JP2001133317A - 電子部と機構部とが各々独立している電子秤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子秤において、電子部と機構部を分離して
電子部の熱的影響を防止し、電子部は熱の影響を考慮す
ることなく大容量、高速演算等を可能とする。 【解決手段】 秤量皿３、荷重伝達機構４、ロバーバル
機構５、電磁部７、位置センサ７等からなる機構を、機
構部１として独立した装置とする。一方機構部１を制御
しかつ計測データを各種処理する電子部２もこの機構部
１とは完全に独立した装置とし、両者はケーブル等の情
報伝達手段で接続されることより全体として一つの電子
秤を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子秤に係り、特に
負荷された荷重により物理的に変形、変位する機構部
と、機構部の制御及び機構部から出力されるデータの処
理を行う演算部とを分離した電子秤に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子天秤と通称される電磁平衡式秤量装
置や、ロードセル式秤量装置等の電子秤では、秤量物の
荷重を直接受けたり、或いは受けた荷重を電磁部等に伝
達する荷重伝達機構等の機構部と、この機構部から出力
される電気信号や電気量に基づき各種演算や機構部の制
御を行う電気（電子）的処理部とを有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の電子秤におい
て、電子（電気）的処理を行う部分（以下「電子部」と
する）は、中央処理部（ＣＰＵ）、Ａ／Ｄ変換部、各種
メモリー回路等多数の電子部品から構成されており、し
かも電子秤に対する多機能化、高性能化等の要求に対応
するため、より多種類かつ多数の電子部品が搭載される
傾向にある。

【０００４】図８は電子天秤の従来構成を示す。電子天
秤５１は各種電子回路から構成される電子部５１Ａ、こ
の電子部５１Ａに付随し、この電子部５１Ａに対してデ
ータの入出力を行う入出力部５１Ａ´と、秤量物の荷重
を直接受ける計量機構５２、及び温度補正データを得る
ための温度センサ５６を有する機構部５１Ｂとからな
り、これら電子部５１Ａ、入出力部５１Ａ´及び機構部
５１Ｂが一体となって一つの秤量装置を形成している。

【０００５】上記電子天秤においては、計量機構５２に
負荷された荷重による変位を解消するようサーボ機構５
３が作用し、制御部５４の指令信号により重量Ａ／Ｄ部
６１から電気的出力がなされ、この電気的出力を制御部
５４で演算処理することにより表示部５５において荷重
の表示が行われる。一方、電子天秤内部或いは電子天秤
の周囲の温度が温度センサー５６により計測され、ＲＯ
Ｍ等の記憶部５８に記憶しておいた温度データと温度Ａ
／Ｄ部５７を介して出力された温度データとを比較する
などして前記制御部５４において温度補正を行ったり、
或いは内蔵分銅による校正を行ったりする。またデータ
入出力部５９を介して外部演算装置にデータを出力して
データの加工を行ったり、或いは校正、秤量室のドアの
開閉等各種の設定を行う。また当然のことながら、装置
に不具合が生じた場合、或いは使用者が使用方法を熟知
していない新たな設定を行う等の場合には大冊の取扱説
明書６０を繰って所定の情報を得る必要がある。

【０００６】上記従来構成からも明らかなとおり、電子
部５１Ａは電子秤を目的の精度で作動させるために極め
て重要な働きをするものであり、この目的を達成するた
め、多種多様の電気（電子）部品を有する回路として構
成されている。また、電子秤の精度が向上すると、同じ
型式の電子秤であっても各機構の取り合いの微妙な差等
により器差が表面化する。特に複雑な機構を有する電子
天秤の場合にこの傾向が強い。このため工場出荷前に個
々の装置毎に秤量装置の特性をチエックして補正データ
を作成し、この補正データを電子回路に記憶させて出荷
している。このような点からも各秤量装置の電子部は比
較的容量の大きなものとなる。

