(57)【要約】【課題】スクリューコンベアの振動に伴う計測結果のばらつきが生じ難いスクリューコンベアの重量計測装置、及びこれを備えたスクリューコンベアの重量計測システムを提供する。【解決手段】重量計測装置６は、スクリューコンベア１とスクリューコンベア１によって搬送される搬送物との総重量を検知する重量検知手段６０と、スクリューコンベア１のスクリュー３の回転周期を検知する回転周期検知手段６３と、重量検知手６０段及び回転周期検知手段６３の検知結果に基づいて、スクリューコンベア１内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出する算出手段６４とを備える。【選択図】図１
2018179630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリューコンベアと該スクリューコンベアによって搬送される搬送物との総重量を検知する重量検知手段と、
前記スクリューコンベアのスクリューの回転周期を検知する回転周期検知手段と、
前記重量検知手段及び前記回転周期検知手段の検知結果に基づいて、前記スクリューコンベア内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするスクリューコンベアの重量計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリューコンベアの重量計測装置において、
前記重量検知手段は、前記回転周期内に前記総重量を複数回検知し、
前記算出手段は、前記回転周期と、該回転周期内に前記重量検知手段によって検知された前記総重量と、に基づいて、前記回転周期内の前記搬送物の重量の平均値及び前記回転周期内の前記総重量の平均値の少なくとも一方を算出することを特徴とするスクリューコンベアの重量計測装置。
【請求項３】
スクリューコンベアと、
重量計測装置とを備え、
前記重量計測装置は、
前記スクリューコンベアと該スクリューコンベアによって搬送される搬送物の総重量を検知する重量検知手段と、
前記スクリューコンベアのスクリューの回転周期を検知する回転周期検知手段と、
前記重量検知手段及び前記回転周期検知手段の検知結果に基づいて、前記スクリューコンベア内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするスクリューコンベアの重量計測システム。
【請求項４】
請求項３に記載のスクリューコンベアの重量計測システムにおいて、前記スクリューコンベアは前記重量検知手段を介して吊下支持されることを特徴とするスクリューコンベアの重量計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリューコンベアの重量計測装置、及びこれを備えたスクリューコンベア重量計測システムに関し、詳しくは、スクリューコンベアとスクリューコンベアによって搬送される搬送物との総重量を検知する重量検知手段を備えたスクリューコンベアの重量計測装置、及びこれを備えたスクリューコンベア重量計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には粉体供給装置が開示されている。この粉体供給装置は、スクリューコンベアと、質量計とを備えている。質量計は、スクリューコンベアを支持する支持部材に作用する荷重を測定することで、スクリューコンベア内の粉体の質量とスクリューコンベア自体の質量との合計質量を検出する。この合計質量は、スクリューコンベアに粉体を供給するロータリーフィーダの回転羽根の回転数を制御するために用いられ、これにより、ロータリーフィーダによるスクリューコンベアに対する粉体の供給量が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８０２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スクリューコンベアの駆動時には、スクリューコンベア内部のスクリューの寸法誤差や重心のずれ等に起因して、スクリューコンベアが振動する場合がある。このようにスクリューコンベアが振動すると、上述のようにスクリューコンベアの質量を検知したときに、計測結果にばらつきが生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであって、スクリューコンベアの振動に伴う計測結果のばらつきが生じ難いスクリューコンベアの重量計測装置、及びこれを備えたスクリューコンベア重量計測システム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】
【０００６】
