JP5133714B2 - 組合せ計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、食品などの被計量物を所定量ずつ包装するために、被計量物を所定量となるように計量して組み合せて排出する組合せ計量装置に関する。

一般に、組合せ計量装置は、複数の計量部で計量された被計量物の組み合せの中から目標重量範囲となる組み合せを選定し、その選定された被計量物を集合排出するように構成されている。

従来の組合せ計量装置には大別して円形タイプと矩形タイプがあるが、このうち、矩形タイプの組合せ計量装置は、被計量物を供給する供給トラフの下方に複数のホッパが鉛直方向に配設されて一つのチャンネルをなし、更に、チャンネルが複数直線状の列に並んでいる。

また、下記特許文献１には、被計量物を貯留する略矩形筒状のタンクの下方に、供給トラフと、複数のホッパとからなるチャンネルが複数直線状の列に並び、この列の供給トラフにおける被計量物の供給方向の後端部を背中合せにしている組合せ計量装置（矩形タイプ）が開示されている。さらに、供給トラフの後端部はタンク内まで延びており、供給トラフが振動することによってタンク内の被計量物を供給トラフの後端部から先端部に流動することができる。
特開２００４−１０９０７８号公報

ところで、近年では１０〜３０グラムの小容量に包装された商品（小袋タイプ）の需要が増えている。なお、組合せ計量装置で小容量を得るには、例えば一枚が５グラム程度のポテトチップを３０グラムとなるように組み合せるとすれば、各ホッパにポテトチップが１〜３枚ほど入っていることが望ましく、それ以上になると目標重量範囲外となりホッパが組み合せに参加できないことがある。

しかし、従来の組合せ計量装置（上記特許文献１）などは、装置上部のタンク内に貯留されている被計量物を供給トラフから次々とホッパに供給する構成であるため、この装置で上述した例のようにポテトチップを３０グラム（小容量）に組み合せるとなると、多くのホッパに目標重量範囲外となる３枚以上のポテトチップが入ることがある。このようなホッパは選定対象から除外されて組み合せに参加できなくなり、残ったホッパだけで所定量となるように組み合せなけらばならない。この結果、生産効率が大幅に低下していた。また、組み合せに参加できなかったホッパは以後の組み合せにも参加できないため、装置を一旦停止してホッパから被計量物を取り除くなどの煩雑な復旧作業を行う必要があった。したがって、従来の組合せ計量装置は、小容量を得ることには適さなかった。

そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、供給トラフから被計量物を少量ずつ供給するように制御してやることで小容量を得ることに好適となる組合せ計量装置を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載の組合せ計量装置は、被計量物Ｗを供給方向Ｙに流動するために傾斜面を有する供給トラフ２と、前記供給トラフ２の下方に鉛直方向に並んで配設されている複数のホッパ４とからチャンネルをなし、
前記チャンネルが複数直線状の列に並び、且つ該列の前記供給トラフ２における前記供給方向Ｙの後端部２ａを背中合せにしている組合せ計量装置１において、
前記チャンネルに対応する複数の落下ポイントＰごとに前記被計量物Ｗが有るか否かを検知するように該落下ポイントＰの数と同数設けられたセンサ１５と、
前記チャンネルの並び方向Ｘに沿って移動可能に設けられ、前記各センサ１５からの検知信号を受けて該検知信号に応じた前記落下ポイントＰに被計量物Ｗを振り分ける移動式振分部１０と、
前記落下ポイントＰが設けられた分散面２１及び該分散面２１を有する分散部２０と、を備え、
前記落下ポイントＰに振り分けた前記被計量物Ｗを前記列ごとの前記供給トラフ２における前記供給方向Ｙ（Ｙ１，Ｙ２）に分散するための前記分散面２１の傾斜が前記供給トラフ２の前記傾斜面よりも緩やかになっていることを特徴としている。

このような構成によれば、落下ポイントＰに被計量物が有るか否かをセンサ１５が検知し、移動式振分部１０が移動して被計量物Ｗの無い落下ポイントＰに直接的に被計量物Ｗを落とすことが可能となる。なお、落下ポイントＰに落ちた被計量物Ｗは一時的にそこに滞留するため、被計量物Ｗが落ちた直後にはセンサ１５は被計量物Ｗが有ると検知する。

