JP4129997B2 - 産物準備供給システムのための産物供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、計量システムなどの産物準備供給システムのための、請求項１中の上位概念部分に記載の産物供給装置に関する。
例えば、すぐに準備される出来合いの食事物などの産物を作るために、袋、深絞りのカップ、箱などの空の包装容器に充填する場合、現今の包装機械を用いると、その動作速度が速すぎるため、得られる短時間の間に、例えば計量し、金額の計算を行い、時間制御の測定を行うなどによって得られる産物の量を信頼性良く正確に決定して、充填すべき包装容器に供給することは、極めて困難であった。
複数の包装容器に充填すべき量の産物を準備して供給するために、例えば、その数に応じた慣用の充填計量器や組合せ型の計量装置が用いられている。いずれの場合においても、それぞれの慣用の計量器又は組合せ型計量装置の間隔をおいて分離した状態の計量容器内に得られる計量された産物量は包装機械の送込み位置に供給されねばならない。この場合、典型的には、この送込みは、適宜の傾斜をつけたシュートや収集ホッパーの態様よりなる産物送り装置によって行われる。計量容器から排出された計量済の量の産物は、落下して個々のシュートや収集ホッパーの壁部へと分配供給される。
欧州特許第ＥＰ０１１３５８６Ｂ１の文献には、産物準備供給システムのための産物供給装置が開示されており、これは、請求項１中の上位概念部分に記載の組合せ型の計量装置の態様よりなる計量システムに対応するものである。ここに開示された産物供給装置においては、２つの収集容器が包装機械の産物受入装置の送り開口部の上方に固定的に設けられている。これら２つの収集容器の各々は、２つの長い壁部を有し、その壁部の一方は、他方に対して相対的に送り開口部の中央軸線の方向に揺動して、計量された産物量を包装機械の送り開口部に送り出すために収集容器を開成するようになっている。この収集容器が閉成状態にあるとき、長い壁部が下方に向って先細になった内部空間ないしスペースを区画している。収集容器を空にするためには、その揺動する長い壁部が送り開口部の中央軸線の上方位置まで内方に向って揺動する。収集容器内にある計量された量の産物には、重力の作用で加速が与えられる。送出された産物量に対しては、傾斜した固定の長い壁部の作用によって、重力作用による加速方向に対し横方向に更なる加速が与えられる。従って、収集容器からの送出しの動作の間に、産物量は分散状態となる。
包装機械の送り開口部の横断面が大きいために、小さい開口部を有する包装容器に充填するためには、包装機械の産物受入れ装置の開口断面を先細のテーパ形状にする必要がある。このために、計量された量の産物が包装機械の産物受入れ装置の壁部に更に接触する必要が生じ、産物の更なる分散状態が引き起こされる。しかし、包装機械の産物受入れ装置の開口断面がテーパ形状でない場合においてさえ、横方向への加速力によって受入れ装置から送出された産物が包装機械の産物受入れ装置の壁部に向かって強制的に接触するようにされ、それによって産物の分散が生じる。
このように、計量された量の産物を収集容器から送出する際に、あるいは産物と包装機械の産物受入れ装置との接触によって生じる産物の分散は包装機械の最大充填速度を制限する。
スイス特許第ＣＨ４２８５４３号には、産物準備供給システムのための産物供給装置が開示され、この産物供給装置は、対応する第１の収集容器を有する第１の産物送り装置と、対応する第２の収集容器を有する第２の産物送り装置を備え、各収集容器にはその底部に閉成部材が設けられている。この産物供給装置は、産物準備供給システムを介して供給された産物量を産物送り装置の下方においてサークル状に循環する多数の送りホッパーよりなる産物受入れ装置に供給するようになっている。収集容器は、循環する送りホッパーの１つがその下方に位置したときに開成される。フラップ状の閉成部材を有する送り開口部の送り出し部が充填すべき包装容器の開口部と合致したときに、循環する送りホッパーが空になる。種々の産物送り装置から、それぞれの量の産物を受入れる産物受入れ装置は開示されていない。
ドイツ特許第ＤＥ３８２３３２９Ｃ２には、計量容器が開示され、この計量容器は、２重フラップ式の閉成部材を有し、その閉成部材は長手軸線に沿って実質的に尖った形状となっている。
本発明の目的は、上述のような産物の分散を防止するこの種の形式の産物供給装置を提供するにある。
