JP2023132968A

JP2023132968A - 計量装置

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Publication number: JP2023132968A
Application number: JP2022038598A
Authority: JP
Inventors: 寿晴影山; Toshiharu Kageyama
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2023-09-22
Also published as: EP4242603A1

Abstract

【課題】トラフとスクリューとの間に挟み込まれてしまった物品を容易に取り除くこと。【解決手段】一実施形態に係る計量装置１は、外部から投入される物品の重量値を計量する計量部ＷＨと、計量部ＷＨに向かって延び、上部が開口するトラフ２１と、トラフ２１内で回転することによりトラフ２１内に投入された物品を計量部ＷＨに向けて搬送するスクリュー２２と、スクリュー２２を回転させる駆動部４０と、かかる回転を制御する制御部５０と、を備える。制御部５０は、上述の回転の際に発生するトルク又は回転の回転速度に基づいて物品が計量部ＷＨに近づく方向Ｄ１に搬送する第１回転Ｒ１と物品が計量部ＷＨから遠のく方向Ｄ２に搬送する第２回転Ｒ２とを切り替えて物品をスクリュー２２により搬送させる。【選択図】図２

Description

本発明は、計量装置に関する。

従来から、トラフ内で回転することにより、トラフ内に投入された物品を計量部に向けて搬送するスクリューを備えた計量装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６７１３６６６

しかしながら、上述の計量装置では、トラフとスクリューとの間に物品が挟み込まれてしまった場合、取り除きにくく、衛生上好ましくないという問題点があった。また、トラフとスクリューとの間に物品が挟まった状態でスクリューが駆動する場合、物品が損傷する可能性もあり最終的な商品価値を低下させる問題点があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、トラフとスクリューとの間に挟み込まれてしまった物品を容易に取り除くことができ、また、物品の損傷も低減できる計量装置を提供することを目的とする。

一実施形態に係る計量装置は、外部から投入される物品の重量値を計量する計量部と、前記計量部に向かって延び、上部が開口するトラフと、前記トラフ内で回転することにより、前記トラフ内に投入された前記物品を前記計量部に向けて搬送するスクリューと、前記スクリューを回転させる駆動部と、前記回転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記回転の際に発生するトルク又は前記回転の回転速度に基づいて、前記物品が前記計量部に近づく方向に搬送する第１回転と前記物品が前記計量部から遠のく方向に搬送する第２回転とを切り替えて前記物品を前記スクリューにより搬送させることを要旨とする。

本発明によれば、トラフとスクリューとの間に挟み込まれてしまった物品を容易に取り除くことができ、また、物品の損傷も低減できる計量装置を提供できる。

図１は、一実施形態に係る計量装置１の全体構成の一例を説明する図である。図２は、図１の領域Ａの拡大図である。図３は、一実施形態に係る計量装置１のトラフ２１とスクリュー２２との間に挟み込まれてしまうケースの一例について説明するための図である。図４は、一実施形態に係る計量装置１の動作の一例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法等は、以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１実施形態）
以下、図１～図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る計量装置１について説明する。

本実施形態では、計量装置１として、円環状に配置された複数のホッパを備える組合せ計量装置を例に挙げて説明するが、本発明は、後述のトラフ２１及びスクリュー２２を有する任意のタイプの計量装置に適用可能である。具体的には、本発明は、トラフ２１が横一列に配置された直線状の組合せ計量装置にも適用できる。

図１に示すように、本実施形態に係る計量装置１は、分散テーブル１１と、複数のトラフ１２と、複数のスクリュー２２と、複数のブロック体３０と、複数の駆動部４０と、制御部５０と、複数のプールホッパＰＨと、複数の計量ホッパＷＨと、排出シュートＣとを具備している。

