JP2011255945A - 間欠回転式ロータリ型袋詰め包装における袋口内面清掃方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】間欠回転式ロータリ型袋詰め包装機に適用して好適な、簡単な構成でありながら確実且つ効率良く袋口内面の清掃を行える清掃方法及び装置を提供する
【解決手段】被包装物が充填された袋Wを、袋口WOが開いた状態で左右のグリッパ３．５で保持して袋口清掃ステーションへ移動し、停止させる。ノズル７を下降させ、ノズル本体１１を袋口内へ配置し、集塵フード３９内へ袋口上端を受け入れる。グリッパを互いに遠ざけ、袋口を緊張させる。対向配置された一対の挟圧部材３１．３５を互いに近づけ、グリッパより下側で袋を挟圧し、袋の挟圧部材より下の部分を略密閉する。ノズル本体１１、導管９の吹出し口２１．２３、２４、２５，２６から加圧気体を吹出して袋口内面に吹きつけ、袋口内面の付着物を袋口から吹出し、集塵フードで集めて排出する。
【選択図】 図５

Description

本願発明は間欠回転式ロータリ型袋詰め包装における袋口内面清掃方法及び装置に関する。さらに詳細に言えば、円軌道上を間欠的に移動する左右一対のグリッパで、袋の両側縁部を挟持し、この袋を吊下げ状態で保持して間欠的に移送しながら、袋口の開口、被包装物の充填、袋口のシール等の包装処理を順次行う間欠回転式ロータリ型袋詰め包装における袋口内面清掃方法及び装置に関する。

袋内へ被包装物を充填した後、袋口のシールに先立ち、袋口の内面、特にシール予定部に付着している付着物を加圧気体で吹飛ばして除去することが従来から行われている。これにより、付着物を噛み込んだ状態でシールする、所謂噛み込みシールによるシール不良を防止するものである。特に被包装物が粉体の場合に被包装物を充填する際にその一部が袋口内面に付着することがあり、袋口内面の清掃がよく行われる。

このような技術の従来例として例えば実願昭５０−０３２９７９号（実開昭５１−１１３７６９号）がある。これに開示された自動袋詰機の袋口部粉塵除去装置では、充填済みの袋をコンベアで移送し、所定の清掃位置にこのコンベアと平行に配置された一対の挟持ベルトをコンベアと同方向同速度で追従移動させ、移動してきた袋を受け入れ、袋口部をシール予定部分より下側で挟持しながら移動させる。そしてベルトが移動する範囲の途中に一対の吸引器を配置し、吸引器の間を通過する袋口部分を開き、上方に設置した除塵ヘッドから空気を吹付ける。その際に除塵ヘッドに取付けた除電用針に高電圧を与えてコロナ放電を生じて袋口の静電荷を除去する。

この構成によれば、袋口の内面を清掃する際に袋内に充填された被包装物が飛び出すようなことはない。しかし、この構成は直線的に袋を移送する構成であるために、間欠回転式ロータリ型袋詰め包装機に代表される移動軌跡が円弧であるタイプの包装機には適用が困難である。また、ベルトの間に入り込む際に袋口に皺がよる可能性がある。また、挟持ベルトで挟持した後に改めて吸引器で袋口を開き、除塵ヘッドで清掃するので、効率が悪く、吸引器を設けるなど構造も複雑になる。

さらには、ヘッドが移動方向上流側に向けて斜め下向きに配置されているので、移動時に先行する側の縁部近くの袋口部分の清掃が十分行われない。また、袋の移動の妨げとなるので、吸引器を袋口に吸着させることはできず、そのため吸引される袋口の開口状態は不安定となり、清掃の効果が十分得られない可能性もある。特に、除塵ヘッドから袋口内へ吹き込まれた空気が外へ噴出する際に負圧が生じ、この負圧は袋口を閉じる方向に作用し、吸着器の作用の妨げとなる。清掃をより確実、効率的に行おうとして空気圧を高くすると、この現象も顕著となるため、空気圧をあまり高くできず、従って清掃を十分に行えない可能性がある。さらには、袋外に吹飛ばした付着物が周囲に飛散し、包装機を汚し、作業環境を悪化させるという問題もある。

