JP2010038687A

JP2010038687A - 組合せ秤および組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法

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Publication number: JP2010038687A
Application number: JP2008200865A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kajiwara; 裕之梶原
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-08-04
Also published as: JP5161693B2

Abstract

【課題】ホッパゲートの開閉がより高速化された組合せ秤を提供する。
【解決手段】被計量物を保持して排出するホッパと、前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備え、０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を駆動電流とするとき、前記制御機構は、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とし、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とし、前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とするように構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、組合せ秤に関する。より詳しくは、ステッピングモータにより開閉駆動されるホッパゲートを備えた組合せ秤および該組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法に関する。

被計量物を保持して排出するホッパゲートを備えた組合せ秤は、さまざまな製品の計量包装分野において広く利用されている。ホッパゲートの駆動源としては、エアシリンダやモータなどが用いられる。中でもステッピングモータは、小形かつデジタル制御が容易なため、ホッパゲートの駆動源として好適に使用される。

ステッピングモータの駆動の制御に関する先行技術として、例えば、特許文献１乃至２に開示された制御装置乃至制御方式がある。

特許文献１の制御装置では、ステッピングモータの駆動停止期間における供給電力、供給電流、あるいは供給電圧を制限し、消費電力を低減する。該制御装置は、原稿や記録紙を搬送する搬送機構に使用することが想定されている。停止時に必要とされるトルクは一定であり、駆動停止期間における制限の程度も一定である。

特許文献２の制御方式では、停止制御時、ステッピングモータのロータが速やかに停止するよう、駆動電流を制御する。ロータの変位のタイミングに基づいて、ステッピングモータの駆動電流を所定値と保持電流の２段階で切り替える。該制御装置は、印字装置の紙送り機構に使用することが想定されている。停止時に必要とされるトルクは一定であり、保持電流は一定の値とされている。

シャッタの開閉駆動にステッピングモータを用いた物品供給排出装置の先行技術として、例えば、特許文献３に開示された物品供給排出装置がある。該装置では、ホッパへと物品が落下したときに、該物品の重力方向の加重にてシャッタが下方に開放される力が負荷される。この力により、シャッタの閉状態においても、物品落下時とそれ以外とでは必要とされる保持力が異なることになる。該装置では、必要とされる保持力に合わせて、２種類の保持電流を用いて、電流の制御を行う。かかる制御により、消費電力が抑制される。
特開平５−３６９９特開平１−１２２３９６再公表ＷＯ０１／０６２６３７

しかしながら、従来の組合せ秤において動作を高速化させる場合には、依然として多くの課題があった。本発明は高速化に伴う課題を解決可能な組合せ秤および組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した。その結果、以下の点に気づいた。

組合せ秤の動作を高速化させる方策の一つは、ホッパゲートの開閉に要する時間を短縮することである。ホッパゲートの開閉駆動をステッピングモータで行う場合、かかる高速化は、ステッピングモータに供給される駆動電流を大きくすることが考えられる。

しかしながら、実際に駆動電流を大きくしてホッパゲートの制御を行うと、ホッパのゲートの開保持時にステッピングモータが振動することがあった。これは、各相におけるステッピングモータ駆動回路の回路定数のばらつき、あるいは電源に由来するリップルの増加によるものと思われた。ステッピングモータの振動が発生した場合、ステッピングモータの振動が僅かであっても、ホッパゲートが共振して深刻な騒音問題となることが分かった。

また、駆動電流を大きくすると、消費電力が増大し、組合せ秤の温度が上昇するという問題も深刻化する。特に冷凍食品などを計量する場合、組合せ秤の温度上昇は、被計量物の品質維持にとって深刻な問題になりうる。

そこで本発明者は、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に駆動電流を小さくすることにより、かかる騒音問題を解決できることに想到した。一般にホッパゲートを開いた状態に維持する時間は短い（数十〜数百ｍｓｅｃ）が、そのような短い時間であっても駆動電流を小さくすることで、騒音および消費電力を低減し、組合せ秤の温度上昇を抑制することが可能となる。

すなわち上記課題を解決すべく、本発明の組合せ秤は、被計量物を保持して排出するホッパと、前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備え、０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を駆動電流とするとき、前記制御機構は、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とし、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とし、前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とするように構成されている。

