JP5124348B2 - 組合せ計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、組合せ計量装置に関する。

組合せ計量装置は、分散テーブルと、分散テーブルの周囲に円形配列された複数のトラフと、各トラフの外端部の下方に配置されたプールホッパと、プールホッパの下方に配置された計量ホッパとを備えて構成されている。分散テーブルの上方から投入された物品は、分散テーブルによって放射状に分散されて、各トラフの内端部に供給される。トラフに供給された物品は、トラフの底面である物品搬送面上を内端部から外端部に向かって搬送された後、トラフの外端部から排出される。トラフから排出された物品は、プールホッパに供給され、プールホッパ内で一時的に貯留される。プールホッパから排出された物品は、計量ホッパに供給され、計量ホッパ内で一時的に貯留されるとともに、ロードセル等の計量手段によってその重量が計量される。そして、目標重量に一致又は最も近接する重量値を実現する計量ホッパの組合せが選択され、選択された一又は複数の計量ホッパから排出された物品が集合されて、下流機器に向けて排出される。

なお、例えば下記特許文献１には、いわゆるスクリュー式トラフが採用された組合せ計量装置が開示されている。

米国特許出願公開第２００６／０１９６７０１号明細書

組合せ計量装置において、物品の目標重量が比較的小さい場合には、各計量ホッパに貯留される物品の量を少なくする必要がある。そのためには、各プールホッパに貯留される物品の量、ひいては、トラフからプールホッパに供給される物品の量を少なくする必要がある。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、トラフから排出される物品の量を制限することにより、計量ホッパへの物品の供給量が過多となる事態を回避又は抑制し得る、組合せ計量装置を得ることを目的とする。

本発明の第１の態様に係る組合せ計量装置は、上方から投入された物品を放射状に分散させる分散手段と、前記分散手段の周囲の円周上に配列された複数の搬送手段と、前記複数の搬送手段の周囲の円周上に配列された複数の計量ホッパとを備える、組合せ計量装置であって、前記搬送手段は、前記分散手段の下方に位置する内端部と、前記計量ホッパの上方に位置する外端部とを有し、底面が物品搬送面として規定されるトラフと、前記分散手段から供給された物品を、回転駆動されることによって前記外端部に向けて搬送する、スパイラル部材と、前記分散手段から供給された物品のうち、前記物品搬送面に供給される物品の量を制限する、規制手段とを有することを特徴とするものである。

第１の態様に係る組合せ計量装置によれば、分散手段から供給された物品のうちトラフの物品搬送面に供給される物品の量が、規制手段によって制限される。つまり、分散手段から供給された物品の一部は、直ちに物品搬送面に供給されることなく、搬送手段内で一時的に貯留される。従って、トラフから排出される物品の量を制限することができ、その結果、計量ホッパへの物品の供給量が過多となる事態を回避又は抑制することが可能となる。

本発明の第２の態様に係る組合せ計量装置は、第１の態様に係る組合せ計量装置において特に、前記規制手段は、前記内端部において前記スパイラル部材の内部空間に配設された円柱部材を有し、前記円柱部材の長さは可変であることを特徴とするものである。

第２の態様に係る組合せ計量装置によれば、円柱部材の長さを長く設定することにより、搬送手段内で貯留される物品の量を多くでき、一方、円柱部材の長さを短く設定することにより、搬送手段内で貯留される物品の量を少なくできる。従って、物品の目標重量に応じて円柱部材の長さを適切に設定することにより、トラフから排出される物品の量を調整することが可能となる。

本発明の第３の態様に係る組合せ計量装置は、第１又は第２の態様に係る組合せ計量装置において特に、前記規制手段は、前記内端部において前記スパイラル部材の内部空間に配設された円柱部材を有し、前記スパイラル部材は、その開口径が前記内端部から前記外端部に向かって徐々に大きくなる先広がりの形状を有しており、前記円柱部材は、前記スパイラル部材の形状に対応する先広がりの形状を有していることを特徴とするものである。

