JP2006038795A

JP2006038795A - 電子天びん

Info

Publication number: JP2006038795A
Application number: JP2004222980A
Authority: JP
Inventors: Junji Iizuka; 淳史飯塚; Kunio Shimauchi; 邦夫島内
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: CN100394151C; JP4403912B2; DE102005024687A1; CN1727853A; US20060021803A1; US7145086B2

Abstract

【課題】ひょう量皿と内蔵分銅付近の温度差により生じる浮力誤差を除去した電子天びんを提供する。
【解決手段】風防ケース２で囲まれ、ひょう量皿１１ａを収容するひょう量室２ａと、荷重検出部１１ｂや内蔵分銅１２ａなどを収容した天びん本体１を仕切る床部１４に複数の通気孔１４ｂを設けると共に、前記床部１４の裏側に前記通気孔１４ｂとその中心位置が同じで同数の通気孔１７ａを設け、支持部材１５、１６上を前後に移動可能な可動床１７を配設し、前記ひょう量室２ａ内温度と天びん本体１内温度の差が大きい場合は、可動床１７を移動して前記ひょう量室２ａと天びん本体１間を流通させ、温度差を無くすことにより被計量物Ｍと内蔵分銅１２ａの浮力差によって生じる浮力誤差の発生を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、風防ケース付きの電子天びんに関し、特に天びん本体内の校正用内蔵分銅とひょう量室内のひょう量皿に載置される被計量物が受ける浮力差を無くすようにした高分解能の電子天びんに関する。

従来、非常に細かな最小読取値を有する高精度、高分解能と自動感度校正機能を持つ電子天びんにおいては、外部からの風によって起こる空気の対流や温度変化による影響が誤差要因となるため、これらの誤差要因の影響を除去するために風防ケースでひょう量皿の周りを囲む方法が採られている。この風防ケース付き電子天びんは、通常図８の概略構成図に示すように、ひょう量皿９１を収容し風防ケース９２で囲まれたひょう量室９３と、校正用分銅とその加除機構及び荷重検出部等を内設した天びん本体９４は、ひょう量室９３の床部９５により区切られ、前記ひょう量皿９１と荷重検出部は皿上荷重伝達軸（図示省略）を介して連結されている。

そして、一定の温度変化後もしくは時間経過後に自動的に前記校正用分銅を荷重検出部に負荷し、そのときの出力とあらかじめ記憶している分銅質量とから感度係数を補正し直し、新しい感度係数に更新している。

特公平６−５２１９０号公報

従来の電子天びんは、上記のように構成されているが、前記天びん本体９４は内蔵されている構成部品や筐体を有し、ひょう量室９３に比べて熱容量が大きく、そのため外気温度や天びん本体９４の温度が急激に変化すると、ひょう量室９３と天びん本体９４間に温度差が発生しやすい。例えば、電子天びんが設置されている室内の空調が停止されている状態から起動した場合、ひょう量室９３は熱容量が小さいためこの内部温度は空調温度の変化に比較的容易に対応できるのに比べ、天びん本体９４は熱容量が大きいため空調温度への追随性が悪く、そのためひょう量室９３と天びん本体９４間に温度差が生じる。すなわち、夏季では外気温度に比し、空調温度が低いため、天びん本体９４に比しひょう量室９３の温度が低くなり、逆に冬季においては外気温度に比し空調温度が高いため、天びん本体９４に比しひょう量室９３の温度が高くなる傾向がある。