かかる構成では、ホッパゲートを駆動する際に大きな駆動電流（Ｉ３）を用いて高速動作をさせても、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合の駆動電流（Ｉ２）は小さくなる。これにより、ホッパゲートを開いた状態で保持する際に生じる騒音を低減できる。また、ステッピングモータにおける電力消費が低減され、組合せ秤の温度上昇を抑制できる。

また、ホッパゲートが閉じているか開いているか、というホッパゲートの状態に応じて異なる駆動電流が用いられる。これにより、駆動電流の大きさが最適化され、騒音の低減、電力消費の低減、組合せ秤の温度上昇抑制が可能となる。

したがって、騒音や温度上昇などを防止しつつ、ホッパゲートの開閉がより高速化された組合せ秤を提供することができる。

上記組合せ秤において、前記制御機構は、制御装置と、前記制御装置と通信可能に接続され前記制御装置からの入力に基づいて前記駆動電流を変更する駆動部とを備え、前記制御装置は、前記駆動部へと駆動パルス信号とパワーダウン信号とホールド信号とを入力し、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に、パワーダウン信号およびホールド信号をそれぞれＯＮおよびＯＦＦとし、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、パワーダウン信号およびホールド信号をそれぞれＯＦＦおよびＯＮとし、前記ホッパゲートを駆動する場合に、パワーダウン信号およびホールド信号をそれぞれＯＦＦおよびＯＦＦとしかつ駆動パルス信号として所定数のパルス信号を所定周期で出力するように構成され、前記駆動部は、パワーダウン信号およびホールド信号がそれぞれＯＮおよびＯＦＦの場合に前記駆動電流をＩ１とし、パワーダウン信号およびホールド信号がそれぞれＯＦＦおよびＯＮの場合に前記駆動電流をＩ２とし、パワーダウン信号およびホールド信号がそれぞれＯＦＦおよびＯＦＦの場合に前記駆動電流をＩ３としかつ駆動パルス信号に基づいて前記ステッピングモータを回転させるように構成されていてもよい。

かかる構成では、各信号をＯＮあるいはＯＦＦにすることで、駆動電流を容易に制御できる。

上記組合せ秤において、前記ホッパおよび前記ホッパゲートは、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、前記ホッパゲートが閉じる力が生じるような構造を有してもよい。あるいは上記組合せ秤において、Ｉ３は、前記ホッパゲートが閉じる力に抗するトルクを与える必要最小限の電流であってもよい。

かかる構成では、ステッピングモータのトルクがホッパゲートが閉じる力と釣り合うように駆動電流Ｉ２を調整することで、最適化された制御が可能となる。

また、本発明の組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法は、被計量物を保持して排出するホッパと、前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備えた組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法であって、０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を駆動電流とするとき、前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とし、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とし、前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とする。

したがって、組合せ秤において、騒音や温度上昇などを防止しつつ、ホッパゲートの開閉をより高速化できる。

本発明は、上記のような構成を有し、ホッパゲートの開閉がより高速化された組合せ秤を提供することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
［組合せ秤の全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成を示す側面図である。以下、図１を参照しつつ、本実施形態の組合せ秤１００について説明する。なお、図１では一番左側のユニット取り付け口にのみユニットおよびホッパが取り付けられた状態を示している。

図１に示すように、組合せ秤１００は、略円筒形のボディ１０１と、ボディ１０１の上方中央に配設された平たい円錐状の形状を有する分散装置１０２と、分散装置１０２を取り巻くように配設された複数の直進フィーダ１０４と、それぞれの直進フィーダに対応して設けられた複数の供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８と、供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８の駆動部を収納したアクチュエータユニット１１０と、ボディ１０１を支える４本のフレーム１１２と、フレーム１１２を指示するベース１１４とを備えている。計量ホッパ１０８は、内側および外側に開閉可能な、２枚のホッパゲート１１を備えている。

ボディ１０１には、側面に複数のユニット取付口１１６が設けられ、アクチュエータユニット１１０はユニット取付口１１６にはめ込まれ、ネジなどで固定される。アクチュエータユニット１１０の、ボディ１０１の側面に露出する面には、ホッパ取付フック１１８が設けられており、これと計量ホッパ１０８の取付金具とが係合されることで計量ホッパ１０８がアクチュエータユニット１１０に保持される。

