JP3784270B2 - 高粘性流体充填方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、練餡、味噌などの高粘性流体充填包装装置に用いる高粘性流体の充填方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、練餡の充填方法としては、ポンプと包装機を配管で結んで充填する方法と、容器に入れた練餡を容器上部の油圧シリンダにより加圧し、上記容器底部から餡を押出し、投入パイプを通って充填包装する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の練餡のポンプによる充填方法によると、ポンプによる練餡の輸送中に練餡が変形力を受けて練餡の品質や風味が劣化する恐れがあるという問題点があった。
【０００４】
また、油圧シリンダにより加圧充填する方法においては練餡の粘性が時間の経過と共に変化するので、充填状態を目視で観察し、油圧シリンダの圧力を手動で調整していた。そのため調整ミスによる、充填量のバラツキを生ずるという問題点があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、練餡、味噌などの高粘性流体を充填する方法において、輸送中に品質の劣化の恐れのない、油圧シリンダによる加圧充填方法により、油圧シリンダの圧力調整を自動的に制御し、１回の充填時間を同じようにすることにより、重量のバラツキを少なくする高粘性流体充填方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【０００７】
本発明の第１態様によれば、高粘性流体を入れる容器と、
上記容器に接続された流体供給管と、
上記容器内の上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す充填プッシャー部と、
上記流体供給管にフィルムを供給して円筒形の袋を形成する製袋部と、
上記製袋部で形成された上記円筒形の袋内に上記流体供給管から上記高粘性流体が充填されるときの充填量を検出する充填量検出装置と、
上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、上記円筒形の袋を閉塞して切断する閉塞切断装置と、
上記充填プッシャー部の押圧部を上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す油圧シリンダと、
上記油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御する制御装置と、
を備え、
上記制御装置は、
上記油圧シリンダでの充填プッシャー圧力値を測定する充填プッシャー圧力測定部と、
最新の充填サイクルタイムの所定回数での上記充填プッシャー圧力値の平均値を演算し、上記平均値から、予め設定されたサイクルタイム設定値を引いてサイクルタイム変動値を求める演算部と、
上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容上限値以上に大きいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ上げることによりサイクルタイムを下げる一方、上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容下限値以下に小さいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ下げることによりサイクルタイムを上げて、サイクルタイムをほぼ一定にする制御部とをさらに備えるようにしたことを特徴とする高粘性流体充填装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２態様によれば、上記閉塞切断装置は、上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、充填された袋を扱くための一対の扱きローラを有する扱き部と、上記円筒形の袋に横シールをする横シール部と、上記袋の横シールされた部分を切断するカット部とを備えるようにした第１の態様に記載の高粘性流体充填装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３態様によれば、上記容器を保持する横方向移動体を横方向経路沿いに退避位置と充填位置との間で横方向に移動させる横移動部をさらに備えて、
上記横方向移動体が上記充填位置に位置したとき、上記制御装置の制御の下に上記油圧シリンダが駆動されて、上記充填プッシャー部の押圧部を上記横方向移動体に保持された上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す第１又は２の態様に記載の高粘性流体充填装置を提供する。
【００１０】
本発明の第４態様によれば、容器に接続された流体供給管にフィルムを供給して円筒形の袋を形成し、
油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御しながら上記油圧シリンダにより充填プッシャー部の押圧部を上記容器内に押し込んで、上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に送り出し、
上記製袋部で形成された上記円筒形の袋内に上記流体供給管から上記高粘性流体が充填されるときの充填量を検出し、
所定の充填量が検出されると、上記円筒形の袋を閉塞して切断するようにした高粘性流体充填方法であって、
上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に上記充填プッシャー部の押圧部で送り出すときの上記充填プッシャー部の上記押圧部に作用させる圧力値を測定し、
最新の充填サイクルタイムの所定回数での上記充填プッシャー圧力値の平均値を演算し、
上記平均値から、予め設定されたサイクルタイム設定値を引いてサイクルタイム変動値を求め、
上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容上限値以上に大きいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ上げることによりサイクルタイムを下げる一方、上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容下限値以下に小さいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ下げることによりサイクルタイムを上げて、サイクルタイムをほぼ一定にするようにしたことを特徴とする高粘性流体充填方法を提供する。
【００１１】
本発明の第５態様によれば、上記所定の充填量が検出されると上記円筒形の袋を閉塞して切断するとき、
上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、充填された袋を一対の扱きローラで扱き、
その後、上記円筒形の袋に横シールし、
その後、上記袋の横シールされた部分を切断する第４の態様に記載の高粘性流体充填方法を提供する。
【００１２】
本発明の第６態様によれば、上記高粘性流体を充填する前に、上記容器を保持する横方向移動体を横方向経路沿いに退避位置から充填位置に横方向に移動させるとともに、
上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に送り出すとき、上記油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御しながら上記油圧シリンダにより上記充填プッシャー部の押圧部を上記充填位置に位置した上記横方向移動体に保持された上記容器内に押し込んで、上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す第５又は第６の態様に記載の高粘性流体充填方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
本発明の第１の実施形態にかかる高粘性流体充填方法を実施するための高粘性流体充填装置の概略図を図１に示す。
【００１７】
図１において、１は、練餡又は味噌などの高粘性流体２を入れる容器であり、容器１の底部には充填管１ｃの基端が接続されている。ここで、高粘性流体とは、固体と液体との中間にある流体であり、粘体と表現することもでき、一例としては、練餡、みそ、ジャム、ピーナツバター、マヨネーズなどの流体である。充填プッシャー部７０は、上記容器１の内径に嵌合するような円形板であり、充填プッシャー部７０の上部の油圧シリンダ７２の作動により、容器１の上部より高粘性流体２を充填プッシャー部７０により加圧し、容器１内の高粘性流体２を充填管１ｃ内に充填するように送り出すことができる。油圧シリンダ７２には、充填プッシャー圧力測定部７２ａが備えられており、充填プッシャー圧力値を測定できるようにしている。一例として、充填プッシャー圧力測定部７２ａでは、油圧シリンダ７２から充填プッシャー部７０に作用させられる油圧の圧力を測定して充填プッシャー圧力値を測定している。
【００１８】
上記容器１の充填管１ｃの末端には、高粘性流体２を袋に投入するための投入パイプ９０ａが接続可能となっている。よって、充填管１ｃと投入パイプ９０ａとにより流体供給管の一例を構成している。
【００１９】
