JPWO2015141431A1 - 計量分配装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、粉粒体を任意の量で正確かつ確実に計量・分配することができる計量分配装置を提供する。【解決手段】計量分配装置は、粉粒体Ｐを所定の量に計量し分配するためのもので、粉粒体Ｐを供給する充填ノズル１と、仕切り部材２を挟んで対で配置され、それぞれが仕切り部材２と協働して分配する粉粒体Ｐの量に応じた容積を形成して充填ノズル１から供給された粉粒体Ｐを収容し、また、収容した粉粒体Ｐを排出するよう開閉する計量カップ３Ａ、３Ｂと、仕切り部材２に対し計量カップ３Ａ、３Ｂを開閉させる開閉機構４と、充填ノズル１を計量カップ３Ａ、３Ｂ上で仕切り部材２に向けて水平方向に移動させて計量カップ３Ａ、３Ｂに供給された粉粒体Ｐの余剰分Ｐａをすり切る充填ノズル移動機構５とを備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、計量分配装置に関し、さらに詳しくは、粉粒体を所定量に計量し分配するための装置に関するものである。なお、本発明により計量し分配する粉粒体の個々の形状には、粉末状、顆粒状、針状が含まれる。

計量分配装置に関する従来の技術としては、たとえば特許文献１が知られている。特許文献１には、粉末原料が入ったホッパーの下に多列構成の落下筒を設け、この各列毎の落下筒に対して首振り回転可能に嵌め込まれた各列毎の充填筒を取り付け、この充填筒の垂直直下には、充填筒最下端を塞ぐように各列毎の中央仕切り板を配設し、この中央仕切り板を挟んで各列毎の二つの三角ポケットシャッターを付設した多列原料供給機構であって、前記充填筒が中央仕切り板の上に位置すると、充填筒からの粉末原料の投入が停止され、前記充填筒が一方の三角ポケットシャッターの方に回転すると、閉じられた一方の三角ポケットシャッター内に粉末原料が投入されて一定量に計量されると共に、他方の三角ポケットシャッターを開放して、計量済みの粉末原料が配下の包装袋内に充填され、前記充填筒が他方の三角ポケットシャッターの方に回転すると、閉じられた他方の三角ポケットシャッター内に粉末原料が投入されて一定量に計量されると共に、一方の三角ポケットシャッターを開放して、計量済みの粉末原料が配下の包装袋内に充填されることなどを特徴とする多列原料供給機構が開示されている。そして、特許文献１には、「一度に複数列のスティック包装袋を自動的にシール成形することができる多列スティックタイプ自動包装機の技術分野に属するものであって、具体的には、この自動包装機における原料計量供給機構に関するものである。」などと記載されている（０００１）。すなわち、特許文献１では、粉末原料を計量し充填する対象がスティック状の包装袋であることから、かかるスティック状の包装袋に対して粉末材料を計量し充填する量は比較的少量である。

そして、特許文献１には、落下筒と充填筒は首振り回転可能にはめ込まれていること、充填筒が垂直位置に設定された状態で、充填筒の最下端が中央仕切り板２８によって塞がれた状態となって原料投入動作が停止することが記載されている（００２６）。すなわち、特許文献１における多列原料供給機構は、図８に示すように、充填筒１０１が搖動することにより三角ポケットシャッタ１０３Ａ、１０３Ｂに粉末原料Ｐを振り分け供給するよう構成されており、また、中央仕切り板１０２が充填筒１０１の最下端を塞ぐことができる厚さで成形されている。

特許文献１に開示された多列原料供給機構では、図８を参照すると、充填筒１０１を側面視右方向に回転させて、一方の三角ポケットシャッター１０３Ａ内にホッパー内の粉末原料Ｐを投入して原料計量動作を行う。このとき、一方の三角ポケットシャッター１０３Ａは、中央仕切板１０２に接するように付勢されている。粉末原料Ｐが充填筒１０１の最下端の位置まで充満した状態で落下停止になる。この落下停止になった分量の粉末原料Ｐが原料供給機構における計量結果であり、計量された粉末原料Ｐは一方の三角ポケットシャッター１０３Ａ内に保持されている（００３４）。そして、このとき他方の三角ポケットシャッター１０３Ｂは、回転軸１４０を中心に回動されて開放されており、その中に計量され収容されていた粉末原料Ｐが排出されている。

その後、他方の三角ポケットシャッター１０３Ｂは、中央仕切板１０２に接するように回転軸１４０を中心に回動させて閉じ、充填筒１０１を側面視左方向に回転させ、他方の三角ポケットシャッター１０３Ｂに粉末原料Ｐを投入する。このとき、充填筒１０１の先端が中央仕切板１０２を超える際に粉末原料Ｐが中央仕切板１０２によるすり切り動作を経ることとなる（００３８）。そして、このとき一方の三角ポケットシャッター１０３Ａは、軸１４０を中心に回動して開放され、先に一方の三角ポケットシャッター１０３Ａ内に計量され収容されていた粉末原料Ｐが排出される。

また、計量分配装置に関する別の従来の技術として、図９に示すように、材料供給口２０１と材料排出口２０２とを有する外筒部材２００と、分配する粉粒体Ｐの量に応じた容積を形成する空洞部２０４を有し、外筒部材２００内に移動可能に挿通される計量部材２０３と、この計量部材２０３の空洞部２０４を外筒部材２００の材料供給口２０１と材料排出口２０２とに整合させるように外筒部材２００内で計量部材２０３を移動させる移動手段２０５とを備えたものが知られている（たとえば特許文献２）。図９に示した紛体分配装置（以下、このように構成された紛体分配装置を横スライド方式という）では、材料供給口２０１は、外筒部材２００の上部に形成されており、粉粒体Ｐが投入されるホッパ２０６と接続されている。材料排出口２０２は、外筒部材２００の軸方向に材料供給口２０１と重ならない位置であって外筒部材２００の下方に形成されている。このように構成された紛体分配装置では、図９の（ａ）に示すように、計量部材２０３の空洞部２０４を外筒部材２００の材料供給口２０１に整合させると、ホッパ２０６から材料供給口２０１を介して計量部材２０３の空洞部２０４に粉粒体Ｐを供給する。空洞部２０４内には所定量に粉粒体Ｐが充填されることとなる。そして、図９の（ｂ）に示すように、移動手段２０５により計量部材２０３を移動させて空洞部２０４を材料排出口２０２に整合させると、空洞部２０４に収容された所定量の粉粒体Ｐが材料排出口２０２から排出されることとなる。

