(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填物を充填する充填装置であって、
（ａ）磁性体（２６８）を備えたパレット（Ｐ）と、
（ｂ）垂直方向の中心線（２３６）を中心に回転可能なロータリードラム（２２２）と、上記ロータリードラム（２２２）の周囲に等間隔に且つ上記中心線（２３６）から放射状に水平に向けられた水平姿勢（Ｘ）と垂直方向に向けられた垂直姿勢（Ｚ）との間を移動可能に設けられた複数のアーム（２４０）と、上記複数のアーム（２４０）のそれぞれに設けられた磁石（２６４）と、上記ロータリードラム（２２２）の回転方向に沿って順番に設けられた第１の位置、第２の位置、第３の位置に関連して、上記第１の位置では上記アーム（２４０）を水平姿勢に保ち、上記第１の位置から第２の位置に移動する間で上記アーム（２４０）を水平姿勢から垂直姿勢に切り換え、上記第２の位置では上記アーム（２４０）を垂直姿勢に保ち、上記第２の位置から上記第３の位置に移動する間で上記アーム（２４０）を垂直姿勢から水平姿勢に切り換え、上記第３の位置では上記アーム（２４０）を水平姿勢に保ち、上記第３の位置を通過した上記アーム（２４０）を水平姿勢から垂直姿勢に向けて上昇させる傾動手段（２５８，２６０）を備えた第１のユニット（２２０）と、（ｃ）上記第１の位置で上記アーム（２４０）の磁石（２６４）に上記パレット（Ｐ）の磁性体（２６８）に磁気吸着させることによって上記アーム（２４０）に上記パレット（Ｐ）を把持させ、上記第３の位置で上記アーム（２４０）から上記パレット（Ｐ）を分離させ、上記アーム（２４０）から分離された上記パレット（Ｐ）を上記第１の位置に搬送する第２のユニット（２１４，２１６，２１８）を備えており、
（ｄ）上記第１の位置から上記第３の位置に搬送される上記パレット（Ｐ）に載せられた充填物を上記第２の位置で落下するようにしたことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
上記第２のユニットは、上記第１の位置に向けて移動する一つのパレット（Ｐ）と該パレット（Ｐ）に続く別のパレット（Ｐ）との間に間隙を形成し、上記第２の位置に向けて移動する上記アーム（２４０）が上記間隙に進入できるようにする間隙形成手段を有することを特徴とする請求項１の充填装置。
【請求項３】
上記間隙形成手段は、上記第１の位置に上記パレット（Ｐ）を搬送する第１の搬送ユニット（２１４）と、上記パレット（Ｐ）の搬送方向に関して上記第１の搬送ユニット（２１４）の上流側に配置されて上記パレット（Ｐ）を搬送する第２の搬送ユニット（２１６）とを有し、上記第１の搬送ユニット（２１４）のパレット搬送速度は上記第２の搬送ユニット（２１６）のパレット搬送速度よりも大きくしてあり、上記パレット（Ｐ）が上記第２の搬送ユニット（２１６）から上記第１の搬送ユニット（２１４）に受け渡される際に、隣接するパレット（Ｐ）の間に上記間隙が形成されるようにしたことを特徴とする請求項２の充填装置。
【請求項４】
上記複数のアーム（２４０）に対応して上記ロータリドラム（２２２）の周囲に等間隔に配置された複数の投下ユニット（２４２）を備えており、上記複数の投下ユニット（２４２）はそれぞれ、上記第２の位置で上記垂直姿勢をとるパレット（Ｐ）から落下する充填物を回収するポケット（２７０）と、上記ポケット（２７０）の底部を開閉するシャッター（２７４）を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの充填装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの充填装置を備えており、上記充填物を袋に充填する充填包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、袋に充填物を充填する充填装置を有し、充填装置によって充填物が充填された袋の開口をシールすることにより充填物を包装する充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
充填包装機として、長尺状のフィルムから袋を形成し、該袋に充填物を充填し、充填後に該袋の開口をシールすることにより、充填物を包装するものがある。具体的に言えば、長尺状のフィルムを搬送しつつ幅方向に関して２つ折りし（折り線が下にくるようにＶ字状に折り）、２つ折りされたフィルムを搬送しつつ搬送方向に所定の間隔をあけて幅方向にシールして袋部を順次形成し、搬送しつつ該袋部に充填物を充填し、充填物が充填された袋部を搬送しつつその開口をシールし、開口がシールされた袋部間を切断することにより、充填物が包装された包装品が作製される。充填は、充填物を上方に開口した袋部に重落下（投下）させることにより行われる。充填物としては、固形物、液体、粉体、またはこれらの混合物などがある。例えば、粉体を包装する充填包装機として、例えば、特許文献１のものがある。
【特許文献１】特開２００４−３５０３３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような充填包装機において、固形物でありながら袋に充填することが困難な充填物がある。例えば、即席麺の具材袋に充填される乾燥したチャーシューなどがある。具材袋に充填される乾燥したチャーシューは、乾燥によって波打ったシート状、すなわち平らなシート状でなく、そのために、シートの搬送に使用されるローラ対で挟持しつつ搬送して充填するまたはクランパーなどにより把持して充填することが困難である。また、挟持するまたは把持すると潰れる（砕ける可能性がある）挟持または把持し難いものである。したがって、従来において、チャーシューは、作業者に直立状態で把持され、袋部の開口上でリリースされて落下することにより袋部に充填されていた。
【０００４】
