JP2006300862A - 計量器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ポテトチップス等のように壊れやすい被計量物を、壊すことなく多量に貯留して正確な計量が行える計量器を提供する。
【解決手段】 傾斜をもって配設されたシュート31と、シュート31の一端に配設された排出ゲート32と、シュート31の中間に配設された中間ゲート33,34と、シュート31上の被計量物の重量を計量する重量検出器36と、排出ゲート及び中間ゲートの開閉を制御する制御装置100とを備え、シュート31の他端の近傍に被計量物が順次供給されるとき、制御装置100は、重量検出器36の計量値に基づいて被計量物の重量が第1の所定量となったときに中間ゲート34を開き、次に第2の所定量となったときに中間ゲート33を開き、被計量物の供給の終了後、所定のタイミングで排出ゲート32を開くように制御し、被計量物の供給が終了後の被計量物の重量を求めるべき計量値とするように構成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ポテトチップス等のスナック菓子を製造するための計量味付け装置などに用いられる計量器に関する。
従来、ポテトチップス等のスナック菓子を製造する際に、塩味等の味付けを行う装置として、例えば特許文献1に記載の装置がある。特許文献1に記載の装置では、両端が開口された筒状のタンブラの一端の開口部へ、次々と流れてくる味付けされていない半製品を供給するとともに調味料を供給し、それらの半製品と調味料とがタンブラ内で混合されながら他端の開口部へ移送されて、組合せ計量装置へ供給されるようになっている。さらに、次々と流れてくる半製品が供給されるタンブラの前段に、ロードセルに支持された計量コンベヤを配設し、タンブラへ供給される半製品の供給量を計量する構成が示されている。
特公平4−35132号公報(第6図参照)
しかしながら、上記のようにロードセルに支持された計量コンベヤを用いて半製品の供給量を計量する構成では、次々と流れてくる半製品を計量コンベヤで搬送しながら計量しているので半製品の供給量を正確に計量することは困難である。そこで、次々と流れてくる半製品を一旦、貯留して計量することが考えられるが、ポテトチップス等のように壊れやすい被計量物を、壊すことなく多量に貯留して計量し、スムーズに排出できるような計量器は、従来、存在していない。
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、ポテトチップス等のように壊れやすい被計量物を、壊すことなく多量に貯留して正確な計量が行え、スムーズに排出できる計量器を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本発明の計量器は、一端より他端が高い位置となるように傾斜をもって配設され、被計量物の流路を構成するシュートと、前記シュートの前記一端に開閉自在に配設され、閉じられた状態で前記流路を遮断する排出ゲートと、前記シュートの前記一端と他端との中間に開閉自在に配設され、閉じられた状態で前記流路を遮断する中間ゲートと、前記シュート上の前記被計量物の重量を計量する重量検出器と、前記排出ゲート及び中間ゲートの開閉を制御する制御手段とを備え、前記排出ゲート及び中間ゲートが閉じられた状態で前記シュートの他端の近傍に前記被計量物が順次供給されるとき、前記制御手段は、前記重量検出器の計量値に基づいて前記シュート上の前記被計量物の重量が予め定められている所定量となったときに前記中間ゲートを開き、前記被計量物の供給が終了した後、所定のタイミングで前記排出ゲートを開くように制御するとともに、前記被計量物の供給が終了したときに前記重量検出器で計量される前記被計量物の重量を求めるべき計量値とするように構成されている。
