特許 5762858 計量装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5762858

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月12日

(54)【発明の名称】計量装置

(51)【国際特許分類】

   G01G 13/06 20060101AFI20150723BHJP

【ＦＩ】

   G01G13/06 A

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2011-150747(P2011-150747)

(22)【出願日】2011年7月7日

(65)【公開番号】特開2013-19679(P2013-19679A)

(43)【公開日】2013年1月31日

【審査請求日】2014年6月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208444

【氏名又は名称】大和製衡株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鶴岡 雅富

(72)【発明者】

【氏名】西川 光志

【審査官】 三笠 雄司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２９４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２０１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−７５５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平１−８１５３５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−１０３４８６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｇ １／００−２３／４８，

Ｂ６５Ｂ １／００− ３／３６，

３７／００−３９／１４，

Ｂ６５Ｄ ８８／００−９０／６６，

Ｂ６５Ｇ ６５／３０−６５／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパと、
前記計量ホッパを吊り下げ支持する第１〜第４のロードセルと、
前記ロードセルの出力信号に基づいて前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出する重量算出手段とを備え、
前記計量ホッパは、
平面視において方形である角筒状のホッパ本体と、
前記ホッパ本体の底部をなし、前記底部が２つに分割されてなる第１及び第２排出ゲートと、
平面視において前記第１及び第２排出ゲートの並び方向と平行な前記ホッパ本体の側面に固定され、前記第１及び第２排出ゲートを開閉駆動する駆動装置と、
前記第１排出ゲートに固定され前記駆動装置へとつながる第１ゲート回動軸と、
前記第２排出ゲートに固定され前記駆動装置へとつながる第２ゲート回動軸と、
前記第１排出ゲートから離れて、前記第１ゲート回動軸の一端側及び他端側に設けられ前記第１ゲート回動軸を回動自在に支持する第１及び第２軸受部と、
前記第２排出ゲートから離れて、前記第２ゲート回動軸の一端側及び他端側に設けられ前記第２ゲート回動軸を回動自在に支持する第３及び第４軸受部と、
各々、前記ホッパ本体に固定され、平面視において方形の頂点に配置されて前記第１〜第４のロードセルに吊り下げられる第１〜第４の吊り部とを有するように構成され、
前記計量ホッパ及び前記第１〜第４のロードセルが配置される領域を、前記ホッパ本体と前記第１及び第２排出ゲートとが配置される第１の領域と、前記第１の領域を間に挟んで前記第１の領域の一方側の領域及び他方側の領域となる第２の領域及び第３の領域とに区画するとともに、複数の貫通孔が形成された隔壁をさらに備え、
前記第２の領域には、前記駆動装置、前記第１軸受部、前記第３軸受部、前記第１及び第２の吊り部及び前記第１及び第２のロードセルが配置されており、
前記第３の領域には、前記第２軸受部、前記第４軸受部、前記第３及び第４の吊り部及び前記第３及び第４のロードセルが配置されており、
前記隔壁に形成された各貫通孔には、前記第１ゲート回動軸及び前記第２ゲート回動軸が非接触状態で貫通するよう構成されており、
前記ロードセルは、前記吊り部の直上で、かつ前記ホッパ本体の上端と実質同じ高さの位置に配置されるようにしてロードセル台座に固定されており、前記ロードセルは、その長手方向の一端部に荷重印加部を有し、前記荷重印加部と前記吊り部とが吊り下げ部材を介して連結され、前記ロードセル台座に前記吊り部の上端部が配置されるスペースとなる切欠き部が設けられた、
計量装置。

【請求項2】

上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパと、
前記計量ホッパを吊り下げ支持する第１〜第４のロードセルと、
前記ロードセルの出力信号に基づいて前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出する重量算出手段とを備え、
前記計量ホッパは、
平面視において方形である角筒状のホッパ本体と、
前記ホッパ本体の底部をなし、前記底部が２つに分割されてなる第１及び第２排出ゲートと、
平面視において前記第１及び第２排出ゲートの並び方向と平行な前記ホッパ本体の２つの異なる側面に固定され、それぞれ協働して前記第１及び第２排出ゲートを開閉駆動する第１及び第２駆動装置と、
前記第１排出ゲートに固定され、一端が前記第１駆動装置へとつながり他端が前記第２駆動装置へとつながる第１ゲート回動軸と、
前記第２排出ゲートに固定され、一端が前記第１駆動装置へとつながり他端が前記第２駆動装置へとつながる第２ゲート回動軸と、
前記第１排出ゲートから離れて、前記第１ゲート回動軸の一端側及び他端側に設けられ前記第１ゲート回動軸を回動自在に支持する第１及び第２軸受部と、
前記第２排出ゲートから離れて、前記第２ゲート回動軸の一端側及び他端側に設けられ前記第２ゲート回動軸を回動自在に支持する第３及び第４軸受部と、
各々、前記ホッパ本体に固定され、平面視において方形の頂点に配置されて前記第１〜第４のロードセルに吊り下げられる第１〜第４の吊り部とを有するように構成され、
前記計量ホッパ及び前記第１〜第４のロードセルが配置される領域を、前記ホッパ本体と前記第１及び第２排出ゲートとが配置される第１の領域と、前記第１の領域を間に挟んで前記第１の領域の一方側の領域及び他方側の領域となる第２の領域及び第３の領域とに区画するとともに、複数の貫通孔が形成された隔壁をさらに備え、
前記第２の領域には、前記第１駆動装置、前記第１軸受部、前記第３軸受部、前記第１及び第２の吊り部及び前記第１及び第２のロードセルが配置されており、
前記第３の領域には、前記第２駆動装置、前記第２軸受部、前記第４軸受部、前記第３及び第４の吊り部及び前記第３及び第４のロードセルが配置されており、
前記隔壁に形成された各貫通孔には、前記第１ゲート回動軸及び前記第２ゲート回動軸が非接触状態で貫通するよう構成されており、
前記ロードセルは、前記吊り部の直上で、かつ前記ホッパ本体の上端と実質同じ高さの位置に配置されるようにしてロードセル台座に固定されており、前記ロードセルは、その長手方向の一端部に荷重印加部を有し、前記荷重印加部と前記吊り部とが吊り下げ部材を介して連結され、前記ロードセル台座に前記吊り部の上端部が配置されるスペースとなる切欠き部が設けられた、
計量装置。

