(57)【要約】      （修正有）【課題】載荷時の衝撃を吸収し、計量信号を早期に安定させ、非計量状態においてセンサの損傷を防止する。【解決手段】ロードセル２は、荷重が載荷されたとき、上下に振動しながら、荷重に対応して変位し、その変位量を表す荷重信号を生成する。無荷重状態において、圧電バイモルフ１６、１６が、ロードセル２の上下振動方向に対して垂直な方向に沿ってロードセル２を加圧しつつ摩擦接触している。ロードセル２への荷重載荷時点より遅延した時点に、圧電バイモルフ１６、１６の摩擦接触の状態が解除される。【選択図】図１
2007225429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷重が載荷されたとき、上下に振動しながら、荷重に対応して変位し、その変位量を表す荷重信号を生成するセンサと、
無荷重状態において前記センサの上下振動方向に対して垂直な方向に沿って前記センサを加圧しつつ前記センサに摩擦接触し、前記センサへの荷重載荷時点またはそれより遅延して前記摩擦接触の状態が解除される加圧駆動体とを、
具備する計量装置。
【請求項２】
請求項１記載の計量装置において、前記加圧駆動体が、駆動信号の供給に応じて前記センサから離れる方向に撓むことによって、前記摩擦接触の状態が解除される圧電アクチュエータである計量装置。
【請求項３】
請求項２記載の計量装置において、前記センサ及び前記圧電アクチュエータの接触部は、前記センサの下方向への移動に伴って前記圧電アクチュエータが信号を発生するように変位させられる構造とされ、前記圧電アクチュエータの信号に応じて前記駆動信号が生成される計量装置。
【請求項４】
請求項１記載の計量装置において、前記荷重信号が変化を停止したときの荷重信号の値と最終予測値との差に応じた速度で、前記加圧の状態を解除する計量装置。
【請求項５】
請求項１記載の計量装置において、前記加圧駆動体は、前記加圧の状態にあるとき、前記センサの上下移動を規制するようにセンサに接触するストッパに構成されている計量装置。
【請求項６】
請求項１記載の計量装置において、前記加圧駆動体は、供給された流体の圧力に応じて前記加圧の状態が解除されるように流体が供給される流体収容部を有する計量装置。
【請求項７】
請求項１記載の計量装置において、前記加圧駆動体が前記加圧状態にあるとき、前記加圧駆動体の前記センサ方向への移動を自由とし、前記加圧駆動体が前記解除の状態にあるとき、前記加圧駆動体の前記センサ方向への移動を規制する規制手段を、前記加圧駆動体が有する計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計量装置に関し、特に、印加された衝撃を緩和するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
物品を計量装置の荷重載荷部に置くとき、計量装置には物品の静荷重の他に衝撃荷重が加わる。衝撃荷重は計量装置の計量信号に振動として現れ、計量誤差の原因となる。高速計量するときには、計量信号の振動を電気的フィルタで除去するか、ダンパーを用いて機械的に振動を静定することが行われている。また、小容量の計量装置、例えば容量が数百グラムのロードセルでは、小さい荷重で所定の歪みをロードセルの起歪体に生じさせる必要があり、起歪体は機械的に弱い構造とせざるを得ない。そのため、このロードセルに物品を載荷したとき、物品を取り除いたとき、或いは不注意で人がロードセルに接触したとき、ロードセルに大きな衝撃が加わり、起歪体が破損することがあった。
【０００３】
上記の計量信号の振動を速やかに収束させる技術としては、例えば特許文献１に開示されているものがある。この技術では、ロードセルが無荷重の状態においてロードセルよりもわずかに下方の位置にストッパを設けてある。ロードセルに荷重が載荷されたとき、ロードセルにストッパを接触させ、ロードセルの振動速度よりも遅い速度で、ロードセルの静止荷重位置までストッパがロードセルを変位させ、その後にロードセルとストッパが非接触状態になる。
