JPS603524A - 計量装置 - Google Patents

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】 く技術分類・分野〉 開示技術は、流通過程での不定量計量中粒状商品等の定
醋計吊に用いられる重量測定のロードセル秤の計量精度
向上の技術分野に属する。

〈要旨の解説〉 而してこの出願の発明はＩｍ　ｉｆ重量置においてロー
ドセルの１側に支持体を介して計量皿や計量ホッパ等の
被計量物を載置、収納する秤母体を設けており、又、他
側は振動を吸収する弾性体を介してフレームに対する他
の支持体に直接、間接に連係されている計量装置に関す
る発明であり、特に、基本的に該ロードセルの他側が上
記弾性体どしての制振ダンパを介して減衰特性が良いに
うにして上記フレームに取り付けられ、更に、−に下方
向平行的に該ロードセルが減衰振動し、更に該ロードセ
ルに対して同じ固有振動数を有するダミーロードセルを
併設してロードセルからの検出信号から該ベースからの
振動信号をキ１７ンセルして正確に重量検出が出来るよ
うにした計量装置に係る発明である。

〈従来技術〉 周知の如くあらゆる産業分野では各種の部品等に対する
重」の計量が行われており、例えば、製造分野では各部
品の重量が不定量ｆｆｌ量され、流通部門においては上
記不定量計量以外に多くの商品の量目が設定重量に対し
てマイナスにならｔＴいＪ：うにプラス最少オーバー吊
に定量計量されている。

而して、いづれの重量計量においても近時、少なくとも
正確で、且つ、迅速に４呈４ることＣよ必須とされてい
るので物品に対Ｊ−るその重量の計量は物品の状態と計
略装置の相対的な状態によって決めらねるが、計量装置
の方は工業製品であるために、その計量に必要な精痕の
計量装置を選択することはある程度可能であるが、物品
の載荷方法は、例えば、落下状態や投入状態の状態にＪ
：っで、極めて不規則であり、これを−律の状態に捉え
て計量の対象にすることは不可能である。

お、、５カ８、Ｚ　＋７）　１ゎ、。ヵａ’ｒ　＊　ｉ
ｌ−ｉｆｉ　＃＊　ｔＭ　ｉ、：つぃエ　１は通常ある
程度無視されて計量装置の装置側の補−３＝ 正によって補われているのが一般であった。

例えば、実開昭５４−１７１３６８号公報に示される計
量装置においては第１図に示す様に該計量装置１はフレ
ーム２に対して一対の板バネ３．３を平行裡に取り付け
、それらの間に押え板バネ４を介設してそれらの先端に
支持体のブラケット５を設【プ、該ブラット５に対して
その間に緩衝材ゴム６を介装してロードセル７を水平方
向旋回動可能に枢支し、該ロードセル７の先端に他の緩
衝材ゴム６を介して他の支持体８を旋回可能に設け、そ
の上部に秤州体としての受け冊９を設けるようにしてい
た。

而して、該種先行技術においては」二記公聞公報に示さ
れるように該受は曲９等に投入される被計量物による衝
撃が加えられた場合にロードセル７に永久歪等が生ずる
のを避けるために横方向の衝撃に対してはゴム６がこれ
を吸収してロードはルを横方向に旋回させ、又、上下方
向の衝撃に対しては板バネ３．３がこれを吸収するよう
にされである。

４− イして、他の板バネ４は板バネ３を押圧して該板バネ３
の振動を押えるとされているが実質的にはそれは緩ＶＭ
機能しか有していないことは明らかである。

なぜならば、該板バネ４は押圧による摩擦抵抗を生じて
いるのであって弾性抵抗ににる制振機能を有していない
からである。

そこで、該第１図に示す様な従来態様の計量装置につい
て実験モデルを作り、これを加重の瞬時取り去り状態で
測定してみるど第２図に示す様に横軸にｒＲ間ｔを、縦
軸に振幅Ｒを取ると、減衰特性は極めて悪く、容易には
減衰せず、したがって、前記ロードセル７による重量計
量の信号は被計量物載荷後の特定時間においては正確な
計量を示さず、その計量安定に至る経時的特性が悪いと
いう欠点がある。