１１１は投入パイプ９０ａの下方に配置されかつフィルム１１２を円筒に案内するガイドとして機能する製袋部である。１１３は上記製袋部１１１の下部に配置され、かつ、フィルム１１２を円筒袋にするためにフィルム１１２の両側の端部を竪方向に熱シールにより接着する竪シール部１１３である。よって、フィルム１１２が製袋部１１１に供給されると、製袋部１１１によりフィルム１１２が円筒形を形成するように案内し、さらに、上記製袋部１１１の下部の竪シール部１１３により、円筒形に案内されたフィルム１１２の両側の端部を竪方向に熱シールにより接着して、円筒形の袋１２１を形成可能としている。
【００２０】
また、１１５は、竪シール部１１３の下方に配置されて円筒形の袋１２１を下方に送る一対のフィルム送りローラ（図示せず）の下方に配置された扱き部である。この扱き部１１５は、高粘性流体２が充填された袋１２１を扱くすなわち締めて引くための一対の扱きローラ１１５ａ，１１５ａと、扱きローラ１１５ａ，１１５ａの間隔を袋１２１の搬送中心に対して対称に接離させるエアシリンダのような扱きローラ間隔調整用駆動装置１１５ｂとを備えている。一対の扱きローラ１１５ａ，１１５ａは、上記駆動装置１１５ｂにより、両者の間隔を広げた状態で、高粘性流体２が充填された袋１１２を下方に送る一方、狭めることにより高粘性流体２が充填された袋１１２を扱くことにより高粘性流体２が充填されていない扱いた部分１２１ａを形成するようにしている。扱きローラ１１５ａ，１１５ａが広がったり狭まったりするタイミングは、高粘性流体２の充填動作と密接な関係があり、制御装置１３１により動作制御されている。
【００２１】
扱き部１１５の下部には、円筒状の袋１２１の扱いた部分１２１ａを横シールをするための横シール部１１６を設けている。横シール部１１６は、円筒状の袋１２１の扱いた部分１２１ａを横方向に熱シールして溶着し、横シール部分を形成する。このように横シール部分を形成する結果として、横シール部分より上側に位置する円筒状の袋１２１ではその下端が綴られることになり、横シール部分より下側に位置する円筒状の袋１２１Ａではその上端が綴られて袋になる。
【００２２】
横シール部１１６の下方には、充填物１２０が充填された袋１２１の横シール部分を横方向に切断して横シール部分より下側の袋１２１Ａを切り離すするためのカット部１１７を設けている。よって、扱き部１１５と横シール部１１６とカット部１１７とにより閉塞切断装置の一例を構成している。
【００２３】
上記容器１は、図４〜図６に示すように、横移動部６を構成しかつ横方向移動体の一例としての横引台車５０に載せた状態で、退避位置Ｃから充填部７の充填位置Ｄに位置させて、充填部７の充填プッシャー受部８０で受けて充填しているので容器１を横引台車５０から降ろしたり載せたりする必要もない。
【００２４】
上記横引台車５０の車輪５２，…，５２が一定の隙間を持って回転自在に収納されて案内される断面コ字状の一対の横移動レール４１，４１は、フレーム１０内の横方向に互いに平行に設けられている。
【００２５】
横引台車５０は、横引台車５０の上部に円形の容器受部５１を設け、横引台車５０の側面に４個の車輪５２，…，５２を回動自在に設けると共に、横引台車５０の両側面に図６の横移動駆動部６０の一対のローラチェーン６３，６３の両端をそれぞれ固定するチェーンサポート５３，５３を設けている。上記容器受部５１は、その中央に、容器１の底部の充填管１ｃを下向きに突出させるための貫通口５１ａを有する（図１１参照）。
【００２６】
上記横移動駆動部６０は、図６及び図１１に示すように、フレーム１０に設けた、横方向用駆動装置の一例としての、駆動モータ６１と、フレーム１０に回転自在に配置されかつ回転軸６２Ｃで連結された一対の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａと、フレーム１０に回転自在に配置されかつ回転軸６２Ｄで連結された一対の従動側スプロケット６２Ｂ，６２Ｂと、一対の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａと一対の従動側スプロケット６２Ｂ，６２Ｂとに掛け渡されかつ横引台車５０に取付けられたローラチェーン６３，６３となどよりなり、駆動モータ６１を回転駆動させることにより、駆動モータ６１と駆動チェーン６１Ａで連結された一対の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａの一方の駆動側スプロケット６２Ａを回転させ、この駆動側スプロケット６２Ａと回転軸６２Ｃで連結された他方の駆動側スプロケット６２Ａを一方の駆動側スプロケット６２Ａと同期回転させる。この結果、一方の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａの回転駆動により、一対の従動側スプロケット６２Ｂ，６２Ｂとの案内により、横引台車５０に取付けたローラチェーン６３，６３を図６の時計方向に同期して回転駆動することにより、図６の右方向に横引台車５０を移動させる一方、駆動モータ６１を逆回転させてローラチェーン６３，６３を反時計方向に同期して回転駆動することにより、図６の左方向に横引台車５０を移動させるものである。よって、横引台車５０は退避位置Ｃと充填位置Ｄとの間で移動可能となる。
【００２７】
なお、横引台車５０は、退避位置Ｃの下方で、図４の上下移動台車２０が容器１を受取った後、上下移動台車２０が退避位置Ｃまで上下移動レール４０沿いに上下移動駆動部３０により上昇して、容器１を上下移動台車２０から横引台車５０の容器受部５１内に受取り、横引台車５０が横方向に移動することにより、上下移動台車２０から容器１を横引台車５０に移し換えることができるようにしてもよい。
【００２８】
なお、上下移動駆動部３０は、一例として以下のような構造となっている。
【００２９】
すなわち、図５に示すように、上下移動台車２０は、門型の台車本体２７の両下端に円形の容器１のリング状の鍔部１ｂを部分的に係止するための一対の対向した弓形状の容器受部２１，２１を設けている。また、台車本体２７の上部にはエアシリンダ２３を上下方向沿いに設け、エアシリンダ２３のロッドの下端に上下移動可能に蓋２２を設けて、エアシリンダ２３の駆動により、一対の容器受部２１，２１で係止される容器１に対して蓋２２が上下移動可能としている。上下移動台車２０の両側面には、上下に２個ずつ計４個の車輪２４，…，２４をそれぞれ回転自在に設けている。図４〜図５の２５は台車本体２７の上部中央の両側に一対配置されたターミナルブロックであり、上下移動台車２０を上下移動するためのローラチェーン３３の一端を固定するためのものであり、また、ローラチェーン３３の他端は、台車本体２７に取付けたブラケットの端部のチェーンボルトにより固定される。
【００３０】
上下移動駆動部３０は、フレーム１０上に固定した、上下方向用駆動装置の一例としての、駆動モータ３１と、フレーム１０に回転自在に配置されかつ回転軸で連結された一対の駆動側スプロケットと、フレーム１０に回転自在に配置されかつ回転軸３２Ｄで連結された一対の上側の従動側スプロケット３２Ｂ，３２Ｂと、一対の下側の従動側スプロケットと、一対の駆動側スプロケットと一対の上側の従動側スプロケット３２Ｂ，３２Ｂと一対の下側の従動側スプロケットとに掛け渡されたローラチェーン３３，３３となどよりなり、駆動モータ３１を回転駆動させることにより、駆動モータ３１と駆動チェーンで連結された一対の駆動側スプロケットの一方の駆動側スプロケットを回転させ、この駆動側スプロケットと回転軸で連結された他方の駆動側スプロケットを一方の駆動側スプロケットと同期回転させる。この結果、一方の駆動側スプロケットの回転駆動により、一対の上側の従動側スプロケット３２Ｂ，３２Ｂと一対の下側の従動側スプロケットとの案内により、上下移動台車２０に取付けたローラチェーン３３，３３を同期して回転駆動することにより、図５の上方向に上下移動台車２０を移動させる一方、駆動モータ３１を逆回転させてローラチェーン３３，３３を同期して逆回転駆動することにより、図５の下方向に上下移動台車２０を移動させるものである。
【００３１】
なお、上下移動台車２０の４個の車輪２４，…，２４が一定の隙間を持って回転自在に収納されて案内される断面コ字状の一対の上下移動レール４０，４０は、フレーム１０内の上下方向沿いに互いに平行に設けられている。
【００３２】
一方、上記充填位置Ｄに配置された上記充填部７は、上部に図４及び図７〜図９に示す充填プッシャー部７０を、下部に図４及び図１０〜図１１に示す充填プッシャー受部８０を設けている。充填プッシャー部７０は、図７〜図９に示すように、押圧部の一例としての円形の上蓋７１を上下動する油圧シリンダ７２をフレーム１０上に上下方向沿いに設けると共に、上蓋７１に取付けた２個の棒７４，７４をそれぞれ上下方向沿いに案内するためのガイド７３，７３を設けている。各ガイド７３は各棒７４を案内するための孔を有している。
【００３３】
上記充填プッシャー受部８０は、図１０〜図１１に示すように、容器１を載置した横引台車５０を、容器受部５１の周囲に対応する位置に配置された４個の油圧シリンダ８２，…，８２で受けるもので、各油圧シリンダ８２の上部には受板８１を設けている。受板８１は、横引台車５０のフレームを介して、圧力を受けている。
【００３４】
尚、１１４は充填量検出装置の一例としての液面センサであり、袋１２１中に充填される高粘性流体２の充填量を検出して、所定量ずつ高粘性流体２が袋１２１中に充填されるように制御することができる。
【００３５】
