(57)【要約】      （修正有）【課題】固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体をコンベアで搬送しながら、搬送経路上で確実に自動開封し、切断された袋体の断片を排出し、異物の混入なく、内容物を排出する装置の提供。【解決手段】樹脂製の袋体４を搬送コンベア１上で移動するカセット部を搭載するトレイに収容し、コンベアの搬送経路に沿って移動し、袋体を誘導するために設けられた一対のガイドレール１２により切断ユニットへと導き、袋体の上部を切断ユニット内の一対の回転ローラーが挟み込み、一対の回転ローラー１３の一方の中心部に設けられた回転刃が、他方の回転ローラーの該回転刃があたる位置に沿って設けられた円周溝内で回転し、切断する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体を挟持し、起立した姿勢で保持するカセット部と、該カセット部を載置するトレイと、該トレイを搬送するコンベアと、該コンベアの搬送経路に沿って配置されたトンネル式切断ユニットとを備え、
前記トンネル式切断ユニットは、ハウジングと、隣接する一対の回転ローラーと、該回転ローラーの一方を駆動する回転モーターと、該回転モーターの回転速度をコントロールする速度調節機構と、前記ハウジング内で前記袋体を該回転ローラーへと誘導する一対のガイドレールとを備えたものであって、
前記一対の回転ローラーの２本の軸が前記コンベア面に対し垂直方向に配置され、該２本の軸の中心点を結ぶ直線が前記コンベアの進行方向に対して直交するように配置されたものであって、
前記一対の回転ローラーの一方にはその長手方向中央部付近に同心円状の回転刃が配置され、もう一方の回転ローラーには、前記回転刃に対応する円周溝が設けられており、
前記トレイに載置された前記カセット部に挟持された前記袋体が前記コンベアにより搬送されて、前記ガイドレールに到達すると、前記ハウジング内をコンベアの進行方向と平行に移動し、前記一対の回転ローラーへと誘導され、該一対の回転ローラーの一方に同心円状に設けられた回転刃が、もう一方の回転ローラーに設けられた円周溝に嵌合して回転し、該袋体を切断して開封することを特徴とする、袋体の自動開封装置。
【請求項２】
固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体を搬送するコンベアと、該コンベアの搬送経路に沿って配置されたトンネル式切断ユニットとを備え、
前記トンネル式切断ユニットは、ハウジングと、隣接する一対の回転ローラーと、該回転ローラーの一方を駆動する回転モーターと、該回転モーターの回転速度をコントロールする速度調節機構と、前記ハウジング内で前記袋体を該回転ローラーへと誘導する一対のガイドレールとを備えたものであって、
前記コンベアを介して両側に対向する側面自在ローラーが設けられ、搬送される前記袋体の封止部が前記コンベアの進行方向と平行になるように案内され、
前記一対の回転ローラーの２本の軸が前記コンベア面に対し垂直方向に配置され、該２本の軸の中心点を結ぶ直線が前記コンベアの進行方向に対して直交するように配置されたものであって、
前記一対の回転ローラーの一方にはその長手方向中央部付近に同心円状の回転刃が配置され、もう一方の回転ローラーには、前記回転刃に対応する円周溝が設けられており、
前記袋体が前記側面自在ローラーに案内されつつ前記コンベアにより搬送されて、前記ガイドレールに到達すると、前記ハウジング内をコンベアの進行方向と平行に移動し、前記一対の回転ローラーへと誘導され、該一対の回転ローラーの一方に同心円状に設けられた回転刃が、もう一方の回転ローラーに設けられた円周溝に嵌合して回転し、該袋体を切断して開封することを特徴とする、袋体の自動開封装置。
【請求項３】
前記回転ローラーの周速度を、前記コンベアの移動速度に対して、１．０５〜１．３５倍とする、請求項１又は２に記載の自動開封装置。
【請求項４】
前記一対のガイドレールは、前記ハウジング内に前記コンベアの進行方向と平行に配置され、搬送された前記袋体が進入する側で該ガイドレールがそれぞれ外側方向へ開いた形となるよう屈曲したものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動開封装置。
【請求項５】
前記トンネル式切断ユニットの上流側に洗浄ユニットが設けられ、
該洗浄ユニットは、前記袋体に洗浄水を噴射する洗浄ノズルと、
前記袋体の移動を誘導するガイドレールとを備えた、請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動開封装置。
【請求項６】
前記トンネル式切断ユニット内に排出ユニットが設けられ、
該排出ユニットは、圧縮空気を噴射する排出ノズルと、
切断された前記袋体の断片を収納する排出部とを備えた、請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動開封装置。
【請求項７】
前記回転ローラーの上流側に、しごきローラーの複数対が設けられ、
前記複数対のしごきローラーは、上流側から下流側に向かって順次に丈長で、その下端部が下流側に向かって順次低くなっている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動開封装置。
【請求項８】
前記トンネル式切断ユニットの下流側に、前記袋体の到着を検知するセンサーが設けられ、該センサーが開封された前記袋体の到着を検知したとき自動的に前記コンベアが停止される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の自動開封装置。
【請求項９】
前記トンネル式切断ユニットの、前記コンベアに対する高さ方向の位置寸法が前記袋体の寸法に応じて調節可能である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の自動開封装置。
【請求項１０】
