(57)【要約】  計量ホッパへ投入される被計量物の偏りおよび計量ホッパ内の被計量物の重心高さの影響を最小限に抑えてより短時間で安定して計量を行うことができるパッカースケールを提供する。パッカースケールは、上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパ（２）と、軸状の荷重負荷部（３１）を有する第１〜第４のロードセル（３）と、第１〜第４のロードセル（３）の各荷重負荷部（３１）に計量ホッパ（２）を吊り下げ支持する第１〜第４の吊り下げ具（１０）と、を備え、計量ホッパ（２）は、平面視において方形である角筒状のホッパ本体（２０１）を有し、第１〜第４の吊り下げ具（１０）は、ホッパ本体（２０１）の上部かつ角筒の各角部近傍に取り付けられる。
2014083588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計量物を所定の重量ごとに袋詰めするためのパッカースケールであって、
上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパと、
軸状の荷重負荷部を有する第１〜第４のロードセルと、
前記第１〜第４のロードセルの各荷重負荷部に前記計量ホッパを吊り下げ支持する第１〜第４の吊り下げ具と、を備え、
前記計量ホッパは、平面視において方形である角筒状のホッパ本体を有し、
前記第１〜第４の吊り下げ具は、前記ホッパ本体の上部かつ前記角筒の各角部近傍に取り付けられる、パッカースケール。
【請求項２】
前記吊り下げ具は、
前記ロードセルの前記荷重負荷部に取り付ける第１部材と、
前記計量ホッパに固定される第２部材と、を備え、
前記第１部材は、所定の第１軸方向に設けられた第１孔と、前記第１軸に立体交差する第２軸方向に設けられた第２孔と、を有し、
前記第１部材は、前記第１孔に嵌合された第１ボールベアリングを介して前記ロードセルの前記荷重負荷部に相対回転可能に取り付けられ、
前記第２部材は、前記第１部材の前記第２孔に嵌合された第２ボールベアリングを介して前記第１部材に相対回転可能に取り付けられている、請求項１に記載のパッカースケール。
【請求項３】
前記第２軸は、前記第１軸に垂直な第１仮想平面および前記第１軸に平行な第２仮想平面のいずれにも含まれるような軸である、請求項２に記載のパッカースケール。
【請求項４】
前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間の中心間距離は、前記第１ボールベアリングの半径と前記第２ボールベアリングの半径との和より大きくかつ前記和の１．５倍以下である、請求項２または３に記載のパッカースケール。
【請求項５】
前記第１部材は、前記第１軸に垂直な第１面と前記第２軸に垂直な第２面とを有する、請求項２〜４の何れかに記載のパッカースケール。
【請求項６】
前記第２部材は、前記第２面に平行な取り付け面を有し、
前記回転軸は、前記取り付け面に垂直に取り付けられている、請求項５に記載のパッカースケール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体（洗剤、肥料等）、粒体（樹脂ペレット、穀物、飼料等）、液体などの被計量物を所定の目標重量に調整するとともに、袋等の容器に充填するパッカースケール(packer scale)に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成型加工原料となる樹脂ペレットを効率よく目標重量にひとまとめにして袋詰めするパッカースケールには、上方から被計量物が供給されることにより被計量物を計量して、計量後の被計量物を下方へ排出する計量ホッパが設けられている。このような計量ホッパは、計量ホッパ内に投入された被計量物の重量を計量ホッパごと計量するために、計量装置の作動時において計量装置本体に対してある程度の上下動が許容されなければならない。このため、計量ホッパは、一般的に、計量装置本体に取り付けられたロードセルに吊り下げ具を用いて吊り下げられている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
この際、袋等の容器に充填するためのパッカースケールにおいては、計量ホッパを安定的に保持し、計量精度のばらつきを抑えるために３つのロードセルに計量ホッパを吊り下げ支持する３点支持構造が採用されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８５７９６６号公報
