JP6824791B2 - 組合せ秤 - Google Patents

Description

本発明は、供給される物品を一旦貯留して排出するホッパを備える組合せ秤に関する。

一般に組合せ秤には、分散搬送されてきた物品を一旦貯留して排出する複数の供給ホッパ、各供給ホッパから排出される物品を一旦貯留して物品の重量をそれぞれ計測する複数の計量ホッパ、及び、組合せ演算によって選択された目標組合せ重量となる複数の計量ホッパから排出される物品を受け取って一旦貯留して排出する集合ホッパ、等の各種ホッパが備えられている。これらホッパは、上下に開口を有する筒状のホッパ本体の下部開口を、回動操作されるゲートで開閉することによって、物品の貯留と排出を行うように構成されている。

かかるホッパにおいては、ゲートを閉止している間、ゲートの自重、物品の重量、及び、物品が落下投入される際の衝撃力が、ゲートを開放方向へ操作する力として作用することになり、物品のこぼれ落ちを防止するためにゲートを確実に閉止状態に保持しておくことが望まれる。

ゲートを閉止状態に保持するために、従来では、ゲートをスプリングで閉止方向へ付勢したり、ゲート開閉構造にトグルリンク機構を用いるものなどが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開平５−１６２７８７号公報 特開２０１３−９６７３８号公報

ゲートをスプリングで閉止方向へ付勢する従来例では、ゲート閉止状態においてゲートに作用するゲート開放方向の力、つまり、貯留する物品の重量やゲート自体の重量が大きいほど、ゲートを閉止方向へ付勢するスプリングの強さを大きいものにする必要がある。従って、強いスプリングに抗してゲートを開放させるのに大きい操作力が必要となり、ゲート開閉用モータの大型化やモータ駆動電流が増大するといった問題が生じる。

一方、トグルリンク機構は、屈伸するリンクの突っ張り機能によってゲート開放方向への力に抗するものであり、上記スプリングを閉止方向へ付勢する方式のホッパのように、大きい操作力を要することがなくゲートを開放させることができる利点を有する。しかし、トグルリンク機構は、ゲート開閉用のリンク部材や支点の数が多くなり、ゲート開閉構造が複雑になるとともに、ホッパ全体としての重量も大きいものとなる。

本発明は、このような点に着目して為されたものであって、ゲートを閉止方向へ付勢するスプリングやトグルリンク機構を用いることなく、ゲートを所望の閉止状態に維持できるようにすることを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明では次のように構成している。

（１）本発明に係る組合せ秤は、ホッパ本体の排出口をゲートで開閉するホッパを備える組合せ秤であって、
前記ゲートを開閉操作する駆動軸またはこの駆動軸と一体作動する作動部材に対して制動作用する制動機構を備え、
前記制動機構は、前記ゲートが前記排出口を閉止した閉止位置にあるときに、前記制動作用して前記ゲートを前記閉止位置に保持する一方、前記ゲートの前記開閉操作時には、前記制動作用を解除するものであり、
前記制動機構は、前記ゲートが前記排出口を開放した開放位置にあるときに、前記制動作用して前記ゲートを前記開放位置に保持する。

本発明の組合せ秤によると、ホッパ本体に対して自由状態に支持したゲートを駆動軸に連結しておくだけで、閉止位置のゲートを制動機構の制動作用によって閉止状態に安定に保持しておくことができる。また、ゲートの開閉操作時には、制動機構の制動作用から解除された自由状態のゲートを軽快に駆動することができる。

本発明によると、開放位置にあるゲートを制動機構の制動作用によって開放状態に安定して保持しておくことができる。

（２）本発明の他の実施態様では、前記制動機構は、前記駆動軸または前記作動部材に摩擦制動をかけるものである。

この実施態様によると、摩擦制動であるのでゲートを制動固定する位置を無段階に設定することができ、部品の加工誤差や組み付け誤差、等を吸収して、ゲートを所望の閉止状態や開放状態に固定保持することが容易となる。

