(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の目標重量よりもやや少ない重量の被計量物を第１の計量ホッパに投入する第１の投入手段と、第１の計量ホッパを具備し第１の計量ホッパに投入されている被計量物の投入重量を計量して上記目標重量に対する第１の不足重量を演算することができ第１の計量ホッパから被計量物を排出する第１の計量手段と、被計量物を第２の計量ホッパへ投入する第２の投入手段と、第２の計量ホッパを具備し第１の計量ホッパからの被計量物の排出が終了する前に第２の計量ホッパに投入されている被計量物のうちから第１の不足重量分の被計量物の排出を開始する第２の計量手段と、を具備する定量秤において、
第１の計量手段は、第１の計量ホッパから被計量物の排出が終了した後に第１の計量ホッパに残留する被計量物の残留重量を計量し、第２の計量手段は、第１の不足重量に代えて第１の不足重量に上記残留重量を加えた第２の不足重量分の被計量物を第２の計量ホッパから排出することを特徴とする定量秤。
【請求項２】
請求項１に記載の定量秤において、第２の計量手段は、第２の計量ホッパからの第１の不足重量分の被計量物の排出が終了する前に第２の不足重量を目標とする被計量物の排出を開始することを特徴とする定量秤。
【請求項３】
請求項１、又２に記載の定量秤において、第２の計量手段は、第２の計量ホッパからの第２の不足重量分の被計量物の排出が終了した時から所定の安定時間が経過した後に第２の計量ホッパ内の被計量物の重量を計量することを特徴とする定量秤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばコーヒーの粉末、樹脂ペレット、グラニュー糖等の粉、粒、塊体を一定量ずつ秤量する定量秤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の秤としては、図５に示すように、計量ホッパ５０の上方に、この計量ホッパ５０に被計量物７を投入する投入ホッパ５１を設け、この投入ホッパ５１の下部に投入ゲート５２を設け、この投入ゲート５２の開口度をサーボモータ１０によって調整することができるものがある。図６（ａ）、（ｂ）にその制御原理を示す。この定量秤によると、投入ホッパ５１は、計量ホッパ５０の計量信号が０から設定重量Ｗ1 を越えるまでは大きな投入流量となるゲート開口度Ｇ1 で被計量物７を計量ホッパ５０に投入し（大投入）、計量信号が設定重量Ｗ1 を越えてから設定重量Ｗ2 を越えるまでは投入ゲート５２の開口度をサーボモータ１０によって逐次調整して計量信号がオーバーシュートしないように被計量物７を投入し（中投入）、計量信号が設定重量Ｗ2 を越えてから設定重量ＷP に落差量ｄを見込んだ重量（ＷP −ｄ）＝Ｗ3 になるまでは小程度の投入流量となるゲート開口度Ｇ2 で被計量物７を投入する（小投入）。そして、計量信号がＷ3 になると投入ゲート５２の開口度を０にして投入ホッパ５１から計量ホッパ５０への被計量物７の投入を停止する。これによって、計量ホッパ５０に重量ＷP の被計量物７を投入することができ、次に、この計量ホッパ５０の排出ゲート５３を開放することにより一定重量（目標重量）ＷP の被計量物７を排出することができる（特公平７−１０８７３０号公報参照）。
【０００３】
なお、この定量秤の中投入は、計量ホッパ５０への投入流量が、設定重量Ｗ2 と現在の投入重量との偏差のべきに比例して制御し、このべき指数ａを０．３乃至０．７に設定してある。べき指数ａを０．３乃至０．７に設定した理由は、べき指数ａを１に近い値に設定した場合は、投入流量の切換重量である設定重量Ｗ1 とＷ2 における投入流量差に起因する衝撃値のために計量ホッパ５０の計量信号がオーバーシュートし、そのために真の計量信号が見掛けのオーバーシュートによる計量信号の中に埋没して判読できなくなり、結局オーバーシュートの影響が消えるまで次の段階の制御を行えず投入時間を延ばさなければならず、これによって計量時間が長引くことになるからである。そして、べき指数ａを０に近い値に設定した場合は、投入流量の切換重量である設定重量Ｗ1 に近い値のあたりでは、投入ゲート５２の開口度の変化は非常に緩やかであるが、設定重量Ｗ2 に投入重量が近づいてくると、投入ゲート５２の開口度の変化は非常に急激になり、投入重量が設定重量Ｗ2 を越えた後に新たなオーバーシュートの問題が生じるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の定量秤では、投入ホッパ５１の投入ゲート５２を閉じた後でも、投入ホッパ５１と計量ホッパ５０の間の空間を落下中の被計量物が計量ホッパ５０に投入されるが、この落下中の被計量物の重量（落差量）ｄは一定重量ではないので、この落差量ｄのばらつきが計量誤差の原因の１つとなっている。また、計量済みの被計量物は計量ホッパ５０から排出されるが、計量ホッパ５０から排出されずに残留するものが存在し、この残留分の重量も計量誤差の一因となっている。特に、被計量物の表面が湿気た状態となっているものや濡れた状態となっているもの、及び、付着性が高いものではこの付着分の重量が残留重量となり、この残留重量による計量誤差が大きくなっている。また、付着性の小さい被計量物であっても、例えば計量ホッパ５０の排出ゲート５３の回動部に噛み込まれ、計量ホッパ５０から排出されずに残留する場合もあり、この場合はこの残留分の重量が計量誤差となっている。