【特許文献２】特開平２−３２２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、平面視において方形の計量ホッパにおいては、３点支持構造を採用すると、以下のような問題がある。方形の計量ホッパを３点で吊る場合、計量ホッパの重心は、３点を頂点とする三角形の重心に位置する。ここで、計量ホッパへ投入される被計量物は必ずしも計量ホッパの重心位置に落ちるとは限らない。そして、計量ホッパへ投入される被計量物が上記三角形の外側に落ちた場合、計量ホッパが大きく揺れてしまい、安定性が保てない。前述の通り、計量ホッパは吊り下げ支持されており、吊り下げ支持される位置と計量ホッパの重心位置とは高さ方向にずれている（重心高さが生じる）ため、重心高さの程度によっては、偏荷重による影響がより大きく表れてしまう場合も生じ得る。【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、計量ホッパへ投入される被計量物の偏りおよび計量ホッパ内の被計量物の重心高さの影響を最小限に抑えてより短時間で安定して計量を行うことができるパッカースケール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】
上記課題を解決するため、本発明に係るパッカースケールは、被計量物を所定の重量ごとに袋詰めするためのパッカースケールであって、上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパと、軸状の荷重負荷部を有する第１〜第４のロードセルと、前記第１〜第４のロードセルの各荷重負荷部に前記計量ホッパを吊り下げ支持する第１〜第４の吊り下げ具と、を備え、前記計量ホッパは、平面視において方形である角筒状のホッパ本体を有し、前記第１〜第４の吊り下げ具は、前記ホッパ本体の上部かつ前記角筒の各角部近傍に取り付けられるものである。【０００８】
上記構成によれば、計量ホッパが平面視において方形である角筒状のホッパ本体を有しており、当該ホッパ本体の上部かつ角筒の各角部近傍に、第１〜第４の吊り下げ具が取り付けられる。すなわち、計量ホッパが４つの吊り下げ具によって吊り下げ支持される。これにより、上記構成は、各吊り下げ具におけるモーメントが、従来の３点で吊り下げ支持される構成に比べて、大きくなる。すなわち、偏荷重により計量ホッパが水平状態から傾いた際に、元に戻ろうとする力を大きくすることができる。したがって、従来の構造に比べて計量ホッパ内に投入された被計量物に偏りが生じた場合に、より安定度を高くすることができる。【０００９】
前記吊り下げ具は、前記ロードセルの前記荷重負荷部に取り付ける第１部材と、前記計量ホッパに固定される第２部材と、を備え、前記第１部材は、所定の第１軸方向に設けられた第１孔と、前記第１軸に立体交差する第２軸方向に設けられた第２孔と、を有し、前記第１部材は、前記第１孔に嵌合された第１ボールベアリングを介して前記ロードセルの前記荷重負荷部に相対回転可能に取り付け可能に構成されており、前記第２部材は、前記第１部材の前記第２孔に嵌合された第２ボールベアリングを介して前記第１部材に相対回転可能に取り付けられていてもよい。【００１０】
上記構成によれば、ロードセルの荷重負荷部と吊り下げ具の第１部材とが第１ボールベアリングを介して荷重負荷部の軸回り（第１軸回り）に相対回転可能に取り付けられる。さらに、計量ホッパに固定される第２部材が第１軸と立体交差するような第２軸回りに相対回転可能に取り付けられる。これにより、計量ホッパに被計量物が投入された際に、その衝撃を吸収するように２つの軸回りに第１部材および第２部材が揺動し、計量ホッパを水平方向および鉛直方向に移動させることができる。また、衝撃による揺動は、計量ホッパおよび被計量物の自重によって迅速に抑制され、低摩擦の各ボールベアリングにより、第１部材および第２部材は、計量ホッパが最下点となる位置に速やかに復帰する。しかも、従来のように引っ掛け部材を用いていないため、被計量物の投入による衝撃によって計量ホッパおよび第２部材がロードセルおよび第１部材に対して飛び跳ねることがなく、ロードセルの荷重負荷部に取り付けられる第１部材が位置ずれを生じることもない。したがって、計量ホッパに加えられた衝撃を効率よく逃がしつつ短時間で安定化させることができる。これにより、計量精度を高めつつ短時間に計量を行うことができる。【００１１】
前記第２軸は、前記第１軸に垂直な第１仮想平面および前記第１軸に平行な第２仮想平面のいずれにも含まれる軸であってもよい。【００１２】
前記第１ボールベアリングと前記第２ボールベアリングとの間の中心間距離は、前記第１ボールベアリングの半径と前記第２ボールベアリングの半径との和より大きくかつ前記和の１．５倍以下であってもよい。これにより、衝撃による第１部材の揺れ幅が小さくなり、より短時間に計量ホッパを安定化させることができる。【００１３】
前記第１部材は、前記第１軸に垂直な第１面と前記第２軸に垂直な第２面とを有してもよい。これにより、ロードセルおよび第２部材との取り付け面が平面となり、省スペースかつ相対回転容易に構成することができる。【００１４】
