JP6537042B2

JP6537042B2 - 培地充填装置

Info

Publication number: JP6537042B2
Application number: JP2017082182A
Authority: JP
Inventors: 智彰中村
Original assignee: 株式会社中村製作所
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2017-04-18
Publication date: 2019-07-03
Anticipated expiration: 2037-04-18
Also published as: JP2018174852A

Description

本発明は、例えばフィルム状の袋に培地を充填して加圧成形する培地充填装置に関する。

椎茸や舞茸などの茸を栽培する方法として、フィルム状の袋に培地を充填した培地を殺菌してから種菌を植菌して袋に封をして温度湿度を管理して栽培することが行われている。
このとき、ガゼット状に折り畳まれたフィルム状の袋を自動機で１枚ずつピックアップして開口させ、培地を充填し、加圧するとともに種菌入植用の凹部を成形して取り出す茸栽培用ブロックの製造装置が提案されている（特許文献１：特許第２５９２７８４号公報）。

この装置は、フィルム状の袋を垂直姿勢で開口させてホルダーに装着され袋上端が保持される。そして、挿入部を袋内に挿入して押出部材により四隅を押し出しながら昇降して袋を角筒状に強制拡開させる。この角筒状に拡開させられた袋は、回転テーブルを１８０°回転させて、加圧部の直下に移送される。そして、袋を底板９で支持すると共に底板の下方から角筒状の保持筒を上昇させて袋の周囲を支持させた状態で定量の培地を充填する。次いで、押圧プレートにより充填された培地を加圧して押し固める。その後、押圧プレートを袋内から退避させ、保持筒を下降させてホルダーによる袋上端の保持を解除することで、製造された茸栽培用ブロックが取り出せるようになっている。

特許第２５９２７８４号公報

上述した茸栽培用ブロックの製造装置においては、袋の拡開状態を形成してホルダーに保持するステージと、１８０°回転させた対向位置で袋を底板と保持筒で保持させた状態で培地充填、加圧、袋取出しのステージを２か所で実施するようになっている。このため、１つの袋へ培地を充填し加圧している間、ホルダーへ装着され四隅を押し出して角柱状に拡開させた次の袋は待機状態にあり、待機時間が長くなり生産性が低下する。

また、袋をホルダーに開口させて保持するのみならず挿入部を挿入して角筒状に四隅を押し出す工程や、角柱状に拡開させた袋に培地を充填する位置で、角筒状の保持筒を上昇させて袋の周囲を支持し、保持筒を下降させて茸栽培用ブロックを取り出す必要があるため、その分だけ作業時間が長くなる。

また、培地を袋へ充填する工程では、充填手段とその後工程で行う加圧手段が干渉することがないように加圧手段は充填手段より高い位置に組み付けられる。このため、製造装置が高さ方向に大型化する。
さらに、ホルダーの保持された袋は、底板に底部を支持されると共に周囲を角筒状の保持筒を昇降させて保持されたまま、培地の充填及び加圧が行われるようになっている。このように、角筒状に拡開させた袋に培地を充填して加圧するためには、角筒状の保持筒を用いてその長さの２倍以上の移動距離を昇降させる必要があるため、装置が高さ方向に更に大型化するうえに重量も嵩む。よって、装置のメンテナンス作業が行い難くなるという課題がある。

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、複数のフィルム状の袋を開口させた状態で保持し、培地充填から加圧成形が行われて取り出されるまでの各工程を自動化して並行することで作業時間を短縮して生産効率を向上させ、しかも装置構成を簡略化し軽量で高さ方向に大型化することがなくメンテナンス作業が容易に行える培地充填装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
折り畳まれて水平に積層された培地充填袋を１枚ずつ保持して起立姿勢で矩形状に開口させて袋搬送部に供給する袋供給部と、前記培地充填袋の袋開口部が保持され回転軸を中心として回転する回転板に径方向外向きに開口する起立姿勢で保持されたコ字状ホルダーの前記外向き開口部内に袋本体が収容された前記培地充填袋を複数箇所で保持したまま所定方向へ搬送する前記袋搬送部と、前記袋搬送部に保持された前記培地充填袋に所定量で計量された培地を袋開口から供給する培地充填部と、前記培地が充填された前記培地充填袋に対して前記コ字状ホルダーの前記外向き開口部を閉止したまま、袋内の前記培地を押し固めると共に該培地に凹部を成形する加圧成形部と、前記培地が加圧成形された前記培地充填袋を前記袋搬送部から取り出す袋取出し部と、を具備し、前記袋搬送部は前記回転軸を中心に間欠回転駆動され、前記袋搬送部の周囲に配置された前記袋供給部による前記培地充填袋の供給動作、前記培地充填部による培地充填動作、前記加圧成形部による前記培地の加圧成形動作及び前記袋取出し部による前記培地充填袋の取出し動作が同期を取って行われることを特徴とする。