【０００５】
そして、上記従来の定量秤では、投入ホッパ５１から計量ホッパ５０に投入される被計量物の投入流量を小流量にする必要がある。特に、計量ホッパ５０内の被計量物の重量が目標重量ＷP に近づいた段階、つまり、中投入の終わりの段階と小投入の段階では小流量にする必要が高いが、投入流量を小流量にすると計量時間が長くなり、これが計量能力の向上を図る上での問題点となっている。
なお、上記段階で投入流量を小流量にする理由は、投入流量が大きいと、投入ゲート５２が閉じ始めてから閉じ終わるまでの時間が長くかかるので落差量ｄのばらつきが大きくなり、これが計量精度の低下の原因となるからである。
【０００６】
本発明は、計量サイクル時間を短くして計量速度の向上を図ると共に、特に、付着性を有する被計量物の計量精度の向上を図ることができる定量秤を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、所望の目標重量よりもやや少ない重量の被計量物を第１の計量ホッパに投入する第１の投入手段と、第１の計量ホッパを具備し第１の計量ホッパに投入されている被計量物の投入重量を計量して上記目標重量に対する第１の不足重量を演算することができ第１の計量ホッパから被計量物を排出する第１の計量手段と、被計量物を第２の計量ホッパへ投入する第２の投入手段と、第２の計量ホッパを具備し第１の計量ホッパからの被計量物の排出が終了する前に第２の計量ホッパに投入されている被計量物のうちから第１の不足重量分の被計量物の排出を開始する第２の計量手段と、を具備する定量秤において、第１の計量手段は、第１の計量ホッパから被計量物の排出が終了した後に第１の計量ホッパに残留する被計量物の残留重量を計量し、第２の計量手段は、第１の不足重量に代えて第１の不足重量に上記残留重量を加えた第２の不足重量分の被計量物を第２の計量ホッパから排出することを特徴とするものである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の定量秤において、第２の計量手段は、第２の計量ホッパからの第１の不足重量分の被計量物の排出が終了する前に第２の不足重量を目標とする被計量物の排出を開始することを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明の定量秤において、第２の計量手段は、第２の計量ホッパからの第２の不足重量分の被計量物の排出が終了した時から所定の安定時間が経過した後に第２の計量ホッパ内の被計量物の重量を計量することを特徴とするものである。
【００１０】
第１の発明によると、第１の投入手段が予め設定されている目標重量よりもやや少ない重量の被計量物を第１の計量ホッパに投入し、第１の計量手段がこの第１の計量ホッパに投入された被計量物の投入重量を計量して、この投入重量の目標重量に対する第１の不足重量を演算する。そして、第１の不足重量を演算すると共に、第１の計量ホッパからの被計量物の排出を開始する。一方、第２の投入手段は、第１の投入手段による投入と略同じタイミング、又は少しずれたタイミングで第２の計量ホッパに被計量物を投入する。第２の計量手段は、第１の計量ホッパからの被計量物の排出が終了する前に第２の計量ホッパから第１の不足重量分の被計量物の排出を開始する。
【００１１】
そして、第１の計量ホッパから被計量物の排出が終了した後に、第１の計量手段が第１の計量ホッパに残留する被計量物の残留重量を計量し、第２の計量手段が第１の不足重量に代えて、第１の不足重量に上記残留重量を加えた第２の不足重量分の被計量物を第２の計量ホッパから排出する。なお、被計量物の残留重量は、例えば第１の計量ホッパに付着しているものや第１の計量ホッパに載っているもの、及び第１の計量ホッパの排出ゲートの回動部に噛み込まれて挟まっているものの重量を含むものとする。
【００１２】
第２の発明によると、第２の計量ホッパから第１の不足重量分の被計量物の排出が終了する前に第２の不足重量を目標とする被計量物の排出を開始することができる。従って、第２の計量ホッパは、第２の不足重量分の被計量物の排出を、排出の開始から終了まで途切れずに連続して行うことができる。
【００１３】
第３の発明によると、第２の計量手段は、第２の計量ホッパから第２の不足重量分の被計量物の排出が終了した時から所定の安定時間が経過した後に第２の計量ホッパ内の被計量物の重量を計量することができ、これによって、第２の計量ホッパから実際に排出された被計量物の重量を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る定量秤の一実施形態を各図を参照して説明する。各図に示す１は第１の投入手段、２は第１の計量手段、３は第２の投入手段、４は第２の計量手段である。
第１の投入手段１は、粉粒体等の被計量物を第１の計量ホッパ５に投入することができる構成のものである。図１において、６は投入ホッパであり、粉粒体等の被計量物７を収容しており、その下端には第１の排出口８を開閉する第１のゲート９が設けられている。この第１のゲート９の開口度を変化させることによって、第１の排出口８から排出される被計量物７の排出流量（第１の計量ホッパ５への投入流量）が連続的に変化する。
【００１５】
