JPH01223317A - はかり用搬送および駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 技術が進むにつれて、プロセスは一層早いベースで進行
する傾向にある。プロセスの多くは多数の部品の調節を
必要として、プロセスは、多重の部品が使用されない限
りは、最も遅い部品が可能とする速度でしか処理できな
い、物品の重量が必要となされるプロセスが存在する。

しかしながら、今までのところ、正確で迅速に計量する
はかりは得られていなかった０本明細書で正確とは１オ
ンス（２８グラム）の１／３２の範囲内で６４オンス（
１８１１グラム）までの重量を有する目的物をはかる能
力を意味する。また迅速とは物品当たり１秒以下で運搬
している物品の流れをはかる能力を意味する。迅速には
かることが必要なプロセスは郵便物の処理においてであ
る。封筒毎に数が変化するような適当な数の差込み（イ
ンサート）が封筒内に入れられるような高速装置が開発
された。封筒は密封され、郵便料が封筒に印刷される。

しかしながら、郵便料が印刷される前に、郵便物の重量
を決める必要がある。以前から、このような郵便処理装
置用のはかり装置が開発されてきたが、これらはかなり
遅いものであった。実際には、多くの先行技術のはかり
装置は、標準のはかりを、計量を可能にするように郵便
物を停止する機構と組合わせたものであった。差込機の
出力に適合するために、多重はかりが用いられて郵便物
をはかりに交互に切換えていた。

これらの先行技術のはかり装置は、先行技術の郵便処理
装置と共に、かなり良好に作動するものであったが、最
近の高速差込機と共に用いる場合には、郵便物の迅速な
処理を禁止する機能が、郵便料が印刷される前に郵便物
を・はかるために必要となった。この問題を解決するた
めには、多重の（多数の）はかりが高速差込機から下流
に用いられて、郵便物に対してはかりが交替に使用され
ねばならない、明らかに、多数のはかりの使用は高価で
あり、余分な運搬機能を必要として、このような運搬機
能は多数回の詰まりを生じさせるものである。

前述の多数の目標を満足するはかりを開発する試みにお
いて多大の努力がはかられてきた。１つのそのようなは
かりは、１９８７年７月１３日に出願された発明の名称
「調和運動の周期中のシフトを測定することによって物
品の質量を決定する装置および方法」の出願番号第０７
３．７９０号の米国特許出願に記載されている。このは
かりは、この形式の他のはかりと同様に、物品をはかり
の皿に迅速に載せ、計量中は物品を堅く保持し物品を迅
速に搬出し、次の計量を行う搬送機構を要する。

（発明の要約） はかりに対する特殊な搬送および駆動機構が考慮されて
きた。目的物は、トレーに取付けられたローラおよびス
キー部材とトレーの開口中に延びるローラとの組合わせ
によってはかりのトレー上に搬入される。計量中、後者
のローラはトレーの開口から出され、駆動機構が作動さ
れる。計量の完了時に、駆動ローラが開口内に挿入され
て、物品は再びトレーから搬出される。

（発明の詳細な説明） 第１図を参照するに、本発明を組込んでいるはかりが全
体的に１２で示されており、頂部１４において開口して
いるハウジング１３を含む、ハウジング１３内に含まれ
る部品は第２図−第１０図に示されており、第２図を参
照すると、ハウジングの床に取付けられておりかつ４つ
の直立部材１６を支持するフレーム１８を含む、各直立
部材１６に対して板ばね２０がキャップ２２によって取
付けられており、キャップ２２はその間にある板ばねの
部分と共に直立部材にボルト止めされている。板ばねは
ある角度で形成され、２つの横方向に延びるプレート２
４の１つに隣接する下部部分を有する。板ばねの角度は
、好ましくは、垂直に対して５°および１５°の間であ
る。ばね２０はキャップ２６によってプレート２４にボ
ルト止めされ、ばねの下部部分はキャップ２６およびプ
レート２４の間に配置されている。このように、２つの
プレート２４はばね２０によってフレーム１８に取付け
られ、それによってフレームから分離されている。

プレート２４の各々に固定されているのは、アルミニュ
ウムまたはスチールのような弾性材料から作られかつほ
ぼ平行四辺形構造を有する一対の可撓性部材３０であり
、この構造の詳細は第６図に示されている。各可撓性部
材３０は一体の連結部材３５によって互いに結合した一
対の向き合う平行な可撓性プレート３２を有する。トラ
ンスデユーサ３３が１つの可撓性部材３０の側部３２の
少なくとも１つに取付けられている。このトランスデユ
ーサは電圧がトランスデユーサの曲げによって発生され
るような圧電装置のようなデイバイスである。可撓性部
材３０はその底部に一対の開口３４を有し、開口はプレ
ート２４を貫通し、それによって可撓性部材をプレート
に固定するボルト３６を受入れる。可撓性部材は、また
、その頂部に開口３８を有し、その開口はトレー４０の
開口４２と整合している。トレー４０は可撓性部材の開
口３８内に受入れられるボルト４１によって可撓性部材
３０に取付けられる。トレー４０は、まな、縦方向に延
びる開口４４を有する。トレー４０は、アルミニュウム
または他の硬質材料から作られた垂下した段状のリム４
７を持つプレート４５の形状である。プレートの底部に
取付けられているのはトレー４０に軽量性および堅固性
を与える複数のアルミニュウムストラット（支え）４６
である。

