JPS63283534A - 詰め物の直径を自動的に制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ケーシングに詰込み作業を行なうときに、中
身が詰込まれたケーシングの直径を自動的に制御する方
法および装置に関する。

成る種の加工食品（例えば、ハム、ソーセージ等）につ
いては、美的、経済的および品質管理の観点から、中身
が詰込まれたケーシングの直径が、その全長に亘って実
質的に均一になるようにケーシングに詰込むことが要求
される。例えば、小売りのために後でスライスしたり予
包装（プリパッケージ）する必要がある詰め物を製造す
る場合には、詰め物の直径を実質的に均一にすることが
特に要求される。詰め物をスライスする機械は通常、各
パッケージについて所定数のスライスが得られるように
セットされるが、小売り店ではパッケージが重さ基準の
計り売りで売られる。従って製造業者にとっては均一な
直径の詰め物であって、所定数のスライスであれば常に
同一の重量のパッケージが得られる詰め物を製造するこ
とが重要である。

自動詰込み機においてはシャー形（すなわちギャザのつ
いた）スティックの形状をなすケーシングが使用され、
単一のスティックから複数の詰め物すなわち「ログ」を
製造することができるようになっている。例えば２フイ
ート（約６１ｃｍ）の長さのジャー形ステツィ゛りには
、２００フイート（約６１ｍ）以上のケーシングが含ま
れている。

自動詰込み機にスティックを装填した後は、ケーシング
が供給されなくなるまで機械の運転が続けられる。従っ
て、機械の運転中に製造されるログの直径は実質的に一
定になることが重要である。

詰め物の直径は、ケーシングの伸延性、含水率、詰込み
作業中にケーシングに作用する引張り力および詰込み圧
力により決められる。再発行（Ｒｅ１ｓｓｕｅ　）特許
第３０，３９０号には、詰め物の直径が実質的に一定で
あるログを製造するシャー形ケーシングに連続詰込み作
業を行なう手段を備えた詰込み機が開示されている。こ
の機械においては、ケーシングに設けられたサイジング
ディスクが、中身の詰込みを行なう直前にケーシングを
円周方向に拡げるようになっている。ケーシングがこの
ように円周方向に拡げられると、ケーシングには引張り
力すなわち「ホールドバック」作用が生じ、このためケ
ーシングはケーシング製造業者が推奨する最大直径まで
詰込まれる。

ケーシングの製造公差のため、ケーシングの直径はケー
シングの長さ方向に沿って変化してもよいことになって
いる。ケーシングの直径のこの変化は、前述の再発行特
許第３０．３９０号に開示のサイジングディスクにより
成る程度まで補正して、詰め物の直径をほぼ一定にする
ことができる。すなわち、もしもケーシングの直径が小
さくなると、ケーシングの細くなった部分がサイジング
ディスクの固定した円周部のまわりを通過するときにケ
ーシングのホールドバック作用すなわち引張り力が増大
する。引張り力が増大するとケーシングがサイジングデ
ィスクを通過するディスク速度が小さくなり、従って詰
め物の直径が増大する。逆に、もしもケーシングの直径
が増大するときは、ケーシングが一層自由にディスクを
通過するため、詰め物の直径が小さくなる。この結果、
実質的に一定の直径をもつ詰め物を作ることができる。

米国特許第４，０７７．０９０号明細書には、詰込み作
業の開始時に引張り力を調節する手段を設けることによ
って再発行特許第３０，３９０号の装置を改良した装置
が開示されている。この米国特許第４．０７７．０９０
号の装置においては、サイジングディスクに隣接して圧
力リングが設けられており、該圧力リングによりケーシ
ングが先ずサイジングディスク上の弯曲通路に通され、
次いで内側に向けられて圧力リングに通されて、曲り（
ねった経路を通るように方向付けられる。ケーシングに
作用する引張り力は、圧力リングとサイジングディスク
との間の長手方向距離を調節して最適位置に固定するこ
とにより調節される。しかしながら、一旦調節位置を固
定した後は、詰込み作業を停止するまで調節位置を変え
ることは不可能である。また、この装置は、手動により
セットしなければならず、最初に幾つか詰込んだ小片す
なわちログの周囲を手で測ることによって行なうように
なっている。次いで作業者は、詰め物の正しい直径を得
るため、手動によりホールドバックの増′０Ｊｉ調節を
行なう。

作業者は、詰込み作業中に定期的にログの周囲長さく以
下、「周長」と呼ぶ）を測定し、所望の周長からの偏差
を補正するのに必要なあらゆる調節を行なうには機械を
停止させなくてはならない。

従って、連続詰込み作業を行なうように設計された機械
でも、詰め物の直径を補正するには機械を停止しなけれ
ばならず、これでは連続作業をさせようとする経済的な
利点が損われてしまう。また、機械を停止すると、機械
が停止している間にケーシングのギャザを伸ばされた部
分が水分を失ってしまうため、該部分の詰込み特性と高
水分をもつケーシングの他部分の詰込み特性とが異なっ
てしまう。

詰込みサイクル中にケーシングに作用する引張り力を自
動的に調節することによって、詰込み作業を停止する必
要性を少くした種々の装置が知られている。例えば米国
特許第３，５５３，７６８号および第４．５５８．４８
８号明細書には、中身を詰込んだケーシングの直径を監
視（モニタリング）し、かつ詰込み作業中にケーシング
に作用する引張り力を調節するのに空気圧手段を用いる
ことが開示されている。他の特許例えば米国特許第２．
９９９．２７０号、第３．１４８．４０８号および第３
．３９６．４２６号明細書には、空気圧手段と組合せて
電気的又は機械的手段を用いることによって、詰込まれ
たケーシングの重量および直径のような特性を制御する
技術が開示されている。

