JP2010122140A - Load-cell-type weighing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、重量等を電気信号に変換する荷重変換器としてロードセルを用いたロードセル式計量装置に関し、特に、高湿環境下での使用が可能なロードセル式計量装置に関する。 The present invention relates to a load cell type weighing device using a load cell as a load converter for converting weight or the like into an electric signal, and more particularly to a load cell type weighing device that can be used in a high humidity environment.
ロードセル式計量装置に用いられるロードセルは、一般に歪ゲージ式ロードセルであり、起歪体および起歪体に取り付けられる歪ゲージを備えている。起歪体は、被計量物の重量が荷重として加えられるように構成される可動部を有している。被計量物の重量が荷重として可動部に加えられると、当該可動部は起歪体の固定位置から見て変位するため、その変位を歪ゲージにより検出して電気信号に変換する。 The load cell used in the load cell type weighing device is generally a strain gauge type load cell, and includes a strain generating body and a strain gauge attached to the strain generating body. The strain body has a movable part configured such that the weight of the object to be weighed is applied as a load. When the weight of the object to be weighed is applied to the movable part as a load, the movable part is displaced as seen from the fixed position of the strain generating body, and the displacement is detected by a strain gauge and converted into an electric signal.
前記ロードセル式計量装置は、さまざまな種類の被計量物の計量に使用されている。このうち、被計量物が農水産品、生鮮食品等であれば、これらは水分を多く含むため、計量の環境は高湿度なものとなる。しかも、農水産品や生鮮食品は加工食品と比較して相対的に腐敗しやすい。したがって、これらを取り扱う環境では、高度な食品衛生管理が要求されるため、加工、運搬、計量等に関わる設備や容器等を頻繁に洗浄したり消毒したりすることが必要となる。もちろん、加工食品であってもその種類や取扱方法等によっては、前記と同様に対応すべき場合があることはいうまでもない。 The load cell type weighing device is used for weighing various kinds of objects to be weighed. Among these, if the objects to be weighed are agricultural and fishery products, fresh foods, etc., these contain a lot of moisture, so that the environment for measurement becomes high humidity. In addition, agricultural and fishery products and fresh foods are relatively susceptible to spoilage compared to processed foods. Therefore, in the environment where these are handled, since high level food hygiene management is required, it is necessary to frequently wash and disinfect equipment and containers related to processing, transportation, and weighing. Of course, it goes without saying that even processed foods may have to be handled in the same manner as described above depending on the type and handling method.
このように、特に農水産品や生鮮食品等を計量する用途にロードセル式計量装置が用いられる場合、当該ロードセル式計量装置には、洗浄に対応可能な防水性(あるいは耐水性)が要求される。 In this way, particularly when a load cell type weighing device is used for measuring agricultural and fishery products, fresh foods, etc., the load cell type weighing device is required to have waterproofness (or water resistance) that can cope with washing.
ただし、防水性といっても、水分への曝露状況に応じて要求される性能は異なる。例えば特許文献1には、ロードセルを用いた組合せ計量装置において洗浄に対応できる防水構造に関する技術が開示されている。衛生上または品質の管理上の観点から組合せ計量装置を洗浄するために、分散フィーダ部をフィーダカバーで被い防水構造とすると、防水されたカバー内に熱がこもり、ロードセルが熱の悪影響を受ける。そこで、この技術では、フィーダカバーによって防水された分散フィーダ部の防水部内に吸気口と排気口を有する換気用ダクトを導入配置するとともに、該換気用ダクトから防水部内への吸気と排気を行う換気手段を被計量物の流下経路外に設けている。同文献によれば、前記構成によって、防水部内に熱がこもることを防止できるとされる。 However, even if it is waterproof, the required performance differs depending on the state of exposure to moisture. For example, Patent Document 1 discloses a technique related to a waterproof structure that can cope with cleaning in a combination weighing device using a load cell. In order to clean the combination weighing device from the viewpoint of hygiene or quality control, if the dispersion feeder is covered with a feeder cover and has a waterproof structure, heat is trapped in the waterproof cover and the load cell is adversely affected by the heat. . Therefore, in this technology, a ventilation duct having an intake port and an exhaust port is introduced and disposed in the waterproof portion of the distributed feeder portion that is waterproofed by the feeder cover, and ventilation that performs intake and exhaust from the ventilation duct into the waterproof portion. Means are provided outside the flow path of the object to be weighed. According to the document, the above configuration can prevent heat from being trapped in the waterproof portion.
同様に、特許文献2には、防水構造のモータを有する計量装置において稼働直後に水洗等してもモータ内部への浸水を防止する技術が開示されている。この技術では、モータユニットの防水カバーと筐体との間が通気用パイプで通気接続されている。同文献によれば、前記構成によって、装置稼働直後に水洗されモータユニットが急冷された場合でも、通気用パイプを介して気圧の変化を筐体側で吸収できるため、モータユニット内部で急激な気圧変化を生じず、防水性の弱い箇所からの浸水を未然に防止できるとされる。 Similarly, Patent Document 2 discloses a technique for preventing water from entering a motor even if it is washed immediately after operation in a weighing device having a waterproof motor. In this technique, the waterproof cover of the motor unit and the housing are connected by ventilation with a ventilation pipe. According to this document, even if the motor unit is washed immediately after the apparatus is operated and the motor unit is rapidly cooled, the pressure change can be absorbed on the housing side through the ventilation pipe. It is said that it is possible to prevent inundation from a weakly waterproof portion.
また、前記洗浄に対応する防水技術とは別に、高湿度環境下で発生する結露の影響を回避する技術(結露対応技術)も提案されている。例えば、特許文献3には、ロードセル式計量装置のみを対象とする技術ではないが、電気機器の結露防止装置として、電気機器の箱体内に設けられるヒータとフアンと結露検出器とを備える構成が開示されている。同文献によれば、例えば湿度95%以上となったときにヒータを作動させて結露防止を図ったとしても、ヒータの作動時間が長くなるため消費電力節減の効果がそれほど得られないとされる。そこで、この技術では、この箱体内にヒータとフアンを併設し、この両者を箱体内に配設された結露検出器で制御して最も効率よく作動させることにより消費電力の節減を図っている。なお、この文献では、具体的な電気機器としては配電盤が挙げられている。 In addition to the waterproofing technology corresponding to the cleaning, a technology (condensation handling technology) that avoids the influence of condensation occurring in a high humidity environment has also been proposed. For example, Patent Document 3 is not a technique that targets only a load cell type weighing device, but has a configuration including a heater, a fan, and a dew condensation detector provided in a box of the electric device as a dew condensation prevention device for the electric device. It is disclosed. According to this document, for example, even if the heater is operated to prevent dew condensation when the humidity is 95% or higher, the heater operation time becomes longer, so that the effect of reducing power consumption is not obtained so much. . Therefore, in this technique, a heater and a fan are provided in the box, and both are controlled by a dew condensation detector disposed in the box to operate most efficiently, thereby reducing power consumption. In this document, a switchboard is cited as a specific electric device.
同様に、特許文献4には、オーディオテープレコーダ、ビデオテープレコーダを対象とした技術であるが、結露検出動作をより好適に行うことができる結露検出装置が開示されている。この技術では、結露検出状態中に電源が遮断されると、その後、電源が再投入されても検出装置が結露検出状態とならないという問題を解決することを目的としており、結露検出状態中に電源が遮断されても、この状態を保存手段により保存し、電源再投入時には一定時間強制的に結露検出状態とするよう構成している。 Similarly, Patent Document 4 discloses a technique that targets audio tape recorders and video tape recorders, but discloses a condensation detection apparatus that can more suitably perform the condensation detection operation. This technology aims to solve the problem that if the power is shut off during the condensation detection state, the detection device will not enter the condensation detection state even if the power is turned on again. Even when the power is shut off, this state is stored by the storage means, and when the power is turned on again, the dew condensation detection state is forcibly set for a certain time.
また、特許文献5には、計量装置に関する結露対応技術が開示されている。この文献によれば、秤量モジュール等の力測定デバイスが、ハウジングによって密閉された力測定セルを備えていると、力測定セルの検査が非常に高価であり、さらには不可能であるとされる。そこで、力測定セルの動作寿命に影響を及ぼす内部空間の大気状態のパラメータを、ハウジングの内部空間に配置されたセンサー、および/またはハウジングに配置されたセンサーによって測定する。例えば、センサーとしてたとえば湿度センサーを使用して、パラメータとして内部空間の湿度変化を検出している。 Patent Document 5 discloses a technique for dealing with condensation related to a weighing device. According to this document, if a force measuring device such as a weighing module is provided with a force measuring cell sealed by a housing, the inspection of the force measuring cell is very expensive and even impossible. . Therefore, parameters of the atmospheric state of the internal space that affect the operating life of the force measurement cell are measured by a sensor disposed in the internal space of the housing and / or a sensor disposed in the housing. For example, a humidity sensor is used as a sensor, and a humidity change in the internal space is detected as a parameter.
