JP2004020259A - 組合せ計量装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数のホッパから物品を落下させて集合させる組合せ計量装置の高さの抑制及び処理能力の向上を図ることを課題とする。
【解決手段】複数の計量ホッパ42…42内の物品の重量又は個数を組み合せ、該組合せの結果選択したホッパ42…42から物品を落下させて下方のタイミングホッパ55R,55Lに集合させる組合せ計量装置1である。前記ホッパ42…42から落下した物品を前記タイミングホッパ55R,55Lに向けて横方向かつ下方向に斜めに滑落させる傾斜面を有する左右の誘導部材51L,51Rと、該誘導部材51L,51Rを前記物品の落下時に左端及び右端のホッパ42,42の下方位置から前記タイミングホッパ55R,55Lに向けて横方向に移動させるエアシリンダ56L,56Rとを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】複数の計量ホッパ42…42内の物品の重量又は個数を組み合せ、該組合せの結果選択したホッパ42…42から物品を落下させて下方のタイミングホッパ55R,55Lに集合させる組合せ計量装置1である。前記ホッパ42…42から落下した物品を前記タイミングホッパ55R,55Lに向けて横方向かつ下方向に斜めに滑落させる傾斜面を有する左右の誘導部材51L,51Rと、該誘導部材51L,51Rを前記物品の落下時に左端及び右端のホッパ42,42の下方位置から前記タイミングホッパ55R,55Lに向けて横方向に移動させるエアシリンダ56L,56Rとを備える。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は組合せ計量装置の技術分野に属する。特に、組合せ計量装置に備えられる物品集合装置の改良に関し、該物品集合装置ひいては組合せ計量装置の高さの抑制と能力の向上とを図る新規な構成を提供する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、物品の計量に用いられる組合せ計量装置は、複数のホッパに収容した物品の重量又は個数を計量し、各計量値を組合せ演算して、その組合せ重量又は組合せ個数が所定範囲内となるホッパを選択し、その選択したホッパのみを開いて物品を落下・集合させるものである。その場合、計量装置には、ホッパから落下した物品を下方の集合部に集合させる物品集合装置が備えられる。そのような物品集合装置としては、従来、集合シュートが広く用いられる。集合シュートは、上に向かって広がる傾斜面を有し、ホッパから落下した物品を該傾斜面で受け止めて斜め下方に滑落させる。滑落した物品はシュートの下端部に集まり、該下端部に設けられた集合口(集合部)から外部に排出される。
【0003】
図15(a),(b)に示すように、複数のホッパa…aが直線状に並んでいる形式の計量装置では、集合シュートbは、典型的には、相分離し、相対向する2つの傾斜面c,cを有している。いずれの傾斜面cも、いずれのホッパaから物品xが落下しても受け止めることができるように、最も外側のホッパaの直下まで上昇している。シュートbの下端部の集合口dはタイミングホッパeの直上方に位置し、該集合口dに集合した物品x…xは前記タイミングホッパeに投入される。タイミングホッパeは適宜タイミングで物品x…xを図外の例えば包装装置に排出する。
【0004】
一方、図16(a),(b)に示すように、複数のホッパa…aが平面視で円形に並んでいる形式の計量装置では、集合シュートbは、全体形状が略逆円錐台状となる傾斜面cを有している。この場合も、いずれのホッパaから物品xが落下しても対応可能なように、傾斜面cの上端部は全ホッパa…aの直下に位置している。また、集合口d及びタイミングホッパeは円の中心に位置している。なお、図16(a)は、集合シュートbが漏斗状の一体物ではなく、120°の扇状に3分割されている場合を例示している。
【0005】
このように、組合せ計量装置は、複数のホッパが水平方向に広がって配置されているから、該ホッパから排出されたほとんどの物品は(たまたまホッパが集合部の真上にある物品以外は)、一箇所に集合するために横移動する必要がある。従来の集合シュートにおいては、物品を横移動させるために、物品をまっすぐ下方に落下させるのではなく、物品を傾斜面で滑落させ、その滑落に伴い物品を集合部に向けて水平方向に変位させているのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記構造の集合シュートには高さの問題がつきまとう。すなわち、物品を横移動させるためには必ず滑落距離が必要となり、該滑落距離はシュートの長さ、つまり高さに直接影響を及ぼす。集合シュートの高さは、ホッパの数や傾斜面の角度に依存して増減する。例えば、図17(a)に鎖線で示すように、計量精度向上のためにホッパaの数を増やすと、直線配置型では列の長さ、円形配置型では径が大きくなる結果、集合部dまでの物品の横移動距離・滑落距離が増えて、シュートbの高さがH1からH2へ増大する。また、図17(b)に鎖線で示すように、粘着性の大きい物品のために傾斜面cの傾斜をきつくすると、滑落距離当たりの横移動距離が小さくなる結果、集合部dまでの物品の滑落距離が増えて、シュートbの高さがH1からH3へ増大する。このような高さの問題は計量装置が直線配置型であるか円形配置型であるかに拘らず生じる。集合シュートすなわち物品集合装置の高さが増大すると組合せ計量装置全体の縦方向のコンパクトさが阻害される。
【0007】
一方、集合シュートの高さの増大・滑落距離の増大は、滑落時間の増大をもたらし、計量サイクルの短縮化の障害となり、組合せ計量装置の高速計量動作・処理能力の向上の阻害要因となる。しかも、滑落距離が増大すると、物品の破損や割れ・欠けの頻度が高くなり、物品の商品価値を損ねてしまう、という不利益もある。
【0008】
この高さ問題に対しては、前記集合シュートに代えて、実公平6−4284号公報や実用新案登録第2528433号公報に開示されるような物品集合装置を適用することが考えられる。すなわち、前者公報開示の装置では、複数の直列配置のホッパの下方に水平に延びる搬送コンベアを備え、該コンベア上にホッパから物品を落下させて、該物品をコンベアの走行でコンベア終端部まで搬送して、該終端部(集合部)において運ばれてきた物品を落下させて下方のホッパ等に集合させる。また、後者公報開示の装置では、同じく複数の直列配置のホッパの下方に水平に延びる搬送ガイドを備え(搬送ガイド自体は走行や駆動はしない)、該ガイド上にホッパから物品を落下させた後、該ガイド面上を掃くように移動するワーク搬送板で前記物品をかき集めて、該物品をガイド終端部(集合部)において落下させて下方のホッパ等に集合させる。いずれも、前記集合シュートのような傾斜面を採用せず、物品の横移動は、集合部に向けて水平方向に走行する搬送コンベアや、同じく水平方向に移動するワーク搬送板で行っている。よって、ホッパからの物品の落下距離は問題とならず、ホッパと搬送コンベアあるいは搬送ガイドとを可及的に近接させることができ、物品集合装置の高さ、ひいては組合せ計量装置全体の高さを低く抑えることが可能となる。
【0009】
しかし、いずれの場合においても、水平方向に運んできた物品をコンベアやガイドの終端部で落下させて集合させるものであるから、あまり搬送のスピードを上げると、物品が該終端部において水平に飛び出す距離が長くなり、下方のホッパ等を大きなものにしなければならなくなる。そのため、搬送のスピード、つまり物品の集合部への横移動速度をそれほど上げることができず、計量装置の処理能力の向上が阻害される。また、特に前者公報開示の技術では、ホッパから落下した物品が1度に1塊となって集合部(コンベア終端部)に集合せず、コンベア終端部に近いものから順に集合される。よって、全物品が集合するのに待ち時間が生じ、作業が間延びして、これによっても処理能力の向上が阻害される。加えて、前者公報開示の技術では、コンベアの裏面に物品を挟み込み易いから、衛生面・清掃面でも難点がある。一方、後者公報開示の技術では、物品を搬送板によってガイド上で強制的に横に引き摺るので、物品をガイド面と搬送板との間に噛み込んでしまい、その結果、物品が破損したり、物品が集合されたときの計量精度が低下したり、あるいはガイドや搬送面等の清掃負担が増加する、というような問題が起こる。このような問題は、とりわけ物品の粘着性が大きい場合に顕著となる。
【0010】
本発明は、複数のホッパから物品を落下させて集合させる組合せ計量装置における前記のような不具合に対処するもので、物品集合装置ひいては組合せ計量装置の高さを抑制し、かつ処理能力の向上を図ることを主たる課題とする。以下、その他の課題を含め本発明を詳しく説明する。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、複数のホッパ内の物品の重量又は個数を組み合せ、該組合せにより選択されたホッパから物品を落下させて下方の集合部に集合させる組合せ計量装置であって、前記ホッパから落下した物品を前記集合部に向けて滑落させる傾斜面を有する誘導手段と、該誘導手段を前記物品の落下時に前記集合部から遠い位置にあるホッパの下方位置から前記集合部に向けて移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、組合せ計量装置の物品集合装置は、物品を集合部に向けて滑落させる傾斜面を有する誘導手段を含む。そして、該誘導手段の傾斜面による物品の滑落と、該誘導手段自身の集合部に向けての移動とが同時に行われるので、物品は、自身の滑落による集合部方向への変位と、前記誘導手段の移動による集合部方向への変位とが合わさって集合部に向けて横移動する。すなわち、落下中の物品は、前記誘導手段の傾斜面で集合部へ向けて滑落しながら、前記誘導手段の集合部への移動に伴い同じく集合部へ向けて搬送される。
【0013】
従来は、物品の水平方向の全変位を、集合シュート上の物品の滑落のみで達成していたのに対し、本発明では、物品の水平方向の変位の一部を、傾斜面(誘導手段)自体の水平方向の移動によって、まかない、肩代わりするようにしたのである。よって、その肩代わりした分、物品が滑落すべき距離が短くて済み、結果的に、誘導手段ひいては物品集合手段の長さ・組合せ計量装置全体の高さが短縮化される。加えて、集合シュート上の滑落のみで物品を横移動させる場合に比べて、物品の滑落距離が短くなる分、物品が集合部へ集合するのに要する時間が短縮化され、処理能力の向上が図られる。併せて、物品の滑落距離が短くなる分、物品の破損や割れ・欠けが少なくなり、物品の商品価値を損ねてしまう虞が少なくなる。
【0014】
また、前記誘導手段としては、例えば従来の集合シュートと類似の構造の部材を用いることができるから、ことさら前述したような搬送コンベアやワーク搬送板のような部材を用いずに済み、その結果、物品をコンベア裏面に挟み込んで衛生面・清掃面で難点が生じる問題や、物品をガイド面と搬送板との間に噛み込んで計量精度面・清掃面及び商品性の面で難点が生じる問題がない。
【0015】
次に、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記誘導手段は複数備えられ、前記移動手段は前記各誘導手段をそれぞれ独立して移動させることを特徴とする。
【0016】
この発明によれば、複数の誘導手段を移動させることによって、物品が滑落すべき距離がより一層短くて済み、物品の横移動がより一層大きな割合で肩代わりされ、結果として、誘導手段の長さ・高さのより一層の短縮化、及び処理能力のより一層の向上が図られる。また、誘導手段が1つであると、集合部の位置が複数のホッパの配置に対して偏倚してしまう可能性があるが、このように誘導手段が2つ以上あると、集合部の位置を固定させずに浮動化させることができ、そのような偏倚の心配が解消される。さらに、複数の誘導手段を個別に移動させるから、各誘導手段の移動を、対応する上方のホッパからの物品の落下のタイミングにそれぞれ同期させることができ、物品を傾斜面で受け損ねるようなことが回避される。
【0017】
