JP2015021817A - 被計量物供給装置及びそれを備えた計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小供給状態のときの供給流量の安定化を図ることができる被計量物供給装置及びそれを備えた計量装置を提供する。【解決手段】 被計量物が充填される筒体１と、筒体１の下端の開口部１ａの開閉に用いられる底板部２Ｂ，３Ｂを有し、互いに逆方向に回動する第１及び第２のカットゲート２，３とを備え、第１及び第２のカットゲート２，３を開いたときに筒体１内の被計量物が、第１及び第２のカットゲート２，３の底板部２Ｂ，３Ｂと開口部１ａとによって画定される供給口から自重によって落下するよう構成され、第１のカットゲート２は第１の水平軸のまわりに回動し、第２のカットゲート３は第１の水平軸と平行で、かつ第１の水平軸の下方に位置する第２の水平軸のまわりに回動し、第１及び第２のカットゲート２，３を閉じたときに、第１及び第２のカットゲート２，３の底板部２Ｂ，３Ｂがオーバーラップ部分を形成するように構成されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、粉体（洗剤、肥料等）あるいは粒体（樹脂ペレット、穀物、飼料等）等の被計量物を計量ホッパあるいは袋等の容器に供給する被計量物供給装置及びそれを備えた計量装置に関する。

従来、粉体あるいは粒体からなる被計量物を袋等の容器に充填する装置として、パッカースケールと呼ばれる計量装置がある（例えば、特許文献１、２参照）。

このような計量装置では、例えば、カットゲートを有する被計量物供給装置と、この被計量物供給装置から被計量物が供給される計量ホッパとを備えた構成のものがある。

ここで、被計量物供給装置では、被計量物が充填される筒体の下端の開口部を開閉するカットゲートを有し、カットゲートを開くことによって、筒体内の被計量物が落下して計量ホッパへ供給される。ここで、予め設定された目標重量値の被計量物が計量ホッパへ供給されるようにカットゲートの開閉動作が制御される。そして、計量ホッパでは、供給された被計量物の最終的な重量が計量された後、袋等の容器へ被計量物を排出するよう構成されている。

このような計量装置に用いられている被計量物供給装置では、例えば、１枚のカットゲートを用いたものが主流であるが、処理能力を向上させるために、互いに逆方向に同時に回動することにより開閉動作を行う一対（２枚）のカットゲートを用いたものがある。

さらに、被計量物供給装置に一対のカットゲートを備え、かつ、一対のカットゲートの少なくとも一方に小供給用の切欠き部が設けられた構成が、本出願人により出願済みである提案例の計量装置（特願２０１２−６１５３１）に記載されている。この提案例の計量装置に備えられている供給装置（被計量物供給装置）の概略構成を図７（ａ）に示す。また、図７（ｂ）は、同提案例における被計量物供給装置が小供給状態のときのカットゲートの開き具合を示す図である。

図７（ａ）に示す被計量物供給装置は、水平板３０の開口部３０ａを介して被計量物が充填される筒体１の下端開口部１ａを開閉するために一対のカットゲート２Ａ，３Ａが設けられている。この図７（ａ）では、全閉状態であるときの一対のカットゲート２Ａ，３Ａが示されている。この一対のカットゲート２Ａ，３Ａは、カットゲート２Ａの回動の中心軸線（例えば軸２ａの中心線）と、カットゲート３Ａの回動の中心軸線（例えば軸３ａの中心線）とが水平方向に並んで平行に配置され、各々の軸２ａ、３ａに互いにかみ合うように歯車４，４が取り付けられており、これにより、第１のカットゲート２Ａと第２のカットゲート３Ａとが、互いに逆方向に同時に回動するように構成されている。このような一対のカットゲート２Ａ，３Ａを用いることにより、１枚のカットゲートの場合に比べ、各カットゲート２Ａ，３Ａの開閉動作距離が約１／２となり、開閉動作時間を短縮することができ、処理速度の向上を図ることが可能になる。

また、計量精度の向上を図るために、一対のカットゲート２Ａ，３Ａの少なくとも一方に小供給用の切欠き部（例えば図２（ｄ）の切欠き部２Ｃを参照）を設け、はじめは一対のカットゲート２Ａ，３Ａを大きく開いて大流量で被計量物を計量ホッパへ供給し（大供給状態）、その後、一対のカットゲート２Ａ，３Ａの開き具合を小さくして切欠き部から小流量で被計量物を計量ホッパへ供給するようにしている（小供給状態）。

