JP2008290726A - 縦形製袋充填包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】 粉状物を舞い上がらせずに筒状のフィルムに充填する縦形製袋充填包装機の提供
【解決手段】 縦形製袋充填包装機は、中空部内を通して下端に開口する充填口３ｂから粉状物を排出する充填筒３と、この充填筒３の外側でフィルム１００を筒状に成形しつつ下方へ繰り出す繰出しベルト５と、筒状に成形されたフィルム１０１を充填口３ｂから一定距離下降した位置で横シールする横シーラ６と、を備えている。さらに縦形製袋充填包装機には、筒状のフィルム１０１内に充填される粉状物を充填口３ｂの直下で堰き止め、且つ粉状物の充填量増加に伴いこの堰き止め部分を下方へ移動させていく充填物支持装置１０を設けた構成である。
【選択図】 図２

Description

この発明は、フィルムを製袋して、粉状物を充填する縦形製袋充填包装機に関する。

縦形製袋充填包装機は、フィルムを搬送しながら筒状に成形し、この筒状のフィルムに粉状物を充填して閉塞することで包装品を製造する装置である。
この縦形製袋充填包装機において、筒状のフィルムに充填される粉状物の中には、分散度の大きい粉状物がある（例えば、片栗粉など）。このような粉状物を充填する場合、充填中に粉状物が筒状のフィルム内で舞い上がることがあった。このため横シールにおいて、舞い上がった粉状物をそのまま噛み込み、シール不良を発生させるおそれがあった。

一般に、筒状のフィルム内での粉状物の舞い上がりは、粉状物の落下距離が長くなるにしたがってより大きなものとなる。ここで落下距離とは、粉状物が充填口から排出されて下に到達するまでの距離であり、粉状物が充填前の場合は筒状のフィルムの底部と充填口との距離となり、粉状物が充填中の場合は粉状物の上面と充填口の距離となる。したがって、これらの距離をなるべく短くすることによって、粉状物の舞い上がりを減少させることができる。

このような実情を踏まえて、本出願人は以前に特許文献１の粉状物用製袋充填包装装置を出願した。以下に、特許文献１の粉状物用製袋充填包装装置について簡単に述べる。なお、括弧内の数字は、特許文献１中に指示された符号である。
特許文献１の粉状物用製袋充填包装装置は、袋体（Ａ_１）の横シール装置（１０）を粉状物の吐出口（５）に近い位置に配置した装置である。この包装装置は、横シール装置（１０）が袋体（Ａ_１）を横シールした後、粉状物（Ｂ）を充填していく。このとき粉状物（Ｂ）の吐出速度に応じて袋体（Ａ_１）の下動速度を制御することで、粉状物（Ｂ）の上面（Ｂ）'を盛り上がった状態に保つ構成である。このように制御することによって、粉状物の落下距離が吐出口（５）と粉状物（Ｂ）の上面（Ｂ）'とにおいてほとんど零となる。したがって、粉状物が自然落下せず定速で落下し、粉状物の舞い上がりを防止する。
特開昭６１−０４７３１１号公報

しかしながら、縦形製袋充填包装機は、特許文献１のように横シール装置（１０）を粉状物（Ｂ）の吐出口（５）の近くに設置できない場合もある。例えば、扁平状の筒状のフィルムを成形する場合は、フィルムが製袋筒において円筒状となって繰り出されるため、製袋筒の下端と横シーラの距離を一定以上離しておき、この区間に繰り出されるフィルムを円筒状から扁平状に変形させる構成としている。すなわち縦形製袋充填包装機は、製袋する筒状のフィルムの形状によって、その構成がある程度制約され、特許文献１のような横シール装置の設置位置にできないことがある。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、横シーラの設置位置に関係せずに、粉状物の落下距離を短くすることで、粉状物を舞い上がらせずに筒状のフィルムに充填する縦形製袋充填包装機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、中空部内を通して下端に開口する充填口から粉状物を排出する充填筒と、
この充填筒の外側でフィルムを筒状に成形しつつ下方へ繰り出すフィルム繰出し手段と、
筒状に成形されたフィルムを充填口から一定距離下降した位置で横シールする横シーラと、を備えた縦形製袋充填包装機において、
筒状のフィルム内に充填される粉状物を充填口の直下で堰き止め、且つ粉状物の充填量増加に伴いこの堰き止め部分を下方へ移動させていく充填物支持手段を設けたことを特徴とする。

