JP4255708B2 - 食材投入装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の食材投入位置にて漬物等の食材を包装容器に投入させる食材投入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、白菜の漬け物等の食材を包装容器に投入する場合、作業者が数人で食材を所定量に小分けし、作業者が、包装機により順次用意される包装容器に小分けされた食材を直接投入して行っていた。近年、食材の小分けして包装容器へ投入するまでの作業を効率よく行うことの要請が高まっている。かかる要請に応えるために、食材を所定量に自動的に小分けする装置も使用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−５７２１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、漬物等の水分を伴う食材では、袋詰めして小分けする必要があり、上記の小分け用の装置は水分を多く含む食材には不向きであり、漬物等水分を多く含む食材に関しては、人海戦術で行っていた。このように人手による作業中心では、トータルの作業効率は小さな向上に止まっていただけでなく、包装容器への投入が不安定であった。また、人海戦術により食材を投入していたため、人件費が嵩み、大幅なコストダウンを図ることができなかった。
【０００５】
そこで、本発明では、包装容器への投入を円滑に、安定して行うと共に、包装作業について大幅なコストダウンを図ることが可能な食材の投入装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、複数の収容ホッパ（３０）を所定経路に沿って搬送させる搬送手段（１０）と、所定量の食材を前記収容ホッパ（３０）に収容させる食材収容位置（Ａ）と、この所定量の食材を、包装容器準備手段（７０）により順次用意される包装容器毎に前記収容ホッパ（３０）から順次投入する食材投入位置（Ｂ）とを備え、前記収容ホッパ（３０）は、複数のホッパピース（３１，３２）からなり、これらホッパピース（３１，３２）が相互に移動可能であり、これらホッパピース（３１，３２）の相互移動によって前記収容ホッパ（３０）の下部が開閉するよう構成され、かつ、前記ホッパピース（３１，３２）を互いに付勢して前記収容ホッパ（３０）の下部を閉鎖せしめる閉鎖手段（３４）と、この閉鎖手段（３４）の付勢力に抗して前記ホッパピース（３１，３２）を押圧し、前記収容ホッパ（３０）の下部を開放せしめる開放手段（５０）とを備えた食材投入装置を採用した。
【０００７】
本発明によれば、各収容ホッパ（３０）に一定量の食材を収容させておくことができる。これらの収容ホッパ（３０）が搬送手段（１０）によって順次食材投入位置（Ｂ）に搬送され、食材を包装容器に投入するので、安定した投入を実現できる。また、収容ホッパ（３０）の下部が開放されるように当該収容ホッパ（３０）を複数の部材で構成するので、食材が収容ホッパ（３０）から円滑に落下して、包装容器に無駄なく効率的に投入させることができる。
【０００８】
なお、上記食材投入装置において、前記収容ホッパ（３０）が、その下部に向けて先細りとなるように前記ホッパピース（３１，３２）同士を組み合わせて、前記収容ホッパ（３０）の下部を閉鎖するように構成することで、食材が収容ホッパ（３０）の内部にて収容ホッパ（３０）の中央部分に収集される。これにより、包装容器の内部に食材を確実に投入させることができる。
【０００９】
具体的には、前記収容ホッパ（３０）は、２つのホッパピース（３１，３２）が相互に回転可能となるように回転軸（３３）により保持されてなり、各ホッパピース（３１，３２）は、それらの内側に凹状の空間部が形成された部材（３１，３２）により構成され、前記収容ホッパ（３０）は、前記空間部同士が一体的に組み合わされるようこれらホッパピース（３１，３２）に形成された開口部同士を対向させて前記回転軸（３３）により保持されるような構成を採用する。
【００１０】
なお、前記ホッパピース（３１，３２）の外側面（３１ａ，３２ａ）に、前記回転軸（３３）の取付位置と収容ホッパ（３０）の高さ方向における同位置に支持フック（３７）をそれぞれ設ける一方、前記搬送手段（１０）には前記支持フック（３７）が係脱自在に係合される支持部材（１９）を設けることで収容ホッパ（３０）を搬送手段（１０）から容易に取り外すことができる。回転軸（３３）の取付位置と収容ホッパ（３０）の高さ方向における同位置に支持フック（３７）を設けることで、円滑に収容ホッパ（３０）の下部を開閉させると共に、搬送手段（１０）に取り付けられた状態において、収容ホッパ（３０）を搬送手段（１０）に対して静止した状態を維持することができる。
