JP4067960B2 - 計量システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前段コンベヤから送り込まれた被計量物を計量用コンベヤで搬送しながら被計量物の重量を測定する計量システムに関する。
【０００２】
【従来の技術およびその欠点】
計量用ベルトコンベヤの上方に空気力が作用する部材を設け、被計量物の搬送中に生じる外乱のうち浮力に起因する計測誤差を小さくすることにより、計量精度を高めた計量システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。しかし、取り付けた部材により風袋重量が大きくなり、固有振動数が下がり、重量検出手段からの検出信号に含まれるノイズ成分を除去し難くなり、そのための精度低下を招いたり、あるいは、計量速度を上げることができなかった。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−１００４８９号公報 （第３−４頁、第１図）
【０００４】
したがって、本発明の目的は、計量精度を更に向上させ得る計量システムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明者らは、計量用コンベヤの上流の前段コンベヤを搬送される被計量物の上方を覆う天井部を設けることにより、計量精度が向上することを発見し、本発明を完成するに到った。
【０００６】
本発明において、計量精度が向上するのは、下記のような原理によるものであると推定される。
コンベヤによる被計量物の移動中には、移動している被計量物と被計量物の上方あるいは下方の静止している空気との間に速度差が生じ、被計量物に対し、上向きあるいは下向きの揚力が生じる。この揚力が計量誤差の要因の１つとなっている。
前段コンベヤに天井部を設けることにより、該天井部よりも上方の空気が下方の空気に対し縁切りされて、被計量物に対して揚力などの影響を与える空間が小さくなると共に、前記天井部の表面近傍でも空気の流速が低下する。そのため、空気の流量や流速が小さくなるので、揚力が小さくなると考えられる。
さらに、前段コンベヤに天井部を設けることにより、被計量物の進行方向に対する空気の断面積が、前段コンベヤ部と計量コンベヤ部との間で不連続となり（この場合は、前段コンベヤ部が計量コンベヤ部に対し狭い）、流量保存則から被計量物と空気との速度差が見かけ上小さくなると考えられる。これにより揚力が小さくなると考えられる。
以上より、揚力の影響が小さくなり、そのため、上記のように計量精度が向上するものと推定される。
【０００７】
本発明の計量システムは、被計量物を搬送する計量用コンベヤを重量検出手段に負荷した計量装置と、前記計量用コンベヤに被計量物を送り込み前記重量検出手段に負荷されていない前段コンベヤとを備えた計量システムにおいて、前記前段コンベヤを搬送される被計量物の上面に近接し、かつ、前記被計量物の上方を覆う天井部が設けられ、該天井部が前記重量検出手段に負荷されておらず、前記前段コンベヤにおいて前記被計量物の上方を覆う前記天井部は前記計量用コンベヤの少なくとも上流端部の近傍まで設けられており、これにより、前記被計量物の進行方向に流れる空気の断面積が、前記前段コンベヤの方が前記計量用コンベヤよりも小さいことを特徴とする。
本発明においては、前記天井部は前記重量検出手段に負荷されないように設ける。天井部の重量が前記重量検出手段に負荷されると、風袋重量が大きくなり、計量装置の固有振動数が下がって、重量検出手段からの検出信号に含まれるノイズ成分を除去し難くなったり、計量速度の低下などの種々の不具合が生じるからである。
【０００８】
本発明の計量システムにおいては、前記天井部は、少なくとも前記計量用コンベヤの上流端部の近傍まで設ける。これにより、被計量物と共に計量用コンベヤに向って流れる空気の量や速度を著しく減少させることができる。
【０００９】
