(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータと、
開閉自在なホッパゲートと、
前記ステッピングモータの回転力を受けて前記ホッパゲートを開閉するゲート開閉機構と、
前記ステッピングモータの回転軸または前記ゲート開閉機構を構成する機構部材に設けられ、前記回転軸の回転における位置または前記機構部材の動作における位置を検出する位置センサと、
前記ステッピングモータに指令パルスを出力して当該ステッピングモータを駆動するモータ駆動回路と、
前記ホッパゲートの開閉動作時に、前記位置センサにより検出された前記位置変化の実測値と、予め設定されている前記位置変化の規定値とを対比し、これらの値に差分が生じている場合には、前記ステッピングモータに脱調が発生したと判定する脱調判定器と、
記憶器と、
制御器と、を備え、
前記記憶器には、前記ホッパゲートの開閉動作に対応して前記ステッピングモータの動作をパターン化するように前記指令パルスを連続的に変化させる情報であるモータ駆動パターンが記憶され、
前記制御器は、前記モータ駆動パターンに基づいて、前記モータ駆動回路を制御して前記ステッピングモータを駆動させるとともに、前記脱調判定器により前記脱調が発生したと判定されれば、前記モータ駆動パターンを再設定するよう構成されており、
さらに、前記脱調判定器は、前記ホッパゲートの１回の開閉動作を複数の開閉ステップに区分し、当該開閉ステップ毎に、前記位置変化の前記実測値と前記規定値とを対比して前記脱調の発生を判定し、当該脱調が発生したと判定されたステップを脱調ステップとして識別するよう構成され、
前記記憶器に記憶される前記モータ駆動パターンは、前記開閉ステップそれぞれに設定されるステップ別指令パルスの集合として編成され、
前記制御器は、前記脱調ステップが複数の前記開閉ステップのいずれに相当するかを判定し、この判定結果に基づいて、前記モータ駆動パターンとして編成されている複数の前記ステップ別指令パルスの少なくともいずれかを変化させるように構成されている、ホッパゲート開閉装置。
【請求項２】
前記制御器は、前記脱調ステップにおける前記ステッピングモータの回転動作の種類を判定し、その判定結果に基づいて、発生した前記脱調の種類を識別し、当該脱調の種類から、前記ステップ別指令パルスのいずれを変化させるか決定するよう構成されている、請求項１に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項３】
前記制御器は、前記脱調ステップが前記ホッパゲートの開閉動作のいずれのタイミングに相当するのかを判定し、その判定結果に基づいて、発生した前記脱調の種類を識別し、前記ステップ別指令パルスのいずれを変化させるか決定するよう構成されている、請求項１または２に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項４】
前記脱調判定器は、前記位置変化の前記実測値および前記規定値の差分を前記制御器に出力するよう構成され、
前記制御器は、前記脱調判定器から得られた前記差分から、前記ステップ別指令パルスを変化させる程度を決定するよう構成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項５】
前記制御器は、前記各開閉ステップにおけるパルス数およびパルス間隔の少なくとも一方を変更することにより、前記ステップ別指令パルスを変化させるよう構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項６】
前記制御器は、単位時間当たりのパルス数であるパルス速度を変更することにより、前記パルス間隔を変更するよう構成されている、請求項５に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項７】
前記制御器は、前記各開閉ステップにおける前記パルス速度の初期値および最終値の少なくともいずれかを変更するよう構成されている、請求項６に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項８】
前記開閉ステップは、前記ステッピングモータが加速回転している期間、等速回転している期間、および減速回転している期間、並びに、前記ステッピングモータの回転が停止している期間毎に、前記開閉動作を区分することにより構成されている、請求項１から７のいずれか１項に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項９】
前記脱調判定器により識別された前記脱調ステップが、前記ステッピングモータが加速回転または減速回転している期間に相当すれば、前記制御器は、複数の前記開閉ステップのうち前記脱調ステップに対応するステップに要する時間が延長されるように、前記ステップ別指令パルスを変化させるよう構成されている、請求項８に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項１０】
前記制御器による前記ステップ別指令パルスの変化は、前記脱調ステップに対応するステップに設定されている前記各開閉ステップにおけるパルス数を維持し、かつ、単位時間当たりのパルス数であるパルス速度の初期値を低下させることである、請求項９に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項１１】
前記開閉ステップは、前記ホッパゲートが閉じている状態から全開するまでの期間、前記ホッパゲートが全開した状態で維持される期間、および前記ホッパゲートが全開している状態から閉じるまでの期間毎に、前記開閉動作を区分することにより構成されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項１２】
前記脱調判定器により識別された前記脱調ステップが、前記ステッピングモータが減速回転している期間に相当し、かつ、前記ホッパゲートが全開している状態から閉じるまでの期間に相当するステップであれば、
前記制御器は、前記ステップ別指令パルスを変化させる代わりに、前記ホッパゲートが全開した状態で維持されている時間であるモータ停止時間を変更するよう構成されている、請求項１１に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項１３】
前記ホッパゲートの１回の開閉動作に要する時間である開閉動作時間を少なくとも計測する計時器をさらに備え、
前記記憶器には、さらに前記開閉動作時間の許容範囲が記憶され、
前記制御器は、前記計時器により計測される前記開閉動作時間が前記許容範囲内となるように、前記モータ駆動パターンを再設定するよう構成されている、請求項１から１２のいずれか１項に記載のホッパゲート開閉装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のホッパゲート開閉装置を備えている、計量装置。
【請求項１５】
前記計量装置が組合せ秤である、請求項１４に記載の計量装置。
【請求項１６】
被計量物を内部に収容して計量する計量ホッパと、前記計量装置を操作する操作器と、を備え、
前記ホッパゲート開閉装置は、前記計量ホッパに設けられているゲートを開閉するために備えられ、
前記ホッパゲート開閉装置の前記記憶器には、前記被計量物の種類および前記計量ホッパ内での前記被計量物の収容量の少なくともいずれかに応じて設定される、複数の前記モータ駆動パターンが記憶され、
前記操作器は、前記被計量物の種類および前記収容量の少なくともいずれかを設定可能とするよう構成され、
前記ホッパゲート開閉装置の前記制御器は、前記操作器で設定された前記被計量物の種類および前記収容量の少なくともいずれかに基づいて、複数の前記モータ駆動パターンのいずれかを選択するよう構成されている、請求項１４または１５に記載の計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に物品を収容するホッパに設けられるホッパゲートを開閉するホッパゲート開閉装置とこれを備える計量装置とに関し、特に、ホッパゲートを開閉する駆動源として用いられるステッピングモータに脱調が発生することを有効に抑制することができるホッパゲート開閉装置とこれを備える計量装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
計量装置としては、例えば、組合せ秤、定量供給装置等、さまざまな種類のものが知られており、計量機構としても種々の構成が採用されているが、代表的な計量機構としては計量ホッパが挙げられる。また、組合せ秤等では、計量ホッパに被計量物を供給するために供給ホッパを備えている構成も広く知られている。これら計量ホッパや供給ホッパ等（まとめて単にホッパという）は、一般的には、内部が一時的に被計量物を貯蔵する空間となっており、上側には被計量物が内部に供給されるよう開口が形成され、下側には被計量物を排出するようホッパゲートが設けられている構成となっている。
【０００３】
前記ホッパゲートの開閉駆動には、通常、ステッピングモータが用いられているが、このステッピングモータには、常に脱調の問題が付随する。脱調は、ステッピングモータへ入力される指令パルスとステッピングモータの回転との同期が失われる状態であり、ステッピングモータを急激に動作させる時点で特に生じやすい。急激な動作としては、例えば、回転の開始または停止時、あるいは、正逆回転を短時間のうちに繰り返す時点等が挙げられる。
【０００４】
特に、ホッパゲートを高速で開閉駆動する場合には、回転の開始または停止に高トルクが必要となるため、脱調が生じやすい。具体的には、例えば、多くのホッパを備える組合せ秤においては、１回の組合せ計量に複数のホッパが利用されるため、その処理能力を高めるには、ホッパゲートの開閉動作も高速で行われる必要がある。ホッパゲートの開閉動作を高速で行うには、指令パルスのパルス間隔をできるだけ短くすることになるが、パルス間隔が短くなるとステッピングモータのトルクが低下する。この場合、例えばステッピングモータの自起動速度が高くなれば、当該速度に見合ったトルクが得られなくなるので、指令パルスに対してステッピングモータの回転が追従できなくなり、脱調が発生する。脱調が発生すると、ホッパゲートが完全に閉じなくなるため、計量ホッパや供給ホッパから被計量物が漏れ出してしまうおそれがあり、組合せ計量に影響を及ぼす。それゆえ、ホッパゲートの開閉機構においては脱調対策を施すことが重要となる。