【請求項3】

前記計量ホッパの直上に配設された供給装置をさらに備え、
前記供給装置は、
上下方向に延在するように設けられ、内部に被計量物が充填される筒体と、
前記筒体の下端の開口部の開閉に用いられ、前記開口部を開いたときに前記筒体内に充填されている被計量物を前記開口部から前記計量ホッパへ連続して落下させ、前記開口部を閉じるときに前記連続して落下している被計量物の流れを横断するようにして断ち切って前記開口部を閉じるためのカットゲートとを有するように構成された、
請求項１または２に記載の計量装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体（洗剤、肥料等）あるいは粒体（樹脂ペレット、穀物、飼料等）等の被計量物を計量し、袋等へ供給する計量装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、粉体あるいは粒体からなる被計量物を袋等の容器に充填する装置として、パッカースケールと呼ばれる計量装置がある。

【0003】

このような計量装置では、ロードセルに支持された計量ホッパへ被計量物が上方から供給されて、その被計量物の重量が計量される。この計量ホッパへの被計量物の供給は、計量ホッパの上方に配設された供給装置から被計量物が排出されることにより行われる。供給装置から排出される被計量物は自重により落下して計量ホッパへ供給される。そして計量装置の制御器では、供給装置から被計量物が排出された後、所定時間（ｔｗ）経過後にロードセルの出力信号に基づいて計量ホッパ内の被計量物の重量を算出するようにしている。ここで、上記所定時間ｔｗは、被計量物が供給されてからロードセルの出力信号が安定するために要する時間、すなわち計量安定待ち時間である。

【0004】

このような計量装置における供給装置では、上下方向に長い筒体と、筒体の下端の開口部を開閉するカットゲートとを有し、被計量物が充填された筒体の下端の開口部をカットゲートによって開閉することにより、筒体内の被計量物が落下して計量ホッパへ供給されるように構成されている。

【0005】

例えば、特許文献１、２には、カットゲートの直下に配置された計量ホッパを３〜４個のロードセルで吊り下げ支持するようにした構成が記載されている。また、特許文献３には、１個のロードセルで計量ホッパの側面を片持ち支持した構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開昭６１−１０２５２３号公報

【特許文献2】特開２００４−８５２８２号公報

【特許文献3】特開２００９−２９４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のような計量装置において、計量ホッパの排出ゲートの駆動部品（軸受部、リンク機構置）及びロードセル等から生じる異物（摩耗粉等）が被計量物へ混入しないようにすることが重要である。

【0008】

また、計量装置においては、計量精度及び生産性の向上を図ることが重要である。生産性を向上させるためには、計量時間を短縮しなければならない。ここで、計量時間とは、前述の計量安定待ち時間と、計量安定待ち時間経過直後の重量算出時間との合計である。重量算出時間は、計量安定待ち時間経過直後のロードセルの出力信号に基づいて計量ホッパ内の被計量物の重量を算出するために要する時間である。この時間は極めて短時間であり、計量時間のうちの大部分が計量安定待ち時間によって占められる。

【0009】

特許文献１、２の構成では、計量ホッパの排出ゲートの駆動部品及びロードセル等から生じる異物が被計量物へ混入しないようにすることについては考慮されていない。また、特許文献１、２の構成では、計量ホッパを吊り下げ支持しているロードセルは、計量ホッパの上方のカットゲートより高い位置に支持されているため、ロードセルと計量ホッパとを連結する連結部分が非常に長くなっている。このように連結部分が長いと、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの振動（揺れ）が大きくなり、その振動が静まるのに長い時間を要し、計量安定待ち時間及び計量時間を短縮することができない。

【0010】

また、特許文献３の構成では、１個のロードセルで計量ホッパの側面を片持ち支持しているため、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの振動（揺れ）が大きくなり、その振動が静まるのに長い時間を要し、計量安定待ち時間及び計量時間を短縮することができない。また、例えば大量（大きな重量）の被計量物を１個のロードセルで計量すると、高容量のロードセルを用いなければならないため、計量精度の向上を図る上で、好ましくない。また、特許文献３の構成では、ロードセルと、計量ホッパの排出ゲートのリンク機構及び駆動装置とが、それぞれ、ホッパ本体に対して異なる側方に配置されているため、無駄な空間が多くなり、計量装置全体のコンパクト化を図る上で好ましくない。

【0011】

また、特許文献１〜３のいずれの場合も、上述のように計量安定待ち時間が長くなるため、強制的に計量時間を短く設定して生産性を向上させようとすれば、計量精度が低下することになる。