実願昭６１−１２３３８７号（実開昭６３−３２１０６号）に開示された袋口清掃装置では実願昭５０−０３２９７９号と同様のコンベアと挟持ベルトと減圧装置を使用している。そして所定の位置にダストクリーナ部材を配置し、検出器で袋が検知されるとこのダストクリーナ部材を回動してその吹出し口を袋口内に位置させて空気を噴出させ、袋が検知されなくなると空気の噴出を止め、ダストクリーナを先と同じ方向へ回動させて元の待機位置へ戻すようになっている。

この袋口装置では実願昭５０−０３２９７９号と同じようなコンベアと挟持ベルトの構成を使用しているので、これを移動軌跡が円弧であるタイプの包装機に適用するには、実願昭５０−０３２９７９号について説明したのと同じ問題がある。また、この構成ではダストクリーナが一本の棒状の部材であり、それを垂直状態にして、移動している袋口内へ挿入して回転させるようになっているので、ある瞬間においては袋口を部分的にしか清掃しておらず、その際その部分から飛散した付着物が袋口の他の部分へ付着し、結果的に清掃できない可能性がある。また、この構成を間欠回転式の包装機に適用しても、間欠回転式ではロータが停止している間に清掃を行う。一本の棒状のダストクリーナを垂直状態で袋口に挿入してその位置で回転させても、袋が停止しているので袋口全体に渡って良好な清掃を行うことは困難である。

特開平１１−２５５２１２号は、袋口内にノズルを挿入し、そのノズルを回転或いは揺動させる袋口の付着物の除去装置を開示している。特に図8に示された構成ではノズルが水平方向で長くなっており、これを袋口内で揺動させるようになっている。ノズルが長く袋の両側縁部の近くにも噴出口が位置するので、この部分の清掃は前述の２件の先行技術より良好となる。しかしこの場合、寸法の大きなノズルを袋口内へ挿入するために袋口を大きく開かなければならない。袋口は通常円形状態に開口するので、ノズルの長さ方向中央部分では噴出口が袋口内面から遠くなってしまい、この部分での清掃が良好に行えない可能性がある。また、この構成では充填した被包装物の上側で袋を閉じることはしていないので、袋口の清掃の際に袋内部の被包装物が一緒に吹飛ばされる可能性がある。なお、図１乃至７に示された構成に関連して、ノズル先端を袋口内面に当てて回転させることが記載されているが、この場合袋口内面を傷つけ、シール機能を損ねる可能性がある。
実願昭５０−０３２９７９号（実開昭５１−１１３７６９号）公報 実願昭６１−１２３３８７号（実開昭６３−３２１０６号）公報 特開平１１−２５５２１２号

本願は、間欠回転式ロータリ型袋詰め包装に適し、簡単な構成でありながら確実且つ効率良く袋口内面の清掃を行える清掃方法及び装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本願発明に係る間欠回転式ロータリ型袋詰め包装における袋口内面清掃方法では、被包装物が充填された袋を、袋口が開いた状態で左右一対のグリッパで吊下げ状態に保持して所定の位置に停止させ、停止した袋の袋口内に、複数の吹出し口を備えた、水平方向に長い筒状のノズルを挿入し、左右のグリッパを互いに離反させて袋口を緊張させ、互いに接離自在に対向配置された一対の挟圧部材で、ノズルの下端位置より下方の位置で袋を両側から挟圧し、袋の該挟圧した部位より下の部分における袋内を略密閉し、ノズルから加圧気体を吹出し、ノズルを袋口から抜き出すとともに挟圧部材を互いに離反させる。
また、本発明が提供する間欠回転式ロータリ型袋詰め包装に使用する袋口内面清掃装置は、間欠回転する回転テーブルに円周方向所定の間隔で配置され、袋の両側縁部を把持して袋を吊下げ状態に保持する、互いに接離可能な左右１対のグリッパをそれぞれ備えた複数の把持装置と、加圧気体供給源に接続され、水平方向に長く、複数の吹出し口を備えたノズル本体部を備えたノズルであって、回転テーブルの周方向に沿って設けられた袋口清掃ステーションに上下動可能に設けられ、ノズル本体部が前記袋口清掃ステーションに停止している袋の袋口内へ挿脱可能に構成されたノズルと、互いに接離可能に対向配置された一対の挟圧部材であって、それぞれ袋の幅より長い長さを有し、互いに接近移動したときに袋をノズル本体部より下方の位置で挟圧し、袋の該挟圧した部位より下の部分における袋内を略密閉する挟圧部材とで構成した。
上記の袋口清掃装置では、ノズルは、袋の厚み方向でノズル本体部より幅の大きい開口維持部材を備え、該開口維持部材は、ノズル本体が袋の袋口内に挿入されたときに少なくとも部分的に袋口内に挿入され、袋口が閉じるのを防止するようにすることができる。
さらに、上記の袋口清掃装置では、ノズル本体の上側に吸引源に接続された集塵フードを設けることができる。

