(57)【要約】遠心力誤差をより正確に考慮することにより、物品の重量をより正確に計量することができる回転式計量装置を提供する。回転式計量装置（１）は、計量ユニット（２０）と遠心力誤差算出ブロック（４０）と重量値算出ブロック（５０）とを備える。計量ユニット（２０）は、計量皿（２５）とロードセル（２７）とを有し、ロードセル（２７）は、固定端（１８）と計量皿（２５）が配置される自由端（１７）とを有する。遠心力誤差算出ブロック（４０）は、計量ユニット（２０）が回転している状態でロードセル（２７）から出力される第１測定値に基づいて、自由端（１７）近傍におけるロードセル（２７）の水平面に対する角度変位θを算出する。重量値算出ブロック（５０）は、角度変位θと、計量皿（２５）が物品による荷重を受けている状態でロードセル（２７）から出力される第２測定値とに基づいて、物品の重量値を算出する。
2007072853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品の重量を計量する回転式計量装置であって、
前記物品による荷重を受ける荷重受部と、固定端と前記荷重受部が配置される自由端とを有する荷重検出器とを有する計量部と、
前記計量部を回転させる回転駆動部と、
前記計量部が回転している状態で前記荷重検出器から出力される第１測定値に基づいて、前記自由端近傍における前記荷重検出器の水平面に対する角度変位θを算出する遠心力誤差算出部と、
前記角度変位θと前記荷重受部が前記物品による荷重を受けている状態で前記荷重検出器から出力される第２測定値とに基づいて、前記物品の重量値を算出する重量値算出部と、
を備える、回転式計量装置。
【請求項２】
前記遠心力誤差算出部は、
前記第１測定値に基づいて、前記自由端が受ける荷重についての前記角度変位θの関数を算出する角度変位関数算出手段、
を有する、
請求項１に記載の回転式計量装置。
【請求項３】
前記遠心力誤差算出部は、
前記第１測定値に基づいて、前記荷重受部の重量値を算出する初期荷重算出手段、
をさらに有する、
請求項２に記載の回転式計量装置。
【請求項４】
前記遠心力誤差算出部は、
前記第１測定値に基づいて、前記自由端と前記計量部の回転中心との距離である回転半径を算出する回転半径算出手段、
をさらに有する、
請求項３に記載の回転式計量装置。
【請求項５】
前記第１測定値は、前記荷重受部が物品による荷重を受けていない状態であって前記計量部が第１回転速度で回転している状態で前記荷重検出器から出力される測定値と、前記荷重受部が物品による荷重を受けていない状態であって前記計量部が第２回転速度で回転している状態で前記荷重検出器から出力される測定値と、前記荷重受部が定格最大重量を有する物品による荷重を受けている状態であって前記計量部が前記第１回転速度で回転している状態で前記荷重検出器から出力される測定値と、前記荷重受部が定格最大重量を有する物品による荷重を受けている状態であって前記計量部が前記第２回転速度で回転している状態で前記荷重検出器から出力される測定値とを含む、
請求項４に記載の回転式計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の重量を計量する回転式計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物品を回転させながら物品の重量を計量する回転式計量装置が利用されている。こうした回転式計量装置では、多くの場合、物品を載せる計量皿やベルトコンベア等の下に計量機能を有するロードセルが取り付けられており、こうしたロードセルは、物品とともに回転しながらロードセルが受ける荷重を測定する。このとき、ロードセルから出力される測定値には、計量皿等の風袋の重量と物品の重量との合計重量だけでなく、回転による誤差も含まれることになる。【０００３】
回転による誤差には、以下のようなものがある。例えば、図１に示すように、ロードセル２７が自由端１７と固定端１８とを有する構造になっている場合を考える。この場合、ロードセル２７の自由端１７近傍では、計量皿２５等の風袋の重量や物品の重量が載荷されることにより、水平面に対して角度変位が生じる。こうした角度変位が生じている状態で風袋や物品が回転すると、風袋や物品に作用する遠心力ＦＣを打ち消すようにしてロードセル２７に作用する力ＦＬも、半径方向に対して角度θだけ傾くことになる。そして、その結果、回転による誤差として、ロードセル２７には、垂直方向に大きさ｜Ｆｃ｜ｔａｎθの力ＦＥが載荷されることになる。【０００４】