【０００７】上述のような理由により、電子秤の作動時
には電子部からは相当量の発熱があり、この発熱が電子
秤に悪影響を与えることになる。特に電子天秤の場合に
は、他の電子秤と比較して演算処理が多く、反面分解能
が百万分の１、或いは数百万分の１という極めて高精度
のものも提供されているため、電子部の熱により発生し
た装置内の空気の流れに起因する機構部の不安定化、機
構を構成する部品の僅かな延び等による精度の低下等、
発熱の影響は特に深刻なのもとなっている。

【０００８】しかし、機構部と電子部とが一つの秤量装
置に配置される以上、電子部の発熱による影響を完全に
防止することは事実上不可能である。従ってその対策
も、機構部と電子部とをできるだけ隔離したり、熱によ
る装置内の空気の流れを装置背面等の特定の方向に導く
ことにより、秤量皿等の機構部が空気流により煽られな
いようにして機構の安定化を図る等、対症療法的な対策
とならざるを得ない。また最近の傾向として装置の小型
化が要求され、装置の空間的制約が多くなり、電子部の
隔離そのものが困難となっている。

【０００９】電子部の熱的影響を考えると、装置の精度
確保の上から電子部をこれ以上大容量化することは困難
である。従って電子秤としての基本的性能に係わる処理
以外の処理には限界がある。例えば表示装置は、表示の
ための演算処理量が少ない数値表示用の７セグメント表
示をそのまま使用せざるを得ず、このため、数字以外の
情報の伝達に支障が生じたり、或いはメモリの容量等の
制約から電子秤の使用は標準的な仕様となり、使用者が
必要とするより細かい設定ができない等の問題がある。

【００１０】また、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク（Ｍ
Ｏ）、フロッピィディスク等の外部記憶媒体は、そのド
ライブ機構から相当量の発熱があること、及びトライブ
機構作動時の振動等が秤量機構に悪影響を与える等の理
由により秤量装置に対して設置することは事実上不可能
である。このため、ソフトウェアはメモリ素子製造時に
組み込む方法やＲＯＭとして実装せざるを得ず、通常、
ソフトウェアの変更はメモリ素子の交換を必要とし、電
子秤使用者によるソフトウェアの変更は容易でない状態
となっている。つまり、機構部は全く同じ秤量装置であ
っても、秤量物の荷重を測定する通常型の電子秤、ビス
等を始めとする同形同大の多数の部品の個数を計測する
個数計、小動物等の重量を測定する動物天秤或いは水分
計等、その目的に合ったソフトウエアを用意し、かつこ
れをその目的に対応する秤量装置に個別に搭載する必要
があり不経済であった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み構成したものであり、電子秤のうち秤量物の荷重を直
接受けて物理的変形・変位が生じ、この変形・変位に対
応して電気的出力を行う荷重測定機構部と、出力された
電気量や電気信号を処理し或いは機構部を制御する電子
部とを完全に分離し、機構部は電子秤機構部として独立
の構成とし、一方電子部は外部演算装置としてこれも独
立の構成とし、両者はケーブル或いは無線手段などの情
報伝達手段で接続されるよう構成し、電子部は接続され
た複数の機構部の各々を識別する手段と、識別された機
構部を個々に制御する手段とを有することを特徴とする
電子はかりである。

【００１２】

【発明の実施の形態】電子秤の構成が電磁平衡式の電子
秤である電子天秤の場合、電子秤機構部は、秤量皿、電
磁部、秤量皿に負荷された荷重を電磁部に伝達する荷重
伝達機構、この荷重伝達機構の動作を案内するロバーバ
ル機構等の機構部から構成される。従って電子秤機構部
の構成自体は従来の電子秤とそれ程差のない構成となっ
ており、使い勝手等も同様にすることができる。なお、
電子部を設置しない分全体を小型化することが可能であ
る。

【００１３】一方外部演算装置である電子部は前記機構
部に対する専用機とすることも可能であるが、例えばパ
ーソナルコンピュータ等の汎用演算装置を用いることも
可能である。

