特許 6844891 定量払出装置及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6844891

(24)【登録日】2021年3月1日

(45)【発行日】2021年3月17日

(54)【発明の名称】定量払出装置及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 65/44 20060101AFI20210308BHJP

   B65G 65/40 20060101ALI20210308BHJP

【ＦＩ】

   B65G65/44 C

   B65G65/40 C

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-49104(P2018-49104)

(22)【出願日】2018年3月16日

(65)【公開番号】特開2019-156618(P2019-156618A)

(43)【公開日】2019年9月19日

【審査請求日】2020年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】518126144

【氏名又は名称】株式会社三井Ｅ＆Ｓマシナリー

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】海老原 賢治

(72)【発明者】

【氏名】山崎 泰孝

【審査官】 小川 悟史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２１５１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１１４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１８５５３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０３−１９５６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０５７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１０６３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５０−１４０１８３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平３−４６９２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｇ ６５／４４

Ｂ６５Ｇ ６５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上端及び下端が開口した漏斗形状を成すホッパと、このホッパの下方で水平に対して傾けられて振動可能に構成された斜面を有するフィーダと、前記ホッパの下端開口から前記斜面に落ちその斜面に沿って前記フィーダの出口に向う原料を堰き止めるゲートと、を備えた定量払出装置において、
前記フィーダの出口から払い出される原料の払出量を逐次取得する払出量取得装置と、この払出量取得装置、前記フィーダ、及び前記ゲートに接続された制御装置とを備えて、
この制御装置に前記払出量の目標である目標払出量が入力されて、前記払出量取得装置が取得した前記払出量と入力されたその目標払出量との差分に基づいて、前記フィーダの振動周波数及び前記ゲートの開度を調節する場合は、前記制御装置により、前記フィーダの振動周波数が予め設定された上限周波数又は下限周波数のどちらか一方の周波数に達するまで、前記ゲートの開度を一定に維持しつつ、前記フィーダの振動周波数を可変する制御を行う構成にしたことを特徴とする定量払出装置。

【請求項2】

前記差分に基づいて、前記フィーダの振動周波数及び前記ゲートの開度を調節する場合は、前記制御装置により、前記フィーダの振動周波数が前記一方の周波数に達した後に、そのフィーダの振動周波数をその一方の周波数に維持しつつ、前記ゲートの開度を可変する制御を行う構成にした請求項１に記載の定量払出装置。

【請求項3】

前記フィーダが、前記斜面の斜度を可変可能に構成されて、
前記差分に基づいて、前記フィーダの振動周波数、前記ゲートの開度、及び前記斜面の斜度を調節する場合は、前記制御装置により、前記フィーダの振動周波数が前記一方の周波数に達するまで、前記ゲートの開度及び前記斜面の斜度の両方を一定に維持しつつ、前記フィーダの振動周波数を可変する制御を行う構成にした請求項１に記載の定量払出装置。

【請求項4】

前記差分に基づいて、前記フィーダの振動周波数、前記ゲートの開度、及び前記斜面の斜度を調節する場合は、前記制御装置により、前記フィーダの振動周波数が前記一方の周波数に達した後に、そのフィーダの振動周波数をその一方の周波数に維持しつつ、前記ゲートの開度及びそのフィーダの斜度のどちらか一方を可変する制御を行う構成にした請求項３に記載の定量払出装置。

【請求項5】

前記ゲートの開度及び前記フィーダの斜度のどちらか一方を可変する場合は、前記ゲートの開度が予め設定された上限開度及び下限開度のどちらか一方の開度に達するまで、前記フィーダの斜度を一定に維持する、あるいは、前記フィーダの斜度が予め設定された上限斜度及び下限斜度のどちらか一方の斜度に達するまで、前記ゲートの開度を一定に維持する構成にした請求項４に記載の定量払出装置。

【請求項6】

ホッパに供給されてフィーダの出口から払い出される原料の払出量を、そのフィーダの振動周波数及びそのフィーダの出口に向う原料を堰き止めるゲートの開度を調節して予め設定された目標払出量にする定量払出装置の制御方法において、
前記フィーダの出口から払い出される原料の払出量を払出量取得装置により逐次取得し、
前記払出量取得装置により取得した前記払出量と予め入力されたその払出量の目標である目標払出量との差分に基づいて、制御装置により、前記フィーダの振動周波数及び前記ゲートの開度を調節する場合は、
前記フィーダの振動周波数が予め設定された上限周波数又は下限周波数のどちらか一方の周波数に達したか否かを前記制御装置により判定し、
判定結果に応じて前記フィーダの振動周波数が前記一方の周波数に達するまでは、前記
制御装置により、前記ゲートの開度を一定に維持しつつ、前記フィーダの振動周波数を可変することを特徴とする定量払出装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、定量払出装置及びその制御方法に関し、より詳細には、払出量を調節可能な定量払出装置及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

