袋内への棒状定形物充填方法及び装置
【課題】一対のグリッパー１１，１１に両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋９内に、比較的長い棒状定形物（スプーン１）を横向きで充填する。
【解決手段】袋幅方向に沿って左右に配置された断面凹溝形の一対のガイド部材１２，１３の凹溝内に、スプーン１を横向きで供給し前記凹溝内に支持し、次いで前記ガイド部材１２，１３を同時に内向きに略９０度回動させる。これにより、ガイド部材１２，１３の一部を開口した袋口から袋９内に挿入して、ガイド部材１２，１３により袋口の袋幅方向両端を押し広げて袋口の開口形状を偏平形状に整形し、かつスプーン１を横向きのまま袋９内に落下させる。続いて押込板３２をガイド部材１２，１３を通して下降させ、袋９内に落下したスプーン１を上から押さえ、横向き姿勢に矯正する。
【解決手段】袋幅方向に沿って左右に配置された断面凹溝形の一対のガイド部材１２，１３の凹溝内に、スプーン１を横向きで供給し前記凹溝内に支持し、次いで前記ガイド部材１２，１３を同時に内向きに略９０度回動させる。これにより、ガイド部材１２，１３の一部を開口した袋口から袋９内に挿入して、ガイド部材１２，１３により袋口の袋幅方向両端を押し広げて袋口の開口形状を偏平形状に整形し、かつスプーン１を横向きのまま袋９内に落下させる。続いて押込板３２をガイド部材１２，１３を通して下降させ、袋９内に落下したスプーン１を上から押さえ、横向き姿勢に矯正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上向きに開口した袋に袋口から棒状定形物を横向きで充填する方法及び装置に関し、特に比較的袋幅の狭い袋に比較的長い棒状定形物を横向きで充填する場合に適する棒状定形物の充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被充填物を開口した袋口から投入するにあたり、被充填物が比較的大きく袋口の開口の大きさに十分な余裕がない場合、例えば特許文献１，２に示すように、開閉可能な嘴状のホッパーを袋口に挿入し、袋口で開き、開いたホッパーを通して被充填物を袋内に充填することが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１７８３１４号公報
【特許文献２】特許第３３４２２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば袋の収容部の深さが棒状定形物の長さより浅い場合、棒状定形物を横向き（寝かせた状態）で充填しなければならない。この場合、袋の収容部の袋幅方向長さが棒状定形物の長さより十分に大きいのであれば、例えば上記ホッパーを開口した袋口に挿入し、袋口で開き、開いたホッパーを通して定形棒状物を横向きで投入することができる。しかし、例えば棒状物の長さが袋の収容部の袋幅方向長さよりやや短い程度に長く、棒状定形物を充填する際に袋口を大きく開口できない（大きく開口すると袋の収容部の袋幅方向長さが縮まり棒状定形物を横向きで充填できなくなる）場合、棒状定形物を通過させるホッパーを袋内に挿入するのが困難であり、該ホッパーを利用しての棒状定形物の充填はできなくなる。
また、棒状定形物が例えばスプーンのように長手方向の重心が中央からずれているようなものの場合、ホッパー内を落下する棒状定形物の姿勢が縦向きに変化して、袋内に横向きで収容できなくなるという問題もある。
【０００５】
従って、本発明は、例えば袋の収容部の深さが棒状定形物の長さより浅い場合などに、棒状定形物を袋内に横向きで充填する場合において、例えば棒状物の長さが袋の収容部の袋幅方向長さよりやや短い程度に長く、棒状定形物を充填する際に袋口を大きく開口できない場合でも、さらに棒状定形物の長手方向の重心が中央からずれている場合でも、棒状定形物を袋内に横向きで充填できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法は、一対のグリッパーに両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋内に棒状定形物を横向きで充填する充填方法であり、袋幅方向に沿って左右に配置された断面凹溝形の一対のガイド部材の凹溝内に、前記凹溝の底壁が略水平に向いているとき上方から棒状定形物を供給して前記棒状定形物を前記凹溝内に横向きに支持し、次いで前記一対のガイド部材を互いに対称的に同時に内向きに略９０度回動させて、前記ガイド部材の一部を開口した袋口から袋内に挿入し、前記ガイド部材により袋口の袋幅方向両端を押し広げて袋口の開口形状を所定形状に整形するとともに、前記棒状定形物を前記ガイド部材の凹溝に沿って横向きのまま袋内に落下させることを特徴とする。
【０００７】
上記充填方法では、前記ガイド部材の凹溝の上端近傍において前記棒状定形物をいったん横向きに位置決めした後、前記凹溝内に供給するようにしてもよい。また、前記一対のガイド部材を略９０度回動させるとき、必要に応じて、前記一対のグリッパーの互いの間隔を所定距離開いて袋口の開口長さ（袋幅方向の開口長さ）を広げるようにしてもよい。また、一対のガイド部材を略９０度回動させた後、必要に応じて、上方から一対のガイド部材の凹溝を通して押込板を袋内に下降させ、前記棒状定形物を上から押さえるようにしてもよい。
【０００８】
本発明の装置は、一対のグリッパーに両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋内に棒状定形物を横向きで充填する充填装置であり、袋幅方向に沿って左右に配置され、かつ袋幅方向に沿った鉛直面内において対称的に同時に回動可能とされた断面凹溝形の一対のガイド部材と、前記一対のガイド部材を回動させる駆動機構を備え、前記一対のガイド部材は、前記駆動機構により、凹溝の底壁が略水平となる受入位置と前記底壁が略鉛直になる投入位置の間で回動し、かつ前記ガイド部材の前記受入位置から投入位置までの回動及び投入位置から受入位置までの回動はともに内向きに行われ、前記ガイド部材の凹溝の内幅は前記棒状定形物の幅より大きく設定されて前記棒状定形物を凹溝内に受入可能であり、前記ガイド部材が投入位置にあるときの各ガイド部材の凹溝の底壁間の距離は前記棒状定形物の長さより長く設定されて前記棒状定形物が横向きで落下可能であり、前記ガイド部材は、前記受入位置において袋の直上位置に位置し、前記受入位置から投入位置に回動する過程で一部が開口した袋口から袋内に挿入され、袋口を所定形状に整形するように、袋口上縁からの高さが設定されていることを特徴とする。
【０００９】
上記充填装置は、必要に応じて、待機位置と位置決め位置の間で進退可能とされた位置決め部材と、前記位置決め部材を進退させる駆動機構を備える。この場合、前記位置決め部材は前記位置決め位置において前記シュートに堰をし前記棒状定形物の滑落を止めて前記シュート上で横向きに位置決めし、前記待機位置に復帰したとき前記堰を解除して前記棒状定形物の滑落を許容する。より具体的な形態として、前記位置決め部材は板状で、前記一対のガイド部材の上の待機位置と下降した位置決め位置の間で昇降可能とされ、前記位置決め位置において前記受入位置にある前記ガイド部材の凹溝内に位置し、この位置決め位置において前記シュートの下端に堰をする。
また、上記充填装置は、必要に応じて一対のガイド部材より上の待機位置と下降した押込位置の間で昇降可能とされた押込板と、前記押込板を昇降させる駆動機構を備える。この場合、押込板は投入位置にあるときの一対のガイド部材の凹溝内を通過して下降可能であり、押込位置においてその下端がガイド部材より下方に達する。この押込板は、さらに中間の位置決め位置（前記位置決め部材の位置決め位置と同じ、すなわち前記受入位置にある前記ガイド部材の凹溝内の位置）において停止可能としてもよい。この場合、押込板は位置決め部材としても機能することになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、断面凹溝形の一対のガイド部材の凹溝内に棒状定形物を供給して、凹溝内において横向きに保持し、次いで一対のガイド部材を互いに対称的に同時に内向きに略９０度回動させて、ガイド部材の一部を開口した袋口から袋内に挿入する。このとき一対のガイド部材は袋口の中心に近い部分（袋口の開口幅（袋幅方向に垂直な方向の開口幅）が最も広い部分）から袋内に挿入されるため、ガイド部材の袋内への挿入は問題なく行われ、かつ略９０度回動することにより、凹溝の底壁が袋口の袋幅方向両端を内側から押し広げ、袋口の開口形状を所定の偏平形状に整形する。また、棒状定形物は凹溝の底壁による支持が解除されて横向きのまま、前記凹溝の側壁間をガイドされながら袋内に落下する。
