JPH09184752A - 計量装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計量装置の運転効率を向上させること。 【解決手段】 供給ホッパ２３から供給される被計量物
を計量ホッパ２７で受けてその重量を重量検出器３１で
検出し、検出した重量に基づいて被計量物を組合せ排出
する計量装置において、計量ホッパ２７が被計量物を受
けるときと被計量物を排出するときの各重量検出器３１
のホッパ支持部３１の変位を規制装置３２によって規制
して重量検出を短時間に行なう。また、供給ホッパ２３
および計量ホッパ２７のホッパ本体の下側開口部の開口
面が下方に向かうほど大きくなるように形成して、被計
量物の排出時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重量検出器に支持
された被計量物受けに供給装置から物品を間欠的に供給
してその重量を検出し、重量検出した物品を被計量物受
けから順次排出する計量装置において、その運転効率を
向上させるための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、組合せ計量装置では、図８に示
すように、供給ホッパ１、計量ホッパ２および計量ホッ
パ２を支持するロードセル型の重量検出器３を一組と
し、これを複数組設け、各供給ホッパ１のゲート１ａを
開閉して計量ホッパ２にそれぞれ被計量物を供給し重量
検出器３でその重量を求め、求めた重量の組合せのうち
目標重量範囲内に入る組合せを選定し、選定した組合せ
の被計量物を収容している計量ホッパ２のゲート２ａを
それぞれ開閉してその被計量物を排出し、目標重量に近
い被計量物を得るようにしている。

【０００３】このように被計量物を上方から順次下方へ
移送しながら計量する装置では、図９の（ｂ）に示す計
量ホッパの開閉動作時と、図９の（ａ）に示す供給ホッ
パの開閉による被計量物の収容時に負荷される力によっ
て、図９の（ｃ）のように重量検出器の重量信号が大き
く振動変化する。

【０００４】このため、従来では、図９の（ｄ）のよう
に、フィルタ回路（ＬＰＦ）等によってこの振動成分を
除去し、この信号が十分安定したタイミングに被計量物
の重量を求めるようにしていた。なお、このフィルタの
遮断周波数を低く設定すれば、重量信号の振動成分を大
きく除去できるが、その分応答速度が遅くなってしま
い、重量信号が被計量物の重量に対応した値に収束する
までの時間がかえって長くなってしまうので、効率と精
度を維持するためには、図に示したように高速の振動成
分のみを除去して、低速の振動成分が収束したタイミン
グに重量を求めていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
計量装置の運転サイクルは、主に、供給ホッパ１を開い
てから計量ホッパ２内に被計量物が完全に収容されるま
でに必要な供給時間と、計量ホッパ２に被計量物が収容
されてから重量信号が安定するまでの安定時間および計
量ホッパ２を内の被計量物を排出するための排出時間に
よって決定される。

【０００６】したがって、精度を維持したままで運転効
率をより高くするためには、これらの各時間を短縮しな
ければならない。

【０００７】前記した供給時間は、供給ホッパのゲート
が開いてからそのホッパ内の被計量物が完全に排出され
るまでの時間に依存し、計量ホッパの排出時間は、計量
ホッパのゲートが開いてからそのホッパ内の被計量物が
完全に排出されるまでの時間と、開いたゲートを閉じる
までの時間に依存している。したがって、供給ホッパお
よび計量ホッパのゲートの開き速度と閉じ速度を速く
し、開いている時間を短かくすれば、これらの時間を短
縮することができる。

【０００８】しかしながら、計量ホッパのゲートの開き
速度や閉じ速度を速くするためには、計量ホッパに対し
て短時間に強い外力を加えなければならず、この外力に
よって機械的振動が大きくなってしまう。このため、前
記した安定時間が長くなってしまい、装置全体の運転効
率は高くならない。

