JP2015158363A - 分散供給装置とそれを備えた組合せ計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射フィーダの上流部で物品が堆積しても、攪拌器等を使わずに、堆積した山を崩しながら下流側へ搬送することのできる新たな分散供給装置とそれを備えた組合せ計量装置とを提供することを課題とする。【解決手段】放射フィーダが、物品を搬送するトラフと、該トラフを物品搬送面に対して傾斜する方向に前後に振動させる加振装置とを備え、その加振装置によって搬送される前記物品の搬送速度が、トラフの前部では速く、後部では遅くなるように設定されている。【選択図】図４

Description

本発明は、装置中央上部に供給された物品を装置周縁部へと放射状に分散させながら、
装置周縁部の下段に配置された複数のホッパに物品を供給するようにした分散供給装置と
それを備えた組合せ計量装置に関する。

平面視円形の組合せ計量装置には、図６の一部断面図に示すように、装置中央上部に円
錐形状の振動盤を有する分散フィーダＤＦを配置し、その周囲に複数の放射フィーダＲＦ
を放射状に配列して、分散フィーダＤＦ上に供給された物品Ｇをそれに続く各放射フィー
ダＲＦに分散しながら、各放射フィーダＲＦの先端から下方の各ホッパＰＨに物品Ｇを少
量ずつ排出する分散供給装置Ａが備えられている。この分散供給装置Ａでは、各ホッパＰ
Ｈへの毎回の供給量を安定させる必要から、各ホッパＰＨに供給された物品重量を下段の
計量ホッパＷＨで検出し、それに基づいて対応する放射フィーダＲＦを個別に制御するよ
うにしている。

しかし、そうした制御だけでは、ホッパＰＨへの供給量を安定させることができない場
合がある。例えば、粘着性のある絡みやすい物品では、分散フィーダＤＦ上や放射フィー
ダＲＦ上に下記特許文献１、２に開示されるような攪拌器を取り付けなければ、絡み合っ
た物品を解すことができない。また、重なり合うと物品同士の摩擦抵抗によって分離し難
くなる物品、例えば、ポテトチップスのようなものでは、それが分散フィーダＤＦから放
射フィーダＲＦへ流れ込む段差部で堆積すると、放射フィーダＲＦが振動しても、堆積し
た山は崩れることなくそのまま搬送されて、放射フィーダＲＦの先端から大量の物品が一
度にホッパＰＨへ排出されることがある。そうなると、当該ホッパＰＨに対応する計量ホ
ッパＷＨが組合せ選択されないから、計量精度が悪化したり、装置の稼働率が低下したり
する。

特開平１１−１４４３９号公報 実開平０７−３８９２７号公報

しかし、分散供給装置Ａに攪拌器を取り付けることは、装置を複雑化し、清掃性を悪く
するから、食品用機械としては、避けなければならない。また、ポテトチップス等を分散
供給する場合に、各フィーダＤＦ，ＲＦ上の物品の層厚を幾ら均一に制御しても、それよ
り上流側のクロスフィーダＣＦの駆動と停止の繰り返しによって供給量が変動すると、下
流側の各フィーダＤＦ，ＲＦにその影響が現れて、各ホッパＰＨへの供給量が変動する。
それによって組合せ選択される計量ホッパＷＨが偏ったりすると、組合せ選択されなかっ
た計量ホッパＷＨに対応する放射フィーダＲＦの、特に分散フィーダＤＦから物品が流れ
込む段差部に物品が堆積していく。そうした堆積の山は、前述の攪拌器等を使用しない限
り崩すことができないから、そうした攪拌器を使用しない組合せ計量装置では、堆積した
物品の山がそのままホッパＰＨに供給されて供給過多を生じ、それが原因で装置の稼動率
がさらに低下したり、計量精度が悪化したりする等の問題があった。