開封された前記袋体を転倒させた際、流出する該袋体内の液状物を流下せしめるとともに該袋体を捕捉する網状の部材を備えた、請求項１〜９のいずれか１項に記載の自動開封装置。
【請求項１１】
固形物を任意に含む液状の内容物を封止して収容した樹脂製の袋体をコンベアによって該袋体を略水平方向に搬送する工程と、
前記搬送する袋体を一対の回転ローラーによって切断して開封する工程とを含み、
前記一対の回転ローラーの一方にはその長手方向中央部付近に同心円状の回転刃が配置され、もう一方の回転ローラーには、前記回転刃に対応する円周溝が設けられていることを特徴とする、袋体を自動開封する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体を自動に開封し、該内容物を外部に取り出すための、袋体の自動開封装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の食生活を支える食品容器として、種々のプラスチックフィルムやこれらをさらに加工した樹脂製の袋状容器（以下、「袋体」と呼ぶ）が多用されている。
【０００３】
特に、ポリプロピレン、ポリエステルなどの合成樹脂やアルミ箔を積層加工（ラミネート加工）したフィルムで作られる袋体であるパウチ袋は、空気や水分、光を遮断し、内部の食品を密閉する性質を有しており、食品をパウチ袋に詰め、容器内部の食品中央部において１２０℃で４分間、又はそれと同等の熱がかかる状態に加圧加熱して殺菌して得られる食品は、レトルトパウチ食品や加圧加熱食品（以下、「パウチ食品」と呼ぶ）と呼ばれる。常温で流通、保存できるこれらの食品は缶詰に代わる加工食品として急速に普及し、利用されている。
【０００４】
本来、袋体入りのパウチ食品は消費者向けの商品として、消費者が食卓で食事の際に開封が簡便でかつ風味の良い食品が味わえるよう小分けされたものが多い。これらのパウチ食品を開封するには、袋体の上部にある切込みを素手で開封するか、ハサミで切断するか、あるいはトング（特許文献１）を用いて開封するのが普通である。
【０００５】
一方、パウチ食品の特性を生かして、より大型の袋体を使用し食品原料をパウチ食品と同様の条件で加熱殺菌し、業務用製品として流通させることも多くなってきた。その理由は、缶より簡便でコスト的にも有利だからである。しかしながら、これらの大型の袋体を大量に開封する作業は煩瑣であり、かなりの人力と時間を要するばかりか、食品工場においては、ハサミ、トングなどの用具はそれ自体異物であり、異物混入防止の観点から使用しないことが好ましい。
【０００６】
また、殺菌された食品原料が充填されたパウチ袋を開封する際にその表面に付着したごみなどの付着物、あるいは、開封時の切断で生ずる袋体の切れ端などの異物混入は食品衛生上、大きな問題となっていた。
【０００７】
従来、固形物を任意に含む液状の内容物を収容したパウチ袋などの袋体の開封に関するいくつかの提案がある。例えば、フレキシブル・パウチ、特にパウチの口の熱感応性両端部を加熱によって開封するする方法（特許文献２）があるが、この方法は加熱が不十分だと開封も不十分で温度調整が難しく、袋体の状態により未開封のものが生ずるおそれがあり、この方法で用いられる装置は、袋体を搬送するコンベアと組み合わせて袋体の自動開封装置とするには不適である。
【０００８】
また、別の提案として、側部の上端部付近に切り口を形成した袋を開封する袋の開封装置であって、袋の側部における切り口よりも上端部側を挟持する挟持手段と、袋の側部における切り口よりも下端部側を保持する保持手段と、保持手段に対して挟持手段を移動させる移動手段を備え、移動手段により挟持手段を単一平面において移動させることにより、切り口から引き裂いて袋を開封することを特徴とする袋の開封装置（特許文献３）があるが、この開封装置は切り口のない袋体の開封には不適である。
【０００９】
また、別の提案として、粉末状又は液体状の内容物を収容した袋体を開封し、当該袋体内の内容物を外部に取り出すための袋体開封装置において、前記袋体の外表面の一部を覆いつつ密着して外部と隔成された閉塞空間を形成する密着手段と、該密着手段が前記袋体の外表面に密着することにより形成された閉塞空間内で当該袋体を開封する開封手段と、を具備するとともに、前記閉塞空間は、前記密着手段の底面側に接続された配管を介して、前記袋体から取り出された内容物を水と混合して溶解するための溶解槽と連通され、当該溶解槽と袋体及び閉塞空間との間で水を循環させることにより前記袋体内の内容物を溶解して当該溶解槽に収容させ得ることを特徴とする袋体開封装置（特許文献４）があり、これは、この提案で使用する袋体Ｈの外表面を密着手段７が負圧で吸引することにより密着させるものであるが、袋体Ｈの外表面が平らで固い構造、すなわち、箱状の袋体には好適であるものの、固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体は、十分な吸引が難しく、不適である。  
【００１０】
そこで、パウチ袋など樹脂製の袋体、特に大容量の袋体を、効率的かつ安全に自動開封できる提案が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】実用新案登録第３１９００６３号公報
【特許文献２】特表２００６−５０９６６３号公報
【特許文献３】特開２００５−２７１９４５号公報
【特許文献４】特許第５０７７９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、レトルトパウチ食品などに使用される樹脂製の袋体をコンベアで搬送しながら、搬送経路上で確実に自動開封し、切断された袋体の断片を排出し、異物の混入なく、内容物を排出する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、従来、固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体をコンベアで搬送し、その上部を人がトングなどを用いて開封し、内容物を排出する作業を行っていたが、今回、この作業を自動化し、効率を上げるとともに該作業に必要な人員を減らすことができないかの検討を行った。
