説明

縦型袋詰め包装機用被包装物充填装置

【課題】被包装物の袋への充填時に、被包装物が破損したり、或いは重い被包装物によって袋が損傷したりグリッパからずれたりするのを完全に防止しうる被包装物充填装置を提供する。また、ホッパ内へ被包装物を供給する際にも被包装物が壊れるのを防止できる被包装物充填装置を提供する。
【解決手段】ホッパ25の下方開放端側に一対の半部分45からなる開閉部材43を揺動可能に取付ける。ホッパと開閉部材とを合わせた長さは包装袋Bの長さより十分長い。ホッパを横向きにした状態で被包装物Cをホッパ内へ挿入する。第1エアシリンダを作動してホッパ及び開閉部材を縦向きに変える。昇降軸を下降させ、ホッパを包装袋内へ挿入し、開閉部材の先端を袋底近くに位置させて停止する。その状態で開閉部材を開き、ホッパ内の被包装物を袋内へ移す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願発明は、縦型袋詰め包装機に使用される被包装物充填装置に関する。さらに詳細に言えば、充填時における袋或いは被包装物へのダメージを確実に排除できる被包装物充填装置に関する。
【背景技術】
【0002】
袋をグリッパ等で縦向きに吊下げた状態で包装処理を施す所謂縦型袋詰め包装機においては袋内へ被包装物を充填する被包装物充填装置が用いられる。その充填装置には通常ホッパが使用される。ここで、被包装物が比較的に重いものの場合、被包装物が袋底に達したときにその衝撃により、袋が比較的に薄いときには袋底が破れたり、袋が比較的に丈夫な場合には袋がグリッパから外れたり、外れないまでもずれたりする可能性がある。また、被包装物が比較的に脆く、壊れやすいものの場合、落下時の衝撃で壊れてしまうという問題が生じる。
【0003】
このような問題に対処するものとしての被包装物充填装置の一例が特開昭63−272601に開示されている。これは所謂烏口ホッパといわれるタイプのものである。この充填装置では、ホッパの品物供給筒部の外周に上下動する支持筒を嵌合し、その支持筒の下端部に一対の品物受け部を揺動可能に取付け、支持筒の下方への移動に合わせて品物受け部を袋口内に進入させるとともにリンク機構を介して品物受け部を互い開き、被包装物を袋内へ落下させるようになっている。この構成では通称烏口といわれる品物受け部を袋内へある程度進入させるので、烏口を持たない通常の漏斗型のホッパを介して被包装物を充填する場合に比して、被包装物の落下する距離、充填落差を小さくできるので、上記した袋或いは被包装物がダメージを受けることを軽減することができる。しかしながら、烏口は袋の上部に進入するだけなので、開いた烏口から袋底部まではやはり相当の充填落差があり、上記した問題は完全には解決されていない。この構成の場合、烏口を開閉する機構が干渉するために、烏口を袋の内部深くまで進入させることはできない。
【0004】
特公平7−108692は、フラッパ弁を用いた充填装置を開示している。その充填装置では、ホッパの下端に充填筒をつなげて設け、その中に上下動するフラッパ弁を設けている。充填時にはフラッパ弁をある距離だけ下降させ、その下降中に僅かに遅れたタイミングでフラッパ弁を開くようになっている。この場合、フラッパ弁が開くためには下方にその為のスペースを残す必要があり、依然として相当な充填落差が存在する。また、フラッパ弁は下降途中から開き始めるので、最初に落下し始める被包装物の充填落差は更に大きくなる。
【0005】
特開2007−153380に開示された被包装物充填装置では、充填筒内を上下動するエレベータとしての錐体を使用している。錐体の斜面と充填筒内周との間に保持された被包装物は、錐体が充填筒から抜け出すと袋底へ落下する。しかし、この場合、充填筒から完全に脱出した錐体の下方に被包装物を収納するためのスペースが必要となり、やはり相当な充填落差が存在する。特に、錐体の下端が充填筒から脱出すると被包装物の落下が始まり、充填初期においては充填落差は更に大きくなる。また、当然に錐体の外周部は斜面となっており、袋の両側のシートに面した部分では錐体の下端がシートに当たっており、その上にある被充填物は落下しにくく、錐体が復帰するときに一緒に引き戻される可能性もある。
