(57)【要約】【課題】  組合せ計量装置の構成を複雑化させることなく、発生する騒音を抑制する。【解決手段】放射フィーダの駆動機構５１に、電磁コイル５３、電圧発生回路５４、コントローラ５５を設ける。電圧発生回路５４によって電磁コイル５３に印加する電圧を、コントローラ５５の信号生成部５５１において生成した制御パルス列によって制御する。信号生成部５５１が生成する制御パルス列は、電磁コイル５３に流れる電流が正弦波になるように、予め設定データ５５２として設定されている値（パルス幅や周期などの値）によって定義する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に搬送振動を与えて歩進させることにより前記対象物を所定の方向に搬送する搬送装置であって、
矩形の出力電圧を発生する電圧発生回路と、
予め記憶された設定値により定義される制御パルス列を生成し、前記制御パルス列によって前記電圧発生回路を制御する制御部と、
前記出力電圧の供給を受けて断続的に電磁吸引力を生成することにより、前記搬送振動を生成する電磁コイルと、
を備え、
前記制御パルス列は、基本パルスが基本周波数で出現する基本パルス列と、単一のパルス幅を有する補正パルスが単一の周波数で出現する補正パルス列とから構成されるとともに、前記基本パルスのそれぞれに前記補正パルス列が付加されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の搬送装置であって、
前記制御パルス列は、それぞれが独自のパルス幅および周波数を有する複数の前記補正パルス列の連鎖から構成されることを特徴とする搬送装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の搬送装置であって、
前記出力電圧の供給を受けることによって、前記電磁コイルに流れるコイル電流の電流波形が疑似正弦波となるように、前記補正パルス列の前記パルス幅および前記周波数が定義されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の搬送装置であって、
前記コイル電流の値が最大となる近傍において、前記補正パルス列によって前記コイル電流の電流波形が平滑化されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の搬送装置であって、
前記コイル電流が流れ始める近傍において、前記補正パルス列によって前記コイル電流の電流波形が平滑化されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれかに記載の搬送装置であって、
前記コイル電流が停止する近傍において、前記補正パルス列によって前記コイル電流の電流波形が平滑化されていることを特徴とする搬送装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の搬送装置であって、
前記電圧発生回路が、
前記電磁コイルに前記出力電圧を印加する状態と、前記電磁コイルに前記出力電圧を印加しない状態とを切り換えるスイッチング素子を有し、
前記制御部は、前記制御パルス列によって前記スイッチング素子を切り換えることにより、前記電圧発生回路を制御することを特徴とする搬送装置。
【請求項８】
対象物を計量して組み合わせる組合せ計量装置であって、
供給された対象物に搬送振動を与えて歩進させることにより前記対象物を所定の方向に搬送する複数の搬送装置と、
前記複数の搬送装置によって搬送された前記対象物をそれぞれ計量する計量手段と、
前記計量手段による計量結果に基づいて、前記対象物の組合せを決定する組合せ決定手段と、
を備え、
前記搬送装置が、
矩形の出力電圧を発生する電圧発生回路と、
予め記憶された設定値により定義される制御パルス列を生成し、前記制御パルス列によって前記電圧発生回路を制御する制御部と、
前記出力電圧の供給を受けて断続的に電磁吸引力を生成することにより、前記搬送振動を生成する電磁コイルと、
を備え、
前記制御パルス列は、基本パルスが基本周波数で出現する基本パルス列と、単一のパルス幅を有する補正パルスが単一の周波数で出現する補正パルス列とから構成されるとともに、前記基本パルスのそれぞれに前記補正パルス列が付加されていることを特徴とする組合せ計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送振動により対象物を搬送する際に、装置を複雑化させることなく、振動により発生する騒音を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
組合せ計量装置では、計量物が載置されたトラフを加振器によって振動させて、トラフ上の計量物を所定の方向に搬送する搬送装置が用いられる。このような搬送装置は、加振器の電磁コイルに周期的な電磁吸引力を発生させ、発生した電磁吸引力で可動鉄芯を周期的に振動させることにより、搬送振動を生成してトラフを振動させる。
【０００３】