前記目的を達成するために本発明に係る一態様のスクリューコンベアの重量計測装置は、スクリューコンベアと該スクリューコンベアによって搬送される搬送物との総重量を検知する重量検知手段と、前記スクリューコンベアのスクリューの回転周期を検知する回転周期検知手段と、前記重量検知手段及び前記回転周期検知手段の検知結果に基づいて、前記スクリューコンベア内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る一態様のスクリューコンベアの重量計測システムは、スクリューコンベアと、重量計測装置とを備え、前記重量計測装置は、前記スクリューコンベアと該スクリューコンベアによって搬送される搬送物の総重量を検知する重量検知手段と、前記スクリューコンベアのスクリューの回転周期を検知する回転周期検知手段と、前記重量検知手段及び前記回転周期検知手段の検知結果に基づいて、前記スクリューコンベア内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスクリューコンベアの重量計測装置及びスクリューコンベアの重量計測システムにあっては、スクリューコンベアの振動に伴うばらつきが抑制された計測データを取得できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明に係る一実施形態のスクリューコンベアの重量計測システムを示す斜視図である。
【図２】図２は、同上の重量計測システムの一部切欠断面図である。
【図３】図３は、同上の重量計測システムにおいて、重量検知手段に基づいて取得した搬送物の重量の時間的変化と、回転周期検知手段で取得した回転周期信号が出力されるタイミングとを示したグラフである。
【図４】図４は、同上の重量計測システムにおいて、スクリューコンベアに錘を付けた状態でスクリューを回転駆動する実験を行ったときに算出手段で取得した搬送物重量の時間的変化を示したグラフである。
【図５】図５は、同上の実験を行ったときに算出手段で算出した搬送物重量の平均値の時間的変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示す本実施形態のスクリューコンベアの重量計測システムは、搬送物を搬送するスクリューコンベア１を備えている。
【００１１】
（スクリューコンベア）
スクリューコンベア１は、ケーシング２と、ケーシング２内に収納されたスクリュー３（図２参照）と、スクリュー３を駆動する駆動装置４とを備えている。
【００１２】
ケーシング２は一方向に延びた筒状に形成されている。スクリューコンベア１は、ケーシング２の長手方向を水平にした状態で設置される。以下では、設置状態におけるスクリューコンベア１のケーシング２の長手方向を前後方向と定義し、ケーシング２の長手方向と直交する水平方向を左右方向と定義して説明する。
【００１３】
本実施形態のスクリューコンベア１によって搬送される搬送物は、屋根材を成形するための粉粒体である。具体的に搬送物は、セメントを主成分とし、骨材、補強材、又はリサイクル材、あるいはこれらの組み合わせ等を含有して調製した水硬性材料である。スクリューコンベア１によって搬送された後の搬送物には水が加えられ、この後、ロール等で加圧成形されて養生される。なお、スクリューコンベア１によって搬送される搬送物は、セメント系材料以外の粉粒体であってもよい。また、搬送物は屋根材の材料に限られない。
【００１４】
ケーシング２の前後方向における一端部には投入口２０が形成されており、他端部（投入口２０とは反対側の端部）には排出口２１が形成されている。
【００１５】
投入口２０は上方に開口しており、ケーシング２内に搬送物を投入するために用いられる。投入口２０には、例えばホッパーや他のスクリューコンベア等から搬送物が投入される。
【００１６】
排出口２１は下方に開口しており、ケーシング２内の搬送物を排出するために用いられる。ケーシング２内の搬送物は、排出口２１から例えばベルトコンベアや他のスクリューコンベア等に排出される。
【００１７】
図２に示すように、ケーシング２の内部には、搬送物を搬送するためのスクリュー３が設けられている。スクリュー３は、前後方向に延びた回転軸３０と、回転軸３０に設けられたスクリュー羽根３１とを備えている。
【００１８】
スクリュー３を駆動する駆動装置４は、モーター４０（図１参照）を備えている。モーター４０の出力軸（図示せず）は、減速機構を介して又は直接、回転軸３０に接続されている。
【００１９】
モーター４０が駆動して出力軸が回転すると、回転軸３０及びスクリュー羽根３１が回転軸３０の軸回り方向に回転する。これにより、投入口２０からケーシング２内に投入された搬送物は、スクリュー羽根３１によって攪拌されながら回転軸３０の軸方向に沿って排出口２１まで搬送される。すなわち、スクリューコンベア１によって搬送される搬送物の搬送方向は、前後方向と平行である。
