特許 7474474 組合せ計量装置

(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】

(24)【登録日】2024-04-17

(45)【発行日】2024-04-25

(54)【発明の名称】組合せ計量装置

(51)【国際特許分類】

   G01G 19/387 20060101AFI20240418BHJP

【ＦＩ】

G01G19/387 D

G01G19/387 E

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020048639

(22)【出願日】2020-03-19

(65)【公開番号】P2021148595

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2023-02-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000147833

【氏名又は名称】株式会社イシダ

(74)【代理人】

【識別番号】110001564

【氏名又は名称】フェリシテ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】岸川 樹

(72)【発明者】

【氏名】大林 勇次郎

【審査官】公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－０５１７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１１３０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２６９０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５２７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１０３７０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｇ １９／３８７－１９／３９３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品の処理が少なくとも第１チャネル及び第２チャネルに分割された組合せ計量装置であって、
前記第１チャネル及び前記第２チャネルのそれぞれは、
前記物品を一時的に受け取り、受け取った前記物品を下流へ排出する複数のホッパと、
前記複数のホッパのそれぞれが受け取った前記物品の計量値を取得し、前記複数のホッパの中から、計量された前記物品の合計質量が所定質量となるホッパの組合せを選択する制御部と、
前記選択されたホッパから排出された前記物品を滑落させて下流へ排出する排出シュートと、
前記排出シュートから排出された前記物品を一時的に受け取り、受け取った前記物品を下流へ排出するタイミングホッパと、を備え、
前記排出シュートは、鉛直方向の下側に向かうにつれて水平方向における前記組合せ計量装置の中央へ向かって傾斜する滑落面と、前記物品が排出されるシュート排出口と、を有し、
前記タイミングホッパは、前記物品が排出される排出口を有し、
前記第１チャネルの前記排出口の中心と前記第２チャネルの前記排出口の中心との前記水平方向の距離は、前記第１チャネルの前記シュート排出口の中心と前記第２チャネルの前記シュート排出口の中心との前記水平方向の距離よりも長く、
前記第１チャネルにおける前記タイミングホッパの本体中心軸と、前記第２チャネルにおける前記タイミングホッパの本体中心軸とは、前記組合せ計量装置の側面視において、交差する、組合せ計量装置。

【請求項2】

前記滑落面は、前記排出シュートの上端から下端まで、前記水平方向における前記組合せ計量装置の前記中央へ向かって傾斜し、
前記組合せ計量装置の側面視において、前記第１チャネルにおける前記排出口及び前記第２チャネルにおける前記排出口は、前記中央から離れている請求項１に記載の組合せ計量装置。

【請求項3】

前記タイミングホッパは、前記タイミングホッパの供給口から前記排出口まで、前記水平方向における前記組合せ計量装置の中央から外側へ向かって傾斜する滑落面を有する請求項１又は２に記載の組合せ計量装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、組合せ計量装置に関する。

【背景技術】

【0002】

物品の処理が少なくとも第１チャネル及び第２チャネルに分割された組合せ計量装置が知られている（例えば、特許文献１）。第１チャネル及び第２チャネルのそれぞれは、複数のホッパと、複数のホッパのそれぞれが受け取った物品の計量値を取得し、複数のホッパの中から、計量された物品の合計質量が所定重量となるホッパの組合せを選択する制御部と、選択されたホッパから排出された物品を滑落させて下流へ排出する排出シュートと、を備える。第１チャネル及び第２チャネルのそれぞれが備える排出シュートは、滑落した物品が排出されるシュート排出口と、を有する。物品の処理が少なくとも第１チャネル及び第２チャネルに分割された組合せ計量装置は、複数のシュート排出口を有するため、２台の包装機を設置することにより、１台の組合せ計量装置で異なる種類の商品を生産できる。

【0003】

また、排出シュートは、鉛直方向の下側に向かうにつれて、幅方向における組合せ計量装置の中央へ向かう滑落面を有している。これにより、選択されたホッパ間で物品が滑落する経路の差を小さくし、選択されたホッパから排出された物品が集合するまでの時間を短縮できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】ＷＯ２００６／０７３０８７号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

排出シュートは、鉛直方向の下側に向かうにつれて、幅方向における組合せ計量装置の中央へ向かう滑落面を有しているため、複数のシュート排出口が、組合せ計量装置の中央の近くに配置される。このため、複数の包装機が互いに障害となり、１台の組合せ計量装置に対して、２台の包装機を設置できないことがある。