ところで、ロードセル式計量装置においては、荷重変換器であるロードセルが適正な状態になければ、計量精度に影響が生じることが知られている。例えば、特許文献1に開示されているように、ロードセルは熱によって悪影響を受けることが知られている。また、特許文献6には、ロードセルの抵抗値を高くすると秤量精度が犠牲になるという知見が開示されている。具体的には、この文献では、バッテリを電源としたロードセル式秤量計において、バッテリが比較的急速に消耗するという点を問題として挙げている。そして、考え得る対策の一つとして、抵抗器あるいはロードセルの抵抗値をより高くすることで電流値を減少させる方法が挙げられるが、この方法では秤量精度が犠牲になることが開示されている。そこで、特許文献6に開示の技術では、待機電力状態と通常電力状態とを切り替えている。 By the way, in the load cell type measuring device, it is known that if the load cell which is a load converter is not in an appropriate state, the measuring accuracy is affected. For example, as disclosed in Patent Document 1, it is known that a load cell is adversely affected by heat. Patent Document 6 discloses the knowledge that weighing accuracy is sacrificed when the load cell resistance value is increased. Specifically, in this document, in a load cell type weighing instrument using a battery as a power source, the problem is that the battery is consumed relatively quickly. One possible countermeasure is a method of decreasing the current value by increasing the resistance value of the resistor or the load cell. However, this method discloses that the weighing accuracy is sacrificed. Therefore, in the technique disclosed in Patent Document 6, the standby power state and the normal power state are switched.
さらに、ロードセルに対して水分が接触したり結露が生じたりすると、ロードセルが腐食するおそれがある。このような腐食は、もちろん計量精度に大きな影響を与える。そこで、例えば、特許文献7および特許文献8には、ロードセルの本体を構成する起歪体の表面を樹脂等でコーティングし、起歪体の腐食を回避する技術が開示されている。特許文献7に開示される技術では、起歪体をウレタンゲルでコーティングしており、特許文献8に開示される技術では、ガラス転移温度が40℃以上の樹脂からなる塗膜層を含み電気絶縁性を有する皮膜で起歪体を覆っている。
近年、農水産品や生鮮食品を含む食品の加工や製造全般においては、従来よりも一層高度な衛生管理が要求されている。そこで、防水性を有するロードセル式計量装置においても、高度な衛生管理に対応すべくさまざまな対応がなされている。中でも、洗浄に対する利便性を高めるため、ロードセル式計量装置の外装としては、樹脂製のケースに代えてステンレス製のケースが用いられるようになっている。ところが、ステンレスは樹脂と比べて熱伝導率が高いため、ロードセル式計量装置の内部が結露しやすい、という問題が生ずる。 In recent years, in general processing and production of foods including agricultural and fishery products and fresh foods, more advanced hygiene management is required than before. In view of this, various measures have been taken in load cell type weighing devices having waterproof properties to cope with advanced hygiene management. In particular, in order to enhance the convenience for washing, a stainless steel case is used as the exterior of the load cell type weighing device instead of the resin case. However, since stainless steel has higher thermal conductivity than resin, there is a problem that the inside of the load cell type measuring device is likely to condense.
前記のとおり、農水産品や生鮮食品等を被計量物として計量する現場では、頻繁に洗浄を行うことから湿度が高く、かつ、被計量物が腐敗しやすい場合には、外気よりも低温に設定されていることが多い。このような環境下であっても、ロードセル式計量装置の外装が樹脂製であれば、その熱伝導率は低いために、ロードセル式計量装置の内部に対して一種の断熱作用が生じる。それゆえ、当該ロードセル式計量装置の内部では、通常、内部で結露は発生し難い。これに対して、外装がステンレス製であると、その熱伝導率の高さから、外装が冷却されやすく、それゆえ、従来の樹脂製に比べて内部に結露が生じやすい。特に、ロードセルに結露が生じると、計量精度が大きく低下するため、内部の結露は発生を回避すべき現象である。 As mentioned above, at the site where agricultural and fishery products, fresh foods, etc. are weighed as objects to be weighed, it is set to a lower temperature than the outside air when the humidity is high and the objects to be weighed are likely to rot due to frequent washing. It is often done. Even in such an environment, if the exterior of the load cell type metering device is made of resin, the heat conductivity is low, so that a kind of heat insulating action is generated inside the load cell type metering device. Therefore, in the inside of the load cell type weighing device, normally, condensation is hardly generated inside. On the other hand, if the exterior is made of stainless steel, the exterior is easily cooled because of its high thermal conductivity, and therefore, condensation is likely to occur inside compared to a conventional resin. In particular, if condensation occurs in the load cell, the measurement accuracy is greatly reduced, so internal condensation is a phenomenon that should be avoided.
ここで、特許文献1および2に開示される技術は、ロードセル式計量装置の防水性を高めることはできるとされるが、内部の結露の発生を回避することはできない。一方、特許文献3から5に開示される技術は、結露検出器や湿度センサーを備える構成となっており、特に特許文献3および4に開示される技術では、結露の防止のためにヒータを用いることが開示されている。それゆえ、結露の発生を防止するためには、ロードセル式計量装置の内部にヒータを設けることが想定される。 Here, the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 can improve the waterproofness of the load cell type weighing device, but cannot prevent the occurrence of internal condensation. On the other hand, the techniques disclosed in Patent Documents 3 to 5 are configured to include a dew condensation detector and a humidity sensor. In particular, the techniques disclosed in Patent Documents 3 and 4 use a heater to prevent condensation. It is disclosed. Therefore, in order to prevent the occurrence of condensation, it is assumed that a heater is provided inside the load cell type weighing device.
しかしながら、特許文献1に開示されるように、ロードセルは熱によって悪影響を受けることが知られており、また、一般に温度が上昇すると抵抗値も高くなるので、特許文献6に開示されるように、ロードセルの秤量精度も低下する。したがって、ロードセルの近傍にヒータを設けることは現実的ではない。 However, as disclosed in Patent Document 1, it is known that the load cell is adversely affected by heat, and generally, as the temperature rises, the resistance value also increases. Therefore, as disclosed in Patent Document 6, The weighing accuracy of the load cell also decreases. Therefore, it is not realistic to provide a heater near the load cell.
仮に、ロードセルの近傍にヒータを設けることが可能であったとする。ここで、当該ヒータには、結露を防止できる程度にロードセル式計量装置の内部を十分に暖めることができる出力が求められるので、ヒータを動作させるためには大きな電力が必要となる。ロードセル式計量装置の電源としては、その種類によってAC電源または電池、あるいはその両方を採用することができるが、電源が電池であれば、ヒータを動作させると急速に電池が消耗してしまう。 It is assumed that a heater can be provided in the vicinity of the load cell. Here, since the heater is required to have an output capable of sufficiently warming the inside of the load cell type weighing device to the extent that condensation can be prevented, a large amount of electric power is required to operate the heater. As the power source of the load cell type weighing device, an AC power source and / or a battery can be adopted depending on the type, but if the power source is a battery, the battery is quickly consumed when the heater is operated.
また、電源がAC電源であり、計量部と表示操作部とが一体型となっている構成のロードセル式計量装置は、ロードセルの周囲に表示パネルまたはCPU等の発熱する構成が収容されており、また相対的に容積が大きくなることから、ロードセルの周囲に空間を確保しやすい。それゆえ、外装がステンレス製であっても、別途ヒータを設けなくてもロードセルの周囲は冷却されにくく、結露も生じにくい。これに対して、例えば、ロードセル式計量装置が卓上型であったり計量部と表示操作部とが分離しているセパレート型であったりすれば、相対的に小型で容積が小さくなるため、外装がステンレス製であれば、冷却されやすく結露も生じやすい。また、小型であればロードセルの周囲にヒータを設ける空間も確保しにくくなり、加えて、電源が電池であれば、ヒータを動作させる十分な電力も確保できなくなる。 In addition, the load cell type weighing device having a configuration in which the power source is an AC power source and the weighing unit and the display operation unit are integrated with each other, a configuration that generates heat such as a display panel or a CPU is accommodated around the load cell, Further, since the volume becomes relatively large, it is easy to secure a space around the load cell. Therefore, even if the exterior is made of stainless steel, the surroundings of the load cell are not easily cooled and condensation is not easily generated without providing a separate heater. On the other hand, for example, if the load cell type weighing device is a desktop type or a separate type in which the weighing unit and the display / operation unit are separated, the outer casing is relatively small and the volume is small. If it is made of stainless steel, it is easy to cool and condensation is likely to occur. In addition, if the size is small, it is difficult to secure a space in which the heater is provided around the load cell. In addition, if the power source is a battery, sufficient power for operating the heater cannot be secured.
