JPH085442A - 風袋内重量の計測装置 - Google Patents
風袋内重量の計測装置Info
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- JPH085442A JPH085442A JP16051594A JP16051594A JPH085442A JP H085442 A JPH085442 A JP H085442A JP 16051594 A JP16051594 A JP 16051594A JP 16051594 A JP16051594 A JP 16051594A JP H085442 A JPH085442 A JP H085442A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内容物の重量よりも風袋重量が遥かに大きい
ような物体について、その内容物の重量を高い分解能で
高精度に計測するための重量計測装置を提供する。 【構成】 バネ5a,5bを圧縮した状態で、ネジ棒3,3bと
係止ナット7a,7bによる係止機構で剛性可動板6を剛性基
台1側へのみ移動できるように係止する。また、剛性可
動板6には荷重伝達棒9を螺合させて荷重センサ2の荷重
点2aに当接させる。前記のバネ5a,5bは風袋(ガスボン
ベ)22と載置台11と剛性可動板6と荷重伝達棒9とロック
ナット10の合計重量に相当する反発力を生じるように圧
縮されており、内容物(ガス)21が貯蔵された風袋22が載
置台11に載せられると、風袋重量はバネ5a,5bの反発力
でキャンセルされ、内容物21の重量が荷重センサ2の出
力Ｅxに基づいて測定される。
ような物体について、その内容物の重量を高い分解能で
高精度に計測するための重量計測装置を提供する。 【構成】 バネ5a,5bを圧縮した状態で、ネジ棒3,3bと
係止ナット7a,7bによる係止機構で剛性可動板6を剛性基
台1側へのみ移動できるように係止する。また、剛性可
動板6には荷重伝達棒9を螺合させて荷重センサ2の荷重
点2aに当接させる。前記のバネ5a,5bは風袋(ガスボン
ベ)22と載置台11と剛性可動板6と荷重伝達棒9とロック
ナット10の合計重量に相当する反発力を生じるように圧
縮されており、内容物(ガス)21が貯蔵された風袋22が載
置台11に載せられると、風袋重量はバネ5a,5bの反発力
でキャンセルされ、内容物21の重量が荷重センサ2の出
力Ｅxに基づいて測定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は風袋内重量の計測装置に
係り、内容物の重量よりも風袋重量が遥かに大きいよう
な物体について、その内容物の重量を高精度に計測する
ための重量計測装置に関する。
係り、内容物の重量よりも風袋重量が遥かに大きいよう
な物体について、その内容物の重量を高精度に計測する
ための重量計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】物体の重量計測においては、風袋から内
容物を取り出してその重量を計測することが困難であっ
たり、非常に手間を要して面倒になるような場合があ
り、風袋と一体の状態で内容物の重量計測を行わねばな
らないことが少なくない。例えば、ガスボンベ内のガス
の重量を計測する場合や、車輌の積載重量を計測する場
合等がそれに該当する。
容物を取り出してその重量を計測することが困難であっ
たり、非常に手間を要して面倒になるような場合があ
り、風袋と一体の状態で内容物の重量計測を行わねばな
らないことが少なくない。例えば、ガスボンベ内のガス
の重量を計測する場合や、車輌の積載重量を計測する場
合等がそれに該当する。
【０００３】そして、従来から、風袋重量をキャンセル
させて内容物の重量を計測する場合には天秤計り方式が
採用されている。前記の事例であれば、ガスボンベや車
輌の重量が既知であるため、ガス貯蔵状態のボンベや貨
物積載状態の車輌を一方の皿側に載せ、他方に風袋(ガ
スボンベや車輌)の重量に対応したカウンターバランス
錘を載せてその風袋重量をキャンセルさせた状態で内容
物(ガスや積載貨物)の重量を計測している。
させて内容物の重量を計測する場合には天秤計り方式が
採用されている。前記の事例であれば、ガスボンベや車
輌の重量が既知であるため、ガス貯蔵状態のボンベや貨
物積載状態の車輌を一方の皿側に載せ、他方に風袋(ガ
スボンベや車輌)の重量に対応したカウンターバランス
錘を載せてその風袋重量をキャンセルさせた状態で内容
物(ガスや積載貨物)の重量を計測している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、風袋の重量
が軽量である場合はよいが、前記の事例のように内容物
の重量よりも風袋重量が遥かに大きいような物体の重量
