JP4659167B2

JP4659167B2 - ホッパ装置

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Publication number: JP4659167B2
Application number: JP33280499A
Authority: JP
Inventors: 正俊今中
Original assignee: 正俊今中
Priority date: 1999-11-24
Filing date: 1999-11-24
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: JP2001146319A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホッパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゲートがホッパ本体に対して揺動するホッパ装置では、一般に、ゲートが閉じる際に衝突音が発生する。かかる衝突音は騒音の原因となる。特に、組合せ計量装置は、多数のホッパ装置を有すると共に、開閉回数が多いので、前記騒音の抑制・防止を図ることは重要である。
【０００３】
そこで、従来より、ゲートを開閉する駆動用モータの出力軸の停止位置や回転速度を制御して、ゲートの衝突音の低減を図った装置が知られている（たとえば、特開平５−１６２７８７号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ゲートを開閉させるためのトグルリンク機構を採用したホッパ装置では、“遊び”が存在する。かかる“遊び”が存在するため、前記モータを制御しても、ゲートが閉じる際には、ゲートがホッパ本体に衝突し、更に、前記“遊び”が存在するために、衝突時の振動が減衰しにくいので、当該衝突時の騒音を今一つ低減することができない。
【０００５】
したがって、本発明は、ホッパ装置において、ゲートがホッパ本体に衝突する際の騒音を低減ないし防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、ゲートを回動機構を介して回転させてホッパ本体の排出口を開閉するホッパ装置であって、前記回動機構は、第１および第２リンクが略一直線になることでゲートが閉状態となるトグルリンク機構と、正方向および逆方向に回動して前記トグルリンク機構を介して前記ゲートを開方向および閉方向に回動させる従動リンクとを有するホッパ装置において、前記第２リンクと一体に「く」の字状を形成する連接リンク部と駆動源からの駆動力により回転され前記連接リンク部を回転させる駆動リンクとを備え、前記トグルリンク機構は、２つの固定中心と２つの移動中心とを有し、前記２つの固定中心の一方の位置を回転させて位置調整を行う調整機構を備え、前記トグルリンク機構の２つの移動中心のうち前記第１および第２リンクが互いに回転自在に連結された第１移動中心において前記第２リンクに前記連接リンク部が連らなり、前記第１移動中心において前記第２リンクに連なる連接リンク部と前記駆動リンクとが略一直線になることで前記連接リンク部と一体に「く」の字状を形成する第２リンクと前記第１リンクとが略一直線になって前記ゲートが閉状態となることを特徴とする。
【０００７】
本発明においては、ゲートをトグルリンク機構および従動リンクを介してホッパ本体に組み付けながら、あるいは、組み付けた後に、調整機構を操作して、前記従動リンクの回転端の位置調整を行う。これにより、ゲートが閉じた際にゲートがホッパ本体に衝突しないように、あるいは、衝突しにくいように設定する。したがって、騒音の低減ないし防止を図ることができる。
【０００８】
本明細書において、「トグルリンク機構」とは、いわゆる「トグルジョイント」のことで、閉状態のゲートがゲートや内容物の重量で開かないようにするための倍力機構である。「回転端の位置調整」は、トグルリンク機構の固定中心の位置を調整することにより行うことができる。