さらに、前記第２部材は、前記第２面に平行な取り付け面を有し、前記回転軸は、前記取り付け面に垂直に取り付けられている。これにより、第２部材と第１部材との取り付けを容易かつ省スペースに構成することができる。【００１５】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記のように構成され、計量ホッパへ投入される被計量物の偏りおよび計量ホッパ内の被計量物の重心高さの影響を最小限に抑えてより短時間で安定して計量を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の第1実施形態に係るパッカースケールの概略構造を示す斜視図である。
【図２】図２は本発明の第１実施形態に係るパッカースケールを示す正面図である。
【図３】図３は図２に示すパッカースケールの側面図である。
【図４】図４は図２に示すパッカースケールの上面図（ＩＶ−ＩＶ視断面図）である。
【図５】図５は図２に示すパッカースケールにおける吊り下げ具の取り付け状態を示す正面図である。
【図６】図６は図２に示すパッカースケールにおける吊り下げ具の取り付け状態を示す側面図である。
【図７】図７は本発明の第２実施形態に係るパッカースケールを示す正面図である。
【図８】図８は図７に示すパッカースケールの側面図である。
【図９】図９は図７に示すパッカースケールの上面図（ＩＸ−ＩＸ視断面図）である。
【図１０】図１０は、図７に示すパッカースケールにおける吊り下げ具の構造を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図７に示すパッカースケールにおける吊り下げ具を示す分解斜視図である。
【図１２】図１２は、図７に示すパッカースケールにおける吊り下げ具の取り付け状態を示す正面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す吊り下げ具を側面（図１２におけるＸＩＩＩ方向）から視た図である。
【図１４】図１４は、本発明の４点支持構造の効果を説明するための概念図である。
【図１５】図１５は、従来の３点支持構造の課題を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態におけるパッカースケールの具体的な構成例について、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また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場合がある。また、以下の具体的な説明は、本発明におけるパッカースケールの特徴を例示しているに過ぎない。例えば、上記パッカースケールを特定した用語と同じ用語または相当する用語に適宜の参照符号を付して以下の具体例を説明する場合、当該具体的な構成要素は、これに対応する上記パッカースケールの構成要素の一例である。したがって、上記パッカースケールの特徴は、以下の具体的な説明によって限定されない。
【００１９】
＜本発明の概要＞
本発明は、被計量物を所定の目標重量に調整するとともに、袋等の容器に充填するパッカースケールにおいて、角筒形状の計量ホッパの各角部近傍に４点の吊り下げ具を取り付けて、対応する４つのロードセルに吊り下げる構造を有している。前述したように、従来のパッカースケールにおいては、例え計量ホッパが平面視において方形である角筒状に構成されていても、物理的に安定する３点で支持する構造が採用されていた。パッカースケールは、ホッパースケールに比べて、一般的にサイズが小さく秤量（目標重量）が小さいため、相対的に高い計量精度が求められる。このため、従来のパッカースケールにおいては、計量ホッパの分解能を高めるためにロードセルの数を少なく抑えつつ、計量ホッパを水平に安定保持させ易い構造として３点支持を採用していた。
【００２０】
なお、ホッパースケールは、粉粒体および液体などのばら物を被計量物として原料の受け入れ、払い出し、配合などを行うものである。また、ホッパースケールは、パッカースケールより大きな秤量が採用されることも多く、高い能力（計量速度および計量精度）は通常求められない。一方、パッカースケールにおいては、袋詰め速度を高めたり、袋詰めされた被計量物の重量ばらつきを抑えたりすることが要求され、それに応じて計量速度や計量精度の向上が常に求められる。
【００２１】
しかしながら、袋詰め速度を高めるために、計量ホッパへの投入速度を速めると、計量ホッパへ投入された被計量物が偏りを生じ易くなるとともに上述したように計量ホッパを３点で支持する構造では計量ホッパ内に投入された被計量物に偏りが生じた場合、バランスを崩し易いという問題が生じる。
【００２２】
そこで、本発明の発明者らは鋭意研究の末、パッカースケールにおいて通常採用されない４点支持構造をあえて採用することにより計量ホッパ内に投入された被計量物に偏りが生じた場合および計量ホッパ内の被計量物の重心高さの影響を最小限に抑えてバランスを崩し難くし、より短時間で安定して計量を行うことができるという知見を得た。本発明はこの知見に基づきなされたものである。
【００２３】