次に、上記高粘性流体充填装置を用いて、高粘性流体２の一例として練餡の充填工程について説明する。
【００３６】
まず、生餡に砂糖を加えて、図示しない煮炊撹拌機にて練餡が形成される。
【００３７】
次いで、練餡２を容器１に移し換えて、上記容器１を、容器供給装置にて上下移動部３から横移動部６を経由して図面の如き充填位置まで供給して載置する。すなわち、横移動駆動部６０の駆動モータ６１の駆動により、一対の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａと一対の従動側スプロケット６２Ｂ，６２Ｂとで案内されつつ図６の反時計方向にローラチェーン６３，６３を回転駆動することにより、横引台車５０は図６において退避位置Ｃから左方向に移動し、充填部７の充填位置Ｄに移動したことを検知して、横引台車５０は停止する。
【００３８】
次いで、充填プッシャー受部８０の受板８１，…，８１が油圧シリンダ８２，…，８２の作動により上昇し、横引台車５０を４ヶ所にて受けて、充填の準備をする。尚、容器１の底部の充填管１ｃは、図４の高粘性流体充填装置本体９０の投入パイプ９０ａに手動により別途接続され、充填管１ｃにあるバルブを手動にて開く。なお、投入パイプ９０ａへの接続は、左右に取付けたエアシリンダの操作により、自動的に接続することもできる。
【００３９】
次いで、充填プッシャー部７０の上蓋７１が、油圧シリンダ７２の作動により下降して容器１内に嵌合し、容器１内でさらに押し下げることにより、容器１内の練餡２は容器底部の充填管１ｃより下方に高粘性流体充填装置本体９０の投入パイプ９０ａ内に向けて押し出され、高粘性流体充填装置本体９０にて一定重量毎に充填されて包装される。
【００４０】
一方、包装用の袋１２１は、フィルム１１２が製袋部１１１に供給され、竪シール部１１３でフィルム１１２の両側の端部を竪方向に熱シールすることにより円筒形状のフィルム１１２が形成されて一対のフィルム送りローラ（図示せず）により下方に送られる。
【００４１】
次に、扱き部１１５で上記円筒形状のフィルム１１２の下端部が扱かれ、横シール部１１６で横シールして横シール部分を形成し、カット部１１７で横シール部分の中央を切断することにより、上記円筒形状のフィルム１１２の下端が横シール部分により閉鎖されて袋１２１が形成されることになる。
【００４２】
次に、上記袋１２１がフィルム送りローラ（図示せず）により下方に送られる。
【００４３】
次に、充填プッシャー部７０の上蓋７１が、油圧シリンダ７２の作動により下降して容器１内に嵌合し、容器１内でさらに押し下げることにより、容器１内の練餡２が上記袋１２１内に充填される。上記袋１２１内に充填された練餡２の充填量が液面センサ１１４で検出されて所定量充填されたことが確認されると、扱き部１１５の一対の扱きローラ１１５ａ，１１５ａが上記袋１２１の練餡２が充填された部分よりも上側の部分である上部を扱くことにより練餡２が充填されていない扱いた部分１２１ａを形成する。
【００４４】
次いで、上記円筒状の袋１２１の扱いた部分１２１ａを横シール部１１６で横シールし、カット部１１７で横シールされた部分の中央を横方向に切断する。この結果、切断されて残った横シール部分より上側に位置する円筒状の袋１２１ではその下端が綴られることになり、切り離された袋１２１の上端に閉塞部が形成されて袋１２１は密閉された袋１２１Ａとなり、かつ、充填物１２０である練餡２が袋１２１Ａ内に密閉包装される。
【００４５】
このように、上記切断された袋１２１Ａの上端の閉塞部を構成する横シールされた部分であってカット部１１７で切断されたときに袋１２１側に残った部分は、次の袋１２１Ａの下端の閉塞部となる。以下、同様の工程を繰り返すことにより、充填包装が連続してなされる。
【００４６】
尚、充填物１２０は、後の搬送工程中に重量測定され、重量が所定値になっているかどうかチェックされる。また、横シール部分のカットから次のカットまでの１サイクル時間も測定する。
【００４７】
充填物１２０の重量が所定値を超える場合は、扱きのタイミングを修正すること、すなわち袋１２１の容積を修正することにより、フィードバック制御がなされると共に、１サイクル時間が異なった場合、後述するように充填プッシャー部７０の充填プッシャー圧力を自動補正で変えることにより、１サイクル時間の均一化を図り、包装重量のバラツキを防ぐことができる。
【００４８】
このように充填包装工程を続行し、容器１内の練餡２がなくなると、充填を終了する。
【００４９】
次いで、容器１の充填管１ｃと高粘性流体充填装置本体９０の投入パイプ９０ａとの接続を解除し、充填プッシャー受部８０の油圧シリンダ８２，…，８２を下降し、充填プッシャー部７０を容器１の上方まで上昇させる。投入パイプ９０ａからの解除は、左右に取付けたエアシリンダの操作により自動的に接続解除することもできる。
【００５０】
以上の一連の動作は、制御装置１３１の制御により行われる。
【００５１】
尚、上記実施形態では、扱きのタイミングを修正し、袋１２１の長さ方向（上下方向）を修正することにより、袋１２１の容積の修正をしているが、袋１２１の巾方向（横方向）の厚みを修正することにより、袋の容積を修正することもできる。
【００５２】
次に、本発明の上記実施形態にかかる高粘性流体充填方法における圧力調整の自動制御について、フローチャートに基づいて説明する。
【００５３】
上記圧力調整の自動制御を行うための圧力調整自動制御装置１９０は、図３に示すように、記憶部１３０と、制御装置１３１と、初期設定入力部１３２と、平均値演算部１３３と、自動充填開始入力部１３４と、サイクルタイム変動値演算部１３５と、許容上限値比較部１３６と、充填プッシャー圧力値補正部１３７と、許容下限値比較部１３８とを備えている。上記制御装置１３１は、また、油圧シリンダ７２、液面センサ１１４、扱き部１１５、横シール部１１６、フィルム送りローラ、カット部１１７などの動作を制御している。充填プッシャー圧力測定部７２ａで測定された充填プッシャー圧力値は上記制御装置１３１に入力されて記憶部１３０に一時的に記憶され、適宜演算部での演算に利用される。なお、平均値演算部１３３とサイクルタイム変動値演算部１３５とは１つの演算部で兼用してもよい。許容上限値比較部１３６と許容下限値比較部１３８とは１つの比較部で兼用してもよい。
【００５４】
以下、具体的に上記制御装置１３１の制御の下での圧力調整自動制御動作について図２に基き説明する。
【００５５】
まず、ステップ＃１において、各種装置又は部材についての初期設定を初期設定入力部１３２の一例である操作盤上で行う。
【００５６】
次いで、ステップ＃２において、充填プッシャー初期圧力値ＳＰ（油圧シリンダ７２の油圧圧力値であり単位はＭＰａである。）、充填プッシャー変動圧力値ΔＰ１、充填プッシャー圧力値平均化回数ｎ（通常５回程度）、充填サイクルタイム設定値ＣＴ（単位１／１０秒）（フィルムカットから次のフィルムカットまでの充填サイクルタイム）、充填サイクルタイムの許容上限値ΔＣＴ１及び許容下限値（−ΔＣＴ１）の設定を、初期設定入力部１３２により、記憶部１３０に記憶させることにより行う。
【００５７】
次に、ステップ＃３において、自動充填を上記充填方法により開始する。具体的には、自動充填開始入力部１３４より自動充填開始指示を制御装置１３１に入力する。
【００５８】
次に、ステップ＃４において、制御装置１３１の制御の下に、油圧シリンダ７２の充填プッシャー圧力測定部７２ａで各サイクルタイム毎に測定された充填プッシャー圧力値が記憶部１３０に記憶され、平均値演算部３３で最新の充填サイクルタイムのｎ回（例えば５回）での上記充填プッシャー圧力値の平均値ＣＴＡＶを演算する。
【００５９】
次に、ステップ＃５において、制御装置１３１の制御の下にサイクルタイム変動値演算部１３５で、上記平均値ＣＴＡＶと上記サイクルタイム設定値ＣＴとからサイクルタイム変動値ΔＣＴを求める演算を行う。すなわち、サイクルタイム変動値ΔＣＴ＝ＣＴＡＶ−ＣＴの演算を行う。
【００６０】
次に、ステップ＃６において、制御装置１３１の制御の下に許容上限値比較部１３６で、サイクルタイム変動値ΔＣＴがサイクルタイム許容上限値ΔＣＴ１以上に大きいか（ΔＣＴ≧ΔＣＴ１）どうかを判断する。
【００６１】
サイクルタイム変動値ΔＣＴが許容上限値ΔＣＴ１以上に大きいということは、練餡の粘性が大きくなり、所要の充填量に充填するに要する時間が長くなっているので、ステップ＃７において、制御装置１３１の制御の下に充填プッシャー圧力値補正部１３７で、充填プッシャー圧力値の補正ＳＰ＝ＳＰ＋ΔＰ１を行う。すなわち、制御装置１３１の制御の下に油圧シリンダ７２での充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値ΔＰ１分だけ上げることにより、サイクルタイムを下げることができ、ほぼ一定のサイクルタイムにすることができる。その後、ステップ＃４に戻る。
【００６２】
サイクルタイム変動値ΔＣＴが許容上限値ΔＣＴ１未満の場合にはステップ＃８に進む。
【００６３】
ステップ＃８においては、制御装置１３１の制御の下に許容下限値比較部１３８で、サイクルタイム変動値ΔＣＴがサイクルタイム許容下限値（−ΔＣＴ１）以下に小さいか｛ΔＣＴ≦（−ΔＣＴ１）｝どうかを判断する。サイクルタイム変動値ΔＣＴが許容下限値（−ΔＣＴ１）以下に小さくなったとき｛ΔＣＴ≦（−ΔＣＴ１）｝には、練餡の粘性が小さくなり、所要の充填量に充填するに要する時間が短くなっているので、ステップ＃９において、制御装置１３１の制御の下に充填プッシャー圧力値補正部１３７で、プッシャー圧力値の補正ＳＰ＝ＳＰ−ΔＰ１を行う。すなわち、制御装置１３１の制御の下に油圧シリンダ７２での充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値ΔＰ１分だけ下げることにより、サイクルタイムを上げることができ、ほぼ一定のサイクルタイムにすることができる。その後、ステップ＃４に戻る。
