JP2006133150A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型化することなく、広い範囲にわたって種々の被計量物の重さを正確に計量できる計量装置を提供する。
【解決手段】 計量装置５１は、大きな計量皿５３と小さな計量皿５５とを備え、大きな計量皿５３のほぼ中央部分に円形の開口５４が形成され、この開口５４に小さな計量皿５５が昇降可能に設けられている。小さな計量皿５５は、被計量物の荷重に応じて、停止位置すなわち高さを調整可能に構成されている。小さな計量皿５５が大きな計量皿５３より高い状態では、被計量物は小さな計量皿５５のみに載置され、第２計量センサ５９による計量が行われる。小さな計量皿５５が低い状態では、被計量物は大きな計量皿５３のみに載置され、第１計量センサ５６による計量が行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、広範囲に計量できるマルチな計量装置に関し、デジタルはかりとして、郵便集荷用はかり、各種電子はかり、体重計などに利用される。

図２２は封書類などの軽量用デジタルはかり５００を示し、秤量１ｋｇ程度の計量センサを内蔵し、該計量センサは小型のロードセルや静電容量式センサが用いられ、計量器として机上で計量作業ができるように扁平である。この軽量用デジタルはかり５００には、計量皿５０１、計量の表示部５０２、電源ボタン５０３、ゼロセットボタン５０４が設けられる。

図２３はダンボール箱形態などの重量用デジタルはかり６００であり、内蔵する計量センサは、秤量２０ｋｇ程度のロードセルを用い、軽量用デジタルはかり５００より大型である。この重量用デジタルはかり６００は、上記同様に計量皿６０６、表示部６０７、電源ボタン６０８、ゼロセットボタン６０９が設けられる。

これらデジタルはかり５００、６００は、被計量物の外形寸法や形態に合わせて計量皿が選択されるとともに、秤量に応じた計量センサが用いられ、電子秤ではシリーズ化している。
計量センサがロードセルの場合、秤量や精度は起歪体の材料、大きさ、薄肉部、歪ゲージが決定要因になり、また剛性や品質は起歪体の形状や材料が決定要因となり、秤量１０ｇ〜８１００ｇのデジタルはかりでは、１０種類のシリーズ製品を製造しなければ、精度と品質を維持できない。

上記を背景として郵便の集荷作業において、書状を計る場合は軽量用はかり５００を、又、小包を計る場合は重量用はかり６００を使用する必要があり、集荷する郵便物の重さに合う二つのはかりを準備し、持参し、使い分けしなければならず、煩雑な作業となっていた。

上記課題に対し、計量範囲を拡大する秤が提案されている。
一つは、特開昭６１−９６４２２号公報に示す、二つのロードセルを単一の計量皿に連結しつつ、計量本体内に縦列又は並置したもの（特許文献１参照）、二つは特開平１１−１８３２３８号公報に示す、一つのブロックから二つのロードセルを作成し、夫々のロードセルを相当する計量皿や皿受けに連結させたもの（特許文献２参照）、である。

前記した特許文献１記載のロードセル式秤はマルチレンジ式であり、レンジ切替操作が面倒なこと、小さい被計量物に合う計量皿を設置できないという問題がある。また縦列配置の秤は縦方向に大型化し、計量表示が安定しにくく、上側配置の軽量用ロードセルの過荷重防止の構成が複雑になる。また並置した秤では横方向が大型化すること、一方のロードセルが偏荷重になること、両ロードセルの連結が複雑になること等の欠点がある。
また、特許文献２記載のロードセル秤は、上記同様に軽量物に合う計量皿が設置できないこと、単一のブロックから秤量が異なり、高精度なロードセルを成形することが難しいこと、軽量用ロードセルの過荷重防止機構が重量用ロードセルのひずみに悪影響を与えること、重量用ロードセルに連結する受けフレームの存在により、受けフレームの連結が複雑になること、受けフレームの組込作業が煩雑なこと、などの欠点がある。
該欠点を理由としてか不明だが、本出願人は製品化したマルチ式秤を確認していない。

特開昭６１−９６４２２号公報（第７図、第１１図） 特開平１１−１８３２３８号公報（図１）

本発明は上記した既存発明の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的は大型化することなく、計量皿と計量センサの連結が容易であり、各計量センサが障害なく機能し、広範囲にわたり高精度に計量できる計量装置を提供するにある。

請求項１記載の計量装置は、大小の計量皿に連結する計量センサを計量本体内に並置し、かつ大きな計量皿に小さな計量皿が昇降できる開口を設け、小さな計量皿の停止位置を被計量物の荷重に応じて調整できることを特徴とする。
この構成によれば、内蔵する計量センサによって広範囲に計量できることは勿論、小さな計量皿は大きな計量皿の開口に配置したので縦横方向ともに大型化せず、また大小の計量皿に合う計量センサを連結したので、夫々が高精度に計量でき、更に両計量センサ同士が干渉しないように配置したので、これらの組立や過荷重防止対策は複雑にならない。

請求項２記載の計量装置は、請求項１記載の発明を受け、小さな計量皿の昇降を開閉によって簡単に行える利点があり、また搭載部は封書類が脱落しないように、例えば「Ｕ」字形に形成されるのが好ましい。該搭載部は軽い物の計量には起立させ、また重量物の計量には仰臥させ、被計量物を所定の計量皿に搭載できる。

請求項３記載の計量装置は、請求項１記載の発明に加え、小さな計量皿を大きな計量皿の開口の下側で固定したことにより、昇降作業することなく、計量できる利点がある。
小さな計量皿へは容器を介して、粉粒物や液体などを計量できる特有の利点がある。

請求項４記載の計量装置は、計量範囲の拡大を目的下において、小さな計量皿を大きな計量皿の開口に同じ高さに固定したので、昇降作業が不要であるとともに、被計量物の計量皿への搭載作業を任意に行える特有の利点がある。

