JP3755045B2 - 過負荷安全装置付きリンク機構及びそれを用いた生地分割機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、動力を伝達するためのリンク機構において、同リンクに過負荷が加わった場合に、それを感知して安全を図ることができる過負荷安全装置付きリンク機構に係るものである。また、本発明は、製パン製菓分野等において使用される生地（練り粉）を所定量に分割して供給するための生地分割機において、上記のような過負荷安全装置付きリンク機構を備えた生地分割機に関する。
【０００２】
【従来技術】
通常の生地分割機は、図１乃至図３（当該生地分割機の縦断面図）に示すように、生地押出用のシリンダ１４と、該シリンダの一端の生地押出し開口１６に接するように設けられ、同押出し開口１６から押し出される生地ｄをそれぞれ所定量だけ受け入れる複数のポケット２１（図４参照）を有する分割ブロック２０とを備える。シリンダ内には、ピストン２２が設けられ、該ピストンを（図示しない）駆動手段によって、ピストンの生地押出し開口１６に対して相対的に前進後退動させることにより、生地ｄのホッパー１２からの吸い込み（図１）、吸い込んだ生地ｄの生地押出し開口１６への押圧（図２）を行うようになっており、一方、分割ブロック２０は、生地ｄをポケット２１内に受け入れるための位置（生地受入れ位置：図２）と受け入れた生地ｄを排出するための位置（生地排出位置：図１）との間で、上記生地押出し開口１６が設けられたシリンダ生地押出し端面上を摺動（図３）する。生地排出位置において、ポケット２１から排出された生地ｄは、揺動フリッカ２８によって、無端コンベア２９上に掻き落とされ、次の工程に搬送される。図中、２４はポケット２０内へ供給された生地を押出すためのピストン、２６はピストン２４の後退位置を決定することによりポケット内に供給される生地量を調節するためのストッパー、２７はピストン２４を駆動するための生地調節ピストンである。
【０００３】
図４及び図５は、分割ブロック２０を上下方向で駆動するための分割ブロック駆動手段５０の一例を示している。すなわち、この駆動手段５０は、サーボモータ５２と、該サーボモータの出力軸５４に固定された偏芯カム（出力軸に偏芯してキー止めされた円盤状部材）５６と、該偏芯カム５６にラジアルベアリング７６を介して連接された駆動リンク５８と、該駆動リンク５８に一端が回転連接され、（当該生地分割機の静止フレーム８２（図６参照）に回転可能に支持された）揺動シャフト６０に他端が固定連結された揺動レバー５９と、揺動シャフト６０の両端に固定連結され、揺動シャフトの揺動に伴い上下方向で揺動する分割ブロック用アーム６２と、該分割ブロック用アーム６２の先端を分割ブロック上端両側から突出するロッド７４に接続し、同先端部の上下方向での動きを当該分割ブロックに伝達するための接続リンク７２とを有している。分割ブロックは、図示しないガイドに沿って垂直方向で案内されるようになっている。なお、図４において、６６は該サーボモータに作動指令を出して制御するための制御部、６８はマスターエンコーダ、７０はサーボアンプを示し、マスターエンコーダ６８を介して、所要の制御指令をサーボモータ５２に与えることが出来るようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
生地分割機におけるこのような分割ブロック駆動手段においては、生地の分割動作をしている間に、例えば分割ブロックとシリンダの端面との間の摺動抵抗が何らかの原因により大きくなり、サーボモータからの駆動力が伝達されているにも拘わらず分割ブロックが円滑に上下動せず、このために、駆動力を伝達するためのリンク機構に過負荷がかかり、該リンク機構の損傷を生じかねない場合が生じ得る。そのような損傷を回避するために一般的に用いられている安全装置の１つは、シャーピンを用いたものである。すなわち、この安全装置では、過負荷がリンク機構にかかると、それに対応してシャーピンが破断（剪断）されるようになっており、それにより安全が計られるようになっている。しかしながら、そのような安全装置では、リンク機構を元の状態に復帰させようとする場合、破断したシャーピンを取り除き、新たなシェアピンを設定する必要があり、この作業を短時間で行うことは困難であった。また、異常な過負荷がない状況においても、シャーピンは疲労にて破断することがあるため、前もって、定期的に新しいシャーピンに交換する必要もあり、当該装置の稼動上、問題となっていた。
