JP5744465B2 - 計量ホッパー装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体、粒体などの計量ホッパー装置に関する。

投入口および排出口を有する粉体、粒体など（以下、単に粉体と呼ぶことがある）の貯留容器であるホッパーと、排出口の弁板を必要に応じて開閉する開閉装置と、貯留した粉体の重量をホッパーとともに計測する秤とを備えた計量ホッパー装置が実用されている。

汎用的な計量ホッパー装置は、ホッパーに弁板の開閉装置としてのシリンダ、配管、配線など、いわゆる風袋を取付けている。したがって、風袋、例えばシリンダの力が重量の計測精度に外乱として作用する問題や、ホッパーの重量が増加する問題がある。これらの問題を改善する手段として、排出口を閉じる方向に弁板を常に付勢するガススプリングのような付勢手段と、付勢手段に抗して排出口を開放するホッパーから離して配置した開放手段を備える計量ホッパーが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２３６５２７号公報（図１）

しかしながら、上述の計量ホッパーには、さらなる改善の望まれている課題がある。

すなわち、ホッパーに貯留される粉体、粒体などは、種類、性状が多様であり、また貯留量も変わるので、所定の付勢力の弁板で排出口を確実に閉じるのが難しい。また、付勢力を大きくすると、排出口を付勢力に抗して開ける弁板の操作が難しくなる。さらに、弁板を付勢力に抗して操作する力が秤手段による計量に外乱として作用する。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、ホッパーの排出口の開閉装置が計量に外乱として作用しないようにするとともに、弁板によりホッパーの排出口を確実に閉じることができ、さらに弁板による排出口の開閉操作が容易な、計量ホッパー装置を提供することである。

本発明によれば上記技術的課題を解決する計量ホッパー装置として、投入口および排出口を有するホッパーと、このホッパーに揺動自在に取付けられ該排出口を開閉する弁板と、この弁板に連結され弁板とともに揺動する弁開閉レバーと、この弁開閉レバーに伸縮端が接離自在に当接する弁開閉シリンダと、該ホッパーに揺動自在に取付けられその揺動端と弁開閉レバーとの当接により弁板を「排出口閉位置」に固定する弁固定レバーと、伸縮端が接離自在に当接しこの弁固定レバーを該「排出口閉位置」に位置付ける弁固定シリンダと、伸縮端が接離自在に当接し弁固定レバーの該「排出口閉位置」を解除する固定解除シリンダと、該ホッパーの重量を計測する秤手段と、を備え、弁開閉シリンダ、弁固定シリンダ、および固定解除シリンダは、ホッパーと分離して配置され、弁板の閉じそして開閉の操作は次の手順、１．弁固定シリンダの伸縮端を弁固定レバーに当接させ弁開閉レバーに連結した弁板を「排出口閉位置」に固定し、その後弁固定シリンダの伸縮端は非接触の分離状態にし、２．固定解除シリンダの伸縮端をこの弁固定レバーに当接させ弁開閉レバーと弁固定レバーの当接を解除して弁板の「排出口閉位置」を解除し、その後固定解除シリンダの伸縮端は非接触の分離状態にし、３．弁開閉レバーに伸縮端を当接させた弁開閉シリンダによって弁板を開閉する、により行われる、ことを特徴とする計量ホッパー装置が提供される。

好適には、弁開閉レバーは、弁固定レバーの揺動端と係合し弁板を該「排出口閉位置」に固定保持するカムを備えている。また、弁板は、ホッパーに揺動自在に取付けられた揺動腕に弾性体を介して取付けられている。さらに、弁板は、弁開閉レバーを含む自重によって排出口を開ける方向に揺動自在に取付けられ、弁開閉レバーに弁開閉シリンダの伸縮端を当接して伸長あるいは収縮させることにより排出口の開度が調整される。

