特許 6795554 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】6795554

(24)【登録日】2020年11月16日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】計量装置

(51)【国際特許分類】

   G01G 13/06 20060101AFI20201119BHJP

   G01G 13/24 20060101ALI20201119BHJP

   G01G 13/285 20060101ALI20201119BHJP

   G01G 13/295 20060101ALI20201119BHJP

【ＦＩ】

   G01G13/06 A

   G01G13/24 F

   G01G13/285

   G01G13/295

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-131032(P2018-131032)

(22)【出願日】2018年7月10日

(65)【公開番号】特開2020-8469(P2020-8469A)

(43)【公開日】2020年1月16日

【審査請求日】2020年8月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】野口 陽平

(72)【発明者】

【氏名】酒向 剛司

(72)【発明者】

【氏名】栗田 洋行

(72)【発明者】

【氏名】永冶 崇

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 浩庸

(72)【発明者】

【氏名】前川 工

【審査官】 森 雅之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第２７８７２８４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特公昭４７−５３６７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特公昭４９−２４３０３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 実公昭５２−１７３２３（ＪＰ，Ｙ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｇ１３／０６

Ｇ０１Ｇ１３／２４、

Ｇ０１Ｇ１３／２８５

Ｇ０１Ｇ１３／２９５

本件出願を優先基礎とする国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１９／０２２３８９の調査結果が利用された。

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

計量対象の粉粒物を受け入れるホッパーと、
前記ホッパーの下端開口の開閉用とされて前記下端開口とで粉粒物の供給口を形成可能とされると共に開口部が貫通形成された開閉板部を備え、前記開口部は、第一貫通部と、前記第一貫通部に連続して形成されて前記第一貫通部と並ぶ方向に直交する方向の幅が前記第一貫通部に比べて狭い第二貫通部と、で構成されて前記下端開口と重なる領域に配置可能とされているゲートと、
前記開閉板部が平面視で前記第一貫通部と前記第二貫通部とが並ぶ並設方向に移動するように前記ゲートを移動させる駆動機構と、
前記ホッパーの下方側に設けられ、前記供給口から供給される粉粒物の重量を計量する計量部と、
予め設定された粉粒物の重量の目標値に基づいて、前記計量部で計量される粉粒物の重量の増加に応じて前記開口部と前記下端開口との重なり量を減らすように、かつ少なくとも前記第一貫通部の全域が前記下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階と、前記第一貫通部の全域又は略全域が前記下端開口と重ならない状態で前記開口部の一部領域が前記下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階と、を経るように、更に、前記計量部で計量される粉粒物の重量が前記目標値と一致したときに前記開口部が前記下端開口と重ならない状態となるように、前記駆動機構を制御する制御部と、
を有し、
前記ゲートは、水平方向に沿った軸の周りに回動可能に支持され、前記開閉板部が前記軸の延在方向に見て前記軸を中心とした円弧状に形成され、前記軸の延在方向の両サイド側において前記開閉板部と繋がって側面を構成する一対の側板部を備えており、
前記側板部は、前記軸の延在方向に見て略扇状に形成され、前記ゲートがその移動範囲におけるいずれの位置にあっても前記軸の延在方向に見て前記ホッパーの下端開口端の全部と重なる位置に配置される、計量装置。

【請求項2】

前記第二貫通部は、前記並設方向を長手方向とすると共に、前記幅が一定である領域が延在する形状に形成されている、請求項１に記載の計量装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記開口部のうち前記第二貫通部の一部領域のみが前記下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階を経るように、前記駆動機構を制御する、請求項２に記載の計量装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記開口部の全域が前記下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階を経るように、前記駆動機構を制御する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の計量装置。

【請求項5】

前記駆動機構は、電動サーボモータを含んで構成されている、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の計量装置。

【請求項6】

前記ホッパーを振動させる振動器が設けられ、
前記制御部は、前記供給口から前記計量部への粉粒物の供給を開始した時点からの時間が予め設定された時間を超えた場合であってかつ前記計量部で計量される粉粒物の重量が前記目標値に達していないときに、前記ホッパーを前記振動器によって振動させるように、前記振動器を制御する、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の計量装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、計量装置に関する。

【背景技術】

【0002】

粉粒物を計量するための技術が知られている。例えば、下記特許文献１には、ホッパの内部の砂をブローヘッドに供給可能な構成において、タイマー制御でシャッターを閉じることでブローヘッドへの砂の供給を停止可能な装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平７−８７９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記先行技術による場合、砂を高速かつ高精度に計量する点において改善の余地がある。