このような搬送装置において効率よく搬送振動を発生させるためには、装置の固有振動数に応じて電磁吸引力の周波数を決定することが望ましい。そのため、電磁吸引力の周波数を任意に制御することができる、いわゆるインバータ回路が用いられる。インバータ回路は、電磁コイルに印加する電圧（出力電圧）を矩形波（パルス波）とし、この矩形波のパルス幅と周波数とを任意に設定することにより、電磁コイルに流れる電流の周波数を制御する。電磁コイルにおいて電流を制御することは、電磁吸引力の周波数を任意に制御する。
【０００４】
一方、搬送振動によって計量物を搬送する搬送装置において、搬送振動による騒音を減少させるためには、特許文献１に記載されているように、電磁コイルに与える電流波形の高周波成分を抑制し、滑らかな正弦波形とすることが重要である。パルス波（出力電圧の矩形波）を制御して任意の出力を得る手法としては、いわゆるＰＷＭ（pulse width modulation）制御が知られている。
【０００５】
電磁コイルに与える電流波形を正弦波形とするためには、搬送装置のインバータ回路に対する駆動信号を生成し、当該駆動信号によってインバータ回路を切り換えることによって電磁コイルに与えられる電圧を変調する、いわゆるＰＷＭ（pulse width modulation）制御が行われる。ここで、電流波形を適切な正弦波形とするために必要とされる駆動信号は、単一のパルス幅や単一の周期を有する比較的単純なパルス列ではなく、個々のパルスごとにパルス幅や周期が異なる複雑なパルス列である。
【０００６】
従来より、このようなＰＷＭ制御を行う場合に、三角波発生器、放物線信号発生器、および比較器などを用いた専用の回路によって、ハードウェア的に適切な駆動信号を生成する技術が提案されている。このような技術が、例えば特許文献２に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１７２５４４号公報
【特許文献２】特開平１−０７５３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献２に記載されているようなＰＷＭ制御用の専用回路を組み込むと、装置が複雑化し、装置の製造コストが上昇するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、装置を複雑化させることなく、騒音を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、対象物に搬送振動を与えて歩進させることにより前記対象物を所定の方向に搬送する搬送装置であって、矩形の出力電圧を発生する電圧発生回路と、予め記憶された設定値により定義される制御パルス列を生成し、前記制御パルス列によって前記電圧発生回路を制御する制御部と、前記出力電圧の供給を受けて断続的に電磁吸引力を生成することにより、前記搬送振動を生成する電磁コイルとを備え、前記制御パルス列は、基本パルスが基本周波数で出現する基本パルス列と、単一のパルス幅を有する補正パルスが単一の周波数で出現する補正パルス列とから構成されるとともに、前記基本パルスのそれぞれに前記補正パルス列が付加されている。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る搬送装置であって、前記制御パルス列は、それぞれが独自のパルス幅および周波数を有する複数の前記補正パルス列の連鎖から構成される。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明に係る搬送装置であって、前記出力電圧の供給を受けることによって、前記電磁コイルに流れるコイル電流の電流波形が疑似正弦波となるように、前記補正パルス列の前記パルス幅および前記周波数が定義されている。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る搬送装置であって、前記コイル電流の値が最大となる近傍において、前記補正パルス列によって前記コイル電流の電流波形が平滑化されている。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項３または４の発明に係る搬送装置であって、前記コイル電流が流れ始める近傍において、前記補正パルス列によって前記コイル電流の電流波形が平滑化されている。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかの発明に係る搬送装置であって、前記コイル電流が停止する近傍において、前記補正パルス列によって前記コイル電流の電流波形が平滑化されている。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明に係る搬送装置であって、前記電圧発生回路が、前記電磁コイルに前記出力電圧を印加する状態と、前記電磁コイルに前記出力電圧を印加しない状態とを切り換えるスイッチング素子を有し、前記制御部は、前記制御パルス列によって前記スイッチング素子を切り換えることにより、前記電圧発生回路を制御する。
【００１７】
