図面 (/)

技術 充填機

出願人 株式会社マスダック
発明者 大澤伸光佐々木拓也
出願日 2018年5月2日 (2年6ヶ月経過) 出願番号 2018-088935
公開日 2019年11月7日 (1年0ヶ月経過) 公開番号 2019-193603
状態 特許登録済
技術分野 物品のコンベヤ等への供給 生地の製造装置または加工装置
主要キーワード 水平移動ユニット 上下動プレート 接生地 半完成状態 コンベアプレート 量産型 一貫ライン 水平移動用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年11月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

連続搬送に対応してホッパが移動しながらデコレーション飾り絞りなどの多様な充填を行うことができ、高速動作しても騒音振動の少ない充填機を提供する。

解決手段

搬送手段として連続送りにより循環走行する搬送ベルト又は焼成板を備える搬送装置の上方に充填機を設置し、充填する材料を保持するホッパと、ホッパを搬送手段の移動に合わせて搬送手段の垂直方向上下移動させる昇降手段と、ホッパを搬送手段の移動に合わせて搬送手段の走行方向と平行する方向に水平移動させる水平移動手段と、を備え、前記昇降手段は、昇降用モータと、昇降用モータ又は昇降用モータにより駆動される駆動軸に連結されるクランクと、クランクと支点との間をつなぐ連結部材と、ホッパの荷重を部分的に支持するエアシリンダと、を含み、エアシリンダでモータに掛かる負荷を低減しながらクランクを回転させることによりホッパを上下移動させることを特徴とする。

概要

背景

量産型菓子製造ラインでは、ベルトコンベアなどの搬送手段を備える搬送装置に各種の菓子製造装置を組み合わせ、未完成の菓子材料を搬送しながらそれぞれの菓子製造装置で加工し菓子を作り上げていく。
こうした菓子製造装置の一つに充填機がある。充填機はホッパと呼ばれる容器充填用の材料を保持し、必要なタイミングで所望の量の充填材料をホッパの下部に備えられたノズルなどを介して充填する装置である。

充填機には大きく分けて、加工の基となる生地を搬送手段上に供給する生地充填機と、シュークリームやどら焼きなどのように、生地が焼成された半完成状態の菓子にクリームや餡などの中味を充填する中味充填機とがある。充填にはデコレーション飾り絞りなど様々な充填方法があり、製造する菓子の種類により材料も異なり、また充填方法も様々であるため、充填機にはこれらの多様な充填方法に対応して設定を容易に切り替える機能が求められる。いずれの場合も充填する材料は粘性を有するものが多く、一定量の充填用の材料を充填するのに時間がかかる上、充填した後に菓子と充填用のノズルを引き離したり、充填用の材料を切ったりする余分な動作が必要になることもある。

そこで、生地や中味を充填する間、一時的に搬送を止め、充填が終わると次の列の菓子が充填機の下にくるように搬送する間欠送りが行われる。また充填した後に菓子と充填用のノズルを引き離すのに、菓子の1列を加工する毎に充填機の充填部を上下するか、重量のある充填機を固定しておいてベルトコンベアを上下させるかなどの方法が採用されている。

特許文献1には、ホッパを含むデポジッター装置が100kgを超える重量となることから、ホッパを含むデポジッター装置を固定しておき、トレイを載せたベルトコンベア装置を3軸(X・Y・Z)方向に移動させるというNC制御の3D機構を設けたケーキ製造装置が開示されている。上に生地を充填するケーキ土台整列されたトレイは所定の位置に搬送され、一列充填する毎に一列分だけ搬送される間欠送りによりケーキ製造が進行していく。

特許文献2には、搬送物間欠的に搬送する無端状のコンベアベルトにコンベアベルトを上下動する上下動プレートと、コンベアベルトを水平に支持するコンベアプレートを備え、食品供給部の下方にあるコンベアプレートが上下してコンベアベルトを上下させるものの食品供給部以外のコンベアベルトは上下動せずに水平を保つように構成された搬送装置及び食品成形装置が開示されている。

特許文献1及び2に開示された発明では重量物であるホッパを固定し、比較的軽量のベルトコンベア装置やベルトコンベア上下機構を上下させることで食品材料の充填を実現している。しかしながらいずれも搬送は間欠送りが前提となっており、充填が行われる間は搬送を停止する。このように間欠送りを行うと、加工を行う菓子1列ごとに停止動作が行われる分、菓子製造のスループット即ち生産能力は低下する。

菓子製造ラインの生産能力を向上させるためには、搬送手段を間欠送りではなく連続に搬送しながら充填を行うことが求められる。そのためにはホッパを搬送手段の搬送速度に対応して搬送方向に移動させるとともに、充填の開始時には下降させ、充填終了時には上昇させる2次元的な移動手段が必要となる。