特開２００４−１２５７４９号公報 特開２００１−２２５９５４号公報

しかしながら、上記提案例における被計量物供給装置では、カットゲート２Ａの回動の中心軸線と、カットゲート３Ａの回動の中心軸線とが水平方向に並んで平行に配置されているため、カットゲート２Ａの底板部２Ｂとカットゲート３Ａの底板部３Ｂとのオーバーラップ部分の隙間Ｓの大きさがオーバーラップ部分内の位置によって大きく異なっている。そのため、カットゲート２Ａ，３Ａが少しだけ開いた状態となる小供給状態（図２（ｃ）参照）のときには、カットゲート２Ａの底板部２Ｂとカットゲート３Ａの底板部３Ｂとのオーバーラップ部分の最も小さい隙間Ｓ１は、カットゲート２Ａ，３Ａが完全に閉じた状態のときと比較して大きくなり（図７（ｂ）参照）、被計量物の小供給状態において、その隙間Ｓ１から被計量物が流出することが起こり、本来の供給口（図２（ｃ）の供給口ＳＯを参照）以外の部分である隙間Ｓ１からも被計量物が流出して供給流量が不安定になる虞がある。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、小供給状態のときの供給流量の安定化を図ることができる被計量物供給装置及びそれを備えた計量装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある形態（aspect）に係る被計量物供給装置は、被計量物が充填される筒体と、前記筒体の下端の開口部の開閉に用いられる底板部を有し、互いに逆方向に回動する第１及び第２のカットゲートとを備え、前記第１及び第２のカットゲートを開いたときに前記筒体内に充填されている被計量物が、前記第１及び第２のカットゲートの前記底板部と前記開口部とによって画定される供給口から自重によって落下するよう構成され、前記第１のカットゲートは第１の水平軸のまわりに回動し、前記第２のカットゲートは前記第１の水平軸と平行で、かつ前記第１の水平軸の下方に位置する第２の水平軸のまわりに回動し、前記第１及び第２のカットゲートを閉じたときに、前記第１のカットゲートの前記底板部と前記第２のカットゲートの前記底板部とがオーバーラップ部分を形成するように構成されている。

この構成によれば、第２のカットゲートの回動の中心軸である第２の水平軸が、第１のカットゲートの回動の中心軸である第１の水平軸と平行で、かつ第１の水平軸の下方に位置するように構成されているため、第１及び第２のカットゲートを閉じたときに、第１のカットゲートの低板部と第２のカットゲートの底板部とがオーバーラップする部分の隙間の大きさを、オーバーラップ部分内の位置にかかわらず略同一に、かつ小さくすることができる。そのため、第１及び第２のカットゲートのうちの少なくとも一方の低板部に小供給用の切欠き部が設けられ、第１のカットゲートの底板部と第２のカットゲートの底板部とがオーバーラップし、かつ、切欠き部の一部の領域から被計量物が落下する状態、すなわち小供給状態のときに、オーバーラップ部分の隙間からの被計量物の流出を防止でき、小供給状態のときの供給流量を安定させることができる。

また、前記第１の水平軸と前記第２の水平軸との水平距離が、所定距離以下であるよう構成されていてもよい。

この構成により、第１のカットゲートの底板部と第２のカットゲートの底板部とのオーバーラップ部分の隙間を小さくできる。

また、前記第１及び第２のカットゲートが開いた状態から閉じた状態に移行する際に、前記第１のカットゲートの前記底板部と前記第２のカットゲートの前記底板部とがオーバーラップしはじめたときから前記第１及び第２のカットゲートが閉じ終わるまでの間において、前記オーバーラップ部分における前記第１のカットゲートの前記底板部と前記第２のカットゲートの前記底板部との隙間が、前記オーバーラップ部分内の位置にかかわらず略同一となるよう構成されていてもよい。

この構成により、第１のカットゲートの底板部と第２のカットゲートの底板部とのオーバーラップ部分の隙間を小さくできる。

また、前記第１のカットゲートの前記底板部は、前記第１の水平軸に垂直な断面が前記第１の水平軸を中心とする円弧状に構成され、前記第２のカットゲートの前記底板部は、前記第２の水平軸に垂直な断面が前記第２の水平軸を中心とする円弧状に構成され、前記第１の水平軸と前記第２の水平軸とを含む仮想平面が、前記第１及び第２のカットゲートを閉じたときの前記オーバーラップ部分と交差するよう構成されていてもよい。

この構成により、第１のカットゲートの底板部と第２のカットゲートの底板部とのオーバーラップ部分の隙間を小さくできる。

また、前記第２の水平軸が前記第１の水平軸の直下に位置するよう構成されていてもよい。

この構成により、第１のカットゲートの底板部と第２のカットゲートの底板部とのオーバーラップ部分の隙間をより小さくできる。

また、前記第１及び第２のカットゲートのうちの少なくとも一方のカットゲートの底板部において、該カットゲートの閉方向の前端部分が切り欠かれた切欠き部が設けられていてもよい。

この構成によれば、第１のカットゲートの底板部と第２のカットゲートの底板部とがオーバーラップし、かつ、切欠き部の一部の領域から被計量物を落下させる小供給状態のときに、オーバーラップ部分の隙間からの被計量物の流出を防止でき、小供給状態のときの供給流量を安定させることができる。

また、供給開始時において前記供給口の大きさが所定の第１の大きさとなるように前記第１及び第２のカットゲートを大きく開き、その状態を一時保持した後、前記供給口の大きさが、前記第１の大きさより小さい所定の第２の大きさとなるまで前記第１及び第２のカットゲートを閉じる方向に回動させ、その状態を一時保持し、その後、前記第１及び第２のカットゲートを閉じるように制御し、この制御の際に、前記供給口の大きさが前記第２の大きさのときには、前記第１のカットゲートと前記第２のカットゲートとがオーバーラップし、かつ、前記切欠き部の一部の領域から被計量物が落下する小供給状態となるように、前記第１及び第２のカットゲートの開閉動作を制御する制御器をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、小供給状態のときに、第１のカットゲートの底板部と第２のカットゲートの底板部とのオーバーラップ部分の隙間からの被計量物の流出を防止でき、小供給状態のときの供給流量を安定させることができる。

