(57)【要約】【課題】目標重量の設定範囲が広く、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を提供する。【解決手段】６つの計量ホッパ１１〜１６を設け、各計量ホッパ１１〜１６には、等比数列を為す重量の粉粒体を投入する。即ち、最少の粉粒体が投入される計量ホッパ１１に投入される粉粒体の重量をａとすると、計量ホッパ１２〜１６に投入される粉粒体の重量は、ａｒ、ａｒ２、ａｒ３、ａｒ４、及びａｒ５（ｒは公比である。）となるようにする。このような計量ホッパ１１〜１６から目標重量に応じて適宜選択することにより、ａ〜ａ（１−ｒ６）／（１−ｒ）の範囲の粉粒体を供給することが可能となる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の計量ホッパのうち選択された計量ホッパから排出される粉粒体により、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を供給する粉粒体組合せ秤であって、
前記各複数の計量ホッパには、等比数列を為す重量の粉粒体が投入される粉粒体組合せ秤。
【請求項２】
複数の補助計量ホッパを更に備え、前記選択された計量ホッパから供給される粉粒体と、該複数の補助計量ホッパのうち選択された補助計量ホッパから供給される補助用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を供給する請求項１記載の粉粒体組合せ秤。
【請求項３】
前記各複数の計量ホッパには、前記等比数列に代えて等差数列を為す重量の粉粒体が投入される請求項１又は２記載の粉粒体組合せ秤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体、粒体、塊状等の被計量物を計量するための粉粒体組合せ秤に関し、更に詳しくは、複数の計量ホッパを有し、各計量ホッパには粉粒体の重量が等比数列又は等差数列を為すように粉粒体が投入され、これらの計量ホッパの組合せによって目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を供給する粉粒体組合せ秤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粉粒体の計量に於いては、計量速度と計量精度の向上を図るために、２段階投入方式や無段階方式で計量ホッパに粉粒体を投入する計量装置が使用されている。しかし、これらの方式では、計量精度を確保するために時間を要する小投入を必ず行う必要があり、そのために計量速度をある程度以上大きくすることができないという問題がある。従来の投入方式では、目標重量の１／５００〜１／１０００の精度を得るためには、製品の付着・流量特性に影響されることを考慮すると、１５バッチ／分程度が限度であった。また、無段階方式では、大投入から小投入への無段階の制御が難しく、そのために計量装置のコストが高くなるという欠点がある。
【０００３】
この点を改良するために、組合せ演算を粉粒体に応用した組合せ秤が開発されている。しかし、従来の組合せ秤では、複数の計量ホッパに投入される粉粒体の重量は全て同一であるため、組み合わせるべき計量ホッパの数を変更しても、各計量ホッパに投入される粉粒体の重量の整数倍の目標重量しか設定できないという問題点がある。従って、計量ホッパへの投入重量の整数倍から外れる数値を目標重量とする場合には、計量ホッパを取り替えなければならないという問題がある。
【０００４】
また、従来の組合せ秤に於いては、各計量ホッパに投入される粉粒体の重量が全て同一であるため、このような計量ホッパを組合せたとしても、計量精度をある程度以上は向上させることができないという問題点があった。即ち、平均重量をＷｍ、組合せの標準偏差をσとした場合、バケット数、製品の付着・流量特性等に影響されるので一概には言えないが、σ／Ｗｍは概ね０．１％〜２％程度が限度であった。また、計量ホッパの組合せによる粉粒体の重量の調整範囲も比較的狭く、高い計量精度を要求される粉粒体には適用できないというのが実状であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するために為されたものであり、本発明の目的は、目標重量の設定範囲が広く、しかも計量精度の高い粉粒体組合せ秤を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の計量ホッパのうち選択された計量ホッパから排出される粉粒体により、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を供給する粉粒体組合せ秤であって、前記各複数の計量ホッパには、等比数列を為す重量の粉粒体が投入されることを特徴とする。
【０００７】
この構成では、複数の計量ホッパのそれぞれに投入される粉粒体の重量が等比数列を為しているので、選択される計量ホッパの組合せにより、広範囲の目標重量を設定することが可能となる。
【０００８】
