(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反対方向に回転する平行な二本の回転軸と、この両回転軸に所定間隔を有しつつ複数のギアを固着してなる第一及び第二歯車群とを備え、第一歯車群の間隙内に第二歯車群のギアの一部が遊嵌するように上記回転軸の軸間距離を調整するとともに、両回転軸を中向きに回転させ、かつ、ギアの周速度を第一歯車群と第二歯車群とで異ならせてなることを特徴とする袋入り茶の不良品処理装置。
【請求項２】
ホッパと、このホッパの下方において反対方向に回転する平行な二本の回転軸と、この両回転軸に所定間隔を有しつつ複数のギアを固着してなる第一及び第二歯車群と、上記両回転軸を駆動するためのモータと、上記第一及び第二歯車群の下方に設けられたふるい部と、このふるい部の下方に設けられた茶葉受け容器とからなり、第一歯車群の間隙内に第二歯車群のギアの一部が遊嵌するように上記回転軸の軸間距離を調整するとともに、両回転軸を中向きに回転させ、かつ、ギアの周速度を第一歯車群と第二歯車群とで異ならせてなることを特徴とする袋入り茶の不良品処理装置。
【請求項３】
前記ギアの周速度を、回転軸の回転速度の差異によって異ならせてなる請求項１又は２記載の袋入り茶の不良品処理装置。
【請求項４】
前記ギアの周速度を、第一歯車群のギアの径と第二歯車群のギアの径との差異によって異ならせてなる請求項１又は２記載の袋入り茶の不良品処理装置。
【請求項５】
前記第一歯車群のギアと第二歯車群のギアとの周速度比が、１．５対１〜３対１の範囲内である請求項１ないし４のいずれかに記載の袋入り茶の不良品処理装置。
【請求項６】
前記ギアが、インボリュート歯形の平歯車である請求項１ないし５のいずれかに記載の袋入り茶の不良品処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、茶葉をティーバッグ用などの専用袋に封入する工程においてできる袋入り茶の不良品を処理するための装置に関し、特に、専用袋を破断させて内部の茶葉を取り出すことができるものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、茶葉を袋に封入するための自動機は、予め製造された専用袋に茶葉を封入するものではなく、連続するシート材を袋状に成形する途中の過程において茶葉が供給され、この茶葉の供給後に開口を溶着するものであった。ところが、この種の装置は、連続するシート材を各工程へ搬送させるために各所に引張用ローラが設けられており、搬送速度を制御させることが非常に難しく、正常な運転状態の下にあっても、溶着が不十分であったり茶葉が溶着されたりといった不良箇所が生じる場合があった。
【０００３】
そこで、このような不良品は、袋部分のみを手で破断させて中の茶葉を取り出し、茶葉を供給部にもどして再度封入に供されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような袋入り茶の専用袋は、溶着加工を容易にするためプラスチック繊維が採用されており、手作業で破ることは簡単なことではなく、また、不良品の発生率は低いものの一日の総数量は多く、他の作業のあいまに短時間で全ての不良品を処理できるものではなかった。従って、不良品の処理をするための作業員を必要とするものであった。
【０００５】
本発明は、上記諸点にかんがみ、機械的に袋入り茶の袋部分のみを破断させることのできる装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反対方向に回転する平行な二本の回転軸と、この両回転軸に所定間隔を有しつつ複数のギアを固着してなる第一及び第二歯車群とを備え、第一歯車群の間隙内に第二歯車群のギアの一部が遊嵌するように上記回転軸の軸間距離を調整するとともに、両回転軸を中向きに回転させ、かつ、ギアの周速度を第一歯車群と第二歯車群とで異ならせてなることを特徴とする袋入り茶の不良品処理装置を要旨とする。
【０００７】
