JP6180336B2 - ホッパ及びそれを用いた組合せ秤 - Google Patents

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Description

本発明は、組合せ秤に用いられるホッパ及びそれを用いた組合せ秤に関する。
従来、組合せ秤では、合計重量が所定重量範囲内となる被計量物の組合せを選択するために、例えば、複数のホッパが用いられている。
このような組合せ秤では、例えば、被計量物を先端方向へ送り出して先端から落下させる複数の直進フィーダと、各々の直進フィーダの先端から落下する被計量物が供給され、一時保持した後、下方へ排出するための複数の供給ホッパと、各々の供給ホッパから排出される被計量物が供給され、一時保持した後、下方へ排出するための複数の計量ホッパと、各々の計量ホッパに保持されている被計量物の重量を計量する複数の重量センサと、計量ホッパから排出される被計量物を集合させて下端の排出口から排出する集合シュートとが備えられている。
このような組合せ秤に用いられる供給ホッパ及び計量ホッパの構成については、例えば特許文献1〜3に記載されている。
特開2005−221272号公報 特開2003−14529号公報 実開昭59−175135号公報
組合せ秤の供給ホッパ及び計量ホッパ等のホッパは、特許文献1、2に記載のように、筒状のホッパ本体と単一の排出ゲートとで構成されるものの他、筒状のホッパ本体と一対の排出ゲートとで構成されるものがある。
いずれの場合も、予期せぬタイミングで被計量物がホッパへ落下したときには、ホッパ本体と単一の排出ゲートとの間、あるいは、一対の排出ゲートの間に、被計量物が噛み込まれる(挟まれること)ことがある。また、計量速度を速くするためにゲート開閉時間を短くした場合や、被計量物がホッパの内壁との摩擦でホッパ内から排出される時間が長くなった場合に、被計量物が噛み込まれることがある。また、被計量物が長尺物の場合にも被計量物が噛み込まれることがある。このような被計量物の噛み込みが発生した場合には、被計量物を損傷させたり、ホッパにダメージを与えることがある。また、被計量物が噛み込まれた状態で排出ゲートが完全に閉まらず、隙間から被計量物が漏れるという問題もある。
また、特許文献3に記載のホッパでは、ゲートが、排出口の開口部より小さな基板と、その左右両側辺部及び下辺部に装着されたU字形の可撓板とからなり、排出口の閉時に可撓板の周縁部が排出口の左右の内側面及び内底面に密接するように構成されている。そのため、冷凍食品を計量する場合に、ホッパの排出口周辺に氷が付着していても可撓板が変形することにより、ゲートを正規の位置まで閉動することができる。しかし、排出口の閉時に可撓板が排出口の左右の内側面に密接するように構成されているため、排出口の閉時に加え、ゲートの開閉動作の途中にも、可撓板が排出口の左右の内側面と接触することになり、可撓板の損耗が著しいという問題がある。また、可撓板がU字形をしているため、その取付構造も複雑になるという問題もある。
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、簡単かつ耐久性を備えた構造で、排出ゲートを閉じたときに被計量物の噛み込みが発生した場合でも、被計量物の損傷を低減できるとともに、ホッパへ与えるダメージを低減し、被計量物の漏れを防止することができるホッパ及びそれを用いた組合せ秤を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明のある形態(aspect)に係るホッパは、合計重量が所定重量範囲内となる被計量物の組合せを順次求めて、その組合せの被計量物を順次排出するよう構成された組合せ秤に用いられるホッパであって、上部開口部及び下部開口部を有し、前記上部開口部を通じて前記組合せの対象となる予定の被計量物が供給される筒状のホッパ本体と、前記ホッパ本体に水平軸まわりに回動自在に取り付けられ、前記ホッパ本体の前記下部開口部を開閉するための単一または一対の排出ゲートとを備え、前記排出ゲートは、前記ホッパ本体の前記下部開口部を開閉する平板部を有し、前記平板部の下端の端縁に沿って細長い切欠き部が設けられ、前記切欠き部を覆うように弾性部材が取り付けられて構成されている。
