JP4729559B2 - 回転シャッター式製品分配装置 - Google Patents

Description

本発明は、入口および出口を有する第１管路を有し、第１管路の出口を分配穴の正面、あるいはシャッター要素のマスキング・ゾーンの正面に置くために、シャッター要素を基準として回転移動できる回転シャッターを備える、製品、特に食品の分配装置に関する。

特に回転シャッターは、シャッターの回転軸に対し直角なシャッターの平坦端面内に管路の出口があり、シャッターの回転時にこの平坦端がその上を滑動する不動プレートによりシャッター要素が形成される「ガラス・シャッター（ｏｂｔｕｒａｔｅｕｒ ａ ｇｌａｃｅ）」タイプと呼ばれるタイプのものである。

本発明が対象とする装置は、たとえば、包装設備内で製造および／または搬送される容器に食品を分配するのに用いられる。
そのような設備は製品の分配装置を備える単数または複数の分量装置を備えることが多いので、同一の設備から異なる製品を包装するためには、分配される製品の種類を変えることができることが有利である。

前出の種類の従来の分配装置の場合、同一の設備について、ある特定の製品の分配にそれぞれ適合した複数の分配装置を使用できることが必要である。

本発明は、使用上の柔軟性がより高く、特に、分配される製品をより簡単に変更できる分配装置を提供することにより、先行技術の装置を改良することを目的とする。

この目的は、回転シャッターが、第１管路とは別で、１つの入口および１つの出口をもつ第２管路を有すること、および、第１および第２管路の出口が、回転シャッターの同一面内に設けられ、２つの管路の出口がマスキング・ゾーンの正面になる休止位置、第１管路の出口は分配穴の正面にあるが第２管路の出口はマスキング・ゾーンの正面にある第１分配位置、および第２管路の出口は分配穴の正面にあるが第１管路の出口はマスキング・ゾーンの正面にある第２分配位置、を占めることができるよう相互に間隔がとられ、前記管路の各入口が、第１および第２分配位置で、分配すべき製品を供給することができることにより達成される。

本発明の装置は、まず、第１管路により第１の製品を分配するのに使用することができることがわかる。そのために、回転シャッターは、休止位置と第１分配位置の間を往復運動するよう駆動される。第２管路により第２の製品を分配するために、今度は回転シャッターは、休止位置と第２分配位置の間を往復運動するよう駆動される。本発明の装置は、衛生条件が遵守されれば、２つの製品を分配しながらも、掃除をする間隔を先行技術よりもはるかに長くすることができる。たとえば製品を変える際は、直前に使用した管路をすばやくすすいでこの管路内に残っている製品を除去した後、もう一方の製品をもう一方の管路から分配すればよい。

本装置が含む投入路が１つしかなく、そこに２つの管路の入口を接続する場合、製品を切り換えるには、この投入路を新しい製品供給装置に接続し、投入路に含まれていた古い製品を「空」分配し投入路から前出のすすぎを行うことにより、投入路を空にすればよい
。

また本装置は異なる２つの投入路をもつことができ、それぞれが１つの管路の入口に割り当てられる。
有利には、第１または第２分配位置を選択するために、回転シャッターを休止位置から２つの相反する回転方向に駆動することができる一方、分配位置の１つからは、回転シャッターは休止位置への回転方向にのみ駆動することができる。

シャッターはその休止位置から分配位置のうちの１つまで回転駆動される。次に、休止位置に復帰する場合、シャッターは反対方向に駆動され、その結果、今まで占めていた分配位置から、もう一方の分配位置を経由することなく、直接、休止位置に復帰する。こうすることにより、シャッターが休止位置に復帰する際に、管路のうちの１つから分配中の製品がもう一方の管路に入りこのもう一方の管路に滞留することを防ぐことができる。事実、このもう一方の管路に滞留し鮮度が失われる製品は、分配される製品の品質を損ねるおそれがある。

有利には、第１および第２分配位置は休止位置の両側で相互に対称である。
これにより、回転時に常に同じ角度の扇形だけ移動する回転シャッターの制御が容易になる。

第１および第２管路は、（たとえば、それらが含むことのある小片の粘度または粒度という観点から見て）異なる特性を有する製品の分配に適合するのが有利であり、分配すべき製品について異なる通過断面積を有することが好ましい。特に第２管路の出口は、束上に分布した複数の吐出開口部を備える。

