JP4422862B2 - 密封流動食品パッケージ用の一連のキャップを所定の位置に置くための選択装置 - Google Patents

密封流動食品パッケージ用の一連のキャップを所定の位置に置くための選択装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封流動食品パッケージ用の一連のキャップを所定の位置に正しく設置するための選択装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
フルーツジュース、UHT(超高温処理)ミルク、ワイン、トマトソース等のような多くの流動性食品は、滅菌した包装材料で作られたパッケージの形で販売されている。
【0003】
このようなパッケージの代表的な例は、積層ストリップ包装材料を折り曲げ、密封することにより形成されるテトラ・ブリック・アセプティック(登録商標)と呼ばれる液体または流動性食品用の平行六面体のパッケージである。上記包装材料は、例えば、ポリエチレンのようなヒートシール・プラスチック材料の複数の層で両面をコーティングされた紙のような繊維質の材料の層を含む多層構造を持つ。UHTミルクのような長期貯蔵用製品のための防腐パッケージの場合には、包装材料は、ヒートシール・プラスチック材料の層の上にコーティングされ、さらに、最終的には、食品と接触するパッケージの内面を形成するヒートシール・プラスチック材料のもう一つの層でコーティングされている、例えば、アルミニウム・フィルムのようなバリヤ材料の層を備える。
【0004】
周知のように、上記タイプのパッケージは、全自動包装機械により製造される。この機械上において、ストリップ(細長片)の形で供給される包装材料から連続チューブが形成される。包装材料のストリップは、例えば、過酸化水素溶液のような化学的滅菌剤により包装機械上で滅菌される。滅菌の後で、例えば、加熱による気化により、包装材料の表面から滅菌剤が除去される。またこのように滅菌された包装材料は、密封状態の滅菌環境に保管され、垂直なチューブを形成するために、縦方向に折り曲げられ、密封される。
【0005】
チューブは、滅菌または滅菌処理された食品で満たされ、等間隔の断面部分で密封され、その後で、この密封部分で枕状のパックに切断され、さらにその後で、このパックは、ほぼ平行六面体のパッケージのような製品に機械的に形成される。ミルクおよびフルーツジュースのような滅菌流動性食品は、上記の方法で包装されるが、テトラ・ブリック(登録商標)または、いわゆるテトラ・レックス(登録商標)パッケージと呼ばれる他のタイプのパッケージの場合には、包装材料を滅菌する必要はない。
【0006】
上記のように形成されたある種のパッケージが、食品を注ぎ出すための開口部と、開口部を閉じるために、包装材料に対して使用するキャップとを備えることは周知である。
【0007】
キャップは、通常、貯蔵場所にバラで収容されていて、そこから、相互に上下逆の状態で、二つの対向入力位置にある選択装置に連続的に供給される。
【0008】
選択装置は、本質的に、例えば、キャップを出口ステーションに供給するための、傾斜案内部材により形成されているコンベアと;自分のところを通過したキャップが、入力位置の中の一つに対応する所定の出口位置に設置されたかどうかを判断するためのセンサ組立体と;包装材料にキャップを取り付けるための取付け装置に、上記出口位置に位置するキャップを供給するために、センサ組立体により選択的に作動する、例えば、空気ノズルのような排出部材とを備える。より詳細に説明すると、腐敗防止諸包装の場合には、キャップは、パッケージの完成品に直接取り付けられる。そうでない場合には、材料を垂直なチューブに折り曲げる前にストリップ状の包装材料に取り付けられる。
【0009】
反対に、センサ組立体を通過したキャップが、出口位置以外の位置に設置された場合には、排出部材は作動しないで、キャップは貯蔵場所に送り返され、そこから、再び選択装置に送られる。
【0010】
出口位置以外の場所のセンサ組立体を通過したキャップの数、すなわち、貯蔵場所に送り返されたキャップの数は、通常、かなり多く、そのため、搬送効率が低下し、選択装置の能力の70%だけが利用されるだけである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一つの目的は、密封流動食品パッケージ用の一連のキャップを所定の位置に正しく設置するための選択装置を提供することである。この装置を使用すれば、簡単で、安いコストで高度の搬送効率を達成することができる。
