JP3194795B2 - 角カップ充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、充填容量が大きく且つ
側面が上方に向かって拡大する勾配を持った角カップに
隙間なくアイスクリームを充填することが出来る充填装
置に関するものである。

【０００２】充填容量の大きい角型のカップにアイスク
リームを充填する装置として種々の装置が提供されてい
るが、その中で本件出願人が既に特許権を取得している
特公昭54-22507号（特許第987951号）に開示されたもの
がある。この充填装置はカップの底面と略等しく形成し
た整型ノズルを用い、該ノズルからアイスクリームを吐
出して角カップに充填すると共に所定の長さで切断し得
るように構成したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記装置にあっては、
アイスクリームを角棒状に吐出するため、角カップが底
面から上端開口面に向かって面積が拡大するような形状
を有する場合、言い換えると角カップの側面が上方に向
かって拡大するような勾配を有する場合、上端開口面近
傍の角コーナー部にアイスクリームが充填されない所謂
エアポケットが生じるという問題がある。このため、前
記エアポケットを解消する作業を人手によって行わざる
を得ないという問題が生じている。

【０００４】本発明の目的は、上記角カップにエアポケ
ットを生じることなくアイスクリームを充填することが
出来る充填装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る角カップ充填装置は、底面から上端開口
面に向かって面積が拡大する角カップにアイスクリーム
を充填する充填装置であって、角カップを載置して間歇
移送するコンベアと、前記コンベアの所定位置に設けら
れ移送された角カップにアイスクリームを充填する充填
ノズルと、前記充填ノズルをコンベアの移送方向に対し
直交する方向に所定のタイミングで且つ角カップの辺の
長さに応じて往復移動させるｘ方向駆動部材と、前記充
填ノズルをコンベアの移送方向に沿って所定のタイミン
グで且つ角カップの辺の長さに応じて往復移動させるｙ
方向駆動部材と、前記充填ノズル及びｘ方向駆動部材及
びｙ方向駆動部材を取り付けたフレームと、角カップに
対するアイスクリームの充填に先立って前記フレームを
下降させて前記充填ノズルを角カップの底面近傍に位置
させると共にアイスクリームの充填に伴ってフレームを
上昇させるｚ方向駆動部材とを有して構成されるもので
ある。

【０００６】

【作用】上記角カップ充填装置（以下、単に『充填装
置』という）によれば、側面が上方に向かって拡大する
ような勾配を持った角カップに対し、コーナー部にエア
ポケットを生じさせることなくアイスクリームを充填す
ることが出来る。

【０００７】即ち、角カップにアイスクリームを充填す
る充填ノズルをｘ方向駆動部材によって角カップの辺の
長さに応じてコンベアの移送方向と直交する方向に所定
のタイミングで往復移動させると共に、ｙ方向駆動部材
によって角カップの辺の長さに応じてコンベアの移送方
向に沿った方向に所定のタイミングで往復移動させ、更
に、ｚ方向駆動部材によって充填を開始する際には充填
ノズルを角カップの底面の近傍に位置させ且つ充填に伴
って上昇させるように構成したので、充填ノズルを角カ
ップの辺に沿って移動させると共に該ノズルを上昇させ
つつアイスクリームを充填することが出来る。このた
め、充填ノズルから吐出されたアイスクリームは角カッ
プ内に万遍なく充填され、該カップのコーナー部にエア
ポケットが生じることがない。

【０００８】

【実施例】以下上記充填装置の一実施例について図を用
いて説明する。図１は充填装置の正面図、図２は充填装
置の平面図、図３は充填ノズル部分の構造を説明する拡
大正面図であり、図１のイ−イ矢視図、図４は充填ノズ
ル部分の構造を説明する拡大平面図、図５は角カップに
対する充填ノズルの移動軌跡を説明する図である。

