JP2003014530A - ホッパ装置および計量装置 - Google Patents

ホッパ装置および計量装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲート開閉時の応答遅れを防止し得るホッパ
装置を提供する。 【解決手段】 ホッパ本体60に回転可能に取り付けら
れゲート8iと一体に回動して前記ゲート8iを開閉す
るアーム33と、前記ゲート8iの閉状態において前記
アーム33の回動を阻止するセルフロック機構と、前記
アーム33に回転力を入力する入力部10とを備え、前
記入力部10は、前記ゲート8iを閉状態から開き始め
る際に、前記セルフロック機構のロックを解除した後
に、前記アーム33に回転力を入力して前記ゲート8i
を開くようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はホッパ装置および該
ホッパ装置を備えた計量装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】従来、ホッパのゲート
を開閉させる機構としては、実公平6−32585号の
ように、ホッパからリンク部材を介して遠隔操作的に開
閉動作を行わせることが一般に用いられている。しか
し、昨今の計量の高速化に伴い、長尺なリンク部材を介
してホッパのゲートを開閉させると以下の問題点があ
る。 1)ホッパの脱着を可能とするために、リンク部材を動
かす駆動部分とリンク部材との間にクリアランスを設け
ており、該クリアランスにより応答遅れが生じる。 2)長尺なリンク部材を介して開閉動作を行わせるの
で、リンク部材の途中の支点の遊びや摩耗によって、同
じく応答遅れが生じ、さらに部材が多点数であるために
調整の困難性が生じる。
【0003】前記問題点を解決するために、特開平11
−118585号の装置が提案されている。この装置
は、ゲートの開閉をホッパに隣接させたリンク部材に駆
動源を直接接続し、この駆動源からの駆動力でゲートを
開閉させる。このため、前記のようにゲートを遠隔操作
的ではなく、かつ、駆動源にリンク部材が直接連設され
ているため、前記の応答遅れ等が回避され、部品点数も
少ないので調整等も容易になる。
【0004】しかし、特開平11−118585号の装
置では以下の問題点がある。 1)駆動源にリンク部材が直接連設されているため、駆
動源から発生する振動が直接ホッパに伝達される。この
装置では駆動源の制御によって、その振動を抑えること
が開示されているが、駆動源の駆動による振動を完全に
抑制することはできない。特に、ステッピングモータの
場合にはリンギングが発生するため、駆動源の制御では
振動を完全に抑制することが困難である。更に、ホッパ
が計量ホッパである場合にはホッパがロードセル等の重
量検出器に荷重されているため、計量の際に計量誤差の
原因にもなる。 2)ゲートを閉じた状態を保持するためのトグルジョイ
ント機構を設ける必要があるが、該トグルジョイント機
構のロックを解除する時には駆動機構に多大な負荷がか
かる。そのため、ロック解除用に、別途ソレノイド等を
設ける必要がある。 3)特開平11−118585号では、ホッパを駆動源
と共に脱着させるが、ホッパの清掃の際は水洗いするこ
とが多いため、駆動源とホッパを分離させるのが通常で
ある。しかし、前記装置ではリンクに駆動軸等を直接連
結させているために、取り付けの際、たとえばクリアラ
ンスの小さいキーを嵌合させなければならず、取り付け
が非常に煩わしい。
【0005】本発明の目的は、前記の従来の問題点を解
消して、ゲートの駆動応答を早くした上で、駆動源から
の振動をも軽減し、かつ、脱着の容易なホッパおよびそ
れを用いた計量装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のホッパ装置は、ゲートを回動機構を介して
回転させてホッパ本体の排出口を開閉するホッパ装置で
あって、前記ホッパ本体に回転可能に取り付けられ前記
ゲートと一体に回動して前記ゲートを開閉するアーム
と、前記ゲートの閉状態において前記アームの回動を阻
