JP2016210537A - 均し装置、均し方法及び組合せ計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物品を効果的に均すことができる均し装置、均し方法及び組合せ計量装置を提供する。【解決手段】均し装置７０は、物品の供給を受けるときは、ホッパ７２の収容部７３の内面積を排出するときよりも大きくする。すると、収容部７３内に供給された物品の間に隙間が多く形成されるため、物品は振動等により移動し易く、物品の自重によって自動的に収容部７３内にて整列される（棒状物品では高さが揃えられる）。一方、物品を排出するときは、収容部７３の内面積を供給を受けたときよりも小さくする。すると、物品は整列して纏まり、その最大径が排出先の容器の内径よりも小さくなって収容部７３から排出される。したがって、物品の一部が容器から突出することが抑制される。【選択図】図３

Description

本発明は、均し装置、均し方法及び組合せ計量装置に関する。

従来の均し装置としては、供給された棒状の物品を筒状のホッパに一時的に貯留し、貯留された物品に振動を与えた後に、物品を排出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３７２１６号公報

上述の棒状の物品は、筒状の容器に対して、容器の軸方向に物品の長手方向（縦方向）が沿うように収容される。このように収容される物品は、容器内において物品同士に隙間ができるだけ生じないように、密集して収容される。この場合、物品を容器に充填させる装置、例えば組合せ計量装置は、物品の長手方向が揃うように物品を整列させ、且つ、纏まった状態の物品の最大径を容器の内径よりも小さくする必要がある。そのため、上記組合せ計量装置に取り付けられ部材であって、上記容器への投入前に物品を一時的に貯留するホッパは、通常、容器と同様の形状（内径）とされている。

より具体的に、上記組合せ計量装置は、上記ホッパに対して、組合せ計量が実施された物品を供給する。このとき、物品は、シュート等を介してホッパに供給される。この場合、シュート等の形状に依存して、棒状の物品における長手方向の向きは、ホッパに投入される時点においてそれぞれ異なる。その後、ホッパから容器に物品が投入される場合、容器に収容される物品の一部は、その全体が容器内にすべて収まりきらず、容器の上方に突出する。作業者は、この状態で容器に物品の充填を試みた場合、蓋を閉める際に物品を破損させるおそれがある。

そのため、棒状の物品を容器に充填させる装置は、上記従来の装置のように、ホッパに物品を貯留した状態で、当該物品に対して振動を与える。その結果、物品を均し、物品の高さが揃うように整列を図る。しかしながら、物品がホッパ内にて密集している場合、充填させる装置は、ホッパ内に貯留された物品に対していくら振動を与えたとしても、物品の高さを整列させ難い。要するに、個々の物品がホッパ内で移動できるスペースが僅かであるため、充填させる装置は、物品に振動を与えたとしても、物品全体が揺れるだけで、突出した物品を整列させる、又は沈み込ませ難い。そのため、均すための動作が効果的に作用せず、物品が整列さていない状態で容器に充填されるという状況が依然として生じ得る。

本発明は、物品を効果的に均すことができる均し装置、均し方法及び組合せ計量装置を提供することを目的とする。

本発明に係る均し装置は、物品の供給を受けて当該物品を一時的に貯留させ、さらに貯留させた物品を排出するホッパと、ホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を変更させる制御部と、を備える。収容部の内面積とは、収容部を例えば鉛直方向から見たときの、収容部の内側の面積である。

この均し装置では、制御部は、ホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を変更させる。この構成により、例えば、物品の供給を受けるときには、収容部の内面積を、排出するときよりも大きくできる。

上記のように構成することにより、均し装置は、例えばホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を大きくできる。この場合、シュート等からホッパ内に供給された物品は、物品間に隙間が多く形成される。そのため、物品は、例えば振動等による移動が制限され難い。よって、シュート等から容器内に供給された物品は、その自重によって自動的に容器内にて整列できる（棒状の場合には、高さが揃えられる）。

一方、均し装置は、物品を排出する場合、ホッパの収容部の内面積を、供給を受けたときよりも小さくできる。このとき、内面積を小さくする過程で、物品を整列させつつ、物品を纏められる。したがって、均し装置は、物品を効果的に均せる。そして、均し装置は、収容部の内面積を排出先の例えば容器の形状に合わせた大きさに設定することで、物品が整列し、且つ、纏まった状態の物品の最大径が容器の内径よりも小さい状態で、物品をホッパから排出できる。したがって、例えば、容器に充填された物品の一部が突出する状態を抑制できる。

一実施形態においては、制御部は、ホッパの動作状態に応じて、内面積を変更させてもよい。この構成では、例えば、上述のように、制御部は、ホッパが物品の供給を受ける状態と判断する場合、収容部の内面積を大きくできる。さらに制御部は、ホッパが物品を排出する状態と判断する場合、収容部の内面積を小さくできる。これにより、均し装置は、物品を効果的に均せる。

一実施形態においては、制御部は、ホッパに物品が供給されるときには収容部が第１の内面積となり、ホッパから物品が排出されるときには収容部が第１の内面積よりも小さい第２の内面積となるように、ホッパの動作を制御してもよい。言い換えれば、制御部は、ホッパに物品が供給される場合、物品を排出するときの第２の内面積よりも大きい第１の内面積となるようにホッパの動作を制御する。このように、均し装置は、収容部を第１の内面積と第２の内面積との間で、その内面積を変更できる。その結果、均し装置は、物品を効果的に均せると共に、物品が収容される容器等に対応した状態で物品を排出できる。

一実施形態においては、制御部は、ホッパに物品が供給された後で且つホッパから当該物品が排出される前までは収容部が第２の内面積よりも小さい第３の内面積となり、その後、ホッパから物品が排出されるときには第２の内面積となるようにホッパの動作を制御してもよい。ホッパから物品が排出される際、少なくともホッパの内面と接触する物品は、この内面と物品との間に発生する摩擦抵抗により物品排出が妨げられる。そこで、物品を均すときには第３の内面積となり、物品を排出するときには第３の内面積よりも大きい第２の内面積となるようにホッパを制御する。これにより、物品をホッパから排出するときの物品とホッパとの摩擦抵抗を小さくできる。したがって、均し装置は、物品をホッパからスムーズに後段に配置される所定の装置に対して排出できる。

