JP2013039512A - 定量材料塊供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送速度を落とすことなく所定範囲外の重量の計量飯を搬送路から排出する。
【解決手段】設定重量値を目標とした計量飯Ｒｍを生成し、生成された計量飯Ｒｍの重量を計量して搬送する処理部Ｍ１と、処理部Ｍ１の搬送方向下流側に配置されて処理部Ｍ１から受け取った計量飯Ｒｍを次工程に搬送するとともに、搬送方向前方が下方に傾斜して計量飯Ｒｍを搬送方向に沿って落下させて搬送路から排出可能となった選別搬送手段５と、処理部Ｍ１で計量された計量飯Ｒｍの重量が設定重量値に対して所定範囲内のときには選別搬送手段５により次工程に搬送させ、所定範囲外のときには選別搬送手段５から落下させる制御を実行する制御部７とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、定量材料塊供給装置に関するものである。

米飯などの材料から所望の重量を取り出した材料塊を供給する装置が知られている。このような装置では材料塊の重量を計量コンベアで計測しており、その計測値が設定重量値に対して所定範囲内の場合にはおにぎり成形などの次工程に搬送し、所定範囲外の場合には搬送路から排出するようにしている。

このような材料塊の定量供給装置としては、例えば特許第２６３８７４２号明細書に記載されたものが知られている。この供給装置では搬送コンベアの側方に、シリンダ駆動手段により駆動される不良選別用のエアシリンダが配置されており、計測値が所定範囲外の場合には、搬送コンベアを流れる材料塊（米飯）をシリンダによって搬送コンベアの側方に押し出すことにより搬送路から排出している。

特許第２６３８７４２号明細書

しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術では、エアシリンダが搬送コンベア上を往復移動して材料塊を搬送コンベアの側方に押し出しているために、エアシリンダが往復移動している間は次の材料塊を搬送コンベアに導入することができない。そのため、材料塊の搬送速度がエアシリンダの動作時間に拘束されることとなり、処理速度を高めるには限界がある。

また、エアシリンダが材料塊を搬送コンベアの側方に押し出しているために、搬送コンベアの一方の側方にエアシリンダを配置し、搬送コンベアを挟んでその反対側に排出された材料塊を回収するための容器を配置しなければならず、スペース効率が悪化する。

さらに、エアシリンダが搬送コンベア上を流れる材料塊を搬送方向と交差する方向に押し出しているので、材料塊が搬送コンベアの表面との摩擦によって材料塊が引きずられるようになる。したがって、材料塊が米飯の場合には、搬送コンベアと接触した部分の米飯が傷つき、再使用には適さなくなってしまう。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、材料塊の搬送速度を落とすことなく所定範囲外の重量の材料塊を搬送路から排出することのできる定量材料塊供給装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、所定範囲外の重量の材料塊を搬送路から排出するための構造をスペース効率を悪化させることなく実現できる定量材料塊供給装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、所定範囲外の重量の材料塊を傷つけることなく搬送路から排出することのできる定量材料塊供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の定量材料塊供給装置は、設定重量値を目標とした材料塊を生成し、生成された当該材料塊の重量を計量して搬送する処理手段と、前記処理手段の搬送方向下流側に配置されて前記処理手段から受け取った前記材料塊を次工程に搬送するとともに、搬送方向前方が下方に傾斜するように変位して当該材料塊を搬送方向に沿って落下させて搬送路から排出可能となった選別搬送手段と、前記処理手段で計量された前記材料塊の重量が前記設定重量値に対して所定範囲内のときには前記選別搬送手段により前記材料塊を次工程に搬送させる第１の制御を実行し、前記所定範囲外のときには前記選別搬送手段から前記材料塊を落下させる第２の制御を実行する制御手段とを有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記選別搬送手段は、前記処理手段側の端部を支点に揺動可能に設けられて前記材料塊を次工程に搬送する第１の位置と下方に傾斜して前記材料塊を搬送方向に沿って落下させる第２の位置とに動く搬送部、および前記搬送部を前記第１の位置と前記第２の位置とに変位させるモータを備え、前記制御手段は、前記第１の制御の場合には前記搬送部が前記第１の位置となり、前記第２の制御の場合には前記搬送部が前記第２の位置となるように前記モータを駆動することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、前記搬送部は、前記処理手段側の端部を支点にして揺動可能に設けられた台座、および回転軸が相互に平行になるようにして前記台座に連続して取り付けられて前記材料塊を搬送するように回転する複数のローラを備え、前記モータは前記台座を揺動させて前記搬送部を前記第１の位置と前記第２の位置とに変位させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記処理手段は、設定重量値を目標とした材料塊を生成する材料塊生成部、および生成された前記材料塊の重量を計量しながら搬送する計量搬送部を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、前記材料塊生成部は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割して材料塊を生成する分割部を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記材料および前記材料塊は米飯で構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、材料塊の搬送速度を落とすことなく所定範囲外の重量の材料塊を搬送路から排出することが可能になる。

