JP5078780B2

JP5078780B2 - 計量装置

Info

Publication number: JP5078780B2
Application number: JP2008175298A
Authority: JP
Inventors: 貴嗣前田
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: JP2010014568A

Description

本発明は、固定部と荷重受け部とを有するロードセルにより被計量物の重量を測定する計量装置に関し、より詳しくはロードセルを過負荷から保護する技術に関するものである。

この種の計量装置においては、計量センサであるロードセルを過荷重または衝撃荷重から保護することにより破損等を防止することが共通の課題となっている。従来、このような課題に対処したものとして、特許文献１〜３において提案されているものがある。

特許文献１に開示されたものは、固定的に設けられたロードセルの受圧部に加圧する加圧部と被計量物が載置されて応動する作動機構との間を過荷重または衝撃荷重結合状態が分離するように磁気結合部で結合し、荷重が取り去られたとき磁気結合部が再結合するように構成されている。

また、特許文献２に開示されたものは、計量部を有するはかりを備えたサッカー台において、はかりの受皿がサッカー台本体の上面とほぼ一致した状態で受皿の下降を規制する規制手段を設けるように構成されている。

さらに、特許文献３に開示されたものは、ストッパを使用することなくロードセルを保護するようにしたもので、ロードセルにて検出される荷重が所定値を超えると、電磁石のコイルに通電してロードセルのプランジャを吸引してロードセルを保護するように構成されている。

特公昭５７−１７７２号公報特開平２−１６１９１０号公報特開平８−２３３６３７号公報

ところで、例えば計量コンベヤ上を搬送されてくる被計量物の重量を測定する重量選別機において、計量センサであるロードセルには、計量コンベヤが載荷されて連結状態にあり、電源がＯＦＦ状態でも計量コンベヤの荷重が印加される状態にある。この重量選別機を取り扱う作業者は、計量コンベヤに過荷重が印加されないように注意しているが、作業者以外の者が、物置代わりに計量コンベヤ上に物品を載せることによりロードセルに過荷重が印加され、ロードセルを破損するという不測の事態が発生することがある。このため、計量装置に通電されていない時（電源ＯＦＦ時）においても過負荷からロードセルを保護する必要がある。これに対し、前記従来技術では、このような電源ＯＦＦ時におけるロードセルの保護については何ら考慮されていない。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、電源ＯＦＦ時においてもロードセルを過負荷から保護することのできる計量装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による計量装置は、
固定部と荷重受け部とを有するロードセルにより被計量物の重量を測定する計量装置において、
外周面に溝を有するシリンダを前記固定部に設けるとともに、前記シリンダが貫通する孔を有するストッパ板を前記荷重受け部に設け、かつ前記シリンダを軸方向に移動させるシリンダ駆動手段と、このシリンダ駆動手段を制御する制御手段とを設け、
前記制御手段が、当該計量装置の運転時には前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置に一致するように前記シリンダ駆動手段を制御し、当該計量装置の運転停止時には前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置から外れるように前記シリンダ駆動手段を制御することを特徴とするものである。

本発明において、前記制御手段は、当該計量装置に付設の操作設定表示装置にて操作されるのが好ましい。

また、前記シリンダ駆動手段は、ソレノイドとそのソレノイドに連結されるシリンダ駆動部材とを備え、前記ソレノイドは、自己保持型ソレノイドであり、電源を切っても前記シリンダの位置が電源を切る前の位置に保持されるように構成されたものとすることもできる。

また、前記シリンダ駆動手段は、ソレノイドとそのソレノイドに連結されるシリンダ駆動部材とを備え、前記制御手段は、電源が切られた時に、電源が切られたことを検出し、コンデンサに蓄えられた電荷によって前記ソレノイドを駆動して前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置から外れるように制御するものであっても良い。

また、前記シリンダ駆動手段は、ソレノイドとそのソレノイドに連結されるシリンダ駆動部材とを備え、前記制御手段は、電源を入れると前記ソレノイドが励磁されて前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置に一致し、電源を切るとばねの付勢力により前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置から外れるように制御するものとすることもできる。