上記構成によれば、袋搬送部は、培地充填袋の開口部が保持されて外向きに開口するコ字状ホルダーの外向き開口部内に袋本体が収容され、培地充填袋を複数箇所で保持したまま回転軸を中心に間欠回転駆動され、袋搬送部の周囲に配置された袋供給部による培地充填袋の供給動作、培地充填部による培地充填動作、加圧成形部による培地の加圧成形動作及び袋取出し部による培地充填袋の取出し動作が同期を取って行われるので、空の培地充填袋を袋搬送部に供給してから、培地充填から加圧成形が行われて取り出されるまでの各工程を自動化して並行することで作業待機時間を減らして生産効率を向上させることができる。また、外向きに開口するコ字状ホルダーの外向き開口部内に袋本体が収容されたまま各工程間を搬送されるので、培地充填袋を袋搬送部に対して装着若しくは取り出す際に培地充填袋の周囲を支持する角筒を昇降させる必要はなく、作業効率が良いうえに装置の高さを低く抑えしかも装置構成を簡略化して軽量化することができる。

前記袋搬送部は、一対のコ字状の開閉爪が矩形開口部を形成するように対向配置され、一方の開閉爪を他方の開閉爪に対して前記回転軸を中心として径方向に移動可能に保持した第一回転板と、前記コ字状ホルダーの開口部が前記一対の開閉爪位置と対向位置に保持する第二回転板と、備え、前記第一回転板と前記第二回転板が前記回転軸と一体に組み付けられていることが好ましい。
これにより、袋供給部から供給された培地充填袋の開口内で一対の開閉爪を互いに離間させることにより袋開口を保持すると共に垂れ下がった袋本体をコ字状ホルダーの側面開口部内に収容して搬送することができる。

前記袋搬送部は、駆動源より駆動カムを回転駆動させ、前記駆動カムに設けられたピンがゼネバ歯車の溝に嵌まり込んでいる間だけ従動回転して間欠的に回転駆動されるゼネバ機構を備えており、前記ゼネバ歯車は前記回転軸と同軸に組み付けられて回転駆動されることが望ましい。
これにより、袋搬送部の回転軸はゼネバ歯車の回転軸と同軸に設けられているので、袋供給、培地充填、培地加圧成形及び袋取出しの各工程の同期を取って並行することができる。よって、培地充填装置の生産効率を向上させることができる。

前記袋供給部には、ガゼット折されて水平に積層された前記培地充填袋から最上側の培地充填袋のみを吸着保持して起立姿勢にする第一吸着部と、前記第一吸着部に起立姿勢で吸着保持された前記培地充填袋を両側から挟み込んで吸着保持することで受け渡され、前記袋搬送部に開口させて受け渡す第二吸着部とを備えていることが好ましい。
これにより、第一吸着部は、専らガゼット折されて水平に積層された培地充填袋から最上側の培地充填袋のみを吸着保持して起立姿勢にし、第二吸着部は第一吸着部から培地充填袋を受け取って開口させて、袋搬送部に受け渡す動作を繰り返し連続して行うことで、袋搬送部に複数箇所に設けられた各コ字状ホルダーに対して袋供給動作が迅速に行える。

前記第二吸着部は第一回転板に設けられた一対の開閉爪の直下に進入して両側に培地充填袋を開口させて前記一対の開閉爪を袋内に収納させると共に袋装着部が前記一対の開閉爪を径方向に離間させることで前記培地充填袋の袋開口が保持されて前記第一回転板に受け渡されることが好ましい。
これにより、第二吸着部に保持した袋開口と一対の開閉爪を位置合わせして培地充填袋を確実に第一回転板に受け渡すことができる。

前記袋搬送部にはエア噴出部が設けられており、前記第二吸着部によって前記培地充填袋内に一対の開閉爪を収納する際に前記エア噴出部より袋内にエア噴出させることが好ましい。
これにより、第二吸着部から袋搬送部の一対の開閉爪に保持させる際にエア噴出部からエア噴出させることで、ガゼット折された培地充填袋のまち部分を伸ばして袋本体をコ字状ホルダーに沿って角筒状に広げて搬送することができる。これにより、後工程で行われる培地充填動作を円滑に行うことができる。

