(57)【要約】【課題】消費電力を低減した組合せ秤を提供する。【解決手段】被計量物を保持して排出するホッパと、前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備え、０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を駆動電流とするとき、前記制御機構は、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とし、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とし、前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とするように構成され、前記制御機構は、複数ビットの電流制御データを用いて前記ステッピングモータの前記駆動電流を、前記Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に切換え可能である。【選択図】図４
2011120353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物を保持して排出するホッパと、
前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、
前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータを制御する制御機構と、
を備え、
０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を駆動電流とするとき、
前記制御機構は、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とし、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とし、前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とするように構成され、
前記制御機構は、複数ビットの電流制御データを用いて前記ステッピングモータの前記駆動電流を、前記Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に切換え可能である、
組合せ秤。
【請求項２】
前記Ｉ２は、前記ホッパゲートを開いた状態で保持するのに必要な最小限の電流値である、
請求項１に記載の組合せ秤。
【請求項３】
前記制御機構は、
制御装置と、
前記制御装置と通信可能に接続され前記制御装置からの入力に基づいて前記駆動電流を変更する駆動部と、
を備え、
前記制御装置は、
前記駆動部へと駆動パルス信号と前記複数ビットの電流制御データを構成する複数の電流制御信号とを入力し、
前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に、前記複数の電流制御信号による前記複数ビットの組合せを第１の組合せとし、
前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、前記複数の電流制御信号による前記複数ビットの組合せを第２の組合せとし、
前記ホッパゲートを駆動する場合に、前記複数の電流制御信号による前記複数ビットの組合せを第３の組合せとしかつ駆動パルス信号として所定数のパルス信号を所定周期で出力するように構成され、
前記駆動部は、
前記複数ビットの組合せが第１の組合せの場合に前記駆動電流をＩ１とし、
前記複数ビットの組合せが第２の組合せの場合に前記駆動電流をＩ２とし、
前記複数ビットの組合せが第３の組合せの場合に前記駆動電流をＩ３としかつ駆動パルス信号に基づいて前記ステッピングモータを回転させるように構成されている、
請求項１または２に記載の組合せ秤。
【請求項４】
前記ホッパおよび前記ホッパゲートは、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、前記ホッパゲートが閉じる力が生じるような構造を有する、請求項１または２に記載の組合せ秤。
【請求項５】
前記Ｉ３は、前記ホッパゲートが閉じる力に抗するトルクを与える必要最小限の電流である、請求項４に記載の組合せ秤。
【請求項６】
被計量物を保持して排出するホッパと、
前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、
前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備え、
前記制御機構が、複数ビットの電流制御データを用いて前記ステッピングモータの駆動電流を切換え可能である組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法であって、
０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を前記駆動電流とするとき、
前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とするステップと、
前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とするステップと、
前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とするステップと、
を含む、組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組合せ秤に関わり、より詳しくは、ステッピングモータにより開閉駆動されるホッパゲートを備えた組合せ秤および該組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被計量物を保持して排出するホッパゲートを備えた組合せ秤は、様々な製品の計量包装分野において広く利用されている。ホッパゲートの駆動源としては、エアシリンダやモータなどが用いられる。中でもステッピングモータは、サイズが小形でかつデジタル制御が容易であるために、ホッパゲートの駆動源として好適に使用されている。
【０００３】
ステッピングモータの駆動の制御に関する先行技術としては、例えば、特許文献１乃至２に開示された制御装置乃至制御方式がある。
