JP5705638B2 - 被計量物供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒状の被計量物（樹脂ペレット、穀物、肥料等）を計量ホッパあるいは袋等の容器に供給する被計量物供給装置に関する。

従来、粉体あるいは粒体からなる被計量物を袋等の容器に充填する装置として、パッカースケールと呼ばれる計量装置がある。この種の計量装置では、被計量物の種類や使用目的等によって、様々な方式のものが提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

このような計量装置では、計量ホッパあるいは袋に被計量物が供給されて、その被計量物の重量が計量される。この計量ホッパあるいは袋へ被計量物を供給するための供給装置として、例えば、上端開口部から被計量物が供給される筒状シュート（筒体）の下端開口部にカットゲートを設けた構成の供給装置が知られている。

特開平４−１７３５０１号公報 特開平８−２７８１８９号公報 特開平１０−５４７５０号公報

上記従来の計量装置では、供給装置のカットゲートが開かれている間、筒状シュート内の被計量物が自重によって落下し排出される。この落下を促進するために、従来、筒状シュートの内面をバフ研磨加工していたが、筒状シュートの下端から被計量物が排出されるときの筒状シュート内の圧力変化によって被計量物がスムーズに排出されず、単位時間当たりの排出量のばらつきが大きくなり、所定量の被計量物を排出するために要する排出時間の短縮化が図れていない。計量速度のより高速化を図る上で、供給装置の被計量物の排出時間の短縮が望まれている。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で粒状の被計量物の排出時間の短縮を図ることができる計量装置の被計量物供給装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のある形態（aspect）に係る被計量物供給装置は、上下方向に延在するように設けられ、上端の開口部から粒状の被計量物が供給される筒体と、前記筒体の下端の開口部を開閉するための開閉手段とを有し、前記筒体の少なくとも一部が前記被計量物の通過を阻止し、かつ空気の通過を許容する通気部材で構成されている。

この構成によれば、開閉手段によって筒体の下端の開口部が閉じられているときに筒体内に貯留している被計量物が、開閉手段によって筒体の下端の開口部が開かれると落下して排出されるが、このとき、筒体内部の気圧の低下によって筒体外部の空気が通気部材で構成された部分を通過して筒体内部へ流入することにより、被計量物がスムーズに落下する。そのため、単位時間当たりの排出量のばらつきを小さくすることができるとともに単位時間当たりの排出量を多くすることでき、所定量の被計量物を排出するために要する排出時間の短縮を図ることができる。また、筒体の一部または全部を通気部材を用いて構成するだけであるので、構成が簡単である。また、筒体内の被計量物は自重のみによって落下することにより排出されるので、別途、排出を促進させるための手段を設けなくてもよい。

また、前記通気部材で構成された部分が、前記筒体の下部の部分を含むように構成されていてもよい。筒体内に貯留している被計量物は、筒体の下端の開口部が開かれることにより、筒体の下部の被計量物から落下して排出されるので、筒体の下部の部分が通気部材で構成されることにより、被計量物が排出され始めたときから、被計量物の落下がスムーズに行われやすくなる。

また、前記通気部材は、パンチングメタル、または、複数の金網が積層されて焼結されてなる部材であってもよい。

また、前記開閉手段は、一対のカットゲートによって構成されていてもよい。このように開閉手段を一対のカットゲートで構成することにより、１個のカットゲートのみで構成される場合に比べて、筒体の下端の開口部を開閉するための各カットゲートの動作範囲が小さくなるので、開閉動作を短時間で行うことができ、排出時間の短縮化に寄与する。

本発明は、以上に説明した構成を有し、簡単な構成で粒状の被計量物の排出時間の短縮を図ることができる計量装置の被計量物供給装置を提供することができるという効果を奏する。