この構成によれば、中間ゲートが閉じられた状態で、例えばポテトチップス等のように壊れやすい被計量物が供給されると、相当な層厚となって貯留される。中間ゲートが開かれると、それまでに供給され相当な層厚となっている被計量物が、ほぼその層厚を保ったままでシュート上を排出ゲートまで滑り降り、その後、続けて供給される被計量物が、滑り降りた被計量物に連続して相当な層厚となるように貯留される。このようにシュート上に相当な層厚となって貯留されるので、多量の被計量物を計量することが可能になる。また、貯留された状態で計量するので、正確な計量を行うことができる。また、中間ゲートで一旦、所定量の被計量物が貯められた後、排出ゲートまで滑り降りるので、中間ゲートが無い場合に比べ、1回に滑り降りる距離が短縮されて速度が速くならないため、排出ゲートとの衝撃が小さくなり、被計量物が壊れたり、壊れやすくなるのを防ぐことができる。また、傾斜して配設されているシュートの下端の排出ゲートを開くことでスムーズに排出することができる。
また、前記中間ゲートが所定の間隔をあけて複数設けられ、前記制御手段により前記中間ゲートが開かれるときの前記所定量として、複数のそれぞれの前記中間ゲートに対応してそれぞれ異なる複数の所定量が予め定められており、前記複数の所定量は、前記シュートの前記一端に近い方の前記中間ゲートに対応する前記所定量ほど大きな値に定められている構成としてもよい。この場合、被計量物の供給量が増えるにつれ、被計量物の供給側であるシュートの他端に近い方の中間ゲートから順番に開かれる。
また、前記排出ゲートは、開かれた状態のときに、前記シュートの延長部分となるように構成されていることが好ましい。この構成により、シュートから排出される被計量物は排出ゲート上を通過して排出され、排出ゲートを排出用のシュートに兼用できる。
本発明は、以上に説明した構成を有し、ポテトチップス等のように壊れやすい被計量物を、壊すことなく多量に貯留して正確な計量が行え、スムーズに排出できる計量器を提供することができるという効果を奏する。
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。
まず、本発明の実施の形態における計量器が用いられている装置の一例について説明しておく。図4は、本発明の実施の形態における半製品計量器を用いた計量味付け装置と、組合せ計量装置及び包装機とからなる菓子製造システムの平面図である。この菓子製造システムは、薄片状のポテトチップス等の小片状のスナック菓子の製造システムである。
計量味付け装置は、円形のターンテーブル1と、ターンテーブル1上にその回転中心を中心とする円周上に等間隔で搭載された4台の傾胴式のポット型のミキサ2と、ミキサ2へ略所定量の半製品を供給する半製品計量器3(本実施の形態の計量器)と、第1、第2調味料供給装置4,5とを備えている。各ミキサ2は、半製品等の投入口兼排出口となる開口2aを有する容器の内部に羽根が設けられ、水平軸の回りに回動可能であり、水平軸と略直交する自転軸の回りに自転可能であり、かつ自転軸上の端部に開口2aが設けられている。各ミキサ2は、傾転用モータによって水平軸の回りに回動し、自転用モータによって自転する。ターンテーブル1は、各ミキサ2が4つの停止位置(ST1,ST2,ST3,ST4)で停止するように、間欠的に回転可能に構成されている。図4では、停止位置ST1にあるミキサ2を2(ST1)、停止位置ST2にあるミキサ2を2(ST2)、停止位置ST3にあるミキサ2を2(ST3)、停止位置ST4にあるミキサ2を2(ST4)として示している。各ミキサ2は、ターンテーブル1の回転により、停止位置ST1からST2、ST3、ST4の順に移送され、さらに停止位置ST1へ戻り、同様に繰り返される。
半製品計量器3については、詳しくは後述するが、振動フィーダで構成されている半製品供給フィーダ8から供給される半製品の重量を計量し、計量した半製品をミキサ2へ排出するように構成されている。この半製品計量器3で計量された半製品の重量値に基づいて、第1、第2調味料供給装置4,5から供給すべきそれぞれの調味料の目標供給量が、制御装置100により算出される。
第1調味料供給装置4は、塩等の粉体からなる第1調味料の供給装置であり、第1調味料が貯留されたホッパを有し、スクリューフィーダ43の先端から第1調味料が送出されるように構成され、また調味料の送出重量を計量可能な構成である。この調味料供給装置4は、そのスクリューフィーダ43の長手方向に進退可能なように構成され、第1調味料をミキサ2へ供給するときには前進することにより、スクリューフィーダ43の先端部分がミキサ2の内部へ挿入され、供給が終了すると後退することによりスクリューフィーダ43はミキサ2の外へ退避する。