上記の目的は、請求項１に記載の産物供給装置によって達成される。
本発明の具体的改良構成は、従属請求項に規定されている。
本発明の特徴及び利点は、図面を参照して述べられる以下の本発明の実施形態より明らかである。
図１は、収集容器アッセンブリが第１の位置にある状態で示す本発明の第１の実施形態の概要図である。
図２は、収集容器アッセンブリが第２の位置にある状態で示す図１に示す実施形態の概要図である。
図１及び図２には、本発明に係る産物準備供給システムのための産物供給装置の第１の実施形態が示されている。両図において、３は、産物準備供給システムの例としての計量システムを示し、この産物準備供給システムは、例えば組合せ型の計量装置又は計数装置、メーター装置等で構成し得る。８は包装機械を示すが図においては単にブロック状に示してある。以下の説明において、上部、底部、水平方向、縦方向等の用語を用いるときは、装置の動作におけるそれぞれ対応する位置に関連する。本発明の第１の実施形態に係る産物供給装置は、第１の産物送り装置１及び第２の産物送り装置２を有し、各送り装置１，２はそれらの下方部に形成された収集ホッパーを有する。この各ホッパーを有する産物送り装置１，２は、その底部に送り開口部をそれぞれ有し、これらの送り開口部は水平方向に沿って互いに離間している。第１の産物送り装置１の送り開口部の下方には第１の収集容器１１が配置されるとともに第２の産物送り装置２の送り開口部の下方には第２の収集容器１２がそれぞれ配置されている。
この第１の実施形態において示すように、２つの収集容器１１，１２は、その内部スペースが下方に向かって先細となるテーパ形状となっている。各収集容器１１，１２の下部にはフラップ状閉成部材１３，１４，１５，１６によってそれぞれ形成された閉成手段が設けられている。これらのフラップ状閉成部材１３，１４，１５，１６は、それぞれその内部スペースが下方に向って先細となるテーパ形状を有している。特に、第１の実施形態において、その内部スペースは実質的にその長手軸線に沿って下方に向って先の尖った形状で、かつおおむね軸対称の形状となっている。このような閉成手段を構成するフラップ状閉成部材１３，１４，１５，１６は、これら閉成部材を開閉動作させる図示しない駆動装置によって、水平軸線のまわりで枢動可能となっている。この駆動装置はフラップ状閉成部材を高加速度又は高速度で枢動させるように構成される。フラップ状閉成部材は、閉成手段の開成状態において、第１の直径をなす所定の円形を有する開口断面を規定する。しかし、他の実施形態として、第１の実施形態とは異なる他のテーパ形状のものも可能である。例えば、逆ピラミッド状、円錐状などであり、少なくとも水平方向に測って下方に向かう程寸法が小さくなるテーパ形状のものであればよい。
図１及び図２に示す第１の実施形態において、収集容器１１，１２は収集容器アッセンブリ１０を構成し、両収集容器及び両送出開口の中央位置に配置された水平揺動軸Ｓのまわりで揺動する態様で移動可能となっている。この揺動は図示しない駆動装置によって第１の位置から第２の位置へ、あるいはその逆方向に行われる。図１に示す収集容器アッセンブリ１０の第１の位置において、第２の収集容器１２は、包装機械８の産物受入れ装置７上の送出位置に位置づけられる。産物受入れ装置７は、第２の直径をなす所定の断面を有する縦形の充填管で構成されている。図２に示す収集容器アッセンブリ１０の第２の位置において、第１の収集容器１１は、産物受入れ装置７の開口断面上の対応する送出位置に位置づけられる。送出位置において、収集容器１１，１２の閉成手段は産物受入れ装置７の開口断面と、おおむねその中心が整合する。すなわち、第１及び第２の直径が縦方向（重力ｇの方向）に沿っておおむね同軸状態となる。第１の実施形態においては、収集容器１１，１２を一体化された収集容器アッセンブリ１０として示したが、これら両収集容器を個別の収集容器で構成し、それぞれの揺動軸のまわりで、それぞれ対応する個別の駆動手段によって揺動するようにして、個々独立に、しかし相互に共働した態様で産物受入れ装置７上の送出位置に位置づけられるような構成も可能である。
計量システム３は、第１及び第２の産物送り装置１，２に計量した量の産物４，５，６を供給する。この計量システム３によって計量される産物４，５，６は、例えば、角砂糖，キャンデー，トマトなど種々のものがある。これらの産物は送り装置１，２の収集ホッパーの壁部に沿って落下し、滑動し、又、転動した状態で、重力ｇ及び更には横方向の加速度ａ１及びａ２の作用により対応する第１及び第２の収集容器１１，１２へと送り込まれる。前記横方向の加速度は、収集ホッパーの壁部によって引き起こされる。これによって、産物は均等に分散される。
