JP2011168285A

JP2011168285A - 製袋充填装置

Info

Publication number: JP2011168285A
Application number: JP2010031961A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Suzuki; 保彦鈴木
Original assignee: Fuso Industries Co Ltd
Current assignee: Fuso Industries Co Ltd
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】置換ガスの充填量が適量で過度に膨張しない包装袋の製造を可能とする製袋充填装置を提供する。
【解決手段】横シール手段２９の下流側に、包装材を押圧する押圧手段４４が設けられており、縦シール部と底シール部の形成により有底筒状体となった包装材Ｓへの被充填物Ｊの充填とガス置換後に、押圧手段４４により包装材Ｓを押圧することにより包装材Ｓ内の置換ガスを包装材Ｓの袋口から抜いて減らした状態で、横シール手段２９により袋口に天シール部を形成して封止することで製袋を完了する。
【選択図】図３

Description

本発明は製袋充填装置に係り、特に不活性ガスを吹き込んだ上で削り節等の被充填物を密封包装した包装袋を製造するための製袋充填装置に関するものである。

削り節等の食品は、腐敗や変質を防止するため、包装袋内の空気を窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスで置換してから密封包装されている。
この種の包装装置としては、特許文献１に記載された製袋充填装置がある。この製袋充填装置では、連続したシート状の包装材が筒状体とされ、さらに横方向にシールされて有底の袋体になった後に、当該袋体内への被充填物の充填と合わせて不活性ガスの吹き込みによるガス置換が行われ、その後に当該袋体の袋口がシール封止されて製袋充填が完了するようになっている。

特開２００８−１３３０３０号公報

而して、上記従来の製袋充填装置では、不活性ガスを袋体内に吹き込んで袋内を膨らました後そのまま袋口をシール封止めしているので、密封包装後の個々の包装袋はかなり膨張している。したがって、それらをまとめて外装する場合に、外装が大きくなるなどの問題がある。
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであり、不活性ガスの充填量が適量で過度に膨張しない包装袋を製造できる装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、長手方向に送り出される連続したシート状の包装材からの縦シール手段と横シール手段による製袋と、前記横シール手段による底シール部と天シール部の形成の間における被充填物の充填とガス置換により、包装袋を順次製造する製袋充填装置において、前記横シール手段の下流側に、包装材を押圧する押圧手段が設けられており、縦シール部と底シール部の形成により有底筒状体となった包装材への被充填物の充填とガス置換後に、前記押圧手段により前記包装材を押圧することにより前記包装材内の置換ガスを前記包装袋の袋口から抜いて減らした状態で、前記横シール手段により前記袋口に天シール部を形成して封止することで製袋を完了することを特徴とする製袋充填装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した製袋充填装置において、前記横シール手段の上流側には包装袋を上下で完全遮断する完全遮断手段と、被充填物の落下は不能だが上方へのガス抜け可能に隙間をあけて半遮断する半遮断手段とが上流側から順次設けられており、前記完全遮断時に被充填物が落下充填され、前記半遮断時に押圧手段による押圧及び横シール手段による長手方向に連なる包装材の底シール部及び天シール部の形成が行われることを特徴とする製袋充填装置である。

請求項３の発明は、請求項２に記載した製袋充填装置において、横シール手段の上流側に包装袋の袋口閉鎖手段が設けられており、前記袋口閉鎖手段で前記包装袋の袋口が閉鎖された後に前記横シール手段により横シールされることを特徴とする製袋充填装置である。

請求項４の発明は、請求項３に記載した製袋充填装置において、袋口閉鎖手段が横シール手段および押圧手段と連動して上下方向に往復移動する構成となっていることを特徴とする製袋充填装置である。

本発明の製袋充填装置によれば、不活性ガス等の置換ガスの充填量が適量で過度に膨張しない包装袋を製造できる。

本発明の実施の形態に係る製袋充填装置の上部側の側面図である。図１の製袋充填装置を別の方向から見たときの側面図である。本発明の実施の形態に係る製袋充填装置の下部側の図１に続く側面図である。図１の製袋充填装置の上面図である。図１の製袋充填装置による製袋充填動作の説明図である。図５に続く、製袋充填動作の説明図である。図６に続く、製袋充填動作の説明図である。図７に続く、製袋充填動作の説明図である。