４つの直立部材４８が２つのプレート２４に取付けちれ
、直立部材に取付けられているのは、垂下部分５４が取
付けられたほぼ”Ｔ”形状部材５２を持つベース５０で
ある。Ｔ形状部材５２およびその垂下部分の目的はベー
ス５０の重量を増加することである。第３図を参照する
と、二対の向き合うブラケット６ｏがフレーム１８によ
って支持され、ブラケットの各対はそれらの間にビン６
２を支持している。アイドラプーリ６４がビン６２の各
々に回転自在に取付けられている。第３図および第５図
を参照すると、一対の向き合うブラケット６６がフレー
ム１８によって支持され、各ブラケットはベアリング６
８をその内部に有し、ベアリング６８は向き合うブラケ
ットによって支持さ゛れたシャフト７０を受入れている
。プーリ７２がシャフト７０上に配置され、プーリ７２
およびシャフト７０の間に一方向ベアリング７４があり
、それによってプーリは、プーリが一方向に回転される
ときシャフトに対して自由回転となり、すなわちそ五ら
の間で駆動が伝達されず、しかしプーリ７２が反対方向
に駆動されるときシャフトはプーリ７２によって駆動さ
れる。プーリ７２はスリーブ部分７６を有し、スリーブ
部分７６のまわりに、他のプーリ７８が一方向ベアリン
グ８０と共に取付けられている。一方向ベアリング８０
は一方向ベアリング７４の機能方向とは反対の機能方向
を有し、そのため、プーリが第３図で見て時計方向に回
転するとき、一方向ベアリング８０はプーリ７２および
プーリ７８の間で駆動を与えるが、プーリ７２が反時計
方向に駆動されるとき、プーリ７８は自由回転となり駆
動はそれらの間に伝達されない。

ブラケット８２は可逆モータ８４を取付けており、モー
タの出力シャフト８８に固定したプーリ８６がある。ベ
ルト９０がプーリ７２．８６にかけられてプーリ７２に
駆動を与える。

段状ブラケット９４がトレー４０に取付けられ、光源９
２を支持している。光電検出器９５がトレー４０のすぐ
下に配置され、光が通過する開口がトレー内にある。検
出器は検出器および光源の間の目的物の存在を感知する
ように光源９２と整列している。ブラケット９４は複数
のシャフト９６を支持し、シャフトには対となったアー
ム９８が取付けられており、ビン１００が対となったア
ームの間に延びてそれらを結合し、各ビンはアイドラロ
ーラ１０２を支持している。引張ばね１０４がシャフト
９６の各々に支持され、この引張ばねはブラケット９４
に当接する第１タング１０６および対となったアーム９
８の１つの上部部分に係合する第２タング１０８を有す
る。この構造において、アーム９８はトレー４０に向か
って押圧されている。封筒の形状の郵便物１１２が、そ
の重量がはかり１２によって決められる位置で、第３図
に示されている。

第４図および第８図を参照すると、二対の支柱１１４が
対関係で互いに向き合って配置され、支柱１１４の各対
によって固定して支持されたシャフト１１６によって連
結されている。各シャフト１１６によって回転自在に支
持されているのはコネクタ１２０によって互いに結合し
た一対のほぼＬ形状アーム１１８である。各コネクタ１
２０にはカムフォロワ１２２が固定されている。アーム
１２４の上部は一対のブラケット１２８内に受入れられ
たビン１２６によって回転自在に支持されている。ブラ
ケット１２８は中間ローラ１３２および端部ローラ１３
４を回転自在に支持するシャフト１３０によって互いに
連結されている。なお、端部ローラはわずかに大きい、
ブラケット１２８の各々は、シャフト１１６を受入れて
シャフトに対するブラケットの運動を可能にする細長い
スロット１２６を有する。一対のカム１３８．１４０が
シャフト７０に取付けられており、カムの１つ１４０は
カムフォロワ１２２に係合している。に１方向に延びる
開口１４２を持つ支柱１４１はその開口１４２内にロッ
ド１４４を摺動自在に受入れている。ロッド１４４は一
端でカム１３８に係合し、他端でアーム１１８のカムフ
ォロワ１２２に係合している。引張ばね１４６がカムフ
ォロワ１２２をカム１４０およびロッド１４４のそれぞ
れに押圧する目的のために向き合う対のアーム１１８に
固定されている。

第４図および第７図を参照すると、フレーム１８は当接
体１５２を取付けている。シャフト７０は、大径部分１
５６および小径部分１５８を持つカム１５４を支持して
いる。シャフト７０のまわりに配置されているのはばね
１６０であり、ばねはカムの開口１６４内に受入れられ
た１つのタング１６２、および支柱６６の開口１６８内
に受入れられた他のタング１６６を有する。ばねは第７
図で見て時計方向にカム１５４およびシャフト７０を回
転し、それによってカム部分１５６を当接体１５２に対
して押圧している。

第５図および第９図を参照すると、はかり１２は、振動
をロックしく停止させ）および始動させるための、シャ
フト７０に応答する機構１６９を有し、この機構は、第
１カム形成面１７２および第２カム形成面１７４を持つ
開口１７１を有するカム１７０を含み、カム１７０はシ
ャフトと共に回転するようにシャフトに取付けられてい
る。支持体１７６がベース５０に配置され、シャフト１
７８がこの支持体に取付けられている。はぼＶ形状リン
ク１８０が、京擦ベアリング１７９がリンク１８０およ
びシャフト１７８の間に配置された状態で、シャフト１
７８に取付けられている。

摩擦ベアリングの機能は、シャフトを中心としてリンク
を回転させる力が必要であるので、リンク１８０の側の
運動に対する抵抗を発生するものである。はぼＶ形状リ
ンク１８０は第１アーム１８２および第２アーム１８４
を有し、第２アームは開口１７１内に受入れられるカム
フォロワ１８６を端部に有する。第１アーム１８２は突
出部分１８８を有し、突出部分はショルダ１９２を持つ
傾斜した当接面をその端部に有する。フィンガ１９４が
トレー４０から吊下がり、トレー４０をベース５０にロ
ックするように突出部分１８８に係合する長方形当接部
材１９６を有する。トレー４０の静止位置は、可撓性部
材３０のなめに、当接部分が傾斜した当接面１９０の中
間の位置にあるような位置である。

