けられ、これに搬送
ピン２２Ａ，２２Ｂの端部が垂直方向に対して何
ら力が加えられずかつ搬送方向に対しては多少遊
びをもつて係合されている（第７図参照）。これ
らの搬送チエン２３Ａ，２３Ｂはそのチエン上側
に所定距離ごとに例えばＵ字状リンク２４Ａ，２
４Ｂが設けられ、しかも該リンク２４Ａ，２４Ｂ
の内側口径が搬送ピン２２Ａ，２２Ｂの径よりも
大きく形成され、これによつて搬送ピン２２Ａ，
２２ＢがＵ字状リンク２４Ａ，２４Ｂの入口付近
で遊びをもつて係合されるようになつている。

従つて、以上のような実施例の構成によれば、
図示しない駆動装置によつて搬送チエン２３Ａ，
２３Ｂを図示ハ矢印方向に移送させると、この搬
送チエン２３Ａ，２３ＢのＵ字状リンク２４Ａ，
２４Ｂに遊びをもつて係合せられている搬送ピン
２２Ａ，２２Ｂが図示ハ矢印方向に引つぱられる
ように移動し、これに伴なつて搬送ピン２２Ａ，
２２Ｂの挿通されている回転接触子１５Ａ，１５
Ｂが固定レール１１Ａ−１１Ｂより秤量レール１
２Ａ−１２Ｂへと転動しながら移動し、受台１６
上の品物１４が搬送方向へ搬送されることにな
る。しかも、回転接触子１５Ａ，１５Ｂが固定レ
ール１１Ａ，１１Ｂから秤量レール１２Ａ，１２
Ｂへ乗り移ると殆んど同時に品物１４の全重量が
秤量レール１２Ａ，１２Ｂに加わるので、固定レ
ール１１Ａ，１１Ｂから秤量レール１２Ａ，１２
Ｂへの乗り移り時間は瞬時的であり、また回転接
触子１５Ａ，１５Ｂが秤量レール１２Ａ，１２Ｂ
を通過する間中計量可能な安定状態とすることが
できる。

次に、もう１つの秤量機構の実施例について第
８図ないし第１０図を参照して説明する。第８図
は装置の上面図、第９図は品物搬送路の側方から
見た図、第１０図は品物受台の一部を拡大して示
す側面図である。この実施例の装置は、固定レー
ル１１Ａ，１１Ｂ、秤量レール１２Ａ，１２Ｂお
よび固定レール１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ所定の
間隔で平行に設置する点は第５図と同様である。
特に異なるところは、品物搬送路を形成する左側
レール１１Ａ〜１３Ａと右側レール１１Ｂ〜１３
Ｂとが全体的に所定距離だけ位置をずらして設け
るとともに、品物受台１６を支持する搬送ピン２
２Ａは品物受台１６後端側より側方に突出され、
他方の搬送ピン２２Ｂは受台１６前端側より側方
に突出されている。そして、搬送ピン２２Ａ，２
２Ｂを軸体として回転する回転接触子１５Ａ，１
５Ｂが一対の秤量レール１２Ａ，１２Ｂへ同時に
乗り移るようになつている。なお、品物受台１６
は、第１０図Ａ，Ｂに示すように複数の受体１６
１，…がピン１６２によつて鎖状に連結されてい
る。１６３は秤量レール１２Ａ，１２Ｂ上におい
て各受体１６１，…の品物受け部分が平行となる
ように位置規制するストツパである。

従つて、以上のような構成にすれば、前述した
実施例と同様の効果を有するばかりでなく、各品
物受台１６が曲状に変形して動きうるので、極め
て短かい距離の品物搬送路によつて、品物１４を
搬送することが可能である。

次に、第１１図および第１２図はさらに他の秤
量機構を示す図であつて、これは各搬送ピン２２
Ａ，２２Ｂに２個ずつ回転接触子１５Ａ，１５
A′，１５Ｂ，１５B′を回転可能に設けるととも
に、一方の回転接触子１５Ａ，１５Ｂは上記実施
例と同様にレール１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２
Ｂ，…の上部に係合して回転され、他方の回転接
触子１５A′，１５B′は別途設置されるレール１
１A′，１１B′，１２A′，１２B′の下部に係合し
て回転されるようになつている。なお、秤量アー
ム１７は第１２図に示すように各秤量レール１２
Ａ，１２A′，１２Ｂ，１２B′に接続されている。
従つて、以上のような構成とした場合、品物受台
１６が走行時に多少振動しても何れの秤量レール
１２Ａ，１２A′，１２Ｂ，１２B′を介してロー
ドセル１８で品物１４の重量を正確に計量でき
る。