【００１１】
また、本発明では上記食材投入装置において、前記搬送手段（１０）はその搬送経路がエンドレスとなるようループ状に構成されたことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成を採用することで、同一の収容ホッパ（３０）を繰り返し使用することができ、少数の収容ホッパ（３０）を搬送手段（１０）に設けるだけでよい。また、ループ状に搬送経路を設けることで、食材を収容ホッパ（３０）に収容させる食材収容位置（Ａ）を一箇所だけに設ければ、すべての収容ホッパ（３０）に食材を収容させることができる。
【００１３】
また、本発明では上記食材投入槽において、前記食材投入位置（Ｂ）で停止した収容ホッパ（３０）内の食材の有無を検知する食材検知センサー（６１）を備え、前記食材検知センサー（６１）からの信号に基づいて前記開放手段（５０）を作動させる開放制御手段（６０）を備えたことを特徴とする。
【００１４】
例えば、食材投入装置で漬物を投入させる場合、収容ホッパ（３０）は、アルミニウムやステンレスなど、耐食性にすぐれた金属が使用される。かかる場合に、食材が収容ホッパ（３０）に収容されていないときには収容ホッパ（３０）を開閉させなければ、ホッパピース（３１，３２）同士の衝突音を発生させずにすむ。また、閉鎖状態を維持することで、前記閉鎖手段（３４）に余分な負荷を与えることを防止できる。
【００１５】
また、上記食材投入装置において、前記包装容器が前記食材投入位置（Ｂ）に到達したことを検知する包装容器検知センサー（６４）を備え、この包装容器検知センサー（６４）からの信号と前記食材検知センサー（６１）からの信号に基づいて前記開放制御手段（６０）が前記開放手段（５０）を作動させることで、食材投入位置（Ｂ）に包装容器が到達していないにもかかわらず食材を収容ホッパ（３０）から投下させてしまう事態を回避できる。
【００１６】
そして、本発明では上記食材投入槽において、前記包装容器の内部に前記収容ホッパ（３０）から食材が投入されたことを確認する投入確認センサー（６２）と、この投入確認センサー（６２）からの信号に基づいて前記包装容器準備手段（７０）を作動せしめる作動制御手段（６０）とを備え、この作動制御手段（６０）は、前記投入確認センサー（６２）が前記包装容器に食材が投入されたことを検知したときに、前記包装容器準備手段（７０）が食材の投入された包装容器を前記食材投入位置（Ｂ）から次工程へ搬送させると共に、前記食材投入位置（Ｂ）に次の包装容器をセットすることを特徴としている。
【００１７】
かかる構成を採用することで、包装容器に食材が投入されていない空の包装容器を次工程に搬送させてしまうことを防止できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１及び図２は、本発明の一実施形態にかかる食材投入装置１を示している。
【００２０】
この食材投入装置１は、包装機７０が順次用意する包装容器８０に一定量の食材を順次投入させるための装置であり、食材が収容される複数の収容ホッパ３０を備えたコンベヤ１０と、このコンベヤ１０を下から支持する支持ユニット２と、当該食材投入装置１の作動を制御するコントロールボックス６０とから主として構成されている。
【００２１】
食材投入装置１を構成する支持ユニット２は、水平に延びるベース３と、ベース３の一端から上方に延びる相対的に高い支柱４と、ベース３の他端から上方に延びる相対的に低い支柱５と、ベース３の四隅にて、この食材投入装置１全体を支持している脚部６…６とから構成されている。ベース３は形鋼等の高い強度を有する部材が矩形状に組み合わされて構成されている。また、各支柱４，５も、高い強度を有する形鋼等の部材により構成されている。脚部６…６はベース３の下面から下方に延びる支持棒７…７と、この支持棒７…７の下端に取り付けられた接地部材８…８とを有し、この食材投入装置１の高さを自在に調整できるように構成されている。支持棒７…７はねじ部材が使用され、ベース３に形成されたねじ孔にねじ込むことで、当該食材投入装置１の高さを調節する。そして、支持棒７…７とベース３の下面との接続部には、ナット９…９が取り付けられ、このナット９…９をベース３に向けて締め付けることで、支持棒７…７が回ってしまうことを防止している。なお、この食材投入装置１を一定の場所で安定した状態で使用するためには、接地部材８…８をアンカーボルト等で床に固定するとよい。