前記加圧成形部には、前記コ字状ホルダーの底部に配置され前記培地充填袋の底部を支持する底板と、前記コ字状ホルダーの外向き開口部を閉止する閉止板と、該閉止板を開閉させる開閉シリンダと、前記培地充填袋内に供給された培地を押し固めると共に種菌供給用の凹部を形成する押圧ピンが設けられた押圧プレートと、該押圧プレートを昇降させる押圧シリンダと、を備えていることが好ましい。
これにより、袋搬送部によって袋開口部を保持されて加圧成形部に搬送された培地充填袋は、底板に支持されると共に開閉シリンダにより閉止板をコ字状ホルダーの外向き開口部に押し当てて当該外向き開口部を閉止する。これにより、有底の筒状ホルダーを形成して押圧シリンダを作動させて押圧プレートを袋内に進入させて培地を押し固めても培地が崩れたり変形したりすることがなく矩形状ブロック状に成形することができる。また、矩形状ブロックに成形された袋内の培地の表面には種菌供給用の凹部を形成することができる。

前記袋取出し部には、前記袋搬送部に保持された前記培地充填袋の袋開口の保持状態を解放する袋解放部と、前記袋解放部に解放された前記培地充填袋を前記コ字状ホルダーの底部開口を閉止して支持する可動底部と、前記可動底部が前記コ字状ホルダーの底部開口を開放した取出し位置で前記培地充填袋を前記コ字状ホルダーの開口内から径方向外側に押し出す袋押出し部と、を備えていることが好ましい。
これにより、矩形ブロック状に加圧成形された培地充填袋が袋搬送部によって袋取出し部に搬送されると、袋解放部に培地充填袋の保持を解除するとコ字状ホルダーの底部開口を閉止した可動底部に支持される。そして、可動底部がコ字状ホルダーの底部開口を開放した取出し位置まで移動させ、袋取出し部によりコ字状ホルダーの開口内から径方向外側に押し出すことで培地充填袋を取り出す事ができる。取り出された培地充填袋はコンベア等に載置して下流側に自動搬送することができる。

上述した培地充填装置を用いれば、複数のフィルム状の袋を開口させた状態で保持し、培地充填から加圧成形が行われて取り出されるまでの各工程を自動化して並行することで作業時間を短縮して生産効率を向上させることができ、しかも装置が高さ方向に大型化することがないのでメンテナンス作業も容易に行うことができ、装置構成を簡略化して軽量化することができる。

培地充填装置の平面透視図である。図１の培地充填装置の概略平面図である。図１の手前側（袋供給部側）から見た側面図である。図１の右側（袋取出し部側）から見た側面図である。袋供給部の側面図である。図５の平面レイアウト図である。袋受け渡し動作を示す説明図である。

以下、本発明に係る培地充填装置の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。培地充填袋Ｐとしては、例えば一端に開口を有しガゼット折りされたポリプロピレン製の袋等が用いられる。また、培地としては例えば椎茸や舞茸などの栽培用としておが粉等が用いられる。

図２において、培地充填装置の概略構成について平面レイアウト図を参照して説明する。袋供給部１は袋積層トレイ２に折り畳まれて積層された培地充填袋Ｐを１枚ずつピックアップして起立姿勢で矩形状に開口させて袋搬送部３へ供給する。袋搬送部３は培地充填袋Ｐを矩形状に開口させたまま保持し、外向きに開口するコ字状ホルダー４に収容して複数箇所（図２では４か所）で保持したままで搬送する。

培地充填部５は、袋搬送部３に保持された培地充填袋Ｐに所定量で計量された培地を袋開口から供給する。具体的には、第一回転板３ａ上には培地タンク６が設けられている。この培地タンク６にはおが粉が収容されており該培地タンク６から定量のおが粉が常時供給室７に充填されている。この供給室７に充填されたおが粉が、コ字状ホルダー４に収容された培地充填袋Ｐに定量ずつ充填されるようになっている。

加圧成形部８は、培地が充填された培地充填袋Ｐに対してコ字状ホルダー４の側面開口部４ａ（「外向きに開口する外向き開口部」を指し示すものとする）を閉止したまま、培地を押し固めると共に該培地に凹部を成形する。
また、袋取出し部９は、培地が加圧成形された培地充填袋Ｐを袋搬送部３から取り出す。

上述したように、袋搬送部３は回転軸１０を中心に９０°ごとに所定方向（図２の時計回り方向）に間欠回転駆動され、袋搬送部３の周囲に配置された袋供給部１による培地充填袋Ｐの供給動作、培地充填部５による培地充填動作、加圧成形部８による培地の加圧成形動作及び袋取出し部９による培地充填袋Ｐの取出し動作が同期を取って行われる。