また、本発明によれば、所定範囲外の重量の材料塊を搬送路から排出するための構造をスペース効率を悪化させることなく実現することができる。

さらに、本発明によれば、所定範囲外の重量の材料塊を傷つけることなく搬送路から排出することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る定量米飯供給装置を示す概略図である。 図１の定量米飯供給装置における制御系を示す説明図である。 図１の定量米飯供給装置における払出コンベアを示す斜視図である。 図３の払出コンベアの動作機構を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係る定量米飯供給装置における制御を示すフローチャートである。 図１の定量米飯供給装置における払出コンベアの第２の位置を示す説明図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１に示すように、本実施の形態の定量米飯供給装置（定量材料塊供給装置）Ｍは、キャスタ１によって移動可能とされた台座２上に計量コンベア３ａおよび払出コンベア５ａ（搬送部）が搬送方向上流側から下流側に沿って配置されている。

また、計量コンベア３ａの上方には、米飯（材料）をシート状に成形して計量コンベア３ａ上に送り出す送出部６ａが配置されている。

さらに、送出部６ａと計量コンベア３ａとの間には、送出部６ａから送り出された米飯Ｒ（図２）を搬送方向と交差する方向（ここでは、搬送方向とほぼ直交した方向）に分割して設定重量値を目標とした計量飯Ｒｍ（材料塊）を生成するためのカッタ（分割部）８が配置されている。そして、カッタ６ｂで分割生成された計量飯Ｒｍは計量コンベア３ａに載せられる。

計量コンベア３ａには、当該計量コンベア３ａに載せられた米飯の重量を計量するためのロードセル３ｂが設けられている。

そして、送出部６ａおよびカッタ６ｂによって、設定重量値を目標とした計量飯Ｒｍを生成するための計量飯生成部６（材料塊生成部）が構成される。また、計量コンベア３ａおよびロードセル３ｂによって、計量飯生成部６で生成された計量飯Ｒｍの重量を計量しながら搬送する計量搬送部３が構成される。さらに、計量飯生成部６および計量搬送部３によって処理部Ｍ１（処理手段）が構成される。

なお、払出コンベア５ａの下方には、搬送路に沿って延びるトレイ４が設置されている。払出コンベア５ａおよびトレイ４の詳細については後述する。

さて、このような定量米飯供給装置Ｍにより、送出部６ａから送り出されたシート状に連続した米飯Ｒがカッタ６ｂで分割されることにより計量飯Ｒｍ（設定重量値を目標とした計量飯Ｒｍ）が生成され、計量コンベア３ａに載せられる。そして、計量コンベア３ａにて重量が計量されながら搬送されて払出コンベア５ａへ移送される。払出コンベア５ａから、次工程を実行するための装置（例えば、計量された米飯を所定の形状に成形（例えば三角形のおにぎり形状に成形）するための成形装置）へと搬送される。