本発明の４点支持構造と従来の３点支持構造とを図１４および図１５に基づいて説明する。図１４および図１５には、計量ホッパ２，２Ｐを上から視たときの概念図が示されている。比較のため、図１４における計量ホッパ２と図１５における計量ホッパ２Ｐとは、同じ大きさ（同じ容量）であるとする。図１４に示すように、本発明の一実施形態における計量ホッパ２には、平面視において方形である角筒状のホッパ本体２０１の上部かつ角筒の各角部近傍に、第１〜第４の吊り下げ具１０が取り付けられる。一方、図１５に示すように従来の計量ホッパ２Ｐには、平面視において方形である角筒状のホッパ本体２０１Ｐの上部かつ角筒の４辺のうちの１辺の両端および当該１辺に対向する他の１辺の中央部に第１〜第３の吊り下げ具１０Ｐが取り付けられる。
【００２４】
図１４に示すような４点支持構造の場合、計量ホッパ２の重心位置は、４つの吊り下げ具１０を頂点とする四角形の重心（対角線の交点）Ｇとなる。また、図１５に示すような３点支持構造の場合、計量ホッパ２Ｐの重心位置は、３つの吊り下げ具１０Ｐを頂点とする三角形の重心（中線の交点）ＧＰとなる。このため、４点支持構造における重心Ｇから上記四角形の各辺までの距離Ｄは、３点支持構造における重心ＧＰから上記三角形の各辺までの距離ＤＰに比べて長くなる。したがって、４点支持構造における重心Ｇと各吊り下げ具１０との間の距離Ｌも３点支持構造における重心ＧＰと各吊り下げ具１０Ｐとの間の距離ＬＰに比べて長くなる。この結果、吊り下げ具１が取り付けられる位置から重心までの距離（重心高さ）が同じであれば４点支持構造の計量ホッパ２の吊り下げ具１０におけるモーメントが３点支持構造の計量ホッパ２Ｐの吊り下げ具１０Ｐにおけるモーメントより大きくなる。すなわち、４点支持構造を採用することにより、重心高さを変えることなく、偏荷重により計量ホッパが水平状態から傾いた際に、元に戻ろうとする力を大きくすることができる。したがって、４点支持構造の計量ホッパ２の方が３点支持構造の計量ホッパ２Ｐに比べて計量ホッパ内に投入された被計量物に偏りが生じた場合に、より安定度が高いといえる。
【００２５】
また、ホッパ本体２０１，２０１Ｐの角筒で構成される四角形（被計量物の投入面）のうち、吊り下げ具１０，１０Ｐを頂点とする四角形または三角形（図１４および図１５において斜線部で示される）の領域外に偏荷重が生じると、計量ホッパ２，２Ｐの重心Ｇ，ＧＰから大きく外れるため、計量ホッパ２，２Ｐが大きく揺れてしまう可能性がある。ここで、図１４および図１５において同じ大きさのホッパ本体２０１，２０１Ｐの角筒で構成される四角形のうち、吊り下げ具１０，１０Ｐを頂点とする四角形または三角形の領域外の面積は、図１５の場合（すなわち、３点構造の場合）の方が大きくなる。したがって、このことからも、４点支持構造の計量ホッパ２の方が３点支持構造の計量ホッパ２Ｐに比べて計量ホッパ内に投入された被計量物に偏りが生じた場合に、より安定度が高いといえる。
【００２６】
さらに、４点支持構造とすることにより、４つのロードセル（後述する図１の符号３）を用いて計量ホッパ２およびそれに投入された被計量物が計量されるため、３つのロードセルで計量ホッパを計量しなければならない３点支持構造に比べて、各ロードセルに小容量のものを用いることができる。また、３点支持構造に比べて被計量物が投入されてから計量可能となる安定状態までの時間を短く（各ロードセルの固有振動数を高く）することができ、計量精度の向上を図ることができる。
【００２７】
以下、本発明の構成についてより詳しく例示する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
まず、図１〜図４に示す第１実施形態のパッカースケールについて説明する。本実施形態におけるパッカースケールは、上方から落下して供給される被計量物を一時保持した後、下方へ排出する計量ホッパ２と、軸状の荷重負荷部３１を有する第１〜第４のロードセル３と、第１〜第４のロードセル３の各荷重負荷部３１に計量ホッパ２を吊り下げ支持する第１〜第４の吊り下げ具１０とを備えている。さらに、パッカースケールは、マイクロコントローラなどの制御装置（図示せず）を備え、第１〜第４のロードセル３の出力信号に基づいて計量ホッパ２内の被計量物の重量を算出する重量算出手段として機能する。
【００２９】
なお、図２および図３においては、計量ホッパ２の前方に位置する２つのロードセル３が図示されているが、図１および図４に示すように、計量ホッパ２の後方にも同様に２つのロードセル３が取り付けられており、計量ホッパ２は、計４つのロードセル２で吊り下げ保持されている。
【００３０】
計量ホッパ２は、平面視において方形である角筒状のホッパ本体２０１と、ホッパ本体２０１の底部をなし、当該底部が２つに分割されている第１および第２の排出ゲート２０２，２０３とを有している。第1および第２の排出ゲート２０２，２０３は、それぞれ、第１および第２ゲート回動軸２０４，２０５に適宜の固定手段により固定され、公知のトグル機構を用いたリンク部２０６，２０７を介してロータリアクチュエータ２０８に連結されている。これにより、第１および第２の排出ゲート２０２，２０３は、同時に開状態および閉状態となるように連動して開閉動作する。