上記構成によれば、袋搬送部３の外向きに開口するコ字状ホルダー４に、培地充填袋Ｐが供給されて矩形状に開口したまま複数箇所で保持されて搬送され、培地充填袋Ｐの供給動作、培地充填袋Ｐに対する培地充填動作、培地充填袋Ｐ内の培地の加圧成形動作及び袋搬送部３からの培地充填袋Ｐの取出し動作が同期を取って行われる。これにより、空の培地充填袋Ｐを袋搬送部３に供給してから、培地充填から加圧成形が行われて取り出されるまでの各工程を自動化して並行することで作業待機時間を減らして生産効率を向上させることができる。また、外向きに開口するコ字状ホルダー４の側面開口部４ａ内に袋本体が収容されたまま各工程間を搬送され、培地充填袋Ｐを袋搬送部３に対して装着若しくは取り出す際に側面開口部４ａを利用できるので、培地充填袋Ｐの周囲を支持する角筒を昇降させる必要はなく、作業効率が良い上に装置の高さを低く抑えることができる。

ここで、袋搬送部３の一例について図３を参照して説明する。袋搬送部３は、第一回転板３ａと第二回転板３ｂとが複数（図２では４か所）設けられた支柱３ｃにより連結されている。また、第一回転板３ａと第二回転板３ｂは回転軸１０に一体に組み付けられ、回転軸１０と共に同方向に回転するようになっている。第一回転板３ａの下面側には、コ字状に形成された一対の開閉爪３ｄ，３ｅが開口部どうしを対向させて径方向に開閉可能に設けられている。一対の開閉爪３ｄ，３ｅは開口部を対向配置することで矩形筒状を形成するように設けられている。また、一対の開閉爪３ｄ，３ｅのうち例えば外側の開閉爪３ｄは可動爪であり内側の開閉爪３ｅは固定爪となっている。開閉爪３ｄはコイルばね３ｆにより開閉爪３ｅより離間する向きに付勢されている。この開閉爪３ｄは、装置フレームＦに設けられた袋装着用シリンダ１１（図２参照）によってコイルばね３ｆの付勢に抗して固定側の開閉爪３ｅに向かって押し込まれるようになっている（袋装着部）。

第二回転板３ｂは、２枚の回転板３ｂ１と回転板３ｂ２を備えており、これらの外周縁部には、コ字状ホルダー４が側面開口部４ａを外向きにして一体的に保持されている。コ字状ホルダー４は、第二回転板３ｂ（回転板３ｂ１，３ｂ２）に対して回転軸１０を中心として９０°位相が異なる位置に複数箇所（図２では４か所）設けられ、第一回転板３ａに設けられた一対の開閉爪３ｄ，３ｅの位置と対向して配置されている。
これにより、袋供給部１から供給された培地充填袋Ｐの開口内で一対の開閉爪３ｄ，３ｅを互いに離間させることにより袋開口を保持すると共に垂れ下がった袋本体をコ字状ホルダー４に収容して搬送することができる。

ここで、袋搬送部３の駆動系について図１を参照して説明する。
駆動源であるモータＭ（図４参照）により無端状ベルトチェーン２７を介してスプロケット２８（図４参照）と同軸に設けられた駆動カム１２を回転駆動させる。このとき、駆動カム１２に設けられた係合ピンが１回転する間にゼネバ歯車１３の係合溝（スロット）１３ａに嵌まり込んでいる間だけ従動回転して間欠的に回転駆動されるゼネバ機構を備えている。ゼネバ歯車１３は、回転軸１０と同軸に組み付けられており、マルタ十字状の歯と歯を仕切る径方向のスロット１３ａが９０°間隔に設けられている。よって、駆動カム１２が１回転するごとにゼネバ歯車１３が回転軸１０を９０°ずつ回転させるようになっている。

このように、袋搬送部３はゼネバ歯車１３が回転軸１０と同軸に設けられているので、回転軸１０の周囲に９０°位相をずらせて配置された袋供給部１、培地充填部５、加圧成形部８及び袋取出し部９の各工程の同期を取って並行することができ、待機時間を減らすことができるので、生産効率を向上させることができる。本実施例の場合、一工程で約６ｓｅｃで完了するように設定されているため、袋搬送部３のすべてのコ字状ホルダー４に培地充填袋Ｐが収容された状態で、６ｓｅｃに１個の培地が充填され加圧成形された培地充填袋Ｐが製造されることになる。

次に袋供給部１の構成について図５乃至図７を参照して説明する。図７に示すように、袋積層トレイ２には、ガゼット折された培地充填袋Ｐが複数折り畳まれて積層されている。第一吸着部１４は、袋積層トレイ２から最上側の培地充填袋Ｐのみを吸着保持して起立姿勢にする。
図６Ｂに示すように、第一吸着部１４には第一吸着ヘッド１４ａと、該第一吸着ヘッド１４ａが回動軸１４ｂを中心に９０°範囲で回動可能に保持するヘッド保持部１４ｃと、ヘッド保持部１４ｃを支持して昇降する可動部１４ｄと、可動部１４ｄに設けられヘッド保持部１４ｃにシリンダロッド１４ｅ１が連結された回動用シリンダ１４ｅを備えている。可動部１４ｄには昇降用シリンダ１４ｆ（ロッドレスシリンダ）が設けられており、第一吸着ヘッド１４ａを装置フレームＦに設けられたガイドレール１４ｇに沿って袋吸着位置Ｔ１と培地充填袋Ｐを起立姿勢で第二吸着部１５に受け渡す受け渡し位置Ｔ２との間を往復動させる。

