JP5450009B2 - 計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、計量装置に関する。

従来、ポテトチップス等の壊れやすい菓子を製造する際の味付け装置として、例えば特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の装置では、両端が開口された筒状のタンブラの一端の開口部へ、次々と流れてくる味付け前の半製品が供給されるとともに調味料が供給され、該半製品と該調味料とがタンブラ内で混合されながら他端の開口部へ移送され、そして組合せ計量装置へ供給される。さらに、特許文献１に記載の装置では、次々と流れてくる半製品が供給されるタンブラの前段に、ロードセルに支持された計量コンベヤが配設されている。

しかし、特許文献１に記載の装置の構成では、次々と流れてくる半製品が計量コンベヤにより搬送されつつ計量されるため、半製品の供給量を正確に計量することが困難である。そこで、計量コンベアを用いずに、例えば次の特許文献２乃至６に記載の装置の如く、次々と流れてくる半製品を所定の容器内に一旦貯留した上で計量し、その計量後に該所定の容器を傾斜させて被計量物を排出することが考案された。

なお、特許文献２に記載の装置では、所定量がロードセルにより計量され、その計量後に受枡をシリンダ等で上方に旋回させ、受枡内の茶葉が排出されることが示されている。

また、特許文献３に記載の装置では、供給ホッパの下方に設けた計量シュートにおいて該供給ホッパから供給された飯などの軟粘食品が貯留されることと、排出時に計量シュートが傾斜されることとが示されている。

また、特許文献４に記載の装置では、計量ホッパにおいてシューターから供給された果実が計量されることと、該計量ホッパを傾斜させて袋ホルダーに保持された袋に計量された果実が供給されることとが示されている。

また、特許文献５に記載の装置では、ゲートの閉じた所定姿勢の計量状態から、ゲート側へ下降傾斜してゲートを開いた排出状態に変更されることが示されている。

また、特許文献６に記載の装置（計量器）では、該装置が、傾斜をもって配設されたシュートと、シュートの一端に配設された排出ゲートと、シュートの中間に配設された中間ゲートと、シュート上の被計量物の重量を計量する重量検出器と、排出ゲート及び中間ゲートの開閉を制御する制御装置とを備えることが示されている。さらに、特許文献６に記載の装置では、重量検出器の計量値に基づいてシュート上の被計量物の重量が予め定められている所定量となったときに中間ゲートが開き、被計量物の供給が終了した後、所定のタイミングで排出ゲートが開くことが示されている。

特公平４−３５１３２号公報 実開平３−７０３２９号公報 実開平４−１３６５２６号公報 実開昭５４−５４５６６号公報 実開昭６４−５１２５号公報 特開２００６−３００８６２号公報

ところで、特許文献２乃至６に記載の装置の場合、ポテトチップス等のような壊れやすい物を取り扱う際にそれぞれ問題がある。

特許文献２乃至４に記載の装置の場合、被計量物が貯留される所定の容器は、該装置が載置される所定の基準面に対して水平に枢支されている（特許文献２の第１図、特許文献３の図２、特許文献４の第１図参照）。このため、次々と流れてくる被計量物を、所定の容器の水平な受面に向けて、重力方向に落下させる必要があり、この落下の際に該被計量物が大きな衝撃を受けて壊れやすいという問題がある。また、計量後の被計量物を後工程の装置に排出する際に、所定の容器を、計量時の水平な位置から排出時の傾斜が得られる位置まで稼動させる必要がある（特許文献２の第１図、特許文献３の図４、特許文献４の第１図参照）。このため、スムーズな排出が困難であり、また、排出時に加速がつきやすく該被計量物が壊れやすいという問題もある。

特許文献５に記載の装置の場合、特許文献２乃至４に記載の装置と異なり、排出時のみならず計量時（受入時）にも所定の容器を傾斜させている（特許文献５の第１図参照）。従って、次々と流れてくる被計量物を重力方向に落下させて貯留する必要がなくなる。但し、所定の容器の傾斜が急すぎると、被計量物が該容器の下方に到達するまでの間に加速がついて該被計量物が壊れやすくなるので、該所定の容器の傾斜をできる限り緩くする必要がある。しかし、傾斜を緩くすると、被計量物が連なって薄い層を形成してしまい、１回の計量で多量の被計量物を取り扱えなくなる。そこで、１回の計量でより多くの被計量物を取り扱うために、容器の長さや幅を長くして該容器内の容積を拡張することが必要となり、装置の大規模化を招いてしまう。

