半固形物の切り出し装置及び方法並びに切り出し計量設備
【課題】半固形物を精度良く所望の重量で切り出す。
【解決手段】裁断刃１２は、第１回転軸２０と、この第１回転軸２０の軸方向に所定ピッチで取り付けられる縦組刃とから構成される。縦組刃は、第１回転軸２０に直交する面内で９０°ピッチで取り付けられた４枚の縦刃２１から構成される。送り刃１３は、第２回転軸２５と、この第２回転軸２５の軸方向に沿って、縦刃２１の間に取り付けられる複数の横刃２６とから構成される。縦刃２１の間に横刃２６が入るように第１回転軸２０及び第２回転軸２５を平行にして機枠１１に取り付ける。裁断刃１２を時計回りに、送り刃１３を反時計回りに回転させて、縦刃２１及び横刃２６で半固形物をブロック状に切り出す。
【解決手段】裁断刃１２は、第１回転軸２０と、この第１回転軸２０の軸方向に所定ピッチで取り付けられる縦組刃とから構成される。縦組刃は、第１回転軸２０に直交する面内で９０°ピッチで取り付けられた４枚の縦刃２１から構成される。送り刃１３は、第２回転軸２５と、この第２回転軸２５の軸方向に沿って、縦刃２１の間に取り付けられる複数の横刃２６とから構成される。縦刃２１の間に横刃２６が入るように第１回転軸２０及び第２回転軸２５を平行にして機枠１１に取り付ける。裁断刃１２を時計回りに、送り刃１３を反時計回りに回転させて、縦刃２１及び横刃２６で半固形物をブロック状に切り出す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳剤、乳化物、ゼラチンなどの半固形物を微細ブロック状に切り出す半固形物の切り出し装置及び方法並びに切り出し計量設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にハロゲン化銀写真感光材料は、ポリマーフィルムなどの支持体上に感光性ハロゲン化銀乳剤層とその上側に保護層を有している。感光性ハロゲン化銀乳剤層は、支持体に対して写真用塗布溶液を塗布し乾燥することで形成される。写真用塗布溶液は、以下のようにして製造される。まず、原料となる液体状の乳化物を、冷却させて半固形物化させる。そして、その半固形物化した乳化物をカッターなどにより切り出して、切り出した乳化物をポットに投入する。その際、ポット内の乳化物の重量を計量し、一定の重量になったときに切り出しを停止する。そして、一定量の乳化物が入ったポットは写真用塗布溶液調製ラインに送られ、そのポット内の乳化物を用いて写真用塗布溶液の調製が行われる。
【０００３】
これまで、乳化物などの原料を計量しながらポットへの送り込みを行う装置として、三角爪の付いた回転刃で、泥や砂などを計量しながらポットに送り込む装置が知られている（特許文献１参照）。また、回転軸にその軸方向で一定の間隔で取り付けられる掻き出し片により、原料を計量しながらポットに送り込む装置が知られている（特許文献２参照）。また、回転ドラムに一定容積のカップ部を複数設け、そのカップ部により液体を計量し、計量した液体を回転ドラムの下方の容器に注ぎ込む装置が知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２９８４６号公報
【特許文献２】実昭５６−２５３７６号公報
【特許文献３】特開平９−１５０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１〜３のような従来の計量装置は、泥砂等の粒状物質や汚泥等の半固形物質、さらには液状物質を計量することは可能であるものの、半固形物を半固形物の状態のままで所定量だけ正確に切り出すことは困難であった。
【０００５】
また、特許文献１では、回転刃により泥等の送り込みを行っているが、回転刃の刃の間隔が大きいため、所望の重量以上の泥等がポットに入ってしまうことがある。また、特許文献２では、掻き出し片の間には隙間があるため、掻き出し片で原料を掻き出さなくても、その隙間から原料がこぼれ落ちて、ポットに入ってしまうことがある。そのため、所望の重量をポットに投入できないことがある。
【０００６】
本発明は、半固形物を精度良く且つ所望の重量で切り出す半固形物の切り出し装置及び方法並びに半固形物の切り出し計量設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の半固形物の切り出し装置は、第１回転軸、及びこの第１回転軸の軸方向に離して取り付けられる複数の縦刃を有する第１回転刃と、前記第１回転軸に平行に配置される第２回転軸、及びこの第２回転軸の軸方向に沿って、前記縦刃の間に取り付けられる複数の横刃を有する第２回転刃と、前記第１回転刃及び第２回転刃を回転自在に保持し、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の間から半固形物を送り出すための機枠と、前記機枠に設けられ、前記縦刃及び横刃の隙間から前記半固形物の脱落を阻止する脱落阻止部材と、前記第１及び第２回転軸を回転する駆動部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
前記縦刃は、前記第１回転軸に直交する面内で一定ピッチで複数取り付けられて縦組刃とされ、且つ前記第１回転軸の軸方向において前記縦組刃の取り付け位置が隣り合うもの同士でずらされていることが好ましい。前記横刃は、前記第２回転軸に直交する面内で一定ピッチで複数取り付けられて横組刃とされていることが好ましい。
【０００９】
前記第２回転刃は、前記第２回転軸に対し放射線方向で、且つ前記横組刃の前記横刃の間に取り付けられ、前記半固形物を突き刺して、前記半固形物の脱落を制御する脱落制御部材を有することが好ましい。前記横刃の先端部には、前記第２回転軸の回転方向に曲げられた屈曲部が形成されていることが好ましい。前記駆動部は、前記第１回転軸の回転速度を前記第２回転軸の回転速度よりも速くすることが好ましい。
【００１０】
本発明の半固形物の切り出し計量設備は、上記記載の本発明の半固形物の切り出し装置を備え、前記半固形物を収納する収納容器に着脱自在に取り付けられる蓋部材と、前記収納容器を切り出し対象容器の上方に位置させる切り出し位置と、この切り出し位置から前記収納容器を退避して前記蓋部材を着脱する着脱位置との間で、前記収納容器の位置を変位させる変位機構と、前記切り出し対象容器の重量を計量する計量器と、前記駆動部を制御して前記第１及び第２回転刃を回転させ、前記計量器で計量した計量値に基づき切り出した半固形物が一定値に達したときに、前記第１及び第２回転刃の回転を停止する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の半固形物の切り出し方法は、第１回転軸、及びこの第１回転刃の軸方向に離して取り付けられる複数の縦刃を有する第１回転刃と、前記第１回転軸に平行に配置される第２回転刃、及びこの第２回転軸の軸方向に沿って、前記縦刃との間に取り付けられる複数の横刃を有する第２回転刃とを用い、前記第１回転刃及び第２回転刃を回転させて、前記第１回転軸及び第２回転軸の間から前記半固形物を前記縦刃及び横刃によりブロック状に切り出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半固形物を精度良く、且つ所望の重量で切り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示すように、本発明の半固形物の切り出し装置１０は、機枠１１と、この機枠１１に回転自在に取り付けられる裁断刃１２（第１回転刃）と、裁断刃１２に対して平行に回転自在に機枠１１に取り付けられる送り刃１３（第２回転刃）と、これら裁断刃１２及び送り刃１３を回転駆動する第１及び第２駆動部１４，１５と、半固形物の脱落阻止部材１７，１８とを備えている。この切り出し装置１０上に半固形物の塊が載せられると、裁断刃１２及び送り刃１３が対向して回転することにより、裁断刃１２及び送り刃１３の間から、半固形物が熱等で溶解されること無く小さな略直方体状のブロックとなって切り出される。
【００１４】
機枠１１は矩形筒状に形成されており、この中に裁断刃１２及び送り刃１３が回転自在に保持されている。そして、機枠１１の一方の側板１１ａには第１駆動部１４が、他方の側板１１ｂには第２駆動部１５が取り付けられている。各駆動部１４，１５は減速機を有するモータから構成されており、コントローラ４５（図５参照）により任意の回転速度で正逆回転が可能にされている。なお、第１駆動部のモータとしては、例えばハイポニックギアモータ（０．４ＫＷ ４Ｐ φ３ ２００Ｖ ５０ＨＺ １／４０（住友重機械工業（株）製））が、第２駆動部のモータとしては、例えばハイポニックギアモータ（０．４ＫＷ ４Ｐ φ３ ２００Ｖ ５０ＨＺ １／１５０（住友重機械工業（株）製））が好ましい。
