(57)【要約】【課題】  デジタル秤用フィーダにおける振動の時間的変化に拘わらず、被計量物の搬送量を高精度に推定することができるデジタル秤用フィーダ及びそれを備えたデジタル秤を提供する。【解決手段】  振幅検出手段である歪み検出部材３は、振動装置２によって生じるフィーダパン１の振動振幅ａを検出する（ステップＳ１０４）。制御部４１は、搬送量演算手段４１ｂとして機能し、歪み検出部材３によって検出されたフィーダパン１の振動振幅ａの時間的変化を積分して被計量物の推定搬送量Σを演算する（ステップＳ１０８）。さらに、制御部４１は、制御手段４１ａとして機能し、推定搬送量Σに基づいて振動装置２の駆動振幅及び駆動時間の少なくとも何れか一方を制御する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物が載置されるフィーダパンと、前記フィーダパンを振動させる振動装置と、前記振動装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が前記振動装置を制御して前記フィーダパン上の被計量物を搬送するデジタル秤用フィーダであって、
前記振動装置によって生じる前記フィーダパンの振動振幅を検出する振幅検出手段と、
前記振動振幅の時間的変化を積分して被計量物の推定搬送量を演算する搬送量演算手段と、を備え、
前記制御手段は、前記推定搬送量に基づいて前記振動装置の駆動振幅及び駆動時間の少なくとも何れか一方を制御するデジタル秤用フィーダ。
【請求項２】
前記搬送量演算手段は、前記振動振幅の時間的変化から近似式を演算し、当該近似式を積分して被計量物の推定搬送量を演算し、
前記制御手段は、前記近似式の積分値に基づいて前記振動装置の駆動振幅及び駆動時間の少なくとも何れか一方を制御する請求項１に記載のデジタル秤用フィーダ。
【請求項３】
前記デジタル秤用フィーダによって搬送された被計量物を保持して排出する計量ホッパと、前記計量ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する計量手段とを備えたデジタル秤で得られた被計量物の計量重量を記憶し且つ前記計量重量と前記推定搬送量との間の相関関係を予め記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記相関関係を用いて被計量物の推定搬送量から被計量物の推定搬送重量を演算する推定搬送重量演算手段と、
前記推定搬送重量と前記計量重量との差を演算し、前記差が所定の許容値以上である場合に、前記相関関係を補正する補正手段とを備えた請求項１に記載のデジタル秤用フィーダ。
【請求項４】
前記相関関係は、所定の比例係数を有する比例関係であり、
前記補正手段は、前記差が所定の許容値以上である場合に、前記比例係数を補正する請求項３に記載のデジタル秤用フィーダ。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のデジタル秤用フィーダと、
前記デジタル秤用フィーダによって搬送された被計量物を保持して排出する計量ホッパと、
前記計量ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する計量手段と、を備えたデジタル秤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル秤用フィーダ及びそれを備えたデジタル秤に関し、特に、被計量物が載置されるフィーダパンを振動装置により振動させることで被計量物を搬送するデジタル秤用フィーダ及びそれを備えたデジタル秤に関する。
【背景技術】
【０００２】
組合せ秤等のデジタル秤に設けられるデジタル秤用フィーダにおいては、振動装置によりフィーダパンを振動させる振動の振幅又は駆動時間を予め設定することにより、所定の供給量が搬送されるように被計量物を供給している。即ち、被計量物の供給量を変更する場合には、改めて、フィーダの振動の振幅又は駆動時間を設定し直している。
【０００３】
このような被計量物の供給量の変更時においてフィーダの振動の振幅又は駆動時間を再設定するための指標として、特許文献１のようにフィーダによる被計量物の供給量を推定する構成が公知となっている。即ち、特許文献１においては、フィーダパン上の被計量物を計量する手段が設けられており、供給量を振動振幅の設定値、駆動時間及びフィーダパン上の被計量物の重量から推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２２７７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フィーダパンの振動振幅は、被計量物の供給量等によって時間的に変化し、一定値とはならないため、特許文献１のような推定方法は誤差が大きい。