【０００５】
計量装置の分野でホッパゲートを駆動するステッピングモータに脱調が発生する問題（説明の便宜上、単に「脱調問題」と略す。）に対処する技術としては、例えば、本願出願人により特許文献１および２に開示された技術が提案されている。これら技術は、ステッピングモータの駆動パターンを適切に調整するものであって、それゆえ、ホッパゲートの開閉時に脱調が発生する頻度を有効に低減することができる。
【０００６】
まず、特許文献１では、ゲート開閉時に生じやすいステッピングモータの脱調を有効に抑えるために、組合せ秤の制御装置において、ホッパゲートにおけるゲート駆動時間を少なくとも加速区間と等速区間を一つずつ含む複数の区間に分割し、前記等速区間中はパルス間隔を最小パルス間隔とし、前記加速区間中はパルス間隔が前記最小パルス間隔より大きく、かつ徐々に減少するようにパルスパターン（ゲートの開閉動作に必要な一連のパルスの発生パターン）を演算し、このパルスパターンに従ってステッピングモータの動作を制御する構成となっている。この構成によれば、従来、熟練工の手により行われていた手動での複雑かつ煩雑な作業が必要なくなり、熟練度の低い操作者であっても、簡便に、脱調の起こりにくい、かつ、ゲート駆動時間の短い、パルスパターンを設定することができる。
【０００７】
また、特許文献２に開示の計量装置および計量システムは、脱調の発生を低減させることのみを目的とした技術ではなく、複数の設定項目により特定される多数の動作パターンが設定されている計量装置および計量システムにおいて、これら設定項目の設定の誤りや漏れを容易に防止したり修正したりすることを目的としている。そして、当該計量装置および計量システムでは、制御装置が、記憶装置に記憶されている設定項目に基づいて複数の動作パターンに対応する設定項目を、適宜並べ替えて表にまとめて出力するよう構成されており、特に、記憶装置は、設定項目と運転結果を分析するための分析項目とを互いに関連づけて記憶するように構成されていることが一つの好ましい形態として挙げられ、この分析項目にモータ脱調エラーが含まれている。
【０００８】
モータ脱調エラーは、ステッピングモータのモータ位置（角度）を原点に戻すよう制御したときに、実際のモータ位置が原点に戻っているか否かを確認し、戻っていない場合に、発生した判定されるエラー（分析項目）である。このエラーと設定項目とを関連づけることで、動作パラメータの設定値に誤りがある可能性の高い動作パターンを容易に特定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２０１０９９号公報
【特許文献２】特開２００８−２１６０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記いずれの技術においても、前記脱調問題に対して適切に対処することができ、その結果、計量装置の好適な動作が可能となるが、計量装置の運転状況等によっては、より一層の検討が必要であることが、本発明者らによって明らかとなった。
【００１１】
まず、特許文献１に開示の技術では、パルスパターンやパルス間隔を理想化することで脱調に対処しており、これにより、熟練者でなくても最適なパルスパターンを容易に設定することができる。ところが、計量装置の運転状況等によっては調整の頻度が増加したり調整について安定した再現性が得られなかったりする可能性がある。
【００１２】
つまり、脱調の発生を回避するためには、指令パルスのパルス間隔を長くして、ステッピングモータのトルクを増加させればよい。ところが、この手法は、ホッパゲートの開閉動作の高速化する条件の裏返しに過ぎないので、組合せ秤等に適用すると、ホッパゲートの開閉動作が遅くなって計量速度が低下し、本末転倒となる。そこで、実際の運転では、ホッパゲートについてゲートを開き始めてから閉じ終わるまでの時間（ゲート開閉時間）の最適値を設定するために、指令パルスの発生パターン（パルスパターン）を最適なパターンとして設定することになる。最適なパルスパターンの設定に際しては、パルス間隔が脱調を起こさない程度に長く、かつ、ゲート開閉時間が短縮できるように短く調整しなければならない。
【００１３】
ただし、被計量物の種類によりホッパから排出される時間が異なるので、最適なパルスパターンの設定においては、被計量物の流動性、粘性、温度等の諸条件も検討しなければならない。その結果、実際にパルス間隔を変更しながらホッパゲートを開閉させ、脱調の発生の有無を確認しながら、最適なパルスパターンを探すことになる。
【００１４】
特許文献１でも言及されているが、被計量物の種類に応じて最適なパルスパターンを探すにあたっては、非常に複雑かつ煩雑な作業が必要となるため、熟練者が実際に設置場所まで赴いて手作業でパルスパターンの最適化を行う必要があった。それゆえ、特許文献１に開示の技術では、熟練度の低い操作者であっても簡単に最適なパルスパターンを設定できるように、前述した制御を行っている。ただし、計量の状況に応じて操作者による調整を行う必要があるので、前記諸条件が変わりやすい状況であれば、調整頻度が増大し、操作者にとって負担となる。さらに、調整頻度が増大した場合に、前記調整が同一の操作者によって行われていればよいが、操作者が交代するような状況であれば、パルスパターンやパルス間隔を理想化しているとしても、調整の再現性に微妙なずれが生じるおそれもある。
【００１５】
また、特許文献２に開示の技術では、複数の設定項目により特定される多数の動作パターンに、モータ脱調エラーが含まれる。それゆえ、この技術は、前記脱調問題に対処することができるものの、基本的には、特許文献１に開示の技術と同様に、操作者による調整に依存するので、当該技術と同様に、調整頻度の増大や調整の再現性のずれ等には十分対応することができない。
【００１６】
計量装置の運転に関して前記諸条件が度々変更されることなく、安定した運転が可能であれば、調整頻度の増大や調整の再現性のずれ等については、運転にほとんど影響を与えることがない。それゆえ、特許文献１または２に開示の技術で適切に対応することができる。しかしながら、近年の計量装置に対する要求の高度化や多様化を考慮すれば、調整頻度の増大および調整の再現性のずれ等が運転に影響をおよぼす状況についても考慮した上で、前記脱調問題に対処する必要がある。
【００１７】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、計量装置の分野において、ホッパゲートがステッピングモータにより駆動される構成であって、計量装置の運転に伴う諸条件が変わりやすい状況であっても、当該ステッピングモータに発生する脱調の影響を容易かつ有効に抑制することができる技術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】
【００１８】
本発明者は、前記の課題について鋭意検討した結果、ステッピングモータとして閉ループ系制御を構築するのではなく、ステッピングモータを含むホッパゲート開閉装置全体として閉ループ系制御を構築することによって、ステッピングモータに生じた脱調の影響を容易かつ有効に抑え、ホッパゲートの円滑な開閉動作が可能となることを独自に見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１９】
すなわち、本発明に係るホッパゲート開閉装置は、前記の課題を解決するために、ステッピングモータと、開閉自在なホッパゲートと、前記ステッピングモータの回転力を受けて前記ホッパゲートを開閉するゲート開閉機構と、前記ステッピングモータの回転軸または前記ゲート開閉機構を構成する機構部材に設けられ、前記回転軸の回転における位置または前記機構部材の動作における位置を検出する位置センサと、前記ステッピングモータに指令パルスを出力して当該ステッピングモータを駆動するモータ駆動回路と、前記ホッパゲートの開閉動作時に、前記位置センサにより検出された前記位置変化の実測値と、予め設定されている前記位置変化の規定値とを対比し、これらの値に差分が生じている場合には、前記ステッピングモータに脱調が発生したと判定する脱調判定器と、記憶器と、制御器と、を備え、前記記憶器には、前記ホッパゲートの開閉動作に対応して前記ステッピングモータの動作をパターン化するように前記指令パルスを連続的に変化させる情報であるモータ駆動パターンが記憶され、前記制御器は、前記モータ駆動パターンに基づいて、前記モータ駆動回路を制御して前記ステッピングモータを駆動させるとともに、前記脱調判定器により前記脱調が発生したと判定されれば、前記モータ駆動パターンを再設定するよう構成されており、さらに、前記脱調判定器は、前記ホッパゲートの１回の開閉動作を複数の開閉ステップに区分し、当該開閉ステップ毎に、前記位置変化の前記実測値と前記規定値とを対比して前記脱調の発生を判定し、当該脱調が発生したと判定されたステップを脱調ステップとして識別するよう構成され、前記記憶器に記憶される前記モータ駆動パターンは、前記開閉ステップそれぞれに設定されるステップ別指令パルスの集合として編成され、前記制御器は、前記脱調ステップが複数の前記開閉ステップのいずれに相当するかを判定し、この判定結果に基づいて、前記モータ駆動パターンとして編成されている複数の前記ステップ別指令パルスの少なくともいずれかを変化させるように構成されている。
【００２０】
従来では、ステッピングモータに脱調が発生した場合、人手による調整で対処していた。つまり、技術者が目視確認で脱調の有無を判断し、脱調が発生しているときには、技術者が諸条件を再設定してからステッピングモータを回転駆動させ、この再設定を脱調が無くなるまで繰り返すという試行錯誤がなされていた。このような人手による調整は、担当する技術者の熟練度が低ければ調整に時間がかかり、担当する技術者の熟練度が高くても、技術者個人の好みや傾向で調整の内容に微妙な差異が生じる。
【００２１】
この場合、位置センサを利用して脱調の発生を確認し、これをフィードバックすることが考えられる。つまり、ステッピングモータの回転位置を位置センサで検出してフィードバックすることで回転位置を調整すれば、人手によらず脱調の発生を抑えることが可能になる。ところが、ステッピングモータは、フィードバックを行う必要のない安価な系（開ループ系）で、高い位置決め精度や速度制御を実現できるものであるため、通常のフィードバック制御を採用しても、現実には、ステッピングモータの利点を損なうだけで、実用には適さないことが明らかとなった。
【００２２】