【０００４】
特許文献１には、ステッピングモータの駆動停止期間における供給電力、供給電流、あるいは供給電圧を制限し、消費電力を低減する制御装置が開示されている。該制御装置は、原稿や記録紙を搬送する搬送機構に使用することが想定されている。そして上記ステッピングモータの駆動停止時に必要とされるトルクは一定であり、駆動停止期間における制限の程度も一定である。
【０００５】
特許文献２には、停止制御時、ステッピングモータのロータが速やかに停止するよう、駆動電流を制御する制御装置が開示されている。この制御装置においては、ロータの変位のタイミングに基づいて、ステッピングモ―タの駆動電流を所定値と保持電流との２段階で切り替えるようになっており、印字装置の紙送り機構に使用することが想定されている。そして上記ステッピングモータの駆動停止時に必要とされるトルクは一定であり、保持電流は一定の値とされている。
【０００６】
シャッタの開閉駆動にステッピングモータを用いた物品供給排出装置の先行技術として、例えば、特許文献３に開示された物品供給排出装置がある。該物品供給排出装置では、ホッパへと物品が落下したときに、該物品の重力方向の加重にてシャッタが下方に開放される力が負荷される。この負荷される力により、シャッタの閉状態においても、物品落下時とそれ以外とでは必要とされる保持力が異なることになる。該物品供給排出装置では、必要とされる保持力に合わせて、２種類の保持電流を用いて、電流の制御を行う。かかる制御により、消費電力が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−３６９９
【特許文献２】特開平１−１２２３９６
【特許文献３】再公表ＷＯ０１／０６２６３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の組合せ秤では、ホッパゲートを開放状態に保持している開保持時は、ホッパゲートを開または閉動作させる動作時に比べてトルクを必要としないにも拘らず、ホッパゲートを駆動するステッピングモータには、前記開保持時にも、前記動作時と同じ駆動電流を流し続けており、無駄な電力消費を招いているという課題がある。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減した組合せ秤および組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法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】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明の組合せ秤は、被計量物を保持して排出するホッパと、前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備え、０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を駆動電流とするとき、前記制御機構は、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とし、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とし、前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とするように構成され、前記制御機構は、複数ビットの電流制御データを用いて前記ステッピングモータの前記駆動電流を、前記Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に切換え可能である。
【００１１】
電流制御データのビットの数は、複数、すなわち、少なくとも２ビット以上であり、例えば、２ビットの場合には、４通りの組合せがあり、その内の３通りの組合せを、前記Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に対応させればよい。
【００１２】
かかる構成では、ホッパゲートを駆動する際の駆動で電流（Ｉ３）に比べて、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合の駆動電流（Ｉ２）は小さくなる。これにより、ホッパゲートを開いた状態で保持する際のステッピングモータにおける消費電力を低減することができ、ホッパゲートを多数有する組合せ秤では、かかる消費電力の低減は特に有効であり、いわゆる、省エネに貢献することができる。
【００１３】
更に、複数ビットの電流制御データを用いて前記ステッピングモータの前記駆動電流を切換えることができるので、ステッピングモータの駆動電流を切換える場合には、電流制御データの複数ビットの組合せを変更することによって容易に切換えることが可能となる。
【００１４】
これに対して、例えば、複数のディップスイッチに異なる駆動電流値をそれぞれ設定し、選択信号によってディップスイッチを選択して駆動電流を切換えるような構成では、ディップスイッチの設定作業が面倒である。
【００１５】
特に、当該組合せ秤の機種等に応じてステッピングモータの駆動電流値を変更したいような場合には、ディップスイッチの追加が必要になったり、ディップスイッチの設定値の変更設定が必要になるといった課題がある。
【００１６】
これに対して、本発明では、複数ビットの電流制御データを用いて前記ステッピングモータの前記駆動電流を切換えることができるので、電流制御データの複数ビットの組合せを変更することによって、組合せ秤の機種等に応じて駆動電流を容易に変更することが可能となる。
【００１７】
上記組合せ秤において、前記Ｉ２を、前記ホッパゲートを開いた状態で保持するのに必要な最小限の電流値としてもよい。
【００１８】
かかる構成では、消費電力を一層低減することができる。
【００１９】
