JP6466769B2 - 粒状物の定量配置方法及び定量配置装置 - Google Patents

Description

本発明は、目標物に、粒状物を定量して所定の状態に配置する、粒状物の定量配置方法及び定量配置装置に関する。本発明は、とくに、複数の粒状物を定量して目標物の付着性を有する表面に対して所定の状態に配置しようとする目的に好適な方法及び装置を提供するものであり、また粒状物の付着量（配置量）のばらつき及び歩留まりを改善しようとする目的のものである。
なお、本発明において「定量」又は「定量する」との用語は、所定量の計量又は所定量を計量することを意味する。

従来、目標物（例えば、冷菓やデザート等の食品）の付着性を有する表面に複数の粒状物（例えば、ナッツの破砕粒等のトッピング材）を付着させる方法として、例えば特許文献１に記載されるようなものが知られている。特許文献１には、スティック菓子の付着性を有する表面にトッピング材を付着させる方法が記載されている。具体的には、特許文献１では、トッピング材を舞い上がらせて浮遊させ、そのトッピング材が浮遊する中を、硬化前のチョコレートでコーティングしたスティック菓子を通すことで、スティック菓子の表面にトッピング材を付着させるようにしている。しかしながら、このような方法では、目標物に対する粒状物の付着量をコントロールすることは困難であり、付着量のばらつきを改善するにも限界があった。また、特許文献１は、スティック菓子の表面に粒状物を無作為に付着させるだけの技術であるため、例えばスティック菓子の表面に粒状物によって模様を描く等、粒状物を所定の状態、とくに表面上に展開する方向（以下、水平方向と記載することがある。）に配置するという目的には適用することができない。

また、例えばタルト生地やパイ生地、ピザ生地等、目標物の表面に粒状物を層状に入れるニーズもある。この場合、粒状物が垂直方向（すなわち表面の垂直方向）に重置しないように可及的に１層だけ美しく配置したいと考えても、このように垂直方向について粒状物を所定の状態に配置するという目的には特許文献１は適用することができない。

また、粉末を定量する方法として、例えば特許文献２に記載されるようなものが知られている。特許文献２には、定量空間内に一定量の粉末を導入した後、該定量空間の底部を開放することで、粉末を落下させて２枚のフィルムの間に収容する方法が記載されている。しかしながら、このような方法をそのまま、目標物の表面への配置に用いたとしても、適切な歩留りを確保できるとは限らない。
また、特許文献２の技術は、定量した粉末を自然に落下させるだけの技術であって、落下後の粉末についてはとくに意識していない。従って、水平方向、垂直方向を問わず、粉末を所定の状態に配置するという目的には適用することができない。

特開２００７−１６７０２７号公報 特開平５−３０５９０１号公報

すなわち、発明者は、特許文献２に記載されるような方法を用いて、複数の粒状物を定量し、目標物の表面に配置しようと試みたが、粒状物の相当数が前記表面から脱落してしまい、良好な歩留りを得ることができなかった。また、目標物の表面に複数の粒状物を所定の状態に配置しようとしたが困難であった。

そこで、鋭意調査を進めた結果、発明者は以下の知見を得た。
１）図１（ａ）に示すように、定量空間１内に複数の粒状物２が上下２層に重なった状態で収容された場合、定量空間１の底部３を開放し、複数の粒状物２を目標物４の付着性を有する表面５に落下させると、図１（ｂ）に示すように、まず、下の１層分が前記表面５に付着する。
２）そして、２層目の粒状物２は、図１（ｃ）に示すように、前記表面５に付着した１層目の粒状物２に衝突し、弾かれて前記表面５から脱落してしまう。

本発明は、前記の知見に基づき開発されたもので、目標物に粒状物を定量して配置するに際し、粒状物の付着量（配置量）のばらつき及び歩留まりを改善するとともに粒状物を所定の状態に配置しうる粒状物の定量配置方法及び定量配置装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
１．目標物に粒状物を定量して所定の状態に配置する、粒状物の定量配置方法であって、
前記粒状物を定量空間内に導入し、前記定量空間によって前記粒状物を定量し、前記定量空間の底部を開放し、前記定量した粒状物を前記目標物に落下させるものとし、
前記定量空間の深さを、前記粒状物の１層分のみを収容できる深さとしたことを特徴とする粒状物の定量配置方法。

なお、本発明において、「粒状物の１層分のみを収容できる深さ」とは、当該深さが複数の粒状物の平均粒径の０．８〜１．８倍であることを意味し、より好ましくは、１．０〜１．４倍、さらに好ましくは、１．０〜１．２倍であることを意味するものとする。
本発明における粒状物は、過度に大きい粒子や過度に小さい粒子が可及的に少ないものが好ましく、すなわち粒径がある程度そろっているものが好ましい。

例えば、本発明の粒状物を調製する際には、以下のように行うことができる。まず、目開きが大きいふるい（以下、粗目ふるいと表記する。）と、目開きが小さいふるい（以下、細目ふるいと表記する。）とを用意し、細目ふるいの上に粗目ふるいをセットし、粗目ふるいの上から粒状物を投入してふるい分けを行う。そして、粗目ふるいの「ふるい下」、細目ふるいの「ふるい上」の粒状物を本発明の粒状物とする。この場合のふるいは、金属線で正方形の網目に構成された網ふるいであって平織又は綾織のものを採用することが好ましい。

粗目ふるいとしては、目開きの基準寸法が２．０〜１２．０ｍｍのもの、好ましくは３．０〜９．０ｍｍのもの、とくに好ましくは５．０〜７．０ｍｍのものを採用し、細目ふるいは、目開きの基準寸法が１．０〜７．０ｍｍのもの、好ましくは１．５〜５．０ｍｍのもの、とくに好ましくは２．０〜３．０ｍｍのものを採用すると望ましい。この場合の目開きの数字は、例えば日本工業規格「ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１ ２００６」に規定される試験方法によって検定されたものが好ましい。このような目開きとしては、メッシュＭ（２５．４ｍｍ（１インチ）間にある線の数又は編み目の数）と線径ｄ（ｍｍ）とから以下の式によって算出される目開きＡであることが好ましい。
Ａ ＝ ２５．４／Ｍ − ｄ
以上のような粒度範囲にある粒状物であれば、本発明の効果を最も享受できる。

そして、本発明において、粒状物の「平均粒径」とは、以上の粗目ふるい及び細目ふるいのそれぞれの目開きの基準寸法（ｍｍ、μｍ）を和して、これを１／２にした計算上の数値であるものとする。
このような平均粒径が１．２５〜９．５ｍｍの範囲、好ましくは２．２５〜７．０ｍｍの範囲、とくに好ましくは３．５〜７．０ｍｍの範囲であれば、本発明の効果をより享受することができる。

本発明における粒状物は、粉状、粒状、礫状、塊状等、様々な形態や大きさのものが含まれるが、粒状物の粒度の範囲としては、例えば、粗目ふるいの目開きの基準寸法が平均粒径に対して１００〜１８０％の範囲、好ましくは１００〜１６０％の範囲、とくに好ましくは１００〜１４０％の範囲であり、また、細目ふるいの目開きの基準寸法が平均粒径に対して２０〜１００％の範囲、好ましくは４０〜１００％の範囲、とくに好ましくは６０〜１００％の範囲であれば、本発明の効果をさらに享受することができる。