そこで、本発明では、モータ駆動パターンに基づいてステッピングモータを駆動させるとともに、脱調判定器により脱調の発生が判定されれば、前記モータ駆動パターンを再設定する制御が行われる。これにより、位置センサを利用して検出した脱調の発生を、ステッピングモータの回転制御にフィードバックするのではなく、ステッピングモータを含むホッパゲート開閉装置の動作全体の制御にフィードバックすることができる。
【００２３】
つまり、前記構成によれば、脱調の発生を、ステッピングモータの回転動作の問題として把握するのではなく、ホッパゲートの開閉動作の問題として把握するため、ステッピングモータを回転駆動させるためのパルスパターンを適宜再設定するのではなく、開閉動作全体の基準となるモータ駆動パターンを再設定している。モータ駆動パターンは、ホッパゲートの開閉動作に対応してステッピングモータの動作をパターン化するように、指令パルスを連続的に変化させる情報であるので、パルスパターンを含む情報である。したがって、パルスパターンをやみくもに再設定するのではなく、ホッパゲートの開閉動作全体から見て、モータ駆動パターンに含まれる複数の指令パルスのうち、脱調に関連する特定の指令パルスを見出し、これを再設定することができる。
【００２４】
そのため、前記構成であれば、脱調の発生に対処するための制御を効率化することができるので、人手による調整作業およびステッピングモータのフィードバック制御のいずれと比較しても、迅速な調整処理が可能となる。しかも、前記構成であれば、脱調の発生によりホッパゲートの開閉に生じる諸問題、例えば、ホッパゲートが全開しないことによる被計量物の排出の失敗や排出の遅れ、あるいは、ホッパゲートが完全に閉じないことによる被計量物のホッパ本体からの漏出や被計量物の計量ミス等を判定して、ホッパゲート開閉装置の制御に利用することができるとともに、ホッパゲートへの被計量物の噛み込みに起因する脱調の発生も判定することができる。
【００２５】
その結果、本発明によれば、ステッピングモータのみをフィードバック制御する場合よりも脱調の発生を抑制することができ、また、自動制御であるため人手による調整が不要であることに加え、調整時間も大幅に短縮することができる。また、人手による調整と比較して、技術者による調整の差異や誤設定を防ぐことができる。しかも、前記構成によれば、ホッパゲートの開閉動作を複数の開閉ステップに区分し、各開閉ステップについて指令パルスを変化させるので、発生した脱調に対して細やかな対処が可能となる。これにより、モータ駆動パターンの再設定をより効率的かつ再現性よく行うことができる。
【００２６】
本発明に係るホッパゲート開閉装置は、前記構成に加えて、前記ホッパゲートの１回の開閉動作に要する時間である開閉動作時間を少なくとも計測する計時器をさらに備え、前記記憶器には、さらに前記開閉動作時間の許容範囲が記憶され、前記制御器は、前記計時器により計測される前記開閉動作時間が前記許容範囲内となるように、前記モータ駆動パターンを再設定するよう構成されてもよい。
【００２７】
前記構成によれば、計時器を備え、計時器の計測結果が制御に利用されるので、モータ駆動パターンの再設定に伴い、ホッパゲートの開閉動作が行われている時間（ゲート開閉時間）が無制限に延長されるような事態を回避することができる。これにより、ゲート開閉時間をできる限り短縮できるとともに、モータ駆動パターンのより好適な再設定も可能となる。
【００３０】
本発明に係るホッパゲート開閉装置は、前記構成において、前記制御器は、前記脱調ステップにおける前記ステッピングモータの回転動作の種類を判定し、その判定結果に基づいて、発生した前記脱調の種類を識別し、当該脱調の種類から、前記ステップ別指令パルスのいずれを変化させるか決定するよう構成されていることが好ましく、前記制御器は、前記脱調ステップが前記ホッパゲートの開閉動作のいずれのタイミングに相当するのかを判定し、その判定結果に基づいて、発生した前記脱調の種類を識別し、前記ステップ別指令パルスのいずれを変化させるか決定するよう構成されても好ましい。これら構成によって、脱調に対してより一層細やかな対処が可能となる。
【００３１】
本発明に係るホッパゲート開閉装置は、前記構成に加えて、前記脱調判定器は、前記位置変化の前記実測値および前記規定値の差分を前記制御器に出力するよう構成され、前記制御器は、前記脱調判定器から得られた前記差分から、前記ステップ別指令パルスを変化させる程度を決定するよう構成されていることが好ましい。これにより、ステップ別指令パルスを変化させる程度の再現性が向上するため、発生した脱調に対してさらに細やかな対処が可能となる。
【００３２】
本発明に係るホッパゲート開閉装置においては、前記構成において、前記制御器は、前記各開閉ステップにおけるパルス数およびパルス間隔の少なくとも一方を変更することにより、前記ステップ別指令パルスを変化させるよう構成されていることが好ましく、前記制御器は、単位時間当たりのパルス数であるパルス速度を変更することにより、前記パルス間隔を変更するよう構成されていることがより好ましく、前記制御器は、前記各開閉ステップにおける前記パルス速度の初期値および最終値の少なくともいずれかを変更するよう構成されていることがさらに好ましい。これによって、ステッピングモータの慣性力に起因する脱調に対して適切に対処できるように、モータ駆動パターンを再設定することができる。
【００３３】
また、本発明に係るホッパゲート開閉装置は、前記構成に加えて、前記開閉ステップは、前記ステッピングモータが加速回転している期間、等速回転している期間、および減速回転している期間、並びに、前記ステッピングモータの回転が停止している期間毎に、前記開閉動作を区分することにより構成されていることが好ましい。また、この構成において、前記脱調判定器により識別された前記脱調ステップが、前記ステッピングモータが加速回転または減速回転している期間に相当すれば、前記制御器は、複数の前記開閉ステップのうち前記脱調ステップに対応するステップに要する時間が延長されるように、前記ステップ別指令パルスを変化させるよう構成されている、ことがより好ましく、この場合において、前記制御器による前記ステップ別指令パルスの変化は、前記脱調ステップに対応するステップに設定されている前記各開閉ステップにおけるパルス数を維持し、かつ、単位時間当たりのパルス数であるパルス速度の初期値を低下させる構成を例示することができる。これによって、ステッピングモータの慣性力に起因する脱調に対してより適切に対処することができる。
【００３４】
本発明に係るホッパゲート開閉装置においては、前記構成において、前記開閉ステップは、前記ホッパゲートが閉じている状態から全開するまでの期間、前記ホッパゲートが全開した状態で維持される期間、および前記ホッパゲートが全開している状態から閉じるまでの期間毎に、前記開閉動作を区分することにより構成されてもよい。このようなホッパゲートの開閉を基準とした区分は、前記ステッピングモータの回転速度を基準とした区分とは別に適用されてもよいし、組み合わせて適用されてもよい。この場合において、前記脱調判定器により識別された前記脱調ステップが、前記ステッピングモータが減速回転している期間に相当し、かつ、前記ホッパゲートが全開している状態から閉じるまでの期間に相当するステップであれば、前記制御器は、前記ステップ別指令パルスを変化させる代わりに、前記ホッパゲートが全開した状態で維持されている時間であるモータ停止時間を変更するよう構成されていることが好ましい。これによって、ステッピングモータに直接関係しない、例えば、被計量物のホッパゲートへの噛み込みに起因する脱調に対しても、適切な対処ができるように、モータ駆動パターンを再設定することができる。
【００３５】
本発明においては、前記位置センサの具体的構成は特に限定されないが、特に好ましい構成例として、エンコーダを挙げることができる。エンコーダであれば、回転軸の位置変化を回転角度で検出できるので、ステッピングモータの回転軸だけでなく、ゲート開閉機構を構成する機構部材の回転軸にも設けることができる。
【００３６】
本発明には、前記構成のホッパゲート開閉装置を備えている計量装置も含まれる。本発明に係る計量装置の具体的な構成は特に限定されないが、代表的には、前記計量装置が組合せ秤である構成を挙げることができる。この組合せ秤のより好ましい構成例としては、被計量物を内部に収容して計量する計量ホッパと、前記計量装置を操作する操作器と、を備え、前記ホッパゲート開閉装置は、前記計量ホッパに設けられているゲートを開閉するために備えられ、前記ホッパゲート開閉装置の前記記憶器には、前記被計量物の種類および前記計量ホッパ内での前記被計量物の収容量の少なくともいずれかに応じて設定される、複数の前記モータ駆動パターンが記憶され、前記操作器は、前記被計量物の種類および前記収容量の少なくともいずれかを設定可能とするよう構成され、前記ホッパゲート開閉装置の前記制御器は、前記操作器で設定された前記被計量物の種類および前記収容量の少なくともいずれかに基づいて、複数の前記モータ駆動パターンのいずれかを選択する構成を挙げることができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明によれば、計量装置が備えるホッパゲートがステッピングモータにより駆動される構成であって、計量装置の運転に伴う諸条件が変わりやすい状況であっても、当該ステッピングモータに発生する脱調の影響を容易かつ有効に抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るホッパゲート開閉装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すホッパゲート開閉装置を組合せ秤の計量ホッパに適用した場合の具体的な構成の一例を示す斜視図である。
【図３】図１に示すホッパゲート開閉装置において、ホッパゲートの開閉動作に対応するステッピングモータの回転速度および方向の時間変化を示すグラフである。
【図４】図１に示すホッパゲート開閉装置の制御部で行われる、脱調の検出に対応してモータ駆動パターンを変更する制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４に示す制御において、開閉ステップの時間を延長する制御の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に係るホッパゲート開閉装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図６に示すホッパゲート開閉装置を組合せ秤の計量ホッパに適用した場合の具体的な構成の一例を示す斜視図である。
