パン包装システム
【課題】連結部の数を最小限に抑え安定して稼働でき、簡易な往復移動機構を備えるパン包装システムを提供すること。
【解決手段】パンを包装する包装部材を保持するスクープが装着可能な移動体と、前記移動体が移動する移動経路を規定するガイド部材と、前記ガイド部材に沿って前記移動体を往復移動させるための無端回動体を有する往復移動機構と、前記無端回動体と前記移動体とを連結するリンク部材と、を備え、前記無端回動体を一方向にのみ回動させることにより、前記移動体が前記ガイド部材に沿って往復移動するパン包装システム。
【解決手段】パンを包装する包装部材を保持するスクープが装着可能な移動体と、前記移動体が移動する移動経路を規定するガイド部材と、前記ガイド部材に沿って前記移動体を往復移動させるための無端回動体を有する往復移動機構と、前記無端回動体と前記移動体とを連結するリンク部材と、を備え、前記無端回動体を一方向にのみ回動させることにより、前記移動体が前記ガイド部材に沿って往復移動するパン包装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンを包装部材で包装するためのパン包装システムに関し、特に、一方向に回転する無端回動体を利用する往復移動機構を備えるパン包装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポリエチレン袋等の包装部材内に縦長の（例えば、３斤長の）食パンを詰めるパン包装装置が利用されている。例えば、特許文献１は、カム及びリンク機構を利用した往復移動機構を備える従来のパン包装装置を開示する。この従来のパン包装装置は、折り畳まれたポリエチレン袋が置かれている袋載置部と、食パンに袋を被せる包装位置と、を往復移動するスクープを備える。スクープは、袋載置部で包装部材を保持し、包装位置で食パンを包装するために、袋載置部及び包装位置間を往復移動する。
【０００３】
一方、特許文献２に開示される食パン包装装置の往復移動機構は、互いに離間して配置される一対のプーリと、一対のプーリ間に巻回さる歯付きベルトと、を備える。駆動モータからの回転力が一方のプーリに伝達されると、歯付きベルトが回動し、他方のプーリに回転力が伝わる構成である。さらに、この食パン包装装置は、連結棒を備え、連結棒の一端部が歯付きベルトに連結され、連結棒の他端部がスクープに連結されている。
【０００４】
両プーリ間に延在する歯付きベルトの直線移動領域を、連結棒が往復移動することによりスクープが往復移動する。すなわち、歯付きベルトに連結される連結棒の一端部は、両プーリを通過することはない。従って、往復移動機構を駆動するための駆動モータは加減速を行い、連結棒の一端部がプーリの近傍から他方のプーリの近傍に向かい移動し、プーリを越えることなく、再度、一方のプーリの近傍に移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２１号公報
【特許文献２】米国特許第５７４３０７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されるカム及びリンクを利用する往復移動機構は、構造が複雑になるのみではなく、構成要素の連結部の数が多くなる。連結部の数が多いほど、連結部のガタによる騒音が生じる恐れがあり、パン包装装置を安定して長期稼働させることが難しい。
【０００７】
また、特許文献２に開示される往復移動機構は、スクープと無端回動体を連結する連結棒を、駆動モータにより、２つのプーリ間の直線移動領域内で往復移動させる構成である。従って、連結棒の一端部が折り返す位置にある場合には、駆動モータを急制動し、回転方向を逆転させる必要があり、連結棒の一端部が両プーリの間にある場合には、急加減速を行う必要がある。結果として、駆動モータに加わる慣性負荷により、駆動モータの耐久性を長くすることが難しい。
なお、無端回動体として金属製のチェーンを用いることも考えられる。しかし、パン包装装置の騒音が大きくなる傾向にある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。すなわち、連結部の数を最小限に抑え安定して稼働でき、簡易な往復移動機構を備えるパン包装システム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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のパン包装システムの第１の態様は、パンを包装する包装部材を保持するスクープが装着可能な移動体と、前記移動体が移動する移動経路を規定するガイド部材と、前記ガイド部材に沿って前記移動体を往復移動させるための無端回動体を有する往復移動機構と、前記無端回動体と前記移動体とを連結するリンク部材と、を備え、前記無端回動体を一方向にのみ回動させることにより、前記移動体が前記ガイド部材に沿って往復移動する。
【００１０】
また、本発明のパン包装システムの第２の態様によれば、前記往復移動機構は、前記移動体を一定速又は加減速で移送させる。
【００１１】
さらに、本発明のパン包装システムの第３の態様によれば、前記移動体は、所定の曲率半径を有する転動面が設けられ回動可能な第１の転動体を有し、前記ガイド部材は、前記第１の転動体の転動面の曲率半径以下の曲率半径を有し、前記第１の転動体が転動できる転動路が設けられている第１のガイド軸部材を有する。
【００１２】
本発明のパン包装システムの第４の態様によれば、前記移動体は、平坦な転動面が設けられ回動可能な第２の転動体を有し、前記ガイド部材は、第２の転動体が転動できる平坦な転動路が設けられている第２のガイド軸部材を有し、前記第１のガイド軸部材と前記第２のガイド軸部材とは、互いに平行に離間配置されている。
【００１３】
さらに、本発明のパン包装システムの第５の態様によれば、前記リンク部材の一端部には、回動可能なガイドプーリが装着され、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の直線移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域内に第１のローラガイド部材が配置されている。
【００１４】
さらに、本発明のパン包装システムの第６の態様によれば、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の湾曲移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域外に第２のローラガイド部材が配置されている。
【００１５】
さらに、本発明のパン包装システムの第７の態様によれば、前記リンク部材の一端部には、回動可能なガイドプーリが装着され、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の湾曲移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域外に第２のローラガイド部材が配置されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるパン包装装置は、スクープと往復移動機構とを連結する連結部材を備える構成である。従って、従来のリンク及びカムを利用する往復移動機構に比べ、連結部を少なくすることができるので、所期の性能を維持させることができる。
【００１７】
また、本発明にかかるパン包装装置は、無端回動体を一方向にのみ回転させ、移動体を往復移動させる構成であるので、無端回動体を正転及び逆転を繰り返す必要がない。従って、パン包装システムを駆動するために用いる駆動源からの回転方向の変更が不要となり、駆動源への負荷を抑制できる。従って、パン包装システムの耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る食パン包装装置の主要要素を模式的に示す正面図である。
【図２】実施形態に係る食パン包装装置の主要要素を模式的に示す一部破断平面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】（ａ）は、実施形態に係る食パン包装装置を有する食パン包装システムの全体を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、実施形態に係る食パン包装装置を有する食パン包装システムの全体を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係るパン包装システムを適用した実施形態に係る食パン包装装置及び食パン包装システムを図面に基づいて説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００２０】