なお、以上のように本発明の効果をさらに享受することができる粒状物は、現実に粗目ふるい、細目ふるいを使用してふるい分けして調製することが必須であるわけではなく、粗目ふるい、細目ふるいによって測定された平均粒径や粒度範囲の数字が前記の好ましい範囲に入っていれば、本発明の効果をさらに享受することができるという意味である。

例えば、サプリメントやペレットのように、あらかじめ均一な形状と粒度に成形されている粒状物である場合には、その粒状物が通過する最小の目開きのふるいを前記粗目ふるいとみなし、その粒状物が通過しない最大の目開きのふるいを細目ふるいとみなし、この二つのふるいの目開きの基準寸法を和して二分の一にすれば、本発明における平均粒径を算出することができる。

なお、粒状物を調製する目的で又は粒状物の平均粒径や粒度範囲を測定する目的で、粒状物を実際に粗目ふるいと細目ふるいとでふるい分けする場合には、そのふるい分けの方法は、乾式、湿式、手動式、機械式等、どのような方法であっても良い。

以上のような粒状物について、「粒状物の１層分のみを収容できる深さ」を、前記のように当該深さが粒状物の平均粒径の０．８〜１．８倍とし、より好ましくは、１．０〜１．４倍、さらに好ましくは、１．０〜１．２倍としているのである。
なお、仮に、このようにして設定された「定量空間の深さ」よりも大きな粒状物があったとしても、粒状物が食品のように口中でかみ砕くことができる硬さのものであれば、そのような大きな粒状物は、粒状物を定量する工程で砕かれるため、それほど問題にはならない。従って、粗目ふるいの目開きの大きさが「粒状物の１層分のみを収容できる深さ」よりも大きいとしてもさほど問題とはならない。ただし、粗目ふるいの目開きの大きさは「定量空間の深さ」の１．６倍以下、より好ましくは１．４倍以下、さらに好ましくは１．３倍以下であれば本発明の効果をより享受できるため好適ではある。

なお、一般に粒状物が壊れやすい場合には、粒状物に微粉末が混じってしまうことはやむを得ないが、このように少々の微粉末が混入している場合であっても本発明の粒状物として適用できる。この場合、粒状物に細目ふるいの「ふるい下」が、３０質量％以下、好ましくは２０質量％以下、とくに好ましくは１０質量％以下の程度で混入しているものは好ましい粒状物といえる。

２．前記目標物を所定の進行方向に搬送するとともに、前記定量空間を、該目標物と同じ進行方向及び進行速度で移動させつつ、前記定量空間の底部を開放し、前記定量された粒状物を前記目標物に落下させる、前記１の粒状物の定量配置方法。

３．第１の貫通孔が穿設された底板を有するとともに粒状物を貯留するホッパーと、前記底板の下方に摺動可能に設けられ前記定量空間が穿設されているとともに、前記定量空間と前記第１の貫通孔とが重なり合う第１の位置と前記定量空間と前記第１の貫通孔とが重なり合わない第２の位置との間を移動する定量板と、前記定量板の下方に摺動可能に設けられ開口が穿設された板体とを使用し、
前記粒状物を定量空間内に導入する工程が、前記定量板が前記第１の位置に移動することによって行われ、
前記定量空間によって前記粒状物を定量する工程が、前記定量板が前記第２の位置に移動することによって行われ、
前記定量空間の底部を開放する工程が、前記第２の位置にある前記定量空間と前記板体の開口とが重なり合う位置に前記板体を移動することによって行われる、前記１の粒状物の定量配置方法。

４．前記定量された粒状物を前記目標物に落下させる工程が、前記目標物を連続的に移動させるとともに前記ホッパーを前記目標物と同じ進行方向及び進行速度で移動させ、前記第２の位置にある前記定量空間の直下に前記目標物を相対静止させた状態で行われる、前記３の粒状物の定量配置方法。

５．第１の貫通孔が穿設された底板を有するとともに前後方向に静止しており前記粒状物を貯留するホッパーと、前記底板の下方に摺動可能に設けられ前記定量空間が穿設されているとともに、前記定量空間と前記第１の貫通孔とが重なり合う第１の位置と前記定量空間と前記第１の貫通孔とが重なり合わない第２の位置との間を移動する定量板と、前記定量板の下方に摺動可能に設けられており開口が穿設されるとともに前後方向に往復移動する板体とを使用し、
前記粒状物を定量空間内に導入する工程が、前記定量板が第１の位置に移動することによって行われ、
前記定量空間によって前記粒状物を定量する工程が、前記定量板が第２の位置に移動することによって行われ、
前記定量空間の底部を開放する工程が、前記第２の位置にある前記定量空間と前記板体の開口とが重なり合う位置まで前記板体を前方向にかつ前記目標物の移動よりも遅い速度で移動させることによって行われ、
前記定量された粒状物を前記目標物に落下させる工程は、前記前方向に移動する板体の開口の前端が前記定量空間の後端の位置に到達した際に粒状物の配置予定範囲の前端が前記開口の前端に到達し、かつ前記前方向に移動する板体の開口の前端が前記定量空間の前端の位置に到達した際に粒状物の配置予定範囲の後端が前記開口の前端の位置に到達するタイミングで前記目標物と前記板体との相対速度が設定されて行われる、前記１の粒状物の定量配置方法。

６．目標物に、粒状物を定量して配置する、粒状物の定量配置装置であって、
前記粒状物を貯留するホッパーの底板に第１の貫通孔を設け、
前記底板の下方に、第２の貫通孔を有する定量板を設けるとともに、該定量板を、前記第１の貫通孔から前記第２の貫通孔に前記粒状物が導入される第１の位置と、前記第２の貫通孔の上部開口が前記底板によって閉塞される第２の位置との間で前記底板に対して摺動可能に構成し、
前記定量板の下方に、前記定量板が前記第２の位置にあるときに前記定量板に対して摺動し、前記第２の貫通孔の下部開口を開放する開閉板を設け、
前記第２の貫通孔の深さを、前記複数の粒状物の１層分のみを収容できる深さとしたことを特徴とする粒状物の定量配置装置。

７．複数の前記目標物を所定の進行方向に搬送する搬送機を備える、前記６の粒状物の定量配置装置。

８．前記ホッパーは、前記目標物の進行方向に沿って進退可能であり、且つ、前記目標物の進行速度と同じ速度で進行するように構成されている、前記７の粒状物の定量配置装置。

９．前記搬送機によって搬送される物体の高さの異常を検出する高さセンサを備え、
前記ホッパーは、前記高さセンサの検出結果に応じて上下動可能に構成されている、前記７又は８の粒状物の定量配置装置。

１０．前記ホッパーの少なくとも上面を覆うとともに床面に対して固定された外カバーを備え、
前記外カバーは、前記粒状物を前記ホッパー内に投入するための投入口を有する、前記８又は９の粒状物の定量配置装置。

本発明に従う粒状物の定量配置方法によれば、定量空間の深さを、粒状物の一層分のみを収容できる深さとしたので、定量空間の底部を開放し、粒状物を目標物に落下させた際に、粒状物が目標物から脱落することを抑制することができる。

また、本発明に従う粒状物の定量配置方法によれば、定量空間の深さを、粒状物の一層分のみを収容できる深さとしたので、定量空間の底部を開放し、粒状物を目標物に落下させた際に、粒状物を目標物に、水平方向にも垂直方向にも所定の状態に配置することができる。

