JP2007191167A - 袋詰め包装機における小袋充填装置及び袋詰め包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】袋詰め包装機において小袋を包装袋へ充填する際に、充填ミスを防止する。
【解決手段】小袋連接体７から分離される小袋６を吸着して下降し、下端位置で解放する吸着移送部材１１と、吸着移送部材１１から小袋６を受け取り、グリッパー３に両側縁を把持された包装袋４内に送入する小袋送入装置１３を備えた小袋充填装置１。小袋送入装置１３は昇降可能でかつ開閉可能な一対の小袋保持部材１４，１５を備える。小袋保持部材１５の上縁側にＵ字状の切り欠き１５ａが形成されている。小袋保持部材は、開状態で上端位置に移動し、吸着移送部材が吸着した小袋を間に受け入れ、閉じてその小袋を保持する。このとき吸着移送部材が切り欠き１５ａ内に入り込む。小袋保持部材は下端位置にきて包装袋４内に挿入され、ここで開いて小袋６を解放する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、袋詰め包装機のグリッパーに両縁を把持され間欠的に移送される包装袋に小袋を充填する小袋充填装置、及び小袋充填装置を備えた袋詰め包装機に関する。

袋詰め包装機において包装袋に充填される小袋は、例えば、他の被充填物とともに充填される脱酸素剤の袋や、植物の種などを封入した袋（通常、小袋は単独で包装袋内に充填される）である。
袋詰め包装機において包装袋に小袋を充填する技術は、例えば下記特許文献１〜４に記載がある。特許文献１では小袋は人手により投入するものとされ、その充填装置については開示されていない。特許文献２では、小袋が帯状に連なった小袋連接体を間欠送りし、先頭の小袋をホルダで吸着し、次いで先頭の小袋をカッターで小袋連接体から分離し、小袋を吸着したホルダを下降させ包装袋内に挿入する。特許文献３では、ホッパーを介して投入している。特許文献４では、昇降し得る固定ガイド部材と可動ガイド部材からなるくちばし状のホッパーを介して投入している。すなわち、可動ガイド部材を閉じた状態で前記ホッパー内に小袋を投入し、ホッパーを包装袋内に挿入し、可動ガイド部材を開いてホッパーから包装袋内に小袋を放出する。

特許第２５４２９１４号公報 特開平９−７７１３０号公報 特公平６−３７２０１号公報 特開２００４−５９０２４号公報

しかし、特許文献１のように、小袋の充填を人手により行うのではコストアップとなり、袋詰め包装機の生産性も向上しない。特許文献２では、小袋連接体の先頭の小袋をホルダ（吸盤）で吸着し、ホルダごと包装袋内に挿入することから、ホルダ又は小袋が包装袋の袋口に引っ掛かり充填ミスが生じる危険があり、一方、包装袋の袋口を大きく開きかつその状態を維持しておけば充填ミスを防止できるが、そのための開口装置が別途必要となる。また、特許文献３，４では、小袋をどのような手段でホッパーに供給するか記載されていないが、一般に行われているように、コンベア端部から１袋ずつ落下させたり、小袋連接体の先頭の小袋をカッターで分離して落下させると、ホッパー内で小袋の向きが乱れ、ホッパー内に引っ掛かって充填ミスが生じたり、包装袋内に入っても途中で引っ掛かって底まで落下しない恐れがある。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、袋詰め包装機において小袋の包装袋への充填を自動化すると共に、充填ミスを防止し、また包装袋の底に確実に収容することを目的とする。