本発明の実施の形態に係る縦型製袋充填装置１を図面にしたがって説明する。
先ず、縦型製袋充填装置１の構成について、図１〜図４にしたがって説明する。
図１と図２はいずれも側面図であるが、互いに約９０°正面方向が変えてあり、理解の便宜のため、図１を基準として紙面を貫く方向を前後方法とし、その垂直方向を左右方向および上下方向とする。
符号３は装置本体を示す。符号５は供給ホッパーを示し、この供給ホッパー５を介して被充填物Ｊが順次供給されるようになっている。供給ホッパー５の下部は受入れホッパー７内に上方から入り込んでいる。この受入れホッパー７の下部には円筒状の充填シュート９が連設され、この充填シュート９は上下方向に延びている。装置本体３内には、上記した受入れホッパー７及び充填シュート９が取り付けられ固定されている。

符号１１は筒状ガイドを示し、この筒状ガイド１１は上下方向に延びており、その下部は、左右両側部分が同じように切欠かれており、その余部は前後方向から見ると三角形状になって下方にいくほど幅狭になっており、下端が下側ガイド端となっている。筒状ガイド１１の上側外周部には包装材Ｓを筒状ガイド１１に導くためのフォーマ１３が取り付けられている。包装材Ｓはこのフォーマ１３を介して筒状ガイド１１の外側に沿って湾曲しながら下方に繰り出されていく。縦型なので、図１〜図３に示すように、包装材Ｓの繰り出し方向に対して上流側が上方、下流側が下方になっている。
上記した構成の筒状ガイド１１は装置本体３内に図示しない支持手段により吊下げ支持されて固定されている。そして、筒状ガイド１１内には受入れホッパー７および充填シュート９よりなる充填手段が配置されている。

符号１５は突き棒を示し、この突き棒１５は上下方向に延びており、受入れホッパー７に上側から入り込んでいる。突き棒１５の下端側には押圧片１７が設けられている。
符号１９はボールネジ機構を示し、このボールネジ機構１９は支柱２１により支持されて装置本体３上に立設されている。突き棒１５はボールネジ機構１９のボールネジナットに連結部２３を介して連結されており、ボールネジ機構１９の駆動により上下方向に往復移動する。

符号２７は縦シール手段（図１）を示し、この縦シール手段２７は筒状ガイド１１の外周面近傍に配置されている。符号２９は横シール手段（図３）を示し、この横シール手段２９は筒状ガイド１１のガイド端の下方に配置されている。縦シール手段２７と横シール手段２９は、視認の便宜のため図面上はブロックで示されているが、いずれもヒートシール式のものである。
縦シール手段２７では、包装材Ｓの幅方向両側端を合わせシールして長手方向に縦シール部を有する筒状に成形する。また、横シール手段２９では、一対のシール部材３０、３０が包装材Ｓを横方向に挟んでシールする。横シール手段２９により、長手方向に連なる筒状の包装材Ｓのうち先行する包装材Ｓについては天シール部が形成されて袋口が封止されることになり、後続の包装材Ｓについては底シール部が形成されて有底の袋体に成形されることになる。

図３において符号３１は完全遮断手段としての第１シャッターを示し、この第１シャッター３１を構成する一対のシャッター部材３３、３５は左右両側で繰り出されてくる包装材Ｓを挟んで対向しており、同期した離間近接移動により開閉するようになっている。シャッター部材３３の先端の対向面には凹部３４が設けられ、シャッター部材３５の先端の対向面には凸部３６が設けられており、破線で示す閉動時には凹部３４に凸部３６が隙間無く嵌り込むようになっている。したがって、閉動時には、包装材Ｓは第１シャッター３１により上下が完全に遮断された状態となり、包装材Ｓ内では第１シャッター３１より下方には被充填物Ｊも落下しなければ、ガスも上方に抜けない状態となる。