【００３１】
第１〜第４のロードセル３は、計量ホッパ２の上方に設けられたロードセル台座３３に載置されている。ロードセル台座３３は、パッカースケールの枠体に固定されている。また、第１〜第４の吊り下げ具１０は、ホッパ本体２０１の上部かつ角筒の各角部近傍に取り付けられる。このために、ホッパ本体２０１の上部四隅にはフランジ部２１が固定されており、当該フランジ部２１に第１〜第４の吊り下げ具１０がそれぞれ取り付けられる。
【００３２】
なお、図１においては説明の便宜のためホッパ本体２０１にフランジ部２１が直接固定されている構成が示されているが、図２および図３に示すように、支持プレート連結部２１０を介してホッパ本体２０１の側方に固定された支持プレート２０９にフランジ部２１が固定されてもよい。
【００３３】
この場合、さらに、リンク部２０６，２０７およびロータリアクチュエータ２０８も支持プレート２０９に取り付けられる。ここで、ホッパ本体２０１と支持プレート２０９との間に隔壁２１１を設けることにより、計量ホッパ２を吊り下げ支持する構成（吊り下げ具１０およびロードセル３など）およびカットゲート２０２，２０３を駆動する構成（ロータリアクチュエータ２０８、リンク部２０６，２０７およびリンク部２０６，２０７と回動軸２０４，２０５との固定部など）をホッパ本体２０１（被計量物の流路）と分離することができる。これにより、計量ホッパ２の動作に伴って埃や潤滑油などの不純物の飛び散りが生じてもホッパ本体２０１内の被計量物に当該不純物が混入することを防止することができる。従来の計量ホッパを３点で支持する構造では、ホッパ本体の角筒を構成する４面のうち、吊り下げ具が位置する３面とも隔壁２１１を設ける必要がある。これに対して、本実施形態においては、計量ホッパ２を４点で支持する構造としているため、ホッパ本体２０１の角筒を構成する４面のうち、対向する２面について隔壁２１１を形成すればよい。したがって、本実施形態は、従来の３点支持構造に比べて容易にホッパ本体２０１への不純物の混入を防止できる構成とすることができる。
【００３４】
図５および６に示すように、本実施形態の各吊り下げ具１０は、ロードセル３に取り付けられる板状部材１３１と、一端部がホッパ本体２０１に固定されたフランジ部２１に固定され、他端部が板状部材１３１に引っ掛けられるよう鉤状に形成された引っ掛け部材１３３と、を有している。板状部材１３１には、ロードセル３の荷重負荷部３１を挿通するための第１孔１３１ａと、引っ掛け部材１３３を引っ掛けるための第２孔１３１ｂと、を有している。ロードセル３の荷重負荷部３１と板状部材１３１の第１孔１３１ａとは、計量精度を高めるために点接触となっている。
【００３５】
このため、ロードセル３の荷重負荷部３１において第１孔１３１ａに係合する箇所３１ａは、荷重負荷部３１の軸方向の他の箇所より小径かつ荷重負荷部３１の軸に対して垂直な方向から視て軸の半径方向に湾曲した形状に切り欠かれた構造を有するとともに、第１孔１３１ａも軸方向中央部が最も小径となるような形状を有している。引っ掛け部材１３３の下端部には、棒状体１３４が固定されている。棒状体１３４の下端部には、ねじ切り加工がされており、計量ホッパ２に固定されたフランジ部２１にボルトなどの締結部材２２を用いて棒状体１３４が固定される。
【００３６】
計量ホッパ２の上方には、当該計量ホッパ２へ被計量物を供給する投入シュート４０が設けられている。投入シュート４０は、鉛直方向に被計量物が通過する中空の円筒状の連通部４１と、連通部４１の下方において計量ホッパ２へ被計量物を投入するカットゲート４２とを備えている。
【００３７】
カットゲート４２は、サーボモータからの駆動軸４４により回動軸４３回りに回動可能に構成されている。カットゲート４２が回動軸４３回りに回動することにより、被計量物を投入する開状態と、計量ホッパ２への被計量物の投入を制限する閉状態とを切り換えられる（図３においてはカットゲート４２の閉状態を実線で表し、開状態を二点鎖線で表している）。
【００３８】
カットゲート４２の底面は、回動軸４３を中心とする円弧状に湾曲した形状を有している。当該底面は、回動軸４３の回動方向一端部の中央部に切り欠き４５が形成されている。これにより、連通部４１の開口部分を切り欠き４５を除いてカットゲート４２で塞ぐことにより、計量ホッパ２への投入量を少なくする小投入状態（図４に示すカットゲート４２の位置）とすることができる。
【００３９】
計量ホッパ２に被計量物を投入する際には、まず、カットゲート４２を所定の期間、開状態（全開）として、計量ホッパ２で計量する目標重量の被計量物の大部分（例えば約９８％）を投入する（大投入状態）。その後、第１〜第４のロードセル３で検出される被計量物の重量に基づいてカットゲート４２の位置を所定の期間、小投入状態に変化させることにより、計量ホッパ２に投入される被計量物の重量を目標重量に一致させる。