請求項２記載の組合せ計量装置は、前記分散部２０の前記分散面２１の一部に平坦面２４が設けられ、該平坦面２４に前記落下ポイントＰが設けられていることを特徴としている。

このような構成によれば、落下ポイントＰに落ちた被計量物Ｗは平坦面２４で確実に一時的に滞留するようになる。

請求項３記載の組合せ計量装置は、前記移動式振分部１０と前記落下ポイントＰの間に、前記列ごとに前記チャンネルの並び方向Ｘに長い板材が前記供給方向Ｙの後端部２ａに向けて下り傾斜してなるガイド１６が設けられていることを特徴としている。

このような構成によれば、移動式振分部１０から排出された被計量物Ｗはガイド１６に案内されて確実に落下ポイントＰに落ちるようになる。

請求項４記載の組合せ計量装置は、前記ガイド１６が、前記センサ１５の検知軸Ｌを遮らないように傾斜していることを特徴としている。

このような構成によれば、ガイド１６がセンサ１５の検知軸Ｌを遮らないことでセンサ１５の誤検知などを防止できる。

請求項５記載の組合せ計量装置は、前記分散部３０には前記落下ポイントＰが前記チャンネル間に設けられ、該落下ポイントＰに落ちた前記被計量物Ｗが隣り合うチャンネルのそれぞれの前記供給方向Ｙ（Ｙ１，Ｙ３）に分散することを特徴としている。

このような構成によれば、落下ポイントＰがチャンネル間にあることでチャンネルごとに落下ポイントＰを設ける必要がなくなる。そのため、落下ポイントＰの数は少なくなり、落下ポイントＰを検知するためのセンサ１５を減らすことができる。

本発明による組合せ計量装置によれば、供給トラフからホッパに被計量物を供給する前段階において、落下ポイントに被計量物が有るか否かをセンサが検知し、被計量物の無い落下ポイントに直接的に被計量物を落とすため、供給トラフからホッパに被計量物を少量ずつ連続的に供給できるようになる。これにより、目標重量範囲外となって選定対象から除外されるホッパがなくなり、生産効率も低下せず、小容量を得ることに好適なものとなる。また、移動式振分部と落下ポイントの間にガイドが設けられることで、移動式振分部から排出された被計量物を確実に落下ポイントに落とすことができる。さらに、このガイドはセンサの検知軸を遮らないため、センサの誤検知などを防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明による組合せ計量装置の一実施の形態を示す斜視図、図２は同正面図、図３は同側面図、図４は同平面図、図５は移動式振分部と分散部を示す斜視図である。

本実施の形態の組合せ計量装置は、食品の中でも特にポテトチップなどのスナック菓子を小容量ずつ得るための装置である。

図１〜４に示すように、本実施の形態の組合せ計量装置１は、供給トラフ２と、複数のホッパ４とを備え、供給トラフ２とホッパ４が略鉛直方向に並んで一つのチャンネルをなし、また、チャンネルが複数直線状の列に並び、各列の供給トラフ２における被計量物Ｗの供給方向Ｙの後端部２ａを背中合せにしている。

供給トラフ２は、振動することで被計量物Ｗを所定の供給方向Ｙ（図３における左右）に流動し、後端部２ａが背中合せに配置されている。また、図４に示すように、先端部２ｂを外方に向けた一対のものが、複数対（本実施の形態では５対）並んでいる。さらに、図３に示すように、供給トラフ２の後端部２ａは、被計量物Ｗを供給方向Ｙに流動するための傾斜面となっている。

また、チャンネルの並び方向Ｘ（以下、単に並び方向という）に隣り合う供給トラフ２，２間には、振動時に供給トラフ２同士が干渉しないようにするための隙間が形成されている。この隙間は、一方の供給トラフ２の側部を他方の供給トラフ２の側部にオーバーラップさせたオーバーラップ部３によって塞がれているため、隙間から被計量物Ｗが落下することはない。