次に、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記集合部は複数備えられ、前記移動手段は前記誘導手段をいずれか1の特定の集合部に向けて移動させることを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、複数の集合部のうちの1の特定集合部に物品を集合させるから、物品集合装置の動作が画一的とならず、柔軟性のある動作パターンが実現する。例えば、物品を異なる複数の集合部に順次集合させていく、というような物品集合装置の動作が可能となる。
【0019】
次に、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記特定集合部は切換可能であることを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、物品を集合させる集合部が切り換わるから、物品集合装置の動作パターンがますます柔軟性に富むものになる。例えば、物品を不良品と正常品とに振り分けて集合させたり(物品を不良品用の集合部と正常品用の集合部とに区別して集合させる)、あるいは正常品を第1の正常品と第2の正常品とに振り分けて集合させる(物品を第1正常品用の集合部と第2正常品用の集合部とに区別して集合させる)、というような物品集合装置の動作が可能となる。つまり物品集合装置は振分機能を具備するようになる。しかも、そのような振分機能が物品集合装置の動作によって実現され、ことさら振分専用装置を物品集合装置と別に設けるようなことをしないから、組合せ計量装置のコンパクトさが阻害されることがない。
【0021】
次に、請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれかに記載の発明において、前記複数のホッパは直線状に並んでいることを特徴とする。
【0022】
この発明によれば、特に前記図15に示したようなホッパ直線配置型の計量装置において前記請求項1〜4で得られる効果が達成される。その場合、前記図16に示したようなホッパ円形配置型の計量装置では、ホッパaの下方位置から集合部dへ向かう方向が各ホッパaで異なるのに対し、ホッパ直線配置型の計量装置では、それが一部のホッパa…aで一致するか(図15のように集合部dが平面視でホッパa…aの列の中にある場合)又は全部のホッパa…aで一致する(集合部dがホッパa…aの列の端にある場合)ので、誘導手段の移動が簡単となり、移動手段の構成が複雑化しないという利点がある。以下、実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【0023】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
図1に示すように、本実施形態に係る組合せ計量装置1は、複数のホッパ41…41,42…42が水平方向に直線状に並んだ直線配置型である。この計量装置1は、例えば納豆等の粘着性の大きい物品の計量に特に適した仕様のものである。図2に示すように、この計量装置1は、主たる構成要素として、本体2の上方に配置された物品供給装置3と、本体2の正面上方に配置された物品計量装置4と、本体2の正面下方に配置された物品集合装置5とを備える。
【0024】
物品供給装置3は物品投入シュート31及び物品供給トラフ32を有する。投入シュート31は図示しない締結具により本体2に組み付けられ、バケットコンベア等から投入された多量の物品X(図3参照)を下方の供給トラフ32に送り込む。供給トラフ32は送り込まれた物品Xを加振器33,33による振動で後部から前部に移動させる。図3に示すように、供給トラフ32の前部の底面には複数の穴34…34が設けられている。本実施形態では、穴34は計10個設けられており、左右に5つ、前後に2列の配置である。
【0025】
図4に拡大して示すように、供給トラフ32の前部の底面には前記穴34…34を取り囲んで下方に延びる円筒部35…35が設けられている。供給トラフ32の前部に移動した物品Xは前記穴34…34から円筒部35…35内に落下する。
【0026】
物品計量装置4は複数のプールホッパ41…41及び計量ホッパ42…42を有する。本実施形態では、各ホッパ41,42は前記穴34及び円筒部35と同数設けられ、かつ同様に左右5つ×前後2列の配置である。プールホッパ41…41は、図5(a),(b)に拡大して示すように、支持テーブル43を介して本体2に組み付けられている。すなわち、図1に示すように、本体2の左右両側部から前方に支持壁2a,2aが延び、該支持壁2a,2aから上方に縦壁2b,2bが延び、該縦壁2b,2b間に前後一対の支持フレーム2c,2cが水平に架設され(図3参照)、該支持フレーム2c,2c上に支持テーブル43が載置されて、該支持テーブル43に設けられた穴43a(図4及び図5(a)参照)にプールホッパ41が挿通されている。プールホッパ41は上部にフランジ41aを有し、該フランジ41aが支持テーブル43の上面に当接している。本実施形態では、プールホッパ41の水平断面形状及び支持テーブル43の穴43aの形状はいずれも円形である。また、プールホッパ41のフランジ41aの形状は4角形である。
【0027】
図4に示すように、プールホッパ41の上部開口に前記円筒部35が突入し、該円筒部35内に落下した物品Xは確実にプールホッパ41に供給される。プールホッパ41の下部開口は駆動モータ44(図2参照)でゲート41bを揺動させることにより開閉される。なお、参考までに、図5(b)に、ゲート41bが閉じた状態と開いた状態とを併せて示した。
【0028】
図5(a),(b)に示すように、支持テーブル43には板バネ式の押さえ板43bとハンドル43cとが備えられている。押さえ板43bは支持テーブル43に着脱自在であり、プールホッパ41の上部が通過し得るだけの穴43d(図5(a)参照)が空いていて、該ホッパ41のフランジ41aを押さえ付け、該ホッパ41の姿勢を安定させる(ホッパ41の傾きや回転を抑制する)ためのものである。ハンドル43cは支持テーブル43に前後一対設けられ、該支持テーブル43にセットした複数(図例では6つ)のホッパ41…41を該支持テーブル43ごと取り扱うためのものである。なお、ハンドル43cは支持テーブル43の中央部(例えば重心部)に1つだけ設けてもよい。
【0029】
このようにプールホッパ41を支持テーブル43を介して本体2に組み付けるようにしたのはおよそ次のような理由による。すなわち、一般に、組合せ計量装置において、プールホッパは、計量ホッパやその下の物品集合装置の上方に位置するから、組合せ計量装置全体の中で比較的高所にあり、かつ正面側から奥まった場所にある(2列目以降は特に)。しかも、ホッパ類は、計量精度を出すために多数備えられるから、例えば清掃時やメンテナンス時に、すべてのプールホッパを本体から取り外したり、また本体に取り付けたりするのが、思いのほか面倒で時間のかかる作業となる。かつ、作業者は足場のよくない脚立の上で作業を行う等、作業性が低く、作業負担が大きくなる。その結果、ホッパの向きを間違えて組み付ける等のミスが起こりやすい。
【0030】
そこで、このように多数のホッパを一括して支持するテーブルを採用し、プールホッパの着脱作業性を改善するようにしたのである。作業者は、脚立等を使って高所に上る前に、予め全ホッパ41…41を支持テーブル43にセットしておくことができる。よって、プールホッパ41…41のセットを気分的に落ち着いてすることができ、該ホッパ41の組付けミス等が少なくなる。そして、作業者は、ハンドル43c,43cを手に持ってテーブル43を持ち上げ、フレーム2c,2c上に載置するだけで、多数のプールホッパ41…41をまとめて持ち上げ、一度に本体2に組み付けることができる。よって、比較的高所で奥まった場所にある多数のプールホッパ41…41を短時間のうちにすべて容易に組み付けることができる。この方式は、ホッパにフックやハンガを設ける方式よりも部品点数が少なくコスト的に有利である。なお、図5には、左右3つ前後2列の計6つのプールホッパ41…41を一括支持する支持テーブル43を示したが、これに限らず、全10個のプールホッパを全部支持する支持テーブルでもよい。1つの支持テーブルに何個のプールホッパを支持するかは、重量やかさ高さ(取り扱い易さ)を勘案して決定すべきである。
【0031】
一方、計量ホッパ42は、図1に示すように、対応するプールホッパ41の直下に位置し、該プールホッパ41から落下された物品Xを確実に受け取る。計量ホッパ42は荷重検出器としてのロードセル45(図6参照)に支持されている。ロードセル45は本体2の内部に収蔵されている。計量ホッパ42の下部開口は駆動モータ46(図2参照)でゲート42b(図1及び図2参照)を揺動させることにより開閉される。なお、図8には、ゲート42bが開いた状態が示されている。
【0032】
この物品計量装置4には粘着性の大きい物品Xを確実に供給トラフ32から計量ホッパ42に送るための縦送り装置6が具備されている。この縦送り装置6は、図4に示すように、スクリュー式のフィーダ機構を利用したもので、プールホッパ41内で上下に延びるスクリュー部材61を含む。スクリュー部材61の螺旋羽根61aはプールホッパ41の内周面に近接している。螺旋羽根61aはプールホッパ41の高さ方向中間部にあり、該螺旋羽根61aとホッパ41の上部開口との間に上部空間USが、また該螺旋羽根61aとホッパ41の下部開口との間に下部空間DSがそれぞれ残されている。
【0033】
図1に示すように、左右の縦壁2b,2bの上部間にフレーム2dが水平に架設され、図2に示すように、該フレーム2dに前記スクリュー部材61の回転用モータ62…62が据え付けられて、該モータ62の出力軸62aにスクリュー部材61の軸61bの上端が連結されている。図4に矢印Aで示すように、スクリュー部材61が前記モータ62の駆動により軸61b周りに回転されると、供給トラフ32から前記穴34及び円筒部35を介してプールホッパ41に供給された物品Xは、いったん上部空間USに落ちた後、このスクリュー式フィーダ機構6により(特にその螺旋羽根61aの回転により)強制的に下方に送られ、下部空間DSに溜まる。そして、該下部空間DSに溜まった所定量の物品Xがゲート41bの開動作により計量ホッパ42に確実に補給される。
【0034】
なお、スクリュー部材61の軸61bは、ヒンジ61c(図4参照)で屈曲可能、モータ62との連結部61d(図2参照)で該モータ62から係脱可能に構成されており、これによりスクリュー部材61はプールホッパ41から容易に上方に抜き出すこと(計量装置1から取り外すこと)ができる。
【0035】
本実施形態においては、図4に示すように、さらに、前記スクリュー軸61bに攪拌棒63が組み付けられている。この攪拌棒63を設けた理由はおよそ次のようである。すなわち、納豆等の粘着性の大きい物品Xは、供給トラフ32からプールホッパ41への供給時に、スクリュー部材61の螺旋羽根61aの上に落ちるまでに、供給トラフ32の円筒部35やプールホッパ41の上部空間USにおいてブリッジ(詰まり)を起こすことがある。すると、いくらスクリュー部材61を回転させても、物品Xが螺旋羽根61aと接触していない以上は、該物品Xの下方への強制縦送りが達成されなくなる。一方、この問題に対処するために、上部空間USをなくして、螺旋羽根61aを上方まで延設し、穴34のすぐ下まで近接させると、物品Xを穴34の入り口のところで螺旋羽根61aで潰したり傷付けたりする損傷の問題が発生する。よって上部空間USは廃止できない。
【0036】
そこで、螺旋羽根61aの上方において攪拌棒63を取り付け、トラフ32から穴34を通って落ちてくる物品Xを該棒63でかき混ぜて、ブリッジの発生を防ぐようにしたのである。物品Xは攪拌されることにより、ほぐされ、ブリッジを起こすことなく穴34の中に沈み込んでいき、確実に螺旋羽根61aの上に落ちて、縦送りが実効を奏する。物品Xが攪拌棒63で押し潰されることもない。
【0037】
図4に示すように、本実施形態では、攪拌棒63は上下に延び、ブラケット64によりスクリュー軸61bに組み付けられている。攪拌棒63はスクリュー軸61bから水平方向に所定距離だけ離れて位置している。攪拌棒63の上端部は供給トラフ32の穴34を突き抜けて該トラフ32の底面より上方に突出している。一方、攪拌棒63の下端部は上部空間US内に突入して螺旋羽根61aの上方を臨んでいる。スクリュー軸61bがA方向に回転すると、攪拌棒63は該スクリュー軸61bと一体となって該軸61bの周囲を円を描くように回転運動をする。
