JP4190800B2 - 分散供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の物品搬送手段それぞれに物品を分散供給する分散供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分散供給装置は、例えば組合せ秤と共に使用することがある。組合せ秤は、複数の計量ホッパや補助ホッパに供給されている物品を計量し、これら計量値を種々に組合せ、各組合せの中から合計重量が目標重量に等しいか近い組合せを選択し、選択された組合せを構成する計量ホッパや補助ホッパから物品を排出し、空になった補助ホッパには、これに対応する計量ホッパから物品を供給し、空になった計量ホッパには、これらの上方に位置する供給ホッパから物品を供給する。
【０００３】
供給ホッパに物品を供給するために、例えば各供給ホッパが或る円周上に位置するように配置されている場合、各供給ホッパの上方に、これら供給ホッパに対応するように、物品搬送手段、例えば直進フィーダが円周上に設けられている。これら直進フィーダが位置する円周の中心に分散フィーダが設けられている。この分散フィーダが振動することによって、各直進フィーダに物品が供給される。
【０００４】
組合せ秤において計量精度を高める（目標重量に非常に近い合計値を持つ組み合わせを選択する）ためには、各計量ホッパや補助ホッパに供給される物品の重量を予め定めた設定重量、例えば計量ホッパ及び補助ホッパの台数の合計の１／２で目標重量を除算した値に、各計量ホッパや補助ホッパに供給される物品の重量を設定することが望ましい。これは、計量ホッパ及び補助ホッパの台数の合計の１／２の台数の組合せの数が最も多いからである。
【０００５】
各計量ホッパ及び補助ホッパにほぼ設定重量の物品を供給するためには、供給ホッパに供給される物品の重量を設定重量にほぼ等しくする必要がある。それには、直進フィーダから各供給ホッパに供給される物品の重量もほぼ設定重量とする必要がある。直進フィーダは、予め定められた時間に亘ってトラフを振動させて、物品を供給するものであるので、直進フィーダに供給されている物品の重量がどの直進フィーダも予め定めた重量であることが望ましい。そのためには、分散フィーダから直進フィーダに供給される物品の重量がほぼ等しい必要がある。
【０００６】
ところが、物品の性状によって、分散フィーダからほぼ均等に物品が直進フィーダに供給されないことがある。この点を改善する技術が、例えば特開平２-１３６７１７号公報に開示されている。この技術では、分散フィーダの上方に、その水平方向の位置が二次元的に変更可能に供給シュートが設けられている。この供給シュートを介して分散フィーダ上に物品が供給される。更に、分散フィーダ及び直進フィーダ上における物品の分布の中心が検出される。この分布の中心と、分散フィーダの中心とのずれが算出され、このずれを解消するように、供給シュートの位置が変更されて、分散フィーダ上に物品が供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の技術では、分散フィーダ上への物品の供給位置を変更することによって、物品の分布の中心と分散フィーダの中心とのずれを解消しようとしているので、分散フィーダ上に既に多くの物品が供給されている状態では、分散フィーダ上に物品の供給が可能になるまで、上記のずれを解消することができない。そのため、各直進フィーダ上に供給される物品の量を迅速にほぼ一定に修正することができない。更に、上記の技術では、分散フィーダの上方に水平面内において二次元的に移動可能に供給シュートを設けなければならないが、組合せ秤の設置場所によっては、この供給シュートを設置するスペースを確保することができない。また、この供給シュートの分だけ、直進フィーダや分散フィーダからなる分散供給装置が大型になる。
【０００８】
本発明は、各物品搬送手段に供給する物品の量を迅速にほぼ均一にすることができ、かつ設置に多くのスペースを要しない分散供給装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による分散供給装置は、分散フィーダを有している。この分散フィーダは、物品受け板を備えている。この物品受け板は、平面形状がほぼ円形に形成され、周囲に複数の物品搬送手段が配置されている。この物品受け板は、中央部から周囲に向かうに従って下方に傾斜する形状とすることが望ましい。前記物品受け板を振動手段が振動させることによって、物品受け板に供給された物品を前記各物品搬送手段に分散供給する。物品搬送手段としては、例えば直進フィーダを使用することができるが、他にベルトコンベヤやチェーンコンベヤのような上面で物品を支持して搬送するものも使用することができる。前記物品受け板の中心から外方に向けて伸びる複数の直線上に複数の荷重検出手段が、それぞれ設けられている。前記各直線上に前記各荷重検出手段に対応して複数の昇降手段が、設けられている。各昇降手段は、自分が設けられた位置に対応する前記物品受け板の高さを変更する。制御手段が、前記各荷重検出手段の出力信号が小さいものに対応する前記昇降手段ほど前記物品受け板の高さを低く変更させる。