【００２２】
コンベヤ１０は、相互に平行をなす直線軌道部１１，１２の両端同士が、円弧状の反転軌道部１３，１４により接続されて、細長い円形状にループを描くように構成されたエンドレスな軌道経路を有している。そして、一方の反転軌道部１３が低い支柱５に支持され、他方の反転軌道部１４が高い支柱４に支持され、コンベヤ１０が直線軌道部１１，１２の長手方向に傾けられるように支持されている。
【００２３】
このコンベヤ１０は、軌道経路の内側と外側とに配され、軌道経路に沿って平行をなして延びるフレーム１５，１６と、内側のフレーム１６と平行をなして、軌道経路に沿って配置された駆動チェーン１７と、一定量の食材が内部に収容され、軌道経路にそって搬送される複数の収容ホッパ３０とを備えている。各収容ホッパ３０は、軌道経路に沿って所定の間隔毎に取り付けられている。各収容ホッパ３０の取付部分には、平行をなして駆動チェーン１７から外方へ向けて突出する一対の支持ピン１９，１９がブラケット等を介してそれぞれ取り付けられている。これら一対の支持ピン１９，１９は、軌道経路の延びる方向において所定の間隔ごとに配置されており、一対の支持ピン１９，１９の間に収容ホッパ３０を位置させて保持している。さらに、内側のフレームと駆動チェーン１７の間には、駆動チェーン１７を軌道経路に沿って案内する案内ローラ２０がこの軌道経路に沿って複数配置されている。この案内ローラ２０は耐疲労性、耐食性、耐摩耗性に優れたエンプラローラが使用されている。
【００２４】
そして、高い支柱４に支持され、傾斜の頂部に位置する反転軌道部１４の内側には、このコンベヤ１０を駆動させるサーボモータ２１が設けられている。サーボモータ２１の出力軸には円盤状のスプロケット２２が取り付けられており、サーボモータ２１の駆動力はスプロケット２２を介して駆動チェーン１７に伝達されている。このサーボモータ２１は、後にその詳細を説明するように、駆動チェーン１７を間欠的に移動させている。スプロケット２２を介して駆動力の伝達された駆動チェーン１７は、案内ローラ２０に案内されて、内側のフレームに沿って軌道経路内を回転する。この駆動チェーン１７の駆動により、収容ホッパ３０は、軌道経路に沿って搬送させる。一方、低い支柱５に支持され、傾斜の最低部に位置する反転軌道部１３の内側には、エアシリンダ２３が設けられている。このエアシリンダ２３は、駆動チェーン１７が弛んでしまうことのないように、駆動チェーン１７を軌道経路の外側に押圧して、駆動チェーン１７に適度なテンションを付与している。
【００２５】
なお、この食材投入装置１において、一方の直線軌道部１１の側部に設けられた部分は、このコンベヤ１０の各収容ホッパ３０に一定量の食材を収容させる食材収容位置Ａである。他方、高い支柱４側に支持され、傾斜の頂点に位置する一方の反転軌道部１４の位置は、後に説明する包装機７０が準備する包装容器８０に、収容ホッパ３０に収容された食材を投入する食材投入位置Ｂである。
【００２６】
図３は、コンベヤ１０に取り付けられ、食材が収容される収容ホッパ３０の詳細を示す図である。この収容ホッパ３０は、下方に向けて先細りとなる逆三角形に形成されており、左半分を構成するホッパピース３１と、右半分を構成するホッパピース３２と、これらホッパピース３１，３２を相互に回転可能に保持している回転軸３３とを備えている。
【００２７】
各ホッパピース３１，３２は、下方に向けて先細りとなる逆三角形状の前面及び背面、並びにこれら前面と背面の一側縁同士を連結する外側面３１ａ，３２ａとで、断面の形状が「コ」の字となるように構成され、前面、背面及び外側面３１ａ，３２ａで囲まれた内側に空間部を有している。各ホッパピース３１，３２の外側面３１ａ，３２ａは、下方に向かうにつれ、収容ホッパ３０の外側から中心に斜めに傾く斜面に形成されている一方で、ホッパピース３１，３２の開放された他方の側縁３１ｂ，３２ｂは、収容ホッパ３０の中心部にて上下に垂直に延びるように形成されている。また、収容ホッパ３０の上端をなす部分は、開放されている。各ホッパピース３１，３２は、垂直に延びる側縁同士３１ｂ，３２ｂが、相互に所定の幅だけ重ね合わされるようにして配置され、重なり合った部分の中央部が回転軸３３で連結されている。これにより、各ホッパピース３１，３２は、回転軸３３を中心にして相互に回転可能となっている。なお、前面と背面には、押さえ板３８が設けられ、各ホッパピース３１，３２はこれら押さえ板３８により幅方向について保持されている。