台座２の側方（図１において右側）には、上下方向に延びる一対の縦レール１０に沿って米飯容器１１を昇降させるリフタ１２が設けられている。このリフタ１２によって米飯容器１１は上部に設置されたホッパ１３の位置まで持ち上げられ、リフタ１２の上端に設けられた反転部１４によってホッパ１３に向けて上下反転されることにより、米飯容器１１内の米飯Ｒがホッパ１３に投入される。

ホッパ１３は前述した送出部６ａに対応して設けられている。ホッパ１３内には投入された米飯Ｒを解すための解しローラが設けられており、ホッパ１３に投入された米飯Ｒは解しローラに解されて送出部６ａに導入される。

計量飯生成部の一部を構成している送出部６ａ内には、ホッパ１３からの米飯Ｒを導入するための導入ローラ２１が設けられている。また、導入ローラ２１の下方には、左右一対で合計２段となった第１のローラ対１５が上下方向に配置されている。この第１のローラ対１５は、上段に位置する第１のローラ対１５ａの間隔よりも下段に位置する第１のローラ対１５ｂの間隔の方が狭くなっている。したがって、米飯Ｒが第１のローラ対１５ａ，１５ｂにより上方より下方へ送られることによって、シート状に圧縮成形される。

さらに、第１のローラ対１５の下方には、左右一対で合計２段となった第２のローラ対１６が上下方向に配置されている。ここで、第１のローラ対１５の間隔よりも下方に位置する第２のローラ対１６の間隔の方が狭くなっている。また、第２のローラ対１６は相互に接近離間可能になっている。

したがって、第１のローラ対１５により米飯Ｒが上方より下方へと圧縮されながら送られる。そして、第２のローラ対１６へと送られることによってさらに圧縮されてシート状に成形される。そして、第２のローラ対１６は相互に接近離間可能になっていることから、第１のローラ対１５から送られたシート状の連続した米飯Ｒは、第２のローラ対１６の間隔に応じて厚みが調整されて送り出される。

ホッパ１３の側方（図１において左側）には、計量飯Ｒｍの設定重量値、計量飯Ｒｍの重量の許容値などの設定を行う操作パネル１９、および定量米飯供給装置Ｍの駆動および停止などを行う操作スイッチ２０が設けられている。したがって、作業者は操作パネル１９および操作スイッチ２０を適宜操作することにより、定量米飯供給装置Ｍによる米飯の計量を行う。

さて、計量飯Ｒｍを次工程に搬送する払出コンベア５ａは、計量飯Ｒｍを搬送方向に沿ってトレイ４上に落下させることによって当該計量飯Ｒｍを搬送路から排出することが可能となっている。

図２に示すように、計量飯Ｒｍを搬送する払出コンベア５ａは、搬送方向前方が下方に傾斜可能になっている。つまり、払出コンベア５ａは処理部Ｍ１側の端部を支点にして揺動するようになっており、計量飯Ｒｍを次工程に搬送する略水平となった位置（第１の位置・図２の実線で示す位置）と、下方に傾斜して計量飯Ｒｍを搬送方向に沿って落下させる位置（第２の位置・図２の二点差線で示す位置）とに変位する。

このような払出コンベア５ａの揺動運動は後述する制御部７（制御手段）によって制御されるモータ５ｂにより実現するようになっている。つまり、モータ５ｂの回転により払出コンベア５ａが第１の位置になると、処理部Ｍ１から搬送されてきた計量飯Ｒｍは次工程へと搬送される。また、モータ５ｂの回転により払出コンベア５ａが第１の位置から変位して第２の位置になり搬送方向前方に向かって下方に傾斜すると、処理部Ｍ１から搬送されてきた計量飯Ｒｍは搬送方向に沿ってトレイ４上に落下し、搬送路から排出される。

