JP2007126208A

JP2007126208A - 袋詰め包装機

Info

Publication number: JP2007126208A
Application number: JP2006010891A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Koga; 彰一古賀; Kenji Kawamura; 健治河村
Original assignee: Toyo Jidoki Co Ltd
Current assignee: Toyo Jidoki Co Ltd
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-05-24
Also published as: EP1770018A1; US20070074492A1

Abstract

【課題】間欠回転するテーブル３の周囲に設置したグリッパー対２，２で供給された袋１を把持し、その袋に各停止位置で順次所定の包装操作を施すとともに、工程の途中で袋内のガス置換を行う袋詰め包装機において、生産効率を低下させることなくガス置換を確実に安定して行い、かつ包装操作の自由度が損なわれないようにする。
【解決手段】袋口の開口形状を保持する一対のガイド部材１５，１６を、各グリッパー対のそれぞれに対応してテーブル３上に設置する。ガイド部材１５，１６は中空で、その中空内部が不活性ガス供給源に接続され、袋内に挿入されるガイド部１５ｃ，１６ｃの先端にガス吹き出し口を有する。すなわち、ガイド部材１５，１６がガス吹き込みノズルを兼ねる。
【選択図】図１

Description

本発明は、供給された袋の両側縁部を挟持して袋を所定の姿勢に保持するグリッパー対を備え、前記グリッパー対で保持した袋に対し、袋口の開口、被包装物の充填及び袋口のシール等の各種包装操作を順次施すとともに、工程の途中で袋内のガス置換を行う袋詰め包装機に関する。

袋詰め包装機において、包装工程の途中で、袋口から袋内にガス吹き込みノズルを挿入して、袋内の空気を不活性ガス（例えば窒素ガス）に置換することは一般的に行われ、主な方式として例えば次のようなものがある。
（１）固定方式；例えば間欠移送式のロータリー式袋詰め包装機において、停止位置の１つ又は複数箇所に昇降自在なガス吹き込みノズルを配置し、当該位置に移送され停止した袋にガス吹き込みノズルを挿入し、袋内のガス置換を行い、次いで抜き出す（特許文献１参照）。
（２）追従方式；例えば連続移送式（ロータリー式を含む）の袋詰め包装機において、１個又は複数個の昇降自在なガス吹き込みノズルを袋の移動経路に沿って所定距離往復動可能に設け、袋と同期して同方向に移動する間、ガス吹き込みノズルを袋に挿入してガス置換を行い、移動端でガス吹き込みノズルを抜き出し、元の位置に復帰させる（特許文献２，３参照）。
（３）同調方式；例えば間欠回転型のロータリー式袋詰め包装機において、テーブルの周囲に設置した複数対のグリッパー対のそれぞれに対応してガス吹き込みノズルを設置し、所定区間内でガス吹き込みノズルを袋に挿入してガス置換を行い、所定位置で抜き出す（特許文献４，５参照）。なお、同調方式とは、包装操作に用いられる手段（この場合はガス吹き込みノズル）が複数対のグリッパー対のそれぞれに対応して設置され、常にグリッパーと共に（＝同調して）移動する方式をいう。

特開平７−３１３１２８号公報特開２００２−３２６６０４号公報特開２００５−２５５２３６号公報特開２００４−６７２２４号公報特開２００５−３５６１０号公報

上記３方式のうち同調方式は、ガス吹き込み期間を比較的長くとることができ、またその全期間にわたりガス吹き込みを連続的に行うこともできるから、袋内のガス置換がより確実に安定して行える利点がある。しかもガス吹き込み期間を長くとることにより生産効率を低下させなくて済む。
しかし、特許文献４では、ガス吹き込みノズルをホッパーの下方に取り付けるから、各グリッパー対ごとにホッパーを配置した袋詰め包装機にしか適用できず、また充填後に他の部材を袋内に挿入できない（例えば被充填物の種類や袋サイズによっては、充填後の停止位置において、別途ガス吹き込みノズルを袋内に挿入して追加のガス吹き込みを行ったり、液状物充填用のノズルを挿入したい場合があるが、ホッパーが邪魔になる）など、包装操作の自由度が損なわれる。特許文献５では、ガス吹き込みノズルの袋内への挿入が被包装物（固形物）の充填後になるため、特許文献４の方法に比べてガス吹き込みの可能な期間が短く、かつ被包装物の充填前に袋内にあった空気が充填時に被包装物に巻き込まれ、これが全くガス置換されないまま残留する可能性があるため、ガス置換の確実性及び安定性にやや劣る。

従って、本発明は、供給された袋の両側縁部を挟持して袋を吊り下げ保持するグリッパー対を水平な無端状の袋移送軌跡に沿って複数対等間隔に備え、前記グリッパー対を連続的又は前記間隔毎に間欠的に一方向に回転移動させ、前記グリッパー対で保持した袋に対し、袋口の開口、被包装物の充填及び袋口のシール等の各種包装操作を順次施すようにした袋詰め包装機において、生産効率を低下させることなく、かつ包装操作の自由度を損なうことなく、ガス置換を確実に安定して行うことを目的とする。