【００１０】
このように構成した分散供給装置では、物品の分布の少ない物品受け板の部分が、物品搬送手段側に急傾斜させられ、逆に物品の分布の多い物品受け板の部分が物品搬送手段側に緩やかに傾斜させられるので、分布の少ない部分から物品が供給された物品搬送手段でも、分布の多い部分から物品が供給された物品搬送手段でも、供給される量がほぼ均等になる。しかも、この分散供給装置では、荷重検出手段の検出結果に従って、直ちに少なくとも物品受け板の傾斜を変更させているので、迅速に各物品搬送手段に供給される物品の量を均等にすることができるし、荷重の検出点と物品受け板の高さ調整位置とが直線によって関係付けられているので、高精度に物品の供給量を調整することができる。
【００１１】
分散検出手段と傾斜手段とを、前記物品搬送手段よりも内側で、かつ前記物品受け板よりも下方に設けることができる。このように構成した場合、分散検出手段と傾斜手段との設置スペースを特別に必要とせず、設置スペースが少ない場所でも設置が可能である。
【００１２】
更に、前記物品受け板の下方に前記振動手段を設けることができる。この場合、振動手段の下方に基盤が設けられる。この基盤よりも下方に分散検出手段と傾斜手段とが設けられている。このように構成すると、分散検出手段と傾斜手段とは、基盤によって振動手段や物品受け板とは分離されているので、物品受け板からこぼれたような物品が物品検出手段や傾斜手段側に到達せず、物品検出手段や傾斜手段側に物品が滞留せず、衛生上好ましい。
【００１５】
さらに、各荷重検出手段を、物品受け板の周縁部に位置させることができる。このように構成すると、各物品供給手段に近い周縁部における物品の分布状態を検出することができ、この分布状態に基づいて少なくとも物品受け板の傾斜を変更するので、各物品供給手段に供給される物品の重量をほぼ均等にすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の１実施形態の分散供給装置は、例えば組合せ秤において使用されるものである。この分散供給装置は、図１（ａ）に示すように、分散フィーダ２を有している。分散フィーダ２は、物品受け板、例えばトップコーン４を有している。トップコーン４は、その中央部が隆起し、外方に向かうに従って下方に傾斜している例えば円錐状のものである。このトップコーン４の下方に、振動手段、例えばバイブレータ６が取り付けられている。バイブレータ６の構成は公知であり、本願発明と直接には関連しないので、図１（ａ）には概略的にバイブレータ６を示してある。このバイブレータ６の振動によって、トップコーン４の中央部から供給され、トップコーン４の上面上に分布している物品が、トップコーン４の周縁部から外方に供給される。図示していないが、トップコーン４の周縁部に沿って、複数台の物品搬送手段、例えば直進フィーダが等角度に配置されている。これら直進フィーダ上に供給された物品は、直進フィーダの作動によって、組合せ秤の供給ホッパに物品を供給する。
【００１８】
この分散フィーダ２は、基盤８上に配置されている。この基盤８は、例えば円板上に形成されている。この基盤８の中心とトップコーン４の中心とが一致するように、分散フィーダ２は基盤８上に配置されている。
【００１９】
この基盤８は、傾斜手段によって支持されている。傾斜手段は、複数台、例えば３台の昇降手段、例えば昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有している。昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、図示していないが、駆動手段、例えばパルスモータを有し、このパルスモータに供給されるパルス信号に応じてロッド１２ａ、１２ｂ、１２ｃが昇降するものである。従って、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃのロッド１２ａ、１２ｂ、１２ｃの昇降に応じて、分散フィーダ２の傾斜が変化する。これら昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、別の基盤１４上に配置されている。この基盤１４も例えば円板状に形成され、その中心は、トップコーン４の中心と一致している。昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、基盤１４の中心、即ちトップコーン４の中心から外方に向けて互いに等角度、例えば１２０度をなすように引き出された直線、例えば半径上に位置している。しかも、それらの設置位置は、基盤１４の中心から等距離にあり、かつ基盤１４の周縁部よりも幾分内側である。
【００２０】
