(57)【要約】【課題】  大量の被計量物が供給される場合でも計量時間の短縮を図ることができる計量装置を提供する。【解決手段】  上方から落下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１と、計量ホッパ１を吊り下げ支持するロードセルＬＣ１〜ＬＣ４と、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号に基づいて計量ホッパ１内の被計量物の重量を算出する重量算出手段と、計量ホッパ１の外壁に固定された被支持部３１と、被支持部３１を下方から支持するための支持部３０を有し、支持部３０を移動させることによって、支持部３０が被支持部３１を下方から支持した状態と、支持部３０が被支持部３１から離れた状態とを切り替え可能に構成された下支え機構部２１とを備えている。【選択図】  図１
2012230065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記計量ホッパを吊り下げ支持するロードセルと、
前記ロードセルの出力信号に基づいて前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出する重量算出手段と、
前記計量ホッパの外壁に固定された被支持部と、
前記被支持部を下方から支持するための支持部を有し、前記支持部を移動させることによって、前記支持部が前記被支持部を下方から支持した状態と、前記支持部が前記被支持部から離れた状態とを切り替え可能に構成された下支え機構部と
を備えた計量装置。
【請求項２】
前記計量ホッパは、前記計量ホッパの外壁に固定され前記ロードセルに吊り下げられる吊り部を有し、
前記被支持部は、前記吊り部の直下に固定された、請求項１に記載の計量装置。
【請求項３】
前記下支え機構部は、
水平に配設され、所定角度の正転及び逆転が行われる回転軸と、
前記回転軸に固定され、前記回転軸が前記所定角度正転及び逆転することにより、第１の回動位置と第２の回動位置との間を回動するアーム部と、
一端が前記アーム部の端部に回動自在に取り付けられた第１の連結部材と、
一端が前記第１の連結部材の他端に回動自在に取り付けられた第２の連結部材と、
所定位置で前記回転軸と平行にかつ回動自在に支持され、前記第２の連結部材の他端に固定された水平軸と、
一端が前記水平軸に固定されるとともに他端が前記支持部に固定された第３の連結部材とを有し、
前記アーム部が前記第１の回動位置のときに、前記支持部が前記被支持部を下方から支持し、かつ、前記回転軸の軸心が前記第１の連結部材の前記一端と前記他端とを結ぶ延長線上に位置する状態となるように構成され、
前記アーム部が前記第２の回動位置のときに、前記支持部が前記被支持部から離れた状態となるように構成された、
請求項１に記載の計量装置。
【請求項４】
前記計量ホッパは、４個の前記ロードセルによって吊り下げ支持され、各々の前記ロードセルに吊り下げられる４個の前記吊り部を有し、これら４個の前記吊り部が平面視において方形の頂点に位置するように前記計量ホッパの外壁に固定されるとともに、各々の前記吊り部の直下に前記被支持部が固定され、
各々の前記被支持部を支持するための４個の前記下支え機構部のうち、
前記方形の一辺の両端に位置する２個の前記吊り部の直下に固定された２個の前記被支持部に対応する２個の前記下支え機構部が第１の下支え機構部ペアを構成し、
前記一辺と対向する他辺の両端に位置する２個の前記吊り部の直下に固定された２個の前記被支持部に対応する２個の前記下支え機構部が第２の下支え機構部ペアを構成し、
前記第１及び第２のそれぞれの下支え機構部ペアは、
水平に配設され、所定角度の正転及び逆転が行われる回転軸と、
中央部が前記回転軸に固定され、前記回転軸が前記所定角度正転及び逆転することにより、第１の回動位置と第２の回動位置との間を回動するアーム部と、
一端が前記アーム部の一端部に回動自在に取り付けられた第１の連結部材と、
一端が前記第１の連結部材の他端に回動自在に取り付けられた第２の連結部材と、
第１の所定位置で前記回転軸と平行にかつ回動自在に支持され、前記第２の連結部材の他端に固定された第１の水平軸と、
一端が前記第１の水平軸に固定されるとともに他端が前記支持部に固定された第３の連結部材と、
一端が前記アーム部の他端部に回動自在に取り付けられた第４の連結部材と、
一端が前記第４の連結部材の他端に回動自在に取り付けられた第５の連結部材と、
第２の所定位置で前記回転軸と平行にかつ回動自在に支持され、前記第５の連結部材の他端に固定された第２の水平軸と、
一端が前記第２の水平軸に固定されるとともに他端が前記支持部に固定された第６の連結部材とを有し、
前記アーム部が前記第１の回動位置のときに、前記支持部が前記被支持部を下方から支持し、かつ、前記回転軸の軸心が前記第１の連結部材の前記一端と前記他端とを結ぶ延長線上に位置するとともに前記第４の連結部材の前記一端と前記他端とを結ぶ延長線上に位置する状態となるように構成され、
前記アーム部が前記第２の回動位置のときに、前記支持部が前記被支持部から離れた状態となるように構成された、
請求項１に記載の計量装置。
【請求項５】
前記第１の下支え機構部ペアの前記第１の水平軸と前記第２の下支え機構部ペアの前記第１の水平軸とが一体化された第１の共通の水平軸で構成され、
前記第１の下支え機構部ペアの前記第２の水平軸と前記第２の下支え機構部ペアの前記第２の水平軸とが一体化された第２の共通の水平軸で構成された、
請求項４に記載の計量装置。
【請求項６】
前記被支持部と前記支持部とは、いずれか一方が凹部を有するとともに他方が前記凹部に嵌められる凸部を有し、
前記支持部が前記被支持部を支持した状態のときに、前記凹部と前記凸部とが上下方向に向かいあって前記凹部に前記凸部が嵌まった状態となり、
前記支持部が前記被支持部から離れた状態のときに、前記凹部と前記凸部とが離れた状態となるように構成された、
請求項１に記載の計量装置。
【請求項７】
