JPS5830624A

JPS5830624A - 重量測定装置

Info

Publication number: JPS5830624A
Application number: JP12769281A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Nojiri; 野尻　芳郎; Shinkichi Uchiyama; 伸吉内山
Original assignee: KYOWA DENGIYOU KK; Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Current assignee: KYOWA DENGIYOU KK; Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority date: 1981-08-17
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1983-02-23
Also published as: JPS634646B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は重量測定装置に係り、特に天秤の両端部に加わ
る２個の被測定物の重量に差異があり、天秤のアンバラ
ンスが生じたとき一方の被測定物の重量を測定すること
のできる重量測定装置に関するものである。

例えば、セメント、穀物等を並べて配置された２個の容
器の一方に先ず供給し、その一方の容器の重量が一定値
に達したときそのセメント、穀物等を他方の容器へ供給
するように供給先を切り替え、該他方の容器への供給中
にその一定重量に達した容器と空の容器とを入れ替え、
次に上記他方の容器の重量が一定値に達したとき今度は
上記空の容器にセメント、穀物等を再び供給するといっ
た作業を繰返すことによって、セメント、穀物等をその
流れを停めることなく連続的に袋等の多数の容器に順次
供給する供給装置等に用いるのに適する重量測定装置に
関する烏のである。

従来、セメント等の粉状物あるいは大豆、麦等の穀物等
の容器への供給は第１図に示すような供給装置によって
行なわれていた。この供給装置は２つの重量計ＩＡおよ
びＩＢを一つの基台２上に隣接して配置して２つの容器
３Ａおよび３Ｂの重量ｗＡおよびｗＢを同時に測定する
ことができるようにすると共に、セメント等を間断なく
排出する排出管４の排出端部を水平方向に往復移動せし
めてセメント等の供給先を切シ替える切替機構５を設け
てなるものである。この切替機構５は図示しない制御回
路の出力を受けて排出管４の排出端部をプランジャー６
によって容器３Ｂ側へ引張る動作をする駆動部７と、排
出管４の排出端部をそれが容器３Ａ側に位置するように
付勢するスプリング８とからなシ、この駆動部７とスプ
リング８とは排出管４を挾んで互いに反対側に位置する
ように配置されている。９は駆動部７のプランジャー６
の先端とスプリング８先端との間に連結されたワイヤー
で、その中間部には排出管４の排出端部が嵌合される嵌
合環部１０が設けられている。このワイヤー９によって
駆動部７およびスプリング８からの力が排出管の排出端
部に伝達される。１１は排出管４から排出されたセメン
ト等を上部の受口１２にて受け、二叉状に分岐された分
岐案内管１３Ａおよび１３Ｂによって、そのセメント等
を容器３Ａおよび３Ｂに案内する案内具である。

この供給装置によるセメント等の容器への供給は次のよ
うＫして行なわれる。すなわち、この供給装置は容器３
Ａの重量ｗＡが所定の値Ｗ８　　に達しないときには駆
動部７が排出管４の端部な引張らないようにされており
、従って、そのときは排出管４の端部はスプリング８の
収縮力によって容器３Ａ側寄シに位置されている。その
結果、排出管４から排出されたセメント等は案内具１１
の分岐案内管１３Ａを通って容器３Ａ内に供給される。

そして、容器３Ａの重量Ｗ人が所定値Ｗ８　　に達した
とき重量計ＩＡから制御回路へ信号が伝達され、その制
御回路によって駆動部７が作動せしめられる。すると、
排出管４の端部はスプリング８の収縮力に抗して容器３
Ｂ側へ移動せしめられ、排出管４から排出されるセメン
ト等は分岐案内管１３Ｂを経て容器３Ｂ内に供給される
。その時、重量計ＩＡ上から容器３Ａを取り去り空の容
器３Ａを重　゛置針ＩＡ上に置く。そして、重量計ＩＢ
上の容器３Ｂの重量ＷＢ　が所定値Ｗｓ　、に達したと
き重量計１Ｂから信号が伝達され、その結果制御回路は
駆動部７を作動せしめていた信号の出方を停止し、駆動
部７は排出管４の端部を引張らない状態になる。従って
、排出管４の端部はスプリング８の収縮力によって容器
３Ａ側に移動せしめられ第１図に示す状態に戻る。以後
、このような動作が繰り返される。