この基盤１４は、その下方に設けられた分散検出手段によって支持されている。分散検出手段は、複数、例えば３台の荷重検出手段、具体的にはロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃからなる。これらロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃの固定部が、更に別の基盤１８上に固定されている。また、これらロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃの力作用部が基盤１４に結合されている。これら結合位置は、図１（ｂ）に示すように、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃが存在する各半径上であり、かつ対応する昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃと比較的接近した位置で、更に基盤１４の周縁部付近である。
【００２１】
各ロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、トップコーン４の中心から等距離でかつ互いに等角度をなす位置に設けられているので、分散フィーダ２の荷重は、各ロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃに均等に印加されている。この値は、予め判明する。トップコーン４上に物品が分布している状態では、トップコーン４上にある物品の分布状態に応じて、各ロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃの荷重検出信号は、分散フィーダ２の重量の負担分から増加する。従って、これら荷重検出信号から、分散フィーダ２の重量の負担分を減算することによって、それら減算値が、物品の分布状態を表している。
【００２２】
例えば、ロードセル１６ａからの減算値が最も大きく、次のロードセル１６ｂからの減算値が大きく、ロードセル１６ｃからの減算値が最も小さいとすると、物品はロードセル１６ａの作用部に対応するトップコーン４上の位置付近に最も多く存在し、ロードセル１６ｂの作用部に対応するトップコーン４上の位置付近に次に多く存在し、ロードセル１６ｃの作用部に対応するトップコーン４上の位置付近に最も少なく存在することが分かる。
【００２３】
これらロードセル１６ａ乃至１６ｃの荷重検出信号は、図示していない制御手段、例えばマイクロコンピュータに供給される。マイクロコンピュータは、これらロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃの荷重検出信号に基づいて、各昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃのロッド１２ａ、１２ｂ、１２ｃを昇降させて、分散フィーダ２全体の傾斜を変更して、各直進フィーダへの物品の供給量が均等になるようにする。
【００２４】
例えば、ロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃの分布荷重の検出値をＷａ、Ｗｂ、Ｗｃとし、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃのロッド１２ａ、１２ｂ、１２ｃの先端と基準位置、例えば基盤１４の上面との距離（これを昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの高さと称する）をｈａ、ｈｂ、ｈｃとすると、
Ｗａ／ｈａ＝Ｗｂ／ｈｂ＝Ｗｃ／ｈｃ
ｈａ＋ｈｂ＋ｈｃ＝Ｈ
を満足するように、高さｈａ、ｈｂ、ｈｃを決定する。但し、Ｈは、各昇降装置分散フィーダ２が水平となるように１０ａ、１０ｂ、１０ｃを調整した状態、即ち原点位置に分散フィーダ２を設定した状態における昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの高さの合計値である。
【００２５】
上記の２式からｈａ、ｈｂ、ｈｃは、下記のように求められる。

【００２６】
即ち、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの高さｈａ、ｈｂ、ｈｃは、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対応するロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃの分布荷重検出値Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃと、これらの合計値（Ｗａ＋Ｗｂ＋Ｗｃ）の比率に従って、Ｈを配分したものである。従って、分布荷重の検出値が大きいロードセルに対応する昇降装置ほど、高さが高くなり、分布荷重の検出値が小さいロードセルに対応する昇降装置ほど、高さが低くなる。その結果、物品の分布が少ない箇所ほど、急傾斜となる。