【０００９】先ず、図１，図２により充填装置１の概略
構成について説明する。充填装置１は、矢印ｙ方向で示
すコンベア２の移送方向上流側から下流側に向かって角
カップ３（図５参照）の供給部材４、角カップ３にアイ
スクリームを充填する充填部材５、アイスクリームを充
填した角カップ３にキャップを装着するキャップ供給部
材６が設けられている。従って、供給部材４でコンベア
２上に角カップ３を供給して矢印ｙ方向に間歇移送しつ
つ、充填部材５でアイスクリームを充填し且つキャップ
供給部材６で被蓋することが可能である。

【００１０】次に、充填装置１の具体的な構成について
説明する。コンベア２は、コンベアフレーム２ａに一対
のスプロケットホィール２ｂを回転可能に取り付け、一
方のスプロケットホィール２ｂに図示しないゼネバを介
してモーターを接続して構成されている。またコンベア
２には角カップ３を保持する複数の保持部材７が所定の
ピッチで取り付けられている。従って、前記モーターを
駆動することでコンベア２が駆動され、保持部材７は矢
印ｙ方向に間歇移送される。

【００１１】供給部材４は公知の機構を採用しており、
コンベア２の移送方向上流側に於ける角カップ３の所定
の停止位置と対向して配置されている。即ち、供給部材
４は、複数の角カップ３を収容するホッパー８ａと取出
機構８ｂとによって構成されており、コンベア２による
保持部材７の移送と同期して作動する取出機構８ｂによ
ってホッパー８ａに収容された複数の角カップ３から最
も下方に位置する１個の角カップ３を分離してコンベア
２上に供給するものである。

【００１２】キャップ供給部材６も同様に公知の機構を
採用しており、コンベア２の移送方向下流側に於ける角
カップ３の所定の停止位置と対向して配置されている。
このキャップ供給部材６は、複数のキャップを収容する
ホッパー９ａと取出機構９ｂとによって構成され、コン
ベア２によるアイスクリームを充填された角カップ３の
移送と同期して、取出機構９ｂによってホッパー９ａに
収容された複数のキャップの最も下方に位置する１個の
キャップを取り出すと共に、角カップ３に装着するもの
である。

【００１３】次に、図１〜図５により充填部材５の構成
について説明する。この充填部材５は角カップ３の所定
の停止位置と対向して配置され、停止した角カップ３に
対し充填ノズル11によって該角カップ３のコーナー部に
エアポケット（アイスクリームの未充填部分）を生じさ
せることなくアイスクリームを充填するものである。

【００１４】即ち、図５に示すように、角カップ３に対
するアイスクリームの充填に際し、充填ノズル11をコン
ベア２の移送方向であるｙ方向、及びコンベア２の移送
方向と直交する方向であるｘ方向に移動させ、且つ充填
の進行に伴って上下方向であるｚ方向に移動させること
で、充填ノズル11は角カップ３の辺に沿って移動するこ
ととなり、この移動過程でアイスクリームを吐出するこ
とによって角カップ３のコーナー部まで充填することが
可能である。

【００１５】充填ノズル11をｙ方向に移動させる機構及
びｘ方向に移動させる機構はコンベアフレーム２ａを横
断して配設され、且つ昇降可能に構成されたフレーム12
に取り付けられている。フレーム12にはｘ方向に沿って
２組のレール12ａが固着されており、このレール12ａに
ｘ方向に移動可能に構成されたスライドベース13が搭載
されている。

【００１６】スライドベース13の略中央にステー13ａが
固着されており、このステー13ａに一対のガイドバー13
ｂが取り付けられている。そして前記ガイドバー13ｂに
ｙ方向に移動可能に構成され、且つ充填ノズル11を取り
付けたノズルベース14が搭載されている。従って、スラ
イドベース13及びノズルベース14を夫々ｘ方向及びｙ方
向に移動させることで、充填ノズル11をｘ，ｙ方向に移
動させることが可能である。

