JP2003327203A - 定量充填装置 - Google Patents

定量充填装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】かさ密度が一定しない物品を正確に速く定量充
填して、安定した品質の製品を顧客に提供すること。 【解決手段】物品貯留用ホッパをベルトコンベアの上面
に設けるとともに、該ベルトコンベアを駆動することに
よりベルトコンベア上に引き出された物品は、第1のレ
ーキと、コンベアの幅中央でねじり方向が逆のスクリュ
ーと、更にその下流に第2のレーキとにより一定の層厚
に均された後、物品を該ベルトコンベア上で2列に分
け、コンベアの下流には2組の排出ゲートを有する計量
ホッパを2列に設け、その下部には内部を2つの部屋に
形成する隔壁を有する受け入れホッパを備え、ベルトコ
ンベアを所定距離搬送させることにより定量計量し、外
部より排出信号が来る度に受け入れホッパより順次投入
排出を繰り返すことを特徴とする定量充填装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベルトコンベアを
利用して、該ベルトコンベアを所定の距離だけ移動する
ことにより、物品の定量性を求める体積計量充填に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、家庭菜園や貸し農園などで野菜作
りを楽しむ傾向が顕著になってきており、園芸に対する
関心が高まり、これに平行して園芸用肥料などの需要も
高まってきた。例えば配合土と称する園芸用肥料があ
る。これは例えば牛糞や窒素、籾殻、ピートモス及び土
などを混合したものである。また培養土と称して落ち葉
を腐らせた腐葉や牛糞及び土などを混合したものがあ
る。これらを定量計量する方法として、従来においては
図4に示すように、溜めホッパ40の下方に秤43を設
けて、溜めホッパに貯留している配合土や培養土を溜め
ホッパのゲート41をエヤーアクチュエータ42によっ
て開けて下部の袋に投入し、設定器45で予め設定して
おいた重量になると、制御器44からの指令により溜め
ホッパのゲートを閉めて一定量の充填を行う方法が一般
的に知られている。しかし上記に示したような物品にお
いては、一定量に充填することは極めて難しい。その第
一の理由はかさ密度が安定していないことである。ま
た、ひと塊になっていることがあり上記のようなカット
ゲート方式では定量性は非常に困難であるとされてい
る。
【0003】図5に示すものはスクリューフィーダによ
る定量供給機である。溜めホッパ50をロードセルと称
する荷重を電気信号に変換するトランデューサ51で受
けて溜めホッパの重量を計る。53は制御器である。下
方にスクリューフィーダと称する搬送機構52を設けた
構成である。設定器54で所定量を予め設定する。スク
リューフィーダの下方に袋55を用意し投入を開始する
と、溜めホッパの物品は該スクリューフィーダによって
用意した袋55に投入される。溜めホッパを支えている
ロードセル51の荷重信号は漸次減少して所定量に達す
ると、制御器53より停止信号が発せられ、スクリュー
フィーダ52の回転を停止させて一定量の充填を行う方
法である。しかしこの場合も、貯留ホッパの中では物品
のかさ密度が安定していなければならず、不安定な状態
では投入量にバラツキを生じる。また、スクリューフィ
ーダの中で物品が部分的に圧縮されることがあり、かさ
密度が変化して安定せず定量性が得られにくい欠点があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
な物品を重量によって計量すると充填後に手作業で重量
の過不足を調整しなければならず、定量充填に時間がか
かり非常に能率が悪いという問題があった。また量目過
多や不足があると、生産者及び消費者双方に不利益をも
たらすことにもなり改善策が求められていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、上部及
び下部にそれぞれ開口部のある物品貯留用ホッパを備え