【００２０】
本実施形態のスクリューコンベアの重量計測システムは、図１に示すように、スクリューコンベア１を支持する支持台５をさらに備えている。支持台５は、横枠部５０と、横枠部５０に対して前後方向に並べて設けられた複数の縦枠部５１とを備えている。
【００２１】
横枠部５０は、前後方向に延びた平面視矩形枠状に形成されている。各縦枠部５１は、前後方向に見て矩形枠状に形成されている。各縦枠部５１は、下端部が横枠部５０に接続されており、横枠部５０から上方に突出している。各縦枠部５１の上端部は、左右方向に延びた上フレーム５２で構成されている。
【００２２】
支持台５は、例えば各縦枠部５１の上フレーム５２を工場の天井に固定した状態で設置され、スクリューコンベア１はケーシング２が複数の縦枠部５１で囲まれるように配置される。そして、ケーシング２は後述する重量検知手段６０を介して複数の縦枠部５１に連結され、これにより、スクリューコンベア１は重量検知手段６０を介して支持台５に吊下支持される。なお、支持台５は、横枠部５０が床上に設置されてもよい。
【００２３】
（重量計測装置）
スクリューコンベアの重量計測システムは、重量計測装置６をさらに備えている。
【００２４】
重量計測装置６は、スクリューコンベア１を吊下支持し、スクリューコンベア１とスクリューコンベア１によって搬送される搬送物との総重量を検知する重量検知手段６０を備えている。
【００２５】
本実施形態の重量検知手段６０は、複数のロードセル６１と、これら複数のロードセル６１が電気的に接続された和算箱６２とで構成されている。スクリューコンベア１のケーシング２は、複数のロードセル６１を介して複数の縦枠部５１に吊下支持されている。
【００２６】
本実施形態では、各縦枠部５１の上フレーム５２の左右２か所の各々にロードセル６１が連結されており、計４機のロードセル６１により、ケーシング２の前部の左右及び後部の左右の計４点がそれぞれ支持されている。
【００２７】
各ロードセル６１は、検知した重量のデータを和算箱６２に出力する。和算箱６２は各ロードセル６１から入力された重量のデータを和算して、スクリューコンベア１の装置自体の重量と当該スクリューコンベア１内の搬送物の重量とを合わせたスクリューコンベア１の総重量を算出し、このデータを検知信号として出力する。
【００２８】
なお、本実施形態の各ロードセル６１は、引張荷重を検出するロードセルであるが、圧縮荷重を検出するロードセルであってもよい。また、重量検知手段６０が備えるロードセル６１の数は、４機に限られず、２機、３機、あるいは５機以上であってもよい。また、重量検知手段６０はロードセル６１を１機だけ備えていてもよい。
【００２９】
重量計測装置６は、スクリュー３の回転周期（以下、単に回転周期という）を検知する回転周期検知手段６３をさらに備えている。本実施形態の回転周期検知手段６３は、スクリューコンベア１に設けられて、スクリュー３の回転角度位置を検知するロータリーエンコーダーで構成されている。ロータリーエンコーダーは、回転周期のデータとして、例えばスクリュー３の回転周期毎に信号を出力する。
【００３０】
なお、回転周期検知手段６３は、ロータリーエンコーダーに限られず、例えばモーター４０の回転数を測定し、この測定結果に基づいて回転周期を算出するものであってもよい。
【００３１】
重量計測装置６はさらに算出手段６４を備えている。本実施形態の算出手段６４は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を含む制御盤で構成されている。算出手段６４には、重量検知手段６０（詳しくは和算箱６２）及び回転周期検知手段６３が電気的に接続されている。算出手段６４は、重量検知手段６０をスクリュー３の回転周期内にスクリューコンベア１の総重量を複数回検知するように制御する。
【００３２】
算出手段６４には、重量検知手段６０（詳しくは和算箱６２）から出力されたスクリューコンベア１の総重量のデータと、回転周期検知手段６３から出力された回転周期のデータとが入力される。
【００３３】
算出手段６４は、重量検知手段６０から入力されたスクリューコンベア１の総重量のデータと、予め設定されたスクリューコンベア１の装置自体の重量のデータとに基づき、スクリューコンベア１内の搬送物の重量Ｗを算出する。このスクリューコンベア１内の搬送物の重量Ｗは、スクリューコンベア１の総重量から、スクリューコンベア１の装置自体の重量を差し引くことで算出される。以下、このように算出されたスクリューコンベア１内の搬送物の重量Ｗを、搬送物重量Ｗという。この搬送物重量Ｗの算出は、例えば、算出手段６４に重量検知手段６０（詳しくは和算箱６２）から検知信号が入力される度に行われ、例えば０．０５秒毎に行われる。
