(57)【要約】【課題】  温度センサの数を増やさずに、計量値の温度補正およびバッテリ残量の温度補正を正確に行うことができる計量装置を提供する。【解決手段】  計量装置（１）は、被測定物の質量を検出する質量検出部（１１）と、前記質量検出部（１１）に取り付けられ、前記質量検出部（１１）の温度を検出する温度検出部（１２）と、前記温度検出部（１２）により得られた温度データに基いて、前記質量検出部（１１）により得られる荷重データを補正することにより、計量データを生成する演算処理部（１９）と、電源の１つとして用いられる内蔵型の二次電池（１６）とを備え、前記演算処理部（１９）が、前記温度データに基いて、前記二次電池（１６）の残量を補正することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の質量を検出する質量検出部と、
前記質量検出部の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により得られた温度データに基いて、前記質量検出部により得られる荷重データを補正することにより、計量データを生成する演算処理部と、
電源の１つとして用いられる内蔵型の二次電池とを備え、
前記演算処理部が、前記温度データに基いて、前記二次電池の残量を補正することを特徴とする計量装置。 
【請求項２】
前記質量検出部と前記二次電池とが熱結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の計量装置。
【請求項３】
前記熱結合が、金属板を介して達成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の計量装置。
【請求項４】
前記計量装置が、質量検出部にマグネットを備える電磁平衡式電子天秤であり、
前記温度検出部の温度センサが、前記マグネットに取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計量装置に関し、より詳しくは、電源の１つとして二次電池を使用する電子天秤に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量を測定する計量装置は、計量機構の違いにより、計量皿に載置された被計量物の荷重によって起こるビームの変異を電圧により検出し、この変異を打ち消し、ビームを平衡させるための電気量から質量を測定する電磁平衡式、起歪体に貼り付けた歪ゲージの変異により出力される電気量から質量を測定するロードセル式、荷重の変化をコンデンサーの極板のすき間の変化に変えて電子信号として測定する静電容量式等に分類される。
【０００３】
これら計量装置では、計量値が、装置周囲または装置自体の温度変化の影響を受けて変化し、正確な測定を阻害することが知られている。これは、計量機構を構成する部品の温度による線膨張係数の相違によっておこる僅かな変形等に起因する。また、特にマグネットを備える電磁平衡式の場合には、マグネットを構成する材料の温度特性にも起因する。
【０００４】
このため、特許文献１に開示された電子天秤などで、温度センサを備え、この温度センサにより測定された温度データに基いて、荷重データを補正することが提案されている。
【０００５】
一方、二次電池の分野では、バッテリの温度と放電容量との間に、図４に示すような相関関係があることが知られている。バッテリ残量は、所定の基準温度（例えば０度）における電圧値と電池残量の相関を参照し、測定された電圧値に対応する基準温度での残量の割合として表示する。
【０００６】
しかし、例えば、基準温度を０℃である場合、残量の表示が５０％でも、バッテリの温度が２０℃であると、実際の残量は２５％を下回り、正確な表示ができない。この結果、ユーザが認識しているよりもずっと早く電源が切れてしまうという問題がある。このため、二次電池ユニットを電源とする電子機器では、特許文献２のように、温度が変化しても正確な残量を表示するために、電池に温度センサを設け、該温度センサにより測定される温度データに基いて電池残量の補正を行い、バッテリ残量を正確に表示することが提案されている。
【０００７】
かかる状況の下、計量値の温度補正が可能で、かつバッテリ残量の補正を行うことができる、二次電池を電源とした計量装置の開発が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−０３９３５６号公報
【特許文献２】特開２００９−１２８１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、温度補正可能な計量装置で、二次電池を電源として使用し、そのバッテリ残量の表示を正確に行おうとすると、温度センサおよびその周辺回路を、計量値補正用とバッテリ残量補正用との２個用いることが必要である。この結果、構成が複雑になり、部品点数の増加により高コスト化し、装置のアップサイジングにつながるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、温度センサの数を増やさずに、計量値の温度補正およびバッテリ残量の温度補正を正確に行うことができる計量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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る１つの態様の計量装置は、被測定物の質量を検出する質量検出部と、前記質量検出部の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により得られた温度データに基いて、前記質量検出部により得られる荷重データを補正することにより、計量データを生成する演算処理部と、電源の１つとして用いられる内蔵型の二次電池とを備え、前記演算処理部が、前記温度データに基いて、前記二次電池の残量を補正することを特徴とする。 