また、本発明のある形態に係る計量装置は、上記の被計量物供給装置と、前記被計量物供給装置から落下する被計量物が供給され、供給される被計量物の重量を計量する計量手段とを備え、前記被計量物供給装置の制御器は、前記計量手段で計量される被計量物の重量に基づいて、予め設定された目標重量値分の被計量物が前記被計量物供給装置から前記計量手段へ供給されるように、前記第１及び第２のカットゲートの開閉動作を制御するよう構成されている。

この構成によれば、被計量物供給装置の小供給状態のときの供給流量を安定させることができ、計量精度の向上を図ることができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、小供給状態のときの供給流量の安定化を図ることができる被計量物供給装置及びそれを備えた計量装置を提供することができるという効果を奏する。

（ａ）は、本発明の実施形態の一構成例の計量装置を正面から見た概略模式図であり、（ｂ）は、同計量装置を側方から見た概略模式図であり、（ｃ）は、同計量装置の被計量物供給装置の主要部を上方から見た概略平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ一構成例におけるカットゲートの異なる開閉状態を上から見た図である。 一構成例の計量装置における計量ホッパへの被計量物の充填量の推移の一例の概略を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ第１変形例におけるカットゲートの異なる開閉状態を上から見た図である。 第２変形例における小供給状態のときのカットゲートを上から見た図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ、第１のカットゲートの回動軸線の下方（直下ではない）に、第２のカットゲートの回動軸線が位置するよう構成された場合の一対のカットゲートが閉じられた状態（全閉状態）の一例を示す概略側面図である。 （ａ）は、提案例の計量装置に備えられている被計量物供給装置の概略構成を示す図であり、（ｂ）は、同被計量物供給装置が小供給状態のときのカットゲートの開き具合を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

〔実施形態〕
図１（ａ）は、本発明の実施形態の一構成例の計量装置を正面から見た概略模式図であり、図１（ｂ）は、同計量装置を側方から見た概略模式図である。また、図１（ｃ）は、同計量装置の被計量物供給装置の主要部を上方から見た概略平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すように、当該装置を見るものの視点から「左」「右」及び「前」「後」を決めている。

この計量装置は、被計量物を計量ホッパＭｗへ供給する被計量物供給装置Ｍｓ（以下、「供給装置Ｍｓ」と略記する）と、供給装置Ｍｓの下方に配設されて供給装置Ｍｓから供給される被計量物を一時保持してその重量を計量し、下方へ排出する計量ホッパ（計量手段）Ｍｗと、供給装置Ｍｓ及び計量ホッパＭｗを制御する制御器１０とを有している。被計量物は、粉体（洗剤、肥料等）あるいは粒体（樹脂ペレット、穀物、飼料等）等である。

供給装置Ｍｓは、鉛直方向（上下方向）に立設する円筒状の筒体１と、この筒体１の下端の開口部１ａを開閉するための第１及び第２の一対のカットゲート２，３と、一対のカットゲート２，３を開閉駆動するためのゲート駆動モータ（図示せず）等を備えている。また、本例では、図１（ａ）に示すように防塵用の隔壁４１，４２（図１（ｂ）には図示せず）が適宜、配設されている。

筒体１は、その上端部が水平板３０に固定されており、水平板３０には筒体１の上端の開口部に合わせて円形の開口部３０ａが設けられている。この水平板３０の開口部３０ａを介して上方から供給される被計量物が筒体１内に充填される。

一対のカットゲート２，３は、筒体１の下端の開口部１ａを開閉可能なように配設されている。筒体１の下端の開口部１ａは、閉じた状態のときのカットゲート２，３の形状に合わせて、被計量物がこぼれないように形成されている。このカットゲート２，３は、開いたときに筒体１内に充填されている被計量物を下端開口部１ａから連続して落下させ、閉じるときに連続して落下している被計量物の流れを両側から横断するようにして断ち切って下端開口部１ａを閉じるためのものである。

一方の第１のカットゲート２は、その回動の中心となる回動軸線２ｍ（軸２ａ、２ｂの中心線）に垂直な断面が回動軸線２ｍを中心とする円弧状の底板部２Ｂと、底板部２Ｂの右端縁部から上方へ延びて軸２ａ（以下、「右軸２ａ」とも言う）の一端に接続される側板部２Ｓａと、底板部２Ｂの左端縁部から上方へ延びて軸２ｂ（以下、「左軸２ｂ」とも言う）の一端に接続される側板部２Ｓｂとを有している。回動軸線２ｍは第１の水平軸である。両軸２ａ、２ｂは回動軸線２ｍ上に配置され、両軸２ａ、２ｂのそれぞれは、ベアリングからなる軸受部５ａ、５ｂによって回動自在に支持されている。すなわち、カットゲート２は、両軸２ａ、２ｂの中心を通る第１の水平軸（回動軸線２ｍ）の周りに回動可能に設けられている。

同様に、他方の第２のカットゲート３は、その回動の中心となる回動軸線３ｍ（軸３ａ、３ｂの中心線）に垂直な断面が回動軸線３ｍを中心とする円弧状の底板部３Ｂと、底板部３Ｂの右端縁部に接続されるとともに上方へ延びて軸３ａ（以下、「右軸３ａ」とも言う）の一端に接続される側板部３Ｓａと、底板部３Ｂの左端縁部に接続されるとともに上方へ延びて軸３ｂ（以下、「左軸３ｂ」とも言う）の一端に接続される側板部３Ｓｂとを有している。回動軸線３ｍは、前述の回動軸線２ｍ（第１の水平軸）と平行で、かつその直下に位置する第２の水平軸である。両軸３ａ、３ｂは、回動軸線３ｍ上に配置され、両軸３ａ、３ｂのそれぞれは、ベアリングからなる軸受部６ａ、６ｂによって回動自在に支持されている。すなわち、カットゲート３は、両軸３ａ、３ｂの中心を通る第２の水平軸（回動軸線３ｍ）の周りに回動可能に設けられている。

