JP7551245B2

JP7551245B2 - 投入装置及びこれを備えた計量装置

Info

Publication number: JP7551245B2
Application number: JP2021026028A
Authority: JP
Inventors: 敏明木下
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-02-22
Publication date: 2024-09-17
Anticipated expiration: 2041-02-22
Also published as: JP2022127828A

Description

本発明は、主に粉粒状の被計量物を計量装置に投入するのに好適な投入装置及びこれを備える計量装置に関する。

計量装置として、例えば、特許文献１に示されているように、大投入計量ホッパで目標重量より少ない重量の被計量物を大まかに計量すると共に、目標重量に対する不足分を、小投入計量ホッパで計量し、各計量ホッパから排出された被計量物を集めて目標重量にして袋詰め装置などに供給するように構成したものが知られている。

特開２０１７－１５４８３７号公報

上記特許文献１では、計量ホッパへの被計量物の投入量の制御は、被計量物が供給される投入シュートにおける下端開口の開度を、カットゲートで制御するように構成されているが、ステッピングモータのような出力の小さなモータによって、カットゲートを高い精度で制御することについては、改善の余地がある。

また、計量装置では、比較的頻繁に装置の洗浄が行われることが多く、被計量物を投入する投入シュート等も容易に取り付け、取り外しできることが望まれる。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、投入シュートの被計量物を、カットゲートの回動によって精度よく投入できるようにすることを主たる目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

（１）本発明に係る投入装置は、被計量物が供給される投入シュートの下端開口を水平支点周りに回動するカットゲートで開閉して被計量物を投入する投入装置であって、
前記カットゲートを回動駆動するステッピングモータを備え、前記カットゲートは、前記投入シュートの前記下端開口に沿って対向する円弧状のシャッタ部と、前記シャッタ部の両側端から前記水平支点まで上方へそれぞれ延出された一対のアーム部とを備え、前記アーム部には、貫通孔が形成されている。

本発明に係る投入装置によると、ステッピングモータをパルス制御することでカットゲートを高い精度で開閉制御することができ、サーボ機構を用いることなく、簡単かつ安価な構成で被計量物の投入を行うことができる。

更に、カットゲートのアーム部には、貫通孔が形成されているので、軽量化できると共に、開閉時の慣性力を小さなものにすることができる。これによって、ステッピングモータのような出力の小さいモータによって、カットゲートを高い精度で高速に開閉制御することができる。

（２）本発明の好ましい実施態様では、前記アーム部の前記貫通孔の開口形状は、前記水平支点側から前記シャッタ部側へ開口幅が広がる形状である。

この実施形態によると、アーム部の貫通孔は、回動の中心である水平支点側から外方側であるシャッタ部へ向けて開口幅を広くしているので、シャッタ部の開閉時の慣性力を効果的に小さくすることができる。

（３）本発明の一実施形態では、前記カットゲートと前記ステッピングモータとが、伝動断続部を介して連動連結され、前記投入シュートが、固定配備した支持フレームに着脱可能に連結支持されている。

この実施形態によると、カットゲートとステッピングモータとの伝動系に伝動断続部を介在させる一方、投入シュートは、支持フレームから着脱可能であるので、投入シュート及びその下端開口を開閉するカットゲートを一体として、容易に取り付け、取り外しすることができる。

（４）本発明の他の実施形態では、前記カットゲートの支軸と前記ステッピングモータの出力軸とが、軸心方向に分離可能なカップリングを介して連動連結されている。

この実施態様によると、投入シュートの下端開口を開閉するカットゲートを、その回動支点である水平支点方向に沿って移動させることによって、ステッピングモータとの連結状態を簡単に断続することができ、洗浄等に際して、カットゲートの脱着を速やかに行うことができる。

(５)本発明の更に他の実施態様では、前記カットゲートの支軸と前記ステッピングモータの出力軸とが、リンク機構を介して連動連結されている。

この実施態様によると、リンク機構によって、カットゲートとステッピングモータの回転角度の関係等を変更することができるので、設計の自由度が向上する。

（６）本発明に係る計量装置は、上記（１）ないし（５）のいずれかの投入装置と、該投入装置からの被計量物が投入される計量ホッパとを備える。

本発明に係る計量装置によると、投入装置のカットゲートの開閉を高精度で制御できるので、被計量物を、計量ホッパへ精度よく投入することができる。

このように、本発明によれば、ステッピングモータをパルス制御することでカットゲートを高い精度で開閉制御することができ、サーボ機構を用いることなく、簡単かつ安価な構成で被計量物の投入を行うことができる。