本発明は、供給された袋の両側縁部を挟持して袋を吊り下げ保持するグリッパー対を水平な無端状の袋移送軌跡に沿って複数対等間隔に備え、前記グリッパー対を連続的又は前記間隔毎に間欠的に一方向に回転移動させ、前記グリッパー対で保持した袋に対し、袋口の開口、被包装物の充填及び袋口のシール等の各種包装操作を順次施す袋詰め包装機において、前記グリッパー対のそれぞれに対応して、前記グリッパー対と共に回転移動し、上方の待避位置と下方の保持位置の間を所定のタイミングで移動する一対のガイド部材が設置され、該一対のガイド部材は待避位置にあるとき袋口外に位置し、保持位置にあるとき開口した袋口から袋に挿入されるガイド部を先端に有し、該ガイド部は所定のタイミングで互いに開閉するとともに、開いたとき袋口を所定の開口形状に保持し、さらに前記ガイド部材は中空体で構成されてガス置換ノズルを兼ね、その中空内部がガス流通路とされ、前記ガイド部に開口が形成されていることを特徴とする。

前記ガイド部材は、例えば管状体又は中空の板状体からなる中空体で構成され、その中空内部がガス供給源又は真空源に通じるガス流通路となり、ガイド部の先端又は適所に開口（ガス吹き込み口又は吸引口）を有し、これらが一対で１組となり、所定のタイミングで互いに開閉（離間・接近）可能とされている。
一対のガイド部材のうち、一方はガス供給源に連通・遮断可能に接続されているか、ガス供給源と真空源に切換可能かつそれぞれ連通・遮断可能に接続されている。他方は、ガス供給源に連通・遮断可能に接続されているか、ガス供給源と真空源に切換可能かつそれぞれ連通・遮断可能に接続されているか、真空源に連通・遮断可能に接続されている。具体例を示すと、前記一対のガイド部材は、いずれもガス供給源に接続され、あるいはいずれもガス供給源と真空源に切換可能に接続され、あるいは一方がガス供給源、他方が真空源に接続された形態である。ガス供給源に接続されたガイド部材は、ガスの吹き込み圧が調整可能とされていることが望ましい。

前記一対のガイド部材のガイド部は、互いに閉じたときガイド部の移送方向に対し直列に並んだ状態に近接配置されることが望ましく、閉じた状態で袋に挿入される。両ガイド部が閉じた状態で袋内にあるとき、両ガイド部は袋幅方向の略中心位置に袋幅方向に並んで近接配置されている。ただし、この場合、各ガイド部の位置を個別に見ると、どちらも袋幅の中心位置から袋幅方向に少しずれている。
また、前記一対のガイド部材のガイド部は、袋内で開閉するとき、水平面内でそれぞれ円弧状の軌跡に沿って互いに反対方向に移動し、前記円弧状の軌跡は、いずれも中間で袋幅方向の中心に近づくように設定されていることが望ましい。ガイド部が袋内で互いに開くときは、該ガイド部は移動するにつれ前記軌跡に沿ってはじめは袋幅方向の中心に近づき、続いて再び袋幅方向の中心から遠ざかる。そして、袋サイズが小さいときは前記軌跡に沿って短い距離移動したところで停止し、袋幅サイズが大きいときは前記軌跡に沿って長い距離移動したところで停止するように、その開き幅が設定される。

本発明に係る袋詰め包装機に、充填用ホッパーを設置することができる。この充填用ホッパーは、前記特許文献３のように各グリッパー対に共通のものを充填位置に設置し、あるいは前記特許文献４のように各グリッパー対のそれぞれに対応して設置し、各グリッパー対と共に回転移動させることができる。充填用ホッパーは、所定のタイミングで上方の待避位置と下方の挿入位置の間を移動し、待避位置では袋口外に位置し、挿入位置において開口した袋口から袋に挿入される。挿入のタイミングは被包装物の充填前であり、充填後の適当なタイミングで待避位置に復帰する。前記一対のガイド部材は、充填用ホッパー挿入前に下方の保持位置に移動し、これによりガイド部が袋に挿入され、続いて互いに開いて袋口を所定の開口形状に保持する。ガイド部材の上方への移動は一般にホッパーが上昇した後に行われる。

本発明は、間欠移送式（グリッパーで保持した袋を間欠的に移動させ、停止時又は／及び移動時に包装操作を施すタイプ／特許文献１，３〜５参照）、又は連続移送式（グリッパーで保持した袋を連続的に移動させ、その移動時に包装操作を施すタイプ／特許文献２参照）、無端軌道式（チェーン等の無限軌道にグリッパー対を設置し、無端状の袋移送軌跡に沿って袋を移送するタイプ／特許文献２参照）、又はロータリー式（回転テーブルにグリッパー対を設置し、円形の袋移送軌跡に沿って袋を移送するタイプ／特許文献１，３〜５参照）の袋詰め包装機に適用される。

本発明によれば、グリッパー対のそれぞれに対応してガイド部材を設置し、かつガイド部材にガス置換ノズルを兼ねさせ、ガス置換の期間を長くとり、その全期間にわたり、不活性ガス等の吹き込み及び必要に応じて脱気を連続的に行うことができ、全ての袋に対しガス置換を確実にかつ安定して行うことができる。そして、袋口の開口を行うガイド部材がガス置換ノズルを兼ねることにより、装置構造を余り複雑化することなくガス置換を行うことができる。
一方のガイド部材を真空源に接続し、あるいは一方又は双方のガイド部材をガス供給源と真空源に切り換え可能に接続することにより、袋内へのガス吹き込みと袋内からの脱気を同時又は交互に行うことができる。またガス供給源に接続されたガイド部材について、ガス吹き込み圧を調整可能とすることにより、ガス吹き込み中に吹き込み量を調整することができる。これによりガス吹き込みと脱気を適宜組み合わせ、あるいはガス吹き込みの強弱を適宜組み合わせ、被充填物の種類や袋サイズに応じた最適のパターンでガス置換を行うことができる。