さらに、特許文献１においては、フィーダパン上の被計量物の重量を計量し、これに基づいて供給量を推定しているが、フィーダパン上の被計量物の重量を計量する最中もフィーダパンには上流の供給装置から被計量物が逐次供給されるため、フィーダパンの振動成分としてフィーダパンに供給される被計量物による振動が加えられ、フィーダパン上の被計量物の重量を高精度に計量することができない。従って、このようなフィーダパン上の被計量物の重量を用いて被計量物の供給量を推定する方法は高い精度を保持することができない。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、デジタル秤用フィーダにおける振動の時間的変化に拘わらず、被計量物の搬送量を高精度に推定することができるデジタル秤用フィーダ及びそれを備えたデジタル秤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るデジタル秤用フィーダは、被計量物が載置されるフィーダパンと、前記フィーダパンを振動させる振動装置と、前記振動装置を制御する制御手段とを備え、前記制御手段が前記振動装置を制御して前記フィーダパン上の被計量物を搬送するデジタル秤用フィーダであって、前記振動装置によって生じる前記フィーダパンの振動振幅を検出する振幅検出手段と、前記振動振幅の時間的変化を積分して被計量物の推定搬送量を演算する搬送量演算手段と、を備え、前記制御手段は、前記推定搬送量に基づいて前記振動装置の駆動振幅及び駆動時間の少なくとも何れか一方を制御するように構成されている。
【０００８】
上記構成を備えたデジタル秤用フィーダによれば、実際に生じるデジタル秤用フィーダの振動振幅を検出し、当該振動振幅の時間的変化を積分することにより被計量物の推定搬送量が演算されるため、デジタル秤用フィーダにおける振動の時間的変化に拘わらず、被計量物の搬送量を高精度に推定することができ、デジタル秤用フィーダの振動装置に対してきめ細かな駆動制御を行うことができる。
【０００９】
前記搬送量演算手段は、前記振動振幅の時間的変化から近似式を演算し、当該近似式を積分して被計量物の推定搬送量を演算し、前記制御手段は、前記近似式の積分値に基づいて前記振動装置の駆動振幅及び駆動時間の少なくとも何れか一方を制御するように構成されてもよい。この構成によれば、振動振幅の時間的変化を近似した上で積分するため、推定搬送量の演算量を減らすことができる。しかも、振動振幅の時間的変化を近似した近似式の積分値に基づいて振動装置が制御される。例えば、搬送量を半分にするためには、同じ近似式において近似式の積分値が半分となるような積分時間が振動装置の駆動時間に設定されたり、同じ積分時間において近似式の積分値が半分となるような近似式に対応する振幅が振動装置の駆動振幅に設定されたりする。このように、近似式の積分値を用いて制御量を容易に設定することができ、振動装置の駆動制御を容易に行うことができる。
【００１０】
さらに、デジタル秤用フィーダは、前記デジタル秤用フィーダによって搬送された被計量物を保持して排出する計量ホッパと、前記計量ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する計量手段とを備えたデジタル秤で得られた被計量物の計量重量を記憶し且つ前記計量重量と前記推定搬送量との間の相関関係を予め記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記相関関係を用いて被計量物の推定搬送量から被計量物の推定搬送重量を演算する推定搬送重量演算手段と、前記推定搬送重量と前記計量重量との差を演算し、前記差が所定の許容値以上である場合に、前記相関関係を補正する補正手段とを備えてもよい。この構成によれば、被計量物の推定搬送量から相関関係を用いて演算される被計量物の推定搬送重量を計量ホッパにおいて実際に計量された計量重量と比較し、推定搬送重量と計量重量との間のずれが大きくなった場合に、相関関係を補正するため、実際のフィーダの振動状況に応じて推定される推定搬送重量を実際の計量重量に容易に近づけることができる。従って、より高精度にフィーダの駆動制御を行うことができる。
【００１１】
前記相関関係は、所定の比例係数を有する比例関係であり、前記補正手段は、前記差が所定の許容値以上である場合に、前記比例係数を補正するように構成されてもよい。これにより、推定搬送重量と実際の計量重量との相関関係が所定の比例係数を有する比例関係として設定されるため、推定搬送重量を簡単に演算することができ、比例係数を容易に補正することができる。
【００１２】
本発明に係るデジタル秤は、上記構成のデジタル秤用フィーダと、前記デジタル秤用フィーダによって搬送された被計量物を保持して排出する計量ホッパと、前記計量ホッパに保持されている被計量物の重量を検出する計量手段と、を備えている。本発明のデジタル秤によれば、上記構成を備えたデジタル秤用フィーダを備えているため、デジタル秤用フィーダにおける振動の時間的変化に拘わらず、デジタル秤用フィーダの振動装置に対してきめ細かな駆動制御をより高精度に行うことができる。
