JPH082501A - 固形物定量充填方法及び固形物定量充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 缶や瓶等の空き容器に、ブルーベリー，みか
ん，ナタデココ等若干大きめで、不定形あるいはサイコ
ロ形の固形物（物）を、少量ずつ一定量計量し自動充填
するものであり、特に少量の型崩れし易い固形物を一定
量型崩れを防ぎつつ効率的に充填できるようにした。 【構成】 充填容器搬送用のコンベア１を設け、前記コ
ンベアの充填用空き容器への固形物充填部Ｃの側方に、
固形物収納用のタンク６を配設するとともに、タンクか
ら充填用空き容器へ固形物を計量し投入するための計量
匙９を所望数取り付ける回動軸７を設け、計量匙は回動
軸を回転させるとタンク内からそれぞれの充填用空き容
器上面に位置するような軌跡を描くようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、缶や瓶等の空き容器
に、ブルーベリー，みかん，ナタデココ，糸こんにゃく
等の、形状が定形又は不定形の固形物、サイコロ形、紐
状体等の固形物を、少量ずつ一定量計量し自動充填する
ための固形物定量充填方法及び固形物定量充填装置に関
するものであり、特に粒入りの缶飲料、具入り缶スープ
等の固形物と液状物が共存している食品を大量に製造す
る際に、少量の型崩れし易い固形物を一定量、型崩れを
防ぎつつ効率的に充填できるようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、固形物の一定量を缶や瓶等に充填
する作業は、主に手作業で行われていたが、手作業に代
わるものとしては、例えば下記のような装置が開発され
ている。 （１）みかんの缶詰製造時に、ベルトコンベア上に計量
桝を一定間隔で並べ、この計量桝に所定量のみかんを投
入し、ベルトコンベアの一端に空き缶を並べるようにし
て、計量桝がベルトコンベアの端部にくると計量桝が下
を向き、内部のみかんが空き缶に落下するようにしたも
の。 （２）鮪のフレークの缶詰製造時に、一定の厚さを有す
る回転板に同心円状に透孔を形成し、この回転板の下方
に一つの透孔のみが開放されるように固定ガイドを配設
し、開放された透孔の下に空き缶が位置するようにする
とともに、下面を固定ガイドで塞がれている透孔に、所
定量の鮪のフレークを投入し、回転板が回転し開放位置
に来た時に回転板の下方に位置させてある空き缶に鮪の
フレークが落下するようにしたもの。

【０００３】しかし上記の装置は、いずれも一動作で一
個の缶にしか充填できないので、充填速度を速めるには
限界がある。もちろん充填速度を高めるためには、この
ような装置を多数設ければよいことになるが、そのため
には多大な面積を必要とすると共に、複数の同じ設備を
重複して設置しなければならないため、最近の大工場等
で益々スピードアップされる充填ラインの効率化には対
応することが困難である。また、少量のものを一定量正
確に計って充填するのはには適しておらず、型崩れし易
い柔らかなものを型崩れを防ぎつつ充填するにも適して
いなかった。

【０００４】そこで発明者等は、先に多数の計量桝への
計量と多数の缶等への充填を、同時に、かつ一動作で可
能として充填速度を速めると共に、全体の設備としては
コンパクトに形成して設備面積及び設備費用を小さくす
るために、図５に示すように、一定形状の透孔（イ）を
所望数個穿設してある計量桝列が二列並設してあるスラ
イド板（ロ）を、列の中心間距離以上シリンダー（ハ）
により水平移動可能に配設し、スライド板の二列の計量
桝列の中間位置の上方には内部に撹拌翼（ニ）下部に投
入口（ホ）を有するホッパー（ヘ）を、下方には固定ガ
イド（ト）をそれぞれ配設するとともに、スライド板が
水平移動して一方の計量桝列がホッパーの投入口に位置
したときに、他方の計量桝列はその下面（チ）が固定ガ
イドから開放されるようにした定量容積充填装置を開発
し特許出願した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記装置は、それなり
の効果が認められたが、桝で計量するために不定形のも
のを少量正しく計量するのは困難であるとともに、型崩
れし易いものは桝の中で押し潰されたりして原形を保つ
ことができなかったりする問題があった。また、装置が
複雑化するという欠点もあった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、少量の固形物
を正しく計量するとともに、充填時の型崩れを防ぐため
には、固形物を液体中に浮遊状態にしておき、そこから
匙等により掬い上げるようにすると、匙一杯分の分量が
常に計量できるとともに、浮遊状態のものを掬い上げる
ので固形物の破損も防げることになる。