【0005】

本発明は、上記事実を考慮して、粉粒物を高速かつ高精度に計量することができる計量装置を得ることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載する本発明の計量装置は、計量対象の粉粒物を受け入れるホッパーと、前記ホッパーの下端開口の開閉用とされて前記下端開口とで粉粒物の供給口を形成可能とされると共に開口部が貫通形成された開閉板部を備え、前記開口部は、第一貫通部と、前記第一貫通部に連続して形成されて前記第一貫通部と並ぶ方向に直交する方向の幅が前記第一貫通部に比べて狭い第二貫通部と、で構成されて前記下端開口と重なる領域に配置可能とされているゲートと、前記開閉板部が平面視で前記第一貫通部と前記第二貫通部とが並ぶ並設方向に移動するように前記ゲートを移動させる駆動機構と、前記ホッパーの下方側に設けられ、前記供給口から供給される粉粒物の重量を計量する計量部と、予め設定された粉粒物の重量の目標値に基づいて、前記計量部で計量される粉粒物の重量の増加に応じて前記開口部と前記下端開口との重なり量を減らすように、かつ少なくとも前記第一貫通部の全域が前記下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階と、前記第一貫通部の全域又は略全域が前記下端開口と重ならない状態で前記開口部の一部領域が前記下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階と、を経るように、更に、前記計量部で計量される粉粒物の重量が前記目標値と一致したときに前記開口部が前記下端開口と重ならない状態となるように、前記駆動機構を制御する制御部と、を有し、前記ゲートは、水平方向に沿った軸の周りに回動可能に支持され、前記開閉板部が前記軸の延在方向に見て前記軸を中心とした円弧状に形成され、前記軸の延在方向の両サイド側において前記開閉板部と繋がって側面を構成する一対の側板部を備えており、前記側板部は、前記軸の延在方向に見て略扇状に形成され、前記ゲートがその移動範囲におけるいずれの位置にあっても前記軸の延在方向に見て前記ホッパーの下端開口端の全部と重なる位置に配置される。

【0007】

上記構成によれば、ホッパーが計量対象の粉粒物を受け入れる。ホッパーの下端開口の開閉用とされたゲートの開閉板部は、ホッパーの下端開口とで粉粒物の供給口を形成可能となっており、開口部が貫通形成されている。この開口部は、第一貫通部と、第一貫通部に連続して形成されて第一貫通部と並ぶ方向に直交する方向の幅が第一貫通部に比べて狭い第二貫通部と、で構成されてホッパーの下端開口と重なる領域に配置可能となっている。そして、開閉板部が平面視で第一貫通部と第二貫通部とが並ぶ並設方向に移動するように駆動機構がゲートを移動させる。また、ホッパーの下方側に配置された計量部は、供給口から供給される粉粒物の重量を計量する。

【0008】

ここで、予め設定された粉粒物の重量の目標値に基づいて、計量部で計量される粉粒物の重量の増加に応じてゲートの開口部とホッパーの下端開口との重なり量を減らすように、制御部が駆動機構を制御する。また、少なくとも第一貫通部の全域がホッパーの下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階と、第一貫通部の全域又は略全域がホッパーの下端開口と重ならない状態で開口部の一部領域がホッパーの下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階と、を経るように、制御部が駆動機構を制御する。更に、計量部で計量される粉粒物の重量が予め設定された目標値と一致したときにゲートの開口部がホッパーの下端開口と重ならない状態となるように、制御部が駆動機構を制御する。以上により、粉粒物の供給開始時から所定期間は単位時間当たりの供給量を大きくすることができる一方、粉粒物の供給終盤段階では、単位時間当たりの供給量を抑えることで粉粒物が目標の重量を超過してしまうのを効果的に抑えることができる。
また、この計量装置では、ゲートは、水平方向に沿った軸の周りに回動可能に支持され、開閉板部が前記軸の延在方向に見て前記軸を中心とした円弧状に形成され、前記軸の延在方向の両サイド側において開閉板部と繋がって側面を構成する一対の側板部を備えている。このため、供給口から計量部へ粉粒物を供給する際に、供給口以外の部分から計量部へ粉粒物がこぼれてしまうのを、一対の側板部によって良好に抑えることができる。
さらに、側板部は、前記軸の延在方向に見て略扇状に形成され、ゲートがその移動範囲におけるいずれの位置にあっても前記軸の延在方向に見てホッパーの下端開口端の全部と重なる位置に配置される。

【0009】

請求項２に記載する本発明の計量装置は、請求項１に記載の構成において、前記第二貫通部は、前記並設方向を長手方向とすると共に、前記幅が一定である領域が延在する形状に形成されている。

【0010】

上記構成によれば、供給口を通過する粉粒物の単位時間当たりの量のコントロールがしやすい。

【0011】

請求項３に記載する本発明の計量装置は、請求項２に記載の構成において、前記制御部は、前記開口部のうち前記第二貫通部の一部領域のみが前記下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階を経るように、前記駆動機構を制御する。