このようにひょう量室９３と天びん本体９４内の温度が異なると、当然ひょう量室９３と天びん本体９４内の空気密度が異なり、ひょう量皿９１に載置する被計量物と校正用分銅が受ける浮力に差が発生し、計量値に誤差を生じる問題がある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、ひょう量室と天びん本体内の温度差を無くして計量を行うことができる高精度の電子天びんを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明の電子天びんは、荷重計量機構部及び校正用分銅を内蔵した天びん本体と、その上部に配設される風防ケースで囲まれたひょう量室を備えた電子天びんにおいて、前記天びん本体とひょう量室を上下に仕切る床部に通気孔を形成するとともに、前記床部の下方位に近接して並設され、かつ前記床部における通気孔に対応する通気孔が穿設された可動床と、該可動床を前記床部に対して並行に移動させる移動機構を設けた。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の電子天びんにおいて、天びん本体の内部温度を測定する温度センサと、前記温度センサにより測定された内部温度があらかじめ定められた一定値以上に変化したときに、床部の通気孔を自動的に開閉させる機構を設けた。
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の電子天びんにおいて、ひょう量室の内部温度を測定する温度センサと、天びん本体内の校正用分銅付近の温度を測定する温度センサと、前記両温度センサで測定された温度差があらかじめ定められた一定値以上に変化したときに、床部の通気孔を自動的に開閉させる機構を設けた。
また、請求項４の発明は、請求項１に記載の電子天びんにおいて、あらかじめ定められた一定時間毎または、校正用分銅の加除による校正実施から一定時間経過後に自動的に床部の通気孔を自動的に開閉させる機構を設けた。
さらに、請求項５の発明は、請求項１から４に記載の電子天びんにおいて、床部の通気孔が閉じているときにのみ、風防ケースの扉の開放が可能となる機構を設けた。
そしてまた、請求項６の発明は、請求項１から５に記載の電子天びんにおいて、床部の通気孔と可動床間をシールするシール部材を前記通気孔の周囲に固着した。
本発明の電子天びんは、上記のように構成されており、被計量物と校正用分銅に加わる浮力差を無くして計量が行なえるので計量精度を向上させることができる。

本発明の電子天びんは、ひょう量室のひょう量皿付近と感度校正用の内蔵分銅付近の温度を近づけて計量することができるので、被計量物と内蔵分銅の浮力差により生じる誤差を除外した高精度の計量を行なうことができる。

本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、実施例による電子天びんの上面図、図１（ｂ）図は図１（ａ）図におけるＡ−Ａ断面図である。
本電子天びんは、図１に示すような荷重計量に必要な機構部を内蔵した天びん本体１内の温度と、被計量物Ｍを周囲の外気から遮断する風防ケース２によって囲まれたひょう量室２ａ内の温度を均一化し、被計量物Ｍと前記天びん本体１に収容されている内蔵分銅１２ａに働く浮力を等しくすることによって、浮力差による誤差を除外し、計量精度を高めるように構成されている。

前記天びん本体１は、被計量物Ｍを載置するひょう量皿１１ａ、被計量物Ｍの荷重を検出する荷重検出部１１ｂ及びこれらを連結する垂直方向の連結軸１１ｃからなる荷重検出機構１１と、校正に使用する内蔵分銅１２ａとこの内蔵分銅１２ａの上方移動を制限する分銅あたり１２ｂ、前記内蔵分銅１２ａを支持し上下に移動可能なレバー１２ｃおよびこのレバー１２ｃを上下方向に駆動可能な分銅駆動部１２ｄからなる分銅加除機構１２及び後述する制御部３等を内設するとともに、前斜面に表示器７と操作器８を配設し、床部１４には前記連結軸１１ｃを通すための軸孔１４ａと天びん本体１内部とひょう量室２ａ間の空気流通を可能にするための複数個の通気孔１４ｂを設けている。これらの通気孔１４ｂは、天びん本体１内の前壁に固定された支持部材１５の溝１５ａに配設されたコロ１５ｂと後壁に固定された支持部材１６の溝１６ａに配設されたコロ１６ｂに滑接して床部１４の裏側を前後に移動可能に配設された可動床１７によって開閉される。

前記可動床１７には、前記通気孔１４ｂと中心位置が合うことにより空気の流通を可能にする略同径、同数の通気孔１７ａと中心近傍には前後方向に長い長穴１７ｂが穿設され、その後方には平面状にギヤー１８ａが配列されたギヤーブロック１８が固定されている。一方、前記床部１４には減速ギヤー付きのモータ１９が固定され、その回転軸上のギヤー１９ａは前記ギヤーブロック１８に設けられた前記ギヤー１８ａに噛合している。

図２は、実施例に係る制御部３を含んだ電子天びんの全体構成を示すブロック図である。前記荷重検出部１１ｂは、ひょう量皿１１ａを含む被計量物Ｍに対応する電気信号を出力し、この出力はＡ／Ｄ変換器６によってディジタル化された後、制御部３に採り込まれる。前記制御部３は、マイクロコンピュータを主体として構成されており、演算制御処理を行なうＣＰＵ３１、演算制御処理プログラムが格納されているＲＯＭ３２、演算データの出し入れが行なわれるＲＡＭ３３及び外部装置と前記ＣＰＵ３１との接続に必要な入出力インターフェース３４等を備え、この入出力インターフェース３４には、前記Ａ／Ｄ変換器６、分銅加除機構１２及びモータ１９の他、計量値を表示するための表示器７や前記モータ１９を操作する操作器８が接続されている。