一実施形態においては、ホッパを揺動させる揺動部を備え、制御部は、揺動部の動作を制御してもよい。このように、ホッパ内の物品を揺らすことにより、物品をより効果的に均せる。

一実施形態においては、揺動部は、鉛直方向の軸を中心にホッパを正逆転させる。この構成によれば、物品がホッパ内において左右に揺さぶられる。このように、物品を２方向に移動させることにより、物品の移動量を大きくできる。したがって、物品をより効果的に均せる。

一実施形態においては、軸は、収容部を鉛直方向から見て、収容部の中心に設定されていてもよい。これにより、ホッパは、収容部を中心として正逆転する。そのため、収容部内の物品をまんべんなく揺らせる。したがって、上記のように構成した均し装置は、物品をより効果的に均せる。

一実施形態においては、制御部は、揺動部を動作させた状態で、収容部の内面積が第１の内面積から第２の内面積に時間的に連続して変更されるようにホッパの動作を制御してもよい。

このように、揺動部を動作させながら収容部の内面積を徐々に小さくすることにより、収容部の内面積を小さくする過程においてホッパ内に収容される物品の破損を低減できる。つまり、均し装置は、揺動部を動作させることにより物品間の隙間を小さくすると共に、この隙間が小さくなる際に形成されるホッパと物品との隙間を、ホッパ自体を小さくすることにより小さくできる。したがって、上記のように構成した均し装置は、単に収容部の内面積を変動させる場合と比較して、物品の破損を低減させながら物品を均せる。

一実施形態においては、制御部は、揺動部を停止させた状態で、収容部の内面積が第２の内面積から第１の内面積に変更されるようにホッパの動作を制御してもよい。第２の内面積から第１の内面積に変更されるときには、収容部に物品が貯留されていない。そのため、第２の内面積から第１の内面積に変更するときに揺動部を停止させることにより、均し装置は、不要な動作を停止できる。その結果、均し装置は、省エネルギー化を図ることができる。

一実施形態においては、制御部は、揺動部を動作させた状態で、収容部の内面積を小さくする動作と内面積を大きくする動作とが交互に連続的に行われるようにホッパの動作を制御してもよい。このように、収容部の内面積が連続的に変更される動作と揺動部による揺動とを一緒に行うことにより、収容部内の物品の移動がよりダイナミックになる。したがって、物品を均す効果を更に得ることができる。

一実施形態においては、ホッパの収容部は、筒状を呈しており、制御部は、収容部の内径が変化するようにホッパの動作を制御してもよい。ホッパは、収容部の内径が変化させられることにより、収容部の内面積が変化する。したがって、均し装置では、ホッパの収容部の内径を変化させることにより、収容部の内面積を自在に変更できる。

本発明に係る均し方法は、物品の供給を受けて当該物品を一時的に貯留させ、さらに貯留させた物品を排出するホッパと、ホッパの動作を制御する制御部と、を備える均し装置における前記物品の均し方法であって、制御部によって、ホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を変更させる。

この均し方法では、制御部によって、ホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を変更させる。これにより、例えば、物品の供給を受けるときには、収容部の内面積を、排出するときよりも大きくできる。

上記の均し方法では、例えばホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を大きくできる。この場合、シュート等からホッパ内に供給された物品は、物品間に隙間が多く形成される。そのため、物品は、例えば振動等による移動が制限され難い。よって、シュート等から容器内に供給された物品は、その自重によって自動的に容器内にて整列できる（棒状の場合には、高さが揃えられる）。

一方、均し方法では、物品を排出する場合、ホッパの収容部の内面積を、供給を受けたときよりも小さくできる。このとき、内面積を小さくする過程で、物品を整列させつつ、物品を纏められる。したがって、均し方法では、物品を効果的に均せる。

本発明に係る組合せ計量装置は、物品を計量する複数の計量部と、計量部で計量された物品を目標重量になるように組合せ選択を行う組合せ制御部と、組合せ制御部にて選択された計量部から排出される物品を集合させる集合シュートと、集合シュートから物品の供給を受けて当該物品を一時的に貯留させ、さらに貯留させた物品を排出するホッパと、ホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を変更させるホッパ制御部と、を備える。

この組合せ計量装置では、組合せ計量された物品を次の工程（装置）に排出するホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を変更させるホッパ制御部を備えている。この構成により、例えば、物品の供給を受けるときには、収容部の内面積を、排出するときよりも大きくできる。

上記のように構成することにより、組合せ計量装置の均し装置は、例えばホッパにおける物品を収容する収容部の内面積を大きくできる。この場合、シュート等からホッパ内に供給された物品は、物品間に隙間が多く形成される。そのため、物品は、例えば振動等による移動が制限され難い。よって、シュート等から容器内に供給された物品は、その自重によって自動的に容器内にて整列できる（棒状の場合には、高さが揃えられる）。

一方、組合せ計量装置の均し装置は、物品を排出する場合、ホッパの収容部の内面積を、供給を受けたときよりも小さくできる。このとき、内面積を小さくする過程で、物品を整列させつつ、物品を纏められる。したがって、組合せ計量装置の均し装置は、物品を効果的に均せる。

本発明によれば、物品を効果的に均すことができる。

一実施形態に係る均し装置を備える組合せ計量装置の構成を模式的に示す図である。 本実施形態に係る組合せ計量装置の電気的構成を模式的に説明するブロック図である。 均し装置を示す斜視図である。 均し装置を上から見た平面図である。 均し装置を下から見た平面図である。 変更機構の動作を説明するための図である。 変更機構の動作を説明するための図である。 揺動装置の動作を説明するための図である。 揺動装置の動作を説明するための図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（１）全体構成
図１は、一実施形態に係る均し装置を備える組合せ計量装置の構成を模式的に示す図である。図２は、本実施形態に係る組合せ計量装置の電気的構成を模式的に説明するブロック図である。