本発明は、こうした問題を解決しようとするもので、放射フィーダ上で物品が堆積して
も、攪拌器等を使わずに、堆積した山を崩しながら搬送することのできる新たな分散供給
装置とそれを備えた組合せ計量装置とを提供することを課題とする。

本発明に係る分散供給装置は、装置中央上部に配置された分散フィーダと、その周囲に
放射状に配列された複数の放射フィーダとを備えて、前記分散フィーダに供給された物品
を各放射フィーダへ分散させながら、各放射フィーダから個別に物品を排出するようにし
た分散供給装置であって、前記各放射フィーダが、物品を搬送するトラフと、該トラフを
物品搬送面に対して傾斜する方向に前後に振動させる加振装置とを備え、その加振装置に
よって搬送される前記物品の搬送速度が、前記トラフの前部では速く後部では遅くなるよ
うに設定されているとともに、前記物品の垂直方向に飛びあがる速度成分が、前記トラフ
の前部では大きく後部では小さくなるように設定されていることを特徴とする。

これにより、トラフで搬送される物品の山は、後部よりも前部の方が搬送速度が速く、
しかも、垂直方向に飛びあがる速度成分も大きいので、トラフ上で堆積した物品の山は、
前部で崩されながら前方へ伸びて物品同士の重なりが小さくなっていく。そのため、トラ
フの後端部で物品が堆積したとしても、それが先端部へ搬送される過程で崩されながら平
坦化されるから、ホッパへは、適量の物品が供給されることになる。

前記加振装置は、例えば、図１、図２に示すように、トラフＴとカウンターウエイトＣ
Ｗとを連結する前後一対の板バネＳ１，Ｓ２と、各板バネＳ１，Ｓ２の前記カウンターウ
エイトＣＷとの取り付け位置を中心として各板バネＳ１，Ｓ２を前後に揺動させる加振機
構Ｂとを備えたものである。こうした振動フィーダにおいて、各板バネＳ１，Ｓ２の取り
付け角度θ３，θ４を変えたり、トラフＴの重心位置とカウンターウエイトＣＷの重心位
置とを結ぶ線が、トラフＴの振動方向と交差するように調整することによって、トラフＴ
の前部に位置する物品の搬送速度を後部に位置する物品よりも速くし、垂直方向に飛びあ
がる速度成分も前部の方を後部よりも大きくすることができる。

そこで、加速度計をトラフＴの複数箇所に取り付け、取り付けた各点における最大加速
度の方向（図１、図２で示す矢印方向Ａ１，Ａ２）がθ１＞θ２となるように、各板バネ
Ｓ１，Ｓ２の傾斜角度θ３，θ４や取り付け位置、或いは、トラフＴの重心位置やカウン
ターウエイトＣＷの重心位置等を調整する。そうすれば、トラフＴ上の物品Ｇは、検出さ
れた最大加速度の方向（θ１，θ２）に跳び上がる。

なお、図１、図２に示す加振機構Ｂは、トラフＴを取り付けるベース部ＴＢに固定され
た可動コアＢ１と、カウンターウエイトＣＷ側に取り付けられた可動コアＢ１を吸引する
電磁石Ｂ２とから構成しているが、この発明では、こうした電磁式の加振機構に限らず、
例えば、前後の各板バネＳ１，Ｓ２の両面に圧電素子を貼着して、板バネＳ１，Ｓ２自体
を前後に振動させるものであってもよい。

また、本発明に係る組合せ計量装置は、前記分散供給装置を備え、前記各放射フィーダ
の先端下部には、そこから排出される物品を受け取る複数のプールホッパと、その下段に
配置されて、各プールホッパから排出された物品を受け取って計量する同数の計量ホッパ
とが設けられていることを特徴とする。

これにより、分散供給装置上で物品が粗密になることがあっても、それが放射フィーダ
で搬送される過程で均一化されるから、下流側のプールホッパに大量の物品が一度に供給
されるような事態はなくなる。