このようｋ、第１図に示した供給装置によればセメント
等をその流れを止めることなく容器に一定重量供給する
ことができる。

しかしながら、このような供給装置は２個の容器の重量
を同時に測定するために２個の重量計を必要とする。そ
のため、装置の構造が複雑となり装置が非常に高価格と
なってしまうという問題があった。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたもので、例えば粉
体物、粒状物、液体等を２個の容器の一方に供給し所定
重量に達したら他方の容器に供給するというような供給
動作を間断なく行なう供給装置に最適であシ、構造が簡
単で低価格の］［斂測定装置を提供することを目的とし
ている。

すなわち、本発明の特徴とするところは中央部を支点と
して回動可能なるように支承された天秤に１つまたは複
数のストレインゲージな添着すると共に２個の被測定物
の重量が前記天秤の両端部に加わるようになし、一方前
記天秤が水平な角度から一回動方向およびその反対の回
動方向に一定角度以上傾くのを阻止するストッパを設け
て成シ、前記２個の被測定物の重量のアンバランスによ
って傾けられた天秤が前記ストッパの一方に当接しそれ
以上傾くのを阻止されたとき、重量の重い方または軽い
方の被測定物の荷重によって天秤に生じるひずみを前記
ストレインゲージによシ検出することによって、常に重
い方または軽い方の被測定物の重量を測定し得るよう構
成したことにある。

以下本発明を添附図面建水した実施例に従ってに詳細に説明する。

第２図は本発明に係る重量測定装置を上述したような流
動物等の供給装置に適用した一実施例の構成を示す正面
図であり、同図において１４は荷重を受けてひずみを生
じ得る起歪材料からなる天秤で、その断面形状は例えば
角形に形成されている。

（必ずしも角形である必要はなく、曲げモーメントによ
るひずみが発生する断面形状であればよい。）１５は天
秤１４の中央部の回転軸で、天秤１４はこの回転軸１５
を支点として回動可能なるように支承されている。この
天秤１４の両端部にはそれぞれセメントのような粉体物
、穀物のような粒状物、石油のような液体などを入れる
容器３Ａ、３Ｂが吊支される。１６Ａ、１６Ｂはストッ
パで、水平方向に向いた状態における天秤１４０両端部
から適宜上方に離間した位置に設けられこの実施例の場
合、容器３Ａ、３Ｂの吊支点の鉛直上に位置するよう配
設されている。しかして、天秤１４が２つの容器３Ａ。

３Ｂの重量のアンバランスによって水平方向からある回
動力向へ傾いたとき、天秤１４の軽い方の容器３が吊支
された端部上面がそれに対応するストッパ１６Ｋ　　’
）ｆＸ　　１４がそれ以上傾くことが阻止される。そし
て、天秤１４には、重い方の容器３の重量Ｗによって曲
げモーメン）Ｍが働きこの°曲げモーメントによりひず
みが生じる。

ＳＧａ　−ＳＧｄは天秤１４に生じたひずみを測定する
４個のストレインゲージである。ＳＧａとＳＧｂは対を
成し、ＳＧａは天秤１４の回転軸１５から一方の端部側
（例えば第２図における左側）へある距離ｌ。離間した
位置の上面に添着されており、８Ｇｂは天秤１４下面の
ＳＧａと対応する位置ＡすなわちＳＧａと同一鉛直線上
に添着されている。又、８Ｇｃと８Ｇｄとは対を成し、
天秤１４の回転軸１５から他方の端部側（例えば第２図
における右側）へ上記距離ｌ。離間した同一鉛直線上の
位置Ｂの上面と下面とに添着されている。尚、／、は天
秤１４のストレインゲージＳＧａ　、　ＳＧｂが添着さ
れた位置Ａと容器３Ａが吊支された位置との距離、ｌ、
は天秤１４のストレインゲージ８Ｇｃ、　８Ｇｄ　が添
着された位置Ｂと容器３Ｂが吊支された位置との距離で
ある。この４個のストレインゲージＳＧａ　＝　ＳＧｄ
からなる抵抗助〜財によって例えば第３図に示すような
ブリッジ回路が形成される。Ｂｐ　はブリッジ回路次印
加されるブリッジ電源、　ｅｔｒ、はブリッジ回路の出
力電圧である。

