WO2012032563A1

WO2012032563A1 - 計量ユニット及びそれを用いた組合せ秤

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Publication number: WO2012032563A1
Application number: PCT/JP2010/005464
Authority: WO
Inventors: 孝幸長井; 誠真壁
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2010-09-06
Filing date: 2010-09-06
Publication date: 2012-03-15
Anticipated expiration: 2013-03-06
Also published as: GB2496545B; GB201301830D0; DE112010005849T5; DE112010005849B4; GB2496545A; US9228883B2; US20130228384A1

Abstract

　コンパクト化及び応答性の向上を図ることができる計量ユニット及びそれを用いた組合せ秤を提供する。本発明の計量ユニットは、鉛直部（１７ａ）を有する取付固定部材と、鉛直部（１７ａ）の一方側に配置され、鉛直面（１７Ｖｆ）に固定された固定部（１５ａ）と、固定部（１５ａ）と対向する可動部（１５ｂ）とを有する弾性体（１５Ｅ）に複数の歪みゲージが貼付されたロードセル（１５）と、鉛直部（１７ａ）に対してロードセル（１５）とは反対側に配置され、排出ゲート（１４ｇ）を有する計量ホッパ（１４）と、一端部が可動部（１５ｂ）に固定され、他端部に計量ホッパ（１４）を保持するための受け部（３６ａ）及び突部（３５）からなるホッパ保持部が設けられ、一端部から他端部にかけて弾性体（１５Ｅ）の下方へ延びるように構成された連結部材（２０）と、連結部材（２０）に装着されたゲート開閉機構部（３３）とを備えている。

Description

計量ユニット及びそれを用いた組合せ秤

　本発明は、被計量物の重量を計量するための計量ホッパを有する計量ユニット及びそれを用いた組合せ秤に関する。

　従来、組合せ秤には、被計量物を保持し、その保持している被計量物の重量を計量するために複数の計量ユニットが用いられている。各計量ユニットは、被計量物を一時保持して排出するための計量ホッパと、この計量ホッパを支持し、同計量ホッパ内の被計量物の重量を計量するためのロードセルとを有している。ロードセルには例えばロバーバル型のものが用いられる。

　図４は、組合せ秤に用いられている第１の従来例の計量ユニットを示す斜視図である。この計量ユニットは、計量ホッパ５３とそれを支持するロードセル５１とを有し、計量ホッパ５３とロードセル５１とは、取付固定部材５２を間に挟むようにしてその両側に配置されている。ここで、取付固定部材５２は、組合せ秤のセンター基体１７（図１参照）の側壁部分に相当し、ロードセル５１はセンター基体１７の内部に配置され、計量ホッパ５３はセンター基体１７の外部に配置される。ロードセル５１は、その固定部５１ａがＬ字状の支持部材５４を介して取付固定部材５２に固定されている。固定部５１ａと対向する可動部５１ｂは、取付固定部材５２に設けられた貫通孔５６を挿通する連結部材５５を介して計量ホッパ５３と連結されている。

　この第１の従来例の計量ユニットでは、計量精度の低下を抑えるためにはＬ字状の支持部材５４の剛性を高める必要があり、支持部材５４を大きくしなければならないという問題がある。そこで、本発明者らは、計量精度の低下を抑え、かつ、コンパクト化等を図るために、特許文献１に記載の計量ユニットを先に提案している。この計量ユニットを第２の従来例として説明する。

　図５は、第２の従来例の計量ユニットを示す側面図である。この計量ユニットも、計量ホッパ６３とロードセル６１とは、取付固定部材６２を間に挟むようにしてその両側に配置されている。ここでも、取付固定部材６２は、組合せ秤のセンター基体１７（図１参照）の側壁部分に相当し、ロードセル６１はセンター基体１７の内部に配置され、計量ホッパ６３はセンター基体１７の外部に配置される。この計量ユニットでは、ロードセル６１の固定部６１ａが取付固定部材６２に直接固定されている。そして、ロードセル６１の可動部６１ｂの内周面に連結部材６５の一端が固定され、その他端が計量ホッパ６３と連結されている。ここで、連結部材６５は、固定部６１ａに設けられた貫通孔６７と取付固定部材６２に設けられた貫通孔６６を挿通して計量ホッパ６３と連結されている。