図７において、第二吸着部１５は、第一吸着部１４により起立姿勢で吸着保持された培地充填袋Ｐを両側から挟み込んで吸着保持することで受け渡され、袋搬送部３の一対の開閉爪３ｄ，３ｅに開口させて受け渡す。
図６Ａにおいて、第二吸着部１５には一対の第二吸着ヘッド１５ａを備えている。各吸着ヘッド１５ａはヘッド開閉シリンダ１５ｂのシリンダロッドに各々連結されて開閉可能に設けられている。各ヘッド開閉シリンダ１５ｂは、取付板１５ｃを介して袋搬入シリンダ１５ｄに支持されている。袋搬入シリンダ１５ｄはロッドレスシリンダであり、図５に示すように昇降テーブル１５ｅに設けられたガイドレール１５ｆに沿って、第二吸着ヘッド１５ａを第一吸着ヘッド１４ａとの袋受け渡し位置Ｔ３と、袋搬送部３に進入して一対の開閉爪３ｄ，３ｅの直下である袋搬入位置Ｔ４との間を往復動させる。装置フレームＦに設けられた昇降用シリンダ１５ｇのシリンダロッド１５ｈは昇降テーブル１５ｅと連結している。昇降用シリンダ１５ｆは、第二吸着ヘッド１５ａを第一吸着ヘッド１４ａから培地充填袋Ｐを受け渡される受け渡し位置Ｔ５と、一対の開閉爪３ｄ，３ｅを袋開口部内に収納する装着位置Ｔ６との間を往復動させる。尚、第一吸着ヘッド１４ａの受け渡し位置Ｔ２の高さ位置より第二吸着ヘッド１５ａの受け渡し位置Ｔ５の方が高さ位置が高くなるように配置されている。第一吸着ヘッド１４ａは、培地充填袋Ｐの開口部よりやや下方を吸着保持するのに対して、第二吸着ヘッド１５ａは、培地充填袋Ｐの開口縁部を吸着保持するためである。図５に示すように、第一吸着ヘッド１４ａ及び第二吸着ヘッド１５ａの袋吸着面には複数の吸引孔が設けられており図示しない吸引ホースを通じてブロワ１６に接続されている。

これにより、図５において、第一吸着部１４ａは、専らガゼット折されて袋積層トレイ２積層された培地充填袋Ｐから最上側の培地充填袋Ｐのみを吸着保持して回動用シリンダ１４ｅを作動させて第一吸着ヘッド１４ａを９０°回転させ培地充填袋Ｐを起立姿勢にすると共に昇降用シリンダ１４ｆを作動させて袋吸着位置Ｔ１から受け渡し位置Ｔ２へ移動させる（図７参照）。ヘッド開閉シリンダ１５ｂを作動させて一対の第二吸着ヘッド１５ａにより起立姿勢にある培地充填袋Ｐの開口端を挟み込んで吸着し第一吸着ヘッド１４ａの吸着を解除して培地充填袋Ｐを受け渡し位置Ｔ３で第二吸着ヘッド１５ａに受け渡す。
第二吸着ヘッド１５ａは培地充填袋Ｐを挟持したまま袋搬入シリンダ１５ｄを作動させて袋受け渡し位置Ｔ３から、袋搬送部３内の一対の開閉爪３ｄ，３ｅの直下である袋搬入位置Ｔ４へ進入する。そして、一対の第二吸着ヘッド１５ａをヘッド開閉シリンダ１５ｂにより両側に離間させて培地充填袋Ｐを開口させる。このとき、培地充填袋Ｐを開口と対向する位置に配置されたエア噴出部２９から開口して培地充填袋Ｐ内にエア噴出させることが好ましい。これにより、第二吸着ヘッド１５ａからガゼット折された培地充填袋Ｐのまち部分を伸ばして袋本体をコ字状ホルダー４に沿って角筒状に広げて搬送することができる。また、後工程で行われる培地充填動作を円滑に行うことができる。

