JP5084927B2

JP5084927B2 - 計量搬送装置

Info

Publication number: JP5084927B2
Application number: JP2011030416A
Authority: JP
Inventors: 孝橋　　徹; 信弘川井
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2025-10-14
Also published as: JP2011137829A

Description

本発明は、物品を載せた計量台を直線駆動体によって搬送しながら物品の重量値を測定する計量搬送装置に関するものである。

従来、重量選別機には、例えば図２に示されるように、被計量物Ｍを載置する計量台１０１が計量コンベア１０２をなし、計量台１０１上に駆動用のモータ１０３を装着して、そのモータ１０３によって駆動される計量コンベア１０２上に被計量物Ｍを載せて搬送しながら重量測定を行っている。なお、図中符号１０４は荷重センサ（ロードセル）である。このような構成の重量選別機における計量装置１００は、特許文献１などによって知られている。

また、図３に示されるように、計量コンベア１０６には駆動装置を持たず、外部のモータ１０７によって駆動されるベルトまたはチェーン１０８が計量台１０５上を走行して、ベルトまたはチェーン１０８によって搬送される被計量物Ｍが計量台１０５の上を通過するとき重量測定を行うようにした計量装置１１０が特許文献２または特許文献３によって知られている。なお、図中符号１０４は荷重センサである。

さらに、重量式の回転式液体充填機や重量選別機１２０にあっては、図４に示されるように、回転テーブル１２１の上の円周上に複数個の計量台１２２を等間隔で配置して、回転テーブル１２１を回転させながら被計量物Ｍを計量台１２２上に搬入し、計量台１２２上に被計量物Ｍを載せて回転搬送させながら重量測定をする構造のものが知られている（例えば、特許文献４参照）。図中符号１２３は荷重センサ、１２５は回転駆動機構である。

実開昭５９−５６５２９号公報実開昭６０−１４３３２９号公報実開平５−２３０５８号公報特開平３−２４３８３１号公報

しかしながら、前記図２（特許文献１）で知られるような計量装置１００の場合、駆動用のモータ１０３のロータや軸受部の偏心荷重、ベルトコンベア（計量コンベア１０２）の分布荷重にばらつきがあるので、それらの部分が計量コンベア構成部で回転することによって荷重センサ１０４に垂直方向の力が作用する。そのために、荷重計測の精度を高めることが困難になるという問題がある。

また、前記図３で示される計量装置１１０（特許文献２，３などで知られる計量装置）の場合、計量台１０５の外部に装着された駆動装置によってベルトやチェーン１０８が回転駆動されると、固定部に装着されている駆動装置（モータ１０７による駆動部）やベルトプーリ１０８ａからベルト（チェーン）１０８を通じて計量部へ伝播する振動によって、計量部の荷重センサ１０４に垂直方向の力が作用する。また、駆動装置（モータ１０７による駆動部）の振動が計量台１０５の基礎を通じて荷重センサ１０４へ伝達されるなどの外乱によって計測精度が阻害されるという問題がある。

さらに、前記図４で示される装置の場合、直径が大きな回転テーブル１２１を、同一水平面上で滑らかに回転するようにベアリングで支承することは困難であり、また大きな回転テーブル１２１を完全な水平度を保って本体に装着することも難しいので、回転に伴い回転テーブル１２１が上下方向に振動し、この大きな半径の回転テーブル１２１の外周部に支持されている荷重センサ１２３には、テーブル取付部に回転に伴って生ずる振動振幅が拡大されて伝達される。したがって、計測精度を高めることが困難である。

このように、前述のいずれの方法も駆動装置やベルトコンベア，チェーンなど無端状搬送体の回転運動による振動振幅が計量部の荷重センサに拡大伝達され、実際の被計量物重量信号の上に振幅の大きい振動信号が重畳し、誤差の要因となっている。したがって、上記の搬送方式では高い精度で重量測定することが困難であるという問題点がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被計量物の搬送経路とは別個の周回運動する搬送手段を用いて、荷重センサに上下方向の外力が伝達されない状態で、被計量物を水平方向に搬送しながら計量することができる計量搬送装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による計量搬送装置は、
被計量物を搬送する搬送手段の搬送路に隣接して設けられる計量装置によって前記被計量物の重量を測定する計量搬送装置であって、
前記計量装置は、環状溝部を有する走行路に沿って配される励磁コイルと該励磁コイルへの通電により前記環状溝部内で磁気浮上されて移動されるスライダとよりなる磁気浮上式リニアモータと、前記スライダ上に荷重センサを介して搭載される計量台とを備え、前記被計量物を前記搬送手段から受け取り、前記環状溝部を有する走行路に沿って前記リニアモータにより搬送しながら前記計量台により前記被計量物の重量を測定するように構成されていることを特徴とするものである（第１発明）。

