JP2016077207A - 量目調整機構及び量目調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ペースト状原料からなる練り製品の製造工程にて、加熱処理後成形品の不特定個数単位での計量に基づいて、より効率的で正確な量目調整を自動で行う機構の提供。
【解決手段】量目調整機構において、搬送経路で加熱済成形品の不特定個数を採取する略板状の採取計量皿に対して採取動作を繰り返させる採取駆動部と、採取動作と同期して該計量皿上に採取された加熱済成形品の総重量を計測してその結果と一つ当たりの基準重量から設定された個数判断用重量範囲とに基づいて採取個数を判断すると共に一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出する一連の工程を繰り返し行う計量装置と、該計量装置からのデータを蓄積して１サイクル毎に加熱済成形品の各平均重量と個数から加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値を算出し、この計量値が基準重量範囲を逸脱した場合に一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための供給手段又は成形手段の調節量を求めて該調節量分を駆動させる制御装置と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば薩摩揚げ等の練り製品の重量をその製造過程で自動計量し、量目結果と基準値との差分に基づいて量目調整部を自動制御する量目調整機構及び量目調整方法に関するものである。

薩摩揚げなどの魚肉すり身を主原料として加熱してなる練り製品は、一般的に、スケソウダラ、グチ、イワシ等を、必要に応じて水晒しし、脱水して魚肉を調製し、これに食塩や調味料を加えて擂潰することにより得られた魚肉すり身を原料とし、成形、加熱することで製品が得られる。

このような練り製品の工場での生産は、粘性の高いすり身原料を、原料供給ホッパから、成形機の型に入れて、或いは球天型成機等の定量分配機を介して、予め定められた製品重量に相当する原料分量ずつ小分けされた成形品の状態で連続的にコンベア上に供給し、油槽などの加熱工程に搬送して該工程を通過することで加熱処理を行い、その後製品として包装工程へ搬送されるという連続工程にて大量生産されている。

最終的に得られる製品の量目は一定の基準値であることが要求され、その誤差は僅かな量目公差内に納めなければならない。量目公差以上に基準値に満たない製品は出荷されず、基準値を超える場合は原料費の増大となるため、いずれの場合も製造コストを圧迫することとなる。従って、製造工程において製品の量目を調製してほぼ基準値に一致させることは従来より重要な課題であった。

特に、すり身原料などのペースト状原料からなる加工食品製品を連続的に大量生産する場合、当初の設定から時間の経過に伴って、例えば原料供給ホッパからの供給用定量ポンプの圧が徐々に変動することや、成形型の位置調整可能な底面が圧を受け続けて徐々に下方に下がって深くなったり、或いは逆に圧への反発で上方に上がって浅くなったりするなど、供給側での変動で成形品の量目も変動してしまうことがある。そこで、このような大量生産においては、製造過程で定期的に成形品重量を自動測定し、上記の如き変動に基づく基準値とのズレ分を調整する装置が用いられている。

例えば、板付カマボコ製造装置として、特許文献１には、板供給装置より供給される板の重量を計測し、次に板上にすり身原料が成形された板付成形原料の重量を計測して先に計測した板の重量を減算することで１個分のすり身原料の正味重量を算出するものが開示されている。この装置では、測定された重量から算出された正味重量を複数個分加算して加算正味重量を求め、この加算正味重量と予め設定した同数個分の基準加算正味重量とをそれぞれ複数個分の平均値で比較し、その差分に基づいて定量ポンプのモータ回転数が制御され、ポンプ送出量が増減調整されている。従って、板の重量にバラツキがあっても定量ポンプの正確な送出量が検出でき、前記平均値での比較によって定量ポンプの送出量制御をより正確にすることができる。

また、シューマイ等の食品製造装置として、特許文献２には、ペースト状具材を送り出すピストンポンプの１サイクル動作で食品成形手段によって成形される食品を、個数単位毎で計量するものが開示されている。この装置では、計量された食品の重量と予め設定された食品の規定重量とを比較し、該規定重量の範囲から逸脱した場合に、その結果に基づいてフィードバック制御によってピストンポンプのピストンストローク量を自動調整している。これによって、ピストンポンプの１サイクル動作で供給される具材の体積を調節して成形個数単位の食品重量を調整している。

特開平４−２６２７６５号公報 特開２０１２−４４８９４号公報

しかしながら、含水したペースト状原料からなる練り製品は、加熱後に水分が抜けるため、原料重量が同じ場合でも、ロット毎に含水量が異なると、加熱後の重量変動も異なるため、上記の従来技術のように、ペースト状原料の状態で重量を計測した結果に基づいて成形工程への供給量を調整するのでは、加熱後の製品にバラツキが生じてしまう。

