JP4012533B2 - デポジッター及びフィリング計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンパンやクリームパンなどを作るときに、生地の上にクリームやあんなどのフィリングを供給するためのデポジッター、特に、供給するフィリングを所定量になるように制御でき、また、搬送されてくる生地上の正確な位置にフィリングを供給することができるようにしたデポジッターに関する。

デポジッターは、ホッパーからクリームやあんなどのフィリングをシリンダ内に取り込み、ピストンを該シリンダ内で所定長さだけ押し込むことにより該フィリングをシリンダから押し出して、シリンダの下方位置に設定された無端コンベアにより搬送されてくる生地上に供給するようになっている。従って、ピストンの押込み量を一定に保てば、シリンダから排出されて生地上に供給されるフィリングの量は一定となるはずである。しかし、フィリングはシリンダへの取り込みのときに空気が入り込んだりすることにより、ピストンの押込み量を一定にしても、排出されるフィリングの質量が変わることがある。
これに対して、従来は、作業員がシリンダから排出されるフィリングをサンプリング計量し、供給すべき所定質量との差があるときに、適宜調節するようにしている。
また、フィリングの供給タイミングは、搬送されてくる生地を感知してからの所定の時間経過時点で行うという時間制御を行うのが一般的となっている。（例えば、特許文献１）しかし、生地搬送のためのコンベアスピードは必ずしも一定しておらず、このため、上記の如き時間制御によって良好な供給タイミングを得ることは難しい。
実公昭６１−５１１１

本発明は、作業者の作業によらずに自動的にフィリングの計量を行える装置及び該計量装置が計量したフィリング質量に基づき、フィリング供給量を目標値にするよう作用する制御装置を備えたデポジッターを提供することを目的としている。
また、本発明では、フィリング供給のタイミングを時間制御よりもより正確に行うことができるデポジッターを提供することを目的としている。
更に、本発明は、生地上に供給されるフィリングを正確に測ることを可能とするフィリング計量装置を提供することを目的としている。

すなわち、本発明は、
無端コンベア上に載置されて搬送される生地上に、該生地によって包まれるクリームやあんなどのフィリング（充填材料）を供給するデポジッターにおいて生地上に供給されたフィリングの質量を測定するための測定装置であって、
生地を搬送する第1無端コンベアと、
該第1無端コンベアから生地を１つずつ受け取り搬送する第２無端コンベアと、
第２無端コンベアを支持し、該第２無端コンベアにより搬送される生地等の質量を計量する計量手段と
を有し、
第２無端コンベアは、第１無端コンベアに隣接して、第１無端コンベアから生地を受け取る第１端部と、受け取った該生地を排出する第２端部と、第１端部で受け取った生地を第２端部まで搬送する生地搬送部とを有し、
生地搬送部は、第１端部と搬送されてきた生地にフィリングを供給するための位置との間の第１搬送部と、該位置と第２端部との間の第２搬送部とを有し、
第２無端コンベアは、第１無端コンベアから１つの生地を受け取り該１つの生地を排出した後、次の生地を受け取るようにされ、
計量手段は、生地が第１搬送部上にあるときに第１回の計量を行い、生地がフィリングの供給を受けて第２搬送部上にあるときに第２回の計量を行い、第１回と第２回の計量で得た質量値の差分からフィリングの質量を決定するようにした
ことを特徴とするデポジッターにおけるフィリング計量装置を提供する。

具体的には、
計量手段が
第１搬送部上に載置されて所定位置に搬送されてきた生地を検知し、生地信号を発する検知器と、
第２無端コンベアが係合されているプーリーの回転数に対応するパルス信号を発信するエンコーダと、
を備え、
計量手段は、生地信号に基づきパルス信号数をカウントし、カウントされたパルス数がデポジッターからの生地上へフィリング供給が完了している位置に生地が達したことを示す所定値に達したときに第２回の計量を行うようにすることができる。

また、別の具体例では、
計量手段が、
第１搬送部上に載置されて所定位置に搬送されてきた生地を検知し、生地信号を発する検知器と、
第２無端コンベアが係合されているプーリーの回転数に対応するパルス信号を発信するエンコーダと、
検知器からの生地信号に基づきパルス信号数をカウントし、カウントされたパルス数が、フィリング供給位置に生地が達したことを示す所定値になったときに、当該デポジッターにフィリングの供給を指示する手段と、
を有し、
該デポジッターが生地へのフィリング供給を完了したことを知らせる信号をデポジッターから受け取り第２回の計量を行うようにすることができる。