上記組合せ秤において、前記制御機構は、制御装置と、前記制御装置と通信可能に接続され前記制御装置からの入力に基づいて前記駆動電流を変更する駆動部とを備え、前記制御装置は、前記駆動部へと駆動パルス信号と前記複数ビットの電流制御データを構成する複数の電流制御信号とを入力し、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に、前記複数の電流制御信号による前記複数ビットの組合せを第１の組合せとし、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、前記複数の電流制御信号による前記複数ビットの組合せを第２の組合せとし、前記ホッパゲートを駆動する場合に、前記複数の電流制御信号による前記複数ビットの組合せを第３の組合せとしかつ駆動パルス信号として所定数のパルス信号を所定周期で出力するように構成され、前記駆動部は、前記複数ビットの組合せが第１の組合せの場合に前記駆動電流をＩ１とし、前記複数ビットの組合せが第２の組合せの場合に前記駆動電流をＩ２とし、前記複数ビットの組合せが第３の組合せの場合に前記駆動電流をＩ３としかつ駆動パルス信号に基づいて前記ステッピングモータを回転させるように構成されていてもよい。
【００２０】
かかる構成では、複数の電流制御信号による複数ビットの組合せを第１，第２，第３の組合せに変更することで、駆動電流を、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３に容易に切換えることができる。
【００２１】
上記組合せ秤において、前記ホッパおよび前記ホッパゲートは、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、前記ホッパゲートが閉じる力が生じるような構造を有してもよい。あるいは上記組合せ秤において、Ｉ３は、前記ホッパゲートが閉じる力に抗するトルクを与える必要最小限の電流であってもよい。
【００２２】
かかる構成では、ステッピングモータのトルクがホッパゲートが閉じる力と釣り合うように駆動電流Ｉ２を調整することで、最適化された制御が可能となる。
【００２３】
また、本発明の組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法は、被計量物を保持して排出するホッパと、前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備え、該制御機構が、複数ビットの電流制御データを用いて前記ステッピングモータの駆動電流を切換え可能である組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法であって、０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を前記駆動電流とするとき、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とするステップと、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とするステップと、前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とするステップとを含む。
【００２４】
かかるホッパゲートの駆動方法では、ホッパゲートを駆動する際の駆動電流（Ｉ３）に比べて、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合の駆動電流（Ｉ２）は小さくなるので、ホッパゲートを開いた状態で保持する際のステッピングモータにおける消費電力を低減することができ、ホッパゲートを多数有する組合せ秤では、かかる消費電力の低減は特に有効であり、いわゆる、省エネに貢献することができる。
【００２５】
更に、複数ビットの電流制御データを用いて前記ステッピングモータの前記駆動電流を切換えることができるので、当該組合せ秤の機種等に応じて駆動電流値を変更したいような場合には、電流制御データの複数ビットの組合せを変更することによって容易に対応することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、上記のような構成を有し、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合の駆動電流を小さくして消費電力を低減した組合せ秤を提供することができるという効果を奏し、更に、複数ビットの電流制御データを用いてステッピングモータの駆動電流を容易に切換えることができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成を示す側面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態における計量装置用ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態における制御装置２１の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態における組合せ秤の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】図５は、本発明の比較例における計量装置用ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の比較例における制御装置の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の比較例における組合せ秤の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
[組合せ秤の全体構成]
図１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成を示す側面図である。以下、図１を参照しつつ、本実施形態の組合せ秤１００について説明する。なお、図１では一番左側のユニット取り付け口にのみユニットおよびホッパが取り付けられた状態を示している。
図１に示すように、組合せ秤１００は、略円筒形のボディ１０１と、ボディ１０１の上方中央に配設された平たい円錐状の形状を有する分散装置１０２と、分散装置１０２を取り巻くように配設された複数の直進フィーダ１０４と、それぞれの直進フィーダ１０４に対応して設けられた複数の供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８と、供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８の駆動部を収納したアクチュエータユニット１１０と、ボディ１０１を支える４本のフレーム１１２と、フレーム１１２を支持するベース１１４とを備えている。計量ホッパ１０８は、内側および外側に開閉可能な、２枚のホッパゲート１１を備えている。