図１は、実施形態に係る食パン包装装置１の主要要素を模式的に示す正面図、図２は、実施形態に係る食パン包装装置１の主要要素を模式的に示す一部破断平面図、図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図、図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。なお、図１中に一点鎖線で示される複数のシャトル５及び連結部材１１は、シャトル５及び連結部材１１の動きを示すためのもので、食パン包装装置１は、単一のシャトル５を備える。本明細書において、下流側とは食パンが搬送される方向のことであり、上流側とはその逆の方向のことである。さらに、右側（又は左側）とは、図２において、下方スクープ１１ａが装置本体１９から離れる方向に向いたときの右方（又は左方）を意味する。
【００２１】
食パン包装装置１は、主として、食パンを収容する袋を保持可能なスクープ３が装着される移動体すなわちシャトル５と、シャトル５が移動可能に載置されるガイド部材７と、ガイド部材７に沿って延在する無端回動体、すなわち歯付きベルト９を有する往復移動機構８と、歯付きベルト９とシャトル５とを連結するリンク部材１１と、を備え、歯付きベルト９が、一方向（矢印Ｘ方向）にのみ回動させることにより、ガイド部材７上をシャトル５が往復移動（矢印Ｒ方向）する。歯付きベルト９の材料としては、合成ゴム若しくはポリウレタン、又はガラスファイバ、アラミド繊維、若しくは鋼線を内部に含む合成ゴム若しくはポリウレタンを用いることができる。
【００２２】
シャトル５をガイド部材７に沿って往復移動させる往復移動機構８は、所定距離離れ回転軸心が平行に配置される一対の駆動プーリ１３及び従動プーリ１６と、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６に巻回される歯付きベルト９と、歯付きベルト９の所定箇所に固定され、歯付きベルト９の回動に追従して動く移動部２１と、を有する。図２に示されるように、駆動プーリ１３の駆動軸１５と従動プーリ１６の従動軸１７とは、回転軸心が互いに平行で所定距離離れるように回転可能に装置本体１９に支持されている。
【００２３】
また、駆動軸１５は、右側駆動軸部材１５ａ及び左側駆動軸部材１５ｂを有し、軸方向に離間して、両駆動軸部材１５ａ、１５ｂの軸心が一直線上に整合し、回転可能に支持されている。同様に、従動軸１７は、右側従動軸部材１７ａ及び左側従動軸部材１７ｂを有し、軸方向に離間して、両従動軸部材１７ａ、１７ｂの軸心が一直線上に整合し、回転可能に支持されている。
【００２４】
右側駆動軸部材１５ａ及び左側駆動軸部材１５ｂそれぞれには、駆動プーリ１３を構成する右側駆動プーリ部材１３ａ、左側駆動プーリ部材１３ｂが嵌合されている。同様に、右側従動軸部材１７ａ及び左側従動軸部材１７ｂそれぞれには、従動プーリ１６を構成する右側駆動プーリ部材１６ａ、左側駆動プーリ部材１６ｂが嵌合している。さらに、歯付きベルト９は、図２の紙面において下方側に配置される右側歯付きベルト部材９ａと、左側歯付きベルト部材９ｂを有し、右側歯付きベルト部材９ａは、右側駆動プーリ部材１３ａ及び右側従動プーリ部材１６ａに巻回されている。同様に左側歯付きベルト部材９ｂは、左側駆動プーリ部材１３ｂ及び左側従動プーリ部材１６ｂに巻回されている。
【００２５】
移動部２１は、右側歯付きベルト９ａ及び左側歯付きベルト９ｂとの間に延びる円柱状の単一の連結軸部材２３と、連結軸部材２３に転がり軸受２５を介して回転可能に装着されるガイドプーリ２７と、を備える。連結軸部材２３は、平面視（図２参照。）において歯付きベルト部材９ａ、９ｂの延在する方向に対してほぼ垂直な方向に延びる。なお、連結軸部材２３は、歯付きベルト部材９ａ、９ｂに、公知の締結部材により固定されている。例えば、締結部材は、歯付きベルト部材９ａ、９ｂの厚さ方向に右側及び左側歯付きベルト部材９ａ、９ｂを挟む一対の板状部材と、板状部材同士を固定するボルト及びナットから構成される。
【００２６】
このように、本実施形態では、互いに平行に離間配置される２つの右側及び左側歯付きベルト部材９ａ、９ｂの回動に伴い、右側及び左側歯付きベルト部材９ａ、９ｂに固定されている移動部２１が、駆動プーリ部材１３ａ、１３ｂ及び従動プーリ部材１６ａ、１６ｂの周りを移動する。
【００２７】
食パン包装装置１の駆動源として、駆動モータ２９が設けられている。往復移動機構８への回転力は、駆動モータ２９から供給される。駆動モータ２９の回転軸３１には、回転軸３１と同心に、歯付き駆動プーリ３３が装着されている。なお、駆動モータとしてサーボモータを利用することが可能である。
歯付き駆動プーリ３３と、歯付き従動プーリ３５には、歯付き駆動ベルト３７が巻回され、駆動プーリ３３の回転力は、歯付き従動プーリ３５に歯付き駆動ベルト３７を介して伝達される。従動プーリ３５の従動プーリ回転軸３９には、歯付き従動プーリ３５と同心に伝達プーリ４１が固定され、歯付き従動プーリ３５と伝達プーリ４１とは一体的に回転可能な構成である。なお、従動プーリ回転軸３９は、装置本体１９に回転可能に支持されている。
【００２８】
また、往復移動機構８の駆動軸１５には、歯付き回転軸プーリ４３が固定されている。歯付き回転軸プーリ４３は、駆動軸１５の両端部それぞれに固定される右側駆動プーリ４３ａと、左側駆動プーリ４３ｂとから構成される。伝達プーリ４１（図１参照。）と右側駆動プーリ４３ａとには、右側伝達ベルト４５ａが巻回されている。従って、駆動モータ２９の回転力は、右側歯付き従動プーリ３５を介して、右側駆動プーリ４３ａに伝達される。なお、左側駆動プーリ４３ａには、従動プーリ回転軸３９に装着されているもう一つの歯付き従動プーリ（不図示）及び歯付き従動プーリと同心に配置される伝達プーリ４１（不図示）から左側伝達ベルト４５ｂを介して駆動モータ２９の回転力が伝達される。従って、左側駆動プーリ４３ｂと、右側駆動プーリ４３ａとは、同期して回転する構成である。
【００２９】
次に、移動部５について説明する。シャトル５は、図３に示すように正面視で逆Ｕ字状のシャトル基台４７と、シャトル基台４７を転動可能にする車輪５１、５３と、往復移動機構８に連結するための連結用突起５５と、を備える。シャトル基台４７は、側壁４９を構成する右側側壁４９ａ及び左側側壁４９ｂと、右側側壁４９ａ、左側側壁４９ｂとを連結する天壁５７と、から構成される。側壁４９は、図１に示すように側面視で、略Ｔ字形状である。右側側壁４９ａ（左側側壁４９ｂ）に装着される車輪５１は、２つの上方車輪５１ａ、５１ｂ（５３ａ、５３ｂ）と、右側下方車輪５１ｃ（５３ｃ）から構成され、回転可能に支持されている。
【００３０】
右側上方車輪５１ａ、５１ｂは、シャトル５の移動方向Ｒに関し離間し配置され、右側下方車輪５１ｃは、平面視において（図２参照）、右側上方車輪５１ａ、５１ｂの間に位置するように配置されている。また、側面視において（図１参照。）、右側上方車輪５１ａ、５１ｂと、右側下方車輪５１ｃとは、断面四角形状の右側ガイド軸部材（第２のガイド軸部材）７ａを挟むような位置関係に配置されている。
【００３１】
右側上方車輪５１ａ、５１ｂ及び右側下方車輪５１ｃの右側ガイド軸部材７ａと接する外周面には、その周方向に延在する溝６０が車輪の幅方向に所定ピッチで設けられている。一方、右側ガイド軸部材７ａの上面１８ａ及び下面１８ｂは、平坦である。従って、右側上方及び右側下方車輪５１ａ、５１ｂ、５１ｃの凹凸面が、右側ガイド軸部材７ａの上面１８ａ及び下面１８ｂ上を転動する。
【００３２】
同様に、左側上方車輪５３ａ、５３ｂは、シャトル５の移動方向（矢印Ｒ）に関し離間配置され、左側下方車輪５３ｃは、平面視において（図２参照）、左側上方車輪５３ａ、５３ｂの間に位置するように配置されている。また、側面視（図１参照。）において、左側上方車輪５３ａ、５３ｂは、左側下方車輪５３ｃとは、左側ガイド軸部材７ｂ（第１のガイド軸部材）を挟むような位置関係に配置されている。なお、左側ガイド軸部材７ｂは、その長手方向に垂直な断面が円形である。また、左側ガイド軸部材７ｂの断面の半径は、左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃの左側ガイド軸部材７ｂと接する外周面（転動面）の曲率半径以下に寸法付けされている。
【００３３】
なお、左側ガイド軸部材７ｂの断面形状が円形であり、左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃの外周面が、凹状の湾曲面である構成に、本発明は限定されない。左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃが接する左側ガイド軸部材７ｂの凸状（又は凹状）領域の曲率半径が、左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃの凹状（又は凸状）の転動面の曲率半径以下（又は曲率半径以上）に寸法付けされ、左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃが、左側ガイド軸部材７ｂ上を転動できる構成であれば良い。
【００３４】
このように、シャトル５は、車輪５１、５３により、それぞれ右側ガイド軸部材７ａ、左側ガイド軸部材７ｂに沿って移動する構成である。なお、前述の通り、右側上方及び右側下方車輪５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、平坦な上面１８ａ及び下面１８ｂ上を転動する構成であるので、右側及び左側ガイド軸部材７ａ、７ｂ間の距離の若干の誤差を許容できる。
