(57)【要約】【課題】例えば空気を内包し全体として圧縮可能な包装対象物であっても、ホッパーから包装袋内に適切に投入することができる投入装置を提供する。【解決手段】投入装置２０は、ホッパー２７及び第１押し込み部２８を備える。ホッパー２７は、包装対象物２００を受け入れる供給口２７ａと、包装袋１００の内側に向けて開口する吐出口２７ｂとを有する。第１押し込み部２８は、ホッパー２７の内側の包装対象物２００を、吐出口２７ｂから吐出するように押圧する。吐出口２７ｂの径は、供給口２７ａの径よりも小さい。第１押し込み部２８の吐出口側先端部４１は、基部４３と、当該基部４３から吐出口側に突出する複数の突出部４４とを有する。複数の突出部４４は、相互間にスペースが設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装対象物を受け入れる供給口と、包装袋の内側に向けて開口する吐出口と、を有するホッパーと、
前記ホッパーの内側の前記包装対象物を、前記吐出口から吐出するように押圧する第１押し込み部と、を備え、
前記吐出口の径は、前記供給口の径よりも小さく、
前記第１押し込み部の吐出口側先端部は、基部と、当該基部から前記吐出口側に突出する複数の突出部であって相互間にスペースが設けられている複数の突出部とを有する投入装置。
【請求項２】
包装対象物を受け入れる供給口と、包装袋の内側に向けて開口する吐出口と、を有するホッパーと、
前記ホッパーの内側の前記包装対象物を、前記吐出口から吐出するように押圧する第１押し込み部と、を備え、
前記吐出口の径は、前記供給口の径よりも小さく、
前記第１押し込み部の吐出口側先端部は、基部と、当該基部から前記吐出口側に突出する突出部と、前記基部及び前記突出部によって囲まれるスペースと、を有する投入装置。
【請求項３】
前記突出部は、径方向の外側から内側に向かうに従って前記基部に近づく傾斜部を有する請求項１又は２に記載の投入装置。
【請求項４】
前記突出部は、尖っている請求項１〜３のいずれか一項に記載の投入装置。
【請求項５】
前記第１押し込み部は、軸方向に延在するプレート形状のプレート延在部を複数含み、
前記複数のプレート延在部の各々の一方の先端部は、前記突出部を形成する請求項１〜４のいずれか一項に記載の投入装置。
【請求項６】
前記前記第１押し込み部は、前記包装袋の内側の前記包装対象物を複数回押圧するように往復動する請求項１〜５のいずれか一項に記載の投入装置。
【請求項７】
第２押し込み部を更に備え、
前記前記第１押し込み部は、前記ホッパーの内側の前記包装対象物を、前記吐出口から前記包装袋の内側に向けて吐出するように押圧し、
前記第２押し込み部は、前記第１押し込み部の前記吐出口側先端部のよりも最大径が大きい先端部を有し、前記包装袋の内側の前記包装対象物を押圧する請求項１〜６のいずれか一項に記載の投入装置。
【請求項８】
前記包装袋を、前記ホッパーが設けられる第１投入処理位置から、前記第２押し込み部が設けられる第２投入処理位置に移動させる搬送部を更に備える請求項７に記載の投入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装対象物を包装袋内に投入する投入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
嵩張りやすく全体として圧縮可能な包装対象物（例えば、複数の小さな要素の集合により構成される対象物であって、個々の要素及び／又は複数の要素の組み合わせにおいて空気を内包しうる対象物）を包装袋に投入する手法として、例えば特許文献１が開示する圧縮充填包装方法が知られている。特許文献１の方法では、ホッパー（すなわち漏斗）内の包装対象物を押し棒により押圧して包装袋に投入し、包装袋内の包装対象物を別の押し棒により更に押圧して包装対象物の嵩が縮小される。
【０００３】
また特許文献２は、押し棒の押し込み量を任意に調整することができる押込装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−００７１３９号公報
【特許文献２】特開２０００−１０９００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法において包装対象物を包装袋内に押し込む際に使用される押し棒の先端部は平坦形状を有し、また当該押し棒の先端部の径はホッパーの吐出口の径とほぼ同じ大きさを持つ。そのためホッパー内の包装対象物を押し棒によって押圧する際に、包装対象物の一部は押し棒の外側に向けて押し退けられ、押し棒とホッパーの内壁との間に挟まれてしまうことがある。また特許文献２の押込装置で使用される押し棒は中心位置において単一の突出部を有するが、単一の突出部のみでは包装対象物を押し込むことは難しく、また突出部を支持するとともに突出部とともに充填漏斗の内外を往復動する押し棒の基部は大きな径を有する。そのため、特許文献２の押し棒も、上述の特許文献１の押し棒と同様の不具合を有し、包装対象物の一部が押し棒とホッパー（充填漏斗）の内壁との間に挟まれてしまうことがある。
【０００６】
そのような場合、押し棒とホッパーの内壁との間の包装対象物に対して局所的に大きな力が作用し、包装対象物が損傷する虞がある。またホッパーの内壁及び押し棒の各々と包装対象物との間に作用する抵抗力（摩擦力等）が増大し、ホッパーから包装対象物を押し出すのに非常に大きな力を要する。包装対象物をホッパーから押し出すために当該包装対象物に大きな力を加えると、当該包装対象物がホッパーから勢いよく飛び出してしまうことがある。この場合、包装袋には大きな衝撃力が加えられ、包装袋がグリッパーから外れてしまう懸念がある。
【０００７】
また、空気を内包する包装対象物を押し込み棒により押圧する場合、押し込み棒が包装対象物に食い込んで、包装対象物を変形させるだけで、包装対象物自体を実質的に或いは殆ど移動させることができないことがある。そのような包装対象物を従来の押し込み棒により押圧しても、包装袋内に向けて包装対象物を適切に移動させることができず、投入不良が生じる懸念がある。そのような投入不良が発生した場合には、装置を停止して不良を解消する作業を行う必要があり、生産性が悪化する。