こうした2次元的な移動手段を実現するには、水平方向の移動手段と垂直方向の移動手段とを組み合わせ、それぞれの移動手段をモータとモータの回転を直線運動に変換するボールねじクランクなどの変換手段とを組み合わせて構成する方法が一般に行われる。量産型の菓子製造ラインの場合、ホッパの重量は1000kgを超えることもあり、動作速度を上げると、ボールねじではホッパの移動に伴う騒音振動が避けられない。またクランクの場合、モータに掛かる負荷変動が大きく振動の要因となるとともに、最大負荷に対応した強力なモータが必要となる。

連続搬送に対応してホッパが移動しながらデコレーションや飾り絞りなどの多様な充填を行うことができ、高速動作しても騒音や振動の少ない充填機の提供が求められる。

概要

連続搬送に対応してホッパが移動しながらデコレーションや飾り絞りなどの多様な充填を行うことができ、高速動作しても騒音や振動の少ない充填機を提供する。搬送手段として連続送りにより循環走行する搬送ベルト又は焼成板を備える搬送装置の上方に充填機を設置し、充填する材料を保持するホッパと、ホッパを搬送手段の移動に合わせて搬送手段の垂直方向に上下移動させる昇降手段と、ホッパを搬送手段の移動に合わせて搬送手段の走行方向と平行する方向に水平移動させる水平移動手段と、を備え、前記昇降手段は、昇降用モータと、昇降用モータ又は昇降用モータにより駆動される駆動軸に連結されるクランクと、クランクと支点との間をつなぐ連結部材と、ホッパの荷重を部分的に支持するエアシリンダと、を含み、エアシリンダでモータに掛かる負荷を低減しながらクランクを回転させることによりホッパを上下移動させることを特徴とする。

目的

本発明は、上記従来の充填機における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、充填する材料を保持するホッパを、ホッパの荷重の一部をエアシリンダで支持しながらクランクにより上下移動させるとともに、菓子などの食品を搬送する搬送装置の搬送手段に同調して搬送方向に移動させながら充填を行う充填機を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

搬送手段として連続送りにより循環走行する搬送ベルト又は焼成板を備える搬送装置の上方に設置され、充填する生地又は中味を保持するホッパと、ホッパを搬送手段の移動に合わせて搬送手段の垂直方向上下移動させる昇降手段と、ホッパを搬送手段の移動に合わせて搬送手段の走行方向と平行する方向に水平移動させる水平移動手段と、を備え、前記昇降手段は、昇降用モータと、昇降用モータ又は昇降用モータにより駆動される駆動軸に連結されるクランクと、クランクと支点との間をつなぐ連結部材と、ホッパの荷重を部分的に支持するエアシリンダとを含み、エアシリンダでモータに掛かる負荷を低減しながらクランクを回転させることによりホッパを上下移動させることを特徴とする充填機

請求項2

前記水平移動手段は、水平移動用同調モータと、同調モータ又は同調モータにより駆動される駆動軸に連結されるアーム部とを含み、前記搬送手段の移動に合わせて前記搬送手段の所定位置に直接生地を充填するか、前記搬送手段の上で前記搬送手段により搬送される焼成された生地の所定位置に充填するようにアーム部を回動させてホッパを水平移動させることを特徴とする請求項1に記載の充填機。

請求項3

前記昇降用モータと同調モータは、ホッパを支持して水平方向に移動する水平移動ユニットを下方から支持し、ホッパと共に上下方向に移動する昇降ユニットに備えられ、前記支点は昇降ユニットを上下方向にガイドするガイドを備えた固定ユニットに備えられ、前記アーム部の一端は水平移動ユニットに連結されることを特徴とする請求項2に記載の充填機。

技術分野

0001

本発明は、充填機に関し、特に充填する材料を保持するホッパを、ホッパの荷重の一部をエアシリンダで支持しながらクランクにより上下移動させるとともに、菓子などの食品を搬送する搬送装置の搬送手段に同調して搬送方向に移動させながら充填を行う充填機に関する。

背景技術

0002

量産型の菓子製造ラインでは、ベルトコンベアなどの搬送手段を備える搬送装置に各種の菓子製造装置を組み合わせ、未完成の菓子材料を搬送しながらそれぞれの菓子製造装置で加工し菓子を作り上げていく。
こうした菓子製造装置の一つに充填機がある。充填機はホッパと呼ばれる容器充填用の材料を保持し、必要なタイミングで所望の量の充填材料をホッパの下部に備えられたノズルなどを介して充填する装置である。

0003

充填機には大きく分けて、加工の基となる生地を搬送手段上に供給する生地充填機と、シュークリームやどら焼きなどのように、生地が焼成された半完成状態の菓子にクリームや餡などの中味を充填する中味充填機とがある。充填にはデコレーション飾り絞りなど様々な充填方法があり、製造する菓子の種類により材料も異なり、また充填方法も様々であるため、充填機にはこれらの多様な充填方法に対応して設定を容易に切り替える機能が求められる。いずれの場合も充填する材料は粘性を有するものが多く、一定量の充填用の材料を充填するのに時間がかかる上、充填した後に菓子と充填用のノズルを引き離したり、充填用の材料を切ったりする余分な動作が必要になることもある。