【0006】

そこで、本発明は、物品の処理が少なくとも第１チャネル及び第２チャネルに分割された組合せ計量装置であって、２台の包装機を設置し易くできる組合せ計量装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る組合せ計量装置は、物品の処理が少なくとも第１チャネル及び第２チャネルに分割された組合せ計量装置である。前記第１チャネル及び前記第２チャネルのそれぞれは、前記物品を一時的に受け取り、受け取った前記物品を下流へ排出する複数のホッパと、前記複数のホッパのそれぞれが受け取った前記物品の計量値を取得し、前記複数のホッパの中から、計量された前記物品の合計質量が所定質量となるホッパの組合せを選択する制御部と、前記選択されたホッパから排出された前記物品を滑落させて下流へ排出する排出シュートと、前記排出シュートから排出された前記物品を一時的に受け取り、受け取った前記物品を下流へ排出するタイミングホッパと、を備える。前記排出シュートは、鉛直方向の下側に向かうにつれて水平方向における前記組合せ計量装置の中央へ向かって傾斜する滑落面と、前記物品が排出されるシュート排出口と、を有する。前記タイミングホッパは、前記物品が排出される排出口を有する。前記第１チャネルの前記排出口の中心と前記第２チャネルの前記排出口の中心との前記水平方向の距離は、前記第１チャネルの前記シュート排出口の中心と前記第２チャネルの前記シュート排出口の中心との前記水平方向の距離よりも長い。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る組合せ計量装置を示す側面図である。

【図2】図２は、組合せ計量装置の第１チャネル及び第２チャネルの構成を模式的に示す側面図である。

【図3】図３は、組合せ計量装置の第１チャネル及び第２チャネルの構成を模式的に示す側面図である。

【図4】図４は、組合せ計量装置のブロック構成図である。

【図5】図５は、排出シュート及びタイミングホッパを示す斜視図である。

【図6】図６は、排出シュート及びタイミングホッパの構成を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施形態に係る物品搬送装置について図面を参照しながら説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。以下に説明される実施形態は、本発明の具体例の一つであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0010】

（１）全体構成
組合せ計量装置１の全体構成について図１から図６を用いて説明する。図１は、実施形態に係る組合せ計量装置を示す側面図である。図２は、組合せ計量装置の第１チャネル及び第２チャネルの構成を模式的に示す側面図である。図３は、組合せ計量装置の第１チャネル及び第３チャネルの構成を模式的に示す別の側面図である。図４は、組合せ計量装置のブロック構成図である。図５は、排出シュート及びタイミングホッパを示す斜視図である。図６は、排出シュート及びタイミングホッパの構成を模式的に示す断面図である。

【0011】

組合せ計量装置１では、仕切り等により後述の分散テーブル２０を複数の領域に分割することで、複数のチャネルで物品の処理が行われる。組合せ計量装置１では、物品の処理が少なくとも第１チャネルＣＨ１及び第２チャネルＣＨ２に分割されている。実施形態では、第１チャネルＣＨ１から第４チャネルＣＨ４の４つのチャネルに分割されている。各チャネルは、分散テーブル２０と、複数の放射フィーダ３０と、複数のプールホッパ４０と、複数の計量ホッパ５０と、排出シュート６０と、タイミングホッパ７０と、制御部８０と、を備える。

【0012】

上記構成を有する組合せ計量装置１は、以下のように機能する。組合せ計量装置１には、クロスフィーダにより、組合せ計量装置１の被計量物としての物品が搬送される。物品は、例えば食品である。クロスフィーダによって搬送される物品は、物品供給シュートに投入される。物品供給シュートに投入された物品は、分散テーブル２０に供給される。分散テーブル２０は、物品を分散させながら搬送し、分散テーブル２０の周囲に配置された複数の放射フィーダ３０に物品を供給する。放射フィーダ３０のそれぞれは、分散テーブル２０から供給された物品を、各放射フィーダ３０に対応して設けられたプールホッパ４０まで搬送し、そのプールホッパ４０に供給する。

【0013】

各プールホッパ４０は、プールホッパ４０の下方に配置された計量ホッパ５０に物品を供給する。計量ホッパ５０は、物品を一時的に受け取り、受け取った物品を下流へ排出する。制御部８０は、複数の計量ホッパ５０のそれぞれが受け取った物品の計量値を取得し、複数の計量ホッパ５０の中から、計量された物品の合計重量が所定重量となる計量ホッパ５０の組合せを選択する。具体的には、制御部８０は、計量ホッパ５０が有する後述のロードセル５６の計量値（計量ホッパ５０内の物品の計量値）を基に組合せ計量演算する。そして、制御部８０は、組合せ計量演算の結果である合計重量が所定重量となる計量ホッパ５０の組合せ（すなわち、所定の許容範囲内で、かつ最も目標値に近くなる物品の組合せ）を選択する。選択された組合せに含まれる計量ホッパ５０は、物品を排出し、排出シュート６０に供給する。排出シュート６０は、選択された計量ホッパ５０から排出された物品を滑落させて下流へ排出する。これにより、排出シュート６０は、物品をタイミングホッパ７０に供給する。タイミングホッパ７０は、排出シュート６０から排出された物品を一時的に受け取り、受け取った物品を下流へ排出する。タイミングホッパ７０は、例えば、組合せ計量装置１の後段に設置された包装機に物品を供給する。