そこで、本発明は、把持または挟持し難い充填物であっても、手作業でなく自動的に袋に充填できる充填装置と、該充填装置を有する充填包装機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】
【０００５】
上記目的を達成する本発明に係る充填装置及び該充填装置を備えた充填包装機は、
（ａ）磁性体（２６８）を備えたパレット（Ｐ）と、
（ｂ）垂直方向の中心線（２３６）を中心に回転可能なロータリードラム（２２２）と、上記ロータリードラム（２２２）の周囲に等間隔に且つ上記中心線（２３６）から放射状に水平に向けられた水平姿勢（Ｘ）と垂直方向に向けられた垂直姿勢（Ｚ）との間を移動可能に設けられた複数のアーム（２４０）と、上記複数のアーム（２４０）のそれぞれに設けられた磁石（２６４）と、上記ロータリードラム（２２２）の回転方向に沿って順番に設けられた第１の位置、第２の位置、第３の位置に関連して、上記第１の位置では上記アーム（２４０）を水平姿勢に保ち、上記第１の位置から第２の位置に移動する間で上記アーム（２４０）を水平姿勢から垂直姿勢に切り換え、上記第２の位置では上記アーム（２４０）を垂直姿勢に保ち、上記第２の位置から上記第３の位置に移動する間で上記アーム（２４０）を垂直姿勢から水平姿勢に切り換え、上記第３の位置では上記アーム（２４０）を水平姿勢に保ち、上記第３の位置を通過した上記アーム（２４０）を水平姿勢から垂直姿勢に向けて上昇させる傾動手段（２５８，２６０）を備えた第１のユニット（２２０）と、（ｃ）上記第１の位置で上記アーム（２４０）の磁石（２６４）に上記パレット（Ｐ）の磁性体（２６８）に磁気吸着させることによって上記アーム（２４０）に上記パレット（Ｐ）を把持させ、上記第３の位置で上記アーム（２４０）から上記パレット（Ｐ）を分離させ、上記アーム（２４０）から分離された上記パレット（Ｐ）を上記第１の位置に搬送する第２のユニット（２１４，２１６，２１８）を備えており、
（ｄ）上記第１の位置から上記第３の位置に搬送される上記パレット（Ｐ）に載せられた充填物を上記第２の位置で落下するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る充填装置の他の形態では、上記第２のユニットは、上記第１の位置に向けて移動する一つのパレット（Ｐ）と該パレット（Ｐ）に続く別のパレット（Ｐ）との間に間隙を形成し、上記第２の位置に向けて移動する上記アーム（２４０）が上記間隙に進入できるようにする間隙形成手段を有することを特徴とする。また、本発明に係る充填装置の他の形態では、上記間隙形成手段は、上記第１の位置に上記パレット（Ｐ）を搬送する第１の搬送ユニット（２１４）と、上記パレット（Ｐ）の搬送方向に関して上記第１の搬送ユニット（２１４）の上流側に配置されて上記パレット（Ｐ）を搬送する第２の搬送ユニット（２１６）とを有し、上記第１の搬送ユニット（２１４）のパレット搬送速度は上記第２の搬送ユニット（２１６）のパレット搬送速度よりも大きくしてあり、上記パレット（Ｐ）が上記第２の搬送ユニット（２１６）から上記第１の搬送ユニット（２１４）に受け渡される際に、隣接するパレット（Ｐ）の間に上記間隙が形成されるようにしたことを特徴とする。さらに、本発明に係る充填装置の他の形態では、上記複数のアーム（２４０）に対応して上記ロータリドラム（２２２）の周囲に等間隔に配置された複数の投下ユニット（２４２）を備えており、上記複数の投下ユニット（２４２）はそれぞれ、上記第２の位置で上記垂直姿勢をとるパレット（Ｐ）から落下する充填物を回収するポケット（２７０）と、上記ポケット（２７０）の底部を開閉するシャッター（２７４）を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、パレットを介することにより、充填物に挟持力や把持力などの力を作用させることなく袋に該充填物を充填することが可能になる。従って、充填物が挟持または把持し難い潰れやすいものであっても袋に充填することが可能になる
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る充填包装機は、図１において符号１０で示す包装装置と、図２において符号２１０で示す充填装置から構成される。まず、包装装置１０について説明し、続いて充填装置２１０について説明する。
【０００９】
包装装置１０をよりよく理解するために、まず、包装装置１０が行う充填物の包装処理（包装の工程）、すなわち包装装置１０の動作について説明する。
【００１０】
包装装置１０は、長尺の包装フィルムを搬送しつつ該包装フィルムによって充填物を包装するように構成されている。図３に示すように、包装装置１０は、包装フィルムの搬送経路上のＩ〜Ｖの５つの領域において、包装フィルムに対して充填物の包装に必要な処理を行う。
【００１１】
包装装置１０は、領域Ｉに搬送された包装フィルムＦを幅方向１２に関して２つ折りする（折り線が下にくるように折る。）。これにより、後述する袋部の底部が形成される。
【００１２】
次に、包装装置１０は、領域ＩＩ内において、２つ折りされた包装フィルムＦに搬送方向１４に所定の間隔をあけて幅方向（幅方向１２とは異なる方向で、２つ折りされた状態の包装フィルムＦの幅方向）１６に伸びる区画シール部１８を形成する。区画シール部１８が形成されることにより、複数の区画シール部１８の間に充填物２０を充填するための開口２２を有する複数の袋部２４が形成される。
【００１３】
区画シール部１８の形成中（領域ＩＩ内の領域（地点）ＩＩＩにおいて）、後述で詳細に説明する充填装置２１０により袋部２４に充填物２０が充填される。
【００１４】
続いて、領域ＩＶにおいて、包装装置１０は、袋部２４の開口２２をシールして（開口シール部２６を形成して）該袋部２４を閉じる。
【００１５】
最後に、領域（地点）Ｖにおいて、包装装置１０は、区画シール部１８を搬送方向１４に分断するように切断する（切断方向は点線で示す。）、または区画シール部１８を後に分断できるようにミシン目を形成する。これにより、包装フィルムＦによって充填物２０が包装されてなる最終形態の包装品２８（区画シール部１８にミシン目が形成される場合、複数の製品２８が連結したもの）が作製される。