【0012】

上記構成によれば、供給口からの粉粒物の供給の終盤に、ゲートの開口部のうち第二貫通部の一部領域のみがホッパーの下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階を経ることになる。このため、粉粒物を計量部に少しずつ供給することができると共に、計量部内の粉粒物の重量が目標値に達したらすぐに粉粒物の供給を停止することができる。よって、重量の目標値に対して計量部内の粉粒物の重量を高精度で合わせることができる。

【0013】

請求項４に記載する本発明の計量装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構成において、前記制御部は、前記開口部の全域が前記下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階を経るように、前記駆動機構を制御する。

【0014】

上記構成によれば、供給口からの粉粒物の供給の開始から所定期間、ゲードの開口部の全域がホッパーの下端開口と重なるので、粉粒物を計量部に高速で供給することができる。

【0017】

請求項５に記載する本発明の計量装置は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の構成において、前記駆動機構は、電動サーボモータを含んで構成されている。

【0018】

上記構成によれば、電動サーボモータの駆動によってゲートを精度良く移動させることができる。

【0019】

請求項６に記載する本発明の計量装置は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記ホッパーを振動させる振動器が設けられ、前記制御部は、前記供給口から前記計量部への粉粒物の供給を開始した時点からの時間が予め設定された時間を超えた場合であってかつ前記計量部で計量される粉粒物の重量が前記目標値に達していないときに、前記ホッパーを前記振動器によって振動させるように、前記振動器を制御する。

【0020】

上記構成によれば、例えば、湿度が非常に高い環境下で、ホッパーの中の粉粒物が流動しにくくなったり詰まったりした場合であっても、ホッパーが振動器によって振動させられることで、ホッパーの中の粉粒物を流動させることができる。

【発明の効果】

【0021】

以上説明したように、本発明の計量装置によれば、粉粒物を高速かつ高精度に計量することができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る計量装置及びその周辺装置を示す正面図である。

【図2】図２（Ａ）は砂供給の開始時の状態を示す。図２（Ａ）の（ｉ）は正面図であり、図２（Ａ）の（ｉｉ）はホッパーの下端開口側を上方側から見て拡大した状態で示す。図２（Ｂ）は砂供給の終盤に近付いた状態を示す。図２（Ｂ）の（ｉ）は正面図であり、図２（Ｂ）の（ｉｉ）はホッパーの下端開口側を上方側から見て拡大した状態で示す。

【図3】図３（Ａ）は砂供給の終盤の状態を示す。図３（Ａ）の（ｉ）は正面図であり、図３（Ａ）の（ｉｉ）はホッパーの下端開口側を上方側から見て拡大した状態で示す。図３（Ｂ）は砂供給を停止した状態を示す。図３（Ｂ）の（ｉ）は正面図であり、図３（Ｂ）の（ｉｉ）はホッパーの下端開口側を上方側から見て拡大した状態で示す。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の一実施形態に係る計量装置について図１〜図３を用いて説明する。図１には、本実施形態に係る計量装置１０及びその周辺装置が正面図で示されている。本実施形態における計量装置１０は、一例として、鋳型造型装置の一部を構成している。

【0024】

（計量装置１０及びその周辺装置の概説）
まず、図１に示される計量装置１０及びその周辺装置について概説する。図１に示されるように、計量装置１０は、計量用供給装置１２と、その下方側に配置される計量部としての計量投入装置１４と、を備えている。計量用供給装置１２は、計量対象の粉粒物としての砂（以下、単に「砂」という）を計量投入装置１４に供給するための装置であり、計量投入装置１４は、計量用供給装置１２から供給される砂の重量を計量する機能を有する。

【0025】

計量投入装置１４の斜め下方側には、攪拌装置６０の攪拌槽（「混練釜」ともいう。）６０Ａが配置されており、計量投入装置１４は、所定の重量分の砂を攪拌槽６０Ａに投入するように構成されている。攪拌槽６０Ａの中には、発泡混合物の原材料、具体的には、前述した砂に加えて水溶性バインダ、水及び添加物が投入（供給）されるようになっている。また、攪拌槽６０Ａの中には攪拌羽根（「混練羽根」ともいう。）６０Ｂが配置されている。攪拌羽根６０Ｂは、一例として格子状の網部を備えている。この攪拌羽根６０Ｂは回転軸６０Ｃの下端に固定され、回転軸６０Ｃは自身の軸線周りに回転するように構成されている。なお、攪拌槽６０Ａの中で攪拌羽根６０Ｂによって攪拌されて製造された発泡混合物は、図示しない金型へ圧入されることになる。