止するセルフロック機構と、前記アームに回転力を入力
する入力部とを備え、前記入力部は、前記ゲートを閉状
態から開き始める際に、前記セルフロック機構のロック
を解除した後に、前記アームに回転力を入力して前記ゲ
ートを開くようにしたことを特徴とする。
【0007】ゲートが閉じている状態において、入力部
が回転すると、まず、セルフロック機構のロックが解除
され、ついで、アームが回転する。そのため、トグルジ
ョイント機構などで閉状態を保持していても、アームを
回転し始める際の負荷が著しく小さくなる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を組合
せ計量装置を例にとって説明する。 概略構成:まず、組合せ計量装置の一般的な機能および
動作について説明する。図1に示すように、搬送コンベ
ヤ100は、被計量物である内容物Mを組合せ計量装置
1の分散フィーダ2の中央部に落下させる。なお、内容
物Mは数個ないし多数個が集められて後に袋詰めされて
商品になる。
【0009】前記分散フィーダ2および各供給トラフ3
iはそれぞれ加振装置の駆動により振動することで、分
散フィーダ2上の内容物Mを、各供給トラフ3iの下流
に設けられた多数のプールホッパ(ホッパ装置)4iに
供給する。これら各プールホッパ4iには、ゲート5i
が設けられ、前記各供給トラフ3iから供給されて受け
取った内容物Mを一時的に収容して貯留する。前記各プ
ールホッパ4iの下流には計量ホッパ(ホッパ装置)6
iが設けられている。これら各計量ホッパ6iには、前
記プールホッパ4iから該計量ホッパ6iに投入された
内容物Mの重量を検出する重量検出器7iを備えた計量
ヘッドおよびゲート8iが設けられている。ゲート8i
の下方には大きな集合排出シュート9が設けられてお
り、前記各重量検出器7iで検出された内容物Mの重量
を組み合わせることで、内容物Mを一まとめにして目標
値もしくは目標値に近い値とし、下流の製袋包装機(図
示せず)等に内容物Mを落下させる。
【0010】ホッパの概略構造:図2に示すように、前
記各ホッパ6i(4i)は、それぞれ、ホッパ本体6
0、ゲート8i(5i)、第1および第2リンク31,
35、回動部32およびアーム33を備えている。な
お、以下の説明では計量ホッパ6iを例にとって説明す
る。
【0011】図3はゲート8iの回動機構30を示す正
面図である。図3(a)に示す前記回動部32はアーム
33に固定されており、回転中心Aを中心として、アー
ム33と共にホッパ本体60(図2)に対して回動自在
に取り付けられている。アーム33の端部にはゲート8
iが固着されている。回動部32およびアーム33は、
後述するように、図2に示すゲート8iと共に回転し、
この回動によりゲート8iがホッパ本体60の排出口6
1を開閉する。後述するように、リンク31,35およ
びアーム33は、ゲート8iの閉状態において、ゲート
8iが開く方向にアーム33が回動するのを阻止するセ
ルフロック機構を構成している。
【0012】前記ホッパ6iは、ブラケット66を介し
て図4の組合せ計量装置の本体70に取り付けられる。
図4に示すように、組合せ計量装置の本体70側には、
ステッピングモータ(駆動源)Mと、該モータMの駆動
力を前記回動部32およびアーム33に入力(伝達)す
る入力部(動力伝達装置)10が設けられている。
【0013】図9に示すホッパ本体60は、組合せ計量
装置の本体70に着脱自在に取り付けられる。図10に
示すように、本体70側のブラケットには、第1バー7
1および第2ハンガー部74が複数箇所に設けられてい
る。一方、図11に示すように、前記ホッパ本体60に
は各第1バー71および第2ハンガー部74に係合する
第1ハンガー部66aおよび第2バー66bがそれぞれ
設けられている。本体70にはホッパ本体60側の第2
バー66bを固定するためのフック72が設けられてお
り、第1バー71を第1ハンガー部66aに係合させる
と共に、第2ハンガー部74に第2バー66bを係合さ
せると、フック72が第2バー66bに掛かり、ホッパ