また、請求項８の発明は、対象物を計量して組み合わせる組合せ計量装置であって、供給された対象物に搬送振動を与えて歩進させることにより前記対象物を所定の方向に搬送する複数の搬送装置と、前記複数の搬送装置によって搬送された前記対象物をそれぞれ計量する計量手段と、前記計量手段による計量結果に基づいて、前記対象物の組合せを決定する組合せ決定手段とを備え、前記搬送装置が、矩形の出力電圧を発生する電圧発生回路と、予め記憶された設定値により定義される制御パルス列を生成し、前記制御パルス列によって前記電圧発生回路を制御する制御部と、前記出力電圧の供給を受けて断続的に電磁吸引力を生成することにより、前記搬送振動を生成する電磁コイルとを備え、前記制御パルス列は、基本パルスが基本周波数で出現する基本パルス列と、単一のパルス幅を有する補正パルスが単一の周波数で出現する補正パルス列とから構成されるとともに、前記基本パルスのそれぞれに前記補正パルス列が付加されている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１ないし８に記載の発明では、予め記憶された設定値により定義される制御パルス列を生成し、制御パルス列によって電圧発生回路を制御する。また、制御パルス列は、基本パルスが基本周波数で出現する基本パルス列と、単一のパルス幅を有する補正パルスが単一の周波数で出現する補正パルス列とから構成されるとともに、基本パルスのそれぞれに補正パルス列が付加されていることにより、専用のＰＷＭ制御回路を用いることなく、出力電圧を制御することができる。したがって、装置構成を簡素化することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明では、制御パルス列は、それぞれが独自のパルス幅および周波数を有する複数の補正パルス列の連鎖から構成されることにより、電磁コイルの電流波形をより高精度に制御することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、出力電圧の供給を受けることによって、電磁コイルに流れるコイル電流の電流波形が疑似正弦波となるように、補正パルス列のパルス幅および周波数が定義されていることにより、電磁コイルの電流波形の高周波成分を減少させることができるため、装置から発生する騒音を抑制することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、コイル電流の値が最大となる近傍において、補正パルス列によってコイル電流の電流波形が平滑化されていることにより、電流波形の高調波成分が特に多く発生する部分について、当該高調波成分を減少させることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、コイル電流が流れ始める近傍において、補正パルス列によってコイル電流の電流波形が平滑化されていることにより、コイル電流の電流波形の高調波成分が多く発生する部分について、当該高調波成分を減少させることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明では、コイル電流が停止する近傍において、補正パルス列によってコイル電流の電流波形が平滑化されていることにより、コイル電流の電流波形の高調波成分が多く発生する部分について、当該高調波成分を減少させることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明では、電磁コイルに出力電圧を印加する状態と、電磁コイルに出力電圧を印加しない状態とを切り換えるスイッチング素子を有し、制御部は、制御パルス列によってスイッチング素子を切り換えることにより、電圧発生回路を制御することにより、請求項１ないし６に記載の搬送装置を容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２６】
＜１．  第１の実施の形態＞
図１は、本発明における組合せ計量装置１の構成と各構成間の接続関係を示す図である。なお、図１において、図示および説明の都合上、Ｚ軸方向が鉛直方向を表し、ＸＹ平面が水平面を表すものとして定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。以下の図についても同様である。
【００２７】
組合せ計量装置１は、クロスフィーダ２、分散フィーダ３、放射フィーダ５、プールホッパ６、および計量ホッパ７を備えている。また、主に各構成を制御するための構成としてＣＰＵ８、ＲＡＭ９、ＲＯＭ１０、および記憶装置１１を備え、オペレータとのインタフェースとして各種データを画面表示する表示部１２、オペレータからの指示を入力するための操作部１３を備える。操作部１３は、キーボードやマウスなどから構成されるが、タッチパネルディスプレイなどのように表示部１２と兼用されるものであってもよい。なお、図示を省略しているが、組合せ計量装置１には、さらに、計量ホッパ７から計量物が投入される集合シュートおよび排出シュートなども設けられている。
【００２８】
このような構成により、本実施の形態における組合せ計量装置１は、菓子や果物といった個々の重量が異なる計量物を所定重量（以下、「計量目標重量Ｔｇ」と称する）ごとに袋詰めする装置として構成されている。ただし、同様の目的で用いられる箱詰め装置や瓶詰め装置などについても本発明を応用利用することができる。
【００２９】