【００１３】
以下、特許請求の範囲及び明細書の記載に用いられる用語の定義について説明する。
【００１４】
特許請求の範囲及び明細書にいう「計量ホッパ」とは、計量手段によって被計量物を含む計量ホッパの重量が計量可能なホッパ機構を意味する。
【００１５】
特許請求の範囲及び明細書にいう「計量手段」は、計量ホッパの重量を検出する重量センサと、この重量センサで検出された重量に基づいて計量ホッパに保持されている被計量物の重量を演算する（計量する）演算手段と、この演算手段で演算された被計量物の重量を記憶する記憶手段とを含んだ概念である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は以上に説明したように構成され、デジタル秤用フィーダにおける振動の時間的変化に拘わらず、被計量物の搬送量を高精度に推定することができ、デジタル秤用フィーダの振動装置に対してきめ細かな駆動制御を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るデジタル秤用フィーダを示す斜視図である。
【図２】図１に示すデジタル秤用フィーダが適用されたデジタル秤の概略構成を側方から見た断面で示す断面図である。
【図３】図２に示すデジタル秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示すデジタル秤用フィーダの制御動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に示すデジタル秤用フィーダの駆動補正処理における制御動作を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態のフィーダを用い、フィーダパン上に被計量物を載置した状態で振動装置を駆動させた際の駆動信号及び検出波形を対比して示すグラフである。
【図７】本実施形態のフィーダを用い、振動装置を駆動させながらフィーダパン上に被計量物を供給した際の駆動信号及び検出波形を対比して示すグラフである。
【図８】図７に示す検出波形に、対応する近似曲線を重ねたものを部分的に拡大して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態を、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。図１は本発明の一実施形態に係るデジタル秤用フィーダを示す斜視図である。
【００１９】
本実施形態に係るデジタル秤用フィーダ１０は、図１に示すように、被計量物が載置されるフィーダパン１と、フィーダパン１を振動させる振動装置２とを備えている。フィーダパン１は、例えばトラフ状に形成されている。振動装置２は、デジタル秤（図示せず）に固定される固定フレーム２１と、フィーダパン１が固定され、固定フレーム２１に対し上下方向及び搬送方向（前後方向）に揺動可能な可動フレーム２２と、固定フレーム２１及び可動フレーム２２の間に設けられ、可動フレーム２２を固定フレーム２１に対し振動させる加振器２３と、両端部が固定フレーム２１及び可動フレーム２２のそれぞれに固定され、固定フレーム２１に対する可動フレーム２２の振動に応じて弾性変形可能な弾性部材２４Ａ，２４Ｂとを有している。また、振動装置２の弾性部材２４Ａ，２４Ｂの何れか一方（図１においては前方の弾性部材２４Ａ）には、当該弾性部材の歪みを検出する歪み検出部材３が設けられている。
【００２０】
固定フレーム２１は、防振ばね２５を介してデジタル秤に固定される。弾性部材２４Ａ，２４Ｂは、例えば、一対の板ばね２４Ａ，２４Ｂで構成されている。固定フレーム２１の前端部には鉛直方向に延びる一方の板ばね２４Ａの基端部が固定されている。固定フレーム２１の後端部には後方に傾斜して上方に延びる他方の板ばね２４Ｂの基端部が固定されている。そして、可動フレーム２２の前端部及び後端部がそれぞれ一方の板ばね２４Ａの上端部及び他方の板ばね２４Ｂの上端部に固定されている。可動フレーム２２は水平に延在するように固定されている。可動フレーム２２の前端部には下方に延びるように被吸着板固定部２２ａが形成されている。この被吸着板固定部２２ａには、鉄等の磁力によって引き寄せられる材料で形成された被吸着板（アーマチュア）２７が固定されている。加振器２３は、マグネットコイルで構成されており、被吸着板２７に対向するように固定フレーム２１に配設されている。そして、可動フレーム２２にフィーダパン１が前後方向に延在するように取り付けられている。フィーダパン１は取付金具２６によって可動フレーム２２に着脱自在に取り付けられている。これにより、加振器２３がＯＮされると、可動フレーム２２に固定された被吸着板２７が加振器２３に吸引されるとともに一対の板ばね２４Ａ，２４Ｂが後方に曲がる。