JPWO2007063781A1 - ホッパ、計量装置及び包装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 上部開口から受け入れた物品を貯留して下部開口から排出するホッパとこれを備える計量装置及び包装装置において、排出する物品をホッパでコンパクトにまとめながら、物品の詰まりを防止することができるホッパを提案する。【解決手段】 物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパであって、前記ゲートは、二枚の断面Ｌ字型のゲート部材を相対向するように回動支持してなり、前記ゲート部材は、ゲート閉鎖時に下端同士が接近して逆さ屋根形状を形成する本体壁と、その一側端から延びてゲート閉鎖時に相対向する本体壁の側端を覆う側壁と、で前記断面Ｌ字型を形成することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、上部開口から受け入れた物品を貯留して下部開口から排出するホッパと、それを備える計量装置及び包装装置に関する。

所定重量に計量した物品を落下排出して袋に充填包装する場合、計量した物品を貯留しておき、充填作業のサイクルに合わせてゲートを開放することにより、貯留した物品を袋に供給するホッパが設けられている。計量した物品をホッパに貯留した後、所定タイミングでゲートを開放して一挙に落下排出させることができるので、高速サイクルにおける物品の連続充填が可能となる。ここで、袋への受入開口より横幅が小さくなるように物品をホッパ内で縦長にまとめて排出すれば、排出される物品と受入開口の接触抵抗が抑えられ、袋への充填速度が高められる。物品をホッパ内でコンパクトにまとめて排出する方法としては、図１２に示されるように、ゲート部材を先細のくちばし形状として、ホッパの横幅寸法を下方に向かうほど小さくする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。なお、図１２において、（ａ）はホッパの正面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面及びＢ視図である。
特表２００１−５２７４９８号公報

しかしながら、図１２のような断面コ字型のゲート部材を先細のくちばし形状にすると、図１２（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、幅広の上部開口から落下した物品が先端寄りの幅狭部分に殺到して引っ掛かり、ゲートが完全に開放されていても、物品が詰まって排出されなくなる場合がある。また、物品をホッパ内で縦長にまとめることにより、落下排出される物品とホッパ側壁の接触抵抗が大きくなり、物品排出の高速性が損なわれる。かかる事情に鑑みて、本発明は、上部開口から受け入れた物品を貯留して下部開口から排出するホッパとそれを備える計量装置及び包装装置において、排出する物品をホッパでコンパクトにまとめながら、物品の詰まりを防止するとともに落下排出される物品とホッパ側壁の接触抵抗を低減することができるホッパ、計量装置及び包装装置を提供する。

請求項１に記載の発明は、物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパであって、物品を落下排出する際に、対向する側壁を相互に離間させることを特徴とするホッパを提供する。

請求項２に記載の発明は、物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパであって、前記ゲートは、二枚の断面Ｌ字型のゲート部材を相対向するように回動支持してなり、前記ゲート部材は、ゲート閉鎖時に下端同士が接近して逆さ屋根形状を形成する本体壁と、その一側端から延びてゲート閉鎖時に相対向する本体壁の側端を覆う側壁と、で前記断面Ｌ字型を形成することを特徴とするホッパを提供する。

請求項３に記載の発明は、前記ゲートが開放されたときに、前記相対向する本体壁の傾斜角度が異なっていることを特徴とする請求項２に記載のホッパを提供する。

請求項４に記載の発明は、前記下部開口の下方に物品の落下長を検出する検出手段が設けられており、該検出手段の検出結果に基づいて、前記ゲート部材の動作スピードが変更可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載のホッパを提供する。

請求項５に記載の発明は、物品を筒状体の上部開口から受け入れ、該筒状体の下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパであって、前記筒状体は、周方向で分割される複数の側壁片で形成されており、該側壁片を移動させて前記筒状体の口径を変更するホッパ形状変更機構を備えており、物品を落下排出する際に、前記ホッパ形状変更機構が前記筒状体の口径を拡大させることを特徴とする請求項１に記載のホッパを提供する。

請求項６に記載の発明は、前記筒状体は、概ね円筒状に形成されており、前記ホッパ形状変更機構は、前記側壁片を回動させて、前記筒状体の口径を同心状に連続的に変化させることを特徴とする請求項５に記載のホッパを提供する。

請求項７に記載の発明は、前記下部開口の下方に物品の落下長を検出する検出手段が設けられており、該検出手段の検出結果に基づいて、前記筒状体の形状を変更可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載のホッパを提供する。

請求項８に記載の発明は、前記下部開口がその下方に設けられる受入開口内に平面視で収まるように、前記筒状体の形状を変更可能であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のホッパを提供する。