さらに、起歪体の表面をコーティングしても、当該ロードセルの結露を十分に防止することはできない。一般にコーティング用途ではシリコーン樹脂が多く用いられるが、シリコーン樹脂の被膜は、強い撥水性を示すものの透湿性も高いため、結露の防止効果は不十分である。また、特許文献7および8に開示される技術では、ウレタンゲルや特殊な被膜で起歪体を覆っているので、起歪体の腐食等を防止することはできても、起歪体に取り付けられる歪ゲージの腐食防止にはつながらない。歪ゲージが腐食すると抵抗変化を生じるため、重量の検出精度が大幅に低下する。しかも、歪ゲージに生じる腐食は、肉眼ではわかりにくいレベルのわずかなものであっても、抵抗変化を引き起こす。それゆえ、起歪体をコーティングしてもロードセル全体について結露の防止効果を十分に得られるわけではない。 Furthermore, even if the surface of the strain generating body is coated, the condensation of the load cell cannot be sufficiently prevented. In general, a silicone resin is often used in coating applications. However, a silicone resin film exhibits a strong water repellency, but also has a high moisture permeability, so that the effect of preventing condensation is insufficient. Further, in the techniques disclosed in Patent Documents 7 and 8, since the strain generating body is covered with urethane gel or a special coating, the strain generating body can be prevented from being corroded, but attached to the strain generating body. It does not lead to corrosion prevention of the strain gauge that is used. When the strain gauge corrodes, resistance change occurs, so that the weight detection accuracy is greatly reduced. Moreover, the corrosion that occurs in the strain gauge causes a resistance change even at a slight level that is difficult to understand with the naked eye. Therefore, even if the strain generating body is coated, the effect of preventing condensation cannot be sufficiently obtained for the entire load cell.
本発明は前記課題を解決するためになされたものであって、ロードセル式計量装置の内部で、ロードセルの近傍に別途ヒータを設けることなく、当該ロードセルに結露が発生することを有効に回避できる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and can effectively avoid the occurrence of dew condensation in the load cell without providing a separate heater in the vicinity of the load cell in the load cell type weighing device. The purpose is to provide.
本発明者は、前記課題に鑑み鋭意検討した結果、ロードセルを計量状態と待機状態とに明確に切り替え、待機状態では、ロードセルに対して、計量状態とは異なる電圧を与えることで、当該ロードセルをヒータとして動作させ、別途ヒータを設けなくてもロードセルに結露が発生することを有効に回避できることを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventor has clearly switched the load cell between a weighing state and a standby state, and in the standby state, the load cell is given a voltage different from the weighing state, It was found that it was possible to effectively avoid the occurrence of dew condensation in the load cell even if it was operated as a heater and no additional heater was provided, and the present invention was completed.
すなわち、本発明に係るロードセル式計量装置は、上記の課題を解決するために、被計量物の重量を荷重として負荷することにより変位が生じる可動部を有する起歪体、および、前記起歪体に取り付けられ、前記変位を検出する複数の歪ゲージから少なくとも構成され、前記複数の前記歪ゲージがブリッジ回路を形成してなっているロードセルと、前記ロードセルへの複数の給電経路を切り替える給電経路切替器と、を備え、前記給電経路切替器は、前記ブリッジ回路の入力端子へ電力を供給する第一給電経路、または、前記複数の前記歪ゲージが互いに並列接続されるように前記各歪ゲージに電力を供給する第二給電経路、のいずれかを選択して切り替えるよう構成されている。 That is, in order to solve the above-described problem, the load cell type weighing device according to the present invention includes a strain generating body having a movable part that generates a displacement by applying the weight of an object to be weighed as a load, and the strain generating body. A load cell that includes at least a plurality of strain gauges that detect the displacement, and in which the plurality of strain gauges form a bridge circuit, and a power supply path switch that switches a plurality of power supply paths to the load cell The power supply path switching device is connected to each strain gauge so that the plurality of strain gauges are connected in parallel to each other, or a first power supply path that supplies power to the input terminal of the bridge circuit. It is configured to select and switch one of the second power supply paths for supplying power.
前記構成によれば、第一給電経路が選択されれば、各歪ゲージはブリッジ回路として機能するため、被計量物の重量を電気信号として出力する一方、第二給電経路が選択されれば、各歪ゲージに対して電源電圧がそのまま加えられるため、ヒータとして機能する。この場合、ロードセルそのものが発熱するため、別途ヒータを設けてロードセルを加熱するよりも小さい発熱量で大きな結露防止効果が得られる。それゆえ、ロードセル式計量装置を結露しやすい環境に設置しても、ロードセルの結露、特に歪ゲージの結露を有効に防止することができる。 According to the above configuration, if the first power supply path is selected, each strain gauge functions as a bridge circuit, so that the weight of the object to be weighed is output as an electrical signal, while if the second power supply path is selected, Since the power supply voltage is directly applied to each strain gauge, it functions as a heater. In this case, since the load cell itself generates heat, a large dew condensation prevention effect can be obtained with a smaller amount of heat generation than when a separate heater is provided to heat the load cell. Therefore, even if the load cell type weighing device is installed in an environment where condensation is likely to occur, condensation of the load cell, particularly condensation of the strain gauge can be effectively prevented.
前記ロードセル式計量装置においては、前記ブリッジ回路の出力端子に接続され、前記ブリッジ回路の出力信号から前記被計量物の前記重量を演算する重量演算器を、さらに備え、前記給電経路切換器が前記第二給電経路を選択したときには、さらに前記各歪ゲージと前記重量演算器との接続が遮断されるよう構成されていることが好ましい。 The load cell type weighing device further includes a weight calculator that is connected to an output terminal of the bridge circuit and calculates the weight of the object to be weighed from an output signal of the bridge circuit. It is preferable that the connection between each strain gauge and the weight calculator is further cut off when the second power feeding path is selected.
前記ロードセル式計量装置においては、前記給電経路切替器を駆動する切替駆動器と、前記ロードセルの周囲の湿度を検出する湿度検出器と、制御器と、をさらに備え、前記制御器は、前記湿度検出器から検出された湿度値が予め設定された上限値を超え、かつ、前記複数の前記歪ゲージから前記変位が検出されないときには、前記給電経路切替器が前記第二給電経路を選択するように、前記切替駆動器を動作させるよう構成されていることが好ましい。 The load cell type weighing device further includes a switching driver that drives the power supply path switching device, a humidity detector that detects humidity around the load cell, and a controller, and the controller includes the humidity When the humidity value detected from the detector exceeds a preset upper limit value and the displacement is not detected from the plurality of strain gauges, the power supply path switching unit selects the second power supply path. The switching driver is preferably configured to operate.
さらに、前記制御器は、前記給電経路切替器が前記第二給電経路を選択している状態で、前記複数の前記歪ゲージの少なくともいずれか一つから前記変位が検出されたときには、前記給電経路切替器が前記第一給電経路を選択するように、前記切替駆動器を動作させるよう構成されていることがより好ましい。あるいは、前記ロードセル式計量装置が、使用者に報知する報知器を、さらに備え、前記制御器は、前記湿度検出器から検出された湿度値が予め設定された上限値を超えたときに、前記報知器を動作させるよう構成されていることがより好ましい。 Further, when the displacement is detected from at least one of the plurality of strain gauges in a state where the power supply path switch selects the second power supply path, the controller is configured to supply the power supply path. More preferably, the switching driver is configured to operate so that the switching device selects the first power feeding path. Alternatively, the load cell type weighing device further includes a notification device for notifying a user, and when the humidity value detected from the humidity detector exceeds a preset upper limit value, the controller More preferably, the alarm is operated.