【0038】
本実施形態においては、図4に示すように、さらに、プールホッパ41の下部空間DSの範囲に属する壁面がエンボス加工Emされている。このエンボス加工Emを施した理由はおよそ次のようである。すなわち、プールホッパ41に供給された物品Xは前記縦送り装置6で下方に送られ、所定量が下部空間DSにいったん溜められてから、下の計量ホッパ42が空になったときにプールホッパ41のゲート41bが開いて、下方に1塊となって落下排出される。一方、プールホッパ41の内周面は、全般的に、縦送り装置6の螺旋羽根61aとの間に隙間をなくすため(隙間があると物品Xを噛み込んで損傷させてしまう)、凹凸のない平坦な形状とされている。よって、下部空間DSの壁面もまた同様に平坦面であると、物品Xの付着が起こりやすく、その結果、物品Xの落下タイミングがずれて、物品Xをゲート41bで挟み込んだり、物品Xがホッパ41の外で飛散したりする。
【0039】
そこで、下部空間DSの周囲の壁面を平坦面とせず、凹凸を形成し(凹凸を形成する1つの方策として本実施形態ではエンボス加工Emを採用しているに過ぎない)、下の計量ホッパ42が空になるまで一時溜め置かれる物品Xが、前記下部空間DSの範囲に属する縦壁面に付着することを低減するようにしたのである。この場合、下部空間DS以外の平坦な部分(螺旋羽根61aが近接するホッパ41の高さ方向中間部や上部空間USに属する部分)と、下部空間DSに属する凹凸のある部分とを別々に作製し、それらをあとで溶接等で接合して最終的にプールホッパ41に仕上げてもよい。しかし、本実施形態のように、ホッパ41をエンボス加工Emすると、そのように別部材同士を接合する手間が要らず、また接合部分から物品Xが漏れ出したり、ホッパ41が腐食したりする心配もないので好ましい。
【0040】
次に、本発明の特徴部分を構成する物品集合装置5を説明する。この物品集合装置5は、図7(a),(b)に示すように、左右一対の誘導部材51L,51Rを含む。誘導部材51L,51Rは計量ホッパ42…42の下方に位置し、図8に示すように、それぞれ正面視で所定の角度に傾いた傾斜面52L,52Rを有する。左の傾斜面52Lは上方ほど(すなわち計量ホッパ42に近づくほど)左に寄り、右の傾斜面52Rは上方ほど右に寄って、全体として、上方で広がり下方で狭まる形状である。この傾斜面52L,52R上に物品Xが落下すると、該物品Xは傾斜面52L,52Rに受け止められ、傾斜面52L,52Rに沿って下方に滑落するに伴い、横方向、特に左傾斜面52Lでは右方向、右傾斜面52Rでは左方向に水平移動する。
【0041】
誘導部材51L,51Rはガイド53,53(図2参照)で案内されながら水平方向に移動自在である。すなわち、図1に示すように、左右の支持壁2a,2a間に前後一対のレール2e,2eが水平に架設され、該レール2e,2eに各誘導部材51L,51Rに設けられたガイド53,53が摺動自在に嵌合している。なお、図2に示すように、左誘導部材51Lは正面側のガイド53に案内及び支持され、右誘導部材51Rは背面側のガイド53に案内及び支持される。もちろん、各誘導部材51L,51Rをより多くの点で案内及び支持してもよい。
【0042】
誘導部材51L,51Rを左右に移動させる移動手段として、本実施形態では、図7(a)に示すように、主・副2つのエアシリンダ56L,57L:56R,57Rが採用されている。各主シリンダ56L,56Rのピストンロッドは直接誘導部材51L,51Rに接続されて、該誘導部材51L,51Rを水平方向に押し引きする。各副シリンダ57L,57Rのピストンロッドは前記主シリンダ56L,56Rを組み付けた連結板56a,56aに接続されて、該連結板56a,56a及び主シリンダ56L,56Rを介して誘導部材51L,51Rを水平方向に押し引きする。
【0043】
各シリンダ56L,57L:56R,57Rはオンのときにロッドが突出し、オフのときにロッドが後退する(図12参照)。本実施形態では、左右いずれも、主・副のシリンダ56L,57L:56R,57Rは直列に作用するが、図1に示すように、計量装置1の左右方向のサイズのコンパクト化のため、主・副のシリンダ56L,57L:56R,57Rの配置は並列である。そして、主シリンダ56L,56Rではオンのときに誘導部材51L,51R同士が近接し、副シリンダ57L,57Rではオフのときに誘導部材51L,51R同士が近接する。図2に示すように、副シリンダ57L,57Rは本体2の正面壁に組み付けられている。また主シリンダ56L,56Rを適宜部材で案内及び支持するようにしてもよい。
【0044】
図7(b)に示すように、左右の誘導部材51L,51Rは同形状であり、傾斜面52L,52R同士が対向するように配置されている。各誘導部材51L,51Rは、前記の左右の傾斜面52L,52Rの他、前面及び背面も、上方で広がり下方で狭まる形状の傾斜面とされている。各誘導部材51L,51Rの上部開口は、5つ×2列の計量ホッパ42…42のいずれから物品Xが落下しても受け止めることができるように広く大きい。一方、各誘導部材51L,51Rの下部開口は、そのように計量ホッパ42…42から落下した物品X…Xを寄せ集めることができるように狭く小さい。
【0045】
図7(b)に示すように、左誘導部材51Lの前面は左右に長く背面は短い。一方、右誘導部材51Rの前面は左右に短く背面は長い。そして、左誘導部材51Lの右面と右誘導部材51Rの左面とがいずれも開放して、図9(b)及び図10(b)に示すように、それぞれ左右に短いほうの面が長いほうの面の上に重なって突入した状態で、左右の誘導部材51L,51R同士が係合し合っている。その結果、各誘導部材51L,51Rの左右の移動により、両誘導部材51L,51Rの上端部で形成される上部開口及び下端部で形成される下部開口(集合口:集合部)が左右方向に伸び縮みし、特に、図10(b)に示したように、両誘導部材51L,51R同士が最接近すると、下部開口は最も狭く小さくなる。
【0046】
図7(a),(b)に示すように、誘導部材51L,51Rの下方にはシャッタ54が備えられている。シャッタ54は左右のゲート部を有し、その間に開口部54aが形成されている。開口部54aは、両誘導部材51L,51R同士が最接近して最小となった誘導部材51L,51Rの下部開口とほぼ同じ大きさ(やや大きい大きさ)である。シャッタ54は、図2に示すように、本体2の正面壁に組み付けられたエアシリンダ58で連結板58aを介して左右に移動される。その結果、開口部54aの位置が、図7〜図10に示す右位置と、図11に示す左位置とに切り換えられる。つまり、エアシリンダ58は物品Xの振分用のシリンダである(図12参照)。この振分シリンダ58はオンのときにロッドが突出し、開口部54aが右移動する。一方、振分シリンダ58はオフのときにロッドが後退し、開口部54aが左移動する。
【0047】
図7(a)に示すように、シャッタ54の下方には左右一対のタイミングホッパ55L,55Rが備えられている。右のタイミングホッパ55Rは右位置に移動したときの開口部54aの直下方に位置し、左のタイミングホッパ55Lは左位置に移動したときの開口部54aの直下方に位置している。両タイミングホッパ55L,55Rの下方には単一のゲート55Gが備えられ、該ゲート55Gを前後あるいは左右に水平移動させることにより両タイミングホッパ55L,55Rの下部開口を同時に開閉するアクチュエータ(例えばソレノイド)59が図2に示すように本体2の正面壁に組み付けられている。アクチュエータ59は例えばオンのときにタイミングホッパ55L,55Rを閉じ、オフのときにタイミングホッパ55L,55Rを開く(図12参照)。
【0048】
図1に示すように、タイミングホッパ55L,55Rの下方を搬送ベルトCが水平に走っており、該ベルトCにより2つ1組のトレイT,Tが順に間欠移動して、左右のタイミングホッパ55L,55Rの直下で停止する。この状態で、両タイミングホッパ55L,55Rの下部開口が同時に開くことにより、両ホッパ55L,55Rに収容されていた物品X,Xが同時に2つのトレイT,Tに投入される。
【0049】
図6に示すように、この組合せ計量装置1に搭載されたコントロールユニット100は、ロードセル45…45からの計量信号を入力し、組合せ演算の結果に応じて、前記加振器33、各駆動モータ44,46,62、エアシリンダ56L,57L,56R,57R,58、及びアクチュエータ59を制御する。次に、この組合せ計量装置1の具体的動作の1例を図12のタイムチャートを参照して説明する。
【0050】
図12において横軸の時刻t1〜t1間が1サイクル動作である。この1サイクル動作の間に、最初空であった2つのタイミングホッパ55L,55Rにそれぞれ計量済みの物品X,Xが収容されて各トレイT,Tに投入される。すなわち、まず時刻t1では、図7に示すように、左右の誘導部材51L,51Rは最も離反している(初期位置)。左右いずれも、主シリンダ56L,56Rは後退し、副シリンダ57L,57Rは突出している。その結果、図8に示すように、傾斜面52L,52Rの上端部は最も外側のホッパ(最も左側のホッパ及び最も右側のホッパ)42,42の下方まで左右に移動している。振分シリンダ58は突出し、図7に示すように、シャッタ54の開口部54aは右位置にある(右タイミングホッパ55Rの直上方にある)。各ホッパ42,55L,55Rのゲート42b,55Gは閉じている。
【0051】
次の時刻t2〜t3の間、図8に示したように、組合せ演算で選択された計量ホッパ42…42が開き、物品X…Xが落下される(図8では便宜上すべてのホッパ42…42が開いた場合を示してある)。次の時刻t4〜t5の間、左右の誘導部材51L,51Rが水平移動して相互に近接する。左右の主シリンダ56L,56Rは後退から突出し、また左の副シリンダ57Lは突出から後退する。ただし右の副シリンダ57Rは突出のままである。その結果、左誘導部材51Lは副シリンダ57Lが駆動する分だけ右誘導部材51Rより長い距離を速い速度で動く。それゆえ、図10に示すように、狭く小さくなった両誘導部材51L,51Rの下部開口が右位置にあるシャッタ開口部54aの直上方に形成され、傾斜面52L,52Rを滑落した物品X…Xは該開口部54aを介して右タイミングホッパ55Rに集合されて収容される。
【0052】
この時刻t4〜t5の間のある時刻における状態を図9に示す。最も左側の計量ホッパ42から落下した物品Xが左傾斜面52Lで受け止められて該傾斜面52L上を右下方向に斜めに滑落している。また、最も右側の計量ホッパ42から落下した物品Xが右傾斜面52Rで受け止められて該傾斜面52R上を左下方向に斜めに滑落している。これらの滑落方向は、シャッタ開口部54aの方向、あるいは右タイミングホッパ55Rの方向である。同時に、左傾斜面52Lは右方向に移動中であり、右傾斜面52Rは左方向に移動中である。これらの移動方向もまた、シャッタ開口部54aの方向、あるいは右タイミングホッパ55Rの方向である。よって、各物品X,Xは、自身の滑落により右タイミングホッパ55Rに向けて横移動すると同時に、傾斜面52L,52Rの移動により右タイミングホッパ55Rに向けて搬送されている。この時刻よりさらに時間が経過すれば、左から2番目の物品Xも左傾斜面52L上を滑落しかつ左傾斜面52Lで搬送されるようになるであろう。ホッパ42…42の配置によっては、右から2番目の物品Xあるいは真中の物品Xも右傾斜面52R又は左傾斜面52Lに受け止められて滑落しかつ右傾斜面52R又は左傾斜面52Lで搬送されるようになるであろう。
【0053】
次の時刻t6〜t7の間、左右の誘導部材51L,51Rが水平移動して相互に離反する。左右の主シリンダ56L,56Rは突出から後退し、また左の副シリンダ57Lは後退から突出する。右の副シリンダ57Rはやはり駆動しない。これにより、左右の誘導部材51L,51Rは、再び図7に示す初期位置に戻る。ただし、この時刻t6〜t7の間、振分シリンダ58が突出から後退に切り換わり、シャッタ開口部54aが、図11に示すように、左タイミングホッパ55Lの直上方に移動する。
【0054】