更に、カットゲートのアーム部には、貫通孔が形成されているので、軽量化できると共に、開閉時の慣性力を小さなものにすることができる。これによって、ステッピングモータのような出力の小さいモータによって、カットゲートを高い精度で高速に開閉制御することができ、被計量物を精度よく投入することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る計量装置を、粗計量部側から見た全体斜視図である。図２は図１計量装置を、精密計量部側から見た全体斜視図である。図３は粗計量部の投入装置を示す側面図である。図４は粗計量部の投入装置を示す斜視図である。図５は投入シュート及びカットゲートの分離状態を示す側面図である。図６はカップリングの他の実施形態を示す斜視図である。図７は投入装置の更に他の実施形態を示す斜視図である。図８は投入装置の他の実施形態を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る計量装置の斜視図である。

この実施形態の計量装置は、主として粉粒状の被計量物を所定重量ずつ計量して排出するものであって、上下に貫通する開口を中央に備えた中空構造の基台１の上に、所定の目標重量より少ない大まかな計量を行う粗計量部Ａと、目標重量に対する不足分を精密に組合せ計量する精密計量部Ｂとを備えている。

粗計量部Ａには、基台１の上方に配備された中空構造のセンター基体２、センター基体２に並列装着された３台の投入装置３、各投入装置３の下方に臨んでセンター基体２の外周部に装着された３台の計量ホッパ４、及び、各計量ホッパ４から排出された被計量物を基台１の中心部に向けて流下案内する集合シュート５、等が備えられている。

精密計量部Ｂには、基台１の上方に配備された中空構造のセンター基体６、センター基体６の上部中心に装備された平面形状が半円状の分散フィーダ７、分散フィーダ７の上方に配備された平面形状が半円形の投入ファネル８、及び、分散フィーダ７を取り囲んで放射状にセンター基体６の上部に装備された多数台（この例では１４台）のリニアフィーダ９が備えられている。

更に、精密計量部Ｂには、各リニアフィーダ９の外端部下方に臨むようセンター基体６の外周部に装備された多数台の供給ホッパ１０、各供給ホッパ１０の下方に位置するようセンター基体６の外周部に装備された多数台の計量ホッパ１１、及び、各計量ホッパ１１から排出された被計量物を基台１の中心側に流下案内する集合シュート１２、等が備えられている。

なお、粗計量部用のセンター基体２と精密計量部用のセンター基体６とは背面側が連結されて、脚部１３を介して基台１の上方に設置されている。また、投入ファネル８は、支持フレーム１４を介してセンター基体６に支持されている。

図示されていないが、精密計量部Ｂにおける投入ファネル８の上方には、被計量物を搬送する供給コンベヤが設けられており、この供給コンベヤから分散フィーダ７に被計量物が供給される。

また、粗計量部Ａの各投入装置３には、図示されていない上方の大型の貯留ホッパから供給シュートを介して被計量物が常時落下供給されている。

粗計量部Ａの集合シュート５と精密計量部Ｂの集合シュート１２とによって流下案内された被計量物は、基台１の中央下方に配備された図示されていない集合ホッパに集められ、図示しない袋詰め装置からの排出要求指令に基づいて集合ホッパが開放制御されることで、集合ホッパから排出された目標重量に基づく所定重量範囲の被計量物が袋詰め装置に排出供給される。

図３は、粗計量部Ａの投入装置を示す側面図であり、図４は、その斜視図であり、図５は、その投入シュート及びカットゲートの分離状態を示す側面図である。

本発明の実施形態に係る投入装置３は、角筒状に形成された投入シュート２２と、この投入シュート２２の下端開口を開閉するカットゲート２１と、カットゲート２１を回動駆動するステッピングモータ３１とを基本的に備えている。

この投入装置３では、水平支点ｐ周りに正逆回動されるカットゲート２１を、予め設定された所定の開度で開閉制御して被計量物を計量ホッパ４に投入し、投入された被計量物の重量を計量ホッパ４で計量し、目標重量より少ない重量の被計量物を大まかに計量して計量ホッパ４から排出する。

精密計量部Ｂにおいては、粗計量部Ａで計量された大まかな重量の目標重量に対する不足分を計量排出するものである。分散フィーダ７に供給された被計量物は、外方に向けて振動搬送されてリニアフィーダ９に供給され、供給された被計量物は、各リニアフィーダ９によって更に外方に振動搬送されて供給ホッパ１０に送り込まれる。