0004

そこで、生地や中味を充填する間、一時的に搬送を止め、充填が終わると次の列の菓子が充填機の下にくるように搬送する間欠送りが行われる。また充填した後に菓子と充填用のノズルを引き離すのに、菓子の1列を加工する毎に充填機の充填部を上下するか、重量のある充填機を固定しておいてベルトコンベアを上下させるかなどの方法が採用されている。

0005

特許文献1には、ホッパを含むデポジッター装置が100kgを超える重量となることから、ホッパを含むデポジッター装置を固定しておき、トレイを載せたベルトコンベア装置を3軸(X・Y・Z)方向に移動させるというNC制御の3D機構を設けたケーキ製造装置が開示されている。上に生地を充填するケーキ土台整列されたトレイは所定の位置に搬送され、一列充填する毎に一列分だけ搬送される間欠送りによりケーキ製造が進行していく。

0006

特許文献2には、搬送物間欠的に搬送する無端状のコンベアベルトにコンベアベルトを上下動する上下動プレートと、コンベアベルトを水平に支持するコンベアプレートを備え、食品供給部の下方にあるコンベアプレートが上下してコンベアベルトを上下させるものの食品供給部以外のコンベアベルトは上下動せずに水平を保つように構成された搬送装置及び食品成形装置が開示されている。

0007

特許文献1及び2に開示された発明では重量物であるホッパを固定し、比較的軽量のベルトコンベア装置やベルトコンベア上下機構を上下させることで食品材料の充填を実現している。しかしながらいずれも搬送は間欠送りが前提となっており、充填が行われる間は搬送を停止する。このように間欠送りを行うと、加工を行う菓子1列ごとに停止動作が行われる分、菓子製造のスループット即ち生産能力は低下する。

0008

菓子製造ラインの生産能力を向上させるためには、搬送手段を間欠送りではなく連続に搬送しながら充填を行うことが求められる。そのためにはホッパを搬送手段の搬送速度に対応して搬送方向に移動させるとともに、充填の開始時には下降させ、充填終了時には上昇させる2次元的な移動手段が必要となる。

0009

こうした2次元的な移動手段を実現するには、水平方向の移動手段と垂直方向の移動手段とを組み合わせ、それぞれの移動手段をモータとモータの回転を直線運動に変換するボールねじやクランクなどの変換手段とを組み合わせて構成する方法が一般に行われる。量産型の菓子製造ラインの場合、ホッパの重量は1000kgを超えることもあり、動作速度を上げると、ボールねじではホッパの移動に伴う騒音振動が避けられない。またクランクの場合、モータに掛かる負荷変動が大きく振動の要因となるとともに、最大負荷に対応した強力なモータが必要となる。

0010

連続搬送に対応してホッパが移動しながらデコレーションや飾り絞りなどの多様な充填を行うことができ、高速動作しても騒音や振動の少ない充填機の提供が求められる。

先行技術

0011

特開2016−106603号公報
特開2013−166614号公報

発明が解決しようとする課題

0012

本発明は、上記従来の充填機における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、充填する材料を保持するホッパを、ホッパの荷重の一部をエアシリンダで支持しながらクランクにより上下移動させるとともに、菓子などの食品を搬送する搬送装置の搬送手段に同調して搬送方向に移動させながら充填を行う充填機を提供することにある。

課題を解決するための手段

0013

上記目的を達成するためになされた本発明による充填機は、搬送手段として連続送りにより循環走行する搬送ベルト又は焼成板を備える搬送装置の上方に設置され、充填する生地又は中味を保持するホッパと、ホッパを搬送手段の移動に合わせて搬送手段の垂直方向に上下移動させる昇降手段と、ホッパを搬送手段の移動に合わせて搬送手段の走行方向と平行する方向に水平移動させる水平移動手段と、を備え、前記昇降手段は、昇降用モータと、昇降用モータ又は昇降用モータにより駆動される駆動軸に連結されるクランクと、クランクと支点との間をつなぐ連結部材と、ホッパの荷重を部分的に支持するエアシリンダと、を含み、エアシリンダでモータに掛かる負荷を低減しながらクランクを回転させることによりホッパを上下移動させることを特徴とする。

0014

前記水平移動手段は、水平移動用同調モータと、同調モータ又は同調モータにより駆動される駆動軸に連結されるアーム部とを含み、前記搬送手段の移動に合わせて前記搬送手段の所定位置に直接生地を充填するか、前記搬送手段の上で前記搬送手段により搬送される焼成された生地の所定位置に充填するようにアーム部を回動させてホッパを水平移動させることが好ましい。