【0006】
また、上記いずれの文献に記載された充填装置でも、被充填物がホッパ内へ上方から落下して供給されるので、その際に脆い被包装物は壊れてしまう可能性がある。
【特許文献1】特開昭63−272601号公報
【特許文献2】特公平7−108692号公報
【特許文献3】特開2007−153380号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本願発明は上記従来例の問題点に鑑みなされたものであり、被包装物の袋への充填時に、脆い被包装物が破損したり、或いは重い被包装物によって袋が損傷したりグリッパからずれたり又は外れたりするのを完全に防止しうる被包装物充填装置を提供することをその課題とする。
【0008】
また、ホッパ内へ被包装物を供給する際にも被包装物が壊れるのを防止できる、縦型袋詰め包装機用の被包装物充填装置を提供することもその課題とする
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために本発明に係る縦型袋詰め包装機用の被包装物充填装置は、駆動源に連結されて上下に昇降可能に設けられ、上端及び下端が開口した筒状のホッパと、二つの半部分により形成され、ホッパの下方に位置してホッパの下端開口を開閉する開閉部材とを備えた縦型袋詰め包装機用被包装物充填装置であり、開閉部材の半部分はそれぞれホッパの下端側において略垂直面内でホッパに対して揺動自在に支承されている。そしてその被包装物充填装置はさらに、ホッパと一体に昇降するエアシリンダと、ホッパの外周に沿ってホッパの長さ方向に延び、エアシリンダと開閉部材とを連結し、エアシリンダの動作に応じて上下動して半部分を往復揺動させ、開閉部材を開閉する連結部材とを備えている。そして、ホッパと開閉部材とを合わせた縦方向の長さは、被包装物が充填される包装袋の長さより長く、ホッパが下降端位置に達したとき、開閉部材は被包装物が充填される包装袋の袋底近くに位置し、その位置で該開閉部材が開かれる構成となっている。
エアシリンダと連結部材とは開閉部材の二つの半部分のそれぞれに対応して1つずつ設け、連結部材はそれぞれ対応するエアシリンダと半部分とを連結し、エアシリンダの動作に応じて上下動し、それぞれの半部分を往復揺動させる構成とすることができる。
エアシリンダが二つ設けられる場合、そのエアシリンダは、水平面内で対向する位置に設けられ、ホッパは、水平面内でエアシリンダと同じ対向位置で外周面に形成された該ホッパの長さ方向に延びる二つの凹部を備え、連結部材はそれぞれ該凹部内に配置される構成とすることができる。
上記の被包装物充填装置において、ホッパは昇降自在なホッパ支持部材に揺動自在に支持され、上記被包装物充填装置はさらに、ホッパを揺動させるエアシリンダを備えている構成とすることができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、ホッパを包装袋内部へ深く挿入し、開閉部材の先端が包装袋の袋底近くに位置した状態で開閉部材を開くことができるので、ホッパ内の被包装物はきわめて静かに袋内へ移されるので、被包装物が長い距離を落下して衝撃的に袋底に衝突することはないので、被包装物が壊れたり、或いは重い被包装物であっても衝撃によって袋がグリッパからはずれてしまうようなことは完全に防止される。また、開閉部材を略垂直状態まで開くことができるので、ホッパ内の被包装物を円滑に充填できる。
また、開閉部材を開閉するための連結ロッドをホッパに形成した凹部内に配置すると、ホッパの外周面から突出するものがなく、袋内へのホッパの挿入がスムーズに確実に行え、突起物により袋を損傷することもない。
ホッパを横向きにした状態でホッパ内へ被包装物を受け入れるようにすると、ホッパへ被包装物を挿入する際に被包装物が壊れることも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本願の実施の形態に係る包装物充填装置の正面図であり、ホッパが上昇位置にあり、その姿勢が横向きになっている状態を示している。
【図2】図1の状態での平面図である。
【図3】図1の状態での右側面図である。
【図4】図1のA−A線断面図である。