【0012】
本発明は選択装置を提供し、この装置は、一方の入力位置においては、他方の入力位置に対してキャップが上下逆である二つの対向入力位置にランダムに配置されている密封流動食品パッケージ用の一連のキャップを供給位置から受け取り、上記キャップを出口ステーションに移送するための搬送手段と;上記搬送手段に対する上記各キャップの位置を決定するためのセンサ手段と;上記出口ステーションのところに位置し、上記センサ手段に接続していて、上記入力位置のうちの第一の入力位置に対応する所定の出口位置の上記キャップを上記搬送手段から排出させるために、上記センサ手段により選択的に作動する排出手段とを有する。
【0013】
この装置は、上記搬送手段が、上記キャップに対して、ほぼU字形の位置決め部分を持つ経路を形成するコンベアを備え、上記入力位置のうちの第二の入力位置の上記コンベアに供給されたキャップが、前記経路に沿って、位置決め部分を横切って、軸を中心にして所定の角度だけ回転してほぼ上記出口位置に至ることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明するが、これは例示としてのものであって、本発明を制限するものではない。
【0015】
図1の参照番号1は、滅菌またはUHTミルク、フルーツジュース、ワイン等のような流動性食品の周知の密封パッケージ(図示せず)用の一連のキャップ2を所定の出口位置に置くための選択装置全体を示す。
【0016】
装置1は、例えば、ストリップ(細長片)状の包装材料(図示せず)から、または予め切断したブランクから流動性食品のパッケージを連続的に製造するための包装機械(図示せず)を備える生産ラインに内蔵させることもできるし、または組み込むこともできる。
【0017】
装置1は、一連のキャップ2を、すべて上記出口位置で、包装材料に取り付けるための装置(図示せず)に供給する。より詳細に説明すると、防腐食品包装の場合には、キャップ2は、パッケージの完成品に直接取り付けられる。そうでない場合には、キャップ2は、パッケージを形成するために材料を折り曲げる前に包装材料に取り付けられる。
【0018】
キャップ2(図2および図3)は、それぞれ、一方の端部上で周縁部4が隆起している、平らで丸いディスク状の本体3を持つ。
【0019】
図1について説明すると、選択装置1は、本質的に、垂直なチェーン・コンベア5を有し、このコンベアは、第一の入力位置が出口位置に対応している二つの対向入力位置にて、供給ステーション6から、ランダムに配置されている一連のキャップ2の供給を受けて、キャップ2を経路Pに沿って出口ステーション7へ供給する。選択装置1は、また、コンベア5に対する、各キャップ2の位置を決定するために、供給ステーション6のところに位置するセンサ組立体8と;出口ステーション7の方を向いて、センサ組立体8に接続していて、出口位置の関連キャップ2をコンベア5から出口ステーション7に送るために、センサ組立体8により選択的に作動する排出組立体9とを備える。
【0020】
図1および図3について説明すると、コンベア5は、各固定平行軸A,Bを中心にして回転する駆動ホイール10および被駆動ホイール11と;ホイール10および11のまわりに輪になっていて、各キャップ2用の多数の支持部材15を持つ関節チェーン12とを備える。より詳細に説明すると、ホイール10,11は、それぞれ、チェーン12の頂端部と底端部に接触して配置されている。
【0021】
コンベア5は、支持部材15のために、後で詳細に説明するように、キャップ2の経路Pとその一部が一致するエンドレス経路Qを形成する。
【0022】
コンベア5は固定カバー部材16も備えており、このカバー部材は、チェーン12の方を向いて等距離に、キャップ2の経路Pに沿って延在し、側面から見た場合、チェーン12と同じ輪郭である。
【0023】
図3について説明すると、各支持部材15は、側面から見た場合、L字形をしていて、経路Qに対して接線方向の平らな第一部分17と、および(もし存在する場合には)カバー部材16の方に、部分17から垂直に外側に突出している平らな第二の部分18とを備える。
【0024】
それ故、経路Pに沿って、各キャップ2は各凹部19内に収容され、この凹部は、チェーン12の対向側面上に開いていて、カバー部材16、各支持部材15の部分17,18、そしてキャップ2をささえている部分18の方を向いた隣接の支持部材15の部分18によって形成される。