【０００９】また、ゲート開閉時には実際に計量しよう
とする被計量物の重量負荷よりも大きな力が計量ホッパ
に加わるので、通常は重量検出器の変位部の剛性（即ち
荷重と変位量との比）をこのゲート開閉時に加わる力に
合わせたものに設定して重量検出器の寿命を維持してい
るが、前記したようにより強い外力に耐えるようにする
ために変位部の剛性をさらに高くしてしまうと、被計量
物の荷重に対する変位がさらに少なくなり、被計量物の
重量検出感度が低下してしまう。

【００１０】また、ゲートが高速に開いたとき、ホッパ
内の被計量物は、ゲートの近くにあった部分から先に下
方へ落下するが、ホッパの内壁に接している部分はその
内壁との摩擦によって遅れて落下する。

【００１１】このため、ホッパの下面全体を高速に開放
しても、そのホッパから排出される被計量物全体の形状
は収容時の形状に比べて上下方向に延びてしまい、この
形状の乱れにより供給時間や排出時間を短くできない。

【００１２】本発明は、これらの課題を解決して、運転
効率の高い計量装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の計量装置は、被計量物を間欠的
に供給するための供給装置と、前記供給装置から供給さ
れる被計量物を一旦受けて、該受けた被計量物を排出す
る被計量物受けと、前記被計量物受けを支持し、該被計
量物受けの荷重変化に応じて変位する変位部を有し、該
変位部の変位量に対応した重量信号を出力する重量検出
器と、前記被計量物受けが被計量物を受けるときあるい
は被計量物を排出するときに前記重量検出器の変位部の
変位を規制する規制装置とを備えている。

【００１４】また、本発明の請求項２記載の計量装置
は、前記供給装置および前記被計量物受けは、上方から
被計量物を受け入れるための上側開口部および受け入れ
た被計量物を下方へ排出するための下側開口部とを有す
るホッパ本体と、該ホッパ本体の下側開口部を開閉する
ためのゲートとからなるホッパによって構成されてお
り、前記供給装置および前記被計量物受けの少なくとも
一方のホッパ本体の下側開口部の開口面が下方に向かう
ほど大きくなるように形成されている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は本発明を適用した組合せ計
量装置の全体構成図である。

【００１６】図１において、分散供給装置２１は、上方
から受けた被計量物を分散させつつ複数の振動搬送装置
２２へ搬出する。各振動搬送装置２２は、分散供給装置
２１から受けた被計量物を所定時間振動搬送して各供給
ホッパ２３に収容させる。

【００１７】各供給ホッパ２３は、上下が開口したホッ
パ本体２４の下側開口部をゲート２５で閉じて、振動搬
送装置から排出される被計量物を内部に一旦収容し、ゲ
ート開閉装置２６によってゲート２５が開閉されると、
内部に収容していた被計量物をそれぞれ計量ホッパ２７
へ供給する。

【００１８】この供給ホッパ２３のホッパ本体２４は、
下側開口部の開口面が下方に向かう程大きくなるように
下部内壁がハの字状に開いており、ゲート２５が高速に
開いたときに落下しようとする被計量物とこの内壁との
摩擦が極めて少なく、ホッパ内に収容されていた被計量
物は、収容時の形状をほぼ維持したまま下方へ落下す
る。

【００１９】図２は供給ホッパ２３のホッパ本体２４の
具体例を示しており、例えば、図２の（ａ）に示すよう
に、上下が開口した枠状のホッパ本体２４の下方に延び
た側板２４ａ、２４ｂを、その間隔が下方へ向かうほど
大きくなるようにハの字状に対向させ、側板２４ａ、２
４ｂの側方と下方を１対のゲート２５で両側から覆うよ
うに構成する。一対のゲート２５は、ホッパ本体２４の
上部に回動自在に取り付けられ、図示しないバネ等によ
って常時閉じるように付勢され、ゲート開閉装置２６に
よってホッパ本体２４の下側開口部を全開するように開
く。