特開２００９－２４４１３０号公報

　組合せ秤に用いられる計量ホッパは、排出ゲートを有し、この排出ゲートを開閉することにより、計量された被計量物を排出するように構成されている。しかしながら上記第１の従来例及び第２の従来例では、排出ゲート及びそれを開閉するためのゲート開閉機構部については明示されていない。

　一般的に、計量ホッパを支持するロードセルは、計量ホッパに加え、ゲート開閉機構部を含めて支持するように構成される。第１の従来例の場合には、例えば、連結部材５５を貫通孔５６から計量ホッパ５３側の方向へ長く延ばし、その部分でゲート開閉機構部を支持することにより、計量ホッパ５３及びゲート開閉機構部をロードセル５１で支持しなければならない。また、第２の従来例の場合も、連結部材６５でゲート開閉機構部を支持するためには、例えば、連結部材６５を貫通孔６６から計量ホッパ６３側の方向へ長く延ばし、その部分でゲート開閉機構部を支持することにより、計量ホッパ６３及びゲート開閉機構部をロードセル６１で支持しなければならない。いずれの場合も、連結部材５５、６５を長く延ばし、その先端部に計量ホッパ５３、６３が取り付けられることになるため、ロードセル５１、６１から計量ホッパ５３、６３が遠ざかる。ここで、ロードセルから計量ホッパまでの計量部は片持ち梁として考えればよいので、ロードセル５１、６１から計量ホッパ５３、６３が遠ざかることにより、計量部の固有振動数が低くなり、応答性が低下するという問題が生じる。

　また、組合せ秤は、菓子類等の食品の計量に用いられることが多く、衛生上、組合せ秤のセンター基体１７（図１参照）に相当する取付固定部材５２、６２の外側（計量ホッパの配置側）の面を洗浄する必要がある。センター基体１７の内部には、ロードセルを含め、水に弱い電気部品等が収納されているため、通常、センター基体１７の内部に洗浄水が侵入しない構造にする必要がある。そのためには、第１の従来例の場合には、例えば、連結部材５５が挿通する貫通孔５６にベローズを装着して、取付固定部材５２の内側（ロードセルの配置側）に外側から水が入らないようにすればよい。また、第２の従来例の場合にも、連結部材６５が挿通する貫通孔６６にベローズを装着すればよい。

　ここで、第２の従来例の場合には、ロードセル６１が取付固定部材６２の内側の面に接して固定されているため、ベローズを貫通孔６６から内側方向へ延ばして装着することができず、ベローズを貫通孔６６から計量ホッパ６３側（外側）へ延びるように装着する必要がある。ベローズはその機能を発揮させるためには一定の長さが必要であるため、ベローズを貫通孔６６から計量ホッパ６３側へ延びるように装着すれば、取付固定部材６２と計量ホッパ６３との間隔をより大きくしなければならず、さらに、ロードセル６１から計量ホッパ６３がより遠ざかるため、さらに応答性が低下するという問題が生じる。一方、第１の従来例の場合には、元々、ロードセル５１と取付固定部材５２との間に連結部材５５及び隙間があるため、その分、ロードセル５１から計量ホッパ５３の重心までの距離が長くなっており、応答性が劣っている。

　本発明者らは、第１の従来例に対して、コンパクト化が図れる第２の従来例を先に提案しているが、以上に述べたように、いずれの場合も、ゲート開閉機構部を設ければ応答性が低下するという問題がある。また、第２の従来例の場合には、ロードセル側の防水構造を考慮してベローズを貫通孔６６に装着すれば、さらに応答性が低下するという問題がある。一方、第１の従来例の場合には、ロードセル５１と取付固定部材５２との間に連結部材５５及び隙間があるため、その分、応答性が劣っているという問題がある。

　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、コンパクト化を図るとともに、応答性の向上を図ることができる計量ユニット及びそれを用いた組合せ秤を提供することを目的としている。