【0025】
第一の入力位置でコンベア5に供給された各キャップ2は、支持部材15の部分18に接触するディスク状の本体3によって位置が定まり、一方、上記入力位置のうちの第二の位置でコンベア5に供給された各キャップ2は、第一の入力位置のキャップ2に対して上下逆であり、そのため、縁部4が部分18にのって、ディスク状の本体3は部分18から離れる。
【0026】
図1および図2について説明すると、供給ステーション6は傾斜案内部材23で形成され、この案内部材は、チェーン12を横切って延びていて、チェーン12に隣接した、ホイール11の真上の端部24を持つ。より詳細に説明すると、案内部材23は、二つの側部26を境界とした、チェーン12へ下向きにキャップ2を連続的に供給するための斜めの支持面25を備え;この支持面25は、チェーン12のほぼ真っ直ぐな、垂直な前方部分27に対して鋭角をなしている。
【0027】
支持面25は、案内部材23の端部24のところに、C字形の開口部28を持ち、この開口部は、使用中、支持部材15の部分18と係合するが、側部26に対して垂直に測定した場合、キャップ2の直径より小さい。案内部材23の支持面25と、各支持部材15の部分18とを確実に、完全に整合させるために、ホイール10,11の軸A,Bは、垂直方向にずらされていて、チェーン12と相互に作用する周知の案内手段(図示せず)により、チェーン12の前方部分27に沿って、供給ステーション6に隣接した、案内部材23の支持面25に対してほぼ垂直な斜めの最初の部分を形成する。
【0028】
チェーン12に隣接した各端部にて、側部26は横方向突起を有し、これら突起は、相互の方向に延びていて、使用中に、支持面25の開口部28上の所定の排出位置に、キャップ2を捕捉するためのストップを形成する。
【0029】
コンベア5は、また、張力部材30を有し、この張力部材は、ホイール11の近くに、前方部分27の方を向いているチェーン12の、ほぼ真っ直ぐで垂直な戻り部分31に沿って、チェーン12と協力して動作する。
【0030】
本発明の重要な特徴は、経路Pが、チェーン12の前方部分27により形成されている、ほぼ真っ直ぐな、垂直な上向き部分P1と;ホイール10のまわりのチェーン12の、湾曲した部分32により形成されていて、第二の入力位置でコンベア5に供給されたキャップ2が、上記出口位置へ、位置決め部分P2を横切って、軸A,Bに平行に180度回転するU字形の位置決め部分P2とを備えることである。
【0031】
本発明のもう一つの重要な特徴は、排出組立体9が、二つの空気ノズル33,34を有し、これらノズルが、経路Pの位置決め部分P2の上流および下流にそれぞれ位置していて、センサ組立体8により個別に作動して、出口位置の関連するキャップ2に空気の各噴流を向け、キャップ2を軸A,Bに平行な方向に、出力ステーション7へ向かって空気により送ることである。より詳細に説明すると、ノズル33,34は、チェーン12の湾曲部分32、すなわち、経路Pの位置決め部分P2の、一方の側に位置する。
【0032】
図3について説明すると、センサ組立体8は、開口部28のすぐ上流で案内部材23の支持面25に取り付けられたセンサ35であって、該センサ35を通過するキャップ2の位置を示す論理信号S1を発生する、例えばフォトセルのような第一のセンサ35と;チェーン12および開口部28に隣接した位置で、案内部材23の側部26のうちの一方に、突出するように取り付けられていて、開口部28を通って移動する支持部材15上の各キャップ2の存在を示す論理信号S2を発生する、例えばフォトセルのような第二のセンサ36とを備える。
【0033】
より詳細に説明すると、信号S1は、センサ35を通過するキャップ2が第一の入力位置にある場合には、ハイ論理レベル(S1=1)になり、他の状態の場合には、ロー論理レベル(S1=0)になり;各キャップ2が、開口部28を通って移動する支持部材15上に存在する場合には、信号S2は、ハイ論理レベル(S2=1)となり、そうでない場合には、ロー論理レベル(S2=0)になる。
【0034】
信号S1およびS2は、中央制御ユニット37に送られ、このユニットは、ノズル33,34を駆動するために各ソレノイド弁38,39に対する各制御信号C1,C2を発生する。
【0035】
