JP3635421B2 - 計量装置の予荷重装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として平衡機構が弾性体（例えばつる巻ばね、およびパラレログラム型ロードセル等）からなる計量装置において物品の載荷時に生じる弾性体特有の振動を緩和し、計量時間の短縮を図ることを目的とした計量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は平衡機構が弾性体を用いた計量装置として、例えば図３に示すような構成のものが知られている。この計量装置は平衡機構としてはパラレログラム型ロードセルを使用したもので全体の装置は粉粒体を定量計量するためのものであって概略の動作は次のようになっている。そこで図３に関する各部の符号について本発明の実施例図１と同等の機能を有する部分は同一符号とした。図３において、同一の原料３０ａおよび３０ｂがそれぞれ２５ａ、２５ｂの原料タンクに充分に準備されているものとする。今、設定器１５により目標値の設定を行い運転を開始する。原料Ａが原料タンク２５ａより原料供給フィーダ２４ａによって計量ホッパ２２に投入されるが、このような定量計量装置では計量時間の短縮を図るため能力の異なった複数の供給装置を用いることが多い。つまり大投入用供給フィーダと小投入用供給フィーダである。これらのフィーダは原料の供給能力が１：２０以内が普通である。図３の場合、原料供給フィーダ２４ａは大投入用供給フィーダとなり２４ｂは小投入用供給フィーダとなる。そこで上記の目標値を１００％設定器１６で設定し次に大投入用供給フィーダ２４ａで供給する値を目標値の９０％として（大投入カット値と称し）カット値設定器１７で設定する。カット値を何％にするかは原料の性状によって異なってくる。計量ホッパ２２には原料を投入しながら平衡機構２にて計量する。計量時間を短くするには、単に大投入と言ったり、粗投入又は９０％投入などとも称している計量ホッパ２２への供給量が９０％に達すると制御装置１４により小投入用供給フィーダ２４ｂに運転が切り替わり、残りの１０％を小能力にて微量投入を行い目標値に達すればこの投入も停止する。これら一連の供給が完了すると計量ホッパ４の排出ゲート２３が開き計量された定量原料は次の行程（図示しない）に排出される。以上で一回の定量計量は終了する。実際には計量精度を上げるために落差補正が行われているが詳細は省略する。上述したようにこのようなシステムでは大投入と小投入の切り替わり時期を原料の性状を考慮しながら旨く決定することで計量能力を向上させている。しかし、大投入というのは元来供給量の変動が大きく又カット性が悪いので定量性が望めない。従って大投入のみで目標値を求めるのは困難であるとされており、このことは大投入と小投入の切り替わり時期の不安定性によるものと考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
大投入と小投入の切り替わり時期が不安定になると計量時間が定まらず、特に後段に包装システム等がある場合にはシステム全体の制御に支障を来すという問題がある。例えば大投入が大きく変動すると投入中の計量信号にも変動が生じ、上述の切り替わり時期をその変動のピーク値で捉える結果、実際の値は予め設定したカット値より少ない所で大投入が完了してしまい小投入に切り替わってしまう。そうすると小投入というのは本来小能力であるため目標値に到達するまでに予想以上の時間がかかる結果となり計量時間が延びる。逆に大投入値が設定値以上に供給されてしまう場合も生じる。つまり、その変動のピークの下側で捉えてしまう結果であって、大投入から小投入に切り替わったときには実際の値は予め設定したカット値より多く投入されてしまい、小投入時間が極めて短くなってしまう場合が生じたり、場合によっては小投入の時間がなく、大投入の変動値でもって定量に達するということも生じて計量精度が著しく悪くなることがある。本発明はこのような従来技術の問題点を解決するものであり、大投入に多少の変動があっても計量時間の変動を極力少なくして計量時間を短縮した計量装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、第１の発明は物品の重さを計量するためのはかりであって、計量しようとする物品の目標値が決定されていると、その目標値より少ない値を計量する第１の計量段階と、この第１の計量段階を越えて上記の目標値まで計量する第２の計量段階とで構成される計量装置において上記第１の計量段階に等しいか又は近い値まで、上記はかりとは別の固定部より予荷重を印加するようにしたことを特徴とした計量装置の予荷重装置である。
【０００５】