本発明に従って構成された計量ホッパー装置は、弁板に連結した弁開閉レバーおよびこのレバーを「排出口閉位置」に固定する弁固定レバーを備えるとともに、弁開閉レバーに接離自在に当接する弁開閉シリンダ、弁固定レバーに接離自在に当接し、弁固定レバーを「排出口閉位置」に位置付ける弁固定シリンダおよびこの「排出口閉位置」を解除する固定解除シリンダを備え、弁開閉シリンダ、弁固定シリンダ、および固定解除シリンダは、ホッパーと分離して配置されている。

したがって、弁開閉レバーおよび弁固定レバーを、必要なときに、接離自由な弁開閉シリンダ、弁固定シリンダおよび固定解除シリンダによって操作することにより、ホッパーの開閉装置が計量に外乱として作用しないようにすることができるとともに、弁板によってホッパーの排出口を確実に閉じることができ、さらに排出口の開閉操作を容易に行うことができる。

本発明に従って構成された計量ホッパー装置の構成説明図。 弁板の部分の拡大詳細図。 弁固定レバーのカム部分の拡大詳細図。 弁板の開度調整機能の説明図。 弁板の開閉操作手順の説明図。

以下、本発明に従って構成された計量ホッパー装置について、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

図１を参照して説明する。全体を番号２で示す計量ホッパー装置は、投入口４および排出口６を有するホッパー８と、ホッパー８に揺動自在に取付けられ排出口６を開閉する弁板１０と、弁板１０に連結され弁板１０とともに揺動する弁開閉レバー１２と、弁開閉レバー１２に伸縮端１４ａが接離自在に当接する弁開閉シリンダ１４と、ホッパー８に揺動自在に取付けられその揺動端１６ａと弁開閉レバー１２との当接により弁板１０を「排出口閉位置」（図示の位置）に固定する弁固定レバー１６と、伸縮端１８ａが接離自在に当接しこの弁固定レバー１６を「排出口閉位置」に位置付ける弁固定シリンダ１８と、伸縮端２０ａが接離自在に当接し弁固定レバー１６の「排出口閉位置」を解除する固定解除シリンダ２０と、ホッパー８の重量を計測する秤手段２２を備えている。

ホッパー８は、上部に投入口４底部に排出口６を有し底部に向けて細くなった円錐状のホッパー本体８ａと、ホッパー本体８ａを支持する支持フレーム８ｂを備えている。支持フレーム８ｂは、基台２４に秤手段２２を介して取付けられている。

弁開閉シリンダ１４、弁固定シリンダ１８、固定解除シリンダ２０は、ホッパー８と分離したフレーム２６に取付けられている。

秤手段２２は、周知のロードセルによって構成されている。

排出口６の下方には、排出した粉体を導くシュート２８が設置されている。

図１とともに図２を参照して説明する。弁板１０は、鋼板によって排出口６を外側から覆う円板状に形成され、ホッパー８の支持フレーム８ｂに備えた回動自在な軸Ｓ１に取付けられた揺動腕９の揺動端に、プラスチック製の弾性体１１を介して取付けられている。弁板１０は、「排出口全閉位置」の水平状態と「排出口全開位置」の鉛直状態の間を揺動自在に備えられている。

排出口６の弁板１０の当接する周縁部分には、環状溝にシール部材であるＯリングシール７が取付けられている。

主として図１を参照して説明する。弁開閉レバー１２は軸Ｓ１に固定されており、軸Ｓ１を中心に弁板１０とともに揺動する。弁開閉レバー１２は、軸Ｓ１からＬ形に延びた開閉操作用レバー１２ａと、軸Ｓ１から反対側に真直に延びたロック用レバー１２ｂを備えている。開閉操作用レバー１２ａの先端には、弁開閉シリンダ１４の伸縮端１４ａに回動自在に当接するローラーＲが取付けられている。ロック用レバー１２ｂの先端部には、弁固定レバー１６の揺動端と係合し弁板１０を「排出口閉位置」に固定保持するカム１２ｃが形成されている。