【0026】

また、計量装置１０は、操作部１６（図中ではブロック化して図示）を備えている。操作部１６は、計量投入装置１４に供給する砂の重量の目標値等を入力可能に構成されており、入力操作に応じた信号を制御部１８（図中ではブロック化して図示）に出力する構成とされている。制御部１８は、操作部１６から出力された信号に基づいて、計量装置１０の作動を制御する構成とされている。補足説明すると、制御部１８は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インタフェース部（Ｉ／Ｏ）がバスを介して互いに接続された制御装置によって、計量装置１０の作動を制御する機能部である。前記制御装置では、制御プログラムがＲＯＭから読み出されてＲＡＭに展開され、ＲＡＭに展開された制御プログラムがＣＰＵによって実行される。なお、制御部１８は、計量用供給装置１２から計量投入装置１４への砂の供給を開始した時点からの時間をカウントする時間カウント機能を備えている。

【0027】

（計量装置１０の具体的構成）
次に、計量装置１０の構成についてより具体的に説明する。

【0028】

計量装置１０の計量用供給装置１２は、砂を受け入れるホッパー２０（「シュート」とも称せられる。）と、ホッパー２０の下端側に配置されたゲート３０と、ゲート３０を移動させる駆動機構４０と、を備えている。ホッパー２０は、全体として傾斜状の第一構成部２２と、第一構成部２２の下端側に上端側が連結された鉛直状の第二構成部２４と、を備えている。ホッパー２０の第一構成部２２は支持ブラケット２６を介して図示しない装置フレームに支持されている。ホッパー２０の第一構成部２２の上端には、砂を受け入れるための受入口２２Ａが形成されている。なお、計量装置１０を作動させる際には、ホッパー２０の中に砂を十分に貯留しておくことになる。

【0029】

本実施形態では、ホッパー２０には、振動器（バイブレータ）４８（図中ではブロック化して図示）が固定されている。振動器４８は、作動することにより、ホッパー２０を振動させることが可能とされている。振動器４８は、制御部１８に接続されており、振動器４８の作動は、制御部１８からの指令に基づいて制御されるようになっている（詳細後述）。

【0030】

図２（Ａ）には、砂供給の開始時の状態の計量用供給装置１２が示され、図２（Ｂ）には、砂供給の終盤に近付いた状態の計量用供給装置１２が示されている。また、図３（Ａ）には、砂供給の終盤状態の計量用供給装置１２が示され、図３（Ｂ）には、砂供給を停止した状態の計量用供給装置１２が示されている。さらに、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）（以下、図２（Ａ）〜図３（Ｂ）と略す）の各々における（ｉ）には、適宜簡略化した正面図が示され、図２（Ａ）〜図３（Ｂ）の各々における（ｉｉ）には、ホッパー２０（各図の（ｉ）参照）の下端開口２４Ａ側をホッパー２０の第二構成部２４の内側における上方側から見て拡大した状態が示されている。

【0031】

これらの図に示されるように、ゲート３０は、ホッパー２０の正方形の下端開口２４Ａの開閉用とされて下端開口２４Ａとで砂（粉粒物）の供給口２８を形成可能とされた開閉板部３２を備えている。なお、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）の各々における（ｉｉ）では、図を見易くするために、供給口２８の内側領域にドットを付している。図２（Ａ）〜図３（Ｂ）に示されるように、ゲート３０の開閉板部３２には、略スリット状の開口部３４が貫通形成されている。開口部３４は、ホッパー２０の下端開口２４Ａと重なる領域に配置可能とされている。なお、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）の各々における（ｉｉ）では、開口部３４においてホッパー２０の下端開口２４Ａと重なっていない領域を想像線（二点鎖線）で示す。

【0032】

図２（Ａ）の（ｉｉ）に示されるように、開口部３４は、第一貫通部３４Ａと、第一貫通部３４Ａに連続して形成された第二貫通部３４Ｂと、で構成されている。また、第一貫通部３４Ａは、第一貫通部３４Ａと第二貫通部３４Ｂとが並ぶ並設方向（矢印Ｘ方向参照）に長い略矩形状に形成されている。第二貫通部３４Ｂは、第一貫通部３４Ａと並ぶ方向に直交する方向（矢印Ｗ方向参照）の幅が第一貫通部３４Ａに比べて狭い。この第二貫通部３４Ｂは、第一貫通部３４Ａと第二貫通部３４Ｂとが並ぶ並設方向（矢印Ｘ方向参照）を長手方向とすると共に、幅（矢印Ｗ方向の寸法）が一定である領域が延在する形状（広義に解釈した場合の「スリット状」とも言い得る形状)に形成されている。