かかる構成によれば、充填物支持手段は、粉状物の充填中において、粉状物を堰き止めながら、この堰き止め部分を下方へ移動させる。ここで、粉状物の落下距離は、堰き止め部分と充填口の距離、または充填された粉状物の上面と充填口の距離となる。したがって、粉状物の充填にともなって堰き止め部分を下降させることで、粉状物の上面を充填口の直下に常に位置させることができる。その結果、粉状物の落下距離が短くなり、充填時における粉状物の舞い上がりを減少させることができる。

また、充填物支持手段は、筒状に成形されたフィルムを繰出し方向に交わる方向から挟み込んでこのフィルム内に充填される粉状物を堰き止め、且つ下方へ移動する一対の挟持板を含む構成とすることができる。このように、充填物支持手段を一対の挟時板とすることにより、繰り出されるフィルムを両側から挟み込むことができ、これにより筒状のフィルムに充填される粉状物を容易に堰き止めることができる。

さらに、一対の挟持板は、各先端縁が湾曲形成してあり、当該湾曲した縁部によりフィルムを挟持する構成とすることが好ましい。このようにフィルムを挟み込む先端縁が湾曲していることにより、挟持板によって挟み込む時、または堰き止め部分が下方へ移動する時に、挟持板がフィルム面を傷つけることを防止できる。

さらに、一対の挟持板は、湾曲形成した先端縁の端部が係合部を構成しており、一方の挟持板の端部と他方の挟持板の端部とが上下に重なり合う構成となっており、上側に位置する端部を有する挟持板が、他方の挟持板よりも早いタイミングで下降をはじめるよう動作制御されてもよい。
このように、上側にある挟持板が下側にある挟持板より早く下降するように動作制御されることによって、挟持板の移動のタイミングを厳密に合わせなくても、一対の挟持板を揃って下方へ移動させることができる。

さらに、横シーラが横方向に往復移動するブラケットに装着された構成の縦形製袋充填包装機において、一対の挟持板を前記ブラケットに搭載し、このブラケットの横方向移動により挟持板を開閉するとともに、ブラケット上で挟持板を上下に駆動する構成とすることができる。充填物支持手段は、ブラケットに搭載されることで、別の駆動源を用いずに横シーラの駆動と連動して一対の挟持板を横方向に移動させ、フィルムを挟み込むことができる。

以上説明したように、本発明によれば、横シーラの設置位置に関係せずに、粉状物の落下距離を短くすることができ、これにより粉状物を舞い上がらせずに筒状のフィルムに充填することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１乃至図３は、本発明の実施形態に係る縦形製袋充填包装機を説明するための図であり、図１は、本実施形態に係る縦形製袋充填包装機の全体構成を示す斜視図である。
まず、本実施形態の縦形製袋充填包装機の構成について説明する。図１に示すように、縦形製袋充填包装機は、フィルムリール１と、製袋筒２と、充填筒３と、縦シーラ４と、横シーラ６と、充填物支持装置（充填物支持手段）１０とを備えている。縦形製袋充填包装機のフィルムリール１には、帯状のフィルム１００が巻きつけてある。フィルム１００は、搬送ローラ等によってフィルムリール１から繰り出されて、所定の搬送経路を介して搬送され、フォーマ２ａ及び製袋筒２に案内される。

製袋筒２は、円筒状に形成されており、フォーマ２ａの内側で垂直方向に延在している。この製袋筒２の中空部には、充填筒３が軸方向に延在して設けられている。また製袋筒２の側方には、縦シーラ４及びフィルム繰出し手段となる繰出しベルト５が設けられている。フォーマ２ａに案内されたフィルム１００は、製袋筒２の外周面に巻き付けられて、繰り出しベルト５によって下方へ繰り出される。この繰出し時において、フィルム１００は、縦シーラ４により重合側端部が熱シールされて筒状のフィルム１０１に成形される。

製袋筒２の下方には、横シーラ６及び充填物支持装置１０が設置されている。横シーラ６は、ブラケット７に装着された一対のヒータブロック６ａからなり、充填筒３の充填口３ｂから一定距離下降した位置に設けられる。この横シーラ６は、筒状のフィルム１０１の繰出し方向と直交しており、ブラケット７に連動して横方向に往復移動する構成である。繰出しベルト５により下方に繰り出された筒状のフィルム１０１は、この横シーラ４に挟み込まれて底部が幅方向に熱シールされ、上部が開口した筒状のフィルム１０１に製袋される。なお、充填物支持装置１０については後述する。

