JP2611608B2 - 計量装置 - Google Patents

計量装置

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JP2611608B2
JP2611608B2 JP4202638A JP20263892A JP2611608B2 JP 2611608 B2 JP2611608 B2 JP 2611608B2 JP 4202638 A JP4202638 A JP 4202638A JP 20263892 A JP20263892 A JP 20263892A JP 2611608 B2 JP2611608 B2 JP 2611608B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は物品の重量または質量を
測定するための計量装置に関し、特に、試料の加工前後
等における重量または質量変化を測定するのに適した計
量装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子天びんや電子はかり等の計量装置に
おいては、一般に、電磁力平衡機構やロードセル等の荷
重感応部に対して、皿受け軸や吊り芯等の支持部材を介
して1個の秤量皿が支承され、この秤量皿上に被計量物
を載せることによって、その質量ないしは重量が計測さ
れる。
【0003】このような計量装置を用いて、例えば塗装
や蒸着等の加工前後の試料の質量ないしは重量変化を測
定する場合、従来、まず加工前の試料を秤量皿上に載せ
て計量を行った後、その試料に加工を施し、加工後の試
料を再び秤量皿上に載せて計量し、加工前後の計量値の
差を算出している。
【0004】ところで、電子天びんや電子はかりでは、
一般に経時的な感度変化があり、加工前後の計量の間に
感度が変化してしまった場合には、その測定結果に誤差
が含まれることになる。
【0005】この問題を避けるためには、従来、計量の
都度感度較正を行うか、あるいは、測定の都度、基準分
銅等の参照用試料と被計量物を計量し、その差の加工前
後における差(差の差)によって質量ないしは重量変化
を求める方法が考えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の計量装
置を用いた対策によると、前者では作業が面倒であり、
また、感度較正を忘れてしまうことも考えられ、確実な
対策であるとは言いがたい。また、後者の対策では、ハ
ンドリング機構を用いるにしても1回の測定動作ごとに
参照用試料を秤量皿上に載せて計量した後にこれを降ろ
し、同じ皿上に被計量物を載せて計量した後にこれを降
ろす必要があって、秤量皿に対する載せ替え動作が煩雑
であり、測定に要する時間が長くなったり、あるいは荷
重感応部にショックが加わる可能性が増大するという問
題があった。
【0007】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、特に加工前後の試料の質量ないしは重量変化
を、簡単な機構のハンドリング装置を用いることによっ
て誤差なく正確に、しかも迅速に計測することのできる
計量装置の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ため、本発明の計量装置は、荷重感応部に連結された支
持部材に対して、上下方向に同心上に装着された2個の
秤量皿を備えているとともに、その上下2個の秤量皿の
うち、一方に被測定試料が、他方には参照用試料が載
り、かつ、荷重感応部には被測定試料および参照用試料
のいずれか一方が負荷された状態となるよう、カムの回
動により互いに同期して上下逆向きに駆動される試料載
せ降ろし機構を備えていることによって特徴づけられ
る。
【0009】
【0010】
【作用】 互いに同期して上下逆向きに駆動される試料
載せ降ろし機構の動作により、1つの荷重感応部に対し
て同心上に連結された上下2個の秤量皿の一方に被測定
試料が、他方に参照用試料が載せられ、かつ、荷重感応
部には被測定試料もしくは参照用試料のいずれか一方が
負荷された状態とされる。このような本発明における各
試料の載せ降ろし動作は、1個の秤量皿に対して被測定
試料と参照用試料とを交互に載せ替える動作に比して簡
単であるが故に機構を簡素化することができると同時
に、測定時間を短縮化することができ、また、荷重感応
部に対してショック等を与える恐れが少なくなる。
【0011】
【0012】
【実施例】図1は本発明実施例の正面図で、図2はその
A−A矢視図、図3は同じくB−B矢視図である。ま
た、図4は図3のC−C矢視図である。
【0013】荷重感応部1は例えば公知の電磁力平衡型
の上皿天びん機構であって、静磁場回路中に置かれた可
動コイルを有する電磁力発生装置と、この電磁力発生装
置の可動コイルに一端が係合し、他端がロバーバル機構
の可動柱に係合するレバー、そのレバーの変位を検出し
て、その変位が零となるように電磁力発生装置の可動コ
イルに流すべき電流の大きさを決定するサーボ回路機構
等によって構成されている。
【0014】荷重感応部1の負荷中心、すなわち荷重感
応部1内のロバーバル機構の可動柱に設けられた皿受部
には、その負荷中心軸Lに沿って鉛直上方に伸びた後に