４はセメント等を排出する排出管、５は排出管４の排出
端部を往復移動せしめてセメント等の供給先を切り替え
る切替機構で、プランジャー６を有する駆動部と、スプ
リング８と、そして排出管４の排出端部が嵌合される嵌
合端部１０を有するワイヤー９とからなる。１１は排出
管４から排出されたセメント等を受口１２にて受けて分
岐案内管１３Ａ。

１３Ｂによシ容器３人あるいは３Ｂへ案内する案内具で
ある。この切替機構５および案内具１１の作用は第１図
に示した供給装置に使用されたものと同じなのでその説
明を省略する。

以下に第２図に示した重量測定装置の原理について説明
する。例えば仮に容器３Ａの重量ＷＡが容器３Ｂの重量
Ｗｓ　　よシも重いとすると、当然に天秤１４は第２図
における左側端部が下降し、右側端部が上昇するように
傾き、右側端部がストツノく１６Ｂに当接する。すると
、天秤１４はそのストツノく１６Ｂによってそれ以上に
傾くことが阻止される。

その結果、天秤１４には重い方の容器３人の重量ＷＡに
よる曲げモーメントＭが発生する。そして°、この曲げ
モーメンＮＣよってひずみが発生し、そのひずみが４個
のストレインゲージＳＧａ　−ＳＧｄによって検知され
、第３図に示したブリッジ回路からはその曲げモーメン
トＭの大きさに比例した大きさの出力電圧ｅが得られる
。従って、ストレインゲージＳＧａ　−ＳＧ（！によっ
て重い方の容器３への重量ＷＡを測定することができる
。この重い方の容器３Ａの重量と曲げモーメン）Ｍとの
関係についてより具体的に説明すると、天秤１４に生じ
る曲げモーメントＭはＡ点の曲げモーメントＭＡ　と曲
げモーメン）ＭＢ　　との和であり、曲げモーメントＭ
ＡおよびＭＢはそれぞれ下記の式で表わされる。

Ｍ人”　ＷＡ　　−ｉ＋１＊　＋　ｔ。

ＭＢ”ＷＡ°７下τ°″ ｌｘ　＋　ｔ。

そしてｌ、および□・ム　は一定の値なのｌ！ｔ　＋ｚ
０で、ＭすなわちＭ人士ＭＢは容器３Ａの重量ＷＡと比例
し、しかもＭＡ十ＭＢと前記ブリッジ回路の出力電圧ｅ
０　　とは比例するので、重量ＷＡ　とブリツジ回路の
出力電圧ｅ、とは比例し、重量Ｗムを測定することがで
きるのである。

又、容器３Ｂの重量ＷＢ　の方が容器３人の重量ＷＡ　
　よりも大きい場合は上述したと同じ原理によってブリ
ッジ回路の出力電圧ｅ０と容器３Ｂの重量ＷＢ　とが比
例するので、その容器３Ｂの重１ｉｒａを測定すること
ができる。

尚、第２図に示した実施例においては各対のストレイン
ゲージ８Ｇａ　、　ｓｏｂおよび８Ｇｃ　、　ＳＧｄは
それぞれ天秤１４中夫の回転軸１５から端部寄りに離間
した位置に設けであるが、重量測定装置の平面図である
第５図に示すようにストレインゲージＳＧａ。

ＳＧｂおよびＳＧｃ　、　ＳＧｄと回転軸１５との距離
ｌ。を０にしても良い。また、これらストレインゲージ
は、大きなひずみ出力を取り出すために天秤の表面に４
個添着しブリッジを形成しであるが、例えば天秤の上面
に２個添着するだけでもよいし、更には天秤中央部の上
面または下面のいずれかに１個添着するだけでも良い。