符号３７は半遮断手段としての第２シャッターを示し、この第２シャッター３７を構成する一対のシャッター部材３９、４１は左右両側で繰り出されてくる包装材Ｓを挟んで対向しており、同期した離間近接移動により開閉するようになっている。シャッター部材３９、４１の対向面はそれぞれ右方と左方を向いた平坦面になっており、閉動時に互いに最接近してもその間に僅かではあるが隙間が形成されるので、包装材Ｓは第２シャッター３７により上下が半遮断された状態となり、第２シャッター３７を介して包装材Ｓ内では被充填物Ｊは下方に落下できないが、ガスは上方に通り抜けられる状態となる。
上記した第１シャッター３１と第２シャッター３７は横シール手段２９と同じ向きで包装材Ｓを挟んで対向しており、遮断部と横シール部は同じ面内にある。
装置本体３内で第１シャッター３１の下方に第２シャッター３７が配置されており、それぞれ適宜な駆動手段で駆動されて独立して動作するようになっている。

符号４２は袋口封鎖手段を示し、この袋口封鎖手段４２を構成する一対の挟み板４３、４３は繰り出されてくる包装材Ｓを挟んで左右方向で対向しており、各挟み板４３の対向側は凸状の湾曲面となっている。
符号４４は押圧手段を示し、この押圧手段４４を構成する一対の押圧部材４５、４５も繰り出されてくる包装材Ｓを挟んで左右方向で対向している。各押圧部材４５の対向側は平坦面となっている。
符号４６は冷却切断手段を示し、この冷却切断手段４６を構成する一対の冷却切断部材４７、４７も繰り出されてくる包装材Ｓを挟んで左右方向で対向している。冷却切断部材４７、４７は互いに最接近すると包装材Ｓの横シール部を横方向に冷却すると共に上下で切り離すようになっている。

上記した袋口封鎖手段４２と、横シール手段２９と、押圧手段４４と、冷却切断手段４６は脚部４９上に取り付けられた支持台５１により支持されている。この脚部４９は上下動可能になっており、適宜な駆動手段によって上下方向に往復移動するようになっている。

次に、支持台５１上の各手段の配置構成について詳細に説明する。
符号５３はエアシリンダーを示し、このエアシリンダー５３は支持台５１に載せられて固定されている。エアシリンダー５３の可動ロッドは連結部６７を介して一対の第１シャフト５５、５５に連結されている。各第１シャフト５５は左右方向に延びており、その左端側にはピン５７が上方に向かって突出している。
一方、符号５９、５９は第２シャフトを示し、この第２シャフト５９、５９は支持台５１上に軸受を介してスライド移動自在に支持されている。各第２シャフト５９は左右方向に延びており、その左端側にはピン６１が上方に向かって突出している。また、右端側には連結部６９が取り付けられている。

符号６３、６３は一対の凹部付きの回転体を示し、これらの回転体６３、６３は支持台５１上に回転自在に支持されている。各回転体６３の外周側に形成された凹部６５、６５に第１シャフト５５のピン５７と第２シャフト５９のピン６１が嵌り込んでいる。したがって、エアシリンダー５３の駆動により、第１シャフト５５、５５が移動すると共に、ピン嵌合により回転体６３、６３の回転を介して第２シャフト５９、５９が第１シャフト５５、５５とは反対方向に移動し、第２シャフト５９、５９の移動に追従して右側の連結部６９が移動するようになっている。このようにして、左側の連結部６７と右側の連結部６９は同期して近接離間移動する。

第１シャフト５５、５５側の左側の連結部６７側には、左側の挟み板４３とシール部材３０と押圧部材４５と冷却切断部材４７とが上方から下方に向かって順に取り付けられており、第２シャフト５９、５９側の右側の連結部６９側には、右側の挟み板４３とシール部材３０と押圧部材４５と冷却切断部材４７とが上方から下方に向かって相方の部材と対向するように取り付けられている。
上記の構成により、エアシリンダー５３の駆動により、左右の挟み板４３、４３とシール部材３０、３０と押圧部材４５、４５と冷却切断部材４７、４７とが同期して近接離間するようになっている。
なお、右側の冷却切断部材４７と挟み板４３とシール部材３０は、右側の連結部６９に直接取り付けられてはおらず、相対移動が可能になっている。詳細は以下で説明する。

