JP2013086842A

JP2013086842A - ガス充填包装機

Info

Publication number: JP2013086842A
Application number: JP2011228434A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Shimizu; 圭逸清水
Original assignee: General Packer Co Ltd
Current assignee: General Packer Co Ltd
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-05-13
Anticipated expiration: 2031-10-18
Also published as: JP5861149B2

Abstract

【課題】包装袋に対するガス充填ノズルの挿入深さを自動調節可能とし、袋サイズ等の変更に伴うガス置換作用を安定して施すことができるガス充填包装機を提供すること。
【解決手段】各グリップ対ｇに対応するようにガス充填ノズル２１を夫々配置した回転体４を間欠駆動手段により複数の工程に間欠移動させ、回転体４の回転移動により該ノズルを上下方向に移動するように設け、ガス充填ノズル２１から噴出して拡散する不活性ガスと当該袋内の空気との置換作用を生じさせる包装機において、ガス充填ノズル２１をカムローラ２０を介して案内される可動ガイドレール２８の高さがノズル高さ調節機構３０によって調整自在に設けられ、袋のサイズや被包装物の種類に合わせてガス充填ノズル２１の包装袋に対する挿入深さをノズル高さ調節機構３０により自動調節されるようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、被包装物を包装袋に充填すると共に被包装物の品質を保持するために当該袋内に不活性ガスを充填して袋口のヒートシールを施すガス充填包装機に関する。

従来のロータリー式のガス充填包装機として、本件出願人に係るものが特許文献１に記載されている。そのガス充填包装機は、多数の、実施例では１０個のグリップ対を放射方向に設けた回転体を間欠駆動手段により複数の工程毎に間欠停止して移動させ、回転体には各グリップ対に夫々対応するように配置した充填漏斗を上下方向に移動自在に設けると共に各々の充填漏斗に専用のガス充填ノズルを設け、充填工程の前工程にて充填漏斗の落下口とガス充填ノズルを包装袋内に挿入し、充填工程にて所定量の被包装物を包装袋に投入・充填すると共に、ガス充填ノズルから不活性ガスを噴出させて不活性ガスと当該袋内の空気との置換作用を生じさせ、後工程にてガス充填ノズルを脱出させてから袋口のシールを施して製品とされた包装袋を機外に放出する構成とされている。

特許文献１の包装機の実施例では、各グリップ対に対応する専用の充填漏斗及びガス充填ノズルを備えている。ガス充填ノズルは、その下端を充填漏斗の落下口よりも適宜寸法だけ突出させた状態で当該充填漏斗の側面に固定されている。
ところで、この包装機は長さや幅の異なる各種サイズの包装袋を対象としていることから、袋サイズや、被包装物の種類を変更する場合には１０個の充填漏斗を全て交換しなければならない。このため、作業員にとってはそれらの切換え作業の負担が大きく、多くの作業時間を要していた。

しかも、ガス充填ノズルが充填漏斗に一体状に取り付けられていることから、被包装物の性状（鰹節などの軽くて舞い上がりやすいもの、粉末、ペレット等）に合わせて当該ノズルの深さを微調整することができないという不都合を伴っていた。

特開２００４−６７２２４号公報

本発明の目的は、包装袋に対するガス充填ノズルの挿入深さを自動調節可能とし、袋サイズ等の変更に伴うガス置換作用を安定して施すことができるガス充填包装機を提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載した発明は、多数のグリップ対を放射方向に設けると共に各グリップ対に対応するようにガス充填ノズルを夫々配置した回転体を間欠駆動手段により複数の工程毎に間欠停止して移動させ、その回転体と同心状で回転不能に設けられたドラムの外側面に複数のガイドレールを連続状に配設し、そのガス充填ノズルを取り付けたスライドプレートのカムローラが、その回転体の回転移動により各ガイドレールのカム面を転動することにより当該ガス充填ノズルが上下方向に移動するように設け、充填工程の前工程にてガス充填ノズルを包装袋内に挿入し、充填工程にて充填漏斗を包装袋内に挿入して所定量の被包装物の投入・充填を行うと共に前記ガス充填ノズルから噴出して拡散する不活性ガスと当該袋内の空気との置換作用を生じさせ、充填工程の後工程にて袋口のシールを施して包装袋を機外に放出するようにした包装機において、
前記ガイドレールの一部の可動ガイドレールの高さをノズル高さ調節機構によって調整自在に設け、袋のサイズに合わせて前記ガス充填ノズルの包装袋に対する挿入深さを、そのノズル高さ調節機構により自動調節することを特徴とする。