前記構成によれば、第一給電経路から第二給電経路の切り替えを、制御器により行うため、ロードセル式計量装置が結露防止の動作を自動制御で行うことができる。また、前記給電経路の切り替えを使用者に報知するよう構成すれば、使用者は、ロードセル式計量装置が結露防止状態にあるか否かを明確に判断することができる。 According to the said structure, since switching from a 1st electric power feeding path | route to a 2nd electric power feeding path | route is performed by a controller, a load cell type | mold weighing device can perform the operation | movement of a dew condensation prevention by automatic control. Moreover, if it is configured to notify the user of the switching of the power feeding path, the user can clearly determine whether or not the load cell type weighing device is in a dew condensation prevention state.
前記ロードセル式計量装置では、使用者による操作によって前記切替駆動器を動作させる、切替駆動操作器をさらに備えていることがより好ましい。これによって、使用者の判断によりロードセル式計量装置に結露防止動作を行わせることができる。 More preferably, the load cell type weighing device further includes a switching drive operating device that operates the switching drive by an operation by a user. As a result, the load cell type weighing device can be made to perform dew condensation prevention operation at the user's discretion.
前記ロードセル式計量装置においては、その外装がステンレス製であると、洗浄性や衛生性に優れ、かつ、有効な結露防止効果も発揮できるため、農水産品や生鮮食品等の加工現場での計量に好適に用いることができる。 In the load cell type weighing device, if the exterior is made of stainless steel, it has excellent cleaning properties and hygiene, and can also exhibit an effective anti-condensation effect. It can be used suitably.
また、前記ロードセル式計量装置においては、前記電力を供給する電源は特に限定されないが、電池を好ましく用いることができる。前記のとおり、本発明によれば、ロードセルそのものが発熱するため、より小さい発熱量で大きな結露防止効果が得られるが、発熱量が小さいということは、消費電力も小さくてすむ。そのため、電源として電池を好適に用いることができる。 In the load cell type weighing device, the power source for supplying the power is not particularly limited, but a battery can be preferably used. As described above, according to the present invention, since the load cell itself generates heat, a large condensation prevention effect can be obtained with a smaller heat generation amount. However, the small heat generation amount requires less power consumption. Therefore, a battery can be suitably used as a power source.
以上のように、本発明では、ロードセル式計量装置の内部で、ロードセルの近傍に別途ヒータを設けることなく、当該ロードセルに結露が発生することを有効に回避することができるという効果を奏する。 As described above, the present invention has an effect that it is possible to effectively avoid the occurrence of condensation on the load cell without providing a separate heater in the vicinity of the load cell inside the load cell type weighing device.
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and redundant description thereof is omitted.
(実施の形態1)
[卓上型デジタル秤の基本構成]
本実施の形態では、本発明に係るロードセル式計量装置の代表的な一例として、卓上型デジタル秤を挙げて、本発明の好ましい形態を説明する。図1は、本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10aの構成を示す断面図であり、図2は、図1に示す卓上型デジタル秤10aが備えるロードセル30の構成を示す模式図である。
(Embodiment 1)
[Basic configuration of desktop digital scale]
In the present embodiment, a preferred embodiment of the present invention will be described by taking a desktop digital balance as a representative example of the load cell type weighing device according to the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a desktop
図1に示すように、本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10aは、計量皿11、皿受12、ステンレスケース13、電池ボックス14、底蓋15、脚部16a,16b、制御基板20、操作入力部21、表示部22、ロードセル30、湿度センサー41、及び電池42を備えている。
As shown in FIG. 1, a desktop
計量皿11は、卓上型デジタル秤10aの上方で皿受12に重ねて設けられ、その上面に被計量物を載置する。皿受12は、上方側が計量皿11を受ける平坦面となり、下方側がロードセル30の起歪体に当接している。皿受12の平坦面に計量皿11が重ねて設けられるので、計量皿11に載置された被計量物の重量は、荷重としてロードセル30の起歪体に加えられる。ステンレスケース13は、卓上型デジタル秤10aの外装であり、かつ、卓上型デジタル秤10aの本体となる。ステンレスケース13の内部には、電池ボックス14、制御基板20、ロードセル30および湿度センサー41等が設けられている。電池ボックス14は、卓上型デジタル秤10aの下方に開口を形成するように設けられ、内部に電池42を収容する。電池ボックス14は図示されない電極を備え、当該電極は図示されない配線を介して、制御基板20の図示されない電力供給端子に接続されている。底蓋15は、卓上型デジタル秤10aの底側で電池ボックス14の開口を閉止する。脚部16aは、卓上型デジタル秤10aの下方に例えば合計4つ設けられ、いずれも卓上型デジタル秤10aの水平位置を調節できるものとなっている。
The weighing
制御基板20は、ステンレスケース13内の卓上型デジタル秤10aの前方側に設けられる。この前方には、操作入力部21および表示部22が設けられており、その背面側に制御基板20が位置する。操作入力部21および表示部22は、卓上型デジタル秤10aの前方で上方側に向けて傾斜した単一面である操作表示面13aに設けられる。操作入力部21は、図示されない複数のキーやスイッチ等からなっており、これらキーやスイッチの操作により、卓上型デジタル秤10aの操作指令や設定条件等を制御基板20の演算器に入力する。表示部22は、例えば液晶表示パネルからなっており、制御基板20の演算器の制御により、少なくとも被計量物の重量を表示するよう構成されている。他にも、操作内容や設定条件の内容を表示するよう構成されてもよい。また、操作入力部21および表示部22はまとめて一つのタッチパネルとして構成されてもよい。なお、制御基板20については、卓上型デジタル秤10aの制御系統とともに具体的に説明する。
The
ロードセル30は、図2に示すように、起歪体31と、4つの歪ゲージ32a,32b,32c,32dとを備えている。起歪体31は、一方の端部が可動剛体部311、他方の端部が固定剛体部312となっており、これら可動剛体部311および固定剛体部312は上下2本のビーム部313,314で連結されている。起歪体31は、例えば、ニッケルクロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等で形成されている。
As shown in FIG. 2, the
起歪体31のビーム部313には、可動剛体部311側で厚みが小さくなるように形成された歪測定部315aと、固定剛体部312側で厚みが小さくなるように形成された歪測定部315bとが形成されている。同様にビーム部314には、可動剛体部311側で厚みが小さくなるように形成された歪測定部315cと、固定剛体部312側で厚みが小さくなるように形成された歪測定部315dとが形成されている。これらの歪測定部315a,315b,315c,315dには、それぞれ歪ゲージ32a,32b,32c,32dが貼り付けられている。これら4つの歪ゲージ32a,32b,32c,32dは、後述するように、ホイートストンブリッジを形成するように互いに電気的に接続され、図2において矢印で示されるように、可動剛体部311に加えられる荷重により起歪体31に生じた歪の度合い(変位)を電気抵抗値の変化として検出する。
In the
湿度センサー41は、ロードセル30の近傍に設けられ、ロードセル30近傍の湿度を検出し、後述するCPUに出力する。本実施の形態では、図1に示すように、起歪体31の両端部である可動剛体部311および固定剛体部312に近接するように2個設けられている(図1では、起歪体31、可動剛体部311、固定剛体部312の参照符号は図示されない)。湿度センサー41としては、例えば、抵抗変化型湿度センサーまたは静電容量変化型湿度センサー等の電気式湿度センサーを用いることができる。
The
電池42は、卓上型デジタル秤10aの駆動電源であり、電池ボックス14に収容された状態で、前述のとおり電極、配線、電力供給端子等を介して制御基板20に電力を供給する。電池42としては、乾電池または乾電池と互換可能な各種二次電池を用いることができる。もちろん、乾電池以外の種類の電池を用いるよう構成されてもよい。
The
[卓上型デジタル秤の制御構成および計量動作]