ここで、当該計量装置は、計量コンベヤ上を搬送される被計量物の重量を測定して被計量物を重量毎に振り分ける重量選別機であり、前記シリンダの溝およびストッパ板の孔がそれぞれ複数個設けられるのが好ましい。

本発明によれば、計量装置の運転停止時には被計量物の荷重がロードセルに印加されないので、利用者が当該計量装置上に物を置く等の誤った取扱いに起因する過負荷等からロードセルを保護することができる。また、電源のＯＮ／ＯＦＦに連動してロードセルストッパが自動動作するので、据え付け時にストッパを外す手間が不要になり、計量部の耐久性が向上する。また、ロードセルを含む計量部をユニットとして組み込むタイプの計量装置では、そのユニットの個別調整が不要となり、計量部だけを輸送する場合のストッパの役目も果たすことができる。

次に、本発明による計量装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係る重量選別機におけるロードセルユニットの縦断面図が示され、図２には、同ロードセルユニットの平面図が示されている。また、図３には、図２のＡ−Ａ線断面図が示されている。図４には、ロック解除状態を表す図３のＢ−Ｂ線断面図が、図５には、ロック状態を表す図３のＣ矢視図（一部断面）がそれぞれ示されている。

本実施形態は、物品を重量毎に振り分ける重量選別機に適用された例を示すものである。この重量選別機１は、ベルト上面に物品を載せて搬送する計量コンベヤ（図示せず）と、この計量コンベヤに連結され、その計量コンベヤとともに物品の重量を検出するロードセルユニット２とを備え、物品を一定速度で搬送しながら、その重量を測定するように構成されている。

前記ロードセルユニット２は、重量選別機１の本体架台３に取り付けられている。このロードセルユニット２は、ケーシング４内にロードセル５が収納されて構成されている。ロードセル５は固定部と荷重受け部とを有し、固定部が本体架台３側に固定される固定部取付金具６に固定部取付ボルト７，８を介して取り付けられるとともに、荷重受け部が荷重受け部連結部材９に荷重受け部取付ボルト１０，１１によって取り付けられている。ここで、荷重受け部連結部材９には、計量コンベヤとロードセルユニット２とを連結する連結部材１２，１３，１４，１５を介して、計量コンベヤの荷重が伝達される。こうして、ロードセル５は一端部が固定されるとともに、他端部が計量コンベヤの荷重を受けて撓むことにより、計量コンベヤ上の被計量物の重量が測定される。

また、図２に示されるように、ロードセルユニット２には、後述するソレノイド３１のためのソレノイド用ケーブル１６と、位置検出センサ３３のためのセンサ用ケーブル１７と、ロードセル用ケーブル１８とがそれぞれケーブル引き込み部材１９，２０，２１を介して接続されている。なお、図１において符号２２，２３にて示されるのは、センサ用ケーブル１７を接続するためのケーブル接続用コネクタである。

図３〜図５に示されるように、ロードセル５の荷重受け部と一体の荷重受け部連結部材９には、円形の孔２６，２７をそれぞれ有する略三角形状の２枚のストッパ板２４，２５が鉛直向きに取り付けられている。一方、ロードセルユニット２のケーシング４には各孔２６，２７を貫通するように、外周面に２条の溝２８，２９を有するシリンダ３０が水平向きに装着されている。このシリンダ３０は、ケーシング４に装着されたソレノイド３１によりシリンダ駆動部材３２を介して矢印Ｄ方向（図４、図５参照）に往復駆動される。また、シリンダ駆動部材３２の位置は位置検出センサ３３により検出され、この検出値に基づき後述のソレノイド駆動回路３４によってシリンダ３０が所定の位置に移動するように制御される。なお、本実施形態における「ソレノイド３１」と「シリンダ駆動部材３２」とが、本発明における「シリンダ駆動手段」に対応し、本実施形態における「ソレノイド駆動回路３４」が、本発明における「制御手段」に対応する。

