(57)【要約】【課題】動力巻上機を用いずとも、比較的重量物の被測定体を人力で吊り上げてその重量を簡易に計測できる重量測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の動滑車３１を有する動滑車ブロック１３と、複数の定滑車２１を有する定滑車ブロック１２と、動滑車３１と滑車２１とに巻き掛けられたロープ１５と、ロープ１５に生じる張力を検出する張力検出器１４と、指示計４５とを重量測定装置１０に備えた。指示計４５は、動滑車ブロック１３に被測定体１１が吊り下げられた状態で張力検出器１４で検出された張力の値に基づいて被測定体１１の重量を算出する演算部５１と、演算部５１の演算結果を表示する表示部５４と、動滑車ブロック１３が有する動滑車３１の数を入力する入力部５５とを備え、動滑車３１の数と張力検出器１４にて検出された張力の値とに基づいて、被測定体１１の重量を算出するように構成した。【選択図】図１
2010054393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の動滑車を有し被測定体を吊す動滑車ブロックと、
前記動滑車に対応する複数の定滑車を有する定滑車ブロックと、
少なくとも一端が固定され、前記複数の動滑車と前記複数の定滑車とに巻き掛けられたロープと、
前記ロープに生じる張力を検出する張力検出器と、
前記動滑車ブロックに被測定体が吊り下げられた状態で前記張力検出器で検出された前記ロープに生じる張力の値に基づいて前記被測定体の重量を算出する演算部と、前記演算部の演算結果を表示する表示部とを有する指示計とを、
備えた、重量測定装置。
【請求項２】
前記指示計は、前記動滑車ブロックが有する動滑車の数を入力する入力部を備え、
前記演算部は、前記入力部からの入力を受けて前記動滑車ブロックが有する動滑車の数を取得し、前記動滑車の数と前記張力検出器にて検出された前記ロープに生じる張力の値とに基づいて、前記被測定体の重量を算出するように構成されている、
請求項１に記載の重量測定装置。
【請求項３】
前記指示計は、前記動滑車ブロックが有する動滑車の数に応じて、前記表示部に表示される被測定体の重量の分解能を、前記張力検出器の能力により定まる最高分解能以下で変更するように構成されている、
請求項２に記載の重量測定装置。
【請求項４】
前記ロープの一端は重量測定装置側に固定され、前記ロープの他端は被測定体又は被測定体の載皿に固定可能とされている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の重量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定体を吊り下げてその重量を検出する重量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、重量測定装置の一種として、被測定体を吊り下げてその荷重を検出する吊り秤が知られている。この種の重量測定装置では、バネに直接に被測定体の荷重が加わるように被測定体を吊り下げてそのバネの伸び量を検出することによって被測定体の重量を検出するものや、被測定体に接続したロープを巻上機で巻き上げて巻上機に掛かる負荷（電流値）を検出することによって被測定体の重量を検出するものや、被測定体を吊り下げているロープの移動量を検出することによって被測定体の重量を検出するものなどが、知られている（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
特許文献１に記載の荷重検出装置は、基台と、基台に支持された巻上ドラム及び回動部材と、巻上ドラム及び回動部材に架け渡されたワイヤロープと、巻上ドラムと回動部材の間のワイヤロープが巻き掛けられた（嵌められた）動滑車とを備え、動滑車に被測定体が吊り下げられている。そして、この荷重検出装置では、回動部材の回動量によって被測定体の荷重を検出するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の荷役装置では、回動自在に設けたレバーに吊荷用ワイヤの一端とアンカーワイヤの一端とをそれぞれ接続し、被測定体を吊り下げたフックシーブに吊荷用ワイヤを巻き掛け、アンカーワイヤに設けた三点ローラ式の荷重計にて被測定体の荷重を検出するように構成されている。この荷役装置において、アンカーワイヤの他端はアンカーブラケットに固定され、吊荷用ワイヤの他端はウインチに巻き付けられている。
【特許文献１】特開昭５１−４０１７６号公報