【図5】図1の状態からホッパの姿勢が縦向きに変更された状態での正面図である。
【図6】ホッパが下降位置へ下降して包装袋の中へ挿入された状態を示す正面断面図である。
【図7】開閉部材が開かれて被包装物を包装袋の中へ充填している状態を示す正面断面図である。
【図8】ホッパが上昇して包装袋から脱出し、上昇位置へ復帰した状態を示す正面断面図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態を示す図で、第1実施形態の図1に対応する図であるが、一部を破断して示している。
【図10】本発明の第3の実施の形態を示す図で、第1実施形態の図1に対応する図であるが、一部を破断して示している。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して本願発明の実施の形態に係る被包装物充填装置(以下、「充填装置」という。)について説明する。最初に図1乃至図4を参照して、充填装置1の構成について説明する。なお、後述するようにこの実施の形態でのホッパは、被包装物を受け入れるときには図1乃至4に示されるようにその姿勢が水平状態すなわち横向きになっているが、その後その姿勢が垂直状態すなわち縦向きに変換され、包装袋への充填作業を行い、その後再び横向きに変換される。そして、本明細書(特許請求の範囲を含む)において「上下」、「上端」、「下端」、「上側」、「下側」、「垂直」「水平」などの用語はホッパが垂直状態にある図5乃至図8を基準としている。従って、図1乃至図4においては、ホッパ或いは開閉部材については図において右側が「上」「上端」「上側」等となる。
【0013】
図において充填装置全体は1で示され、この充填装置1は、機台(図示せず)上に立設されたスタンド3を備え、このスタンド3により、図示しない駆動源に連結された昇降軸5が昇降自在に支持されている。符号7は昇降軸5の上端に固定されたホッパ支持部材である。ホッパ支持部材7は、一端側(図において右側)端部近くで昇降軸5に取付けられ、水平左側へ延びる取付け板9と、取付け板9の他端側から取付け板9に略直交する方向へ延びるホッパ支持板11とを備えている。そしてホッパ取付け板11の下面側から、3つの板状の支持部13,15,17が下方へ延びている。符号13は後述する回動用の第1エアシリンダ19が取付けられるエアシリンダ支持部であり、符号15,17は後述するホッパ25を支持するホッパ支持部である。
【0014】
第1エアシリンダ19は回動式であり、ホッパ25の姿勢を水平状態と垂直状態との間で切替えるものである。第1エアシリンダ19は図示の通りエアシリンダ支持部13の外側面に固定され、そのロッド21はエアシリンダ支持部13に形成された孔を貫通して反対側に伸び、連結部材23の一端側に固定されている。
【0015】
ホッパ25は本実施の形態では横断面略八角形の形をし、図4に示されるようにそれぞれ互いに対向する二つの面部分から成る第1、第2、第3、第4の4組の対向面部27,27;29,29;31,31;33,33;(以後、説明上支障がない場合には符号は1つのみ付す。以後に説明される複数個設けられる部材についても同様とする。)により囲まれ上端及び下端が開口した貫通孔35を備えている。第1の対向面部27のそれぞれ上端近くに外方へ延びる支点軸37,39が設けられ、ホッパ25はこれを介してホッパ支持部15,17に回動可能に支持されている。図3において左側の支持軸37はホッパ支持部15を貫通して連結部材23に連結され、これを介して第1エアシリンダ19のロッド21に結合されている。第1対向面部27の向きと90度異なる第3対向面部31のそれぞれには、それぞれの面の幅方向中央において、すなわちホッパ25の横断面で見て互いに対向する位置において、上端から若干下に下がった位置から下端まで、内側へ窪んだ凹部41,41が形成されている。これについては後述する。
【0016】
符号43はホッパ25の下端部に近接して配置された開閉部材であり、図4において上下中央部分で左右に延びる分割ラインLによって分割された一対の半部分45,45で構成されているが、先ず、図1乃至4に示される状態での全体の形状について説明する。