請求項５記載の計量装置は、請求項１記載の小さな計量皿の昇降せしめる構成のうち、好ましい構成例を示すものであり、第２計量センサが計量器本体に固定したから、計量表示が不安定にならず、また小さな計量皿を第２計量センサから分離して軽くしたことから、駆動源の負担や昇降動作が円滑になされ、更に小さな計量皿を第２計量センサを対向させることにより、円滑に連結できるという利点がある。

請求項６の計量装置は、請求項１ないし４記載の計量装置にあって、非計量時に開口を遮蔽するカバーを備え、計量本体への侵入を防止するものであり、内部への異物の侵入を防止できる利点がある。

請求項７の計量装置は、請求項１ないし４記載の計量装置にあって、第２計量センサを小さな計量皿の真下に配置し、第１計量センサを計量本体内のコーナーにおいて複数配置したので、小さな計量皿と大きな計量皿のそれぞれによって高精度な計量ができる利点がある。

請求項８の計量装置は、大小の計量皿に連結する計量センサを計量本体内に並置し、非計量時に大小の計量皿を覆うためのカバーを反転させて小さな計量皿に取り付けられるようにしたことにより、小さな計量皿の受け面積を拡大できる利点がある。

本発明によれば、開口の内部に小さな計量皿を設けることで、大型化することなく、計量皿と計量センサの連結が容易であり、各計量センサが障害なく機能し、広範囲にわたり高精度に計量可能な計量装置を提供できる。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、郵便物またはその他の被計量物を計量する計量装置の例として、計量皿の昇降手段を設けた構成を示す。

図１は本発明の第１の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図である。計量装置５１は、略扁平な箱形で前方上部が手前に向かって傾斜した外観形状をしており、計量本体の下筐体５２と、この下筐体５２の上に取り付けられた大きな計量皿５３とを備えて構成される。大きな計量皿５３は、比較的重い被計量物（小包等の箱状郵便物など）を載せるための重荷重用の計量皿である。装置筐体上面において大きな計量皿５３のほぼ中央部分（内側部分）には、円形の開口５４が形成され、この開口５４には、小さな計量皿５５が昇降可能に設けられている。小さな計量皿５５は、比較的軽い被計量物（封書等の書状郵便物など）を載せるための軽荷重用の計量皿であり、停止位置を調整できるようになっている。すなわち、小さな計量皿５５は、被計量物の荷重に応じて、大きな計量皿５３に対して高さを調整可能に構成されている。

大きな計量皿５３の下側の計量本体内部には、四隅に重荷重用計量部となる複数の第１計量センサ５６が設けられている。第１計量センサ５６は、最適計量領域が重量側にある高秤量（例えば３０ｋｇ程度）の計量センサである。また、装置筐体上面の中央部に設けられた小さな計量皿５５の真下には、軽荷重用計量部となる第２計量センサ５９が設けられている。第２計量センサ５９は、最適計量領域が軽量側にある低秤量（例えば３ｋｇ程度）の計量センサである。これらの第１計量センサ５６と第２計量センサ５９とは、計量本体内部に並置されている。また、小さな計量皿５５は、第２計量センサ５９の真上で遊離するように配置されている。さらに、計量装置５１の前部中央には、小さな計量皿５５を手動で上昇、下降させるためのレバー６０が突出して設けられている。使用者がレバー６０を押下操作することによって、レバー６０先端側のアーム６１が上方に変位し、小さな計量皿５５が上方へ押し上げられるようになっている。また、計量装置５１は前方部分には、液晶表示パネルやＬＥＤ等による表示部６２、ゼロ点調整を行うためのゼロセットボタンや他の操作ボタンを含む操作部６３が設けられている。

図２及び図３は図１のＡ−Ａ線要部断面図であり、図２は小さな計量皿５５を上昇させた状態を示す図、図３は小さな計量皿５５を下降させた状態を示す図である。また、図４は図１のＢ−Ｂ線要部断面図である。小さな計量皿５５の下部には皿受６５が設けられ、この皿受６５の下部の四隅には、荷重伝達軸５７、５８が配設され、さらにその下部に連結された第２計量センサ５９が設けられ、その下側が下筐体５２に固定されている。この第２計量センサ５９は、小さな計量皿５５に被計量物が載せられた場合にその荷重が荷重伝達軸５７、５８を介して伝達され、荷重に応じた検出信号を出力する。この軽荷重用の第２計量センサ５９としては、静電容量式荷重センサ、ロードセル、電磁平衡式荷重センサなどが用いられる。ここでは、第２計量センサ５９として静電容量式荷重センサを用いた例を示す。

大きな計量皿５３の下部の四隅には、荷重伝達軸６４が配設され、この荷重伝達軸６４の下部にそれぞれ連結された第１計量センサ５６が設けられ、その下側が下筐体５２に固定されている。これらの第１計量センサ５６は、大きな計量皿５３に被計量物が載せられた場合にその荷重が４つの荷重伝達軸６４に分散してそれぞれ伝達され、４つの計量センサより荷重に応じた検出信号を出力する。この重荷重用の第１計量センサ５６としては、ロードセルなどが用いられる。また、第１計量センサ５６における起歪部の下面には、大きな荷重がかかった場合に下筐体５２に当接して所定量以上の荷重入力を防止する過荷重防止用のストッパ６６が突設されている。

図２に示すように、使用者がレバー６０を操作して小さな計量皿５５を上昇させた状態では、小さな計量皿５５が大きな計量皿５３より高く突出した状態となる。この場合、封書等の郵便物３５を小さな計量皿５５に載せて計量することができる。一方、図３に示すように、小さな計量皿５５を下降させた状態では、小さな計量皿５５が大きな計量皿５３より一段低く引っ込んだ状態となる。この場合、小包等の郵便物４２を大きな計量皿５３に載せて計量することができる。

図４に示すように、レバー６０は、回動軸６７及び軸受６８によって回動可能に下筐体５２に取り付けられており、突出部分が下方向に操作されると先端側のアーム６１が上方向に駆動されて小さな計量皿５５を押し上げるような構造となっている。