前記凸部及び前記凹部のそれぞれの表面が、円錐面または半球面によって構成された、請求項６に記載の計量装置。
【請求項８】
前記下支え機構部は、前記計量ホッパへの被計量物の供給の開始より前の時点から、前記計量ホッパへの被計量物の供給が終了した後、所定時間経過するまでの間、前記支持部が前記被支持部を支持した状態とし、前記所定時間経過後に前記支持部が前記被支持部から離れた状態とし、その後、前記重量算出手段が前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出するように構成された、請求項１〜７のいずれかに記載の計量装置。
【請求項９】
前記計量ホッパの上方に、被計量物を落下させることにより前記計量ホッパへ供給する供給装置が配設され、
前記下支え機構部は、前記供給装置による前記計量ホッパへの被計量物の供給の開始より前の時点から、前記供給装置による前記計量ホッパへの被計量物の供給が終了した後、所定時間経過するまでの間、前記支持部が前記被支持部を支持した状態とし、前記所定時間経過後に前記支持部が前記被支持部から離れた状態とし、その後、前記重量算出手段が前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出するように構成された、請求項１〜７のいずれかに記載の計量装置。
【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）の被計量物を計量し、袋等へ供給する計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉体あるいは粒体からなる被計量物を袋等の容器に充填する装置として、パッカースケールと呼ばれる計量装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような計量装置では、ロードセルに支持された計量ホッパへ被計量物が上方から供給されて、その被計量物の重量が計量される。この計量ホッパへの被計量物の供給は、計量ホッパの上方に配設された供給装置から被計量物が排出されることにより行われる。供給装置から排出される被計量物は自重により落下して計量ホッパへ供給される。そして計量装置の制御器では、供給装置から被計量物が排出された後、所定時間（ｔｗ）経過後にロードセルの出力信号に基づいて計量ホッパ内の被計量物の重量を算出するようにしている。ここで、上記所定時間ｔｗは、ロードセルの出力信号が安定するために要する時間、すなわち計量安定待ち時間である。
【０００４】
この計量安定待ち時間を短縮するために、特許文献１の技術では、計量ホッパの側壁を両側から挟持する計量ホッパ固定手段を設け、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの自己振動を抑制するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７１３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、計量ホッパの側壁を両側から挟持する構成、すなわち計量ホッパを水平方向から挟持する構成であるため、上から下へ落下する被計量物の衝撃力を吸収することには適していない。特に大量（大きな重量）の被計量物を計量する場合には、その被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの自己振動の抑制効果が小さくなり、計量安定待ち時間及び計量時間の短縮効果も小さいものになると考えられる。なお、ここで、計量時間とは、計量安定待ち時間と、計量安定待ち時間経過直後の重量算出時間との合計である。重量算出時間は、計量安定待ち時間経過直後のロードセルの出力信号に基づいて計量ホッパ内の被計量物の重量を算出するために要する時間である。この時間は極めて短時間であり、計量時間のうちの大部分が計量安定待ち時間によって占められる。
【０００７】
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、大量（大きな重量）の被計量物が供給される場合でも計量時間の短縮を図ることができる計量装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のある形態（aspect）に係る計量装置は、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と、前記計量ホッパを吊り下げ支持するロードセルと、前記ロードセルの出力信号に基づいて前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出する重量算出手段と、前記計量ホッパの外壁に固定された被支持部と、前記被支持部を下方から支持するための支持部を有し、前記支持部を移動させることによって、前記支持部が前記被支持部を下方から支持した状態と、前記支持部が前記被支持部から離れた状態とを切り替え可能に構成された下支え機構部とを備えている。
【０００９】
この構成によれば、例えば計量ホッパへ被計量物が供給されている間、下支え機構部の支持部が計量ホッパに固定された被支持部を下方から支持した状態とすることにより、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの振動を効果的に抑制し、ロードセルの出力信号の安定に要する時間（計量安定待ち時間）を短縮することができる。そのため、一度に大量の被計量物が計量ホッパへ供給された場合でも、計量安定待ち時間を短時間に抑え、計量時間の短縮が可能となる。
【００１０】
また、前記計量ホッパは、前記計量ホッパの外壁に固定され前記ロードセルに吊り下げられる吊り部を有し、前記被支持部は、前記吊り部の直下に固定されていてもよい。
【００１１】