この構成によれば、排出ゲートの平板部の下端の端縁に沿う部分に切欠き部が設けられ、この切欠き部を覆うように弾性部材が取り付けられているので、例えば予期せぬタイミングで被計量物がホッパへ落下供給されること等により、排出ゲートの平板部で下部開口部を閉じたときに被計量物が単一の排出ゲートとホッパ本体との間または一対の排出ゲートの間に噛み込まれたとしても、弾性部材の変形によって被計量物の損傷を低減できるとともにホッパへ与えるダメージも低減できる。また、被計量物が噛み込まれた状態でも排出ゲートの閉じる動作を最後まで行うことができ、弾性部材の変形によって被計量物がホッパから漏れる隙間を無くすことができる。また、切欠き部は排出ゲートの平板部の下端の端縁に沿って細長く設けられるので、切欠き部及びそれを覆う弾性部材をそれぞれ長方形状とすることができ、簡単な構造にできる。そして、弾性部材を平板部の下端の端縁に沿った部分にのみ設ければよいので、弾性部材は、排出ゲートが閉じたときにのみホッパ本体あるいは他方の排出ゲートと接触し、排出ゲートの動作途中はホッパ本体と接触しない。よって、弾性部材の損耗を減らし、耐久性の向上を図ることができる。
前記切欠き部が長方形状であり、前記弾性部材が前記切欠き部の3辺に沿った前記平板部からなる前記切欠き部の周辺部をも覆う長方形状であり、前記平板部の外側の面との間に前記弾性部材を挟持するための押え板が設けられていてもよい。
前記弾性部材は、その下端から前記切欠き部の長手方向と直交する方向に延びる切れ目が複数設けられていてもよい。
本発明のある形態に係る組合せ秤は、被計量物を先端方向へ送り出して先端から落下させる複数の直進フィーダと、各々の前記直進フィーダの先端から落下する被計量物が供給され、一時保持した後、下方へ排出するための複数の供給ホッパと、各々の前記供給ホッパから排出される被計量物が供給され、一時保持した後、下方へ排出するための複数の計量ホッパと、各々の前記計量ホッパに保持されている被計量物の重量を計量する複数の重量センサとを備え、合計重量が所定重量範囲内となる被計量物の組合せを順次求めて、その組合せの被計量物を順次排出するよう構成された組合せ秤であって、前記供給ホッパ及び前記計量ホッパの各々が、上記本発明のある形態に係るホッパで構成されている。
この構成によれば、供給ホッパ及び計量ホッパの各々のホッパにおいて、上記本発明のある形態に係るホッパと同様の効果が得られる。また、被計量物がホッパから漏れることによる重量不良の発生等も防止できる。
本発明は、以上に説明した構成を有し、簡単かつ耐久性を備えた構造で、排出ゲートを閉じたときに被計量物の噛み込みが発生した場合でも、被計量物の損傷を低減できるとともに、ホッパへ与えるダメージを低減し、被計量物の漏れを防止することができるホッパ及びそれを用いた組合せ秤を提供することができるという効果を奏する。
本発明の実施形態のホッパを用いた組合せ秤の一例を示す概略模式図である。 本発明の実施形態のホッパの一例を斜め下方から見た図である。 (a)は図2のホッパの概略側面図であり、(b)は同ホッパの概略背面図であり、(c)は同ホッパを上から見た概略平面図である。 (a)は図2のホッパの排出ゲートのゲート板の背面図であり、(b)は同ゲート板の一方側から見た側面図であり、(c)は同ゲート板の他方側から見た側面図であり、(d)は同ゲート板を上から見た平面図である。 (a)、(b)、(c)は、それぞれ本発明の実施形態における第1、第2、第3変形例を示す図である。
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。
(実施形態)