特許文献１には、遠心力に由来して生じる上述の回転による誤差（以下、遠心力誤差という）を考慮して物品の重量が計量される様子が開示されている。
【特許文献１】特許第２７９４４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の回転式計量装置では、遠心力誤差を考慮するに当たり、ロードセルの水平面に対する角度変位が一定とみなされる。ところが、実際には、こうした角度変位は、ロードセルが受ける荷重に応じて変化する。そのため、特許文献１の回転式計量装置では、遠心力誤差を正確に考慮することが困難となっている。【０００６】
本発明の課題は、遠心力誤差をより正確に考慮することにより、物品の重量をより正確に計量することができる回転式計量装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る回転式計量装置は、計量部と、回転駆動部と、遠心力誤差算出部と、重量値算出部とを備え、物品の重量を計量する。計量部は、荷重受部と、荷重検出器とを有する。荷重受部は、物品による荷重を受ける。荷重検出器は、固定端と荷重受部が配置される自由端とを有する。回転駆動部は、計量部を回転させる。遠心力誤差算出部は、第１測定値に基づいて、自由端近傍における荷重検出器の水平面に対する角度変位θを算出する。第１測定値は、計量部が回転している状態で荷重検出器から出力される測定値である。重量値算出部は、角度変位θと第２測定値とに基づいて、物品の重量値を算出する。第２測定値は、荷重受部が物品による荷重を受けている状態で荷重検出器から出力される測定値である。【０００８】
この回転式計量装置では、計量部が回転している状態での測定値（第１測定値）に基づいて、自由端近傍における荷重検出器の水平面に対する角度変位θが算出される。ここで、計量部が回転している状態での測定値（第１測定値）とは、荷重受部が物品（被計量物、その他任意の物品を含む）による荷重を受けている状態での測定値であっても、荷重受部が物品（被計量物、その他任意の物品を含む）による荷重を受けていない状態での測定値であってもよい。また、このとき算出される角度変位θとは、荷重受部が物品（被計量物）による荷重を受けている状態での角度変位である。そして、算出された角度変位θと、荷重受部が物品（被計量物）による荷重を受けている状態での測定値（第２測定値）とに基づいて、物品（被計量物）の実重量値が算出される。このように、この回転式計量装置では、自由端近傍における荷重検出器の水平面に対する角度変位θを考慮することにより、遠心力誤差をより正確に考慮することが可能になり、物品（被計量物）の重量をより正確に計量することができる。【０００９】
なお、角度変位θを算出することには、tanθなど、θのみに依存する関数を算出することが含まれるものとする。【００１０】
第２発明に係る回転式計量装置は、第１発明に係る回転式計量装置であって、遠心力誤差算出部は、角度変位関数算出手段を有する。角度変位関数算出手段は、第１測定値に基づいて、自由端が受ける荷重についての角度変位θの関数を算出する。【００１１】
この回転式計量装置では、計量部が回転している状態での測定値（第１測定値）に基づいて、自由端が受ける荷重についての角度変位θの関数が算出される。これにより、この回転式計量装置では、様々な重量を有する様々な物品（被計量物）について、荷重受部がその物品（被計量物）による荷重を受けている状態での角度変位θを容易に算出することができる。【００１２】
第３発明に係る回転式計量装置は、第２発明に係る回転式計量装置であって、遠心力誤差算出部は、初期荷重算出手段をさらに有する。初期荷重算出手段は、第１測定値に基づいて、荷重受部の重量値を算出する。【００１３】
この回転式計量装置では、計量部が回転している状態での測定値（第１測定値）に基づいて、荷重受部の重量値が算出される。これにより、この回転式計量装置では、荷重受部の実重量を考慮して、角度変位θをより正確に算出することができる。【００１４】
第４発明に係る回転式計量装置は、第３発明に係る回転式計量装置であって、遠心力誤差算出部は、回転半径算出手段をさらに有する。回転半径算出手段は、第１測定値に基づいて、回転半径を算出する。回転半径は、自由端と計量部の回転中心との距離である。【００１５】
この回転式計量装置では、計量部が回転している状態での測定値（第１測定値）に基づいて、回転半径が算出される。これにより、この回転式計量装置では、実回転半径を考慮して、角度変位θをより正確に算出することができる。【００１６】
