JP6433727B2 - ロスインウェイト式定量供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロスインウェイト式定量供給装置に関し、特に、被計量物としての物品が収容される計量槽に当該物品を補給する技術に関する。

ロスインウェイト式定量供給装置は、例えば、粉粒状の物品の定量供給に用いられる。この定量供給を実現するために、ロスインウェイト式定量供給装置は、物品が収容される計量槽を備えている。計量槽には、排出手段が設けられており、この排出手段によって、当該計量槽内の物品が連続的に排出される。併せて、計量槽は、計量手段を有しており、この計量手段からの計量信号に基づいて、当該計量槽内の物品の重量が測定される。この重量測定値は、時間の経過に伴って、つまり当該計量槽内の物品が排出手段により連続的に排出されることに伴って、減少する。さらに、この重量測定値に基づいて、排出手段による物品の排出流量（質量流量）が求められ、詳しくは、当該重量測定値の単位時間当たりの減少量が排出流量測定値として求められる。そして、この排出流量測定値が所定の目標流量と一致するように、排出手段が制御される。このような排出流量測定値に基づく排出手段の制御は、計量排出制御と呼ばれている。この計量排出制御が行われることによって、排出手段による物品の排出流量が一定となり、定量供給が実現される。

ここで、計量槽内の物品の量が少なくなり、例えば重量測定値が所定の下限値に達すると、計量槽の上方に設けられた補給手段によって、当該計量槽に物品が補給され、常套的には自然落下により補給される。この補給手段による物品の補給は、計量槽内の物品の量が十分になるまで、例えば重量測定値が所定の上限値に達するまで、行われる。なお、この補給手段による物品の補給が行われている補給期間中も、定量供給が並行され、つまり排出手段による当該物品の排出が並行される。このため、補給手段による物品の補給流量は、排出手段による物品の排出流量よりもかなり大きめとされる。ただし、自然落下により補給される物品の衝撃荷重によって、当該物品の補給開始直後に、計量信号に比較的に大きな振幅のオーバシュート状の振動成分が現れる。この振動成分は、時間の経過に伴って減衰するが、物品の補給開始当初の補給流量が大きいほど、その振幅が大きく、また、それ自身が減衰するのに要する時間が長くなる。このように補給期間中の計量信号には、当該振動成分が重畳しているので、このような計量信号からは当然に、精確な重量測定値が得られず、ひいては精確な排出流量測定値が得られない。ゆえに、補給期間中は、この排出制御測定値に基づく計量排出制御ではなく、別の要領で排出手段が制御され、例えば一定の操作量（制御量）で当該排出手段が制御される。

しかしながら、一定の操作量で排出手段が制御されても、当該排出手段による実際の物品の排出流量は必ずしも一定とはならず、とりわけ計量槽内の物品の量によって変わることがある。例えば、排出手段がスクリューフィーダである構成においては、その操作量としての回転速度が一定とされても、計量槽内の物品の量によってスクリューフィーダに作用する圧力が変わり、これにより、当該スクリューフィーダによる物品の搬送効率が変わり、ひいては実際の物品の排出流量が変わることがある。また、計量槽内の物品の量によって当該計量槽内の物品の密度が変わることがあり、この場合も、スクリューフィーダによる物品の搬送効率が変わり、ひいては実際の物品の排出流量が変わる。このように、排出手段の操作量が一定とされる制御では、排出手段による実際の物品の排出流量が計量槽内の物品の量によって変わることがあり、（計量排出制御に比べて）高い定量供給精度が得られない。

この点を改善するために、従来、例えば特許文献１に開示されたものがある。この従来技術によれば、補給期間の始期の基準となる上述の下限値と、当該補給期間の終期の基準となる上述の上限値と、の間の重量領域が、複数の区間に分割される。その上で、補給期間以外の期間において、上述の計量排出制御が行われ、詳しくは計量槽としての計量ホッパ内の物品の重量が当該上限値から当該下限値になるまでの時間が予め定められた時間になるように、つまりは排出流量測定値が目標流量と一致するように、排出手段としての排出フィーダが制御される。この計量排出制御と併せて、同期間において、その時々の計量信号に基づいて当該その時々の計量ホッパ内の物品の重量が属する区間が特定され、当該区間ごとに排出フィーダの操作量としての排出制御信号の平均値が算出され、メモリに記憶される。そして、補給期間中は、その時々の計量信号に基づいて当該その時々の計量ホッパ内の物品の重量が属する区間が特定され、この特定された区間に対応する平均値がメモリから読み出され、この読み出された平均値に基づいて排出フィーダが制御される。これにより、補給期間中も、計量槽内の物品の量（重量）に応じた適切な操作量で排出フィーダが制御され、高い定量供給精度が維持される、とされている。なお、この従来技術におけるような排出フィーダの制御、つまり計量排出制御時の当該排出フィーダの操作量の平均値という言わば実績値に基づく制御は、見掛け排出制御と呼ばれている。

特開昭６２−１９７２１号公報

ところが、この従来技術をもってしても、実のところ、補給期間中は、依然として高い定量供給精度が得られない。即ち上述したように、従来技術では、補給期間中は、見掛け排出制御が行われる。この見掛け排出制御においては、その時々の計量信号に基づいて当該その時々の計量ホッパ内の物品の重量が属する区間が特定されるが、補給期間中の当該計量信号には、物品の衝撃荷重による比較的に大きな振幅の振動成分が重畳している。このような計量信号からは当然に、計量ホッパ内の物品の重量が属する区間を精確に特定することができず、ひいては当該区間に応じた適切な操作量を排出フィーダに与えることができない。このように、補給期間中は、排出フィーダに与えられる操作量が不適切なものとなるため、（計量排出制御に比べて）高い定量供給精度が得られない。

なお、特許文献１には明示されていないが、補給期間が終わっても、つまり補給手段としての供給フィーダによる計量ホッパへの物品の補給が停止されても、直ぐに見掛け排出制御から計量排出制御に切り換えることができる訳ではなく、実際には、上述の振動成分が十分に減衰するのに要する安定化期間が経過するのを待って、つまり精確な重量測定値が得られ、その結果として精確な排出流量測定値が得られる状態になるのを待って、当該見掛け排出制御から計量排出制御に切り換わる。また、このとき、物品の補給が急に停止されることによって、つまり当該物品の補給流量が或る大きさから急にゼロに変化することによって、計量ホッパに比較的に大きな反力が作用し、この反力に応じた比較的に大きな振幅を持つオーバシュート状の振動成分が新たに計量信号に現れる。従って、この物品の補給停止時に現れるオーバシュート状の振動成分をも考慮して、安定化期間の長さが定められる。この安定化期間においても、補給期間と同様、精確な重量測定値が得られず、つまり上述の如く精確な排出流量測定値が得られない。ゆえに、この安定化期間においても、補給期間と同様の要領で、例えば見掛け排出制御によって、排出フィーダが制御される（そのように制御せざるを得ない）。要するに、安定化期間においても、言い換えれば物品の補給が停止された後も暫くの間は、（計量排出制御に比べて）高い定量供給精度が得られない。

このように、従来技術では、補給期間とこれに続く安定化期間とを加えた長い期間において、つまり見掛け排出制御が適用される言わば見掛け排出制御期間において、高い定量供給精度が得られない。このことは、従来技術に限らず、ロスインウェイト式定量供給装置（厳密には計量槽を１つのみ備えるロスインウェイト式定量供給装置）全般に言えることである。そこで例えば、この見掛け排出制御期間という高い定量供給精度が得られない期間を短縮化することによって、稼働期間全体に占める当該見掛け排出制御期間の比率を低減させ、ひいては稼働期間全体としての定量供給精度（言わば総合的な定量供給精度）の向上を図ることができるように思われる。具体的には、補給期間中に、より大きい補給流量を与えることによって、当該補給期間を短縮化し、ひいては見掛け排出制御期間を短縮化することができるように思われる。しかし単に、より大きい補給流量を与えるだけでは、物品の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅がより大きくなり、言い換えれば補給期間中の振動成分の振幅がより大きくなり、また、重量測定値が上述の上限値に達すると、それまでの大きな補給流量がより急にゼロに変化するので、当該物品の補給停止時に発生するオーバシュート状の振動成分の振幅がより大きくなり、その分、これらの振動成分が十分に（つまり適切な計量排出制御を実現し得る程度にまで）減衰するのに要する安定化期間がより長くなり、望むような結果が得られない。これとは反対に、補給期間中の物品の補給流量を小さく与えると、当該物品の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅が小さくなり、言い換えれば補給期間中の振動成分の振幅が小さくなり、また、当該物品の補給停止時に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅も小さくなるので、その分、安定化期間を短縮化することができるが、この場合は当然に、補給期間が長くなり、やはり望むような結果が得られない。要するに、従来技術では、稼働期間全体としての定量供給精度の向上を図ることができない。

それゆえに、本発明は、従来よりも稼働期間全体としての定量供給精度の向上を図ることができるロスインウェイト式定量供給装置を提供することを、目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、計量手段を有する計量槽と、上記計量槽の上方に設けられ補給制御信号に従って該計量槽に被計量物としての物品を補給する補給手段と、上記計量槽に設けられ排出制御信号に従って該計量槽内の上記物品を排出する排出手段とを有している。さらに、本発明では、補給制御手段が、上記計量槽内の上記物品の量が少なくなったときに上記補給手段による該物品の補給が開始され、該計量槽内の該物品の量が予め定められた上限値にほぼ達したときに該補給が停止されるように、上記補給制御信号を繰り返し生成する。排出制御手段は、上記排出手段が上記物品を排出している排出期間のうち上記補給手段による補給が行われている補給期間には、予め定めた操作量で上記物品を排出し、上記排出期間のうち前記補給期間に続く期間であって上記補給に起因して上記計量手段の計量信号に現れる振動成分が減衰するのに要する安定化期間の経過後から上記排出期間の最終までの期間に、上記計量信号に基づいて、上記排出手段の排出流量の測定値が目標流量と一致するように、上記排出制御信号を繰り返し生成する。上記補給制御信号は、上記補給期間において、まず、予め定めた第１の時間に亘って上記補給手段による上記物品の補給流量が上記目標流量よりも大きい状態となり、その後、予め定めた第２の時間に亘って上記補給流量が上記目標流量よりも大きい状態を維持しつつ時間の経過に応じて連続的に漸減し、最終的に、該補給流量がゼロとなるように、生成されている。上記補給制御手段は、上記計量槽内の上記物品の量が上記上限値に達しようとするときに上記補給流量が上記目標流量と略等価になるように、上記補給制御信号を生成する。

このように構成された本発明によれば、計量槽に、被計量物としての物品が収容される。この計量槽には、排出手段が設けられており、当該排出手段は、排出制御手段から与えられる排出制御信号に従って、つまり排出制御手段による制御によって、計量槽内の物品を連続的に排出する。併せて、計量槽は、計量手段を有している。そして、この計量手段からの計量信号に基づいて、排出手段による物品の排出流量（質量流量）が測定される。そして、この排出流量測定値が所定の目標流量と一致するように、排出手段が制御され、つまり上述した計量排出制御が行われる。これにより、排出手段による物品の排出流量が一定となり、精確な定量供給が実現される。