クロスフィーダ２は、組合せ計量装置１に供給された計量物が載置されるトラフ２０とトラフ２０を所定の方向に駆動する駆動機構２１とから構成される。クロスフィーダ２は、駆動機構２１によりトラフ２０を所定の方向に駆動させることによって、組合せ計量装置１に供給された計量物（トラフ２０に載置された計量物）を分散フィーダ３に搬送する。
【００３０】
分散フィーダ３は、クロスフィーダ２から計量物が供給される分散テーブル３０と、分散テーブル３０を保持するベース３１とから構成される。
【００３１】
分散テーブル３０は、上面が略円錐形状とされており、図１に矢印で示すように、クロスフィーダ２によって搬送された計量物が上面の頂点付近に供給される。分散テーブル３０は、ベース３１によって所定の位置に保持されるとともに、振動駆動される。このように分散テーブル３０の振動駆動によって、分散テーブル３０に搬送された計量物は、図１に矢印で示すように、上面周方向に分散しつつ経方向に移動し、各放射フィーダ５に排出される。
【００３２】
組合せ計量装置１では、分散テーブル３０の円形の縁の周囲に沿って、複数個の放射フィーダ５が配置されている。組合せ計量装置１では、分散フィーダ３が前述のように計量物を分散させつつ経方向に移動させることにより、計量物を各放射フィーダ５に分散して供給する。
【００３３】
図２は、放射フィーダ５の構成を示す図である。各放射フィーダ５は、計量物を受け取って搬送するフィーダ部５０と、駆動機構５１とをそれぞれ備えている。各放射フィーダ５は、駆動機構５１によりフィーダ部５０を振動駆動させることよって、フィーダ部５０が受け取った計量物に搬送振動を与えて歩進させ、計量物を所定の方向に搬送する。すなわち、放射フィーダ５が本発明における搬送装置に相当する。
【００３４】
放射フィーダ５によって搬送された計量物は、所定のプールホッパ６に搬入される。なお、放射フィーダ５が１サイクル駆動されることによってプールホッパ６に投入される計量物は、計量物の１グループを構成する。
【００３５】
図３は、駆動機構５１の構成を示す概略図である。駆動機構５１は、電磁力が作用する素材から構成される磁性体５２、磁性体５２との間に引力として作用する電磁力（電磁吸引力Ｆ）を生成する電磁コイル５３、電磁コイル５３に矩形波電圧を印加する電圧発生回路５４、電圧発生回路５４によって印加される矩形波電圧を制御するコントローラ５５を備える。
【００３６】
電磁コイル５３は、一般的なコイルであって、中央に図示しない鉄芯が配置されている。電磁コイル５３は、周期的に電圧発生回路５４から出力電圧の供給を受けて断続的に電磁吸引力Ｆを生成する。
【００３７】
電圧発生回路５４は、整流回路５４０、直流コンデンサ５４１、スイッチング素子５４２，５４３、およびダイオード５４４，５４５を備える。電圧発生回路５４は、いわゆるインバータ回路として機能し、装置外の交流電源９０から電力の供給を受けて矩形波電圧を生成する。
【００３８】
整流回路５４０は、交流電源９０から供給された交流電圧を直流電圧に変換する回路であり、直流コンデンサ５４１は、整流回路５４０によって変換された直流電圧を安定させるために設けられる。
【００３９】
各スイッチング素子５４２，５４３は、コントローラ５５から入力されるパルス状の駆動信号（以下、「制御パルス列ＳＰＴ」と称する）によって回路のＯＮ・ＯＦＦを切り換える機能を有する素子である。本実施の形態における組合せ計量装置１では、例えばトランジスタ素子を用いる。また、ダイオード５４４，５４５は、回路の一定方向にのみ電流を流す素子である。なお、スイッチング素子５４２，５４３には、同時に同じ制御パルス列ＳＰＴが入力される。
【００４０】
コントローラ５５は、設定データ５５２を記憶するメモリ５５０と、スイッチング素子５４２，５４３を制御する信号生成部５５１とを備える。なお、設定データ５５２とは、信号生成部５５１が生成する制御パルス列ＳＰＴを定義する情報であって、予め実験などによって求められている値である。設定データ５５２は、例えば組合せ計量装置１の起動時に、ＣＰＵ８によって記憶装置１１からメモリ５５０に転送され、記憶される。
【００４１】
信号生成部５５１は、設定データ５５２に応じて、制御パルス列ＳＰＴを生成する。駆動信号は、スイッチング素子５４２，５４３をＯＮ・ＯＦＦ制御する信号であって、各スイッチング素子５４２，５４３には、同時に同じ信号が入力される。
【００４２】
図４は、信号生成部５５１によって生成される制御パルス列ＳＰＴの例を示す概念図である。なお、図４において横軸の単位は時間である。
【００４３】
制御パルス列ＳＰＴは、ＯＮ信号が出力されているかＯＦＦ信号が出力されているかによって表現されるパルス列であって、各パルスのパルス幅は、当該パルスによってＯＮ信号が出力される状態が継続する時間を表している。制御パルス列ＳＰＴは、単一のパルス幅ＰＬＳである複数の基本パルスＳＴＰから構成される基本パルス列ＳＴＰＴと、各基本パルスＳＴＰの後に付加される補正パルス列ＣＲＰＴから構成される。なお、制御パルス列ＳＰＴの周期は、基本パルス列ＳＴＰＴの周期ＴＳ（基本周期）となっている。
【００４４】