この有利な特徴により、異なる特徴を有する製品の分配に本発明の装置を適合させることができる。したがって、異なる特性を有する製品を分配する場合、先行技術においては２つの専用の分配器が必要となるところを、同一の装置でその分配を行うことができる。たとえば、第１管路が大きい断面積を有し、高い粘度を有する製品あるいは小片を含む製品の分配に適合させるようにすることができる。第２管路は、製品の通過断面積をより小さくし、粘度が低い液状またはペースト状の製品の分配に適合させるようにすることができる。第２管路の出口が複数の吐出開口部を有する時は、この第２管路の通過断面積はより小さな出口の通過断面積により画定される。出口を束状に分布させることにより、クーリまたはカラメルを主成分とするソースなど、粘度が低い製品の均一な分配が可能になる。この束は、製品を良好に分布させるために、若干先広がりであってもよい。

有利には、シャッターはさらに洗浄位置を占めることができ、洗浄位置では、管路の入口が洗浄流体用入口に同時に通じ、前記管路の出口が排出開口部に同時に通じる。
こうすることにより装置の洗浄を簡単に行うことができる。

本発明は、非限定的例として示した実施例についての以下の説明を読むことにより、より良く理解され、その長所が明らかになろう。説明は添付の図面を参照して行う。

図１を参照すると、本装置は、円筒形中空体１２の内部に配置された回転シャッター１０を備えている。より正確には、シャッターは円筒形中空体１２の内部のこの中空体の内壁のライニングを形成するスリーブ１４内に取り付けられる。たとえばこのスリーブ１４は、中空体の壁の穴を通りスリーブ１４の凹部に入るピン１６により中空体１２内に保持され、さらにスリーブは中空体１２の内壁に接着されるのが有利である。

図示例では、シャッター１０は駆動ロッド１８に接続され、分配用平坦端面１０Ｂとは反対側のシャッターの端部１０Ａは駆動ロッド１８の下端凹部１８Ａ内に嵌入され、たとえば接着によりこのロッドに固設される。

本装置は、たとえばねじによる締めつけなど任意の適切な手段により中空体の固定脚１２Ａに固定された支持ワッシャ２２によりたとえば中空体１２を基準として保持される不動プレートで形成されるシャッター要素２０をさらに含む。

漏れのリスクを回避しつつ製品の分配を容易にするために、シャッター１０、スリーブ１４、およびシャッター要素２０を、あるいはこれらの部品のうちの少なくとも１つをセラミックで作製するのが有利である。

駆動ロッド１８は適切な任意の手段によりその移動駆動手段に接続することができる。この場合、ロッドは、シャッターの端部１０Ｂとは反対の端部に、モータＭの出力側を接続することができる延長部１８Ｂを有する（この目的のため、延長部１８Ｂはねじ締めによる固定が可能なドリル穴を含む）。このモータは、ニーズに従ってプログラム化された電子制御ユニットＥＣＵにより駆動することが可能である。

以下の説明でわかるように、モータは、ロッド１８、すなわち矢印Ｒで示すようにこのロッドに連結されたシャッター１０の回転移動を発生させることができる。ロッドおよびシャッター１０からなるユニットはまた、シリンダ（図示せず）により、洗浄を行うために、矢印Ｔで示すように、シャッターの回転軸Ａに平行に移動することもできる。この平行移動はたとえばモータのクラッチが外されている時に行われる。

往復回転運動により製品を連続的に分量して分配することができ、他方、平行移動によれば、装置を洗浄するために、シャッターおよび駆動ロッド１８を図１０に示すような高い位置にセットすることが可能である。

中空体１２は、たとえば接続カラー２３により、分配する製品の供給装置に接続することができる入口２４を含む。この入口は、その入力部の真正面に位置するスリーブ１４の穴２６に通じている。一方、シャッター１０は分配する製品用の第１管路２８を含むが、この管路は入口２８Ａおよび出口２８Ｂを有する。図１では、シャッターは第１分配位置にあり、第１管路の出口２８Ｂはシャッター要素２０が含む分配穴２１の正面に配置されるが、前記管路の入口２８Ａは入口２４の正面、より正確にはスリーブ１４の穴２６に対し直角に配置される。

シャッター１０は、図２でその詳細な構造を示すが、第２管路３０を有する。シャッターが回転することにより、第２管路３０の入口３０Ａがスリーブ１４の開口部２６に対し直角に位置することができること、および、同時に管路の出口３０Ｂが分配穴２１の正面に位置することができることがわかる。

図示例では、第１管路２８はエルボ２９を有し、軸Ａに対し横方向で入口２８Ａとこのエルボ２９の間に延びる第１部分２９Ａと、このエルボ２９から出口２８Ｂまで軸方向に延びる第２部分２９Ｂとで形成される。