【００１５】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、裁断刃１２は、第１回転軸２０と、この第１回転軸２０の周面に取り付けられる縦刃２１とを有する。縦刃２１は、（Ａ）に示すように、第１回転軸２０に直交する面内で９０°ピッチで放射線方向に４個取り付けられている。これら４個の縦刃により縦組刃２３が構成される。縦組刃２３は、第１回転軸２０の軸方向にピッチＰ１で離されており、且つ隣接する縦組刃２３の取り付け位置が互い違いになるように、４５°だけ相互にずらして取り付けられている。また、図２（Ｃ）に示すように、縦刃２１は矩形状に形成されており、先端辺と回転方向側の側辺とに刃本体２１ａ，２１ｂが形成されている。なお、図２では、図が複雑になるのを避けるために、縦刃２１、縦組刃２３の一部のみに符号を付している。また、ピッチＰ１は任意の距離で良いが、１０〜６０ｍｍが好ましく、より好ましくは２０〜５０ｍｍである。本実施形態では３３ｍｍである。また、側辺の刃本体２１ｂの刃先角度θ１は任意角度で良いが、１０°〜６０°が好ましく、より好ましくは２０°〜４０°である。本実施形態では３０°としている。
【００１６】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、送り刃１３は、第２回転軸２５と、この第２回転軸２５の周面に取り付けられる横刃２６と、脱落制御ピン２７とを有する。横刃２６は、縦刃２１と同様に、第２回転軸２５に直交する面内で９０°ピッチで放射線方向に４個取り付けられている。これら４個の横刃２６により横組刃２８が構成される。横刃２６は、縦刃２１の間に入り込むサイズで形成されており（図４参照）、第２回転軸２５の軸方向に沿って、ピッチＰ２だけ離して配置されている。また、図３（Ｃ）に示すように、横刃２６の先端には、回転方向に屈曲した屈曲部２６ａが形成されている。この屈曲部２６ａにより、送り刃１３が回転して半固形物を切り出すときに、半固形物の切り出しと送り込みが確実に行われる。なお、図３では、図が複雑になるのを避けるために、横刃２６、横組刃２８の一部のみに符号を付している。また、ピッチＰ２は任意の距離で良いが、４０ｍｍ〜８０ｍｍが好ましく、より好ましくは５０〜７０ｍｍである。本実施形態では６６ｍｍである。
【００１７】
脱落制御ピン２７は、横刃２６の間で、第２回転軸２５に直交する面内で９０°ピッチで、第２回転軸２５に放射線方向で４個取り付けられている。脱落制御ピン２７の先端は尖っており、切り出したブロック状の半固形物に突き刺さり、半固形物を送り刃１３の周りで固定する作用を有する。そして、送り刃１３が回転して、脱落制御ピン２７が鉛直方向に位置すると、ブロック状の半固形物の保持機能が無くなり、その半固形物は自重により落下する。なお、脱落制御ピンが鉛直方向に位置するまでは、傾斜状態の脱落制御ピンによりブロック状の半固形物は脱落が阻止される。
【００１８】
図４は、切り出し装置１０を容器アタッチメント３１（蓋部材）に組み込んだ状態を示している。機枠１１には、縦刃２１の隙間及び横刃２６の隙間を塞ぐように、脱落阻止部材１７，１８が取り付けられいる。この脱落阻止部材１７，１８は、各刃１２，１３の隙間から半固形物が脱落することを阻止している。容器アタッチメント３１は、ポット（収容容器）の開口に嵌着される蓋本体３１ａと、ホッパ３１ｂとから構成される。
【００１９】
また、機枠１１には扉３０が設けられており、図示しない開閉装置により開閉される。切り出し時には、扉３０が二点鎖線で示す開放位置となり、切り出しが終了すると実線で示す閉じ位置となる。
【００２０】
本発明の半固形物の切り出し装置１０は、容器アタッチメント３１を介して、ポット３２に着脱自在に取り付けられる。なお、容器アタッチメント３１にはポット３２へのロック装置（図示省略）が設けられている。このロック装置により、ポット３２を傾けた状態にしても、ポット３２が容器アタッチメント３１から外れることがないため、ポット３２内の半固形物が確実に切り出し装置１０へと送られる。
【００２１】
次に、図５に示すように、本発明の半固形物の切り出し装置１０を用いた半固形物の切り出し計量設備４０について説明する。切り出し計量設備４０は、ローラコンベア４１と、半固形物の切り出し装置１０を有する容器アタッチメント３１と、投入装置４３と、計量装置４４と、コントローラ４５と、洗浄装置４６とを備える。
【００２２】
ローラコンベア４１は、切り出し対象の半固形物が入れられたポット３２（以下「実ポット」という）を切り出し装置１０に、半固形物を切り出して計量するための空のポット（以下「空ポット」という）３３を計量装置４４にそれぞれ搬送する。なお、本実施形態では、１本のローラコンベアを用いて、実ポット３２及び空ポット３３を１組として搬送しているが、搬送方法は特に限定されない。
【００２３】
図６及び７に示すように、投入装置４３は、実ポット装着ユニット５０と、チルト機構５１とを有する。実ポット装着ユニット５０は、実ポット３２に容器アタッチメント３１を装着する。チルト機構５１は、実ポット装着ユニット５０を例えば１４０°回転させて、空ポット３３に対して、切り出し装置１０で切り出したブロック状の半固形物を投入する。ここで、チルト機構５１が回転し、実ポット３２内の半固形物が切り出し装置１０に重力で滑り落ちる前に、予め半固形物と実ポット３２の間の密着した部分を切り離したり、半固形物をおおまかに所定のサイズに破砕しておくことが望ましい。
【００２４】
実ポット装着ユニット５０は、保持フレーム５３と、クランプ機構５４、保持フレーム５３に取り付けられるポット昇降機構５５とを有する。保持フレーム５３の上部には、切り出し装置１０が取り付けられた容器アタッチメント３１が固定されている。クランプ機構５４は、切り出し装置１０に位置する実ポット３２を挟んで保持する。ポット昇降機構５５は、クランプ機構５４が取り付けられた昇降部材５７と、昇降部材５７を上下方向に移動させるシフト部５８を備えている。シフト部５８は、昇降部材５７を移動させることにより、クランプ機構５４にクランプされた実ポット３２を容器アタッチメント３１に着脱する着脱位置と、実ポット３２をローラコンベア４１上に退避させる退避位置との間で、実ポット３２を変位させる。
【００２５】
チルト機構５１は、保持フレーム５３が固定されたチルト軸５６と、このチルト軸５６を１４０°の範囲で回転させる駆動部５９とを有する。駆動部５９は、チルト軸５６を介して保持フレーム５３を回転させることにより、切り出し装置１０で切り出したブロック状の半固形物を空ポット３３に投入する切り出し位置と、この切り出し位置から退避して容器アタッチメント３１を着脱する着脱位置との間で、実ポット３２を変位させる。
【００２６】
図５に示すように、計量装置４４は、空ポット３３が位置するローラコンベア４１の下方に取り付けられており、計量器本体６１と、ポット支持部６２と、シフト部６３を備える。シフト部６３は、ローラコンベア４１のローラの隙間からポット支持部６２を突出して空ポット３３を持ち上げる計量位置と、ポット支持部６２をローラコンベア４１のポット搬送面４１ａに退避させる退避位置との間で、ポット支持部６２を変位させる。計量時には、シフト部６３によりポット支持部６２が空ポット３３を計量位置にまで持ち上げて、空ポット３３の重量を計量器本体６１で計量する。計量器本体６１は計量信号をコントローラ４５に送信する。コントローラ４５は、計量器本体６１からの計量信号に基づき、空ポット３３内の半固形物の重量が所定値に達したときに、切り出し装置１０を停止させる。
【００２７】
洗浄装置４６は、容器アタッチメント３１に嵌合する受け部材６５と、この受け部材６５内に配置された洗浄ノズル６６と、シフト機構６７とを備える。シフト機構６７は、切り出しが終了し、実ポット３２と空ポット３３がローラコンベア４１で送り出された後に、受け部材６５を容器アタッチメント３１にまで移動させる。受け部材６５を容器アタッチメントに装着した後、洗浄ノズル６６から水などが吹き出される。この水などの吹き付けにより、切り出し装置１０内及び容器アタッチメント３１内が洗浄される。
【００２８】
次に、半固形物の切り出し計量設備の作用について、図８の工程図と図９のタイムチャートを参照しながら、説明する。なお、図８では、切り出し計量設備４０の装置等のうち作用の説明に最低限必要なもののみを記載している。また、図９に示す「ポット到着」から「裁断」及び「洗浄」を経た後「ポット搬送」までの所要時間は約６００秒である。