（３）本発明の更に他の実施態様では、前記制動機構は、前記駆動軸を挟んで対向配置された一対の制動アームを備え、前記一対の制動アームによって前記駆動軸を外周から挟持して摩擦制動をかける。

この実施態様によると、一対の制動アームが駆動軸の対向する外周部に付勢押圧されるので、その押圧力によって駆動軸に不当な曲げ作用をかけることがなく、駆動軸に制動トルクのみを付与することができる。従って、駆動軸の軸受け部位への負荷が増大することはなく、耐久性の高いゲート開閉駆動を行うことができる。

（４）本発明の他の実施態様では、前記制動機構は、前記一対の制動アームを、前記駆動軸を挟持する方向に付勢するバネと、前記一対の制動アームを、前記バネの付勢力に抗して挟持解除方向に変位させる解除カムとを備える。

この実施態様によると、自由状態にある一対の制動アームは、バネ付勢力によって駆動軸挟持状態にあって駆動軸を摩擦制動することができ、また、解除カムで一対の制動アームを変位させることで駆動軸への制動を解除することができ、解除カムの状態を切り換えることで簡単に駆動軸への制動及び制動解除を選択することができる。

この際、解除カムのカム機能によって比較的小さい作動力で一対の制動アームを変位させることができ、解除カムを駆動するアクチュエータは小型で小出力のものでよい。

（５）本発明の更に他の実施態様では、前記一対の制動アームは、支点周りに回動自在に支持され、前記バネは、前記一対の制動アームの遊端部に亘って架設された引っ張りバネであり、前記支点と前記引っ張りバネの架設部位との中間において、前記駆動軸を前記一対の制動アームで挟持する。

この実施態様によると、支点とバネ架設部位との距離、あるいは、支点と挟持位置との距離を選択することによって、バネ付勢力を増大して挟持位置に作用させることができ、小さい付勢力で必要な摩擦制動力を得ることができる。

本発明によれば、ゲート閉止付勢用のスプリングやトグルリンク機構を用いることなく、ゲートを所望の閉止位置に保持することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る組合せ秤の一部を縦断した正面図である。 図２は集合ホッパ及びその駆動部を示す斜視図である。 図３は集合ホッパ及びその駆動部を示す側面図である。 図４は制動機構の正面図である。 図５は図４におけるＢ−Ｂ断面図である。 図６は制動機構における制動アームを示す分解斜視図である。 図７は制動機構の他の実施形態を示す正面図である。 図８は制動機構のその他の実施形態を示す正面図である。 図９は制動機構の別の実施形態を示す正面図である。 図１０は制動機構の別の実施形態における要部の平面図である。 図１１は制動機構の別の実施形態における要部の側面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る組合せ秤１の一部を縦断した正面図である。

この実施形態の組合せ秤１は、上方の物品供給装置Ａから供給される物品を所定重量ずつ計量して排出するものであって、計量されて排出された物品は、下方に設置した包装機（図示省略）に投入して袋詰めされる。

組合せ秤１の中央には、多角柱形のセンター基体２が配置されている。センター基体２は、複数本の脚部３を介して基台４に支持されている。基台４は、中央部が大きく上下に貫通開口された中空構造を有する。

センター基体２の上部には、分散フィーダ５が設けられている。この分散フィーダ５は、物品供給装置Ａの搬送終端から排出されて落下供給されてきた物品を振動によって放射状に分散搬送する。

分散フィーダ５は、円錐形状を有するトップコーン６と、当該トップコーン６を振動駆動する電磁式の加振機構７とを備えている。加振機構７は、センター基体２内の支持フレーム８に搭載支持されている。

分散フィーダ５の周囲には、複数のリニアフィーダ９が放射状に配設されている。リニアフィーダ９は、分散フィーダ５から移送されてきた物品を振動によって更に外方に向けて直進搬送する。