【００１４】電子部は、電子秤の大きさ、発熱による機
構部の影響等を考慮することなく構成することができる
ため、大容量のメモリによる各種ソフトウェアの搭載が
可能となり、ソフトウェアを変更することによって一つ
の電子秤機構部を複数の目的に利用することができる。
また、複数の電子天秤機構部を同時にかつ機構毎に制御
することもできる。更に、従来は大冊の冊子として構成
されていた取扱説明書も記憶できるため、検索機能を付
加することにより電子秤機構部の使用時、不使用時に係
わらず所望の内容を検索できる。特に電子秤機構部に不
具合が発生した場合に、発生した不具合の種類から原因
を検索特定するなど、従来では実現できない利便性を達
成することができる。つまり、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ等の
外部記憶媒体、電話回線等を利用したデータ通信手段等
を介してこのソフトウェアの供給を受ける事により、前
記利便性を達成出来きるほか、電子はかり使用者がこの
ソフトウェアを容易に変更・追加することができるた
め、それぞれの電子はかり使用者に対応してソフトウェ
ア自体をより使い勝手のよいものに変更することも可能
となる。

【００１５】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参考に具体的に
説明する。図１は電子秤の一例として電磁平衡式の電子
天秤を示している。図中符号１は電子天秤の機構部を、
符号２はこの機構部１に対して独立に構成された電子部
を各々示している。なお、図面では機構部１と電子部２
とが近接して表示されているが、ケーブル等の情報伝達
手段を介することにより、例えばそれぞれを別室に配置
する等、各々の配置位置は自由に設定することができる
ように構成されている。

【００１６】同図において、機構部１は秤量物の荷重Ｗ
が直接負荷される秤量皿３、秤量皿３の荷重を電磁部６
に伝達する荷重伝達機構４、この荷重伝達機構４を案内
するロバーバル機構５等、荷重の負荷に対応して機械的
動作を行う機構のみが配置されており、電子部品等を搭
載した基盤類は基本的にはこの機構部１には設けられて
いない。なお、図示の構成では増幅器８ａを中心とする
サーボ回路２ａが電子部２側に設けられているが、サー
ボ回路２ａは機構部１側に設けるにようにしてもよい。

【００１７】秤量物の荷重Ｗに対応する荷重伝達機構４
の変位は位置センサ７により検出され、この変位を解消
して荷重伝達機構４を平衡させる電磁力を発するよう電
子部２側のサーボ回路２ａが働く。またこのサーボ回路
２ａに出力された電気量は別の増幅器８ｂ、Ａ／Ｄ変換
部９を介してデジタル出力され、制御部１１において演
算処理された後例えば秤量物の荷重Ｗの計量値として表
示部に表示される。なお、機構部１には、電子部２に対
して複数の機構部１が接続された場合に、電子部２が各
々の機構部１を識別するための識別コードを発信する、
識別コード回路１４が設けられている。

【００１８】図２は図１に示す構成に対応するブロック
図である。電子部２は例えば汎用のパーソナルコンピュ
ータ等の外部演算手段を用いる。この外部演算手段は、
発熱や大きさの制約を受けないため、電子天秤の装置内
に組み込まれていた電子部と比較して格段の処理能力と
処理速度を有する中央処理装置である制御部１１と、内
蔵或いは、ＦＤ、ＣＤ、ＭＯ等の外部記憶媒体からなる
非常に大容量の記憶部１２を有している。

【００１９】なお図２においては、図１に示す機構部１
では示されていない温度センサー１３及び識別コード回
路１４が示されている。前述のとおり電子秤、特に電子
天秤では機構部の取り合わせの微妙な相違、電磁部出力
の微妙な相違などにより同じ型式の装置であっても個々
の装置に器差が生じる。このため工場出荷前に個々の装
置について特性を試験し、温度補正データ、直線性補正
データ、スパン補正データ等を個々の装置毎に作成す
る。従来はこれらのデータは電子秤の電気部に所謂ファ
ームウエアとして回路的に組み込み記憶されていたが、
本願ではこれらのデータは識別コードと共にＣＤ等の外
部記憶媒体に記憶され、当該機構部とこの機構部のデー
タを記憶した媒体とが一つのセットとして出荷される。
なお識別回路コード回路１４は機構部１に搭載されるた
め出来るだけ簡単なものとるのが良く、識別コードも例
えば０００１、００１０等の二値化コードとしておくの
が好適である。