本発明に係る小袋充填装置は、等間隔で形成された区分シール部を挟んで小袋が帯状に連なった小袋連接体を長手方向に間欠送りする送り装置と、該送り装置の送り端に配置され、先頭の小袋と次の小袋の間の区分シール部を切断して先頭の小袋を前記小袋連接体から分離するカッターと、昇降可能に配置され、上端位置において小袋連接体の分離される先頭の小袋を吸着し、下方に移動し下端位置において吸着した小袋を解放する吸着移送部材と、該吸着移送部材から小袋を受け取り、包装袋内に送入する小袋送入装置からなり、該小袋送入装置は、前記吸着移送部材の下方に昇降可能に配置されかつ開閉可能とされ、閉じたとき小袋を保持し開いたとき解放する一対の小袋保持部材を備え、該一対の小袋保持部材の少なくとも一方の上縁側に切り欠きが形成され、前記一対の小袋保持部材は、上端位置にきたとき前記包装袋より上に位置するとともに、下端位置にきた前記吸着移送部材が前記切り欠き内に入り込み、前記吸着移送部材に吸着された小袋を前記一対の小袋保持部材の間に受け入れ、下端位置にきたとき包装袋内に挿入されるように昇降高さが設定されていることを特徴とする。

上記小袋充填装置において、前記一対の小袋保持部材は、例えば、互いの間に下方に向かって狭まる空間が形成された開閉式ホッパーである。この場合、閉じたとき前記空間は小袋を保持するに十分な程に狭まり、開いたとき前記空間は小袋を上方から受け入れかつ小袋を下方に放出するに十分な程に広がるように設定されている。しかし、一対の小袋保持部材は、単に開閉する一対の挟持板のようなものでもよく、その場合、閉じたとき小袋を挟持して保持し、開いたとき小袋を解放する。
また上記小袋充填装置において、前記吸着移送部材が水平方向（吸着方向）に進退可能であることが望ましい。

本発明に係る袋詰め包装機は、互いに接近・離反し得る複数対のグリッパーが水平な環状軌道に沿って間欠移動し、その間各対のグリッパーがそれぞれ包装袋の両側を把持して移送し、各停止位置において順次各包装工程が行われ、前記包装工程の１つとして所定の停止位置で包装袋内に小袋を充填するようにしたものである。前記所定の停止位置に小袋充填装置を設置し、さらに、前記停止位置より下流側の停止位置に、包装袋の上方に昇降可能に配置された気体吹き込みノズルと、開口した包装袋の袋口を気体吹き込み時に略閉鎖する閉鎖部材からなる小袋充填補助装置を設置することが望ましい。前記充填補助装置において、前記閉鎖部材は前記気体吹き込みノズルと一体的に昇降可能とされ、下端位置において開口した包装袋の袋口を略閉鎖することが望ましい。気体吹き込みノズルと閉鎖部材の望ましい形態は、閉鎖部材が気体吹き込みノズルに固定され、気体吹き込みノズルの吹き込み口が閉鎖部材の下に突出している形態である。
この袋詰め包装機において、小袋充填装置として前記のものを用いることが望ましいが、従来装置を含む他のタイプの小袋充填装置を用いることが可能である。

本発明に係る小袋充填装置は、小袋連接体の先頭の小袋を吸着移送部材で吸着して下方に移送し、その小袋を一対の小袋保持部材内に受け入れて該小袋保持部材により保持し、続いて一対の小袋保持部材を下方に移動させて包装袋内に挿入し、そこで小袋を解放して包装袋内に放出する。
一対の小袋保持部材が吸着移送部材から小袋を受け入れるとき、吸着移送部材が小袋保持部材の上縁側に形成された切り欠きに入るようにしたため、吸着移送部材に吸着された小袋が一対の小袋保持部材の間に深く受け入れられる。これにより吸着移送部材と一対の小袋保持部材の連繋が可能となる。すなわち、コンベアの端部から落下させたり、小袋連接体からカッターで切断分離して落下させた小袋をホッパーで受け入れるのと異なり、一対の小袋保持部材は吸着移送部材が吸着した小袋を常に一定の姿勢（向き）で受け入れ、これを保持することができる。従って、向きが乱れた小袋がホッパー内で引っ掛かるという充填ミスの発生が防止され、また小袋を包装袋内で解放したとき、小袋は一対の小袋保持部材から常に同じ向きで放出されて袋の底に向けて落下するので、向きが乱れた小袋が包装袋内の途中で引っ掛かるという問題が生じにくい。