【００１２】
上記態様において、前記質量検出部と前記二次電池とが熱結合されていることも好ましい。
【００１３】
また、上記態様において、前記熱結合が、金属板を介して達成されることも好ましい。
【００１４】
また、上記態様に前記計量装置が、質量検出部にマグネットを備える電磁平衡式電子天秤であり、前記温度検出部の温度センサが、前記マグネットに取り付けられていることも好ましい。
【００１５】
なお、本明細書において、熱結合とは、２以上の部材において、熱的にほぼおなじ影響を受けるようにすることを言う。
【発明の効果】
【００１６】
上記態様によれば、温度センサの数を増やさずに、計量値の温度補正およびバッテリ残量の温度補正を正確に行うことが可能な計量装置を提供することができる。この結果、部品点数の増加による高コスト化および装置のアップサイジングを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子天秤の外観斜視図である。
【図２】同形態に係る電子天秤の構成ブロック図である。
【図３】同形態に係る電子天秤の下ケースを外した状態で、底面からみた図である。
【図４】従来知られる二次電池の温度と放電特性との相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る計量装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図３に記載した「前」「後」の方向は、説明の便宜上、電子天秤１の使用状態で設置したときの方向を示したものであり、発明を限定するものではない。
【００１９】
図１は、実施の形態に係る計量装置の一例である電子天秤１の外観斜視図である。電子天秤１の本体は、外観上、装置ケース３で形成されている。装置ケース３は、上ケース３ａ、および下ケース３ｂの上下嵌合構造により構成され、その内部に計量機構１０を格納している。上ケース３ａの上面には、皿軸（図示せず）を介して計量機構１０に接続される、被計量物を載置するための計量皿４が露出している。
【００２０】
図２は、電子天秤１の計量機構１０の構成ブロック図である。図２に示すように、電子天秤１は、質量検出部１１と、温度検出部１２と、操作部１３と、表示部１４と、記憶部１５と、二次電池１６と、電圧検出部１８と、演算処理部１９とを備える。
【００２１】
質量検出部１１は、後述する図３に示すように、主として、フレーム、上下ビーム及び浮き枠により構成されたロバーバル機構２１と、ビームの変異を補正するように補償電流を出力する電磁石（図示せず）およびヨーク２２内に固定されたマグネット２３（永久磁石）を備える電磁部２４と、計量値校正用の内蔵分銅２５と内蔵分銅２５を制御する回路を搭載した内蔵分銅制御ボード２７とを備える。
【００２２】
温度検出部１２は、質量検出部１１の温度を温度センサ２６（図３）により検出し、検出した温度データを演算処理部１９に出力する。温度センサ２６としては、サーミスタ、熱電対等を用いた種々の温度センサ２６を使用することができるが、トランジスタを用いると、価格の面で有利である。トランジスタの場合、温度は、温度センサ２６の電圧降下として検出され、演算処理部１９で温度に換算される。
【００２３】
操作部１３は、ユーザによる電子天秤１の電源のオンオフおよび種々の設定操作などのためのキースイッチである。図１では、上ケース３ａの前方に配置されている。
【００２４】
表示部１４は、例えば液晶ディスプレイなどの表示装置であり、上ケース３ａの前方に配置されている（図１）。表示部１４は、後述する演算処理部１９により得られる測定データおよび電池残量表示、その他設定に必要な表示等を表示する。
【００２５】
なお、操作部１３と、表示部１４とを一体的に構成して、タッチパネル式の操作部１３として設けてもよい。
【００２６】
記憶部１５は、例えば、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリであり、演算処理部１９で用いられる種々のデータを記憶する。例えば、記憶部１５には、内蔵分銅２５（図３）に対応する質量値（基準質量値）等が記憶されている。また、記憶部１５には、荷重データの補正および二次電池１６の残量の補正に用いられる温度特性に関するデータ等が記憶されている。
【００２７】
二次電池１６は、電子天秤１の電源として使用される、外部電源１７により充電可能な蓄電池ユニットであり、例えば、ニッケル水素電池やリチウム電池等である。二次電池１６は電子天秤１に内蔵されて使用されるが、電子天秤１は、二次電池１６に加えて、外部電源１７として交流電源を用いるように構成されていてもよい。
【００２８】
電圧検出部１８は、二次電池１６の電圧を検出し、検出した電圧を演算処理部１９に出力する。
【００２９】