【００３０】
ボディ１０１には、側面に複数のユニット取付口１１６が設けられ、アクチュエータユニット１１０はユニット取付口１１６にはめ込まれ、ネジなどで固定される。アクチュエータユニット１１０の、ボディ１０１の側面に露出する面には、ホッパ取付フック１１８が設けられており、これと計量ホッパ１０８の取付金具とが係合されることで計量ホッパ１０８がアクチュエータユニット１１０に保持される。
【００３１】
アクチュエータユニット１１０の内部に、計量装置用ホッパゲート駆動機構１０（図２参照）が配設されており、リンク機構１３の一部が、アクチュエータユニット１１０の外部に露出している。アクチュエータユニット１１０の外壁面には、壁面を貫通するように溝が設けられており、該溝をリンク機構１３のアームが貫通することで、リンク機構１３のアームが揺動可能に構成されている。
【００３２】
２枚のホッパゲート１１は互いに連動するように構成されている。２枚のホッパゲート１１は、トグル機構１１７により互いに連結されている。トグル機構１１７は、ホッパゲート１１が閉じた状態において、リンク機構に外部（モータ）からトルクが供給されなくても（あるいは微小なトルクが供給されるだけで）、ホッパ内部の被計量物の重量によりホッパゲート１１が勝手に開くことがないように、ホッパゲート１１の位置を保持する。一方、ホッパゲート１１が開いた状態では、これを維持するために、リンク機構に外部（モータ）から一定のトルクが供給される必要がある。
【００３３】
アクチュエータユニット１１０には、供給ホッパ１０６を駆動するための駆動機構も設けられている。供給ホッパ１０６についても計量ホッパ１０８と同様の計量装置用ホッパゲート駆動機構により駆動することとしてもよいことは言うまでもない。
【００３４】
使用時においては、全てのユニット取付口１１６にアクチュエータユニット１１０が取り付けられ、それぞれのアクチュエータユニット１１０に供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８が1個ずつ取り付けられる。また、計量ホッパ１０８の下方には集合シュートが設けられる。
【００３５】
［組合せ秤の全体動作］
被計量物は、組合せ秤１００の上方に設けられた図示しない供給経路から分散装置１０２へと落下する。分散装置１０２は振動により被計量物を直進フィーダ１０４へと供給する。直進フィーダ１０４は振動により、被計量物を供給ホッパ１０６へと間歇的に供給する。供給ホッパ１０６は、所定のタイミングでホッパゲート１１を開いて被計量物を計量ホッパ１０８へと供給する。計量ホッパ１０８は供給ホッパ１０６から受け取った被計量物を計量し、計量値を図示しない組合せ演算部へと送信する。組合せ演算部は、計量値の合計が予め設定された目標重量よりも大きく、かつ該目標重量に最も近くなるような計量ホッパ１０８の組合せを演算により求め、該組合せに参加する計量ホッパ１０８のホッパゲート１１を開いて被計量物を排出する。計量ホッパ１０８の開閉は、アクチュエータユニット１１０に設けられた計量装置用ホッパゲート駆動機構１０により行なわれる。なお、組合せ演算部は組合せ秤１００全体の動作を制御する装置である。制御部は、後述する制御装置と同一でもよいし、異なっていてもよい。  
【００３６】
［計量装置用ホッパゲート駆動機構の構成］
図２は、本発明の第１実施形態における計量装置用ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。図２中、破線は信号授受の方向を指す。
【００３７】
図２に示すように、計量装置用ホッパゲート駆動機構１０は、制御装置２１と、電源１９と、制御装置２１からの制御信号および電源１９からの電力を受け取る駆動部１７（ドライバ）と、駆動部１７によって回転が制御されるステッピングモータ１５と、ステッピングモータ１５の回転軸に取り付けられてステッピングモータ１５の回転力を伝達するリンク機構1３（動力伝達機構）と、リンク機構１３から伝達された駆動力によって開閉するホッパゲート１１とを備えている。
【００３８】
制御装置２１は、ＣＰＵ２３と、タイマ２４と、メモリ２５（記憶装置）とを備え、ＣＰＵ２３とタイマ２４とは互いに通信可能に接続され、ＣＰＵ２３とメモリ２５とは互いに通信可能に接続されている。
【００３９】
ＣＰＵ２３は、駆動部１７とも通信可能に接続されている。具体的には、ＣＰＵ２３は、駆動部１７に対して、駆動パルス信号３１を送受信するための駆動パルス信号線と、３ビットで表される電流制御データを構成する第１〜第３電流制御信号３５１〜３５３を送受信するための電流制御信号線とで通信可能に接続されている。
【００４０】
メモリ２５にはテーブルデータ（モータ駆動用データ）や後述する動作プログラムが記憶されている。
【００４１】
本実施形態における駆動パルス信号３１は、ステッピングモータ１５を駆動するためのパルス信号である。１個のパルスが入力される度に、ステッピングモータ１５が１ステップ角（例えば０．９°）だけ回転する。回転方向の制御は、例えば励磁するコイルを制御装置２１が直接選択することとした上で、制御装置２１がコイルを励磁する順序を変更することにより実現しうる。
【００４２】
本実施形態において第１〜第３電流制御信号３５１〜３５３は、３ビット構成の電流制御データにおいて各ビットをそれぞれ構成する。そしてこの３ビット構成において、第１電流制御信号は上位ビット、第２電流制御信号は中位ビット、第３電流制御信号は下位ビットを構成する。各ビットは２進数における「１」「０」の値をとることができる。これら第１〜第３電流制御信号３５１〜３５３は、ステッピングモータ１５の駆動電流を制御するものであって、下記表１に示すように、ステッピングモータ１５の駆動電流の値を設定するものである。なお、実施形態では電流制御データを３ビット構成としたが、これに限定されず、電流制御データを３ビット以外の複数ビット構成とすることもできる。
【００４３】
【表１】
2011120353.tif 000003
【００４４】
