JP2007057239A

JP2007057239A - 回転計量装置

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Publication number: JP2007057239A
Application number: JP2005239494A
Authority: JP
Inventors: Fumitaka Tokuda; 史貴徳田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2025-08-22
Also published as: JP4857411B2

Abstract

【課題】高速計量が可能で、故障の要因が少なく、清掃の行い易い回転計量装置を提供する。
【解決手段】各計量ユニット１０は、容器Ｍを載せるためのテーブル１１と、上下動することでテーブル１１上に容器Ｍを保持する保持状態と容器Ｍを保持しない非保持状態とに設定可能な容器保持手段２０と、容器保持手段２０に連なった従動部２３と、テーブル１１、容器保持手段２０および従動部２３が負荷された計量器１３とを含み、計量ユニット１０が回転するのに伴い従動部２３を動かす主動部３３および従動部２３が、計量ユニット１０が回転する円周の中心Ｏ側に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、回転式の計量装置に関する。

従来より、回転計量装置としては下記の特許文献１が知られている。
該特許文献１では、容器保持手段が容器を計量する場合には、バネにより下に降りて容器を保持する。一方、容器の受入時や、排出時には容器保持手段がカムによって持ち上げられて容器の受入れと排出とを許容する。計量時には、遠心力に抗するように容器を上記容器保持手段が保持し、かつ、カム（案内体）とカムフォロア（被駆動部）とが非接触状態となる。これにより正確な計量が可能になると共に、前記容器保持手段が遠心力に抗して容器を保持しているので、計量中も容器を保持できる。
実用新案登録第２５０９１８４号（第３頁）

しかし、この装置では、カムおよびカムフォロアが計量テーブルの外周側に設けられている。そのため、回転速度を上げるとカムフォロアを下げる時にその衝撃力が大きくなる。そのため、高速計量に支障を来たす。
また、容器よりも外側にカムなどの部材があるため、容器内の内容物がこぼれた場合に遠心力で内容物が外にこぼれて飛び散り、カムとカムフォロア間に内容物が挟まり、故障の原因になるし、清掃もしづらい。
また、前記特許文献では、風袋計量時に容器保持手段が下方に下がっている構造であるから、風袋計量して次の容器を受け入れる際に改めて容器保持手段を上げる必要があり、そのため、高速性に乏しい。
したがって、本発明の目的は高速計量が可能で、故障の要因が少なく、清掃の行い易い回転計量装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の回転計量装置は、容器を載せた複数の計量ユニットを回転手段によって回転させながら前記容器および／または前記容器に充填された内容物の計量を行う回転計量装置であって、前記各計量ユニットは、前記容器を載せるためのテーブルと、上下動することで前記テーブル上に容器を保持する保持状態と前記容器を保持しない非保持状態とに設定可能な容器保持手段と、前記容器保持手段に連なった従動部と、前記テーブル、容器保持手段および従動部が負荷された計量器とを含み、前記計量ユニットが回転するのに伴い前記従動部を動かす主動部および前記従動部が、前記計量ユニットが回転する円周の中心側に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、たとえば、主動部がカムで従動部がカムフォロアの場合、カムフォロアを上下させるときにカムとカムフォロアが衝突しても、カムを設けた円周の半径が小さいので、その衝撃力が小さくなり、計量に対して衝撃力の影響を小さくすることができる。このため、回転速度を上げて高速計量が可能になる。
また、カムとカムフォロアが内側にあるため、内容物がこぼれてもカムとカムフォロア部には内容物が挟まらないため、故障しづらい。さらに、外側の構造をシンプルにできるため清掃もしやすい。
また、テーブルは一般に多数設けられるので、内側には空間が生じるから、この空間の有効な利用が図れる。したがって、装置の小型化も図り得る。

本発明においては、前記容器および／または内容物の重量あるいは風袋重量を計量するために前記従動部が前記主動部に接触していない（拘束されない）非接触のエリアが前記円周上に設けられ、前記非接触のエリアにおいて、前記保持状態を維持する第１維持手段と、前記非保持状態を維持する第２維持手段とを更に備えているのが好ましい。
この態様によれば、上下の位置において各々独立した保持が可能になるから、風袋計量時に容器保持手段を上位置の非保持状態を維持しながら風袋計量できる。このため、次の容器を受け入れる工程において保持手段を上下動させなくても、次の容器を受け入れることができ、高速動作が可能となる。
なお、本明細書における風袋重量とは、容器がテーブルに載せられる前に計量器に常に負荷されている重量、つまり、テーブル上が空である場合の重量をいう。