【００２８】
図３において、実線で示した状態が収容ホッパ３０の下部の閉鎖された状態であり、二点鎖線で示した状態が下部の開放された状態である。実線で示す、下部の閉鎖された状態では、各ホッパピース３１，３２の内側に形成された空間部が一体となり、一つの収容部が形成される。食材は、空間部が一体となったこの収容部に収容される。
【００２９】
また、収容ホッパ３０の上部には、当該収容ホッパ３０の下部を閉鎖させる方向に付勢する閉鎖手段としてのスプリング３４が設けられている。各ホッパピース３１，３２の前面には、ブラケット３５，３５がそれぞれ設けられており、これらブラケット３５，３５にはブラケット３５，３５同士を連結するた支持棒３６が設けられている。スプリング３４は、支持棒３６をその内部に貫通させるようにして、ブラケット３５，３５同士の間に圧縮されて取り付けられている。スプリング３４は、圧縮した状態で取り付けられているため、ブラケット３５，３５を介して各ホッパピース３１，３２の上部を外側に付勢する。各ホッパピース３１，３２の上部が外側に向けてそれぞれ付勢されると、これらホッパピース３１，３２スは回転軸３３を中心にして、その下部が中心に向けて付勢される。この作用によって、収容ホッパ３０の下部は閉鎖される。
【００３０】
さらに、各ホッパピース３１，３２の外側面３１ａ，３２ａには、上下方向におけるほぼ中間部に支持フック３７，３７が設けられている。支持フック３７，３７は、直角に屈曲する板状の部材からなり、この支持フック３７，３７と外側面３１ａ，３２ａとで囲まれた部分を係合部として形成している。収容ホッパ３０は、これら両サイドに設けられた支持フック３７，３７をチェーン１７に取り付けられた枠に係合させて、コンベヤ１０に装着される。このように、収容ホッパ３０は支持フック３７，３７を支持ピン１９，１９に係合させてコンベヤ１０に装着する構成を採用しているので、収容ホッパ３０はコンベヤ１０に対して自在に着脱することができる。
【００３１】
ここで、収容ホッパ３０が支持される支持ピン１９，１９はチェーン１７に固定されているため、支持ピン１９，１９同士の間隔は一定である。このため、支持フック３７，３７の位置においても、収容ホッパ３０が開閉した場合でも、支持フック３７，３７同士の間隔が一定となることが必要である。この収容ホッパ３０では、収容ホッパ３０の開閉状態に関わらず、支持フック３７，３７同士の間隔が一定となるように、支持フック３７，３７が、ホッパピース３１，３２同士を連結している回転軸３３の取付位置とほぼ同程度の高さの位置に設けられている。
【００３２】
なお、収容ホッパ３０はこの図３に示すように二つのホッパピース３１，３２のみで構成するものには限定されず、三つ以上のホッパピースを相互に移動可能に設けて構成してもよい。
【００３３】
この収容ホッパ３０は、図４に示すエアシステム４０の作動によって、その下部が開放される。エアシステム４０は、図示しないコンプレッサなどのエア供給源を有し、回路の末端には収容ホッパ３０の下部を開放させるためのロータリシリンダ５０が設けられている。さらに、図示しないエア供給源と末端に設けられたロータリシリンダ５０の間には、回路の上流から順に、フィルタ付きレギュレータ４１と、供給されたエアを通過又は遮断させるソレノイドバルブ４２とが接続されている。ソレノイドバルブ４２とロータリシリンダ５０との間では、二つのライン４３，４４が設けられている。一方のライン４３は、ソレノイドバルブ４２を通過したエアを、収容ホッパ３０の下部を開放させるようにロータリシリンダ５０を作動させる部屋に接続されている。他方のライン４４は、ソレノイドバルブ４２を通過したエアを、収容ホッパ３０の下部が閉じる方向へロータリシリンダ５０を作動させる部屋に接続されている。
【００３４】
フィルタ付きレギュレータ４１は、その下流側にコンタミネーションが供給されることを防止すると共に、その下流側の回路圧を所定の圧力以下に保持させている。ソレノイドバルブ４２は、コントロールボックス６０からの指令に基づいて内蔵されたスプールを移動させる。収容ホッパ３０を開放させる指令が出された場合には、この図４の状態のように、供給されたエアを中央のポートから通過させ、ライン４３を介してロータリシリンダ５０へ供給している。一方、収容ホッパ３０を閉鎖させる指令が出された場合には、スプールを移動させ、供給されたエアを右側のポートから通過させてライン４４を介してロータリシリンダ５０へ供給している。
