電子平衡式はかり及び重量選別装置
【課題】設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減できる電子平衡式はかりを提供する。
【解決手段】電子平衡式はかり１は、支点２で支持されるレバー３の載置部５に被計量物を載置し、他端部６には電磁コイルで電磁力を加えるようにし、載置部に被計量物を載置した状態でレバーの平衡状態が崩れないように電磁コイルに電流を与え、この電流値から被計量物の質量を測定する。載置部側の質量に対応するように、支点よりも他端部側に錘７を載置すれば、レバー３の平衡状態が保たれ、設置面からの振動が測定や校正に影響を与えにくくなり、測定精度が向上する。
【解決手段】電子平衡式はかり１は、支点２で支持されるレバー３の載置部５に被計量物を載置し、他端部６には電磁コイルで電磁力を加えるようにし、載置部に被計量物を載置した状態でレバーの平衡状態が崩れないように電磁コイルに電流を与え、この電流値から被計量物の質量を測定する。載置部側の質量に対応するように、支点よりも他端部側に錘７を載置すれば、レバー３の平衡状態が保たれ、設置面からの振動が測定や校正に影響を与えにくくなり、測定精度が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被計量物の重量が加えられたレバーの平衡状態を電磁コイルの電磁力によって維持し、該電磁コイルに与えた電流値に基づいて被計量物の重量を測定する電子平衡式はかりと、このような電子平衡式はかりを秤量手段として利用した重量選別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には電子平衡式はかりに関する発明が開示されている。この電子平衡式はかりは、揺動可能なレバーの一端部に被計量物の載置部を設け、また他端部には電磁コイルによって電磁力を加えられるようにし、載置部に被計量物を載置した状態でレバーの平衡状態が崩れないように電磁コイルに電流を与え、この電流値から被計量物の質量を測定するように構成されている。
【０００３】
このような電子平衡式はかりでは、被計量物の重量と平衡させる力が重力（重量）ではなく、電磁コイルによる電磁力であるため、被計量物の重量が加わる負荷側質量であるレバーの載置部に設置面から振動が伝わると、測定に誤差が発生して正確・精密な測定が阻害されてしまう。そこで、特許文献１に記載の電子平衡式はかりでは、載置部に相当する質量の錘をレバーの他端部側に設け、電磁コイルへの通電を切ってもレバーの平衡が保たれるように構成し、レバーの両側に作用する慣性力が互いにキャンセルされるように構成していた。
【特許文献１】特開２００２−２９６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の電子平衡式はかりによれば、上述したように被計量物の質量に平衡させるための力が質量に働く重力ではなく、電磁コイルによる電磁力であるため、秤量機構に被検査物が載置されたとき、載置部を含むレバー自体に作用する慣性力は相殺できるが、載置部に載置された被計量物の質量に作用する慣性力については相殺することができず、測定に誤差が発生して被計量物の重量を正確・精密に測定することができないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記課題を解消するため、設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減できる電子平衡式はかりを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載された電子平衡式はかり１は、
被計量物ｗが載置される移動可能な載置部５，２８と、一端部４が前記載置部５，２８に連結されるとともに他端部６が自由端とされて前記一端部４と前記他端部６の間に設けられた支点２で揺動可能に支持されるレバー３と、前記支点２よりも前記載置部５，２８の側にある質量によって変位した前記レバー３の前記他端部６に電磁力を与えて前記レバー３の平衡状態を維持する電磁コイルと、前記レバー３の前記他端部６の変位を検出するセンサと、前記センサの検出結果を受けて前記レバー３の平衡状態が保持されるように前記電磁コイルに与える電流値を制御するとともに前記電磁コイルに与えた電流値に基づいて被計量物Ｗの重量を算出する制御手段とを備えた電子平衡式はかり１において、
前記載置部５，２８に載置される被計量物Ｗの予想される想定質量に対応して前記レバー３の平衡状態を保つ錘７が、前記支点２に関して前記レバー３の前記他端部６側に設定されることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載された電子平衡式はかり１は、請求項１記載の電子平衡式はかり１において、
前記載置部５，２８に載置される異なる前記想定質量のそれぞれに対応して前記レバー３の平衡状態を保つ錘７を切替えて設定することを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載された電子平衡式はかり１ａは、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり１において、
前記錘７の質量が一定であり、前記載置部５，２８側の質量に対応するように選択された前記レバー３上の位置に前記錘７が設定されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載された電子平衡式はかり１ｃは、請求項３に記載の電子平衡式はかり１において、
前記錘７は、前記レバー３の長手方向に沿って移動可能とされ、前記載置部５，２８側の質量に対応する所望の位置に設定可能であることを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載された電子平衡式はかり１ｂは、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり１において、
質量が異なる複数種類の中から前記載置部５，２８側の質量に対応して前記錘７が選択され、前記レバー３の上の所定位置に前記錘７が設定されることを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載された電子平衡式はかり１ｄは、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり１において、
前記錘７を複数有しており、前記レバー３上の複数の異なる設定位置に各々１個の前記錘７が設定及び解除自在に設けられており、前記レバー３上に設定された前記錘７の組合せを選択できるように構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載された重量選別装置２５は、被計量物Ｗを搬送する搬送手段２８と、前記搬送手段２８によって搬送されている被計量物Ｗの重量を計量する秤量手段とを備えた重量選別装置２５において、前記秤量手段として、測定しようとする被計量物Ｗの基準値に応じてレバー３上の錘７を移動させる錘移動手段３４を備えた請求項１乃至６のいずれかに記載の前記電子平衡式はかり１が用いられたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載された電子平衡式はかりによれば、載置部に被計量物を載置して重量の測定を行なう場合に、被計量物の予想される質量に対応してレバーの他端部側に錘が設定されることによりレバーの支点の両側の質量がバランスし、レバーの平衡状態が保たれるので、設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減することができる。
【００１４】
請求項２に記載された電子平衡式はかりによれば、請求項１記載の電子平衡式はかりにおいて、前記載置部に載置される異なる前記想定質量のそれぞれに対応して前記レバーの平衡状態を保つ錘を切替えて設定することができるので、一方の想定質量を被計量物の予想される想定質量とし、他方を０ｇとすることにより、載置部に被計量物が載置されないときに行なわれる装置の零点調整等の調整作業時においても設置環境の振動による誤差を低減することができ、より正確・精密な校正作業を行なうことができる。
【００１５】
請求項３に記載された電子平衡式はかりによれば、質量一定の錘が設定されるレバー上の位置を、載置部側の質量に対応するように選択することにより、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかりによる効果を得ることができる。
【００１６】
請求項４に記載された電子平衡式はかりによれば、請求項３に記載の電子平衡式はかりによる効果を、レバーの長手方向に沿って移動可能な錘を載置部側の質量に対応する所望の位置に選択して設定する構成によって得ることができる。
【００１７】
請求項５に記載された電子平衡式はかりによれば、質量が異なる複数種類の錘から載置部側の質量に対応する錘を選択してレバーの上の所定位置に設定することにより、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかりによる効果を得ることができる。
【００１８】
