JPH09313152A - 定量供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物性、形状が均一でなく付着性のある素材よ
り成る被搬送物、特に細切した食品、顆粒状の食品を、
破砕や過度の密着無く適度の空隙を保持して連続的に分
別、定量できる装置を提供する。 【解決手段】 スクリューとジャケット間の位置に、多
数の孔のある円筒形のケーシングを設け、これらの孔よ
りケーシング内を搬送中の被搬送物に加圧気体を通気
し、予め設定した作動条件により間欠的にスクリューを
回転せしめることにより、被搬送物を設定量単位に分
別、定量し得る様に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は定量供給装置に関す
る。更に詳細には、固形または半固形の細断された状態
あるいは顆粒状態にある各種の被搬送物、特に各種の食
品、食品中間製品を予め設定した一定量に迅速、正確、
且つ、連続操作により、搬送、分別、定量する装置に関
する。なお、ここで云う各種の食品、食品中間製品とし
ては、細断、調理した混合野菜、細断したマカロニなど
のパスタ類、ピザ・パイ用トッピング・チーズ、煮豆な
どが例示される。

【０００２】

【従来の技術】食品または食品中間製品を予め設定した
一定量に分別し、供給するために、従来、種々の技術が
開発されてきており、その一部の技術は、既に食品加工
工場等で実用化されている。

【０００３】例えばスクリュー・コンベアを間欠的に運
転することにより、ホッパから導入される食品または食
品中間製品を予め設定した一定量に分別し移送する方法
および装置が実用化されている。

【０００４】しかしながら、この方法では食品または食
品中間製品をスクリューにより強制的に圧送するため、
食品または食品中間製品の組織を圧縮、破壊し品質劣化
を招くばかりでなく、ケーシングの内面に固着するの
で、予め設定した一定量を移送し分別することは次第に
困難となる。

【０００５】均一で付着性の無い物性あるいは破砕して
も問題の無い物性を有する半流動体の食品または食品中
間製品を、予め設定した一定量に分別して移送する場
合、スクリュー・コンベア方式は実用的な方法ないし装
置であるが、付着性のある各種の食品または食品中間製
品を一定量に分別して移送する場合には上記の困難は、
一層、深刻な問題となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明にあっては、被
搬送物、特に細切りされた、あるいは顆粒状の付着性の
ある食品または食品中間製品を上記の不都合を回避し
て、迅速、且つ、連続操作により、予め設定した一定量
に正確に分別して搬送可能な装置を提供することを課題
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために、鋭意検討を行った結果、以下に示
す（１）〜（４）の知見を得た。

【０００８】（１） スクリュー・コンベア方式は実用
的な方法であるが、稼働中に発生するケーシングの内面
に発生する被搬送物、すなわち、細切りされた、あるい
は顆粒状の食品または食品中間製品の固着を完全に回避
することは極めて困難である。

【０００９】（２） 被搬送物の固着は被搬送物が直接
にケーシングの内面に接触することにより発生する。ケ
ーシングの内面に接触した被搬送物はスクリューからの
更なる強い圧力をうけ、内面との摩擦が生じ、その際の
被搬送物（食品または食品中間製品）の組織の圧縮およ
び破壊による破砕物および液汁の発生は、被搬送物のの
固着を、一層、強固ならしめる。

【００１０】（３） 組織の圧縮および破壊が発生した
被搬送物はケーシングの排出口の周辺にも固着する結
果、予め設定した一定量を分別し移送することは更に困
難となる。

【００１１】（４） 被搬送物とケーシングの内面との
接触を回避するには、スクリューとケーシングの内面の
間に、接触を積極的に回避するための手段を設けるとよ
い。

【００１２】本発明は上記の知見に基づいて完成された
ものである。すなわち、請求項１に記載の第１発明は、
筒状ケーシング（２）内で回転するスクリュー・コンベ
ア（１）によってケーシング（２）内の被搬送物を送り
出す定量供給装置において、前記ケーシング（２）の内
周面に対する被搬送物の付着を阻止するためにケーシン
グ（２）の外周面から内周面に加圧気体を送り込む気体
導入手段を備えたことを特徴とする定量供給装置であ
る。