【００１６】
上述のように充填物２０を包装する包装装置１０の構成を説明する。図１に示すように、包装装置１０は、概略、長尺の包装フィルムＦを巻回して収容する複数のフィルムロール４０ａ、４０ｂと、長尺のフィルムＦを案内しつつ幅方向に関して２つ折りするフィルムガイド４２と、２つ折りされた包装フィルムＦに袋部２４を形成するために区画シール部１８を形成する複数の区画シール装置４４と、形成された袋部２４に充填装置２１０の後述する充填ユニットからの充填物２０を案内する複数のシュート４６と、充填物２０が充填された袋部２４の開口２２をシールする開口シール装置４８とを有する。また、図には示していないが、区画シール部１８を搬送方向１４に分断するように切断するカッター、または区画シール部１８を後に分断できるようにミシン目を形成する装置を有する。
【００１７】
包装フィルムＦを券回して収容する複数のフィルムロール４０ａ、４０ｂは、交換のために包装装置１０に対して着脱可能に構成されている。包装装置１０は、フィルムロール４０ａ、４０ｂのいずれか一方に巻回されている包装フィルムＦをフィルムガイド４２に向かって搬送し、この一方のフィルムロールの包装フィルムＦが無くなったときに他方のフィルムロールの包装フィルムＦを続けて搬送するように構成されている。
【００１８】
フィルムガイド４２は、搬送されている包装フィルムＦを区画シール装置４４に向かって案内しつつ幅方向１２に関して２つ折りし、袋部２４の底部を形成するように構成されている。
【００１９】
複数の区画シール装置４４と複数のシュート４６は、ロータリーユニット５０に支持されている。図４、５に区画シール装置４４とシュート４６を支持するロータリーユニット５０を示す。図４はロータリーユニット５０の構造を示す断面図であり、図５はロータリーユニット５０を後述するロータリードラム（回転体）５２と該ロータリードラム５２を回転可能に支持する基台５４に分けて示す図である。また、図６に、複数の区画シール装置４４と複数のシュート４６の位置関係を示す、ロータリーユニット５０を上方から見た図を示す。
【００２０】
ロータリードラム５２は、図４、５に示すように、軸受け５６を介して基台５４に支持され、回転中心線５８を中心として回転するように構成されている。ロータリードラム５２は、該ロータリードラム５２の一部として下部に設けられて外周面にギヤ歯６０が形成されたギヤ部材６２を有し、ギヤ部材６２はモータなどの回転駆動源（図示せず）と駆動連結された駆動ギヤ６４と噛合している（図４参照。）。ロータリードラム５２は、ギヤ部材６２を介して駆動ギヤ６４により回転駆動される。
【００２１】
複数の区画シール装置４４は、図６に示すように、ロータリードラム５２の一部を構成する円盤形状の部材６６上に周方向に関して等間隔に設けられている。本実施形態では、１２基の区画シール装置４４がロータリードラム５２に設けられている。
【００２２】
区画シール装置４４は、２つ折りされた包装フィルムＦを挟持し、その挟持部を加熱して熱融着させることにより区画シール部１８を形成するように構成されている。区画シール装置４４は、ロータリードラム５２に対して固定された固定シールバー６８と、ロータリードラム５２に対して可動に設けられて固定シールバー６８と協働して２つ折りされた包装フィルムＦを挟持する可動シールバー７０から構成される。
【００２３】
固定シールバー６８内には、図４に示すように包装フィルムＦを加熱するためのヒーター７２が内蔵されている。
【００２４】
可動シールバー７０は、回転中心線５８方向と垂直な軸方向の支持ピン７４を中心にして回転可能にロータリードラム５２に設けられている。これにより、可動シールバー７０は、固定シールバー６８と協働して２つ折りされた包装フィルムＦを挟持する、または固定シールバー６８から離れて包装フィルムＦをリリースする。
【００２５】
また、可動シールバー７０にはカムフォロア７６が設けられている。カムフォロア７６は、包装装置１０の本体に設けられて回転中心線５８を中心として周方向に形成されたカム溝７８を有するカム部材８０に従動される、すなわち、ロータリードラム５２が回転駆動されるとカム部材８０のカム溝７８に従って回転しつつ移動するように構成されている。ロータリードラム５２が回転駆動されてカムフォロア７６がカム溝７８に従動することにより、可動シールバー７０は、固定シールバー６８と協働して包装フィルムＦを挟持するまたは固定シールバー６８から離れて包装フィルムＦをリリースする。言い換えると、包装フィルムＦを挟持するまたはリリースするタイミングは、カム溝７８の形状によって決定されている。カム溝７８は、図６に示すように、ロータリードラム５２が回転駆動されて周方向に移動される複数の区画シール装置４４が、範囲８２（基台５４を基準とする範囲で、図３の領域ＩＩに対応する。）内に位置するときは２つ折りされた包装フィルムＦを挟持し続けるように、一方、範囲８２外に位置するときは可動シールバー７０が固定シールバー６８から離れるような形状に構成されている。
【００２６】
なお、区画シール装置４４は、範囲８２内において区画シール部１８が完全に形成されるまで（熱融着が完了するまで）２つ折りされた包装フィルムＦを挟持するものであるが、別の観点から言えば、回転駆動されるロータリードラム５２と協働して包装フィルムＦを挟持しつつ搬送する手段としても機能している。
【００２７】
シュート４６は、充填装置２１０の後述する充填ユニットからの充填物２０を袋部２４に案内するものである。図７はシュート４６の形状を示しており、図７（ａ）は上方から見たシュート４６の形状を示し、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すＡ方向から見た断面図を示し、図７（ｃ）は図７（ａ）に示すＢ方向から見た断面図であって包装フィルムＦの袋部２４に挿入された状態を示している。また、図７（ｄ）は、図７（ｃ）においてＣ方向から見たシュート４６と包装フィルムＦの断面図を示している。