特許文献６に記載の装置の場合、特許文献５に記載の装置と同様に、被計量物の流路を構成するシュートが予め傾斜されている。しかし、このシュートの傾斜の角度は、角度調整用金具で調整可能ではあるものの、計量時及び排出時においては一定である。このため、特許文献５に記載の装置と同様の問題が起こる。さらに、特許文献６に記載の装置の場合、排出ゲートの他にも中間ゲートを設けてその開閉を制御する必要があるため、装置の構成が複雑になるという問題もある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、壊れやすい被計量物を壊すことなく多量に貯留した上で計量が行え、スムーズな投入並びに排出が可能であり、かつ簡易な構成で実現できる計量装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る計量装置は、被計量物が投入される第１開口部と該被計量物を排出する第２開口部と有するホッパと、前記第２開口部を開閉するゲートと、前記ホッパに投入された前記被計量物の重量を検出する重量検出器と、前記第２開口部が前記第１開口部よりも低い位置となるように前記ホッパを傾斜させ、かつ前記ホッパの傾斜角を変化させるホッパ傾斜機構と、前記第２開口部を前記ゲートが閉じかつ前記ホッパを傾斜させた状態において、予め予測しておいた前記ホッパ内に貯留される前記被計量物の重量の時間変化に基づき、前記貯留される前記被計量物の重量が閾値重量になると予測される時間になれば前記ホッパの傾斜角を自動的に切り替え、前記貯留される前記被計量物の重量が前記閾値重量より多い目標重量になると予測される時間に近づいたときに前記重量検出器による計量を開始し、かつ前記計量する前記被計量物の重量が前記目標重量となると前記第２開口部を前記ゲートが開放するよう、前記ゲート及び前記ホッパ傾斜機構を制御する制御器と、を備え、前記制御器は、前記ホッパの傾斜角を自動的に切り替える際に前記ホッパの傾斜角を増大させるよう前記ホッパ傾斜機構を制御するように構成されている、計量装置である。

上記の構成により、第２開口部をゲートが閉じた状態にあって、ホッパの当初の傾斜角が緩いために、該ホッパに貯留される被計量物が均一な薄い層を形成した場合であっても、該ホッパに貯留される被計量物の重量に応じて該ホッパの傾斜角を増大させることにより、該ホッパに貯留される被計量物の薄い層を解消することができる。また、この際、ホッパ内の第２開口部側の空間に被計量物が偏ることに伴って、該ホッパ内の第１開口部側に空きスペースが生じるので、第１開口部へ被計量物を追加投入することができる。よって、ホッパに貯留される被計量物の量を増やすことができ、１回の計量でより多くの被計量物を壊すことなく計量可能となる。また、ホッパ自体は常に傾斜した状態であるので、後工程の装置に向けてスムーズな排出を可能ならしめる。さらに、従来技術のような中間ゲートを設ける必要がないために、本計量装置を簡易に構成することができる。

上記の計量装置において、前記制御器は、所定の時間間隔で前記ホッパの傾斜角を段階的に増加させる、としてもよい。

上記の構成により、ホッパの傾斜角を段階的に切り替えることで、該ホッパ内に貯留される被計量物が壊れにくい状態を維持することと、該ホッパ内の空いたスペースに被計量物を追加投入することとを、バランス良く実現することができる。

上記の計量装置において、前記制御器は、前記第２開口部を前記ゲートが閉じかつ前記ホッパを第１の傾斜角に傾斜させた状態で前記被計量物が前記第１開口部に投入され、かつ前記ホッパの傾斜角を自動的に切り替える際に前記第１の傾斜角から前記第１の傾斜角よりも大きい第２の傾斜角まで前記ホッパの傾斜角を増加させ、かつ前記重量検出器の検出値に基づいて計量された前記被計量物の重量が前記目標重量に達した後、前記第２開口部を前記ゲートが開放するまでの間に、前記ホッパの傾斜角を、前記第２の傾斜角から前記第１の傾斜角に減少させる、としてもよい。

上記の構成により、ホッパに貯留される被計量物が排出すべき所定重量に到達したことに伴って、ホッパの傾斜角を第２の傾斜角から元の第１の傾斜角に減少させることで、ゲートからの排出時に被計量物に与える衝撃を和らげることができる。

上記の計量装置において、前記ホッパ傾斜機構は、前記第１開口部を中心に前記ホッパを下方に揺動させて、当該ホッパを傾斜させるよう構成されている、としてもよい。

上記の構成により、ホッパの第１開口部へ被計量物を投入する際に該被計量物に与える衝撃を和らげることができる。

本発明によれば、壊れやすい被計量物を壊すことなく多量に貯留した上で計量が行え、かつスムーズな投入並びに排出が可能な計量装置を簡易な構成で実現することができる。

図１は本発明の実施の形態に係る計量装置を用いた菓子製造システムの構成を示す図である。 図２は本発明の実施の形態に係る計量装置の構成を示す図である。 図３は本発明の実施の形態に係る計量装置の各状態の時間変化を表したタイムチャートである。 図４は本発明の実施の形態に係るシュート式ホッパ内に半製品が供給並びに貯留されてから最終的に排出されるまでの状態を示す模式図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