本発明の１つの目的は、ケーシングに中身を詰込むとき
に、詰込まれたケーシングの直径を制御する装置および
方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、中身が詰込まれたケーシングの直
径の変化に直接応答して、ケーシングに作用する引張り
力を変化させ、これにより詰め物の全長に亘って実質的
に均一な直径をもつ詰め物を製造することができるよう
にした電子−機械装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、シャー形ケーシングの詰込み中ケ
ーシングに作用する引張力を自動的に制御し調節して、
実質的に同じ均一な直径を有する複数の詰め物を作るこ
とができる電子機械装置を提供することである。

本発明の他の目的は、シャー形ケーシングに詰込まれた
詰め物の直径を監視しかつ制御する電子−機械装置であ
って、１つの詰め物の直径を監視することから得た情報
を次の詰め物のケーシングに作用する引張り力を調節す
るのに用いることができるようにする遅延装置を備えて
いる電子−機械装置を提供することにある。

本発明の１つの実施例である詰込み装置は次のように構
成されている。すなわち、詰め物の直径を所定の直径に
自動的に維持する手段を備えた詰込み装置において、 （ａ）　　詰込み軸線に沿って食品を押出すための手段
であって、ケーシングに詰込みを行なうための前記詰込
み軸線のまわりに配置されたシャー形スティックから前
方に引出されるケーシング内に食品を押出す手段と、 （ｂ）　　前記シャー形スティックから前方に引出され
るケーシングに接触してこれを押圧するように配置され
た調節可能なケーシング引張り手段とを有しており、該
ケーシング引張り手段は、ケーシングの詰込み直径を変
えるべくケーシングに作用する引張り力の増減を行なう
ため調節することができ、 （ｃ）　　ケーシングの詰込み直径を監視しかつ前記所
定の直径からの詰込み直径の偏差を表わす電気側ＪＴＪ
信号を発生する検出手段と、 （ｄ）　　前記調節可能なケーシング引張り手段に作動
的に連結されておりかつ前記シャー形スティックから前
方に引出されるケーシングに作用する引張り力を調節す
べく前記電気制御信号に応答して駆動される電気モータ
とを有することを特徴とする詰め物の直径を所定の直径
に自動的に維持する手段を備えた詰込み装置として構成
されている。

また、本発明の方法は、次のように構成されている。す
なわち、詰め物の直径をその長さ方向に沿って所定の直
径に自動的に維持する方法において、 （ａｌ　　中身を詰込むべきケーシングに作用する引張
り力の増減を調節できる引張り手段にケーシングを接触
させながら、詰込み軸線に沿ってケーシングを移動させ
る工程と、 （ｂｌ　　中身の食品を前記ケーシングに導入する工程
と、 （ｃ）　　ケーシングの詰込み直径を監視して、前記所
定の直径からの詰込み直径の偏差を表わす電気制御信号
を発生する工程と、 ＋ｄ）　　前記引張り手段に作動的に連結された電気モ
ータに前記電気制御信号を伝達する工程と、（ｅ）　　
前記電気制御信号に応答して前記電気モータを作動させ
ることにより前記引張り手段を調節して前記ケーシング
に作用する引張り力を調節することによって、前記所定
の直径を維持する工程とからなることを特徴とする詰め
物の直径をその長さ方向に沿って所定の直径に自動的に
維持する方法として構成されている。

以下、本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図は、再発行特許第３０，３９０号に開示されたも
のとほぼ同じ形式の詰込み機を示すものである。

この詰込み機は詰込み軸線１４に沿って配置された詰込
みホーン（スタッフィングホーン）１２を有しており、
該詰込みホーン１２によってケーシング１６（該ケーシ
ング１６は詰込み軸線１４に沿って前方に引出される）
内に食品（中身）１５を押出すようになっている。ホー
ン１２のまわりには、スリーブ１８が摺動自在に配置さ
れている。

スリーブ１８の後端部にはフランジ２０が設けられてお
り、該フランジ２０は後述のようにして機械に連結され
る。

スリーブ１８によって、シャー形ケーシング２２が支持
されている。また、スリーブ１８の前端部にはサイジン
グディスク２４が支持されている。サイジングディスク
２４の機能は、従来技術においてよく知られている。こ
のサイジングディスク２４について簡単に説明するなら
ば、該サイジングディスク２４は、シャー形ケーシング
（ギャザ状に折畳まれた状態のケーシング）２２からギ
ャザが引き伸ばされた状態のケーシング１６を開いてシ
ワを伸ばし、詰込み作業の前にケーシングを円周方向に
拡げるのに使用される。サイジングディスク２４は、ケ
ーシングを取替えるためにスリーブ１８から取外すこと
ができるようになっている。しかしながら、スリーブ１
８、シャー、形ケーシング２２およびサイジングディス
ク２４を一体形のシャー形ケーシング製品として構成す
るのが望ましい。かような一体形製品は、例えば米国特
許第４．５７０．２９２号明細書に開示されている。

サイジングディスク２４の上でギャザを伸ばされたケー
シング１６は、圧力リング２６に通される。この圧力リ
ング２６は詰込み機の一部を構成しており、詰込み作業
中には、予め定められた位置に固定される。ようになっ
ている、スリーブ１８（従って該スリーブ１８に取付け
られたディスク２４も）は、圧力リング２６に近付く方
向および離れる方向に移動することができる。前述のよ
うに、スリーブ１８のこの運動は、中身を詰込まれたケ
ーシングの直径を増大又は減小させる必要性に応じて、
ケーシングに作用する引張り力すなわちホールドバック
作用を増減させるのに利用される。この点に関して説明
すれば、ディスク２４を圧力リング２６の方向に移動さ
せるとケーシングに作用する引張り力および詰め込まれ
たケーシングの直径を増大することができ、逆にディク
２４を圧力リング２６から遠去けるとケーシングに作用
する引張り力および詰め込まれたケーシングの直径を減
小することができる。この作用については、米国特許第
４．０７７．０９０号および第４．１６４．０５７号明
細書に詳細に説明されている。