図1は、本発明の実施形態のホッパを用いた組合せ秤の一例を示す概略模式図である。
この組合せ秤は、装置中央に配設されたセンター基体(ボディ)1の上部に、外部の供給装置(図示せず)から供給される被計量物を振動によって放射状に分散させる円錐形の分散フィーダ2が設けられている。分散フィーダ2の周囲には、分散フィーダ2から送られてきた被計量物を振動によって各供給ホッパ4に送り込むための複数の直進フィーダ3が設けられている。各直進フィーダ3の下方には、被計量物を一時保持して排出するための供給ホッパ4、計量ホッパ5がそれぞれ対応して設けられ、センター基体1の周囲に円状に配置されている。分散フィーダ2、直進フィーダ3、供給ホッパ4及び計量ホッパ5は、センター基体1に取り付けられている。直進フィーダ3の先端から落下排出される被計量物が供給ホッパ4に供給される。そして、供給ホッパ4から排出される被計量物が計量ホッパ5へ供給される。また、各計量ホッパ5には、計量ホッパ5内の被計量物の重量を計測するロードセル等の重量センサ6が取り付けられ、各重量センサ6による計測値は制御装置8へ出力される。
円状に列設された計量ホッパ5の下方には、略逆円錐状の集合シュート7が配設されている。この組合せ秤の下方には、包装機が配置されており、集合シュート7の下端の排出口から排出された被計量物は、包装機(図示せず)へ投入され、包装機で包装される。
制御装置8は、例えばマイクロコントローラ等によって構成され、組合せ秤の全体の動作制御を行うとともに、排出組合せを求める組合せ処理を順次行う。組合せ処理では、各重量センサ6により計測された各計量ホッパ5内の被計量物の重量に基づいて組合せ演算を行い、供給されている被計量物の合計重量(組合せ重量)が所定重量範囲内になる計量ホッパ5の組合せを1つ求めてそれを排出組合せに決める。
制御装置8は、排出組合せに選択されている計量ホッパ5の排出ゲートを開いて被計量物を排出させる。この排出された被計量物は集合シュート7を滑り落ちて包装機へ送出される。そして、空になった計量ホッパ5の上方の供給ホッパ4の排出ゲートを開いて被計量物を排出させ、同計量ホッパ5へ供給する。さらに、空になった供給ホッパ4に対応する直進フィーダ3を駆動させ、同供給ホッパ4へ被計量物を供給する。さらに、直進フィーダ3の駆動と同時に分散フィーダ2を駆動させて直進フィーダ3へ被計量物を供給する。制御装置8は、排出組合せを順次求め、排出組合せを求めるたびに以上の動作を行わせる。なお、制御装置8は、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。
次に、本実施形態のホッパが適用される供給ホッパ4及び計量ホッパ5について説明する。供給ホッパ4及び計量ホッパ5は、それぞれ、例えば、円101内に示すように、筒状のホッパ本体H1と単一の排出ゲートG1とを備えたホッパであってもよいし、円102内に示すように、筒状のホッパ本体H2と一対の排出ゲートG21、G22とを備えたホッパであってもよい。円101、102内では、それぞれのホッパの概略側面図を示している。
以下では、円101内に示すホッパの構成の一例について、図2〜図4を参照して詳細に説明する。図2は、本実施形態のホッパの一例を斜め下方から見た図である。図3(a)は、同ホッパの概略側面図であり、図3(b)は同ホッパの概略背面図であり、図3(c)は、同ホッパを上から見た概略平面図である。また、図4(a)は、同ホッパの排出ゲートのゲート板を背面側から見た図(図3(a)の矢印50の方向から見た図)であり、図4(b)は、図4(a)のゲート板を矢印51の方向から見た側面図であり、図4(c)は、図4(a)のゲート板を矢印52の方向から見た側面図であり、図4(d)は、図4(a)のゲート板を矢印53の方向から見た平面図である。なお、図3(a)、(b)、(c)については、各々を簡素化するために図示されていない要素(部材)もある。以下では、便宜上、図3(a)〜(c)に示すように、ホッパの前後左右を決めて説明する。