前記内蔵分銅１２ａは荷重検出部１１ｂに近接して配設されており、分銅加除機構１２は前記レバー１２ｃの他カムおよびその駆動モータ等の公知の機構によって、荷重検出部１１ｂの荷重感応部に負荷もしくは負荷解除することができる。この分銅加除機構１２の駆動指令は制御部３から与えられる。

前記内蔵分銅１２ａの周辺には、温度センサ１３が配設され、また前記風防ケース２には温度センサ１３ａが内設されており、Ａ／Ｄ変換器６の入力側には、これら温度センサ１３、１３ａの出力と荷重検出部１１ｂの出力を所定のインタバルで順次にディジタル化するための入力信号切替用のスイッチ５が設けられている。このスイッチ５も制御部３からの信号によって駆動制御される。

次に、図１、２を参照しながら本発明の実施例の作動について説明する。計量前に前記表示器７に表示されている風防ケース２内の温度Ｔｕと分銅加除機構１２周辺の温度Ｔｄをチェックしてその差が一定値以上であれば、前記操作器８より開信号を発信する。すると、演算制御プログラムに基づいて前記モータ１９が回転してギヤーブロック１８とともに可動床１７が左方向に移動し、前記通気孔１４ｂと通気孔１７ａが一致したところで停止する。温度Ｔｕと温度Ｔｄが近づいたところで、操作器８より閉信号を発信すると前記モータ１９が前とは逆方向に回転し、前記通気孔１４ｂは可動床１７の移動によって閉じられ、上下間の空気の流通が止まる。この状態では、被計量物Ｍと内蔵分銅１２ａの浮力差がなくなり、浮力誤差の無い正確な計量を行なうことができる。

被計量物Ｍをひょう量皿１１ａに載置すると、これらの荷重が荷重検出部１１ｂに加わり、この荷重は電気信号に変換され、Ａ／Ｄ変換器６でディジタル信号に変換されて、インターフェース３４を介してＣＰＵ３１に採り込まれる。前記ディジタル信号は、前記ＲＡＭ３３上に記憶された演算式に基づき演算処理が行なわれ、被計量物Ｍの荷重は重量値に変換されて表示器７に表示される。

図３は実施例２による電子天びんの動作を示すフローチャートである。本電子天びんは、ひょう量室２ａ内の温度センサ１３ａにより測定された温度Ｔｕが一定値Ｔｃ以上変化したとき、自動的に前記表示器７に「温度変化大」の表示を行なうと共に、前記通気孔１４ｂと通気孔１７ａが一致する通気位置に前記可動床１７を移動させる。そして、温度Ｔｕが天びん本体１内の温度Ｔｄに近づいたとき「温度変化大」の表示を消すと共に、可動床１７を非通気位置に移動させる。これにより、被計量物Ｍと内蔵分銅１２ａに加わる浮力の差をなくし、正確な計量ができる。

また、図４は実施例３による電子天びんのフローチャートを示したものである。本電子天びんは、温度センサ１３ａ、１３により測定された温度Ｔｕ、Ｔｄの温度差（Ｔｕ−Ｔｄ）が一定値ΔＴｃ以上になったとき、自動的に前記表示器７に「温度差大」の表示を行なうと共に、前記通気孔１４ｂと通気孔１７ａが一致する通気位置に前記可動床１７を移動させる。そして、温度差（Ｔｕ−Ｔｄ）がΔＴｃより小さくなったとき、「温度差大」の表示を消すと共に、可動床１７を非通気位置に移動させる。これにより、被計量物Ｍと内蔵分銅１２ａに加わる浮力の差をなくし、正確な計量ができる。

そしてまた、図５は実施例４による電子天びんのフローチャートを示したものである。本電子天びんは、あらかじめ定められた一定時間に到達するごと、あるいは感度校正を行なった一定時間に到達するごとに自動的に前記可動床１７を移動して、前記通気孔１４ｂを開閉させる。