さらに、特に薩摩揚げなどのいわゆる揚げ物の大量生産工程では、油ちょう後にコンベア上を大量に搬送されるため、上記の従来技術のような搬送コンベア上での個数単位での計量、あるいは個数を一定に保った計量を自動で連続して行うのは非常に困難である。しかしながら、計量のために人員を割くのはコスト面で問題となる。そこで、一定時間を空けて人手によって計量を行うことも考えられるが、この場合、連続的な量目変化を検出することができず、順次ロット単位でペースト状原料が投与される大量生産において安定した量目管理を行うことができないため、原料の無駄をもたらす恐れがある。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、ペースト状原料からなる練り製品の製造工程において、加熱処理後の成形品の不特定個数単位での計量に基づいて、より効率的で正確な量目調整を自動で行うことができる機構を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る量目調整機構は、ペースト状原料の供給源から供給手段および成形手段を介して予め定められた分配量でコンベア上に小分け成形された成形品が搬送され、加熱処理工程を経て包装工程へ搬送されて製品とする練り製品製造工程にて、搬送途中で成形品を採取して計量し、該計量結果に基づいて、前記供給手段または成形手段を調節制御して前記分配量の自動調整を行う量目調整機構において、
前記加熱処理工程後の搬送経路で加熱済成形品の不特定個数を採取する略板状の採取計量皿を有し、該採取計量皿に対して採取動作を予め定められた時間間隔で繰り返させる採取駆動部と、
前記採取駆動部による採取計量皿の採取動作と同期して該計量皿上に採取された加熱済成形品の総重量を計測し、その計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量から設定された個数判断用重量範囲とに基づいて採取個数を判断すると共に、計測総重量と採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出し、前記加熱済成形品の不特定個数の採取から一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出するまでの一連の工程を繰り返し行う計量装置と、
該計量装置から繰り返し算出される前記平均重量と個数のデータを蓄積して予め定められた回数分を１サイクルとして、１サイクル毎に加熱済成形品の各平均重量と個数から加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値を算出し、該計量値と前記一つ当たりの基準重量に許容幅を持たせた基準重要範囲とを比較して前記計量値が該基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は成形手段の調節量を求め、前記供給手段または成形手段の調節部に前記求められた調節量分を駆動させる制御装置と、を備えているものである。

請求項２に記載の発明に係る量目調整機構は、請求項１に記載の量目調整機構において、前記採取計量皿は、搬送されてくる前記加熱済成形品をその載置面上に受け入れて計量を行うための採取計量位置と、計量終了後にそれらをコンベア上に落として戻す落下位置との間で回動可能に配置されており、
前記採取駆動部は、前記採取計量皿を前記加熱済成形品の受け入れから計量終了までの間前記採取計量位置に留めた後、前記落下位置へ回動して前記加熱済成形品をコンベア上に戻してから再び採取計量位置へ逆回動する回動運動を、前記予め定められた時間間隔に応じて繰り返すものである。

請求項３に記載の発明に係る量目調整機構は、請求項２に記載の量目調整機構において、前記採取計量皿は、加熱済成形品を次のコンベア上に散布するために搬送方向に対して略直交する左右方向に回動する振分コンベアの下流に配置され、該振分コンベアの左右方向の回動運動に同期して、該振分コンベアが採取検量皿上に加熱済成形品を落下させる位置に来ている間に前記採取計量位置を取るものである。

請求項４に記載の発明に係る量目調整機構は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の量目調整機構において、前記採取計量皿は、加熱済成形品の採取個数の上限を予め定められた個数に規定するために設定された、前記採取計量位置での傾斜角度と、載置面積および下端辺に延設された折り返し状ストッパー部とを有するものである。

請求項５に記載の発明に係る量目調整方法は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の量目調整機構を用いた量目調整方法であって、ペースト状原料の供給源から供給手段および成形手段を介して予め定められた分配量でコンベア上に小分け成形された成形品が搬送され、加熱処理工程を経て包装工程へ搬送されて製品とする練り製品製造工程にて、搬送途中で成形品を採取して計量し、該計量結果に基づいて、前記供給手段または成形手段を調節制御して前記分配量の自動調整を行う量目調整方法において、
前記加熱処理工程後の搬送経路で加熱済成形品の不特定個数を略板状の採取計量皿で採取する採取動作を予め定められた時間間隔で繰り返す採取工程と、
計量装置にて、前記採取計量皿による採取動作と同期して該計量皿上に採取された加熱済成形品の総重量を計測する総重量計測工程と、該計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量を中心とした重量範囲とに基づいて採取個数を判断する採取個数決定工程と、前記計測総重量と前記採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出する平均重量算出工程とを繰り返し行う工程と、
制御装置にて、前記計量装置から繰り返し算出される前記平均重量と個数のデータを蓄積して予め定められた回数分を１サイクルとして、１サイクル毎に加熱済成形品の各平均重量と個数から加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値を算出する１サイクル計量値算出工程と、該計量値と前記一つ当たりに基準重量範囲とを比較して該計量値が前記一つ当たりの基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は成形手段の調節量を求める調節量算出工程と、前記供給手段または成形手段の調節部に前記求められた調節量分を駆動させる調節制御工程と、を備えているものである。

請求項６に記載の発明に係る量目調整方法は、請求項５に記載の量目調整方法において、前記１サイクル計量値算出工程は、算出された１サイクル毎の計量値を予め定められた計量値範囲と比較して該範囲から外れている場合に該当するサイクルの計量値を削除する計量値判断工程を更に備えているものである。

本発明による量目調整機構によれば、ペースト状原料からなる練り製品の製造工程において、加熱処理後の成形品の不特定個数単位での計量に基づいて、より効率的で正確な量目調整を連続的なフィードバック制御による自動で行うことができるという効果がある。

本発明の一実施例による量目調整機構が組み込まれた製造工程全体の概略構成を示す平面図である。 図１の製造工程における採取計量部を説明する部分斜視図である。 本実施例における採取計量皿の動作を説明する概略側面図である。 本実施例における量目調整工程の流れを説明するフローチャート図である。

本発明は、ペースト状原料の供給源から供給手段および成形手段を介して予め定められた分配量でコンベア上に小分け成形された成形品が搬送され、加熱処理工程を経て包装工程へ搬送されて製品とする練り製品製造工程にて、搬送途中で成形品を採取して計量し、該計量結果に基づいて、供給手段または成形手段を調節制御して分配量の自動調整を行う量目調整機構であり、加熱処理工程後の搬送経路にて、採取駆動部により採取動作される略板状の採取計量皿によって予め定められた時間間隔で繰り返し加熱済成形品が不特定個数ずつ採取され、計量装置によって、採取された加熱済成形品の総重量を計測し、その計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量から設定された個数判断用重量範囲とに基づいて採取個数が判断されると共に、計測総重量と採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量が算出されるという工程が繰り返され、さらに、制御装置によってこの繰り返し算出される加熱済成形品の平均重量と個数の予め定められた回数分を１サイクルとして加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値が算出され、該計量値と一つ当たりの基準重量に許容幅を持たせた基準重量範囲とが比較され該計量値が該基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は成形手段の調節量が求められ、前記供給手段または成形手段の調節部に前記求められた調節量分が駆動制御されるものである。

