JP3629089B2 - 計量装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組合せ計量等の計量作業を行なう計量装置に関し、詳しくはこれに装備されたホッパのゲート開閉機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種商品の自動計量に用いられる装置として、組合せ計量装置がある。この装置の多くは、図５に示すように、図示しない機台上に配置された支持台（４０）の中央部に加振器（４２）を介して分散テーブル（４１）を配置し、分散テーブル（４１）の周囲に別の加振器（４４）を介して複数個の供給トラフ（４３）を放射状に配置すると共に、各トラフ（４３）の先端部下方にこのトラフ（４３）と同数のプールホッパ（４５）及び計量ホッパ（４６）を上下に２段配置した構造である。
【０００３】
この装置における計量手順は以下の通りである。すなわち、先ず分散テーブル（４１）を加振器（４２）で加振してテーブル（４１）上の被計量物を各供給トラフ（４３）に分散流入させると共に、これを加振器（４４）で加振してトラフ（４３）の下流側に搬送し、各トラフ（４３）の先端から落下した被計量物を上段の各プールホッパ（４５）内に収納する。次いで、プールホッパ（４５）を選択的に開いてその内部の計量物を下段の計量ホッパ（４６）に供給し、各計量ホッパ（４６）に個別に設けたロードセル（図示省略）でその重量を計量する。次に各計量ホッパ（４６）での計量値の組合せの中から合計重量が目標値に等しいか、目標値に最も近い最適な組合せを選定し、選定された組合せに対応する計量ホッパ（４６）を開いて被計量物を一斉に排出する。これを計量ホッパ（４６）の下方に配置した逆円錐状の集合シュート（４７）で集め、包装工程等の次工程に搬送する。
【０００４】
図６は、上述したプールホッパ（４５）及び計量ホッパ（４６）の一構造例である。同図（ａ）に示すように、これらのホッパ（４５）（４６）は、通常、角筒状の本体（５０）と、その側面に設けたゲート軸（５１）（５１）で回転可能に枢支されたゲート（５２）（５２）とで構成される。両ゲート（５２）は、ゲート軸（５１）を中心として閉じ位置（ａ図）と開き位置（ｂ図）との間を揺動し、本体（５０）の下部開口を閉塞・開放する。従来では、このようなゲート（５２）の開閉運動を、エアシリンダ（５４）の進退運動を複数のリンク材からなるリンク機構（５５）で揺動運動に変換して得ている。すなわち、開き動作時には、エアシリンダ（５４）のピストンロッドを進出させ、駆動リンク（５６）の押圧部（５７）を押圧してゲート（５２）を開き、閉じ動作時には、エアシリンダ（５４）のピストンロッドを退入させてその先端部を押圧部（５７）から離反させ、開き動作時に蓄勢したバネ（５８）の弾性力を利用してゲート（５２）を閉じるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の計量装置では、被計量物が食品類である場合が多く、食品衛生上、定期的な洗浄作業が欠かせない。そのため、従来では、プールホッパや計量ホッパをフレームに引っ掛けるようにして取付け、洗浄時にはこれらを簡単に取り外し可能とし、個々のホッパ並びに装置本体を入念に洗浄できるようにしている。
【０００６】
ところが、従来装置では、ホッパを取り外す際にエアシリンダ（５４）と、これに駆動される駆動リンク（５６）との間でホッパ側の機構と装置本体側の機構とが分離される。そのため、取り外したホッパには多数のリンク材やバネ（５８）が付属し、これらが邪魔になるためにホッパの洗浄作業が行ないにくくなる欠点があった。
【０００７】
また、ホッパを取り外すと、バネ（５８）の弾性力によりゲート（５２）が閉じ状態に保持されるため、ゲート（５２）の内面等を洗浄する際には、バネ（５８）の弾性力に抗してゲート（５２）を押し広げながら本体（５０）内に手を差し入れて洗浄しなければならず、作業が面倒である。特に、ゲート（５２）が全閉位置にあるとリンク中のトグル機構（５９）がデッドポイントに達してセルフロックするため（図６（ａ）参照）、かかる洗浄作業がより一層困難化する。すなわち、作業者は、バネ（５８）の弾性力に抗しながら押圧部（５７）をホッパ側に押圧してロックを解除し、この状態に保持したままホッパ内に手を差し入れてゲート内面を洗浄するという極めて煩雑な作業を必要とする。従って、ユーザーサイドからの改善の要望も多かった。
【０００８】