次に、本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10aの制御構成および計量動作について、図3を参照して説明する。図3は、図1に示す卓上型デジタル秤10aの制御系統および要部の回路構成を示す図である。
[Control configuration and weighing operation of desktop digital scale]
Next, the control configuration and weighing operation of the desktop
本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10aは、図3に示すように、制御器としてのCPU23、A/Dコンバータ24、給電経路切替駆動部25、給電経路切替スイッチ33a,33b,33c、増幅回路34をさらに備えている。CPU23は、操作入力部21および表示部22と接続されるとともに、A/Dコンバータ24、給電経路切替駆動部25、および湿度センサー41と接続されている。また、A/Dコンバータ24には増幅回路34が接続され、増幅回路34には、給電経路切替スイッチ33a,33b,33cを介してロードセル30が接続されている。また、ロードセル30には定電圧回路43を経由して電池42が接続されている。電池42の+極は定電圧回路43に接続され、−極は接地されており、定電圧回路43も接地されている。本実施の形態では、CPU23、A/Dコンバータ24、給電経路切替駆動部25、増幅回路34が前記制御基板20に搭載されている。
As shown in FIG. 3, the desktop
CPU23は、操作入力部21から操作指令や入力情報、A/Dコンバータ24から被計量物の重量の検出値、湿度センサー41からロードセル30近傍の湿度の検出値等が入力され、これに基づいて、表示部22に重量値や操作設定情報等を表示させたり、後述するように、給電経路切替駆動部25を動作させたりするよう構成されている。
The
ロードセル30は、図3では、抵抗として示される4つの歪ゲージ32a,32b,32c,32dからなるホイートストンブリッジ回路として示される。つまり、ロードセル30において、起歪体31の歪を検出する4つの歪ゲージ32a,32b,32c,32dは、ホイートストンブリッジを形成している。なお、以下の説明では、回路構成に関する説明に限って、ロードセル30を「ブリッジ回路30」と表現する。
In FIG. 3, the
ブリッジ回路30では、歪ゲージ32aおよび歪ゲージ32bが直列に接続され、これらの間に給電経路切替スイッチ33aを介して電池42の+極が接続されている。また、歪ゲージ32cおよび歪ゲージ32dが直列に接続され、これらの間に電池42の−極が接続されている。歪ゲージ32aの一端は前記のとおり、歪ゲージ32bに接続されているが、他端は歪ゲージ32cに接続され、歪ゲージ32aと歪ゲージ32cとの間には、給電経路切替スイッチ33cを介して増幅回路34が接続されている。同様に、歪ゲージ32bの一端は歪ゲージ32aに接続されているが、他端は歪ゲージ32dに接続され、歪ゲージ32bと歪ゲージ32dとの間には、給電経路切替スイッチ33bを介して増幅回路34が接続されている。
In the
なお、説明の便宜上、ブリッジ回路30において、歪ゲージ32aおよび歪ゲージ32bの間で給電経路切替スイッチ33aと接続される接続点をポイント(ノード)P11とし、歪ゲージ32bおよび歪ゲージ32dの間で給電経路切替スイッチ33bと接続される接続点をポイント(ノード)P12とし、歪ゲージ32aおよび歪ゲージ32cの間で給電経路切替スイッチ33cと接続される接続点をポイント(ノード)P13とする。また、歪ゲージ32cおよび歪ゲージ32dの間で、電池42の陰極からの配線と接続される接続点をポイント(ノード)P14とする。これらポイントP11〜P14は後述するようにブリッジ回路30の入力端子または出力端子に相当する。
For convenience of explanation, in the
増幅回路34は、本実施の形態では、少なくとも、2つのオペアンプ34a,34bと、3つの抵抗34c,34d,34eからなっている。オペアンプ34aの一方の入力端子は、給電経路切替スイッチ33bを介して、ブリッジ回路30の前記ポイントP12に接続され、オペアンプ34aの出力端子は、A/Dコンバータ24に接続されるとともに、分岐して抵抗34cを介して他方の入力端子に接続されている。同様に、オペアンプ34bの一方の入力端子は、給電経路切替スイッチ33cを介して、ブリッジ回路30の前記ポイントP13に接続され、オペアンプの出力端子は、A/Dコンバータ24に接続されるとともに、分岐して抵抗34dを介して他方の入力端子に接続されている。このように、オペアンプ34a,34bでは、それぞれ抵抗34c,34dを介して出力をフィードバックして増幅し、A/Dコンバータ24に出力している。
In this embodiment, the
また、抵抗34cとオペアンプ34aの他方の入力端子との間、および、抵抗34dとオペアンプ34bの他方の入力端子との間には、抵抗34eが接続されている。すなわち、オペアンプ34aから見れば、抵抗34cおよび抵抗34eは、オペアンプ34aのフィードバック経路の分圧回路を構成しており、オペアンプ34bから見れば、抵抗34dおよび抵抗34eは、オペアンプ34bのフィードバック経路の分圧回路を構成している。
A
給電経路切替スイッチ33a,33b,33cは、後述するように、卓上型デジタル秤10aが状態に応じて、ブリッジ回路30を形成する歪ゲージ32a,32b,32c,32dへの給電経路を切り替える。給電経路切替スイッチ33a,33b,33cとしては、電磁リレースイッチ、半導体リレースイッチ、バイポーラトランジスタ、MOSFET等を用いることができる。
As will be described later, the power supply
次に、前記構成の卓上型デジタル秤10aの計量動作について説明する。まず、図1に示す計量皿11に被計量物を載置すると、皿受12を介してロードセル30に荷重が加えられる。ロードセル30では、図2に示すように、起歪体31の可動剛体部311に対して、被計量物の重量が荷重として付加される(図中矢印)。これによって起歪体31には歪が生じるので、この歪の度合い(変位)を、4つの歪ゲージ32a,32b,32c,32dで検出する。すなわち、起歪体31の変位に応じて、4つの歪ゲージ32a,32b,32c,32dは、それぞれ抵抗値が微小変化する。
Next, the weighing operation of the desktop
ここで、歪ゲージ32a,32b,32c,32dは図3に示すようにブリッジ回路30を形成しており、ブリッジ回路30のポイントP11およびP14の間には、電池42から直流電圧が加えられている。ここで、ポイントP11およびポイントP14はブリッジ回路30の入力端子に相当し、ポイントP12およびP13はブリッジ回路30の出力端子に相当する。それゆえ、ブリッジ回路30では、ポイントP12およびP13の間における電位差から被計量物の重量値に相当する出力信号が生じる。この出力信号は、増幅回路34によって増幅され、A/Dコンバータ24によりデジタル変換されて、CPU23に出力される。CPU23は、出力信号から演算により被検出物の重量を算出し、表示部22に重量値を表示させる。
Here,
[給電経路の切り替え]
本実施の形態では、ブリッジ回路30(ロードセル30の歪ゲージ32a,32b,32c,32d)への給電経路は、給電経路切替スイッチ33a,33b,33cにより異なる2つの給電経路に切り替えられるよう構成されている。この給電経路の切り替えについて、図3および図4(a),(b)を参照して説明する。図4(a)は、図3に示す回路構成を有する卓上型デジタル秤10aにおいて、計量動作を行うことができる状態にあるときのブリッジ回路30への給電経路を模式的に示す回路図であり、図4(b)は、待機している状態にあるときのブリッジ回路30への給電経路を模式的に示す回路図である。なお、図4(a)(b)においては、電池42は定電圧回路43を介さずにブリッジ回路30へ接続されているとして回路構成を示すものとする。
[Switching power supply path]
In the present embodiment, the power feeding path to the bridge circuit 30 (the
本実施の形態では、図3に示すように、電池42とブリッジ回路30とは、給電経路切替スイッチ33b,33cの切り替えにより、電池42の+極をブリッジ回路30のポイントP12およびP13にもそれぞれ接続できるとともに、給電経路切替スイッチ33aの切り替えにより、電池42の−極をブリッジ回路30のポイントP11にも接続できるように構成されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
給電経路切替スイッチ33aは、可動接点Ca0と、第一固定接点Ca1および第二固定接点Ca2とを有している。可動接点Ca0は、第一固定接点Ca1または第二固定接点Ca2のいずれかに接触するよう切り替え可能となっている。可動接点Ca0は、ブリッジ回路30のポイントP11に接続され、第一固定接点Ca1は、電池42の+極に接続され、第二固定接点Ca2は、電池42の−極に接続されている。
The power supply
同様に、給電経路切替スイッチ33bも、切り替え可能な可動接点Cb0と、第一固定接点Cb1および第二固定接点Cb2とを有している。可動接点Cb0は、ブリッジ回路30のポイントP12に接続され、第一固定接点Cb1は、増幅回路34を構成するオペアンプ34aの一方の入力端子に接続され、第二固定接点Cb2は、電池42の+極に接続されている。
Similarly, the power supply
また、給電経路切替スイッチ33cも、切り替え可能な可動接点Cc0と、第一固定接点Cc1および第二固定接点Cc2とを有している。可動接点Cc0は、ブリッジ回路30のポイントP13に接続され、第一固定接点Cc1は、増幅回路34を構成するオペアンプ34bの一方の入力端子に接続され、第二固定接点Cc2は、電池42の+極に接続されている。
The power supply
なお、前記構成では、電池42の+極には、給電経路切替スイッチ33aの第一固定接点Ca1、給電経路切替スイッチ33bの第二固定接点Cb2、給電経路切替スイッチ33cの第二固定接点Cc2が接続されている。そこで、本実施の形態では、説明の便宜上、図3に示すように、電池42の+極から給電経路切替スイッチ33aへの接続と、同+極から給電経路切替スイッチ33b,33cへの接続との分岐点を、分岐ポイントP01とし、さらに、同+極から給電経路切替スイッチ33bへの接続と給電経路切替スイッチ33cへの接続との分岐点を、分岐ポイントP02とする。
In the above-described configuration, the positive pole of the
同様に、電池42の−極には、給電経路切替スイッチ33aの第二固定接点Ca2と、ブリッジ回路30のポイントP14が接続されている。そこで、本実施の形態では、説明の便宜上、給電経路切替スイッチ33aから電池42の−極への接続と、ポイントP14から同−極への接続との合流点を、合流ポイントP03とする。
Similarly, the battery 42 - the electrode, a second fixed contact Ca2 feeding
