(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体、粒体および刻み状固形物の少なくとも一つからなる原料を供給する際に、供給側を上流、排出側を下流としたとき、前記原料を前記上流から前記下流へ定量供給する計量シュート装置（１）は、前記上流から送られてきた前記原料（２）を受けると共に前記原料を前記下流へ滑走させる下方傾斜したシュート部（３）と、このシュート部を機械的に支持すると共に前記シュート部の重量を計量する計量手段（４）と、を備え、
前記シュート部の前記上流側には、前記シュート部に前記原料を供給するパイプ装置（５３）が設けられ、このパイプ装置は、前記原料を貯留したホッパ（５２）の下部に前記原料が流通可能に設けられており、直線状のパイプ（５３ａ）と、前記パイプの外周に回転力伝達手段（５６）を設け、モータ（５５）の回転駆動力を前記回転力伝達手段を介して前記パイプに伝達してこのパイプを回転させる下方傾斜したパイプ装置と、を備えた計量シュート装置において、
前記シュート部は横断面がお椀形のシュート部であり、
前記パイプ装置に設けられた原料の排出側のパイプの先端である排出口（５３ａｄ）と、前記原料が前記シュート部に落下する鉛直方向の落差と、を備え、
前記シュート部の長さは、前記原料が前記排出口から落下して、前記シュート部に衝撃的に当接し、反射する範囲の長さであることを特徴とする計量シュート装置。
【請求項２】
前記計量手段の出力値を処理する制御部（１０）と、
この制御部から出力される信号を用いて、前記原料が前記シュート部上を移動する際の原料の流量を表示する流量表示部（１１）と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の計量シュート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体、粒体および刻み状固形物の少なくとも一つからなる原料を上流から下流へ滑走させて定量供給する計量シュート装置に関し、特に、下降移動する原料がシュート部に落下する際に、シュート部が受ける衝撃荷重および原料が滑走中するときのシュート部自体に掛かる負荷を計量して流量表示および流量制御の少なくとも一方を行なう計量シュート装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、背景技術について説明する。
図１０は、従来の搬送装置の一実施形態を示す図である。
図１０に示すように、粉粒・刻み状物の食品原料を搬送して製造ラインに供給する際に、直線状の外筒と内筒とを備えたパイプを回転させて超定量安定な搬送を可能とするパイプ回転式直進フィーダが開示されている。
このパイプ回転式直進搬送フィーダ１０１は、粉粒・刻み状物の食品原料を貯留したホッパ１０２の下部に設けたパイプ接続孔にモータ駆動のパイプ１０３を接続して、食品原料をホッパ１０２から、回転するパイプ１０３内を通って搬送して、食品の原料を製造ラインに供給する。このパイプ１０３は、ホッパ１０２側の端部に、フランジを有する直線状の内筒１０３ａと、この内筒１０３ａよりも全長が短く、この内筒１０３ａに回転可能に嵌着された直線状の外筒１０３ｂとを備えており、さらにこの内筒１０３ａは外筒１０３ｂに摺動可能に高精度に内挿され、原料を排出する先端側を下方傾斜させている。
【０００３】
そしてフランジを外筒１０３ｂのホッパ側の端部と当接するように、内筒１０３ａを外筒１０３ｂに回転可能に嵌着し、フランジが外筒１０３ｂの端部に当接して内筒１０３ａと外筒１０３ｂとが共に連れて回転する。また外筒１０３ｂは、複数の軸受１０７、１０７、およびこれらの軸受を支持するブラケット１０９、１１０に固定されており、これらのブラケットおよびホッパ１０２が基板１１１に一体的に載置されている。この基板１１１の下面には角度調節手段１１２が設けられており、基板１１１を傾斜可能に支持している。
【０００４】
これによって、原料をホッパからパイプ内を通って搬送し、直線状の外筒と、この外筒の回転に連れて回転する直線状の内筒とを備えたパイプを回転させて原料を搬送する過程で、内筒の持つ高精度な摩擦係数、高精度な回転数、および重力加速度によって原料が極めて均質に均されて搬送でき、超定量安定な搬送を必要とする製造ラインに適用できる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０９５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この特許文献１に係る搬送装置は、パイプ回転式直進フィーダによって供給される材料の定量供給はなされているが、実際の単位時間当たりの搬送流量を数値で確認し、所望の搬送流量に調節したいというニーズがあった。