同様の目的を達成するために請求項２に記載した発明は、請求項１に記載のガス充填包装機において、前記ノズル高さ調節機構は、前記可動ガイドレールの後部に螺合した縦向きのネジ軸をモータ装置により回転制御して当該ガイドレールの高さを調整することにより、前記ガス充填ノズルの包装袋に対する挿入深さを自動調節することを特徴とするものである。

可動ガイドレールは、ガス充填ノズルを取り付けたスライドプレートのカムローラを周方向へ転動させる機能を担っている。可動ガイドレールの高さは、袋のサイズ（長さ）や被包装物の種類に合わせてノズル高さ調節機構のモータ装置によりネジ軸を回転制御することにより調整される。そして、ガス充填ノズルの包装袋に対する挿入深さを自動調節することができる。

同様の目的を達成するために請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載のガス充填包装機において、前記袋のサイズと被包装物の種類を当該包装機に備える操作盤において入力手段により選択及び／又は設定可能とし、その選択及び／又は設定されたデータに基づいて前記ノズル高さ調節機構による前記挿入深さを自動調節するように設けたことを特徴とするものである。

操作盤において袋のサイズと被包装物の種類を入力手段にて選択及び／又は設定することにより、ガス充填ノズルを選択及び／又は設定されたデータに基づいて対応する包装袋の適宜深さに自動挿入することができる。そして、袋サイズ等の変更がされた場合においても、ガス充填ノズルが適宜深さに挿入されるので袋内の空気とのガス置換作用を安定して適切に施すことができる。

（請求項１の発明）
このガス充填包装機によれば、袋サイズを変更する場合に、従来のガス充填包装機では工程数と同数の充填ノズルの交換又は充填漏斗に充填ノズルが固定されたタイプでは全ての充填漏斗を交換しなければならないところ、充填ノズルを充填漏斗と独立して設けていることから充填ノズルの交換が不要となり、ガス充填ノズルを包装袋に挿入する深さをノズル高さ調節機構により自動調節することができる。また、袋サイズや被包装物の種類が変更された場合にも、ガス充填ノズルが適宜深さに挿入されるので包装袋内の空気とのガス置換作用を安定して適切に施すことができる。加えて、袋サイズの変更に伴う充填ノズルの切換え時間を大幅に短縮することができると共に当該ノズルの高さの微調整も行うことができる。さらに、作業員にとっては、充填ノズルの切換え作業の負担が著しく軽減される。

本発明に係るガス充填包装機の平面図同、正面図同、側面図回転体とガス充填ノズル及びその周辺構成を示す一部切断側面図充填漏斗の旋回動作と昇降動作を説明する模式図充填漏斗とガス充填ノズルとの位置関係を示す説明図であって、（ａ）待機・退避位置にある充填漏斗、（ｂ）前進位置における被包装物充填時充填漏斗の包装袋への挿入状態を示す説明図ガス充填ノズルと包装袋との相対位置関係を全工程にわたって表したガイドレールの展開図

以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。

本発明に係るガス充填包装機Ｐを図１〜図３に示す。このロータリー式の包装機Ｐは、図１に示すように、計量装置（図示せず）、不活性ガス供給装置（図示せず）などを備え、給袋工程（イ）、チャック付袋のチャック開き・印字工程（ロ）、袋膨らまし工程（ハ）、包装袋の開口・ガス充填ノズル挿入工程（ニ）、被包装物の充填工程（ホ）、振動付与工程（ホ）〜（ト）、空袋排出工程（チ）、袋口シール及びガス充填ノズル抜去工程（リ）、シール部の冷却及び製品排出工程（ヌ）の１０工程からなる。なお、包装袋内への窒素ガス等の不活性ガス充填については、上記ガス充填ノズル挿入工程（ニ）から袋口シール及びガス充填ノズル抜去工程（リ）の間にて行われる。

この包装機Ｐの機台１上には、縦向きの間欠回転軸２を回転自由に支持したスタンド３を設け、その間欠回転軸２に取り付けた円盤状の回転体４には、袋口（ｂ）が開放された包装袋（ａ）を掴着又は釈放するための（工程数と同数の）１０個のグリップ対（ｇ）が等角度間隔で放射方向に突出するように設けられている。上記給袋工程（イ）に配置された給袋装置１０は、ストッカー１１の上に袋口を前にして斜めに重ねられる包装袋（ａ）を、図示しない吸盤を供えた吸着手段によって先頭から一枚ずつメクリ分離されて袋口（ｂ）を上にして吊り下げた状態でグリップ対（ｇ）に供給する公知の構造のものと同様の構造とされている。