[菓子製造システムの構成]
以下では、本発明の計量装置が用いられるシステムとして、ポテトチップス、ビスケット、煎餅等の壊れやすい菓子を製造する菓子製造システムを例に挙げて説明する。

図１は、上記の菓子製造システムの平面図である。図１に示す菓子製造システムは、ターンテーブル１と、４台の傾胴式のポット型のミキサ２と、ミキサ２へ半製品を供給する計量装置３（本発明に係る計量装置）と、ミキサ２へ第１調味料を供給する第１調味料供給装置４と、ミキサ２へ第２調味料を供給する第２調味料供給装置５と、計量装置３へ半製品を供給する供給装置７及び供給フィーダ８と、組合せ計量装置１２へ第１及び第２調味量による味付け後の半製品を供給する排出コンベア９、シュート１０及び供給装置１１と、味付け後の半製品を組合せ計量する組合せ計量装置１２と、組合せ計量後の半製品を包装する包装機１３と、により構成されている。

各ミキサ２は、円形のターンテーブル１上にその回転中心を中心とする円周上に等間隔に搭載されている。各ミキサ２は、半製品等の投入口兼排出口となる開口部２ａを有する容器として構成されており、その内部には羽根が設けられている。各ミキサ２は、傾転用モータによって水平軸（ターンテーブル１の接線方向の軸）の回りに回動可能であり、自転用モータによって該水平軸と略直交する自転軸（ターンテーブル１の径方向の軸）の回りに自転可能である。なお、開口部２ａは、各ミキサ２の自転軸上の一方の端部に設けられている。

ターンテーブル１は、各ミキサ２が４つの停止位置（ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４）で停止するよう間欠的に回転する。図４では、停止位置ＳＴ１にあるミキサ２を２（ＳＴ１）、停止位置ＳＴ２にあるミキサ２を２（ＳＴ２）、停止位置ＳＴ３にあるミキサ２を２（ＳＴ３）、停止位置ＳＴ４にあるミキサ２を２（ＳＴ４）の参照符号によって示している。つまり、各ミキサ２は、ターンテーブル１の回転により、停止位置ＳＴ１からＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４の順に移送され、さらに停止位置ＳＴ１へ戻るという動作を繰り返す。なお、各停止位置ＳＴ１〜ＳＴ４におけるミキサ２の停止時間は等しく設定されている。

計量装置３は、供給フィーダ８から次々と投入されて供給される味付け前の半製品（例えば、じゃがいもがスライスされて油揚げされた小片物）を貯留しながらその貯留した半製品の重量を計量し、所定重量となるまで貯留した後、当該半製品をミキサ２へ排出するように構成されている。なお、計量装置３により計量された半製品の重量に基づいて、第１調味料供給装置４及び第２調味料供給装置５から供給すべき調味料の目標供給量が、制御装置１００により算出される。

第１調味料供給装置４は、塩等の粉体から成る第１調味料が貯留されたホッパを有した供給装置である。第１調味料供給装置４は、第１調味料がスクリューフィーダ４３の先端から送出されるように構成され、かつ第１調味料の送出重量が計量可能となるように構成されている。また、第１調味料供給装置４は、スクリューフィーダ４３の長手方向に進退可能となるように構成されている。つまり、第１調味料をミキサ２へ供給するときに、スクリューフィーダ４３の先端部分がミキサ２の内部へ挿入される。また、第１調味料の供給が終了するときに、スクリューフィーダ４３はミキサ２の外部へ退避される。

第２調味料供給装置５は、海苔、パセリ等を乾燥した小片物（半製品よりも極小の小片物）から成る第２調味料が貯留されたホッパを有した供給装置である。第２調味料供給装置５は、第２調味料がホース５８内をエアーによって搬送され、ホース５８の先端に取り付けられる第２調味料供給ノズル５６から第２調味量がエアーとともに送出され、かつ第２調味料の送出重量が計量可能となるように構成されている。なお、第２調味料供給ノズル５６は、所定の位置に配設された可動取付け部５９により可動される。つまり、ミキサ２へ第２調味料を供給するときには、第２調味料供給ノズル５６の先端部分がミキサ２の内部へ挿入される。第２調味料の供給が終了するときには、第２調味料供給ノズル５６はミキサ２の外部へ退避される。

制御装置１００には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる演算制御器と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶器とを少なくとも備えている。上記記憶器には、運転用プログラム、該運転用プログラムに用いられる運転パラメータの設定データ、その他に計量値データ等が記憶されている。制御装置１００は、上記演算制御器が上記記憶器に記憶されている上記運転用プログラムを実行することにより、システム全体の制御を行うとともに、供給フィーダ８及び排出コンベア９の制御も併せて行うよう構成されている。なお、制御装置１００は、一の演算制御器による集中型の構成としてもよいし、複数の演算制御器による分散型の構成としてもよい。