【０００７】そこでこの発明に係る固形物定量充填方法
はタンクの液体中に固形物を浮遊状態とし、このタンク
内から固形物を計量匙により一定量掬い上げ、これを所
定の充填用空き容器に投入するようにしたものである。

【０００８】また、この発明に係る固形物定量充填装置
は充填容器搬送用のコンベアを設け、前記コンベアの充
填用空き容器への固形物充填部の側方に、固形物収納用
のタンクを配設するとともに、タンクから充填用空き容
器へ固形物を計量し投入するための計量匙を所望数取り
付ける回動軸を設け、計量匙は回動軸を回転させるとタ
ンク内からそれぞれの充填用空き容器上面に位置するよ
うな軌跡を描くようにしたものである。

【０００９】この発明において、固形物とは、形状が定
形又は不定形の固形物をいい、具体的には、ブルーベリ
ー，みかん，ナタデココ，糸こんにゃく等の若干大きめ
で、不定形、サイコロ形、紐状体等の固形物をいう。

【００１０】

【作用】充填用空き容器を充填部に位置させるととも
に、回動軸を回転させ計量匙がタンク内に位置するよう
にする。この状態において、計量匙をタンク内で複数回
往復動させ液体中の固形物を撹拌した後、回動軸を回転
させて計量匙が充填用空き容器上面に位置するように回
転させる。すると、固形物が液体中にほぼ均一に分散す
るので、計量匙はタンク内の液体中に浮遊している固形
物を一定量掬い上げることになり、計量匙中の固形物を
それぞれの充填用容器に一定量投入（充填）することが
可能となる。

【００１１】計量匙を適当な大きさとすることにより掬
い上げる固形物の量を任意に設定でき、また固形物の性
状や大きさ等により計量匙を穴開きスプーンや網で形成
した御玉杓子や、あるいはフォーク形状のものとするこ
とにより、計量匙中の固形物の密集度や同時に掬い上げ
る水分の量を調節できる。

【００１２】また充填部を二組並設した場合は、一の充
填部の計量匙が缶の上部に位置するとき（充填時）、他
方の充填部のタンク内には計量匙が位置するようにし、
次の充填作業に備えるようにする。

【００１３】一方、投入位置直前の計数兼切換ガイドに
おいて、計量匙の数に等しい容器の数を計数し、計数兼
切換ガイド内に必要数が収納された段階で、次に投入
（充填）動作を行う充填部の方向にコンベア上を容器が
進行するように計数兼切換ガイドの向きを変換し、それ
ぞれの計量匙に対応する位置となるように容器を進行さ
せる。

【００１４】そして、充填作業の完了した側の容器は、
次の空き容器がセットできるようにそのまま前方に進行
させ、充填部から退出させるようにする。このようにし
て、空き容器の充填部へのセットから、計量充填作業及
び充填容器移送作業が一つの連続した動作として行われ
ることになる。

【００１５】

【実施例】次に、この発明にかかる固形物定量充填装置
の一実施例を図面に基づいて説明する。１は充填用容器
搬送用のコンベアであり、導入部Ａ，計数兼切換部Ｂ，
充填部Ｃ及び退出合流部Ｄより構成されている。これら
はベルトコンベアやチェーンコンベア等の適当な搬送装
置により構成することができる。そして、導入部Ａ，計
数兼切換部Ｂ，充填部Ｃ及び退出合流部Ｄは、全てを一
本の連続したコンベアにより構成しても良いが、場合に
よっては、任意の部分を独立して駆動制御できるように
しておいてもよい。なお、本実施例では導入部Ａ，計数
兼切換部Ｂ、充填部Ｃ及び退出合流部Ｄを全て一本のベ
ルトコンベア１で構成した例について以下説明する。