次に、投入ホッパ６に設けられている第１のゲート９、第１の計量ホッパ５に設けられている第２のゲート１６、及び第１の計量ホッパ５を支持するロードセル１２の駆動計量部３２を説明する。図１に一点鎖線で囲んだ駆動計量部３２の構成を示すブロック図は、図５の一点鎖線で囲んだ従来の駆動計量部３７の構成を示すブロック図と同等であり、図１にはサーボモータ１０、ロードセル１２、及びエアーシリンダ１７を示し、他の構成は省略してある。次に、この実施形態の図１に示す駆動計量部３２を図５を参照して説明する。第１のゲート９は、ギヤ３３、３４を介して結合されているサーボモータ１０によってその開口度の制御が行われる。サーボモータ１０の回転軸には、回転軸の現在の角度、ひいては第１のゲート９の開口度を検出するためのポテンションメータ３５が取り付けられており、その出力とデジタル・アナログ変換回路（Ｄ／Ａ変換回路）３６を介して制御部１１から供給された開口信号との差に基づいて、サーボアンプ２９がサーボモータ１０に駆動信号を与え、サーボモータ１０が開口信号に比例した開口度に第１のゲート９を制御する。この第１のゲート９の開閉によって、例えば計量の目標重量ＷP の約９５％の重量Ｗ14’の被計量物７をねらって第１の排出口８より排出して第１の計量ホッパ５に投入するように作動する。ただし、第１の計量ホッパ５は、投入された被計量物の重量を許容計量精度内で計量する必要があるが、第１の計量ホッパ５に対して被計量物を予め定めた一定重量に正確に投入する必要がないので、計量ホッパ５への投入流量が、図５に示す従来の定量秤の計量ホッパ５０に対しての投入流量よりも大きくなるように第１のゲート９を制御するようにプログラムされている（図４参照）。これによって、この実施形態の定量秤の計量サイクル時間ＴK2を従来の定量秤の計量サイクル時間ＴK1よりも短くすることができる。
【００１６】
第１の計量手段２は、第１の排出口８の下方に設けられた第１の計量ホッパ５と制御部１１を有している。第１の計量ホッパ５は、図１に示すように、ロードセル１２によって支持されており、このロードセル１２は、第１の計量ホッパ５に投入された被計量物７の重量と対応する計量信号を図２に示すアナログ・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）１３を介して制御部１１に送信する。制御部１１は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって構成されており、Ａ／Ｄ変換回路１３から送られてくるデジタル計量信号やキー入力部１４によって設定された各設定重量Ｗ11、Ｗ12、Ｗ13、ゲート開口度Ｇ11、Ｇ12等を表すデータＤＷ11、ＤＷ12、ＤＷ13、ＤＧ11、ＤＧ12等に基づいて演算を行い、開口信号をＤ／Ａ変換回路３６に送信する。なお、図３（ｂ）に示すように、Ｗ11は大投入から中投入に切り換える重量、Ｗ12は中投入から小投入に切り換える重量、Ｗ13は小投入を中止し、落差分ｄの落下を待つ重量である。また、図３（ａ）に示すように、Ｇ11は大投入期間の第１のゲート９の開口度、Ｇ12は小投入期間の第１のゲート９の開口度である。落差分ｄの落下が終了すると、第１の計量ホッパ５には設定重量Ｗ14’を目標として被計量物７が投入されるが、小投入終了時から安定時間１Ｔ4 が経過した時に、制御部１１は、第１の計量ホッパ５に投入された被計量物の投入重量Ｗ14を計量し、所定の目標重量ＷP から第１の計量ホッパ５に投入された被計量物７の重量Ｗ14を減算して目標重量ＷP に対する不足重量、即ち、第１の不足重量Ｗt2（＝ＷP −Ｗ14）を演算する。そして、駆動回路３８を介してエアシリンダ１７を駆動させて第１の計量ホッパ５の下部に設けた第２ゲート１６を開放して被計量物７を第２の排出口１５から排出させることができる。この排出された被計量物７は、下方に設けられている集合シュート１８に投入される。更に、図３（ｂ）に示すように、排出が終了した時から安定時間２Ｔ6 が経過した時に、制御部１１は、第１の計量ホッパ５の計量信号を読み取って第１の計量ホッパ５に残留する被計量物の残留重量Ｗ15を演算し、投入重量Ｗ14から残留重量Ｗ15を減算することにより第１の計量ホッパ５から排出された被計量物７の排出重量（Ｗ14−Ｗ15）を演算し、目標重量ＷP から排出重量（Ｗ14−Ｗ15）を減算して第２の不足重量Ｗt4（＝ＷP −（Ｗ14−Ｗ15））を演算するように構成されている。
【００１７】
第２の投入手段３は、被計量物７を第２の計量ホッパ１９に投入することができる構成のものである。図１において２０は投入ホッパ６の側壁に接続する分岐管である。この分岐管２０内には投入ホッパ６内の被計量物が供給されており、その分岐管２０の下端には第３の排出口２１を開閉する第３のゲート２２が設けられている。第２の投入手段３は、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、第１のゲート９の開閉のタイミングと略同じタイミングでエアーシリンダ２３を駆動して第３のゲート２２を開閉し、分岐管２０内の被計量物７を第３の排出口２１より排出させて第２の計量ホッパ１９内に投入するように作動する。なお、この投入重量は、第２の計量ホッパ１９内に収容されている被計量物７の重量が上記目標重量ＷP の約１０％となるように制御部１１により制御されている。
【００１８】