本発明において、前記計量台により重量測定の終了した被計量物は、前記搬送手段上に戻されるのが好ましい（第２発明）。

また、前記計量台は、前記環状溝部を有する走行路内に複数台連続的に併設されているのが良い（第３発明）。

第１発明によれば、被計量物を搬送する搬送手段の移動速度に同期して、荷重センサを備える計量台を移動させながら前記搬送手段から被計量物を受け取り、この計量台を環状溝部を有する走行路内で磁気浮上させてその走行路に沿って移動させながら被計量物の重量を測定するように構成されているので、搬送系において機構部品の接触や摺動によって上下方向の振動を発生させることなく計量を行うことができる。したがって、被計量物を移動させながらでも計量精度を高めることができる。また、短い距離間隔または短い時間間隔で連続的に搬送された個々の被計量物に対して長い計量距離または長い計量時間を充てて計量することができる。

第３発明によれば、計量台を支持するスライダを環状溝部を有する走行路の全周に隙間無く並べることができるので、特定のスライダが推進力を有すれば全体が回転移動することになり、全てのスライダをロータにする必要がない。

本発明の一実施形態に係る計量搬送装置の概要平面図（ａ）とそのＡ−Ａ視拡大断面図（ｂ）従来の計量搬送装置の概要図（１）従来の計量搬送装置の概要図（２）従来の計量搬送装置の概要図（３）

次に、本発明による計量搬送装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には本発明の一実施形態に係る計量搬送装置の概要平面図（ａ）とそのＡ−Ａ視拡大断面図（ｂ）が示されている。

本実施形態の計量搬送装置１は、所要直径の磁気浮上式リニアモータによる搬送路上で、被計量物Ｍを計量台に積載して搬送途中で重量測定する形式の装置である。取扱われる物品は、主として例えばビン・缶など胴部が円筒形をした包装体とされる。

この計量搬送装置１は、被計量物Ｍを搬送する搬送手段であるコンベア５０に隣接配置される計量装置１０を備え、コンベア５０によって搬送される被計量物Ｍを送り込み側のスターホイル４８により受け入れて前記計量装置１０にて重量測定を行い、重量測定の終了した被計量物Ｍを送り出し側のスターホイル４９にて再度コンベア５０側に移載して搬出するように構成されている。

前記計量装置１０は、装置の支持台６上に水平状態で設けられ、所要直径で断面角型の環状溝部４１を有する走行路４０と、この走行路４０の環状溝部４１に移動自在に挿入され、この環状溝部４１内で磁気浮上されて一定方向に移動される多数のスライダ４２とよりなる環状の磁気浮上式リニアモータ４３と、このリニアモータ４３のスライダ４２に搭載される荷重センサ４５（ロードセル）と計量台４６とを備えて構成されている。こうして、特定区間における荷重センサ４５による重量測定値が別途設置の記録装置（図示せず）に表示・記録できるようにされている。前記磁気浮上式リニアモータ４３として、走行路４０の環状溝部４１の両内側部には励磁コイル４７が配置され、スライダ４２には永久磁石が取付けられている。なお、スライダ４２に設けられる永久磁石については、すべてのスライダ４２に設けなくとも選択した１個又は複数個のスライダ４２に設けておけば、その磁石を備えるスライダ４２の移動によって他のスライダが走行路４０の環状溝部４１内で押されて全体的に円滑に移動させることが可能である。

また、図１（ａ）に示されるように、環状のリニアモータ４３における各スライダ４２への被計量物Ｍの積載送り込みと送り出しとを行うために、前記走行路４０に隣接する所定位置にそれぞれ水平回転するスターホイル４８，４９が設けられ、隣接位置に設けられたコンベア５０上から送り込み側スターホイル４８によって走行路４０側に被計量物Ｍを引き込み、計量済みの被計量物Ｍを送り出しスターホイル４９によってコンベア５０上に戻すように構成されている。前記両スターホイル４８，４９は、前記コンベア５０の上部と前記走行路４０の上部に跨って回転するように配置されている。また、前記両スターホイル４８，４９によるコンベア５０上から走行路４０への導入部５１と走行路４０からコンベア５０への排出部５２には、移動する部分と接触しない状態で被計量物Ｍをスターホイル４８，４９で移動できるようにガイド５４が設けてある。なお、両スターホイル４８，４９は、前記リニアモータ４３の作動により走行するスライダ４２の速度に同期する速度で回転するように図示しない駆動機構によって回転駆動される。

また、前記各スライダ４２上に設けられる計量台４６には、環状の走行路４０における半径方向に開放されるへこみが形成された受け部片４６ａがそれぞれ設けられ、スターホイル４８による計量台４６上への被計量物Ｍの受け入れおよびスターホイル４９による計量台４６上からの払い出しと保持が容易なように構成されている。