本発明の計量システムにおいては、前記天井部は、前記天井部の天井面の高さを調整可能とする調整部材を介して取り付けるのが好ましい。この調整部材により、被計量物の高さに合わせて前記天井部の高さを調整すれば、前記天井面と前記被計量物の上面との距離を計量誤差の最も小さくなる最適な値に適宜変更することができる。したがって、効果的に計量精度を向上させ得ると共に、汎用性が広がる。
【００１０】
本発明の計量システムにおいては、計量用コンベヤを流れる被計量物の上面から離れた上方を覆う別の天井部を更に設けてもよい。これにより、動圧の影響が更に小さくなると推定され、更なる計量精度の向上が期待できる。
なお、計量用コンベヤにおいては、被計量物に対して天井部をあまり近づけ過ぎると逆に計量精度が悪くなるので、当該天井部は前記前段コンベヤの天井部よりも上方に設けるのが好ましい。
【００１１】
本発明の計量システムにおいて、計量用コンベヤおよび前段コンベヤが、被計量物が搬送面の下方へ突出する状態で、前記被計量物の一部を支持しながら前記被計量物を搬送する場合には、前段コンベヤを搬送される被計量物の下面に近接し、かつ、前記被計量物の下方を覆う底部を設けるのが好ましい。該底部を設けることにより、被計量物の下方の空間についても、被計量物と共に計量用コンベヤに流れる空気の量や速度が減少するので、風圧の影響が更に小さくなると推定され、計量精度の向上が期待できる。
【００１２】
また、前記底部は、底面の高さを調整可能とする調整部材を介して取り付けるのが好ましい。この調整部材により、被計量物の形状に合わせて前記底部の高さを調整すれば、前記底面と前記被計量物の下面との距離を計量誤差の最も小さくなる最適な値に変更設定することができる。したがって、効果的に計量精度を向上させ得ると共に、汎用性が広がる。
【００１３】
また、計量用コンベヤを流れる被計量物の下面から離れた下方を覆う別の底部を更に設けてもよい。これにより、動圧の影響が更に小さくなると推定され、更なる計量精度の向上が期待できる。
なお、当該底部は、前記天井部と同様の理由で前記重量検出手段に負荷されないように設けるのが好ましい。
また、計量用コンベヤにおいては、被計量物に対して底部をあまり近づけ過ぎると逆に計量精度が悪くなるので、当該底部は前記前段コンベヤの底部よりも下方に設けるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
なお、以下の説明において、図１の被計量物Ｍは、概ね円筒状の容器の内部に所定量の商品が充填されているものであり、商品を容器ごと搬送して計量する計量システムに本発明を適用した場合について説明する。しかし、被計量物Ｍは、このような形態に限定されず、容器を用いず商品だけを搬送して計量するものであってもよい。
【００１５】
図１および図２は、本発明の第１実施形態を示す。
図１において、計量装置１の上流側には、被計量物Ｍを送り込むための前段コンベヤ２が配置され、一方、下流側には後段コンベヤ３が直線状に配置されている。なお、前記後段コンベヤ３の下流には、図示しない金属検査機などの検査機や振分け装置などが適宜配置されている。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、計量用コンベヤ１０は、コンベヤフレーム１２を介して重量検出装置（重量検出手段）１９の入力端に固定されていることで、重量検出装置１９に負荷されている。前記重量検出装置１９は、装置フレーム６０等に固定され、前記計量用コンベヤ１０を吊り下げ支持している。一方、前記前段コンベヤ２および後段コンベヤ３は、前記重量検出装置１９に負荷されないように設けられている。
【００１７】
図１に示すように、前記計量用コンベヤ１０、前段コンベヤ２および後段コンベヤ３は、各々、離間して設けられた一対のコンベヤベルト５を備えている。前記被計量物Ｍは、その上部に鍔部Ｔを有しており、前記各コンベヤベルト５の搬送面５０が前記鍔部Ｔの下面の一部を支持している。したがって、前記被計量物Ｍは搬送面５０の下方へ突出する状態で吊り下げられながら搬送される。
【００１８】