第２の計量手段４は、第３の排出口２１の下方に設けられた第２の計量ホッパ１９と制御部１１を有し、第１の計量ホッパ５に投入された被計量物の投入重量Ｗ14の目標重量ＷP に対する第１の不足重量Ｗt2を目標として、第２の計量ホッパ１９から被計量物７の排出を開始し、最終的には、第１の計量ホッパ５から排出された被計量物の排出重量（Ｗ14−Ｗ15）の目標重量ＷP に対する第２の不足重量Ｗt4を目標としてその第２の不足重量Ｗt4の被計量物を排出することができるものである。第２の計量ホッパ１９は、図１に示すように、ロードセル２４によって支持されており、このロードセル２４は、第２の計量ホッパ１９に収容されている被計量物７の重量と対応する計量信号を図２に示すＡ／Ｄ変換回路２５を介して制御部１１に送信する。そして、第２の計量ホッパ１９の下端には、第４の排出口２６を開閉する第４のゲート２７が設けられている。
【００１９】
制御部１１は、第１の不足重量Ｗt2の演算結果に基づいて、第２のゲート９の開放のタイミングと略同じタイミングでエアーシリンダ２８を駆動して第４のゲート２７を開放し、第２の計量ホッパ１９に投入されている被計量物７のうちからその第１の不足重量Ｗt2分の被計量物の排出を開始させることができる。そして、この第１の不足重量Ｗt2分の被計量物の排出が終了する前に第２の不足重量Ｗt4を目標とする被計量物の排出を開始させ、この第２の不足重量Ｗt4分の被計量物の排出が終了した時点で第４のゲート２７を閉鎖させ、第２の計量ホッパ１９からの第２の不足重量Ｗt4分の被計量物の排出が終了した時から所定の安定時間４ｔ4 が経過した時に第２の計量ホッパ１９から排出された被計量物の重量（Ｗ21−Ｗ23）を演算するように構成されている。第２の計量ホッパ１９から排出された被計量物は、下方に設けられている集合シュート１８に投入される。
【００２０】
なお、第２の計量ホッパ１９から第１の不足重量Ｗt2分の被計量物の排出が終了する前に第２の不足重量Ｗt4を目標とする被計量物の排出を開始させことができるように、第４のゲート２７の開口度を定めてある。この実施形態の第４のゲート２７の開口度は、閉状態と開状態の２段階としてあるが、この代わりに、例えば第４のゲート２７の開口度を、第１のゲート９と同様に、サーボモータ、パルスモータ、又は多点位置決めエアーシリンダ等により制御できる構成にして、第１の不足重量Ｗt2分の被計量物の排出が終了する前に第２の不足重量Ｗt4の被計量物の排出を開始させことができるようにしてもよい。第２の計量ホッパ１９から排出される被計量物の排出流量は、第１の不足重量Ｗt2を、図３（ｂ）に示す第１の計量ホッパ５の排出時間Ｔ5 と安定時間２Ｔ6 の合計時間（Ｔ5 ＋Ｔ6 ）で除算して得られた排出流量Ｗt2／（Ｔ5 ＋Ｔ6 ）以下に設定する。
【００２１】
また、図１に示すように、第１の排出口８の断面積は、第３の排出口２１のものよりも大きく形成してあり、第１の計量ホッパ５の計量容量は、第２の計量ホッパ１９のものよりも大きく形成してある。そして、投入ホッパ６にはレベルスイッチ（図示せず）を設けてあり、このレベルスイッチは投入ホッパ６内の被計量物７のレベルが適切なレベルとなるように制御している。また、図１に示す二点鎖線は、第１乃至第４の各ゲート９、１６、２２、２７の開状態の一例を示す。
【００２２】
図２は、この定量秤の電気回路を示すブロック図である。同図に示すように、サーボアンプ２９はサーボモータ１０と接続しており、Ｄ／Ａ変換回路３６を介して制御部１１とポテンションメータ３５とからの信号に基づいてこのサーボモータ１０を駆動する。駆動回路３８はエアーシリンダ１７と接続しており、制御部１１からの信号に基づいてこれを駆動する。駆動回路３０はエアーシリンダ２３、２８と接続しており、制御部１１からの信号に基づいてこれらを駆動する。表示部３１は、第１及び第２の計量ホッパ５、１９により計量された各被計量物の重量や、これら第１及び第２の計量ホッパ５、１９から排出された被計量物の合計重量、即ち、目標重量を目標として計量されて集合シュート１８に排出された被計量物７の重量を表示することができるものである。
【００２３】
次に、この定量秤の動作を図３、図７、及び図８を参照して説明する。図７及び図８は、定量秤の動作手順を示すフローチャートであり、このフローチャートで表されるプログラムが記憶部（図示せず）に記憶されており、このプログラムに従って制御部１１が各回路等を制御する。なお、設定重量Ｗ11、Ｗ12、Ｗ13、Ｗ24、ゲート開口度Ｇ11、Ｇ12を表すデータＤＷ11、ＤＷ12、ＤＷ13、ＤＷ24、ＤＧ11、ＤＧ12は既に設定されているとする。まず、制御部１１は、適当な始動信号により始動して、第１の計量ホッパ５の計量信号が０から設定重量Ｗ11を越えるまでは第１の投入手段１の第１のゲート９を大きな投入流量となるゲート開口度Ｇ11に開放して投入ホッパ６内の被計量物７を第１の計量ホッパ５に投入し（大投入）、計量信号が設定重量Ｗ11を越えてから設定重量Ｗ12を越えるまでは第１のゲート９の開口度をサーボモータ１０によって調整して計量信号がオーバーシュートしないように被計量物７を第１の計量ホッパ５に投入する（中投入）。そして、計量信号が設定重量Ｗ12を越えてから設定重量Ｗ14’に落差量ｄを見込んだ重量（Ｗ14’−ｄ）＝Ｗ13になるまでは小程度の投入流量となるゲート開口度Ｇ12で被計量物７を投入する（小投入）（Ｓ１００、Ｓ１０２）。そして、計量信号がＷ13になると投入ホッパ６から第１の計量ホッパ５への被計量物７の投入を停止する（Ｓ１０４、Ｓ１０６）。これによって、目標重量ＷP の約９５％重量であるＷ14’の重量を目標として被計量物７を第１の計量ホッパ５に投入することができる。