第５図および第１０図を参照すると、ロッキング機構１
９８が、重量をはかる目的物がトレー上を運ばれる期間
中トレー４０をロックしがっ振動中トレー４０を解放す
るために、設けられている。

ラムダ（上部ケース）形状支柱２００がフレーム１８に
よって支持され、支柱から延びるビン２０２を有する。

はぼＺ形状リンク２０４がビン２０２によって回転自在
に支持され、第１脚２０６および第２脚２０７を有し、
第２脚は開口２０８を有する。ポスト（柱）２１０がフ
レーム１８によって支持され、引張ばね２１２が開口２
０８からポスト（２１０＞に延びてアームリンク２０４
を反時計方向に引張り、ている、好ましくはステンレス
スチールから作られた第１板ばね２１４が支柱２００に
よって支持され、支柱２００から第２脚２０６に向がっ
て延び、第２脚と離れた関係にある。フィンガ２１６が
ベース５０から吊下がり、第２板ばね２１８を支持して
おり、第２板ばねは、ばね２１２の引張作用から生じる
脚２０６に加えられる力のために、ベース５０をロック
するように、第１板ばね２１４および支柱２００の中間
に延びている。シャフト７゜に取付けられているのはシ
ャフトと共に回転するカム２２０である。このカム２２
０は、シャフト７０がばね２１２の作用に打勝って回転
するとき、リンク２０４に係合してリンクを時計方向に
押し、脚２０６を板ばね２１４から分離し、それによっ
てベース５０をフレーム１８がらロック解除する。

第１１図を参照すると、電気装置が全体的に２１９で示
されており、この電気装置はハウジング１３内に支持さ
れている。詳細には第１２図に示すコントローラ２２１
がコンピュータ２２２と接続されており、コンピュータ
は、はかりを線路電源に接続するスイッチ２２４および
ディスプレー２２６を有し、デイスプレーで、はかりで
決められる目的物の重量が示される。電子コントローラ
２２１はフォトセンサ９５、駆動モータおよび圧電素子
３３と電気的に接続されている。

電子コントローラ１３０の部品が第１２図に示されてお
り、バンドパスフィルタ２２８を含み、バンドパスフィ
ルタは圧電トランスデユーサ３３からの出力を受け、か
つゼロクロシング検出器２３０に接続されている。バン
ドパスフィルタ２２８は、圧電トランスデユーサ３３か
ら受取った信号から高周波の電気ノイズおよび低周波の
機械ノイズをなくす。バンドパスフィルタ２２８に接続
されているのはゼロクロシング検出器２３０であり、ゼ
ロクロシング検出器はバンドパスフィルタから受取った
信号を矩形波に変換する。ゼロクロシング検出器２３０
はエツジ検出器２３２に接続されており、エツジ検出器
２３２はゼロクロシング検出器によって発生された各矩
形波のエツジを検出する。エツジ検出器２３２はアンド
ゲート２３６から入力を受取るフリップフロップ２３４
に接続されている。アンドゲート２３６は、コンピュー
タ２２２と、クロック２４０およびエツジ検出器２３２
からの入力を持つカウンタ２３８と、に接続されている
。ワンショットバイブレータ２４１がフリップフロップ
２４２およびフォトセンサ９５に接続されている。フリ
ップフロップ２４２はコンピュータ２２２に接続されて
いる。このなめ、郵便物１１２がフォトセンサ９５によ
って感知されると、ワンショットバイブレータ２４１は
パルスをフリップフロップ２４２に送り、そのコンピュ
ータに郵便物の存在を知らせる。また、郵便物１１２が
トレー４０から運び出されてもはやフォトセンサ３３に
よって感知されなくなった後、ワンショッソ２４１が再
びフリップフロップ２４２にパルスを送り、コンピュー
タ２２２に信号を送る。

重量をはかる操作中、ベース５０は板ばね２０のために
フレーム１８から分離される。この分離は、フレーから
ベースへの振動の伝達が実質的にないことを意味する。

板ばね２０は、好ｔしい角度を５°および１５°の間で
選択できるために都合が良いことが見出されており、フ
レームからの振動の角度モーメントが実質的に減らされ
る。さらに、板ばね２０は、はかり１２と、例えば郵便
機械のような、はかりが置かれる物と、の間のトルクを
減少させ、それによって支持体の機械的特性に対する感
度を減少させる。さらに、計量中、ベース５０は、フレ
ーム１８に平行に直線的に動くように板ばね２０によっ
て拘束される。トレー４０の質量は、後述のように、ベ
ース５０に対してトレー４０を振動させ、振動の周期を
測定することによって決められる。もしベース５０およ
びトレー４０の質量の中心が一致しないならば、振動は
零でない角度モーメントを有する。角度０を正しく選択
することによって角度モーメントは実質的に零まで減少
させられる。

作動において、電力がコンピュータ２２２に配置したス
イッチ２２４を作動することによってはかり１２に供給
される。スイッチはコンピュータ２２２上に示されてい
るが、このことは重要なことではなく、任意の便利な手
段が電力をはがり１２に供給するのに用いられる。装置
に電力が供給されると、モータ８４は時計方向に駆動さ
せられ、それによってベルト９０を介してプーリ７２を
回転させる。プーリ７２の回転で、プーリ７８は一方向
ベアリング８０の存在によって回転させられる。プーリ
７８は第３図で見て時計方向に駆動され、それによって
ベルト１４８を駆動する。

ベルト１４８が駆動されると、プーリ６４および駆動ロ
ーラ１３４も駆動される。小径のローラ１３２は、ベル
ト１４８がトレー４０の開口４４内で移動しているどき
、ベルト１４８に対する支持体として働く。