前記前段コンベヤ２の上方には、第１天井部２５が配置されている。該第１天井部２５は、前記被計量物Ｍの上面に近接し、かつ、被計量物Ｍの上方を覆っており、計量用コンベヤ１０に向って流れる空気の量や速度を減少させるためのものである。一方、前記前段コンベヤ２の下方には、第１底部２６が配置されている。該第１底部２６は、前記被計量物Ｍの下面に近接し、かつ、被計量物Ｍの下方を覆っており、計量用コンベヤ１０に向って流れる空気の量や速度を減少させるためのものである。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、前記第１天井部２５の下流端部２５ａおよび前記第１底部２６の下流端部２６ａは、各々、前記計量用コンベヤ１０の上流端部１０ａの近傍まで設けられている。前記第１天井部２５および第１底部２６は、それぞれ、図１の第１側板（調整部材）２７にボルト止めされている。前記各第１側板２７は、前記前段コンベヤ２のコンベヤフレーム２２に固定されている。したがって、前記第１天井部２５および第１底部２６は、第１側板２７を介して、前記コンベヤフレーム２２に固定されている。
【００２０】
ここで、前記第１側板２７は、前段コンベヤ２の搬送方向に対して横方向に流れる空気の流れを遮る風防の役割を果たすと共に、前記第１天井部２５および第１底部２６の高さ調整を可能とするものである。つまり、前記第１側板２７の側面２７ａには、高さ調整孔２７ｂが上下方向に沿って複数設けられており、前記第１天井部２５および第１底部２６を任意の高さでボルト止めできるようになっている。そのため、被計量物Ｍの高さが変わっても、被計量物Ｍと第１天井部２５および第１底部２６との間隔を適宜設定して、被計量物Ｍに影響を与える空間の大きさを可及的に小さくすることができるように設定することができる。したがって、被計量物Ｍの高さが変化しても高い計量精度を維持することができる。
【００２１】
前記計量用コンベヤ１０の上方には、第２天井部１５が配置されている。第２天井部１５は、前記第１天井部２５よりも上方の位置に配置されている。一方、図２（ａ）に示すように、前記計量用コンベヤ１０の下方には、第２底部１６が配置されている。第２底部１６は、前記第１底部２６よりも下方の位置に配置されている。これら第２天井部１５および第２底部１６は、図１に示すように、それぞれ、第２側板（調整部材）１７と共に前記第１側板２７および後述の第３側板（調整部材）３７にボルト止めされている。つまり、前記第２天井部１５および第２底部１６は、前記第１側板２７および第３側板３７を介して、前段コンベヤ２および後段コンベヤ３の各々のコンベヤフレーム２２、３２に固定されている。前述したように、前段コンベヤ２および後段コンベヤ３は、重量検出装置１９に負荷されていないので、前記第２天井部１５、第２底部１６および第２側板１７の重量は、前記重量検出装置１９に負荷されていない。
【００２２】
前記第２側板１７の側面１７ａには、高さ調整孔１７ｂが上下方向に沿って複数設けられている。また、当該高さ調整孔１７ｂの位置に対応するように、前記第１側板２７の側面２７ａに複数の挿通孔２７ｃが穿孔され、後述の第３側板３７の側面３７ａに複数の挿通孔３７ｃが穿孔されている。これにより、前記第２天井部１５および第２底部１６の高さ調整が可能となっている。
【００２３】
前記後段コンベヤ３の上方には、第３天井部３５が配置され、また、前記後段コンベヤ３の下方には第３底部３６が配置されている。これら第３天井部３５および第３底部３６は、それぞれ、前記被計量物Ｍの上面および下面に近接し、かつ、被計量物Ｍの上方および下方を覆っている。これにより、後行の被計量物Ｍの計量に影響を与える空間が小さくなり、計量精度が向上すると推定される。
なお、前記第３天井部３５および第３底部３６は、それぞれ、第３側板（調整部材）３７を介して、後段コンベヤ３のコンベヤフレーム３２に固定されている。前記第３側板３７の側面３７ａには、高さ調整孔３７ｂが上下方向に沿って複数設けられており、前記第３天井部３５および第３底部３６の高さを調整することができる。
【００２４】
図２（ｂ）は第１実施形態の変形例を示す。