0015

前記昇降用モータと同調モータは、ホッパを支持して水平方向に移動する水平移動ユニットを下方から支持し、ホッパと共に上下方向に移動する昇降ユニットに備えられ、前記支点は昇降ユニットを上下方向にガイドするガイドを備えた固定ユニットに備えられ、前記アーム部の一端は水平移動ユニットに連結されることが好ましい。

発明の効果

0016

本発明に係る充填機によれば、クランクを使用した昇降手段とエアシリンダとを組み合わせ、大量の充填材料を保持する重量の大きいホッパでも、その荷重の一部をエアシリンダで支持することにより昇降手段に加わる垂直方向の荷重が低減されるため、昇降手段の昇降用モータに加わる負荷変動が低減され、振動、騒音を低減したスムーズな上下移動を実現し、搬送手段の上下移動が不要な充填機を実現することができる。

0017

また本発明による充填機によれば、連続送りにより循環走行する搬送手段に同調してホッパを移動させながら充填を行うことができるため、搬送手段を間欠送りにする必要がなく生産効率の高い充填機を実現することができる。

0018

さらに本発明による充填機によれば、搬送手段を間欠送りにする必要がないことから、間欠動作による搬送物のズレが生ずることがなく、整列や位置合わせのためにストッパ等により搬送中の製品に接触する必要がなくなる。また振動が少ないことによりシュークリームのように焼成された生地に穴をあけて中味を充填する中味充填機として使用する場合、穴の位置のばらつきが少なく、さらに穴が広がることなく充填ができ製品の品質を向上することができる。
間欠動作による搬送物のズレがないことに関しては充填の際に整列動作を行う必要がなくなるという効果により、ストッパ等の整列により搬送中の製品に接触する必要がないことから半完成状態の菓子類の変形も防止できる上、衛生的であり清浄性が向上するという効果も得られる。更に製品の整列や位置合わせに必要な分の時間的ロスを削減でき、充填の一連処理サイクルを向上できるという効果も得られる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の実施形態による充填機の充填機構と駆動部分とを概略的に示す図である。
本発明の実施形態による充填機を生地充填機として搬送装置と組み合わせた状態を概略的に示す平面図である。
本発明の実施形態による充填機の駆動部分の動作を説明する図である。
本発明の実施形態による充填機の充填方法を説明するためのフローチャートである。

実施例

0020

次に、本発明に係る充填機を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態による充填機の充填機構と駆動部分とを概略的に示す図である。

0021

本発明による充填機は、搬送手段として連続送りにより循環走行する搬送ベルト又は焼成板を備える搬送装置と組み合わせて使用するものであり、連続送りにより循環走行する搬送ベルト又は焼成板の移動に合わせ、菓子の生地などの充填する材料を保持するホッパを下降させ、移動する搬送手段とともに移動しながら生地又は焼成した生地に中味を充填した後、ホッパを上昇してから水平に元の位置に戻す動作を繰り返すことにより、充填の間、搬送を止める間欠送りをすることなく充填を行うことを可能とする装置である。またホッパの下降、上昇に際してはエアシリンダでホッパの荷重を軽減しながらクランクで上下移動させることで、重量の大きいホッパでも低振動、低騒音で移動させることが可能な装置である。

0022

図1を参照すると本発明の実施形態である充填機1は、生地などの充填する材料を保持するホッパ10とホッパ10の下部に設けられるバルブ11、ピストン12及びノズル13を備える。これらの生地などの材料を充填するための構成要素は、充填機1と組み合わせて使用される搬送装置100が備える搬送手段101の上方に位置し、移動可能に支持される。

0023

ピストン12はシリンダ内往復移動し、ピストン12を引き出すことにより充填に必要な量の材料をホッパ10からシリンダ内に引き込み、逆にピストン12を押し込むことによりシリンダ内に引き込んだ材料を、ノズル13を介して所定の位置に充填する。バルブ11はピストン12の動作に合わせて回動し、ホッパ10からシリンダへの流路とシリンダからノズル13への流路を切り替える。ノズル13は充填する生地の材質や、搬送手段101の上面に充填する生地の所望する形状に合わせて交換が可能なように取り付けられる。

0024

図1に示す充填機1は搬送手段101の上に直接生地110を充填する生地充填機としての実施形態を示すが、ノズル13など一部の構成要素を交換することで中味充填機としても使用できる。その場合は搬送手段101の上に載置されて搬送されてくる焼成された生地に対して中味を充填することになる。

0025

生地充填機にしても、中味充填機にしても連続送りに対応するのにホッパ10を水平方向と垂直方向に移動させることが必要であるため、充填機1はホッパ10を支持して水平方向に移動する水平移動手段と、上下方向に移動する昇降手段とを備える。一実施形態では水平移動手段と昇降手段とは、ホッパ10を支持して水平方向に移動する水平移動ユニット20と、水平移動ユニット20を下方から支持してホッパ10と共に上下移動する昇降ユニット30と、昇降ユニット30を上下移動可能に支持する固定ユニット40とを含んで構成される。