また、本発明に従う粒状物の定量配置装置によれば、定量板を第１の位置に摺動させて、ホッパーの底板に設けられた第１の貫通孔から定量板に設けられた前記第２の貫通孔に粒状物を導入し、定量板を第２の位置に摺動させて、第２の貫通孔の上部開口を底板によって閉塞することで粒状物を定量し、さらにこの状態で、開閉板を摺動させて第２の貫通孔の下部開口を開放することで、前記定量した粒状物を目標物に落下させることができる。そしてこのとき、第２の貫通孔の深さが粒状物の一層分のみを収容できる深さとなっていることから、粒状物が目標物から脱落することを抑制することができる。

また、本発明に従う粒状物の定量配置装置によれば、第２の貫通孔の深さが粒状物の一層分のみを収容できる深さとなっていることから、粒状物を目標物に、水平方向にも垂直方向にも所定の状態に配置することができる。

したがって、本発明によれば、目標物に粒状物を定量して配置するに際し、粒状物の付着量のばらつき及び歩留まりを改善するとともに所定の状態に粒状物を配置することができる粒状物の定量配置方法及び定量配置装置を提供することができる。

本発明の基礎となる知見について説明するための図であり、（ａ）は定量空間内への複数の粒状物の導入時、（ｂ）は定量空間の底部の開放時、（ｃ）は複数の粒状物の落下時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法について説明するための図であり、定量空間内への複数の粒状物の導入時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法について説明するための図であり、定量空間の上面の閉鎖時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法について説明するための図であり、定量空間の底面の開放開始時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法について説明するための図であり、定量空間の底面の開放が進んだ状態を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法について説明するための図であり、定量空間の底面の開放完了時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法において用いることができる定量空間の、平面視での形状の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法の変形例について説明するための図であり、定量空間内への複数の粒状物の導入時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法の変形例について説明するための図であり、定量空間の上面の閉鎖時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法の変形例について説明するための図であり、定量空間の底面の開放開始時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法の変形例について説明するための図であり、定量空間の底面の開放が進んだ状態を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法の変形例について説明するための図であり、定量空間の底面の開放完了時の様子を示す一部縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置装置を含む設備の一部縦断面図である。 図１３の装置の一部を拡大して示す一部縦断面図であり、定量板が第１の位置にある状態を示す。 図１３の装置の一部を拡大して示す一部縦断面図であり、定量板が第２の位置にある状態を示す。 図１３の装置におけるホッパーの上下動の要領を示す一部縦断面図であり、配置異常の状態にある物体の検出時の状態を示す。 図１３の装置におけるホッパーの上下動の要領を示す一部縦断面図であり、配置異常の状態にある物体の検出後の状態を示す。 本発明の実施例に係る装置の一部縦断面図である。 本発明の実施例に係る装置の一部横断面図である。 本発明の実施例に係る装置の一部を拡大して示す一部横断面図である。 本発明の実施例に係る装置の一部を拡大して示す一部縦断面図であり、（ａ）は定量板が第１の位置にある状態を示し、（ｂ）は定量板が第２の位置に移動した状態を示し、（ｃ）は開閉板が定量板の第２の貫通孔の下側開口を開放した状態を示す。

以下、図１〜図１２を参照して、本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置方法について詳細に例示説明する。
本実施形態に係る粒状物の定量配置方法は、とくに目標物４の付着性を有する表面５に、複数の粒状物２を定量して配置する目的に好適な方法である。ここに、目標物４には、例えば、冷菓（アイスクリーム、ソフトクリーム、氷菓等）やデザート、ヨーグルト、丼、寿司、おにぎり等の食品等が含まれる。なお、本例では、目標物４はコーン型アイスクリームである。また、複数の粒状物２には、例えば、ナッツの破砕粒やキャンディー、クッキー、果物、煎餅、チーズ等のトッピング材が含まれる。なお、本例では、複数の粒状物２はナッツの破砕粒である。

そして、本実施形態に係る粒状物の定量配置方法は、複数の粒状物２を定量空間１内に導入した後、定量空間１によって粒状物２を定量し、定量空間１の底部３を開放し、定量された複数の粒状物２を目標物４の表面５に落下させるものであり、定量空間１の深さＤ（図３参照）を、複数の粒状物２の１層分のみを収容できる深さとしている。

なお、「粒状物２の１層分のみを収容できる深さ」とは、前述したとおり、複数の粒状物２の平均粒径の０．８〜１．８倍であることを意味し、より好ましくは、１．０〜１．４倍、さらに好ましくは、１．０〜１．２倍であることを意味するものとする。

本実施形態に係る粒状物の定量配置方法としては、より具体的には、図２〜図６に示すように、目標物４を所定の進行方向に連続して（すなわち、非間歇的に）搬送するとともに、定量空間１を、該目標物４と同じ進行方向及び進行速度で移動させつつ、定量空間１の底部３を開放し、複数の粒状物２を目標物４の表面に落下させることができる。

ここに、目標物４を搬送する手段としては、例えばベルトコンベヤなどの搬送機を用いることが好ましい。また、搬送速度は、７０〜２１０ｍｍ／ｓとすることが好ましく、より好ましくは１００〜１８０ｍｍ／ｓ、さらに好ましくは１３０〜１５０ｍｍ／ｓである。

また、定量空間１の底部３の開放については、図２〜図６に示したように、開口６を有する板体７を摺動させることによって行えるが、定量空間１の底部３の開放をその他の手段によって行ってもよい。すなわち、例えば開口を有さない板体を終端まで摺動させることで定量空間１の底部３を開放するようにしてもよい。

次に本実施形態の詳細を図２〜図６を参照して述べる。なお、対応する図１３〜図２１の構成要素とその符号も適宜カッコをつけて付記する。
まず、本実施形態では、第１の貫通孔９が穿設された底板１０を有するホッパー８を使用する。このホッパー８には粒状物２が貯留されている。
そして、底板１０の下方に摺動可能に設けられ、定量空間１（第２の貫通孔１１）が穿設された定量板１２を使用する。この定量板１２は、定量空間１と底板１０の第１の貫通孔９とが重なり合う第１の位置（図２参照）と、定量空間１と底板１０の第１の貫通孔９とが重なり合わない第２の位置（図３参照）との間を移動する。

第１の位置は、第１の貫通孔９から定量空間１に粒状物２が導入される位置であり、第２の位置は、定量空間１の上部開口が底板１０によって閉塞される位置である。
また、定量板１２の下方に摺動可能に設けられ、開口６（第３の貫通孔１３）が穿設された板体７（開閉板１４）を使用する。

本実施形態では、まずホッパー８に前記粒状物２が貯留されている。
そして、図２は、粒状物２を定量空間１内に導入する工程を示している。すなわち、定量板１２の定量空間１が第１の位置にくるように定量板１２を移動させる。この際に、底板１０の第１の貫通孔９を介して、ホッパー８の内部と定量空間１とが連通し、ホッパー８に貯留された粒状物２が定量空間１の内部に導入される。
なお、この工程では、板体７は、開口６と定量空間１とが重なり合わない位置にある。すなわち、この工程では、板体７は、定量空間１の底部３が板体７によって閉塞される位置にある。

図３は、定量空間１によって粒状物２を定量する工程を示している。図３に示すように定量板１２を摺動させる。つまり、定量空間１（第２の貫通孔１１）の上部開口が底板１０によって閉塞される第２の位置に定量板１２を移動させる。この第２の位置は、定量板１２の定量空間１と底板１０の第１の貫通孔９とが重なり合わない位置である。
なお、この工程では、板体７は、引き続き、開口６と定量空間１とが重なり合わない位置にある。すなわち、この工程では、板体７は、定量空間１の底部３が板体７によって閉塞される位置にある。