【００２９】
まず、図８（Ａ）に示すように、実ポット３２と空ポット３３の一組のポットをローラコンベア４１により切り出し計量設備４０（図５参照）に搬送し、実ポット３２を容器アタッチメント３１の位置に、空ポット３３を計量装置４４の位置にセットする。次に、空ポット３３が計量装置４４に載置されている状態で、計量装置４４のカウントを「０」にリセットする。次に、図８（Ｂ）に示すように、実ポット３２をクランプ機構５４（図７参照）によりクランプし、その状態で実ポット３２をポット昇降機構５５（図７参照）により実線表示の退避位置から二点鎖線表示の着脱位置に移動させる。そして、着脱位置の実ポット３２は、容器アタッチメント３１に取り付けられる。次に、図８（Ｃ）に示すように、チルト機構５１により実ポット３２を反時計回りに回転させて、実ポット３２を切り出し位置にセットする。
【００３０】
次に、実ポット３２が切り出し位置にセットされると、切り出し装置１０の扉３０を開く。そして、第１及び第２駆動部１４，１５が回転駆動を開始する。これにより、図４に示すように、縦刃２１が第１回転軸２０を中心に時計回りに、横刃２６が第２回転軸２５を中心に反時計回りに回転する。実ポット３２内の半固形物は、容器アタッチメント３１を介して、回転中の縦刃２１と横刃２６にまで自重により落下する。そして、半固形物は、回転中の縦刃２１と横刃２６によりブロック状の細片にカットされる。カットされた半固形物は、空ポット３３へと落下する。
【００３１】
切り出し装置１０による半固形物の切り出しの際には、脱落制御ピン２７が半固形物を突き刺し、その脱落制御ピン２７により突き刺された状態で縦刃２１と横刃２６により切り出される。これにより、半固形物を確実に切り出すことができる。そして、切り出された半固形物は、脱落制御ピン２７が鉛直下方向に位置するまでは半固形物の脱落が阻止され、鉛直下向きに位置したときに自重により脱落制御ピン２７から抜け落ちる。横刃２６の屈曲部２６ａは、落下してきた半固形物を係止することで、半固形物に対する保持力を向上させるとともに、掻き出し力をも向上させる。機枠１１には脱落防止部材１７，１８が取り付けられているため、落下してきた半固形物は、縦刃２１と横刃２６により切り出されることなく、そのまま空ポット３３へ落下することがない。
【００３２】
また、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度（ｒｐｍ（１分間当たりの回転速度））は、計量装置４４で計量される空ポット３３内の半固形物の重量（ｋｇ）が、予め設定された投入目標重量Ｗ０に到達するように制御される。図１０に示すように、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度は、低速モードと高速モードの２種類がある。切り出し装置１０の切り出しが開始すると、まず、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を「０」から低速モードに徐々に上昇させる。そして、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度が低速モードに到達したときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を低速モードで一定にする。そして、空ポット３３の重量がＷ１になったときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を低速モードから高速モードに徐々に上昇させる。そして、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度が高速モードに到達したときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を高速モードで一定にする。
【００３３】
そして、空ポット３３の重量がＷ２になったときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を高速モードから低速モードに徐々に下げる。そして、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度が低速モードに到達したときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を低速モードで一定にする。そして、空ポット３３の重量が投入目標重量Ｗ０に到達したときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を下げ、裁断刃１２及び送り刃１３を停止する。さらに、裁断刃１２及び送り刃１３を停止直後に、扉３０を閉めることにより、半固形物の過剰な落下を防ぐことで、計量の精度を上げている。
【００３４】
なお、上記空ポットの重量のうち、投入目標重量Ｗ０を２０ｋｇとしたときに、Ｗ１は５ｋｇ、Ｗ２は（Ｗ０−３）ｋｇであることが好ましい。投入目標重量Ｗ０が５ｋｇ未満のときは、低速モードのみで切り出しが行われる。
【００３５】
また、低速モードでは、裁断刃１２の回転速度は２１．１ｒｐｍ、送り刃１３の回転速度は２．８ｒｐｍ、及び裁断刃１２と送り刃１３の回転速度比（裁断刃の回転速度／送り刃の回転速度）は７．８／１であることが好ましい。また、高速モードでは、裁断刃１２の回転速度は３８．７ｒｐｍ、送り刃１３の回転速度は４．７ｒｐｍ、及び裁断刃１２と送り刃１３の回転速度比（裁断刃の回転速度／送り刃の回転速度）は８．２／１であることが好ましい。裁断刃１２と送り刃１３の回転速度比については適宜変更してもよく、例えば、回転速度比は３／１〜１２／１が好ましく、より好ましくは５／１〜１０／１である。
【００３６】
次に、図８（Ｄ）に示すように、空ポット３３の重量が投入目標重量Ｗ０に到達し、裁断刃１２及び送り刃１３の回転が停止すると、チルト機構５１は、実ポット３２を切り出し位置から着脱位置に戻す。そして、着脱位置に戻った実ポット３２から、容器アタッチメント３１が取り外される。そして、実ポット３２は、ポット昇降機構５５によりローラコンベア４１に載置される。ローラコンベア４１に載置された実ポット３２は、残った半固形物を再度実ポットに入れなおす返却ラインＲＬに送られる。一方、図８（Ｅ）に示すように、投入目標重量Ｗ０分の半固形物が投入された空ポット３３は、空ポット３３内の半固形物を原料として各種製品を製造する製造ラインＰＬに送られる。
【００３７】
次に、洗浄装置４６が容器アタッチメント３１に装着される。そして、裁断刃１２及び送り刃１３が回転し、洗浄装置４６から水とエアが切り出し装置１０及び容器アタッチメント３１内部全体に吹き付けられる。これにより、切り出し装置１０及び容器アタッチメント３１内の半固形物が除去される。一定時間洗浄が行われると、洗浄装置４６が停止するとともに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転が停止する。そして、洗浄装置４６が容器アタッチメント３１から取り外される。
【００３８】
なお、本発明の切り出し装置の切り出し対象物は、乳剤、乳化物、ゼラチンなどの半固形物であればよく、特に限定されない。また、切り出し対象物のゼリー強度は、３００ｇ以上６００ｇ以下が好ましい。また、切り出し対象物は、例えば、厚みが３〜５ｃｍ、直径が６０ｃｍ以下のバームクーヘン状（円筒状）にスライスされて、ポットに収納することが好ましい。
【００３９】
また、本発明の切り出し装置では、１回の切り出し量は、裁断刃及び送り刃の軸間距離、縦組刃のピッチで決定される。軸間距離及び縦組刃のピッチを小さくすると、これに応じて、切り出すブロック片１個の重量を小さくすることができ、切り出し量の精度を上げることができる。
【００４０】
また、本発明の切り出し装置の送り刃では、横刃及び脱落制御ピンを第２回転軸の周方向に９０°ピッチで４個取り付け、脱落制御ピンが略鉛直下方向を向いたときに落下するようにしているので、投入目標重量に達したときに、送り刃のみを９０°逆転させることで、切り出し途中のブロック片を容器アタッチメント側に戻すようにしてもよい。これにより、更に精度の良い切り出しが可能となる。
【００４１】