本発明においては、前記第２維持手段は前記容器保持手段を上方の位置に保持する磁石であるのが好ましい。
この態様によれば、前記計量ユニットの構造が簡便になる。

本発明においては、前記複数の計量ユニットを下方または上方から支える第１支持手段と、前記主動部を支える第２支持手段とを更に備え、前記第１支持手段が前記計量ユニットを支える側とは反対側の上方または下方から前記第２支持手段が前記主動部を支えているのが好ましい。
ここで、主動部は固定されているのに対し、計量ユニットは回転しているので、両方を下方または上方の一方から支えると、中空軸を用いるなど装置の構造が複雑になる。しかし、かかる態様によれば、装置の構造が複雑になるのを回避することができる。

以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
以下の説明では容器の一例として、図２および図５に示すような概ね円錐台形の、たとえば、プリンなどが充填された容器Ｍを例示して説明する。

全体構成：
図１に示すように、回転計量装置２の上流と下流には、取り込み側スターホイール１および振り分け側スターホイール３がそれぞれ設けられている。回転計量装置２は、容器を搬送しながら、当該容器Ｍを含む内容物の重量の計量を行うものである。

回転計量装置２は回転しながら、取り込み側スターホイール１から供給エリアＡ１において容器を受け取った後、安定エリアＡ２を経て、計量エリアＡ３において当該容器の計量を行い、排出エリアＡ４において下流の振り分け側スターホイール３に該容器を排出する。一方、回転計量装置２は、そのまま回転を続け、風袋計量エリアＡ５において空の状態の風袋重量が計測されてゼロ点調整が行われた後、供給エリアＡ１において再び容器Ｍが供給される。
なお、前記スターホイール１，３は、いずれも周知のスターホイールで構成されている。

図２の概略側面図に示すように、回転計量装置２は、破線で示す駆動装置（回転手段）４により回転駆動される。一方、取り込み側スターホイール１および振り分け側スターホイール３は、プーリ７およびタイミングベルト５を介して、回転計量装置２と逆回りに回転される。

図３は、回転計量装置２の概略平面図である。
図３に示すように、回転計量装置２には、複数の計量ユニット１０が、回転中心Ｏを中心に放射状に設けられている。各計量ユニット１０は、回転中心Ｏを中心に回転される。

計量ユニット１０：
図４は、図３におけるIV-IV 線断面図である。
図４に示すように、各計量ユニット１０は、容器Ｍを載せるためのテーブル１１と容器保持手段２０とを備えている。

テーブル１１の前記回転中心Ｏ側には、ガイド１２が略鉛直方向に立設されている。一方、容器保持手段２０は、側面Ｌ字状に形成されており、その回転中心Ｏ側の基端部には、スライダ２４が固定されている。前記ガイド１２はスライダ２４を上下方向に摺動自在に支持すると共に案内する。スライダ２４がガイド１２内を上下に摺動することにより、容器保持手段２０が上下方向に移動される。前記スライダ２４は、テーブル１１と一体の下ストッパ１１ａと、ガイド１２と一体の上ストッパ１２ａとの間において上下動する。

したがって、容器保持手段２０は、図４の左側に示すように、スライダ２４が下方に移動し容器Ｍをテーブル１１との間で挟んで容器Ｍを保持可能な保持状態と、図４の右側に示すように、スライダ２４が上方に移動し容器Ｍを保持しない非保持状態とに設定可能である。図３の前記供給エリアＡ１および前記排出エリアＡ４においては、非保持状態に設定され、図４のテーブル１１への容器Ｍの供給と、テーブル１１から容器Ｍの排出が許容される。

スライダ２４には、容器保持手段２０の保持状態を維持するための第１維持手段２１と、容器保持手段２０の非保持状態を維持するための第２維持手段２２が設けられている。第１および第２維持手段２１，２２としては、たとえば、永久磁石を用いることができる。すなわち、スライダ２４内の上部と下部とにそれぞれ永久磁石を固定する。容器保持手段２０を下方に移動させると、下部側の磁石２１が磁性材料からなるテーブル１１と一体の下ストッパ１１ａに引き付けられることにより、容器保持手段２０の保持状態が維持される。一方、容器保持手段２０を上方に移動させると、スライダ２４の上部側の磁石２２が磁性材料からなるガイド１２の上端の上ストッパ１２ａに引き付けられることにより、容器保持手段２０の非保持状態が維持される。

計量器１３：
各計量ユニット１０の下部には計量器（ロードセル）１３が、それぞれ設けられている。各計量器１３には、計量ユニット１０を構成するテーブル１１や、容器保持手段２０、カムフォロワ２３などが負荷される。各計量器１３は、図示しない制御装置に接続されており、計量ユニット１０および該計量ユニット１０上に載置された容器Ｍの重量が計量される。