組合せ計量装置１は、物品供給シュート１０と、分散テーブル２０と、複数の放射フィーダ３０と、複数のプールホッパ４０と、複数の計量ホッパ（計量部）５０と、集合排出シュート部（集合シュート）６０と、均し装置７０と、制御部（組合せ制御部、ホッパ制御部）１００と、を備えている。

上記構成を有する組合せ計量装置１は、以下のように機能する。組合せ計量装置１には、クロスフィーダＣＦにより、組合せ計量装置１の被計量物としての物品が搬送される。

ここで、クロスフィーダＣＦにより搬送される物品は、以下説明の便宜上、棒状を呈しているものとして説明する。ただし、搬送に係る物品は上記のような棒状の物品に限定されるものではなく、物品を貯留する部材において物品間に隙間が生じ、その結果均しが必要となるものであればどのようなものを用いても構わない。例えば、搬送される物品は、ポテトチップス等であっても構わない。

クロスフィーダＣＦによって搬送されてくる物品は、物品供給シュート１０に投入される。物品供給シュート１０に投入された物品は、分散テーブル２０に供給される。分散テーブル２０は、物品を分散させながら搬送し、分散テーブル２０の周囲に配置された複数の放射フィーダ３０に物品を供給する。放射フィーダ３０のそれぞれは、分散テーブル２０から供給された物品を、各放射フィーダ３０に対応して設けられたプールホッパ４０まで搬送し、そのプールホッパ４０に供給する。

各プールホッパ４０に供給された物品は、そのプールホッパ４０の下方に配置された計量ホッパ５０へと受け渡される。制御部１００は、計量ホッパ５０が有する後述のロードセル５６の計量値（計量ホッパ５０内の物品の計量値）を基に組合せ計量演算を行い、組合せ計量演算の結果が所定の許容範囲内で、かつ最も目標値に近くなる物品の組合せを選択する。選択された組合せに含まれる計量ホッパ５０内の物品は、集合排出シュート部６０へと排出される。集合排出シュート部６０に排出された物品は、均し装置７０に供給される。均し装置７０は、例えば、容器に物品を供給する。

（２）詳細構成
続いて、組合せ計量装置１の構成について詳細に説明する。

（２−１）物品供給シュート
物品供給シュート１０は、物品供給シュート１０に物品を投入するクロスフィーダＣＦ（図１参照）の端部（物品供給シュート１０に物品を投入する側の端部）の下方に配置される。物品供給シュート１０は、分散テーブル２０の上方に配置される。物品供給シュート１０は、クロスフィーダＣＦが搬送してくる物品の供給を受け、分散テーブル２０へと物品を供給する。

（２−２）分散テーブル
分散テーブル２０は、円錐状に形成されたテーブル状の部材である。分散テーブル２０は、分散テーブル２０の上方に設置されたクロスフィーダＣＦから、物品供給シュート１０を介して物品の供給を受ける。分散テーブル２０は、例えば、図示しない電磁石により振動させられることで、供給された物品を周方向に分散させながら径方向外向きに搬送する。分散テーブル２０の外縁まで搬送された物品は、分散テーブル２０の外縁側下方に配置された複数の放射フィーダ３０に供給される。

なお、分散テーブル２０における分散方式は、上記の構成に限定されるものではなく、略鉛直方向に設定された回転軸を中心にこの分散テーブル２０自体が正又は逆回転することにより、分散させる方式であっても構わない。

（２−３）放射フィーダ
組合せ計量装置１は、複数の放射フィーダ３０を有する。複数の放射フィーダ３０は、分散テーブル２０の周囲に環状に配置されている。複数の放射フィーダ３０は、分散テーブル２０を中心として放射状に延びている。

各放射フィーダ３０は、例えば、図示しない駆動部（電磁石）により振動させられることで、分散テーブル２０から供給された物品を、径方向外向き（分散テーブル２０から遠ざかる向き）に搬送する。各放射フィーダ３０の外縁まで搬送された物品は、各放射フィーダ３０の外縁側下方に配置されるプールホッパ４０に供給される。

（２−４）プールホッパ
組合せ計量装置１は、放射フィーダ３０と同数のプールホッパ４０を有する。図１に示されるように、プールホッパ４０は、各放射フィーダ３０の外縁側下方に１つ配置されている。プールホッパ４０には、上方に配置された放射フィーダ３０から供給される物品が一時的に貯留される。

各プールホッパ４０の下部には、ＰＨゲート４２が設けられている。ＰＨゲート４２が開かれることで、プールホッパ４０の下方に配置された計量ホッパ５０に、プールホッパ４０内の物品が供給される。各ＰＨゲート４２は、図示しないリンク機構が、ステッピングモータ４４により動作させられることで開閉する。ステッピングモータ４４の開閉は、制御部１００により制御される。

（２−５）計量ホッパ
組合せ計量装置１は、プールホッパ４０と同数の計量ホッパ５０を有する。各プールホッパ４０の下方には、計量ホッパ５０が１つ配置される。計量ホッパ５０は、プールホッパ４０から供給された物品の質量、すなわち放射フィーダ３０からプールホッパ４０を介して供給された物品の質量を計量する。

各計量ホッパ５０の下部には、ＷＨゲート５２が設けられている。ＷＨゲート５２が開かれることで、集合排出シュート部６０に、計量ホッパ５０内の物品が供給される。各ＷＨゲート５２は、図示しないリンク機構が、ステッピングモータ５４により動作させられることで開閉する。ステッピングモータ５４の開閉は、制御部１００により制御される。