　上記目的を達成するために、本発明の計量ユニットは、一方側に鉛直面が形成された鉛直部を有する取付固定部材と、前記鉛直部の前記一方側に配置され、前記鉛直面に固定された固定部と、前記鉛直面と直交する方向に前記固定部と対向する可動部とを含む方形の枠体形状を有する弾性体に複数の歪みゲージが貼付され、前記可動部に加わる荷重の大きさに応じた電気信号を出力するロードセルと、前記鉛直部に対して前記ロードセルとは反対側に配置され、供給される被計量物を保持し、保持している被計量物を排出するための排出ゲートを有する計量ホッパと、一端部が前記可動部に固定され、他端部に前記計量ホッパを保持するホッパ保持部が設けられ、前記一端部から前記他端部にかけて前記弾性体の下方へ延びるように構成され、前記取付固定部材に設けられた貫通孔を挿通する連結部材と、前記連結部材に装着され、前記排出ゲートを開閉するためのゲート開閉機構部とを備えている。

　この構成によれば、ロードセルが取付固定部材に直接固定されているため、第１の従来例の図４に示すようなＬ字状の支持部材５４が不要となり、コンパクト化を図ることができる。また、弾性体の下方へ延びるように構成された連結部材にゲート開閉機構部が装着されているため、ゲート開閉機構部をロードセルが固定された鉛直部よりも計量ホッパ側へ大きくはみ出させることなく、計量ホッパをロードセルに近づけることが可能になる。すなわち、計量ホッパの水平方向の重心位置をロードセルに近づけることにより計量部の固有振動数を高くし、応答性の向上を図ることができる。

　また、前記貫通孔における前記連結部材と前記取付固定部材との隙間を封じるための密封部材を、さらに備えていてもよい。これにより、取付固定部材の外側（計量ホッパ側）から内側（ロードセル側）への水等の浸入を防止できる。

　また、前記取付固定部材は、前記鉛直部の下端から前記一方側へ延びる水平部を有し、前記連結部材は、前記可動部に固定された前記一端部から下方へ延びた部分を有し、この下方へ延びた部分が挿通するように前記貫通孔が前記水平部に設けられていてもよい。

　この構成によれば、取付固定部材が一方側へ延びる水平部を有し、連結部材の可動部に固定された一端部から下方へ延びる部分が挿通するように貫通孔が水平部に設けられているため、ゲート開閉機構部をロードセルが固定された鉛直部よりも計量ホッパ側へ大きくはみ出させることなく、計量ホッパをロードセルに近づけることが容易になる。すなわち、応答性の向上を図ることが容易になる。また、水平部の貫通孔は上下方向に水平部を貫通して設けられ、計量ホッパに被計量物が供給されたとき貫通孔の貫通方向と同方向に連結部材が変位するので、密封部材として、例えばダイアフラムを用いることができる。

　また、前記連結部材は、前記鉛直部の直下より前記一方側の領域内に収まるように設けられることが好ましい。これにより、連結部材に装着されるゲート開閉機構部を鉛直部よりも計量ホッパ側へ大きくはみ出させないようにすることが容易になる。

　また、本発明の組合せ秤は、上記本発明の計量ユニットを複数備えるとともに、各々の前記計量ユニットのロードセルから出力される電気信号に基づいて計量ホッパに保持されている被計量物の重量を算出する重量算出手段と、前記重量算出手段により算出された被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、被計量物の重量の合計が目標重量に対する許容範囲内の値になる組合せを求める組合せ手段とを備えている。

　このように、上記本発明の計量ユニットを複数用いて組合せ秤を構成することにより、組合せ秤のコンパクト化を図ることができる。また、本発明の計量ユニットは応答性に優れているため、組合せ秤の計量速度の向上を図ることが可能になる。

　本発明は、以上に説明した構成を有し、コンパクト化を図るとともに、応答性の向上を図ることができる計量ユニット及びそれを用いた組合せ秤を提供することができるという効果を奏する。

　本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

図１は、本発明の実施形態の計量ユニットを用いた組合せ秤の概略構成の一例を示す模式図である。図２（ａ）は、本発明の実施形態の計量ユニットの概略構成を示す側面図であり、図２（ｂ）は、同計量ユニットの平面図である。図３は、本発明の実施形態における変形例の計量ユニットの概略構成を示す側面図である。図４は、第１の従来例の計量ユニットを示す斜視図である。図５は、第２の従来例の計量ユニットを示す側面図である。

　以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面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、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