演算処理部１９は、所謂ＣＰＵ（中央集積装置）である。演算処理部１９は、温度検出部から入力された電圧値、および予め記憶部１５に記憶させた、温度センサ２６および計量機構１０の温度特性に基いて、温度データを計算する。また、演算処理部１９は、質量検出部１１から入力された荷重データを、前記温度データに基いて補正し、計量データを生成し、数値として表示部１４に表示するように出力する。また、演算処理部１９は、電圧検出部１８から入力された二次電池１６の電圧データを、前記温度データに基いて補正し、バッテリ残量に換算して、表示部に表示するように出力する。
【００３０】
次に、電子天秤１における質量検出部１１、温度センサ２６、および二次電池１６の配置について説明する。図３は、下ケース３ｂを外した状態で、電子天秤１の本体を装置ケース３の底面から見た図である。
【００３１】
本体の中央部には、ロバーバル機構２１が配置されている。電磁部２４は、ロバーバル機構２１の後方に配置され、ロバーバル機構２１の側方には、内蔵分銅２５が配置されている。電磁部２４の底面側にはヨーク２２がネジ止めにより取り付けられている。温度センサ２６は、マグネット２３に直接または、ヨーク２２を介して間接に取り付けられている。
【００３２】
ロバーバル機構２１、電磁部２４、内蔵分銅２５、および内蔵分銅制御ボード２７は、底面に向かって開口する容器状の金属ケース２８に収納された状態で、電子天秤１の上ケース３ａにネジ止め等の適宜の手段により取り付けられている。金属ケース２８の材質は、鉄等熱伝導率の高い金属が好ましく、アルミニウムであると好ましい。
【００３３】
金属ケース２８の外側壁２８ａは、質量検出部１１のロバーバル機構２１、電磁部２４、内蔵分銅２５、および内蔵分銅制御ボード２７等のそれぞれと、各部材の少なくとも１辺が近接するように構成されている。このように構成することにより、各部材の温度が金属壁を介して伝達しあい、質量検出部１１の温度が均一化することができる。
【００３４】
また、マグネット２３は、質量検出部１１の機構部品において、その温度係数（約−３００ｐｐｍ/℃）の計量値に与える影響がもっとも大きい。このため、マグネット２３の温度を代表的に、質量検出部１１全体の温度と近似するものとみなして取り扱うことができる。なお、マグネット２３の材質としては、特に限定されないが、サマリウムコバルトであると好ましい。
【００３５】
一方、二次電池１６は、金属ケース２８の外側壁に近接するように配置されている。この結果、質量検出部１１に取り付けられた温度センサ２６、と二次電池１６とは、金属ケース２８の外側壁２８ａを介して熱結合されることになる。
【００３６】
二次電池１６の熱容量は、マグネット２３の熱容量と近似しているため、二次電池１６とマグネット２３とは、天秤内および外部の温度変化に対して熱的に似た挙動を示す。上記のように二次電池１６と、質量検出部１１とを熱結合すると、温度センサ２６で検出した温度を二次電池１６の温度とみなすことが可能になる。
【００３７】
上記の構成によれば、質量検出部１１に取り付けた温度検出部１２で得られた温度データに基いて二次電池１６の残量も補正することにより、簡単な構成で、計量データの温度補正およびバッテリ残量の温度補正が可能な計量装置を提供することができる。
【００３８】
また、質量検出部１１と二次電池１６とを熱結合される位置に配置すると、温度検出部１２で検出される温度と、二次電池１６の温度とを良好に近似させることができる。この結果、温度検出部１２の温度データを用いて二次電池１６の残量補正をより正確に行うことができる。
【００３９】
また、質量検出部１１と二次電池１６を金属板（金属ケースの外側壁）２８ａという簡易な構造で熱結合している。このように、熱結合が単に、金属の外側壁、すなわち金属板を介して近接するように配置するだけで達成されるため、そのための特別な工程を必要とすることもない。
【００４０】
上記に例示したような温度センサ２６は温度の絶対値を測定するものではなく、例えば、抵抗値を測定してそれを温度として換算する。また、トランジスタのような温度センサ２６は個別の特性を有する。そのため、電子天秤１の出荷前作業として、複数の温度（例えば１０℃と３０℃）で、質量検出部１１の温度特性を求め、それをテーブル等にして記憶部１５に記憶させ、そのデータに基いて、荷重データの補正を行うように設定している。質量検出部１１に配置する温度センサ２６に加えて、二次電池１６のバッテリ残量補正用に別途温度センサを備える場合には、同様の作業を該温度センサについても行うことになる。上記の態様によれば、そのように追加の作業を行う必要もなく、工程を簡略化することができる。
【００４１】
上記実施の形態においては、電磁平衡式電子天秤を例示して説明したが、本発明はロードセル式、静電容量式等他の計量機構についても同様に適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  電子天秤（計量装置）
１１  質量検出部
１２  温度検出部
１９  演算処理部
１６  二次電池
２３  マグネット
２６  温度センサ
２８ａ  金属ケースの外側壁（金属板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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