供給トラフ２の下方には、複数のホッパ４が略鉛直方向に並んで配設されている。図１に示すように、各ホッパ４は、上部に供給口４ａを有するとともに、下部に排出口４ｂを有し、排出口４ｂには開閉シャッタ４ｃが設けられている。本実施の形態では一つのチャンネルに、上からストックホッパ４Ａと、計量ホッパ４Ｂと、メモリホッパ４Ｃとを備えている。

ストックホッパ４Ａは、供給トラフ２の先端部２ｂの下方に配設され、供給トラフ２から供給された被計量物Ｗを所定量ずつ蓄え、計量ホッパ４Ｂに排出するものである。

計量ホッパ４Ｂは、ストックホッパ４Ａの排出口４ａの下方に配設され、ストックホッパ４Ａから供給された被計量物Ｗをそれぞれ計量器にて計量し、計量後にメモリホッパ４Ｃに排出するものである。

メモリホッパ４Ｃは、計量ホッパ４Ｂの排出口４ａの下方に配設され、計量ホッパ４Ｂから供給された被計量物Ｗを一旦収容し、組合せ選定後に図示しない集合シュートなどに排出するものである。

なお、計量ホッパ４Ｂの計量器からの計量信号は、図示しない組合せ選定手段に入力される。組合せ選定手段は、計量ホッパ４Ｂに供給された被計量物Ｗの重量を計量器の計量信号に基づいて記憶する。そして、例えば、包装ラインなどから排出要求信号を受けると、計量ホッパ４Ｂで計量された被計量物Ｗの重量の組合せの中から目標重量範囲内の組合せを選定し、組合せに選定された被計量物Ｗを収容している計量ホッパ４Ｂ及び／又はメモリホッパ４Ｃに対応する設定信号を出力する。これにより、目標重量範囲内の重量に組み合せられた被計量物Ｗが集合シュートなどで集められて包装ラインに排出される。

また、組合せ選定手段による被計量物Ｗの選定方法には複数の方法がある。これには、計量ホッパ４Ｂに収容されている被計量物Ｗの中から組合せを選定し、選定した被計量物Ｗのみをメモリホッパ４Ｃに一旦収容してから集合シュートに排出する方法、また、計量ホッパ４Ｂで計量された被計量物Ｗをメモリホッパ４Ｃに収容し、メモリホッパ４Ｃに収容した被計量物Ｗの中から組合せを選定する方法、さらに、計量ホッパ４Ｂの被計量物Ｗとメモリホッパ４Ｃの被計量物Ｗの中から組合せを選定する方法などがある。本実施の形態においては、このうちのいずれが採用されてもよい。

ここから、本実施の形態における供給トラフより上流側の構成について説明する。
本実施の形態の組合せ計量装置１は、上述した供給トラフ２と各種ホッパ４（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）の他に、移動式振分部１０と、センサ１５と、ガイド１６と、分散部２０とを備えている。

図１〜４に示すように、移動式振分部１０は、略矩形の漏斗状に形成されており、上部に供給口１０ａを有し、下部に排出口１０ｂを有している。供給口１０ａから排出口１０ｂまでは連続した傾斜面となっている。また、移動式振分部１０の周囲には略矩形のフレーム１１が設けられており、フレーム１１の上部中央には二本のレール１２，１２が並び方向Ｘに沿って設けられている。移動式振分部１０は、この二本のレール１２，１２の間にあり、二本のレール１２，１２に支持され、アクチュエータ１３によって並び方向Ｘにスライド移動可能に設けられている。

この移動式振分部１０では、各図に示す搬送コンベア１４によって搬送されてきた被計量物Ｗを供給し、後述する複数の落下ポイントＰのうちの一つに落とすために並び方向Ｘに移動し、被計量物Ｗを落下ポイントＰごとに振り分けて排出することができる。

センサ１５は、列ごとに並び方向Ｘに沿って並んで設けられている。また、センサ１５は、各列のチャンネルごとに対応しており、チャンネルごとの落下ポイントＰに被計量物Ｗが有るか否かを検知する。このセンサ１５は、光を各落下ポイントＰに向けた検知軸Ｌに沿って常時照射して、その反射量によって光軸（すなわち検知軸Ｌ）上の被検査物Ｗの有無を検知することができ、移動式振分部１０に検知信号を出力している。