各計量ホッパ５０は、計量ホッパ５０に保持される物品を計量するためのロードセル（計量部）５６を有する。ロードセル５６は、計量機構の一例である。ロードセル５６の計量結果は、計量信号として、図示しない増幅器を介して後述する制御部１００のマルチプレクサ１０６に送信される。

（２−６）集合排出シュート部
集合排出シュート部６０は、排出経路部材の一例である。集合排出シュート部６０には、ロードセル５６の計量結果に基づいた組合せ計量後に、計量ホッパ５０から組合せに選択された計量済みの物品が供給される。集合排出シュート部６０は、計量ホッパ５０から供給された物品を集合させて均し装置７０に供給する。

（２−７）均し装置
均し装置７０は、集合排出シュート部６０から供給された物品を均して、容器等に物品を受け渡す。本実施形態における棒状を呈する物品は、筒状の容器に対して、容器の軸方向に物品の長手方向（縦方向）が沿うように収容される。

例えば、容器は、略円筒形状を有しており、その高さ方向と鉛直方向が一致し、かつ均し装置７０の下方に配置される。この容器は、その上方が開口し、下方は閉口している。つまり、均し装置７０にて均された物品が容器に投入可能に構成されている。また例えば、容器の軸方向とは、略鉛直方向に設定される所定の軸を意味する。

均し装置７０は、物品に対して直接的又は間接的に外力を与えることにより、物品の長手方向を揃えながら、長手方向の端部の高さを均一とする。

均し装置７０は、均し装置７０内に貯留する複数の物品をまとめた物品群の最大径が、当該物品群を投入させる容器の内径よりも小さくなるまで均し、その後に容器に対して物品を排出する。

均し装置７０は、物品の供給を受けて当該物品を一時的に貯留させ、さらに貯留させた物品を排出するホッパ７２を備えている。図３は、均し装置を示す斜視図である。図４は、均し装置を上から見た平面図である。図５は、均し装置を下から見た平面図である。各図に示されるように、ホッパ７２は、物品を収容する収容部７３を有している。収容部７３は、筒状を呈している。ホッパ７２は、４つのホッパ部材７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄにより構成されている。４つのホッパ部材７２ａ〜７２ｄのそれぞれは、周方向の端部が互いに重なっている。ホッパ部材７２ａ〜７２ｄの上端部は、外側に向かって屈曲している。これにより、ホッパ７２の入口部分は、外側に広がるテーパー状を成している。

図５に示されるように、ホッパ７２の下端部には、排出機構７８が設けられている。排出機構７８は、ホッパ７２に貯留させた物品を排出する。本実施形態では、排出機構７８は、絞り機構である。排出機構７８は、３つの開閉部材７８ａ，７８ｂ，７８ｃと、開閉部材７８ａ〜７８ｃを開閉させる開閉機構７９と、を有する。開閉機構７９は、図示しないモータの出力軸に連結されたピン７９ａを、リンク部７９ｂに設けられた長穴７９ｃ内で移動させることにより、開閉部材７８ａ〜７８ｃを開閉させる。排出機構７８において、開閉部材７８ａ〜７８ｃが開いたときの最大径は、容器の内径と同等、又は、容器内径以下に設定されている。排出機構７８の動作（モータの駆動）は、制御部１００により制御される。

均し装置７０は、ホッパ７２の収容部７３の内面積を変更させる変更機構７４と、ホッパ７２を揺動させる揺動機構７６と、を備えている。変更機構７４及び揺動機構７６の動作は、制御部１００により制御される。

変更機構７４は、ホッパ７２のホッパ部材７２ａ〜７２ｄを移動させることにより、ホッパ７２の収容部７３の内面積（内径）を変更させる。収容部７３の内面積とは、図４に示されるように、収容部７５を鉛直方向から見たときの、収容部７３の内側の面積である。つまり、収容部７３の内面積は、４つのホッパ部材７２ａ〜７２ｄの内周面により規定される面積である。収容部７３は、内面積が変更されることにより、容積が変化する。

変更機構７４は、シリンダ８０と、シリンダ８０の動作に連動して搖動する４つの揺動部材８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄと、４つの揺動部材８２ａ〜８２ｄそれぞれの揺動に応じて往復動する４つの連結部材８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄと、を備えている。シリンダ８０と４つの揺動部材８２ａ〜８２ｄのそれぞれとは、リンク機構８６により接続されている。リンク機構８６は、シリンダ８０の動きを揺動部材８２ａ〜８２ｄに伝達する。すなわち、リンク機構８６により、シリンダ８０の動作に応じて揺動部材８２ａ〜８２ｄが略同時に揺動する。

シリンダ８０は、例えば、エアシリンダである。シリンダ８０のロッド８０ａの端部は、リンク機構８６に接続されている。揺動部材８２ａ〜８２ｄのそれぞれは、同じ構成を有している。そのため、揺動部材８２ａを一例に具体的に構成を説明する。揺動部材８２ａは、軸８３ａを中心に揺動可能に設けられている。揺動部材８２ａには、直線状の長穴８２ａｈが設けられている。同様に、揺動部材８２ｂ〜８２ｄのそれぞれは、各軸８３ｂ〜８３ｄを中心に揺動可能に設けられており、長穴８２ｂｈ，８２ｃｈ，８２ｄｈが設けられている。

連結部材８４ａ〜８４ｄのそれぞれは、同じ構成を有している。そのため、連結部材８４ａを一例に具体的に構成を説明する。連結部材８４ａは、板状の部材である。連結部材８４ａは、一端部がホッパ７２のホッパ部材７２ａに連結されている。連結部材８４ａの他端部には、ピン８５ａが設けられている。ピン８５ａは、揺動部材８２ａの長穴８２ａｈ内に位置している。連結部材８４ａは、揺動部材８２ａの揺動によりピン８５ａが長穴８２ａｈ内を移動することにより、円筒形状のホッパ７２の径方向に沿って往復動する。これにより、連結部材８４ａに連結されたホッパ部材７２ａは、ホッパ７２の径方向に沿って移動する。