これにより、フィーダパン１が初期位置から後方かつ下方に移動する。そして、加振器２３がＯＦＦされると、可動フレーム２２に固定された被吸着板２７が加振器２３の吸引力から解放されるとともに一対の板ばね２４Ａ，２４Ｂがその弾性反発力により前方に曲がる。これにより、フィーダパン１が下方位置から初期位置を越えて前方かつ上方に移動する。それ故、加振器２３がＯＮ−ＯＦＦされると、フィーダパン１が上下方向及び前後方向に振動される。この振動により、フィーダパン１上の被計量物が前方に搬送される。歪み検出部材３は、例えば、板ばね２４Ａに貼着されたピエゾフィルム等の圧電素子により構成され、板ばね２４Ａの弾性変形量を検出する。即ち、歪み検出部材３が弾性部材である板ばね２４Ａの弾性変形に応じて歪むことにより、歪み検出部材３は、当該歪みに応じた電圧を出力するため、後述する制御装置４は、この出力を検出することで弾性変形量を検出する。このように、制御装置４及び歪み検出部材３は、弾性部材２４の弾性変形量を検出することにより、フィーダパン１の振動振幅を検出する振幅検出手段として機能する。なお、振幅検出手段は、歪み検出部材を用いる構成に限られず、例えば、レーザー変位計、ホール素子、渦電流計等を用いてもよい。
【００２１】
図２は図１に示すデジタル秤用フィーダが適用されたデジタル秤の概略構成を側方から見た断面で示す断面図である。また、図３は図２に示すデジタル秤の制御系統の概略構成を示すブロック図である。本実施形態におけるデジタル秤は、被計量物が自動的に供給され、組合せ演算の後、排出組合せに選ばれた被計量物が自動的に排出される全自動式の組合せ秤である。なお、本発明のデジタル秤用フィーダ１０が適用されるデジタル秤は、デジタル秤用フィーダ１０を用いて被計量物を供給し得るデジタル秤である限り、これに限られない。
【００２２】
本実施形態のデジタル秤は、複数（例えば１４個）の計量ホッパ５を有している。これらの複数の計量ホッパ５は、例えば、円状（円周上）に配置されているが、他の態様（楕円状、直線状等）に配置されていても構わない。複数の計量ホッパ５は、上方から供給された被計量物を一時的に保持し、その下部に設けられた開閉可能なゲート５１を開放することにより、被計量物を下方へ排出する。複数の計量ホッパ５のそれぞれは、当該計量ホッパ５の重量を検出する重量センサ６に支持されている。重量センサ６には、例えば、ロードセルが用いられる。重量センサ６は、制御装置４に接続されており、重量センサ６で計量された重量は、制御装置４に送信される。ここで、計量ホッパ５の重量は、既知であるので、制御装置４は、重量センサ６によって検出された重量から計量ホッパ５の重量を差し引くことにより当該計量ホッパ５に保持されている被計量物の重量を計量する。このように、本実施形態における計量ホッパ５の重量を検出する重量センサ６と、重量センサ６で検出された重量に基づいて計量ホッパ５に保持されている被計量物の重量を演算する演算手段として機能する制御装置４とは、計量手段を構成している。
【００２３】
なお、計量ホッパ５とは、計量手段によって被計量物を含む計量ホッパ５の重量が計量可能なホッパ機構を意味する。即ち、デジタル秤は、計量ホッパ５の下流にメモリホッパが配置されるように構成されてもよい。この場合、メモリホッパで保持される被計量物の重量が、対応する（上流の）計量ホッパ５で計量され、制御装置４において対応付けて記憶される。
【００２４】
計量ホッパ５の上流には、供給ホッパ７が設けられている。本実施形態においては、複数の計量ホッパ５の上方に複数の供給ホッパ７がそれぞれ配設されている。供給ホッパ７は、上方から供給された被計量物を一時的に保持し、その下部に設けられた開閉可能なゲート７１を開放することにより、被計量物を下方へ排出する。
【００２５】
供給ホッパ７の上流には、デジタル秤用フィーダ１０を含む供給部５０が設けられている。供給部５０は、組合せ秤上部の中央に外部の供給装置１００から供給される被計量物を振動によって放射状に分散させるメインフィーダ１１と、メインフィーダ１１から送られてきた被計量物を振動によって送り込む複数の直進フィーダであるデジタル秤用フィーダ１０とを有している。メインフィーダ１１は、外部の供給装置１００の供給口の下方に配設された円錐形のトップコーン１１１と、トップコーン１１１を上下方向に振動させる加振器１１２と、を有している。加振器１１２は、例えば、電磁石のＯＮ−ＯＦＦを連続的に切り替えることによりトップコーン１１１を振動させる。また、複数のフィーダ１０は、供給ホッパ７に対応して設けられており、複数のフィーダ１０により送り込まれた被計量物は、対応する供給ホッパ７に供給される。このように、本実施形態の組合せ秤には、フィーダ１０、供給ホッパ７、計量ホッパ５及び重量センサ６を一組とするヘッド部が複数組設けられている。
【００２６】