【0012】

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、計量精度の向上を図ることができるとともに、計量ホッパの排出ゲートの駆動部品及びロードセルから生じる異物が被計量物へ混入するのを防止することができ、さらに装置全体のコンパクト化を図ることができる計量装置を提供することを目的としている。また、本発明は、計量安定待ち時間及び計量時間を短縮し、生産性の向上を図ることができる計量装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するために、本発明のある形態（aspect）に係る計量装置は、上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパと、前記計量ホッパを吊り下げ支持する第１〜第４のロードセルと、前記ロードセルの出力信号に基づいて前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出する重量算出手段とを備え、前記計量ホッパは、平面視において方形である角筒状のホッパ本体と、前記ホッパ本体の底部をなし、前記底部が２つに分割されてなる第１及び第２排出ゲートと、平面視において前記第１及び第２排出ゲートの並び方向と平行な前記ホッパ本体の側面に固定され、前記第１及び第２排出ゲートを開閉駆動する駆動装置と、前記第１排出ゲートに固定され前記駆動装置へとつながる第１ゲート回動軸と、前記第２排出ゲートに固定され前記駆動装置へとつながる第２ゲート回動軸と、前記第１排出ゲートから離れて、前記第１ゲート回動軸の一端側及び他端側に設けられ前記第１ゲート回動軸を回動自在に支持する第１及び第２軸受部と、前記第２排出ゲートから離れて、前記第２ゲート回動軸の一端側及び他端側に設けられ前記第２ゲート回動軸を回動自在に支持する第３及び第４軸受部と、各々、前記ホッパ本体に固定され、平面視において方形の頂点に配置されて前記第１〜第４のロードセルに吊り下げられる第１〜第４の吊り部とを有するように構成され、前記計量ホッパ及び前記第１〜第４のロードセルが配置される領域を、前記ホッパ本体と前記第１及び第２排出ゲートとが配置される第１の領域と、前記第１の領域を間に挟んで前記第１の領域の一方側の領域及び他方側の領域となる第２の領域及び第３の領域とに区画するとともに、複数の貫通孔が形成された隔壁をさらに備え、前記第２の領域には、前記駆動装置、前記第１軸受部、前記第３軸受部、前記第１及び第２の吊り部及び前記第１及び第２のロードセルが配置されており、前記第３の領域には、前記第２軸受部、前記第４軸受部、前記第３及び第４の吊り部及び前記第３及び第４のロードセルが配置されており、前記隔壁に形成された各貫通孔には、前記第１ゲート回動軸及び前記第２ゲート回動軸が非接触状態で貫通するよう構成されている。

【0014】

この構成によれば、被計量物が供給されるホッパ本体が配置される第１の領域とは隔壁によって区画された第２の領域に、駆動装置、第１軸受部、第３軸受部、及び第１、第２のロードセル等が配置され、上記第１の領域とは隔壁によって区画された第３の領域に、第２軸受部、第４軸受部、及び第３、第４のロードセル等が配置されているため、駆動装置及び第１〜第４軸受部等の排出ゲートの駆動部品及びロードセルから生じる異物が被計量物へ混入するのを防止することができる。

【0015】

また、ホッパ本体が配置される第１の領域を間に挟むように第２の領域と第３の領域とが設けられ、駆動装置、第１軸受部及び第３軸受部が配置される第２の領域に第１及び第２のロードセルが配置されるとともに、第２軸受部及び第４軸受部が配置される第３の領域に第３及び第４のロードセルが配置されているため、装置全体のコンパクト化を図ることができる。また、４個のロードセルによって計量ホッパが吊り下げ支持されているため、各ロードセルに小容量のものを用いて、計量精度の向上を図ることが可能である。

【0016】

また、本発明の他の形態に係る計量装置は、上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパと、前記計量ホッパを吊り下げ支持する第１〜第４のロードセルと、前記ロードセルの出力信号に基づいて前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出する重量算出手段とを備え、前記計量ホッパは、平面視において方形である角筒状のホッパ本体と、前記ホッパ本体の底部をなし、前記底部が２つに分割されてなる第１及び第２排出ゲートと、平面視において前記第１及び第２排出ゲートの並び方向と平行な前記ホッパ本体の２つの異なる側面に固定され、それぞれ協働して前記第１及び第２排出ゲートを開閉駆動する第１及び第２駆動装置と、前記第１排出ゲートに固定され、一端が前記第１駆動装置へとつながり他端が前記第２駆動装置へとつながる第１ゲート回動軸と、前記第２排出ゲートに固定され、一端が前記第１駆動装置へとつながり他端が前記第２駆動装置へとつながる第２ゲート回動軸と、前記第１排出ゲートから離れて、前記第１ゲート回動軸の一端側及び他端側に設けられ前記第１ゲート回動軸を回動自在に支持する第１及び第２軸受部と、前記第２排出ゲートから離れて、前記第２ゲート回動軸の一端側及び他端側に設けられ前記第２ゲート回動軸を回動自在に支持する第３及び第４軸受部と、各々、前記ホッパ本体に固定され、平面視において方形の頂点に配置されて前記第１〜第４のロードセルに吊り下げられる第１〜第４の吊り部とを有するように構成され、前記計量ホッパ及び前記第１〜第４のロードセルが配置される領域を、前記ホッパ本体と前記第１及び第２排出ゲートとが配置される第１の領域と、前記第１の領域を間に挟んで前記第１の領域の一方側の領域及び他方側の領域となる第２の領域及び第３の領域とに区画するとともに、複数の貫通孔が形成された隔壁をさらに備え、前記第２の領域には、前記第１駆動装置、前記第１軸受部、前記第３軸受部、前記第１及び第２の吊り部及び前記第１及び第２のロードセルが配置されており、前記第３の領域には、前記第２駆動装置、前記第２軸受部、前記第４軸受部、前記第３及び第４の吊り部及び前記第３及び第４のロードセルが配置されており、前記隔壁に形成された各貫通孔には、前記第１ゲート回動軸及び前記第２ゲート回動軸が非接触状態で貫通するよう構成されている。