【0017】
開閉部材43は上側の丈の短い横断面が変化しないストレート部47と、その下側に位置し、下方に向かって次第に断面積が小さくなり、先端が閉じた錐体部57とを備えている。ストレート部47の横断面形状はホッパ25の横断面に略相似形をしており、第1対向面部49,49、第2対向面部51,51、第3対向面部53,53、第4対向面部55,55で構成され、寸法はホッパ25より若干大きくなっており、図4で見た場合にホッパ25の外周とストレート部47の内周との間に図示の通り隙間が存在する。被包装物はホッパ25を通って開閉部材43内へ達することができる。本実施の形態ではホッパ25の下端面とストレート部47の上端面とは面一となっているが、ホッパ25内に収受された被包装物がこぼれない程度に上下方向で離れていても良い。また、ホッパ25の下端が僅かにストレート部47に嵌っていてもよい。後述するようにそれぞれ半部分45が揺動するときに、ストレート部47とホッパ25とが干渉しなければ良い。
【0018】
錐体部57はストレート部47の第1乃至第4対向面部49,51,53,55にそれぞれ繋がる第1乃至第4傾斜対向面部59,59;61,61;63,63;65,65を備えている。そして第1傾斜対向面部59は前述の分割ラインLにより図4において上側及び下側に示される上第1傾斜対向面部67,67と下第1傾斜対向面部69,69に分けられている。図に示されるように、第3傾斜対向面部63は長方形の板の形に形成され、その下端側は分割ラインLに沿って所定の長さにわたって当接している。第1、第2、第4傾斜対向面部59、61,65は三角形の板の形をしており、その下端先端はそれぞれ第3傾斜対向面部63下端の左右端部に位置するようになっている。このように図1乃至4に示された状態においては開閉部材43の下端側は閉じられ、ホッパ25の下側開口は閉鎖されているが、後述するようにそれぞれの半部分45が揺動すると、半部分45が分割ラインLの部分で離れ、開閉部材43の下側が開き、ホッパ25の下側開口を開放することとなる。
【0019】
符号71は、ホッパ25の第1対向面部27の下端に近い位置で、第1対向面部27の幅方向中心(分割ライン)から同じ距離だけ左右に隔てられた位置で、且つ、ホッパ25の下端から同じ距離の位置に立設された揺動支持軸である。この支持軸71に、開閉部材43のストレート部47の第1対向面部49から上方に伸びて形成された取付け部73に形成された孔が回動可能に嵌り、これにより二つの半部分45はそれぞれこれらの支持軸71を支点として揺動できるようになっている。
【0020】
符号75、75は、ホッパ25の第3対向面部31の凹部41より上側の平らな部分にそれぞれの取付け板79、79を介して取付けられた第2エアシリンダで、そのロッド77,77は下向きに延びている。第2エアシリンダ75,75は凹部41と同じように第3対向面部31の幅方向で中央に互いに対向して配置されている。符号81,81はそれぞれの凹部41内に配置された連結ロッドであり、それぞれその両端は二股になっている。その一端は第2エアシリンダ75のロッド77の先端に固定された連結部材83にピンを介して回動可能に取付けられ、他端は、開閉部材43のそれぞれの半部分45に設けた連結部85,85にピンを介して回動可能に取付けられている。図1乃至4に示された状態では第2エアシリンダ75のロッド77は伸長した状態であり、これが縮むことにより連結ロッド81は上方へ移動し、半部分45をそれぞれ支持軸71を支点として互いに反対方向へ回動させる。本実施の形態では開閉部材43の各半部分45の第3傾斜対向面部63は、開閉部材43が閉じた状態では垂直に対して略35度になっており、開閉部材43が開くときの回動角度はそれぞれ略35度であり、錐体部57の第3傾斜対向面部63が略垂直状態になる。なお、この角度は35度に限定されるものではなく、例えば30度、45度、50度など、適宜に設定すればよい。いずれにしても開いたときには第3傾斜対向面部63が略垂直状態になるのが望ましい。
【0021】