図５は第２計量センサ５９として用いられる静電容量式の荷重センサの構成を示す斜視図である。静電容量式の荷重センサ７０は、固定の支持体７１に取り付けられた固定電極７２と、変位可能な支持体７２に取り付けられた可動電極７４とを有して構成される。支持体７１には固定板７５が取り付けられ、この固定板７５によって荷重センサ７０が下筐体５２に固定される。上面の荷重受部７６に荷重が加わると、支持体７２及び可動電極７４が下方向に変位し、固定電極７２と可動電極７４との間の静電容量が変化する。これにより、荷重に応じた検出信号が出力される。

図６は第１計量センサ５６として用いられるロードセルの構成を示す断面図である。ロードセル８０は、起歪部８１がゴムや樹脂等からなる防水カバー８２によって覆われた防塵及び防水構造となっている。このロードセル８０は、起歪部８１の一端側の下部に、下フレーム８３、固定部材８４が取り付けられ、固定ネジ８５によって共締めすることで下筐体５２に固定される。また、起歪部８１の他端側の上部には、上フレーム８６、荷重受部材８７が取付ネジ８８によって共締めされて取り付けられる。上面の荷重受部材８７に荷重が加わると、起歪部８１に歪が生じ、荷重に応じた検出信号が出力される。なお、防水カバーを設けずにロードセルが露出する構造としたり、樹脂のカバー等で覆うだけの構造としてもよい。

上記構成において、使用者が封書等の比較的軽い被計量物を計量する場合、レバー６０を押下操作し、図２に示すように小さな計量皿５５が大きな計量皿５３より上に突出した状態にする。この状態で、小さな計量皿５５に被計量物３５を載置すると、被計量物３５の荷重は小さな計量皿５５から皿受６５、荷重伝達軸５７、５８を介して第２計量センサ５９に伝達され、第２計量センサ５９より荷重に応じた検出信号が出力される。一方、使用者が小包等の比較的重い被計量物を計量する場合、レバー６０を引上操作し、図３に示すように小さな計量皿５５が大きな計量皿５３より下に引っ込んだ状態にする。この状態で、大きな計量皿５３に被計量物４２を載置すると、被計量物４２の荷重は大きな計量皿５３の四隅に設けた荷重伝達軸６４を介して第１計量センサ５６に伝達され、４つの第１計量センサ５６よりそれぞれ荷重に応じた検出信号が出力される。

図７は第１の実施形態の計量装置５１の電気的構成を示すブロック図である。計量装置５１は、重荷重用の第１計量センサ５６、軽荷重用の第２計量センサ５９より出力される検出信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９１、９２と、Ａ／Ｄ変換器９１、９２の出力に基づいて計量値の演算処理を行う演算処理部９３とを備えている。なお、図７では１系統のブロックで示しているが、第１計量センサ５６及びＡ／Ｄ変換器９１は、図１に示した計量センサの配置に対応してそれぞれ４系統有するものとする。また、演算結果の計量値等のデータを記憶するメモリ９４と、計量値の温度補償を行う温度補償部９５と、計量値等の表示を行う表示部６２と、ゼロ点調整等の操作入力を行う操作部６３とを備えている。

計量時には、まず、使用者が操作部６３のゼロセットボタンを押圧操作してゼロ点調整を行う。演算処理部９３は、ゼロセットボタンが操作されたときの第１計量センサ５６及び第２計量センサ５９の検出信号に対応する値を０ｇとし、メモリ９４に記憶する。

小さな計量皿５５に被計量物が載置された場合、第２計量センサ５９より出力される検出信号がＡ／Ｄ変換器９１でデジタル信号に変換された後、演算処理部９３に入力されて計量値が算出される。演算処理部９３では、荷重の検出値、メモリ９４に記憶したゼロ点の値、温度補償部９５による温度補償値の各値に基づき、計量値を演算する。一方、大きな計量皿５３に被計量物が載置された場合、４つの第１計量センサ５６から出力される検出信号がそれぞれＡ／Ｄ変換器９１でデジタル信号に変換された後、演算処理部９３に入力されて計量値が算出される。この場合、演算処理部９３では、４系統の計量センサからの検出値を加算し、この合計の荷重の検出値、ゼロ点の値、温度補償値の各値に基づき、計量値を演算する。

ここで、演算処理部９３は、それぞれの計量センサからの荷重の検出値及びゼロ点の値から、第１計量センサ５６と第２計量センサ５９のいずれか一方の計量センサからの検出信号を採用し、他方の計量センサからの検出信号をゼロとみなして計量値を算出する。なお、上記処理動作に代えて、第１計量センサ５６による検出値と第２計量センサ５９による検出値とを常時加算するようにしてもよいし、双方の計量センサから所定値以上の検出信号が入力された場合にエラーとするようにしてもよい。算出された計量値の情報は、表示部６２に出力され、計量結果の重さ情報が表示される。

上述したように、第１の実施形態の計量装置によれば、被計量物の重さに応じて、使用者が小さな計量皿と大きな計量皿とを互いに干渉しない状態で容易に選択して使い分けを行い、誤差の少ない適切な計量結果を得ることができる。本実施形態の構成では、計量皿及び計量センサを計量本体内に並置することで、計量皿と計量センサの連結が容易であり、各計量センサを障害なく機能させることができる。また、大きな計量皿の開口の内部に小さな計量皿を設けることで、装置の大型化を抑制し、小型かつシンプルな構成にすることができ、２つの計量皿及び各計量センサによって広い範囲にわたって種々の被計量物を正確に計量できる。したがって、例えば、被計量物が郵便物である場合、封書類や小包などの種々の郵便物に対応して、計量の都度、郵便物の重さに適合したはかりを準備したり、集荷時などに複数のはかりを持参する必要がなくなる。