0026

昇降ユニット30は、昇降用モータ31と同調モータ34とクランク32とを備える。クランク32は昇降用モータ31又は昇降用モータ31により駆動される駆動軸に連結される。図1の実施形態では、昇降用モータ31は搬送装置100の搬送方向と平行な方向に回転軸を有するように設置され、昇降用モータ31の回転力は、昇降用モータ31に連結されて減速と回転方向の変換を行う変速機を経て、昇降用モータ31の回転軸と直交する水平方向に設けられた駆動軸を回転するように構成される。クランク32は一端が垂直方向に円を描くように駆動軸の端部に連結される。クランク32は駆動軸と一体に形成されて変速機を介して昇降用モータ31に連結されるようにしてもよい。

0027

クランク32の一端は連結部材33の一端に備えられた軸受により連結部材33と連結される。連結部材33は他端にも軸受けを備え、他端の軸受けは固定ユニット40に固定された支持軸43と連結される。このように連結部材33の他端が支点となる支持軸43と連結されることにより、連結部材33は支持軸43を中心として回動するように制約される。このためクランク32が回転すると、回転に伴い駆動軸が移動するようになる。

0028

固定ユニット40は、支持軸43の他に垂直方向の移動をガイドする2つのLMガイド42を備えており、LMガイド42の摺動部と昇降ユニット30とが連結される。これにより、クランク32の駆動軸を支持する昇降ユニット30は、クランク32の回転に伴い垂直方向に直線的に往復移動する。

0029

固定ユニット40にはさらに垂直方向に作用するエアシリンダ41が備えられ、エアシリンダ41のピストンロッドの一端は昇降ユニット30に連結される。大型のホッパ10では重量が1000kgのレベルとなるため、クランク32を駆動する昇降用モータ31には大きな負荷変動が加わる。エアシリンダ41を備えることにより昇降用モータ31に掛かるホッパ10の荷重の一部を軽減することができ、ホッパ10を上下移動させることに伴う騒音や振動を大幅に低減することができる。

0030

昇降手段は昇降用モータ31と昇降用モータ31又は昇降用モータ31により駆動される駆動軸に連結されるクランク32と、クランク32と支点である支持軸43との間をつなぐ連結部材33と、ホッパ10の荷重を部分的に支持するエアシリンダ41とを含み、このような構成要素を含むことによって、エアシリンダ41で昇降用モータ31に掛かる負荷を低減しながらクランク32を回転させることによりホッパ10を低騒音、低振動で上下移動させることができる。実施形態では昇降用モータ31にエアシリンダ41を組み合わせることにより、2100rphの高速充填運転時にエアシリンダ41が無いときに比べて昇降用モータ31の負荷が25%に削減されたことが確認されている。

0031

昇降ユニット30の上面には水平移動軸21が取り付けられる。水平移動軸21は搬送装置100の搬送方向に平行に設置され、水平移動軸21と組み合わされる軸受け22を介して水平移動ユニット20を水平方向に移動可能に支持する。図1では水平移動軸21は左右の2か所に設置されているが、1つの連続した軸としてもよい。

0032

水平移動ユニット20の水平移動は、昇降ユニット30に備えられる同調モータ34により駆動される。図1の実施形態では、同調モータ34は昇降用モータ31と同様、搬送装置100の搬送方向と平行な方向に回転軸を有するように設置され、同調モータ34の回転力は、同調モータ34に連結されて減速と回転方向の変換を行う変速機を経て、同調モータ34の回転軸と直交する水平方向に設けられた駆動軸36を回動するように構成される。駆動軸36には駆動軸36を中心に回動するアーム部35の一端が連結される。

0033

アーム部35の他端は水平移動ユニット20の連結部に連結される。水平移動ユニット20の連結部には長穴またはリンク機構などアーム部35の回動による端部の上下方向の移動量を吸収し水平方向の移動のみを伝搬する構造を備える。これにより同調モータ34の回転が駆動軸36を介してアーム部35を回動させ、それに対応して水平移動ユニット20が水平移動軸21に沿って水平に移動する。アーム部35は駆動軸36と一体に形成して変速機を介して同調モータ34に連結されるようにしてもよい。

0034

水平移動手段は水平移動用の同調モータ34と、同調モータ34又は同調モータ34により駆動される駆動軸36に連結されるアーム部35と、を含み、搬送手段101の移動に合わせて搬送手段101の所定位置に直接生地を充填するようにアーム部35を回動させてホッパ10を水平移動させる。また、充填機1が中味充填機の場合には、水平移動手段は搬送手段101により搬送される焼成された生地の所定位置に充填するようにアーム部35を回動させてホッパ10を水平移動させる。

0035

水平移動ユニット20は、昇降ユニット30に備えられた水平移動軸21上を、昇降ユニット30に連結されたアーム部35に駆動されて移動するが、水平移動ユニット20の水平方向の移動は昇降ユニット30の上下移動には制約を受けない。このためホッパ10の移動は下降、水平方向の移動、上昇、水平方向の戻り移動というボックスモーションとも称される矩形状の移動に限らず、上下移動しながら水平移動するような組み合わせによる複雑な動作も行うことができる。