【００１６】ベルトコンベア１の導入部Ａの上には側面
ガイド２が搬送する容器一個分の間隔を設けて挟むよう
に設けてある。そして、側面ガイド２は搬送する容器の
大きさに合わせてその間隔が調整可能となっている。導
入部Ａは、充填用にベルトコンベア１上を搬送してきた
空容器を一列に整列させた状態で、計数兼切換部Ｂに移
動させる役割を有している。

【００１７】導入部Ａの側面ガイド２は、計数兼切換部
Ｂの計数兼切換ガイド３に続いており、側面ガイド２の
間を移動してきた容器は、そのまま計数兼切換ガイド３
の側面ガイド２の間のベルトコンベア１上を移動する。
計数兼切換ガイド３は導入部Ａの側面ガイド２と連続す
る側を支点としてシリンダー４によりベルトコンベア１
上を左右に首振り可能となるように配設してある。ま
た、計数兼切換部Ｂの計数兼切換ガイド３には、入口側
と出口側にそれぞれ個数カウント用の光電センサー（図
示せず）と、移動規制用のストッパー（図示せず）が配
設してある。そして出口側は、それぞれ後述する充填部
Ｃに二本並設するように仕切った充填コンベア部５，
５’に続くようになっている。なお、計数兼切換ガイド
３の側面ガイド２も搬送する容器の大きさに合わせて、
対向する側面ガイド２の間隔が調整可能となっている。

【００１８】充填部Ｃのそれぞれの充填コンベア部５，
５’の側方にはタンク６，６’がそれぞれ配設してあ
る。タンク６，６’は例えば断面扇形にしておくがこの
形状に限定されるものではない。７，７’は充填コンベ
ア部５，５’に並行にタンク６，６’の上方に配設した
回動軸であり、それぞれの回動軸７，７’にはモータ８
が連結してあり、一定の角度で回転するようになってい
る。モータ８は、例えばステッピングモータやサーボモ
ータ等を使用できるが、いずれにしても回転角度，回転
数，回転速度，停止位置等を任意に調節できればよい。

【００１９】９は回動軸７，７’に一定間隔で取り付け
た計量匙である。計量匙９は回動軸７，７’に固着して
もよいが、充填する固形物の大きさや量や、あるいは充
填用容器の大きさ等に合わすため、回動軸７，７’に対
して交換可能としておくとともに、取付位置や取付間隔
も変更可能としておくのが望ましい。また、回動軸７，
７’に対して計量匙９を固着した場合には、回動軸７，
７’ごと交換できるようにしておけばよい。なお、計量
匙９は充填する固形物の量や形状や軟らかさ等により適
当な形状のものを選択することができ、例えば図示した
ようなスプーン形状の他、穴開きスプーン、網で形成し
た御玉杓子、フォーク形状等でもよい。また、計量匙９
は一個ずつ独立でなく、掬う部分だけを玉型に凹ませ
て、数個分の容器への充填を一つの計量匙９で行うよう
にしてもよい。

【００２０】１０は計量匙９が所定角度で停止するよう
に受け止めるためのストッパーであり、１１は計量匙９
から垂れ落ちる水滴を受け止めタンク６，６’に戻すた
めの液滴受である。なお、回動軸７，７’の停止位置を
調節することによりストッパー１０は設けなくても可能
である。また、充填する容器の高さに応じて、ストッパ
ー１０の高さを調節できるようにしておいてもよい。

【００２１】計量匙９が回転してきたときにタンク６，
６’から掬い上げた固形物が充填用空き容器の上面から
容器内に充填（投入）できる位置に、充填用空き容器セ
ット用の充填コンベア部５，５’が二本並設された形と
なるよう、ベルトコンベア１上方の中央部分に配設した
缶ガイド１２及びそれぞれの外側となる側面に配設した
側面ガイド２により、充填部Ｃのベルトコンベア１は仕
切ってある。この充填コンベア部５，５’にも入口側と
出口側にそれぞれ個数カウント用の光電センサー（図示
せず）が配設してあるとともに、出口側には移動規制用
のストッパー（図示せず）が設けてある。なお、側面ガ
イド２と缶ガイド１２の間隔は、容器の大きさに合わせ
て調整可能となっている。