なお、上記構成例では、小さな計量皿５５の昇降手段として、レバー６０の操作によって使用者が手動で昇降動作を行う構成を示したが、これに限るものではない。例えば、計量皿を手で把持して昇降させるような構成であってもよいし、エア、モータ、ソレノイド、アクチュエータ等による昇降機構を用いて、被計量物の計量皿への載置状態による自動判定または手動操作によって計量皿を昇降させる構成、あるいは、小さな計量皿にダンパーを設けて所定荷重以上となった場合に自動的に降下するような構成なども適用可能である。また、小さな計量皿を用いて計量した被計量物の重さが重量オーバであるか否かによって、昇降機構を制御部が制御して自動的に計量皿の高さを調整するような構成も可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、郵便集荷用はかり等に適用可能な計量装置の例として、小さな計量皿に回転起立型の計量皿を設けた構成例を示す。

図８及び図９は本発明の第２の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図であり、図８は小さな計量皿を起立させた状態を示す図、図９は小さな計量皿を収納した状態を示す図である。計量装置１６１は、略扁平な箱形の外観形状をしており、装置筐体上面には大きな計量皿１６３が設けられる。装置筐体上面において大きな計量皿１６３のほぼ中央部分には、略方形に開口した開口１６４が形成され、この開口１６４には、倒立機構を有する小さな計量皿１６５が設けられている。小さな計量皿１６５の倒立機構は、図８に示す大きな計量皿１６３より突出した起立状態と、図９に示す大きな計量皿１６３と略同一高さまたは低くなる仰臥状態とに回動する機構を備える。また、小さな計量皿１６５は、仰臥状態で収納されたときの上面部に、使用者が指を係入して引き上げるための凹部または開口による取手部１６６を有している。

図１０は図８のＤ−Ｄ線要部断面図である。小さな計量皿１６５は、回動軸１６７を中心に回動可能に設けられ、この小さな計量皿１６５の下部には、荷重伝達軸１６８と、ロードセル等による第２計量センサ１６９とが設けられ、この第２計量センサ１６９の下側が下筐体１６２に固定されている。この小さな計量皿１６５は、断面がＵ字状またはＶ字状に形成され、起立状態において、小さな計量皿１６５内側の搭載部１７０に書状郵便物等の薄型の被計量物１７３を立てた状態で搭載できるように構成されている。また、小さな計量皿１６５が起立した状態では、回動軸１６７側の端部に設けた位置決め用ストッパ１７１が荷重伝達軸１６８端面の受け部１７２に当接して位置が固定され、小さな計量皿１６５に載せた被計量物１７３の荷重が荷重伝達軸１６８を介して第２計量センサ１６９に伝達されるようになっている。計量装置のその他の構成は第１の実施形態と同様であり、詳しい説明は省略する。

上記構成において、薄型で軽量の被計量物を計量する場合は、使用者が指で小さな計量皿１６５を起こして起立状態とし、小さな計量皿１６５の搭載部１７０に被計量物を載置する。これにより、容易に小さな計量皿１６５を選択して第２計量センサ１６９による計量を行うことができる。この場合、書状郵便物等の比較的大きな薄型の被計量物であっても、大きな計量皿１６３への干渉を防止しつつ、安定して小さな計量皿１６５に載置することが可能である。また、小さな計量皿１６５を仰臥させた状態では、大きな計量皿１６３に被計量物を載置して計量できる。

このように、第２の実施形態の計量装置によれば、装置を小型化できるとともに、書状郵便物等の比較的大きな薄型の被計量物を計量する場合などにより好適に対応可能である。したがって、封書類と小包など、荷重や形状、大きさが異なる種々の被計量物を計量する場合などにも、１つの計量装置において２つの計量皿を適宜選択し、広い重量範囲にわたって精度の高い計量を行うことができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、台所用はかり等に適用できるように、中央部に設ける小型の計量皿を固定とし、ここに計量容器を装着して粉末、粒、液体等の極小または流体の被計量物を計量可能とした構成を示す。

図１１は本発明の第３の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図である。計量装置１０１は、第１の実施形態と同様、略扁平な箱形の外観形状をしており、下筐体１０２の上に大きな計量皿１０３が取り付けられている。大きな計量皿１０３のほぼ中央部分（内側部分）には、略方形に開口した凹部１０４が形成され、この凹部１０４の底面、すなわち大きな計量皿１０３より低い位置に小さな計量皿１０５が配置されている。なお、凹部１０４の形状は、円形など、他の形状であってもよい。また、第１の実施形態と同様に、大きな計量皿１０３の下側の計量本体内部には四隅にロードセル等による第１計量センサ５６がそれぞれ設けられ、小さな計量皿１０５の下側には静電容量型荷重センサ等による第２計量センサ５９が設けられている。計量装置のその他の構成は第１の実施形態と同様であり、詳しい説明は省略する。

凹部１０４には、計量容器１１１を装着できるようになっている。この計量容器１１１は、樹脂等の軽量な材料で構成され、計量精度に悪影響がないようにしている。計量容器１１１には、粉末、粒、液体等の極小または流体の被計量物を入れることができ、底部が略同一形状の凹部１０４に嵌合するようになっている。また、凹部１０４には、非使用時に凹部１０４への異物の浸入を防止するために、スポンジ等で構成された浸入防止材１１２を封入可能となっている。さらに、装置筐体上面には、大きな計量皿１０３を覆い開口を遮蔽するカバー１１３を装着可能であり、非使用時に凹部１０４や筐体内への塵や水等の浸入を防止できるようになっている。なお、このカバー１１３は、計量装置の保護カバーとしても機能し、搬送時等に計量皿に加わる衝撃などから計量センサを保護し、計量センサの破損を防止可能である。

上記構成において、比較的大型で重い被計量物を計量する場合は、大きな計量皿１０３にそのまま載置することで、小さな計量皿１０５と干渉しない状態で容易に大きな計量皿１０３を選択して第１計量センサ５６による計量を行うことができる。一方、凹部１０４内に収まる小型で軽量の被計量物を計量する場合は、小さな計量皿１０５に載置することで、容易に小さな計量皿１０５を選択して第２計量センサ５９による計量を行うことができる。また、粉末や液体等の被計量物を計量する場合は、凹部１０４に計量容器１１１を装着してゼロ点調整（風袋引き）を行った後、計量容器１１１に被計量物を入れることで、第２計量センサ５９による計量を行うことができる。