【0017】

この構成によれば、被計量物が供給されるホッパ本体が配置される第１の領域とは隔壁によって区画された第２の領域に、第１駆動装置、第１軸受部、第３軸受部、及び第１、第２のロードセル等が配置され、上記第１の領域とは隔壁によって区画された第３の領域に、第２駆動装置、第２軸受部、第４軸受部、及び第３、第４のロードセル等が配置されているため、第１、第２駆動装置及び第１〜第４軸受部等の排出ゲートの駆動部品及びロードセルから生じる異物が被計量物へ混入するのを防止することができる。

【0018】

また、ホッパ本体が配置される第１の領域を間に挟むように第２の領域と第３の領域とが設けられ、第１駆動装置、第１軸受部及び第３軸受部が配置される第２の領域に第１及び第２のロードセルが配置されるとともに、第２駆動装置、第２軸受部及び第４軸受部が配置される第３の領域に第３及び第４のロードセルが配置されているため、装置全体のコンパクト化を図ることができる。また、４個のロードセルによって計量ホッパが吊り下げ支持されているため、各ロードセルに小容量のものを用いて、計量精度の向上を図ることが可能である。

【0019】

さらに、第１ゲート回動軸及び第２ゲート回動軸のそれぞれの一端が第１駆動装置につながれ、それぞれの他端が第２駆動装置につながれて、第１排出ゲート及び第２排出ゲートの各々が第１及び第２の２つの駆動装置によって開閉駆動されるように構成されている。すなわち、第１ゲート回動軸及び第２ゲート回動軸には、それぞれ両端から回動力が加えられることにより、いずれか一端のみから回動力が加えられる場合に比べ、それぞれの軸自体にねじれが生じることがなく、第１及び第２排出ゲートの開閉動作を確実かつ高速に行うことができる。

【0020】

また、上記の計量装置において、前記ロードセルは、前記吊り部の直上で、かつ前記ホッパ本体の上端と実質同じ高さの位置に配置されていてもよい。

【0021】

この構成によれば、計量ホッパの上方のカットゲートより高い位置に支持されたロードセルで計量ホッパを吊り下げ支持するようにした従来の構成に比べて、ロードセルと計量ホッパとを連結する部分の長さが短いため、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの振動（揺れ）が小さく、その振動を短時間で終息させることができ、計量安定待ち時間及び計量時間を短縮し、生産性の向上を図ることができる。

【0022】

また、前記計量ホッパの直上に配設された供給装置をさらに備え、前記供給装置は、上下方向に延在するように設けられ、内部に被計量物が充填される筒体と、前記筒体の下端の開口部の開閉に用いられ、前記開口部を開いたときに前記筒体内に充填されている被計量物を前記開口部から前記計量ホッパへ連続して落下させ、前記開口部を閉じるときに前記連続して落下している被計量物の流れを横断するようにして断ち切って前記開口部を閉じるためのカットゲートとを有するように構成され、前記ロードセルは、前記吊り部の直上で、かつ前記カットゲートの上端より低い位置に配置されていてもよい。

【0023】

この構成によれば、計量ホッパの上方のカットゲートより高い位置に支持されたロードセルで計量ホッパを吊り下げ支持するようにした従来の構成に比べて、ロードセルと計量ホッパとを連結する部分の長さが短いため、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの振動（揺れ）が小さく、その振動を短時間で終息させることができ、計量安定待ち時間及び計量時間を短縮し、生産性の向上を図ることができる。

【0024】

また、本発明のさらに他の形態に係る計量装置は、上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパと、前記計量ホッパを吊り下げ支持する第１〜第４のロードセルと、前記ロードセルの出力信号に基づいて前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出する重量算出手段と、前記計量ホッパの直上に配設された供給装置とを備え、前記供給装置は、上下方向に延在するように設けられ、内部に被計量物が充填される筒体と、前記筒体の下端の開口部の開閉に用いられ、前記開口部を開いたときに前記筒体内に充填されている被計量物を前記開口部から前記計量ホッパへ連続して落下させ、前記開口部を閉じるときに前記連続して落下している被計量物の流れを横断するようにして断ち切って前記開口部を閉じるためのカットゲートとを有するように構成され、前記計量ホッパは、平面視において方形である角筒状のホッパ本体と、前記ホッパ本体の底部をなし、前記底部が２つに分割されてなる第１及び第２排出ゲートと、各々、前記ホッパ本体に固定され、平面視において方形の頂点に配置されて前記第１〜第４のロードセルに吊り下げられる第１〜第４の吊り部とを有するように構成され、前記ロードセルは、前記吊り部の直上で、かつ前記カットゲートの上端より低い位置に配置されている。