【００１１】
このように、ガイド部材により袋口の袋幅方向両端を内側から押し広げて袋口の開口形状を所定の偏平形状に整形し、前記ガイド部材の凹溝内を棒状定形物が落下するようにしたため、袋の収容部の袋幅方向長さよりやや短い程度に長い棒状定形物でも、容易に袋内に投入することができる。
なお、ガイド部材を回動させるとき、同時に袋の両側縁を把持するグリッパーの間隔を広げることもできる。これは、棒状定形物が長く、これを横向きのままで袋口から入れようとすると、相当程度袋口の開口長さ（袋幅方向の開口長さ）を長くとる必要があり、それにより袋口の開口幅（袋幅方向に垂直な方向の開口幅）が狭まる結果、回動するガイド部材が袋口に引っ掛かる可能性が出てくる場合などに有効である。グリッパーの間隔を広げる前は袋口の開口幅が広くなっているため、ガイド部材が回動して袋口に挿入されるとき袋口に引っ掛かるのが防止され、かつグリッパーの間隔を拡げると袋口の開口長さを長くできるので、長い棒状定形物でも袋内に充填できる。
また、落下前の棒状定形物は受入位置にあるガイド部材の凹溝内に袋口の直上において支持されている（ガイド部材と袋口上縁との距離が長いと、ガイド部材が内向きに回動してもガイド部材が袋内に挿入されない）から、落下距離は短く、棒状定形物の姿勢が落下中に縦向きに変化するのも防止される。
【００１２】
また、ガイド部材の凹溝の上端近傍において棒状定形物をいったん横向きに位置決めした後、前記凹溝内に供給する場合、棒状定形物を横向きでガイド部材の凹溝内に供給し、該凹溝内に確実に横向きで支持させることができる。前記棒状定形物は、特に重心が長手方向の中心から大きくずれている場合、例えば棒状定形物を供給装置からシュート上に落下させ、さらにシュート上を滑落させる間に、横向きから縦向きに回転しようとし、大きく縦向きに回転した場合はガイド部材の凹溝内に横向きで収まらない可能性がある。しかし、上記のようにガイド部材の凹溝の上端近傍においていったん位置決めした後、該凹溝に供給することにより、そのようなことが防止される。
【００１３】
さらに、一対のガイド部材を略９０度回動させた後、ガイド部材の凹溝を通して押込板を下降させた場合、まんいち棒状定形物がガイド部材の凹溝内に引っ掛かって袋内に落下しなかった場合でも、該棒状定形物を押し下げて袋内に押し込むことができる。また、例えば粒状物充填後の袋に対して棒状定形物を充填した場合に、落下した棒状定形物が粒状物の上でひどく傾斜した状態になっていたとしても、押込板の下端で棒状定形物を押さえ横向きに矯正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図１０を参照して、本発明に係る充填方法及び装置について説明する。
図１〜５に示す充填装置は、周知の間欠回転テーブル式袋詰め包装機に付設されるもので、棒状定形物（スプーン）１を供給するバケットコンベア２と、バケットコンベア２からスプーン１を受け取るシュート３と、シュート３からスプーン１を受け取り、次いで下方に落下させる投入部４と、投入部４の上に設置された押込部５からなり、シュート３、投入部４及び押込部５が、袋詰め包装機の機台６上に立設するスタンド７に固定されたフレーム８に設置されている。
なお、上記袋詰め包装機は、複数対のグリッパーが間欠回転するテーブルの周囲に設置され、前記テーブルの間欠回転に伴い、各停止位置においてグリッパー対への袋の供給、グリッパー対に把持された袋の袋口開口、袋への粒状物（コメ）の充填、袋への棒状定形物（スプーン）の充填及び袋口のシール等の各包装工程を順次行うものであり、図１，５には、コメ充填後の袋（自立袋）に対しスプーンの充填が行われる停止位置に停止した袋９が示されている。図１，５において、袋９はグリッパー対１１，１１により両側縁を把持され、吊り下げられている。図３において９ａは袋９の被充填物の収容部を画定する周知のチャック（袋のシールを破った後でも収容部を密閉できるチャック）である。
【００１５】
投入部４は、図２に示すように、一対のガイド部材１２，１３と、フレーム８に固定された軸受部材１４，１５にそれぞれ回動自在に支持された回動軸１６，１７と、各回動軸１６，１７にそれぞれ固定されたギア１８，１９と、フレーム８に固定された支持軸２１，２２にそれぞれ回動自在に支持され、互いに噛み合うとともにそれぞれ前記ギア１８，１９とも噛み合うギア２３，２４と、フレーム８とギア２４の間に設置されたエアシリンダ２５と、フレーム８とギア２３の間に設置された引張ばね２６と、ガイド部材１２，１３の両側においてフレーム８に固定された側部ガイド部材２７からなる。
エアシリンダ２５の下端はフレーム８に回動自在に取り付けられ、ピストンロッド２８の先端に固定されたジョイント２９が連結ピン３１を介してギア２４に回動自在に取り付けられている。なお、軸受部材１４，１５から連結ピン３１までの一連の機構（側部ガイド部材２７を除く）が、本発明でいう「一対のガイド部材を回動させる駆動機構」である。
【００１６】
ガイド部材１２，１３は、図５又は図８に示すように、それぞれ断面（側面視）凹溝形をなす。ただし、凹溝を構成する一方の側壁１２ａ，１３ａは円弧状（１／４円）に形成され、他方の側壁１２ｂ，１３ｂは底壁１２ｃ，１３ｃからの高さが一定高さに形成され、側壁１２ｂ，１３ｂの高さは側壁１２ａ，１３ａより低く（最も高い部位の半分程度の高さ）設定され、側壁１２ｂ，１３ｂの側がシュート３側に配置されている。各側壁１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂは鉛直面内に存在する。なお、側壁１２ａ，１３ａを円弧状に形成したり、側壁１２ａ，１３ａの高さを側壁１２ｂ，１３ｂより高くすることは、望ましくはあっても必須ではない。
ガイド部材１２，１３は、図２に示すように、それぞれ底壁１２ｃ，１３ｃの下面の外側端部近傍において回動軸１６，１７に固定され、袋幅方向（図３に示す袋９の袋幅方向参照）に沿って左右に対向配置されている。
【００１７】
エアシリンダ２５が作動していないとき、ばね２６の付勢力によりピストンロッド２８が縮み、図２に示すように、ガイド部材１２，１３は、凹溝の底壁１２ｃ，１３ｃが略水平となり、かつ左右に連なる位置（本発明でいう受入位置）で停止する。エアシリンダ２５が作動してピストンロッド２８が伸びると、ギア２３，２４、ギア１８，１９を介して回動軸１６，１７が回動し、ガイド部材１２，１３は前記受入位置から、袋幅方向に沿った鉛直面内において対称的に同時に内向きに９０度回動し、図３の仮想線又は図６（ｂ）に示す位置（本発明でいう投入位置）で停止する。このとき凹溝の底壁１２ｃ，１３ｃは略鉛直となる。
この投入位置においてエアシリンダ２５の作動を止めると、ばね２６の付勢力によりピストンロッド２８が縮み、ガイド部材１２，１３は前記投入位置から図２に示す受入位置まで内向きに逆回動する。
【００１８】
側部ガイド部材２７は、図２，４及び図５に示すように、受入位置にあるガイド部材１２，１３の両側において凹溝の延長上に、該凹溝の端を閉鎖するような形で設置され、ガイド部材１２，１３の凹溝内に落下したスプーン１が、ガイド部材１２，１３の中心位置から凹溝に沿って左右（スプーンの長さ方向）に大きく位置ずれを起こしたときのストッパーとして機能する。
【００１９】
押出部５は、図１〜５に示すように、断面が細長い長方形の押込板３２と、フレーム８の上方延長部に固定されたエアシリンダ３３と、フレーム８に固定された支持軸３４，３５に回転自在に軸支されたガイド溝付きローラ３６，３７と、押込板３２の裏面に固定したピン３８（フレーム８の延長部に形成された長穴３９内に位置する）と、ピン３８とフレーム８の延長部の裏面に固定したピン４１の間に設置された引張ばね４２からなる。押込板３２は上端がエアシリンダ３３のピストンロッド４３の先端に固定され、左右の辺がガイド溝付きローラ３６，３７の溝内にはまり、該ローラ３６，３７により昇降をガイドされる。なお、エアシリンダ３３からピストンロッド４３までの一連の機構が、本発明でいう「押込板を昇降させる駆動機構」である。
【００２０】