【００３５】
一方、左側上方及び下方車輪５３ａ、５３ｂ、５３ｃの外周面を湾曲面６４とすることにより、左側ガイド軸部材７ｂに沿って左側上方及び下方車輪５３ａ、５３ｂ、５３ｃが転動し、かつ振動の発生を抑えることができる。すなわち、左側上方及び左側下方車輪５３ａ、５３ｂ、５３ｃ並びに左ガイド軸部材７ｂは、シャトル５の移動方向を規制する機能を果たし、左側ガイド軸部材７ａ、７ｂに沿ってシャトル５が確実に移動することができる。なお、右側上方及び右側下方車輪５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、溝６０を備える構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、右側ガイド軸部材７ａの上面１８ａ、下面１８ｂに接する面を平坦にしても良い。
【００３６】
さらに、左ガイド軸部材７ｂ並びに左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃの代わりに、右側ガイド軸部材７ａ並びに右側上方車輪５１ａ、５１ｂ及び右側下方車輪５１ｃが所定の曲率半径を備える形状とし、右側ガイド軸部材７ａ並びに右側上方車輪５１ａ、５１ｂ及び右側下方車輪５１ｃの平坦な形状を、左ガイド軸部材７ｂ並びに左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃに適用することも可能である。
【００３７】
また、右側ガイド軸部材７ａ並びに右側上方車輪５１ａ、５１ｂ及び右側下方車輪５１ｃと、左ガイド軸部材７ｂ並びに左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃと、を所定の曲率半径を備える形状とすることも可能である。さらに、上方車輪及び下方車輪の数は、少なくとも一つの上方車輪及び下方車輪によりガイド軸部材を挟める限り、シャトル５の大きさや形状に応じて適宜変更できる。
【００３８】
連結用突起５５は、シャトル５の天壁５７から側壁４９と平行に延びている。連結用突起５５の先端は、リンク部材１１の一端部１１ａに枢動可能にピン５８を介してピン結合される。また、リンク部材１１の他端部１１ｂは、連結軸部材２３の軸方向ほぼ中央位置に、枢動可能に装着されている。また、リンク部材１１の長手方向長さは、歯付きベルト９が矢印Ｘ方向に周回することにより、ガイド部材７の所定位置（例えば、図１のガイド部材７の左端部及び右端部）間を往復できるように寸法付けする。
【００３９】
さらに、本実施形態の食パン包装装置１の往復移動機構８は、ローラガイド５９を備える。ローラガイド５９は、歯付きベルト９により囲まれる領域の内部であって、歯付きベルト９の直線移動領域に沿って配置される内方ローラガイド６１と、歯付きベルト９により囲まれる領域の外部であって、歯付きベルト９の湾曲移動領域に沿って配置される外方ローラガイド部材６３、６５と、を有する。
【００４０】
内方ローラガイド６１は、内方右側ローラガイド部材６１ａ及び内方右側ローラガイド部材６１ｂを有し、それぞれ矩形状で所定厚さの板状部材から構成される。図３に示すように、内方右側及び左側ローラガイド部材６１ａ、６１ｂは、互いに平行に装置本体１９に固定されている。内方右側及び内方左側ローラガイド部材６１ａ、６１ｂは、同一形状、同一寸法であるので、内方右側ローラガイド部材６１ａについて説明する。
【００４１】
内方右側ローラガイド部材６１ａの外周部６８は、それぞれ、連結軸部材２３に固定されているガイドプーリ２７の外周面に設けられているプーリ溝２８に係合し、連結軸部材２３の移動に伴い、内方右側ローラガイド部材６１ａ上を転動する。
【００４２】
ここで、連結軸部材Ａ（図１参照。）に作用する力のつりあいについて説明する。連結軸部材Ａに連結されるシャトル５は、図１において矢印Ｒ方向に関し右方に移動している状態、すなわち、スクープ３が前進している状態である。この場合には、連結軸部材Ａには、連結軸１１の長手方向に沿った力ＴＡが掛かる。すなわち、歯付き右方ベルト部材９ａには、力ＴＡの鉛直方向下方成分の力ＶＡが掛かり、歯付き右方ベルト部材９ａに図１の下方に撓ませる力が作用する。この鉛直方向下方成分の力ＶＡにより、右方ベルト部材９ａが撓むことを防止するため、前述の内方右側ローラガイド部材６１ａにより鉛直方向下方成分の力ＶＡを受ける構成である。
【００４３】
さらに、連結軸部材Ｂに作用する力のつりあいについて説明する。連結軸部材Ｂに連結されるシャトル５は、図１において矢印Ｒ方向に関し左方に移動している状態、すなわち、スクープ３が後退している状態である。この場合には、連結軸部材Ｂには、連結軸１１の長手方向に沿った力ＴＢが掛かる。すなわち、歯付き右方ベルト部材９ａには、力ＴＢの鉛直方向下方成分の力ＶＢが掛かり、歯付き右方ベルト部材９ａを図１の上方に撓ませる力が作用する。この鉛直方向上方成分の力ＶＢにより、右方ベルト部材９ａが撓むことを防止するため、前述の内方右側ローラガイド部材６１ａにより鉛直方向下方成分の力ＶＢ１を受ける構成である。
【００４４】
なお、内方左側ローラガイド部材６１ｂも内方右側ローラガイド部材６１ａと同様に機能することは言うまでもない。従って、歯付きベルト９は、駆動プーリ１３と従動プーリ１６間の直線移動領域において撓みが生じない。結果として、シャトル５が所定速度で移動することができる。
【００４５】
本実施形態の外方ローラガイドは、前側外方ローラガイド部材６３及び後側外方ローラガイド部材６５とを有する。さらに、前側外方ローラガイド部材６３は、右側ガイドプーリ２７ａ及び左側ガイドプーリ２７ｂに対応して、前側外方右側ローラガイド部材６３ａと前側外方左側ローラガイド部材６３ｂとを有する。同様に、後側外方ローラガイド部材６５は、右側ガイドプーリ２７ａ及び左側ガイドプーリ２７ｂに対応して、後側外方右側ローラガイド部材６５ａと後側外方左側ローラガイド部材６５ｂとを有する。
【００４６】
前側外方右側及び左側ローラガイド部材６３ａ、６３ｂ、並びに後側外方右側及び左側ローラガイド部材６５ａ、６５ｂは、半円状のガイド凹部６７が設けられた板状部材であり、装置本体１９に固定されている。ガイド凹部６７の曲率半径は、連結軸部材２３に装着されているガイドプーリ２７が、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６（すなち、湾曲移動領域）を通過する際の、駆動プーリ１３の軸心から最も遠い部分の軌跡の曲率半径と同じに寸法付けされている。従って、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６は、外方ローラガイド６５に回転支持される構成である。
【００４７】
前側外方右側及び左側ローラガイド部材６３ａ、６３ｂ、並びに後側外方右側及び左側ローラガイド部材６５ａ、６５ｂは、すべて矩形状で所定厚さの板状部材から構成される。図１に示すように、前側外方右側及び左側ローラガイド部材６３ａ、６３ｂは、互いに平行に装置本体１９に固定されている。前側外方右側及び左側ローラガイド部材６３ａ、６３ｂ、並びに後側外方右側及び左側ローラガイド部材６５ａ、６５ｂは、同一形状、同一寸法であるので、前側外方右側ローラガイド部材６３ａ、後側外方右側ローラガイド部材６５ａについて説明する。
【００４８】
連結軸部材２３に固定されている右側ガイドプーリ２７ａは、連結軸部材２３が、右側歯付きベルト９ａの湾曲移動領域において、前側外方右側ローラガイド部材６３ａ（及び後側外方右側ローラガイド部材６５ａ）のガイド凹部６７上を転動する。
【００４９】
ここで、連結軸部材２３に作用する力のつりあいについて検討する。連結軸部材２３に連結されるシャトル５は、図１において矢印Ｘ方向に移動している状態である。
【００５０】
シャトル５が、直線移動領域に沿って矢印Ｒ方向に関し左方（又は右方）に進み、ガイドプーリ２７が従動プーリ１６（又は駆動プーリ１３）の外周側を周回する際には、従動軸１７（又は駆動軸１５）の軸心から従動軸１７（又は駆動軸１５）の半径方向外方に向かう遠心力ＣＡが、連結軸部材Ｃに対して作用する。外方ローラガイド６３、６５は、この遠心力ＣＡを受けるために配置されている。従って、ガイドプーリ２７が湾曲移動領域にあるときに、歯付きベルト９に過負荷が掛かることを防止できる。結果として食パン包装装置１の耐久性を高めることができる。
【００５１】
上記構成の食パン包装装置１の動作について説明する。図１に示すように、駆動モータ２９を駆動させることによる回転軸３１の矢印６９方向への回転力は、伝達プーリ４１等を介して歯付き駆動プーリ４３に伝達される。歯付き駆動プーリ４３が矢印Ｘ方向に回転すると、歯付きベルト９が、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６を周回する。歯付きベルト９に連結されている連結軸部材２３は、歯付きベルト９が回動することにより、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６を周回する。