【００１４】
そこで、樹脂製の袋体を搬送コンベア上で移動するカセット部を搭載するトレイに収容し、前記コンベアの搬送経路に沿って移動し、該袋体を誘導するために設けられた一対のガイドレールにより切断ユニットへと導き、前記袋体の上部を切断ユニット内の一対の回転ローラーが挟み込み回転を該袋体に伝えるともに、一対の回転ローラーの一方の中心部に設けられた回転刃を、他方の回転ローラーに設けられた円周溝に嵌合させて回転させたところ、該袋体を極めてスムーズに切断することを確認した。
【００１５】
さらに、コンベアの搬送速度を上げても問題なく、袋体の切断が可能な条件を種々検討するとともに異物の混入を防止する工夫を加えて本発明を完成させた。
【００１６】
かくして、本発明は、以下のものを提供する。
［１］固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体を挟持し、起立した姿勢で保持するカセット部と、該カセット部を載置するトレイと、該トレイを搬送するコンベアと、該コンベアの搬送経路に沿って配置されたトンネル式切断ユニットとを備え、
前記トンネル式切断ユニットは、ハウジングと、隣接する一対の回転ローラーと、該回転ローラーの一方を駆動する回転モーターと、該回転モーターの回転速度をコントロールする速度調節機構と、前記ハウジング内で前記袋体を該回転ローラーへと誘導する一対のガイドレールとを備えたものであって、
前記一対の回転ローラーの２本の軸が前記コンベア面に対し垂直方向に配置され、該２本の軸の中心点を結ぶ直線が前記コンベアの進行方向に対して直交するように配置されたものであって、
前記一対の回転ローラーの一方にはその長手方向中央部付近に同心円状の回転刃が配置され、もう一方の回転ローラーには、前記回転刃に対応する円周溝が設けられており、
前記トレイに載置された前記カセット部に挟持された前記袋体が前記コンベアにより搬送されて、前記ガイドレールに到達すると、前記ハウジング内をコンベアの進行方向と平行に移動し、前記一対の回転ローラーへと誘導され、該一対の回転ローラーの一方に同心円状に設けられた回転刃が、もう一方の回転ローラーに設けられた円周溝に嵌合して回転し、該袋体を切断して開封することを特徴とする、袋体の自動開封装置。
［２］固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体を搬送するコンベアと、該コンベアの搬送経路に沿って配置されたトンネル式切断ユニットとを備え、
前記トンネル式切断ユニットは、ハウジングと、隣接する一対の回転ローラーと、該回転ローラーの一方を駆動する回転モーターと、該回転モーターの回転速度をコントロールする速度調節機構と、前記ハウジング内で前記袋体を該回転ローラーへと誘導する一対のガイドレールとを備えたものであって、
前記コンベアを介して両側に対向する側面自在ローラーが設けられ、搬送される前記袋体の封止部が前記コンベアの進行方向と平行になるように案内され、
前記一対の回転ローラーの２本の軸が前記コンベア面に対し垂直方向に配置され、該２本の軸の中心点を結ぶ直線が前記コンベアの進行方向に対して直交するように配置されたものであって、
前記一対の回転ローラーの一方にはその長手方向中央部付近に同心円状の回転刃が配置され、もう一方の回転ローラーには、前記回転刃に対応する円周溝が設けられており、
前記袋体が前記側面自在ローラーに案内されつつ前記コンベアにより搬送されて、前記ガイドレールに到達すると、前記ハウジング内をコンベアの進行方向と平行に移動し、前記一対の回転ローラーへと誘導され、該一対の回転ローラーの一方に同心円状に設けられた回転刃が、もう一方の回転ローラーに設けられた円周溝に嵌合して回転し、該袋体を切断して開封することを特徴とする、袋体の自動開封装置。
［３］前記回転ローラーの周速度を、前記コンベアの移動速度に対して、１．０５〜１．３５倍とする、［１］又は［２］に記載の自動開封装置。
［４］前記一対のガイドレールは、前記ハウジング内に前記コンベアの進行方向と平行に配置され、搬送された前記袋体が進入する側で該ガイドレールがそれぞれ外側方向へ開いた形となるよう屈曲したものである、［１］〜［３］のいずれかに記載の自動開封装置。
［５］前記トンネル式切断ユニットの上流側に洗浄ユニットが設けられ、
該洗浄ユニットは、前記袋体に洗浄水を噴射する洗浄ノズルと、
前記袋体の移動を誘導するガイドレールとを備えた、［１］〜［４］のいずれかに記載の自動開封装置。
［６］前記トンネル式切断ユニット内に排出ユニットが設けられ、
該排出ユニットは、圧縮空気を噴射する排出ノズルと、
切断された前記袋体の断片を収納する排出部とを備えた、［１］〜［５］のいずれかに記載の自動開封装置。
［７］前記回転ローラーの上流側に、しごきローラーの複数対が設けられ、
前記複数対のしごきローラーは、上流側から下流側に向かって順次に丈長で、その下端部が下流側に向かって順次低くなっている、［１］〜［６］のいずれかに記載の自動開封装置。
［８］前記トンネル式切断ユニットの下流側に前記袋体の到着を検知するセンサーが設けられ、該センサーが開封された前記袋体の到着を検知したとき自動的に前記コンベアが停止される、［１］〜［７］のいずれかに記載の自動開封装置。
［９］前記トンネル式切断ユニットの、前記コンベアに対する高さ方向の位置寸法が前記袋体の寸法に応じて調節可能である、［１］〜［８］のいずれかに記載の自動開封装置。
［１０］開封された前記袋体を転倒させた際、流出する該袋体内の液状物を流下せしめるとともに該袋体を捕捉する網状の部材を備えた、［１］〜［９］のいずれかに記載の自動開封装置。
［１１］固形物を任意に含む液状の内容物を封止して収容した樹脂製の袋体をコンベアによって該袋体を略水平方向に搬送する工程と、
前記搬送する袋体を一対の回転ローラーによって切断して開封する工程とを含み、