【００２０】次に温度センサー１３は機構部１の内部及
び機構部１の周囲のうち少なくとも一方の温度を検出
し、Ａ／Ｄ変換部１５を介して制御部１１に温度データ
を出力する。

【００２１】制御部１１はこの温度データに基づき秤量
装置の温度補正を行う。また識別コード回路１４は、前
述のように個々の機構部毎に独特の識別信号を発するよ
うセットすることにより、独立した演算装置である電子
部２が複数の機構部１と接続している場合に、各機構部
１を識別する。なお、図中符号１６で示すＩ／Ｏポート
は外部の通信手段等と接続する等してデータの出し入れ
を行うためのポートである。

【００２２】図３は前記電子部２において、特に記憶部
１２に設定されるデータの例を示す。なお、データは前
述のように内部ディスク等、電子部２内の記憶媒体を用
いる他、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯ等の外部記憶媒体を
利用してもよい。図中符号１２ａは補正データ群、１２
ｂはデータ処理ソフトウェア、１２ｃは電子天秤の取扱
説明書の内容、１２ｄは装置の故障や作動不良等の異常
発生時の対処方法のデータ、１２ｅは電子天秤を異なる
用途に用いるためのアプリケーションソフトウエアであ
る。なお、この電子部２にはキーボード等の入力手段１
７、及びこの入力手段１７によって電子天秤の計量モー
ドを切り換えるモード切替手段１８が示されている。

【００２３】図４は補正データ群１２ａの具体例を示
す。記憶部１２には各機構部に割り振られた識別コード
に対応して、各機構部の補正データが記憶されている。
識別コードは二値化コードとして、機構部１の識別コー
ド回路１４の構成が簡略化できるようになっている。こ
の識別コードに対応して記憶部においては補正データコ
ードが割り振られ、補正データコードに対応して各機構
部の補正データＦ１〜Ｆｎが記憶さている。各補正デー
タは例えば温度補正データ、直線性補正データ、スパン
補正データなどである。

【００２４】制御部１１は機構部１の識別コード回路１
４から出力される識別コード（図４の場合は識別コード
「００１１」）により記憶部１２からこの識別コードに
対応する補正データコードＦ３Ｄを選択し、前記機構部
に対応する補正値Ｆ３を選択し、温度補正データＴ３、
直線性補正データＬ３、スパン補正データＰ３等を用い
て補正を行う。

【００２５】以上の構成の電子天秤の作動状態の一例を
主として図５を用いて説明する。先ず、電子天秤のメイ
ンスイッチをオンとすることにより電子天秤機構部を起
動させ（Ｓ１）、かつ機構部１から出力される識別コー
ドを読み取り（Ｓ２）、機構部１の特定を行い、電子天
秤の機構が安定するのを待つ（Ｓ３）。次に電子天秤の
計量モードを設定する（Ｓ４）。この計量モードは前記
入力手段１７を介してモード切り換え部１８を作動させ
ることにより実施する。例えば、秤量物の通常の計量モ
ード、部品等の個数計モード、小動物の計量モード、連
続測定のデータを取り込む連続測定モード、水分計モー
ド、食物カロリー計モード等を設定する。

【００２６】所定のモードが設定されたならば計量動作
に入り（Ｓ５）、電子天秤の異常の有無を監視し（Ｓ
６）、異常が無い場合には出力された計量データを設定
したモードに対応して処理する。即ち、機構部１から出
力された重量データに対して、識別コードに対応する補
正値を選択し（Ｓ７）、かつ選択された補正値により重
量データを補正し（Ｓ８）、かつこの補正の演算に異常
が認められなければ（Ｓ９）当該補正された重量データ
を測定値とし、個数計モードの場合には計量値から部品
個数を算出し、小動物計量モードの場合には小動物の動
きによる計量値の変動から平均値を算出する等、設定さ
れたモードに対応するデータ処理を行い処理されたデー
タを表示する（Ｓ１０）。