請求項９に記載の発明は、前記下部開口がその下方に設けられる受入開口及びそれに続く物品落下経路よりも、平面視で幅が小さくなるように、前記筒状体の形状を変更可能であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のホッパを提供する。

請求項１０に記載の発明は、前記受入開口及び／又は前記落下経路に関する情報に応じて、前記筒状体の形状を変更可能であることを特徴とする請求項８又は９に記載のホッパを提供する。

請求項１１に記載の発明は、所定重量に計量した物品を排出する計量部と、該計量部から排出される物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパと、を備える計量装置であって、前記ホッパが、請求項１乃至１０のいずれかに記載のホッパであることを特徴とする計量装置を提供する。

請求項１２に記載の発明は、物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパと、前記下部開口から排出される物品を受け入れて、包装容器に充填包装する包装部と、を備える包装装置であって、前記ホッパが、請求項１乃至１０のいずれかに記載のホッパであることを特徴とする包装装置を提供する。

請求項１の発明によれば、以下の優れた効果を奏する。上部開口から受け入れた物品を貯留して下部開口から排出するホッパにおいて、物品を落下排出する際に、対向する側壁を相互に離間させるので、対向する側壁間における物品の詰まりが防止されるとともに、ホッパの側壁に対する物品の接触抵抗が低減されて物品排出速度の高速化を図ることができる。

請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏するほか、以下の優れた効果を奏する。ゲート部材を断面Ｌ字型に形成したので、ホッパの横幅寸法を下方に向かうほど小さくなるようにしても、上記従来の断面コ字型のゲート部材のように物品を詰まらせることがない。また、ホッパ内部で物品が固まることがあっても、相対向する側壁がゲート開放時に逆方向にスライドして、ホッパ内部で固まっている物品を崩すので、物品を確実に落下排出することができる。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。相対向する本体壁の傾斜角度が異なっているので、各本体壁に沿って落下する物品の挙動を異ならせることができ、ホッパの横幅を下方に向かうほど小さくなるようにしても、下方の幅狭部分に対して一時に物品が殺到して詰まることを防止できる。

請求項４の発明によれば、請求項２又は３の発明が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。物品の落下長を検出した結果に基づいて、ゲートの動作スピードを変更するので、装置を運転しながら、物品の落下排出速度をより一層速めることができる。

請求項５の発明によれば、請求項１と同様の効果を奏するほか、以下の優れた効果を奏する。筒状体の上部開口から受け入れた物品を貯留して下部開口から排出するホッパにおいて、筒状体を周方向で分割される側壁片で形成するとともに、その側壁片を移動させて前記筒状体の口径を変更するホッパ形状変更機構を備えており、物品を落下排出する際に筒状体の口径を拡大させるので、物品の詰まりが防止される。

請求項６の発明によれば、請求項５の発明が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。筒状体の内断面形状が概ね円形状に維持されるので、筒状体と物品の接触面積が小さくなり、結果として、接触抵抗が抑えられ、物品の落下排出速度を速めることができる。

請求項７の発明によれば、請求項５又は６の発明が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。物品の落下長を検出した結果に基づいて、筒状体の形状を変更するので、装置を運転しながら、物品の落下排出速度をより一層高めることができる。

請求項８又は９の発明によれば、請求項５乃至７のいずれかの発明が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。ホッパの下部開口をその下方の受入開口よりも小さくし、又は、貯留した物品をホッパ下方の受入開口及びそれに続く物品落下経路よりも幅が小さくなるように保持するので、物品を一塊に密集した状態で貯留し、落下時における物品の飛散拡張を抑えて、下方の包装装置におけるシール噛み等の不良を防止できる。また、物品の落下長の短縮や受入開口に対する物品の接触抵抗の低減により、物品を瞬間的に落下させることができる。

請求項１０の発明によれば、請求項８又は９の発明が奏する効果に加えて、以下の優れた効果を奏する。受入開口や物品落下経路に関する情報（例えば、口径、経路長さ、受入される物品の種類等）に応じて筒状体の形状を変更するので、物品の種類変更等に伴う段取替えを速やかに済ませることができる。

請求項１１又は１２の発明によれば、上記請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明と同様の優れた効果を奏する。