計量ホッパ５の下流には、後述する排出組合せに選ばれた１又は複数の計量ホッパ５に保持されている被計量物を集合させつつ機外へ排出する集合排出部８が配設されている。集合排出部８は、逆円錐状の集合シュート８１と、集合シュート８１の下方に配設された排出シュート８２と、を有している。ゲート５１を通じて１又は複数の計量ホッパ５から排出された被計量物は、集合シュート８１を滑落することによって集合され、集合シュート８１の下方に設けられた排出シュート８２を通じて機外の包装機（図示せず）へと排出される。なお、集合排出部８は、排出シュート８２の位置にホッパが配設された構成としてもよい。
【００２７】
本実施形態において、制御装置４は、被計量物が保持されている計量ホッパ５のうちから、重量センサ６及び制御装置４を含む計量手段で計量された被計量物の重量の１以上の組合せの合計が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる計量ホッパ５の組合せを、被計量物を排出すべき計量ホッパ５の組合せ（以下、排出組合せという）として選択する組合せ演算を行うように構成されている。
【００２８】
制御装置４は、さらに、各供給ホッパ７のゲート７１及び各計量ホッパ５のゲート５１の開閉制御並びに供給部５０の供給制御を行っている。また、本実施形態の組合せ秤は、種々の操作設定を行い、当該設定を表示可能な操作設定表示装置９を備えている。そして、この制御装置４は、デジタル秤用フィーダの振動装置２を制御する制御手段４１ａとしても機能する。
【００２９】
また、本実施形態の組合せ秤は、図２及び図３に示すように、外部の供給装置１００からメインフィーダ１１のトップコーン１１１への被計量物の供給状況を検出する供給レベル検出器１２を備えている。供給レベル検出器１２及び外部の供給装置１００は、それぞれ制御装置４に接続されており、制御装置４は、供給レベル検出器１２で検出された被計量物の供給状況に応じて被計量物の供給量を変化させるように外部の供給装置１００を制御する。外部の供給装置１００は、例えば、ベルトコンベヤでもよいし、トラフ状の供給パンを振動させるものでもよい。供給レベル検出器１２は、例えば、トップコーン１１１上の被計量物の重量を検出する重量センサ、同じく層厚を検出するレベルセンサ等で構成することができる。
【００３０】
図３に示すように、制御装置４は、例えば、制御部４１及び記憶部４２を有する制御基板（図示せず）で構成されている。制御装置４は、例えば、マイクロコンピュータを備えており、制御部４１には、例えばこのマイクロコンピュータのＣＰＵが用いられる。また、記憶部４２には例えばこのマイクロコンピュータの内部メモリが用いられる。制御部４１と記憶部４２とは相互に接続されている。記憶部４２には制御プログラムが格納されている。さらに、記憶部４２は各種データを記憶する。また、制御部４１は、記憶部４２に格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、演算等の処理や制御を行う。具体的には、制御部４１は、歪み検出部材３及び重量センサ６から信号を受け取り、これらの信号に基づいて演算を行い、これらの演算結果を記憶部４２に記憶する。また、これらの信号に基づいて、振動装置２に制御信号を送信して制御する。換言すると、制御部４１は、制御手段４１ａ、搬送量演算手段４１ｂ、推定搬送重量演算手段４１ｃ、補正手段４１ｄとして機能する。
【００３１】
なお、本実施形態においては１つの制御基板で制御装置４を構成しているが、本発明は同様の制御を行い得る限りこれに限られない。即ち、例えば、各種制御に応じて複数の制御基板を設け、その複数の制御基板で制御装置４を構成してもよい。また、本実施形態において、制御装置４は、デジタル秤用フィーダ１０が設けられるデジタル秤の制御装置４として構成しているが、デジタル秤の制御装置とは別にフィーダ１０専用の制御装置を設けることとしてもよい。さらに、例えば、パソコン等を外部の制御装置として接続することにより当該外部の制御装置でフィーダ１０を制御することとしてもよい。また、図３においては、１組のヘッド部のみが示されているが、複数のヘッド部を備えたデジタル秤においては、複数のヘッド部が制御装置４にそれぞれ接続されている。
【００３２】
以下に、制御装置４の動作を順に説明する。記憶部４２には、後述する推定搬送量Σと推定搬送重量Ｗｋとの間の相関関係が予め記憶される。本実施形態における相関関係は比例関係であり、記憶部４２には、所定の比例係数Ｋが記憶される。即ち、推定搬送重量Ｗｋは、推定搬送量Σと比例係数Ｋとを掛けた値となる。
【００３３】