【００３５】
なお、この図４のエア回路図から明らかなように、フィルタ付きレギュレータ４１の下流部には分岐点４５が設けられており、コンベヤ１０の駆動チェーン１７にテンションを付与するエアシリンダ２３用のライン４６がこの分岐点４５から延びている。このエアシリンダ２３用のライン４６には分岐点４５とエアシリンダ２３の間に減圧弁４７が接続されている。減圧弁４７は、供給されるエアの圧力が所定の設定圧以下の場合には、エアをエアシリンダ２３に供給する一方、設定圧を上回る圧力が供給された場合には、回路をブロックし、エアシリンダ２３へエアが供給されることを防止している。これにより、エアシリンダ２３がそのロッドを駆動チェーン１７に向けて伸長した状態を適切に維持している。
【００３６】
図５は、収容ホッパ３０を閉鎖させるロータリシリンダ５０の概要を示している。このロータリシリンダ５０は、エアが供給される矩形状のシリンダハウス５１と、互いに噛み合う２枚の歯車５４，５５と、各歯車５４，５５の中心から半径方向外側にそれぞれ延びるアーム５８，５９とから構成されている。また、各歯車５４，５５とアーム５８，５９の軸方向の端部とは、歯車５４，５５の中心にて回転軸５６，５７によりそれぞれ連結されている。
【００３７】
シリンダハウス５１には二つの供給ポート５２，５３が設けられ、ソレノイドバルブ４２から延びる二つのライン４３，４４がそれぞれ接続されている。そして、シリンダハウス５１には、回転軸５６を介して一方の歯車５４及びアーム５８が接続されており、シリンダハウス５１に入力されたエアにより歯車５４が回転される。シリンダハウス５１に接続された歯車５４が回転すれことにより、これと噛み合う他方の歯車５５も歯車５４の回転に伴い、逆方向に回転する。これら歯車５４，５５の回転に伴い、アーム５８，５９は回転軸５６，５７を中心に所定の範囲を回転する。
【００３８】
図５の実線で示す状態からアーム５８，５９の先端５８ａ，５９ａ同士が接近するように回転すると、アーム５８，５９の先端５８ａ，５９ａが各ホッパピース３１，３２の外側面３１ａ，３２ａの上部を外側から中心に向けて押圧する。スプリング３４の付勢力に抗して外側面３１ａ，３２ａの上部が中心に向けて押圧されると、スプリング３４がさらに収縮し、収容ホッパ３０の下部が開口する（図５の二点鎖線で示す状態）。これにより、収容ホッパ３０の内部に収容されていた食材は投下される。一方、二点鎖線で示す状態からアーム５８，５９の先端５８ａ，５９ａが互いに遠ざかる方向に回転すると、各ホッパピース３１，３２の上部がスプリング３４に付勢され、中心から外側方へ押圧される。すると、各ホッパピース３１，３２は回転軸３３を中心に回転し、開口されていた収容ホッパ３０の下部が実線に示すように閉鎖される。
【００３９】
以上に説明した食材投入装置１の下流には、図６及び図７に示す包装機７０が設置されている。この包装機７０は、食材を収容させる包装容器８０を食材投入位置Ｂに順次用意し、食材投入位置Ｂにて食材投入装置１から投入された所定量の食材を包装容器８０に順次収容させている。包装機７０は、駆動源等が内蔵され、脚７１…７１に支持された箱形のベーステーブル７２と、ベーステーブル７２の上面にて水平に回転して、食材が投入される包装容器８０を円周方向に搬送させるターンテーブル７３を備えている。ターンテーブル７３の外周部には、包装容器８０が取り付けられる容器取付部７４…７４がその周方向に等間隔に配されている。また、ベーステーブル７２の上部には、容器取付部７４…７４に包装容器８０を取り付ける容器装着装置７５がターンテーブル７３の側方に配置されている。
【００４０】
この包装機７０は、ターンテーブル７３の外周部の一部が食材投入装置１を構成するコンベヤ１０の頂部側の反転軌道部１４の直下に位置するようにして設置される。反転軌道部とターンテーブル７３の外周部が重なり合っている部分が、収容ホッパ３０内の食材を容器取付部７４…７４に装着された包装容器８０に投入させる食材投入位置Ｂである。なお、食材投入位置Ｂには、食材投入装置１の収容ホッパ３０と食材が投入される包装容器８０との間に、上側が末広がりに形成された筒状の食材案内器７６が配置され、収容ホッパ３０から投下される食材を確実に包装容器８０の内部へ収容させている。
【００４１】