【００４０】
ここで、小投入状態においては、投入シュート４０の連通部４１の中心部からずれた位置において被計量物が計量ホッパ２へ投入される。本実施形態においては、小投入状態における被計量物の計量ホッパ２への投入位置がなるべく計量ホッパ２のホッパ本体２０１の中心位置に近くなるように投入シュート４０の連通部４１の中心位置を計量ホッパ２のホッパ本体２０１の中心位置に対してオフセットして配置している。しかし、小投入状態における計量ホッパ２への投入位置をホッパ本体２０１の中心位置に一致させてしまうと、大投入状態（カットゲート４２の全開時）において偏荷重が生じてしまうため、投入シュート４０の連通部４１の中心位置と小投入状態における投入位置との間に計量ホッパ２のホッパ本体２０１の中心位置が位置するように、投入シュート４０および計量ホッパ２が配置されている。
【００４１】
したがって、本実施形態のように、１つのカットゲート４２を用いた投入シュート４０から投入される被計量物により、計量ホッパ２には偏荷重が生じる場合がある。このような場合に、従来の３点支持構造においては、前述したように３点で構成される三角形の外側に被計量物が投入される可能性が高くなり、計量ホッパのバランスが崩れ易い。これに対し、本実施形態の４点支持構造においては、投入された被計量物に偏りが生じてもバランスを崩し難く安定度を高く保持することができる。
【００４２】
以上のように、上記構成によれば、計量ホッパ２において４点支持構造を採用することにより、計量ホッパ２内に投入された被計量物に偏りが生じた場合でもバランスを崩し難くし、より短時間で安定して計量を行うことができる。また、このような計量装置を吊り下げ具１が取り付けられる位置（荷重負荷部３１の高さ位置）から計量ホッパ２の重心までの距離（重心高さ）を変えることなく構成することができるため、設計の自由度が低下することもない。
【００４３】
なお、本発明は、１つのカットゲート４２を備えた投入シュート４０（シングルゲートタイプ）の代わりに、２つのカットゲートを備えた投入シュート（ダブルゲートタイプ）にも適用可能である。ダブルゲートタイプにおいて、小投入用の切り欠きを設ける場合においては、当該切り欠きが少なくとも何れか一方のカットゲートの先端中央部に設けられる。このようなダブルゲートタイプの投入シュートにおいては、小投入状態においても計量ホッパの比較的中央位置に被計量物を投入することができる。ただし、投入シュートの連通部内壁の摩擦力やダブルゲートを構成する２つのカットゲートの物理的構造の違いなどにより、被計量物の計量ホッパ２への投入位置は偏りが生じる場合があるため、このような投入シュートにおいても本発明の上記効果を奏し得る。また、何れのタイプにおいても小投入用の切り欠きを設けない構造のカットゲートを用いてもよい。
【００４４】
＜第２実施形態＞
次に、図７〜図９に示す第２実施形態のパッカースケールについて説明する。本実施形態において第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。本実施形態のパッカースケールにおいては、計量ホッパ２を吊り下げ支持する吊り下げ具１の構造が第１実施形態における吊り下げ具１０と異なっている。
【００４５】
吊り下げ具１０の構造について、図１０〜図１３を用いて説明する。図１０および図１１に示すように、本実施形態における吊り下げ具１は、第1部材１１および第２部材１２を備えている。
【００４６】
第１部材１１は、所定の第１軸Ｘ方向に設けられた第１孔１１ａと、第１軸Ｘに立体交差する第２軸Ｙ方向に設けられた第２孔１１ｂと、を有している。本実施形態においては、第２軸Ｙは、第１軸Ｘに垂直な第１仮想平面ＶＳ１および第１軸Ｘに平行な第２仮想平面ＶＳ２のいずれにも含まれるような軸である。すなわち、吊り下げ具１が計量装置へ取り付けられた状態の平面視において第１軸Ｘ（第１孔１１ａ）と第２軸Ｙ（第２孔１１ｂ）とは直交している。なお、第１軸Ｘと第２軸Ｙとは、計量装置に計量ホッパ２が吊り下げ具１を介して取り付けられた際に、計量ホッパ２が３次元的に揺動可能な限り、必ずしも直交していなくてよい。
【００４７】
本実施形態における第１部材１１は、平面視において第１孔１１ａと第２孔１１ｂとがオーバーラップする位置に設けられる。また、第１部材１１は、第１軸Ｘに垂直な第１面Ｓ１と第２軸Ｙに垂直な第２面Ｓ２とを有している。すなわち、本実施形態における第１部材１１は、２つの板状部が互いに垂直に組み合せられたような形状を有しており、各板状部にそれぞれ第１孔１１ａおよび第２孔１１ｂが設けられている。なお、第１部材１１は、一体成型により形成されてもよいし、２つの板状部材が組み合せられることにより形成されてもよい。さらに、第１部材１１の第１孔１１ａおよび第２孔１１ｂには、それぞれ第１ボールベアリング１３ａおよび第２ボールベアリング１３ｂが嵌合されている。