各計量器１３の端部は、略円柱状の第１支持手段３１の側面に、それぞれ固定されている。第１支持手段３１が前記駆動装置４（図２）により回転されると、各計量ユニット１０が回転中心Ｏを中心に回転される。
なお、第１支持手段３１の上端部には、回転板３０が固定されており、該回転板３０には、回転板３０が計量ユニット１０に接触しないための貫通孔３５が穿孔されている。

第２支持手段３２：
前記第１支持手段３１および回転板３０の上方には、第２支持手段３２が、本装置のフレーム（図示せず）につり下げられた状態で固定されている。

第２支持手段３２の下部には、カム（原節）３３が設けられている。一方、容器保持手段２０には、上方から固定されたカム３３に案内されるカムフォロワ（従節）２３が設けられている。カム３３およびカムフォロワ２３は、それぞれ、主動部および従動部を構成しており、図３に示すように、前記カム３３およびカムフォロワ２３は、テーブル１１よりも計量ユニット１０が回転する円周の中心側に設けられている。
このように、カム３３およびカムフォロワ２３が中心側に設けられていることで、高速計量が可能になると共に、故障の要因が少なく、かつ、清掃も行い易くなる。

図４の第１支持手段３１により各計量ユニット１０が回転されると、前記カムフォロワ２３が、第２支持手段３２に設けられたカム３３に案内されることにより、容器保持手段２０が保持状態と非保持状態となるように移動される。

図３に示すように、前記カム３３は、容器Ｍの供給エリアＡ１に対応する部分と、容器Ｍの排出エリアＡ４に対応する部分の２ヵ所にのみ設けられている。したがって、カムフォロワ２３がカム３３に接触していない第１および第２非接触エリアＣ１，Ｃ２が前記円周上に存在する。前記非接触エリアＣ１，Ｃ２では、カムフォロワ２３がカム３３から離れて接触せずに拘束されない状態が維持される。

回転計量装置２の動作：
回転する計量ユニット１０が供給エリアＡ１に差し掛かると、図１の取り込み側スターホイール１により、図３のテーブル１１上に容器Ｍが供給される。一方、図４の容器保持手段２０は、図４の右側に示すように非保持状態に維持されており、容器Ｍの供給後、図３の前記カムフォロワ２３がカム３３に案内されて保持状態となって容器Ｍを保持する。
ここで、図４のスライダ２４の下部側の磁石２１が下ストッパ１１ａに引き付けられることにより、容器保持手段２０の前記保持状態が維持され、容器Ｍが容器保持手段２０とテーブル１１との間で保持される。その後、計量ユニット１０が若干回転すると、図３のカムフォロワ２３がカム３３から離れて接触しない非接触状態となる。

その後、前記保持状態の計量ユニット１０は、更に回転され、図３の安定エリアＡ２において、容器Ｍの供給による振動が安定した後、計量エリアＡ３において、当該容器Ｍの重量が計量器１３により計測される。

このように、安定および計量エリアＡ２，Ａ３からなる第１非接触エリアＣ１では、容器保持手段２０が保持状態に維持されると共に、カムフォロワ２３がカム３３から離れているので、計量器１３には、計量ユニット１０と容器Ｍの重量が負荷され、カムフォロワ２３の接触による重量の誤差が生じない。そのため、容器Ｍの内容物の重量を正確に計量することができる。

その後、計量ユニット１０が排出エリアＡ４に差し掛かると、カム３３にカムフォロワ２３が接触し、該カム３３にカムフォロワ２３が案内されて、容器保持手段２０が図４左側の保持状態から図４右側の非保持状態となる。
容器保持手段２０が非保持状態になると、下流の振り分け側スターホイール３（図１）により容器Ｍが排出され、下流に搬送される。

前記非保持状態において、スライダ２４の上部側の磁石２２がガイド１２の上ストッパ１２ａに引き付けられることにより、容器保持手段２０の非保持状態が維持される。その後、計量ユニット１０が回転するのに伴い、図３のカムフォロワ２３がカム３３に接触しない非接触状態となって、計量ユニット１０が風袋計量エリアＡ５に進む。
前記、カムフォロワ２３がカム３３から離れた計量ユニット１０は、風袋計量エリアＡ５において、計量器１３によって容器Ｍを載置していない空の状態の風袋重量が計量されてゼロ点調整がなされる。その後、計量ユニット１０は、再び供給エリアＡ１に移動され、取り込み側スターホイール１（図１）により容器Ｍが供給される。

このように、風袋計量エリアＡ５からなる第２非接触エリアＣ２では、前記カムフォロワ２３がカム３３から離れているので、計量器１３には、計量ユニット１０の重量のみが負荷される。そのため、風袋重量を正確に計量し得る。