供給ホッパ１０の被計量物は、計量ホッパ１１へ供給され、計量ホッパ１１で計量される。各計量ホッパ１１の被計量物の重量に基づいて、目標重量に対する不足分の重量となる計量ホッパ１１の組合せを選択する組合せ演算を行って、選択された計量ホッパ１１から不足分の重量となる被計量物が排出される。そして、粗計量部Ａからの被計量物と精密計量部Ｂからの被計量物とが集合され、目標重量に基づく所定重量範囲の被計量物として排出される。

このように粗計量部Ａで目標重量に近い大まかな計量を行うと共に、精密計量部Ｂでは、目標重量に対する粗計量値の不足分を組合せ計量によって正確に計量し、粗計量部Ａからの被計量物と精密計量部Ｂからの被計量物を集合することで、高い精度で計量した目標重量に基づく所定重量範囲の被計量物を排出することができる。

なお、粗計量部Ａにおいては、３台の投入装置３と計量ホッパ４を用いてそれぞれ独自に計量が行われ、精密計量部Ｂの排出タイミングに遅れることなく粗計量部Ａから被計量物の排出が行われる。すなわち、粗計量部Ａの３台の内の、例えば、一方の端の投入装置３から目標重量より少ない重量の被計量物を投入し、その目標重量に対する不足分を精密計量部Ｂで計量排出する。次に、粗計量部Ａの３台の内の中央の投入装置３から目標重量より少ない重量の被計量物を投入し、その目標重量に対する不足分を精密計量部Ｂで計量排出する。次に、粗計量部Ａの３台の内の他方の端の投入装置３から目標重量より少ない重量の被計量物を投入し、その目標重量に対する不足分を精密計量部Ｂで計量排出する。このように３台の投入装置３から順番に被計量物を投入することによって、被計量物が投入される計量ホッパ４での計量安定時間を待つことなく、次の投入装置３から対応する計量ホッパ４へ被計量物を投入することができ、高速な計量排出が可能となる。

次に、粗計量部Ａにおける被計量物の投入装置３について更に詳細に説明する。なお、以下の説明において、計量装置の中心側を内方あるいは内側、計量装置の中心から遠ざかる側を外方（あるいは外側、また、その内外方向と直交する水平方向を左右方向と呼称する。

粗計量部Ａの投入装置３は、角筒状の投入シュート２２の下端開口を、内外方向に沿う水平支点ｐ周りに回動するカットゲート２１で開閉するよう構成されている。投入シュート２２には、図示しない上方の大型の貯留ホッパから供給シュートを介して被計量物が落下供給されており、投入シュート２２は、被計量物を貯留した状態となっている。

投入装置３の投入シュート２２は、センター基体２に備えられて外向き片持ち状に延出された左右一対の支持フレーム２３の間に配備されて、着脱可能に支持されている。

詳述すると、各支持フレーム２３の外側面には、パッチン錠からなる締結金具２４が装備されると共に、投入シュート２２の左右外側面には、矩形の係合金具２５が固着されている。支持フレーム２３の先端部には、外向きに開口する矩形の係合凹部２６が形成されている。左右の支持フレーム２３間に挿入した投入シュート２２の係合金具２５を、係合凹部２６の奥端まで係入し、係合金具２５に備えられたフック２７に、締結金具２４の係止部２４ａを係合する。そして、締結金具２４の操作レバー２４ｂを、死点を越えて内方へ揺動操作することで、投入シュート２２を支持フレーム２３に位置決めして締込み固定することができる。また、操作レバー２４ｂを、死点を越えて外方へ揺動操作して、係止部２４ａをフック２７から離脱させることができる。

カットゲート２１には、投入シュート２２における円弧状下端に沿う円弧状のシャッタ部２１ａと、これの内外両側端から上向きに延出された扇形のアーム部２１ｂとが備えられており、シャッタ部２１ａの曲率中心が、前記水平支点ｐと一致するように投入シュート２２に回動可能に取り付けられている。

内側に位置する一方のアーム部２１ｂの上部からは、水平支点ｐに沿って支軸３０が内方に向けて突設されると共に、センター基体２の上面には、出力軸３１ａを水平外方に向けてステッピングモータ３１が設置されている。ステッピングモータ３１の出力軸３１ａとカットゲート２１の支軸３０とが同心に突き合わされると共に、オルダム形のカップリング（伝動断続部）３２を介して分離可能に連動連結されている。