また、制御装置１００は、供給フィーダ８を回転駆動させるモータ８０（図２参照）を制御して、供給フィーダ８の回転駆動を停止又は開始（再開）させるとき、供給装置７に対し、供給フィーダ８への半製品の供給を停止又は開始（再開）させるための制御信号を出力する。また、制御装置１００は、供給フィーダ８の回転駆動が停止され、計量装置３に対し半製品の供給が終了したとき、計量装置３が具備する後述の台秤３６（図２参照）において計量された半製品の重量に基づいて、第１調味料供給装置４及び第２調味量供給装置５から供給すべき調味料の目標供給量を求める。例えば、半製品の重量に、調味料ごとに予め定められた添加率を乗じることにより、各調味料の目標供給量が算出される。

さらに、制御装置１００は、計量装置３において計量された半製品の重量に基づいて、計量装置３の傾斜角及び排出ゲート３２の開閉の制御を行う。なお、本制御については、上記の制御とは別の制御装置により実行してもよい。また、本制御の詳細については後述する。

[菓子製造工程]
以下では、図１に示した菓子製造システムにおける菓子製造工程の流れについて説明する。

味付け前の半製品が、供給装置７から供給フィーダ８を経て計量装置３へ供給される。計量装置３による計量後、開口部２ａが斜め上方に向けられた停止位置ＳＴ１のミキサ２（ＳＴ１）へ供給される。半製品が計量装置３からミキサ２へ供給された後、ミキサ２の自転が開始されるとともに、第１調味料供給装置４から第１調味料が供給される。次に、ターンテーブル１が１／４回転されて、停止位置ＳＴ２となったミキサ２には第２調味料供給装置５から第２調味料が供給される。

次に、ターンテーブル１が１／４回転されて停止位置ＳＴ３となり、さらにターンテーブル１が１／４回転されて停止位置ＳＴ４となる。なお、停止位置ＳＴ３ 、ＳＴ４では、ミキサ２に調味料が供給されておらず、ミキサ２の自転による半製品と各調味料との攪拌が行われている。その後、ターンテーブル１が１／４ 回転されて停止位置ＳＴ１へ戻る。その際、ターンテーブル１の回転中に、ミキサ２はその開口部２ａを斜め上方へ向けるよう傾転される。

なお、停止位置ＳＴ４では、ミキサ２は開口２ａを下方に向けるように傾転され、この結果、味付けされた半製品が振動フィーダで構成された排出コンベア９上へ排出される。排出コンベア９へ排出された半製品は、シュート１０まで搬送されると、シュート１０内を滑り落ち、供給装置１１を介して組合せ計量装置１２に供給される。組合せ計量装置１２では、所定重量範囲内の重量に組み合わせ計量された半製品が一塊として、順次、組合せ計量装置１２の下方に配設された包装機１３へ排出される。包装機１３は、順次、袋を製造しながら、組合せ計量装置１２から順次排出される一塊の半製品を、順次製造した袋に充填して包装する。この結果、味付けされ且つ包装された菓子製品が完成する。

[計量装置の構成]
以下では、本発明の実施の形態に係る計量装置の構成を説明する。

図２は、図１に示した計量装置３の具体的な構成を示した図である。

図２に示す計量装置３は、シュート式ホッパ３０と、台秤３６と、支持部材３４と、昇降装置３００と、ゲート駆動装置３２０と、制御装置１００と、により構成されている。なお、本実施の形態では、昇降装置３００及びゲート駆動装置３２０は、伸縮自在のピストンロッド３１０及び３２１を具備したエアシリンダとして構成されている。

シュート式ホッパ３０は、例えば、中空の柱状（筒状）に形成されていて、長手方向の両端に位置する被計量物投入側の開口部３１ａ及び被計量物排出側の開口部３１ｂを有しており、また、開口部３１ｂを封止（閉じる）及び開放する排出ゲート３２が設けられている。なお、排出ゲート３２の開閉は、シュート式ホッパ３０に近接した位置に設けられたゲート駆動装置３２０のピストンロッド３２１の伸縮運動によって行われる。具体的には、排出ゲート３２は、シュート式ホッパ３０の開口部３１ｂ側の底面の端部に取り付けられた固定軸３２５に対し、ヒンジ等で回動自在となるように取り付けられている。また、可動部材３２２が、排出ゲート３２の外面の中央下部とピストンロッド３２１の先端との間を連結させ、ピストンロッド３２１の伸縮運動に伴い、固定軸３２５の周りに回動するように構成されている。従って、ピストンロッド３２１の伸縮運動によって、固定軸３２５の周りに可動部材３２２及び排出ゲート３２が一体的に回動することにより、シュート式ホッパ３０の開口部３１ｂの開閉が行われる。