前記一対のガイド部材のガイド部は袋内において開閉（離間・接近）するが、閉じた状態のとき両ガイド部が袋口の開口の略中心位置に袋幅方向に並んで近接配置されるように、その位置が設定されていることが望ましい。これにより、両ガイド部が袋幅方向に対し垂直な方向に占めるスペースが狭くなるので、該ガイド部材が袋に挿入された状態でグリッパー対の間隔を広げて袋口を左右に緊張させたとき、袋口の開口が小さく狭まり、外気の袋内への流入や袋内のガスの流出が制限され、ガス置換効率が向上する。
なお、被充填物の種類によっては、充填工程終了後も所定期間ガイド部材により袋口を開口した状態でガス置換する場合がある。このとき、例えば被包装物の充填状態や移送中における揺れや振動によって、袋口の開口形状にバラツキが生じると、ガス置換が十分に行われない袋が生じる可能性があるが、ガイド部によって袋口を所定の開口形状に保持することで、ガス置換がどの袋に対しても同じように行われる。

袋内で閉じた上記配置のガイド部は、どちらも袋幅の中心位置から袋幅方向にずれている。従って、両ガイド部を開閉（離間・接近）させるとき、従来の開口部材のように袋幅方向に対し垂直な方向に直線的に移動させると、開口した袋口は平行四辺形状にゆがみ、このゆがみは袋幅サイズが小さい程相対的に大きくなる。一方、上記ガイド部が袋内で開閉するとき、水平面内でそれぞれ円弧状の軌跡に沿って互いに反対方向に移動し、前記円弧状の軌跡がいずれも中間で袋幅方向の中心に近づくように設定しておくと、袋幅サイズの小さい場合、ガイド部の移動距離は小さく、開いたガイド部は前記軌跡に沿って袋幅の中心付近に近づくので、開口した袋口のゆがみが抑えられる。袋幅サイズが大きい場合、ガイド部の移動距離が大きく、開いたガイド部は袋幅の中心付近に近づいた後前記軌跡に沿って再び遠ざかり、開口した袋口にゆがみが出るが、余り問題にはならない。

以下、図１〜１３を参照して、本発明に係る袋詰め包装機について具体的に説明する。
図１に示すロータリー式袋詰め包装機は、袋１の左右両側縁部を把持して吊り下げるグリッパー対２，２が間欠回転（矢印は回転方向を示す）するテーブル３の周囲に複数対等間隔に配置され、かつ袋口の開口状態を保持するガイド装置４（ガイド部材１５，１６のみ示す）がグリッパー対２，２のそれぞれに対応してテーブル３上に設置されている。
テーブル３の周囲の各工程位置（Ａ〜Ｊ）には、位置Ａにコンベアマガジン式給袋装置５、位置Ｂに印字装置（印字器６のみ示す）、位置Ｃに袋口の開口装置（吸盤対７，７のみ示す）、位置Ｄに被包装物供給装置（ホッパー８のみ示す）、位置Ｅ〜Ｇに袋底タッピング装置９及び位置Ｇにガス置換（吹き込み）ノズル１１、位置Ｈにプレス脱気装置（図示せず）及びシール装置（熱板１２のみ示す）、位置Ｉに冷却シール装置（冷却板１３のみ示す）と製品排出シュート１４が配置され、位置Ｊはアイドル位置である。

ガイド装置４において、ガイド部材１５，１６は金属パイプを屈曲成形し、その先端部に屈曲成形したやや小径の金属パイプを嵌め込んだもので（図５参照）、２つが１組として機能する。ガイド部材１５，１６は、テーブル３の中心からみて略半径方向外向きに延びるアーム部１５ａ，１６ａと、互いに内向きに屈曲したリンク部１５ｂ，１６ｂと、下方に向く先端のガイド部１５ｃ，１６ｃからなり、ガイド部１５ｃ，１６ｃが袋内に挿入される。ガイド部材１５，１６の中空内部が図示しないガス供給源に通じるガス流通路となり、ガイド部１５ｃ，１６ｃの下端がガス吹き出し口となっている。つまり、ガイド部材１５，１６はガス置換ノズル（ガス吹き込みノズル）の機能を有する。
ガイド部材１５，１６は所定のタイミングで同時に上下方向に移動（揺動）可能で、これにより先端のガイド部１５ｃ，１６ｃが円弧状の軌跡をたどって上下方向に移動し、かつ水平面内においてテーブル３の略半径方向に沿って（正確には後述するように円弧状の軌跡に沿って）互いに逆方向に移動可能で、これによりガイド部１５ｃ，１６ｃが互いに開閉（離間・接近）する。