水平に対して傾いた斜面を有するフィーダの振動周波数と、その斜面に沿って下方に向かう原料を堰き止めるゲートの開度を任意に設定可能とした定量払出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、フィーダの振動周波数及びゲートの開度の組み合わせを任意に設定することで、例えば、払出量を目標払出量である６５０ｔ／ｈと９７０ｔ／ｈとで切り換え可能にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−２０５７４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、フィーダとゲートとを比較すると、フィーダよりもゲートの機械的な損傷が大きい。しかし、特許文献１に記載の装置では、原料の払出量を調節する際に、フィーダの振動周波数の調節よりも、ゲートの開度の調節を優先させるおそれがある。それ故、特許文献１に記載の装置では、ゲートの機械的な損傷による故障を起因とした耐久性に低下が問題となっている。

【0005】

本発明の目的は、耐久性を向上しつつ、払出量を自在に調整することができる定量払出装置及びその制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成する本発明の定量払出装置は、上端及び下端が開口した漏斗形状を成すホッパと、このホッパの下方で水平に対して傾けられて振動可能に構成された斜面を有するフィーダと、前記ホッパの下端開口から前記斜面に落ちその斜面に沿って前記フィーダの出口に向う原料を堰き止めるゲートと、前記フィーダの振動周波数及び前記ゲートの開度のそれぞれを調節する制御を行う制御装置と、を備えた定量払出装置において、前記フィーダの出口から払い出される原料の払出量を逐次取得する払出量取得装置と、この払出量取得装置、前記フィーダ、及び前記ゲートに接続された制御装置を備えて、この制御装置に前記払出量の目標である目標払出量が予め入力されて、前記払出量取得装置が取得した前記払出量と入力された前記目標払出量との差分に基づいて、前記フィーダの振動周波数及び前記ゲートの開度を調節する場合は、前記制御装置により、前記フィーダの振動周波数が予め設定された上限値又は下限値のどちらか一方の値に達するまで、前記ゲートの開度を一定に維持しつつ、前記フィーダの振動周波数を可変する制御を行う構成にしたことを特徴とする。

【0007】

上記の目的を達成する本発明の定量払出装置の制御方法は、ホッパに供給されてフィーダの出口から払い出される原料の払出量を、そのフィーダの振動周波数及びそのフィーダの出口に向う原料を堰き止めるゲートの開度を調節して予め設定された目標払出量にする定量払出装置の制御方法において、前記フィーダの出口から払い出される原料の払出量を払出量取得装置により逐次取得し、前記フィーダの振動周波数が予め設定された上限値又は下限値のどちらか一方の値に達したか否かを制御装置により判定し、判定結果に応じて
前記フィーダの振動周波数が前記一方の値に達するまでは、前記払出量取得装置により取得した前記払出量と予め入力されたその払出量の目標である目標払出量との差分に基づいて、前記制御装置により、前記ゲートの開度を一定に維持しつつ、前記フィーダの振動周波数を可変することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、フィーダの振動周波数が上限値又は下限値に達するまでは、フィーダの振動周波数の調節をゲートの開度の調節よりも優先して行って、払出量を目標払出量にすることで、ゲートの開度の調節の頻度を低減できる。これにより、ゲートの開度の調節することで生じるゲートの機械的な損傷を抑制するには有利になり、装置全体の耐久性を向上しつつ、払出量を自在に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の定量払出装置の第一実施形態を例示する構成図である。

【図2】本発明の定量払出装置の制御方法の第一実施形態を例示するフロー図である。

【図3】図２の「Ａ」に続くフロー図である。

【図4】第一実施形態の定量払出装置における払出量、ゲートの開度、及びフィーダの振動周波数の変化を経過時間で示した説明図であり、目標払出量が変化しない場合を例示する。

【図5】第一実施形態の定量払出装置における払出量、ゲートの開度、及びフィーダの振動周波数の変化を経過時間で示した説明図であり、目標払出量が途中で変化する場合を例示する。

【図6】本発明の定量払出装置の第二実施形態を例示する構成図である。

【図7】本発明の定量払出装置の制御方法の第二実施形態を例示するフロー図であり、図２の「Ａ」に続くフロー図である。

【図8】本発明の定量払出装置の制御方法の第二実施形態を例示するフロー図であり、図７の「Ｂ」に続くフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、定量払出装置の実施形態について説明する。図中では、Ｘ方向をフィーダ１２のトラフ１５の前後方向、Ｙ方向をＸ方向に直行するトラフ１５の幅方向、Ｚ方向を鉛直方向とする。

【0011】

図１に例示する第一実施形態の定量払出装置１０は、鉄鉱石や石炭などのばら荷（原料）を荷揚げするアンローダに搭載されて、アンローダが荷揚げしたばら荷を所定の払出量にする装置である。