本体60を本体70に固定することができる。なお、ホ
ッパ本体60を本体70から取り外すには、解除レバー
73を押してフック72と第2バー66bとの係合を解
除した後、ホッパ本体60を本体70から水平方向に引
き出す。
【0014】入力部:図5に示すように、前記入力部1
0は、駆動部材11、従動部材12および後述するエラ
ストマーEを備えている。駆動側の駆動部材11には、
止ネジ19(図4)を介して、前記モータMの出力軸M
aが固定されている。したがって、駆動部材11は前記
出力軸Maと共に回転駆動される。前記駆動部材11は
有底円筒形に形成されており、その円筒部には、後述す
るセルフロック機構を解除するための第1の爪(第1の
係合部)11aが一体的に設けられている。一方、従動
部材12は円板形で、その外周部には、後述するように
アーム33を回動させるための第2の爪(第2の係合
部)12aが設けられている。図2に示すように、前記
第1の爪11aおよび第2の爪12aは、入力部10が
回動部32に対面する側に複数個設けられている。前記
回動部32の外周部には、前記第2の爪12aに係合す
る係合溝(第2の被係合部)32aが設けられている。
【0015】セルフロック機構 図3(a)に示す前記2本のリンク31,35の端部同
士は、回転中心(連結ピン)Cを中心として互いに回動
自在に結合されている。第1のリンク31の上端は回転
中心Dを中心として前記ホッパ本体60に対して回動自
在に取り付けられていると共に、第2のリンク35の下
端は前記アーム33に対して回動自在に設けられてい
る。したがって、図6〜図8に示すように、前記リンク
31,35、アーム33およびホッパ本体60(図2)
は固定中心A,Dと、移動中心B,Cを有する四節回転
連鎖を構成している。
【0016】前記リンク31,35は、図3(a)に示
すゲート8iの閉状態において、ゲート8iが閉じる閉
方向Sに「く」の字状に若干曲がっており、移動中心C
がリンク31,35の思案点Cdよりも閉方向Sに位置
していることで、ゲート8iが閉状態でロックされてい
る。
【0017】第2のリンク35には被係合突部(第1の
被係合部)35aが固定されている。ここで、前記駆動
部材11が前記モータMによって反時計回りに若干回転
すると、図3(b)に示すように、前記第1の爪11a
が前記被係合突部35aに係合して第2のリンク35を
ゲート8iが開く開方向Oにハネ上げる。したがって、
前記「く」の字状に曲がった一対のリンク31,35
が、逆方向に曲がり移動中心Cが思案点Cdよりも開方
向Oに移動することで、アーム33およびゲート8iの
ロックが解除される。なお、ゲート8iの閉状態におい
て、前記被係合突部35aを回動部32に当接させるこ
とで、第1および第2リンク31,35を前記閉方向S
に必要以上に「く」の字状に曲げないようにしている。
【0018】図5に示す前記駆動部材11と従動部材1
2との間には低硬度エラストマーEが設けられている。
前記駆動部材11内には低硬度エラストマーEを保形す
るための保形凹所15が形成されており、ドーナッツ型
の低硬度エラストマーEが、当該保形凹所15に装填さ
れている。前記駆動部材11の中央には、前記出力軸M
aの軸方向にピン部13が一体に突設されている。前記
ピン部13は、従動部材12に穿孔された貫通孔17を
貫通し、その先端部にCリング20が装着され、低硬度
エラストマーEの反発弾性によって前記駆動部材11が
従動部材12に固定されている。
【0019】前記駆動部材11および従動部材12に
は、第1および第2係合ピン14,16がそれぞれ3本
ずつ固定されている。一方、前記低硬度エラストマーE
には、係合ピン14,16に係合する係合孔Ehが形成
されており、係合ピン14,16は前記係合孔Ehに差
し込まれている。したがって、各係合ピン14,16が
低硬度エラストマーEに対して駆動部材11の回転方向
に係合していることにより、前記駆動部材11からの駆
動力は低硬度エラストマーEを介して従動部材12に伝
達される。このように、低硬度エラストマーEが介挿さ