0036

図2は、本発明の実施形態による充填機を生地充填機として搬送装置と組み合わせた状態を概略的に示す平面図である。
図2を参照すると充填機1は搬送装置100を挟んで2つの架台(前面架台2、背面架台3)と、2つの架台を結合する図では示さないフレームを含む。
図1は背面側から見た図であり、背面架台3の構造を示すが、背面架台3で説明した水平移動ユニット20、昇降ユニット30、及び固定ユニット40に対応して、前面架台2にも図2に示すように水平移動ユニット50、昇降ユニット60、及び固定ユニット70を含む。

0037

ホッパ10は2つの水平移動ユニット(20、50)に架け渡して設置される2つのホッパ引き出しレール23の上にローラを介して載置される。ホッパ10は充填動作を行う場合は搬送装置100の上に位置するように固定されるが、洗浄などのメンテナンスを行う場合は固定ネジを外すことにより、ホッパ引き出しレール23の上を前面架台2の方向に引き出すことができる。

0038

図2の実施形態ではホッパ10には4つのピストン12が併設され、一度に1列分で4つの生地110を、円形をなすように充填し、充填された生地110が矢印の示す方向に搬送されるように示すが、ホッパ10が備えるピストン12の数はこれに限らず、4つより多くても少なくてもよい。また充填する生地110の形状もノズル13の形状によってさまざまな形状に変形することができる。更に図示しないホッパ10を搬送方向と直交する方向に移動させる成形動作モータを備えてもよく、その場合、ホッパ引き出しレール23に沿った移動と前述の上下移動、水平移動とを組み合わせデコレーションや飾り絞りなどの複雑な形状の充填も可能である。

0039

昇降ユニット60も、昇降ユニット30と同様、昇降用モータ31や同調モータ34と同期する昇降用モータと同調モータを備えてもよいが、実施形態では水平移動ユニット50や昇降ユニット60を駆動するモータは備えていない。図2に示すように、昇降ユニット30に備えられた昇降用モータ31が駆動する駆動軸37が、搬送装置100の搬送手段101の下方を前面架台2に至るまで搬送装置100を貫通して配置され、その先端部は昇降ユニット60で支持されるとともに、クランク32の一端と連結される。クランク32の他端は連結部材33の一端に連結され連結部材33の一端に備えられた軸受により連結部材33と連結される。連結部材33の他端に備えられた軸受は固定ユニット70に固定された支持軸43と連結される。

0040

昇降ユニット60はさらに固定ユニット70が備える2つのLMガイド42によって垂直方向に移動するようにガイドされるとともに、固定ユニット70が備えるエアシリンダ41により垂直方向に支持される。このような構成とすることにより、昇降ユニット60は昇降ユニット30と同期してホッパ10の水平を保ちつつ上下移動する。

0041

また水平移動を駆動する駆動軸36も搬送装置100の搬送手段101の下方を前面架台2に至るまで搬送装置100を貫通して配置され、その先端部は昇降ユニット60で支持されるとともに、アーム部35が連結される。前面架台2のアーム部35も背面架台3のアーム部35同様、水平移動ユニット50の連結部に連結される。このような構成とすることにより、水平移動ユニット50は、駆動軸36により回動されるアーム部35に駆動され、昇降ユニット60の上面に取り付けられる水平移動軸21に沿って水平移動ユニット20と同期しながら移動する。

0042

固定ユニット70の上部には制御部80が設置される。制御部80は充填機1の水平移動手段、昇降手段の移動のタイミングなどを始め、動作サイクル、充填動作などを制御する制御回路を備える。また制御部80には操作パネルが備えられ、水平方向の移動量や移動速度、充填動作モードなどの設定が選択的に調整できるように表示される。一口に充填といっても前述のようにデコレーションや飾り絞りなどの複雑な形状の充填方法があり、多様な充填方法を製品の種類に応じて容易に切り替えられることが求められる。実施形態では操作パネルには50品目設定データが短時間で切替可能に表示される。また操作パネルにより水平移動、上下移動の設定が運転中でも容易に切り替えが可能である。
制御部80の制御によって、連続送りにより循環走行する搬送手段101を備える搬送装置100の搬送手段101の移動に合わせて、昇降用モータ31はホッパ10を搬送手段101の垂直方向に上下移動させ、また同調モータ34は搬送手段101の走行方向と平行する方向にホッパ10を水平移動させることができる。