上記実施形態では、裁断刃及び送り刃の回転速度を低速モード及び高速モードの２段階で制御しているが、速度切り替えは３段階以上であってもよい。例えば、最後の切り出しを微速で行い、切り出し精度を更に向上させてもよい。また、裁断刃を縦刃で、送り刃を横刃で構成したが、これらに限る必要はなく、例えば裁断刃及び送り刃をノコ刃や丸刃で構成してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、半固形物の粘度やゼリー強度及び空ポット内の半固形物の重量の変化の割合に応じて、チルト機構の回転角度を調整してもよい。また、空ポット内の半固形物の重量が投入目標重量に到達した後には、チルト機構の回転角度を、実ポット内の半固形物が落下しない角度にしてもよい。また、切り出した対象を乳剤や乳化物とした場合には、かぶりや菌の繁殖が生ずることを防ぐために、切り出し計量設備内を遮光状態にすることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
実施例では、まず、本発明の切り出し装置の切り出し対象物である乳剤及び乳化物のゼリー強度を求め、その本発明の切り出し装置で切り出された乳剤及び乳化物の重量（ｇ）を測定した。
【００４４】
［ゼリー強度の測定］
乳剤及び乳化物のゼリー強度の測定に際しては、まず、固形上の乳剤及び乳化物を４０℃で溶解した。そして、溶解した乳剤及び乳化物をそれぞれ６つのガラス容器に移し、１０℃の冷水バスで１７時間冷却して半固形物化した。これにより、半固形物化した乳剤のサンプル（１２０ｃｃ）を６つ、半固形物化した乳化物のサンプル（１２０ｃｃ）を６つ得ることができた。そして、それら乳剤及び乳化物のゼリー強度をゼリー強度測定器で測定した。
【００４５】
ゼリー強度測定器としてはテクスチャー・アナライザー（（株）ケツト科学研究所販売（スチーブンス社製造））を用いた。このテクスチャー・アナライザーは、乳剤及び乳化物の他に、寒天、バター、マーガリン、チーズ、肉、チョコレート、パンなどのゼリー強度を測定することができる。
【００４６】
乳剤及び乳化物のゼリー強度の測定は、以下のようにして行った。図１１に示すように、乳剤及び乳化物が入ったガラス容器１００を測定台１０１に載せ、円筒型の測定プローブ１０２（直径１２．７）を一定の速度（０．２ｍｍ／秒）で乳剤及び乳化物に４ｍｍ侵入させたときの応力数値（ｇ）を読み取り、この応力数値（ｇ）をゼリー強度とした。ここで、測定プローブ１０２は各サンプルについて３箇所侵入させ、それら３箇所でのゼリー強度を測定した。
【００４７】
乳剤及び乳化物のサンプルの測定結果は、以下の表１のようになった。
【表１】
表１に示すように、乳剤のゼリー強度は３１０ｇ〜３３０ｇの範囲であった。また、乳化物のゼリー強度は５６０ｇ〜５８０ｇの範囲であった。
【００４８】
［切り出された乳剤及び乳化物の重量の測定］
ゼリー強度が前記範囲の乳剤及び乳化物を本発明の切り出し装置で切り出しところ、８０ｇ〜１２０ｇの略直方体状のブロック片が得られた。本実施形態では、１１の縦組刃を有していることから、８０ｇ以上１２０ｇ以下のブロック片が１２個が、切り出し装置の切り出し口から切り出される。したがって、送り刃が１／４回転して切り出す量は、９６０ｇ〜１４４０ｇとなり、精度の良い切り出しを行うことができた。
【００４９】
表２は上記のようなゼリー強度を有する半固形物を切り出したときの実績の一例を示す。目標投入量の５ｋｇから１１７．４ｋｇに対して、ポット到着からポット搬送（図９参照）まで、いずれも５分以内での計量が可能であった。ここで、目標投入量が５ｋｇのときは、図１０のグラフで低速のみで裁断が完了したため、投入量差異が０．０ｋｇとなっている。一方、目標投入量が１１７．４ｋｇのときは、図１０のグラフで高速と低速の両方で裁断を行ったため、投入量差異が−０．６ｋｇとなっている。
【００５０】
このように、半固形物の切り出し速度（裁断刃及び送り刃の回転速度）と計量精度とはトレードオフの関係にあるため、図１０のグラフが重要であるが、本実施例では、目標投入量が５ｋｇから１１７．４ｋｇの広いレンジで、しかも５分以内の計量に対応することができた。しかも、切り出し誤差は、０〜１．４ｋｇの範囲内であり、精度の良い切り出しが可能になったことが分かる。また、精度が必要な場合は、図１０の低速部分のみで計量された、表２の目標投入量が５ｋｇの実施例の投入量差異のデータから分かるように、低速で計量すれば、精度０．１ｋｇ以内での計量が可能である。また、ポットの選択により更に大量の計量にも対応できるが、切り出し速度と計量精度の両立ができたことが本発明の効果である。
【００５１】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】切り出し装置の機枠を回転軸の位置で切り欠いた状態を示す平面図である。
【図２】（Ａ）は裁断刃の側面図を、（Ｂ）は裁断刃の正面図を、（Ｃ）は縦刃を拡大して示す正面図及び側面図を示している
【図３】（Ａ）は送り刃の側面図を、（Ｂ）は送り刃の正面図を、（Ｃ）は横刃を拡大して示す側面図を示している。
【図４】切り出し装置を示す断面図である。
【図５】半固形物の切り出し計量設備の正面図である。
【図６】半固形物の切り出し計量設備の平面図である。
【図７】半固形物の切り出し計量設備の右側面図である。
【図８】半固形物の切り出し計量設備のフローを示す工程図である。
【図９】半固形物の切り出し計量設備のフローを示すタイムチャートである。
【図１０】空ポット内の半固形物の重量と裁断刃及び送り刃の回転速度との関係を示すグラフである。
【図１１】ゼリー強度の測定を行う装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 切り出し装置
１１ 機枠
１２ 裁断刃
１３ 送り刃
１４ 第１駆動部
１５ 第２駆動部
１７，１８ 脱落阻止部材
２０，２５ 回転軸
２１ 縦刃
２３ 縦組刃
２６ 横刃
２７ 脱落制御ピン
２８ 横組刃
３１ 容器アタッチメント
３２ 実ポット
３３ 空ポット
４０ 切り出し計量設備
４４ 計量装置
４５ コントローラ
５１ チルト機構
５４ クランプ機構
５５ ポット昇降機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳剤、乳化物、ゼラチンなどの半固形物を微細ブロック状に切り出す半固形物の切り出し装置及び方法並びに切り出し計量設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にハロゲン化銀写真感光材料は、ポリマーフィルムなどの支持体上に感光性ハロゲン化銀乳剤層とその上側に保護層を有している。感光性ハロゲン化銀乳剤層は、支持体に対して写真用塗布溶液を塗布し乾燥することで形成される。写真用塗布溶液は、以下のようにして製造される。まず、原料となる液体状の乳化物を、冷却させて半固形物化させる。そして、その半固形物化した乳化物をカッターなどにより切り出して、切り出した乳化物をポットに投入する。その際、ポット内の乳化物の重量を計量し、一定の重量になったときに切り出しを停止する。そして、一定量の乳化物が入ったポットは写真用塗布溶液調製ラインに送られ、そのポット内の乳化物を用いて写真用塗布溶液の調製が行われる。
【０００３】
これまで、乳化物などの原料を計量しながらポットへの送り込みを行う装置として、三角爪の付いた回転刃で、泥や砂などを計量しながらポットに送り込む装置が知られている（特許文献１参照）。また、回転軸にその軸方向で一定の間隔で取り付けられる掻き出し片により、原料を計量しながらポットに送り込む装置が知られている（特許文献２参照）。また、回転ドラムに一定容積のカップ部を複数設け、そのカップ部により液体を計量し、計量した液体を回転ドラムの下方の容器に注ぎ込む装置が知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２９８４６号公報
【特許文献２】実昭５６−２５３７６号公報
【特許文献３】特開平９−１５０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１〜３のような従来の計量装置は、泥砂等の粒状物質や汚泥等の半固形物質、さらには液状物質を計量することは可能であるものの、半固形物を半固形物の状態のままで所定量だけ正確に切り出すことは困難であった。
【０００５】
また、特許文献１では、回転刃により泥等の送り込みを行っているが、回転刃の刃の間隔が大きいため、所望の重量以上の泥等がポットに入ってしまうことがある。また、特許文献２では、掻き出し片の間には隙間があるため、掻き出し片で原料を掻き出さなくても、その隙間から原料がこぼれ落ちて、ポットに入ってしまうことがある。そのため、所望の重量をポットに投入できないことがある。
【０００６】