【００１７】フレーム12の端部にはスライドベース13を
ｘ方向に移動させることにより充填ノズル11をｘ方向に
移動させるｘ方向の駆動機構15が配置されている。この
駆動機構15は、モーター15ａと、クラッチ，ブレーキ付
の減速機15ｂと、クランク盤15ｃと、ロッド15ｄとによ
って構成されている。そしてロッド15ｄの一端をスライ
ドベース13の所定位置に取り付け、モーター15ａを駆動
してクラッチ，ブレーキの作動を制御することで、スラ
イドベース13及び充填ノズル11をｘ方向に往復移動させ
ることが可能である。またロッド15ｄのストロークは角
カップ３のｘ方向の寸法や充填ノズル11の径に応じて適
宜設定される。

【００１８】減速機15ｂの出力軸に直径方向の対向する
位置に夫々ドッグ16ａを形成したカムプレート16が取り
付けられている。またカムプレート16と対向する位置に
はロッド15ｄがストロークエンドに到達したとき、カム
プレート16のドッグ16ａと接近或いは係合して信号を発
生するセンサー17が配置されている。このセンサー17は
後述するｙ方向の駆動機構18に対する駆動信号を発生す
る機能を有するものである。

【００１９】スライドベース13の略中央にｙ方向の駆動
機構18となるエアシリンダー18が固着されている。この
エアシリンダー18は前述したセンサー17から発生する信
号によって駆動される図示しないソレノイドバルブと接
続されている。そして前記ソレノイドバルブを介してエ
アシリンダーの室に圧縮エアを供給することでロッドが
出没し、これにより、ノズルベース14及び充填ノズル11
をｙ方向に往復移動させることが可能である。

【００２０】上記の如く構成されたｘ方向の駆動機構15
及びｙ方向の駆動機構18に於いて、角カップ３にアイス
クリームを充填する作業は、該カップ３が停止している
時間中に終了させなければならない。即ち、１サイクル
の時間をコンベア２により角カップ３を１ピッチ移送し
て該移送位置で停止させ、更に１ピッチの移送を開始す
るまでの時間としたとき、充填ノズル11の可動時間を角
カップ３の停止時間内に設定することが必要である。

【００２１】従って、モーター15ａによるスライドベー
ス13の移動及びノズルベース14の移動をコンベア２の駆
動と同調させることが必要となる。ノズルベース14の移
動速度はエアシリンダー18の排気系にスピードコントロ
ールバルブ（スピコン）を取り付けると共に、該スピコ
ンの開度を調整することで所望の速度に調整することが
可能である。然し、モーター15ａの回転数をコンベア２
のモーターの回転数と同調させることは容易ではない。
このため、本実施例では、コンベア２のモーターとモー
ター15ａを同一のインバーターに接続することでコンベ
ア２とスライドベース13の移動を同調させるように構成
している。

【００２２】充填ノズル11，ｘ方向の駆動機構15，ｙ方
向の駆動機構18を設けたフレーム12はｚ方向の駆動機構
19によって昇降し得るように構成されている。即ち、フ
レーム12は、コンベアフレーム２ａに固定したスライド
ベアリング20に嵌合されて上下方向への移動を案内され
たスライドシャフト21に固着されており、このスライド
シャフト21の下端にｚ方向の駆動機構19が接続されてい
る。

【００２３】ｚ方向の駆動機構19は、コンベア２のモー
ターによって該コンベア２と同期運転されるカム19ａ
と、スライドシャフト21と接続され且つカム19ａに圧接
するカムフォロアー19ｂの移動に応じてスライドシャフ
ト21を昇降させるレバー機構19ｃとによって構成されて
いる。従って、カム19ａはコンベア２の１サイクルと同
期して１回転し、この１回転中にフレーム12を下降させ
て充填ノズル11を角カップ３の底面近傍に位置させ、そ
の後、所定のタイミングで充填ノズル11を段階的に上昇
させ、角カップ３に対するアイスクリームの充填が終了
したとき、充填ノズル11を上昇限に退避させる。