第４図は第２図に示した供給装置の駆動部７を制御する
制御回路図である。同図において、−ＡＭＰは第３図に
示したブリッジ回路の出力電圧ｅ０を増幅する増幅器、
ＯＯＭは増幅器ＡＭＰの出力電圧ＶＡＭＰと、基準電圧
発生回路Ｅ８　から印加される基準重量Ｗ８　に対応す
る大きさの基準電圧Ｖｓ　　とを比較する比較器で、こ
の比較器００Ｍの出力電圧ＶＣＯＭは増幅器ＡＭＰの出
力電圧ＶＡＭＰが前記基準電圧Ｖｓ　　よシも小さいと
きは”Ｌ”（ローレベル）に、そして電圧ＶＡＭＰが基
準電圧Ｖｓ以上になると”Ｈ”（ハイレベル）になる。

ＮＡＮＤＩ〜ＮＡＮＤ４はナンド回路で、ＮＡＮＤＩお
よび２はゲート回路を構成し、ＮＡＮＤ３および４はフ
リップフロップＦＦを構成する。このフリップフロップ
ＦＦの出力Ｑは駆動部７の制御に利用され、出力Ｑは°
Ｈ″のときプランジャー６を電磁力によシ第２図におけ
る右側に移動せしめる。

ＬＳＡおよびＬＳＢはそれぞれ天秤１４の傾きを検−知
するためのリミットスイッチで、ＬＳＡは天秤１４の容
器３Ａが吊支された端部すなわち第２図における左端部
が上昇してストッパ１６Ｂに当接したときオン状態にな
るのに対してＬＳＢは天秤１４の容器３Ｂが事実された
端部すなわち第２図における右端部が上昇してストッパ
１６Ａに当接したときオン状態になる。そして、リミッ
トスイッチＬＳＡを介して＠Ｈ”レベルの電圧がナンド
回路ＮＡＮＤＩの一方の入力端子に、またリミットスイ
ッチＬＳＢを介して“Ｈ”レベルの電圧がナンド回路Ｎ
ＡＮＤ２の一方の入力端子に印加され、ナンド回路ＮＡ
ＮＤＩおよび２の他方の入力端子には比較器００Ｍの出
力電圧ＶｃｏＭが印加される。このナンド回路ＮＡＮＤ
Ｉの出力電圧ＶＮＡＮＤ、はフリップフロップＦＦの゛
セット端子Ｓに、ナンド回路ＮＡＮＤ２の出力電圧ＶＮ
ムＮＤ、はフリップフロップＦＦのリセット端子Ｒにそ
れぞれ印加され、その出力電圧ＶＮ　Ａ　Ｎ　Ｄｉ　あ
るいはＶＮＡＮＤ、が＠Ｌ″のときにフリップフロップ
ＦＦがセットあるいはリセットされる。

第６図はこの制御回路のタイムチャートであり、以下に
この図に従って制御回路の動作を説明する。

この制御回路のフリップフロップＦＦ’の初期状態は、
リセット状態になるようにされているｇ従って、フリッ
プフロップＦＦの出力Ｑは最初の時点ｔ０では“Ｌ”で
あり、駆動部７は作動しない状態にあり、排出管４の端
部はスプリング８の収縮力によって容器３Ａ側に位置さ
れている。その結果、最初は容器３Ａにセメント等が供
給されてその重量ＷＡが徐々に重くなり、それに伴って
増幅器ＡＭＰの出力ＶＡＭＰは徐々に一ビ昇する。とこ
ろで、容器３Ａの重量ＷＡのみが重くなるので、その重
量ＷＡ　と容器３＋Ｂの重量ＷＢ　との間にアンバラン
スが生じ、それに、伴って天秤１４が傾き、天秤１４の
第２図における右側端部がストッパ１６Ｂに当接する。