また、計量槽の上方には、補給手段が設けられている。この補給手段は、補給制御手段から与えられる補給制御信号に従って、つまり補給制御手段による制御によって、計量槽に物品を補給し、例えば自然落下により当該物品を補給する。具体的には、補給手段は、計量槽内の物品の量が少なくなったときに、当該計量槽への物品の補給を開始する。この補給手段による計量槽への物品の補給は、当該計量槽内の物品の量が予め定められた上限値にほぼ達するまで、言わば当該計量槽内の物品の量が十分になるまで、行われる。なお、この補給手段による物品の補給が行われている補給期間中も、排出手段による物品の排出が並行される。このため、補給手段による物品の補給流量は、排出手段による物品の排出流量よりもかなり大きめとされる。ただし、物品の補給開始直後に、当該物品の衝撃荷重によって、特に自然落下により当該物品が補給される構成においては、計量信号に比較的に大きな振幅のオーバシュート状の振動成分が現れる。この振動成分は、時間の経過に伴って減衰するが、物品の補給開始当初の補給流量が大きいほど、その振幅が大きく、また、それ自身が減衰するのに要する時間が長くなる。このように補給期間中の計量信号には、当該振動成分が重畳しているので、このような計量信号からは当然に、精確な排出流量測定値が得られない。ゆえに、補給期間中は、この排出流量測定値に基づく計量排出制御ではなく、次の要領で排出手段が制御される。

即ち、補給期間中は、予め定めた操作量で排出手段が制御される。なお、予め定めた操作量で排出手段が制御される場合には高い定量供給精度が得られないことは上述した通りであるが、本発明では、後述する理由から、このような制御が採用されることが許される。

加えて、補給期間が終わった後も、つまり補給手段による物品の補給が停止された後も、暫くの間は、計量信号に上述の振動成分が重畳した状態にある。また、物品の補給が停止されるときに、当該物品の補給流量が或る大きさからゼロに変化することによって、計量槽に多少の反力が作用し、この反力に応じた多少の振幅を持つオーバシュート状の振動成分が計量信号に現れる。従って、この物品の補給停止時に現れるオーバシュート状の振動成分を含め、当該物品の補給に起因する全ての振動成分が減衰するまでは、詳しくは当該振動成分が減衰するのに要する安定化期間が経過するまでは、精確な排出流量測定値が得られない。ゆえに、安定化期間においても、補給期間と同様の要領で排出手段が制御され、このため、高い定量供給精度が得られない。

このように、補給期間と、これに続く安定化期間と、を含む言わば第１期間において、高い定量供給精度が得られない。一方、この第１期間以外の期間、厳密には排出手段による物品の排出が連続的に行われている排出期間のうちの当該第１期間以外の第２期間、においては、上述の計量排出制御が行われることによって、高い定量供給精度が得られる。そこで、本発明では、高い定量供給精度が得られない第１期間を短縮化することによって、排出期間という言わば稼働期間全体に占める当該第１期間の比率を低減させ、ひいては稼働期間全体としての定量供給精度の向上を図る。これを実現するために、補給手段が、次のように制御される。

まず、補給期間において、補給手段による物品の補給流量が、予め定めた第１の時間に亘って目標流量よりも、つまり排出手段による物品の排出流量よりも、かなり大きめとされ、例えば一定とされる。この一定の補給流量は、計量槽内の物品の量が出来る限り速やかに増大しつつ、当該物品の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅が過大にならない程度の、言い換えれば補給期間中の振動成分の振幅が過大にならない程度の、大きさとされる。その後、予め定めた第２の時間に亘って当該補給流量が、排出手段による物品の排出流量よりも大きい状態を維持しつつ、時間の経過に応じて連続的に漸減し、最終的にゼロになるように、制御される。このような制御が行われることによって、物品の補給流量がゼロになるまでの間に、つまり補給手段による物品の補給が停止されるまでの間に、計量信号に重畳している振動成分が十分に減衰する。また、物品の補給停止時の前後における当該物品の補給流量の変化量が低減されるので、その分、当該物品の補給停止時に計量槽に作用する反力が抑制され、これにより、当該反力に応じて発生するオーバシュート状の振動成分の振幅も抑制される。さらに、上述の如く物品の補給流量が連続的に漸減されることによって、例えば当該物品の補給流量が２段や３段等の数少ない段階にて不連続的に低減される場合とは異なり、補給期間中に補給流量が急激に変化するようなことがないので、当該補給期間中に新たな（オーバシュート状の）振動成分が発生することはない。この結果、物品の補給に起因する全ての振動成分が減衰するのに要する安定化期間が短縮化され、つまり当該安定化期間を含む第１期間の短縮化が図られる。そして、この第１期間が短縮化されることによって、稼働期間全体に占める当該第１期間の比率が低減され、ひいては稼働期間全体としての定量供給精度の向上が図られる。このように、本発明では、高い定量供給精度が得られない第１期間を短縮化することによって、結果的に、稼働期間全体としての定量供給精度の向上を図るので、当該第１期間の一部を成す補給期間において、上述の如く一定の操作量で排出手段が制御されることが許される。また因みに、本発明では、上述の如く計量槽内の物品の量が予め定められた上限値に達したときに補給手段による物品の補給が停止されるが、この物品の補給停止時における計量槽内の物品の量については、それほど高い精度は要求されず、つまり当該物品の補給停止時における計量槽内の物品の量が上限値と正確に一致する必要はない。従って厳密に言えば、物品の補給が停止されるときには、計量槽内の物品の量は無関係であり、つまりは、当該計量槽内の物品の量とは無関係に、物品の補給が停止される。加えて、ここで言う補給流量が時間の経過に応じて連続的に漸減するとは、当該補給流量が計量槽内の物品の体積量の増大に応じて連続的に漸減することと同義である。

なお、補給期間のうち補給流量が漸減する漸減期間において、時間の経過（言い換えれば計量槽内の物品の体積量の増大）に対する当該補給流量の漸減度合が、時間の経過に応じて漸増するように、制御されてもよい。この制御によれば、漸減期間の言わば前半部分において、補給流量が比較的にゆっくりと漸減する。これにより、当該漸減期間の前半部分において、補給流量が比較的に大きい状態が維持され、つまり計量槽内の物品の量が速やかに増大する状態が維持される。そして、漸減期間の後半部分において、補給流量が急激に漸減し、最終的に、当該補給流量がゼロになる。これにより、補給期間のさらなる短縮化が図られ、つまり当該補給期間を含む第１期間のさらなる短縮化が図られ、ひいては稼働期間全体としての定量供給精度のさらなる向上が図られる。

また、補給期間においては、計量槽内の物品の量が上述の上限値に達しようとするときに、つまり当該物品の補給が停止されようとするときに、当該物品の補給流量が、目標流量と略等価になるように、つまり排出手段による当該物品の排出流量と略等価になるように、制御されている。このような制御が行われることによって、物品の補給が停止されるときの当該物品の補給流量と排出流量との相互差が略ゼロとなり、計量槽に作用する上述の反力が抑制される。これにより、物品の補給停止時に現れるオーバシュート状の振動成分がさらに抑制される。この結果、安定化期間のさらなる短縮化が図られ、ひいては稼働期間全体としての定量供給精度のさらなる向上が図られる。

加えて、計量槽内の物品の量が上述の上限値に達した後も当該物品の補給を停止せずに、暫くの間は、当該物品の補給が継続されてもよい。この場合、当該物品の補給が継続される補給継続期間において、その直前における計量槽内の物品の量の増大または時間の経過に対する当該物品の補給流量の漸減度合よりも小さな度合で当該補給流量が漸減し、最終的に、当該補給流量がゼロになるように、制御されるのが望ましい。この制御によれば、計量槽内の物品の量が上述の上限値に達しても、直ちに、当該物品の補給が停止されるのではなく、暫くの間は、当該物品の補給が継続される。そして、この物品の補給が継続される補給継続期間において、当該物品の補給流量は、その直前における漸減度合よりも小さな度合で、言わばゆっくりと、漸減し、最終的にゼロになる。これにより、物品の補給が停止されるときの上述の反力がさらに低減され、当該物品の補給停止時に現れるオーバシュート状の振動成分がさらに抑制される。この結果、安定化期間のさらなる短縮化が図られ、ひいては稼働期間全体としての定量供給精度のさらなる向上が図られる。

上述したように、本発明によれば、稼働期間全体のうち補給期間および安定化期間という高い定量供給精度が得られない第１期間の短縮化が図られ、ひいては当該稼働期間全体としての定量供給精度の向上が図られる。ゆえに、従来よりも稼働期間全体としての定量供給精度が高いロスインウェイト式定量供給装置を実現することができる。

本発明の一実施形態の全体構成を示す概略図である。 同実施形態における制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。 同実施形態において物品の補給が行われる際の時間の経過に対する補給槽のゲート開度および計量槽による重量測定値の推移を示す図解図である。 同実施形態において物品の補給が繰り返し行われる際の時間の経過に対する計量槽による重量測定値の推移を示す図解図である。 同実施形態における制御装置の演算部によって実行される稼働タスクの流れを示すフローチャートである。 図５に続くフローチャートである。 図６に続くフローチャートである。 図７に続くフローチャートである。 同実施形態における別の例を説明するための図解図である。 図９とはさらに異なる別の例を説明するための図解図である。 図１０とはさらに異なる別の例を説明するための図解図である。 図１１とはさらに異なる別の例を説明するための図解図である。 図１３とはさらに異なる別の例を説明するための図解図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図１３を参照して説明する。

図１に示すように、本実施形態に係るロスインウェイト式定量供給装置１０は、計量槽２０を備えている。この計量槽２０は、例えば粉粒状の被計量物としての物品１００が収容される計量用ホッパ２２と、適当な支持部材２４，２４，…を介して当該計量用ホッパ２２を支持する計量手段としての複数のロードセル２６，２６，…と、を有している。各ロードセル２６，２６，…のそれぞれは、自身に印加された荷重の大きさに応じた電圧を持つアナログ計量信号Ｓｗを出力する。このアナログ計量信号Ｓｗは、例えば互いに合成（加算）されて、制御手段としての制御装置３０に入力される。

計量用ホッパ２２の下部にある排出口には、排出手段としての例えばスクリューフィーダ４０が設けられている。このスクリューフィーダ４０は、それ専用の駆動手段としての例えば直流モータ４２によって駆動され、当該直流モータ４２は、モータ駆動ユニット４４から与えられるフィーダ駆動信号Ｓｄｆに従って駆動する。そして、モータ駆動ユニット４４は、制御装置３０から与えられるフィーダ制御信号Ｓｆに従って当該フィーダ駆動用信号Ｓｄｆを生成する。

計量槽２０の上方には、補給手段としての補給槽５０が設けられている。この補給槽５０は、多量の物品１００が貯留される補給用ホッパ５２と、この補給用ホッパ５２の下部にある補給口に設けられた開閉ゲート５４と、を有している。開閉ゲート５４は、それ専用の駆動手段としての例えばサーボモータ６０によって駆動され、詳しくは当該サーボモータ６０から駆動力伝達手段としてのギア機構６２を介して与えられる駆動力によって駆動される。より詳しくは、サーボモータ６０は、サーボアンプユニット６４から与えられるゲート駆動信号Ｓｄｇに従って駆動し、この駆動力が、駆動ギア６２ａと従動ギア６２ｂとを有するギア機構６２を介して開閉ゲート５４に与えられる。これにより、開閉ゲート５４が開閉し、つまり当該開閉ゲート５４の開度Ｇｘが制御される。なお、サーボアンプユニット６４は、制御装置３０から与えられるゲート制御信号Ｓｇに従ってゲート駆動信号Ｓｄｇを生成する。また、サーボモータ６０の回転軸には、その回転角度を検出するための回転角度検出手段としての例えばロータリ型のポテンショメータ６６が取り付けられており、このポテンショメータ６６から出力される回転角度検出信号Ｓｐは、サーボアンプユニット６４に入力され、言わばフィードバックされる。サーボアンプユニット６２は、このフィードバックされた回転角度検出信号Ｓｐと制御装置３０からのゲート制御信号Ｓｇとを比較して、この比較結果に基づいて、希望通りのゲート開度Ｇｘとなるように、つまり当該ゲート制御信号Ｓｇに応じたゲート開度Ｇｘとなるように、ゲート駆動信号Ｓｄｇを補正する。