図３、図４に示すように、上記回転体４の外周縁４ａには、各グリップ対（ｇ）の中央位置に夫々対応するように左右一対のガイドバー１５，１５を平行に立設している。それらのガイドバー１５の上端部は、リングプレート１６に取り付けられている。１７は左右両側部に沿うように凹溝１８，１８が形成されたスライドプレートであり、このスライドプレート１７は、ガイドバー１５，１５に凹溝１８，１８を内方から装着して上下方向に摺動可能に設けられている。各スライドプレート１７の正面には、ガス充填ノズル２１を備えたブラケット１９が夫々取り付けられている。また、スライドプレート１７の背面中央部には、カムローラ２０が縦方向に回転自由に設けられている。

上記ガス充填ノズル２１については、工程数と同数の１０個を設ける。それらのガス充填ノズル２１は、その吹き出し口２１ｂを袋サイズに合わせて後述する充填漏斗５０の落下口よりも下方に所定寸法だけ突出するように設定される。

前記間欠回転軸２の上端には、軸受６によってボス７を回転自由に設けている。ボス７には、回転体４の直上で、かつ、間欠回転軸２と同心状にドラム２５が固定されている。そのドラム２５の外側面には、図８に示すように、固定ガイドレール２６，２７と、可動ガイドレール２８、固定ガイドレール２９とが上端縁のカム面２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａが連続するように配設されている。それらカム面２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａには、スライドプレート１７のカムローラ２０を転動可能に設けている。しかして、回転体４の間欠回転移動により各スライドプレート１７のカムローラ２０がカム面２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａを転動することにより、ガス充填ノズル２１が上下方向に夫々移動するように構成される。

図６（ａ）に示すように、可動ガイドレール２８は、ノズル高さ調節機構３０によって高さを調整可能に設けられている。可動ガイドレール２８の後部に固定されたブラケット２８ｂには、図示しない軸受けにより回転可能に支持される縦向きのネジ軸３１の下端部が螺合されている。ネジ軸３１の上端部に固定された従動ギア３２には、モータ装置３３の出力軸に取り付けられた駆動ギア３４を噛合させるように設けている。

８１はガス充填包装機Ｐの運転・停止、包装作業に関する各種設定・確認等を押し釦操作等により行うために当該包装機Ｐに備えた操作盤である（図２）。操作盤８１では、袋のサイズ（長さ）と被包装物の種類（削り節、粒状物、粉体等）を液晶画面８２により確認しつつ入力手段たる押し釦８３を操作することにより、それらを選択及び／又は設定することができるように設けられている。なお、入力手段については、押し釦８３に代えて液晶画面８２に表示される数値・内容を押すことにより入力する構成とすることも可能である。

しかして、押し釦８３により選択及び／又は設定されたデータに基づきモータ装置３３によりネジ軸３１を回転制御して可動ガイドレール２８の高さを調整することにより、包装袋に対するガス充填ノズル２１の挿入深さの自動調節を施すノズル高さ調節機構３０が構成される。

また、ノズル高さ調節機構３０では、ガス充填ノズル２１の挿入深さ、言い換えればその高さを押し釦操作によって微調整可能に設けている。しかして、被包装物の性状（鰹節などの軽くて舞い上がりやすいもの、粉末、ペレット等）に合わせてガス充填ノズル２１の高さを微調整することができるので使い勝手が良い。

上記ドラム２５の内方で包装袋の開口・ガス充填ノズル挿入工程（ニ）の位置には、角形のガイドバー３５を立設してスライダ３６を摺動可能に装着し、スライダ３６をカムとレバーによる機構等からなる公知の昇降手段（図示せず）によって昇降自在に設ける。スライダ３６の前面には、前記スライドプレート１７のカムローラ２０を受けるための支持片３７を設けている。

なお、上述した多数のガス充填ノズルを固定ドラムに周設されたガイドレールによって昇降させる機構及び当該ノズルを特定工程で昇降させるスライダ機構については、本件出願人に係る特開２００４−６７２２４号公報により開示された技術事項に準じた構成とされている。

４０は前記ドラム２５上に配置されたロータリーバルブである。図４に示すように、ロータリーバルブ４０は、ドラム２５側に固定される中心部の弁軸４０ａと、その弁軸４０ａに回転自由に外装されたリング形状の弁体４１とから構成されている。その弁体４１には、工程数と同数、即ち１０個の図示しないガス供給孔が弁軸４０ａのガス通路と連通するように設けられている。また、この弁体４１はステー４５により前記リングプレート１６に連結されており、前記回転体４と一緒に回転作動するように設けられている。