【００２０】また、図２の（ｂ）に示すように、上下が
開口した角筒状（円筒状でもよい）のホッパ本体２４の
下部の開口径が下方に向かうほど大きくなるように側板
２４ａ〜２４ｄを裾広がりとなるように形成し、その下
面を板状のゲート２５で覆うように構成してもよい。こ
の場合、ゲート開閉装置２６によってゲート２５をホッ
パ本体２４に対してスライド移動して開閉を行なう。こ
のようなホッパ構造は、ゲート２５がスライドして開く
ときに、その上面に付着した被計量物がホッパ本体２４
の下縁によってかき落とされるので、粘着性の強い被計
量物を計量する場合に特に有効である。なお、図２の
（ａ）、（ｂ）に示したホッパ構造は、後述する計量ホ
ッパ２７についても同等に適用される。

【００２１】各計量ホッパ２７は、図１に示しているよ
うに上下が開口したホッパ本体２８の下側開口部をゲー
ト２９で閉じて振動搬送装置から排出される被計量物を
内部に一旦収容し、ゲート開閉装置３０によってゲート
２９が開閉されると、内部に収容していた被計量物を排
出する。

【００２２】この計量ホッパ２７のホッパ本体２８は、
供給ホッパ２３と同様に、下側開口部の開口面が下方に
向かう程広くなるように下部内壁がハの字状に開いてお
り、ゲート２９が高速に開いたときに被計量物に対して
大きな摩擦力を生じさせずに、収容時の形状をほぼ維持
させたまま下方へ落下させる。なお、計量ホッパ２７
は、供給ホッパ２３から排出される被計量物をその形状
を大きく乱さずに収容するために、供給ホッパ２３とほ
ぼ相似形でやや大型に形成されている。

【００２３】各計量ホッパ２７は、ロードセル型の重量
検出器３１のホッパ支持部３１ａにそれぞれ支持されて
いる。各重量検出器３１は、この組合せ計量装置の図示
しないフレーム等に固定されおり、図３の（ａ）に示す
ように、ホッパ支持部３１ａに負荷される力を内部の変
位部３１ｂ（ロードセル本体）で受けて、その変位部の
変位量に応じた信号を重量信号として出力する。

【００２４】各重量検出器３１のホッパ支持部３１ａに
は、重量検出器３１の変位部の変位を規制するための規
制装置３２がそれぞれ取り付けられている。

【００２５】各規制装置３２は、例えば図３の（ａ）に
示しているように、ホッパ支持部３１ａに固定された円
筒状のコイルボビン３３と、コイルボビン３３に巻かれ
たコイル３４と、このコイル３４に対して同心位置に近
接配置されコイル３４と交わる磁束を発生する永久磁石
３５とを有しており、コイル３４の端子間には、図３の
（ｂ）に示すように、２つのツェナダイオード３６を互
いに逆極性に直列接続したリミッタ回路３７と、規制抵
抗３８とが並列に接続されている。

【００２６】２つのツェナダイオード３６のツェナ電圧
は、被計量物が計量ホッパ２７に落下収容する際やゲー
ト２９が開閉する際にホッパ支持部３１ａが大きく振動
変位しようとするとき、永久磁石３５との間の磁気作用
によってコイル３４の両端にに誘起される電圧に対して
十分低い電圧に設定されており、コイル３４の両端にに
誘起される電圧がこのツェナ電圧より大きい間はコイル
３４に大きな電流を流して、この電流によって生じる磁
界と永久磁石３５との間の吸引力により、コイル３４の
動きを妨げてホッパ支持部３１ａの振動を規制する。

【００２７】また、被計量物が完全に収容された後のよ
うにホッパ支持部３１ａに対する荷重変動が少なくなっ
てコイル３４に誘起される電圧がツェナ電圧より小さく
なると、リミッタ回路３７はオフとなり、規制抵抗３８
の抵抗値に対応した電流がコイル３４に流れ、この電流
によってコイル３４の振動が抑制されるため、ホッパ支
持部３１ａはその振動が規制された状態で被計量物の重
量に対応した分だけ変位することになる。

