充填装置
【課題】 棒状物品の長さや充填量に拘わらず、充填ホッパ内に棒状物品を互いに隣り合う状態で起立させ、この起立状態で容器等に充填できるようにする。
【解決手段】 複数の棒状物品を滑落させて出口より排出するシュート１７より排出された棒状物品を上側開口部より受け入れる短筒状の本体部３３、及びこの本体部３３の下側開口部を開閉するためのゲート２２を充填ホッパ２１が有する。この充填ホッパ２１内に供給されたそれぞれの棒状物品１が互いに隣合う状態で起立するように充填ホッパ２１を駆動用モータ３２が振動させる。シュート１７は、滑落する棒状物品を滑落方向と平行させるためのものであって、滑落方向と平行する案内部材６４が設けられている。
【解決手段】 複数の棒状物品を滑落させて出口より排出するシュート１７より排出された棒状物品を上側開口部より受け入れる短筒状の本体部３３、及びこの本体部３３の下側開口部を開閉するためのゲート２２を充填ホッパ２１が有する。この充填ホッパ２１内に供給されたそれぞれの棒状物品１が互いに隣合う状態で起立するように充填ホッパ２１を駆動用モータ３２が振動させる。シュート１７は、滑落する棒状物品を滑落方向と平行させるためのものであって、滑落方向と平行する案内部材６４が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、棒状物品を整列させて容器等に充填するためのものであり、例えば食品用の棒状菓子を所定重量ずつ整列させて容器に充填するための充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記従来の充填装置の一例を図１５を参照して説明する（特開平８−２７１３２７号参照）。この充填装置は、従来公知の組合せ秤（図示せず）により計量されて排出された複数の棒状物品１を所定の容器（図示せず）に充填するためのものであり、この組合せ秤に設けられている集合シュート２の出口の下方に設けられ、集合シュート２から排出された棒状物品１の上部の側面と当接して棒状物品１を起立状態で保持する揺動ガイド筒３と、この揺動ガイド筒３を集合シュート２に設けられている枢軸４を中心にして揺動させて、棒状物品１を起立状態にして整列させる振動機構５と、揺動ガイド筒３の下方に設けられ、集合シュート２から排出された棒状物品１の下部の側面と当接して起立状態で保持する固定ガイド筒６と、固定ガイド筒６の下方に設けられ、棒状物品１を受け止め、水平方向に移動してこの受け止めた棒状物品１を下方に排出するゲート７、７と、を備えている。なお、振動機構５は、モータ８と、このモータ８の回転軸１０に設けられている円板９と、一方の端部が回転軸１０と間隔を隔てて円板９と連結しているリンク１１と、このリンク１１の他方の端部と連結し、揺動ガイド筒３と結合するアーム１２と、から成っている。
【０００３】
この充填装置によると、組合せ計量されて集合シュート２の出口から排出された複数の棒状物品１はゲート７、７上に落下して、起立した状態でその上部側面が揺動ガイド筒３に保持され、下部側面が固定ガイド筒６に保持される。そして、この状態で振動機構５が駆動して揺動ガイド筒３を枢軸４を中心にして揺動させることにより、図１５に示すように、縦方向に重なった状態の棒状物品１ａ、ｂの上側の棒状物品１ａをゲート７、７上に落下させることができる。このようにして、棒状物品１を互いに隣合う状態で起立させて整列させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の充填装置は、ゲート７、７上で縦方向に重なった状態の棒状物品１ａ、１ｂの下側の棒状物品１ｂを左右の方向に揺動させることによって上側の棒状物品１ａをゲート７、７上に落下させようとするものであるが、下側の棒状物品１ｂを左右の方向に揺動させるだけでは下側の棒状物品１ｂの上端部に上側の棒状物品１ａの下端部が当接した状態で、下側の棒状物品１ｂに上側の棒状物品１ａが追従して揺動することがある。従って、縦方向に重なった状態の棒状物品１ａ、１ｂの上側の棒状物品１ａをゲート７、７上に確実に落下させることができないという問題がある。これにより、例えば所定の重量又は本数の棒状物品１を所定の容器に充填する場合、その容器から棒状物品１を溢れさせることがあるし、互いに隣合うようにして起立させた状態で充填することができず、見栄えが悪くなることがある。
【０００５】
そして、従来の充填装置では、例えば１回で充填される棒状物品１の本数が多い場合や、棒状物品１の長さが短い場合は、ゲート７、７上に落下して起立する複数の棒状物品１の合計の横幅が広くなるので、揺動ガイド筒３及び固定ガイド筒６の内径をその横幅の合計長さに応じて大きくする必要がある。しかし、揺動ガイド筒３の内径を或る一定以上に大きくすると、ゲート７、７上で傾斜して起立する棒状物品１の上部が揺動ガイド筒３の内側面にとどかないために揺動ガイド筒３に保持されず、固定ガイド筒６の内側面に当接して保持されるか、又はそのままゲート７、７上に横倒しとなることがある。この状態となると、揺動ガイド筒３を揺動させても、ゲート７、７上の棒状物品１を綺麗に起立させて整列させることができず、このように整列していない状態で容器等に充填することとなり、上記のように容器から棒状物品１を溢れさせることがある等の問題が発生する。
【０００６】
本発明は、棒状物品の長さや充填量に拘わらず、充填ホッパ内に棒状物品を互いに隣合う状態で綺麗に起立させることができ、この整列させた状態で容器等に充填することができる充填装置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】
第１の発明に係る充填装置は、複数の棒状物品を滑落させて出口より排出するシュートと、このシュートより排出された棒状物品を上側開口部より受け入れる短筒状の本体部、及びこの本体部の下側開口部を開閉するためのゲートを有する充填ホッパと、この充填ホッパ内に供給されたそれぞれの棒状物品が互いに隣合う状態で起立するように上記充填ホッパを振動させる駆動部と、を備えている。上記シュートは、滑落する棒状物品を滑落方向と平行させるためのものであって、滑落方向と平行する案内部材が設けられている。
【０００８】
第２の発明に係る充填装置は第１の発明において、前記案内部材は、前記シュートにおける滑落面に対して垂直に設けられ、前記シュートの入り口側における前記案内部材は前記滑落方向に進行するに従って前記滑落面に対する高さが高くなるように傾斜させてある
【０００９】
本発明に係る充填装置によると、複数の棒状物品が充填ホッパに供給されると、これら棒状物品を収容している充填ホッパを振動させて、充填ホッパ内に供給されたそれぞれの棒状物品を互いに隣合う状態で起立させることができる。そして、ゲートを開放することにより、棒状物品を整列した状態で排出することができる。
【００１０】
特に、複数の棒状物品を、シュート内を滑落させてその出口より排出して充填ホッパ内に供給することができる。そして、案内部材は、シュート内を滑落する棒状物品を滑落方向と平行する方向に向きを揃えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る充填装置によると、充填ホッパ内に供給されたそれぞれの棒状物品を互いに隣合う状態で起立させることができるので、棒状物品をこのように整列した状態で排出することができる。これにより、例えば所定の重量又は本数の棒状物品を所定の容器に充填する場合、その容器内から溢れさせることなく、見栄え良く互いに隣合うようにして起立させた状態で充填することができる。
【００１２】
特に、案内部材は、シュート内を滑落する棒状物品を滑落方向と平行する方向に向きを揃えることができるので、棒状物品をこのように向きを揃えた状態で充填ホッパに供給することができる。これにより、充填ホッパ内の棒状物品の整列を極めて容易に短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態に係る充填機構部であり充填ホッパが下降位置にある状態を示す側面図である。
【図２】同実施形態に係る充填機構部であり充填ホッパが上昇位置にあって揺動している状態を示す側面図である。
【図３】図１に示す充填機構部の平面図である。
【図４】同実施形態に係る充填機構部に設けられている第２のゲートの平面図である。
【図５】同実施形態に係る充填装置、及びこの充填装置に棒状物品を供給する組合せ秤を示す概略正面図である。
【図６】同実施形態に係る１２台の充填機構部の配置を示す平面図である。
【図７】同実施形態の充填ホッパに設けられている仕切り部材を示す斜視図である。
【図８】充填ホッパに設けられている仕切り部材を示す図であり、（ａ）は同実施形態の仕切り部材の平面図、（ｂ）は同発明の他の実施形態の仕切り部材の平面図である。
【図９】同実施形態の充填ホッパに供給された棒状物品が仕切り部材に凭れかけた状態を示す断面図である。
【図１０】同実施形態の第１のシュートを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図１１】同発明の他の実施形態の第１のシュートを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図１２】同実施形態の第２のシュートを示す縦断側面図である。