このように、本発明による量目調整機構においては、練り製品のペースト状原料の成形品ではなく加熱処理済みの成形品を計量するため、その計量結果はほぼ製品重量に一致する。従って、加熱前成形品を計量する場合のようにペースト状原料のロット毎の含水量の相違に由来する計量ブレの問題が回避され、供給手段又は成形手段に対する調節量がより高精度となる。

しかも、本発明における計量装置は、駆動部によって採取動作を行う採取計量皿により自動的に加熱済成形品の不特定個数を繰り返し採取するものであるため、成形品の一定個数を計量する必要がなく、そのための人員を割く必要もなくなり、薩摩揚げなどのいわゆる揚げ物の大量生産工程においても、油ちょう後にコンベア上を大量に搬送される加熱済成形品に対する自動で連続した計量が実現できる。

また、本発明においては、加熱済成形品の不特定個数毎の計測結果と個数判断用重量範囲から判断された個数から算出された計量値と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量とに基づいて供給手段又は成形手段に対する調節量が算出される。なお、個数判断用重量範囲とは、製品ごとに設定された一つ当たりの基準重量に、実際に想定される最大、最小のブレ量に基づく％を設置してそのブレ量分を加えた上限値と引いた下限値との間の範囲である。この設定された一つ当たりの重量範囲から、さらに二つ当たり、三つ当たり、と各個数分の重量範囲が設定される。

即ち、ほぼ製品に相当する加熱済成形品の一つ当たりの基準重量の下限値（ａ）と上限値（ｂ）が設定され、一つ当たりの重量範囲（ａ〜ｂ）が決定されたら、該加熱済成形品の二つ当たりの重量範囲が下限値（２ａ）上限値（２ｂ）と設定され、該加熱済成形品の三つ当たりの重量範囲が下限値（３ａ）上限値（３ｂ）と設定され、同様に四つ当たりでは下限値（４ａ）上限値（４ｂ）、五つ当たりで下限値（５ａ）上限値（５ｂ）と夫々設定され、各個数における重量範囲（ａ〜ｂ，２ａ〜２ｂ，３ａ〜３ｂ，４ａ〜４ｂ，５ａ〜５ｂ，・・・）が決定される。従って、採取毎に計測された総重量が、どの重量範囲に入っているかを見れば、その採取された成形分の個数が導き出される。よって、これら各個数において設定された重量範囲が個数判断用重量範囲である。

このように、採取計量皿で計量された加熱済成形品の不特定個数の総重量が相当する個数判断用重量範囲から、自ずとその場合の採取個数が判断できるため、当該総重量と採取個数から、一つ当たりの平均重量が算出できる。計量装置では、この加熱済成形品の採取と一つ当たりの平均重量の算出が連続的に繰り返し行われるが、この計量装置にて連続的に算出される平均重量のデータは制御装置に蓄積されていく。制御装置では、これら連続的に得られる平均重量を予め定められた回数で１サイクルとし、この１サイクル分の全平均重量から加重平均によって１サイクルにおける加熱成形品の一つ当たりの計量値を算出し、この１サイクルにおける計量値と一つ当たりの基準重量とを比較して、量目調整が必要かどうかが判断される。

ここで、前記計量値との比較対照を基準重量１点にするのは実際的ではなく、許容誤差分を加えた基準重量範囲を予め定めておく。従って、制御装置において、該計量値が基準重量範囲内であれば現状が維持され、該計量値が基準重量範囲を逸脱している場合、即ち該計量値と基準重量との差分が許容誤差を超えている場合には、その差分を相殺する調節量が求められ、供給手段または成形手段の調節部に対して駆動制御が行われることで量目調整が成される。このように本発明によれば、計量値と基準重量範囲との比較判断、調節量の算出、制御という一連の工程を１サイクル毎に繰り返し行うことによって、不特定個数単位での採取計量に基づきながらも、連続的な量目調整をより高精度なフィードバック制御で実現することが可能となる。

供給手段または成形手段の調節部における駆動制御としては、例えば、ペースト状原料の分配とほぼ同時に成形がなされる球天型成機では、ポンプによる原料の送り出し速度によって一成形品分の量目が決定されるため、ポンプの回転速度を調節して、原料送り出し速度を変更することで一成形品分の重量を基準重量へと増減調整することができる。また、成形手段として成型ドラムが用いられる場合には、一成形分の重量は、成型ドラムに凹設された成形型の深さによって決定するため、該成形型の深さを調節するダイヤル機構を駆動制御することによって成形品一つ当たりの重量を基準重量へと増減調整することができる。このように、制御装置による供給手段または成形手段の調節部のフィードバック制御は、実質的に一成形品分の量目を決定する部分に対して調節を行えば良い。

また、採取計量皿による加熱済成形品の不特定個数の採取動作は、採取駆動部によって繰り返されるものであるが、採取計量を短時間間隔で繰り返すことができるように、採取状態から次の採取を行うための初期状態への移行が速やかに行われるようにできるだけ簡便な動作機構であることが望ましい。