次にこの充填装置1の動作について説明する。図1乃至図4はホッパ25と開閉部材43とが横向きの状態になっており、この状態において被包装物が図1において右側からホッパ25内へ挿入され、その先頭側は開閉部材43内へ入る。このような横向きホッパ内に被包装物を挿入する装置としては、例えば実公平3−50003号(トレイ式)、特開2007−153445号公報(シャトルコンベア式)に開示された横向きの袋に被包装物を挿入する装置或いはそれに類した装置を使用することができる。
【0022】
被包装物がホッパ25内に挿入されると、第1エアシリンダ19が動作し、ホッパ25及び開閉部材43を図5に示されるような垂直状態すなわち縦向きに姿勢変換する。この状態で開閉部材43は閉じている。この時包装袋Bがホッパ25の下方に移動してきて停止している。
【0023】
ついで昇降軸5が下降し、ホッパ25及び開閉部材43が下方へ移動し、開閉部材43とホッパ25とを開かれた包装袋Bの中へ所定位置まで挿入して停止する(図6)。ホッパ25と開閉部材43とを合わせた長さは包装袋Bの長さより十分長くなっており、ホッパがその下限位置まで下降しても、第1、第2エアシリンダ19、75などが包装袋Bと干渉することはない。この状態で閉じている開閉部材43の下端は包装袋Bの袋底にきわめて近い位置に位置している。
【0024】
ホッパ25が停止した状態で、第2エアシリンダ75が動作し、連結ロッド81を上方へ引張り、それにより開閉部材43の半部分45はそれぞれの支持軸71を支点として互いに反対方向へ略35度回動する(図7)。これにより開閉部材43の下側が開き、開閉部材43、ホッパ25内の被包装物Cは包装袋B内に下ろされる。開閉部材43の下端は袋底にきわめて近いので、被包装物Cが下方へ移動する距離はきわめて短く、落下するというよりも下ろされるといった状態で包装袋内へ移動するので、衝撃で被包装物が壊れたり、或いは重い被包装物の場合でも包装袋がグリッパからずれたりすることがない。
【0025】
図7の状態では被包装物の全ては包装袋B内へ移動せず、ホッパ25及び開閉部材43内にその一部は止まっている。この様態から昇降軸5が上昇を始め、開閉部材43が開いた状態のままでホッパ25と開閉部材43が上方へ移動し始める。それにつれて開閉部材43とホッパ25内に留まっていた被包装物Cは包装袋Bへ順次移されることとなる。
【0026】
ホッパ25と開閉部材43が包装袋Bから完全に抜け出す前に被包装物Cの包装袋B内への移し替えは完了する。開閉部材43の下端が包装袋Bから脱出すると第2エアシリンダ75が先と反対に動作し、開閉部材43を先と反対向きに回動し、下側を閉じる。その間も昇降軸5は上昇を続け、上限位置まで上昇する(図8)。上限位置に達すると、第1エアシリンダ19が先と逆方向に作動してホッパ25と開閉部材43とを横向きの状態に戻し(図1)、次の充填作業が開始される。なお、開閉部材43の閉じるタイミングは開閉部材43が包装袋Bから脱出した後に限る必要はなく、ホッパ25内の被包装物Cの包装袋Bへの移し替えが完了した後であれば包装袋Bから脱出する前でも差支えない。また、ホッパ25、開閉部材43を横向きの姿勢に変換する動作も、必ずしも上端位置に達した後に限定はされず、開閉部材43が包装袋Bから脱出した後ならば上限位置へ向かって上昇中にその姿勢変換動作を開始してもよい。
【0027】
なお、開閉部材は本実施の形態のように錐体型に限られない。例えば半球状の形とすることもできる。また、本実施の形態とは異なり、連結ロッドを下方へ引張ることにより開閉部材を開くようにしてもよい。また、二つの半部分の揺動のための支持軸を共通の軸とすることもできる。さらに、ホッパに形成した凹所の位置、第2エアシリンダの取付け位置も本実施の形態の位置に限定されない。
【0028】
図9は本願発明の第2の実施の形態を示し、第1実施形態の図1に対応する図である。この実施形態が第1の実施の形態と異なるのは、第2エアシリンダ75が一個のみ使用される点である。そしてこのエアシリンダ75を二本の連結ロッド81に対して共通に使用するために、ホッパ25の外周に沿って伸びる半円状(360度の円でも良い。)の連結リンク91を用いる。連結リンク91はその一端で第2エアシリンダ75のロッド77の下端に固定され、その両端から第1の実施の形態での連結部材83と同じでよい連結部材83が内方へ伸び、それぞれ対応する連結ロッド81の一端(上端)に第1の実施の形態と同じようにピンを用いて回動可能に連結される。従って第2のエアシリンダ75の動作によって二本の連結ロッド81が同時に上下動される。他の構成は第1の実施の形態と同じであるので、その説明は省略する。