シュート式ホッパ３０は、排出ゲート３２が閉じられた状態で、供給フィーダ８より次々と供給される半製品ｘを貯留するホッパの機能を具備するとともに、排出ゲート３２が開かれた状態で、貯留した所定重量の半製品Ｘを滑り降ろして次の工程を行うミキサ２へ排出するシュートの機能を具備した容器である。本実施の形態の場合、シュート式ホッパ３０としては、長手方向の長さが７００ｍであり、短手方向の長さが２００ｍである角柱型の容器が採用されている。なお、角錐型の容器の他に、円柱型、角錐型又は円錐型の容器が採用されてもよい。

台秤３６は、水平な床面Ｓ上に設置されており、被計量物を載置する載置台３６０の平面が水平に（床面Ｓと平行に）設けられている。台秤３６の載置台３６０上には支持部材３４及び昇降装置３００が垂設され（床面Ｓと垂直に配設され）ている。従って、台秤３６は、シュート式ホッパ３０に貯留される半製品Ｘの重量を、総重量からシュート式ホッパ３０、支持部材３４及び昇降装置３００の重量を風袋重量として差し引くことにより間接的に計量する。

支持部材３４は、その上端部３４０が開口部３１ａの周囲枠体の下部を回動自在に支持し、かつ供給フィーダ８の排出側の端部が開口部３１ａの中央に位置するように配設されている。なお、支持部材３４の高さが供給フィーダ８の排出側の端部の高さよりも若干低くなるように、支持部材３４の位置が予め調整されている。つまり、供給フィーダ８の排出側の端部からシュート式ホッパ３０の開口部３１ａに向けて半製品ｘが投入されるときに、半製品ｘが重力落下によって衝撃をあまり受けないような配慮がされている。さらに、供給フィーダ８において半製品ｘの供給を開始したり再開したりするときに、それに併せてシュート式ホッパ３０の開口部３１ａの位置の調整に手間をかけないために、シュート式ホッパ３０の開口部３１ａの周囲枠体の下部の位置は、支持部材３４により固定されている。

昇降装置３００は、そのピストンロッド３１０の先端部がシュート式ホッパ３０の台秤３６側の底面中央部を軸支するように配設されている。なお、ピストンロッド３１０が後退して所定位置に収納されているときのシュート式ホッパ３０の傾斜角を第２の傾斜角θａとし、ピストンロッド３１０が前進して延びきったときのシュート式ホッパ３０の傾斜角を第１の傾斜角θｂ（＜第２の傾斜角θａ）と表す。

図２は、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂであるときの計量装置３の状態を表している。図２に示すように、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂであるとき、シュート式ホッパ３０の長手方向の中心軸は、後工程のミキサ２が斜め上方に傾斜したときの自転軸Ｐと略平行となるように調整されている。これにより、シュート式ホッパ３０の開口部３１ｂ及び開かれた排出ゲート３２からミキサ２への半製品Ｘの排出がスムーズに行われるとともに、排出時に半製品Ｘが受ける衝撃を和らげることができる。本実施の形態の場合、第２の傾斜角θａは３０°とし、第１の傾斜角θｂは２０°とする。

[計量装置の動作]
以下では、計量装置３の動作について、図３に示す計量装置３の各状態の時間変化を表したタイムチャートを用いて説明する。なお、図３は、台秤３６の検出値に基づいて計量されたシュート式ホッパ３０に貯留される半製品層Ｘの計量値（重量）、シュート式ホッパ３０の傾斜角、及び排出ゲート３２の開閉状態の時間変化を表している。

まず、同図に示す時刻ｔ０において、排出ゲート３２が閉じられており、かつシュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂであるという状態で、供給装置７及び供給フィーダ８が起動し、供給フィーダ８からシュート式ホッパ３０への半製品ｘの供給、及びシュート式ホッパ３０内での半製品ｘの貯留が開始されるものとする。従って、時刻ｔ０以後、シュート式ホッパ３０に貯留される半製品層Ｘ（半製品ｘの集合体）の計量値が徐々に増加する。

つぎに、同図に示す時刻ｔ１において、半製品層Ｘの計量値が所定の閾値重量Ｗａになる。なお、閾値重量Ｗａは、シュート式ホッパ３０の目標重量Ｗｂの略半分の値とする。時刻ｔ１以後では、昇降装置３００のピストンロッド３１０を後退させることにより、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂから第２の傾斜角θａに向けて徐々に急になる。