図１に示す袋詰め包装機の作動について説明すると、位置Ａでは停止したグリッパー対２，２に対しコンベアマガジン式給袋装置５から袋１が供給され、位置Ｂでは袋１の袋面に印字器６により印字が行われる。
位置Ｃでは袋１が吸盤対７，７により開口され（このときグリッパー対２，２の間隔が狭まる）、次いでそれまで上方位置（待避位置）にあったガイド部材１５，１６が下方（保持位置）に揺動し、袋１の上方位置にあったガイド部１５ｃ，１６ｃが袋に挿入され、また、ガイド部材１５，１６は下方への揺動よりタイミング的に若干遅れてテーブル３の略半径方向に沿って互いに逆方向に移動し、それまで閉じていたガイド部１５ｃ，１６ｃが開く。従って、ガイド部材１５，１６が待避位置から保持位置へ移動する過程でガイド部１５ｃ，１６ｃが開き始め、保持位置において完全に開き、袋口を所定の開口形状に保持するようになっている。また、ガイド部１５ｃ，１６ｃの下端（ガス吹き出し口）からガスの吹き込みが開始される。一方、ガイド部１５ｃ，１６ｃが開いた後、吸盤７，７は吸引を止め、袋１の袋面から後退する。

位置Ｄではガイド部材１５，１６により開口形状に保持された袋口に対し、上方からホッパー８が下降し、その下端が袋口内に挿入され、続いて被包装物１０がホッパー８に投入され、袋１内に充填される。なお、位置Ｃから位置Ｄまで移動する間も、袋内へのガスの吹き込みは継続して行われ、袋内のガス置換が進行している。
位置Ｅ及び位置Ｆではガス吹き込みと同時に袋底のタッピングが行われ、袋内での被包装物のブリッジが解消され、ガス置換が促進される。なお、位置Ｄから位置Ｅまで及び位置Ｅから位置Ｆに移動する間も、袋内へのガスの吹き込みは継続して行われ、袋内のガス置換が進行している。
続いて位置Ｇでは、さらに偏平な先端部を有するガス置換ノズル１１が、ガイド部１５ｃ，１６ｃの隙間を通って袋１内に挿入される。ガス置換ノズル１１が挿入された後、ガイド部材１５，１６が直ちに上方に揺動（ガス置換ノズル１１にぶつからない程度に上方に揺動）し、これによりガイド部１５ｃ，１６ｃが袋１から抜け出し、続いてグリッパー対２，２の間隔が広がって左右に緊張させ、開いた袋口を閉じる。この状態でガス置換ノズル１１によるガス吹き込みが行われる。なお、ガイド部材１５，１６によるガス吹き込みの場合、袋口が開口した状態でガス置換が行われるため、袋口付近に袋外の空気が侵入する可能性があり、より完全なガス置換のためには、ガス置換ノズル１１を用い、袋口を閉じてガス吹き込みを行うことが望ましい。所定時間ガス吹き込みを行った後、ガス置換ノズル１１は上方に移動し、袋１から抜き出される。このとき、グリッパー２，３の間隔をさらに広げて袋１の袋口を左右に緊張させると、袋１の袋口が完全に閉じる。

位置Ｈでは、プレス脱気と共に熱板１２により袋口のシールが行われ、位置Ｉでは、冷却板１３によりシールされた袋口の冷却が行われ、次いでグリッパー対２，２の挟持が解かれ、製品袋１Ａが製品排出シュート１４上に落下し、包装機外に排出される。
なお、以上述べた袋詰め包装機の構成及び機能は、ガイド装置４に関する部分を除けば公知である。

続いて、図２〜７を参照して、ガイド装置４を中心に袋詰め包装機の具体的な構造について説明する。
図２〜図４を中心に説明すると、図示しない駆動源に連結されて所定角度ずつ間欠回転する間欠回転軸２１にテーブル３が固定され、該テーブル３の下面にグリッパー２が取り付けられ、テーブル３の回転に伴い、所定のタイミングで開閉する。テーブル３の上面にグリッパー対２，２のそれぞれに対応して支柱対２２，２２が立設し、該支柱対２２，２２の間に第１平行リンク機構２３及び第２平行リンク機構２４が取り付けられている。
第１平行リンク機構２３は、それぞれ一端が支柱対２２，２２に回動自在に軸支されたリンク２５，２６と、リンク２５，２６の他端を連結する連結部材２７からなり、連結部材２７の内径側にはカムローラ２８が回転自在に取り付けられている。リンク２５，２６は常に平行を保つ。なお、この明細書において、内径側とはテーブル３の中心側を意味し、外径側とはその反対側を意味する。
第２平行リンク機構２４も、それぞれ一端が支柱対２２，２２に回動自在に軸支されたリンク２９，３０と、リンク２９，３０の他端を連結する連結部材３１からなり、連結部材３１の内径側にはカムローラ３２が回転自在に取り付けられている。リンク２９，３０は互いに常に平行を保つ。

第１平行リンク機構のリンク２６の外径側に取付プレート３３が固定され、該取付プレート３３の上に第３平行リンク機構３４が取り付けられている。第３平行リンク機構３４は、それぞれ中央部が取付プレート３３に回動自在に軸支されたリンク３５，３６と、リンク３５，３６の各端が回動自在に連結される取付ブロック部材３７，３８からなる。リンク３５，３６及び取付ブロック部材３７，３８は互いに常に平行を保つ。取付ブロック部材３７，３８には、それぞれガイド部材１５，１６の基部が固定されている。また、リンク３６の下部にピン３９が固定され、一方の支柱２２とピン３９の間に引張ばね４１が張設され、ガイド部材１５，１６を閉じる方向に付勢している。