【００５２】
連結軸部材２３が、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６の回転軸心間を通る軸心間面より、図１において上方に延在する歯付きベルト９の領域内で移動するときは、シャトル５を図１の右方に前進させる。反対に図１において、当該軸心間面より下方に延在する歯付きベルト９に連結軸部材２３が位置するときは、シャトル５は図１の左方（後退する方向）に移動する。このように、連結軸部材２３を一方向（Ｘ方向）にのみ回動させることにより、シャトル５に装着されている下方スクープ３ｂ及び上方スクープ３ａは、食パンの搬送経路Ｐを横切る方向において往復移動する。なお、シャトル５が、一定の速度（一定速）又は加減速で移動するように、駆動モータ２９が制御される。
【００５３】
〔食パン包装システム〕
食パンの製造を行なう工場では、一般的に、食パンを製造する工程と、食パンを包装する工程とを、連続的に行うための包装システムが利用されている。従って、食パンを搬入するための導入コンベアと、食パンを搬出するための排出コンベアと、実施形態に係る食パン包装装置１と、が連結されている食パン包装システム１０１について簡単に説明する。図５（ａ）は、食パン包装システム１０１の平面図であり、図５（ｂ）は、食パン包装装置１０１の正面図である。
【００５４】
食パン包装装置１は、図５（ｂ）の左右方向に延びる搬送経路Ｐを交差する方向に延在している。図５（ａ）中において、上方スクープ３ａ（３）が、搬送経路Ｐに対して垂直な方向に、往復移動機構２１により前進又は後退するように配置されている。スクープ３の先端部３ｃが、搬送経路Ｐを越えて、包装用袋１０７を把持し、包装用袋１０７を開口させる。包装用袋１０７を開口させた状態で把持し（スクープ３の先端部３ｃが最大前進位置に達している）、上方スクープ３ａ及び下方スクープ３ｂの間に食パンＢ１が導入される。
【００５５】
スクープ３が食パンＢ１を保持した状態で、スクープ３が、往復移動機構８の方向へ後退すると、開口した状態の包装用袋１０７が食パンＢ１を保持されている位置まで後退する。スクープ３が後退する際には、食パンＢ１は不図示の保持手段により、食パンが搬送経路Ｐ上に維持される。すなわち、下方スクープ３ｂが後退する動作に食パンＢ１は追従しない。結果として、食パンＢ１が包装用袋１０７内に収容されるとともに、下方スクープ３ｂから食パンが落下する。
【００５６】
インフィードコンベア１０３は、搬送経路Ｐに沿って延在し、スクープ３へ食パンＢ１を導入するための搬送手段である。従って、インフィードコンベア１０３は、搬送経路Ｐにおいて往復移動機構２１の上流側に配置されている。
【００５７】
また、ディスチャージコンベア１０５は、搬送経路Ｐに沿って延在し、スクープ３により包装用袋１０７に収容された食パンＢ１を、次の工程へ移送するために用いられる。従って、ディスチャージコンベア１０５は、搬送経路Ｐにおいて往復移動機２１の下流側に配置される。
【００５８】
インフィードコンベア１０３及びディスチャージコンベア１０５は、従来から知られている構成である。例えば、２つのスプロケット間に無端回動体が巻回され、無端回動体には食パンＢ１を付勢するためのフライトが装着されている搬送手段を用いる。無端回動体を所定タイミングで駆動することにより、食パンＢ１は、スクープ３内に導入される。食パン包装装置１により包装された食パンＢ１は、ディスチャージコンベア１０５上に落下し、ディスチャージコンベア１０５により次の工程へ搬送される。なお、インフィードコンベア１０３、ディスチャージコンベア１０５、食パン包装装置１は、制御部１１１により、所定タイミングで同期するように制御できる。
【００５９】
本実施形態では、連結軸部材２３の長手方向の中点に、シャトル５が連結されるリンク部材１１を装着し、リンク部材１１を中心として左右対称に連結軸部材２３の両側に２つのガイドプーリ２７を設ける構成としている。この構成により、歯付きベルト９の回動に伴い連結軸部材２３が安定して移動する。しかし、本発明はこの構成に限定されない。例えば、連結軸部材に掛かる負荷が相対的に小さい場合には、一方のガイドプーリ２７のみを備える構成とし、連結軸部材２３を片持ち構造とすることも可能である。さらに、内方ローラガイド６１、外方ローラガイド６３、及び６５の一つ、又は内方ローラガイド６１、外方ローラガイド６３、６５を備えない構成のパン包装装置及びパン包装システムとすることも可能である。
【００６０】
さらに、本実施形態では、回転力を伝達するためにプーリとベルトとを用いているが、スプロケットとチェーンとにより回転力を伝達することも可能である。
【００６１】
なお、本実施形態の食パン包装装置は、ポリエチレン袋を用いて食パンを包装する構成である。しかし、本発明は、この構成に限定されない。パンを包装するための包装部材は、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン等のプラスチック製の部材に限定されず、紙製、金属製、布製等の部材を用いてもよい。
【００６２】
また、本実施形態は、直方体形状の角型食パンを用いて説明したが、本発明は、角型食パンに限定されず、種々の寸法及び形状のパンを搬送するためのパン包装装置及びパン包装システムに適用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 食パン包装装置
３ スクープ
５ シャトル
７ ガイド部材
８ 往復移動機構
９ 歯付きベルト
１１ リンク部材
１３ 駆動プーリ
１５ 駆動軸
１６ 従動プーリ
１７ 従動軸
１９ 装置本体
２１ 移動部
２３ 連結軸部材
２５ 転がり軸受
２７ ガイドプーリ
２８ プーリ溝
２９ 駆動モータ
３１ 回転軸
３３ 歯付き駆動プーリ
３５ 歯付き従動プーリ
３７ 歯付き駆動ベルト
３９ 従動プーリ回転軸
４１ 伝達プーリ
４３ 歯付き駆動プーリ
４５ 歯付き従動プーリ
４７ シャトル基台
４９ 側壁
５１、５３ 車輪
５５ 連結用突起
５７ 天壁
５８ ピン
５９ ローラガイド
６０ 溝
６１ 内方ローラガイド
６２ 外方ローラガイド
６３ 外方前側ローラガイド部材
６５ 外方後側ローラガイド部材
６７ ガイド凹部
６８ 外周部
１０１ 食パン包装システム
１０３ インフィードコンベア
１０５ ディスチャージコンベア
１０７ 包装用袋
Ｂ１ 食パン
Ｐ 搬送経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンを包装部材で包装するためのパン包装システムに関し、特に、一方向に回転する無端回動体を利用する往復移動機構を備えるパン包装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポリエチレン袋等の包装部材内に縦長の（例えば、３斤長の）食パンを詰めるパン包装装置が利用されている。例えば、特許文献１は、カム及びリンク機構を利用した往復移動機構を備える従来のパン包装装置を開示する。この従来のパン包装装置は、折り畳まれたポリエチレン袋が置かれている袋載置部と、食パンに袋を被せる包装位置と、を往復移動するスクープを備える。スクープは、袋載置部で包装部材を保持し、包装位置で食パンを包装するために、袋載置部及び包装位置間を往復移動する。
【０００３】
一方、特許文献２に開示される食パン包装装置の往復移動機構は、互いに離間して配置される一対のプーリと、一対のプーリ間に巻回さる歯付きベルトと、を備える。駆動モータからの回転力が一方のプーリに伝達されると、歯付きベルトが回動し、他方のプーリに回転力が伝わる構成である。さらに、この食パン包装装置は、連結棒を備え、連結棒の一端部が歯付きベルトに連結され、連結棒の他端部がスクープに連結されている。
【０００４】
両プーリ間に延在する歯付きベルトの直線移動領域を、連結棒が往復移動することによりスクープが往復移動する。すなわち、歯付きベルトに連結される連結棒の一端部は、両プーリを通過することはない。従って、往復移動機構を駆動するための駆動モータは加減速を行い、連結棒の一端部がプーリの近傍から他方のプーリの近傍に向かい移動し、プーリを越えることなく、再度、一方のプーリの近傍に移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２１号公報
【特許文献２】米国特許第５７４３０７１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されるカム及びリンクを利用する往復移動機構は、構造が複雑になるのみではなく、構成要素の連結部の数が多くなる。連結部の数が多いほど、連結部のガタによる騒音が生じる恐れがあり、パン包装装置を安定して長期稼働させることが難しい。
【０００７】
また、特許文献２に開示される往復移動機構は、スクープと無端回動体を連結する連結棒を、駆動モータにより、２つのプーリ間の直線移動領域内で往復移動させる構成である。従って、連結棒の一端部が折り返す位置にある場合には、駆動モータを急制動し、回転方向を逆転させる必要があり、連結棒の一端部が両プーリの間にある場合には、急加減速を行う必要がある。結果として、駆動モータに加わる慣性負荷により、駆動モータの耐久性を長くすることが難しい。