弁開閉シリンダ１４は複動式の空圧シリンダで、伸縮端１４ａであるロッドの先端を弁開閉レバー１２の開閉操作レバー１２ａのローラーＲ端の鉛直下方に位置付けて、シリンダ本体はフレーム２６に取付けられている。ロッドを伸張させると、伸縮端１４ａは開閉操作用レバー１２ａの先端のローラーＲに当接し、弁板１０は弁開閉レバー１２を介して閉じる方向に揺動される。

弁固定レバー１６は、軸Ｓ１と平行に延びる、ホッパー８の支持フレーム８ｂに備えた回動自在な軸Ｓ２に固定され、軸Ｓ２からＬ形に延びた固定操作用レバー１６ｂと、軸Ｓ２から反対側に真直に延びた固定用レバー１６ｃを備えている。固定操作用レバー１６ｂの先端には、弁固定シリンダ１８の伸縮端１８ａに回動自在に当接するローラーＲが取付けられている。固定用レバー１６ｃの揺動端１６ａの先端にはロック用レバー１２ｂのカム１２ｃに係合する回動自在なローラーＲが取付けられている。

固定シリンダ１８は複動式の空圧シリンダで、伸縮端１８ａであるロッドの端を弁固定レバー１６の固定操作用レバー１６ｂのローラーＲの鉛直下方に位置付けて、シリンダ本体はフレーム２６に取付けられている。固定シリンダ１８のロッドを伸張させると伸縮端１８ａは固定操作用レバー１６ｂのローラーＲと当接し、固定用レバー１６は回動され、固定用レバー１６ｃの先端のローラーＲは弁開閉レバー１２のロック用レバー１２ｂのカム１２ｃと係合する方向に揺動される。

弁固定レバー１６は、固定操作用レバー１６ｂ、固定用レバー１６ｃの他に、軸Ｓ２に第３の真直に伸びた固定解除用レバー１６ｄを備えている。固定解除用レバー１６ｄの先端には、固定解除シリンダ２０の伸縮端２０ａに回動自在に当接するローラーＲが取付けられている。

固定解除シリンダ２０は複動式の空圧シリンダで、伸縮端２０ａであるロッドの端を固定解除用レバー１６ｄのローラーＲの鉛直上方に位置付けて、シリンダ本体はフレーム２６に取付けられている。固定解除シリンダ２０のロッドを伸張させると伸縮端２０ａは固定解除用レバー１６ｄのローラーＲと当接し、弁固定レバー１６は回動され、固定用レバー１６ｃの先端のローラーＲは弁開閉レバー１２のロック用レバー１２ｂのカム１２ｃと係合を解除する方向に揺動される。

図１とともに図３を参照して、弁開閉レバー１２のロック用レバー１２ｂに備えたカム１２ｃについてさらに説明する。カム１２ｃは、弁固定レバー１６の固定用レバー１６ｃに対向した側に固定用レバー１６ｃのローラーＲの揺動軌跡に沿う略円弧状に形成されるとともに、軸Ｓ１の軸心Ｚ１、ローラーＲとカム１２ｃの接点Ｚ２、および軸Ｓ２の軸心Ｚ３による挟角θが９０°よりも小さくなる部分を備え、固定用レバー１６ｃのローラーＲが挟角９０°のデッドポイントＤＰを越えるとロック用レバー１２ｂを弁板１０「排出口閉位置」に固定保持する（図示の状態）。デッドポイントＤＰを越えるときのロック用レバー１２ｂの揺動変位は、揺動腕９と弁板１０の間の弾性体１１によって吸収される。

図１とともに図４、主として図４を参照して、弁板１０の開度調整機能について説明する。「排出口全閉位置」と「排出口全開位置」の間を揺動自在（図２）に取付けられた弁板１０は、弁開閉レバー１２を含む自重によって排出口６を開ける方向に揺動自在に取付けられているので、この自重およびホッパー８内の粉体の重さを、弁開閉シリンダ１４を伸張させ伸縮端１４ａを弁開閉レバー１２の開閉操作レバー１２ａのローラーＲに当接させて支え（図示の状態）、伸縮端１４ａを伸長あるいは収縮させることにより、排出口６と弁板１０の間の開度Ｋを自在に調整することができる。