【0012】

定量払出装置１０は、ホッパ１１、フィーダ１２、コンベヤ１３、ゲート１４、制御装置２０、払出量取得装置２１、及び入力装置２２を備える。

【0013】

ホッパ１１は、上端及び下端が開口し、上端開口に比して下端開口が窄まった漏斗形状を成している。ホッパ１１は、フィーダ１２ごとに設けられ、複数のフィーダ１２を設ける場合は、複数設けられる。

【0014】

フィーダ１２は、振動フィーダで構成されていて、トラフ１５、駆動部１６、及び支持部１７を有している。フィーダ１２としては、トラフ１５にＺ方向の上下運動の加わった振動を与えて、ばら荷をトラフ１５の出口から払い出すものが例示される。

【0015】

トラフ１５は、ホッパ１１の下端開口より下方に配置されて、水平面（ＸＹ平面）に対して傾けられた斜面１５ａが形成されている。斜面１５ａはＸ方向の一端が他端に対して
低くなっていて、その一端に出口１５ｂが形成されて、出口１５ｂを除く斜面１５ａのＸ方向後方とＹ方向両側方との三方がＺ方向に立設された壁により囲繞された塵取りのような形状を成している。駆動部１６は、設定周波数に応じた振動を発する装置であり、発した振動がトラフ１５に伝達可能に構成されている。支持部１７は、トラフ１５及び駆動部１６を上方から吊り下げて振動可能に支持している。

【0016】

この実施形態のフィーダ１２は、駆動部１６が複数の偏心モータで構成されており、振動の発生を開始するときに振動周波数を一時的に最高周波数側に向って高くして、複数の偏心モータどうしを同期させる制御を行う。なお、フィーダ１２は、トラフ１５をＺ方向上下に振動させる構成であればよく、駆動部１６が一つのモータで構成されたものでもよい。また、支持部１７は、トラフ１５や駆動部１６を下方から振動可能に支持するものでもよい。

【0017】

コンベヤ１３は、ベルトコンベヤで構成されていて、フィーダ１５の斜面１５ａの下端に形成された出口１５ｂの下方に設置されている。

【0018】

ゲート１４は、ホッパ１１のＸ方向側方に配置されていて、軸から放射状に延在する脚体とこの脚体に支持された弧状の扉体とを有する本体１８と、チェーンを巻き取るチェーンブロック１９とを有したラジアルゲートで構成されている。ゲート１４は、一端が本体１８に固定されて、他端がドラム１９に巻かれているチェーンをチェーンブロック１９により巻き取ることで開き、繰り出すことで閉じる。ゲート１４が閉じると、ホッパ１１の下端開口からフィーダ１２の斜面１５ａに落ちその斜面１５ａに沿って出口１５ｂに向うばら荷を堰き止める。なお、ゲート１４を開閉する装置に関しては、一端が本体１８に固定された油圧シリンダでもよい。また、ゲート１４は、斜面１５ａに対して上下方向にスライドするスライドゲートで構成されてもよい。

【0019】

制御装置２０は、各種情報処理を行うＣＰＵ、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるハードウェアである。制御装置２０は、フィーダ１２の駆動部１６、ゲート１４のドラム１９、払出量取得装置２１、及び入力装置２２に一点鎖線で示す信号線を介して電気的に接続されている。

【0020】

払出量取得装置２１は、コンベヤ１３に設置されているロードセルを有して、ロードセルで取得したばら荷の質量とコンベヤ１３の運搬速度とに基づいて、コンベヤ１３により運搬されるばら荷の払出量Ｑｘを取得している。払出量取得装置２１は、払出量Ｑｘを取得することができればよく、例えば、コンベヤ１３に運搬されるばら荷の形状を考慮してより高精度に払出量Ｑｘを取得可能なものも例示される。なお、払出量取得装置２１は、コンベヤ１３におけるトラフ１５の出口１５ｂの下方の近傍の払出量Ｑｘを取得することが好ましい。

【0021】

入力装置２２は、運転者により目標払出量Ｑａが入力される装置である。入力装置２２としては、目標払出量Ｑａを増加するボタン、減少するボタン、及び設定された目標払出量Ｑａが表示される画面があればよく、タッチパネル式のものが例示される。運転者は、入力装置２２を操作して任意の目標払出量Ｑａを入力可能である。また、目標払出量Ｑａの代わりに、フィーダ１２の振動周波数の目標値とゲート１４の開度の目標値を、それぞれ入力可能な装置としてもよい。

【0022】

制御装置２０は、各機能要素として、設定部２４、及び制御部２５を有している。各機能要素は、プログラムとして内部記憶装置に記憶されていて、適時、ＣＰＵにより実行されている。なお、各機能要素としては、プログラムの他にそれぞれが独立して機能するプ
ログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）で構成されてもよい。