例えば、採取計量皿は、搬送されてくる前記加熱済成形品をその載置面上に受け入れて計量を行うための採取計量位置と、該位置での計量終了後にそれらをコンベア上に落として戻す落下位置との間で回動可能に配置され、採取駆動部が、採取計量皿を加熱済成形品の受け入れから計量終了までの間採取計量位置に留めた後、落下位置へ回動して加熱済成形品をコンベア上に戻し、その後再び採取計量位置へ逆回動させて初期状態に戻すという回動運動を予め定められた時間間隔に応じて繰り返す構成が、好ましい簡便な機構として挙げられる。この構成では、実質的に略板状の採取計量皿が２位置間での回動を繰り返すだけで、常に採取計量後に再度初期状態へと速やかに移行できる。

また、加熱済成形品の計量は、より高精度の量目調整のためにできるだけ最終製品に近いものでの測定が望まれるため、搬送経路上でも加熱処理工程の直後よりもいくらかでも除熱され、また余分な油等が落とされた位置において採取計量することが好ましい。一方、魚肉や畜肉の練り製品は、油ちょう加熱、蒸し加熱、茹で加熱、焙焼などの各種加熱処理工程を経るが、いずれの場合も、網状コンベア上で油や水分を落としながら包装工程前に冷却機へ搬送されることが一般的である。この冷却機への搬送では、多くの場合、加熱部から引き上げられた成形品が搬送方向に対して左右方向に回動する振分コンベアから、次の冷却機の搬送コンベア上に振分散布されている。そこで、採取計量皿を、このような振分コンベアの下流に配置し、該振分コンベアの左右方向の回動運動に同期して、該振分コンベアが採取検量皿上に加熱済成形品を落下させる位置に来ている間に採取計量位置を取る構成とすれば、大量に搬送されて来る加熱済成形品のある程度除熱及び脱油されたものを効率的に採取することができる。

なお、採取計量皿によって一度に採取される加熱済成形品は、不特定個数といっても際限なく採取できるわけではなく、実際的に適度な上限を設定する必要が生じる。これは、採取計量個数を判定するための各重量範囲が、１つ当たりの下限値ａおよび上限値ｂがそれぞれ、｛ａ，２ａ，３ａ，・・・ｎａ，(ｎ＋１)ａ｝、｛ｂ，２ｂ，３ｂ，・・・ｎｂ，(ｎ＋１)ｂ｝と個数倍して設定されるため、個数が多くなるほど基準重量に対するブレ量分も個数倍され、いずれ、ある個数の下限値(ｎ＋１)ａがそれより一つ少ない個数の上限値ｎｂを超えて、個数判断用重量範囲が重なる個数(ｎ＋１)が生じてしまうためである。この個数判断用重量範囲が重なる領域に計測結果があてはまる場合、その採取計量個数がｎ個なのか（ｎ＋１）個なのか判断することができない。従って、このような個数判断用重量範囲が重なる領域が生じる個数より一つ少ない個数が実質的な上限個数として決定される。

そこで、繰り返えされる加熱済成形品の不特定個数単位の計量の際に、常に予め決定された上限個数を超えない採取が行われるようにするため、採取計量皿の設計条件を適切に設定することが望ましい。まず、大量に搬送されてくる加熱済成形品に対して複数個を一度に略板状の採取計量皿で良好に受け入れて採取するには、載置面が水平面であるより傾斜状態であることが望ましい。ここで、受け入れた加熱済成形品が計量中に傾斜した載置面から滑り落ちないように下端辺に折り返し状ストッパー部を延設しておけばよい。従って、加熱済成形品を何個まで該採取計量皿の載置面に受け入れ保持できるかは、対象製品の加熱済成形品のサイズに応じて、採取計量位置での傾斜角度と、載置面積および折り返し状ストッパー部の大きさとを適宜設定することで決定できる。

また、本発明の量目調整機構で用いられる量目調整方法においては、採取工程にて、加熱処理工程後の搬送経路で加熱済成形品の不特定個数を略板状の採取計量皿で採取する採取動作が予め定められた時間間隔で繰り返され、計量装置にて、採取計量皿による採取動作と同期して該計量皿上に採取された加熱済成形品の総重量を計測する総重量計測工程と、該計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量から設定された個数判断用重量範囲とに基づいて採取個数を判断する採取個数決定工程と、前記計測総重量と前記採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出する平均重量算出工程とが繰り返し行われ、制御装置における１サイクル計量値算出工程にて、前記計量装置から繰り返し算出される前記平均重量と個数のデータを蓄積して予め定められた回数分を１サイクルとして、１サイクル毎に加熱済成形品の各平均重量と個数から加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値が算出され、次いで調節量算出工程にて該計量値と前記一つ当たりの基準重量に許容幅を持たせた基準重量範囲とを比較して前記計量値が該基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は成形手段の調節量が求められ、調節制御工程として、供給手段または成形手段の調節部に対して前記求められた調節量分が駆動制御される。

このように、本発明の量目調整方法では、特に、調節量を決定するための基準重量と比較する１サイクル分の加熱済成形品一つ当たり計量値が加重平均によって算出されることで、各採取計量毎の平均値に個数による重みが加味されるため、後述の実施例でも示すように、個数判断用重量範囲ではあっても基準重量から比較的大きくずれた加熱済成形品が突発的に一つ混在していても、そのサイクルにおける一つ当たりの計量値が、１サイクル分の各採取計量毎の平均値から単純に平均値を求める場合より、その突発的な一つに過剰に影響されることがなく、調節量を求めるに当たってより精度の高い判断が行われる。

これは、単純計算では前記突発的な重量のものの影響をより大きく受けてその平均重量が重くなってしまうが、実際にはこの１サイクル全体では大きく調整すべき変動はなく、実質的な一成形品の平均重量が前記突発的な例外を除いたものであるとすれば、加重平均方式を採用することによって、実質的な平均重量との誤差をより小さく抑えられるためである。このように、本発明の方法においては、誤差の小さい一つ当たりの計量値に基づいて基準重量と比較することによって、現状の量目が基準重量範囲を逸脱して変動してしまっている場合により正確な調節量を求めることができ、高精度な量目調整を行える。