第１のカットゲート２の右軸２ａと、第２のカットゲート３の右軸３ａとは、互いにかみ合うように歯車４，４が取り付けられ、同様に、第１のカットゲート２の左軸２ｂと、第２のカットゲート３の左軸３ｂとにも、互いにかみ合うように歯車４，４が取り付けられており、これにより、第１のカットゲート２と第２のカットゲート３とが、互いに逆方向に同時に回動するように構成されている。

また、第１のカットゲート２の左軸２ｂは、歯車４からさらに左側に延伸されて、カップリング７を介して駆動軸８に接続されている。なお、本例では、軸２ｂを駆動軸８に接続するようにしているが、４つの軸２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂのうちのいずれか１つの軸を駆動軸８に接続するように構成されていればよい。また、駆動軸８は、ギヤボックスを介してゲート駆動モータ（図示せず）に接続されていてもよいし、ゲート駆動モータのモータ軸に直結されるように構成されていてもよい。ゲート駆動モータには、例えばＡＣサーボモータを用いる。

また、右側の２つの軸受部５ａ、６ａは、水平板３０の下面に固定された一方のブラケット３１ａに装着されており、左側の２つの軸受部５ｂ、６ｂは、水平板３０の下面に固定された他方のブラケット３１ｂに装着されている。

なお、カットゲート２の両側の側板部２Ｓａ，２Ｓｂ及びカットゲート３の両側の側板部３Ｓａ，３Ｓｂには、それぞれ補強部材２ｔ、３ｔが設けられているが、これらは必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。補強部材２ｔ、３ｔは、図１（ｃ）及び後述の図２（ａ）〜（ｄ）では図示していない。

以上の構成により、例えば、カットゲート２，３が閉じられた状態から、駆動軸８が所定方向に回動することによって、カットゲート２の左軸２ｂが回動されて、右軸２ａが図１（ｂ）において右回りに回動することにより、カットゲート２が矢印ａの方向へ回動してカットゲート２が開かれる。また、このとき同時に、カットゲート３の左軸３ｂが回動されて、右軸３ａが図１（ｂ）において左回りに回動することにより、カットゲート３が矢印ｂの方向へ回動してカットゲート３が開かれる。カットゲート２，３が閉じられる場合には、駆動軸８が上記の場合とは逆方向に回動することにより、逆の動作が行われる。制御器１０により、カットゲート２，３を開くあるいは閉じるようにゲート駆動モータが制御されており、それに応じて駆動軸８が駆動される。

すなわち、カットゲート２，３は、それぞれの底板部２Ｂ，３Ｂが円弧を描くように揺動し、開いた状態から閉じた状態となるときには、２つの底板部２Ｂ，３Ｂが筒体１内から自重落下する被計量物の流れを両側から横断するようにして断ち切って、筒体１の下端開口部１ａを閉じる（下端開口部１ａに蓋をする）。例えば図１（ｂ）のように、カットゲート２，３が閉じた状態（全閉状態）のときには、各々のカットゲート２，３の底板部２Ｂ，３Ｂの閉方向（矢印ａ、ｂとは逆方向）の前端及びその近傍部分が重なったオーバーラップ部分ＯＬを有するように構成され、筒体１の下端開口部１ａが塞がれて筒体１内の被計量物は排出されない。

また、例えば図１（ｃ）のように、第１のカットゲート２の底板部２Ｂには、その閉方向の前端縁２Ｂｆから閉方向とは逆方向に向かうにつれて幅が狭くなるよう切欠いた切欠き部２Ｃが設けられている。この切欠き部２Ｃは、図２（ｄ）における破線のハッチング部分を切欠いて形成され、ここでは、筒体１の下端開口部１ａの幅（筒体１の内径）と略同じ幅から、カットゲート２の閉方向とは逆方向に向かうにつれて幅が漸減するように形成されている。なお、切欠き部２Ｃ及び下端開口部１ａについての幅は、それぞれカットゲート２の開閉方向と直交する方向（矢印ｅ方向）の寸法であり、切欠き部２Ｃの幅は、例えば、図２（ｄ）における破線のハッチング部分の矢印ｅ方向の長さに相当する寸法である。

また、ここでは、第２のカットゲート３の底板部３Ｂの前端縁３Ｂｆは直線状であり、切欠き部は形成されていない。一対のカットゲート２，３は、これらの前端縁２Ｂｆ，３Ｂｆ及びその近傍部分が重なることにより、全閉状態となる。

図２（ａ）〜図２（ｄ）は、それぞれカットゲート２，３の異なる開閉状態を上から見た図であり、図２（ａ）は大供給状態の一例を示し、図２（ｂ）は供給漸減状態の一例を示し、図２（ｃ）は小供給状態の一例を示し、図２（ｄ）は全閉状態（供給停止状態）を示している。