【0023】

設定部２４は、払出量取得装置２１が取得した払出量Ｑｘと入力装置２２で入力された目標払出量Ｑａとの差分ΔＱに基づいて、フィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度の目標値（Ｆｎ、Ａｎ）を設定する機能要素である。また、設定部２４は、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）を設定する際に、フィーダ１２の振動周波数の調節を優先させる目標値（Ｆｎ、Ａｎ）を設定する機能要素である。制御部２５は、設定部２４が設定した目標値（Ｆｎ、Ａｎ）に基づいて、フィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度のそれぞれを調節する機能要素である。

【0024】

図２及び図３に例示するように、定量払出装置１０の制御方法は、所定の周期ごとに行われるフィードバック制御により払出量Ｑｘを目標払出量Ｑａに近づける方法である。また、定量払出装置１０の制御方法は、目標払出量Ｑａが新たに設定されると開始されて、払出量Ｑｘを設定された目標払出量Ｑａに近づける際に、フィーダ１２の振動周波数の調節をゲート１４の開度の調節よりも優先する方法である。

【0025】

以下では、（ｎ−１）を前回（制御前）の周期、及びｎを今回（制御後）の周期とする。つまり、Ｆ（ｎ−１）は、現時点のフィーダ１２の振動周波数であり、前回の制御におけるフィーダ１２の振動周波数の目標値である。また、Ｆｎは、今回の制御におけるフィーダ１２の振動周波数の目標値である。

【0026】

図２のフロー図に例示するように、制御装置２０の設定部２４は、入力装置２２で入力されて内部記憶装置に記憶された目標払出量Ｑａを読み込む（Ｓ１１０）。次いで、払出量取得装置２１が払出量Ｑｘを取得する（Ｓ１２０）。

【0027】

次いで、設定部２４は、取得した払出量Ｑｘと呼び出した目標払出量Ｑａとを比較して、それらが等しいか否かを判定する（Ｓ１３０）。本明細書において、払出量Ｑｘ及び目標払出量Ｑａが「等しい」ことは、払出量Ｑｘ及び目標払出量Ｑａが等しい値になることに加えて、払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａを基準とした所定の範囲に収まっていることも包含する。なお、このステップでは、払出量Ｑｘ及び目標払出量Ｑａの差分がゼロであるか否か、あるいは所定の範囲に収まっているか否かを判定してもよい。

【0028】

払出量Ｑｘ及び目標払出量Ｑａが等しいと判定すると（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、設定部２４は、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）として現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）及びゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）を設定する（Ｓ１４０）。

【0029】

次いで、制御装置２０の制御部２５が、設定された目標値（Ｆｎ、Ａｎ）に基づいて、フィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度を調節して（Ｓ１５０）、スタートへ戻る。つまり、払出量Ｑｘ及び目標払出量Ｑａが等しいと判定した場合に、このステップでは、制御部２５が、フィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度のそれぞれを前回の制御から可変させずに一定に維持する。

【0030】

払出量Ｑｘ及び目標払出量Ｑａが等しくないと判定すると（Ｓ１３０：ＮＯ）、図３のフロー図に例示するように、設定部２４は、払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａよりも小さいか否かを判定する（Ｓ２１０）。なお、このステップでは、払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａよりも大きいか否かを判定してもよい。

【0031】

払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａよりも小さいと判定すると（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、設定部２４は、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が予め設定した上限周波数Ｆａより低いか否かを判定する（Ｓ２２０）。

【0032】

上限周波数Ｆａは、フィーダ１２の仕様上における最大となる最大周波数を１００％、振動が停止した状態を０％とすると、１００％側に設定された周波数である。なお、上限周波数Ｆａは最大周波数に設定されてもよい。

【0033】

現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が上限周波数Ｆａより低いと判定すると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）よりも高い周波数を設定すると共に、目標開度Ａｎとして、現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）を設定する（Ｓ２３０）。このステップで設定される目標周波数Ｆｎは、ゲート１４の開度を維持した状態で、現時点の払出量Ｑｘを増加させて目標払出量Ｑａに近づける値である。また、目標周波数Ｆｎは設定可能な最大値が上限周波数Ｆａである。

【0034】

次いで、制御部２５は、設定部２４により設定された目標値（Ｆｎ、Ａｎ）に基づいて、フィーダ１２及びゲート１４を調節して（Ｓ１５０）、スタートへ戻る。つまり、現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が上限周波数Ｆａより低いと判定した場合に、このステップでは、制御部２５が、フィーダ１２の振動周波数を算出された目標周波数Ｆｎに増加させると共に、ゲート１４の開度を前回の制御から可変させずに一定に維持する。