慣用的な手段としてシールリング２８およびコンベア３
０が設けられている。シールリング２８は詰込みホーン
１２の排出端の周囲を通って中身の食品１５が逆流する
ことを防止するためのものであり、コンベア３０は詰込
まれた小片すなわち「ログ」３２を支持して該ログ３２
を詰込みホーン１２から離れる方向に運び出すためのも
のである。慣用的な手段として更に、所望の長さのケー
シングが詰込まれた後に、ケーシングを絞り込み、封鎖
し、切断するためのクリッパキャリッジが設けられてい
るが、図示されてはいない。

自動サイズ制御装置（システム）の全体を番号４０で示
しである。この装置４０は、詰込まれたログ３２に対し
て接触する部材４２を備えている。

該接触部材４２は、図示のローラのような回転部材又は
非回転部材の適当な手段で構成することができる。記載
の便宜上、以下、この接触部材４２を「シュー」と呼ぶ
ことにする。

自動サイズ制御装置４０は更に、全体を番号４４で示す
浮動構造体を備えており、該浮動構造体４４により、シ
ュー４２、該シュー４２に関連づけられたエンコーダ４
６、マイクロコンピュータ４８、ステッピングモータ５
０および該ステッピングモータ５０をスリーブ１８のフ
ランジ２０に連結する手段５２が支持されている。

第１図に示すように、自動サイズ制御装置４０には、詰
め物の直径方向に対向する位置に少くとも２つのシュー
４２を設けるのが望ましい。また、浮動構造体４４には
、レバーアーム３６を使用することもできるが、番号３
４で示すような平行運動リンク機構として構成するのが
望ましい。

平行運動リンク機構３４が望ましい理由は、詰め物すな
わちログ３２の直径方向に対向して配置された２つのシ
ュー４２が、ログ３２の直径の変化に応答して動くとき
に、両シュー４２を互に平行かつ同一平面内に維持でき
るからである。第５図中の実線は、ログ３２の横断面の
ｒＸＪ軸線に沿ってログ３２の直径を測定すべくログ３
２の表面に接触している２つの直径方向に対向している
シュー４２ａ、４２ｂを示すものである。ログ３２の直
径を測定するためには、両シュー４２ａ、４２ｂが、ロ
グ３２との接触点においてログ３２の半径に対して垂直
でなければならない。これを達成するためには、両シュ
ーは詰込み軸線１４を含む平面に対して垂直を保つこと
ができるように配置されなければならない。第５図に点
線で示すように、直径が異なるログの場合には、両シュ
ー４２ａ、４２ｂにｒＹＪ軸線内で幾分のミスアライメ
ント°（不整合）が生じるけれども、両シュー４２ａ、
４２ｂは平行に維持され、ログの直径を測定することが
できる。

ログ３２の横断面が真円形であると仮定することは可能
であるが（真円形の場合には、直径方向に対向する２つ
のローラ４２ａ、４２ｂのみを用いればよい）、いつも
真円形であるとは限らない。

従って、真円形でないログの直径を概算するには、３つ
又は４つあるいはそれ以上のシューを用いるのが有効で
ある。

第２図は４つのシュー４２の配置を示すものである。す
なわち、１つのシュー４２ｃが詰め物すなわちログ３２
の頂部に、２つのシュー４２ａ１４２ｂがログ３２の両
側に、そして１つのシュー４２ｄが詰め物の底部に配置
されている。頂部のシュー４２ｃおよび両側のシュー４
２３．４２ｂはそれぞれ平行運動リンク機構３４により
支持されているが、これに対し底部のシュー４２ｄは、
ログ３２の底部に対して該シュー４２ｄを押付けるよう
に押圧されたレバーアーム３６の一端に支持されている
。また、各シューにはデジタルエンコーダ４６が接続さ
れている。

各シュー４２の運動はエンコーダ４６によって電気的な
パルスの流れに変換され、パルスの数は予め定められた
成る位置からのシュー４２の偏差（変位）を表わすもの
となる。各エンコーダ４６からのパルスの流れは、マイ
クロコンピュータ４８（第１図、第、４図）に入力され
る。詰め物すなわちログ３２の直径が所望の直径から外
れていることをエンコーダ４６からのデータが表示した
場合には、電気モータ（例えばステッピングモータ５０
）を作動させる電気制御信号をマイクロコンピュータ４
８が発生し、ケーシングに作用する引張り力の補正を行
なう。

マイクロコンピュータ４８からの電気信号により駆動さ
れるステッピングモータ５０により、連結手段５２（第
１図）を介してスリーブ１８が圧力リング２６に向って
又は遠去かる方向に一定の増分量だけ長手方向に移動さ
れ、これにより、ケ−シンクに作用する引張り力がそれ
ぞれ増大又は減小される。

本発明の１つの実施例においては、マイクロコンピュー
タ４８は、エンコーダ４６からの瞬間情報に応答する電
気制御信号を出力するようになっている。このようにし
て、ログ３２が製造されているときにケーシング作用す
る引張り力を調節でき、詰め物の全長に亘って実質的に
一定の直径をもつ詰め物を製造することができる。

瞬間応答制御は一端から他端にかけてテーパしているロ
グを製造する場合にも用いることができ、この場合、ロ
グの直径が一端において設定された直径から他端の大き
なく又は小さな）直径へと徐々に変化するように制御す
る。テーパ状のログは、ログを垂直に吊下げた状態で加
工する場合に有用である。もしもログが一定の制御下で
テーパ状に成形されている場合には、小径端部を下にし
て吊下げた状態で加工すれば、中身の食品に作用する重
力の作用による下端部の直径の増大を補償することがで
きる。本発明によれば、ログの一端から他端にかけて、
詰込まれたケーシングの直径を一定に変化させるように
マイクロコンピュータのプログラミングを行なうことに
よって、テーパ状のログを製造することができる。マイ
クロコンピュータにより発生された制御信号は、所望の
テーパ形状にするのに必要な引張り力が連続的に変化す
るように作用する。