補正パルス列ＣＲＰＴは、単一のパルス幅ＰＬＣである複数の補正パルスＣＲＰから構成され、各補正パルスＣＲＰは等しく周期ＴＣで出現する。図４に示すように、補正パルス列ＣＲＰＴは、基本パルス列ＳＴＰＴに比べて高周波パルス列となっている。なお、１つの基本パルスＳＴＰに付加される補正パルス列ＣＲＰＴに含まれる補正パルスＣＲＰの数は、時間ＮＣを周期ＴＣで除することにより求めることができる。図４においては、３つの補正パルスＣＲＰを示しているが、補正パルスＣＲＰの数はこれに限られるものではない。
【００４５】
このように、図４に示す制御パルス列ＳＰＴは単純なパルス列として構成され、基本パルスＳＴＰのパルス幅ＰＬＳおよび周期ＴＳ、補正パルスＣＲＰのパルス幅ＰＬＣおよび周期ＴＣ、および１つの基本パルスＳＴＰに付加される補正パルス列ＣＲＰＴの長さ時間ＮＣが与えられることによって、定義することができる。すなわち、これらの情報が予め設定データ５５２として記憶されていることにより、本実施の形態における信号生成部５５１は、制御パルス列ＳＰＴを生成することができる。
【００４６】
なお、図４に示す制御パルス列ＳＰＴによって電圧発生回路５４が制御されることにより、基本パルスＳＴＰによって一旦ＯＮ状態になったスイッチング素子５４２，５４３がＯＦＦ状態に戻る際に、スイッチング素子５４２，５４３は、補正パルス列ＣＲＰＴによってＯＮ・ＯＦＦ動作を短時間で複数回（図４に示す例では３回）繰り返すこととなる。
【００４７】
図５は、基本パルスＳＴＰのみで構成される制御パルス列ＳＰＴによって電圧発生回路５４を制御した場合の電磁コイル５３の電圧波形および電流波形を示す図である。すなわち、図５は、なんら静音対策を行わない場合を示すものである。
【００４８】
制御パルス列ＳＰＴにおいてパルスが存在する間は、コントローラ５５から電圧発生回路５４のスイッチング素子５４２，５４３に対してＯＮ信号が出力されている（図４）。したがって、図５に示すように、制御パルス列ＳＰＴに基本パルスＳＴＰが存在している間（図５に矢印で示す時間）、電磁コイル５３は、電圧発生回路５４によって「＋の値」の一定電圧が印加される。電磁コイル５３に一定電圧が印加されると、その間、電磁コイル５３に流れる電流Ｉはほぼ一定の傾きで増加していく。これは、電磁コイル５３の時定数に対して電圧印加時間が短いためである。
【００４９】
そして、制御パルス列ＳＰＴがＯＦＦになる（基本パルスＳＴＰが存在しなくなる）と、スイッチング素子５４２，５４３がＯＦＦとなる。このとき、電磁コイル５３に発生する逆起電力によって電磁コイル５３の電圧Ｖは一旦「−の値」となるが、その後、電磁コイル５３は蓄えていたエネルギーを放出し終えるため電圧Ｖは「０」に戻る。この間、電流Ｉは下がり続ける。したがって、電磁コイル５３に直流電圧をパルス状に印加すると、電磁コイル５３の電流波形は、図５に示すような略三角波形となり、最も電流Ｉが大きくなるのは、制御パルス列ＳＰＴ（基本パルスＳＴＰ）がＯＦＦになった瞬間となる。
【００５０】
図６は、このときの電磁コイルの電流波形のＦＦＴ解析結果を示す図である。なお、電流波形に含まれる高調波成分が少なく、ＦＦＴ解析結果のグラフが滑らかな曲線に近づくほど、フィーダ部５０から発生する騒音が小さいことを示す。
【００５１】
電磁コイル５３に図５に示すような略三角波形の電流Ｉを流し、このときに発生する電磁吸引力Ｆによってフィーダ部５０を振動させると、図６に示すように、ＦＦＴ解析結果のグラフに大きなピークがいくつも現れ、フィーダ部５０からは大きな騒音が発生することがわかる。これは、電磁コイル５３に流れる電流Ｉが急変する（特に電流Ｉが増加から減少に転じるとき）ことが要因であり、従来から行われているように、電流Ｉの波形が正弦波となるように制御することが必要である。
【００５２】
図７は、本実施の形態における電磁コイル５３の電圧波形と、電流波形とを示す図である。図４において説明したように、本実施の形態におけるコントローラ５５は、制御パルス列ＳＰＴとして、基本パルスＳＴＰに補正パルス列ＣＲＰＴ（複数の補正パルスＣＲＰ）を付加したパルス列を生成する。図７に示す例では、１０個の補正パルスＣＲＰからなる補正パルス列ＣＲＰＴを付加している。
【００５３】
図６の説明において述べたように、フィーダ部５０における騒音は、電磁コイル５３に流れる電流Ｉが急激に変化することによって発生する。本実施の形態における信号生成部５５１は、電磁コイル５３の電流波形がピークとなるところ（電流Ｉが最大となる近傍）において、補正パルス列ＣＲＰＴを付加する。すなわち、基本パルスＳＴＰの終端部において、制御パルス列ＳＰＴを高周波パルスとすることにより、ＯＮ・ＯＦＦ動作を繰り返してからスイッチング素子５４２，５４３をＯＦＦ状態にする。
【００５４】
このように、本実施の形態における信号生成部５５１は、設定データ５５２に基づいて、電圧発生回路５４から電圧の供給を受けることによって、電磁コイル５３に流れるコイル電流Ｉが疑似正弦波となるように、補正パルス列ＣＲＰＴのパルス幅ＰＬＣおよび周波数ＴＣを決定し、制御パルス列ＳＰＴを生成する。
【００５５】
コントローラ５５は、このようにして生成した制御パルス列ＳＰＴによって、電圧発生回路５４のスイッチング素子５４２，５４３を制御することにより、電磁コイル５３の電圧波形は図７に示すようになる。さらに、そのときの電磁コイル５３の電流波形は、電流Ｉの値が最大となる近傍において、補正パルス列ＣＲＰＴによって電流波形が平滑化され、図７に示すようにピークが鈍った波形となる。