本願発明によれば、接離自在に対向配置された一対の挟圧部材で袋口の下方を挟圧する構成としたので、間欠回転式ロータリ型袋詰め包装に適用するのにきわめて適している。そして、そのように袋口の下方を一対の挟持部材で挟圧し、その挟圧した部位より下の袋内を密封するようにしたので、袋口を清掃する際に、袋内に充填された被包装物を袋外へ吹飛ばすことはない。また、予め開口された袋口にノズルを挿入するので、従来例の如く袋口を改めて開口するための装置は不要であり、構造が簡単になり、コストの低減も図れる。さらには、袋口内面の清掃に先立ち左右一対のグリッパで袋口を緊張させ、対向配置した一対の挟持部材を互いに接近させて袋口の下方を挟圧するので、その際に皺がよったりすることがない。また、ノズルにより袋口が閉じるのが防止され、一方で袋口内面とノズルとが密着した状態で多数の吹出し口から加圧気体を吹出すので、均一、確実且つ効率的な袋口内面の清掃を行うことができる。
ノズルが、袋の厚み方向でノズル本体部より幅の大きい開口維持部材を備え、その開口維持部材が、ノズル本体が袋の袋口内に挿入されたときに少なくとも部分的に袋口内に挿入され、袋口が閉じるのを防止するようにすることにより、清掃時に袋口が閉じるのを防止でき、袋口内面がノズルの吹出し口に近接した状態を清掃中に維持でき、さらに均一、確実且つ効率的な袋口内面の清掃を行うことができる。
また、ノズル本体の上側に集塵フードを設けることにより、袋口へ付着していた付着物の飛散を確実に防止し、付着物により包装機が汚れたり、作業環境を悪化させることがない。

被包装物が充填された袋が袋口清掃ステーションへ移動し、停止した状態を示し、（A）は側面断面図、（B）は正面図である。 ノズルの拡大図で、（A）は正面図、（B）は側面断面図である。 ノズルを袋口に挿入した状態を示し、（A）は側面断面図、（B）は正面図である。 袋口を緊張させた状態を示し、（A）は側面断面図、（B）は正面図である。 袋口内面を清掃している状態を示し、（A）は側面断面図、（B）は正面図である。 袋口内面清掃時の要部の側面断面図である。 ノズルを袋口から抜き出した状態を示し、（A）は側面断面図、（B）は正面図である。

以下図面を参照して本願発明の一実施の形態に係る袋口内面清掃方法及び装置について説明する。図1は被包装物Cが充填された袋Wが、その袋口WOが開かれた状態で袋口清掃ステーションに移動して停止した状態を示している。ここで説明する袋詰め包装機は、間欠回転式ロータリ型袋詰め包装機であり、公知のとおり、間欠回転する回転テーブルに左右一対のグリッパからなる把持装置が複数組設けられ、グリッパにより両側縁部を把持された袋が、テーブルの間欠回転に伴い各ステーションに順次停止し、各ステーションで停止中に袋口の開口、袋内への被包装物の充填、袋口のシールなどの各種包装処理が施される。通常袋口清掃ステーションは充填ステーションと袋口シールステーションとの間に設けられる。