リニアフィーダ９は、内外方向に向かう樋状に形成された搬送トラフ１０と、当該搬送トラフ１０を振動駆動する電磁式の加振機構１１とを備えている。

加振機構１１は、分散フィーダ５の加振機構７を取り囲むようにセンター基体２内の支持フレーム８に搭載支持されている。

リニアフィーダ９の搬送終端の下方には、供給ホッパ１２、及び、計量ホッパ１３がそれぞれ対応して設けられている。縦列配置されたこれら直進フィーダ９、供給ホッパ１２、及び、計量ホッパ１３を一連とする多数連の計量ユニットが、センター基体２を取り囲むように配備されている。

各計量ホッパ１３の下方には、集合シュート１４がそれぞれ配置されている。所定重量範囲となるように組合せ選択された複数の計量ホッパ１３から排出された物品は、集合シュート１４及び下窄まりの集合ファネル１５を介して集合ホッパ１６に集められて一旦貯留される。集合ホッパ１６は、ホッパ本体２１と、ゲート２２とを備えており、この集合ホッパ１６は、包装機側からの排出要求指令に基づいて、制御部（図示せず）によってゲート２２が開放作動され、所定重量範囲の物品が排出される。

なお、供給ホッパ１２及び計量ホッパ１３のゲート開閉装置等の駆動ユニット１７がセンター基体２内に収納支持されている。また、各計量ホッパ１３には、計量ホッパ１３内の物品の重量を計測するロードセル等の重量センサが備えられ、この重量センサもセンター基体２の内部に上記駆動ユニット１７と共に収納されている。

この実施形態では、ホッパの一例である前記集合ホッパ１６のゲート駆動構造に特徴を備えており、その詳細な構造を図２〜図６を参照して以下に説明する。

集合ホッパ１６は、上下に開口された筒形のホッパ本体２１の下部に、単一のゲート２２が、図１，図３に示される支点ｐを中心に回動自在に支持連結された構造となっている。この集合ホッパ１６では、ホッパ本体２１の横外側に配備されたゲート駆動部２３によってゲート２２を正逆に回動させることで、ホッパ本体２１下部の排出口が開閉されるようになっている。

ゲート駆動部２３は、縦壁状の固定支持枠２４に、ステッピングモータなどのサーボ型のモータ２５を、その回転軸心が水平となるよう連結支持して構成されている。

モータ２５の回転駆動軸（以下、「駆動軸」と略称する）２６が、図３に示されるように、固定支持枠２４の前面に貫通突出され、この駆動軸２６の前面突出部に、ゲート作動用の駆動アーム２７が連結固定されている。駆動アーム２７の遊端部には、駆動ピン２８がモータ軸心方向と平行に突設されるとともに、ゲート２２には、前記駆動ピン２８を係入する係合凹部２９が形成されている。モータ２５の駆動軸２６が回転して、駆動アーム２７が所定角度範囲に亘って正逆回動することによって、ゲート２２が閉止（全閉）位置と開放（全開）位置とに亘って回動操作されるようになっている。

ここで、ホッパ本体２１は、固定支持枠２４に対して図示されていないガイド構造を介してモータ軸心方向にスライド脱着可能に支持されている。ホッパ本体２１の取っ手２１ａを持って、ホッパ本体２１をゲート駆動部２３に向けてスライドさせるとともに、駆動ピン２８にゲート２２の係合凹部２９を係合させることでゲート２２が駆動開閉可能なセット状態となる。また、上記セット状態からホッパ本体２１を外方にスライドさせて、ゲート２２の係合凹部２９を駆動ピン２８から離脱させることで、集合ホッパ１６の洗浄等を容易に行うことができるようになっている。

ゲート操作用の駆動軸２６はモータ２５の後方にも延長突出されており、この後方に延出された駆動軸２６に作用する制動機構３０が、固定支持枠２４に装着されている。

制動機構３０は、図４に示すように、上下中間の支点ａ，ｂを中心に回動自在に支持された一対の制動アーム３１，３２を、その上半部において駆動軸２６を挟み込むよう、かつ、下半部において交差するように配備している。各制動アーム３１，３２の上部に備えたバネ受け金具３３ａ，３３ｂに亘ってバネ３４を張設することで、駆動軸２６を、両制動アーム３１，３２によって弾性的に左右から挟持し、挟持箇所に生じる摩擦によって駆動軸２６の回動を制動するように構成されている。