【００６４】
ステップ＃８において、サイクルタイム変動値ΔＣＴが許容下限値（−ΔＣＴ１）以上の場合には、ステップ＃４に戻る。
【００６５】
このように、上記実施形態によれば、練餡、味噌などの高粘性流体を充填する方法において、高粘性流体例えば練餡を容器に移し換え、そのまま供給装置で充填位置まで移動するため、練餡自体には余分な力が働くことがなく、充填プッシャー部７０により、容器１内の上記高粘性流体２を上記流体供給管１ｃ，９０ａ内に送り出し、上記円筒形の袋１２１内に上記流体供給管１ｃ，９０ａから所定の充填量の上記高粘性流体２が充填されたのち、上記円筒形の袋１２１を閉塞して切断するようにしたので、ポンプを使用する必要がなくなり、ポンプによる輸送中に練餡が変形力を受けて練餡の品質の劣化の恐れがない。また、練餡又は味噌などの高粘性流体２の充填においては、材料の種類、煮炊条件、充填時の温度変化などにより充填プッシャー圧力値を調整しなければいけないが、上記したように油圧シリンダ７２による加圧充填方法において油圧シリンダ７２の圧力調整を自動的に制御することができるため、１回の充填時間すなわち充填サイクルタイムをほぼ同じようにすることができて、重量のバラツキを少なくすることができる。すなわち、上記制御動作を行うことにより、常にほぼ一定のサイクルタイムにすることができ、充填物の重量のバラツキを小さくすることができる。
【００６６】
また、上記容器１は、横引台車５０に保持した状態で、上記充填プッシャー部７０の上蓋７１を上記容器１内に押し込んで上記高粘性流体２を上記流体供給管１ｃ，９０ａ内に送り出すようにする場合には、高粘性流体２を充填している容器１を横引台車５０から降ろしたり載せたりする必要がなく、容器１を横引台車５０から降ろしたり載せたりするといった煩雑な作業を省略することができる。
【００６７】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の高粘性流体充填方法及び装置は、容器から高粘性流体を押し出して充填する方法であるので、高粘性流体例えば練餡を容器に移し換え、そのまま供給装置で充填位置まで移動するため、練餡自体には余分な力が働くことがない。よって、従来のポンプによる充填方法のように、ポンプ輸送中に練餡が変形力を受けて練餡の品質が劣化する恐れがなく、常に安定した品質を得ることができる。
【００６９】
また、従来充填状態を目視で観察し、油圧シリンダの圧力を手動で調整しており、調整ミスにより充填量のバラツキを生じていたが、本発明の高粘性流体充填方法及び装置において、充填圧力を自動的に補正できるので、フィルムカットから次のフィルムカットまでの充填サイクルタイムをほぼ一定にすることができ、充填物の重量のバラツキを小さくすることができる。
【００７０】
また、上記容器は、横方向移動体に保持した状態で、上記充填プッシャーを上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出すようにする場合には、高粘性流体を充填している容器を横方向移動体から降ろしたり載せたりする必要がなく、容器を横方向移動体から降ろしたり載せたりするといった煩雑な作業を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかる高粘性流体充填方法を実施するための高粘性流体充填装置の概略図である。
【図２】 上記実施形態にかかる高粘性流体充填方法における圧力調整の自動制御のフローチャートである。
【図３】 本発明の上記実施形態にかかる高粘性流体充填方法における圧力調整の自動制御を行うための圧力調整自動制御装置を備える高粘性流体充填装置のブロック図である。
【図４】 本発明の上記実施形態にかかる高粘性流体充填装置の正面図である。
【図５】 上記高粘性流体充填装置の右側面図である。
【図６】 上記高粘性流体充填装置の横移動部の正面図である。
【図７】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー部の側面図である。
【図８】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー部の半分の平面図である。
【図９】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー部の左側半分が一部断面である側面図である。
【図１０】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー受部の正面図である。
【図１１】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー受部の平面図である。
【符号の説明】
１…容器、１ｂ…鍔部、１ｃ…充填管、２…高粘性流体、３…上下移動部、６…横移動部、７…充填部、１０…フレーム、２０…上下移動台車、２１…容器受部、２２…蓋、２３…エアシリンダ、２４…車輪、２５…ターミナルブロック、２６…チェーンボルト、２７…台車本体、２８…ブラケット、３０…上下移動駆動部、３１…駆動モータ、３１Ａ…駆動チェーン、３２Ｂ…上側の従動側スプロケット、３２Ｄ…回転軸、３３…ローラチェーン、４０…上下移動レール、４１…横移動レール、５０…横引台車、５１…容器受部、５１ａ…貫通口、５２…車輪、５３…チェーンサポート、６０…横移動駆動部、６１…駆動モータ、６１Ａ…駆動チェーン、６２…スプロケット、６２Ａ…駆動側スプロケット、６２Ｂ…従動側スプロケット、６２Ｃ…回転軸、６２Ｄ…回転軸、６３…ローラチェーン、７０…充填プッシャー部、７１…上蓋、７１ａ…空気抜き、７２…油圧シリンダ、７２ａ…充填プッシャー圧力測定部、７３…ガイド、７４…棒、７５…空気抜筒、７６…バルブ、８０…充填プッシャー受部、８１…受板、８２…油圧シリンダ、９０…高粘性流体充填装置本体、９０ａ…投入パイプ、１１１…製袋部、１１２…フィルム、１１３…竪シール部、１１４…液面センサ、１１５…扱き部、１１５ａ…扱きローラ、１１６…横シール部、１１７…カット部、１２０…充填物、１２１…充填された袋、１２１Ａ…包装物である袋、１３０…記憶部、１３１…制御装置、１３２…初期設定入力部、１３３…平均値演算部、１３４…自動充填開始入力部、１３５…サイクルタイム変動値演算部、１３６…許容上限値比較部、１３７…充填プッシャー圧力値補正部、１３８…許容下限値比較部、１９０…圧力調整自動制御装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、練餡、味噌などの高粘性流体充填包装装置に用いる高粘性流体の充填方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、練餡の充填方法としては、ポンプと包装機を配管で結んで充填する方法と、容器に入れた練餡を容器上部の油圧シリンダにより加圧し、上記容器底部から餡を押出し、投入パイプを通って充填包装する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の練餡のポンプによる充填方法によると、ポンプによる練餡の輸送中に練餡が変形力を受けて練餡の品質や風味が劣化する恐れがあるという問題点があった。
【０００４】
また、油圧シリンダにより加圧充填する方法においては練餡の粘性が時間の経過と共に変化するので、充填状態を目視で観察し、油圧シリンダの圧力を手動で調整していた。そのため調整ミスによる、充填量のバラツキを生ずるという問題点があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、練餡、味噌などの高粘性流体を充填する方法において、輸送中に品質の劣化の恐れのない、油圧シリンダによる加圧充填方法により、油圧シリンダの圧力調整を自動的に制御し、１回の充填時間を同じようにすることにより、重量のバラツキを少なくする高粘性流体充填方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【０００７】
本発明の第１態様によれば、高粘性流体を入れる容器と、
上記容器に接続された流体供給管と、
上記容器内の上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す充填プッシャー部と、
上記流体供給管にフィルムを供給して円筒形の袋を形成する製袋部と、
上記製袋部で形成された上記円筒形の袋内に上記流体供給管から上記高粘性流体が充填されるときの充填量を検出する充填量検出装置と、
上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、上記円筒形の袋を閉塞して切断する閉塞切断装置と、
上記充填プッシャー部の押圧部を上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す油圧シリンダと、
上記油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御する制御装置と、
を備え、
上記制御装置は、
上記油圧シリンダでの充填プッシャー圧力値を測定する充填プッシャー圧力測定部と、