なお、突発的な一つがあまりにも軽すぎたり重すぎたりした場合、その計測結果を含んだままでは、制御装置における１サイクル計量値算出工程にて得られる調節の有無及び調節量の求めるための一つ当たりの計量値は、上記加重平均を以てしても、実際に工程を流れている成形品の実績値とかけ離れたものになり、量目調整の精度が損なわれてしまう。
量目調整の精度を確保するためには、このようはあまりにも逸脱した成形品は調節量算出工程における判断対象から省く必要がある。

そこで、１サイクル計量値算出工程にて、前記計量値が連続的に算出されるなかで、不自然な数値のものは自動的に削除する工程を設けておくことで、この問題を解消することができる。即ち、前記計量値として許容できる計量値範囲を予め設定しておき、この範囲内に収まらないサイクルの計量値は削除して調節量算出工程へ進めることを防止し、直ちに次の前記範囲内に収まるサイクルの計量値に関する工程へ進むことで、実際に工程を流れる実績値からあまりにもかけ離れた不自然な成形品の影響を量目調整から排除することができる。

本発明の一実施例として、工場における大量生産用の薩摩揚げ製造工程に組み込まれた場合の量目調整機構を図１〜４に示す。図１は製造工程全体の概略構成を示す平面図であり、図２は該製造工程における採取計量部を説明する部分斜視図、図３は採取計量皿の動作を説明する概略側面図である。図４は、本実施例における量目調整工程の流れを説明するフローチャート図である。

本実施例における薩摩揚げ製造工程は、主に供給源（不図示）から投入される魚肉すり身を主成分とするペースト状原料を略小判状に連続成形してコンベア３上に載置するドラム成型機１と、コンベア３上を搬送されてくる成形品を油ちょう加熱する低温フライヤー４及び高温フライヤー５と、加熱済成形品２０の冷却を行う冷却機７と、冷却済製品の最終計量と検品の後に所定個数毎に包装する包装機８と、が直列的に配置されてなるものである。

この製造工程においては、高温フライヤー５と冷却機７との間に脱油機６が配置されており、高温フライヤー５の油ちょう槽から搬出された加熱済成形品２０は、脱油機６を経て余分な油が除かれてから冷却機７へ更に搬送される。脱油機６は、搬送方向と略直交する左右方向に回動する網状の振分コンベア９を備え、その上流側に上下一対の、例えば表面に不織布等の吸油材が被覆されたスポンジローラを配置したものである。よって、加熱済成形品２０は、脱油機６に移されると、一対のスポンジローラ間で吸油され余分な油が落とされながら振分コンベア９上を搬送され、冷却機７の入口側で冷却搬送コンベアＣ７上に散布される。

本実施例における量目調整機構１０では、冷却機７の冷却搬送コンベアＣ７上で不特定個数の加熱済成形分２０を採取計量し、その計量結果に基づいて、成形手段、ここではドラム成型機１の量目調節部２、具体的には、一つ当たりの成形品量目を決定する各成形型の深さとしての底面位置調節部を駆動制御するものである。

量目調整機構１０は、冷却搬送コンベアＣ７の上流端付近の側部に設置された採取駆動部１１から回転軸１１Ｓを介して略板状の採取計量皿１３が振分コンベア９の下流端の直下付近に張り出すように配置されており、計量装置１２にてこの採取計量皿１３の載置面１４上に採取された加熱済成形品の総重量を計測するものである。

採取計量皿１３は、予め定められた時間間隔、例えば１０秒間隔に設定された採取駆動部１１によって、加熱済成形品２０を載置面１４上に採取する採取位置と、計量に必要な所定時間の後に載置面１４上の加熱済成形品２０を冷却搬送コンベアＣ７上に落として戻す落下位置との間の回動動作を繰り返される。本実施例では、図３に示すように、採取計量皿１３の載置面１４が、冷却搬送コンベアＣ７の水平面に対して搬送方向に抗する傾斜面となる状態を採取位置（図３（ａ））とし、上辺の回転軸１１Ｓを回転中心として下辺が上方側へ向いて加熱済成形品２０が載置面１４を滑り落ちる角度まで回動させた位置を落下位置（図３（ｂ））とする。採取計量皿１３は、この落下位置から逆回動されて再度採取位置へ戻され、次の採取を行う（図３（ｃ））。

採取駆動部１１はこの回動動作を繰り返して採取計量皿１３に採取動作を繰り返させる。計量装置１２は、採取計量皿１３の採取動作と同期して採取計量皿１３上に加熱済成形品が採取される毎にその総重量を計測するという作業を繰り返す。また、計量装置１２は、一採取分の加熱済成形品の総重量と、予め定められた一つ当たりの基準重量に対して想定されるブレ量分を加味した重量範囲とからその採取された個数を判断し、一つ当たりの平均重量を算出するという工程を繰り返し行う。

具体的に、一つ当たりの薩摩揚げ加熱済成形品の基準重量を２６．１ｇと設定した場合の個数判断方法を以下に例示する。基準重量２６．１ｇに対する下限ブレ量％は８％であり、その下限側ブレ分重量は２．０８８ｇであるため、下限値は２６．１−２．０８８＝２４．０１２ｇとなる。一方、上限側ブレ量％は１４％であり、その上限側ブレ分重量は３．６５４ｇであるため、上限値は２６．１＋３．６５４＝２９．７５４ｇとなる。よって、成形品一つ当たりの個数判断用重量範囲は２４．０ｇ〜２９．７５ｇに決定される。

