JP4015089B2 - 粒状物の定量分取装置 - Google Patents

Description

本発明は、果肉、肉塊、豆などの粒状物を含む材料中から一定量（又は一定数）の粒状物を分取する粒状物の定量分取装置に関する。

従来、食品等の粒状物を含む材料中から一定量または一定数の粒状物を分取するための装置として、各種の構造の装置が提案されている。
例えば、固形物に振動を加えながら整列させ、計数して一定量を取り出す計数装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また斜めに配置した円筒を回転させて一定量の粉粒状物を取り出す連続秤量切り出し装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
また升の底に配置したスライド可能な計量板に升穴を設け、計量板をスライドさせて升穴に落ち込んだ一定量の顆粒を取り出す定量充填装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
また筒の先端に弾性膜を配置し、筒内を負圧にした際に形成される膜の凹みを升として果肉等を測り取る果肉等の移載装置が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。
また果肉貯槽から果肉片をノズル吸着により取り出す自動搬送ラインシステムが提案されている（例えば、特許文献５参照。）。
またタンクの液体中に固形物を浮遊状態とし、計量匙により一定量掬い上げる固形物定量装置が提案されている（例えば、特許文献６参照）。
また果肉とアイスクリームとを別々に計量し、所定の混合状態にしてから容器に充填する果肉入りアイスクリームの充填方法が提案されている（例えば、特許文献７参照）。
特開平９−１６１０３７号公報 特開平１０−３１８８２４号公報 特開平１１−１５３４６７号公報 特開平８−４０４１９号公報 特開平５−２２９５１４号公報 特開平８−２５０１号公報 特開平５−２１１８４４号公報

しかしながら、前記従来技術にあっては、粒状物に余分な圧力がかかったり、正確に一定量（又は一定数）を分取するのが困難であり、軟らかい粒状物を潰さずに、確実に一定量を充填することは困難であった。
また従来技術では、粒状物の取り扱い及び計量のために大型の装置が必要であり、装置全体が大型化、高価格化してしまう問題がある。
さらに構造が複雑であるために洗浄などのメンテナンスに手間がかかる問題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされ、軟らかい粒状物を潰さずに、一定量を確実に分取でき、小型で洗浄性に優れた粒状物の定量切り出し装置の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、屈曲貫通路が設けられ、該屈曲貫通路の両端が開口した円周面を有する回転部と、該回転部の円周面を摺動可能に包囲して設けられ、該円周面に達する複数の開口が設けられた支持部と、粒状物を含む材料を収容するホッパーと前記支持部の第１の開口とを接続する供給管路と、前記屈曲貫通路の一方の開口端に設けられた透液部材とを備えたことを特徴とする粒状物の定量分取装置を提供する。
本発明の粒状物の定量分取装置において、前記支持部の第２の開口に接続された排出管路が設けられた構成としてもよい。
また、前記支持部の第３の開口に接続された気体供給管路が設けられた構成としてもよい。
さらに前記支持部に気体抜き用の第４の開口が設けられた構成としてもよい。
また前記供給管路に材料の供給を制御するバルブが設けられた構成としてもよい。
本発明の粒状物の定量分取装置において、前記屈曲貫通路がＶ字状をなしており、その屈曲角度が１００〜１７０度の範囲であることが好ましい。
また前記第１の開口が前記支持部の上部に設けられ、前記第２の開口が前記支持部の下部に設けられ、前記回転部の回転時、前記屈曲貫通路の一方の開口が前記第２の開口と重なった状態で屈曲貫通路の他方の開口と重なる２つの位置に、前記第３の開口と第４の開口がそれぞれ設けられた構成とするのが好ましい。
本発明において、１つのホッパーに、前記定量分取装置が複数台接続され、且つそれぞれの定量分取装置の回転部が１つの回転軸により回転可能とされた構成とすることもできる。