本発明によれば、放射フィーダ上で物品が堆積したとしても、攪拌器等を使用せずに、
堆積した物品の山を崩しながら搬送することができるので、下段の各ホッパへの供給過多
を回避することができる。したがって、物品の供給過多によって生じていた計量精度の悪
化や組合せ計量装置の稼働率の低下等を効果的に抑えることができる。

本発明の作用を説明するための電磁フィーダの模式図。 本発明の作用を説明するための、別構造の電磁フィーダの模式図。 本発明の一実施形態に係る組合せ計量装置の概略構成図。 本発明の一実施形態で使用する電磁フィーダの側面図。 トラフの外観斜視図。 従来の分散供給装置の概要を示す一部断面図。

以下、本発明の一実施形態に係る分散供給装置とそれを備えた組合せ計量装置を図面に
基づいて説明する。

図３は、本発明の一実施形態に係る組合せ計量装置１の要部概略図である。この図にお
いて、分散供給装置１００は、装置中央上部に配置された分散フィーダ１０と、その周囲
にそれを取り巻くように放射状に配列された複数の放射フィーダ２０とを備えている。

前記分散フィーダ１０は、円錐形状の振動盤１１と、それを螺旋状に上下に往復運動さ
せる加振機構１２とから構成され、その螺旋運動によって振動盤１１上に投下された物品
Ｇを周方向に分散する。また、この分散フィーダ１０は、重量検出器１３に支持されてお
り、それによって振動盤１１上に投下された物品Ｇの重量が検出される。

制御部３０は、重量検出器１３の出力を常時モニタし、その検出重量が下限レベルを割
ると、上流側のクロスフィーダＣＦを駆動して、振動盤１１上に物品Ｇを投下させ、上限
レベルに到達すると、クロスフィーダＣＦを停止させる。これにより、分散フィーダ１０
上には、所定重量範囲の物品Ｇが常時貯留される。

前記放射フィーダ２０は、図４、図５に示すように、物品Ｇを搬送するトラフＴと、こ
のトラフＴとカウンターウエイトＣＷとを連結する前後一対の板バネＳ１，Ｓ２と、前記
トラフＴの底部と前記板バネＳ１，Ｓ２の各上端部とが取り付けられた可動ブロック２１
と、この可動ブロック２１の底面に固定された磁性体からなる可動コア２２と、この可動
コア２２と所定のギャップをおいて対向配置された電磁石２３と、放射フィーダ２０全体
を支持するバネ定数の低い防振スプリング２４，２５とを備えている。また、前記電磁石
２３は、カウンターウエイトＣＷの中程に前傾姿勢で固定されている。なお、加振機構Ｂ
は、可動コア２２と電磁石２３とから構成されている。

トラフＴと可動ブロック２１とは、それぞれの対向位置に皿状部材２６，２７が取り付
けられており、それらを互いに向かい合わせた状態で重ね合わせ、その状態で各皿状部材
２６，２７のフランジ部に、図示しない巻き締めリングを装着して締め付ければ、トラフ
Ｔが可動ブロック２１に強固に固定されるようになっている。また、トラフＴを可動ブロ
ック２１から外すときは、その巻き締めリングを外せば、両者が分離されるようになって
いる。

前記トラフＴの後部には、物品の漏出を防止する折り返し部Ｔ１が形成され、そこから
トラフの側板Ｔ２，Ｔ３が前方に向かって扇状に広がっている。これは、放射状に配列さ
れた各トラフＴの間から物品が漏出するのを防止するためである。そのために、一方の側
板Ｔ２の上縁は、隣接するトラフＴの他方の側板Ｔ３の上に覆い被さるように山形に折り
曲げられている。