【００２８】
シュート４６は、概略、袋部２４を開いた状態で維持する（開口２２を形成する）ために袋部２４に挿入される開口維持部（以下、「挿入部」と称する）８４と、充填装置２１０からの充填物２０を受け取る入口８６と、受け取った充填物２０を袋部２４に出すための出口８８と、入口８６から出口８８まで充填物２０を案内するガイド部９０から構成される。
【００２９】
シュート４６の挿入部８４は、袋部２４の幅方向（包装フィルムＦの搬送方向１４）に直交する方向に間隔をあけて対向する２つの略平板状部材９２から構成されており、２つの部材９２が袋部２４に挿入されることにより、袋部２４の開口２２が閉じることなく、開いた状態で維持される。２つの部材９２は、平板形状にかぎらず、袋部２４の開口２２を開いた状態で維持できるような間隔をあけて対向するものであればよく、例えば円柱状の部材であってもよい。
【００３０】
挿入部８４が間隔をあけて対向する２つの略平板状部材９２から構成される理由は、図７（ｄ）に示すように、袋部２４の幅（搬送方向１４の長さ）より若干小さい幅の充填物２０の充填を可能とするためである。
【００３１】
図４〜６に戻り、各シュート４６は、シュート駆動シャフト９４の一端に設けられたアーム９６によって支持されている。複数のシュート駆動シャフト９４は、ロータリードラム５２の一部を構成する円筒形状の部材９８にブシュ１００を介して軸方向に移動可能に且つ回転可能に支持された状態で周方向に関して等間隔に配置されている。シュート４６は、シュート駆動シャフト９４が軸方向に移動することにより昇降するとともに、シュート駆動シャフト９４が回転することにより該シャフト９４を中心として旋回する。
【００３２】
シュート昇降シャフト９４は、シュート４６を昇降するための該シャフト９４の軸方向と直交する回転中心線を有するカムフォロア１０２を有する。カムフォロア１０２は、シャフト９４を中心として回転可能に且つシャフト９４の軸方向の移動が規制された状態で該シャフト９４に取り付けられたブラケット１０４に支持されている。また、カムフォロア１０２は、ロータリードラム５２が回転駆動されると、基台５４の一部を構成する円筒形状のカム部材１０６の外周面に形成されたカム溝１０８に従動するように構成されている。カムフォロア１０２がカム溝１０８に従動することにより、シュート昇降シャフト９４が軸方向に移動し、その結果、シュート４６が昇降する。なお、カムフォロア１０２は、カムフォロア１０２の回転中心線が中心線５８に向くように、回り止め機構１１０によってシャフト９４を中心とする回転が規制されている。
【００３３】
また、シュート昇降シャフト９４の他端にはクランク１１２が設けられている。クランク１１２には、シャフト９４の軸方向と平行な回転中心線を有するカムフォロア１１４が設けられている。カムフォロア１１４は、ロータリードラム５２が回転駆動されると、基台５４の一部を構成する円筒形状のカム部材１１６の上面に形成されたカム溝１１８に従動するように構成されている。カムフォロア１１４がカム溝１１８に従動することにより、シュート昇降シャフト９４が回転し、その結果、シュート４６がシャフト９４を中心として旋回する。
【００３４】
２つのカムフォロア１０２と１１４が対応するカム溝１０８と１１８に従動することによりシュート昇降シャフト９４を介してシュート４６が昇降するまたは旋回する（カム溝１０８と１１８の形状によって決定される）タイミングについて説明する。図６を用いて説明すると、包装装置１０は、範囲８２を通過したシール装置４４からリリースされた包装フィルムＦをロータリーユニット５０から離れるように搬送するように構成されている。このとき、包装フィルムＦの袋部２４に挿入されているシュート４６の挿入部８４を袋部２４から抜くためにシュート昇降シャフト９４を介して該シュート４６が上昇される。図では、符号４６’で示すシュートが該当する。
【００３５】
また、シュート４６は、範囲８２に入る前のフィルムガイド４２によって２つ折り途中の包装フィルムＦに挿入されるように（言い換えると、包装フィルムＦがシュート４６の挿入部８４を挟んで２つ折りされるように）、回転中心線５８から離れるようにシュート昇降シャフト９４を中心として旋回するとともに降下される。図では、符号４６’’で示すシュートが該当する。
【００３６】
図１に戻って、開口シール装置４８は、ロータリーユニット５０から搬送される袋部２４に充填物２０が充填された包装フィルムＦの開口２２をシールする（開口シール部２６を形成する）するもので、２つ折りされた包装フィルムＦの上方（開口２２側）を挟持するローラ対で構成される。包装フィルムＦに接触する開口シール装置４８のローラは、包装フィルムＦの開口２２を熱融着によりシールするために加熱されている。
【００３７】
次に、充填装置２１０を図２と図８を用いて説明する。図２は、充填装置２１０の正面図であり、図８は、充填装置２１０を上方から見た図である。
【００３８】
充填装置２１０は、上述の包装装置１０が作製した包装フィルムＦの袋部２４に充填物２０を充填するものであって、その充填物２０をパレットＰ上に載置して扱うことに特徴がある。ここで言うパレットは、充填物が載置可能な物体をいい、形状は問わず、例えば板であってもよい。
【００３９】
充填装置２１０は、概略、後述するようにパレットＰを介して包装装置１０が作製した袋部２４に充填物２０の充填を行う複数の充填ユニット２１２と、充填ユニット２１２に充填物２０が載置されたパレットＰを供給するために該パレットＰを搬送するとともに充填ユニット２１２から回収した空のパレットＰを搬送する複数の搬送ユニット２１４（２１４’）、２１６、２１８と、複数の充填ユニット２１２を周囲部に保持するロータリーユニット２２０とから構成される。
【００４０】