この表１において、第１〜第３電流制御信号の「０」は、オフ（信号レベルがＬｏｗレベル）に対応するビットの値、「１」は、オン（信号レベルがＨｉｇｈレベル）に対応するビットの値を示す。表１において、電流制御データは上記したように３ビット構成であり、各ビットが「１」か「０」の値をとることができるので、当該電流制御データを構成する３ビットの組合せ数、すなわち、ビットパターンは、表１に示すように全部で８通りとなり、それぞれの組合せごとに駆動電流の値が設定されている。
【００４５】
表１に従うと、例えば、３ビットの組合せが「００１」である第１の組合せであるときには、ステッピングモータ１５の駆動電流の値は、０．３Ａとなり、また、例えば、「１００」である第２の組合せであるときには、ステッピングモータ１５の駆動電流の値は、１．３Ａとなり、また、例えば、「１１１」である第３の組合せであるときには、ステッピングモータ１５の駆動電流の値は、２．２Ａとなる。したがって、表１で示すこれら第１，第２，第３電流制御信号の３ビットの組合せによって、ステッピングモータ１５の駆動電流の値を、８段階で可変設定することができることになる。
【００４６】
本実施形態では、表１で示す第１，第２，第３電流制御信号の各ビットの組合せによって駆動電流の値を制御することにより、例えば、ステッピングモータ１５を待機状態にしたり、あるいは、ステッピングモータ１５のロータ（回転軸）の位置（回転角）を、その状態で維持したりする。
【００４７】
テーブルデータは、ホッパゲート１１を開閉する際のステッピングモータ１５の駆動パターンを記録したもので、例えばパルス数、パルス周期、回転方向などからなる。テーブルデータにより、ホッパゲート１１を開くために必要な時間や開く際の速度パターン、ホッパゲートを開いた状態で保持する時間、ホッパゲート１１を閉じるために必要な時間や閉じる際の速度パターン、等が特定される。
【００４８】
駆動部１７は、制御装置２１から受け取る第１，第２，第３電流制御信号３５１〜３５３による表１に示すビットの組合せに対して、電源１９からステッピングモータ１５へ供給される駆動電流の値を変更する。信号に応じて駆動電流の値を調整する具体的な方法は、例えば定電流回路を用いるなど、周知の技術を用いることができる。
【００４９】
また、駆動部１７は、制御装置２１から受け取る駆動パルス信号３１に基づいて、ステッピングモータ１５を回転させる。具体的な回転方法は、周知の技術を用いることができるため、説明を省略する。
【００５０】
本実施形態の制御機構には、制御装置２１と、電源１９と、駆動部１７と、が含まれる。制御装置２１と、電源１９と、駆動部１７と、ステッピングモータ１５と、リンク機構１３の一部とは、アクチュエータユニット１１０の内部に配設されている。
【００５１】
[計量装置用ホッパゲート駆動機構の動作］
図３は、本発明の第１実施形態における制御装置２１の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。
【００５２】
制御装置２１は、待機状態では、制御部においてゲート駆動開始指示が発せられているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。なお、制御装置２１と制御部とが同一である場合には、制御装置２１と制御部との間の信号の授受はなく、プログラム上で判定が行われる。判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１０１を繰り返す。このとき、第１〜第３電流制御信号は、後述のステップＳ１１０に示すように、第１，第２電流制御信号がオフ、第３電流制御信号がオン、すなわち、表１上での第１〜第３電流制御信号のビットの組合せは「００１」である。かかる第１〜第３電流制御信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、ステッピングモータ１５へ入力する電流（以下、駆動電流）を、表１上でのビットの組合せ「００１」に対応して、０．３Ａ（＝Ｉ１）に維持する。
【００５３】
判定結果がＹＥＳの場合には、制御装置２１は、第１〜第３電流制御信号を全てオン、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビットの組合せを「１１１」とする（ステップＳ１０２）。かかる第１〜第３電流制御信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は駆動電流を、表１上でのビットの組合せ「１１１」に対応して、２．２Ａ（＝Ｉ３）へと変更する。
【００５４】
駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定間隔（周期）で所定数の開方向駆動パルス信号を出力する（ステップＳ１０３）。これによりステッピングモータ１５が所定のパターンで回転し、ホッパゲート１１が開方向へと駆動される。
【００５５】
ホッパゲート１１が開き終わると、駆動パルス信号の出力を停止し（ステップＳ１０４）、制御装置２１は、第１電流制御信号をオン、第２，第３電流制御信号をオフ、すなわち、第１〜第３電流制御信号の表１上でのビットの組合せを「１００」とする（ステップＳ１０５）。かかる第１〜第３電流制御信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を、表１上でのビットの組合せ「１００」に対応して、１．３Ａ（＝Ｉ２）へと変更する。
【００５６】
駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定時間だけステッピングモータ１５の回転を停止させる（ステップＳ１０６）。これにより、ホッパゲートが開いた状態で保持される。
【００５７】
所定時間が経過すると、制御装置２１は、第１〜第３電流制御信号を全てオン、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビットの組合せを「１１１」とする（ステップＳ１０７）。かかる第１〜第３電流制御信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を、表１上でのビットの組合せ「１１１」に対応して、２．２Ａ（＝Ｉ３）へと変更する。
【００５８】
駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定間隔（周期）で所定数の閉方向駆動パルス信号を出力する（ステップＳ１０８）。これによりステッピングモータ１５が所定のパターンで回転し、ホッパゲート１１が閉方向へと駆動される。
【００５９】
ホッパゲート１１が閉じ終わると、駆動パルス信号の出力を停止し（ステップＳ１０９）、制御装置２1は、第１，第２電流制御信号をオフ、第３電流制御信号をオン、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビットの組合せを「００１」とする（ステップＳ１１０）。かかる第１〜第３電流制御信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を、表１上でのビットの組合せ「００１」に対応して、０.３Ａ（＝Ｉ１）へと変更する。駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１はステップＳ１０１を実行する。
【００６０】
図４は、本発明の第１実施形態における組合せ秤の動作の一例を示すタイミングチャートである。図４（ａ）はホッパゲート開度、図４（ｂ）は駆動電流、図４（ｃ）ないし図４（ｅ）はそれぞれ第１ないし第３電流制御信号、図４（ｆ）は駆動パルス信号のタイミングチャートを示す。
【００６１】
待機状態（図３のステップＳ１０１）では、ホッパゲート開度は「閉」、すなわち、ホッパゲート１１は閉じている。このとき、第１，第２電流制御信号がオフ、第３電流制御信号がオン、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビット組合せは「００１」となり、駆動電流は上述のように０．３Ａ（＝Ｉ１）となる。また、駆動パルス信号は発信されない。この期間は、時間軸でいうところのｔ１およびｔ５である。
【００６２】
ホッパゲート１１を開く場合（図３のステップＳ１０２〜Ｓ１０３）には、第１〜第３電流制御信号が全てオン、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビット組合せは「１１１」となり、駆動電流は上述のように２．２Ａ（＝Ｉ３）となる。駆動パルス信号３１が発信され、これに応じてステッピングモータ１５が回転してホッパゲート１１が開方向に駆動される。この期間は、時間軸でいうところのｔ２である。
【００６３】
ホッパゲート１１を開いた状態で保持する場合（図３のステップＳ１０５，Ｓ１０６）には、第１電流制御信号がオン、第２，第３電流制御信号がオフ、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビット組合せは「１」，「０」，「０」となり、駆動電流は上述のように１．３Ａ（＝Ｉ２）となる。また、駆動パルス信号３１は発信されない。この期間は、時間軸でいうところのｔ３である。
【００６４】
ホッパゲート１１を閉じる場合（図３のステップＳ１０６〜Ｓ１０７）には、第１〜第３電流制御信号が全てオン、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビット組合せは「１１１」となり、駆動電流は上述のように２．２Ａ（＝Ｉ３）となる。駆動パルス信号３１が発信され、これに応じてステッピングモータ１５が回転してホッパゲート１１が閉方向に駆動される。この期間は、時間軸でいうところのｔ４である。
【００６５】
本実施形態では、期間ｔ３の駆動電流（Ｉ２）が、期間ｔ１、ｔ５における駆動電流（Ｉ１）よりも大きく、期間ｔ２、ｔ４における駆動電流（Ｉ３）よりも小さくなっている。
【００６６】
なお、本実施形態では、図４のタイミングチャートに対応して、３ビットの電流制御データを用いてステッピングモータ１５の駆動電流を、３段階に切換えたが、これに限定されず、それ以上の段階で制御するようにしてもよい。
【００６７】
［効果］
以上のような動作によれば、ホッパゲート１１を駆動する際の駆動電流（Ｉ３）に比べて、ホッパゲート１１を開いた状態で保持する場合の駆動電流（Ｉ２）は小さくなる。これにより、ステッピングモータ１５における消費電力を低減することができる。
【００６８】
ホッパゲート１１が閉じているか開いているかによって、その状態を維持するのに必要なトルク（モータにより供給すべきトルク）は異なる。本実施形態の組合せ秤によれば、ホッパゲート１１が閉じているか開いているか、というホッパゲート１１の状態に応じて異なる駆動電流が用いられる。これにより、駆動電流の大きさが最適化され、消費電力の低減が可能となる。
【００６９】
［変形例］
なお、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の値はあくまで例示である。Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３を満たす限り、具体的な構成により様々な値を取りうる。
【００７０】
Ｉ１は必ずしも一定である必要はない。例えば、長時間ホッパゲート１１を閉じた状態で保持する場合には、ステッピングモータ１５の励磁をＯＦＦにすることが考えられる。この場合、ホッパゲート１１を閉じた状態の電流は励磁がＯＦＦの場合とＯＮの場合に対応して２種類（例えば、ＯＦＦの場合は０Ａ、ＯＮの場合は０．３Ａなど）存在することになる。Ｉ２やＩ３も必ずしも一定である必要はないことは同様である。Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の最小値をそれぞれＩ１ｍｉｎ、Ｉ２ｍｉｎ、Ｉ３ｍｉｎ、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の最大値をそれぞれＩ１ｍａｘ、Ｉ２ｍａｘ、Ｉ３ｍａｘ、として、０≦Ｉ１ｍｉｎ≦Ｉ１ｍａｘ＜Ｉ２ｍｉｎ≦Ｉ２ｍａｘ＜Ｉ３ｍｉｎ≦Ｉ３ｍａｘであってもよい。
【００７１】
また、ホッパゲート１１の動き始め（開き始め、閉じ始め）や動き終わり（開き終わり、閉じ終わり）と電流制御信号の切換のタイミングは必ずしも厳密に一致している必要はない。具体的な装置の構成に応じて適宜変更される結果、タイミングに若干のずれがあってもよい。
【００７２】
［比較例］
以下、本発明の比較例の組合せ秤２００について説明する。
【００７３】
組合せ秤２００の全体構成および全体動作については組合せ秤１００と同様であるので説明を省略する。