【００２７】
図２は、昇降装置１０ａを最も高く、昇降装置１０ｂを次に高く、昇降装置１０ｃを最も低くして、昇降装置１０ｃ側を最も急傾斜とした状態を示している。この状態では、物品の分布が少ない昇降装置１０ｃ側が急傾斜となっているので、この昇降装置１０ｃの近辺にある直進フィーダへの物品の供給量が増加する。逆に、物品の分布が最も多い昇降装置１０ａ側の傾斜が緩傾斜となり、昇降装置１０ａの近辺にある直進フィーダへの物品の供給量が減少する。従って、物品の分布が偏っていたとしても、各直進フィーダにほぼ均等に物品を供給することができる。
【００２８】
図３は、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの高さを調整するためにマイクロコンピュータが行う処理をフローチャートによって示したものである。なお、この処理が行われる場合、バイブレータ６は停止しているとする。また、トップコーン４上には物品が供給されていないとする。
【００２９】
まず、各昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃのパルスモータの原点調整が行われる（ステップＳ２）。即ち、分散フィーダ２が水平となるように、各昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃのパルスモータを駆動する。このとき、同時に、Ｈが算出され、次に、零点調整を行う（ステップＳ４）。即ち、分散フィーダ２の重量によって、各ロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃに生じている荷重値を零点調整値として記憶する。
【００３０】
次に、トップコーン４上に物品の供給を行う（ステップＳ６）。そして、この物品の供給によって、ロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃに生じた荷重値から、対応した零点調整値を減算して、分布荷重値Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃを算出する（ステップＳ８）。
【００３１】
算出されたＷａ、Ｗｂ、Ｗｃと、先に記憶させたＨとから各高さｈａ、ｈｂ、ｈｃを算出する（ステップＳ１０）。なお、これらｈａ、ｈｂ、ｈｃは、分散フィーダ２を水平にするように、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃの高さを調整したときのそれぞれの高さから、±αパーセント（αは予め定めた値）の範囲内で変位させる。もし、算出された高さｈａ、ｈｂ、ｈｃが制限範囲内に収まらない場合には、制限範囲内において算出された値に最も近い値を使用する。
【００３２】
このようにして決定された高さｈａ、ｈｂ、ｈｃとなるように、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃにパルス信号を供給して、パルスモータを回転させる（ステップＳ１２）。次にI、調整終了の指示が与えられているか否かを判断し（ステップＳ１４）。終了指示が与えられていると、この高さ調整処理を終了する。終了指示が与えられていないと、終了指示が与えられるまで、ステップＳ８乃至１４のループを繰り返す。
【００３３】
このように構成された分散供給装置では、各直進フィーダへの供給量をほぼ均等にするために、昇降装置１０ａ乃至１０ｃとロードセル１６ａ乃至１６ｃを使用している。これら昇降装置１０ａ乃至１０ｃとロードセル１６ａ乃至１６ｃは、直進フィーダよりも内側の位置で、かつトップコーン４よりも下方の位置に配置されている。従って、これらを設置するために特別なスペースが不要で、組合せ秤や、その周辺にある機器のレイアウトを変更する必要がない。しかも、昇降装置１０ａ乃至１０ｃとロードセル１６ａ乃至１６ｃは、分散フィーダ２とは基盤８によって分離されているので、分散フィーダ２に供給された物品が昇降装置１０ａ乃至１０ｃ、ロードセル１６ａ乃至１６ｃに誤って付着することがなく、雑菌が繁殖することがなく、衛生的であるし、昇降装置１０ａ乃至１０ｃ、ロードセル１６ａ乃至１６ｃを頻繁に清掃する必要もない。
【００３４】
また、対応する昇降装置とロードセル、例えば昇降装置１０ａとロードセル１６ａ、昇降装置１０ｂとロードセル１６ｂ、昇降装置１０ｃとロードセル１６ｃは、それぞれ対応する同一直線上に比較的接近させて設けられているので、検出された分布荷重に対応する位置付近の高さを調整することができ、高精度な傾斜調整を行うことができる。また、ロードセル１６ａ乃至１６ｃは、トップコーン４の周縁部付近に対応する位置に設けられているので、これら位置付近における物品の分布荷重を良好に検出する。従って、直進フィーダに供給される部分付近の分布荷重を検出することができる。
【００３５】