【００１３】なお、本発明で言うケーシング（２）およ
びジャケット（３）は、図１ないし図４に示す通り、内
部中心に位置するスクリュー（１）の外側にケーシング
（２）が、更にその外側に、すなわち、最外側にジャケ
ット（３）が位置する関係にあるものとする。

【００１４】また、請求項２に記載の第２発明は、前記
気体導入手段はケーシング（２）の外周面上に加圧チャ
ンバーを形成するジャケット（３）と、該加圧チャンバ
ー内に加圧気体を送り込む気体導入口（１２）と、ケー
シング（２）の胴壁に設けられた複数の貫通孔（７）と
を含むことを特徴とする第１発明記載の定量供給装置で
ある。

【００１５】また、請求項３に記載の第３発明は、ジャ
ケット（３）がケーシング（２）内からの被搬送物の排
出口（８）を一体に形成し、該排出口（８）の近傍にお
けるジャケット（３）内面の被搬送物に付着を防止する
ための気体噴出口（５）が更に設けられていることを特
徴とする第２発明記載の定量供給装置である。

【００１６】また、請求項４に記載の第４発明は、ジャ
ケット（３）がケーシング（２）内からの被搬送物の排
出口（８）を一体に形成し、該排出口（８）に開閉可能
なシャッター（６）が設けられていることを特徴とする
第２発明記載の定量供給装置である。

【００１７】また、請求項５に記載の第５発明は、スク
リュー・コンベア（１）を逆転可能ならしめたことを特
徴とする第１発明記載の定量供給装置である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本願の第１発明ないし第４発明に
係る実施の形態を各発明ごとに、図面に従い以下に説明
する。すなわち、図１は第１発明の要部についての実施
の形態を示す模式図、図２は第２発明に要部についての
実施の形態を示す模式図、図３は第３発明の要部につい
ての実施の形態を示す模式図、また、図４は第４発明の
要部についての実施の形態を示す模式図である。 な
お、各図中、被搬送物は、図示の単純化のために均一な
小円で抽象的に表示してある。

【００１９】図１において、スクリュー（１）は左右い
ずれの方向（正回転または逆回転）にも回転可能であ
る。スクリュー（１）およびジャケット（３）の内面の
間の位置には、複数個の孔（７）を有する円筒状のケー
シング（２）が設置されている。ジャケット（３）はス
クリュー（１）およびケーシング（２）を収納、被覆し
ている。ホッパ（４）はジャケット（３）の外側に設け
られており、その下部開口部はジャケット（３）を貫通
しケーシング（２）の内部まで直通して開口している。

【００２０】スクリュー（１）の先端の周辺に位置する
ケーシング（２）の末端の真下には、被搬送物をジャケ
ット（３）の外部に排出する被搬送物の排出口（８）が
設けられている。スクリュー（１）の軸はその基部でス
クリュー（１）およびケーシング（２）を支持する鏡板
（９）およびジャケット（３）を貫通し、スクリュー
（１）を間欠的に回転、駆動するモ−タ（１１）に連結
している。鏡板（９）には、ケーシング（２）と接する
その外周面の位置よりも外辺の位置に通気部分を有す
る。ケーシング（２）の末端の近辺にはシール（１０）
を設け、ケーシング（２）の外周面およびジャケット
（３）の内面により形成される加圧チャンバーから加圧
気体が過剰に逸出することを防止し、あわせてケーシン
グ（２）を支持する。加圧気体はジャケット（３）を貫
通する気体供給口（１２）より供給される。

【００２１】なお、気体供給口（１２）は複数個あって
もよく、例えば鏡板（９）を挟みケーシング（２）と反
対の位置にあるジャケット（３）の側面位に加えて、ジ
ャケット（３）の胴部に設けてもよい。図中、多数の小
円は分別、移送、定量すべき被搬送物（１３）および分
別、移送、定量された被搬送物（１４）を示す。また、
図中、矢印は気体の流れをしめす。