本発明の第一実施形態に係る計量装置及びその下方に配置される包装装置を示す正面図。 本発明の第一実施形態に係る計量装置のゲートが閉鎖した状態を示す拡大正面図。 本発明の第一実施形態に係る計量装置のゲートが開放した状態を示す拡大正面図。 本発明の第一実施形態に係る計量装置のゲート部材のみを示した斜視図であって、（ａ）はゲート部材の分離状態、（ｂ）はゲート閉鎖状態、（ｃ）はゲート開放状態を示す図。 本発明の第一実施形態に係る計量装置のゲート部材のみを示した底面図であって、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ図４の（ｂ）及び（ｃ）に対応する図。 本発明の第一実施形態に係るホッパの二枚のゲート部材の傾斜角度が異なることによる効用を説明する図。 本発明の第二実施形態に係る計量装置の正面図。 本発明の第二実施形態に係るホッパを構成する筒状体の斜視図。 本発明の第二実施形態に係るホッパを構成するゲートの平面図。 本発明の第二実施形態に係るホッパの筒状体の作動を説明する平面図。 本発明の第二実施形態の変形例となる計量装置のホッパを構成する筒状体の平面図。 従来の断面コ字型のゲートを備えるホッパの問題を説明する図。

符号の説明

１ 計量装置
２ 計量部
３ ホッパ
３ａ 上部開口
３ｂ 貯留部
３ｃ 下部開口
３０ 物品収集枠
３１ ゲート
３２，３３ ゲート部材
３２１，３３１ 本体壁
３２２，３３２ 側壁
４ ゲート駆動機構
５ 包装装置
５１ 受入開口
７ 計量装置
８ ホッパ
８１ 筒状体
８２，８３ ゲート
８ｂ 貯留部
８ｃ 下部開口

（本発明の第一実施形態）
本発明の第一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る計量装置１及びその下方に配置される包装装置の一部を示す正面図である。図２及び図３は、計量装置１を構成するホッパ３のゲート３１が閉鎖した状態と、開放した状態を示す拡大正面図である。図４は、ゲート３１の構成を分かり易くするためにゲート部材３２，３３のみを示した斜視図であって、（ａ）はゲート部材が分離された状態、（ｂ）はゲート閉鎖状態、（ｃ）はゲート開放状態に相当する。図５は、ゲート部材３２，３３のみを示した底面図であって、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ図４の（ｂ）及び（ｃ）に対応する。

（計量装置１）
図１に示される計量装置１は、基台１１に、所定重量に計量した物品を所定時間ごとに排出する計量部２と、計量部２から排出される物品を上部開口３ａから受け入れて、下部開口３ｃをゲート３１で閉鎖してなる貯留部３ｂに貯留し、該貯留した物品を、ゲート３１を開放して落下排出するホッパ３と、ゲート３１を回動開閉させるゲート駆動機構４と、を備えてなる。これにより、下部開口３ｃの下方に配置される包装装置５の受入開口５１へ物品が供給される。

（計量部２）
図１に示される計量部２は、個々の重量が異なるバラ状の物品を複数経路に一旦分散させ、分散させた物品の重量を各々計量し、それらの計量値に基づいて所定の目標重量となる組合せを所定時間ごとに排出するものであって、分散テーブル２１と、分散テーブル２１の周囲に放射状に配設される複数の振動トラフ２２と、振動トラフ２２に対応するように円形に配置される複数のプールホッパ２３及び計量ホッパ２４と、計量ホッパ２４の下方に配置される集合シュート２５と、を備えてなる。

分散テーブル２１は、物品供給装置（不図示）から供給される物品が載置される円錐形状のテーブル体であって、振動器２１１で微小振動させられることにより、物品を放射状に形成された複数経路に分散して周縁部２１ａから落下させる。振動トラフ２２は、分散テーブル２１で複数経路に分散された物品を受け止めて、振動器２２１で振動させられることにより、プールホッパ２３に物品を略一定量ずつ供給する。なお、振動トラフ２２は、物品がプールホッパ２３へ移動させ易いように僅かに傾斜している。プールホッパ２３は、供給された物品を一時的に保持し、直下の計量ホッパ２４が空のときに落下排出する。計量ホッパ２４は、ロードセルで物品の重量を計るとともに、所定の目標重量となる組合せの物品を集合シュート２５に落下排出する。集合シュート２５は、計量ホッパ２４から供給される物品を一箇所に集合させ、排出口２５ａから排出する。

（ホッパ３）
ホッパ３は、集合シュート２５から供給される物品を一旦貯留した後、包装装置５の作業サイクルに合わせた所定タイミングで排出し、包装装置５にセットされる包装容器（袋）に供給するタイミングホッパであって、上部開口３ａが集合シュート２５の排出口２５ａに対向するように配設される。ホッパ３は、図２に示されるように、上部開口３ａを形成する物品収集枠３０と、物品収集枠３０の下方に先細のくちばし形状の貯留部３ｂを形成するゲート３１と、をフレーム３４に備えてなる。