本発明の別の実施例によれば、マイクロコンピュータに
は、第１のログの長さ沿って、所定間隔で検出したエン
コーダのデータを記憶させるメモリ部分４７　（第１図
）が設けである。マイクロコンピュータ４８はこのデー
タを平均化して、次のログの詰込み作業を開始する前に
スリーブ１８の適当な補正運動を行なう、この場合、各
ログは、詰込まれるべき次のログの補正をするための基
準になる。この実施例においては、シュー４２は各ログ
が詰込まれる際にその「基準」ログを測定できるように
配置するか（例えば第２図に示すように）、あるいは、
ケーシングが絞り込まれて封鎖された後のログを測定で
きる位置に配置することができる。

第２図および第３図に最も良く示すように、３つの平行
運動リンク機構３４およびレバーアーム３６は、２枚の
平行板５６．５８からなるフレームにより支持されてい
る。これらの平行板５６．５８は詰込み軸線１４を横切
るように配置されていて、該詰込み軸線１４に対して垂
直な平面内で平行運動リンク機構３４の運動が行なわれ
るようになっている。これらの３つの平行運動リンク機
構３４は、各リンク機構３４が設けられている位置（す
なわち第２図に示すように、ログの頂部、右側又は左側
）によって対応する各コンポーネントの形状が異っては
いるが、実質的に同じ機構である。

各平行運動リンク機構３４は、２つの上方アーム６２と
２つの下方アーム６４とを備えている。

各アームはその一端６６．６８がシュー４２に枢着され
ている。各アームの他端７０．７２は、平行板５６と５
８との間に延在していて該平行板５６．５８に回転自在
に支持されたロッド７４．７６に固定されている。

各平行運動リンク機構３４の重心は、リンク機構で支持
されたそれぞれのシュー４２ａ、４２ｂ、４２ｃがログ
３２（第２図、第３図に二点鎖線で示す）に接触するよ
うに、詰込み軸線１４に向って内方に移動することがで
きる位置に設定されている。各平行運動リンク機構３４
には調節自在のカウンタバランス（釣合い重り）７８が
設けられていて、ログの直径のいかなる増減に対しても
俊敏に応答し得るように、各平行運動リンク機構３４の
重心を調節できるようになっている。更にカウンタバラ
ンス７８は、ログ３゛２に対するシュー４２の押圧力を
相殺して最小になるようにし、シュー４２がログの横断
面方向に食い込む量を最小にすべく機能する。

底部のシュー４２ｄの支持体は、頂部および両側のシュ
ー４２ａ、４２ｂ、４２ｃの支持体とは僅かに異なって
おり、２つのレバーアーム３６により支持されている。

これらのレバーアーム３６は、板５６の両ブラケット８
１の間で延在していて該ブラケット８１に回転自在に支
持されたロッド８０に固定されている。後で詳細に説明
するように、レバーアーム３６は、底部のシュー４２ｄ
とログ３２の底部との接触を維持できるように、上方に
付勢されている。この構成では、頂部のシュー４２ｃお
よび底部のシュー４２ｄは、ログ３２のｒＹＪ軸線（第
５図）に沿ってログ３２の直径を測定できる位置に配置
されている。

各シュー４２と関連して連結されたデジタルエンコーダ
４６は、ロンドア６．８０と作動的に接続されており、
このため、ロンドア６．８０の回転によりエンコーダ４
６が出力信号を発生するようになっている。デジタルエ
ンコーダ４６は慣用的なものであり、バーすなわちロッ
ド７６．８０の回転運動を電気パルスの流れに変換して
、パルス数によりロッド７６．８０の回転する弧の長さ
を表わすことができるようになっている。このようにし
て、各シュー４２の内方および外方への運動量が電気パ
ルスの流れに変換され、各シュー４２の運動量を表わす
ことができる。

作動サイクル中には、平行運動リンク機構３４が重力に
よって動かされないように拘束しておく必要がある時間
が存在する。例えば、詰込みホーン１２に新しいケーシ
ングを装填する場合には、シュー４２を詰込み軸線１４
から半径方向外方の後退位置に引っ込めておき、容易に
詰込みホーン１２にアクセスできるようにすべきである
。

シュー４２を詰込み軸線１４から引っ込めておく操作は
、各シュー４２の間に詰め物すなわちログ３２が存在し
なくなる詰込みサイクルの期間内に行なうのが望ましい
。各シュー４２の間にログ３２が存在しな（なる時期は
、詰込まれたログの後端部を封鎖し、切断してコンベア
３０（第１図）に運び出した時点と、次のログの先端部
が各シュー４２の間に入って来る時点との間に生じる。

シールリング２８および圧力リング２６も、ホーン１２
から遠去けることができ、新しいケーシングの装填が容
易に行なえるようになっている。しかしながら、シール
リング２８および圧力リング２６を変位させることは本
発明の一部を構成するものではなく、これらをいかに変
位させるかについては再発行特許第３０．３９０号明細
書に開示されて、　　いる。

シュ−４２ａ、４２ｂ、４２ｃを引っ込めるため、第２
図および第４図に示すように、各平行運動リンク機構３
４には空気圧シリンダ８２が関連づけられている。これ
らの空気圧シリンダ８２は、該シリンダ８２が、加圧さ
れたときに各シリンダ８２のステム８４が伸長して各平
行運動リンク機構３４を押し上げ、詰込み軸ｖＡ１４か
ら後退させることができるように構成されている。

次のログの先端部が各シュー４２の間に入ることができ
るのに充分な時間の経過後に、空気圧シリンダ８２の空
気圧が抜かれて平行運動リンク機構３４が解放され、こ
れにより、各平行運動機構リンク３４をログに向って内
方に移動させるようにセンサが作動する。