第2調味料供給装置5は、海苔、パセリ等を乾燥した小片物(半製品よりも極小の小片物)からなる第2調味料の供給装置であり、第2調味料が貯留されたホッパを有し、第2調味料がホース58内をエアーによって搬送され、ホース58の先端に取り付けられている第2調味料供給ノズル56からエアーとともに送出されるように構成され、また調味料の送出重量を計量可能な構成である。第2調味料供給ノズル56は、所定位置に配設された可動取付け部59に取り付けられ、ミキサ2へ第2調味料を供給するときは第2調味料供給ノズル56の先端部分がミキサ2の内部へ挿入され、供給が終了するとミキサ2の外へ退避するように、可動取付け部59が動作する。
制御装置100には、CPU等からなる演算制御部と、RAM及びROM等のメモリ等とを備えている。メモリには、運転用プログラム、多数の運転パラメータの設定データ、その他計量値データ等が記憶される。制御装置100は、演算制御部がメモリに記憶されている運転用プログラムを実行することにより、計量味付け装置全体の制御を行うとともに、ここでは半製品供給フィーダ8及び排出コンベア9の制御も行う。また、制御装置100は、半製品供給フィーダ8の動作を停止および開始(再開)させるとき、半製品供給装置7に対し、半製品供給フィーダ8への半製品の供給を停止および開始(再開)させる信号を出力する。また、制御装置100は、半製品供給フィーダ8の動作が停止され、半製品計量器3に対し半製品の供給が終了したときの半製品計量器3の重量検出器36(図1参照)で計量された半製品の重量値に基づいて、各調味料供給装置4,5から供給すべきそれぞれの調味料の目標供給量を求める。これは、半製品の重量値に、調味料ごとに予め定められた添加率を乗じて、各調味料の目標供給量を算出する。
この菓子製造システムでは、半製品供給装置7から、例えば、じゃがいもがスライスされて油揚げされた味付け前のポテトチップス等の半製品が、振動フィーダで構成されている半製品供給フィーダ8へ供給され、半製品供給フィーダ8から、計量味付け装置の半製品計量器3へ供給され、半製品計量器3で計量されてから、開口2aが斜め上方に向けられた停止位置ST1のミキサ2(ST1)へ供給される。半製品計量器3から半製品が供給された後、ミキサ2の自転が開始されるとともに第1調味料供給装置4から第1調味料が供給される。次にターンテーブル1が1/4回転され、停止位置ST2となったミキサ2には第2調味料供給装置5から第2調味料が供給される。次にターンテーブル1が1/4回転され、停止位置ST3となる。次にターンテーブル1が1/4回転され、停止位置ST4となる。各停止位置ST1〜ST4における停止時間は等しく設定されている。本例では、停止位置ST3、ST4ではミキサ2に調味料の供給は行われず、ミキサ2の自転による半製品と各調味料との攪拌が続けられている。停止位置ST4でミキサ2の自転を終了後に、ミキサ2はその開口2aを下方に向けるように傾転されて、味付けされた半製品が、振動フィーダで構成された排出コンベア9上へ排出される。その後、ターンテーブル1が1/4回転され、停止位置ST1へ戻る。その際、ターンテーブル1の回転中にミキサ2はその開口2aを斜め上方へ向ける(図1の状態)ように傾転される。以下、同様の動作が繰り返される。以上では、ある1つのミキサ2及びそれに対応する動作を説明したが、他のミキサ2及びそれに対応する動作も同様である。また、停止位置ST4のミキサ2から排出コンベア9へ排出された半製品はシュート10を滑り落ちて、組合せ計量装置12に対する供給装置11へ供給される。供給装置11から組合せ計量装置12へ供給された半製品は、組合せ計量装置12で、組合せ計量されて所定重量範囲内の重量の半製品を一塊として、順次、包装機13へ排出される。包装機13は、組合せ計量装置12の下方に配設され、組合せ計量装置12から順次排出される一塊の半製品を、順次、袋を製造しながら、その袋に充填して包装する。
次に、本実施の形態の計量器である半製品計量器3の構成について詳しく説明する。図1は、図4に示された計量味付け装置に用いられている半製品計量器3とその近傍部分の構成を示す側面図である。ターンテーブル1上には4台のミキサ2が搭載されているが、図1では停止位置ST1のミキサ2のみ図示している。