最新の充填サイクルタイムの所定回数での上記充填プッシャー圧力値の平均値を演算し、上記平均値から、予め設定されたサイクルタイム設定値を引いてサイクルタイム変動値を求める演算部と、
上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容上限値以上に大きいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ上げることによりサイクルタイムを下げる一方、上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容下限値以下に小さいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ下げることによりサイクルタイムを上げて、サイクルタイムをほぼ一定にする制御部とをさらに備えるようにしたことを特徴とする高粘性流体充填装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２態様によれば、上記閉塞切断装置は、上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、充填された袋を扱くための一対の扱きローラを有する扱き部と、上記円筒形の袋に横シールをする横シール部と、上記袋の横シールされた部分を切断するカット部とを備えるようにした第１の態様に記載の高粘性流体充填装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３態様によれば、上記容器を保持する横方向移動体を横方向経路沿いに退避位置と充填位置との間で横方向に移動させる横移動部をさらに備えて、
上記横方向移動体が上記充填位置に位置したとき、上記制御装置の制御の下に上記油圧シリンダが駆動されて、上記充填プッシャー部の押圧部を上記横方向移動体に保持された上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す第１又は２の態様に記載の高粘性流体充填装置を提供する。
【００１０】
本発明の第４態様によれば、容器に接続された流体供給管にフィルムを供給して円筒形の袋を形成し、
油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御しながら上記油圧シリンダにより充填プッシャー部の押圧部を上記容器内に押し込んで、上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に送り出し、
上記製袋部で形成された上記円筒形の袋内に上記流体供給管から上記高粘性流体が充填されるときの充填量を検出し、
所定の充填量が検出されると、上記円筒形の袋を閉塞して切断するようにした高粘性流体充填方法であって、
上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に上記充填プッシャー部の押圧部で送り出すときの上記充填プッシャー部の上記押圧部に作用させる圧力値を測定し、
最新の充填サイクルタイムの所定回数での上記充填プッシャー圧力値の平均値を演算し、
上記平均値から、予め設定されたサイクルタイム設定値を引いてサイクルタイム変動値を求め、
上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容上限値以上に大きいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ上げることによりサイクルタイムを下げる一方、上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容下限値以下に小さいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ下げることによりサイクルタイムを上げて、サイクルタイムをほぼ一定にするようにしたことを特徴とする高粘性流体充填方法を提供する。
【００１１】
本発明の第５態様によれば、上記所定の充填量が検出されると上記円筒形の袋を閉塞して切断するとき、
上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、充填された袋を一対の扱きローラで扱き、
その後、上記円筒形の袋に横シールし、
その後、上記袋の横シールされた部分を切断する第４の態様に記載の高粘性流体充填方法を提供する。
【００１２】
本発明の第６態様によれば、上記高粘性流体を充填する前に、上記容器を保持する横方向移動体を横方向経路沿いに退避位置から充填位置に横方向に移動させるとともに、
上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に送り出すとき、上記油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御しながら上記油圧シリンダにより上記充填プッシャー部の押圧部を上記充填位置に位置した上記横方向移動体に保持された上記容器内に押し込んで、上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す第５又は第６の態様に記載の高粘性流体充填方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
本発明の第１の実施形態にかかる高粘性流体充填方法を実施するための高粘性流体充填装置の概略図を図１に示す。
【００１７】
図１において、１は、練餡又は味噌などの高粘性流体２を入れる容器であり、容器１の底部には充填管１ｃの基端が接続されている。ここで、高粘性流体とは、固体と液体との中間にある流体であり、粘体と表現することもでき、一例としては、練餡、みそ、ジャム、ピーナツバター、マヨネーズなどの流体である。充填プッシャー部７０は、上記容器１の内径に嵌合するような円形板であり、充填プッシャー部７０の上部の油圧シリンダ７２の作動により、容器１の上部より高粘性流体２を充填プッシャー部７０により加圧し、容器１内の高粘性流体２を充填管１ｃ内に充填するように送り出すことができる。油圧シリンダ７２には、充填プッシャー圧力測定部７２ａが備えられており、充填プッシャー圧力値を測定できるようにしている。一例として、充填プッシャー圧力測定部７２ａでは、油圧シリンダ７２から充填プッシャー部７０に作用させられる油圧の圧力を測定して充填プッシャー圧力値を測定している。
【００１８】
上記容器１の充填管１ｃの末端には、高粘性流体２を袋に投入するための投入パイプ９０ａが接続可能となっている。よって、充填管１ｃと投入パイプ９０ａとにより流体供給管の一例を構成している。
【００１９】
１１１は投入パイプ９０ａの下方に配置されかつフィルム１１２を円筒に案内するガイドとして機能する製袋部である。１１３は上記製袋部１１１の下部に配置され、かつ、フィルム１１２を円筒袋にするためにフィルム１１２の両側の端部を竪方向に熱シールにより接着する竪シール部１１３である。よって、フィルム１１２が製袋部１１１に供給されると、製袋部１１１によりフィルム１１２が円筒形を形成するように案内し、さらに、上記製袋部１１１の下部の竪シール部１１３により、円筒形に案内されたフィルム１１２の両側の端部を竪方向に熱シールにより接着して、円筒形の袋１２１を形成可能としている。
【００２０】
また、１１５は、竪シール部１１３の下方に配置されて円筒形の袋１２１を下方に送る一対のフィルム送りローラ（図示せず）の下方に配置された扱き部である。この扱き部１１５は、高粘性流体２が充填された袋１２１を扱くすなわち締めて引くための一対の扱きローラ１１５ａ，１１５ａと、扱きローラ１１５ａ，１１５ａの間隔を袋１２１の搬送中心に対して対称に接離させるエアシリンダのような扱きローラ間隔調整用駆動装置１１５ｂとを備えている。一対の扱きローラ１１５ａ，１１５ａは、上記駆動装置１１５ｂにより、両者の間隔を広げた状態で、高粘性流体２が充填された袋１１２を下方に送る一方、狭めることにより高粘性流体２が充填された袋１１２を扱くことにより高粘性流体２が充填されていない扱いた部分１２１ａを形成するようにしている。扱きローラ１１５ａ，１１５ａが広がったり狭まったりするタイミングは、高粘性流体２の充填動作と密接な関係があり、制御装置１３１により動作制御されている。
【００２１】
扱き部１１５の下部には、円筒状の袋１２１の扱いた部分１２１ａを横シールをするための横シール部１１６を設けている。横シール部１１６は、円筒状の袋１２１の扱いた部分１２１ａを横方向に熱シールして溶着し、横シール部分を形成する。このように横シール部分を形成する結果として、横シール部分より上側に位置する円筒状の袋１２１ではその下端が綴られることになり、横シール部分より下側に位置する円筒状の袋１２１Ａではその上端が綴られて袋になる。
【００２２】
横シール部１１６の下方には、充填物１２０が充填された袋１２１の横シール部分を横方向に切断して横シール部分より下側の袋１２１Ａを切り離すするためのカット部１１７を設けている。よって、扱き部１１５と横シール部１１６とカット部１１７とにより閉塞切断装置の一例を構成している。
【００２３】
上記容器１は、図４〜図６に示すように、横移動部６を構成しかつ横方向移動体の一例としての横引台車５０に載せた状態で、退避位置Ｃから充填部７の充填位置Ｄに位置させて、充填部７の充填プッシャー受部８０で受けて充填しているので容器１を横引台車５０から降ろしたり載せたりする必要もない。
【００２４】