【０００５】
本発明は、このような問題を解消した過負荷安全装置付きリンク機構を提供することを主要な課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る過負荷安全装置付きリンク機構は、揺動レバー（以下に述べる本発明の実施形態においては参照番号５９で示す）と、該揺動レバーに回転連接され、同揺動レバーに対する揺動駆動力を与えるための駆動リンク（５８）と、揺動レバーと駆動リンクとを連接するための回転連接ピン（８０）であって、駆動リンク（５８）に回転可能に支持される第１ピン部分（８４）と、揺動レバー（５９）に回転可能に支持される第２ピン部分（８８）とを有し、第１ピン部分（８４）の中心軸線と第２ピン部分（８８）の中心軸線とが相互に平行で所定間隔（ｘ）だけ離されてなる回転連接ピン（８０）と、揺動レバー（５９）に所定以上の負荷が加わり、駆動リンク（５８）からの当該揺動レバー（５９）への揺動駆動力による同揺動レバーの揺動が制止若しくは制限され、それにより上記回転連接ピン（８０）の第２ピン部分（８８）の中心軸線を中心とした、当該回転連接ピン（８０）への上記揺動駆動力による回転トルクが増大した場合、それを感知する過負荷感知手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
具体的には、上記過負荷感知手段は、一端を回転連接ピン（８０）に固定され、他端が上記駆動リンク（５８）に係止されている安全レバー（９０）と、該安全レバーの上記他端における駆動リンクへの上記係止が外れた場合にそれを感知するセンサー（９７）とを備え、上記回転トルクの増大が生じた場合、それにより、当該回転連接ピン（８０）の上記第２ピン部分（８８）の中心軸線を中心とした回動が生じ、上記安全レバー（９０）の上記他端における駆動リンクへの係止が外れるようにすることができる。
【０００８】
より具体的には、上記安全レバーの上記他端は、圧縮バネと、該バネにより上記駆動リンクに向けて付勢される係止部材（９５）とを備え、上記駆動リンク（５８）に、係止部材と係合する係止部材係合部（９６）を設け、上記回転トルクの増大が生じない場合は当該安全レバーの上記係止を維持するようにすることができる。この係止部材を球形とし、上記係止部材係合部が該球形の係止部材を受け入れる球面状凹部を有するものとすることができる。
【０００９】
所定位置に静止設定された静止軸（以下に述べる実施形態におけるサーボモータの出力軸（５４）の中心軸線に相当する）を中心として回転する回転リンク（偏芯カム５６として実施化）を備え、上記駆動リンク（５８）の上記揺動レバー（５９）と回転連接された端部とは反対側の端部が、該回転リンク（５６）に回転連接される構成とすることもできる。
【００１０】
上記回転リンク（５６）が円形周面を有する円盤状若しくは円筒状とされ、その中心軸線が上記静止軸から所定間隔ずれ平行に設定され、上記駆動リンクの上記反対側の端部が上記回転リンクの上記円形周面を収納する開口を有し、該開口が上記円盤状若しくは円筒状とされた回転リンクの中心軸線を中心に回転可能にされたものとすることもできる。
【００１１】
本発明は、また、生地押出し開口が設けられた生地押出し端面を有するシリンダ（１４）と、当該シリンダ内に摺動可能に設定され、前記押出し端面に向けて摺動前進されてシリンダ内の生地を同押出し端面から押出すためのピストン（２２）と、生地受け入れポケット（２１）を有し、シリンダの上記生地押出し端面に隣接して設けられた分割ブロック（２０）と、該分割ブロックを、その生地受け入れポケットがシリンダの生地押出し開口と整合してシリンダからの生地を受け入れるための生地受入れ位置と、該ポケットに受け入れた生地を排出するために上記生地受入れ位置から変位した生地排出位置との間で駆動する分割ブロック駆動手段（５０）と、を備える生地分割機において、分割ブロック駆動手段（５０）が、上記分割ブロックに一端が枢着されたアーム（６２）と、生地分割機のフレームに回転可能に支持された揺動軸（６０）であって、上記アームの他端が固定連結され、当該揺動軸の中心軸線を中心に同アームを揺動させる揺動軸（６０）と、上述の如き過負荷安全装置付きリンク機構（１００）と、を有し、該リンク機構の上記揺動レバー（５９）が上記揺動軸（６０）に固定連結されていることを特徴とする生地分割機を提供する。