エアシリンダ３３が作動していないとき、ばね４２の付勢力によりピストンロッド４３が縮み、図２に示すように、ガイド部材１２，１３の上方位置（本発明でいう待機位置）に停止する。エアシリンダ３３が作動してピストンロッド４３が伸びると、押込板３２は前記待機位置から下降し、投入位置で停止した一対のガイド部材１２，１３の凹溝に囲まれた空間を通過し（図８の仮想線参照）、図３の仮想線又は図６（ｃ）に示す位置（本発明でいう押込位置）で停止する。この押込位置では、押込板３２の下端はガイド部材１２，１３より下方位置に達する。なお、図８の仮想線に示すように、押込板３２の断面は、前記空間を通過するサイズであり、かつ棒状定形物（この例ではスプーン１）の平面視外形輪郭と同等かやや大きめに形成されている。
この押込位置においてエアシリンダ３３の作動を止めると、ばね４２の付勢力によりピストンロッド４３が縮み、押込板３２は前記押込位置から図２，３等に示す待機位置まで上昇する。
【００２１】
シュート３は、図４，５に示すように、傾斜した底壁４４と両側の側壁４５，４６からなり、ガイド部材１２，１３の側壁１２ｂ，１３ｂ側に配置され、取付用梁部４７によりフレーム８に固定されている。底壁４４は前方に傾斜して、その下端がガイド部材１２，１３の側壁１２ｂ，１３ｂの直上位置に配置されている。
バケットコンベア２は、仕切り部材４８の付いた無端状のチェーン４９が一方向に間欠回転し、仕切り部材４８，４８間に１個ずつ掬う部分を上向きにして載置されたスプーン１を、先端からシュート３に向けて１個ずつ落下させる。シュート３上に落下したスプーン１は、シュート３の傾斜した底壁４４に沿って滑落し、ガイド部材１２，１３の側壁１２ａ，１３ａの内面に当たって下方に向きを変え、掬う部分を側方に向け、ガイド部材１２，１３の凹溝内に受け入れられる（図６（ａ）参照）。シュート３から滑落したスプーン１が落下の衝撃で跳ねて長さ方向に位置がずれても、側部ガイド部材２７に止められる。
【００２２】
次に図６〜８を参照して、ガイド部材１２，１３に横向きで（長さ方向を略水平に向けて）受け入れられたスプーン１を袋９に充填する工程について説明する。
図６（ａ）は、スプーン１が受入位置にあるガイド部材１２，１３の凹溝内に横向きで受け入れられ、支持された状態を示す。図７はその平面図を示すもので、ガイド部材１２，１３の直下に袋９が停止し、この袋９には前工程においてコメが充填されている。このとき、グリッパー対１１，１１の間隔はコメ充填時よりやや広げられ、その結果、袋口の開口幅（袋幅方向に垂直な方向の開口幅）Ｗはコメ充填時の最大開口状態より狭められ（これを半開口状態ということもできる）、袋口の開口長さ（袋幅方向の開口長さ）Ｌは長くなっている。これは、コメ充填時の最大開口状態のままであると袋口の開口長さが短く、短い開口長さのままで袋口の開口形状を整形しても、スプーン１を横向きで袋内に投入できるだけの空間がガイド部材１２，１３により確保できないためである。ただし、グリッパー対１１，１１の間隔を広げるといっても、図７に示すように、袋口の中央付近の開口幅Ｗは、回動するガイド部材１２，１３が袋口に引っ掛からない程度に十分広く設定されている。
【００２３】
ここでエアシリンダ２５が作動し、ガイド部材１２，１３が回動軸１６，１７を回動中心として内向きに９０度回動し、投入位置で停止する。この状態を図６（ｂ）に示す。ガイド部材１２，１３が受入位置から投入位置に回動するのに伴い、ガイド部材１２，１３はその中心側の端部から袋９の袋口内に入り、回動の過程で袋口の袋幅方向両端部を押し広げ、投入位置で停止する。このとき、図８に示すように、袋口の開口形状はガイド部材１２，１３の外形に沿って所定の偏平形状（略板状）に整形されている。一方、スプーン１はガイド部材１２，１３が回動することにより、底壁１２ａ，１３ａによる支持を失い落下を開始する。
また、この例では、ガイド部材１２，１３が投入位置まで回動する間に、エアシリンダ３３が作動して、押込板３２が下降を始めている。
【００２４】
押込板３２はさらに、袋９内に落下するスプーン１を追いかけるように、ガイド部材１２，１３の凹溝に囲まれた空間を通過して下降し、袋９内において落下したスプーン１を下向きに押し付け、スプーン１の袋９内での姿勢を矯正する。その状態を図６（ｃ）に示す。
続いてエアシリンダ３３の作動が停止し、引張ばね４２の作用により押込板３２が元の待機位置に上昇し、さらにエアシリンダ２５の作動が停止して、引張ばね２６の作用によりガイド部材１２，１３が元の受入位置に逆回動する。
【００２５】
なお、上記の例では、ガイド部材１２，１３の回動スピードが速く、底壁１２ｃ，１３ｃによる支持を失ったスプーン１がほぼ自由落下するかたちになっていたが、ガイド部材１２，１３の回動スピードを緩くすることで、スプーン１の両端部を傾斜を深める底壁１２ｃ，１３ｃ上で滑らせながら、スプーン１全体としてはほぼ横向きの状態で落下するようにしてもよい。
また、上記の例では、押込板３２の下降は、スプーン１が落下した後該スプーン１を押さえるようにタイミング設定されていたが、スプーン１の落下の途中で該スプーン１に追いついて押さえるようにタイミング設定してもよい。
【００２６】
図９に、これまで示したものと全く同じ充填装置を用い、ガイド部材１２，１３を回動させるとき、同時に袋９の両側縁を把持するグリッパー対１１，１１の間隔を広げるようにした例を示す。
図９（ａ）はガイド部材１２，１３が回動する前の状態（受入位置にある）を示し、グリッパー対１１，１１の間隔がコメ充填時のままであって、袋９は袋口の開口幅Ｗが広い。従って、ガイド部材１２，１３を回動させて袋口に挿入するとき、ガイド部材１２，１３が袋口に引っ掛かるのが確実に防止される。一方、袋口の開口幅Ｗが広いということは、袋口の開口長さＬが短いということであり、このままではガイド部材１２，１３を９０度回動させたり、ガイド部材１２，１３からスプーン１を袋内に横向きのままで落下させるのに支障が出かねない。従って、この例では、ガイド部材１２，１３を回動させるとほぼ同時に、グリッパー１１，１１の間隔を広げて開口長さＬを長くしている。図９（ｂ）はガイド部材１２，１３を９０度回動させたときの状態（投入位置にある）を示すもので、グリッパー対１１，１１の間隔が広がり、ガイド部材１２，１３も支障なく回動し、袋口は所定の偏平形状（図８に示すものと同じ）に整形されている。
【００２７】
図１０に、これまで示したものとほぼ同じ充填装置（エアシリンダ３３のストロークのみが異なる）を用い、ガイド部材１２，１３の凹溝の上端近傍においてスプーン１をいったん横向きに位置決めした後、前記凹溝内に供給するようにした例を示す。
図１０において、５１は板状の位置決め部材（図５等に示す押込部材３２と同じ形状であり、呼び名のみが異なる）であり、ガイド部材１２，１３の上の待機位置（図５等に示す押込部材３２の待機位置と同じ位置）と、図１０に示す下降した位置決め位置の間で昇降可能とされている。前記位置決め位置において、位置決め部材５１は受入位置にあるガイド部材１２，１３の凹溝内に挿入される。なお、図１０において部材の番号は位置決め部材５１を除いて図５等と同じとしている。
【００２８】
ガイド部材１２，１３が受入位置にあるとき、エアシリンダ３３が作動して位置決め部材５１がガイド部材１２，１３の凹溝内に入り、次いでバケットコンベア２からスプーン１が横向きでシュート３上に落下し、シュート３の傾斜した底壁４４に沿って滑落し、位置決め部材５１の側面に当たって停止する。このとき、落下及び滑落する間にスプーン１が横向きから縦向きに多少回転していても、位置決め部材に当接することで横向きに矯正され、回転していなければそのまま横向きで、ガイド部材１２，１３の凹溝の上端近傍に位置決めされる。ただし、エアシリンダ３３の作動のタイミングは上記に限られない。要は、滑落するスプーン１を止められるタイミングで位置決め位置にきていればよい。
【００２９】
続いてエアシリンダ３３の作動が停止し、引張ばね４２の作用により位置決め板５１が上昇して、ガイド部材１２，１３の凹溝から抜け出すと、スプーン１は位置決めされていた位置から傾斜した底壁４４を滑落し、ガイド部材１２，１３の凹溝内に受け入れられる（図５参照）。次いでエアシリンダ２５が作動してガイド部材１２，１３が受入位置から投入位置に回動し、スプーン１は袋９内に落下する。
なお、図１０の例では、位置決め部材５１は待機位置と位置決め位置の間を昇降していたが、スプーン１を、ガイド部材１２，１３の凹溝の上端近傍においてシュート３の底壁４４上に、所定のタイミングで位置決めできるのであれば、位置決め部材の待機位置と位置決め位置の間の移動（進退）は鉛直面での昇降に限られないし、位置決め部材の形状も板状に限られない。