アクチュエータユニット１１０の内部に、計量装置用ホッパゲート駆動機構１０（図２参照）が配設されており、リンク機構１３の一部が、アクチュエータユニット１１０の外部に露出している。アクチュエータユニットの外壁面には、壁面を貫通するように溝が設けられており、該溝をリンク機構１３のアームが貫通することで、リンク機構１３のアームが揺動可能に構成されている。

２枚のホッパゲート１１は互いに連動するように構成されている。２枚のホッパゲート１１は、トグル機構１１７により互いに連結されている。トグル機構１１７は、ホッパゲートが閉じた状態において、リンク機構に外部（モータ）からトルクが供給されなくても（あるいは微小なトルクが供給されるだけで）、ホッパ内部の被計量物の重量によりホッパゲートが勝手に開くことがないように、ホッパゲートの位置を保持する。一方、ホッパゲートが開いた状態では、これを維持するために、リンク機構に外部（モータ）から一定のトルクが供給される必要がある。

アクチュエータユニット１１０には、供給ホッパ１０６を駆動するための駆動機構も設けられている。供給ホッパ１０６についても計量ホッパ１０８と同様の計量装置用ホッパゲート駆動機構により駆動することとしてもよいことは言うまでもない。

使用時においては、全てのユニット取付口１１６にアクチュエータユニット１１０が取り付けられ、それぞれのアクチュエータユニット１１０に供給ホッパ１０６および計量ホッパ１０８が１個ずつ取り付けられる。また、計量ホッパ１０８の下方には集合シュートが設けられる。

［組合せ秤の全体動作］
被計量物は、組合せ秤１００の上方に設けられた図示されない供給経路から分散装置１０２へと落下する。分散装置１０２は振動により被計量物を直進フィーダ１０４へと供給する。直進フィーダ１０４は振動により、被計量物を供給ホッパ１０６へと間歇的に供給する。供給ホッパ１０６は、所定のタイミングでホッパゲートを開いて被計量物を計量ホッパ１０８へと供給する。計量ホッパ１０８は供給ホッパ１０６から受け取った被計量物を計量し、計量値を図示されない組合せ演算部へと送信する。組合せ演算部は、計量値の合計が予め設定された目標重量よりも大きく、かつ該目標重量に最も近くなるような計量ホッパ１０８の組合せを演算により求め、該組合せに参加する計量ホッパ１０８のホッパゲートを開いて被計量物を排出する。計量ホッパ１０８の開閉は、アクチュエータユニット１１０に設けられた計量装置用ホッパゲート駆動機構１０により行なわれる。なお、組合せ演算部は組合せ秤１００全体の動作を制御する装置である。制御部は、後述する制御装置と同一でもよいし、異なっていてもよい。

［計量装置用ホッパゲート駆動機構の構成］
図２は、本発明の第１実施形態における計量装置用ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。図２中、破線は信号授受の方向を指す。

図２に示すように、計量装置用ホッパゲート駆動機構１０は、制御装置２１と、電源１９と、制御装置２１からの制御信号および電源１９からの電力を受け取る駆動部１７（ドライバ）と、駆動部１７によって回転が制御されるステッピングモータ１５と、ステッピングモータ１５の回転軸に取り付けられてステッピングモータ１５の回転力を伝達するリンク機構１３（動力伝達機構）と、リンク機構１３から伝達された駆動力によって開閉するホッパゲート１１とを備えている。

制御装置２１は、ＣＰＵ２３と、タイマ２４と、メモリ２５（記憶装置）とを備えており、ＣＰＵ２３とタイマ２４とは互いに通信可能に接続され、ＣＰＵ２３とメモリ２５とは互いに通信可能に接続されている。ＣＰＵ２３は、駆動部１７とも通信可能に接続されている。具体的には、ＣＰＵ２３は、駆動部１７と、駆動パルス信号３１を送受信するための駆動パルス信号線と、パワーダウン信号３３を送受信するためのパワーダウン信号線と、ホールド信号３５を送受信するためのホールド信号線とで通信可能に接続されている。メモリ２５にはテーブルデータ（モータ駆動用データ）や後述する動作プログラムが記憶されている。