【０００８】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、例えば空気を内包し全体として圧縮可能な包装対象物であっても、ホッパーから包装袋内に適切に投入することができる投入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】
【０００９】
本発明の一態様は、包装対象物を受け入れる供給口と、包装袋の内側に向けて開口する吐出口と、を有するホッパーと、ホッパーの内側の包装対象物を、吐出口から吐出するように押圧する第１押し込み部と、を備え、吐出口の径は、供給口の径よりも小さく、第１押し込み部の吐出口側先端部は、基部と、当該基部から吐出口側に突出する複数の突出部であって相互間にスペースが設けられている複数の突出部とを有する投入装置に関する。
【００１０】
本発明の他の態様は、包装対象物を受け入れる供給口と、包装袋の内側に向けて開口する吐出口と、を有するホッパーと、ホッパーの内側の包装対象物を、吐出口から吐出するように押圧する第１押し込み部と、を備え、吐出口の径は、供給口の径よりも小さく、第１押し込み部の吐出口側先端部は、基部と、当該基部から吐出口側に突出する突出部と、基部及び突出部によって囲まれるスペースと、を有する投入装置に関する。
【００１１】
突出部は、径方向の外側から内側に向かうに従って基部に近づく傾斜部を有してもよい。
【００１２】
突出部は、尖っていてもよい。
【００１３】
第１押し込み部は、軸方向に延在するプレート形状のプレート延在部を複数含み、複数のプレート延在部の各々の一方の先端部は、突出部を形成してもよい。
【００１４】
第１押し込み部は、包装袋の内側の包装対象物を複数回押圧するように往復動してもよい。
【００１５】
投入装置は、第２押し込み部を更に備え、第１押し込み部は、ホッパーの内側の包装対象物を、吐出口から包装袋の内側に向けて吐出するように押圧し、第２押し込み部は、第１押し込み部の吐出口側先端部のよりも最大径が大きい先端部を有し、包装袋の内側の包装対象物を押圧してもよい。
【００１６】
投入装置は、包装袋を、ホッパーが設けられる第１投入処理位置から、第２押し込み部が設けられる第２投入処理位置に移動させる搬送部を更に備えてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、例えば空気を内包し全体として圧縮可能な包装対象物であっても、ホッパーから包装袋内に適切に投入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、包装機の外観の一例を示す概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、投入押し込み杵の一例の正面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示す投入押し込み杵の斜視図である。
【図３】図３は、ホッパーの一例を説明する概略図である。
【図４】図４は、投入工程を説明するための図である。
【図５】図５は、投入工程を説明するための図である。
【図６】図６は、圧縮押し込み杵を使った押し込み工程を説明するための図である。
【図７Ａ】図７Ａは、投入押し込み杵の一変形例の正面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示す投入押し込み杵の斜視図である。
【図８Ａ】図８Ａは、投入押し込み杵の他の変形例の正面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示す投入押し込み杵の斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、投入押し込み杵の他の変形例の正面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａに示す投入押し込み杵の斜視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、投入押し込み杵の他の変形例の正面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａに示す投入押し込み杵の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【００２０】
以下で説明する包装機は、包装袋内に包装対象物を投入し、その後、包装袋内で包装対象物を圧縮する装置である。特に、外力を加えられた場合に、外力に応じて変形はするが、全体の位置が必ずしも外力に応じて変わらない包装対象物を、包装袋内に投入する場合に、本発明に係る包装機は好適に使用される。そのような包装対象物として、例えば空気を内包する物体が挙げられる。そのような包装対象物は、一体的な単一要素により構成されていてもよいし、複数の要素（例えば線状の要素）の集合により構成されていてもよい。包装対象物が複数の要素の集合によって構成される場合、例えば個々の要素が空気を内包していてもよいし、要素間の空間に空気が内包されていてもよい。例として、切り干し大根や鰹節等の食品、スポンジやたわしなどの日用品、及び綿等の繊維品を、以下に説明する包装機において好適に用いられうる包装対象物として挙げることができる。
【００２１】
図１は、包装機１０の外観の一例を示す概略図である。
【００２２】
包装機１０は、コンベアマガジン１１及び袋処理装置１２を備える。コンベアマガジン１１には、多数の包装袋１００が整然と積層された状態で貯留されている。コンベアマガジン１１に貯留されている各包装袋１００は、空袋であり、口部１１０が閉じた状態で、当該口部１１０を形成する側壁部同士が対向して密着している。なお口部１１０は、包装袋１００内に包装対象物を導き入れるための入口部である。コンベアマガジン１１に貯留される包装袋１００は、吸盤等によって構成される袋取出部２１により一枚ずつ保持され、当該袋取出部２１から袋処理装置１２の各グリッパー２２に渡される。
【００２３】