【００３０】
また、図１０の例では、位置決め部材５１は待機位置と位置決め位置の間のみで昇降し、一方、図５の例では、押込板３２が待機位置と押込位置の間のみで昇降していたが、エアシリンダを２段ストロークとし、位置決め部材５１（押込板３２）が、待機位置、位置決め位置及び押込位置のどの位置からでも他の位置に向けて昇降可能として、位置決め部材と押込部材の両方の機能を持つようにすることもできる。この場合の位置決め部材５１（押込板３２）の昇降のタイミングは、例えば、スプーン１がバケットコンベア２から落下する直前に待機位置から位置決め位置に下降し、落下してきたスプーン１をガイド部材１２，１３の凹溝の上端近傍においてシュート３の底壁４４上に位置決めし、続いて待機位置に上昇してスプーン１をガイド部材１２，１３の凹溝内に落下させ、続いてガイド部材１２，１３が投入位置に向けて回動を始めた直後に押込位置に向けて下降し、押込位置に到達後直ちに待機位置に向けて上昇するという設定が考えられる。この場合、位置決め部材が押込板を兼ねることになる（逆に押込板が位置決め部材を兼ねるともいえる）。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る棒状定形物充填装置の左側面図である。
【図２】図１に示す棒状定形物充填装置の要部正面図である。
【図３】図１に示す棒状定形物充填装置の要部背面図である。
【図４】図１に示す棒状定形物充填装置の要部平面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図１に示す棒状定形物充填装置において、ガイド部材に受け入れた棒状定形物を落下させ袋内に充填する工程を順に説明する図である。
【図７】ガイド部材が受入位置に位置するときの要部平面図である。
【図８】ガイド部材が投入位置に位置するときの要部平面図である。
【図９】図１に示す棒状定形物充填装置において、ガイド部材に受け入れた棒状定形物を落下させる際、ガイド部材の回動と同時にグリッパーの間隔を広げるようにした場合の、袋口の開口形状及びグリッパーの位置を説明する平面図である。
【図１０】同様の棒状定形物充填装置において、棒状定形物をガイド部材の手前でいったん位置決めする場合の位置決め部材の作動を説明する断面図（図５と同じ断面）である。
【符号の説明】
【００３２】
１ スプーン（棒状定形物）
９ 袋
１１ グリッパー
１２，１３ ガイド部材
１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂ ガイド部材の側壁
１２ｃ，１３ｃ ガイド部材の底壁
２５ エアシリンダ
３２ 押込板
３３ エアシリンダ
５１ 位置決め部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上向きに開口した袋に袋口から棒状定形物を横向きで充填する方法及び装置に関し、特に比較的袋幅の狭い袋に比較的長い棒状定形物を横向きで充填する場合に適する棒状定形物の充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被充填物を開口した袋口から投入するにあたり、被充填物が比較的大きく袋口の開口の大きさに十分な余裕がない場合、例えば特許文献１，２に示すように、開閉可能な嘴状のホッパーを袋口に挿入し、袋口で開き、開いたホッパーを通して被充填物を袋内に充填することが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１７８３１４号公報
【特許文献２】特許第３３４２２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば袋の収容部の深さが棒状定形物の長さより浅い場合、棒状定形物を横向き（寝かせた状態）で充填しなければならない。この場合、袋の収容部の袋幅方向長さが棒状定形物の長さより十分に大きいのであれば、例えば上記ホッパーを開口した袋口に挿入し、袋口で開き、開いたホッパーを通して定形棒状物を横向きで投入することができる。しかし、例えば棒状物の長さが袋の収容部の袋幅方向長さよりやや短い程度に長く、棒状定形物を充填する際に袋口を大きく開口できない（大きく開口すると袋の収容部の袋幅方向長さが縮まり棒状定形物を横向きで充填できなくなる）場合、棒状定形物を通過させるホッパーを袋内に挿入するのが困難であり、該ホッパーを利用しての棒状定形物の充填はできなくなる。
また、棒状定形物が例えばスプーンのように長手方向の重心が中央からずれているようなものの場合、ホッパー内を落下する棒状定形物の姿勢が縦向きに変化して、袋内に横向きで収容できなくなるという問題もある。
【０００５】
従って、本発明は、例えば袋の収容部の深さが棒状定形物の長さより浅い場合などに、棒状定形物を袋内に横向きで充填する場合において、例えば棒状物の長さが袋の収容部の袋幅方向長さよりやや短い程度に長く、棒状定形物を充填する際に袋口を大きく開口できない場合でも、さらに棒状定形物の長手方向の重心が中央からずれている場合でも、棒状定形物を袋内に横向きで充填できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法は、一対のグリッパーに両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋内に棒状定形物を横向きで充填する充填方法であり、袋幅方向に沿って左右に配置された断面凹溝形の一対のガイド部材の凹溝内に、前記凹溝の底壁が略水平に向いているとき上方から棒状定形物を供給して前記棒状定形物を前記凹溝内に横向きに支持し、次いで前記一対のガイド部材を互いに対称的に同時に内向きに略９０度回動させて、前記ガイド部材の一部を開口した袋口から袋内に挿入し、前記ガイド部材により袋口の袋幅方向両端を押し広げて袋口の開口形状を所定形状に整形するとともに、前記棒状定形物を前記ガイド部材の凹溝に沿って横向きのまま袋内に落下させることを特徴とする。
【０００７】
上記充填方法では、前記ガイド部材の凹溝の上端近傍において前記棒状定形物をいったん横向きに位置決めした後、前記凹溝内に供給するようにしてもよい。また、前記一対のガイド部材を略９０度回動させるとき、必要に応じて、前記一対のグリッパーの互いの間隔を所定距離開いて袋口の開口長さ（袋幅方向の開口長さ）を広げるようにしてもよい。また、一対のガイド部材を略９０度回動させた後、必要に応じて、上方から一対のガイド部材の凹溝を通して押込板を袋内に下降させ、前記棒状定形物を上から押さえるようにしてもよい。
【０００８】
本発明の装置は、一対のグリッパーに両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋内に棒状定形物を横向きで充填する充填装置であり、袋幅方向に沿って左右に配置され、かつ袋幅方向に沿った鉛直面内において対称的に同時に回動可能とされた断面凹溝形の一対のガイド部材と、前記一対のガイド部材を回動させる駆動機構を備え、前記一対のガイド部材は、前記駆動機構により、凹溝の底壁が略水平となる受入位置と前記底壁が略鉛直になる投入位置の間で回動し、かつ前記ガイド部材の前記受入位置から投入位置までの回動及び投入位置から受入位置までの回動はともに内向きに行われ、前記ガイド部材の凹溝の内幅は前記棒状定形物の幅より大きく設定されて前記棒状定形物を凹溝内に受入可能であり、前記ガイド部材が投入位置にあるときの各ガイド部材の凹溝の底壁間の距離は前記棒状定形物の長さより長く設定されて前記棒状定形物が横向きで落下可能であり、前記ガイド部材は、前記受入位置において袋の直上位置に位置し、前記受入位置から投入位置に回動する過程で一部が開口した袋口から袋内に挿入され、袋口を所定形状に整形するように、袋口上縁からの高さが設定されていることを特徴とする。
【０００９】
上記充填装置は、必要に応じて、待機位置と位置決め位置の間で進退可能とされた位置決め部材と、前記位置決め部材を進退させる駆動機構を備える。この場合、前記位置決め部材は前記位置決め位置において前記シュートに堰をし前記棒状定形物の滑落を止めて前記シュート上で横向きに位置決めし、前記待機位置に復帰したとき前記堰を解除して前記棒状定形物の滑落を許容する。より具体的な形態として、前記位置決め部材は板状で、前記一対のガイド部材の上の待機位置と下降した位置決め位置の間で昇降可能とされ、前記位置決め位置において前記受入位置にある前記ガイド部材の凹溝内に位置し、この位置決め位置において前記シュートの下端に堰をする。