加えて、補給槽５０の上方には、物品供給パイプ７０が設けられている。詳しくは、物品供給パイプ７０は、その一端が補給槽５０の上方に位置するように設けられており、当該物品供給パイプ７０の他端は、図示しない物品供給源に結合されている。そして、一定のタイミングで、例えば補給槽５０（補給用ホッパ５２）内の物品１００の量（残量）が一定の範囲内に維持されるように、この物品供給パイプ７０を介して物品供給源から当該補給槽５０に物品１００が供給される。

制御装置３０は、図２に示すように、上述のアナログ計量信号Ｓｗが入力される増幅手段としての増幅回路３０２を有している。この増幅回路３０２に入力されたアナログ計量信号Ｓｗは、ここで適当に増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路３０４に入力される。なお、図示は省略するが、増幅回路３０２の前段または後段には、アナログ計量信号Ｓｗに含まれている比較的に高い周波数帯域のノイズ成分、例えば周波数が１００Ｈｚ以上の比較的に高い周波数帯域の電気的な要因によるノイズ成分、を除去するためのローパスフィルタ回路（例えば１次遅れフィルタ回路）が設けられている。

Ａ／Ｄ変換回路３０４は、増幅回路３０２から入力されたアナログ計量信号Ｓｗを所定のサンプリング周期ΔＴｗでサンプリングする。これにより、当該アナログ計量信号Ｓｗは、デジタル計量信号（以下、このデジタル計量信号についても、Ｓｗという符号を用いて表現する。）に変換される。そして、このＡ／Ｄ変換回路３０４による変換後のデジタル計量信号Ｓｗは、演算手段としての演算部３０６に入力される。なお、このＡ／Ｄ変換回路３０４のサンプリング周期ΔＴｗは、例えばΔＴｗ＝１ｍｓである。

演算部３０６は、例えば図示しない演算実行手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）３２を有しており、Ａ／Ｄ変換回路３０４から入力されたデジタル計量信号Ｓｗにデジタルフィルタリング処理を施す。このデジタルフィルタリング処理は、いわゆる秤系としての計量槽２０の固有振動ノイズを含む機械的要因によるノイズ成分や周波数が５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの交流電源ノイズ等の比較的に低い周波数帯域のノイズ成分を除去するためのものであり、このようなデジタルフィルタリング処理としては、例えば移動平均処理が適当である。そして、演算部３０６は、このデジタルフィルタリング処理後のデジタル計量信号（以下、このデジタルフィルタリング処理後のデジタル計量信号についても、Ｓｗという符号を用いて表現する。）に基づいて、計量槽２０（計量用ホッパ２２）内の物品１００の重量Ｗｘを求め、詳しくは当該重量Ｗｘの測定値である重量測定値Ｗｘ’を求める。さらに、演算部３０６は、この重量測定値Ｗｘ’に基づいて、上述したフィーダ制御信号Ｓｆを生成する。なお、このフィーダ制御信号Ｓｆは、デジタル態様の信号であり、Ｄ／Ａ変換回路３０８によってアナログ態様の信号に変換された後、モータ駆動ユニット４４に入力される。併せて、演算部３０６は、上述したゲート制御信号Ｓｇを生成する。このゲート制御信号Ｓｇもまた、デジタル態様の信号であり、別のＤ／Ａ変換回路３１０によってアナログ態様の信号に変換された後、サーボアンプユニット６４に入力される。このフィーダ制御信号Ｓｆによるスクリューフィーダ４０の制御要領およびゲート制御信号Ｓｇによる開閉ゲート５４の制御要領については、後で詳しく説明する。

演算部３０６には、記憶手段としてのメモリ回路３１２が接続されており、このメモリ回路３１２には、当該演算部３０６の動作を制御するための制御プログラムが記憶されている。また、演算部３０６には、当該演算部３０６に各種命令を入力するための命令入力手段としての操作部３１４と、当該演算部３０６による制御によって上述の重量測定値Ｗｘ’等の各種情報を表示する情報出力手段としての表示部３１６と、が接続されている。これらの操作部３１４および表示部３１６は、互いに一体化された構成のものでもよく、例えばタッチスクリーンによって構成されたものでもよい。

このように構成された本実施形態に係るロスインウェイト式定量供給装置１０によれば、次の要領により定量供給が実現される。

即ち、今、計量槽２０が空の状態にあり、つまり当該計量槽２０内に物品１００が収容されていない状態にある、とする。併せて、この計量槽２０のスクリューフィーダ４０が停止しており、つまりはそうなるように上述のフィーダ制御信号Ｓｆが生成されている、とする。さらに、補給槽５０内に十分な量の物品１００が収容されており、詳しくは当該補給槽５０内の物品１００の量が上述した一定の範囲内に維持されている、とする。また、この補給槽５０の開閉ゲート５４が閉じられた状態（Ｇｘ＝０）にあり、つまりそうなるように上述のゲート制御信号Ｓｇが生成されている、とする。

この状態において、まず、補給槽５０の開閉ゲート５４が開けられ、当該補給槽５０から計量槽２０への物品１００の補給が開始される。これにより、重量測定値Ｗｘ’が時間ｔｘの経過に伴って徐々に増大する。そして、この重量測定値Ｗｘ’が予め定められた上限値ＷＵに達した時点で、つまり計量槽２０に当該上限値ＷＵ相当分の重量Ｗｘの物品１００が補給された時点で、補給槽５０の開閉ゲート５４が一旦閉じられ、当該補給槽５０から計量槽２０への物品１００の補給が一旦停止される。

その上で、計量槽２０のスクリューフィーダ４０が駆動され、当該計量槽５０から外部への、例えば図示しないベルトコンベアや容器等の適当な排出先への、物品１００の排出が開始される。このとき、まず、スクリューフィーダ４０による物品１００の排出流量（質量流量）Ｑｄが予め定められた目標流量Ｑｔを理想とする適当流量となるように、例えば当該スクリューフィーダ４０の操作量（回転速度）ｑｄが目標流量Ｑｔに対応する標準操作量ｑｔと等価（ｑｄ＝ｑｔ）とされる。なお、標準操作量ｑｔは、事前の調整作業によって求められる。

そして、一定の期間ΔＴｃごとに、スクリューフィーダ４０による実際の物品１００の排出流量Ｑｄが測定される。具体的には、次の式１に基づいて、排出流量測定値Ｑｄ’が求められる。なお、この式１において、ΔＷｘは、当該一定の期間ΔＴｃにおける重量測定値Ｗｘ’の変動量（減少量）である。ここで言う一定の期間ΔＴｃは、例えばΔＴｃ＝１０ｍｓ〜１０ｓの範囲内で適当に定められ、好ましくはΔＴｃ＝５０ｍｓ〜０．５ｓの範囲内で適当に定められる。

《式１》
Ｑｄ’＝ΔＷｘ／ΔＴｃ

そして、この式１に基づく排出流量測定値Ｑｄ’が目標流量Ｑｔと一致（Ｑｄ’＝Ｑｔ）するように、例えば公知のＰＩ（Propotional-Integral）制御によって、スクリューフィーダ４０の操作量ｑｄが制御され、つまりそうなるように上述のフィーダ制御信号Ｓｆが生成される。要するに、排出流量測定値Ｑｄ’に基づく計量排出制御が行われる。この計量排出制御によれば、高精度な定量供給が実現される。

この計量排出制御と併せて、当該計量排出制御の後に行われる見掛け排出制御のために、スクリューフィーダ４０の操作量Ｑｄの基準となる基準操作量ｑ〈ｎ〉（ｎ；１〜Ｎの整数）の計算が行われる、具体的には、予め、上述の上限値ＷＵよりも小さい下限値ＷＬから当該上限値ＷＵまでの間のがＮ個の重量区間に分けられ、例えば等分される。そして、計量排出制御が行われている最中に、その時々の重量測定値Ｗｘ’が属する重量区間ｎが特定され、当該重量区間ｎごとにスクリューフィーダ４０の操作量ｑｄの平均値ｑ〈ｎ〉が求められる。そして、この重量区間ｎごとの平均値ｑ〈ｎ〉が、当該重量区間ｎごとの操作量ｑｄの基準として上述のメモリ回路３１２に記憶される。

この計量排出制御による定量供給が行われることによって、つまり計量槽２０内の物品１００の排出が続けられることによって、当該計量槽２０内の物品１００の量が減り、これに伴い、重量測定値Ｗｘ’が徐々に減少する。そして例えば、重量測定値Ｗｘ’が上述の下限値ＷＬに達すると（Ｗｘ≦ＷＬ）、補給槽５０から当該計量槽２０への物品１００の補給が再開される。このとき、当該補給を司る開閉ゲート５４は、その操作量としての開度Ｇｘが図３（ａ）に示す如く推移するよう制御され、つまりそうなるように上述のゲート制御信号Ｓｇが生成される。

即ち、当該ゲート開度Ｇｘは、多少の応答遅れを生じつつ、まず、Ｇｘ＝Ｇ１という比較的に大きな一定値とされる。このＧｘ＝Ｇ１というゲート開度Ｇｘは、上述した目標流量Ｑｔよりもかなり大きな流量Ｑ１（≫Ｑｔ）に対応する値である。これにより、当該ゲート開度Ｇ１に応じた一定の大きな流量（体積流量）Ｑ１で物品１００の補給が行われる。この状態は、物品１００の補給が再開された時点ｔ０から或る一定の期間Ｔ１が経過する時点ｔ１まで維持される。なお、この期間Ｔ１（ｔ０〜ｔ１）におけるゲート開度Ｇｘは、時間ｔｘの関数式ｆ１（ｔｘ）として、次の式２のように表される。

《式２》
Ｇｘ＝ｆ１（ｔｘ）＝Ｇ１
ｗｈｅｒｅ ｔ０≦ｔｘ＜ｔ１

この式２に基づくゲート開度Ｇｘ（＝Ｇ１）が適用される期間Ｔ１においては、上述の如く当該ゲート開度Ｇ１に応じた一定の大きな流量Ｑ１で物品１００の補給が行われることによって、図３（ｂ）に示すように、重量測定値Ｗｘ’が当該流量Ｑ１に応じた一定の高い速度ｄＷｘ’／ｄｔｘで増大する。この重量測定値Ｗｘ’についても、ゲート開度Ｇｘに従う応答遅れが生じる。また、物品１００の補給開始直後は、自然落下により補給される当該物品１００の衝撃荷重によって、重量測定値Ｗｘ’（アナログおよびデジタルそれぞれの計量信号Ｓｗ）に比較的に大きな振幅のオーバシュート状の振動成分が現れる。この振動成分は、時間ｔｘの経過に伴って減衰するが、物品１００の補給開始当初の補給流量Ｑ１が大きいほど、その振幅が大きく、また、それ自身が減衰するのに要する時間が長くなる。なお、図３（ｂ）は、この振動成分が次に説明する期間Ｔ２にまで影響している状態を示す。また、図３（ｂ）において、太破線の曲線Ｌｗｘは、計量槽２０内の物品１００の実際の重量値Ｗｘの推移を表す。