【図１３】同実施形態の溜めホッパ示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１４】同実施形態に係る充填装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１５】従来の充填装置の縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る充填装置の一実施形態を各図を参照して説明する。図５は、予め設定された重量の棒状物品（棒状菓子）１を計量して排出する組合せ秤１３と、この組合せ秤１３から排出された計量済み棒状物品１を受け入れて、各計量済み棒状物品１をカップ（包装用容器）１５に順次充填するためのこの実施形態に係る充填装置１４と、空のカップ１５を充填装置１４の下方の充填位置に順次搬送すると共に、計量済み棒状物品１が充填されたカップ１５を取り出し位置に順次搬送するための取り出しコンベア１６と、を示している。
【００１５】
組合せ秤１３は従来公知のものであり、複数の計量ホッパを有し、各計量ホッパに供給された棒状物品１の重量を計量し、組合せ演算部がそれら計量された各棒状物品１の重量を種々に組合わせて合計重量が所定の目標重量に等しいか若しくは近い組合せを選択する。そして、組合せ演算部により選択された組の合計重量が許容重量範囲内であるとき、その組の棒状物品１を対応する各計量ホッパから排出するものである。これら各計量ホッパから排出された計量済みの棒状物品１は、集合シュート２を通ってその出口より排出され、そして、第１のシュート１７と第２のシュート１８を滑落して溜めホッパ１９で保持される。そして、この計量済み棒状物品１は、所定のタイミングで溜めホッパ１９の第１のゲート２０が開くことにより充填装置１４に設けられている充填ホッパ２１に供給される。
【００１６】
この充填ホッパ２１に供給された棒状物品１は、この充填ホッパ２１が所定の排出位置に移動したときに、この充填ホッパ２１の第２のゲート２２が開くことにより取り出しコンベア１６上の所定のカップ１５に充填される。棒状物品１が充填されたカップ１５は、取り出しコンベア１６により搬送されてこの搬送中に蓋がシールされて所定の取り出し位置で取り出される。また、この取り出しコンベア１６には、空のカップ１５が順次供給されており、これらの空のカップ１５に上記のようにして所定の重量の棒状物品１が充填されていく。なお、棒状物品１は、例えば直径が約５ｍｍ、長さが約６０ｍｍである。カップ１５は、例えば上側開口部の直径が約６８ｍｍ、下側開口部の直径が約５２ｍｍ、高さが約７４ｍｍである。そして、各カップ１５に充填される棒状物品１の本数は例えば２７本程度である。
【００１７】
充填装置１４は、図５に概略的に示すように、合計１２台の充填機構部（図５には２台の充填機構部２３を示してある。）２３を円板状の回転台（支持部）２４の上面に設けてある。この回転台２４は、その中心が支持軸２５と結合して支持されており、この支持軸２５は回動自在に軸受部を介して架台２６に設けてある。そして、支持軸２５は、歯車２６、２６を介してモータ２８の回転軸と連結している。図６は、１２台の充填機構部２３が設けられている回転台２４の平面図である。ただし、図６では、３台の充填機構部２３を示し、残りの９台充填機構部２３を省略してある。この１２台の充填機構部２３は、それぞれの充填ホッパ２１を回転台２４の支持軸２５に向けた状態で、回転台２４の上面に同一の円周上に沿って３０°の等間隔で設けてある。そして、回転台２４には、各充填ホッパ２１の下方の位置に開口３０を設けてある。この開口３０は合計１２個あり、充填ホッパ２１内の棒状物品１がこの開口３０を通過してカップ１５内に充填される。
【００１８】
また、図６に示すように、回転台２４は、反時計方向に３０°ずつの回転と停止を繰り返すようにモータ２８により間欠的に回転駆動されている。そして、回転台２４が停止しているときの所定の充填機構部２３の位置が供給位置である。この供給位置に停止している充填ホッパ２１の上方に溜めホッパ１９が位置しており、充填機構部２３がこの供給位置に停止したときに溜めホッパ１９から棒状物品１が供給される。また、回転台２４が停止しているときの別の所定の充填機構部２３の位置が排出位置である。この排出位置に停止している充填ホッパ２１の下方に空のカップ１５が位置しており、充填機構部２３がこの排出位置に停止したときに充填ホッパ２１内の棒状物品１がカップ１５に充填される。
【００１９】
次に、充填機構部２３を説明する。１２台の各充填機構部２３は、それぞれ同一のものであるので、１台の充填機構部２３の説明をして他の充填機構部２３の説明を省略する。充填機構部２３は、充填ホッパ２１を振動させることによってこの充填ホッパ２１に供給された互いに絡み合う複数の棒状物品１を、互いに隣合う状態で起立させて整列させ、この整列させた状態でカップ１５に充填するためのものである。図１〜図３は、充填機構部２３を示す図であり、図１は充填ホッパ２１が下降位置であって垂下位置にある状態を示す側面図、図２は充填ホッパ２１が上昇位置であって外側に揺動している揺動位置にある状態を示す側面図、図３は図１に示す充填機構部２３の平面図である。
【００２０】
充填機構部２３は、図１に示すように、充填ホッパ２１と、振動機構部３１と、振動用モータ（駆動部）３２と、を備えている。充填ホッパ２１は、棒状物品１を上側開口部より受け入れる短円筒形の第２の本体部３３と、この第２の本体部３３の下側開口部を開閉するための第２のゲート２２と、第２の本体部３３の下側開口部に設けられている仕切り部材３４と、を備えている。仕切り部材３４は、図７に示すように、長方形の背の高い１枚の第１の仕切り部材３４ａと、第１の仕切り部材３４ａよりも背の低い長方形の２枚の第２の仕切り部材３４ｂと、から成っている。第１及び第２の仕切り部材３４ａ、３４ｂは、図８（ａ）の平面図に示すように、十字を形成するように鉛直方向に立てた状態で設けてある。なお、第２の本体部３３は、直径が約７０ｍｍ、高さが約１５０ｍｍである。
【００２１】
仕切り部材３４を設けている理由は、充填ホッパ２１内に供給される棒状物品１の長さ（約６０ｍｍ）が充填ホッパ２１の第２の本体部３３の内径（約７０ｍｍ）よりも短いので、仕切り部材が設けられていなければ棒状物品１が第２のゲート２２上で横倒しの状態になるが、図９に示すように、仕切り部材３４を設けることによって、棒状物品１を、その中心軸線が鉛直方向に対して４５°以下の角度θを成す範囲内で起立させて保持することができるからである。従って、仕切り部材３４の高さ、枚数、及び配置は、棒状物品１を鉛直方向に対して４５°以下の角度を成す範囲内で起立させて保持することができるように定めてある。このように、棒状物品１の長さに応じた形状の仕切り部材３４を設けることにより、比較的短い長さの棒状物品１でも、これら棒状物品１を充填ホッパ２１内で互いに隣合う状態で起立するように整列させることができ、この整列させた状態でカップ１５に充填することができる。
【００２２】
そして、充填ホッパ２１内に供給されて第１及び第２の仕切り部材３４ａ、３４ｂの上縁に当接した棒状物品１をその上縁から確実に落下させることができるように、図７に示すように、第１と第２の仕切り部材３４ａ、３４ｂの上縁の高さを相違させてある。これにより、充填ホッパ２１内に収容されている棒状物品１を確実に排出することができる。
【００２３】
また、第１及び第２の仕切り部材３４ａ、３４ｂの各上縁の高さは、図７に示すように、第２のゲート２２上に起立する棒状物品１の重心Ｇ1 の位置よりも高く、棒状物品１の高さよりも低くしてある。これにより、仕切り部材３４に凭れ掛かる棒状物品１が仕切り部材３４を乗り越えて倒れないようにすることができる。そして、例えば図１５に示すように、２本の棒状物品１ａ、１ｂが起立した状態で縦方向に重なった場合に、上側の棒状物品１ａが仕切り部材３４に凭れ掛からないようにしてこの上側の棒状物品１ａを第２のゲート２２上に落下させ易くすることができる。従って、棒状物品１をカップ１５に充填したときに、そのカップ１５内から溢れさせることなく、互いに隣合うようにして起立させた状態で確実に充填することができる。
【００２４】
第２のゲート２２は、図４の平面図に示すように、第２の左ゲート２２ａと、第２の右ゲート２２ｂと、を備えている。第２の左右の各ゲート２２ａ、２２ｂは、支点軸３５、３５を中心にして水平面内で回動自在に支持されており、図４に示す閉位置で充填ホッパ２１内の棒状物品１を保持し、二点鎖線で示す開位置で充填ホッパ２１内の棒状物品１を排出することができる。支点軸３５、３５は、図１に示す振動機構部３１の昇降部３６の下面に設けられている取付板３７に締め付け固定されている。図４に示す３８は、ゲート駆動部である。このゲート駆動部３８は、エアーシリンダであり、図５に示すように、架台２６に１台設けてある。このゲート駆動部３８は、それぞれの充填機構部２３が図６に示す排出位置に移動したときに伸縮動作して、その排出位置にある充填機構部２３の第２のゲート２２を開閉させることができるものである。図４に示す３９は、ゴム製のパッドである。４０は、リンクである。このリンク４０の各端部は第２の左右の各ゲート２２ａ、２２ｂと回動自在に連結しており、第２の右ゲート２２ｂの回動を第２の左ゲート２２ａに伝達して、両方のゲートを同時に開閉させるためのものである。４１は引っ張りコイルばねである。このばね４１は、開位置にある第２の左右のゲート２２ａ、２２ｂを閉位置に戻すためのものである。４２、４２は、係止板である。この係止板４２は、第２の左右のゲート２２ａ、２２ｂが開位置から閉位置に回動したときに、取付板３７に設けられているゴム製のストッパ４３と当接して第２の左右の各ゲートを閉位置で停止させるためのものである。