半製品計量器3は、断面U字状のシュート31が傾斜した状態で、重量検出器(ロードセルを用いた台秤)36上に2本の支持脚37等を介して固定されている。各々の支持脚37の上部の角度調整用金具371でシュート31の傾斜角度の調整が可能である。重量検出器36は、床に固定され収納庫を兼ねる架台39上に取り付けられた支持台38に設置されている。シュート31の長手方向のミキサ2側の端部には排出ゲート32が取り付けられ、シュート31の長手方向の途中には2つの中間ゲート33、34がそれぞれの所定位置に取り付けられている。排出ゲート32は、エアーシリンダ等を用いた駆動部320によって開閉されるように構成され、下方へ開く。中間ゲート33、34もそれぞれエアーシリンダ等を用いた駆動部330,340(図4)によって開閉されるように構成され、それぞれ上方へ開く。
排出ゲート32は、2点鎖線で示されるようにミキサ2の開口2aに臨むように開き、排出ゲート32が開くと、シュート31内の半製品が排出ゲート32上を通過してミキサ2へ供給される。したがって、排出ゲート32は排出時のシュートに兼用されている。
図2(a)は、半製品計量器3の中間ゲート34の駆動部340の構成の一例を示す図であり、図2(b)及び図2(c)は、半製品計量器3の排出ゲート32の駆動部320の構成の一例を示す図であり、図2(d)は、半製品計量器3のシュート31の断面図である。
図2(d)に示すように、シュート31は、底面311の両側に側面312を有する樋状であり、図2(a)に示すように、中間ゲート34は、閉じられているときにシュート31内を仕切るように設けられ、その上端が、図示されない手段によって回動可能に支持された軸345に固定され、その軸345が回動することにより、中間ゲート34の開閉がなされる。軸345の両端は、両側の側面312に対し図示されない手段によって回動可能に支持されており、軸345の一端側にアーム344が取り付けられている。アーム344の先端部は、エアーシリンダ341のピストンロッド342の先端に固定された連結部材343に対し、連結ピンを介して揺動自在に取り付けられている。エアーシリンダ341は、そのフランジ部347に両側から対向する一対の穴348が設けられ、その両側の穴348に、一方の側面312に取り付けられた支持部材350によって固定されている軸349(図2(d))が嵌め込まれ、その軸349に対し揺動自在に取り付けられている。ピストンロッド342が前進および後退動作することによってアーム344とともに軸345が回動し、中間ゲート34の開閉がなされる。図2(a)では、ピストンロッド342が前進位置のときの閉状態の中間ゲート34が実線で示され、ピストンロッド342が後退動作すると、中間ゲート34が開いて、鎖線で示されるように開状態となる。矢印346は、半製品が流れる方向を示す。他の1つの中間ゲート33及びその駆動部330も同様にして構成できる。ただし、中間ゲート33に対し駆動部330を図4の位置に配置した場合、ピストンロッドが前進位置のときに中間ゲート33が開状態となり、ピストンロッドが後退位置のときに中間ゲート33が閉状態となるように構成される。
図2(b)では排出ゲート32が閉じられた状態を示し、図2(c)では開いた状態を示す。排出ゲート32は、半製品が流れる下流側のシュート31の底面311の端部に取り付けられた固定軸325に、ヒンジ等で回動自在に取り付けられている。排出ゲート32の外面の中央下部にアーム324が固設され、アーム324は、エアーシリンダ321のピストンロッド322の先端に固定された連結部材323に対し、連結ピンを介して揺動自在に取り付けられている。エアーシリンダ321は、そのフランジ部327に両側から対向する一対の穴328が設けられ、その両側の穴328に、シュート31の底面311に取り付けられた支持部材329によって固定されている軸(図示せず、前述の軸349と同様)が嵌め込まれ、その軸に対し揺動自在に取り付けられている。ピストンロッド322が前進位置のときは、図2(b)のように排出ゲート32が閉状態であり、ピストンロッド322が後退動作すると、図2(c)のように排出ゲート32が開いて開状態となる。排出ゲート32は、開いた状態の時にミキサ2へ半製品を供給するためのシュートを兼ねているので、このとき、半製品が排出ゲート32上から横へ落ちないように、排出ゲート32はその両側に側板326が一体的に設けられた構成である。