なお、無端回動体として金属製のチェーンを用いることも考えられる。しかし、パン包装装置の騒音が大きくなる傾向にある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。すなわち、連結部の数を最小限に抑え安定して稼働でき、簡易な往復移動機構を備えるパン包装システム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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のパン包装システムの第１の態様は、パンを包装する包装部材を保持するスクープが装着可能な移動体と、前記移動体が移動する移動経路を規定するガイド部材と、前記ガイド部材に沿って前記移動体を往復移動させるための無端回動体を有する往復移動機構と、前記無端回動体と前記移動体とを連結するリンク部材と、を備え、前記無端回動体を一方向にのみ回動させることにより、前記移動体が前記ガイド部材に沿って往復移動する。
【００１０】
また、本発明のパン包装システムの第２の態様によれば、前記往復移動機構は、前記移動体を一定速又は加減速で移送させる。
【００１１】
さらに、本発明のパン包装システムの第３の態様によれば、前記移動体は、所定の曲率半径を有する転動面が設けられ回動可能な第１の転動体を有し、前記ガイド部材は、前記第１の転動体の転動面の曲率半径以下の曲率半径を有し、前記第１の転動体が転動できる転動路が設けられている第１のガイド軸部材を有する。
【００１２】
本発明のパン包装システムの第４の態様によれば、前記移動体は、平坦な転動面が設けられ回動可能な第２の転動体を有し、前記ガイド部材は、第２の転動体が転動できる平坦な転動路が設けられている第２のガイド軸部材を有し、前記第１のガイド軸部材と前記第２のガイド軸部材とは、互いに平行に離間配置されている。
【００１３】
さらに、本発明のパン包装システムの第５の態様によれば、前記リンク部材の一端部には、回動可能なガイドプーリが装着され、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の直線移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域内に第１のローラガイド部材が配置されている。
【００１４】
さらに、本発明のパン包装システムの第６の態様によれば、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の湾曲移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域外に第２のローラガイド部材が配置されている。
【００１５】
さらに、本発明のパン包装システムの第７の態様によれば、前記リンク部材の一端部には、回動可能なガイドプーリが装着され、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の湾曲移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域外に第２のローラガイド部材が配置されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるパン包装装置は、スクープと往復移動機構とを連結する連結部材を備える構成である。従って、従来のリンク及びカムを利用する往復移動機構に比べ、連結部を少なくすることができるので、所期の性能を維持させることができる。
【００１７】
また、本発明にかかるパン包装装置は、無端回動体を一方向にのみ回転させ、移動体を往復移動させる構成であるので、無端回動体を正転及び逆転を繰り返す必要がない。従って、パン包装システムを駆動するために用いる駆動源からの回転方向の変更が不要となり、駆動源への負荷を抑制できる。従って、パン包装システムの耐久性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る食パン包装装置の主要要素を模式的に示す正面図である。
【図２】実施形態に係る食パン包装装置の主要要素を模式的に示す一部破断平面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図４】図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。
【図５】（ａ）は、実施形態に係る食パン包装装置を有する食パン包装システムの全体を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、実施形態に係る食パン包装装置を有する食パン包装システムの全体を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係るパン包装システムを適用した実施形態に係る食パン包装装置及び食パン包装システムを図面に基づいて説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００２０】
図１は、実施形態に係る食パン包装装置１の主要要素を模式的に示す正面図、図２は、実施形態に係る食パン包装装置１の主要要素を模式的に示す一部破断平面図、図３は、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図、図４は、図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った断面図である。なお、図１中に一点鎖線で示される複数のシャトル５及び連結部材１１は、シャトル５及び連結部材１１の動きを示すためのもので、食パン包装装置１は、単一のシャトル５を備える。本明細書において、下流側とは食パンが搬送される方向のことであり、上流側とはその逆の方向のことである。さらに、右側（又は左側）とは、図２において、下方スクープ１１ａが装置本体１９から離れる方向に向いたときの右方（又は左方）を意味する。
【００２１】
食パン包装装置１は、主として、食パンを収容する袋を保持可能なスクープ３が装着される移動体すなわちシャトル５と、シャトル５が移動可能に載置されるガイド部材７と、ガイド部材７に沿って延在する無端回動体、すなわち歯付きベルト９を有する往復移動機構８と、歯付きベルト９とシャトル５とを連結するリンク部材１１と、を備え、歯付きベルト９が、一方向（矢印Ｘ方向）にのみ回動させることにより、ガイド部材７上をシャトル５が往復移動（矢印Ｒ方向）する。歯付きベルト９の材料としては、合成ゴム若しくはポリウレタン、又はガラスファイバ、アラミド繊維、若しくは鋼線を内部に含む合成ゴム若しくはポリウレタンを用いることができる。
【００２２】
シャトル５をガイド部材７に沿って往復移動させる往復移動機構８は、所定距離離れ回転軸心が平行に配置される一対の駆動プーリ１３及び従動プーリ１６と、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６に巻回される歯付きベルト９と、歯付きベルト９の所定箇所に固定され、歯付きベルト９の回動に追従して動く移動部２１と、を有する。図２に示されるように、駆動プーリ１３の駆動軸１５と従動プーリ１６の従動軸１７とは、回転軸心が互いに平行で所定距離離れるように回転可能に装置本体１９に支持されている。
【００２３】
また、駆動軸１５は、右側駆動軸部材１５ａ及び左側駆動軸部材１５ｂを有し、軸方向に離間して、両駆動軸部材１５ａ、１５ｂの軸心が一直線上に整合し、回転可能に支持されている。同様に、従動軸１７は、右側従動軸部材１７ａ及び左側従動軸部材１７ｂを有し、軸方向に離間して、両従動軸部材１７ａ、１７ｂの軸心が一直線上に整合し、回転可能に支持されている。
【００２４】
右側駆動軸部材１５ａ及び左側駆動軸部材１５ｂそれぞれには、駆動プーリ１３を構成する右側駆動プーリ部材１３ａ、左側駆動プーリ部材１３ｂが嵌合されている。同様に、右側従動軸部材１７ａ及び左側従動軸部材１７ｂそれぞれには、従動プーリ１６を構成する右側駆動プーリ部材１６ａ、左側駆動プーリ部材１６ｂが嵌合している。さらに、歯付きベルト９は、図２の紙面において下方側に配置される右側歯付きベルト部材９ａと、左側歯付きベルト部材９ｂを有し、右側歯付きベルト部材９ａは、右側駆動プーリ部材１３ａ及び右側従動プーリ部材１６ａに巻回されている。同様に左側歯付きベルト部材９ｂは、左側駆動プーリ部材１３ｂ及び左側従動プーリ部材１６ｂに巻回されている。
【００２５】
移動部２１は、右側歯付きベルト９ａ及び左側歯付きベルト９ｂとの間に延びる円柱状の単一の連結軸部材２３と、連結軸部材２３に転がり軸受２５を介して回転可能に装着されるガイドプーリ２７と、を備える。連結軸部材２３は、平面視（図２参照。）において歯付きベルト部材９ａ、９ｂの延在する方向に対してほぼ垂直な方向に延びる。なお、連結軸部材２３は、歯付きベルト部材９ａ、９ｂに、公知の締結部材により固定されている。例えば、締結部材は、歯付きベルト部材９ａ、９ｂの厚さ方向に右側及び左側歯付きベルト部材９ａ、９ｂを挟む一対の板状部材と、板状部材同士を固定するボルト及びナットから構成される。