本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10aは、通常の状態では、計量動作を行うことが可能な状態にある。そのため、給電経路切替スイッチ33aの可動接点Ca0は第一固定接点Ca1に接触し、給電経路切替スイッチ33bの可動接点Cb0は第一固定接点Cb1に接触し、給電経路切替スイッチ33cの可動接点Cc0は第一固定接点Cc1に接触する。この状態では、図3に示す回路構成では、いずれも、図中で可動接点Ca0,Cb0,Cc0を実線で示す接続状態となっている。より具体的には、図4(a)に示すように、ブリッジ回路30のポイントP11(およびポイントP14)には、直流電源(電池42)が接続され、ブリッジ回路30のポイントP12およびポイントP13には、増幅回路34が接続されることになる。なお、図4(a),(b)では、給電経路切替スイッチ33a,33b,33cは矩形記号として簡略化して記載している。
The desktop
このように、卓上型デジタル秤10aが通常の状態であれば、給電経路切替スイッチ33a〜33cは、給電経路として、ブリッジ回路30の入力端子に相当するポイントP11およびポイントP14へ電力を供給する経路を選択して閉路する。この給電経路を第一給電経路とする。第一給電経路が選択されている状態では、歪ゲージ32a〜32dはブリッジ回路30を形成するので、当該ブリッジ回路30すなわちロードセル30は、荷重を電気信号に変換してCPU23へ出力する荷重変換器として機能する。
Thus, tabletop
これに対して、本実施の形態では、給電経路切替スイッチ33a,33b,33cを切り替えることで、歪ゲージ32a〜32dへの給電経路を第一給電経路から第二給電経路に切り替えることができる。具体的には、給電経路切替スイッチ33aでは、可動接点Ca0が第一固定接点Ca1から第二固定接点Ca2に接触するよう切り替えられ、給電経路切替スイッチ33bでは、可動接点Cb0が第一固定接点Cb1から第二固定接点Cb2に接触するよう切り替えられ、給電経路切替スイッチ33cでは、可動接点Cc0が第一固定接点Cc1から第二固定接点Cc2に接触するよう切り替えられる。この状態では、図3に示す回路構成では、いずれも、図中で可動接点Ca0,Cb0,Cc0を破線で示す接続状態となっている。
On the other hand, in the present embodiment, the power feeding path to the
それゆえ、図4(b)に示すように、ブリッジ回路30を形成する歪ゲージ32a,32b,32c,32dに対しては、それぞれが並列となるように電圧が加えられる。具体的には、分岐ポイントP01からP02を介して、電池42の+極は、歪ゲージ32b,32dの中間点であるポイントP12に接続されるとともに、歪ゲージ32c,32aの中間点であるポイントP13に接続される。一方、歪ゲージ32d,32cは、ポイントP14から合流ポイントP03を介して電池42の−極に接続され、同様に、歪ゲージ32b,32aは、ポイントP11から合流ポイントP03を介して同−極に接続される。
Therefore, as shown in FIG. 4B, voltages are applied to the
このように、卓上型デジタル秤10aが待機状態にあるときには、給電経路切替スイッチ33a〜33cは、給電経路として、歪ゲージ32a〜32dが互いに並列接続されるように各歪ゲージ32a〜32dに電力を供給する経路を選択し閉路する。この給電経路を前記の第二給電経路とする。
As described above, when the desktop
給電経路切替スイッチ33a〜33cを切り替える前、すなわち第一給電経路が閉路されているときには、各歪ゲージ32a〜32dには、電源電圧の1/2の電圧値が加えられていた。これに対して、第二給電経路が閉路されるよう給電経路切替スイッチ33a〜33cを切り替えれば、各歪ゲージ32a〜32dには、電源電圧がそのまま加えられることになる。それゆえ、4つの歪ゲージ32a〜32dにより形成される並列回路は、とその抵抗により発熱するヒータとして機能することになる。その結果、ロードセル30自身を発熱させることが可能となるので、卓上型デジタル秤10aを結露しやすい環境に設置しても、ロードセル30の結露(特に歪ゲージ32a〜32dの結露)を有効に防止することができる。
Before switching the power feeding path changeover switches 33a to 33c, that is, when the first power feeding path is closed, a voltage value of ½ of the power supply voltage is applied to each
なお、前記第二給電経路が閉路されている状態は、計量動作を行わない代わりに、結露を防止する動作を行っていることになる。したがって、本実施の形態では、第二給電経路が閉路されている状態を結露防止モードとする。 Note that when the second power feeding path is closed, an operation for preventing condensation is performed instead of performing the weighing operation. Therefore, in the present embodiment, the state in which the second power feeding path is closed is set as a dew condensation prevention mode.
さらに、給電経路として第二給電経路が選択されれば、給電経路切替スイッチ33b,33cにより、増幅回路34への接続が遮断される。増幅回路34は、前記のとおり、A/Dコンバータ24を介してCPU23に接続されており、CPU23は、卓上型デジタル秤10aの制御器であると同時に、ロードセル30の出力信号から被計量物の重量を演算する重量演算器でもある。したがって、卓上型デジタル秤10aが結露防止モードとなれば、各歪ゲージ32a〜32dとCPU23との接続は遮断されることになる。ヒータとして機能する歪ゲージ32a〜32dからは大きな電圧値が出力されため、CPU23への出力経路を遮断しておくことで、CPU23へ過電圧が加えられることがない。したがって、結露防止モードにある卓上型デジタル秤10aでは、制御器および重量演算器の故障や異常の発生を回避するようにも構成されている。
Further, when the second power supply path is selected as the power supply path, the connection to the
さらに、本実施の形態では、湿度センサー41から検出された湿度値に応じて、CPU23の制御により、自動的に給電経路切替スイッチ33a〜33cを切り替えるよう、給電経路切替駆動部25を動作させる。給電経路切替スイッチ33a〜33cは、図3に示すように、給電経路切替駆動部25によって駆動され、可動接点Ca0,Cb0,Cc0を切り替えて、前記第一給電経路または第二給電経路のいずれかを選択して閉路するようになっている。給電経路切替駆動部25としては、給電経路切替スイッチ33a〜33cの種類に応じた構成の駆動回路が用いられる。
Further, in the present embodiment, the power supply path switching
例えば、卓上型デジタル秤10aやロードセル30の具体的構成、あるいは、卓上型デジタル秤10aの設置条件等に基づき、許容される湿度の上限値を予め設定し、この上限値をCPU23の内部メモリや図示しない記憶器に記憶させておく。湿度センサー41から検出された湿度値が前記上限値を超えた場合には、CPU23は、卓上型デジタル秤10aが計量動作にないことを確認し、給電経路切替スイッチ33a〜33cを切り替えて、第二給電経路を選択して閉路すればよい。
For example, based on the specific configuration of the desktop
また、CPU23は、第二給電経路が閉路している状態で、卓上型デジタル秤10aが計量動作に入ったと判定されたときには、給電経路切替スイッチ33a〜33cが第一給電経路に切り替えるように、給電経路切替駆動部25を動作させるように構成されてもよい。
In addition, when the
なお、卓上型デジタル秤10aが計量動作に入ったか否かの判定は、ロードセル30から信号が出力されているか否かに基づけばよい。歪ゲージ32a〜32dにより変位が検出されなければ、ロードセル30には荷重が負荷されていないので、計量状態にはなく、待機状態と判定することができる。一方、歪ゲージ32a〜32dから変位が検出されれば、ロードセル30から出力信号が出力されるので、計量動作に入ったと判定することができる。
The determination as to whether or not the desktop
[卓上型デジタル秤の外装および電源]
本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10aは、湿気や水分の多い環境下で特に有効に用いることができるが、中でも、農水産品や生鮮食品を含む食品の加工や製造の現場での計量に好適に用いることができる。ここで、卓上型デジタル秤10aにおいては、外装は、各種樹脂製であってもよいが、ステンレスケース13であることが特に好ましい。
[Desktop digital scale exterior and power supply]
The desktop
例えば、水産品、特にカニやタラコ等を計量する際には計量装置に粘液が付着しやすい。この粘液の主成分はタンパク質であるので各種樹脂との親和性が高い。それゆえ、計量装置の外装が樹脂製ケースであれば、この粘液が樹脂製ケースの表面に付着すると、一般的な洗浄方法では粘液をなかなか除去することができない。また、粘液を除去するためにタワシ等の硬い洗浄用具で前記外装の表面をこすると、表面にキズがつきやすい。そこで、洗浄性や衛生性の観点から、外装としては、ステンレスケース13が好ましく用いられる。
For example, when measuring marine products, particularly crabs and octopus, mucus tends to adhere to the measuring device. Since the main component of this mucus is protein, it has high affinity with various resins. Therefore, if the exterior of the metering device is a resin case, if this mucus adheres to the surface of the resin case, it is difficult to remove the mucus with a general cleaning method. Further, if the surface of the exterior is rubbed with a hard cleaning tool such as scrubbing to remove mucus, the surface is easily scratched. Therefore, from the viewpoint of cleanability and hygiene, a
ただし、ステンレスケース13は熱伝導率が高いため、卓上型デジタル秤10a全体が冷却されやすく、内部が結露しやすい。特に、衛生面から卓上型デジタル秤10aを水洗いしなければならないことがあるため、さらに内部が結露しやすくなる。
However, since the