【００７４】
図５は、本発明の比較例における計量装置用ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。図５中、破線は信号授受の方向を指す。
【００７５】
図５に示すように、比較例の計量装置用ホッパゲート駆動機構２１０の構成は、制御装置２１から駆動部１７へ入力される信号は、駆動パルス信号３１およびパワーダウン信号３３となっている。すなわち、上述の本発明の実施形態の第１〜第３電流制御信号に代えて、パワーダウン信号３３が用いられている。
【００７６】
このパワーダウン信号３３は、ステッピングモータ１５に流す電流を規定するものであり、このパワーダウン信号３３のオンまたはオフによって、駆動部１７に設けられているディップスイッチに設定されている駆動電流の値が選択される。
【００７７】
この比較例では、パワーダウン信号３３がオン、すなわち、パワーダウン信号のビットが「１」のときには、上述の実施の形態の第１，第２電流制御信号をオフ、第３電流制御信号をオン、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビットの組合せ「００１」に対応する０.３Ａが設定されているディップスイッチが選択され、パワーダウン信号３３がオフ、すなわち、パワーダウン信号のビットが「０」のときには、上述の実施の形態の第１〜第３電流制御信号が全てオン、すなわち、第１〜第３電流制御信号による表１上でのビットの組合せ「１１１」に対応する２．２Ａが設定されているディップスイッチが選択されるようになっている。
【００７８】
その他の構成は、上述の実施形態の計量装置用ホッパゲ−ト駆動機構１０と共通しているので、同一の符号および名称を付して説明を省略する。
【００７９】
図６は、本発明の比較例における制御装置の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。
【００８０】
制御装置２１は、待機状態において、制御部においてゲート駆動開始指示が発せられているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。なお、制御装置２１と制御部とが同一である場合には、制御装置２１と制御部との間の信号の授受はなく、プログラム上で判定が行われる。判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２０１を繰り返す。このとき、パワーダウン信号３３はオンである。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、ステッピングモータ１５へ入力する電流を、オンに対応するディップスイッチによって設定されている０．３Ａへと維持する。
【００８１】
上記ステップＳ２０１において判定結果がＹＥＳの場合には、制御装置２１は、パワーダウン信号３３をオフとする（ステップＳ２０２）。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を、オフに対応するディップスイッチによって設定されている２．２Ａへと変更する。
【００８２】
駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定間隔（周期）で所定数の開方向駆動パルス信号を出力する（ステップＳ２０３）。これによりステッピングモータ１５が所定のパターンで回転し、ホッパゲート１１が開方向へと駆動される。
【００８３】
ホッパゲート１１が開き終わると、駆動パルス信号の出力を停止し（ステップＳ２０４）、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定時間だけステッピングモータ１５の回転を停止させる（ステップＳ２０５）。これにより、ホッパゲート１１が開いた状態で保持される。このとき、パワーダウン信号３３はオフのままであり、かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を、オフに対応するディップスイッチによって設定されている２．２Ａに維持する。
【００８４】
所定時間が経過すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定間隔（周期）で所定数の閉方向駆動パルス信号を出力する（ステップＳ２０６）。これによりステッピングモータ１５が所定のパターンで回転し、ホッパゲート１１が閉方向へと駆動される。
【００８５】
ホッパゲート１１が閉じ終わると、駆動パルス信号の出力を停止し（ステップＳ２０７）、制御装置２１は、パワーダウン信号３３をオンとする（ステップＳ２０８）。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を、オンに対応するディップスイッチによって設定されている０．３Ａへと変更する。駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１はステップＳ２０１を実行する。
【００８６】
図７は、本発明の比較例における組合せ秤の動作の一例を示すタイミングチャートである。図７（ａ）はホッパゲート開度、図７（ｂ）は駆動電流、図７（ｃ）はパワーダウン信号、図７（ｄ）は駆動パルス信号を示す。
【００８７】
図７のタイミングチャートを参照して、待機状態（図６のステップＳ２０１）では、ホッパゲート開度は「閉」で、ホッパゲート１１は閉じている。このとき、パワーダウン信号３３はオンとなり、駆動電流は０．３Ａとなる．また、駆動パルス信号は発信されない。この期間は、時間軸でいうところのｔ１およびｔ５である。
【００８８】
ホッパゲート１１を開く場合（図６のステップＳ２０２，Ｓ２０３）には、パワーダウン信号３３はオフとなり、駆動電流は２．２Ａとなる。駆動パルス信号３１が発信され、これに応じてステッピングモータ１５が回転してホッパゲート１１が開方向に駆動される。この期間は、時間軸でいうところのｔ２である。
【００８９】
ホッパゲート１１を開いた状態で保持する場合（図６のステップＳ２０５）には、パワーダウン信号３３はオフのまま維持され、駆動電流は２．２Ａで維持される。また、駆動パルス信号３１は発信されない。この期間は、時間軸でいうところのｔ３である。
【００９０】