第５発明に係る回転式計量装置は、第４発明に係る回転式計量装置であって、第１測定値は、荷重受部が物品による荷重を受けていない状態であって計量部が第１回転速度で回転している状態で荷重検出器から出力される測定値と、荷重受部が物品による荷重を受けていない状態であって計量部が第２回転速度で回転している状態で荷重検出器から出力される測定値と、荷重受部が定格最大重量を有する物品による荷重を受けている状態であって計量部が第１回転速度で回転している状態で荷重検出器から出力される測定値と、荷重受部が定格最大重量を有する物品による荷重を受けている状態であって計量部が第２回転速度で回転している状態で荷重検出器から出力される測定値とを含む。【００１７】
この回転式計量装置では、荷重受部が物品（被計量物、その他任意の物品を含む）による荷重を受けていない２種類の状態と荷重受部が荷重検出器の定格最大重量を有する物品による荷重を受けている２種類の状態との合計４種類の状態での４種類の測定値（第１測定値）に基づいて、角度変位θが算出される。これにより、この回転式計量装置では、ゼロから定格最大重量までの様々な重量を有する様々な物品（被計量物）について、荷重受部がその物品（被計量物）による荷重を受けている状態での角度変位θをより正確に算出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る回転式計量装置によれば、自由端近傍における荷重検出器の水平面に対する角度変位θを考慮することにより、遠心力誤差をより正確に考慮することが可能になり、物品（被計量物）の重量をより正確に計量することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】回転式計量装置のロードセルにかかる荷重を模式的に示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る回転式計量装置の正面断面図。
【図３】図２の回転式計量装置の平面図。
【図４】図２の回転式計量装置における回転中の計量皿の様子を示す図。
【図５】図２の回転式計量装置の機能上の構成を示す図。
【図６】図２の回転式計量装置の制御部の機能を模式的に示す図。
【図７】図２の回転式計量装置における初期設定処理を示すフローチャート。
【図８】図２の回転式計量装置における実際に物品（被計量物）を計量皿に載せた状態での測定処理を示すフローチャート。
【図９】図２の回転式計量装置における補正処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２０】
１      回転式計量装置
１０      円形ボックス
１５        モータ
１７      自由端
１８      固定端
２０，２０ａ〜２０ｅ  計量ユニット
２５，２５ａ〜２５ｅ  計量皿
２７，２７ａ〜２７ｅ  ロードセル
２８，２８ａ〜２８ｅ  ホルダ
２９      記憶部
３０      制御部
４０      遠心力誤差算出ブロック
４１      角度変位関数算出ブロック
４２      初期荷重算出ブロック
４３      回転半径算出ブロック
５０      重量値算出ブロック
Ａ１      回転軸
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態に係る回転式計量装置１を説明する。【００２２】
＜回転式計量装置１の構成＞
回転式計量装置１は、図２及び図３に示すように、回転軸Ａ１を回転させるモータ１５と、回転軸Ａ１に固定され、回転軸Ａ１とともに回転軸Ａ１の周りを回転する複数（本実施形態では５つ）の計量ユニット２０ａ〜２０ｅと、回転式計量装置１の各部の動作を制御する制御部３０（図５参照）とを備えている。そして、計量ユニット２０ａ〜２０ｅは、それぞれロードセル２７ａ〜２７ｅ（図５参照）と、各ロードセル２７ａ〜２７ｅに対応するように設けられたホルダ２８ａ〜２８ｅと、各ホルダ２８ａ〜２８ｅが保持する計量皿２５ａ〜２５ｅとを有している。【００２３】
（モータ１５）
モータ１５は、インバータ制御されており、制御部３０からの命令に応じて回転軸Ａ１を任意の回転数で回転させることができる。回転軸Ａ１には、円形ボックス１０が固定されており、円形ボックス１０は、回転軸Ａ１と同じ回転数で回転する。【００２４】
（計量ユニット２０）