時点ｔ１からさらに或る一定の期間Ｔ２が経過する時点ｔ２までの間は、次の式３に示す２次関数式ｆ２（ｔｘ）に基づいて、ゲート開度Ｇｘが制御される。

《式３》
Ｇｘ＝ｆ２（ｔｘ）＝ａ１・ｔｘ^２＋ａ２・ｔｘ＋ａ３
ｗｈｅｒｅ ｔ１≦ｔｘ＜ｔ２

この式３において、ａ１，ａ２およびａ３は、いずれも定数であり、次の３つの条件が満足されるように決定される。即ち、第１の条件は、時点ｔ１におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ１であること、第２の条件は、当該時点ｔ１におけるＧｘ＝Ｇ１というゲート開度Ｇｘがその最大値であること、第３の条件は、時点ｔ２におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ２であること、である。なお、時点ｔ２におけるゲート開度Ｇ２は、目標流量Ｑｔと等価な流量Ｑ２（＝Ｑｔ）に対応する値である。また、時点ｔ２において、重量測定値Ｗｘ’が上述の上限値ＷＵと略等価（Ｗｘ’≒ＷＵ）になるように、時点ｔ１およびｔ２（期間Ｔ１およびＴ２）が適宜に設定され、さらには、期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１が適宜に設定される。

この式３に基づくゲート開度Ｇｘが適用される期間Ｔ２（ｔ１〜ｔ２）においては、当該ゲート開度Ｇｘは、時間ｔｘの経過に応じて連続的に漸減する。具体的には、当該ゲート開度Ｇｘは、時間ｔｘの経過に対するその変化率、言わば漸減速度｜ｄＧｘ／ｄｔｘ｜（＝｜２・ａ１・ｔｘ＋ａ２｜；ａ１＜０）、を連続的に漸増させながら、それ自体は連続的に漸減するように、言わば上に凸な曲線を描くように、推移する。これに応じて、重量測定値Ｗｘ’の増大速度ｄＷｘ’／ｄｔｘは、時間ｔｘの経過に伴って漸減する。また、当該重量測定値Ｗｘ’に重畳している振動成分が、時間ｔｘの経過に伴って、言い換えればゲート開度Ｇｘが漸減するのに伴って、つまり物品１００の補給流量Ｑｘが漸減するのに伴って、徐々に小さくなる。そして、時点ｔ２において、ゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ２となり、これにより、物品１００の補給流量Ｑｘが当該ゲート開度Ｇ２に対応する流量Ｑ２と略等価（Ｑｘ≒Ｑ２）になり、言い換えれば当該補給流量Ｑｘが目標流量Ｑｔと略等価（Ｑｘ≒Ｑｔ）になる。併せて、当該時点ｔ２において、重量測定値Ｗｘ’が上述の上限値ＷＵと略等価（Ｗｘ’≒ＷＵ）になる。

そして、時点ｔ２からさらに或る一定の期間Ｔ３が経過する時点ｔ３までの間は、次の式４に示す２次関数式ｆ３（ｔｘ）に基づいて、ゲート開度Ｇｘが制御される。

《式４》
Ｇｘ＝ｆ３（ｔｘ）＝ｂ１・ｔｘ^２＋ｂ２・ｔｘ＋ｂ３
ｗｈｅｒｅ ｔ２≦ｔｘ≦ｔ３

この式４において、ｂ１，ｂ２およびｂ３は、いずれも定数であり、次の３つの条件が満足されるように決定される。即ち、第１の条件は、時点ｔ２におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ２であること、第２の条件は、時点ｔ３におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝０であること、第３の条件は、当該時点ｔ３におけるＧｘ＝０というゲート開度Ｇｘがその最小値であること、である。なお、期間Ｔ３は、可能な限り短いことが望ましく、少なくとも上述の期間Ｔ１およびＴ２のいずれよりも短い（Ｔ３＜Ｔ１，Ｔ３＜Ｔ２）。

この式４に基づくゲート開度Ｇｘが適用される期間Ｔ３（ｔ２〜ｔ３）においては、当該ゲート開度Ｇｘは、その前の期間Ｔ２における推移とは反対に、下に凸な曲線を描くように推移する。即ち、当該ゲート開度Ｇｘは、その漸減速度｜ｄＧｘ／ｄｔｘ｜を連続的に漸減させながら、それ自体も連続的に漸減するように推移する。そして、当該ゲート開度Ｇｘは、最終的に、つまりｔ３において、Ｇｘ＝０となる。言わば、当該ゲート開度Ｇｘは、ゆっくりと滑らかにＧｘ＝Ｇ２という値からＧｘ＝０となる。このゲート開度ＧｘがＧｘ＝０となる時点ｔ３において、物品１００の補給が改めて停止される。なお、この期間Ｔ３とその前の期間Ｔ２との境界である時点ｔ２においても、ゲート開度Ｇｘが連続的に推移するように、当該ゲート開度Ｇｘが制御されるのが望ましい。また、当該期間Ｔ３においては、物品１００の補給流量Ｑｘがスクリューフィーダ４０による物品１００の排出流量Ｑｄよりも小さい（Ｑｘ＜Ｑｄ）ため、重量測定値Ｗｘ’は、時間ｔｘの経過に伴って徐々に減少する。因みに、物品１００の補給が停止される時点ｔ３は、重量測定値Ｗｘ’とは無関係である。換言すれば、重量測定値Ｗｘ’とは無関係に、式４に基づいて最終的に物品１００の補給が停止される。

ここで、物品１００の補給が行われる期間Ｔ１，Ｔ２およびＴ３を合計してＴｐという１つの符号で表すと、この補給期間Ｔｐ（＝Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）においては、上述したように、自然落下により補給される当該物品１００の衝撃荷重によって、重量測定値Ｗｘ’に振動成分が現れる。また（図３（ｂ）を含む各図からは分からないが）、物品１００の補給が停止される時点ｔ３においては、当該物品１００の補給流量Ｑｘが或る大きさからゼロになることによって、計量槽２０に多少の反力が作用し、この反力に応じた多少の振幅を持つオーバシュート状の振動成分が重量測定値Ｗｘ’に現れる。従って、これらの振動成分が重畳している状態にある重量測定値Ｗｘ’からは精確な排出流量測定値Ｑｄ’が得られない。ゆえに、これらの振動成分が十分に減衰するまでは、詳しくは補給期間Ｔｐと当該振動成分が十分に減衰するのに要する安定化期間Ｔｓとにおいては、排出流量測定値Ｑｄ’に基づく計量排出制御ではなく、見掛け排出制御が行われる。

即ち、補給期間Ｔｐと安定化期間Ｔｓとを合わせた言わば見掛け排出制御期間Ｔａ（＝Ｔｐ＋Ｔｓ）においては、その時々の重量測定値Ｗｘ’が属する重量区間ｎが特定され、この特定された当該重量区間ｎに対応する上述した基準操作量ｑ〈ｎ〉がメモリ回路１２から読み出される。そして、この読み出された基準操作量ｑ〈ｎ〉がスクリューフィーダ４０の操作量ｑｄとして与えられ、つまりそうなるように上述のフィーダ制御信号Ｓｆが生成される。

この見掛け排出制御期間Ｔａの終期である時点ｔｓ以降は、改めて上述の如く計量排出制御が行われると共に、次回の見掛け排出制御用の基準操作量ｑ〈ｎ〉の計算が行われる。これにより、図４に示すように、見掛け排出制御期間Ｔａと、これ以外の言わば計量排出制御期間Ｔｂと、が交互に繰り返される。

ところで、見掛け排出制御期間Ｔａにおいては、上述の如く重量測定値Ｗｘ’に振動成分が重畳しているため、このような重量測定値Ｗｘ’に基づいて特定される重量区間ｎは、精確でないことがある。従って、見掛け排出制御期間Ｔａにおいては、スクリューフィーダ４０に与えられる操作量ｑｄが不適切なものとなることがあり、ゆえに、計量排出制御期間Ｔｂに比べて、高い定量供給精度が得られない。

そこで、本実施形態では、高い定量供給精度が得られない見掛け排出制御期間Ｔａを短縮化することによって、当該見掛け排出制御期間Ｔａと計量排出制御期間Ｔｂとを合わせた（１サイクル分の）稼働期間（＝Ｔａ＋Ｔｂ）全体に占める当該見掛け排出制御期間Ｔａの比率を低減させ、言い換えれば高い定量供給精度が得られる計量排出制御期間Ｔｂの当該稼働期間全体に占める比率を増大させ、ひいては稼働期間全体としての定量供給精度の向上を図る。

そのために、改めて図３を参照して、補給期間Ｔｐのうちの序盤に当たる期間Ｔ１において、上述の如くゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ１という大きな一定値とされ、つまりこの一定の大きなゲート開度Ｇ１に応じた一定の大きな流量Ｑ１で物品１００の補給が行われる。ただし、この序盤期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１は、計量槽２０への物品１００の補給が出来る限り速やかに行われると共に、当該物品１００の衝撃荷重が出来る限り抑制されるような、言い換えれば計量槽２０に作用する上向きの反力が出来る限り抑制されるような、大きさとされる。これにより、物品１００の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅が抑制され、つまり序盤期間Ｔ１を含む補給期間Ｔｐ中の振動成分の振幅が抑制される。

そして、この序盤期間Ｔ１に続く中盤の期間Ｔ２において、ゲート開度Ｇｘは、当該ゲート開度Ｇｘに基づく物品１００の補給流量Ｑｘがスクリューフィーダ４０による物品１００の排出流量Ｑｄよりも大きい（Ｑｘ＞Ｑｄ）状態を維持しつつ、時間ｔｘの経過に応じて連続的に漸減する。このように物品１００の補給流量Ｑｘが連続的に漸減することによって、例えば当該補給流量Ｑｘが２段や３段等の数少ない段階にて不連続的に低減される場合とは異なり、補給期間Ｔｐ中に補給流量Ｑｘが急激に変化するようなことがないので、当該補給期間Ｔｐ中に新たな（オーバシュート状の）振動成分が発生することはない。併せて、ゲート開度Ｇｘの漸減速度｜ｄＧｘ／ｄｔｘ｜が時間ｔｘの経過に応じて漸減するので、つまりゲート開度Ｇｘが時間ｔｘの経過に対して上に凸な曲線を描くように推移するので、当該ゲート開度Ｇｘが比較的に大きい状態が比較的に長く維持され、つまり物品１００の補給流量Ｑｘが比較的に大きい状態が比較的に長く維持される。このことは、当該中盤期間Ｔ２を含む補給期間Ｔｐの短縮化に貢献する。加えて、中盤期間Ｔ２の終期に当たる時点ｔ２において、ゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ２となり、つまり物品１００の補給流量Ｑｘが目標流量Ｑｔと略等価になり、言い換えればこれら補給流量Ｑｘと目標流量Ｑｔとの相互差｜Ｑｘ−Ｑｔ｜が略ゼロ（｜Ｑｘ−Ｑｔ｜≒０）になる。このことは、次に説明する補給期間Ｔｐの終盤期間Ｔ３における時間ｔｘの経過に対するゲート開度Ｇｘの推移と相俟って、物品１００の補給停止時点ｔ３で現れるオーバシュート状の振動成分の抑制に大きく貢献する。

補給期間Ｔｐの終盤期間Ｔ３においては、ゲート開度Ｇｘは、上述のＧ２という値から時間ｔｘの経過に対して下に凸な曲線を描くように推移して、最終的にＧｘ＝０となる。これに応じて、物品１００の補給流量Ｑｘは、ゆっくりと滑らかに漸減し、最終的にＱｘ＝０となり、物品１００の補給が停止される。これにより、物品１００の補給停止時点ｔ３において、計量槽２０に作用する反力が低減され、この反力によるオーバシュート状の振動成分が抑制される。