【図８】図６に示すホッパゲート開閉装置において、ホッパゲートの開閉動作に対応するステッピングモータの回転速度および方向の時間変化を示すグラフである。
【図９】図６に示すホッパゲート開閉装置が備える制御部で行われる、脱調の検出に対応してモータ駆動パターンを変更する制御の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図９に示す制御において、脱調ステップが開閉ステップ１、３または５のいずれであるかを判定する制御の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図９に示す制御において、開閉ステップ４におけるモータ停止時間を延長する制御の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る組合せ秤の構成の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、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。
【００４０】
（実施の形態１）
［ホッパゲート開閉装置の構成および基本動作］
図１は本発明の実施の形態１に係るホッパゲート開閉装置の構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１に示すホッパゲート開閉装置を組合せ秤の計量ホッパに適用した場合の具体的な構成の一例を示す斜視図である。
【００４１】
本実施の形態に係るホッパゲート開閉装置１０Ａは、図１に示すように、ステッピングモータ１１、位置検出センサ１２Ａ、モータ駆動回路１３、制御部２０、図１には図示されないリンク機構等を備えている。制御部２０は、演算部２１、脱調判定部２２、および記憶部２３を有し、演算部２１は、脱調判定部２２および記憶部２３に接続されているとともに、モータ駆動回路１３にも接続されている。モータ駆動回路１３は、ステッピングモータ１１に接続されている。また、脱調判定部２２は、位置検出センサ１２Ａにも接続されている。
【００４２】
図１に示すホッパゲート開閉装置１０Ａは、公知の計量装置、あるいは、当該計量装置を備える包装装置、充填装置、分配装置等に適用することができるが、本実施の形態では、図２に示すように、組合せ秤の計量ホッパに適用されている。具体的には、計量ホッパに適用されたゲート開閉装置１０Ａにおいては、ホッパ本体３１の下側にホッパゲート３２が設けられ、このホッパゲート３２とステッピングモータ１１とをつなぐように、リンク機構を構成するスイング部１４およびアーム部１５が設けられている。ホッパゲート３２にはアーム部１５が取り付けられ、アーム部１５はスイング部１４に接続され、スイング部１４は、ステッピングモータ１１の回転軸（図２には図示されない）に当接されている。
【００４３】
本実施の形態では、ステッピングモータ１１およびスイング部１４は、ケース状のモータ支持部１６により固定して支持されているとともに、モータ支持部１６の上側に載置されるように重量センサ３３が固定されている。この重量センサ３３によってホッパ本体３１が支持されている（図示せず）。さらに、ステッピングモータ１１の回転軸とは反対側となる位置（モータ支持部１６に固定されていない側）には、当該回転軸の回転に伴う位置（回転位置）を検出する位置検出センサ１２Ａが取り付けられている。
【００４４】
ステッピングモータ１１は、ホッパゲートの開閉に用いられる公知の構成のモータである。位置検出センサ１２Ａは、ステッピングモータ１１の回転軸の位置変化を検出して制御部２０に出力し、本実施の形態では、図２に示すように、回転軸の回転角度を検出するエンコーダが用いられる。なお、図１では、この位置検出を点線で示している。位置検出センサ１２Ａは、ここでは位置そのものを検出している（すなわち位置を直接検出している）が、位置と相間関係を有するパラメータ（物理量）を検出してもよい（すなわち位置を間接的に検出してもよい）。例えば、回転速度、回転加速度を検出してもよい。これらの場合、脱調判定部２２が、回転速度を１階積分し又は回転加速度を２階積分して、位置を求めることができる。
【００４５】
モータ駆動回路１３は、複数のスイッチング素子等から構成され、図示されない電源回路等を介して電源にも接続されている。モータ駆動回路１３に供給された電力は、演算部２１の制御によってモータ駆動回路１３で指令パルスに変換され、ステッピングモータ１１に供給される。このようにして、モータ駆動回路１３は演算部２１の制御によりステッピングモータ１１を回転駆動する。
【００４６】
スイング部１４およびアーム部１５はリンク機構を構成し、ステッピングモータ１１の回転軸の回転運動をホッパゲート３２に伝達する。スイング部１４およびアーム部１５として、ホッパゲート開閉装置の分野で公知の構成が採用されているが、リンク機構としては、スイング部１４およびアーム部１５以外の構成を含んでも良いし、スイング部１４およびアーム部１５とは異なる構成であってもよい。
【００４７】
リンク機構を構成するスイング部１４は、ステッピングモータ１１の回転軸に接続され、当該回転軸の回転運動を揺動運動に変換する。また、アーム部１５は、スイング部１４に当接され、スイング部１４の揺動運動をホッパゲート３２に伝達してホッパゲート３２を開閉させる。本実施の形態では、ケース状のモータ支持部１６の内側に、スイング部１４が揺動動作可能な状態で支持されているとともに、モータ支持部１６の外側に突出するようにステッピングモータ１１が取り付けられて支持されている。これにより、ステッピングモータ１１の回転軸は、モータ支持部１６の内側に向かうことになり、当該内側に配置されているスイング部１４に回転軸が接続されることになる。
【００４８】
なお、モータ支持部１６は、本実施の形態ではケース状となっているが、もちろんこれに限定されず、ホッパゲート開閉装置１０Ａの具体的な構成に応じて、ステッピングモータ１１、リンク機構、その他の構成（重量センサ３３等）を支持したり固定したりできる形状であればよい。
【００４９】
演算部２１は、ホッパゲート開閉装置１０Ａの開閉動作に関する演算を行うとともに、演算処理の必要に応じて記憶部２３から情報を読み出すとともに、演算処理で生じた結果を必要に応じて記憶部２３に記憶する。脱調判定部２２は、位置検出センサ１２Ａで検出された位置変化からステッピングモータ１１が脱調しているか否かを判定し、演算部２１に出力する。演算部２１は、脱調判定部２２からの判定結果を受けて、記憶部２３に記憶されている所定のプログラムに基づき所定の演算処理を行い、後述するようにステッピングモータ１１の駆動パターン（モータ駆動パターン）を変更する制御を行う。
【００５０】
演算部２１および記憶部２３は、本実施の形態では、それぞれ、マイクロコンピュータのＣＰＵおよび内部メモリで構成されている。また、脱調判定部２２は、制御部２０の機能構成であって、演算部２１としてのＣＰＵが、記憶部２３に格納されるプログラムに従って動作することにより実現される構成であってもよいし、公知のスイッチング素子、演算器、比較器等による論理回路等として構成されてもよい。本実施の形態では、好ましい一例として、予め組み込まれたプログラムを実行する構成の組込み型のマイクロコンピュータを、制御部２０として採用することができる。
【００５１】
ホッパゲート開閉装置１０Ａが適用されている計量ホッパは、当該ホッパゲート開閉装置１０Ａに加えて、ホッパ本体３１、ホッパゲート３２および重量センサ３３を備えている。ホッパ本体３１は、内部に被計量物を収容できる容器状の形状を有し、本実施の形態では、上側が開口となった方形となっている。ホッパ本体３１の下部にはホッパゲート３２が設けられ、ステッピングモータ１１の回転駆動力が前記リンク機構（スイング部１４およびアーム部１５）により伝達されることにより、開閉動作を行う。本実施の形態では、ホッパゲート３２は、下側に向かって開く扉状ゲートとなっている。重量センサ３３は、ホッパ本体３１内に収容された被計量物の重量を計測するものであり、本実施の形態では、ロードセルが用いられている。
【００５２】
次に、前記構成のホッパゲート開閉装置１０Ａの基本動作について説明する。まず、制御部２０は、演算部２１での所定の演算処理によりモータ駆動回路１３を制御し、所定の駆動パターンでステッピングモータ１１を回転駆動する。ステッピングモータ１１の回転駆動力は、スイング部１４による揺動動作に変換され、これがアーム部１５に伝達されることによって、ホッパゲート３２が開閉駆動される。
【００５３】
一方、ホッパ本体３１に対しては、ホッパゲート３２が閉じた状態で、所定量の被計量物が図示されない供給ホッパまたは被計量物供給装置等から供給されている。この状態では、重量センサ３３によりホッパ本体３１内に収容されている被計量物の重量が計測される。その後、制御部２０の制御によりステッピングモータ１１が回転駆動すれば、回転軸の回転駆動力がリンク機構（スイング部１４およびアーム部１５）を介してホッパゲート３２に伝達され、これによりホッパゲート３２は所定の開閉動作を行う。これによって、計量後の被計量物は、ホッパゲート３２が開いたときにホッパ本体３１から下方に排出される。さらにその後、ホッパゲート３２が閉じることによって、ホッパ本体３１は、被計量物の供給を待機する状態となる。
【００５４】
ここで、ホッパゲート３２の開閉動作に伴って、ステッピングモータ１１の回転軸の回転角度は、位置検出センサ１２Ａにより検出され、図１に示すように、脱調判定部２２に出力される。脱調判定部２２は、後述するように、ステッピングモータ１１に脱調が発生したか否かを判定し、脱調が発生したと判定されれば、演算部２１は、脱調が生じないようにモータ駆動パターンを再設定する。
【００５５】
［モータ駆動パターン］
次に、前記構成のホッパゲート開閉装置１０Ａにおいて再設定の対象となるモータ駆動パターンについて、図３に基づいて具体的に説明する。図３は、ホッパゲート３２の開閉動作に対応するステッピングモータ１１の回転速度および方向の時間変化を示すグラフである。
【００５６】
モータ駆動パターンは、ホッパゲート３２が開き始めてから閉じるまでの一連の動作（開閉動作）を実行するための制御用のデータが羅列されたものとして構成され、記憶部２３に記憶される。本実施の形態では、モータ駆動パターンは、ホッパゲート３２の開閉動作を複数の開閉ステップに区分し、各開閉ステップそれぞれに指令パルスを設定することで、複数の指令パルスの集合として編成されている。