【００２２】図２では、図１に重ねて、ケーシング
（２）の外周面上に加圧チャンバーを形成するジャケッ
ト（３）と、該加圧チャンバー内に加圧気体を送り込む
気体導入口（１２）と、ケーシング（２）の胴壁に設け
られた複数の貫通孔（７）から気体導入手段が形成さ
れ、また、被搬送物をジャケット（３）の外部に排出す
る被搬送物の排出口（８）部分がジャケット（３）本体
と一体に形成されていることを示す。

【００２３】図３では、被搬送物をジャケット（３）の
外部に排出する被搬送物の排出口（８）部分近辺の外側
にエア・ブロウなどの更なる気体噴出口（５）を、ま
た、ジャケット（３）を貫通してリリーフ弁（１５）を
設けてあることを示す。リリーフ弁（１５）を設置は装
置内に不測の圧力上昇が発生した時のことを考慮しての
ことである。

【００２４】図４では、被搬送物をジャケット（３）の
外部に排出する被搬送物の排出口（８）部分近辺の外側
にシャッター（６）を、また、ジャケット（３）を貫通
してリリーフ弁（１５）を設けてあることを示す。な
お、同一の装置にエア・ブロウなどの更なる気体噴出口
（５）およびシャッター（６）を設置することができる
が、気体噴出口（５）およびシャッター（６）が同時に
作動することはない。

【００２５】モータ（１１）はスクリュー（１）を間欠
的に駆動する。正回転および逆回転のいずれも回転可能
であることが望ましい。あるいはギヤ、プーリーなどを
介し、あるいは電気的に、スクリュー（１）を正回転お
よび逆回転、いずれの方向にも駆動する。

【００２６】ホッパ（４）より供給される一定量に分別
すべき被搬送物（１３）はケーシング（２）の内にある
スクリュー（１）の回転により移送されスクリュー
（１）の末端位に到達し、そこで自重により落下しジャ
ケット（３）の外に堆積する。スクリュー（１）は駆動
モータ（１１）により間欠的に回転するが、回転速度お
よび間欠的駆動の駆動量を調整することにより、ジャケ
ット（３）外に、予め設定した一定量の被搬送物（１
４）を分別して取得できる。

【００２７】回転するスクリュー（１）とジャケット
（３）の内面との間の位置には、可及的多数の複数個の
穴を有する円筒状ケーシング（２）が設置してあり、ケ
ーシング（２）の外周面上とジャケット（３）の内面下
の空間に加圧チャンバーが形成され、該加圧チャンバー
には気体供給口（１２）を通じてジャケット（３）の外
側より気体が定常的に供給される。供給される気体は、
通常、加圧空気であり、加圧チャンバーを経由し、円筒
状ケーシング（２）の胴壁に設けられた複数の、可及的
多数の貫通孔（７）を通過して、ケーシング（２）の内
周面とケーシング（２）内で移動中の被搬送物（１３）
との間に供給され、ケーシング（２）の末端位よりジャ
ケット（３）の排出口（８）を経て外部に逸出する。

【００２８】スクリュー（１）の回転により移送中の被
搬送物（１３）はケーシング（２）の存在およびケーシ
ング（２）の多数の穴から噴出する気体により形成され
る一種の浮遊流動状態を維持して移動するため、直接に
ケーシング（２）の内面とも強制的に接触することは無
い。したがって被搬送物（１３）がケーシング（２）の
内面へ固着することはなく、予め設定された駆動モータ
（１１）の間欠的作動により、常に予め設定された一定
量の被搬送物（１４）を正確に分別して取得できる。ま
た、被搬送物（１３）とケーシング（２）の内面との強
制的な接触が無いため、移送中に被搬送物（１４）に組
織の破壊、圧縮は発生しない。

【００２９】なお、ジャケット（３）の外部に押し出さ
れた一定量に分別された被搬送物（１４）は、その都
度、個別の容器、袋などに受ける、ベルト面に仕切りの
あるベルト・コンベア（図示せず）上に受ける、あるい
はターン・テーブル（図示せず）上に受けるなど、任意
の方法で区分、収納する。