このようにステッピングモータ３１の出力軸３１ａとカットゲート２１の支軸３０とが同心に突き合わされて、カップリング３２を介して分離可能に連結されていると共に、上記のように投入シュート２２は、センター基体２に備えられた左右一対の支持フレーム２３に、締結金具２４及び係合金具２５によって着脱可能に支持されているので、図５に示すように、投入シュート２２及びカットゲート２１を一体として、水平外方へ移動させてセンター基体２から取り外すことができる一方、投入シュート２２及びカットゲート２１を一体として、水平内方へ移動させてセンター基体２へ取付けることができるので、洗浄やメンテナンスの際には、投入シュート２２及びカットゲート２１のセンター基体２から脱着を速やかに行うことができる。

カットゲート２１の内外の各アーム部２１ｂには、当該アーム部２１ｂを貫通する貫通孔３３が打抜き形成されている。この実施形態では、アーム部２１ｂは、２つの貫通孔３３が形成されており、各貫通孔３３の開口形状は、カットゲート２１の回動支点である水平支点ｐ側の開口幅が狭く、シャッタ部２１ａ側の開口幅が広くなっている。

このようにアーム部２１ｂに貫通孔３３を形成しているので、回動するカットゲート２１全体の軽量化を図ることができると共に、カットゲート２１の開閉時の慣性力を小さくすることができる。これによって、小さい出力のステッピングモータ３１でも、高い位置精度でカットゲート２１を迅速かつ精度良く回動駆動することができる。

[その他の実施形態]
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）カットゲート２１の支軸３０とステッピングモータ３１の出力軸３１ａとの連動を断続する伝動断続部としては、図６に示すように、ピン３５と係合長孔３６とを用いた単純な係合構造を利用することもできる。

（２）図７に示すように、投入シュート２２のカットゲート２１とステッピングモータ３１とを、回動リンク機構３７によって連動連結すると共に、回動リンク機構３７に蝶ボルト３８により分離可能な伝動断続部を備え、投入シュート２２を脱着する際に、カットゲート２１とステッピングモータ３１との連動連結を工具なして断続操作できるようにして実施することもできる。

（３）図８に示すように、支持フレーム２３に形成する係合凹部２６の下辺部２３ａを外方に延長しておくと、投入シュート２２の係合金具２５を、一旦下辺部２３ａの延長部位に載せ付けて投入シュート２２を仮り置きした後、係合凹部２７に正しく押し込み係合させることができ、重量の大きい投入シュート２２を支持フレーム２３へ位置決め係合して取付ける操作が容易となる。

（４）上記実施形態とは逆に、係合凹部２６と締結金具２４を投入シュート２２側に設け、係合凹部２６に係合する係合金具２５を支持フレーム２３側に設けて実施することも可能である。

３投入装置
４計量ホッパ
２１カットゲート
２１ａシャッタ部
２１ｂアーム部
２２投入シュート
２３支持フレーム
２４締結金具
２４ｂ操作レバー
２５係合金具
２６係合凹部
３０支軸
３１ステッピングモータ
３１ａ出力軸
３２カップリング
３３貫通孔
Ａ粗計量部
Ｂ精密計量部

Claims

被計量物が供給される投入シュートの下端開口を水平支点周りに回動するカットゲートで開閉して被計量物を投入する投入装置であって、
前記カットゲートを回動駆動するステッピングモータを備え、
前記カットゲートは、前記投入シュートの前記下端開口に沿って対向する円弧状のシャッタ部と、前記シャッタ部の両側端から前記水平支点まで上方へそれぞれ延出された一対のアーム部とを備え、前記アーム部には、貫通孔が形成されており、
前記カットゲートと前記ステッピングモータとが、伝動断続部を介して連動連結され、前記投入シュートが、固定配備した支持フレームに着脱可能に連結支持されている、
ことを特徴とする投入装置。
前記アーム部の前記貫通孔の開口形状は、前記水平支点側から前記シャッタ部側へ開口幅が広がる形状である、
請求項１に記載の投入装置。
前記カットゲートの支軸と前記ステッピングモータの出力軸とが、軸心方向に分離可能なカップリングを介して連動連結されている、
請求項１に記載の投入装置。
前記カットゲートの支軸と前記ステッピングモータの出力軸とが、リンク機構を介して連動連結されている、
請求項１に記載の投入装置。
前記請求項１ないし４のいずれか一項に記載の投入装置と、該投入装置からの被計量物が投入される計量ホッパとを備える、
ことを特徴する計量装置。