【００２２】なお、充填部Ｃに充填コンベア部５，５’
は必ずしも二本並設しなければならないものではなく、
一本だけでもよくそのような場合は切換部Ｂは不要であ
る。また、充填コンベア部５，５’の間にタンク６を配
設し、そのタンクにそれぞれの充填コンベア部５，５’
用の回動軸７，７’を配設し、それぞれの回転軸７と
７’に計量匙９を取り付けてもよい。また、モータ８は
それぞれの回転軸７，７’に直接取り付けてもよいが、
適当な歯車やチェーン等を介して駆動するようにしても
よい。そして、モータ８の回転動作やベルトコンベア１
やシリンダ−４の作動等を総合的に制御するようにして
もよい。

【００２３】ベルトコンベア１の充填コンベア部５，
５’の出口側は退出合流部Ｄのそれぞれの退出コンベア
部１３，１３’にそれぞれ続いている。そして、この退
出コンベア部１３，１３’は途中で合流して一本化され
て搬送コンベア部１４となっている。そして、合流付近
の缶ガイド１２及び側面ガイド２には、スムーズな合流
を可能とするために、多少振動するようにしてある。

【００２４】次に、上記したこの発明に係る固形物定量
充填装置を使用して、この発明に係る固形物定量充填方
法について説明する。まず、充填容量及び充填容器の大
きさに合わして所定の計量匙９を回動軸７，７’に取り
付ける。そして、充填容器となる空缶１５の高さに合わ
せて、ストッパー１０の高さを調整する。

【００２５】また、タンク６，６’内に充填材料となる
ブルーベリーの粒や、サイコロ形状に形成したナタデコ
コ等の固形物を入れるとともに、任意の液体を入れ固形
物が液中で浮遊状態となるようにする。なお、液体は単
なる水でもよいが、あるいは製造目的とするジュース等
を使用してもよい。

【００２６】一方、ベルトコンベア１を作動させ、側面
ガイド２や缶ガイド１２の位置を調整して、ラインに流
す空缶１５の大きさに合わせる。そして、ベルトコンベ
ア１の導入部Ａに充填用の空缶１５が一列に並んだ状態
となるようにし、空缶１５を計数兼切換部Ｂの計数兼切
換ガイド３に向けて移動する。なお、ベルトコンベア１
は充填作業中は常時作動状態とし、空缶１５の移動制御
は適当に設けてある移動規制用ストッパーにより行う。

【００２７】計数兼切換ガイド３の入口側の移動規制用
ストッパーを開け、計数兼切換ガイド３の入口を空缶１
５が通過したら、入口側の個数カウント用の光電センサ
ーにより通過個数を順次数える。この時、計数兼切換ガ
イド３の出口側の移動規制用のストッパーは閉じてお
く。回転軸７，７’に取り付けた計量匙９と等しい数の
空缶１５が計数兼切換ガイド３内に移動収納されたなら
ば、入口側の移動規制用ストッパーも閉じる。

【００２８】そして、シリンダー４を作動させ、充填中
でない方の充填コンベア部５または５’、すなわちライ
ンが空いている方の充填コンベア部５または５’と接続
させる。例えば、計数兼切換ガイド３が図１に示すよう
に充填コンベア部５に接続した位置にある場合（すなわ
ち充填コンベア部５において充填作業中の場合）、シリ
ンダー４を伸ばして図４に示す位置に計数兼切換ガイド
３を移動させ、計数兼切換ガイド３が充填コンベア部
５’と接続されるようにする。

【００２９】計数兼切換ガイド３が充填コンベア部５’
と接続されたなら、計数兼切換ガイド３の出口側の移動
規制用ストッパーを開放し、計数兼切換ガイド３内の空
缶１５全部を充填コンベア部５’に移動させて整列させ
る。一方この時、充填コンベア部５’の出口側の移動規
制用ストッパーは閉じておく。

【００３０】また、計数兼切換ガイド３から充填コンベ
ア部５’へ移動時に、個数カウント用の光電センサーに
より、所定数が計数兼切換ガイド３から充填コンベア部
５’に移動したことを確認する。移動したことを確認し
たならば、計数兼切換ガイド３の出口側の移動規制用ス
トッパーは閉じ、入口側の移動規制用ストッパーは開
け、次のグループの空缶１５が進入できるようにする。