本願発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、直線状のパイプを回転させて超定量安定な搬送を可能とする前記搬送装置に接続させて、実際の搬送流量を超高精度に計量して数値表示する計量シュート装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、粉体、粒体および刻み状固形物の少なくとも一つからなる原料を供給する際に、供給側を上流、排出側を下流としたとき、前記原料を前記上流から前記下流へ定量供給する計量シュート装置（１）は、前記上流から送られてきた前記原料（２）を受けると共に前記原料を前記下流へ滑走させる下方傾斜したシュート部（３）と、このシュート部を機械的に支持すると共に前記シュート部の重量を計量する計量手段（４）と、を備え、
前記シュート部の前記上流側には、前記シュート部に前記原料を供給するパイプ装置（５３）が設けられ、このパイプ装置は、前記原料を貯留したホッパ（５２）の下部に前記原料が流通可能に設けられており、直線状のパイプ（５３ａ）と、前記パイプの外周に回転力伝達手段（５６）を設け、モータ（５５）の回転駆動力を前記回転力伝達手段を介して前記パイプに伝達してこのパイプを回転させる下方傾斜したパイプ装置と、を備えた計量シュート装置において、
前記シュート部は横断面がお椀形のシュート部であり、
前記パイプ装置に設けられた原料の排出側のパイプの先端である排出口（５３ａｄ）と、前記原料が前記シュート部に落下する鉛直方向の落差と、を備え、
前記シュート部の長さは、前記原料が前記排出口から落下して、前記シュート部に衝撃的に当接し、反射する範囲の長さであることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の計量シュート装置であって、前記計量手段の出力値を処理する制御部１０と、この制御部から出力される信号を用いて、前記原料が前記シュート部上を移動する際の原料の流量を表示する流量表示部１１とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、この計量シュート装置は、上流から送られてきた原料を受けると共に原料を下流へ滑走させる下方傾斜したシュート部と、このシュート部を支持すると共にこのシュート部の重量を計量する計量手段とを備え、計量手段は、シュート部を下方から機械的に支持すると共にシュート部の重量を計量することによって、シュート部の上流側には、シュート部に原料を供給するパイプ装置が設けられ、このパイプ装置は、原料を貯留したホッパの下部に原料が流通可能に設けられており、直線状のパイプを備え、このパイプの外周に回転力伝達手段を設け、モータの回転駆動力を回転力伝達手段を介してパイプに伝達してこのパイプを回転させ、パイプを下方傾斜させたパイプ装置としたことによって、０．１グラムから最大０．０３グラムの計量を行なうことができ、搬送ラインや搬送装置の間にこの計量シュート装置を容易に介在させることで超微量から大量に、かつ超安定した定量供給を可能とする画期的な装置であり、これまで業界が求めていたが実現不可能と諦めていた夢の機能を実現することができた。
【００１２】
また、シュート部の長さは、原料が排出口から落下して、シュート部に衝撃的に当接する範囲相当の長さのシュート部であることによって、原料はシュート部に衝撃的に当接すると同時に排出されるので、０．１グラムから最大０．０３グラムの計量を行なうことができ、搬送ラインや搬送装置の間にこの計量シュート装置を容易に介在させることで超微量から大量に、かつ超安定した定量供給を可能とする。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、計量手段の出力値を処理する制御部と、この制御部から出力される信号を用いて、原料がシュート部上を移動する際の原料の流量を表示する流量表示部とを備えたことによって、搬送流量を容易に確認できると共に、所望の搬送流量に設定することを容易に可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る計量シュート装置の構成を示す概略図であり、（ａ）はロングシュート型、（ｂ）はショートシュート型、（ｃ）は（ａ）に示すＡ―Ａ線の拡大断面端面図、（ｄ）は（ｂ）に示すＡ´―Ａ´線の拡大断面端面図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る計量シュート装置のロングシュート型の概略を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面からその断面を模式的に示した側面断