特開２０１０−１３１８２号公報 特開２００５−２６３３９４号公報

しかしながら、上記従来の技術のうち、特許文献１に開示された多列原料供給機構にあっては、充填筒を回転させる（つまり、搖動させる）ものであったため、図８に示すように、充填筒１０１の下端の移動軌跡が円弧を描くこととなる。そのため、図８に実線および二点鎖線で示すように、充填筒１０１を搖動させたときの特に移動限（搖動移動限）では、中央仕切板１０２の上端の高さから充填筒１０１の下端が離れ、充填筒１０１が中央仕切板１０２上に位置する中央位置（図８で充填筒１０１を一点鎖線で示した位置）での充填筒１０１の最下端と中央仕切板１０２との間のクリアランスＣ１と、移動限での充填筒１０１の最下端と中央仕切板１０２との間のクリアランスＣ２とに差が生じることになる。そのため、かかる充填筒１０１の搖動移動限で、粉末原料Ｐが充填筒１０１の下端から各三角ポケットシャッター１０３Ａ、１０３Ｂに落下するのを停止させることができず、また、粉末材料Ｐの余剰分Ｐａが各三角ポケットシャッター１０３Ａ、１０３Ｂに残ることとり、粉末原料Ｐの計量・分配に誤差が生じるという問題があった。

そして、特許文献１のように、粉末原料Ｐを充填する対象がスティック状の包装袋であり、比較的少量の粉末原料を計量・分配する場合には、この計量・分配誤差は、僅かとなる。しかしながら、例えば、５００〜１５００ｃｃ程度の容量の粉粒体Ｐを計量・分配する場合には、単に特許文献１における各三角ポケットシャッター１０３Ａ、１０３Ｂを大きくすると、搖動する充填筒１０１の下端の円弧状の移動軌跡も大きくなり、その結果、計量・分配誤差も大きくなり、設定された量の粉粒体Ｐを精度よく計量・分配することができないという問題があった。

一方、上記従来の技術のうち、図９に示したように構成された横スライド方式の計量分配装置にあっては、外筒部材２００と計量部材２０３との摺動面に入り込んだ粉粒体Ｐが外筒部材２００と計量部材２０３を摩耗させることとなる。そして、この摩耗により外筒部材２００または計量部材２０３の破片や摩耗粉が生じると、特に計量・分配する粉粒体Ｐが食品である場合に衛生上好ましくないため、外筒部材２００と計量部材２０３の材質が制限されたり、このような横スライド方式の計量分配装置を採用することができないなどの問題があった。また、横スライド方式の計量分配装置にあっては、計量部材２０３を移動させる際に、特に外筒部材２００の材料供給口２０１と計量部材２０３の空洞部２０４との間で粉粒体Ｐがせん断されたり、外筒部材２００と計量部材２０３との摺動面に入り込んだ粉粒体Ｐが破砕されるなどして、計量・分配される粉粒体Ｐの品質が低下したり、粉粒体Ｐの粉塵が発生して周囲を汚すなどの問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、粉粒体を任意の量で正確かつ確実に計量・分配することができる計量分配装置を提供することを目的とする。

請求項１の計量分配装置に係る発明は、上記目的を達成するため、粉粒体を所定量に計量し分配するための装置であって、粉粒体を供給する充填ノズルと、仕切り部材を挟んで対で配置され、それぞれが前記仕切り部材と協働して前記分配する粉粒体の量に応じた容積を形成して前記充填ノズルから供給された粉粒体を収容し、また、収容した粉粒体を排出するよう開閉する計量カップと、前記仕切り部材に対し前記計量カップを開閉させる開閉機構と、前記充填ノズルを前記計量カップ上で前記仕切り部材に向けて水平方向に移動させて前記計量カップに供給された前記粉粒体の余剰分をすり切る充填ノズル移動機構とを備えたことを特徴とする。
請求項２の計量分配装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記開閉機構は、前記計量カップをそれぞれ閉じるように付勢する付勢手段と、前記充填ノズルが一方の計量カップ側から前記仕切り部材を超えて他方の計量カップ側に移動されることにより前記付勢手段に抗して一方の計量カップを開かせる計量カップ開放機構とを有していることを特徴とする。
請求項３の計量分配装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項２に記載の発明において、前記計量カップにより計量・分配された粉粒体を取り出すタイミングに応じて、いずれか一方の計量カップを開かせるよう前記計量カップ開放機構を制御する制御手段を有していることを特徴とする。
請求項４の計量分配装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記各計量カップと対応して対の取り出し口を有しており、前記両計量カップから排出された粉粒体を受け取って一方の取り出し口から取り出し、また、前記各計量カップから排出された粉粒体をそれぞれ受け取って一方と他方の取り出し口から個別に取り出すことが可能な取り出し機構を備えていることを特徴とする。
請求項５の計量分配装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記仕切り部材の上端部は、上端面に向かって漸次厚さが薄くなるように傾斜面を成形されていることを特徴とする。
請求項６の計量分配装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記各計量カップは、前記粉粒体を分配する任意の容積に応じて複数の大きさで成形されており、着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