この包装機７０は、まず、容器装着装置７５がターンテーブル７３に配された容器取付部７４…７４へ包装容器８０を装着させ、ターンテーブル７３の回転を制御して包装容器８０の装着された包装容器８０を食材投入装置１を食材投入位置Ｂにセットする。次いで、食材投入位置Ｂにセットされた包装容器８０に食材投入装置１の収容ホッパ３０から投下された所定量の食材を投入させる。その後、包装容器８０で食材を包装し、食材の投入された包装容器８０を次工程へ搬送させる。かかる作用をターンテーブル７３に配された各容器取付部７４…７４について行っている。
【００４２】
以上に説明した食材投入装置１と包装機７０とは、これらの作動が相互に連動するように、食材投入装置１が備えるコントロールボックス６０により制御されている。図８は、食材投入装置１及び包装機７０を制御する制御系統の簡略ブロック図である。
【００４３】
この図８に示すように、食材投入装置１には食材投入位置Ｂに、収容ホッパ３０の内部に食材が収容されているか否かを検知するフォトセンサー６１が設けられている。このフォトセンサー６１は、コントロールボックス６０に接続されており、フォトセンサー６１から発信された信号がコントロールボックス６０へ送信されている。このコントロールボックス６０には、ロータリシリンダ５０を作動させるエア回路に設けられたソレノイドバルブ４２と、食材投入装置１のコンベヤ１０を駆動するサーボモータ２１とが接続されており、ロータリシリンダ５０の作動、並びにコンベヤ１０の駆動を制御している。
【００４４】
一方、包装機７０には、食材投入位置Ｂにセットされた包装容器８０に食材が投入されたか否かを確認するフォトセンサー６２と、ターンテーブル７３に配された容器取付部７４…７４が、食材投入位置Ｂより所定の距離だけ手前側の減速位置に到達したことを検知する減速用のセンサー６３と、容器取付部７４…７４が食材投入位置Ｂに到達したことを検知する停止用のセンサー６４とを備えている。各センサー６２，６３，６４は、食材投入装置１に設けられたコントロールボックス６０にそれぞれ接続されており、各センサー６２，６３，６４から発信された信号はコントロールボックス６０に送信される。また、コントロールボックス６０は、ターンテーブル７３を回転させる駆動モータ７７と接続されており、駆動モータ７７の作動を制御している。
【００４５】
以上の構成を備えた食材投入装置１によれば、食材は以下に説明するようにして包装容器８０に順次包装される。
【００４６】
まず、食材投入装置１の食材収容位置Ａにおいて、所定量に小分けされた食材がコンベヤ１０の収容ホッパ３０に順次収容される。食材の収容された収容ホッパ３０は、図２において時計回りに、軌道経路に沿ってコンベヤ１０によって軌道経路の頂部に位置する食材投入位置Ｂまで搬送される。この際、コンベヤ１０は、各収容ホッパ３０が食材投入位置Ｂに到達する度に、所定の時間コンベヤ１０の駆動を停止させるようにして、間欠的に駆動される。
【００４７】
一方、包装機７０は、まず、容器取付装置が包装容器８０をターンテーブル７３に配された各容器取付部７４…７４に順次装着させる。ターンテーブル７３は、各容器取付部７４…７４が食材投入装置１のコンベヤ１０と重なり合う食材投入位置Ｂで各センサー６２，６３，６４の信号に基づいて一時的に停止するように間欠的に回転される。包装容器８０の装着された容器取付部７４…７４が食材投入位置Ｂより所定の距離だけ手前側に到達したことを、減速用のセンサー６３が検知すると、このセンサー６３からの信号に基づいて、コントロールボックス６０は、駆動モータ７７の回転を減速させる。その後、食材投入位置Ｂまで容器取付部７４…７４が到達したことをセンサー６４が検知すると、このセンサー６４の信号に基づいて、コントロールボックス６０は駆動モータ７７をストップさせ、ターンテーブル７３の回転を停止させる。これにより、包装容器８０を食材投入位置Ｂにセットさせる。
【００４８】
食材投入装置１の収容ホッパ３０及び包装機７０の容器取付部７４…７４が食材投入位置Ｂに到達すると、食材投入位置Ｂに到達した収容ホッパ３０は、フォトセンサー６１によって収容ホッパ３０の内部に食材が収納されているか否かが確認される。
【００４９】