【0025】

この構成によれば、計量ホッパの上方のカットゲートより高い位置に支持されたロードセルで計量ホッパを吊り下げ支持するようにした従来の構成に比べて、ロードセルと計量ホッパとを連結する部分の長さが短いため、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの振動（揺れ）が小さく、その振動を短時間で終息させることができ、計量安定待ち時間及び計量時間を短縮し、生産性の向上を図ることができる。また、４個のロードセルによって計量ホッパが吊り下げ支持されているため、各ロードセルに小容量のものを用いて、計量精度の向上を図ることが可能である。

【発明の効果】

【0026】

本発明は、以上に説明した構成を有し、計量精度の向上を図ることができるとともに、計量ホッパの排出ゲートの駆動部品及びロードセルから生じる異物が被計量物へ混入するのを防止することができ、さらに装置全体のコンパクト化を図ることができる計量装置を提供することができるという効果を奏する。また、計量安定待ち時間及び計量時間を短縮し、生産性の向上を図ることができる計量装置を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】（ａ）は、本発明の実施形態の一構成例の計量装置を正面から見た概略模式図であり、（ｂ）は、同計量装置を側方から見た概略模式図であり、（ｃ）は、同計量装置の主要部を上方から見た概略平面図である。

【図2】（ａ）は、計量装置を正面から見たときのロードセルの取付け構造を示す図であり、（ｂ）は、同ロードセルを図２（ａ）に示す矢印方向から見た概略模式図であり、（ｃ）は、同ロードセルを上方から見た概略平面図である。

【図3】本発明の実施形態の一構成例の計量装置の制御系統の概略を示すブロック図である。

【図4】本発明の実施形態の他の構成例の計量装置の主要部を上方から見た概略平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

【0029】

（実施形態）
図１（ａ）は、本発明の実施形態の一構成例の計量装置を正面から見た概略模式図であり、図１（ｂ）は、同計量装置を側方から見た概略模式図である。また、図１（ｃ）は、同計量装置の主要部を上方から見た概略平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、例えば図１（ｃ）に示すように、「前」、「後」、「左」及び「右」を決めている。そして、前後あるいは左右に配設された同等の機能を有する構成要素については同一符号を付しているものもある。

【0030】

この計量装置は、計量ホッパ１と、計量ホッパ１を吊り下げ支持する４個のロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４と、制御器２（図３参照）とを備えている。ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４は、それぞれロードセル載置台１９に適宜の固定手段によって固定されている。

【0031】

さらに、この計量装置では、計量ホッパ１の直上に、例えば図１（ｂ）に示すような、計量ホッパ１へ被計量物を供給する供給装置６１が配設されている。本例では、供給装置６１も計量装置に含まれるものとするが、これに限られない。被計量物としては、粉体（洗剤、肥料等）あるいは粒体（樹脂ペレット、穀物、飼料等）等である。

【0032】

この供給装置６１は、鉛直方向（上下方向）に立設する円筒状の筒体６２と、この筒体６２の下端の開口部６２ａを開閉するための一対のカットゲート６３ｃ、６３ｄとを備えている。筒体６２には、上方から供給される被計量物がその内部に充填される。カットゲート６３ｃ、６３ｄは、回動軸６３ａ、６３ｂに固定されており、この回動軸６３ａ、６３ｂがそれぞれ、例えばＡＣサーボモータ（図示せず）の駆動力を用いて回動することにより、開閉動作するように構成されている。すなわち、カットゲート６３ｃ、６３ｄはそれぞれ、矢印ｃ、ｄの方向に回動されることにより開いた状態となり、この開いた状態のときに、筒体６２内に充填されている被計量物を下端開口部６２ａから連続して落下させ、計量ホッパ１へ供給する。また、カットゲート６３ｃ、６３ｄは、開いた状態から、それぞれ矢印ｃ、ｄとは逆方向に回動されることにより閉じた状態（図示された状態）となる。すなわち、カットゲート６３ｃ、６３ｄは、その底部が円弧を描くように揺動し、開いた状態から閉じた状態となるときには、底部が筒体６２内から自重落下する被計量物の流れを両側から横断するようにして断ち切って、下端開口部６２ａを閉じる（下端開口部６２ａに蓋をする）。

【0033】

また、計量ホッパ１の下方には、例えば、計量ホッパ１から排出される被計量物を受けて、包装機（図示せず）へ供給するためのファネル２０が配設されている。

【0034】

計量ホッパ１は、平面視において方形である角筒状のホッパ本体１１と、ホッパ本体１１の下端の開口部を開閉する一対の排出ゲート１２ａ、１２ｂと、排出ゲート１２ａ、１２ｂの開閉動作を行わせるロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂとを有している。

【0035】

ホッパ本体１１には、その前後の側壁の外側に取付け板連結部１４ａ、１４ｂが適宜の固定手段により固定され、各取付け板連結部１４ａ、１４ｂに取付け板１５が適宜の固定手段により固定され、さらに各取付け板１５にＬ型取付け板１６が固定されている。Ｌ型取付け板１６は水平面部分１６ａと垂直面部分１６ｂとを有し、垂直面部分１６ｂが取付け板１５に例えば溶接等により固定されている。