このように、第３の実施形態の計量装置によれば、装置を小型化できるとともに、大きな物体から液体まで多様な大きさの被計量物について、１つの計量装置において２つの計量皿を適宜選択し、広い重量範囲にわたって正確に計量することが可能となる。この第３の実施形態の計量装置は、台所用はかり等に好適である。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、大きな計量皿と小さな計量皿との２つの計量皿を併用可能とし、計量範囲の拡大を図った構成を示す。

図１２は本発明の第４の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図である。計量装置１２１は、第１の実施形態と同様、略扁平な箱形の外観形状をしており、下筐体１２２の上に大きな計量皿１２３が取り付けられている。大きな計量皿１２３のほぼ中央部分（内側部分）には、円形の開口１２４が形成され、この開口１２４内には大きな計量皿１２３と略同一高さに円形の小さな計量皿１２５が配置されている。なお、開口１２４及び小さな計量皿１２５の形状は、方形など、他の形状であってもよい。

図１３は図１２のＣ−Ｃ線要部断面図である。大きな計量皿１２３の下部には、荷重伝達軸１２７に連結されたロードセル等による第１計量センサ１２６が設けられ、この第１計量センサ１２６の下側が下筐体１２２に固定されている。大きな計量皿１２３にかかる荷重は、荷重伝達軸１２７を介して第１計量センサ１２６に伝達されるようになっている。また、小さな計量皿１２５の計量皿の下部には、第１計量センサ１２６と略同じ秤量の第２計量センサ１２８が荷重伝達軸１２９に連結されて設けられ、この第２計量センサ１２８の下側が下筐体１２２に固定されている。小さな計量皿１２５にかかる荷重は、荷重伝達軸１２９を介して第２計量センサ１２８に伝達されるようになっている。また、第１計量センサ１２６及び第２計量センサ１２８の下側には、それぞれ荷重伝達軸１２７、１２９の位置に対応して、計量センサに大きな荷重がかかった場合に当接して所定量以上の荷重入力を防止する過荷重防止用のストッパ１３０、１３１が突設されている。

第４の実施形態では、演算処理部において、第１計量センサ１２６による検出出力と第２計量センサ１２８による検出出力とが加算され、検出出力の累計に基づいて計量値が算出される。計量装置のその他の構成は第１の実施形態と同様であり、詳しい説明は省略する。

上記構成において、小型で軽量の被計量物を計量する場合は、使用者は中央部の小さな計量皿１２５に載置することで、容易に小さな計量皿１２５を選択して第２計量センサ１２８による計量を行うことができる。また、大型で重量のある被計量物を計量する場合は、２つの計量皿を略同一面に配置した構成としているので、使用者は被計量物を中央部に置くことで小さな計量皿１２５と大きな計量皿１２３の双方に渡って載置され、第１計量センサ１２６及び第２計量センサ１２８によって計量範囲を拡大して計量することができる。なお、小型で重量のある被計量物を計量する際に、被計量物を大きな計量皿１２３の一部のみに載置すると、計量センサの計量範囲を超えて計量誤差が発生する場合がある。このような場合は、大きな計量皿１２３と小さな計量皿１２５の双方に荷重がかかるように２つの計量皿に渡って載置することで、第１計量センサ１２６及び第２計量センサ１２８を用いた精度の高い計量を行うことができる。

このように、第４の実施形態の計量装置によれば、大きな計量皿の開口の内部に小さな計量皿を設けることで、小型かつシンプルな構成にすることができ、２つの計量皿及び略同一の２つの計量センサを用いて、計量範囲を拡大することができる。本実施形態の構成では、計量皿及び計量センサを計量本体内に並置することで、計量皿と計量センサの連結が容易であり、各計量センサを障害なく機能させることができる。使用者は被計量物をほぼ中央に載置するだけで、重量物の場合は２つの計量皿にわたって載置され、２つの計量センサによって適切な計量範囲で精度の高い計量が可能であり、軽量物の場合は１つの計量皿及び計量センサによって正確に計量することができる。したがって、使用者は計量皿の調整作業が不要であり、意識して計量皿を選択しなくても広い範囲にわたって正確な計量が可能である。また、計量センサの秤量や特性を略同一にすることにより、後段のＡ／Ｄ変換器、メモリ、温度補償部、演算処理部等を共通に使用することができ、コスト削減を図れる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、小さな計量皿に装着可能なカバーを設けた構成例を示す。

図１４は本発明の第５の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図である。計量装置１３１は、略扁平な箱形の外観形状をしており、下筐体１３２の上に大きな計量皿１３３が取り付けられている。大きな計量皿１３３のほぼ中央部分（内側部分）には、円形の開口１３４が形成され、この開口１３４内には大きな計量皿１３３と略同一高さに円形の小さな計量皿１３５が配置されている。なお、開口１３４及び小さな計量皿１３５の形状は、方形など、他の形状であってもよい。

この計量装置１３１には、大きな計量皿１３３及び小さな計量皿１３５を覆うカバー１４１を装着可能であり、非使用時や搬送時等にこのカバー１４１によって計量皿に加わる衝撃などから計量センサを保護し、計量センサの破損を防止できるようになっている。計量装置１３１の筐体上面の大きな計量皿１３３両側部には、カバー１４１に突設された４つの係止爪１４４が係合する係合穴１３７が設けられている。また、小さな計量皿１３５には、カバー１４１を装着する際の位置決め穴１３６が３つ設けられている。カバー１４１は、内側が薄いトレイ形状に構成された搭載部となっており、外側中央部に小さな計量皿１３５の形状に対応した突出部１４２が設けられ、突出部１４２の上面には小さな計量皿１３５の位置決め穴１３６に係合する位置決め突起１４３が設けられている。計量装置のその他の構成は第１の実施形態と同様であり、詳しい説明は省略する。