図２、３に示すように、ガイド１６，１６は、移動式振分部１０の下方に設けられ、列ごとに並び方向Ｘに長い板材が各列の供給トラフ２の後端部２ａに向けて下り傾斜しているものである。また、各ガイド１６，１６は、センサ１５の光軸Ｌを遮らないように傾斜している。さらに、ガイド１６，１６の周りは４枚の板１７によって略矩形に囲まれている。なお、この囲いは無くてもよく、ガイド１６だけが設けられている構成であってもよい。

図５に示すように、分散部２０は、移動式振分部１０及びガイド１６の下方に設けられ、並び方向Ｘに延びるとともに、列ごとの供給方向Ｙに向けて緩やかに下り傾斜した分散面２１を有している。この分散面２１は、供給トラフ２の傾斜面よりも緩やかに傾斜している。また、分散部２０には、分散面２１を各列のチャンネルごとに分けるための仕切り２２が設けられている。さらに、分散部２０の並び方向Ｘの両端部には側板２３が設けられている。これらの仕切り２２と側板２３によって一つの分散面２１を一つのチャンネルに対応させることができる。

図５に示すように、分散部２０における各分散面２１の中央部は前述した落下ポイントＰである。落下ポイントＰとは、移動式振分部１０から排出された被計量物Ｗが落ちる位置であり、落下ポイントＰに落ちた被計量物Ｗは列ごとの供給方向Ｙ（Ｙ１，Ｙ２）に均等に分散する。また、落下ポイントＰに落ちた被計量物Ｗは、分散部２０の分散面２１の傾斜が緩やかなことから一時的（１〜２秒ほどの短い時間）に滞留するようになる。

なお、図５に示すように、分散面２１の頂部に略水平な平坦面２４が設けられた構成としてもよい。このようにすれば、被計量物Ｗは平坦面２４に確実に一時滞留するようになる。また、この場合、分散部２０の下方には、滞留している被計量物Ｗを供給トラフ２に供給するために分散部２０を上下方向に振動させる図示しない振動装置が設置されているため、供給調整が確実になされる。

上述した組合せ計量装置１では、搬送コンベア１４から連続的に搬送されてくる被計量物Ｗを移動式振分部１０が被計量物Ｗの無い落下ポイントＰに落ちるように振り分ける。このとき、各センサ１５は落下ポイントＰに被計量物Ｗが有るか否かを常に検知しているため、図５に示すように、例えば落下ポイントＰ’に被計量物Ｗが無ければセンサ１５がそれを検知し、移動式振分部に検知信号を出力する。センサ１５から検知信号を受けた移動式振分部１０は、排出口１０ｂが落下ポイントＰ’の直上に位置するように移動し、搬送コンベア１４からの被計量物Ｗを落下ポイントＰ’に向けて排出する。なお、移動式振分部１０から排出された被計量物Ｗは、ガイド１６，１６に案内されることで落下ポイントＰ’に確実に落とすことができる。また、落下ポイントＰには被計量物Ｗが短い時間しか滞留しないため、すぐに別の落下ポイントＰで被計量物Ｗが無くなり、そのことをセンサ１５が検知して移動式振分部１０に検知信号を出力する。

このような動作を供給トラフ２からストックホッパ４（４Ａ）に被計量物Ｗを供給する前段階において繰り返し行うことで、被計量物Ｗを少量ずつ連続的に供給トラフ２に供給することができる。つまり、供給トラフ２からの供給を制御してやることができる。

上述した実施の形態によれば、落下ポイントＰに被計量物Ｗが有るか否かをセンサ１５が検知し、移動式振分部１０によって被計量物Ｗの無い落下ポイントＰに直接的に被計量物Ｗを落とすことで被計量物Ｗを少量ずつ供給トラフ２に供給することが可能となる。これにより、供給トラフ２からは被計量物Ｗを少量ずつ供給するため、目標重量範囲外となって選定対象から除外されるホッパ４がなくなり、この結果、生産効率が低下せず、小容量を得るために好適なものとなる。

また、移動式振分部１０の下方にガイド１６，１６が設けられることにより、移動式振分部１０から排出された被計量物Ｗはガイド１６に案内され、被計量物Ｗを確実に落下ポイントＰに落とすことができる。