（ａ）は、本発明の実施形態の一構成例の被計量物供給装置を用いた計量装置において被計量物供給装置を上方から見た概略模式図であり、（ｂ）は、同被計量物供給装置を用いた計量装置を正面から見た概略模式図であり、（ｃ）は、同被計量物供給装置の一部分の概略平面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（実施形態）
図１（ａ）は、本発明の実施形態の一構成例の被計量物供給装置を用いた計量装置において被計量物供給装置を上方から見た概略模式図であり、図１（ｂ）は、同被計量物供給装置を用いた計量装置を正面から見た概略模式図である。また、図１（ｃ）は、同被計量物供給装置の一部分の概略平面図である。

この計量装置は、筒状シュート（筒体）１０及びカットゲート（開閉手段）１４Ａ、１４Ｂを有する被計量物供給装置と、その下方に配設された計量ホッパ２１とを有している。

被計量物供給装置は、鉛直方向（上下方向）に立設する筒体からなる筒状シュート１０と、この筒状シュート１０の下端の開口部を開閉する一対のカットゲート１４Ａ、１４Ｂとを備えている。

筒状シュート１０は、円筒状の下流シュート部１１と、円筒状の中流シュート部１２と、筒状の上流シュート部１３とが連結されて構成されている。上流シュート部１３の上端部１３ａには、図１（ａ）に示すように、円形の開口部からなる被計量物供給用の供給口１３ｂと、メッシュ状の通気部１３ｃとが設けられている。

供給口１３ｂには、例えば、被計量物供給用の筒状のシュート（図示せず）が連結され、このシュートから供給口１３ｂを介して被計量物が筒状シュート１０内へ供給される。この供給口１３ｂにエアー（空気）を抱き込んで被計量物が供給されても、そのエアーが通気部１３ｃから外部へ流出されるように構成されている。これにより、筒状シュート１０内へ供給された被計量物の嵩密度が一定に保たれる。被計量物は、例えば、樹脂ペレット、穀物等の粒体（粒状物）である。

下流シュート部１１は、円筒状の上部下流シュート部１１ａの下部に、円筒状の下部下流シュート部１１ｂが連結されて構成されている。上部下流シュート部１１ａは、通気部材で構成され、例えば図示しない多数の貫通穴（孔）が形成されたパンチングメタル（多孔金属板）によって構成されている。上記貫通穴の直径は、被計量物が通過できない大きさに設定されており、上部下流シュート部１１ａは、貫通穴を介して空気が内側から外側へ、及び外側から内側へ通過できるように構成されている。例えば、被計量物の大きさ（例えば粒径）が１ｍｍ以上の場合に、上記貫通穴の直径は、例えば０．５ｍｍにしてある。

また、下部下流シュート部１１ｂの下端部は、閉じた状態のときのカットゲート１４Ａ、１４Ｂの形状に合わせて、被計量物がこぼれないように形成されている。

上記の筒状シュート１０において、通気部１３ｃ及び上部下流シュート部１１ａ以外は、例えばステンレス板等の通常の気密な部材によって構成されている。

カットゲート１４Ａ、１４Ｂは、筒状シュート１０の下端開口部すなわち下流シュート部１１の下端開口部を開閉可能なように配設されている。図１（ｃ）は、下部下流シュート部１１ｂ及びカットゲート１４Ａ、１４Ｂの平面図である。一方のカットゲート１４Ａは、同軸上で回動自在に支持された水平軸１５Ａ、１６Ａに固定され、他方のカットゲート１４Ｂは、同軸上で回動自在に支持された水平軸１５Ｂ、１６Ｂに固定されている。カットゲート１４Ａ、１４Ｂは、水平軸１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ、例えばＡＣサーボモータ（図示せず）の駆動力を用いて回動することにより、開閉動作するように構成されている。すなわち、カットゲート１４Ａ、１４Ｂはそれぞれ、実線で示す閉じた状態から、水平軸１５Ａ、１５Ｂが矢印ａ、ｂの方向に回動されることにより二点鎖線で示す開いた状態となる。この開いた状態から閉じた状態に戻る場合には、水平軸１５Ａ、１５Ｂが逆方向に回動される。カットゲート１４Ａ、１４Ｂが閉じた状態のときには下流シュート部１１の下端開口部は塞がれて筒状シュート１０内の被計量物は排出されず、開いた状態のときに下流シュート部１１の下端開口部が開放され、この開放されている間、筒状シュート１０内の被計量物が下方へ排出される。