前記一対の回転ローラーの一方にはその長手方向中央部付近に同心円状の回転刃が配置され、もう一方の回転ローラーには、前記回転刃に対応する円周溝が設けられていることを特徴とする、袋体を自動開封する方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の自動開封装置を用いれば、レトルトパウチ食品などに使用される樹脂製の袋体をコンベアで搬送しながら、搬送経路上で確実かつ効率的に開封が可能となり、少ない作業人員で大量の袋体の開封が可能となる。また、排出した内容物中に袋体の切断片などの異物混入がほとんどないため、食品衛生上、非常に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明に係る袋体の自動開封装置による自動開封工程の一連の流れを示す模式図である。
【図２】図２はカセット部２、トレイ３、カセット部２に装填したパウチ袋４を示す図である。
【図３】図３は洗浄ユニット内部の模式図である。３-１は洗浄ユニットの内部構造をコンベアの側面方向から見た模式図である。３-２はコンベアの進行方向から見た洗浄ユニットの内部構造であり、かつ、パウチ袋の周囲のシャワーノズル１１から洗浄水が噴射される様子を示した模式図である。
【図４】図４は切断ユニットの模式図である。４-１は切断ユニットの内部構造を同図の背面から前面に向かってパウチ袋が進行し、回転ローラーに捕捉される様子を示した模式図である。４-２は回転刃及び円周溝を示す模式図である。４-３は回転ローラーと回転調節機構、並びに回転ローラーの回転方向とトレイの進行方向とを示す模式図である。
【図５】図５は切断ユニット内の排出ユニットを示す図である。
【図６】図６はガイドレールの構造及びガイドレール内をパウチ袋が進行する様子を示した模式図である。
【図７】図７は切断ユニット内の構造を示す図である。
【図８】図８は第２の実施形態を示す模式図である。
【図９】図９はしごきローラーの模式的な外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る袋体の自動開封装置（以後、「自動開封装置」と呼ぶ）は、固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体を挟持するカセット部と、該カセット部を載置するトレイと、該トレイを搬送するコンベアと、該コンベアの搬送経路に沿って配置されたトンネル式切断ユニットとを備えている。
【００２０】
また、前記トンネル式切断ユニットは、ハウジングと、該ハウジング内にコンベア面に対し垂直方向に向かい、かつ、２本の軸がコンベアの進行方向に対して直行するように配置された一対の回転ローラーと、該回転ローラーの一方を駆動する回転モータと、該回転モーターの回転速度をコントロールする速度調節機構と、ハウジング内で前記袋体を該回転ローラーへと誘導する一対のガイドレールとを備えている。
【００２１】
また、前記一対の回転ローラーの一方にはその長手方向中央部付近に同心円状の回転刃が配置され、もう一方の回転ローラーには、前記回転刃に対応する円周溝が設けられている。
【００２２】
また、前記一対のガイドレールは、例えば、前記ハウジング内にコンベアの進行方向と平行に配置され、搬送された袋体がハウジング内に進入する開口部側で該ガイドレールがそれぞれ外側方向へ開いた形となるよう屈曲したものとすることができる。
【００２３】
本発明の自動開封装置は、前記トンネル式切断ユニットにおいて袋体を以下のような機構で自動に切断する。すなわち、前記トレイに載置されたカセット部に挟持された前記袋体がコンベアにより搬送され、前記ガイドレールに到達すると、その開口部で捕捉され、前記ハウジング内をコンベアの進行方向と平行に移動し、前記一対の回転ローラーへと誘導され、該一対の回転ローラーの一方に同心円状に設けられた回転刃が、もう一方の回転ローラーに設けられた円周溝に嵌合して回転し、該袋体を切断して開封する。
【００２４】
本発明で使用するコンベアは特に形式を問わないが、フレーム（骨組み）に回転する筒状のローラーを直角に配置して固定し、その上に搬送物を載せて移動させる装置であるローラーコンベア、輪状にした幅広のベルトを台車の上で回転させ、その上に運搬物を載せて移動させる装置であるベルトコンベアなどを挙げることができる。
【００２５】
本発明において使用する、固形物を任意に含む液状の内容物を収容した樹脂製の袋体（以後、「パウチ袋」と呼ぶことがある。）として、例えば、「レトルトパウチ食品品質表示基準」（平成12年12月19日農林水産省告示第1680号）における、「レトルトパウチ食品」の定義にある「プラスチックフィルム若しくは金属はく又はこれらを多層に合わせたものを袋状その他の形に成形した容器（気密性及び遮光性を有するものに限る。）」を挙げることができるが、気密性及び遮光性を有するものである必要はなく、液状、固体状の食品や素材などの内容物を充填し、輸送可能なものであれば何でもよく、限定されるものではない。
【００２６】
前記パウチ袋の容量は特に制限がないが、０．５〜３０リットル程度の容量を挙げることができる。
【００２７】
また、前記パウチ袋の高さは、該パウチ袋をカセット部に挟持し、トレイに載置した場合に、該パウチ袋上部の切断部分が回転ローラーに捕捉され、回転刃で切断できる高さであればよい。ただし、前記パウチ袋の高さが不足する場合には、トレイとコンベア面との距離を大きくするためにトレイ内に厚みのあるスペーサーを入れるか、切断ユニット内のコンベアそのものを他のコンベアより高い位置に設定するか、あるいは、切断ユニット自体に高さ調節機構（ジョイント）を設けて切断ユニットの高さを調節し、回転ローラーをコンベア面に近づけてもよい。
【００２８】
本発明において、パウチ袋を挟持し、起立した姿勢で保持するカセット部とは、該カセット部にパウチ袋を挟持させたときに、コンベア上をトレイとともに移動し、切断ユニットにおいて回転刃付きの回転ローラーで該パウチ袋を切断する際に、該パウチ袋上部が回転ローラーにより適正に捕捉されるよう該パウチ袋を固定し、該パウチ袋がコンベア面に対し垂直方向に自立するのを補助するための保持具である。前記カセット部は、このような機能を有する限り、いかなる性状、形態でも構わないが、例えば、図２に示す金網状の保持具を使用すれば、パウチ袋を固定し、パウチ袋をコンベア上に直立させて、切断ユニット内においてパウチ袋上部の部分の適正な位置で回転刃を当てることが可能である。