本実施形態における駆動パルス信号３１は、ステッピングモータ１５を駆動するためのパルス信号である。１個のパルスが入力される度に、ステッピングモータ１５が１ステップ角（例えば０．９°）だけ回転する。回転方向の制御は、例えば励磁するコイルを制御装置２１が直接選択することとした上で、制御装置２１がコイルを励磁する順序を変更することにより実現しうる。

本実施形態におけるパワーダウン信号３３は、ステッピングモータ１５を待機状態にするか、活性化した状態にするかを示す信号である。パワーダウン信号３３がＯＮの場合には、ステッピングモータ１５は励磁はされているものの、モータを回転させるほどの電流は供給されない。なお、パワーダウン信号がＯＮの場合に、励磁そのものをＯＦＦにすることとしてもよい。この場合、パワーダウン信号がＯＮとなると、駆動電流は０Ａとされてもよい。

本実施形態におけるホールド信号３５は、ステッピングモータ１５のロータ（回転軸）の位置（回転角）を、その状態で維持することを示す信号である。ホールド信号３５がＯＮになると、駆動部１７はステッピングモータ１５の回転を停止させ、ロータの位置をその時点における位置で維持する。

テーブルデータは、ホッパゲート１１を開閉する際のステッピングモータ１５の駆動パターンを記録したもので、例えばパルス数、パルス周期、回転方向などからなる。テーブルデータにより、ホッパゲート１１を開くために必要な時間や開く際の速度パターン、ホッパゲートを開いた状態で保持する時間、ホッパゲート１１を閉じるために必要な時間や閉じる際の速度パターン、等が特定される。

駆動部１７は、制御装置２１から受け取るパワーダウン信号３３およびホールド信号３５に応じて、電源１９からステッピングモータ１５へ供給される電流の大きさを変更する。信号に応じて電流の大きさを調整する具体的な方法は、例えば定電流回路を用いるなど、周知の技術を用いることができる。また、駆動部１７は、制御装置２１から受け取る駆動パルス信号に基づいて、ステッピングモータ１５を回転させる。具体的な回転方法は、周知の技術を用いることができるため、説明を省略する。

本実施形態の制御機構には、制御装置２１と、電源１９と、駆動部１７と、が含まれる。制御装置２１と、電源１９と、駆動部１７と、ステッピングモータ１５と、リンク機構１３の一部とは、アクチュエータユニット１１０の内部に配設されている。

［計量装置用ホッパゲート駆動機構の動作］
図３は、本発明の第１実施形態における制御装置２１の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。

制御装置２１は、待機状態において、制御部においてゲート駆動開始指示が発せられているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。なお、制御装置２１と制御部とが同一である場合には、制御装置２１と制御部との間の信号の授受はなく、プログラム上で判定が行われる。判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１０１を繰り返す。このとき、パワーダウン信号３３はＨ（ＯＮ、以下同様）であり、ホールド信号３５はＬ（ＯＦＦ、以下同様）である。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、ステッピングモータ１５へ入力する電流（以下、駆動電流）を０．３Ａ（＝Ｉ１）へと維持する。

判定結果がＹＥＳの場合には、制御装置２１は、パワーダウン信号３３をＬとし、ホールド信号をＬとする（ステップＳ１０２）。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を３Ａ（＝Ｉ３）へと変更する。

駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定間隔（周期）で所定数の開方向駆動パルス信号を出力する（ステップＳ１０３）。これによりステッピングモータ１５が所定のパターンで回転し、ホッパゲート１１が開方向へと駆動される。

ホッパゲート１１が開き終わると、制御装置２１は、パワーダウン信号３３をＬとし、ホールド信号をＨとする（ステップＳ１０４）。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を１．５Ａ（＝Ｉ２）へと変更する。

駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定時間だけステッピングモータ１５の回転を停止させる（ステップＳ１０５）。これにより、ホッパゲートが開いた状態で保持される。

所定時間が経過すると、制御装置２１は、パワーダウン信号３３をＬとし、ホールド信号をＬとする（ステップＳ１０６）。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を３Ａ（＝Ｉ３）へと変更する。

駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定間隔（周期）で所定数の閉方向駆動パルス信号を出力する（ステップＳ１０７）。これによりステッピングモータ１５が所定のパターンで回転し、ホッパゲート１１が閉方向へと駆動される。

ホッパゲート１１が閉じ終わると、制御装置２１は、パワーダウン信号３３をＨとし、ホールド信号３５をＬとする（ステップＳ１０８）。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を０．３Ａ（＝Ｉ１）へと変更する。駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１はステップＳ１０１を実行する。

図４は、本発明の第１実施形態における組合せ秤の動作の一例を示すタイミングチャートである。

待機状態（ステップＳ１０１）では、ホッパゲート１１は閉じている。このとき、パワーダウン信号３３はＨ、ホールド信号３５はＬとなり、駆動電流は０．３Ａ（＝Ｉ１）となる。また、駆動パルス信号は発信されない。この期間は、時間軸でいうところのｔ１およびｔ５である。

ホッパゲート１１を開く場合（ステップＳ１０２〜Ｓ１０３）には、パワーダウン信号３３はＬ、ホールド信号３５はＬとなり、駆動電流は３Ａ（＝Ｉ３）となる。駆動パルス信号３１が発信され、これに応じてステッピングモータ１５が回転してホッパゲート１１が開方向に駆動される。この期間は、時間軸でいうところのｔ２である。

ホッパゲート１１を開いた状態で保持する場合（ステップＳ１０４〜Ｓ１０５）には、パワーダウン信号３３はＬ、ホールド信号３５はＨとなり、駆動電流は１．５Ａ（＝Ｉ２）となる。また、駆動パルス信号３１は発信されない。この期間は、時間軸でいうところのｔ３である。

ホッパゲート１１を閉じる場合（ステップＳ１０６〜Ｓ１０７）には、パワーダウン信号３３はＬ、ホールド信号３５はＬとなり、駆動電流は３Ａ（＝Ｉ３）となる。駆動パルス信号３１が発信され、これに応じてステッピングモータ１５が回転してホッパゲート１１が閉方向に駆動される。この期間は、時間軸でいうところのｔ４である。

本実施形態では、期間ｔ３の駆動電流（Ｉ２）が、期間ｔ１、ｔ５における駆動電流（Ｉ１）よりも大きく、期間ｔ２、ｔ４における駆動電流（Ｉ３）よりも小さくなっている。

［効果］
以上のような動作によれば、ホッパゲートを駆動する際に大きな駆動電流（Ｉ３）を用いて高速動作をさせても、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合の駆動電流（Ｉ２）は小さくなる。これにより、ホッパゲートを開いた状態で保持する際に生じる騒音を低減できる。また、ステッピングモータにおける電力消費が低減され、組合せ秤の温度上昇を抑制できる。

ホッパゲートが閉じているか開いているかによって、その状態を維持するのに必要なトルク（モータにより供給すべきトルク）は異なる。本実施形態の組合せ秤によれば、ホッパゲートが閉じているか開いているか、というホッパゲートの状態に応じて異なる駆動電流が用いられる。これにより、駆動電流の大きさが最適化され、騒音の低減、電力消費の低減、組合せ秤の温度上昇抑制が可能となる。

よって、ホッパゲートの開閉がより高速化された組合せ秤を提供することができる。

［変形例］
なお、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の値はあくまで例示である。Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３を満たす限り、具体的な構成により様々な値を取りうる。

Ｉ１は必ずしも一定である必要はない。例えば、長時間ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合には、ステッピングモータの励磁をＯＦＦにすることが考えられる。この場合、ホッパゲートを閉じた状態の電流は励磁がＯＦＦの場合とＯＮの場合に対応して２種類（例えば、ＯＦＦの場合は０Ａ、ＯＮの場合は０．３Ａなど）存在することになる。Ｉ２やＩ３も必ずしも一定である必要はないことは同様である。Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の最小値をそれぞれＩ１_min、Ｉ２_min、Ｉ３_min、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の最大値をそれぞれＩ１_max、Ｉ２_max、Ｉ３_max、として、０≦Ｉ１_min≦Ｉ１_max＜Ｉ２_min≦Ｉ２_max＜Ｉ３_min≦Ｉ３_maxであってもよい。