底部のシュー４２ｄは詰め物すなわちログ３２の下に配
置されているため、重力の作用によってシュー４２ｄは
詰込み軸線１４から離れる方向に移動する。従って、底
部のシュー４２６と関連している空気圧シリンダ８６は
、そのステム８８がレバーアーム３６を押上げて底部の
シ＝−４２ｄをログ３２に押付けるように僅かな正圧下
に維持されている。底部のシｘ−４２ｄを詰込み軸線１
４から引っ込めるには、ステム８８がレバーアーム３６
から離れるように空気圧シリンダ８６を与圧すればよい
。

前述のように、ログの先端部が各シューの間に入るのに
充分な時間だけ、平行運動リンク３４の解放を遅延させ
る方法の代りに、各シ：Ｌ−４２の間にログ３２が存在
することを表すリミットスイッチとして底部シュー４２
ｄを用いることができる。例えば、空気シリンダ８・６
に僅かな正圧を作用させることにより底部シ、−４２ｄ
をログの通路内に押出すようにしておき、詰込み作業が
開始してログの先端部が底部シュー４２ｄに当って該底
部シ：、−４２ｄを変位させるように構成しておけば、
底部シー＝−４２ｄの変位を、３つの平行運動リンク機
構３４の空気圧シリンダ８２の空気圧を解除するトリガ
として利用でき、これにより３つの平行運動リンク機構
３４をログ３２に向って揺動させることができる。

各平行運動リンク機構３４およびレバーアーム３６と関
連して、調節自在の停止片９０が設けられている（第２
図にその１つを示しである）、これらの停止片９０は、
各センサ（すなわちシュー４２）の完全に引っ込められ
た位置を規定するものであり、エンコーダ４６のキャリ
ブレーションを行なうのに用いられる。エンコーダ４６
のキャリブレーションを行なうには、既知の直径をもつ
キャリブレーションディスク（図示せず）を各センサの
間の位置に置き、詰め物のシミュレーション（模擬体）
とし、各シュー４２をキャリブレーションディスクに接
触させる９次いで、平行運動リンク機構３４および枢動
アームすなわちレバーアーム３６を、これらがそれぞれ
の停止片９０に当接するまで後退させる。この運動の間
に各エンコーダ４６により発生されたパルス数がメモリ
に記憶され、エンコーダの「ゼ９」基準点となる。

作動に際しエンコーダ４６は、パルスとしてのデータを
マイクロコンピュータ４８に入力し、各エンコーダ４６
のプリセットされた「ゼロ」基準点からの各シュー４２
の位置の偏差（変位量）を表示する。２つの入力（すな
わち、直径方向に対向しているいずれか２つのシューか
らのデータ）の最小値により、マイクロコンピュータ４
８は詰め物の直径を求めることができる。

本発明の自動サイズ制御装置の作動について、詰込みサ
イクルの開始時から、以下に説明する。

この時点では、前述のようにして装置のキャリブレーシ
ョンは既に完了している。゛またこの時点において、シ
ャー形ケーシング２２は詰込みホーン上に装填されてお
り、詰込みホーン１２の前方に配置されたケーシングの
先端部はクリップその他の手段によって封鎖された状態
にある。また、圧力リング２６およびシールリング２８
は第１図に示す位置にあり、すべてのシュー４２は引っ
込んだ位置すなわち後退位置にある。

第４図に実線で示すように、シュー４２を詰込み軸線１
４から離れた位置に引っ込めておくため、各°シリンダ
８２を加圧してそのステム８４を伸長させかつシリンダ
８６を加圧してそのステム８８を収縮させておく。この
ように、すべてのシュ−４２を引っ込めた状態で詰込み
作業が開始される。

一定の遅延時間の経過後あるいは詰込まれたケーシング
の先端部がシュー４２の間に入ったことを表すリミット
スイッチ（図示せず）からの信号の入力後に、空気弁９
２　（第４図）が作動され、各シリンダ８２がら空気が
排出される。これにより、第４図に点線で示すように、
各シｓ　−４２ａ、４２ｂ、４２ｃが詰込み軸線１４に
向って移動し、詰込まれたケーシングすなわちログ３２
の表面に当接する。゛しかしながら、底部シｘ−４２ｄ
のシリンダ８６の空気を抜くと、空気ライン９４および
減圧弁９６を介してシリンダ８６内に保たれている正の
圧力に応答してステム８８が伸長される。

これにより、底部のシ、−４２ｄは詰め物の表面に向っ
て移動する。

この状態において、すべてのシュー４２は、ログ３２が
シュー４２を通るときに詰込まれたケーシングの表面に
対して浮動することができる。詰め物の直径の変化に応
答してシュー４２が半径方向に移動すると、プリセット
した「ゼロ」位置からの偏差を表わす電気パルスの流れ
が各エンコーダ４６により発生される。これらのパルス
はマイクロコンピュータ４８に入力され、該マイクロコ
ンピュータ４Ｂはステッピングモータ５０を駆動するた
めの制御信号を発生する。前述のように、この制御信号
に応答する増分量だけ、ステッピングモータ５０がスリ
ーブ１８を移動させ、ケーシングに作用する引張り力従
って詰め物の直径を変化させる。

１つの実施例においては、マイクロコンピュータ４８の
応答性を瞬間的なものとし、詰込み作業中にケーシング
の引張り力および詰め物の直径を補正できるように構成
する。この実施例は、実質的に一定の直径をもつログを
製造する場合あるいはテーバ状のログを製造する場合の
何れにも用いることができる。

他の実施例においては、ログ全体が詰込まれるまで、エ
ンコーダ４６の情報を記憶しておき、これによりマイク
ロプロセッサがステッピングモータへの１つの制御信号
を発生して、ログの全長に亘って詰め物の平均偏差を補
正できるように構成しである。この構成により、詰込ま
れた各ログは、次のログの詰込みを行なう際にケーシン
グに作用するホールドバックへの補正を行なうときの基
準となる。