【００２７】図６は前記重量データの補正の一例をより
具体的なステップとして示している。即ち、機構部１か
ら出力された重量データ及び当該機構部に設けられた温
度センサの温度データを読み込み（Ｓ８ａ）、機構部か
ら時系列に出力された複数の重量データを平均化し（Ｓ
８ｂ）、重量データに対して温度補正を行い（Ｓ８
ｃ）、重量データの直線性を補正し（Ｓ８ｄ）、直線性
補正の終わった重量データのスパン補正を行い（Ｓ８
ｅ）、風袋値がある場合には重量データの風袋値との演
算を行い（Ｓ８ｆ）、最終的な重量データを算出する。

【００２８】一方図５に戻って、電子天秤に何らかの異
常が生じた場合には、電子部２の制御部１１は記憶手段
１２のうちから、異常時の対処ソフト１２ｄにアクセス
する（Ｓ１１）と共に異常発生の事実や対象法を表示部
１０に表示する（Ｓ１２）。表示方法の例として、後述
する図７を用いて説明すると以下のとおりである。

【００２９】表示部１０に対して例えば（Ｂ）として表
示する「Ｅｒｒｏｒ１、Ｅｒｒｏｒ２」」等の文字を表
示することにより、電子天秤に異常が生じたことを示す
と共に、「計量値が安定しません。」等の異常の内容を
示す。また「計量皿が何かに接触していませんか？」、
「振動、風等がありませんか？」等の表示を行うことに
より、この異常の原因と考えられる事態を具体的に示
す。更に異常に対する対処方法として「原因を取り除い
て下さい。」、「上記の原因が無い場合や、原因を取り
除いても正常に戻らないときは販売店又は下記にご連絡
下さい。ご連絡先（・・・・・）」等と表示して対処方
法を具体的に示す。

【００３０】上記の状態において異常が解消した場合に
は計量動作に戻り、異常が解消しない場合には電子天秤
を停止して、修理等を依頼する（Ｓ１３、Ｓ１４）。ま
た重量値補正動作の際に異常が生じた場合（Ｓ９）でも
同様のステップが実行される。

【００３１】次に、上記異常発生以外の作動例を図７を
用いて説明する。電子天秤の購入時等、装置の操作に不
慣れな場合や、あまり使用していないモードを設定する
場合等においては入力手段１７を介して記憶手段１２の
うちの取扱説データ１２ｃ（図３参照）にアクセスし、
所定の情報を表示部１０に表示する。この場合、例えば
キーワードを用いて検索することにより取扱説明書の所
望の事項にアクセスするよう構成することも可能である
（同図（Ａ）参照）。

【００３２】また（Ｃ）に示すように、電子天秤をカロ
リー計として利用する場合には、先ず入力手段１７を用
いて、「牛肉ロース」、「レタス」等と計量対象の内容
を入力した状態で対象物の計量を行う。電子部２は当該
食品の計測重量を表示すると共に、アプリケーションソ
フトウェア１２ｅの中のカロリー計のデータにアクセス
し、計測重量に対応するカロリー、或いは単位量当たり
のカロリーを表示したり、更には栄養素の種類や、計量
対象物の単位重量当たりの栄養素の量を表示したりす
る。

【００３３】以上に示した計量値を始めとする各種デー
タは一基の電子部２内で処理する他、通信手段を介して
他の演算装置に出力する等、目的に応じていろいろな使
用方法が考えられる。

【００３４】以上本発明を、機構部が電磁平衡式秤量装
置の機構部である場合を例に説明したが、本発明は、起
歪体及びこの起歪体に形成された歪みゲージからなり起
歪体の変形を歪みゲージが電気的に出力することによっ
て秤量物の荷重を計測するロードセル式の電子秤、或い
は静電容量式の電子秤等、電子部を有する電子秤に広く
応用可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は従来一つの装置内に組み込まれ
ていた電子部と秤量物の荷重を直接受ける機構部とをそ
れぞれ独立に構成したので、電子部は従来装置において
機構部に悪影響を与えていた発熱等の問題を考慮するこ
となく、演算速度や記憶容量を目的に応じて自由に設定
することが可能となり、電子秤の性能を大幅に向上させ
ることが可能となる。また電子部の高い処理能力を用い
て、複数の機構部の識別しかつ各機構部を個々に制御す
ることが可能となる。