請求項１の発明では、計量カップが仕切り部材を挟んで対で配置されている。充填ノズル移動機構は、前記充填ノズルを水平方向に移動可能に支持する充填ノズル支持機構を含むことが望ましい。計量カップはそれぞれ、開閉機構により仕切部材に対して接するように閉じると、仕切板と協働して分配する粉粒体の量に応じた容積を形成して粉粒体を収容することができ、また、仕切部材から下部が離れるように開くと、それまで収容していた所定量の粉粒体を下部から排出することができる。充填ノズル移動機構により充填ノズルを一方の計量カップ上に水平方向に移動させると、この一方の計量カップに充填ノズルから粉粒体を供給する。そして、一方の計量カップに供給される粉粒体が充填ノズルの下端面に達すると、充填ノズルから一方の計量カップへの粉粒体の供給が停止する。このとき、他方の計量カップは、開閉機構により仕切部材から下部が離れるように開いている。その後、充填ノズル移動機構により充填ノズルを一方の計量カップ上から他方の計量カップ上に水平方向に移動させる。この移動を開始すると、他方の計量カップは、開閉機構により閉じられ、分配する粉粒体の量に応じた容積を形成する。そして、一方の計量カップに収容された粉粒体は、その余剰分が仕切り部材に向けて水平方向に移動する充填ノズルの下端部によりすり切られ、他方の計量カップに押し落とされる。そのため、一方の計量カップには、任意の正確な量の粉粒体が一方の計量カップに残ることとなる。さらに充填ノズルが移動されて、仕切部材を超えて他方の計量カップ上に位置すると、一方の計量カップからすり切られた余剰分の粉粒体とともに、充填ノズルから粉粒体が他方の計量カップに供給される。そして、他方の計量カップに供給される粉粒体が充填ノズルの下端面に達すると、充填ノズルから一方の計量カップへの粉粒体の供給が停止する。また、充填ノズル移動機構により充填ノズルが移動限に近づくと、開閉機構により一方の計量カップが仕切部材から離れるようにして下部が開き、収容された所定量の粉粒体が排出される。その後、他方の計量カップ上の移動限から充填ノズルが一方の計量カップに向かって水平移動を開始すると、一方の計量カップが開閉機構により閉じられる。そして、他方の計量カップに収容された粉粒体の余剰分は、仕切部材に向かって水平方向に移動する充填ノズルによりすり切られ、一方の計量カップに押し落とされる。そのため、他方の計量カップも、一方の計量カップと同様に、任意の正確な量の粉粒体が残ることとなる。そして、充填ノズル移動機構により充填ノズルが一方の計量カップ上の移動限に近づくと、開閉機構により他方の計量カップが開き、収容された所定量の粉粒体が排出される。これらの動作を繰り返すことにより、両計量カップに交互に所定量の粉粒体を収容し、また、所定量収容された粉粒体を排出する。
請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、各計量カップは、付勢手段によりそれぞれ確実に閉じるように付勢されている。そして、充填ノズルが仕切板を超えて水平方向に移動していずれかの計量カップ上の移動限に近づくと、計量カップ開放機構は、すでに粉粒体を収容した側の計量カップを付勢手段に抗して確実に開かせ、その計量カップから粉粒体を排出させる。そのため、計量カップの開閉による粉粒体の収容と排出を正確なタイミングで行わせることができる。
請求項３の発明では、請求項２に記載の発明において、計量カップによって計量・分配された粉粒体を、適切なタイミングで計量カップを開放させてかかる計量カップから粉粒体を落下させ取り出すことができるよう、制御手段が計量カップ開放機構を制御していずれか一方の計量カップを開かせる。
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、各計量カップから排出された粉粒体は、取り出し機構の一方の取り出し口から取り出され、また、一方と他方の取り出し口から個別に取り出される。
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、仕切り部材の上端部が上端面に向かって漸次厚さが薄くなるように傾斜面を成形されていることにより、例えば粉粒体の個々の形状が針状である場合であっても、充填ノズルが仕切部材を超えて移動する際に、かかる充填ノズルの先端と仕切部材の上端部との間で粉粒体をせん断することを緩和しながら、粉粒体の表面をすり切るため、粉粒体の破砕を少なくする。
請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、粉粒体を分配する任意の容積に応じて、大きさの異なる複数の計量カップを用意しておき、計量・分配する粉粒体の量に応じて適切な大きさの計量カップに取り換える。なお、仕切部材と充填ノズルに対して計量カップの相対的な高さを変更することによって、計量・分配する粉粒体の量を調整することができる。そして、仕切部材と充填ノズルに対して両計量カップの相対的な高さを同時に調整することができるよう構成することができ、また、仕切部材と充填ノズルに対して各計量カップの相対的な高さをそれぞれ個別に調整することができるよう構成することができる。

請求項１の発明によれば、充填ノズル移動機構が充填ノズルを計量カップ上で仕切り部材に向けて水平方向に移動させて計量カップに供給された前記粉粒体の余剰分をすり切るよう構成されているという簡単な構成により、粉粒体を任意の量で正確かつ確実に計量・分配することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、開閉機構が付勢手段と計量カップ開放機構とを有していることにより、充填ノズルの水平方向の移動に伴って各計量カップの開閉を適切なタイミングで確実に行わせることができ、その結果、計量された粉粒体を各計量カップから適切なタイミングで確実に排出させることができる。
請求項３の発明によれば、請求項２に記載の発明において、制御手段が計量カップ開放機構を制御することにより、計量カップによって計量・分配された粉粒体を適切なタイミングで取り出すことができる。
請求項４の発明によれば、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、両計量カップから排出された粉粒体を取り出し機構の一方の取り出し口から取り出し、また、各径計量カップから排出された粉粒体を取り出し機構の一方と他方の取り出し口からそれぞれ個別に取り出すことができる。
請求項５の発明によれば、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、仕切り部材の上端部が上端面に向かって漸次厚さが薄くなるように傾斜面を成形されていることにより、例えば粉粒体の個々の形状が針状である場合であっても、充填ノズルが仕切部材を超えて移動する際に、かかる充填ノズルの先端と仕切部材の上端部との間で粉粒体をせん断することを緩和しながら、粉粒体の表面をすり切ることができる。そのため、粉粒体の破砕を少なくすることができる。
請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、粉粒体を分配する任意の容積に応じて、大きさの異なる複数の計量カップを用意しておき、適切な大きさの計量カップを着脱可能に取り付ける。そのため、計量・分配する粉粒体の量に応じて、計量カップを容易に取り換えることができ、したがって、計量・分配する粉粒体の任意の量に幅広く対応することができる。