また、本発明は、ホッパと、このホッパの下方において反対方向に回転する平行な二本の回転軸と、この両回転軸に所定間隔を有しつつ複数のギアを固着してなる第一及び第二歯車群と、上記両回転軸を駆動するためのモータと、上記第一及び第二歯車群の下方に設けられたふるい部と、このふるい部の下方に設けられた茶葉受け容器とからなり、第一歯車群の間隙内に第二歯車群のギアの一部が遊嵌するように上記回転軸の軸間距離を調整するとともに、両回転軸を中向きに回転させ、かつ、ギアの周速度を第一歯車群と第二歯車群とで異ならせてなることを特徴とする袋入り茶の不良品処理装置をも要旨としている。
【０００８】
そして、前記ギアの周速度を、回転軸の回転速度の差異によって異ならせても、また、第一歯車群のギアの径と第二歯車群のギアの径との差異によって異ならせてもよい。さらに、前記第一歯車群のギアと第二歯車群のギアとの周速度比が、１．５対１〜３対１の範囲内であることが好ましく、前記ギアが、インボリュート歯形の平歯車であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の袋入り茶の不良品処理装置１は、二本の回転軸２，３が平行に横向きに設けられており、この回転軸２，３は、双方が相対的に反対の方向へ回転するようになっている。この回転軸２，３の両方には、第一及び第二歯車群４，５が構成されており、この第一及び第二歯車群４，５は、ともに同様の所定間隔を有しつつ４つのギア４１〜４４，５１〜５４が固着されている。また、これらのギア４１〜４４，５１〜５４は同じ径の同種のものであり、インボリュート歯形の平歯車が使用されている。二本の回転軸２，３の軸間距離は、ギア４１の直径よりも短く調整されており、ちょうど第一歯車群４のギア４１と隣合うギア４２との間隙４５に第二歯車群５のギア５１の一部が遊嵌できるように、同様に間隙４６にはギア５２、間隙４７にはギア５３の一部がそれぞれ遊嵌できるようになっている。このとき、当然に、第二歯車群５が有する間隙５５，５６，５７には第一歯車群４のギア４２，４３，４４が遊嵌できるようになっている。これらの遊嵌のとき、各ギア４２〜４４，５１〜５３の両側は、それぞれ僅か１ミリメートル程度だけ離れている状態である。また、第一歯車群４を回転させる片方の回転軸２には、プーリ６が取り付けられており、モータ７の回転力がＶベルト８によって伝達されるようになっている。このプーリ６の反対側には小径のギア９が固着され、かつ、このギア９に噛み合う大径のギア１０が他方の回転軸３に固着され、両ギア９，１０は各径に合った歯数になっており、一方の回転軸２に伝達された回転力は、他方の回転軸３に対して減速しつつ伝達できるようになっている。モータ７は駆動軸に向かって右回りにのみ回転し、第一及び第二歯車群４，５は間隙４５〜４７，５５〜５７に遊嵌する位置に向かって回転させるようになっている（図２の矢印参照）。因みに、このときの第一及び第二歯車群４，５の周速度は、第一歯車群４が秒速２．９０メートルで、第二歯車群５が秒速１．４５メートルであり、その比は２：１となっている。
【００１０】
また、図２に示すように、処理装置１の下方には袋を破断された後の袋入り茶を受け取る容器１４が用意され、この容器１４は底面をやや斜めに傾けて取り付けられ、底面の一部にワイヤメッシュによるふるい部１５が設けられている。このふるい部１５は茶葉を通過させることができるが、袋を通過できない大きさのメッシュが使用されている。そして、さらに下方には、ふるい部１５を通過した茶葉が集められる茶葉受け容器１６が設けられている。なお、図１において示しているように、第一及び第二歯車群４，５の直下には案内部１１，１２が設けられ、両方の案内部１１，１２の中間部分１３が開口するように設けられていて、案内部１１，１２は図２中にあられるように斜状に取り付けられ、茶葉が中間部分１３の開口から容器１４に容易に落下できるように構成されている。
【００１１】