本発明に係る小袋充填補助装置は、小袋充填後の包装袋の袋口を略閉鎖した状態で包装袋内に気体を吹き込み、包装袋を膨らませて、小袋を包装袋の底に向けて落下させる。従って、包装袋の浅い位置に引っ掛かっていた小袋があった場合に、その小袋を包装袋の底に向けて落下させることができる。小袋充填装置とこの小袋充填補助装置を併用することが望ましい。
なお、小袋が包装袋の底深くに位置し、しかもその向きが乱れていなければ、包装袋を開けて小袋を取り出すとき（通常、包装袋の上部を切断する）、誤って小袋ごと切断することが防止される。

以下、図１〜図４を参照して、本発明について具体的に説明する。
図１，２に示す小袋充填装置１と小袋充填補助装置２は、間欠回転式のロータリー式袋詰め包装機に適用されている。ロータリー式袋詰め包装機は、間欠回転するテーブルの周囲に互いに接近・離反し得る複数対のグリッパー３が等間隔に設置され、グリッパー３の各停止位置に、グリッパー３に空の包装袋４を供給するための給袋装置、包装袋４の表面に製造年月日を印字するための印字装置、袋口を開口するための開口装置、小袋を充填するための小袋充填装置１、小袋の充填をより確実にするための小袋充填補助装置２、袋口をシールするシール装置、シール部を冷却する冷却シール装置などが設置され、グリッパー３に供給され両側縁を把持された包装袋４に対し、テーブルが一回転する間に各停止位置において各包装工程が順次施される。このロータリー式袋詰め包装機は、小袋充填装置及び小袋充填補助装置を除いて公知である。

小袋充填装置１は、等間隔で形成された区分シール部５（図３参照）を挟んで小袋６が帯状に連なった小袋連接体７を下方に向けて間欠送りする送り装置（送りローラ８のみ示す）と、送り装置の送り端（送りローラ８の下方位置）に配置され、先頭の小袋６（図３に６ａで示す）と次の小袋（図３に６ｂで示す）の間の区分シール部５を切断して先頭の小袋６を小袋連接体７から分離する切断装置（カッター９のみ示す）と、カッター９で分離した小袋６を下方に移送する移送装置（吸着移送部材１１及び受け部材１２のみ示す）と、吸着移送部材１１から小袋６を受け取り、下方に移送して包装袋４内に放出する小袋送入装置１３からなる。

前記移送装置の一部である吸着移送部材１１は、先端に吸盤１１ａを有し、カッター９の下方に昇降可能にかつ水平方向（吸着方向）に進退可能に配置されている。また、受け部材１２は、同じく先端に吸盤１２ａを有し、上端位置にきた吸着移送部材１１に対向し、かつ水平方向（吸着方向）に進退可能に配置されている。吸着移送部材１１は上端位置において前進し、同時に受け部材１２も前進し、先頭の小袋６を両面から吸着し、続いて受け部材１２のみ吸着をやめて後退する。続いて、吸着移送部材１１は小袋６を吸着したまま下方に移動し、下端位置において停止し、吸着をやめて小袋６を小袋送入装置１３に受け渡した後、上方に移動し、移動途中で後退し、上端位置で停止する。なお、受け部材１２は吸盤１２ａを有することが必須ではなく、単なる受け板を進退可能に配置したものでもよい。

前記小袋送入装置１３は、対向配置された一対の小袋保持部材１４，１５と、小袋保持部材１４，１５を水平方向に開閉させる開閉手段、及び小袋保持部材１４，１５を昇降させる昇降手段からなる。
前記開閉手段はチャック式エアシリンダ１６であり、水平方向に開閉する一対のロッド部１７に、それぞれ取付プレート１８を介して小袋保持部材１４，１５が固定されている。前記昇降手段は、支持スタンド１９に支持され図示しない駆動源に連結されて昇降する昇降軸２１であり、この昇降軸２１にチャック式エアシリンダ１６がブラケット２２を介して固定されている。