より具体的には、
第１無端コンベアは、複数の生地をその幅方向で間隔をあけた複数の列として搬送し、
第２無端コンベアは、第１無端コンベアによって搬送される生地の複数の列に対応した数だけ用意され、
計量手段は、第２無端コンベアに対応してそれぞれ設けられるようにする。

また、本発明では、
無端コンベア上に載置されて搬送される生地上に、該生地によって包まれるクリームやあんなどのフィリングを供給するデポジッターであって、
生地を搬送する第1無端コンベアと、
該第1無端コンベアから生地を１つずつ受け取り搬送する第２無端コンベアと、
フィリングを受け入れるシリンダ、該シリンダ内で摺動可能とされたピストン、該ピストンを駆動するサーボモータを備え、サーボモータによってピストンを所要量だけ押込み、それによって、シリンダから所要量のフィリングを、第２無端コンベアにより搬送されてきた生地上に供給するフィリング供給手段と、
第２無端コンベアを支持し、該第２無端コンベアにより搬送される生地等の質量を計量する計量手段と
を有し、
第２無端コンベアは、第１無端コンベアに隣接して、第１無端コンベアから生地を受け取る第１端部と、受け取った該生地を排出する第２端部と、第１端部で受け取った生地を第２端部まで搬送する生地搬送部とを有し、
生地搬送部は、第１端部と搬送されてきた生地にフィリングを供給するための位置との間の第１搬送部と、該位置と第２端部との間の第２搬送部とを有し、
第２無端コンベアは、第１無端コンベアから１つの生地を受け取り該１つの生地を排出した後、次の生地を受け取るようにされ、
計量手段は、生地が第１搬送部上にあるときに第１回の計量を行い、生地がフィリングの供給を受けて第２搬送部上にあるときに第２回の計量を行い、第１回と第２回の計量値の差分をフィリングの質量とするようにされており、
当該デポジッターが更に、
計量手段によって計量されたフィリングの質量と、フィリングを供給すべき所定質量との差分に基づき、フィリング供給手段から生地上に供給する量を上記所定量にするために必要なピストンの押込み量を決定して、当該サーボモータによるピストンの駆動量を該押込み量にするための信号をサーボモータに供給する制御手段を有する
ことを特徴とするデポジッターを提供する。

具体的には、
第１無端コンベアは、複数の生地をその幅方向で間隔をあけた複数の列として搬送し、
第２無端コンベアは、第１無端コンベアによって搬送される生地の複数の列に対応した数だけ用意され、
フィリング供給手段、計量手段は、第２無端コンベアに対応してそれぞれ設けられるようにする。

本発明に係るフィリング計量装置によれば、生地上に供給されたフィリングを正確に計量することができ、フィリング供給制御を正確に行うことを可能とする。

また、本発明に係るデポジッターにおいては、フィリングの供給量を正確に計量し、それに基づき、供給量を目標質量値に向けてより適正に制御することができる。

また、フィリングの供給時点や計量時点を、時間に基づき行うのではなく、搬送コンベアの搬送速度に比例したパルス数を計数することに基づき行うので、フィリングを生地上に供給したり、フィリング計量したりする時点を正確なものとすることができる。

以下、本発明に係るデポジッターの実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るデポジッター１０の主要な構成を示す一部切欠き側面図である。
該デポジッター１０は、生地Ｄを所定間隔で搬送してくる第１無端コンベア１２と、該第１無端コンベア１２から生地Ｄを受け取る第２無端コンベア１４と、該第２無端コンベア１４から排出される生地を受け取り、次工程に搬送する第３無端コンベア１６とを有する。第２無端コンベア１４の上方位置にはホッパー２０からクリームやあんなどのフィリングＦを取り込み、該生地を所定量ずつ生地Ｄ上に供給するためのフィリング供給手段としてのピストンシリンダ装置２２が設けられている。

ピストンシリンダ装置２２は、シリンダ２４と、該シリンダの一端から挿入されたピストン２６と、他端から挿入されたバルブ２８とを有している。図１及び図２から分かるように、バルブ２８はシリンダ２４内でシリンダの長手方向軸線の周りで１８０°回動可能とされており、シリンダのフィリング排出開口２４−２を閉じてフィリング受入開口２４−１をホッパー２０に連通するフィリング取込み位置（図１）と、該フィリング受入開口２４−１を閉じてシリンダのフィリング排出開口２４−２を開放するフィリング排出位置との間で回動可能とされている。