【００２９】
また、本発明において使用するトレイは、パウチ袋を装填したカセット部を載置し、コンベア上を移動することができ、パウチ袋を誘導するために設けられた一対のガイドレールとコンベア面の間、及び切断ユニット内を前記トレイ及びカセット部が通過できるような形態であれば、いかなる性状、形態でも構わないが、例えば、図２に示すような市販の樹脂製プラスチックコンテナを挙げることができる。該プラスチックコンテナは図３のパウチ袋を挟持したカセット部を載置し、コンベア上を移動し、洗浄ユニット、切断ユニット等へと導かれる。なお、カセット部とトレイが一体となったものを使用してもよい。
【００３０】
本発明の自動開封装置は、前記コンベアを介して両側に対向する側面自在ローラーを設けることにより、前記カセット部とトレイを不要とすることができる。前記対向する側面自在ローラーは、パウチ袋の両側面を挟持し、起立した姿勢でパウチ袋を保持させる機能を有し、前記コンベアの両側に回転自在に支持されている。前記側面自在ローラーは前記コンベア全体に設けてもよいし、一部でもよい。
【００３１】
次に、本発明には、前記トンネル式切断ユニットの上流側に洗浄ユニットを設けることができる。該洗浄ユニットは、前記袋体に水を噴射する洗浄ノズルと、前記袋体の移動を誘導するガイドレールとを備えている。例えば、該洗浄ユニットの外観は直方体構造であり、入口及び出口に開口部を有するトンネル式のハウジングの構造を呈している。また、該洗浄ユニットには、例えば、該ハウジングの外部から該ハウジング内部へ繋がるパイプを配設し、該パイプの側面にパウチ袋に向かって洗浄水を噴射することのできるシャワーノズル（洗浄ノズル）が設けられ、該洗浄ユニットは、パウチ袋を挟持したカセット部が該洗浄ユニット内を通過する間に、該シャワーノズルからパウチ袋及びカセット部全体に洗浄水を噴射して洗浄を行う仕組み、及び該袋体を誘導するために設けられた一対のガイドレールが配設された構造を有する。
【００３２】
コンベアのローラー、ベルトなどの移動あるいは回転によりコンベア上を移動するトレイは、コンベア上に強制的に固定されているのではなく、その動きには自由度がある。該トレイは、前記洗浄ユニットに到達すると前記ガイドレールに誘導されて該洗浄ユニット内を通過するが、その通過する際、該洗浄ユニット内に設けられた洗浄ノズルから噴射する洗浄水をパウチ袋の両面から受けることになり、それにより、パウチ袋表面に付着しているゴミなどの付着物が除去される。前記洗浄ノズルから噴射する洗浄水は水道水でもよいが、オゾン水、アルカリイオン水、紫外線照射を行った水、限外濾過により除菌された水は、パウチ袋表面の除菌、洗浄を効果的に行えるのでより好ましい。また、洗浄ノズルからの洗浄水の噴射は、高圧（４〜３０ＭＰａ程度）であれば、パウチ袋表面の除去しにくい付着物も落とすことができる。場合により、前記洗浄水を３０℃〜９０℃程度の温水〜熱水とすることも付着物除去の点で効果的である。
【００３３】
また、前記トンネル式の洗浄ユニットの入口と出口の２つの面は完全に開放されていてもよいし、複数枚の帯状ビニールカーテンなどで遮蔽してもよい。ビニールカーテンで遮蔽することにより、洗浄水が飛び散ることがなく、前記洗浄ユニット内で洗浄水がパウチ袋に効率よく噴射されるので好ましい。
【００３４】
次に、本発明を構成する前記トンネル式切断ユニットについてさらに説明する。該トンネル式切断ユニットは、隣接する一対の回転ローラーを有し、コンベアの進行方向から見て左右対称に配置されている。第１の回転ローラーは回転モーターの駆動により回転し、第２の回転ローラーは第１の回転ローラーの回転が伝達され、従動する。したがって、第１の回転ローラーと第２の回転ローラーの回転方法は逆方向である。前記トンネル式切断ユニット内に進入したパウチ袋は一対の回転ローラーに挟まれてコンベアの進行方向へと移動しながら、切断される。また、回転モーターの駆動を回転ローラーに伝達する方法は、ベルトや歯車を通じて間接的に伝える方法、又は、回転ローラーを直接回転モーターにより駆動する方法でもよい。
【００３５】
また、回転ローラーの一方には回転刃が同心円状に設けられており、もう一方の回転ローラーの該回転刃があたる位置にはこれを受けるための円周溝が設けられている。該回転刃は前記の第１の回転ローラー又は第２の回転ローラーのいずれか一方に配置する。回転モーターの駆動により回転する第１の回転ローラーに配置する方がパウチ袋の切断を安定して行うことができる。
【００３６】
前記回転ローラーの半径は、特に制限するものではないが１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度の数値を挙げることができる。また、該回転ローラーの材質は、パウチ袋に接する部分には弾性のある素材を使用する。一般的には、金属又は他の材料を用いたローラー芯にゴム又はその他の弾性物質を被覆したゴムローラーを挙げることができる。該弾性物質としてはニトリルゴム、クロロプレン ゴム、エチレン・ プロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム、ウレタンゴム、ハイパロンゴム、弗素ゴムなどを挙げることができる。
【００３７】
また、前記回転刃の半径は前記回転ローラーの半径より大きな値である。前記回転刃を受ける円周溝の深さは回転刃の半径から回転ローラーの半径を差し引いた値とほぼ同じである。したがって、該円周溝の深さは該回転ローラーであるゴムローラーなどを構成する弾性物質の厚みにもよるが、例えば、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の値を挙げることができる。
【００３８】