【０００４】
上記の起歪体の損傷を防止する技術としては、例えば特許文献２に開示されたものがある。この技術では、ロードセルの可動側にプランジャを設け、固定側にプランジャを吸引可能な電磁石を設け、ロードセルが共振しているとき、電磁石を励磁することによってプランジャを吸引して、ロードセルの共振による破損を防止する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４５２７８号公報
【特許文献２】特開平８−２３３６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、ストッパの制御が複雑で、その制御装置もが複雑となる。しかも、装置全体が大型になり、コストが高くなる。特許文献２の技術では、電磁石を使用しているので、小型の計量装置には採用が難しい。
【０００７】
本発明は、載荷時の衝撃を吸収して、計量信号を早期に安定させることができる上に、計量状態にないときでも保護状態にして損傷を防止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】
【０００８】
本発明の一態様による計量装置は、センサを有している。このセンサは、センサに荷重が載荷されたとき、上下に振動しながら、載荷された荷重に対応して変位し、その変位量を表す荷重信号を生成する。例えば、センサは、起歪体と、荷重検出手段を備えたものにできる。起歪体は、一端部が固定され、他端部に荷重が載荷され、荷重の載荷に応じて変位する。荷重検出手段は、起歪体に設けられ、この起歪体の変位を検出する。センサが無荷重状態において前記センサの上下振動方向に対して垂直な方向に沿って、加圧駆動体が前記センサを加圧しつつ前記センサに摩擦接触している。加圧駆動体は、前記センサへの荷重載荷時点またはそれより遅延して前記摩擦接触の状態が解除される。荷重載荷時点から遅延させる場合、例えば荷重載荷時点からごくわずか遅延させた時間後に摩擦接触の状態を解除することもできるし、摩擦接触によってセンサの変位が静止した後に、摩擦接触の状態を解除することもできる。加圧駆動体は、前記センサの上下振動方向の両側にそれぞれ設けることもできるし、片側のみに設けることもできる。加圧駆動体とセンサとの接触部には、摩擦を大きくするために加圧駆動体側にもセンサ側にも摩擦部材を設けることができる。
【０００９】
このように構成された計量装置では、荷重が無載荷の状態においてセンサに加圧駆動体が圧力を加えており、摩擦接触している。この状態において、物品がセンサに載荷されることによって、或いはセンサに人が接触することによって、センサに衝撃が加えられると、その荷重によってセンサが変位する。しかし、加圧駆動体との摩擦接触によって衝撃が吸収され、センサに生じる変位は減少させられる。また、加圧駆動体は、荷重載荷時点かそれよりも遅延した時点で、摩擦接触の状態が解消されるので、その後に、センサの変位に基づいて荷重の大きさを検出することができるし、たとえ摩擦接触解消後の荷重信号に振動成分が含まれていても、その振動成分は小さくされているので、静定までの時間は短い。従って、物品を載荷する際に生じた衝撃が荷重信号に与えた大きな変動を押さえることができる。また、物品が載荷されていない状態でなんらかの衝撃がセンサに加わっても、その衝撃が緩和されるので、センサの破損を防止することができる。
【００１０】
前記加圧駆動体を、駆動信号の供給に応じて前記センサから離れる方向に撓むことによって、前記摩擦接触の状態が解除される圧電アクチュエータ、例えば圧電バイモルフとすることができる。このように構成すると、例えばセンサでの荷重載荷時点またはそれより遅延した時点で、電気信号である駆動信号を圧電アクチュエータに供給することによって、容易に摩擦接触の状態を解除することができ、加圧駆動体の制御を容易に行うことができる。