を計測する場合には、前記の天秤計り方式では分解能や
計測精度が極めて悪くなる。即ち、ボンベは貯蔵される
ガスよりも遥かに重量が大きく、また貨車等の車輌の重
量はその積載物の重量よりも遥かに大きい場合が少なく
なく、ボンベや車輌の重量スケールレンジでガスや積載
物の重量を計測すると、所要の分解能で計測値が得られ
ない場合が多い。
が軽量である場合はよいが、前記の事例のように内容物
の重量よりも風袋重量が遥かに大きいような物体の重量
を計測する場合には、前記の天秤計り方式では分解能や
計測精度が極めて悪くなる。即ち、ボンベは貯蔵される
ガスよりも遥かに重量が大きく、また貨車等の車輌の重
量はその積載物の重量よりも遥かに大きい場合が少なく
なく、ボンベや車輌の重量スケールレンジでガスや積載
物の重量を計測すると、所要の分解能で計測値が得られ
ない場合が多い。
【０００５】また、天秤計り方式ではその支点にナイフ
エッジが不可欠であるが、計測重量が大きくなるとエッ
ジがその重量に耐える機械的強度を有していなければな
らず、機械的強度を向上させるためにエッジを丸くする
と摩擦によって計測精度が低下する。従って、そのエッ
ジやテコ部分の材料の選択や構造の複雑化等も含めて、
前記の天秤計り方式ではその計測装置が非常に高価なも
のになる。
エッジが不可欠であるが、計測重量が大きくなるとエッ
ジがその重量に耐える機械的強度を有していなければな
らず、機械的強度を向上させるためにエッジを丸くする
と摩擦によって計測精度が低下する。従って、そのエッ
ジやテコ部分の材料の選択や構造の複雑化等も含めて、
前記の天秤計り方式ではその計測装置が非常に高価なも
のになる。
【０００６】そこで、本発明は、風袋が内容物の重量に
比較して大きい場合においても、風袋と一体の状態で内
容物の重量を高い分解能で高精度に計測できる重量計測
装置を提供することを目的として創作された。
比較して大きい場合においても、風袋と一体の状態で内
容物の重量を高い分解能で高精度に計測できる重量計測
装置を提供することを目的として創作された。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、重量計測
装置において、剛性基台と、弾性部材と、前記弾性部材
を介して前記剛性基台に対向せしめられる剛性可動板
と、前記弾性部材を圧縮した状態で前記剛性可動板が前
記剛性基台側へのみ移動できるように前記剛性可動板を
係止する係止機構と、前記剛性基台における前記剛性可
動板との対向面に取付けられて荷重点の弾性的変位を電
気信号に変換する荷重センサと、前記剛性可動板に形成
されたネジ穴に螺合してその先端が前記荷重センサの荷
重点にオフセット荷重を与える荷重伝達棒とからなり、
前記弾性部材の圧縮による反発力と荷重センサに与えた
オフセット荷重の合力が風袋と前記剛性可動板と前記荷
重伝達棒の合計重量又は風袋の載置台がある場合にはそ
の重量も含む合計重量とほぼ同等になる状態で、前記係
止機構によって前記剛性可動板を係止したことを特徴と
する風袋内重量の計測装置に係る。
装置において、剛性基台と、弾性部材と、前記弾性部材
を介して前記剛性基台に対向せしめられる剛性可動板
と、前記弾性部材を圧縮した状態で前記剛性可動板が前
記剛性基台側へのみ移動できるように前記剛性可動板を
係止する係止機構と、前記剛性基台における前記剛性可
動板との対向面に取付けられて荷重点の弾性的変位を電
気信号に変換する荷重センサと、前記剛性可動板に形成
されたネジ穴に螺合してその先端が前記荷重センサの荷
重点にオフセット荷重を与える荷重伝達棒とからなり、
前記弾性部材の圧縮による反発力と荷重センサに与えた
オフセット荷重の合力が風袋と前記剛性可動板と前記荷
重伝達棒の合計重量又は風袋の載置台がある場合にはそ
の重量も含む合計重量とほぼ同等になる状態で、前記係
止機構によって前記剛性可動板を係止したことを特徴と
する風袋内重量の計測装置に係る。
【０００８】第２の発明は、第１の発明において、係止
機構を、剛性基台の少なくとも２箇所に立設せしめられ
たネジ棒を剛性可動板の対応する位置に形成された遊嵌
穴に貫通させ、ナットを各ネジ棒に螺合させて前記剛性
可動板を係止する機構とした風袋内重量の計測装置に係
る。
機構を、剛性基台の少なくとも２箇所に立設せしめられ
たネジ棒を剛性可動板の対応する位置に形成された遊嵌
穴に貫通させ、ナットを各ネジ棒に螺合させて前記剛性
可動板を係止する機構とした風袋内重量の計測装置に係
る。
【０００９】
第１の発明について；先ず、剛性可動板は圧縮された弾
性部材の反発力とオフセット荷重に相当する荷重センサ
の反発力の合力で係止機構の係止部を上側へ押圧してい
る。ここで、前記の各反発力の合力は、風袋と前記剛性
可動板と前記荷重伝達棒の合計重量又は風袋の載置台が