上記ガス供給孔とガス充填ノズル２１とは、フレキシブルチューブ４２によって夫々連結されている。また、ロータリーバルブ４０の弁軸４０ａには、不活性ガス供給装置（図示せず）から所定圧力（０．１〜０．５ＭＰａ）に調整された窒素ガス、炭酸ガス等の不活性ガスがホース４３を介して供給されるように設けられている。

なお、不活性ガス供給システムについては、本件出願人の所有する特許第２６１９７９５号の特許公報により開示された技術事項に準じた構成とされている。

図５、図６に示すように、充填漏斗５０は、被包装物の充填工程（ホ）に移送される包装袋の袋口へ挿入可能な前進位置（ｆ）とその前進位置（ｆ）から離隔した待機・退避位置（ｒ）との間を移動自在及び前進位置にて上下方向に移動自在に設けられた下部漏斗５１と、その下部漏斗５１の上口５１ａに挿入可能に設けられた上部漏斗６１とからなる。

詳しくは、下部漏斗５１は、ガス充填包装機Ｐの機台１に立設されたスタンド５２に回転及び昇降可能に支持される可動軸５３の上端部に取り付けられている。可動軸５３の下端部に固定されたレバー５４には、包装機Ｐの様々な機構を回転制御する主軸（図示せず）に取り付けられる円形カム（図示せず）に連係作動するロッド５５の一端が連結されている。

しかして、下部漏斗５１は円形カムの回転により可動軸５３を旋回作動させることにより、待機・退避位置（ｒ）と前進位置（ｆ）の間を移動自在に設けられる。

また、可動軸５３の下端部には、上記主軸に取り付けられる他の円形カム（図示せず）に連係作動するロッド５６の一端が連結されている。そして、下部漏斗５１は、前進位置（ｆ）において、その円形カムの回転により可動軸５３を昇降作動させることにより、上下方向に移動自在に設けられている。

上部漏斗６１は、機台１に立設されたスタンド６２に昇降可能に支持される可動軸６３の上端部に取り付けられている。可動軸６３の下端部に固定されたレバー６４には、前記主軸に取り付けられる円形カム（図示せず）に連係作動するロッド６７の一端が連結されている。６８はレバー６４に形成された凹溝６５に遊嵌させて当該レバー６４の回り止めを施したストッパーである。

しかして、上部漏斗６１は、被包装物の充填工程（ホ）に移送される包装袋の上方において、前記円形カムの回転により可動軸６３を昇降作動させることにより上下方向に移動自在に設けられ、かつ、下降時に下部漏斗５１の上口５１ａに挿入可能に設けられる。

以上に述べた構成により、充填漏斗５０は、図７に示すように、被包装物の充填工程（ホ）に移送される包装袋（ａ）に対して被包装物が充填される直前に、下部漏斗５１の下口５１ｂを当該包装袋（ａ）の袋口（ｂ）に挿入され、かつ、上部漏斗６１を下部漏斗の上口５１ａに挿入されて一体化される。

他方、被包装物の充填後で前記回転体４が回転移動する際には、上部漏斗６１を上昇させると共に、下部漏斗５１を元の待機・退避位置（ｒ）に復帰させることによって下部漏斗５１が包装袋に挿入された状態のガス充填ノズル２１に干渉しないようにされる。

７０は包装袋の開口・ガス充填ノズル挿入工程（ニ）において包装袋（ａ）の袋口（ｂ）に挿入されて当該袋口（ｂ）の開放状態を保持する公知の一対の介助片である。この介助片７０は、下部漏斗５１が袋口（ｂ）に挿入された直後に当該袋口（ｂ）から抜去されるように設けられている。
以上により、本発明に係るガス充填包装機Ｐが構成される。

つぎに、本発明に係るガス充填包装機Ｐの作用について、被包装物の充填工程（ホ）を中心にして説明する。
（１）給袋工程（イ）において、包装袋ａが袋口（ｂ）を上にしてグリップ対（ｇ）に供給される。チャック付袋のチャック開き・印字工程（ロ）において、公知の印字装置９０により賞味期限等の印字がなされる。
（２）包装袋の開口・ガス充填ノズル挿入工程（ニ）において、包装袋（ａ）は、公知の開口装置により前後面を吸盤により吸着されて袋口（ｂ）を開放され、その袋口（ｂ）に開放状態を保持するための介助片７０が挿入される。
（３）また、スライドプレート１７のカムローラ２０が固定ガイドレール２６から上昇位置で待機したスライダ３６の支持片３７に乗り移り、スライダ３６が下降してカムローラ２０は固定ガイドレール２７のカム面２７ａに乗る。そして、ガス充填ノズル２１の吹出し口２１ｂが包装袋（ａ）内に挿入され、ガス充填ノズル２１から不活性ガスの噴出が開始される（図８）。
（４）ついで、回転体４の間欠回転移動により、図８に示すように、スライドプレート１７のカムローラ２０は、固定ガイドレール２７から可動ガイドレール２８に乗り移り、包装袋（ａ）は、被包装物の充填工程（ホ）に間欠移送される。

