(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装機に挟持された包装袋に、被包装物を投入する被包装物の投入装置であって、
前記被包装物の投入装置は、被包装物を載置して前記包装袋の横方向から円弧をえがきながら下降し、包装袋内に挿入して被包装物を収納する可撓性を有する投入シュータを備えた投入シュータ機構と、
円弧をえがきながら下降する前記投入シュータを曲げながら包装袋内に案内する案内板を備えた案内板機構と、
を備えたことを特徴とする被包装物の投入装置。
【請求項２】
投入シュータに被包装物を載置する待機位置において、前記投入シュータが水平から４５度の角度範囲内で待機している、
ことを特徴とする請求項１に記載の被包装物の投入装置。
【請求項３】
前記投入シュータ機構は、前記投入シュータを円弧をえがきながら回転させる平行リンク機構と、前記平行リンク機構と前記投入シュータを昇降動させる昇降動機構とから構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の被包装物の投入装置。
【請求項４】
投入シュータにより収納された被包装物を包装袋の外側から挟持して、被包装物を包装袋内に留める挟持機構を備えた、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかの項に記載の被包装物の投入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被包装物の投入装置に関し、さらには、葉物野菜や榎茸のような比較的包装袋内に投入しづらい被包装物を投入するための被包装物の投入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レタスやほうれん草のような葉を食用とする葉物野菜は、根本部分から太い葉が広がって伸び、しかも不定形であるため、自動包装機を使って包装袋に包装する場合に、包装袋に投入するのがなかなか困難である。前記のような葉物野菜等を包装袋に投入するための包装装置の一例が特許文献１に開示されている。以下、同文献に従って従来の被包装物の投入装置について説明する。
【０００３】
図７は、前記特許文献１の包装装置の正面図である。図７に示すように、整形板４５が後退し、可撓性板材４６が上昇して停止すると同時に、掴み腕対４２により掴まれ吊下げられた包装袋ａが供給位置（Ｉ）に移動して来て停止する。続いて可動腕管４４が後退位置から進出して吸盤４３により前記包装袋ａの袋口に近い両側に接触し、吸引しながら少し退いて袋口を広げる。それに続いて、案内筒５２が少し下動して下端縁を袋口内に嵌め込む。
【０００４】
他方では、可撓性板材４６の上昇停止の直後に、榎茸、葉菜等の包装物品ｂを、該可撓性板材４６の凹円弧内面に押しつけながら円筒状内空４８に押し込んで、下端をシャッター５１に接触させる。かかる送り込みが終わったころ、水平リンク４９が図７の右方に前進し、可撓性板材４６の両側の縦縁４７を円弧形の内面で相対的に滑らせて小径の円筒状に変形させ、円筒状内空４８に送り込まれた包装物品ｂを求心状に圧縮して掴む。そのときにはシャッター５１が前記円筒状内空４８の下面から側方に退き、滑動子５０が下降運動を始め、包装物品ｂを掴んだ可撓性板材４６を下降させる。
【０００５】
前記可撓性板材４６は案内筒５２を押し拡げて包装袋ａの袋口から降し、該下降が終ったころ整形板４５が水平リンク４９とともに少し後退し、それによって可撓性板材４６の圧縮を緩めるため、包装物品ｂが重力で落下し、そのとき押え片５３により包装袋ａと包装物品ｂの両方を咬着する。可撓性板材４６はその咬着作動のあとで滑動子５０とともに上昇位置に戻って、包装物品ｂを包装袋ａ内に残したまま該包装袋ａから脱出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開昭５６−１２５８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１の包装装置では、包装物品ｂである榎茸、葉菜等を整形板４５の円筒状内空４８に垂直方向から投入しなければならないため、投入しづらいという問題があった。即ち、包装装置の周縁の構造から、整形板４５の円筒状内空４８内を作業者が投入作業のために覗き込むことは難しく、円筒状内空４８の所定の位置に包装物品ｂが正しい姿勢で投入できているか否かを見るには、台などに乗って覗き込まなければならず、包装物品ｂを投入しにくいという問題点があった。
【０００８】