連結部材８４ｂ〜８４ｄのそれぞれは、一端部がホッパ７２のホッパ部材７２ｂ〜７２ｄに連結されている。連結部材８４ｂ〜８４ｄの他端部には、ピン８５ｂ〜８５ｄが設けられている。ピン８５ｂ〜８５ｄは、揺動部材８２ｂ〜８２ｄの長穴８２ｂｈ〜８２ｄｈ内に位置している。連結部材８４ｂ〜８４ｄは、揺動部材８２ｂ〜８２ｄの揺動によりピン８５ｂ〜８５ｄが長穴８２ｂｈ〜８２ｄｈ内を移動することにより、円筒形状のホッパ７２の径方向に沿って往復動する。これにより、連結部材８４ｂ〜８４ｄに連結されたホッパ部材７２ｂ〜７２ｄのそれぞれは、ホッパ７２の径方向に沿って移動する。

変更機構７４では、シリンダ８０の動作に応じてホッパ部材７２ａ〜７２ｄを径方向に沿って移動させることにより、収容部７３の内径を変化させ、収容部７３の内面積を変更させる。収容部７３は、内面積が変更されると、これに応じて、容積も変化する。

変更機構７４の動作について、図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は、変更機構７４の動作を説明するための図である。

図６（ａ）に示されるように、シリンダ８０のロッド８０ａが伸びていない状態では、収容部７３のホッパ部材７２ａ〜７２ｄは、最も外側に位置している。この状態では、収容部７３の内面積は、最大の状態となっている。図６（ｂ）に示されるように、シリンダ８０のロッド８０ａが伸びると、揺動部材８２ａ〜８２ｄは、反時計回りに揺動する。これに応じて、連結部材８４ａ〜８４ｄは、ホッパ７２（収容部７３）の中心に向かって内側に移動する。そうすると、連結部材８４ａ〜８４ｄに連結されたホッパ部材７２ａ〜７２ｄが内側に向かって移動する。これにより、収容部７３の内面積は、図６（ａ）に示される状態に比べて小さくなる。

図７（ａ）に示されるように、シリンダ８０のロッド８０ａが更に伸びると、揺動部材８２ａ〜８２ｄは、反時計回りに更に揺動し、連結部材８４ａ〜８４ｄは、更に内側に向かって移動する。これにより、収容部７３の内面積は、図６（ｂ）に示される状態に比べて更に小さくなる。図７（ｂ）に示されるように、シリンダ８０のロッド８０ａが更に伸びると、揺動部材８２ａ〜８２ｄは、反時計回りに更に揺動し、連結部材８４ａ〜８４ｄは、最大移動量まで移動する。これにより、連結部材８４ａ〜８４ｄに連結されたホッパ部材７２ａ〜７２ｄは、最も内側にまで移動する。この状態では、収容部７３の内面積は、最小の状態となっている。

変更機構７４では、収容部７３の内面積を大きくする場合には、シリンダ８０のロッド８０ａを縮める。これにより、揺動部材８２ａ〜８２ｄは、時計回りに揺動する。これに応じて、連結部材８４ａ〜８４ｄは、外側に向かって移動する。そうすると、連結部材８４ａ〜８４ｄに連結されたホッパ部材７２ａ〜７２ｄが外側に向かって移動する。これにより、収容部７３の内面積は、大きくなる。以上のように、変更機構７４は、収容部７３の内面積を変更する。

図３〜図５に戻って、揺動機構７６は、鉛直方向の軸Ａｘ（図８参照）を中心にホッパ７２を正逆転させる。軸Ａｘは、ホッパ７２の収容部７３の中心に設定されている。揺動機構７６は、モータ９０と、モータ９０の出力軸に一端部が固定されたクランク部材９２と、可動部材９４（図８（ｂ）参照）と、可動部材９４に連結されたベース部９６と、ベース部９６を支持する複数のガイドローラ９８と、を備えている。

モータ９０は、例えば、均し装置７０のベースＢに配置されている。モータ９０の出力軸は、図示しない機構を介して、クランク部材９２に接続されている。クランク部材９２は、長尺状を呈する部材である。クランク部材９２の一端部には、モータ９０の出力軸が固定されている。すなわち、クランク部材９２は、モータ９０の回転に応じて回動する。クランク部材９２の他端部には、ピン９２ａが設けられている。

可動部材９４は、板状の部材である。可動部材９４は、ベース部９６に固定されている。可動部材９４には、長穴９４ａが設けられている。長穴９４ａは、直線状に形成されている。長穴９４ａには、クランク部材９２のピン９２ａが位置している。ピン９２ａは、長穴９４ａ内を往復動する。長穴９４ａ内をクランク部材９２のピン９２ａが往復動することにより、可動部材９４は時計回り方向及び反時計回り方向に揺動する。

ベース部９６は、外形が円形状を呈している。ベース部９６は、可動部材９４の揺動に応じて回転する。ベース部９６には、変更機構７４が搭載されている。これにより、変更機構７４は、ベース部９６と共に回転する。ホッパ７２のホッパ部材７２ａ〜７２ｄは、変更機構７４の連結部材８４ａ〜８４ｄに連結されている。そのため、ホッパ部材７２ａ〜７２ｄによる構成されるホッパ７２は、ベース部９６と共に回転する。

ガイドローラ９８は、ベース部９６を摺動可能に支持している。ガイドローラ９８は、ベース部９６の周方向において所定の間隔をあけて配置されている。

モータ９０の動作に応じてクランク部材９２を回転させてピン９２ａを可動部材９４の長穴９４ａ内で往復動させることにより、揺動機構７６は、可動部材９４を、軸Ａｘを中心に揺動させる。これより、可動部材９４が固定されたベース部９６が軸Ａｘを中心に回転し、ベース部９６に変更機構７４を介して搭載されたホッパ７２が回転（正逆転）する。