次に、本実施形態の作動態様と効果を説明する。まず、処理すべき袋入り茶について簡単に説明すると、図３に示すように、袋入り茶２１，２２は、底部２３，２４は折り返され、所定の大きさとなるように間隔を有して側部２５〜２８が溶着されている。この状態において上部２９，３０を開口した袋が設けられ、この開口から茶葉が供給されるとともに、最後に上部を溶着して茶葉を袋内部に封緘するのである。なお、一個ずつ切り離されたものもあるが、図ではミシン目３１によって２個を連続させたものを示している。そこで、処理装置１の作動態様を図２に基づいて説明すると、モータ７を回転させると、このモータ７の駆動軸は右方向（図中矢印方向）に回転し、第一歯車群４を有する回転軸２を右方向（図中矢印方向）に、第二歯車群５を有する回転軸３を左方向（図中矢印方向）にそれぞれ回転させることができる。このとき、一方の回転軸２と他方の回転軸３とは、歯数の異なるギア９，１０によって回転速度に差が設けられているため、一方の回転軸２が他方の回転軸３よりも速く回転し、そのため、第一歯車群４を構成するギア４１〜４４（図１）の周速度が、第二歯車群５を構成するギア５１〜５４（図１）の周速度よりも速くなっている。つまり、処理しようとする袋入り茶２１，２２（図３）を第一歯車群４及び第二歯車群５によって挟むとき、両歯車群４，５の周速度の差異によって剪断力が作用することとなり、袋の表面を破断させることができるのである。なお、各ギア４１〜４４，５１〜５４は平歯車であるため、一つの歯が噛むことによって、周方向の摩擦力が最大となり、ギア４１〜４４，５１〜５４の歯と袋の表面とが滑ることがなく、しかも、比較的細かい茶葉は各歯の間を容易に通過できるので、袋を破断するとき茶葉を粉砕することがなく、再び商品として使用することができるのである。このようにして、袋を破断された袋入り茶２１，２２は、内部の茶葉を外方に放出しつつ第一歯車群４と第二歯車群５の間を通過して下方の容器１４に落下し、当然に茶葉も多少飛散しながら同様に容器１４に落下する。この容器１４内において、破断した袋の目立つものを手で取り出し、茶葉をふるい部１５によってふるい落とすことにより、袋が破断する際の切れ端をふるい部１５の表面に残して、茶葉のみを茶葉受け容器１６に回収することができる。
【００１２】
次に、第二の実施形態について説明する。この実施形態は、第一の実施形態１の上方に茶葉の飛散防止用の蓋を兼ねた供給容器７１を設け、この供給容器７１の一部に供給状態が規制されるホッパ７２を設けたものである。このホッパ７２は細長に開口したものであって、図５に示すように、ちょうど第一歯車群４と第二歯車群５とが遊嵌している箇所の上部に位置し、ホッパ７２の長手方向が回転軸２，３に平行に配置され、ホッパ７２を通過できるように袋入り茶２１，２２（図３）を投入することによって、この袋入り茶２１，２２が横長の状態で第一及び第二歯車群４，５の遊嵌箇所の付近に落下できるように構成されているものである。また、この供給容器７１の表面にはスイッチ７３が設けられており、このスイッチ７３によってモータ７の運転又は停止を操作できるようになっている。なお、容器１４及び茶葉受け容器１５は本体７４と一体的に構成しているものである。
【００１３】
次に、第二実施形態の使用態様を説明するが、概ね第一実施形態と同様であり、異なるところを説明すれば、予め供給容器７１に袋入り茶の不良品を入れておくことができ、この供給容器７１にある袋入り茶を手でホッパ７２から投入するのである。このホッパ７２からの投入によって、袋入り茶を最も破断させやすい箇所に落下させることができるのである。また、供給容器７１が第一及び第二歯車群４，５を覆っているので、第一及び第二歯車群４，５が袋を破断するとき、内部の茶葉が飛散することを防止できるとともに、スイッチ７３が供給容器７１の表面に設けられているので、運転及び停止の操作が簡単である。
【００１４】
なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる実施の態様をとることができることは無論である。例えば、第一歯車群４と第二歯車群５とを構成している各ギア４１〜４４，５１〜５４の周速度に差異を設けるために、回転軸２，３の回転速度を変化させるように構成したが、単純に、第一歯車群４を構成しているギア４１〜４４の径と、第二歯車群５を構成しているギア５１〜５４の径とを異なられることによるものであっても、袋入り茶の袋に剪断力を作用させることができることは同様であるので、問題なく袋を破断させることができるものである。