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る計量シュート装置の計量原理を示し、（ａ）はロングシュート型、（ｂ）はショートシュート型についての説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る計量シュート装置のうちロングシュート型についての計量原理および流量の算出方法を示した説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る計量シュート装置のショートシュート型の概略を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面からその断面を模式的に示した側面断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る計量シュート装置のうちショートシュート型についての計量原理および流量の算出方法を示した説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る計量シュート装置に接続された搬送装置の概略を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ矢視図である。
【図８】本発明の実施形態に係る計量シュート装置に接続された搬送装置のパイプの詳細を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内筒を外筒に挿入する様子を示す正面断面図、（ｃ）は内筒を外筒に挿入した様子を示す正面断面図、（ｄ）は内筒の内径と外筒の外径の関係を示す説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係る計量シュート装置のシュート部の形状を示し、（ａ）はシュート部の荷重が上方から計量される構造を備えたシュート部を示す斜視図、（ｂ）は断面お椀形（樋状）のシュート部を示す斜視図、（ｃ）はスリットを有する円筒から形成されるシュート部を示す斜視図、（ｄ）は丸孔の投入口を有する円筒から形成されるシュート部を示す斜視図、（ｅ）は上方へ開口したコ字形状から形成されるシュート部を示す斜視図、（ｆ）は平板状に形成されるシュート部を示す斜視図、（ｇ）は平板状のセンターに溝を備えたシュート部を示す斜視図、（ｈ）は中空球形の一方に略円形投入口を備え、他方に少なくとも１つの略円形排出口を備えたシュート部を示す斜視図である。
【図１０】従来の実施形態に係る搬送装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態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係る計量シュート装置の構成を示す概略図であり、（ａ）はロングシュート型、（ｂ）はショートシュート型、（ｃ）は（ａ）に示すＡ―Ａ線の拡大断面端面図、（ｄ）は（ｂ）に示すＡ´―Ａ´線の拡大断面端面図を示す。
図１の（ａ）および（ｂ）の違いは、原料を受けるシュート部の長さの違いであり、適宜比較対比しながら順に説明する。
図１の（ａ）に示すように、ロングシュート型の計量シュート装置１は、金属や薬品・食品の粉体・粒体および刻み状固形物を含んだ原料２や、それらの混合物からなる原料２を上流から下流へ定量供給する際にその流量を測定し、さらに流量を調整可能な計量シュート装置１であり、特に、下降移動する粉体や、粒体および刻み状固形物などの原料２が計量シュート装置１のシュート部３に落下する際に、シュート部３が受ける衝撃荷重や、シュート部３を原料２が滑走する間のシュート部３自体に掛かる負荷を計量して、その計量値が制御部１０によって単位時間当たりの荷重として流量表示部１１に流量表示される。また、流量を変更したい場合は制御部１０によって流量制御を行なうことができる。また、パイプ装置５１のパイプの傾斜角度を自動的に調節できる機構を備えた搬送装置を用いることで自動的に流量を調節することも可能である。
【００１７】
この計量シュート装置１は、原料２を供給する際に、供給側を上流、排出側を下流としたときに、原料２を上流から下流へ定量供給する際に用いられ、そのときに、シュート部３を流れる原料の流量を表示部に表示する。