また、ホッパゲートの動き始め（開き始め、閉じ始め）や動き終わり（開き終わり、閉じ終わり）とパワーダウン信号やホールド信号の切換のタイミングは必ずしも厳密に一致している必要はない。具体的な装置の構成に応じて適宜変更される結果、タイミングに若干のずれがあってもよい。

［比較例］
以下、本発明の比較例の組合せ秤２００について説明する。

組合せ秤２００の全体構成および全体動作については組合せ秤１００と同様であるので説明を省略する。

図５は、本発明の比較例における計量装置用ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。図２中、破線は信号授受の方向を指す。

図５に示すように、比較例の計量装置用ホッパゲート駆動機構２１０の構成は、制御装置２１から駆動部１７へ入力される信号に、駆動パルス信号３１およびパワーダウン信号３３のみが含まれ、ホールド信号３５が含まれない点で計量装置用ホッパゲート駆動機構１０と異なる。他の点については両者は共通しているので、同一の符合および名称を付して説明を省略する。

図６は、本発明の比較例における制御装置の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。

制御装置２１は、待機状態において、制御部においてゲート駆動開始指示が発せられているか否かを判定する（ステップＳ２０１）。なお、制御装置２１と制御部とが同一である場合には、制御装置２１と制御部との間の信号の授受はなく、プログラム上で判定が行われる。判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２０１を繰り返す。このとき、パワーダウン信号３３はＨ（ＯＮ、以下同様）である。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、ステッピングモータ１５へ入力する電流を０．３Ａへと維持する。

判定結果がＹＥＳの場合には、制御装置２１は、パワーダウン信号３３をＬとする（ステップＳ２０２）。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を３Ａへと変更する。

駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定間隔（周期）で所定数の開方向駆動パルス信号を出力する（ステップＳ２０３）。これによりステッピングモータ１５が所定のパターンで回転し、ホッパゲート１１が開方向へと駆動される。

ホッパゲート１１が開き終わると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定時間だけステッピングモータ１５の回転を停止させる（ステップＳ２０４）。これにより、ホッパゲートが開いた状態で保持される。このとき、パワーダウン信号３３はＬのままであり、かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を３Ａに維持する。

所定時間が経過すると、制御装置２１は、メモリ２５に記憶されたテーブルデータを読み込み、タイマ２４を利用して、所定間隔（周期）で所定数の閉方向駆動パルス信号を出力する（ステップＳ２０５）。これによりステッピングモータ１５が所定のパターンで回転し、ホッパゲート１１が閉方向へと駆動される。

ホッパゲート１１が閉じ終わると、制御装置２１は、パワーダウン信号３３をＨとする（ステップＳ２０６）。かかる信号が駆動部１７に入力される結果、駆動部１７は、駆動電流を０．３Ａへと変更する。駆動電流の変更が完了すると、制御装置２１はステップＳ２０１を実行する。

図７は、本発明の比較例における組合せ秤の動作の一例を示すタイミングチャートである。

待機状態（ステップＳ２０１）では、ホッパゲート１１は閉じている。このとき、パワーダウン信号３３はＨとなり、駆動電流は０．３Ａとなる。また、駆動パルス信号は発信されない。この期間は、時間軸でいうところのｔ１およびｔ５である。

ホッパゲート１１を開く場合（ステップＳ２０２〜Ｓ２０３）には、パワーダウン信号３３はＬとなり、駆動電流は３Ａとなる。駆動パルス信号３１が発信され、これに応じてステッピングモータ１５が回転してホッパゲート１１が開方向に駆動される。この期間は、時間軸でいうところのｔ２である。

ホッパゲート１１を開いた状態で保持する場合（ステップＳ２０４）には、パワーダウン信号３３はＬのまま維持され、駆動電流は３Ａで維持される。また、駆動パルス信号３１は発信されない。この期間は、時間軸でいうところのｔ３である。

ホッパゲート１１を閉じる場合（ステップＳ２０５）には、パワーダウン信号３３はＬのまま維持され、駆動電流は３Ａで維持される。駆動パルス信号３１が発信され、これに応じてステッピングモータ１５が回転してホッパゲート１１が閉方向に駆動される。この期間は、時間軸でいうところのｔ４である。