【００１１】
更に、前記センサ及び前記圧電アクチュエータの接触部を、前記センサの下方向への移動に伴って前記圧電アクチュエータが信号を発生するように変位させられる構造とすることができる。例えばセンサ側の接触部を上側から下側に向かうに従って中央に寄る楔型とし、圧電アクチュエータの接触部を前記楔型と相補に上側から下側に向かうに従って外側に寄る逆楔型とすることができる。圧電アクチュエータの信号に応じて前記駆動信号が生成される。このように構成すると、圧電アクチュエータ自身が発生する信号を用いて、圧電アクチュエータの接触解除を行えるので、圧電アクチュエータの駆動を制御する回路の構成を簡略化することができる。
【００１２】
前記荷重信号が変化を停止したときの荷重信号の値と最終予測値との差に応じた速度で、前記加圧の状態を解除することもできる。例えば、上記差と反比例した速度で、加圧の状態を解除することができる。このように構成すると、例えば荷重が印加された後、その衝撃を摩擦接触によって抑えた後に、加圧の状態を解除でき、しかも、衝撃を抑えたことによって生じた荷重信号の値と最終予測値の差が衝撃の大きさを表しているので、この差に応じて速度で加圧の状態を解消することによって、加圧の解除後に荷重信号に生じる大きな変動を押さえることができる。
【００１３】
または、前記加圧駆動体は、前記加圧状態にあるとき、前記センサの上下方向への移動を阻止する状態にセンサに接触するようにストッパに構成することもできる。このように構成すると、例えば加圧駆動体の加圧力だけではセンサの移動を充分に抑制することができないような場合でも、ストッパによってセンサの上下方向への移動を停止させることができる。なお、加圧駆動体を用いているので、後にストッパのセンサへの接触状態を容易に解除できる。
【００１４】
前記加圧駆動体は、供給された流体の圧力に応じて前記加圧の状態が解除されるように流体が供給される流体収容部を有するものにできる。加圧駆動体は、この他に加圧状態とするための弾性体を有することが望ましい。流体としては、例えば気体の空気、液体の油、水等を使用することができる。流体収容部は、前記流体が供給されたとき、膨張し、加圧駆動体の加圧状態を解除できるものが望ましい。例えば弾性体の弾性力に抗して、加圧接触状態を解除できるものが望ましい。このように構成すると、圧電バイモルフによっては、充分に衝撃を抑えることができないような大きな衝撃でも、弾性体によって抑えることができ、その加圧接触状態も、流体圧によって容易に解除することができる。
【００１５】
或いは、前記加圧駆動体が前記加圧状態にあるとき、前記加圧駆動体の前記センサ方向への移動を自由とし、前記加圧駆動体が前記解除の状態にあるとき、前記加圧駆動体の前記センサ方向への移動を規制する規制手段を、前記加圧駆動体に設けることができる。規制手段は、例えば伸縮やっとこのような４節リンク機構と、この４節リンク機構の１つの節のセンサ方向への移動を、解除状態において阻止し、加圧状態において上記１つの節のセンサ方向への移動を自由とする節接触体とを有するものとすることができる。このように構成すると、非接触状態において、加圧駆動体がセンサに不意に接触することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、計量装置への載荷時の衝撃を吸収して、計量信号を早期に安定させることができ、また計量状態にないときの計量装置、特に損傷しやすい構成のものを常に荷重に対して保護状態にして計量装置の損傷を防止できる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の第１の実施形態の計量装置は、図１及び図２に示すように、センサ、例えばロードセル２を有している。ロードセル２は、起歪体４を有している。起歪体４は、間隔をおいて配置された固定部４ａと可動部４ｂと、固定部４ａ及び可動部４ｂをそれらの上下両端でそれぞれ繋ぐ変位部４ｃ、４ｄを有するロバーバル型のものである。