本発明の計量分配装置の実施の一形態を説明するために一部を断面で示した側面図である。 図１の計量分配装置の全体を説明するために示した正面図である。 図２の背面図である。 本発明の計量カップと仕切部材を説明するために拡大して示した断面図である。 充填ノズルの位置を検出するための充填ノズル位置検出手段の実施の一形態を説明するために示した側面図である。 本発明における計量カップの上面と充填ノズルの先端との形状の関係を説明するために概念的に示した平面図である。 粉粒体の個々の形状が針状の場合において、充填ノズルが仕切部材を超えて移動する際に、仕切部材の傾斜面によってかかる針状の粉粒体を案内して破砕されるのを回避する状態を説明するために示した概念図である。 充填ノズルを搖動させる従来の技術を説明するために示した概念図である。 従来の横スライド方式の計量分配装置を説明するために概念的に示した断面図である。

本発明の計量分配装置の実施の一形態を、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。以下の説明では、同じ構成要素または相当する構成要素に対して同一符号を付するものとする。

本発明の計量分配装置は、概略、粉粒体Ｐを所定の量に計量し分配するためのもので、粉粒体Ｐを供給する充填ノズル１と、仕切り部材２を挟んで対で配置され、それぞれが仕切り部材２と協働して分配する粉粒体Ｐの量に応じた容積を形成して充填ノズル１から供給された粉粒体Ｐを収容し、また、収容した粉粒体Ｐを排出するよう開閉する計量カップ３Ａ、３Ｂと、仕切り部材２に対し計量カップ３Ａ、３Ｂを開閉させる開閉機構４と、充填ノズル１を計量カップ３Ａ、３Ｂ上で仕切り部材２に向けて水平方向に移動させて計量カップ３Ａ、３Ｂに供給された粉粒体Ｐの余剰分Ｐａをすり切る充填ノズル移動機構５とを備えている。
また、この実施の形態においては、充填ノズル移動機構５が充填ノズル１を水平方向に直線移動可能に支持する充填ノズル支持機構６を含んでおり、開閉機構４は、計量カップ３Ａ、３Ｂをそれぞれ閉じるように付勢する付勢手段７と、充填ノズル１が一方の計量カップ３Ａまたは３Ｂ側から仕切り部材２を超えて他方の計量カップ３Ｂまたは３Ａ側に移動されることにより付勢手段７に抗して一方の計量カップ３Ａまたは３Ｂを開かせる計量カップ開放機構８とを有している。
さらに、計量カップ３Ａ、３Ｂにより計量・分配された粉粒体Ｐを取り出すタイミングに応じて、いずれか一方の計量カップ３Ａまたは３Ｂを開かせるよう計量カップ開放機構８を制御する制御手段を有しており、また、各計量カップ３Ａ、３Ｂと対応して対の取り出し口９Ａ、９Ｂを有しており、両計量カップ３Ａ、３Ｂから排出された粉粒体Ｐを受け取って一方の取り出し口９Ａまたは９Ｂから取り出し、また、各計量カップ３Ａ、３Ｂから排出された粉粒体Ｐをそれぞれ受け取って一方の取り出し口９Ａと他方の取り出し口９Ｂから個別に取り出すことが可能な取り出し機構１０を備えている。
さらにまた、仕切り部材２の上端部は、上端面に向かって漸次厚さが薄くなるように傾斜面２ａを成形されており、また、各計量カップ３Ａ、３Ｂは、粉粒体Ｐを分配する任意の容積に応じて複数の大きさで成形されており、着脱可能に取り付けられている。

図１に一部断面図で示すように、計量分配装置は、プレート状のフレーム２０、２１が平行に立設されている。両フレーム２０、２１の上方には、天板２２が架設されている。天板２２には、粉粒体Ｐを投入するためのホッパ２３が設けられている。図２および図３に示したように、ホッパ２３の下部は天板２２を貫通して下方に延びている。

充填ノズル１は、上方に漏斗部１ａを有しており、下方に筒状部１ｂを有している。漏斗部１ａは、充填ノズル１がいずれの方向に移動した位置においても、その内部に常にホッパ２３の下部先端を収容し得る大きさに形成されている。図６に一点鎖線および二点鎖線で示すように、筒状部１Ｂの少なくとも下端部は、矩形に形成されている。

図１および図３に示すように、充填ノズル支持機構６は、この実施の形態では、両フレーム２０、２１にそれぞれ水平方向に延びるように設けられた一対のガイドバー２４と、充填ノズル１に設けられた支持板２５と、支持板２５に設けられガイドバー２４が挿通されるスライダ２６とを備えている。
充填ノズル移動機構５は、充填ノズル支持機構６の支持板２５に軸３２を介して一端が接続された連結ロッド２７と、接続ロッド２７の他端が接続されたクランクギヤ２８と、クランクギヤ２８を回転駆動するモータ２９とを備えている。
各ガイドバー２４は、直線状に成形されており、両フレーム２０、２１に設けられたブラケット３０によりそれぞれ両端が支持されている。そして、両ガイドバー２４は、互いに平行となるよう配置されている。支持板２５の側縁にはプレート３１が設けられており、プレート３１には、連結ロッド２７の一端が連結される軸３２が設けられている。連結ロッド２７の他端は、クランクギヤ２８の側面の外周近傍に立設した軸３３に回動可能に連結されている。クランクギヤ２８は、フレーム２０に設けられた軸３４に回転可能に支持されている。クランクギヤ２８の外周には歯面２８ａが形成されており、モータ２９の回転駆動軸には、クランクギヤ２８よりも小径の歯車３５が接続されており、歯車３５とクランクギヤ２８の歯面２８ａとが噛合されている。モータ２９を回転駆動すると、歯車３５を介してクランクギヤ２８が所定の減速比で回転駆動され、この回転は、連結ロッド２７によって、支持板２５に設けられた充填ノズル１をガイドバー２４に沿って水平方向に直線往復運動させることとなる。

さらに、充填ノズル移動機構５は、図5に示すように、充填ノズル１の位置を検出することが可能な位置検出手段１２が設けられている。位置検出手段１２は、軸３４に取り付けられスリットを有する回転盤３６と、回転盤３６のスリットの通過を検出するセンサ３７とを備えている。回転盤３６は、クランクギヤ２８を支持している軸３４の中間部に設けられており、クランクギヤ２８の回転に伴って軸周りに回転する。センサ３７は、回転盤３６を挟むように配置されており、回転盤３６が回転することによるスリットの通過を検出して、その信号を制御手段（図示は省略するが、制御の内容については後述する）に出力する。制御手段では、センサ３７から出力されたスリットの通過検出信号からクランクギヤ２８の回転位相を求め、連結ロッド２７を介してクランクギヤ２８と連結された支持板２５に支持された充填ノズル１の位置を演算し、クランクギヤ２８が１回転することにより両計量カップ３Ａ、３Ｂで粉粒体Ｐを計量・分配した回数などを把握することができる。

