(57)【要約】【課題】ロードセルで重量を検出し、サンプリング時間毎に減った重量を演算し、設定値と比較して、移送排出装置の速度を増減するロスインウェイト式供給装置において、供給物の最大重量に比べて装置全体の重量が大きく、最大荷重の大きいロードセルを使用して制御精度が低下したり、分解能の良い高価なロードセルを使用しなければならない。【解決手段】モーターや駆動装置を移送排出装置から分離してコモンベースに取付、動力がロードセルに荷重として作用しない磁石カップリングなどの伝達手段を用いて、最大荷重の小さいロードセルに替えたり、カウンターバランスにより装置の重量を相殺して、その分最大荷重の小さいロードセルを使用することにより、ロードセルの測定範囲に占める供給物の変動範囲の比率を大きくして、制御精度を高めたり、精度の低い安価なロードセルを使用したり、最大荷重の小さい小型で安価なロードセルを使用してコストを下げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給材を貯留する貯留容器と、供給材を貯留容器から移送し排出する移送排出装置と、移送排出装置を駆動するためのモーターと、重量を測定するためのロードセルと、ロードセルで測定された重量を、設定された供給量と比較演算してモーターの回転数を増減させるコントローラーとを具備したロスインウェイト式供給装置において、移送排出装置を駆動するモーターの重量がロードセルに検知出来ないように設置して成るロスインウェイト式供給装置。
【請求項２】
供給材を貯留する貯留容器と、供給材を貯留容器から移送し排出する移送排出装置と、移送排出装置を駆動するためのモーターと、重量を測定するためのロードセルと、ロードセルで測定された重量を、設定された供給量と比較演算してモーターの回転数を増減させるコントローラーとを具備したロスインウェイト式供給装置において、供給装置の一部乃至全体の重量を相殺出来るカウンターバランスを具備して成るロスインウェイト式供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、可変定量的に設定した供給量に制御しながら粉粒体や液体を供給するロスインウェイト式供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】供給材である粉粒体又は液体の重量と、これらの供給材を投入するホッパーやタンクなどの貯留容器１の重量と、供給材を貯留容器１から移送排出するスクリューフィーダー、ベルトコンベア、ディスクフィーダー、ポンプなどの移送排出装置２の重量と、これらの移送排出装置２を駆動するための駆動装置３の重量と、駆動源であるモーター４の重量とを、一体の重量として１乃至複数のロードセルで計測し、移送排出装置２により供給材が排出されるのに伴って供給材の重量の減少する速度を、設定された供給速度と比較、演算してモーター４の回転速度を制御し、移送排出装置２の供給速度を制御している。【０００３】ロードセルは、歪ゲージを内装した検出部と、重量により変化をする電圧を正確に検出し増幅するアンプから成り、検出部とアンプの総合した精度即ち分解能は最大荷重の１／１０００〜１／１００００のものが一般に使用され、精度の良い物ほど高価である。【０００４】重量を測定するロードセルの検出部は、荷重を圧縮によって検出するものや、引張りによるものや、せん断によるものが使用されている。【０００５】供給材の最大重量が２０Ｋｇで、供給装置の重量が８０Ｋｇで、最大荷重が１００Ｋｇで分解能が１／１００００のロードセルを使用すると、供給材の変動は全重量の２０％なので、実質の分解能は２０％、つまり１／２０００の分解能で供給量を制御していることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】ロードセルの性能を有効に利用して供給量の制御精度を高めたロスインウェイト式供給装置を提供する。【０００７】供給量の制御精度を保持したまま、分解能の低い安価なロードセルを使用してロスインウェイト式供給装置のコストを下げる。【０００８】最大荷重の小さい、小型の安価なロードセルを使用してロスインウェイト式供給装置のコストを下げる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】駆動源であるモーター４や、減速機３などの駆動装置をスクリューフィーダーなどの移送排出装置２から分離し、駆動力は伝えるがロードセル６に荷重が掛らない伝達部品を使用し、ロードセル６に掛る重量を低減し、最大荷重の小さなロードセルを使用することにより、最大荷重に占める供給材の重量の比率を高め、分解能に占める供給材の比率を高めて供給量の制御精度を高める。【００１０】供給装置の一部乃至全部の重量を相殺するカウンターバランス８によりロードセル６に掛る荷重を低減し、相殺された残りの供給装置の重量と供給材の重量とを合算した重量を満たす最大荷重の小さなロードセルを使用することにより、最大荷重に占める供給材の重量の比率を高め、分解能に占める供給材の比率を高めて供給量の制御精度を高める。【００１１】モーター４や駆動装置３を分離して、ロードセル６の最大荷重に占める供給材の重量が５０％になれば、ロードセル６の分解能が１／４０００であっても供給量は１／２０００の分解能で制御出来るし、カウンターバランス８で供給装置の重量を相殺して供給材の重量がロードセル６の最大荷重の８０％にすれば、ロードセル６の分解能が１／２５００であっても供給量は１／２０００の分解能で制御出来るので、分解能が低くて価格の安いロードセルを使用しても供給量の制御精度は確保出来る。【００１２】モーター４や駆動装置３を分離したり、カウンターバランス８で供給装置の重量を相殺すれば、最大荷重が小さく、小型の、価格の安いロードセルを使用してロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。