【００５６】
これにより、本実施の形態における放射フィーダ５は、図５に示す例に比べて、電磁コイル５３の電流波形を正弦波に近い形状とすることができ、電流波形の高調波成分を減少させることができる。特に、電流Ｉの値が最大となる近傍において、補正パルス列ＣＲＰＴによって電流波形を平滑化することによって、電磁コイル５３の電流波形において高調波成分が多く発生する部分について、当該高調波成分を減少させることができる。
【００５７】
図８は、本実施の形態における電磁コイル５３の電流波形のＦＦＴ解析結果を示す図である。図８を図６と比較してから明らかなように、電磁コイル５３の電流波形の高調波成分は減少しており、放射フィーダ５がフィーダ部５０から発生する騒音を抑制できていることがわかる。
【００５８】
図１に戻って、プールホッパ６は、放射フィーダ５から搬入された計量物を筐体内に一旦保持した後、下部に備える図示しない開閉ゲートを所定のタイミングで開くことによって、保持した計量物を所定の計量ホッパ７に投入する。すなわち、プールホッパ６は、放射フィーダ５が１サイクル分の動作を終了するまで、当該放射フィーダ５から投入される計量物を溜めておき、１サイクル分の動作が終了した時点で、それまで溜めていた計量物を計量ホッパ７に投入する。このようにして、プールホッパ６の１回の投入動作によって投入される計量物の量が、１グループ分の計量物となる。
【００５９】
計量ホッパ７は、プールホッパ６から一回に投入された計量物を保持しつつ、当該計量物の重量（１グループ分の計量物の重量）を計量して、その計量結果をＣＰＵ８に出力する。また、下部に備える図示しない開閉ゲートを開くことにより、保持した計量物を集合シュートに投入する。
【００６０】
なお、組合せ計量装置１は、それぞれ放射フィーダ５と同数のプールホッパ６および計量ホッパ７を備えており、各プールホッパ６および各計量ホッパ７は、それぞれの放射フィーダ５に一対一で設けられている。
【００６１】
このように各計量ホッパ７と各放射フィーダ５とが一対一で対応付けられていることから、各計量ホッパ７に保持されている計量物は、いずれの放射フィーダ５によって搬送された計量物であるかをＣＰＵ８において判別可能となっている。なお、本実施の形態における組合せ計量装置１では、１サイクルにおいて投入動作を行う計量ホッパ７の数（以下、「目標投入数Ｎ」と称する）が予め設定されている。
【００６２】
ＣＰＵ８は、図示しないインターフェイスおよびバス配線を介して、組合せ計量装置１の各構成と接続されている。ＣＰＵ８は、ＲＯＭ１０に記憶されているプログラムをＲＡＭ９上に読み出し、当該プログラムに従って、所定の演算や制御信号の生成などを行うことにより、組合せ計量装置１の各構成を制御する。
【００６３】
記憶装置１１は、各種データを保存しておく装置であって、読み書き可能なハードディスク装置などが該当する。なお、記憶装置１１は、ＣＤ−ＲＯＭ読み取り装置やカードリーダなどのように、可搬性を有する記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード）を用いる装置であってもよい。
【００６４】
次に、組合せ計量装置１が計量物を所定量（計量目標重量Ｔｇ）ずつ計量する動作について簡単に説明する。なお、以下、特に断らないかぎり、組合せ計量装置１の各部の構成は、ＣＰＵ８によって制御される。
【００６５】
まず、組合せ計量装置１に供給された計量物は、クロスフィーダ２によって分散フィーダ３の頂点部に供給される。分散フィーダ３に供給された計量物は、分散フィーダ３のベース３１が分散テーブル３０を振動駆動することにより、分散テーブル３０の外周に向かって分散しつつ搬送される。
【００６６】
分散テーブル３０によって分散された計量物は、分散テーブル３０の外周に沿って配置されている各放射フィーダ５に搬送され、放射フィーダ５のフィーダ部５０に載置される。放射フィーダ５は、前述のようにコントローラ５５からの制御パルス列ＳＰＴによって電圧発生回路５４を制御しつつ、電磁コイル５３に周期的な電磁吸引力Ｆを発生させることにより、フィーダ部５０を振動させる。この振動によってフィーダ部５０に載置された計量物が所定の方向に搬送される。
【００６７】
放射フィーダ５によって搬送された計量物は、プールホッパ６に保持された後、計量ホッパ７に投入され、その重量が計量される。ＣＰＵ８は、各計量ホッパ７から出力される計量結果に基づいて、合計が計量目標重量Ｔｇとなる計量ホッパ７（目標投入数Ｎ個の計量ホッパ７）の組合せを選択し、選択した計量ホッパ７に計量物を投入するよう制御信号を出力する。
【００６８】
ＣＰＵ８からの制御信号に応じて、選択されたＮ個の計量ホッパ７は保持している計量物を集合シュートに投入し、集合シュートにおいて、投入された計量物が組み合わされて１つの袋に袋詰めされる。このようにして、組合せ計量装置１は計量目標重量Ｔｇの計量物を袋詰めする。
【００６９】