また、実施形態において、回転軸２，３の回転速度を異ならせるための手段として、一方の回転軸２をモータ７によって駆動させ、他方の回転軸３は一方の回転軸２から減速されつつ伝達する構成についてのみ示したが、両回転軸２，３ともモータ７から駆動力を付与されるものであってもよく、また、Ｖベルト８のほかにチェーンを使用してもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、反対方向に回転する平行な二本の回転軸と、この両回転軸に所定間隔を有しつつ複数のギアを固着してなる第一及び第二歯車群とを備え、第一歯車群の間隙内に第二歯車群のギアの一部が遊嵌するように上記回転軸の軸間距離を調整するとともに、両回転軸を中向きに回転させ、かつ、ギアの周速度を第一歯車群と第二歯車群とで異ならせてなることを特徴とする袋入り茶の不良品処理装置を要旨とするので、第一及び第二歯車群の上に袋入り茶を落下させると、この袋入り茶は両歯車群のギアの中向きの回転によってギアの遊嵌される位置に移動され、この位置で第一歯車群のギアと第二歯車群のギアとが袋入り茶を挟み、第一及び第二歯車群の回転が進むにしたがって袋を破断することとなるから、短時間に相当数の不良品を処理でき、しかも、操作は第一及び第二歯車群の上に袋入り茶を落下させることのみでよいのである。また、各ギアは所定の間隙を有して回転軸に固着されていて、片方の回転軸に設けられるギアの間隙内に他方の回転軸のギアが少し遊嵌するのであるから、袋が破断したとき、袋内の茶葉は上記のような間隙を通過して下方に落下でき、同様に内容量の減少した袋もギア同士の間隙を通過できるようになり、ギアから下方へ落下できることとなるから、袋を破断させた後は、袋及び茶葉の全部がギアよりも下方に落下し、この位置で袋から取り出した茶葉を集めることができる。
【００１６】
また、本発明は、ホッパと、このホッパの下方において反対方向に回転する平行な二本の回転軸と、この両回転軸に所定間隔を有しつつ複数のギアを固着してなる第一及び第二歯車群と、上記両回転軸を駆動するためのモータと、上記第一及び第二歯車群の下方に設けられたふるい部と、このふるい部の下方に設けられた茶葉受け容器とからなり、第一歯車群の間隙内に第二歯車群のギアの一部が遊嵌するように上記回転軸の軸間距離を調整するとともに、両回転軸を中向きに回転させ、かつ、ギアの周速度を第一歯車群と第二歯車群とで異ならせてなることを特徴とする袋入り茶の不良品処理装置をも要旨としているので、ホッパから袋入り茶の不良品を投入することによって、ギア上に不良品を容易に落下させることができ、また、ギアによる破断を終了した後の袋と茶葉とをふるいがまとめて受け取るとともに、このふるいによって茶葉だけをさらに下方の容器に落下させることができ、袋と茶葉との選別を容易に行える。
【００１７】
そして、前記ギアの周速度を、回転軸の回転速度の差異によって異ならせる場合、ギアの径を同一にすることができるとともに、周速度の比を変更するとき、第一又は第二歯車群のギアを取り替える必要はない。また、前記ギアの周速度を、第一歯車群のギアの径と第二歯車群のギアの径との差異によって異ならせる場合、ギアの径の大小によって微妙に周速度を異ならせることができ、茶葉を封入している袋の材質や厚さなどによって最適の周速度に調整することができる。
【００１８】
なお、第一歯車群のギアと第二歯車群のギアとの周速度比が、１．５対１〜３対１の範囲内であれば、袋がきれいに破断でき、封入されている茶葉が飛び散ることが少ない。また、ギアが、インボリュート歯形の平歯車であれば、茶葉を傷めずに袋を破断でき、かつ、一つの歯が袋の表面を噛んだとき、ギアの周方向の摩擦力は非常に大きくなるので、確実な袋の破断と第一及び第二歯車群の通過とを実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態の平面図である。
【図２】第一の実施形態の斜視図である。
【図３】袋入り茶の説明図である。
【図４】第二の実施形態の斜視図である。
【図５】第二の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１  処理装置
２，３  回転軸
４  第一歯車群
５  第二歯車群
９，１０  ギア
１４  容器
１５  ふるい部
１６  茶葉受け容器
２１，２２  袋入り茶
４１〜４４，５１〜５４  ギア
７２  ホッパ
【図１】
0003578582.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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