（物品収集枠３０）
物品収集枠３０は、漏斗状に形成された枠体であって、図２及び図３に示されるように、取付ブラケット３０１でフレーム３４に固定され、狭められた下端部がゲート３１の上端部に挿入されるように配置されており、集合シュート２５から供給される物品をさらに集約させて幅狭の貯留部３ｂ（図２）内へスムーズに導入する。なお、物品収集枠３０は、集合シュート２５から供給される物品を途中で詰まらせないように、相対向する壁面の傾斜角度を異ならせて、各壁面に沿って落下する物品の流れに変化をつけている。

（ゲート３１）
ゲート３１は、図１乃至図３に示されるように、相対向するように設けられる二枚のゲート部材３２，３３で構成されており、ゲート部材３２，３３は、これらにボルトで取り付けられるブラケット３５，３６を介して支持ピン３７，３８で回動開閉可能となるようにフレーム３４に支持される。ゲート３１は、図１（実線）及び図２に示されるように、ゲート部材３２，３３を閉鎖することで、上部開口３ａから受け入れた物品を貯留する貯留部３ｂを形成し、図１（一点鎖線）及び図３に示されるように、ゲート部材３２，３３を開放することで、包装装置５へ物品を供給する下部開口３ｃを形成する。下部開口３ｃは、包装装置５への物品供給がスムーズに行われるよう、受入開口５１よりも幅狭に開口される。下部開口３ｃの下方には、図１に示されるように、下部開口３ｃから排出される物品の落下長を検出するための検出手段となる光電管６が設けられており、光電管６の検出結果に基づいて、ゲート部材３２，３３を回動開閉させるゲート駆動機構の動作スピードを変更するように設定されている。例えば、物品の落下長が短い場合には、下部開口３ｃの開放時間を短縮して処理速度の向上が図られる。

（ゲート部材３２，３３）
ゲート部材３２，３３は、図４（ａ）に示されるように、本体壁３２１，３３１と、それらの一側端３２１ｂ，３３１ｂからそれぞれ延設される側壁３２２，３３２と、を断面略Ｌ字型に形成してなる。本体壁３２１，３３１は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示されるように、ゲート閉鎖時に下端３２１ａ，３３１ａが相互に接近して、貯留部３ｂとなる逆さ屋根形状を形成し、貯留部３ｂに貯留される物品を下方から受け止める。側壁３２２は、本体壁３２１の一側端３２１ｂから延設され、ゲート閉鎖時に相対向するゲート部材３３の本体壁３３１の側端３３１ｃを覆うようにして、貯留部３ｂの側面をなす。また、側壁３３２は、本体壁３３１の一側端３３１ｂから延設され、ゲート閉鎖時に相対向するゲート部材３２の本体壁３２１の側端３２１ｃを覆うようにして、貯留部３ｂの側面をなす。なお、側壁３２２，３３２は、ゲート３１を下方に向かうにつれて寸法が小さくなるように傾斜させられている。

ゲート部材３２，３３は、支持ピン３７，３８回りに回動させられることにより、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示されるように、本体壁３２１，３３１の下端３２１ａ，３３１ａが相互に離間して、貯留した物品を落下排出する下部開口３ｃを形成する。本体壁３２１，３３１のゲート開放時における傾斜角度α１，α２は、図３に示されるように、相互に異なっており、傾斜角度が大きい本体壁３２１は、ゲート閉鎖時に物品収集枠３０との干渉をさけるため、上部が外側に向けて屈曲させられている。ゲート部材３３の本体壁３３１には、後述する揺動リンク４４と回転自在に連結されるブラケット３３３が設けられている。

（ゲート駆動機構４）
次に、ゲート部材３２，３３を回動開閉させるゲート駆動機構４を説明する。図１に示されるように、ゲート駆動機構４は、ゲート部材３２の近傍で基台１１に固定されている。駆動装置４１は、モーター駆動される回転軸４２に取り付けられるクランクアーム４３を有し、クランクアーム４３は揺動リンク４４及びブラケット３３３を介してゲート部材３２と連結されている。また、ゲート部材３２，３３は、これらを同時開閉させるための揺動リンク３９で相互連結されている。これにより、回転軸４２を半回転させれば、ゲート部材３２，３３が、図１（実線）及び図２に示される閉鎖位置から、図１（一点鎖線）及び図３に示される開放位置まで揺動し、さらに半回転させることで元の閉鎖位置へ揺動する。なお、詳細構造は図示しないが、クランクアーム４３の回転半径（回転軸４２に対するクランクアーム４３の取付位置）及び揺動リンク４４の長さは調整可能で、これにより、ゲート部材３２，３３の開度が、下方に設置される包装装置５の受入開口５１の大きさに合わせて変更可能とされている。