第１平行リンク機構２３のリンク２６は、該リンク２６に固定された支持軸４２により支柱対２２，２２の間に回転自在に軸支され、レバー４３の下端が支柱対２２，２２の外側で支持軸４２に回転自在に支持されている。レバー４３の上端に固定された軸４４に、該軸４４に対し回転及び傾斜可能なジョイント４５を介して連結ロッド４６の一端が取り付けられ、一方、第３平行リンク機構３４のリンク３６の上面に立設する軸４７に、該軸４７に対し回転及び傾斜可能なジョイント４８を介して前記連結ロッド４６の他端が取り付けられている。また、軸４４にはフリーローラ４９が回転自在に取り付けられている。
第２平行リンク２４のリンク２９は、該リンク２９に固定された支持軸５１により支柱対２２，２２の間に回転自在に軸支され、レバー５２の上端が支柱対２２，２２の外側において支持軸５１に固定されている。レバー５２の下端は前記フリーローラ４９に外径側から当接可能で、これがフリーローラ４９を引張ばね４１の付勢力に抗して内径側に押圧すると、ガイド部材１５，１６が開くようになっている。

間欠回転軸２１の中心部に往復回転軸５３が配置され、図示しない駆動源により所定のタイミングで往復回転する。すなわち、往復回転軸５３は、間欠回転軸２１が回転するとき同期して同じ角度だけ回転（往動回転）し、間欠回転軸２１の停止時に逆方向に同じ角度回転して元の位置に復帰する。
往復回転軸５３に第１円筒カム５４が固定されている。第１円筒カム５４は外周に下向きのカム面を有し、ここにカムローラ２８が常時当接し、往復回転軸５３が復帰回転するとき、工程位置Ｃ及びＧにおいて第１平行リンク機構２３を作動させ、ガイド部材１５，１６を上下方向に揺動させる。
往復回転軸５３に第２円筒カム５５が昇降可能に、かつ回転方向には固定状態で取り付けられている。従って、第２円筒カム５５は回転方向には第１円筒カム５４と一緒に移動する。第２円筒カム５５は外周に上向きのカム面を有し、ここにカムローラ３２が常時当接し、往復回転軸５３が復帰回転するとき、工程位置Ｃ及びＨにおいて第２平行リンク機構２４を作動させ、第３平行リンク機構３４を介してガイド部材１５，１６を開閉させる。

支柱対２２，２２の上面に上テーブル５６が固定され、その中心が軸受５０を介して往復回転軸５３に支持されている。上テーブル５６の中心に大ギヤ５７が回転自在に取り付けられ、その周囲に同じ大きさの小ギヤ５８が４個噛み合い、各小ギヤ５８の軸５９（その１つに符号５９ａを付与している）が軸受６１により上テーブル５６に回転自在に支持されている。各軸５９（及び５９ａ）の下端部には雄ネジが形成され、それぞれがナット部材６２に螺合し、各ナット部材６２には調整ローラ６３が回転自在に取り付けられている。調整ローラ６３はナット部材６２の内径側に配置され、第２円筒カム５５に形成された溝状の係合部６４に嵌り込んでいる。
軸５９ａのみは、上テーブル５６の上方に突出し、その上端にハンドル６５が取り付けられている。ハンドル６５を回転すると、大ギヤ５７に噛み合う全ての小ギヤ５８が回転し、全ての軸５９が回転してナット部材６２が昇降し、これにより第２円筒カム５５が昇降する。第２円筒カム５５が昇降すると第２平行リンク機構２４が動き、レバー５２、連結ロッド４６及び第３平行リンク機構３４等を介してガイド部材１５，１６の開度（最大に開いたときのガイド部１５ｃ，１６ｃの間隔）が変わる。

上テーブル５６の上面に、各ガイド部材１５，１６に対応して切換弁６６が設置されている。図示しないガス供給源及びフィルターにつながる配管が、往復回転軸５３内を通って上テーブル５６上で分岐し、分岐した配管６７が各切換弁６６に接続され、各切換弁６６とガイド部材１５，１６の間は可撓性の配管６８で接続されている。

次に、この袋詰め包装機の特にガイド装置４の作動を説明すると、位置Ａ，Ｂでは、テーブル３が停止したとき、取付プレート３３が上向きに傾斜し、ガイド部材１５，１６は待避位置にあり、かつガイド部１５ｃ，１６ｃは閉じている。テーブル３の停止後、往復回転軸５３が復帰回転するがガイド部材１５，１６は上下移動も開閉もしない。
位置Ｃでは、テーブル３の停止後、往復回転軸５３が復帰回転するとき、カムローラ２８が第１円筒カム５４のカム面に沿って上昇し、第１平行リンク機構２３が作動して傾斜していた取付プレート３３が水平に戻り、それまで上方の待避位置にあったガイド部材１５，１６が下方の保持位置に移動（揺動）する。また、カムローラ３２が第２円筒カム５５のカム面に沿って上昇し、第２平行リンク機構２４が作動してレバー５２が内径側に揺動し、これにより連結ロッド４６が内径側へ移動し、引張ばね４１の付勢力に抗して第３平行リンク機構３４が作動し、ガイド部材１５，１６が互いに逆方向に移動し、それまで閉じていたガイド部１５ｃ，１６ｃが開く。タイミング的には、先に述べたように、ガイド部材１５，１６が待避位置から保持位置へ移動する過程でガイド部１５ｃ，１６ｃが開き始め、保持位置に到達後に完全に開き、袋口を所定の開口形状に保持する。なお、この時点で切換弁６６の作動により、ガイド部１５ｃ，１６ｃの下端（ガス吹き出し口）からガスの吹き込みが開始される。