この被計量物供給装置のカットゲート１４Ａ、１４Ｂの下方には、筒状シュート１０から排出される被計量物を受け取る計量ホッパ２１が配設されている。計量ホッパ２１は、筒状シュート１０から供給される被計量物を一時保持し、その被計量物の重量を計量した後、同被計量物を下方へ排出するように構成されている。

計量ホッパ２１は、図示されない所定個数（例えば３個あるいは４個）のロードセルによって吊り下げ支持されており、筒状シュート１０から排出された被計量物の重量を計量し、所定のタイミングで排出ゲート２１Ａ、２１Ｂが矢印ｃ、ｄの方向へ回動させられて排出ゲート２１Ａ、２１Ｂが開くと、計量ホッパ２１内の被計量物が下方へ排出される。計量ホッパ２１の下方には、例えば、計量ホッパ２１から排出される被計量物を受けて、包装機（図示せず）へ供給するためのファネル（図示せず）が配設されている。

カットゲート１４Ａ、１４Ｂ及び排出ゲート２１Ａ、２１Ｂの開閉動作は、図示されない制御器によって制御される。また、制御器には、計量ホッパ２１を支持する複数のロードセルからの出力信号が入力され、その出力信号に基づいて計量ホッパ２１内に保持されている被計量物の重量が算出される。例えば、制御器は、予め設定された第１の所定時間の間、カットゲート１４Ａ、１４Ｂを開いて筒状シュート１０内の被計量物を計量ホッパ２１へ供給し、その被計量物の重量を計量後に、所定のタイミングで、予め設定された第２の所定時間の間、排出ゲート２１Ａ、２１Ｂを開いて計量ホッパ２１内の被計量物を排出する。この排出された被計量物は、例えば前述のファネルを介して包装機へ供給される。ここで、制御器は、カットゲート１４Ａ、１４Ｂを開いてから第１の所定時間が経過するとカットゲート１４Ａ、１４Ｂを閉じ、排出ゲート２１Ａ、２１Ｂを開いてから第２の所定時間が経過すると排出ゲート２１Ａ、２１Ｂを閉じる。

この計量装置では、上記説明したように、筒状シュート１０内の被計量物が計量ホッパ２１へ供給され、その被計量物が計量ホッパ２１で計量された後、計量ホッパ２１から排出されるという動作が繰り返し行われる。このように、通常の連続動作が行われているときには、常時、被計量物が少なくとも筒状シュート１０の中程（すなわち中流シュート部１２）よりも上の部分まで入った状態が維持されるように、被計量物は順次、供給口１３ｂから筒状シュート１０内へ供給されている。

本実施形態では、筒状シュート１０内の被計量物が排出されるとき、すなわち、カットゲート１４Ａ、１４Ｂが開かれている間、筒状シュート１０内の被計量物は下部のものから自重のみによって自然に落下する。このとき、筒状シュート１０の下部（下流シュート部１１）に設けられた上部下流シュート部１１ａがパンチングメタルで構成されているため、下流シュート部１１内の被計量物が落下するときに、下流シュート部１１内部の気圧が低下し、これによって筒状シュート１０の外部の空気が上部下流シュート部１１ａの壁面（パンチングメタル）の多数の貫通穴を通過して筒状シュート１０内へ空気が流入することにより、被計量物がスムーズに落下する。そのため、単位時間当たりの排出量のばらつきを小さくすることができるとともに単位時間当たりの排出量を多くすることでき、所定量の被計量物を排出するために要する排出時間を短縮することが可能になる。