そして定量板１２が第１の位置から第２の位置に移動する際に、底板１０の第１の貫通孔９の縁部が定量空間１の上部開口を擦り切るため、定量板１２の移動によって定量空間１内に所定量の粒状物２が充填されることになる。これによって粒状物２を定量する工程が行われる。

図４〜図６は定量空間１の底部３を開放し、定量された粒状物３を目標物４の表面５に落下させる工程を示している。図４〜図６に示すように、板体７（開閉板１４）を摺動し、定量板１２の定量空間１が第２の位置にある状態で、定量空間１と板体７の開口６とが重なり合う位置に板体７を移動させる。開口６は定量空間１の直下の位置にくる。
すると、定量空間１の底部３が開放され、これによって定量された粒状物２を目標物４の表面５に落下させる工程が行われる。

目標物４の表面５の上に粒状物２を所定の状態で配置する操作をより確実に行うためには、板体７の移動速度は遅くするほうが好ましい。つまり、定量空間１内の粒状物２を、定量空間１内にある状態のまま静かに落下させることが好ましい。このためには、板体７の移動速度は絶対速度として３０〜２１０ｍｍ／ｓ、好ましくは５０〜１６０ｍｍ／ｓ、とくに好ましくは７０〜１１０ｍｍ／ｓの範囲であると望ましい。

なお、後述するように、ホッパー８が目標物４とともに同一方向・同一速度で移動しており、目標物４がホッパー８に対して相対静止している状況にある場合には、板体７の移動速度は、ホッパー８又は目標物４に対する相対速度として３０〜２１０ｍｍ／ｓ、好ましくは５０〜１６０ｍｍ／ｓ、とくに好ましくは７０〜１１０ｍｍ／ｓの範囲であると望ましい。

なお、ここに「相対静止」とは、二つの部材がともに同一方向・同一速度で移動しているために両者の関係が相対的に静止して見える状態を表現する用語である。また、「相対速度」とは、ともに移動している二つの部材について、一方から他方を見て相対的に移動していると見る場合の両者の速度差を表現する用語である。

以上のような工程を経て、粒状物２が所定の状態に配置された目標物４は、その後の工程に搬送される。本例では、目標物４はコーン型アイスクリームであるから、ナッツの破砕粒が配置されたコーン型アイスクリームは、搬送されて、硬化トンネルを通過し、冷却されて硬化処理が行われる。

以上の本実施形態においては、目標物４の表面５の上に粒状物２を所定の状態で確実に正確に、しかも歩留まりよく配置するために、様々な特徴が施されている。
まず、定量空間１（第２の貫通孔１１）の深さＤ（図３参照）を、粒状物２の１層分のみを収容できる深さとしている。
これによって、図１のように目標物４の表面５の上から余分な粒状物２がこぼれ落ちることを抑止することができ、粒状物の付着量のばらつき及び歩留まりを改善することが可能になる。

また、例えばタルト生地やパイ生地、その他の目標物のように、付着性は有さないものの筒状の形状をしているその筒状の内部に粒状物を１層だけ美しく配置することも可能になる。すなわち、垂直方向に向けて粒状物２を所定の状態に配置することが可能になる。その他、例えば容器の内底に粒状物を１層だけ敷き詰めるために本発明を適用することも可能になる。

さらに、本実施形態では、板体７の移動速度を遅くして、定量空間１内に充填されている粒状物２を、そのままの状態で静かに目標物４の表面５に落下させることを好ましい態様としている。これによれば、粒状物２を水平方向に所定の状態により正確にかつ確実に配置することが可能になる。この場合、板体７の定量空間１に対する相対速度は、板体７が定量空間１に対して相対的に３０〜２１０ｍｍ／ｓ、好ましくは５０〜１６０ｍｍ／ｓ、とくに好ましくは７０〜１１０ｍｍ／ｓの範囲で相対移動することが望ましい。

また、複数の粒状物２を目標物４の表面に落下させるに際しては、目標物４の表面５と板体７の底面との間の距離Ｌ（図２参照）は、１０〜４０ｍｍとすることが好ましく、より好ましくは１５〜３０ｍｍ、さらに好ましくは１８〜２５ｍｍである。距離Ｌがこのような範囲であれば、粒状物２が定量空間１の底部３から落下した際に、底部３の横方向にこぼれる確率が減少し、粒状物２の歩留まりを向上させることができる。また、粒状物２をより正確かつ確実に所定の状態に配置することができる。

本発明においては、定量空間１は、平面視形状を円形又は矩形とすることができるが、前記のように粒状物を所定の状態に配置できる効果により、その他にも、図７（ａ）に示すような複数の円形や、図７（ｂ）に示すような十字状に分割された円形、或いは図７（ｃ）に示すような円の周りに複数の円弧状の孔を配置した形状とすることができる。定量空間１を図７に示したような形状とした場合には、同じ分量の粒状物２をより広範囲に配置することができる。また、このように定量空間１の平面視形状を変更することで、粒状物２の配置範囲の形状を所望の形状に変更することが可能となる。

例えば図７（ａ）に示すような複数の円形の形状である定量空間１を採用した場合には、このような複数の円形の形状のまま粒状物２を配置することが可能である。また、図７（ｂ）に示すような十字状に分割された円形の形状である定量空間１を採用した場合には、このような十字状に分割された円形の形状で粒状物２を配置することが可能である。さらに図７（ｃ）に示すような円の周りに複数の円弧状の孔を配置した形状である定量空間１を採用した場合には、このような円の周りに複数の円弧状の孔を配置した形状で粒状物２を配置することが可能である。

以上のように、本発明は、粒状物２を定量するとともに粒状物２を所定の状態、とくに水平方向に所定の状態に配置することができるのである。このような効果は、従来技術では得られなかったものである。

また、本実施形態において、さらに好ましい態様としては、目標物２を連続的に移動させるとともにホッパー８を目標物４と同じ進行方向及び進行速度で移動させることである。この場合は、定量板１２及び板体７もあわせて全体的に移動させる。
そして、定量板１２が第２の位置（図３〜図６における定量板１２の位置）にある際の定量空間１の位置を基準位置として、この基準位置に、目標物４を相対静止させる。そしてこの状態で、定量された粒状物２を目標物４の表面５に落下させる工程が行われる。

このようにすれば、目標物４は、第２の位置において定量空間１に対して相対静止しているので、粒状物２を目標物４の表面５に落下させる工程で、粒状物２が表面５からこぼれる確率が小さくなり、粒状物２の歩留まりをより向上させることができる。また、粒状物２をより正確かつ確実に所定の状態に配置することができる。

なお、粒状物２を表面５に落下させ終わった後は（すなわち図６の状態の後は）、ホッパー８、定量板１２、及び板体７を、目標物２の移動方向とは逆方向にすばやく移動させる。そして、次に搬送されてくる目標物４を、前記基準位置にある定量空間１に対して相対静止させ、その状態で再び図２〜図６の工程を行う。

また、本実施形態に係る粒状物の定量配置方法は、図２〜図６に示した要領に代えて、図８〜図１２に示すような変形例で行うことも可能である。すなわち、目標物４を所定の進行方向に連続して（すなわち、非間歇的に）搬送するとともに、定量空間１は床面に対して固定された状態とし、定量空間１の底部３を目標物４の進行方向に、その進行速度よりも遅い速度で開放していくことで、複数の粒状物２を目標物４の表面５に落下させることができる。