そこで、本発明では、洗浄労力を軽減することのできる計量装置の提供を目的とする。具体的には、洗浄時等において、ホッパを装置本体から取り外した際にも、ホッパにリンク機構やバネ等が付属せず、また、取り外し状態ではゲートに弾性力等が作用せず、ゲートがフリーとなって自由に動かすことのできる計量装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、ホッパ本体の下部開口を開閉するゲートを有するホッパが装備された計量装置において、案内ピンと、この案内ピンと相対移動可能に係合する案内溝のうちの何れか一方をゲートに設け、他方を、前記一方がゲートの開閉中心軸に対して直交する方向に揺動するように回転駆動源の駆動軸に連結して、当該駆動軸の駆動でゲートを開閉させるようにした。
【００１０】
このようにゲートの開き動作のみならず、閉じ動作をも回転駆動源の駆動力で行なうようにすれば、従来装置で必須であったバネが不要となる。その結果、洗浄時においてホッパを装置本体から取り外すと、ゲートが弾性力の作用しないフリー状態となるので、従来洗浄しにくかったゲートやホッパ本体の内面等の洗浄が容易に行なえるようになる。
【００１１】
案内ピンを回転駆動源で駆動すると共に、案内溝を、当該溝内での案内ピンの相対移動方向がゲートの開閉中心軸と平行になるようにしてゲートに設ける。この時には、案内ピンを公転運動させるとよい。
【００１２】
また、案内溝を回転駆動源で駆動すると共に、案内ピンを、その軸方向がゲートの開閉中心軸と平行になるようにしてゲートに設ける。この時には、案内溝を揺動運動させるとよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる計量装置の実施形態を図１乃至図６及び図８に基づいて説明する。
【００１４】
本発明では、ホッパ（１）の構成部品であるゲート（２）の開閉駆動源として、従来のエアシリンダの代わりにモータ等の回転駆動源（４：図３参照）を使用する。回転駆動源（４）とホッパ（１）との間には、回転駆動源（４）の駆動力をゲート（２）の閉じ動作及び開き動作に変換すべく、案内ピン（７）及び案内溝（１１）からなる変換機構（３）が設けられる。
【００１５】
回転駆動源（４）は、後述するように装置本体側の静止部材に固定され、その出力軸には図１に示すように、ホッパ（１）に向けて延びる駆動軸（５）が連結されている。この駆動軸（５）には、これと直交する方向に延びる連結腕（６）の一端部が固定され、さらに連結腕（６）の他端部に駆動軸（５）と平行に配置した案内ピン（７）が装着されている。回転駆動源（４）を起動して駆動軸（５）を回転させると、案内ピン（７）は駆動軸（５）を中心としてその周りを公転する。
【００１６】
ゲート（２）の背面（ゲートの装置本体側の面であって、案内ピン（７）と対向する面）には、案内溝（１１）が設けられる。この案内溝（１１）は、ゲート（２）の開閉中心軸（９：ゲート軸）の軸芯方向に沿って上下に離隔配置したピン状の案内部（１２）（１３）間に形成される。案内溝（１１）に挿入した案内ピン（７）は、案内部（１２）（１３）とその上下で係合し、且つ、ゲート軸（９）の軸芯方向に沿ってスライド可能である。両案内部（１２）（１３）は、ゲート（２）背面に装着した一対のブラケット（１４）によって支持されている。
【００１７】
案内溝（１１）の幅寸法は、案内ピン（７）が挿入可能となる寸法であればよく、案内ピン（７）の直径以上であればよいが、より望ましくは案内ピン（７）との間に隙間が形成されないよう当該直径と同一寸法とする。また、案内部（１２）（１３）の長さは、案内ピン（７）の公転運動がブラケット（１４）によって阻害されないよう、案内ピン（７）の公転直径以上に設定する。
【００１８】
案内ピン（７）には、その公転中に常時双方の案内部（１２）（１３）と接触できるよう十分な長さを持たせる。具体的には、案内ピン（７）が何れの位置にあっても、その先端部が、案内部（１２）（１３）の揺動軌跡を越えてこれよりもホッパ（１）側に達する長さに設定する。また、案内ピン（７）が案内溝（１１）内をゲート軸方向にスライドすると、ゲート（２）の開閉に伴って案内ピン（７）が当該スライド方向と直交する方向にも相対移動するので、かかる相対移動を許容できるよう案内ピン（７）の先端部と、ゲート（２）の背面との間にも十分な空間を確保しておく。
【００１９】
さらに、案内ピン（７）は、その公転運動によって生じる押圧力が効率よくゲート（２）の開閉運動に変換されるよう、その軸方向を、ゲート軸（９）と上下の案内部（１２）（１３）とを結ぶ線に対してできるだけ平行に近付けて配置するのが望ましい。
【００２０】