【００１８】
固定部４ａがＬ字型のロードセル取り付け台６の垂直脚部６ａに固定されている。また、可動部４ｂには、接触部、例えば先端金具８を介して荷重載荷部、例えばホッパ１０が取り付けられている。このホッパ１０に物品が載荷されると、変位部４ｃ、４ｄが下方に変位する。このような変位を変位部４ｃ、４ｄに設けられた荷重検出手段、例えばストレインゲージ（図示せず）が検出し、物品の重量を表す荷重信号を生成する。
【００１９】
但し、物品がホッパ１０に載荷されたときに、ホッパ１０に加わる衝撃荷重または、ホッパ１０のゲート１０ａを開閉する際にホッパ１０に加えられる衝撃荷重が起歪体４に伝達され、変位部４ｃ、４ｄが上下に振動し、その振動がストレインゲージによって検出される。但し、この振動は、時間の経過と共に収束する。
【００２０】
ロードセル取り付け台６の水平脚部６ｂの幅方向中央には、図３に示すようにＵ字状の支持枠１２の下部水平脚部１２ａの幅方向中央が支持されている。この支持は軸１４によって行われ、水平脚部６ｂの上面に対して垂直な軸周りに下部水平脚部１２ａが回転自在である。この支持枠１２の水平脚部１２ａの幅方向の両端から上方にそれぞれ垂直脚部１２ｂ、１２ｂが伸びている。これら垂直脚部１２ｂ、１２ｂは、起歪体４の幅方向の両側に位置している。
【００２１】
垂直脚部１２ｂ、１２ｂの上端と起歪体４との間に、加圧駆動体、例えば圧電アクチュエータ、具体的には圧電バイモルフ１６、１６が取り付けられている。圧電バイモルフ１６、１６はほぼ平板状で、それらの１表面が起歪体４に対向するように、ほぼ水平に配置されている。圧電バイモルフ１６、１６の一端が、垂直脚部１２ｂ、１２ｂに固定され、他端は、図２に示すように先端金具８の両側に位置している。これら自由端には、図２及び図３に示すように、接触部、例えば規制板１８、１８が設けられている。これら規制板１８、１８は、先端金具８に摩擦接触している。
【００２２】
なお、この摩擦接触状態において、圧電バイモルフ１６、１６が、起歪体４に起歪体４側をそれぞれ向く予荷重を与えるように取り付けられている。即ち、圧電バイモルフ１６、１６は、起歪体４を挟み込んでその両側から起歪体４を押圧している。
【００２３】
圧電バイモルフ１６、１６は、金属電極板の両表面に薄い２枚の圧電セラミックスを金属電極板を挟むサンドイッチ状に張り合わせたもので、中心の電極板と両圧電素子との間に電圧を印加すると、逆圧電効果により、一方の圧電素子が縮み、反対側の圧電素子が伸びて、全体が撓む構造である。そして、この実施形態では、上記電圧の供給があったとき、図４に示すように圧電バイモルフ１６、１６が起歪体４から離れる方向に撓み、その結果、規制板１８、１８の先端金具８との接触が解除される。
【００２４】
圧電バイモルフ１６、１６は、表面が起歪体４と平行となるように配置してある。従って、撓む方向には薄く、剛性は小さいが、起歪体４の変位方向に対しては断面形状が縦長で、断面二次モーメント及び断面係数が大きく、剛性及び強度共に大きく、起歪体４の変位を規制するのには好都合である。
【００２５】
図４及び図５に示すように圧電バイモルフ１６、１６の自由端における規制板１８、１８と反対側には、角柱状に形成された伝達部材２０、２０が取り付けられ、これら伝達部材２０、２０は上下方向に沿って配置されている。これら伝達部材２０、２０の下端と取り付け台６の水平脚部６ｂとの間に、図５に示すように４節リンク機構、例えばレージートング（伸縮やっとこ）２２が取り付けられている。
【００２６】