【００２５】
振動機構部３１は、図１及び図３に示すように、揺動機構部４４と昇降機構部４５とから成っている。揺動機構部４４は、充填ホッパ２１の第２の本体部３３の側面に結合している揺動部４６を備えている。この揺動部４６は、上端部が水平に配置されている揺動軸４７を介して揺動自在に軸支持部（枢支部）４８により支持されている。この軸支持部４８は、昇降部３６の側面にネジ止めしてある。揺動部４６の下端部は、充填ホッパ２１の第２の本体部３３の側面と間隔を隔てて配置されている板状の被係合縁部４９として形成してある。この被係合縁部４９は、Ｕ字形の一対の各係合部５０の溝５１内に係合しており、この溝５１の幅の範囲内で揺動軸４７を中心にして揺動自在となっている。図１に示すように、この充填ホッパ２１の揺動可能な角度は、約７°である。この一対の係合部５０は、昇降部３６の側面にネジ止めしてある。
【００２６】
昇降機構部４５は、昇降部３６を備えている。この昇降部３６の左右の各側面、及び背面には鉛直方向に形成した案内溝５２を合計３つ設けてある。各案内溝５２には、この案内溝５２の側面と当接して転がり、対応する各案内溝５２に沿って相対的に昇降移動自在であるローラ（カムフォロア）５３が係合している。各ローラ５３は、ローラ軸により回動自在に支持されており、各ローラ軸は互いに平行する一対の各支持板５４、及びこの一対の支持板５４を連結する連結板５５にネジ止めしてある。一対の支持板５４は、取付部材５６を介してブラケット５７に設けてあり、このブラケット５７に振動用モータ３２を取り付けてある。この振動用モータ３２の回転軸３２ａは、回転リンク５８の一方の端部と結合しており、この回転リンク５８の他方の端部に偏心軸５９を設けてある。この偏心軸５９は、振動用リンク６０の上端部と回動自在に連結している。振動用リンク６０の下端部には、従動軸６１が回動自在に連結している。この従動軸６１は、昇降部３６の背面にネジで固定してある。
【００２７】
上記のように構成された充填機構部２３によると、振動用モータ３２が駆動して回転軸３２ａが所定の方向に回転すると、回転リンク５８が回転して、この回転リンク５８の回転運動が偏心軸５９、振動用リンク６０、及び従動軸６１等により昇降運動に変換されて、昇降部３６を矢印６２の方向に昇降振動させることができる。そして、昇降部３６の下部に設けられている第２のゲート２２もこの昇降部３６に伴って昇降振動を行う。次に、昇降部３６が昇降振動するときの充填ホッパ２１の揺動について説明する。まず、図１に示すように、昇降部３６が下降位置から上昇移動するときであって増速するときは、充填ホッパ２１は、揺動軸４７を中心にして反時計方向に揺動して被係合縁部４９が図１に示す係合部５０の溝５１の右側面と当接した状態となって上昇する。つまり、充填ホッパ２１の第２の本体部３３の重心Ｇ2 と揺動軸４７の軸心との水平方向の間隔がＬ1 であり、このように配置したことにより充填ホッパ２１に対して揺動軸４７を中心とする反時計方向のトルク（慣性力に基づくトルク）が働く。そして、昇降部３６がそのまま上昇移動しながら減速するときは、充填ホッパ２１の第２の本体部３３は、揺動軸４７を中心にして時計方向に揺動して被係合縁部４９が図２に示す係合部５０の溝５１の左側面と当接した状態となり、この状態で上昇位置に至る。そして、昇降部３６が上昇位置から下降移動するときであって増速するときは、充填ホッパ２１の第２の本体部３３は、図２に示す状態で下降する。そして、昇降部３６がそのまま下降移動するときであって減速するときは、充填ホッパ２１の第２の本体部３３は、図１に示す状態に戻って下降して下降位置に至る。このように、充填ホッパ２１の第２の本体部３３は、昇降移動しながら上記のような揺動を繰り返す。
【００２８】
そして、図１に示すように、揺動軸４７を第２のゲート２２から所定の間隔Ｌ2 を隔ててその上方に配置してあるので、充填ホッパ２１を鉛直方向に振動させるだけで充填ホッパ２１を矢印６３の方向に揺動させて水平方向の範囲に亘って揺動させることができる。従って、１台の振動用モータ３２によって、充填ホッパ２１の第２の本体部３３を鉛直方向と水平方向の両方向に振動させることができる。
【００２９】
また、複数の棒状物品１を収容している状態で充填ホッパ２１の上昇速度が減少する時、及び下降速度が増加する時に、これら棒状物品１の第２のゲート２２に掛かる重量や他の棒状物品１に対して掛かる重量が比較的小さくなり、これにより、棒状物品１と第２のゲート２２との摩擦力、及び棒状物品１どうしの接触部分の摩擦力が小さくなる。この時、例えば、上昇位置、下降位置、及びその近傍において、充填ホッパ２１が図１及び図２に示す揺動位置に揺動して水平方向の速度が変更することにより、互いに絡み合う棒状物品１を、互いに隣合った状態で平行させて第２のゲート２２上に起立させるようにすることができる。そして、このように棒状物品１を整列させた状態でカップ１５に充填することができる。
【００３０】
更に、振動用駆動部による充填ホッパ２１の振動は、下降速度が充填ホッパ２１に収容されている棒状物品１の自由落下速度よりも高速であり、充填ホッパ２１を下降させると共に水平方向に揺動させるようにしてある。例えば図１５に示すように、２本の棒状物品１ａ、１ｂが起立した状態で縦方向に重なった場合に、充填ホッパ２１をこの充填ホッパ２１に収容されている棒状物品１の自由落下速度よりも高速に下降させることにより、それぞれの棒状物品１ａ、１ｂを充填ホッパ２１から浮き上がらせることができる。そして、充填ホッパ２１を下降させると共に水平方向に揺動させることにより、充填ホッパ２１を棒状物品１に衝突させて、縦方向に重なっている上側の棒状物品１ａを第２のゲート２２上に落下させることができる。これにより、充填ホッパ２１内で縦方向に重なっている棒状物品１を互いに隣合った状態で平行させて第２のゲート２２上に起立させるようにすることができる。
【００３１】
そして、充填ホッパ２１が振動により下降移動する状態で、充填ホッパ２１に供給されて自由落下する棒状物品１が第２のゲート２２に衝突するように充填ホッパ２１を振動させている。つまり、図１４のタイミングチャートに示すように、溜めホッパ１９の第１のゲート２０が開放して棒状物品１を充填ホッパ２１に供給したときから所定の時間ｔ1 が経過して、充填ホッパ２１が下降移動する状態で棒状物品１が第２のゲート２２に衝突するようにしている。これにより、棒状物品１が充填ホッパ２１に供給されて自由落下により第２のゲート２２に衝突するときの衝撃を小さくすることができるので、棒状物品１の第２のゲート２２との衝突による跳ね上がりを防止することができ、その結果、棒状物品１が充填ホッパ２１内で互いに絡み合わないようにすることができる。
【００３２】
次に、図１４を参照してこの充填装置１４の充填サイクルを説明する。図１４に示すように、回転台２４の回転と停止が交互に行われ、充填機構部２３が所定の供給位置に移動して停止すると、溜めホッパ１９の第１のゲート２０が開放して棒状物品１を充填ホッパ２１内に供給する（供給段階）。そして、棒状物品１が供給された充填ホッパ２１は、振動用モータ３２により連続的に駆動されて振動する。この最初の連続的な振動は、図６に示す供給位置から１５０°回転したＡの位置まで続けられる。そして、充填機構部２３がＡの位置から排出位置に移動するまでは、振動用モータ３２が駆動と停止を約４００ｍｓ（ｔ2）毎に交互行い、充填機構部２３が排出位置に移動して停止したときに充填ホッパ２１の間欠的な振動を停止させる。充填機構部２３が供給位置から排出位置に移動して停止するまでの充填ホッパ２１の振動を第１の振動段階という。そして、充填機構部２３が排出位置に停止した状態で第２のゲート２２を開閉して充填ホッパ２１内の棒状物品１をカップ１５内に充填する（第１の排出段階）。そして、充填ホッパ２１を約４００ｍｓ間振動させて（第２の振動段階）、しかる後に再度、第２のゲート２２を開閉する（第２の排出段階）。これで、１台の充填機構部２３による１回の充填が終了し、上記と同様の動作を順次繰り返して各カップ１５に棒状物品１の充填を行うことができる。ここでは１台の充填機構部２３の充填サイクルを説明したが、他の１１台の充填機構部２３の充填サイクルも同等であるので詳細な説明を省略する。
【００３３】
上記のような充填サイクルの充填方法によると、充填ホッパ２１に供給された全ての棒状物品１を確実にカップ１５に充填することができる。つまり、多数の棒状物品１が収容されている充填ホッパ２１を振動させても、これら棒状物品１が充填ホッパ２１内で移動しにくく、充填ホッパ２１内に引っ掛かっている棒状物品１を振り落とすことができない場合があるが、充填ホッパ２１内の殆どの棒状物品１を第１の排出の段階で排出して広い空間ができた状態で充填ホッパ２１を再度振動させることにより（第２の振動段階）、充填ホッパ２１内に引っ掛かって残っている棒状物品１を振り落として確実に排出することができる（第２の排出段階）。