しかも、包装物品ｂの包装袋ａ内への投入には、複数の投入過程を経るために、投入に時間を要する。即ち、特許文献１では、包装物品ｂを可撓性板材４６の凹円弧内面に押し付けながら円筒状内空４８に押し込む。その後、水平リンク４９が前進し、可撓性板材４６の両側の縦縁４７を円弧形の内面で相対的に滑らせて円筒状に変形させ、円筒状内空４８に送り込まれた包装物品ｂを抱持する。その後、シャッター５１を開き、包装物品ｂを可撓性板材４６が抱持したまま包装袋ａ内に下降し、下降が終わったころ整形板４５を少し後退させ、それによって可撓性板材４６の抱持力が緩むため、包装物品ｂが落下し、押さえ片５３により包装袋ａと包装物品ｂを挟み付ける。その後、可撓性板材４６だけが上昇位置に戻り、包装物品ｂの包装袋ａ内への投入が完了する。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑み、横方向から包装物品を投入するので、作業者にとって包装機への投入がしやすく、しかも投入工程が簡単なために、投入時間も短く、投入の失敗も少ない被包装物の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】
【００１０】
本発明は、包装機に挟持された包装袋に、被包装物を投入する被包装物の投入装置であって、前記被包装物の投入装置は、被包装物を載置して前記包装袋の横方向から円弧をえがきながら下降し、包装袋内に挿入して被包装物を収納する可撓性を有する投入シュータを備えた投入シュータ機構と、円弧をえがきながら下降する前記投入シュータを曲げながら包装袋内に案内する案内板を備えた案内板機構と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、被包装物を載置する投入シュータが横方向から円弧をえがきながら下降するので、被包装物を載置する待機位置では投入シュータに被包装物を載置しやすい。しかも、投入シュータが横方向から円弧をえがきながら下降して包装袋内に挿入するので、投入工程が簡単なために、投入時間も短くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】包装機に隣接して配置された被包装物の投入装置の正面図
【図２】被包装物の投入装置の側面図
【図３】包装機に隣接して配置された被包装物の投入装置の平面図
【図４】投入シュータを駆動する投入シュータ機構の平面図
【図５】投入シュータを駆動する投入シュータ機構の正面図
【図６】投入動作を説明するための説明図
【図７】従来の包装装置の動作正面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施例の被包装物の投入装置について図面を用いて順次説明する。図１は包装機に隣接して配置された被包装物の投入装置の正面図、図２は被包装物の投入装置の側面図、図３は包装機に隣接して配置された被包装物の投入装置の平面図である。
【００１４】
図１に示すロータリー包装機１は、従来から公知の包装機であって、駆動モータ（図示せず）により回転する円盤状のロータ２の周りに、２本一組のクランプアーム３が複数組突出して設けられており、このクランプアーム３の先端に包装袋４を挟持するクランプ５が取り付けられている。このロータリー包装機１は、ロータ２の各セクションにおいて、それぞれ役割をはたすよう構成されており、図３に示す（ＩＩＩ）セクションは葉物野菜や榎茸のような被包装物６を投入するセクションであって、（ＩＶ）セクションは包装袋４内に被包装物６を押し込むための押し込みセクションである。その後、図示していないが、包装袋４の袋口をシールするシールセクション、シールしたシール部を冷却する冷却セクション、包装が完了した包装袋４を搬出する搬出セクション等が続いている。なお、本発明はロータリー包装機１に限定されるものはなく、例えば、直線式の包装機であってもよい。
【００１５】
前記ロータリー包装機１の投入セクション（ＩＩＩ）の外周部に被包装物の投入装置１０が配置されている。この被包装物の投入装置１０は、被包装物６を投入シュータ１１に載置して包装袋４内に投入する投入シュータ機構１２と、前記投入シュータ１１により収納した被包装物６を包装袋４の外側から挟持して被包装物６のみ包装袋４内に留める挟持機構１４と、から構成されている。以下、前記各機構について説明する。
【００１６】