【００２６】
このように、本実施形態では、互いに平行に離間配置される２つの右側及び左側歯付きベルト部材９ａ、９ｂの回動に伴い、右側及び左側歯付きベルト部材９ａ、９ｂに固定されている移動部２１が、駆動プーリ部材１３ａ、１３ｂ及び従動プーリ部材１６ａ、１６ｂの周りを移動する。
【００２７】
食パン包装装置１の駆動源として、駆動モータ２９が設けられている。往復移動機構８への回転力は、駆動モータ２９から供給される。駆動モータ２９の回転軸３１には、回転軸３１と同心に、歯付き駆動プーリ３３が装着されている。なお、駆動モータとしてサーボモータを利用することが可能である。
歯付き駆動プーリ３３と、歯付き従動プーリ３５には、歯付き駆動ベルト３７が巻回され、駆動プーリ３３の回転力は、歯付き従動プーリ３５に歯付き駆動ベルト３７を介して伝達される。従動プーリ３５の従動プーリ回転軸３９には、歯付き従動プーリ３５と同心に伝達プーリ４１が固定され、歯付き従動プーリ３５と伝達プーリ４１とは一体的に回転可能な構成である。なお、従動プーリ回転軸３９は、装置本体１９に回転可能に支持されている。
【００２８】
また、往復移動機構８の駆動軸１５には、歯付き回転軸プーリ４３が固定されている。歯付き回転軸プーリ４３は、駆動軸１５の両端部それぞれに固定される右側駆動プーリ４３ａと、左側駆動プーリ４３ｂとから構成される。伝達プーリ４１（図１参照。）と右側駆動プーリ４３ａとには、右側伝達ベルト４５ａが巻回されている。従って、駆動モータ２９の回転力は、右側歯付き従動プーリ３５を介して、右側駆動プーリ４３ａに伝達される。なお、左側駆動プーリ４３ａには、従動プーリ回転軸３９に装着されているもう一つの歯付き従動プーリ（不図示）及び歯付き従動プーリと同心に配置される伝達プーリ４１（不図示）から左側伝達ベルト４５ｂを介して駆動モータ２９の回転力が伝達される。従って、左側駆動プーリ４３ｂと、右側駆動プーリ４３ａとは、同期して回転する構成である。
【００２９】
次に、移動部５について説明する。シャトル５は、図３に示すように正面視で逆Ｕ字状のシャトル基台４７と、シャトル基台４７を転動可能にする車輪５１、５３と、往復移動機構８に連結するための連結用突起５５と、を備える。シャトル基台４７は、側壁４９を構成する右側側壁４９ａ及び左側側壁４９ｂと、右側側壁４９ａ、左側側壁４９ｂとを連結する天壁５７と、から構成される。側壁４９は、図１に示すように側面視で、略Ｔ字形状である。右側側壁４９ａ（左側側壁４９ｂ）に装着される車輪５１は、２つの上方車輪５１ａ、５１ｂ（５３ａ、５３ｂ）と、右側下方車輪５１ｃ（５３ｃ）から構成され、回転可能に支持されている。
【００３０】
右側上方車輪５１ａ、５１ｂは、シャトル５の移動方向Ｒに関し離間し配置され、右側下方車輪５１ｃは、平面視において（図２参照）、右側上方車輪５１ａ、５１ｂの間に位置するように配置されている。また、側面視において（図１参照。）、右側上方車輪５１ａ、５１ｂと、右側下方車輪５１ｃとは、断面四角形状の右側ガイド軸部材（第２のガイド軸部材）７ａを挟むような位置関係に配置されている。
【００３１】
右側上方車輪５１ａ、５１ｂ及び右側下方車輪５１ｃの右側ガイド軸部材７ａと接する外周面には、その周方向に延在する溝６０が車輪の幅方向に所定ピッチで設けられている。一方、右側ガイド軸部材７ａの上面１８ａ及び下面１８ｂは、平坦である。従って、右側上方及び右側下方車輪５１ａ、５１ｂ、５１ｃの凹凸面が、右側ガイド軸部材７ａの上面１８ａ及び下面１８ｂ上を転動する。
【００３２】
同様に、左側上方車輪５３ａ、５３ｂは、シャトル５の移動方向（矢印Ｒ）に関し離間配置され、左側下方車輪５３ｃは、平面視において（図２参照）、左側上方車輪５３ａ、５３ｂの間に位置するように配置されている。また、側面視（図１参照。）において、左側上方車輪５３ａ、５３ｂは、左側下方車輪５３ｃとは、左側ガイド軸部材７ｂ（第１のガイド軸部材）を挟むような位置関係に配置されている。なお、左側ガイド軸部材７ｂは、その長手方向に垂直な断面が円形である。また、左側ガイド軸部材７ｂの断面の半径は、左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃの左側ガイド軸部材７ｂと接する外周面（転動面）の曲率半径以下に寸法付けされている。
【００３３】
なお、左側ガイド軸部材７ｂの断面形状が円形であり、左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃの外周面が、凹状の湾曲面である構成に、本発明は限定されない。左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃが接する左側ガイド軸部材７ｂの凸状（又は凹状）領域の曲率半径が、左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃの凹状（又は凸状）の転動面の曲率半径以下（又は曲率半径以上）に寸法付けされ、左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃが、左側ガイド軸部材７ｂ上を転動できる構成であれば良い。
【００３４】
このように、シャトル５は、車輪５１、５３により、それぞれ右側ガイド軸部材７ａ、左側ガイド軸部材７ｂに沿って移動する構成である。なお、前述の通り、右側上方及び右側下方車輪５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、平坦な上面１８ａ及び下面１８ｂ上を転動する構成であるので、右側及び左側ガイド軸部材７ａ、７ｂ間の距離の若干の誤差を許容できる。
【００３５】
一方、左側上方及び下方車輪５３ａ、５３ｂ、５３ｃの外周面を湾曲面６４とすることにより、左側ガイド軸部材７ｂに沿って左側上方及び下方車輪５３ａ、５３ｂ、５３ｃが転動し、かつ振動の発生を抑えることができる。すなわち、左側上方及び左側下方車輪５３ａ、５３ｂ、５３ｃ並びに左ガイド軸部材７ｂは、シャトル５の移動方向を規制する機能を果たし、左側ガイド軸部材７ａ、７ｂに沿ってシャトル５が確実に移動することができる。なお、右側上方及び右側下方車輪５１ａ、５１ｂ、５１ｃは、溝６０を備える構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、右側ガイド軸部材７ａの上面１８ａ、下面１８ｂに接する面を平坦にしても良い。
【００３６】
さらに、左ガイド軸部材７ｂ並びに左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃの代わりに、右側ガイド軸部材７ａ並びに右側上方車輪５１ａ、５１ｂ及び右側下方車輪５１ｃが所定の曲率半径を備える形状とし、右側ガイド軸部材７ａ並びに右側上方車輪５１ａ、５１ｂ及び右側下方車輪５１ｃの平坦な形状を、左ガイド軸部材７ｂ並びに左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃに適用することも可能である。
【００３７】
また、右側ガイド軸部材７ａ並びに右側上方車輪５１ａ、５１ｂ及び右側下方車輪５１ｃと、左ガイド軸部材７ｂ並びに左側上方車輪５３ａ、５３ｂ及び左側下方車輪５３ｃと、を所定の曲率半径を備える形状とすることも可能である。さらに、上方車輪及び下方車輪の数は、少なくとも一つの上方車輪及び下方車輪によりガイド軸部材を挟める限り、シャトル５の大きさや形状に応じて適宜変更できる。
【００３８】
連結用突起５５は、シャトル５の天壁５７から側壁４９と平行に延びている。連結用突起５５の先端は、リンク部材１１の一端部１１ａに枢動可能にピン５８を介してピン結合される。また、リンク部材１１の他端部１１ｂは、連結軸部材２３の軸方向ほぼ中央位置に、枢動可能に装着されている。また、リンク部材１１の長手方向長さは、歯付きベルト９が矢印Ｘ方向に周回することにより、ガイド部材７の所定位置（例えば、図１のガイド部材７の左端部及び右端部）間を往復できるように寸法付けする。
【００３９】
さらに、本実施形態の食パン包装装置１の往復移動機構８は、ローラガイド５９を備える。ローラガイド５９は、歯付きベルト９により囲まれる領域の内部であって、歯付きベルト９の直線移動領域に沿って配置される内方ローラガイド６１と、歯付きベルト９により囲まれる領域の外部であって、歯付きベルト９の湾曲移動領域に沿って配置される外方ローラガイド部材６３、６５と、を有する。
【００４０】
内方ローラガイド６１は、内方右側ローラガイド部材６１ａ及び内方右側ローラガイド部材６１ｂを有し、それぞれ矩形状で所定厚さの板状部材から構成される。図３に示すように、内方右側及び左側ローラガイド部材６１ａ、６１ｂは、互いに平行に装置本体１９に固定されている。内方右側及び内方左側ローラガイド部材６１ａ、６１ｂは、同一形状、同一寸法であるので、内方右側ローラガイド部材６１ａについて説明する。
【００４１】