レージートング２２は、伝達部材２０、２０の下端に一端がそれぞれピン２４ａ、２４ｂによって結合されたロッド２６ａ、２６ｂを有し、これらロッド２６ａ、２６ｂのピン２４ａ、２４ｂから等距離にある位置が交差するようにピン２８によって結合されている。これらロッド２６ａ、２６ｂの他端部には、これらよりも短いロッド３０ａ、３０ｂの一端がピン３２ａ、３２ｂによって結合され、これらロッド３０ａ、３０ｂの他端がピン３４によって結合されている。ロッド３０ａはロッド２６ａと平行であり、ロッド３０ｂはロッド２６ｂと平行である。ピン３４、２８は、軸１４と、一点鎖線で示す水平脚部６ｂの幅方向中心に位置し、水平脚部６ｂの長さ方向に沿う直線上に位置している。
【００２７】
従って、ピン２４ａ、２４ｂが上述した一点鎖線から離れる方向にピン２８の周りにロッド２６ａ、２６ｂが旋回すると、ピン３４が上述した一点鎖線上を先端金具８側に直線移動する。逆にピン２４ａ、２４ｂが上述した一点鎖線に近づく方向にピン２８の周りにロッド２６ａ、２６ｂが旋回すると、ピン３４が上述した一点鎖線上を支持枠１２側に直線移動する。
【００２８】
ピン３４は、図１に破線で示すように、ロードセル取り付け台６の水平脚部６ｂに形成した長孔３６内に挿通されている。長孔３６は、図７に拡大して示すように、先端金具８に最も近い位置で、その幅がピン３４の直径とほぼ等しく、その幅を支持枠１２側の端部まで維持する直線状部３６ａと、直線状部３６ａの端部から支持枠１２に向かうに従って幅寸法が徐々に一点鎖線の両側に広がる拡大部３６ｂとからなる。ピン３４は、ホッパ１０に物品が載荷されていない状態では、拡大部３６ｂ内に位置する。
【００２９】
起歪体４のストレインゲージからの計量信号は、図８に示すように、コントローラ３８の計測制御回路４０に入力され、これに付属する表示装置（図示せず）に表示される。計測制御回路４０に入力された計量信号は、動作制御回路４２にも入力される。動作制御回路４２は、計量ホッパ１０のゲート１０ａの開閉と、計量ホッパ１０に物品を供給する供給装置の制御を行う。位置制御回路４４は、計測制御回路４０からの信号と動作制御回路４２からの信号を受けて、圧電バイモルフ１６、１６へ供給する電圧を制御する。
【００３０】
次に、この計量装置の動作を説明する。ロードセル２の起歪体４は、その両側から圧電バイモルフ１６、１６によって押圧されているので、起歪体４は、その上下方向の変位が規制されている。もし、ホッパ１０に物品を投入すると、ホッパ１０には物品の質量に加えて、物品の落下エネルギーも力として加えられる。圧電バイモルフ１６、１６を設けていなければ、起歪体４は、質量と衝撃とに相当する変位だけ下方に撓み、起歪体４が反発して静定位置を超えて上方に変位する。これによって、図９に示すような振動波形が計量信号に発生し、この振動は自然減衰するまで継続される。この実施形態では、上述したように圧電バイモルフ１６、１６によって上下変位を規制しているので、規制板１８と先端金具８との摩擦接触により上下の変位が制動される。摩擦による制動力が衝撃荷重等に対して大きい場合には、図１０に示すように全く計量信号に振動が生じずに静止計量信号に対して保持偏差ｅを残して安定する。また、摩擦による制動力が衝撃荷重等に対して比較的小さい場合には、図１１に示すように何サイクルか振動した後、やはり静止計量信号に対して保持偏差ｅを残して安定する。
【００３１】
そこで、上述したような振動の影響を軽減して計量を行うには、ホッパ１０が物品を受けて、ロードセル２の計量信号が変位したことを、位置制御回路４４において検出し、その検出時点から予め定めた僅かな時間の経過後に、位置制御回路４４にって圧電バイモルフ１６、１６に電圧を与えて、圧電バイモルフ１６、１６を図４に示すように撓ませて、規制板１８、１８を先端金具８から離して摩擦による制動を解除する。このとき、図１０及び図１１に示すように完全に安定することはないが、図９に示した場合よりも制動が掛かっており、振動は速やかに収束し、静定時間は短くなる。なお、図１０または図１１に示すように計量信号が安定した状態になるのを位置制御回路４４において検出し、その後に圧電バイモルフ１６、１６に電圧をかけて、規制板１８、１８を開放することもできる。この場合でも、規制板１８、１８の解放後には、計量信号は幾分振動するが、収束するまでの時間は、短くなる。