前記シリンダ３０は、重量選別機１の運転時には、外周面の溝２８，２９の位置がそれぞれストッパ板２４，２５の孔２６，２７の位置に一致するように駆動され（図４に示されるロック解除状態）、重量選別機１の運転停止時には、外周面の溝２８，２９の位置がそれぞれストッパ板２４，２５の孔２６，２７の位置から外れる位置になるように駆動される（図５に示されるロック状態）。こうして、重量選別機１の運転時には、ロードセル５の荷重受け部が撓んでもストッパ板２４，２５の孔２６，２７がシリンダ３０の溝２８，２９の外周面に当接するまではストッパ機能が発揮されることはない。また、重量選別機１の移送中や運転停止時には、計量コンベヤに過大な荷重が印加されたとしても、ロードセル５の荷重受け部が撓んでも、シリンダ３０の太径部がストッパ板２４，２５の孔２６，２７に当接してその孔２６，２７との隙間以上に撓むことがないので、過負荷による撓みからロードセル５を保護することができる。

これに対して、重量選別機１の運転停止中において、溝２８，２９の位置を孔２６，２７の位置に一致させておいた場合には、計量コンベヤに過大な荷重が印加された時に、細い溝部への過負荷の印加によってシリンダ３０自体が歪む場合があるだけでなく、例えば計量コンベヤ上に物置代わりに物品を載せるなどして、ロードセル５に過荷重を継続して印加させた場合に、零点が大幅にずれたり、クリープ破壊を引き起こす危険性がある。

なお、図４に示されるロック解除状態において、ストッパ板２４，２５の孔２６，２７がシリンダ３０の溝２８，２９に当接する際のロードセル５に加わる負荷を、例えば定格負荷の１５０％以下になるように孔２６，２７の径および溝２８，２９の深さを調整することで、過負荷に対してロードセル５を一定程度保護することができる。

前記ソレノイド３１は自己保持型ソレノイドであって、図６に示されるソレノイド駆動回路３４によって制御される。このソレノイド駆動回路３４において、回路制御用の電源＋Ｖ（一般には５Ｖ）は、逆流防止用のダイオードＤ１を経由し、レギュレータ３５にて安定化された後、制御駆動部３６に供給されるとともに、第１コンデンサＣ１に供給されて電荷が溜められる。また、電源＋Ｖの電圧降下を検出する停電検出部３７が設けられ、その検出信号が制御駆動部３６に供給される。なお、この停電検出部３７としては、停電検出機能を持った１チップのＩＣを用いるのが好ましい。

ソレノイド３１は、プル側コイル３１ａとプッシュ型コイル３１ｂとを備え、このソレノイド３１を駆動するための電源は第２コンデンサＣ２に溜められた電荷にて補われる。また、この第２コンデンサＣ２に並列に放電用抵抗Ｒおよび逆起電力防止回路保護用ダイオードＤ２が設けられている。

このような構成において、電源が切れると＋Ｖの電圧が降下するので、その電圧降下が停電検出部３７にて検出され、その検出信号が制御駆動部３６に送られ、この制御駆動部３６からの信号によりソレノイド３１が制御され、シリンダ３０が図５に示される位置に移動される。この停電時には第１コンデンサＣ１に溜められた電荷によって制御駆動部３６が機能され、ソレノイド３１駆動用の電源は第２コンデンサＣ２に溜められた電荷で補われる。ここで、ソレノイド３１は、上述のように、オープンフレームソレノイドに高性能な永久磁石を組み合わせ、コイルに瞬時の通電でプランジャを吸引し、吸引後は永久磁石により吸着保持される自己保持型ソレノイドであり、吸着保持時の通電が不要であるという特徴を有している。

本実施形態によれば、シリンダ３０に２条の溝２８，２９を設け、各溝２８，２９に対応するようにストッパ板２４，２５に孔２６，２７を設けるように構成した。このように構成することにより、ロードセル５に加わる上下方向の過負荷だけでなく、ひねり力に対してもロードセル５を保護することができる。勿論、溝の数および孔の数は各１個であっても、あるいは３個以上であっても良い。