また、上記充填装置は、必要に応じて一対のガイド部材より上の待機位置と下降した押込位置の間で昇降可能とされた押込板と、前記押込板を昇降させる駆動機構を備える。この場合、押込板は投入位置にあるときの一対のガイド部材の凹溝内を通過して下降可能であり、押込位置においてその下端がガイド部材より下方に達する。この押込板は、さらに中間の位置決め位置（前記位置決め部材の位置決め位置と同じ、すなわち前記受入位置にある前記ガイド部材の凹溝内の位置）において停止可能としてもよい。この場合、押込板は位置決め部材としても機能することになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、断面凹溝形の一対のガイド部材の凹溝内に棒状定形物を供給して、凹溝内において横向きに保持し、次いで一対のガイド部材を互いに対称的に同時に内向きに略９０度回動させて、ガイド部材の一部を開口した袋口から袋内に挿入する。このとき一対のガイド部材は袋口の中心に近い部分（袋口の開口幅（袋幅方向に垂直な方向の開口幅）が最も広い部分）から袋内に挿入されるため、ガイド部材の袋内への挿入は問題なく行われ、かつ略９０度回動することにより、凹溝の底壁が袋口の袋幅方向両端を内側から押し広げ、袋口の開口形状を所定の偏平形状に整形する。また、棒状定形物は凹溝の底壁による支持が解除されて横向きのまま、前記凹溝の側壁間をガイドされながら袋内に落下する。
【００１１】
このように、ガイド部材により袋口の袋幅方向両端を内側から押し広げて袋口の開口形状を所定の偏平形状に整形し、前記ガイド部材の凹溝内を棒状定形物が落下するようにしたため、袋の収容部の袋幅方向長さよりやや短い程度に長い棒状定形物でも、容易に袋内に投入することができる。
なお、ガイド部材を回動させるとき、同時に袋の両側縁を把持するグリッパーの間隔を広げることもできる。これは、棒状定形物が長く、これを横向きのままで袋口から入れようとすると、相当程度袋口の開口長さ（袋幅方向の開口長さ）を長くとる必要があり、それにより袋口の開口幅（袋幅方向に垂直な方向の開口幅）が狭まる結果、回動するガイド部材が袋口に引っ掛かる可能性が出てくる場合などに有効である。グリッパーの間隔を広げる前は袋口の開口幅が広くなっているため、ガイド部材が回動して袋口に挿入されるとき袋口に引っ掛かるのが防止され、かつグリッパーの間隔を拡げると袋口の開口長さを長くできるので、長い棒状定形物でも袋内に充填できる。
また、落下前の棒状定形物は受入位置にあるガイド部材の凹溝内に袋口の直上において支持されている（ガイド部材と袋口上縁との距離が長いと、ガイド部材が内向きに回動してもガイド部材が袋内に挿入されない）から、落下距離は短く、棒状定形物の姿勢が落下中に縦向きに変化するのも防止される。
【００１２】
また、ガイド部材の凹溝の上端近傍において棒状定形物をいったん横向きに位置決めした後、前記凹溝内に供給する場合、棒状定形物を横向きでガイド部材の凹溝内に供給し、該凹溝内に確実に横向きで支持させることができる。前記棒状定形物は、特に重心が長手方向の中心から大きくずれている場合、例えば棒状定形物を供給装置からシュート上に落下させ、さらにシュート上を滑落させる間に、横向きから縦向きに回転しようとし、大きく縦向きに回転した場合はガイド部材の凹溝内に横向きで収まらない可能性がある。しかし、上記のようにガイド部材の凹溝の上端近傍においていったん位置決めした後、該凹溝に供給することにより、そのようなことが防止される。
【００１３】
さらに、一対のガイド部材を略９０度回動させた後、ガイド部材の凹溝を通して押込板を下降させた場合、まんいち棒状定形物がガイド部材の凹溝内に引っ掛かって袋内に落下しなかった場合でも、該棒状定形物を押し下げて袋内に押し込むことができる。また、例えば粒状物充填後の袋に対して棒状定形物を充填した場合に、落下した棒状定形物が粒状物の上でひどく傾斜した状態になっていたとしても、押込板の下端で棒状定形物を押さえ横向きに矯正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図１０を参照して、本発明に係る充填方法及び装置について説明する。
図１〜５に示す充填装置は、周知の間欠回転テーブル式袋詰め包装機に付設されるもので、棒状定形物（スプーン）１を供給するバケットコンベア２と、バケットコンベア２からスプーン１を受け取るシュート３と、シュート３からスプーン１を受け取り、次いで下方に落下させる投入部４と、投入部４の上に設置された押込部５からなり、シュート３、投入部４及び押込部５が、袋詰め包装機の機台６上に立設するスタンド７に固定されたフレーム８に設置されている。
なお、上記袋詰め包装機は、複数対のグリッパーが間欠回転するテーブルの周囲に設置され、前記テーブルの間欠回転に伴い、各停止位置においてグリッパー対への袋の供給、グリッパー対に把持された袋の袋口開口、袋への粒状物（コメ）の充填、袋への棒状定形物（スプーン）の充填及び袋口のシール等の各包装工程を順次行うものであり、図１，５には、コメ充填後の袋（自立袋）に対しスプーンの充填が行われる停止位置に停止した袋９が示されている。図１，５において、袋９はグリッパー対１１，１１により両側縁を把持され、吊り下げられている。図３において９ａは袋９の被充填物の収容部を画定する周知のチャック（袋のシールを破った後でも収容部を密閉できるチャック）である。
【００１５】
投入部４は、図２に示すように、一対のガイド部材１２，１３と、フレーム８に固定された軸受部材１４，１５にそれぞれ回動自在に支持された回動軸１６，１７と、各回動軸１６，１７にそれぞれ固定されたギア１８，１９と、フレーム８に固定された支持軸２１，２２にそれぞれ回動自在に支持され、互いに噛み合うとともにそれぞれ前記ギア１８，１９とも噛み合うギア２３，２４と、フレーム８とギア２４の間に設置されたエアシリンダ２５と、フレーム８とギア２３の間に設置された引張ばね２６と、ガイド部材１２，１３の両側においてフレーム８に固定された側部ガイド部材２７からなる。
エアシリンダ２５の下端はフレーム８に回動自在に取り付けられ、ピストンロッド２８の先端に固定されたジョイント２９が連結ピン３１を介してギア２４に回動自在に取り付けられている。なお、軸受部材１４，１５から連結ピン３１までの一連の機構（側部ガイド部材２７を除く）が、本発明でいう「一対のガイド部材を回動させる駆動機構」である。
【００１６】
ガイド部材１２，１３は、図５又は図８に示すように、それぞれ断面（側面視）凹溝形をなす。ただし、凹溝を構成する一方の側壁１２ａ，１３ａは円弧状（１／４円）に形成され、他方の側壁１２ｂ，１３ｂは底壁１２ｃ，１３ｃからの高さが一定高さに形成され、側壁１２ｂ，１３ｂの高さは側壁１２ａ，１３ａより低く（最も高い部位の半分程度の高さ）設定され、側壁１２ｂ，１３ｂの側がシュート３側に配置されている。各側壁１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂは鉛直面内に存在する。なお、側壁１２ａ，１３ａを円弧状に形成したり、側壁１２ａ，１３ａの高さを側壁１２ｂ，１３ｂより高くすることは、望ましくはあっても必須ではない。
ガイド部材１２，１３は、図２に示すように、それぞれ底壁１２ｃ，１３ｃの下面の外側端部近傍において回動軸１６，１７に固定され、袋幅方向（図３に示す袋９の袋幅方向参照）に沿って左右に対向配置されている。
【００１７】
エアシリンダ２５が作動していないとき、ばね２６の付勢力によりピストンロッド２８が縮み、図２に示すように、ガイド部材１２，１３は、凹溝の底壁１２ｃ，１３ｃが略水平となり、かつ左右に連なる位置（本発明でいう受入位置）で停止する。エアシリンダ２５が作動してピストンロッド２８が伸びると、ギア２３，２４、ギア１８，１９を介して回動軸１６，１７が回動し、ガイド部材１２，１３は前記受入位置から、袋幅方向に沿った鉛直面内において対称的に同時に内向きに９０度回動し、図３の仮想線又は図６（ｂ）に示す位置（本発明でいう投入位置）で停止する。このとき凹溝の底壁１２ｃ，１３ｃは略鉛直となる。
この投入位置においてエアシリンダ２５の作動を止めると、ばね２６の付勢力によりピストンロッド２８が縮み、ガイド部材１２，１３は前記投入位置から図２に示す受入位置まで内向きに逆回動する。