【０００９】
ここで、「永久中心」とは、２個の物体（リンク）の間の瞬間中心がその２個の物体（リンク）に関して定点である場合の前記瞬間中心をいう（大学課程「機構学」，オーム社）。
また、「固定中心」とは、前記永久中心のうち、当該中心の位置が機械の固定された部分（ホッパ本体）に対して、運動時に一定（不動）である点をいう（同前）。
なお、運動している物体は、全てある瞬間にはある点を中心として回転運動しているとみなすことができ、かかる点を「瞬間中心」という（同前）。
【００１０】
本発明は、複数の計量ホッパ装置で計量した被計量物を複数個集めて目標重量または目標個数とする組合せ計量装置に適用することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を組合せ計量装置を例にとって説明する。
まず、該装置の一般的な機構および動作について簡単に説明する。
【００１２】
図１に示すように、搬送コンベヤ３００は、被計量物である内容物Ｍを組合せ計量装置４００の分散フィーダ４０１の中央へ落下させる。なお、内容物Ｍは数個ないし多数個が集められて後に袋詰めされて商品となる。
【００１３】
前記分散フィーダ４０１および各供給トラフ３ｉは、それぞれ加振装置の駆動により振動することで、分散フィーダ４０１上の内容物Ｍを、各供給トラフ３ｉの下流に設けられた多数のプールホッパ本体４ｉに供給する。これら各プールホッパ本体４ｉには、ゲート５ｉが設けられ前記各供給トラフ３ｉから供給されて受け取った内容物Ｍを一時的に収容して貯留する。前記各プールホッパ本体４ｉの下流には計量ホッパ本体６ｉが設けられている。これら各計量ホッパ本体６ｉには、前記プールホッパ本体４ｉから内容物Ｍが投入される。投入された内容物Ｍの重量は重量検出器７ｉで検出される。計量ホッパ本体６ｉの下方にはゲート８ｉが設けられている。ゲート８ｉの下方には大きな集合排出シュート９が設けられており、前記各重量検出器７ｉで検出された内容物Ｍの重量を組み合わせることで、内容物Ｍを一まとめにして目標値もしくは目標値に近い値とし、下流に内容物Ｍを落下させる。
【００１４】
図２に示す前記計量ホッパ本体６およびゲート８と、回動機構１は、ホッパ装置Ｐを構成する。各ホッパ装置Ｐは、たとえばソレノイドを駆動源とする開閉駆動機を備えている。該開閉駆動機はソレノイドの駆動力により出力軸２２を所定角度回転させ、該出力軸２２に連結された図３の駆動アーム（駆動リンク）２３を、図３（ａ），（ｂ）のように所定角度の範囲において往復角運動させる。前記駆動アーム２３は、たとえば、図２のブラケット６０に回転自在に設けたカップリング２３ａを介して前記出力軸２２に連結されている。なお、ホッパ装置Ｐは、前記カップリング２３ａではなく、フォーク方式で脱着できる構造としてもよい。
【００１５】
計量ホッパ本体６には、ブラケット６０を介して前記回動機構１が取り付けてあり、図３の前記回動機構１を介してゲート８が取り付けてある。前記回動機構１はゲート８を回転させて計量ホッパ本体６の排出口６１を開閉させる。ゲート８と、計量ホッパ本体６の下端との間には、極く狭い(0.1mm程度の) 隙間Ｓｓを設定するのが好ましい。なお、回動機構１の構造を分かり易くするために、図３にはブラケット６０（図２）を図示していない。
【００１６】
前記回動機構１は、連接リンク部１０，トグルリンク機構Ｔおよび従動リンク１３を備えている。前記連接リンク部１０の下端の入力軸１０ａには、前記駆動アーム２３が係合している。したがって、出力軸２２がゲート８を開くのに必要な角度だけ回動すると、それに応じて駆動アーム２３が所定の回動を行って、入力軸１０ａを介して、連接リンク部１０が図３（ａ），（ｂ）に示すような運動を行う。
なお、入力軸１０ａは駆動アーム２３に設けた長孔（図示せず）に対し摺動自在となっている。
【００１７】