管路２８および３０の入口２８Ａおよび３０Ａは両者とも回転シャッターの円筒形面１０Ｃ内に開口し、これらの管路の出口２８Ａおよび３０Ａは両者とも分配面１０Ｂ内に開口する。ただし管路３０は管路２８との間で交点を持たないよう作製される。これを実現するために、管路３０の入口３０Ａは、前記円筒形面１０Ｃの中に設けられた溝３１Ａであってらせんの一部分を形成するよう傾斜した溝内に形成される。この溝はその上端で、
管路２８の入口２８Ａと同じシャッターの軸方向断面ＴＡ内に開口する。別の言い方をすれば、管路の入口３０Ａおよび２８Ａはシャッターの面１０Ｂから同じ距離のところにある。溝３１Ａはその下端では、管路２８の第１部分２９Ａの下を通過し、ほぼ軸方向の管路３０の終端部分によってこの管路の出口３０Ｂに接続される管路３０のほぼ横方向の部分３１Ｂに接続される。この場合、管路３０の出口３０Ｂは１つの束を形成するよう分布した複数の吐出開口部３２を備える。またその場合、各吐出開口部３２は特別な切削加工部３２Ａにより前記部分３１Ｂに接続される。これらの切削加工部３２Ａは先広がりの小型管束を形成する。

全体として、管路３０の出口３０Ｂを形成する吐出開口部３２は、管路２８の出口２８Ｂと同じ領域に内接し、その結果、後者と同様に、シャッター要素２０の分配穴２１に対応するように設置することができる。

図４から図８には分配穴２１の位置を点線で示したが、この要素の中実部分はマスキング・ゾーン２０Ａを形成している。
図４で、回転シャッター１０の角度位置は、管路２８および３０の出口２８Ｂおよび３０Ｂが双方ともマスキング・ゾーン２０Ａの正面に来て、シャッターの面１０Ｂの中実部分が分配穴２１の正面に来るような位置になっている。したがって２つの管路の出口はマスクされている。同様に、管路の入口２８Ａおよび３０Ａは双方ともスリーブ１４の円筒形壁の中実部分の正面に位置する。したがってシャッターのこの角度位置では、この円筒形壁により入口がマスクされ、入口への製品の供給が行われない。

シャッター１０は、図４の位置から図５の位置まで移動するために、第１管路の出口２８Ｂが分配穴２１に対応するようになるまで方向Ｓ１に反転されている。この同じ角度位置では、この管路の入口２８Ａもスリーブ１４の円筒形壁の穴２６の正面に位置し、スリーブによりこの入口が開放され、入口への製品の供給が可能になる。その結果、製品は第１管路から分配することができる。シャッター１０が図５の位置から図４の位置に復帰するには、方向Ｓ１とは反対の方向Ｒ１にシャッターを向けなければならない。

シャッター１０が図４の位置から図６の位置に移動するには、方向Ｒ１に対応する方向Ｓ２にシャッターを旋回させなければならない。図６で、吐出開口部３２により形成される第２管路の出口３０Ｂは分配穴２１の正面に位置し、この管路の入口３０Ａはスリーブ１４の壁の穴２６の正面に位置するので、スリーブによりこの入口が開放される。したがって製品は第２管路から分配することができる。次に、シャッターが図４に示す休止位置に復帰するには、方向Ｓ２とは反対で方向Ｓ１に対応する方向Ｒ２にシャッターを反転させなければならない。

したがってシャッター１０を図４の休止位置と図６の第１分配位置の間を往復運動させることにより第１管路から製品の分量を分配するにあたっては、いかなる場合も、第２管路の入口は開口部２６の前を出口は穴２１の前を通過しない。

同様に、シャッター１０を図４の休止位置と図５の第２分配位置の間を往復運動させることにより第２管路から製品の分量を分配するにあたっては、いかなる場合も、第２管路の入口は開口部２６の前を出口は穴２１の前を通過しない。

図７は、図５の第１分配位置から図４の休止位置までの回転の途中にあるシャッター１０の位置を示す。実際、シャッターは図５の位置を基準として方向Ｒ１に角度α１だけ回転されている。この状況において、スリーブ１４の円筒形壁により管路２８の入口２８Ａがマスクされているが、この管路の出口２８Ｂはまだ分配穴２１に一部分対応していることがわかる。

同様に、図８は、図６の位置から図４の位置へ移動する途中のシャッターの中間位置を示す。シャッターは、スリーブ１４の壁によって第２管路３０の入口３０Ａがマスクされている角度α２だけ回転されているが、この管路の出口３０Ｂはまだ分配穴２１に一部分対応しており、いくつかの孔３２は依然としてこの穴の正面にある。