内方右側ローラガイド部材６１ａの外周部６８は、それぞれ、連結軸部材２３に固定されているガイドプーリ２７の外周面に設けられているプーリ溝２８に係合し、連結軸部材２３の移動に伴い、内方右側ローラガイド部材６１ａ上を転動する。
【００４２】
ここで、連結軸部材Ａ（図１参照。）に作用する力のつりあいについて説明する。連結軸部材Ａに連結されるシャトル５は、図１において矢印Ｒ方向に関し右方に移動している状態、すなわち、スクープ３が前進している状態である。この場合には、連結軸部材Ａには、連結軸１１の長手方向に沿った力ＴＡが掛かる。すなわち、歯付き右方ベルト部材９ａには、力ＴＡの鉛直方向下方成分の力ＶＡが掛かり、歯付き右方ベルト部材９ａに図１の下方に撓ませる力が作用する。この鉛直方向下方成分の力ＶＡにより、右方ベルト部材９ａが撓むことを防止するため、前述の内方右側ローラガイド部材６１ａにより鉛直方向下方成分の力ＶＡを受ける構成である。
【００４３】
さらに、連結軸部材Ｂに作用する力のつりあいについて説明する。連結軸部材Ｂに連結されるシャトル５は、図１において矢印Ｒ方向に関し左方に移動している状態、すなわち、スクープ３が後退している状態である。この場合には、連結軸部材Ｂには、連結軸１１の長手方向に沿った力ＴＢが掛かる。すなわち、歯付き右方ベルト部材９ａには、力ＴＢの鉛直方向下方成分の力ＶＢが掛かり、歯付き右方ベルト部材９ａを図１の上方に撓ませる力が作用する。この鉛直方向上方成分の力ＶＢにより、右方ベルト部材９ａが撓むことを防止するため、前述の内方右側ローラガイド部材６１ａにより鉛直方向下方成分の力ＶＢ１を受ける構成である。
【００４４】
なお、内方左側ローラガイド部材６１ｂも内方右側ローラガイド部材６１ａと同様に機能することは言うまでもない。従って、歯付きベルト９は、駆動プーリ１３と従動プーリ１６間の直線移動領域において撓みが生じない。結果として、シャトル５が所定速度で移動することができる。
【００４５】
本実施形態の外方ローラガイドは、前側外方ローラガイド部材６３及び後側外方ローラガイド部材６５とを有する。さらに、前側外方ローラガイド部材６３は、右側ガイドプーリ２７ａ及び左側ガイドプーリ２７ｂに対応して、前側外方右側ローラガイド部材６３ａと前側外方左側ローラガイド部材６３ｂとを有する。同様に、後側外方ローラガイド部材６５は、右側ガイドプーリ２７ａ及び左側ガイドプーリ２７ｂに対応して、後側外方右側ローラガイド部材６５ａと後側外方左側ローラガイド部材６５ｂとを有する。
【００４６】
前側外方右側及び左側ローラガイド部材６３ａ、６３ｂ、並びに後側外方右側及び左側ローラガイド部材６５ａ、６５ｂは、半円状のガイド凹部６７が設けられた板状部材であり、装置本体１９に固定されている。ガイド凹部６７の曲率半径は、連結軸部材２３に装着されているガイドプーリ２７が、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６（すなち、湾曲移動領域）を通過する際の、駆動プーリ１３の軸心から最も遠い部分の軌跡の曲率半径と同じに寸法付けされている。従って、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６は、外方ローラガイド６５に回転支持される構成である。
【００４７】
前側外方右側及び左側ローラガイド部材６３ａ、６３ｂ、並びに後側外方右側及び左側ローラガイド部材６５ａ、６５ｂは、すべて矩形状で所定厚さの板状部材から構成される。図１に示すように、前側外方右側及び左側ローラガイド部材６３ａ、６３ｂは、互いに平行に装置本体１９に固定されている。前側外方右側及び左側ローラガイド部材６３ａ、６３ｂ、並びに後側外方右側及び左側ローラガイド部材６５ａ、６５ｂは、同一形状、同一寸法であるので、前側外方右側ローラガイド部材６３ａ、後側外方右側ローラガイド部材６５ａについて説明する。
【００４８】
連結軸部材２３に固定されている右側ガイドプーリ２７ａは、連結軸部材２３が、右側歯付きベルト９ａの湾曲移動領域において、前側外方右側ローラガイド部材６３ａ（及び後側外方右側ローラガイド部材６５ａ）のガイド凹部６７上を転動する。
【００４９】
ここで、連結軸部材２３に作用する力のつりあいについて検討する。連結軸部材２３に連結されるシャトル５は、図１において矢印Ｘ方向に移動している状態である。
【００５０】
シャトル５が、直線移動領域に沿って矢印Ｒ方向に関し左方（又は右方）に進み、ガイドプーリ２７が従動プーリ１６（又は駆動プーリ１３）の外周側を周回する際には、従動軸１７（又は駆動軸１５）の軸心から従動軸１７（又は駆動軸１５）の半径方向外方に向かう遠心力ＣＡが、連結軸部材Ｃに対して作用する。外方ローラガイド６３、６５は、この遠心力ＣＡを受けるために配置されている。従って、ガイドプーリ２７が湾曲移動領域にあるときに、歯付きベルト９に過負荷が掛かることを防止できる。結果として食パン包装装置１の耐久性を高めることができる。
【００５１】
上記構成の食パン包装装置１の動作について説明する。図１に示すように、駆動モータ２９を駆動させることによる回転軸３１の矢印６９方向への回転力は、伝達プーリ４１等を介して歯付き駆動プーリ４３に伝達される。歯付き駆動プーリ４３が矢印Ｘ方向に回転すると、歯付きベルト９が、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６を周回する。歯付きベルト９に連結されている連結軸部材２３は、歯付きベルト９が回動することにより、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６を周回する。
【００５２】
連結軸部材２３が、駆動プーリ１３及び従動プーリ１６の回転軸心間を通る軸心間面より、図１において上方に延在する歯付きベルト９の領域内で移動するときは、シャトル５を図１の右方に前進させる。反対に図１において、当該軸心間面より下方に延在する歯付きベルト９に連結軸部材２３が位置するときは、シャトル５は図１の左方（後退する方向）に移動する。このように、連結軸部材２３を一方向（Ｘ方向）にのみ回動させることにより、シャトル５に装着されている下方スクープ３ｂ及び上方スクープ３ａは、食パンの搬送経路Ｐを横切る方向において往復移動する。なお、シャトル５が、一定の速度（一定速）又は加減速で移動するように、駆動モータ２９が制御される。
【００５３】
〔食パン包装システム〕
食パンの製造を行なう工場では、一般的に、食パンを製造する工程と、食パンを包装する工程とを、連続的に行うための包装システムが利用されている。従って、食パンを搬入するための導入コンベアと、食パンを搬出するための排出コンベアと、実施形態に係る食パン包装装置１と、が連結されている食パン包装システム１０１について簡単に説明する。図５（ａ）は、食パン包装システム１０１の平面図であり、図５（ｂ）は、食パン包装装置１０１の正面図である。
【００５４】
食パン包装装置１は、図５（ｂ）の左右方向に延びる搬送経路Ｐを交差する方向に延在している。図５（ａ）中において、上方スクープ３ａ（３）が、搬送経路Ｐに対して垂直な方向に、往復移動機構２１により前進又は後退するように配置されている。スクープ３の先端部３ｃが、搬送経路Ｐを越えて、包装用袋１０７を把持し、包装用袋１０７を開口させる。包装用袋１０７を開口させた状態で把持し（スクープ３の先端部３ｃが最大前進位置に達している）、上方スクープ３ａ及び下方スクープ３ｂの間に食パンＢ１が導入される。
【００５５】
スクープ３が食パンＢ１を保持した状態で、スクープ３が、往復移動機構８の方向へ後退すると、開口した状態の包装用袋１０７が食パンＢ１を保持されている位置まで後退する。スクープ３が後退する際には、食パンＢ１は不図示の保持手段により、食パンが搬送経路Ｐ上に維持される。すなわち、下方スクープ３ｂが後退する動作に食パンＢ１は追従しない。結果として、食パンＢ１が包装用袋１０７内に収容されるとともに、下方スクープ３ｂから食パンが落下する。
【００５６】
インフィードコンベア１０３は、搬送経路Ｐに沿って延在し、スクープ３へ食パンＢ１を導入するための搬送手段である。従って、インフィードコンベア１０３は、搬送経路Ｐにおいて往復移動機構２１の上流側に配置されている。
【００５７】
また、ディスチャージコンベア１０５は、搬送経路Ｐに沿って延在し、スクープ３により包装用袋１０７に収容された食パンＢ１を、次の工程へ移送するために用いられる。従って、ディスチャージコンベア１０５は、搬送経路Ｐにおいて往復移動機２１の下流側に配置される。
【００５８】
インフィードコンベア１０３及びディスチャージコンベア１０５は、従来から知られている構成である。例えば、２つのスプロケット間に無端回動体が巻回され、無端回動体には食パンＢ１を付勢するためのフライトが装着されている搬送手段を用いる。無端回動体を所定タイミングで駆動することにより、食パンＢ１は、スクープ３内に導入される。食パン包装装置１により包装された食パンＢ１は、ディスチャージコンベア１０５上に落下し、ディスチャージコンベア１０５により次の工程へ搬送される。なお、インフィードコンベア１０３、ディスチャージコンベア１０５、食パン包装装置１は、制御部１１１により、所定タイミングで同期するように制御できる。
【００５９】