袋処理装置１２は、間欠的に軸回転する搬送テーブル２３と、当該搬送テーブル２３の外周部に等間隔に取り付けられた複数のグリッパー２２（すなわち保持部）と、を備える。各グリッパー２２は左右一対の把持部によって構成され、各包装袋１００のうち口部１１０を介して互いに反対側に位置する側部箇所が一対の把持部によって保持され、各包装袋１００はグリッパー２２によって吊り下げ状態で保持及び搬送される。すなわち、各包装袋１００の口部１１０を鉛直方向上方側に配置しつつ底部を鉛直方向下方側に配置した状態で、各包装袋１００はグリッパー２２によって把持される。各グリッパー２２は、搬送テーブル２３とともに回転方向Ｄ１へ間欠的に移動し、第１ステーションＳ１〜第１０ステーションＳ１０において間欠的に停止する。グリッパー２２の数はステーションＳ１〜Ｓ１０の数に対応し、図１の包装機１０には１０個のグリッパー２２が設けられている。このようにグリッパー２２及び搬送テーブル２３の組み合わせは、包装袋１００をそれぞれのステーションＳ１〜Ｓ１０（例えば、ホッパー２７が設けられる第４ステーションＳ４（第１投入処理位置）から、圧縮押し込み杵（第２押し込み部）２９が設けられる第５ステーションＳ５（第２投入処理位置））に移動させる搬送部を構成する。
【００２４】
ステーションＳ１〜Ｓ１０は、グリッパー２２に保持された包装袋１００の搬送方向（すなわち搬送テーブル２３の回転方向Ｄ１）に関して上流側から下流側に向かって順次設けられ、等間隔に配置される。第１ステーションＳ１では、袋取出部２１によってコンベアマガジン１１からグリッパー２２に包装袋１００が渡される（空袋供給工程）。第２ステーションＳ２では、印字器２４によって、日付等の各種情報が包装袋１００の表面に印字される（印字工程）。第３ステーションＳ３では、開口部２５によって包装袋１００の口部１１０が開かれ、この開かれた口部１１０には開口ガイド２６が挿入されて口部１１０の開口状態が維持される（開口工程）。なお第３ステーションＳ３において、各グリッパー２２を構成する一対の把持部同士は互いにやや近づき、開口部２５によって包装袋１００の口部１１０を開きやすくする。
【００２５】
第４ステーションＳ４では、ホッパー２７の吐出口が口部１１０を介して包装袋１００の内側に配置され、ホッパー２７内に供給された包装対象物が投入押し込み杵（第１押し込み部）２８により押されて包装袋１００内に投入される（投入工程）。すなわち第４ステーションＳ４には、鉛直方向に上下動可能なホッパー２７と、ホッパー２７に対して相対的に鉛直方向に上下動可能な投入押し込み杵２８と、が設けられている。ホッパー２７の頂部には供給口２７ａが形成され、ホッパー２７の底部には吐出口（後述の図３等に示す符合「２７ｂ」参照）が形成されている。包装対象物は、供給口２７ａを介してホッパー２７内に供給され、その後、投入押し込み杵２８により押され吐出口を介して包装袋１００内に投入される。なおホッパー２７及び投入押し込み杵２８の詳細については後述する。
【００２６】
グリッパー２２に把持された包装袋１００が第３ステーションＳ３から第４ステーションＳ４に搬送される際には開口ガイド２６も包装袋１００と一緒に移動し、開口ガイド２６は、第４ステーションＳ４においても口部１１０の開口状態を維持する。開口ガイド２６は、ホッパー２７の吐出口が包装袋１００の内側に配置された後に、第４ステーションＳ４において口部１１０から退避し、第３ステーションＳ３に戻る。なお開口ガイド２６は、一度の間欠停止の間に、第４ステーションＳ４から第３ステーションＳ３に戻って、第３ステーションＳ３に配置された新たな包装袋１００の口部１１０に挿入される。このように、１組の開口ガイド２６が第３ステーションＳ３と第４ステーションＳ４との間で繰り返し往復移動することで、包装袋１００の口部１１０の開口状態が維持される。
【００２７】
第５ステーションＳ５では、圧縮押し込み杵２９が包装袋１００内の包装対象物を押し込んで、包装対象物の嵩を小さくし、口部１１０の近傍に包装対象物が存在しないようにする（押し込み工程）。圧縮押し込み杵２９の詳細については後述する。
【００２８】
第６ステーションＳ６は、空きステーションであってもよいし、任意の処理を行うためのステーションであってもよい。典型的には、第６ステーションＳ６では、包装袋１００に対するグリッパー２２の把持不良が検出されたり、印字器２４による印字不良が検出されたり、包装袋１００内への包装対象物の投入不良が検出されたりする。これらの検出を行う場合には、各検出に必要な撮像装置等の機器類が第６ステーションＳ６に設けられ、当該機器類は図示しない制御部との間でデータの送受信を行う。なお第６ステーションＳ６では、グリッパー２２の把持部が互いに離れて配置され、包装袋１００の口部１１０は閉じられている。この口部１１０を閉じる閉口工程は、第６ステーションＳ６で行われてもよいし、第５ステーションＳ５で行われてもよいし、第５ステーションＳ５から第６ステーションＳ６に包装袋１００を移送する間に行われてもよい。
【００２９】
第７ステーションＳ７では、第１シール機３１によって包装袋１００の口部１１０が熱シールされ（第１袋口シール工程）、第８ステーションＳ８では、第２シール機３２によって包装袋１００の口部１１０が熱シールされる（第２袋口シール工程）。第９ステーションＳ９では、冷却器３３によって包装袋１００の口部１１０（特に熱シールされた箇所）が冷却され（シール部冷却工程）、包装袋１００がグリッパー２２の把持から解放されて放出シュート３４に落下される。放出シュート３４に落下された包装袋１００は、放出シュート３４により導かれて後段に送られる（袋放出工程）。
【００３０】
第１０ステーションＳ１０は、空きステーションであってもよいし、任意の処理を行うためのステーションであってもよい。典型的には、第１０ステーションＳ１０では、不良が検出された包装袋１００を排出する不良袋排出工程が行われる。すなわち、不良が検出されなかった包装袋１００は第９ステーションＳ９においてグリッパー２２から解放され、不良が検出された包装袋１００は第９ステーションＳ９ではグリッパー２２から解放されずに第１０ステーションＳ１０においてグリッパー２２から解放される。これにより、正常な包装袋１００のみを放出シュート３４に落下させて後段に送ることができ、異常を有する包装袋１００は第１０ステーションＳ１０において排出されて後段に送られないようにすることができる。
【００３１】
次に、第４ステーションＳ４に設けられるホッパー２７及び投入押し込み杵２８と、第５ステーションＳ５に設けられる圧縮押し込み杵２９と、を含む投入装置２０について説明する。
【００３２】
［投入押し込み杵］