図２（ｂ）において、天井部２５Ａは、前段コンベヤ２から計量用コンベヤ１０の下流端部１０ｂ近傍まで連なる一枚板で形成されており、前記天井部２５Ａは、前段コンベヤ２および計量用コンベヤ１０の上方に設けられている。前記天井部２５Ａは、上流から下流に向かうに従って高さが高くなるように傾斜して設けられている。一方、底部２６Ａは、前段コンベヤ２から計量用コンベヤ１０の下流端部１０ｂ近傍まで連なる一枚板で形成されており、前記底部２６Ａは、前段コンベヤ２および計量用コンベヤ１０の下方に設けられている。前記底部２６Ａは、上流から下流に向かうに従って高さが低くなるように傾斜して設けられている。これにより、前記第１実施形態と近似した効果を得られると推定される。
【００２５】
以下、図３および図４を参照しながら他の実施形態について説明する。
以下の各実施形態においては、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００２６】
図３（ａ）は第２実施形態を示す。
この第２実施形態においては、前段コンベヤ２にのみ天井部２５および底部２６を設けている。計量用コンベヤ１０に前記第２天井部１５および第２底部１６を設けなくても、後述の実験データから、計量精度の向上をある程度図り得ることが実証されている。
【００２７】
図３（ｂ）の第３実施形態では、前記第１天井部２５は、支持部材１００を介して、装置フレーム６０に吊り下げられて支持されている。また、前記第１底部２６は、別の支持部材１０１を介して装置フレーム６０に固定されている。つまり、本実施形態では、前段コンベヤ２は前記第１側板２７を備えていない。また、計量用コンベヤ１０についても前記第２側板１７を設けていない。
【００２８】
図４（ａ）の第４実施形態では、前段コンベヤ２の下方に前記第１底部２６を設けていない。
【００２９】
なお、前記各実施形態において、天井部１５、２５、３５ならびに底部１６、２６、３６は、板状の部材としたが、図４（ｂ）の変形例に示すように、被計量物Ｍの上面および／または下面の形状に沿った形に湾曲させてもよい。さらに、前記天井部１５、２５、３５ならびに底部１６、２６、３６を、被計量物Ｍが通過するトンネル状に形成してもよい。
【００３０】
つぎに、本発明の効果を明瞭にするため、実施例および比較例を示す。図５は、前記各実施形態に対応する実施例の計量精度を示す実験データの図表である。図５の縦軸は、被計量物Ｍを搬送しながら複数回計量して得た計量値の標準偏差（複数回計量した際の平均値からの計量値のバラツキ度合）を示す。
【００３１】
図５において、比較例１は、何ら風洞を設けていない一般的な従来の計量システムであり、この比較例１は標準偏差が大きくなることが分かる。一方、比較例２は、計量用コンベヤの重量検出器に天井部を負荷した前記特許文献１のシステムであり、この比較例２では前記比較例１よりも僅かに標準偏差が小さくなり、計量精度が向上しているのが分かる。
【００３２】
一方、この図５から分かるように、第１実施例では、前記特許文献１の計量システムに比べ、計量精度が著しく向上している（標準偏差にして約0.02g 小さくなっている。）。
また、第２実施例のように、前記前段コンベヤ２に天井部２５および底部２６を設ければ、計量用コンベヤ１０に第２天井部１５や第２底部１６を設けなくても、計量精度がかなり向上しているのが分かる。
また、第３実施例では、第１側板２７がなくても計量精度は第１実施例と殆ど変わらず、前記特許文献１の計量システムに比べ計量精度が著しく向上している。
さらに、第４実施例では、前段コンベヤ２の上方に天井部２５を設けただけで、底部２６を設けなくても計量精度が向上しているのが分かる。
【００３３】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、前記重量検出装置１９は、計量用コンベヤ１０の下方に設けるようにしてもよい。また、前記実施形態では、被計量物を両側部で支持しながら搬送したが、このような搬送形態に限定されるものではなく、被計量物を通常のベルトコンベヤのベルト面上に載置して搬送するなど種々の搬送形態に本発明を適用し得る。