別の言い方をすれば、シャッター１０が、ある管路の出口が分配穴の正面にある分配位置のうちの１つから休止位置に回転する間、中空体の円筒形壁、より正確にはスリーブの円筒形壁は、この管路の出口がシャッター要素のマスキング・ゾーンによりマスクされる前に、この管路の入口をマスクすることができる。これにより、製品の連続的分量をこの管路を経て分配する際、ある管路を順次閉じる途中の、この管路の加圧ならびに供給装置２４による製品の押し戻しを防止することができる。したがって、この管路にはもはや高い圧力がかかっていない状態で出口での管路の閉動作が行われ、この閉動作は正常に行われ、製品を損なわない。

図示例では、中空体は、管路２８の入口２８Ａまたは管路３０の入口３０Ａが接続できる１つの開口部２４しか含まない。
しかしながら、それぞれが管路の１つ１つに専用の異なる２つの開口部をもつことが可能である。たとえば溝３１Ａを無くし、部分ＴＡの下に位置するシャッターの軸方向部分内の、円筒形面１０Ｂの管路３０の区間３１Ｂを直接開くだけでよい。シャッターの第２分配位置にあるこの変更された管路３０の入口に接続できるようにするために、開口部２４および孔２６の下に中空体１２の開口部およびスリーブ１４の孔を追加することが可能である。もちろん、そのためには、これら２つの穴が共存できるよう、回転シャッター１０、中空体１２、およびスリーブ２４の軸方向寸法が調節されることになろう。

上で示したように、回転シャッターが図５の第１分配位置にある時には、回転シャッターは方向Ｓ１にはそれ以上旋回することはできないが、休止位置に直接復帰するために、方向Ｒ１に旋回することだけはできる。同様に、回転シャッターが図６の第２分配位置にある時には、回転シャッターは、休止位置に直接復帰するために、方向Ｒ２には旋回することだけはできる。

このように、図５および図６の位置は、図４の休止位置からそれぞれ方向Ｓ１およびＳ２へのシャッター１０の角移動の限度位置となっている。これらの限度位置を決定するために様々な手段が用意されている。特にモータＭおよび／または電子制御ユニットＥＣＵをそれ相当にパラメータ化することができる。特にＥＣＵユニットは、シャッターが休止位置にある中立位置の両側のある所与の角度範囲においてしかモータの出力シャフトの回転を許可しないようにすることができる。

またたとえばストッパ・システムによる機械的制限を設けることもできる。図９が示しているのがそれであり、中空体１２の内面は、方向Ｓ１およびＳ２の最大移動量の合計に相当する角度範囲に広がる溝１３を有する。一方、駆動ロッド１８は、この溝１３の中を移動する爪の形状のストッパ１９をその円筒形面上に有する。この爪は、図５および図６の位置においては、溝１３の面１３Ａおよび１３Ｂに押し当てられたところに位置する。

図１０には洗浄位置にあるシャッター１０を示した。シャッター１０およびその駆動ロッド１８は、図１の作業位置から上方に、すなわちシャッター要素２０（図９には図示せず）から遠ざかるように移動されている。この洗浄位置では、シャッターの円筒形面１０Ｃは中空体１２の壁から離れたところにあり、その結果、管路２８および３０の入口は、中空体１２の内面とシャッターの円筒形面１０Ｃの間に設けられた環状空間４０内に開口する。別の言い方をすれば、洗浄位置においては、管路２８および３０の入口は、内部断
面積の大きい中空体の領域内に配置される。

図１０にて明らかなように、スリーブ１４はこの中空体の内壁上に肉厚部を形成し、洗浄位置では、管路の入口がこのスリーブの上端１４Ａの上方にある。さらに、この位置ではシャッターの面１０Ｂがシャッター要素２０から遠ざかり、その結果、管路２８および３０もこのシャッター要素から離れている。内部断面積が大きい中空体の部位内にある洗浄用入口４２から中空体１２に注入される洗浄流体は、シャッターの円筒形壁１０Ｃの周囲および管路内を自由に循環でき、また分配孔２１を経て自由にこれらの管路から出ることもできる。また、図１０の洗浄位置では、環状空間４０から、洗浄流体用の排出開口部となる分配穴２１側に流体が直接循環できるよう、シャッターの下端がスリーブ１４の内壁から若干離れていることがわかる。