ピストン２６は、サーボモータ２９により軸線方向で駆動されるようになっており、バルブ２８が図示のフィリング取込み位置にあるときに、バルブ２８から離れる方向で駆動されてホッパー２０からフィリングＦをシリンダ２４内に取り込み、バルブ２８がフィリング排出位置にあるときに、フィリングＦを排出すべき量に応じてバルブ２８に向けて駆動されるようになっている。

第２無端コンベア１４は、第１無端コンベア１２に隣接して、第１無端コンベア１２から生地Ｄを受け取る第１端部１４−１と、受け取った該生地Ｄを排出する第２端部１４−２と、第１端部１４−１で受け取った生地Ｄを第２端部１４−２まで搬送する生地搬送部１４−３とを有する。生地搬送部１４−３は、第１端部１４−１と受け取った生地Ｄ上にフィリングＦが供給される位置との間の第１搬送部１４−４と、該位置と第２端部との間の第２搬送部１４−５とを有する。第２無端コンベアは、第１無端コンベアから１つの生地を受け取り該１つの生地を排出した後、次の生地を受け取るようになされている。
第２無端コンベア１４は、計量手段３０によって支持されており、該計量手段は第２コンベア１４からかけられる質量をロードセル（図示せず）によって計量するようになっている。

本発明では、初めに生地上に供給されるべきフィリングＦの目標質量ＦＷｔを決定し、該目標質量のフィリングを押し出すために必要とされるピストン２６の押込み量Ｌｔを
Ｌｔ＝ＦＷｔ÷シリンダ断面積÷初期フィリング比重値
から決定し、本発明に係るデポジッター１０によるフィリング供給作業を開始すると共に、実際に生地上に供給されたフィリング供給量ＦＷを目標質量ＦＷｔと比較することに基づき、サーボモータ２９を制御してピストンの押込み量を制御し、ピストンシリンダ装置２２から供給されるフィリングの質量を目標質量ＦＷｔに近づけるようにする。

すなわち、図１において、３２はサーボモータの制御器であり、該制御器３２はマイコン（マイクロコンピュータ）３４を内蔵しており、計量手段３０、第２無端コンベアのプーリー１４−６の回転数を示すパルス信号を発生するエンコーダ３６、及び、第２無端コンベア１４の上方位置にある生地感知スイッチ（検知器）３８からのそれぞれの信号、すなわち質量信号Ｗ、回転数パルス信号Ｘ、及び、生地（確認）信号Ｙを読み取り、図３のフローチャートに示すようなプロセスにより、ピストン２６の押込み距離を指示する制御信号Ｚをサーボモータに発するようにしている。生地感知スイッチ３８は、生地Ｄの前端を光学的感知、静電気的感知など生地Ｄに対する非接触での感知を行うことによりＯＮ（第１レベル）となり、同様に生地の後端を非接触で感知することによりＯＦＦ（第２レベル）となる生地信号を発生するための非接触型感知器３８−１を備えている。以下、このマイコンで行われるプロセスを説明する。

先ず、上記式により決定されたピストン２６の押込み量（距離）Ｌｔ、並びに、生地が生地感知スイッチ３８によって感知されてから、フィリングが供給される位置まで達するに要するパルス信号Ｘのパルス数Ｘ１、及び、フィリングの供給が完了してフィリングが第２搬送部１４−５上の所定の位置に達するに要するパルス数Ｘ２を設定する（ステップＳ１）。
次に、生地信号Ｙがあるか否かを判定し（ステップＳ２）、生地信号があると判断したときには、パルス信号Ｘのパルス数のカウントを開始する（ステップＳ３）と共に、第1回計量を行い質量信号Ｗのそのときの値、すなわち生地Ｄの質量値Ｗ１を決定する（ステップＳ４）。
パルス信号Ｘが所定のパルス数Ｘ１に達したと判断したときには（ステップＳ５）、サーボモータ２９を作動させ、ピストン２６をステップＳ１で設定した押込み量Ｌｔだけ押込んで生地上にフィリングＦ１４を供給する（ステップＳ６）。
パルス信号Ｗが所定のパルス数Ｘ２に達したと判断したときには（ステップＳ７）、第２回計量を行い質量信号Ｗのそのときの値、すなわち生地Ｄ＋フィリングＦ１４の質量Ｗ２を決定する（ステップＳ８）。
次に、第１回及び第２回の計量で得たＷ１，Ｗ２の差分（Ｗ２−Ｗ１）から、生地上に供給されたフィリングの質量ＦＷを決定する（ステップＳ９）と共に、供給されたフィリングの比重ηを（ＦＷ／（ピストンの断面積×Ｌｔ））から算出する（ステップＳ１０）。
この実際に供給されたフィリングの質量ＦＷと、供給されるべきフィリングの目標質量ＦＷｔとの差分ＦＷｄを算定し（ステップ１１）、この差分に予め定めた補正比率ｋを掛けて補正すべき質量値（ｋ×ＦＷｄ）を求め（ステップ１２）、この補正すべき質量値を生地上に供給されたフィリングの質量ＦＷに加えて（ステップ１３）、フィリング供給質量の補正値（すなわち補正後のフィリング供給質量）ＦＷｔ２とする。
次に、この補正後のフィリング供給質量ＦＷｔ２を供給するために必要とされるピストンの押込み量Ｌｔ２を（Ｌｔ２＝ＦＷｔ２／（η×ピストンの断面積））から算出する（ステップＳ１４）。
算出されたＬｔ２はサーボモータに供給され、ピストンの押込み量が調節されると共に、ピストンの押込み量をＬｔ＝Ｌｔ２として、次回のプロセスが繰り返される。