これに対して、本実施の形態では、卓上型デジタル秤10aが結露防止モードをとることができるので、給電経路切替スイッチ33a〜33cにより第二給電経路で歪ゲージ32a〜32dに給電されることにより、ロードセル30を構成する歪ゲージ32a〜32dが発熱する。この発熱量はそれほど大きなものではないが、結露を防止すべき部材そのものを発熱させることになるので、別途ヒータを設けてロードセル30を加熱するよりも小さい発熱量で大きな結露防止効果が得られる。
On the other hand, in this embodiment, since the desktop
しかも、発熱量が小さいということは、消費電力も小さくてすむため、電源として電池42を好適に用いることができる。すなわち、別途ヒータを設けてロードセル30を加熱する場合には、当該ヒータの動作のために大きな電力を消費することになるので、電池を電源とすれば、当該電池はすぐに消耗する。また、電源が電池である計量装置は、小型のものが多く、かつ、構成部品そのものの発熱が小さいため、大型で交流電源を用いる計量装置に比べて特に冷却されやすい。これに対して、本実施の形態によれば、ヒータを設ける必要がなく、かつ、小さい消費電力で十分な結露防止効果を得ることができる。
In addition, since the amount of heat generated is small, the power consumption can be small, so that the
[変形例]
本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10aの具体的構成は前記構成に限定されるものではない。例えば、前記構成に加えて、公知のヒータ、除湿器、対流ファン等を別途設けることにより、ロードセル30の結露防止効果をより一層高めることができる。前記ヒータとしては、例えば、小型ランプを挙げることができる。前記除湿器としては、CPU用等に用いられるペルチエ素子を利用した小型除湿器が挙げられる。この小型除湿器は、結露防止の対象物(本実施の形態ではロードセル30)から離れた位置に設けられ、除湿対象の空間内部(本実施の形態ではステンレスケース13の内部)を冷却して湿気を強制的に結露させることにより除湿する。前記対流ファンとしては、CPUの空冷装置等に用いられる小型ファンが挙げられる。これによりステンレスケース13内部の空気を循環させることで、結露防止効果を高めることができる。
[Modification]
The specific configuration of the desktop
また、本実施の形態では、CPU23は、ロードセル30近傍の湿度を湿度センサー41で検出して、結露防止モードに入るか否かの判定を行っているが、これに限定されるものではなく、湿度センサー41の代わりに、ロードセル30の表面で結露が発生したことを検出する結露センサーを用いても良い。結露センサーとしては、表面の電気伝導度を測定する薄膜型のセンサーが挙げられる。
In the present embodiment, the
さらに、前記ヒータ、除湿器、対流ファンは、ロードセル30の発熱と同様に、湿度センサー41から検出される湿度値に基づいて、CPU23により制御されるように構成されてもよい。前記と同様、ある一定以上の湿度となれば、第一給電経路から第二給電経路に切り替えるとともに、ヒータ、除湿器、または対流ファンを動作させるようになっていればよい。
Further, the heater, the dehumidifier, and the convection fan may be configured to be controlled by the
また、本実施の形態では、起歪体31に対して公知のコーティング処理を施してもよい。すなわち、結露防止モードでは、歪ゲージ32a〜32dを発熱させることで、ロードセル30の結露防止を図っているので、特に歪ゲージ32a〜32dの結露をより効果的に防止できるが、さらに、起歪体31にコーティング処理を施すことによって、起歪体31の結露防止の効果もより向上させることができる。
In the present embodiment, a known coating process may be applied to the
(実施の形態2)
前記実施の形態1では、卓上型デジタル秤10aが、CPU23の制御により、通常の動作モードから結露防止モードに切り替えてロードセル30を発熱させる基本構成について説明したが、本実施の形態では、より好ましい構成として、オペレータの操作によって結露防止モードへの切り替えを適宜選択することができる卓上型デジタル秤について、図5を参照して説明する。図5は、本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10bの制御系統および要部の回路構成を示す図である。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the basic configuration in which the desktop
具体的には、本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10bは、前記実施の形態1で説明した構成と同様であるが、図5に示すように、操作入力部21に、結露防止モードキー26が設けられている。この構成によれば、オペレータが結露防止モードキー26を操作することによって、CPU23は、湿度センサー41からの湿度値に関わらず給電経路切替駆動部25を動作させる。給電経路切替駆動部25は、給電経路切替スイッチ33a〜33cを駆動させ、給電経路切替スイッチ33a〜33cは第二給電経路を選択して閉路する。
Specifically, the desktop
本実施の形態によれば、例えば、卓上型デジタル秤10bの使用環境が特に結露しやすい環境下であれば、前記実施の形態1で説明したCPU23による自動制御に加えて、オペレータの判断によって結露防止モードに切り替えることができるので、より結露防止の効果を高めることができる。
According to the present embodiment, for example, if the desktop
なお、本実施の形態では、結露防止モードキー26は、操作入力部21に含まれる構成となっているが、本発明はこれに限定されない。例えば、操作入力部21とは独立した結露防止モード動作スイッチを設けても良く、あるいは、別途キーやスイッチを設けずに、操作入力部21に含まれる各種キーやスイッチを所定の方法や順序で操作することにより、結露防止モードを動作するように構成されてもよい。
In the present embodiment, the dew condensation
さらに、本実施の形態では、図5に示すように、オペレータに対して湿度センサー41の検出結果が湿度の許容範囲を超えたことを報知する報知ランプ27やブザー28を備えていることがより好ましい。この構成によれば、湿度センサー41から検出された湿度値が前記上限値を超えた場合には、CPU23は、報知ランプ27を点灯させるとともに、ブザー28から警告音を発生させる。これによって、オペレータは、結露防止モードキー26を操作して手動により結露防止モードを動作させるタイミングを判断することができる。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, it is more preferable to include a
なお、報知ランプ27やブザー28の具体的構成は特に限定されず、公知のものを好適に用いることができる。また、本実施の形態では、報知ランプ27およびブザー28という2種類の報知器を備える構成となっているが、これに限定されず、いずれか一方であってもよいし、これらとは異なる報知器であってもよい。例えば、音声で「湿度が高くなっています」等のメッセージを発するような構成であってもよいし、報知ランプ27やブザー28を設けず、表示部22の表示画面で警告メッセージや警告画像を表示させるような構成であってもよい。
In addition, the specific structure of the
(実施の形態3)
前記実施の形態1および2では、電源として電池42を用いた卓上型デジタル秤10aまたは10bについて説明したが、本発明はこれに限定されず、図6、図7及び図8を参照して、他のさまざまな構成のロードセル式計量装置に適用することができる。図6は、本実施の形態に係る卓上型デジタル秤10cの制御系統および要部の回路構成を示す図である。図7は、本実施の形態に係るセパレート型デジタル秤50の外観構成を示す模式図である。図8は、本実施の形態に係る卓上型組合せ秤60の外観構成を示す模式図である。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the desktop
例えば、卓上型デジタル秤10cの電源は、電池等の直流電源ではなく交流電源であってもよい。この場合、図6に示すように、卓上型デジタル秤10cは、電池42の代わりに電源回路44を備えている。そして、第一給電経路が選択されれば、電源回路44から分岐ポイントP01、給電経路切替スイッチ33aを介してブリッジ回路30のポイントP11に給電される(図中で可動接点Ca0,Cb0,Cc0を実線で示す接続状態)。一方、第二給電経路に切り替えられれば、給電経路切替スイッチ33aの切り替えによって、ブリッジ回路30のポイントP11は接地され、給電経路切替スイッチ33b,33cの切り替えによって、増幅回路34への接続が遮断されるとともに、分岐ポイントP01およびP02を介して、電源回路44からブリッジ回路30のポイントP12,P13に給電される(図中で可動接点Ca0,Cb0,Cc0を破線で示す接続状態)。なお、図6に示す構成では、ブリッジ回路30のポイントP14は接地されているので、合流ポイントP13に相当する接続点は存在しない。
For example, the power source of the desktop
本発明が適用可能な他のロードセル式計量装置としては、例えば、図7に示すように、操作設定表示部51および計量部52が分離しているセパレート型デジタル秤50を挙げることができる。この構成では、計量部52内にロードセル30等が設けられ、操作設定表示部51には、操作入力部21、表示部22、CPU23等が設けられる。操作設定表示部51と計量部52とは、ケーブル53で接続されており、各種信号が入出力されるよう構成されている。
As another load cell type weighing device to which the present invention can be applied, for example, as shown in FIG. 7, there is a separate
あるいは、本発明が適用可能な他のロードセル式計量装置としては、図8に示すように、操作設定表示部61と計量部62とを備え、計量部62には複数の計量ユニット63(図8に示す例では12個)が設けられる、卓上型組合せ秤60を挙げることができる。この卓上型組合せ秤60は、組合せ計量を行うことによって、個々の重量にばらつきがある被計量物を、許容範囲内の重量となるように計量する。組合せ計量は、複数の計量ユニット63に収容された被計量物の重量をロードセルで検出し、検出された被計量物の重量を、所定数の計量ユニット63毎に合計し、予め設定された目標重量と比較し、所定数の計量ユニット63の好適な組合せを選択する計量方法である。
Alternatively, as another load cell type weighing device to which the present invention can be applied, as shown in FIG. 8, an operation