このような制御が行われることによって、物品１００の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分と、つまり補給期間Ｔｐ中の振動成分と、物品１００の補給停止時点ｔ３で現れるオーバシュート状の振動成分と、を含む当該物品１００の補給に起因する振動成分が抑制され、これらの振動成分が減衰するのに要する安定化期間Ｔｓの短縮化が図られ、ひいてはこの安定化期間Ｔｓを含む見掛け排出制御期間Ｔａの短縮化が図られる。特に、補給期間Ｔｐの序盤期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１が適度に抑えられて、そのために、当該補給期間Ｔｐが多少長くなったとしても、それよりも増して、安定化期間Ｔ２が短縮化されることによって、結果的に、見掛け排出制御期間Ｔａが短縮化される。そして、このように見掛け排出制御期間Ｔａが短縮化されることによって、稼働期間全体としての定量供給精度の向上が図られる。

また、このように物品１００の補給に起因する振動成分が抑制されることで、当該振動成分の影響は多少あるものの、この振動成分を含む重量測定値Ｗｘ’に基づく重量区間ｎの特定精度が向上する。このことは、見掛け排出期間Ｔａにおける定量供給精度の向上に大きく貢献し、言うなれば実効的な見掛け排出制御の実現に大きく貢献する。これにより、稼働期間全体としての定量供給精度のさらなる向上が図られる。

なお、上述の各時点ｔ１，ｔ２，ｔ３およびｔｓ（各期間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３およびＴｓ）、ならびに、各ゲート開度Ｇ１およびＧ２は、事前の調整作業によって求められる。併せて、上述の式３における各定数ａ１，ａ２およびａ３、ならびに、式４における各定数ｂ１，ｂ２およびｂ３もまた、当該調整作業によって求められる。

ところで、ゲート開度Ｇｘは、物品１００の補給流量Ｑｘに対応し、例えば当該補給流量Ｑｘと比例関係にある。その一方で、ゲート開度Ｇｘは、上述の式２，３および４に表されるように、時間ｔｘの関数式ｆ１（ｔｘ），ｆ２（ｔｘ）およびｆ３（ｔｘ）に基づいて制御される。従って例えば、物品１００の粒度や粘度，密度等の性状が変化すると、ゲート開度Ｇｘと当該物品１００の補給流量Ｑｘとの関係が変わり、これによって、時間ｔｘの経過に対する重量測定値Ｗｘ’の推移が変わり、とりわけ時点ｔ２における重量測定値Ｗｘ’が上述の上限値ＷＵと全く一致しない、という不都合が生じ得る。この不都合を回避するべく、本実施形態では、次のようなフィードバック制御が行われる。

即ち、上述の調整作業において、各時点ｔ１，ｔ２，ｔ３およびｔｓをはじめとする全てのパラメータが求められた後、試験的に定量供給が行われ、詳しくは見掛け排出制御による定量供給と計量排出制御による定量供給とが複数回にわたって繰り返し行われる。この間、特に見掛け排出制御による定量供給と併せて物品１００の補給が繰り返し行われるたびに、例えば補給期間Ｔｐの序盤期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１の値が適当に増減され、その都度、時点ｔ２における重量測定値Ｗｘ’が取得されると共に、最新のＭ（Ｍ；２以上の整数）個の当該時点ｔ２における重量測定値Ｗｘ’の平均値Ｗａが求められ、さらに、この平均値Ｗａと上述の上限値ＷＵとの相互差ΔＷａ（＝Ｗａ−ＷＵ）が求められる。そして、この相互差ΔＷａとそのときのゲート開度Ｇ１の増減量ΔＧ１との関係が複数個得られた段階で、これら両者ΔＷａおよびΔＧ１の関係式が、次の式５のように求められる。なお、この式５の関係式が求められた後、ゲート開度Ｇ１は、元の（調整後の）値に戻され、これをもって、調整作業が終了する。

《式５》
ΔＧ１＝ｆ（ΔＷａ）

そして、実際の稼働時においては、見掛け排出制御による定量供給と併せて物品１００の補給が行われるたびに、時点ｔ２における重量測定値Ｗｘ’が取得されると共に、最新のＭ個の当該時点ｔ２における重量測定値Ｗｘ’の平均値Ｗａが求められる。さらに、この平均値Ｗａと上述の上限値ＷＵとの相互差ΔＷａが求められ、この求められた相互差ΔＷａが式５に代入されることで、ゲート開度Ｇ１の補正量ΔＧ１が求められる。そして、この補正量ΔＧ１が現在のゲート開度Ｇ１に加算されることで、つまり次の式６に基づいて、時点ｔ２における重量測定値Ｗｘ’を当該上限値ＷＵに一致させるための新たなゲート開度Ｇ１ｎｅｗが求められる。なお、この式６に基づく新たなゲート開度Ｇ１ｎｅｗは、次回の補給期間Ｔｐの序盤期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１として適用される。

《式６》
Ｇ１ｎｅｗ＝Ｇ１＋ΔＧ１

このようなフィードバック制御が行われることによって、たとえ物品１００の性状等が変化したとしても、時点ｔ２における重量測定値Ｗｘ’が上述の上限値ＷＵに可能な限り一致するようになる。

これらの一連の制御を実現するために、実際の稼働時において、演算部３０６は、上述した制御プログラムに従って、次のように動作する。なお、この稼働前に、計量槽２０は空の状態にあり、スクリューフィーダ４０は停止しており、開閉ゲート５４は閉じられた状態にある。そして、補給槽５０には、上述した一定の範囲内の量の物品１００が貯留されている。また、図示を含め詳しい説明は省略するが、演算部３０６は、当該制御プログラムに従って、重量測定値Ｗｘ’を求めるための計量タスクを実行する。この重量測定値Ｗｘ’は、Ａ／Ｄ変換回路３０４のサンプリング周期ΔＴｗよりも長い周期ΔＴｘごとに求められ、例えばΔＴｘ＝１０ｍｓという時間間隔で求められる。加えて、当該重量測定値Ｗｘ’は、常に表示部３１６に表示されてもよい。この場合、当該表示部３１６に表示される重量測定値Ｗｘ’は、肉眼で認識可能な周期ΔＴｄで更新されるのが、例えばΔＴｄ＝２００ｍｓという時間間隔で更新されるのが、望ましい。

まず、操作部３１４の操作によって稼働開始命令が入力されると、演算部３０６は、図５に示す稼働タスクのステップＳ１に進む。そして、このステップＳ１において、初期設定を行う。具体的には、演算部３０６は、上述したフィードバック制御を実現するためのシフトレジスタと、上述した基準操作量ｑ〈ｎ〉を計算するための加算レジスタと、当該基準操作量ｑ〈ｎ〉を計算するためのカウンタと、を予め用意している。そして、このステップＳ１における初期設定として、当該シフトレジスタの全てのセルに上述の上限値ＷＵを設定（Ｗ〈ｍ〉＝ＷＵ；ｍ＝１〜Ｍ）すると共に、当該加算レジスタをクリア（Ｒｑｄ〈ｎ〉＝０；ｎ＝１〜Ｎ）し、併せて、当該カウンタをリセット（Ｃ〈ｎ〉＝０；ｎ＝１〜Ｎ）する。

このステップＳ１における初期設定を行った後、演算部３０６は、ステップＳ３に進み、ゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ０となるように、当該ゲート開度Ｇｘを制御し、つまりそうなるようにゲート制御信号Ｓｇを生成する。なお、Ｇ０は、上述の補給期間Ｔｐの序盤期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１よりも大きい値（Ｇ０＞Ｇ１）である。このステップＳ３が実行されることによって、当該ゲート開度Ｇ０に対応する流量Ｑ０で補給槽５０から計量槽２０への物品１００の補給、言わば初期補給、が開始される。

そして、演算部３０６は、ステップＳ５に進み、上述の計量タスクによって求められた重量測定値Ｗｘ’を取得した後、さらに、ステップＳ７に進み、当該重量測定値Ｗｘ’と所定のしきい値ＷＵ’とを比較する。ここで言う所定のしきい値ＷＵ’とは、０よりも大きく、かつ、上述の上限値ＷＵよりも少し小さい値（０＜ＷＵ’＜ＷＵ）である。このステップＳ７において例えば、重量測定値Ｗｘ’が当該しきい値ＷＵ’よりも小さい（Ｗｘ’＜ＷＵ’）場合、言うなれば計量槽２０内の物品１００の重量Ｗｘが上限値ＷＵ相当分に達するまで未だ余裕がある場合、演算部３０６は、ステップＳ５に戻り、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。一方、重量測定値Ｗｘ’が当該しきい値ＷＵ’以上（Ｗｘ’≧ＷＵ’）である場合には、言うなれば計量部２０内の物品１００の重量Ｗｘがそろそろ上限値ＷＵ相当分に達しそうな場合には、当該ステップＳ７からステップＳ９に進む。

ステップＳ９において、演算部３０６は、ゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ０’となるように、当該ゲート開度Ｇｘを制御する。ここで言うＧ０’は、０よりも大きく、かつ、上述のＧ０よりも小さい値（０＜Ｇ０’＜Ｇ０）であり、例えば上述の時点ｔ２におけるゲート開度Ｇ２以下の値（０＜Ｇ０’≦Ｇ２）である。このステップＳ３が実行されることによって、当該ゲート開度Ｇ０’に対応する比較的に小さな流量Ｑ０’で物品１００の補給が行われる。これにより、重量測定値Ｗｘ’の増大速度ｄＷｘ’／ｄｔｘが低下し、併せて、当該重量測定値Ｗｘ’に重畳する物品１００の衝撃荷重による上述の振動成分が低減され、後述するステップＳ１３において、重量測定値Ｗｘ’が上述の上限値ＷＵに達したか否かを判定する際の当該判定が容易化される。

ステップＳ９の実行後、演算部３０６は、ステップＳ１１に進み、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。そして、ステップＳ１３に進み、この重量測定値Ｗｘ’と上述の上限値ＷＵとを比較する。ここで例えば、重量測定値Ｗｘ’が上限値ＷＵよりも小さい（Ｗｘ’＜ＷＵ）場合、つまり計量槽２０内の物品１００の重量Ｗｘが未だ上限値ＷＵ相当分に達していない場合、演算部３０６は、ステップＳ１１に戻り、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。一方、重量測定値Ｗｘ’が上限値ＷＵ以上（Ｗｘ’≧ＷＵ）である場合には、つまり計量槽２０内の物品１００の重量Ｗｘが上限値ＷＵ相当分に達した場合には、当該ステップＳ１３からステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、演算部３０６は、ゲート開度ＧｘがＧｘ＝０となるように、当該ゲート開度Ｇｘを制御する。これにより一旦、開閉ゲート５４が閉じられる。即ち、計量槽２０に上限値ＷＵ相当分の重量Ｗｘの物品１００が補給された状態で、一旦、当該物品１００の補給が停止される。そして、ステップＳ１７に進む。

演算部３０６は、初期補給時における安定化期間Ｔｓ’をカウントするためのカウンタを予め用意しており、当該ステップＳ１７において、このカウンタをリセットすると共に、スタートさせる。そして、ステップＳ１９に進み、このカウンタのカウント値ｔｘ’と初期補給時における安定化期間Ｔｓ’の値とを比較する。そして、このカウンタのカウント値ｔｘ’が初期補給時における安定化期間Ｔｓ’の値に達するまで、つまり上述のステップＳ１７が実行されてから当該安定化期間Ｔｓ’が経過するまで、ステップＳ１９を繰り返し、当該安定化期間Ｔｓ’が経過すると、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ２１において、演算部３０６は、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。そして、ステップＳ２３に進み、当該重量測定値Ｗｘ’を上述の式１に基づく排出流量測定値Ｑｄ’を計算するための要素Ｗｑとしてメモリ回路３１２に記憶する。そして、ステップＳ２５に進み、スクリューフィーダ４０の操作量ｑｔとして上述の標準操作量ｑｔを適用し、つまりそうなるようにフィーダ制御信号Ｓｆを生成する。これにより、当該操作量ｑｄ（＝ｑｔ）に応じた流量Ｑｄで計量槽２０内の物品１００の排出が開始される。