より詳細に説明すると、ソレノイド弁38を駆動するための、すなわちノズル33を作動するための制御信号C1は、信号S2を受信した時間から計算した、所定の第一の時間的間隔T1が経過した後に、中央制御ユニット37により発生する。上記時間的間隔T1は、第一の入力位置のキャップ2が、センサ36からノズル33へ、経路P上の一部P1に沿って移動するにの必要な時間である。一方、ソレノイド弁39を駆動するための、すなわち、ノズル34を作動するための制御信号C2は、同様に、信号S2を受信した時間から計算したT1より長い所定の第二の時間的間隔T2が経過した後に、中央制御ユニット37により発生する。上記時間的間隔T2は、第二の入力位置のキャップ2が、センサ36からノズル34へ、経路Pの全体に沿って移動するのに必要な時間である。
【0036】
出力ステーション7は、キャップ2を受け取るための受取り部材40を備えるが、この受取り部材は、ノズル33,34に対してチェーン12の反対側に、チェーン12およびホイール10に隣接して、平らな本体により形成される。この平らな本体を貫通して、二つの円弧状の入力コンジット41,42が形成されるが、これらのコンジットは、ノズル33,34の方を向いた、これらのノズルと同軸の各入口開口部43,44を持ち、キャップ2用の取付け装置と接続している共通の回収コンジット45内に連絡している。
【0037】
より詳細に説明すると、コンジット41,42は、それぞれ、長方形の断面を持ち、両者で、ほぼ半円を形成し、キャップ2が、ノズル33,34により、受取り部材40内に同時に吹き込まれて衝突するのを防止するために、コンジット45に対して、異なる軸方向の高さにある。
【0038】
一つのキャップ2を使用して、このキャップ2が、案内部材23の支持面25に沿って、センサ35を通って供給される場合を例にとって、選択装置1の作動を説明する。
【0039】
キャップ2が第一の入力位置に設置された場合、すなわち、ディスク状の本体3を案内部材23の支持面25と接触させてキャップ2が出力位置にすでに設置されている場合には、センサ35から中央制御ユニット37に送られた信号S1は、ハイ論理レベルとなる。キャップ2は、開口部28に送られ、開口部の横の縁部上に乗り、そこから、開口部28を通って移動する各支持部材15の部分18により拾われ;センサ36によって中央制御ユニット37に送られた信号S2は、開口部28と係合している支持部材15上に、キャップ2が存在することを示すハイ論理レベルになる。
【0040】
信号S1およびS2に応じて、信号S2が受信された時から時間的間隔T1が経過した後に、中央制御ユニット37は、ソレノイド弁38に制御信号C1を供給して、ノズル33を作動する。同時に、キャップ2は、経路Pの上部P1に沿って、コンベア5により、ノズル33と向き合う位置に送られる。ノズル33が発生した空気ジェットは、キャップ2を入力コンジット41の入口開口部43と同軸の方向に押すので、キャップ2は、コンジット41内に吹き込まれ、重力によって回収コンジット45内へ、そしてこの回収コンジットに沿って取り付け装置へ送られる。
【0041】
反対に、キャップ2が、縁部4を案内部材23の支持面25上にのせ、ディスク状の本体3を支持面25から離した状態で、第二の入力位置に送られた場合には、センサが発生した信号S1は、ロー論理レベルになり、センサが発生した信号S2は、再び、開口部28と係合している支持部材15上に、キャップ2が存在していることを示すハイ論理レベルになる。
【0042】
信号S1およびS2に応じて、信号S2が受信された時から時間的間隔T2が経過した後に、中央制御ユニット37は、ソレノイド弁39に制御信号C2を供給して、ノズル34を作動する。同時に、キャップ2は、経路Pの上部P1および位置決め部分P2に沿って、コンベア5により、ノズル34と向き合う位置に送られる。より詳細に説明すると、キャップ2は、位置決め部分P2に沿って、軸A,Bに平行な軸を中心にして180度回転し、各支持部材15の部分18から引き離され、ディスク状の本体3を、経路Pに沿って隣接した先行の支持部材15の部分18にのせて静止する。
【0043】
それ故、経路Pの位置決め部分P2の端部により、キャップ2は、出力位置、すなわち、第一の入力位置に設置される。ノズル34が発生した空気ジェットは、キャップ2を入力コンジット42の入口開口部44と同軸の方向に押すので、キャップ2は、コンジット42内に吹き込まれ、重力によって回収コンジット45内へ、そしてこの回収コンジットに沿って取り付け装置へ送られる。