【0036】

ここで、一対の排出ゲート（第１、第２排出ゲート）１２ａ、１２ｂのホッパ本体１１への取付け構造について説明する。排出ゲート１２ａ、１２ｂはそれぞれ第１、第２ゲート回動軸２７ａ、２７ｂに適宜の固定手段２９により固定され、公知のトグル機構を用いたリンク部を介してロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂに連結されている。具体的には、右側の第１ゲート回動軸２７ａは、前後の取付け板１５の所定位置に取り付けられた第１、第２軸受部２８Ａ、２８Ｂによって両側の端部が回動自在に支持されている。左側の第２ゲート回動軸２７ｂは、前後の取付け板１５の所定位置に取り付けられた第３、第４軸受部２８Ｃ、２８Ｄによって両側の端部が回動自在に支持されている。第１〜第４軸受部２８Ａ〜２８Ｄはそれぞれベアリングで構成され、排出ゲート１２ａ、１２ｂはそれぞれ矩形の板状の部材で構成されている。

【0037】

前後の取付け板１５は前述のように、取付け板連結部１４ａ、１４ｂを介してホッパ本体１１に固定されている。また、第１、第２駆動装置を構成する２つのロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂは前後の取付け板１５に固定されている。そして、ロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂのそれぞれの回転軸２２にはアーム部２３の中央部が固定されている。アーム部２３の両側の端部には、それぞれ連結棒２４の一端が回動自在に取り付けられ、連結棒２４の他端には、連結部材２５の上端が回動自在に取り付けられている。連結部材２５の下端には、例えばボルト等（図示せず）によって第１、第２ゲート回動軸２７ａ、２７ｂを挟持した一対の挟持部材２６が固定されている。ここでは、連結部材２５は、一対の挟持部材２６のうちの上側の挟持部材２６と一体的に形成されている。

【0038】

以上の構成により、図１（ａ）に示す前側のロータリアクチュエータ２１ａの回転軸２２が例えば左回りに所定角度回動することにより、上記リンク部を介して各ゲート回動軸２７ａ、２７ｂが回動し、それにより、排出ゲート１２ａ、１２ｂが矢印ａ、ｂの方向へ回動して排出ゲート１２ａ、１２ｂが開かれる。排出ゲート１２ａ、１２ｂが閉じられる場合は、逆の動作が行われる。なお、前側と後側の２つのロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂは、制御器２（図３参照）により制御されており、排出ゲート１２ａ、１２ｂを同時に開くあるいは閉じるように同期して駆動される。

【0039】

また、図１（ｃ）に示すように、左右の隔壁５６、５７と前後の内側の隔壁５３、５４とで区画された第１の領域（空間）Ｐに、ホッパ本体１１が配置されている。また、左右の隔壁５６、５７と前方の外側及び内側の隔壁５２、５３とで区画された第２の領域（空間）Ｑには、排出ゲート１２ａ、１２ｂの駆動部品である前側のロータリアクチュエータ２１ａ及びそれにつながるリンク部材（２３〜２６）及び第１、第３軸受部２８Ａ，２８Ｃと、ロードセルＬＣ１，ＬＣ２及びそれに吊り下げられる吊り部１７等が配置されている。左右の隔壁５６、５７と後方の内側及び外側の隔壁５４、５５とで区画された第３の領域（空間）Ｒには、排出ゲート１２ａ、１２ｂの駆動部品である後側のロータリアクチュエータ２１ｂ及びそれにつながるリンク部材（２３〜２６）及び第２、第４軸受部２８Ｂ，２８Ｄと、ロードセルＬＣ３，ＬＣ４及びそれに吊り下げられる吊り部１７等が配置されている。また、ホッパ本体１１の前後の隔壁５３、５４には、左右の第１、第２ゲート回動軸２７ａ、２７ｂがそれぞれ非接触状態で貫通する貫通孔Ｈ１〜Ｈ４と、取付け板連結部１４ａ、１４ｂがそれぞれ非接触状態で貫通する貫通孔Ｈ５、Ｈ６とが設けられている。なお、前後２つの外側の隔壁５２、５５の一部は、着脱可能なカバー部材５８によって構成されている。

【0040】

次に、計量ホッパ１は４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４によって吊り下げ支持されているが、この支持構造について説明する。

【0041】

図１（ｃ）に示されるように、前側の２個のロードセルＬＣ１、ＬＣ２は、平面視において、方形のホッパ本体１１の四隅の外側の近傍の第２の領域Ｑに配置され、後側の２個のロードセルＬＣ３、ＬＣ４は、平面視において、方形のホッパ本体１１の四隅の外側の近傍の第３の領域Ｒに配置されている。

【0042】

各々のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４によるホッパ本体１１の吊り下げ支持構造は同様であるので、ここでは、１つのロードセルＬＣ１について、図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して説明する。図２（ａ）は、計量装置を正面から見たときのロードセルＬＣ１の取付け構造を示す図であり、図２（ｂ）は、同ロードセルＬＣ１を矢印ｅ方向から見た概略模式図であり、図２（ｃ）は、同ロードセルＬＣ１を上方から見た概略平面図である。

【0043】

ロードセルＬＣ１は、ロードセル台座４２に固定されている。ロードセル台座４２は、基礎部４２ａとストッパ取付け部４２ｂと設置部４２ｃとを有し、それらが一体的に構成されている。設置部４２ｃにロードセルＬＣ１がボルト等によって固定され、ストッパ取付け部４２ｂに過負荷防止用のストッパ４３が取り付けられている。