ある場合にはその重量も含む合計重量とほぼ同等に設定
されており、その合力を超えた重量が剛性可動板に作用
した場合に剛性可動板が押し下げられることになる。但
し、ここで「ほぼ同等」とあるが、一般には前記の各反発
力の合力が前記の合計重量以下に設定され、逆に前記の
各反発力の合力が前記の合計重量を超える場合には、そ
の超過分が風袋内の内容物の予測重量より小さく設定さ
れ、各反発力の合力はその範囲内で調整される。
性部材の反発力とオフセット荷重に相当する荷重センサ
の反発力の合力で係止機構の係止部を上側へ押圧してい
る。ここで、前記の各反発力の合力は、風袋と前記剛性
可動板と前記荷重伝達棒の合計重量又は風袋の載置台が
ある場合にはその重量も含む合計重量とほぼ同等に設定
されており、その合力を超えた重量が剛性可動板に作用
した場合に剛性可動板が押し下げられることになる。但
し、ここで「ほぼ同等」とあるが、一般には前記の各反発
力の合力が前記の合計重量以下に設定され、逆に前記の
各反発力の合力が前記の合計重量を超える場合には、そ
の超過分が風袋内の内容物の予測重量より小さく設定さ
れ、各反発力の合力はその範囲内で調整される。
【００１０】従って、計測時に風袋込み重量が剛性可動
板に作用すると、その重量は当然に弾性部材の前記の各
反発力の合力よりも大きく、剛性可動板は係止機構の係
止部から離れて下側へ変位する。この剛性可動板の変位
時において、剛性可動板に下側から作用する力は変位分
を加味した弾性部部材と荷重センサの反発力の合力とな
り、剛性可動板の変位条件は弾性部材のバネ定数と荷重
センサのバネ定数の和を仮想的なバネ定数として決定さ
れる。また、荷重センサのバネ定数は弾性部材のバネ定
数に比較して遥かに大きいため、風袋重量に対してその
内容物の重量が小さい場合には剛性可動板の変位は極め
て小さい。
板に作用すると、その重量は当然に弾性部材の前記の各
反発力の合力よりも大きく、剛性可動板は係止機構の係
止部から離れて下側へ変位する。この剛性可動板の変位
時において、剛性可動板に下側から作用する力は変位分
を加味した弾性部部材と荷重センサの反発力の合力とな
り、剛性可動板の変位条件は弾性部材のバネ定数と荷重
センサのバネ定数の和を仮想的なバネ定数として決定さ
れる。また、荷重センサのバネ定数は弾性部材のバネ定
数に比較して遥かに大きいため、風袋重量に対してその
内容物の重量が小さい場合には剛性可動板の変位は極め
て小さい。
【００１１】その結果、剛性可動板の変位範囲では弾性
部材が風袋の内容物以外の重量を分担支承してキャンセ
ルさせていることになり、荷重センサが風袋の内容物の
重量だけを計測することが可能になる。
部材が風袋の内容物以外の重量を分担支承してキャンセ
ルさせていることになり、荷重センサが風袋の内容物の
重量だけを計測することが可能になる。
【００１２】第２の発明について；この発明は、第１の
発明における係止機構を、弾性部材の圧縮率を調整しな
がら剛性可動板を係止できる構成にしたものである。風
袋はその種類によって当然に重量が異なるため、それを
キャンセルさせるための弾性部材の反発力も調整可能に
しておいた方が便利である。この発明の係止機構では、
剛性可動板を貫通した各ネジ棒に螺合しているナットを
回転させて、そのナットが係止している剛性可動板の位
置を上下に移動させることができ、弾性部材の反発力を
調整することができる。尚、その調整過程では、荷重伝
達棒と剛性可動板との螺合状態、即ち荷重センサに対す
るオフセット荷重も同時に調整され、係止状態における
弾性部材と荷重センサの反発力の合力が上記のように調
整される。
発明における係止機構を、弾性部材の圧縮率を調整しな
がら剛性可動板を係止できる構成にしたものである。風
袋はその種類によって当然に重量が異なるため、それを
キャンセルさせるための弾性部材の反発力も調整可能に
しておいた方が便利である。この発明の係止機構では、
剛性可動板を貫通した各ネジ棒に螺合しているナットを
回転させて、そのナットが係止している剛性可動板の位
置を上下に移動させることができ、弾性部材の反発力を
調整することができる。尚、その調整過程では、荷重伝
達棒と剛性可動板との螺合状態、即ち荷重センサに対す
るオフセット荷重も同時に調整され、係止状態における
弾性部材と荷重センサの反発力の合力が上記のように調
整される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の「風袋内重量の計測装置」の実
施例を図面を用いて詳細に説明する。先ず、図１は本実
施例に係る計測装置の側面図を示す。同図において、1
は基面に固定された剛性基台であり、その中央部には荷
重センサ(ロードセル)2が荷重点2aを上側にして取付け
られており、両側部にそれぞれネジ棒3a,3bが、荷重セ