計量カップ３Ａ、３Ｂは、図４に示した正面視で、仕切部材２を挟んで対称の楔形状に成形されている。各計量カップ３Ａ、３Ｂは、図４および図６に示すように、上側および仕切部材２側が四方形状に開放しており、仕切部材２と反対側の側壁３ａと、閉じた状態で側縁が仕切部材２と接する一対の側壁３ｂとが連続するように成形されている。
仕切部材２と反対側の側壁３ａは、上部が仕切部材２からほぼ同じ距離を維持する筒状で、下部が下方に向かって仕切部材２に近づくよう傾斜面を形成している。図６に示すように、計量カップ３Ａ、３Ｂの仕切部材２と反対側の側壁３ａの幅（図６においては縦方向の長さ）Ｌ３ａは、充填ノズル１の移動方向に対する幅Ｌ１ａよりもわずかに大きく設定されている。また、一方の計量カップ３Ａ、３Ｂが閉じた状態のときにおける仕切部材２と接する側壁３ｂの幅（図６においては横方向の大きさ）Ｌ３ｂは、充填ノズル１の移動方向の幅Ｌ１ｂ以上の大きさに設定されている。
複数用意される計量カップ３Ａ、３Ｂは、少なくとも仕切部材２と反対側の側壁３ａの幅Ｌ３ａを充填ノズル１の移動方向に対する幅Ｌ１ａに応じてそれぞれ共通に設定し、且つ、計量・分配する粉粒体Ｐの容積に応じて上端から下端までの高さ（深さ）に設定することが望ましい。

仕切部材２は、板状体からなり、一方の計量カップ３Ａまたは３Ｂを閉じたときに、計量カップ３Ａまたは３Ｂと仕切部材２とで所定の容積の空間を形成し、この空間に粉粒体Ｐを収容する。充填ノズル１の下端部に対する仕切部材２の上端部のクリアランスＣ（図７）は、計量・分配する粉粒体Ｐの最大径に応じて設定することができる。また、仕切部材２の上端は、閉じた状態の計量カップ３Ａ（３Ｂ）の上端面よりも下方に位置するよう配設される。すなわち、閉じた状態の計量カップ３Ａ、３Ｂの上部３ａ１内で、充填ノズル１の下端部が水平方向に移動するよう配設されている。図２および図４に示すように、仕切部材２と両計量カップ３Ａ、３Ｂとの両側部には、プレート３８が配設されている。プレート３８は、計量カップ３Ａ、３Ｂの開閉時の搖動をガイドし、また、充填ノズル１を水平移動させて粉粒体Ｐの表面をすり切るときや計量カップ３Ａ、３Ｂを開いて粉粒体Ｐを排出するときに、周りに粉粒体Ｐが飛び散るのを防止するよう機能する。
図７に示すように、仕切部材２は、上端部の厚さが上方に向かって漸次薄くなるように、両面に傾斜面２ａが形成されている。このように傾斜面２ａが形成されていることにより、例えば粉粒体Ｐの個々の形状が針状など細長い場合であっても、充填ノズル１が仕切部材２を超えて移動する際に、かかる充填ノズル１の先端と仕切部材２の上端部との間で粉粒体Ｐをせん断することを緩和させ、粉粒体Ｐの表面をすり切ることができ、したがって、粉粒体Ｐが破砕されるのを少なくすることができる。

各計量カップ３Ａ、３Ｂは、軸４０を有する搖動部材４１によって軸４０周りに搖動可能に支持されている。各計量カップ３Ａ、３Ｂと搖動部材４１との間には、それぞれ個別に計量カップ３Ａ、３Ｂの高さを調整するための個別高さ調整機構４２が設けられている。個別高さ調整機構４２は、図４に示したように、搖動部材４１に着脱可能に取り付けられる上部が折曲しているベース部材４３と、ベース部材４３の折曲部に回動可能に挿通されたねじ４４と、各計量カップ３Ａ、３Ｂの仕切部材２とは反対側の側壁３ａの背面にそれぞれ取り付けられ、ねじ４４が螺合されるねじ孔を有するスライダ４５とを備えている。
ベース部材４３には、スライダ４４の上下方向への昇降移動を案内するガイド４６が設けられている。図１に示すように、ベース部材４３には、搖動部材４１に取り付けるためのボルトなどの締結部材４７が螺合されており、搖動部材４１には、締結部材４７を挿通するための取り付け孔４８が形成されている。そして、取り付け孔４８は、搖動部材４１の側方に開放している。これにより、異なる容積の計量カップ３Ａ、３Ｂに交換する際には、締結部材４７を緩めて取り付け孔４８の側方に開放した部分から外すようにベース部材４３を横方向にずらすだけで、計量カップ３Ａ、３Ｂを容易に取り外すことができ、また、取り付け孔４８の側方に開放した部分から締結部材４７を横方向にはめ込むようにずらして締め付けるだけで、計量カップ３Ａ、３Ｂを容易にかつ確実に取り付けることができる。また、ねじ４４を軸周りに回動させることにより、スライダ４５がガイド４６に保持された状態で昇降移動し、その結果、各計量カップ３Ａ、３Ｂの充填ノズル１に対する高さをそれぞれ個別に調整することができる。