計量ユニット２０ａ〜２０ｅは、回転軸Ａ１の周りを一定の回転数で回転する。そして、計量ユニット２０ａ〜２０ｅが回転軸Ａ１の周りを一回転する間に、計量皿２５ａ〜２５ｅに物品が供給され、供給された物品が計量され、計量された物品がその計量皿２５ａ〜２５ｅから排出される。より具体的には、回転式計量装置１においては、図４に示すように、計量皿２５ａ〜２５ｅの回転軌道に沿って、供給エリアＬ１、測定エリアＬ２、排出エリアＬ３が設定される。供給エリアＬ１においては、図示しない供給部により、空の計量皿２５ａ〜２５ｅに物品が供給される。測定エリアＬ２においては、ロードセル２７ａ〜２７ｅにより、計量皿２５ａ〜２５ｅに供給された物品の重量が計量皿２５ａ〜２５ｅやホルダ２８ａ〜２８ｅ（以下、風袋）の重量とともに測定される。続いて、排出エリアＬ３においては、図示しない排出部により、測定後の物品が計量皿２５ａ〜２５ｅから計量皿２５ａ〜２５ｅの回転軌道の外側へ排出される。そして、物品の供給から排出までの工程を終えた計量皿２５ａ〜２５ｅは、再び次の物品の供給から排出までの工程に送り込まれる。【００２５】
〔ホルダ２８〕
ホルダ２８ａ〜２８ｅは、計量皿２５ａ〜２５ｅを下から支える底板とＵ字型の部材とを有しており、計量皿２５ａ〜２５ｅの外周に形成されたつば部分Ｃ１に沿ってＵ字型の部材を被せることにより、底板とＵ字型の部材との間で計量皿２５ａ〜２５ｅを保持する。さらに、ホルダ２８の底板には磁石（永久磁石）が埋め込まれており、この磁石の磁力によって金属製の計量皿２５ａ〜２５ｅがより強固に保持されるようになっている。なお、磁石は底板ではなく側壁側に埋め込まれていてもよいし、底板と側壁側の双方に埋め込まれていてもよい。また、磁石による保持に追加して又はその代替として、ホルダ２８ａ〜２８ｅ側又は計量皿２５ａ〜２５ｅ側、或いは双方に適当な係合部を設ける等により、計量皿２５ａ〜２５ｅが機械的に保持されるようになっていてもよい。また、ホルダ２８ａ〜２８ｅと計量皿２５ａ〜２５ｅとが当接するように厳密に設計することにより、磁石や係合部等による特別な保持機構を設けることなく、計量皿２５ａ〜２５ｅが保持されるようになっていてもよい。【００２６】
また、ホルダ２８ａ〜２８ｅは、図２及び図３に示すように、円形ボックス１０上であって、円形ボックス１０の円周方向に等間隔に並ぶように固定されている。従って、ホルダ２８ａ〜２８ｅは、それぞれ計量皿２５ａ〜２５ｅを保持しながら、円形ボックス１０の回転に合わせて円形ボックス１０と同じ回転数で回転する。【００２７】
〔計量皿２５〕
計量皿２５ａ〜２５ｅは、物品を載せることができるようになっている。物品が計量皿２５ａ〜２５ｅに載せられると、物品の重量が計量皿２５ａ〜２５ｅに載荷される。そして、図１に示すように、計量皿２５が受けた荷重は、計量皿２５を含む風袋の重量とともにロードセル２７の自由端１７に伝わり、自由端１７近傍においてロードセル２７を水平面に対して角度変位させる。【００２８】
〔ロードセル２７〕
ロードセル２７ａ〜２７ｅは、図２に示すように、円形ボックス１０の内部であって、円形ボックス１０の円周方向に等間隔に並ぶように固定されている。従って、ロードセル２７ａ〜２７ｅは、ホルダ２８ａ〜２８ｅや計量皿２５ａ〜２５ｅとともに、円形ボックス１０の回転に合わせて円形ボックス１０と同じ回転数で回転する。すなわち、ロードセル２７ａ〜２７ｅによる測定は、ロードセル２７ａ〜２７ｅと計量皿２５ａ〜２５ｅとホルダ２８ａ〜２８ｅとが相対的に停止している状態で行われる。これにより、計量皿２５ａ〜２５ｅを回転させながらであっても、計量皿２５ａ〜２５ｅの回転を停止させて測定する場合と同様に正確な測定を行うことができる。【００２９】
また、ロードセル２７は、図１に示すように、自由端１７と固定端１８とを有しており、自由端１７が受ける荷重を検出して測定し、その測定値を制御部３０に出力する。計量皿２５は、図２に示すように、ロードセル２７の自由端１７の鉛直方向上側に配置されており、計量皿２５に載せられた物品の重量や風袋の重量が自由端１７に載荷されるようになっている。従って、ロードセル２７から出力される測定値、すなわち自由端１７が受ける荷重には、計量皿２５に載せられた物品の重量や風袋の重量だけでなく、ロードセル２７の水平面に対する角度変位θに起因する遠心力誤差などの回転による誤差も含まれることになる。【００３０】
（制御部３０）
制御部３０は、図５に示すように、ロードセル２７ａ〜２７ｅ、記憶部２９、及びモータ１５に接続されている。これにより、制御部３０は、記憶部２９に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、回転式計量装置１の各部の動作を制御することができる。そして、ロードセル２７ａ〜２７ｅから出力される測定値に基づいて、計量皿２５ａ〜２５ｅに載せられた物品の実重量値を算出する。算出された物品の実重量値は、記憶部２９に保存され、操作キーなどの図示されない設定入力部を介して操作者が設定した形式で出力される。例えば、回転式計量装置１に取り付けられている図示されないモニタに表示されたり、回転式計量装置１と同じ生産ラインに含まれる下流の装置に送られたりする。【００３１】