この構成によれば、ロードセルに吊り下げられる吊り部の直下に被支持部が設けられており、この吊り部の直下の被支持部を下方から下支え機構部の支持部によって支持することにより、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパの振動を効果的に抑制し、計量安定待ち時間をより短縮することができる。
【００１２】
また、前記下支え機構部は、水平に配設され、所定角度の正転及び逆転が行われる回転軸と、前記回転軸に固定され、前記回転軸が前記所定角度正転及び逆転することにより、第１の回動位置と第２の回動位置との間を回動するアーム部と、一端が前記アーム部の端部に回動自在に取り付けられた第１の連結部材と、一端が前記第１の連結部材の他端に回動自在に取り付けられた第２の連結部材と、所定位置で前記回転軸と平行にかつ回動自在に支持され、前記第２の連結部材の他端に固定された水平軸と、一端が前記水平軸に固定されるとともに他端が前記支持部に固定された第３の連結部材とを有し、前記アーム部が前記第１の回動位置のときに、前記支持部が前記被支持部を下方から支持し、かつ、前記回転軸の軸心が前記第１の連結部材の前記一端と前記他端とを結ぶ延長線上に位置する状態となるように構成され、前記アーム部が前記第２の回動位置のときに、前記支持部が前記被支持部から離れた状態となるように構成されていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、支持部が被支持部を下方から支持する状態のときに、回転軸の軸心が第１の連結部材の一端と他端とを結ぶ延長線上に位置する状態となるように構成されているため、被計量物が計量ホッパへ落下した時に支持部にかかる衝撃力は、第１の連結部材を介してアーム部を回転させようとする方向へは働かない。したがって、支持部が被支持部を支持した状態の保持が強固になる。
【００１４】
また、前記計量ホッパは、４個の前記ロードセルによって吊り下げ支持され、各々の前記ロードセルに吊り下げられる４個の前記吊り部を有し、これら４個の前記吊り部が平面視において方形の頂点に位置するように前記計量ホッパの外壁に固定されるとともに、各々の前記吊り部の直下に前記被支持部が固定され、各々の前記被支持部を支持するための４個の前記下支え機構部のうち、前記方形の一辺の両端に位置する２個の前記吊り部の直下に固定された２個の前記被支持部に対応する２個の前記下支え機構部が第１の下支え機構部ペアを構成し、前記一辺と対向する他辺の両端に位置する２個の前記吊り部の直下に固定された２個の前記被支持部に対応する２個の前記下支え機構部が第２の下支え機構部ペアを構成し、前記第１及び第２のそれぞれの下支え機構部ペアは、水平に配設され、所定角度の正転及び逆転が行われる回転軸と、中央部が前記回転軸に固定され、前記回転軸が前記所定角度正転及び逆転することにより、第１の回動位置と第２の回動位置との間を回動するアーム部と、一端が前記アーム部の一端部に回動自在に取り付けられた第１の連結部材と、一端が前記第１の連結部材の他端に回動自在に取り付けられた第２の連結部材と、第１の所定位置で前記回転軸と平行にかつ回動自在に支持され、前記第２の連結部材の他端に固定された第１の水平軸と、一端が前記第１の水平軸に固定されるとともに他端が前記支持部に固定された第３の連結部材と、一端が前記アーム部の他端部に回動自在に取り付けられた第４の連結部材と、一端が前記第４の連結部材の他端に回動自在に取り付けられた第５の連結部材と、第２の所定位置で前記回転軸と平行にかつ回動自在に支持され、前記第５の連結部材の他端に固定された第２の水平軸と、一端が前記第２の水平軸に固定されるとともに他端が前記支持部に固定された第６の連結部材とを有し、前記アーム部が前記第１の回動位置のときに、前記支持部が前記被支持部を下方から支持し、かつ、前記回転軸の軸心が前記第１の連結部材の前記一端と前記他端とを結ぶ延長線上に位置するとともに前記第４の連結部材の前記一端と前記他端とを結ぶ延長線上に位置する状態となるように構成され、前記アーム部が前記第２の回動位置のときに、前記支持部が前記被支持部から離れた状態となるように構成されていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、支持部が被支持部を下方から支持する状態のときに、回転軸の軸心が第１の連結部材の一端と他端とを結ぶ延長線上に位置するとともに第４の連結部材の一端と他端とを結ぶ延長線上に位置する状態となるように構成されているため、被計量物が計量ホッパへ落下した時に支持部にかかる衝撃力は、第１、第４の連結部材を介してアーム部を回転させようとする方向へは働かない。したがって、支持部が被支持部を支持した状態の保持が強固になる。
【００１６】
また、前記第１の下支え機構部ペアの前記第１の水平軸と前記第２の下支え機構部ペアの前記第１の水平軸とが一体化された第１の共通の水平軸で構成され、前記第１の下支え機構部ペアの前記第２の水平軸と前記第２の下支え機構部ペアの前記第２の水平軸とが一体化された第２の共通の水平軸で構成されていてもよい。
【００１７】
このように、第１の下支え機構部ペアの第１及び第２の水平軸と、第２の下支え機構部ペアの第１及び第２の水平軸とが、一体化された第１及び第２の共通の水平軸で構成されることにより、構成が簡単になる。
【００１８】
また、前記被支持部と前記支持部とは、いずれか一方が凹部を有するとともに他方が前記凹部に嵌められる凸部を有し、前記支持部が前記被支持部を支持した状態のときに、前記凹部と前記凸部とが上下方向に向かいあって前記凹部に前記凸部が嵌まった状態となり、前記支持部が前記被支持部から離れた状態のときに、前記凹部と前記凸部とが離れた状態となるように構成されていてもよい。
【００１９】
この構成によれば、支持部が被支持部を支持した状態のときに凹部に凸部が嵌まった状態となるので、計量ホッパの水平方向の振動をも抑制することが容易になる。
【００２０】
また、前記凸部及び前記凹部のそれぞれの表面が、円錐面または半球面によって構成されていてもよい。
【００２１】
この構成によれば、凸部及び凹部の表面が曲面で形成されているので、支持部と被支持部とが嵌まりやすくなる。