小袋保持部材１４，１５は、水平断面において略コの字形でその開口側が対向し、互いの間に下方に向かって狭まる（図３参照）偏平な空間が形成され、これにより、くちばし状の開閉式ホッパーを構成している。一方の小袋保持部材１５には、上縁側に略Ｕ字状の切り欠き１５ａが形成されている。小袋保持部材１４，１５の間の空間は、小袋保持部材１４，１５が閉じたとき小袋６を保持するに十分な程に狭まり、開いたとき小袋６を上方から受け入れかつ小袋６を下方に放出するに十分な程に広がる。また、前記空間の幅は小袋６の袋幅より少し大きく設定されている。
小袋保持部材１４，１５は、グリッパー３が停止したとき、平面視でグリッパー３に把持された包装袋４の開口した袋口の中心に、幅方向が包装袋４の移送軌跡２３に沿った形で位置し、この位置で昇降及び開閉を行う。

小袋保持部材１４，１５は、上端位置にきたとき包装袋４より上に位置し（図１の実線参照）、下端位置にきたとき包装袋４内に挿入される（図１の仮想線参照）。このときの小袋保持部材１４，１５の挿入深さは、少なくとも下端が袋口から包装袋４内に挿入されていればよいが、望ましくは袋口からできるだけ深く挿入されるように設定される。
また、小袋保持部材１４，１５の上端位置は、該小袋保持部材１４，１５が上端位置にきたとき、下端位置にきた吸着移送部材１１が切り欠き１５ａ内に入り込み、かつ前記吸着移送部材１１に吸着された小袋６が前記一対の小袋保持部材１４，１５の間に挿入されるように高さ（位置）が設定されている。

小袋充填補助装置２は、図示しないフィルター、切換弁等を介して気体供給源に接続される気体吹き込みノズル２４、円板状の閉鎖部材２５、及び気体吹き込みノズル２４と閉鎖部材２５を昇降させる昇降手段からなる。
閉鎖部材２５の中心が気体吹き込みノズル２４に固定され、気体吹き込みノズル２４の先端２４ａが閉鎖部材２５の下方に突出している。
前記昇降手段は、支持スタンド１９に支持され図示しない駆動源に連結されて昇降する昇降軸２１であり、小袋送入装置１３の昇降手段と共通である。また、チャック式エアシリンダ１６と同じくブラケット２２に固定され、小袋保持部材１４，１５と一緒に昇降する。
気体吹き込みノズル２４は、小袋保持部材１４，１５が設置された停止位置の次の停止位置に設置され、この停止位置にグリッパー３が停止したとき、平面視でグリッパー３に把持された包装袋４の開口した袋口の中心に位置し、この位置で昇降を行う。
気体吹き込みノズル２４は、上端位置にきたとき包装袋４より上に位置し（図１の実線参照）、下端位置にきたとき包装袋４内に先端２４ａが挿入され（図１の仮想線参照）、このとき閉鎖部材２５が包装袋４の上端すれすれを覆い袋口を略閉鎖する。

次に、図３，４を参照して、小袋充填装置１及び小袋充填補助装置２の各部の動きを順に説明する。
（１）ローラ８により小袋連接体７を１袋分間欠送りし、先頭の小袋６ａを所定位置で停止させる。
（２）上端位置にある吸着移送部材１１と受け部材１２が前進して、小袋連接体７の先頭の小袋６ａを吸着する。
（３）図３（ａ）に示すように、カッター９が先頭の小袋６ａと次の小袋６ｂの間の区分シール部５を切断し、先頭の小袋６ａを小袋連接体７から分離する。（このとき、１巡前の工程で小袋６を保持した小袋保持部材１４，１５が下端近傍に移動しており、半分程がグリッパー３に把持された包装袋４内に挿入されている。）

（４）受け部材１２が吸着を止めて後退し、続いて図３（ｂ）に示すように、吸着移送部材１１が小袋６を吸着したまま下方に移動し、下端位置で停止する。（この間に送りローラ８が間欠回転を始め、小袋連接体７を下方に送り出す。また、小袋保持部材１４，１５が下端位置で移動を停止し、次いで開いて、保持していた小袋６を解放する。この小袋６は小袋保持部材１４，１５内の空間を下降し、その下端から包装袋４内に放出される。）
（５）小袋保持部材１４，１５が上方に移動して包装袋４から抜け出し、上端位置に達する。このとき小袋保持部材１５に形成された切り欠き１５ａ内に吸着移送部材１１が入り込み、これにより吸着移送部材１１に吸着された小袋６は、その全体が小袋保持部材１４，１５内の空間に受け入れられる。

