JP5732308B2

JP5732308B2 - 計量装置

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Publication number: JP5732308B2
Application number: JP2011096728A
Authority: JP
Inventors: 和久野上; 健郎山村
Original assignee: Fabrica Toyama Corp
Current assignee: Fabrica Toyama Corp
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2031-04-25
Also published as: JP2012229920A

Description

本発明は、茶葉やふりかけまたは粒状の菓子など嵩密度にバラツキがある被計量物を計量する計量装置に関する。

被計量物を包装袋毎へ内容物として供給する場合、被計量物が粒の細かいものであれば、嵩密度の変化が少なく体積と重量が比例するので、その計量には体積計量の簡便なマス式の計量機が好適である。しかし、葉が比較的大きく不揃いな茶葉や、ふりかけまたは粒状の菓子などをマスで計量しようとするとマス内で隙間が大きくなって重量にバラツキが生じ計量が不正確になる。そこで、精度を確保するために、重量を計量する計量ホッパが広く用いられている。

このような計量ホッパを用いた計量装置は、例えば、特許文献１や特許文献２で知られている。

特許文献１では、上部ホッパに貯留されているお茶漬け等の乾燥具材を下部ホッパで受け、該下部ホッパから、ロードセルを備える複数の計量バケットへ乾燥具材を落下供給して該ロードセルで計量し、しかる後に、上記複数の計量バケットを定められた順に開いて、その下方に設けられた切出しシュートへ供給している。かかる切出しシュートは、計量バケットから乾燥具材を受ける毎に包装袋としての小袋へ供給する。

特許文献２では、上部ホッパから被計量物を受ける下部ホッパに複数の計量バケットが接続されていて、これらの複数の計量バケットのうちの半数の計量バケットからの被計量物をまとめて二つの集合シュータへそれぞれ供給し、この二つの集合シュータからターンテーブルに形成された複数の中継ホッパのうち隣接する二つの中継ホッパへ同時に被計量物が投下される。特許文献２では、上記上部ホッパから集合シュータまでを二系統有していて、それぞれ小袋へ被計量物が投下される。

特許第４３３４２６２号特開２００９−１４９３６３

しかしながら、被計量物を、短時間で、より多くの数の小袋等の包装袋に供給する高速運転の観点では、特許文献１そして特許文献２においても改善すべき余地がある。

特許文献１では、一つの下部ホッパに複数の計量バケットが接続されているが、複数の計量バケットが予め定められた順に一つずつ開放されて切出しシュートを経て被計量物を小袋に順次供給することとしているので、計量に要する時間が複数の計量バケット同士間でバラツキがある場合、一つの小袋と次の小袋への被計量物への供給間隔は、上記バラツキのある時間のうち最長時間を想定して余裕をもって設定することとなる。したがって、実際はこれよりも短い時間で計量ができても、余裕をもった分だけ時間のロスとなり、多数の小袋に連続的に被計量物を供給する場合の高速化には、その改善が望まれる。

次に、特許文献２にあっては、下部ホッパに複数の計量バケットが接続されてはいるものの、一つの集合シュータに対してこれらの複数の計量バケットが同時にまとめて開放するようなっているので、小袋に対応して位置する一つの集合シュータには一つの計量バケットで投入することと同じ供給能力となる。したがって、高速化に関しては、一つの下部ホッパに対して集合シュータが二つだけ対応して設けられ、この下部ホッパが二つ設けられているので、これらを総計すると、最大で四つの集合シュータから対応する四つの小袋へ同時供給できる、ということに留まる。この数を増大することは、集合シュータの数を増すことであり、さらには、これに一つの集合シュータに対応して設けられている計量バケットの数を掛けた数だけの計量バケットを要することとなり、装置全体としてはきわめて大型化してしまう。

本発明は、かかる事情に鑑み、限られた数の計量ホッパでも、装置を大型化することなく、高速運転することを可能とする計量装置を提供することを課題とする。

本発明に係る計量装置は、貯留ホッパに接続されて該貯留ホッパから供給される被計量物を計量する複数の計量ホッパと、これら複数の計量ホッパを複数のグループに区分し、グループ毎に対応して設けられてそのグループ内に属する各計量ホッパから排出される被計量物を受け取る複数の一次ホッパと、各グループの一次ホッパから排出される被計量物を受け取る二次ホッパと、上記各計量ホッパ、各一次ホッパ、二次ホッパにそれぞれ設けられた開閉シャッタと、これらの開閉シャッタを制御する制御手段とを備え、制御手段は、各グループについて該グループに属する複数の計量ホッパのそれぞれで被計量物の計量が行われ、計量が終了した計量ホッパから順次開閉シャッタを開放して一次ホッパに被計量物を排出するとともに、被計量物が供給された順に一次ホッパのシャッタを開放して被計量物を二次ホッパに排出するように各開閉シャッタを制御し、二以上の計量ホッパで同時に計量が終了したときには、複数の計量ホッパに予め与えられた優先順位に基づいて計量ホッパを開放するように制御することを特徴としている。