その時点ｔ１でリミットスイッチＬＳＡがオン状態にな
りナンド回路ＮＡＮＤＩの一方の入力が”Ｈ”になる。

その後も重量ＷＡは増大し続け、それに応じ増幅器ＡＭ
Ｐの出力電圧ＶＡＭＰも上昇し続ける。そして、重量Ｗ
Ａが設定された基準値Ｗｓ　に達すると、それに伴って
増幅器ＡＭＰの出力電圧ＶＡＭＰも基準電圧Ｖ８　に達
し、その時点ｔ。

において比較器００Ｍの１出力電圧ＶＣＯＭが＠Ｌ１か
ら”Ｈ”に変化する。すると、ナンド回路ＮＡＮＤＩの
２つの入力がともに＠Ｈ”という状態が実現するので、
その出力電圧ＶＮＡＮ−は１Ｈ”から”Ｌｌに変化し、
フリップフロップＦＦはセット状態に反転してその出力
Ｑが“Ｈｌになる。

その結果、駆動部７が作動し、それによって排出管４の
端部は容器３Ｂ側へ移動せしめられる。

すると、今度は容器３Ｂの重量ＷＢが増大しはじめる。

一方、容器３人はその重量ＷＡが基準値Ｗ８　に達した
ので天秤１４から取シ外される（その時点をｔ、とする
）。その結果増幅器ＡＭＰの出力電圧ＶＡＭＰは急激に
低下すると共に比較器００Ｍの出力電圧ＶｃｏＭは＠Ｈ
＃から＠Ｌ”に反転する。

′Ｓ、。

また、天秤１４から容器３Ａが取り外されたことによっ
て天秤１４の向きは略水平に戻シ、天秤１４の右端部が
ストッパー６から離れるので、リミットスイッチＬＳＡ
はオフ状態に戻る。そして、容器３Ｂの重量ＷＢがある
程度の重さになると天秤１４は前と反対の方向に傾き、
今度は天秤１４の左端部が対応するストッパー６Ａに当
接する。その結果、リミットスイッチＬ８Ｂがオン状態
になり、ナンド回路ＮＡＮＤ２の一方の人力が“Ｈ”と
なる（その時点を１４とする）。そして、増幅器ＡＭＰ
からは重量ＷＢに対応した大きさの出力電圧ＶＡＭＰが
生じる。尚、適宜な時点で天秤１４の左端部には空の容
器３Ａを吊支しておく必要がある。出力電圧ＶＡＭＰが
基準電圧Ｖｓ　に達した時点１．で比較器００Ｍの出力
電圧Ｖｃ　ＯＭがＩＩ　Ｌ　１″から＠Ｈ′に変化する
。すると、今度はナンド回路ＮＡＮＤ２の２つの入力が
共に＠Ｈ″という状態が実現し、フリップフロップＦＦ
はリセットされてその出力Ｑが“Ｌｌになる。すると、
プランジャー６は電磁吸引力を失うためスプリング８の
収縮力によって排出管４の端部は空の状態の容器３Ａ側
に移動され、第２図に示す状態に戻°り容器３Ａにセメ
ント等が供給される。以後上述した動作を繰返す。

上述したように、このような供給装置によれば、セメン
ト、穀物等をその流れを停めることなく連続的に多数の
容器に順次供給するこ、とができ頗る能率的な内容物の
供給作業が実現される。そして、１つの重量測定装置で
常に重い方の容器の重量を測定するようにしたので、第
１図に示すような供給装置のように２個の重量計を設け
る必要がなくなるため、構成が簡単化され製造コストも
大幅に低減することができる。しかも重量測定装置が１
つで２個の被測定物の重量を計測するので、２つの重量
測定装置を用いる場合問題となるそれぞれの測定装置の
精度、温度影響などの差異に関しては、何ら問題にする
必要がなく、重量測定装置の初期不平衡調整その他の調
整操作も１回で足り、天秤のいずれ側において測定して
も常に同一の測定結果が得られる。