本実施形態では、連結軸部材２３の長手方向の中点に、シャトル５が連結されるリンク部材１１を装着し、リンク部材１１を中心として左右対称に連結軸部材２３の両側に２つのガイドプーリ２７を設ける構成としている。この構成により、歯付きベルト９の回動に伴い連結軸部材２３が安定して移動する。しかし、本発明はこの構成に限定されない。例えば、連結軸部材に掛かる負荷が相対的に小さい場合には、一方のガイドプーリ２７のみを備える構成とし、連結軸部材２３を片持ち構造とすることも可能である。さらに、内方ローラガイド６１、外方ローラガイド６３、及び６５の一つ、又は内方ローラガイド６１、外方ローラガイド６３、６５を備えない構成のパン包装装置及びパン包装システムとすることも可能である。
【００６０】
さらに、本実施形態では、回転力を伝達するためにプーリとベルトとを用いているが、スプロケットとチェーンとにより回転力を伝達することも可能である。
【００６１】
なお、本実施形態の食パン包装装置は、ポリエチレン袋を用いて食パンを包装する構成である。しかし、本発明は、この構成に限定されない。パンを包装するための包装部材は、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン等のプラスチック製の部材に限定されず、紙製、金属製、布製等の部材を用いてもよい。
【００６２】
また、本実施形態は、直方体形状の角型食パンを用いて説明したが、本発明は、角型食パンに限定されず、種々の寸法及び形状のパンを搬送するためのパン包装装置及びパン包装システムに適用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 食パン包装装置
３ スクープ
５ シャトル
７ ガイド部材
８ 往復移動機構
９ 歯付きベルト
１１ リンク部材
１３ 駆動プーリ
１５ 駆動軸
１６ 従動プーリ
１７ 従動軸
１９ 装置本体
２１ 移動部
２３ 連結軸部材
２５ 転がり軸受
２７ ガイドプーリ
２８ プーリ溝
２９ 駆動モータ
３１ 回転軸
３３ 歯付き駆動プーリ
３５ 歯付き従動プーリ
３７ 歯付き駆動ベルト
３９ 従動プーリ回転軸
４１ 伝達プーリ
４３ 歯付き駆動プーリ
４５ 歯付き従動プーリ
４７ シャトル基台
４９ 側壁
５１、５３ 車輪
５５ 連結用突起
５７ 天壁
５８ ピン
５９ ローラガイド
６０ 溝
６１ 内方ローラガイド
６２ 外方ローラガイド
６３ 外方前側ローラガイド部材
６５ 外方後側ローラガイド部材
６７ ガイド凹部
６８ 外周部
１０１ 食パン包装システム
１０３ インフィードコンベア
１０５ ディスチャージコンベア
１０７ 包装用袋
Ｂ１ 食パン
Ｐ 搬送経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンを包装する包装部材を保持するスクープが装着可能な移動体と、
前記移動体が移動する移動経路を規定するガイド部材と、
前記ガイド部材に沿って前記移動体を往復移動させるための無端回動体を有する往復移動機構と、
前記無端回動体と前記移動体とを連結するリンク部材と、を備え、
前記無端回動体を一方向にのみ回動させることにより、前記移動体が前記ガイド部材に沿って往復移動することを特徴とするパン包装システム。
【請求項２】
前記往復移動機構は、前記移動体を一定速又は加減速で移送させることを特徴とする請求項１に記載のパン包装システム。
【請求項３】
前記移動体は、所定の曲率半径を有する転動面が設けられ回動可能な第１の転動体を有し、前記ガイド部材は、前記第１の転動体の転動面の曲率半径以下の曲率半径を有し、前記第１の転動体が転動できる転動路が設けられている第１のガイド軸部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のパン包装システム。
【請求項４】
前記移動体は、平坦な転動面が設けられ回動可能な第２の転動体を有し、前記ガイド部材は、第２の転動体が転動できる平坦な転動路が設けられている第２のガイド軸部材を有し、前記第１のガイド軸部材と前記第２のガイド軸部材とは、互いに平行に離間配置されていることを特徴とする請求項３に記載のパン包装システム。
【請求項５】
前記リンク部材の一端部には、回動可能なガイドプーリが装着され、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の直線移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域内に第１のローラガイド部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のパン包装システム。
【請求項６】
前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の湾曲移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域外に第２のローラガイド部材が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のパン包装システム。
【請求項７】
前記リンク部材の一端部には、回動可能なガイドプーリが装着され、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の湾曲移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域外に第２のローラガイド部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のパン包装システム。
【請求項１】
パンを包装する包装部材を保持するスクープが装着可能な移動体と、
前記移動体が移動する移動経路を規定するガイド部材と、
前記ガイド部材に沿って前記移動体を往復移動させるための無端回動体を有する往復移動機構と、
前記無端回動体と前記移動体とを連結するリンク部材と、を備え、
前記無端回動体を一方向にのみ回動させることにより、前記移動体が前記ガイド部材に沿って往復移動することを特徴とするパン包装システム。
【請求項２】
前記往復移動機構は、前記移動体を一定速又は加減速で移送させることを特徴とする請求項１に記載のパン包装システム。
【請求項３】
前記移動体は、所定の曲率半径を有する転動面が設けられ回動可能な第１の転動体を有し、前記ガイド部材は、前記第１の転動体の転動面の曲率半径以下の曲率半径を有し、前記第１の転動体が転動できる転動路が設けられている第１のガイド軸部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のパン包装システム。
【請求項４】
前記移動体は、平坦な転動面が設けられ回動可能な第２の転動体を有し、前記ガイド部材は、第２の転動体が転動できる平坦な転動路が設けられている第２のガイド軸部材を有し、前記第１のガイド軸部材と前記第２のガイド軸部材とは、互いに平行に離間配置されていることを特徴とする請求項３に記載のパン包装システム。
【請求項５】
前記リンク部材の一端部には、回動可能なガイドプーリが装着され、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の直線移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域内に第１のローラガイド部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のパン包装システム。
【請求項６】
前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の湾曲移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域外に第２のローラガイド部材が配置されていることを特徴とする請求項５に記載のパン包装システム。
【請求項７】
前記リンク部材の一端部には、回動可能なガイドプーリが装着され、前記リンク部材の一端部が前記無端回動体の湾曲移動領域内にあるときに前記ガイドプーリを支持できるように、前記無端回動体により囲まれる領域外に第２のローラガイド部材が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のパン包装システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−６６８２６（Ｐ２０１２−６６８２６Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１１４６８（Ｐ２０１０−２１１４６８）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００１２８７２８）株式会社オシキリ (40)
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【出願人】（０００１２８７２８）株式会社オシキリ (40)
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