ベルト１４８が駆動されているときには、シャフト７０
は静止している。このことは、プーリ７２が時計方向に
駆動されているとき回転しているプーリ７２内でシャフ
ト７０を自由回転可能にする一方向ベアリング７４の存
在によるものである。シャフト７０が静止しているとき
、トレー４０はロッキング振動機構１６９のためにベー
ス５０に対してロックされており、ベース５０はロッキ
ング機構１９８のためにフレーム１８にロックされてい
る。郵便物１１２がはかられるとき、郵便物はベルト４
４の位置でトレー４０上に置かれ、ベルトおよびアイド
ラローラ１０２の間に運ばれる。アーム９８にかかるば
ね１０４の押圧作用のために、ローラ１０２は郵便物１
１２に係合し、郵便物１１２が光源９２およびフォトセ
ンサ９５の間にくるまで、郵便物をベルト１４８に対し
て押圧している。郵便物が光源とフォトセンサの間にく
ると、フォトセンサ９５は信号をコンピュータ２２２に
送り、郵便物１１２の存在を指示する。指示があると、
コンピュータ２２２は、電子コントローラによって時計
方向から反時計方向に駆動モータの角度回転を反転させ
る。この反時計方向の回転はモータ出力シャフト８６の
１８０゜回転だけである。

モータ８４が反時計方向に１８０°回転しているとき、
ベルト１４８に対する駆動は終了させられ、シャフト７
０は１８０°回転される。このことは、プーリ７２が反
対方向に１８０°回転することによって生じ、それによ
ってプーリ７８は一方向ベアリング８０の存在のために
自由回転可能になる。一方、一方向ベアリング７４はプ
ーリ７２からの駆動をシャフト７０に伝える。シャフト
の回転で、ばね１６０の作用に抗して、カム１３８．１
４０およびカム１５４およびカム１７０は半回転だけや
はり回転される。

第８Ａ図を参照すると、第８Ａ図は、モータ８４が時計
方向に連続的に駆動しているときの、ブラケット１２８
およびブラケット１２８によって支持されたローラ１３
２．１３４の姿勢を示す。

この姿勢は、郵便物１１２がベルト１４８によってトレ
ー４０を槽切って運ばれる際の姿勢である。

モータ８８が半回転だけ反時計方向に回転すると、カム
１３８および１４０は第８Ｂ図に示す位置をとるように
シャフト７０によって回転される。この姿勢においてカ
ム１３８．１４０は、それらの表面がロッド１４４との
係合から分離するように回転される。このことが起こる
と、引張ばね１４６は向き合う対のアーム１１８を互い
に対して引張り、それによってカムフォロワ１２２の１
つをカム表面１４０に対して押圧し、他のカムフォロワ
１２２をロッド１４４に対して押圧する。

このことが起こると、ロッド１４４は第８図で見て左方
に移動してカム１３８との係合を維持し、アーム１１８
は開口１３６内のシャフト１１６と共に回転され、それ
によってブラケット１２８を下方に移動させる。アーム
ブラケット１２８内の細長いスロット（開口）１３６の
存在によってそのような移動に要する空間が与えられる
。ブラケット１２８がアーム１１４の作用によって下方
に引張られると、ブラケットはベルト１４８およびロー
ラ１３２．１３４をトレーの開口４４から出す、第３図
および第５図を参照して、このことが起こると、ばね９
６はアーム９８を下方に押圧し、それによってトレー４
０の位置においてローラ１０２を郵便物１１２に押圧し
、スキー部材１１０を郵便物に対して押圧する。駆動状
態で、ベルト１４８がスロット４４内に配置されていな
とき、ローラ１０２は郵便物の駆動をなすように郵便物
と係合しており、スキー部材１１０は郵便物よりわずか
に上方の位置にあった。ベルト１４８が開口４４から出
ると、ローラ１０２は開口の位置で郵便物に係合し、ス
キー部材１１０が郵便物をトレー４０に対して保持する
。このようにして、郵便物１１２は後述するトレーの振
動中トレー４０に対して堅く保持され、正確な計量がな
される。明らかに、もし郵便物が振動中何らかの運動を
受けると、不正確な計量となる恐れがある。

第１０図を参照すると、シャフト７０の回転の際、カム
２２０は反時計方向に回転され、リンク２０４に係合す
る。このことによってリンク２０４は時計方向にビン２
０２を中心として回転され、第１脚２０６を板ばね２１
４．２１８から分離し、それによってベースをフレーム
１８からロック解除する。

第５図および第９図を参照すると、トレー４０が、モー
タが時計方向に回転しているときにとる姿勢にあるとき
、カム１７０は第９Ａ図に示す位置にある。この位置に
おいて、トレー４０はフィンガ１９４に係合するアーム
１８２の存在によってベース５０にロックされている。

さらに具体的に言うと、ショルダ１９２が当接部材１９
６を受入れており、当接部材を堅く保持している。ばね
１６０はリンク１８０を時計方向に回転するように開０
１７１をカムフォロワ１８６に押圧している。シャフト
７０がモータ８４によって半回転だけ回転されると、カ
ム１７０は第９Ａ図に示すように反時計方向に回転を始
め、カムフォロワ１８６は、カムフォロワが開口の端部
にくるまで第１表面１７２に従い、その際、アーム１８
２は反時計方向にシャフト１７８を中心として回転され
、それによってフィンガ１９４を解放する。長方形当接
部材１９６はショルダ１９０と緩く係合し、それによっ
てトレー４０は、その静止位置を求める結果として、振
動する。さらに具体的に言えば、当接部材がショルダ１
９０に係合しているとき、運動エネルギがアーム１８２
に向かう力をトレー内に発生する可撓性部材３０内に貯
えられて、フィンガ１９４の解放の際、トレー４０の振
動を生じさせる。計量が行われた後、シャフト７０は、
モータがプーリ７６を時計方向に回転してシャフトを解
放しかっばね１６０がシャフト７０を半回転だけ回転さ
せる結果として、その初期位置に回転される。カムフォ
ロワ１８６は輪郭形成した表面１７４に従い、それによ
ってアーム１８２を時計方向に押す、このことが起こる
と、長方形部分１９６は傾斜した部分１８８に沿って摺
動し、トレー４０を第９Ａ図で見て右方に押圧し、当接
部材１９６が再びショルダ１９０に載るまで、その静止
位置から離す、トレー４０のこの位置において、可撓性
部材３０はわずかに撓み第９Ａ図で見て左方にトレーに
対して力を加え、そのためトレーは前述のようにロッキ
ングおよび振動機構１６９によって解放されるとき振動
する。