【0014】

（２）詳細構成
組合せ計量装置１の詳細構成について、図１から図６を用いて説明する。分散テーブル２０は、円錐状に形成されたテーブル状の部材である。分散テーブル２０は、分散テーブル２０の上方に設置されたクロスフィーダから、物品供給シュートを介して物品の供給を受ける。分散テーブル２０は、例えば、図示しない電磁石により振動させられることで、供給された物品を周方向に分散させながら径方向外向きに搬送する。分散テーブル２０は、外縁まで搬送した物品を、分散テーブル２０の外縁側下方に配置された複数の放射フィーダ３０に供給する。

【0015】

複数の放射フィーダ３０は、分散テーブル２０の周囲に環状に配置される。具体的に、複数の放射フィーダ３０は、分散テーブル２０を中心として放射状に延びる。放射フィーダ３０は、分散テーブル２０側からプールホッパ４０側へ物品を搬送する搬送路を形成する。放射フィーダ３０を振動させることにより、分散テーブル２０から供給された物品を、径方向外向き（分散テーブル２０から遠ざかる向き）に搬送する。

【0016】

組合せ計量装置１は、放射フィーダ３０と同数のプールホッパ４０を有する。プールホッパ４０は、各放射フィーダ３０の外縁側下方に１つ配置される。プールホッパ４０は、上方に配置された放射フィーダ３０から供給される物品を一時的に貯留する。各プールホッパ４０は、ＰＨゲート４２を有する。ＰＨゲート４２は、プールホッパ４０の下部に設けられる。プールホッパ４０は、ＰＨゲート４２が開かれることで、プールホッパ４０の下方に配置された計量ホッパ５０に、プールホッパ４０内の物品を供給する。各ＰＨゲート４２は、リンク機構（不図示）が、ステッピングモータ（不図示）により動作させられることで開閉する。ステッピングモータ４４の動作は、制御部８０により制御される。

【0017】

組合せ計量装置１は、プールホッパ４０と同数の計量ホッパ５０を有する。各プールホッパ４０の下方には、計量ホッパ５０が１つ配置される。計量ホッパ５０は、プールホッパ４０から供給された物品の質量、すなわち放射フィーダ３０からプールホッパ４０を介して供給された物品の質量を計量する。各計量ホッパ５０は、ＷＨゲート５２を有する。ＷＨゲート５２は、計量ホッパ５０の下部に設けられる。計量ホッパ５０は、ＷＨゲート５２が開かれることで、排出シュート６０に、計量ホッパ５０内の物品を供給する。各ＷＨゲート５２は、リンク機構（不図示）が、ステッピングモータ（不図示）により動作させられることで開閉する。ステッピングモータの動作は、制御部８０により制御される。各計量ホッパ５０は、計量ホッパ５０に保持される物品を計量するためのロードセル（計量部）５６を有する。ロードセル５６は、計量機構の一例である。ロードセル５６の計量結果は、計量信号として、図示しない増幅器を介して制御部８０のマルチプレクサ８３に送信される。

【0018】

排出シュート６０は、選択された計量ホッパ５０から排出された物品を滑落させて下流へ排出する。排出シュート６０は、計量ホッパ５０から供給された物品を集合させてタイミングホッパ７０に供給する。排出シュート６０は、鉛直方向Ｚの下側に向かうにつれて、水平方向Ｘにおける組合せ計量装置１の中央に向かって傾斜する滑落面６５と、物品が排出されるシュート排出口６６と、を有する。滑落面６５は、物品が滑落する面で有り、排出シュート６０の内壁面により構成される。滑落面６５は、排出シュート６０の内壁面の一部であってよい。排出シュート６０の内壁面は、水平方向Ｘにおいて組合せ計量装置１の中央側に配置される内側内壁面と、水平方向Ｘにおいて組合せ計量装置１の外側に配置される外側内壁面と、を有してよい。滑落面６５は、排出シュート６０の上端から下端まで、水平方向Ｘにおける組合せ計量装置１の中央へ向かって傾斜してよい。排出シュート６０の内壁面が傾斜を開始した位置から排出シュート６０の下端まで、水平方向Ｘにおける組合せ計量装置１の中央へ向かって傾斜してよい。外側内壁面は、外側内壁面の下端まで、水平方向Ｘにおける組合せ計量装置１の中央へ向かって傾斜してよい。一方で、内側内壁面は、水平方向Ｘにおける組合せ計量装置１の中央へ向かって傾斜してよい。排出シュート６０は、チャネル数に応じたシュート排出口６６を有する。