位置Ｄ〜Ｆでは、ガイド部材１５，１６はそのまま保持位置にあり、かつガイド部１５ｃ，１６ｃが開いている。
位置Ｇでは、テーブル３が停止したとき、ガイド部材１５，１６は保持位置にあり、ガイド部１５ｃ，１６ｃは開いている。テーブル３の停止後、往復回転軸５３が復帰回転するが、このときガス置換ノズル１１が袋１に挿入された直後のタイミングで、カムローラ２８が第１円筒カム５４のカム面に沿って下降し、第１平行リンク機構２３が作動し、取付プレート３３が水平状態から上向きに傾斜し、それまで下方の保持位置にあったガイド部材１５，１６が上方に移動（揺動）する。往復回転軸５３の復帰回転の過程で、第２円筒カム５５のカム面に沿って動くカムローラ３２は昇降せず、従って第２平行リンク機構２４は作動せず、レバー５２も動かないが、取付プレート３３の傾斜に伴い、フリーローラ４９がレバー５２に押し付けられた状態で、取付プレート３３とレバー４３のなす角度が小さくなり、これにより連結ロッド４６が相対的に外径方向に押し出された形となり、第３平行リンク機構３４が作動して、ガイド部材１５，１６が移動しガイド部１５ｃ，１６ｃがガス置換ノズル１１と干渉しない程度に少し閉じる。

位置Ｈでは、テーブル３が停止したとき、ガイド部材１５，１６は待避位置にあり、かつガイド部１５ｃ，１６ｃは完全ではないが開いている。テーブル３の停止後、往復回転軸５３が復帰回転すると、第２円筒カム５５のカム面に沿って動くカムローラ３２が下降し、第２平行リンク機構２４が作動して、レバー５２が外径方向に大きく揺動する。これにより、レバー５２とフリーローラ４９の接触がなくなり、第３平行リンク機構３４は引張ばね４１の付勢力により作動し、ガイド部１５ｃ，１６ｃは完全に閉じる。位置Ｉ、Ｊではその状態が継続される。

図８に明瞭に示すように、ガイド部１５ｃ，１６ｃが閉じた状態（仮想線で示す）のとき、袋１内ではガイド部１５ｃ，１６ｃは袋幅方向の略中心位置（袋幅方向の中心をライン７１で示す）において、グリッパー２，２の把持部分（＝袋１の両側縁）を結ぶライン７２上に袋幅方向に並んで近接配置されている。各ガイド部１５ｃ，１６ｃの位置を個別に細かく見ると、ガイド部材１６ｃは袋幅の中心位置（ライン７１）から少し右側にずれ、ガイド部材１５ｃは袋幅の中心位置から少し左側にずれて位置している。
なお、ガイド部１５ｃ，１６ｃが袋幅方向に並んで近接配置されていることにより、グリッパー２，２の間隔を広げ袋１の袋口を左右に緊張させて閉じた場合は、袋口の開口が小さく狭まる。この状態でガス置換を行えば、外気の袋内への流入や袋内のガスの流出が制限され、ガス置換効率が向上する。

ガイド部材１５，１６は第３平行リンク機構３４の両端に連結されているから、ガイド部１５ｃ，１６ｃが袋１内で開閉するとき、ガイド部１５ｃ，１６ｃは水平面内で円弧状の軌跡（それぞれライン７３，７４で示す）に沿って互いに反対方向に回転対称的に移動する。移動後のガイド部材１５，１６（ガイド部１５ｃ，１６ｃを含む）を図８に実線で示す。さらに、ガイド部材１５ｃ，１６ｃが閉じた状態のとき、ガイド部１５ｃ，１６ｃはそれぞれ中心のライン７１を越え互いに交叉して配置されているから、前記軌跡（ライン７３，７４）はいずれも、ガイド部１５ｃ，１６ｃが開くとき、はじめ袋幅方向の中心（ライン７１）に近づき、略中心に達した後遠ざかる。ガイド部材１５ｃ，１６ｃが閉じるときはその逆をたどる。

袋幅サイズが変わっても、閉じたときの該ガイド部１５ｃ，１６ｃの位置は同じであるが、ガイド部材１５ｃ，１６ｃの開き幅は必要に応じて適宜変更される。すなわち、袋幅サイズが小さいときは、ガイド部材１５ｃ，１６ｃが前記軌跡に沿って短い距離移動したところで停止し、袋幅サイズが大きいときは前記軌跡に沿って長い距離移動したところで停止するように、その開き幅が設定される。
図８の例では、開いたときのガイド部１５ｃ，１６ｃの移動距離が比較的大きく、ガイド部１５ｃ，１６ｃは袋幅方向の中心（ライン７１）から離れ、そのため袋口の開口形状にゆがみが出ている（ライン７２に対し非対称）が、袋幅サイズが大きいため、余り問題にはならない。
一方、図９に示すように袋幅サイズが小さい場合、開いたときのガイド部１５ｃ，１６ｃの移動距離が短いので、ガイド部１５ｃ，１６ｃは袋幅の中心（ライン７１）付近で停止し、袋口の開口形状はひし形に近く、ライン７２に対し略対称形状となる。