【0033】

図２（Ａ）〜図３（Ｂ）に示されるように、ゲート３０は、水平方向に沿った軸３８の周りに回動可能（図１の矢印Ｒ１方向参照）に支持され、開閉板部３２が軸３８の延在方向に見て軸３８を中心とした円弧状に形成されている。すなわち、ゲート３０は、開口部３４が平面視で第一貫通部３４Ａと第二貫通部３４Ｂとが並ぶ並設方向（矢印Ｘ方向参照）に移動することで供給口２８の大きさを変えられるように（調節できるように）構成されている。なお、ホッパー２０の第二構成部２４の下端面は開閉板部３２の円弧形状に沿うように設定されている。また、ゲート３０は、軸３８の延在方向の両サイド側において開閉板部３２と繋がって側面を構成する一対の側板部３６を備えている。側板部３６は、軸３８の延在方向に見て略扇状に形成されている。なお、図中では、図中手前側の側板部３６のみが図示されているが、図中奥側の側板部３６も図中手前側の側板部３６と同様の形状とされている。また、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）の各々における（ｉ）では、計量用供給装置１２から計量投入装置１４（図１参照）に供給される粉粒物を模式的にドットで示している。

【0034】

ゲート３０の駆動用とされた駆動機構４０は、サーボシリンダ４２を含んで構成されている。サーボシリンダ４２は、ホッパー２０の第一構成部２２の側方側かつ下方側に設けられており、サーボシリンダ４２の基端取付部は、ブラケット４４を介してホッパー２０の第一構成部２２の傾斜下面２２Ｂの上部に取り付けられ、ブラケット４４に対して、ゲート３０の回動中心である軸３８と平行に設定された軸４４Ｊの周りの若干の回動が許容されるようになっている。

【0035】

サーボシリンダ４２は、シリンダ４２Ａ及びピストンロッド４２Ｂを備え、シリンダ４２Ａ及びピストンロッド４２Ｂは、装置下方側へ向けてホッパー２０の側に傾斜するように延在している。ピストンロッド４２Ｂの基端部は、図示しない雌ネジ部を備えてシリンダ４２Ａ内に配置され、図示しないボールネジに螺合されている。これにより、ピストンロッド４２Ｂの基端部は、前記ボールネジが回転することで、シリンダ４２Ａに対してその長手方向に相対移動するように構成されている。

【0036】

また、サーボシリンダ４２は、シリンダ４２Ａの上半部の側方側かつ下方側に並列配置された電動サーボモータ４２Ｍを備えている。この電動サーボモータ４２Ｍは、前記ボールネジの回転駆動用とされている。すなわち、電動サーボモータ４２Ｍのモータ軸は、図示しない駆動力伝達機構（例えばタイミングプーリ及びタイミングベルトを含む駆動力伝達機構）を介して前記ボールネジに接続されている。また、図１に示されるように、電動サーボモータ４２Ｍは、制御部１８に接続されており、電動サーボモータ４２Ｍの駆動は、制御部１８からの指令に基づいて制御されるようになっている。

【0037】

また、図２（Ａ）〜図３（Ｂ）に示されるように、ピストンロッド４２Ｂの先端部には、第一連結部材４６Ａの一端側が固定されている。第一連結部材４６Ａの他端側は、ゲート３０の開閉板部３２に固定された第二連結部材４６Ｂの延出先端側に連結されている。第二連結部材４６Ｂは、第一連結部材４６Ａの他端側に対して、ゲート３０の回動中心である軸３８と平行に設定された軸４６Ｃの周りに回動可能とされている。

【0038】

駆動機構４０は、電動サーボモータ４２Ｍの駆動によって、ピストンロッド４２Ｂをシリンダ４２Ａから伸縮させることで、ゲート３０を軸３８の周りに回動させる、言い換えれば、ゲート３０の開閉板部３２が平面視で第一貫通部３４Ａと第二貫通部３４Ｂとが並ぶ並設方向（矢印Ｘ方向参照）に移動するようにゲート３０を移動させるようになっている。

【0039】

図１に示されるように、計量用供給装置１２の下方側に設置される計量投入装置１４は、容器５０及び計量器５４を備えている。容器５０は、ホッパー２０の下方側に配置され、供給口２８（図２（Ａ）〜図３（Ｂ）参照）から砂（粉粒物）が供給されるようになっている。容器５０は、支持機構５２を介して計量器５４に支持されている。計量器５４は、一例としてロードセルで構成され、容器５０に供給される砂の重量を計量する。計量器５４は、制御部１８に接続されており、計量器５４から出力される計量値の電気信号は、制御部１８に入力されるようになっている。

【0040】

容器５０は、支持機構５２によって、砂供給を受けるための受入姿勢５０Ｘと、攪拌槽６０Ａに砂を投入するための投入姿勢５０Ｙと、の間で揺動可能（矢印Ｒ２方向参照）に支持されている。支持機構５２は、容器５０に対して正面側において上側に凸の円弧状に形成された取付孔５２Ａを備えている。この取付孔５２Ａの右側には、容器５０の受入姿勢５０Ｘを検出するための第一近接スイッチ５２Ｂ１が取り付けられ、取付孔５２Ａの左側には、容器５０の投入姿勢５０Ｙを検出するための第二近接スイッチ５２Ｂ２が取り付けられている。一方、容器５０には、容器５０と一体的に変位して第一近接スイッチ５２Ｂ１及び第二近接スイッチ５２Ｂ２にそれぞれ近接可能とされた磁性体５０Ａが固定されている。磁性体５０Ａは、容器５０が受入姿勢５０Ｘにある状態では図中右側の点線で示される磁性体５０Ａの位置に配置され、容器５０が投入姿勢５０Ｙにある状態では図中左側の二点鎖線で示される磁性体５０Ａの位置に配置される。