　（実施形態）
　図１は、本発明の実施形態の計量ユニットを用いた組合せ秤の概略構成の一例を示す模式図である。

　この組合せ秤は、その装置上部の中央に、装置上部の中央に、外部の供給装置（図示せず）から供給される被計量物を振動によって放射状に分散させる円錐形の分散フィーダ１１が設けられている。分散フィーダ１１の周囲には、分散フィーダ１１から送られてきた被計量物を振動によって各供給ホッパ１３に送りこむためのリニアフィーダ１２が設けられている。リニアフィーダ１２の下方には、複数の供給ホッパ１３、計量ホッパ１４及びメモリホッパ１５がそれぞれ対応して設けられ、円状に配置されている。供給ホッパ１３はリニアフィーダ１２から送りこまれた被計量物を一時保持し、その下方に配置された計量ホッパ１４へ被計量物を排出するための排出ゲート１３ｇを有している。

　計量ホッパ１４は、その上方の供給ホッパ１３から供給される被計量物を一時保持し、その被計量物を集合シュート１６へ排出するための排出ゲート１５ｇを有している。また、計量ホッパ１４は荷重検出器であるロードセル１５に連結されている。そして、各ロードセル１５から出力される荷重信号（電気信号）は制御装置１８に入力される。

　円状に列設された計量ホッパ１４の下方には、略逆円錐台形状の集合シュート１６が配設され、後述の排出組合せに選択された計量ホッパ１４から排出される被計量物は集合シュート１６上を滑り落ちてその下部の排出口１６ａから例えば包装機（図示せず）へ排出される。

　制御装置１８は、ＣＰＵと、このＣＰＵの動作プログラム及び動作パラメータ等が記憶されているＲＯＭ及びＲＡＭのメモリ等を備えたマイクロコントローラ等からなり、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている動作プログラムを実行することにより、この組合せ秤全体の動作の制御等を行う。すなわち、制御装置１８は、分散フィーダ１１及びリニアフィーダ１２の振動振幅およびその動作時間を制御する。また、供給ホッパ１３の排出ゲート１３ｇおよび計量ホッパ１４の排出ゲート１４ｇの開閉を行うためのアクチュエータを制御する。

　また、制御装置１８は、計量ホッパ１４が取り付けられたロードセル１５から出力される荷重信号を入力し、この荷重信号に基づいて計量ホッパ１４に保持されている被計量物の重量を算出する重量算出手段として機能する。さらに、組合せ処理を行う組合せ手段として機能する。この組合せ処理では、上記算出した被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、被計量物の重量の合計が、予め定められた所定重量範囲（目標重量に対する許容範囲）内の値になる組合せを１つ求める。所定重量範囲内にある組合せが複数存在する場合には、被計量物の重量の合計と目標重量との差の絶対値が最も小さい組合せを１つ求める。そして、このようにして求めた組合せに対応する被計量物を保持している計量ホッパ１４の組合せを排出組合せとする。

　そして制御装置１８は、排出組合せに選択されている計量ホッパ１４の排出ゲート１４ｇを所定のタイミングで開閉させることにより、計量ホッパ１４から被計量物を排出させる。また、被計量物を排出して空になった計量ホッパ１４へは、その上方の供給ホッパ１３から被計量物を供給させる。また、空になった供給ホッパ１３へは、その上方のリニアフィーダ１２から被計量物を供給させる。

　なお、制御装置１８は、必ずしも単独の制御装置で構成される必要はなく、複数の制御装置が分散配置されていて、それらが協働して組合せ秤の動作を制御するよう構成されていてもよい。

　この組合せ秤では、その中央部に、例えば４本の脚（図示せず）によって支持されたセンター基体１７が配設されている。このセンター基体１７は、実質的に円柱あるいは正多角柱の外観形状をしており、その上面には分散フィーダ１１及びリニアフィーダ１２が配置され、その側面の周囲には供給ホッパ１３及び計量ホッパ１４が配置されている。供給ホッパ１３はセンター基体１７に支持され、計量ホッパ１４はロードセル１５を介してセンター基体１７に支持されている。そして、センター基体１７内に供給ホッパ１３及び計量ホッパ１４の排出ゲートの駆動装置（図示せず）等が設けられている。

　本実施形態の計量ユニットは、計量ホッパ１４及びロードセル１５を有している。図２（ａ）は、本実施形態の計量ユニットの概略構成を示す側面図であり、図２（ｂ）は、同計量ユニットの平面図である。