前後一対の板バネＳ１，Ｓ２の内、後方の板バネＳ２のバネ定数は、前方のそれよりも
小さくされ、前方の板バネＳ１の垂直軸からの傾斜角θ３は、後方の板バネＳ２の傾斜角
θ４よりも小さくされている。そして、電磁石２３に通電してトラフＴを振動させると、
トラフＴの前方に位置する物品は、矢印Ａ３の方向に約３５°の角度で跳び上がり、中央
に位置する物品は、矢印Ａ４の方向に約２５°の角度で跳び上がり、後方に位置する物品
は、矢印Ａ５の方向に約１５°の角度で跳び上がるように設計されている。これにより、
前部の物品の方が、搬送速度が速く、垂直方向に飛びあがる速度成分も大きくなるから、
後部の物品よりも速い速度で、踊りながら前進することになる。

図３に戻って、各放射フィーダ２０の先端部下部には、プールホッパＰＨが設けられ、
さらにその下方に計量ホッパＷＨが設けられて、放射フィーダ２０から排出された物品Ｇ
をプールホッパＰＨで一時的にストックし、下方の計量ホッパＷＨが空になれば、上方の
プールホッパＰＨのゲートｇを開閉して、下方の計量ホッパＷＨへ物品Ｇを排出するよう
になっている。また、各計量ホッパＷＨには、それぞれ重量検出器ＷＳが備えられ、そこ
で検出された重量が制御部３０に入力されて、組合せ演算と放射フィーダ２０に対する制
御に利用される。なお、各ホッパＰＨ，ＷＨは、周知の構成であるため、ここでは、ゲー
ト開閉機構やホッパＰＨ，ＷＨの支持機構等は省略して示している。

次に、この分散供給装置１００と、それを備えた組合せ計量装置１の基本動作について
説明する。

分散供給装置１００に物品Ｇが投入されていない状態で、図示しない運転キーが操作さ
れると、制御部３０は、計量ホッパＷＨの重量検出器ＷＳから重量を入力して物品の有無
をチェックする。当初は、何れのホッパＰＨ，ＷＨも空であるから、制御部３０は、各
プールホッパＰＨのゲートｇを開閉し、続いて、各放射フィーダ２０と分散フィーダ１０
とを、設定された振動強度と振動時間とでもって駆動する。

一方、制御部３０は、分散フィーダ１０の重量検出器１３から、そこに載荷された物品
重量を入力して分散フィーダ１０上の物品Ｇの載荷量をチェックする。その載荷量が下限
レベルを割っていれば、クロスフィーダＣＦを駆動し、上限レベルに達すれば、クロスフ
ィーダＣＦを停止する。しかし、当初は、分散フィーダ１０にも物品がない状態であるか
ら、制御部３０は、クロスフィーダＣＦを駆動しながら、各ホッパＰＨのゲート開閉と、
それに続く各フィーダ１０，２０の駆動とを繰り返しながら物品Ｇが分散フィーダ１０、
放射フィーダ２０、プールホッパＰＨへと順次流れて、計量ホッパＷＨまで供給されるよ
うにする。

こうして計量ホッパＷＨに物品が供給されてくれば、制御部３０は、各計量ホッパＷＨ
の物品重量を入力して組合せ演算を実行し、その組合せ合計重量が目標重量に最も近く、
かつ所定の上下限範囲に入る最適な組合せが見つかれば、その最適な組合せに該当する各
計量ホッパＷＨのゲートｇを開閉させて物品を集合シュートＳへ排出させる。続いて、空
になった計量ホッパＷＨに対応するプールホッパＰＨのゲートｇを開閉させて空の計量ホ
ッパＷＨへ物品を排出させる。続いて、そのプールホッパＰＨに対応する放射フィーダ２
０と分散フィーダ１０とを駆動して、放射フィーダ２０から空のプールホッパＰＨへ物品
を排出させる。