図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、実線のハッチングを入れた領域は、筒体１内の被計量物が自重によって落下排出される排出口、すなわち、カットゲート２，３と、筒体１の下端開口部１ａとによって画定される供給口ＳＯである。この供給口ＳＯは、カットゲート２，３が開いているときに（完全に閉じていないときに）、筒体１の下端の開口部１ａ内の領域であって、かつ、カットゲート２とカットゲート３との間に挟まれた領域からなる。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の状態のとき、筒体１内の被計量物は自重によって供給口ＳＯから落下し、計量ホッパＭｗへ供給される。

一対のカットゲート２，３は、例えば、図２（ｄ）に示す全閉状態から、被計量物を排出時には、まず、図２（ａ）に示すようにカットゲート２，３を大きく開いた大供給状態を維持し、その後、所定のタイミングで、カットゲート２，３を閉じる方向に徐々に動作させる供給漸減状態（例えば図２（ｂ）の状態）を経て、図２（ｃ）に示すようにカットゲート２，３を小さく開いた小供給状態となり、その後、所定のタイミングで、カットゲート２，３を完全に閉じて、図２（ｄ）に示す全閉状態となる。

この供給装置Ｍｓのカットゲート２，３の下方には、供給装置Ｍｓ（筒体１）から排出される被計量物を受け取る計量ホッパＭｗが配設されている。

計量ホッパＭｗは、排出ゲートを有するホッパ本体がロードセルによって支持され、筒体１から供給される被計量物を上記ホッパ本体に一時保持し、上記排出ゲートを開くことにより被計量物を下方へ排出するように構成されている。また、上記ロードセル等によってホッパ本体内の被計量物の重量を計量する重量センサが構成され、重量センサの計量値は制御器１０に与えられる。ここで、計量ホッパＭｗは、ロードセル等の重量センサを含むものとする。計量ホッパＭｗから排出される被計量物は例えば包装機（図示せず）へ供給されて袋詰めされる。

制御器１０は、例えばマイクロコントローラ等によって構成され、本計量装置全体の制御を行う。なお、制御器１０は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。

制御器１０は、前述のゲート駆動モータを制御することによりカットゲート２，３の開閉動作を制御する（すなわち供給装置Ｍｓを制御する）。また、計量ホッパＭｗの重量センサから計量値（計量ホッパＭｗ内の被計量物の重量）を取得し、計量ホッパＭｗの排出ゲートの開閉動作（すなわち計量ホッパＭｗの排出動作）を制御する。

以上のように構成される本計量装置の動作の一例について説明する。なお、以下では、計量ホッパＭｗ内の被計量物の重量を「充填量」とも言う。

図３は、本計量装置における計量ホッパＭｗへの被計量物の充填量の推移の一例の概略を示す図であり、横軸を時間軸とし、縦軸が充填量（重量）を示している。なお、ここでは、１回の動作サイクルＴＣにおける充填量の推移を示し、Ｔ１は、カットゲート２，３が大供給状態の期間（大供給期間）であり、Ｔ２は、カットゲート２，３が供給漸減状態の期間（供給漸減期間）であり、Ｔ３は、カットゲート２，３が小供給状態の期間（小供給期間）であり、Ｔ４は最終的な充填量を計量するための安定待ち期間（重量センサの出力信号が安定するために要する期間）であり、Ｔ５は、計量ホッパＭｗから被計量物を排出させる期間である。

本計量装置の運転中において、制御器１０は、常時、所定時間（例えば、１０ｍｓ）間隔で、計量ホッパＭｗの重量センサから計量ホッパＭｗ内の被計量物の重量（充填量）を取得する。また、供給装置Ｍｓには、その筒体１の上方から被計量物が随時筒体１内に供給され、その排出量に対して十分な補充がなされるものとする。

本計量装置の運転が開始されると、制御器１０は、カットゲート２，３を大きく開いて供給装置Ｍｓから計量ホッパＭｗへの被計量物の供給を開始する。この供給開始から充填量が第１所定重量値Ｗ１に達するまでを大供給期間Ｔ１とし、この大供給期間Ｔ１では、供給口ＳＯが所定の第１の大きさとなるようにカットゲート２，３を大きく開き、大供給状態を維持する（図２（ａ）のような大供給状態）。ここで、供給口ＳＯが所定の第１の大きさとなった状態は、カットゲート２，３が全閉状態からそれぞれ開く方向に所定の第１の角度（α）だけ回動された状態に等しい。

次に、充填量が第１所定重量値Ｗ１に達した後、制御器１０は、充填量の増加に応じてカットゲート２，３の開き具合が徐々に小さくなるように、カットゲート２，３を閉じる方向へ回動させる制御を行う。この制御は、予め定められたアルゴリズムに基づいて行われ、充填量が第２所定重量値Ｗ２に達したときに、供給口ＳＯが所定の第２の大きさとなるように行われる。充填量が第１所定重量値Ｗ１に達した後、第２所定重量値Ｗ２に達するまでの期間が、供給漸減期間Ｔ２である。ここで、供給口ＳＯが所定の第２の大きさとなった状態は、カットゲート２，３が全閉状態からそれぞれ開く方向に所定の第２の角度（β）だけ回動された状態に等しい。第２の角度（β）は上記第１の角度（α）より小さい。