かかる構成の本発明の計量装置は、次の要領で作動する。

（１）貯留ホッパには、被計量物が貯留されており、該貯留ホッパから複数の計量ホッパのすべてに被計量物が供給される。

（２）各計量ホッパで、被計量物の計量が行われ、計量が終了した計量ホッパから順次シャッタが開放されて、一次ホッパに被計量物が順次供給される。

（３）次に、一次ホッパに供給された被計量物は、制御装置からの指令にもとづき、供給された順にシャッタが開放されて、二次ホッパへ供給される。二次ホッパからは、小袋へ被計量物が投入される。

（４）上記一次ホッパそして二次ホッパのいずれにおいても、一つの計量ホッパからの被計量物だけが存在しており、二つ以上の計量ホッパからの被計量物が同時に存在することはない。すなわち、一つの計量ホッパから一次ホッパに被計量物が供給された後、次の計量から該一次ホッパに被計量物が供給される前に、該一次ホッパは開放されて先の被計量物が二次ホッパに供給されるという関係にある。この計量ホッパと一次ホッパとの関係は一次ホッパと二次ホッパとの間でも同様になっている。

（５）かくして、計量ホッパで計量された被計量物は、制御装置からの指令にもとづき、計量が終了した順に計量ホッパから一次ホッパそして二次ホッパを経て包装袋へ投入供給される。したがって、貯留ホッパからの一回の供給においては、計量ホッパの数だけ、被計量物が計量の終了順に次々と包装袋に供給されることとなるので、計量ホッパの数を増加させずともその供給能力を維持し、しかも短時間で供給し、装置の高速運転を可能とする。

本発明は、以上のように、貯留ホッパから被計量物の供給を受ける複数の計量ホッパが、計量を終了した順に一次ホッパ、二次ホッパを経て被計量物を次々と包装袋へ投入供給することとしたので、無駄時間なくほぼ連続的に複数の計量ホッパが開放されて短時間で多くの包装袋への被計量物の投入供給が行え、装置の高速運転を可能にする。又、本発明によれば、一つの一次ホッパに属する複数の計量ホッパを多く備えることとしても、計量終了順に開放されるので、計量ホッパの数を何ら支障なく増すことができ、この点でも、高速運転に貢献する。

本発明の一実施形態装置の概要構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図１装置の上半部についての側面図である。図２における主要部についての斜視図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の一実施形態装置について説明する。

図１は、本実施形態装置の概要構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図、図２は、該装置の上半部についての側面図、図３は、図２における主要部についての斜視図である。

図１に概要構成が示されている本実施形態の計量装置は、上部に貯留ホッパ１を有し、該貯留ホッパ１内には、被計量物として茶葉やふりかけまたは粒状の菓子が貯留されている。該貯留ホッパ１は、本実施形態では、図２，３に見られるように、上部から下部に向けて幅狭で、図１にて横方向に延びる槽として形成されている。本実施形態では、この貯留ホッパ１は、図１では紙面に直角な方向で対向するように、そして図２では図示のものに対して右側位置で左右対称となるように、二つの貯留ホッパが対をなして配設されている。したがって、図示されていないもう一つの貯留ホッパにも、対応するようにして計量ホッパ、一次ホッパ、二次ホッパが設けられている。この対は同じ構成なので、以下、一方についてのみ図示、そして説明する。

図１に見られるように、上記貯留ホッパ１の底部には、上下端で開口する複数のパイプ２が垂下して接続されている。本実施形態では、一つの貯留ホッパ１には８つのパイプ２が接続されている。本実施形態では、貯留ホッパ１は、上述のごとく、対をなして二つ設けられているので、該パイプ２は合計で１６本設けられていることとなる。

各パイプ２の直下には、それぞれ対応して水平に対して若干（図２、３にて角度θだけ）傾斜せる樋状のトラフ３が配設されている。該トラフ３は、水平に対して角度θだけ傾斜していて上流側（図示にて左側）が上記パイプ２の直下にあり、下流側に向けて該パイプ２から離れる方向に延びていて、下流端は開放されている。該トラフ３の底部には、振動フィーダ４が設けられていて、上記パイプ２から落下してくる被計量物の下流側への搬送を促進している。