請求項６に記載された電子平衡式はかりによれば、レバー上の複数の異なる設定位置に各々１個の錘を設定及び解除自在となるように設けておき、レバーに荷重される各錘の組合せを選択できるように構成することにより、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかりによる効果を得ることができる。
【００１９】
請求項７に記載された重量選別装置によれば、搬送手段によって搬送されている被計量物の重量を測定しようとする被計量物の基準値に応じてレバー上の錘を移動させる錘移動手段を備えた請求項１乃至６のいずれかに記載の電子平衡式はかりで秤量するので、被計量物の重量選別作業において、被計量物について定められている基準値に対応してレバーの他端部側に設定する錘を自動的に移動し、予想される質量に対応してレバーの他端部側に必要な荷重を設定することができる。これによりレバーの支点の両側の質量がバランスしてレバーの平衡状態が保たれるので、設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減することができ、高精度な重量選別作業を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。図１は第１実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す模式図、図２は第２実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す模式図、図３は第３実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す斜視図、図４は第４実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す正面図、図５は第４実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す斜視図、図６は実施形態の電子平衡式はかりを備える重量選別装置の外観を示す正面図、図７は同重量選別装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
（１）第１実施形態（図１の電子平衡式はかり１ａ）
図１に示す電子平衡式はかり１ａは、支点２で揺動可能に支持されたレバー３を備えている。レバー３の一端部４は自由端であり、ここには被計量物が載置される載置部５が設けられている。レバー３の他端部６も自由端であり、ここには図示しない電磁コイルが設けられて該他端部６に下向きの電磁力を作用させることができるようになっている。また、レバー３の他端部６には図示しないセンサが設けられており、レバー３の他端部６の変位を検出することができるようになっている。そして、電子平衡式はかり１ａは図示しない制御手段を備えており、該制御手段はセンサから検出されるレバー３の変位が０となるように電磁コイルに電流を供給するように構成されており、さらにレバー３の変位を０とするために電磁コイルに供給した電流の値から載置部５に載置された被計量物の重量を算出するように構成されている。すなわち、制御手段は、この電磁コイルに適切な値の電流を通電してレバー３の他端部６に下向きの電磁力を作用させ、載置部５側の質量による重量と該電磁力とをバランスさせてレバー３の変位を０とし、その際の電流値から載置部５側の質量を計測することができる。
【００２２】
また、図１に示すように、前記レバー３は、被計量物が載置される一端部４側の長さよりも、電磁コイルによる電磁力が作用する他端部６側の長さを大きく設定しており、一端部４側の載置部５に載置された被計量物の重量よりも小さい電磁力を他端部６側に加えることによってレバー３を平衡状態とし、被計量物の重量の測定が行なえるようになっている。
【００２３】
また、図１に示すように、前記レバー３の一端部４側の長さよりも他端部６側の長さを大きく設定することにより、以下に説明するように、設置面から被計量物に伝わる振動をキャンセルするために、載置部５側の質量に対応して他端部６側に設定する錘７（おもり）の重量が、一端部４側の載置部５に載置された被計量物の重量よりも小さくて済むようになっている。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態では、レバー３の他端部６側には長手方向に沿って０ｋｇから１ｋｇまで適当な質量間隔で目盛り８が設定されており、この目盛り８に合せて一定質量の錘７をレバー３上に設定するように構成されている。この錘７は、支点２よりも載置部５の側にある質量（載置部５の質量、載置部５側のレバー３の質量及び載置部５に載置されている被計量物の質量）に対応して質量及び設置位置を設定することによりレバー３の平衡状態を保つ錘７であって、レバー３の平衡状態を保持した効果として設置面からの振動による測定誤差の発生を防止するものである。
【００２５】
本実施形態では、錘７の質量は既知で一定とされており、この錘７をレバー３上の目盛り８のいずれの点に設定するかによって、支点２よりも載置部５の側にある質量に対応することができる。
例えば、載置部５に被計量物が載置されていない場合には、支点２よりも載置部５の側にある質量とは載置部５の質量及び支点２よりも載置部５側にあるレバー３の質量であるから、これに対応して所定質量の前記錘７を０ｋｇの目盛り８（被計量物の質量が０ｋｇ、すなわち載置されていないことを意味する）に設定すれば、レバー３の支点２の両側の質量が均衡するので、レバー３の平衡状態が保持され、設置面からの振動は測定に影響しにくくなる。従って、載置部５に被計量物を載置しない場合に行なわれる装置の零点調整等の調整作業では、設置環境の振動による誤差を低減することができ、より正確・精密な校正作業を行なうことができる。
【００２６】
また載置部５に被計量物が載置されている場合には、支点２よりも載置部５の側にある質量とは載置部５の質量と、支点２よりも載置部５側にあるレバー３の質量と、被計量物の質量の合計であるから、これに対応して所定質量の前記錘７を予測される被計量物の質量に近い目盛り８に設定しておけば、レバー３の支点２の両側の質量が均衡するので、レバー３の平衡状態が保持され、設置面からの振動は測定に影響しにくくなる。測定すべき被計量物の重量が全く未知ということはなく、被計量物が所定の仕様で一定の目的をもって製作された製品等であることが分かっている以上、被計量物については一定の重量（少なくとも期待される重量の範囲）が予想される。従って、例えば被計量物の質量が０．５ｋｇと予想された場合に、錘７をこれに最も近い目盛り８である０．５ｋｇのポイントに設定する等、予想される載置部５側の全質量に対応して錘７を設定する目盛り８を決定すれば、レバー３の支点２の両側の質量が概ね均衡するので、レバー３の平衡状態が保持され、設置面からの振動は測定に影響しにくくなる効果が得られる。従って、設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減することができる。
【００２７】
従来技術において、被計量物の質量ｍが５００ｇ、設置面からの振動の振幅ｒが０．０２ｍｍ、該振動の周波数が５Ｈｚの場合、下記式により、レバー３がバランスしないとレバー３の他端部６（電磁コイル側）はＦ＝ｍｒω2 により算出される約９．９×１０-3Ｎの力Ｆ（重力加速度で除算すると約１ｇに相当）を受けるが、本実施形態によればこの力を概ね０にすることができる。
【００２８】
（２）第２実施形態（図２の電子平衡式はかり１ｂ）
図２に示す電子平衡式はかり１ｂは、レバー３、載置部５、図示しない電磁コイル、図示しないセンサ、図示しない制御手段の構成は図１に示した電子平衡式はかり１ａと同一であり、重量測定の原理等も同一であるので、図１と対応する部分には図１と同一の符号を付して第１実施形態の説明を援用し、その説明を省略する。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態では、レバー３の他端部６側には錘７を設定するための一つの位置が設置目盛り８として定められている。そして、本実施形態では、０．１ｋｇから１ｋｇまでの４種類の錘７が用意されており、これらの中から、支点２よりも載置部５の側にある質量（非測定時には載置部５の質量及び載置部５側のレバー３の質量、測定時にあってはさらに加えて載置部５に載置されている被計量物の質量）に対応した質量の錘７を選択し、これを前記設置目盛り８に設定することにより、レバー３の平衡状態を保つようになっている。そして、レバー３の平衡状態を保持した効果として、図１に示す実施例と同様に、設置面からの振動による測定誤差の発生等を防止することができる。
【００３０】
（３）第３実施形態（図３の電子平衡式はかり１ｃ）
図３に構成の一部を示す電子平衡式はかり１ｃは、レバー３、載置部５、図示しない電磁コイル、図示しないセンサ、図示しない制御手段の構成は図１に示した電子平衡式はかり１ａと同一であり、重量測定の原理等も同一であるので、図１と対応する部分には図１と同一の符号を付して第１実施形態の説明を援用し、その説明を省略する。
【００３１】
本実施形態の電子平衡式はかり１ｃは、一定の質量の錘７をレバー３の他端部６側の異なる位置に設定することにより、レバー３の一端部４側の質量に対応するようになっている点において、前述した第１実施形態の電子平衡式はかり１ａと錘７の設定手法に類似点がある。但し、第１実施形態では操作者がレバー３上の目盛り８を選択し、ここに錘７を設定するようになっていたが、本実施形態では、錘７は自動でレバー３上を移動する。その他の構成及び測定原理等は第１実施形態と同一である。