【0044】
キャップ2が、開口部28を通って移動する支持部材15上に存在しない場合は、センサ36が発生する信号S2は、ロー論理レベルとなり、その結果、ノズル33,34は、中央制御ユニット37により作動されない。
【0045】
本発明の選択ディスクの利点は、上記説明から明らかである。
【0046】
特に、供給ステーション6からチェーン12に供給されたすべてのキャップ2は、経路Pの位置決め部分P2から上流および下流へ、取り付け装置に直接送られる。この場合、キャップ2を貯蔵場所へ、そして最終的にはチェーン12へ送り返すための追加のサイクルは必要ない。
【0047】
それ故、選択装置1は高搬送効率を供し、それ自身の能力の最大限の利用を可能にする。
【0048】
しかし、いうまでもないことであるが、添付の特許請求の範囲を逸脱することなしに、上記および図示の選択装置1を種々に変更することができる。
【0049】
特に、ノズル33,34により、各入力コンジット41,42に供給されたキャップ2は、コンジット41,42により、別々の各垂直回収コンジットに送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】密封流動食品パッケージ用の一連のキャップを所定の位置に正しく設置するための、本発明による選択装置の概略な側面図である。
【図2】図1の選択装置に供給するための供給ステーションの拡大平面図である。
【図3】図1の選択装置の出口ステーションの拡大分解斜視図である。
【符号の説明】
1 選択装置
2 キャップ
5 コンベア(搬送手段)
6 供給ステーション
7 出口ステーション
8 センサ組立体(センサ手段)
9 排出組立体(排出手段)
10,11 ホイール
12 チェーン(搬送部材)
15 支持部材
33 第一のノズル(第一の相互作用手段、駆動部材)
34 第二のノズル(第二の相互作用手段、駆動部材)
35 第一のセンサ
36 第二のセンサ
37 中央制御ユニット
41 第一の入力コンジット
42 第二の入力コンジット
45 回収コンジット
A,B 軸
P 経路
P2 位置決め部分

Claims (16)

  1. 選択装置(1)であって、
    一方の入力位置においては、他方の入力位置に対して、キャップが上下逆である二つの対向入力位置にランダムに配置されている密封流動食品パッケージ用の一連のキャップ(2)を供給ステーション(6)から受け取り、前記キャップ(2)を出口ステーション(7)に移送するための搬送手段(5)と、
    前記搬送手段(5)に対する前記各キャップ(2)の位置を決定するためのセンサ手段(8)と、
    前記出口ステーション(7)のところに位置し、前記センサ手段(8)に接続していて、前記入力位置のうちの第一の入力位置に対応する所定の出口位置に関連する前記キャップ(2)を前記搬送手段(5)から排出させるために、前記センサ手段(8)により選択的に作動する排出手段(9)とを有する選択装置において、
    前記搬送手段が、前記キャップ(2)用の、ほぼU字形の位置決め部分(P2)を持つ経路(P)を形成するコンベア(5)を備え、前記入力位置のうちの第二の入力位置で前記コンベア(5)に供給されたキャップ(2)が、前記経路に沿って、前記位置決め部分(P2)を横切って、軸を中心にして所定の角度だけ回転してほぼ前記出口位置に至ることを特徴とする選択装置。
  2. 請求項1に記載の装置において、前記キャップ(2)が、前記経路(P)の前記位置決め部分(P2)に沿って回転する前記所定の角度が、180度であることを特徴とする装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載の装置において、前記排出手段(9)が第一および第二の相互作用手段(33,34)を有し、これら相互作用手段は、前記経路(P)の前記位置決め部分(P2)に対して、それぞれ、上流および下流に位置していて、これら第一および第二の相互作用手段の方を向いて前記出力位置に設置されている、関連する前記キャップ(2)に作用するために、前記センサ手段(8)により別々に作動することを特徴とする装置。