次に、第１３図ないし第１５図は同じく秤量機
構の他の実施例であつて、これは３組のレールを
設置して品物１４を搬送しながら計量する例であ
る。具体的には両側のレール１１Ａ，１１Ｂ，１
２Ａ，１２Ｂおよび１３Ａ，１３Ｂは品物搬送方
向において同一位置に平行に設けられ、これらレ
ール１１Ａ，１１Ｂ，…の中間位置の固定レール
１１Ｃ、秤量レール１２Ｃ、固定レール１３Ｃに
ついては品物搬送方向において前記レール１１
Ａ，１１Ｂより位置をずらして平行に設置するも
のである。さらに、品物受台１６の底部には前記
レール１２Ａ〜１２Ｃの設置位置に合せて３個の
滑走接触子また回転接触子１５A′，１５B′，１
５C′が取着され、これらの接触子１５A′，１５
B′，１５Ｃは固定レール１１Ａ〜１１Ｃから秤
量レール１２Ａ〜１２Ｃへ滑走または回転しなが
ら同時に乗り移るように構成されている。この装
置の品物受台１６は３個の接触子１５A′，１５
B′，１５Ｃによつて例えば秤量レール１２Ａ〜
１２Ｃを滑走または回転するので、品物受台１６
を安定に走行させることができる。

従つて、以上のような秤量機構の構成によれ
ば、秤量レール１２Ａ，１２Ｂに回転接触子１５
Ａ，１５Ｂが乗り移ると殆んど同時に品物１４の
全重量が秤量レールつまり秤量台上に加わるの
で、品物１４が秤量台に乗り移るための時間は品
物１４の長さに関係なくすることができ、しかも
計量安定時間は接触子１５Ａ，１５Ｂが秤量レー
ル１２Ａ，１２Ｂを通過する時間に相当し、速や
かに品物１４を計量できる。また、従来の計量装
置では、ロードセル８からの計量信号Ｓ２を波形
整形して得た第１６図に示す信号Ｓ２′から明ら
かなように、先の品物１と後続の品物１との間隔
を秤量台５の長さ以上あけなければならず、結
局、多数の品物１の計量が難しく、ひいては搬送
条体の速度を上げる結果となり、構成部材の寿命
を早めることになる。この点、上記実施例の秤量
機構は第１７図に示すように品物１４の秤量台１
２への乗り移り時間Ｔ１′は接触子１５の乗り移
り時間だけであり、先の品物１４と後続の品物１
４は密な間隔で搬送し得、搬送条体の速度を上げ
ずに多数の品物１４を計量できる。しかも、搬送
速度を遅くすれば、それだけ品物１４の姿勢が安
定して計量時に倒れるといつた事故がなくなり、
かつ高精度な計量が可能となる。

以下、本発明装置の実施例について説明する。
すなわち、この発明は、以上のように秤量機構の
改良によつて秤量台乗り移り時間が短縮され速や
かな計量を行なうことができるので、これに充分
対応し得る電気的な構成を改良、とりわけローパ
スフイルタを改良することにある。一般に、計量
装置は、秤量機構の出力側にアンプ、外乱ノイズ
除去用ローパスフイルタ、Ａ／Ｄ変換回路および
このＡ／Ｄ変換回路からのデイジタル計量出力を
表示する表示部等の電気的構成が備えられている
が、かかるローパスフイルタとしては遮断周波数
が低い値で固定化されていた。このため、遅延時
間が長くなり、該フイルタから正しいアナログ計
量出力が得られるまでに長時間を要し、結局、以
上のように秤量機構を改良してもそれに対応でき
ないものとなる。

そこで、本発明はそれを改良せんとするもので
あり、第１８図および第１９図は該発明の第１の
実施例を示す図である。第１８図は計量装置の全
体構成を示すブロツク図、第１９図は第１８図の
一部即ちローパスフイルタを具体化した回路図で
ある。即ち、この計量装置においては、ロードセ
ル１８から出力されたアナログ計量信号は増幅器
３１にて増幅された後、ローパスフイルタ３２へ
入力される。上記アナログ計量信号はフイルタ３
２にてノイズ成分が除去された後、Ａ／Ｄ変換回
路３３にてデジタル変換される。デジタル変換さ
れた計量信号は後続の表示部３４へ入力されて計
量値として表示される。

前記フイルタ３２は第１９図に示すように差動
増幅器を用いたCR能動フイルタでもつて構成さ
れている。すなわち、増幅器３１から出力された
アナログ計量信号が入力される入力端子４１ａ，
４１ｂの一方の入力端子４１ａは抵抗４２，４３
を介して差動増幅器４４の正側入力端子に接続さ
れ、この正側入力端子と前記他方入力端子４１ｂ
との間にはコンデンサ４５が接続されている。ま
た、差動増幅器４４の出力端子は帰還回路として
負側入力端子に接続されると共に、コンデンサ４
６を介して抵抗４２と４３との接続点に接続され
ている。なお、４７ａ，４７ｂはフイルタ３２の
出力端子である。