また、制御部３０は、図６に示すように、記憶部２９に格納された補正プログラム２９ａ及び初期設定プログラム２９ｂを読み出して実行することにより、遠心力誤差算出ブロック４０及び重量値算出ブロック５０として機能する。遠心力誤差算出ブロック４０は、計量皿２５ａ〜２５ｅに物品（被計量物）が載せられた状態でロードセル２７ａ〜２７ｅから出力される測定値に含まれる遠心力誤差を考慮するために必要となる角度変位θを算出する。重量値算出ブロック５０は、遠心力誤差算出ブロック４０により算出された角度変位θに基づいて、物品（被計量物）の実重量値を算出する。【００３２】
また、遠心力誤差算出ブロック４０は、角度変位関数算出ブロック４１と、初期荷重算出ブロック４２と、回転半径算出ブロック４３と、角度変位算出ブロック４４とを含む。角度変位関数算出ブロック４１は、自由端１７が受ける荷重についての角度変位θの関数を算出する。初期荷重算出ブロック４２は、自由端１７が受ける初期荷重を算出する。なお、自由端１７が受ける初期荷重とは、計量皿２５ａ〜２５ｅに何も物品が載せられておらず、かつ計量ユニット２０ａ〜２０ｅが回転していない初期状態において自由端１７が受ける荷重であって、風袋の重量に等しい。回転半径算出ブロック４３は、自由端１７と計量ユニット２０ａ〜２０ｅの回転中心との距離である回転半径を算出する。角度変位算出ブロック４４は、ブロック４１〜４３における計算結果に基づいて、物品（被計量物）が計量皿２５ａ〜２５ｅに載せられた状態での具体的な角度変位θを算出する。【００３３】
＜回転式計量装置１における計量処理＞
（初期設定処理）
以下、図７を参照して、回転式計量装置１における初期設定処理を説明する。初期設定処理は、実際に物品（被計量物）を計量皿２５に載せた状態での測定処理を行う前に、物品（被計量物）の実重量値を算出するために必要となるパラメータを算出しておく処理である。【００３４】
ステップＳ７１において、制御部３０は、何も物品を載せていない状態の計量皿２５、すなわちロードセル２７の自由端１７に風袋の重量のみが載荷されている状態の計量皿２５を回転数Ｒ１〔ｒｐｍ〕（例えば、３０ｒｐｍ）で回転させる。この状態において、ロードセル２７は、測定値Ｆ１〔Ｎ〕を出力する。なお、この回転数Ｒ１に対応する角速度をω１（ω１＝２πＲ１／６０）〔ｒａｄ／ｓ〕とする。【００３５】
次に、ステップＳ７２において、制御部３０は、何も物品を載せていない状態の計量皿２５、すなわちロードセル２７の自由端１７に風袋の重量のみが載荷されている状態の計量皿２５を回転数Ｒ２〔ｒｐｍ〕（例えば、６０ｒｐｍ）で回転させる。この状態において、ロードセル２７は、測定値Ｆ２〔Ｎ〕を出力する。なお、この回転数Ｒ２に対応する角速度をω２（ω２＝２πＲ２／６０）〔ｒａｄ／ｓ〕とする。【００３６】
次に、ステップＳ７３において、制御部３０は、ロードセル２７の定格最大重量（例えば、質量５ｋｇの物品の重量）と同じ重量を有する物品を載せた状態の計量皿２５、すなわちロードセル２７の自由端１７に風袋の重量とロードセル２７の定格最大重量との合計重量が載荷されている状態の計量皿２５を回転数Ｒ１で回転させる。この状態において、ロードセル２７は、測定値Ｆ３〔Ｎ〕を出力する。【００３７】
次に、ステップＳ７４において、制御部３０は、ロードセル２７の定格最大重量と同じ重量を有する物品を載せた状態の計量皿２５、すなわちロードセル２７の自由端１７に風袋の重量とロードセル２７の定格最大重量との合計重量が載荷されている状態の計量皿２５を回転数Ｒ２で回転させる。この状態において、ロードセル２７は、測定値Ｆ４〔Ｎ〕を出力する。【００３８】
次に、ステップＳ７５において、制御部３０は、角度変位関数算出ブロック４１と初期荷重算出ブロック４２と回転半径算出ブロック４３として機能する。各ブロック４１〜４３は、互いに協調動作することにより、それぞれステップＳ７１〜Ｓ７４においてロードセル２７から出力された測定値Ｆ１〜Ｆ４に基づいて、ロードセル２７の自由端１７が受ける荷重についての角度変位θの関数と、風袋の重量値（初期荷重値）と、自由端１７と計量ユニット２０の回転中心との距離である回転半径とを算出する。【００３９】