た物品搬送用のベルトコンベア本体と、このベルトコン
ベアの上面に位置しており、ベルトコンベアを駆動する
と貯留しているホッパ内の物品が上記貯留ホッパの下部
の開口部より排出されるようになっている、排出された
物品はベルトコンベア上を搬送され、その貯留ホッパの
下部の開口部近傍には物品の塊をほぐすための棒状のク
ロスバー状突起のある回転式の第1のレーキが設けら
れ、またその下流には、物品をベルトコンベアの幅方向
左右に広げるためのスクリューが設けられている、この
スクリューの特徴は、該ベルトコンベアの幅中央にてね
じり方向が逆向きになっており、物品の層厚を均一にす
る役目と、物品をベルトコンベアの幅方向に拡散させる
役目を持っている。
【0006】そして更に、均一にほぐすため該スクリュ
ーの下流に左右一対の第2のレーキを備え、このレーキ
は物品の層厚の上部を、物品の進行方向とは逆の方向に
掻き揚げるように回転する。つまり、後ろに跳ね返す如
くに作用する。そして跳ね返された層厚上部の物品はそ
の上流に位置する上記のスクリューにより均一に均され
る。
【0007】また、ベルトコンベア上の物品を中央部よ
りコンベアの両側に2分割するために、ベルトコンベア
の中央付近より下流に向かって左右に広がった中央ガイ
ドと、この中央ガイドの両側には、ベルトコンベアより
物品がこぼれ落ちないようにする両側一対のガイドを備
えられており、該ベルトコンベアの先端部近傍には物品
の余分な投入を阻止する物品ストッパを設けた構造にな
っている。
【0008】また、上記ベルトコンベアのベルトの移動
距離を計測するベルト移動距離測定装置を備えている。
更に、上記ベルトコンベアの先端部下方には、上部に開
口部を有し下方には左右それぞれ個別に開閉作動する2
組の排出ゲートを有する2個の計量ホッパを上記ベルト
コンベアの幅方向に並べて配置し、そしてその下部に
は、上部に開口部を有し下部にはそれぞれ個別に開閉作
動する排出ゲートを備えたホッパであり、該ホッパの内
部には2つの部屋を形成する隔壁が設けられ、1つの部
屋には1つの排出ゲートが対応している構造の受け入れ
ホッパが、上記計量ホッパの各々の下部にもうけられ、
これら受け入れホッパから排出される物品を一箇所に集
めるための集合シュートと、を備えたことを特徴として
いる。
【0009】更に本発明においては、前述した物品貯留
搬送装置により一定の層厚で搬送される物品は、予め設
定されているベルトコンベアの移動距離を搬送したと
き、予め決められた所定量となるものであって、前記2
個の計量ホッパが同時に空のとき、上記ベルトコンベア
のベルトは所定の距離を移動するように駆動される。そ
のとき所定量が上記計量ホッパの両方へ同時に投入され
る。また、上記の計量ホッパには、それぞれ左右に個別
に開閉作動する2組の排出ゲートが設けられており、こ
れら2個の計量ホッパに同時に投入された物品は、それ
ら計量ホッパの下部に位置する2つの部屋を持つ受け入
れホッパの各部屋にそれぞれ対応した排出ゲートの1つ
が作動し、その受け入れホッパの1つの部屋の物品が排
出されたとき、上記作動した排出ゲートに対応した部屋
に、その対応している計量ホッパから新たな物品が投入
されることを特徴としている。
【0010】そして、請求項2に記載の装置における作
動順序は、前述した2個の計量ホッパの一方をEのホッ
パとし、その下部に位置する受け入れホッパの1つは内
部が隔壁で区切られた2つの部屋を持つホッパとなって
おり、その上部の計量ホッパEから投入される片方の部
屋を少なくともAホッパとし、他方をCホッパとしてい
る。
【0011】更に、もう一方の計量ホッパをFホッパと
しその下部に位置する受け入れホッパの他の1つも、内
部が隔壁で区切られた2つの部屋を持つホッパであっ
て、その上部に位置する計量ホッパFから投入される片
方の部屋を少なくともBホッパとし、他方をDホッパと
して配置された4部屋の受け入れホッパを設けたもの
で、外部からの排出要求信号により、受け入れホッパ各
部屋すべてに物品が投入されているときは、少なくとも
A、B、C、Dの順に排出され、受け入れホッパAおよ