  4. 請求項3に記載の装置において、前記出力ステーション(7)が第一および第二の入力コンジット(41,42)を有し、これらコンジットは、それぞれ、前記第一および第二の相互作用手段(33,34)から、前記キャップ(2)を受け取り、前記経路(P)の前記位置決め部分(P2)の同じ側に位置していて、前記位置決め部分(P2)を横切って延在することを特徴とする装置。
  5. 請求項4に記載の装置において、前記第一および第二の入力コンジット(41,42)が、一つの回収コンジット(45)に接続していることを特徴とする装置。
  6. 請求項5に記載の装置において、前記第一および第二の入力コンジット(41,42)が、前記回収コンジットの異なる軸方向の高さのところから前記回収コンジット(45)に接続していることを特徴とする装置。
  7. 請求項4から請求項6の何れか一項に記載の装置において、前記第一および第二の相互作用手段が、それぞれ、第一および第二の駆動部材(33,34)を有し、これら駆動部材は、前記第一および第二の入力コンジット(41,42)に対して、前記経路(P)の前記位置決め部分(P2)の対向する側に位置していて、これら第一および第二の駆動部材の方を向いていて、前記出力位置に置かれた関連する前記キャップ(2)に、前記第一および第二の入力コンジット(41,42)の各入口開口部(43,44)に対して同軸方向の推力を加えることを特徴とする装置。
  8. 請求項7に記載の装置において、前記第一および第二の駆動部材が、それぞれ、第一および第二の空気ノズル(33,34)を備えることを特徴とする装置。
  9. 請求項1から請求項8の何れか一項に記載の装置において、前記コンベア(5)が、平行な各軸(A,B)を中心にして回転する二つのホイール(10,11)と、前記ホイール(10,11)の周囲にループ状に掛けられている搬送部材(12)であって、該搬送部材(12)に沿って等間隔で前記各キャップ(2)を支持するための多数の支持部材(15)を担持し、前記支持部材(15)用の少なくとも一部が前記キャップ(2)の経路(P)と一致しているエンドレス経路(Q)を形成する搬送部材(12)とを備えることを特徴とする装置。
  10. 請求項9に記載の装置において、前記経路(9)の位置決め部分(P2)が、前記ホイール(10,11)の一方(10)の周囲の前記搬送手段(12)の湾曲した部分(32)により形成されていることを特徴とする装置。
  11. 請求項9または請求項10に記載の装置において、前記搬送部材が、前記支持部材(15)を運ぶ関節チェーン(12)により形成されていることを特徴とする装置。
  12. 請求項11に記載の装置において、側面から見た場合、前記各支持部材(15)が、L字形をしていて、前記チェーン(12)と接触した状態で延在する第一の平らな部分(17)、および前記第一部分(17)から垂直方向に、また前記チェーン(12)の外側へ突出していて、前記各キャップ(2)用の支持体を形成している第二の平らな部分(18)とを備えることを特徴とする装置。
  13. 請求項12に記載の装置において、前記コンベア(5)が固定カバー部材(16)を有し、このカバー部材が、前記チェーン(12)の方を向いて、前記経路(P)に沿って延在し、前記支持部材(15)とともに、前記チェーン(12)の対向側面上に開いた、前記各キャップ(2)を収容する各凹部を形成していることを特徴とする装置。
  14. 請求項9から請求項13の何れか一項に記載の装置において、前記センサ手段(8)が第一および第二のセンサ(35,36)を有し、これらセンサが、前記供給ステーション(6)のところに位置していて、それぞれ、前記各キャップ(2)の位置を示す第一の信号(S1)と、前記供給ステーション(6)を通って移動する前記支持部材(15)上の前記各キャップ(2)の存在を示す第二信号(S2)とを発生することを特徴とする装置。
  15. 請求項14に記載の装置において、前記第一および第二のノズル(33,34)を駆動するために、前記第一および第二のセンサ(35,36)と各ソレノイド弁(38,39)に接続している中央制御ユニット(37)を備えることを特徴とする装置。
  16. 請求項11から請求項15の何れか一項に記載の装置において、前記供給ステーション(6)が、傾斜案内部材(23)を有し、この案内部材が、前記チェーン(12)を横切って延びていて、前記キャップ(2)を前記チェーン(12)の前方部分(27)の方向に、下方に向けて供給することを特徴とする装置。
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