図１において（A）は側面断面図、（B）は正面図である。図において、符号３，５は袋口内面清掃装置（以下、単に「清掃装置」という。）の一部を構成する左右一対のグリッパであり、前述のとおり図示しない回転テーブルに、その周方向に沿って所定の間隔で複数組設けられ、袋Wの袋口WO側の両側縁部を把持し、袋Wを吊下げ状態で保持するようになっている。なおここで、袋Wの袋口WOとは袋Wの上端開口部のみでなく、袋Wの高さ方向で見て、シール予定部分、グリッパ３、５で挟持する部分までを含めている。このグリッパ３，５は、図示しない駆動機構により互いに接近し、或いは遠ざかり、すなわち接離可能に構成されている。袋詰め包装において使用するグリッパは公知であるので、詳細な説明は省略する。図1ではグリッパ３，５は互いに接近した状態であり、袋Wの袋口WOは開かれている。すなわち前述の開口工程で袋口WOの開口が行われ、充填工程で被包装物の充填が行われ、袋Wはその袋口WOが開いたままでこの袋口清掃ステーションに移動し、停止する。

符号７はノズルであり、垂直に延びる中空の導管９と、その下端に取付けられ、内部が導管9に連通している、水平方向に細長く形成されたノズル本体１１とを備え、導管９が図示しない適宜な駆動源に連結されて、上下動するようになっている。図1でノズル７は上昇位置にある。導管９の上端側は図示しない圧縮空気など加圧気体の供給源にフィルタ、切換え弁等を介して連通している。ノズル7については図2を参照して再度詳述する。符合２８は開口維持部材であるが、これについても後述する。

符号３１，３５はこの袋口清掃ステーションに停止した袋Wを間に挟んで配置された挟圧部材であり、それぞれの支持アーム３３，３７の先端に取付けられている。挟圧部材３１，３５は細長い棒の形をしており、袋の幅方向に沿って伸び、その長さは袋Wの幅より長くなっている。支持アーム３３，３７は挟圧部材３１，３５が取り付けられたのとは反対側において図示しない駆動装置に連結され、それぞれの支点周りに揺動するようになっており、挟圧部材３１，３５が図1に示す位置と、袋Wを両側から挟圧する位置との間で移動するようになっている。なお、挟圧部材３１，３５に関連して袋Wの幅についてさらに説明すると、包装用袋には所謂サイドシールを施したものがあるが、この場合挟圧部材３１，３５の長さはこのサイドシール部に達すればよく、袋の実際の全幅より長くする必要はない。そこで、サイドシールが施されていない袋の場合には全幅の長さを、サイドシールが施されている袋の場合には全幅からサイドシールの幅を除いた長さを「袋の実質的幅の長さ」と定義する。

符合３９は集塵フードであり、本実施の形態ではノズル７の導管９に取付けられ、ノズル７と一体に上下動するようになっている。集塵フード３９は、天板４１と天板４１の外周縁部から末広がりに下方へ延びる側壁４３とを備え、下側は開いており、側壁４３には図示しない吸引源に連通する排出口４５が設けられている。なお、側壁４３の下端は僅かな長さだけ垂直下方へ延びる真直部４４となっており、この部分の平面形状は、開口している袋口WOの開口面積より大きくなっており、袋口WOの上部がこの真直部４４内へ入ることができる。

図2はノズル７の拡大図であり、（A）は正面図、（B）は側面断面図である。導管９は前述のとおり中空であり、前述のとおり加圧気体の供給源に連通している。ノズル本体１１は水平方向に細長く延びる部材で、中空の筒部１３とその両端を閉じる端部壁１５，１７とを備え、内部に空所１９を形成しており、この空所１９は筒部１３の長手方向中央部で導管９の下端に連通している。筒部１３にはその上側の部分に図示のとおり長手方向で4箇所、図（B）での中央縦断面に関して対象に、合計8個の吹出し口２１が形成されている。また、両側の端部壁１５．１７にも吹出し口２３，２４が図示のとおり形成されている。さらに、導管９の下端近くにおいても、ノズル本体１１の長手方向で向い合って２個、それと直交する方向で向い合って２個、吹出し口２５，２６が形成されている。吹出し口２１，２３，２４，２５，２６は程度の差はあるが、全てノズル本体１１或いは導管９の外側へ斜め上向きに形成されている。なお、ノズル本体としては断面円形のパイプに限らず、角パイプ或いは扁平な楕円パイプの形状とすることができる