また、この計量シュート装置１は、上流から送られてきた原料２を受けると共に原料２を下流へ滑走させる下方傾斜したシュート部３と、このシュート部３を支持すると共にこのシュート部３の重量を計量する計量手段４とを備えている。このシュート部３は、図１の（ｃ）に示すように、鉛直方向上面が開放された半円形の樋のような形状を用いているが製造ラインの構成などに合った形状にすればよく、これに限定するものではない。この計量手段４によって、シュート部３が重力の掛かる方向である下方から機械的に支持されると共にシュート部３の重量をロードセル４ａを用いて計量するようになっている。この計量手段４は、ロードセル４ａを備えており、シュート部３の重量を超精密に計量し、本実施形態では０．１グラムから最大０．０３グラムの計量をすることができる。この計量手段４は金属板などからなる基板４ｂに安定的に取り付けられている。なお、シュート部３は、原料を搬送する方向へのその先端が下方傾斜しているが、その角度は水平方向から３５〜４５°が適切である。しかしながら、シュート部３の下方傾斜角度は、これに限定されるものではなく、パイプ５３の傾斜角度（４°程度）よりも小さくならなければ構わないものであり、原料の材質によっては、１０〜８０°程度に設定することもある。また、計量手段４をシュート部の上方に設けて、このシュート部を支えるようにしても構わないが（図９の（ａ）参照）、計量手段４を下方に設けた方が安定的である。
【００１８】
計量シュート装置１へ原料２を供給するものとして、原料２を定量で搬送する搬送装置５０が設けられている。この搬送装置５０は、モータ５５で駆動され、歯車などの回転力伝達手段５６によって伝達された回転力によって回転する回転式のパイプに原料を投入することによって、原料を搬送する装置である。この搬送装置５０としては、本願発明者が先に市場に供給したパイプ回転式直進フィーダを適用している。このパイプ回転式直進フィーダは原料が食料品でパイプ内の流路を洗浄する必要がある際に効果的な構造を有しているが、原料の流路を洗浄する必要が無いものにも使用することは可能である。これは原料が微少に下方傾斜した回転するパイプ内をパイプの内周に沿って競り上がったり滑走したりを繰り返すことで微少に前進する理論を用いることで結果的に重力に沿って極めて高精度に定量搬送することができ、また、搬送部の断面積が一定であれば定速度で搬送することができるものであるが、本搬送装置に限らずにその他の搬送装置を用いても所定の効果を得られるものであり、原料を供給することができる機能を備えたものであればそれでも構わない。
【００１９】
次に、図１の（ｂ）に示すように、ショートシュート型の計量シュート装置１´は、シュート部３´に原料が接触する部分が極めて狭く、その長さは、パイプ装置５１からシュート部３´に原料が落下する地点に相当する範囲であり、パイプ装置５１に設けられた原料の排出側のパイプ５３の先端である排出口５３ａｄ（図２参照）と、原料２がシュート部３´に落下する鉛直方向の落差Ｈ´（図５の（ｂ）参照）によって衝撃的に当接する長さよりわずかに長く設けている。このショートシュート型の計量シュート装置１´によって、垂直方向のわずかな落差でも計量は可能である。なお、図１の（ｂ）に示す計量シュート装置１´の細部に関しては後記する。
【００２０】
図２は、本発明の実施形態に係る計量シュート装置のロングシュート型の概略を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図である。
図２の（ａ）（ｂ）に示すように、搬送装置５０に設けられたパイプ装置５１には、原料を貯留するホッパ５２から供給された原料２が送り込まれる。この場合、原料２はパイプ装置５１を構成するパイプ５３に原料２の自重によって送り込まれる。送り込まれた原料２は、下方傾斜して回転するパイプ５３によって、パイプ５３が下方傾斜した側であり下流側でもある排出側へ徐々に搬送される。このとき、適用した搬送装置５０は原料２を極めて定量搬送する能力があるものであるが、本願発明は、その下流にある計量シュート装置１にあるので、極めて定量搬送を可能とするものではない搬送装置の場合にも適用可能であり、計量自体は可能である。計量することによって搬送流量の流量履歴を記憶するなどその目的によって適宜利用することができる。
【００２１】
また、パイプ装置５１は、計量シュート装置１の上流側に設けられるが、このパイプ装置５１によってシュート部３に原料２を供給する。またパイプ装置５１に設けられたパイプ５３は、原料２を貯留したホッパ５２の鉛直方向下部に原料２が流通可能に設けられている。パイプ５３は単体でも構わないが、本実施形態ではパイプ５３には、直線状の内筒５３ａと、この内筒５３ａよりも全長が短く、この内筒５３ａを回転可能に外嵌して設けられた直線状の外筒５３ｂとを備えている。この外筒５３ｂの外周に回転力伝達手段５６を設け、モータ５５の回転駆動力を回転力伝達手段５６を介して外筒５３ｂに伝達してこの外筒５３ｂを回転させ、外筒５３ｂの内周５３ｂａ（図７参照）と内筒５３ａの外周５３ａｂ（図７参照）との間の摩擦力によって、内筒と外筒とを共に連れて回転させる。パイプ５３は、原料を搬送する方向に向かって下方傾斜しており原料切り出し用に設けられている。