【００２４】
なお、この定量秤の中投入は、第１の計量ホッパ５への投入流量が、設定重量Ｗ12と現在の投入重量ＷX との偏差のべきに比例して制御し、このべき指数ａを０．３乃至０．７の範囲内である０．５に設定してある。この制御フローチャートは、図４に示してあり後述する。
【００２５】
次に、制御部１１は、小投入の終了時から安定時間１Ｔ4 が経過したか否かを判定し（Ｓ１０８）、経過したと判定したと判定した時に、第１の計量ホッパ５に投入されている被計量物の投入重量Ｗ14を計量し（Ｓ１１０）、この投入重量Ｗ14の目標重量ＷP に対する第１の不足重量Ｗt2（＝ＷP −Ｗ14）を演算する（Ｓ１１２）。そして、上記安定時間１Ｔ4 が経過した時に、第２のゲート１６を開放して被計量物７を第１の計量ホッパ５から排出させて集合シュート１８に投入する（Ｓ１１４）。そして、排出時間Ｔ5 が経過した時に第２のゲート１６を閉じる（Ｓ１１６、Ｓ１１８）。制御部１１は、図３（ｂ）に示すように、排出が終了した時から安定時間２Ｔ6 が経過したか否かを判定し（Ｓ１２０）、安定時間２Ｔ6 が経過した時に、第１の計量ホッパ５の計量信号を読み取って第１の計量ホッパ５から排出されずに例えば付着して残留する被計量物の残留重量Ｗ15を計量し、投入重量Ｗ14から残留重量Ｗ15を減算することにより第１の計量ホッパ５から実際に排出された被計量物７の排出重量（Ｗ14−Ｗ15）を演算する。そして、目標重量ＷP からその実際に排出された排出重量（Ｗ14−Ｗ15）を減算して、その排出重量（Ｗ14−Ｗ15）の目標重量ＷP に対する不足重量、即ち、第２の不足重量Ｗt4（＝ＷP −（Ｗ14−Ｗ15））を演算する（Ｓ１２２）。しかる後に、第２の不足重量演算済みフラグをＯＮにする（Ｓ１２４）。
【００２６】
一方、第２の投入手段３は、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、第１の投入手段１による投入と略同じタイミングで（必ずしも同じタイミングにする必要はなく、例えばそれよりも遅れたタイミングでもよい）第３のゲート２２をゲート開口度Ｇ21に所定時間ｔ1 だけ開放して目標重量ＷP の約１０％重量であるＷ21’（＝Ｗ24＋落差分ｄ’）の重量をねらって第２の計量ホッパ１９に被計量物を小投入し（Ｓ２００、Ｓ２０２）、投入が終了した後に第３のゲート２２を閉じる（Ｓ２０４）。ただし、第２の計量ホッパ１９内に被計量物７が残っている場合は、第２の計量ホッパ１９内の被計量物の重量がＷ21’となるようにその満たない分を投入する。そして、この小投入の終了時から安定時間３ｔ2 が経過した時に（Ｓ２０６）、第２の計量ホッパ１９に投入されている被計量物の投入重量Ｗ21を計量する（Ｓ２０８）。なお、この投入重量Ｗ21は、第１の不足重量Ｗt2が演算により得られるタイミングと略同一のタイミングで得られるように、小投入時間ｔ1 及び安定時間３ｔ2 を設定してある。そして、制御部１１は、この安定時間３ｔ2 が経過した時に第４のゲート２７を開放し、第１の不足重量Ｗt2を目標として、第２の計量ホッパ１９から被計量物７の排出（ロスイン計量）を開始する（Ｓ２１０）。そして、第２の計量ホッパ１９から被計量物７の排出が続いている状態で第２の不足重量Ｗt4が演算により得られるが、この第２の不足重量Ｗt4が演算された時に（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、第１の不足重量Ｗt2に代えて第２の不足重量Ｗt4分の被計量物を第２の計量ホッパ１９から排出することを目標とする制御を行う。そして、第２の計量ホッパ１９の計量信号がＷ22（＝Ｗ21−Ｗt4）となった時に（ステップＳ２１８でＹＥＳ）、第４のゲート２７を閉じて第２の計量ホッパ１９からの被計量物７の排出を停止する（Ｓ２２０）。これによって、第２の不足重量Ｗt4を目標としてロスイン計量された被計量物７を集合シュート１８に排出することができる。
ただし、第２の不足重量Ｗt4の演算が終了する前に（ステップＳ２１２でＮＯ）、第２の計量ホッパ１９から第１の不足重量Ｗt2の被計量物の排出が終了した場合は（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、第４のゲート２７を閉じ（Ｓ２１６）、第２の不足重量Ｗt4の演算が終了して第２の不足重量Ｗt4の演算済みフラグがＯＮになるまで待ち（Ｓ２２２）、そして、第２の不足重量Ｗt4の演算が終了しステップＳ２２２でＹＥＳと判定した時に、第４のゲート２７を開いて（Ｓ２２４）、第２の計量ホッパ１９の計量信号がＷ22（＝Ｗ21−Ｗt4）となるまで被計量物の排出を行う（Ｓ２１８、Ｓ２２０）。
【００２７】
次に、第２の計量ホッパ１９から第２の不足重量Ｗt4を目標とする排出が終了し、安定時間４ｔ4 が経過した時に（ステップＳ２２６でＹＥＳ）、制御部１１は、第２の計量ホッパ１９に残っている被計量物の重量Ｗ23を計量し、この残留重量Ｗ23に基づいて第２の計量ホッパ１９から実際に排出された被計量物の重量（Ｗ21−Ｗ23）、及び第１及び第２の計量ホッパ５、１９から実際に排出された被計量物の合計重量〔（Ｗ14−Ｗ15）＋（Ｗ21−Ｗ23）〕を演算する（Ｓ２２８）。