収容ホッパ３０内に食材が存在していることをフォトセンサー６１が検知した場合には、図９に示すように、フォトセンサー６１からの信号に基づいて、コントロールボックス６０は、エア回路に設けられたソレノイドバルブ４２に信号を発信する。コントロールボックス６０からの信号を受信したソレノイドバルブ４２は、スプールを移動させ、ロータリシリンダ５０のアーム５８，５９を閉じる方向へロータリシリンダ５０を作動させるシリンダハウス５１の部屋に接続されたライン４３にエアを供給する。かかる作用によって、ロータリシリンダ５０が収容ホッパ３０の下部を開放させ、収容ホッパ３０に収容された食材を投入させる（図９のＬ１）。なお、収容ホッパ３０は下方に向かうにつれ先細りとなる逆三角形に形成されているため、食材は収容ホッパ３０の中心に収集されている。このため、食材は円滑に食材案内器７６の内部へ投下される。
【００５０】
ここで、フォトセンサー６１が食材を検知した場合でも、容器取付部７４…７４が食材投入位置Ｂに未だ到達していない場合には、到達を待って収容ホッパ３０の下部を開放するようにコントロールボックス６０は、食材投入装置１を制御している。
【００５１】
次いで、収容ホッパ３０から食材が投下され、収容ホッパ３０には既に食材が存在していないこともフォトセンサー６１は検知する（図９のＬ２）。次いで、包装機７０に設けられたフォトセンサー６２が、食材投入位置Ｂにセットされた包装容器８０に食材が投入されたか否かを確認する。食材が包装容器８０に投入されたことをフォトセンサー６２が検知すると、図９のＬ３に示すフォトセンサー６２からの信号に基づいて、包装機７０が包装容器８０を密閉状態で包装するように、コントロールボックス６０は包装機７０に作動信号を送信する（図９のＬ４）。
【００５２】
その後、コントロールボックス６０は、食材投入装置１のサーボモータ２１及び包装機７０の駆動モータ７７に駆動信号を送信し、食材投入装置１のコンベヤ１０を再び駆動させると共に、包装機７０のターンテーブル７３を回転させる。包装容器８０により包装された食材は、その後包装容器８０から次の工程へ搬送される。
【００５３】
なお、収容ホッパ３０が開放されたにも関わらず、収容ホッパ３０から投下された食材が途中で詰まってしまう等により、包装容器８０に食材が投入されなかった場合には、包装機７０のターンテーブル７３を回転させることなく、空の包装容器８０を食材投入位置Ｂにそのまま待機させておく。この際、異常を知らせる警報音などを発するようにしておくとよい。
【００５４】
他方、食材投入位置Ｂに到達した収容ホッパ３０の内部に、食材が存在していないことをフォトセンサー６１が検知した場合には、コントロールボックス６０は、ソレノイドバルブ４２に作動信号を発信させない。このため、食材が収容ホッパ３０の内部に存在しない場合には、ロータリシリンダ５０は作動されず、収容ホッパ３０の下部は閉鎖されたままの状態が維持される。そして、コントロールボックス６０は、サーボモータ２１を駆動させる信号を送信し、コンベヤ１０を駆動させる。この場合、食材投入位置Ｂにセットされた包装容器８０には食材が投入されておらず、空の状態である。コントロールボックス６０は、次の収容ホッパ３０から食材が空の包装容器８０に投入されるまで、ターンテーブル７３を回転させず、この包装容器８０を食材投入位置Ｂに待機させると共に、食材が投入され、ターンテーブル７３が回転するまで、容器装着装置７５が包装容器８０を装着させることをも待機させるように制御する。
【００５５】
以上に説明した食材投入装置１により包装容器８０に投入される食材の種類は、特に限定されるものではないが、漬物、特に白菜の漬物のように、塊の状態で包装容器８０に投入される食材に当該食材投入装置１を使用すると、極めて円滑に食材を投入することができ効果的である。
【００５６】
なお、この実施形態では、食材投入装置の下流に包装容器準備手段として包装機を配置したものについて説明したが、これに限定されるものでは無く、包装容器を順次用意する装置であれば、下流側に配置する装置に限定はない。
【００５７】
【発明の効果】
以上、本発明よれば、一定量に小分けされた食材の収容された収容ホッパを食材投入位置に順次搬送させ、食材を包装容器に投入するので、効率的にしかも円滑に包装容器で食材を包装できる。また、投入作業は人手によらずに行うため安定した食材の投入を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる食材投入装置の側面図。
【図２】図１に示す食材投入装置のコンベヤの平面図。
【図３】図２に示すコンベヤに設けられた一実施形態にかかる収容ホッパの正面図。
【図４】図１に示す食材投入装置が採用しているロータリシリンダを作動させるエアシステムの回路図。
【図５】ロータリシリンダで収容ホッパを開閉させる態様を示す説明図。
【図６】食材が投入される包装容器を準備し、この包装容器で食材を包装する包装機の概要を示す平面図。