次の時刻t8〜t9の間、前述と同様、組合せ演算で選択された計量ホッパ42…42が開き、物品X…Xが落下される。次の時刻t10〜t11の間、左右の誘導部材51L,51Rが水平移動して相互に近接する。ただし、今度は、図11に示すように、前回とは逆に、左右の主シリンダ56L,56Rは後退から突出するが、右の副シリンダ57Rが突出から後退に切り換わり、左の副シリンダ57Lは突出のままである。その結果、右誘導部材51Rは副シリンダ57Rが駆動する分だけ左誘導部材51Lより長い距離を速い速度で動く。それゆえ、狭く小さくなった両誘導部材51L,51Rの下部開口が左位置にあるシャッタ開口部54aの直上方に形成され、傾斜面52L,52Rを滑落した物品X…Xは該開口部54aを介して左タイミングホッパ55Lに集合されて収容される。
【0055】
この時刻t10〜t11の間も、前述に準じて、最も右側の計量ホッパ42から落下した物品Xが右傾斜面52Rで受け止められて該傾斜面52R上を左下方向に斜めに滑落する。また、最も左側の計量ホッパ42から落下した物品Xが左傾斜面52Lで受け止められて該傾斜面52L上を右下方向に斜めに滑落する。これらの滑落方向は、シャッタ開口部54aの方向、あるいは左タイミングホッパ55Lの方向である。と同時に、右傾斜面52Rは左方向に移動し、左傾斜面52Lは右方向に移動する。これらの移動方向もまた、シャッタ開口部54aの方向、あるいは左タイミングホッパ55RLの方向である。よって、各物品X,Xは、自身の滑落により左タイミングホッパ55Lに向けて横移動すると同時に、傾斜面52R,52Lの移動により左タイミングホッパ55Lに向けて搬送される。
【0056】
次の時刻t12〜t1の間、再び左右の誘導部材51L,51Rが水平移動して相互に離反する。左右の主シリンダ56L,56Rは突出から後退し、また右の副シリンダ57Rは後退から突出する。これにより、左右の誘導部材51L,51Rは、再び図7に示す初期位置に戻る。ただし、この時刻t12〜t1の間、振分シリンダ58が後退から突出に切り換わり、シャッタ開口部54aが、図7〜図10に示すように、再び右タイミングホッパ55Rの直上方に移動する。併せて、この時刻t12〜t1の間、アクチュエータ59により左右両タイミングホッパ55R,55Lが開かれて、前述したように、両ホッパ55R,55Lに収容された物品X,Xが同時に下方の2つのトレイT1,T2に投入される(図11参照)。以上でこの組合せ計量装置1の1サイクル動作が終了し、次に両タイミングホッパ55R,55Lが開かれるまでの間に、搬送ベルトCが間欠移動して、次の1組のトレイT1,T2がタイミングホッパ55R,55Lの直下方で待機する。
【0057】
このように、計量ホッパ42…42から排出された落下中の物品X…Xは、誘導部材51L,51Rの傾斜面52L,52Rで集合部54a(あるいはタイミングホッパ55R又は55L)へ向けて滑落しながら、同じく誘導部材51L,51Rの移動によって集合部54a(55R,55L)へ向けて搬送される。したがって、物品Xが滑落すべき距離が短くて済み、傾斜面52L,52Rの長さ、誘導部材51L,51Rの高さ、物品集合装置5の高さ、組合せ計量装置1の全体の高さが短縮化される。また、物品Xの滑落距離が短くなる分、物品Xがタイミングホッパ55R,55Lに集合するのに要する時間(時刻t2〜t5〜t6又は時刻t8〜t11〜t12)が短縮化され、組合せ計量装置1の処理能力が向上する(組合せ計量装置1の1サイクル動作t1〜t1が短くなる)。さらに、物品Xの滑落距離が短くなる分、物品Xの破損や割れ・欠けが少なくなり、物品Xの商品価値を損ねる懸念が少なくなる。
【0058】
また、誘導部材51L,51Rは従来の集合シュートと類似の構造であり、この物品集合装置5では、ことさら複雑な機構の搬送コンベアや搬送板のような部材を用いていない。その結果、物品Xをコンベア裏面に挟み込んで衛生面・清掃面でトラブルが発生したり、物品Xをガイド面と搬送板との間に噛み込んで計量精度面・清掃面及び商品性の面でトラブルが発生したりすることがない。
【0059】
また、複数の誘導部材51L及び51Rをともに移動させることによって、例えば、いずれか一方の誘導部材51L又は51Rのみを移動させる場合に比べて、物品Xが滑落すべき距離がより一層短くて済み、結果として、傾斜面52L,52Rの長さ、誘導部材51L,51Rの高さ、物品集合装置5の高さ、組合せ計量装置1の全体の高さのより一層の短縮化、及び処理能力のより一層の向上が図られる。また、複数の誘導部材51L,51Rを備えることにより、集合部54aの位置が複数のホッパ42…42の列に対して左右いずれかに偏らず、ほぼ左右方向の中央部に位置させることができる(タイミングホッパ55L,55Rが計量装置1の左右方向の中央部に配置される)。
【0060】
さらに、複数の誘導部材51L,51Rをそれぞれ他と独立して個別に専用の駆動源56L,57L:56R,57Lで移動させるから、各誘導部材51L,51Rを、対応する上方の計量ホッパ42…42からの物品X…Xの落下のタイミングにそれぞれ同期させて移動させることができ、物品X…Xを傾斜面52L,52Rで受け損ねるようなことが回避される。
【0061】
また、シャッタ54を左右に移動させて複数のタイミングホッパ55R,55Lのうちのいずれか一方(特定の集合部)に物品X…Xを集合させるから、物品集合装置5の動作が画一的とならず、前述した動作例のように、物品X…Xを左右のタイミングホッパ55R,55Lに順次集合させていく、というような柔軟性のある物品集合装置の動作パターンが実現する。
【0062】
なお、計量ホッパ42…42から排出された物品X…Xが誘導部材51L,51Rの下端部(下部開口)まで滑落あるいは落下するまでの間に、誘導部材51L,51Rが、図7に示す最も左右に離反した初期位置から(このとき誘導部材51L,51Rの上端部(上部開口)は最も外側のホッパ42,42の直下方にある)、図10や図11に示す最も近接した位置まで(このとき誘導部材51L,51Rの下端部(下部開口)は左右のタイミングホッパ55L又は55Rの直上方にある)、移動するようなときは、シャッタ54を省略することが可能となる。すなわち、シャッタ54の開口部54aを挟む左右のゲート部は、物品投入対象でないタイミングホッパ55L又は55Rの上部開口を閉塞して該ホッパ55L又は55Rに物品Xが誤って投入されることを防ぐものである。よって、誘導部材51L,51R同士が再接近し、最も狭く小さくなった下部開口(集合部)が物品投入対象であるタイミングホッパ55L又は55Rの直上方に出来上がるよりも時間的に以前に、上方のホッパ42…42から落下した物品X…Xが誘導部材51L,51Rの下部開口へ到達する心配がないようなときは、シャッタ54の開口部54aも左右のゲート部も不要となる。この場合、タイミングホッパ55L又は55Rの直上方で最も狭く小さくなった下部開口がそのまま集合部を構成する。
【0063】
一方、前記のようにシャッタ54を備えていると、誘導部材51L,51Rの移動にかかる時間が、誘導部材51L,51Rの高さに束縛されることがない。換言すれば、誘導部材51L,51Rの下端部によって集合部が形成されるタイミングが、物品Xがシャッタ54のゲート部に到達するタイミングより遅れても構わない。したがって、誘導部材51L,51Rの移動速度をあまり気にすることなく誘導部材51L,51Rの高さを低くすることができる。
【0064】
[第2の実施の形態]
図13に示すように、タイミングホッパを3つ、あるいはそれ以上設けてもよい。図例では、3つのタイミングホッパ55A,55B,55Cを左右に並列させ、シャッタ54(又は開口部54a)の移動位置(前述したようにシャッタ54はなくてもよい)、及び傾斜面52L,52R同士の最接近位置(又は集合部54a)を、それに応じて3段階に切り換える。このように、物品X…Xを集合させる集合部を多段階に切り換えることにより、物品集合装置5の動作パターンがますます柔軟性に富むようになる。例えば、この場合、図13(a)に示す左端のタイミングホッパ55Aには不良品を集合させ、図13(b)に示す真中のタイミングホッパ55Bには一方のトレイに投入する正常品を集合させ、図13(c)に示す右端のタイミングホッパ55Cにはもう一方のトレイに投入する正常品を集合させる。これにより物品集合装置5の振分機能はますます充実する。しかも、そのような振分機能が物品集合装置5の動作によって(ソフト面で)実現され、ことさら振分専用装置(ハード)を物品集合装置5と別に設けるようなことをしないから、組合せ計量装置1のコンパクトさが阻害されることがない。
【0065】
[第3の実施の形態]
図14に示すように、本発明は、ホッパ42…42が円形配置型の組合せ計量装置に適用することも可能である。滑り台のような誘導部材51が各計量ホッパ42毎に備えられている。シャッタ54の中心部に開口部54aが形成され、物品の落下時には、各滑り台51…51を各ホッパ42…42の下方位置から前記開口部54aに向けて鎖線で示すように水平移動させる。この円形配置型計量装置と、前記図1に示したような直線配置型計量装置1とを比較すると、円形配置型計量装置では、ホッパ42の下方位置から集合部54aへ向かう方向が各ホッパ42で異なるのに対し、直線配置型計量装置では、それが一直線上に揃うので、誘導部材51の移動が簡単となり、移動手段としてのエアシリンダ56L,56R,57L,57R等の配置が複雑化しないという利点がある。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のホッパから物品を落下させて下方の集合部に集合させる組合せ計量装置において、物品集合装置ひいては組合せ計量装置の高さを抑制し、かつ処理能力の向上を図ることができる。本発明は、ホッパが直線配置型又は円形配置型を問わず、組合せ計量装置一般への幅広い適用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る組合せ計量装置の正面図である。
【図2】図1のア−ア線に沿う縦断面図である。
【図3】図2のイ−イ線に沿う平断面図である。
【図4】縦送り装置の構成を示すプールホッパ周辺の縦断面図である。
【図5】プールホッパの支持テーブルの構成を示す、(a)は一部切欠きの部分平面図、(b)は正面図である。
【図6】前記組合せ計量装置の制御システム図である。
【図7】同計量装置に備えられた物品集合装置の誘導部材が最も離反した初期位置にある状態を示す、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図8】次に、計量ホッパのゲートが開いた状態を示す正面図である。
【図9】次に、誘導部材が右タイミングホッパに向けて近接移動中の状態を示す、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図10】次に、誘導部材が右タイミングホッパ上で最も近接した状態を示す、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図11】一方、誘導部材が左タイミングホッパ上で最も近接した状態を示す正面図である。
【図12】前記組合せ計量装置の具体的動作の1例を示すタイムチャートである。
【図13】本発明の第2の実施の形態に係る組合せ計量装置に備えられた物品集合装置の3つの動作パターンを示す正面図である。
【図14】本発明の第3の実施の形態に係る組合せ計量装置に備えられた物品集合装置の動作を示す平面図である。
【図15】従来の集合シュートを採用した直線配置型計量装置の動作図である。
【図16】従来の集合シュートを採用した円形配置型計量装置の動作図である。
【図17】発明が解決しようとする課題の所在を説明する正面図である。
【符号の説明】
1 組合せ計量装置
5 物品集合装置
42 計量ホッパ
51L,51R 誘導部材(誘導手段)
52L,52R 傾斜面
54a シャッタの開口部(集合部)
56L,56R,57L,57R エアシリンダ(移動手段)
【発明の属する技術分野】
本発明は組合せ計量装置の技術分野に属する。特に、組合せ計量装置に備えられる物品集合装置の改良に関し、該物品集合装置ひいては組合せ計量装置の高さの抑制と能力の向上とを図る新規な構成を提供する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、物品の計量に用いられる組合せ計量装置は、複数のホッパに収容した物品の重量又は個数を計量し、各計量値を組合せ演算して、その組合せ重量又は組合せ個数が所定範囲内となるホッパを選択し、その選択したホッパのみを開いて物品を落下・集合させるものである。その場合、計量装置には、ホッパから落下した物品を下方の集合部に集合させる物品集合装置が備えられる。そのような物品集合装置としては、従来、集合シュートが広く用いられる。集合シュートは、上に向かって広がる傾斜面を有し、ホッパから落下した物品を該傾斜面で受け止めて斜め下方に滑落させる。滑落した物品はシュートの下端部に集まり、該下端部に設けられた集合口(集合部)から外部に排出される。