第３の態様に係る組合せ計量装置によれば、円柱部材が先広がりの形状を有することにより、円柱部材の先端からトラフの物品搬送面に向けて物品が落下する際の落差を大きくすることができる。これにより、密着又は密集している物品を分離又は分散させる効果が高まる。また、円柱部材の先広がりの形状は、スパイラル部材の先広がりの形状に対応するため、円柱部材とスパイラル部材との隙間の寸法は、円柱部材の全ての箇所において一定となる。そのため、隙間の寸法が小さ過ぎて搬送力が低下する箇所や、逆に、隙間の寸法が物品の高さサイズよりも大きくなって搬送力がゼロとなる箇所が発生することを、回避することが可能となる。

本発明の第４の態様に係る組合せ計量装置は、第２又は第３の態様に係る組合せ計量装置において特に、前記円柱部材と前記スパイラル部材との間には、物品のサイズに応じて隙間が設けられていることを特徴とするものである。

第４の態様に係る組合せ計量装置によれば、物品の高さサイズの半分程度の隙間を円柱部材とスパイラル部材との間に設けることによって、物品の高さの中央付近をスパイラル部材によって押すことができる。そのため、隙間がないことにより物品の下端部がスパイラル部材によって押される場合と比較すると、スパイラル部材による物品の搬送力を高めることが可能となる。

本発明によれば、計量ホッパへの物品の供給量が過多となる事態を回避又は抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

図１は、本発明の実施の形態に係る組合せ計量装置１の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、組合せ計量装置１は、分散テーブル２、搬送手段３、プールホッパ４、計量ホッパ５、及び集合シュート６を備えて構成されている。

分散テーブル２は、組合せ計量装置１の装置本体のほぼ中央に配置されている。搬送手段３は、分散テーブル２の周囲の円周上に並んで配列されている。組合せ計量装置１は、複数（以下の例では２０個）の搬送手段３を備えている。プールホッパ４は、複数の搬送手段３の周囲の円周上に並んで配列されている。つまり、複数のプールホッパ４が円形配列されている。プールホッパ４は、複数の搬送手段３の各々に対応して配置されている。従って、本実施の形態の例では、組合せ計量装置１は２０個のプールホッパ４を備えている。計量ホッパ５は、プールホッパ４の下方において、複数の搬送手段３の周囲の円周上に並んで配列されている。つまり、複数の計量ホッパ５が円形配列されている。計量ホッパ５は、複数のプールホッパ４の各々に対応して配置されている。従って、本実施の形態の例では、組合せ計量装置１は２０個の計量ホッパ５を備えている。集合シュート６は、計量ホッパ５の下方に配置されている。

図２及び図３はそれぞれ、組合せ計量装置１のうち、３個の搬送手段３を抜き出して、その周囲の構造とともに示す斜視図及び上面図である。図２，３には、搬送手段３の３パターンのバリエーションを、それぞれ搬送手段３Ａ，３Ｂ，３Ｃとして示している。１つのパターンが全ての搬送手段３に適用されるのが通常であるが、複数のパターンを混在させることも可能である。

＜搬送手段３Ａ＞
図４及び図５はそれぞれ、図２，３に示した搬送手段３Ａをその周囲の構造とともに示す正面図及び側面図（図５の一部は断面図）である。図４，５に示すように、搬送手段３Ａは、トラフ１５、スパイラル部材１６、及び円柱部材２０を備えて構成されている。図５を参照して、トラフ１５の内端部（図５では左端部）は、分散テーブル２の外周縁の下方に位置している。また、トラフ１５の外端部（図５では右端部）は、プールホッパ４（図５には示さない）の上方に位置している。プールホッパ４は計量ホッパ５の上方に位置しているため、トラフ１５の外端部は、計量ホッパ５の上方にも位置していることとなる。トラフ１５は、円筒（正確には中空円錐）のほぼ上半部が切り取られた形状を有している。従って、トラフ１５は、円筒の内面として規定される底面と、開口した上面とを有している。トラフ１５の底面は、物品搬送面として規定される。