【0044】

ロードセル台座４２は、ロードセル載置台１９にボルト等の固定手段（図示せず）によって固定され、ロードセル載置台１９は、アングル部材３１及び垂直部材３２を介して水平板５１に固定されている。例えば、水平板５１とアングル部材３１と垂直部材３２とは溶接によって固定され、２つの垂直部材３２の下端にロードセル載置台１９がボルト等によって固定されている。水平板５１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、隔壁５２〜５４に支持され、ホッパ本体１１の上方部分が開口されている。

【0045】

なお、ロードセルＬＣ１がロードセル台座４２上に固定されたロードセルユニットを用い、このロードセルユニットをロードセル載置台１９に固定するようにしてもよい。

【0046】

各ロードセルＬＣ１の一端の荷重印加部４１には吊り下げ部材１８が取り付けられている。この吊り下げ部材１８には、上下に２つの貫通穴１８ａ、１８ｂが設けられている。上の貫通穴１８ａがロードセルＬＣ１の荷重印加部４１に引っ掛けられることにより、ロードセルＬＣ１に吊り下げ部材１８が取り付けられている。下の貫通穴１８ｂに吊り部１７の上部が引っ掛けられている。

【0047】

吊り部１７は、その下部がＬ型取付け板１６の水平面部分１６ａに設けられた貫通穴を貫通し、ナット等の適宜の固定手段によってＬ型取付け板１６の水平面部分１６ａに固定されている。各Ｌ型取付け板１６は、前述のように、取付け板１５及び取付け板連結部１４ａ、１４ｂを介してホッパ本体１１に固定されている。すなわち、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に対応する各吊り部１７は、Ｌ型取付け板１６、取付け板１５及び取付け板連結部１４ａ、１４ｂを介してホッパ本体１１に固定されている。この４個の吊り部１７は、平面視において方形の頂点に位置するように設けられ、各吊り部１７の直上に各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４が配置されている。すなわち、４個の吊り部１７及び４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の荷重印加部４１は、平面視において、ホッパ本体１１の方形（第１の方形）の各辺と平行な辺からなる方形（第２の方形）の頂点に配置されている。

【0048】

上記の構成により、ホッパ本体１１は４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４によって吊り下げ支持される。また、ここでは、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の吊り下げ部材１８をできるだけ短くするために、ロードセル台座４２のストッパ取付け部４２ｂの下方に切欠き部４４を設け、この切欠き部４４を吊り部１７の上端部を配置するスペースにしている。このように、吊り下げ部材１８をできるだけ短くすることによっても、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４と計量ホッパ１とを連結する部分の長さを短くし、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパ１の振動（揺れ）を小さくし、ロードセルの出力信号の安定に要する時間（計量安定待ち時間）の短縮を図っている。

【0049】

図３は、本実施形態の計量装置の制御系統の概略を示すブロック図である。

【0050】

制御器２は、例えばマイクロコントローラ等によって構成され、ＣＰＵと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリとを有している。制御器２は、ＣＰＵがメモリに記憶されている実行プログラムを実行することにより、ここでは供給装置６１を含む本計量装置の制御を行い、重量算出手段としても機能する。なお、制御器２は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。

【0051】

制御器２には、計量ホッパ１を支持するロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号が周知の信号処理回路（アンプ、Ａ／Ｄ変換器等；図示せず）を経て入力され、それらの出力信号に基づいて制御器２は計量ホッパ１に保持されている被計量物の重量を算出する。ここで、言うまでもなく、４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の各出力信号が示す値の合計値が計量ホッパ１に保持されている被計量物の重量に対応する。

【0052】

制御器２は、駆動回路（図示せず）を介して例えばＡＣサーボモータを制御することによりカットゲート６３ｃ、６３ｄの開閉動作を制御する（すなわち供給装置６１を制御する）。また、駆動回路（図示せず）を介してロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂを制御することにより排出ゲート１２ａ、１２ｂの開閉動作を制御する。

【0053】

例えば、制御器２は、予め設定された第１の所定時間の間、カットゲート６３ｃ、６３ｄを開いて供給装置６１から被計量物を排出させた後、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号に基づいて計量ホッパ１内の被計量物の重量を算出する。その後、所定のタイミングで（例えば、包装機から排出許可信号を入力した時）、予め設定された第２の所定時間の間、排出ゲート１２ａ、１２ｂを開いて計量ホッパ１から被計量物を排出させる。この排出された被計量物は、例えばファネル２０を介して包装機へ供給される。以上の動作が、制御器２の制御によって繰り返し行われる。

【0054】

本実施形態では、被計量物が供給されるホッパ本体１１が配置される第１の領域Ｐとは隔壁５３によって区画された第２の領域Ｑに、ロータリアクチュエータ２１ａ、第１軸受部２８Ａ、第３軸受部２８Ｃ、及びロードセルＬＣ１，ＬＣ２等が配置され、上記第１の領域Ｐとは隔壁５４によって区画された第３の領域Ｒに、ロータリアクチュエータ２１ｂ、第２軸受部２８Ｂ、第４軸受部２８Ｄ、及びロードセルＬＣ３，ＬＣ４等が配置されているため、ロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂ及び第１〜第４軸受部２８Ａ〜２８Ｄ等の排出ゲート１２ａ、１２ｂの駆動部品及びロードセルＬＣ１〜ＬＣ４から生じる異物が被計量物へ混入するのを防止することができる。