【0003】
図15(a),(b)に示すように、複数のホッパa…aが直線状に並んでいる形式の計量装置では、集合シュートbは、典型的には、相分離し、相対向する2つの傾斜面c,cを有している。いずれの傾斜面cも、いずれのホッパaから物品xが落下しても受け止めることができるように、最も外側のホッパaの直下まで上昇している。シュートbの下端部の集合口dはタイミングホッパeの直上方に位置し、該集合口dに集合した物品x…xは前記タイミングホッパeに投入される。タイミングホッパeは適宜タイミングで物品x…xを図外の例えば包装装置に排出する。
【0004】
一方、図16(a),(b)に示すように、複数のホッパa…aが平面視で円形に並んでいる形式の計量装置では、集合シュートbは、全体形状が略逆円錐台状となる傾斜面cを有している。この場合も、いずれのホッパaから物品xが落下しても対応可能なように、傾斜面cの上端部は全ホッパa…aの直下に位置している。また、集合口d及びタイミングホッパeは円の中心に位置している。なお、図16(a)は、集合シュートbが漏斗状の一体物ではなく、120°の扇状に3分割されている場合を例示している。
【0005】
このように、組合せ計量装置は、複数のホッパが水平方向に広がって配置されているから、該ホッパから排出されたほとんどの物品は(たまたまホッパが集合部の真上にある物品以外は)、一箇所に集合するために横移動する必要がある。従来の集合シュートにおいては、物品を横移動させるために、物品をまっすぐ下方に落下させるのではなく、物品を傾斜面で滑落させ、その滑落に伴い物品を集合部に向けて水平方向に変位させているのである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記構造の集合シュートには高さの問題がつきまとう。すなわち、物品を横移動させるためには必ず滑落距離が必要となり、該滑落距離はシュートの長さ、つまり高さに直接影響を及ぼす。集合シュートの高さは、ホッパの数や傾斜面の角度に依存して増減する。例えば、図17(a)に鎖線で示すように、計量精度向上のためにホッパaの数を増やすと、直線配置型では列の長さ、円形配置型では径が大きくなる結果、集合部dまでの物品の横移動距離・滑落距離が増えて、シュートbの高さがH1からH2へ増大する。また、図17(b)に鎖線で示すように、粘着性の大きい物品のために傾斜面cの傾斜をきつくすると、滑落距離当たりの横移動距離が小さくなる結果、集合部dまでの物品の滑落距離が増えて、シュートbの高さがH1からH3へ増大する。このような高さの問題は計量装置が直線配置型であるか円形配置型であるかに拘らず生じる。集合シュートすなわち物品集合装置の高さが増大すると組合せ計量装置全体の縦方向のコンパクトさが阻害される。
【0007】
一方、集合シュートの高さの増大・滑落距離の増大は、滑落時間の増大をもたらし、計量サイクルの短縮化の障害となり、組合せ計量装置の高速計量動作・処理能力の向上の阻害要因となる。しかも、滑落距離が増大すると、物品の破損や割れ・欠けの頻度が高くなり、物品の商品価値を損ねてしまう、という不利益もある。
【0008】
この高さ問題に対しては、前記集合シュートに代えて、実公平6−4284号公報や実用新案登録第2528433号公報に開示されるような物品集合装置を適用することが考えられる。すなわち、前者公報開示の装置では、複数の直列配置のホッパの下方に水平に延びる搬送コンベアを備え、該コンベア上にホッパから物品を落下させて、該物品をコンベアの走行でコンベア終端部まで搬送して、該終端部(集合部)において運ばれてきた物品を落下させて下方のホッパ等に集合させる。また、後者公報開示の装置では、同じく複数の直列配置のホッパの下方に水平に延びる搬送ガイドを備え(搬送ガイド自体は走行や駆動はしない)、該ガイド上にホッパから物品を落下させた後、該ガイド面上を掃くように移動するワーク搬送板で前記物品をかき集めて、該物品をガイド終端部(集合部)において落下させて下方のホッパ等に集合させる。いずれも、前記集合シュートのような傾斜面を採用せず、物品の横移動は、集合部に向けて水平方向に走行する搬送コンベアや、同じく水平方向に移動するワーク搬送板で行っている。よって、ホッパからの物品の落下距離は問題とならず、ホッパと搬送コンベアあるいは搬送ガイドとを可及的に近接させることができ、物品集合装置の高さ、ひいては組合せ計量装置全体の高さを低く抑えることが可能となる。
【0009】
しかし、いずれの場合においても、水平方向に運んできた物品をコンベアやガイドの終端部で落下させて集合させるものであるから、あまり搬送のスピードを上げると、物品が該終端部において水平に飛び出す距離が長くなり、下方のホッパ等を大きなものにしなければならなくなる。そのため、搬送のスピード、つまり物品の集合部への横移動速度をそれほど上げることができず、計量装置の処理能力の向上が阻害される。また、特に前者公報開示の技術では、ホッパから落下した物品が1度に1塊となって集合部(コンベア終端部)に集合せず、コンベア終端部に近いものから順に集合される。よって、全物品が集合するのに待ち時間が生じ、作業が間延びして、これによっても処理能力の向上が阻害される。加えて、前者公報開示の技術では、コンベアの裏面に物品を挟み込み易いから、衛生面・清掃面でも難点がある。一方、後者公報開示の技術では、物品を搬送板によってガイド上で強制的に横に引き摺るので、物品をガイド面と搬送板との間に噛み込んでしまい、その結果、物品が破損したり、物品が集合されたときの計量精度が低下したり、あるいはガイドや搬送面等の清掃負担が増加する、というような問題が起こる。このような問題は、とりわけ物品の粘着性が大きい場合に顕著となる。
【0010】
本発明は、複数のホッパから物品を落下させて集合させる組合せ計量装置における前記のような不具合に対処するもので、物品集合装置ひいては組合せ計量装置の高さを抑制し、かつ処理能力の向上を図ることを主たる課題とする。以下、その他の課題を含め本発明を詳しく説明する。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、複数のホッパ内の物品の重量又は個数を組み合せ、該組合せにより選択されたホッパから物品を落下させて下方の集合部に集合させる組合せ計量装置であって、前記ホッパから落下した物品を前記集合部に向けて滑落させる傾斜面を有する誘導手段と、該誘導手段を前記物品の落下時に前記集合部から遠い位置にあるホッパの下方位置から前記集合部に向けて移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、組合せ計量装置の物品集合装置は、物品を集合部に向けて滑落させる傾斜面を有する誘導手段を含む。そして、該誘導手段の傾斜面による物品の滑落と、該誘導手段自身の集合部に向けての移動とが同時に行われるので、物品は、自身の滑落による集合部方向への変位と、前記誘導手段の移動による集合部方向への変位とが合わさって集合部に向けて横移動する。すなわち、落下中の物品は、前記誘導手段の傾斜面で集合部へ向けて滑落しながら、前記誘導手段の集合部への移動に伴い同じく集合部へ向けて搬送される。
【0013】
従来は、物品の水平方向の全変位を、集合シュート上の物品の滑落のみで達成していたのに対し、本発明では、物品の水平方向の変位の一部を、傾斜面(誘導手段)自体の水平方向の移動によって、まかない、肩代わりするようにしたのである。よって、その肩代わりした分、物品が滑落すべき距離が短くて済み、結果的に、誘導手段ひいては物品集合手段の長さ・組合せ計量装置全体の高さが短縮化される。加えて、集合シュート上の滑落のみで物品を横移動させる場合に比べて、物品の滑落距離が短くなる分、物品が集合部へ集合するのに要する時間が短縮化され、処理能力の向上が図られる。併せて、物品の滑落距離が短くなる分、物品の破損や割れ・欠けが少なくなり、物品の商品価値を損ねてしまう虞が少なくなる。
【0014】
また、前記誘導手段としては、例えば従来の集合シュートと類似の構造の部材を用いることができるから、ことさら前述したような搬送コンベアやワーク搬送板のような部材を用いずに済み、その結果、物品をコンベア裏面に挟み込んで衛生面・清掃面で難点が生じる問題や、物品をガイド面と搬送板との間に噛み込んで計量精度面・清掃面及び商品性の面で難点が生じる問題がない。
【0015】
次に、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記誘導手段は複数備えられ、前記移動手段は前記各誘導手段をそれぞれ独立して移動させることを特徴とする。
【0016】
この発明によれば、複数の誘導手段を移動させることによって、物品が滑落すべき距離がより一層短くて済み、物品の横移動がより一層大きな割合で肩代わりされ、結果として、誘導手段の長さ・高さのより一層の短縮化、及び処理能力のより一層の向上が図られる。また、誘導手段が1つであると、集合部の位置が複数のホッパの配置に対して偏倚してしまう可能性があるが、このように誘導手段が2つ以上あると、集合部の位置を固定させずに浮動化させることができ、そのような偏倚の心配が解消される。さらに、複数の誘導手段を個別に移動させるから、各誘導手段の移動を、対応する上方のホッパからの物品の落下のタイミングにそれぞれ同期させることができ、物品を傾斜面で受け損ねるようなことが回避される。
【0017】
次に、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記集合部は複数備えられ、前記移動手段は前記誘導手段をいずれか1の特定の集合部に向けて移動させることを特徴とする。
【0018】
この発明によれば、複数の集合部のうちの1の特定集合部に物品を集合させるから、物品集合装置の動作が画一的とならず、柔軟性のある動作パターンが実現する。例えば、物品を異なる複数の集合部に順次集合させていく、というような物品集合装置の動作が可能となる。
【0019】
次に、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記特定集合部は切換可能であることを特徴とする。
【0020】
この発明によれば、物品を集合させる集合部が切り換わるから、物品集合装置の動作パターンがますます柔軟性に富むものになる。例えば、物品を不良品と正常品とに振り分けて集合させたり(物品を不良品用の集合部と正常品用の集合部とに区別して集合させる)、あるいは正常品を第1の正常品と第2の正常品とに振り分けて集合させる(物品を第1正常品用の集合部と第2正常品用の集合部とに区別して集合させる)、というような物品集合装置の動作が可能となる。つまり物品集合装置は振分機能を具備するようになる。しかも、そのような振分機能が物品集合装置の動作によって実現され、ことさら振分専用装置を物品集合装置と別に設けるようなことをしないから、組合せ計量装置のコンパクトさが阻害されることがない。
【0021】
次に、請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれかに記載の発明において、前記複数のホッパは直線状に並んでいることを特徴とする。
【0022】
この発明によれば、特に前記図15に示したようなホッパ直線配置型の計量装置において前記請求項1〜4で得られる効果が達成される。その場合、前記図16に示したようなホッパ円形配置型の計量装置では、ホッパaの下方位置から集合部dへ向かう方向が各ホッパaで異なるのに対し、ホッパ直線配置型の計量装置では、それが一部のホッパa…aで一致するか(図15のように集合部dが平面視でホッパa…aの列の中にある場合)又は全部のホッパa…aで一致する(集合部dがホッパa…aの列の端にある場合)ので、誘導手段の移動が簡単となり、移動手段の構成が複雑化しないという利点がある。以下、実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【0023】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]