　ロードセル１５が取り付けられるセンター基体１７の側壁（取付固定部材）には、上部の鉛直部１７ａと貫通孔１７ｈが設けられた水平部１７ｂと下部の鉛直部１７ｃとを有している。ロードセル１５は、鉛直部１７ａの内側の鉛直面１７Ｖｆに固定されている。このセンター基体１７の側壁は実質的に振動するものではなく、その絶対位置は変動するものではない。なお、下部の鉛直部１７ｃは設けられていなくてもよい。この場合、水平部１７ｂがセンター基体１７の底面によって構成されていてもよい。また、水平部１７ｂは水平に設けられているのが好ましいが、若干傾斜していても構わない。なお、水平部１７ｂが若干傾斜している場合も、貫通孔１７ｈは鉛直方向に貫通するように設けられるのが好ましい。水平部１７ｂ及び鉛直部１７ｃは、図２（ｂ）では図示されていない。

　この計量ユニットは、計量ホッパ１４と、ロバーバル型のロードセル１５と、センター基体１７の側壁を構成する鉛直部１７ａ、１７ｃ及び水平部１７ｂと、連結部材２０（第１連結部２１及び第２連結部２２）と、連結部材２０に装着されたゲート開閉機構部３３とを有している。

　ロードセル１５は、方形の枠体形状を有する弾性体１５Ｅに複数の歪みゲージｇ１～ｇ４が貼付されている。弾性体１５Ｅは、水平方向に対向する固定部１５ａと可動部１５ｂとが上下に対向する一対のビーム部１５ｃ、１５ｄにより連結されている。一対のビーム部１５ｃ、１５ｄの上下に対称となる４箇所に薄肉部が形成され、この薄肉部に歪みゲージｇ１～ｇ４が貼付されている。

　ロードセル１５は、固定部１５ａが鉛直部１７ａの鉛直面１７Ｖｆに接するようにして、例えばねじ止めによって鉛直部１７ａに固定されている。また、非固定部とも言える可動部１５には例えばねじ止めによって連結部材２０が固定されている。連結部材２０は、可動部１５に固定されて下方（ここでは鉛直下向き方向）に延びる第１連結部２１と、第１連結部２１の下端に結合された第２連結部２２とで構成されている。第１連結部２１は、水平部１７ｂに設けられた貫通孔１７ｈを挿通して下方に伸びている。貫通孔１７ｈにおける第１連結部２１と水平部１７ｂとの間の隙間を封じるための密封部材として、ダイアフラム１９が貫通孔１７ｈ付近に装着されている。

　第２連結部２２には、計量ホッパ１４を保持するために、計量ホッパ１４側の外面に２つの受け部３６ａを有するホッパ保持金具３６が取り付けられ、両側の側面に突部３５が設けられている。これら２つの受け部３６ａと２つの突部３５とによってホッパ保持部が構成されている。

　計量ホッパ１４は、その本体に一対の取付金具１４ａが固定され、一対の取付金具１４ａのそれぞれの下端には突部３５と嵌合する嵌合部１４ｅが形成されている。また、一対の取付金具１４ａの中程には、一対の取付金具１４ａを連結する連結棒１４ｄが固定されている。この連結棒１４がホッパ保持金具３６の２つの受け部３６ａに嵌合されるとともに、嵌合部１４ｅが突部３５と嵌合することにより、計量ホッパ１４が所定位置に保持される。

　また、計量ホッパ１４は、軸１４ｆを中心に回動自在に支持された排出ゲート１４ｇを有している。この排出ゲート１４ｇの外面には、作動板１４ｂが突設され、その作動板１４ｂの先端部分にカムフォロア１４ｃが取り付けられている。アーム部材２３が水平軸２４を中心に矢印Ｃの方向に回動することにより、排出ゲート１４ｇが軸１４ｆを中心に矢印Ｄの方向へ回動する（すなわち、排出ゲート１４ｇが開く）。

　アーム部材２３は回動自在に支持された水平軸２４に固定され、この軸２４には第２連結部２１の内部においてリンク部材２５の一端が固定されている。リンク部材２５の他端は、昇降棒２８の下端部に回動自在に取り付けられている。そして昇降棒２８の上端部にはリンク部材２９の一端が回動自在に取り付けられ、リンク部材２９の他端には、カムフォロア３０が取り付けられている。また、リンク部材２９は、その中心部を貫通する水平軸２７に回動自在に取り付けられている。水平軸２７は、一対の取付部材２６を介して第１連結部２１に固定されている。なお、第１連結部２１には、その内部に昇降棒２８が配置され、かつ昇降可能なように空洞が設けられるとともに、側面にはリンク部材２９が移動（回動）するための上下方向の溝が設けられている。