スパイラル部材１６は、トラフ１５の底面上に、回動自在に配置されている。スパイラル部材１６の内端は、回転軸１７に固定されている。回転軸１７がモータによって回転駆動されることにより、スパイラル部材１６は、トラフ１５内の物品を内端部から外端部に向けて押し出す方向に回転駆動される。

また、図２〜５に示すように、トラフ１５は先広がりの形状を有しており、トラフ１５の断面の径（トラフ１５を正面から眺めたときの断面半円の半径）は、内端部から外端部に向かって徐々に大きくなっている。これにより、互いに隣接するトラフ１５同士が、内端部から外端部までの全域に亘って互いに接している。また、図５に示すように、トラフ１５は、内端部よりも外端部のほうが下方に位置するように、前傾姿勢で傾斜配置されている。これにより、トラフ１５の底面は、内端部から外端部に向かって、下りのスロープとして規定される。また、スパイラル部材１６は、トラフ１５の先広がりの形状に対応して、先広がりのスパイラル構造を有している。つまり、外端部におけるスパイラル部材１６の開口径（スパイラル部材１６の中心軸上の遠方からスパイラル部材１６を眺めたときの円の半径）は、内端部におけるスパイラル部材１６の開口径よりも大きく設定されている。

円柱部材２０は、スパイラル部材１６の内部空間において、スパイラル部材１６と同軸上に配設されている。図５に示した例では、円柱部材２０は、トラフ１５の内端から、トラフ１５の中央よりもやや内側にまで延在している。円柱部材２０の断面円の径は、その内端から外端に亘って同一である。なお、円柱部材２０は、中空の円柱（つまり円筒）であっても良い。

図６は、搬送手段３Ａによって物品５０が搬送される様子を示す側面図（一部は断面図）である。以下、図１〜６を参照して、組合せ計量装置１の動作について説明する。計量対象である物品（例えば生肉等の食品）は、分散テーブル２の上方から、分散テーブル２の上面の中央部に落下投入される。分散テーブル２上に投入された物品は、回転駆動されている分散テーブル２によって放射状に分散されつつ、分散テーブル２の外周縁から排出される。

図６を参照して、分散テーブル２から排出された物品５０は、まず、トラフ１５の底面（物品搬送面）ではなく円柱部材２０上に供給され、そこで一時的に貯留される。つまり、円柱部材２０は、分散テーブル２から搬送手段３Ａに供給された物品５０のうち、物品搬送面に供給される物品５０の量を制限する規制手段として機能する。図２に示すように、隣接する搬送手段３同士の境界の上方には、ロッド１０が配設されている。このロッド１０は、円柱部材２０上における物品５０の貯留に寄与する。

搬送手段３Ａにおいては、スパイラル部材１６が断続的に回転駆動されている。従って、円柱部材２０上に貯留されている物品５０は、回転駆動されているスパイラル部材１６によって押されながら、円柱部材２０の先端（図６では右端）に向かって搬送される。やがて、物品５０は円柱部材２０の先端から落下し、トラフ１５の底面上に供給される。

トラフ１５の底面上に供給された物品は、回転駆動されているスパイラル部材１６によって押されながら、下りのスロープを滑落することにより、トラフ１５の底面上を外端部に向かって搬送される。やがて、物品５０はトラフ１５の先端から排出される。

搬送手段３Ａから排出された物品５０は、プールホッパ４に供給され、プールホッパ４内で一時的に貯留される。プールホッパ４から排出された物品５０は、計量ホッパ５に供給され、計量ホッパ５内で一時的に貯留されるとともに、ロードセル等の計量手段（図示しない）によってその重量が計量される。

そして、物品５０を貯留している全ての計量ホッパ５のうち、目標重量に一致又は最も近接する重量値を実現するホッパの組合せが演算によって求められ、選択された一又は複数の計量ホッパ５内に貯留されている物品５０が排出される。計量ホッパ５から排出された物品５０は、集合シュート６によって集合されて、下流機器（図示しない）に向けて組合せ計量装置１から排出される。