（６）図４（ａ）に示すように、小袋保持部材１４，１５が閉じる。（図４（ａ）には包装袋４を描いているが、この包装袋４はすでに次の停止位置に向けて移動中である。）
（７）吸着移送部材１１が吸着を止めて小袋６を解放し、上昇する。吸着移送部材１１は上昇の途中で後退して、小袋連接体７の先頭の小袋６に当たらないようにする。
一方、吸着移送部材１１から解放された小袋６は、小袋保持部材１４，１５内の狭い空間を落下するが、その空間は下方に向かって狭まっているので、小袋６はわずか落下したところで止まり、小袋保持部材１４，１５内に保持される。

（８）次の包装袋４がこの小袋充填位置に停止し、小袋保持部材１４，１５が下方に移動する。下方に移動した小袋保持部材１４，１５は、図４（ｂ）に示すように、包装袋４の開口した袋口から進入する。（このとき、送りローラ８は小袋連接体７の１袋分の送りを終了して停止しており、吸着移送部材１１は上端位置において受け部材１２に対向している。）
（９）小袋保持部材１４，１５が下端位置まで移動し、そこで開き、保持していた小袋６を解放する（図３（ｂ）参照）。小袋は小袋保持部材１４，１５内の空間を下降し、その下端から包装袋４内に放出される。
（１０）小袋保持部材１４，１５が上方に移動して包装袋４から抜け出す（図４（ａ）参照）。

（１１）小袋を充填された包装袋４は移動して次の停止位置に停止する。
（１２）気体吹き込みノズル２４と閉鎖部材２５が下降して、気体吹き込みノズル２４の先端２４ａが包装袋４内に挿入され、閉鎖部材２５が包装袋４の上端すれすれを覆い、気体吹き込みノズル２４から気体が包装袋４内に吹き込まれる。これにより包装袋４が膨張し、気体流の作用もあり、小袋６は包装袋４の底に落下していく。
（１３）気体吹き込みノズル２４と閉鎖部材２５が上昇する。

なお、上記の例では、小袋保持部材１４，１５が閉じたとき、小袋６には挟持力が作用していない。しかし、小袋保持部材１４，１５が閉じたとき、小袋保持部材１４，１５内の空間がもっと狭まるようにすると、小袋６の両面は小袋挟持部材１４，１５の内面で挟持され、吸着移送部材１１から解放されたときに落下することなくその位置に保持される。あるいは、一対の小袋保持部材として一対の単なる挟持板のようなものを用い、これで小袋６を挟持することもできる。ただし、小袋の中身が壊れやすいものである場合は、小袋に挟持力が作用しないことが望ましい。
また、上記の例では、連接袋７は縦送りされたが、横送りすることもできる。

本発明に係る小袋充填装置と小袋充填補助装置の正面図である。 その平面図である。 本発明に係る小袋充填装置の動きを順に説明する図である。 同じく本発明に係る小袋充填装置の動きを順に説明する図である。

符号の説明

１ 小袋充填装置
２ 小袋充填補助装置
４ 包装袋
６ 小袋
７ 小袋連接体
８ 送りローラ
９ カッター
１１ 吸着移送部材
１３ 小袋送入装置
１４，１５ 小袋保持部材
２４ 気体吹き込みノズル
２５ 閉鎖部材

Claims (9)