【0019】

第１チャネルＣＨ１に備えられる排出シュート６０は、図１及び図２において、排出シュート６０の左半分に対応する左側排出シュート６０Ｌである。第２チャネルＣＨ２に備えられる排出シュート６０は、図１及び図２において、排出シュート６０の右半分に対応する右側排出シュート６０Ｒである。図３に示すように、実施形態では、左側排出シュート６０Ｌは、中央部分で二つに縦割りにされ、右側排出シュート６０Ｒは、中央部分で二つに縦割りにされている。排出シュート６０全体として、４つの独立の排出経路（４チャネル）が構成される。左側排出シュート６０Ｌには、左半分の計量ホッパ５０から物品が排出されて、右側排出シュート６０Ｒには、右半分の計量ホッパ５０から物品が排出され、各排出口６２からタイミングホッパ７０に向けて物品が排出される。

【0020】

タイミングホッパ７０は、排出シュート６０から供給された物品を、後段の製袋包装機等に受け渡す。タイミングホッパ７０は、物品が供給される供給口７１ａと物品が排出される排出口７２ａとを有する。タイミングホッパ７０は、本体部７１とゲート７２とを有する。本体部７１の上部には、供給口７１ａが設けられる。ゲート７２は、タイミングホッパ７０の下部に設けられる。タイミングホッパ７０は、ゲート７２が開かれることで、後段の製袋包装機等に、タイミングホッパ７０内の物品を供給する。ゲート７２は、リンク機構がステッピングモータ７６により動作させられることで開閉する。ステッピングモータ７６の動作は、制御部８０により制御される。

【0021】

タイミングホッパ７０は、一対のタイミングホッパ７０により構成される。一方のタイミングホッパ７０は、第１チャネルＣＨ１及び第３チャネルＣＨ３に備えられ、図１及び図２において左側に位置する左側タイミングホッパ７０Ｌである。他方のタイミングホッパ７０は、第２チャネルＣＨ２及び第４チャネルＣＨ４に備えられ、図１及び図２において右側に位置する右側タイミングホッパ７０Ｒである。

【0022】

タイミングホッパ７０は、タイミングホッパ７０の供給口７１ａから排出口７２ａまで、組合せ計量装置１の中央から外側へ向かって傾斜する滑落面７５を有する。滑落面７５は、タイミングホッパ７０の内壁面により構成される。滑落面７５は、本体部７１の内壁面により構成される。滑落面７５は、ゲート７２の内壁面により構成されてもよい。本体部７１は、滑落面７５を有してよく、ゲート７２は、滑落面７５を有してよい。。タイミングホッパ７０は、本体中心軸７１Ｃを有する。本体中心軸７１Ｃは、供給口７１ａの中心と排出口７２ａの中心とを通る軸である。

【0023】

制御部８０は、図３に示されるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ８２と、を有する。また、制御部８０は、マルチプレクサ８３と、Ａ／Ｄ変換器８４と、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）８５と、を有する。マルチプレクサ８３は、ＤＳＰ８５の命令に従い、ロードセル５６の計量信号から１の計量信号を選択し、Ａ／Ｄ変換器８４に送信する。Ａ／Ｄ変換器８４は、マルチプレクサ８３から受け取った計量信号（アナログ信号）を、ＤＳＰ８５から送信されるタイミング信号に従いデジタル信号に変換し、ＤＳＰ８５に送信する。ＤＳＰ８５は、Ａ／Ｄ変換器８４から送信されたデジタル信号に対してフィルタ処理する。