　連結部材２０に装着されているゲート開閉機構部３３の構成要素は、図２（ａ）に示されたものの中では、アーム部材２３、リンク部材２５，２９、水平軸２４，２７、取付部材２６、昇降棒２８及びカムフォロア３０であり、その他に図示されていない構成要素としては、水平軸２４を水平にかつ回動自在に支持する部材等が含まれる。

　このゲート開閉機構部３３を作動させるために、カムフォロア３０と接触するアーム部材３１が軸３２に固定され、図示されていないアクチュエータ（例えばモータ）によって軸３２が回動されるように構成されている。

　図２（ａ）に示すように、排出ゲート１４ｇが閉じられているとき、アーム部材２３のストッパ部２３ａがカムフォロア１４ｃと当接しているため、計量ホッパ１４内に被計量物が供給され、その被計量物の重量により排出ゲート１４ｇが開くように力が加わっても、排出ゲート１４ｇが開くのが阻止され、排出ゲート１４ｇは閉じた状態が保持される。また、このとき、アーム部材３１とカムフォロア３０とは離れた状態である。これにより、ロードセル１５の可動部１５ｂには、アーム部材３１による荷重はかからない。この状態のときのロードセル１５の荷重信号に基づいて計量ホッパ１４内の被計量物の重量が算出される。

　排出ゲート１４ｇを開くときには、アクチュエータによってアーム部材３１が軸３２を中心に矢印Ａの方向に回動される。アーム部材３１が矢印Ａの方向に回動されると、リンク部材２９が水平軸２７を中心にして矢印Ｂの方向に回動し、昇降棒２８が下降する。昇降棒２８が下降すると、リンク部材２５とともにアーム部材２３が水平軸２４を中心にして矢印Ｃの方向に回動する。これにより、カムフォロア１４ｃがアーム部材２３によって形成されている案内路２３ｂを移動し、排出ゲート１４ｇが軸１４ｆを中心にして矢印Ｄで示す方向に回動する。これにより排出ゲート１４ｇが開かれる。

　排出ゲート１４ｇを閉じるときには、アクチュエータによってアーム部材３１が軸３２を中心に矢印Ａの方向とは逆方向に回動されて図２（ａ）に示す状態に戻ることにより、上記と逆の動作が行われ、排出ゲート１４ｇが閉じられる。

　なお、ロードセル１５には、周知のように、複数の歪みゲージｇ１～ｇ４を用いて構成されるホイートストンブリッジ回路と、このホイートストンブリッジ回路の出力電圧を増幅する増幅部と、この増幅部の出力をＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換部とを備えている。ホイートストンブリッジ回路の概略は、例えば、４つの歪みゲージｇ１、ｇ２、ｇ３、ｇ４がこの順番で環状に並ぶように配線で接続され、２つの歪みゲージｇ２、ｇ３の接続点と２つの歪みゲージｇ４，ｇ１の接続点との間に直流電圧（Ｖ）が印加される。そして、２つの歪みゲージｇ１、ｇ２の接続点と２つの歪みゲージｇ３，ｇ４の接続点との間の電圧が出力電圧として取り出される。この出力電圧が増幅部によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換部によってデジタルの荷重信号（Ｓｗ）に変換されて制御装置１８へ出力される。上記の増幅部及びＡ／Ｄ変換部は、図示されない回路基板によって構成され、この回路基板が例えば固定部１５ａに貼付されている。なお、直流電圧Ｖは例えば制御装置１８から供給される。

　制御装置１８では、荷重信号Ｓｗによって示される荷重に基づいて計量ホッパ１４内の被計量物の重量を算出する。例えば、計量ホッパ１４に被計量物が入っていない空のときの荷重（零点荷重）を検出して記憶しておき、計量ホッパ１４に被計量物を入れたときに検出される荷重から零点荷重を減算した荷重を算出し、この算出した荷重に応じた重量を被計量物の重量として求める。ここで、制御装置１８は、ロードセル１５の出力信号（電気信号）である荷重信号Ｓｗに基づいて被計量物の重量を算出する重量算出手段として機能する。