【００４８】
第２部材１２の一端部には、第１部材１１の第２面Ｓ２に平行な取り付け面Ｓ３が形成されており、取り付け面Ｓ３には、回転軸１４が取り付け面Ｓ３に垂直に設けられている。第２部材１２は、第１部材１１の第２孔１１ｂに嵌合された第２ボールベアリング１３ｂを介して第１部材１１に相対回転可能に取り付けられている。すなわち、第２部材１２の回転軸１４が第２ボールベアリング１３ｂに挿通されることにより、第２部材１２は、第１部材１１に対して回転軸１４の回りに相対回転可能に構成されている。ここで、第２ボールベアリング１３ｂの内径は、第２部材１２の回転軸１４の軸径に合わせて（回転軸１４が第２ボールベアリング１３ｂに挿通可能かつ径方向への遊びが最低限となるように）決められる。第１部材１１が第２軸Ｙに垂直な第２面Ｓ２を有することにより、第１部材１１と第２部材１２との取り付け面が平面となり、省スペースかつ相対回転容易に構成することができる。さらに、第２部材１２が第２面Ｓ２に平行な取り付け面Ｓ３を有し、かつ回転軸１４が取り付け面Ｓ３に垂直に取り付けられているため、第２部材１２と第１部材１１との取り付けをより容易かつ省スペースに構成することができる。
【００４９】
なお、本実施形態において、第２部材１２の取り付け面Ｓ３は、計量ホッパ取り付け部１２ａが設けられた基端部から第１部材１１の第２軸Ｙ方向両側へ延びている（取り付け面Ｓ３が略Ｕ字形状を有している）。しかし、本発明は、第２部材１２が第１部材１１に相対回転可能に取り付けられる限り、これに限られない。例えば、取り付け面Ｓ３が第１部材１１の第２軸Ｙ方向の一方側のみに設けられ、第１部材１１の第２軸Ｙ方向の他方側には、回転軸１４の抜けを防止する規制部材（ボルトなど）が回転軸１４に固定されることとしてもよい。
【００５０】
図１２および図１３に示すように、第２部材１２の他端部には、計量ホッパ２のホッパ本体２０１を固定するための計量ホッパ取り付け部１２ａが設けられている。計量ホッパ取り付け部１２ａには、ねじ切り加工がされており、計量ホッパ２のホッパ本体２０１に固定されたフランジ部２１にボルトなどの締結部材２２を用いて計量ホッパ取り付け部１２ａとフランジ部２１とが固定される。
【００５１】
また、第１部材１１は、第１孔１１ａに嵌合された第１ボールベアリング１３ａを介してロードセル３の軸状の荷重負荷部３１に相対回転可能に取り付け可能に構成されている。ここで、第１ボールベアリング１３ａの内径は、ロードセル３の荷重負荷部３１の軸径に合わせて（ロードセル３の荷重負荷部３１に対して第１ボールベアリング１３ａおよび第１部材１１が第１軸Ｘ方向に摺動可能かつ径方向への遊びが最低限となるように）決められる。ロードセル３は、計量装置本体（図示せず）に荷重負荷部３１の軸が水平方向に向いた状態で固定されている。すなわち、吊り下げ具１がロードセル３に取り付けられた状態で、第１軸Ｘは水平方向を向いている。荷重負荷部３１の先端部はねじ切り加工がされており、吊り下げ具１の取り付け時においては、ボルトなどの規制部材３２（図１２参照）によって第1部材１１の第１軸Ｘ方向への移動が規制される。前述の通り、第１部材１１が第１軸Ｘに垂直な第１面Ｓ１を有しているため、第１部材１１とロードセル３との取り付け面が平面となり、省スペースかつ相対回転容易に構成することができる。
【００５２】
このように、ロードセル３の荷重負荷部３１に第1部材１１が取り付けられ、第２部材１２に計量ホッパ２が固定されることにより、吊り下げ具１を介してロードセル３に計量ホッパ２が吊り下げられる。より具体的には、計量ホッパ２の四隅にフランジ部２１を設け、４つのロードセル３および４つフランジ部２１の間にそれぞれ吊り下げ具１を固定して、４つのロードセル３および４つの吊り下げ具１を用いて１つの計量ホッパ２を吊り下げ支持する。
【００５３】
ここで、パッカースケールにおいては、１袋あたりの充填量が例えば数１０ｋｇであるような重量物を計量する必要があるため、計量ホッパの大きさや強度確保のために計量ホッパ自体の重量も重いものが多く、例えば計量ホッパ自体の重量が５０ｋｇ以上あるものも存在する。
【００５４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の構造のように、ロードセルと計量ホッパとの間の自由度が小さいと、計量ホッパへの被計量物の投入による衝撃が計量に影響を与えてしまい、計量精度が悪化する。これに対して、上記第１実施形態の吊り下げ具１０においては、引っ掛け部材１３３、板状部材１３１およびロードセル３が互いに固定されておらず、ある程度の自由度を有する構造となっているため、計量ホッパへの被計量物の投入による衝撃はある程度緩和される。ただし、計量ホッパに重量物が投入されると、吊り下げ具にかかる衝撃荷重は、計量ホッパの自重も加わってたいへん大きなものになる。例えば２５ｋｇ程度の被計量物が投入されると、吊り下げ具にかかる衝撃荷重は約１５０ｋｇとなる場合もある。このように大きな衝撃荷重が加わると、第１実施形態の吊り下げ具１０において、引っ掛け部材１３３および計量ホッパ１３２が板状部材１３１に対して飛び跳ねる場合がある。引っ掛け部材１３３が板状部材１３１に対して飛び跳ねると、板状部材１３１とロードセル３との係合位置（着力点）が軸方向へずれることにより計量における零点がずれ、正しい計量が行えないという問題が生じ得る。また、大きな衝撃荷重により引っ掛け部材１３３が板状部材１３１に対して飛び跳ねると、計量ホッパ１３２の振れが大きくなり、被計量物を投入してから所定の計量精度を達成するために必要な待ち時間（計量安定時間）が長くなり、計量の高速化が図れない問題も考えられる。