この場合には、搬送速度は、３０〜２１０ｍｍ／ｓとすることが好ましく、より好ましくは５０〜１６０ｍｍ／ｓ、さらに好ましくは７０〜１１０ｍｍ／ｓである。

次に、前記一実施形態の変形例についてさらに詳細に説明する。
この変形例においては、目標物４が搬送される進行方向（図８〜図１２における矢印Ｙの方向、すなわち紙面の左方向。）を「前」又は「前方向」とし、その反対方向（すなわち紙面の右方向。）を「後」又は「後方向」とする。従って、例えば、定量空間１や開口６の前方向の端部は「前端」、後方向の端部は「後端」とする。また、目標物４の表面５上において粒状物２を所定の範囲に配置したい場合には、その所定の範囲の前方向の端部は「前端」、後方向の端部は「後端」となる。なお本発明においては、このように粒状物２を所定の範囲に配置したい場合におけるその範囲のことを「配置予定範囲」と表現する場合がある。

この変形例では、図８のように、目標物４を連続的に前方向に移動させる。しかしホッパー８は前後方向には移動させない。なおホッパー８の垂直方向の移動はありえる。
本変形例では、目標物４の移動に応じて板体７を前方向に移動させる。この移動により、後述するように定量空間１の底部３を開放する工程（図１０〜図１２参照。）が行われる。
ここに、目標物４の前方向への絶対速度が板体７の前方向への絶対速度よりも高く設定されている。これによって、目標物４と板体７との相対的な関係をみれば、目標物４が板体７に対して前方向に相対移動するように見えることになる。

図８は粒状物２を定量空間１内に導入する工程である。図８の定量板１２は第１の位置にあり、第１の貫通孔９を介して、ホッパー８に貯留された粒状物２が定量空間１の内部に導入されることは前記の一実施形態と同じである。

また、図９は定量空間１によって粒状物２を定量する工程である。図９の定量板１２は第２の位置にあり、定量板１２が第１の位置から第２の位置に移動することにより、第１の貫通孔９の縁部が定量空間１の上部開口を擦り切って、定量空間１内に所定量の粒状物２が充填される。そして、これにより定量空間１によって粒状物２を定量する工程が行われることは前記の一実施形態と同じである。

本変形例では、その後の工程が前記の一実施形態とは異なっている。
すなわち、定量空間１の底部３を開放する工程（図１０〜１２）は、板体７を前方向に移動させる動作によって行なわれるが、この場合の板体７と目標物４との相対速度の設定に特徴がある。

板体７と目標物４との相対速度は以下のように設定される。
まず、定量空間１の底部３を開放するに際して、板体７の開口６の前端が定量空間１の後端の位置に到達した際に、目標物４の配置予定範囲の前端が開口６の前端に到達するようにし（図９）、その後、開口６の前端が定量空間１の前端の位置に到達した際に、目標物４の配置予定範囲の後端が開口６の前端の位置に到達するようにする（図１２）。このようなタイミングで目標物４と板体７との相対速度を設定するのである。

この場合、目標物４の板体７に対する相対速度は、目標物４が板体７に対して相対的に１５〜１０５ｍｍ／ｓ、好ましくは２５〜８０ｍｍ／ｓ、とくに好ましくは３５〜５５ｍｍ／ｓの範囲で相対移動することが望ましい。また、板体７の絶対速度を分母とし目標物４の絶対速度を分子とした場合の百分率としては、１８０〜２２０％、好ましくは１９０〜２１０％、とくに好ましくは１９５〜２０５％であれば望ましい。
以上の実施形態であっても、本発明の効果を十分に享受することができる。

なお、本配置方法は、前述した要領に代えて、目標物４を所定の進行方向に間歇的に搬送するとともに、定量空間１は床面に対して固定された状態とし、目標物４が定量空間１の下方にきたときに搬送を一時停止し、定量空間１の底部３を開放して複数の粒状物２を目標物４の表面５に落下させるようにしてもよい。ただし、搬送ラインが長い場合には、目標物４を連続的に搬送するほうがよりエネルギー負荷が少なくなる利点がある。

このように、本実施形態に係る粒状物の定量配置方法は、目標物４の付着性を有する表面５に、複数の粒状物２を定量して配置するに際し、複数の粒状物２を定量空間１内に導入した後、定量空間１の底部３を開放し、複数の粒状物２を目標物４の表面５に落下させるものとし、定量空間１の深さＤを、複数の粒状物２の１層分のみを収容できる深さとしている。

したがって、本実施形態に係る粒状物の定量配置方法によれば、定量空間１の底部３を開放し、複数の粒状物２を目標物４の付着性を有する表面５に落下させた際に、複数の粒状物２の一部が目標物４の表面５に付着せずに落下することを抑制することができる。したがって、本実施形態に係る粒状物の定量配置方法によれば、目標物４の付着性を有する表面５に、複数の粒状物２を定量して配置するに際し、粒状物２の付着量のばらつき及び歩留まりを改善することができる。

また、前述したように、目標物４を所定の進行方向に搬送するとともに、定量空間１を、該目標物４と同じ進行方向及び進行速度で移動させつつ、定量空間１の底部３を開放し、複数の粒状物２を目標物４の表面に落下させるようにした場合（図２〜図６参照）には、搬送中の目標物４の表面５に複数の粒状物２を精度良く付着させることが可能となり、粒状物２の付着量のばらつき及び歩留まりをより効果的に改善し、搬送ラインの高速化を可能にすることができる。

なお、これまでの説明においては粒状物２は複数であることを前提として説明してきたが、比較的粒径が大きい粒状物を一つだけ定量して配置するというニーズに対しても本発明を適用することが可能である。この場合、定量空間１の容積や厚さを適宜調節する。

また、これまでの説明においては、粒状物２を目標物４の表面５に落下させる前提で説明してきたが、目標物４が液体が入った容器等であって液体の底部に粒状物２を配置するという目的で本発明を適用しても良い。このように粒状物を配置する場所は目標物の表面に限定されるわけではないが、目標物の付着性を有する表面に粒状物を配置するという目的であれば、本発明の効果をもっとも享受できる。

次に、図１３〜図１７を参照して、本発明の一実施形態に係る粒状物の定量配置装置１００について詳細に例示説明する。
本実施形態に係る粒状物の定量配置装置１００は、目標物４（本例ではコーン型アイスクリーム）の付着性を有する表面５に、複数の粒状物２（本例ではナッツの破砕粒）を定量して配置するためのものである。

そして、本実施形態に係る粒状物の定量配置装置１００は、図１３〜図１５に示すように、複数の粒状物２（図２等参照）を貯留するホッパー８と、第１の貫通孔９を有するホッパー８の底板１０と、底板１０の下方に設けられた第２の貫通孔１１を有する定量板１２と、定量板１２の下方に設けられた第３の貫通孔１３を有する開閉板１４とを備えている。

また、本装置１００は、本例では、複数の目標物４を所定の進行方向に搬送する搬送機１５（本例ではベルトコンベヤ）を備えている。そして、本装置１００においては、搬送機１５によって搬送ライン上を流れる目標物４のうち連続して流れる３つの目標物４に対し、同時に複数の粒状物２を配置するために、第１の貫通孔９、第２の貫通孔１１及び第３の貫通孔１３を目標物４の進行方向に沿って３組設けている。