また、本実施形態の縦形製袋充填包装機には、製袋筒２の下端開口部２ｂに拡張ガイド８が設けられている。この拡張ガイド８は、繰り出される筒状のフィルム１０１を幅方向へ拡張させるように弾力的に案内する。この拡張ガイド８により、筒状のフィルム１０１は横シールしやすい扁平状に押し広げられる。

一方、充填筒３は、中空部内を通して下端に開口する充填口３ｂから粉状物を排出する構成であり、上部が逆円錐形状のホッパ３ａに連結している。このホッパ３ａには、図示しない供給手段により粉状物が供給される。充填筒３の中空部内には、螺旋状の羽根を有するオーガ軸９が同軸上に配設してある（図３参照）。オーガ軸９は、ホッパ３ａの上方に設けた図示しない駆動モータにより回転駆動する。ホッパ３ａ内にある粉状物は、オーガ軸９の回転に伴い充填筒３内を下方へと搬送されて、充填口３ｂから排出され、上部が開口した筒状のフィルム１０１に充填される。

粉状物の充填量が所定量に達すると、上部が開口した筒状のフィルム１０１は下方へ繰り出され、横シーラ６により筒状のフィルム１０１の上部が幅方向に熱シールされるとともに、ヒータブロック６ａに付設したカッター６ｂにより熱シール部のほぼ中央が切断される。
以上のようにして、縦形製袋充填包装機は、粉状物を充填した扁平状の包装品１０２を完成することができる。

図２は、本実施形態に係る縦形製袋充填包装機の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図であり、図３は図２（ｂ）のＸ部の拡大断面図である。
次に、本発明に係る充填物支持装置１０の構成について説明する。充填物支持装置１０は、充填筒３の充填口３ｂと横シーラ６の間に配置されており、筒状のフィルム１０１を挟み込むことによって、筒状のフィルム１０１内に充填される粉状物を充填口３ｂの直下で堰き止める機能を有している。

図２に示すように、本実施形態の充填物支持装置１０は、横シーラ６のブラケット７の上部に取り付けられている。したがって充填物支持装置１０は、横シーラ６の開閉に連動して開閉する構成である。また充填物支持装置１０は、駆動装置１１と、可動部材１５と、挟持板２０とをそれぞれ一対備え、ブラケット７への取り付け状態では互いに対向配置されている。

充填物支持装置の駆動装置１１は、Ｌ字型締結具１２を介してブラケット７の上部に直立するようにねじ止めされている。この駆動装置１１は、内部に図示しない空気圧シリンダ機構を備えており、上部にある可動部材１５を上下方向に摺動させる機能を有している。また駆動装置１１は、図示しない制御装置に接続されている。駆動装置１１は、この制御装置によって、可働部材１５の摺動を間欠的に制御する構成である。
なお、可動部材１５を摺動させる駆動装置１１は、特に空気圧シリンダ機構に限定されるわけではなく、例えばモータ駆動など種々の手段が適用できることは勿論である。

充填物支持装置１１の可動部材１５には挟持板２０が装着される。したがって、駆動装置１１を駆動させると、可動部材１５と同時に挟持板２０も上下方向に摺動させることができる。

充填物支持装置１０の挟持板２０は、摩擦抵抗の小さい板材を適用しており、所定位置から斜め下方に傾斜して延在している。一対の挟持板２０は、横シーラ６に連動して開閉する。そして、横シーラ６のヒータブロック６ａが筒状のフィルム１０１を挟み込み、上部が開口した筒状のフィルム１０１を成形する段階において、ちょうど挟持板２０が筒状のフィルム１０１を挟み込む構成である。なお、挟持板２０による挟み込みの位置は、Ｌ字型締結具１２のねじ止め位置を調整することで、製袋筒２の中心軸上にほぼ一致するように設定されている。充填物支持装置１０は、このように挟持板２０で筒状のフィルム１０１を繰出し方向に交わる方向から挟み込むことによって、充填される粉状物を確実に堰き止め、挟持板２０の下に落下することを防止する。