分散テーブル１１は、外部（図１の例では、上部）から供給される物品を、回転しながら周囲に分散させながら複数のトラフ２１の各々に搬送する。

図１及び図２に示すように、例えば、分散テーブル１１は、頂角が鈍角な円錐部１２の中央に、頂角が鋭角な円錐部１３を同軸に重ねた形状を有する。円錐部１２の直径は、円錐部１３の直径よりも大きい。ここで、円錐部１２及び円錐部１３の表面は、エンボス加工されていてもよい。かかる構成によれば、円錐部１２及び円錐部１３の表面には、物品が付着しにくい。

図１に示すように、各トラフ２１は、分散テーブル１１の周囲に配置されており、ホッパに向かって延び、上部が開口する部材である。

図１の例では、１４本のトラフ２１が、分散テーブル１１の周りに放射状に配列されているが、トラフ２１の数及び配置は、これに限定されない。トラフ２１の数及び配置は、例えば、後述のプールホッパＰＨ（ホッパ）の数及び配置に応じて適宜に変更されてもよい。

各スクリュー２２は、トラフ２１内で回転することにより、トラフ２１内に投入された物品をホッパに向けて搬送する。

図２及び図３に示すように、例えば、スクリュー２２は、スパイラル状に曲げられた金属製又は樹脂製の２本のロッドを有する。なお、スクリュー２２は、直線形状の部材を合成する等の他の形状を有していてもよい。具体的には、スクリュー２２は、１本又は３本のロッドで構成される形状でも構わない。要するに、スクリュー２２を構成するロッドの本数は、少なくとも１本であれば問題ない。

駆動部４０は、スクリュー２２を回転させる。例えば、駆動部４０は、モータである。スクリュー２２は、駆動部４０の駆動軸によって支持される。

各ブロック体３０は、分散テーブル１１から送られてくる物品が隣接するトラフ２１の間に侵入するのを規制するために設けられている。

各プールホッパＰＨは、各トラフ２１から供給される物品を一時的に保持する。各プールホッパＰＨの下部は、ゲート（図示せず）がそれぞれ設けられており、ゲートの開閉動作により、プールホッパＰＨに滞留されている物品は、ゲートの下方に設けられた計量ホッパＷＨに排出される。

各計量ホッパＷＨは、各プールホッパＰＨが排出する物品を一時的に保持して、かかる物品の重量値を計量するように構成されている。各計量ホッパＷＨの下部は、ゲート（図示せず）がそれぞれ設けられており、ゲートの開閉動作により、各計量ホッパＷＨに滞留されている物品は、排出シュートＣに排出される。

ここで、計量ホッパＷＨは、外部から投入される物品の重量値を計量する計量部を構成する。なお、本実施形態に係る計量装置１において、計量ホッパＷＨと排出シュートＣとの間にブースタホッパＢＨを設ける構成でも構わない。

後述の制御部５０は、計量ホッパＷＨによって計量された物品の重量値に基づいて組合せ計算を行い、かかる組合せ計算の結果に基づいて複数のホッパのうちの特定の計量ホッパＷＨから物品を排出させる。

排出シュートＣは、組合せ計算により選択された計量ホッパＷＨから排出される物品を、一箇所に集合して下方に排出するように構成されている。排出シュートＣから排出された物品は、後続の包装装置等へ供給される。

制御部５０は、スクリュー２２の回転を制御する。具体的には、図２及び図３に示すように、制御部５０は、スクリュー２２の回転の際に発生するトルク又はスクリュー２２の回転の回転速度に基づいて、物品が計量部に近づく方向Ｄ1に搬送する第１回転Ｒ１（正回転）と物品が計量部から遠のく方向Ｄ２に搬送する第２回転Ｒ２（逆回転）とを切り替えて物品をスクリュー２２により搬送させる。

なお、制御部５０は、正常時には、スクリュー２２の回転を第１回転Ｒ１として運転させている。

制御部５０は、スクリュー２２の回転の際に発生するトルク又はスクリュー２２の回転の回転速度から、トラフ２１とスクリュー２２との間の部分（例えば、図３における部分Ｘ）に物品が挟み込まれたことを検出できる。