計量システム３によって供給された計量された量の産物４，５，６は、閉成状態の閉成手段をそれぞれ有する収集容器１１，１２に集められる。これによって、収集ホッパーの壁部によって分散された産物は、先細のテーパ形状の内部スペースによって、コンパクトな形態に再びまとめられる。収集容器１１，１２内において１つに集められた産物４，５，６の量は、コンパクト化された形態においてフラップ状閉成部材１３，１４，１５，１６とのみ接触し、対応する収集容器１１，１２の固定状態の壁部とは接触しない程度の大きさに決められる。
収集容器１１，１２は、対応する送り装置１，２の収集ホッパーの送出開口が、重力ｇの方向において、常に収集容器の上端開口の輪郭ないし範囲内にあるように位置づけられる構成となっている。これによって、収集容器は計量システム３から供給された計量済の産物４，５，６を受入れる。その受入れ位置は、産物受入れ装置７の上方にある収集容器の送出位置ならびにその他の任意の位置である。包装機械８への計量済産物の送込みに必要とされる速度に応じて、更に、次の計量された産物を計量システム３から収集ホッパーへと、例えば、図１に示す第２の収集容器１２の位置において前もって供給しておくことも可能である。これによって、次に計量された産物が、フラップ状閉成部材１５，１６を枢動させることにより閉成手段が閉成された後にのみ、送り装置２の収集ホッパー内の落下ないし滑動速度に依存して、収集容器１２内に到達する。
図１について、ここには収集容器１２の閉成手段がおおむね中央位置にある状態が明瞭に示されている。この状態において、収集容器１２は産物受入れ装置７の送り開口部の断面、すなわち開口断面の丁度上方にあり、計量された産物４を収集容器１２から、産物受入れ装置７の壁部に殆ど接触することなく該受入れ装置７内へ供給ないし送り出すことができる。これは、収集容器１２の閉成手段の中央配置構成によって得られる。フラップ状閉成部材１３，１４，１５，１６を対称軸線から離れる方向にそれぞれ急速に揺動させることによって、送出された産物４，５には重力以外、加速度は殆ど作用しない。更に、フラップ状閉成部材１３，１４，１５，１６の急速揺動運動により、フラップ状閉成部材の内側に沿う摺動又は滑動による産物の分散を避けることができる。収集容器１２から送出された計量済の産物４に対する横方向の加速を避けることによって、収集容器１２から送出された計量済の産物４のコンパクト化された形態の横断面は、いずれの場合においても、開成される閉成手段の開口断面に等しいか、又はそれより小さいのであるが、産物の受入れ装置７の開口断面に対して最適状態でマッチする。第１の実施形態において、収集容器の開成された閉成手段の円形の開口断面は、産物受入れ装置７の円形の開口断面の第２の直径よりもわずかに小さい第１の直径を有する。又、代替構成として、産物受入れ装置７の開口断面を、例えば、矩形状とし、閉成手段の開口断面も同様に矩形状としてもよい。
産物を収集容器から送出する際に、該産物を分散させるとともにこれに横方向の加速度を及ぼすことは、フラップ状閉成部材により規定された内部スペースのテーパ形状及び該フラップ状閉成部材の急速な開成揺動運動によって、基本的に回避される。もし、特別の仕様において、収集容器の内部スペース及び閉成部材によって規定された内部スペースについてテーパ形状を用いることが望ましくない場合には、上記と同様の効果をフラップ状閉成部材を次のような態様で形成することにより得ることができる。すなわち、フラップ状閉成部材上の各点が、重力ｇの加速度方向において、少なくとも開成動作の開始において、重力ｇよりも大である加速度を受けること、換言すれば、極めて急速な開成方向の枢動動作を受けることである。
第１の実施形態についての上記説明から明瞭のように、産物受入れ装置７をなす充填管、すなわち、包装機械８の供給管、をテーパ形状にする必要は、収集容器を産物受入れ装置７の上方に対応する中央送出位置に移動させることによって回避される。更に、産物受入れ装置７の壁部への産物の接触は、フラップ状閉成部材によって規定された内部スペースから送出された産物が重力以外の他の何等の加速も殆ど受けず、そして、産物受入れ装置７の開口断面が収集容器の送出断面に最適にマッチしている構成によって、回避される。更に、産物は、閉成部材によって規定された内部スペースにて形成されたコンパクト化された態様をなし、産物受入れ装置７を介して、包装機械８へと供給されるので、包装機械８の充填速度を更に向上させることができる。