そして、当該従来態様の計量装置１は実質的には制振作
用は無いに等しく実質的に緩ｖＥ機催しか無いことが第
２図でも良（分る。

これに対処するに従来態様においてはやむを得ずアンプ
回路にお（プるフィルターを絞って感度を低くして計量
せざるを得ず、その結果、第３図に示す様に周波数の高
い信号をフィルトしである程度の期間で安定したという
状態にして計測してい１こ　。

しかし、第３図に示ず様に実際にはフィルターでは除去
しきれない低周波の後）ホするベースから伝播される微
小の振動が存在し、精度の高い計量が出来難いという難
点があった。

ところで、このような精密な計量を行うｇｌｌウライン
は計量装置が設置されているその設置ベースには該ベー
スに関連する地盤、建屋、架台や他のライン、或いは、
当該ライン等に発生した複雑ないはゆるベース振動があ
り、これが伝達されてロードセルに伝わり、このベース
から来るところのベース振動がロードセルに印加されて
、同じく、該ロードセルが安定して重量を検出すること
ができないという不具合があった。

而して、本来計量装置におけるロードセルは第４図に示
す様に被計量物が投入や載荷された場合に外乱振動があ
るものの、早急に減衰され、又、ベースから来る種々の
ベース撮動が除去されて可及的速やかに安定して直ちに
その正しい重量が検出されることが望ましいにもかかわ
らず、上記従来態様の４吊装置１においては上述のこと
が行ねれ得ず、したがって、この点からも従来の計量装
置１は制振は勿論、ベース振動も除去出来ず、単なる永
久歪などを避けるための緩衝機能しか有しでいないとい
う致命的な欠陥があり、先述の如く正確で速やかな計量
を行なえないという欠点があった。

又、上記ロードセルの外乱振動を速やかに減衰されるた
めに、例えば、付加的にダッシュポットを設【プて粘性
抵抗で振動エネルギーを吸収させる等の対策も考えられ
てはいたが、ロードセルのにうに極めて微小な変位を行
い、起歪体の変形によって荷重を検出する機構のトラン
スデユーサではその計囲精度と感度を保持しつつ外部の
ダッシュ、１＜ッ１．．Ｗ、）ケア７□□、工え、ヶヶ
ッ、アッヵ□　ｌを出すにはロードセルの変位惧、変位
速度及び吸　７− 収エネルギーに適合するダンパの設計製作が回動であり
、とうてい現実的には設置化が難かしいという問題点が
あった。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく計量装置
の減衰機能を有さず、又、ベース振動除去機能をも持た
ず、単に緩衝機能だけを有している計量装置の問題点を
解決すべき技術的課題とし、ロードセルをして感度を落
さず確実に制振させる減衰機能を有するようにし、可及
的速やかに安定した重量計量が可能であるようにし、そ
して、または計量装置に対するベース振動を確実に除去
するようにしてその点からも確実に高精度のＭ量計量が
可能であるようにし、あらゆる産業分野にお【ノる重量
計量）１１用分野に益する優れた計量装置を提供せんと
づるものである。

〈発明の構成〉 上）ホ目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
出願の発明の構成は、前述問題点を解決するために計量
装置の秤量体に被計量物が投入また８− は、載荷されると、その重量は荷重側の支持体を介して
ロードセルに伝達されてその検出型出が測定され、一方
、ロードセルは荷重の衝撃によって固有振動数で振動を
始め、該ロードセルの他側に設けた制振ダンパを介して
フレームに連係されているために該制振ダンパの内部摩
擦により外乱振動は制振されて速やかに減衰安定し、正
しく被計量物の重量は４間されるようにし、更に又、該
制振ダンパの先にはカンチレバー式にダミーロードセル
が設けられ、該ダミーロードセルの荷重側にはダミーマ
スがロードセルとダミーロードセル双方の枠穴を利用し
て設けられるようにして、ロードセルと同一のベース振
動を伝播され、ロードセルから検出された被計量物の検
出信号からベース、及び、フレームを通して該ダミーロ
ードセルにＪ：り検出されたベース振動の検出信号を除
去して正確な被計量物の計量を速やかに行うことが出来
るようにした技術的手段を講じたものである。