れていることで、駆動部材11の回転に対し、従動部材
12の回転に遅れが生じるようになっている。なお、ゲ
ート8iの閉状態において、前記第1の爪11aを被係
合突部35aに当接させると共に、第1の爪11aと被
係合突部35aとの当接面を平滑にすることで、ラスト
マーEの圧縮によって駆動部材11の回転に対し、従動
部材12の回転に遅れが生じる程度の小さい力で、前記
ゲート8iの解除が行えるように設定している。
【0020】ゲートの開閉動作 図6に示す前記ゲート8iの閉状態から、前記モータM
(図4)の回転によって、図2の前記駆動部材11が反
時計回りに回転すると、図7に示すように、前記第1の
爪11aが被係合突部35aに係合して第2リンク35
を開方向Oに押し上げ、前記セルフロック機構が解除さ
れる。この際、駆動部材11の回転により、図4の低硬
度エラストマーEが周方向に圧縮されて従動部材12の
回転が遅れる。このわずかな回転のズレでロックを解除
し、その後、従動部材12が反時計方向に回転し始める
と、前記第2の爪12aが係合溝32aに係合した状態
で回転し、図8に示すように、前記回動部32、アーム
33およびゲート8iが一体に回動してゲート8iが開
く。
【0021】このように、図4のモータMの出力軸Ma
を入力部10に固定し、図2に示す該入力部10の第2
の爪12aが係合溝32aに係合してアーム33および
ゲート8iを直接回動させるようにしたので、モータM
の回転が直接、ゲート8iの回転として伝達されるか
ら、つまり、リンクの連結ピンなどが中間に介挿されて
いないので、ゲート8iの開閉の応答遅れを防止するこ
とができる。また、前述のように、ゲート8iの閉状態
において、被係合突部35aを回動部32に当接させる
と共に、第1の爪11aを差後被係合突部35aに当接
させることで、できるだけ小さな力で前記ロック機構の
解除が行えるようにしているので、前記エラストマーE
の圧縮による駆動部材11に対する従動部材12の回転
の僅かなズレで、ロック機構を解除することができる。
したがって、モータの負荷を著しく低減することができ
る。また、ロック機構を解除するためのソレノイド等を
別途設ける必要がない。
【0022】さらに、図5に示すように、駆動側の駆動
部材11からの駆動力を低硬度エラストマーEを介して
従動部材12に伝達するので、装置全体の振動や騒音が
低減される。また、前記低硬度エラストマーEによって
装置の振動が小さくなるので、秤が安定するまでの時間
が短くなり、計量サイクルの短縮化を図ることができ
る。さらに、低硬度エラストマーEによってゲートの開
閉時の衝撃が吸収されるため、駆動源に衝撃が伝達され
ないので装置の耐久性が向上する。
【0023】また、前記入力部10と回動部32とは、
図3に示す回転中心Aから離れた位置の第2の爪12a
と係合溝32aによって係合しているため、駆動力を確
実に伝達できる。
【0024】なお、ゲート8iを閉じる際には、モータ
M(図4)を逆回転させて前記第2の爪12aが回動部
32を回転させることで、アーム33を時計回りに回転
させる。この回転で、図3(a)に示すように、前記移
動中心Cが思案点Cdよりも閉方向に移動して、一対の
リンク31,35が「く」の字状に若干曲がりアーム3
3およびゲート8iがロックされる。したがって、モー
タの回転が停止した後もゲート8iが閉状態でロックさ
れる。
【0025】図2に示す前記ホッパ本体60を計量装置
本体から取り外すには、前記解除レバー73を押しなが
ら、該ホッパ本体60を装置側とは逆方向Fに引き出す
と、フック72が第2バー66bから外れてホッパ本体
60が取り外される。一方、前記ホッパ本体60を装置
本体に取り付けるには、本体70方向にホッパ本体60
を押し込み、前記各第1バー71および第2ハンガー部
74にホッパ本体60の第1ハンガー部66aおよび第
2バー66bをそれぞれ係合させると、前記フック72
が第2バー66bに掛かりホッパ本体60が本体70に
固定される。したがって、取り付けや取り外しが著しく
容易になる。なお、回動部32と入力部10とを磁力で
互いに吸着させるようにしてもよい。