次に、充填量が第２所定重量値Ｗ２に達した後、供給口ＳＯが上記の第２の大きさとなっている状態を維持する（図２（ｃ）のような小供給状態）。そして、充填量が、目標重量値Ｗｔから落差量設定値（所定値）を減算した値である供給停止重量値Ｗ３（図示せず）に達すると、カットゲート２，３を完全に閉じる（図２（ｄ）のような全閉状態）。充填量が第２所定重量値Ｗ２に達した後、カットゲート２，３を完全に閉じるまでの期間が、小供給期間Ｔ３である。なお、供給停止重量値Ｗ３は図示されていないが、供給停止重量値Ｗ３は、Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗｔを満足する値であり、カットゲート２，３が全閉状態となったあとの最終的な充填量が目標重量値Ｗｔとなるように、決められている。

そして、制御器１０は、カットゲート２，３を完全に閉じた全閉状態としてから安定待ち期間Ｔ４（例えば所定の時間として設定される期間）を経て最終的な充填量が計量された後、計量ホッパＭｗから被計量物を排出させる（排出期間Ｔ５）。この排出期間Ｔ５の直後に、次の大供給期間（Ｔ１）に入り、以後、同様の動作が制御器１０の制御によって繰り返される。

先述の図７（ａ）に示す提案例における供給装置のように、一対のカットゲート２Ａ，３Ａのそれぞれの回動の中心軸線が水平方向に並んで平行に配置されている場合には、カットゲート２Ａの底板部２Ｂとカットゲート３Ａの底板部３Ｂとのオーバーラップ部分の隙間Ｓの大きさが、オーバーラップ部分内の位置によって大きく異なる。そのため、カットゲート２Ａ，３Ａが少しだけ開いた小供給状態（図２（ｃ）参照）のときには、図７（ｂ）に示すように、カットゲート２Ａの底板部２Ｂとカットゲート３Ａの底板部３Ｂとのオーバーラップ部分の最も小さい隙間Ｓ１が大きいものとなり、その隙間Ｓ１からの被計量物の流出が起こり、本来の供給口以外の部分から被計量物が流出して供給流量が不安定になる虞がある。

これに対し本実施形態では、第１のカットゲート２の回動軸線２ｍと、第２のカットゲート３の回動軸線３ｍとが、上下方向（鉛直方向）に並んで平行に配置されている。すなわち、第１のカットゲート２の回動軸線２ｍの直下に、第２のカットゲート３の回動軸線３ｍが位置するよう構成されている。そして、第１及び第２のカットゲート２，３を閉じたときに、これらの底板部２Ｂ，３Ｂがオーバーラップし、このオーバーラップ部分ＯＬでは、第１のカットゲート２の底板部２Ｂが第２のカットゲート３の底板部３Ｂの内側に沿うように構成されている。

この構成により、カットゲート２の底板部２Ｂとカットゲート３の底板部３Ｂとが干渉することなく、これらをオーバーラップさせることができ、この閉じたときのオーバーラップ部分ＯＬの隙間の大きさを、オーバーラップ部分ＯＬ内の位置（図１（ｂ）における前後方向の位置）にかかわらず略同一に、かつ小さくすることができる。そのため、第１及び第２のカットゲート２，３が開いた状態から閉じた状態に移行する際に、第１のカットゲート２の底板部２Ｂと第２のカットゲート３の底板部３Ｂとがオーバーラップしはじめたときから第１及び第２のカットゲート２，３が閉じ終わるまでの間において、オーバーラップ部分における第１のカットゲート２の底板部２Ｂと第２のカットゲート３の底板部３Ｂとの隙間が、オーバーラップ部分内の位置にかかわらず略同一となり、小さくすることができる。したがって、図２（ｃ）に示す小供給状態のときでも、供給口ＳＯ以外のカットゲート２の底板部２Ｂとカットゲート３の底板部３Ｂとのオーバーラップ部分の隙間からの被計量物の流出を防止し、小供給状態のときの供給流量を安定させることができる。よって、最終的な充填量と目標重量値Ｗｔとの誤差を微小にでき、計量精度の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、カットゲート２に設けた切欠き部２Ｃを、筒体１の下端開口部１ａの幅（筒体１の内径）と略同じ幅から、カットゲート２の閉方向とは逆方向に向かうにつれて幅が狭くなるように形成することにより、カットゲート２を大きく開いた状態から閉じる方向への回動動作（例えば、供給漸減期間Ｔ２における動作）をスムーズに行うことができる。このためには、切欠き部２Ｃの最大幅（図２（ｄ）の矢印ｅ方向の最大寸法）を、筒体１の下端開口部１ａの幅（筒体１の内径）と同じ幅としてもよいし、それより若干小さくしてもよいし、若干大きくしてもよい。また、切欠き部２Ｃは、切欠いた部分（図２（ｄ）における破線のハッチング部分）が台形状になっているが、三角形状（Ｖ字状）あるいは円弧状等になっていてもよい。

また、カットゲート２の底板部２Ｂとカットゲート３の底板部３Ｂとが干渉することなく、これらをオーバーラップさせることができるため、このオーバーラップ部分の長さを長くして、カットゲート２の開閉方向（回動方向）における切欠き部２Ｃの長さを長くすることができ、切欠き部２Ｃの形状の自由度の向上が図れる。また、上記オーバーラップ部分の長さを長くして、次の第１、第２変形例のように、両方のカットゲート２，３に切欠き部を設けることが容易になる。

（第１変形例）
図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における第１変形例における切欠き部の形状を示す図であり、それぞれカットゲート２，３の異なる開閉状態を上から見た図であり、図４（ａ）は大供給状態の一例を示し、図４（ｂ）は供給漸減状態の一例を示し、図４（ｃ）は小供給状態の一例を示し、図４（ｄ）は全閉状態（供給停止状態）を示している。