【００２２】
また、計量シュート装置１のシュート部３の上流側に設けられた、シュート部３に原料２を供給するパイプ装置５１のパイプ５３は、原料２を貯留したホッパ５２の下部に原料２が流通可能に設けられている。このパイプ５３は、直線状に設けられており、モータ５５によって回転している。このパイプ５３はわずかに下方傾斜させることによって、原料２が均質に極めて定量に搬送される。この下方傾斜角度は角度調節手段６２によって適宜選択設定可能である。下方傾斜角度は４°程度が最適であるが、適宜設定可能である。
【００２３】
次に、計量シュート装置の動作を説明する。
パイプ装置５１のパイプ排出口５３ａｄから排出された原料２は、断面お椀形に形成されたシュート部３上に落下する。このとき原料２は落差Ｈを落下してこのシュート部３上に衝撃的に落下する。さらに原料２はシュート部３の傾斜に沿って下方へ滑走する。このときの衝撃荷重と滑走する間の荷重をロードセルによって計量する。この計量値から実際の単位時間当たりの流量に換算する。この換算値は、材料によって異なるため、換算係数Ｋを設定し、例えば、アルミ系セラミックは換算係数Ｋｃ、ふりかけＦは換算係数Ｋｆ、薬錠剤Ｍは換算係数Ｋｍなどとして、この換算係数Ｋを制御部１０の演算に用いた。
【００２４】
制御部１０が計量手段４の出力値を処理すると、流量表示部１１は、制御部１０から出力される信号を用いて、原料２が計量シュート装置１のシュート部３上を移動する際の原料の流量を表示する。
この計量シュート装置１は、上流から送られてきた原料２を受けると共に原料２を下流へ滑走させる下方傾斜したシュート部３と、このシュート部３を支持すると共にこのシュート部３の重量を計量する計量手段４とを備え、この計量手段４がロードセル４ａを備えることによって、０．１グラムから最大０．０３グラムの正確な計量を行なうことができ、搬送ラインや搬送装置５０との間にこの計量シュート装置１、１´を容易に介在させることで超微量から大量に、かつ超安定した定量供給を可能とする画期的な装置であり、これまで業界が求めていたが実現不可能と諦めていた夢の機能を実現することができた。
【００２５】
図２の（ｂ）に示すように、切り出しパイプとしてのパイプ５３を用いて搬送した原料２がその排出口５３ａｄから排出され、その原料２が落差Ｈの位置に設けられた原料受け部３ａに衝撃的に当接する。このときの単位時間当たりの衝撃荷重αＡグラム／ｍｉｎはロードセル４ａによって計量される。この衝撃的に落下した原料２はこの後、シュート部３を滑走するが、このときの分散荷重をそれぞれ単位時間当たりの流量荷重α１、α２、α３・・・αｎグラム／ｍｉｎとしたが、これらの荷重ｇ／ｍｉｎの動向を示す計量値Ｗｇ／ｍｉｎがロードセル４ａによって得られる。これによって、搬送される単位時間当たりの搬送流量Ｑグラム／ｍｉｎはＷグラム／ｍｉｎ×換算係数Ｋで現わされる。なお、Ｌ０は原料がシュート部３に着地したエリアの流れ方向の長さ、Ｌ１は原料がシュート部３に着地してシュート部を流れる流れ方向の長さである。Ｓ０ｃｍ２はシュート部３の単位長さ当たりの断面積を示している。
【００２６】
図３は、本発明の実施形態に係る計量シュート装置の計量原理の説明図を示し、（ａ）はロングシュート型、（ｂ）はショートシュート型についての説明図である。
図３の（ａ）に示すように、図面右上に示す１点鎖線の円形は投入前、実線は投入時の或る時点における供給される原料の集合体Ｗ０を示している。原料２は連続的に供給されるがある瞬間における状態を模式的に表現している。この原料Ｗ０はパイプ５３からシュート部３上に落下して当接した時点において、鉛直方向へはｗ３の荷重を発生する。これをロードセル４ａが計量する。また、当接した原料Ｗ０はシュート部３の斜面をｗ２ベクトル方向へ下って、シュート部３の端部で排出されるが、その間、シュート部３を含めた荷重をロードセル４ａが計量し続けている。このベクトルｗ２によってシュート部３は鉛直方向にｗ２１の荷重を受けることになり、これをロードセル４ａが連続的に計量する。このとき、シュート部３を流れる原料の材質から予め実験的に流量係数Ｋが分かっているので、搬送流量Ｑが表示装置である流量表示部１１に表示される。流量係数Ｋは原料の材質ごとに実験的に割り出しており、アルミ系セラミックは換算係数Ｋｃ、ふりかけＦは換算係数Ｋｆ、薬錠剤Ｍは換算係数Ｋｍなどとしている。これは実験的に容易に設定可能である。
【００２７】
図３の（ｂ）に示すように、ショートシュート型のシュート部３´は、（ａ）に説明したのと同様に、原料の集合体Ｗ０が落下してシュート部３´に衝突的に当接するがこの場合は反射的に排出されるようにシュート部の角度や長さを設定している。原料Ｗ０はシュート部３´上で反射的に排出されるので、このときの衝撃荷重ｗ３のみをロードセル４ａが計量する。また、このときの流量係数が実験的に求められる。材質毎の流量係数は千差万別に存在するためここでは割愛する。