【００３２】
なお、上記の例では、規制板１８、１８の先端金具８への接触状態と非接触状態との２段階に切り換えたが、圧電バイモルフ１６、１６は、印加される電圧にほぼ比例して撓み量が変化するので、接触力を制御しながら徐々に接触状態から非接触状態に変更することができる。
【００３３】
物品をホッパ１０に投入した後、起歪体４は規制板１８、１８と先端金具８との摩擦力で保持された変位位置に、図１０及び図１１に示したような偏差ｅをもって一旦停止する。その後に、接触を解除すると、最終的に静止荷重に相当する変位量に起歪体４は落ち着く。この最終変位量は予測可能である。例えばホッパ１０の風袋質量が供給される物品の重量に比べてかなり大きい場合には、ホッパ質量＋αを最終値とみなすことができる。また、定量はかりの場合、定量値が最終値と定まっている。そこで、静止したロードセル２の変位と最終予測変位との差、即ち偏差ｅを位置制御回路４４で決定し、この偏差の大きさにほぼ反比例した速度で偏差が零になるまで接触力を徐々に解除していけば、解除後の起歪体４の弾力によって計量信号に生じるハンチング動作を最小に押さえることができる。
【００３４】
また、この計量装置では、物品がホッパ１０に投入される以外にも、例えばホッパ１０のゲート１０ａに開閉によってもロードセル２に振動が発生する。ロードセル２が小容量用のものの場合、これら振動が起歪体４の破損の原因となる。従って、この計量装置のように計量に関係がない時間帯にはゲート１０ａの開閉に伴う振動では、起歪体４が変位することがないように圧電バイモルフ１６、１６によって保持することで、起歪体４の破損を防止することができる。
【００３５】
次に、レージートング２２の機能を説明する。圧電バイモルフ１６、１６に設けた規制板１８、１８が先端金具８に接触している状態では、規制板１８、１８の接触力が均等でないと、起歪体４が横荷重に弱いものでは、接触力によって損傷するおそれがある。一方、接触を解除した状態で、規制板１８、１８が先端金具８に接触すると、計量誤差を生じる。レージートング２２は、これら２つの問題を解決するために設けられている。
【００３６】
図７に実線で、圧電バイモルフ１６、１６に電圧が印加されずに、規制板１８、１８が先端金具８に接触している状態を模式的に示してある。また、一点鎖線で、圧電バイモルフ１６、１６に電圧が印加され、規制板１８、１８が先端金具８と非接触の状態を模式的に示してある。図から明らかなようにピン３４は、接触状態では図７の左側に位置し、非接触状態では図７の右側に移動する。このピン３４が挿入されている溝３６は、図７における左側が拡大部３６ｂで、右側が直線部３６ａである。
【００３７】
従って、非接触状態ではピン３４は直線部３６ａ内にあり、図７における上下方向、即ち規制板１８、１８が起歪体４から離れたり近づいたりする方向への移動が規制され、ピン３４と軸１４とが一点鎖線で示すロードセル取り付け台６の水平脚部の幅方向中央のライン上に位置することによって、規制板１８、１８は起歪体４に対して同じ角度だけ開いた状態を維持する。従って、誤って圧電バイモルフ１６、１６や規制板１８、１８に人が接触しても、規制板１８、１８が先端金具８に接触することを防止できる。
【００３８】
一方、規制板１８、１８が先端金具８に接触している状態では、ピン３４は溝３６の拡大部３６ｂに位置しているので、ピン３４は自由に移動することができ、軸１４を支点とする回転自在により、先端金具８の側面が基準となって規制板１８、１８の位置が決まり、先端金具８の両側での接触力が対象となると共に、起歪体４には横荷重が働かない。
【００３９】