フィーダ１０を含むデジタル秤の起動後、制御装置４がデジタル秤の計量ホッパ５へ被計量物を供給するためのフィーダ駆動命令を受けると（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、制御部４１は、制御手段４１ａとして機能し、振動装置２へ駆動信号を送り、フィーダパン１を振動させて被計量物の搬送を開始させる（ステップＳ１０２）。なお、フィーダ駆動命令は、デジタル秤の制御装置とフィーダ１０の制御装置とが異なる場合には、デジタル秤の制御装置からフィーダ１０の制御装置へ送られるフィーダ駆動信号であるが、デジタル秤の制御装置とフィーダ１０の制御装置とが同一である本実施形態のような構成においては、制御プログラムにおける命令であってもよい。
【００３４】
フィーダ１０の駆動開始と同時に、制御部４１は、内部タイマ等により駆動時間ｔをカウントする（ステップＳ１０３）。
【００３５】
制御部４１は、搬送量演算手段４１ｂとして機能し、歪み検出部材３によって検出されたフィーダパン１の振動振幅ａの時間的変化を積分して被計量物の推定搬送量を演算する。具体的には、まず、制御部４１は、振幅検出手段である歪み検出部材３からフィーダ１０の振動振幅ａを検出し、駆動時間ｔと関連付けて記憶する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
フィーダ１０の振動振幅ａを検出した後、制御部４１は、駆動時間ｔが目標駆動時間Ｔに達したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。駆動時間ｔが目標駆動時間Ｔに達していない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）には、フィーダ１０の駆動を継続し、同様に歪み検出部材３からフィーダ１０の駆動振幅ａを検出し、駆動時間ｔに対応付けて記憶する（ステップＳ１０４）。駆動時間ｔが目標駆動時間Ｔに達した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）には、制御部４１は、振動装置２の駆動を停止させる（ステップＳ１０６）。
【００３７】
そして、制御部４１は、記憶部４２に記憶されたフィーダ１０の振動振幅ａを積分する。本実施形態において、搬送量演算手段４１ｂとして機能する制御部４１は、振動振幅ａの時間的変化から近似式Ｆを演算し（ステップＳ１０７）、当該近似式Ｆを積分して被計量物の推定搬送量Σを演算する（ステップＳ１０８）。
【００３８】
例えば、近似式Ｆを駆動時間ｔに関する関数Ｆ＝Ｖｓｉｎ（２πｔｆ）とすることができる。ここで、Ｖは、歪み検出部材３によって検出された振動振幅ａの最大値であり、ｆは、振動装置２の駆動周波数である。振動装置２の駆動周波数は、オペレータが入力することとしてもよいし、振動装置２の定格値が予め設定されることとしてもよい。あるいは、別途振動装置２の駆動周波数を検出し、検出された値がｆとして設定されることとしてもよい。
【００３９】
本実施形態において、Ｖの値は、振動装置２の駆動信号の周期ごとに設定される。即ち、近似式Ｆにおいて２πｆｔ＝２ｎπ（ｎは整数）となる時刻ｔ＝ｎ／ｆごとに、異なるＶの値が設定される。つまり、本実施形態における近似式Ｆは、振動装置２の駆動信号の周期ごとに設定される。
【００４０】
この場合において、記憶部４２には、近似式Ｆ＝Ｖｓｉｎ（２πｔｆ）が予め記憶されている。制御部４１は、ステップＳ１０４においてその周期内の複数時刻で検出された振動振幅ａのうち、最大の値をその周期におけるＶに設定する。従って、複数の近似式Ｆｎは、以下のように示される。
Ｆ１＝Ｖ１ｓｉｎ（２πｆｔ）  （  ０＜ｔ＜１／ｆ）
Ｆ２＝Ｖ２ｓｉｎ（２πｆｔ）  （１／ｆ＜ｔ＜２／ｆ）
Ｆ３＝Ｖ３ｓｉｎ（２πｆｔ）  （２／ｆ＜ｔ＜３／ｆ）
…
Ｆｎ＝Ｖｎｓｉｎ（２πｆｔ）  （（ｎ−１）／ｆ＜ｔ＜ｎ／ｆ）
制御部４１は、このように設定された複数の近似式Ｆｎを駆動時間ｔで積分して足し合わせることにより、被計量物の推定搬送量Σを演算する。即ち、制御部４１は、推定搬送量Σ＝∫Ｆ１・ｄｔ＋∫Ｆ２・ｄｔ＋…＋∫Ｆｎ・ｄｔ＋…を演算する。
【００４１】
なお、記憶部４２に記憶された一搬送サイクル（振動装置２の駆動信号がＯＮした後、ＯＦＦするまでの間）において検出される振動振幅ａのうち、最大の振幅を近似式ＦのＶに設定し、振動装置２の駆動周波数をｆに設定してもよい。
【００４２】
また、近似式Ｆを積分する際、求める面積は、＋側（搬送方向）のみ積算したものでも＋側及び−側の両方を積算したものでも構わない。また、近似式Ｆの絶対値の１周期分を積分して２で割ったものでもよい。また、近似式Ｆは、上記に限られず、例えば最小二乗法等を用いて求められた式であってもよい。
【００４３】
次回以降の被計量物の搬送において、制御部４１は、制御手段４１ａとして機能し、推定搬送量Σに基づいて次回以降の振動装置２の駆動振幅及び駆動時間の少なくとも何れか一方を制御する。即ち、本実施形態における制御部４１は、近似式Ｆの積分値に基づいて振動装置２の駆動振幅及び駆動時間の少なくとも何れか一方を制御するように構成する。