【００５７】
本実施の形態では、ホッパゲート３２の開閉動作は、図３に示すように、３つの開閉ステップに区分される。図３に示すグラフでは、縦軸がステッピングモータ１１の回転速度Ｖを示し、横軸がホッパゲート３２の動作時間ｔを示す。縦軸中央は回転速度Ｖ＝０すなわちステッピングモータ１１が停止している状態であり、このＶ＝０を境界として、グラフ上半分の領域は、ステッピングモータ１１が正回転しているときの速度変化が示される領域である一方、グラフ下半分の領域は、ステッピングモータ１１が逆回転しているときの速度変化が示される領域である。なお、本実施の形態では、ステッピングモータ１１が正回転しているときには、ホッパゲート３２は開動作し、逆回転しているときには、ホッパゲート３２は閉動作している。
【００５８】
３つの開閉ステップのうち、第一の開閉ステップ（開閉ステップ１）は、ホッパゲート３２の開動作が行われている期間に対応するステップであり、このときステッピングモータ１１の回転軸は、図３に示すように、正回転している（Ｖ＞０）。次に、第二の開閉ステップ（開閉ステップ２）は、ホッパゲート３２の開動作が終了し、全開となった状態で維持される期間に対応するステップであり、このときステッピングモータ１１は回転せず停止している。次に、第三の開閉ステップ（開閉ステップ３）は、ホッパゲート３２の閉動作が行われている期間に対応するステップであり、このときステッピングモータ１１の回転軸は逆回転している（Ｖ＜０）。このように、ステッピングモータ１１の回転方向が各開閉ステップで変化するように、ステッピングモータ１１の回転動作をパターン化することによって、モータ駆動パターンが設定される。
【００５９】
ここで、図３における実線の変化で示すように、ステッピングモータ１１の実際の回転は、開閉動作のいずれにおいても、加速、等速および減速の過程を経る。しかしながら、本実施の形態では、モータ駆動パターンは、図３における一点鎖線の変化で示すように、各開閉ステップにおける回転速度の平均値（平均回転速度Ｖａ）を基準としたものとしてパターン化されている。具体的には、図３に示すように、開閉ステップ１では平均回転速度Ｖａ＝＋Ｖ１、開閉ステップ２では平均回転速度Ｖａ＝０、開閉ステップ３では平均回転速度Ｖａ＝−Ｖ１となるように、モータ駆動パターンが設定される。
【００６０】
また、ステッピングモータ１１はモータ駆動回路１３から出力される指令パルスに従って回転動作するため、前記モータ駆動パターンは、指令パルスの情報として記憶部２３に記憶される。本実施の形態では、各開閉ステップのそれぞれに指令パルスが設定されるので、前記モータ駆動パターンは、各開閉ステップそれぞれに設定されるステップ別指令パルスの集合として編成されていることになる。具体的には、開閉ステップ１では、ステッピングモータ１１が正回転するためのステップ別指令パルスが設定され、開閉ステップ３では、ステッピングモータ１１が逆回転するためのステップ別指令パルスが設定されている。また、開閉ステップ２では、ステッピングモータ１１は停止しているが、本実施の形態では、この開閉ステップ２においても、パルスが一定期間出力されないロー状態が継続する指令パルスと見なして、ステップ別指令パルスが設定されているものとする。
【００６１】
このように、本実施の形態におけるモータ駆動パターンは、開閉ステップ１のステップ別指令パルス、開閉ステップ２のステップ別指令パルス、および開閉ステップ３のステップ別指令パルスという３つの指令パルスから編成された情報として、記憶部２３に記憶されている。したがって、ステッピングモータ１１の回転時には、演算部２１は、この３つの指令パルスで編成されるモータ駆動パターンを記憶部２３から読み出して、これに従った指令パルスをステッピングモータ１１に入力できるように、モータ駆動回路１３を制御する。
【００６２】
前記指令パルスは、パルス数およびパルス間隔、あるいは、これらに変換できる各種設定値により設定される。パルス数は、ステッピングモータ１１の回転角度を決定し、パルス間隔はステッピングモータ１１の回転速度（モータ回転速度）を決定する。例えば、本実施の形態では、ステッピングモータ１１として、０．９°／パルスで回転する構成のパルスモータが用いられているので、パルス数Ｎｐ＝１００であれば、ステッピングモータ１１の回転角度φ＝９０°となる。したがって、Ｎｐ＝２００であればφ＝１８０°、Ｎｐ＝３００であればφ＝２７０°、Ｎｐ＝４００であればφ＝３６０°となる。
【００６３】
また、単位時間当たりのパルス数であるパルス速度は、パルス間隔の逆数に相当し、それゆえ、モータ回転速度を決定する。したがって、パルス速度は、パルス数およびパルス間隔に変換できる前記設定値に含まれる。パルス速度とモータ回転速度とは比例関係を示すため、ホッパゲート３２の開閉動作の速度を調整するには有効な設定値である。一般に、パルス速度の単位として、一秒間に発生するパルス数（パルス数／秒）であるｐｐｓ（Pulse Per Second）が用いられる。また、パルス速度が例えば１０００ｐｐｓであれば、その逆数であるパルス間隔は、１／１０００ｓすなわち１ｍｓである。
【００６４】
なお、図３に示すモータ駆動パターンでは、ステッピングモータ１１の正回転および逆回転が重要な要素となるが、この正逆回転は、指令パルスのパターンの変更により実現される。例えば、ユニポーラ型ステッピングモータ（ステータの極がX およびX~と、Y およびY~とから構成される型式）に対して、単純な１相励磁となるパターンで指令パルスを入力する場合、正回転時に入力される指令パルスが、X, Y, X~, Y~の順でパルスがハイとなるパターンであれば、逆回転時に入力される指令パルスは、Y~, X~, Y, Xの順に入れ替えたパターンとなるように変更すればよい。したがって、前記モータ駆動パターンを編成するステップ別指令パルスは、パルス数、パルス間隔、およびパルスパターンから少なくとも構成されていればよい。ただし、本実施の形態では、ステッピングモータ１１の脱調に対処するために、回転方向の正逆を変更する必要性はないので、指令パルスの変化の対象とする条件は、パルス数およびパルス間隔（あるいは、これらに変換できる設定値）であればよい。
【００６５】
［脱調の発生の検出および脱調への対処］
次に、前記モータ駆動パターンで回転動作するステッピングモータ１１において、脱調が発生したか否かの検出と、脱調が発生したときの対処とについて、図３、図４および図５に基づいて説明する。図４および図５は、制御部２０で行われる、脱調の検出に対応してモータ駆動パターンを再設定する制御の一例を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、前述したモータ駆動パターンは、図３に示すグラフでは単純化された一つのパターンとして示しているが、本実施の形態では、制御部２０の記憶部２３には、被計量物の種類および量に適応する基本パターンが記憶されている。この基本パターンが演算部２１により読み出されてステッピングモータ１１の制御に利用されることになる。
【００６７】
具体的には、本実施の形態のように、ホッパゲート開閉装置１０Ａが、組合せ秤の計量ホッパに適用されている場合には、ホッパ本体３１内に収容される被計量物の種類または量によって、ホッパゲート３２の開閉の速度、タイミング、全開している時間の長さ等を変更することになる。
【００６８】
被計量物の種類については、特に粉粒体状のものであれば、同じ素材であっても、形状、大きさ等によって流動性（流れ落ちやすさ、あるいは、流体における「粘性」のような挙動）が異なってくるので、これら形状や大きさ等も考慮することになる。あるいは、被計量物が「塊状」であるとき、肉片のように形状の均一性が低く表面に粘性があるもの、根菜類や果実類のように比較的形状が似通っており表面がドライであるもの等を比較すれば、同じ程度の重量であっても、ホッパゲート３２を開いたときに下方に排出（落下）する時間に違いが生じ、細長い被計量物（例えばニンジン）と球形に近い被計量物（例えばジャガイモ）とを比較しても、同様に違いが生じる可能性がある。また、被計量物の量は、重量が多くなれば全開時間も長くする必要があるが、異なる素材の場合には、重量が同じでも体積が異なる場合があるため、この点も考慮することになる。
【００６９】
ここで、被計量物の種類や量に応じたモータ駆動パターンに基づき、ステッピングモータ１１を回転動作させる場合でも、他の条件の影響によって、ステッピングモータ１１に脱調が発生する場合がある。例えば、組合せ秤が、異なる種類の計量ホッパを交換可能とする構成であれば、計量ホッパの構成（ホッパ本体３１の容量、ホッパ本体３１そのものの重量、ホッパ本体３１の形状、ホッパゲート３２の構成等）に応じて、前記速度等も調整する必要が生じる。
【００７０】
さらに、同種の被計量物を同一の構成の計量ホッパで同量計量するとしても、組合せ秤の載置されている環境（温度、湿度等）が異なったりする場合には、前記速度等を調整する必要が生じる。
【００７１】
このように、考慮すべき条件の組合せは膨大なものとなる。そこで、本実施の形態では、代表的な条件の組合せに基づいた基本のモータ駆動パターン（基本パターン）を複数種類予め設定しておく。そして、組合せ秤の運転時には、例えば組合せ秤の操作部または入力部により、複数の基本パターンから適切なものを選択し、その後、組合せ秤の運転に伴う脱調検出の制御によって自動的に調整することによってモータ駆動パターンを再設定するよう構成されている。もちろん、組合せ秤の用途や計量ホッパの構成等に応じて、基本パターンは一つのみ設定される構成であってもよい。
【００７２】
次に、脱調の発生が生じた場合に、モータ駆動パターンを再設定するための具体的な手法について説明する。図３に示すように、ステッピングモータ１１は、ホッパゲート３２の開動作時または閉動作時に回転駆動され、ホッパゲート３２が全開している間は停止している。したがって、開閉ステップ１〜３のうち開閉ステップ２では脱調は発生し得ないので、再設定の対象となるステップは、開閉ステップ１および３となる。
【００７３】
ここで、開閉ステップ１および３のいずれにおいても、ステッピングモータ１１の等速回転時（Ｖ＝±Ｖ１の期間）には脱調が発生し難い。つまり、ステッピングモータ１１は、加速時または減速時に脱調が発生しやすく、その原因は、ステッピングモータ１１のトルク不足による慣性力に起因することが多い。この場合、脱調の発生に対処するには、十分なトルクが得られる程度にパルス間隔を長くすればよい。そこで、本実施の形態では、開閉ステップ１または３のうち、脱調が発生した開閉ステップ（脱調ステップ）に相当するステップにおいて、パルス間隔を長くする制御で行う。