前記トグルリンク機構Ｔは、第１固定中心（永久中心）Ｆ１を中心に回動する第１リンク１１と、該第１リンク１１の左端部（第１固定中心Ｆ１の反対側の端部）の第１移動中心（永久中心）Ｃ１に回転自在に連結された第２リンク１２とを備えており、本実施形態では前記第１移動中心Ｃ１において逆「へ」の字状に屈曲する。トグルリンク機構Ｔの第１移動中心Ｃ１は、回動機構１に操作力を入力する点であり、本実施形態では前記連接リンク部１０が第２リンク１２と一体に「く」の字状に形成されている。前記第２リンク１２の左端部の第２移動中心（永久中心）Ｃ２には、前記従動リンク１３が回転自在に取り付けてある。該従動リンク１３は、その中央部において第２固定中心Ｆ２を中心に計量ホッパ本体６に回転自在に取り付けられている。したがって、前記第１リンク１１、第２リンク１２、従動リンク１３および計量ホッパ本体６は、点Ｆ１と点Ｆ２の間を固定リンクと考えれば、四節回転連鎖（４つのリンクの全てが回り対偶によって連鎖をなしたもの）を構成する。
【００１８】
前記従動リンク１３の下端部（第２移動中心Ｃ２の反対側の端部）には、板状のゲート８が装着されている。したがって、図３（ａ）の閉状態から、連接リンク部１０が左側（正方向）に所定角度だけ回転すると、図３（ｂ）のようにトグルリンク機構Ｔが逆「へ」の字状に屈曲し、従動リンク１３を介してゲート８が開方向Ｏに回動して排出口６１を開放する。一方、図３（ｂ）の開状態から連接リンク部１０が右側（逆方向）に所定角度だけ回転すると、図３（ａ）のように、第２リンク１２の上端部がストッパ６２に当接して、第１リンク１１と第２リンク１２とが略一直線になり、従動リンク１３を介してゲート８が閉方向Ｓに回動して排出口６１を閉じる。
なお、トグルリンク機構Ｔが略一直線になった状態でゲート８が閉となることにより、ゲート８の閉止後に、被計量物Ｍの投入等による外力（衝撃）が働いても、当該外力によってゲートが開かない構造となっている。
本明細書において、「略一直線」とは、完全に一直線となることの他に、一直線に近い状態を含む。
【００１９】
さらに、本実施形態では、前記駆動アーム２３および連接リンク部（入力機構）１０が略一直線上に並んだ時に前記トグルリンク機構Ｔの２本のリンクが略一直線上に並んで前記ゲート８が閉止状態となる。したがって、ゲート８の閉止状態の保持が確実になる。
【００２０】
また、本実施形態では、第２リンク１２と連接リンク部１０とが一体のＬ型リンクで構成されており、したがって、連設リンク１０と第２リンク１２との間に遊びがないので、ゲート８の閉状態から、駆動アーム２３が回転すると、直ちに、ゲート８が開方向に俊敏に開き得る構造となっている。
【００２１】
つぎに、本発明の要部である調整機構３０について説明する。
図３に示すように、調整機構３０は第１固定中心Ｆ１に設けられている。図４に示すように、調整機構３０は、軸受３４、偏心軸（軸部材）３５および複数個の止ネジ３６とを備えている。前記軸受３４はブラケット６０（図２）を介して計量ホッパ本体６に固着されており、該軸受３４には軸受孔３４ａが形成されている。前記偏心軸３５は前記軸受孔３４ａに嵌合する固定軸部３５ａと偏心軸部３５ｂとを備えている。前記偏心軸部３５ｂには、図３の第１リンク１１が第１固定中心Ｆ１において回転自在に嵌合し（回り対偶で取り付けられ）ている。
【００２２】
図４の前記固定軸部３５ａは止ネジ３６を締めることにより軸受３４に固定され、一方、止ネジ３６を緩めることにより軸受孔３４ａ内で回転自在となる。前記偏心軸部３５ｂは前記固定軸部３５ａに対して微小寸法Δ（たとえば0.5mm 程度）だけ偏心して設けてある。すなわち、偏心軸３５の回転中心Ｃｃに対して第１固定中心Ｆ１が微小寸法Δだけ偏心している。したがって、偏心軸３５の回転位置を設定することで、第１固定中心Ｆ１の位置を調整することができる。
【００２３】