次に図５に示すように、昇降用シリンダ１５ｆを作動させて、第二吸着ヘッド１５ａを受け渡し位置Ｔ５から一対の開閉爪３ｄ，３ｅを袋開口部内に収納する装着位置Ｔ６まで移動させる。このとき、一対の開閉爪３ｄ，３ｅは袋装着用シリンダ１１によりコイルばね３ｆの付勢に抗して押圧されて互いに矩形状開口部が縮小した状態にある。第二吸着ヘッド１５ａが装着位置Ｔ６に移動すると、図２に示す袋装着用シリンダ１１の押圧を停止すると、コイルばね３ｆが弾発して開閉爪３ｄが径方向外側に移動する。このとき一対の開閉爪３ｄ，３ｅの矩形状開口部が拡大した状態となり、培地充填袋Ｐの開口部を広げた状態で第一回転板３ａに設けられた一対の開閉爪３ｄ，３ｅで保持される。尚、培地充填袋Ｐの垂れ下がった袋本体は、コ字状ホルダー４内に収容されている。
これにより、一対の第二吸着ヘッド１５ａに保持した袋開口と一対の開閉爪３ｄ，３ｅを位置合わせして培地充填袋Ｐを確実に第一回転板３ａに受け渡すことができる。

第二吸着ヘッド１５ａは、装着位置Ｔ６より受け渡し位置Ｔ５に戻ると共に袋搬入位置Ｔ４から袋受け渡し位置Ｔ３に戻って待機する。また、第二吸着部１５が培地充填袋Ｐを袋搬送部３に搬入している間に、第一吸着部１４は、第一吸着ヘッド１４ａが受け渡し位置Ｔ２から袋吸着位置Ｔ１に戻って起立姿勢から水平姿勢に戻って袋積層トレイ２から次の培地充填袋Ｐを吸着保持して同様の動作を繰り返す。
このように培地充填袋Ｐを開口させて、袋搬送部３に開口したまま受け渡す動作を繰り返し連続して行うことで、袋搬送部３に複数箇所に設けられたコ字状ホルダー４に対する袋供給動作が迅速に行える。

図２において、培地充填部５には培地タンク６が設けられている。培地タンク６にはおが粉が収容されており攪拌羽６ａによって攪拌されている。この培地タンク６の下方に配置された筒状の供給室７には培地タンク６よりおが粉が供給されている。供給室７の直上には攪拌羽６ａが回転していることから摺り切りで定量のおが粉が供給室７に供給されるようになっている。供給室７には供給シリンダ７ａのシリンダロッド７ｂが連結されている（図４参照）。この供給シリンダ７ａにより供給室７を第一回転板３ａ上でスライドさせることで、供給室７が開口したコ字状ホルダー４上に移動すると、おが粉が培地充填袋Ｐに定量ずつ充填されるようになっている。

次に、加圧成形部８の構成について図４を参照して説明する。コ字状ホルダー４の底部には底板１７が設けられている。底板１７は、第２回転板３ｂ（回転板３ｂ２）の下方に配置され、培地充填部５でおが粉が充填された培地充填袋Ｐの底部を支持する。また、コ字状ホルダー４の外方には、側面開口部４ａを閉止する閉止板１８が設けられている。閉止板１８は開閉シリンダ１９のシリンダロッド１９ａに連結されている。開閉シリンダ１９は図示しない装置フレームＦにより支持されている。

また、第一回転板３ａの上方には、複数の押圧ピン２０ａが垂下して設けられた押圧プレート２０が設けられている。押圧プレート２０は、押圧シリンダ２１のシリンダロッド２１ａに連結して水平姿勢で支持されている。押圧プレート２０は、コ字状ホルダー４の側面開口部４ａを閉止板１８で閉止した状態で培地充填袋Ｐ内に進入して培地を押し固めると共に押圧ピン２０ａによって種菌供給用の凹部を形成する。

袋搬送部３によって袋開口部を保持されてコ字状ホルダー４内に収容されて加圧成形部８に搬送された培地充填袋Ｐは、開閉シリンダ１９を作動させて閉止板１８をコ字状ホルダー４に押し当てて側面開口部４ａを閉止する。これにより、有底の筒状ホルダーを形成する。この状態で押圧シリンダ２１を作動させて押圧プレート２０を袋内に進入させて培地を押し固める。このとき培地が崩れたり変形したりすることがなく培地充填袋Ｐ内で矩形状ブロックに成形することができる。また、矩形状ブロックに成形された培地の表面には種菌供給用の凹部を形成することができる。

次に袋取出し部９の構成について図３を参照して説明する。可動底部２２は、第二回転板３ｂに設けられたコ字状ホルダー４の底部開口を閉止可能に設けられている。可動底部２２は、昇降シリンダ２３のシリンダロッドに連結されている。昇降シリンダ２３は、装置フレームＦに支持固定されている。可動底部２２は昇降シリンダ２３を作動させると、コ字状ホルダー４の底部開口を閉止する閉止位置とそれより低い底部開口を開放した取出し位置との間で昇降可能に支持されている。