＜搬送手段３Ｂ＞
図７及び図８はそれぞれ、図２，３に示した搬送手段３Ｂをその周囲の構造とともに示す正面図及び側面図（図８の一部は断面図）である。図７，８に示すように、搬送手段３Ｂは、トラフ１５、スパイラル部材１６、及び円柱部材（正確には円錐部材）３０を備えて構成されている。トラフ１５及びスパイラル部材１６の構造は、図４，５に示した搬送手段３Ａのそれと同様である。

円柱部材３０は、スパイラル部材１６の内部空間において、スパイラル部材１６と同軸上に配設されている。図８に示した例では、円柱部材３０は、トラフ１５の内端から、トラフ１５の中央よりもやや内側にまで延在している。円柱部材３０は、スパイラル部材１６の先広がりの形状に対応（相似）して、先広がりの形状を有している。つまり、円柱部材３０の断面円の径は、その内端から外端に向かって徐々に大きくなっている。なお、円柱部材３０は、中空の円柱（つまり円筒）であっても良い。

図９は、搬送手段３Ｂによって物品５０が搬送される様子を示す側面図（一部は断面図）である。分散テーブル２から排出された物品５０は、まず、トラフ１５の底面（物品搬送面）ではなく円柱部材３０上に供給され、そこで一時的に貯留される。つまり、円柱部材３０は、分散テーブル２から搬送手段３Ｂに供給された物品５０のうち、物品搬送面に供給される物品５０の量を制限する規制手段として機能する。

搬送手段３Ｂにおいては、スパイラル部材１６が断続的に回転駆動されている。従って、円柱部材３０上に貯留されている物品５０は、回転駆動されているスパイラル部材１６によって押されながら、円柱部材３０の先端（図９では右端）に向かって搬送される。やがて、物品５０は円柱部材３０の先端から落下し、トラフ１５の底面上に供給される。

トラフ１５の底面上に供給された物品５０は、回転駆動されているスパイラル部材１６によって押されながら、下りのスロープを滑落することにより、トラフ１５の底面上を外端部に向かって搬送される。やがて、物品５０はトラフ１５の先端から排出される。以降の動作は上記と同様である。

＜搬送手段３Ｃ＞
図１０及び図１１はそれぞれ、図２，３に示した搬送手段３Ｃをその周囲の構造とともに示す正面図及び側面図（図１１の一部は断面図）である。図１０，１１に示すように、搬送手段３Ｃは、トラフ１５、スパイラル部材１６、及び円柱部材（正確には円錐部材）４０を備えて構成されている。トラフ１５及びスパイラル部材１６の構造は、図４，５に示した搬送手段３Ａのそれと同様である。

円柱部材４０は、スパイラル部材１６の内部空間において、スパイラル部材１６と同軸上に配設されている。図１１に示した例では、円柱部材４０は、トラフ１５の内端から、トラフ１５の中央よりもやや内側にまで延在している。円柱部材４０は、スパイラル部材１６の先広がりの形状に対応（相似）して、先広がりの形状を有している。つまり、円柱部材４０の断面円の径は、その内端から外端に向かって徐々に大きくなっている。また、スパイラル部材１６と円柱部材４０との隙間には、円柱部材４０の外面に対して起立する板状体４１が設けられている。なお、円柱部材４０は、中空の円柱（つまり円筒）であっても良い。

図１２は、搬送手段３Ｃによって物品５０が搬送される様子を示す側面図（一部は断面図）である。分散テーブル２から排出された物品５０は、まず、トラフ１５の底面（物品搬送面）ではなく円柱部材４０上に供給され、そこで一時的に貯留される。つまり、円柱部材４０は、分散テーブル２から搬送手段３Ｃに供給された物品５０のうち、物品搬送面に供給される物品５０の量を制限する規制手段として機能する。