【００４４】
上記構成を備えたデジタル秤用フィーダ１０によれば、実際に生じるデジタル秤用フィーダ１０の振動振幅ａを検出し、当該振動振幅ａの時間的変化を積分することにより被計量物の推定搬送量Σが演算されるため、デジタル秤用フィーダ１０における振動の時間的変化に拘わらず、被計量物の搬送量を高精度に推定することができ、デジタル秤用フィーダ１０の振動装置２に対してきめ細かな駆動制御を行うことができる。
【００４５】
また、振動振幅ａの時間的変化を近似した上で積分するため、推定搬送量Σの演算量を減らすことができる。しかも、振動振幅ａの時間的変化を近似した近似式Ｆの積分値に基づいて振動装置２が制御される。例えば、搬送量を半分にするためには、同じ近似式Ｆにおいて近似式Ｆの積分値が半分となるような積分時間が振動装置２の駆動時間に設定されたり、同じ積分時間において近似式Ｆの積分値が半分となるような振幅が振動装置２の駆動振幅に設定されたりする。このように、近似式Ｆの積分値を用いて制御量を容易に設定することができ、振動装置２の駆動制御を容易に行うことができる。
【００４６】
ここで、所定の駆動信号によって被計量物を搬送中のフィーダパン１を振動させた際の歪み検出部材３によって検出される波形の例について説明する。図６及び図７は、本実施形態のフィーダを用いて被計量物を搬送した際の駆動信号及び検出波形を対比して示すグラフである。また、図８は、図７に示す検出波形に、対応する近似曲線を重ねたものを部分的に拡大して示すグラフである。
【００４７】
図６に示す例Ａにおいては、被計量物４００ｇをフィーダパン１上に載置した状態で振動装置２を一定の振幅で所定時間駆動させた際の歪み検出部材３の出力（ピエゾ出力）を示している。例Ａにおいては、被計量物の搬送開始直後のフィーダ１０の振動振幅から徐々に振動振幅が小さくなっている。
【００４８】
また、図７に示す例Ｂにおいては、振動装置２を駆動させながら、フィーダパン１上に被計量物４００ｇを供給した際の歪み検出部材３の出力（ピエゾ出力）を示している。例Ｂにおいては、被計量物がフィーダパン１上に落下した衝撃による振動成分が出力に加算されており、駆動時間によってフィーダ１０の振動振幅が上下している。
【００４９】
このように、何れの例においてもフィーダ１０の振動振幅ａは時間的に変化する。本実施形態においては、前述したように、実際に生じるデジタル秤用フィーダ１０の振動振幅ａを検出し、当該振動振幅ａの時間的変化を積分することにより被計量物の推定搬送量Σが演算されるため、デジタル秤用フィーダ１０における振動の時間的変化に拘わらず、被計量物の搬送量を高精度に推定することができ、デジタル秤用フィーダ１０の振動装置２に対してきめ細かな駆動制御を行うことができる。しかも、図８に示すように、実際に得られた振動振幅ａの時間的変化に対応する近似曲線を描く近似式Ｆを用いて推定搬送量Σを演算することにより、推定搬送量Σの演算量を減らすことができる。
【００５０】
本実施形態において、制御部４１は、推定搬送重量演算手段４１ｃとして機能し、記憶部４２に記憶された比例係数Ｋを用いて検出された推定搬送量Σから推定搬送重量Ｗｋを演算する（ステップＳ１０９）。この演算によって得られた推定搬送重量Ｗｋは、記憶部４２に記憶される。
【００５１】
本実施形態における制御部４１は、ステップＳ１０９で得られた推定搬送重量Ｗｋに基づいてデジタル秤用フィーダ１０に対し、駆動補正処理を行う（ステップＳ１１０）。図５は図１に示すデジタル秤用フィーダの駆動補正処理における制御動作を示すフローチャートである。まず、デジタル秤用フィーダ１０によって対応する計量ホッパ５に供給された被計量物の重量が重量センサ６で検出されることにより計量される（ステップＳ２０１）。計量が完了した後（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、当該計量された被計量物の重量値が、記憶部４２に計量重量Ｗとして記憶される（ステップＳ２０２）。
【００５２】
制御部４１は、推定搬送重量Ｗｋと計量重量Ｗとの差を演算し、この差が所定の許容値ε未満かどうかを判定する（ステップＳ２０３）。そして、その差が許容値ε以上である場合（ステップＳ２０３でＮｏ）には、制御部４１は、補正手段４１ｄとして機能し、比例係数ＫをＫ’に補正する（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）。具体的には、Ｗｋ／Ｋ＝Σから補正後の比例係数Ｋ’＝Ｗ／Σ＝Ｋ・Ｗ／Ｗｋを演算し（ステップＳ２０４）、補正後の比例係数Ｋ’が新たな比例係数Ｋとして記憶部４２に記憶される（ステップＳ２０５）。
【００５３】