【0035】

上記のステップＳ２２０で、現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が上限周波数Ｆａ以上と判定すると（Ｓ２２０：ＮＯ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして、上限周波数Ｆａを設定すると共に、目標開度Ａｎとして、現時点のゲート１４の開度よりも大きい開度を設定する（Ｓ２４０）。このステップで設定される目標開度Ａｎは、フィーダ１２の振動周波数を上限周波数Ｆａに維持した状態で、現時点の払出量Ｑｘを増加させて目標払出量Ｑａに近づける値である。

【0036】

次いで、制御部２５は、設定部２４により設定された目標値（Ｆｎ、Ａｎ）に基づいて、フィーダ１２及びゲート１４を調節して（Ｓ１５０）、スタートへ戻る。つまり、現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が上限周波数Ｆａ以上と判定した場合に、このステップでは、制御部２５が、フィーダ１２の振動周波数を上限周波数Ｆａに維持すると共に、ゲート１４の開度を算出された目標開度Ａｎに増加させる。

【0037】

上記のステップＳ２１０で、払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａよりも大きいと判定すると（Ｓ２１０：ＮＯ）、設定部２４は、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が予め設定した下限周波数Ｆｂより高いか否かを判定する（Ｓ２５０）。

【0038】

下限周波数Ｆｂは、フィーダ１２の振動の最大周波数を１００％、振動が停止した状態をゼロ％とすると、ゼロ％側に設定された周波数である。なお、ここでいうゼロ％側の周波数は、振動が停止するゼロ％を含まないものとする。

【0039】

現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が下限周波数Ｆｂより高いと判定すると（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）よりも低い周波数を設定すると共に、目標開度Ａｎとして、現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）を設定する（Ｓ２６０）。このステップで設定される目標周波数Ｆｎは、ゲート１３の開度を前回の制御から一定に維持した状態で、現時点の払出量Ｑｘを減少させて目標払出量Ｑａに近づける値である。また、目標周波数Ｆｎは設定可能な最小値が下限周波数Ｆｂである。

【0040】

次いで、制御部２５は、設定部２４により設定された目標値（Ｆｎ、Ａｎ）に基づいて、フィーダ１２及びゲート１４を調節して（Ｓ１５０）、スタートへ戻る。つまり、現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が下限周波数Ｆｂより高いと判定した場合に、このステップでは、制御部２５が、フィーダ１２の振動周波数を算出された目標周波数Ｆｎに減少させると共に、ゲート１４の開度を前回の制御から可変させずに一定に維持する。

【0041】

上記のステップＳ２５０で、現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が下限周波数Ｆｂ以下と判定すると（Ｓ２５０：ＮＯ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして、下限周波数Ｆｂを設定すると共に、目標開度Ａｎとして、現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）よりも小さい開度を設定する（Ｓ２７０）。このステップで設定される目標開度Ａｎは、フィーダ１２の振動周波数を下限周波数Ｆｂに維持した状態で、現時点の払出量Ｑｘを減少させて目標払出量Ｑａに近づける値である。

【0042】

次いで、制御部２５は、設定部２４により設定された目標値（Ｆｎ、Ａｎ）に基づいて、フィーダ１２及びゲート１４を調節して（Ｓ１５０）、スタートへ戻る。つまり、現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が下限周波数Ｆｂ以下と判定した場合に、このステップでは、制御部２５が、フィーダ１２の振動周波数を下限周波数Ｆｂに維持すると共に、ゲート１４の開度を算出された目標開度Ａｎに減少させる。

【0043】

目標値（Ｆｎ、Ａｎ）は、目標払出量Ｑａに対する払出量Ｑｘの大小に応じて現時点の値に対して予め設定された増減値を加減して算出される。増減値は、フィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度のそれぞれに対して設定される。例えば、払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａよりも少ない場合で、フィーダ１２の振動周波数が上限周波数Ｆａに達していないときの目標値（Ｆｎ、Ａｎ）は、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）に増減値（正の値）を加算した値と現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）となる。また、払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａよりも少ない場合で、フィーダ１２の振動周波数が上限周波数Ｆａに達したときの目標値（Ｆｎ、Ａｎ）は、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）と現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）に増減値（正の値）を加算した値となる。なお、増減値は、払出量Ｑｘを増加させる値と減少させる値とが各々別の値に設定されてもよい。

【0044】

増減値は、払出量Ｑｘが急激に変化しない値に設定されることが望ましい。増減値により払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａに向かって徐々に調節されることで、払出量Ｑｘの急激な変化を起因とするオーバーシュートを回避するには有利になる。

【0045】

なお、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）を設定する方法としては、払出量Ｑｘ及び目標払出量Ｑａの差分と、予め実験や試験により求めたフィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度の組み合わせとが設定されたマップを用いる方法も例示される。また、その差分と、予め実験や試験により求めたフィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度の増加量（減少量）とが設定されたマップを用いて、現時点の値にその増加量（減少量）を加算する方法を用いてもよい。