【００３４】
次に、図５に示す第１のシュート１７を図１０を参照して説明する。第１のシュート１７は、短円筒形であり、上側開口縁１７ａが水平面と平行し、上側開口部が図５に示すように集合シュート２の下側開口部と接続している。下側開口縁１７ｂは、水平面に対して約４５°の角度で傾斜しており、下側開口部が図５に示すように第２のシュート１８の上側開口部１８ａと接続している。また、この第１のシュート１７は、その内側を滑落する棒状物品１を滑落方向と平行させるためのものであって、滑落方向と平行する案内部材６４を設けてある。この案内部材６４は、平板状体であり、この第１のシュート１７の長さ方向と平行するようにして、第１のシュート１７の滑落面１７ｃに対して垂直に設けてある。案内部材６４の滑落面１７ｃに対する高さは、棒状物品１の直径よりも高くしてある。また、案内部材６４の入口側の高さは、第１のシュート１７の上側開口縁１７ａから下側開口縁１７ｂに向かうに従って高くなるように傾斜させてある。これによって、集合シュート２の出口からこの第１のシュート１７の上側開口部に供給される複数の棒状物品１をこの案内部材６４の入口側の上縁６４ａにより滑落方向と平行するように揃えることができる。そして、このように整列した棒状物品１をこの状態で案内部材６４により案内して後段の第２のシュート１８に送り込むことができる。
【００３５】
次に、図５に示す第２のシュート１８を図１２を参照して説明する。第２のシュート１８は、棒状物品１の滑落方向と直交する断面形状が円形の漏斗状の形状であり、上側開口縁１８ａが水平面に対して約４５°の角度で傾斜しており、上側開口部が第１のシュート１７の下側開口部と接続している。下側開口縁１８ｂは、水平面と平行し、下側開口部が図５に示すように溜めホッパ１９の上側開口部と接続している。また、この第２のシュート１８内を滑落する棒状物品１が衝突する屈曲部６５の内面６５ａは、滑落方向６６に対して約２５°の角度α（αは４５°以下の角度とすると良い。）で傾斜するように形成してある。この第２のシュート１８によると、第１のシュート１７内を整列した状態（棒状物品１が滑落方向と平行する状態）で滑落してきた棒状物品１が、その整列した状態で第２のシュート１８内を滑落して各棒状物品１の先端部が図１２に示すように屈曲部６５のその滑落方向にある内面６５ａに衝突する。そして、屈曲部６５の内面６５ａと滑落方向６６との成す角度αが２５°の比較的小さい角度であるので、棒状物品１は、その整列状態を乱さずにその内面６５ａに案内されて滑落して下方の溜めホッパ１９に投入される。このようにして、棒状物品１を溜めホッパ１９内に互いに隣合う状態で起立するように供給することができる。
【００３６】
次に、図１３を参照して溜めホッパ１９を説明する。溜めホッパ１９は、棒状物品１を上側開口部より受け入れる短円筒形の第１の本体部６７と、この第１の本体部６７の下側開口部を開閉するための第１のゲート２０と、第１の本体部６７の下側開口部に設けられている仕切り部材６８と、を備えている。仕切り部材６８は、図１３に示すように、長方形の１枚の板状体である。仕切り部材６８は、第１の本体部６７の中心を通る位置に鉛直方向に立てた状態で設けてある。
【００３７】
第１のゲート２０は、第１の左ゲート２０ａと、第１の右ゲート２０ｂと、を備えている。第１の左右の各ゲート２０ａ、２０ｂは、水平方向に設けられている支点軸６９、６９を中心にして回動自在に支持されており、図１３に示す閉位置で溜めホッパ１９内の棒状物品１を保持し、二点鎖線で示す開位置で溜めホッパ１９内の棒状物品１を排出することができる。支点軸６９、６９は、第１の本体部６７に設けてある。なお、第１のゲート２０が第２のゲート２２と同様に、互いにリンク（図示せず）により連結されており、ゲート駆動部（図示せず）により開閉駆動するようになっているが、リンク、及びゲート駆動部は、充填ホッパ２１のものと同等であるので詳細な説明を省略する。第１の左右の各ゲート２０ａ、２０ｂは、閉じている状態で第１の左右の各ゲート２０ａ、２０ｂの上面が鉛直方向に対して４５°以下の角度β（この実施形態では、角度βを約２０°としている。）で傾斜するように形成してある。これにより、溜めホッパ１９内に収容されている棒状物品１を、第１の左右の各ゲート２０ａ、２０ｂに沿って保持した状態で鉛直方向に対して約２０°の角度で起立させることができる。
【００３８】
仕切り部材６８は、棒状物品１が溜めホッパ１９内に供給されてその下端部が第１のゲート２０の上面に当接する状態で、鉛直方向に対して４５°以下の角度で起立させた状態で保持するように設けてある。つまり、充填ホッパ２１に設けられている仕切り部材３４と同様に、例えば棒状物品１の長さが溜めホッパ１９の第１の本体部６７の互いに向かい合う内側面の間隔よりも短い場合でも、棒状物品１が溜めホッパ１９内で横倒しの状態とならないようにすることができる。
【００３９】
また、この溜めホッパ１９によると、第２のシュート１８から排出された棒状物品１を、一旦、この溜めホッパ１９に溜めておいて、所定のタイミングでこの溜めホッパ１９内の棒状物品１を充填ホッパ２１に供給することができるので、棒状物品１を充填ホッパ２１に供給するための時間を比較的短くすることができる。
【００４０】
更に、この充填装置１４によると、図６に示すように、所定の供給位置に順次移動してきている充填機構部２３の充填ホッパ２１に、棒状物品１を順次供給することができ、その充填機構部２３が所定の排出位置に移動したときに、その充填機構部２３の充填ホッパ２１内にある棒状物品１を順次排出させることができる。従って、各充填機構部２３が供給位置から排出位置に移動するまでの時間を利用して充填ホッパ２１を振動させて、その充填ホッパ２１内の棒状物品１を整列させることができるので、充填機構部２３の台数に応じた分だけ充填能力の向上を図ることができる。
【００４１】
ただし、上記実施形態では、充填ホッパ２１に設けられている仕切り部材３４を、図８（ａ）の平面図に示すように、十字を形成するように鉛直方向に立てた状態で設けたが、これに代えて、充填ホッパ２１の第２の本体部３３の内径と棒状物品１の長さに応じて図８（ｂ）の平面図に示すように、第２の本体部３３の中心から３方向に放射状に伸延するように鉛直方向に立てた状態で設けてもよい。なお、この３枚の仕切り部材７０は、それぞれの高さを相違させてある。
【００４２】
そして、上記実施形態の第１のシュート１７は、図１０に示すように、滑落方向と平行する案内部材６４を設けた構成としたが、これに代えて、図１１に示すように段差部７１を設けた構成としてもよい。図１１に示す第１のシュート７４は、棒状物品１が滑落する滑落面に、この滑落面に対して垂直な方向の高さがこの第１のシュート７４の入口側滑落面７２よりも出口側滑落面７３が低くなっている段差部７１が形成されているものである。この第１のシュート７４によると、入口側滑落面７２を滑落する棒状物品１が段差部７１を通過したときに、出口側滑落面７３から離れた状態となって落下することによって出口側滑落面７３に衝突させることができ、この衝突の衝撃により、互いに絡み合った棒状物品１のその絡みをほぐすことができる。そして、絡みをほぐした状態でこの棒状物品１を溜めホッパ１９に供給することができる。また、上記実施形態では、充填ホッパ２１の第２のゲート２２を２回開閉して棒状物品１を排出したが、これに代えて、第２のゲート２２を１回開閉して棒状物品１を排出してもよい。更に、上記実施形態では、組合せ秤１３により計量した棒状物品１を充填ホッパ２１に供給したが、組合せ秤以外の計量装置により計量した棒状物品１を充填ホッパ２１に供給してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ 棒状物品
１４ 充填装置
１５ カップ
１７ 第１のシュート
１８ 第２のシュート
１９ 溜めホッパ
２１ 充填ホッパ
２３ 充填機構部
３１ 振動機構部
３２ 振動用モータ
３３ 第２の本体部
３４ 仕切り部材
３６ 昇降部
４４ 揺動機構部
４５ 昇降機構部
５２ 案内溝
５３ ローラ
６７ 第１の本体部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、棒状物品を整列させて容器等に充填するためのものであり、例えば食品用の棒状菓子を所定重量ずつ整列させて容器に充填するための充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記従来の充填装置の一例を図１５を参照して説明する（特開平８−２７１３２７号参照）。この充填装置は、従来公知の組合せ秤（図示せず）により計量されて排出された複数の棒状物品１を所定の容器（図示せず）に充填するためのものであり、この組合せ秤に設けられている集合シュート２の出口の下方に設けられ、集合シュート２から排出された棒状物品１の上部の側面と当接して棒状物品１を起立状態で保持する揺動ガイド筒３と、この揺動ガイド筒３を集合シュート２に設けられている枢軸４を中心にして揺動させて、棒状物品１を起立状態にして整列させる振動機構５と、揺動ガイド筒３の下方に設けられ、集合シュート２から排出された棒状物品１の下部の側面と当接して起立状態で保持する固定ガイド筒６と、固定ガイド筒６の下方に設けられ、棒状物品１を受け止め、水平方向に移動してこの受け止めた棒状物品１を下方に排出するゲート７、７と、を備えている。なお、振動機構５は、モータ８と、このモータ８の回転軸１０に設けられている円板９と、一方の端部が回転軸１０と間隔を隔てて円板９と連結しているリンク１１と、このリンク１１の他方の端部と連結し、揺動ガイド筒３と結合するアーム１２と、から成っている。