【００３２】
図３に示すように、レバー３の他端部６側にはモータ９が設置されており、さらにモータ９によって回動するねじ軸１０がレバー３の他端部６側に長手方向に沿って配置されている。このねじ軸１０にはナット部材１１が係合しており、ナット部材１１には所定質量の錘７が搭載されている。モータ９を駆動してねじ軸１０を回動すれば、ナット部材１１に搭載された錘７を、レバー３の錘載置面３ａを摺動させながらねじ軸１０に沿って所望の方向に所望の距離だけ移動させることができるので、レバー３の他端部６側の所望位置に錘７を設定することができる。後述する第５実施形態でも説明するが、測定しようとする被計量物の予想される重量についてのデータを制御手段に与え、該制御手段が該データに基づいてモータ９を駆動し、レバー３の平衡を保つために必要な位置に錘７を自動的に設定するように構成することができる。
【００３３】
本実施形態によれば、錘７の位置を連続的に調整・設定することができるので、有限の箇所数で設けられた目盛り８の中から選択した目盛りに錘７を置いていた第１実施形態に比べ、質量が異なるより多くの種類の被計量物に対応することができる。
【００３４】
（４）第４実施形態（図４及び図５の電子平衡式はかり１ｄ）
図４及び図５に構成の一部を示す電子平衡式はかり１ｄは、レバー３、載置部５、図示しない電磁コイル、図示しないセンサ、図示しない制御手段の構成は図１に示した電子平衡式はかり１ａと同一であり、重量測定の原理等も同一であるので、図１と対応する部分には図１と同一の符号を付して第１実施形態の説明を援用し、その説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の電子平衡式はかり１ｄは、レバー３の載置部５側の質量とバランスをとるために、レバー３の他端部６側に設置するための錘７を複数有している。図４及び図５に示すように、これらの錘７は円柱形であり、レバー３上の長手方向に沿う複数の異なる設定位置に各々１個ずつ設定及び解除自在に設けられている。すなわち、レバー３の他端部６側には、長手方向に沿う複数の異なる設定位置にそれぞれ貫通孔１２が形成されており、各貫通孔１２にはそれぞれ錘７が設置され、各錘７は貫通孔１２に嵌まり込んだ場合にレバー３に重量を負荷するようになっている。各貫通孔１２は上側の開口１３がテーパー状乃至拡径皿状の斜面になっており、下側に連通する小径の円形の孔１４に連続している。また、各錘７の下端部１５はこれに対応した逆円錐台状とされており、錘７の下端部１５を貫通孔１２に載置すると、錘７は下端部１５が貫通孔１２の開口１３に嵌合することにより安定的にレバー３上に設定され、レバー３に自重が負荷されるようになっている。なお、錘７の下部及び下端部１５には、後述するソレノイドによる操作を受けるために、所定の深さで係止孔１６が形成されている。
【００３６】
また、レバー３の他端部６を囲むように、コ字形のフレーム１７が不動部分に設置されている。このフレーム１７のうち、レバー３の他端部６の下方にあるフレーム１７の下板部１８には、各貫通孔１２に対応した位置に、錘７の加除機構としてのソレノイド１９が上向きに設置されている。各ソレノイド１９は上下方向に直動する動作軸２０を有しており、各動作軸２０は、対応するレバー３の貫通孔１２を挿通して対応する錘７の下端部の係止孔１６に挿入されるようになっている。従って、ソレノイド１９を駆動して動作軸２０を下端位置に設定した時は、動作軸２０は錘７の係止孔１６の上底面から離れるので錘７はレバー３の貫通孔１２に嵌まり込んでレバー３に自重を荷重する。またソレノイド１９を駆動して動作軸２０を上端位置に設定した時は、動作軸２０は錘７の係止孔１６の上底面に接触して錘７を押し上げるので、錘７はレバー３から離れて持ち上げられ、錘７の重量はレバー３に加わらない状態となる。すなわち錘７によるレバー３への荷重は解除される。
【００３７】
また、レバー３の他端部６の上方にあるフレーム１７の上板部２１は、レバー３上に設置された各錘７と所定の間隔をおいて対面している。この間隔は、上述したようなソレノイド１９による錘７の昇降には干渉しないが、錘７が上昇した場合には錘７の上面が近接して錘７がソレノイド１９の動作軸２０から外れないように設定されている。すなわち、ソレノイド１９が上昇方向に駆動されて錘７が持ち上げられた状態において、錘７の下端部１８は貫通孔１２から完全には抜き去られておらず、かつ上板部２１と錘７が接した状態にあるか、又は上板部２１と錘７との間隔が、錘７の下端部が貫通孔１２に挿入されている寸法よりも短くなっている。
【００３８】
本実施形態によれば、ソレノイド１９を所望の組合せで駆動することにより、レバー３上に荷重する錘７の組合せを様々に選択することができ、レバー３の載置部５側の質量とバランスをとることができる。なお、本実施形態では、錘７を複数備えているが、その質量は同一でもよいし、それぞれ異なっていてもよい。
また、本例によれば、錘７の設定は上下動による短時間の移動で簡単に行なえるので、予想される質量に平衡する錘７を設定する場合と、載置部に被計量物Ｗがない状態で平衡させる場合とを容易に切り替えることができる。従って、被計量物Ｗを載置しない状態で行なわれる装置の零点調整等の調整作業時には設置環境の振動をキャンセルして誤差を低減し、より正確・精密な校正作業を速やかに行なうことができる。
【００３９】
（５）第５実施形態（図６及び図７の重量選別装置）
図６にその外観を示し、図７にそのブロック構成を示す重量選別装置２５は、被計量物Ｗを搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送されている被計量物Ｗの重量を計量する秤量手段とを備えており、重量の測定結果に基づいて被計量物Ｗを良品と不良品とに分別するものである。そして、本実施形態の重量選別装置２５は、前記秤量手段として以上説明した第３実施形態の電子平衡式はかり１ｃを備えている。
【００４０】
従って、レバー３、支点２、図示しない電磁コイル、図示しないセンサ等の基本構成は図１又は図３に示した電子平衡式はかり１ａ，１ｃと同一であり、重量測定の原理等も同一であるので、これらの図と対応する部分には原則として同一の符号を付して各実施形態の説明を適宜援用し、その説明を必要に応じて省略するものとする。
【００４１】
図６に示すように、この重量選別装置２５は、設置床面上に設置された基台２６の上に、搬入コンベア２７と、この搬入コンベア２７から被計量物Ｗが乗り移る計測用の搬送手段である計量コンベア２８とを備えている。本例では、計量コンベア２８が第３実施形態の電子平衡式はかりの載置部５に相当しており、従って被計量物Ｗは計量コンベア２８によって搬送されながら電子平衡式はかりにより重量を測定される。そして、前記基台２６には、電子平衡式はかりを含めた重量選別装置２５の制御手段である制御部３０と、操作部３１と、表示部３２が設けられている。
【００４２】
図７に示すように、電子平衡式はかり１ｅは、支点２で揺動可能に支えられたレバー３と、レバー３の他端部６に移動自在に設定される所定質量の錘７と、レバー３の他端部６の変位を検出する図示しないセンサと、レバー３の他端部６に電磁力を加えるべく該他端部６に近接して設けられた図示しない電磁コイルとを備えた荷重検出手段３３を有している。さらに電子平衡式はかり１ｅのレバー３の一端部４には、被計量物Ｗの載置部５となる計量コンベア２８が取り付けられており、被計量物Ｗを搬送しながら計量できるようになっている。そして、電子平衡式はかりの荷重検出手段３３が出力した計量値は、後述する制御部３０に送られる。
【００４３】
この電子平衡式はかり１ｅは、前述したように図３に示した第３実施形態の装置と同様の基本構造を備えたはかりであって、レバー３の他端部６側に設定される前記錘７は図３に示したのと同様の機構によってレバー３の長手方向に移動可能とされており、計量コンベア２８側の質量に応じた位置に設定することができる。
【００４４】
図７に示すように、電子平衡式はかり１ｅは、錘７を移動させる錘移動手段３４と、被計量物Ｗの質量に対応する錘７のレバー３上の位置データを記憶している錘位置記憶手段３５とを有している。錘移動手段３４は、制御部３０から被計量物Ｗの基準値（当該被計量物Ｗの質量について期待される最も標準的な値）を与えられ、この基準値に対応する錘７のレバー３上の位置データを錘位置記憶手段３５から取り出し、この位置データに基づいてモータを駆動して錘７をレバー３上の適切な位置に設定する。これによって、被計量物Ｗの質量計測時には設置環境の振動をキャンセルして被計量物Ｗの質量計測に発生する誤差を低減することができる。
【００４５】
図７に示すように、操作部３１は入力手段３６を有しており、使用者は入力手段３６を操作することにより、質量を計量しようとする被計量物Ｗの品種や、その被計量物Ｗについての質量の基準値・上限値・下限値を指定して入力することができる。操作部３１は、入力手段３６によって被計量物Ｗの品種が指定された場合に、当該指定に基づいて品種を設定する品種設定手段３７を有している。また操作部３１は基準値設定手段３８を有している。この基準値設定手段３８は、入力手段３６からの基準値について直接の指定があった場合には、当該指定に基づいて被計量物Ｗの基準値等を設定する。また、この基準値設定手段３８は、入力手段３６によって被計量物Ｗの品種が指定された場合には、指定された品種に対応して品種設定手段３７から出力されてくる品種情報を受け、品種情報に対応する基準値を基準値記憶手段３９から読み出して設定することもできる。基準値設定手段３８によって設定された基準値等は後述する制御部３０に出力される。