（包装装置５）
図１に示される包装装置５は、不図示のフィルムロールから繰り出される帯状フィルムをフォーマ５ａに導入し、チューブ５ｂの周囲に巻きつけて筒状に成形する。チューブ５ｂの下方側面には、不図示の吸着ベルトが設けられ、筒状に成形されたフィルムを下方に搬送する。筒状フィルムは、搬送中に側面の重複部及び下端部を溶着シールされ、ホッパ３から受入開口５１を介して物品が供給された後、上端部が溶着シールされて、物品を充填包装した袋を形成する。なお、チューブ５ｂは、閉断面形状に限らず、例えば断面Ｕ字形状のようなものも含む。したがって、受入開口５１は、包装装置５自体で形成されるもののほか、包装装置５で形成される袋の開口を含む。

（第一実施形態に係る計量装置１の特徴）
第一実施形態に係る計量装置１は、以下の特徴を有する。第一に、本実施形態に係る計量装置１は、ゲート部材３２，３３を、本体壁３２１，３３１及び側壁３２２，３３２からなる断面Ｌ字型に形成したので、物品を落下排出する際に、相対向する側壁３２２，３３２が相互に離間させられる。したがって、ゲート３１（ホッパ３）を下方に向かうほど横幅が小さくなる先細のくちばし形状に形成しても、従来の断面コ字型のゲート部材のように側壁間に物品を詰まらせることがなく、ホッパ３の側壁３２２，３３２に対する物品の接触抵抗が低減されて物品排出速度の高速化を図ることができる。また、ホッパ３の内部で物品が固まることがあっても、図５（ｂ）に矢印で示されるように、ゲート開放時に本体壁３２１，３３１から延びる側壁３２２，３３２が逆方向にスライドするので、固まっている物品が崩されて確実に落下排出される。

第二に、本実施形態に係る計量装置１は、相対向する本体壁３２１，３３１の傾斜角度α１，α２が相互に異なっているので、図６（ａ）に示されるように、各本体壁に沿って落下する物品の挙動を相互に異ならせることができる。これにより、左右対称に回動する従来のホッパ（図６（ｂ））のように下方の幅狭部分に一時に物品が殺到する不都合を回避することができる。その結果として、下部開口３ｃからの物品排出をスムーズにして、物品の詰まりを確実に防止することができる。

第三に、本実施形態に係る計量装置１は、下部開口３ｃの下方に物品の落下長を検出する光電管６が設けられており、光電管６の検出結果に基づいて、ゲート部材３２，３３の動作スピードが変更可能としているので、装置を運転しながら、物品の落下排出速度をより一層高めることができる。

（第一実施形態の変形例）
上記第一実施形態では、ホッパ３が計量装置１の一部をなす例を示したが、これに代えて、ホッパ３が包装装置５の一部をなすものとしても良い。すなわち、包装装置５を、ホッパ３と、その下部開口３ｃから排出される物品を受け入れて袋等の包装容器に充填包装する包装部と、で構成されるものとしても良い。

上記第一実施形態では、ホッパ３を物品収集枠３０とゲート３１で構成することとしたが、物品収集枠３０をなくしてゲート３１のみで構成することとしても良い。また、側壁３２２，３３２は、ゲート３１が下方に向かうにつれて寸法が小さくなるように傾斜しているものとしたが、これに限らず、傾斜無く垂直方向に延びるものや、ゲート３１が下方に向かうにつれて広がるように傾斜しているものであっても良い。

（本発明の第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態を、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態において、第一実施形態との共通部分については同一符号を使用して、詳しい説明を省略する。

（計量装置７）
図７に示される計量装置７は、基台７１に、所定重量に計量した物品を所定時間ごとに排出する計量部２と、計量部２で所定重量に計量された物品を筒状体８１の上部開口８ａから受け入れて、筒状体８１の下部開口８ｃを回動開閉可能なシャッター式のゲート８２，８３で閉鎖してなる貯留部８ｂ（図９）に貯留し、該ゲート８２，８３の開放により貯留した物品を下部開口８ｃから落下排出させて、下部開口８ｃの下方に配置された包装装置５の受入開口５１へ供給するホッパ８と、を備えてなる。

（計量部２）
図７に示される計量部２は、個々の重量が異なるバラ状の物品を複数経路に一旦分散させ、分散させた物品の重量を各々計量し、それらの計量値に基づいて所定の目標重量となる組合せを所定時間ごとに集合シュート２５の排出口２５ａから排出する。