【００３０】エア・ブロウなどの更なる気体噴出口
（５）のからの気体の噴出は、スクリュー（１）の間欠
的な回転動作に応じて適宜のタイミングで一時的に行な
われ、これにより、ジャケット（３）の排出口（８）付
近に、ときおり、付着する被搬送物（１４）の一部分を
も完全に剥離して落下せしめ得るので、一定量に分別さ
れた被搬送物（１４）の分別の精度を向上せしめること
ができる。

【００３１】シャッター（６）は、スクリュー（１）の
間欠的な回転動作に応じて適宜のタイミングで一時的に
開閉動作され、排出時以外は排出口（８）を閉鎖する。
従って、ときおり、発生するスクリュー（１）の末端部
位付近に付着する設定値以上の余分の被搬送物（１３）
が不所望のタイミングで排出口（８）から落下すること
を防止し得るので、一定量に分別された被搬送物（１
４）の分別の精度を向上せしめることができる。なお、
シャッター（６）が排出口（８）を閉鎖している間のケ
ーシング（２）内の圧力が設定以上に上昇するとリリー
フ弁（１５）が作動し、これによりジャケット（３）内
の圧力が設定以上、すなわち、リリーフ弁（１５）の設
定圧以上になることはない。

【００３２】モータ（１１）の間欠的逆転によるスクリ
ュー（１）の間欠的逆転は、時偶、スクリュー（１）の
末端位置付近に付着する設定値以内に含まれる被搬送物
（１４）を完全に剥離して落下せしめ得るので、一定量
に分別された被搬送物（１４）の分別の精度を向上せし
めることができる。スクリュー（１）の回転を間欠的に
中断直後、スクリュー（１）を約９０ 、逆方向に回転
させることだけでも、一定量に分別された被搬送物（１
４）の分別、定量の精度を、ある程度、向上せしめるこ
ともできる。すなわち、シャッター（６）あるいはエア
・ブロウによる被搬送物（１４）の分別、定量の精度を
向上せしめる方法に比較して、一層、簡便な方法とし
て、スクリュー（１）を単に逆転するだけの簡便な操作
で定量の精度を向上せしめる方法である。

【００３３】例えば、モータ（１１）としてステッピン
グ・モータを使用し、またモータ・コントローラを使用
して、正回転数および逆回転数を、予め、設定しておく
ときは、容易に予め設定した条件でモータ（１１）を正
回転および逆回転を行い得る。なお、正回転から逆回転
へのサイクル移行は、本装置全体の制御の一環として処
理される。

【００３４】被搬送物の分別、定量の精度を決定し、被
搬送物の素材の組織破壊、圧縮を防止するために有効な
条件の設定箇所およびその条件の設定範囲は、（ａ）ス
クリュー（１）のスクリュー・ピッチ、例えば１５〜１
００mm、（ｂ）スクリュー（１）の外径、例えば３０〜
１５０mm、（ｃ）スクリュー（１）とジャケット（３）
との間のクリアランス、例えば５〜１０mm、（ｄ）ケー
シング（２）面を貫通する多数の孔の一個当たりの面積
および孔の数、例えば０．５〜５mm² 、通常３００個程
度、従って孔の総面積は１５０〜１５００mm² 程度、
（ｅ）気体の吐出流速、例えば３００〜１０００Ｌ／分
であるが、これらの条件の具体的数値は装置の搬送能
力、被搬送物の物性を考慮して決定される。

【００３５】なお、供給する気体は、通常、加圧した空
気であるが、必要により加圧した加湿空気、加圧した二
酸化炭素添加空気、加圧した窒素添加空気を使用するこ
ともある。

【００３６】また、スクリュー（１）の予め設定してあ
る一定の間隔により行う間欠的な正回転あるいは逆回
転、エア・ブロウなどの更なる気体噴出口（５）の作動
または停止、シャッター（６）の作動または停止および
その他の作動または停止は、予め設定された順序に従っ
て、例えばパソコンにプログラムされた順序あるいはシ
ーケンサ−ににより制御された順序に従って実行され
る。