押圧部材４５、４５については上記したエアシリンダー５３の駆動により最接近したときに、押圧動作が働くようになっている。
冷却切断部材４７、４７については、エアシリンダー５３の駆動により最接近したときに、冷却切断動作が働くようになっている。具体的には、右側の冷却切断部材４７は、右側の連結部６９に連結されたエアシリンダー７１の可動ロッドに取り付けられており、そのエアシリンダー７１の駆動により包装材Ｓを切断するようになっている。

また、袋口封鎖手段４２と横シール手段２９は、エアシリンダー５３とさらに別のエアシリンダー７３の両方の駆動により最接近したときに、それぞれ袋口封鎖動作と横シール動作が働くようになっている。具体的には、エアシリンダー７３が右側の連結部６９に取付けられており、その可動ロッドに右側のシール部材３０と挟み板４３とが取り付けられている。この構成により、エアシリンダー７３の駆動により右側のシール部材３０と挟み板４３とが左方へ更に移動して最接近するようになっている。
上記袋口封鎖動作と横シール動作は、押圧手段４４による押圧動作から遅れて働くようになっている。また、挟み板４３、４３による包装材Ｓの袋口封鎖動作は横シール動作に僅かに先んじて働くようになっている。

次に、縦型製袋充填装置１による製袋充填動作について、先ず、概略的に説明する。
リール（図示省略）から繰り出された包装材Ｓは、フォーマ１３を介して筒状ガイド１１の外周面に沿って湾曲しながら下方に向かって走行し、縦シール手段２７により両端縁が合掌状に縦シールされて筒状体に成形される。さらに下方に向かって走行していく。
そこからの下方で行われる動作について、図５〜図８に示す工程順に説明する。なお、支持台５１上の各手段等は一体となって上下動するので、以下記載の便宜のために昇降部５２と総称する。そして、各手段を区別する必要がない場合には、各手段の対向する部材の横方向における近接離間移動を昇降部５２の近接離間動作と表現する。

工程（１）に示すように、下方から上方に向かって包装材Ｓを包装材Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と分けて説明する。
工程（１）では冷却切断手段４６、押圧手段４４、横シール手段２９および袋口封鎖手段４２のそれぞれの対向する部材に包装材Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が連続した状態で挟持されている。この工程前に切断作業や横シール作業自体は既に完了している。包装材Ｓ２については、押圧部材４５どうしの間の空間にあった置換ガスのうち一部は既に上方に抜けているが、残りの一部が入り込んでおり幾分膨らんでいる。

工程（２）では、昇降部５２の離間移動により、包装材Ｓから冷却切断手段４６による冷却切断動作、押圧手段４４による押圧動作、横シール手段２９による横シール動作、袋口封鎖手段４２による袋口封鎖動作がそれぞれ完全に解除されて、昇降部５２から包装材Ｓが離れる。この段階で、包装材Ｓ１については底シール部Ｂと天シール部Ｔが既に形成されて製袋充填は終了しており、当該天シール部Ｔが後続の包装材Ｓ２の底シール部Ｂから切り離されて落下する。包装材Ｓ２については押圧動作が解除されるので、その間の空間に置換ガスが入り込み、全体として扁平になる。
また、包装材Ｓ４内には被充填物Ｊが落下充填されると共に、上方の位置に配置されたノズル７５（工程（７）、（８）の図示参照）から置換ガスが吹き出される。第１シャッター３１で閉じられているので包装材Ｓ３内に被充填物Ｊが落下することはない。第２シャッター３７は閉動しつつある。

工程（３）では、昇降部５２が上昇しつつある。また、第２シャッター３７が閉動する。そして包装材Ｓ３と包装材Ｓ４間が半遮断状態となる。
工程（４）では、昇降部５２は上側の所定の受け取り位置まで到達する。また、第１シャッター３１が開動して、包装材Ｓ３と包装材Ｓ４との間が半遮断状態となっている。