この一つ当たりの重量範囲に基づいて、各個数に関する重量範囲は、１つ当たりの場合の上限値及び下限値それぞれを個数倍した重量範囲となる。即ち、二つ当たりの個数判断用重量範囲は４８．０ｇ〜５９．５ｇ、三つ当たりの個数判断用重量範囲は７２．０ｇ〜８９．２５ｇ、四つ当たりの個数判断用重量範囲は９６．０ｇ〜１１９．０ｇ、五つ当たりの個数判断用重量範囲は１２０．０ｇ〜１４８．７５ｇ、と設定される。同様に六つ当たりの個数判断用重量範囲を求めると、１４４．０ｇ〜１７８．５ｇとなってしまい、五つ当たりの重量範囲と重複する領域が生じてしまう。この重複領域の総重量が計測されてしまった場合、その際の採取個数が五つか六つか判断できなくなるため、この例においては、採取個数の上限値を五つに設定する。

実質的に採取個数の上限を五つにするため、採取計量皿１３を採取個数が五つ以上にならない設計とする。なお、採取計量皿１３の基本構成として、板状部材の下辺端に折り返し状のストッパー部１５を形成したものとすることによって、載置面１４上に成形品が良好に留まることができる。また、載置面１４も平坦面ではなく、表面に凹凸加工を施した。薩摩揚げ等の加熱済成形品は表面が油で濡れているため、載置面１４が平坦であると貼り付いて、重量計測後に図３（ｂ）に示した落下位置へ回動させても垂直に近いきつい傾斜角度でなければ速やかに滑り落ちることができず、場合によっては載置面１４に貼り付いたまま採取位置に戻ってしまう恐れがある。そこで、載置面１４にエンボス加工等の凹凸が形成された載置面１４とすることで、摩擦抵抗を小さくして成形品が貼り付くことなく滑り易くすることで、前記落下位置の傾斜角度を比較的小さく抑えることができる。これは、採取計量皿１３の採取位置から落下位置、そして採取位置へ戻る回動動作を最小限に抑え、一動作当たりのサイクルタイムの減少を可能とし、量目調整工程全体の効率化に寄与する。

本実施例における採取計量皿１３は、２６．１ｇの小判形状の薩摩揚げ成形品を最大五つ保持できるものとして、載置面積２７３ｃｍ^２ 、折り返し幅１．５ｃｍのストッパー部１５を備えたエンボスステンレス鋼板製とした。そして、冷却搬送コンベアＣ７の水平面に対して採取位置の傾斜角度を４５〜５０度とした。

以上の構成を備えた量目調整機構１において、１０秒間隔で５回の採取計量を１サイクルで行った量目調整工程を以下に説明する。ここでは説明を簡便にするため、１サイクル分のみとする。当該１サイクルにおける計量結果を表１に示す。なお、この表１では、用いた成形品サンプルの個別重量も併記しておく。

量目調整工程は図４のフローチャートに示す流れで行われる。まず、採取計量皿１３により五つ以下の不特定個数の加熱済成形品２０が採取され（１００）、計量装置１２にて採取毎の総重量が計測され（１０１）、該計測値を前記個数判断用重量範囲と照らし合わせて採取個数が決定され（１０２）、総重量と決定された個数から平均重量が算出される（１０３）。計量装置１２では、加熱済成形品２０の採取（１００）から平均重量の算出（１０３）が繰り返し行われ、算出結果が順次、制御装置１６へ出力される。

制御装置１６では、計量装置１２から順次送られてくるの平均重量値と個数のデータが蓄積される（１０４）が、採取計量５回分をカウントして１サイクルとして加重平均により一つ当たりの計量値が算出される（１０５）。

表１に示した結果からわかるように、この１サイクルにおいては、採取計量４回目に、想定されたブレ量範囲内ではあるが成形側の何らかの原因で他から突出して重いものが変則値として含まれている。そこで、各採取計量毎の平均値から求めた単純平均値と、総重量合計（３９７．３ｇ）と総採取個数（１５個）とから求めた加重平均値とを比較すると、０．１ｇ以上の差が生じている。このように単純平均では、前記変則値の影響が計量値に反映されてしまい、実際に製造工程を流れている成形品の実績値からの誤差が大きくなっている。これに対して、加重平均による計量値では、個数値の重みが加味されることで、前記変則値の影響が小さくなり、実際との誤差が低減される。

以上のように１サイクルにおける加重平均で算出された一つ当たりの計量値は、基準重量に許容幅を持たせた基準重量範囲と比較される（１０６）。本実施例においては、基準重量２６．１ｇに対して、許容できる誤差幅は、上限側０．１ｇであり、設定された基準重量範囲は２６．１ｇ〜２６．２ｇである。前記計量値は、この範囲を超えて重いため、該計量値と基準重量との差分、０．３８ｇが算出され、これを相殺する分の調節量が求められる（１０７）。

本実施例では、この差分に相当する原料の量目分が減少されるドラム成型機１の成形型底部の移動量目盛りが求められ、制御装置１６は、該目盛り分をドラム成型機１のダイヤル等の調節部を駆動させるよう該調節部の駆動を指令し、量目調整を行う。制御装置１６は、１サイクル毎の加重平均による計量値算出（１０５）から調節量算出（１０７）の工程を繰り返し、量目調整の連続的なフィードバック制御が行われる。

なお、１サイクルにおける一つ当たりの計量値が基準重量範囲内にある場合、該計量値に基づく基準重量との差分算出及び調節量算出は行われず、ドラム成型機１においては現状維持となる。