【０００３】
この充填装置によると、組合せ計量されて集合シュート２の出口から排出された複数の棒状物品１はゲート７、７上に落下して、起立した状態でその上部側面が揺動ガイド筒３に保持され、下部側面が固定ガイド筒６に保持される。そして、この状態で振動機構５が駆動して揺動ガイド筒３を枢軸４を中心にして揺動させることにより、図１５に示すように、縦方向に重なった状態の棒状物品１ａ、ｂの上側の棒状物品１ａをゲート７、７上に落下させることができる。このようにして、棒状物品１を互いに隣合う状態で起立させて整列させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の充填装置は、ゲート７、７上で縦方向に重なった状態の棒状物品１ａ、１ｂの下側の棒状物品１ｂを左右の方向に揺動させることによって上側の棒状物品１ａをゲート７、７上に落下させようとするものであるが、下側の棒状物品１ｂを左右の方向に揺動させるだけでは下側の棒状物品１ｂの上端部に上側の棒状物品１ａの下端部が当接した状態で、下側の棒状物品１ｂに上側の棒状物品１ａが追従して揺動することがある。従って、縦方向に重なった状態の棒状物品１ａ、１ｂの上側の棒状物品１ａをゲート７、７上に確実に落下させることができないという問題がある。これにより、例えば所定の重量又は本数の棒状物品１を所定の容器に充填する場合、その容器から棒状物品１を溢れさせることがあるし、互いに隣合うようにして起立させた状態で充填することができず、見栄えが悪くなることがある。
【０００５】
そして、従来の充填装置では、例えば１回で充填される棒状物品１の本数が多い場合や、棒状物品１の長さが短い場合は、ゲート７、７上に落下して起立する複数の棒状物品１の合計の横幅が広くなるので、揺動ガイド筒３及び固定ガイド筒６の内径をその横幅の合計長さに応じて大きくする必要がある。しかし、揺動ガイド筒３の内径を或る一定以上に大きくすると、ゲート７、７上で傾斜して起立する棒状物品１の上部が揺動ガイド筒３の内側面にとどかないために揺動ガイド筒３に保持されず、固定ガイド筒６の内側面に当接して保持されるか、又はそのままゲート７、７上に横倒しとなることがある。この状態となると、揺動ガイド筒３を揺動させても、ゲート７、７上の棒状物品１を綺麗に起立させて整列させることができず、このように整列していない状態で容器等に充填することとなり、上記のように容器から棒状物品１を溢れさせることがある等の問題が発生する。
【０００６】
本発明は、棒状物品の長さや充填量に拘わらず、充填ホッパ内に棒状物品を互いに隣合う状態で綺麗に起立させることができ、この整列させた状態で容器等に充填することができる充填装置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】
第１の発明に係る充填装置は、複数の棒状物品を滑落させて出口より排出するシュートと、このシュートより排出された棒状物品を上側開口部より受け入れる短筒状の本体部、及びこの本体部の下側開口部を開閉するためのゲートを有する充填ホッパと、この充填ホッパ内に供給されたそれぞれの棒状物品が互いに隣合う状態で起立するように上記充填ホッパを振動させる駆動部と、を備えている。上記シュートは、滑落する棒状物品を滑落方向と平行させるためのものであって、滑落方向と平行する案内部材が設けられている。
【０００８】
第２の発明に係る充填装置は第１の発明において、前記案内部材は、前記シュートにおける滑落面に対して垂直に設けられ、前記シュートの入り口側における前記案内部材は前記滑落方向に進行するに従って前記滑落面に対する高さが高くなるように傾斜させてある
【０００９】
本発明に係る充填装置によると、複数の棒状物品が充填ホッパに供給されると、これら棒状物品を収容している充填ホッパを振動させて、充填ホッパ内に供給されたそれぞれの棒状物品を互いに隣合う状態で起立させることができる。そして、ゲートを開放することにより、棒状物品を整列した状態で排出することができる。
【００１０】
特に、複数の棒状物品を、シュート内を滑落させてその出口より排出して充填ホッパ内に供給することができる。そして、案内部材は、シュート内を滑落する棒状物品を滑落方向と平行する方向に向きを揃えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る充填装置によると、充填ホッパ内に供給されたそれぞれの棒状物品を互いに隣合う状態で起立させることができるので、棒状物品をこのように整列した状態で排出することができる。これにより、例えば所定の重量又は本数の棒状物品を所定の容器に充填する場合、その容器内から溢れさせることなく、見栄え良く互いに隣合うようにして起立させた状態で充填することができる。
【００１２】
特に、案内部材は、シュート内を滑落する棒状物品を滑落方向と平行する方向に向きを揃えることができるので、棒状物品をこのように向きを揃えた状態で充填ホッパに供給することができる。これにより、充填ホッパ内の棒状物品の整列を極めて容易に短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態に係る充填機構部であり充填ホッパが下降位置にある状態を示す側面図である。
【図２】同実施形態に係る充填機構部であり充填ホッパが上昇位置にあって揺動している状態を示す側面図である。
【図３】図１に示す充填機構部の平面図である。
【図４】同実施形態に係る充填機構部に設けられている第２のゲートの平面図である。
【図５】同実施形態に係る充填装置、及びこの充填装置に棒状物品を供給する組合せ秤を示す概略正面図である。
【図６】同実施形態に係る１２台の充填機構部の配置を示す平面図である。
【図７】同実施形態の充填ホッパに設けられている仕切り部材を示す斜視図である。
【図８】充填ホッパに設けられている仕切り部材を示す図であり、（ａ）は同実施形態の仕切り部材の平面図、（ｂ）は同発明の他の実施形態の仕切り部材の平面図である。
【図９】同実施形態の充填ホッパに供給された棒状物品が仕切り部材に凭れかけた状態を示す断面図である。
【図１０】同実施形態の第１のシュートを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図１１】同発明の他の実施形態の第１のシュートを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図１２】同実施形態の第２のシュートを示す縦断側面図である。
【図１３】同実施形態の溜めホッパ示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１４】同実施形態に係る充填装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１５】従来の充填装置の縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る充填装置の一実施形態を各図を参照して説明する。図５は、予め設定された重量の棒状物品（棒状菓子）１を計量して排出する組合せ秤１３と、この組合せ秤１３から排出された計量済み棒状物品１を受け入れて、各計量済み棒状物品１をカップ（包装用容器）１５に順次充填するためのこの実施形態に係る充填装置１４と、空のカップ１５を充填装置１４の下方の充填位置に順次搬送すると共に、計量済み棒状物品１が充填されたカップ１５を取り出し位置に順次搬送するための取り出しコンベア１６と、を示している。
【００１５】
組合せ秤１３は従来公知のものであり、複数の計量ホッパを有し、各計量ホッパに供給された棒状物品１の重量を計量し、組合せ演算部がそれら計量された各棒状物品１の重量を種々に組合わせて合計重量が所定の目標重量に等しいか若しくは近い組合せを選択する。そして、組合せ演算部により選択された組の合計重量が許容重量範囲内であるとき、その組の棒状物品１を対応する各計量ホッパから排出するものである。これら各計量ホッパから排出された計量済みの棒状物品１は、集合シュート２を通ってその出口より排出され、そして、第１のシュート１７と第２のシュート１８を滑落して溜めホッパ１９で保持される。そして、この計量済み棒状物品１は、所定のタイミングで溜めホッパ１９の第１のゲート２０が開くことにより充填装置１４に設けられている充填ホッパ２１に供給される。
【００１６】