以上のように、本実施の形態における組合せ計量装置１では、予め記憶された設定データ５５２により定義される制御パルス列ＳＰＴを生成し、制御パルス列ＳＰＴによって電圧発生回路５４を制御する。そして、制御パルス列ＳＰＴは、基本パルスＳＴＰが周期ＴＳ（基本周波数）で出現する基本パルス列ＳＴＰＴと、単一のパルス幅ＰＬＣを有する補正パルスＣＲＰが単一の周波数ＴＣで出現する補正パルス列ＣＲＰＴとから構成されるとともに、基本パルスＳＴＰのそれぞれに補正パルス列ＣＲＰＴが付加されていることにより、専用のＰＷＭ制御回路を用いることなく、出力電圧を制御することができる。したがって、装置構成を簡素化することができる。
【００７０】
また、電圧発生回路から電圧の供給を受けることによって、電磁コイル５３に流れる電流Ｉの電流波形が疑似正弦波となるように、補正パルス列ＣＲＰＴのパルス幅ＰＬＣおよび周波数ＴＣが定義されていることにより、電磁コイル５３の電流波形の高周波成分を減少させることができるため、装置から発生する騒音を抑制することができる。
【００７１】
また、電磁コイル５３の電流Ｉの値が最大となる近傍において、補正パルス列ＣＲＰＴの付加によって電流Ｉの電流波形が平滑化されていることにより、電磁コイル５３の電流波形の高調波成分が特に多く発生する部分について、当該高調波成分を減少させることができる。したがって、さらに効率よく騒音を抑制することができる。
【００７２】
＜２．  第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、基本パルスに付加される補正パルス列は１つであったが、補正パルス列は複数であってもよい。
【００７３】
図９は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における組合せ計量装置１において、コントローラ５５の信号生成部５５１が生成する制御パルス列ＳＰＴを示す概念図である。なお、本実施の形態における組合せ計量装置１の構成は第１の実施の形態における組合せ計量装置１とほぼ同様であるため、説明を省略する。
【００７４】
図９に示すように、補正パルス列ＣＲＰＴ１は、単一のパルス幅ＰＬＣ１を有する複数の補正パルスＣＲＰ１が時間ＮＣ１の間、周期ＴＣ１で出現するパルス列となっている。補正パルス列ＣＲＰＴ２，ＣＲＰＴ３についても、それぞれパルス幅ＰＬＣ２，ＰＬＣ３、継続時間ＮＣ２，ＮＣ３、および周期ＴＣ２，ＴＣ３が設定データ５５２に定義されている。
【００７５】
第２の実施の形態における信号生成部５５１は、図９に示すような３つの補正パルス列ＣＲＰＴ１，ＣＲＰＴ２，ＣＲＰＴ３がそれぞれ定義されている設定データ５５２に基づいて、制御パルス列ＳＰＴを生成して、スイッチング素子５４２，５４３を制御する。
【００７６】
図１０は、第２の実施の形態における電磁コイル５３の電圧波形および電流波形を示す図である。図９において、各補正パルス列ＣＲＰＴ１，ＣＲＰＴ２，ＣＲＰＴ３を構成する補正パルスＣＲＰ１，ＣＲＰ２，ＣＲＰ３の数は、いずれも３個として制御パルス列ＳＰＴを図示していたが、図１０においては、補正パルスＣＲＰ１が９個、補正パルスＣＲＰ２が８個、補正パルスＣＲＰ３が９個の場合について図示している。
【００７７】
図１０に示すように、本実施の形態における電磁コイル５３の電圧Ｖは、正負が入れ替わる近傍において、複数の補正パルスＣＲＰＴ１，ＣＲＰＴ２，ＣＲＰＴ３によって細分化された高調波パルス電圧となっている。これにより、電磁コイル５３の電流波形は、第１の実施の形態における電磁コイル５３の電流波形（図７）に比べて、さらに正弦波に近い形状となっている。
【００７８】
図１１は、第２の実施の形態における電磁コイルの電流波形のＦＦＴ解析結果を示す図である。図１１を図８と比較すると、第２の実施の形態におけるＦＦＴ解析結果の方が、より高周波成分が減少していることがわかる。
【００７９】
以上のように、第２の実施の形態における組合せ計量装置１は、第１の実施の形態における組合せ計量装置１と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
また、信号生成部５５１が、予め設定データ５５２によって定義することができる単純なパルス列として、複数の補正パルス列ＣＲＰＴ１，ＣＲＰＴ２，ＣＲＰＴ３を含む制御パルス列ＳＰＴを生成することにより、さらに、フィーダ部５０から発生する騒音を抑制することができる。
【００８１】
＜３．  第３の実施の形態＞
上記実施の形態では、電磁コイルに流れる電流が最大となる近傍において、電磁コイルに流れる電流の電流波形が正弦波に近似されるように補正パルス列による制御を行っていた。しかし、図５からも明らかなように、電磁コイルの電流が急激に変化することにより電磁コイルの電流波形が正弦波に近似できなくなるのは、当該電流が最大となる近傍だけではない。すなわち、電磁コイルに電流が流れ始めるとき、および流れていた電流が停止するときにおいても当該電流が比較的急激に変化する。前述のように、電流が急激に変化すれば、電磁コイルの電流波形に高周波成分を発生させる要因となり、組合せ計量装置１の騒音の原因となる。
【００８２】
図１２は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における組合せ計量装置１において、コントローラ５５の信号生成部５５１が生成する制御パルス列ＳＰＴを示す概念図である。
【００８３】