【００２２】
また、前記下支え機構部は、前記計量ホッパへの被計量物の供給の開始より前の時点から、前記計量ホッパへの被計量物の供給が終了した後、所定時間経過するまでの間、前記支持部が前記被支持部を支持した状態とし、前記所定時間経過後に前記支持部が前記被支持部から離れた状態とし、その後、前記重量算出手段が前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出するように構成されていてもよい。
【００２３】
この構成によれば、計量ホッパへの被計量物の供給の開始より前の時点から、供給が終了した後、所定時間経過するまでの間、支持部が被支持部を支持した状態とすることにより、被計量物の落下時だけでなく、落下後の計量ホッパの振動も抑制し、計量安定待ち時間をより短縮することができる。
【００２４】
また、前記計量ホッパの上方に、被計量物を落下させることにより前記計量ホッパへ供給する供給装置が配設され、前記下支え機構部は、前記供給装置による前記計量ホッパへの被計量物の供給の開始より前の時点から、前記供給装置による前記計量ホッパへの被計量物の供給が終了した後、所定時間経過するまでの間、前記支持部が前記被支持部を支持した状態とし、前記所定時間経過後に前記支持部が前記被支持部から離れた状態とし、その後、前記重量算出手段が前記計量ホッパ内の被計量物の重量を算出するように構成されていてもよい。
【００２５】
この構成によれば、供給装置から計量ホッパへの被計量物の供給の開始より前の時点から、供給が終了した後、所定時間経過するまでの間、支持部が被支持部を支持した状態とすることにより、被計量物の落下時だけでなく、落下後の計量ホッパの振動も抑制し、計量安定待ち時間をより短縮することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、以上に説明した構成を有し、大量（大きな重量）の被計量物が供給される場合でも計量時間の短縮を図ることができる計量装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態の一構成例の計量装置を正面から見た概略模式図であり、（ｂ）は、同計量装置を側方から見た概略模式図であり、（ｃ）は、同計量装置の主要部を上方から見た概略平面図である。
【図２】（ａ）は、計量ホッパを下支え支持しているときの下支え機構部の状態を示す図であり、（ｂ）は、計量ホッパを下支え支持していないときの下支え機構部の状態を示す図であり、（ｃ）は、下支え機構部の変形例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の計量装置の制御系統の概略を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の計量装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
（実施形態）
図１（ａ）は、本発明の実施形態の一構成例の計量装置を正面から見た概略模式図であり、図１（ｂ）は、同計量装置を側方から見た概略模式図である。また、図１（ｃ）は、同計量装置の主要部を上方から見た概略平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、例えば図１（ｃ）に示すように、「前」、「後」、「左」及び「右」を決めている。そして、前後あるいは左右に配設された同等の機能を有する構成要素については同一符号を付している（符号を省略しているものもある）。
【００３０】
この計量装置は、計量ホッパ１と、計量ホッパ１を吊り下げ支持する４個のロードセルＬＣ１、ＬＣ２、ＬＣ３、ＬＣ４と、所定のタイミングで計量ホッパ１の吊り部１７の直下に固設された被支持部３１を下方から支持部３０で受けて支持する下支え機構部２１と、制御器２（図３参照）とを備えている。ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４は、計量装置の架台１９に適宜の固定手段によって固定されている。
【００３１】
この計量装置では、計量ホッパ１の上方に、例えば図１（ｂ）の二点鎖線で示すような、計量ホッパ１へ被計量物を供給する供給装置６１が配設されている。本例では、供給装置６１も計量装置に含まれるものとするが、これに限られない。この供給装置６１は、上方から被計量物が供給される筒体からなる筒状シュート６２と、この筒状シュート６２の下端の開口部を開閉する一対のカットゲート６３ｃ、６３ｄとを備えている。カットゲート６３ｃ、６３ｄは、下流シュート部１１の下端開口部を開閉可能なように配設されている。カットゲート６３ｃ、６３ｄは、水平軸６３ａ、６３ｂに固定されており、この水平軸６３ａ、６３ｂがそれぞれ、例えばＡＣサーボモータ（図示せず）の駆動力を用いて回動することにより、開閉動作するように構成されている。すなわち、カットゲート６３ｃ、６３ｄはそれぞれ、矢印ｃ、ｄの方向に回動されることにより開いた状態となり、この状態のときに、筒状シュート６２内の被計量物が排出され、計量ホッパ１へ供給される。また、カットゲート６３ｃ、６３ｄは、開いた状態から、それぞれ矢印ｃ、ｄとは逆方向に回動されることにより閉じた状態（図示された状態）となる。
【００３２】
また、計量ホッパ１の下方には、例えば、計量ホッパ１から排出される被計量物を受けて、包装機（図示せず）へ供給するためのファネル（図示せず）が配設されている。
【００３３】
計量ホッパ１は、角筒状のホッパ本体１１と、ホッパ本体１１の下端の開口部を開閉する一対の排出ゲート１２ａ、１２ｂと、排出ゲート１２ａ、１２ｂの開閉動作を行わせるロータリアクチュエータ１３とを有している。
【００３４】
ホッパ本体１１には、その前後の側壁の外側に取付け板連結部１４が適宜の固定手段により固定され、各取付け板連結部１４に取付け板１５が適宜の固定手段により固定され、さらに各取付け板１５にＬ型取付け板１６が固定されている。Ｌ型取付け板１６は水平面部分１６ａと垂直面部分１６ｂとを有し、垂直面部分１６ｂが取付け板１５に例えば溶接等により固定されている。