なお、払出コンベア５ａおよびモータ５ｂによって選別搬送手段５が構成されている。

ここで、図３に示すように、払出コンベア５ａは、処理部Ｍ１側の端部を支点にして揺動可能に設けられた台座５ａ−１、および回転軸が相互に平行になるようにして台座５ａ−１に連続して取り付けられて計量飯Ｒｍを搬送するように回転する複数（本実施の形態では４個）のローラ５ａ−２を備えている。そして、図４に示すように、モータ５ｂはクランク５ｃを介して台座５ａ−１を揺動させることによって、払出コンベア５ａを前述した第１の位置と第２の位置とに変位させている。

なお、本実施の形態では、払出コンベア５ａにおける計量飯Ｒｍ搬送はローラ５ａ−２を用いたローラコンベア方式になっているが、ベルトを用いたベルトコンベア方式など、他の様々な搬送方式を採用してもよい。

次に、以上の構成を有する定量米飯供給装置Ｍの制御系について、図２を用いて説明する。

図２において、定量米飯供給装置Ｍにおける選別搬送手段５の動作は、制御部７（制御手段）制御されている。

制御部７には重量検出器８が接続されており、ロードセル３ｂで計量されて重量検出器８で検出された計量飯Ｒｍの重量が入力される。また、制御部７には前述した操作パネル１９も接続されており、当該操作パネル１９により設定された設定重量値Ｔも入力される。なお、本実施の形態では、許容範囲（所定範囲）である設定重量値プラス側許容値Ｔ^＋ならびに設定重量値マイナス側許容値Ｔ⁻は、設定重量値Ｔに基づいて自動的に設定されるようになっている。但し、設定重量値プラス側許容値Ｔ^＋および設定重量値マイナス側許容値Ｔ⁻は自動的設定とはなっていなくてもよい。

なお、制御部７に制御される処理部Ｍ１では、第１のローラ対１５の駆動制御、第２のローラ対１６の間隔制御、およびカッタ６ｂの動作タイミング制御を行っている。そして、設定重量値を目標とした計量飯Ｒｍの生成は、これらの制御の何れかあるいは全てを実行することにより、設定重量値Ｔを目標とした計量飯Ｒｍを生成するように設定される。なお、第１のローラ対１５の駆動制御は、第１のローラ対１５を駆動するモータ（図示せず）の速度またはトルクを制御することにより実行される。

そして、制御部７は、ロードセル３ｂで計量された実際の計量飯Ｒｍの重量と操作パネル１９により設定された設定重量値Ｔとに基づき、計量飯Ｒｍの重量が設定重量値Ｔに対して所定範囲内のときには選別搬送手段５（払出コンベア５ａおよびモータ５ｂ）により計量飯Ｒｍを次工程に搬送させる制御（第１の制御）を実行し、所定範囲外のときには選別搬送手段５から計量飯Ｒｍを落下させる制御（第２の制御）を実行する。

より具体的には、制御部７は、第１の制御の場合には払出コンベア５ａが第１の位置となり、第２の制御の場合には払出コンベア５ａが前記第２の位置となるようにモータ５ｂを駆動する。

次に、本実施の形態の定量米飯供給装置Ｍの制御部７による制御について、図５および図６を用いて説明する。

最初に、操作パネル１９により設定重量値Ｔを設定する（ステップＳ１）。ここで、設定重量値Ｔを例えば１００ｇとし、設定重量値プラス側許容値Ｔ^＋を例えば＋３ｇ、設定重量値マイナス側許容値Ｔ⁻を例えば−３ｇとする。

そして、米飯Ｒがホッパ１３に投入されて操作スイッチ２０を押すことにより、送出部６ａの第２のローラ対１６が所定の間隔にセットされて第１のローラ対１５が回転を開始し、計量コンベア３ａおよび第２の計量コンベア４が周回移動を開始する。そして、制御部７により、送出部６ａからシート状に成型された連続した米飯Ｒが送り出され、カッタ６ｂで分割されて計量飯Ｒｍが生成される（ステップＳ２）。