【発明の効果】
【００１３】ロードセル６の分解能に占める供給材の比率が高まるので供給量の制御精度を格段に高められる。【００１４】分解能の低い安価なロードセルを使用しても、必要な供給量の制御精度が得られるのでロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。【００１５】最大荷重の小さな、小型の安価なロードセルを使用出来るのでロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】スクリューフィーダーを移送排出装置２に使用したロスインウェイト式供給装置において、一体化したモーター４と駆動装置３をスクリューフィーダーから分離してモーター４と駆動装置３の重量がロードセル６に掛らないように、ロードセルを載せているコモンベース７に取付け、回転力が荷重としてロードセル６に作用しないよう非接触の磁石カップリング５Ａによって回転力をスクリューフィーダーに伝える本発明によるロスインウェイト式供給装置を示す図面である。
【図２】スクリューフィーダーを移送排出装置２に使用した一般的なロスインウェイト式供給装置を示す図面である。
【図３】カウンターバランス８によって供給装置の重量の一部乃至全部を相殺し、ロードセル６に掛る荷重を低減した、スクリューフィーダーを移送排出装置２使用したロスインウェイト式供給装置を示す図面である。
【図４】ディスクフィーダーを移送排出装置２に使用したロスインウェイト式供給装置において、一体化したモーター４と駆動装置３をディスクフィーダーから分離してモーター４と駆動装置３の重量がロードセル６に掛らないようにコモンベース７に取付け、回転力が荷重としてロードセル６に作用しないボールスプライン５Ｂによって回転力をディスクフィーダーに伝える本発明によるロスインウェイト式供給装置を示す図面である。
【図５】カウンターバランス８によって供給装置の重量を相殺し、ロードセル６に掛る荷重を低減したディスクフィーダーを使用したロスインウェイト式供給装置を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】ロスインウェイト式供給装置は、供給装置の重量と投入された供給材の重量を合わせてロードセル６で検出し、供給材が排出されるに従い、供給装置の重量と残っている供給材の重量を合わせてロードセル６で検出し、排出前後の重量の差をサンプリング時間で割ることにより単位時間の供給量を演算し、設定された供給量と比較して差異が有ればその差異に応じて移送排出装置２の回転数を増減するフィードバック回路を構成して制御されている。
【００１８】ロードセル６は最大荷重に耐える剛性体とその剛性体に貼り付けられた歪ゲージにより、荷重に比例した抵抗の変化を電圧の変化として取り出し、コントローラーで電圧の変化を１／１０００〜１／１００００に分割し、最大荷重を１０００〜１００００ディジットで割った数値を重量として表示したり、演算に使用する。
【００１９】図２により説明する。モーター４を２０Ｋｇ、駆動装置３を３０Ｋｇ、移送排出装置２を３０Ｋｇ、貯留容器１を１０Ｋｇ、供給材の最大投入重量を１０Ｋｇと仮定し、最大荷重が１００Ｋｇで分解能が１／１００００のロードセル６を使用するとモーター４、駆動装置３、移送排出装置２、貯留容器１の合計は９０Ｋｇで９０００ディジットとなり変化はしないが、供給材は最大１０Ｋｇなので、排出に伴い１００００ディジットから９０００ディジットまで１０００ディジット変化する。
【００２０】供給材が１０Ｋｇから排出されて０Ｋｇになるとき、１００００ディジットから９０００ディジットまで１０００ディジット変化するので、供給量は１／１０００の精度で制御出来、１ディジットは１０ｇに相当するので供給誤差は±１０ｇの範囲に収めることが出来る。
【００２１】図１により説明する。モーター４と駆動装置３を移送排出装置２から切り離して、ロードセルが取付られているコモンベース７に取付け、磁石カップリング５Ａで非接触で回転を伝えると、モーター４と駆動装置３の合計重量５０Ｋｇはロードセル６に掛らないので、最大荷重５０Ｋｇのロードセル６が使用出来、分解能が同じく１／１００００だと、供給材１０Ｋｇの排出に伴い１００００ディジットから８０００ディジットまで２０００ディジット変化する。
【００２２】１００００ディジットから８０００ディジットまで２０００ディジット変化するので、供給量は１／２０００の精度で制御出来、１ディジットは５ｇに相当するので供給誤差は±５ｇの範囲に収めることが出来、図２に示す従来のロスインウェイト式供給装置に比べて、図１に示す本発明によるロスインウェイト式供給装置は、±１０ｇから±５ｇへと供給精度を２倍に出来る。
【００２３】図２に示す従来のロスインウェイト式供給装置に比べて、図１に示す本発明によるロスインウェイト式供給装置に、価格の安い分解能が１／５０００のロードセルを使用しても、従来の供給精度である±１０ｇを保ちながら、ロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。