また、図４の容器保持手段２０が上部側の磁石２２により非保持状態に維持されているので、次の容器Ｍを受け入れる工程において、容器保持手段２０を上下動させる必要がないので、高速動作が可能となる。

なお、容器保持手段としては、図５（ａ）に示すように先端にツメ２５が形成された一対の棒状の容器保持手段２０Ａを用いてもよい。かかる場合には、図５（ｂ）に示すように、前記ツメ２５に容器Ｍの上部の縁を引っかけることにより、容器Ｍの転倒をより一層確実に防止することができる。
また、前述の図３の実施例の容器保持手段２０に図５の棒状部材を一体に設けてもよい。

さらに、前述の実施例では、主動部および従動部として、カムおよびカムフォロワを用いたが、ソレノイドと板材を用いて容器保持手段２０を保持状態ないし非保持状態に設定するようにしてもよい。
また、前述の実施例では、容器保持手段２０の姿勢を維持する維持手段として永久磁石を用いたが、電磁石を用いてもよいし、メカニカルな方法で容器保持手段２０の各状態を維持するようにしてもよい。
また、前記第１維持手段２１としては、前記磁石ではなく、容器保持手段２０の自重で容器保持手段２０が下降した保持状態を維持するようにしてもよい。

本計量装置は、前記内容物が充填された容器を含む商品の重量を計量してもよいが、前記内容物が充填されていない容器の重量を計量してもよい。たとえば、缶コーヒーなどの場合、空缶の重量Ｗ１を計り、ついで製造ラインにおいて空缶内にコーヒー等が充填され、この充填後、缶を含むコーヒーの重量Ｗ２を計量し、前記重量Ｗ２から重量Ｗ１を減算して内容物の重量（Ｗ２−Ｗ１）を算出するシステムにも本計量装置を適用することができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、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、計量ユニットの数は、２個以上であればよい。
また、回転計量装置への容器の供給および排出には、必ずしもスターホイールを用いる必要はない。
さらに、計量ユニットを支える第１支持手段を上方から吊り下げると共に、主動部を支える第２支持手段を下方から支えるようにしてもよい。
また、装置が複雑となるが、中空軸などを用いて第１支持手段および第２支持手段を同一方向から支えるようにしてもよい。
また、前述の実施例では、計量される容器としては、テーブル上に載置可能な容器であれば良く、たとえば、円柱形の飲料水の缶や、牛乳ビンなどであってもよい。
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。

本発明は、容器を支持するテーブルを回転させながら容器や内容物等の重量を計量する回転計量装置に適用することができる。

本発明の実施例１にかかる回転計量装置の機能を示す平面図である。同回転計量装置を示す一部破断した概略側面図である。回転計量装置の主要部分を示す概略平面図である。回転計量装置の主要部分を示す概略断面図である。容器保持手段の変形例を示す概略斜視図である。

符号の説明

４：駆動装置（回転手段）
１０：計量ユニット
１１：テーブル
１３：計量器
２０：容器保持手段
２１：第１維持手段（磁石）
２２：第２維持手段（磁石）
２３：カムフォロワ（従動部）
３１：第１支持手段
３２：第２支持手段
３３：カム（主動部）
Ｍ：容器

Claims

容器を載せた複数の計量ユニットを回転手段によって回転させながら前記容器および／または前記容器に充填された内容物の計量を行う回転計量装置であって、
前記各計量ユニットは、前記容器を載せるためのテーブルと、上下動することで前記テーブル上に容器を保持する保持状態と前記容器を保持しない非保持状態とに設定可能な容器保持手段と、前記容器保持手段に連なった従動部と、前記テーブル、容器保持手段および従動部が負荷された計量器とを含み、
前記計量ユニットが回転するのに伴い前記従動部を動かす主動部および前記従動部が、前記計量ユニットが回転する円周の中心側に設けられていることを特徴とする回転計量装置。
請求項１において、前記容器および／または内容物の重量あるいは風袋重量を計量するために前記従動部が前記主動部に接触していない非接触のエリアが前記円周上に設けられ、前記非接触のエリアにおいて、前記保持状態を維持する第１維持手段と、前記非保持状態を維持する第２維持手段とを更に備えた回転計量装置。
請求項２において、前記第２維持手段は前記容器保持手段を上方の位置に保持する磁石であることを特徴とする回転計量装置。
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記複数の計量ユニットを下方または上方から支える第１支持手段と、前記主動部を支える第２支持手段とを更に備え、前記第１支持手段が前記計量ユニットを支える側とは反対側の上方または下方から前記第２支持手段が前記主動部を支えていることを特徴とする回転計量装置。