充填ユニット２１２の構成を図９に示し、充填ユニット２１２を保持するロータリーユニット２２０の構成を図１０に示す。ロータリーユニット２２０は、包装装置１０のロータリーユニット５０と同様に、ロータリードラム（回転体）２２２と軸受け２２４を介して該ロータリードラム２２２を回転可能に支持する基台２２６から構成される。なお、ここでは、図５のようにロータリードラムと基台に分けて図示することは省略する。
【００４１】
ロータリードラム２２２は、内周面にギヤ歯２２８が形成されたギヤ部材２３０を上端に有する。ギヤ部材２３０は、ギヤ２３２を介して駆動シャフト２３４に駆動連結している、これにより、ロータリードラム２２２は、回転中心線２３６を中心として回転駆動される。
【００４２】
図８と図１０に示すように、複数の充填ユニット２１２は、ロータリードラム２２２の一部を構成する円盤形状の部材２３８上に周方向に関して等間隔に設けられている。なお、図８において、充填ユニット２１２は、後述するアームだけが示されている。
【００４３】
図９に示すように、充填ユニット２１２は、概略、パレットＰを把持して直立させるアーム２４０と、アーム２４０がパレットＰを直立させることにより落下するパレットＰ上の充填物２０を回収して袋部２４の開口２２（包装装置１０のシュート４６の入口８４）に投下する投下ユニット２４２から構成される。
【００４４】
アーム２４０は、ロータリードラム２２２の回転中心線２３６に垂直な回転中心線２４４を有するアーム支持シャフト２４６によって支持されている。アーム支持シャフト２４６が回転することによりアーム２４０が回転し、アーム２４０に把持されているパレットＰが直立する。直立したパレットＰは図９において二点鎖線で示されている。
【００４５】
アーム支持シャフト２４６には、図１０に示すように、該シャフト２４６が挿通した状態のピニオンギヤ２４８が設けられている。アーム支持シャフト２４６のピニオンギヤ２４８には、ロータリードラムの回転中心線２３６方向と同一な軸方向のアーム駆動シャフト２５０の一端に形成されたラック（歯板）２５２が噛合している。
【００４６】
アーム駆動シャフト２５０は、ブシュ２５４を介して軸方向に移動可能にロータリードラム２２２の一部を構成する円筒形状の部材２５６に支持されている。また、アーム駆動シャフト２５０の他端には、該シャフト２５０の軸方向に直交する回転中心線を有するカムフォロア２５８が設けられている。カムフォロア２５８は、ロータリードラム２２２が回転駆動されると、基台２２６の一部を構成する円筒形状のカム部材２６０の外周面に形成されたカム溝２６２に従動するように構成されている。
【００４７】
カムフォロア２５８がカム溝２６２に従動することによりアーム２４０がアーム支持シャフト２４６を中心として回転する（カム溝２６２の形状によって決定される）タイミングを、図８と図１１を用いて説明する。図１１は、シャフト２４６を中心とする回転角が異なるアーム２４０の姿勢を示す図である。
【００４８】
図１１に示すように、アーム２４０の姿勢は、概略、水平姿勢Ｘと、直立姿勢Ｚと、姿勢Ｘ、Ｚの中間的な姿勢Ｙに分けられる。水平姿勢ＸはパレットＰを水平状態で把持する姿勢であり、直立姿勢ＺはパレットＰを直立状態で把持する姿勢である。アーム２４０が姿勢Ｘ、Ｙ、Ｚで維持されるタイミングは、ロータリードラム２２２が回転駆動されることにより周方向に移動されるアーム２４０（充填ユニット２１２）の周方向に関する位置によって決定される。図８に示すように、アーム２４０が範囲ｘに位置するときの該アーム２４０の姿勢は水平姿勢Ｘであり、範囲ｙに位置するときは姿勢Ｙであり、範囲ｚに位置するときは直立姿勢Ｚであるようにカム溝２６２の形状が構成されている。アーム２４０がこのようなタイミングで異なる姿勢をとる理由については後述する。なお、例えば範囲ｘと範囲ｙの間の範囲におけるアーム２４０の姿勢は、姿勢Ｘから姿勢Ｙに移行する間の中間的な姿勢である。
【００４９】
また、アーム２４０はパレットＰを磁力によって把持するように構成されている。具体的に言うと、アーム２４０は図１０に示すようにパレットＰとの接触面に磁石２６４を有し、一方、パレットＰは図１２に示すようにアーム２４０と接触する面２６６に磁石２６４と引き合う常磁性体（例えば、鉄部材）２６８が埋め込まれている。
【００５０】
投下ユニット２４２は、図９、１０に示すようにアーム２４０がパレットＰを直立させたときにパレットＰ上から落下する充填物２０を回収する（収容する）ポケット（空間）２７０を有する。また、投下ユニット２４２は、アーム２４０によって直立されたパレットＰから落下する充填物２０をポケット２７０に案内するためのガイド板２７２を有する。さらに、投下ユニット２４２のポケット２７０は、該ポケット２７０内に収容された充填物２０を投下するために、該ポケット２７０の底部が開閉可能なシャッター２７４で構成されている。
【００５１】
シャッター２７４は、図１０に示すようにシャッター開閉シャフト２７６の一端に設けられ、該シャフト２７６によって開閉されるように構成されている。シャッター開閉シャフト２７６は、ブシュ２７８を介して軸方向に移動可能にロータリードラム２２２に支持されている。また、シャッター開閉シャフト２７６の他端には、該シャフト２７６の軸方向に対して垂直方向の回転中心線を有するカムフォロア２８０が設けられている。カムフォロア２８０は、ロータリードラム２２２が回転駆動されると、基台２２６の一部を構成する円盤形状のカム部材２８２の上面に形成されたカム溝２８４に従動するように構成されている。なお、ロータリードラム２２２には、シャッター開閉シャフト２７６の回転を防止するための回転止め機構２８６が設けられている。
【００５２】
カムフォロア２８０がカム溝２８４に従動することによりシャッター２７４がシャッター開閉シャフト２７６を介して開閉作業を行う（カム溝２８４によって決定される）タイミングを、図８を用いて説明する。
【００５３】