変形例では、期間ｔ３の駆動電流は、期間ｔ１、ｔ５における駆動電流よりも大きいが、期間ｔ２、ｔ４における駆動電流と等しくなっている。

変形例では、ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、駆動電流が、ホッパゲートを駆動する場合と等しくなる。このため、ホッパゲートを開いた状態で保持する際に生じる騒音を低減できない。また、ステッピングモータにおける電力消費が低減されず、組合せ秤の温度上昇を抑制できない。

本発明に係る組合せ秤および組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法は、高速化に伴う課題を解決可能な組合せ秤および組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法として有用である。

図１は、本発明の第１実施形態の組合せ秤の概略構成を示す側面図である。図２は、本発明の第１実施形態における計量装置用ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。図３は、本発明の第１実施形態における制御装置２１の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。図４は、本発明の第１実施形態における組合せ秤の動作の一例を示すタイミングチャートである。図５は、本発明の比較例における計量装置用ホッパゲート駆動機構の概略構成を示すブロック図である。図６は、本発明の比較例における制御装置の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。図７は、本発明の比較例における組合せ秤の動作の一例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０計量装置用ホッパゲート駆動機構
１１ホッパゲート
１３リンク機構
１５ステッピングモータ
１７駆動部
１９電源
２１制御装置
２３ＣＰＵ
２４タイマ
２５メモリ
１００組合せ秤
１０１ボディ
１０２分散装置
１０４直進フィーダ
１０６供給ホッパ
１０８計量ホッパ
１１０アクチュエータユニット
１１２フレーム
１１４ベース
１１６ユニット取付口
１１７トグル機構
１１８ホッパ取付フック
２１０計量装置用ホッパゲート駆動機構

Claims

被計量物を保持して排出するホッパと、
前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、
前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備え、
０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を駆動電流とするとき、
前記制御機構は、
前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とし、
前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とし、
前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とするように構成されている、
組合せ秤。
前記制御機構は、
制御装置と、
前記制御装置と通信可能に接続され前記制御装置からの入力に基づいて前記駆動電流を変更する駆動部とを備え、
前記制御装置は、
前記駆動部へと駆動パルス信号とパワーダウン信号とホールド信号とを入力し、
前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に、パワーダウン信号およびホールド信号をそれぞれＯＮおよびＯＦＦとし、
前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、パワーダウン信号およびホールド信号をそれぞれＯＦＦおよびＯＮとし、
前記ホッパゲートを駆動する場合に、パワーダウン信号およびホールド信号をそれぞれＯＦＦおよびＯＦＦとしかつ駆動パルス信号として所定数のパルス信号を所定周期で出力するように構成され、
前記駆動部は、
パワーダウン信号およびホールド信号がそれぞれＯＮおよびＯＦＦの場合に前記駆動電流をＩ１とし、
パワーダウン信号およびホールド信号がそれぞれＯＦＦおよびＯＮの場合に前記駆動電流をＩ２とし、
パワーダウン信号およびホールド信号がそれぞれＯＦＦおよびＯＦＦの場合に前記駆動電流をＩ３としかつ駆動パルス信号に基づいて前記ステッピングモータを回転させるように構成されている、
請求項１に記載の組合せ秤。
前記ホッパおよび前記ホッパゲートは、前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に、前記ホッパゲートが閉じる力が生じるような構造を有する、請求項１に記載の組合せ秤。
Ｉ３は、前記ホッパゲートが閉じる力に抗するトルクを与える必要最小限の電流である、請求項３に記載の組合せ秤。
被計量物を保持して排出するホッパと、
前記ホッパの排出口に設けられたホッパゲートと、
前記ホッパゲートを駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータを制御する制御機構とを備えた組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法であって、
０≦Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３とし、前記ステッピングモータに通流される電流を駆動電流とするとき、
前記ホッパゲートを閉じた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ１とし、
前記ホッパゲートを開いた状態で保持する場合に前記駆動電流をＩ２とし、
前記ホッパゲートを駆動する場合に前記駆動電流をＩ３とする、
組合せ秤におけるホッパゲートの駆動方法。