本実施形態においては、電源が切れた後の駆動エネルギーを電荷を備えたコンデンサから得るようにしたものを説明したが、シリンダ３０を駆動するソレノイドとして、自己保持型のものではなく、電源を入れるとソレノイドが励磁されシリンダの溝２８，２９の位置がストッパ板２４，２５の孔２６，２７の位置に一致し、電源を切るとばねの付勢力により溝２８，２９の位置が孔２６，２７の位置から外れるようにする実施形態も可能である。この場合には、電源を切った後に動作する電気回路（ソレノイド駆動回路３４）は不要になるが、電源がＯＮの時に、ソレノイドに継続して通電する必要があり、ソレノイドの定格電流が大きいと発熱による影響がロードセルに及ぶという難点がある。

また、上記ソレノイドを、重量選別機の操作設定表示装置にて操作するようにすることもできる。このようにしたものでは、操作設定表示装置から任意にロードセルストッパを動作することが可能となるので、計量コンベヤを駆動させたままの清掃が可能になるという利点がある。

本発明の計量装置は、実際にロードセルが破損する原因に対応して案出されたものであり、特に物品を重量毎に振り分ける重量選別機に適用して有用である。

本発明の一実施形態に係る重量選別機におけるロードセルユニットの縦断面図ロードセルユニットの平面図図２のＡ−Ａ線断面図ロック解除状態を表す図３のＢ−Ｂ線断面図ロック状態を表す図３のＣ矢視図（一部断面）ソレノイド駆動回路を示す回路構成図

符号の説明

１重選別機
２ロードセルユニット
５ロードセル
６固定部取付金具
９荷重受け部連結部材
１２，１３，１４，１５連結部材
２４，２５ストッパ板
２６，２７孔
２８，２９溝
３０シリンダ
３１ソレノイド
３２シリンダ駆動部材
３４ソレノイド駆動回路

Claims

固定部と荷重受け部とを有するロードセルにより被計量物の重量を測定する計量装置において、
外周面に溝を有するシリンダを前記固定部に設けるとともに、前記シリンダが貫通する孔を有するストッパ板を前記荷重受け部に設け、かつ前記シリンダを軸方向に移動させるシリンダ駆動手段と、このシリンダ駆動手段を制御する制御手段とを設け、
前記制御手段が、当該計量装置の運転時には前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置に一致するように前記シリンダ駆動手段を制御し、当該計量装置の運転停止時には前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置から外れるように前記シリンダ駆動手段を制御することを特徴とする計量装置。
前記制御手段が、当該計量装置に付設の操作設定表示装置にて操作される請求項１に記載の計量装置。
前記シリンダ駆動手段が、ソレノイドとそのソレノイドに連結されるシリンダ駆動部材とを備え、前記ソレノイドが、自己保持型ソレノイドであり、電源を切っても前記シリンダの位置が電源を切る前の位置に保持されるように構成されている請求項１に記載の計量装置。
前記シリンダ駆動手段が、ソレノイドとそのソレノイドに連結されるシリンダ駆動部材とを備え、前記制御手段は、電源が切られた時に、電源が切られたことを検出し、コンデンサに蓄えられた電荷によって前記ソレノイドを駆動して前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置から外れるように制御する請求項１または２に記載の計量装置。
前記シリンダ駆動手段が、ソレノイドとそのソレノイドに連結されるシリンダ駆動部材とを備え、前記制御手段は、電源を入れると前記ソレノイドが励磁されて前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置に一致し、電源を切るとばねの付勢力により前記シリンダの溝の位置が前記ストッパ板の孔の位置から外れるように制御する請求項１に記載の計量装置。
当該計量装置が、計量コンベヤ上を搬送される被計量物の重量を測定して被計量物を重量毎に振り分ける重量選別機であり、前記シリンダの溝およびストッパ板の孔がそれぞれ複数個設けられる請求項１〜５のいずれかに記載の計量装置。