ホッパゲート１１を閉じる場合（図６のステップＳ２０６）には、パワーダウン信号３３はオフのまま維持され、駆動電流は２．２Ａで維持される。駆動パルス信号３１が発信され、これに応じてステッピングモータ１５が回転してホッパゲート１１が閉方向に駆動される。この期間は、時間軸でいうところのｔ４である。
【００９１】
変形例では、期間ｔ３の駆動電流は、期間ｔ１、ｔ５における駆動電流よりも大きいが、期間ｔ２、ｔ４における駆動電流と等しくなっている。
【００９２】
変形例では、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、駆動電流が、ホッパゲートを駆動する場合と等しくなる。このため、ホッパゲートを開いた状態で保持する際のステッピングモータにおける消費電力は低減されない。
【００９３】
更に、この比較例では、パワーダウン信号３３のオンまたはオフによって、駆動電流値が設定されている駆動部１７のディップスイッチを選択してステッピングモータ１５に流す電流を切換えるので、上述の実施の形態のように、切換え可能な電流値を増やそうとすると、ディップスイッチを追加する必要があると共に、追加したディップスイッチを選択するための信号も追加しなければならない。
【００９４】
また、組合せ秤の機種等に応じて、ステッピングモータ１５に流す駆動電流値を変更したいような場合には、機種毎に、駆動部１７に設けられているディップスイッチの設定値を変更する必要があり、設定作業が面倒である。
【００９５】
これに対して、上述の実施の形態では、３ビットの電流制御データを構成する第１〜第３電流制御信号のオン、オフの組合せによって、上述の表１に示すように、８通りの駆動電流値に切換えることができ、比較例のようにディップスイッチを設けたり、その設定値を変更したりするといった面倒な操作や手続きが必要でなくなり、ソフト的にステッピングモータ１５の駆動電流値を容易に変更することができるようになる。
【００９６】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、組合せ秤の動作の高速化について考慮しなかったけれども、本発明の他の実施形態として、組合せ秤の動作の高速化を図りながら、消費電力を抑制するようにしてもよい。
【００９７】
組合せ秤の動作を高速化させる方策の一つは、ホッパゲートの開閉に要する時間を短縮することである。ホッパゲートの開閉駆動をステッピングモータで行う場合、かかる高速化は、ステッピングモータに供給される駆動電流を大きくすることが考えられる。
【００９８】
しかしながら、実際に駆動電流を大きくしてホッパゲートの制御を行うと、ホッパのゲートの開保持時にステッピングモータが振動することがあった。これは各相におけるステッピングモータ駆動回路の回路定数のばらつき、あるいは電源に由来するリップルの増加によるものと思われた。ステッピングモータの振動が発生した場合、ステッピングモータの振動が僅かであっても、ホッパゲートが共振して深刻な騒音問題となることが分かった。
【００９９】
また、駆動電流を大きくすると、消費電力が増大し、組合せ秤の温度が上昇するという問題も深刻化する。特に冷凍食品などを計量する場合、組合せ秤の温度上昇は、被計量物の品質維持にとって深刻な問題になりうる。
【０１００】
本発明では、上述のように、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に駆動電流を小さくするので、かかる問題を解決することができる。
【０１０１】
一般にホッパゲートを開いた状態に維持する時間は短い（数十〜数百ｍｓｅｃ）が、そのような短い時間であっても駆動電流を小さくすることで、騒音および消費電力を低減し、組合せ秤の温度上昇を抑制することが可能となる。
【０１０２】
すなわち、本発明の他の実施形態では、ホッパゲートを駆動する際に大きな駆動電流（Ｉ３）を用いて高速動作をさせても、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合の駆動電流（Ｉ２）は小さくすることができる。これにより、ホッパゲートを開いた状態で保持する際に生じる騒音を低減できる。また、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合の駆動電流を、ホッパゲートを高速動作させるための大きな駆動電流と同じにした場合に比べてステッピングモータにおける消費電力が低減され、組合せ秤の温度上昇を抑制できる。
【０１０３】
また、ホッパゲートが閉じているか開いているか、というホッパゲートの状態に応じて異なる駆動電流が用いられる。これにより、駆動電流の大きさが最適化され、騒音の低減、消費電力の低減、組合せ秤の温度上昇抑制が可能となる。
【０１０４】
したがって、本発明の他の実施形態によれば、消費電力を抑制しながら、騒音や温度上昇などを防止しつつ、ホッパゲートの開閉がより高速化された組合せ秤を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る組合せ秤および組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法は、消費電力の抑制に有用である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  計量装置用ホッパゲート駆動機構
１１  ホッパゲート
１３  リンク機構
１５  ステッピングモータ
１７  駆動部
１９  電源
２１  制御装置
２３  ＣＰＵ
２４  タイマ
２５  メモリ
１００  組合せ秤
１０１  ボディ
１０２  分散装置
１０４  直進フィーダ
１０６  供給ホッパ
１０８  計量ホッパ
１１０  アクチュエータユニット
１１２  フレーム
１１４  ベース
１１６  ユニット取付口
１１７  トグル機構
１１８  ホッパ取付フック
２１０  計量装置用ホッパゲート駆動機構
【図１】
2011120353.tif 000004
【図２】
2011120353.tif 000005
【図３】
2011120353.tif 000006
【図４】
2011120353.tif 000007
【図５】
2011120353.tif 000008
【図６】
2011120353.tif 000009
【図７】
2011120353.tif 000010