この生地分割機においては、何らかの原因で分割ブロック（２０）の動きに対する抵抗が増大し、揺動レバー（５９）の動きが停止若しくは抑制されて、当該分割ブロック駆動手段に過負荷が加わるようなときには、過負荷検知手段により、その状態を検知され、過負荷による装置への損傷等を回避することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施形態】
以下、本発明を、生地分割機に適用した実施形態に基き説明する。
図６は、前述した生地分割機における分割ブロックの駆動手段とほぼ同じ構成を有する本発明に係る分割ブロック駆動手段の平面図、図７は同分割ブロック駆動手段に取り付けられた過負荷安全装置をより明瞭に示すための図６の要部拡大図、図８乃至図１１は、同分割ブロック駆動手段の動作状態を示すための側面図、図１２は同分割ブロック駆動手段と等価のスケルトンを示す図である。
【００１３】
図示のように、この分割ブロック駆動手段は、サーボモータ５２、該サーボモータの出力軸５４、該出力軸に偏芯固定された円盤状の偏芯カム５６、該偏芯カムの周りに設定されたラジアルベアリング７６、該ラジアルベアリングを受け入れる開口を有し、同ラジアルベアリングの周りで回転可能とされた駆動リンク５８、該駆動リンク５８に回転連接ピン８０を介して回転連接された揺動レバー５９、該揺動レバーの揺動軸６０、該揺動軸を回転可能に支持している当該生地分割機の左右フレーム８２の外側に突出した揺動軸６０の端部に固定連結された一対のアーム６２を備えており、該アームの先端には分割ブロック２０が回転連接されている。
【００１４】
図８乃至図１１においては、モータの出力軸５４は、時計方向に回転するようになっている。出力軸５４の回転に伴って、偏芯カム５６は、図示のように回転し、それに伴って、当該リンク機構が動かされて分割ブロック２０の上下動が行われる。
【００１５】
図６、図７及び図８には、以上のような構成の駆動手段に取り付けられた過負荷安全装置１００が示されている。
すなわち、この過負荷安全装置１００は、駆動リンク５８と揺動レバー５９とを回転連接している回転連接ピン８０に設けられている。図示のように、回転連接ピン８０は、駆動リンク５８をラジアルベアリング８２を介して支持する第１ピン部分８４と、該第１ピン部分の両端にあって、ラジアルベアリング８６を介して揺動レバー５９を支持する第２ピン部分８８とを有している。図７に明瞭に示すように、第１及び第２ピン部分の中心軸線は、相互に平行で且つ微小間隔ｘだけ離されている。回転連接ピン８０の（図７で見て）左端には、安全レバー９０が固定連結されており、駆動リンク５８に平行に延びてその先端が同駆動リンク５８に解除可能に係止されている。すなわち、安全レバー９０の先端には駆動リンク５８に対して直角となるよう設定された筒状部材９２が取り付けられており、該筒状部材内には圧縮バネ９４及び該バネによって駆動リンクに押圧される球状部材（すなわち係止部材）９５が設けられている。これに対して、駆動リンクの表面には、球状部材９５と係合して安全レバーの動きを抑制する球面凹部を有する係止部材係合部９６が設けられている。また、駆動リンク５８には、球状部材９５が係止部材係合部９６の球面凹部から外れて、安全レバー９０の先端が変位したときに、それを感知するためのセンサー（近接スイッチ）９７が設けられている。該センサーは、変位を感知するとサーボモータ５２に駆動停止信号を送り、当該分割ブロック駆動手段の作動を停止させるようになっている。
【００１６】
この過負荷安全装置１００を図１２のスケルトンを用いて詳細に説明する。
図１２において、参照番号５８、５９、６０は、それぞれ、前述した分割ブロック駆動手段を行使する駆動リンク、揺動レバー、及び、揺動軸を示している。駆動リンク５８と揺動レバー５９とを連接している回転連接ピン８０は、同駆動リンク５８と揺動レバー５９との間の第１ピン部分８４と、該第１ピン部分から偏芯した第２ピン部分８８とを有し、該第２ピン部分には安全レバー９０が固定連結され、その先端が係止部材（球状部材）９５を介して駆動リンク５８に係止されている。