生成された計量飯Ｒｍは計量コンベア３ａに載せられ、ロードセル３ｂにより計量飯Ｒｍの重量Ｗｍの計量（ステップＳ３）および搬送が行われる。計量結果は制御部７に送られる。

次に、計量結果を受けて、制御部７において、計量飯重量Ｗｍが許容範囲（所定範囲）である設定重量値プラス側許容値Ｔ^＋と設定重量値マイナス側許容値Ｔ⁻との範囲にあるかどうかが判断される（ステップＳ４）。

そして、ステップＳ４において、計量飯重量Ｗｍが例えば１０２ｇとなって許容範囲（所定範囲）内であると判断された場合には、制御部７はモータ５ｂにより払出コンベア５ａを第１の位置（計量飯Ｒｍを次工程に搬送する位置）にする第１の制御を実行する（ステップＳ５）。

一方、ステップＳ４において、計量飯重量Ｗｍが例えば９６ｇとなって許容範囲（所定範囲）外であると判断された場合には、制御部７はモータ５ｂにより払出コンベア５ａを第２の位置（搬送方向前方が下方に傾斜して計量飯Ｒｍを搬送方向に沿って落下させる位置）にする第２の制御を実行する（ステップＳ６）。これにより、図６に示すように、計量飯Ｒｍは搬送方向に沿ってトレイ４上に落下し、搬送路から排出される。

ここで、本実施の形態では、計量飯重量Ｗｍの重量が所定範囲外となった場合、選別搬送手段を構成する払出コンベア５ａの搬送方向前方が下方に傾斜するように変位することで、計量飯Ｒｍを搬送方向に沿って落下させるようにしている。エアシリンダがコンベア上を往復移動して計量飯Ｒｍを押し出す場合にはエアシリンダが往復移動している間は次の計量飯Ｒｍをコンベアに導入することができないが、本実施の形態の構造であれば、重量が所定範囲外となった計量飯Ｒｍの排出動作中であっても払出コンベア５ａ上にはエアシリンダのような計量飯Ｒｍの搬送動作を阻害する部材が存在しないので、次の計量飯Ｒｍを素早く払出コンベア５ａに導入することが可能になる。

これにより、計量飯Ｒｍの搬送速度を落とすことなく所定範囲外の重量の計量飯Ｒｍを搬送路から排出することが可能になる。

また、エアシリンダを用いた場合には、エアシリンダが計量飯Ｒｍをコンベアの側方に押し出すために、コンベアの一方の側方にエアシリンダを配置し、その反対側に排出された計量飯Ｒｍを回収するための容器を配置しなければならない。しかしながら、本実施の形態の構造であれば、払出コンベア５ａの揺動だけで定範囲外の重量の計量飯Ｒｍを搬送路から排出できるので、エアシリンダのような計量飯Ｒｍを押し出す機構が不要になり、しかも、排出された計量飯Ｒｍを回収するための部材（本実施の形態では、トレイ４）が搬送路の下に配置できるので、所定範囲外の計量飯Ｒｍを搬送路から排出するための構造をスペース効率を悪化させることなく実現できる。

さらに、払出コンベア５ａの搬送方向前方が下方に傾斜することによって、所定範囲外の計量飯Ｒｍを搬送方向に沿って落下させて搬送路から排出しているので、エアシリンダのようにコンベア上を流れる計量飯Ｒｍを搬送方向と交差する方向に押し出し、計量飯Ｒｍがコンベアの表面との摩擦によって引きずられて傷つけることがなくなる。したがって、計量飯Ｒｍの再使用も可能になる。

以上の本実施の形態では、処理手段としての処理部Ｍ１で計量飯Ｒｍを生成し、計量しながら搬送しているが、計量と搬送とは別々になっていてもよい。

また、設定重量値を目標とした計量飯Ｒｍの生成構造は本実施の形態に示すものに限定されるものではなく、種々の構造が採用可能である。例えば主計量と補助計量とを用いて計量飯Ｒｍを生成するような構造であってもよい。