以上のように構成された半製品計量器3の動作を説明する。
半製品供給フィーダ8からポテトチップス等の小片状の半製品が半製品計量器3へ供給される。半製品計量器3では、中間ゲート33,34及び排出ゲート32が閉じられた状態で、供給フィーダ8からの供給量が所定の半製品目標供給量の例えば1/3になったときに中間ゲート34が開かれる。半製品目標供給量は、供給フィーダ8から半製品計量器3へ1回の供給動作(供給フィーダ8の動作が開始されてから次に停止されるまでの動作)によって供給される予め定められた目標の重量値である。続いて供給量が半製品目標供給量の例えば2/3になったときに中間ゲート33が開かれ、続いて供給量が半製品目標供給量となるように供給フィーダ8を停止させる。その後、所定のタイミングで(本例では、停止位置ST4にあるミキサ2が、ターンテーブル1が1/4回転して停止位置ST1へ移送されてきて停止したとき)、排出ゲート32を開いて排出する。このような半製品計量器3及び半製品供給フィーダ8の動作は制御装置100によって制御される。制御装置100には、常時、重量検出器36からの信号(計量値)が入力されており、制御装置100は、半製品計量器3に半製品が供給されているとき、重量検出器36で計量される計量値に基づいて、その計量値が第1の所定量(前述のように例えば半製品目標供給量の1/3)になったときに最初の中間ゲート34を開き、第1の所定量より大きい第2の所定量(前述のように例えば半製品目標供給量の2/3)になったときに次の中間ゲート33を開き、また、最終的な供給量が半製品目標供給量となるように半製品供給フィーダ8の動作を停止させる。ここで半製品目標供給量となるように半製品供給フィーダ8の動作を停止させても、実際の供給量にはばらつきが生じる。そこで、制御装置100は、半製品供給フィーダ8が停止され、一旦、供給が終了したときに重量検出器36で計量された正確な半製品の重量値を用いて、前述のように調味料供給装置4,5のそれぞれから供給される調味料の目標供給量を算出する。
図3(a)〜(c)は、半製品計量器3に半製品が供給される状態を示す模式図である。なお、図1、図4の例では、半製品供給フィーダ8が半製品計量器3に対し斜めに配置され、半製品計量器3のシュート31の片側の側面312の上端の隅切りがなされて、その上を通って半製品供給フィーダ8が配設されているが、これは一例であるので、図3では、簡単化して半製品供給フィーダ8と半製品計量器3との位置を示している。
まず、図3(a)に示すように、排出ゲート32及び中間ゲート33,34が閉状態で、半製品供給フィーダ8から半製品が半製品計量器3へ供給され、半製品目標供給量の例えば1/3供給されたときに最初の中間ゲート34が開かれる。中間ゲート34が開かれると、それまでに供給されている半製品は次の中間ゲート33までシュート31内を滑り降りる。このとき滑り降りた半製品は、図3(b)に示される1点鎖線と次の中間ゲート33の間の部分x1の半製品である。続いて、半製品が供給されて半製品目標供給量の例えば2/3供給されたときに中間ゲート33が開かれる。中間ゲート33が開かれると、それまでに供給されている半製品は排出ゲート32までシュート31内を滑り降りる。このとき滑り降りた半製品は、図3(c)に示される1点鎖線と排出ゲート32の間の部分x2の半製品である。続いて、半製品目標供給量となるように半製品が供給される。
これに対し、中間ゲート33、34が無い場合の半製品が供給される状態を、図3(d)に示す。この場合、半製品供給フィーダ8から供給される半製品は、最初のうちは排出ゲート32まで滑り降りるが、半製品が1〜2枚あるいは数枚程度重なった状態で停止するようになり、シュート31内に多量の半製品を貯留できない。また、排出ゲート32まで滑り降りる半製品は、滑り降りる距離が長いので速度が速くなって排出ゲート32に衝突し、壊れたり、壊れやすくなる。