【特許文献２】特開昭５７−１０３９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような吊り秤を用いて、被測定体の重量の目安を簡易に知りたいという需要がある。例えば、植木や置き石などは厳密な重量を知ることは必要ではないが、重量の目安がわからなければ搬送手段や価格を決定できないというような場合がある。ところが、秤に被測定体を吊り下げるフックが付いた吊り秤では、被測定体が２００ｋｇ程度の重量物の場合、人力で被測定体を吊り上げることは困難である。これに対し、ウインチ（動力巻上機）を用いると、重量物を吊り上げてその重量を検出することが可能となるが、電動機やエンジンなどの動力装置を備えるために設備が大がかりとなるとともに、電気や石油などのエネルギー源を必要とする。さらに、重量物に応じた荷重を検出できるセンサが必要となり、重量測定装置が高額となる。
【０００６】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、ホイストや天井クレーンなどのウインチ（動力巻上機）を用いなくとも、比較的重量物の被測定体を人力で吊り上げてその重量を簡易に計測することのできる重量測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の重量測定装置は、複数の動滑車を有し被測定体を吊す動滑車ブロックと、前記動滑車に対応する複数の定滑車を有する定滑車ブロックと、少なくとも一端が固定され、前記複数の動滑車と前記複数の定滑車とに巻き掛けられたロープと、前記ロープに生じる張力を検出する張力検出器と、前記動滑車ブロックに被測定体が吊り下げられた状態で前記張力検出器で検出された前記ロープに生じる張力の値に基づいて前記被測定体の重量を算出する演算部と、前記演算部の演算結果を表示する表示部とを有する指示計とを、備えるものである。
【０００８】
上記構成の重量測定装置によれば、ロープの他端を引っ張ることにより比較的低い引張荷重（操作荷重）で被測定体を吊り上げることができ、動力巻上機等を用いずとも人力で簡易に測定を行うことができる被測定体の重量範囲を拡大できる。また、張力検出器も比較的低荷重用を採用することができるので、重量測定装置の小型化及び低コスト化に寄与することができる。
【０００９】
前記重量測定装置において、前記指示計は、前記動滑車ブロックが有する動滑車の数を入力する入力部を備え、前記演算部は、前記入力部からの入力を受けて前記動滑車ブロックが有する動滑車の数を取得し、前記動滑車の数と前記張力検出器にて検出された前記ロープに生じる張力の値とに基づいて、前記被測定体の重量を算出するように構成されていることがよい。これにより、被測定体の重量に応じて動滑車の数を増減させても、動滑車の数に応じて指示計で被測定体の重量値を表示させることができる。
【００１０】
また、前記重量測定装置において、前記指示計は、前記動滑車ブロックが有する動滑車の数に応じて、前記表示部に表示される被測定体の重量の分解能を、前記張力検出器の能力により定まる最高分解能以下で変更するように構成されていることが好ましい。これにより、動滑車の数の増減に応じてそれに適した分解能となるように自動的に調整することができる。
【００１１】
さらに、前記重量測定装置において、前記ロープの一端は重量測定装置側に固定され、前記ロープの他端は被測定体又は被測定体の載皿に固定できるように構成されていることが良い。これにより、安定した測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
本発明によれば、安価な構成で、人力等の比較的小さな引張操作荷重で被測定体を吊り上げることができる被測定体の重量範囲を拡大することができる。これにより、重量測定装置において、比較的重量物の被測定体を人力で吊り上げてその重量を簡易に計測することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複説明を省略する。
【００１５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る重量測定装置１０について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る重量測定装置の概略構成を示す図、図２は重量測定装置の正面図、図３は重量測定装置の側面図、図４は重量測定装置の変形例１の概略構成を示す図、図５は重量測定装置の変形例２の概略構成を示す図である。
【００１６】
図１〜３に示すように、重量測定装置１０は、滑車と秤とを組み合わせて被測定体１１の重量を測定する計量器であって、定滑車ブロック１２と、定滑車ブロック１２の下方に配置された動滑車ブロック１３と、滑車を用いて被測定体１１を吊り上げるロープ１５（ワイヤロープ）と、ロープ１５に生じる張力を検出する張力検出器１４と、重量測定装置１０で測定された被測定体１１の重量を表示する指示計４５とを備えている。
【００１７】