つぎに、同図に示す時刻ｔ２において、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第２の傾斜角θａにまで到達する。このとき、半製品層Ｘの計量値は目標重量Ｗｂに到達していないため、供給フィーダ８からシュート式ホッパ３０への半製品ｘの供給、及びシュート式ホッパ３０内での半製品ｘの貯留が継続して行われる。

つぎに、同図に示す時刻ｔ３において、半製品層Ｘの計量値が目標重量Ｗｂに到達する。このとき、制御装置１００は、供給装置７及び供給フィーダ８の動作を停止させるようにする。なお、シュート式ホッパ３０内の状態を安定させるため、暫くの間、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第２の傾斜角θａに維持されるものとする。

つぎに、同図に示す時刻ｔ４において、昇降装置３００のピストンロッド３１０の前進させることにより、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第２の傾斜角θａから元の第１の傾斜角θｂに向けて徐々に緩やかになる。なお、供給フィーダ８が既に停止状態にあることと、シュート式ホッパ３０内に貯留される半製品層Ｘに与える影響と、を考慮に入れて、第１の傾斜角θｂから第２の傾斜角θａに移行させるときの速度よりも遅い速度とする。

つぎに、同図に示す時刻ｔ５において、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂに到達する。このとき、ゲート駆動装置３２０を駆動することにより、排出ゲート３２は、閉じられた状態から開かれた状態に移行する。よって、時刻ｔ５以降では、シュート式ホッパ３０から後工程のミキサ２への半製品ｘの排出が開始されるので、台秤３６によって計量されるシュート式ホッパ３０内の半製品層Ｘの計量値が目標重量Ｗｂから徐々に減少する。

つぎに、同図に示す時刻ｔ６において、シュート式ホッパ３０に貯留される半製品層Ｘを構成する半製品ｘが後工程のミキサ２に排出され、この結果、シュート式ホッパ３０に貯留される半製品層Ｘの計量値がゼロとなる。このとき、排出ゲート３２は、開かれた状態から閉じられた状態に移行する。そして、同図に示す時刻ｔ７において、排出ゲート３２は、元の閉じられた状態となり、同図に示す時刻ｔ０の状態に戻る。そのとき、供給装置７及び供給フィーダ８から計量装置３への半製品ｘの供給が再開される。

図４（ａ）〜（ｅ）は、シュート式ホッパ３０内に半製品ｘが供給並びに貯留されてから最終的に排出されるまでの状態を示す模式図である。なお、同図において、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂから第２の傾斜角θａに移行されるまでの間において形成される半製品層ＸのことをＸ１と表し、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第２の傾斜角θａとなった後に供給フィーダ８から供給されて形成される半製品層ＸのことをＸ２と表している。つまり、半製品層Ｘ１の重量は図３に示した閾値重量Ｗａに対応しており、半製品層Ｘ２の重量は図３に示した目標重量Ｗｂから閾値重量Ｗａを差し引いた重量（＝Ｗｂ−Ｗａ）に対応している。

図４（ａ）は、図３に示す時刻ｔ０から時刻ｔ１までの状態を示している。つまり、排出ゲート３２が閉じられた状態であり、かつシュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂとなる状態を表している。また、供給フィーダ８から供給される半製品Ｘ１がシュート式ホッパ３０の開口部３１ａに投入され、半製品層Ｘ１が１〜２枚あるいは数枚程度重なった薄い層厚を形成しつつ緩やかに排出ゲート３２に向けて滑り降りる。従って、半製品層Ｘ１がシュート式ホッパ３０の底面の長手方向全域にわたって形成されており、供給フィーダ８から半製品ｘのさらなる供給が困難な状態となっている。

図４（ｂ）は、図３に示す時刻ｔ２の状態を示している。つまり、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂよりも急な第２の傾斜角θａとなる状態を表している。なお、図４（ａ）に示す状態よりも傾斜が急であるため、シュート式ホッパ３０内で半製品層Ｘ１が、その滑り降りる方向の重力成分が大きくなることにより、さらに滑り降り、この結果として、半製品層Ｘ１が排出ゲート３２側に偏った状態となっている。すると、シュート式ホッパ３０の開口部３１ａ側の底面上の空間が空くので、この空いた空間を利用することにより、供給フィーダ８から半製品ｘのさらなる供給が可能となっている。要するに、シュート式ホッパ３０の傾斜角を急にすることは、背景技術において説明した特許文献６の中間ゲートに相当する役割を果たしており、追加投入される半製品ｘが滑り降りる距離を短くすることができる。なお、図４（ｂ）には、シュート式ホッパ３０の底面上の空間において開口部３１ａ側の長手方向の長さの略１／２の空間が空いた状態が示されている。