ステップＳ７５においては、以下の導出原理に従って計算が行われる。【００４０】
ロードセル２７には、図１に示すように、風袋の重量と計量皿２５に載せられた物品の重量との合計重量が鉛直方向下向きに載荷され、さらに、遠心力誤差による力ＦＥが鉛直方向上向きに載荷される。従って、ロードセル２７の自由端１７が受ける荷重をＦ〔Ｎ〕、風袋の質量をＭ〔ｋｇ〕、計量皿２５に載せられた物品の質量をｍ〔ｋｇ〕、回転半径をｒ〔ｍ〕、角速度をω〔ｒａｄ／ｓ〕、重力加速度をｇ〔ｍ／ｓ２〕とすると、一般に、これらの物理量の間には、
Ｆ＝（Ｍ＋ｍ）ｇ−（Ｍ＋ｍ）ｒω２tanθ・・・（１）
の関係が成り立つ。なお、このとき、
｜ＦＥ｜＝（Ｍ＋ｍ）ｒω２tanθ・・・（２）
となる。【００４１】
さらに、自由端１７近傍におけるロードセル２７の水平面に対する角度変位θ〔ｒａｄ〕は、
θ＝θ０＋αＦ・・・（３）
と表される。ここで、θ０を自由端１７が荷重を受けていない状態での初期角度変位、αを定数とする。上記（３）式は、角度変位θが、自由端１７が受ける荷重Ｆに比例することを意味している。【００４２】
ここで、上記（１）式に上記（３）式を代入すると、
Ｆ＝（Ｍ＋ｍ）ｇ−（Ｍ＋ｍ）ｒω２tan（θ０＋αＦ）・・・（４）
となる。【００４３】
上記（４）式に、ステップＳ７１〜Ｓ７４における測定結果を代入すると、以下の４式（５）〜（８）が得られる。
Ｆ１＝Ｍｇ−Ｍｒω１２tan（θ０＋αＦ１）・・・（５）
Ｆ２＝Ｍｇ−Ｍｒω２２tan（θ０＋αＦ２）・・・（６）
Ｆ３＝（Ｍ＋ｍｍａｘ）ｇ−（Ｍ＋ｍｍａｘ）ｒω１２tan（θ０＋αＦ３）・・・（７）
Ｆ４＝（Ｍ＋ｍｍａｘ）ｇ−（Ｍ＋ｍｍａｘ）ｒω２２tan（θ０＋αＦ４）・・・（８）
ただし、ｍｍａｘ〔ｋｇ〕を定格最大重量を有する物品の質量とする。【００４４】
ステップＳ７５では、制御部３０は、上記４式（５）〜（８）を４つの未知数θ０，α，Ｍ，ｒについて解く。すなわち、角度変位関数算出ブロック４１と初期荷重算出ブロック４２と回転半径算出ブロック４３とにより、それぞれ自由端１７が受ける荷重Ｆについての角度変位θの関数θ＝θ０＋αＦと、風袋の重量値（初期荷重値）Ｍと、自由端１７と計量ユニット２０の回転中心との距離である回転半径ｒとが算出される。このとき算出された４つの値θ０，α，Ｍ，ｒは、記憶部２９に格納され、後述する補正処理におけるパラメータとして利用される。【００４５】
なお、ステップＳ７１〜Ｓ７４で出力される測定値Ｆ１〜Ｆ４は、それぞれ各ステップに対応する測定条件下で所定回数の測定が行われた後、それらの測定値を平均した値である。これにより、測定誤差を最小化することができる。【００４６】
また、本実施形態では、ステップＳ７１〜Ｓ７５が５つの計量ユニット２０ａ〜２０ｅについて別々に実行され、各計量ユニット２０ａ〜２０ｅについての５組のパラメータθ０，α，Ｍ，ｒが記憶部２９に格納される。このように、各計量ユニット２０ａ〜２０ｅの特性に合わせて後述する補正処理におけるパラメータが算出されることにより、物品（被計量物）の実重量値をより正確に算出することができる。【００４７】
（測定処理）
次に、図８を参照して、実際に物品（被計量物）を計量皿２５に載せた状態での測定処理を説明する。物品（被計量物）は、例えば、１ｋｇ前後の質量を有する物品である。【００４８】
ステップＳ８１では、制御部３０は、モータ１５を駆動させて、回転式計量装置１の操作者により指定された所定の回転数Ｒｒ〔ｒｐｍ〕で計量ユニット２０を回転させる。このとき、回転数を示す値Ｒｒは、記憶部２９に格納され、後述する補正処理におけるパラメータとして利用される。なお、この回転数Ｒｒに対応する角速度をωｒ（ωｒ＝２πＲｒ／６０）〔ｒａｄ／ｓ〕とする。【００４９】
次に、ステップＳ８２では、回転式計量装置１の各部の同期がとれているか否か、及び回転式計量装置１が回転式計量装置１の下流側ないし上流側に配置された生産ラインに含まれる各種装置と同期がとれているか否かを確認する。同期がとれていない場合には、同期がとれるまで待機し、同期がとれている場合には、ステップＳ８３へ進む。【００５０】
ステップＳ８３では、物品（被計量物）が供給された計量皿２５が測定エリアＬ２内を通過する際に、ロードセル２７により、ロードセル２７の自由端１７が受ける荷重が測定され、その測定値が記憶部２９に格納される。【００５１】