【0026】ところで、図3の前記リンク31,35に
スプリングを設け、該スプリングのバネ力によって、リ
ンク31,35を閉方向Sに常時付勢してもよい。これ
により、セルフロック機構の作動が安定化する。
【0027】なお、図12に示すように、係合孔Ehの
回りにエラストマー本体E1とは硬度の異なる第2エラ
ストマーE2を設けてもよい。たとえば、前記第2エラ
ストマーE2をエラストマー本体E1よりも柔らかいエ
ラストマーを用いることで、更に振動や騒音を低減させ
ることができる。また、前記実施形態において、第1お
よび第2係合ピン14,16をそれぞれ3本づつとした
が、該係合ピンの本数は、エラストマーに係合し得る本
数であればよく、たとえば、2本づつや3本づつであっ
てもよい。
【0028】また、本明細書において、「エラストマ
ー」とは、常温において弾性の顕著な高分子物質であっ
て、外力で容易に変形し、かつ、外力を除くと直ちに元
の形状に復元する物質をいう。すなわち、粘弾性を有す
る(弾性の他に粘性を合せもった)高分子からなる固体
をいう。
【0029】前記エラストマーは低硬度エラストマーが
好ましい。前記低硬度エラストマーは、硬度が小さい
(ヤング率が小さい)ため、小さな外力で容易に変形す
る。そして、ステッピングモータのジテント(「リンギ
ング」とも云われている。)に起因する振動が発生する
と、この振動を非弾性変形による内部分子間の摩擦力で
吸収して、振動を防止するものと推測される。また、ゲ
ート等が衝突する際に、衝突の衝撃力を小さくさせる。
【0030】前記低硬度エラストマーとしてはゴム弾性
を持った高分子物質のうち、一般に「ゲル」と呼ばれて
いる物質を用いることができる。より具体的には、たと
えばシリコーンやポリエチレンを主成分とするゲルを用
いることができる。シリコーンゲルとしては、たとえば
α・β・γ・θゲル(株式会社シーゲル製)のうちθゲ
ルを特に好適に用いることができる。一方、ポリエチレ
ンのゲルとしては、コスモゲル(株式会社コスモ計器
製)を用いることができる。なお、前記「ゲル」とは、
ゲルと自ら称して販売されているものを含む。
【0031】以上のとおり、図面を参照しながら好適な
実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見
て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定す
るであろう。たとえば、前記実施形態では、組合せ計量
装置を例示して説明したが、計量装置としては、1つの
ホッパ装置を備えた計量装置についても適用できる。ま
た、計量ホッパではなく、プールホッパなどのホッパ装
置についても本発明を適用し得る。また、被係合突部3
5aは第2リンク35に一体に形成してもよい。したが
って、そのような変更および修正は、請求の範囲から定
まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ゲートと一体に回動してゲートを開閉するアームに、リ
ンク部材を介挿することなく回転力を入力するので、ク
リアランスや支点の遊びによる応答の遅れを防止するこ
とができる。しかもセルフロック機構を解除する際に
は、セルフロックを行っているリンクに入力部から回転
力を付与した後に、前記入力部からアームに回転力を付
与するので、ロック解除時の負荷が著しく小さくなる。
また、該ロック解除時の負荷が問題にならなくなるの
で、ロック解除用のソレノイド等を別途設ける必要がな
い。
【0033】また、入力部の駆動部材と従動部材との間
にエラストマーを介挿すれば、ゲート開閉時の衝撃をエ
ラストマーが吸収するので、振動や騒音の低減を図り得
ると共に、駆動源に衝撃が伝達されにくいから、耐久性
が向上する。
【0034】なお、請求項4の発明によれば、回転中心
から離れた部位で係合しているので、駆動を確実に伝達
することができると共に、キーなどの嵌合と異なり、係
合部分に隙間を設けることができるので、取り外しが容
易になる。
【0035】なお、エラストマーにより振動が小さくな