揺動機構７６の動作について、図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９は、揺動機構７６の動作を説明するための図である。図８及び図９においては、変更機構７４による収容部７３の内面積の変更も図示されている。

図８（ａ）に示されるように、揺動機構７６が動作していない状態では、クランク部材９２のピン９２ａは、可動部材９４の長穴９４ａの一端部（図８（ａ）では上端部）に位置している。図８（ｂ）に示されるように、揺動機構７６では、モータ９０が駆動すると、クランク部材９２が回転し、ピン９２ａが可動部材９４の長穴９４ａ内を移動する。このとき、可動部材９４は、反時計回り方向に揺動し、可動部材９４に連結されたベース部９６が、軸Ａｘを中心に反時計回り方向に回転する。これにより、ベース部９６に搭載された変更機構７４に連結されたホッパ７２が、軸Ａｘを中心に反時計回り方向に回転する。

図９（ａ）に示されるように、揺動機構７６では、クランク部材９２が更に回転してピン９２ａが可動部材９４の長穴９４ａ内を移動すると、可動部材９４が時計回り方向に揺動し、ベース部９６が時計回り方向に回転して元の位置に戻る。図９（ｂ）に示されるように、揺動機構７６では、クランク部材９２が更に回転してピン９２ａが可動部材９４の長穴９４ａ内を移動すると、可動部材９４が時計回り方向に揺動し、ベース部９６が軸Ａｘを中心に時計回り方向に回転する。これにより、ベース部９６に搭載された変更機構７４に連結されたホッパ７２が、軸Ａｘを中心に時計回り方向に回転する。

（２−８）制御部
制御部１００は、図２に示されるように、ＣＰＵ（Central ProcessingUnit）１０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ１０４と、を有する。また、制御部１００は、マルチプレクサ１０６と、Ａ／Ｄ変換器１０８と、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１１１０と、を有する。制御部１００では、ＣＰＵ１０２が、メモリ１０４に記憶されているプログラムを実行することで、組合せ計量装置１の各部を制御する。

マルチプレクサ１０６は、ＤＳＰ１１０の命令に従い、ロードセル５６の計量信号から１の計量信号を選択し、Ａ／Ｄ変換器１０８に送信する。

Ａ／Ｄ変換器１０８は、マルチプレクサ１０６から受け取った計量信号（アナログ信号）を、ＤＳＰ１１０から送信されるタイミング信号に従いデジタル信号に変換し、ＤＳＰ１１０に送信する。ＤＳＰ１１０は、Ａ／Ｄ変換器１０８から送信されたデジタル信号に対してフィルタ処理を行う。

制御部１００は、分散テーブル２０、放射フィーダ３０、ステッピングモータ４４、ステッピングモータ５４、均し装置７０、及びタッチパネル１１２等、組合せ計量装置１の各部と接続されている。タッチパネル１１２は、入力と出力の両機能を兼ね備えた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、入力部及び出力部として機能する。タッチパネル１１２は、組合せ計量に関する各種設定等の入力を受け付ける。例えば、タッチパネル１１２は、分散テーブル２０及び放射フィーダ３０の振動強度や、放射フィーダ３０の振動時間等の運転パラメータの入力を受け付ける。

制御部１００は、タッチパネル１１２から入力される、分散テーブル２０及び放射フィーダ３０の振動強度、及び、放射フィーダ３０の振動時間等の運転パラメータに基づいて、分散テーブル２０や放射フィーダ３０の図示しない電磁石を制御する。その結果、制御部１００は、分散テーブル２０や、放射フィーダ３０を振動させる。運転パラメータには、放射フィーダ３０からプールホッパ４０を介して計量ホッパ５０に供給される物品の目標供給量が含まれる。

制御部１００は、例えば、計量ホッパ５０における計量値を基に、組合せ計量演算する。具体的には、制御部１００は、ＤＳＰ１１０によりフィルタ処理された信号を用いて、各計量ホッパ５０に保持されている物品の重量を算出し、重量の合計が所定の目標重量範囲で、且つ、最も目標値に近くなるよう組合せ計量演算する。そして、制御部１００は、組合せ計量演算の結果を基に、計量ホッパ５０の組合せを決定し、決定された計量ホッパ５０のＷＨゲート５２が開くよう、ステッピングモータ５４の動作を制御する。

制御部１００は、均し装置７０の動作を制御する。制御部１００は、均し装置７０の排出機構７８の動作を制御し、所定のタイミングで物品を排出させる。所定のタイミングは、組合せ計量装置１の後段に設置される装置（例えば、容器を搬送する装置）等から出力される信号に基づいて設定される。

制御部１００は、均し装置７０を制御し、均し装置７０において物品を均させる。具体的には、制御部１００は、ホッパ７２の収容部７３の内面積を変更させる。制御部１００は、変更機構７４のシリンダ８０の動作を制御することにより、ホッパ７２の収容部７３の内面積を変更させる。制御部１００は、揺動機構７６の動作を制御する。制御部１００は、モータ９０の動作を制御することにより、揺動機構７６の動作を制御する。

制御部１００は、ホッパ７２の動作状態に応じて変更機構７４の動作を制御し、ホッパ７２の収容部７３の内面積を変更させる。具体的には、制御部１００は、ホッパ７２に物品が供給される場合、収容部７３の内面積を第１の内面積（例えば、図６（ａ）の状態）に変更させる。さらに制御部１００は、ホッパ７２から物品を排出する場合、収容部７３の内面積を第１の内面積よりも小さい第２の内面積（例えば、図７（ａ）の状態）に変更させる。