上記横引台車５０の車輪５２，…，５２が一定の隙間を持って回転自在に収納されて案内される断面コ字状の一対の横移動レール４１，４１は、フレーム１０内の横方向に互いに平行に設けられている。
【００２５】
横引台車５０は、横引台車５０の上部に円形の容器受部５１を設け、横引台車５０の側面に４個の車輪５２，…，５２を回動自在に設けると共に、横引台車５０の両側面に図６の横移動駆動部６０の一対のローラチェーン６３，６３の両端をそれぞれ固定するチェーンサポート５３，５３を設けている。上記容器受部５１は、その中央に、容器１の底部の充填管１ｃを下向きに突出させるための貫通口５１ａを有する（図１１参照）。
【００２６】
上記横移動駆動部６０は、図６及び図１１に示すように、フレーム１０に設けた、横方向用駆動装置の一例としての、駆動モータ６１と、フレーム１０に回転自在に配置されかつ回転軸６２Ｃで連結された一対の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａと、フレーム１０に回転自在に配置されかつ回転軸６２Ｄで連結された一対の従動側スプロケット６２Ｂ，６２Ｂと、一対の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａと一対の従動側スプロケット６２Ｂ，６２Ｂとに掛け渡されかつ横引台車５０に取付けられたローラチェーン６３，６３となどよりなり、駆動モータ６１を回転駆動させることにより、駆動モータ６１と駆動チェーン６１Ａで連結された一対の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａの一方の駆動側スプロケット６２Ａを回転させ、この駆動側スプロケット６２Ａと回転軸６２Ｃで連結された他方の駆動側スプロケット６２Ａを一方の駆動側スプロケット６２Ａと同期回転させる。この結果、一方の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａの回転駆動により、一対の従動側スプロケット６２Ｂ，６２Ｂとの案内により、横引台車５０に取付けたローラチェーン６３，６３を図６の時計方向に同期して回転駆動することにより、図６の右方向に横引台車５０を移動させる一方、駆動モータ６１を逆回転させてローラチェーン６３，６３を反時計方向に同期して回転駆動することにより、図６の左方向に横引台車５０を移動させるものである。よって、横引台車５０は退避位置Ｃと充填位置Ｄとの間で移動可能となる。
【００２７】
なお、横引台車５０は、退避位置Ｃの下方で、図４の上下移動台車２０が容器１を受取った後、上下移動台車２０が退避位置Ｃまで上下移動レール４０沿いに上下移動駆動部３０により上昇して、容器１を上下移動台車２０から横引台車５０の容器受部５１内に受取り、横引台車５０が横方向に移動することにより、上下移動台車２０から容器１を横引台車５０に移し換えることができるようにしてもよい。
【００２８】
なお、上下移動駆動部３０は、一例として以下のような構造となっている。
【００２９】
すなわち、図５に示すように、上下移動台車２０は、門型の台車本体２７の両下端に円形の容器１のリング状の鍔部１ｂを部分的に係止するための一対の対向した弓形状の容器受部２１，２１を設けている。また、台車本体２７の上部にはエアシリンダ２３を上下方向沿いに設け、エアシリンダ２３のロッドの下端に上下移動可能に蓋２２を設けて、エアシリンダ２３の駆動により、一対の容器受部２１，２１で係止される容器１に対して蓋２２が上下移動可能としている。上下移動台車２０の両側面には、上下に２個ずつ計４個の車輪２４，…，２４をそれぞれ回転自在に設けている。図４〜図５の２５は台車本体２７の上部中央の両側に一対配置されたターミナルブロックであり、上下移動台車２０を上下移動するためのローラチェーン３３の一端を固定するためのものであり、また、ローラチェーン３３の他端は、台車本体２７に取付けたブラケットの端部のチェーンボルトにより固定される。
【００３０】
上下移動駆動部３０は、フレーム１０上に固定した、上下方向用駆動装置の一例としての、駆動モータ３１と、フレーム１０に回転自在に配置されかつ回転軸で連結された一対の駆動側スプロケットと、フレーム１０に回転自在に配置されかつ回転軸３２Ｄで連結された一対の上側の従動側スプロケット３２Ｂ，３２Ｂと、一対の下側の従動側スプロケットと、一対の駆動側スプロケットと一対の上側の従動側スプロケット３２Ｂ，３２Ｂと一対の下側の従動側スプロケットとに掛け渡されたローラチェーン３３，３３となどよりなり、駆動モータ３１を回転駆動させることにより、駆動モータ３１と駆動チェーンで連結された一対の駆動側スプロケットの一方の駆動側スプロケットを回転させ、この駆動側スプロケットと回転軸で連結された他方の駆動側スプロケットを一方の駆動側スプロケットと同期回転させる。この結果、一方の駆動側スプロケットの回転駆動により、一対の上側の従動側スプロケット３２Ｂ，３２Ｂと一対の下側の従動側スプロケットとの案内により、上下移動台車２０に取付けたローラチェーン３３，３３を同期して回転駆動することにより、図５の上方向に上下移動台車２０を移動させる一方、駆動モータ３１を逆回転させてローラチェーン３３，３３を同期して逆回転駆動することにより、図５の下方向に上下移動台車２０を移動させるものである。
【００３１】
なお、上下移動台車２０の４個の車輪２４，…，２４が一定の隙間を持って回転自在に収納されて案内される断面コ字状の一対の上下移動レール４０，４０は、フレーム１０内の上下方向沿いに互いに平行に設けられている。
【００３２】
一方、上記充填位置Ｄに配置された上記充填部７は、上部に図４及び図７〜図９に示す充填プッシャー部７０を、下部に図４及び図１０〜図１１に示す充填プッシャー受部８０を設けている。充填プッシャー部７０は、図７〜図９に示すように、押圧部の一例としての円形の上蓋７１を上下動する油圧シリンダ７２をフレーム１０上に上下方向沿いに設けると共に、上蓋７１に取付けた２個の棒７４，７４をそれぞれ上下方向沿いに案内するためのガイド７３，７３を設けている。各ガイド７３は各棒７４を案内するための孔を有している。
【００３３】
上記充填プッシャー受部８０は、図１０〜図１１に示すように、容器１を載置した横引台車５０を、容器受部５１の周囲に対応する位置に配置された４個の油圧シリンダ８２，…，８２で受けるもので、各油圧シリンダ８２の上部には受板８１を設けている。受板８１は、横引台車５０のフレームを介して、圧力を受けている。
【００３４】
尚、１１４は充填量検出装置の一例としての液面センサであり、袋１２１中に充填される高粘性流体２の充填量を検出して、所定量ずつ高粘性流体２が袋１２１中に充填されるように制御することができる。
【００３５】
次に、上記高粘性流体充填装置を用いて、高粘性流体２の一例として練餡の充填工程について説明する。
【００３６】
まず、生餡に砂糖を加えて、図示しない煮炊撹拌機にて練餡が形成される。
【００３７】
次いで、練餡２を容器１に移し換えて、上記容器１を、容器供給装置にて上下移動部３から横移動部６を経由して図面の如き充填位置まで供給して載置する。すなわち、横移動駆動部６０の駆動モータ６１の駆動により、一対の駆動側スプロケット６２Ａ，６２Ａと一対の従動側スプロケット６２Ｂ，６２Ｂとで案内されつつ図６の反時計方向にローラチェーン６３，６３を回転駆動することにより、横引台車５０は図６において退避位置Ｃから左方向に移動し、充填部７の充填位置Ｄに移動したことを検知して、横引台車５０は停止する。
【００３８】
次いで、充填プッシャー受部８０の受板８１，…，８１が油圧シリンダ８２，…，８２の作動により上昇し、横引台車５０を４ヶ所にて受けて、充填の準備をする。尚、容器１の底部の充填管１ｃは、図４の高粘性流体充填装置本体９０の投入パイプ９０ａに手動により別途接続され、充填管１ｃにあるバルブを手動にて開く。なお、投入パイプ９０ａへの接続は、左右に取付けたエアシリンダの操作により、自動的に接続することもできる。
【００３９】
次いで、充填プッシャー部７０の上蓋７１が、油圧シリンダ７２の作動により下降して容器１内に嵌合し、容器１内でさらに押し下げることにより、容器１内の練餡２は容器底部の充填管１ｃより下方に高粘性流体充填装置本体９０の投入パイプ９０ａ内に向けて押し出され、高粘性流体充填装置本体９０にて一定重量毎に充填されて包装される。
【００４０】
一方、包装用の袋１２１は、フィルム１１２が製袋部１１１に供給され、竪シール部１１３でフィルム１１２の両側の端部を竪方向に熱シールすることにより円筒形状のフィルム１１２が形成されて一対のフィルム送りローラ（図示せず）により下方に送られる。
【００４１】
次に、扱き部１１５で上記円筒形状のフィルム１１２の下端部が扱かれ、横シール部１１６で横シールして横シール部分を形成し、カット部１１７で横シール部分の中央を切断することにより、上記円筒形状のフィルム１１２の下端が横シール部分により閉鎖されて袋１２１が形成されることになる。
【００４２】
次に、上記袋１２１がフィルム送りローラ（図示せず）により下方に送られる。
【００４３】
次に、充填プッシャー部７０の上蓋７１が、油圧シリンダ７２の作動により下降して容器１内に嵌合し、容器１内でさらに押し下げることにより、容器１内の練餡２が上記袋１２１内に充填される。上記袋１２１内に充填された練餡２の充填量が液面センサ１１４で検出されて所定量充填されたことが確認されると、扱き部１１５の一対の扱きローラ１１５ａ，１１５ａが上記袋１２１の練餡２が充填された部分よりも上側の部分である上部を扱くことにより練餡２が充填されていない扱いた部分１２１ａを形成する。