工程（５）では、昇降部５２の近接移動により、冷却切断手段４６による冷却切断動作が働いて包装材Ｓ２の天シール部と包装材Ｓ３の底シール部が切断される。また、押圧手段４４による押圧動作が働いて、押圧部材４５どうしの間の空間にあった置換ガスは袋口から一部上方に抜けて減っている。但し、押圧手段４４より下方では、押圧部材４５どうしの間の空間にあった置換ガスの残りが包装材Ｓ３内に入り込んでおり、包装材Ｓ３はその分だけ膨らんでいる。
工程（６）では、袋口封鎖手段４２による袋口封鎖動作が働いて包装材Ｓ３の袋口が閉じられた直後に横シール手段２９による横シール動作が働いて袋口に対して横シール部が形成される。袋口封鎖動作の完了直後に横シール動作が働く。

工程（７）では、第２シャッター３７が開動する。そして、突き棒１５及び押圧片１７が下降して被充填物Ｊを突いて下側にまとめる。
工程（８）では、昇降部５２が下降して包装材Ｓを所定の位置まで下ろす。
工程（８）の後は、再び工程（１）〜（７）に示す動作が繰り返される。したがって、包装材Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、‥‥について製袋充填が順次完了して完成された包装袋となって、一つずつ切り離されて落下する。
このようにして、被充填物Ｊの充填された包装袋が順次製造されていく。
この縦型製袋充填装置１によれば、横シール前に後続の包装材Ｓに被充填物Ｊが充填されており、製袋充填作業がスピードアップされている。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、実施の形態では包装袋を順次切り離していたが、連包状に製造してもよい。

本発明の製袋充填装置によれば、過度に膨張しない包装袋を製造できるので、それらをまとめて外装する場合に嵩張らなくて済む。

１…縦型製袋充填装置３…装置本体
５…供給ホッパー７…受入れホッパー
９…充填シュート１１…筒状ガイド
１３…フォーマ１５…突き棒
１７…押圧片１９…ボールネジ機構
２１…支柱２３…連結部
２５…モーター２７…縦シール手段
２９…横シール手段３０…シール部材
３１…第１シャッター３３…シャッター部材
３４…凹部３５…シャッター部材
３６…凸部３７…第２シャッター
３９…シャッター部材４１…シャッター部材
４２…袋口封鎖手段４３…挟み板
４４…押圧手段４５…押圧部材
４６…冷却切断手段４７…冷却切断部材
４９…脚部５１…支持台
５２…昇降部５３…エアシリンダー
５５…第１シャフト５７…ピン
５９…第２シャフト６１…ピン
６３…回転体６５…凹部
６７…連結部６９…連結部
７１…エアシリンダー７３…エアシリンダー
７５…ノズル
Ｓ…包装材Ｔ…天シール部Ｂ…底シール部
Ｊ…被充填物

Claims

長手方向に送り出される連続したシート状の包装材からの縦シール手段と横シール手段による製袋と、前記横シール手段による底シール部と天シール部の形成の間における被充填物の充填とガス置換により、包装袋を順次製造する製袋充填装置において、
前記横シール手段の下流側に、包装材を押圧する押圧手段が設けられており、縦シール部と底シール部の形成により有底筒状体となった包装材への被充填物の充填とガス置換後に、前記押圧手段により前記包装材を押圧することにより前記包装材内の置換ガスを前記包装袋の袋口から抜いて減らした状態で、前記横シール手段により前記袋口に天シール部を形成して封止することで製袋を完了することを特徴とする製袋充填装置。
請求項１に記載した製袋充填装置において、
前記横シール手段の上流側には包装袋を上下で完全遮断する完全遮断手段と、被充填物の落下は不能だが上方へのガス抜け可能に隙間をあけて半遮断する半遮断手段とが上流側から順次設けられており、前記完全遮断時に被充填物が落下充填され、前記半遮断時に押圧手段による押圧及び横シール手段による長手方向に連なる包装材の底シール部及び天シール部の形成が行われることを特徴とする製袋充填装置。
請求項２に記載した製袋充填装置において、
横シール手段の上流側に包装袋の袋口閉鎖手段が設けられており、前記袋口閉鎖手段で前記包装袋の袋口が閉鎖された後に前記横シール手段により横シールされることを特徴とする製袋充填装置。
請求項３に記載した製袋充填装置において、
袋口閉鎖手段が横シール手段および押圧手段と連動して上下方向に往復移動する構成となっていることを特徴とする製袋充填装置。