ンサ2と各ネジ棒3a,3bの間には丸棒4a,4bが立設固定さ
れている。
施例を図面を用いて詳細に説明する。先ず、図１は本実
施例に係る計測装置の側面図を示す。同図において、1
は基面に固定された剛性基台であり、その中央部には荷
重センサ(ロードセル)2が荷重点2aを上側にして取付け
られており、両側部にそれぞれネジ棒3a,3bが、荷重セ
ンサ2と各ネジ棒3a,3bの間には丸棒4a,4bが立設固定さ
れている。
【００１４】一方、6は剛性可動板であり、剛性基台1側
に取り付けられた荷重センサ2の荷重点2aに対応する位
置にネジ穴が、各ネジ棒3a,3bの立設位置に対応する位
置にその各ネジ棒3a,3bが遊挿する穴が、各丸棒4a,4bの
立設位置に対応する位置にその丸棒4a,4bが遊挿する穴
が形成されている。そして、前記の各丸棒4a,4bにそれ
ぞれコイルバネ5a,5bを遊嵌させ、剛性可動板6の各穴に
ネジ棒3a,3bと丸棒4a,4bを挿通させてその剛性可動板6
を下側に押圧し、各ネジ棒3a,3bの先端部が上側へ突出
した状態で各突出部分に係止ナット7a,7bを螺合させて
剛性可動板6を係止する。尚、前記の係止ナット7a,7bは
ロックナット8a,8bでロックされるようになっている。
従って、剛性可動板6は剛性基台1側へのみ移動できる態
様で係止されることになる。
に取り付けられた荷重センサ2の荷重点2aに対応する位
置にネジ穴が、各ネジ棒3a,3bの立設位置に対応する位
置にその各ネジ棒3a,3bが遊挿する穴が、各丸棒4a,4bの
立設位置に対応する位置にその丸棒4a,4bが遊挿する穴
が形成されている。そして、前記の各丸棒4a,4bにそれ
ぞれコイルバネ5a,5bを遊嵌させ、剛性可動板6の各穴に
ネジ棒3a,3bと丸棒4a,4bを挿通させてその剛性可動板6
を下側に押圧し、各ネジ棒3a,3bの先端部が上側へ突出
した状態で各突出部分に係止ナット7a,7bを螺合させて
剛性可動板6を係止する。尚、前記の係止ナット7a,7bは
ロックナット8a,8bでロックされるようになっている。
従って、剛性可動板6は剛性基台1側へのみ移動できる態
様で係止されることになる。
【００１５】また、図１において、9は荷重伝達棒であ
り、剛性可動板6に形成されている前記ネジ穴に螺合
し、その下方の先端面が荷重センサ2の荷重点2aに当接
せしめられてロックナット10で剛性可動板6にロックで
きるようになっており、更にその上方側のネジ部には計
測対象物の載置台11が取り付けられる。従って、計測対
象の重量が荷重伝達棒9に作用して剛性可動板6が下側へ
押し下げられると、荷重伝達棒9の下方の先端面が荷重
センサ2の荷重点2aを押圧することになり、荷重センサ2
はその荷重点2aの弾性的変位に対応した電気信号Ｅxを
出力させる。
り、剛性可動板6に形成されている前記ネジ穴に螺合
し、その下方の先端面が荷重センサ2の荷重点2aに当接
せしめられてロックナット10で剛性可動板6にロックで
きるようになっており、更にその上方側のネジ部には計
測対象物の載置台11が取り付けられる。従って、計測対
象の重量が荷重伝達棒9に作用して剛性可動板6が下側へ
押し下げられると、荷重伝達棒9の下方の先端面が荷重
センサ2の荷重点2aを押圧することになり、荷重センサ2
はその荷重点2aの弾性的変位に対応した電気信号Ｅxを
出力させる。
【００１６】次に、この計測装置で風袋内の重量を計測
する場合における事前調整及びその計測原理について具
体的に説明する。ここでは、内容物の重量よりも風袋重
量が遥かに大きい物体として、図１に示すように、ガス
21が貯蔵されているガスボンベ22を例にとり、そのガス
21の重量を計測対象とする。そして、前提条件として、
重量やバネ定数等を次の通りとする。 (1) ガスボンベ22と載置台11と剛性可動板6と荷重伝達
棒9とロックナット10の重量は既知であり、ガスボンベ2
2の重量はＷb、他の機構要素11,6,9,10の合計重量はＷm
である。 (2) 各コイルバネ5a,5bは同一の自然長Ｌoと同一のバネ
定数Ｋsを有し、当然にコイルバネ5a,5bはその自然長Ｌ
oが各ネジ棒3a,3bより長いものが適用されている。 (3) 荷重センサ2における荷重点2aの弾性的変位に係る
バネ定数も既知であり、そのバネ定数はＫLである。但
し、バネ定数ＫLは各コイルバネ5a,5bのバネ定数よりも
遥かに大きい。
する場合における事前調整及びその計測原理について具
体的に説明する。ここでは、内容物の重量よりも風袋重
量が遥かに大きい物体として、図１に示すように、ガス
21が貯蔵されているガスボンベ22を例にとり、そのガス
21の重量を計測対象とする。そして、前提条件として、
重量やバネ定数等を次の通りとする。 (1) ガスボンベ22と載置台11と剛性可動板6と荷重伝達
棒9とロックナット10の重量は既知であり、ガスボンベ2