図1に示すように、本実施形態に係る組合せ計量装置1は、複数のホッパ41…41,42…42が水平方向に直線状に並んだ直線配置型である。この計量装置1は、例えば納豆等の粘着性の大きい物品の計量に特に適した仕様のものである。図2に示すように、この計量装置1は、主たる構成要素として、本体2の上方に配置された物品供給装置3と、本体2の正面上方に配置された物品計量装置4と、本体2の正面下方に配置された物品集合装置5とを備える。
【0024】
物品供給装置3は物品投入シュート31及び物品供給トラフ32を有する。投入シュート31は図示しない締結具により本体2に組み付けられ、バケットコンベア等から投入された多量の物品X(図3参照)を下方の供給トラフ32に送り込む。供給トラフ32は送り込まれた物品Xを加振器33,33による振動で後部から前部に移動させる。図3に示すように、供給トラフ32の前部の底面には複数の穴34…34が設けられている。本実施形態では、穴34は計10個設けられており、左右に5つ、前後に2列の配置である。
【0025】
図4に拡大して示すように、供給トラフ32の前部の底面には前記穴34…34を取り囲んで下方に延びる円筒部35…35が設けられている。供給トラフ32の前部に移動した物品Xは前記穴34…34から円筒部35…35内に落下する。
【0026】
物品計量装置4は複数のプールホッパ41…41及び計量ホッパ42…42を有する。本実施形態では、各ホッパ41,42は前記穴34及び円筒部35と同数設けられ、かつ同様に左右5つ×前後2列の配置である。プールホッパ41…41は、図5(a),(b)に拡大して示すように、支持テーブル43を介して本体2に組み付けられている。すなわち、図1に示すように、本体2の左右両側部から前方に支持壁2a,2aが延び、該支持壁2a,2aから上方に縦壁2b,2bが延び、該縦壁2b,2b間に前後一対の支持フレーム2c,2cが水平に架設され(図3参照)、該支持フレーム2c,2c上に支持テーブル43が載置されて、該支持テーブル43に設けられた穴43a(図4及び図5(a)参照)にプールホッパ41が挿通されている。プールホッパ41は上部にフランジ41aを有し、該フランジ41aが支持テーブル43の上面に当接している。本実施形態では、プールホッパ41の水平断面形状及び支持テーブル43の穴43aの形状はいずれも円形である。また、プールホッパ41のフランジ41aの形状は4角形である。
【0027】
図4に示すように、プールホッパ41の上部開口に前記円筒部35が突入し、該円筒部35内に落下した物品Xは確実にプールホッパ41に供給される。プールホッパ41の下部開口は駆動モータ44(図2参照)でゲート41bを揺動させることにより開閉される。なお、参考までに、図5(b)に、ゲート41bが閉じた状態と開いた状態とを併せて示した。
【0028】
図5(a),(b)に示すように、支持テーブル43には板バネ式の押さえ板43bとハンドル43cとが備えられている。押さえ板43bは支持テーブル43に着脱自在であり、プールホッパ41の上部が通過し得るだけの穴43d(図5(a)参照)が空いていて、該ホッパ41のフランジ41aを押さえ付け、該ホッパ41の姿勢を安定させる(ホッパ41の傾きや回転を抑制する)ためのものである。ハンドル43cは支持テーブル43に前後一対設けられ、該支持テーブル43にセットした複数(図例では6つ)のホッパ41…41を該支持テーブル43ごと取り扱うためのものである。なお、ハンドル43cは支持テーブル43の中央部(例えば重心部)に1つだけ設けてもよい。
【0029】
このようにプールホッパ41を支持テーブル43を介して本体2に組み付けるようにしたのはおよそ次のような理由による。すなわち、一般に、組合せ計量装置において、プールホッパは、計量ホッパやその下の物品集合装置の上方に位置するから、組合せ計量装置全体の中で比較的高所にあり、かつ正面側から奥まった場所にある(2列目以降は特に)。しかも、ホッパ類は、計量精度を出すために多数備えられるから、例えば清掃時やメンテナンス時に、すべてのプールホッパを本体から取り外したり、また本体に取り付けたりするのが、思いのほか面倒で時間のかかる作業となる。かつ、作業者は足場のよくない脚立の上で作業を行う等、作業性が低く、作業負担が大きくなる。その結果、ホッパの向きを間違えて組み付ける等のミスが起こりやすい。
【0030】
そこで、このように多数のホッパを一括して支持するテーブルを採用し、プールホッパの着脱作業性を改善するようにしたのである。作業者は、脚立等を使って高所に上る前に、予め全ホッパ41…41を支持テーブル43にセットしておくことができる。よって、プールホッパ41…41のセットを気分的に落ち着いてすることができ、該ホッパ41の組付けミス等が少なくなる。そして、作業者は、ハンドル43c,43cを手に持ってテーブル43を持ち上げ、フレーム2c,2c上に載置するだけで、多数のプールホッパ41…41をまとめて持ち上げ、一度に本体2に組み付けることができる。よって、比較的高所で奥まった場所にある多数のプールホッパ41…41を短時間のうちにすべて容易に組み付けることができる。この方式は、ホッパにフックやハンガを設ける方式よりも部品点数が少なくコスト的に有利である。なお、図5には、左右3つ前後2列の計6つのプールホッパ41…41を一括支持する支持テーブル43を示したが、これに限らず、全10個のプールホッパを全部支持する支持テーブルでもよい。1つの支持テーブルに何個のプールホッパを支持するかは、重量やかさ高さ(取り扱い易さ)を勘案して決定すべきである。
【0031】
一方、計量ホッパ42は、図1に示すように、対応するプールホッパ41の直下に位置し、該プールホッパ41から落下された物品Xを確実に受け取る。計量ホッパ42は荷重検出器としてのロードセル45(図6参照)に支持されている。ロードセル45は本体2の内部に収蔵されている。計量ホッパ42の下部開口は駆動モータ46(図2参照)でゲート42b(図1及び図2参照)を揺動させることにより開閉される。なお、図8には、ゲート42bが開いた状態が示されている。
【0032】
この物品計量装置4には粘着性の大きい物品Xを確実に供給トラフ32から計量ホッパ42に送るための縦送り装置6が具備されている。この縦送り装置6は、図4に示すように、スクリュー式のフィーダ機構を利用したもので、プールホッパ41内で上下に延びるスクリュー部材61を含む。スクリュー部材61の螺旋羽根61aはプールホッパ41の内周面に近接している。螺旋羽根61aはプールホッパ41の高さ方向中間部にあり、該螺旋羽根61aとホッパ41の上部開口との間に上部空間USが、また該螺旋羽根61aとホッパ41の下部開口との間に下部空間DSがそれぞれ残されている。
【0033】
図1に示すように、左右の縦壁2b,2bの上部間にフレーム2dが水平に架設され、図2に示すように、該フレーム2dに前記スクリュー部材61の回転用モータ62…62が据え付けられて、該モータ62の出力軸62aにスクリュー部材61の軸61bの上端が連結されている。図4に矢印Aで示すように、スクリュー部材61が前記モータ62の駆動により軸61b周りに回転されると、供給トラフ32から前記穴34及び円筒部35を介してプールホッパ41に供給された物品Xは、いったん上部空間USに落ちた後、このスクリュー式フィーダ機構6により(特にその螺旋羽根61aの回転により)強制的に下方に送られ、下部空間DSに溜まる。そして、該下部空間DSに溜まった所定量の物品Xがゲート41bの開動作により計量ホッパ42に確実に補給される。
【0034】
なお、スクリュー部材61の軸61bは、ヒンジ61c(図4参照)で屈曲可能、モータ62との連結部61d(図2参照)で該モータ62から係脱可能に構成されており、これによりスクリュー部材61はプールホッパ41から容易に上方に抜き出すこと(計量装置1から取り外すこと)ができる。
【0035】
本実施形態においては、図4に示すように、さらに、前記スクリュー軸61bに攪拌棒63が組み付けられている。この攪拌棒63を設けた理由はおよそ次のようである。すなわち、納豆等の粘着性の大きい物品Xは、供給トラフ32からプールホッパ41への供給時に、スクリュー部材61の螺旋羽根61aの上に落ちるまでに、供給トラフ32の円筒部35やプールホッパ41の上部空間USにおいてブリッジ(詰まり)を起こすことがある。すると、いくらスクリュー部材61を回転させても、物品Xが螺旋羽根61aと接触していない以上は、該物品Xの下方への強制縦送りが達成されなくなる。一方、この問題に対処するために、上部空間USをなくして、螺旋羽根61aを上方まで延設し、穴34のすぐ下まで近接させると、物品Xを穴34の入り口のところで螺旋羽根61aで潰したり傷付けたりする損傷の問題が発生する。よって上部空間USは廃止できない。
【0036】
そこで、螺旋羽根61aの上方において攪拌棒63を取り付け、トラフ32から穴34を通って落ちてくる物品Xを該棒63でかき混ぜて、ブリッジの発生を防ぐようにしたのである。物品Xは攪拌されることにより、ほぐされ、ブリッジを起こすことなく穴34の中に沈み込んでいき、確実に螺旋羽根61aの上に落ちて、縦送りが実効を奏する。物品Xが攪拌棒63で押し潰されることもない。
【0037】
図4に示すように、本実施形態では、攪拌棒63は上下に延び、ブラケット64によりスクリュー軸61bに組み付けられている。攪拌棒63はスクリュー軸61bから水平方向に所定距離だけ離れて位置している。攪拌棒63の上端部は供給トラフ32の穴34を突き抜けて該トラフ32の底面より上方に突出している。一方、攪拌棒63の下端部は上部空間US内に突入して螺旋羽根61aの上方を臨んでいる。スクリュー軸61bがA方向に回転すると、攪拌棒63は該スクリュー軸61bと一体となって該軸61bの周囲を円を描くように回転運動をする。
【0038】
本実施形態においては、図4に示すように、さらに、プールホッパ41の下部空間DSの範囲に属する壁面がエンボス加工Emされている。このエンボス加工Emを施した理由はおよそ次のようである。すなわち、プールホッパ41に供給された物品Xは前記縦送り装置6で下方に送られ、所定量が下部空間DSにいったん溜められてから、下の計量ホッパ42が空になったときにプールホッパ41のゲート41bが開いて、下方に1塊となって落下排出される。一方、プールホッパ41の内周面は、全般的に、縦送り装置6の螺旋羽根61aとの間に隙間をなくすため(隙間があると物品Xを噛み込んで損傷させてしまう)、凹凸のない平坦な形状とされている。よって、下部空間DSの壁面もまた同様に平坦面であると、物品Xの付着が起こりやすく、その結果、物品Xの落下タイミングがずれて、物品Xをゲート41bで挟み込んだり、物品Xがホッパ41の外で飛散したりする。
【0039】
そこで、下部空間DSの周囲の壁面を平坦面とせず、凹凸を形成し(凹凸を形成する1つの方策として本実施形態ではエンボス加工Emを採用しているに過ぎない)、下の計量ホッパ42が空になるまで一時溜め置かれる物品Xが、前記下部空間DSの範囲に属する縦壁面に付着することを低減するようにしたのである。この場合、下部空間DS以外の平坦な部分(螺旋羽根61aが近接するホッパ41の高さ方向中間部や上部空間USに属する部分)と、下部空間DSに属する凹凸のある部分とを別々に作製し、それらをあとで溶接等で接合して最終的にプールホッパ41に仕上げてもよい。しかし、本実施形態のように、ホッパ41をエンボス加工Emすると、そのように別部材同士を接合する手間が要らず、また接合部分から物品Xが漏れ出したり、ホッパ41が腐食したりする心配もないので好ましい。
【0040】
次に、本発明の特徴部分を構成する物品集合装置5を説明する。この物品集合装置5は、図7(a),(b)に示すように、左右一対の誘導部材51L,51Rを含む。誘導部材51L,51Rは計量ホッパ42…42の下方に位置し、図8に示すように、それぞれ正面視で所定の角度に傾いた傾斜面52L,52Rを有する。左の傾斜面52Lは上方ほど(すなわち計量ホッパ42に近づくほど)左に寄り、右の傾斜面52Rは上方ほど右に寄って、全体として、上方で広がり下方で狭まる形状である。この傾斜面52L,52R上に物品Xが落下すると、該物品Xは傾斜面52L,52Rに受け止められ、傾斜面52L,52Rに沿って下方に滑落するに伴い、横方向、特に左傾斜面52Lでは右方向、右傾斜面52Rでは左方向に水平移動する。