【0041】

第一近接スイッチ５２Ｂ１は、磁性体５０Ａが近接すると第一近接スイッチ５２Ｂ１を含む電気回路（制御回路部）を導通状態にする構成とされ、磁性体５０Ａが第一近接スイッチ５２Ｂ１に近接したことを検出、換言すれば、容器５０が受入姿勢５０Ｘであることを検出するようになっている。また、第二近接スイッチ５２Ｂ２は、磁性体５０Ａが近接すると第二近接スイッチ５２Ｂ２を含む電気回路（制御回路部）を導通状態にする構成とされ、磁性体５０Ａが第二近接スイッチ５２Ｂ２に近接したことを検出、換言すれば、容器５０が投入姿勢５０Ｙであることを検出するようになっている。また、第一近接スイッチ５２Ｂ１及び第二近接スイッチ５２Ｂ２は、それぞれ制御部１８に接続されており、第一近接スイッチ５２Ｂ１及び第二近接スイッチ５２Ｂ２の各検出結果の電気信号は、制御部１８に入力されるようになっている。

【0042】

支持機構５２は、アクチュエータ５２Ｃ（図中ではブロック化して図示）を備え、アクチュエータ５２Ｃは、容器５０を受入姿勢５０Ｘと投入姿勢５０Ｙとの間で揺動させるようになっている。アクチュエータ５２Ｃは、制御部１８に接続されており、アクチュエータ５２Ｃの駆動は、制御部１８からの指令に基づいて制御されるようになっている。すなわち、アクチュエータ５２Ｃは、受入姿勢５０Ｘにある容器５０の中の砂の重量が目標値に達したら所定のタイミングで容器５０を投入姿勢５０Ｙにし、容器５０の中の砂が攪拌槽６０Ａに投入されたら所定のタイミングで容器５０を受入姿勢５０Ｘにするように、制御部１８によって制御されている。

【0043】

次に、制御部１８による駆動機構４０の制御について説明する。

【0044】

制御部１８は、予め設定された砂の重量の目標値に基づいて、計量器５４で計量される砂の重量の増加に応じて段階的に図２（Ａ）〜図３（Ｂ）に示されるゲート３０の開口部３４とホッパー２０の下端開口２４Ａとの重なり量を減らすように、駆動機構４０を制御する。すなわち、本実施形態では、制御部１８は、ゲート３０の開口部３４とホッパー２０の下端開口２４Ａとの重なり状態が、図２（Ａ）に示される状態になる第一段階と、図２（Ｂ）に示される状態になる第二段階と、図２（Ｃ）に示される状態になる第三段階と、を経るように、駆動機構４０を制御する。また、制御部１８は、計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量がその目標値と一致したときに図３（Ｂ）に示されるように、開口部３４が下端開口２４Ａと重ならない状態となるように、駆動機構４０を制御する。

【0045】

図２（Ａ）に示される第一段階は、ゲート３０の開口部３４の全域がホッパー２０の下端開口２４Ａと重なる状態が所定期間維持される段階である。この第一段階は、供給口２８からの砂の供給の開始時から計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量が目標値に対して予め設定した第１の割合（一例として８０％）になるまで維持されるように設定されている。なお、前記第１の割合は、基本的には５０％以上が好ましいが、砂の重量の目標値等に応じて適宜設定し得る。例えば、砂の重量の目標値が小さければ前記第１の割合は低めに設定され得るし、砂の重量の目標値が大きければ前記第１の割合は高めに設定され得る。

【0046】

図２（Ｂ）に示される第二段階は、ゲート３０の開口部３４の第一貫通部３４Ａの全域がホッパー２０の下端開口２４Ａと重ならない状態で、開口部３４の一部領域、より具体的には開口部３４のうち第二貫通部３４Ｂの全域が下端開口２４Ａと重なる状態が所定期間維持される段階である。第二段階は、第一段階の終了後、計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量が目標値に対して予め設定した第２の割合（一例として９５％）になるまで維持されるように設定されている。なお、前記第２の割合は、９０％以上が好ましいが、砂の重量の目標値等に応じて適宜設定し得る。例えば、砂の重量の目標値が小さければ前記第２の割合は低めに設定され得るし、砂の重量の目標値が大きければ前記第２の割合は高めに設定され得る。