トレー４０の振動が前述したように発生されると、可撓
性部材３０は撓まされ、電圧が圧電トランスデユーサ３
３によって発生される０時間に対してプロットされた電
圧は第１３Ａ図に示すように正弦波曲線を発生する。可
撓性部材３０はアーム３２が互いに平行な平行四辺層構
造を有する。

このことは、単一の可撓性部材の底部に通常存在する曲
げ応力が平行四辺層内に含まれ、トレー４０に伝達され
ないため、単一の可撓性部材よりも好ましい、このこと
によりトレー４０は軽量構造となり、応力がトレー構造
に入るような場合に生じうる恐れのある非直線性をなく
すことができる。第６図に示すように、可撓性部材３０
が平行なアーム３２を有すると、可撓性部材の頂部ばか
りでなくトレー４０もほぼ平行に移動し、トレーにトル
クを作用させない、トレー４０は、可撓性部材３０が曲
がるとき、幾分低い位置に移動するが、このことは重要
な問題ではない、このわずかな曲がりは振幅依存する周
波数を生じるはかりのばね定数に寄与する。トレーが良
好な弾性材料でないので、目的物またはトレーの重量を
決定する能力の劣化がある。トレー４０は軽量で堅く単
一ユニットとして移動”し、一方ベース５０は重く、堅
く単一ユニットとして移動するものであるべきである。

可撓性部材３０は、位置エネルギを貯え、一方トレーは
運動エネルギを有する。

トレーの振動中、トランスデユーサ３３は第１３Ａ図に
示すような信号を送り、重量が後述のように決められる
。

シャフト７０が前述のようにモータによって半回転だけ
回転された後、トレー４０はベース５０に対してロック
解除され、ベースはフレーム１８に対してロック解除さ
れる。プレート２４は板ばね２０によってフレームに支
持され、それによってベースを振動から分離する。角度
付板ばねが、希望する分離を与えている間ベース５０の
接方向の移動を阻止するので、好ましいことが見出され
ている。

ローラ１０２．１３２を含む、トレー４０を横切って郵
便物１１２を運ぶ移送兼駆動機構が示され、振動トレー
式はかりに関連して記載されてきたが、搬送および駆動
機構は他の形式のはかりにおいても用いられる０例えば
、可撓性部材３０は、コイルばね、板ばね、ロードセル
構造体または他の形式のはかり部品と置換えることもで
きる。

次に、重量を決定する方法について説明する。

トレー４０がその上に郵便物１１２を有しないとき、モ
ータ８４は、ベルト９０を逆方向に半回転駆動するよう
に作動される。これにより第１アーム１８２はフィンガ
１９４から分離され、第９Ｂ図に関連して前述したよう
にトレー４０の振動を生じさせる。トレー４０は郵便物
１１２が運ばれる方向と同一方向に、すなわち第３図で
見て左右のトレーの面内で振動する。このことは、さも
ないと郵便物が飛びはねる傾向があるので、好ましいも
のである。トランスデユーサ３３を持つ可撓性部材３０
が撓まされ、振動を継続しているとき、トランスデユー
サは、トレー４０の質量と、そのトレーに固定したもの
の質量と、によって決まる周波数を持つ交流電圧を出力
する。トレー４０は、アイドラローラ１０２およびアイ
ドラローラ１０２を支持する機構を有し、これらは周波
数に影響を与える質量の一部である。トレー４０が振動
すると、その振動は第１３Ａ図に示すような出力電圧と
してトランスデユーサ３３によって測定される。トレー
４０が最初に振動されるとき、正弦波曲線は対称でなく
、均一の曲線が得られるまで、少なくとも１サイクルが
必要である。この結果、測定が行・われる前に遅延が必
要である。この遅延はコンピュータ２２２内にプログラ
ムされており、約０．０２４秒である。遅延後ゼロクロ
シングの周波数、すなわち周期が電子コントローラ２２
１によって決定される。ゼロクロシングの周波数が決定
された後、封筒、すなわち郵便物１１２のような物品が
トレー４０上に置かれる。

このことは、スイッチ２２４を閉じることによりモータ
８４および他の部品に電圧を最初に供給することによっ
て行われる。その後、郵便物１１２は、郵便物がベルト
１１２および第１アイドラローラ１０２のニップ内に受
入れられるまで、任意の標準の郵便物運搬装置によって
トレー４０上に置かれる。郵便物１１２はベルト１４８
およびローラ１０２の作用によってトレー４０上に駆動
され、フォトセンサ９５によって感知される。郵便物１
１２が感知されると、駆動モータ８４が反対方向に半回
転だけ回転され、第８Ｂ図を参照して前述したようにブ
ラケット１２８が下げられ、それによってベルトをトレ
ー４０の面より下方に下げる。ブラケット１２８がトレ
ー４０から下方に引張られると、ベルト１４８はトレー
４０上に置かれた郵便物１１２から分離される。この状
態で、トレー４０は郵便物１１２の質量を含む新たな質
量を有する。郵便物１１２はトレー４０上に堅く保持さ
れている。その理由はローラ１０２が開口４４中にわず
かに下げられスキー部材１１０がばね１０４の押圧作用
の結果として郵便物１１２をトレーに押圧しているから
である。このため郵便物およびトレー４０は一体に動く
ことになる。