図１５は小さな計量皿にカバーを装着した状態を示す断面図である。小さな計量皿１３５にカバー１４１の突出部１４２を係合して装着することによって、カバー１４１を小さな計量皿１３５の延長部材として利用可能である。大型の書状郵便物など、軽量で大きくかつ剛性の低い被計量物を計量する場合や大型かつ計量で異型の被計量物を計量する場合などに、大きな計量皿１３３と小さな計量皿１３５の双方に被計量物が載ってしまい、計量誤差が発生することがある。そこで、使用者がカバー１４１を小さな計量皿１３５に装着してカバー１４１の上に被計量物１４５を載せることで、大型の被計量物であっても、大きな計量皿１３３と接触や干渉することなく、被計量物１４５の荷重がカバー１４１から小さな計量皿１３５を介して第２計量センサ５９に伝達される。

このように、第５の実施形態の計量装置によれば、２つの計量皿を用いて広い重量範囲にわたって適切な計量が可能であるとともに、大型で軽量の被計量物を計量する場合であっても、カバーを小さな計量皿に装着することにより小さな計量皿の受け面積を拡大することが可能である。したがって、カバーを用いて大きな計量皿と干渉することなく被計量物を小さな計量皿のみに載置でき、精度の高い計量を行うことができる。

図１６は第５の実施形態の変形例を示す計量装置前面部の斜視図である。この変形例は、計量装置の筐体前面部１６０に、回動可能な前面パネル１５１を設けたものである。前面パネル１５１は、表示部１５２と操作部１５３とが配設され、回動軸１５４を中心に回動可能な構造となっている。このような回動可能な前面パネル１５１によって、表示部１５２及び操作部１５３を水平位置から垂直位置まで任意の向きに自在に向けることができる。この変形例によれば、計量装置外形より大きな被計量物を載せた場合などに、表示部が被計量物に隠れて見難くなることを防止できる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態では、大きな計量皿の開口に小さな計量皿を着脱して高さ調整可能な計量装置の例を示す。この計量装置は、郵便集荷用はかり等に適用可能である。

図１７は本発明の第６の実施形態に係る計量装置の外観を示す斜視図である。計量装置１の筐体は、略扁平な箱形をしており、主に下筐体１０と、この下筐体１０の上に取り付けられた大きな計量皿１７とを備えて構成される。大きな計量皿１７の上面の中央部分には、８角形の星形状の開口１５が形成されている。この開口１５には、小さな計量皿１６が着脱自在に係合または嵌合されている。この小さな計量皿１６は、４角形の箱状部材を伏せた状態に形成され、開口１５内部に配置される。また、大きな計量皿１７の前方には、重さ等の情報を表示する表示部１８、電源のオンオフを行う電源ボタン１９、はかりのゼロ点を設定するゼロセットボタン２０が設けられている。

図１８は大きな計量皿１７の開口１５に小さな計量皿１６が係合された２通りの状態を示す図である。図１９は小さな計量皿１６を支える４本の支柱３８と荷重伝達軸３９の位置関係を示す図である。小さな計量皿１６は、第２計量センサを有してなる軽荷重用計量部２３の真上で遊離するように配置される。図１８（Ａ）は、図１７の状態に相当し、着脱自在な小さな計量皿１６を大きな計量皿１７の外形に対して平行状態で開口１５に係合した第１の状態を示している。この第１の状態では、小さな計量皿１６を支える４本の支柱３８は、軽荷重用計量部２３の上面に設けられた４本の荷重伝達軸３９の上にそれぞれ載っている（図１９（Ａ）参照）。よって、第１の状態では、小さな計量皿１６は大きな計量皿１７より高く突出した状態となる。

一方、図１８（Ｂ）は小さな計量皿１６を開口１５から一旦取り外し、上記第１の状態に対して斜め４５度に回転させて開口１５に係合した第２の状態を示している。この第２の状態では、小さな計量皿１６を支える４本の支柱３８は、軽荷重用計量部２３の上面に設けられた４本の荷重伝達軸３９と一致せず、荷重伝達軸３９に小さな計量皿１６が直接載っている（図１９（Ｂ）参照）。よって、第２の状態では、小さな計量皿１６は大きな計量皿１７より一段低く引っ込んだ状態となる。

このように、小さな計量皿１６を開口１５において回転させることによって計量センサの荷重伝達軸に当接する高さを調整可能であり、大きな計量皿１７に対して突出または引込み状態に小さな計量皿１６の停止位置を変更できるようになっている。第１の状態において、図１９（Ａ）のように上から封書等の被計量物３５を載せた場合、被計量物３５は、小さな計量皿１６に載置され、その荷重は支柱３８、荷重伝達軸３９を介して軽荷重用計量部２３に伝達される。

図２０は小さな計量皿１６を斜め４５度回転させて開口１５に係合した第２の状態における計量装置の外観を示す斜視図である。この状態では、前述したように、小さな計量皿１６の上面は、大きな計量皿１７の上面より一段低い位置にあり、上から被計量物を載置した場合、被計量物は大きな計量皿１７に載置されることになる。第２の状態において、図１９（Ｂ）のように上から小包等の被計量物４２を載せた場合、被計量物４２は、大きな計量皿１７に載置され、その荷重は荷重伝達軸４１を介して大きな計量皿１７の下部の四隅に設けられた第１計量センサを有してなる重荷重用計量部２５に伝達される。

このように、開口１５に着脱自在な小さな計量皿１６を大きな計量皿１７に対して平行に装着するか、斜め４５度に回転させて装着するかによって、小さな計量皿１６を突出状態または引込み状態に切り替えることができる。このため、使用者は、被計量物を小さな計量皿１６の上に載せるか、あるいは大きな計量皿１７の上に載せるかを簡単に切り替えて計量することができる。また、本実施形態では、小さな計量皿１６と大きな計量皿１７の干渉を防止する構造となっているため、小さな計量皿１６及び大きな計量皿１７の両方に跨って被計量物が載置されてしまい、正確な計量ができなくなることが防止される。