【0047】

図３（Ａ）に示される第三段階は、ゲート３０の開口部３４の第一貫通部３４Ａの全域がホッパー２０の下端開口２４Ａと重ならない状態で開口部３４の一部領域、より具体的には、開口部３４のうち第二貫通部３４Ｂの一部領域（略半分）のみが下端開口２４Ａと重なる状態が所定期間維持される段階である。第三段階は、第二段階の終了後、計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量が目標値に達するまで維持されるように設定されている。

【0048】

次に、制御部１８による図１に示される振動器４８の制御について説明する。

【0049】

制御部１８は、供給口２８（図２（Ａ）参照）から容器５０への砂の供給を開始した時点からの時間が予め設定された時間を超えた場合であってかつ計量器５４で計量される砂の重量が予め設定された重量の目標値に達していないときに、ホッパー２０を振動器４８によって振動させるように、振動器４８を制御する。なお、ホッパー２０を振動器４８によって振動させても計量器５４で計量される砂の重量が増加しない場合には、図示しない報知音発生機によって警告音を発生させるように、制御部１８が前記報知音発生機を制御する、といった構成を付加することも可能である。また、そのような構成を付加する場合、警告音の発生後、計量装置１０を停止させるように、制御部１８が計量装置１０の各作動部を制御してもよい。

【0050】

（計量装置１０の動作並びに作用及び効果）
次に、制御部１８によって制御される計量装置１０の動作について説明すると共に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

【0051】

使用者が操作部１６から運転開始の操作を行うと、図３（Ｂ）に示される状態の駆動機構４０が作動し、シリンダ４２Ａから突出するピストンロッド４２Ｂが縮んで、図２（Ａ）に示される第一段階になり、供給口２８から容器５０（図１参照）への砂の供給が開始される。この第一段階では、ゲート３０の開口部３４の全域がホッパー２０の下端開口２４Ａと重なるので、供給口２８の開度が最大となって単位時間当たりの供給量を大きくすることができる。そして、供給口２８からの砂の供給の開始時から計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量が目標値に対して予め設定した第１の割合（一例として８０％）になるまで図２（Ａ）に示されるゲート３０の回動角度が維持される。

【0052】

次に、計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量が目標値に対して予め設定した第１の割合（一例として８０％）に達すると、駆動機構４０が作動してシリンダ４２Ａからピストンロッド４２Ｂが伸びて、図２（Ｂ）に示される第二段階になる。この第二段階では、第一貫通部３４Ａの全域がホッパー２０の下端開口２４Ａと重ならないで開口部３４のうち第二貫通部３４Ｂの全域が下端開口２４Ａと重なる。そして、計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量が目標値に対して予め設定した第２の割合（一例として９５％）になるまで図２（Ｂ）に示されるゲート３０の回動角度が維持される。

【0053】

次に、計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量が目標値に対して予め設定した第２の割合（一例として９５％）に達すると、駆動機構４０が作動してシリンダ４２Ａからピストンロッド４２Ｂが伸びて、図３（Ａ）に示される第三段階になる。この第三段階では、開口部３４のうち第二貫通部３４Ｂの一部領域（略半分）のみが下端開口２４Ａと重なるので、単位時間当たりの供給量を抑える（微調節する）ことで粉粒物が目標の重量を超過してしまうのを効果的に抑えることができる。

【0054】

この第三段階が維持されて（言い換えれば図３（Ａ）に示されるゲート３０の回動角度が維持されて）計量器５４（図１参照）で計量される砂の重量が予め設定された重量の目標値と一致したら、駆動機構４０が作動してシリンダ４２Ａからピストンロッド４２Ｂが伸びて、図３（Ｂ）に示される開口部３４が下端開口２４Ａと重ならない状態になり、供給口２８からの砂の供給が停止される。ここで、図３（Ａ）に示される第三段階では、ゲート３０の開口部３４とホッパー２０の下端開口２４Ａとの重なりが非常に小さいので、容器５０（図１参照）内の砂の重量が目標値に達したらすぐに粉粒物の供給を停止することができる。よって、重量の目標値に対して図１に示される容器５０内の粉粒物の重量を高精度で合わせることができる。

【0055】

次に、支持機構５２が作動して容器５０が受入姿勢５０Ｘから投入姿勢５０Ｙになるように揺動し、容器５０の中の砂が攪拌槽６０Ａに投入される。その後、所定のタイミングで支持機構５２が作動して容器５０が投入姿勢５０Ｙから受入姿勢５０Ｘになるように揺動する。以降、基本的には、使用者が操作部１６から運転停止の操作を行うまで、上述した計量装置１０の動作が繰り返される。