　本実施形態の計量ユニットは、ロードセル１５がセンター基体１７の側壁（鉛直部１７ａ）に直接固定されているため、第１の従来例の図４に示すようなＬ字状の支持部材５４が不要となり、コンパクト化を図ることができる。

　また、一端部が可動部１５ｂに固定されている第１連結部２１が下方へ延びてその下端が第２連結部２２と結合されてなる連結部材２０に、ゲート開閉機構部３３が装着されているため、ゲート開閉機構部３３をロードセル１５が固定された鉛直部１７ａより外側（図２（ａ）において左側）へ大きくはみ出させることなく、計量ホッパ１４をロードセル１５に近づけることが可能かつ容易になる。すなわち、計量ホッパ１４の水平方向の重心位置をロードセル１５に近づけることができ、計量部の固有振動数を高くし、応答性の向上を図ることができる。ここで、連結部材２０を、ロードセル１５が固定された鉛直部１７ａの直下より内側（図２（ａ）において右側）の領域内に収まるように設けることにより、ゲート開閉機構部３３を鉛直部１７ａより外側へ大きくはみ出させないようにすることが容易になる。

　また、本実施形態では、水平部１７ｂを鉛直方向（上下方向）に貫通する貫通孔１７ｈが設けられ、可動部１５ｂに固定された一端部から鉛直下向き方向へ延びた第１連結部２１が、貫通孔１７ｈを挿通するように構成されている。ここで、供給ホッパ１３から計量ホッパ１４に被計量物が供給されたとき貫通孔１７ｈの貫通方向と同方向に第１連結部２１が変位するので、センター基体１７の内部を防水構造とするための密封部材として、ダイアフラム１９を用いることができる。このダイアフラム１９を貫通孔１７ｈ付近に取付けても、そのことにより計量ホッパ１４をロードセル１５から遠ざける必要がないため、応答性にも悪影響を及ぼさない。

　なお、上記で説明した計量ホッパ１４を保持するための保持構造及び排出ゲート１４ｇのゲート開閉機構部３３は一例を示したものであり、上記例示に限られるものではなく、種々変更が可能である。

　また、図３は、本実施形態における変形例の計量ユニットの概略構成を示す側面図である。この図３では、可動部１５ｂに固定した第１連結部２１Ａが下方に延び、さらにその下端から水平方向へ延びて第２連結部２２Ａに結合されている。計量ホッパ１４は第２連結部２２Ａに保持されるが、その保持構造については前述のように種々変更が可能であり、図３では示していない。また、排出ゲート１４ｇのゲート開閉機構部３３についても前述のように種々変更が可能であり、図３では省略している。例えば、水平棒２８Ａを、矢印Ｅで示すように、水平方向に進退移動させることにより、排出ゲート１４ｇが開閉されるように構成してもよい。あるいは、水平棒２８Ａをその棒の中心軸を中心として回動させることにより、排出ゲート１４ｇが開閉されるように構成してもよい。さらに、他の構成であってもよい。

　この変形例では、Ｌ字形の第１連結部２１Ａと第２連結部２２Ａとによって連結部材２０Ａが構成されている。そして、第１連結部２１Ａの水平方向に延びた部分が鉛直部１７ｃに設けられた貫通孔１７Ｈを挿通し、貫通孔１７Ｈにおける第１連結部２１Ａと鉛直部１７ｃとの間の隙間を封じるためにベローズ３７が貫通孔１７Ｈに装着されている。このように構成しても、図４あるいは図５の構成においてゲート開閉機構部を設け、ロードセル側を防水構造にした場合と比較すれば、計量ホッパ１４の水平方向の重心位置をロードセル１５に近づけることができ、応答性の向上を図ることができる。この変形例においても、連結部材２０Ａを、ロードセル１５が固定された鉛直部１７ａの直下より内側（図３において右側）の領域内に収まるように設けることが好ましい。これにより、ゲート開閉機構部を鉛直部１７ａより外側へ大きくはみ出させないようにして計量ホッパ１４の水平方向の重心位置をロードセル１５に近づけることが容易になる。

　なお、変形例において、第１連結部２１Ａを可動部１５ｂのある１つの側面に固定したが、可動部１５ｂに固定されていれば他の部分に固定されていてもよい。例えば、可動部１５ｂの図３の場合とは異なる可動部１５ｂの他の側面に固定されていてもよいし、可動部１５ｂの下端の面（底面）に固定されていてもよい。また、図２（ａ）のように第１連結部２１が水平部１７ｂに設けられた貫通孔１７ｈを挿通するように構成した場合も、例えばゲート開閉機構部３３の構造を変更して、第１連結部２１を可動部１５ｂの他の部分に固定するように構成してもよい。