【００２８】各計量ホッパ２７から排出される被計量物
は、図１に示しているように集合装置３９によって所定
の集合位置に集められ、図示しない包装機や包装ライン
へ移される。

【００２９】なお、供給ホッパ２３や計量ホッパ２７を
環状に配置する場合には、集合装置として計量ホッパ２
７から排出された被計量物を集合位置まで滑走させるよ
うに漏斗状に形成したシュートを用い、また、供給ホッ
パ２３や計量ホッパ２７を直線状に配置する場合には、
集合装置としてコンベアを用いることができる。

【００３０】前記したように、供給ホッパ２３および計
量ホッパ２７の下側開口部の開口面が下方に向かう程大
きくなるように、ホッパ本体の下部内壁がハの字状に開
いていて、この計量ホッパ内に収容されている被計量物
の落下時の内壁と間の摩擦が少ないので、図４の（ａ）
のように計量ホッパ２７のゲート２９が高速に開いたと
きや、図４の（ｂ）のように供給ホッパ２３のゲート２
５が高速に開いたときに、被計量物はその収容時の形状
をほぼ維持したまま下方へ排出されることになり、被計
量物がホッパから完全に排出されるまでの時間が短くて
済む。

【００３１】このため、ゲートの開時間を大幅に短縮す
ることができ、計量ホッパに対する被計量物の供給時間
および計量ホッパの被計量物の排出時間を短縮できる。
また、この実施形態のように、供給ホッパ２３と計量ホ
ッパ２７の形状をほぼ相似形にしておけば、供給ホッパ
２３から計量ホッパ２７へ落下した被計量物は、その落
下時の形状を大きく乱すことなく計量ホッパ２７の底部
に収まるため、重量信号の乱れも少なくて済む。

【００３２】図５は、供給ホッパ２３および計量ホッパ
２７の開閉タイミングと重量信号との関係を示す図であ
り、図５の（ｂ）に示すように、計量ホッパ２７を短時
間に開閉して被計量物を排出するとき、およびこの計量
ホッパの開閉に続いて図５の（ａ）のように供給ホッパ
２３が短時間に開閉されてその被計量物が供給されると
きに、重量検出器３１のホッパ支持部３１ａは規制装置
３２による規制作用が無い状態では図５の（ｃ）のよう
に激しく振動することになるが、規制装置３２による規
制によって実際の変位は図５の（ｄ）に示すように、始
めはリミッタ回路３７によって強く抑制されてほとんど
変位せず、その後に規制抵抗３８によってやや弱く抑制
されながら被計量物の重量に相当した位置まで速やかに
変位する。したがって、被計量物が収容されてから短時
間で安定した重量信号を得ることができる。

【００３３】このように、計量ホッパ２７に被計量物が
供給されるときや計量ホッパが被計量物を排出するとき
に規制装置３２によって重量検出器３１自体の変位を規
制しているので、ゲートの開閉時間を短縮したことによ
って安定時間が延びてしまう恐れがなく、ゲートの開閉
時間を短縮した分だけ効率を向上させることができる。

【００３４】また、この規制装置３２は、電源が不要
で、ホッパ支持部３１ａの変位を自動的に規制するの
で、ゲートの開閉時や被計量物の収容時以外でも、大き
な外力が瞬間的に加わったたときにこの規制機能が働
き、常に重量検出器３１を保護する。

【００３５】また、ゲート開閉時の強い外力が負荷され
るときに規制装置３２によって重量検出器３１自体の変
位を抑えてしまうので、重量検出器３１として、少ない
荷重で大きく変位する感度の高いものを用いることがで
き、被計量物の重量を高い感度で検出できる。