図４にホッパ（１）の取付け構造の一例を示す。図示のように、ホッパ（１）の本体（１５）には、ゲート軸（９）の軸芯方向に離隔させて、一対の取付け部材（２０）が固定される（図面では一方の取付け部材のみを図示している）。一方、装置本体側には、回転駆動源（４）を支持する支持基体（２１）がロードセル（２２）を介して装置本体の静止部材、例えば支持台（２３）に釣り下げ状態で取付けられている。支持基体（２１）には、両取付け部材（２０）と同様にゲート軸（９）の軸芯方向に離隔させた一対の係止部材（２４）が固定されており、この係止部材（２４）の先端部には切欠き穴状の被係合部（２５）がそれぞれ形成されている。両取付け部材（２０）の側面には、上下に離隔させて突起状の係合部（２６）（２７）が形成されており、このうちの上方の係合部（２６）は、係止部材（２４）の被係合部（２５）に嵌め込まれ、下方の係合部（２７）は係止部材（２４）の下端面を係止してホッパ（１）を所定の位置及び姿勢に位置決め保持している。
【００２１】
この取付け構造であれば、支持基体（２１）、回転駆動源（４）、ホッパ（１）、取付け部材（２０）及び係止部材（２４）の全ての重さがロードセル（２２）に負荷されるので、この重さと被計量物を投入した後の全体の重さとを計測することにより、その差から被計量物の重量を検知することができる。
【００２２】
以上の構成において、回転駆動源（４）を起動して案内ピン（７）を例えば時計回りに公転させると、先ず、案内ピン（７）が最下降位置（図３に実線及び破線で示す）から最上昇位置（二点鎖線で示す）に移動する間は、上方の案内部（１２）が案内ピン（７）から上向きの押圧力を受ける。これにより、閉じ位置（実線で示す）にあるゲート（２）がゲート軸（９）を中心として開き方向に揺動する。これに伴い、案内部（１２）（１３）で上下を拘束された案内ピン（７）が、案内溝（１１）内をその中心から、装置本体側から見て左側にスライドし、続いて逆方向にスライドして中心位置に戻る。案内ピン（７）が最上昇位置に達すると、ゲート（２）が全開状態（二点鎖線で示す）になる。
【００２３】
次いで、回転駆動源を同方向に起動し、最上昇位置にある案内ピン（７）を最下降位置まで公転させると、下方の案内部（１３）が案内ピン（７）から下向きの押圧力を受け、ゲート（２）が閉じ方向に揺動する。この時、案内ピン（７）は、案内溝（１１）の中心部から右側にスライドし、やがて逆方向にスライドして中心位置に戻る。案内ピン（７）が最下降位置に達すると、ゲート（２）が完全に閉じる。この時、案内ピン（７）が最下降位置、すなわちデッドポイントにあってセルフロックされるので、仮に回転駆動源（４）を停止し、案内ピン（７）に何らの駆動力を付与しなくても、ゲート（２）をその内面側から押し開くことはできない。従って、ゲート（２）が被計量物の重みで勝手に開くことはなく、何ら特別な機構を追加しなくてもトグル機能を付与することができる。もちろんゲートが閉じた後も回転駆動源（４）を全閉直前と同方向に駆動して回転トルクを付与しても、同様のロック機能を付与することができる。
【００２４】
回転駆動源（４）の起動及び停止は、その出力軸の回転数や回転角をエンコーダ等のセンサで読み取ることにより制御することができる。
【００２５】
なお、ゲート（２）が完全に閉じる直前にその閉じ速度を減じるよう回転駆動源（４）を制御すれば、ゲート（２）がホッパ本体（１５）と衝突することによって生じる騒音を緩和することができる。
【００２６】
以上の説明では、案内ピン（７）を時計回りに公転させているが、反時計回りに公転させても全く同様の機能が奏される。また、案内ピン（７）が最下降位置から最上昇位置に至るまでの行程と最上昇位置から最下降位置に戻るまでの行程とで互いに逆方向に公転させてもよい。
【００２７】
このように、本発明の構成であれば、リンク機構及びバネを用いることなくゲート（２）を開閉させることができ、しかもトグル機能も特に専用の機構を追加することなく簡単に付与できる。従って、取り外したホッパにはリンク機構やバネ等が付属せず、リンク機構等に邪魔されることなく、能率よくホッパ（１）を洗浄することができる。また、ホッパ（１）の軽量化も達成される。
【００２８】
また、洗浄時において、ホッパ（１）を取り外す際には、図４に示すようにホッパ（１）を上方に引張っり、案内ピン（７）を案内部（１２）（１３）の間から抜き取ると共に、上方の係合部（２６）を被係合部（２５）から脱出させればよい。従って、極めて簡単な作業でホッパを分離することができる。この時、切欠き穴状の被係合部（２５）が案内ピン（７）の軸方向と平行に形成されているので、案内ピン（７）の抜き取りと同時に係合部（２６）の抜き取りがなされ、上記分離作業も簡単に行なうことができる。取り外し後のゲート（２）は、図４に示すように、外力の負荷されないフリー状態であり、自由に動かすことができるので、従来装置では洗浄しにくかったゲート（２）の内面（ホッパの内部に露出した面）も簡単且つ確実に洗浄することができる。
【００２９】