図２（ａ）、図３に示すように、一対の挟持板２０の各先端縁は、製袋される筒状のフィルム１０１以上の寸法幅を有した中央部が湾曲形成してあり、その凸部同士が対向配置してある。したがって、挟持板２０による挟み込み状態では、この湾曲したフィルム接触面（縁部）２１が互いに接近し合い筒状のフィルム１０１を挟持する構成である。挟持板２０は、このように湾曲したフィルム接触面２１が筒状のフィルム１０１に接触することによって、フィルム面を傷つけずに挟み込むことができる。

また、一対の挟持板２０の先端縁は、両側の端部が互いに相手側に向かう方向に湾曲している。そして、一方の挟持板２０の両側の端部が上側突片２２を形成し、対向する他方の挟持板２０の両側の端部が下側突片２３を形成している。すなわち、充填物支持装置１０は、挟持板２０の挟み込み状態において、上側突片２２と下側突片２３が上下に重なり合って係合部２４を形成することになる。この係合部２４の作用効果については後述する。

図４は、本実施形態に係る縦形製袋充填包装機において、粉状物を充填する際の各装置の動作フローを示した拡大側面図である。
次に、充填物支持装置１０が設けられた縦形製袋充填包装機の動作について説明する。縦形製袋充填包装機は、図示しない制御装置によって、ブラケット７と、充填物支持装置１０の駆動装置１１と、オーガ軸９の駆動モータと、繰り出しベルト５と、を同時に駆動制御する構成である。
図４（ａ）に示すように、粉状物の充填前は、ブラケット７に装着された横シーラ６が拡開位置にあり、また充填物支持装置１０の挟持板２０が上方に移動した位置にある。制御装置は、この状態からブラケット７を閉塞方向（横方向）に移動させ、これにより充填物支持装置１０の挟持板２０も同一方向に移動させる。

図４（ｂ）に示すように、横シーラ６のヒータブロック６ａが筒状のフィルム１０１を挟み込んで熱シールを開始した状態では、挟持板２０も筒状のフィルム１０１を同じように挟み込んだ状態となる。このとき、挟持板２０による挟み込み位置は、充填筒３の充填口３ｂの直下にある。このように筒状のフィルム１０１を挟み込んだ状態にて、制御装置は、オーガ軸９を回転させて粉状物の充填を開始する。これにより挟持板２０は、排出される粉状物を充填口３ｂに近い位置で堰き止めることが可能となる。その結果、粉状物の落下距離が短くなり、充填後における粉状物の舞い上がりを減少させることができる。

制御装置は、粉状物の充填を開始した後、粉状物の充填量増加に伴い挟持板２０（堰き止め部分）を下方へ移動させていく。このときの挟持板２０の下降速度は、粉状物の充填速度に比例して、粉状物の落下距離（充填口３ｂから粉状物の上面までの距離）が十分に短くなるように適切な速度に制御される。なお、挟持板２０のフィルム接触面２１は湾曲しているため、筒状のフィルム１０１に接触しながら下方向に摺動しても、フィルム面を傷つけることがない。

ここで、一対の挟持板２０は、下方への移動が互いにずれると筒状のフィルムを歪ませ、この状態のまま粉状物を充填させてしまう。したがって、粉状物を安定的に堰き止めることができない。すなわち一対の挟持板２０は、揃って下方へ移動することが望ましい。
このため、本実施形態の充填物支持装置１０は、挟持板２０の挟み込み状態において、上側突片２２と下側突片２３が上下に重なり合う係合部２４を形成し、さらに制御装置によって、上側突片２２がある挟持板２０が、下側突片２３がある挟持板２０より早いタイミングで下降をはじめるように制御されている。これにより挟持板２０は、上側突片２２が下側突片２３を押圧しながら、下方に下降することになる。このように挟持板２０を制御することによって、二つの駆動装置１１のタイミングを厳密に合わせなくても、一対の挟持板２０を揃って下方へ移動させることができる。

図４（ｃ）に示すように、挟持板２０の先端縁が横シーラ６のヒータブロック６ａの上部近傍まで移動したとき、ちょうど粉状物の充填も完了し、また横シーラ６による筒状のフィルム１０１の熱シールも完了することになる。その後、制御装置は、ブラケット７を拡開方向（横方向）に移動して、これにより横シーラ６及び挟持板２０による筒状のフィルム１０１の挟み込みを解除する。