本発明による装置の断面図。 この装置の回転シャッターの斜視図。 このシャッターの平坦端面を示す図２の底面図。 閉位置にある回転シャッターを示す、図１のＩＶ−ＩＶ線における断面図。 ２つの分配位置にあるシャッターを示す断面図。 ２つの分配位置にあるシャッターを示す断面図。 各分配位置から休止位置へ復帰する途中のシャッターを示す同じ断面図。 各分配位置から休止位置へ復帰する途中のシャッターを示す同じ断面図。 図１のＩＸ−ＩＸ線における断面図。 洗浄位置にあるシャッターを示す断面図。

Claims (10)

1. 入口（２８Ａ）および出口（２８Ｂ）をもつ第１管路（２８）を有し、第１管路の出口を分配穴（２１）の正面、あるいはシャッター要素のマスキング・ゾーン（２０Ａ）の正面に置くために、シャッター要素（２０）を基準として回転移動できる回転シャッター（１０）を備える製品の分配装置であって、
   回転シャッター（１０）が、第１管路（２８）とは別で、１つの入口（３０Ａ）および１つの出口（３０Ｂ）をもつ第２管路（３０）を有すること、および、第１および第２管路（２８、３０）の出口（２８Ｂ、３０Ｂ）が、回転シャッター（１０）の同一面（１０ｂ）内に設けられ、２つの管路の出口がマスキング・ゾーン（２０Ａ）の正面になる休止位置（図４）、第１管路（２８）の出口（２８Ｂ）は分配穴（２１）の正面にあるが第２管路（３０）の出口（３０Ｂ）はマスキング・ゾーン（２０Ａ）の正面にある第１分配位置（図５）、および第２管路（３０）の出口（３０Ｂ）は分配穴（２１）の正面にあるが第１管路（２８）の出口（２８Ｂ）はマスキング・ゾーン（２０Ａ）の正面にある第２分配位置（図６）、を占めることができるよう相互に間隔がとられ、前記管路の各入口（２０Ａ、３０Ａ）が、第１および第２分配位置で、分配すべき製品を供給することができることと、第１または第２分配位置を選択するために、回転シャッター（１０）を休止位置から２つの相反する回転方向（Ｓ１、Ｓ２）に駆動することができる一方、分配位置の１つからは、回転シャッターは休止位置への回転方向（Ｒ１、Ｒ２）にのみ駆動することができることとを特徴とする装置。
2. 第１および第２分配位置が休止位置の両側で相互に対称であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 第１および第２管路（２８、３０）が分配すべき製品について異なる通過断面積を有することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 第２管路の出口（３０Ｂ）が束（３０）上に分布した複数の吐出開口部（３２）を備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 管路（２８、３０）の入口（２８Ａ、３０Ａ）が回転シャッター（１０）の円筒形面（１０Ｃ）内に開口すること、および、製品の供給ができるよう、回転シャッターの位置に応じて前記入口をマスクまたは開放することができる円筒形壁を有する中空体（１２、１４）内にシャッターが取り付けられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
6. 回転シャッター（１０）が、管路（２８、３０）の出口（２８Ｂ、３０Ｂ）が分配穴（２１）の正面にある分配位置のうちの１つから休止位置側に回転する途中において、前記管路（２８Ａ、３０Ａ）の出口がシャッター要素（２０）のマスキング・ゾーン（２０Ａ）によりマスクされる前に、中空体（１４）の円筒形壁がこの管路の入口をマスクすることができることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 管路（２８、３０）の出口（２８Ａ、３０Ａ）が回転シャッター（１０）の回転軸（Ａ）に対し直角なこの回転シャッターの端面（１０Ｂ）内に位置することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
8. シャッター（１０）がさらに洗浄位置を占めることができ、洗浄位置では、管路（２８、３０）の入口（２８Ａ、３０Ａ）が洗浄流体用入口（４２）に同時に通じ、前記管路の出口（２８Ｂ、３０Ｂ）が排出開口部（２１）に同時に通じることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置。
9. 洗浄流体用の入口（４２）が大きな内部断面積中空体（１２、１４）の部位内に位置すること、および回転シャッター（１０）が休止位置および分配位置から、洗浄位置を選択するために、この中空体内に平行移動することができ、洗浄位置では、管路（２８、３０）の入口（２８Ａ、３０Ａ）が前記大きな内部断面積の部位内に配置され、管路（２８、３０）の出口（２８Ｂ、３０Ｂ）がシャッター要素（２０）から離れていることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の装置。
10. 回転シャッター（１０）およびシャッター要素（２０）からなる部品のうちの少なくとも１つがセラミック製であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。

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