なお、制御部１００は、ホッパ７２に物品が供給された後で且つホッパから７２当該物品を排出する前までは収容部７３の内面積が第２の内面積よりも小さい第３の内面積（図７（ｂ）の状態）（第１の内面積＞第２の内面積＞第３の内面積）に変更させる構成にしても構わない。この場合、制御部１００は、収容部７３の内面積を第３の内面積に設定した後、ホッパ７２から物品を排出する場合、第３の内面積から第２の内面積となるようにホッパ７２の収容部７３の内面積を変更させる。第２の内面積のときの収容部７３の内径は、物品が収容される容器の内径と同等又はそれ以下である。

制御部１００は、収容部７３の内面積が第１の内面積の状態で物品を受け取ると、変更機構７４を動作させてホッパ部材７２ａ〜７２ｄを内側に移動させ、収容部７３を第３の内面積にさせる。制御部１００は、収容部７３の内面積を第１の内面積から第３の内面積に変化させるときには、ホッパ部材７２ａ〜７２ｄが時間的に連続して移動するように変更機構７４を制御する。このとき、制御部１００は、揺動機構７６の動作を制御し、ホッパ７２を時計回り及び半時計回りに交互に回転させる。つまり、制御部１００は、揺動機構７６を動作させた状態で、収容部７３の内面積が第１の内面積から第３の内面積に時間的に連続して変更されるように変更機構７４を制御する。制御部１００は、収容部７３を第３の内面積とさせると、揺動機構７６の動作を停止させて、ホッパ７２の回転を停止させる。

制御部１００は、排出機構７８により物品が排出されるときには、変更機構７４を動作させてホッパ部材７２ａ〜７２ｄを外側に移動させ、収容部７３を第３の内面積から第２の内面積にさせる。制御部１００は、排出機構７８の動作により物品が排出されると、ホッパ７２の収容部７３を第２の内面積から第１の内面積に変更させる。

以上説明したように、本実施形態に係る組合せ計量装置１では、制御部１００は、均し装置７０のホッパ７２における収容部７３の内面積を変更させる。具体的には、制御部１００は、ホッパ７２に物品が供給されるときには収容部７３が第１の内面積となり、ホッパ７２から物品が排出されるときには収容部７３が第１の内面積よりも小さい第２の内面積となるように、ホッパ７２の動作を変更機構７４により制御する。

上記のように構成することにより、制御部１００が収容部７３を第１の内面積とした場合、集合排出シュート部６０からホッパ７２内に供給された物品は、物品間に隙間が多く形成される。そのため、物品は、例えば振動等による移動が制限され難い。よって、シュート等から容器内に供給された物品は、その自重によって自動的に容器内にて整列できる（棒状の場合には、高さが揃えられる）。

一方、制御部１００は、物品を排出する場合、ホッパ７２の収容部７３の内面積を、物品の供給を受けたときよりも小さい第２の内面積とさせる。このとき、内面積を小さくする過程で、物品を整列させつつ、物品を纏められる。したがって、均し装置７０は、物品を効果的に均せる。そして、均し装置７０は、収容部７３の内面積を排出先の容器の形状に合わせた大きさに設定することで、物品が整列し、且つ、纏まった状態の物品の最大径が容器の内径よりも小さい状態で、物品をホッパから排出できる。したがって、例えば、容器に充填された物品の一部が突出する状態を抑制できる。

本実施形態では、制御部１００は、ホッパ７２に物品が供給された後で且つホッパ７２から当該物品が排出される前までは収容部７３が第２の内面積よりも小さい第３の内面積となり、その後、ホッパ７２から物品が排出されるときには第２の内面積となるようにホッパ７２の動作を変更機構７４により制御してもよい。ホッパ７２から物品が排出される際、少なくともホッパ７２の内面と接触する物品は、この内面と物品との間に発生する摩擦抵抗により物品排出が妨げられる。そこで、物品を均すときには第３の内面積となり、物品を排出するときには第３の内面積よりも大きい第２の内面積となるようにホッパ７２を変更機構７４により制御する。これにより、物品をホッパ７２から排出するときの物品とホッパ７２との摩擦抵抗を小さくできる。したがって、均し装置７０は、物品をホッパ７２からスムーズに後段に配置される所定の装置に対して排出できる。

本実施形態では、均し装置７０は、ホッパ７２を揺動させる揺動機構７６を備えている。制御部１００は、揺動機構７６の動作を制御する。このように、ホッパ７２内の物品を揺らすことにより、物品をより効果的に均せる。

本実施形態では、揺動機構７６は、鉛直方向の軸Ａｘを中心にホッパを正逆転させる。この構成によれば、物品がホッパ７２内において左右に揺さぶられる。このように、物品を２方向に移動させることにより、物品の移動量を大きくできる。特に、軸Ａｘは、収容部７３を鉛直方向から見て、収容部７３の中心に設定されていている。これにより、ホッパ７２は、収容部７３を中心として正逆転する。そのため、収容部７３内の物品をまんべんなく揺らせる。したがって、均し装置７０は、物品をより効果的に均せる。

本実施形態では、制御部１００は、揺動機構７６を動作させた状態で、収容部７３の内面積が第１の内面積から第２の内面積に時間的に連続して変更されるようにホッパ７２の動作を変更機構７４により制御する。このように、揺動機構７６を動作させながら収容部７３の内面積を徐々に小さくすることにより、収容部７３の内面積を小さくする過程においてホッパ７２内に収容される物品の破損を低減できる。つまり、均し装置７０は、揺動機構７６を動作させることにより物品間の隙間を小さくすると共に、この隙間が小さくなる際に形成されるホッパ７２と物品との隙間を、ホッパ７２自体を小さくすることにより小さくできる。したがって、上記のように構成した均し装置７０は、単に収容部７３の内面積を変動させる場合と比較して、物品の破損を低減させながら物品を均せる。

本実施形態では、制御部１００は、揺動機構７６を停止させた状態で、収容部７３の内面積が第２の内面積から第１の内面積に変更されるようにホッパ７２の動作を変更機構７４により制御する。第２の内面積から第１の内面積に変更されるときには、収容部７３に物品が貯留されていない。そのため、第２の内面積から第１の内面積に変更するときに揺動部を停止させることにより、均し装置７０は、不要な動作を停止できる。その結果、均し装置７０は、省エネルギー化を図ることができる。