【００４６】
図７に示すように、制御部３０は、操作部３１の基準値設定手段３８から送られた基準値を前記電子平衡式はかり１ｅの錘移動手段３４に与え、測定しようとしている被計量物Ｗの基準値に応じてレバー３上の錘７の位置を自動的に設定させるように構成されている。また、制御部３０は、重量選別装置２５として被計量物Ｗの測定結果についての合否を行なう判定手段４０を備えている。判定手段４０には、操作部３１の基準値設定手段３８から基準値・上限値・下限値が入力されるとともに、電子平衡式はかり１ｅの荷重検出手段３３から計量値が入力され、両者が比較されて計量値の判定が行なわれる。判定は、合格（ＯＫ）、上限値を上回った不合格（＋ＮＧ）、下限値を下回った不合格（−ＮＧ）の３つのいずれかである。
【００４７】
図７に示すように、表示部３２は、操作部３１で入力手段３６によって入力されたデータや、操作部３１の入力手段３６における入力を受けて品種設定手段３７が設定したデータ等を表示データとして表示する。また、表示部３２は、操作部３１の基準値設定手段３８が設定した基準値・上限値・下限値を制御部３０を介して受け取り、表示する。さらに、表示部３２は、電子平衡式はかり１ｅの荷重検出手段３３が出力した計量値を制御部３０を介して受け取り、表示するとともに、制御部３０の判定手段４０の判定結果を受けてＯＫ表示・＋ＮＧ表示・−ＮＧ表示を表示する。
【００４８】
以上の構成において、被計量物Ｗの重量選別作業を行なう場合には、使用者は、まず操作部３１の入力手段３６から被計量物Ｗの品種又は基準値等を入力する。使用者によって指定された被計量物Ｗの品種に基づき、品種設定手段３７は指定された品種を設定し、これに対応する基準値等を基準値記憶手段３９から読み出して基準値設定手段３８に設定させる。又は使用者が指定した基準値等の情報に基づき、基準値設定手段３８が基準値等を設定する。設定された基準値は電子平衡式はかり１ｅに送られて錘移動手段３４に与えられ、錘移動手段３４は与えられた基準値に対応する錘７の位置情報を錘位置記憶手段３５から読み出し、この錘７の位置情報によってモータ等を駆動することにより錘７を必要な位置に設定する。
【００４９】
ここで、駆動されている搬入コンベア２７に被計量物Ｗを投入し、被計量物Ｗが一個ずつ計量コンベア２８に乗り移って搬送されるようにする。被計量物Ｗは、一個が計量コンベア２８に載せられている状態で電子平衡式はかり１ｅの荷重検出手段３３によって計量され、その計量値は制御部３０の判定手段４０に送られ、基準値・上限値・下限値と比較される。比較の結果は判定結果として出力され、表示部３２においてＯＫ表示（基準内で合格）、＋ＮＧ表示（上限値を越えて不合格）、−ＮＧ表示（下限値を越えて不合格）のいずれかが表示される。なお、表示部３２には、各種表示データの他、計測での判定に用いられた基準値・上限値・下限値や、計量値自体も表示される。
【００５０】
図示はしないが、この重量選別装置２５に隣接して物品選別装置を設け、この物品選別装置を重量選別装置２５の判定結果に連動するように構成し、重量選別装置２５で合格とされた被計量物Ｗはそのまま物品選別装置を素通りして次工程に搬送されるようにし、ＮＧ品は重量選別装置２５からのＮＧ信号を受けた物品選別装置によって搬送経路外に排除され、製造工程から自動的に除外されるようにすることもできる。
【００５１】
なお、重量選別装置２５において測定に供される被計量物Ｗの重量が全く未知ということはありえず、その重量が所定の重量範囲に入るように所定の仕様で製造された製品である以上、被計量物Ｗの種類ごとに、基準値と、上限値と、上限値が存在する。従って、本実施形態のように、被計量物Ｗについて定められている基準値に対応してレバー３の他端部６側に設定する錘７の位置を自動的に決定すれば、レバー３の支点２の両側の質量が概ね均衡するので、指定した被計量物Ｗの種類の如何に係わらずレバー３の平衡状態は常に自動的に保持され、仮に設置面から振動が伝わってもその振動は測定に影響しにくくなる効果が得られる。例えば、基準値＝５００ｇ、上限値＝５１０ｇ、下限値＝４９５ｇとした場合、上限値の５１０ｇの被計量物Ｗに作用する振動の影響は、（５１０−５００）／５１０＝２％程度にまで低減できる。従って、設置環境の振動による影響を効果的に排除できるので、まず被計量物Ｗを載置しないで行なう校正作業の精度が向上し、さらに計測時に設置環境に振動が生じていても被計量物Ｗの質量計測に発生する誤差を低減することができるので、結果として重量選別装置２５における判定結果の信頼性が非常に高くなる。
【００５２】
また、第５実施形態の重量選別装置２５では、秤量手段として図３に示した第３実施形態の電子平衡式はかり１ｃが採用されるものとして説明したが、図４及び図５に示した第４実施形態の電子平衡式はかりを採用した場合にも錘の自動設定を実現することができる。また、第１及び第２実施形態の電子平衡式はかりは、錘の設定は手動となるが、重量選別装置２５の秤量手段として採用することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は第１実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す模式図である。
【図２】図２は第２実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す模式図である。
【図３】図３は第３実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す斜視図である。
【図４】図４は第４実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す正面図である。
【図５】図５は第４実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す斜視図である。
【図６】図６は実施形態の電子平衡式はかりを備える重量選別装置の外観を示す正面図である。
【図７】図７は同重量選別装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ａ〜１ｅ…電子平衡式はかり
２…支点
３…レバー
４…一端部
５…載置部
６…他端部
７…錘
８…目盛り
２５…重量選別装置
２８…電子平衡式はかりの載置部に相当する搬送手段としての計量コンベア
３０…制御部
３３…電子平衡式はかりの荷重検出手段
３４…電子平衡式はかりの錘移動手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被計量物の重量が加えられたレバーの平衡状態を電磁コイルの電磁力によって維持し、該電磁コイルに与えた電流値に基づいて被計量物の重量を測定する電子平衡式はかりと、このような電子平衡式はかりを秤量手段として利用した重量選別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には電子平衡式はかりに関する発明が開示されている。この電子平衡式はかりは、揺動可能なレバーの一端部に被計量物の載置部を設け、また他端部には電磁コイルによって電磁力を加えられるようにし、載置部に被計量物を載置した状態でレバーの平衡状態が崩れないように電磁コイルに電流を与え、この電流値から被計量物の質量を測定するように構成されている。
【０００３】
このような電子平衡式はかりでは、被計量物の重量と平衡させる力が重力（重量）ではなく、電磁コイルによる電磁力であるため、被計量物の重量が加わる負荷側質量であるレバーの載置部に設置面から振動が伝わると、測定に誤差が発生して正確・精密な測定が阻害されてしまう。そこで、特許文献１に記載の電子平衡式はかりでは、載置部に相当する質量の錘をレバーの他端部側に設け、電磁コイルへの通電を切ってもレバーの平衡が保たれるように構成し、レバーの両側に作用する慣性力が互いにキャンセルされるように構成していた。
【特許文献１】特開２００２−２９６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の電子平衡式はかりによれば、上述したように被計量物の質量に平衡させるための力が質量に働く重力ではなく、電磁コイルによる電磁力であるため、秤量機構に被検査物が載置されたとき、載置部を含むレバー自体に作用する慣性力は相殺できるが、載置部に載置された被計量物の質量に作用する慣性力については相殺することができず、測定に誤差が発生して被計量物の重量を正確・精密に測定することができないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記課題を解消するため、設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減できる電子平衡式はかりを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載された電子平衡式はかり１は、