上記のプロセスでは、Ｘ１及びＸ２を予め決定して設定するようにしているが、これは例えば生地の中心が生地感知スイッチ３８を通過してから、フィリング供給位置、及び、生地＋フィリングの質量計量位置に至るまでの距離が一定であることを前提とし、それに応じたパルス数を決定するものである。しかし、第１無端コンベア１２から供給される生地Ｄの前後方向での長さは必ずしも一定しているものではなく、ある程度変化するものである。従って、生地へのより正確なフィリングを行う場合には、そのような生地の長さの変化を考慮した制御が行われる。

具体的には、例えば、生地感知スイッチ３８が生地先端を感知したときから生地後端を感知するまでのエンコーダ３６からのパルス数を計数し、その１／２のパルス数から生地の前後方向長さの中心を出し、上記生地感知スイッチ３８が生地後端を感知してから生地信号がＯＦＦとなったときの該中心とフィリング供給位置やフィリング＋生地質量計量位置までの距離を出し、これからそれら位置に至るまでのパルス数Ｘ１，Ｘ２を算定して、これに基づき、フィリング供給及び計量を行うようにすることができる。

また、図示の実施形態では、パルス数Ｘ２に基づき第２回の計量を行っているが、パルス数に基づかずに、フィリング供給完了時に、それを示すフィリング供給完了信号をフィリング供給手段が発生するようにし、それに基づき、第２回の計量を行うようにすることもできる。

本発明に係るデポジッターの主要構成部を示す図である。 図1に示すデポジッターにおけるフィリング供給手段のピストン及びバルブを示す斜視図である。 本発明に係るデポジッターにおいて行われるフィリング供給及び供給量制御のフローチャートである。

符号の説明

１０ デポジッター
１２ 第１無端コンベア
１４ 第２無端コンベア
１４−１ 第１端部
１４−２ 第２端部
１４−３ 生地搬送部
１４−４ 第１搬送部
１４−５ 第２搬送部
１４−６ プーリー
１６ 第３無端コンベア
２０ ホッパー
２２ ピストンシリンダ装置
２４ シリンダ
２４−１ フィリング受入開口
２４−２ フィリング排出開口
２６ ピストン
２８ バルブ
２９ サーボモータ
３０ 計量手段
３２ 制御器
３４ マイコン（マイクロコンピュータ）
３６ エンコーダ
３８ 生地感知スイッチ（検知器）
３８−１ 非接触型感知器
Ｄ 生地
Ｆ フィリング

Claims (6)