図7に示すセパレート型デジタル秤50であっても、図8に示す卓上型組合せ秤60であっても、計量部52または62と操作設定表示部51または61が一つのケースにまとまっておらず、分離している。このような構成であれば、計量部52または62は相対的に小さいため冷却されやすく、それゆえ結露しやすい。さらに、操作設定表示部51または61には、表示部22やCPU23等、比較的発熱しやすい部品が多く設けられているが、計量部52または62には、そのような発熱しやすい部品は少ない。したがって、一つのケースに一体化された大型のデジタル秤や大型の組合せ秤と比較して、ロードセルに結露が生じやすい。
Even if it is the separate type
これに対して、本発明を適用し、ロードセルへの給電経路を第一給電経路から第二給電経路へ切り替え、複数の歪ゲージを発熱させるよう構成すれば、計量部52または62の内部でロードセルの結露を有効に防止することができる。
On the other hand, if the present invention is applied and the power feeding path to the load cell is switched from the first power feeding path to the second power feeding path and the plurality of strain gauges are configured to generate heat, the load cell is placed inside the weighing
ここで、前記期実施の形態1および2、ならびに本実施の形態における卓上型デジタル秤10a〜10cでは、CPU23が制御器および重量演算器の双方として機能するよう構成されているが、これに限定されず、制御器と重量演算器とが独立したCPUにより構成されてもよい。
Here, in the first and second embodiments and the desktop
なお、本発明は上記の実施形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the description of the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and are disclosed in different embodiments and a plurality of modifications, respectively. Embodiments obtained by appropriately combining technical means are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、カット野菜、ブロイラー、その他精肉等の農産品を計量する用途、たらこ、かに、魚の切り身等の水産品を計量する用途、さらには、温度差の激しい環境での計量用途等に用いられるロードセル式計量装置に広く適用することができる。 The present invention can be used for measuring agricultural products such as cut vegetables, broilers, and other meats, for measuring marine products such as octopus, crab, and fish fillets, and for measuring applications in environments where there are significant temperature differences. It can be widely applied to the load cell type weighing device used.
10a 卓上型デジタル秤(ロードセル式計量装置)
10b 卓上型デジタル秤(ロードセル式計量装置)
10c 卓上型デジタル秤(ロードセル式計量装置)
13 ステンレスケース
23 CPU(重量演算器,制御器)
25 給電経路切替駆動部(切替駆動器)
26 結露防止モードキー(切替駆動操作器)
27 報知ランプ(報知器)
28 ブザー(報知器)
30 ロードセル(ブリッジ回路)
31 起歪体
32a,32b,32c,32d 歪ゲージ
33a,33b,33c 給電経路切替スイッチ(給電経路切替器)
41 湿度センサー(湿度検出器)
42 電池
50 セパレート型デジタル秤(ロードセル式計量装置)
60 卓上型組合せ秤(ロードセル式計量装置)
311 可動剛体部(可動部)
P11,P14 ポイント(ブリッジ回路の入力端子)
P12,P13 ポイント(ブリッジ回路の出力端子)
10a Desktop digital scale (load cell type weighing device)
10b Desktop digital scale (load cell type weighing device)
10c Desktop digital scale (load cell type weighing device)
13
25 Power supply path switching drive unit (switching drive)
26 Condensation prevention mode key (switch drive actuator)
27 Notification lamp (notification device)
28 Buzzer (alarm)
30 Load cell (bridge circuit)
31
41 Humidity sensor (humidity detector)
42
60 Desktop combination weigher (load cell type weighing device)
311 Movable rigid part (movable part)
P 11 , P 14 points (bridge circuit input terminals)
P 12, P 13 point (the output terminal of the bridge circuit)
Claims (8)
前記ロードセルへの複数の給電経路を切り替える給電経路切替器と、を備え、
前記給電経路切替器は、前記ブリッジ回路の入力端子へ電力を供給する第一給電経路、または、前記複数の前記歪ゲージが互いに並列接続されるように前記各歪ゲージに電力を供給する第二給電経路、のいずれかを選択して切り替えるよう構成されている、ロードセル式計量装置。 A strain generating body having a movable part that generates a displacement by applying a weight of an object to be weighed as a load, and a plurality of strain gauges attached to the strain generating body and detecting the displacement, and the plurality of strain gauges. A load cell in which the strain gauge forms a bridge circuit;
A power supply path switching device that switches a plurality of power supply paths to the load cell,
The power supply path switch is a first power supply path for supplying power to the input terminal of the bridge circuit, or a second power supply for supplying power to the strain gauges so that the plurality of strain gauges are connected in parallel. A load cell type weighing device configured to select and switch one of power feeding paths.
前記給電経路切換器が前記第二給電経路を選択したときには、さらに前記各歪ゲージと前記重量演算器との接続が遮断されるよう構成されている、請求項1に記載のロードセル式計量装置。 A weight calculator connected to the output terminal of the bridge circuit and calculating the weight of the object to be weighed from an output signal of the bridge circuit;
The load cell type weighing device according to claim 1, wherein when the power feeding path switching unit selects the second power feeding path, the connection between each strain gauge and the weight calculator is further cut off.
前記ロードセルの周囲の湿度を検出する湿度検出器と、
制御器と、をさらに備え、
前記制御器は、前記湿度検出器から検出された湿度値が予め設定された上限値を超え、かつ、前記複数の前記歪ゲージから前記変位が検出されないときには、前記給電経路切替器が前記第二給電経路を選択するように、前記切替駆動器を動作させるよう構成されている、請求項1または2に記載のロードセル式計量装置。 A switching driver for driving the power supply path switching device;
A humidity detector for detecting the humidity around the load cell;
A controller, and
When the humidity value detected from the humidity detector exceeds a preset upper limit value and the displacement is not detected from the plurality of strain gauges, the controller switches the power supply path switch to the second. The load cell type weighing device according to claim 1 or 2, wherein the switching driver is configured to operate so as to select a power feeding path.
前記制御器は、前記湿度検出器から検出された湿度値が予め設定された上限値を超えたときに、前記報知器を動作させるよう構成されている、請求項3または4に記載のロードセル式計量装置。 An alarm device for notifying the user is further provided,
The load cell type according to claim 3 or 4, wherein the controller is configured to operate the alarm when a humidity value detected from the humidity detector exceeds a preset upper limit value. Weighing device.
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