また、上記構成に於いて、複数の補助計量ホッパを更に備え、前記選択された計量ホッパから供給される粉粒体と、該複数の補助計量ホッパのうち選択された補助計量ホッパから供給される補助用の粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体を供給する構成を付加することができる。
【０００９】
このように、複数の補助計量ホッパを更に備えた構成では、等比数列を為す計量ホッパのみによっては目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体が得られない場合に、補助計量ホッパからも粉粒体を排出することによって重量調節を行うことが可能となり、計量精度の高い粉粒体組合せ秤を構成することが可能となる。
【００１０】
更に、上記に於いて、前記各複数の計量ホッパには、前記等比数列に代えて等差数列を為す重量の粉粒体が投入されるように構成することによっても、広範囲の目標重量を設定することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。図１は本発明の一実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、６つの計量ホッパ１１〜１６を備え、各計量ホッパ１１〜１６には、等比数列を為す重量の粉粒体が投入される。即ち、最少の粉粒体が投入される計量ホッパ１１に投入される粉粒体の重量をａとすると、計量ホッパ１２〜１６に投入される粉粒体のそれぞれの重量は、ａｒ、ａｒ２、ａｒ３、ａｒ４、及びａｒ５（ｒは公比である。）となるように設定されている。このような計量ホッパ１１〜１６から、目標重量に一致するように粉粒体を排出すべき計量ホッパが選択され、選択された計量ホッパから粉粒体が供給される。
【００１２】
各計量ホッパ１１〜１６への粉粒体の投入は、図示しない粉粒体投入装置から行われ、各ホッパ内の粉粒体の重量は、各計量ホッパに個別に設けられた例えばロードセル１８などの計量手段によって計量される。
【００１３】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、計量ホッパ１１〜１６から適宜計量ホッパを選択することにより、ａ〜ａ（１−ｒ６）／（１−ｒ）の範囲の粉粒体を供給することが可能となる。例えば、ｒ＝２の場合、計量ホッパ１１〜１６から選択される計量ホッパの組合せを変更することにより、ａから６３ａまでａ刻みで粉粒体を供給することが可能となる。一般的には、等比数列を為すｎ個の計量ホッパを設けた場合、ａ〜ａ（１−ｒｎ）／（１−ｒ）の範囲の粉粒体を供給することが可能である。
【００１４】
図１の実施形態について、計量値の標準偏差と計量能力とをコンピュータシミュレーションにより調べた。シミュレーションは、目標重量を１０００ｇ、計量ホッパ１０台、ａ＝１３ｇ、ｒ＝１．５（即ち、各計量ホッパ１１への粉粒体の投入量は１３ｇ、２０ｇ、２９ｇ、４４ｇ、６６ｇ、９９ｇ、１４８ｇ、２２２ｇ、３３３ｇ及び５００ｇ）とし、粉粒体の投入精度は従来の実績に基づいた値を用いた。その結果、計量値の標準偏差は０．５１ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。比較のために、粒体の投入重量の設定値が２５０ｇの１０台の計量ホッパのみを用いた従来の組合せ秤を構成した場合の計量値の標準偏差は１．８５ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。この結果から、本実施形態の粉粒体組合せ秤は、大きな計量速度を維持しつつ、高い計量精度を発揮し得ることが判る。また、ｒを変更することによって広い範囲の計量値を設定することが可能となる。
【００１５】
図２は本発明の他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、図１の実施形態と同様に複数の計量ホッパ１１〜１６を備えているが、各計量ホッパ１１〜１６には、等差数列を為す重量の粉粒体が投入される点で異なっている。即ち、最少の粉粒体が投入される計量ホッパ１１に投入される粉粒体の重量をａとすると、計量ホッパ１２〜１６に投入される粉粒体の重量は、ａ＋ｄ、ａ＋２ｄ、ａ＋３ｄ、ａ＋４ｄ、及びａ＋５ｄ（ｄは公差である。）となるように設定されている。このような計量ホッパ１１〜１６から、目標重量に一致するように粉粒体を排出すべき計量ホッパが選択され、選択された計量ホッパから粉粒体が供給される。
【００１６】
本実施形態の粉粒体組合せ秤では、計量ホッパ１１〜１６から適宜計量ホッパを選択することにより、ａ〜６ａ＋１５ｄの範囲の粉粒体を供給することが可能となる。例えば、ｄ＝ａの場合、計量ホッパ１１〜１６から選択する計量ホッパの組合せを変更することにより、ａから２１ａまでａ刻みで粉粒体を供給することが可能となる。一般的には、等差数列を為すｎ個の計量ホッパを設けた場合、ａ〜ａｎ＋ｎ（ｎ−１）ｄ／２の範囲の粉粒体を供給することが可能である。
【００１７】