被計量物ｗが載置される移動可能な載置部５，２８と、一端部４が前記載置部５，２８に連結されるとともに他端部６が自由端とされて前記一端部４と前記他端部６の間に設けられた支点２で揺動可能に支持されるレバー３と、前記支点２よりも前記載置部５，２８の側にある質量によって変位した前記レバー３の前記他端部６に電磁力を与えて前記レバー３の平衡状態を維持する電磁コイルと、前記レバー３の前記他端部６の変位を検出するセンサと、前記センサの検出結果を受けて前記レバー３の平衡状態が保持されるように前記電磁コイルに与える電流値を制御するとともに前記電磁コイルに与えた電流値に基づいて被計量物Ｗの重量を算出する制御手段とを備えた電子平衡式はかり１において、
前記載置部５，２８に載置される被計量物Ｗの予想される想定質量に対応して前記レバー３の平衡状態を保つ錘７が、前記支点２に関して前記レバー３の前記他端部６側に設定されることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載された電子平衡式はかり１は、請求項１記載の電子平衡式はかり１において、
前記載置部５，２８に載置される異なる前記想定質量のそれぞれに対応して前記レバー３の平衡状態を保つ錘７を切替えて設定することを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載された電子平衡式はかり１ａは、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり１において、
前記錘７の質量が一定であり、前記載置部５，２８側の質量に対応するように選択された前記レバー３上の位置に前記錘７が設定されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載された電子平衡式はかり１ｃは、請求項３に記載の電子平衡式はかり１において、
前記錘７は、前記レバー３の長手方向に沿って移動可能とされ、前記載置部５，２８側の質量に対応する所望の位置に設定可能であることを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載された電子平衡式はかり１ｂは、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり１において、
質量が異なる複数種類の中から前記載置部５，２８側の質量に対応して前記錘７が選択され、前記レバー３の上の所定位置に前記錘７が設定されることを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載された電子平衡式はかり１ｄは、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり１において、
前記錘７を複数有しており、前記レバー３上の複数の異なる設定位置に各々１個の前記錘７が設定及び解除自在に設けられており、前記レバー３上に設定された前記錘７の組合せを選択できるように構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載された重量選別装置２５は、被計量物Ｗを搬送する搬送手段２８と、前記搬送手段２８によって搬送されている被計量物Ｗの重量を計量する秤量手段とを備えた重量選別装置２５において、前記秤量手段として、測定しようとする被計量物Ｗの基準値に応じてレバー３上の錘７を移動させる錘移動手段３４を備えた請求項１乃至６のいずれかに記載の前記電子平衡式はかり１が用いられたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載された電子平衡式はかりによれば、載置部に被計量物を載置して重量の測定を行なう場合に、被計量物の予想される質量に対応してレバーの他端部側に錘が設定されることによりレバーの支点の両側の質量がバランスし、レバーの平衡状態が保たれるので、設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減することができる。
【００１４】
請求項２に記載された電子平衡式はかりによれば、請求項１記載の電子平衡式はかりにおいて、前記載置部に載置される異なる前記想定質量のそれぞれに対応して前記レバーの平衡状態を保つ錘を切替えて設定することができるので、一方の想定質量を被計量物の予想される想定質量とし、他方を０ｇとすることにより、載置部に被計量物が載置されないときに行なわれる装置の零点調整等の調整作業時においても設置環境の振動による誤差を低減することができ、より正確・精密な校正作業を行なうことができる。
【００１５】
請求項３に記載された電子平衡式はかりによれば、質量一定の錘が設定されるレバー上の位置を、載置部側の質量に対応するように選択することにより、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかりによる効果を得ることができる。
【００１６】
請求項４に記載された電子平衡式はかりによれば、請求項３に記載の電子平衡式はかりによる効果を、レバーの長手方向に沿って移動可能な錘を載置部側の質量に対応する所望の位置に選択して設定する構成によって得ることができる。
【００１７】
請求項５に記載された電子平衡式はかりによれば、質量が異なる複数種類の錘から載置部側の質量に対応する錘を選択してレバーの上の所定位置に設定することにより、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかりによる効果を得ることができる。
【００１８】
請求項６に記載された電子平衡式はかりによれば、レバー上の複数の異なる設定位置に各々１個の錘を設定及び解除自在となるように設けておき、レバーに荷重される各錘の組合せを選択できるように構成することにより、請求項１又は２に記載の電子平衡式はかりによる効果を得ることができる。
【００１９】
請求項７に記載された重量選別装置によれば、搬送手段によって搬送されている被計量物の重量を測定しようとする被計量物の基準値に応じてレバー上の錘を移動させる錘移動手段を備えた請求項１乃至６のいずれかに記載の電子平衡式はかりで秤量するので、被計量物の重量選別作業において、被計量物について定められている基準値に対応してレバーの他端部側に設定する錘を自動的に移動し、予想される質量に対応してレバーの他端部側に必要な荷重を設定することができる。これによりレバーの支点の両側の質量がバランスしてレバーの平衡状態が保たれるので、設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減することができ、高精度な重量選別作業を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。図１は第１実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す模式図、図２は第２実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す模式図、図３は第３実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す斜視図、図４は第４実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す正面図、図５は第４実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す斜視図、図６は実施形態の電子平衡式はかりを備える重量選別装置の外観を示す正面図、図７は同重量選別装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
（１）第１実施形態（図１の電子平衡式はかり１ａ）
図１に示す電子平衡式はかり１ａは、支点２で揺動可能に支持されたレバー３を備えている。レバー３の一端部４は自由端であり、ここには被計量物が載置される載置部５が設けられている。レバー３の他端部６も自由端であり、ここには図示しない電磁コイルが設けられて該他端部６に下向きの電磁力を作用させることができるようになっている。また、レバー３の他端部６には図示しないセンサが設けられており、レバー３の他端部６の変位を検出することができるようになっている。そして、電子平衡式はかり１ａは図示しない制御手段を備えており、該制御手段はセンサから検出されるレバー３の変位が０となるように電磁コイルに電流を供給するように構成されており、さらにレバー３の変位を０とするために電磁コイルに供給した電流の値から載置部５に載置された被計量物の重量を算出するように構成されている。すなわち、制御手段は、この電磁コイルに適切な値の電流を通電してレバー３の他端部６に下向きの電磁力を作用させ、載置部５側の質量による重量と該電磁力とをバランスさせてレバー３の変位を０とし、その際の電流値から載置部５側の質量を計測することができる。
【００２２】
また、図１に示すように、前記レバー３は、被計量物が載置される一端部４側の長さよりも、電磁コイルによる電磁力が作用する他端部６側の長さを大きく設定しており、一端部４側の載置部５に載置された被計量物の重量よりも小さい電磁力を他端部６側に加えることによってレバー３を平衡状態とし、被計量物の重量の測定が行なえるようになっている。