本発明は、半固形物を精度良く且つ所望の重量で切り出す半固形物の切り出し装置及び方法並びに半固形物の切り出し計量設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の半固形物の切り出し装置は、第１回転軸、及びこの第１回転軸の軸方向に離して取り付けられる複数の縦刃を有する第１回転刃と、前記第１回転軸に平行に配置される第２回転軸、及びこの第２回転軸の軸方向に沿って、前記縦刃の間に取り付けられる複数の横刃を有する第２回転刃と、前記第１回転刃及び第２回転刃を回転自在に保持し、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の間から半固形物を送り出すための機枠と、前記機枠に設けられ、前記縦刃及び横刃の隙間から前記半固形物の脱落を阻止する脱落阻止部材と、前記第１及び第２回転軸を回転する駆動部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
前記縦刃は、前記第１回転軸に直交する面内で一定ピッチで複数取り付けられて縦組刃とされ、且つ前記第１回転軸の軸方向において前記縦組刃の取り付け位置が隣り合うもの同士でずらされていることが好ましい。前記横刃は、前記第２回転軸に直交する面内で一定ピッチで複数取り付けられて横組刃とされていることが好ましい。
【０００９】
前記第２回転刃は、前記第２回転軸に対し放射線方向で、且つ前記横組刃の前記横刃の間に取り付けられ、前記半固形物を突き刺して、前記半固形物の脱落を制御する脱落制御部材を有することが好ましい。前記横刃の先端部には、前記第２回転軸の回転方向に曲げられた屈曲部が形成されていることが好ましい。前記駆動部は、前記第１回転軸の回転速度を前記第２回転軸の回転速度よりも速くすることが好ましい。
【００１０】
本発明の半固形物の切り出し計量設備は、上記記載の本発明の半固形物の切り出し装置を備え、前記半固形物を収納する収納容器に着脱自在に取り付けられる蓋部材と、前記収納容器を切り出し対象容器の上方に位置させる切り出し位置と、この切り出し位置から前記収納容器を退避して前記蓋部材を着脱する着脱位置との間で、前記収納容器の位置を変位させる変位機構と、前記切り出し対象容器の重量を計量する計量器と、前記駆動部を制御して前記第１及び第２回転刃を回転させ、前記計量器で計量した計量値に基づき切り出した半固形物が一定値に達したときに、前記第１及び第２回転刃の回転を停止する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の半固形物の切り出し方法は、第１回転軸、及びこの第１回転刃の軸方向に離して取り付けられる複数の縦刃を有する第１回転刃と、前記第１回転軸に平行に配置される第２回転刃、及びこの第２回転軸の軸方向に沿って、前記縦刃との間に取り付けられる複数の横刃を有する第２回転刃とを用い、前記第１回転刃及び第２回転刃を回転させて、前記第１回転軸及び第２回転軸の間から前記半固形物を前記縦刃及び横刃によりブロック状に切り出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、半固形物を精度良く、且つ所望の重量で切り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示すように、本発明の半固形物の切り出し装置１０は、機枠１１と、この機枠１１に回転自在に取り付けられる裁断刃１２（第１回転刃）と、裁断刃１２に対して平行に回転自在に機枠１１に取り付けられる送り刃１３（第２回転刃）と、これら裁断刃１２及び送り刃１３を回転駆動する第１及び第２駆動部１４，１５と、半固形物の脱落阻止部材１７，１８とを備えている。この切り出し装置１０上に半固形物の塊が載せられると、裁断刃１２及び送り刃１３が対向して回転することにより、裁断刃１２及び送り刃１３の間から、半固形物が熱等で溶解されること無く小さな略直方体状のブロックとなって切り出される。
【００１４】
機枠１１は矩形筒状に形成されており、この中に裁断刃１２及び送り刃１３が回転自在に保持されている。そして、機枠１１の一方の側板１１ａには第１駆動部１４が、他方の側板１１ｂには第２駆動部１５が取り付けられている。各駆動部１４，１５は減速機を有するモータから構成されており、コントローラ４５（図５参照）により任意の回転速度で正逆回転が可能にされている。なお、第１駆動部のモータとしては、例えばハイポニックギアモータ（０．４ＫＷ ４Ｐ φ３ ２００Ｖ ５０ＨＺ １／４０（住友重機械工業（株）製））が、第２駆動部のモータとしては、例えばハイポニックギアモータ（０．４ＫＷ ４Ｐ φ３ ２００Ｖ ５０ＨＺ １／１５０（住友重機械工業（株）製））が好ましい。
【００１５】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、裁断刃１２は、第１回転軸２０と、この第１回転軸２０の周面に取り付けられる縦刃２１とを有する。縦刃２１は、（Ａ）に示すように、第１回転軸２０に直交する面内で９０°ピッチで放射線方向に４個取り付けられている。これら４個の縦刃により縦組刃２３が構成される。縦組刃２３は、第１回転軸２０の軸方向にピッチＰ１で離されており、且つ隣接する縦組刃２３の取り付け位置が互い違いになるように、４５°だけ相互にずらして取り付けられている。また、図２（Ｃ）に示すように、縦刃２１は矩形状に形成されており、先端辺と回転方向側の側辺とに刃本体２１ａ，２１ｂが形成されている。なお、図２では、図が複雑になるのを避けるために、縦刃２１、縦組刃２３の一部のみに符号を付している。また、ピッチＰ１は任意の距離で良いが、１０〜６０ｍｍが好ましく、より好ましくは２０〜５０ｍｍである。本実施形態では３３ｍｍである。また、側辺の刃本体２１ｂの刃先角度θ１は任意角度で良いが、１０°〜６０°が好ましく、より好ましくは２０°〜４０°である。本実施形態では３０°としている。
【００１６】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、送り刃１３は、第２回転軸２５と、この第２回転軸２５の周面に取り付けられる横刃２６と、脱落制御ピン２７とを有する。横刃２６は、縦刃２１と同様に、第２回転軸２５に直交する面内で９０°ピッチで放射線方向に４個取り付けられている。これら４個の横刃２６により横組刃２８が構成される。横刃２６は、縦刃２１の間に入り込むサイズで形成されており（図４参照）、第２回転軸２５の軸方向に沿って、ピッチＰ２だけ離して配置されている。また、図３（Ｃ）に示すように、横刃２６の先端には、回転方向に屈曲した屈曲部２６ａが形成されている。この屈曲部２６ａにより、送り刃１３が回転して半固形物を切り出すときに、半固形物の切り出しと送り込みが確実に行われる。なお、図３では、図が複雑になるのを避けるために、横刃２６、横組刃２８の一部のみに符号を付している。また、ピッチＰ２は任意の距離で良いが、４０ｍｍ〜８０ｍｍが好ましく、より好ましくは５０〜７０ｍｍである。本実施形態では６６ｍｍである。
【００１７】
脱落制御ピン２７は、横刃２６の間で、第２回転軸２５に直交する面内で９０°ピッチで、第２回転軸２５に放射線方向で４個取り付けられている。脱落制御ピン２７の先端は尖っており、切り出したブロック状の半固形物に突き刺さり、半固形物を送り刃１３の周りで固定する作用を有する。そして、送り刃１３が回転して、脱落制御ピン２７が鉛直方向に位置すると、ブロック状の半固形物の保持機能が無くなり、その半固形物は自重により落下する。なお、脱落制御ピンが鉛直方向に位置するまでは、傾斜状態の脱落制御ピンによりブロック状の半固形物は脱落が阻止される。
【００１８】
図４は、切り出し装置１０を容器アタッチメント３１（蓋部材）に組み込んだ状態を示している。機枠１１には、縦刃２１の隙間及び横刃２６の隙間を塞ぐように、脱落阻止部材１７，１８が取り付けられいる。この脱落阻止部材１７，１８は、各刃１２，１３の隙間から半固形物が脱落することを阻止している。容器アタッチメント３１は、ポット（収容容器）の開口に嵌着される蓋本体３１ａと、ホッパ３１ｂとから構成される。
【００１９】
また、機枠１１には扉３０が設けられており、図示しない開閉装置により開閉される。切り出し時には、扉３０が二点鎖線で示す開放位置となり、切り出しが終了すると実線で示す閉じ位置となる。
【００２０】
本発明の半固形物の切り出し装置１０は、容器アタッチメント３１を介して、ポット３２に着脱自在に取り付けられる。なお、容器アタッチメント３１にはポット３２へのロック装置（図示省略）が設けられている。このロック装置により、ポット３２を傾けた状態にしても、ポット３２が容器アタッチメント３１から外れることがないため、ポット３２内の半固形物が確実に切り出し装置１０へと送られる。
【００２１】