搬送手段３Ｃにおいては、スパイラル部材１６が断続的に回転駆動されている。従って、円柱部材４０上に貯留されている物品５０は、回転駆動されているスパイラル部材１６及び板状体４１によって押されながら、円柱部材４０の先端（図１２では右端）に向かって搬送される。板状体４１が設けられていることにより、搬送手段３Ａ，３Ｂと比較して物品５０の搬送力が高まる。やがて、物品５０は円柱部材４０の先端から落下し、トラフ１５の底面上に供給される。

トラフ１５の底面上に供給された物品５０は、回転駆動されているスパイラル部材１６によって押されながら、下りのスロープを滑落することにより、トラフ１５の底面上を外端部に向かって搬送される。やがて、物品５０はトラフ１５の先端から排出される。以降の動作は上記と同様である。

＜組合せ計量装置１の効果＞
本実施の形態に係る組合せ計量装置１によれば、分散テーブル２から搬送手段３Ａ〜３Ｃに供給された物品５０のうち、トラフ１５の物品搬送面に供給される物品５０の量が、円柱部材２０，３０，４０によって制限される。つまり、分散テーブル２から供給された物品５０の一部は、直ちにトラフ１５の物品搬送面に供給されることなく、搬送手段３Ａ〜３Ｃ内の円柱部材２０，３０，４０上で一時的に貯留される。従って、トラフ１５から排出される物品５０の量を制限することができ、その結果、物品の目標重量が比較的小さい場合において、計量ホッパ５への物品５０の供給量が過多となる事態を回避又は抑制することが可能となる。

また、本実施の形態に係る組合せ計量装置１によれば、例えば図６に示したように、物品５０の高さサイズの半分程度の隙間Ｓが、円柱部材２０，３０，４０とスパイラル部材１６との間に設けられている。これによって、物品５０の高さの中央付近をスパイラル部材１６によって押すことができる。そのため、隙間Ｓがないことにより物品５０の下端部がスパイラル部材１６によって押される場合と比較すると、スパイラル部材１６による物品５０の搬送力を高めることが可能となる。

また、本実施の形態に係る組合せ計量装置１によれば、円柱部材３０，４０が先広がりの形状を有することにより、円柱部材２０と比較して、円柱部材３０，４０の先端からトラフ１５の物品搬送面に向けて物品５０が落下する際の落差を大きくすることができる。これにより、密着又は密集している物品５０を分離又は分散させる効果が高まる。また、円柱部材３０，４０の先広がりの形状は、スパイラル部材１６の先広がりの形状に対応（相似）するため、円柱部材３０，４０とスパイラル部材１６との隙間Ｓの寸法は、円柱部材３０，４０の全ての箇所において一定となる。そのため、隙間Ｓの寸法が小さ過ぎて搬送力が低下する箇所や、逆に、隙間Ｓの寸法が物品５０の高さサイズよりも大きくなって搬送力がゼロとなる箇所が発生することを、回避することが可能となる。

＜変形例＞
図１３は、搬送手段３Ａの第１の変形例を示す側面図（一部は断面図）である。複数（図１３の例では３個）の円柱部材２０Ａ〜２０Ｃを連結することにより、一つの円柱部材２０が構成されている。具体的に、円柱部材２０Ｂに固定されているネジ２２Ｂを、円柱部材２０Ａに形成されているネジ穴２１Ａに螺挿することによって、円柱部材２０Ａ，２０Ｂが連結されている。同様に、円柱部材２０Ｃに固定されているネジ２２Ｃを、円柱部材２０Ｂに形成されているネジ穴２１Ｂに螺挿することによって、円柱部材２０Ｂ，２０Ｃが連結されている。なお、円柱部材２０Ｃにはネジ穴２１Ｃが形成されており、次の円柱部材を連結することが可能である。このように、円柱部材２１Ａに連結する円柱部材２２Ｂ，２２Ｃの個数を変更することによって、円柱部材２０の全体の長さを変更することが可能である。この第１の変形例は、円柱部材３Ａのみならず、円柱部材３Ｂにも適用することができる。