図４（ｃ）は、図３に示す時刻ｔ３の状態を示している。つまり、図４（ｂ）に示されるような空いた空間を利用して、上述した半製品層Ｘ２がさらに形成されている。なお、半製品層Ｘ２が形成される際に、半製品層Ｘ１が形成されるときと対比すると、供給フィーダ８から供給される半製品ｘが滑り降りる距離が略１／２となっている。このため、半製品ｘが滑り降りる速度の加速が抑制されて、半製品ｘに与える衝撃を和らげることができる。

図４（ｄ）は、図３に示す時刻ｔ５の状態を示している。つまり、シュート式ホッパ３０の傾斜角が急な第２の傾斜角θａから元の緩い第１の傾斜角θｂに戻された状態を表している。

図４（ｅ）は、図３に示す時刻ｔ５から時刻ｔ６までの状態を示している。つまり、図４（ｅ）では、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂとなる状態において、排出ゲート３２を開いて、シュート式ホッパ３０の開口部３１ｂから半製品層Ｘ１及びＸ２を構成する半製品ｘが一斉に排出されることが示されている。この結果、シュート式ホッパ３０から後工程のミキサ２に半製品層Ｘ１及びＸ２を構成する半製品ｘを一斉に排出する際に、その速度が抑制されて、半製品層Ｘ１及びＸ２に与える衝撃を和らげることができる。

[変形例]
上記の実施の形態では、シュート式ホッパ３０の傾斜角を第１の傾斜角θｂ又は第２の傾斜角θａの２段階に切り替えるようにしたが、該傾斜角を３段階以上の多段階に切り替えるようにしてもよい。この場合、昇降装置３００は、そのピストンロッド３１０の位置を多段階に切り替えるように構成される。また、この場合、半製品Ｘの計量を開始するときのシュート式ホッパ３０の傾斜角と半製品Ｘを排出するときのシュート式ホッパ３０の傾斜角とが異なるようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、シュート式ホッパ３０に半製品ｘを貯留しながら台秤３６により計量を行うようにしたが、所定の時間間隔で計量を行うようにしてもよい。例えば、シュート式ホッパ３０内に貯留される半製品層Ｘの重量の時間変化を予め予測しておき、シュート式ホッパ３０内に貯留される半製品層Ｘの重量が閾値重量Ｗａになると予測される時間になれば、シュート式ホッパ３０の傾斜角を第１の傾斜角θｂから第２の傾斜角θａに自動的に切り替え、該半製品層Ｘの重量が目標重量Ｗｂになると予測される時間に近づいたとき、台秤３６による計量を開始するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、シュート式ホッパ３０内に貯留される半製品層Ｘの重量を計量するために台秤３６を用いたが、例えば、シュート式ホッパ３０にロードセルを設け、制御装置１００が、ロードセルの検出値から所定の風袋重量を差し引くようにして、シュート式ホッパ３０内に貯留される半製品層Ｘの重量を計量するようにしてもよい。

[効果]
本実施の形態によれば、排出ゲート３２が閉じられた状態にあって、シュート式ホッパ３０の当初の傾斜が緩いために、シュート式ホッパ３０に貯留される半製品が均一な薄い層を形成した場合であっても、シュート式ホッパ３０に貯留される半製品の重量に応じて、シュート式ホッパ３０の傾斜角を変化させることにより、シュート式ホッパ３０に貯留される半製品の薄い層を解消できる。また、この際に、シュート式ホッパ３０内の第２開口部３１ｂ側の空間に半製品が偏ることに伴い、シュート式ホッパ３０内の第１開口部３１ａ側に空きスペースが生じるので、第１開口部３１ａへ半製品を追加投入することができる。よって、排出ゲート３２から半製品が排出されるまでの間にシュート式ホッパ３０に貯留される半製品の量を増やすことができ、１回の計量でより多くの半製品を壊すことなく計量可能となる。また、シュート式ホッパ３０自体は常に傾斜した状態にあるので、後工程のミキサ２に向けてスムーズな排出を可能ならしめる。さらに、従来技術のような中間ゲートを設ける必要がないため、本計量装置を簡易に構成できる。

また、本実施の形態によれば、シュート式ホッパ３０の傾斜角を段階的に切り替えることで、シュート式ホッパ３０内に貯留される半製品層Ｘを構成する半製品ｘが壊れにくい状態を維持することと、シュート式ホッパ３０内の空いたスペースに半製品ｘを追加投入することとを、バランス良く制御することが可能となる。

また、本実施の形態によれば、シュート式ホッパ３０の傾斜角を第１の傾斜角θｂ又は第２の傾斜角θａの２段階に制御することで、計量装置３の構成及び制御を簡易化できる。

また、本実施の形態によれば、シュート式ホッパ３０に貯留される半製品層Ｘが目標重量Ｗｂに到達したことに伴って、シュート式ホッパ３０の傾斜角を第２の傾斜角θａから第１の傾斜角θｂに減少させることで、シュート式ホッパ３０から後工程のミキサ２に半製品層Ｘ１及びＸ２を構成する半製品ｘを一斉に排出する際に、その速度が抑制されて、半製品層Ｘ１及びＸ２に与える衝撃を和らげることができる。