ステップＳ２５の実行後、演算部３０６は、図６のステップＳ２７に進む。演算部３０６は、上述の式１における期間ΔＴｃをカウントするためのカウンタを予め用意しており、このステップＳ２７において、当該カウンタをリセットすると共に、スタートさせる。そして、ステップＳ２９に進み、当該カウンタのカウント値ｔｃと期間ΔＴｃの値とを比較する。ここで例えば、カウンタのカウント値ｔｃが期間ΔＴｃの値よりも小さい（ｔｃ＜ΔＴｃ）場合、つまりステップＳ２７が実行されてから未だ期間ΔＴｃが経過していない場合、演算部３０６は、後述するステップＳ３１に進む。一方、当該ステップＳ２９において、カウンタのカウント値ｔｃが期間ΔＴｃの値以上（ｔｃ≧ΔＴｃ）である場合は、つまりステップＳ２７が実行されてから期間ΔＴｃが経過した場合は、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３において、演算部３０６は、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。そして、ステップＳ３５に進み、上述の式１に準拠する次の式７に基づいて、現在の排出流量測定値Ｑｄ’を求める。

《式７》
Ｑｄ’＝ΔＷｘ／ΔＴｃ＝（Ｗｘ−Ｗｑ）／ΔＴｃ

そして、演算部３０６は、ステップＳ３７に進み、この式７に基づく排出流量測定値Ｑｄ’が目標流量Ｑｔと一致するように、上述したＰＩ制御によって、スクリューフィーダ４０の操作量ｑｄを制御（修正）する。これにより、計量排出制御が実現される。

さらに、演算部３０６は、ステップＳ３９に進み、現在の重量測定値Ｗｘ’が上述した重量区間ｎのいずれに属するのかを特定する。そして、ステップＳ４１に進み、当該ステップＳ３９で特定された現在の重量区間ｎ用の基準操作量ｑ〈ｎ〉を計算するための加算レジスタＲｑｄ〈ｎ〉に現在のスクリューフィーダ４０の操作量ｑｄを加算する。

ステップＳ３９の実行後、演算部３０６は、ステップＳ４３に進み、現在の重量区間ｎ用の基準操作量ｑ〈ｎ〉を計算するための上述したカウンタのカウント値Ｃ〈ｎ〉をインクリメントする。そして、ステップＳ４５に進み、現在の重量測定値Ｗｘ’を上述の式７における要素Ｗｑとしてメモリ回路３１２に記憶した後、ステップＳ２７に戻る。

一方、上述のステップＳ２９において、当該ステップＳ２９からステップＳ３１に進んだ場合には、演算部３６は、このステップＳ３１において、現在の重量測定値Ｗｘ’と下限値ＷＬとを比較する。ここで例えば、現在の重量測定値Ｗｘ’が下限値ＷＬよりも大きい（Ｗｘ’＞ＷＬ）場合、つまり計量槽２０内の物品１００の重量Ｗｘが下限値ＷＬ相当分まで未だ減少していない場合、演算部３６は、ステップＳ３１に戻る。これとは反対に、現在の重量測定値Ｗｘ’が下限値ＷＬ以下（Ｗｘ’≦ＷＬ）となった場合には、つまり計量槽２０内の物品１００の重量Ｗｘが下限値ＷＬ相当分にまで減少した場合には、ステップＳ４７に進む。

ステップＳ４７において、演算部３０６は、上述したフィードバック制御を行うべく、時点ｔ２における重量測定値Ｗ［ｔ２］の平均値Ｗａを求める。具体的には、上述のシフトレジスタに記憶されている全ての重量測定値Ｗ〈ｍ〉（ｍ＝１〜Ｍ）をその総数Ｍによって除することで、つまり次の式８に基づいて、当該平均値Ｗａを求める。

《式８》
Ｗａ＝ΣＷ〈ｍ〉／Ｍ
ｗｈｅｒｅ ｍ＝１〜Ｍ

そして、演算部３０６は、ステップＳ４９に進み、この式８に基づく平均値Ｗａと上述の上限値ＷＵとの相互差ΔＷａを求める。この相互差ΔＷａは、次の式９によって求められる。

《式９》
ΔＷａ＝Ｗａ−ＷＵ

さらに、演算部３０６は、ステップＳ５１に進み、この式８に基づく相互差ΔＷａを上述の式５に代入することで、ゲート開度Ｇｘの補正量ΔＧ１を求める。そして、ステップＳ５３に進み、当該補正量ΔＧを上述した期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１に加算することで、つまり上述の式６に基づいて、補正後の新たなゲート開度Ｇ１ｎｅｗを求める。その上で、ステップＳ５５に進み、当該補正後の新たなゲート開度Ｇ１ｎｅｗを次回の物品１００の補給期間Ｔｐの序盤期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１として設定し、言わば当該ゲート開度Ｇ１を補正する。これにより、上述のフィードバック制御が実現される。

ステップＳ５５の実行後、演算部３０６は、ステップＳ５７に進み、全ての重量区間ｎのそれぞれについて、上述した基準操作量ｑ〈ｎ〉を求める。具体的には、それぞれの重量区間ｎごとに、上述の加算レジスタに記憶されている累積加算値Ｒｑｄ〈ｎ〉を上述のカウンタのカウント値Ｃ〈ｎ〉によって除することで、つまり次の式１０に基づいて、当該基準操作量ｑ〈ｎ〉を求める。この基準操作量ｑ〈ｎ〉は、メモリ回路３１２に記憶される。

《式１０》
ｑ〈ｎ〉＝Ｒｑｄ〈ｎ〉／Ｃ〈ｎ〉

そして、演算部３０６は、ステップＳ５９に進み、全ての加算レジスタをクリア（Ｒｑｄ〈ｎ〉＝０；ｎ＝１〜Ｎ）した後、ステップＳ６１に進み、全てのカウンタをリセット（Ｃ〈ｎ〉＝０；ｎ＝１〜Ｎ）する。そして、図７のステップＳ６３に進む。

演算部３０６は、時間ｔｘをカウントするためのカウンタを予め用意しており、当該ステップＳ６３において、このカウンタをリセットすると共に、スタートさせる。そして、ステップＳ６５に進み、現在の重量測定値Ｗｘ’を取得した後、ステップＳ６７に進み、当該重量測定値Ｗｘ’がいずれの重量区間ｎに属するのかを特定する。さらに、ステップＳ６９に進み、当該ステップＳ６７で特定された現在の重量区間ｎに対応する基準操作量ｑ〈ｎ〉をメモリ回路９５から読み出すと共に、この読み出された基準操作量ｑ〈ｎ〉をスクリューフィーダ４０の操作量ｑｄとして適用する。これにより、上述した見掛け排出制御が実現される。

そして、演算部３０６は、ステップＳ７１に進み、上述の式２に基づいてゲート開度Ｇｘを制御し、つまりＧｘ＝ｆ１（ｔｘ）＝Ｇ１という一定値とする。これにより、当該ゲート開度Ｇ１に応じた比較的に大きな流量Ｑ１による補給槽５０から計量槽２０への物品１００の補給が開始（再開）される。

さらに、演算部３０６は、ステップＳ７３に進み、時点ｔ１が到来したか否かを時間ｔｘに基づいて判定し、つまり上述のステップＳ７１における物品１００の補給開始時点ｔ０から一定の期間Ｔ１が経過したか否かを判定する。ここで例えば、当該時点ｔ１が未だ到来していない場合には、つまり補給開始時点ｔ０から一定期間Ｔ１が経過していない場合には、ステップＳ７５に進む。そして、このステップＳ７５において、上述のステップＳ６５と同様、現在の重量測定値Ｗｘ’を取得した後、ステップＳ７７に進み、上述のステップＳ６７と同様、当該重量測定値Ｗｘ’がいずれの重量区間ｎに属するのかを特定し、加えて、ステップＳ７９に進み、上述のステップＳ６９と同様、現在の重量区間ｎに対応する基準操作量ｑ〈ｎ〉をメモリ回路９５から読み出すと共に、この読み出された基準操作量ｑ〈ｎ〉をスクリューフィーダ４０の操作量ｑｄとして適用する。その上で、ステップＳ７３に戻る。

一方、ステップＳ７３において、時点ｔ１が到来すると、つまり物品１００の補給開始時点ｔ０から一定期間Ｔ１が経過すると、演算部３０６は、ステップＳ８１に進む。そして、このステップＳ８１において、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。さらに、ステップＳ８３に進み、当該重量測定値Ｗｘ’を時点ｔ１における重量測定値Ｗ［ｔ１］としてメモリ回路３１２に記憶する。この時点ｔ１における重量測定値Ｗ［ｔ１］は、必要に応じて表示部３１６に表示される。

ステップＳ８３の実行後、演算部３０６は、ステップＳ８５に進み、上述の式３に基づいてゲート開度Ｇｘを制御し、つまりＧｘ＝ｆ２（ｔｘ）とする。これにより、当該式３に基づくゲート開度Ｇｘに応じた流量Ｑｄで物品１００の補給が続けられる。

そして、演算部３０６は、ステップＳ８７に進み、時点ｔ２が到来したか否かを時間ｔｘに基づいて判定し、つまり時点ｔ１から一定の期間Ｔ２が経過したか否かを判定する。ここで例えば、当該時点ｔ２が未だ到来していない場合には、つまり時点ｔ１から一定期間Ｔ２が経過していない場合には、ステップＳ８９に進む。そして、このステップＳ８９と、続くステップＳ９１およびステップＳ９３と、において、上述のステップＳ６５，ステップＳ６７およびステップＳ６９と同様の処理を行った後、ステップＳ８５に戻る。

一方、ステップＳ８７において、時点ｔ２が到来すると、つまり時点ｔ１から一定期間Ｔ２が経過すると、演算部３０６は、ステップＳ９５に進む。そして、このステップＳ９５において、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。さらに、ステップＳ９７に進み、当該重量測定値Ｗｘ’を時点ｔ２における重量測定値Ｗ［ｔ２］としてメモリ回路３１２に記憶する。この時点ｔ２における重量測定値Ｗ［ｔ２］は、必要に応じて表示部３１６に表示される。

ステップＳ９７の実行後、演算部３０６は、図８のステップＳ９９に進み、上述したシフトレジスタの全てのセルに記憶されている重量測定値Ｗ〈ｍ〉（ｍ＝１〜Ｍ）をＦＩＦＯ（First-In First-Out）方式でシフトさせ、つまりＷ〈ｍ＋１〉とする。なお、最古の重量測定値Ｗ〈Ｍ〉は、廃棄される。そして、演算部３０６は、ステップＳ１０１に進み、上述のステップＳ９７でメモリ回路３１２に記憶された時点ｔ２における重量測定値Ｗ［ｔ２］を最新の当該時点ｔ２における重量測定値Ｗ〈１〉としてシフトレジスタに記憶する。

さらに、演算部３０６は、ステップＳ１０３に進み、上述の式４に基づいてゲート開度Ｇｘを制御し、つまりＧｘ＝ｆ３（ｔｘ）とする。これにより、当該式４に基づくゲート開度Ｇｘに応じた流量Ｑｄで物品１００の補給が続けられる。

そして、演算部３０６は、ステップＳ１０５に進み、時点ｔ３が到来したか否かを時間ｔｘに基づいて判定し、つまり時点ｔ２から一定の期間Ｔ３が経過したか否かを判定する。ここで例えば、当該時点ｔ３が未だ到来していない場合には、つまり時点ｔ２から期間Ｔ３が経過していない場合には、ステップＳ１０７に進む。そして、このステップＳ１０７と、続くステップＳ１０９およびステップＳ１１１と、において、上述の図７におけるステップＳ６５，ステップＳ６７およびステップＳ６９と同様の処理を行った後、ステップＳ１０３に戻る。