こうしたサイクル動作を繰り返しながら、制御部３０は、各計量ホッパＷＨの重量検出
器ＷＳから入力した物品重量の平均値に基づいて、各計量ホッパＷＨに対応する放射フ
ィーダ２０の振動強度と振動時間とを個別に調整していく。即ち、１０台の計量ホッパＷ
Ｈから最適組合せを選択するときは、毎回、３〜４台の計量ホッパＷＨが最適組合せとし
て選択され、それらから排出される物品の合計重量が略目標重量に等しくなるように、各
放射フィーダ２０の振動強度と振動時間とを個別に調整していく。

一方、分散フィーダ１０に対しては、制御部３０は、そこからの毎回の減少量が組合せ
選択される目標重量に略等しくなるように、分散フィーダ１０の振動強度と振動時間とを
調整していく。

こうして、分散供給装置１００から排出される毎回の排出量が組合せ目標重量に略等し
くなれば、毎回の組合せ計量動作が安定し、装置の稼働率も向上する。しかし、不測にし
て、上流側の物品供給量がばらついたり、組合せ選択される計量ホッパＷＨが偏ったりす
ると、選択されない計量ホッパＷＨに対応する放射フィーダ２０は、駆動されずに、分散
フィーダ１０から物品が流れてくるから、その放射フィーダ２０の上流部である分散フ
ィーダ１０との段差部には、物品が堆積していく。

従来の装置であれば、そうした堆積した物品の山は、そのまま崩れることなく放射フ
ィーダ２０の先端まで運ばれてプールホッパＰＨに供給されていたが、この実施形態では
、放射フィーダ２０が物品を運ぶ過程で、堆積した物品の山を崩していくから、物品の山
が一度にプールホッパＰＨに供給されるようなことはない。

上記実施形態では、電磁式の分散フィーダ１０を用いたが、これに代えて、振動盤１１
を間歇的に回転させるものや、振動盤１１を正転逆転させる回転式のフィーダであっても
よい。また、振動盤１１の傾斜やトラフＴの形状等は、物品の性状に応じて適宜に取り替
えられる。また、上記実施形態では、分散フィーダ１０への供給制御を重量検出器１３の
検出重量に基づいて行ったが、これに代えて、分散フィーダ１０上の物品の堆積量を光セ
ンサで検出し、それに基づいてクロスフィーダＣＦを制御するようにしてもよい。さらに
、以上の実施形態では、組合せ計量装置として、物品の重量を組合せるものであったが、
この発明は、これに限定されるものではなく、各ホッパＰＨ，ＷＨに供給された物品の個
数に基づいて組合せるものであっても同様に適用可能である。

１ 組合せ計量装置
１０ 分散フィーダ
２０ 放射フィーダ
１００ 分散供給装置
Ｔ トラフ
Ｇ 物品
Ｂ 加振機構（加振装置）
ＰＨ プールホッパ
ＷＨ 計量ホッパ
Ｓ１ 板バネ
Ｓ２ 板バネ
θ１ 前方の物品が跳ね上がる角度
θ２ 後方の物品が跳ね上がる角度

Claims (2)

1. 装置中央上部に配置された分散フィーダと、その周囲に放射状に配列された複数の放射
   フィーダとを備えて、前記分散フィーダに供給された物品を各放射フィーダへ分散させな
   がら、各放射フィーダから個別に物品を排出するようにした分散供給装置であって、前記
   各放射フィーダが、物品を搬送するトラフと、該トラフを物品搬送面に対して傾斜する方
   向に前後に振動させる加振装置とを備え、その加振装置によって搬送される前記物品の搬
   送速度が、前記トラフの前部では速く後部では遅くなるように設定されているとともに、
   前記物品の垂直方向に飛びあがる速度成分が、前記トラフの前部では大きく後部では小さ
   くなるように設定されている分散供給装置。
2. 請求項１に記載の分散供給装置を備え、前記各放射フィーダの先端下部には、そこから
   排出される物品を受け取る複数のプールホッパと、その下段に配置されて、各プールホッ
   パから排出された物品を受け取って計量する同数の計量ホッパとが設けられている組合せ
   計量装置。

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