【００７４】
なお、パルス間隔を長くする程度は、位置検出センサ１２Ａで検出される位置変化の程度に基づけばよい。この場合、演算部２１は、脱調判定部２２を介して位置変化データを取得し、この位置変化データから所定のプログラムに基づいてパルス間隔の長さを演算するよう構成されてもよいし、位置変化の程度に対するパルス間隔の長さを段階的に予め設定し、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）として記憶部２３に記憶させ、演算部２１が位置変化データを取得すれば、記憶部２３のＬＵＴから好適な長さのパルス間隔を参照するよう構成されてもよい。ＬＵＴを用いれば、毎回の演算を省略して効率的なパルス間隔の変更を行うことができる。
【００７５】
また、パルス間隔を単純に長くすれば、各開閉ステップに要する時間も長くなるので、結果として、ホッパゲート３２の開閉時間（ゲート開閉時間）が全体的に長くなる。ゲート開閉時間が長くなれば、ホッパゲート３２の開閉動作が遅くなり、組合せ秤の高速化に対応できなくなる。これに対して、ＬＵＴを用いる手法であれば、ゲート開閉時間が過剰に長くならないようなパルス間隔を予め設定しておくことができる。それゆえ、ホッパゲートの開閉動作が遅くなる事態を回避することができるとともに、モータ駆動パターンを再設定する制御を簡素化することができる。もちろん、演算部２１でパルス間隔の長さを演算する構成においても、ゲート開閉時間が長くなり過ぎないような対応がなされたプログラムを用いることもできる。
【００７６】
次に、制御部２０によるモータ駆動パターンを再設定する制御について説明する。図４に示すように、制御部２０の演算部２１は、複数の基本パターンのうち最適なものを選択し、記憶部２３から読み出し（ステップＳ１０１）、モータ駆動回路１３を制御して、ステッピングモータ１１を基本パターンで回転駆動させる（ステップＳ１０２）。この回転駆動に伴い、制御部２０の脱調判定部２２は、位置検出センサ１２Ａによる検出結果（回転角度の変化）を監視し、脱調が発生しているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。脱調が発生していなければ、回転角度の変化の監視を繰り返す（ステップＳ１０３でＮＯ）。
【００７７】
一方、脱調の発生が判定されれば（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、演算部２１は、脱調の発生のタイミングと基本パターンの構成との対比から、脱調の発生した開閉ステップ（脱調ステップ）が、開閉ステップ１〜３のうち開閉ステップ１であるか否かを確認する（ステップＳ１０４）。脱調ステップが開閉ステップ１であれば（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、開閉ステップ１において、パルス間隔を変更する処理を行う（ステップＳ１０５）。また、脱調ステップが開閉ステップ３であれば（ステップＳ１０４でＮＯ）、開閉ステップ３において、パルス間隔を変更する処理を行う（ステップＳ１０６）。開閉ステップ１または３でパルス間隔を変更する処理を行った後には、変更後のモータ駆動パターン（変更パターン）でステッピングモータ１１を回転駆動させる（ステップＳ１０２に戻る）。その後は、組合せ秤による計量動作が終了するまでこの制御が繰り返される。
【００７８】
前記パルス間隔を変更する処理（ステップＳ１０５またはＳ１０６）は、本実施の形態では、図５に示すように、ＬＵＴを用いた手法となっている。まず、演算部２１は、脱調判定部２２から位置変化データを取得し（ステップＳ５０１）、記憶部２３のＬＵＴから、位置変化データに対応するパルス間隔を参照する（ステップＳ５０２）。そして、演算部２１は、脱調ステップが開閉ステップ１〜３のいずれに相当するか判断し、脱調ステップに対応する開閉ステップの指令パルスを選択し（ステップＳ５０３）、参照したパルス間隔に基づいて、選択した開閉ステップの指令パルスにおいてパルス間隔を変更して（ステップＳ５０４）、当該処理を終了する。
【００７９】
このように、本実施の形態によれば、ホッパゲート３２の開閉動作についてモータ駆動パターンを設定し、各開閉ステップでの脱調の発生を判定して、モータ駆動パターンとして編成されている各指令パルスを変更するよう構成されている。それゆえ、ステッピングモータ１１で発生した脱調を検出して、単純にフィードバックするのではなく、ホッパゲート３２の開閉動作全体から見て、脱調の発生に対処できるような制御が可能となる。それゆえ、組合せ秤の運転に伴う諸条件が変わりやすい状況であっても、ステッピングモータ１１に発生する脱調の影響を容易かつ有効に抑制することができる。
【００８０】
なお、本実施の形態では、ホッパゲート開閉装置１０Ａは組合せ秤の計量ホッパに適用される構成を例示したが、もちろん組合せ秤の供給ホッパに適用されてもよいし、他の計量装置のホッパに適用されてもよい。
【００８１】
また、本実施の形態では、モータ駆動パターンを再設定する手法として、パルス間隔を長くする手法のみを例示したが、もちろんこれに限定されるものではなく、例えば、脱調の状況に応じて、開閉ステップ１または３のパルス数を変更する手法であってもよいし、パルス速度を変更する手法であってもよい。パルス速度を変更する手法の場合には、加速度または減速度を変更してもよいし、各開閉ステップにおけるステッピングモータ１１の平均回転速度を変化させるようにパルス速度を変更してもよい。
【００８２】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、位置検出センサがステッピングモータに取り付けられる構成について説明したが、本実施の形態では、位置検出センサがリンク機構部に取り付けられるとともに、モータ駆動パターンの再設定だけでなくゲート開閉時間の短縮についても自動的に制御する構成について説明する。
【００８３】
［ホッパゲート開閉装置の構成］
図６は本発明の実施の形態２に係るホッパゲート開閉装置の構成の一例を示すブロック図である。図７は、図６に示すホッパゲート開閉装置を組合せ秤の計量ホッパに適用した場合の具体的な構成の一例を示す斜視図である。
【００８４】
本実施の形態に係るホッパゲート開閉装置１０Ｂは、図６および図７に示すように、基本的な構成は、前記実施の形態１に係るホッパゲート開閉装置１０Ａと同様であり、ステッピングモータ１１、位置検出センサ１２Ｂ、モータ駆動回路１３、制御部２０、リンク機構としてのスイング部１４およびアーム部１５、並びに、モータ支持部１６を備えており、組合せ秤の計量ホッパに適用されているので、ホッパ本体３１、ホッパゲート３２および重量センサ３３も備えている。
【００８５】
ここで、ホッパゲート開閉装置１０Ｂにおいては、位置検出センサ１２Ｂは、ステッピングモータ１１に取り付けられておらず、図７に示すように、スイング部１４の回転軸に取り付けられている。なお、図６では、ステッピングモータ１１とスイング部１４とは、二重線で接続することで、機械的につながっていることを示すとともに、図１と同様に、位置検出センサ１２Ｂによるスイング部１４の回転軸の位置変化を点線で示している。
【００８６】
位置検出センサ１２Ｂがスイング部１４の回転軸に取り付けられていることにより、位置検出センサ１２Ｂは、ホッパゲート３２の開閉動作に伴うリンク機構の動作における位置変化を検出することになる。この場合、例えば、ホッパゲート３２の開閉動作時に被計量物がホッパゲート３２に噛み込むと、この噛み込みに伴う位置変化を検出することが可能となる。前記実施の形態１のように、位置検出センサ１２Ａがステッピングモータ１１に直接取り付けられていると、リンク機構におけるバックラッシュ等によって位置変化の大部分が相殺されてしまうため、ステッピングモータ１１では位置変化がほとんど生じないが、本実施の形態の構成であれば、リンク機構の位置変化を直接検出するので、ホッパゲート３２に被計量物が噛み込んだことによる脱調の発生も検出することが可能となる。
【００８７】
また、ホッパゲート開閉装置１０Ｂには、図６に示すように、タイマー１７も備えている。このタイマー１７は、制御部２０の演算部２１と双方向に接続され、演算部２１はタイマー１７を制御するとともに、タイマー１７で計測される時間情報を取得する。タイマー１７は、公知のタイマー回路として構成されてもよいし、演算部２１としてのＣＰＵが記憶部２３に格納されるプログラムに従って動作することにより実現される構成、すなわち制御部２０の機能構成であってもよい。
【００８８】
［モータ駆動パターン］
次に、前記構成のホッパゲート開閉装置１０Ｂにおいて再設定の対象となるモータ駆動パターンについて、図８に基づいて具体的に説明する。図８は、ホッパゲート３２の開閉動作に対応するステッピングモータ１１の回転速度および方向の時間変化を示すグラフである。なお、当該グラフの縦軸、横軸、図示される領域等については、基本的に図３に示されるグラフと同一であるので、その説明は省略する。
【００８９】
前記実施の形態１では、ホッパゲートの開閉動作は、ホッパゲート３２の開動作が行われている期間、全開となった状態で維持される期間、および閉動作が行われている期間の３つの開閉ステップに区分されていたが、本実施の形態では、開動作の期間および閉動作の期間のそれぞれを、モータ回転速度の違いに応じてさらに３つに区分し、合計７つの開閉ステップに区分している。
【００９０】
具体的には、第一の開閉ステップ（開閉ステップ１）は、ホッパゲート３２の開動作が行われている期間であって、かつ、ステッピングモータ１１が加速して正回転している期間に対応するステップである。このステップでは、ステッピングモータ１１の回転速度は、Ｖ＝０からＶ＝＋Ｖ２まで一定の加速度で加速している。次に、第二の開閉ステップ（開閉ステップ２）は、ホッパゲート３２の開動作が行われている期間であって、かつ、ステッピングモータ１１が等速で正回転（Ｖ＝＋Ｖ２）している期間に対応するステップである。次に、第三の開閉ステップ（開閉ステップ３）は、ホッパゲート３２の開動作が行われている期間であって、かつ、ステッピングモータ１１が減速して正回転している期間に対応するステップである。このステップでは、ステッピングモータ１１の回転速度は、Ｖ＝＋Ｖ２からＶ＝０まで一定の加速度で減速している。