この充填ホッパ２１に供給された棒状物品１は、この充填ホッパ２１が所定の排出位置に移動したときに、この充填ホッパ２１の第２のゲート２２が開くことにより取り出しコンベア１６上の所定のカップ１５に充填される。棒状物品１が充填されたカップ１５は、取り出しコンベア１６により搬送されてこの搬送中に蓋がシールされて所定の取り出し位置で取り出される。また、この取り出しコンベア１６には、空のカップ１５が順次供給されており、これらの空のカップ１５に上記のようにして所定の重量の棒状物品１が充填されていく。なお、棒状物品１は、例えば直径が約５ｍｍ、長さが約６０ｍｍである。カップ１５は、例えば上側開口部の直径が約６８ｍｍ、下側開口部の直径が約５２ｍｍ、高さが約７４ｍｍである。そして、各カップ１５に充填される棒状物品１の本数は例えば２７本程度である。
【００１７】
充填装置１４は、図５に概略的に示すように、合計１２台の充填機構部（図５には２台の充填機構部２３を示してある。）２３を円板状の回転台（支持部）２４の上面に設けてある。この回転台２４は、その中心が支持軸２５と結合して支持されており、この支持軸２５は回動自在に軸受部を介して架台２６に設けてある。そして、支持軸２５は、歯車２６、２６を介してモータ２８の回転軸と連結している。図６は、１２台の充填機構部２３が設けられている回転台２４の平面図である。ただし、図６では、３台の充填機構部２３を示し、残りの９台充填機構部２３を省略してある。この１２台の充填機構部２３は、それぞれの充填ホッパ２１を回転台２４の支持軸２５に向けた状態で、回転台２４の上面に同一の円周上に沿って３０°の等間隔で設けてある。そして、回転台２４には、各充填ホッパ２１の下方の位置に開口３０を設けてある。この開口３０は合計１２個あり、充填ホッパ２１内の棒状物品１がこの開口３０を通過してカップ１５内に充填される。
【００１８】
また、図６に示すように、回転台２４は、反時計方向に３０°ずつの回転と停止を繰り返すようにモータ２８により間欠的に回転駆動されている。そして、回転台２４が停止しているときの所定の充填機構部２３の位置が供給位置である。この供給位置に停止している充填ホッパ２１の上方に溜めホッパ１９が位置しており、充填機構部２３がこの供給位置に停止したときに溜めホッパ１９から棒状物品１が供給される。また、回転台２４が停止しているときの別の所定の充填機構部２３の位置が排出位置である。この排出位置に停止している充填ホッパ２１の下方に空のカップ１５が位置しており、充填機構部２３がこの排出位置に停止したときに充填ホッパ２１内の棒状物品１がカップ１５に充填される。
【００１９】
次に、充填機構部２３を説明する。１２台の各充填機構部２３は、それぞれ同一のものであるので、１台の充填機構部２３の説明をして他の充填機構部２３の説明を省略する。充填機構部２３は、充填ホッパ２１を振動させることによってこの充填ホッパ２１に供給された互いに絡み合う複数の棒状物品１を、互いに隣合う状態で起立させて整列させ、この整列させた状態でカップ１５に充填するためのものである。図１〜図３は、充填機構部２３を示す図であり、図１は充填ホッパ２１が下降位置であって垂下位置にある状態を示す側面図、図２は充填ホッパ２１が上昇位置であって外側に揺動している揺動位置にある状態を示す側面図、図３は図１に示す充填機構部２３の平面図である。
【００２０】
充填機構部２３は、図１に示すように、充填ホッパ２１と、振動機構部３１と、振動用モータ（駆動部）３２と、を備えている。充填ホッパ２１は、棒状物品１を上側開口部より受け入れる短円筒形の第２の本体部３３と、この第２の本体部３３の下側開口部を開閉するための第２のゲート２２と、第２の本体部３３の下側開口部に設けられている仕切り部材３４と、を備えている。仕切り部材３４は、図７に示すように、長方形の背の高い１枚の第１の仕切り部材３４ａと、第１の仕切り部材３４ａよりも背の低い長方形の２枚の第２の仕切り部材３４ｂと、から成っている。第１及び第２の仕切り部材３４ａ、３４ｂは、図８（ａ）の平面図に示すように、十字を形成するように鉛直方向に立てた状態で設けてある。なお、第２の本体部３３は、直径が約７０ｍｍ、高さが約１５０ｍｍである。
【００２１】
仕切り部材３４を設けている理由は、充填ホッパ２１内に供給される棒状物品１の長さ（約６０ｍｍ）が充填ホッパ２１の第２の本体部３３の内径（約７０ｍｍ）よりも短いので、仕切り部材が設けられていなければ棒状物品１が第２のゲート２２上で横倒しの状態になるが、図９に示すように、仕切り部材３４を設けることによって、棒状物品１を、その中心軸線が鉛直方向に対して４５°以下の角度θを成す範囲内で起立させて保持することができるからである。従って、仕切り部材３４の高さ、枚数、及び配置は、棒状物品１を鉛直方向に対して４５°以下の角度を成す範囲内で起立させて保持することができるように定めてある。このように、棒状物品１の長さに応じた形状の仕切り部材３４を設けることにより、比較的短い長さの棒状物品１でも、これら棒状物品１を充填ホッパ２１内で互いに隣合う状態で起立するように整列させることができ、この整列させた状態でカップ１５に充填することができる。
【００２２】
そして、充填ホッパ２１内に供給されて第１及び第２の仕切り部材３４ａ、３４ｂの上縁に当接した棒状物品１をその上縁から確実に落下させることができるように、図７に示すように、第１と第２の仕切り部材３４ａ、３４ｂの上縁の高さを相違させてある。これにより、充填ホッパ２１内に収容されている棒状物品１を確実に排出することができる。
【００２３】
また、第１及び第２の仕切り部材３４ａ、３４ｂの各上縁の高さは、図７に示すように、第２のゲート２２上に起立する棒状物品１の重心Ｇ1 の位置よりも高く、棒状物品１の高さよりも低くしてある。これにより、仕切り部材３４に凭れ掛かる棒状物品１が仕切り部材３４を乗り越えて倒れないようにすることができる。そして、例えば図１５に示すように、２本の棒状物品１ａ、１ｂが起立した状態で縦方向に重なった場合に、上側の棒状物品１ａが仕切り部材３４に凭れ掛からないようにしてこの上側の棒状物品１ａを第２のゲート２２上に落下させ易くすることができる。従って、棒状物品１をカップ１５に充填したときに、そのカップ１５内から溢れさせることなく、互いに隣合うようにして起立させた状態で確実に充填することができる。
【００２４】
第２のゲート２２は、図４の平面図に示すように、第２の左ゲート２２ａと、第２の右ゲート２２ｂと、を備えている。第２の左右の各ゲート２２ａ、２２ｂは、支点軸３５、３５を中心にして水平面内で回動自在に支持されており、図４に示す閉位置で充填ホッパ２１内の棒状物品１を保持し、二点鎖線で示す開位置で充填ホッパ２１内の棒状物品１を排出することができる。支点軸３５、３５は、図１に示す振動機構部３１の昇降部３６の下面に設けられている取付板３７に締め付け固定されている。図４に示す３８は、ゲート駆動部である。このゲート駆動部３８は、エアーシリンダであり、図５に示すように、架台２６に１台設けてある。このゲート駆動部３８は、それぞれの充填機構部２３が図６に示す排出位置に移動したときに伸縮動作して、その排出位置にある充填機構部２３の第２のゲート２２を開閉させることができるものである。図４に示す３９は、ゴム製のパッドである。４０は、リンクである。このリンク４０の各端部は第２の左右の各ゲート２２ａ、２２ｂと回動自在に連結しており、第２の右ゲート２２ｂの回動を第２の左ゲート２２ａに伝達して、両方のゲートを同時に開閉させるためのものである。４１は引っ張りコイルばねである。このばね４１は、開位置にある第２の左右のゲート２２ａ、２２ｂを閉位置に戻すためのものである。４２、４２は、係止板である。この係止板４２は、第２の左右のゲート２２ａ、２２ｂが開位置から閉位置に回動したときに、取付板３７に設けられているゴム製のストッパ４３と当接して第２の左右の各ゲートを閉位置で停止させるためのものである。
【００２５】
振動機構部３１は、図１及び図３に示すように、揺動機構部４４と昇降機構部４５とから成っている。揺動機構部４４は、充填ホッパ２１の第２の本体部３３の側面に結合している揺動部４６を備えている。この揺動部４６は、上端部が水平に配置されている揺動軸４７を介して揺動自在に軸支持部（枢支部）４８により支持されている。この軸支持部４８は、昇降部３６の側面にネジ止めしてある。揺動部４６の下端部は、充填ホッパ２１の第２の本体部３３の側面と間隔を隔てて配置されている板状の被係合縁部４９として形成してある。この被係合縁部４９は、Ｕ字形の一対の各係合部５０の溝５１内に係合しており、この溝５１の幅の範囲内で揺動軸４７を中心にして揺動自在となっている。図１に示すように、この充填ホッパ２１の揺動可能な角度は、約７°である。この一対の係合部５０は、昇降部３６の側面にネジ止めしてある。
【００２６】
昇降機構部４５は、昇降部３６を備えている。この昇降部３６の左右の各側面、及び背面には鉛直方向に形成した案内溝５２を合計３つ設けてある。各案内溝５２には、この案内溝５２の側面と当接して転がり、対応する各案内溝５２に沿って相対的に昇降移動自在であるローラ（カムフォロア）５３が係合している。各ローラ５３は、ローラ軸により回動自在に支持されており、各ローラ軸は互いに平行する一対の各支持板５４、及びこの一対の支持板５４を連結する連結板５５にネジ止めしてある。一対の支持板５４は、取付部材５６を介してブラケット５７に設けてあり、このブラケット５７に振動用モータ３２を取り付けてある。この振動用モータ３２の回転軸３２ａは、回転リンク５８の一方の端部と結合しており、この回転リンク５８の他方の端部に偏心軸５９を設けてある。この偏心軸５９は、振動用リンク６０の上端部と回動自在に連結している。振動用リンク６０の下端部には、従動軸６１が回動自在に連結している。この従動軸６１は、昇降部３６の背面にネジで固定してある。