ホッパ本体H1は、図3(c)のように、4つの側壁11a〜11dが環状につながってなる筒体11を備え、筒体11の左右上端には上方から供給される被計量物が入りやすいように一対のガイド板12が設けられている。筒体11は、上方から供給される被計量物の受入口となる上部開口部A1と、被計量物を下方へ排出するための排出口となる下部開口部A2とが、側壁11a〜11dによって形成されている。また、筒体11の左右側面には、センター基体1にホッパを取り付けるための一対の支持部材13が固定されている。一対の支持部材13は、ホッパ本体H1の背面側へ延設され、水平に配設された3本の連結棒14〜16によって連結されている。3本のうち上方の2本の連結棒14,15が、センター基体1に設けられたホッパ取付部(図示せず)に支持されることによってホッパ全体が支持される。なお、計量ホッパ5の場合には、上記ホッパ取付部がセンター基体1内に固定された重量センサ6によって支持される。
排出ゲートG1は左右の連結部30を介して筒体11に回動自在に取り付けられている。すなわち、排出ゲートG1は左右の連結部30の軸を中心に回動する(水平軸まわりに回動する)。この排出ゲートG1は、ゲート板21と板状の弾性部材22とを備えている。
ゲート板21は、図4に示すように、コの字状に折り曲げられた金属板(例えばステンレス板)で構成され、平板部21Aとその左右の側板部21B,21Cとを備えている。左右の側板部21B,21Cには取付部23,24が固定されている。この2つの取付部23,24は背面側(後側)へ延設され、背面側の部分で連結棒25によって連結されている。
平板部21Aには、その下端の端縁に沿って細長い長方形状で所定幅Wの切欠き部21aが設けられている。この切欠き部21aの上部の近傍には、弾性部材22を固定するための2つのねじ26が溶接によって固設されている。なお、切欠き部21aの幅Wは被計量物の太さあるいは厚さより若干大きいことが好ましい。
弾性部材22は、例えば長方形のゴムシート(例えばウレタンゴムシート)で構成され、図2に示すように、長方形の切欠き部21aの3辺に沿った周辺部及び切欠き部21aを覆うようにして平板部21Aの外側の面に固定されている。この固定方法は特に限定されるものではないが、ここでは、金属製の押え板28を介して2つのねじ26にナット27を締めることによって、弾性部材22は平板部21Aの外側の面と押え板28との間に挟持され、固定されている。なお、弾性部材22及び押え板28には、それぞれ2つのねじ26を通すための2つの穴が設けられている。
このように下端に弾性部材22が設けられ、上部に2つの取付部23,24が設けられたゲート板21は、2つの取付部23,24とともに、各々連結部30を介して筒体11に回動自在に取り付けられている。ゲート板21が回動することにより、平板部21A及び弾性部材22によって、ホッパ本体H1の下部開口部A2の開閉がなされる。
次に、排出ゲートG1の開閉機構について説明する。
排出ゲートG1の一方の取付部23には、連結部35を介してリンク部材31の一端が回動自在に連結されている。そして、リンク部材31の他端が連結部36を介してリンク部材32の一端に回動自在に連結されている。
このリンク部材32は屈曲しており、第1片部32aと、第2片部32bと、第1片部32aと第2片部32bとの間で左右方向に延びた第3片部32cとで構成されている。第1片部32aの一端が連結部36でリンク部材31に連結され、第1片部32aの他端に駆動軸37が回動自在に挿入されている(図3(c)参照)。第1片部32aの他端には第3片部32cの一端が繋がっており、第3片部32cの他端に第2片部32bの一端が繋がっている。第2片部32bの他端は連結部38を介して左側の支持部材13に回動自在に取り付けられている。
駆動軸37の右端は、アーム部材41の一端に連結されており、アーム部材41の他端は連結部42を介して右側の支持部材13に回動自在に取り付けられている(図3(c)参照)。一方、駆動軸37の左端は、連結部43を介してリンク部材33の一端に回動自在に連結されている。