【００３５】
ここで、排出ゲート１２ａ、１２ｂのホッパ本体１１への取付け構造について説明する。排出ゲート１２ａ、１２ｂはそれぞれ左右の軸４１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を介してロータリアクチュエータ１３に連結されている。左右の各軸４１は、その軸心を中心として回動自在に前後の取付け板１５に取り付けられている。取付け板１５は前述のように、取付け板連結部１４を介してホッパ本体１１に固定されている。また、ロータリアクチュエータ１３は取付け板１５に固定されている。ロータリアクチュエータ１３の回転軸１３ａが例えば左回りに回動することにより、リンク部を介して各軸４１が回動し、それにより、排出ゲート１２ａ、１２ｂが矢印ａ、ｂの方向へ回動して排出ゲート１２ａ、１２ｂが開かれる。排出ゲート１２ａ、１２ｂが閉じられる場合は、逆の動作が行われる。なお、ロータリアクチュエータ１３の駆動は、制御器２により制御されている。
【００３６】
次に、ホッパ本体１１は４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４によって吊り下げ支持されているが、この支持構造について説明する。各々のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４によるホッパ本体１１の吊り下げ支持構造は同様である。
【００３７】
４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４は、図１（ｃ）に示されるように、平面視において、四角形のホッパ本体１１の四隅の外側の近傍に配置されている。各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の一端には吊り下げ部材１８が取り付けられている。この吊り下げ部材１８に設けられた貫通穴（図示せず）に吊り部１７の上部が引っ掛けられている。吊り部１７は、その下部がＬ型取付け板１６に設けられた貫通穴を貫通し、ナット等の適宜の固定手段によってＬ型取付け板１６の水平面部分１６ａに固定されている。Ｌ型取付け板１６は、前述のように、取付け板１５及び取付け板連結部１４を介してホッパ本体１１に固定されている。これにより、ホッパ本体１１は４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４によって吊り下げ支持される。なお、吊り部１７はここではフック部材で構成しているが、これは一例であり、これに限られるものではない。
【００３８】
次に、下支え機構部２１について説明する。図２（ａ）は、計量ホッパ１を下支え支持しているときの下支え機構部２１の状態を示す図であり、図２（ｂ）は、計量ホッパ１を下支え支持していないときの下支え機構部２１の状態を示す図である。ここでは、Ｌ型取付け板１６については、その水平面部分１６ａのみを図示し、垂直面部分１６ｂは図示されていない。
【００３９】
本実施形態では、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に対応する各吊り部１７の下端に、下方へ突出した円錐状の凸部を有する被支持部３１が固設されている。すなわち、吊り部１７及び被支持部３１は、Ｌ型取付け板１６、取付け板１５及び取付け板連結部１４を介してホッパ本体１１の側壁の外側（計量ホッパ１の外壁）に固定されている。
【００４０】
ここでは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ロードセルＬＣ１側及びロードセルＬＣ２側の下支え機構部２１について説明するが、ロードセルＬＣ３側及びロードセルＬＣ４側の下支え機構部２１もロードセルＬＣ１側及びロードセルＬＣ２側の下支え機構部２１と同様の構成である。
【００４１】
ロードセルＬＣ１側とロードセルＬＣ２側との各々の下支え機構部２１は、被支持部３１の凸部が嵌まる凹部を有する支持部３０と、共用のロータリアクチュエータ２２と、ロータリアクチュエータ２２と支持部３０とを連結するための複数の部材（２３〜２９）とを有している。ロータリアクチュエータ２２は、複数の取付け部材３２によって水平板５１（図１（ａ）、（ｂ）参照）に固定されている。なお、ロータリアクチュエータ２２に代えて、ステッピングモータを用いてもよい。
【００４２】
複数の部材（２３〜２９）について説明する。ロータリアクチュエータ２２の回転軸２２ａにアーム部２３の中央部が固定されている。アーム部２３の両側の端部には、それぞれ連結棒２４の一端が回動自在に取り付けられている。連結棒２４の他端には、連結部材２５の上端が回動自在に取り付けられている。連結部材２５の下端には、例えばボルト等（図示せず）によって水平回動軸（水平軸）２７を挟持した一対の挟持部材２６が固定されている。水平回動軸２７は、例えば図１（ｃ）に示すように、垂直板５２に取り付けられたベアリング３３によって所定位置で回動自在に支持されている。なお、水平回動軸２７は、ロータリアクチュエータ２２の回転軸２２ａと平行に支持されている。以上の構成により、回転軸２２ａが回転しアーム部２３が回動すると、水平回動軸２７が回動する。
【００４３】
また、連結板２９には、その一方の端部上に、例えばボルト等（図示せず）によって水平回動軸２７を挟持した一対の挟持部材２８が固定されており、他方の端部上に支持部３０が適宜の固定手段により固定されている。これにより、水平回動軸２７が回動すると、その軸まわりに支持部３０が回動する。なお、連結板２９に固定された一対の挟持部材２８は、前述の一対の挟持部材２６と同等の大きさであるが、図２（ａ）では、その存在を示すために若干小さく図示している。一対の挟持部材２８と一対の挟持部材２６とは、図１（ｃ）に示されるように、水平回動軸２７を挟持する位置が前後方向に異なる。
【００４４】