1. 無端コンベア上に載置されて搬送される生地上に、該生地によって包まれるクリームやあんなどのフィリング（充填材料）を供給するデポジッターにおいて生地上に供給されたフィリングの質量を測定するための測定装置であって、
   生地を搬送する第1無端コンベアと、
   該第1無端コンベアから生地を１つずつ受け取り搬送する第２無端コンベアと、
   第２無端コンベアを支持し、該第２無端コンベアにより搬送される生地等の質量を計量する計量手段と
   を有し、
   第２無端コンベアは、第１無端コンベアに隣接して、第１無端コンベアから生地を受け取る第１端部と、受け取った該生地を排出する第２端部と、第１端部で受け取った生地を第２端部まで搬送する生地搬送部とを有し、
   生地搬送部は、第１端部と搬送されてきた生地にフィリングを供給するための位置との間の第１搬送部と、該位置と第２端部との間の第２搬送部とを有し、
   第２無端コンベアは、第１無端コンベアから１つの生地を受け取り該１つの生地を排出した後、次の生地を受け取るようにされ、
   計量手段は、生地が第１搬送部上にあるときに第１回の計量を行い、生地がフィリングの供給を受けて第２搬送部上にあるときに第２回の計量を行い、第１回と第２回の計量で得た質量値の差分からフィリングの質量を決定するようにした
   ことを特徴とするデポジッターにおけるフィリング計量装置。
2. 計量手段は
   第１搬送部上に載置されて所定位置に搬送されてきた生地を検知し、生地信号を発する検知器と、
   第２無端コンベアが係合されているプーリーの回転数に対応するパルス信号を発信するエンコーダと、
   を備え、
   計量手段は、生地信号に基づきパルス信号数をカウントし、カウントされたパルス数がデポジッターからの生地上へフィリング供給が完了している位置に生地が達したことを示す所定値に達したときに第２回の計量を行うようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィリング計量装置。
3. 計量手段は、
   第１搬送部上に載置されて所定位置に搬送されてきた生地を検知し、生地信号を発する検知器と、
   第２無端コンベアが係合されているプーリーの回転数に対応するパルス信号を発信するエンコーダと、
   検知器からの生地信号に基づきパルス信号数をカウントし、カウントされたパルス数が、フィリング供給位置に生地が達したことを示す所定値になったときに、当該デポジッターにフィリングの供給を指示する手段と、
   を有し、
   該デポジッターが生地へのフィリング供給を完了したことを知らせる信号をデポジッターから受け取り第２回の計量を行うようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィリング計量装置。
4. 第１無端コンベアは、複数の生地をその幅方向で間隔をあけた複数の列として搬送し、
   第２無端コンベアは、第１無端コンベアによって搬送される生地の複数の列に対応した数だけ用意され、
   計量手段は、第２無端コンベアに対応してそれぞれ設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィリング計量装置。
5. 無端コンベア上に載置されて搬送される生地上に、該生地によって包まれるクリームやあんなどのフィリングを供給するデポジッターにおいて、
   生地を搬送する第1無端コンベアと、
   該第1無端コンベアから生地を１つずつ受け取り搬送する第２無端コンベアと、
   フィリングを受け入れるシリンダ、該シリンダ内で摺動可能とされたピストン、該ピストンを駆動するサーボモータを備え、サーボモータによってピストンを所要量だけ押込み、それによって、シリンダから所要量のフィリングを、第２無端コンベアにより搬送されてきた生地上に供給するフィリング供給手段と、
   第２無端コンベアを支持し、該第２無端コンベアにより搬送される生地等の質量を計量する計量手段と
   を有し、
   第２無端コンベアは、第１無端コンベアに隣接して、第１無端コンベアから生地を受け取る第１端部と、受け取った該生地を排出する第２端部と、第１端部で受け取った生地を第２端部まで搬送する生地搬送部とを有し、
   生地搬送部は、第１端部と搬送されてきた生地にフィリングを供給するための位置との間の第１搬送部と、該位置と第２端部との間の第２搬送部とを有し、
   第２無端コンベアは、第１無端コンベアから１つの生地を受け取り該１つの生地を排出した後、次の生地を受け取るようにされ、
   計量手段は、生地が第１搬送部上にあるときに第１回の計量を行い、生地がフィリングの供給を受けて第２搬送部上にあるときに第２回の計量を行い、第１回と第２回の計量値の差分をフィリングの質量とするようにされており、
   当該デポジッターが更に、
   計量手段によって計量されたフィリングの質量と、フィリングを供給すべき所定質量との差分に基づき、フィリング供給手段から生地上に供給する量を上記所定量にするために必要なピストンのシリンダ内での押込み量を決定して、当該サーボモータによるピストンの駆動量を該押込み量にするための信号をサーボモータに供給する制御手段を有する
   ことを特徴とするデポジッター。
6. 第１無端コンベアは、複数の生地をその幅方向で間隔をあけた複数の列として搬送し、
   第２無端コンベアは、第１無端コンベアによって搬送される生地の複数の列に対応した数だけ用意され、
   フィリング供給手段、計量手段は、第２無端コンベアに対応してそれぞれ設けられている
   ことを特徴とする請求項５に記載のデポジッター。

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