【００２８】
これで１回の計量サイクルが終了して目標重量ＷP の被計量物７が集合シュート１８を介して包装機（図示せず）に供給される。このとき、包装機に供給された被計量物７の重量〔（Ｗ14−Ｗ15）＋（Ｗ21−Ｗ23）〕が表示部３１に表示される。しかる後に、次回以降の計量を上記と同様の手順で行い、停止信号により計量を停止する。
【００２９】
なお、ロスイン計量とは、ロスインウエイト式計量のことであり、第２の計量ホッパ１９内の被計量物の重量を常時監視しておき、初期重量から丁度設定された重量（上記不足重量）だけ減少した時に、第４のゲート２７を閉じて第２の計量ホッパ１９からの被計量物７の排出を停止させる計量方式である。
【００３０】
上記のように、この実施形態の定量秤によると、第１の計量ホッパ５から被計量物７が排出された後に第１の計量ホッパ５に付着して残留する被計量物の残留重量Ｗ15を計量して、第１の計量ホッパ５から実際に排出された被計量物の重量（Ｗ14−Ｗ15）を演算し、この実際に排出された被計量物の重量の目標重量ＷP に対する不足重量、即ち、第２の不足重量Ｗt4の被計量物を第２の計量ホッパ１９から排出することができるので、第１の計量ホッパ５に残留する被計量物の残留重量Ｗ15に基づく計量誤差を排除することができ、これによって、目標重量ＷP の被計量物を精度良く計量することができる。そして、第１の計量ホッパ５から実際に排出された被計量物の重量（Ｗ14−Ｗ15）を演算しているので、従来のように投入ホッパによる落差量ｄのばらつきによる計量誤差が生じず、これによっても計量精度の向上を図ることができる。従って、この定量秤によると、特に、ナトリウムペレット、吸水性ポリマーのペレット状物のように、被計量物の表面が湿気た状態となっているものや濡れた状態となっているもの、及び、付着性が高いものでもこの付着分の重量による計量誤差が生じないので、このように付着性の高い被計量物でも高精度の計量を行うことができる。更に、付着性が小さいものでも、第１の計量ホッパ５に載ったままで残っているものや第１の計量ホッパ５の第２のゲート１６の回動部に噛み込まれ、第１の計量ホッパ５から排出されずに残留する場合においても、この残留分の重量が計量誤差とならないようにすることができる。請求項１に記載の残留重量は、例えば第１の計量ホッパ５の内周面にひっついているものや第１の計量ホッパ５のエアーシリンダ１７上に載っているもの、及び第１の計量ホッパ５の第２のゲート１６の回動部に噛み込まれて挟まっているものの重量を含むものとする。
【００３１】
そして、第１の計量ホッパ５に投入された被計量物の重量Ｗ14は、この定量秤の許容計量精度内で計量する必要があるが、その重量Ｗ14は、目標重量P よりもやや少ない重量であり、予め正確に定めた一定の重量とする必要がなく、従って、第１の投入手段１による第１の計量ホッパ５への被計量物の大投入、中投入、及び小投入の各投入流量は、従来の定量秤の投入ホッパ５１から計量ホッパ５０へ投入される被計量物の投入流量よりも大きくすることができ、これによって目標重量ＷP を計量するための計量サイクル時間ＴK2を従来の計量サイクル時間ＴK1よりも短縮することができ、計量速度の向上を図ることができる。
【００３２】
また、図３に示すように、第１の計量ホッパ５からの被計量物の排出が終了する前（排出時間Ｔ5 が経過する前）に第２の計量ホッパ１９から第１の不足重量Ｗt2分の被計量物の排出を開始させているので、第２の計量ホッパ１９から第２の不足重量Ｗt4分の被計量物が排出される排出時間ｔ3 を、第１の計量ホッパ５から被計量物が排出される排出時間Ｔ5 に重ね合わせることができ、これによって、目標重量ＷP の計量サイクル時間ＴK2を短縮させることができる。
【００３３】
更に、第２の計量ホッパ１９からの第１の不足重量Ｗt2分の被計量物の排出が終了する前に第２の不足重量を目標とする被計量物の排出を開始するようにして、第２の不足重量Ｗt4分の被計量物を、途中で排出が途切れること無く（途中で排出流量が０とならずに）連続的に最後まで排出することができる。これによって、第２の不足重量Ｗt4分の被計量物を安定した流量で排出させることができるので、第２の計量ホッパ１９の計量精度の向上を図ることができ、その結果、この定量秤による目標重量ＷP の計量精度の向上を図ることができる。
【００３４】
そして、第２の計量ホッパ１９から排出された被計量物の排出重量（Ｗ21−Ｗ23）を正確に知ることができるので、例えば第２の計量ホッパ１９から排出された被計量物の排出重量（Ｗ21−Ｗ23）が第２の不足重量Ｗt4よりも少ないか否かを判定し、少ないと判定した場合にはその不足分を第２の計量ホッパ１９から追加して排出する構成とすることにより、目標重量ＷP の被計量物を更に精度良く計量することができる。
【００３５】
なお、図３において、第１の計量ホッパ５に被計量物を投入する次回の投入を、第１の計量ホッパ５からの被計量物の排出が終了して安定時間２Ｔ6 が経過した直後に行わず、第２の計量ホッパ１９における安定時間４ｔ4 が経過した以降に行うようにしたのは、投入を安定時間４ｔ4 の時間帯に行うと、大投入による振動が第２の計量手段４の計量誤差の原因となるからであり、これを避けるためである。