また第２の発明においては、物品の重さを計量するためのロードセル式はかりであって、大投入および小投入の少なくとも２段の供給手段を有し、大投入供給手段は目標値より少ない値の物品の量を第１の計量値として供給し、小投入供給手段は上記大投入供給手段による第１の計量値としての供給が終了した時点で供給を開始するか又は大投入供給手段の運転と同時に運転された場合は継続し、第２の計量値として上記目標値まで供給し、目標値に達すると該供給を停止させる構成の計量装置において、上記第１の計量値に等しいか又は近い値まで上記ロードセル式はかりに予荷重を該はかりとは別の固定部より印加しておき、上記大投入供給手段を作動させたとき上記予荷重を越えた値より大投入供給手段を停止させ小投入供給手段の作動により上記目標値に到達するまで供給するようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
更に第３の発明においては、前記予荷重を印加する手段がモータ９によって駆動されるウォームギヤー６およびウォームホイール７と該ウォームホイール７の中心には螺旋嵌合した押圧軸５を備え、モータ９の正逆転駆動により押圧荷重を加除できることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明により定量計量装置を実施する場合について説明する。定量計量装置は通常大投入用供給装置および小投入用供給装置を備えたロードセル式のはかりであり、先ず始めに所定量設定器によって目標重量を設定する次に最も能率のよい計量ができるように所定量前のカット値即ち大投入の量を物品の性状から判断して設定する。大投入量が決まれば目標重量から大投入量を差し引いた残りが自動的に小投入量となるようにセットされる大投入量の設定が完了すると、予荷重をセットするための指示をする。この指示は通常、手動で開始するが大投入量の設定が完了すれば自動的に開始するようにしてもよく、いずれかの方法によって予荷重はロードセルに印加されることになる。この発明によれば上記の予荷重は大投入量が決定されると該大投入量と等しい値またはその近傍にセットされることを特徴としており、上記の予荷重セット開始指令により電動にてロードセルの荷重端に印加される。この印加された値は直ちに表示器上に表示される。通常はこの段階から計量運転にはいる。大投入用貯槽から大投入用供給装置により大投入が始まる。運転開始の当初はその供給状態に変動があってもこの間の計量値その物は変動値として表れない。本実施例ではロードセルに予め大投入量又はその相当量が強制的に負荷されているから大投入中の負荷変動は計測値には表れにくい特徴がある。従って大投入が終了する時点も安定しており正確なタイミングで小投入に切り替わることができる。そして小投入が完了すると定量となり該供給装置は停止し、定量計量動作は完了する。又図示していないが次工程から排出の指示があれば計量ホッパに付属しているホッパーゲートを開けて該定量計量物品を排出して一回の動作が終了する。しかし、ロードセルの零点の確認およびスパン等のチェック時にのみ除去するようにしてもよい。
【０００８】
【実施例】
この発明による定量計量装置について、全体の構成を示す図１および平衡機構１の拡大斜視図２を参照しながら各部の動作を説明する。先ず１は予荷重を印加する機構を含むホッパ式計量装置であり、２は平衡機構であって荷重検出用ロードセルである。そして３のホッパ取付用ブラケットが装着されており、該ブラケットの予荷重印加上面４に押圧軸５を押し当てて押圧荷重を印加する。その押圧荷重はパルスモータ９にて駆動されるウォームギヤー６およびウォームホイール７の正逆回転により押圧軸５が矢印８の方向に変位し押圧荷重の加除を行うようになっている。また平衡機構である荷重検出用ロードセル２の計測信号１０は増幅器１１に入りフィルタ１２およびＡ／Ｄ変換器１３を経て制御装置１４に入る。一方各種設定器により目標値（目標重量値）を目標値設定器１６にて設定する。そして更に大投入量値を同設定器１７にて設定する。これらの設定値は図示しない記憶装置に一旦記憶され制御装置１４に入力される。又この設定値は表示装置２１に表示される。各種設定器１５には目標値および大投入量値の設定器の他、荷重検出用ロードセル２に予荷重を印加するための指令用押釦スイッチ１８があり、この押釦スイッチを押すと指令信号２６はパルスモータ９に出力される。更に設定器１５には運転を開始する押釦スイッチ１９および運転停止用押釦スイッチ２０が設けられている。また計量ホッパ２２には定量物品を排出する排出ゲート２３があり、制御装置１４からの信号２７により開閉できるようになっており、次工程に排出できる構造である。計量ホッパの上部には大投入用供給装置２４ａおよび小投入用供給装置２４ｂを備えた原料タンク２５が設けられていて、原料３０が貯留されている。
【０００９】