本発明の定量分取装置は、粒状物に余分な圧力を加えず正確に一定量または一定数を分取できるので、軟らかい粒状物であっても潰さずに分取することができる。
また固液分離と粒状物の一定量分取とを１ヶ所で行うことができるので、装置がコンパクトになる。また高価な付属機器が不要となり、高性能の分取装置を安価に提供できる。
また粒状物が接する内部は配管と同様の構造であり、洗浄性に優れ、ＣＩＰ洗浄（定置洗浄）に適している。
また本発明の定量分取装置は小型化できるので、複数個並べて多列充填機に適用可能であり、これにより生産性の高い製造設備を構築することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１及び図２は、本発明に係る定量分取装置の一実施形態を示す図であり、図１は定量分取装置１の側面図、図２は正面図である。なお、本例示では、１つのホッパー１０に複数台（図２の例示では６台）の定量分取装置１を連設し、回転軸１５でこれら複数台の定量分取装置１を同期運転する多列充填機の構成を示している。

この定量分取装置１は、屈曲貫通路２が設けられ、該屈曲貫通路２の両端が開口した円周面３を有する回転部４と、この回転部４の円周面３を摺動可能に包囲して設けられ、円周面３に達する第１〜第４の開口５Ａ〜Ｄが設けられた支持部６と、粒状物７を含む材料を収容するホッパー１０と支持部６の第１の開口５Ａとを接続する供給管路８と、屈曲貫通路２の一方の開口２Ａ端に設けられた透液部材９とを備えて構成されている。

前記支持部６は固定状態で設けられ、その内部に収容された回転部４が回転軸１５の回転駆動によって回転する構成になっている。この支持部６の第１〜第４の開口５Ａ〜Ｄのうち、支持部６の頂上部分に設けられた第１の開口５Ａには、前記の通りホッパー１０の底に一端が接続された供給管路８の他端が接続されている。

この支持部６の底部分に設けられた第２の開口５Ｂには、排出管路１１の一端が接続されている。この排出管路１１の他端は、リテーナ１６の上面に向けて開口し、このリテーナ１６上を搬送されるカップ等の容器に、排出管路１１を通して分取した粒状物７を充填できるようになっている。

第１の開口５Ａよりもやや下方位置の左右に設けられた第３の開口５Ｃと第４の開口５Ｄのうち、第３の開口５Ｃには、図示しないエアコンプレッサー等の加圧空気供給源に一端が接続された加圧気体供給管路１２の他端が接続されている。第３の開口５Ｃに供給される加圧気体としては、通常は空気が用いられる。なお、この加圧気体供給管路１２に分岐管路を接続し、この定量分取装置１の屈曲貫通路２内等を洗浄／殺菌する際に管路を切り換えて、加圧気体に代えて高温蒸気や洗浄水を流すように構成することもできる。

前記第４の開口５Ｄには、必要に応じて大気に通じるパイプ状の気体抜き１３を取り付けることができる。
前記供給管路８に設けられたバルブ１４は、ホッパー１０内から供給配管８を通して供給される粒状物７を含む材料の供給を、必要に応じて停止し得る電磁開閉弁等が用いられる。
ホッパー１０には、粒状物７を含む材料が供給管路８にスムーズに供給されるように、材料を撹拌する撹拌手段や材料の品温を一定に保つ温度調節手段などを付設することができる。

図３はこの定量分取装置１に用いられた回転部４を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。
この回転部４の材料は特に限定されないが、耐熱性の良好な合成樹脂材料が好ましく、特に化学的安定性、耐熱性、表面の自己潤滑性などが優れている点から、ポリ四フッ化エチレンなどの含フッ素樹脂が好ましい。本実施形態において、回転部４は厚い円板状としたが、回転部４は少なくとも一部に円周面３を有していればよく、この円板の中心に回転軸と接続するための軸を突出形成した形状など、別な形状とすることもできる。この回転部４の一面側又は両面側には、回転軸１５の端面を固定するためのネジ穴１８が設けられている。

この回転部４に設けられた屈曲貫通路２はＶ字状をなしており、その屈曲角度θは１００〜１７０度の範囲、好ましくは１１０〜１５０度の範囲、特に好ましくは１２０度程度とされている。屈曲角度θが前記範囲より小さいと、屈曲部分で粒状物７が滞留し易くなり、流れにくくなる可能性がある。一方、屈曲角度θが前記範囲より大きいと、屈曲貫通路２が直線状に近くなり、支持部６に形成する第１〜第４の開口５Ａ〜Ｄの適正な配置が困難となり、各開口の口径を縮小すると正常な動作が困難になる。