第２の実施形態の計量装置を図１２及び図１３に示す。この実施形態の計量装置では、接触板１８ａ、１８ａと先端金具８ａとの形状が、第１の実施形態の計量装置と異なる。即ち、図１２に示すように、先端金具８ａの両側面における規制板１８ａ、１８ａとの接触面８０ａ、８０ａが、上方から下方に向かうに従って先端金具８ａの中央側によっていく楔状に形成されている。これに対応して規制板１８ａ、１８ａは、上方から下方に向かうに従って先端金具８ａ側によっていく傾斜面１８０ａ、１８０ａを有する逆楔状に形成されている。従って、図１２の左側に示すように接触面８０ａ、８０ａが傾斜面１８０ａ、１８０ａに接触している状態から起歪体４が荷重の載荷等によって下方に変位したとき、図１２の右側に示すように先端金具８ａの接触面８０ａ、８０ａが規制板１８ａ、１８ａの傾斜面を起歪体４から離れる方向に押圧する。これによって、圧電バイモルフ１６、１６に電圧が発生する。この電圧を、図１３に示すように、コントローラ３８ａ内の電圧検出回路４６によって検出し、この検出に応動して位置制御回路４４ａが圧電バイモルフ１６、１６に電圧を印加する。このように構成すると、位置制御回路４４ａにおいてロードセル２の計量信号の変位を検出する必要が無く、コントローラ３８ａの構成を簡略化することができる。
【００４０】
第３の実施形態を図１４及び図１５に示す。この実施形態の計量装置も、規制板１８ｂ、１８ｂと先端金具８ｂの形状を第１の実施形態の計量装置と異ならせたものである。ロードセル２の容量が小さく、かつホッパ１０の風袋質量、ホッパ１０に投入される物品の質量が小さい場合には、第１の実施形態の計量装置のように摩擦力によって起歪体４の変位を制動するのが最善である。しかし、ロードセル２の容量、ホッパ１０の風袋質量、ホッパ１０の投入される物品の質量が大きい場合には、摩擦によって起歪体４の変位を制動することができる大型の圧電バイモルフ１６、１６が存在しない。
【００４１】
このような場合に対応するため、この計量装置では、図１４の左側に示すように規制板１８ｂ、１８ｂの接触面１８０ｂ、１８０ｂを、先端金具８ｂの両側面に形成した凹部８０ｂ、８０ｂにわずかな公差を持たせて接触させて、上下方向の移動を規制するストッパ構造としてある。この場合の計量信号の波形を図１５に実線で示す。この波形から明らかなように、ストッパによって起歪体４の上下方向の変位を規制した後にも、起歪体４は制限された振動を継続する。しかし、圧電バイモルフ１６、１６に電圧を供給することによって、図１４の右側に示すように規制板１８ｂ、１８ｂを凹所８０ｂ、８０ｂから離した後、この制限された振動は電気的フィルタによって除去することができるので、従来の制限されていない振動を電気的フィルタによって除去する場合よりも処理は容易である。
【００４２】
第４の実施形態の計量装置を図１６及び図１７に示す。この実施形態の計量装置も第３の実施形態の計量装置と同様にストッパ構造としたもので、図１６の左側に示すように規制板１８ｃ、１８ｃの接触面１８０ｃ、１８０ｃと凹部８０ｃ、８０ｃとの間に公差を無くし、定位置で起歪体４をクランプする。この場合、起歪体４は変位しないので、偏差ｅは大きくなるが、落下エネルギーによる衝撃分は既に吸収されているので、圧電バイモルフ１６、１６に電圧を印加して、図１６の右側に示すように規制板１８ｃ、１８ｃを凹部８０ｃ、８０ｃから離した後の計量信号は電気的フィルタによる処理が容易になる。
【００４３】
第５の実施形態の計量装置を図１８及び図１９に示す。この実施形態の計量装置も、圧電バイモルフでは制動をかけることができない場合のもので、図１８に示すように起歪体４に対する接触力は、板ばね４８、４８によって与えてある。即ち、支持枠６に板ばね４８、４８の一端が固定され、他端には規制板１８、１８が取り付けられている。板ばね４８、４８の押圧力によって、規制板１８、１８が先端金具８と摩擦接触している。
【００４４】