なお、可動ガイドレール２８の高さについては、当該包装機Ｐの運転開始時に、前記押し釦８３の操作により袋のサイズと被包装物の種類について選択及び／又は設定されたデータに基づきノズル高さ調節機構３０が作動して調整を施されており、これと連動してガス充填ノズル２１の包装袋に対する挿入深さの調節が行なわれている。また、ガス充填ノズル２１の高さについては、押し釦８３の押動操作により微調整を行うことができる。

（５）被包装物の充填工程（ホ）において、充填漏斗５０は、図６（ｂ）に示すように、被包装物が包装袋（ａ）に充填される直前に、待機・退避位置（ｒ）から前進位置（ｆ）に移動した下部漏斗５１の下口５１ｂが当該包装袋（ａ）の袋口（ｂ）に挿入され、かつ、上部漏斗６１が下降して下部漏斗の上口５１ａに挿入される。
（６）ついで、図示しない計量装置により所定量の被包装物が充填漏斗５０に放出されて包装袋（ａ）に充填される。
（７）被包装物が充填された後に回転体４が回転移動する際に、上部漏斗６１を上昇させると共に下部漏斗５１を前進位置（ｆ）から元の待機・退避位置（ｒ）に復帰させる。
（８）振動付与工程（ホ）〜（ト）において、グリップ対（ｇ）の間隔が拡げられて袋口（ｂ）を直線状に緊張させて包装袋（ａ）内に外の空気が侵入するのが防止される。また、回転体４の間欠回転移動によりスライドプレート１７が少しずつ上昇するが、ガス充填ノズル２１の吹出し口２１ａは包装袋ａ内に残された状態とされている（図８）。
（９）袋口シール及びガス充填ノズル抜去工程（リ）において、ガス充填ノズル２１が抜去され、シール装置９５によって袋口（ｂ）のヒートシールが施される（図１）。
（１０）ついで、シール部の冷却及び製品排出工程（ヌ）において、前工程で施されたヒートシール部分がシール冷却装置１００により冷却処理されるとほぼ同時に、グリップ対（ｇ）の釈放動作により包装袋（ａ）が機外に放出される。

Ｐ・・・本発明に係るガス充填包装機
ｇ・・・グリップ対
ａ・・・包装袋
ｂ・・袋口
４・・・回転体
２１・・・ガス充填ノズル
２８・・・可動ガイドレール
３０・・・ノズル高さ調節機構
３１・・・ネジ軸
３３・・・モータ装置
５０・・・充填漏斗
８１・・・操作盤
８３・・・押し釦（入力手段）

Claims

多数のグリップ対を放射方向に設けると共に各グリップ対に対応するようにガス充填ノズルを夫々配置した回転体を間欠駆動手段により複数の工程毎に間欠停止して移動させ、その回転体と同心状で回転不能に設けられたドラムの外側面に複数のガイドレールを連続状に配設し、そのガス充填ノズルを取り付けたスライドプレートのカムローラが、その回転体の回転移動により各ガイドレールのカム面を転動することにより当該ガス充填ノズルが上下方向に移動するように設け、充填工程の前工程にてガス充填ノズルを包装袋内に挿入し、充填工程にて充填漏斗を包装袋内に挿入して所定量の被包装物の投入・充填を行うと共に前記ガス充填ノズルから噴出して拡散する不活性ガスと当該袋内の空気との置換作用を生じさせ、充填工程の後工程にて袋口のシールを施して包装袋を機外に放出するようにした包装機において、
前記ガイドレールの一部の可動ガイドレールの高さをノズル高さ調節機構によって調整自在に設け、袋のサイズに合わせて前記ガス充填ノズルの包装袋に対する挿入深さを、そのノズル高さ調節機構により自動調節することを特徴とするガス充填包装機。
前記ノズル高さ調節機構は、前記可動ガイドレールの後部に螺合した縦向きのネジ軸をモータ装置により回転制御して当該ガイドレールの高さを調整することにより、前記ガス充填ノズルの包装袋に対する挿入深さを自動調節することを特徴とする請求項１に記載のガス充填包装機。
前記袋のサイズと被包装物の種類を当該包装機に備える操作盤において入力手段により選択及び／又は設定可能とし、その選択及び／又は設定されたデータに基づいて前記ノズル高さ調節機構を自動制御するように設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のガス充填包装機。