【００３６】また、機構部は電子部の発熱に起因する気
流による作動不安定や、機構各部の伸縮等の問題が生じ
なくなるため、よりデリケートで高性能の機構部を構成
することが可能となり、この点からも電子秤の性能を向
上させることが可能なる。

【００３７】更に、電子部における処理能力の限界によ
り、電子秤は基本的には特定の目的に対応する単機能製
品であったが、独立した電子部における高い処理能力に
より、計測データを多目的に処理する事が可能となり、
一つの機構部を用いて通常の重量計の他、個数計、カロ
リー計等多目的に使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１の実施例を示す機構図である。

【図２】図１に示す構成をブロックとして示したブロッ
ク図である。

【図３】図２のうち、特に記憶部を中心に示したブロッ
ク図である。

【図４】各機構部の補正データの記憶状態の一例を示す
記憶部の構成図である。

【図５】本発明装置の作動の一例を示すフロー図であ
る。

【図６】図５に示すフローの一部をより具体的に示すフ
ロー部分図である。

【図７】装置の実際の構成例と、表示部に表示される表
示例とを示す図である。

【図８】従来型電子秤のブロック図である。

【符号の説明】

１ 機構部 ２ 電子部 ２ａ サーボ回路 ３ 秤量皿 ４ 荷重伝達機構 ５ ロバーバル機構 ６ 電磁部 ７ 位置センサ １０ 表示部 １１ 制御部（ＣＰＵ） １２ 記憶部 １２ａ 個別の補正データ群 １４ 識別コード回路 １７ 入力手段 １８ モード切替手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 秤量物の荷重を受けかつこの荷重により
   物理的な変形・変位を生じる機構部と、この機構部の変
   形・変位から秤量物の荷重を演算処理する電子部とを有
   する電子秤において、機構部と電子部とはそれぞれ別個
   の独立した装置として形成され、電子部は複数の機構部
   がケーブル等の情報伝達手段を介して接続可能なよう構
   成され、当該電子部は各機構部を識別する手段を有し、
   かつ当該電子部の記憶部には当該識別手段に対応して各
   機構部の固有のデータが記憶されるよう構成され、電子
   部は各機構部を個別に制御することが可能なよう構成し
   たことを特徴とする電子部と機構部とが各々独立してい
   る電子秤。
2. 【請求項２】 前記機構部固有のデータの一つは、温度
   補正データ、直線性補正データ、スパン補正データ等、
   機構部から出力された重量データを補正する補正データ
   であることを特徴とする請求項１記載の電子部と機構部
   とが各々独立している電子秤。
3. 【請求項３】 電子部には、記憶部と、計量モードを切
   り換える手段とが設けられ、かつ記憶部には選定された
   計量モードに対応するデータ処理を行うソフトウェアが
   予め搭載され、或いは搭載可能に構成さていることを特
   徴とする請求項１又は２記載の電子部と機構部とが各々
   独立している電子秤。
4. 【請求項４】 前記機構部は秤量物の荷重を受ける秤量
   皿と、電磁部と、この電磁部に荷重を伝達する荷重伝達
   機構と、荷重伝達機構を案内するロバーバル機構とから
   成ることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の
   電子部と機構部とが各々独立している電子秤。
5. 【請求項５】 前記機構部は秤量物の荷重を受ける秤量
   皿と、負荷された荷重により変形する起歪体と、この起
   歪体に形成され起歪体の変形を電気的に出力する歪みゲ
   ージとから構成されていることを特徴とする請求項１乃
   至３の何れかに記載の電子部と機構部とが各々独立して
   いる電子秤。
6. 【請求項６】 記憶部は、秤量装置異常時の異常状態、
   原因、対処法等を示す異常時対処データ、取扱説明書デ
   ータのうち少なくとも一方のデータが搭載或いは搭載可
   能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の電
   子部と機構部とが各々独立している電子秤。