　なお、図２（ａ）、（ｂ）及び図３では、計量ホッパ１４の排出ゲート１４ｇを一枚としたが、例えば一対のゲートが同時に開閉する両開き構造の排出ゲートであってもよい。すなわち、計量ホッパ１４の構造も図２（ａ）、（ｂ）及び図３に示した構造に限られるものではない。

　また、例えば図１に示す組合せ秤に本実施形態の計量ユニットを用いることにより、組合せ秤のコンパクト化を図ることができる。また、本実施形態の計量ユニットは応答性に優れているため、組合せ秤の計量速度の向上を図ることが可能になる。

　また、本実施形態の計量ユニットを用いた組合せ秤も図１に示された組合せ秤に限られるものではない。例えば、図１において、各計量ホッパ１４の斜め下方に、計量ホッパ１４から排出される被計量物を一時保持して排出するホッパ（メモリホッパ）が設けられ、計量ホッパ１４がメモリホッパと集合シュート１６とへ選択的に被計量物を排出できるように構成されていてもよい。この場合、計量ホッパ１４は、２つの排出ゲートを有し、一方の排出ゲートを開いたときにメモリホッパへ被計量物が排出され、他方の排出ゲートを開いたときに集合シュート１６へ被計量物が排出される。この場合、排出組合せは、計量ホッパ１４とメモリホッパとの中から選択される。

　上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

　本発明は、コンパクト化及び応答性の向上を図ることができる計量ユニット及びそれを用いた組合せ秤等として有用である。

１４　計量ホッパ
１４ｇ　排出ゲート
１５　ロードセル
１５ａ　固定部
１５ｂ　可動部
１５ｃ，１５ｄ　ビーム部
１５Ｅ　弾性体
ｇ１～ｇ４　歪みゲージ
１７　センター基体
１７ａ　鉛直部
１７ｂ　水平部
１７ｃ　鉛直部
１７Ｖｆ　鉛直面
１８　制御装置
２０，２０Ａ　連結部材
３３　ゲート開閉機構部

Claims

　一方側に鉛直面が形成された鉛直部を有する取付固定部材と、
　前記鉛直部の前記一方側に配置され、前記鉛直面に固定された固定部と、前記鉛直面と直交する方向に前記固定部と対向する可動部とを含む方形の枠体形状を有する弾性体に複数の歪みゲージが貼付され、前記可動部に加わる荷重の大きさに応じた電気信号を出力するロードセルと、
　前記鉛直部に対して前記ロードセルとは反対側に配置され、供給される被計量物を保持し、保持している被計量物を排出するための排出ゲートを有する計量ホッパと、
　一端部が前記可動部に固定され、他端部に前記計量ホッパを保持するホッパ保持部が設けられ、前記一端部から前記他端部にかけて前記弾性体の下方へ延びるように構成され、前記取付固定部材に設けられた貫通孔を挿通する連結部材と、
　前記連結部材に装着され、前記排出ゲートを開閉するためのゲート開閉機構部と
を備えた計量ユニット。
　前記貫通孔における前記連結部材と前記取付固定部材との隙間を封じるための密封部材を、さらに備えた請求項１に記載の計量ユニット。
　前記取付固定部材は、前記鉛直部の下端から前記一方側へ延びる水平部を有し、
　前記連結部材は、前記可動部に固定された前記一端部から下方へ延びた部分を有し、この下方へ延びた部分が挿通するように前記貫通孔が前記水平部に設けられた、請求項１または２に記載の計量ユニット。
　前記連結部材は、前記鉛直部の直下より前記一方側の領域内に収まるように設けられた、請求項３に記載の計量ユニット。
　請求項１～４のいずれかに記載の計量ユニットを複数備えるとともに、
　各々の前記計量ユニットのロードセルから出力される電気信号に基づいて計量ホッパに保持されている被計量物の重量を算出する重量算出手段と、
　前記重量算出手段により算出された被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、被計量物の重量の合計が目標重量に対する許容範囲内の値になる組合せを求める組合せ手段とを備えた、組合せ秤。