0043

尚、実施形態では昇降用モータ31、同調モータ34はともに昇降ユニット30に備えられ、ホッパ10の移動にかかわる駆動系が昇降ユニット30に纏められているので、昇降用モータ31及び同調モータ34を直接制御する制御部を昇降ユニット30に設けて、制御部80は昇降ユニット30に設けた制御部と情報や信号を送受信するインターフェースを有する操作パネルとして構成してもよい。
制御部80は充填機1の水平移動手段、昇降手段の移動を搬送装置100の搬送手段101の移動に合わせるように制御するが、充填機1の水平移動手段、昇降手段の移動及び搬送装置100の搬送手段101の移動を共に共通の電子カムで制御することにより充填機1と搬送装置100の同調性を容易に制御することができる。移動を制御する電子カムの情報は搬送装置100の制御部から充填機1の制御部80に引き渡すようにしてもよいし、充填機1の制御部80から搬送装置100の制御部に引き渡すようにしてもよい。

0044

図3は本発明の実施形態による充填機の駆動部分の動作を説明する図であり(a)、(b)、(c)、(d)の順に動作の内容を示す図である。
図3(a)を参照すると、連続送りにより循環走行する搬送手段101上に生地を充填する生地充填機としての充填機1の主要動作部であるクランク32、アーム部35、ピストン12、及びバルブ11が示される。尚充填機1の動作を説明するための図であるため、搬送装置100の本体は省略し搬送手段101の部分のみを示す。また符号は代表して図3(a)のみに示すが、図3(b)、(c)、(d)も構成要素は図3(a)と同じであり図3(a)の符号を使用して説明する。

0045

図3(a)は一連の充填動作の開始点となる位置の状態を示しており、具体的には搬送方向については上流側の位置であり、上下方向については上昇位置にあたる。ホッパ10には充填する生地が保持され、開始点となる位置において、バルブ11は新たな生地が供給されないようホッパ10からシリンダへの流路を閉じる位置に回動している。この位置ではノズル13側の流路が解放されるので、この状態でピストン12を押し込めば生地の供給が可能な状態にある。ピストン12は所定の量の生地を引き込むために引き下げられている。またクランク32は垂直下方を向く位置に回転されており、その反作用でクランク32の駆動軸37を支持する昇降ユニット30は可動範囲の最上部に位置し、これに伴い昇降ユニット30に支持される水平移動ユニット20及び水平移動ユニット20に支持されるホッパ10も上下方向の可動範囲の最上部に位置する。
アーム部35は水平移動ユニット20が上流側の位置にくるように回動された状態にある。

0046

次に充填機1は充填のためにホッパ10を下降させる。搬送手段101が搬送ベルトの場合は特に充填位置の制限がないので、搬送手段101の移動に合わせて充填位置が所定ピッチとなるようにホッパ10を下降させて充填すればよいが、搬送手段が焼成板の場合は、接近する焼成板の位置に合わせてホッパ10を下降させる。矢印A1はホッパ10を下降させるためのクランク32の次の動作を示し、具体的には矢印A1のようにクランク32が垂直上方を向くように時計方向に半回転する。

0047

図3(b)はクランク32が垂直上方を向いた状態を示す。この反作用によりクランク32の駆動軸37を支持する昇降ユニット30は可動範囲の最下部まで下降する。昇降ユニット30の下降に伴い昇降ユニット30に連結されたエアシリンダ41のピストンロッドが押し込まれ、その反力でホッパ10の荷重を部分的に支持してクランク32を駆動する昇降用モータ31の負荷をさらに低減する。

0048

昇降ユニット30の下降の結果、ホッパ10は生地を充填する位置まで下降し、生地の充填を開始する。充填はピストン12を押し込むことにより行われるが、充填機1は充填の開始に伴い、ホッパ10をその高さを維持しつつ搬送手段101の移動に合わせて搬送方向の下流に向かう水平移動を開始する。具体的にはアーム部35を矢印B1のように搬送方向に向かう方向に回動させて水平移動ユニット20を水平移動させる。このとき水平移動ユニット20の水平移動速度が搬送手段101の移動速度に合うようにアーム部35の角速度が制御される。
これにより生地が充填される搬送手段101の搬送中も搬送手段101の上方にある位置を維持することができる。このため生地の充填開始から終了までに必要な時間も搬送手段101の搬送を止める必要がなく、高い生産性が得られる。

0049

充填及び水平移動が終了した時点の状態が図3(c)である。この時点でバルブ11は反時計回りに回動しノズル13側の流路を閉じるとともにホッパ10からシリンダへの流路を開く。次いでクランク32は矢印A2に示すように時計方向に垂直下方を向くまで半回転する。これによりホッパ10は図3(a)の開始点の時の高さまで上昇し図3(d)に示す状態に至る。

0050

図3(d)の状態から搬送手段101の搬送方向と逆方向に移動して充填動作の開始点となる位置に戻るが、この間、次の生地の充填にそなえて、ピストン12は所定の量の生地をシリンダ内に引き込むために引き下げられる。
図3(a)〜(d)のように下降、水平移動、上昇、水平移動という一連の移動に連動してバルブ11の回動及びピストン12の前後動作が行われることで、搬送手段101の搬送を止めることなく、搬送手段101の搬送に対応した充填動作を行うことができる。また搬送手段101が焼成板の場合、上記の一連の移動のサイクルと焼成板が一枚分搬送される時間とを合わせるように設定することで効率の良い充填作業を行うことができる。