この屈曲貫通路２の一方の開口２Ａ端に設けられた透液部材９としては、ステンレス鋼などの金属線を編んだ金属製網（金属メッシュ）、合成樹脂製網、金属箔又は合成樹脂シートを穴明け加工したパンチング材などが挙げられる。この透液部材９は、粒状物を通過させず、液体の透過速度が高いものが好ましい。

図４はこの定量分取装置１に用いられた支持部６を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ”部断面図、（ｃ）は側面図である。
この支持部６は、内部に前記回転部４を摺動可能に収容する大きさを有する中空体であり、回転部４の円周面３と接する円周面には第１〜第４の開口５Ａ〜Ｄが設けられ、また両端面の中央には回転軸１５を挿入するための丸穴である回転軸貫通部１９が形成されている。

本発明の好ましい実施形態において、第１の開口５Ａは支持部６の上部に設けられ、第２の開口５Ｂは支持部６の下部に設けられている。また第３の開口５Ｃと第４の開口５Ｄは、回転部４の回転時、屈曲貫通路２の一方の開口２Ａ又は２Ｂが第２の開口５Ｂと重なった状態で、屈曲貫通路２の他方の開口２Ｂ又は２Ａと重なる２つの位置に設けられる。

次に、この定量分取装置１を用いた粒状物の分取操作を図５〜７を参照して説明する。
これらの図に示す定量分取装置１は、屈曲貫通路２の屈曲角度θが１２０度、図５中の角度ａが６０度、角度ｂが６０度、角度ｃが６０度、角度ｄが１２０度、角度ｅが６０度に設定してあるが、これらの角度は例示に過ぎず、本例示の角度にのみ限定するためのものではない。

ホッパー１０に収容される粒状物７を含む材料は、流動が可能であれば粒状物７のみでも良いし、粒状物７と液体との混合物でもよい。粒状物７としては果肉、肉塊、豆などの粒状食品、ペットや家畜用のペレット状飼料、顆粒状又は錠剤状の菓子類、顆粒状、錠剤、カプセルなどの種々の形態の医薬品や健康食品などが挙げられる。

図５に示す供給期は、回転体４の開口のうち透液部材９のない開口２Ｂが頂上（０度）にあり、支持部６の第１の開口５Ａと重なっている。回転体４の透液部材９付きの開口２Ａは、支持部６の第２の開口５Ｂと第４の開口５Ｄとの中間（１２０度）に位置している。この供給期において、ホッパー１０内の粒状物７を含む材料が、供給管路８、支持部６の第１の開口５Ａ及び回転体４の透液部材９のない開口２Ｂを通って屈曲貫通路２内に流れ込み、屈曲貫通路２が材料で満たされる。

本例示において、回転体４は時計方向に回転し、支持部６は固定状態である。回転体４が時計方向に回転し、透液部材９のない開口２Ｂが支持部６の第１の開口５Ａから離れると、屈曲貫通路２内に一定量の材料が残り、材料の一定量が分取される。

次に、図６に示すように、透液部材９のない開口２Ｂが６０度の位置に達すると、この開口２Ｂが支持部６の第４の開口５Ｄと重なると共に、透液部材９付きの開口２Ａが支持部６の第２の開口５Ｂ（１８０度）と重なり、液分離期となる。この液分離期において、屈曲貫通路２の透液部材９付きの開口２Ａが支持部６の第２の開口５Ｂと重なり、また透液部材９のない開口２Ｂが大気に通じることから、屈曲貫通路２内の材料のうち、液体のみが透液部材９を通して排出管路１１から排出され、透液部材９を通過できない粒状物７が屈曲貫通路２内に残り、この材料の固液分離がなされる。

次に、図７に示すように、透液部材９のない開口２Ｂが１８０度の位置に達すると、この開口２Ｂが支持部６の第２の開口５Ｂと重なると共に、透液部材９付きの開口２Ａが支持部６の第３の開口５Ｃ（３００度）と重なり、充填期となる。排出管路１１の下方には、前記液分離期が終了してから、充填期が始まるまでの間にカップ１７などの容器がセットされる。この充填期において、屈曲貫通路２の透液部材９のない開口２Ｂが排出管路１１につながる支持部６の第２の開口５Ｂと重なり、また透液部材９付きの開口２Ａが支持部６の第３の開口５Ｃと重なって加圧気体が供給されることによって、屈曲貫通路２内の粒状物７が排出管路１１を通って排出され、カップ１７内に充填される。