【００１７】
サーボモータの出力軸５４によって偏芯カムに相当する回転リンク５６が時計回りに回転され、その回転運動が、駆動リンク５８を介して回転連接ピン８０の第１ピン部分８４に伝達される。この伝達された駆動力は、揺動レバー５９を揺動軸６０を中心として揺動させる力になるとともに、第２ピン部分８８の中心軸線を中心とした回転トルクを当該回転連接ピン８０に与える。回転連接ピン８０には、安全レバー９０の先端の係止部材９５によって駆動リンク５８に係止されているために、通常の操作においては、上記回転トルクによる回転連接ピン８０の回転は阻止され、従って、駆動レバー５８及び安全ピン９０は一体として動く。しかし、何らかの理由により、分割ブロック２０の動きに対する抵抗が大きくなり揺動リンク５９の運動が阻止若しくは抑制されると、回転連接ピン８０の全体としての位置が予定の通り変位しなくなるので、駆動リンク５８から回転連接ピンの第１ピン部分８４に加えられる力は増大し、そのために、第２ピン部分８８の中心軸線の周りでの回転トルクが増大される。従って、この回転トルクが所定以上になると、安全レバー９０の先端に設定された係止部材９５が駆動リンク５８から外される。センサー９７は、これを感知し、サーボモータの作動を止める信号を発生し、過負荷による装置への損傷の発生を未然に防ぐ。サーボモータを停止する信号の発生に併せ、または、その信号の代わりに過負荷が発生したことを知らせる警報を発生させることも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上から分かるように、本発明に係る安全装置付きリンク装置では、当該リンク装置に過大な負荷がかかると、当該リンク装置内の隣接するリンクを連接する回転連接ピンに所定以上の回転トルクがかかり、それを例えば、当該回転連接ピンに固定した安全レバーの回動変位などとして捕らえることにより過大負荷を感知することができ、それによって、過負荷による装置への損傷を回避するための安全処置を図ることができる。また、機会を再起動させる手順としては、過負荷の原因を排除した後、安全レバーを元の位置（係止部材係合部）に戻すのみのため、容易に行うことができる。従って、前述のシャーピンの破断によって安全を図るようにした安全装置に比べて、再起動の作業が簡単とすることができ、シャーピンを用いた装置における前述の問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される生地分割機の主要部分の断面図であって、生地をホッパーからシリンダ内へ吸引する工程を示す。
【図２】本発明が適用される生地分割機の主要部分の断面図であって、ホッパーからシリンダ内へ吸引した生地を、分割ブロックのポケット内に押出す工程を示す。
【図３】本発明が適用される生地分割機の主要部分の断面図であって、分割ブロックのポケットの下降を始めることにより、同ブロックのポケット内に押出した生地を分割する工程を示す。
【図４】分割ブロックを駆動するためのサーボモータを用いた駆動装置を示す全体斜視図である。
【図５】本発明に係る過負荷安全装置を取り付けた同駆動装置のリンク機構の側面図である。
【図６】図５の駆動装置の平面図である。
【図７】図６の部分拡大図であり、過負荷安全装置の取り付けられている部分を示す。
【図８】同駆動装置の作動状態を示す側面図である。
【図９】同駆動装置の作動状態を示す側面図であり、駆動軸が図８の状態から時計方向に９０°回転した状態を示す。
【図１０】同駆動装置の作動状態を示す側面図であり、駆動軸が図８の状態から１８０°回転した状態を示す。
【図１１】同駆動装置の作動状態を示す側面図であり、駆動軸が図８の状態から２７０°回転した状態を示す。
【図１２】本発明に係る過負荷安全装置において構成されるリンク機構をスケルトン図として示す図である。
【符号の説明】
１ 生地分割機
１２ ホッパー
１４ シリンダ
１６ 生地押出し開口
２０ 分割ブロック
２１ ポケット
２２ ピストン
２８ 揺動フリッカ
２９ コンベア
５０ 分割ブロック駆動手段
５４ 出力軸
５６ 偏芯カム（回転リンク）
５８ 駆動リンク
５９ 揺動レバー
６０ 揺動軸
６２ 分割ブロック用アーム