このような構成の図１において、運転する場合を説明する。前述したように各種設定器１５にて先ず定量にしようとする目標の重量値および大投入量値を設定する。運転用押釦１８を押すと初回は設定された大投入量値に等しい値だけロードセル２に予荷重が印加される。この印加される値は常に表示装置２１に表示されており、大投入量値をターゲットにして制御装置１４内で比較されながら印加される。この印加荷重が大投入量値に等しくなると印加動作が終了する。そして直ちに大投入が開始される。大投入は制御装置１４により指令され、２８の信号により大投入用供給装置が駆動され行われる。前にも述べたが大投入は小投入と比べて供給量が多いので供給状態にも変動が生じている場合があり、大投入が完了する時点になるとロードセル２は計量ホッパ内に投入された原料の重量にて平衡し始める。即ち予荷重をかけていた押圧軸とロードセルの予荷重印加上面が離れるか否かの境界点に近づいた状態になる。やがて大投入は完了し停止する。そしてこの大投入の停止に伴って小投入が開始される。小投入動作が進むと押圧軸と該上面とは確実に離れ、やがて所定量に達して小投入も停止する。これで定量計量動作は終了となるが、次工程から定量原料の供給指令が来ると計量ホッパ２２の排出ゲート２３を開けて、先に計量した物品を排出する。２回目からは予荷重の印加動作は省略することは可能で、運転開始により即大投入が始まるようになっている。
【００１０】
本発明の実施例として粉粒体の計量手段を挙げたが、この他に台はかり等において、予め所定の重量に近い物品が入った容器を載せ、次に手作業で少しずつ物品を追加して定量にする場合などにも応用できる。例えば塊を乗せ降ろしする場合でもそれなりの衝撃値がいかに早く収まるかどうかではかりの計量時間が左右されることから本発明の技術が応用できる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、ロードセルが用いられた計量装置において、可能な限り所定量値に近いところまで予荷重を印加することにより積載時の衝撃荷重を抹殺するようにしたので所定量時のはかりの安定が早くなり計量時間が短縮できるとう効果がある。また、２種類の粉粒体を混合する場合などにおいては一方の粉粒体中に塊が多く含まれていると、他方の粉粒体に切り替わる時点にバラツキが生じるが本発明の技術を応用することにより、安定した切り替わり点が得られるので混合精度が向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例の全体構成図である。
【図２】本発明による実施例図１における平衡機構１の拡大斜視図である。
【図３】従来技術による全体構成図である。
【符号の説明】
１ 予荷重を印加する機構を含むホッパ式計量装置
２ 平衡機構で荷重検出用ロードセル
３ ホッパ取付用ブラケット
４ 同ブラケットの予荷重印加上面
９ パルスモータ
１１ 増幅器
１４ 制御装置
１５ 各種設定器
２１ 表示装置
２２ 計量ホッパ
２３ 排出ゲート
２４ 供給装置
２５ 原料タンク

Claims (3)

1. 物品の重さを計量するためのはかりであり、計量をしようとする物品の目標値が決定されており、該目標値より少ない値を計量する第１の計量段階と上記第１の計量段階を越え上記目標値まで計量する第２の計量段階とで構成される計量装置において、上記第１の計量段階に等しいか又は近い値まで、上記はかりに予荷重を上記はかりとは別の固定部より印加することを特徴とする計量装置の予荷重装置。
2. 物品の重さを計量するためのロードセル式はかりであって、大投入および小投入の少なくとも２段の供給手段を有し、上記大投入供給手段は目標値より少ない値の物品の量を第１の計量値として供給し、小投入供給手段は上記大投入供給手段による上記第１の計量値としての供給が終了した時点で供給を開始し、又は継続し第２の計量値として上記目標値まで供給し上記目標値に達すると該供給を停止させる構成の上記計量装置において、上記第１の計量値に等しいか又は近い値まで上記ロードセル式はかりに予荷重を該はかりとは別の固定部より印加しておき、上記大投入供給手段を作動させたとき上記予荷重を越えた値より上記大投入供給手段を停止させ、上記小投入供給手段の作動により上記目標値に到達するまで供給するようにしたことを特徴とする計量装置の予荷重装置。
3. 前記の予荷重を印加する手段がモータ９によって駆動されるウォームギヤー６およびウォームホイール７と該ウォームホイールの中央には螺旋嵌合した押圧軸５とにより構成されており、モータ９の正逆転駆動により押圧荷重を加除できることを特徴とする請求項１に記載の計量装置の予荷重装置。

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