【００３４】
算出手段６４は、回転周期毎に搬送物重量Ｗの平均値Ｗａを算出する。具体的に搬送物重量Ｗの回転周期毎の平均値Ｗａは、図３に示すように、スクリュー３の１回転周期におけるサンプリング数（搬送物重量Ｗを算出する回数）をｎ、スクリュー３の１回転周期において算出した搬送物重量Ｗの値を順にＷ１、Ｗ２、・・・、Ｗｎとしたとき、以下の式１に示す演算を行うことで算出される。
Ｗａ＝（Ｗ１＋Ｗ２＋・・・＋Ｗｎ）／ｎ・・・（式１）
上記のように回転周期毎に算出した搬送物重量Ｗの平均値Ｗａのデータは、例えば平均値Ｗａのデータを数値やグラフ等で表示する表示装置や、平均値Ｗａのデータを記憶する記憶装置等に出力される。なお、算出手段６４は、算出した平均値Ｗａのデータに基づいて、スクリュー３の回転速度を制御するように構成されてもよい。また、算出手段６４は、算出した平均値Ｗａのデータに基づいて、スクリューコンベア１とは別の機器を制御するように構成されてもよい。
【００３５】
本実施形態において算出した搬送物重量Ｗの平均値Ｗａは、スクリューコンベア１の振動に伴って生じる搬送物重量Ｗのばらつきを取り除いた真の搬送物の重量に近い値となる。すなわち、スクリューコンベア１の駆動時には、スクリュー３の寸法誤差や重心のずれ等に起因してスクリューコンベア１が振動する。このため、重量検知手段６０の検知に基づいて取得した搬送物重量Ｗの値は、スクリューコンベア１の振動に伴って、図４に示すように波打つように変化しやすい。しかし、本実施形態で算出した、搬送物重量Ｗの回転周期毎の平均値Ｗａは、図５に示すように、スクリューコンベア１の振動に伴って生じる搬送物重量Ｗの変化が取り除かれて安定した値となる。このため、本実施形態の重量計測装置６にあっては、真の搬送物の重量に近いデータを取得することができる。なお、図４は、ケーシング２内に搬送物を入れず、スクリューコンベア１に１０ｋｇの錘を付けた状態で、スクリュー３を７０ｒｐｍで回転駆動する実験を行ったときに、算出手段６４で取得した搬送物重量Ｗの時間的変化を示したグラフである。また、図５は、前記実験において算出した平均値Ｗａの時間的変化を示したグラフである。
【００３６】
ところで、スクリューコンベア１が設置される工場にあっては、他の製造機械の駆動時に床が振動することがあり、この振動が重量検知手段６０やスクリューコンベア１に伝わると、重量検知手段６０によって検知される重量の値にばらつきが生じ、重量計測装置６の計測精度が低下する要因となる。しかし、本実施形態のスクリューコンベアの重量計測システムにあっては、スクリューコンベア１が重量検知手段６０を介して吊下支持される。このため、床の振動が重量検知手段６０やスクリューコンベア１に伝わり難くなり、重量計測装置６の計測精度の低下が抑制される。
【００３７】
ところで、スクリュー３とケーシング２の内壁との間には、スクリュー３を回転可能とするための隙間がある。この隙間には搬送物が残りやすく、このように隙間に残った搬送物は、通常、取り除くことはない。このため、前述した搬送物重量Ｗの算出にあたっては、例えば、投入口２０から搬送物を入れずにスクリュー３を回転させてケーシング２内にスクリュー３及び付着物のみが入っている状態とし、この状態を基準にして較正を行うことが好ましい。この場合、算出した搬送物重量Ｗは、スクリューコンベア１の総重量から、スクリューコンベア１の重量と前記隙間に残った搬送物の重量とを差し引いた値となり、スクリューコンベア１によって搬送されている搬送物の重量をより正確に計測することが可能になる。
【００３８】
また、本実施形態の算出手段６４は、上述のように搬送物重量Ｗの回転周期毎の平均値Ｗａを算出するが、スクリューコンベア１の総重量の回転周期毎の平均値を算出し、これを出力するように構成されてもよい。また、算出手段６４は、搬送物重量Ｗの回転周期毎の平均値Ｗａと、スクリューコンベア１の総重量の回転周期毎の平均値との両者を算出し、これらを出力するように構成されてもよい。すなわち、算出手段６４は、スクリューコンベア１内の搬送物の重量の平均値Ｗａ及び当該搬送物を含めたスクリューコンベア１の総重量の平均値のうちの少なくとも一方を算出するように構成されていればよい。
【００３９】
（効果）