（ホッパ８）
ホッパ８は、集合シュート２５から供給される複数の物品群を一旦貯留した後、包装装置５の作業サイクルに合わせた所定タイミングで排出し、包装装置５にセットされる包装容器（袋）に供給するタイミングホッパであって、上部開口８ａが集合シュート２５の排出口２５ａに対向するように配設される。ホッパ８は、上部開口８ａ及び下部開口８ｃを有する筒状体８１と、下部開口８ｃを閉鎖するシャッター式のゲート８２，８３と、を有してなる。

（筒状体８１）
筒状体８１は、図８及び図１０に示されるように、概ね円筒形で、周方向に分割される三枚（複数枚）の側壁片８１１，８１２，８１３で形成される。側壁片８１１，８１２，８１３には、図１０に示されるように、回動アーム８１１ａ，８１２ａ，８１３ａがそれぞれ固定され、これらの回動アームは、基台７１に対し、アーム支持部材８１１ｃ，８１２ｃ，８１３ｃを介して、回動支持軸８１１ｂ，８１２ｂ，８１３ｂ回りで回動可能となるように支持されている。アーム支持部材８１２ｃには、リンク８４，８５の一端が回動可能に連結されており、これらのリンクの他端には、他のアーム支持部材８１１ｃ，８１３ｃが回動可能に連結されている。さらに、アーム支持部材８１２ｃは、リンク８６の一端が回動可能に連結されており、リンク８６の他端は、サーボモーター８７の駆動軸８７ａに固定された駆動クランク８７ｂと回動可能に連結されている。したがって、サーボモーター８７を作動させて、駆動クランク８７ｂを時計回りに回動させることで、側壁片８１１，８１２，８１３を、図１０（ａ）に示される位置から、図１０（ｂ）及び（ｃ）に実線で示されるような位置まで連続的に移動させることができる。また、駆動クランク８７ｂを反時計回りに回動させることで、図１０（ｂ）及び（ｃ）に鎖線で示される位置から、図１０（ａ）に示される位置まで戻すことができる。すなわち、筒状体８１は、側壁片８１１，８１２，８１３を回動させて、筒状体８１の口径を同心状に、かつ、連続的に変化（縮径及び拡径）させることができるホッパ形状変更機構を備えている。

（ゲート８２，８３）
ゲート８２，８３は、図７に示されるように、上面が下部開口８ｃ（筒状体８１の下端）に接するように設けられており、図９に実線で示されるように下部開口８ｃを閉鎖することにより、計量部２から供給される物品を一時的に貯留する貯留部８ｂを形成する。ゲート８２，８３は、基台７１に対し、ゲート支持部材８２ａ，８３ａを介して、回動支持軸８２ｂ，８３ｂ回りで回動可能となるように支持されている。ゲート支持部材８２ａ，８３ａには、リンク８２ｃ，８３ｃの一端が回動可能に連結されており、これらのリンクの他端は、それぞれサーボモーター８８，８９（不図示）の駆動回転軸８８ａ，８９ａに固定された駆動クランク８８ｂ，８９ｂと回動可能に連結されている。したがって、サーボモーター８８，８９を同時作動させ、駆動クランク８８ｂ，８９ｂを図９中の矢印方向に回転させることで、リンク８２ｃ，８３ｃ及びゲート支持部材８２ａ，８３ａを介して、ゲート８２，８３を実線で示される閉鎖位置から一点鎖線で示される開放位置へ回動させることができる。これにより、貯留部８ｂに貯留された物品を落下排出させて、下方に配置された包装装置５の受入開口５１に供給することができる。ゲート８２，８３は、上述したように筒状体８１の下端に接するように設けられているだけであるから、筒状体８１を最大に拡径したときの下部開口８ｃを閉鎖できるサイズに設定しておけば、ホッパ形状変更機構を作動させるたびにサイズ違いのものに取り替えたりする等の作業は必要ない。なお、ゲート開度は、サーボモーター８８，８９の回動範囲（回動角）を適宜設定することで、筒状体８１の口径に応じた大きさに変更することができる。

（ホッパ８からの物品の落下排出）
ホッパ８は、筒状体８１の上部開口８ａから物品を受け入れて、貯留部８ｂに貯留し、貯留した物品を、ゲート８２，８３を開放して落下排出させるものであるが、物品を落下排出する際には、上述したホッパ形状変更機構を作動させることにより、筒状体８１の側壁片８１１，８１２，８１３を回動させて、筒状体８１の口径を拡大させる、すなわち、筒状体８１内において対向する側壁を相互に離間させるように設定されている。このときに拡大させられる寸法はごく僅かであるが、側壁間における物品の詰まりが解消されるとともに、貯留した物品とこれを周囲から保持する側壁との接触抵抗を著しく低減させることができる。