この重量測定装置１０は、天井１６から垂れ下げられた状態で使用され、ロープ１５の引張操作側端部１５ａを引っ張ることにより動滑車ブロック１３に取り付けられた被測定体１１を床１７から浮かせて、被測定体１１を動滑車ブロック１３に吊り下げた状態でその重量（荷重）を検出する。なお、ここで「天井１６」とは、重量測定装置１０が吊設される場所をいい、「床１７」とは、重量を測定しようとする被測定体１１が載置される場所をいう。図２及び図３に示す例では、床１７に載置された略門状の治具４８に重量測定装置１０が吊り下げられている。
【００１８】
動滑車ブロック１３は、ｎ個の動滑車３１を備えている。動滑車ブロック１３が備える動滑車３１の数ｎは、少なくとも複数であり、被測定体１１の重量に応じてその数を適宜増減させることが好ましい。なお、図１〜３では、動滑車を５輪備えた重量測定装置１０を例示している。これらｎ個の動滑車３１が、枠体３３に架設された軸３２に各々独立して回動自在に支承されて、動滑車ブロック１３が構成されている。動滑車ブロック１３の枠体３３には、被測定体１１を吊り下げるための吊下部３４が設けられている。本実施の形態において吊下部３４はフックで構成されている。
【００１９】
定滑車ブロック１２は、動滑車ブロック１３が備える動滑車３１に対応する数の定滑車２１を備えている。これらの定滑車２１が、枠体２３に架設された軸２２に各々独立して回動自在に支承されて、定滑車ブロック１２が構成されている。この定滑車ブロック１２が天井１６から吊り下げられることによって、重量測定装置１０が天井１６に支持されている。
【００２０】
定滑車ブロック１２の枠体２３には、張力検出器１４が取り付けられている。この張力検出器１４には、ロープ１５の検出側端部１５ｂが接続されており、この張力検出器１４によりロープ１５に生じる張力（引張荷重）が検出される。
【００２１】
一端（検出側端部１５ｂ）が張力検出器１４に接続されたロープ１５は、定滑車２１、動滑車３１、定滑車２１、動滑車３１、・・・、定滑車２１というように、定滑車２１と動滑車３１とに交互に巻き掛けられている。このロープ１５の他端（引張操作側端部１５ａ）は、本実施の形態においては、自由端となっており、図２に示す黒矢印の方向（下向き）に引張操作荷重が加えられている。
【００２２】
なお、本実施の形態において、張力検出器１４は定滑車ブロック１２の枠体２３に支持されているが、ロープ１５に掛かる引張荷重を検出することができれば、これに限定されない。例えば、図４に示すように、天井１６から張力検出器１４を垂下するとともに、この張力検出器１４に接続されるロープ１５の検出側端部１５ｂと定滑車ブロック１２に設けられた滑車２１に巻き掛けられた部分との間に、引張荷重の方向を転換させるために床１７に設けた定滑車４９を介在させる構成とすることもできる。
【００２３】
また、本実施の形態において、ロープ１５は、定滑車２１、動滑車３１、定滑車２１、動滑車３１、・・・、定滑車２１というように、定滑車２１と動滑車３１とに交互に巻き掛けられているが、これに限定されるものではない。例えば、図５に示すように、検出側端部１５ｂが張力検出器１４に接続されたロープ１５は、動滑車３１、定滑車２１、動滑車３１・・・、定滑車２１というように、定滑車２１と動滑車３１とに交互に巻回されていてもよい。この場合、定滑車２１の数を低減することができる。
【００２４】
指示計４５は、張力検出器１４からの検出信号を受信可能に構成されている。本実施の形態において、指示計４５は治具４８の作業者が視認し易い位置に配置され、指示計４５と張力検出器１４とは図示せぬ無線通信手段により通信可能に構成されている。但し、指示計４５の配置はこれに限定されるものではなく、例えば、指示計４５を治具４８から離れて持ち運び可能としたり、指示計４５を定滑車ブロック１２の枠体２３に固定して張力検出器１４と指示計４５とを有線通信手段により通信可能に構成したりすることもできる。
【００２５】
ここで、指示計４５の構成について説明する。図６は指示計の概略構成を示すブロック図であり、図中実線はデータ（情報）の流れを示し、二点差線は制御信号の流れを示している。
【００２６】
図６にも示すように、指示計４５は、演算部５１と、プログラムやパラメータ等が格納された記憶部５２と、指示計４５の動作を制御する制御部５３と、演算部５１での演算結果を表示出力する表示部５４と、演算部５１に指令や情報を入力する入力部５５と、Ａ／Ｄ変換器４６を介して張力検出器１４からの検出信号が入力されるＩ／Ｏ５６等とを備えている。
【００２７】
演算部５１は、記憶部５２に格納されたプログラムを実行し、張力検出器１４からの検出信号を受けて被測定体１１の重量を算出する。この演算部５１では、風袋引き計算、ゼロ点補正等も、従来の重量測定装置と同様に一般的な手法で行われる。
【００２８】