符合２７,２７は導管９に吹出し口２５,２６より少し上側で溶接された細長い棒である。この棒２７，２７はノズル本体１１の長手方向に直交する方向で向い合って導管９の外周上に溶接して取付けられ、この部分において、図（B）で見た場合に左右方向での導管９と両方の棒２７，２７の合計寸法がノズル本体１１の寸法より大きくなっている。この部分は後述するとおり、袋口が閉じるのを防止する開口維持部材２８として機能する。

図３はノズル７が下降し、ノズル本体１１、導管９と棒２７の下側部分が袋口内に挿入された状態を示している。このとき集塵フード３９の真直部４４内へ袋Wの袋口WOの上端が若干入り込むようになっている。なお、ノズル本外１１は袋Wの縦方向で見てグリッパ３,５より上側に位置している。なお、後工程のシール工程でシールされる袋の部分は、ノズル本体１１が位置している部位或いはそれより上側の部分である。図４は、それに続いて左右のグリッパ３、５が互いに遠ざかる方向に移動し、袋口WOを緊張させた状態を示している。ノズル本体１１は前述のとおり袋Wの縦方向で見てグリッパ３,５より上側に位置しているので、グリッパ３，５で引っ張られている部分では袋の両内面は略接する状態になっているが、それより上の部分ではノズル本体１１の存在により開いている。さらに、前述の棒２７，２７などにより構成される開口維持部材２８は、袋Wの厚み方向での幅がノズル本体１１の幅より大きく、その部分においてノズル本体１１の部分より袋口WOを大きく開き、維持するようになっている。

図５は袋口WOの清掃を行っている状態を示しており、図６はその状態での要部側面断面図である。この状態では、ノズル本体の吹出し口２１，２３，２４及び導管９の吹出し口２５，２６より加圧気体を吹出して袋口WOの内面に吹付け、そこに付着した付着物、たとえば被包装物の充填時に付着した被包装物などを吹飛ばして袋口WOから吹出すようになっている。なお、加圧気体の吹出しに先立って、前述の支持アーム３３，３７が揺動し、挟圧部材３１，３５が袋W内の被包装物Cより上側の位置、グリッパ３，５より下側の位置で袋Wの両側から袋Wを挟んで互いに圧接している。従って袋Wの挟圧部材３１，３５が圧接している部分より下側は密閉されており、加圧気体がノズル本体１１から吹出されても、袋W内に収納された被包装物Cが吹出されることは無い。袋口WOから吐き出された付着物は、集塵フード３９によって集められ、排出される。なおここで「密閉」とは、気体或いは液体の通過さえ一切許さないとするものではなく、袋内の被包装物が袋口側へ移動できないものであれば足り、被包装物の粉体或いは粒状物の大きさによっては多少の隙間が生じてもいても良い。

本実施の形態では、吸着手段などを用いて袋口WOを開く構成は採用していない。従って、グリッパ３．５が袋口WOを緊張させることにより袋口の両側面は互いに接近させられ、ノズル本体１１或いは導管９の吹出し口２１，２３，２４，２５，２６にきわめて接近しており、吹出される加圧気体により袋口WOの内面の清掃が確実におこなわれる。そして袋口WOから加圧気体が流出するときに負圧が生じ、それが袋口WOを閉じるように作用するが、開口維持部材２８により開口状態が維持される。すなわち、袋口WOの内面が吹出し口２１，２３，２４，２５，２６に近接した状態を維持しながら清掃が行われるので、きわめて確実、且つ効率よく清掃を行うことができる。