また、計量飯Ｒｍの形状は自由に設定が可能であり、シート状に限定されるものではない。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

以上の説明では、本発明の定量材料塊供給装置を米飯の計量に適用した場合が示されているが、材料は米飯に限定されるものではなく、パン生地やピザ生地、団子生地といった様々なものに適用することができる。

また、材料は、食品材料に限定されるものではなく、工業用や農業用等に用いられる食べることのできない材料であってもよい。

３ 計量搬送部
３ａ 計量コンベア
３ｂ ロードセル
４ トレイ
５ 選別搬送手段
５ａ 払出コンベア
５ａ−１ 台座
５ａ−２ ローラ
５ｂ モータ
５ｃ クランク
６ 計量飯生成部
６ａ 送出部
６ｂ カッタ
７ 制御部
８ 重量検出器
１５，１５ａ，１５ｂ 第１のローラ対
１６ 第２のローラ対
１７ 第１のローラ対
１８ 第２のローラ対
１９ 操作パネル
２０ 操作スイッチ
２１ 導入ローラ
Ｍ 定量米飯供給装置
Ｍ１ 処理部
Ｒ 米飯
Ｒｍ 計量飯

Claims (6)

1. 設定重量値を目標とした材料塊を生成し、生成された当該材料塊の重量を計量して搬送する処理手段と、
   前記処理手段の搬送方向下流側に配置されて前記処理手段から受け取った前記材料塊を次工程に搬送するとともに、搬送方向前方が下方に傾斜するように変位して当該材料塊を搬送方向に沿って落下させて搬送路から排出可能となった選別搬送手段と、
   前記処理手段で計量された前記材料塊の重量が前記設定重量値に対して所定範囲内のときには前記選別搬送手段により前記材料塊を次工程に搬送させる第１の制御を実行し、前記所定範囲外のときには前記選別搬送手段から前記材料塊を落下させる第２の制御を実行する制御手段とを有する、
   ことを特徴とする定量材料塊供給装置。
2. 前記選別搬送手段は、前記処理手段側の端部を支点に揺動可能に設けられて前記材料塊を次工程に搬送する第１の位置と下方に傾斜して前記材料塊を搬送方向に沿って落下させる第２の位置とに動く搬送部、および前記搬送部を前記第１の位置と前記第２の位置とに変位させるモータを備え、
   前記制御手段は、前記第１の制御の場合には前記搬送部が前記第１の位置となり、前記第２の制御の場合には前記搬送部が前記第２の位置となるように前記モータを駆動する、
   ことを特徴とする請求項１記載の定量材料塊供給装置。
3. 前記搬送部は、前記処理手段側の端部を支点にして揺動可能に設けられた台座、および回転軸が相互に平行になるようにして前記台座に連続して取り付けられて前記材料塊を搬送するように回転する複数のローラを備え、
   前記モータは前記台座を揺動させて前記搬送部を前記第１の位置と前記第２の位置とに変位させる、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の定量材料塊供給装置。
4. 前記処理手段は、設定重量値を目標とした材料塊を生成する材料塊生成部、および生成された前記材料塊の重量を計量しながら搬送する計量搬送部を備える、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の定量材料塊供給装置。
5. 前記材料塊生成部は、材料を上方より下方へ圧縮しながら送る第１のローラ対、相互に接近離間可能に設けられて前記第１のローラ対から送られた前記材料の厚みを調整する第２のローラ対、前記第２のローラ対から送出される前記材料を送出方向と交差する方向に分割して材料塊を生成する分割部を備える、
   ことを特徴とする請求項４記載の定量材料塊供給装置。
6. 前記材料および前記材料塊は米飯で構成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の定量材料塊供給装置。

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