【００３１】充填コンベア部５’の入口側に設けた個数
カウント用の光電センサーにより、所定数の空缶１５が
充填コンベア部５’上に入ったことが確認されたなら、
回動軸７’を回転させ計量匙９をタンク７’の液中に入
れ、計量匙９を液中で数回往復動させ撹拌した後、計量
匙９を空缶１５の上に回転させる。すると、計量匙９に
より掬い上げた固形物が空缶１５内に投入充填されるこ
とになる。計量匙９を穴開きスプーン形状のものとして
おくと、液中から固形物のみを掬い上げ、固形物のみを
空缶１５に充填することができる。なお、計量匙９を液
中に入れるのは適当な時期に入れておけばよいのであ
り、空缶１５への投入充填直後に液中に戻すようにして
おいてもよい。

【００３２】空缶１５への充填が完了したならば、充填
コンベア部５’の出口側の移動規制用ストッパーを開
け、充填コンベア部５’の出口側の個数カウント用の光
電センサーにより充填完了缶１６の個数を数えながら、
充填完了缶１６を退出コンベア部１３’に移動させる。
そして、退出コンベア部１３’に移動した充填完了缶１
６は他の退出コンベア部１３との合流部を経て、搬送コ
ンベア部１４により次の工程へ搬送されることになる。
そして、充填完了缶１６の充填コンベア部５’からの全
量移動が確認できたら、充填コンベア部５’の出口側の
移動規制用ストッパーを閉じて、次の空缶１５のセット
に備える。

【００３３】また、充填コンベア部５’において充填作
業が行われている時に、計数兼切換ガイド３には新たな
空缶１５が所定数収納セットされ、次の充填ラインとな
る充填コンベア部５側に接続され、充填コンベア部５上
の所定位置に空缶１５が整列させられ、次の充填作業を
待ち受けることになる。

【００３４】そして、充填コンベア部５に空缶１５がセ
ットされたのが確認されたならば、回動軸７を回転さ
せ、計量匙９をタンク６の液中に入れ、同様に充填コン
ベア部５上の空缶１５に充填を行う。なお、計量匙９は
適当な時期にタンク６，６’の液中に入れ、適当に撹拌
運動をさせておけばよい。また、場合によっては撹拌運
動はさせなくてもよい。

【００３５】空缶１５への充填が完了したならば、充填
コンベア部５の出口側の移動規制用ストッパーを開け、
充填完了缶１６を退出コンベア部１３に移動させる。そ
して、退出コンベア部１３に移動した充填完了缶１６は
他の退出コンベア部１３’との合流部を経て搬送コンベ
ア部１４に移動し、次の工程へ搬送されることになる。
この合流部付近では側面ガイドに振動を与え退出コンベ
ア部１３上の充填完了缶１６がスムーズに搬送コンベア
部１４へ移動するようにしている。

【００３６】そして、充填コンベア部５上で充填作業を
行っている間に、また同様に計数兼切換ガイド１１で計
数した次に充填作業を行う空缶１５を充填コンベア部
５’上にセットするようにする。

【００３７】このようにして、片方の充填コンベア部で
充填作業をしている間に、他方の充填コンベア部には計
数兼切換ガイド３より所定数の空缶１５を移動させて所
定位置にセットし、次の充填作業に備える。

【００３８】従って、充填コンベア部５と５’で交互に
充填作業が無駄な待ち時間なしに行われることになる。
そして、ベルトコンベア１は連続した一本のコンベアで
ありながら、適当に区切ることにより複数の充填コンベ
ア部を設けることができ、容器搬送ラインを簡略化でき
ることになる。