【0041】
誘導部材51L,51Rはガイド53,53(図2参照)で案内されながら水平方向に移動自在である。すなわち、図1に示すように、左右の支持壁2a,2a間に前後一対のレール2e,2eが水平に架設され、該レール2e,2eに各誘導部材51L,51Rに設けられたガイド53,53が摺動自在に嵌合している。なお、図2に示すように、左誘導部材51Lは正面側のガイド53に案内及び支持され、右誘導部材51Rは背面側のガイド53に案内及び支持される。もちろん、各誘導部材51L,51Rをより多くの点で案内及び支持してもよい。
【0042】
誘導部材51L,51Rを左右に移動させる移動手段として、本実施形態では、図7(a)に示すように、主・副2つのエアシリンダ56L,57L:56R,57Rが採用されている。各主シリンダ56L,56Rのピストンロッドは直接誘導部材51L,51Rに接続されて、該誘導部材51L,51Rを水平方向に押し引きする。各副シリンダ57L,57Rのピストンロッドは前記主シリンダ56L,56Rを組み付けた連結板56a,56aに接続されて、該連結板56a,56a及び主シリンダ56L,56Rを介して誘導部材51L,51Rを水平方向に押し引きする。
【0043】
各シリンダ56L,57L:56R,57Rはオンのときにロッドが突出し、オフのときにロッドが後退する(図12参照)。本実施形態では、左右いずれも、主・副のシリンダ56L,57L:56R,57Rは直列に作用するが、図1に示すように、計量装置1の左右方向のサイズのコンパクト化のため、主・副のシリンダ56L,57L:56R,57Rの配置は並列である。そして、主シリンダ56L,56Rではオンのときに誘導部材51L,51R同士が近接し、副シリンダ57L,57Rではオフのときに誘導部材51L,51R同士が近接する。図2に示すように、副シリンダ57L,57Rは本体2の正面壁に組み付けられている。また主シリンダ56L,56Rを適宜部材で案内及び支持するようにしてもよい。
【0044】
図7(b)に示すように、左右の誘導部材51L,51Rは同形状であり、傾斜面52L,52R同士が対向するように配置されている。各誘導部材51L,51Rは、前記の左右の傾斜面52L,52Rの他、前面及び背面も、上方で広がり下方で狭まる形状の傾斜面とされている。各誘導部材51L,51Rの上部開口は、5つ×2列の計量ホッパ42…42のいずれから物品Xが落下しても受け止めることができるように広く大きい。一方、各誘導部材51L,51Rの下部開口は、そのように計量ホッパ42…42から落下した物品X…Xを寄せ集めることができるように狭く小さい。
【0045】
図7(b)に示すように、左誘導部材51Lの前面は左右に長く背面は短い。一方、右誘導部材51Rの前面は左右に短く背面は長い。そして、左誘導部材51Lの右面と右誘導部材51Rの左面とがいずれも開放して、図9(b)及び図10(b)に示すように、それぞれ左右に短いほうの面が長いほうの面の上に重なって突入した状態で、左右の誘導部材51L,51R同士が係合し合っている。その結果、各誘導部材51L,51Rの左右の移動により、両誘導部材51L,51Rの上端部で形成される上部開口及び下端部で形成される下部開口(集合口:集合部)が左右方向に伸び縮みし、特に、図10(b)に示したように、両誘導部材51L,51R同士が最接近すると、下部開口は最も狭く小さくなる。
【0046】
図7(a),(b)に示すように、誘導部材51L,51Rの下方にはシャッタ54が備えられている。シャッタ54は左右のゲート部を有し、その間に開口部54aが形成されている。開口部54aは、両誘導部材51L,51R同士が最接近して最小となった誘導部材51L,51Rの下部開口とほぼ同じ大きさ(やや大きい大きさ)である。シャッタ54は、図2に示すように、本体2の正面壁に組み付けられたエアシリンダ58で連結板58aを介して左右に移動される。その結果、開口部54aの位置が、図7〜図10に示す右位置と、図11に示す左位置とに切り換えられる。つまり、エアシリンダ58は物品Xの振分用のシリンダである(図12参照)。この振分シリンダ58はオンのときにロッドが突出し、開口部54aが右移動する。一方、振分シリンダ58はオフのときにロッドが後退し、開口部54aが左移動する。
【0047】
図7(a)に示すように、シャッタ54の下方には左右一対のタイミングホッパ55L,55Rが備えられている。右のタイミングホッパ55Rは右位置に移動したときの開口部54aの直下方に位置し、左のタイミングホッパ55Lは左位置に移動したときの開口部54aの直下方に位置している。両タイミングホッパ55L,55Rの下方には単一のゲート55Gが備えられ、該ゲート55Gを前後あるいは左右に水平移動させることにより両タイミングホッパ55L,55Rの下部開口を同時に開閉するアクチュエータ(例えばソレノイド)59が図2に示すように本体2の正面壁に組み付けられている。アクチュエータ59は例えばオンのときにタイミングホッパ55L,55Rを閉じ、オフのときにタイミングホッパ55L,55Rを開く(図12参照)。
【0048】
図1に示すように、タイミングホッパ55L,55Rの下方を搬送ベルトCが水平に走っており、該ベルトCにより2つ1組のトレイT,Tが順に間欠移動して、左右のタイミングホッパ55L,55Rの直下で停止する。この状態で、両タイミングホッパ55L,55Rの下部開口が同時に開くことにより、両ホッパ55L,55Rに収容されていた物品X,Xが同時に2つのトレイT,Tに投入される。
【0049】
図6に示すように、この組合せ計量装置1に搭載されたコントロールユニット100は、ロードセル45…45からの計量信号を入力し、組合せ演算の結果に応じて、前記加振器33、各駆動モータ44,46,62、エアシリンダ56L,57L,56R,57R,58、及びアクチュエータ59を制御する。次に、この組合せ計量装置1の具体的動作の1例を図12のタイムチャートを参照して説明する。
【0050】
図12において横軸の時刻t1〜t1間が1サイクル動作である。この1サイクル動作の間に、最初空であった2つのタイミングホッパ55L,55Rにそれぞれ計量済みの物品X,Xが収容されて各トレイT,Tに投入される。すなわち、まず時刻t1では、図7に示すように、左右の誘導部材51L,51Rは最も離反している(初期位置)。左右いずれも、主シリンダ56L,56Rは後退し、副シリンダ57L,57Rは突出している。その結果、図8に示すように、傾斜面52L,52Rの上端部は最も外側のホッパ(最も左側のホッパ及び最も右側のホッパ)42,42の下方まで左右に移動している。振分シリンダ58は突出し、図7に示すように、シャッタ54の開口部54aは右位置にある(右タイミングホッパ55Rの直上方にある)。各ホッパ42,55L,55Rのゲート42b,55Gは閉じている。
【0051】
次の時刻t2〜t3の間、図8に示したように、組合せ演算で選択された計量ホッパ42…42が開き、物品X…Xが落下される(図8では便宜上すべてのホッパ42…42が開いた場合を示してある)。次の時刻t4〜t5の間、左右の誘導部材51L,51Rが水平移動して相互に近接する。左右の主シリンダ56L,56Rは後退から突出し、また左の副シリンダ57Lは突出から後退する。ただし右の副シリンダ57Rは突出のままである。その結果、左誘導部材51Lは副シリンダ57Lが駆動する分だけ右誘導部材51Rより長い距離を速い速度で動く。それゆえ、図10に示すように、狭く小さくなった両誘導部材51L,51Rの下部開口が右位置にあるシャッタ開口部54aの直上方に形成され、傾斜面52L,52Rを滑落した物品X…Xは該開口部54aを介して右タイミングホッパ55Rに集合されて収容される。
【0052】
この時刻t4〜t5の間のある時刻における状態を図9に示す。最も左側の計量ホッパ42から落下した物品Xが左傾斜面52Lで受け止められて該傾斜面52L上を右下方向に斜めに滑落している。また、最も右側の計量ホッパ42から落下した物品Xが右傾斜面52Rで受け止められて該傾斜面52R上を左下方向に斜めに滑落している。これらの滑落方向は、シャッタ開口部54aの方向、あるいは右タイミングホッパ55Rの方向である。同時に、左傾斜面52Lは右方向に移動中であり、右傾斜面52Rは左方向に移動中である。これらの移動方向もまた、シャッタ開口部54aの方向、あるいは右タイミングホッパ55Rの方向である。よって、各物品X,Xは、自身の滑落により右タイミングホッパ55Rに向けて横移動すると同時に、傾斜面52L,52Rの移動により右タイミングホッパ55Rに向けて搬送されている。この時刻よりさらに時間が経過すれば、左から2番目の物品Xも左傾斜面52L上を滑落しかつ左傾斜面52Lで搬送されるようになるであろう。ホッパ42…42の配置によっては、右から2番目の物品Xあるいは真中の物品Xも右傾斜面52R又は左傾斜面52Lに受け止められて滑落しかつ右傾斜面52R又は左傾斜面52Lで搬送されるようになるであろう。
【0053】
次の時刻t6〜t7の間、左右の誘導部材51L,51Rが水平移動して相互に離反する。左右の主シリンダ56L,56Rは突出から後退し、また左の副シリンダ57Lは後退から突出する。右の副シリンダ57Rはやはり駆動しない。これにより、左右の誘導部材51L,51Rは、再び図7に示す初期位置に戻る。ただし、この時刻t6〜t7の間、振分シリンダ58が突出から後退に切り換わり、シャッタ開口部54aが、図11に示すように、左タイミングホッパ55Lの直上方に移動する。
【0054】
次の時刻t8〜t9の間、前述と同様、組合せ演算で選択された計量ホッパ42…42が開き、物品X…Xが落下される。次の時刻t10〜t11の間、左右の誘導部材51L,51Rが水平移動して相互に近接する。ただし、今度は、図11に示すように、前回とは逆に、左右の主シリンダ56L,56Rは後退から突出するが、右の副シリンダ57Rが突出から後退に切り換わり、左の副シリンダ57Lは突出のままである。その結果、右誘導部材51Rは副シリンダ57Rが駆動する分だけ左誘導部材51Lより長い距離を速い速度で動く。それゆえ、狭く小さくなった両誘導部材51L,51Rの下部開口が左位置にあるシャッタ開口部54aの直上方に形成され、傾斜面52L,52Rを滑落した物品X…Xは該開口部54aを介して左タイミングホッパ55Lに集合されて収容される。
【0055】
この時刻t10〜t11の間も、前述に準じて、最も右側の計量ホッパ42から落下した物品Xが右傾斜面52Rで受け止められて該傾斜面52R上を左下方向に斜めに滑落する。また、最も左側の計量ホッパ42から落下した物品Xが左傾斜面52Lで受け止められて該傾斜面52L上を右下方向に斜めに滑落する。これらの滑落方向は、シャッタ開口部54aの方向、あるいは左タイミングホッパ55Lの方向である。と同時に、右傾斜面52Rは左方向に移動し、左傾斜面52Lは右方向に移動する。これらの移動方向もまた、シャッタ開口部54aの方向、あるいは左タイミングホッパ55RLの方向である。よって、各物品X,Xは、自身の滑落により左タイミングホッパ55Lに向けて横移動すると同時に、傾斜面52R,52Lの移動により左タイミングホッパ55Lに向けて搬送される。
【0056】
次の時刻t12〜t1の間、再び左右の誘導部材51L,51Rが水平移動して相互に離反する。左右の主シリンダ56L,56Rは突出から後退し、また右の副シリンダ57Rは後退から突出する。これにより、左右の誘導部材51L,51Rは、再び図7に示す初期位置に戻る。ただし、この時刻t12〜t1の間、振分シリンダ58が後退から突出に切り換わり、シャッタ開口部54aが、図7〜図10に示すように、再び右タイミングホッパ55Rの直上方に移動する。併せて、この時刻t12〜t1の間、アクチュエータ59により左右両タイミングホッパ55R,55Lが開かれて、前述したように、両ホッパ55R,55Lに収容された物品X,Xが同時に下方の2つのトレイT1,T2に投入される(図11参照)。以上でこの組合せ計量装置1の1サイクル動作が終了し、次に両タイミングホッパ55R,55Lが開かれるまでの間に、搬送ベルトCが間欠移動して、次の1組のトレイT1,T2がタイミングホッパ55R,55Lの直下方で待機する。
【0057】