【0055】

また、ホッパ本体１１が配置される第１の領域Ｐを間に挟むように第２の領域Ｑと第３の領域Ｒとが設けられ、ロータリアクチュエータ２１ａ、第１軸受部２８Ａ及び第３軸受部２８Ｃが配置される第２の領域ＱにロードセルＬＣ１，ＬＣ２が配置されるとともに、ロータリアクチュエータ２１ｂ、第２軸受部２８Ｂ、第４軸受部２８Ｄが配置される第３の領域ＲにロードセルＬＣ３，ＬＣ４が配置されているため、装置全体のコンパクト化を図ることができる。また、４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４によって計量ホッパ１が吊り下げ支持されているため、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に小容量のものを用いて、計量精度の向上を図ることが可能である。

【0056】

さらに、第１ゲート回動軸２７ａ及び第２ゲート回動軸２７ｂのそれぞれの一端が一方のロータリアクチュエータ２１ａにつながれ、それぞれの他端が他方のロータリアクチュエータ２１ｂにつながれて、２つの排出ゲート１２ａ、１２ｂの各々が２つのロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂによって開閉駆動されるように構成されている。すなわち、第１ゲート回動軸２７ａ及び第２ゲート回動軸２７ｂには、それぞれ両端から回動力が加えられることにより、いずれか一端のみから回動力が加えられる場合に比べ、それぞれの軸自体にねじれが生じることがなく、２つの排出ゲート１２ａ、１２ｂの開閉動作を確実かつ高速に行うことができるという効果が得られる。なお、２つのゲート回動軸２７ａ、２７ｂを１つのロータリアクチュエータのみで開閉駆動するように構成してもよいが、本実施形態のように２つのロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂを設けることにより、前述の効果が得られる。特に大量の被計量物が計量ホッパ１に供給される場合には、本実施形態のように２つのロータリアクチュエータ２１ａ、２１ｂを設けることが好ましい。

【0057】

また、本実施形態では、４つの吊り部１７の高さ方向の取付け位置がホッパ本体１１の中程の位置となるようにし、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４を、吊り部１７の直上で、かつ供給装置６１のカットゲート６３ｃ、６３ｄの上端より低い位置に配置することにより、計量ホッパの上方のカットゲートより高い位置に支持されたロードセルで計量ホッパを吊り下げ支持するようにした従来の構成に比べて、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４と計量ホッパ１とを連結する部分の長さが短いため、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパ１の振動（揺れ）が小さく、その振動を短時間で終息させることができ、計量安定待ち時間及び計量時間を短縮し、生産性の向上を図ることができる。さらに、本実施形態で例示しているように、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４を、ホッパ本体１１の上端と略同じ高さ（実質同じ高さ）の位置、言い換えれば供給装置６１の筒体６２の下端の開口部６２ａと略同じ高さ（実質同じ高さ）の位置に配置することにより、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４と計量ホッパ１とを連結する部分の長さを非常に短くすることができるため、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパ１の振動（揺れ）が非常に小さくなり、その振動をより短時間で終息させる（静める）ことができ、計量安定待ち時間及び計量時間をより短縮し、生産性のより向上を図ることができる。

【0058】

また、本実施形態の一構成例では、４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４を、図１（ｃ）に示すように、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の長手方向が左右方向となるように配置することにより、第２、第３の領域Ｑ、Ｒを狭い領域にでき、計量装置全体のよりコンパクト化を図ることができる。

【0059】

また、本実施形態の一構成例では、４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４を、図１（ｃ）に示すように、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の長手方向が左右方向となるように配置したが、この配置に限られるものではない。図４は、本実施形態において、４個のロードセルの水平方向の配置を示す他の例である。この場合、平面視において、計量ホッパ１の重心Ｇを中心とする放射状に４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４が配置されている。すなわち、平面視において、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の長手方向が荷重印加部４１（図２）と計量ホッパ１の重心Ｇとを結ぶ直線方向と一致するように配置されている。この場合、前述の場合よりも計量ホッパ１の揺れを小さくでき、計量安定待ち時間及び計量時間をさらに短縮することが可能になる。一方、図１（ｃ）に示すように、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４を配置した方が、第２、第３の領域Ｑ、Ｒを狭くでき、計量装置全体のコンパクト化を図る点では有利である。

【0060】

なお、本実施形態では、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に、ベンディングタイプのロードセルを用いたが、これに限られるものではなく、他のタイプのロードセルを用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本発明は、計量精度の向上を図ることができるとともに、計量ホッパの排出ゲートの駆動部品及びロードセルから生じる異物が被計量物へ混入するのを防止することができ、さらに装置全体のコンパクト化を図ることができる計量装置等として有用である。

【符号の説明】

【0062】

Ｐ 第１の領域
Ｑ 第２の領域
Ｒ 第３の領域
ＬＣ１〜ＬＣ４ ロードセル
１ 計量ホッパ
２ 制御器
１１ ホッパ本体
１２ａ、１２ｂ 第１、第２排出ゲート
１７ 吊り部
１８ 吊り下げ部材
２１ａ ロータリアクチュエータ（第１駆動装置）
２１ｂ ロータリアクチュエータ（第２駆動装置）
２２ 回転軸
２３ アーム部
２４ 連結棒
２５ 連結部材
２６ 挟持部材
２７ａ、２７ｂ 第１、第２ゲート回動軸
２８Ａ〜２８Ｄ 第１〜第４軸受部
５２〜５７ 隔壁
６１ 供給装置
６２ 筒体
６２ａ 筒体の下端の開口部
６３ｃ、６３ｄ カットゲート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】