計量ユニット２０は、回転式計量装置１の操作者から停止命令が入力される、又は予め指定された動作終了時間に達するまで回転を続ける。従って、回転式計量装置１の操作者から停止命令が入力される、又は予め指定された動作終了時間に達するまでに、Ｎ個（Ｎは正の整数）の物品（被計量物）についてステップＳ８３がＮ回繰り返されることになる。ここで、ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）番目に測定された物品（被計量物）の質量をｍｒ（ｎ）〔ｋｇ〕とする。また、制御部３０は、ロードセル２７により出力されるＮ個の測定値を測定された順番に対応付けてＦｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）〔Ｎ〕として記憶部２９に格納する。記憶部２９に格納された測定値Ｆｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は、後述する補正処理において利用される。【００５２】
（補正処理）
以下、図９を参照して、回転式計量装置１における補正処理を説明する。補正処理は、初期設定処理により算出されたパラメータθ０，α，Ｍ，ｒに基づいて、実際に物品（被計量物）を計量皿２５に載せた状態での測定値Ｆｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を補正して、物品（被計量物）の実重量値を算出する処理である。補正処理は、制御部３０により、上述の測定処理と並行して実行される。【００５３】
ステップＳ９１において、制御部３０は、遠心力誤差算出ブロック４０として機能する。遠心力誤差算出ブロック４０は、記憶部２９に格納されているパラメータθ０，α，Ｍ，ｒ，ωｒと、測定値Ｆｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）とを読み出す。【００５４】
次に、ステップＳ９２において、角度変位算出ブロック４４は、下記（９）式に基づいて、計量皿２５に質量ｍｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の物品（被計量物）が載せられた状態での角度変位θｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）〔ｒａｄ〕を算出する。
θｒ（ｎ）＝θ０＋αＦｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）・・・（９）
なお、上記（９）式は、上記（３）式により得られる。【００５５】
次に、ステップＳ９３において、制御部３０は、重量値算出ブロック５０として機能する。重量値算出ブロック５０は、下記（１０）式より、ステップＳ９２において算出された角度変位θｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に基づいて、物品（被計量物）の実質量値ｍｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を算出する。
ｍｒ（ｎ）＝Ｆｒ（ｎ）／｛ｇ−ｒωｒ２ｔａｎθｒ（ｎ）｝−Ｍ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）・・・（１０）
なお、上記（１０）式は、上記（１）式を変形することにより得られる式に既知の値を代入したものである。【００５６】
そして、重量値算出ブロック５０は、（１０）式により算出された物品（被計量物）の実質量値ｍｒ（ｎ）（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に重力加速度ｇを乗じることにより、物品（被計量物）の実重量値を算出する。【００５７】
そして、制御部３０は、ステップＳ９２，Ｓ９３をｎ＝１，・・・，ＮについてＮ回繰り返す。【００５８】
なお、ステップＳ９２，Ｓ９３で利用されるパラメータθ０，α，Ｍ，ｒは、記憶部２９に格納された５組のパラメータθ０，α，Ｍ，ｒのうち、算出の対象となっている物品（被計量物）が供給された計量ユニット２０ａ〜２０ｅに対応するパラメータの組である。【００５９】
＜特徴＞
（１）
この回転式計量装置１では、計量ユニット２０が回転している状態での測定値（第１測定値）に基づいて、計量皿２５に物品（被計量物）が載せられている状態での自由端１７近傍におけるロードセル２７の水平面に対する角度変位θが算出される。そして、算出された角度変位θと、計量皿２５に物品（被計量物）が載せられている状態での測定値（第２測定値）とに基づいて、物品（被計量物）の実重量値ｍｒ（ｎ）ｇ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）が算出される。このように、この回転式計量装置１では、計量皿２５に物品（被計量物）が載せられている状態での角度変位θを考慮することにより、遠心力誤差をより正確に考慮することが可能になり、物品（被計量物）の重量をより正確に計量することができる。【００６０】