【００３９】なお、固形物の大きさや重量等にもよる
が、タンク内には常時固形物と液体が半分ずつ位となる
ように固形物を液体を補給する。この程度の分散（濃
度）状態にしておくと、固形物が液中で望ましい浮遊状
態となり、計量匙により常に一定量を掬い上げることが
できる。この補給を行う場合には、予め固形物と液体を
混合したものを補給してもよく、あるいは固形物のみを
補給してもよい。いずれにしても、液体中で固形物が浮
遊状態を維持できる程度に固形物と液体の量を調整す
る。また、計量匙により撹拌を行わず、固形物浮遊装置
として別途タンク内に撹拌棒を設置したり、あるいはエ
アーによる撹拌を行ったりしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明に係る少定量
容積機充填方法によれば、タンクの液体中に固形物を浮
遊状態とし、このタンク内から固形物を計量匙により一
定量掬い上げ、これを所定の充填用空き容器に投入する
ようにしたので、少量のものでも形態に左右されずに正
確に計量でき、しかも型崩れし易いような柔らかなもの
も原形を保ったまま投入することができる。

【００４１】また、この発明に係る固形物定量充填装置
によれば、次のような優れた特有の効果を得ることがで
きる。 （１）充填容器搬送用のコンベアを設け、前記コンベア
の充填用空き容器への固形物充填部の側方に、固形物収
納用のタンクを配設するとともに、タンクから充填用空
き容器へ固形物を計量し投入するための計量匙を所望数
取り付ける回動軸を設け、計量匙は回動軸を回転させる
とタンク内からそれぞれの充填用空き容器上面に位置す
るような軌跡を描くようにしたので、タンク内に固形物
を液体とともに入れておくと、固形物だけを計量匙の容
量に従って一定量だけ掬い上げ、それを充填用空き容器
に投入することができる。

【００４２】（２）充填部を並設するようにしておく
と、一方の容器に充填しているときに、他方の充填部で
充填作業の準備ができ、短時間でスムーズに多数の容器
に充填作業を行うことができるとともに、設備全体の構
成を簡素化できる。

【００４３】（３）計量匙がタンク内で計量直前複数回
往復動するように回動軸を作動させるようにしたり、タ
ンクに固形物浮遊装置を設けることにより、固形物をタ
ンク内で常に均一な浮遊状態とでき、計量精度を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る固形物定量充填装置の平面図で
ある。

【図２】この発明に係る固形物定量充填装置の正面図で
ある。

【図３】図２のＥ−Ｅ線拡大断面図である。

【図４】ベルトコンベア上の缶の搬送状態を示した平面
図である。

【図５】従来例を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ベルトコンベア ２ 側面ガイド ３ 計数兼切換ガイド ４ シリンダー ５ 充填コンベア部 ５’ 充填コンベア部 ６ タンク ６’ タンク ７ 回転軸 ７’ 回転軸 ８ モータ ９ 計量匙 １０ ストッパー １１ 液滴受 １２ 缶ガイド １３ 退出コンベア部 １３’ 退出コンベア部 １４ 搬送コンベア部 １５ 空缶 １６ 充填完了缶 Ａ 供給部 Ｂ 計数兼切換部 Ｃ 充填部 Ｄ 退出合流部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タンクの液体中に固形物を浮遊状態と
   し、このタンク内から固形物を計量匙により一定量掬い
   上げ、これを所定の充填用空き容器に投入するようにし
   たことを特徴とする固形物定量充填方法。
2. 【請求項２】 充填容器搬送用のコンベアを設け、前記
   コンベアの充填用空き容器への固形物充填部の側方に、
   固形物収納用のタンクを配設するとともに、タンクから
   充填用空き容器へ固形物を計量し投入するための計量匙
   を所望数取り付ける回動軸を設け、計量匙は回動軸を回
   転させるとタンク内からそれぞれの充填用空き容器上面
   に位置するような軌跡を描くようにしたことを特徴とす
   る固形物定量充填装置。
3. 【請求項３】 充填部を二組並設し、充填用空き容器を
   充填部の前方迄はコンベア上を一列で移動させ、投入位
   置の直前にはコンベア上を移動して来た充填用空き容器
   が所定数納まる計数兼切換ガイドを配設し、回動軸の回
   転動作と連動して、計数兼切換ガイドが所定の充填部側
   に切り替わるようにした請求項２記載の固形物定量充填
   装置。
4. 【請求項４】 計量匙がタンク内で計量直前複数回往復
   動するように回動軸を作動させるようにした請求項２又
   は請求項３記載の固形物定量充填装置。
5. 【請求項５】 タンクに固形物浮遊装置を設けた請求項
   ２又は請求項３記載の固形物定量充填装置。