各「基準」ログの測定は、詰込み作業中又は所望の長さ
のログの詰込みが完了し、クリッパ装置（図示せず）が
ログの後端部でケーシングを絞り込み、封鎖し、切断し
た後に行なうことができる。

詰込み作業の完了後には、すべての空気シリンダ８２が
加圧され、シ５−４２を第４図に実線で示す位置に戻す
。シュー４２は、次のログの先端部がこれらのシュー４
２の間に入るまでこの位置に保持される。

本発明を実施するため、Ｖｉｓｋａｓｅ社のＳＨＩＲＭ
ＡＴＩＣ６００形詰込み機を改良して上記の自動サイズ
制御装置を組込んだ。詰込み作業中のログの直径を測定
するのに、特に第２図および第３図に示すような４つの
シュー４２を使用した。この装置に使用された４つのデ
ジタルエンコーダは、Ｂｅｉ　ＭｏｔｉｏｎＳｙｓ　ｔ
ｅ＋ｍｓ社のＨ２５Ｄ形であり、ステッピングモータは
Ａ＋５ｅｒｉｃａｎ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ社のＲａｐｉ
ｄｓｙｎディビジョンにより製造された３４Ｄ−９２０
９Ａ形である。ステッピングモータとスリーブ１８との
作動連結部は１インチ（約２．５４ＣＩ＋）当り１４，
４００ステツプの割合で全体として２インチ（約５．０
８ａｍ）移動することができる。

各エンコーダからのデータを処理してステッピングモー
タに制御信号を出力するためのプログラム可能なメモリ
を備えたマイクロコンビエータとして、Ｍｉｃｒｏ−Ａ
ｉｄｅ社のＺ−８０形を使用した。プログラム言語とし
てハイレベルベーシックを使用し、詰め物の長さ方向に
沿う数個所に設置した各エンコーダからのパルスをマイ
クロコンピュータが数えられるようにプログラムした０
次いでこのプログラムにより・カウントを処理して、詰
め物の実平均直径が計算され、この実平均直径を所望の
公称直径と比較する。もしもこれらの債に差があれば、
次の詰込みを行なう場合にケーシングに作用させる引張
り力に適当な補正を行なうのに必要な制御信号の大きさ
を計算する。マイクロコンピュータにより発生された制
御信号は、各１パルスによってステッピングモータが１
ステツプ駆動されるようにしたパルスの流れである。

詰込み試験は、ボローニヤ形の肉エマルジョンをＶｉｓ
ｋａｓｅ　５ｉｚｅ　７　’への繊維質ケーシングに詰
込む場合について、上記の装置を用いて行なわれた。

目標とする公称詰込み直径は４．６２インチ±ｏ、ｏｏ
ｓインチ（約１１．７３３±０．０１３０１１）である
。詰込み作業の開始時には、ケーシングが過小詰込みさ
れるように、詰込み装置のサイジングディスク２４およ
び圧力リング２６がセットされた。サイジングディスク
２４と圧力リング２６との間の距離を手動で更に調節す
ることは全く行なわずして、１２個のログ（各ログの長
さは４８インチ（約１２２ｃ＋ａ））の詰込み作業を連
続して行った。

本発明の自動サイズ制御装置について、詰込み条件の予
期しない変化を補正する能力を試験するため、第６番目
のログを詰込む前に、詰込み機のエマルジョンポンプの
速度を増大し、第６番目から第１２番目のログについて
は、この速度に保持して詰込みを行なった。エマルジョ
ンポンプの速度を増大させると、ログの詰込み直径が減
少する。

各ログの直径は、各ログの平均直径を求めるべ（慣用的
な「Ｐｉ」テープを使用して、詰込み作業の直後におい
て、ログの長さ方向に沿って適当な間隔をおいた位置で
手作業により測定した。

次いで自動サイズ制御装置は、２回目の詰込み試験を行
なうために作動が停止された、第２回目の試験でも、第
１回目の試験と同じサイズのケーシングと、同じエマル
ジョンと、同じ所期ポンプ速度とを用いて行なわれた。

サイジングディスク２４および圧力リング２６も、第１
回目の試験と同時に、ケーシングを過小詰込みする位置
にセットされた。

かような条件で最初のログの詰込みを行ない、このログ
を手で測定する間、詰込み作業を中止した。予想通り、
この最初のログの直径は過小サイズであったため、作業
者がサイジングディスク２４と圧力リング２６との間の
距離を手で調節し、第２のログの詰込みを行った。再度
詰込み作業を中止して、第２のログのサイズを測定した
。第２のログのサイズは目標サイズより僅かに大きかっ
たけれども、自動詰込みを開始するのに充分なサイズで
あった。次に３つ以上のログに詰込んだ後、エマルジョ
ンポンプの速度を突然に増大しくこの点は第１回目の試
験と同様である）、追加の７個のログに詰込みを行なっ
た。詰込み作業の直後にすべてのログの直径を測定して
、各ログの平均直径を求めた。

第６図は、第１回目と第２回目の試験結果の比較を示す
ものである。本発明の自動サイズ制御装置を用いたテス
トにおいては、最初のログの直径は予想通り目標値以下
（すなわち過小詰込み）であった。次いで自動サイズ制
御装置により自動補正を行なわせたところ、第２番目の
ログの直径は、目標直径と実質的に同じになった。何ら
かの未知の理由によって、第４番目のログは過大サイズ
になった。自動サイズ制御装置による調節が行なわれ、
第５番目のログの直径は公差範囲内のものとなった。予
想した通り、エマルジョンポンプの速度を上げると、第
６番目のログの直径は小さくなった。しかしながら、第
９番目のログが詰込まれるまでは、何らのサイズ調節を
行なう必要がなかった。第９番目のログは公差以下であ
ったため、自動サイズ制御装置により自動補正を行って
、第１０番のログの詰込み直径を公差範囲内のサイズに
した。