そして、定量板１２は、第１の貫通孔９から第２の貫通孔１１に複数の粒状物２が導入される第１の位置（図１４に示した位置）と、第２の貫通孔１１の上部開口が底板１０によって閉塞される第２の位置（図１５に示した位置）との間で底板１０に対して摺動可能に構成されている。第１の位置では、第１の貫通孔９と第２の貫通孔１１とは重なり合うが、第２の位置では、第１の貫通孔９と第２の貫通孔１１とは重なり合わない。本例では、定量板１２は、サーボモータ又はエアシリンダ等の定量板用アクチュエータ１６によって前記の摺動が可能となっている。

また、開閉板１４は、定量板１２が第２の位置にあるときに定量板１２に対して摺動し、第２の貫通孔１１の下部開口を開放するように構成されている。具体的には、第３の貫通孔１３と第２の貫通孔１１とが重なり合う位置まで開閉板１４が移動することによって、第２の貫通孔１１の下部開口を開放する。本例では、開閉板１４は、前述した定量板１２の場合と同様に、サーボモータ又はエアシリンダ等の開閉板用アクチュエータ１７によって前記の摺動が可能となっている。

したがって、本装置１００においては、定量板１２の第２の貫通孔１１の外周面、ホッパー８の底板１０の底面、及び開閉板１４の上面によって、複数の粒状物２の定量空間１が区画されている。また、本装置１００では、第２の貫通孔１１の深さＤ（図１４参照）を、複数の粒状物２の１層分のみを収容できる深さとしている。

なお、本実施形態において、「複数の粒状物２の１層分のみを収容できる深さ」とは、図１〜図１２を用いて前述した実施形態の場合と同様に、複数の粒状物２の平均粒径の０．８〜１．８倍であることを意味し、より好ましくは、１．０〜１．４倍、さらに好ましくは、１．０〜１．２倍であることを意味するものとする。ここに、「平均粒径」とは、やはり図１〜図１２を用いて前述した実施形態の場合と同様に測定された値を意味するものとする。

また、ホッパー８は、進退用アクチュエータ（サーボモータ又はエアシリンダ等）１８により、目標物４の進行方向に沿って進退可能であり、且つ、目標物４の進行速度と同じ速度で進行するように構成されている。したがって、図２〜図６を用いて前述したのと同じ要領で、目標物４の表面５に複数の粒状物２を定量して配置することができる。

なお、本装置１００によって、図８〜図１２を用いて前述したのと同じ要領で目標物４の表面５に複数の粒状物２を定量して配置することも可能である。このような要領で動作させる場合には、本装置１００には、前述した進退用アクチュエータ１８を設ける必要はない。

また、本装置１００は、搬送機１５によって搬送される物体の高さの異常を検出する高さセンサ１９を備え、ホッパー８は、高さセンサ１９の検出結果に応じて上下動可能に構成されている。したがって、本装置１００によれば、図１６に示すように、所定の高さを超える位置に、配置異常の状態にある物体（本例ではコーン）Ｘなどが搬送されてくると、高さセンサ１９で検出し、その検出に応じて、ホッパー８、その底板１０に摺動可能に設けられた定量板１２、及び定量板１２に摺動可能に設けられた開閉板１４等を図１７に示すように上方へ移動させ、前記物体Ｘとの接触を回避することで、汚染の発生を防止することができる。なお、図１３に示した符号２０は、ホッパー８の上下動を可能にする上下動用アクチュエータ（サーボモータ又はエアシリンダ等）を示している。

さらに、本装置１００は、ホッパー８の少なくとも上面を覆うとともに床面に対して固定された外カバー２１を備え、外カバー２１は、複数の粒状物２をホッパー８内に投入するための投入口２２を有している。この外カバー２１は、ホッパー８が目標物４の進行方向に沿って進退移動する範囲、及び／又は、ホッパー８が上下移動する範囲、すなわちホッパー８の稼動範囲をすべて収容するだけの内容量を有している。したがって、本装置１００によれば、ホッパー８が目標物４の進行方向に沿って進退可能、及び／又は、ホッパー８が上下動可能に構成されている場合でも、ホッパー８内の複数の粒状物２を補充するための投入作業を安全に行うことが可能となる。

なお、図１３に示した符号２３は、ホッパー８内に貯留されている複数の粒状物２の高さを検出するためのレベルセンサ（例えば、超音波センサ）を示している。本例では、レベルセンサ２３により、複数の粒状物２の不足が検出された場合には、警報機２４によって作業者に報知し、補充作業を促すようになっている。

また、図１３に示した符号２５は制御盤を示し、符号２６は目標物４の動きにアクチュエータ１６，１７，１８を同期させるための同期センサを示している。また、ホッパー８は、外カバー２１の投入口２２の下方に受け口２７を有するとともに、ホッパー８の少なくとも上面を覆う内カバー２８を有している。内カバー２８は、ホッパー８と連動して上下方向に移動可能である一方、目標物４の進行方向に沿う方向には移動しないようになっている。また、ホッパー８は、目標物４の進行方向に沿う進退位置の如何に関わらず、受け口２７がホッパー８の内部空間に連通するように構成されている。なお、符号２９は、ホッパー８内の複数の粒状物２の吸湿を防止するために乾燥エアーを注入するためのバルブを示している。また、符号３０は、アイスクリーム・チョコレート同時充填部を示している。

また、本実施形態では、ホッパー８の外観監視カメラ３１を設け、該カメラ３１の検出結果に応じて外観不良の製品を搬送ライン上から取り除くようになっている。さらに、本実施形態では、外観監視カメラ３１の下流に硬化室（冷凍庫）３２が設けられている。

このように、本実施形態に係る粒状物の定量配置装置１００は、複数の粒状物２を貯留するホッパー８の底板１０に第１の貫通孔９を設け、底板１０の下方に、第２の貫通孔１１を有する定量板１２を設けるとともに、該定量板１２を、第１の貫通孔９から第２の貫通孔１１に複数の粒状物２が導入される第１の位置と、第２の貫通孔１１の上部開口が底板１０によって閉塞される第２の位置との間で底板１０に対して摺動可能に構成し、定量板１２の下方に、定量板１２が第２の位置にあるときに定量板１２に対して摺動し、第２の貫通孔１１の下部開口を開放する開閉板１４を設け、第２の貫通孔１１の深さＤを、複数の粒状物２の１層分のみを収容できる深さとしたという構成になっている。

したがって、定量板１２を第１の位置に摺動させて、ホッパー８の底板１０に設けられた第１の貫通孔９から定量板１２に設けられた第２の貫通孔１１に複数の粒状物２を導入し、定量板１２を第２の位置に摺動させて、第２の貫通孔１１の上部開口を底板１０によって閉塞することで粒状物２を定量し、さらにこの状態で、開閉板１４を摺動させて第２の貫通孔１１の下部開口を開放することで、前記定量した複数の粒状物２を目標物４の付着性を有する表面５に落下させることができる。そしてこのとき、第２の貫通孔１１の深さＤが複数の粒状物２の一層分のみを収容できる深さとなっていることから、複数の粒状物２の一部が目標物４の表面５に付着せずに落下することを抑制することができる。

したがって、本実施形態に係る粒状物の定量配置装置１００によれば、目標物４の付着性を有する表面５に、複数の粒状物２を定量して配置するに際し、粒状物２の付着量のばらつき及び歩留まりを改善することができる。

また、本装置１００を、前述したように複数の目標物４を所定の進行方向に搬送する搬送機１５を備える構成とした場合には、複数の目標物４の搬送を自動化することが可能となる。