制御部５０は、トラフ２１とスクリュー２２との間に物品が挟み込まれたことを検出すると、スクリュー２２の回転を第１回転から第２回転に切り替える。

その結果、物品は、部分Ｘからスクリュー２２の第２回転Ｒ２によって上方に持ち上げられ、トラフ２１の上部が開口されているため、トラフ２１とスクリュー２２との間に挟み込まれた状態から開放される。その後、物品は、スクリュー２２を構成するロッドの間に落下し、正常に搬送可能となる。

したがって、上述の構成によれば、トラフ２１とスクリューとの間に挟み込まれた物品を容易に取り除くことができる。

また、制御部５０は、スクリュー２２の回転を第２回転Ｒ２に切り替え物品を開放させた後、スクリュー２２の回転を第２回転Ｒ２から第１回転Ｒ１に切り替えることにより物品の搬送を継続させてもよい。

かかる構成によれば、トラフ２１とスクリューとの間に物品が挟まった場合であっても、計量装置１を物理的又は電気的に停止させることなく、計量装置１の運転を継続できる。

なお、制御部５０は、スクリュー２２の回転を第２回転Ｒ２に切り替え物品を開放させた後、スクリュー２２の回転動作を停止させてもよい。

例えば、制御部５０は、所定回数、トラフ２１とスクリュー２２との間の部分に物品が挟み込まれたことを検出した場合、スクリュー２２の回転を第２回転Ｒ２に切り替え物品を開放させた後、スクリュー２２の回転動作を停止させてもよい。

また、制御部５０は、所定期間内に、トラフ２１とスクリュー２２との間の部分に物品が挟み込まれた状態が再発した場合、スクリュー２２の回転を第２回転Ｒ２に切り替え物品を開放させた後、スクリュー２２の回転動作を停止させてもよい。

これらの構成によれば、作業者は、物品の挟み込みが頻発しているため、スクリュー２２の回転動作を停止することで、かかる計量装置１の状態に問題が無いか確認できる。

なお、上記の所定回数は、３回、５回等、作業者が任意に設定できる。

なお、制御部５０は、トラフ２１とスクリュー２２との間の部分に物品が挟み込まれたことを検出した場合、或いは、スクリュー２２の回転を第２回転Ｒ２に切り替え物品を開放させた後に、アラーム等によって作業者に通知してもよい。

ここで、制御部５０は、一定の回転速度を用いてスクリュー２２が動作するように制御している場合、駆動部４０の駆動軸におけるトルクが所定トルク以上になった場合に、トラフ２１とスクリュー２２との間の部分に物品が挟み込まれたと判断し、スクリュー２２の回転を第１回転Ｒ１から第２回転Ｒ２に切り替えてもよい。この場合、制御部５０は、駆動部４０を構成するモータのモータドライバからトルクに関する情報を取得できる。

なお、トルクリミッタが設けられている計量装置１は、駆動部４０の駆動軸におけるトルクが規定値以上になった場合に、物理的又は電気的に停止する使用になっている。したがって、上述の所定トルクは、トルクリミッタの規定値よりも小さい値に設定される。

また、制御部５０は、駆動部４０の駆動軸におけるトルクが一定になるようにスクリュー２２の回転動作を制御している場合、スクリュー２２の回転速度が所定速度以下になった場合に、スクリュー２２の回転を第１回転Ｒ１から第２回転Ｒ２に切り替えてもよい。この場合、制御部５０は、駆動部４０を構成するモータのドライバから駆動軸における回転速度に関する情報を取得できる。

より具体的に、トラフ２１上に対して、物品が存在しない際に一定のトルクで駆動部４０を動作させる場合、駆動部４０を構成するモータ、ギヤヘッド、各部回転損失と釣り合う所までモータの回転数は上がる。そのため、制御部５０は、予め設定した速度を上限値として、一定のトルクとなる範囲内で駆動部４０を動作させる。