可動底部２２より袋搬送部３の径方向内側には袋押出し部２４が設けられている。袋押出し部２４は、押出シリンダ２４ａ（ロッドレスシリンダ）に押出板２４ｂが一体に組み付けられた可動部が、第二回転板３ｂ（回転板３ｂ２）の下方で径方向内側から径方向外側に設けられたガイドロッド２４ｃに沿って往復動するようになっている。また、可動底部２２が昇降する位置より外側には、矩形ブロック状に加圧成形された培地充填袋Ｐを送り出す搬送レール２５が設けられている。搬送レール２５には自在回転するローラが連続して設けられている。培地充填袋Ｐは、袋押出し部２４により取出し位置にある可動底部２２より外側に押し出されると搬送レール２５に沿って順次送り出される。尚、搬送レール２５に替えてベルトコンベア等により自動搬送するようにしてもよい。

また、図３において、第一回転板３ａの近傍の装置フレームＦには、袋解放用シリンダ２６が設けられている。袋解放用シリンダ２６は、第一回転板３ａの開閉爪３ｄ，３ｅにより保持された培地充填袋Ｐの保持状態を解除する（袋解放部）。具体的には、袋解放シリンダ２６を作動させてシリンダロッドにより径方向外側の開閉爪３ｄをコイルばね３ｆの付勢に抗して開閉爪３ｅに向かって径方向内側に押すことにより、一対の開閉爪３ｄ，３ｅの矩形状開口部が縮小した状態となり、袋開口部のテンションが弱まるため、おが粉の自重により培地充填袋Ｐが可動底部２２上に落下して支持される。

加圧成形部８において矩形ブロック状に加圧成形された培地充填袋Ｐが袋搬送部３によって袋取出し部９に搬送されると、先ず、袋解放用シリンダ２６を作動させて袋の保持を解除して培地充填袋Ｐを可動底部２２に受け渡す。可動底部２２は予め、コ字状ホルダー４の底部開口を閉止する閉止位置に支持されている。

培地充填袋Ｐが可動底部２２に受け渡されると、昇降シリンダ２３が作動して可動底部２２を閉止位置から取出し位置へ下降させる。また、袋押出し部２４の、押出シリンダ２４ａが作動して、押出板２４ｂが径方向内側から径方向外側に向かってガイドロッド２４ｃに沿って移動する。このとき押出板２４ｂが可動底部２２に載置された培地充填袋Ｐを搬送レール２５に向かって押し出す。
これにより、培地充填袋Ｐをコ字状ホルダー４の収容位置から側面開口部４ａを通じて径方向外側に押し出すことで取り出すことができる。尚、培地（おが粉）が矩形ブロック状に加圧成形された培地充填袋Ｐは、この後工程で殺菌消毒されて、種菌を凹部に植菌された後、開口部を封止されて温湿度管理された保管庫で保管されるようになっている。

上述した培地充填装置を用いれば、複数のフィルム状の培地充填袋Ｐを開口させた状態で袋搬送部３に保持し、培地充填から加圧成形が行われて取り出されるまでの各工程を自動化して並行することで作業時間を短縮して生産効率を向上させることができ、しかも装置が高さ方向に大型化することがないのでメンテナンス作業も容易に行うことができる。

上記実施形態では、袋搬送部３の周囲に４か所に袋供給部１、培地充填部５、加圧成形部８、袋取出し部９を一か所ずつ設けたが各々複数箇所に設けて更に取り個数を増やすことも可能である。
また、ゼネバ歯車１３の歯数を変えることで、回転角度が任意に変更できるので、工程間の回転角度が９０°異なる位置に限らず４５°等更に回転角度を狭く設定して間欠駆動することができる。
また、一対の開閉爪３ｄ，３ｅは径方向外側の開閉爪３ｄが可動爪であったが、径方向内側の開閉爪３ｅが可動爪であってもよく、双方が可動爪であってもよい。

１袋供給部２袋積層トレイ 3 袋搬送部３ａ第一回転板３ｂ第二回転板３ｂ１，３ｂ２回転板３ｄ，３ｅ開閉爪３ｆコイルばねＰ培地充填袋４コ字状ホルダー４ａ側面開口部５培地充填部６培地タンク６ａ攪拌羽７供給室７ａ供給シリンダ８加圧成形部９袋取出し部１０回転軸１１袋装着用シリンダ１２駆動カム１３ゼネバ歯車１３ａ係合溝１４第一吸着部１４ａ第一吸着ヘッド１４ｂ回動軸１４ｃヘッド保持部１４ｄ可動部１４ｅ回動用シリンダ１４ｅ１シリンダロッド１４ｆ昇降用シリンダ１５第二吸着部１５ａ第二吸着ヘッド１５ｂヘッド開閉シリンダ１５ｃ取付板１５ｄ袋搬入シリンダ１５ｅ昇降テーブル１５ｆガイドレール１５ｇ昇降用シリンダシリンダロッド１５ｈ１６ブロワ１７底板１８閉止板１９開閉シリンダ１９ａシリンダロッドＦ装置フレーム２０押圧プレート２０ａ押圧ピン２１押圧シリンダ２１ａシリンダロッド２２可動底部２３昇降シリンダ２４袋押出し部２４ａ押出シリンダ２４ｂ押出板２４ｃガイドロッド２５搬送レール２６袋解放用シリンダ２７スプロケット２８ベルトチェーン２９エア噴出部