前記充填期が終了後、回転部４は時計方向に回転を続け、前記供給期−液分離期−充填期が繰り返し行われる。
なお、図２に示す多列充填機にあっては、それぞれの定量分取装置１を同期運転することが好ましい。またこの定量分取装置１は多列配置に限定されるものではなく、１つのホッパーに１台の定量分取装置１を組み合わせることもできる。

この定量分取装置１は、粒状物７に余分な圧力を加えず正確に一定量または一定数を分取できるので、軟らかい粒状物７であっても潰さずに分取することができる。
また固液分離と粒状物７の一定量分取とを回転部４内で行うことができるので、装置がコンパクトになる。また高価な付属機器が不要なので、高性能の分取装置を安価に提供できる。
また粒状物７が接する回転部４内の屈曲貫通路２は配管と同様の構造であり、洗浄性に優れ、ＣＩＰ洗浄（定置洗浄）に適している。
またこの定量分取装置１は小型化できるので、図２に示すように複数個並べて多列充填機に適用可能であり、これにより生産性の高い製造設備を構築することができる。

本発明に係る定量分取装置の一実施形態を示す側面図である。 図１の定量分取装置の正面図である。 定量分取装置に用いられる回転部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 定量分取装置に用いられる支持部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ”部断面図、（ｃ）は側面図である。 定量分取装置の分取操作を説明する図であり、定量分取装置の供給期を示す概略図である。 定量分取装置の液分離期を示す概略図である。 定量分取装置の充填期を示す概略図である。

符号の説明

１…定量分取装置、２…屈曲貫通路、２Ａ，２Ｂ…開口、３…円周面、４…回転部、５Ａ〜５Ｄ…開口、６…支持部、７…粒状物、８…供給管路、９…透液部材、１０…ホッパー、１１…排出管路、１２…気体供給管路、１３…気体抜き、１４…バルブ、１５…回転軸、１６…リテーナ、１７…カップ、１８…ネジ穴、１９…回転軸貫通部。

Claims (8)

1. 屈曲貫通路が設けられ、該屈曲貫通路の両端が開口した円周面を有する回転部と、該回転部の円周面を摺動可能に包囲して設けられ、該円周面に達する複数の開口が設けられた支持部と、粒状物を含む材料を収容するホッパーと前記支持部の第１の開口とを接続する供給管路と、前記屈曲貫通路の一方の開口端に設けられた透液部材とを備えたことを特徴とする粒状物の定量分取装置。
2. 前記支持部の第２の開口に接続された排出管路が設けられた請求項１に記載の粒状物の定量分取装置。
3. 前記支持部の第３の開口に接続された気体供給管路が設けられた請求項１又は２に記載の粒状物の定量分取装置。
4. 前記支持部に気体抜き用の第４の開口が設けられた請求項１〜３のいずれかに記載の粒状物の定量分取装置。
5. 前記供給管路に材料の供給を制御するバルブが設けられた請求項１〜４のいずれかに記載の粒状物の定量分取装置。
6. 前記屈曲貫通路がＶ字状をなしており、その屈曲角度が１００〜１７０度の範囲である請求項１〜５のいずれかに記載の粒状物の定量分取装置。
7. 前記第１の開口が前記支持部の上部に設けられ、前記第２の開口が前記支持部の下部に設けられ、前記回転部の回転時、前記屈曲貫通路の一方の開口が前記第２の開口と重なった状態で屈曲貫通路の他方の開口と重なる２つの位置に、前記第３の開口と第４の開口がそれぞれ設けられた請求項１〜６のいずれかに記載の粒状物の定量分取装置。
8. １つのホッパーに、請求項１〜７のいずれかに記載の定量分取装置が複数台接続され、且つそれぞれの定量分取装置の回転部が１つの回転軸により回転可能とされた粒状物の定量分取装置。
   

Images