【００２３】
また、図１に示すように、前記レバー３の一端部４側の長さよりも他端部６側の長さを大きく設定することにより、以下に説明するように、設置面から被計量物に伝わる振動をキャンセルするために、載置部５側の質量に対応して他端部６側に設定する錘７（おもり）の重量が、一端部４側の載置部５に載置された被計量物の重量よりも小さくて済むようになっている。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態では、レバー３の他端部６側には長手方向に沿って０ｋｇから１ｋｇまで適当な質量間隔で目盛り８が設定されており、この目盛り８に合せて一定質量の錘７をレバー３上に設定するように構成されている。この錘７は、支点２よりも載置部５の側にある質量（載置部５の質量、載置部５側のレバー３の質量及び載置部５に載置されている被計量物の質量）に対応して質量及び設置位置を設定することによりレバー３の平衡状態を保つ錘７であって、レバー３の平衡状態を保持した効果として設置面からの振動による測定誤差の発生を防止するものである。
【００２５】
本実施形態では、錘７の質量は既知で一定とされており、この錘７をレバー３上の目盛り８のいずれの点に設定するかによって、支点２よりも載置部５の側にある質量に対応することができる。
例えば、載置部５に被計量物が載置されていない場合には、支点２よりも載置部５の側にある質量とは載置部５の質量及び支点２よりも載置部５側にあるレバー３の質量であるから、これに対応して所定質量の前記錘７を０ｋｇの目盛り８（被計量物の質量が０ｋｇ、すなわち載置されていないことを意味する）に設定すれば、レバー３の支点２の両側の質量が均衡するので、レバー３の平衡状態が保持され、設置面からの振動は測定に影響しにくくなる。従って、載置部５に被計量物を載置しない場合に行なわれる装置の零点調整等の調整作業では、設置環境の振動による誤差を低減することができ、より正確・精密な校正作業を行なうことができる。
【００２６】
また載置部５に被計量物が載置されている場合には、支点２よりも載置部５の側にある質量とは載置部５の質量と、支点２よりも載置部５側にあるレバー３の質量と、被計量物の質量の合計であるから、これに対応して所定質量の前記錘７を予測される被計量物の質量に近い目盛り８に設定しておけば、レバー３の支点２の両側の質量が均衡するので、レバー３の平衡状態が保持され、設置面からの振動は測定に影響しにくくなる。測定すべき被計量物の重量が全く未知ということはなく、被計量物が所定の仕様で一定の目的をもって製作された製品等であることが分かっている以上、被計量物については一定の重量（少なくとも期待される重量の範囲）が予想される。従って、例えば被計量物の質量が０．５ｋｇと予想された場合に、錘７をこれに最も近い目盛り８である０．５ｋｇのポイントに設定する等、予想される載置部５側の全質量に対応して錘７を設定する目盛り８を決定すれば、レバー３の支点２の両側の質量が概ね均衡するので、レバー３の平衡状態が保持され、設置面からの振動は測定に影響しにくくなる効果が得られる。従って、設置環境の振動によって被計量物の質量計測に発生する誤差を低減することができる。
【００２７】
従来技術において、被計量物の質量ｍが５００ｇ、設置面からの振動の振幅ｒが０．０２ｍｍ、該振動の周波数が５Ｈｚの場合、下記式により、レバー３がバランスしないとレバー３の他端部６（電磁コイル側）はＦ＝ｍｒω2 により算出される約９．９×１０-3Ｎの力Ｆ（重力加速度で除算すると約１ｇに相当）を受けるが、本実施形態によればこの力を概ね０にすることができる。
【００２８】
（２）第２実施形態（図２の電子平衡式はかり１ｂ）
図２に示す電子平衡式はかり１ｂは、レバー３、載置部５、図示しない電磁コイル、図示しないセンサ、図示しない制御手段の構成は図１に示した電子平衡式はかり１ａと同一であり、重量測定の原理等も同一であるので、図１と対応する部分には図１と同一の符号を付して第１実施形態の説明を援用し、その説明を省略する。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態では、レバー３の他端部６側には錘７を設定するための一つの位置が設置目盛り８として定められている。そして、本実施形態では、０．１ｋｇから１ｋｇまでの４種類の錘７が用意されており、これらの中から、支点２よりも載置部５の側にある質量（非測定時には載置部５の質量及び載置部５側のレバー３の質量、測定時にあってはさらに加えて載置部５に載置されている被計量物の質量）に対応した質量の錘７を選択し、これを前記設置目盛り８に設定することにより、レバー３の平衡状態を保つようになっている。そして、レバー３の平衡状態を保持した効果として、図１に示す実施例と同様に、設置面からの振動による測定誤差の発生等を防止することができる。
【００３０】
（３）第３実施形態（図３の電子平衡式はかり１ｃ）
図３に構成の一部を示す電子平衡式はかり１ｃは、レバー３、載置部５、図示しない電磁コイル、図示しないセンサ、図示しない制御手段の構成は図１に示した電子平衡式はかり１ａと同一であり、重量測定の原理等も同一であるので、図１と対応する部分には図１と同一の符号を付して第１実施形態の説明を援用し、その説明を省略する。
【００３１】
本実施形態の電子平衡式はかり１ｃは、一定の質量の錘７をレバー３の他端部６側の異なる位置に設定することにより、レバー３の一端部４側の質量に対応するようになっている点において、前述した第１実施形態の電子平衡式はかり１ａと錘７の設定手法に類似点がある。但し、第１実施形態では操作者がレバー３上の目盛り８を選択し、ここに錘７を設定するようになっていたが、本実施形態では、錘７は自動でレバー３上を移動する。その他の構成及び測定原理等は第１実施形態と同一である。
【００３２】
図３に示すように、レバー３の他端部６側にはモータ９が設置されており、さらにモータ９によって回動するねじ軸１０がレバー３の他端部６側に長手方向に沿って配置されている。このねじ軸１０にはナット部材１１が係合しており、ナット部材１１には所定質量の錘７が搭載されている。モータ９を駆動してねじ軸１０を回動すれば、ナット部材１１に搭載された錘７を、レバー３の錘載置面３ａを摺動させながらねじ軸１０に沿って所望の方向に所望の距離だけ移動させることができるので、レバー３の他端部６側の所望位置に錘７を設定することができる。後述する第５実施形態でも説明するが、測定しようとする被計量物の予想される重量についてのデータを制御手段に与え、該制御手段が該データに基づいてモータ９を駆動し、レバー３の平衡を保つために必要な位置に錘７を自動的に設定するように構成することができる。
【００３３】
本実施形態によれば、錘７の位置を連続的に調整・設定することができるので、有限の箇所数で設けられた目盛り８の中から選択した目盛りに錘７を置いていた第１実施形態に比べ、質量が異なるより多くの種類の被計量物に対応することができる。
【００３４】
（４）第４実施形態（図４及び図５の電子平衡式はかり１ｄ）
図４及び図５に構成の一部を示す電子平衡式はかり１ｄは、レバー３、載置部５、図示しない電磁コイル、図示しないセンサ、図示しない制御手段の構成は図１に示した電子平衡式はかり１ａと同一であり、重量測定の原理等も同一であるので、図１と対応する部分には図１と同一の符号を付して第１実施形態の説明を援用し、その説明を省略する。
【００３５】
本実施形態の電子平衡式はかり１ｄは、レバー３の載置部５側の質量とバランスをとるために、レバー３の他端部６側に設置するための錘７を複数有している。図４及び図５に示すように、これらの錘７は円柱形であり、レバー３上の長手方向に沿う複数の異なる設定位置に各々１個ずつ設定及び解除自在に設けられている。すなわち、レバー３の他端部６側には、長手方向に沿う複数の異なる設定位置にそれぞれ貫通孔１２が形成されており、各貫通孔１２にはそれぞれ錘７が設置され、各錘７は貫通孔１２に嵌まり込んだ場合にレバー３に重量を負荷するようになっている。各貫通孔１２は上側の開口１３がテーパー状乃至拡径皿状の斜面になっており、下側に連通する小径の円形の孔１４に連続している。また、各錘７の下端部１５はこれに対応した逆円錐台状とされており、錘７の下端部１５を貫通孔１２に載置すると、錘７は下端部１５が貫通孔１２の開口１３に嵌合することにより安定的にレバー３上に設定され、レバー３に自重が負荷されるようになっている。なお、錘７の下部及び下端部１５には、後述するソレノイドによる操作を受けるために、所定の深さで係止孔１６が形成されている。
【００３６】
また、レバー３の他端部６を囲むように、コ字形のフレーム１７が不動部分に設置されている。このフレーム１７のうち、レバー３の他端部６の下方にあるフレーム１７の下板部１８には、各貫通孔１２に対応した位置に、錘７の加除機構としてのソレノイド１９が上向きに設置されている。各ソレノイド１９は上下方向に直動する動作軸２０を有しており、各動作軸２０は、対応するレバー３の貫通孔１２を挿通して対応する錘７の下端部の係止孔１６に挿入されるようになっている。従って、ソレノイド１９を駆動して動作軸２０を下端位置に設定した時は、動作軸２０は錘７の係止孔１６の上底面から離れるので錘７はレバー３の貫通孔１２に嵌まり込んでレバー３に自重を荷重する。またソレノイド１９を駆動して動作軸２０を上端位置に設定した時は、動作軸２０は錘７の係止孔１６の上底面に接触して錘７を押し上げるので、錘７はレバー３から離れて持ち上げられ、錘７の重量はレバー３に加わらない状態となる。すなわち錘７によるレバー３への荷重は解除される。