0051

図4は、本発明の実施形態による充填機の充填方法を説明するためのフローチャートである。
図4を参照すると、段階S100にて昇降ユニット30と共にホッパ10が下降して充填可能な位置に移動する。下降は所定ピッチとなるようにホッパ10の下方を搬送方向に移動する搬送手段101の動きに合わせて行い、生地充填の場合は、下降した時にホッパ10のノズル13が搬送手段101の所望する充填開始位置に来るよう制御部80にてタイミング調整を行う。中味充填の場合は、下降した時にホッパ10のノズル13が下方を搬送方向に移動する焼成された生地の充填開始位置に来るよう制御部80にてタイミング調整を行う。特にシュークリームのように穴をあけて中味を充填する菓子では穴をあける位置がばらつくと整列した際の見栄えが悪くなるが、充填機1はクランク32とエアシリンダ41の組み合わせにより、上下移動に伴う振動が少ないことから、精度よく充填位置に下降することができ、また振動によって穴の径が広がることもないので品質の良い菓子を製造することができる。

0052

次いで段階S110にて水平移動ユニット20と共にホッパ10が水平移動しながら生地充填を行う。水平移動は搬送手段101の動きに合わせてアーム部35を回動することで行う。生地を円形に充填する場合のように1点で充填する場合は搬送手段101と同じ速度で水平移動するように制御するが、長円のように縦横の寸法が異なるように充填する場合は搬送手段101の上でノズル13を動かす必要があり、この場合は搬送手段101の速度とは異なる速度でホッパ10を移動させるように制御する。

0053

充填が終了すると段階S120にて昇降ユニット30と共にホッパ10が上昇する。中味充填機として使用する場合、焼成された生地の内部にノズル13を挿入して中味充填を行うものではホッパ10の上昇に伴い、焼成された生地も一緒に持ち上がってしまうことが有るため、ノズル13の周辺の部分に焼成された生地を押さえながらノズル13が上昇するように生地押さえ手段を設けてもよい。

0054

上昇位置に戻った後、段階S130で水平移動ユニット20と共にホッパ10が水平移動し充填動作の開始点の位置まで戻る。このとき次の充填に備え戻りながらピストン12にてシリンダ内に生地の引き込みを行う。
このように充填機1は下降、水平移動しながら充填、上昇、水平方向に戻り移動という一連の動作を繰り返して連続送りに対応した充填動作を行うため、充填のために搬送を止める間欠送りが不要となり高い生産効率が得られるとともに、停止、搬送を繰り返す間欠送りのように搬送中の菓子製品のズレを防止することができ、そのための整列動作も不要となる量産性の高い充填機である。生地充填と中味充填を要する菓子を一貫ラインで製造する場合、実施形態による充填機1を生地充填と中味充填の両方に適用することで、搬送中の菓子製品のズレを防止し整列動作も不要となる効果がより確かなものとなる。

0055

以上ピストン式による充填動作を代表的な実施形態として説明したが、充填方式には外回りローラ式補助ローラピストン式、三本ローラ式など多様な充填方法が実用化されており、これらの方式がいずれも本発明による充填機に適用可能であり、いずれの場合も前述の種々の効果が得られることに変わりはない。

0056

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更することが可能である。

0057

1充填機
2 前面架台
3 背面架台
10 ホッパ
11バルブ
12ピストン
13ノズル
20、50水平移動ユニット
21水平移動軸
22軸受け
23 ホッパ引き出しレール
30、60昇降ユニット
31昇降用モータ
32クランク
33連結部材
34同調モータ
35アーム部
36、37駆動軸
40、70固定ユニット
41エアシリンダ
42LMガイド
43支持軸
80 制御部
100搬送装置
101 搬送手段
110 生地

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • レオン自動機株式会社の「 食品材料吐出装置およびその運転方法、包被食品製造装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題・解決手段】[要約] 本発明は、肉スジや繊維質の野菜等の切断が困難な材料が混入する食品材料を確実に切断し、吐出する装置に関する。中空状の外筒(11)と、外筒(11)に内嵌され、上下に往復動可能... 詳細

  • 株式会社ヒューブレインの「 粉状部品供給装置」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】従来のホッパーは、目詰まりが改善できるものの、安定したマスフローにて全量を供給することができず、個数単位で粉体を供給することが困難な点を解決する。【解決手段】本発明の粉状部品供給装置1は、上部... 詳細

  • 株式会社ヤクルト本社の「 整立機」が 公開されました。( 2020/09/24)

    【課題】 整立機の内部で容器が滞留して移動できない状態となることを防止することが出来る整立機の提供。【解決手段】 容器を開口部が上方に向けた状態に整列せしめて搬送装置上に載置して搬送する整立機にお... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