【００２８】
次に、図４は、本発明の実施形態に係る計量シュート装置のうちロングシュート型についての計量原理および流量の算出方法を示した説明図である。
図４に示すように、ロードセルに掛かる荷重が曲線で示されている。原料投入開始で荷重をゼロに設定することで、衝撃荷重ｗ３や流量荷重ｗ２１が流量時間Ｔｍｉｎと共に現わされる。この実験によって事前に流量係数Ｋが決定される。
【００２９】
図５は、本発明の実施形態に係る計量シュート装置のショートシュート型の概略を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面断面図である。
図５の（ａ）に示すように、ショートシュート型の計量シュート装置１´は、パイプ装置５１から供給される原料をシュート部３´で反射的に排出することができる。このときの搬送流量Ｑがロードセル４ａによって計量される。
次に、この計量シュート装置１´を適用してその動作を説明する。
パイプ装置５１のパイプ排出口５３ａｄから排出された原料２は、断面お椀形に形成されたシュート部３´上に落下する。このとき原料２は落差Ｈ´を落下してこのシュート部３´上に衝撃的に落下する。このとき原料２はシュート部３の傾斜を反射的に排出される。このときの衝撃荷重をロードセル４ａによって計量する。この計量値から実際の単位時間当たりの流量に換算する。この換算値は、前記したようにロングシュート型の計量シュート装置１の場合と同様に材料によって異なるため、換算係数Ｋを設定し、アルミ系セラミックの換算係数Ｋｃ´、ふりかけＦの換算係数Ｋｆ´、薬錠剤Ｍの換算係数Ｋｍ´などとして、この換算係数Ｋ´を用いて制御部１０によって演算されて搬送流量Ｑ´ｇ／ｍｉｎが算出される。
【００３０】
制御部１０が計量手段４の出力値を処理すると、流量表示部１１は、制御部１０から出力される信号を用いて、原料２が計量シュート装置１´のシュート部３´から反射的に排出される際の原料の流量を表示する。これによって連続的に供給および排出される搬送流量Ｑ´が得られる。
この計量シュート装置１´は、上流から送られてきた原料２を受けて下流へ排出する下方傾斜したシュート部３´と、このシュート部３´を支持すると共にこのシュート部３´の重量を計量する計量手段４とを備え、この計量手段４がロードセル４ａを備えることによって、０．１グラムから最大０．０３グラムの正確な計量を行なうことができ、製造現場の搬送ラインや搬送装置５０との間にこの計量シュート装置１、1´を容易に介在させることで超微量から大量に、かつ超安定した定量供給を可能とすることができた。
【００３１】
図５の（ｂ）に示すように、切り出しパイプであるパイプ５３が搬送した原料２がその排出口５３ａｄから排出され、その原料２が落差Ｈ´の位置に設けられた原料受け部３ａ´に衝撃的に当接する。このときの単位時間当たりの衝撃荷重αＡグラム／ｍｉｎはロードセル４ａによって計量される。この衝撃的に落下した原料２はこの後、シュート部３´から反射的に排出される。
【００３２】
図６は、本発明の実施形態に係る計量シュート装置のうちショートシュート型についての計量原理および流量の算出方法を示した説明図である。
図６に示すように、ロードセルに掛かる荷重が曲線で示されている。原料投入開始で荷重をゼロに設定することで、衝撃荷重ｗ３´および流量時間Ｔ´ｍｉｎを用いて、この実験によって事前に流量係数Ｋ´が決定される。実線の円は投入前の原料Ｗ０で、２点鎖線の円は反射的に排出された原料Ｗ０である。
【００３３】
図７は、本発明の実施形態に係る計量シュート装置に接続された搬送装置の概略を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）に示すＢ矢視図である。
図８は、本発明の実施形態に係る計量シュート装置に接続された搬送装置のパイプの詳細を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内筒を外筒に挿入する様子を示す正面断面図、（ｃ）は内筒を外筒に挿入した様子を示す正面断面図、（ｄ）は内筒の内径と外筒の外径の関係を示す説明図である。
図７の（ａ）（ｂ）に示すように、この搬送装置５０は、粉体、粒体および刻み状物を貯留したホッパ５２の下部にパイプ接続孔５２ａを設け、このパイプ接続孔５２ａにモータ駆動のパイプ５３を接続して、食品原料をホッパ５２から、回転するパイプ５３内を通って搬送して、食品の原料を製造ラインに供給する。このパイプ５３が、直線状の内筒５３ａと、この内筒５３ａよりも全長が短く、この内筒５３ａに回転可能に嵌着された直線状の外筒５３ｂとを備え、内筒５３ａは外筒５３ｂに摺動可能に高精度に内挿されている。