【0029】
図10は本願発明の第3の実施の形態を示し、第1実施形態の図1に対応する図である。この実施形態が第1及び第2の実施の形態と異なるのは、第2エアシリンダ75及び連結ロッド81がそれぞれ一個のみ使用される点である。そして、この第2のエアシリンダ75のロッド77を第1の実施の形態と同じように一方の連結ロッド81の一端(上端)に連結する。一方、開閉部材43の二つの半部分45の取付け部73に、図示のようにそれぞれに近づく方向で斜め上方へ延びる係合部93,95を一体に形成し、一方の係合部93の先端側に二股部94を形成し、その二股部94に他方の係合部95の先端に取付けたピン96が嵌るようにする。この構成を用いることにより、二つの半部分45は互いに連動して反対方向に回動するようになり、一個のエアシリンダ75と一本の連結ロッド81で開閉部材43を開閉することができる。なお、二股部94に変えて長孔を形成してもよい。他の構成は第1の実施の形態と同じであるので、その説明は省略する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動源に連結されて上下に昇降可能に設けられ、上端及び下端が開口した筒状のホッパと、二つの半部分により形成され、前記ホッパの下方に位置して前記ホッパの下端開口を開閉する開閉部材とを備えた縦型袋詰め包装機用被包装物充填装置において、
前記開閉部材の前記半部分はそれぞれ前記ホッパの下端側において略垂直面内で前記ホッパに対して揺動自在に支承され、
前記被包装物充填装置はさらに、
前記ホッパと一体に昇降するエアシリンダと、
前記ホッパの外周に沿って前記ホッパの長さ方向に延び、前記エアシリンダと前記開閉部材とを連結し、前記エアシリンダの動作に応じて上下動して前記半部分を往復揺動させ、前記開閉部材を開閉する連結部材とを備え、
前記ホッパと前記開閉部材とを合わせた縦方向の長さは、被包装物が充填される包装袋の長さより長く、
前記ホッパが下降端位置に達したとき、前記開閉部材は被包装物が充填される包装袋の袋底近くに位置し、その位置で該開閉部材が開かれる
ことを特徴とする、被包装物充填装置。
【請求項2】
請求項1記載の被包装物充填装置において、前記エアシリンダと前記連結部材とは前記半部分のそれぞれに対応して1つずつ設けられ、前記連結部材はそれぞれ対応する前記エアシリンダと前記半部分とを連結し、前記エアシリンダの動作に応じて上下動し、前記それぞれの半部分を往復揺動させることを特徴とする、被包装物充填装置。
【請求項3】
請求項2記載の被包装物充填装置において、前記エアシリンダは、水平面内で対向する位置に設けられ、前記ホッパは、水平面内で前記エアシリンダと同じ対向位置で外周面に形成された該ホッパの長さ方向に延びる二つの凹部を備え、前記連結部材はそれぞれ該凹部内に配置されていることを特徴とする、被包装物充填装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のいずれか1に記載の被包装物充填装置において、前記ホッパは昇降自在なホッパ支持部材に揺動自在に支持され、前記被包装物充填装置はさらに、前記ホッパを揺動させるエアシリンダを備えていることを特徴とする、被包装物充填装置。

【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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【公開番号】特開2011−178453(P2011−178453A)
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−46225(P2010−46225)
【出願日】平成22年3月3日(2010.3.3)
【出願人】(000222727)東洋自動機株式会社 (91)
【Fターム(参考)】