このように、第１固定中心Ｆ１の位置を調整することで、図３のゲート８が閉止した際に、トグルリンク機構Ｔの３つの点Ｃ２，Ｃ１，Ｆ１が一直線上に並ぶように設定することができると共に、これらの３つの点Ｃ２，Ｃ１，Ｆ１を含むピンなどの回りに“遊び”（リンク間の遊び）がなくなる。そのため、ゲート８の閉止位置の精度を向上させることができると共に、閉止したゲート８が計量ホッパ本体６に衝突しても、ゲート８が計量ホッパ本体６密着して、当該衝突時のゲート８の振動が逸早く減衰して、振動音を減衰させることができる。
ところで、前記第１固定中心Ｆ１の位置調整に伴って、３つの点Ｃ２，Ｃ１，Ｆ１が一直線上に並んだ際の第１移動中心Ｃ１の位置も若干変位するので、ストッパ６２の位置も若干変更する必要がある。ストッパ６２の位置を変更する方法としては、図２のストッパ６２のリンクの当接具合を工具を使用して手作業で調整したり、あるいは、ストッパ６２に予めネジ穴を設け、該ネジ穴に調整ボルトを挿入し、その先端で調整する等の方法もある。なお、本発明ではストッパ６２は必ずしも設ける必要がない。
【００２４】
さらに、本実施形態では、図３の駆動アーム２３および連接リンク１０が一直線上に並んだ時に、前記トグルリンク機構Ｔの２本のリンク１１，１２が一直線上に並んでゲート８が閉止状態となる。そのため、第２リンク１２が本来停止すべき位置よりもオーバーランしにくいから、ゲート８の閉止位置を精度良く調整することができる。しかも、ゲート８の閉止直前の速度を著しく小さくすることができるから、発生する衝撃音が小さくなる。
【００２５】
さらに、本実施形態の場合、ゲート８の下端の第１突出片部８１が、計量ホッパ本体６の下端の第２突出片部６３に対し、まず先端が当接した後、前記両突出片部６３，８１が弾性変形する。その後、ゲート８全体が計量ホッパ本体６に接触するようにしている。そのため、第１突出片部８１が衝突した際の衝撃を和らげて、消音効果を高めることができる。
なお、第１および第２突出片部８１，６３の曲げ具合は、組立時又は組立後に適宣調整してもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、図４の偏心軸３５を回転させることで、第１固定中心Ｆ１の位置を調整するから、つまり、偏心軸部３５ｂが軸受孔３４ａに隙間なく（しっくり）嵌まっているから、ゲート８が繰り返し開閉しても、当該開閉時の衝撃で第１固定中心Ｆ１の位置が経時的に変位するおそれがない。
【００２７】
なお、前記実施形態では計量器のホッパ装置Ｐについて説明したが、プールホッパについても同様なリンク機構を採用しており、騒音の低減を図っている。
【００２８】
ところで、前記各実施形態では、第１固定中心Ｆ１の位置を調整することにより、閉状態に対応する従動リンク１３の回転端の位置（図３（ａ）の位置）を調整したが、本発明では第２固定中心Ｆ２の位置を調整してもよい。すなわち、図５のように、第２固定中心Ｆ２に調整機構３０を設けて、点Ｆ２の位置を変更すれば、従動リンク１３の回転端の位置が変わり、ゲート８の閉状態の位置を設定変更することができると共に、リンク１１，１２，１３間の“遊び”を小さくすることができる。
但し、第１固定中心Ｆ１に調整機構を設ける方が、繰り返し加わる衝撃に対する耐久性が優れ、また、加工性や調整の作業性が良い。
【００２９】
つぎに、調整機構の他の例を図６を用いて説明する。
本実施形態では、調整機構３０Ａはアーム状の調整ブラケット３１、固定ボルト３２および雌ネジ部材３３を備えている。前記調整ブラケット３１の上端部には、前記第１固定中心Ｆ１が設けられている。前記雌ネジ部材３３はブラケット６０を介して計量ホッパ本体６に固着されている。前記固定ボルト３２は、前記雌ネジ部材３３との間で前記調整ブラケット３１を挟み付けている。
【００３０】
したがって、前記調整ブラケット３１は、その回転位置が調整可能になっており、これにより、第１固定中心Ｆ１の位置を矢印Ａ方向に調整することができる。この第１固定中心Ｆ１の位置調整を行うことにより、第２移動中心Ｃ２の回転端の位置が矢印Ａ方向に変更されることになるので、ゲート８の閉状態に対応する従動リンク１３の回転端の位置が変更される。