なお、図６に示すように、一方の制動アーム３１は、同形状のアーム部材３１ａを、間隔をあけて配置し、その上部においてバネ受け金具３３ａで一体連結することで、両アーム部材３１ａの間に、他方の制動アーム３２の下半部を入れ込み交差させるようになっている。

両制動アーム３１，３２の下端側には、両制動アーム３１，３２をバネ３４の付勢力に抗して強制的に離反回動させる解除カム３５が配備されている。この解除カム３５は先狭まりの楔状に形成されており、アクチュエータの一例である電磁ソレノイド３６によって上下に駆動変位されるようになっている。
そして、解除カム３５が下方に後退作動すると、両制動アーム３１，３２がバネ３４によって付勢回動されて、駆動軸２６を左右から弾性挟持する制動状態がもたらされる。また、解除カム３５が上方に突出作動すると、その先端部が両制動アーム３１，３２における遊端部の間に圧入され、両制動アーム３１，３２がバネ３４の付勢力に抗して互いに離反する方向に回動変位され、これによって両制動アーム３１，３２による駆動軸挟持が解除された制動解除状態がもたらされ、駆動軸２６の回動が許容される。

駆動軸２６には、ディスク３７が固着されており、このディスク３７の外周部に形成したノッチ３８を、透過型の光センサ３９で検知することで、上記制御部によって駆動軸２６の原点位置が認識され、これに基づいて駆動軸２６の回転位置、つまり、ゲート２２の作動位置が認識されるようになっている。

そして、駆動軸２６がゲート閉止位置（全閉位置）、あるいは、所定のゲート開放位置（全開位置）にあることが認識されていると、前記解除カム３５が両制動アーム３１，３２から後退され、両制動アーム３１，３２によって駆動軸２６が摩擦制動され、ゲート２２が閉止位置、あるいは、開放位置に保持される。

また、計量済みの物品を貯留したゲート閉止状態において包装機から排出要求指令が出されると、制御部によって解除カム３５が瞬時に突出作動されて駆動軸２６の制動が解除されるとともに、駆動軸２６がゲート開放方向に回転作動する。これによって、集合ホッパ１６に貯留されている物品が排出される。

また、ゲートが所定の開放位置まで作動したことが認識されると、制御部によって、解除カム３５が後退作動されて駆動軸２６が制動され、物品が排出されている間、ゲート２２が開放位置に保持される。物品の排出完了時間が経過すると、制御部によって解除カム３５が突出作動されて駆動軸２６の制動が解除されるとともに、駆動軸２６がゲート閉止方向に回転作動し、ゲート２２が閉止位置に到達したことが認識されると、解除カム３５が後退作動して駆動軸２６が制動される。そして、次の排出モードになるまでゲート２２は閉止位置に保持される。

上記のように本実施形態では、バネ３４の付勢力によって、両制動アーム３１，３２が、モータ２５の駆動軸２６を弾性挟持して制動し、これによって、ゲート２２を閉止位置または開放位置に保持する一方、解除カム３５の上方への突出作動によって、両制動アーム３１，３２がバネ３４の付勢力に抗して互いに離反する方向に後退するように変位して制動を解除し、ゲート２２の開閉駆動が許容される。

これによって、ゲートを閉止方向へ強い力で付勢するスプリングやトグルリンク機構を用いることなく、ゲートを閉止位置に安定して保持することができる。

したがって、ゲートを閉止方向へ強い力で付勢するスプリングの付勢力に抗してゲートを開放させるために、ゲート開閉用モータの大型化やモータ駆動電流が増大するといったことがなく、また、トグルリンク機構のように構造が複雑になって、ホッパ全体としての重量が増加するといったこともない。

［その他の実施形態］
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）図７に示すように、両制動アーム３１，３２を共通の支点ａ周りに回動自在に支持することもできる。この場合、両制動アーム３１，３２を駆動軸挟持方向に付勢するバネ３４を、支点ａに組み付けたねじりバネとすることもできる。