【００３４】
パイプ接続孔５２ａの内周５２ａａと、外筒５３ｂの外周５３ｂｂとはその間に、外筒５３ｂを回転可能に支持する回転支持手段５４を備えている。これは、例えば、軸受５４である。
また、外筒５３ｂにモータ５５の回転力を伝達する回転力伝達手段５６が設けられている。このモータ５５の回転駆動力は回転力伝達手段５６を介して外筒５３ｂに伝達され、この外筒５３ｂの回転と共に内筒５３ａが同方向に回転する。
内筒５３ａの回転軸方向の一端にはフランジ５３ａｃが設けられている。内筒５３ａを外筒５３ｂに回転可能に嵌着させるが、このときフランジ５３ａｃを外筒５３ｂのホッパ５２側の端部５３ｂｃと当接させる。このフランジ５３ａｃは、内筒と一体に設けているが、内筒とは別体にしたアダプター式のフランジでも構わない。
【００３５】
回転力伝達手段５６は、モータ５５のロータ軸５５ａに回転駆動力を伝達可能に設けられた第１の歯車（平歯車）５６ａと、外筒５３ｂの外周５３ｂｂに嵌着された第２の歯車（平歯車）５６ｂとを備えている。第１の歯車５６ａに第２の歯車５６ｂを噛合させて、モータ５５の回転駆動力を外筒５３ｂに伝達する。
このモータ５５はブラケット５８に固定されている。外筒５３ｂは、複数の軸受５７、５７、および軸受５７、５７、を支持するブラケット５９、６０に固定されている。これらのブラケット５８、５９、６０、およびホッパ５２が基板６１に一体的に載置されている。この基板６１の下面には角度調節手段６２が設けられ、基板６１を傾斜可能に支持している。
【００３６】
パイプ５３を軸方向に下方傾斜させる機構として機能する角度調節手段６２は、基板６１の一端側を支点として、他端側を上下可能に構成されている。一端側はパイプ５３の排出側で、他端側はホッパ５２側でありパイプ５３の入口側である。この角度調節手段６２は、上側の支持板６２ｂと、下側の支持板６２ａとを備え、支持板６２ａと支持板６２ｂが支持軸６２ｃ、６２ｄによって一端側で回動可能に軸支されている。
【００３７】
また、これらの支持板６２ａと支持板６２ｂが他端側でねじ６２ｅによって、支持軸６２ｃ、６２ｄを支点として開閉可能に上下連結されている。このねじ６２ｅは、支持板６２ａ側のナット６２ａａと、支持板６２ｂ側のナット６２ｂａとに螺着されている。これらのナット６２ａａとナット６２ｂａとは、支持板６２ａｂと支持板６２ｂｂに軸支され傾斜の程度によって回動する。そして、ねじ６２ｅには、ほぼ全長の真ん中付近にハンドル６２ｆが一体的に固定されているため、ハンドル６２ｆを回すと、ねじ６２ｅも同じ方向に回転する。ナット６２ｂａが逆ねじになっているため、ねじ６２ｅが時計方向に回転することでナット６２ａａとナット６２ｂａが近接する方向に移動し、ねじ６２ｅが反時計方向に回転することでナット６２ａａとナット６２ｂａが離反する方向に移動する。逆ねじを設けるのは、ナット６２ａａ、ナット６２ｂａのいずれか一方でどちらでも構わない。
【００３８】
次に、図８の（ａ）に示すように、パイプ５３は、内筒５３ａと外筒５３ｂを備えている。
図８の（ｂ）（ｃ）に示すように、内筒５３ａを矢印Ｆ方向へ向かって外筒５３ｂに挿入して、外筒５３ｂの端部５３ｂｃにフランジ５３ａcを当接させて位置決めさせる。
図８の（ｄ）に示すように、外筒５３ｂの内径Ａは、内筒５３ａの外径Ｂよりも大きく、例えば、内径ＡはφＤ＋０．１５ｍｍ、外径ＢはφＤ−０．１５ｍｍ程度とする。なお、外筒５３ｂの内径Ａと内筒５３ａの外径Ｂとのクリアランスは０．１〜０．５ｍｍ程度で構わない。
【００３９】
次に、実施形態に係る搬送装置の動作を説明する。
図７〜図８に示すように、食品の原料をホッパ５２に投入する。このホッパ５２の下部にはパイプ接続孔５２ａが設けられている。このパイプ接続孔５２ａにパイプ５３を回転支持手段５４を介して取り付けて、ホッパ５２内の原料をパイプ５３を通して連続的に定量安定に搬送する。搬送された原料２は、パイプ５３から排出されて、製造ラインなどに供給される。パイプ５３は内筒５３ａと外筒５３ｂを備えるが、これら内筒５３ａと外筒５３ｂとは無理なく同じ方向に回転する。また、外筒５３ｂから内筒５３ａを容易に引き抜くことができるため、内筒５３ａの内周や外周など全体を洗浄することが容易である。
外筒５３ｂの外周５３ｂｂには、両端部近傍に軸受５７、５７がそれぞれ設けられ、その軸受５７、５７はそれぞれブラケット５９、６０にて外れないように把持されている。ブラケット５９、６０は基板６１にボルト６１ａ、６１ａ…によって固定されている。
【００４０】