Claims

折り畳まれて水平に積層された培地充填袋を１枚ずつ保持して起立姿勢で矩形状に開口させて袋搬送部に供給する袋供給部と、
前記培地充填袋の袋開口部が保持され回転軸を中心として回転する回転板に径方向外向きに開口する起立姿勢で保持されたコ字状ホルダーの前記外向き開口部内に袋本体が収容された前記培地充填袋を複数箇所で保持したまま所定方向へ搬送する前記袋搬送部と、
前記袋搬送部に保持された前記培地充填袋に所定量で計量された培地を袋開口から供給する培地充填部と、
前記培地が充填された前記培地充填袋に対して前記コ字状ホルダーの前記外向き開口部を閉止したまま、袋内の前記培地を押し固めると共に該培地に凹部を成形する加圧成形部と、
前記培地が加圧成形された前記培地充填袋を前記袋搬送部から取り出す袋取出し部と、を具備し、
前記袋搬送部は前記回転軸を中心に間欠回転駆動され、前記袋搬送部の周囲に配置された前記袋供給部による前記培地充填袋の供給動作、前記培地充填部による培地充填動作、前記加圧成形部による前記培地の加圧成形動作及び前記袋取出し部による前記培地充填袋の取出し動作が同期を取って行われることを特徴とする培地充填装置。
前記袋搬送部は、一対のコ字状の開閉爪が矩形開口部を形成するように対向配置され、一方の開閉爪を他方の開閉爪に対して前記回転軸を中心として径方向に移動可能に保持した第一回転板と、前記コ字状ホルダーの開口部が前記一対の開閉爪位置と対向位置に保持する第二回転板と、備え、前記第一回転板と前記第二回転板が前記回転軸と一体に組み付けられている請求項１記載の培地充填装置。
前記袋搬送部は、駆動源より駆動カムを回転駆動させ、前記駆動カムに設けられたピンがゼネバ歯車の溝に嵌まり込んでいる間だけ従動回転して間欠的に回転駆動されるゼネバ機構を備えており、前記ゼネバ歯車は前記回転軸と同軸に組み付けられて回転駆動される請求項１又は請求項２記載の培地充填装置。
前記袋供給部には、ガゼット折されて水平に積層された前記培地充填袋から最上側の培地充填袋のみを吸着保持して起立姿勢にする第一吸着部と、前記第一吸着部に起立姿勢で吸着保持された前記培地充填袋を両側から挟み込んで吸着保持することで受け渡され、前記袋搬送部に開口させて受け渡す第二吸着部とを備える請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の培地充填装置。
前記第二吸着部は第一回転板に設けられた一対の開閉爪の直下に進入して両側に培地充填袋を開口させて前記一対の開閉爪を袋内に収納させると共に袋装着部が前記一対の開閉爪を径方向に離間させることで前記培地充填袋の袋開口が保持されて前記第一回転板に受け渡される請求項４記載の培地充填装置。
前記袋搬送部にはエア噴出部が設けられており、前記第二吸着部によって前記培地充填袋内に一対の開閉爪を収納する際に前記エア噴出部より袋内にエア噴出させる請求項４又は請求項５記載の培地充填装置。
前記加圧成形部には、前記コ字状ホルダーの底部に配置され前記培地充填袋の底部を支持する底板と、前記コ字状ホルダーの前記外向き開口部を閉止する閉止板と、該閉止板を開閉させる開閉シリンダと、前記培地充填袋内に供給された前記培地を押し固めると共に種菌供給用の凹部を形成する押圧ピンが設けられた押圧プレートと、該押圧プレートを昇降させる押圧シリンダと、を備えている請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の培地充填装置。
前記袋取出し部には、前記袋搬送部に保持された前記培地充填袋の袋開口の保持状態を解放する袋解放部と、前記袋解放部に解放された前記培地充填袋を前記コ字状ホルダーの底部開口を閉止して支持する可動底部と、前記可動底部が前記コ字状ホルダーの底部開口を開放した取出し位置で前記培地充填袋を前記コ字状ホルダーの開口内から径方向外側に押し出す袋押出し部と、を備えている請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の培地充填装置。