投入押し込み杵２８は、鉛直方向に延在する部材であって鉛直方向に上下動し、ホッパー２７の内側の包装対象物を、ホッパー２７の吐出口から吐出するように押圧する。投入押し込み杵２８はエアシリンダ等の駆動部（図示省略）に接続され、この駆動部は図示しない制御部により制御されており、投入押し込み杵２８はこの制御部の管理下で昇降する。以下、図２Ａ及び図２Ｂを参照して投入押し込み杵２８の一例を説明するが、投入押し込み杵２８は他の構成を有していてもよく、投入押し込み杵２８の他の典型例は後述される。
【００３３】
図２Ａは、投入押し込み杵２８の一例の正面図である。図２Ｂは、図２Ａに示す投入押し込み杵２８の斜視図である。
【００３４】
図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８は、複数のプレート延在部４６（本例では４つのプレート延在部４６）を含み、各プレート延在部４６は、中心軸Ａの方向（すなわち軸方向）に延在するプレート形状を有する。これらのプレート延在部４６の各々の一方の先端部（すなわち吐出口側先端部４１）は、突出部４４を形成する。すなわち投入押し込み杵２８の吐出口側先端部４１は、基部４３と、当該基部４３からホッパー２７の吐出口側（すなわち鉛直方向下側）に突出する複数の突出部４４（好ましくは３以上の突出部４４）とを有する。投入押し込み杵２８を構成する複数のプレート延在部４６は、基部４３から径方向（すなわち水平方向；図２Ａの左右方向）の外側に向かって放射状に延在し、基部４３から互いに異なる方向に向かって延在する。図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８では、４つのプレート延在部４６が等間隔に配置されており、隣接するプレート延在部４６同士は中心軸Ａを中心に９０度の角度を形成する。なお、投入押し込み杵２８を構成するプレート延在部４６の数は特に限定されず、また複数のプレート延在部４６は必ずしも等間隔に配置されていなくてもよい。
【００３５】
各突出部４４は、径方向の外側から内側に向かうに従って基部４３に近づく傾斜部（すなわち稜線部）４５を有する。特に、本例の基部４３は、中心軸Ａ上に設けられており、投入押し込み杵２８（特に吐出口側先端部４１）の径方向の中心に位置している。そのため、傾斜部４５は、吐出口側先端部４１の径方向の中心に向かって傾斜する。
【００３６】
上述の構成を有する投入押し込み杵２８において、各突出部４４は尖っている。すなわち、各プレート延在部４６のうち突出部４４を形成する部分は、ホッパー２７の供給口側から吐出口側に向かう方向（すなわち鉛直方向下向きの方向）に関して徐々に細くなるように構成されている。なお各突出部４４は全体として尖った形状を有していればよく、必ずしも一律に傾斜している必要はなく、先端が丸められた形状を有していてもよい。
【００３７】
これらの複数の突出部４４の相互間にはスペースＳが設けられている。特に複数のプレート延在部４６を組み合わせて構成される図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８では、吐出口側先端部４１を含む投入押し込み杵２８の全体にわたって、スペースＳが隣接するプレート延在部４６間に設けられる。
【００３８】
［ホッパー］
次に、ホッパー２７の一例について説明する。ホッパー２７は、包装対象物を受け入れる供給口２７ａと、第４ステーションＳ４に配置された包装袋１００の内側に向けて開口する吐出口とを有し、鉛直方向に上下動する。ホッパー２７はエアシリンダ等の駆動部（図示省略）に接続され、この駆動部は図示しない制御部により制御されており、ホッパー２７はこの制御部の管理下で昇降する。以下、図３を参照してホッパー２７の一例を説明するが、ホッパー２７は他の構成を有していてもよい。
【００３９】
図３は、ホッパー２７の一例を説明する概略図である。図３には、ホッパー２７の内部を側方から見た状態が示されるとともに、投入押し込み杵２８、及び包装対象物２００をホッパー２７に供給する供給コンベア３９も示されている。
【００４０】
ホッパー２７の供給口２７ａ及び吐出口２７ｂは、それぞれ水平方向に延在し、互いに対向する。供給口２７ａと吐出口２７ｂとをつなぐホッパー２７の内部空間によって形成される連絡路の径方向（図３の左右方向）のサイズは、供給口２７ａから吐出口２７ｂに向かって徐々に小さくなっており、吐出口２７ｂの径は供給口２７ａの径よりも小さい。ただし、供給口２７ａ及び吐出口２７ｂは、共に投入押し込み杵２８よりも径方向のサイズが大きい。そのため投入押し込み杵２８は、ホッパー２７の外側及び内側において鉛直方向へ上下動する際に、ホッパー２７の内壁に接触することなく、供給口２７ａ及び吐出口２７ｂを通過することができる。
【００４１】
ホッパー２７の内壁面は、供給口２７ａ側に設けられ比較的緩やかな傾斜を持つ第１傾斜面２７ｃと、吐出口２７ｂ側に設けられ比較的急峻な傾斜を持つ第２傾斜面２７ｄとを有する。第１傾斜面２７ｃ及び第２傾斜面２７ｄは、内壁面のち径方向に関して供給コンベア３９側に位置する部分を形成し、供給コンベア３９からホッパー２７内に落下した包装対象物２００を鉛直方向下方へ案内する。すなわち、供給コンベア３９からホッパー２７内に落下した包装対象物２００は、重力の影響下で、第１傾斜面２７ｃ及び第２傾斜面２７ｄに案内されて吐出口２７ｂに向けて移動する。傾斜の異なる第１傾斜面２７ｃ及び第２傾斜面２７ｄにより包装対象物２００を案内することによって、供給コンベア３９からの包装対象物２００を確実にホッパー２７内に受け入れるとともに、重力を効率良く利用して包装対象物２００を確実に吐出口２７ｂに向けて案内することができる。
【００４２】
上述の構成を有するホッパー２７において、供給口２７ａの径は、供給コンベア３９からホッパー２７内に落下される包装対象物２００よりも大きく、包装対象物２００は供給口２７ａをスムーズに通過してホッパー２７内に入る。一方、吐出口２７ｂの径は、供給コンベア３９からホッパー２７内に落下される包装対象物２００よりも小さく、包装対象物２００は、重力のみを受けて他の外力を受けない状態では、吐出口２７ｂを通過することができずホッパー２７内にとどまる。このように、供給口２７ａの径は、供給コンベア３９からの包装対象物２００よりも大きく、且つ、投入押し込み杵２８が通過可能な大きさを持つ。一方、吐出口２７ｂの径は、供給コンベア３９からホッパー２７内に落下した包装対象物２００よりも小さく且つ包装袋１００の口部１１０の開口径よりも小さいが、投入押し込み杵２８が通過可能な大きさを持つ。