図４（ｄ）に示すように、横シーラ６及び挟持板２０が筒状のフィルム１０１を開放すると、制御装置は、繰り出しベルト５を駆動して、筒状のフィルム１０１を下方向に繰り出す。また筒状のフィルム１０１の繰り出し時には、充填物支持装置１０も挟持板２０を上方に移動させ、元の開始位置に配置させる。
縦形製袋充填包装機は、以上のような製袋工程を繰り返すことにより、粉状物を舞い上がらせることなく筒状のフィルム１０１に充填することができ、したがって歩留りよく包装品１０２を製造することができる。

また本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例や応用例が可能なことは勿論である。例えば、成形される筒状のフィルム１０１は、本実施形態のように上下がシールされた扁平状に限定されるものではない。また充填物支持装置１０は、本実施形態のような一対の挟持板２０を適用せずに、一枚の板部材を充填口３ｂの下部に進入させて、充填される粉状物を筒状のフィルム１０１ごと支える構成としてもよい。さらに、充填物支持装置１０を上部に搭載するブラケット７は、筒状のフィルム１０１を熱シールする横シーラ６ではなく、ジッパーを熱シールする装置のブラケットでもよい。

〔変形例〕
充填物支持装置１０は、ブラケット７上に搭載するだけでなく、繰り出し方向に交わる方向への駆動を独立して行う駆動源を別に設けてもよい。繰り出し方向に交わる方向への駆動がブラケット７の駆動から独立する場合、駆動源が上記の実施形態よりも多くなるが、制御装置は、挟持板２０をより自由に駆動制御できるようになる。これにより、例えば、横シーラ６による熱シールを短時間で行い、また挟持板２０の横方向への移動距離を短くすることが可能となり、各工程にかかる時間をより短縮化することができる。

本実施形態に係る縦形製袋充填包装機の全体構成を示す斜視図である。 本実施形態に係る縦形製袋充填包装機の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本実施形態に係る縦形製袋充填包装機の構成を示す図２（ｂ）のＸ部の拡大断面図である。 本実施形態に係る縦形製袋充填包装機において、粉状物を充填する際の各装置の動作フローを示した拡大側面図である。

符号の説明

１：フィルムリール、２：製袋筒、３：充填筒、３ａ：ホッパ、３ｂ：充填口、４：縦シーラ、５：繰り出しベルト、６：横シーラ、６ａ：ヒータブロック、６ｂ：カッター、７：ブラケット、８：拡開ガイド、９：オーガ軸、
１０：充填物支持装置、１１：駆動装置、１２：Ｌ字型締結具、１５：可動部材、
２０：挟持板、２１：フィルム接触面、２２：上側突片（端部）、２３：下側突片（端部）、２４：係合部、
１００：フィルム、１０１：筒状のフィルム、１０２：包装品

Claims (5)

1. 中空部内を通して下端に開口する充填口から粉状物を排出する充填筒と、
   当該充填筒の外側でフィルムを筒状に成形しつつ下方へ繰り出すフィルム繰出し手段と、
   筒状に成形されたフィルムを前記充填口から一定距離下降した位置で横シールする横シーラと、を備えた縦形製袋充填包装機において、
   筒状のフィルム内に充填される粉状物を前記充填口の直下で堰き止め、且つ粉状物の充填量増加に伴い当該堰き止め部分を下方へ移動させていく充填物支持手段を設けたことを特徴とする縦形製袋充填包装機。
2. 前記充填物支持手段は、筒状に成形されたフィルムを繰出し方向に交わる方向から挟み込んで当該フィルム内に充填される粉状物を堰き止め、且つ下方へ移動する一対の挟持板を含むことを特徴とする請求項１の縦形製袋充填包装機。
3. 前記一対の挟持板は、各先端縁が湾曲形成してあり、当該湾曲した縁部によりフィルムを挟持する構成であることを特徴とする請求項２の縦形製袋充填包装機。
4. 前記一対の挟持板は、湾曲形成した先端縁の端部が係合部を構成しており、一方の挟持板の端部と他方の挟持板の端部とが上下に重なり合う構成となっており、上側に位置する端部を有する挟持板が、他方の挟持板よりも早いタイミングで下降を始めるよう動作制御されていることを特徴とする請求項３の縦形製袋充填包装機。
5. 前記横シーラが横方向に往復移動するブラケットに装着された構成の縦形製袋充填包装機において、
   前記一対の挟持板を前記ブラケットに搭載し、当該ブラケットの横方向移動により前記挟持板を開閉するとともに、前記ブラケット上で前記挟持板を上下に駆動する構成とした請求項２乃至４のいずれか一項に記載の縦形製袋充填包装機。

Images