【００１８】
側部ガイド部材２７は、図２，４及び図５に示すように、受入位置にあるガイド部材１２，１３の両側において凹溝の延長上に、該凹溝の端を閉鎖するような形で設置され、ガイド部材１２，１３の凹溝内に落下したスプーン１が、ガイド部材１２，１３の中心位置から凹溝に沿って左右（スプーンの長さ方向）に大きく位置ずれを起こしたときのストッパーとして機能する。
【００１９】
押出部５は、図１〜５に示すように、断面が細長い長方形の押込板３２と、フレーム８の上方延長部に固定されたエアシリンダ３３と、フレーム８に固定された支持軸３４，３５に回転自在に軸支されたガイド溝付きローラ３６，３７と、押込板３２の裏面に固定したピン３８（フレーム８の延長部に形成された長穴３９内に位置する）と、ピン３８とフレーム８の延長部の裏面に固定したピン４１の間に設置された引張ばね４２からなる。押込板３２は上端がエアシリンダ３３のピストンロッド４３の先端に固定され、左右の辺がガイド溝付きローラ３６，３７の溝内にはまり、該ローラ３６，３７により昇降をガイドされる。なお、エアシリンダ３３からピストンロッド４３までの一連の機構が、本発明でいう「押込板を昇降させる駆動機構」である。
【００２０】
エアシリンダ３３が作動していないとき、ばね４２の付勢力によりピストンロッド４３が縮み、図２に示すように、ガイド部材１２，１３の上方位置（本発明でいう待機位置）に停止する。エアシリンダ３３が作動してピストンロッド４３が伸びると、押込板３２は前記待機位置から下降し、投入位置で停止した一対のガイド部材１２，１３の凹溝に囲まれた空間を通過し（図８の仮想線参照）、図３の仮想線又は図６（ｃ）に示す位置（本発明でいう押込位置）で停止する。この押込位置では、押込板３２の下端はガイド部材１２，１３より下方位置に達する。なお、図８の仮想線に示すように、押込板３２の断面は、前記空間を通過するサイズであり、かつ棒状定形物（この例ではスプーン１）の平面視外形輪郭と同等かやや大きめに形成されている。
この押込位置においてエアシリンダ３３の作動を止めると、ばね４２の付勢力によりピストンロッド４３が縮み、押込板３２は前記押込位置から図２，３等に示す待機位置まで上昇する。
【００２１】
シュート３は、図４，５に示すように、傾斜した底壁４４と両側の側壁４５，４６からなり、ガイド部材１２，１３の側壁１２ｂ，１３ｂ側に配置され、取付用梁部４７によりフレーム８に固定されている。底壁４４は前方に傾斜して、その下端がガイド部材１２，１３の側壁１２ｂ，１３ｂの直上位置に配置されている。
バケットコンベア２は、仕切り部材４８の付いた無端状のチェーン４９が一方向に間欠回転し、仕切り部材４８，４８間に１個ずつ掬う部分を上向きにして載置されたスプーン１を、先端からシュート３に向けて１個ずつ落下させる。シュート３上に落下したスプーン１は、シュート３の傾斜した底壁４４に沿って滑落し、ガイド部材１２，１３の側壁１２ａ，１３ａの内面に当たって下方に向きを変え、掬う部分を側方に向け、ガイド部材１２，１３の凹溝内に受け入れられる（図６（ａ）参照）。シュート３から滑落したスプーン１が落下の衝撃で跳ねて長さ方向に位置がずれても、側部ガイド部材２７に止められる。
【００２２】
次に図６〜８を参照して、ガイド部材１２，１３に横向きで（長さ方向を略水平に向けて）受け入れられたスプーン１を袋９に充填する工程について説明する。
図６（ａ）は、スプーン１が受入位置にあるガイド部材１２，１３の凹溝内に横向きで受け入れられ、支持された状態を示す。図７はその平面図を示すもので、ガイド部材１２，１３の直下に袋９が停止し、この袋９には前工程においてコメが充填されている。このとき、グリッパー対１１，１１の間隔はコメ充填時よりやや広げられ、その結果、袋口の開口幅（袋幅方向に垂直な方向の開口幅）Ｗはコメ充填時の最大開口状態より狭められ（これを半開口状態ということもできる）、袋口の開口長さ（袋幅方向の開口長さ）Ｌは長くなっている。これは、コメ充填時の最大開口状態のままであると袋口の開口長さが短く、短い開口長さのままで袋口の開口形状を整形しても、スプーン１を横向きで袋内に投入できるだけの空間がガイド部材１２，１３により確保できないためである。ただし、グリッパー対１１，１１の間隔を広げるといっても、図７に示すように、袋口の中央付近の開口幅Ｗは、回動するガイド部材１２，１３が袋口に引っ掛からない程度に十分広く設定されている。
【００２３】
ここでエアシリンダ２５が作動し、ガイド部材１２，１３が回動軸１６，１７を回動中心として内向きに９０度回動し、投入位置で停止する。この状態を図６（ｂ）に示す。ガイド部材１２，１３が受入位置から投入位置に回動するのに伴い、ガイド部材１２，１３はその中心側の端部から袋９の袋口内に入り、回動の過程で袋口の袋幅方向両端部を押し広げ、投入位置で停止する。このとき、図８に示すように、袋口の開口形状はガイド部材１２，１３の外形に沿って所定の偏平形状（略板状）に整形されている。一方、スプーン１はガイド部材１２，１３が回動することにより、底壁１２ａ，１３ａによる支持を失い落下を開始する。
また、この例では、ガイド部材１２，１３が投入位置まで回動する間に、エアシリンダ３３が作動して、押込板３２が下降を始めている。
【００２４】
押込板３２はさらに、袋９内に落下するスプーン１を追いかけるように、ガイド部材１２，１３の凹溝に囲まれた空間を通過して下降し、袋９内において落下したスプーン１を下向きに押し付け、スプーン１の袋９内での姿勢を矯正する。その状態を図６（ｃ）に示す。
続いてエアシリンダ３３の作動が停止し、引張ばね４２の作用により押込板３２が元の待機位置に上昇し、さらにエアシリンダ２５の作動が停止して、引張ばね２６の作用によりガイド部材１２，１３が元の受入位置に逆回動する。
【００２５】
なお、上記の例では、ガイド部材１２，１３の回動スピードが速く、底壁１２ｃ，１３ｃによる支持を失ったスプーン１がほぼ自由落下するかたちになっていたが、ガイド部材１２，１３の回動スピードを緩くすることで、スプーン１の両端部を傾斜を深める底壁１２ｃ，１３ｃ上で滑らせながら、スプーン１全体としてはほぼ横向きの状態で落下するようにしてもよい。
また、上記の例では、押込板３２の下降は、スプーン１が落下した後該スプーン１を押さえるようにタイミング設定されていたが、スプーン１の落下の途中で該スプーン１に追いついて押さえるようにタイミング設定してもよい。
【００２６】
図９に、これまで示したものと全く同じ充填装置を用い、ガイド部材１２，１３を回動させるとき、同時に袋９の両側縁を把持するグリッパー対１１，１１の間隔を広げるようにした例を示す。
図９（ａ）はガイド部材１２，１３が回動する前の状態（受入位置にある）を示し、グリッパー対１１，１１の間隔がコメ充填時のままであって、袋９は袋口の開口幅Ｗが広い。従って、ガイド部材１２，１３を回動させて袋口に挿入するとき、ガイド部材１２，１３が袋口に引っ掛かるのが確実に防止される。一方、袋口の開口幅Ｗが広いということは、袋口の開口長さＬが短いということであり、このままではガイド部材１２，１３を９０度回動させたり、ガイド部材１２，１３からスプーン１を袋内に横向きのままで落下させるのに支障が出かねない。従って、この例では、ガイド部材１２，１３を回動させるとほぼ同時に、グリッパー１１，１１の間隔を広げて開口長さＬを長くしている。図９（ｂ）はガイド部材１２，１３を９０度回動させたときの状態（投入位置にある）を示すもので、グリッパー対１１，１１の間隔が広がり、ガイド部材１２，１３も支障なく回動し、袋口は所定の偏平形状（図８に示すものと同じ）に整形されている。
【００２７】
図１０に、これまで示したものとほぼ同じ充填装置（エアシリンダ３３のストロークのみが異なる）を用い、ガイド部材１２，１３の凹溝の上端近傍においてスプーン１をいったん横向きに位置決めした後、前記凹溝内に供給するようにした例を示す。
図１０において、５１は板状の位置決め部材（図５等に示す押込部材３２と同じ形状であり、呼び名のみが異なる）であり、ガイド部材１２，１３の上の待機位置（図５等に示す押込部材３２の待機位置と同じ位置）と、図１０に示す下降した位置決め位置の間で昇降可能とされている。前記位置決め位置において、位置決め部材５１は受入位置にあるガイド部材１２，１３の凹溝内に挿入される。なお、図１０において部材の番号は位置決め部材５１を除いて図５等と同じとしている。
【００２８】