また、下支え機構部２１は、図２（ａ）に示す状態のときには、被支持部３１を下方から支持部３０が支持している状態であり、このとき、アーム部２３と左右の連結棒２４とが、回転軸２２ａの軸心を通る一直線上に並ぶように配設されている。この状態のときに、計量ホッパ１へ被計量物が投入された場合、Ｌ型取付け板１６に下方へ向う大きな衝撃力が加わるが、その力は、左右の連結棒２４にはそれぞれ矢印ｆ、ｇの方向、すなわち回転軸２２ａの軸心に向う方向に加わることになる。すなわち回転軸２２ａにはそれを回転させようとする力は加わらないので、図２（ａ）に示す状態を維持することが容易である。
【００４５】
図２（ａ）に示す状態から、ロータリアクチュエータ２２の回転軸２２ａが矢印ｅ方向へ所定角度（θ）回転すると、水平回動軸２７が回動し、水平回動軸２７の軸まわりに支持部３０が回動し、図２（ｂ）に示すように、支持部３０が被支持部３１から離れた状態となる。この状態のとき、下支え機構部２１は、ロードセルＬＣ１、ＬＣ２の出力に影響を与えない。したがって、ロードセルＬＣ３側及びロードセルＬＣ４側の下支え機構部２１も、図２（ｂ）と同様の状態としたときに、ホッパ本体１１内の被計量物の重量をロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号に基づいて算出することができる。
【００４６】
また、図２（ｂ）に示す状態から、ロータリアクチュエータ２２の回転軸２２ａが矢印ｅとは逆方向（矢印ｈの方向）へ所定角度（θ）回転すると、図２（ａ）に示す状態となる。
【００４７】
なお、ロードセルＬＣ１側とロードセルＬＣ２側との各々の下支え機構部２１において、連結棒２４が第１の連結部材に対応し、連結部材２５及び一対の挟持部材２６が第２の連結部材に対応し、連結板２９及び一対の挟持部材２８が第３の連結部材に対応している。また、アーム部２３は、ロードセルＬＣ１側の下支え機構部２１におけるアーム部（回転軸２２ａと図２（ａ）の左側の連結棒２４とを連結するアーム部）と、ロードセルＬＣ２側の下支え機構部２１におけるアーム部（回転軸２２ａと図２（ａ）の右側の連結棒２４とを連結するアーム部）とが一体化されて構成されたものであり、ロータリアクチュエータ２２は、ロードセルＬＣ１側の下支え機構部２１とロードセルＬＣ２側の下支え機構部２１とに共用されている。
【００４８】
また、ロードセルＬＣ３側とロードセルＬＣ４側との各々の下支え機構部２１も上記と同様の構成である。
【００４９】
なお、ロードセルＬＣｎ（ｎ＝１〜４）側の下支え機構部２１とは、ロードセルＬＣｎに対応する吊り部１７の直下の被支持部３１を支持するための支持部３０を有する下支え機構部２１のことである。
【００５０】
また、本実施形態では、４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に対応して、平面視において、方形の頂点に位置するように４個の吊り部１７が設けられ、各吊り部１７の直下の被支持部３１も同じく方形の頂点に位置するように設けられている。そして、各々の被支持部３１を支持するための支持部３０を有する４個の下支え機構部２１が設けられている。これらのうち、ロードセルＬＣ１側の下支え機構部２１とロードセルＬＣ２側の下支え機構部２１とが第１の下支え機構部ペアを構成し、ロードセルＬＣ３側の下支え機構部２１とロードセルＬＣ４側の下支え機構部２１とが第２の下支え機構部ペアを構成していると言える。この場合、第１、第２の各々の下支え機構部ペアにおいては、一方の下支え機構部２１における、連結棒２４が第１の連結部材に対応し、連結部材２５及び一対の挟持部材２６が第２の連結部材に対応し、連結板２９及び一対の挟持部材２８が第３の連結部材に対応しており、他方の下支え機構部２１における、連結棒２４が第４の連結部材に対応し、連結部材２５及び一対の挟持部材２６が第５の連結部材に対応し、連結板２９及び一対の挟持部材２８が第６の連結部材に対応している。そして、左右２つの水平回動軸２７は、ロードセルＬＣ１、ＬＣ２側の下支え機構部ペアにおける２つの水平軸と、ロードセルＬＣ３、ＬＣ４側の下支え機構部ペアにおける２つの水平軸とが一体化された第１、第２の共通の水平軸に対応している。
【００５１】
なお、本実施形態において、下支え機構部２１が計量ホッパ１を下支え支持するということは、下支え機構部２１の支持部３０が計量ホッパ１に固定されている被支持部３１を下方から支持するということである。
【００５２】
図３は、本実施形態の計量装置の制御系統の概略を示すブロック図である。
【００５３】
制御器２は、例えばマイクロコントローラ等によって構成され、ＣＰＵと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリとを有している。制御器２は、ＣＰＵがメモリに記憶されている実行プログラムを実行することにより、ここでは供給装置６１を含む本計量装置の制御を行い、重量算出手段としても機能する。なお、制御器２は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、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。
【００５４】
制御器２には、計量ホッパ１を支持するロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号が周知の信号処理回路（アンプ、Ａ／Ｄ変換器等；図示せず）を経て入力され、それらの出力信号に基づいて制御器２は計量ホッパ１に保持されている被計量物の重量を算出する。ここで、言うまでもなく、４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の各出力信号が示す値の合計値が計量ホッパ１に保持されている被計量物の重量に対応する。
【００５５】