2の重量はＷb、他の機構要素11,6,9,10の合計重量はＷm
である。 (2) 各コイルバネ5a,5bは同一の自然長Ｌoと同一のバネ
定数Ｋsを有し、当然にコイルバネ5a,5bはその自然長Ｌ
oが各ネジ棒3a,3bより長いものが適用されている。 (3) 荷重センサ2における荷重点2aの弾性的変位に係る
バネ定数も既知であり、そのバネ定数はＫLである。但
し、バネ定数ＫLは各コイルバネ5a,5bのバネ定数よりも
遥かに大きい。
【００１７】調整においては、先ず、前記のようにガス
ボンベ22の重量Ｗbと他の機構要素11,6,9,10の合計重量
Ｗmが既知であることから、それらの総合重量(Ｗb＋Ｗ
m)を求めておく。そして、係止ナット7a,7bと荷重伝達
棒9をそれぞれ回転させて、結果的に各コイルバネ5a,5b
の圧縮による反発力Ｆsoと荷重伝達棒9の押圧による荷
重センサ2の反発力ＦLoの合力(２・Ｆso＋ＦLo)が前記の
総合重量(Ｗb＋Ｗm)とほぼ同等になるように調整する。
但し、この場合において、ＦLoは荷重センサ2に対する
オフセット荷重に相当し、荷重点2aを極めて微小量だけ
変位させて得られるものであり、Ｆso≫ＦLoである。従
って、調整手順としては、先ず各コイルバネ5a,5bをそ
の反発力の合計が凡そ(Ｗb＋Ｗm)となるように係止ナッ
ト7a,7bで係止しておき、その後に２・Ｆso＋ＦLo≒Ｗb
＋Ｗmとなるように係止ナット7a,7bと荷重伝達棒9を微
調整する。尚、その微調整においては、一般に(２・Ｆso
＋ＦLo)≦(Ｗb＋Ｗm)となる範囲で調整することが望ま
しいが、ΔＦ＝(２・Ｆso＋ＦLo)−(Ｗb＋Ｗm)＞０とな
る場合においてもΔＦが計測対象となるガスの予測重量
より小さくなる範囲で調整される。
ボンベ22の重量Ｗbと他の機構要素11,6,9,10の合計重量
Ｗmが既知であることから、それらの総合重量(Ｗb＋Ｗ
m)を求めておく。そして、係止ナット7a,7bと荷重伝達
棒9をそれぞれ回転させて、結果的に各コイルバネ5a,5b
の圧縮による反発力Ｆsoと荷重伝達棒9の押圧による荷
重センサ2の反発力ＦLoの合力(２・Ｆso＋ＦLo)が前記の
総合重量(Ｗb＋Ｗm)とほぼ同等になるように調整する。
但し、この場合において、ＦLoは荷重センサ2に対する
オフセット荷重に相当し、荷重点2aを極めて微小量だけ
変位させて得られるものであり、Ｆso≫ＦLoである。従
って、調整手順としては、先ず各コイルバネ5a,5bをそ
の反発力の合計が凡そ(Ｗb＋Ｗm)となるように係止ナッ
ト7a,7bで係止しておき、その後に２・Ｆso＋ＦLo≒Ｗb
＋Ｗmとなるように係止ナット7a,7bと荷重伝達棒9を微
調整する。尚、その微調整においては、一般に(２・Ｆso
＋ＦLo)≦(Ｗb＋Ｗm)となる範囲で調整することが望ま
しいが、ΔＦ＝(２・Ｆso＋ＦLo)−(Ｗb＋Ｗm)＞０とな
る場合においてもΔＦが計測対象となるガスの予測重量
より小さくなる範囲で調整される。
【００１８】以上の調整により、剛性可動板6は各コイ
ルバネ5a,5bと荷重センサ2の反発力(２・Ｆso＋ＦLo)で
下側から付勢されながら係止ナット7a,7bによって係止
された状態となるが、その状態でロックナット8a,8bに
よって係止ナット7a,7bがロックされ、またロックナッ
ト10によって荷重伝達棒9が剛性可動板6にロックされ
る。そして、調整後の状態をモデル化すると図２に示す
ようになり、力の釣合い関係は、剛性可動板6に対する
各係止ナット7a,7bの係止力をＦcとした場合に２・Ｆc＋
Ｗm≒２・Ｆso＋ＦLoとなるが、同式と前記の２・Ｆso＋
ＦLo≒Ｗb＋Ｗmの関係から２・Ｆc≒Ｗbとなる。即ち、
載置台11に対してガスボンベ21の重量Ｗbを超える重量
物が載せられた場合に、剛性可動板6が係止ナット7a,7b
から離れて下側へ変位することになる。
ルバネ5a,5bと荷重センサ2の反発力(２・Ｆso＋ＦLo)で
下側から付勢されながら係止ナット7a,7bによって係止
された状態となるが、その状態でロックナット8a,8bに
よって係止ナット7a,7bがロックされ、またロックナッ
ト10によって荷重伝達棒9が剛性可動板6にロックされ
る。そして、調整後の状態をモデル化すると図２に示す
ようになり、力の釣合い関係は、剛性可動板6に対する
各係止ナット7a,7bの係止力をＦcとした場合に２・Ｆc＋
Ｗm≒２・Ｆso＋ＦLoとなるが、同式と前記の２・Ｆso＋
ＦLo≒Ｗb＋Ｗmの関係から２・Ｆc≒Ｗbとなる。即ち、
載置台11に対してガスボンベ21の重量Ｗbを超える重量
物が載せられた場合に、剛性可動板6が係止ナット7a,7b
から離れて下側へ変位することになる。
【００１９】次に、図１に示すように、ガス21が貯蔵さ
れているガスボンベ22を載置台11に載せてガス21の重量