また、異常に軽すぎたり重すぎる成形品が存在するサイクルについては、量目調整工程から排除するため、異常な成形品の計量値には異常性が反映されて不自然な数値となることから、前記加重平均により算出された一つ当たりの計量値について、所定の計量値範囲外である場合、該計量値が削除されるものとし、当該サイクルについて次の工程に進むことはない。本実施例では、前記基準重量２６．１に対してさらに有効範囲を設定して前記計量値範囲を設定した。例えば、上限側でさらに１．７ｇ分、下限側でさらに１．０ｇ分を含め、２５．１ｇ〜２７．８を有効な計量値範囲とし、この範囲外の場合は無効として当該サイクルの計量値を削除するものとした。なお、この計量値が削除されたサイクルにおける成形品は、異常重量の成形品と共にそのまま製造工程を流れていくが、包装工程で通常行われている最終チェックの際に異常成形品は見つけ出され該異常成形品のみを省くことができる。

以上の量目調整工程により、工場における大量の練り製品の製造工程において、計量対象を一つずつに限定することなく、また、途中のロットの変更等に拘わらず、従来は困難であった不特定個数単位の計量に基づいて連続的なフィードバック制御での高精度な量目調整を自動的に行うことが可能となった。

また、上記実施例では、薩摩揚げの製造工程の場合を説明したが、本発明の量目調整機構は、これに限定されることなく、様々なペースト状原料からなる練り製品の製造工程に有効であることは言うまでもない。しかも、本発明の量目調整機構は、加熱済成形品の採取位置さえ確保できれば、どのような既存の製造工程にも組み込むことが可能である。

１：ドラム成型機
２：量目調節部
３：コンベア
４：低温フライヤー
５：高温フライヤー
６：脱油機
７：冷却機
Ｃ７：冷却搬送コンベア
８：包装部
９：振分コンベア
１０：量目調整機構
１１：採取駆動部
１１Ｓ：回転軸
１２：計量装置
１３：採取計量皿
１４：載置面
１５：ストッパー部
１６：制御装置
２０：加熱済成形品

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る量目調整機構は、ペースト状原料の供給源から供給手段および成形手段を介して予め定められた分配量でコンベア上に小分け成形された成形品が搬送され、加熱処理工程を経て包装工程へ搬送されて製品とする練り製品製造工程にて、搬送途中で成形品を採取して計量し、該計量結果に基づいて、前記供給手段又は前記成形手段を調節制御して前記分配量の自動調整を行う量目調整機構において、
前記加熱処理工程後の搬送経路で加熱済成形品の不特定個数を採取する略板状の採取計量皿を有し、該採取計量皿に対して採取動作を予め定められた時間間隔で繰り返させる採取駆動部と、
前記採取駆動部による採取計量皿の採取動作と同期して該計量皿上に採取された加熱済成形品の総重量を計測し、その計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量から設定された個数判断用重量範囲とに基づいて採取個数を判断すると共に、計測総重量と採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出し、前記加熱済成形品の不特定個数の採取から一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出するまでの一連の工程を繰り返し行う計量装置と、
該計量装置から繰り返し算出される前記平均重量と個数のデータを蓄積して予め定められた回数分を１サイクルとして、１サイクル毎に加熱済成形品の各平均重量と個数から加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値を算出し、該計量値と前記一つ当たりの基準重量に許容幅を持たせた基準重量範囲とを比較して前記計量値が該基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は前記成形手段の調節量を求め、前記供給手段又は前記成形手段の調節部に求められた前記調節量分を駆動させる制御装置と、を備えているものである。

請求項４に記載の発明に係る量目調整機構は、請求項２又は３に記載の量目調整機構において、前記採取計量皿は、加熱済成形品の採取個数の上限を予め定められた個数に規定するために設定された、前記採取計量位置での傾斜角度と、載置面積および下端辺に延設された折り返し状ストッパー部とを有するものである。

請求項５に記載の発明に係る量目調整方法は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の量目調整機構を用いた量目調整方法であって、ペースト状原料の供給源から供給手段および成形手段を介して予め定められた分配量でコンベア上に小分け成形された成形品が搬送され、加熱処理工程を経て包装工程へ搬送されて製品とする練り製品製造工程にて、搬送途中で成形品を採取して計量し、該計量結果に基づいて、前記供給手段又は前記成形手段を調節制御して前記分配量の自動調整を行う量目調整方法において、
前記加熱処理工程後の搬送経路で加熱済成形品の不特定個数を略板状の採取計量皿で採取する採取動作を予め定められた時間間隔で繰り返す採取工程と、
計量装置にて、前記採取計量皿による採取動作と同期して該計量皿上に採取された加熱済成形品の総重量を計測する総重量計測工程と、該計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量を中心とした重量範囲とに基づいて採取個数を判断する採取個数決定工程と、前記総重量と前記採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出する平均重量算出工程とを繰り返し行う工程と、
制御装置にて、前記計量装置から繰り返し算出される前記平均重量と個数のデータを蓄積して予め定められた回数分を１サイクルとして、１サイクル毎に加熱済成形品の各平均重量と個数から加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値を算出する１サイクル計量値算出工程と、該計量値と前記一つ当たりに基準重量範囲とを比較して該計量値が前記一つ当たりの基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は前記成形手段の調節量を求める調節量算出工程と、前記供給手段又は前記成形手段の調節部に求められた前記調節量分を駆動させる調節制御工程と、を備えているものである。