【００３６】このように被計量物を受けてから短時間で
安定した重量検出器３１の出力は、図１のように重量測
定回路４０へ入力される。重量測定回路４０は、図５の
（ｄ）に示しているように供給ホッパ２３が開閉駆動さ
れてから所定時間Ｔ１が経過したときの重量信号を取り
込み、その取込み値からこの供給ホッパ２３に対応する
計量ホッパ２７自体の重量値を減じて、計量ホッパ２７
に収容された被計量物の重量値をそれぞれ求めて、組合
せ選定回路４１に出力する。

【００３７】組合せ選定回路４１は、重量測定回路４０
によって求めた各計量ホッパ２７毎の被計量物の重量値
の組合せ演算を行い、目標とする重量範囲（あるいは個
数範囲）内となる組合せを選定し、選定した被計量物を
収容している計量ホッパに対応するゲート開閉装置３０
を駆動させ、図５の（ｂ）に示しているようにその計量
ホッパのゲート２９を開閉させて、組合せに選定された
被計量物を集合装置３９によって集合させる。

【００３８】供給制御回路４２は、図５の（ｄ）に示し
たように組合せに選定された被計量物を収容していた計
量ホッパのゲート開閉装置３０が駆動されてから所定時
間Ｔ２後にその計量ホッパに対応する供給ホッパ２３の
ゲート開閉装置２６を駆動させて、空になった計量ホッ
パに新たな被計量物を供給する。

【００３９】搬送供給制御回路４３は、供給ホッパ２３
のゲート開閉装置２６が駆動されてから所定時間後にそ
の供給ホッパに対応する搬送供給装置２２を一定時間駆
動して、空になった供給ホッパに新たな被計量物を供給
する。

【００４０】以上のように構成された組合せ計量装置で
は、各供給ホッパ２３から計量ホッパ２７に対する被計
量物の供給時間、各計量ホッパ２７から被計量物を排出
するための排出時間、および、計量ホッパが被計量物を
受けてからその被計量物の重量値を検出するまでに必要
な安定時間を、計量精度を犠牲にすることなく短縮する
ことができ、運転効率が格段に向上する。

【００４１】

【他の実施の形態】前記実施形態の規制装置３２は、コ
イル３４と永久磁石３５との間に生じる力によって重量
検出器３１のホッパ支持部３１ａの急激な変位を常時規
制するように構成されていたが、これは本発明を限定す
るものでなく、例えば、図６に示すように、コイル３４
の端子間を短絡するためのスイッチ５０を設け、計量ホ
ッパ２７が開閉されてから次の被計量物が供給されるま
での間、制御回路５１によってこのスイッチ５０をオン
させてコイル３４の端子間を短絡してホッパ支持部３１
ａの変位を強力に抑え、被計量物が供給された後にこの
スイッチ５０をオフして規制抵抗３８に応じた規制力で
ホッパ支持部３１ａの変位を抑えるようにしてもよい。
この場合、制御回路５１は、スイッチ５０をオンオフす
るタイミングを前記した組合せ選定回路４１や供給制御
回路４２からの信号に基づいて検出するように構成して
おけばよい。

【００４２】また、前記規制装置３２は、強い力が加わ
ったときリミッタ回路３６による規制をかけ、それ以外
のときには規制抵抗３８による規制を常時かけるように
して、重量検出器３１のホッパ支持部３１ａの変位を２
段階に分けて規制していたが、抵抗値の異なる複数の規
制抵抗をスイッチによってコイルの両端に順次切替え接
続するように構成して、さらに多段階に規制をかけるよ
うにしてもよい。また逆に、規制抵抗３８を省き、前記
したリミッタ回路３６や図６に示したスイッチ５０によ
る強い規制のみを所定時間だけかけてから、コイル３４
の端子を開放状態にしてもよい。