これに対し、自動サイズ制御を行なわずして手動調節し
た場合には、サイズの測定および手動調節を行なうのに
、詰込み作業を２倍の回数で停止しなければならなかっ
た。その後連続作業を行なう間、何らの補正を行なわな
かったところ、詰込み直径は公差以下になってその状態
に保たれた。

以上から、本発明の目的は、ケーシングの詰込み直径を
自動的に調節する電子−機械装置を提供することにより
達成されることが理解されよう。

中身を詰込まれたケーシングに対して浮動するシュー４
２および該シュー４２により検出された直径の変化を表
わす電気信号を発生するデジタルエンコーダ４６によっ
て、詰め物の直径を連続的に監視する手段が構成される
。また、マイクロコンピュータを使用しているため、エ
ンコーダのデータを瞬間的に使用して詰め物の直径の補
正を行なうことができ、またデータを記憶および平均化
して次のログの詰込み直径の補正を行なうのに使用する
ことができる。更に、ステッピングモータおよびサイジ
ングディスクと圧力リングとの構成により、サイジング
ディスクと圧力リングとの間の長手方向間隔に一定増分
量の変化を与えることができ、これによりケーシングに
作用すべき引張り力すなわちホールドバック作用を制御
することができる。

以上、固定の圧力リングと長手方向に移動自在のサイジ
ングディスクとを備えた調節可能なケーシングのホール
ドバンク手段について説明してきたが、他の調節可能な
ホールドバック手段、例えば長手方向に移動自在の圧力
リングと固定のサイジングディスクとを用いたもの（例
えば米国特許第４．６４９．６０２号および第４．４３
０．７７３号参照）、詰込み軸線に関して傾斜可能な引
張り手段を用いたちのく例えば米国特許第４．４６７、
４９９号参照）又は詰込み軸線に関して半径方向に移動
できるコンポーネントを備えた引張り手段を用いたちの
く例えば米国特許第４．５２１．９３８号および第４．
４３０．７７２号参照）を使用することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の自動サイズ制御装置を側面方向から
見たところを示す概略図である。 第２図は、第１図の２−２線方向から見た図面であり、
本発明の自動サイズ制御装置の理解にとって重要でない
コンポーネンツは省略されている。 第３図は、第２図の平面図である。 第４図は、本発明の自動サイズ制御装置の種々のコンポ
ーネンツの相互関係を示す概略構成図である。 第５図は、直径の異なる２つのログの検出手段の相対位
置を示す正面図である。 第６図は、従来の手動によるサイズ制御による場合と本
発明の自動サイズ制御による場合について、連続詰込み
をする間に製造されたログの詰込み直径を示すグラフで
ある。 １２・・・・・・詰込みホーン、　　１８・・・・・・
スリーブ、２４・・・・・・サイジングディスク、２６
・・・・・・圧力リング、　　　３２・・・・・・ログ
、３４・・・・・・平行運動リンク、 ３６・・・・・・レバーアーム、 ４０・・・・・・自動サイズ制御装置、４２．４２ａ、
４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ−・・・−・シュー、 ４６・・・・・・エンコーダ、 ４８・・・・・・マイクロコンピュータ、５０・・・・
・・ステッピングモータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、詰め物の直径を所定の直径に自動的に維持する手段
   を備えた詰込み装置において、 （ａ）詰込み軸線に沿って食品を押出すための手段であ
   って、ケーシングに詰込みを行なうための前記詰込み軸
   線のまわりに配置されたシャー形スティックから前方に
   引出されるケーシング内に食品を押出す手段と、 （ｂ）前記シャー形スティックから前方に引出されるケ
   ーシングに接触してこれを押圧するように配置された調
   節可能なケーシング引張り手段とを有しており、該ケー
   シング引張り手段は、ケーシングの詰込み直径を変える
   べくケーシングに作用する引張り力の増減を行なうため
   調節することができ、 （ｃ）ケーシングの詰込み直径を監視しかつ前記所定の
   直径からの詰込み直径の偏差を表わす電気制御信号を発
   生する検出手段と、 （ｄ）前記調節可能なケーシング引張り手段に作動的に
   連結されておりかつ前記シャー形スティックから前方に
   引出されるケーシングに作用する引張り力を調節すべく
   前記電気制御信号に応答して駆動される電気モータとを
   有することを特徴とする詰め物の直径を所定の直径に自
   動的に維持する手段を備えた詰込み装置。 ２、前記検出手段が、 （ａ）直径方向に対向して配置された少くとも２つのシ
   ューと、 （ｂ）該シューを、前記詰込み軸線を横切る平面内で互
   に独立に運動できるように支持する支持手段と、 （ｃ）前記シューを、前記詰込み軸線に向ってかつ前記
   シューの間を通る詰め物の表面に当接するように押圧す
   るための押圧手段と、 （ｄ）前記シューによって所定位置から動かされた距離
   に応答する前記電気制御信号を発生すべく前記シューに
   作動的に連結された手段とを備えていることを特徴とす
   る請求項１に記載の詰込み装置。 ３、前記電気制御信号発生手段が、 （ａ）前記シューに作動的に連結されておりかつ所定の
   位置からの前記各シューの変位を表わす電気パルスとし
   てのデータを発生するデジタルエンコーダと、 （ｂ）前記電気パルスを入力されて前記電気モータを駆
   動する前記電気制御信号を出力するマイクロコンピュー
   タとを備えていることを特徴とする請求項２に記載の詰
   込み装置。 ４、前記電気モータがステッピングモータであることを
   特徴とする請求項３に記載の詰込み装置。 ５、前記マイクロコンピュータが、詰め物の詰込み長さ
   にわたり所定の間隔で前記エンコーダから入力されるデ
   ータを記憶するメモリー部を備えており、前記マイクロ