演算部５１へのパラメータの入力は入力部５５により行われる。このようなパラメータの一つとして、重量測定装置１０が備える動滑車３１の数ｎがある。指示計４５に入力された動滑車３１の数ｎは、記憶部５２に格納されて被測定体１１の重量を算出する演算に利用される。演算部５１は、この動滑車３１の数ｎに応じて「滑車係数Ｎ」を決定する。ここで、「滑車係数Ｎ」とは、［滑車係数Ｎ＝１／２ｎ・・・（式１）］で定義される係数をいう。そして、演算部５１は、［検出された被測定体１１の重量＝検出された引張荷重Ｆ／滑車係数Ｎ・・・（式２）］という関係を利用して、被測定体１１の重量を算出する。なお、言うまでもなく、（式２）には、さらに、ゼロ点補正や風袋引きが加味される。
【００２９】
次に、上記構成の重量測定装置１０を用いて被測定体１１の重量を測定する流れについて説明する。
【００３０】
まず、指示計４５の電源をＯＮとし、入力部５５を介して動滑車３１の数ｎを入力する。動滑車３１の数ｎは、記憶部５２に予め初期値として記憶させておくこともできる。このように、重量測定装置１０では動滑車３１の数を任意に入力することができるので、被測定体１１の重量に応じて動滑車３１の数を増減させても、動滑車３１の数に応じて指示計４５で被測定体１１の重量値を表示させることができる。
【００３１】
続いて、重量測定装置１０のゼロ点補正を行う。即ち、指示計４５は、被測定体１１による荷重のない状態（無荷重状態）で、張力検出器１４の検出値を取得し、この取得した検出値に基づいてゼロ点を補正する。さらに、被測定体１１を吊下部３４に吊り下げるために容器等が必要である場合は、容器等の風袋を重量測定装置１０の吊下部３４に取り付け、風袋を吊り上げた状態（床１７から離れた状態）で、張力検出器１４の検出値を取得し、この取得した検出値に基づいて風袋引きを行う。
【００３２】
上述のとおり、ゼロ点補正並びに風袋引きなどの前準備を行ったうえで、重量測定装置１０の吊下部３４に被測定体１１を取り付ける。そして、作業者はロープ１５の引張操作側端部１５ａを被測定体１１が床１７から離れるまで静かに引き下げて、被測定体１１を吊り上げる。作業者はこのままロープ１５の引張操作側端部１５ａを持っておいてもよいし、引張操作側端部１５ａを例えば治具４８などに係止させておいても良い。このように、重量測定装置１０では、複数の動滑車３１を備えることにより、比較的低い引張荷重（操作荷重）で被測定体１１を吊り上げることが可能となり、動力巻上機等を用いることなく人力で簡易に測定を行うことができる。また、張力検出器も比較的低荷重用を採用することができるので、重量測定装置の小型化及び低コスト化に寄与することができる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、ロープ１５の引張操作側端部１５ａに対して作業者の人力により引張操作荷重を付与するが、ウインチなどの動力巻上機を引張操作側端部１５ａに接続し、この動力巻上機でロープ１５に引張操作荷重を付与するように構成することもできる。この場合も、重量測定装置１０に複数の動滑車３１が設けられることで、引張操作荷重が低減されるので、動力巻上機として出力の比較的小さいものを採用することができ、また、小型化及び低コスト化に寄与することができる。
【００３４】
上述のようにして重量測定装置１０に吊り下げられた被測定体１１の振れや上昇などの動きが停止した状態で被測定体１１の計量を開始する。張力検出器１４からロープ１５に生じた張力（引張荷重）に対応する検出信号が指示計４５へ送信される。この検出信号を受けた指示計４５の演算部５１は、前述の（式２）を用いて被測定体１１の重量を算出し、この演算結果を表示するための情報を作成して、表示部５４へ出力する。これにより、被測定体１１の重量が表示部５４に表示される。
【００３５】
上記構成の重量測定装置１０では、動滑車３１及びこれに対応する定滑車２１の数を増加すれば、計量可能な被測定体１１の重量範囲が大幅に増大するとともに摩擦による誤差も増大し、分解能が低下する。また、この重量測定装置１０は、滑車の増加に伴う摩擦力の増大などを無視して計量を行う目安秤として使用されるものであるので、高度の分解能が必要でない場合もある。そこで、滑車係数Ｎの値に応じて、或いは、任意の切換指令により、指示計４５の表示部５４に表示される被測定体１１の重量の分解能（表示分解能）を変化させるように構成することもできる。
【００３６】
例えば、張力検出器１４の能力に基づく分解能（最高分解能）が０．０１ｋｇｆである場合に、動滑車３１の数ｎが５個未満である場合の分解能を０．０１ｋｇｆとし、動滑車３１の数ｎが５個以上５０個未満である場合の分解能を０．１ｋｇｆとし、動滑車３１の数ｎが５０個以上である場合の分解能を１ｋｇｆとするように予め指示計４５に設定し、演算部５１は、指示計４５に入力された動滑車３１の数ｎの値に応じて、表示分解能を最高分解能以下の範囲で適宜変化させて演算を行うように構成することができる。このような指示計４５では、動滑車３１の数の増減に応じてそれに適した表示分解能となるように自動的に調整されることとなる。