また、本実施の形態によれば、支持部材３４及び昇降装置３００が垂設された台秤３６により、シュート式ホッパ３０内に貯留される半製品層Ｘの重量を計量することとしたので、シュート式ホッパ３０の傾斜角を可変させる計量装置３をより簡易に実現することができる。

また、本実施の形態によれば、支持部材３４の高さは、シュート式ホッパ３０の第１開口部３１ａの前段に設けられる前工程の供給フィーダ８の排出位置よりも低い位置に予め調整されているので、シュート式ホッパ３０へ半製品ｘを投入する際に、半製品ｘに与える衝撃を和らげることができる。

また、本実施の形態によれば、シュート式ホッパ３０の傾斜角が第１の傾斜角θｂであるとき、シュート式ホッパ３０の第２開口部３１ｂは、シュート式ホッパ３０の後段に設けられる後工程のミキサ２の投入側の開口部と互いに向かい合うように予め調整されているので、シュート式ホッパ３０から半製品ｘを排出する際に、半製品ｘに与える衝撃を和らげることができる。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明の計量装置は、壊れやすい被計量物を計量する計量装置にとして有用である。

１ ターンテーブル
１０ シュート
１１ 供給装置
１２ 組合せ計量装置
１３ 包装機
１００ 制御装置（制御器）
２ ミキサ
２ａ 開口部
３ 計量装置
３０ シュート式ホッパ
３１ａ 開口部（第１開口部）
３１ｂ 開口部（第２開口部）
３００ 昇降装置
３１０ ピストンロッド
３２ 排出ゲート
３２０ ゲート駆動装置
３２１ ピストンロッド
３２２ 可動部材
３４ 支持部材
３４０ 上端部
３６ 台秤（重量検出器）
３６０ 載置台
４ 第１調味料供給装置
４３ スクリューフィーダ
５ 第２調味料供給装置
５６ 第２調味料供給ノズル
５８ ホース
５９ 可動取付け部
７ 供給装置
８ 供給フィーダ
８０ モータ
９ 排出コンベア

Claims (4)

1. 被計量物が投入される第１開口部と該被計量物を排出する第２開口部と有するホッパと、
   前記第２開口部を開閉するゲートと、
   前記ホッパに投入された前記被計量物の重量を検出する重量検出器と、
   前記第２開口部が前記第１開口部よりも低い位置となるように前記ホッパを傾斜させ、かつ前記ホッパの傾斜角を変化させるホッパ傾斜機構と、
   前記第２開口部を前記ゲートが閉じかつ前記ホッパを傾斜させた状態において、予め予測しておいた前記ホッパ内に貯留される前記被計量物の重量の時間変化に基づき、前記貯留される前記被計量物の重量が閾値重量になると予測される時間になれば前記ホッパの傾斜角を自動的に切り替え、前記貯留される前記被計量物の重量が前記閾値重量より多い目標重量になると予測される時間に近づいたときに前記重量検出器による計量を開始し、かつ前記計量する前記被計量物の重量が前記目標重量となると前記第２開口部を前記ゲートが開放するよう、前記ゲート及び前記ホッパ傾斜機構を制御する制御器と、を備え、
   前記制御器は、前記ホッパの傾斜角を自動的に切り替える際に前記ホッパの傾斜角を増大させるよう前記ホッパ傾斜機構を制御するように構成されている、計量装置。
2. 前記制御器は、所定の時間間隔で前記ホッパの傾斜角を段階的に増加させる、請求項１に記載の計量装置。
3. 前記制御器は、
   前記第２開口部を前記ゲートが閉じかつ前記ホッパを第１の傾斜角に傾斜させた状態で前記被計量物が前記第１開口部に投入され、
   かつ前記ホッパの傾斜角を自動的に切り替える際に前記第１の傾斜角から前記第１の傾斜角よりも大きい第２の傾斜角まで前記ホッパの傾斜角を増加させ、
   かつ前記重量検出器の検出値に基づいて計量された前記被計量物の重量が前記目標重量に達した後、前記第２開口部を前記ゲートが開放するまでの間に、前記ホッパの傾斜角を、前記第２の傾斜角から前記第１の傾斜角に減少させる、請求項１に記載の計量装置。
4. 前記ホッパ傾斜機構は、前記第１開口部を中心に前記ホッパを下方に揺動させて、当該ホッパを傾斜させるよう構成されている、請求項１に記載の計量装置。

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