図７は清掃が終わり、ノズル本体１１が袋口WOから抜き出され、挟圧部材３１，３５が元の待機位置へ戻された状態を示している。この後、回転テーブルが回転し、袋Wは次の工程、例えば袋口シールステーションへ移動される。なお、加圧気体の吹出し停止はノズル本体１１が袋口WOから抜き出される直前でも良いが、袋口WOから完全に抜き出した直後が望ましい。また、挟持部材３１，３５が離反するタイミングは、本実施の形態では加圧気体の吹出し停止後であるが、同時でも良い。

本実施の形態で集塵フード３９はノズル７の導管９に取付けられ、ノズル本体１１の上側に配置されている。この場合、図示の例では集塵フード３９の下端がノズル本体１１より上側にあるが、集塵フード３９が上下方向で図示の例より長く、その下端がノズル本体１１より下側まで延びていても良い。また、集塵フード３９はノズル７と別個に上下動可能となるように構成しても良い。さらには、移動してくる袋の障害とならない位置であれば、集塵フード３９は上下方向で固定してもよい。その場合、集塵フード３９は上下方向で袋Wの上端から僅かに離れていても、吸引力を適宜な強さに設定すれば、十分な集塵を行うことができる。その場合、ノズル７が上昇位置にあるときにはノズル本体１１が集塵フード内に収受されている状態となるが、この場合の状態も「上側に配置」されている構成に含める。

Claims (4)

1. 間欠回転式ロータリ型袋詰め包装における袋口内面清掃方法において、
   被包装物が充填された袋を、袋口が開いた状態で左右一対のグリッパで吊下げ状態に保持して所定の位置に停止させ、
   前記停止した袋の袋口内に、複数の吹出し口を備えた、水平方向に長い筒状のノズルを挿入し、
   前記一対のグリッパを互いに離反させて前記袋口を緊張させ、
   互いに接離自在に対向配置された一対の挟圧部材で、前記ノズルの下端位置より下方の位置で前記袋を両側から挟圧し、前記袋の該挟圧した部位より下方の部分を略密閉し、
   前記ノズルから加圧気体を吹出し、
   前記ノズルを前記袋口から抜き出すとともに、前記一対の挟圧部材を互いに離反させる、
   ことを特徴とする、袋口内面清掃方法。
2. 間欠回転式ロータリ型袋詰め包装に使用する袋口内面清掃装置において、
   間欠回転する回転テーブルに円周方向所定の間隔で配置され、袋の両側縁部を把持して袋を吊下げ状態に保持する、互いに接離可能な左右１対のグリッパをそれぞれ備えた複数の把持装置と、
   加圧気体供給源に接続され、水平方向に長く、複数の吹出し口を備えたノズル本体部を備えたノズルであって、前記回転テーブルの周方向に沿って設けられた袋口清掃ステーションに上下動可能に設けられ、前記ノズル本体部が前記袋口清掃ステーションに停止している袋の袋口内へ挿脱可能に構成されたノズルと、
   前記袋口清掃ステーションに設けられ、互いに接離可能に対向配置された一対の挟圧部材であって、それぞれ前記袋の実質的幅の長さより長い長さを有し、互いに接近移動したときに前記袋を前記ノズル本体部より下方の位置で挟圧し、前記袋の該挟圧した部位より下の部分における袋内を略密閉する挟圧部材と、
   を備えていることを特徴とする、袋口内面清掃装置。
3. 請求項2記載の袋口内面清掃装置において、前記ノズルは、前記袋の厚み方向で前記ノズル本体部より幅の大きい開口維持部材を備え、該開口維持部材は、前記ノズル本体が前記袋の袋口内に挿入されたときに少なくとも部分的に前記袋口内に挿入され、前記袋口が閉じるのを防止することを特徴とする、袋口内面清掃装置。
4. 請求項２又は３に記載の袋口内面清掃装置において、前記袋口内面清掃装置はさらに、前記ノズル本体の上側に配置され、吸引源に接続された集塵フードを備えていることを特徴とする、袋口内面清掃装置。
   

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