前記抵抗４２の両端子間には２個のインピーダ
ンス素子としてのダイオード４８ａ，４８ｂが互
いに逆極性になるように接続され、これら抵抗４
２、ダイオード４８ａ，４８ｂによつてインピー
ダンス回路４８を形成している。同様に、抵抗４
３の両端子間には２個のダイオード４９ａ，４９
ｂが互いに逆極性に接続され、これら抵抗４３，
ダイオード４９ａ，４９ｂによつてインピーダン
ス回路４９を形成している。このフイルタ３２を
構成する抵抗４２，４３およびコンデンサ４５，
４６の各値は、アナログ計量信号のノイズを充分
吸収できる遮断周波数になるように設定されてい
る。

次に、このように構成された計量装置の動作に
ついて説明する。まず、フイルタ３２の各インピ
ーダンス回路４８，４９について考える。一般
に、ダイオードに対して順方向に電圧を印加した
場合、電流特性は約0.6V近傍の限界電圧V₀から
急激に立上る。したがつて、第１９図のように二
つのダイオードを互いに逆極性に並列接続したイ
ンピーダンス回路４８，４９の両端子間に正負の
ある限界電圧以上の電圧が印加されると、見かけ
上の抵抗値が急激に低下し、一方、ある限界電圧
以下の電圧が引火されている時、抵抗値はほぼ抵
抗４２，４３の抵抗値になる。従つて、帰還回路
に抵抗およびコンデンサを用いたCR能動ローパ
スフイルタの遮断周波数はインピーダンス回路４
８，４９の抵抗値が低くなると上昇する。ゆえ
に、このローパスフイルタ３２は、アナログ計量
信号が急峻な立上りを有する場合、それに伴なつ
て急峻な立上り特性を示すことになる。即ち、ア
ナログ計量信号がほぼ一定レベルを維持している
場合、フイルタ３２の遮断周波数が低いのでノイ
ズ成分は除去される。また、アナログ計量信号が
急峻にかつ限界電圧の２倍を越えて立上る瞬間に
おいては、インピーダンス回路４８，４９の両端
に印加される電圧は限界電圧を越えるので、フイ
ルタ３２の遮断周波数は瞬間的に上昇する。その
結果、アナログ計量信号の立上りに同期して出力
信号も急峻に立上る。そして、アナログ計量信号
が立上つてほぼ一定レベルで２倍の限界電圧以内
の変化になると、遮断周波数が低下するのでノイ
ズ成分は除去される。

なお、フイルタ３２としてCR能動フイルタを
用いたが、CR受動フイルタを用いることも可能
である。しかし、フイルタにダイオードを用いた
場合、ダイオード自体の動作電圧が非常に小さい
電圧に固定されているので、設計の自由度がな
く、気象条件その他の理由で動作電圧が変化した
ときに調整できない問題がある。

次に、第２０図は本発明の第２の実施例を示す
ブロツク構成図である。この実施例は、第１８図
に示す周波数可変形フイルタ３２の代えて電圧制
御形フイルタ３２′を用い、アナログ計量信号の
微分値に比例する信号で該フイルタ３２′を制御
して遮断周波数を可変するものである。具体的に
は、ロードセル１８からのアナログ計量信号を増
幅器３１で増幅した後、この増幅出力を微分回路
５１で微分し、負方向微分に対しては絶対値回路
（ABSと略記）５２により阻止するとともに、ク
リツプ回路５３で上限と下限を規定して遮断周波
数をある範囲内で制御可能とし、さらに直線変換
手段５４によつて直線信号に変換し、これを制御
信号として電圧制御形フイルタ３２′に印加する
ことにより、該フイルタ３２′の遮断周波数を可
変するものである。従つて、この電圧制御形フイ
ルタ３２′は、微分回路５１の微分動作によつて
変化電圧値が大きいときには遮断周波数が上昇
し、第１の実施例と同様な動作を行なう。