一方、ステップＳ１０５において、時点ｔ３が到来すると、つまり時点ｔ２から期間Ｔ３が経過すると、演算部３０６は、ステップＳ１１３に進む。このとき、ゲート開度ＧｘがＧｘ＝０となり、物品１００の補給が停止される。そして、演算部３０６は、当該ステップＳ１１３において、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。さらに、演算部３０６は、ステップＳ１１５に進み、当該重量測定値Ｗｘ’を時点ｔ３における重量測定値Ｗ［ｔ３］としてメモリ回路３１２に記憶する。この時点ｔ３における重量測定値Ｗ［ｔ３］は、必要に応じて表示部３１６に表示される。

ステップＳ１１５の実行後、演算部３０６は、ステップＳ１１７に進み、時点ｔｓが到来したか否かを時間ｔｘに基づいて判定し、つまり時点ｔ３から上述した安定化期間Ｔｓが経過したか否かを判定する。ここで例えば、当該時点ｔｓが未だ到来していない場合には、つまり時点ｔ３から安定化期間Ｔｓが経過していない場合には、ステップＳ１１９に進む。そして、このステップＳ１１９と、続くステップＳ１２１およびステップＳ１２３と、において、上述の図７におけるステップＳ６５，ステップＳ６７およびステップＳ６９と同様の処理を行った後、当該ステップＳ１１７に戻る。

一方、ステップＳ１１７において、時点ｔｓが到来すると、つまり時点ｔ３から安定化期間Ｔｓが経過すると、演算部３０６は、ステップＳ１２５に進む。そして、このステップＳ１２５において、改めて重量測定値Ｗｘ’を取得する。なお、このときの重量測定値Ｗｘ’は、物品１００の補給に起因する上述の各振動成分が十分に減衰した状態にある。

さらに、演算部３０６は、ステップＳ１２７に進み、先のステップＳ１２５で取得された重量測定値Ｗｘ’を時点ｔｓにおける重量測定値Ｗｓとしてメモリ回路３１２に記憶する。この時点ｔｓにおける重量測定値Ｗｓは、必要に応じて表示部３１６に表示される。

そして、演算部３０６は、ステップＳ１２９に進み、時点ｔｓにおける重量測定値Ｗｓを上述の式７における要素Ｗｑとしてメモリ回路３１２に記憶する。このステップＳ１２９の実行後、演算部３０６は、図６のステップＳ２７戻る。

なお、図示を含め詳しい説明は省略するが、操作部３１４の操作によって運転終了命令が入力されると、演算部３０６は、終了タスクを実行して、この一連の稼働タスクを終了する。

上述したように、本実施形態においては、フィードバック制御に際して、補給期間Ｔｐの序盤期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１が適宜に補正されることで、当該フィードバック制御が実現されることとしたが、これに限らない。これに代えて、または、これと併せて、例えば当該序盤期間Ｔ１の終期である時点ｔ１が適宜に補正されてもよいし、中盤期間Ｔ２の終期である時点ｔ２が適宜に補正されてもよい。

また、中盤期間Ｔ２においては、上述の式３の２次関数式ｆ２（ｔｘ）に基づいて、ゲート開度Ｇｘが制御され、続く終盤期間Ｔ３においては、上述の式４の２次関数式ｆ３（ｔｘ）に基づいて、ゲート開度Ｇｘが制御されることとしたが、これに限らない。例えば、これらの期間Ｔ２およびＴ３（ｔ１〜ｔ３）にわたって、次の式１１に示す３次関数式ｆ２３（ｔｘ）に基づいて、ゲート開度Ｇｘが制御されてもよい。

《式１１》
Ｇｘ＝ｆ２３（ｔｘ）＝ｃ１・ｔｘ^３＋ｃ２・ｔｘ^２＋ｃ３・ｔｘ＋ｃ４
ｗｈｅｒｅ ｔ１≦ｔｘ≦ｔ３

この式１１において、ｃ１，ｃ２，ｃ３およびｃ４は、いずれも定数であり、少なくとも次の４つの条件が満足されるように決定される。即ち、第１の条件は、時点ｔ１におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ１であること、第２の条件は、当該時点ｔ１におけるＧｘ＝Ｇ１というゲート開度Ｇｘがその最大値であること、第３の条件は、時点ｔ３におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝０であること、第４の条件は、当該時点ｔ３におけるＧｘ＝０というゲート開度Ｇｘがその最小値であること、である。これに加えて、時点ｔ２におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ２であること、さらには、当該時点ｔ２におけるゲート開度Ｇ２が変曲点となって当該ゲート開度Ｇｘが推移すること、が条件とされてもよい。

そして、上述した見掛け排出制御期間Ｔａにおいては、計量排出制御期間Ｔｂ中に得られたスクリューフィーダ４０の操作量ｑｄの実績値である基本操作量ｑ〈ｎ〉に基づいて当該スクリューフィーダ４０が制御される見掛け排出制御が採用されたが、これに限らない。例えば、一定の操作量ｑｄでスクリューフィーダ４０が制御されてもよい。この場合、当該一定の操作量ｑｄは、上述した標準操作量ｑｔと等価とされるのが、望ましい。

さらに、物品１００の補給に起因する上述の各振動成分のうち、当該物品１００の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅が、最も大きい。そして、このオーバシュート状の振動成分の振幅は、時間ｔｘの経過に伴って徐々に小さくなる。従って例えば、補給期間Ｔｐを含む見掛け排出制御期間Ｔａのうち、この物品１００の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅が比較的に大きい当初の或る一定期間において、一定の操作量ｑｄによるスクリューフィーダ４０の制御が行われ、その後、見掛け排出制御が行われてもよい。または、上述の調整作業において、序盤期間Ｔ１におけるゲート開度Ｇ１に基づく物品１００の重量Ｗｘの単位時間当たりの増加量Δｗｘが求められ、その上で、実際の稼働時においては、次の式１２に基づいて、当該序盤期間Ｔ１における物品１００の重量Ｗｘの推定値Ｗｘ”が求められると共に、この重量推定値Ｗｘ”から当該序盤期間Ｔ１における重量区間ｎが特定され、ひいては見掛け排出制御が行われてもよい。この場合は、上述の図７におけるステップＳ７５に代えて、当該式１２に基づく重量推定値Ｗｘ”の演算が行われることになる。

《式１２》
Ｗｘ”＝ＷＬ＋Δｗｘ・ｔｘ

加えて、補給期間Ｔｐのうちの終盤期間Ｔ３においては、例えば図９に示すように、その始期である時点ｔ２から終期である時点ｔ３に掛けて、ゲート開度Ｇｘが直線的に、つまり１次関数的に、漸減するよう構成されてもよい。この場合、終盤期間Ｔ３におけるゲート開度Ｇｘの漸減速度｜ｄＧｘ／ｄｔｘ｜が当該終盤期間Ｔ３（時点ｔ２）の直前における漸減速度｜ｄＧｘ／ｄｔｘ｜よりも小さくなるように構成されるのが、望ましい。この構成によれば、図３（ａ）を参照しながら説明した構成とは異なり、物品１００の補給停止時点ｔ３において、ゲート開度Ｇｘが不連続的に変化するので、つまり物品１００の補給流量Ｑｘが不連続的に変化するので、当該時点ｔ３で現れるオーバシュート状の振動成分が顕著になる。従って、この図９の構成によれば、図３（ａ）の構成に比べて、多少ではあるが、安定化期間Ｔｓが長くなり、つまり当該安定化期間Ｔｓを含む見掛け排出制御期間Ｔａが長くなり、その分、稼働期間全体としての定量供給精度が低下する。ただし、上述の従来技術と比べると、この図９の構成によれば、物品１００の補給停止時点ｔ３の前後における当該物品１００の補給流量Ｑｘの変化量が小さいので、当該時点ｔ３で現れるオーバシュート状の振動成分の振幅もまた小さい。加えて、この図９の構成によれば、図３（ａ）の構成と同様に、物品１００の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分については、つまり補給期間Ｔｐ中の振動成分については、その振幅が抑制されると共に、見掛け排出制御期間Ｔａにおいては、実効的な見掛け排出制御が実現される。ゆえに、この図９の構成によっても、稼働期間全体として十分に高い定量供給精度が得られる。

さらに例えば、図１０に示すような構成が採用されてもよい。この図１０に示す構成によれば、補給期間Ｔｐの中盤期間Ｔ２におけるゲート開度Ｇｘの推移が終盤期間Ｔ３にまで延長されるような形で、当該ゲート開度Ｇｘが推移する。この場合、終盤期間Ｔ３そのものは短くなるが、例えば図９に示した構成に比べて、物品１００の補給停止時点ｔ３の前後におけるゲート開度Ｇｘの変化量が大きいため、当該時点ｔ３で発生するオーバシュート状の振動成分がより顕著になる。この結果、安定化期間Ｔｓがより長くなり、つまり当該安定化期間Ｔｓを含む見掛け排出制御期間Ｔａが長くなり、その分、稼働期間全体としての定量供給精度が低下する。ただし、この図１０の構成によれば、図９（および図３（ａ））の構成と同様に、物品１００の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅が抑制されると共に、見掛け排出制御期間Ｔａにおいては、実効的な見掛け排出制御が実現される。従って、この図１０の構成によっても、稼働期間全体として十分に高い定量供給精度が得られる。

そして極端には、図１１に示すような構成が採用されてもよい。この図１１に示す構成によれば、中盤期間Ｔ２の終期である時点ｔ２において、ゲート開度ＧｘがＧｘ＝０とされ、つまり物品１００の補給が停止される。この場合、終盤期間Ｔ３はなくなるが、例えば図１０に示した構成に比べて、物品１００の補給が停止される時点ｔ２の前後におけるゲート開度Ｇｘの変化量がさらに大きくなるため、当該時点ｔ２で発生するオーバシュート状の振動成分がさらに顕著になる。この結果、安定化期間Ｔｓがさらに長くなり、ひいては当該安定化期間Ｔｓを含む見掛け排出制御期間Ｔａがさらに長くなり、その分、稼働期間全体としての定量供給精度が低下する。ただし、上述の従来技術に比べると、この図１１の構成によれば、物品１００の補給が停止される時点ｔ２の前後におけるゲート開度Ｇｘの変化量が小さく、詳しくは略Ｇ２（＝Ｇ２−０）である。また、この時点ｔ２における物品１００の補給流量Ｑ２は、スクリューフィーダ４０による当該物品１００の排出流量Ｑｄと略等価であり、つまり当該時点ｔ２における物品１００の補給流量Ｑ２と排出流量Ｑｄとの相互差（＝Ｑ２−Ｑｄ）は、略ゼロである。従って、この図１１の構成によれば、当該従来技術に比べて、物品１００の補給停止時点ｔ２で現れるオーバシュート状の振動成分の振幅は遥かに小さい。加えて、この図１１の構成によれば、図１０（および図３（ｂ）ならびに図９）の構成と同様に、物品１００の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅が抑制されると共に、見掛け排出制御期間Ｔａにおいては、実効的な見掛け排出制御が実現される。ゆえに、この図１３の構成によっても、稼働期間全体として十分に高い定量供給精度が得られる。