本発明の更なる実施形態においては、産物受入れ装置が２つでなく３つ又はそれ以上設けられ、対応する収集容器も同様の数だけ設けられる構成が提案される。この場合、複数の収集容器は、産物受入れ装置の開口断面の上方においてセンタリング状態で一連に配置される。
収集容器アッセンブリ１０ないしは個々に分離した収集容器の運動を行わせるタイムシーケンス及び収集容器の開閉動作のタイミングは、適宜の機械要素、例えばレバー、ジョイント、カム板、ストッパ等と連結された空気作動又は電子機械的作動の駆動手段により制御される。これの代替構成として、この制御は、プログラム可能なコントロールによって構成されてシーケンシャルな運動をなす複数の空気圧作動又は電子機械的作動の駆動手段によっても行い得るものである。この駆動手段の制御は、産物供給装置３及び包装機械８の制御と同期して行われる。
本願出願人によってなされた実験によれば、本発明に係る産物供給装置によって、包装機械の充填速度ならびに産物供給装置の産物送出速度を従来の構成に比して３０％高めることが可能となった。

Claims (6)

1. 計量システムのための産物供給装置であって、対応する第１の収集容器（１１）を有する第１の産物送り装置（１）と、対応する第２の収集容器（１２）を有する第２の産物送り装置（２）とを備え、前記各産物送り装置の各々は送り開口部を有し、前記各収集容器（１１，１２）が、その底部側において、それぞれ閉成手段（１３，１４；１５，１６）を有し、該産物供給装置が計量システム（３）によって供給された産物（４，５，６）を包装機械（８）の産物受入れ装置（７）へ供給し、該産物受入れ装置（７）は所定の開口断面を有するものにおいて、
   前記産物送り装置（１，２）の各送り開口部の下方に対応する収集容器（１１，１２）が配置され、それによって、計量システム（３）から産物送り装置（１，２）に供給された産物（４，５，６）が該収集容器のいずれの位置においても、該収集容器により収集され、
   これら各収集容器（１１，１２）は、準備供給された量の産物（４，５）を送出するために送出位置に移動可能であり、該収集容器の閉成手段は前記開口断面の上方において実質的に中央位置に配置され、前記収集容器（１１，１２）は、その収集容器の対応する１つを送出位置に移動させるように揺動軸（Ｓ）のまわりで揺動可能な収集容器アッセンブリ（１０）を構成し、該揺動軸は前記両収集容器の間及び両産物送り装置の両送り開口部の間に配置されてなる産物供給装置。
2. 前記収集容器の各々の閉成手段は、相対的に揺動する２つのフラップ状閉成部材（１３，１４；１５，１６）よりなることを特徴とする請求項１に記載の産物供給装置。
3. 各収集容器（１１，１２）の各々は、内部スペースを有し、該内部スペースは、対応する閉成手段が送出位置において開成したときに、該内部スペースに準備供給された産物には、重力を除いて該重力に対して横方向に実質的に作用する加速が及ぼされないように形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の産物供給装置。
4. 前記収集容器（１１，１２）の各々の内部スペースは、前記閉成手段（１３，１４；１５，１６）によって規定された少なくとも１部分において、該閉成手段の閉成状態において、重力（ｇ）の方向に向かって実質的に先細のテーパ形状に形成されてなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の産物供給装置。
5. 前記収集容器（１１，１２）の各々の内部スペースは、少なくとも前記閉成手段（１３，１４；１５，１６）によって規定された部分において、該閉成手段の閉成状態において、実質的に長手軸線に沿って先の尖った形状に形成されてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１に記載の産物供給装置。
6. 前記収集容器（１１，１２）の各々の閉成手段は、その開成状態において、前記産物受入れ装置（７）の開口断面よりも小さい開口断面を有してなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の産物供給装置。

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