また、筒状シュート１０の下端開口部の開閉手段を一対のカットゲート１４Ａ、１４Ｂで構成したことにより、１個のカットゲートのみで構成される場合に比べて、下端開口部を開閉するための各カットゲート１４Ａ、１４Ｂの動作範囲が小さくなるので、開閉動作を短時間で行うことができ、排出時間の短縮化に寄与する。

以上のように、筒状シュート１０及びカットゲート１４Ａ、１４Ｂを有する被計量物供給装置の排出時間を短縮することが可能となり、計量ホッパ２１を含めた計量装置の計量速度の向上を図ることができる。

また、例えば筒状シュート１０内に被計量物が供給されていないとき等に、カットゲート１４Ａ、１４Ｂが閉じられた状態で、筒状シュート１０内へ被計量物が供給される場合には、下流シュート部１１内の空気の一部が上部下流シュート部１１ａの壁面（パンチングメタル）の多数の貫通穴を通過して外部へ流出することにより、筒状シュート１０内への被計量物の供給がスムーズに行われる。また、このとき、通気部１３ｃを介して筒状シュート１０内の空気が外部へ移動することによっても被計量物の供給がスムーズに行われる。

なお、本実施形態では、下流シュート部１１を上部下流シュート部１１ａと下部下流シュート部１１ｂに分けて、上部下流シュート部１１ａをパンチングメタルで構成したが、これに限られない。下流シュート部１１全体をパンチングメタルで構成してもよいし、下流シュート部１１の一部をパンチングメタルで構成してもよい。また、必要に応じて、中流シュート部１２及び上流シュート部１３についてもその一部または全部をパンチングメタルで構成してもよい。また、これらのパンチングメタルで構成するとした部分は、パンチングメタルに限られるものではなく、被計量物の通過を阻止し、かつ空気の通過を許容する部材（通気部材）で構成されていればよい。例えば、パンチングメタルに代えて、複数の種類の金網を重ね合わせて焼結してなる焼結金属材を用いて構成してもよい。

また、本実施形態では、被計量物供給装置から排出される被計量物が、計量ホッパ２１へ供給されるように構成したが、これに限られない。例えば、被計量物供給装置から排出される被計量物が、ファネルを介して袋へ供給されるように構成されていてもよい。この場合、例えば、袋を支持してその袋に供給される被計量物の重量を計量する計量手段が設けられてあってもよい。

本発明は、簡単な構成で粒状の被計量物の排出時間の短縮を図ることができる被計量物供給装置等として有用である。

１０ 筒状シュート
１１ 下流シュート部
１１ａ 上部下流シュート部
１１ｂ 下部下流シュート部
１２ 中流シュート部
１３ 上流シュート部
１３ａ 上端部
１３ｂ 供給口
１４Ａ、１４Ｂ カットゲート

Claims (4)

1. 被計量物の重量を計量する計量ホッパへ粒状の被計量物を供給する被計量物供給装置であって、
   上下方向に延在するように設けられ、上端の開口部から粒状の被計量物が供給される筒体と、
   前記筒体の下端の開口部を開閉するための開閉手段とを有し、
   前記筒体の少なくとも一部が前記被計量物の通過を阻止し、かつ空気の通過を許容する通気部材で構成され、
   前記開閉手段によって前記筒体の下端の開口部が開かれたときに、前記筒体内の被計量物が自重のみによって自然に落下することにより前記計量ホッパへ排出され、このときの前記筒体内部の気圧の低下によって前記筒体外部の空気が前記通気部材を通過して前記筒体内部へ流入するよう構成された、被計量物供給装置。
2. 前記通気部材で構成された部分が、前記筒体の下部の部分を含むように構成された、請求項１に記載の被計量物供給装置。
3. 前記通気部材は、パンチングメタル、または、複数の金網が積層されて焼結されてなる部材である、請求項１または２に記載の被計量物供給装置。
4. 前記開閉手段は、一対のカットゲートによって構成された、請求項１〜３のいずれかに記載の被計量物供給装置。

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