トレー４０上の郵便物１１２が計量位置にあるとき、す
なわちローラ１０２の下にあるとき、ロッキング兼振動
機［１６９が再び付勢されて、トレー４０を、郵便物１
１２が搬送されると同一の水平面および方向に振動させ
る。この振動はトランスデユーサ９２によって感知され
、振動の周期が前述のように測定される。このことから
、次の公式にしたがってトレー４０上に１かれた郵便物
１１２の質量を決定することができる。

Ｍ　ｅ　　＝　ＣＩ（Ｔ２−７０２）十Ｃ２（Ｔ２−７
．２）　　２　、　　　（１）ここで、Ｍｅは郵便物の
質量、Ｔｏは郵便物が□ないときの振動の周期、Ｔは郵
便物がトレー４０上にあるときの周期である。Ｔ、、Ｃ
，、Ｃ２はベース５０の質量およびトレー４０の質量並
びに分離ばね２０および可撓性支持体３０のばね定数に
依存する定数である。これらの定数は、周期が少なくと
も２つの異なった質量および空のはかりに対して決めら
れる校正手順において実験的に決められる。ベース５０
がトレー４０の質量と郵便物１１２の質量との和よりも
実質的に重いという条件の下で、定数０１は次の公式で
与えられる。

Ｃ，＝に／（４π２）、　　（２） ここでＫは可撓性支持体２６のばね定数である。

同一の条件の下で、Ｔｏは次の公式で与えられる。

Ｔｏ２＝　（４ｙｒ２）　Ｍ　ｐ　／　ｋ、　　（３）
ここでＭｐはトレー４０の質量である。

ばねが２つの分離した質量ｍおよびＭに取付けられてい
るとき、その振動周期は Ｔ２＝４π２μ／に、　　　（４） ここではμは変形した質量であり、 ）ｔ＝ｍＭ／　　（ｍ＋Ｍ）　　、　　　　　（５）Ｍ
がｍよりかなり大きいという条件の下で、変形した質量
はｍの値より小さくそれに近いものである０等式（４）
はＴの項でｍに対して解くことができる。はかり１２に
おいては、ベース５０（質量Ｍ）はトレー４０および郵
便物１１２の和の質量（質量ｍ）よりかなり大きい、し
かしながら、正確さが要求されるので、μおよびｍの間
の差が考慮されなければならない。このことは等式（４
）および（５）を組合わせることによってなされる。

系（装置）がわずかに減衰されかつベース５０が分離ば
ね２０を介してフレーム１８に取付けられているという
事実から周期に対する他の校正がある。系は、周期を決
定する試みが振動の最少の２．３の周期の測定を通して
行われるということからさらにｆ！雑となる。この時間
内では初期パルスに起因するいくらかの初期の過度現象
が生じる。

その結果、質量は等式（４）および（５）によって与え
られる非直線性に適合した周期の非直線的な関数である
と最も予想されうるちのである。非直線は等式（１）に
よって表される放物線によって近似できることが実験的
に見出されている。

質量は第１１図および第１２図に示す回路によって決定
される。コンパツクモデル２８６ＰＣのような多数の標
準の市販コンピュータの任意の１つでもよいコンピュー
タ２２２は電子コントローラ２２１に接続している。ト
ランスデユーサ３３はバンドパスフィルタ２２８によっ
てろ波され、ゼロクロリンク検出器２３０に加えられる
電圧を出力し、ゼロクロリンク検出器は５ボルトで飽和
し第１３Ｂ図に示す矩形波を出力する基本的には演算増
幅器である。矩形波の持続時間はエツジ検出器２３２に
よって決定されるゼロクロシング間の時間を与える。エ
ツジ検出器１３７は、矩形波の各エツジが検出されたと
き、ゼロクロリンクを表すパルスを出力する。これらの
出力はカウンタ２３８に送られ、カウンタはゼロクロシ
ング間のクロックサイクルを計数し、その信号をアンド
ゲート２３６に送る０次に、フリップフロップはゼロク
ロリンク信号をコンピュータ２２２に送る。

この計数に基づいて、コンピュータ２２２は前述の公式
の適用により計算を可能にするアルゴリズムを介して郵
便物１１２の質量を計算する。この計算した質量がデイ
スプレー２２６上に示され、またはビットニー　ボウズ
　インコーポレーションから市販されているモデル６５
００郵便料金メータのような郵便料金メータの郵便料金
設定メータに送られる。

計量が完了すると、コンピュータはモータ４８を停止し
、それによって電力をベルト９０に与えない、このこと
が起こると、第４図、第５図および第７図を参照すると
、モータ８４の半回転駆動中に力を加えられたばね１６
０がカム１５４に作用し、シャフトを第７図で見て反時
計方向に回転する。シャフトの反時計方向の回転によっ
て、カム１３８．１４０は回転して一対のアーム１１８
に作用し、ロッド１４４は、アーム１１８をシャフト１
１６を中心として回転させるようにアーム１１８を押圧
し、それによってブラケット１２８を上昇させ、ベルト
１４８をトレー４０の開口４４中に再び挿入させる。

ばね１６０によって生じたシャフト７０の回転で、カム
１７０は回転し、それによってリンク１８０は第９Ｂ図
で見て時計方向に回転される。

このことが起こると、フィンガ１９４の長方形当接部材
９６は突出部分１８８の傾斜部分上で摺動し、それによ
ってトレー４０を第９Ａ図で見て右方に押圧する。長方
形当接部分１９６がショルダ１９０に入りそれによって
固定されるまで、このことが継続する。この位置におい
て、トレー４０は、可撓性部材３０が引張状態下にある
ように、その中心位置に対してわずかに右にある。この
ようにしてリンク１８０が持上げられるときには、振動
は前述のように生じる。

このとき生じる他の運動はリンク２０４に対するカム２
２０の作用から生じる。シャフト７０が反時計方向に回
転されると、カムがリンク２０４から分離するように、
カムは回転される。このことが起こると、引張ばね２１
２はリンクをピン２０２を中心として反時計方向に回転
させ、第１脚２０６が第１脚と支持２００の水平延長部
分との間に板ばね２１６．２１８を押圧する。このこと
が起こると、ベース５０は再びフレームにロックされる
。