本実施形態のその他の構成は第１実施形態と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ゲートの閉状態に対応する従動リンクの回転端の位置調整を行うことができるから、閉状態のゲートとホッパ本体との間の隙間の大きさを微調整することができる。したがって、ゲートがホッパ本体の排出口側に衝突するのを抑制し得ると共に、閉止したゲートがホッパ本体に衝突しても、衝突と同時にゲートがホッパ本体に密着して、衝突時のゲートの振動が衝突直後に逸早く減衰して、振動音を減衰させることができるから、騒音の低減を図ることができる。
【００３２】
また、偏心した軸部材を用いて位置調整を行えば、固定中心の位置が経時的に変位するおそれがない。
【００３３】
削除
【００３４】
また、ゲート先端の第１突出片部がホッパ先端の第２突出片部に衝突して衝撃を和らげる場合、更なる騒音の低減を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる組合せ計量装置の機能を示す概念図である。
【図２】第１実施形態にかかるホッパ装置を示す斜視図である。
【図３】計量ヘッドを示す側面図である。
【図４】調整機構を示す斜視図である。
【図５】第２実施形態にかかるホッパ装置を示す側面図である。
【図６】変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｐ：ホッパ装置
１：回動機構
６：計量ホッパ本体
７：重量検出器
８：ゲート
１０：連接リンク部
１３：従動リンク
２３：駆動アーム
３０，３０Ａ：調整機構
Ｔ：トグルリンク機構
Ｆ１：第１固定中心
Ｆ２：第２固定中心
Ｃ１，Ｃ２：移動中心（永久中心）

Claims

ゲートを回動機構を介して回転させてホッパ本体の排出口を開閉するホッパ装置であって、
前記回動機構は、第１および第２リンクが略一直線になることでゲートが閉状態となるトグルリンク機構と、正方向および逆方向に回動して前記トグルリンク機構を介して前記ゲートを開方向および閉方向に回動させる従動リンクとを有するホッパ装置において、
前記第２リンクと一体に「く」の字状を形成する連接リンク部と駆動源からの駆動力により回転され前記連接リンク部を回転させる駆動リンクとを備え、
前記トグルリンク機構は、２つの固定中心と２つの移動中心とを有し、
前記２つの固定中心の一方の位置を回転させて位置調整を行う調整機構を備え、
前記トグルリンク機構の２つの移動中心のうち前記第１および第２リンクが互いに回転自在に連結された第１移動中心において前記第２リンクに前記連接リンク部が連らなり、
前記第１移動中心において前記第２リンクに連なる連接リンク部と前記駆動リンクとが略一直線になることで前記連接リンク部と一体に「く」の字状を形成する第２リンクと前記第１リンクとが略一直線になって前記ゲートが閉状態となるホッパ装置。
請求項１において、
前記調整機構は前記一方の位置調整される固定中心を形成する軸部材を備えており、前記軸部材は軸受孔に嵌合する固定軸部と、前記位置調整される固定中心のまわりに回転自在に嵌合する偏心軸部とを備え、
前記固定軸部は前記軸受孔に回転位置を調整可能に取り付けられており、該固定軸部の回転中心に対して前記偏心軸部における前記位置調整される固定中心が偏心して設けられているホッパ装置。
請求項１もしくは２において、
前記ゲートおよびホッパ本体の下端部には、それぞれ、互いに当接する第１および第２突出片部が設けられ、
前記ゲートの閉止時に前記第１突出片部が第２突出片部に先端部から衝突した後、弾性変形することにより、ゲート閉止時の衝撃を緩衝するホッパ装置。
請求項１、２もしくは３において、
前記位置調整される固定中心の位置調整に伴って、前記連接リンク部の先端である前記第１移動中心の位置が変位することを特徴とするホッパ装置。