【００３７】
また、例えば、指示計４５の入力部５５を介して指示計４５へ表示分解能の切換指令が入力された場合に、演算部５１は表示分解能の切換指令を受け、指示された表示分解能で被測定体１１の重量を表示すべく演算を行うように構成することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る重量測定装置１０について説明する。図７は本発明の実施の形態２に係る重量測定装置の概略構成を示す図である。
【００３９】
図７に示すように、実施の形態２に係る重量測定装置１０は、前述の実施の形態１に係る重量測定装置１０と、引張操作側端部１５ａが被測定体１１側に固定されている点を除いて、同一の装置構成を有する。そこで、実施の形態２に係る重量測定装置１０について、実施の形態１に係る重量測定装置１０と共通する部分の詳細な説明は省略する。
【００４０】
重量測定装置１０に具備されるロープ１５の検出側端部１５ｂは、重量測定装置１０側に固定されている。本実施の形態では、ロープ１５の検出側端部１５ｂは、張力検出器１４に接続され固定されている。一方、ロープ１５の引張操作側端部１５ａは、被測定体１１側に固定できるように構成されている。本実施の形態では、吊下部３４に被測定体１１が載置された載皿１９が連結され、この載皿１９にロープ１５の引張操作側端部１５ａが固定できるように構成されている。載皿１９とロープ１５の引張操作側端部１５ａとの固定部は、載皿１９からロープ１５の引張操作側端部１５ａを容易に取り外すことができるように、フックなどで構成することが望ましい。但し、吊下部３４及びロープ１５の引張操作側端部１５ａが直接に被測定体１１に接続固定されていてもよい。
【００４１】
上述のように、ロープ１５の引張操作側端部１５ａを被測定体１１側に固定することにより、引張操作側端部１５ａを人力で引っ張って保持するときと比較して、被測定体１１の振れが収まりやすく、安定した測定を行うことができる。
【００４２】
本実施の形態において、「滑車係数Ｎ」は、［滑車係数Ｎ＝１／（２ｎ＋１）・・・（式３）］で定義される。そして、被測定体１１の重量測定の際に、指示計４５の演算部５１は、指示計４５に入力された動滑車３１の数ｎに応じて、（式３）に基づき「滑車係数Ｎ」を算出し、さらに、この滑車係数Ｎと前述の（式２）とに基づき被測定体１１の重量を算出する。
【００４３】
なお、重量測定装置１０において、被測定体１１の重量測定の際に、ロープ１５の引張操作側端部１５ａを被測定体１１側に固定するか（実施の形態２）、若しくは、作業者又は治具４８に保持させるか（実施の形態１）を、作業者が任意に選択できるように構成することもできる。この場合、前者と後者との切り換え指令が入力部５５を介して指示計４５に入力されると、この切り換え指令を受けた指示計４５は、切り換え指令の内容に応じて滑車係数Ｎを前述の（式１）と（式３）のいずれの滑車係数算出式を用いて算出するかを決定し、選択された滑車係数算出式を用いて被測定体１１の重量を算出するように構成される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、動滑車や定滑車の配置などの細部構造に関わらず、被測定体を吊り上げてその重量を計測する形態の重量測定装置に、広く適用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る重量測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】重量測定装置の正面図である。
【図３】重量測定装置の側面図である。
【図４】重量測定装置の変形例１の概略構成を示す図である。
【図５】重量測定装置の変形例２の概略構成を示す図である。
【図６】指示計の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る重量測定装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  重量測定装置
１１  被測定体
１２  定滑車ブロック
１３  動滑車ブロック
１４  張力検出器
１５  ロープ
１６  天井
１７  床
２１  定滑車
２２  軸
２３  枠体
３１  動滑車
３２  軸
３３  枠体
３４  吊下部
４５  指示計
５１  演算部
５２  記憶部
５３  制御部
５４  表示部
５５  入力部
【図１】
2010054393.tif 000003
【図２】
2010054393.tif 000004
【図３】
2010054393.tif 000005
【図４】
2010054393.tif 000006
【図５】
2010054393.tif 000007
【図６】
2010054393.tif 000008
【図７】
2010054393.tif 000009