（２）
この回転式計量装置１では、実際に計量ユニット２０が回転している状態での測定値（第１測定値）に基づいて、角度変位θが算出される。これにより、この回転式計量装置では、計量ユニット２０が回転している状態での角度変位θをより正確に算出することができる。【００６１】
（３）
この回転式計量装置１では、計量ユニット２０が回転している状態での測定値（第１測定値）に基づいて、自由端１７が受ける荷重Ｆについての角度変位θの関数θ＝θ０＋αＦと、風袋の重量値（初期荷重値）Ｍと、自由端１７と計量ユニット２０の回転中心との距離である回転半径ｒが算出される。このように、この回転式計量装置１では、角度変位θと、風袋の重量値（初期荷重値）Ｍと、回転半径ｒを考慮することが可能になり、物品（被計量物）の重量をより正確に計量することができる。【００６２】
（４）
この回転式計量装置１では、計量皿２５に何も物品が載せられていない２種類の状態と計量皿２５にロードセル２７の定格最大重量を有する物品が載せられている２種類の状態との合計４種類の状態での４種類の測定値（第１測定値）に基づいて、物品（被計量物）の実重量値を算出するために必要となるパラメータθ０，α，Ｍ，ｒが算出される。これにより、この回転式計量装置１では、ゼロから定格最大重量までの様々な重量を有する様々な物品（被計量物）について、計量皿２５にその物品（被計量物）が載せられている状態での角度変位θをより正確に計量することができる。【００６３】
（５）
この回転式計量装置１では、図７に示される初期設定処理が５つの計量ユニット２０ａ〜２０ｅについて別々に実行され、各計量ユニット２０ａ〜２０ｅについての５組のパラメータθ０，α，Ｍ，ｒが記憶部２９に格納される。そして、物品（被計量物）の実重量値を算出する際には、記憶部２９に格納された５組のパラメータθ０，α，Ｍ，ｒのうち、算出の対象となっている物品（被計量物）が供給された計量ユニット２０ａ〜２０ｅに対応するパラメータの組が利用される。このように、各計量ユニット２０ａ〜２０ｅの特性に合わせて補正処理におけるパラメータが算出されることにより、物品（被計量物）の実重量値をより正確に算出することができる。【００６４】
（６）
図７に示される初期設定処理における測定値Ｆ１〜Ｆ４は、それぞれの測定条件下で所定回数の測定が行われた後、それらの測定値を平均することにより算出される。これにより、測定誤差を最小化することができる。【００６５】
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。【００６６】
（Ａ）
上記実施形態では、４つのパラメータθ０，α，Ｍ，ｒは、計量皿２５に何も物品が載せられていない状態及び定格最大重量を有する物品が載せられた状態での測定値Ｆ１〜Ｆ４に基づいて算出されたが、任意の４種類の状態での４種類の測定値に基づいて算出することも可能である。【００６７】
（Ｂ）
風袋の重量値（初期重量値）Ｍや回転半径ｒについては、設計仕様に基づいて既知とすることも可能である。この場合、算出すべきパラメータの数が減り、計算が簡易になる。【００６８】
（Ｃ）
上記実施形態では、ホルダ２８によって保持された計量皿２５に物品が載せられるが、例えば、計量皿２５がロードセル２７上にホルダ２８により保持されることなく搭載されていてもよいし、物品がベルトコンベアに載せられるようになっていてもよい。【００６９】
ただし、上記実施形態のように計量皿を回転させながら計量処理を行う回転式計量装置では、計量皿の回転数が大きくなるにつれて計量皿にかかる遠心力が大きくなり、計量皿が計量ユニットから飛び出してしまうおそれがあることから、ホルダのような保持部材を用いて計量皿を保持した状態で計量処理を行うことがより好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、遠心力誤差をより正確に考慮することにより、物品の重量をより正確に計量することができるという効果を有し、物品の重量を計量する回転式計量装置として有用である。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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