〈発明の構成〉 次に、この出願の発明の実施例を第５図以下の図面に基
づいて説明すれば以下の通りである。尚、第１図と同一
態様部分は同一符号を用いて説明するものとする。

第５〜８図に示す実施例に於て（第５図と第７図は反対
方向両側面図を示すものである。）、１′はこの出願の
発明の要旨を成す計量装置であり、図示態様は相合せ計
量装置の重量検出器として流通部門において、例えば、
スナック商品等の粒状体商品の被計量物を所定重量づつ
パックするためにマイナスにならないようにプラス最少
オーバー量に計測するためのものであり、概略は周知の
ものであって、図示しない秤量体としてのＷｌ徂ホッパ
を係合する支持体８′が周知のロードセル７の先端の荷
重側に固定されており、又、該ロードレル７の伸側は支
持体５′に所定に固定されている。

而して、該支持体５′は図示しない絹合せ計量装置の骨
相を成すフレームに所定に取り付けられるフレーム２に
対してカンチレバー式に取り付けられるが、この取り付
けに際しては図示する様に、例えば、減衰性能に優れた
内部摩擦を有する制振ダンパどしての制振ゴム１２．１
２・・・を２１１７１＋中央上下に設けて、相対向し固
定された左右一対のブラケット１０．１１を介して該フ
レーム２ど支持体５′を連結することにより該ロードセ
ル７をカンチレバー式に取り４寸けるようにＪ−る。

尚、上記ブラケッ１〜１０．１１の上下面に対しては１
枚づつの板バネ３′、３′をボルト締めして固定し、上
記フレーム２に対してロードセル７を一種の平行リンク
として拘束変位可能であるようにする。

又、第６図に示す様に上記支持体５′の前面１側寄りに
はダミーロードセル７′が、同じくカンチレバー式にネ
ジ１４により取り付りられており、その先端には該ロー
ドセル７とダミーロードセル７′の間の空間部に支持板
１３が在るように該支持板１３を取り付は対向するロー
ドセル７とダミーロードセル７′の内側の面に対しても
干渉しない空間が微小クリアランスを有して形成されで
ある。

そして、該支持板１３には該ロードセル７とダミ　２−
ロードセルフ′の枠穴１６に臨むようにダミーマ＝１１
− ス１５が取り換え可能に嵌着されている。

尚、該ダミーマス１５は上記ロードセル７と該ロードセ
ル７に対して支持体８′を介し、係合される先記計量ホ
ッパの空重量等の振動重量によりロードレル７に形成さ
れるのと同じ固有振動数が該ダミーロードセル７′に形
成されるような重さのものにされ、したがって、該ロー
ドセル７に対する計量ホッパが別タイプのものに取り換
えられ振動重量が変れば、それに応じて該ダミーマス１
５も交換可能にされ、常に該ロードセル７と該ダミーロ
ードセル７′の固有振動数が同一にされてベース振Ｗｊ
＋に対して同一信号が出力可能であるようにされている
。

尚、１７．１７は上記ロードセル７どダミーロードセル
７′に貼着される周知のストレンゲージであり、各々従
来態様と同じく図示しないマイクロコンビコータの制御
回路に電気的に接続されており、ロードセル７に於ては
上記ｆｆｔ　Ｍホッパにおける検出重量信号を入力し、
一方、ダミーロードセル７′からはダミーマスの検出重
量信号を入力づれば＝１２− 両信号にはフレーム２から伝達される図示しないベース
からの種々のベース振動による出力信号が加味されてい
るので、一定の演算回路によりロードセル７で検出され
た重量信号からダミーロードセル７′の重量信号を減算
することによりベース振動による変動要素を除去して容
易に正味重量の計量を行うようにしている。