びBが空のときは計量ホッパEから受け入れホッパAへ
物品を投入し計量ホッパFから受け入れホッパBへ物品
を投入する。また、受け入れホッパCおよびDが空のと
きは計量ホッパEから受け入れホッパCへ物品を投入
し、計量ホッパFから受け入れホッパDへ物品を投入す
るように機能することを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、番号を付した添付図面に基
づいて、本発明をより詳細に説明する。図1は本発明の
定量充填装置の本体部における主要部分を示した斜視図
である。1は物品貯留搬送装置で、下記のような構成に
よるものである。3は搬送用ベルトコンベアであり、1
7のコンベア駆動モータを備えている。搬送用ベルトコ
ンベア3の上面の始端部には、上部及び下部にそれぞれ
開口部を有する物品貯留用ホッパ2が設けられ、該物品
貯留用ホッパ2の出口近傍2−1には物品の塊をほぐす
ための棒状のクロスバー形式の回転式の第1のレーキ4
と、該レーキを回転駆動するための駆動モータ4−1
と、が設けられている。そしてその下流には物品をベル
トコンベア3の幅方向に広げるためのスクリュー5があ
り、このスクリュー5はベルトコンベア3の幅中央にて
ねじり方向が逆になっており、例えば5−1ではねじり
方向が右で、5−2では左になっている。5−3はこの
スクリューを回転駆動するためのモータである。
【0013】更にその下流には、ベルトコンベアの幅方
向に広がった物品の層厚を均すための左右一対の第2の
レーキ6があり、左右に6−1および6−2を備えてい
る。6−3は該レーキを駆動するためのモータである。
また、ベルトコンベア3の上面には、ベルトコンベアの
幅方向に広がった物品をコンベア上で2列に分割するた
めの中央ガイド7を備え、該中央ガイドはベルトコンベ
アの進行方向に向かって徐々に広がったV字形状となっ
ている。その両サイドには物品がコンベア3のサイドか
らこぼれ落ちないようにするための両側一対のガイド8
−1および8−2が設けられている。9はベルトコンベ
アの移動距離を計測するためのローラであり、ベルトの
内側に接触してベルトが駆動されるにしたがって回転を
する。9−1はその回転を電気信号に変換する、例えば
パルス発生器である。そしてベルトコンベアの先端付近
にはストッパ10が設けられ、物品が所定量送られると
余分な物品が投入されないようにこのストッパにて阻止
をする。10−1は該ストッパを開閉駆動するエヤーシ
リンダである。
【0014】次に、ベルトコンベア3の先端部の下方に
は、2個の計量ホッパ11および12が設けられ、11の
ホッパにはそれぞれ左右に個別に開閉作動をする排出ゲ
ート11−1および11−2を設け、同様に計量ホッパ
12においても12−1および12−2の排出ゲートが
設けられている。これら計量ホッパ11および12の下
方には2個の受け入れホッパ13および14が設けられ
ており、これらのホッパはそれぞれ内部が2つの部屋に
区切られており、2槽になっている。これら受け入れホ
ッパと上部の計量ホッパとの関係は、受け入れホッパの
区切り板13−1(14−1)の真上に計量ホッパ11
(12)が来るように配置され、例えば、計量ホッパ1
1の排出ゲート11−1が開くと物品はAの受け入れホ
ッパに投入され、排出ゲート11−2が開くとCの受け
入れホッパに投入されるようになっている。また、計量
ホッパ12も同様に排出ゲート12−1が開くと物品は
受け入れホッパBに投入され、排出ゲート12−2が開
くとDのホッパに投入される。15は各ホッパの排出ゲ
ートを開閉するためのアクチエータであって、例えば、
エヤーによるロータリーシリンダや電気式のロータリー
ソレノイドなどが利用できる。そして受け入れホッパ1
3および14の下方には、これらのホッパから排出され
た物品を後段の装置、例えば包装機(図示せず)に投入
するためのシュート16が設けられている。
【0015】図2は本発明の実施例の構成をブロック図
で示したものである。20は主制御器であり、本装置全
体をコントロールする。21は排出ゲートの制御器で計
量ホッパや受け入れホッパの各ゲートの開閉順序をコン