（２）図８に示すように、両制動アーム３１，３２をバネ付勢力に抗して後退変位させる解除カム３５として、モータなどのアクチュエータで回転駆動される楕円形あるいは長円形の回転カムを用いることもできる。

（３）図９〜図１１に示すように、駆動軸２６に備えられて駆動軸２６と一体作動する作動部材としてのディスク、例えば原点検知用のディスク３７に摩擦制動をかける構造を採用することもできる。この場合、ディスク３７における外周近くの大径部位を制動アーム３１，３２の制動パッド４０で挟持して摩擦制動をかけるようにすることで、小さいバネ付勢力で所望の制動トルク得ることができる。

（４）図１０中に示すように、両制動アーム３１，３２を駆動軸挟持方向に付勢するバネ３４に圧縮バネを用いることもできる。

（５）両制動アーム３１，３２自体を、Ｕ形に屈曲した板バネで一体に形成し、自由状態の両制動アーム３１，３２の対向する内面に備えた制動パッドで駆動軸２６を弾性挟持して制動し、両制動アーム３１，３２の間に配備した回転カムからなる解除カムを回転制御することで、両制動アーム３１，３２を後退作動させて制動解除を行うように制動機構３０を構成することも可能である。

（６）制動機構３０としては、上記のように摩擦制動をかける形態に限られることはなく、駆動軸２６あるいはこれと一体に作動する部材である前記ディスク３７の所定回動位相位置に切欠き凹部や係合孔を形成するとともに、この切欠き凹部や係合孔に係合爪を係合させて、ゲート２２を少なくとも閉止位置で停止保持することも可能である。

（７）上記実施形態のホッパでは単一のゲート２２が片開き作動する場合を例示しているが、リンク連係した一対のゲートを両開き作動する仕様のホッパに適用することもできる。

（８）本発明のホッパを、組合せ秤における供給ホッパや計量ホッパに適用することもできる。

１ 組合せ秤
１３ 計量ホッパ
１６ 集合ホッパ
２１ ホッパ本体
２２ ゲート
２６ 駆動軸
３０ 制動機構
３１ 制動アーム
３２ 制動アーム
３４ バネ
３５ 解除カム
３７ ディスク（駆動軸と一体作動する作動部材）
ａ 支点
ｂ 支点

Claims (5)

1. ホッパ本体の排出口をゲートで開閉するホッパを備える組合せ秤であって、
   前記ゲートを開閉操作する駆動軸またはこの駆動軸と一体作動する作動部材に対して制動作用する制動機構を備え、
   前記制動機構は、前記ゲートが前記排出口を閉止した閉止位置にあるときに、前記制動作用して前記ゲートを前記閉止位置に保持する一方、前記ゲートの前記開閉操作時には、前記制動作用を解除するものであり、
   前記制動機構は、前記ゲートが前記排出口を開放した開放位置にあるときに、前記制動作用して前記ゲートを前記開放位置に保持する、
   ことを特徴とする組合せ秤。
2. 前記制動機構は、前記駆動軸または前記作動部材に摩擦制動をかける、
   請求項１に記載の組合せ秤。
3. 前記制動機構は、前記駆動軸を挟んで対向配置された一対の制動アームを備え、前記一対の制動アームによって前記駆動軸を外周から挟持して摩擦制動をかける、
   請求項１または２に記載の組合せ秤。
4. 前記制動機構は、前記一対の制動アームを、前記駆動軸を挟持する方向に付勢するバネと、前記一対の制動アームを、前記バネの付勢力に抗して挟持解除方向に変位させる解除カムと、
   を備える、
   請求項３に記載の組合せ秤。
5. 前記一対の制動アームは、支点周りに回動自在に支持され、
   前記バネは、前記一対の制動アームの遊端部に亘って架設された引っ張りバネであり、
   前記支点と前記引っ張りバネの架設部位との中間において、前記駆動軸を前記一対の制動アームで挟持する、
   請求項４に記載の組合せ秤。

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