1. 等間隔で形成された区分シール部を挟んで小袋が帯状に連なった小袋連接体を長手方向に間欠送りする送り装置と、該送り装置の送り端に配置され、先頭の小袋と次の小袋の間の区分シール部を切断して先頭の小袋を前記小袋連接体から分離するカッターと、昇降可能に配置され、上端位置において小袋連接体の分離される先頭の小袋を吸着し、下方に移動し下端位置において吸着した小袋を解放する吸着移送部材と、該吸着移送部材から小袋を受け取り、グリッパーに両側縁を把持された包装袋内に送入する小袋送入装置からなり、該小袋送入装置は、前記吸着移送部材の下方に昇降可能に配置されかつ開閉可能とされ、閉じたとき小袋を保持し開いたとき解放する一対の小袋保持部材を備え、前記一対の小袋保持部材の少なくとも一方の上縁側に切り欠きが形成され、前記一対の小袋保持部材は、上端位置にきたとき前記包装袋より上に位置するとともに、下端位置にきた前記吸着移送部材が前記切り欠き内に入り込み、前記吸着移送部材に吸着された小袋を前記一対の小袋保持部材の間に受け入れ、下端位置にきたとき包装袋内に挿入されるように昇降高さが設定されていることを特徴とする袋詰め包装機における小袋充填装置。
2. 前記一対の小袋保持部材は、互いの間に下方に向かって狭まる空間が形成され、閉じたとき前記空間は小袋を保持するに十分な程に狭まり、開いたとき前記空間は小袋を上方から受け入れかつ小袋を下方に放出するに十分な程に広が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における小袋充填装置。
3. 前記吸着移送部材が水平方向に進退可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載された袋詰め包装機における小袋充填装置。
4. 互いに接近・離反し得る複数対のグリッパーが水平な環状軌道に沿って間欠移動し、その間各対のグリッパーがそれぞれ包装袋の両側を把持して移送し、各停止位置において順次各包装工程が行われ、前記包装工程の１つとして所定の停止位置で包装袋内に小袋を充填するようにした袋詰め包装機において、前記所定の停止位置に小袋充填装置を設置するとともに、前記停止位置より下流側の停止位置に、包装袋の上方に昇降可能に配置された気体吹き込みノズルと、開口した包装袋の袋口を気体吹き込み時に略閉鎖する閉鎖部材からなる小袋充填補助装置を設置したことを特徴とする袋詰め包装機。
5. 前記閉鎖部材は前記気体吹き込みノズルと一体的に昇降可能とされ、下端位置において開口した包装袋の袋口を略閉鎖す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。
6. 前記小袋充填装置が、等間隔で形成された区分シール部を挟んで小袋が帯状に連なった小袋連接体を長手方向に間欠送りする送り装置と、該送り装置の送り端に配置され、先頭の小袋と次の小袋の間の区分シール部を切断して先頭の小袋を前記小袋連接体から分離するカッターと、昇降可能に配置され、上端位置において分離される先頭の小袋を吸着し、下方に移動し下端位置において吸着した小袋を解放する吸着移送部材と、該吸着移送部材から小袋を受け取り、包装袋内に送入する小袋送入装置からなり、該小袋送入装置は、前記吸着移送部材の下方に昇降可能に配置されかつ開閉可能とされ、閉じたとき小袋を保持し開いたとき解放する一対の小袋保持部材を備え、該一対の小袋保持部材の少なくとも一方の上縁側に切り欠きが形成され、前記一対の小袋保持部材は、上端位置にきたとき前記包装袋より上に位置するとともに、下端位置にきた前記吸着移送部材が前記切り欠き内に入り込み、前記吸着移送部材に吸着された小袋を前記一対の小袋保持部材の間に受け入れ、下端位置にきたとき包装袋内に挿入されるように昇降高さが設定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。
7. 前記一対の小袋保持部材は、互いの間に下方に向かって狭まる空間が形成され、閉じたとき前記空間は小袋を保持するに十分な程に狭まり、開いたとき前記空間は小袋を上方から受け入れかつ小袋を下方に放出するに十分な程に広がることを特徴とする請求項６に記載された袋詰め包装機。
8. 前記吸着移送部材が水平方向に進退可能であることを特徴とする請求項６又は７に記載された袋詰め包装機における小袋充填装置。
9. 前記袋詰め包装機が、間欠回転するテーブルの周囲に前記グリッパーが設置されたロータリー式袋詰め包装機であることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載された袋詰め包装機。

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