図２１は第６の実施形態における計量装置１の電気的構成を示すブロック図である。計量装置１は、軽荷重用計量部２３及び重荷重用計量部２５に周知のプロセッサ（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する制御部２６が接続されて構成されている。また、制御部２６には、電源ボタン１９、ゼロセットボタン２０等を有する操作部２８、表示部１８が接続されている。重荷重用計量部２５は、最適計量領域が重量側にある高秤量（例えば３０ｋｇ程度）の計量センサを有して構成され、大きな計量皿１７に載せられた被計量物の重さを検出し、その検出信号を制御部２６に出力する。軽荷重用計量部２３は、最適計量領域が軽量側にある低秤量（例えば３ｋｇ程度）の計量センサを有して構成され、小さな計量皿１６に載せられた被計量物の重さを検出し、その検出信号を制御部２６に出力する。このように、重荷重用計量部２５と軽荷重用計量部２３には、それぞれ定格計量範囲が異なる計量センサが設けられる。

制御部２６は、計量値を算出する演算処理部の機能を有し、軽荷重用計量部２３及び重荷重用計量部２５のうち、正常な信号が入力された計量部からの検出信号を基に計量値を算出し、計量結果を表示部１８に出力する。表示部１８には、小さな計量皿１６または大きな計量皿１７のいずれかに載せられた被計量物の計量結果である重さ情報が表示される。

上記構成を有する計量装置の計量動作を示す。計量動作の処理プログラムは、制御部２６内のＲＯＭに格納されており、ＣＰＵによって実行される。電源ボタン１９を押すと、電源オンとなって計量動作が開始する。ここで、予め比較的軽い被計量物を計量することが分かっている場合、図１８（Ａ）及び図１９（Ａ）に示すように、使用者が小さな計量皿１６の停止位置を大きな計量皿１７より高い位置にセットしておく。この状態では、被計量物が大きな計量皿１７と干渉しないように、小さな計量皿１６のみを選択して載せることができる。そして、小さな計量皿１６に載せられた被計量物の重量が軽荷重用計量部２３によって計量される。

一方、予め比較的重い被計量物を計量することが分かっている場合、図１８（Ｂ）及び図１９（Ｂ）に示すように、使用者が小さな計量皿１６を４５度回転させて係合し、停止位置を大きな計量皿１７より低い位置にセットしておく。この状態では、被計量物が小さな計量皿１６と干渉しないように、大きな計量皿１７のみを選択して載せることができる。そして、大きな計量皿１７に載せられた被計量物の重量が重荷重用計量部２５によって計量される。

計量時には、ゼロセットボタン２０を押すことでゼロ点調整が行われ、表示部１８には「０ｇ」が表示される。被計量物を小さな計量皿１６あるいは大きな計量皿１７に載せると、その荷重が軽荷重用計量部２３あるいは重荷重用計量部２５によって検出される。この荷重の検出信号は、制御部２６に所定期間連続的に伝達され、制御部２６において繰り返し計量値が演算されて出力される。そして、制御部２６に入力される検出信号の変動が収まった場合、計量完了と判断する。そして、計量結果の重さ情報を表示部１８に表示する。

なお、小さな計量皿１６を用いた計量の途中で、重量オーバが生じた場合などには、小さな計量皿１６を開口１５から一旦取り外して４５度回転させて取り付け直してもよく、途中から大きな計量皿１７を用いた計量に容易に切り替えることができる。また、被計量物が軽荷重用計量部２３の秤量を超える場合は、被計量物の重さで自動的に小さな計量皿１６が下がって大きな計量皿１７に被計量物が載るような構造としてもよい。また、表示部１８には、小さな計量皿１６と大きな計量皿１７のそれぞれによって計量される重さ情報を別個に表示するようにしてもよい。

このように、第６の実施形態の計量装置によれば、被計量物の荷重に合わせて小さな計量皿の高さを調整し、大きな計量皿と小さな計量皿とを簡単に切り替えて使用することができる。使用者は、被計量物の荷重に応じて小さな計量皿と大きな計量皿を互いに干渉しない状態で容易に選択して使用し、被計量物の重さに適合した秤量の計量センサによって誤差の少ない計量を行うことができる。大きな計量皿の開口の内部に小さな計量皿を設けることで、小型かつシンプルな構成にすることができ、１つの計量装置によって広い範囲にわたって種々の被計量物の重さを正確に計量することが可能となる。したがって、計量の都度、被計量物の重さに適合したはかりを準備したり、集荷等の際に複数のはかりを持参する必要がなくなる。

なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限るものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲において、各種の変形実施が可能である。上記実施形態では、大きな計量皿を重荷重用、小さな計量皿を軽荷重用として説明したが、計量皿の大小と計量範囲との対応関係は任意である。上記と逆に、大きな計量皿で軽量物を計量し、小さな計量皿で重量物を計量する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、計量皿の形状は四角形や円形の構成例を示したが、このような形状に限らず、上面中央部に設けられる小さな計量皿は、三角形や五角形、あるいは異形のものなど、各種形状の計量皿としてもよい。

また、上記実施形態では、２つの計量皿を設けた構成例を示したが、上面中央部に設けられる小さな計量皿が複数に分離されたものなど、３つ以上の計量皿を備える構成としてもよい。また、大きな計量皿の高さを調整可能にした構成であってもよい。

また、計量皿及び計量センサを設ける計量本体と、制御部（演算処理部）や表示部とは、別体に構成してケーブル等で接続するようなシステム構成としてもよい。この場合、計量本体と制御部や表示部とを別筐体で構成した計量装置としてもよいし、計量本体と共に別体のパーソナルコンピュータ等の情報処理装置を用いて制御部や表示部を構成することもできる。