【００４３】また、重量検出器の振動を規制するために
図７に示すような規制装置６０を用いることもできる。
この規制装置６０は、油等の液体６１が注入されている
筒６２と、筒６２内を上下動できるように設けられ上端
側がホッパ支持部３１ａに固定されている軸体６３と、
筒６２の上部と下部の間をバイパスする管６４と、管６
４内の液体６１の移動を止めるための電磁弁６５と、こ
の電磁弁６５の開閉制御を行なう制御回路６６とによっ
て構成されている。制御回路６６は、計量ホッパ２７が
開閉されるときや供給ホッパ２３から被計量物が供給さ
れるときに、電磁弁６５を閉じて軸体６３の上下動を規
制しホッパ支持部３１ａの変位を抑え、被計量物が計量
ホッパに収容された後に、電磁弁６５を開いてこの規制
を緩め、計量ホッパに収容された被計量物の重量に対応
した重量信号が得られるようにする。なお、太さの異な
る複数の管６４にそれぞれ電磁弁を設け、電磁弁を順次
開放するように制御して、規制力を多段階に変化させて
もよい。

【００４４】また、規制装置によってホッパ支持部３１
ａを機械的に固定して、その振動を規制するようにして
もよい。また、前記実施形態は、本発明を組合せ計量装
置に適用していたが、一組の供給ホッパ２３と計量ホッ
パ２７で構成された計量装置においても、本発明を適用
できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の計量装置
は、供給装置から被計量物受けに被計量物が供給される
とき、あるいは被計量物受けから被計量物が排出される
ときに、規制装置によってこの被計量物受けを支持する
重量検出器の変位部の変位を規制しているので、たと
え、強い外力が被計量物受けに加わっても被計量物受け
に収容された被計量物の重量を短い期間に検出すること
ができ、運転効率を向上させることができる。

【００４６】また、上下が開口したホッパ本体と下側開
口部を開閉するゲートからなるホッパで供給装置または
被計量物受けを構成し、ホッパ本体の下側開口部の開口
面が下方に向かうほど大きくなるように形成したので、
ホッパに収容された被計量物の排出時間を短縮すること
ができ、運転効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の全体構成図

【図２】一実施形態の要部の概略斜視図

【図３】一実施形態の規制装置の構成を示す図

【図４】一実施形態の動作説明図

【図５】一実施形態の動作説明図

【図６】本発明の他の実施形態の要部の構成を示す図

【図７】本発明の他の実施形態の要部の構成を示す図

【図８】従来装置の構成を示す図

【図９】従来装置の動作説明図

【符号の説明】

２３ 供給ホッパ ２４ ホッパ本体 ２５ ゲート ２６ ゲート開閉装置 ２７ 計量ホッパ ２８ ホッパ本体 ２９ ゲート ３０ ゲート開閉装置 ３１ 重量検出器 ３２ 規制装置 ３４ コイル ３５ 永久磁石 ３７ リミッタ回路 ３８ 規制抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被計量物を間欠的に供給するための供給装
   置と、 前記供給装置から供給される被計量物を一旦受けて、該
   受けた被計量物を排出する被計量物受けと、 前記被計量物受けを支持し、該被計量物受けの荷重変化
   に応じて変位する変位部を有し、該変位部の変位量に対
   応した重量信号を出力する重量検出器と、 前記被計量物受けが被計量物を受けるときあるいは被計
   量物を排出するときに前記重量検出器の変位部の変位を
   規制する規制装置とを備えた計量装置。
2. 【請求項２】前記供給装置および前記被計量物受けは、
   上方から被計量物を受け入れるための上側開口部および
   受け入れた被計量物を下方へ排出するための下側開口部
   とを有するホッパ本体と、該ホッパ本体の下側開口部を
   開閉するためのゲートとからなるホッパによって構成さ
   れており、 前記供給装置および前記被計量物受けの少なくとも一方
   のホッパ本体の下側開口部の開口面が下方に向かうほど
   大きくなるように形成されていることを特徴とする請求
   項１記載の計量装置。