さらに、本装置１００を、前述したように、ホッパー８が目標物４の進行方向に沿って進退可能であり、且つ、目標物４の進行速度と同じ速度で進行するという構成とした場合には、目標物４を所定の進行方向に搬送するとともに、定量空間１を、該目標物４と同じ進行方向及び進行速度で移動させつつ、定量空間１の底部３を開放し、複数の粒状物２を目標物４の表面に落下させることができる。したがって、搬送中の目標物４の表面５に複数の粒状物２を精度良く付着させることが可能となり、粒状物２の付着量のばらつき及び歩留まりをより効果的に改善し、搬送ラインの高速化を可能にすることができる。また、ホッパー８の進退運動に伴い、ホッパー８内に貯留された複数の粒状物２の偏りが均されるため、そのような偏りを均すための撹拌装置を設ける必要をなくすことができる。

さらに、本装置１００を、前述したように、搬送機１５によって搬送される物体の高さの異常を検出する高さセンサ１９を備え、ホッパー８が高さセンサ１９の検出結果に応じて上下動可能であるという構成とした場合には、所定の高さを超える位置に、配置異常の状態にある物体Ｘなどが搬送されてきたときに、ホッパー８等を上方へ移動させて物体Ｘとの接触を避けることで、ホッパー８等に汚染が発生することを防止することができる。また、このようにホッパー８等を上方へ退避可能としたことで、異常のないときには、開閉板１４の下面と目標物４の表面５との間の距離Ｌを小さく保つ（例えば２０ｍｍに保つ）ことが可能となる。したがって、複数の粒状物２の一部が目標物４の表面５に付着せずに落下することをより一層抑制することが可能となる。

さらに、本装置１００を、前述したように、ホッパー８の少なくとも上面を覆うとともに床面に対して固定された外カバー２１を備え、外カバー２１は、複数の粒状物２をホッパー８内に投入するための投入口２２を有しているという構成とした場合には、ホッパー８が目標物４の進行方向に沿って進退可能、及び／又は、ホッパー８が上下動可能に構成されている場合でも、ホッパー８内の複数の粒状物２を補充するための投入作業を安全に行うことが可能となる。

前述したところは本発明の一実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えてもよいことは言うまでもない。

本発明に係る粒状物の定量配置装置の実施例として、図１８〜図２１に示す装置１０１を試作した。本実施例においても、図１３〜図１７を用いて説明した実施形態の場合と同様に、符号８でホッパーを示し、以下同様に、９で第１の貫通孔を、１０で底板を、１１で第２の貫通孔を、１２で定量板を、１３で第３の貫通孔を、１４で開閉板を、１５で搬送機を、１６で定量板用アクチュエータを、１７で開閉板用アクチュエータを、２１で外カバーを、２３でレベルセンサを、２８で内カバーをそれぞれ示す。なお、符号３３は、ホッパー８内に貯留された複数の粒状物２の偏りを均すための撹拌装置である。

本実施例に係る装置１０１において、定量空間１の深さＤ（図１４参照）は、５ｍｍとした。また、複数の粒状物２の平均粒径は、４．３６６ｍｍとした。したがって、定量空間１の深さＤは、複数の粒状物２の平均粒径の１．１４５倍であった。また、目標物１個当たりに振りかける粒状物２の量は、略１ｇとした。また、目標物４の表面５と開閉板１４の底面との間の距離Ｌ（図１４参照）は、２０ｍｍとした。

また、目標物４としてのコーン型アイスクリームの外周の直径は４８ｍｍとし、定量板１２の第２の貫通孔１１の直径を２３ｍｍとした。また、開閉板１４の厚さは５ｍｍとした。

そして、図２〜図６に示した要領で、目標物４を所定の進行方向に搬送するとともに、定量空間１及びホッパー８を、該目標物４と同じ進行方向及び進行速度で移動させつつ、定量空間１の底部３を開放し、複数の粒状物２を目標物４の表面５に落下させた。

具体的には、まず焙煎したアーモンドを粗粉砕してアーモンド粒を得た。ダルトン社製の振動ふるい分け装置に直径１０００ｍｍ目開き４．３８０ｍｍ（ダルトン社特注規格で５メッシュ）の粗目ふるいと、直径１０００ｍｍ目開き２．８２９ｍｍ（ダルトン社特注規格で７メッシュ）の細目ふるいとをセットし、ふるい分けを行い、粗目ふるいの「ふるい下」かつ細目ふるいの「ふるい上」を取得した。

取得したアーモンド粒をチョコレートでコーティングし、さらにこのチョコレートを被覆したアーモンド粒について、ダルトン社製の振動ふるい分け装置に直径７００ｍｍ目開き６．０５７ｍｍ（ダルトン社特注規格で３．５メッシュ）の粗目ふるいと、直径７００ｍｍ目開き２．６７５ｍｍ（ダルトン社特注規格で８メッシュ）の細目ふるいとをセットし、ふるい分けを行い、粗目ふるいの「ふるい下」かつ細目ふるいの「ふるい上」を取得し、本実施例における「ナッツ粒」とした。

このナッツ粒の平均粒径は、（６．０５７＋２．６７５）／２で計算した結果、４．３６６ｍｍとなる。従って、粗目ふるいの目開きの基準寸法は平均粒径に対して１３８．７％であり、また、細目ふるいの目開きの基準寸法は平均粒径に対して６１．３％である。また、粗目ふるいの目開きの基準寸法は、定量空間１の深さＤの１．２１倍である。

以上のナッツ粒を容量２５リットルのホッパー８に２２ｋｇ貯留した。
コーン型アイスクリームは、逆円錐形かつ上部が開口したコーン（高さ１１５ｍｍ、最上部の直径４７ｍｍ）を使用し、このコーンの上部開口からアイスクリームを２５ｇ充填してコーンの上部開口から６ｍｍ盛り上がった状態のものを採用した。コーンを配置するべきアイスクリームの表面（付着面）の直径は４８ｍｍであり、配置予定範囲の直径は約２３ｍｍの円形とした。

以上のコーン型アイスクリームの表面に、図１８〜図２１に示す装置１０１を使用して以下のようにナッツ粒を配置した。
コーン型アイスクリーム４を搬送機１５により１４０ｍｍ／ｓの速度で移動させた。目標とするコーン型アイスクリーム４の連続して流れる３個が各々ホッパー８の直下の位置に来た段階（各コーン型アイスクリーム４がホッパー８に対して図２〜図６の位置に来た段階）で、ホッパー８も１４０ｍｍ／ｓの速度でコーン型アイスクリーム４と同一方向に移動させ、各コーン型アイスクリーム４がホッパー８に対して相対静止する状態とした。

図２の状態で、第１の位置にある定量板１２の定量空間１（第２の貫通孔１１）内にホッパー８よりナッツを導入した。次いで図３のように定量板１２を、ホッパー８に対する相対速度９３ｍｍ／ｓで摺動させて第２の位置に移動させた。これによって定量空間１（第２の貫通孔１１）内に１ｇのナッツ粒が定量されるとともに、定量空間１（第２の貫通孔１１）はコーン型アイスクリーム４の上部に位置することになった。

次に、図４〜図６のように板体７（開閉板１４）を、ホッパー８に対する相対速度９０ｍｍ／ｓで摺動させて、定量空間１（第２の貫通孔１１）の底部３を徐々に開放した。従って、板体７（開閉板１４）による定量空間１（第２の貫通孔１１）の底部３の開放速度（すなわち、板体７（開閉板１４）の定量板１２及びホッパー８に対する相対速度）は９０ｍｍ／ｓとした。