本発明は、ペースト状原料の供給源から供給手段および成形手段を介して予め定められた分配量でコンベア上に小分け成形された成形品が搬送され、加熱処理工程を経て包装工程へ搬送されて製品とする練り製品製造工程にて、搬送途中で成形品を採取して計量し、該計量結果に基づいて、供給手段または成形手段を調節制御して分配量の自動調整を行う量目調整機構であり、加熱処理工程後の搬送経路にて、採取駆動部により採取動作される略板状の採取計量皿によって予め定められた時間間隔で繰り返し加熱済成形品が不特定個数ずつ採取され、計量装置によって、採取された加熱済成形品の総重量を計測し、その計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量から設定された個数判断用重量範囲とに基づいて採取個数が判断されると共に、計測総重量と採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量が算出されるという工程が繰り返され、さらに、制御装置によってこの繰り返し算出される加熱済成形品の平均重量と個数の予め定められた回数分を１サイクルとして加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値が算出され、該計量値と一つ当たりの基準重量に許容幅を持たせた基準重量範囲とが比較され該計量値が該基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は前記成形手段の調節量が求められ、前記供給手段又は前記成形手段の調節部に求められた前記調節量分が駆動制御されるものである。

Claims (6)

1. ペースト状原料の供給源から供給手段および成形手段を介して予め定められた分配量でコンベア上に小分け成形された成形品が搬送され、加熱処理工程を経て包装工程へ搬送されて製品とする練り製品製造工程にて、搬送途中で成形品を採取して計量し、該計量結果に基づいて、前記供給手段または成形手段を調節制御して前記分配量の自動調整を行う量目調整機構において、
   前記加熱処理工程後の搬送経路で加熱済成形品の不特定個数を採取する略板状の採取計量皿を有し、該採取計量皿に対して採取動作を予め定められた時間間隔で繰り返させる採取駆動部と、
   前記採取駆動部による採取計量皿の採取動作と同期して該計量皿上に採取された加熱済成形品の総重量を計測し、その計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量から設定された個数判断用重量範囲とに基づいて採取個数を判断すると共に、計測総重量と採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出し、前記加熱済成形品の不特定個数の採取から一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出するまでの一連の工程を繰り返し行う計量装置と、
   該計量装置から繰り返し算出される前記平均重量と個数のデータを蓄積して予め定められた回数分を１サイクルとして、１サイクル毎に加熱済成形品の各平均重量と個数から加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値を算出し、該計量値と前記一つ当たりの基準重量に許容幅を持たせた基準重要範囲とを比較して前記計量値が該基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は成形手段の調節量を求め、前記供給手段または成形手段の調節部に前記求められた調節量分を駆動させる制御装置と、を備えていることを特徴とする量目調整機構。
2. 前記採取計量皿は、搬送されてくる前記加熱済成形品をその載置面上に受け入れて計量を行うための採取計量位置と、計量終了後にそれらをコンベア上に落として戻す戻し位置との間で回動可能に配置されており、
   前記採取駆動部は、前記採取計量皿を前記加熱済成形品の受け入れから計量終了までの間前記採取計量位置に留めた後、前記戻し位置へ回動して前記加熱済成形品をコンベア上に戻してから再び採取計量位置へ逆回動する回動運動を、前記予め定められた時間間隔に応じて繰り返すものであることを特徴とする請求項１に記載の量目調整機構。
3. 前記採取計量皿は、加熱済成形品を次のコンベア上に散布するために搬送方向に対して略直交する左右方向に回動する振分コンベアの下流に配置され、該振分コンベアの左右方向の回動運動に同期して、該振分コンベアが採取検量皿上に加熱済成形品を落下させる位置に来ている間に前記採取計量位置を取るものであることを特徴とする請求項２に記載の量目調整機構。
4. 前記採取計量皿は、加熱済成形品の採取個数の上限を予め定められた個数に規定するために設定された、前記採取計量位置での傾斜角度と、載置面積および下端辺に延設された折り返し状ストッパー部とを有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の量目調整機構。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の量目調整機構に用いられる量目調整方法であって、ペースト状原料の供給源から供給手段および成形手段を介して予め定められた分配量でコンベア上に小分け成形された成形品が搬送され、加熱処理工程を経て包装工程へ搬送されて製品とする練り製品製造工程にて、搬送途中で成形品を採取して計量し、該計量結果に基づいて、前記供給手段または成形手段を調節制御して前記分配量の自動調整を行う量目調整方法において、
   前記加熱処理工程後の搬送経路で加熱済成形品の不特定個数を略板状の採取計量皿で採取する採取動作を予め定められた時間間隔で繰り返す採取工程と、
   計量装置にて、前記採取計量皿による採取動作と同期して該計量皿上に採取された加熱済成形品の総重量を計測する総重量計測工程と、該計測結果と予め定められた一つ当たりの加熱済成形品の基準重量から設定された個数判断用重量範囲とに基づいて採取個数を判断する採取個数決定工程と、前記計測総重量と前記採取個数に基づいて一つ当たりの加熱済成形品の平均重量を算出する平均重量算出工程とを繰り返し行う工程と、
   制御装置にて、前記計量装置から繰り返し算出される前記平均重量と個数のデータを蓄積して予め定められた回数分を１サイクルとして、１サイクル毎に加熱済成形品の各平均重量と個数から加重平均によって加熱済成形品の一つ当たりの計量値を算出する１サイクル計量値算出工程と、該計量値と前記一つ当たりの基準重量に許容幅を持たせた基準重量範囲とを比較して前記計量値が該基準重量範囲を逸脱した場合に、該計量値と前記一つ当たりの基準重量との差分を相殺するための前記供給手段又は成形手段の調節量を求める調節量算出工程と、前記供給手段または成形手段の調節部に前記求められた調節量分を駆動させる調節制御工程と、を備えていることを特徴とする量目調整方法。
6. 前記１サイクル計量値算出工程は、算出された１サイクル毎の計量値を予め定められた計量値範囲と比較して該範囲から外れている場合に該当するサイクルの計量値を削除する計量値判断工程を更に備えていることを特徴とする請求項５に記載の量目調整方法。

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