【００３７】すなわち、基本的には、１）起動スイッチ
がオン（ｏｎ）する、２）スクリュー（１）が設定回数
だけ回転する、３）設定回転数に到達するとスクリュー
（１）は自動的に停止する、４）タイマ−により設定さ
れた一定時間の経過後、スクリュー（１）は、再度、起
動する。以上の１）〜４）の過程を繰り返すことにな
る。なお、モータ（１１）にはステッピング・モータを
使用しており、任意の回転数を、予め、設定可能であ
る。

【００３８】また、エア・ブロウを併用する場合では、
１）スクリュー（１）が予め設定した回転数だけ回転す
る、２）設定回転数に到達するとスクリュー（１）は自
動的に停止する、３）スクリュー（１）の回転停止と同
時にエア・ブロウ（５）から気体の吐出が行われる、
４）タイマ−により設定された一定時間の経過後、スク
リュー（１）は、再度、起動する、５）スクリュー
（１）の再起動と同時にエア・ブロウ（５）から気体の
吐出は自動的に停止する。以上の１）〜５）の過程を繰
り返すことになる。

【００３９】さらに、シャッターを併用する場合では、
１）スクリュー（１）が予め設定した回転数だけ回転す
る、２）設定回転数に到達するとスクリュー（１）は自
動的に停止する、３）スクリュー（１）の回転停止と同
時にシャッタ（６）は自動的に閉鎖する、４）タイマ−
により設定された一定時間の経過後、スクリュー（１）
は、再度、起動する、５）スクリュー（１）の再起動と
同時にシャッター（６）は自動的に解放する。以上の
１）〜５）の過程を繰り返すことになる。

【００４０】なお、エア・ブロウ（５）とシャッター
（６）とがを同時に作動することは無いが、同一の過程
内にあってエア・ブロウ（５）とシャッター（６）を交
互に、あるいは任意の順序に使用することにより、被搬
送物（１４）の分別、定量の精度を向上せしめることが
できる。

【００４１】また、スクリュー（１）の回転の制御に
は、駆動モータ（１１）としてインダクション・モータ
を使用し、モータ（１１）に連結するモータ・シャフト
にスプロケットを取り付け、この歯数を読み取ることに
より、モータ（１１）の回転数、すなわち、スクリュー
（１）の回転数を読み取り、その制御を行う方法が実際
的であり、便利である。

【００４２】本発明の定量供給装置が対象とする被搬送
物としては、細切された固形食品、顆粒状の固形食品、
半固体状の食品が好適である。具体的には、各種の煮物
お惣菜類、各種の佃煮類、煮豆、ちらし寿司の具、袋詰
用各種漬物、調理済または半調理済のパスタ類、フレー
クしたチーズ、シュレッドしたチーズなどを例示するこ
とができる。

【００４３】以下、実施例により本発明を具体的に説明
する。なお、以下の各実施例は本発明の技術範囲を限定
するものではない。

【００４４】

【実施例】

（実施例１）＝ピザ・パイのトッピング用「シュレッド
・チーズ」の定量供給、 分別試験＝定量、分別すべき「シュレッド・チーズ」の
調製：市販のエダム・タイプのチーズを低温下、チーズ
おろしで削りおろした。おろしたチーズ片の平均の大き
さは幅７mm、長さ２０mm、厚さ３mmであり、おろしたチ
ーズ片の品温は７℃であった。

【００４５】試験する定量供給装置の選定および調整：
市販の食品加工用スクリュー・コンベアの内部に、ステ
ンレス鋼板を加工して製作した多数の孔を有する円筒形
のケ−シングを設置して、エア・チャンバー部およびケ
ーシング部を構成した。更にスクリューの基部側に隣接
するジャケットの側面位置の外周部に２か所、穿孔して
筒状の気体供給口を設置した。また、ジャケットの出口
開口部を取巻く周辺位置にシャッターを設けた。加えて
ジャケット末端部にリリーフ弁を設けた。本装置および
対照の定量供給装置の特性を表１に示す。