【0024】

制御部８０は、計量ホッパ５０における計量値を基に、組合せ計量演算する。具体的に、まず、制御部８０は、ＤＳＰ８５によりフィルタ処理された信号を用いて、各計量ホッパ５０に保持されている物品の質量を算出する。そして、制御部８０は、質量の合計が所定の目標質量範囲で、かつ、最も目標値に近くなるよう組合せ計量演算する。さらに、制御部８０は、組合せ計量演算の結果を基に、計量ホッパ５０の組合せを決定する。そして、制御部８０は、決定された計量ホッパ５０のＷＨゲート５２が開くよう、計量ホッパ５０のステッピングモータの動作を制御する。また、制御部８０は、いずれかの計量ホッパ５０が空であるか否かを判断する。いずれかの計量ホッパ５０が空である場合、制御部８０は、その計量ホッパ５０の上方に配置されるプールホッパ４０のＰＨゲート４２を、プールホッパ４０のステッピングモータを動作させて開く。また、制御部８０は、タイミングホッパ７０のゲート７２の開閉を制御する。

【0025】

（３）排出シュート及びタイミングホッパ
実施形態に係る排出シュート６０及びタイミングホッパ７０について、図１から図６を用いて説明する。図６に示すように、タイミングホッパ７０は、鉛直方向Ｚに対して傾斜している。実施形態では、第１チャネルＣＨ１のタイミングホッパ７０の排出口７２ａの中心７２aｃと第２チャネルＣＨ２のタイミングホッパ７０の排出口７２ａの中心７２aｃとの水平方向Ｘの距離Ｄ１は、第１チャネルＣＨ１のシュート排出口６６の中心６６ａと第２チャネルＣＨ２のシュート排出口６６の中心６６ａとの水平方向Ｘの距離Ｄ２よりも長い。これにより、第１チャネルＣＨ１及び第２チャネルＣＨ２における排出口７２ａ間の距離Ｄ１は、第１チャネルＣＨ１及び第２チャネルＣＨ２におけるシュート排出口６６間の距離Ｄ２よりも長いため、シュート排出口６６間の距離に合わせて２台の包装機を配置する場合と比較して、２台の包装機を離して配置し易くできる。

【0026】

実施形態では、滑落面６５は、排出シュート６０の上端から下端まで、水平方向Ｘおける組合せ計量装置１の中央へ向かって傾斜する。組合せ計量装置の側面視において、第１チャネルＣＨ１における排出口７２ａ及び第２チャネルＣＨ２における排出口７２ａは、組合せ計量装置１の中央から離れている。これにより、排出シュート６０において物品が滑落する経路が短くなり、選択されたホッパから排出された物品がタイミングホッパ７０に到達するまでの時間を短くできる。特に、組合せ計量装置１の側面視において、排出シュート６０からタイミングホッパ７０までの搬送路において、下側に向かうにつれて水平方向Ｘおける組合せ計量装置１の中央へ向かう方向から組合せ計量装置１の中央から離れる方向へ切り替えた後の距離が短いほど、物品の滑落速度の低下を抑制できる。このため、排出シュート６０の滑落面６５では、物品が組合せ計量装置１の中央へ向かって滑落し、タイミングホッパ７０の滑落面７５では、物品が組合せ計量装置１の中央から離れる方向へ向かって滑落することが好ましい。排出シュート６０により物品が組合せ計量装置１の中央に集合するものの、排出口７２ａが組合せ計量装置１の中央から離れているため、２台の包装機を離して配置し易くできる。

【0027】

また、実施形態では、タイミングホッパ７０は、タイミングホッパ７０の供給口７１ａから排出口７２ａまで、組合せ計量装置１の中央から外側へ向かって傾斜する滑落面７５を有する。これにより、タイミングホッパにおいて、排出シュート６０により組合せ計量装置１の中央に集合した物品が、滑落面７５に沿って滑落することで、組合せ計量装置の外側へより速く向かわせることができる。選択されたホッパから排出された物品がタイミングホッパ７０の排出口に到達するまでの時間を短くできる。

【0028】

また、実施形態では、第１チャネルＣＨ１におけるタイミングホッパ７０の本体中心軸７１Ｃ１と、第２チャネルＣＨ２におけるタイミングホッパ７０の本体中心軸７１Ｃ２とは、交差する。これにより、本体中心軸７１Ｃ１、７１Ｃ２が交差しない場合と比較して、第１チャネルＣＨ１及び第２チャネルＣＨ２における排出口７２ａ間の距離Ｄ１を長くでき、２台の包装機をさらに離して配置し易くできる。

【符号の説明】

【0029】

１ ：組合せ計量装置
２０ ：分散テーブル
３０ ：放射フィーダ
４０ ：プールホッパ
５０ ：計量ホッパ
６０ ：排出シュート
７０ ：タイミングホッパ
ＣＨ１ ：第１チャネル
ＣＨ２ ：第２チャネル
ＣＨ３ ：第３チャネル
ＣＨ４ ：第４チャネル
Ｘ ：水平方向
Ｚ ：鉛直方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】