リンク部材33の他端は、連結部40を介してリンク部材34の一端に回動自在に連結されている。また、リンク部材34の他端は、連結部39を介して左側の支持部材13に回動自在に取り付けられている。
以上の構成により、排出ゲートG1の平板部21A及び弾性部材22によって下部開口部A2が閉じられている図3(a)〜(c)の状態から、図示しないアクチュエータ(モータ)等により、駆動軸37が上方へ持ち上げられることにより、連結部36が上昇し、排出ゲートG1が両側の連結部30の軸を中心に回動して開く(下部開口部A2は開放状態になる)。この排出ゲートG1が開いた状態から駆動軸37が下方へ引き下げられることにより、連結部36が下降し、排出ゲートG1が閉じて、図3(a)〜(c)の状態に戻る。ここで、リンク部材31及びリンク部材32等によってトグル機構が構成されており、排出ゲートG1が閉じたときにトグルがかかった状態となり、排出ゲートG1の閉状態を良好に維持できる。また、連結部40から内側へ延びる棒状のおもり44を設けていることにより、排出ゲートG1の閉状態をより良好に維持できる。
本実施形態では、排出ゲートG1の下端の端縁に沿った所定幅Wの端縁部分が弾性部材22で形成されているので、例えば予期せぬタイミングで被計量物がホッパへ落下供給されること等により、排出ゲートG1を閉じるときに被計量物が排出ゲートG1とホッパ本体H1との間に噛み込まれたとしても、弾性部材22の変形によって被計量物の損傷を低減できる。また、被計量物が噛み込まれた状態でもゲート板21は通常の閉じた状態まで回動して排出ゲートG1の閉じる動作を最後まで行うことができるので、ホッパ及びその開閉機構へのダメージも無く、故障の発生を防止できるとともに、弾性部材22の変形によって被計量物がホッパから漏れる隙間を無くすことができる。よって、ホッパ(供給ホッパ4及び計量ホッパ5)から被計量物が漏れることによる重量不良の発生を防止できる。
また、ゲート板21の切欠き部21aと、その部分を覆う弾性部材22とをそれぞれ長方形状にしているので、簡単な構造である。そして、弾性部材22が排出ゲートG1の下端の端縁に沿った部分にのみ設けられているので、弾性部材22は、排出ゲートG1が閉じたときにのみホッパ本体H1と接触し、排出ゲートG1の動作途中はホッパ本体H1と接触しない。よって、弾性部材22の損耗を減らし、耐久性の向上を図ることができる。
図5(a)、(b)、(c)は、それぞれ本実施形態における第1、第2、第3変形例を示す図である。
図5(a)に示す第1の変形例では、先述の弾性部材22の押え板28を、押え板28aに変更している。この押え板28aは、ゲート板21の平板部21Aとの間に、長方形の切欠き部21aの3辺に沿った部分の弾性部材22を挟むようにコの字状になっている。これにより、弾性部材22の厚みを薄くすることが可能となる。すなわち、厚みの薄い弾性部材22を用いることができ、これにより排出ゲートG1の先端部分が軽くなり、排出ゲートG1の支点周りの慣性モーメント量を小さくできる。よって、排出ゲートG1の開閉速度を速くすることが可能となり、計量能力の向上を図ることができる。
次に、図5(b)に示す第2の変形例では、弾性部材22及び押え板28の固定を、ねじ26とナット27等に代えて、カシメピン61を用いている。このカシメピン61は、例えば、ねじ26の場合と同様、ゲート板21の平板部21Aにスタッド溶接されており、平板部21A上に弾性部材22及び押え板28が載せられた状態でプレス台62に載せられて、上方からポンチ63で押圧されることによりカシメピン61の先端がかしめられて弾性部材22及び押え板28が固定される。これにより、ナット27及びワッシャ等が不要となり、排出ゲートG1の先端部分が軽くなり、排出ゲートG1の支点周りの慣性モーメント量を小さくできる。よって、排出ゲートG1の開閉速度を速くすることが可能となり、計量能力の向上を図ることができる。