【００５５】
そこで、本実施形態の吊り下げ具１は、特に、計量ホッパ２へ投入される被計量物の重量（目標重量）が比較的大きい場合でも計量精度を高めつつ短時間に計量を行うために適用され得る。
【００５６】
本実施形態の吊り下げ具１によれば、ロードセル３の荷重負荷部３１と吊り下げ具１の第１部材１１とが第１ボールベアリング１３ａを介して荷重負荷部３１の軸回り（第１軸Ｘ回り）に相対回転可能に取り付けられる。さらに、計量ホッパ２に固定される第２部材１２が第２ボールベアリング１３ｂを介して第１部材１１に対して第１軸Ｘに垂直な第１仮想平面ＶＳ１および第１軸Ｘに平行な第２仮想平面ＶＳ２のいずれにも含まれるような（第１軸Ｘと立体交差するような）第２軸Ｙ回りに相対回転可能に取り付けられる。
【００５７】
これにより、計量ホッパ２に被計量物が投入された際に、その衝撃を吸収するように２つの軸Ｘ，Ｙ回りに第１部材１１および第２部材１２が揺動し、計量ホッパ２を水平方向および鉛直方向に移動させることができる。また、衝撃による揺動は、計量ホッパ２および被計量物の自重によって迅速に抑制され、低摩擦の各ボールベアリング１３ａ，１３ｂにより、第１部材１１および第２部材１２は、計量ホッパ２が最下点となる位置（被計量物投入前の位置）に速やかに復帰する。しかも、第１実施形態のように引っ掛け部材を用いていないため、被計量物の投入による衝撃によって計量ホッパ２および第２部材１２がロードセル３および第１部材１１に対して飛び跳ねることがなく、ロードセル３の荷重負荷部３１に取り付けられる第１部材１１が位置ずれを生じることもない。したがって、計量ホッパ２に加えられた衝撃を効率よく逃がしつつ短時間で安定化させることができる。これにより、計量精度を高めつつ短時間に計量を行うことができる。また、従来の計量装置においては、計量ホッパ２が被計量物の投入によって揺動するのを抑制するために、別途、振れ止め機構やクランプ装置が設けられることが多かったが、本構成によれば揺動量が低減されるため、計量ホッパ２の揺動を抑制する部材を別途設ける必要がなくなり、計量装置の構造を簡単化することができる。
【００５８】
ここで、第１ボールベアリング１３ａと第２ボールベアリング１３ｂとの間の中心間距離Ｄがなるべく近接することが好ましい。具体的には、中心間距離Ｄは、第１ボールベアリング１３ａの半径（外周円の半径）Ｒ１と第２ボールベアリング１３ｂの半径（外周円の半径）Ｒ２との和より大きくかつ当該和の１．５倍以下（Ｒ１＋Ｒ２＜Ｄ≦１．５（Ｒ１＋Ｒ２））であることが好ましい。これにより、衝撃による第１部材１１の揺れ幅が小さくなり、より短時間に計量ホッパ２を安定化させることができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、第１ボールベアリング１３ａおよび第２ボールベアリング１３ｂは同じもの（半径Ｒ）を用いてもよい。この場合、２つのボールベアリング１３ａ，１３ｂの中心間距離Ｄは、２Ｒ＜Ｄ≦３Ｒとなることが好ましい。
【００６０】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。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。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のパッカースケールは、計量ホッパへ投入される被計量物の偏りおよび計量ホッパ内の被計量物の重心高さの影響を最小限に抑えてより短時間で安定して計量を行うために有用である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１０  吊り下げ具
２  計量ホッパ
３  ロードセル
１１  第１部材
１１ａ  第１孔
１１ｂ  第２孔
１２  第２部材
１２ａ  計量ホッパ取り付け部
１３ａ  第１ボールベアリング
１３ｂ  第２ボールベアリング
１４  回転軸
２１  フランジ部
２２  締結部材
３１  荷重負荷部
３２  規制部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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