また、外筒５３ｂの外周５３ｂｂには、第２の平歯車５６ｂが嵌着されており、第１の平歯車５６ａと第２の平歯車５６ｂとが螺合して、モータ５５の回転駆動力が外筒５３ｂに伝達され、モータ５５の回転と同期して第２の平歯車５６ｂが回転する。この第２の平歯車５６ｂが回転することで、内筒５３ａが回転する。内筒５３ａが回転することで、原料が精密に定量だけ連続的に送り出される。定量であるのは、パイプの回転数およびトルクが制御されている点、パイプ５３の傾斜の調節が自在であり、原料の種類によって微調整することで適切な搬送精度が得られる。
【００４１】
図９は、本発明の実施形態に係る計量シュート装置のシュート部の形状を示し、（ａ）はシュート部の荷重が上方から計量される構造を備えたシュート部を示す斜視図、（ｂ）は断面お椀形（樋状）のシュート部を示す斜視図、（ｃ）はスリットを有する円筒から形成されるシュート部を示す斜視図、（ｄ）は丸孔の投入口を有する円筒から形成されるシュート部を示す斜視図、（ｅ）は上方へ開口したコ字形状から形成されるシュート部を示す斜視図、（ｆ）は平板状に形成されるシュート部を示す斜視図、（ｇ）は平板状のセンターに溝を備えたシュート部を示す斜視図、（ｈ）は中空球形の一方に略円形投入口を備え、他方に少なくとも１つの略円形排出口を備えたシュート部を示す斜視図である。
【００４２】
図９の（ａ）に示すように、シュート部と計量手段のその他の例を示す斜視図であり、計量手段４´をシュート部３、３´の上方に設けて、計量手段４がこのシュート部３、３´を上方から支えるようにした例である。
【００４３】
次に、図９の（ｂ）に示すように、シュート部３、３´の形状は樋に水が流れるような形状であり横断面お椀状にしたものである。このシュート部３、３´は図中右側から左側に向かって下方傾斜している。
図９の（ｃ）に示すように、シュート部３´´は、円筒形のシュート部の鉛直方向上面にスリットを備えたものであり、このスリット３ｃ´´から原料が供給される。
図９の（ｄ）に示すように、シュート部３´´´は、円筒形のシュート部の一端に原料を供給するための丸孔３ｄ´´´が設けられている。
図９の（ｅ）に示すように、シュート部３´´´´は、シュート部の上方へ開口したコ字形状をしており、左右の側壁に沿って原料が流れる。
図９の（ｆ）に示すように、シュート部３´´´´´は、シュート部が平板状に形成されており、その平板状を原料が滑走する。
図９の（ｇ）に示すように、シュート部３´´´´´´は、平板状のシュート部のセンターに溝を備えたものである。この溝に沿って原料が流れる。
図９の（ｈ）に示すように、シュート部３´´´´´´´は、中空球形で形成され、その一か所に略丸孔の投入口を備え、他方に略円形排出口を３箇所設けている。排出口は３箇所に限らず適宜設定可能である。なお、シュート部は製造ラインの形状に応じて特徴ある形状にすることができる。
【００４４】
以上、好ましい実施の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することの無い範囲内において適宜変更が可能なものである。例えば、計量シュート装置に原料を供給する原料搬送手段としては、原料が貯留されたホッパからダイレクトに原料をシュート部に落下させる構造としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、搬送流量を超高精度に計量して数値表示する計量シュート装置に適用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１、１´  計量シュート装置
２  原料
３、３´、３´´、３´´´、３´´´´、３´´´´´、３´´´´´´、３´´´´´´´  シュート部
３ａ  原料受け部
４  計量手段
４ａ  ロードセル
１０  制御部
１１  流量表示部
５０  搬送装置
５１  パイプ装置
５２  ホッパ
５２ａ  パイプ接続孔
５２ａａ  内周
５３  パイプ
５３ａ  内筒
５３ａａ  内周
５３ａｂ  外周
５３ａｃ  フランジ
５３ａｄ  排出口
５３ｂ  外筒
５３ｂａ  内周
５３ｂｂ  外周
５３ｂｃ  外筒の端部
５４  回転支持手段
５５  モータ
５５ａ  ロータ軸
５６  回転力伝達手段
５６ａ  第１の歯車
５６ｂ  第２の歯車
５７  軸受
５８  ブラケットＡ
５９  ブラケットＢ
６０  ブラケットＣ
６１  基板
６１ａ  ボルト
６２  角度調節手段
６２ａ、６２ｂ  支持板
６２ａａ、６２ｂａ  ナット
６２ａｂ、６２ｂｂ  支持板
６２ａｃ、６２ｂｃ  ボルト
６２ｃ、６２ｄ  支持軸
６２ｅ  ねじ
６２ｆ  ハンドル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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