以上の工程を経て、連続して流れる３個のコーン型アイスクリーム４の付着面５にそれぞれ１ｇのナッツを直径２３ｍｍの円形状に配置することができた。
次いで板体７（開閉板１４）及び定量板１２を図２の位置に戻すとともに、ホッパー８全体をコーン型アイスクリーム４の進行方向とは逆方向に３５５ｍｍ／ｓの速度で移動し、ホッパー８が後から搬送されてくる３個のコーン型アイスクリーム４の直上の所定位置にきた段階で、ホッパー８の移動方向を反転させ、コーン型アイスクリーム４と同一方向に１４０ｍｍ／ｓの速度で移動させ、各コーン型アイスクリーム４がホッパー８に対して相対静止する状態とし、以後、前記工程を反復した。

その結果、本実施例に係る装置１０１によれば、１サイクル（或る目標物４への配置を完了してから次の目標物４への配置を完了するまで）２．１秒でこぼれ落ちない振りかけが可能であることが確認された。また、ホッパー８の進退運動により、撹拌装置３３による撹拌が不要であることも確認された。

１ 定量空間（第２の貫通孔）
２ 粒状物
３ 定量空間（第２の貫通孔）の底部
４ 目標物
５ 表面
６ 開口（第３の貫通孔）
７ 板体（開閉板）
８ ホッパー
９ 第１の貫通孔
１０ 底板
１１ 第２の貫通孔（定量空間）
１２ 定量板
１３ 第３の貫通孔
１４ 開閉板（板体）
１５ 搬送機
１６ 定量板用アクチュエータ
１７ 開閉板用アクチュエータ
１８ 進退用アクチュエータ
１９ 高さセンサ
２０ 上下動用アクチュエータ
２１ 外カバー
２２ 投入口
２３ レベルセンサ
２４ 警報機
２５ 制御盤
２６ 同期センサ
２７ 受け口
２８ 内カバー
２９ バルブ
３０ アイスクリーム・チョコレート同時充填部
３１ 外観監視カメラ
３２ 硬化室
３３ 撹拌装置
１００，１０１ 粒状物の定量配置装置
Ｄ 定量空間の深さ
Ｌ 目標物の表面と板体の底面との間の距離
Ｘ 物体

Claims (8)

1. 目標物に粒状物を定量して所定の状態に配置する粒状物の定量配置方法であって、
   前記粒状物を定量空間内に導入し、前記定量空間によって前記粒状物を定量し、前記定量空間の底部を開放し、前記定量した粒状物を前記目標物に落下させるものとし、
   前記定量空間の深さを、前記粒状物の１層分のみを収容できる深さとし、
   第１の貫通孔が穿設された底板を有するとともに粒状物を貯留するホッパーと、前記底板の下方に摺動可能に設けられ前記定量空間が穿設されているとともに、前記定量空間と前記第１の貫通孔とが重なり合う第１の位置と前記定量空間と前記第１の貫通孔とが重なり合わない第２の位置との間を移動する定量板と、前記定量板の下方に摺動可能に設けられ開口が穿設された板体とを使用し、
   前記粒状物を定量空間内に導入する工程が、前記定量板が前記第１の位置に移動することによって行われ、
   前記定量空間によって前記粒状物を定量する工程が、前記定量板が前記第２の位置に移動することによって行われ、
   前記定量空間の底部を開放する工程が、前記第２の位置にある前記定量空間と前記板体の開口とが重なり合う位置に前記板体を移動することによって行われることを特徴とする粒状物の定量配置方法。
2. 前記定量された粒状物を前記目標物に落下させる工程が、前記目標物を連続的に移動させるとともに前記ホッパーを前記目標物と同じ進行方向及び進行速度で移動させ、前記第２の位置にある前記定量空間の直下に前記目標物を相対静止させた状態で行われる請求項１に記載の粒状物の定量配置方法。
3. 目標物に粒状物を定量して所定の状態に配置する粒状物の定量配置方法であって、
   前記粒状物を定量空間内に導入し、前記定量空間によって前記粒状物を定量し、前記定量空間の底部を開放し、前記定量した粒状物を前記目標物に落下させるものとし、
   前記定量空間の深さを、前記粒状物の１層分のみを収容できる深さとし、
   第１の貫通孔が穿設された底板を有するとともに前後方向に静止しており前記粒状物を貯留するホッパーと、前記底板の下方に摺動可能に設けられ前記定量空間が穿設されているとともに、前記定量空間と前記第１の貫通孔とが重なり合う第１の位置と前記定量空間と前記第１の貫通孔とが重なり合わない第２の位置との間を移動する定量板と、前記定量板の下方に摺動可能に設けられており開口が穿設されるとともに前後方向に往復移動する板体とを使用し、
   前記粒状物を定量空間内に導入する工程が、前記定量板が第１の位置に移動することによって行われ、
   前記定量空間によって前記粒状物を定量する工程が、前記定量板が第２の位置に移動することによって行われ、
   前記定量空間の底部を開放する工程が、前記第２の位置にある前記定量空間と前記板体の開口とが重なり合う位置まで前記板体を前方向にかつ前記目標物の移動よりも遅い速度で移動させることによって行われ、
   前記定量された粒状物を前記目標物に落下させる工程は、前記前方向に移動する板体の開口の前端が前記定量空間の後端の位置に到達した際に粒状物の配置予定範囲の前端が前記開口の前端に到達し、かつ前記前方向に移動する板体の開口の前端が前記定量空間の前端の位置に到達した際に粒状物の配置予定範囲の後端が前記開口の前端の位置に到達するタイミングで前記目標物と前記板体との相対速度が設定されて行われることを特徴とする粒状物の定量配置方法。
4. 目標物に、粒状物を定量して配置する、粒状物の定量配置装置であって、
   前記粒状物を貯留するホッパーの底板に第１の貫通孔を設け、
   前記底板の下方に、第２の貫通孔を有する定量板を設けるとともに、該定量板を、前記第１の貫通孔から前記第２の貫通孔に前記粒状物が導入される第１の位置と、前記第２の貫通孔の上部開口が前記底板によって閉塞される第２の位置との間で前記底板に対して摺動可能に構成し、
   前記定量板の下方に、前記定量板が前記第２の位置にあるときに前記定量板に対して摺動し、前記第２の貫通孔の下部開口を開放する開閉板を設け、
   前記第２の貫通孔の深さを、前記複数の粒状物の１層分のみを収容できる深さとしたことを特徴とする粒状物の定量配置装置。
5. 複数の前記目標物を所定の進行方向に搬送する搬送機を備える、請求項４に記載の粒状物の定量配置装置。
6. 前記ホッパーは、前記目標物の進行方向に沿って進退可能であり、且つ、前記目標物の進行速度と同じ速度で進行するように構成されている、請求項５に記載の粒状物の定量配置装置。
7. 前記搬送機によって搬送される物体の高さの異常を検出する高さセンサを備え、
   前記ホッパーは、前記高さセンサの検出結果に応じて上下動可能に構成されている、請求項５又は６に記載の粒状物の定量配置装置。
8. 前記ホッパーの少なくとも上面を覆うとともに床面に対して固定された外カバーを備え、
   前記外カバーは、前記粒状物を前記ホッパー内に投入するための投入口を有する、請求項６又は７に記載の粒状物の定量配置装置。

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