【００３６】
次に、制御部１１が投入ホッパ６に設けられている第１のゲート９のゲート開口度を制御する手順を図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、設定重量Ｗ11、Ｗ12、Ｗ13、ゲート開口度Ｇ11、Ｇ12を表すデータＤＷ11、ＤＷ12、ＤＷ13、ＤＧ11、ＤＧ12は既に設定されているとする。
まず、ゲート開口データＤＧ11をＤ／Ａ変換器３６に供給する（Ｓ２）。これによって、Ｄ／Ａ変換器３６が開口信号をサーボモータ１０に供給し、第１のゲート９の開口度は図３（ａ）に示すようにＧ11となり、第１の計量ホッパ５への被計量物の投入が開始される。そして、Ａ／Ｄ変換器１３からのデジタル計量信号を読み込み、第１の計量ホッパ５内に投入された被計量物の重量を表す計量データＤＷX を算出し（Ｓ４）、ＤＷX がＤＷ11に等しいか判定し（Ｓ６）、ＮＯであればＹＥＳになるまでステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６を繰り返す。この間、図３（ａ）に示すように開口度Ｇ11と一定であり、図３（ｂ）に示すように第１の計量ホッパ５内に投入された被計量物の重量は、開口度がＧ11となってから時間Ｌ経過した時に急峻に増加し、以後直線的に増加していく。なお、時間Ｌの時間遅れが生じるのは、投入ホッパ６と第１の計量ホッパ５との間に距離があるからである。これらステップＳ２〜Ｓ６が大投入の制御である。
【００３７】
ステップＳ６で判定がＹＥＳとなると、再び計量信号ＤＷX を算出し（Ｓ８）、第１のゲート９の開口度ＧX を表すデータＤＧX を算出する（Ｓ１０）。この開口度データＤＧX は、
0003732615.tif 000002
によって算出される。ただし、べき指数ａは０＜ａ＜１の値で、望ましくは０．３〜０．７、この実施形態では０．５に選択してある。算出されたＤＧX は、Ｄ／Ａ変換器３６に送出され（Ｓ１２）、そのＤＧX に対応した開口度ＧX に第１のゲート９の開口度が変更される。そして、ＤＷX がＤＷ12に等しいか判断し（Ｓ１４）、ＮＯであると、ＹＥＳになるまでステップＳ８〜Ｓ１４が繰り返される。これらステップＳ８〜Ｓ１４が中投入の制御である。この中投入制御の間には、ＤＷ12とＤＷX との偏差の０．５乗に比例して開口度ＧX が制御され、開口度ＧX の各変化量は緩やかである。従って、大投入から中投入に切り換わってから時間Ｌの間は、大投入制御に従って被計量物が第１の計量ホッパ５に投入され、その後に中投入制御に従って被計量物が第１の計量ホッパ５に投入されるので、開口度ＧX の変化量はあまり大きくなく、オーバーシュートは生じない。
【００３８】
ステップＳ１４での判断がＹＥＳになると、Ｄ／Ａ変換器３６へＤＧ12が供給される（Ｓ１６）。これによって、第１のゲート９の開口度はＧ12に固定される。そして、ＤＷX が算出され（Ｓ１８）、ＤＷX がＤＷ13に等しいか判断され（Ｓ２０）、ＮＯであると、ＹＥＳになるまでステップＳ１６〜Ｓ２０が繰り返される。従って、この間は図３（ａ）に示すように、ゲート開口度はＧ12に固定され、図３（ｂ）に示すように、ＤＷX は直線的に増加していく。そして、ステップＳ２０の判断がＹＥＳになると、ゲート閉データがＤ／Ａ変換器３６に供給され（Ｓ２２）、第１のゲート９が閉じられる。これによって、落差分ｄが第１の計量ホッパ５に供給され、設定重量Ｗ14’を目標とする被計量物の第１の計量ホッパ５への投入が完了する。その後、図示しないプログラムに従って安定時間１Ｔ4 経過後に第２のゲート１６が開かれ、計量済みの被計量物が第１の計量ホッパ５から排出される。このステップＳ１６〜Ｓ２０が小投入の制御である。
【００３９】
ただし、上記実施例では、第１の計量ホッパ５への被計量物の投入を大投入、中投入、及び小投入の３段階で行ったが、例えば大投入と中投入の２段階で設定重量Ｗ14’を目標とする被計量物の投入を行うようにしてもよい。
そして、上記実施形態では、中投入制御を（１）式に基づいて行ったが、これ以外の制御によって行ってもよい。例えば中投入において第１のゲート９の開口度を（Ｇ11−Ｇ12）／２に固定してもよい。
【００４０】
そして、上記実施形態において、第１、第３のゲート９、２２を開閉することにより被計量物７を自重により対応する各第１、第３の排出口８、２１から排出する構成としたが、投入ホッパ６内の被計量物７を各第１、第３の排出口８、２１から定体積ずつ強制的に排出する構成としてもよい。例えばオーガー式、又はスクリュー式等の排出装置を採用することができる。
【００４１】
また、目標重量ＷP の約９５％重量の被計量物７を第１の計量ホッパ５に投入したが、これ以外の例えば定量値の約９０％重量の被計量物７を第１の計量ホッパ５に投入してもよい。この場合、第２の計量ホッパ１９に収容されている被計量物の重量が目標重量ＷP の約１５％重量となるように制御する。
【００４２】
次に、上記実施形態における目標重量ＷP や図３に示す第１及び第２の計量ホッパ５、１９への投入時間等の各時間の具体例を示す。