なお、図２の右半分（及び図４）では、待避位置にあるガイド部材１５，１６が袋１の上で大きく跳ね上がっているが、実際には、熱板１２及び冷却板１３と干渉しない程度に上方に移動していればよい。
また、この袋詰め包装機は、例えば次のような改変が可能である。
（１）上記の例では、ホッパーは位置Ｄに配置されているが、例えば特許文献４に記載されているように、間欠回転するテーブル３上に、各グリッパー対２，２のそれぞれに対応してホッパーを上下移動可能に設けることができる。
（２）上記の例では、２つの円筒形カムを往復動させることにより、テーブル３の停止中にガイド部材を作動させていたが、円筒形カムを固定とし、テーブル３の回転中にガイド部材を作動させることもできる。
（３）上記の例では、テーブル３を間欠回転させたが、これを連続回転させることもできる。
（４）上記の例では、グリッパー対２，２を間欠回転するテーブル３に設置したが、例えば特許文献２に記載されたように、無端状の経路に沿って回転するチェーンに設置することもできる。
（５）上記の例では、ガイド部１５ｃ，１６ｃを円弧状の軌跡をたどって上下方向に移動させたが、保持位置近傍（例えばガイド部１５ｃ，１６ｃが袋内にある間）では鉛直に上下方向に移動し、それより上方では円弧状の軌跡をたどって上下移動させてもよいし、保持位置と待機位置の間の全行程で鉛直に上下移動させてもよい。
（６）上記の例では、ガイド部材１５，１６がガス吹き込みノズルを兼ねているが、ガイド部材はガイド専用とし、別途用意したガス吹き込みノズルをガイド部材に沿って取り付けることもできる。

図１０に示す袋詰め包装機は、図１に示す袋詰め包装機と比べると、位置Ｇに設置されたガス置換ノズル１１がなく、位置Ｅにガス置換（吹き込み）ノズル７５が配置された点と、ガス置換ノズル７５を袋１に挿入してからのガイド部材１５，１６の作動がやや異なるが、他の点は装置の構造、作動を含めて同一である。
位置Ｅにおいて、ガス置換ノズル７５がガイド部１５ｃ，１６ｃによって開口された袋口に向けて下降し、袋１内の奥まで挿入される。このときガス置換ノズル７５は、図１１に示すように、ライン７２上に位置する。この位置は、ガイド部１５ｃ，１６ｃが閉じたとき（仮想線参照）、ガイド部１５ｃ，１６ｃ及びガス置換ノズル７５が袋幅方向に並んで近接配置される位置である。

袋１内に挿入後、ガス置換ノズル７５は直ちにガス吹き出しを行うとともに、ガイド部１５ｃ，１６ｃが仮想線の位置に閉じ、かつグリッパー２，２の間隔が広がり袋口を左右に緊張させ閉じる。このとき、ガイド部１５ｃ，１６ｃ及びガス置換ノズル７５が袋幅方向に並んで近接配置されていることにより、袋口の開口が小さく狭まる。この状態でガス置換を行えば、外気の袋内への流入や袋内のガスの流出が制限されるため、ガス置換効率が向上する。なお、ガイド部１５ｃ，１６ｃ及びガス置換ノズル７５は円形としたが、袋幅方向に偏平な形状とすることにより、袋口の開口をより狭めて、ガス置換効率を一層向上させることができる。
ガイド部１５ｃ，１６ｃからのガス吹き出しは位置Ｇまで継続して行われ、位置Ｇにおいてガイド部材１５，１６が上方の待機位置に上昇し、ガイド部１５ｃ，１６ｃが袋１から抜き出され、ガス吹き出しを停止する。同時に、グリッパー２，２の間隔をさらに広げ袋１の袋口を左右に緊張させると、袋１の袋口が閉じる。

図１及び図１０の袋詰め包装機では、ガイド部材１５，１６をいずれもガス供給源に接続したが、袋内の脱気のため一方を真空源に接続したり、一方又は双方をガス供給源と真空源に切り換え可能に接続したり、双方をガス供給源に接続しガスの吹き込み圧を調整可能にするなど、ガス供給源及び真空源に対し種々の接続形態及び連通・遮断の作動形態をとることにより、ガス置換効率を向上させ、ガス消費量を減少させることができる。どのような接続形態及び作動形態が望ましいかは、各種被包装物及び袋サイズに応じて、経験的に導くことができる。

図１２は、ガイド部材１５，１６に２つのガス（窒素ガス）供給源７６，７７を切換弁７８，７９を介して接続し、制御装置８１により切換弁７８，７９を制御するようにしたもので、例えば弱い吹き込みの場合は切換弁７８を作動させてガス供給源７６のみを連通させ、強く吹き込みを行う場合は切換弁７９も作動させてガス供給源７６，７７の双方を連通させる。一般的には、袋１の袋口が開口している間は弱く吹き込み、袋口を左右に緊張させて袋口を閉じたとき強く吹き込むことにより、ガス置換効率が高まる。
図１３は、一方のガイド部材１５に不活性ガス供給源８１を切換弁８３を介して接続し、他方のガイド部材１６に真空源（真空ポンプ）８２を切換弁８４を介して接続し、制御装置８５により切換弁８３，８４を制御するようにしたものである。一般的には、袋１の袋口が開口している間は切換弁８３を作動させてガスの吹き込みを行い、袋口を左右に緊張させて袋口を閉じたとき切換弁８３と切換弁８４を交互に又は同時に作動させてガスの吹き込みと脱気を交互又は同時に行う。