【0056】

また、本実施形態では、駆動機構４０は、電動サーボモータ４２Ｍを含んで構成されているので、電動サーボモータ４２Ｍの駆動によってゲート３０を精度良く移動させることができ、その結果、各段階では容器５０に高精度で所望の量の砂が供給される。さらに、本実施形態では、図２（Ａ）（ｉｉ）等に示されるように、第二貫通部３４Ｂは、第一貫通部３４Ａと第二貫通部３４Ｂとが並ぶ並設方向（矢印Ｘ方向参照）を長手方向とすると共に、幅（矢印Ｗ方向の寸法）が一定である領域が延在する形状に形成されているので、供給口２８（図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）の各（ｉｉ）参照）を通過する粉粒物の単位時間当たりの量のコントロールがしやすい。

【0057】

以上説明したように、図１に示される本実施形態の計量装置１０によれば、砂を高速かつ高精度に計量することができる。

【0058】

また、本実施形態では、ゲート３０は、一対の側板部３６が軸３８の延在方向の両サイド側において開閉板部３２と繋がって側面を構成している。このため、図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図３（Ａ）に示される供給口２８から容器５０へ砂を供給する際に、供給口２８以外の部分から容器５０へ砂がこぼれてしまうのを、一対の側板部３６によって良好に抑えることができる。

【0059】

また、本実施形態では、供給口２８から容器５０への砂の供給を開始した時点からの時間が予め設定された時間を超えた場合であってかつ図１に示される計量器５４で計量される砂の重量が予め設定された重量の目標値に達していないときに、ホッパー２０を振動器４８によって振動させる。よって、例えば、湿度が非常に高い環境下で、ホッパー２０の中の砂が流動しにくくなったり詰まったりした場合であっても、ホッパー２０が振動器４８によって振動させられることで、ホッパー２０の中の砂を流動させることができる。

【0060】

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態の変形例として、例えばゲートの開口部の長手方向（第一貫通部と第二貫通部とが並ぶ並設方向）の長さがホッパーの下端開口の直径よりも長く設定される場合において、制御部は、ゲートの開口部の第一貫通部の全域がホッパーの下端開口と重なる状態でかつ前記開口部の一部領域がホッパーの下端開口と重ならない状態が所定期間維持される段階を経るように、駆動機構を制御してもよい。

【0061】

また、上記実施形態の変形例として、制御部は、第一貫通部の全域又は略全域がホッパーの下端開口と重ならない状態で開口部のうち第二貫通部の全域が下端開口と重なる状態が所定期間維持される段階を経るように、更に、開口部のうち第二貫通部の一部領域のみが下端開口と重なる状態が所定期間維持されるようにはしないように、駆動機構を制御するような構成も採り得る。

【0062】

また、上記実施形態の変形例として、図２（Ａ）の（ｉｉ）等に示される第二貫通部３４Ｂに代えて、第一貫通部と第二貫通部とが並ぶ並設方向を長手方向とするものでない第二貫通部や、第一貫通部とは反対側へ向けて幅が僅かずつ縮小している第二貫通部が適用されるような構成も採り得る。

【0063】

また、上記実施形態の変形例として、ホッパーの下端開口は、例えば、長方形や円形状等のような正方形以外の形状とされてもよい。なお、ホッパーの下端開口が例えば上記実施形態の下端開口２４Ａの内接円の位置に設定された円形状とされて、当該ホッパーの円形状の下端開口端が、第一貫通部の開口端と第二貫通部の開口端との境界点となる二点を通る位置にある場合であって、第二貫通部の全域がホッパーの下端開口と重なる状態にある場合には、請求項１に記載の「第一貫通部の略全域がホッパーの下端開口と重ならない状態」にあるものとして把握し得る。

【0064】

また、本発明の実施形態ではない参考例として、ゲートは、平板状とされて水平方向に移動するようなものも適用し得る。

【0065】

また、上記実施形態の変形例として、駆動機構は、ゲートの回動軸にモータ軸が連結される電動サーボモータを含んで構成されてもよい。また、上記実施形態の他の変形例として、駆動機構は、油圧サーボモータや気圧サーボモータを含んで構成されてもよいし、エアシリンダ等を含んで構成されてもよい。また、駆動機構の制御用として、ゲートの開閉板部の移動経路に隣接するように、複数の近接センサが配置されてもよい。

【0066】

さらに、上記実施形態では、粉粒物として砂が例に挙げられているが、粉粒物として、洗剤や米等のような他の粉粒物が適用されてもよい。

【0067】

また、上記実施形態の変形例として、図１に示される振動器４８が設けられない構成も採り得る。

【0068】

なお、上記実施形態及び上述の複数の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

【0069】

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0070】

１０ 計量装置
１４ 計量投入装置（計量部）
１８ 制御部
２０ ホッパー
２４Ａ 下端開口
２８ 供給口
３０ ゲート
３２ 開閉板部
３４ 開口部
３４Ａ 第一貫通部
３４Ｂ 第二貫通部
３６ 側板部
３８ 軸
４０ 駆動機構
４２Ｍ 電動サーボモータ
４８ 振動器
Ｘ 並設方向

【図1】

【図2】

【図3】