以上述べたように１本発明重量測定装置においては、中
央部を支点として回動可能なるように支承された天秤に
１つまたは複数のストレインゲージを添着すると共に２
個の被測定物の重量が該天秤の両端部に加わるようにな
し、一方前記天秤が水平な角度から二回動方向およびそ
の反対の回動方向に一定角度以上傾くのを阻止するスト
ッパを設けてなる。従って２個の被測定物の重量がアン
バランスである場合天秤に傾きが生じ、ストンＩ（によ
ってその傾きが一定角度に保たれる。すると、天秤には
例えば重い方の被測定物によって曲げモーメントを受け
てひずみが生じるので、ストレインゲージによりそのひ
ずみを検出することＫよって常に例えばその重い方の被
測定物の重量を測定することがでる。従って、セメント
、穀物等を２個の容器の一方に供給し、所定重量に達し
たら他方の容器に供給するという交互動作を行なう供給
装置に用いて最適なるものであり、構造が簡単で製造原
価も安価な重量測定装置を提供することができる。

尚、前記実施例では常に重い方の容器の重量を測定する
ように構成した例を示したが２つのストッパを天秤の上
方ではなく下方に配置して、天秤の重い方の容器が吊支
された側の端部がストツノ（に当接するようにすれば、
天秤が軽い方の容器による曲げモーメントを受けるよう
にすることができる。従って、その天秤のひずみを検出
することによって軽い方の容器の重量を測定することが
できる。

また、上述の実施例では天秤の両端部に被測定物を入れ
る容器を吊支した構成例を示したが、該容器を天秤の両
端部上方に載置するようにしてもよい。この場合、容器
の転覆および偏心荷重による測定誤差を生じないようｋ
するためＫいわゆる　・ロバ−ハルの平行運動機構を用
いるとよい。

尚、図面に示したものはあくまで本発明の一実施例、−
適用例にすぎず、本発明は種々の態様で実施でき、種々
のものに適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す斜視図、第２図〜第６図は本発明
の一実施例を説明するもので、第２図は本発明重量測定
装置を用いた供給装置の一例を示す正面図、第３図はス
トレインゲージで構成されたブリッジ回路の回路図、第
４図は制御回路の一例を示す回路図Ｓ５図は本発明の一
変形例を示す平面図、第６図は第４図に示す制御回路の
動作を示すタイムチャート図である。３Ａ、３Ｂ・・・・・・被測定物の容器、　４・・・・
・・排出管、５・・・・・・切替機構、　６・・団・プ
ランジャー、７・・・・・・駆動部、　　　８・・・・
・・スプリング、９・・・・・・ワイヤー、　１１・・
・・・・案内具、１２・・・・・・受口、　　　　１３
Ａ、１３Ｂ・・・・・・分岐案内管、１４・・・・・・
天秤、　　　１５・・・・・・回転軸、１６Ａ、１６Ｂ
・・・・・・ストッパ、ＳＧａ　−Ｓαし・・・・・ス
トレインゲージ、ＡＭＰ・・・・・・増幅器、　ＯＯＭ
・・・・・・比較器、ＮＡＮＤＩ〜ＮＡＮＤ４・・・・
・・ナンド回路、ＦＦ・・・・・・フリップフロップ −＄３　　　＠　　　　　　　４４　　　図弗　Ｏ囮第　　６　　図

Claims

【特許請求の範囲】

中央部を支点として回動可能なるように支承された天秤
に１つまたは複数のストレインゲージを添着すると共に
２個の被測定物の重量が前記天秤の両端部に加わるよう
になし、一方前記天秤が水平な角度から一回動方向およ
びその反対の回動方向に一定角度以上傾くのを阻止する
ストッパを設けて成シ、前記２個の被測定物の重量のア
ンバランスによって傾けられた天秤が前記ストッパの一
方に当接しそれ以上傾くのを阻止されたとき、重量の重
い方または軽い方の被測定物の荷重によって天秤に生じ
るひずみを前記ストレインゲージにより検出することに
よって、常に重い方または軽い方の被測定物の重量を測
定し得るよう構成したことを特徴とする重量測定装置。