【００４３】
［投入工程］
次に、ホッパー２７及び投入押し込み杵２８による投入工程の作動について、図３〜図５を参照して説明する。図４及び図５は、投入工程を説明するための図である。図４及び図５には、ホッパー２７の内部を側方から見た状態が示されるとともに、投入押し込み杵２８も示されている。特に図５には、包装袋１００の内部を側方から見た状態も示されている。
【００４４】
投入押し込み杵２８は、上述のようにホッパー２７の外側及び／又は内側において延在するように昇降し、降下して吐出口２７ｂを介してホッパー２７から突出するとともに、上昇して供給口２７ａを介してホッパー２７の内側から退避する。具体的には、投入押し込み杵２８がホッパー２７の外側に配置されている状態、投入押し込み杵２８の一方の先端部（すなわち吐出口側先端部４１）がホッパー２７の内側に配置されつつ他方の先端部（すなわち供給口側先端部）がホッパー２７の外側に配置されている状態、及び投入押し込み杵２８の吐出口側先端部４１が吐出口２７ｂを介してホッパー２７から突出している状態を、投入押し込み杵２８はとりうる。図示の投入押し込み杵２８は、鉛直方向に関してホッパー２７よりも小さいが、投入押し込み杵２８の鉛直方向の長さは、ホッパー２７の鉛直方向の長さと比べ、大きくても、小さくても、或いは同じであってもよい。
【００４５】
図３に示すように包装対象物２００は、供給コンベア３９によって間欠的に運ばれ、供給コンベア３９の終端部からホッパー２７内に向けて落下させられる。この際、投入押し込み杵２８は、全体がホッパー２７よりも上方に配置されている。したがって包装対象物２００は、投入押し込み杵２８に阻害されることなく、供給口２７ａを介してホッパー２７内に落下する。なお供給コンベア３９は、包装対象物２００を落下させた後、当該包装対象物２００がホッパー２７から吐出されるまでは次の包装対象物２００の搬送を停止し、当該包装対象物２００がホッパー２７から吐出された後に次の包装対象物２００を搬送してホッパー２７内に落下させる。
【００４６】
このようにして供給コンベア３９からホッパー２７に供給される包装対象物２００は、空気を内包し、全体として圧縮可能な物体であり、供給口２７ａの径よりは小さいが、吐出口２７ｂの径よりは大きい。そのためホッパー２７内に落下した包装対象物２００は、重力を受けつつ第１傾斜面２７ｃにより案内されて吐出口２７ｂに向けて移動するが、図４に示すように、吐出口２７ｂに到達する前に停止する。図示のホッパー２７では、第２傾斜面２７ｄのうちのある位置（以下「小径位置」とも呼ぶ）におけるホッパー２７の内部空間の径方向の大きさが包装対象物２００よりも小さくなっている。この小径位置のホッパー２７の内壁面が、包装対象物２００の落下を止めるストッパーとしての役割を果たし、供給コンベア３９から落下してきた包装対象物２００を保持する。
【００４７】
そして図５に示すように、投入押し込み杵２８は、鉛直方向下向きに移動し、供給口２７ａを介してホッパー２７の内側に進入し、吐出口２７ｂに向けてホッパー２７内を進行し、吐出口２７ｂから包装袋１００内に向けて吐出口側先端部４１が突出する。これにより、ホッパー２７の内側で停止していた包装対象物２００（図４参照）は、投入押し込み杵２８により押され、吐出口２７ｂから包装袋１００の内側に吐出され、包装袋１００に収納される。
【００４８】
特に、投入押し込み杵２８の吐出口側先端部４１は、基部４３から軸方向（すなわち鉛直方向下向きの方向）に突出する突出部４４を有する。そのため、投入押し込み杵２８によって包装対象物２００を押圧する際に、突出部４４の傾斜部４５によって包装対象物２００を径方向内側（特に径方向中心）に向けて案内しつつ、突出部４４によって包装対象物２００を効果的に捕捉することができる。したがって、吐出口２７ｂが包装対象物２００よりも小さくても、包装対象物２００を径方向に圧縮しつつ吐出口２７ｂから吐出することができる。また隣接する突出部４４間にスペースＳを設けて、突出部４４の押し込み面積（すなわち鉛直方向に関する投影面積）を小さくすることによって、突出部４４によって直接的に押圧される包装対象物２００の部分の面積を小さくして、投入押し込み杵２８から包装対象物２００に対してダメージが加えられうる範囲を小さくすることができる。また隣接する突出部４４間に設けられるスペースＳは、包装対象物２００の進入を許容し、包装対象物２００が投入押し込み杵２８とホッパー２７との間に挟まれることを効果的に防ぐことができる。そのため、ホッパー２７の内壁及び投入押し込み杵２８の各々と包装対象物２００との間に作用する抵抗力（摩擦力等）を抑えて、ホッパー２７から包装対象物２００を押し出すのに要する力を低減することができる。
【００４９】
一般に、ホッパー２７内において包装対象物２００を一時的に保持し、押し込み杵によって包装対象物２００をホッパー２７から押し出す場合に、押し込み杵の先端部の径が小さく且つ先端部の径が平坦に形成されていると、空気を内包する包装対象物２００をそのような押し込み杵で押しても、包装対象物２００は変形するが移動しないという事態が生じうる。この場合、包装袋１００内への包装対象物２００の投入処理を連続的に高精度に行うことが難しい。一方、本実施形態の投入押し込み杵２８のように吐出口側先端部４１において突出部４４を設けることによって、包装対象物２００を突出部４４により捕捉つつ効果的に移動させることができ、包装袋１００内への包装対象物２００の投入処理を連続的に高精度に行うことが可能になる。
【００５０】
なお、上述の図４及び図５に示すホッパー２７は、供給コンベア３９からホッパー２７内に包装対象物２００が投入された後に、ホッパー２７が鉛直方向下向きに移動してホッパー２７の吐出口２７ｂが包装袋１００の内側に挿入され、その後に、投入押し込み杵２８が鉛直方向下向きに移動して吐出口２７ｂから突出する。ただし、供給コンベア３９からホッパー２７内に包装対象物２００が投入される前或いは包装対象物２００の投入と同時に、ホッパー２７が鉛直方向下向きに移動して吐出口２７ｂが包装袋１００の内側に挿入されてもよい。このような場合にも、投入押し込み杵２８は、ホッパー２７の吐出口２７ｂが包装袋１００の内側に配置された後に、鉛直方向下向きに移動して吐出口２７ｂから突出し、包装対象物２００をホッパー２７内から包装袋１００内に適切に押し出すことができる。