ガイド部材１２，１３が受入位置にあるとき、エアシリンダ３３が作動して位置決め部材５１がガイド部材１２，１３の凹溝内に入り、次いでバケットコンベア２からスプーン１が横向きでシュート３上に落下し、シュート３の傾斜した底壁４４に沿って滑落し、位置決め部材５１の側面に当たって停止する。このとき、落下及び滑落する間にスプーン１が横向きから縦向きに多少回転していても、位置決め部材に当接することで横向きに矯正され、回転していなければそのまま横向きで、ガイド部材１２，１３の凹溝の上端近傍に位置決めされる。ただし、エアシリンダ３３の作動のタイミングは上記に限られない。要は、滑落するスプーン１を止められるタイミングで位置決め位置にきていればよい。
【００２９】
続いてエアシリンダ３３の作動が停止し、引張ばね４２の作用により位置決め板５１が上昇して、ガイド部材１２，１３の凹溝から抜け出すと、スプーン１は位置決めされていた位置から傾斜した底壁４４を滑落し、ガイド部材１２，１３の凹溝内に受け入れられる（図５参照）。次いでエアシリンダ２５が作動してガイド部材１２，１３が受入位置から投入位置に回動し、スプーン１は袋９内に落下する。
なお、図１０の例では、位置決め部材５１は待機位置と位置決め位置の間を昇降していたが、スプーン１を、ガイド部材１２，１３の凹溝の上端近傍においてシュート３の底壁４４上に、所定のタイミングで位置決めできるのであれば、位置決め部材の待機位置と位置決め位置の間の移動（進退）は鉛直面での昇降に限られないし、位置決め部材の形状も板状に限られない。
【００３０】
また、図１０の例では、位置決め部材５１は待機位置と位置決め位置の間のみで昇降し、一方、図５の例では、押込板３２が待機位置と押込位置の間のみで昇降していたが、エアシリンダを２段ストロークとし、位置決め部材５１（押込板３２）が、待機位置、位置決め位置及び押込位置のどの位置からでも他の位置に向けて昇降可能として、位置決め部材と押込部材の両方の機能を持つようにすることもできる。この場合の位置決め部材５１（押込板３２）の昇降のタイミングは、例えば、スプーン１がバケットコンベア２から落下する直前に待機位置から位置決め位置に下降し、落下してきたスプーン１をガイド部材１２，１３の凹溝の上端近傍においてシュート３の底壁４４上に位置決めし、続いて待機位置に上昇してスプーン１をガイド部材１２，１３の凹溝内に落下させ、続いてガイド部材１２，１３が投入位置に向けて回動を始めた直後に押込位置に向けて下降し、押込位置に到達後直ちに待機位置に向けて上昇するという設定が考えられる。この場合、位置決め部材が押込板を兼ねることになる（逆に押込板が位置決め部材を兼ねるともいえる）。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る棒状定形物充填装置の左側面図である。
【図２】図１に示す棒状定形物充填装置の要部正面図である。
【図３】図１に示す棒状定形物充填装置の要部背面図である。
【図４】図１に示す棒状定形物充填装置の要部平面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図１に示す棒状定形物充填装置において、ガイド部材に受け入れた棒状定形物を落下させ袋内に充填する工程を順に説明する図である。
【図７】ガイド部材が受入位置に位置するときの要部平面図である。
【図８】ガイド部材が投入位置に位置するときの要部平面図である。
【図９】図１に示す棒状定形物充填装置において、ガイド部材に受け入れた棒状定形物を落下させる際、ガイド部材の回動と同時にグリッパーの間隔を広げるようにした場合の、袋口の開口形状及びグリッパーの位置を説明する平面図である。
【図１０】同様の棒状定形物充填装置において、棒状定形物をガイド部材の手前でいったん位置決めする場合の位置決め部材の作動を説明する断面図（図５と同じ断面）である。
【符号の説明】
【００３２】
１ スプーン（棒状定形物）
９ 袋
１１ グリッパー
１２，１３ ガイド部材
１２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂ ガイド部材の側壁
１２ｃ，１３ｃ ガイド部材の底壁
２５ エアシリンダ
３２ 押込板
３３ エアシリンダ
５１ 位置決め部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のグリッパーに両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋内に棒状定形物を横向きで充填する充填方法であり、袋幅方向に沿って左右に配置された断面凹溝形の一対のガイド部材の凹溝内に、前記凹溝の底壁が略水平に向いているとき上方から棒状定形物を供給して前記棒状定形物を前記凹溝内に横向きに支持し、次いで前記一対のガイド部材を互いに対称的に同時に内向きに略９０度回動させて、前記ガイド部材の一部を開口した袋口から袋内に挿入し、前記ガイド部材により袋口の袋幅方向両端を押し広げて袋口の開口形状を所定形状に整形するとともに、前記棒状定形物を前記ガイド部材の凹溝に沿って横向きのまま袋内に落下させることを特徴とする袋内への棒状定形物充填方法。
【請求項２】
前記ガイド部材の凹溝の上端近傍において前記棒状定形物をいったん横向きに位置決めした後、前記凹溝内に供給することを特徴とする請求項１に記載された棒状定形物充填方法。
【請求項３】
前記一対のガイド部材を略９０度回動させるとき、前記一対のグリッパーの互いの間隔を所定距離開いて袋口の開口長さを広げることを特徴とする請求項１又は２に記載された袋内への棒状定形物充填方法。
【請求項４】
粒状物充填後の袋に対し前記棒状定形物を充填することを請求項１〜３のいずれかに記載された袋内への棒状定形物充填方法。
【請求項５】
前記一対のガイド部材を略９０度回動させた後、上方から前記一対のガイド部材の凹溝を通して押込板を下降させ、前記棒状定形物を上から押さえることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された袋内への棒状定形物充填方法。
【請求項６】
一対のグリッパーに両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋内に棒状定形物を横向きで充填する充填装置であり、袋幅方向に沿って左右に配置され、かつ袋幅方向に沿った鉛直面内において対称的に同時に回動可能とされた断面凹溝形の一対のガイド部材と、前記一対のガイド部材を回動させる駆動機構を備え、前記一対のガイド部材は、前記駆動機構により、凹溝の底壁が略水平となる受入位置と前記底壁が略鉛直になる投入位置の間で回動し、かつ前記ガイド部材の前記受入位置から投入位置までの回動及び投入位置から受入位置までの回動はともに内向きに行われ、前記ガイド部材の凹溝の内幅は前記棒状定形物の幅より大きく設定されて前記棒状定形物を凹溝内に受入可能であり、前記ガイド部材が投入位置にあるときの各ガイド部材の凹溝の底壁間の距離は前記棒状定形物の長さより長く設定されて前記棒状定形物が横向きで落下可能であり、前記ガイド部材は、前記受入位置において袋の直上位置に位置し、前記受入位置から投入位置に回動する過程で一部が開口した袋口から袋内に挿入され、袋口を所定形状に整形するように、袋口上縁からの高さが設定されていることを特徴とする袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項７】
さらに前記一対のガイド部材の上方に設置されたシュートと、前記シュートに前記棒状定形物を横向きで供給する供給装置を備え、前記シュートは供給された前記棒状定形物を前記受入位置にある前記一対のガイド部材の前記凹溝内に上方から滑落させることを特徴とする請求項６に記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項８】
さらに待機位置と位置決め位置の間で進退可能とされた位置決め部材と、前記位置決め部材を進退させる駆動機構を備え、前記位置決め部材は前記位置決め位置において前記シュートに堰をし前記棒状定形物の滑落を止めて前記シュート上で横向きに位置決めし、前記待機位置に復帰したとき前記堰を解除して前記棒状定形物の滑落を許容することを特徴とする請求項７に記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項９】