次に、図５に示すように、本発明の半固形物の切り出し装置１０を用いた半固形物の切り出し計量設備４０について説明する。切り出し計量設備４０は、ローラコンベア４１と、半固形物の切り出し装置１０を有する容器アタッチメント３１と、投入装置４３と、計量装置４４と、コントローラ４５と、洗浄装置４６とを備える。
【００２２】
ローラコンベア４１は、切り出し対象の半固形物が入れられたポット３２（以下「実ポット」という）を切り出し装置１０に、半固形物を切り出して計量するための空のポット（以下「空ポット」という）３３を計量装置４４にそれぞれ搬送する。なお、本実施形態では、１本のローラコンベアを用いて、実ポット３２及び空ポット３３を１組として搬送しているが、搬送方法は特に限定されない。
【００２３】
図６及び７に示すように、投入装置４３は、実ポット装着ユニット５０と、チルト機構５１とを有する。実ポット装着ユニット５０は、実ポット３２に容器アタッチメント３１を装着する。チルト機構５１は、実ポット装着ユニット５０を例えば１４０°回転させて、空ポット３３に対して、切り出し装置１０で切り出したブロック状の半固形物を投入する。ここで、チルト機構５１が回転し、実ポット３２内の半固形物が切り出し装置１０に重力で滑り落ちる前に、予め半固形物と実ポット３２の間の密着した部分を切り離したり、半固形物をおおまかに所定のサイズに破砕しておくことが望ましい。
【００２４】
実ポット装着ユニット５０は、保持フレーム５３と、クランプ機構５４、保持フレーム５３に取り付けられるポット昇降機構５５とを有する。保持フレーム５３の上部には、切り出し装置１０が取り付けられた容器アタッチメント３１が固定されている。クランプ機構５４は、切り出し装置１０に位置する実ポット３２を挟んで保持する。ポット昇降機構５５は、クランプ機構５４が取り付けられた昇降部材５７と、昇降部材５７を上下方向に移動させるシフト部５８を備えている。シフト部５８は、昇降部材５７を移動させることにより、クランプ機構５４にクランプされた実ポット３２を容器アタッチメント３１に着脱する着脱位置と、実ポット３２をローラコンベア４１上に退避させる退避位置との間で、実ポット３２を変位させる。
【００２５】
チルト機構５１は、保持フレーム５３が固定されたチルト軸５６と、このチルト軸５６を１４０°の範囲で回転させる駆動部５９とを有する。駆動部５９は、チルト軸５６を介して保持フレーム５３を回転させることにより、切り出し装置１０で切り出したブロック状の半固形物を空ポット３３に投入する切り出し位置と、この切り出し位置から退避して容器アタッチメント３１を着脱する着脱位置との間で、実ポット３２を変位させる。
【００２６】
図５に示すように、計量装置４４は、空ポット３３が位置するローラコンベア４１の下方に取り付けられており、計量器本体６１と、ポット支持部６２と、シフト部６３を備える。シフト部６３は、ローラコンベア４１のローラの隙間からポット支持部６２を突出して空ポット３３を持ち上げる計量位置と、ポット支持部６２をローラコンベア４１のポット搬送面４１ａに退避させる退避位置との間で、ポット支持部６２を変位させる。計量時には、シフト部６３によりポット支持部６２が空ポット３３を計量位置にまで持ち上げて、空ポット３３の重量を計量器本体６１で計量する。計量器本体６１は計量信号をコントローラ４５に送信する。コントローラ４５は、計量器本体６１からの計量信号に基づき、空ポット３３内の半固形物の重量が所定値に達したときに、切り出し装置１０を停止させる。
【００２７】
洗浄装置４６は、容器アタッチメント３１に嵌合する受け部材６５と、この受け部材６５内に配置された洗浄ノズル６６と、シフト機構６７とを備える。シフト機構６７は、切り出しが終了し、実ポット３２と空ポット３３がローラコンベア４１で送り出された後に、受け部材６５を容器アタッチメント３１にまで移動させる。受け部材６５を容器アタッチメントに装着した後、洗浄ノズル６６から水などが吹き出される。この水などの吹き付けにより、切り出し装置１０内及び容器アタッチメント３１内が洗浄される。
【００２８】
次に、半固形物の切り出し計量設備の作用について、図８の工程図と図９のタイムチャートを参照しながら、説明する。なお、図８では、切り出し計量設備４０の装置等のうち作用の説明に最低限必要なもののみを記載している。また、図９に示す「ポット到着」から「裁断」及び「洗浄」を経た後「ポット搬送」までの所要時間は約６００秒である。
【００２９】
まず、図８（Ａ）に示すように、実ポット３２と空ポット３３の一組のポットをローラコンベア４１により切り出し計量設備４０（図５参照）に搬送し、実ポット３２を容器アタッチメント３１の位置に、空ポット３３を計量装置４４の位置にセットする。次に、空ポット３３が計量装置４４に載置されている状態で、計量装置４４のカウントを「０」にリセットする。次に、図８（Ｂ）に示すように、実ポット３２をクランプ機構５４（図７参照）によりクランプし、その状態で実ポット３２をポット昇降機構５５（図７参照）により実線表示の退避位置から二点鎖線表示の着脱位置に移動させる。そして、着脱位置の実ポット３２は、容器アタッチメント３１に取り付けられる。次に、図８（Ｃ）に示すように、チルト機構５１により実ポット３２を反時計回りに回転させて、実ポット３２を切り出し位置にセットする。
【００３０】
次に、実ポット３２が切り出し位置にセットされると、切り出し装置１０の扉３０を開く。そして、第１及び第２駆動部１４，１５が回転駆動を開始する。これにより、図４に示すように、縦刃２１が第１回転軸２０を中心に時計回りに、横刃２６が第２回転軸２５を中心に反時計回りに回転する。実ポット３２内の半固形物は、容器アタッチメント３１を介して、回転中の縦刃２１と横刃２６にまで自重により落下する。そして、半固形物は、回転中の縦刃２１と横刃２６によりブロック状の細片にカットされる。カットされた半固形物は、空ポット３３へと落下する。
【００３１】
切り出し装置１０による半固形物の切り出しの際には、脱落制御ピン２７が半固形物を突き刺し、その脱落制御ピン２７により突き刺された状態で縦刃２１と横刃２６により切り出される。これにより、半固形物を確実に切り出すことができる。そして、切り出された半固形物は、脱落制御ピン２７が鉛直下方向に位置するまでは半固形物の脱落が阻止され、鉛直下向きに位置したときに自重により脱落制御ピン２７から抜け落ちる。横刃２６の屈曲部２６ａは、落下してきた半固形物を係止することで、半固形物に対する保持力を向上させるとともに、掻き出し力をも向上させる。機枠１１には脱落防止部材１７，１８が取り付けられているため、落下してきた半固形物は、縦刃２１と横刃２６により切り出されることなく、そのまま空ポット３３へ落下することがない。
【００３２】
また、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度（ｒｐｍ（１分間当たりの回転速度））は、計量装置４４で計量される空ポット３３内の半固形物の重量（ｋｇ）が、予め設定された投入目標重量Ｗ０に到達するように制御される。図１０に示すように、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度は、低速モードと高速モードの２種類がある。切り出し装置１０の切り出しが開始すると、まず、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を「０」から低速モードに徐々に上昇させる。そして、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度が低速モードに到達したときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を低速モードで一定にする。そして、空ポット３３の重量がＷ１になったときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を低速モードから高速モードに徐々に上昇させる。そして、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度が高速モードに到達したときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を高速モードで一定にする。
【００３３】