【００５１】
また投入押し込み杵２８は、ホッパー２７の内側の包装対象物２００を１回だけ押圧するように鉛直方向に往復動してもよいし、複数回押圧するように鉛直方向に往復動してもよい。すなわち、同一の包装袋１００に対して、投入押し込み杵２８を１回だけ吐出口２７ｂから突出させてもよいし、投入押し込み杵２８を２回以上吐出口２７ｂから突出させてもよい。投入押し込み杵２８によって同一の包装対象物２００を複数回押圧して包装袋１００内に投入することによって、より確実且つ適切に包装対象物２００を包装袋１００に収容することができる。
【００５２】
［圧縮押し込み杵］
次に、圧縮押し込み杵２９について説明する。図６は、圧縮押し込み杵２９を使った押し込み工程を説明するための図である。なお図６には、包装袋１００の内部を側方から見た状態が示されている。
【００５３】
上述の投入押し込み杵２８は、ホッパー２７の内側の包装対象物２００を、吐出口２７ｂから包装袋１００の内側に向けて吐出するように押圧する。それに対し、投入押し込み杵２８の下流側に設けられる圧縮押し込み杵２９は、包装袋１００の内側の包装対象物２００を押圧して圧縮する。このように、投入押し込み杵２８及び圧縮押し込み杵２９は求められている機能が互いに異なっており、圧縮押し込み杵２９は、投入押し込み杵２８の吐出口側先端部４１よりも径方向（すなわち図６の左右方向）の最大径が大きい圧縮先端部５１を有する。
【００５４】
すなわち包装袋１００内の包装対象物２００の圧縮を目的とする圧縮押し込み杵２９の圧縮先端部５１の径方向に関する断面径は、投入押し込み杵２８の吐出口側先端部４１の径方向に関する断面径よりも大きい。ただし、この圧縮先端部５１の断面径は、第５ステーションＳ５においてグリッパー２２とともに配置された包装袋１００の口部１１０の開口径よりも小さい。なお圧縮押し込み杵２９の圧縮先端部５１の端面５１ａの形状は特に限定されず、当該端面５１ａは、図６に示すように平坦形状を有していてもよいし、凹凸形状を有していてもよい。
【００５５】
また圧縮押し込み杵２９は、包装袋１００の内側の包装対象物２００を１回だけ押圧するように鉛直方向に往復動してもよいし、複数回押圧するように鉛直方向に往復動してもよい。すなわち、同一の包装袋１００に対して、圧縮押し込み杵２９の圧縮先端部５１を１回だけ包装袋１００内に挿入してもよいし、当該圧縮先端部５１を２回以上包装袋１００内に挿入してもよい。圧縮押し込み杵２９によって同一の包装対象物２００を複数回押圧することによって、より確実且つ適切に包装対象物２００を包装袋１００内において圧縮させることができる。
【００５６】
［投入工程〜押し込み工程の処理フロー］
次に、第４ステーションＳ４（投入工程）及び第５ステーションＳ５（押し込み工程）における処理フローについて説明する。
【００５７】
グリッパー２２に把持された包装袋１００が搬送テーブル２３の間欠回転に伴って第３ステーションＳ３から第４ステーションＳ４に搬送された後に、供給コンベア３９が包装対象物２００を移送し、図３に示すように包装対象物２００がホッパー２７内に落下される（ホッパー投入工程）。この際に、供給コンベア３９からホッパー２７に落下される包装対象物２００の数は特に限定されず、１つの包装袋１００に対して収容する予定の数の包装対象物２００が供給コンベア３９からホッパー２７内に落下される。供給コンベア３９から落下した包装対象物２００は、ホッパー２７内において保持される（図４参照）。
【００５８】
そして、ホッパー２７が下降され、ホッパー２７の吐出口２７ｂを含む端部が口部１１０を介して包装袋１００内に挿入される（ホッパー挿入工程）。なお、本例では、上述のホッパー投入工程の後にホッパー挿入工程が行われるが、ホッパー投入工程の前にホッパー挿入工程が行われてもよいし、ホッパー投入工程と同時的にホッパー挿入工程が行われてもよい。
【００５９】
そして、投入押し込み杵２８が下降され、ホッパー２７内の包装対象物２００が包装袋１００内に向けて押し出される（図５参照）。なお、包装対象物２００は投入押し込み杵２８によって複数回にわたって押圧されてもよいし、一回のみ押圧されてもよい。
【００６０】
そして、ホッパー２７及び投入押し込み杵２８が包装袋１００の内側から退避され、グリッパー２２に把持された包装袋１００が搬送テーブル２３の間欠回転に伴って第４ステーションＳ４から第５ステーションＳ５に搬送される。なお、第５ステーションＳ５に配置された包装袋１００を把持するグリッパー２２の把持部間の間隔は、第４ステーションＳ４における把持部間の間隔と同じであり、第５ステーションＳ５において包装袋１００の口部１１０は開いた状態を維持する。そして、圧縮押し込み杵２９が下降され、第５ステーションＳ５に配置された包装袋１００の内側の包装対象物２００が圧縮される。なお、包装対象物２００は圧縮押し込み杵２９によって複数回にわたって圧縮されてもよいし、一回のみ圧縮されてもよい。
【００６１】
そして、圧縮押し込み杵２９は上昇し、包装袋１００の内側から退避する。そして、グリッパー２２に把持された包装袋１００が搬送テーブル２３の間欠回転に伴って第５ステーションＳ５から第６ステーションＳ６に搬送される。
【００６２】
なお上述の一連の処理は、包装機１０の各部が図示しない制御部により制御されることによって行われる。この制御部は、単一の制御装置によって構成されていてもよいし、複数の制御装置が組み合わされて構成されていてもよい。
【００６３】
以上説明したように本実施形態の投入装置２０によれば、投入押し込み杵２８によって包装対象物２００を包装袋１００に適切に投入することができる。特に投入押し込み杵２８が複数の突出部４４を備えているので、例えば空気を内包し全体として圧縮可能な包装対象物２００であっても、これらの複数の突出部４４によって包装対象物２００を適切に捕捉して確実に包装袋１００に収容することができる。このように包装対象物２００の投入不良を防ぐことで、不良解消のために装置を停止させる必要がなくなり、生産性も向上する。
【００６４】