図２に案内溝（１１）の他の構成例を示す。図示のように、断面略コ字型に屈曲形成した板材に長穴を形成することによっても案内溝（１１）を形成することができる。
【００３０】
以上の説明では、案内ピン（７）を駆動側に配置し、案内溝（１１）を被駆動側であるゲート（２）に設けた場合を例示したが、これとは逆に案内ピン（７）を被駆動側であるゲート（２）に設け、案内溝（１１）を駆動側に設けてもよい。図７は、その一例であり、ゲート（２）背面にゲート軸（９）方向と平行に案内ピン（７）を配置すると共に、回転駆動源（図示省略）によって揺動駆動される揺動部材（３０）の揺動端部に案内溝（１１）に設けたものである。揺動部材（３０）は、回転駆動源の駆動軸の回転運動をカム機構（３１）で揺動運動に変換し、これを２つのリンク材（３２）（３３）で伝達することにより、枢軸（３４）を中心として揺動駆動される。揺動部材（３０）が揺動すると、案内溝（１１）に係合させた案内ピン（７）が揺動部材（３０）から押圧力を受け、ゲート（２）が実線位置と二点鎖線位置との間で開閉運動を行なう。
【００３１】
なお、図１乃至図４及び図７では、１つのゲート（２）を有する片開き式のホッパを図示しているが、図６に示すような２つのゲートを有する両開き式のホッパにも同様の構成が適用可能である。この場合には、一方のゲートに図１乃至図４に示す開閉機構を適用し、他方のゲートを図６に示す連結リンク（６０）を介して前記一方のゲートに連結すればよい。この他、２つのゲートのそれぞれに独立して上述の開閉機構を設置してもよい。また、上述のゲート開閉機構は、図５に示す計量装置のプールホッパ（４５）及び計量ホッパ（４６）の双方に適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、リンク機構及びバネを用いることなくゲートを開閉させることができ、トグル機能も特に専用の機構を追加することなく簡単に付与できる。従って、洗浄時においても取り外したホッパにリンク機構やバネ等が付属せず、リンク機構等に邪魔されることなく、能率よくホッパを洗浄することができる。しかも取り外したホッパは、ゲートが外力の負荷されないフリー状態であり、自由に動かすことができるので、従来装置では洗浄しにくかったゲートの内面も簡単且つ確実に洗浄できるようになる。また、ホッパの軽量化も達成され、さらに複雑なリンクやバネがないことからホッパ外観がすっきりし、塵埃等が付着しにくくなって洗浄頻度が低減する。
【００３３】
また、モータ等の回転駆動源で駆動してゲートを閉じるため、閉じた瞬間にゲートがホッパ本体と衝突して生じる衝撃音を緩和することができる。すなわち、従来品では、ゲートの閉じ力をバネの弾性力で得ているため、ゲートの閉じ速度を制御することができず、慣性によりゲートが激しくホッパ本体に衝突して耳障りな騒音を生じていたが、本発明では、回転駆動源でゲートを閉じているため、閉じる直前に閉じ速度が減少するように回転駆動源を電気的に制御することができ、容易に騒音レベルの低下が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる計量装置に装備されたゲート開閉機構の斜視図である。
【図２】案内溝の他の実施形態を示す斜視図である。
【図３】図１に示すゲート開閉機構の側面図である。
【図４】図１に示すゲート開閉機構の側面図である。
【図５】一般的な計量装置の縦断面図である。
【図６】従来のゲート開閉機構の側面図である。
【図７】変換機構の他の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１ ホッパ
２ ゲート
３ 変換機構
４ 回転駆動源
７ 案内ピン
９ 開閉中心軸（ゲート軸）
１１ 案内溝
１５ ホッパ本体

Claims (3)

1. ホッパ本体の下部開口を開閉するゲートを有するホッパが装備された計量装置において、
   案内ピンと、この案内ピンと相対移動可能に係合する案内溝のうちの何れか一方をゲートに設け、他方を、前記一方がゲートの開閉中心軸に対して直交する方向に揺動するように回転駆動源の駆動軸に連結して、当該駆動軸の駆動でゲートを開閉させるようにしたことを特徴とする計量装置。
2. 案内ピンを回転駆動源で駆動すると共に、案内溝を、当該溝内での案内ピンの相対移動方向がゲートの開閉中心軸と平行になるようにしてゲートに設けたことを特徴とする請求項１記載の計量装置。
3. 案内溝を回転駆動源で駆動すると共に、案内ピンを、その軸方向がゲートの開閉中心軸と平行になるようにしてゲートに設けたことを特徴とする請求項１記載の計量装置。

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