また、図１２に示すような構成が採用されてもよい。この図１２に示す構成は、上述の図３（ａ）に示した構成において、中盤期間Ｔ２の始期である時点ｔ１からその終期である時点ｔ２に掛けて、ゲート開度Ｇｘが直線的に、つまり１次関数的に、漸減するようにしたものである。この図１２の構成によれば、図３（ａ）の構成と同様に、物品１００の補給停止時点ｔ３の前後における物品１００の補給量Ｑｘの変化量が小さいので、当該時点ｔ３におけるオーバシュート状の振動成分の発生が抑制される。また、物品１００の補給開始直後に現れるオーバシュート状の振動成分の振幅も抑制される。これにより、安定化期間Ｔｓの短縮化が図られ、当該安定化期間Ｔｓを含む見掛け排出制御期間Ｔａの短縮化が図られる。併せて、見掛け排出制御期間Ｔａにおいて、実効的な見掛け排出制御が実現される。ゆえに、この図１２の構成によっても、稼働期間全体として十分に高い定量供給精度が得られる。なお、この図１２の構成によれば、図３（ａ）の構成に比べて、中盤期間Ｔ２の始期である時点ｔ１とその終期である時点ｔ２とを除いて、当該中盤期間Ｔ２におけるゲート開度Ｇｘが全体的に小さい。従って、この図１２の構成によれば、図３（ａ）の構成に比べて、中盤期間Ｔ２が長期化し、ひいては当該中盤期間Ｔ２を含む見掛け排出制御期間Ｔａが長期化し、その分、稼働期間全体としての定量供給精度が低下する。ただし、上述の従来技術に比べると、この図１２の構成によれば、特に安定化期間Ｔｓが大きく短縮化されると共に、上述の如く実効的な見掛け排出制御が実現されるので、結果的に、十分に高い定量供給精度が得られる。

この図１２の構成と同様に、上述の図９，図１０および図１１の構成においても、それぞれの中盤期間Ｔ２の始期である時点ｔ１からその終期である時点ｔ２に掛けて、ゲート開度Ｇｘが直線的に、つまり１次関数的に、漸減するようにしてもよい。

加えて、図３（ａ）に示した構成においては、補給期間Ｔｐの序盤期間Ｔ１，中盤期間Ｔ２および終盤期間Ｔ３のそれぞれにおけるゲート開度Ｇｘが、時間ｔｘを変数とする関数式ｆ１（ｔｘ），ｆ２（ｔｘ）およびｆ３（ｔｘ）（式２，式３および式４）に基づいて制御されることとしたが、これに限らない。例えば、図１３に示すように、物品１００の補給が開始（再開）された時点ｔ０から重量測定値Ｗｘが予め定められた切換重量値Ｗ１に到達する（Ｗｘ≧Ｗ１）時点ｔ１’までが序盤期間Ｔ１とされ、この序盤期間Ｔ１（ｔ０〜ｔ１’）において、ゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ１という一定値とされてもよい。そして、時点ｔ１’から（後述する時点ｔ２’まで）は、重量測定値Ｗｘ’を変数とする次の式１３に基づいて、ゲート開度Ｇｘが制御されてもよい。なお、この式１３における冪指数αは、０＜α≦１を満足する任意の値である。

《式１３》
Ｇｘ＝（Ｇ１−Ｇ２）・｛（ＷＵ−Ｗｘ）／（ＷＵ−Ｗ１）｝^α＋Ｇ２

この式１３によれば、ゲート開度Ｇｘは、重量測定値Ｗｘ’の増大に伴って連続的に漸減し、結果的には時間ｔｘの経過に伴って連続的に漸減する。そして、重量測定値Ｗｘ’の増大に対するゲート開度Ｇｘの変化率、言わば漸減度合｜ｄＧｘ／ｄＷｘ｜は、当該重量測定値Ｗｘ’の増大に伴って連続的に漸増し、つまり時間ｔｘの経過ｔｘに伴って連続的に漸増する。これは即ち、ゲート開度Ｇｘの漸減速度｜ｄＧｘ／ｄｔｘ｜が時間ｔｘの経過に伴って漸減することを意味する。そして、重量測定値Ｗｘ’が上述の上限値ＷＵに到達した（Ｗｘ’≧ＷＵ）時点ｔ２’で、中盤期間Ｔ２が終了する。この時点ｔ２’におけるゲート開度Ｇｘは、Ｇｘ＝Ｇ２である。

なお、当該式１３におけるＧ２の値は、上述した目標流量Ｑｔに対応する値Ｇｔよりも少し大きめの値（Ｇ２＞Ｑｔ）とされる。仮に、このＧ２の値が目標流量Ｑｔに対応する値Ｇｔ以下（Ｇ２≦Ｇｔ）であるとすると、ゲート開度Ｇｘが漸減して当該Ｇ２に近づいたときに、物品１００の補給流量Ｑｘよりもスクリューフィーダ４０による当該物品１００の排出流量Ｑｄ（≒Ｑｔ）の方が大きくなり（Ｑｘ＜Ｑｄ）、いつまで経っても重量測定値Ｗｘ’が上限値ＷＵに到達せず、この式１３に基づくゲート開度Ｇｘの制御が成立しない、という不都合が生じるからである。

そして、時点ｔ２’から（物品１００の補給が停止される時点ｔ３）は、上述の式４と同様の次の式１４に示す２次関数式ｆ３０（ｔｘ）に基づいて、ゲート開度Ｇｘが制御される。

《式１４》
Ｇｘ＝ｆ３０（ｔｘ）＝ｄ１・ｔｘ^２＋ｄ２・ｔｘ＋ｄ３
ｗｈｅｒｅ ｔ２≦ｔｘ≦ｔ３

この式１４において、ｄ１，ｄ２およびｄ３は、いずれも定数であり、次の３つの条件が満足されるように決定される。即ち、第１の条件は、時点ｔ２’におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝Ｇ２であること、第２の条件は、時点ｔ３におけるゲート開度ＧｘがＧｘ＝０であること、第３の条件は、当該時点ｔ３におけるＧｘ＝０というゲート開度Ｇｘがその最小値であること、である。

この図１３の構成によっても、図３（ａ）の構成と同様にゲート開度Ｇｘが推移すると共に、当該図３（ｂ）の構成と同様に重量測定値Ｗｘ’が推移する。さらに、この図１３の構成によれば、上述したフィードバック制御が不要となる。

なお、この図１３の構成においても、終盤期間Ｔ３におけるゲート開度Ｇｘが上述の図９や図１０の構成のものと同じように推移するようにしてもよい。また、図１１の構成のように、終盤期間Ｔ３がないものとしてもよい。加えて、図１２の構成のように、中盤期間Ｔ２において、ゲート開度Ｇｘが連続的に漸減するようにしてもよい。

本実施形態においては、排出手段として、スクリューフィーダ４０が採用されたが、これに限らない。例えば、カットゲートや電磁フィーダ，ロータリフィーダ，ベルトフィーダ，テーブルフィーダ，コイルフィーダ等の当該スクリューフィーダ４０以外のフィーダが、採用されてもよい。また、このスクリューフィーダ４０用の駆動手段として、直流モータ４２が採用されたが、交流モータ等の当該直流モータ以外のモータ、或いは、モータ以外の適宜の手段が、採用されてもよい。

さらに、補給槽５０の開閉ゲート５４についても同様に、これ以外の構造のものが採用されてもよい。また、この開閉ゲート５４用の駆動手段として、サーボモータ６０が採用されたが、ステッピングモータ等の当該サーボモータ以外のモータや、モータ以外の適宜の手段が、採用されてもよい。

例えば、当該開閉ゲート５４用の駆動手段として、ステッピングモータが採用される場合について、簡単に説明する。なお、ここでは、図３（ａ）に示した如く当該開閉ゲート５４が駆動されるものとする。

まず、図３（ａ）において、物品１００の補給開始時点ｔ０から当該物品１００の補給停止時点ｔ３までの補給期間ＴｐがＩ（Ｉ；２以上の整数）個の微小期間Ｔｉ（ｉ；１〜Ｉの整数）に細分化される。そして、細分化された微小期間Ｔｉごとに、例えばその中間時点ｔｉにおけるゲート開度Ｇｘに対応するパルス数Ｐｉが求められ、求められたパルス数Ｐｉは、いわゆるテーブルに纏められた状態でメモリ回路３１２に記憶される。その上で、それぞれの時点ｔｉにおいて、当該時点ｔｉに対応するパルス数Ｐｉに基づいて、上述のゲート制御信号Ｓｇが生成される。これにより、ステッピングモータが駆動され、ひいては開閉ゲート５４が駆動される。なお、ここで言うゲート制御信号Ｓｇには、ステッピングモータの回転方向を指示する情報も含まれている。

因みに、或る時点ｔｉにおけるステッピングモータの回転速度がＶｉであり、次の時点ｔｉ’におけるステッピングモータの回転速度がＶｉ’である、とすると、これら両時点ｔｉおよびｔｉ’間のパルス数ＰｉおよびＰｉ’の相互差ΔＰｉ（＝Ｐｉ’−Ｐｉ）は、次の式１５のように表される。従って例えば、この式１５における相互差ΔＰｉ（つまりパルス数ＰｉおよびＰｉ’）と各時点ｔｉおよびｔｉ’と時点ｔｉにおける回転速度Ｖｉとが与えられることによって、次の時点ｔｉにおける回転速度Ｖｉ’が求められる。

《式１５》
ΔＰｉ＝（ｔｉ’−ｔｉ）・｛（Ｖｉ’−Ｖｉ）／２｝

加えて、計量手段として、ロードセル２６が採用されたが、当該ロードセル２６以外の適宜の荷重センサが採用されてもよい。

１０ ロスインウェイト式定量供給装置
２０ 計量槽
２２ 計量用ホッパ
２６ ロードセル
４０ スクリューフィーダ
４２ 直流モータ
５０ 補給槽
５２ 補給用ホッパ
５４ 開閉ゲート
６０ サーボモータ
３０ 制御装置

Claims (2)

1. 計量手段を有する計量槽と、
   上記計量槽の上方に設けられ補給制御信号に従って該計量槽に被計量物としての物品を補給する補給手段と、
   上記計量槽に設けられ排出制御信号に従って該計量槽内の上記物品を排出する排出手段と、
   上記計量槽内の上記物品の量が少なくなったときに上記補給手段による該物品の補給が開始され、該計量槽内の該物品の量が予め定められた上限値にほぼ達したときに該補給が停止されるように、上記補給制御信号を繰り返し生成する補給制御手段と、
   上記排出手段が上記物品を排出している排出期間のうち上記補給手段による補給が行われている補給期間には、予め定めた操作量で上記物品を排出し、上記排出期間のうち前記補給期間に続く期間であって上記補給に起因して上記計量手段の計量信号に現れる振動成分が減衰するのに要する安定化期間の経過後から上記排出期間の最終までの期間に、上記計量信号に基づいて、上記排出手段の排出流量の測定値が目標流量と一致するように上記排出制御信号を繰り返し生成する排出制御手段と、
   を具備し、
   上記補給制御信号は、上記補給期間において、まず、予め定めた第１の時間に亘って上記補給手段による上記物品の補給流量が上記目標流量よりも大きい状態となり、その後、予め定めた第２の時間に亘って上記補給流量が上記目標流量よりも大きい状態を維持しつつ時間の経過に応じて連続的に漸減し、最終的に、該補給流量がゼロとなるように生成され、
   上記補給制御手段は、上記計量槽内の上記物品の量が上記上限値に達しようとするときに上記補給流量が上記目標流量と略等価になるように、上記補給制御信号を生成する、ロスインウェイト式定量供給装置。
2. 上記補給制御手段は、上記計量槽内の上記物品の量が上記上限値に達した後も上記補給を停止せずに暫くの間は上記補給が継続されると共に、該補給が継続される補給継続期間において、上記時間の経過に対する上記補給流量の漸減度合よりも小さな度合で該補給流量が漸減し、最終的に、該補給流量がゼロになるように、上記補給制御信号を生成する、
   請求項１記載のロスインウェイト式定量供給装置。

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