図１に示すように、フレーム２０には上下方向に延びる長孔５０が形成されており、この長孔５０を通って搖動部材４１の軸４０が反対側（図１においては左方）に延びている。両計量カップ３Ａ、３Ｂの軸４０は、共通高さ調整機構５１により、回動可能に支持されている。共通高さ調整機構５１は、両計量カップ３Ａ、３Ｂの軸４０の端部を支持する昇降プレート５２と、昇降プレート５２に設けられた、ねじ孔を有するスライダ５３と、フレーム２０に回動可能に軸支された、スライダ５３のねじ孔に螺合されるねじ軸５４と、ねじ軸５４を軸周りに回動させる駆動機構５５とを有している。駆動機構５５は、この実施の形態の場合、ねじ軸５４の端部に設けられた従動かさ歯車５６と、この従動かさ歯車５６に噛合される駆動かさ歯車５７と、駆動かさ歯車５７の軸５８の端部に設けられたハンドル５９とを備えている。ハンドル５９を回動させることにより、駆動かさ歯車５７と噛合された従動かさ歯車５６を回動させ、この回動によりねじ軸５４が軸周りに回動され、ねじ軸５４にねじ孔が螺合されたスライダ５３を昇降移動させ、スライダ５３が設けられた昇降プレート５２を昇降移動させ、その結果、昇降プレート５２に軸４０が支持された両計量カップ３Ａ、３Ｂの充填ノズル１に対する高さを同時に調整することができる。

さらに、各計量カップ３Ａ、３Ｂの軸４０の端部には、図１および図４に示すように、それぞれ開閉レバー６０の中間部が接続されている。そして、各開閉レバー６０は、その一端部が充填ノズル１の支持板２５の側縁に一体に設けられたプレート３１に隣接するように配置されている。開閉機構４は、両計量カップ３Ａ、３Ｂを交互に開閉させるもので、この実施の形態では、各開閉レバー６０の他端部とフレーム２０から突設された軸６１とに渡架された、両計量カップ３Ａ、３Ｂをそれぞれ閉じるように付勢する付勢手段として機能する引張ばね７と、充填ノズル１の支持板２５のプレート３１に設けられて、支持板２５の移動により開閉レバー６０の一端部を押圧して、引張ばね７による付勢に抗して両計量カップ３Ａ、３Ｂのうちの一方を開かせるよう軸４０を回動させ計量カップ開放機構として機能するカムフォロワ８とを備えている。
上述したようにモータ２９の回転駆動により歯車３５、クランクギヤ２８、および連結ロッド２７を介して充填ノズル１が設けられた支持板２５を水平方向に直線往復運動させると、充填ノズル１が粉粒体Ｐを収容した一方の計量カップ３Ａまたは３Ｂから他方の計量カップ３Ｂまたは３Ａへと移動する際に、仕切部材２を完全に超えて移動限に近づいた時点で、図３の右方に示すように、カムフォロワ８が計量カップ３Ａ、３Ｂの粉粒体Ｐを収容している側の軸４０に設けられた開閉レバー６０を押圧し、引張ばね７の付勢に抗してかかる側の計量カップ３Ａまたは３Ｂを開かせる。

仕切部材２と両計量カップ３Ａ、３Ｂとの側部に設けられたプレート３８の下部には、図２および図３に示すように、傾斜板６５が設けられている。そして、プレート３８および傾斜板６５の下方には、一対の取り出し口９Ａ、９Ｂを備えた取り出し機構１０が配設されている。取り出し機構１０は、図２および図３における左右方向にスライド可能に支持されており、その上方内部にはスライド方向と直交する隔壁７２が形成されている。隔壁７２によって区分された２つの空間７３、７４の上縁はそれぞれ開放しており、計量カップ３Ａ、３Ｂから排出されプレート３８と傾斜板６５によって収束するようにして落下する粉粒体Ｐを受け入れる受け入れ口７５、７６がそれぞれ構成されている。
一方の空間７３の受け入れ口７５は、図２に示すように、仕切部材２を挟んで配設された両計量カップ３Ａ、３Ｂから交互に排出される粉粒体Ｐを受け入れ得る大きさで形成されている。また、他方の空間７４の受け入れ口７６は、図３に示すように、仕切部材２の一方の側の計量カップ３Ｂから排出される粉粒体Ｐのみを受け入れ得る大きさで形成されている。各空間７３，７４の隔壁７２から下方の部分は分岐しており、それぞれ取り出し口９Ａ、９Ｂに向かって傾斜するよう構成されている。さらにこの実施の形態では、袋などの容器に対して粉粒体Ｐを飛び散らせることなく収束させて収納するための漏斗７７が各取り出し口９Ａ、９Ｂに設けられている。なお、図２では漏斗７７を側面から示し、図３では漏斗７７を断面で示している。

上述した制御手段には、充填ノズル１の移動と各計量カップ３Ａ、３Ｂの開放を行うためのモータ２９の回転駆動を開始させるスイッチ（図示は省略する）を含んでいる。スイッチは、手動で操作する場合、各取り出し口９Ａ、９Ｂの近傍に設けることが望ましい。制御手段は、スイッチの出力信号によってモータ２９の回転駆動を開始させ、また、位置検出機構１２のセンサ３７が出力する回転盤３６のスリット検出信号によって検知される充填ノズル１の位置に基づいて、モータ２９の回転駆動を停止させるよう制御する。制御手段は、モータ２９の回転駆動を制御することにより、充填ノズル１の移動に伴いカムフォロワ８が開閉レバー６０を押圧して計量カップ３Ａ、３Ｂのうちのいずれか一方を開かせるのを、計量カップ３Ａまたは３Ｂにより計量・分配された粉粒体Ｐを取り出すタイミングに応じて制御することができる。

次に、以上のように構成された粉粒体Ｐの計量分配装置の作動の一実施の形態を説明する。最初に、図２に示すように、仕切部材２を挟んで配設された両計量カップ３Ａ、３Ｂから交互に排出される粉粒体Ｐを取り出し機構１０の一方の空間７３の受け入れ口７５で受け入れて、一方の取り出し口９Ａから計量・分配された粉粒体Ｐを取り出す場合を説明する。