また、天井部や底部は平滑な板（たとえば、金属板）ではなく、金網のようなメッシュの板状部材などで構成してもよい。
また、前記実施形態では、天井部や底部の高さ調整手段として側板を用いたが、高さ調整手段は、各コンベヤと天井部や底部との高さを相対的に変更設定できるものであればよく、その形状や設定方法を問わない。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の計量システムによれば、計量用コンベヤの前段の前段コンベヤに天井部を設けることにより、計量精度を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す計量システムの要部を示す概略斜視図である。
【図２】第１実施形態の要部およびその変形例の要部を示す断面図である。
【図３】（ａ）は第２実施形態の要部を示す断面図、（ｂ）は第３実施形態の要部を示す断面図である。
【図４】（ａ）は第４実施形態の要部を示す断面図、（ｂ）は天井部および底部の変形例を示す正面図である。
【図５】各実施形態に対応する実施例ならびに比較例の計量精度を示す実験データの図表である。
【符号の説明】
１：計量装置
２：前段コンベヤ
３：後段コンベヤ
５：コンベヤベルト
１０：計量用コンベヤ
１９：重量検出装置（重量検出手段）
１５、２５：天井部
１６、２６：底部
１７、２７：側板（調整部材）
１７ｂ、２７ｂ：高さ調整孔
Ｍ：被計量物

Claims (8)

1. 被計量物を搬送する計量用コンベヤを重量検出手段に負荷した計量装置と、前記計量用コンベヤに被計量物を送り込み前記重量検出手段に負荷されていない前段コンベヤとを備えた計量システムにおいて、
   前記前段コンベヤを搬送される被計量物の上面に近接し、かつ、前記被計量物の上方を覆う天井部が設けられ、該天井部が前記重量検出手段に負荷されておらず、
   前記前段コンベヤにおいて前記被計量物の上方を覆う前記天井部は前記計量用コンベヤの少なくとも上流端部の近傍まで設けられており、
   これにより、前記被計量物の進行方向に流れる空気の断面積が、前記前段コンベヤの方が前記計量用コンベヤよりも小さいことを特徴とする計量システム。
2. 請求項１において、
   前記前段コンベヤと前記計量用コンベヤとの間で、前記断面積が不連続となっていることを特徴とする計量システム。
3. 請求項２において、
   前記天井部は、当該天井部が存在しない場合に比べ、被計量物と共に計量用コンベヤに向って流れる空気の量または速度を減少させるように設けられている計量システム。
4. 請求項１、２もしくは３において、
   前記天井部の天井面の高さを調整可能とする調整部材を介して、前記天井部が前記前段コンベヤに取り付けられている計量システム。
5. 請求項１、２、３もしくは４において、
   前記計量用コンベヤを流れる被計量物の上面から離れた上方を覆う別の天井部を更に設け、該別の天井部の方が前記天井部よりも上方に設けられている計量システム。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記計量用コンベヤおよび前段コンベヤは、前記被計量物が搬送面の下方へ突出する状態で、前記被計量物の一部を支持しながら前記被計量物を搬送し、
   前記前段コンベヤを搬送される被計量物の下面に近接し、かつ、前記被計量物の下方を覆う底部が設けられ、該底部が前記重量検出手段に負荷されていない計量システム。
7. 請求項６において、
   前記底部の底面の高さを調整可能とする調整部材を介して、前記底部が前記前段コンベヤに取り付けられている計量システム。
8. 請求項６もしくは７において、
   前記計量用コンベヤを流れる被計量物の下面から離れた下方を覆う別の底部を更に設け、該別の底部の方が前記底部よりも下方に設けられている計量システム。

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