【００２４】図３により説明する。カウンターバランス８と位置調整可能な分銅８Ａにより、モーター４、駆動装置３、移送排出装置２、貯留容器１に相当する重量を相殺し、投入される供給材の重量に相当する最大荷重１０Ｋｇのロードセルを使用し、分解能が同じく１／１００００だと、供給材の排出に伴い最大１００００ディジットから０ディジットまで変化する。
【００２５】１００００ディジットから０ディジットまで変化するので、供給量は１／１００００の精度で制御出来、１ディジットは１ｇに相当するので、図２に示す従来のロスインウェイト式供給装置に比べて、図３に示す本発明によるロスインウェイト式供給装置は、±１０ｇから±１ｇへと供給精度を１０倍にして制御出来る。
【００２６】図２に示す従来のロスインウェイト式供給装置に比べて、図３に示す本発明によるロスインウェイト式供給装置に、価格の安い、分解能が１／１０００のロードセルを使用しても、従来の供給精度である±１０ｇを保ちながら、ロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。
【００２７】図４により説明する。ディスク型の移送排出装置２によるロスインウェイト式供給装置において、モーター４と駆動装置３をコモンベース７に取付け、上下方向の荷重がロードセル６に掛からないボールスプライン５Ｂで回転を移送排出装置２に伝えると、モーター４と駆動装置３の重量分だけ最大荷重の小さなロードセルが使用でき、分解能に占める供給材の比率が上がり、１ディジット当たりの重量が少なくなり、少なくなった分だけ供給精度を上げられる。
【００２８】図５により説明する。カウンターバランス８と位置調整可能な分銅８Ａにより、モーター４、駆動装置３、移送排出装置２、貯留容器１に相当する重量を相殺し、投入される供給材の重量に相当する最大荷重の小さなロードセルが使用でき、分解能に占める供給材の比率を１００％にまで高めることが出来るので、１ディジット当たりの供給材の重量も少なくなり、その分供給精度を上げられる。
【００２９】ロードセルの最大荷重に占める供給材の比率が高くなると供給精度が上がるが、供給精度が過剰品質と見なされる用途には、分解能が低く安価なロードセルに置き換えて、ロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。
【００３０】また、最大荷重が小さくなった分、小型で安価なロードセルを使用して、ロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。
【００３１】図４においては動力の伝達にボールスプライン使用した例を示しているが、ロードセルに荷重が掛らなければよいので、荷重方向に力の掛らないシュミットカップリングや円筒型磁石カップリングなども使用出来る。
【００３２】分銅８Ａを使用するカウンターバランス８に替えてスプリングを使用したり、エアシリンダー又は油圧シリンダーをカウンターバランスとして使用して装置の重量の一部乃至全部を相殺することも出来る。
【００３３】図３及び図５に示される押上げ式のカウンターバランス８に替えて、装置を上に引き上げるカウンターバランスにより装置の重量を相殺することも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３４】薬剤の配合、食品、飲料の調味料などの添加材は僅かな量でも大きな効能が有るので、少しでも供給精度が高いロスインウェイト式供給装置が求められているこれらの用途に応用出来る。【００３５】プラスチックの射出成型材料には炭酸カルシュームなどのフィラーの他に高価な顔料や添加材が配合されているが、これらの高価な素材を決められた最低限の割合で連続して、比率精度良く供給するロスインウェイト式供給装置として利用出来るので、本発明により供給精度を上げたロスインウェイト式供給装置のユーザーは、プラスマイナスの誤差分を余分に供給している高価な顔料や添加材の使用量を減らして成形材料のコストを下げられる。【００３６】炭水化物と蛋白質の割合を調整した配合飼料、窒素、リン酸、カリウムの比率を調整した配合肥料などの配合においては、貯留容器に大きくて重いサイロなどが利用されているが、本発明により、小さくて、分解能の低い、安価なロードセルを使用して、供給精度を保持しながら、ロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。【００３７】ロードセルを複数使用して装置全体の重量を受けることにより、最大荷重の小さいロードセルを使用しているロスインウェイト式供給装置においては、本発明によりロードセルに掛る全荷重を減らせるので、ロードセルの使用数を減らしてロスインウェイト式供給装置のコストを下げられる。
【符号の説明】
【００３８】  １  貯留容器
２  移送排出装置
３  駆動装置
４  モーター
５Ａ  磁石カップリング
５Ｂ  ボールスプライン
６  ロードセル
７  コモンベース
８  カウンターバランス
８Ａ  分銅
【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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