【００４４】
次いで、上記円筒状の袋１２１の扱いた部分１２１ａを横シール部１１６で横シールし、カット部１１７で横シールされた部分の中央を横方向に切断する。この結果、切断されて残った横シール部分より上側に位置する円筒状の袋１２１ではその下端が綴られることになり、切り離された袋１２１の上端に閉塞部が形成されて袋１２１は密閉された袋１２１Ａとなり、かつ、充填物１２０である練餡２が袋１２１Ａ内に密閉包装される。
【００４５】
このように、上記切断された袋１２１Ａの上端の閉塞部を構成する横シールされた部分であってカット部１１７で切断されたときに袋１２１側に残った部分は、次の袋１２１Ａの下端の閉塞部となる。以下、同様の工程を繰り返すことにより、充填包装が連続してなされる。
【００４６】
尚、充填物１２０は、後の搬送工程中に重量測定され、重量が所定値になっているかどうかチェックされる。また、横シール部分のカットから次のカットまでの１サイクル時間も測定する。
【００４７】
充填物１２０の重量が所定値を超える場合は、扱きのタイミングを修正すること、すなわち袋１２１の容積を修正することにより、フィードバック制御がなされると共に、１サイクル時間が異なった場合、後述するように充填プッシャー部７０の充填プッシャー圧力を自動補正で変えることにより、１サイクル時間の均一化を図り、包装重量のバラツキを防ぐことができる。
【００４８】
このように充填包装工程を続行し、容器１内の練餡２がなくなると、充填を終了する。
【００４９】
次いで、容器１の充填管１ｃと高粘性流体充填装置本体９０の投入パイプ９０ａとの接続を解除し、充填プッシャー受部８０の油圧シリンダ８２，…，８２を下降し、充填プッシャー部７０を容器１の上方まで上昇させる。投入パイプ９０ａからの解除は、左右に取付けたエアシリンダの操作により自動的に接続解除することもできる。
【００５０】
以上の一連の動作は、制御装置１３１の制御により行われる。
【００５１】
尚、上記実施形態では、扱きのタイミングを修正し、袋１２１の長さ方向（上下方向）を修正することにより、袋１２１の容積の修正をしているが、袋１２１の巾方向（横方向）の厚みを修正することにより、袋の容積を修正することもできる。
【００５２】
次に、本発明の上記実施形態にかかる高粘性流体充填方法における圧力調整の自動制御について、フローチャートに基づいて説明する。
【００５３】
上記圧力調整の自動制御を行うための圧力調整自動制御装置１９０は、図３に示すように、記憶部１３０と、制御装置１３１と、初期設定入力部１３２と、平均値演算部１３３と、自動充填開始入力部１３４と、サイクルタイム変動値演算部１３５と、許容上限値比較部１３６と、充填プッシャー圧力値補正部１３７と、許容下限値比較部１３８とを備えている。上記制御装置１３１は、また、油圧シリンダ７２、液面センサ１１４、扱き部１１５、横シール部１１６、フィルム送りローラ、カット部１１７などの動作を制御している。充填プッシャー圧力測定部７２ａで測定された充填プッシャー圧力値は上記制御装置１３１に入力されて記憶部１３０に一時的に記憶され、適宜演算部での演算に利用される。なお、平均値演算部１３３とサイクルタイム変動値演算部１３５とは１つの演算部で兼用してもよい。許容上限値比較部１３６と許容下限値比較部１３８とは１つの比較部で兼用してもよい。
【００５４】
以下、具体的に上記制御装置１３１の制御の下での圧力調整自動制御動作について図２に基き説明する。
【００５５】
まず、ステップ＃１において、各種装置又は部材についての初期設定を初期設定入力部１３２の一例である操作盤上で行う。
【００５６】
次いで、ステップ＃２において、充填プッシャー初期圧力値ＳＰ（油圧シリンダ７２の油圧圧力値であり単位はＭＰａである。）、充填プッシャー変動圧力値ΔＰ１、充填プッシャー圧力値平均化回数ｎ（通常５回程度）、充填サイクルタイム設定値ＣＴ（単位１／１０秒）（フィルムカットから次のフィルムカットまでの充填サイクルタイム）、充填サイクルタイムの許容上限値ΔＣＴ１及び許容下限値（−ΔＣＴ１）の設定を、初期設定入力部１３２により、記憶部１３０に記憶させることにより行う。
【００５７】
次に、ステップ＃３において、自動充填を上記充填方法により開始する。具体的には、自動充填開始入力部１３４より自動充填開始指示を制御装置１３１に入力する。
【００５８】
次に、ステップ＃４において、制御装置１３１の制御の下に、油圧シリンダ７２の充填プッシャー圧力測定部７２ａで各サイクルタイム毎に測定された充填プッシャー圧力値が記憶部１３０に記憶され、平均値演算部３３で最新の充填サイクルタイムのｎ回（例えば５回）での上記充填プッシャー圧力値の平均値ＣＴＡＶを演算する。
【００５９】
次に、ステップ＃５において、制御装置１３１の制御の下にサイクルタイム変動値演算部１３５で、上記平均値ＣＴＡＶと上記サイクルタイム設定値ＣＴとからサイクルタイム変動値ΔＣＴを求める演算を行う。すなわち、サイクルタイム変動値ΔＣＴ＝ＣＴＡＶ−ＣＴの演算を行う。
【００６０】
次に、ステップ＃６において、制御装置１３１の制御の下に許容上限値比較部１３６で、サイクルタイム変動値ΔＣＴがサイクルタイム許容上限値ΔＣＴ１以上に大きいか（ΔＣＴ≧ΔＣＴ１）どうかを判断する。
【００６１】
サイクルタイム変動値ΔＣＴが許容上限値ΔＣＴ１以上に大きいということは、練餡の粘性が大きくなり、所要の充填量に充填するに要する時間が長くなっているので、ステップ＃７において、制御装置１３１の制御の下に充填プッシャー圧力値補正部１３７で、充填プッシャー圧力値の補正ＳＰ＝ＳＰ＋ΔＰ１を行う。すなわち、制御装置１３１の制御の下に油圧シリンダ７２での充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値ΔＰ１分だけ上げることにより、サイクルタイムを下げることができ、ほぼ一定のサイクルタイムにすることができる。その後、ステップ＃４に戻る。
【００６２】
サイクルタイム変動値ΔＣＴが許容上限値ΔＣＴ１未満の場合にはステップ＃８に進む。
【００６３】
ステップ＃８においては、制御装置１３１の制御の下に許容下限値比較部１３８で、サイクルタイム変動値ΔＣＴがサイクルタイム許容下限値（−ΔＣＴ１）以下に小さいか｛ΔＣＴ≦（−ΔＣＴ１）｝どうかを判断する。サイクルタイム変動値ΔＣＴが許容下限値（−ΔＣＴ１）以下に小さくなったとき｛ΔＣＴ≦（−ΔＣＴ１）｝には、練餡の粘性が小さくなり、所要の充填量に充填するに要する時間が短くなっているので、ステップ＃９において、制御装置１３１の制御の下に充填プッシャー圧力値補正部１３７で、プッシャー圧力値の補正ＳＰ＝ＳＰ−ΔＰ１を行う。すなわち、制御装置１３１の制御の下に油圧シリンダ７２での充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値ΔＰ１分だけ下げることにより、サイクルタイムを上げることができ、ほぼ一定のサイクルタイムにすることができる。その後、ステップ＃４に戻る。
【００６４】
ステップ＃８において、サイクルタイム変動値ΔＣＴが許容下限値（−ΔＣＴ１）以上の場合には、ステップ＃４に戻る。
【００６５】
このように、上記実施形態によれば、練餡、味噌などの高粘性流体を充填する方法において、高粘性流体例えば練餡を容器に移し換え、そのまま供給装置で充填位置まで移動するため、練餡自体には余分な力が働くことがなく、充填プッシャー部７０により、容器１内の上記高粘性流体２を上記流体供給管１ｃ，９０ａ内に送り出し、上記円筒形の袋１２１内に上記流体供給管１ｃ，９０ａから所定の充填量の上記高粘性流体２が充填されたのち、上記円筒形の袋１２１を閉塞して切断するようにしたので、ポンプを使用する必要がなくなり、ポンプによる輸送中に練餡が変形力を受けて練餡の品質の劣化の恐れがない。また、練餡又は味噌などの高粘性流体２の充填においては、材料の種類、煮炊条件、充填時の温度変化などにより充填プッシャー圧力値を調整しなければいけないが、上記したように油圧シリンダ７２による加圧充填方法において油圧シリンダ７２の圧力調整を自動的に制御することができるため、１回の充填時間すなわち充填サイクルタイムをほぼ同じようにすることができて、重量のバラツキを少なくすることができる。すなわち、上記制御動作を行うことにより、常にほぼ一定のサイクルタイムにすることができ、充填物の重量のバラツキを小さくすることができる。
【００６６】
また、上記容器１は、横引台車５０に保持した状態で、上記充填プッシャー部７０の上蓋７１を上記容器１内に押し込んで上記高粘性流体２を上記流体供給管１ｃ，９０ａ内に送り出すようにする場合には、高粘性流体２を充填している容器１を横引台車５０から降ろしたり載せたりする必要がなく、容器１を横引台車５０から降ろしたり載せたりするといった煩雑な作業を省略することができる。
【００６７】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の高粘性流体充填方法及び装置は、容器から高粘性流体を押し出して充填する方法であるので、高粘性流体例えば練餡を容器に移し換え、そのまま供給装置で充填位置まで移動するため、練餡自体には余分な力が働くことがない。よって、従来のポンプによる充填方法のように、ポンプ輸送中に練餡が変形力を受けて練餡の品質が劣化する恐れがなく、常に安定した品質を得ることができる。
【００６９】