【００３７】
また、レバー３の他端部６の上方にあるフレーム１７の上板部２１は、レバー３上に設置された各錘７と所定の間隔をおいて対面している。この間隔は、上述したようなソレノイド１９による錘７の昇降には干渉しないが、錘７が上昇した場合には錘７の上面が近接して錘７がソレノイド１９の動作軸２０から外れないように設定されている。すなわち、ソレノイド１９が上昇方向に駆動されて錘７が持ち上げられた状態において、錘７の下端部１８は貫通孔１２から完全には抜き去られておらず、かつ上板部２１と錘７が接した状態にあるか、又は上板部２１と錘７との間隔が、錘７の下端部が貫通孔１２に挿入されている寸法よりも短くなっている。
【００３８】
本実施形態によれば、ソレノイド１９を所望の組合せで駆動することにより、レバー３上に荷重する錘７の組合せを様々に選択することができ、レバー３の載置部５側の質量とバランスをとることができる。なお、本実施形態では、錘７を複数備えているが、その質量は同一でもよいし、それぞれ異なっていてもよい。
また、本例によれば、錘７の設定は上下動による短時間の移動で簡単に行なえるので、予想される質量に平衡する錘７を設定する場合と、載置部に被計量物Ｗがない状態で平衡させる場合とを容易に切り替えることができる。従って、被計量物Ｗを載置しない状態で行なわれる装置の零点調整等の調整作業時には設置環境の振動をキャンセルして誤差を低減し、より正確・精密な校正作業を速やかに行なうことができる。
【００３９】
（５）第５実施形態（図６及び図７の重量選別装置）
図６にその外観を示し、図７にそのブロック構成を示す重量選別装置２５は、被計量物Ｗを搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送されている被計量物Ｗの重量を計量する秤量手段とを備えており、重量の測定結果に基づいて被計量物Ｗを良品と不良品とに分別するものである。そして、本実施形態の重量選別装置２５は、前記秤量手段として以上説明した第３実施形態の電子平衡式はかり１ｃを備えている。
【００４０】
従って、レバー３、支点２、図示しない電磁コイル、図示しないセンサ等の基本構成は図１又は図３に示した電子平衡式はかり１ａ，１ｃと同一であり、重量測定の原理等も同一であるので、これらの図と対応する部分には原則として同一の符号を付して各実施形態の説明を適宜援用し、その説明を必要に応じて省略するものとする。
【００４１】
図６に示すように、この重量選別装置２５は、設置床面上に設置された基台２６の上に、搬入コンベア２７と、この搬入コンベア２７から被計量物Ｗが乗り移る計測用の搬送手段である計量コンベア２８とを備えている。本例では、計量コンベア２８が第３実施形態の電子平衡式はかりの載置部５に相当しており、従って被計量物Ｗは計量コンベア２８によって搬送されながら電子平衡式はかりにより重量を測定される。そして、前記基台２６には、電子平衡式はかりを含めた重量選別装置２５の制御手段である制御部３０と、操作部３１と、表示部３２が設けられている。
【００４２】
図７に示すように、電子平衡式はかり１ｅは、支点２で揺動可能に支えられたレバー３と、レバー３の他端部６に移動自在に設定される所定質量の錘７と、レバー３の他端部６の変位を検出する図示しないセンサと、レバー３の他端部６に電磁力を加えるべく該他端部６に近接して設けられた図示しない電磁コイルとを備えた荷重検出手段３３を有している。さらに電子平衡式はかり１ｅのレバー３の一端部４には、被計量物Ｗの載置部５となる計量コンベア２８が取り付けられており、被計量物Ｗを搬送しながら計量できるようになっている。そして、電子平衡式はかりの荷重検出手段３３が出力した計量値は、後述する制御部３０に送られる。
【００４３】
この電子平衡式はかり１ｅは、前述したように図３に示した第３実施形態の装置と同様の基本構造を備えたはかりであって、レバー３の他端部６側に設定される前記錘７は図３に示したのと同様の機構によってレバー３の長手方向に移動可能とされており、計量コンベア２８側の質量に応じた位置に設定することができる。
【００４４】
図７に示すように、電子平衡式はかり１ｅは、錘７を移動させる錘移動手段３４と、被計量物Ｗの質量に対応する錘７のレバー３上の位置データを記憶している錘位置記憶手段３５とを有している。錘移動手段３４は、制御部３０から被計量物Ｗの基準値（当該被計量物Ｗの質量について期待される最も標準的な値）を与えられ、この基準値に対応する錘７のレバー３上の位置データを錘位置記憶手段３５から取り出し、この位置データに基づいてモータを駆動して錘７をレバー３上の適切な位置に設定する。これによって、被計量物Ｗの質量計測時には設置環境の振動をキャンセルして被計量物Ｗの質量計測に発生する誤差を低減することができる。
【００４５】
図７に示すように、操作部３１は入力手段３６を有しており、使用者は入力手段３６を操作することにより、質量を計量しようとする被計量物Ｗの品種や、その被計量物Ｗについての質量の基準値・上限値・下限値を指定して入力することができる。操作部３１は、入力手段３６によって被計量物Ｗの品種が指定された場合に、当該指定に基づいて品種を設定する品種設定手段３７を有している。また操作部３１は基準値設定手段３８を有している。この基準値設定手段３８は、入力手段３６からの基準値について直接の指定があった場合には、当該指定に基づいて被計量物Ｗの基準値等を設定する。また、この基準値設定手段３８は、入力手段３６によって被計量物Ｗの品種が指定された場合には、指定された品種に対応して品種設定手段３７から出力されてくる品種情報を受け、品種情報に対応する基準値を基準値記憶手段３９から読み出して設定することもできる。基準値設定手段３８によって設定された基準値等は後述する制御部３０に出力される。
【００４６】
図７に示すように、制御部３０は、操作部３１の基準値設定手段３８から送られた基準値を前記電子平衡式はかり１ｅの錘移動手段３４に与え、測定しようとしている被計量物Ｗの基準値に応じてレバー３上の錘７の位置を自動的に設定させるように構成されている。また、制御部３０は、重量選別装置２５として被計量物Ｗの測定結果についての合否を行なう判定手段４０を備えている。判定手段４０には、操作部３１の基準値設定手段３８から基準値・上限値・下限値が入力されるとともに、電子平衡式はかり１ｅの荷重検出手段３３から計量値が入力され、両者が比較されて計量値の判定が行なわれる。判定は、合格（ＯＫ）、上限値を上回った不合格（＋ＮＧ）、下限値を下回った不合格（−ＮＧ）の３つのいずれかである。
【００４７】
図７に示すように、表示部３２は、操作部３１で入力手段３６によって入力されたデータや、操作部３１の入力手段３６における入力を受けて品種設定手段３７が設定したデータ等を表示データとして表示する。また、表示部３２は、操作部３１の基準値設定手段３８が設定した基準値・上限値・下限値を制御部３０を介して受け取り、表示する。さらに、表示部３２は、電子平衡式はかり１ｅの荷重検出手段３３が出力した計量値を制御部３０を介して受け取り、表示するとともに、制御部３０の判定手段４０の判定結果を受けてＯＫ表示・＋ＮＧ表示・−ＮＧ表示を表示する。
【００４８】
以上の構成において、被計量物Ｗの重量選別作業を行なう場合には、使用者は、まず操作部３１の入力手段３６から被計量物Ｗの品種又は基準値等を入力する。使用者によって指定された被計量物Ｗの品種に基づき、品種設定手段３７は指定された品種を設定し、これに対応する基準値等を基準値記憶手段３９から読み出して基準値設定手段３８に設定させる。又は使用者が指定した基準値等の情報に基づき、基準値設定手段３８が基準値等を設定する。設定された基準値は電子平衡式はかり１ｅに送られて錘移動手段３４に与えられ、錘移動手段３４は与えられた基準値に対応する錘７の位置情報を錘位置記憶手段３５から読み出し、この錘７の位置情報によってモータ等を駆動することにより錘７を必要な位置に設定する。
【００４９】
ここで、駆動されている搬入コンベア２７に被計量物Ｗを投入し、被計量物Ｗが一個ずつ計量コンベア２８に乗り移って搬送されるようにする。被計量物Ｗは、一個が計量コンベア２８に載せられている状態で電子平衡式はかり１ｅの荷重検出手段３３によって計量され、その計量値は制御部３０の判定手段４０に送られ、基準値・上限値・下限値と比較される。比較の結果は判定結果として出力され、表示部３２においてＯＫ表示（基準内で合格）、＋ＮＧ表示（上限値を越えて不合格）、−ＮＧ表示（下限値を越えて不合格）のいずれかが表示される。なお、表示部３２には、各種表示データの他、計測での判定に用いられた基準値・上限値・下限値や、計量値自体も表示される。
【００５０】
図示はしないが、この重量選別装置２５に隣接して物品選別装置を設け、この物品選別装置を重量選別装置２５の判定結果に連動するように構成し、重量選別装置２５で合格とされた被計量物Ｗはそのまま物品選別装置を素通りして次工程に搬送されるようにし、ＮＧ品は重量選別装置２５からのＮＧ信号を受けた物品選別装置によって搬送経路外に排除され、製造工程から自動的に除外されるようにすることもできる。
【００５１】