さらに前記一対のガイド部材の上の待機位置と下降した位置決め位置の間で昇降可能とされた板状の位置決め部材と、前記位置決め部材を昇降させる駆動機構を備え、前記位置決め部材は前記位置決め位置において前記受入位置にある前記一対のガイド部材の凹溝内に位置し、このとき前記シュートの下端に堰をし前記棒状定形物の滑落を止めて前記シュート上で横向きに位置決めし、前記待機位置に復帰したとき前記堰を解除して前記棒状定形物の滑落を許容することを特徴とする請求項７に記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項１０】
さらに前記一対のガイド部材の上の待機位置と下降した押込位置の間で昇降可能とされた押込板と、前記押込板を昇降させる駆動機構を備え、前記押込板は前記投入位置にあるときの前記一対のガイド部材の凹溝内を通過して下降可能であり、前記押込位置においてその下端が前記ガイド部材より下方に達することを特徴とする請求項６又は７に記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項１１】
前記押込板は、さらに中間の位置決め位置において停止可能とされ、前記位置決め位置において前記受入位置にある前記一対のガイド部材の凹溝内に位置し、このとき前記シュートの下端に堰をし、前記棒状定形物の滑落を止めて前記シュート上で横向きに位置決めし、前記待機位置に復帰したとき前記堰を解除して前記棒状定形物の滑落を許容することを特徴とする請求項１０に記載された棒状定形物充填装置。
【請求項１２】
さらに前記棒状定形物の前後をガイドする一対の側部ガイド部材を備え、前記側部ガイド部材は前記受入位置にある前記ガイド部材の両側において前記凹溝の延長上に設置されていることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項１】
一対のグリッパーに両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋内に棒状定形物を横向きで充填する充填方法であり、袋幅方向に沿って左右に配置された断面凹溝形の一対のガイド部材の凹溝内に、前記凹溝の底壁が略水平に向いているとき上方から棒状定形物を供給して前記棒状定形物を前記凹溝内に横向きに支持し、次いで前記一対のガイド部材を互いに対称的に同時に内向きに略９０度回動させて、前記ガイド部材の一部を開口した袋口から袋内に挿入し、前記ガイド部材により袋口の袋幅方向両端を押し広げて袋口の開口形状を所定形状に整形するとともに、前記棒状定形物を前記ガイド部材の凹溝に沿って横向きのまま袋内に落下させることを特徴とする袋内への棒状定形物充填方法。
【請求項２】
前記ガイド部材の凹溝の上端近傍において前記棒状定形物をいったん横向きに位置決めした後、前記凹溝内に供給することを特徴とする請求項１に記載された棒状定形物充填方法。
【請求項３】
前記一対のガイド部材を略９０度回動させるとき、前記一対のグリッパーの互いの間隔を所定距離開いて袋口の開口長さを広げることを特徴とする請求項１又は２に記載された袋内への棒状定形物充填方法。
【請求項４】
粒状物充填後の袋に対し前記棒状定形物を充填することを請求項１〜３のいずれかに記載された袋内への棒状定形物充填方法。
【請求項５】
前記一対のガイド部材を略９０度回動させた後、上方から前記一対のガイド部材の凹溝を通して押込板を下降させ、前記棒状定形物を上から押さえることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された袋内への棒状定形物充填方法。
【請求項６】
一対のグリッパーに両側縁を把持されて吊され上向きに開口した袋内に棒状定形物を横向きで充填する充填装置であり、袋幅方向に沿って左右に配置され、かつ袋幅方向に沿った鉛直面内において対称的に同時に回動可能とされた断面凹溝形の一対のガイド部材と、前記一対のガイド部材を回動させる駆動機構を備え、前記一対のガイド部材は、前記駆動機構により、凹溝の底壁が略水平となる受入位置と前記底壁が略鉛直になる投入位置の間で回動し、かつ前記ガイド部材の前記受入位置から投入位置までの回動及び投入位置から受入位置までの回動はともに内向きに行われ、前記ガイド部材の凹溝の内幅は前記棒状定形物の幅より大きく設定されて前記棒状定形物を凹溝内に受入可能であり、前記ガイド部材が投入位置にあるときの各ガイド部材の凹溝の底壁間の距離は前記棒状定形物の長さより長く設定されて前記棒状定形物が横向きで落下可能であり、前記ガイド部材は、前記受入位置において袋の直上位置に位置し、前記受入位置から投入位置に回動する過程で一部が開口した袋口から袋内に挿入され、袋口を所定形状に整形するように、袋口上縁からの高さが設定されていることを特徴とする袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項７】
さらに前記一対のガイド部材の上方に設置されたシュートと、前記シュートに前記棒状定形物を横向きで供給する供給装置を備え、前記シュートは供給された前記棒状定形物を前記受入位置にある前記一対のガイド部材の前記凹溝内に上方から滑落させることを特徴とする請求項６に記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項８】
さらに待機位置と位置決め位置の間で進退可能とされた位置決め部材と、前記位置決め部材を進退させる駆動機構を備え、前記位置決め部材は前記位置決め位置において前記シュートに堰をし前記棒状定形物の滑落を止めて前記シュート上で横向きに位置決めし、前記待機位置に復帰したとき前記堰を解除して前記棒状定形物の滑落を許容することを特徴とする請求項７に記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項９】
さらに前記一対のガイド部材の上の待機位置と下降した位置決め位置の間で昇降可能とされた板状の位置決め部材と、前記位置決め部材を昇降させる駆動機構を備え、前記位置決め部材は前記位置決め位置において前記受入位置にある前記一対のガイド部材の凹溝内に位置し、このとき前記シュートの下端に堰をし前記棒状定形物の滑落を止めて前記シュート上で横向きに位置決めし、前記待機位置に復帰したとき前記堰を解除して前記棒状定形物の滑落を許容することを特徴とする請求項７に記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項１０】
さらに前記一対のガイド部材の上の待機位置と下降した押込位置の間で昇降可能とされた押込板と、前記押込板を昇降させる駆動機構を備え、前記押込板は前記投入位置にあるときの前記一対のガイド部材の凹溝内を通過して下降可能であり、前記押込位置においてその下端が前記ガイド部材より下方に達することを特徴とする請求項６又は７に記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【請求項１１】
前記押込板は、さらに中間の位置決め位置において停止可能とされ、前記位置決め位置において前記受入位置にある前記一対のガイド部材の凹溝内に位置し、このとき前記シュートの下端に堰をし、前記棒状定形物の滑落を止めて前記シュート上で横向きに位置決めし、前記待機位置に復帰したとき前記堰を解除して前記棒状定形物の滑落を許容することを特徴とする請求項１０に記載された棒状定形物充填装置。
【請求項１２】
さらに前記棒状定形物の前後をガイドする一対の側部ガイド部材を備え、前記側部ガイド部材は前記受入位置にある前記ガイド部材の両側において前記凹溝の延長上に設置されていることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載された袋内への棒状定形物充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１２０４００（Ｐ２００８−１２０４００Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０４３７８（Ｐ２００６−３０４３７８）
【出願日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（０００２２２７２７）東洋自動機株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【出願人】（０００２２２７２７）東洋自動機株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]