前述の運動のすべては、モータが第１方向に回転される
ときシャフトがプーリ７２の駆動によって影響を受けず
、一方プーリが反対方向に回転されるときシャフト７０
の駆動を可能にして、カム１３８．１４０．１７０およ
び２２０がそれによって駆動されるようにする一方向ベ
アリングの７４の存在に応答するものである。さらに、
一方向ベアリング８０は、プーリ７２が第１方向に駆動
されるとき、プーリ７８がプーリ７２によって回転され
ることを可能にするが、プーリ７２が第２回転方向に駆
動されるときプーリ７８の自由回転を与えるものである
。設計の最後の要素は、モータが停止させられた後に、
シャフトおよび部品のすべてを戻すばね１６０の存在で
ある。

第１４図のフローチャートははかり１２のすべての作動
を示すものである。郵便物がトレー４０を横切って運ば
れ（２５０）　、電子装置が初期化される（２５２）、
デイスプレーが設定され（２５４）、最初の郵便物が通
過したか否かの質問がなされる（２６０）、もし最初の
郵便物が通過したならば、装置は封筒が適当な位置に達
するまで待機する（２６２）、封筒が適当な位置に達す
ると、反転命令信号がモータコントローラに送られる（
２６４）、装置は、モータが半回転だけ駆動するまで待
ち（２６６）、モータは停止させられる（２６８）、こ
の時点で、始動時間が記憶され（２７０）　、遅延がな
される（２７２＞。カウンタがクリアされ（２７４）、
再び遅延がなされる（２７６＞、ゼロクロリンクがクリ
アされ（２７８＞　、クロリンクが準備状態にあるか否
かの質問がなされる（２８０）、もしなされているなら
ば、クロリンクが可能にされる＜２８４）。

これがａｆ＆のゼロクロリンクが否かの質問がなされ（
２８６）、もしそうでないならば、クロリンク準備のシ
ーケンスが繰返され、もしそうならば、封筒の重量が決
定される。封筒の重量が決定された後、モータは封筒を
再び運ぶために始動され、その結果が表示される（２９
８）、郵便物センサがリセットされ（３００）、これが
最後の郵便物か否かの質問がなされる（３０２＞、もし
最後の郵便物でないならば、次に計量プロセスが再び繰
返される。

前述の方法を用いて、トレー４０上に置かれた物品の質
量の極めて正確な決定が得られる。正確さは３２オンス
までの郵便物に対して１オンスの１／３２より良好であ
る。質量の極めて正確な測定を得ることができるばかり
でなく、迅速に行うことができる。郵便物の流れの内の
単一の郵便物１１２が、約３２５ミリ秒の間で、トレー
４０に運ばれ、停止させられ、計測され、放出される。