係数補正の態様について、より具体的に説明する。ここでは、計量ホッパ５に保持される被計量物の目標重量が４０ｇである場合を例示する。まず、サンプル計量として、デジタル秤用フィーダ１０の推定搬送量がΣ＝１００となったときに、対応する重量ホッパ６によって計量された被計量物の計量重量がＷ＝４０ｇとなった場合、比例係数Ｋ＝Ｗ／Σ＝０．４が求められる。この比例係数Ｋ＝０．４を用いて、デジタル秤の計量動作を開始する。本例においては、ステップＳ２０３における許容値ε＝０．５とする。
【００５４】
計量動作開始後、ある計量サイクルにおいて、フィーダ１０の推定搬送量がΣ＝１００のままで、対応する重量ホッパ６によって計量された被計量物の計量重量がＷ’＝４２ｇとなった場合、推定搬送重量はＷｋ＝Ｋ・Σ＝４０ｇであるため、計量重量Ｗ’と推定搬送重量Ｗｋとの差は、｜Ｗ’−Ｗｋ｜＝２＞εとなり、許容値εを超えてしまう。従って、制御部４１は、比例係数ＫをＫ’＝Ｗ’／Σ＝０．４２に補正する（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）。次回の計量時において、フィーダ１０の推定搬送量がΣ’＝９５となったときに、計量重量がＷ”＝４０．２ｇとなった場合、推定搬送重量はＷｋ’＝Ｋ’Σ’＝３９．９ｇであるため、計量重量Ｗ”と推定搬送重量Ｗｋ’との差は、｜Ｗ”−Ｗｋ’｜＝０．３＜εとなり、許容値ε内に収まる。従って、この場合は比例係数Ｋ＝Ｋ’を補正することなく次回の計量を行う。
【００５５】
このような構成によれば、推定搬送重量演算手段４１ｃとして機能する制御部４１で得られた推定搬送重量Ｗｋを計量ホッパ５において実際に計量された計量重量Ｗと比較し、推定搬送重量Ｗｋと計量重量Ｗとの間のずれが大きくなった場合に、相関関係を規定する比例係数Ｋを補正するため、実際のフィーダ１０の振動状況に応じて推定される推定搬送重量Ｗｋを実際の計量重量Ｗに容易に近づけることができる。従って、より高精度にフィーダ１０の駆動制御を行うことができる。また、推定搬送重量Ｗｋと実際の計量重量Ｗとの相関関係が比例係数Ｋを有する比例関係として設定されるため、推定搬送重量Ｗｋを簡単に演算することができ、比例係数Ｋを容易に補正することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。例えば、推定搬送量Σの演算方法は、上記実施形態のように連続変数を積分する態様に限定されるものではなく、例えば振動振幅ａの時間的変化を微小区間に分割して検出し、それらを足し合わせることによって演算する態様としてもよい。具体的には、ステップＳ１０４で検出した振動振幅ａを足し合わせた値を推定搬送量Σとすることとしてもよい。あるいは、例えばステップＳ１０４で検出した振動振幅ａに比例係数Ｋを掛けてその都度推定重量を求めた上で、当該推定重量を足し合わせた値を推定搬送量Σ（即ち、推定搬送重量Ｗｋ）とすることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のデジタル秤用フィーダ及びそれを備えたデジタル秤は、被計量物が載置されるフィーダパンを振動装置により振動させることで被計量物を搬送するデジタル秤用フィーダ及びデジタル秤等に有用である。
【符号の説明】
【００５８】
１              フィーダパン
２              振動装置
３              歪み検出部材
４              制御装置
５              計量ホッパ
６              重量センサ（計量手段）
７              供給ホッパ
８              集合排出部
９              操作設定表示装置
１０            デジタル秤用フィーダ
１１            メインフィーダ
１２            供給レベル検出器
２１            固定フレーム
２２            可動フレーム
２３            加振器
２４            弾性部材
２５            防振ばね
２６            取付金具
４１            制御部（制御手段、搬送量演算手段、推定搬送重量演算手段、補正手段）
４１ａ          制御手段
４１ｂ          搬送量演算手段
４１ｃ          推定搬送重量演算手段
４１ｄ          補正手段
４２            記憶部
５０            供給部
５１            計量ホッパのゲート
７１            供給ホッパのゲート
８１            集合シュート
８２            排出シュート
１００          外部の供給装置
１１１          トップコーン
１１２          メインフィーダの加振器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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