以上説明した本実施形態のスクリューコンベア１の重量計測装置６にあっては、以下に示す特徴を有している。重量計測装置６は、重量検知手段６０と、回転周期検知手段６３と、算出手段６４とを備える。重量検知手段６０は、スクリューコンベア１とスクリューコンベア１によって搬送される搬送物との総重量を検知する。回転周期検知手段６３は、スクリューコンベア１のスクリュー３の回転周期を検知する。算出手段６４は、重量検知手段６０及び回転周期検知手段６３の検知結果に基づいて、スクリューコンベア１内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出する。以下、この特徴を有する重量計測装置６を第１の態様の重量計測装置６という。
【００４０】
また、前記実施形態のスクリューコンベア１の重量計測システムにあっては、以下に示す特徴を有している。スクリューコンベア１の重量計測システムは、スクリューコンベア１と、重量計測装置６とを備える。重量計測装置６は、重量検知手段６０と、回転周期検知手段６３と、算出手段６４とを備える。重量検知手段６０は、スクリューコンベア１とスクリューコンベア１によって搬送される搬送物の総重量を検知する。回転周期検知手段６３は、スクリューコンベア１のスクリュー３の回転周期を検知する。算出手段６４は、重量検知手段６０及び回転周期検知手段６３の検知結果に基づいて、スクリューコンベア１内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出する。以下、この特徴を有する重量計測システムを、第１の態様の重量計測システムという。
【００４１】
第１の態様の重量計測装置６及び重量計測システムにあっては、重量検知手段６０及び回転周期検知手段６３の検知結果に基づいて、スクリューコンベア１内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出することで、スクリューコンベア１の振動に伴うばらつきを抑えた計測データを取得することができる。
【００４２】
なお、重量検知手段６０による検知に対して、スクリューコンベア１の振動による影響を与えることを軽減する対策としては、例えばスクリューコンベア１の片側を固定したり、スクリューコンベア１に制振装置を搭載したりすることが考えられる。しかし、前者の場合には、重量検知手段６０に加わる荷重が不均一になって、計測精度が低くなりやすい。また、後者の場合には、設備の重量化を招き、メンテナンス面やコスト面においてデメリットが大きい。これに対して、第１の態様の重量計測装置６及び重量計測システムにあっては、重量検知手段６０及び回転周期検知手段６３の検知結果に基づいて、スクリューコンベア１内の搬送物の重量及び前記総重量の少なくとも一方を算出するだけで、スクリューコンベア１の振動に伴って生じるばらつきを取り除いた計測データを得ることができるため、上述した対策を施す必要がない。
【００４３】
また、前記実施形態の重量計測装置６にあっては、第１の態様の重量計測装置６において、以下に示す付加的な特徴を有している。重量検知手段６０は、前記回転周期内に前記総重量を複数回検知する。算出手段６４は、前記回転周期と、該回転周期内に重量検知手段６０によって検知された前記総重量と、に基づいて、前記回転周期内の前記搬送物の重量の平均値Ｗａ及び前記回転周期内の前記総重量の平均値の少なくとも一方を算出する。以下、この重量計測装置６を第２の態様の重量計測装置６という。
【００４４】
第２の態様の重量計測装置６にあっては、前記回転周期内の前記搬送物の重量の平均値Ｗａ及び前記回転周期内の前記総重量の平均値の少なくとも一方を算出することができる。このように算出した値は、スクリューコンベア１の振動に伴って生じるばらつきを取り除いた値となる。従って、このように算出した計測データを用いて、スクリューコンベア１の監視や制御、その他の機器の制御等を適切に行うことが可能になる。
【００４５】
また、前記実施形態のスクリューコンベア１の重量計測システムにあっては、第１の態様の重量計測システムにおいて、以下に示す特徴を有している。スクリューコンベア１は重量検知手段６０を介して吊下支持される。以下、この重量計測システムを第２の態様の重量計測システムという。
【００４６】
第２の態様の重量計測システムにあっては、例えば工場等において他の製造機械の駆動時に床が振動したとしても、この床の振動は、重量検知手段６０やスクリューコンベア１に伝わり難くなる。このため、床の振動により、重量計測装置６の計測精度が低下することを抑制できる。
【符号の説明】
【００４７】
１  スクリューコンベア
３  スクリュー
６  重量計測装置
６０  重量検知手段
６３  回転周期検知手段
６４  算出手段
【図１】
2018179630.tif 000003
【図２】
2018179630.tif 000004
【図３】
2018179630.tif 000005
【図４】
2018179630.tif 000006
【図５】
2018179630.tif 000007