制御器２は、駆動回路（図示せず）を介して例えばＡＣサーボモータを制御することによりカットゲート６３ｃ、６３ｄの開閉動作を制御する（すなわち供給装置６１を制御する）。また、駆動回路（図示せず）を介してロータリアクチュエータ１３を制御することにより排出ゲート１２ａ、１２ｂの開閉動作を制御する。例えば、制御器２は、予め設定された第１の所定時間の間、カットゲート６３ｃ、６３ｄを開いて供給装置６１から被計量物を排出させた後、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号に基づいて計量ホッパ１内の被計量物の重量を算出後に、所定のタイミングで（例えば、包装機から排出許可信号を入力した時）、予め設定された第２の所定時間の間、排出ゲート１２ａ、１２ｂを開いて計量ホッパ１から被計量物を排出させる。この排出された被計量物は、例えば前述のファネルを介して包装機へ供給される。
【００５６】
また、制御器２は、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４のそれぞれに対応して設けられた４つの下支え機構部２１を同じタイミングで同一の動作を行わせるように、駆動回路（図示せず）を介して前後２つのロータリアクチュエータ２２を制御する。
【００５７】
次に、本実施形態の計量装置の動作について図４を参照して説明する。図４は、本実施形態の計量装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【００５８】
図４において、期間Ｔｓが本計量装置の１動作サイクルに相当する期間である。供給装置６１の排出期間Ｔ１は、供給装置６１のカットゲート６３ｃ、６３ｄを開いている期間であり、この期間に供給装置６１から計量ホッパ１へ被計量物が排出される。この排出期間Ｔ１以外の期間はカットゲート６３ｃ、６３ｄは閉じられた状態である。
【００５９】
計量期間Ｔ２は、計量ホッパ１内の被計量物の計量（重量計測）に要する期間であり、計量ホッパ１に被計量物が供給されてからロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号が安定するために要する時間（計量安定待ち時間）と、計量安定待ち時間経過直後のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号に基づいて被計量物の重量の算出に要する時間（重量算出時間）とからなる。重量算出時間は極めて短時間であるため、計量期間Ｔ２中の大部分の時間が計量安定待ち時間によって占められる。ここでは計量安定待ち時間は、例えば予め設定された時間であり、供給装置６１の排出期間Ｔ１の終了直後から計測される。
【００６０】
計量ホッパ１の排出期間Ｔ３は、計量ホッパ１の排出ゲート１２ａ、１２ｂを開いている期間であり、この期間に計量ホッパ１から被計量物が排出される。この排出期間Ｔ３以外の期間は排出ゲート１２ａ、１２ｂは閉じられた状態である。
【００６１】
支持期間Ｔ４は、下支え機構部２１が計量ホッパ１を下支え支持する期間であり、この期間の間、下支え機構部２１は図２（ａ）に示す状態となる。この支持期間Ｔ４以外の期間には、下支え機構部２１は図２（ｂ）に示す状態となり、計量ホッパ１を下支え支持しない。
【００６２】
制御器２では、例えば、時刻ｔ２〜ｔ３の間、カットゲート６３ｃ、６３ｄを開いて供給装置６１から計量ホッパ１へ被計量物を排出させた後、計量安定待ち時間の経過を待ち、その経過直後のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号に基づいて計量ホッパ１内の被計量物の重量を算出する（計量期間Ｔ２）。その後、時刻ｔ５に計量ホッパ１の排出ゲート１２ａ、１２ｂを開いて計量ホッパ１から被計量物を排出させる。その直後（時刻ｔ６）に、下支え機構部２１を計量ホッパ１を下支え支持する支持状態にした後、時刻ｔ７に供給装置６１からの被計量物の排出を開始させ、計量ホッパ１へ次の被計量物の供給を開始する。
【００６３】
また、制御器２は、計量ホッパ１の被計量物の排出終了直後（例えば時刻ｔ１）から、次の被計量物の計量ホッパ１への供給終了時（供給装置６１の被計量物の排出終了時）から所定時間（例えば時刻ｔ３〜ｔ４間の時間）経過するまでの間（例えば時刻ｔ１〜ｔ４の間）、下支え機構部２１に計量ホッパ１を下支え支持させる。
【００６４】
以上のように、本計量装置では、連続動作が行われるとき、１動作サイクル（Ｔｓ）における動作が繰り返し行われる。
【００６５】
なお、ここでは、下支え機構部２１に、計量ホッパ１の被計量物の排出終了直後に計量ホッパ１を下支え支持させるようにしているが、計量ホッパ１の被計量物の排出終了後から、計量ホッパ１への次の被計量物の供給が開始される直前までの間に、計量ホッパ１を下支え支持させるようにしてもよい。
【００６６】
本実施形態では、供給装置６１から計量ホッパ１への被計量物の排出期間Ｔ１全体にわたって、下支え機構部２１に計量ホッパ１を下支え支持させるようにしているので、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパ１の振動を抑制し、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号の安定に要する時間（計量安定待ち時間）を短縮することができる。そのため、供給装置６１から一度に大量の被計量物が計量ホッパ１へ供給されても、計量安定待ち時間を短時間に抑え、計量時間（計量期間Ｔ２に要する時間）の短縮が可能となり、本計量装置の１動作サイクル（Ｔｓ）の時間短縮も可能となる。
【００６７】
また、供給装置６１の排出期間Ｔ１の後に続く所定時間の間（例えば図４の時刻ｔ３〜ｔ４間の時間）も、下支え機構部２１に計量ホッパ１を下支え支持させることにより、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパ１の振動をより抑制し、計量安定待ち時間の短縮をより図ることができる。
【００６８】