Ｗxを計測する。この計測状態では当然にＷb＋Ｗx＞Ｗb
であるため、剛性可動板6は下側へ変位することになる
が、その変位をΔＸとし、前記の調整段階で予め各コイ
ルバネ5a,5bが自然長から長さＡだけ圧縮されており、
またオフセット荷重に伴う荷重センサ2の荷重点2aの変
位がΔＢであったとすると、各コイルバネ5a,5bの反発
力Ｆsxの合力は２・Ｆsx＝２・Ｋs・(Ａ＋ΔＸ)、荷重セン
サ2の反発力はＦLx＝ＫL・(ΔＢ＋ΔＸ)となる。そし
て、その状態をモデル化すると図３に示すようになり、
力の釣合い関係として次式が成立する。 Ｗb＋Ｗx＋Ｗm＝２・Ｆsx＋ＦLx ＝２・Ｋs・(Ａ＋ΔＸ)＋ＫL・(ΔＢ＋ΔＸ) ＝２・Ｋs・Ａ＋ＫL・ΔＢ＋(２・Ｋs＋ＫL)・ΔＸ …
れているガスボンベ22を載置台11に載せてガス21の重量
Ｗxを計測する。この計測状態では当然にＷb＋Ｗx＞Ｗb
であるため、剛性可動板6は下側へ変位することになる
が、その変位をΔＸとし、前記の調整段階で予め各コイ
ルバネ5a,5bが自然長から長さＡだけ圧縮されており、
またオフセット荷重に伴う荷重センサ2の荷重点2aの変
位がΔＢであったとすると、各コイルバネ5a,5bの反発
力Ｆsxの合力は２・Ｆsx＝２・Ｋs・(Ａ＋ΔＸ)、荷重セン
サ2の反発力はＦLx＝ＫL・(ΔＢ＋ΔＸ)となる。そし
て、その状態をモデル化すると図３に示すようになり、
力の釣合い関係として次式が成立する。 Ｗb＋Ｗx＋Ｗm＝２・Ｆsx＋ＦLx ＝２・Ｋs・(Ａ＋ΔＸ)＋ＫL・(ΔＢ＋ΔＸ) ＝２・Ｋs・Ａ＋ＫL・ΔＢ＋(２・Ｋs＋ＫL)・ΔＸ …
【００２０】ところで、事前調整においてＷb＋Ｗm＝２
・Ｆso＋ＦLo≒２・Ｋs・Ａ＋ＫL・ΔＢの条件が与えられて
いるため、式から Ｗx≒(２・Ｋs＋ＫL)・ΔＸ … が得られ、剛性可動板6はガス21の重量Ｗxに比例して変
位する。この時、荷重センサ2の荷重点2aにかかる重量
はＫL・ΔＸ≒Ｗx−２・Ｋs・ΔＸであり、ガスボンベ22の
重量Ｗbと他の機構要素11,6,9,10の合計重量Ｗmはキャ
ンセルされている。そして、荷重センサ2はΔＸに比例
した計測信号を出力させるが、各バネ定数ＫL,Ｋsが既
知であり、また誤差はΔＸとは無関係に一定であること
から、誤差の補正を含んだ所定の演算処理を施すことに
よりガス21の重量Ｗxを求めることができる。また、前
記の前提条件(3)からＫL≫Ｋsであり、ΔＸは小さな変
位量であることから、荷重センサ2のバネ定数ＫLより非
線形特性を有する傾向が大きいコイルバネ5a,5bの影響
を小さくすることができる。
・Ｆso＋ＦLo≒２・Ｋs・Ａ＋ＫL・ΔＢの条件が与えられて
いるため、式から Ｗx≒(２・Ｋs＋ＫL)・ΔＸ … が得られ、剛性可動板6はガス21の重量Ｗxに比例して変
位する。この時、荷重センサ2の荷重点2aにかかる重量
はＫL・ΔＸ≒Ｗx−２・Ｋs・ΔＸであり、ガスボンベ22の
重量Ｗbと他の機構要素11,6,9,10の合計重量Ｗmはキャ
ンセルされている。そして、荷重センサ2はΔＸに比例
した計測信号を出力させるが、各バネ定数ＫL,Ｋsが既
知であり、また誤差はΔＸとは無関係に一定であること
から、誤差の補正を含んだ所定の演算処理を施すことに
よりガス21の重量Ｗxを求めることができる。また、前
記の前提条件(3)からＫL≫Ｋsであり、ΔＸは小さな変
位量であることから、荷重センサ2のバネ定数ＫLより非
線形特性を有する傾向が大きいコイルバネ5a,5bの影響
を小さくすることができる。
【００２１】また、本実施例の計測装置では、各ネジ棒
3a,3bに螺合する各係止ナット7a,7bを調整することでそ
の反発力を増減させることができるため、重量が異なる
ガスボンベを用いる場合にも係止ナット7a,7bと荷重伝
達棒9の位置を調整するだけで前記の原理に基づいてガ
スの重量を計測することができる。
3a,3bに螺合する各係止ナット7a,7bを調整することでそ
の反発力を増減させることができるため、重量が異なる
ガスボンベを用いる場合にも係止ナット7a,7bと荷重伝
達棒9の位置を調整するだけで前記の原理に基づいてガ
スの重量を計測することができる。
【００２２】更に、この計測装置の変形例として、次の
ような構成を採用することもできる。(1) この実施例で
はガスボンベ22の重量Ｗbをキャンセルさせる機素とし
てコイルバネ5a,5bを用いているが、板バネ等を用いて
もよく、また弾性係数の非線形性が計測精度に影響を及
ぼさない範囲でブロック状ゴムのような弾性部材を適用
することもできる。 (2) 剛性可動板6の係止機構としては、各バネ3a,3bに遊
挿させてある丸棒4a,4bの上端側にネジを形成してネジ
棒3a,3bの代わりに利用することも可能であり、また剛
性基台1の側部に掛け止め部材を取付けて剛性可動板6を