そして、空ポット３３の重量がＷ２になったときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を高速モードから低速モードに徐々に下げる。そして、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度が低速モードに到達したときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を低速モードで一定にする。そして、空ポット３３の重量が投入目標重量Ｗ０に到達したときに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転速度を下げ、裁断刃１２及び送り刃１３を停止する。さらに、裁断刃１２及び送り刃１３を停止直後に、扉３０を閉めることにより、半固形物の過剰な落下を防ぐことで、計量の精度を上げている。
【００３４】
なお、上記空ポットの重量のうち、投入目標重量Ｗ０を２０ｋｇとしたときに、Ｗ１は５ｋｇ、Ｗ２は（Ｗ０−３）ｋｇであることが好ましい。投入目標重量Ｗ０が５ｋｇ未満のときは、低速モードのみで切り出しが行われる。
【００３５】
また、低速モードでは、裁断刃１２の回転速度は２１．１ｒｐｍ、送り刃１３の回転速度は２．８ｒｐｍ、及び裁断刃１２と送り刃１３の回転速度比（裁断刃の回転速度／送り刃の回転速度）は７．８／１であることが好ましい。また、高速モードでは、裁断刃１２の回転速度は３８．７ｒｐｍ、送り刃１３の回転速度は４．７ｒｐｍ、及び裁断刃１２と送り刃１３の回転速度比（裁断刃の回転速度／送り刃の回転速度）は８．２／１であることが好ましい。裁断刃１２と送り刃１３の回転速度比については適宜変更してもよく、例えば、回転速度比は３／１〜１２／１が好ましく、より好ましくは５／１〜１０／１である。
【００３６】
次に、図８（Ｄ）に示すように、空ポット３３の重量が投入目標重量Ｗ０に到達し、裁断刃１２及び送り刃１３の回転が停止すると、チルト機構５１は、実ポット３２を切り出し位置から着脱位置に戻す。そして、着脱位置に戻った実ポット３２から、容器アタッチメント３１が取り外される。そして、実ポット３２は、ポット昇降機構５５によりローラコンベア４１に載置される。ローラコンベア４１に載置された実ポット３２は、残った半固形物を再度実ポットに入れなおす返却ラインＲＬに送られる。一方、図８（Ｅ）に示すように、投入目標重量Ｗ０分の半固形物が投入された空ポット３３は、空ポット３３内の半固形物を原料として各種製品を製造する製造ラインＰＬに送られる。
【００３７】
次に、洗浄装置４６が容器アタッチメント３１に装着される。そして、裁断刃１２及び送り刃１３が回転し、洗浄装置４６から水とエアが切り出し装置１０及び容器アタッチメント３１内部全体に吹き付けられる。これにより、切り出し装置１０及び容器アタッチメント３１内の半固形物が除去される。一定時間洗浄が行われると、洗浄装置４６が停止するとともに、裁断刃１２及び送り刃１３の回転が停止する。そして、洗浄装置４６が容器アタッチメント３１から取り外される。
【００３８】
なお、本発明の切り出し装置の切り出し対象物は、乳剤、乳化物、ゼラチンなどの半固形物であればよく、特に限定されない。また、切り出し対象物のゼリー強度は、３００ｇ以上６００ｇ以下が好ましい。また、切り出し対象物は、例えば、厚みが３〜５ｃｍ、直径が６０ｃｍ以下のバームクーヘン状（円筒状）にスライスされて、ポットに収納することが好ましい。
【００３９】
また、本発明の切り出し装置では、１回の切り出し量は、裁断刃及び送り刃の軸間距離、縦組刃のピッチで決定される。軸間距離及び縦組刃のピッチを小さくすると、これに応じて、切り出すブロック片１個の重量を小さくすることができ、切り出し量の精度を上げることができる。
【００４０】
また、本発明の切り出し装置の送り刃では、横刃及び脱落制御ピンを第２回転軸の周方向に９０°ピッチで４個取り付け、脱落制御ピンが略鉛直下方向を向いたときに落下するようにしているので、投入目標重量に達したときに、送り刃のみを９０°逆転させることで、切り出し途中のブロック片を容器アタッチメント側に戻すようにしてもよい。これにより、更に精度の良い切り出しが可能となる。
【００４１】
上記実施形態では、裁断刃及び送り刃の回転速度を低速モード及び高速モードの２段階で制御しているが、速度切り替えは３段階以上であってもよい。例えば、最後の切り出しを微速で行い、切り出し精度を更に向上させてもよい。また、裁断刃を縦刃で、送り刃を横刃で構成したが、これらに限る必要はなく、例えば裁断刃及び送り刃をノコ刃や丸刃で構成してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、半固形物の粘度やゼリー強度及び空ポット内の半固形物の重量の変化の割合に応じて、チルト機構の回転角度を調整してもよい。また、空ポット内の半固形物の重量が投入目標重量に到達した後には、チルト機構の回転角度を、実ポット内の半固形物が落下しない角度にしてもよい。また、切り出した対象を乳剤や乳化物とした場合には、かぶりや菌の繁殖が生ずることを防ぐために、切り出し計量設備内を遮光状態にすることが好ましい。
【実施例】
【００４３】
実施例では、まず、本発明の切り出し装置の切り出し対象物である乳剤及び乳化物のゼリー強度を求め、その本発明の切り出し装置で切り出された乳剤及び乳化物の重量（ｇ）を測定した。
【００４４】
［ゼリー強度の測定］
乳剤及び乳化物のゼリー強度の測定に際しては、まず、固形上の乳剤及び乳化物を４０℃で溶解した。そして、溶解した乳剤及び乳化物をそれぞれ６つのガラス容器に移し、１０℃の冷水バスで１７時間冷却して半固形物化した。これにより、半固形物化した乳剤のサンプル（１２０ｃｃ）を６つ、半固形物化した乳化物のサンプル（１２０ｃｃ）を６つ得ることができた。そして、それら乳剤及び乳化物のゼリー強度をゼリー強度測定器で測定した。
【００４５】
ゼリー強度測定器としてはテクスチャー・アナライザー（（株）ケツト科学研究所販売（スチーブンス社製造））を用いた。このテクスチャー・アナライザーは、乳剤及び乳化物の他に、寒天、バター、マーガリン、チーズ、肉、チョコレート、パンなどのゼリー強度を測定することができる。
【００４６】
乳剤及び乳化物のゼリー強度の測定は、以下のようにして行った。図１１に示すように、乳剤及び乳化物が入ったガラス容器１００を測定台１０１に載せ、円筒型の測定プローブ１０２（直径１２．７）を一定の速度（０．２ｍｍ／秒）で乳剤及び乳化物に４ｍｍ侵入させたときの応力数値（ｇ）を読み取り、この応力数値（ｇ）をゼリー強度とした。ここで、測定プローブ１０２は各サンプルについて３箇所侵入させ、それら３箇所でのゼリー強度を測定した。
【００４７】
乳剤及び乳化物のサンプルの測定結果は、以下の表１のようになった。
【表１】
表１に示すように、乳剤のゼリー強度は３１０ｇ〜３３０ｇの範囲であった。また、乳化物のゼリー強度は５６０ｇ〜５８０ｇの範囲であった。
【００４８】
［切り出された乳剤及び乳化物の重量の測定］
ゼリー強度が前記範囲の乳剤及び乳化物を本発明の切り出し装置で切り出しところ、８０ｇ〜１２０ｇの略直方体状のブロック片が得られた。本実施形態では、１１の縦組刃を有していることから、８０ｇ以上１２０ｇ以下のブロック片が１２個が、切り出し装置の切り出し口から切り出される。したがって、送り刃が１／４回転して切り出す量は、９６０ｇ〜１４４０ｇとなり、精度の良い切り出しを行うことができた。
【００４９】
表２は上記のようなゼリー強度を有する半固形物を切り出したときの実績の一例を示す。目標投入量の５ｋｇから１１７．４ｋｇに対して、ポット到着からポット搬送（図９参照）まで、いずれも５分以内での計量が可能であった。ここで、目標投入量が５ｋｇのときは、図１０のグラフで低速のみで裁断が完了したため、投入量差異が０．０ｋｇとなっている。一方、目標投入量が１１７．４ｋｇのときは、図１０のグラフで高速と低速の両方で裁断を行ったため、投入量差異が−０．６ｋｇとなっている。
【００５０】
このように、半固形物の切り出し速度（裁断刃及び送り刃の回転速度）と計量精度とはトレードオフの関係にあるため、図１０のグラフが重要であるが、本実施例では、目標投入量が５ｋｇから１１７．４ｋｇの広いレンジで、しかも５分以内の計量に対応することができた。しかも、切り出し誤差は、０〜１．４ｋｇの範囲内であり、精度の良い切り出しが可能になったことが分かる。また、精度が必要な場合は、図１０の低速部分のみで計量された、表２の目標投入量が５ｋｇの実施例の投入量差異のデータから分かるように、低速で計量すれば、精度０．１ｋｇ以内での計量が可能である。また、ポットの選択により更に大量の計量にも対応できるが、切り出し速度と計量精度の両立ができたことが本発明の効果である。
【００５１】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】切り出し装置の機枠を回転軸の位置で切り欠いた状態を示す平面図である。