【００２７】
上記のように構成された充填機構部２３によると、振動用モータ３２が駆動して回転軸３２ａが所定の方向に回転すると、回転リンク５８が回転して、この回転リンク５８の回転運動が偏心軸５９、振動用リンク６０、及び従動軸６１等により昇降運動に変換されて、昇降部３６を矢印６２の方向に昇降振動させることができる。そして、昇降部３６の下部に設けられている第２のゲート２２もこの昇降部３６に伴って昇降振動を行う。次に、昇降部３６が昇降振動するときの充填ホッパ２１の揺動について説明する。まず、図１に示すように、昇降部３６が下降位置から上昇移動するときであって増速するときは、充填ホッパ２１は、揺動軸４７を中心にして反時計方向に揺動して被係合縁部４９が図１に示す係合部５０の溝５１の右側面と当接した状態となって上昇する。つまり、充填ホッパ２１の第２の本体部３３の重心Ｇ2 と揺動軸４７の軸心との水平方向の間隔がＬ1 であり、このように配置したことにより充填ホッパ２１に対して揺動軸４７を中心とする反時計方向のトルク（慣性力に基づくトルク）が働く。そして、昇降部３６がそのまま上昇移動しながら減速するときは、充填ホッパ２１の第２の本体部３３は、揺動軸４７を中心にして時計方向に揺動して被係合縁部４９が図２に示す係合部５０の溝５１の左側面と当接した状態となり、この状態で上昇位置に至る。そして、昇降部３６が上昇位置から下降移動するときであって増速するときは、充填ホッパ２１の第２の本体部３３は、図２に示す状態で下降する。そして、昇降部３６がそのまま下降移動するときであって減速するときは、充填ホッパ２１の第２の本体部３３は、図１に示す状態に戻って下降して下降位置に至る。このように、充填ホッパ２１の第２の本体部３３は、昇降移動しながら上記のような揺動を繰り返す。
【００２８】
そして、図１に示すように、揺動軸４７を第２のゲート２２から所定の間隔Ｌ2 を隔ててその上方に配置してあるので、充填ホッパ２１を鉛直方向に振動させるだけで充填ホッパ２１を矢印６３の方向に揺動させて水平方向の範囲に亘って揺動させることができる。従って、１台の振動用モータ３２によって、充填ホッパ２１の第２の本体部３３を鉛直方向と水平方向の両方向に振動させることができる。
【００２９】
また、複数の棒状物品１を収容している状態で充填ホッパ２１の上昇速度が減少する時、及び下降速度が増加する時に、これら棒状物品１の第２のゲート２２に掛かる重量や他の棒状物品１に対して掛かる重量が比較的小さくなり、これにより、棒状物品１と第２のゲート２２との摩擦力、及び棒状物品１どうしの接触部分の摩擦力が小さくなる。この時、例えば、上昇位置、下降位置、及びその近傍において、充填ホッパ２１が図１及び図２に示す揺動位置に揺動して水平方向の速度が変更することにより、互いに絡み合う棒状物品１を、互いに隣合った状態で平行させて第２のゲート２２上に起立させるようにすることができる。そして、このように棒状物品１を整列させた状態でカップ１５に充填することができる。
【００３０】
更に、振動用駆動部による充填ホッパ２１の振動は、下降速度が充填ホッパ２１に収容されている棒状物品１の自由落下速度よりも高速であり、充填ホッパ２１を下降させると共に水平方向に揺動させるようにしてある。例えば図１５に示すように、２本の棒状物品１ａ、１ｂが起立した状態で縦方向に重なった場合に、充填ホッパ２１をこの充填ホッパ２１に収容されている棒状物品１の自由落下速度よりも高速に下降させることにより、それぞれの棒状物品１ａ、１ｂを充填ホッパ２１から浮き上がらせることができる。そして、充填ホッパ２１を下降させると共に水平方向に揺動させることにより、充填ホッパ２１を棒状物品１に衝突させて、縦方向に重なっている上側の棒状物品１ａを第２のゲート２２上に落下させることができる。これにより、充填ホッパ２１内で縦方向に重なっている棒状物品１を互いに隣合った状態で平行させて第２のゲート２２上に起立させるようにすることができる。
【００３１】
そして、充填ホッパ２１が振動により下降移動する状態で、充填ホッパ２１に供給されて自由落下する棒状物品１が第２のゲート２２に衝突するように充填ホッパ２１を振動させている。つまり、図１４のタイミングチャートに示すように、溜めホッパ１９の第１のゲート２０が開放して棒状物品１を充填ホッパ２１に供給したときから所定の時間ｔ1 が経過して、充填ホッパ２１が下降移動する状態で棒状物品１が第２のゲート２２に衝突するようにしている。これにより、棒状物品１が充填ホッパ２１に供給されて自由落下により第２のゲート２２に衝突するときの衝撃を小さくすることができるので、棒状物品１の第２のゲート２２との衝突による跳ね上がりを防止することができ、その結果、棒状物品１が充填ホッパ２１内で互いに絡み合わないようにすることができる。
【００３２】
次に、図１４を参照してこの充填装置１４の充填サイクルを説明する。図１４に示すように、回転台２４の回転と停止が交互に行われ、充填機構部２３が所定の供給位置に移動して停止すると、溜めホッパ１９の第１のゲート２０が開放して棒状物品１を充填ホッパ２１内に供給する（供給段階）。そして、棒状物品１が供給された充填ホッパ２１は、振動用モータ３２により連続的に駆動されて振動する。この最初の連続的な振動は、図６に示す供給位置から１５０°回転したＡの位置まで続けられる。そして、充填機構部２３がＡの位置から排出位置に移動するまでは、振動用モータ３２が駆動と停止を約４００ｍｓ（ｔ2）毎に交互行い、充填機構部２３が排出位置に移動して停止したときに充填ホッパ２１の間欠的な振動を停止させる。充填機構部２３が供給位置から排出位置に移動して停止するまでの充填ホッパ２１の振動を第１の振動段階という。そして、充填機構部２３が排出位置に停止した状態で第２のゲート２２を開閉して充填ホッパ２１内の棒状物品１をカップ１５内に充填する（第１の排出段階）。そして、充填ホッパ２１を約４００ｍｓ間振動させて（第２の振動段階）、しかる後に再度、第２のゲート２２を開閉する（第２の排出段階）。これで、１台の充填機構部２３による１回の充填が終了し、上記と同様の動作を順次繰り返して各カップ１５に棒状物品１の充填を行うことができる。ここでは１台の充填機構部２３の充填サイクルを説明したが、他の１１台の充填機構部２３の充填サイクルも同等であるので詳細な説明を省略する。
【００３３】
上記のような充填サイクルの充填方法によると、充填ホッパ２１に供給された全ての棒状物品１を確実にカップ１５に充填することができる。つまり、多数の棒状物品１が収容されている充填ホッパ２１を振動させても、これら棒状物品１が充填ホッパ２１内で移動しにくく、充填ホッパ２１内に引っ掛かっている棒状物品１を振り落とすことができない場合があるが、充填ホッパ２１内の殆どの棒状物品１を第１の排出の段階で排出して広い空間ができた状態で充填ホッパ２１を再度振動させることにより（第２の振動段階）、充填ホッパ２１内に引っ掛かって残っている棒状物品１を振り落として確実に排出することができる（第２の排出段階）。
【００３４】
次に、図５に示す第１のシュート１７を図１０を参照して説明する。第１のシュート１７は、短円筒形であり、上側開口縁１７ａが水平面と平行し、上側開口部が図５に示すように集合シュート２の下側開口部と接続している。下側開口縁１７ｂは、水平面に対して約４５°の角度で傾斜しており、下側開口部が図５に示すように第２のシュート１８の上側開口部１８ａと接続している。また、この第１のシュート１７は、その内側を滑落する棒状物品１を滑落方向と平行させるためのものであって、滑落方向と平行する案内部材６４を設けてある。この案内部材６４は、平板状体であり、この第１のシュート１７の長さ方向と平行するようにして、第１のシュート１７の滑落面１７ｃに対して垂直に設けてある。案内部材６４の滑落面１７ｃに対する高さは、棒状物品１の直径よりも高くしてある。また、案内部材６４の入口側の高さは、第１のシュート１７の上側開口縁１７ａから下側開口縁１７ｂに向かうに従って高くなるように傾斜させてある。これによって、集合シュート２の出口からこの第１のシュート１７の上側開口部に供給される複数の棒状物品１をこの案内部材６４の入口側の上縁６４ａにより滑落方向と平行するように揃えることができる。そして、このように整列した棒状物品１をこの状態で案内部材６４により案内して後段の第２のシュート１８に送り込むことができる。
【００３５】
次に、図５に示す第２のシュート１８を図１２を参照して説明する。第２のシュート１８は、棒状物品１の滑落方向と直交する断面形状が円形の漏斗状の形状であり、上側開口縁１８ａが水平面に対して約４５°の角度で傾斜しており、上側開口部が第１のシュート１７の下側開口部と接続している。下側開口縁１８ｂは、水平面と平行し、下側開口部が図５に示すように溜めホッパ１９の上側開口部と接続している。また、この第２のシュート１８内を滑落する棒状物品１が衝突する屈曲部６５の内面６５ａは、滑落方向６６に対して約２５°の角度α（αは４５°以下の角度とすると良い。）で傾斜するように形成してある。この第２のシュート１８によると、第１のシュート１７内を整列した状態（棒状物品１が滑落方向と平行する状態）で滑落してきた棒状物品１が、その整列した状態で第２のシュート１８内を滑落して各棒状物品１の先端部が図１２に示すように屈曲部６５のその滑落方向にある内面６５ａに衝突する。そして、屈曲部６５の内面６５ａと滑落方向６６との成す角度αが２５°の比較的小さい角度であるので、棒状物品１は、その整列状態を乱さずにその内面６５ａに案内されて滑落して下方の溜めホッパ１９に投入される。このようにして、棒状物品１を溜めホッパ１９内に互いに隣合う状態で起立するように供給することができる。