【００２４】充填ノズル11の上部には該ノズル11を開閉
するバルブ22が設けられている。このバルブ22には圧縮
エアの供給によって作動するロータリーアクチュエータ
22ａが取り付けられており、且つ内部にはロータリーア
クチュエータ22ａによって駆動される図示しない弁体が
回動可能に設けられている。また充填ノズル11は配管23
及びエアシリンダー24ａ，シリンダー24ｂからなる圧力
抜装置24を介して図示しないフリーザーと接続されてい
る。従って、充填ノズル11が閉鎖状態にあるとき、フリ
ーザーから連続的に供給されるアイスクリームはシリン
ダー24ｂ内に収容され、配管23及びフリーザーに異常な
高圧が作用することがない。また充填ノズル11が開放さ
れたとき、フリーザーから供給されるアイスクリームは
配管23を介して充填ノズル11に供給され、またシリンダ
ー24ｂに収容されたアイスクリームはエアシリンダー24
ａの作動によって配管23を介して充填ノズル11に供給さ
れて角カップ３に充填される。

【００２５】本実施例に於ける充填装置１では、１／４
サイクルに相当する時間をコンベア２による角カップ３
の移送時間として設定すると共に、３／４サイクルに相
当する時間を停止時間として設定し、この停止時間内に
各部材４〜６による所定の作業を終了し得るように構成
している。また本実施例では、図５に示すように、充填
ノズル11は角カップ３のコーナー部に設定された原点ｏ
に位置し、該原点ｏを基準として駆動機構15，18により
充填ノズル11を角カップ３の辺に沿って３周させること
でアイスクリームを充填するように構成している。従っ
て、ｘ方向の駆動機構15は、１／４サイクルに相当する
時間でクランク盤15ｃを１回転させるように調整されて
いる。

【００２６】次に上記の如く構成した充填装置１による
角カップ３に対しアイスクリームを充填する際の手順に
ついて説明する。尚、充填装置１の操作はコンベアフレ
ーム２ｂに固定した操作盤25に配置したスイッチによっ
て行われる。先ず、充填装置１の電源をオンにすると共
に、各部材４〜５の操作を開始させるスイッチを夫々オ
ンにする。この操作によりコンベア２のモーターが回転
し、保持部材７を１ピッチ毎に間歇移送する。供給部材
４では、コンベア２の間歇移送と同期してホッパー８ａ
の下方にある角カップ３が取出機構８ｂによって取り出
されて保持部材７に供給される。

【００２７】保持部材７に保持された角カップ３が充填
部材５に到達すると、駆動機構19の作動により充填ノズ
ル11が角カップ３の底面近傍まで下降し原点ｏに位置す
る。同時にロータリーアクチュエータ22が作動して充填
ノズル11からアイスクリームが吐出され、この吐出と同
時に駆動機構15，18が作動し、充填ノズル11を原点ｏか
ら図５に示すようにｙｂ方向（コンベア２の移送方向上
流側）に移動させると共にｘｒ方向（ｘ方向であって図
３に於ける右方向）に移動させる。前記状態に於いて、
駆動機構15のロッド15ｄが死点位置にあるため、充填ノ
ズル11のｘｒ方向に対する移動量は少なく、略エアシリ
ンダー18のロッドの突出によるｙｂ方向への直線移動と
なる。

【００２８】エアシリンダー18のロッドがストローク限
に到達すると該シリンダー18はその状態を維持し、充填
ノズル11は駆動機構15によりｘｒ方向に移動する。そし
て駆動機構15のクランク盤15ｃが 180度回転してセンサ
ー17がカムプレート16のドッグ16ａを検出すると、セン
サー17の信号によってソレノイドバルブが作動してエア
シリンダー18に対する圧縮エアの供給を切り換え、該シ
リンダー18のロッドが没入しこれに伴って充填ノズル11
がｙｆ方向（コンベア２の移送方向下流側）に移動す
る。そしてエアシリンダー18のロッドがストローク限に
到達すると該シリンダー18はその状態を維持し、充填ノ
ズル11は駆動機構15によりｘｌ方向（ｘ方向であって図
３に於ける左方向）に移動して原点ｏに到達する。前記
の如くして充填ノズル11が角カップ３の辺に沿って一周
している間、該ノズル11の高さは一定位置に維持され
る。