図４は投入シュータ機構１２の平面図、図５は投入シュータ機構１２の正面図である。この投入シュータ機構１２には、投入シュータ１１を備え、包装袋４に被包装物６を送り込む構成になっている。前記投入シュータ１１は、可撓性シート材を用いており、丸めても元の状態に素早く復帰すると共に、耐久性、耐水性に優れ、被包装物６が滑り落ちやすい素材を用いることが好ましい。具体的には、ポリエステル（ＰＥＴ）帆布を心体として、ポリウレタン樹脂やポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）を表面にコーティングしたシート材、又はこれらの樹脂を層状に積層したシート材を使用する。その他には、ポリエステルシート又は帆布を心体として、表面にフッ素樹脂をコーティングしたシート材や、紙を心体として表面にフッ素樹脂をコーティングしたシート材等を使用する。その他、樹脂シート材の単体であってもよい。また、摩擦を少なくするために、表面に微細な凹凸を形成してもよい。
【００１７】
前記投入シュータ１１は、前記のような素材でできた長方形状のシート材の長手方向の中央部をＵ字形に曲げて、先端部は、外側１５が大きく円弧状に形成され、Ｕ字形の底部が半円形状に切り欠かれて切り欠き１６が形成されている。このように投入シュータ１１の先端部を形成することにより、後述するように、投入シュータ１１内で止まっている被包装物６を、挟持機構１４の挟持片１７が投入シュータ１１に邪魔されることなく、包装袋４の外側から挟持できるのである。ただし、この投入シュータ１１の先端部はかかる形状に限定されるものではなく、挟持機構１４の挟持片１７が投入シュータ１１に邪魔されることなく、包装袋４の外側から被包装物６だけを挟持できる形状であればよい。
【００１８】
前記投入シュータ１１の後端外側に、固定レバー１８が取り付けられ、この固定レバー１８が、ブラケット板１９を介して後述する平行リンク機構２０と接合している。図４に示すように、投入シュータ１１の後端外側と、前記固定レバー１８の円弧状の固定板１８ａとがネジ固定されている。この円弧状の固定板１８ａにより可撓性シート材でできた投入シュータ１１をＵ字形に湾曲している。さらに、前記固定板１８ａから後方にレバー１８ｂが突出し、このレバー１８ｂの後端部が支持管１８ｃに挿入され、ハンドル１８ｄにより固定されている。ハンドル１８ｄを緩めることで投入シュータ１１の取り付け位置を調整することが可能である。前記支持管１８ｃは、台形状のブラケット板１９の上端から側方に突出した支持部１９ａに固定されている。
【００１９】
平行リンク機構２０は、第１メカニカルボックス２１内に収められており、図４及び図５に示すように、この直方体のボックスの左側上部に第１回動軸２２が軸支され、この第１回動軸２２より内側中央に第２回動軸２３が軸支され、前記第１回動軸２２の端部に平行リンク２４の長い第１リンク２４ａが取り付けられ、第２回動軸２３に平行リンク２４の短い第２リンク２４ｂが取り付けられている。前記第１と第２リンク２４ａ，２４ｂは下方に垂下し、その両下端間は連結リンク２４ｃで連結されている。さらに、第１メカニカルボックス２１には、リンク駆動シリンダ２５が長手方向に配置され、このリンク駆動シリンダ２５のピストンロッド２５ａが前記第２回動軸２３にクランクレバー２６を介して連結している。
【００２０】
前記平行リンク機構２０を収納した第１メカニカルボックス２１は、図２に示す、第２メカニカルボックス２７上に昇降動可能に配置されている。即ち、第２メカニカルボックス２７内に昇降動シリンダ２９が設置され、この昇降動シリンダ２９のピストンロッド２８が前記第１メカニカルボックス２１の下部を支持して第１メカニカルボックス２１が昇降動する。
【００２１】
次に、投入シュータ１１の先端部を包装袋４内に案内する案内板機構１３について説明する。案内板機構１３は投入シュータ１１を案内する案内板３１と、この案内板３１を駆動する案内板用シリンダ３２から構成されている。前記案内板３１は、半円筒形状に形成された板体であって、投入シュータ１１を包装袋４側に案内すると共に、半円筒形状の案内板３１に投入シュータ１１両側縁が押え付けられることにより、湾曲していた可撓性を有する投入シュータ１１が図４に示すように円筒状に曲げられて、包装袋４の袋口の開口内に挿入可能となる。
【００２２】
図１及び図３に示すように、前記案内板３１の底部外側に、支持ブラケット３３の一端が接合し、図１に示すように、他端が案内板用シリンダ３２のピストンロッド３２ａと接合している。従がって、案内板用シリンダ３２は、支持ブラケット３３を介して案内板３１を上方に支持した状態にあり、案内板用シリンダ３２が伸縮すると、案内板３１が左右方向に往復動する。後述するように、投入シュータ１１が平行リンク機構２０により案内板３１側に円弧をえがきながら前進（図１の右方向に移動）して投入動作を開始すると、案内板３１は図１の右方向に後退しながら投入シュータ１１を内面壁で抱持する。なお、３０は、前記支持ブラケット３３に取り付けられた検知センサであって、投入シュータ１１と案内板３１間の被包装物を検知する。