（包装装置５）
図７に示される包装装置５は、帯状フィルムを筒状に成形して、その側面の重複部及び下端部を溶着シールし、ホッパ８から受入開口５１を介して物品が供給された後、上端部を溶着シールして、物品を充填包装した袋を形成する。包装装置５は、物品の種類や量等に応じて、使用する帯状フィルムを変更したり、フォーマやチューブをサイズ違いのものに交換したりする際に、受入開口５１の大きさが変動する。また、受入開口５１は、包装装置５自体で形成されるもののほか、包装装置５で形成される袋の開口を含む。

（ホッパ８の口径及びゲート８２，８３の開度の変更）
包装装置５で形成される袋に物品を高速供給するためには、ホッパ８からのスムーズな物品排出に加え、受入開口８１及びそれに続く物品落下経路内を抵抗なくスムーズに物品を通過させることが欠かせないが、本計量装置７によれば、上述したように、サーボモーター８７を作動させるだけでホッパ８の形状（口径）を変更できるので、受入開口５１やそれに続く物品落下経路に関する情報（例えば、口径、経路長さ、受入される物品の種類等）に応じて、最も高速に包装装置５へ物品を供給できるようにすることができる。具体的には、ホッパ８の下部開口８ｃが平面視で受入開口５１内に収まるように、あるいは、ホッパ８の貯留時における物品が、平面視で受入開口５１及びそれに続く物品落下経路よりも幅が小さくなるように、ホッパ形状変更機構でホッパ８の口径を変更する。なお、サーボモーター８８，８９の回動範囲を設定することにより、ゲート８２，８３の開度を必要最低限に変更して、さらに高速で包装装置５へ物品を供給することができる。

筒状体８１の口径変更に必要なサーボモーター８７の操作や、ゲート８２，８３の開度変更に必要なサーボモーター８８，８９の回動範囲の設定は、受入開口や物品落下経路に関する情報に応じて、最適の設定値やその算出方法等が予め決められており、計量装置自体に備えられる制御部（不図示）によって自動的に行われる。また、受入開口５１や物品落下経路に関する情報は、包装装置５から自動的に取得される。なお、ホッパ８の下流には物品の落下長を検出する検出手段（不図示）が設けられており、その検出結果に基づいて、物品の落下長をより短くなるように、筒状体８１の形状やゲート８２，８３の開度が自動的に変更される。

（第二実施形態に係る計量装置７の特徴）
本実施形態に係る計量装置１は、以下のような特徴を有する。第一に、筒状体８１は、周方向で分割される複数の側壁片８１１，８１２，８１３を移動させて、筒状体８１の口径を変更するホッパ形状変更機構を備えており、貯留した物品を落下排出する際に口径を拡大させて、筒状体８１内において対向する側壁を相互に離間させるという特徴を有する。したがって、対向する側壁間における物品の詰まりが防止されるとともに、ホッパの側壁に対する物品の接触抵抗が低減されて物品排出速度の高速化を図ることができる。

第二に、ホッパ８は、側壁片８１１，８１２，８１３を移動させて、筒状体８１の口径を同心状に、かつ、連続的に変化させることができるという特徴を有する。したがって、図１０（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、口径を変化させても筒状体８１の断面形状は、概ね円形状に維持されるので、筒状体８１と物品との接触面積が小さくなり、結果として、接触抵抗を抑え、物品の落下排出速度を早めることができる。また、下部開口８ｃの大きさやホッパ８内の貯留物品の幅を変更する段取り替えのために、別部材を追加したり、別のホッパに交換したりしなくても済む。特に、サーボモーター８７を作動させるだけで、筒状体の口径を容易に変化させられるので、段取り換え作業が効率的に行える。しかも、さらに、フォーマの開口形状は一般的な円形であるから、包装装置５に対しても効率良く物品供給することができる。

第三に、ホッパ８の下流で検出手段の検出結果に基づいて、物品の落下長がより短くなるように、筒状体８１の形状やゲート８２，８３の開度を自動的に変更できるようにしたので、より高速での計量包装を実現できる。

第四に、ホッパ８の下部開口８ｃを平面視で包装装置５の受入開口５１よりも小さくなるように、あるいは、貯留部８ｂに貯留される物品を包装装置５の受入開口５１及びそれに続く物品落下経路よりも横幅が小さくなるように、筒状体８１の形状及びゲート８２，８３の開度を変更可能としたので、物品を貯留部８ｂで一塊に密集した状態で貯留し、落下時における物品の飛散拡張を抑えることにより、包装装置５におけるシール噛み等の不良を防止するとともに、物品の落下長さの短縮や受入開口５１に対する物品の接触抵抗の低減により、物品を短時間で落下させることができる。