図１２に示すように、補正パルス列ＣＲＰＴ４は、単一のパルス幅ＰＬＣ４を有する複数の補正パルスＣＲＰ４が時間ＮＣ４の間、周期ＴＣ４で出現するパルス列となっている。補正パルス列ＣＲＰＴ５，ＣＲＰＴ６についても、それぞれパルス幅ＰＬＣ５，ＰＬＣ６、継続時間ＮＣ５，６、および周期ＴＣ５，ＴＣ６が設定データ５５２に定義されている。
【００８４】
ただし、補正パルス列ＣＲＰＴ４は、基本パルスＳＴＰの開始端に付加されており、電磁コイル５３に電流Ｉが流れ始めるときにおいて、スイッチング素子５４２，５４３をＯＮ・ＯＦＦ動作させる。また、補正パルス列ＣＲＰＴ６は、補正パルス列ＣＲＰＴ５から時間ＢＬＴだけ遅れて付加されており、電磁コイル５３に電流Ｉが流れなくなるときにおいてスイッチング素子５４２，５４３をＯＮ・ＯＦＦ動作させる。
【００８５】
第３の実施の形態における信号生成部５５１は、定義されている設定データ５５２に基づいて、図１２に示すような３つの補正パルス列ＣＲＰＴ４，ＣＲＰＴ５，ＣＲＰＴ６をそれぞれの基本パルスＳＴＰにそれぞれ付加することにより、制御パルス列ＳＰＴを生成して、スイッチング素子５４２，５４３を制御する。
【００８６】
以上のように、第３の実施の形態における組合せ計量装置１は、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また、電磁コイル５３に電流Ｉが流れ始める近傍において、補正パルス列ＣＲＰＴ４によって電磁コイル５３の電流波形が平滑化されていることにより、電流波形の高調波成分が多く発生する部分について、当該高調波成分を減少させることができる。
【００８８】
また、電磁コイル５３に流れる電流Ｉが停止する近傍において、補正パルス列ＣＲＰＴ６によって電磁コイル５３の電流波形が平滑化されていることにより、同じく、電流波形の高調波成分が多く発生する部分について、当該高調波成分を減少させることができる。
【００８９】
＜４．  変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００９０】
例えば、第３の実施の形態において、電流Ｉが最大となる近傍において、１つの補正パルス列ＣＲＰＴ５によって制御するとしたが、第２の実施の形態に示すように、３つの補正パルス列ＣＲＰＴ１，ＣＲＰＴ２，ＣＲＰＴ３によって制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る組合せ計量装置を示す図である。
【図２】放射フィーダを示す図である。
【図３】電圧発生回路およびコントローラを示す図である。
【図４】第１の実施の形態における信号生成部によって生成される制御パルス列の例を示す概念図である。
【図５】基本パルスのみで構成される制御パルス列によって電圧発生回路を制御した場合の電磁コイルの電圧波形および電流波形を示す図である。
【図６】図５に示す例における電磁コイルの電流波形のＦＦＴ解析結果を示す図である。
【図７】第１の実施の形態における電磁コイルの電圧波形および電流波形を示す図である。
【図８】第１の実施の形態における電磁コイルの電流波形のＦＦＴ解析結果を示す図である。
【図９】第２の実施の形態における信号生成部によって生成される制御パルス列の例を示す概念図である。
【図１０】第２の実施の形態における電磁コイルの電圧波形および電流波形を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態における電磁コイルの電流波形のＦＦＴ解析結果を示す図である。
【図１２】第３の実施の形態における信号生成部によって生成される制御パルス列の例を示す概念図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  組合せ計量装置
１０  ＲＯＭ
１００  計量データ
１１  記憶装置
１２  表示部
１３  操作部
２  クロスフィーダ
３  分散フィーダ
５  放射フィーダ
５０  フィーダ部
５１  駆動機構
５２  磁性体
５３  電磁コイル
５４  電圧発生回路
５４０  整流回路
５４１  直流コンデンサ
５４２，５４３  スイッチング素子
５５  コントローラ
５５０  メモリ
５５１  信号生成部
５５２  設定データ
６  プールホッパ
７  計量ホッパ
９０  交流電源
Ｆ  電磁吸引力
Ｉ  コイル電流
ＳＰＴ  制御パルス列
ＴＳ  周期
ＳＴＰＴ  基本パルス列
ＳＴＰ  基本パルス
ＰＬＳ  パルス幅
ＣＲＰ，ＣＲＰ１〜６  補正パルス
ＣＲＰＴ，ＣＲＰＴ１〜６  補正パルス列
ＰＬＣ，ＰＬＣ１〜６  パルス幅
ＴＣ，ＴＣ１〜６  周期
【図１】
2005187173.tif 000003
【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】
2005187173.tif 000009
【図８】
2005187173.tif 000010
【図９】
2005187173.tif 000011
【図１０】
2005187173.tif 000012
【図１１】
2005187173.tif 000013
【図１２】
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