【００２３】
次に、挟持機構１４について説明する。挟持機構１４は、案内板３１により投入シュータ１１の下部が包装袋４内に挿入された後、投入シュータ１１内に留まっている被包装物６を包装袋４の外側から挟んで、投入シュータ１１が抜き出る際に、被包装物６が包装袋４内に留まるようにするための機構である。この挟持機構１４はロータリー包装機１の投入セクション（ＩＩＩ）のクランプアーム３の先端下部に配置されている。
【００２４】
挟持機構１４は図１に示すように、両側に挟持ハンド１４ｂを備えており、この挟持ハンド１４ｂがエアーシリンダ３５により、接近、離間動することにより被包装物６を挟持する。この挟持ハンド１４ｂの先端部に、図２に示すように円形の挟持片１４ａが取り付けられ、この一対の挟持片１４ａにより包装袋４の外側から被包装物６を挟持するが、挟持片１４ａが圧接して被包装物６に傷を付けることのないよう、被包装物６に応じて挟持片１４ａが接近する間隔を調整する。この挟持片１４ａの間隔の調整は、挟持ハンド１４ｂへの取り付け位置を調整することにより調整することができる。なお、図１に示すように、この挟持片１４ａの接近位置がクランプアーム３のクランプ５の真下あたりに来るよう調整している。
【００２５】
次に、押し込みセクション（ＩＶ）に配置された押し込み機構３６について簡単に説明する。この押し込み機構３６は、従来から公知の機構であって、包装袋４内に投入シュータ１１で被包装物６が投入され、挟持機構１４により包装袋４内に留まった被包装物６をさらに包装袋４内に完全に収納するための機構で、上部から杵状の押し込み棒３７が下降して包装袋４内の被包装物６を押し込み、針金状の開閉ロッド３８で包装袋４の底部の両側を押えたり離したりして被包装物６の収まりをよくしている。
【００２６】
次に、図１〜図６を用いて上記構成の使用状態について説明する。
図３の投入セクション（ＩＩＩ）に、袋口が開口した包装袋４が到着する前に、作業者は投入シュータ１１に被包装物６を載置して待機する。この待機している時の昇降動シリンダ２９のピストンロッド２８は伸長した状態にあるため、第１メカニカルボックス２１は最も上昇した位置にある。
【００２７】
前記のように、第１メカニカルボックス２１が上昇した位置にある時は、投入シュータ１１も高い位置にある。その時の投入シュータ１１は水平から約３０度の角度でロータリー包装機１側に下り傾斜の状態にある。この待機時の投入シュータ１１の角度は、被包装物６を容易に載置できる角度が好ましい。具体的には、水平から約４５度の範囲の角度が好ましい。投入シュータ１１による横方向からの投入という時の角度は、このように投入シュータ１１に被包装物が容易に載置できる角度をいう。
【００２８】
待機時は、前記リンク駆動シリンダ２５のピストンロッド２５ａは収縮した状態にあり、第１と第２リンク２４ａ，２４ｂからなる平行リンク２４は、図５の仮想線で示すように、上方に略Ｖ字状に拡開している。この時の連結リンク２４ｃは右上方に約６０度傾斜した状態にあるため、前記連結リンク２４ｃに取り付けられたブラケット板１９は図５の左方向に約６０度傾く。このため、ブラケット板１９に固定レバー１８を介して固定された投入シュータ１１は、仮想線で示すように約３０度の角度で右下がりに傾斜した状態にあり、この時の投入シュータ１１の先端部は図６（Ａ）に示すように、半円筒状の案内板３１内にあり、先端部が案内板３１により円錐台状に曲げられるような状態にある。なお、図６（Ａ）（Ｂ）のように、投入シュータ１１の傾斜角が大きくなって被包装物６が滑り落ちようとしても、案内板３１に阻止されて落下しない。
【００２９】
リンク駆動シリンダ２５のピストンロッド２５ａが伸長すると、図５に示すように、クランクレバー２６を介して第２回動軸２３が反時計回りに回転すると共に、第２リンク２４ｂも反時計回りに回転し、さらに、下端同士が連結リンク２４ｃで連結する第１リンク２４ａも第１回動軸２２を中心に反時計回りに回転する。リンク駆動シリンダ２５のピストンロッド２５ａの伸長の開始と同時に、昇降シリンダ２９が収縮を開始し、第１メカニカルボックス２１と投入シュータ１１が下降を開始する。従がって、図６（Ｂ）に示すように、投入シュータ１１は右側に円弧をえがきながら傾斜していくと共に、案内板３１の内壁に案内されながら下降していく。前記のように、投入シュータ１１が案内板３１側に前進しても、案内板用シリンダ３２により、案内板３１は逆にロータリー包装機１側に水平に逃げるが、投入シュータ１１は案内板３１に追従しながら下降する。