【0046】

図４は、目標払出量Ｑａとして設定可能な最大値に近い値が入力された場合を例示する。時間Ｔ０における払出量をＱ０、振動周波数をＦ０、開度をＡ０とし、時間Ｔ１における払出量をＱ１、振動周波数をＦ１、開度をＡ１とする。

【0047】

時間Ｔ０で、入力装置２２により目標払出量Ｑａが新たに入力されると、設定部２４は、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）を設定する。このとき、現時点の払出量Ｑ０が目標払出量Ｑａよりも小さく、且つ、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ０が上限周波数Ｆａよりも低い。そこで、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして上限周波数Ｆａを設定すると共に目標開度Ａｎとして開度Ａ０を設定する。次いで、制御部２５は、設定部２４の設定に基づいて、フィーダ１２の振動周波数を算出された上限周波数Ｆａまで増加させると共に、ゲート１４の開度を可変させずに一定に維持する。

【0048】

時間Ｔ１で、設定部２４は、目標払出量Ｑａと時間Ｔ１における払出量Ｑ１とを比較して、再度、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）を設定する。このとき、現時点の払出量Ｑ１が目標払出量Ｑａよりも小さく、且つ、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ１が上限周波数Ｆａである。そこで、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして上限周波数Ｆａを設定すると共に目標開度Ａｎとして現時点のゲート１４の開度Ａ０よりも大きい開度Ａ２を設定する。次いで、制御部２５は、設定部２４の設定に基づいて、フィーダ１２の振動周波数を上限周波数Ｆａに維持すると共に、ゲート１４の開度を算出された開度Ａ２に増加させる。

【0049】

時間Ｔ２で、設定部２４は、現時点の払出量Ｑ２が目標払出量Ｑａになったと判定して、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）として現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ２及びゲート１４の開度Ａ２を設定する。次いで、制御部２５が、フィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度のそれぞれを維持する。

【0050】

図５は、目標払出量Ｑａ、Ｑｂの二つが入力された場合を例示する。時間Ｔ３で、入力装置２２により目標払出量Ｑａが新たに入力されると、設定部２４は、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）を設定する。このとき、現時点の払出量Ｑ３が目標払出量Ｑａよりも小さく、且つ、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ３が上限周波数Ｆａよりも低い。そこで、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ３よりも高い振動周波数Ｆ４を設定すると共に目標開度Ａｎとして現時点のゲート１４の開度Ａ３を設定する。次いで、制御部２５は、設定部２４の設定に基づいて、フィーダ１２の振動周波数を算出された振動周波数Ｆ４まで増加させると共に、ゲート１４の開度を可変させずに一定に維持する。

【0051】

時間Ｔ４で、入力装置２２により目標払出量Ｑｂが新たに入力されると、設定部２４は、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）を設定する。このとき、現時点の払出量Ｑ４が目標払出量Ｑｂよりも大きく、且つ、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ４が下限周波数Ｆａよりも高い。そこで、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして下限周波数Ｆａを設定すると共に目標開度Ａｎとして現時点のゲート１４の開度Ａ４を設定する。次いで、制御部２５は、設定部２４の設定に基づいて、フィーダ１２の振動周波数を下限周波数Ｆ４まで低下させると共に、ゲート１４の開度を維持する。

【0052】

時間Ｔ５で、設定部２４は、現時点の払出量Ｑ２が目標払出量Ｑｂになったと判定して、目標値（Ｆｎ、Ａｎ）として現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ５及びゲート１４の開度Ａ５を設定する。次いで、制御部２５が、フィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度のそれぞれを維持する。

【0053】

なお、払出量Ｑｘの最大値は、フィーダ１２の振動周波数を上限周波数Ｆａに調節し、ゲート１４の開度を上限開度Ａａ（例えば、全開の開度である１００％）に調節した場合である。よって、目標払出量Ｑａは、払出量Ｑｘの最大値を超えないよう入力装置２２に制限が掛かっている。

【0054】

以上のとおり、定量払出装置１０は、フィーダ１２の振動周波数が上限周波数Ｆａ又は下限周波数Ｆｂのどちらか一方の値に達するまでは、ゲート１４の開度を一定に維持しつつ、フィーダ１２の振動周波数を可変する。つまり、定量払出装置１０は、払出量Ｑｎを目標払出量Ｑａにする際に、フィーダ１２の振動周波数が上限周波数Ｆａ又は下限周波数Ｆｂに達するまで、フィーダ１２の振動周波数の調節をゲート１４の開度の調節よりも優先して行う。それ故、定量払出装置１０は、ばら荷の払出量Ｑｘを調節する際に、ゲート１４の開度の調節の頻度を低減できる。これにより、ゲート１４の開度を調節することで
生じる機械的な損傷を抑制するには有利になり、装置全体の耐久性を向上することができる。