このように構成される本実施形態の計量搬送装置１は、隣接位置に配されているコンベア５０によって搬送される被計量物Ｍを、そのコンベア５０上で図示されない周知の整列手段（例えばスクリュー整列機構など）で予め搬送ピッチを整えて、回転するスターホイル４８の羽根間の凹部４８ａにより掬うように受け入れて、ガイド５４にて案内して環状の走行路４０の計量台４６上に１個ずつ搭載する。

環状の走行路４０内にあるスライダ４２（計量台４６）は、走行路４０の環状溝部４１の内側面に配置されている励磁コイル４７への通電で磁石を備えたスライダ４２が励磁誘導されて環状溝部４１を移動する。環状溝部４１は支持台６に安定に固定取付される。なお、このスライダ４２には磁石を備えていないものが介在されていても、全体的に環状溝部４１に挿入配置されるスライダ４２のうち、前記磁石を備えるものが励磁誘導されて移動するために、他のスライダ４２を押すことで全体が移動する。

こうして走行路４０内で移動する各スライダ４２に搭載される計量台４６は、いずれも荷重センサ４５を介して搭載されているので、環状の走行路４０を移動する間に、計量台４６に積載されている被計量物Ｍの重量測定が行われる。そこで、環状の走行路４０の特定区間に荷重センサ４５の測定データを記録部に送信する箇所を設けて、この測定値送信箇所に達した時点で測定データを記録部に送信して記録させる。このデータは記録部で記録・表示させ、やがて送り出し位置に到達すると、送り出し側スターホイル４９の羽根間に形成された凹部４９ａによってコンベア５０側に運び出され、コンベア５０上に移載されて搬出される。

前記計量台４６上の被計量物は、水平方向に磁気浮上力で移動されるスライダ４２上において直結される荷重センサ４５によって重量測定されるので、上下方向の作用力（振動力）を殆ど受けないから、被計量物の重量測定を高い精度で測定することができる。

以上のように本実施形態の計量搬送装置１によれば、荷重センサ４５を備えた計量台４６が環状搬送路を周回移動しながら重量測定が行われるので、短い距離間隔または短い時間間隔で連続的に搬送された個々の被計量物Ｍに対して長い計量距離または長い計量時間を充てて計量することができる。または、環状搬送路に設ける計量台の台数を少ない構成としても、十分長い計量時間を充てることができる。しかも、個別の計量部（荷重センサ４５）は固定の支持台６上に設けたリニアモータ４３によって駆動されるので、垂直方向（重力作用方向）に作用する基礎振動ノイズが従来の標準的なモータによる回転駆動方式に比べて小さく、極めて高精度に重量測定ができるという利点がある。また、スライダ４２は環状の走行路４０の全周に隙間無く並べられるので、特定のスライダ４２が推進力を有すれば全体が回転移動することになり、全てのスライダ４２をロータにする必要がない。

本実施形態において採用するリニアモータについては、前記説明に限定されるものではなく、全体構成において最適のものを採用するのが好ましい。

上述したように、本実施形態においては、搬送路にリニアモータのように水平方向の移動に対して直交する方向の外力（振動力）が殆ど作用しない構成を計量部に取り入れて搬送することによって荷重センサに基礎振動を与えないようにして重量測定を行えるように構成したので、被計量物Ｍの測定精度を格段に高めることができる。しかも、構造的に簡素化できるので装置のコストダウンを図ることができる。

本発明の計量搬送装置は、簡素な構造にて高精度の重量測定を行うことができるので、特にビン・缶など胴部が円筒形をした包装体の重量測定に適用して実施効果が大である。

１計量搬送装置
１０計量装置
４０走行路
４１環状溝部
４２スライダ
４３リニアモータ
４５荷重センサ
４６計量台
４７励磁コイル
４８，４９スターホイル
５０コンベア
５４ガイド

Claims

被計量物を搬送する搬送手段の搬送路に隣接して設けられる計量装置によって前記被計量物の重量を測定する計量搬送装置であって、
前記計量装置は、環状溝部を有する走行路に沿って配される励磁コイルと該励磁コイルへの通電により前記環状溝部内で磁気浮上されて移動されるスライダとよりなる磁気浮上式リニアモータと、前記スライダ上に荷重センサを介して搭載される計量台とを備え、前記被計量物を前記搬送手段から受け取り、前記環状溝部を有する走行路に沿って前記リニアモータにより搬送しながら前記計量台により前記被計量物の重量を測定するように構成されていることを特徴とする計量搬送装置。
前記計量台により重量測定の終了した被計量物は、前記搬送手段上に戻される請求項１に記載の計量搬送装置。
前記計量台は、前記環状溝部を有する走行路内に複数台連続的に併設されている請求項１または２に記載の計量搬送装置。