係止する機構のように、剛性可動板6を剛性基台1側への
み移動可能な状態で係止できる機能を有した各種の機構
が採用できる。 (3) 前記実施例では２本のコイルバネ5a,5bを用いてい
るが、内径が荷重センサ2の外径より大きい１本のコイ
ルバネを用いて荷重センサ2を囲むように剛性基台1と剛
性可動板6の間に介在させる方式や、３本乃至数本のコ
イルバネを用いる方式であってもよく、ガスボンベ等の
風袋重量に応じてそのバネ定数や支承方式は適宜選択す
ることができる。 (4) 前記実施例では１個の荷重センサ2で計測を行うよ
うにしているが、２個乃至数個の荷重伝達棒と荷重セン
サを剛性基台に配設し、風袋重量等をキャンセルした荷
重が各荷重センサに対して均等にかかる方式にしてもよ
い。その場合には、計測時において剛性可動板を安定し
た状態で支承でき、振動等の影響を速やかに減衰させて
安定した計測が可能になる。
ような構成を採用することもできる。(1) この実施例で
はガスボンベ22の重量Ｗbをキャンセルさせる機素とし
てコイルバネ5a,5bを用いているが、板バネ等を用いて
もよく、また弾性係数の非線形性が計測精度に影響を及
ぼさない範囲でブロック状ゴムのような弾性部材を適用
することもできる。 (2) 剛性可動板6の係止機構としては、各バネ3a,3bに遊
挿させてある丸棒4a,4bの上端側にネジを形成してネジ
棒3a,3bの代わりに利用することも可能であり、また剛
性基台1の側部に掛け止め部材を取付けて剛性可動板6を
係止する機構のように、剛性可動板6を剛性基台1側への
み移動可能な状態で係止できる機能を有した各種の機構
が採用できる。 (3) 前記実施例では２本のコイルバネ5a,5bを用いてい
るが、内径が荷重センサ2の外径より大きい１本のコイ
ルバネを用いて荷重センサ2を囲むように剛性基台1と剛
性可動板6の間に介在させる方式や、３本乃至数本のコ
イルバネを用いる方式であってもよく、ガスボンベ等の
風袋重量に応じてそのバネ定数や支承方式は適宜選択す
ることができる。 (4) 前記実施例では１個の荷重センサ2で計測を行うよ
うにしているが、２個乃至数個の荷重伝達棒と荷重セン
サを剛性基台に配設し、風袋重量等をキャンセルした荷
重が各荷重センサに対して均等にかかる方式にしてもよ
い。その場合には、計測時において剛性可動板を安定し
た状態で支承でき、振動等の影響を速やかに減衰させて
安定した計測が可能になる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の「風袋内重量の計測装置」は、以
上の構成を有していることにより、次のような効果を奏
する。請求項１の発明は、内容物の重量よりも風袋重量
が大きいような物体について、風袋重量分又はその殆ど
をキャンセルさせて内容物の重量を高い分解能で高精度
に計測することを可能にする。また、簡単で摩擦部分の
ない機構によるものであるため、高い信頼性が得られる
と共に、特別な部材を用いずに安価に構成できるという
利点を有している。請求項２の発明は、弾性部材の圧縮
率を調整しながら剛性可動板を係止できるようにし、簡
単な調整を行うだけで異なる風袋重量を有した内容物の
重量を計測することを可能にする。
上の構成を有していることにより、次のような効果を奏
する。請求項１の発明は、内容物の重量よりも風袋重量
が大きいような物体について、風袋重量分又はその殆ど
をキャンセルさせて内容物の重量を高い分解能で高精度
に計測することを可能にする。また、簡単で摩擦部分の
ない機構によるものであるため、高い信頼性が得られる
と共に、特別な部材を用いずに安価に構成できるという
利点を有している。請求項２の発明は、弾性部材の圧縮
率を調整しながら剛性可動板を係止できるようにし、簡
単な調整を行うだけで異なる風袋重量を有した内容物の
重量を計測することを可能にする。
【図１】実施例に係る「風袋内重量の計測装置」の側面図
である。
である。
【図２】調整後の状態を示すモデル図である。
【図３】計測時の状態を示すモデル図である。
1…剛性基台、2…荷重センサ、2a…荷重センサの荷重
点、3a,3b…ネジ棒(係止機構)、4a,4b…丸棒、5a,5b…
コイルバネ(弾性部材)、6…剛性可動板、7a,7b…係止ナ
ット(係止機構)、8a,8b,10…ロックナット、9…荷重伝
達棒、11…載置台、21…ガス(風袋内の重量物)、22…ガ
スボンベ(風袋)。
点、3a,3b…ネジ棒(係止機構)、4a,4b…丸棒、5a,5b…
コイルバネ(弾性部材)、6…剛性可動板、7a,7b…係止ナ
ット(係止機構)、8a,8b,10…ロックナット、9…荷重伝
達棒、11…載置台、21…ガス(風袋内の重量物)、22…ガ
スボンベ(風袋)。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量計測装置において、剛性基台と、弾