上記の実施の形態では、各ロードセル１６ａ乃至１６ｃに対応させて、昇降装置１６ａ乃至１６ｃを設置している。しかし、少なくとも１台の昇降装置を除去し、その除去された昇降装置に対応する位置の高さを固定し、残りの昇降装置によって傾斜を調整することもできる。例えば、昇降装置１６ａを除去し、その位置の高さｈａｆを固定する。この場合には、
Ｗａ／ｈａｆ＝Ｗｂ／ｈｂ＝Ｗｃ／ｈｃ
のみを満足するように、ｈｂ、ｈｃの高さを決定する。即ち、
ｈｂ＝ｈａｆ・Ｗｂ／Ｗａ
ｈｃ＝ｈａｆ・Ｗｃ／Ｗａ
によってｈｂ、ｈｃが決定される。
【００３６】
無論、ｈｂ、ｈｃには、分散フィーダ２を水平とした状態における昇降装置１０ｂ、１０ｃの高さ位置、即ち原点高さ位置から±αパーセントの範囲内にあるという制限があり、算出値が、この範囲内に収まらない場合には、この範囲内で最も算出値に近い値がｈｂまたはｈｃとして採用される。
【００３７】
このように構成すると、使用する昇降装置の台数を減少させることができるので、コストの低減を図ることができる。なお、１台の昇降装置のみを使用し、他の昇降装置に対応する高さを固定することもできる。
【００３８】
上記の実施の形態では、ロードセルの台数は、３台としたが、これに限ったものではなく、更に多くの台数とすることもできる。この場合、ロードセルの台数の増加に対応して、昇降装置の台数も増加させ、それぞれ対応するロードセルが位置する半径上に位置するように各昇降装置を設置する。
【００３９】
上記の実施の形態では、昇降装置は、分散フィーダ２全体の高さを調整するように設けたが、例えばトップコーン４の下方に適当な基盤を設け、これの上に昇降装置を配置して、トップコーン４の傾きのみを調整するように構成することもできる。また、上記の実施の形態では、ロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、上下方向には基盤８、１４によって仕切られているが、周縁部は開放されている。分散フィーダ２上から物品がロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃや昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ側に落下することを防止することをより確実にするため、基盤８が上下動が可能なように昇降装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、基盤１４及びロードセル１６ａ、１６ｂ、１６ｃの周囲を包囲してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば各物品搬送手段に供給する物品の量を迅速にほぼ均一にすることができる。しかも、このように供給量を均一にすることができるにもかかわらず、設置に多くのスペースを要しない。また、これら傾きの調整も分布荷重に基づいて高精度に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態の分散供給装置の正面図及びこの正面図におけるｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図１の分散供給装置において分散フィーダを傾斜させた状態を示す正面図である。
【図３】図１の分散供給装置において使用されている制御手段の動作フローチャートである。
【符号の説明】
２ 分散フィーダ
４ トップコーン（物品受け板）
６ バイブレータ（振動手段）
１０ａ乃至１０ｃ 昇降装置（傾斜手段）
１６ａ乃至１６ｃ ロードセル（分散検出手段）

Claims (4)

1. 平面形状がほぼ円形に形成され、周囲に複数の物品搬送手段が配置された物品受け板に、供給された物品を、前記物品受け板を振動手段によって振動させることによって、前記各物品搬送手段に分散供給する分散フィーダと、
   前記物品受け板の中心から外方に向けて伸びる複数の直線上にそれぞれ設けられた複数の荷重検出手段と、
   前記各直線上に前記各荷重検出手段に対応して設けられ、設けられた位置に対応する前記物品受け板の高さを変更する複数の昇降手段と、
   前記各荷重検出手段の出力信号が小さいものに対応する前記昇降手段ほど前記物品受け板の高さを低く変更させる制御手段とを、
   具備する分散供給装置。
2. 請求項１記載の分散供給装置において、前記荷重検出手段と前記昇降手段とが、前記物品搬送手段よりも内側で、かつ前記物品受け板よりも下方に設けられている分散供給装置。
3. 請求項２記載の分散供給装置において、前記物品受け板の下方に前記振動手段が設けられ、前記振動手段の下方に基盤が設けられ、この基盤よりも下方に前記荷重検出手段と前記昇降手段とが設けられている分散供給装置。
4. 請求項１記載の分散供給装置において、前記各荷重検出手段は、前記物品受け板の周縁部に位置する分散供給装置。

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