図８において、カム溝２８４は点線で示されている。シャッター２７４の開閉タイミングは、ロータリードラム２２２が回転駆動されることにより周方向に移動される充填ユニット２１２の周方向に関する位置によって決定される。シャッター２７４は、周方向に関するほとんどの位置において閉じた状態であるが、充填ユニット２１２のポケット２７０が包装装置１０のシュート４６の上方に存在する符号（ｉｉ）で示す位置（請求項の第２の位置に対応）に配置されたときに開くようにしてある。このときのカムフォロアは、図において符号２８０’で示されている。
【００５４】
次に、搬送ユニット２１４（２１４’）、２１６、２１８について説明する。搬送ユニット２１４（２１４’）、２１６、２１８によって搬送されるパレットＰの搬送経路（厳密には、ロータリーユニット２２０による経路も含む）は、パレットＰが循環するループ状の経路である。後述で詳しく説明するように、充填装置２１０は、充填物２０が載置されたパレットＰを図８に示す（ｉ）の位置（請求項の第１の位置に対応）で充填ユニット２１２のアーム２４０によって把持し、アーム２４０によって把持されたパレットＰが載置する充填物２０を位置（ｉｉ）で投下し、空のパレットＰを位置（ｉｉｉ）（請求項の第３の位置に対応）でアーム２４０から解放し、解放されたパレットＰを再び位置（ｉ）まで搬送しつつその途中で新たな充填物２０を載置するように構成されている。以下、搬送ユニット２１４（２１４’）、２１６、２１８の説明は、パレットＰの搬送経路にしたがって行う。
【００５５】
搬送ユニット２１６は、パレットＰ（充填物２０が充填されたパレットＰと空のパレットＰ）を搬送するものであって、例えばベルト式またはキャリアローラ式のコンベアなどである。搬送ユニット２１６は、空のパレットＰに新たな充填物２０が載置される載置領域２８８を有する。載置領域２８８において、充填物２０が、図示しない装置（充填物２０をパレット上に載置する装置）や作業者によってパレットＰに載置される。
【００５６】
載置領域２８８の下流側には（図において符号Ｓで示された位置には）、充填物２０が充填されていない空のパレットＰを検出するセンサ（図示せず）が配置されている。センサは、パレットＰ上に充填物２０が存在することを検出するもので、パレットＰの下からパレットＰに設けられた窓２９０を介して検出するように構成されている（図１２に参照。）。なお、窓２９０の代わりにパレットＰを透明部材で形成することにより、センサによる充填物の検出を可能にしてもよい。
【００５７】
充填装置２１０は、センサによって検出された空のパレットＰを搬送ユニット２１６上から押し出すプッシャ２９２を有する。プッシャ２９２が空のパレットＰを押し出す先には、載置領域２８８の上流側に空のパレットＰを搬送するための、例えばコンベアなどの搬送ユニット２９４が設けられている。プッシャ２９２によって押し出されて搬送ユニット２９４に載せられた空のパレットＰは、載置領域２８８の上流側と対向する搬送ユニット２９４の下流部まで搬送される。搬送ユニット２９４の下流部には、搬送ユニット２１６の載置領域２８８の上流側に空のパレットＰを押し出すプッシャ２９６が設けられている。これにより、空のパレットＰはプッシャ２９６に押し出されて再び搬送ユニット２１６上に戻る。そして、戻った空のパレットＰは、載置領域２８８で充填物２０を載置される。
【００５８】
センサ（図示せず）、プッシャ２９２、搬送ユニット２９４、プッシャ２９６により、空のパレットＰの充填ユニット２１２への搬送が防止され、その結果、包装フィルムＦの袋部２４への充填物２０の充填が確実に行われる。
【００５９】
搬送ユニット２１６の下流には、搬送ユニット２１４が設けられている。搬送ユニット２１４は、パレットＰの搬送方向に並列した複数のキャリアローラ（回転駆動されるローラ）２９８を有する。搬送ユニット２１４のパレットＰの搬送速度は、搬送ユニット２１６の搬送速度より大きく設定されている。これにより、搬送ユニット２１６から搬送ユニット２１４にパレットＰが搬送される際に、搬送ユニット２１６上を隣接する同士が当接した状態で搬送された複数のパレットＰの間に間隙が形成される。これにより、搬送ユニット２１４のキャリアローラ２９８上の複数のパレットＰは、互いに当接することなく搬送されている。
【００６０】
搬送ユニット２１８は、充填ユニット２１２のアーム２４０がパレットＰを把持できるように該パレットＰを搬送するものである。具体的には、充填装置２１０は、充填ユニット２１２のアーム２４０が図１１に示す水平姿勢Ｘを維持しつつロータリードラム２２２が回転することにより、搬送されているパレットＰに上流側から接近して該パレットＰを把持するように構成されている。そのため、搬送されているパレットＰの上流側にアーム２４０が移動してくるためのスペースが必要である。搬送ユニット２１８は、このスペースを確保するために、複数のパレットＰを搬送方向に所定の間隔をあけて搬送するように構成されている。
【００６１】
複数のパレットＰを所定の間隔をあけて搬送する搬送ユニット２１８は、パレットＰを牽引することにより搬送するように構成されている。具体的には、図２に示すように、搬送ユニット２１８は、モータなどの回転駆動源（図示せず）によって駆動されるチェーン３００と、チェーン３００の駆動方向に関して所定の間隔をあけて該チェーン３００に対して回転可能に設けられた複数のフック３０２と、フック３０２とパレットＰの掛合を維持するように該フック３０２を案内するフックガイド３０４と、搬送するパレットＰが載置される搬送面３０６を有する。
【００６２】
チェーン３００が駆動されると、フック３０２が搬送されつつフックガイド３０４に案内され、フック３０２の一部（パレットＰと掛合する部分）が搬送面３０６に形成されたスリット３０８から該搬送面３０６から突出してパレットＰに掛合する（図８参照。）。このとき、パレットＰが搬送ユニット２１４によって他のパレットＰと当接することなく搬送されているために、パレットＰはフック３０２と確実に掛合する。フック３０２と掛合するパレットＰは、搬送ユニット２１８の搬送面３０６上を所定の間隔をあけて搬送される。