従つて、以上のような実施例の計量装置によれ
ば、高速計量可能な秤量機構に適用すると、急峻
な立上り特性をもつて計量安定領域へ移行させる
ことができ、しかも確実にノイズ成分を除去して
迅速に品物の重量を計量できる。ちなみに、第２
１図は、従来の秤量機構によつて得られた計量信
号Ｓ２′を遮断周波数固定形フイルタと可変形フ
イルタ３２，３２′にそれぞれ入力した場合の出
力波形を示す図である。これらの図より明らかな
ように、固定形フイルタの出力波形Ｓ３と可変形
フイルタ３２，３２′の出力波形Ｓ４とほそれ程
変化がない。その理由は、品物が秤量台へ乗り移
る時間Ｔ１が長く、アナログ計量信号Ｓ２′とし
ては緩慢な立上り特性を示すので、可変形フイル
タ３２，３２′の遮断周波数が上昇しないためで
ある。これに対し、高速計量可能な秤量機構を用
いて同様にアナログ計量信号Ｓ２′を固定形フイ
ルタおよび可変形フイルタ３２，３２′を通した
場合、固定形フイルタについてはその出力波形Ｓ
３（実線）が点線で示すアナログ計量信号Ｓ２′
のレベルまで達しないうちに降下してしまうが、
可変形フイルタの場合にはアナログ計量信号Ｓ
２′の立上り特性が急峻であるのでフイルタ３２，
３２′の遮断周波数が上昇して急峻な立上りの応
答特性が得られ、出力波形Ｓ４は速やかにアナロ
グ計量信号（点線）Ｓ２′のレベルに達して計量
安定領域に入り、品物１４の重量値を速やかに計
量することができる。

従つて、以上説明したように本発明によれば、
高速計量可能な秤量機構に、アナログ計量信号の
立上り変化特性に迅速に追従しうる微分回路を設
け、かつ、この微分回路の出力を受けて連続的に
遮断周波数が変化する電圧制御形フイルタを用い
たので、計量信号のレベルの急激な変化に対して
迅速に追従しながら計量安定域を作り出し、しか
もその安定域では完全にノイズを除去して正確に
計量でき、また設計上の融通性に富んだ計量装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の計量装置に用いら
れている秤量機構の概略構成図および計量波形
図、第３図および第４図は本発明装置に用いる秤
量機構の基本的な構成図および計量波形図、第５
図ないし第７図は一例としての秤量機構の実施例
を示す図であつて、第５図は平面図、第６図は側
面図、第７図は無端条体に一部を示す図、第８図
ないし第１０図はもう１つの秤量機構の実施例を
示す図であつて、第８図は平面図、第９図は側面
図、第１０図は品物受台の側面図、第１１図およ
び第１２図はさらに他の秤量機構の実施例を示す
図であつて、第１１図は平面図、第１２図は正面
図、第１３図ないし第１５図は同じく他の秤量機
構の実施例を示す図であつて、第１３図は平面
図、第１４図は側面図、第１５図は正面図、第１
６図および第１７図は従来装置と本発明装置との
比較説明図、第１８図は本発明装置の第１の実施
例を示すブロツク構成図、第１９図は第１８図の
ローパスフイルタの具体的構成図、第２０図は本
発明装置の第２の実施例を示すブロツク構成図、
第２１図は従来の秤量機構を用いた場合のフイル
タ出力波形を説明する図、第２２図は本発明適用
の秤量機構を用いた場合のフイルタ出力波形を説
明する図である。 １１，１１Ａ〜１１Ｃ，１１A′，１１B′，１
３，１３Ａ〜１３Ｃ，１３A′，１３B′……固定
台、１２，１２Ａ〜１２Ｃ，１２A′，１２B′…
…秤量台、１４…品物、１５，１５Ａ〜１５Ｃ，
１５A′，１５B′……接触子、１６……品物受台、
１７……秤量アーム、１８……ロードセル、２２
Ａ，２２Ｂ……搬送ピン、２３Ａ，２３Ｂ……搬
送条件、２４Ａ，２４Ｂ……Ｕ字状リンク、３
２，３２′……可変形フイルタ、４８，４９……
インピーダンス回路、５１……微分回路、５２…
…絶対値回路、５３……クリツプ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被計量品１４を固定台１１，１１Ａ，１１Ｂ
   から秤量台１２，１２Ａ，１２Ｂへ搬送して該被
   計量品の重量を計量する計量装置において、 前記被計量品が載置される品物受台１６と、こ
   の品物受台に取付けられ、前記固定台および秤量
   台に対して小さい接触面積で接触して走行する接
   触子１５，１４Ａ，１５Ｂと、前記品物受台の垂
   直方向に力を加えず、搬送方向に対して前記接触
   子に力を加えて走行させることにより前記品物受
   台を搬送方向へ搬送せしめる搬送条体２３Ａ，２
   ３Ｂと、前記秤量台に設けられた重量計量部１８
   から出力される前記被計量品の重量に比例する計
   量信号の急激なレベル変化に追従して変化分を出
   力する微分回路５１と、この微分回路による急激
   な変化の微分出力を受けて遮断周波数が瞬時的に
   上昇して出力が上昇し、前記計量信号のレベルが
   ほぼ一定になつたとき前記遮断周波数が低下して
   当該計量信号からノイズ成分を除去する電圧制御
   形フイルタ３２′とを備えたことを特徴とする計
   量装置。