【図７】図６に示す包装機を側方から見た図。
【図８】本発明の食材投入装置の制御系統の概略を示すブロック図。
【図９】収容ホッパから包装容器に食材を投入する際の制御に関するタイムチャート。
【符号の説明】
１ 食材投入装置
２ 支持ユニット
１０ コンベヤ
１１，１２ 直線軌道部
１３，１４ 反転軌道部
１７ 駆動チェーン
１９ 支持ピン（支持部材）
２１ サーボモータ
２３ エアシリンダ
３０ 収容ホッパ
３１，３２ ホッパピース
３１ａ，３２ａ 外側面
３３ 回転軸
３４ スプリング（閉鎖手段）
３７ 支持フック
４１ フィルタ付きレギュレータ
４２ ソレノイドバルブ
４７ 減圧弁
５０ ロータリシリンダ
５１ シリンダハウス
５４，５５ 歯車
５６，５７ 回転軸
５８，５９ アーム
６０ コントロールボックス
６１ フォトセンサー（食材検知センサー）
６２ フォトセンサー（投入確認センサー）
６３ 減速用のセンサー
６４ 停止用のセンサー（包装容器検知センサー）
７０ 包装機（包装容器準備手段）
７２ ベーステーブル
７３ ターンテーブル
７４ 容器取付部
７５ 容器装着装置
８０ 包装容器
Ａ 食材収容位置
Ｂ 食材投入位置

Claims (7)

1. 複数の収容ホッパを所定経路に沿って搬送させる搬送手段と、水分を含む所定量の食材を前記収容ホッパに収容させる食材収容位置と、この所定量の食材を、包装容器準備手段により順次用意される包装容器毎に前記収容ホッパから順次投入する食材投入位置とを備え、
   前記搬送手段は搬送経路が傾斜するループ状に構成され、
   前記食材投入位置は前記傾斜する搬送経路の頂部に位置し、
   前記収容ホッパは、複数のホッパピースからなり、これらホッパピースが相互に移動可能であり、これらホッパピースの相互移動によって前記収容ホッパの下部が開閉するよう構成され、かつ、前記ホッパピースを互いに付勢して前記収容ホッパの下部を閉鎖せしめる閉鎖手段と、この閉鎖手段の付勢力に抗して前記ホッパピースを押圧して前記収容ホッパの下部を開放せしめる開放手段と、を備え、
   前記収容ホッパに食材が収容されていないときは収容ホッパが閉鎖状態を維持するように構成したことを特徴とする食材投入装置。
2. 前記収容ホッパは、その下部に向けて先細りとなるように前記ホッパピース同士を組み合わせて、前記収容ホッパの下部を閉鎖することを特徴とする請求項１に記載の食材投入装置。
3. 前記収容ホッパは、２つのホッパピースが相互に回転可能となるように回転軸により保持されてなり、
   各ホッパピースは、それらの内側に凹状の空間部が形成された部材により構成され、
   前記収容ホッパは、前記空間部同士が一体的に組み合わされるようこれらホッパピースに形成された開口部同士を対向させて前記回転軸により保持されていることを特徴とする請求項２に記載の食材投入装置。
4. 前記ホッパピースの外側面には、前記回転軸の取付位置と収容ホッパの高さ方向における同位置に支持フックがそれぞれ設けられている一方、前記搬送手段には前記支持フックが係脱自在に係合される支持部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の食材投入装置。
5. 前記食材投入位置で停止した収容ホッパ内の食材の有無を検知する食材検知センサーを備え、前記食材検知センサーからの信号に基づいて前記開放手段を作動させる開放制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の食材投入装置。
6. 前記包装容器が前記食材投入位置に到達したことを検知する包装容器検知センサーを備え、この包装容器検知センサーからの信号と前記食材検知センサーからの信号に基づいて前記開放制御手段が前記開放手段を作動させることを特徴とする請求項５に記載の食材投入装置。
7. 前記包装容器の内部に前記収容ホッパから食材が投入されたことを確認する投入確認センサーと、この投入確認センサーからの信号に基づいて前記包装容器準備手段を作動せしめる作動制御手段とを備え、この作動制御手段は、前記投入確認センサーが前記包装容器に食材が投入されたことを検知したときに、前記包装容器準備手段が食材の投入された包装容器を前記食材投入位置から次工程へ搬送させると共に、前記食材投入位置に次の包装容器をセットすることを特徴とする請求項６に記載の食材投入装置。

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