上記トラフ３の下流端側には、該トラフ３の下流端の開放縁から落下してくる被計量物を受ける計量ホッパ５が設けられている。該計量ホッパ５は、上記トラフ３の下方位置で固定設置されたロードセル計量部５Ａと、該ロードセル計量部５Ａの上部に取り付けられた滑落案内部５Ｂと、該滑落案内部５Ｂにより回動自在に支持された受部５Ｃと、該受部５Ｃを回動駆動させる駆動部材５Ｄとを有している。ロードセル計量部５Ａは公知のロードセルを内蔵し、被計量物の重量を計測して、設定重量を検知したときに、その信号を発する。滑落案内部５Ｂは、上記ロードセル計量部５Ａの上部に取り付けられていて、急傾斜せる短樋状部５Ｂ−１を有している。この短樋状部５Ｂ−１は、上記トラフ３の下流端をその幅方向でカバーする幅を有し、その幅方向両側の壁部に溝支持部が形成されていて、ここで後述の受部５Ｃを該受部５Ｃの軸部５Ｃ−１で回動自在に案内支持している。上記受部５Ｃは、図２そして図３によく見られるように、幅方向で上記短樋状部５Ｂ−１内にあって、右上方向に該短樋状部５Ｂ−１から突出する大きさそして位置に設けられている。該受部５Ｃは、上方と左下方に開放された逆樋状をなし、その両側壁部外面に上記軸部５Ｃ−１が設けられている。該受部５Ｃは、上記両側壁部の下縁と底壁部下縁とが、図２の実線そして図３に見られる閉位置となって、上記短樋状部５Ｂ−１の底壁と接面している。さらに、上記受部５Ｃは、底壁部上部で外方に延出した板状の被駆動部５Ｃ−２が設けられている。

さらには、上記被駆動部５Ｃ−２の直下には、該被駆動部５Ｃ−２を上昇させて、受部５Ｃを軸部５Ｃ−１まわりに回動せしめる駆動部材５Ｄが設けられている。該駆動部材５Ｄは、図示せぬ駆動源により、ロードセル計量部５Ａからの計量終了を知らせる信号にもとづき駆動させる。上記被駆動部５Ｃ−２は、上記駆動部材５Ｄの降下時に、被駆動部５Ｃ−２の自重により降下する。上記駆動部材５Ｄの上昇時は上記受部５Ｃの下端縁と滑落案内部５Ｂの間に間隔が生じて該滑落案内部５Ｂ上での被計量物の滑落を可能とするので、上記受部５Ｃは上記間隔が形成されている状態を「開位置」、そして上記駆動部材５Ｄの降下時に上記間隔がなくなった状態で「閉位置」にあるということとなる。

各滑落案内部５Ｂの短樋状部５Ｂ−１の直下には、漏斗状の上端受口を有する管状のシュート６が設けられている。該シュート６の下方には下端にシャッタ（図示せず）を有する一次ホッパ７が設けられていて、該シュート６の下端が該一次ホッパ７の上端受口に臨んでいる。本実施形態では、既述したように、貯留ホッパ１に接続されているパイプ２は、合計で１６本設けられているので、これに対応して、上記シュート６も１６本存在している。上記一次ホッパ７は、本実施形態では４つ設けられており、各一次ホッパ７には４つのシュート６がグループをなして集まっている。すなわち、各一次ホッパ７には４つのシュート６が属することとなっている（図１（Ｂ）参照）。上記１６本のシュート６は、上述のごとく４つにグループ分けされて、対応して属する一次ホッパ７に集中しているので、シュート６は互いに異なる傾きを有していて、シュート６ごとにその路長は異なっているとともに、各シュート６の路長は装置の処理能力に応じて設定される。すなわち、例えば０.５秒に１つの包装袋を処理する場合は、被計量物が０.５秒以内で計量ホッパ５から一次ホッパ７へ移送可能となるように各シュート６の路長が設定される。

本実施形態では、各一次ホッパ７に属している一つのグループのシュート６、すなわち４本のシュート６にそれぞれ対応する計量ホッパ５の受部５Ｃは、ロードセル計量部５Ａでの計量が終了した順に、該ロードセル計量部５Ａの信号を受けた制御装置（図示せず）からの指令にもとづき、開位置にもたらされるようになっている。ここで、二以上の計量ホッパ５で同時に計量が終了したときには、４つの計量ホッパ５に予め与えられた優先順位にもとづき、受部５Ｃが開位置にもたらされる。この受部５Ｃが開位置にある間に、被計量済の被計量物はシュート６を降下して、シャッタが閉じている一次ホッパ７内に受け入れられる。被計量物を受け入れた該一次ホッパ７は、他のシュート６から次の被計量物が降下してくる前に、該一次ホッパ７の開閉シャッタ（図示せず）を開放した後に閉じる。