〈実施例−作用〉 上述構成において、組合せ計量装置が作動し、被計量物
が計量ホッパに投入されると、その投入エネルギーによ
りフレーム２に対してカンチレバー式に支持されたロー
ドセル７は先ず、その固有振動数で振動し、その検出信
号は上述の如く図示しないマイクロコンビコータに入力
されていく。

そして、この間不可避的にベースを通してフレーム２か
らベース振動がロードセル７、及び、ダミーロードセル
７′に伝達入力されている。

したがって、該ロードセル７が検出して入力していく検
出信号には上記計量ホッパからの被ｔｉ量物投入による
外乱振動信号と、ベース振動信号と被計重物の重量信舅
が共に合わされて入力されていることになる。

勿論、ダミーロードセル７′はダミーマス１５を有して
おり、これは被計量物を除いた該ロードセル７の振動重
量に等しく、したがって同一固有振動数で振動している
ためにその検出外乱信号、叩ぢ、ダミーロードはルア′
が検出しているのはベース振動による出力信号そのもの
をマイクロコンピュータに入力していることになる。

そこで、常に該マイクロコンピュータはロードセル７の
検出信号の中からダミーロードセル７′が検出したベー
ス振動による出力信号を除去するように演算している。

而して、該ロードセル７はその１側において、支持体５
′、ブラケット１０と一体化されて制振ダンパどしての
制振ゴム１２．１２・・・を介してブラケット１１と一
体のフレーム２にカンチレバー式に支持されているため
に該制振ゴム１２．１２・・・の変形による内部摩擦に
よる制振機能を介しての減衰作用により前記第４図に示
す様に急速にその振動は減衰され、旧つ、常時ダミーロ
ードセル７′にＪ：リベース振動による変動は除去され
るためにその検出信号はく実際はキャンセル演算後）速
やかに安定する。

そして、所定の演算制御により、計量ホッパは開かれて
被計量物は次段のパッケージ行程へと移送されていく。

而して、制振ゴム１２．１２の変形による内部摩擦によ
りロードセル７、及びダミーロードセル７′が減衰振動
を行っていくが、この場合、フレーム２、ブラケット１
１に対して非平行的に変位することは好ましくないので
上記ブラケット１０．１１の上下面にネジ等ににり添設
された板バネ３′、３′が［Ｊ−ドセル７、ダミーロー
ドセル７′の減衰振動をフレームに対して平行変位的に
行うようにしている。

尚、４−記ロードレル７ダミーロードセル７′の減衰振
動が制振ゴム１２．１２・・・の変形による内部摩擦に
よ・て行われ、実質的に平行度（ｉ’７が保！・れて　
１該ロ一ドセル７０重出計量に影響が無いにうな設１５
− 計態様においては第９図に示す様にブラケット１０．１
１の間に２まＩζは４個の該制振ゴム１２．１２・・・
のみを渡設さゼるだけで板バネ３’、３’の渡設はしな
いようにしても良く、又、板バネ３′の渡設をブラケッ
ト１０．１１の」二面にのみＷＱけるようにしても良い
。

ところで、重量計量装置においては化学薬品や分銅チェ
ックまたは放射性物質等の極めて微量な重量単位まで計
測を精密に行わなければならない場合もあるが、逆にこ
の様な重要な資料を取り扱うケースでは、例えば、分銅
点検の精密計量等では計量装置を支持する定盤及び架台
が防震構造とされ、その建物のコンクリート厚みや鉄筋
の吊が多く、周辺地盤とは縁切り溝によって地盤振動よ
り隔離され構造物全体がほとんど振動しない剛構造の場
合があるが、この様な建物内に計量装置を設置する場合
は上）ボ実施例の如くダミーロードセル７′を設けるこ
となく単にロードセル７に対する制振ダンパのみを設け
れば良い場合があり、したがって、このような場合は第
１０図に示す様に１６− 第８図の実施例からダミーロードセル７′を取除き支持
体５′の先端にカンチレバー式にロードセル７のみを設
ければ良い。