【0055】

また、定量払出装置１０は、フィーダ１２の振動周波数が上限周波数Ｆａ又は下限周波数Ｆｂのどちらか一方の値に達するまでは、ゲート１４の開度を一定に維持し、フィーダ１２の振動周波数が一方の値に達してから、ゲート１４の開度を可変する。つまり、定量払出装置１０は、フィーダ１２の振動周波数及びゲート１４の開度の両方を同時に調節することなく、それぞれを段階的に調節することで、払出量Ｑｘの急激な変化を抑制することができる。これにより、払出量Ｑｘの急激な変化を起因とするオーバーシュートを回避するには有利になり、払出量Ｑｘを調節する際のハンチングを抑制することができる。

【0056】

図６〜図８に例示する第二実施形態の定量払出装置１０は、第一実施形態に対して、フィーダ１５においてトラフ１５の斜面１５ａの斜度が可変可能に構成される点が異なる。また、定量払出装置１０の制御方法は、払出量Ｑｘを目標払出量Ｑａに近づける際に、調節の優先度は、フィーダ１２の振動周波数、斜面１５ａの斜度、及びゲート１４の開度の順に低く設定され、フィーダ１２の振動周波数の調節を最優先とする方法である。

【0057】

図６に例示するように、トラフ１５の斜面１５ａは、どちらか一方の支持部１７の長さを調節することで、開度が全閉の状態のゲート１４の下端を軸として傾動する。トラフ１５の斜面１５ａの斜度は、水平に対する角度であり、予め設定された上限斜度θａから下限斜度θｂまでの間で調節可能である。なお、斜面１５ａの斜度を大きくすると、払出量Ｑｘは多くなり、斜度を小さくすると払出量Ｑｘは少なくなる。

【0058】

上限斜度θａは、斜面１５ａの仕様上における最大となる最大斜度を１００％、水平の状態を０％とすると、１００％側に設定された斜度である。下限斜度θｂは、０％側に設定された斜度である。なお、上限斜度θａは最大斜度に設定されてもよく、下限斜度θｂは水平の状態に設定されてもよい。

【0059】

この実施形態で、下限斜度θｂは、ばら荷の性状に基づいて、斜面１５ａの斜度を下限斜度θｂに設定すると共に、フィーダ１５の振動周波数を下限周波数Ｆｂに設定した状態で、ばら荷が払い出される角度に設定される。例えば、ばら荷の性状として、粘度が高い性状の場合に下限斜度θｂは大きくなり、粘度が低い性状の場合に下限斜度θｂは小さくなる。

【0060】

図７に例示するように、払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａよりも小さいと判定すると（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、設定部２４は、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が上限周波数Ｆａより低いか否かを判定する（Ｓ２２０）。

【0061】

現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が上限周波数Ｆａより低いと判定すると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）よりも高い周波数を設定すると共に、目標開度Ａｎとして、現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）を設定し、さらに、目標斜度θｎとして、現時点の斜面１５ａの斜度θ（ｎ−１）を設定して（Ｓ３１０）、Ｓ１５０へ進む。

【0062】

上記のステップＳ２２０で、現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が上限周波数Ｆａ以上と判定すると（Ｓ２２０：ＮＯ）、設定部２４は、現時点の斜面１５ａの斜度θ（ｎ−１）が上限斜度θａより小さいか否かを判定する（Ｓ３２０）。

【0063】

現時点の斜度θ（ｎ−１）が上限斜度θａより小さいと判定すると（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして上限周波数Ｆａを、目標開度Ａｎとして現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）を、及び、目標斜度θｎとして現時点の斜面１５ａの斜度θ（ｎ−１）よりも大きい斜度をそれぞれ設定して（Ｓ３３０）、Ｓ１５０へ進む。このステップで設定される目標斜度θｎは、フィーダ１２の振動周波数を上限周波数Ｆａに維持すると共にゲート１４の開度を現時点の開度に維持した状態で、現時点の払出量Ｑｘを増加させて目標払出量Ｑａに近づける値である。

【0064】

上記のステップＳ３３０で、現時点の斜度θ（ｎ−１）が上限斜度θａ以上と判定すると（Ｓ３２０：ＮＯ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして上限周波数Ｆａを、目標開度Ａｎとして現時点のゲート１４の開度よりも大きい開度を、及び目標斜度θｎとして上限斜度θａをそれぞれ設定して（Ｓ３４０）、Ｓ１５０へ進む。

【0065】

図８に例示するように、上記のステップＳ２１０で、払出量Ｑｘが目標払出量Ｑａよりも大きいと判定すると（Ｓ２１０：ＮＯ）、設定部２４は、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が予め設定した下限周波数Ｆｂより高いか否かを判定する（Ｓ２５０）。