また中心軸Ａ上に設けられた基部４３に向けて傾斜する傾斜部４５を突出部４４に形成することによって、包装対象物２００を投入押し込み杵２８によって押し込む際に、包装対象物２００が基部４３に向けて誘導され、投入押し込み杵２８によって包装対象物２００を捕捉しやすい。
【００６５】
また突出部４４を尖らせることにより、包装対象物２００を引っ掛けて保持することができる。したがって、例えば包装対象物２００が複数の線状要素の集合を含む場合には、尖った突出部４４によって線状要素を引っ掛けて、包装対象物２００を効果的に包装袋１００の内側に向けて移動させることができる。
【００６６】
また吐出口側先端部４１において（特に突出部４４間において）スペースＳを形成することで、投入押し込み杵２８及びホッパー２７の各々と包装対象物２００との間に作用する抵抗力を抑制することができる。これにより、投入押し込み杵２８（特に吐出口側先端部４１）の径を大きくしても当該抵抗力を小さく抑えることができる。一方、投入押し込み杵２８（特に吐出口側先端部４１）の径を大きくすることで、包装対象物２００を投入押し込み杵２８によって捕捉しやすくなる。
【００６７】
また投入押し込み杵２８の下流側に圧縮押し込み杵２９が設けられ、包装対象物２００の投入工程及び押し込み工程は別ステーションで行われる。これにより、個々のステーションにおいて処理に要する時間を短くしつつ、投入工程及び押し込み工程の両工程を適切に行うことができ、包装機１０（特に袋処理装置１２）において行われる全体の処理を高速化することができる。
【００６８】
［投入押し込み杵の変形例］
次に、投入押し込み杵２８の典型的な変形例について説明する。なお、上述の図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８と同一又は類似の箇所には、図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８と同一の符合を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６９】
図７Ａは、投入押し込み杵２８の一変形例の正面図である。図７Ｂは、図７Ａに示す投入押し込み杵２８の斜視図である。
【００７０】
図７Ａ及び図７Ｂに示す投入押し込み杵２８は、軸方向に延在し断面円形の外周面を有する押圧基礎部６０を有する。各突出部４４は、押圧基礎部６０の軸方向の一方の端部に設けられ、押圧基礎部６０と一体的に設けられている。突出部４４は複数（図示の投入押し込み杵２８では４つ）設けられ、これらの突出部４４は、中心軸Ａ上に設けられた基部４３を中心に放射状に等間隔に配置されている。各突出部４４は、基部４３に向かって傾斜する傾斜部４５と、当該傾斜部４５を挟むように設けられる２つの傾斜面とを有する。隣接する突出部４４の間にはスペースＳが設けられ、各突出部４４は尖っている。
【００７１】
本変形例の投入押し込み杵２８も、上述の図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８と同様に、包装対象物２００を適切に捕捉して包装袋１００内に押し込むことができる。すなわち、基部４３に向けて傾斜する傾斜部４５によって包装対象物２００を基部４３に向けて誘導しやすく、また尖った突出部４４によって包装対象物２００を引っ掛けて捕捉することができる。また吐出口側先端部４１にスペースＳを形成することで、投入押し込み杵２８及びホッパー２７の各々と包装対象物２００との間に作用する抵抗力を抑制することができる。
【００７２】
図８Ａは、投入押し込み杵２８の他の変形例の正面図である。図８Ｂは、図８Ａに示す投入押し込み杵２８の斜視図である。
【００７３】
図８Ａ及び図８Ｂに示す投入押し込み杵２８は、断面円形の外周面を有する押圧基礎部６０を有し、押圧基礎部６０の一方の端部には複数の（図８Ａ及び図８Ｂに示す投入押し込み杵２８では４つの）突出部４４が設けられている。これらの突出部４４は、中心軸Ａ上に設けられた基部４３を中心に放射状に等間隔に設けられており、各突出部４４は、基部４３に向かって傾斜する傾斜部４５を有し、細長い形状を有する。そして、各突出部４４は、径方向（すなわち図８Ａの左右方向）に関して押圧基礎部６０から突出するように配置されている。
【００７４】
本変形例の投入押し込み杵２８も、上述の図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８と同様に、包装対象物２００を適切に捕捉して包装袋１００内に押し込むことができる。すなわち、基部４３に向けて傾斜する傾斜部４５によって包装対象物２００を基部４３に向けて誘導しやすく、また細長い突出部４４によって包装対象物２００を引っ掛けて捕捉することができる。また吐出口側先端部４１にスペースＳを形成することで、包装対象物２００から投入押し込み杵２８及びホッパー２７に対して作用する抵抗力を抑制することができる。とりわけ本変形例では押圧基礎部６０を細くすることができ、投入押し込み杵２８をホッパー２７に挿入した際には、吐出口側先端部４１の近傍位置において、ホッパー２７と投入押し込み杵２８との間に大きなスペースを形成することができる。これにより、投入押し込み杵２８及びホッパー２７の各々と包装対象物２００との間に作用する抵抗力を非常に小さくすることができ、包装対象物２００の押し込みに要する力を効果的に低減することができる。
【００７５】
図９Ａは、投入押し込み杵２８の他の変形例の正面図である。図９Ｂは、図９Ａに示す投入押し込み杵２８の斜視図である。
【００７６】
図９Ａ及び図９Ｂに示す投入押し込み杵２８は、断面円形の外周面を有する押圧基礎部６０を有し、突出部４４は、押圧基礎部６０と一体的に設けられている。投入押し込み杵２８の吐出口側先端部４１には端面から軸線方向に向けて延在する円錐状のスペースＳが設けられており、このスペースＳを形成する側壁部によって突出部４４が構成されている。したがって、突出部４４はリング状の端面を有し、このスペースＳを形成する側壁面が傾斜部４５を形成する。このように本変形例に係る投入押し込み杵２８は、基部４３及び突出部４４（特に傾斜部４５）によって囲まれるスペースＳを有する。
【００７７】