そこで、かかる実施例においては第１０図に示１様に支
持体５′に設けｌｃブラケッ１〜１１とフレーム２に設
けたブラケッ１〜１０の間に板バネ３＋１３′を上下に
渡設し、複数の制振ゴム１２．１２・・・を連結させて
該制振ゴム１２．１２・・・の内部摩擦による減衰機能
を持た艮るにうにして速やかに安定した小量検出を行う
ことが出来るＪ：うにする。

更に、ロードセル７の振動変位がフレーム２に対して平
行状態で保たれる場合では、第１１図に示す様に板バネ
３′、３′を省略しても良く、又、上側にのみ設けても
良い。

」一連の如く、この出願の発明に於ては、従来ロードセ
ルの固有振動に基づいて計り暑る１自由度によっていた
ものをフＩノームに対してロードセルを制振ダンパを介
して支持するという２自由度系とすることによって、該
制振ダンパの内部摩擦ににる制振を行うようにしたため
に計量部の系の固有振動数の伝達特性を減衰させ、被計
聞物載荷時の制振を促し、安定時期を可及的に速めるこ
とを基本としている。

尚、制振ダンパには粘性抵抗を利用したダッシュポット
、例えば、オイルダンパ等を用いるのが基本ではあるが
オイルダンパは前述の通り設計製作が困難であるので、
この粘性抵抗と等価な内部摩擦を有する制振ゴムを用い
て設計、製作を容易にするとともに、コストを下げてい
る。

而して、この制振ダンパをロードセルの変位とは別に設
ける態様については上述各実施例に限るものでなく、例
えば、第１２図に示す様にフレーム２を装置フレームに
対して制振ダンパ１２を下側に設【プて載置するように
しても良く、又、第１３図に示す実施例の様に下側に複
数の制振ダンパを設けて載置するようにしても良く、更
に、第１４図に示す実施例の様に下側に複数の制振ダン
パを設けると共にコイルバネ１８を設けるようにしても
良い。

更に、ロードセル７をカンチレバー式に直接支持りるフ
レーム２を両側面で装置フレームに対して制振ダンパ１
２を介して第１５図に示す様に支持しても良く、又、第
１６図に示す実施例の様にその側面支持を各側面に於て
複数の制振ダンパ１２で支持するようにしても良い。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限るも
のでないことは勿論であり、種々の態様が採用可能であ
る。

そして、この出願の発明の取り付は装置ｍは、計量皿式
の不安定計量の秤は勿論のこと出願人の先願発明考案に
おいて種々提案されている流通過程における連続定量計
量の絹合せ計量装置に用いたりづ−ることも出来、あら
ゆる計量装置に適用可能である。

〈発明の効果〉 以上この出願の発明ににれば、基本的に、ロードセルを
用いて重量を計量するに際し、被計量物の投入や載荷に
際し、装置自体に永久歪を与えるような大きな衝撃とは
別に不可避的に生ずる振動　Ａに対して制振ダンパによ
る減衰が有効に作用し、−１９＝ 可及的速やかに該ロードセルの固有振動数による負荷振
動が減衰して安定し、正確に重量検出が出来る優れた効
果が奏される。

加えてダミーロードセルを装備する重量計間装置におい
てはその設置するベースよりの地盤等からくるベース振
動がフレームから伝達され、上記減衰振動とは別に検出
撮動信号の中にベース振動による出力信号が混入して不
正確な計量が成されるのをダミーロードセルによりこれ
を除去することが出来るため、確実に正確な重量検出が
可能となる優れた効果が秦される。

而して、上記制振ダンパはフレームに対してロードセル
をカンチレバー式に取り付ける際の両者の間に介設する
ために、該ロードセルの固有振動数の１自由度に対して
該制振ダンパの内部摩擦による滅表という他の１つの自
由度を加えて２自由度系とが出来るために減衰振動が速
く抑制されて計量が正確におこなわれるという優れた効
果が奏される。