前記パウチ袋は前記一対の回転ローラーにより進行方向へと送り出されるとともに、回転刃により切断され、切断されたパウチ袋上部の断片と内容物を収納したパウチ袋に分けられる。
【００３９】
本発明において、前記回転刃の材質は、金属、セラミックスなどどんなものでもよく、例えば、ステンレス製の回転刃を挙げることができるが、パウチ袋内の内容物は液体を含むので、腐食しない材質のものが好ましい。このような回転刃は市販品として購入することもできる。
【００４０】
本発明では、前記回転ローラーの周速度を、前記コンベアの移動速度に対して、１．０５〜１．３５倍とすることが好ましい。したがって、本発明の回転モーターにより駆動される回転ローラーの円周上の一点の速度は、コンベアの移動速度を１Ｖｍ／ｓｅｃとするとき、該回転ローラーの円周上の一点の速度が１．０５Ｖ〜１．３５Ｖｍ／ｓｅｃの範囲となるように速度調節機構で速度調節することが好ましい。前記速度が１．０５Ｖ／ｓｅｃ未満であると完全に切断が行えない場合がある。また、前記速度が１．３５Ｖｍ／ｓｅｃを超えるとパウチ袋に過度の力が加わり、切断部分が直線とならなかったり、切断された断片の他に細かな切片が生じたりする場合があるので好ましくない。
【００４１】
また、前記回転刃及び円周溝を設けた一対の回転ローラーの上流側に、該回転ローラーと類似する形状のしごきローラーの複数対が設けることができる。該複数対のしごきローラーは、上流側から下流側に向かって順次に丈長で、その下端部が下流側に向かって順次低くなるようにする。このような段差をつけたしごきローラーを設けることにより、パウチ袋内部の上端（すなわち封止部付近）の内容物（特に固形物）が下方へしごき降ろされる（下方に押し下げられる）ため、更に進行して回転刃１５に達したパウチ袋は、内容物がしごき除かれた箇所を切断されるようになり、その結果、切り口から内容物が溢れたり飛び散ったりすることを防止できる。
【００４２】
次に、本発明では、前記トンネル式切断ユニット内に排出ユニットを設けることができ、該排出ユニットは、前記パウチ袋に圧縮空気を噴射する排出ノズルと、切断された前記パウチ袋の断片や除去した付着物などを収納する排出部とを備える。切断されたパウチ袋の断片は、前記切断ユニット内で自然に落下するが、これを効果的に回収するために、前記切断ユニットのハウジング内のパウチ袋側面の一方に向けて排出ノズルを設け、圧縮空気を噴射することにより、該パウチ袋の断片のほか、該パウチ袋に付着した付着物などを圧縮空気吹き出し口と相対するハウジング内の位置に配設された排出口や排出袋などの排出部へと排出させる。このような排出ユニットを設けることにより、切断されたパウチ袋の断片などは、内容物を収納したパウチ袋から完全に隔離されて、内容物に異物混入が起こらない。
【００４３】
前記排出ユニットで使用する圧縮空気は、エアーコンプレッサーなどにより加圧を行ったものを使用する。好ましくは、圧縮空気清浄器で不純物、異物が濾過された圧縮空気を使用することが食品衛生上、望ましい。前記切断ユニットのハウジング内の袋体側面の一方のノズルから噴射される圧縮空気により、切断された断片などは切断ユニット内のガイド及びステージからなる排出ユニットに沿って切断ユニット外へと排出される。
【００４４】
また、本発明では、前記トンネル式切断ユニットの下流側に前記パウチ袋の到着を検知するセンサーを設け、該センサーが開封された前記パウチ袋の到着を検知したとき自動的に前記コンベアが停止されるようにすることができる。これにより、開封されたパウチ袋内の内容物の回収作業の作業効率を高めることができる。
【００４５】
さらに、本発明では、前記トンネル式切断ユニットの、前記コンベアに対する高さ方向の位置寸法が前記パウチ袋の寸法に応じて調節可能であるようにすることができる。これにより、パウチ袋の高さに応じて、パウチ袋の切断箇所を回転刃の位置に適宜合わせることが可能になる。例えば、前記トンネル式切断ユニットのハウジングの下端に、取り外し可能な各種高さの高さ調節用ジョイントを接続することにより前記トンネル式切断ユニットの、前記コンベアに対する高さ方向の位置寸法を適宜調節することができる。
【００４６】
次に、パウチ袋から内容物を取り出す工程は、機械化も可能であるが、開封されたパウチ袋を人力により転倒させて、用意した容器に内容物を回収し、該パウチ袋を排出後、カセット部を搭載したトレイを洗浄ユニット、切断ユニット及び排出ユニットへと再び搬送するコンベア上に載せる。コンベアを周回型とすれば、一連の作業工程が連続して行えるので好ましい。この工程に続き、新たに切断を行う対象物、すなわち固形物を任意に含む液状の内容物を収容した新たなパウチ袋を該トレイ及びカセット部に装填すれば、次の作業を行うことができる。  
【００４７】
開封された前記パウチ袋を転倒させた際、流出する該パウチ袋内の液状物を流下せしめるとともに該パウチ袋を捕捉する網状の部材を設けることができる。これにより、内容物の回収作業の作業効率を高めることができる。
【実施例】
【００４８】
以下、図面を参照して、本発明に係る自動開封装置の実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００４９】
図１は、本発明に係る自動開封装置の実施形態の一例に関する全体図である。図１に示す前記自動開封装置には、コンベア１上に洗浄ユニット５、切断ユニット６、排出・固液分離台８が設けられている。
【００５０】
本発明に係る自動開封装置を使用してパウチ袋を自動開封するには、まず、パウチ袋（未開封）４をカセット部２で挟持し、トレイ３に搭載したものを、洗浄ユニット５及び切断ユニット６に到達する前のコンベア１上に載せる。あるいは、パウチ袋（未開封）４をカセット部２で挟持したものを、洗浄ユニット５及び切断ユニット６に到達する前のコンベア１上を移動するトレイ３に載せる。
【００５１】