７６ ラジアルベアリング
８０ 回転連接ピン
８２ ラジアルベアリング
８４ 第１ピン部分
８６ ラジアルベアリング
８８ 第２ピン部分
９０ 安全レバー
９４ 圧縮バネ
９５ 係止部材
９６ 係止部材係合部
９７ センサー
１００ 過負荷安全装置

Claims (7)

1. 揺動レバーと、
   該揺動レバーに回転連接され、同揺動レバーに対する揺動駆動力を与えるための駆動リンクと、
   揺動レバーと駆動リンクとを連接するための回転連接ピンであって、駆動リンクに回転可能に支持される第１ピン部分と、揺動レバーに回転可能に支持される第２ピン部分とを有し、第１ピン部分の中心軸線と第２ピン部分の中心軸線とが相互に平行で所定間隔離されてなる回転連接ピンと、
   揺動レバーに所定以上の負荷が加わり、駆動リンクからの当該揺動レバーへの揺動駆動力による同揺動レバーの揺動が制止若しくは制限され、それにより上記回転連接ピンの第２ピン部分の中心軸線を中心とした、当該回転連接ピンへの上記揺動駆動力による回転トルクが増大した場合、それを感知する過負荷感知手段と
   を備えることを特徴とする過負荷安全装置付きリンク機構。
2. 上記過負荷感知手段が、一端を回転連接ピンに固定され、他端を上記駆動リンクに係止されている安全レバーと、
   該安全レバーの上記他端における駆動リンクへの係止が外れた場合にそれを感知するセンサーと
   を備え、
   上記回転トルクの増大が生じた場合、それにより、当該回転連接ピンの上記第２ピン部分の中心軸線を中心とした回動が生じ、上記安全レバーの上記他端における駆動リンクへの係止が外れるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の過負荷安全装置付きリンク機構。
3. 上記安全レバーの上記他端が、圧縮バネと、該バネにより上記駆動リンクに向けて付勢される係止部材とを備え、上記駆動リンクは、係止部材と係合して、上記回転トルクの増大が生じない場合は、当該安全レバーの上記係止を維持する係止部材係合部を有することを特徴とする請求項２に記載の過負荷安全装置付きリンク機構。
4. 上記係止部材が球形とされ、上記係止部材係合部が係止部材を受け入れる球面凹部を有することを特徴とする請求項３に記載の過負荷安全装置付きリンク機構。
5. 所定位置に静止設定された静止軸を中心として回転する回転リンクを備え、
   上記駆動リンクの上記揺動レバーと回転連接された端部とは反対側の端部が、該回転リンクに回転連接されるようになされた請求項１に記載の過負荷安全装置付きリンク機構。
6. 上記回転リンクが円形周面を有する円盤状若しくは円筒状とされ、その中心軸線が上記静止軸から所定間隔ずれ平行に設定されており、
   上記駆動リンクの上記反対側の端部が上記回転リンクの上記円形周面を収納する開口を有し、該開口が上記円盤状若しくは円筒状とされた回転リンクの中心軸線を中心に回転可能にされていることを特徴とする請求項５に記載の過負荷安全装置付きリンク機構。
7. 生地押出し開口が設けられた生地押出し端面を有するシリンダと、
   当該シリンダ内に摺動可能に設定され、前記押出し端面に向けて摺動前進されてシリンダ内の生地を同押出し端面から押出すためのピストンと、
   生地受け入れポケットを有し、シリンダの上記生地押出し端面に隣接して設けられた分割ブロックと、
   該分割ブロックを、その生地受け入れポケットがシリンダの生地押出し開口と整合してシリンダからの生地を受け入れるための生地受入れ位置と、該ポケットに受け入れた生地を排出するために上記生地受入れ位置から変位した生地排出位置との間で駆動する分割ブロック駆動手段と、
   を備える生地分割機において、
   分割ブロック駆動手段が、
   上記分割ブロックに一端が枢着されたアームと、
   生地分割機のフレームに回転可能に支持された揺動軸であって、上記アームの他端が固定連結され、当該揺動軸の中心軸線を中心に同アームを揺動させる揺動軸と、
   請求項１乃至６のいずれかに記載の過負荷安全装置付きリンク機構と、
   を有し、該リンク機構の上記揺動レバーが上記揺動軸に固定連結されていることを特徴とする生地分割機。

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