【００６３】
搬送ユニット２１４’は、アーム２４０から回収された空のパレットＰを搬送ユニット２１６に向かって搬送するもので、構造は搬送ユニット２１４と略同一である。搬送ユニット２１４’のキャリアローラ２９８’上には、アーム２４０が把持する空のパレットＰを回収するための押さえガイド３１０が配置されている。押さえガイド３１０は、搬送ユニット２１４’の複数のキャリアローラ２９８’からパレットＰの厚さよりやや大きい間隔をあけて水平に配置された棒体であって、アーム２４０と協働して該アーム２４０から空のパレットＰを回収するように構成されている。
【００６４】
具体的に、押さえガイド３１０がアーム２４０と協働して該アーム２４０から空のパレットＰを回収する方法を説明する。まず、充填装置２１０は、充填ユニット２１２のアーム２４０が図１１に示す水平姿勢Ｘを維持しつつロータリードラム２２２が回転することにより、空のパレットＰを搬送ユニット２１４’の複数のキャリアローラ２９８’上に載置するように構成されている。空のパレットＰは、複数のキャリアローラ２９８’上に載置されつつロータリードラム２２２の回転によって複数のキャリアローラ２９８’と押さえガイド３１０の間に向かって搬送される。
【００６５】
空のパレットＰの下流側部分が複数のキャリアローラ２９８’と押さえガイド３１０の間に配置されるタイミング（ｉｉｉ）で、アーム２４０は水平姿勢Ｘから図１１に示す中間姿勢Ｙに移行し始める。このとき、空のパレットＰの下流側部分が押さえガイド３１０の下に配置されているために、該押さえガイド３１０によって該空のパレットＰはアーム２４０によって持ち上げられず、アーム２４０の磁力による把持から解放される。アーム２４０からリリースされた空のパレットＰは複数のキャリアローラ２９８’によって押さえガイド３１０の下を搬送され、一方、該空のパレットＰをリリースしたアーム２４０は押さえガイド３１０の上をロータリードラム２２２の回転によって移動する。
【００６６】
次に、図８を参照しながら、充填装置２１０が行う充填動作についてパレットＰを中心に説明する。
【００６７】
搬送ユニット２１６によって搬送される空のパレットＰは、載置領域２８８で充填物２０を載置される。充填物２０が載置されたパレットＰは、位置Ｓでセンサによる充填物２０が載置されていることをチェックされた後、搬送ユニット２１６によって搬送ユニット２１４に搬送される。
【００６８】
搬送ユニット２１４において、充填物２０が載置されたパレットＰは、他のパレットＰと当接することなく搬送ユニット２１８に搬送される。
【００６９】
搬送ユニット２１８において、充填物２０が載置されたパレットＰは所定の間隔をあけて位置（ｉ）に搬送される。
【００７０】
充填物２０が載置されたパレットＰは、図８に示す位置（ｉ）で、ロータリードラム２２２の回転によって水平姿勢Ｘで上流側から近づいてくるアーム２４０に把持される。
【００７１】
アーム２４０に把持されたパレットＰは、ロータリードラム２２２の回転によって位置（ｉｉ）に到達する前に、アーム２４０によって直立状態にされる。アーム２４０がパレットＰを直立させることにより、パレットＰ上の充填物２０がポケット２７０に収容される。このとき、パレットＰは、直立状態でアーム２４０に把持されている。
【００７２】
ポケット２７０に充填物２０を収容した充填ユニット２１２は、ロータリードラム２２２の回転によって下方に包装装置１０のシュート４６が存在する位置（ｉｉ）に配置されると、シャッター２７４を開き、充填物２０をシュート４６に向かって投下する。このとき、パレットＰは、直立状態でアーム２４０に把持されている。
【００７３】
直立状態でアーム２４０に把持されている空のパレットＰは、位置（ｉｉｉ）に到達する前に、アーム２４０が直立姿勢Ｚから水平姿勢Ｘに移行することにより水平状態にされる。
【００７４】
水平状態の空のパレットＰは、搬送ユニット２１４’の複数のキャリアローラ２９８’上に載置される。載置された空のパレットＰは、ロータリードラム２２２の回転によって複数のキャリアローラ２９８’上を搬送される。
【００７５】
空のパレットＰは、その下流側部分がキャリアローラ２９８’と押さえガイド３１０の間に到達すると（位置（ｉｉｉ）に到達すると）、上述するように押さえガイド３１０によってアーム２４０からリリースされる。アーム２４０からリリースされた空のパレットＰは、押さえガイド３１０の下を搬送ユニット２１４によって搬送ユニット２１６に向かって搬送される。そして、空のパレットＰは、再び搬送ユニット２１６に搬送される。
【００７６】
以上、包装装置１０と充填装置２１０について説明したが、これ以外にも、本発明に係る充填包装機は、包装装置１０と充填装置機２１０を制御する制御装置（図示せず）を有する。具体的に言うと、充填装置２１０の充填ユニット２１２の投下ユニット２４２が充填物２０を投下する位置にシュート４６が存在するように、充填装置２１０のロータリードラム２２２の回転速度と包装装置１０のロータリードラム５２の回転速度を調節する（または、一方の回転速度に対して他方の回転速度を調節する）ためにこれらの駆動源を制御する制御装置を有する。
【００７７】
本実施形態によれば、パレットを介することにより、充填物に挟持力や把持力などの力を作用させることなく袋（袋部）に該充填物を充填することが可能になる。従って、充填物が挟持または把持し難い潰れやすいものであっても袋に充填することが可能になる。
【００７８】
以上、一実施形態を挙げて本発明に係る充填装置および充填装置を用いた充填包装機を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。
【００７９】
例えば、上述の包装装置は、包装フィルムから袋を形成しつつ充填物を包装するものであるが、袋に限らず充填物が充填できる容器を充填物の投下位置に搬送するだけのものであってもよい。