【００９１】
次に、第四の開閉ステップ（開閉ステップ４）は、ホッパゲート３２の開動作が終了し、全開となった状態で維持される期間に対応するステップである。このステップは、前記実施の形態１における開閉ステップ２に相当し、ステッピングモータ１１は回転せず停止している。
【００９２】
次に、第五の開閉ステップ（開閉ステップ５）は、ホッパゲート３２の閉動作が行われている期間であって、かつ、ステッピングモータ１１が加速して逆回転している期間に対応するステップである。このステップでは、ステッピングモータ１１の回転速度は、Ｖ＝０からＶ＝−Ｖ２まで一定の加速度で加速している。次に、第六の開閉ステップ（開閉ステップ６）は、ホッパゲート３２の閉動作が行われている期間であって、かつ、ステッピングモータ１１が等速で逆回転（Ｖ＝−Ｖ２）している期間に対応するステップである。次に、第七の開閉ステップ（開閉ステップ７）は、ホッパゲートの閉動作が行われている期間であって、かつ、ステッピングモータ１１が減速して逆回転している期間に対応するステップである。このステップでは、ステッピングモータ１１の回転速度は、Ｖ＝−Ｖ２からＶ＝０まで一定の加速度で減速している。
【００９３】
このように、本実施の形態におけるモータ駆動パターンは、開閉ステップ１〜７それぞれのステップ別指令パルスという７つの指令パルスから編成された情報として、記憶部２３に記憶されている。したがって、ステッピングモータ１１の回転時には、演算部２１は、この７つの指令パルスから編成されるモータ駆動パターンを記憶部２３から読み出して、これに従った指令パルスをステッピングモータ１１に入力できるように、モータ駆動回路１３を制御する。
【００９４】
［脱調の発生の検出および脱調への対処］
次に、前記モータ駆動パターンで回転動作するステッピングモータ１１において、脱調が発生したか否かの検出と、脱調が発生したときの対処とについて、図８、図９、図１０および図１１に基づいて説明する。図９、図１０および図１１は、制御部２０で行われる、脱調の検出に対応してモータ駆動パターンを再設定する制御の一例を示すフローチャートである。
【００９５】
まず、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に、代表的な条件の組合せに基づいた基本のモータ駆動パターン（基本パターン）を複数種類予め設定しておく。そして、組合せ秤の運転時には、例えば組合せ秤の操作部または入力部により、複数の基本パターンから適切なものを選択し、その後、組合せ秤の運転に伴う脱調検出の制御によって自動的に調整することによってモータ駆動パターンを再設定するよう構成されている。もちろん、組合せ秤の用途や計量ホッパの構成等に応じて、基本パターンは一つのみ設定される構成であってもよい。
【００９６】
次に、脱調の発生が生じた場合に、モータ駆動パターンを再設定するための具体的な手法について説明する。図８に示すように、ステッピングモータ１１は、ホッパゲート３２の開動作時または閉動作時に回転動作し、ホッパゲート３２が全開している間は停止している。したがって、開閉ステップ１〜７のうち開閉ステップ４では脱調は発生し得ない。また、前述したとおり、ステッピングモータ１１の等速回転時には脱調が発生し難い。それゆえ、本実施の形態では、脱調ステップが、開閉ステップ１、３、５および７のうちいずれであるか判定し、この判定結果に応じて、モータ駆動パターンとして編成されるステップ別指令パルスを変更する制御を行う。
【００９７】
ここで、本実施の形態では、位置検出センサ１２Ｂは、スイング部１４の回転軸に取り付けられているので、前記のとおり、ホッパゲート３２への被計量物の噛み込みに起因する脱調を検出することができる。このような噛み込みは、ホッパゲート３２が閉じる動作の完了前に生じるので、開閉ステップ１〜７のうち開閉ステップ７において生じることになる。このような噛み込みに起因する脱調は、ホッパゲート開閉装置１０Ｂの開閉動作に起因することになるため、開閉ステップ７に設定されるステップ別指令パルスを変更しても対応できるものではない。噛み込みが生じる理由は、ホッパゲート３２が全開している期間に被計量物が完全に排出されないことにあるため、脱調の発生に対処するには、開閉ステップ４を延長すればよい。そこで、本実施の形態では、脱調ステップが開閉ステップ７に相当すると判定されれば、モータ停止時間を延長することにより対応する。なお、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様、パルス間隔やモータ停止時間の変更についてはＬＵＴを用いるよう構成されている。
【００９８】
また、前記実施の形態１では、ＬＵＴとして記憶されているパルス間隔の長さは、ゲート開閉時間が過剰に長くならないような値として設定されているが、本実施の形態では、タイマー１７を備えていることにより、ゲート開閉時間を実際に計測し、制御部２０での制御に利用することができる。それゆえ、ＬＵＴとして記憶されるパルス間隔の長さやモータ停止時間の長さについては、ゲート開閉時間を考慮した値に制限されず、脱調への対処が確実にできるような値として設定することができる。したがって、制御における自由度や汎用性を向上させることが可能となる。
【００９９】
次に、制御部２０によるモータ駆動パターンを再設定する制御について説明する。図９に示すように、制御部２０の演算部２１は、複数の基本パターンのうち最適なものを選択し、記憶部２３から読み出し（ステップＳ２０１）、モータ駆動回路１３を制御して、ステッピングモータ１１を基本パターンで回転駆動させる（ステップＳ２０２）。この回転駆動に伴い、制御部２０の脱調判定部２２は、位置検出センサ１２Ａによる検出結果（回転角度の変化）を監視し、脱調が発生しているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。脱調が発生していなければ、回転角度の変化の監視を繰り返す（ステップＳ２０３でＮＯ）。
【０１００】
一方、脱調の発生が判定されれば（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、演算部２１は、脱調の発生のタイミングと基本パターンの構成との対比から、脱調の発生した開閉ステップ（脱調ステップ）が、開閉ステップ１〜７のうち開閉ステップ７であるか否かを確認する（ステップＳ２０４）。脱調ステップが開閉ステップ７であれば（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、開閉ステップ４を延長する処理（すなわちモータ停止時間を延長する処理）を行う（ステップＳ２０５）。
【０１０１】
また、脱調ステップが開閉ステップ７でなければ（ステップＳ２０４でＮＯ）、脱調ステップが開閉ステップ１、３または５のいずれに該当するか判定し、パルス間隔を変更する処理を行う（ステップＳ２０６）。開閉ステップ４の延長処理または開閉ステップ１、３もしくは５におけるパルス間隔の変更処理を行った後には、処理後のモータ駆動パターン（処理後パターン）でステッピングモータ１１を回転駆動させて、タイマー１７でゲート開閉時間を計測し（Ｓ２０７）、ゲート開閉時間が予め設定されている許容範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ２０８）。
【０１０２】
許容範囲内であれば（ステップＳ２０８でＹＥＳ）、変更後のモータ駆動パターン（変更パターン）を確定させ、ステッピングモータ１１を回転駆動させる（ステップＳ２０２に戻る）。許容範囲内でなければ（ステップＳ２０８でＮＯ）、ゲート開閉時間を所定の比率で短縮してから（ステップＳ２０９）変更パターンを確定させ、ステッピングモータ１１を回転駆動させる（ステップＳ２０２に戻る）。その後は、組合せ秤による計量動作が終了するまでこの制御が繰り返される。なお、脱調検出については、何回か試運転して、脱調を起こさないような最速のモータ駆動パターンを予め設定し、開閉ステップ４のみ延長するという手法を採用することもできる。
【０１０３】
脱調ステップが開閉ステップ１、３または５のいずれに該当するか判定する処理（ステップＳ２０６）について説明すると、図１０に示すように、演算部２１は、まず、脱調ステップが開閉ステップ１か否かを判定する（ステップＳ６０１）。開閉ステップ１であれば（ステップＳ６０１でＹＥＳ）、開閉ステップ１においてパルス間隔を変更する処理を行う（ステップＳ６０２）。一方、脱調ステップが開閉ステップ１でなければ（ステップＳ６０１でＮＯ）、脱調ステップが開閉ステップ３であるか否かを判定する（ステップＳ６０３）。開閉ステップ３であれば（ステップＳ６０３でＹＥＳ）、開閉ステップ３においてパルス間隔を変更する処理を行い（ステップＳ６０４）、開閉ステップ５であれば（ステップＳ６０３でＮＯ）、開閉ステップ５においてパルス間隔を変更する処理を行う（ステップＳ６０５）。なお、パルス間隔を変更する処理は、前記実施の形態１において説明した、図５に示す処理と同一である。いずれかの開閉ステップにおいてパルス間隔の変更処理が実行されれば、この判定処理を終了する。
【０１０４】
また、開閉ステップ４の延長処理について説明すると、図１１に示すように、演算部２１は、脱調判定部２２から位置変化データを取得し（ステップＳ５１１）、記憶部２３のＬＵＴから、位置変化データに対応するモータ停止時間を参照する（ステップＳ５１２）。そして、演算部２１は、参照したモータ停止時間に基づいて、開閉ステップ４のモータ停止時間を変更して（ステップＳ５１３）、この処理を終了する。
【０１０５】
なお、ゲート開閉時間の短縮（ステップＳ２０９）では、例えば、パルス間隔の変更処理やモータ停止時間の延長処理とは別に、短縮処理用のＬＵＴが予め記憶部２３に記憶され、このＬＵＴを参照して、変更処理または延長処理された開閉ステップのパルス間隔やモータ停止時間を、脱調の対処に影響のない程度の比率で短縮するような処理であってもよいし、ホッパゲート３２の開閉動作の全体から、他の開閉ステップの時間を短縮するような処理であってもよい。
【０１０６】
前述した脱調に対する制御について、具体例を挙げてより詳細に説明する。まず、ステッピングモータ１１の慣性力に起因する脱調への対処について、次の表１を参照して説明する。表１に示すように、各開閉ステップ１〜７において、モータ駆動パターンとして、パルス数およびパルス速度、あるいはモータ停止時間がそれぞれ設定され、このときのステッピングモータ１１の回転軸の位置変化について、位置検出センサ１２Ｂにより回転角度の増減分が検出されているものとする。