れば、秤が安定するまでの時間が短くなるので、計量装
置の計量サイクルを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる組合せ計量装置の
機能を示す概念図である。
【図2】ホッパ装置を示す斜視図である。
【図3】ゲートの回動機構を示す正面図である。
【図4】入力部を含む動力伝達の機構を示す断面図であ
る。
【図5】入力部を示す分解斜視図である。
【図6】閉状態におけるホッパ装置の正面図である。
【図7】開き始めた状態のホッパ装置の正面図である。
【図8】開状態のホッパ装置の正面図である。
【図9】本体に装着状態のホッパ装置を示す斜視図であ
る。
【図10】本体側の機構を示す斜視図である。
【図11】ホッパ装置の装着方法を示す斜視図である。
【図12】エラストマーの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
5i,8i:ゲート 7i:重量検出器 10:入力部 11:駆動部材 11a:第1の爪(第1の係合部) 12:従動部材 12a:第2の爪(第2の係合部) 31,35:リンク(セルフロック機構) 32:回動部(回動機構,セルフロック機構) 32a:係合溝(第2の被係合部) 33:アーム(回動機構,セルフロック機構) 35a:被係合突部(第1の被係合部) 60:ホッパ本体 61:排出口 E,E1,E2:エラストマー M:ステッピングモータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲートを回動機構を介して回転させてホ
    ッパ本体の排出口を開閉するホッパ装置であって、 前記ホッパ本体に回転可能に取り付けられ前記ゲートと
    一体に回動して前記ゲートを開閉するアームと、 前記ゲートの閉状態において前記アームの回動を阻止す
    るセルフロック機構と、 前記アームに回転力を入力する入力部とを備え、 前記入力部は、前記ゲートを閉状態から開き始める際
    に、前記セルフロック機構のロックを解除した後に、前
    記アームに回転力を入力して前記ゲートを開くようにし
    たホッパ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記セルフロック機構には第1の被係合部が設けられ、 前記アームには第2の被係合部が設けられ、 前記入力部には、第1および第2の係合部が設けられ、 前記ゲートの閉状態から前記入力部が回転すると、前記
    入力部の第1の係合部が前記第1の被係合部に係合して
    前記セルフロック機構のロックを解除した後に、前記入
    力部の第2の係合部が前記第2の被係合部に係合して前
    記アームが回動するようにしたホッパ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1もしくは2において、 前記入力部は、駆動部材および従動部材と、前記駆動部
    材の駆動力を前記従動部材に伝達するエラストマーとを
    備え、 前記第1の係合部は前記駆動部材に一体的に設けられ、 前記第2の係合部は前記従動部材に設けられ、 前記駆動部材が回転することで前記エラストマーが変形
    して前記従動部材に駆動力が伝達されるようにしたホッ
    パ装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 前記駆動部材は有底円筒形で、その円筒部に前記第1の
    係合部を構成する第1の爪が一体的に設けられ、 前記従動部材は円板形で、その外周部に前記第2の係合
    部を構成する第2の爪が設けられているホッパ装置。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項に記載
    のホッパ装置と、 前記ホッパ装置の入力部に駆動力を付与する駆動源と、 前記ホッパ装置および駆動源の重量が付加される重量検
    出器とを備えた計量装置。
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