上記４つの一次ホッパ７の下端排出口の下方には、下端排出口にシャッタを有している一つの漏斗状の二次ホッパ８が設けられている。すなわち、この二次ホッパ８は、上記４つの一次ホッパ７のいずれからも被計量物を受け入れるようになっている（図１（Ｃ）参照）。該二次ホッパ８は、被計量物を受けた後、他の一次ホッパ７から次の被計量物が降下してくる前に、該二次ホッパの開閉シャッタ（図示せず）を開放した後に閉じる。

上記二次ホッパ８の下方には、図示しない包装袋が位置している。該包装袋は、例えば、帯状のフィルム、紙シート等で順次形成されつつ、上記二次ホッパ８からの被計量物の投入を受け、自動的に順次搬送されシールされて包装体となって個々の製品が作られて行く。

次にかかる構成の本実施形態装置について、どのようにして、被計量物が計量されて包装袋へ供給されるのか、その作動を説明する。

（ｉ）被計量物を貯留している２つの貯留ホッパ１のそれぞれに接続されている８本のパイプ２のすべてに被計量物が供給される。貯留ホッパ１は二つ設けられているので、合計１６本のパイプ２のいずれにも被計量物が供給される。各パイプ２からは、対応するトラフ３内の振動フィーダ４上に被計量物が落下する。

（ii）振動フィーダ４上の被計量物は該振動フィーダ４により下流側（図２，３にて右側）に搬送され、短樋状部５Ｂ−１上で閉位置にある計量ホッパ５の受部５Ｃ内へ落下する。被計量物は、ロードセル計量部５Ａにより計量される。計量は１６本のパイプ２から被計量物を受けるトラフ３に対応して位置する各計量ホッパ５にて行われ、それらのロードセル計量部５Ａからの計量終了の信号が発せられる。

（iii）１６個ある計量ホッパ５は４個ずつ４つのグループに分けられており、１つのグループ内にある４つの計量ホッパ５は、ロードセル計量部５Ａからの信号にもとづき、計量が終了した順に、駆動部材５Ｄの上昇回動により、上記受部５Ｃが開位置にもたらされ、被計量物はシュート６を経て、開閉シャッタが閉じている一次ホッパ７へ至る。該一次ホッパ７は被計量物を受けとると、二次ホッパ８内に被計量物が無く、開閉シャッタが閉じていることを確認したうえで、シャッタを開き該被計量物を二次ホッパ８へ供給し、その直後に該一次ホッパ７の開閉シャッタは閉じられる。しかる後に、該一次ホッパ７に、同じグループに属している他の計量ホッパ５から被計量物が供給される。同様にして、他のグループにある一次ホッパ７においても、そのグループに属する計量ホッパ５から被計量物が供給され、該一次ホッパ７から二次ホッパ８へ供給される。

（iv）二次ホッパ８は、４つの一次ホッパ７のうち一番早く被計量物を受け取った一次ホッパ７から被計量物を受け、受け取り後に開閉シャッタを開いて包装袋へ投入した後に開閉シャッタを閉じる。その後、残り３つの一次ホッパ７のうち、被計量物を受け取った一次ホッパ７から被計量物を受け取って、同様の動作で包装袋へ被計量物を投入する。かくして、被計量物は順次、包装袋へ充填され製品となる。

１貯留ホッパ
５計量ホッパ
７一次ホッパ
８二次ホッパ

Claims

貯留ホッパに接続されて該貯留ホッパから供給される被計量物を計量する複数の計量ホッパと、
これら複数の計量ホッパを複数のグループに区分し、グループ毎に対応して設けられてそのグループ内に属する各計量ホッパから排出される被計量物を受け取る複数の一次ホッパと、
各グループの一次ホッパから排出される被計量物を受け取る二次ホッパと、
上記各計量ホッパ、各一次ホッパ、二次ホッパにそれぞれ設けられた開閉シャッタと、
これらの開閉シャッタを制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、各グループについて該グループに属する複数の計量ホッパのそれぞれで被計量物の計量が行われ、計量が終了した計量ホッパから順次開閉シャッタを開放して一次ホッパに被計量物を排出するとともに、被計量物が供給された順に一次ホッパのシャッタを開放して被計量物を二次ホッパに排出するように各開閉シャッタを制御し、
二以上の計量ホッパで同時に計量が終了したときには、複数の計量ホッパに予め与えられた優先順位に基づいて計量ホッパを開放するように制御することを特徴とする計量装置。