図５を参照して計量ホッパー装置２の弁板１０の開閉操作手順について説明する。この図５は、弁板１０は「排出口全閉位置」で、接離自在な伸縮端を有する弁開閉シリンダ１４、弁固定シリンダ１８、および固定解除シリンダ２０は非接触の離した状態で示されている。

（１）弁板「排出口全閉位置」：
弁開閉シリンダ１４の伸縮端１４ａを伸張させ（矢印１）、弁開閉レバー１２のローラーＲに当接させ、弁開閉レバー１２を時計方向（矢印２）に揺動させ、弁板１０を「排出口全閉位置」（図示の状態）にする。

（２）弁板を「排出口全閉位置」に固定保持：
弁固定シリンダ１８の伸縮端１８ａを伸張させ（矢印３）、弁固定レバー１６のローラーＲに当接させ弁固定レバー１６を反時計方向（矢印４）に揺動させ、弁開閉レバー１２のカム１２ｃと固定レバー１６のローラーＲを係合させ（図示の状態）固定状態を保持する。その後、弁開閉シリンダ１４の伸縮端１４ａおよび弁固定シリンダ１８の伸縮端１８ａは、元の位置（図示の位置）に収縮させて（矢印５，６）戻し、非接触の分離状態にする。

（３）「排出口全閉位置」の固定保持解除：
弁開閉シリンダ１４を伸張させ（矢印７）弁開閉レバー１２のローラーＲに当接させ、弁板１０を支える状態にする。固定解除シリンダ２０の伸縮端２０ａを伸張させ（矢印８）弁固定レバー１６のローラーＲに当接させ、弁固定レバー１６を時計方向に揺動させ（矢印９）、弁開閉レバー１２のカム１２ｃと弁固定レバー１６のローラーＲとの係合を解除する。固定解除シリンダ２０の伸縮端２０ａは、元の位置（図示の位置）に収縮させて（矢印１１）戻し、非接触の分離状態にする。

（４）排出口開口：
弁開閉シリンダ１４の伸縮端１４ａを、弁板１０を支えた状態で収縮させ（矢印１０）弁板１０を任意の開度Ｋ（図４参照）に開口し、ホッパー８内の粉体を排出する。

（５）ホッパーの粉体の計量：
ホッパー８内の粉体の計量は、弁板１０「排出口全閉位置」、接離自在な伸縮端を有する弁開閉シリンダ１４、弁固定シリンダ１８、および固定解除シリンダ２０非接触の離した状態で行われるが、計量作業の要求に応じて、上記の適宜のステップにおいて遂行してもよい。

上述したとおりの計量ホッパー装置２の効果について、主として図１を参照して説明する。

計量ホッパー装置２は、弁板１０に連結した弁開閉レバー１２およびこのレバー１２を「排出口閉位置」に固定する弁固定レバー１６を備えるとともに、弁開閉レバー１２に接離自在に当接する弁開閉シリンダ１４、弁固定レバー１６に接離自在に当接し、弁固定レバー１６を「排出口閉位置」に位置付ける弁固定シリンダ１８およびこの「排出口閉位置」を解除する固定解除シリンダ２０を備え、弁開閉シリンダ１４、弁固定シリンダ１８、および固定解除シリンダ２０は、ホッパー８と分離して配置されている。

したがって、弁開閉レバー１２および弁固定レバー１６を、必要なときに、接離自由な弁開閉シリンダ１４、弁固定シリンダ１８および固定解除シリンダ２０によって操作することにより、ホッパー８の開閉装置が計量に外乱として作用しないようにすることができるとともに、弁板１０によってホッパー８の排出口６を確実に閉じることができ、さらに排出口６の開閉操作を容易に行うことができる。

弁開閉レバー１２は、弁固定レバー１６の揺動端１６ａと係合し弁板１０を「排出口閉位置」に固定保持するカム１２ｃを備えている。したがって、ホッパー８の排出口６をより確実に閉じることができる。