なお、重量選別装置２５において測定に供される被計量物Ｗの重量が全く未知ということはありえず、その重量が所定の重量範囲に入るように所定の仕様で製造された製品である以上、被計量物Ｗの種類ごとに、基準値と、上限値と、上限値が存在する。従って、本実施形態のように、被計量物Ｗについて定められている基準値に対応してレバー３の他端部６側に設定する錘７の位置を自動的に決定すれば、レバー３の支点２の両側の質量が概ね均衡するので、指定した被計量物Ｗの種類の如何に係わらずレバー３の平衡状態は常に自動的に保持され、仮に設置面から振動が伝わってもその振動は測定に影響しにくくなる効果が得られる。例えば、基準値＝５００ｇ、上限値＝５１０ｇ、下限値＝４９５ｇとした場合、上限値の５１０ｇの被計量物Ｗに作用する振動の影響は、（５１０−５００）／５１０＝２％程度にまで低減できる。従って、設置環境の振動による影響を効果的に排除できるので、まず被計量物Ｗを載置しないで行なう校正作業の精度が向上し、さらに計測時に設置環境に振動が生じていても被計量物Ｗの質量計測に発生する誤差を低減することができるので、結果として重量選別装置２５における判定結果の信頼性が非常に高くなる。
【００５２】
また、第５実施形態の重量選別装置２５では、秤量手段として図３に示した第３実施形態の電子平衡式はかり１ｃが採用されるものとして説明したが、図４及び図５に示した第４実施形態の電子平衡式はかりを採用した場合にも錘の自動設定を実現することができる。また、第１及び第２実施形態の電子平衡式はかりは、錘の設定は手動となるが、重量選別装置２５の秤量手段として採用することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は第１実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す模式図である。
【図２】図２は第２実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す模式図である。
【図３】図３は第３実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す斜視図である。
【図４】図４は第４実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す正面図である。
【図５】図５は第４実施形態に係る電子平衡式はかりの概要構成乃至原理を示す斜視図である。
【図６】図６は実施形態の電子平衡式はかりを備える重量選別装置の外観を示す正面図である。
【図７】図７は同重量選別装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ａ〜１ｅ…電子平衡式はかり
２…支点
３…レバー
４…一端部
５…載置部
６…他端部
７…錘
８…目盛り
２５…重量選別装置
２８…電子平衡式はかりの載置部に相当する搬送手段としての計量コンベア
３０…制御部
３３…電子平衡式はかりの荷重検出手段
３４…電子平衡式はかりの錘移動手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物（Ｗ）が載置される移動可能な載置部（５，２８）と、一端部（４）が前記載置部に連結されるとともに他端部（６）が自由端とされて前記一端部と前記他端部の間に設けられた支点（２）で揺動可能に支持されるレバー（３）と、前記支点よりも前記載置部の側にある質量によって変位した前記レバーの前記他端部に電磁力を与えて前記レバーの平衡状態を維持する電磁コイルと、前記レバーの前記他端部の変位を検出するセンサと、前記センサの検出結果を受けて前記レバーの平衡状態が保持されるように前記電磁コイルに与える電流値を制御するとともに前記電磁コイルに与えた電流値に基づいて被計量物の重量を算出する制御手段とを備えた電子平衡式はかり（１）において、
前記載置部に載置される被計量物の予想される想定質量に対応して前記レバーの平衡状態を保つ錘（７）が、前記支点に関して前記レバーの前記他端部側に設定されることを特徴とする電子平衡式はかり（１）。
【請求項２】
前記載置部に載置される異なる前記想定質量のそれぞれに対応して前記レバー（３）の平衡状態を保つ錘（７）を切替えて設定することを特徴とする請求項１記載の電子平衡式はかり（１）。
【請求項３】
前記錘（７）の質量が一定であり、前記載置部（５，２８）側の質量に対応するように選択された前記レバー（３）上の位置に前記錘が設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり（１ａ）。
【請求項４】
前記錘（７）は、前記レバー（３）の長手方向に沿って移動可能とされ、前記載置部（５，２８）側の質量に対応する所望の位置に設定可能であることを特徴とする請求項３に記載の電子平衡式はかり（１ｃ）。
【請求項５】
質量が異なる複数種類の中から前記載置部（５，２８）側の質量に対応して前記錘（７）が選択され、前記レバー（３）の上の所定位置に前記錘が設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり（１ｂ）。
【請求項６】
前記錘（７）を複数有しており、前記レバー（３）上の複数の異なる設定位置に各々１個の前記錘が設定及び解除自在に設けられており、前記レバー上に設定された前記錘の組合せを選択できるように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり（１ｄ）。
【請求項７】
被計量物（Ｗ）を搬送する搬送手段（２８）と、前記搬送手段によって搬送されている被計量物の重量を計量する秤量手段とを備えた重量選別装置（２５）において、前記秤量手段として、測定しようとする被計量物の基準値に応じてレバー（３）上の錘（７）を移動させる錘移動手段（３４）を備えた請求項１乃至６のいずれかに記載の前記電子平衡式はかり（１）が用いられたことを特徴とする重量選別装置（２５）。
【請求項１】
被計量物（Ｗ）が載置される移動可能な載置部（５，２８）と、一端部（４）が前記載置部に連結されるとともに他端部（６）が自由端とされて前記一端部と前記他端部の間に設けられた支点（２）で揺動可能に支持されるレバー（３）と、前記支点よりも前記載置部の側にある質量によって変位した前記レバーの前記他端部に電磁力を与えて前記レバーの平衡状態を維持する電磁コイルと、前記レバーの前記他端部の変位を検出するセンサと、前記センサの検出結果を受けて前記レバーの平衡状態が保持されるように前記電磁コイルに与える電流値を制御するとともに前記電磁コイルに与えた電流値に基づいて被計量物の重量を算出する制御手段とを備えた電子平衡式はかり（１）において、
前記載置部に載置される被計量物の予想される想定質量に対応して前記レバーの平衡状態を保つ錘（７）が、前記支点に関して前記レバーの前記他端部側に設定されることを特徴とする電子平衡式はかり（１）。
【請求項２】
前記載置部に載置される異なる前記想定質量のそれぞれに対応して前記レバー（３）の平衡状態を保つ錘（７）を切替えて設定することを特徴とする請求項１記載の電子平衡式はかり（１）。
【請求項３】
前記錘（７）の質量が一定であり、前記載置部（５，２８）側の質量に対応するように選択された前記レバー（３）上の位置に前記錘が設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり（１ａ）。
【請求項４】
前記錘（７）は、前記レバー（３）の長手方向に沿って移動可能とされ、前記載置部（５，２８）側の質量に対応する所望の位置に設定可能であることを特徴とする請求項３に記載の電子平衡式はかり（１ｃ）。
【請求項５】
質量が異なる複数種類の中から前記載置部（５，２８）側の質量に対応して前記錘（７）が選択され、前記レバー（３）の上の所定位置に前記錘が設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり（１ｂ）。
【請求項６】
前記錘（７）を複数有しており、前記レバー（３）上の複数の異なる設定位置に各々１個の前記錘が設定及び解除自在に設けられており、前記レバー上に設定された前記錘の組合せを選択できるように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子平衡式はかり（１ｄ）。
【請求項７】
被計量物（Ｗ）を搬送する搬送手段（２８）と、前記搬送手段によって搬送されている被計量物の重量を計量する秤量手段とを備えた重量選別装置（２５）において、前記秤量手段として、測定しようとする被計量物の基準値に応じてレバー（３）上の錘（７）を移動させる錘移動手段（３４）を備えた請求項１乃至６のいずれかに記載の前記電子平衡式はかり（１）が用いられたことを特徴とする重量選別装置（２５）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１３９３１５（Ｐ２０１０−１３９３１５Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１４５９２（Ｐ２００８−３１４５９２）
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
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