図１４は、ガイド部材１５，１６に不活性ガス供給源８６とガス組成分析計が設置された真空源（真空ポンプ）８７を、切換弁８８，８９を介して切り換え可能に接続し、制御装置９１により切換弁８８，８９を切換制御するようにしたものである。ガス供給源８６から不活性ガスを吹き込んで袋１内をガス置換した後、真空源８７により袋内のガスを吸引して、ガス組成分析計により袋内のガス組成の分析を行う。
一般的には、袋１の袋口が開口している間は、切換弁８８を作動させ切換弁８９をガス供給源８６側に切り換えてガスの吹き込みを行い、袋口を左右に緊張させて閉じてから所定時間経過後、切換弁８８によりガス吹き込みを停止し、切換弁８９を真空源８７側に切り換え、袋内のガスを脱気（吸引）してガス組成の分析を行い、続いて切換弁８９を再び切り換えて脱気を止め、ガイド部１５ｃ，１６ｃを袋１から抜き出す。この場合、インラインでガス置換率の検査を行うことができ、ガス置換率の悪い不良袋を検知したときは、制御装置８９により、例えば図１０に示す袋詰め包装機であれば、前記不良品を位置Ｉにおいて排出せず、位置Ｊにおいて排出するように制御する。

本発明に係る袋詰め包装機の模式的斜視図である。その袋詰め包装機の主要部側面断面図である。その左半部の拡大図である。その右半部の拡大図である。同じく主要部平面図である。図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。その袋詰め包装機のガイド装置の主要部側面図である。袋内におけるガイド部の開閉時の位置及び移動経路を示す図である。同じく袋内におけるガイド部の開閉時の位置及び移動経路を示す図である。本発明に係る別の袋詰め包装機の模式的斜視図である。袋内におけるガス置換ノズルとガイド部の位置関係を示す図である。ガイド部材と２つのガス供給源の接続形態を示す図である。ガイド部材とガス供給源及び真空源の接続形態を示す図である。ガイド部材とガス供給源及び真空源（ガス組成分析計付き）の接続形態を示す図である。

符号の説明

１袋
２グリッパー
３間欠回転するテーブル
４ガイド装置
１５，１６ガイド部材
１５ｃ，１６ｃガイド部材のガイド部
２１間欠回転軸
２２支柱
２３第１平行リンク機構
２４第２平行リンク機構
２８，３２カムローラ
３３取付プレート
３４第３平行リンク機構
４１引張ばね
４３，５２レバー
４６連結ロッド
５３往復回転軸
５４第１円筒カム
５５第２円筒カム
５６上テーブル
６３調整ローラ

Claims

供給された袋の両側縁部を挟持して袋を吊り下げ保持するグリッパー対を水平な無端状の袋移送軌跡に沿って複数対等間隔に備え、前記グリッパー対を連続的又は前記間隔毎に間欠的に一方向に回転移動させ、前記グリッパー対で保持した袋に対し、袋口の開口、被包装物の充填及び袋口のシール等の各種包装操作を順次施す袋詰め包装機において、前記グリッパー対のそれぞれに対応して、前記グリッパー対と共に回転移動し、上方の待避位置と下方の保持位置の間を所定のタイミングで移動する一対のガイド部材が設置され、該一対のガイド部材は待避位置にあるとき袋口外に位置し、保持位置にあるとき開口した袋口から袋に挿入されるガイド部を先端に有し、該ガイド部は所定のタイミングで互いに開閉するとともに、開いたとき袋口を所定の開口形状に保持し、さらに前記ガイド部材は中空体で構成されてガス置換ノズルを兼ね、その中空内部がガス流通路とされ、前記ガイド部に開口が形成されていることを特徴とする袋詰め包装機。
前記一対のガイド部材のガイド部が閉じた状態で袋内にあるとき、両ガイド部は袋幅方向の略中心位置に袋幅方向に並んで近接配置されることを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
前記一対のガイド部材のガイド部は、袋内で開閉するとき、水平面内でそれぞれ円弧状の軌跡に沿って互いに反対方向に移動し、前記円弧状の軌跡はいずれも中間で袋幅方向の中心に近づくように設定されていることを特徴とする請求項２に記載された袋詰め包装機。
前記一対のガイド部材のうち、一方はガス供給源に連通・遮断可能に接続されているか、ガス供給源と真空源に切換可能かつそれぞれ連通・遮断可能に接続され、他方はガス供給源に連通・遮断可能に接続されているか、ガス供給源と真空源に切換可能かつそれぞれ連通・遮断可能に接続されているか、真空源に連通・遮断可能に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された袋詰め包装機。
前記真空源にはガス組成分析計が設置されていることを特徴とする請求項４に記載された袋詰め包装機。
前記ガス供給源に接続されたガイド部材は、ガスの吹き込み圧が調整可能とされていることを特徴とする請求項４又は５に記載された袋詰め包装機。
袋詰め包装機が、前記グリッパー対を水平面内で一方向に連続回転又は間欠回転するテーブルの周囲に複数対等間隔に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された袋詰め包装機。
袋詰め包装機が、前記グリッパー対のそれぞれに対応して設置され前記グリッパー対と共に回転移動し、かつ上方の待避位置と下方の挿入位置の間を移動可能とした充填用ホッパーを備え、前記充填用ホッパーは、前記グリッパー対と共に回転移動する間所定のタイミングで待避位置と挿入位置の間を移動し、待避位置において袋口外に位置し、挿入位置において開口した袋口から袋に挿入されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載された袋詰め包装機。