【００３６】
次に、図１３を参照して溜めホッパ１９を説明する。溜めホッパ１９は、棒状物品１を上側開口部より受け入れる短円筒形の第１の本体部６７と、この第１の本体部６７の下側開口部を開閉するための第１のゲート２０と、第１の本体部６７の下側開口部に設けられている仕切り部材６８と、を備えている。仕切り部材６８は、図１３に示すように、長方形の１枚の板状体である。仕切り部材６８は、第１の本体部６７の中心を通る位置に鉛直方向に立てた状態で設けてある。
【００３７】
第１のゲート２０は、第１の左ゲート２０ａと、第１の右ゲート２０ｂと、を備えている。第１の左右の各ゲート２０ａ、２０ｂは、水平方向に設けられている支点軸６９、６９を中心にして回動自在に支持されており、図１３に示す閉位置で溜めホッパ１９内の棒状物品１を保持し、二点鎖線で示す開位置で溜めホッパ１９内の棒状物品１を排出することができる。支点軸６９、６９は、第１の本体部６７に設けてある。なお、第１のゲート２０が第２のゲート２２と同様に、互いにリンク（図示せず）により連結されており、ゲート駆動部（図示せず）により開閉駆動するようになっているが、リンク、及びゲート駆動部は、充填ホッパ２１のものと同等であるので詳細な説明を省略する。第１の左右の各ゲート２０ａ、２０ｂは、閉じている状態で第１の左右の各ゲート２０ａ、２０ｂの上面が鉛直方向に対して４５°以下の角度β（この実施形態では、角度βを約２０°としている。）で傾斜するように形成してある。これにより、溜めホッパ１９内に収容されている棒状物品１を、第１の左右の各ゲート２０ａ、２０ｂに沿って保持した状態で鉛直方向に対して約２０°の角度で起立させることができる。
【００３８】
仕切り部材６８は、棒状物品１が溜めホッパ１９内に供給されてその下端部が第１のゲート２０の上面に当接する状態で、鉛直方向に対して４５°以下の角度で起立させた状態で保持するように設けてある。つまり、充填ホッパ２１に設けられている仕切り部材３４と同様に、例えば棒状物品１の長さが溜めホッパ１９の第１の本体部６７の互いに向かい合う内側面の間隔よりも短い場合でも、棒状物品１が溜めホッパ１９内で横倒しの状態とならないようにすることができる。
【００３９】
また、この溜めホッパ１９によると、第２のシュート１８から排出された棒状物品１を、一旦、この溜めホッパ１９に溜めておいて、所定のタイミングでこの溜めホッパ１９内の棒状物品１を充填ホッパ２１に供給することができるので、棒状物品１を充填ホッパ２１に供給するための時間を比較的短くすることができる。
【００４０】
更に、この充填装置１４によると、図６に示すように、所定の供給位置に順次移動してきている充填機構部２３の充填ホッパ２１に、棒状物品１を順次供給することができ、その充填機構部２３が所定の排出位置に移動したときに、その充填機構部２３の充填ホッパ２１内にある棒状物品１を順次排出させることができる。従って、各充填機構部２３が供給位置から排出位置に移動するまでの時間を利用して充填ホッパ２１を振動させて、その充填ホッパ２１内の棒状物品１を整列させることができるので、充填機構部２３の台数に応じた分だけ充填能力の向上を図ることができる。
【００４１】
ただし、上記実施形態では、充填ホッパ２１に設けられている仕切り部材３４を、図８（ａ）の平面図に示すように、十字を形成するように鉛直方向に立てた状態で設けたが、これに代えて、充填ホッパ２１の第２の本体部３３の内径と棒状物品１の長さに応じて図８（ｂ）の平面図に示すように、第２の本体部３３の中心から３方向に放射状に伸延するように鉛直方向に立てた状態で設けてもよい。なお、この３枚の仕切り部材７０は、それぞれの高さを相違させてある。
【００４２】
そして、上記実施形態の第１のシュート１７は、図１０に示すように、滑落方向と平行する案内部材６４を設けた構成としたが、これに代えて、図１１に示すように段差部７１を設けた構成としてもよい。図１１に示す第１のシュート７４は、棒状物品１が滑落する滑落面に、この滑落面に対して垂直な方向の高さがこの第１のシュート７４の入口側滑落面７２よりも出口側滑落面７３が低くなっている段差部７１が形成されているものである。この第１のシュート７４によると、入口側滑落面７２を滑落する棒状物品１が段差部７１を通過したときに、出口側滑落面７３から離れた状態となって落下することによって出口側滑落面７３に衝突させることができ、この衝突の衝撃により、互いに絡み合った棒状物品１のその絡みをほぐすことができる。そして、絡みをほぐした状態でこの棒状物品１を溜めホッパ１９に供給することができる。また、上記実施形態では、充填ホッパ２１の第２のゲート２２を２回開閉して棒状物品１を排出したが、これに代えて、第２のゲート２２を１回開閉して棒状物品１を排出してもよい。更に、上記実施形態では、組合せ秤１３により計量した棒状物品１を充填ホッパ２１に供給したが、組合せ秤以外の計量装置により計量した棒状物品１を充填ホッパ２１に供給してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ 棒状物品
１４ 充填装置
１５ カップ
１７ 第１のシュート
１８ 第２のシュート
１９ 溜めホッパ
２１ 充填ホッパ
２３ 充填機構部
３１ 振動機構部
３２ 振動用モータ
３３ 第２の本体部
３４ 仕切り部材
３６ 昇降部
４４ 揺動機構部
４５ 昇降機構部
５２ 案内溝
５３ ローラ
６７ 第１の本体部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の棒状物品を滑落させて出口より排出するシュートと、
このシュートより排出された棒状物品を上側開口部より受け入れる短筒状の本体部、及びこの本体部の下側開口部を開閉するためのゲートを有する充填ホッパと、
この充填ホッパ内に供給されたそれぞれの棒状物品が互いに隣合う状態で起立するように上記充填ホッパを振動させる駆動部と、
を備える充填装置において、上記シュートは、滑落する棒状物品を滑落方向と平行させるためのものであって、滑落方向と平行する案内部材が設けられている充填装置。
【請求項２】
請求項１記載の充填装置において、前記案内部材は、前記シュートにおける滑落面に対して垂直に設けられ、前記シュートの入り口側における前記案内部材は前記滑落方向に進行するに従って前記滑落面に対する高さが高くなるように傾斜させてある充填装置。
【請求項１】
複数の棒状物品を滑落させて出口より排出するシュートと、
このシュートより排出された棒状物品を上側開口部より受け入れる短筒状の本体部、及びこの本体部の下側開口部を開閉するためのゲートを有する充填ホッパと、
この充填ホッパ内に供給されたそれぞれの棒状物品が互いに隣合う状態で起立するように上記充填ホッパを振動させる駆動部と、
を備える充填装置において、上記シュートは、滑落する棒状物品を滑落方向と平行させるためのものであって、滑落方向と平行する案内部材が設けられている充填装置。
【請求項２】
請求項１記載の充填装置において、前記案内部材は、前記シュートにおける滑落面に対して垂直に設けられ、前記シュートの入り口側における前記案内部材は前記滑落方向に進行するに従って前記滑落面に対する高さが高くなるように傾斜させてある充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−７６８４３（Ｐ２０１０−７６８４３Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８８７０３（Ｐ２００９−２８８７０３）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【分割の表示】特願２０００−７６４４２（Ｐ２０００−７６４４２）の分割
【原出願日】平成１２年３月１７日（２０００．３．１７）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【出願人】（５９１１１５５７８）カルビー株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【分割の表示】特願２０００−７６４４２（Ｐ２０００−７６４４２）の分割
【原出願日】平成１２年３月１７日（２０００．３．１７）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【出願人】（５９１１１５５７８）カルビー株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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