この第１変形例では、各々のカットゲート２，３に、各々の閉方向の前端縁２Ｂｆ，３Ｂｆから閉方向とは逆方向に向かうにつれて幅が狭くなるよう切欠いた略Ｖ字状（山形）の切欠き部２Ｃ１，３Ｃ１が設けられている。いずれの切欠き部２Ｃ１，３Ｃ１も、前述の切欠き部２Ｃと同様、筒体１の下端開口部１ａの幅（筒体１の内径）と略同じ幅から、カットゲート２，３の閉方向とは逆方向に向かうにつれて幅が狭くなるように形成されており、カットゲート２，３を大きく開いた状態から閉じる方向への回動動作（例えば、供給漸減期間Ｔ２における動作）をスムーズに行うことができ、供給漸減期間Ｔ２の短縮を図ることができ、処理能力の向上（動作速度の高速化）を図ることが可能になる。

（第２変形例）
図５は、本実施形態における第２変形例における切欠き部の形状を示す図であり、カットゲート２，３を上から見た小供給状態の一例を示している。

この第２変形例では、各々のカットゲート２，３の底板部２Ｂ，３Ｂにおいて、一方の側板部２Ｓａ，３Ｓａに直近する部分に切欠き部２Ｃ２，３Ｃ２が設けられている。

以上にのべたように、切欠き部の形状は種々変更が可能である。

なお、本実施形態では、第２のカットゲート３の回動軸線３ｍが第１のカットゲート２の回動軸線２ｍの直下に位置するよう構成されているが、略直下であれば多少ずれても構わない。図６（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、第１のカットゲート２の回動軸線２ｍの下方（直下ではない）に、第２のカットゲート３の回動軸線３ｍが位置するよう構成された場合の一対のカットゲート２，３が閉じられた状態（全閉状態）の一例を示す概略側面図である。なお、ここでは、「左」、「右」（図１（ｂ）の「前」、「後」に相当）を、図６（ａ）、（ｂ）に示すものとして説明する。

図６（ａ）の場合は、その図中において、第１のカットゲート２の回動軸線２ｍの直下から若干左寄りに第２のカットゲート３の回動軸線３ｍが位置するよう構成されており、図６（ｂ）の場合は、その図中において、第１のカットゲート２の回動軸線２ｍの直下から若干右寄りに第２のカットゲート３の回動軸線３ｍが位置するよう構成されている。なお、いずれの場合も、２つの回動軸線２ｍ，３ｍは平行である。

図６（ａ）、（ｂ）のいずれの場合も、２つの回動軸線２ｍ，３ｍ間の水平距離Ｌｂが所定距離以下となるようにしている。例えば、２つの回動軸線２ｍ，３ｍ間の水平距離Ｌｂを、同２つの回動軸線２ｍ，３ｍの軸線間距離Ｌａの２０％以下となるようにしている。これにより、図７（ａ）に示す提案例の場合に比べて、オーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２の隙間の大きさを、オーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２内の位置（左右方向の位置）にかかわらず略同一にし、かつ小さくすることが可能になる。

また、図６（ａ）、（ｂ）のそれぞれに図示された構成では、２つの回動軸線２ｍ，３ｍを含む仮想平面Ｐ１，Ｐ２が、カットゲート２の底板部２Ｂとカットゲート３の底板部３Ｂとのオーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２から外れた位置を通っているが、オーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２の幅（左右方向の長さ）を所定の長さ（一定）とした場合に、仮想平面Ｐ１，Ｐ２がオーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２と交差するように、２つの回動軸線２ｍ、３ｍの水平距離Ｌｂをより小さくすることが好ましい。

このように、２つの回動軸線２ｍ，３ｍを含む仮想平面Ｐ１，Ｐ２がオーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２と交差する構成とすることにより、オーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２の隙間の大きさは、仮想平面Ｐ１，Ｐ２とオーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２とが交差する位置で最大となり、その位置から離れるほど小さくなる。例えば、図６（ａ）に図示された構成では、オーバーラップ部分ＯＬ１の隙間の大きさが、オーバーラップ部分ＯＬ１の左端から右端にかけて小さくなる一方である。また、図６（ｂ）に図示された構成では、オーバーラップ部分ＯＬ２の隙間の大きさが、オーバーラップ部分ＯＬ１の左端から右端にかけて大きくなる一方である。これらに対して、２つの回動軸線２ｍ，３ｍの水平距離Ｌｂを小さくして、２つの回動軸線２ｍ，３ｍを含む仮想平面Ｐ１，Ｐ２がオーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２と交差するように構成した場合には、オーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２の隙間の大きさが、そのオーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２の左端から右端にかけて増加及び減少することにより、オーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２内における隙間の最大値と最小値との差を小さくすることができる。したがって、図６（ａ）、（ｂ）のそれぞれに図示された構成の場合に比べて、オーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２の隙間の大きさを、オーバーラップ部分ＯＬ１，ＯＬ２内の位置（左右方向の位置）にかかわらず略同一にし、かつ小さくすることが可能になる。

なお、以上に述べたいずれの例においても、回動軸線２ｍが上方にある第１のカットゲート２の底板部２Ｂの外側に、第２のカットゲート３の底板部３Ｂがオーバーラップする構成について述べたが、回動軸線２ｍが上方にある第１のカットゲート２の底板部２Ｂの内側に、第２のカットゲート３の底板部３Ｂがオーバーラップするよう構成されていてもよい。