水平方向に屈曲して再び鉛直上方に伸びる皿支持軸2が
装着されている。この皿支持軸2には、その荷重感応部
1の負荷中心軸Lを中心とした上下2個の秤量皿3およ
び4が一体的に設けられている。各秤量皿3および4
は、図2に示すように、それぞれ負荷中心軸Lを中心と
する所定の円周上に3箇所以上の突起eを有し、その突
起eの各頂部において板状の試料を水平に支え得るよう
になっている。
【0015】この各秤量皿3および4にそれぞれ近接し
て、試料載せ降ろし機構5が配設されている。この試料
載せ降ろし機構5は、以下に示すメカニズムによって、
上側の秤量皿3に対して被測定試料Wを、下側の秤量皿
4に対して参照用試料Sを、それぞれ個別に載せ降ろし
することができる。
【0016】すなわち、基台50には、モータ51によ
って回転が与えられる水平方向の駆動軸52が支承され
ており、この駆動軸52には、所定の距離を隔てて2個
のカム53aおよび53bが、ネジ(図示せず)によっ
て固着されている。基台50には、2本のシャフト54
aおよび54bがそれぞれ2個のスライドベアリングS
Bを介して鉛直方向に摺動自在に支承されており、この
各シャフト54aおよび54bには、それぞれ持ち出し
板55aおよび55bの一端部が溶接止めされている。
【0017】各持ち出し板55aおよび55bは、それ
ぞれシャフト54aおよび54bを含めた自重によりカ
ム53aおよび53bの外周上面に当接しているととも
に、その当接部よりも他端側は水平面上でクランク状に
屈曲して秤量皿3あるいは4の直下に伸び、その先端部
にはそれぞれ試料支持部56aおよび56bが形成され
ている。この試料支持部56aおよび56bは、図2に
示すように、秤量皿3および4と同様に3箇所以上の突
起fを有し、その突起fの各頂部において板状の試料を
水平に支え得るようになっている。この試料支持部56
aおよび56bの突起fは、秤量皿3および4の突起e
よりもその配設ピッチ円が大で、かつ、その高さが高く
なっており、それぞれの上下動に際しても秤量皿3ない
し4に干渉しないように考慮されている。
【0018】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、1個の荷重感応部に対して支持部材を介して上下方
向に同心上に2個の秤量皿を備えるとともに、その各秤
量皿に対して、一方に被測定試料が、他方には参照用試
料が載り、かつ、荷重感応部には被測定試料および参照
用試料のいずれか一方が負荷された状態となるよう、互
いに同期して上下逆向きに駆動される試料載せ降ろし機
構を設けているので、1個の秤量皿に対して被測定試料
と参照用試料とを交互に載せ替える場合に比して、秤量
皿に対する各試料の載せ降ろしのための動作が簡略化さ
れると同時に、測定に要する時間が短縮化され、しかも
被測定試料と参照用試料の載せ替え時における荷重感応
部へのショックを大幅に軽減することが可能となり、加
工前後の試料の質量変化の測定作業等における作業能率
および精度を大幅に向上させることが可能となった。
【0019】カム53aと53bはそれぞれ偏心カムで
あって、これらは互いにその位相が180°ずれた状態
で駆動軸52に固着されている。従って、駆動軸52に
回転を与えることにより、各持ち出し板55aおよび5
5bは互いに上下逆向きに変位することになる。そし
て、上側のカム53aの上面が最高点に達している図1
の状態では上側の試料支持部56aの突起fの上端面が
上側の秤量皿3の突起eの上端面よりも上方に位置する
とともに、この状態では下側のカム53bの上面は最下
点に達し、下側の試料支持部56bの突起fの上端面が
下側の秤量皿4の突起eの上端面よりも下方に位置する
ように構成されている。この状態から駆動軸52を18
0°回動させると、図5に示すように、上側の試料支持
部56aの突起fの上端面は上側の秤量皿3の突起eの
上端面よりも下方に位置し、かつ、下側の試料支持部5
6bの突起fの上端面は下側の秤量皿4の突起eの上端
面よりも上方に位置するようになっている。
【0020】以上の構成において、例えば上側の試料支
持部56aには被測定試料Wを、下側の試料支持部56
bには参照用試料Sを載せる。これにより、図1に示す
状態では、被測定試料Wは試料支持部56aに支えられ
て秤量皿3には負荷されず、参照用試料Sは試料支持部
56bから外れて秤量皿4に負荷された状態となる。こ
の状態から駆動軸52を180°回動させた図5の状態
では、被測定試料Wは試料支持部56aから外れて秤量
皿3に負荷され、参照用試料Sは試料支持部56bに支
えられて秤量皿4に負荷されない状態となる。
【0021】図1と図5の中間状態、すなわち駆動軸が
図1の状態から90°あるいは270°回転した状態
で、被測定試料Wと参照用試料Sのそれぞれの秤量皿3
ないし4に対する負荷がスムーズに入れ代わるように、
カム53aおよび53b相互の位相を、ネジBを緩めて
調整する。これにより、荷重感応部1には、常に被測定
試料Wと参照用試料Sのいずれか一方が負荷された状
態、あるいはこれに近い状態となり、負荷の変動が少な
くショック等が加わる可能性が極めて少なくなる。
【0022】なお、以上の実施例において、カム53
a,53bとガイド板57a,57bは、例えばPTF