トロールする。22は運転状態を表示するための表示部
で主にランプ表示となっている。23は前記した貯留用
ホッパ2の出口近傍2−1に設けられた第1レーキを駆
動するための出力部、24はスクリュー5を駆動するた
めの出力部、25は上記スクリューの下流に位置する一
対の第2レーキ6を駆動するための出力部、26はベル
トコンベア先端部に設けられたストッパ10の開閉をす
るための出力部、27はベルトコンベアを駆動又は停止
させるための出力部、28はベルトコンベアのベルトの
移動距離を計測するためのパルス発生器9−1の出力
部、29は各排出ゲートを駆動するための出力部で排出
ゲート制御部21の信号により各排出ゲートの駆動出力
が発せられる。
【0016】そこで、本発明の実施例の動作を図3に示
したフローチャートで説明する。今、物品貯留用ホッパ
2に物品が貯留されており、ベルトコンベア上の物品の
層厚も決定されて、所定値に調整されているものとす
る。まず、計量ホッパEおよびFの中が空であるかどう
かの確認から始まる。S1(ステップ1)ではEのホッ
パの中が空かどうか確認する。ここでは、Eのホッパの
排出ゲート11−1または11−2いずれかが開閉作動
したかどうかを確認している。排出ゲート11−1また
は11−2が開閉作動をしていればホッパEの中は物品
が排出されており、S1ではYESとなってS2に進
み、同様にして、ホッパFが空かどうかを確認する。こ
こでは、Fのホッパの排出ゲート12−1または12−
2が開閉作動をしたかどうかの確認をする。計量ホッパ
EおよびFが空であれば、S3に進みコンベア2の先端
に位置するストッパ10を開ける。そしてS4に進み、
コンベア2を駆動させ、コンベアが所定の距離を進行す
ると停止させてストッパ10を閉める。次に、S5に進
み、計量ホッパEおよびFの排出ゲート開閉記憶をリセ
ットする。
【0017】次に受け入れホッパA、B、C、Dが空で
あれば、計量ホッパEおよびFから受け入れホッパA、
受け入れホッパB、受け入れホッパC、受け入れホッパ
Dと順に物品を投入するステップに入る。S6において
受け入れホッパAが空であるかどうかを確認する。空で
あればYESとなりS10に進み、計量ホッパEから受
け入れホッパAに物品が投入され、S14へ進み、計量
ホッパEのゲート開閉記憶をセットして、S18に進み
受け入れホッパAのゲート開閉記憶をリセットする。そ
して、S6において受け入れホッパAの排出ゲートが開
閉されていなければ、つまり受け入れホッパAの中の物
品は排出されていないから、計量ホッパEから受け入れ
ホッパAに物品は投入できないので、S6はNOとな
り、S7に進む、S7では受け入れホッパBの排出ゲー
トが開閉されたかどうか、つまり、受け入れホッパBが
空であるかどうかを確認する。空であればS11に進
み、計量ホッパFから受け入れホッパBに物品を投入す
る。そして、S15に進み、受け入れホッパBのゲート
開閉記憶をリセットする。S7においても、受け入れホ
ッパの排出ゲートが開閉されていなければS7はNOと
なりS8に進む、S8においてもS6、S7と同様にホ
ッパの中が空であるかどうか確認し、またS9において
も、S6、S7、S8と同様にホッパの中が空であるか
どうかを確認して、それぞれが確認され、それぞれがY
ESである毎にS22に進む、また、それぞれがNOで
あればもう一度S6から各受け入れホッパが空であるか
どうかを確認する。
【0018】つづいて、S22では要求信号があるかど
うかを確認する。これは、例えば包装機などから来る信
号であり、この信号によって受け入れホッパに入ってい
る物品は包装機へ投入されることになる。すなわち、S
22で要求信号が来ていればS23に進み、要求信号が
来ていなければスタートに戻る。S23では受け入れホ
ッパAが排出可能かどうか確認する。すなわち、受け入
れホッパの排出ゲート13−2、13−3が開閉されて
いなければNOとなりS27に進みホッパAの排出ゲー
ト13−2を開閉して物品を包装機等に投入する。そし
て、S31に進みホッパAの排出ゲートが開閉されたこ