【００８０】
また、上述の包装装置は、袋部の幅よりやや小さい充填物を充填するためにシュートを用いているが、袋部の幅が充填物に比べて十分に大きい場合、シュートを用いなくてもよい。
【００８１】
さらに、上述の充填装置は、循環させるようにループ上の搬送経路に従ってパレットを搬送し、その途中でパレット上に充填物を載置するが、本発明はこれに限定されない。例えば、上述の搬送ユニット２１６を除き、充填ユニットのアームから回収された空のパレットをストックする装置を搬送ユニット２１４’の下流側に設け、ストックされたパレットが別の装置によってまたは別の場所で人により充填物を載置され、充填物が載置されたパレットを搬送ユニット２１４に搬送する搬送装置を設けてもよい。
【００８２】
当然ながら、パレットに載置される充填物は、挟持または把持し難い潰れやすいものに限定されない。例えば、即席麺のチャーシュー以外の具材であってもよい。加えて、パレット上に載置される充填物は、複数であってもよく、また、複数種類であってもよい。パレット上に複数の充填物が載置される場合の空のパレットの検出は、例えばパレットを含めて複数の充填物の重さを計量するセンサによって行うことができる。
【００８３】
さらにまた、パレットの形状は、図１２に示す板形状に限らず、例えば図１３に示すように、アームに設けられた磁石と引き合う金属部材３５０が埋め込まれたトレイ（箱）形状であってもよい。この場合、充填物は、搬送中にトレイから落ちる可能性が低くなる。また、この場合、アームがパレットを直立したときに充填物が落下しやすいように、スロープ３５２を設けるのが好ましい。
【００８４】
加えて、上述の充填包装機は、１台の包装装置と１台の充填装置から構成されるが、これに限定されない。包装装置が包装フィルムから形成する袋部に複数の充填物を充填する場合、包装フィルムの搬送方向に複数の充填装置の充填ユニットが並ぶように該複数の充填装置を１台の包装装置に対して配置してもよい。
【００８５】
加えてまた、上述の実施形態と異なり、上述の充填装置による充填物の充填と同時に、他の充填物を充填してもよい。例えば、上述の充填装置が充填物を充填するシュートに、同時に、手作業によってまたは別の充填装置によって他の充填物を充填してもよい。この場合、同時に行われる充填によるシュートでの複数の充填物のつまりを防ぐために、シュートは複数の入口と１つの出口で構成されるのが好ましい。さらに、図１４において符号４００で示される２つの入口４１０と４１２を有するシュートのように、２つの入口４１０と４１２から充填された充填物を別々に１つの出口４１４に向かって案内するようにガイド部４１６の内部空間を分割するガイド部材４１８を設けるのが好ましい。
【００８６】
さらに加えて、上述の実施形態においてアームは磁力によってパレットを把持するが、本発明はこれに限定されない。例えば、アームとパレットに面ファスナを設けて把持するようにしてもよい。また、アームの磁石の代わりに電磁石を設けてもよい。この場合、電磁石に流れる電流を遮断することでアームはパレットをリリースできるため、上述の押さえガイドが必要なくなる。
【００８７】
最後に、上述の実施形態の充填装置は、アームがパレットを直立させることにより落下する充填物を回収し、回収した充填物を包装装置のシュートに投下する投下ユニットを有するが、これは、ロータリードラムの回転速度が速いためである。すなわち、ロータリードラムの回転速度が遅い場合、厳密に言えば、アームがパレットを直立させて充填物が落下するまでの時間中に充填ユニットの下にシュートが存在し続けるような回転速度であれば、投下ユニットは必要なくなる。この場合、アームが投下手段として機能する。本発明は、投下ユニットがない形態の充填装置も含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る充填包装機を構成する包装装置の正面図である。
【図２】本発明に係る充填装置の正面図である。
【図３】図１に示す包装装置が行う包装処理を説明するための図である。
【図４】包装装置のロータリーユニットの断面図である。
【図５】図４に示すロータリーユニットをロータリードラムと基台に分けて示す図である。
【図６】ロータリーユニットを上方から見た、シール装置とシュートの位置関係を示す図である。
【図７】シュートの形状を示す図である。
【図８】図２に示す充填装置を上方から見た図である。
【図９】充填ユニットの斜視図である。
【図１０】充填装置のロータリーユニットの部分断面図である。
【図１１】充填ユニットのアームの異なる複数の姿勢を示す図である。
【図１２】パレットの斜視図である。
【図１３】別の形態のパレットの斜視図である。
【図１４】別の形態のシュートの形状を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
２０：充填物
４６：シュート
２１０：充填装置
２１４、２１６，２１８：搬送手段
２２０：回転体
２４０：パレット把持手段（アーム）
Ｐ：パレット
【図１】
0004287410.tif 000002
【図２】
0004287410.tif 000003
【図３】
0004287410.tif 000004
【図４】
0004287410.tif 000005
【図５】
0004287410.tif 000006
【図６】
0004287410.tif 000007
【図７】
0004287410.tif 000008
【図８】
0004287410.tif 000009
【図９】
0004287410.tif 000010
【図１０】
0004287410.tif 000011
【図１１】
0004287410.tif 000012
【図１２】
0004287410.tif 000013
【図１３】
0004287410.tif 000014
【図１４】
0004287410.tif 000015