また、以上に述べたいずれの例においても、第１及び第２のカットゲート２，３の回動軸線２ｍ，３ｍの直下に、第１及び第２のカットゲート２，３の底板部２Ｂ，３Ｂのオーバーラップ部分ＯＬ，ＯＬ１，ＯＬ２が存在するように構成されている。

また、本実施形態では、供給装置Ｍｓから排出される被計量物が、計量ホッパＭｗへ供給されるように構成したが、これに限られない。例えば、供給装置Ｍｓから排出される被計量物が、ファネルを介して袋へ供給されるように構成され、袋を支持してその袋に供給される被計量物の重量を計量する計量手段が設けられてあってもよい。

本発明は、小供給状態のときの供給流量の安定化を図ることができる被計量物供給装置及びそれを備えた計量装置等として有用である。

Ｍｓ 被計量物供給装置
Ｍｗ 計量ホッパ
ＳＯ 供給口
１ 筒体
１ａ 筒体の下端の開口部
２ 第１のカットゲート
２Ｂ 第１のカットゲートの底板部
２ｍ 第１のカットゲートの回動軸線（第１の水平軸）
３ 第２のカットゲート
３Ｂ 第２のカットゲートの底板部
３ｍ 第２のカットゲートの回動軸線（第２の水平軸）
２Ｂｆ，３Ｂｆ カットゲートの閉方向の前端縁
２Ｃ，２Ｃ１，２Ｃ２，３Ｃ１，３Ｃ２ 切欠き部
１０ 制御器

Claims (8)

1. 被計量物が充填される筒体と、
   前記筒体の下端の開口部の開閉に用いられる底板部を有し、互いに逆方向に回動する第１及び第２のカットゲートとを備え、
   前記第１及び第２のカットゲートを開いたときに前記筒体内に充填されている被計量物が、前記第１及び第２のカットゲートの前記底板部と前記開口部とによって画定される供給口から自重によって落下するよう構成され、
   前記第１のカットゲートは第１の水平軸のまわりに回動し、前記第２のカットゲートは前記第１の水平軸と平行で、かつ前記第１の水平軸の下方に位置する第２の水平軸のまわりに回動し、前記第１及び第２のカットゲートを閉じたときに、前記第１のカットゲートの前記底板部と前記第２のカットゲートの前記底板部とがオーバーラップ部分を形成するように構成された、
   被計量物供給装置。
2. 前記第１の水平軸と前記第２の水平軸との水平距離が、所定距離以下であるよう構成された、
   請求項１に記載の被計量物供給装置。
3. 前記第１及び第２のカットゲートが開いた状態から閉じた状態に移行する際に、前記第１のカットゲートの前記底板部と前記第２のカットゲートの前記底板部とがオーバーラップしはじめたときから前記第１及び第２のカットゲートが閉じ終わるまでの間において、前記オーバーラップ部分における前記第１のカットゲートの前記底板部と前記第２のカットゲートの前記底板部との隙間が、前記オーバーラップ部分内の位置にかかわらず略同一となるよう構成された、
   請求項１に記載の被計量物供給装置。
4. 前記第１のカットゲートの前記底板部は、前記第１の水平軸に垂直な断面が前記第１の水平軸を中心とする円弧状に構成され、前記第２のカットゲートの前記底板部は、前記第２の水平軸に垂直な断面が前記第２の水平軸を中心とする円弧状に構成され、
   前記第１の水平軸と前記第２の水平軸とを含む仮想平面が、前記第１及び第２のカットゲートを閉じたときの前記オーバーラップ部分と交差するよう構成された、
   請求項１に記載の被計量物供給装置。
5. 前記第２の水平軸が前記第１の水平軸の直下に位置するよう構成された、
   請求項１〜４のいずれかに記載の被計量物供給装置。
6. 前記第１及び第２のカットゲートのうちの少なくとも一方のカットゲートの底板部において、該カットゲートの閉方向の前端部分が切り欠かれた切欠き部が設けられた、
   請求項１〜５のいずれかに記載の被計量物供給装置。
7. 供給開始時において前記供給口の大きさが所定の第１の大きさとなるように前記第１及び第２のカットゲートを大きく開き、その状態を一時保持した後、前記供給口の大きさが、前記第１の大きさより小さい所定の第２の大きさとなるまで前記第１及び第２のカットゲートを閉じる方向に回動させ、その状態を一時保持し、その後、前記第１及び第２のカットゲートを閉じるように制御し、この制御の際に、前記供給口の大きさが前記第２の大きさのときには、前記第１のカットゲートと前記第２のカットゲートとがオーバーラップし、かつ、前記切欠き部の一部の領域から被計量物が落下する小供給状態となるように、前記第１及び第２のカットゲートの開閉動作を制御する制御器をさらに備えた、
   請求項６に記載の被計量物供給装置。
8. 請求項７に記載の被計量物供給装置と、
   前記被計量物供給装置から落下する被計量物が供給され、供給される被計量物の重量を計量する計量手段とを備え、
   前記被計量物供給装置の制御器は、
   前記計量手段で計量される被計量物の重量に基づいて、予め設定された目標重量値分の被計量物が前記被計量物供給装置から前記計量手段へ供給されるように、前記第１及び第２のカットゲートの開閉動作を制御するよう構成された、
   計量装置。

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