目標重量ＷP ＝２５ｋｇ、第１の計量ホッパ５への投入時間（Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋Ｔ3 ）＝０．９ｓｅｃ、安定時間１Ｔ4 ＝１．１ｓｅｃ、排出時間Ｔ5 ＝０．５ｓｅｃ、安定時間２Ｔ6 ＝０．５ｓｅｃ、第２の計量ホッパ１９への投入時間ｔ1 ＝０．９ｓｅｃ、安定時間３ｔ2 ＝１．１ｓｅｃ、第２の計量ホッパ１９のロスイン排出時間ｔ3 ＝１．２ｓｅｃ、安定時間４ｔ4 ＝０．５ｓｅｃである。
【００４３】
【発明の効果】
第１の発明は、第１の計量ホッパから排出されずに第１の計量ホッパに残留する残留重量分を計量し、第１の不足重量にこの残留重量を加算して得られた第２の不足重量の被計量物を第２の計量ホッパから排出する構成である。つまり、第１の計量ホッパに残留する被計量物の残留重量を計量することにより、第１の計量ホッパから実際に排出された被計量物の重量を得ることができ、この実際に排出された被計量物の重量の目標重量に対する不足重量（第２の不足重量）の被計量物を第２の計量ホッパから排出することができるので、第１の計量ホッパに例えば付着して残留する被計量物の残留重量よる計量誤差を解消することができ、その結果、目標重量の被計量物を従来よりも精度良く計量することができる。つまり、付着性が高く、第１の計量ホッパから完全に排出させることができないような被計量物でも高精度で目標重量の計量を行うことができる。更に、図５及び図６に示す従来の定量秤における落差量ｄのばらつきによる計量誤差を解消することができるので、この点でも従来よりも計量精度の向上を図ることができる。
【００４４】
そして、第１の発明によると、第１の計量ホッパに投入された被計量物の重量は、この定量秤の許容計量精度内で計量する必要があるが、その重量は、目標重量よりもやや少ない重量であり、予め正確に定めた一定の重量とする必要がなく、従って、第１の投入手段による第１の計量ホッパへの被計量物の投入流量は、従来の定量秤の投入ホッパ５１から計量ホッパ５０へ投入される被計量物の投入流量よりも大きくすることができ、これによって第１の計量ホッパによる計量時間の短縮が図られるので、目標重量を計量するための計量時間を従来よりも短縮することができ、計量速度の向上を図ることができる。
【００４５】
また、第１の計量ホッパからの被計量物の排出が終了する前に第２の計量ホッパから第１の不足重量分の被計量物の排出を開始させているので、第２の計量ホッパから第２の不足重量分の被計量物が排出される排出時間を、第１の計量ホッパから被計量物が排出される排出時間に重ね合わせることができ、これによって、目標重量の計量時間の短縮に貢献することができる。
【００４６】
第２の発明によると、第２の計量ホッパからの第１の不足重量分の被計量物の排出が終了する前に第２の不足重量を目標とする被計量物の排出を開始する構成としたので、第２の計量ホッパから排出しようとしている第２の不足重量分の被計量物を、途中で排出が途切れること無く（途中で排出流量が０とならずに）連続的に最後まで排出することができる。これによって、第２の不足重量分の被計量物を安定した流量で排出させることができるので、第２の計量ホッパの計量精度の向上を図ることができ、その結果、この定量秤による目標重量の計量精度の向上を図ることができる。
【００４７】
第３の発明によると、第２の計量ホッパからの第２の不足重量分の被計量物の排出が終了し、その終了時点から所定の安定時間が経過した後に第２の計量ホッパ内の被計量物の重量を計量する構成であるので、第２の計量ホッパから実際に排出された被計量物の重量を正確に知ることができる。これによって、第１及び第２の計量ホッパから排出された被計量物の正確な合計重量を得ることができる。そして、例えば第２の計量ホッパから排出された被計量物の排出重量が第２の不足重量よりも少ない場合にはその不足分を追加して排出することができ、その結果、目標重量の被計量物を精度良く計量することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る定量秤の概略構成図である。
【図２】同実施形態に係る定量秤の電気回路を示すブロック図である。
【図３】同実施形態に係る定量秤の計量手順を示すタイムチャート、及び第１及び第２の投入手段のゲートの開口度変化と重量変化との関係を示す図である。
【図４】同実施形態の第１の計量ホッパへの被計量物の投入の制御を示すフローチャートである。
【図５】従来の定量秤を示すブロック図である。
【図６】同従来の定量秤における供給装置のゲートの開口度変化と重量変化との関係を示す図である。
【図７】同発明の同実施形態に係る定量秤の計量及び動作手順を示すフローチャートである。
【図８】同発明の同実施形態に係る定量秤の計量及び動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  第１の投入手段
２  第１の計量手段
３  第２の投入手段
４  第２の計量手段
５  第１の計量ホッパ
１９  第２の計量ホッパ
３７  駆動計量部
【図１】
0003732615.tif 000003
【図２】
0003732615.tif 000004
【図３】
0003732615.tif 000005
【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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