カセット部２、トレイ３及びパウチ袋（未開封）４の一例をわかりやすく説明した図が図２である。カセット部２は金属フレームと金網からなり、パウチ袋（未開封）４は、図２に示したように、カセット部２に装填され、固定され、直立する。トレイ３は樹脂製のコンテナであり、パウチ袋（未開封）４を装填したカセット部２を該トレイに搭載する。カセット部２の外寸をトレイ３の内寸よりやや小さくし、該トレイにカセット部２が搭載された場合に該カセット部がトレイ３内でしっかり保持されるようにする。このようなパウチ袋（未開封）４をカセット部２で挟持し、トレイ３に搭載したものはコンベア上をスムーズ、かつ、確実に移動することができる。
【００５２】
図１に示すように、パウチ袋（未開封）４を装填したカセット部２を搭載したトレイ４はコンベアにより搬送され、洗浄ユニット５に送られる。図３は洗浄ユニットの一例を示している。洗浄ユニット５は、シャワーノズル１１、ガイドレール１２をハウジング１０内に備えている。ハウジング１０は左右の側面と天板からなるトンネル状の金属製部材であり、ハウジング１０外部からパイプ９が該ハウジング内へと導入され、分岐され、該パイプには複数のシャワーノズル１１が設けられている。また、洗浄ユニット５のハウジング１０内には該ハウジングの天板から伸びる金属アームで支持されたガイドレール１２が設けられている。パウチ袋４を挟持したカセット部２が洗浄ユニット５内を通過する間に、シャワーノズル１１からパウチ袋４及びカセット部２全体に洗浄水を噴射し、洗浄を行う。
【００５３】
ガイドレール１２の構造を詳しく説明したものが図６である。図６に示すように、ガイドレール１２は、パウチ袋４が洗浄ユニット５に到達する側（入口側）から該洗浄ユニットのもう一方の側（出口側）に向かって、一対の金属製レールとして設けられている。該一対の金属製レールは、ハウジング１０内では平行してほぼ等間隔に位置するように配設されている。その間隔は、切断されるパウチ袋上部が通過でき、ガイドレール１２内をスムーズに通過できる間隔であればよく、例えば、約１〜５ｃｍ程度を挙げることができる。この数値が小さすぎるとコンベア１により搬送されるパウチ袋４の厚みと金属レールの間隔がほとんど同じとなり、パウチ袋上部がガイドレール１２内をスムーズに通過する妨げとなる。該間隔がパウチ袋の厚みより少し大きい程度とすることにより、パウチ袋４を装填したカセット部２を搭載したトレイ３が、ガイドレール１２により、コンベア１の進行方向と平行に誘導されることになり、スムーズな搬送を行わせることができ、また、トレイ３が切断ユニット６に到達した時に該切断ユニットに設けられたガイドレールにスムーズに捕捉される。一方、この間隔が大きすぎると、パウチ袋４はガイドレール１２内をある程度自由に通過することになり、切断ユニット６に到達した際も、該切断ユニットに設けられたガイドレール１８にスムーズに捕捉されなかったり、コンベア上で停滞したりすることがあるので好ましくない。
【００５４】
また、入口側の末端は図６のように外に向かって開いた形とすることが好ましい。その理由は洗浄ユニット５の入口側にトレイ３に搭載されたパウチ袋４が到達した際に、パウチ袋４の先端がコンベア１の中心線から多少ずれた位置であってもガイドレールの開いた部分により、パウチ袋４の先端が該ガイドレールの平行な部分へと誘導されるためである。洗浄ユニットの出口側のガイドレールは開いた形でなくともよいが、入口同様、外に開いた形にすればコンベアが逆方向に動いた場合に停滞がないという利点がある。
【００５５】
図１に示すように、洗浄ユニット５で洗浄されたパウチ袋４は、次に切断ユニット６に搬送される。切断ユニット６において、パウチ袋４がガイドレール１２に到達した時、ガイドレールに誘導され、コンベア中心付近に位置するようにコンベア上でスライドし、パウチ袋（未開封）４の上端部分を回転ローラーに捕捉させることができる。
【００５６】
図４は切断ユニット６の一例を示す図である。その内部構造は４−１に示すように、ハウジング１６は左右の側面と天板からなるトンネル状の金属製部材であり、その内部に天板よりコンベア１に向かって垂直に伸びる２本の軸に一対の回転ローラー１３が隣接して設けられている。切断ユニット６のハウジング１６内には該ハウジングの天板から伸びる金属アームで支持されたガイドレール１８が設けられている。
【００５７】
切断ユニット６のガイドレール１８は、洗浄ユニット５のガイドレール１２と同様、入口側末端及び出口側末端は外に向かって開いた形とすることができる。
【００５８】
切断ユニット６の内部構造を図７にも示した。図７には、回転ローラー１３に付属する回転刃により切断されたパウチ袋７が、ガイドレール１８に挟持され、図７の背面から前面に向かって移動する様子が示されている。
【００５９】
図４に示すように、ハウジング１６には速度調節機構１７が設けられており、該速度調節機構が切断ユニット内に設けられた回転モーターの始動、停止及び速度調節を付属のツマミで行う。
【００６０】
図４の４−１において、破線で囲って示した回転ローラーの詳細を同図の４−２に示し、その平面図を４−３に示した。
切断ユニット内の隣接する一対の回転ローラー１３は、コンベア１の進行方向から見て左右対称に配置されている。第１の回転ローラーは回転モーターの駆動により回転し、第２の回転ローラーは第１の回転ローラーの回転が伝達され、従動するので、第１の回転ローラーと第２の回転ローラーの回転方法は逆方向となる。切断ユニット内に進入したパウチ袋（未開封）４は一対の回転ローラー１３に挟まれてコンベアの進行方向へと移動しながら、切断され、パウチ袋上部の断片と内容物を収納したパウチ袋下部に分けられる。
【００６１】
上記のように回転ローラー１３にてパウチ袋を切断した後、切断されたパウチ袋上部の断片などを自動的に排除、回収するために、切断ユニット６内に排出ユニットを設けることができる。図５は切断ユニット６内に設けられた排出ユニットを示す図である。図５に例示された排出ユニットは、切断ユニット６の側面の一方に設けられたノズル１９、該側面に向かい合うもう一方の側面から回転ローラーまで伸びた金属板であるガイド２０及び該ガイドに垂直に接する平面である金属製ステージ２１を備えている。
【００６２】