本実施の形態の半製品計量器3では、それぞれの中間ゲート34、33が開かれると、それまでに供給され相当な層厚となっている半製品が、x1、x2の部分のように、ほぼその層厚を保ったままで滑り降りるので、多量の半製品を計量することが可能になる。また、中間ゲート34、33が順番に開かれて滑りおりるので、中間ゲート33、34が無い場合に比べ、滑り降りる速度が速くならないため、中間ゲート33や排出ゲート32との衝撃が小さく、半製品が壊れたり、壊れやすくなるのを防ぐことができる。
以上のように、この半製品計量器3は、順次搬送されてくるポテトチップス等のように壊れやすい半製品(被計量物)を、壊すことなく多量に貯留でき、貯留して計量するので、多量の半製品の正確な計量を行うことができる。また、傾斜して配設されている半製品計量器3の下端の排出ゲート32を開くことでスムーズに排出することができる。また、角度調整用金具371で半製品計量器3のシュート31の傾斜角度を調整することにより、シュート31上の半製品の貯留状態や流れ具合を所望の状態とすることが可能である。
なお、本実施の形態では、半製品計量器3に2つの中間ゲート33、34を設けているが、1つあるいは3つ以上設けた構成でも構わない。例えば、半製品目標供給量やシュート31の幅、長さ等に応じて適宜選択すればよい。また、中間ゲート及び排出ゲートの構成も種々変更してもよい。これらのゲートは、半製品の流路を開閉できればよく、例えば、上下方向に限らず水平方向に回動する方式でもよいし、片開きに限らず両開きとしてもよいし、回動式に限らず、スライド式や、カメラの絞りのような絞り方式としてもよい。
本発明は、ポテトチップス等のように壊れやすい被計量物を計量する計量器として有用である。
本発明の実施の形態における計量器及びその近傍の構成を示す側面図である。 (a)は、本発明の実施の形態における計量器の中間ゲートの駆動部の構成の一例を示す図であり、(b)及び(c)は、計量器の排出ゲートの駆動部の構成の一例を示す図であり、(d)は計量器のシュートの断面図である。 本発明の実施の形態における計量器に半製品が供給される状態を示す模式図である。 本発明の実施の形態における計量器を用いた計量味付け装置と、組合せ計量装置及び包装機とからなる菓子製造システムの平面図である。
符号の説明
3 半製品計量器
31 シュート
32 排出ゲート
33 中間ゲート
34 中間ゲート
36 重量検出器
100 制御装置

Claims (3)

  1. 一端より他端が高い位置となるように傾斜をもって配設され、被計量物の流路を構成するシュートと、
    前記シュートの前記一端に開閉自在に配設され、閉じられた状態で前記流路を遮断する排出ゲートと、
    前記シュートの前記一端と他端との中間に開閉自在に配設され、閉じられた状態で前記流路を遮断する中間ゲートと、
    前記シュート上の前記被計量物の重量を計量する重量検出器と、
    前記排出ゲート及び中間ゲートの開閉を制御する制御手段とを備え、
    前記排出ゲート及び中間ゲートが閉じられた状態で前記シュートの他端の近傍に前記被計量物が順次供給されるとき、前記制御手段は、前記重量検出器の計量値に基づいて前記シュート上の前記被計量物の重量が予め定められている所定量となったときに前記中間ゲートを開き、前記被計量物の供給が終了した後、所定のタイミングで前記排出ゲートを開くように制御するとともに、前記被計量物の供給が終了したときに前記重量検出器で計量される前記被計量物の重量を求めるべき計量値とするように構成された計量器。
  2. 前記中間ゲートが所定の間隔をあけて複数設けられ、
    前記制御手段により前記中間ゲートが開かれるときの前記所定量として、複数のそれぞれの前記中間ゲートに対応してそれぞれ異なる複数の所定量が予め定められており、前記複数の所定量は、前記シュートの前記一端に近い方の前記中間ゲートに対応する前記所定量ほど大きな値に定められている請求項1記載の計量器。
  3. 前記排出ゲートは、開かれた状態のときに、前記シュートの延長部分となるように構成された請求項1または2記載の計量器。
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