とを記憶する。S23において排出ゲートの開閉記憶が
あればYESとなり、S24に進み受け入れホッパBも
同様に確認する。S28、S32またはS25、S2
9、S33更にS26においてはS30、S34と進み
スタートに戻る。このようにして要求信号が来る度に、
受け入れホッパAからB、C、Dと順に排出されるが、
要求信号が来ていても各受け入れホッパに物品が入って
いなければ、再びS23に戻り、受け入れホッパAから
順に排出ゲートの開閉があったかどうかを確認する。つ
まり受け入れホッパに物品が投入されたかどうかを常に
確認するものである。
【0019】本発明においては、各ホッパに物品が投入
されたかどうかを確認する方法として各ホッパに付属し
ている排出ゲートが作動したことを主制御部の中の制御
器で毎回記憶しておき、その記憶値をチェックすること
で排出が可能かまたは投入が可能か(ホッパの中の物品
の有無)を確認する方法としたが、別の方法として、ホ
ッパの中を近接スイッチや光電子スイッチ及び重量式の
センサ等により監視するようにしてもよい。
【0020】
【発明の効果】配合土と称するこれらの園芸用の肥料
は、かさ密度が一定でないことや塊があり重量で定量性
を求めることは極めて難しいばかりでなく、大掛かりな
装置が必要になるなど問題があった。本発明によると、
先ず、貯留用ホッパから出たところで第1のレーキを設
け、塊をほぐし、次にスクリューでコンベアの幅方向に
物品を拡げながら均一に均し、更にその下流に第2のレ
ーキを設け、塊をほぐすと同時に均一に均し、所定の層
厚にして2分割し各計量ホッパに供給するようにしたの
で、ベルトコンベアの移動距離を正確に計測することに
より重量式に比較して、極めて高い定量性が得られた。
また、2個の計量ホッパを設け更にその下方に2つの部屋
を持つ2槽のホッパを並列して設け、各槽毎に順に分配
し排出するようにしたので包装機の処理能力に充分追従
するだけの計量能力が得られた。したがって本発明の装
置を利用すると、製造ラインが停滞することなく速く処
理できるので、必要以上に乾燥することもなく安定した
品質の製品を提供できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の主要部で構成した概念図。
【図2】 本発明の主要部で構成したブロック図。
【図3】 本発明の動作を示すフローチャート図。
【図4】 従来の重量式定量秤。
【図5】 従来の重量式定量秤。
【符号の説明】
2 物品貯留用ホッパ 3 搬送用ベルトコンベア 4 第1のレーキ 5 スクリュー 6 第2のレーキ 7 中央ガイド 8 両側一対のガイド 9 ローラ 10 ストッパ 11 計量ホッパE 12 計量ホッパF 13 受け入れホッパAおよびC 14 受け入れホッパBおよびD 15 各ホッパのゲートを開閉する装置 16 集合シュート 20 主制御部 21 排出ゲート制御部 22 運転表示部 23 第1レーキ駆動部 24 スクリュー駆動部 25 第2レーキ駆動部 26 ストッパ駆動部 27 ベルトコンベア駆動部 28 パルス発生器(ベルト移動距離測定装置) 29 各排出ゲート駆動部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上部及び下部にそれぞれ開口部を有する物
    品貯留用ホッパと、物品を搬送するためのベルトコンベ
    アと、該ベルトコンベア上面に位置し、上記ベルトコン
    ベアを駆動することにより、上記貯留ホッパ内の物品が
    上記貯留ホッパの下部の開口部より排出される物品貯留
    搬送装置と、上記貯留ホッパの下部開口部の出口近傍に
    は物品の塊をほぐすための棒状クロスバーよりなる回転
    式の第1のレーキを設けるとともに、上記出口近傍より
    下流に位置し、物品を均一に均し、ベルトコンベアの幅
    方向左右に広げるためのスクリューであり、該スクリュ
    ーは上記ベルトコンベアの幅中央にてねじり方向が逆向
    きになっており、上記ベルトコンベアの幅方向に設けら
    れた上記スクリューと、該スクリューの下流に位置し、