切断されたパウチ袋上部の断片などは、ノズル１９から噴射される圧縮空気によりガイド２０及びステージ２１に沿ってノズル１９が設けられた側面に向かい合う側面へと送られ、ステージ２１の先に配置された樹脂製の排出袋（図示せず）内に回収することができる。排出袋内の断片などが一杯となったら、新たな排出袋と交換する。
【００６３】
図１に示すように、切断ユニット６内で開封されたパウチ袋（開封）７を装填したカセット部２及びトレイ３は、コンベア１により排出・固液分離台８へと搬送される。次の工程は排出・固液分離台８での内容物の排出・固液分離である。
【００６４】
排出・固液分離台８は金属網目状の台となっており、作業者がパウチ袋（開封）７を装填したカセット部２及びトレイ３を台上で転倒させると、液状の内容物は網目を通過し、切断されたパウチ袋の断片（及びパウチ袋内の固形物）は排出・固液分離台８上に残るので異物として排除する（パウチ袋内の固形物は回収する）。内容物は排出・固液分離台８の下に別途用意した図示しない容器に回収され、目的の用途のために利用される。また、空のパウチ袋は廃棄のために収集される。カセット部２及びトレイ３は再びコンベア１に載せられ、元の場所へと戻されて回収するか、再びパウチ袋（未開封）を挟持して次の工程で継続して使用する。
【００６５】
図１ではコンベア１は周回状の例を示した。空となったカセット部２を搭載したトレイ３は、最初にパウチ袋（未開封）４をカセット部２で挟持し、トレイ３に載置した場所へと再び搬送される。そこで再び、パウチ袋（未開封）４をカセット部２に挟持し、洗浄、切断及び排出・固液分離の一連の工程を連続して行うことにより、作業性が非常に良く、かつ、コンベア１の速度を上げ、これに見合う洗浄、切断及び排出・固液分離の一連の工程を行えば、時間あたりの処理能力を挙げることができる。
【００６６】
図１に示したように、洗浄ユニット５、切断ユニット６、排出・固液分離６が設けられたコンベア１は、周回状以外に、例えば、直線上に配置し、一方向にのみ洗浄、切断、排出・固液分離の工程を行う形式、あるいは同様の形式の複数のラインとすることもできる。
【００６７】
図８は本発明の第２の実施形態を示す模式的な斜視図であって、切断ユニット付近を描いてある。第２の実施形態の基本的な構成は前述した実施形態と同様であるが、カセット部２及びトレイ３を省略してある。前述した実施形態において、上記カセット部及びトレイは、パウチ袋４を適正な姿勢（パウチ袋封止部を上方にし、かつ進行方向と平行）に保つための構成部材であったが、第２の実施形態においては、図８に示したように、コンベア１を挟んで両側に多数の側面自在ローラー１９を列設させることにより、上記カセット部及びトレイを不要としている。
【００６８】
第２の実施形態において、パウチ袋４は側面自在ローラー１９によって両側面を挟持されて適正な姿勢を保ちつつ、一対のガイドレール１２で案内される。
上記一対のガイドレール１２は、先に図６を参照して説明したように上流側に向かって拡開する形に屈曲していて、コンベア上におけるパウチ袋の支承位置に多少の誤差があっても、該パウチ袋の封止部をスムーズに受け入れる。これと異なる実施形態として、ガイドレール１２の上流側の端部を屈曲させる代わりに、一対のガイドレールの間隔寸法を大きめに設定しておくことも考えられる。
【００６９】
図８において、符号１３を付して示したものは先に説明した回転ローラーであって、パウチ袋４が進行してくると、その上端に形成されている封止部を切断する。
【００７０】
図８には、上記回転ローラー１３の上流側に、複数対のローラーからなるしごきローラー２３が設けられている。該しごきローラーは、複数対のローラーからなる。
【００７１】
図９は、前記しごきローラー２３を示した模式的な側面図である。
本例のしごきローラー２３は、回転ローラー１３とほぼ等径の４対のローラーが、回転ローラー１３と平行に配置されている。その回転方向は、パウチ袋（図示せず）を挟んで矢印方向へ送るように設定されている。
【００７２】
前記４対のローラーは互いに長さを異にし、パウチ袋の進行方向に関して上流端が最も短く、下流側に向けて順次に丈長になっている。このため、該４対のローラーの底部は上流端が最も高く、下流側に向けて順次に低くなっている。このような構成であるから、パウチ袋が矢印方向に進行してきたとき、最初は封止部付近が左端のローラーに挟みつけられ、その後、左半の２個のローラーに挟みつけられ、更に３個、４個のローラーに挟まれるに従って、パウチ袋内部の上端（すなわち封止部付近）の内容物が下方へしごき降ろされる。
その結果、更に進行して回転刃１５に達したパウチ袋は、内容物をしごき除かれた箇所を切断される。このため切り口から内容物が溢れたり飛び散ったりするおそれが無い。
【００７３】
図８に示した実施形態では、コンベア１の終点にセンサー２４が設けられていて、パウチ袋の到達を検知したとき、コンベアの搬送動作が停止される。このようにして、切断ユニットの稼動が次工程の状態に応じて自動的に調整される。
【符号の説明】
【００７４】
１…コンベア
２…カセット部
３…トレイ
４…パウチ袋（未開封）
５…洗浄ユニット
６…切断ユニット
７…パウチ袋（開封済み）
８…排出・固液分離台
９…パイプ
１０…洗浄ユニットのハウジング
１１…シャワーノズル
１２、１８…ガイドレール
１３…回転ローラー
１４…円周溝
１５…回転刃
１６…切断ユニットのハウジング
１７…速度調節機構
１９…ノズル
２０…ガイド
２１…ステージ
２２…側面自在ローラー
２３…しごきローラー
２４…センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2017030845.tif 000006
【図５】
2017030845.tif 000007
【図６】
2017030845.tif 000008
【図７】
2017030845.tif 000009
【図８】
2017030845.tif 000010
【図９】
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