本変形例の投入押し込み杵２８も、上述の図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８と同様に、包装対象物２００を適切に捕捉して包装袋１００内に押し込むことができる。すなわち、基部４３に向けて傾斜する傾斜部４５によって包装対象物２００を基部４３に向けて誘導しやすい。また吐出口側先端部４１にスペースＳを形成することで、投入押し込み杵２８及びホッパー２７の各々と包装対象物２００との間に作用する抵抗力を抑制することができる。とりわけ本変形例では吐出口側先端部４１の端面及び投入押し込み杵２８の内側においてスペースＳが形成されているので、包装対象物２００をスペースＳにおいて補足しつつ押圧することができる。これにより、包装対象物２００に対する押圧面を広くして包装対象物２００を確実に押圧しつつ、ホッパー２７と投入押し込み杵２８との間に包装対象物２００が挟まれるのを効果的に防ぐことができる。
【００７８】
図１０Ａは、投入押し込み杵２８の他の変形例の正面図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示す投入押し込み杵２８の斜視図である。
【００７９】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示す投入押し込み杵２８は、断面円形の外周面を有する押圧基礎部６０を有し、突出部４４は、押圧基礎部６０と一体的に設けられている。投入押し込み杵２８の吐出口側先端部４１には端面から軸線方向に向けて延在する直方体状のスペースＳが設けられており、このスペースＳを形成する側壁部によって突出部４４が構成されている。
【００８０】
本変形例の投入押し込み杵２８も、上述の図２Ａ及び図２Ｂに示す投入押し込み杵２８と同様に、包装対象物２００を適切に捕捉して包装袋１００内に押し込むことができる。すなわち、吐出口側先端部４１にスペースＳを形成することで、投入押し込み杵２８及びホッパー２７の各々と包装対象物２００との間に作用する抵抗力を抑制することができ、包装対象物２００をスペースＳにおいて補足しつつ押圧することができる。とりわけ、図９Ａ及び図９Ｂに示す投入押し込み杵２８に形成される円錐状のスペースＳに比べ、図１０に示す直方体状のスペースＳは全体容量を大きくしやすい。したがって、包装対象物２００を捕捉（すなわち収容）するスペースＳの容量を大きくし、包装対象物２００に対する投入押し込み杵２８の押圧面を広くして包装対象物２００を確実に押圧しつつ、ホッパー２７と投入押し込み杵２８との間に包装対象物２００が挟まれるのを効果的に防ぐことができる。
【００８１】
また上述の実施形態及び変形例において、基部４３は投入押し込み杵２８の中心軸Ａが通る位置に設けられていてもよいし、当該中心軸Ａが通らない位置に設けられていてもよい。また基部４３は、点状の比較的小さな平面又は曲面を形成してもよいし、比較的大きな平面又は曲面を形成してもよい。また上述のスペースＳ（図９Ａ〜図１０Ｂ）は、投入押し込み杵２８に１つのみ設けられていてもよいし、複数設けられていてもよい。
【００８２】
本発明は、上述の実施形態及び変形例には限定されない。例えば、上述の実施形態及び変形例の各要素に各種の変形が加えられてもよい。また、上述の構成要素及び／又は方法以外の構成要素及び／又は方法を含む形態も、本発明の実施形態に含まれうる。また、上述の構成要素及び／又は方法のうちの一部の要素が含まれない形態も、本発明の実施形態に含まれうる。また、本発明のある実施形態に含まれる一部の構成要素及び／又は方法と、本発明の他の実施形態に含まれる一部の構成要素及び／又は方法とを含む形態も、本発明の実施形態に含まれうる。したがって、上述の実施形態及び変形例、及び上述以外の本発明の実施形態の各々に含まれる構成要素及び／又は方法同士が組み合わされてもよく、そのような組み合わせに係る形態も本発明の実施形態に含まれうる。また、本発明によって奏される効果も上述の効果に限定されず、各実施形態の具体的な構成に応じた特有の効果も発揮されうる。このように、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲、明細書、要約書及び図面に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  包装機
１１  コンベアマガジン
１２  袋処理装置
２１  袋取出部
２２  グリッパー
２３  搬送テーブル
２４  印字器
２５  開口部
２６  開口ガイド
２７  ホッパー
２７ａ  供給口
２７ｂ  吐出口
２７ｃ  第１傾斜面
２７ｄ  第２傾斜面
２８  投入押し込み杵
２９  圧縮押し込み杵
３１  第１シール機
３２  第２シール機
３３  冷却器
３４  放出シュート
３９  供給コンベア
４１  吐出口側先端部
４２  供給口側先端部
４３  基部
４４  突出部
４５  傾斜部
４６  プレート延在部
５１  圧縮先端部
５１ａ  端面
６０  押圧基礎部
１００  包装袋
１１０  口部
２００  包装対象物
Ａ  中心軸
Ｄ１  回転方向
Ｓ  スペース
Ｓ１  第１ステーション
Ｓ２  第２ステーション
Ｓ３  第３ステーション
Ｓ４  第４ステーション
Ｓ５  第５ステーション
Ｓ６  第６ステーション
Ｓ７  第７ステーション
Ｓ８  第８ステーション
Ｓ９  第９ステーション
Ｓ１０  第１０ステーション
【図１】
2019038585.tif 000003
【図２Ａ】
2019038585.tif 000004
【図２Ｂ】
2019038585.tif 000005
【図３】
2019038585.tif 000006
【図４】
2019038585.tif 000007
【図５】
2019038585.tif 000008
【図６】
2019038585.tif 000009
【図７Ａ】
2019038585.tif 000010
【図７Ｂ】
2019038585.tif 000011
【図８Ａ】
2019038585.tif 000012
【図８Ｂ】
2019038585.tif 000013
【図９Ａ】
2019038585.tif 000014
【図９Ｂ】
2019038585.tif 000015
【図１０Ａ】
2019038585.tif 000016
【図１０Ｂ】
2019038585.tif 000017