また、上記実施形態では、郵便集荷用はかりや台所用はかりなどに適用した場合を示したが、種々のはかりに適用可能であることは勿論である。

本発明は、開口の内部に小さな計量皿を設けることで、大型化することなく、複数の計量皿及び計量センサによって広い範囲にわたって種々の被計量物を正確に計量可能となる効果を有し、軽量物から重量物まで測定できる計量装置として、例えば、郵便集荷用はかりや各種の電子はかり等に有用である。

本発明の第１の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図 図１のＡ−Ａ線要部断面図であり、小さな計量皿を上昇させた状態を示す図 図１のＡ−Ａ線要部断面図であり、小さな計量皿を下降させた状態を示す図 図１のＢ−Ｂ線要部断面図 第２計量センサとして用いられる静電容量式の荷重センサの構成を示す斜視図 第１計量センサとして用いられるロードセルの構成を示す断面図 第１の実施形態の計量装置の電気的構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図であり、小さな計量皿を起立させた状態を示す図 本発明の第２の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図であり、小さな計量皿を収納した状態を示す図 図８のＤ−Ｄ線要部断面図 本発明の第３の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図 本発明の第４の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図 図１２のＣ−Ｃ線要部断面図 本発明の第５の実施形態における計量装置の外観を示す斜視図 第５の実施形態の計量装置において小さな計量皿にカバーを装着した状態を示す断面図 第５の実施形態の変形例を示す計量装置前面部の斜視図 本発明の第６の実施形態に係る計量装置の外観を示す斜視図 第６の実施形態の計量装置における大きな計量皿の開口に小さな計量皿が係合された２通りの状態を示す図 第６の実施形態の計量装置における小さな計量皿を支える４本の支柱と荷重伝達軸の位置関係を示す図 第６の実施形態の計量装置における小さな計量皿を斜め４５度回転させて開口に係合した第２の状態の外観を示す斜視図 第６の実施形態における計量装置の電気的構成を示すブロック図 従来の郵便集荷用はかりの外観を示す斜視図 別の従来の郵便集荷用はかりの外観を示す斜視図

符号の説明

１、５１、１０１、１２１、１３１、１６１ 計量装置
１５、５４、１２４、１３４、１６４ 開口
１６、５５、１０５、１２５、１３５、１６５ 小さな計量皿
１７、５３、１０３、１２３、１３３、１６３ 大きな計量皿
１８、６２、１５２ 表示部
２３ 軽荷重用計量部
２５ 重荷重用計量部
２６ 制御部
３８ 支柱
３９、４１、５７、５８、６４、１２７、１２９ 荷重伝達軸
５６、１２６ 第１計量センサ
５９、１２８、１６９ 第２計量センサ
６０ レバー
６１ アーム
６３、１５３ 操作部
６６、１３０、１３１ ストッパ
９１、９２ Ａ／Ｄ変換器
９３ 演算処理部
９４ メモリ
９５ 温度補償部
１０４ 凹部
１１１ 計量容器
１１２ 浸入防止材
１１３、１４１ カバー
１３６ 位置決め穴
１４２ 突出部
１４３ 位置決め突起
１５１ 前面パネル
１５４、１６７ 回動軸
１６６ 取手部
１７０ 搭載部

Claims (8)

1. 大小の計量皿と、該大きな計量皿の荷重を受ける第１計量センサと、前記小さな計量皿の荷重を受ける第２計量センサとを有し、前記第１及び第２の計量センサが計量本体内に並置された計量装置であって、
   前記大きな計量皿は前記小さな計量皿が昇降し得る開口が設けられ、小さな計量皿が被計量物に応じて、停止位置を調整できるようになっていることを特徴とする計量装置。
2. 請求項１記載の計量装置であって、
   前記第２計量センサは前記第１計量センサよりも秤量が小さく、
   前記小さな計量皿は、被計量物の脱落を防止する搭載部を有し、
   該搭載部は、請求項１記載の開口で開閉するように支持されており、計量時には起立させ、非計量時には仰臥させ、小さな計量皿の頂面が前記開口より低い位置で停止させるようになっていることを特徴とする計量装置。
3. 大小の計量皿と、該大きな計量皿の荷重を受ける第１計量センサと、前記小さな計量皿の荷重を受ける第２計量センサとを有し、前記第１及び第２の計量センサが計量本体内に並置された計量装置であって、
   前記小さな計量皿は請求項１記載の開口よりも低い位置で固定され、小さな計量皿への搭載が容器を介して行われることを特徴とする計量装置。
4. 大小の計量皿と、該大きな計量皿の荷重を受ける第１計量センサと、前記小さな計量皿の荷重を受ける第２計量センサとを有し、前記第１及び第２の計量センサが計量本体内に並置された計量装置であって、
   前記第１計量センサと第２計量センサは略同じ秤量であり、
   前記小さな計量皿が請求項１記載の開口において、開口と同じ高さで固定され、搭載すべき計量皿を任意に選択することができることを特徴とする計量装置。
5. 請求項１記載の小さな計量皿の昇降は、
   前記第２計量センサが計量本体に固定され、
   前記小さな計量皿が該第２計量センサの真上で遊離するように配置され、
   前記小さい計量皿と前記第２計量センサとの間に昇降手段が介在し、手操作によりなされることを特徴とする計量装置。
6. 請求項１ないし４記載の計量装置であって、
   非計量時に前記開口を遮蔽するカバーを備え、計量本体への侵入を防止することを特徴とする計量装置。
7. 請求項１ないし４記載の計量装置であって、
   前記第２計量センサは小さな計量皿の真下に配置され、
   前記第１計量センサは計量本体内のコーナーにおいて複数配置され、重い被計量物に対し、荷重を分散して受けることを特徴とする計量装置。
8. 大小の計量皿と、該大きな計量皿の荷重を受ける第１計量センサと、前記小さな計量皿の荷重を受ける第２計量センサとを有し、前記第１及び第２の計量センサが計量本体内に並置された計量装置であって、
   非計量時に前記大小の計量皿を覆うカバーを備え、該カバーは反転して前記小さな計量皿に取り付けられることを特徴とする計量装置。

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