【００４６】この様に改造、製作した本発明の定量供給
装置のエア・チャンバー部は気密性を有するが、ケーシ
ング部はホッパと連通しており、ジャケットの出口をシ
ャッターで閉鎖した場合でも、ケーシング部内の気体は
ホッパを経由して容易に外部に逸出可能であり、シャッ
ターは気密性を有していないので、ケーシング部内の圧
力またはエア・チャンバー部内の圧力が異常に上昇する
可能性は少ない。しかしながら、装置全体を密閉系にす
ることも可能であり、更に被搬送物によってはホッパに
強固な停滞、閉塞を発生する危惧をも考慮して、リリー
フ弁を設けてある。

【００４７】

【表１】

【００４８】対照の定量供給装置の選定：本発明の定量
供給装置に改造した装置と同型の市販の食品加工用スク
リュー・コンベアに、試験する定量供給装置に設置した
と同形であるが穿孔の無いケ−シングを設置し、対照の
定量供給装置として選定、使用した。

【００４９】定量供給試験：本発明の定量供給装置およ
び対照の定量供給装置で、「シュレッド・チーズ」を移
送、定量分別した際の結果（分別値の標準偏差値）なら
びに分別後の「シュレッド・チーズ」の破砕の発生状態
をまとめて表２に示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】定量供給試験結果の評価：表２に示す通
り、本発明の定量供給装置で「シュレッド・チーズ」を
移送、分別した際には、分別値の標準偏差値の幅は小さ
く、従って高い正確度で分別されたことを認めた。ま
た、分別後の「シュレッド・チーズ」の破砕は、実質
上、発生していないことも確認した。

【００５２】

【発明の効果】以上の通り、本発明では、物性の異なる
種々の素材を含み付着性のある被搬送物、例えば細切さ
れた固形食品、顆粒状の固形食品、半固体状の食品を搬
送、分別する場合にあって、被搬送物を破損することな
く、また、素材を過剰に密着せしめずに適度の空隙のあ
る状態を保持しつつ、被搬送物を予め設定した量に高速
度及び高精度を維持して、連続的に搬送、分別、定量で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明の要部についての実施の形態を示す模
式図である。

【図２】第２発明に要部についての実施の形態を示す模
式図である。

【図３】第３発明の要部についての実施の形態を示す模
式図である。

【図４】第４発明の要部についての実施の形態を示す模
式図である。

【符号の説明】

１：スクリュー ２：円筒状ケーシング ３：ジャケット ４：ホッパ ５：エア・ブロウなどの更なる気体の噴出口 ６：シャッター ７：ケーシングの胴壁に設けられた複数の貫通穴 ８：被搬送物の排出口 ９：鏡板 １０：シール １１：スクリュー（１）を間欠的に駆動するモータ １２：気体供給口 １３：一定量に分別すべき被搬送物 １４：一定量に分別された被搬送物 １５：リリーフ弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状ケーシング（２）内で回転するスク
   リュー・コンベア（１）によってケーシング（２）内の
   被搬送物を送り出す定量供給装置において、前記ケーシ
   ング（２）の内周面に対する被搬送物の付着を阻止する
   ためにケーシング（２）の外周面から内周面に加圧気体
   を送り込む気体導入手段を備えたことを特徴とする定量
   供給装置。
2. 【請求項２】 前記気体導入手段はケーシング（２）の
   外周面上に加圧チャンバーを形成するジャケット（３）
   と、該加圧チャンバー内に加圧気体を送り込む気体導入
   口（１２）と、ケーシング（２）の胴壁に設けられた複
   数の貫通孔（７）とを含むことを特徴とする請求項１記
   載の定量供給装置。
3. 【請求項３】 ジャケット（３）がケーシング（２）内
   からの被搬送物の排出口（８）を一体に形成し、該排出
   口（８）の近傍におけるジャケット（３）内面の被搬送
   物に付着を防止するための気体噴出口（５）が更に設け
   られていることを特徴とする請求項２記載の定量供給装
   置。
4. 【請求項４】 ジャケット（３）がケーシング（２）内
   からの被搬送物の排出口（８）を一体に形成し、該排出
   口（８）に開閉可能なシャッター（６）が設けられてい
   ることを特徴とする請求項２記載の定量供給装置。
5. 【請求項５】 スクリュー・コンベア（１）を逆転可能
   ならしめたことを特徴とする請求項１記載の定量供給装
   置。