【００３０】
ピストンロッド２５ａが最長に伸長した状態では、第１と第２リンク２４ａ，２４ｂの下端が右方向に移動し、第１と第２リンク２４ａ，２４ｂの下端を連結する連結リンク２４ｃは水平な状態となる。前記連結リンク２４ｃに固定されたブラケット板１９は、図５の実線で示すように立ち上がる。このブラケット板１９に固定レバー１８を介して固定された投入シュータ１１は、図６（Ｃ）に示すように案内板３１内で垂直な状態となる。さらに、昇降シリンダ２９のピストンロッド２８により第１メカニカルボックス２１が下降することにより垂直に起立した投入シュータ１１が下降し、投入シュータ１１の下部が包装袋４内に挿入する。
【００３１】
投入シュータ１１が起立した段階で、図６（Ｂ）に示すように、それまで案内板３１により落下を阻止されていた被包装物６は、図６（Ｃ）に示すように、阻止するものが無くなるため、包装袋４内に落下するか、投入シュータ１１の先端部に留まる。被包装物６が前記のような段階で投入シュータ１１が元に復すると、葉物野菜のような上方に広がった被包装物６は投入シュータ１１と一緒に持ち上げられて、最悪の場合、包装袋４外に飛び出すおそれがある。そこで、被包装物６が包装袋４内又は投入シュータ１１の先端部に落下した段階で、挟持機構１４が作動して挟持ハンド１４ｂの挟持片１４ａが近接して包装袋４の外側から被包装物６を挟持する。挟持片１４ａにより、被包装物６を挟持した後、平行リンク機構２０と昇降シリンダ２９が前記とは逆の動作をして投入シュータ１１だけを包装袋４内から引き抜き、投入セクション（ＩＩＩ）での投入作業は終了する。
【００３２】
投入作業が終了した包装袋４は、ロータ２の回転により押し込みセクション（ＩＶ）に移動するが、検知センサ３０は被包装物６の投入ミスがないか否かを検知する。この押し込みセクション（ＩＶ）では、前記投入セクション（ＩＩＩ）で被包装物６の投入が十分でなかった場合に、被包装物６を包装袋４内に姿勢良く押し込む。押し込み機構３６については前記のように、被包装物４が押し込みセクション（ＩＶ）に到達すると、杵状の押し込み棒３７が袋口上部から下降して被包装物６を包装袋４内に押し込み、開閉ロッド３８が開閉して包装袋４の底部を左右から押えたり離したりして、被包装物６が包装袋４の底部まで収まるようにする。このようにして押し込みセクション（ＩＶ）で被包装物４が十分に押し込まれた包装袋４をロータリー包装機１のシールセクションに移動してシールし、冷却セクションでシール部を冷却後、搬出セクションから包装機外に搬出し、包装作業は完了する。
なお、前記投入シュータ機構１２は、前記投入シュータ１１を円弧をえがきながら回転させる平行リンク機構２０と、前記平行リンク機構２０と前記投入シュータ１１を昇降動させる昇降動シリンダ２９とから構成したが、本発明では、投入シュータ１１を円弧をえがきながら下降させる機構であればかかる構成に限定されない。例えば、投入シュータ１１がガイド溝に沿って移動するようにしてもよい。
また、前記実施の形態では、投入セクション（ＩＩＩ）のクランプアーム３の先端下部に、被包装物６が包装袋４内に留まるようにするための挟持機構１４を配置したが、本発明は、必ずしも、この挟持機構１４は必要ではない。即ち、投入シュータ１１を包装袋４内から引き抜く際に、例えば、ニンジンや大根のように、投入シュータ１１と一緒に追従して包装袋から出るおそれの無い被包装物の場合は配置しなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、葉物野菜や榎茸のような比較的包装袋内に投入しづらい被包装物を投入する被包装物の投入装置に有用である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・ロータリー包装機
４・・・包装袋
６・・・被包装物
１０・・被包装物の投入装置
１１・・投入シュータ
１２・・投入シュータ機構
１３・・案内板機構
１４・・挟持機構
１４ａ・挟持片
１４ｂ・挟持ハンド
２０・・平行リンク機構
２４・・平行リンク
２４ａ・第１リンク
２４ｂ・第２リンク
２４ｃ・連結リンク
２９・・昇降動シリンダ（昇降動機構）
３１・・案内板  
【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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