図２の実施形態について、計量値の標準偏差と計量能力とをコンピュータシミュレーションにより調べた。シミュレーションは、目標重量を１０００ｇ、計量ホッパ１０台、ａ＝７０ｇ、ｄ＝４０ｇ（即ち、各計量ホッパ１１への粉粒体の投入量は７０ｇ、１１０ｇ、１５０ｇ、１９０ｇ、２３０ｇ、２７０ｇ、３１０ｇ、３５０ｇ、３９０ｇ及び４３０ｇ）とし、粉粒体の投入精度は従来の実績に基づいた値を用いた。その結果、計量値の標準偏差は１．６４ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。比較のために、粒体の投入重量の設定値が２５０ｇの１０台の計量ホッパのみを用いた従来の組合せ秤を構成した場合の計量値の標準偏差は１．８５ｇ、計量能力は５５バッチ／ｍｉｎであった。この結果から、本実施形態の粉粒体組合せ秤は、大きな計量速度を維持しつつ、高い計量精度を有していることが判る。また、ｄを変更することによって広い範囲の計量値を設定することが可能となる。
【００１８】
図３は本発明の更なる実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、図１の実施形態と同様に、重量が等比数列を為すように粉粒体が投入される５つの計量ホッパ１１〜１５を備え、これらの計量ホッパ１１〜１５に加えて、重量調整用の複数の補助計量ホッパ１０を備えている。各補助計量ホッパ１０に投入される粉粒体の重量はほぼ同じである。本実施形態の粉粒体組合せ秤では、複数の計量ホッパ１１〜１５のうち目標重量に最も近くなるように計量ホッパが選択され、選択された計量ホッパ内の粉粒体の重量の合計値が目標重量より所定値以上不足している場合に、複数の補助計量ホッパのうちのその不足重量に最も近い重量の粉粒体を保持している補助計量ホッパ１０が選択される。そして、この選択された補助計量ホッパ１０から供給される補助用の粉粒体と、上記で選択された計量ホッパから供給される粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体が供給される。
【００１９】
このように、必要に応じて不足重量に最も近い重量の粉粒体を保持している補助計量ホッパ１０から粉粒体を供給することにより重量調節を行うことが可能となり、高い重量精度を有する粉粒体組合せ秤が得られる。
【００２０】
図４は本発明の更なる他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。本実施形態の粉粒体組合せ秤は、図２の実施形態と同様に、重量が等差数列を為すように粉粒体が投入される５つの計量ホッパ１１〜１５を備え、これらの計量ホッパ１１〜１５に加えて、重量調整用の複数の補助計量ホッパ１０を備えている。各補助計量ホッパ１０に投入される粉粒体の重量は、図３の場合と同様に、ほぼ同じである。本実施形態の粉粒体組合せ秤に於いても、複数の計量ホッパ１１〜１５のうち目標重量に最も近くなるように計量ホッパが選択され、選択された計量ホッパ内の粉粒体の重量の合計値が目標重量より所定値以上不足している場合に、複数の補助計量ホッパのうちのその不足重量に最も近い重量の粉粒体を保持している補助計量ホッパ１０が選択される。そして、この選択された補助計量ホッパ１０から供給される補助用の粉粒体と、上記で選択された計量ホッパから供給される粉粒体とにより、目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体が供給される。
【００２１】
本実施形態に於いても、必要に応じて不足重量に最も近い重量の粉粒体を保持している補助計量ホッパ１０から粉粒体を供給することにより重量調節を行うことが可能となり、高い重量精度を有する粉粒体組合せ秤が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の粉粒体組合せ秤は、複数の計量ホッパには等比数列を為す重量の粉粒体が投入され、排出すべき粉粒体の重量に応じてこれらの計量ホッパを組合せることができるので、広範囲の目標重量を設定することが可能となる。
【００２３】
また、複数の補助計量ホッパを更に設けることにより、等比数列を為す計量ホッパのみによっては目標重量から許容範囲内の重量の粉粒体が得られない場合に、補助計量ホッパからも粉粒体を排出することによって重量調節を行うことが可能となり、高い計量精度を有する粉粒体組合せ秤が提供される。
【００２４】
更に、各複数の計量ホッパには、等比数列に代えて等差数列となるように粉粒体が投入されるように構成することができ、この構成によっても、広範囲の重量の粉粒体を供給することが可能となる。
【００２５】
加えて、等比数列又は等差数列となるように粉粒体が投入される構成により、各計量ホッパ内の粉粒体の重量にバラツキを強制的に持たせることができ、組合せの自由度が増すこととなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図３】本発明の更なる実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【図４】本発明の更なる他の実施形態に係る粉粒体組合せ秤の概念模式図である。
【符号の説明】
１１〜１６　計量ホッパ
１８　ロードセル
１０　補助計量ホッパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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