また、弁板１０は、ホッパー８に揺動自在に取付けられた揺動腕９に弾性体１１を介して取付けられている。したがって、弾性体１１を介した弁板１０によってホッパー８の排出口６をより確実に閉じることができる。

さらに、弁板１０は、弁開閉レバー１２を含む自重によって排出口６を開ける方向に揺動自在に取付けられ、弁開閉レバー１２に弁開閉シリンダ１４の伸縮端１４ａを当接して伸長あるいは収縮させることにより排出口６の開度が調整される。したがって、弁板１０の開閉操作において弁開閉シリンダ１４の力がホッパー８に実質上作用しないので、粉体排出時の計量においても外乱として作用せず、正確な計量が可能である。

以上、本発明を実施例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、例えば下記のような変形あるいは修正をすることができる。

本発明は、弁固定シリンダ１８と固定解除シリンダ２０を別体に備えているが、これらを１個のシリンダにして弁開閉シリンダ１８および弁固定シリンダ２０の両機能を持たせるようにしてもよい。例えばシリンダのロッドを伸張で弁固定レバー１６のローラーＲに当接させて弁板１０を固定し、収縮でローラーＲに当接させて弁板１０の固定を解除するようにしてもよい。

２：計量ホッパー装置
４：投入口
６：排出口
８：ホッパー
９：揺動腕
１０：弁板
１１：弾性体
１２：弁開閉レバー
１２ｃ：カム
１４：弁開閉シリンダ
１６：弁固定レバー
１８：弁固定シリンダ
２０：固定解除シリンダ
２２：秤手段

Claims (4)

1. 投入口および排出口を有するホッパーと、
   このホッパーに揺動自在に取付けられ該排出口を開閉する弁板と、
   この弁板に連結され弁板とともに揺動する弁開閉レバーと、
   この弁開閉レバーに伸縮端が接離自在に当接する弁開閉シリンダと、
   該ホッパーに揺動自在に取付けられその揺動端と弁開閉レバーとの当接により弁板を「排出口閉位置」に固定する弁固定レバーと、
   伸縮端が接離自在に当接しこの弁固定レバーを該「排出口閉位置」に位置付ける弁固定シリンダと、
   伸縮端が接離自在に当接し弁固定レバーの該「排出口閉位置」を解除する固定解除シリンダと、
   該ホッパーの重量を計測する秤手段と、を備え、
   弁開閉シリンダ、弁固定シリンダ、および固定解除シリンダは、ホッパーと分離して配置され、
   弁板の閉じそして開閉の操作は次の手順、
   １．弁固定シリンダの伸縮端を弁固定レバーに当接させ弁開閉レバーに連結した弁板を「排出口閉位置」に固定し、その後弁固定シリンダの伸縮端は非接触の分離状態にし、
   ２．固定解除シリンダの伸縮端をこの弁固定レバーに当接させ弁開閉レバーと弁固定レバーの当接を解除して弁板の「排出口閉位置」を解除し、その後固定解除シリンダの伸縮端は非接触の分離状態にし、
   ３．弁開閉レバーに伸縮端を当接させた弁開閉シリンダによって弁板を開閉する、
   により行われる、
   ことを特徴とする計量ホッパー装置。
2. 弁開閉レバーは、
   弁固定レバーの揺動端と係合し弁板を該「排出口閉位置」に固定保持するカムを備えている、
   ことを特徴とする請求項１記載の計量ホッパー装置。
3. 弁板は、
   ホッパーに揺動自在に取付けられた揺動腕に弾性体を介して取付けられている、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の計量ホッパー装置。
4. 弁板は、
   弁開閉レバーを含む自重によって排出口を開ける方向に揺動自在に取付けられ、弁開閉レバーに弁開閉シリンダの伸縮端を当接し伸長あるいは収縮させることにより排出口の開度が調整される、
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の計量ホッパー装置。

Images