図２に示すように、取り出し機構１０は、一方の空間７３の受け入れ口７５が両計量カップ３Ａ、３Ｂから排出されプレート３１と傾斜板６５によって収束するようにして落下する粉粒体Ｐを受け入れることができる位置に配置されている。そして、一方の計量カップ３Ａは付勢手段７によって閉じられており、かかる計量カップ３Ａの上方に充填ノズル１が位置するよう制御されている。なお、他方の計量カップ３Ｂは、充填ノズル１が一方の計量カップ３Ａ側の移動限にある場合は、カムフォロワ８が他方の計量カップ３Ｂの軸４０に設けられた開閉レバー６０を押圧し、付勢手段７の付勢に抗して他方の計量カップ３Ｂが開放した状態となっている。この状態で、ホッパ２３に粉粒体Ｐを投入すると、粉粒体Ｐは、ホッパ２３の下部先端から充填ノズル１の漏斗部１ａ、筒状部１ｂを経て計量カップ３Ａ内に落下し充填される。
計量カップ３Ａ内に粉粒体Ｐが満たされると、充填ノズル１から計量カップ３Ａへの粉粒体Ｐの落下が止まることとなる。そして、モータ２９の駆動により充填ノズル１が図２および図４の右方から左方に水平方向に直線移動されると、充填ノズル１の筒状部１ｂの下端部が粉粒体Ｐの表面の余剰分Ｐａをすり切り、表面を均することとなる。このとき、直線状のガイドバー２４に支持板２５のスライダ２６が挿通されているため、充填ノズル１の下端部が安定して粉粒体Ｐの余剰分Ｐａに対して所定の位置を維持しながら水平方向に直線移動し、粉粒体Ｐの余剰分Ｐａをすり切ることができる。
そのため、正確な量の粉粒体Ｐが確実に計量カップ３Ａに収容されることとなる。充填ノズル１が一方の計量カップ３Ａ側の移動限から離れることにより、他方の計量カップ３Ｂの軸４０に連結された開閉レバー６０に対するカムフォロワ８の押圧が解除され、付勢手段７の付勢により他方の計量カップ３Ｂが仕切部材２に接するよう搖動復帰して、その下方が閉じることとなる。

そして、さらに充填ノズル１が図２の右方から左方に水平方向に直線移動されて仕切部材２の上方に差し掛かるとき、粉粒体Ｐの個々の形状が針状である場合であっても、図７に示したように仕切部材２の上方の傾斜面２ａによって充填ノズル１の下端面および仕切部材２の上端面と平行となるように針状の粉粒体Ｐの姿勢を整列させることとなり、充填ノズル１と仕切部材２との間で針状の粉粒体Ｐがせん断され破砕されることが緩和される。また、一方の計量カップ３Ａに収容された粉粒体Ｐの余剰分Ｐａは、水平方向に直線移動される充填ノズル１の下端部によってすり切られ、他方の計量カップ３Ｂに押し落とされて、充填ノズル１から落下する粉粒体Ｐとともに他方の計量カップ３Ｂに収容される。他方の計量カップ３Ｂに粉粒体Ｐが満たされると、充填ノズル１から他方の計量カップ３Ｂへの粉粒体Ｐの落下が止まることとなる。

ここで、制御手段は、位置検出機構１２のセンサ３７が出力する回転盤３６のスリット検出信号によって充填ノズルの位置検知しており、充填ノズル１が仕切板２を超えて他方の計量カップ３Ｂ側に移動して移動限に近づき、支持板２５と一体のプレート３１に設けられたカムフォロワ８が一方の計量カップ３Ａの軸４０に設けられた開閉レバー６０を押圧する前に、モータ２９の駆動を停止させる。また、遅くともカムフォロワ８が一方の計量カップ３Ａの軸４０に設けられた開閉レバー６０を押圧するときまでには、一方の取り出し口９Ａに袋などの容器をセットする。そして、スイッチにより制御手段がモータ２９の回転駆動を再開させると、さらに充填ノズル１が他方の計量カップ３Ｂ側に移動して移動限に近づき、支持板２５と一体のプレート３１に設けられたカムフォロワ８が一方の計量カップ３Ａの軸４０に設けられた開閉レバー６０を押圧し、かかる一方の計量カップ３Ａの下方を開放するよう搖動させる。これにより、所定の量の粉粒体Ｐが一方の計量カップ３Ａから落下して、受け入れ口７５から一方の空間７３内に落下し、漏斗７７を通過してセットした袋などの容器に充填される。

続いて、他方の計量カップ３Ｂ上から再び一方の計量カップ３Ａ上に向かって充填ノズル１を水平方向に移動すると、それまで開放していた一方の計量カップ３Ａの軸４０に設けられた開閉レバー６０がカムフォロワ８による押圧から解放されて、付勢手段７の付勢により下部が閉じるように回動復帰し、仕切板２を超えると一方の計量カップ３Ａに粉粒体Ｐが落下する。その後、一方の計量カップ３Ａ側の移動限に近づき、カムフォロワ８が他方の計量カップ３Ｂの軸４０に設けられた開閉レバー６０を押圧する前に、制御手段は、モータ２９の駆動を停止させる。また、遅くともカムフォロワ８が他方の計量カップ３Ｂの軸４０に設けられた開閉レバー６０を押圧するときまでには、一方の取り出し口９Ａに袋などの容器をセットする。そして、スイッチにより制御手段がモータ２９の回転駆動を再開させると、さらに充填ノズル１が一方の計量カップ３Ａ側の移動限に近づき、支持板２５と一体のプレート３１に設けられたカムフォロワ８が他方の計量カップ３Ｂの軸４０に設けられた開閉レバー６０を押圧し、かかる他方の計量カップ３Ｂの下方を開放するよう搖動させる。これにより、所定の量の粉粒体Ｐが他方の計量カップ３Ｂから落下して、受け入れ口７５から一方の空間７３内に落下し、漏斗７７を通過して一方の取り出し口９Ａから取り出され、セットした袋などの容器に充填される。

次に、図３に示すように、仕切部材２を挟んで配設された各計量カップ３Ａ、３Ｂから排出される粉粒体Ｐを、取り出し機構１０の隔壁７２によって区分された空間７３，７４のそれぞれの受け入れ口７５、７６で受け入れて、各取り出し口９Ａ、９Ｂからそれぞれ粉粒体Ｐを取り出す場合を説明する。なお、以下では、上述した場合と同様のまたは相当する内容については同じ符号を付して説明を省略し、異なる内容のみを説明する。また、図２が正面から見た図であるのに対して、図３は背面から見た図である。