さらに、図６は実施例５に係るひょう量室２ａの扉２ｂ、２ｃのロック機構を示す側面図（ａ）とそのＢ−Ｂ断面図（ｂ）であり、図７はこの電子天びんの動作を説明するフローチャートを示したものである。本電子天びんは、床部１４に例えば電磁ソレノイドなどのアクチュエータ４ａ、４ｂとポテンショメータなどの位置センサ４ｃを所定の位置に固設し、この位置センサ４ｃの回転軸と前記モータ１９の回転軸を連結している。あらかじめ前記床部１４の通気孔１４ｂが可動床１７で閉じられているときの位置を前記位置センサ４ｃを介して制御部３のＲＡＭ３３に記憶しておき、図７に示すように制御部３により常に可動床１７の位置を監視しておき、可動床１７により通気孔１４ｂが閉じているときは、制御部３からの制御信号により、アクチュエータ４ａ、４ｂをオフにして、ひょう量室２ａの扉２ｃのロックを解除し、通気孔１４ｂが開いているときはロックする。これにより、天びん本体１内と外部空気の直接接触が避けられ、天びん本体１内の急激な温度変化が防止される。

また、実施例６に係るシール部材９を図１（ｂ）に示す。このシール部材９は、ゴムなどを材質としたリング状のもので、床部１４の各通気孔１４ｂの裏側に固着されている。これにより、通気孔１４ｂが可動床１７により閉じられている場合の隙間はこのシール部材９で完全に閉じられるので、空気の流れを完全に止めることができ、より安定した計量ができる。

本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、例えば天びん本体１内に小形ファンを内設して、通気孔１４ｂを開口状態にした状態で小形ファンを駆動し、強制的に空気の循環を行い、ひょう量室２ａのひょう量皿１１ａと内蔵分銅１２ａ近傍の温度の均一を早めることも可能である。

本発明は、高精度の風防ケース付き電子天びんに用いられる。

本発明の実施例１による電子天びんの構成を示す上面図（ａ）とそのＡ−Ａ断面図である。実施例１による電子天びんのブロック図である。実施例２による電子天びんの動作を説明するフローチャート図である。実施例３による電子天びんの動作を説明するフローチャート図である。実施例４による電子天びんの動作を説明するフローチャート図である。実施例５による電子天びんの側面図（ａ）とそのＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。実施例５による電子天びんの動作を説明するフローチャート図である。従来の風防ケース付き電子天びんの外観図である。

符号の説明

１天びん本体
２風防ケース
２ａひょう量室
２ｂ、２ｃ扉
３制御部
４ａ、４ｂアクチュエータ
４ｃ位置センサ
５スイッチ
６Ａ／Ｄ変換器
７表示器
８操作器
９シール部材
１１荷重検出機構
１１ａひょう量皿
１１ｂ荷重検出部
１１ｃ連結軸
１２分銅加除機構
１２ａ内蔵分銅
１２ｂ分銅あたり
１２ｃレバー
１２ｄ分銅駆動部
１３、１３ａ温度センサ
１４床部
１４ａ軸孔
１４ｂ、１７ａ通気孔
１５、１６支持部材
１５ａ、１６ａ溝
１５ｂ、１６ｂコロ
１７可動床
１７ｂ長穴
１８ギヤーブロック
１８ａ、１９ａギヤー
１９モータ
３１ＣＰＵ
３２ＲＯＭ
３３ＲＡＭ
３４入出力インターフェース

Claims

荷重計量機構部及び校正用分銅を内蔵した天びん本体と、その上部に配設される風防ケースで囲まれたひょう量室を備えた電子天びんにおいて、前記天びん本体とひょう量室を上下に仕切る床部に通気孔を形成するとともに、前記床部の下方位に近接して並設され、かつ前記床部における通気孔に対応する通気孔が穿設された可動床と、該可動床を前記床部に対して並行に移動させる移動機構を設けたことを特徴とする電子天びん。
天びん本体の内部温度を測定する温度センサと、前記温度センサにより測定された内部温度があらかじめ定められた一定値以上に変化したときに、床部の通気孔を自動的に開閉させる手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
ひょう量室の内部温度を測定する温度センサと、天びん本体内の校正用分銅付近の温度を測定する温度センサと、前記両温度センサで測定された温度差があらかじめ定められた一定値以上に変化したときに、床部の通気孔を自動的に開閉させる手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
あらかじめ定められた一定時間毎または、校正用分銅の加除による校正実施から一定時間経過後に自動的に床部の通気孔を自動的に開閉させる手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の電子天びん。
床部の通気孔が閉じているときにのみ、風防ケースの扉の開放が可能となる手段を備えていることを特徴とする請求項１から４に記載の電子天びん
床部の通気孔と可動床間をシールするためのシール部材を前記通気孔の周囲に固着したことを特徴とする請求項１から５に記載の電子天びん。