本実施形態では、ホッパ７２の収容部７３は、筒状を呈している。制御部１００は、収容部７３の内径が変化するようにホッパ７２の動作を変更機構７４により制御する。ホッパ７２は、収容部７３の内径が変化させられることにより、収容部７３の内面積が変化する。したがって、均し装置７０では、ホッパ７２の収容部７３の内径を変化させることにより、収容部７３の内面積を自在に変更できる。

本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、変更機構７４が、シリンダ８０、４つの揺動部材８２ａ〜８２ｄ、及び、４つの連結部材８４ａ〜８４ｄを備える形態を一例に説明した。しかし、収容部７３の内面積を変更させる機構は、これに限定されない。

上記実施形態では、揺動機構７６が、モータ９０、クランク部材９２、可動部材９４、ベース部９６、及び、ガイドローラ９８を備える形態を一例に説明した。しかし、ホッパ７２を揺動させる機構は、これに限定されない。

上記実施形態では、組合せ計量装置１の制御部１００が均し装置７０の動作を制御する形態を一例に説明したが、均し装置７０を単体で用いる場合には、均し装置７０が制御部を備えていればよい。

上記実施形態では、制御部１００は、揺動機構７６を動作させた状態で、収容部７３の内面積が第１の内面積から第３の内面積に時間的に連続して変更されるように変更機構７４を制御している。しかし、制御部１００は、揺動機構７６を動作させた状態で、収容部７３の内面積を小さくする動作と内面積を大きくする動作とが交互に連続的に行われるようにホッパ７２の動作を制御してもよい。このように、収容部７３の内面積が連続的に変更される動作と揺動機構７６による揺動とを一緒に行うことにより、収容部７３内の物品の移動がよりダイナミックになる。したがって、物品を均す効果を更に得ることができる。

上記実施形態では、ホッパ７２の収容部７３が円筒形状を呈する形態を一例に説明したが、ホッパ７２の形状はこれに限定されない。

上記実施形態では、分散テーブル２０が振動によって物品を分散させる形態を一例に説明したが、分散テーブル２０は、回転することによって物品を分散させてもよい。また、放射フィーダ３０が振動によって物品を搬送する形態を一例に説明したが、放射フィーダ３０は、例えば、回転駆動可能なコイルユニット（スクリュー）によって物品を搬送してもよい。

１…組合せ計量装置、７０…均し装置、７２…ホッパ、７３…収容部、７４…変更機構、７６…揺動機構（揺動部）、１００…制御部（組合せ制御部、ホッパ制御部）、Ａｘ…軸。

Claims (13)

1. 物品の供給を受けて当該物品を一時的に貯留させ、さらに貯留させた前記物品を排出するホッパと、
   前記ホッパにおける前記物品を収容する収容部の内面積を変更させる制御部と、を備える、均し装置。
2. 前記制御部は、前記ホッパの動作状態に応じて、前記内面積を変更させる、請求項１に記載の均し装置。
3. 前記制御部は、前記ホッパに前記物品が供給されるときには前記収容部が第１の内面積となり、前記ホッパから前記物品が排出されるときには前記収容部が前記第１の内面積よりも小さい第２の内面積となるように前記ホッパの動作を制御する、請求項２に記載の均し装置。
4. 前記制御部は、前記ホッパに前記物品が供給された後で且つ前記ホッパから当該物品が排出される前までは前記収容部が前記第２の内面積よりも小さい第３の内面積となり、その後、前記ホッパから前記物品が排出されるときには前記第２の内面積となるように前記ホッパの動作を制御する、請求項３に記載の均し装置。
5. 前記ホッパを揺動させる揺動部を備え、
   前記制御部は、前記揺動部の動作を制御する、請求項３又は４に記載の均し装置。
6. 前記揺動部は、鉛直方向の軸を中心に前記ホッパを正逆転させる、請求項５に記載の均し装置。
7. 前記軸は、前記収容部を前記鉛直方向から見て、前記収容部の中心に設定されている、請求項６に記載の均し装置。
8. 前記制御部は、前記揺動部を動作させた状態で、前記収容部の内面積が前記第１の内面積から前記第２の内面積に時間的に連続して変更されるように前記ホッパの動作を制御する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の均し装置。
9. 前記制御部は、前記揺動部を停止させた状態で、前記収容部の内面積が前記第２の内面積から前記第１の内面積に変更されるように前記ホッパの動作を制御する、請求項５〜８いずれか一項に記載の均し装置。
10. 前記制御部は、前記揺動部を動作させた状態で、前記収容部の内面積を小さくする動作と内面積を大きくする動作とが交互に連続的に行われるように前記ホッパの動作を制御する、請求項５〜９のいずれか一項に記載の均し装置。
11. 前記ホッパの前記収容部は、筒状を呈しており、
    前記制御部は、前記収容部の内径が変化するように前記ホッパの動作を制御する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の均し装置。
12. 物品の供給を受けて当該物品を一時的に貯留させ、さらに貯留させた前記物品を排出するホッパと、前記ホッパの動作を制御する制御部と、を備える均し装置における前記物品の均し方法であって、
    前記制御部によって、前記ホッパにおける前記物品を収容する収容部の内面積を変更させる、均し方法。
13. 物品を計量する複数の計量部と、
    前記計量部で計量された物品を目標重量になるように組合せ選択を行う組合せ制御部と、
    前記組合せ制御部にて選択された前記計量部から排出される前記物品を集合させる集合シュートと、
    前記集合シュートから前記物品の供給を受けて当該物品を一時的に貯留させ、さらに貯留させた前記物品を排出するホッパと、
    前記ホッパにおける前記物品を収容する収容部の内面積を変更させるホッパ制御部と、を備える、組合せ計量装置。

Images