計量時に、この接触力を除去するために、流体収容部、例えばバルーン５０が設けられている。バルーン５０は、支持枠６から板ばね４８、４８から平行にかつ板ばね４８、４８及び起歪体４と非接触に接触金具８の近傍にまで伸びた保持枠５２、５２に設けた凹所５４、５４に配置されている。この状態で、バルーン５０は板ばね４８、４８に接触可能とされている。バルーン５０には、流体、例えば圧縮空気が供給可能であって、非供給の状態では、バルーン５０は板ばね４８、４８に接触していても、非接触でもかまわない。規制板１８、１８を先端金具８から離す場合には、バルーン５０に圧縮空気を供給する。これによってバルーン５０が膨張し、板ばね４８、４８の押圧力に打ち勝ち、規制板１８、１８が先端金具８から離れる。
【００４５】
バルーン５０への圧縮空気の供給制御は、図１９に示すように、空気源５６からの圧縮空気の圧力を電空レギュレータ５８において位置制御回路４４ｂからの信号に基づき調整し、電磁開閉弁６０に供給する。電磁開閉弁６０は、動作制御回路４６からの信号に基づき開閉される。
【００４６】
第１の実施形態では、レージートング２２は、ロッド２６ａをロッド３０ａと平行に、ロッド２６ｂをロッド３０ｂと平行に配置したが、図２０に示すように、ピン３４や溝３６が先端金具８側に位置するようにロッド３０ａ、３０ｂを配置することもできる。また、上記の各実施形態では、ロードセル２に荷重がかかったと予測される時点で、圧電バイモルフ１６、１６に解除とは逆の電圧を印加して瞬間的に接触力を増加させて、摩擦減衰力を増加させることもできる。上記の各実施形態では、ロードセルを荷重センサとして使用したが、これに限ったものではなく、例えばフォースバランス式、振動式、容量式等の各種荷重センサを使用することができる。また、上記の各実施形態では、予荷重をかけて保持している状態を通常状態としたが、通常はフリーな状態として、計量が開始される直線に予荷重をかけるように構成することもできる。上記の実施の形態では圧電バイモルフを使用したが、圧電ユニモルフを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態の計量装置の正面図である。
【図２】図１の計量装置の平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１の計量装置における圧電バイモルフの動作説明用の平面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】図１の計量装置のレージートングの動作説明用の図である。
【図８】図１の計量装置のブロック図である。
【図９】図１の計量装置において圧電バイモルフを解除した状態での計量信号の変化を示す図である。
【図１０】図１の計量装置において圧電バイモルフによって制動した状態の一例の計量信号の変化を示す図である。
【図１１】図１の計量装置において圧電バイモルフによって制動した状態の他の例の計量信号の変化を示す図である。
【図１２】第２の実施形態の計量装置の図５に相当する図である。
【図１３】図１２の計量装置のブロック図である。
【図１４】第３の実施形態の計量装置の図５に相当する図である。
【図１５】図１４の計量装置における制動状態での計量信号の変化を示す図である。
【図１６】第４の実施形態の計量装置の図５に相当する図である。
【図１７】図１６の計量装置における制動状態での計量信号の変化を示す図である。
【図１８】第５の実施形態の計量装置の部分省略平面図である。
【図１９】図１８の計量装置のブロック図である。
【図２０】図１の計量装置の変形例における図１の計量装置のレージートングの動作説明用の図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  ロードセル（センサ）
１６  圧電バイモルフ（加圧駆動体）
５０  バルーン（加圧駆動体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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