【０１０７】
【表１】
0005410855.tif 000002
【０１０８】
表１の開閉ステップ１では、初期速度は８００ｐｐｓであり、４０パルスの間に最終速度が１０００ｐｐｓに到達するまでパルス速度が変化する。つまり、この例では、パルス速度は（１０００−８００）÷４０＝５ｐｐｓ／パルス毎に増加する。また、ステッピングモータ１１は、前記実施の形態１で説明したとおり、０．９°／パルスで回転するため、開閉ステップ１における回転角度は、０．９°×４０＝３６°となる。なお、パルス数、パルス速度および回転角度については、他のステップにおいても同様であるので説明は省略する。
【０１０９】
モータ駆動回路１３によりステッピングモータ１１が回転駆動され、ホッパゲート３２の開閉動作が行われたとき（ステップＳ２０１〜Ｓ２０２）、開閉ステップ１において、回転角度の増減分の既定値が＋３６°であるのに対して、位置検出センサ１２Ｂで検出された測定値が＋３４°であったとすれば、測定値が既定値より２°異なるため、脱調判定部２２は脱調が発生したと判定する（ステップＳ２０３）。この場合、脱調ステップは開閉ステップ１に相当するため、演算部２１は、開閉ステップ１において、パルス間隔を長くするようモータ駆動パターンを変更する制御を行う（ステップＳ２０４およびＳ２０６）。
【０１１０】
ここで、表１では、モータ駆動パターンにおいてはパルス間隔ではなくパルス速度が設定されており、パルス速度はパルス間隔の逆数なので、パルス速度を低下させる変更が行われる。さらに表１では、パルス速度としては、平均速度ではなく初期速度および最終速度がそれぞれ設定されており、最終速度は開閉ステップ２の等速回転時のパルス速度に相当する。そこで、演算部２１は、記憶部２３に記憶されているＬＵＴを参照し、開閉ステップ１の初期速度を、例えば８００ｐｐｓから例えば６００ｐｐｓに低下させる。これによって、開閉ステップ１の初期速度のパルス間隔は１．２５ｍｓ（１／８００ｐｐｓ）から１．６７ｍｓ（１／６００ｐｐｓ）に延長され、ステッピングモータ１１の慣性力に起因する脱調に対処することができる。その後、図９に示す制御であれば、ホッパゲート３２の開閉動作を実行させ、ゲート開閉時間が許容範囲内であれば、演算部２１は、変更されたモータ駆動パターンを確定させ、許容範囲を超えていれば、ゲート開閉時間の短縮を行えばよい（ステップＳ２０７〜Ｓ２０９）。
【０１１１】
次に、ホッパゲート３２の閉動作時に被計量物が噛み込んだことに起因する脱調への対処について、次の表２を参照して説明する。表２に示されるモータ駆動パターンは、基本的に表１に示されるモータ駆動パターンと同様であるが、開閉ステップ１においてパルス速度の初期速度を８００ｐｐｓから６００ｐｐｓに低下させ、パルス間隔を長くする変更が行われている。また、閉動作時の最大速度（図８におけるＶ＝−Ｖ２）が−１，３００ｐｐｓとなっている。
【０１１２】
【表２】
0005410855.tif 000003
【０１１３】
モータ駆動回路１３によりステッピングモータ１１が回転駆動され、ホッパゲート３２の開閉動作が行われたとき（ステップＳ２０１〜Ｓ２０２）、開閉ステップ７において、回転角度の増減分の規定値が−３６°であるのに対して、位置検出センサ１２Ｂで検出された測定値が−３３°であったとすれば、測定値が既定値より３°異なるため、脱調判定部２２は脱調が発生したと判定する（ステップＳ２０３）。この場合、脱調ステップは開閉ステップ７に相当するため、演算部２１は、開閉ステップ４において、モータ停止時間を長くする制御を行う（ステップＳ２０４およびＳ２０５）。つまり、演算部２１は、記憶部２３に記憶されているＬＵＴを参照し、開閉ステップ４において設定されているモータ停止時間を１００ｍｓから例えば１２０ｍｓに延長する。これによってホッパゲート３２が開いている時間が延長されるため、被計量物の噛み込みに起因する脱調に対処することができる。その後、図９に示す制御であれば、ホッパゲート３２の開閉動作を実行させ、ゲート開閉時間が許容範囲内であれば、演算部２１は、変更されたモータ駆動パターンを確定させ、許容範囲を超えていれば、ゲート開閉時間の短縮を行えばよい（ステップＳ２０７〜Ｓ２０９）。
【０１１４】
このように、本実施の形態によれば、ステッピングモータ１１の回転軸の位置変化ではなく、リンク機構の位置変化を検出してモータ駆動パターンを変更する構成となっているので、ステッピングモータ１１に直接起因しない、被計量物の噛み込み等に起因する脱調に対しても、有効に対処することができる。また、別途タイマー１７を備えているため、ホッパゲート３２の開閉動作を繰り返すことで、脱調を起こさない程度にパルス間隔やモータ停止時間を長くした状態で、ゲート開閉時間をできる限り短くできるように自動的に調整することができる。
【０１１５】
なお、本実施の形態では、前記実施の形態１と同様に、タイマー１７を備えず、図９に示すステップＳ２０７〜Ｓ２０９の処理を行わないように構成されてもよい。また、本実施の形態では、噛み込みに起因する脱調の発生を検出する場合を例示したが、ホッパゲート開閉装置１０Ｂやこれを適用したホッパの構成に応じて、ステッピングモータ１１に直接起因しない脱調の発生を検出するよう構成されてもよい。さらに、本実施の形態では、ホッパゲート３２の開閉動作を、ステッピングモータ１１の回転速度を基準として開閉ステップ１〜７の７つに区分したが、他の条件を基準として７ステップ以外の数に区分し、モータ駆動パターンを再設定するよう構成されてもよい。
【０１１６】
（実施の形態３）
前記実施の形態１または２では、ホッパゲート開閉装置１０Ａまたは１０Ｂを組合せ秤の計量ホッパに適用した場合について、計量ホッパのみを図示して説明したが、例えば、当該計量ホッパを備える組合せ秤としては、図１２に示すような構成を挙げることができる。
【０１１７】
図１２に示すように、本実施の形態に係る組合せ秤は、図示されない被計量物を供給する供給装置、供給装置から供給された被計量物を振り分けて下流へと供給するトップコーン４１、トップコーン４１から被計量物を受け取って下流へと供給する複数のリニアフィーダパン４２、リニアフィーダパン４２から供給された被計量物を纏めて所定のタイミングで供給する複数の供給ホッパ４３、供給ホッパ４３から供給された被計量物を収容して計量する複数の計量ホッパ３０、計量ホッパ３０から被計量物を受け取って集合させ、下流へと供給する複数の集合シュート４６、供給ホッパ４３の下側に設けられるホッパゲートを開閉するステッピングモータ４５、計量ホッパ３０の下側に設けられるホッパゲートを開閉するステッピングモータ１１、計量ホッパ３０内の被計量物の重量を計測する重量センサ３３、組合せ秤を操作したり諸条件を設定したりする操作設定表示部４７、および組合せ秤制御部４８等を備えている。なお、前記組合せ秤の具体的な構成については、公知の構成を採用することができるので、その説明は省略する。
【０１１８】
本実施の形態では、少なくとも、計量ホッパ３０に前記ホッパゲート開閉装置１０Ａまたは１０Ｂが適用され、さらには、供給ホッパ４３にも前記ホッパゲート開閉装置１０Ａまたは１０Ｂが適用されてもよい。この場合においては、ホッパゲート開閉装置１０Ａまたは１０Ｂの制御部２０は、組合せ秤制御部４８と一体化されていればよく、この組合せ秤制御部４８と接続される図示されない記憶部には、複数のモータ駆動パターンの基本パターンが記憶されている。
【０１１９】
そして、組合せ秤のオペレータは、被計量物の種類、計量ホッパ３０で計量される被計量物の重量等の諸条件を操作設定表示部４７で設定すれば、組合せ秤制御部４８は、同設定内容に応じて、複数の基本パターンから適切なものを選択し、計量動作を開始する。計量動作の過程で、ステッピングモータ１１（またはステッピングモータ４５）において脱調が発生すれば、前記実施の形態１または２で説明したように、脱調に対処すべくモータ駆動パターンを基本パターンから再設定する。これによって、脱調による計量ミスを大幅に抑制することができ、効率的かつ高精度な計量動作が可能となる。
【０１２０】
なお、以上の説明においては、計量装置として組合せ秤を例示したが、組合せ秤以外の計量装置であってもよいことはいうまでもない。少なくとも、ホッパゲートを備える構成の計量装置であれば、本発明を好適に用いることができる。また、本発明は、ホッパゲートを備える計量装置をさらに備える包装装置、包装システム、充填装置、分配装置、製造プラント等にも適用できることは言うまでもない。
【０１２１】
また、本発明は前記の各実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明は、ホッパゲートを開閉するホッパゲート開閉装置の分野に好適に用いることができるだけでなく、当該ホッパゲート開閉装置を適用可能なさまざまな計量装置、例えば、計量ホッパを備える組合せ秤等の分野に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０Ａ  ホッパゲート開閉装置
１０Ｂ  ホッパゲート開閉装置
１１    ステッピングモータ
１２Ａ  位置検出センサ（位置センサ）
１２Ｂ  位置検出センサ（位置センサ）
１３    モータ駆動回路
１４    スイング部（リンク機構、ゲート開閉機構、機構部材）
１５    アーム部（リンク機構、ゲート開閉機構、機構部材）
１７    タイマー（計時器）
２０    制御部（制御器）
２１    演算部
２２    脱調判定部（脱調判定器）
２３    記憶部（記憶器）
３０    計量ホッパ
３２    ホッパゲート
４３    供給ホッパ
４５    ステッピングモータ
４７    操作設定表示部（操作器）
４８    組合せ秤制御部（制御器）
【図１】
0005410855.tif 000004
【図２】
0005410855.tif 000005
【図３】
0005410855.tif 000006
【図４】
0005410855.tif 000007
【図５】
0005410855.tif 000008
【図６】
0005410855.tif 000009
【図７】
0005410855.tif 000010
【図８】
0005410855.tif 000011
【図９】
0005410855.tif 000012
【図１０】
0005410855.tif 000013
【図１１】
0005410855.tif 000014
【図１２】
0005410855.tif 000015