さらに、ガイド１６，１６がセンサ１５の光軸Ｌを遮らないように傾斜していることでセンサ１５の誤検知などを防止できる。

なお、上述した実施の形態では、分散部２０の各傾斜面２１は仕切り２２によってチャンネルごとに完全に分けられており、チャンネルごとに対応する落下ポイントＰが設けられている構成としたが、例えば、落下ポイントＰを隣り合うチャンネルで共有するように構成してもよい。このような分散部３０は具体的には、図６に示すように、分散部３０の中央部に並び方向Ｘに連続する略平坦な面３１が設けられ、そして、この平坦面３１上における並び方向Ｘに隣り合うチャンネルの間に落下ポイントＰが設けられている。ただし、図６の場合には、一列が５チャンネルであるため、中央に位置するチャンネルには上述した実施の形態と同様に一つのチャンネルに一つの落下ポイントＰが設けられることになる。このような分散部３０では、落下ポイントＰに落ちた被計量物Ｗは、各列の隣り合うチャンネルの供給方向Ｙに均等に分散する。

このような分散部３０の構成によれば、落下ポイントＰがチャンネルの間にあることで上述した実施の形態に比べて落下ポイントＰが少なくなる。したがって、落下ポイントＰに被計量物Ｗが有るか否かを検知するためのセンサ１５の数も減らすことができる。この結果、装置の簡素化、低コスト化を図ることができる。

本発明による組合せ計量装置の一実施の形態を示す斜視図である。 同正面図である。 同側面図である。 同平面図である。 同実施の形態における移動式振分部と分散部を示す斜視図である。 分散部の他の実施の形態を示す斜視図である。

符号の説明

１…組合せ計量装置
２…供給トラフ
２ａ…後端部
４…ホッパ
１０…移動式振分部
１５…センサ
２０，３０…分散部
２１…分散面
２４…平坦面
Ｌ…検知軸（光軸）
Ｐ…落下ポイント
Ｗ…被計量物
Ｘ…チャンネルの並び方向
Ｙ…供給方向

Claims (5)

1. 被計量物（Ｗ）を供給方向（Ｙ）に流動するために傾斜面を有する供給トラフ（２）と、前記供給トラフの下方に鉛直方向に並んで配設されている複数のホッパ（４）とからチャンネルをなし、
   前記チャンネルが複数直線状の列に並び、且つ該列の前記供給トラフにおける前記供給方向の後端部（２ａ）を背中合せにしている組合せ計量装置（１）において、
   前記チャンネルに対応する複数の落下ポイント（Ｐ）ごとに前記被計量物が有るか否かを検知するように該落下ポイントの数と同数設けられたセンサ（１５）と、
   前記チャンネルの並び方向（Ｘ）に沿って移動可能に設けられ、前記各センサからの検知信号を受けて該検知信号に応じた前記落下ポイントに被計量物を振り分ける移動式振分部（１０）と、
   前記落下ポイントが設けられた分散面（２１）及び該分散面を有する分散部（２０）と、を備え、
   前記落下ポイントに振り分けた前記被計量物を前記列ごとの前記供給トラフにおける前記供給方向に分散するための前記分散面の傾斜が前記供給トラフの前記傾斜面よりも緩やかになっていることを特徴とする組合せ計量装置。
2. 前記分散部（２０）の前記分散面（２１）の一部に平坦面（２４）が設けられ、該平坦面に前記落下ポイント（Ｐ）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の組合せ計量装置。
3. 前記移動式振分部（１０）と前記落下ポイント（Ｐ）の間に、前記列ごとに前記チャンネルの並び方向（Ｘ）に長い板材が前記供給方向（Ｙ）の後端部（２ａ）に向けて下り傾斜してなるガイド（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の組合せ計量装置。
4. 前記ガイド（１６）が、前記センサ（１５）の検知軸（Ｌ）を遮らないように傾斜していることを特徴とする請求項３記載の組合せ計量装置。
5. 前記分散部（３０）には前記落下ポイント（Ｐ）が前記チャンネル間に設けられ、該落下ポイントに落ちた前記被計量物（Ｗ）が隣り合うチャンネルのそれぞれの前記供給方向（Ｙ）に分散することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の組合せ計量装置。

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