また、従来充填状態を目視で観察し、油圧シリンダの圧力を手動で調整しており、調整ミスにより充填量のバラツキを生じていたが、本発明の高粘性流体充填方法及び装置において、充填圧力を自動的に補正できるので、フィルムカットから次のフィルムカットまでの充填サイクルタイムをほぼ一定にすることができ、充填物の重量のバラツキを小さくすることができる。
【００７０】
また、上記容器は、横方向移動体に保持した状態で、上記充填プッシャーを上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出すようにする場合には、高粘性流体を充填している容器を横方向移動体から降ろしたり載せたりする必要がなく、容器を横方向移動体から降ろしたり載せたりするといった煩雑な作業を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかる高粘性流体充填方法を実施するための高粘性流体充填装置の概略図である。
【図２】 上記実施形態にかかる高粘性流体充填方法における圧力調整の自動制御のフローチャートである。
【図３】 本発明の上記実施形態にかかる高粘性流体充填方法における圧力調整の自動制御を行うための圧力調整自動制御装置を備える高粘性流体充填装置のブロック図である。
【図４】 本発明の上記実施形態にかかる高粘性流体充填装置の正面図である。
【図５】 上記高粘性流体充填装置の右側面図である。
【図６】 上記高粘性流体充填装置の横移動部の正面図である。
【図７】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー部の側面図である。
【図８】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー部の半分の平面図である。
【図９】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー部の左側半分が一部断面である側面図である。
【図１０】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー受部の正面図である。
【図１１】 上記高粘性流体充填装置の充填プッシャー受部の平面図である。
【符号の説明】
１…容器、１ｂ…鍔部、１ｃ…充填管、２…高粘性流体、３…上下移動部、６…横移動部、７…充填部、１０…フレーム、２０…上下移動台車、２１…容器受部、２２…蓋、２３…エアシリンダ、２４…車輪、２５…ターミナルブロック、２６…チェーンボルト、２７…台車本体、２８…ブラケット、３０…上下移動駆動部、３１…駆動モータ、３１Ａ…駆動チェーン、３２Ｂ…上側の従動側スプロケット、３２Ｄ…回転軸、３３…ローラチェーン、４０…上下移動レール、４１…横移動レール、５０…横引台車、５１…容器受部、５１ａ…貫通口、５２…車輪、５３…チェーンサポート、６０…横移動駆動部、６１…駆動モータ、６１Ａ…駆動チェーン、６２…スプロケット、６２Ａ…駆動側スプロケット、６２Ｂ…従動側スプロケット、６２Ｃ…回転軸、６２Ｄ…回転軸、６３…ローラチェーン、７０…充填プッシャー部、７１…上蓋、７１ａ…空気抜き、７２…油圧シリンダ、７２ａ…充填プッシャー圧力測定部、７３…ガイド、７４…棒、７５…空気抜筒、７６…バルブ、８０…充填プッシャー受部、８１…受板、８２…油圧シリンダ、９０…高粘性流体充填装置本体、９０ａ…投入パイプ、１１１…製袋部、１１２…フィルム、１１３…竪シール部、１１４…液面センサ、１１５…扱き部、１１５ａ…扱きローラ、１１６…横シール部、１１７…カット部、１２０…充填物、１２１…充填された袋、１２１Ａ…包装物である袋、１３０…記憶部、１３１…制御装置、１３２…初期設定入力部、１３３…平均値演算部、１３４…自動充填開始入力部、１３５…サイクルタイム変動値演算部、１３６…許容上限値比較部、１３７…充填プッシャー圧力値補正部、１３８…許容下限値比較部、１９０…圧力調整自動制御装置。
Claims (6)
- 高粘性流体を入れる容器と、
上記容器に接続された流体供給管と、
上記容器内の上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す充填プッシャー部と、
上記流体供給管にフィルムを供給して円筒形の袋を形成する製袋部と、
上記製袋部で形成された上記円筒形の袋内に上記流体供給管から上記高粘性流体が充填されるときの充填量を検出する充填量検出装置と、
上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、上記円筒形の袋を閉塞して切断する閉塞切断装置と、
上記充填プッシャー部の押圧部を上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す油圧シリンダと、
上記油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御する制御装置と、
を備え、
上記制御装置は、上記油圧シリンダでの充填プッシャー圧力値を測定する充填プッシャー圧力測定部と、
最新の充填サイクルタイムの所定回数での上記充填プッシャー圧力値の平均値を演算し、上記平均値から、予め設定されたサイクルタイム設定値を引いてサイクルタイム変動値を求める演算部と、
上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容上限値以上に大きいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ上げることによりサイクルタイムを下げる一方、上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容下限値以下に小さいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ下げることによりサイクルタイムを上げて、サイクルタイムをほぼ一定にする制御部とをさらに備えるようにしたことを特徴とする高粘性流体充填装置。 - 上記閉塞切断装置は、上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、充填された袋を扱くための一対の扱きローラを有する扱き部と、上記円筒形の袋に横シールをする横シール部と、上記袋の横シールされた部分を切断するカット部とを備える請求項１に記載の高粘性流体充填装置。
- 上記容器を保持する横方向移動体を横方向経路沿いに退避位置と充填位置との間で横方向に移動させる横移動部をさらに備えて、
上記横方向移動体が上記充填位置に位置したとき、上記制御装置の制御の下に上記油圧シリンダが駆動されて、上記充填プッシャー部の押圧部を上記横方向移動体に保持された上記容器内に押し込んで上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す請求項１又は２に記載の高粘性流体充填装置。 - 容器に接続された流体供給管にフィルムを供給して円筒形の袋を形成し、
油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御しながら上記油圧シリンダにより充填プッシャー部の押圧部を上記容器内に押し込んで、上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に送り出し、
上記製袋部で形成された上記円筒形の袋内に上記流体供給管から上記高粘性流体が充填されるときの充填量を検出し、
所定の充填量が検出されると、上記円筒形の袋を閉塞して切断するようにした高粘性流体充填方法であって、
上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に上記充填プッシャー部の押圧部で送り出すときの上記充填プッシャー部の上記押圧部に作用させる圧力値を測定し、
最新の充填サイクルタイムの所定回数での上記充填プッシャー圧力値の平均値を演算し、
上記平均値から、予め設定されたサイクルタイム設定値を引いてサイクルタイム変動値を求め、
上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容上限値以上に大きいときには、上記油 圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ上げることによりサイクルタイムを下げる一方、上記サイクルタイム変動値がサイクルタイム許容下限値以下に小さいときには、上記油圧シリンダでの上記充填プッシャー圧力値を充填プッシャー変動圧力値分だけ下げることによりサイクルタイムを上げて、サイクルタイムをほぼ一定にするようにしたことを特徴とする高粘性流体充填方法。 - 上記所定の充填量が検出されると上記円筒形の袋を閉塞して切断するとき、
上記充填量検出装置で所定の充填量が検出されると、充填された袋を一対の扱きローラで扱き、
その後、上記円筒形の袋に横シールし、
その後、上記袋の横シールされた部分を切断する請求項４に記載の高粘性流体充填方法。 - 上記高粘性流体を充填する前に、上記容器を保持する横方向移動体を横方向経路沿いに退避位置から充填位置に横方向に移動させるとともに、
上記容器内の高粘性流体を上記流体供給管内に送り出すとき、上記油圧シリンダの送り出し圧力の調整を自動的に制御しながら上記油圧シリンダにより上記充填プッシャー部の押圧部を上記充填位置に位置した上記横方向移動体に保持された上記容器内に押し込んで、上記高粘性流体を上記流体供給管内に送り出す請求項４又は５に記載の高粘性流体充填方法。
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