   コンピュータは前記記憶されたデータを利用して、詰め
   物の長さ方向に沿う詰込み直径の平均偏差を表わす前記
   制御信号を発生することを特徴とする請求項３に記載の
   詰込み装置。 ６、前記シューを支持する支持手段が、前記詰込み軸線
   に対して実質的に垂直な平面内で運動できるように構成
   された平行運動リンク機構を備えていることを特徴とす
   る請求項２に記載の詰込み装置。 ７、前記直径方向に対向するシューは互に平行であり、
   該シューを支持するための前記支持手段が、 （ａ）前記詰込み軸線を横切って配置されたフレームと
   、 （ｂ）前記詰込み軸線に対して垂直な平面内で運動でき
   るように前記フレームに枢着された平行運動リンク機構
   と、 （ｃ）前記シューのうちの少くとも１つのシューが、前
   記平行運動リンク機構に取付けられておりかつ前記詰込
   み軸線を含む平面に対して実質的に垂直に維持されるよ
   うに支持されており、前記少くとも１つのシューは該シ
   ューと詰め物との接触点において詰め物の半径に対して
   垂直に配向されていることを特徴とする請求項２に記載
   の詰込み装置。 ８、前記平行運動リンク機構のうちの少くとも２つの平
   行運動リンク機構が前記フレームに取付けられていて、
   各平行運動リンク機構が、詰め物の直径方向に対向する
   側で詰め物と接触する１つのシューを支持していること
   を特徴とする請求項７に記載の詰込み装置。 ９、前記押圧手段は、前記シューが重力の作用によって
   前記詰込み軸線に向って押されるように前記シューを支
   持することにより構成されていることを特徴とする請求
   項２、６、７又は８に記載の詰込み装置。 １０、（ａ）前記平行運動リンク機構は、該平行運動リ
   ンク機構を前記詰込み軸線に向って移動させるように該
   リンク機構の重心を位置決めして、前記フレームに取付
   けられており、 （ｂ）前記平行運動リンク機構に取付けられた調節自在
   のカウンタウェイトによって平行運動リンク機構の重心
   を調節することができることを特徴とする請求項７又は
   ８に記載の詰込み装置。 １１、前記押圧手段に抗して前記各シューを前記詰込み
   軸線から離れる方向に駆動する手段を備えていて、該駆
   動手段が、 （ａ）前記各シューと関連していて前記支持手段を前記
   詰込み軸線から離れる方向に移動させるように前記支持
   手段と係合している空気圧シリンダと、 （ｂ）詰め物が前記シューの間に存在しないときに前記
   空気圧シリンダを作動する手段とを備えていることを特
   徴とする請求項２に記載の詰込み装置。 １２、前記調節可能なケーシング引張り手段が、（ａ）
   前記詰込み軸線のまわりに配置された協働部材であって
   、該協働部材の間を通るケーシングを押圧するように配
   置された協働部材と、（ｂ）該協働部材の少くとも一方
   は他方に対して動き得るようになっていて、前記ケーシ
   ングに作用する引張り力を増減させることができ、（ｃ
   ）前記動き得る協働部材の少くとも１つには前記電気モ
   ータが作動的に連結されていることを特徴とする請求項
   １に記載の詰込み装置。 １３、前記協働部材の一方は前記詰込み軸線に関して固
   定されており、前記動き得る協働部材は、前記詰込み軸
   線に沿って前記固定の協働部材に向かう方向および離れ
   る方向にその位置を調節することができることを特徴と
   する請求項１２に記載の詰込み装置。 １４、詰め物の直径をその長さ方向に沿って所定の直径
   に自動的に維持する方法において、 （ａ）中身を詰込むべきケーシングに作用する引張り力
   の増減を調節できる引張り手段にケーシングを接触させ
   ながら、詰込み軸線に沿ってケーシングを移動させる工
   程と、 （ｂ）中身の食品を前記ケーシングに導入する工程と、 （ｃ）ケーシングの詰込み直径を監視して、前記所定の
   直径からの詰込み直径の偏差を表わす電気制御信号を発
   生する工程と、 （ｄ）前記引張り手段に作動的に連結された電気モータ
   に前記電気制御信号を伝達する工程と、（ｅ）前記電気
   制御信号に応答して前記電気モータを作動させることに
   より前記引張り手段を調節して前記ケーシングに作用す
   る引張り力を調節することによって、前記所定の直径を
   維持する工程とからなることを特徴とする詰め物の直径
   をその長さ方向に沿って所定の直径に自動的に維持する
   方法。 １５、前記ケーシングの詰込み直径を監視する工程が、 （ａ）詰込まれたケーシングの直径方向に対向する側に
   対して検出手段を接触させる工程と、（ｂ）所定位置か
   らの前記検出手段の変位を表わす電気パルスを発生させ
   る工程と、 （ｃ）該電気パルスを用いて前記電気制御信号を発生さ
   せる工程とからなることを特徴とする請求項１４に記載
   の方法。 １６、（ａ）最初の詰め物の詰込みを行なう間にケーシ
   ングの詰込み直径を監視することにより 発生した前記電気パルスを記憶する工程と、（ｂ）この
   記憶した電気パルスから電気制御信号を発生させて該電
   気制御信号を前記電気 モータに伝達することにより、第２の詰め 物の詰込みを行なう前に前記記憶された電 気パルスを利用してケーシングに作用する 引張り力を調節する工程とを更に備えてい ることを特徴とする請求項１５に記載の方 法。 １７、前記検出手段の間に詰込まれたケーシングが存在
   していない時期に、前記詰込み軸線から離れる方向に前
   記検出手段を移動させる工程を備えていることを特徴と
   する請求項１５に記載の方法。 １８、前記検出手段を移動させる工程が、前記検出手段
   を前記詰込み軸線から離れる方向に空気圧で押すことに
   より行なわれることを特徴する請求項１７に記載の方法
   。 １９、前記ケーシングに作用する引張り力の調節を、テ
   ーパ状のログを連続的に製造する場合に行なうことを特
   徴とする請求項１４に記載の方法。