【００２９】充填ノズル11が角カップ３を一周したと
き、フレーム12はカム19ａによって上昇し、この上昇と
同時に充填ノズル11は二周目の動作に入る。

【００３０】上記動作を継続して充填ノズル11が三周し
て原点ｏに位置したとき、角カップ３に対するアイスク
リームの充填が終了する。このとき、アイスクリームは
角カップ３のコーナー部に万遍なく充填され、エアポケ
ットが生じることがない。

【００３１】前述の実施例に於いて、ｘ方向の駆動機構
15をモーター15ａにより構成し、ｙ方向の駆動機構18を
エアシリンダー18により構成し、更にｚ方向の駆動機構
19をカム19ａにより構成したが、この構成に限定するも
のではなく、各駆動機構15，18，19をサーボ機構により
構成することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
角カップ充填装置にあっては、角カップが底面から上端
開口面に向かって面積が拡大するような形状を有する場
合であっても、アイスクリームを充填した後の角カップ
のコーナー部に未充填部分であるエアポケットを生じる
ことがない。

【００３３】このため、従来より行っていた発生したエ
アポケットに人手によってアイスクリームを充填する作
業が不要となり、該充填作業を短時間で円滑に行うこと
が出来る等の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】充填装置の正面図である。

【図２】充填装置の平面図である。

【図３】充填ノズル部分の構造を説明する拡大正面図で
あり、図１のイ−イ矢視図である。

【図４】充填ノズル部分の構造を説明する拡大平面図で
ある。

【図５】角カップに対する充填ノズルの移動軌跡を説明
する図である。

【符号の説明】 １ 充填装置 ２ コンベア ２ａ コンベアフレーム ３ 角カップ ４ 供給部材 ５ 充填部材 ６ キャップ供給部材 ７ 保持部材 ８ａ，９ａ ホッパー ８ｂ，９ｂ 取出機構 11 充填ノズル 12 フレーム 12ａ レール 13 スライドベース 13ｂ ガイドバー 14 ノズルベース 15 ｘ方向の駆動機構 15ａ モーター 15ｂ クラッチ，ブレーキ付の減速機 15ｃ クランク盤 15ｄ ロッド 16 カムプレート 16ａ ドッグ 17 センサー 18 ｙ方向の駆動機構，エアシリンダー 19 ｚ方向の駆動機構 19ａ カム 20 スライドベアリング 21 スライドシャフト 22 ロータリーアクチュエータ 23 配管 24 圧力抜装置 25 操作盤

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A23G 9/00 - 9/30 B65B 1/00 - 3/36 B65B 37/00 - 39/14 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底面から上端開口面に向かって面積が拡
   大する角カップにアイスクリームを充填する充填装置で
   あって、角カップを載置して間歇移送するコンベアと、
   前記コンベアの所定位置に設けられ移送された角カップ
   にアイスクリームを充填する充填ノズルと、前記充填ノ
   ズルをコンベアの移送方向に対し直交する方向に所定の
   タイミングで且つ角カップの辺の長さに応じて往復移動
   させるｘ方向駆動部材と、前記充填ノズルをコンベアの
   移送方向に沿って所定のタイミングで且つ角カップの辺
   の長さに応じて往復移動させるｙ方向駆動部材と、前記
   充填ノズル及びｘ方向駆動部材及びｙ方向駆動部材を取
   り付けたフレームと、角カップに対するアイスクリーム
   の充填に先立って前記フレームを下降させて前記充填ノ
   ズルを角カップの底面近傍に位置させると共にアイスク
   リームの充填に伴ってフレームを上昇させるｚ方向駆動
   部材とを有することを特徴とした角カップ充填装置。