【図２】（Ａ）は裁断刃の側面図を、（Ｂ）は裁断刃の正面図を、（Ｃ）は縦刃を拡大して示す正面図及び側面図を示している
【図３】（Ａ）は送り刃の側面図を、（Ｂ）は送り刃の正面図を、（Ｃ）は横刃を拡大して示す側面図を示している。
【図４】切り出し装置を示す断面図である。
【図５】半固形物の切り出し計量設備の正面図である。
【図６】半固形物の切り出し計量設備の平面図である。
【図７】半固形物の切り出し計量設備の右側面図である。
【図８】半固形物の切り出し計量設備のフローを示す工程図である。
【図９】半固形物の切り出し計量設備のフローを示すタイムチャートである。
【図１０】空ポット内の半固形物の重量と裁断刃及び送り刃の回転速度との関係を示すグラフである。
【図１１】ゼリー強度の測定を行う装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 切り出し装置
１１ 機枠
１２ 裁断刃
１３ 送り刃
１４ 第１駆動部
１５ 第２駆動部
１７，１８ 脱落阻止部材
２０，２５ 回転軸
２１ 縦刃
２３ 縦組刃
２６ 横刃
２７ 脱落制御ピン
２８ 横組刃
３１ 容器アタッチメント
３２ 実ポット
３３ 空ポット
４０ 切り出し計量設備
４４ 計量装置
４５ コントローラ
５１ チルト機構
５４ クランプ機構
５５ ポット昇降機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転軸、及びこの第１回転軸の軸方向に離して取り付けられる複数の縦刃を有する第１回転刃と、
前記第１回転軸に平行に配置される第２回転軸、及びこの第２回転軸の軸方向に沿って、前記縦刃の間に取り付けられる複数の横刃を有する第２回転刃と、
前記第１回転刃及び第２回転刃を回転自在に保持し、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の間から半固形物を送り出すための機枠と、
前記機枠に設けられ、前記縦刃及び横刃の隙間から前記半固形物の脱落を阻止する脱落阻止部材と、
前記第１及び第２回転軸を回転する駆動部とを備えることを特徴とする半固形物の切り出し装置。
【請求項２】
前記縦刃は、前記第１回転軸に直交する面内で一定ピッチで複数取り付けられて縦組刃とされ、且つ前記第１回転軸の軸方向において前記縦組刃の取り付け位置が隣り合うもの同士でずらされていることを特徴とする請求項１記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項３】
前記横刃は、前記第２回転軸に直交する面内で一定ピッチで複数取り付けられて横組刃とされていることを特徴とする請求項１または２記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項４】
前記第２回転刃は、前記第２回転軸に対し放射線方向で、且つ前記横組刃の前記横刃の間に取り付けられ、前記半固形物を突き刺して、前記半固形物の脱落を制御する脱落制御部材を有することを特徴とする請求項３記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項５】
前記横刃の先端部には、前記第２回転軸の回転方向に曲げられた屈曲部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項６】
前記駆動部は、前記第１回転軸の回転速度を前記第２回転軸の回転速度よりも速くすることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１項記載の半固形物の切り出し装置を備え、前記半固形物を収納する収納容器に着脱自在に取り付けられる蓋部材と、
前記収納容器を切り出し対象容器の上方に位置させる切り出し位置と、この切り出し位置から前記収納容器を退避して前記蓋部材を着脱する着脱位置との間で、前記収納容器の位置を変位させる変位機構と、
前記切り出し対象容器の重量を計量する計量器と、
前記駆動部を制御して前記第１及び第２回転刃を回転させ、前記計量器で計量した計量値に基づき切り出した半固形物が一定値に達したときに、前記第１及び第２回転刃の回転を停止する制御部とを備えることを特徴とする半固形物の切り出し計量設備。
【請求項８】
第１回転軸、及びこの第１回転刃の軸方向に離して取り付けられる複数の縦刃を有する第１回転刃と、前記第１回転軸に平行に配置される第２回転刃、及びこの第２回転軸の軸方向に沿って、前記縦刃との間に取り付けられる複数の横刃を有する第２回転刃とを用い、
前記第１回転刃及び第２回転刃を回転させて、前記第１回転軸及び第２回転軸の間から前記半固形物を前記縦刃及び横刃によりブロック状に切り出すことを特徴とする半固形物の切り出し方法。
【請求項１】
第１回転軸、及びこの第１回転軸の軸方向に離して取り付けられる複数の縦刃を有する第１回転刃と、
前記第１回転軸に平行に配置される第２回転軸、及びこの第２回転軸の軸方向に沿って、前記縦刃の間に取り付けられる複数の横刃を有する第２回転刃と、
前記第１回転刃及び第２回転刃を回転自在に保持し、前記第１回転軸及び前記第２回転軸の間から半固形物を送り出すための機枠と、
前記機枠に設けられ、前記縦刃及び横刃の隙間から前記半固形物の脱落を阻止する脱落阻止部材と、
前記第１及び第２回転軸を回転する駆動部とを備えることを特徴とする半固形物の切り出し装置。
【請求項２】
前記縦刃は、前記第１回転軸に直交する面内で一定ピッチで複数取り付けられて縦組刃とされ、且つ前記第１回転軸の軸方向において前記縦組刃の取り付け位置が隣り合うもの同士でずらされていることを特徴とする請求項１記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項３】
前記横刃は、前記第２回転軸に直交する面内で一定ピッチで複数取り付けられて横組刃とされていることを特徴とする請求項１または２記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項４】
前記第２回転刃は、前記第２回転軸に対し放射線方向で、且つ前記横組刃の前記横刃の間に取り付けられ、前記半固形物を突き刺して、前記半固形物の脱落を制御する脱落制御部材を有することを特徴とする請求項３記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項５】
前記横刃の先端部には、前記第２回転軸の回転方向に曲げられた屈曲部が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項６】
前記駆動部は、前記第１回転軸の回転速度を前記第２回転軸の回転速度よりも速くすることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の半固形物の切り出し装置。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１項記載の半固形物の切り出し装置を備え、前記半固形物を収納する収納容器に着脱自在に取り付けられる蓋部材と、
前記収納容器を切り出し対象容器の上方に位置させる切り出し位置と、この切り出し位置から前記収納容器を退避して前記蓋部材を着脱する着脱位置との間で、前記収納容器の位置を変位させる変位機構と、
前記切り出し対象容器の重量を計量する計量器と、
前記駆動部を制御して前記第１及び第２回転刃を回転させ、前記計量器で計量した計量値に基づき切り出した半固形物が一定値に達したときに、前記第１及び第２回転刃の回転を停止する制御部とを備えることを特徴とする半固形物の切り出し計量設備。
【請求項８】
第１回転軸、及びこの第１回転刃の軸方向に離して取り付けられる複数の縦刃を有する第１回転刃と、前記第１回転軸に平行に配置される第２回転刃、及びこの第２回転軸の軸方向に沿って、前記縦刃との間に取り付けられる複数の横刃を有する第２回転刃とを用い、
前記第１回転刃及び第２回転刃を回転させて、前記第１回転軸及び第２回転軸の間から前記半固形物を前記縦刃及び横刃によりブロック状に切り出すことを特徴とする半固形物の切り出し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２４０９３６（Ｐ２００９−２４０９３６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９１０６５（Ｐ２００８−９１０６５）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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