(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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、１７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１１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１３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ＹＥＳ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、Ｓ２２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、Ｓ２９、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
【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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