前の郵便物の放出と同時に次の郵便物１１２の部分的に
重なる搬入は１公害たり１８４個の郵便物の計量を与え
る。このことは、先行技術の計量装置と比較して、電子
装置のコスト、性能、単純さの項目に関して物品の計量
における著しい前進である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のはかりの斜視図である。 第２図は、第１図に示すはかりの選択した部分を示す展
開斜視図である。 第３図は、第１図に示すはかりの縦方向断面図である。 第４図は、第３図の線４−４に沿った平面図である。 第５図は、第４図の線５−５に沿った端面図である。 第６図は、第１図に示すはかりの一部である可撓性部材
の断面図である。− 第７図は、第４図の線７−７に沿った側面図である。 第８Ａ図および第８Ｂ図は、第４図の線８−８に沿った
側面図である。 第９Ａ図および第９Ｂ図は、第４図の線９−９に沿った
側面図である。 第１０Ａ図および第１０Ｂ図は、第４図の線１０−１０
に沿った側面図である。　　。 第１１図は、第１図に示すはかり内で用いられる回路の
ブロックダイアグラムである。 第１２図は、第１１図に示す電子コントローラの部品の
ブロックダイアグラムである。 第１３Ａ図および第１３Ｂ図は、計量装置に加えられる
単一パルス、振動の結果としてのトランスデユーサによ
って発生される出力のプロットおよび出力の矩形波を示
すグラフである。 第１４図は、物品の質量を測定する際に含まれるステッ
プを記載するフローチャートである。 １２・・・はかり、 １８・・・フレーム、 ２０・・・板ばね、 ３０・・・可撓性部材、 ４０・・・トレー、 ７０・・・シャフト、 １２８・・・ブラケット、 ２２１・・・コントローラ、 ２２２・・・コンピュータ。 エ ψ Φ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）はかりにおいて、 フレームと、 ベースと、 前記ベースを前記フレームに連結する少なくとも１つの
   ばねと、 前記フレームに回転自在に支持されたシャフトと、 物品支持トレーと、 前記トレーを前記ベースに連結する少なくとも１つの可
   撓性部材と、 前記可撓性部材に取付けられたトランスデューサと、 物品を前記トレー上に運ぶ運搬手段と、 モータと、 前記シャフト上に配置したプーリと、 前記モータと前記プーリとの間に駆動を与えるベルトと
   、 前記運搬手段を前記シャフトに連結して、前記シャフト
   の回転の際前記運搬手段が作動されるようにする駆動手
   段と、 を有することを特徴とするはかり。
2. （２）請求項１記載のはかりにおいて、コンピュータが
   前記トランスデューサの出力を受取り前記トレー上の目
   的物の重量を決定するように前記トランスデューサに接
   続していることを特徴とするはかり。
3. （３）はかりにおいて、 フレームと、 ベースと、 前記ベースを前記フレームに連結する分離手段と、 前記フレームによって回転自在に支持されたシャフトと
   、 突出部材を有する物品支持トレーと、 前記トレーによって支持された物品コンベヤと、 前記トレーを前記ベースに連結する少なくとも１つの可
   撓性部材と、 前記可撓性部材に取付けられたトランスデューサと、 モータと、 前記シャフト上に配置した第１プーリと、 前記モータと前記プーリとの間に駆動を与えるベルトと
   、 前記シャフト上に取付けられたカムと、 前記ベースによって支持され、前記突出部材と係合でき
   、前記カムと係合するカムフォロワを有するリンクと、
   を有し、 前記シャフトの回転の際、前記リンクが前記突出部材と
   協働して前記トレーの振動を生じさせる、 ことを特徴とするはかり。
4. （４）請求項３記載のはかりにおいて、カムが輪郭形成
   した表面を持つ開口を有し、前記カムフォロワが前記開
   口内に受入れられていることを特徴とするはかり。
5. （５）請求項４記載のはかりにおいて、前記フレームに
   支持され、前記シャフトに係合して前記シャフトを前記
   第２回転方向に押圧するばねを有することを特徴とする
   はかり。
6. （６）はかりにおいて、 フレームと、 ベースと、 前記ベースを前記フレームに連結する複数のばねと、 前記フレームによって回転自在に支持されたシャフトと
   、 物品支持トレーと、 前記トレーを前記ベースに連結する複数の可撓性部材と
   、 前記可撓性部材の１つに取付けられたトランスデューサ
   と、 前記シャフトに駆動状態で係合しているモータと、 物品を前記トレーに搬入しかつ搬出するように作動する
   物品搬送手段と、 前記物品搬送手段を前記シャフトに連結する手段と、 を有することを特徴とするはかり。
7. （７）振動トレー式はかりにおいて、フレームと、分離
   ばねによってフレームに取付けられたベースと、可撓性
   部材によってベースに連結されたトレーと、可撓性部材
   の撓みの程度に応答して電圧を発生するように可撓性部
   材に連結されたトランスデューサと、計量すべき目的物
   をトレーに搬入しかつ搬出する搬送機構と、トレーを振
   動する機構と、トランスデューサによって発生される電
   圧に応答してトレーの物品の重量を決定するコンピュー
   タ装置と、を有し、前記搬送機構が、前記トレーに支持
   された駆動ローラと、前記トレー内の開口と、前記開口
   内に受入れられるアイドラローラと、前記駆動ローラを
   駆動する手段と、前記アイドラローラを前記開口に出入
   れする手段と、を有することを特徴とする振動トレー式
   はかり。
8. （８）振動トレー式はかりにおいて、フレームと、分離
   ばねによってフレームに取付けられたベースと、可撓性
   部材によってベースに連結されたトレーと、可撓性部材
   の撓みの程度に応答して電圧を発生するように可撓性部
   材に連結されたトランスデューサと、計量すべき目的物
   をトレーに搬入しかつ搬出する搬送機構と、トレーを振
   動する機構と、トランスデューサによって発生される電
   圧に応答してトレーの物品の重量を決定するコンピュー
   タ装置と、を有し、前記フレームによって回転自在に支
   持されたシャフトと、前記フレームによって支持された
   モータと、前記モータの作動の際前記シャフトを回転す
   るように前記モータを前記シャフトに連結する第１駆動
   手段と、前記シャフトの回転の際前記搬送機構を作動す
   るように前記シャフトを前記搬送手段に連結する第２駆
   動手段と、を有することを特徴とする振動トレー式はか
   り。
9. （９）振動トレー式はかりにおいて、フレームと、分離
   ばねによってフレームに取付けられたベースと、可撓性
   部材によってベースに連結されたトレーと、可撓性部材
   の撓みの程度に応答して電圧を発生するように可撓性部
   材に連結されたトランスデューサと、計量すべき目的物
   をトレーに搬入しかつ搬出する搬送機構と、トレーを振
   動する機構と、トランスデューサによつて発生される電
   圧に応答してトレーの物品の重量を決定するコンピュー
   タ装置と、を有し、前記トレーが開口を有し、前記搬送
   機構が一端にローラと、前記ローラの各側に配置された
   弧状のスキー部材と、を有する少なくとも１つのアーム
   を含む、ことを特徴とする振動トレー式はかり。
10. （１０）請求項９記載の振動トレー式はかりにおいて、
    前記ベースに支持されたアイドラローラと、前記アイド
    ラローラを前記トレーの開口に対して出し入れする手段
    と、を有し、前記少なくとも１つのアームは前記アイド
    ラローラが前記開口内にあるとき前記アイドラローラに
    係合でき、前記スキー部材は前記アイドラローラが前記
    開口外にあるとき前記トレーに係合できる、ことを特徴
    とする振動トレー式はかり。
11. （１１）はかりにおいて、 フレームと、 ベースと、 前記ベースを前記フレームに連結する複数のばねと、 前記フレームによって回転自在に支持されたシャフトと
    、 開口を有する物品支持トレーと、 前記トレーを前記ベースに連結する複数の可撓性部材と
    、 前記可撓性部材の１つに取付けられたトランスデューサ
    と、 前記シャフトに駆動係合するモータと、 前記シャフト上に取付けられたカムと、 前記フレームによって回転自在に支持され、かつ前記カ
    ムと係合する少なくとも１つのリンクと、 前記ベースに可動に支持され、かつ前記リンクに係合で
    きる複数のアイドラローラと、を有し、 前記シャフトの回転の際前記カムが前記リンクに作用し
    て前記リンクが前記アイドラローラを前記トレーの開口
    に対して出し入れさせる、ことを特徴とするはかり。
12. （１２）請求項１１記載のはかりにおいて、前記トレー
    によって支持され、かつ前記アイドラローラが前記トレ
    ーの開口内に配置されているとき前記アイドラローラに
    係合できる搬送手段を含む、ことを特徴とするはかり。