Eをはじめとする樹脂等、摩擦や磨耗の少ない材質によ
って形成することが望ましい。
【0023】この実施例を用いて加工前後の被測定試料
Wの質量変化を測定する場合には、同一の参照用試料S
を用いて、その質量と加工前の被測定試料Wの質量の差
を求めておき、加工後の被測定試料Wについても参照用
試料Sとの質量差を求め、これらの差の差を被測定試料
の質量変化とすることにより、加工に長時間を要してそ
の間に荷重感応部1に多少の感度変化が生じていても、
感度較正を行うことなく、極めて簡単に質量変化を求め
ることができる。
【0024】以上の本発明実施例をそのまま用いて、図
6に模式的に示すような秤量室6を設けることにより、
更に測定精度を向上させることができる。すなわち、秤
量室6を仕切り板7によって、上側の秤量皿3を含む室
6aと下側の秤量皿4を含む室6bに分割し、各室6a
と6bの大きさおよび形状を同一としておく。図6にお
いて(A)は被測定試料Wの測定状態、(B)は参照用
試料Sの測定状態を示す。上述した本発明実施例の試料
載せ降ろし機構5の構造および秤量室6の各室6aおよ
び6bの条件より、図中d1 =d3 ,d2 =d4 である
から、被測定試料Wおよび参照用試料Sに計量表示値に
おいて数カウント程度の狂いを生じさせるような帯電が
あった場合でも、各試料と秤量室形成部材との間に働く
クーロン力F1 およびF2 は、(A)および(B)の間
で幾何学的構造が殆ど代わっていないため、F1 ≒F2
であると言え、被測定試料Wと参照用試料Sの質量差に
は殆ど影響を与えない。このことは、試料温度が秤量室
内の空気温度と異なるために生じる対流に関しても同様
であって、従って、図6の構造では、静電気や対流によ
る測定誤差が極めて少なくなる。
【0025】なお、図1〜図5に示した実施例では、各
カム53aおよび53bを共通の駆動軸52に固着した
例を示したが、本発明はこの構造に限定されることな
く、例えば図7に示すように、カム53aおよび53b
を別個の駆動軸52aおよび52bに固着し、この両駆
動軸52a,52bをギア等を介して同時に駆動させる
か、あるいは個別のパルスモータ等によって電気的に同
期して回転させるようにしてもよい。
【0026】また、各秤量皿3,4と試料支持部56
a,56bの構造については、図2に示したように各突
起eないしfを円環状の部材に形成するほか、図8に例
示するように分岐した直線状の部材に形成する等、適宜
の構造を採用し得ることは勿論である。
【0027】更に、以上の各実施例では上皿型の計量装
置に本発明を適用したが、下皿型の装置にも本発明を適
用することができる。すなわち、図2に例示したような
秤量皿3および4の円環状の外周面を、図1に例示した
皿受軸2に代えて吊り枠に装着し、その吊り枠を荷重感
応部の負荷中心軸Lに沿った計量フックに懸吊すればよ
い。
【0028】 以上説明したように、本発明によれば、
1個の荷重感応部に連結された支持部材に対して、被測
定試料を負荷するための秤量皿と、参照用試料を負荷す
るための秤量皿とを、互いに同心上に上下に装着した構
成としているから、例えば加工前後の試料の質量変化を
測定する場合に等において、被測定試料と参照用試料を
それぞれに専用の個別の秤量皿に逐次負荷してそれぞれ
の質量を測定することが可能となり、1個の秤量皿に対
して被測定試料と参照用試料を交互に負荷する従来の装
置に比して、試料の載せ替えのための動作が簡略化され
る。
【0029】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の部分切り欠き正面図
【図2】図1のA−A矢視図
【図3】図1のB−B矢視図
【図4】図3のC−C矢視図
【図5】本発明実施例の他の状態を示す部分切り欠き正
面図
【図6】本発明実施例の応用例の要部の模式的説明図
【図7】本発明の他の実施例の部分切り欠き正面図
【図8】本発明の更に他の実施例の秤量皿および試料支
持部の平面図
【符号の説明】
1 荷重感応部 2 皿支持軸 3,4 秤量皿 e 突起 5 試料載せ降ろし機構 50 基台 51 モータ 52 駆動軸 53a,53b カム 54a,54b シャフト 55a,55b 持ち出し板 56a,56b 試料支持部 f 突起 57a,57b ガイド板 58 ガイド棒 6 秤量室 7 仕切り板 L 負荷中心軸 W 被測定試料 S 参照用試料

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 荷重感応部に秤量皿を介して被測定試料
    を負荷することにより、その重量または質量を測定する
    装置において、上記荷重感応部に連結された支持部材に
    対して上下方向に同心上に装着された2個の秤量皿を備
    えているとともに、その2個の秤量皿のうち、一方に被
    測定試料が、他方には参照用試料が載り、かつ、上記荷
    重感応部には被測定試料および参照用試料のいずれか一
    方が負荷された状態となるよう、カムの回動により互い
    に同期して上下逆向きに駆動される試料載せ降ろし機構
    を備えていることを特徴とする計量装置。
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