    上記ベルトコンベアの幅方向に広がった物品を更に所定
    の層厚に均すための左右一対の第2のレーキであって、
    該レーキの回転方向は物品の搬送方向と逆になるように
    回転させ、上記ベルトコンベアの中央部より該ベルトコ
    ンベアの下流に向かうにしたがって、搬送中の物品を左
    右に分割する中央ガイドと、該中央ガイドの両側には物
    品が上記ベルトコンベアよりこぼれ落ちないようにする
    ための両側一対のガイドと、上記ベルトコンベアの先端
    部近傍には物品の余分な投入を阻止する物品ストッパ
    と、上記ベルトコンベアのベルトの移動距離を計測する
    ベルト移動距離測定装置と、を備え、上記ベルトコンベ
    アの先端部下方には、上部に開口部を有し下方には左右
    それぞれ個別に開閉作動する2組の排出ゲートを有する
    2個の計量ホッパを上記ベルトコンベアの幅方向に並べ
    て配置し、更に、上部に開口部を有し下部にはそれぞれ
    個別に開閉作動する排出ゲートを備えたホッパであり、
    該ホッパの内部には2つの部屋を形成する隔壁が設けら
    れ、1つの部屋には1つのゲートが対応している構造の
    受け入れホッパが、上記計量ホッパの各々の下部に設け
    られ、これら受け入れホッパから排出された物品を一箇
    所に集めるための集合シュートと、を備えたことを特徴
    とする定量充填装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の定量充填装置において、
    前記物品貯留搬送装置により一定の層厚で搬送される物
    品は、予め設定されているベルトコンベアのベルト移動
    距離を搬送したとき、予め決められた所定量となるもの
    であって、前記2個の計量ホッパが同時に空のとき、上
    記ベルトコンベアのベルトは所定の距離を移動するよう
    に駆動される段階と、上記2個の計量ホッパにはそれぞ
    れ左右に個別に開閉作動する2組の排出ゲートが設けら
    れており、これら2個の計量ホッパに同時に投入された
    物品は、該計量ホッパの下部に位置する2つの部屋を持
    つ受け入れホッパの各部屋に対応した排出ゲートの1つ
    が作動し、上記受け入れホッパの1つの部屋の物品が排
    出されたとき、上記対応した計量ホッパより、上記作動
    した排出ゲートに対応した部屋に投入されることを特徴
    とする定量充填装置。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の装置において、前記2個
    の計量ホッパを備え、一方の計量ホッパをEホッパと
    し、その下部に位置する受け入れホッパの1つは、内部
    が隔壁で区切られた2つの部屋を持つホッパであって、
    上記計量ホッパEから投入される片方の部屋を少なくと
    もAホッパとし、他方をCホッパとして、更に、前記2
    個の計量ホッパの内他方の計量ホッパをFホッパとし、
    その下部に位置する受け入れホッパの他の1つは内部が
    隔壁で区切られた2つの部屋を持つホッパであって、上
    記計量ホッパFから投入される片方の部屋を少なくとも
    Bホッパとし、他方をDホッパとして配置された4部屋
    の受け入れホッパを設け、外部からの排出要求信号によ
    り、受け入れホッパ各部屋すべてに物品が投入されてい
    るときは、少なくとも、A、B、C、Dの順に排出さ
    れ、受け入れホッパAが空のときは計量ホッパEから受
    け入れホッパAへ物品を投入し、受け入れホッパBが空
    のときは計量ホッパFから受け入れホッパBへ物品を投
    入する。受け入れホッパCおよびDが空のときは計量ホ
    ッパEから受け入れホッパCへ物品を、投入し計量ホッ
    パFから受け入れホッパDへ物品を投入することを特徴
    とする定量充填装置。
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