次に、図5(c)に示す第3の変形例では、弾性部材22に、その下端から切欠き部21aの長手方向と直交する方向に延びる切れ目22aを複数設けている。この複数の切れ目22aは均等な間隔で設けられている。この場合、弾性部材22として、柔軟性がやや劣る部材や、厚みがやや厚い部材などを用いることも可能となり、弾性部材22として用いる部材の選択範囲がひろがる。
以上の3つの変形例はそれぞれ組み合わせることも可能である。
上記では、単一の排出ゲートG1を有するホッパについて説明したが、図1の円102内に示すように、一対の排出ゲートG21,G22を有するホッパの場合も、いずれか一方の排出ゲート(例えば排出ゲートG21)を、上記排出ゲートG1と同様に、排出ゲートG21の下端の端縁に沿った端縁部分を弾性部材22で形成することにより、同様の効果が得られる。この場合、被計量物の噛み込みは、一対の排出ゲートG21,G22の下端の間に被計量物が挟まれることにより発生する。
なお、被計量物としては、菓子類等の食品、ペットフード、樹脂ペレット、肥料、ビス、釘等、組合せ秤で計量可能な被計量物が挙げられる。
上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できる。
本発明は、簡単かつ耐久性を備えた構造で、排出ゲートを閉じたときに被計量物の噛み込みが発生した場合でも、被計量物の損傷を低減できるとともに、ホッパへ与えるダメージを低減し、被計量物の漏れを防止することができるホッパ及びそれを用いた組合せ秤等として有用である。
4 供給ホッパ
5 計量ホッパ
H1、H2 ホッパ本体
A1 上部開口部
A2 下部開口部
G1、G21、G22 排出ゲート
21 ゲート板
21A 平板部
21a 切欠き部
22 弾性部材
22a 切れ目
28,28a 押え板

Claims (4)

  1. 合計重量が所定重量範囲内となる被計量物の組合せを順次求めて、その組合せの被計量物を順次排出するよう構成された組合せ秤に用いられるホッパであって、
    上部開口部及び下部開口部を有し、前記上部開口部を通じて前記組合せの対象となる予定の被計量物が供給される筒状のホッパ本体と、
    前記ホッパ本体に水平軸まわりに回動自在に取り付けられ、前記ホッパ本体の前記下部開口部を開閉するための単一または一対の排出ゲートとを備え、
    前記排出ゲートは、
    前記ホッパ本体の前記下部開口部を開閉する平板部を有し、前記平板部の下端の端縁に沿って細長い切欠き部が設けられ、前記切欠き部を覆うように弾性部材が取り付けられて構成された、ホッパ。
  2. 前記切欠き部が長方形状であり、前記弾性部材が前記切欠き部の3辺に沿った前記平板部からなる前記切欠き部の周辺部をも覆う長方形状であり、
    前記平板部の外側の面との間に前記弾性部材を挟持するための押え板が設けられた、請求項1に記載のホッパ。
  3. 前記弾性部材は、その下端から前記切欠き部の長手方向と直交する方向に延びる切れ目が複数設けられている、請求項1または2に記載のホッパ。
  4. 被計量物を先端方向へ送り出して先端から落下させる複数の直進フィーダと、各々の前記直進フィーダの先端から落下する被計量物が供給され、一時保持した後、下方へ排出するための複数の供給ホッパと、各々の前記供給ホッパから排出される被計量物が供給され、一時保持した後、下方へ排出するための複数の計量ホッパと、各々の前記計量ホッパに保持されている被計量物の重量を計量する複数の重量センサとを備え、合計重量が所定重量範囲内となる被計量物の組合せを順次求めて、その組合せの被計量物を順次排出するよう構成された組合せ秤であって、
    前記供給ホッパ及び前記計量ホッパの各々が、請求項1〜3のいずれかに記載のホッパで構成された、組合せ秤。
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