第五に、受入開口５１やそれに続く物品落下経路に関する情報（例えば、口径、経路長さ、受入される物品の種類等）に応じて、筒状体８１の形状やゲート８２，８３の開度を予め設定したとおりに、かつ、自動的に変更するようにしたので、物品の種類変更等に伴う段取り替えを速やかに行えるという特徴を有する。しかも、受入開口や物品落下経路に関する情報は、包装装置５から自動的に取得されるので、オペレーターによる情報入力ミスの心配がない。

（第二実施形態の変形例）
上記実施形態では、筒状体の口径やゲート開度の変更は、受入開口や物品落下経路に関する情報に応じて、計量装置の制御部が自動的に行うこととしたが、オペレーターが試運転等で物品の供給状況を確認しながら、手作業で行うようにしても良い。また、受入開口５１や物品落下経路に関する情報は、包装装置５から自動的に取得するのではなく、オペレーターが確認して情報入力するようにしても良い。

上記実施形態では、三枚の円弧状の側壁片８１１，８１２，８１３を回動させて、筒状体８１の口径を拡径又は縮径させるようにしたが、これに代えて、図１１（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、二枚の円弧状の側壁片９１１，９１２を組み合わせて筒状体９１を形成し、これらの側壁片を回動させることにより口径を変化させても良い。この筒状体９１では、側壁片どうしの隙間を生じることがあるが、側壁片の端部に弾性を有する樹脂板等を取り付けたり、側壁片自体を弾性樹脂板等で構成したりすることにより、側壁片どうしを弾性干渉させて隙間を詰めるようにしても良い。また、上記実施形態では、筒状体８１は、直管形状のものとしたが、上方から下方に向かうにつれて径が小さくなるように傾斜が付けられているものであっても良い。

本発明のホッパ、計量装置及び包装装置は、上記第一及び第二の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

Claims (12)

1. 物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパであって、
   物品を落下排出する際に、対向する側壁を相互に離間させることを特徴とするホッパ。
2. 物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパであって、
   前記ゲートは、二枚の断面Ｌ字型のゲート部材を相対向するように回動支持してなり、
   前記ゲート部材は、ゲート閉鎖時に下端同士が接近して逆さ屋根形状を形成する本体壁と、その一側端から延びてゲート閉鎖時に相対向する本体壁の側端を覆う側壁と、で前記断面Ｌ字型を形成することを特徴とするホッパ。
3. 前記ゲートが開放されたときに、前記相対向する本体壁の傾斜角度が異なっていることを特徴とする請求項２に記載のホッパ。
4. 前記下部開口の下方に物品の落下長を検出する検出手段が設けられており、
   該検出手段の検出結果に基づいて、前記ゲート部材の動作スピードが変更可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載のホッパ。
5. 物品を筒状体の上部開口から受け入れ、該筒状体の下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパであって、
   前記筒状体は、周方向で分割される複数の側壁片で形成されており、
   該側壁片を移動させて前記筒状体の口径を変更するホッパ形状変更機構を備えており、
   物品を落下排出する際に、前記ホッパ形状変更機構が前記筒状体の口径を拡大させることを特徴とする請求項１に記載のホッパ。
6. 前記筒状体は、概ね円筒状に形成されており、
   前記ホッパ形状変更機構は、前記側壁片を回動させて、前記筒状体の口径を同心状に連続的に変化させることを特徴とする請求項５に記載のホッパ。
7. 前記下部開口の下方に物品の落下長を検出する検出手段が設けられており、
   該検出手段の検出結果に基づいて、前記筒状体の形状を変更可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載のホッパ。
8. 前記下部開口がその下方に設けられる受入開口内に平面視で収まるように、前記筒状体の形状を変更可能であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のホッパ。
9. 前記下部開口がその下方に設けられる受入開口及びそれに続く物品落下経路よりも、平面視で幅が小さくなるように、前記筒状体の形状を変更可能であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のホッパ。
10. 前記受入開口及び／又は前記落下経路に関する情報に応じて、前記筒状体の形状を変更可能であることを特徴とする請求項８又は９に記載のホッパ。
11. 所定重量に計量した物品を排出する計量部と、
    該計量部から排出される物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパと、を備える計量装置であって、
    前記ホッパが、請求項１乃至１０のいずれかに記載のホッパであることを特徴とする計量装置。
12. 物品を上部開口から受け入れて、下部開口をゲートで閉鎖してなる貯留部に貯留し、該貯留した物品を、前記ゲートを開放して落下排出するホッパと、
    前記下部開口から排出される物品を受け入れて、包装容器に充填包装する包装部と、を備える包装装置であって、
    前記ホッパが、請求項１乃至１０のいずれかに記載のホッパであることを特徴とする包装装置。

Images