【0066】

現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が下限周波数Ｆｂより高いと判定すると（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）よりも低い周波数を設定すると共に、目標開度Ａｎとして、現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）を設定し、さらに、目標斜度θｎとして、現時点の斜面１５ａの斜度θ（ｎ−１）を設定して（Ｓ３５０）、Ｓ１５０へ進む。

【0067】

上記のステップＳ２５０で、現時点の振動周波数Ｆ（ｎ−１）が下限周波数Ｆｂ以下と判定すると（Ｓ２５０：ＮＯ）、設定部２４は、現時点の斜面１５ａの斜度θ（ｎ−１）が下限斜度θｂより大きいか否かを判定する（Ｓ３６０）。

【0068】

現時点の斜度θ（ｎ−１）が下限斜度θｂより大きいと判定すると（Ｓ３６０：ＹＥＳ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして下限周波数Ｆｂを、目標開度Ａｎとして現時点のゲート１４の開度Ａ（ｎ−１）を、及び、目標斜度θｎとして現時点の斜面１５ａの斜度θ（ｎ−１）よりも小さい斜度をそれぞれ設定して（Ｓ３７０）、Ｓ１５０へ進む。このステップで設定される目標斜度θｎは、フィーダ１２の振動周波数を下限周波数Ｆｂに維持すると共にゲート１４の開度を現時点の開度に維持した状態で、現時点の払出量Ｑｘを減少させて目標払出量Ｑａに近づける値である。

【0069】

上記のステップＳ３６０で、現時点の斜度θ（ｎ−１）が下限斜度θｂ以下と判定すると（Ｓ３６０：ＮＯ）、設定部２４は、目標周波数Ｆｎとして下限周波数Ｆｂを、目標開度Ａｎとして現時点のゲート１４の開度よりも小さい開度を、及び目標斜度θｎとして下限斜度θｂをそれぞれ設定して（Ｓ３８０）、Ｓ１５０へ進む。

【0070】

この定量払出装置１０は、払出量Ｑｎを目標払出量Ｑａにする際に、フィーダ１２の振動周波数が上限周波数Ｆａ又は下限周波数Ｆｂに達するまで、フィーダ１２の振動周波数の調節をゲート１４の開度の調節及び斜面１５ａの斜度の調節よりも優先して行う。また、フィーダ１２の振動周波数が上限周波数Ｆａ又は下限周波数Ｆｂに達した場合に、斜面１５ａの斜度が上限斜度θａ又は下限斜度θｂに達するまで、斜面１５ａの斜度の調節をゲート１４の開度の調節よりも優先して行う。

【0071】

このように、定量払出装置１０は、制御対象となるパラメータが三つ以上になっても、ばら荷の払出量Ｑｘを調節する際に、ゲート１４の開度の調節の頻度を低減できる。これにより、ゲート１４の開度を調節することで生じる機械的な損傷を抑制するには有利になり、装置全体の耐久性を向上することができる。

【0072】

また、定量払出装置１０は、フィーダ１２の振動周波数、斜面１５ａの斜度、及びゲート１４の開度の三つのパラメータを同時に調節することなく、それぞれを段階的に調節することで、払出量Ｑｘの急激な変化を抑制することができる。これにより、払出量Ｑｘの急激な変化を起因とするオーバーシュートを回避するには有利になり、払出量Ｑｘを調節する際のハンチングを抑制することができる。

【0073】

既述した実施形態では、アンローダに搭載される定量払出装置１０を例に説明したが、単体で使用することも可能である。例えば、工場の内部で原料の払い出しを行う装置としても適用可能である。

【0074】

また、既述した実施形態では、現時点のフィーダ１２の振動周波数Ｆ（ｎ−１）を前回の制御におけるフィーダ１２の振動周波数の目標値としたが、周波数取得装置により取得したフィーダ１２の実際の振動周波数を用いてもよい。同様に、ゲート１４の開度も開度取得装置により取得したゲート１４の実際の開度を用いてもよい。

【0075】

周波数取得装置としては、フィーダ１２のトラフ１５に設置される振動センサ、駆動部１６である偏心モータの駆動を制御するインバータの制御信号を取得する装置が例示される。また、開度取得装置としては、ゲート１４のチェーンブロック１９に設置されるエンコーダ（エンコーダが取得したチェーンの巻き取り量や繰り出し量から開度を算出可能）が例示される。

【符号の説明】

【0076】

１０ 定量払出装置
１１ ホッパ
１２ フィーダ
１３ コンベヤ
１４ ゲート
１５ａ 斜面
２０ 制御装置
２１ 払出量取得装置
Ｑｘ 払出量
Ｑａ 目標払出量
Ｆｎ 振動周波数
Ａｎ 開度
θｎ 斜度
Ｆａ 上限周波数
Ｆｂ 下限周波数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】