また、トラフ２１上に対して、物品が存在する際に一定のトルクで駆動部４０を動作させる場合、物品が存在しない場合に設定した速度の上限値以下且つ一定のトルク以下となるように、制御部５０は、駆動部４０を動作させる。この場合、速度の上限値に到達した状態でトルクが増大していく、若しくは、一定のトルクに到達し速度上限値よりも速度が低下してくる状態となる。この状態において、回転速度が予め設定したしきい値を下回る場合、制御部５０は、スクリュー２２の回転を第１回転Ｒ１から第２回転Ｒ２に切り替える。

制御部５０は、スクリュー２２の回転を第１回転Ｒ１から第２回転Ｒ２に切り替えた場合、第２回転として１/４回転以上、スクリューを回転させてもよい。

図３に示すように、物品が挟まりやすい場所は、スクリュー２２の上半分の位置にあることが多い。したがって、上述のように、第２回転として１/４回転以上、スクリューを回転させることで、ほとんどの場合、物品の開放を実現できる。

以下、図４を参照して、本実施形態に係る計量装置１の動作の一例について説明する。

図４に示すように、ステップＳ１０１において、制御部５０は、スクリュー２２の回転の際に発生するトルク又はスクリュー２２の回転の回転速度から、トラフ２１とスクリュー２２との間の部分（例えば、図３における部分Ｘ）に物品が挟み込まれたことを検出する。

ステップＳ１０２において、制御部５０は、スクリュー２２の回転を第１回転Ｒ１から第２回転Ｒ２に切り替える。

ステップＳ１０３において、制御部５０は、スクリュー２２の回転を第１回転Ｒ１から第２回転Ｒ２に切り替えた場合、第２回転として１/４回転以上、スクリューを回転させることによって、トラフ２１とスクリュー２２との間に挟み込まれた状態の物品を開放する。

ステップＳ１０４において、制御部５０は、スクリュー２２の回転を第２回転Ｒ２から第１回転Ｒ１に切り替えて、運転を継続する。

本実施形態によれば、トラフ２１とスクリュー２２との間に挟み込まれてしまった物品を容易に取り除くことができる。

上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

例えば、分散テーブル１１は、振動により物品を複数のトラフ２１の各々に搬送する構成でも構わない。

１…計量装置
１１…分散テーブル
１２、１３…円錐部
２１…トラフ
２２…スクリュー
３０…ブロック体
４０…駆動部
５０…制御部
ＢＨ…ブースタホッパ
ＰＨ…プールホッパ
ＷＨ…計量ホッパ
Ｃ…排出シュート
Ｒ１…第１回転
Ｒ２…第２回転

Claims

外部から投入される物品の重量値を計量する計量部と、
前記計量部に向かって延び、上部が開口するトラフと、
前記トラフ内で回転することにより、前記トラフ内に投入された前記物品を前記計量部に向けて搬送するスクリューと、
前記スクリューを回転させる駆動部と、
前記回転を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回転の際に発生するトルク又は前記回転の回転速度に基づいて、前記物品が前記計量部に近づく方向に搬送する第１回転と前記物品が前記計量部から遠のく方向に搬送する第２回転とを切り替えて前記物品を前記スクリューにより搬送させる、計量装置。
前記制御部は、前記第１回転から前記第２回転に切り替えることにより前記トラフと前記スクリューとの間に挟み込まれた前記物品を開放させる、請求項１に記載の計量装置。
前記制御部は、前記第２回転に切り替え前記物品を開放させた後、前記第２回転から前記第１回転に切り替えることにより前記物品の搬送を継続させる、請求項２に記載の計量装置。
前記制御部は、前記第２回転に切り替え前記物品を開放させた後、前記スクリューの回転動作を停止させる、請求項２に記載の計量装置。
前記制御部は、前記トルクが所定トルク以上になった場合に、前記第１回転から前記第２回転に切り替える、請求項１に記載の計量装置。
前記制御部は、
前記トルクが一定になるように前記回転動作を制御し、
前記回転速度が所定速度以下になった場合に、前記第１回転から前記第２回転に切り替える、請求項１に記載の計量装置。
前記制御部は、前記第１回転から前記第２回転に切り替えた場合、前記第２回転として１/４回転以上、前記スクリューを回転させる、請求項１に記載の計量装置。