また、計量ホッパ１の排出期間Ｔ３の直後に、下支え機構部２１に計量ホッパ１を下支え支持させることにより、計量ホッパ１の排出ゲート１２ａ、１２ｂの開閉動作による計量ホッパ１の振動を抑制している。これにより、すぐ後に計量ホッパ１へ被計量物が供給されるときに計量ホッパ１の振動が大きくなるのを抑えることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、下支え機構部２１が、吊り下げ部材１８を介してロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に吊り下げられる吊り部１７の直下を下方から支持するようにしているので、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパ１の振動を効果的に抑制して、計量安定待ち時間を短縮することができる。このように吊り部１７の直下を下方から支持することが好ましいが、この構成に限られるものではない。
【００７０】
また、下支え機構部２１が計量ホッパ１を下支え支持したときに、アーム部２３と連結棒２４とが、回転軸２２ａの軸心を通る一直線上に並んだ状態となるように構成されているため、被計量物が計量ホッパ１へ落下した時に支持部３０にかかる衝撃力は、連結棒２４において矢印ｆ、ｇで示す方向に伝搬され、アーム部２３を回転させようとする方向へは働かない。したがって、支持部３０が被支持部３１を支持した状態の保持が強固になる。この効果は、下支え機構部２１が計量ホッパ１を下支え支持したときに、回転軸２２ａの軸心が、アーム部２３が取り付けられている連結棒２４の一端と連結部材２５が取り付けられている連結棒２４の他端とを結ぶ延長線上に位置すること、及び連結棒２４が棒状（直線状）であることにより得られる。
【００７１】
〔下支え機構部の変形例〕
図２（ｃ）は、下支え機構部の変形例を示す図である。この下支え機構部２１ｘは、被支持部３１の凸部が嵌まる凹部を有する支持部３０と、支持部３０を上下方向に移動させるジグシリンダ４５とで構成される。ジグシリンダ４５は図示されない架台に固定されている。ジグシリンダ４５は、例えば、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４が固定されている架台１９（図１（ａ））に、取付け部材を介して固定されていてもよい。ここでは、ロードセルＬＣ１側の下支え機構部２１ｘについて説明するが、他のロードセルＬＣ２〜ＬＣ４側の下支え機構部も同様の構成であり、同じタイミングで同一の動作を行う。
【００７２】
ジグシリンダ４５の動作は、制御器２（図３参照）によって制御される。図２（ｃ）は計量ホッパ１を下支え支持していないときの下支え機構部２１ｘの状態を示し、計量ホッパ１を下支え支持するときには、ジグシリンダ４５が、そのロッドを前進させることにより、支持部３０を上方へ移動させ、被支持部３１を支持部３０に嵌めるように構成される。
【００７３】
上記の変形例も含めて本実施形態における下支え機構部２１、２１ｘでは、支持部３０を凹部形状とし被支持部３１を凸部形状とし、被支持部３１の凸部が支持部３０の凹部に嵌められることにより、計量ホッパ１の水平方向の振動を抑制することが容易になる。なお、支持部３０の凹部形状及び被支持部３１の凸部形状を円錐状（接触面が円錐面）とする代わりに、例えば半球状（接触面が半球面）、円錐台状、角錐状（接触面が角錐面）、角錐台状、あるいは、球面をその中心を通らない平面で２つに分けたときに小さい方の曲面の形状等としてもよい。但し、角錐状あるいは角錐台状等とするよりも、円錐状あるいは半球状等の曲面にした方が、支持部３０と被支持部３１とが嵌まりやすいので、好ましい。
【００７４】
また、支持部３０を凹部とし、被支持部３１を凸部としているが、これとは逆に、支持部３０を凸部とし、被支持部３１を凹部としてもよい。凸部及び凹部の形状は例えば前述と同様にすればよい。
【００７５】
また、本実施形態では、４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４を用いて、計量ホッパ１を４点で吊り下げ支持する構成としたが、これに限られない。例えば、複数（２個あるいは３個等）のロードセルを用いて、計量ホッパ１を複数点（２点あるいは３点等）で吊り下げ支持する構成としてもよい。なお、この場合も、各ロードセルに吊り下げられる吊り部の直下に設けられる被支持部に対応して下支え機構部を設けることが好ましいが、これに限られない。要するに、計量ホッパ１の外壁に被支持部を固定し、この被支持部を下方から支持するための支持部を有する構成であれば、被計量物の落下時の衝撃による計量ホッパ１の振動を抑制することが可能になる。
【００７６】
また、場合によっては、計量ホッパ１から被計量物を排出させるときにも、下支え機構部に計量ホッパ１を下支え支持させるようにすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、大量の被計量物を計量し、その計量時間の短縮を図ることができる計量装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７８】
ＬＣ１〜ＬＣ４  ロードセル
１  計量ホッパ
２  制御器
１７  吊り部
１８  吊り下げ部材
２１、２１ｘ  下支え機構部
３１  被支持部
３０  支持部
２２  ロータリアクチュエータ
２２ａ  回転軸
２３  アーム部
２４  連結棒
２５  連結部材
２６  挟持部材
２７  水平回動軸
２８  挟持部材
２９  連結板
３０  支持部
３１  被支持部
４５  ジグシリンダ
６１  供給装置
【図１】
2012230065.tif 000003
【図２】
2012230065.tif 000004
【図３】
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【図４】
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