又、上記フレームとロードセルの間に設けた該　２０− 制振ダンパの外側に平行リンクを設（）だことにより該
ロードセルが制振ダンパによって減衰振動を行う際に該
ロードセルはフレームに対して平行変位をし、それによ
って、新たな二次的撹乱を起こすことがなく、安定して
減衰振動が成されていくという効果も奏される。

又、ダミーロードセルにおいては、その先端等にダミー
マスを取り付けてロードセルの固有振動数と同じ固有振
動数にしてベース振動に対して同一信号が出力可能であ
るようにし、したがって、ロードセルに入力されるベー
ス振動を該ダミーロードセルが検出してマイクロコンピ
ュータ等により演算を行い、該ロードセルの検出信号の
中からベース振動による変動要素をキャンセルして正し
く載荷重量のみの車量を計量Ｊることが出来る優れた効
果が奏される。

又、通常ロードセルにおいては枠穴が設けられているた
めに該ダミーロードセルに取り付けるダミーマスも両者
の枠穴を利用してそこにセットすることが出来るために
計量装置のコンパクト化が図ることが出来る優れた効果
が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく計量装置の部分断面側面図、
第２図は同じ〈従来技術に基づ＜８１吊装置の減衰振動
グラフ図、第３図は従来技術に基づくフィルター絞りに
よる減衰振動グラフ図、第４図はベース振動をキャンセ
ルした本発明に係る計量装置の減衰振動グラフ図、第５
図以下はこの出願の発明の詳細な説明図であり、第５図
は１実施例の部分断面一方側面図、第６図は同上面図、
第７図は他方側面図、第８図は同斜視図、第９図は他の
実施例の斜視図、第１０図は別の実施例の斜視図、第１
１図は更に別の実施例の斜視図、第１２〜１４図は更に
他の実施例の概略模式側面図、第１５．１６図は更に他
の実施例の模式上面図である。 ８′・・・支持体、　７・・・ロードセル、２・・・フ
レーム、　５′・・・他の支持体、１′、１１．１’、
１”・・・計量装置、１２・・・制振ダンパ、 ３′、３′・・・平行リンク、 ７′・・・ダミーロードセル、 １５・・・ダミーマス、１６・・・枠穴出願人　株式会
社　石田衡器製作所

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）秤量体に対する支持体を１側に有するロードセル
   が他側を弾性体を介してフレームに対する他の支持体に
   連係されている態量装置において、該ロードセルの他側
   が制振ダンパを介して上記フレームに連係されているこ
   とを特徴とする計量装置。
2. （２）秤量体に対する支持体を１側に有づるロードセル
   が他側を弾性体を介してフレームに対する制振の支持体
   に）■係されている計量装置において、該ロードセルの
   他側が制振ダンパを介して上記フレームに連係されると
   共に該制振ダンパを上下にして平行リンクにより上記フ
   レームに連係されていることを特徴とする計量装置。
3. （３）Ｅ記制振ダンパが制振ゴムであることを特徴とす
   る一ト記特許請求の範囲の範囲第１項又は第２項記載の
   計量装置。
4. （４）上記平行リンクが板バネであることを特徴とする
   特許 の計量装置。
5. （５）秤量体に対する支持体を１側に右ずるロードセル
   が他側を弾性体を介してフレームに対する制１辰の支持
   体に連係されている泪■装置において、該ロードセルの
   他側か制振ダンパを介して上記フレームに連係され、更
   に該仙の支持体に上記ロードセルとは別のダミーロード
   セルが該上記口〜ドセルどは離隔ずると共にダミーマス
   を備え同一固有振動数を有して付設されていることを特
   徴とする態量装置。
6. （６）上記ダミーマスが上記ロードセルと別のロードセ
   ルの両枠穴内に支持体を介して設りられていることを特
   徴とする上記性Ｗ［請求の範囲第５項記載の計邑装＠。
7. （７）」１記ダミーマスがダミーロードセノレに処ｊし
   て交換自在にされていることを特徴とする上記特許請求
   の範囲第５、６項記載のいづれがのｎ１吊装間。