図１４は、搬送手段３Ａの第２の変形例を示す側面図（一部は断面図）である。円柱部材２０Ａは中空であり、その内面にはネジ構造が形成されている。円柱部材２０の外面には、円柱部材２０Ａのネジ構造に螺合するネジ構造が形成されている。円柱部材２０Ｂを回転させて、円柱部材２０Ａの先端から突出する円柱部材２０Ｂの長さを変更することによって、円柱部材２０の全体の長さを変更することが可能である。

第１及び第２の変形例において、円柱部材２０の長さを長く設定することにより、搬送手段３Ａ内の円柱部材２０上に貯留される物品５０の量を多くできる。一方、円柱部材２０の長さを短く設定することにより、搬送手段３Ａ内の円柱部材２０上で貯留される物品５０の量を少なくできる。従って、物品の目標重量、形状、又は性状に応じて円柱部材２０の長さを適切に設定することにより、トラフ１５から排出される物品５０の量を調整することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る組合せ計量装置の全体構成を示す斜視図である。 組合せ計量装置のうち、３個の搬送手段を抜き出して、その周囲の構造とともに示す斜視図である。 組合せ計量装置のうち、３個の搬送手段を抜き出して、その周囲の構造とともに示す上面図である。 図２，３に示した搬送手段をその周囲の構造とともに示す正面図である。 図２，３に示した搬送手段をその周囲の構造とともに示す側面図である。 搬送手段によって物品が搬送される様子を示す側面図である。 図２，３に示した搬送手段をその周囲の構造とともに示す正面図である。 図２，３に示した搬送手段をその周囲の構造とともに示す側面図である。 搬送手段によって物品が搬送される様子を示す側面図である。 図２，３に示した搬送手段をその周囲の構造とともに示す正面図である。 図２，３に示した搬送手段をその周囲の構造とともに示す側面図である。 搬送手段によって物品が搬送される様子を示す側面図である。 搬送手段の第１の変形例を示す側面図である。 搬送手段の第２の変形例を示す側面図である。

符号の説明

１ 組合せ計量装置
２ 分散テーブル
３，３Ａ〜３Ｃ 搬送手段
４ プールホッパ
５ 計量ホッパ
１５ トラフ
１６ スパイラル部材
２０，２０Ａ〜２０Ｃ，３０，４０ 円柱部材
５０ 物品
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 上方から投入された物品を放射状に分散させる分散手段と、
   前記分散手段の周囲に円周状に配列された複数の搬送手段と、
   前記複数の搬送手段の周囲に円周状に配列された複数の計量ホッパと
   を備える、組合せ計量装置であって、
   前記搬送手段のそれぞれが、
   前記分散手段の下方に位置する内端部と、前記計量ホッパの上方に位置する外端部とを有し、底面が半円筒形の物品搬送面として規定されるトラフと、
   前記トラフの前記内端部から前記外端部に亘って配置され、回転駆動されることによって前記分散手段から供給される物品を前記内端部から前記外端部に向けて搬送する、スパイラル部材と、
   前記スパイラル部材の内部空間のうち前記内端部側の内部空間に設けられた円柱部材を有し、該円柱部材によって前記分散手段から供給される物品が前記内部空間に直接入り込むのを阻止しつつ、前記スパイラル部材の回転駆動によって前記円柱部材上の物品を前記スパイラル部材の外端部寄りの内部空間に落下させて、前記分散手段から前記物品搬送面上に直接供給される物品の量を制限する、規制手段と、
   を備え、
   前記スパイラル部材が、前記内端部側の開口径が小さく、前記外端部側の開口径が大きな先広がりの形状である、組合せ計量装置。
2. 前記円柱部材が、前記スパイラル部材と同軸上に配置された円錐台である、請求項１に記載の組合せ計量装置。
3. 前記円柱部材が、前記スパイラル部材の回転軸方向に長さが可変であり、かつ、前記スパイラル部材との間には、物品のサイズに応じた隙間が設けられている、請求項１又は２に記載の組合せ計量装置。
   

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