各計量カップ３Ａ、３Ｂに収容された粉粒体Ｐをそれぞれ取り出し口９Ａ、９Ｂから取り出すに際しては、最初に、取り出し機構１０の隔壁７２が仕切部材２の直下に位置するよう取り出し機構１０をスライドさせる。これにより、一方の計量カップ３Ａから排出された粉粒体Ｐは、取り出し機構１０の一方の空間７３に落下し、他方の計量カップ３Ｂから排出された粉粒体Ｐは、取り出し機構１０の他方の空間７４に落下して、それぞれの取り出し口９Ａ、９Ｂから個別に取り出すことができる。
そのため、取り出し口９Ａ、９Ｂに容器を手作業でセットするために時間がかかる場合であっても、各取り出し口９Ａ、９Ｂに容器をセットしてから確実に粉粒体Ｐをそれぞれ取り出して容器に収容することができ、また、単一の取り出し口９Ａから粉粒体Ｐを取り出すのと比較して効率よく計量・分配された粉粒体Ｐを容器に収容することができる。さらにまた、計量カップ３Ａと３Ｂを異なる大きさのものにして、異なる量の粉粒体Ｐを並行して計量・分配し、各取り出し口９Ａ、９Ｂからそれぞれ異なる量の粉粒体Ｐを取り出すよう構成することもできる。

なお、両計量カップ３Ａ、３Ｂにより計量・分配する粉粒体Ｐの量が設定値に対して同様に誤差を生じる場合には、共通高さ調整機構５１のハンドル５９を回転させ、互いに噛合されたかさ歯車５６、５７を介してねじ軸５４を軸周りに回動させ、スライダ５３が設けられた昇降プレート５２を昇降移動させて、両計量カップ３Ａ、３Ｂを支持している軸４０を昇降移動させる。これにより、充填ノズル１の下端面に対する両計量カップ３Ａ、３Ｂの相対的な位置が同時に変化することとなり、その結果、充填ノズル１の下端部によって両計量カップ３Ａ、３Ｂに収容された粉粒体Ｐの余剰分Ｐａをすり切る高さが変化し、両計量カップ３Ａ、３Ｂにより計量・分配する粉粒体Ｐの量を同様に調整して、設定値に一致させることができる。

また、各計量カップ３Ａ、３Ｂにより計量・分配する粉粒体Ｐの量がそれぞれ設定値に対して誤差を生じる場合には、誤差が生じる側の個別高さ調整機構４２のねじ４４を軸周りに回動させ、搖動部材４１のガイド４６に保持されたスライダ４５を昇降移動させ、計量カップ３Ａ、３Ｂを個別に昇降移動させる。これにより、誤差が生じる側の計量カップ３Ａ、３Ｂの、充填ノズル１の下端面に対する相対的な位置が単独で変化することとなり、その結果、かかる計量カップ３Ａ、３Ｂに収容された粉粒体Ｐの余剰分Ｐａを充填ノズル１の下端部がすり切る高さを単独で変化させて、計量・分配する粉粒体Ｐの量を調整し、誤差を解消させて設定値に一致させることができる。

また、粉粒体Ｐをそれまでとは異なる量で計量・分配する場合には、それまで取り付けられていた計量カップ３Ａ、３Ｂを取り外し、異なる大きさの計量カップ３Ａ、３Ｂを取り付ける。この際には、取り付け孔４８が一方の側縁に開放しているため、締結部材４７を緩めて計量カップ３Ａ、３Ｂを横方向にずらすことによって締結部材４７を取り付け孔４８から抜くことができることから、容易に短時間でそれまで用いていた計量カップ３Ａ、３Ｂを取り外すことができ、また、新たに取り付ける計量カップ３Ａ、３Ｂの取り付け孔４８の側縁に開放した部分を締結部材４７と整合させて、横方向にずらすよう移動させて取り付け孔４８内に締結部材４７を位置させ、締結部材４７を締め付けることによって、新たに使用する計量カップ３Ａ、３Ｂを容易に短時間で確実に正しい位置へ取り付けることができる。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更ができる。

Ｐ：粉粒体、 Ｐａ：余剰分、 １：充填ノズル、 ２：仕切部材、 ３Ａ、３Ｂ：計量カップ、 ４：開閉機構、 ５：充填ノズル移動機構、 ６：充填ノズル支持機構、 ７：引張ばね（付勢手段）、 ８：カムフォロワ（計量カップ開放機構）、 ９Ａ、９Ｂ：取り出し口、 １０：取り出し機構、 １２：位置検出手段

Claims (6)

1. 粉粒体を所定量に計量し分配するための装置であって、
   粉粒体を供給する充填ノズルと、
   仕切り部材を挟んで対で配置され、それぞれが前記仕切り部材と協働して前記分配する粉粒体の量に応じた容積を形成して前記充填ノズルから供給された粉粒体を収容し、また、収容した粉粒体を排出するよう開閉する計量カップと、
   前記仕切り部材に対し前記計量カップを開閉させる開閉機構と、
   前記充填ノズルを前記計量カップ上で前記仕切り部材に向けて水平方向に移動させて前記計量カップに供給された前記粉粒体の余剰分をすり切る充填ノズル移動機構と
   を備えたことを特徴とする計量分配装置。
2. 前記開閉機構は、前記計量カップをそれぞれ閉じるように付勢する付勢手段と、前記充填ノズルが一方の計量カップ側から前記仕切り部材を超えて他方の計量カップ側に移動されることにより前記付勢手段に抗していずれか一方の計量カップを開かせる計量カップ開放機構とを有していることを特徴とする請求項１に記載の計量分配装置。
3. 前記計量カップにより計量・分配された粉粒体を取り出すタイミングに応じて、いずれか一方の計量カップを開かせるよう前記計量カップ開放機構を制御する制御手段を有していることを特徴とする請求項２に記載の計量分配装置。
4. 前記各計量カップと対応して対の取り出し口を有しており、前記両計量カップから排出された粉粒体を受け取って一方の取り出し口から取り出し、また、前記各計量カップから排出された粉粒体をそれぞれ受け取って一方と他方の取り出し口から個別に取り出すことが可能な取り出し機構を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の計量分配装置。
5. 前記仕切り部材の上端部は、上端面に向かって漸次厚さが薄くなるように傾斜面を成形されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の計量分配装置。
6. 前記各計量カップは、前記粉粒体を分配する任意の容積に応じて複数の大きさで成形されており、着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の計量分配装置。

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