このように、計量ホッパ42…42から排出された落下中の物品X…Xは、誘導部材51L,51Rの傾斜面52L,52Rで集合部54a(あるいはタイミングホッパ55R又は55L)へ向けて滑落しながら、同じく誘導部材51L,51Rの移動によって集合部54a(55R,55L)へ向けて搬送される。したがって、物品Xが滑落すべき距離が短くて済み、傾斜面52L,52Rの長さ、誘導部材51L,51Rの高さ、物品集合装置5の高さ、組合せ計量装置1の全体の高さが短縮化される。また、物品Xの滑落距離が短くなる分、物品Xがタイミングホッパ55R,55Lに集合するのに要する時間(時刻t2〜t5〜t6又は時刻t8〜t11〜t12)が短縮化され、組合せ計量装置1の処理能力が向上する(組合せ計量装置1の1サイクル動作t1〜t1が短くなる)。さらに、物品Xの滑落距離が短くなる分、物品Xの破損や割れ・欠けが少なくなり、物品Xの商品価値を損ねる懸念が少なくなる。
【0058】
また、誘導部材51L,51Rは従来の集合シュートと類似の構造であり、この物品集合装置5では、ことさら複雑な機構の搬送コンベアや搬送板のような部材を用いていない。その結果、物品Xをコンベア裏面に挟み込んで衛生面・清掃面でトラブルが発生したり、物品Xをガイド面と搬送板との間に噛み込んで計量精度面・清掃面及び商品性の面でトラブルが発生したりすることがない。
【0059】
また、複数の誘導部材51L及び51Rをともに移動させることによって、例えば、いずれか一方の誘導部材51L又は51Rのみを移動させる場合に比べて、物品Xが滑落すべき距離がより一層短くて済み、結果として、傾斜面52L,52Rの長さ、誘導部材51L,51Rの高さ、物品集合装置5の高さ、組合せ計量装置1の全体の高さのより一層の短縮化、及び処理能力のより一層の向上が図られる。また、複数の誘導部材51L,51Rを備えることにより、集合部54aの位置が複数のホッパ42…42の列に対して左右いずれかに偏らず、ほぼ左右方向の中央部に位置させることができる(タイミングホッパ55L,55Rが計量装置1の左右方向の中央部に配置される)。
【0060】
さらに、複数の誘導部材51L,51Rをそれぞれ他と独立して個別に専用の駆動源56L,57L:56R,57Lで移動させるから、各誘導部材51L,51Rを、対応する上方の計量ホッパ42…42からの物品X…Xの落下のタイミングにそれぞれ同期させて移動させることができ、物品X…Xを傾斜面52L,52Rで受け損ねるようなことが回避される。
【0061】
また、シャッタ54を左右に移動させて複数のタイミングホッパ55R,55Lのうちのいずれか一方(特定の集合部)に物品X…Xを集合させるから、物品集合装置5の動作が画一的とならず、前述した動作例のように、物品X…Xを左右のタイミングホッパ55R,55Lに順次集合させていく、というような柔軟性のある物品集合装置の動作パターンが実現する。
【0062】
なお、計量ホッパ42…42から排出された物品X…Xが誘導部材51L,51Rの下端部(下部開口)まで滑落あるいは落下するまでの間に、誘導部材51L,51Rが、図7に示す最も左右に離反した初期位置から(このとき誘導部材51L,51Rの上端部(上部開口)は最も外側のホッパ42,42の直下方にある)、図10や図11に示す最も近接した位置まで(このとき誘導部材51L,51Rの下端部(下部開口)は左右のタイミングホッパ55L又は55Rの直上方にある)、移動するようなときは、シャッタ54を省略することが可能となる。すなわち、シャッタ54の開口部54aを挟む左右のゲート部は、物品投入対象でないタイミングホッパ55L又は55Rの上部開口を閉塞して該ホッパ55L又は55Rに物品Xが誤って投入されることを防ぐものである。よって、誘導部材51L,51R同士が再接近し、最も狭く小さくなった下部開口(集合部)が物品投入対象であるタイミングホッパ55L又は55Rの直上方に出来上がるよりも時間的に以前に、上方のホッパ42…42から落下した物品X…Xが誘導部材51L,51Rの下部開口へ到達する心配がないようなときは、シャッタ54の開口部54aも左右のゲート部も不要となる。この場合、タイミングホッパ55L又は55Rの直上方で最も狭く小さくなった下部開口がそのまま集合部を構成する。
【0063】
一方、前記のようにシャッタ54を備えていると、誘導部材51L,51Rの移動にかかる時間が、誘導部材51L,51Rの高さに束縛されることがない。換言すれば、誘導部材51L,51Rの下端部によって集合部が形成されるタイミングが、物品Xがシャッタ54のゲート部に到達するタイミングより遅れても構わない。したがって、誘導部材51L,51Rの移動速度をあまり気にすることなく誘導部材51L,51Rの高さを低くすることができる。
【0064】
[第2の実施の形態]
図13に示すように、タイミングホッパを3つ、あるいはそれ以上設けてもよい。図例では、3つのタイミングホッパ55A,55B,55Cを左右に並列させ、シャッタ54(又は開口部54a)の移動位置(前述したようにシャッタ54はなくてもよい)、及び傾斜面52L,52R同士の最接近位置(又は集合部54a)を、それに応じて3段階に切り換える。このように、物品X…Xを集合させる集合部を多段階に切り換えることにより、物品集合装置5の動作パターンがますます柔軟性に富むようになる。例えば、この場合、図13(a)に示す左端のタイミングホッパ55Aには不良品を集合させ、図13(b)に示す真中のタイミングホッパ55Bには一方のトレイに投入する正常品を集合させ、図13(c)に示す右端のタイミングホッパ55Cにはもう一方のトレイに投入する正常品を集合させる。これにより物品集合装置5の振分機能はますます充実する。しかも、そのような振分機能が物品集合装置5の動作によって(ソフト面で)実現され、ことさら振分専用装置(ハード)を物品集合装置5と別に設けるようなことをしないから、組合せ計量装置1のコンパクトさが阻害されることがない。
【0065】
[第3の実施の形態]
図14に示すように、本発明は、ホッパ42…42が円形配置型の組合せ計量装置に適用することも可能である。滑り台のような誘導部材51が各計量ホッパ42毎に備えられている。シャッタ54の中心部に開口部54aが形成され、物品の落下時には、各滑り台51…51を各ホッパ42…42の下方位置から前記開口部54aに向けて鎖線で示すように水平移動させる。この円形配置型計量装置と、前記図1に示したような直線配置型計量装置1とを比較すると、円形配置型計量装置では、ホッパ42の下方位置から集合部54aへ向かう方向が各ホッパ42で異なるのに対し、直線配置型計量装置では、それが一直線上に揃うので、誘導部材51の移動が簡単となり、移動手段としてのエアシリンダ56L,56R,57L,57R等の配置が複雑化しないという利点がある。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のホッパから物品を落下させて下方の集合部に集合させる組合せ計量装置において、物品集合装置ひいては組合せ計量装置の高さを抑制し、かつ処理能力の向上を図ることができる。本発明は、ホッパが直線配置型又は円形配置型を問わず、組合せ計量装置一般への幅広い適用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る組合せ計量装置の正面図である。
【図2】図1のア−ア線に沿う縦断面図である。
【図3】図2のイ−イ線に沿う平断面図である。
【図4】縦送り装置の構成を示すプールホッパ周辺の縦断面図である。
【図5】プールホッパの支持テーブルの構成を示す、(a)は一部切欠きの部分平面図、(b)は正面図である。
【図6】前記組合せ計量装置の制御システム図である。
【図7】同計量装置に備えられた物品集合装置の誘導部材が最も離反した初期位置にある状態を示す、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図8】次に、計量ホッパのゲートが開いた状態を示す正面図である。
【図9】次に、誘導部材が右タイミングホッパに向けて近接移動中の状態を示す、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図10】次に、誘導部材が右タイミングホッパ上で最も近接した状態を示す、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図11】一方、誘導部材が左タイミングホッパ上で最も近接した状態を示す正面図である。
【図12】前記組合せ計量装置の具体的動作の1例を示すタイムチャートである。
【図13】本発明の第2の実施の形態に係る組合せ計量装置に備えられた物品集合装置の3つの動作パターンを示す正面図である。
【図14】本発明の第3の実施の形態に係る組合せ計量装置に備えられた物品集合装置の動作を示す平面図である。
【図15】従来の集合シュートを採用した直線配置型計量装置の動作図である。
【図16】従来の集合シュートを採用した円形配置型計量装置の動作図である。
【図17】発明が解決しようとする課題の所在を説明する正面図である。
【符号の説明】
1 組合せ計量装置
5 物品集合装置
42 計量ホッパ
51L,51R 誘導部材(誘導手段)
52L,52R 傾斜面
54a シャッタの開口部(集合部)
56L,56R,57L,57R エアシリンダ(移動手段)
Claims (5)
- 複数のホッパ内の物品の重量又は個数を組み合せ、該組合せにより選択されたホッパから物品を落下させて下方の集合部に集合させる組合せ計量装置であって、前記ホッパから落下した物品を前記集合部に向けて滑落させる傾斜面を有する誘導手段と、該誘導手段を前記物品の落下時に前記集合部から遠い位置にあるホッパの下方位置から前記集合部に向けて移動させる移動手段とを備えることを特徴とする組合せ計量装置。
- 前記誘導手段は複数備えられ、前記移動手段は前記各誘導手段をそれぞれ独立して移動させることを特徴とする請求項1に記載の組合せ計量装置。
- 前記集合部は複数備えられ、前記移動手段は前記誘導手段をいずれか1の特定の集合部に向けて移動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の組合せ計量装置。
- 前記特定集合部は切換可能であることを特徴とする請求項3に記載の組合せ計量装置。
- 前記複数のホッパは直線状に並んでいることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の組合せ計量装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002172600A JP2004020259A (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | 組合せ計量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010197128A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Yamato Scale Co Ltd | 集合ホッパ装置 |
CN111693129A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 株式会社石田 | 组合计量装置及组合计量装置用台架 |
-
2002
- 2002-06-13 JP JP2002172600A patent/JP2004020259A/ja active Pending
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JP2010197128A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Yamato Scale Co Ltd | 集合ホッパ装置 |
CN111693129A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 株式会社石田 | 组合计量装置及组合计量装置用台架 |
CN111693129B (zh) * | 2019-03-12 | 2023-12-22 | 株式会社石田 | 组合计量装置及组合计量装置用台架 |
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