性部材と、前記弾性部材を介して前記剛性基台に対向せ
しめられる剛性可動板と、前記弾性部材を圧縮した状態
で前記剛性可動板が前記剛性基台側へのみ移動できるよ
うに前記剛性可動板を係止する係止機構と、前記剛性基
台における前記剛性可動板との対向面に取付けられて荷
重点の弾性的変位を電気信号に変換する荷重センサと、
前記剛性可動板に形成されたネジ穴に螺合してその先端
が前記荷重センサの荷重点にオフセット荷重を与える荷
重伝達棒とからなり、前記弾性部材の圧縮による反発力
と荷重センサに与えたオフセット荷重の合力が風袋と前
記剛性可動板と前記荷重伝達棒の合計重量又は風袋の載
置台がある場合にはその重量も含む合計重量とほぼ同等
になる状態で、前記係止機構によって前記剛性可動板を
係止したことを特徴とする風袋内重量の計測装置。 - 【請求項２】 係止機構が、剛性基台の少なくとも２箇
所に立設せしめられたネジ棒を剛性可動板の対応する位
置に形成された遊嵌穴に貫通させ、ナットを各ネジ棒に
螺合させて前記剛性可動板を係止する機構である請求項
１の風袋内重量の計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16051594A JPH085442A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 風袋内重量の計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16051594A JPH085442A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 風袋内重量の計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085442A true JPH085442A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15716629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16051594A Pending JPH085442A (ja) | 1994-06-20 | 1994-06-20 | 風袋内重量の計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH085442A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4961989A (en) * | 1986-03-27 | 1990-10-09 | Insumat Limited | Fire-resisting material |
| JPWO2016056245A1 (ja) * | 2014-10-09 | 2017-07-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 重量計測装置およびそれを備えた調理器 |
| JP2021056037A (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-08 | 井関農機株式会社 | 作物収容体における作物重量測定システム |
| JP2021092488A (ja) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | 井関農機株式会社 | 重量測定装置 |
-
1994
- 1994-06-20 JP JP16051594A patent/JPH085442A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4961989A (en) * | 1986-03-27 | 1990-10-09 | Insumat Limited | Fire-resisting material |
| JPWO2016056245A1 (ja) * | 2014-10-09 | 2017-07-20 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 重量計測装置およびそれを備えた調理器 |
| JP2021056037A (ja) * | 2019-09-27 | 2021-04-08 | 井関農機株式会社 | 作物収容体における作物重量測定システム |
| JP2021092488A (ja) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | 井関農機株式会社 | 重量測定装置 |
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