JP2015009893A

JP2015009893A - 真空包装機

Info

Publication number: JP2015009893A
Application number: JP2013139083A
Authority: JP
Inventors: 溝口　岳博; Takehiro Mizoguchi; 岳博溝口; 英記榊原; Hideki Sakakibara; 直志近藤; Naoshi Kondo
Original assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Current assignee: Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-19

Abstract

【課題】真空包装機のチャンバ内を正常に負圧化させることができない状態であることを知ることができるようにする。
【解決手段】真空包装機は、真空計により検出したチャンバ内の圧力が所定値となるまで油回転真空ポンプを作動させるように制御し、チャンバ内に収容した包装袋を封止装置により密封することで包装袋を真空包装する真空包装プログラムを有し、真空包装プログラムの開始からの経過時間と真空計により検出したチャンバ内の圧力との関係に基づいて、チャンバ内を正常に負圧化させることができない状態であると検知する検知手段と、検知手段による検知結果を報知する報知手段とを備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、チャンバ内を油回転真空ポンプにより真空引きして、包装袋を封止装置により密封して真空包装する真空包装機に関する。

下記の特許文献１には食材を収納した包装袋を真空包装する真空包装機が開示されている。この真空包装機は、チャンバベースとチャンバカバーとにより構成されたチャンバと、チャンバ内に設けて包装袋の開口部周縁を加熱密封する加熱封止装置と、チャンバ内を脱気して負圧化させる油循環式の油回転真空ポンプと、チャンバ内の圧力を検出する真空計とを備えている。この真空包装機においては、真空計により検出したチャンバ内の圧力が所定値となるように油回転真空ポンプを作動させ、チャンバ内に収容した包装袋の開口部周縁を封止装置により密封させることで包装袋を真空包装している。

特開２０００−１４２６２１号公報

上記のような真空包装機においては、油回転真空ポンプの不具合、油回転ポンプとチャンバとを接続する配管の破損、該配管に介装した各種弁の異常、または、チャンバベースとチャンバカバーとの間のパッキン部材の劣化等により、チャンバ内を所定の真空度まで脱気して負圧化させることができないことがあった。チャンバ内を所定の真空度まで負圧化させることができないと、包装袋は真空状態とならずに密封された不良品となるおそれがあった。また、チャンバ内を所定の真空度まで負圧化させることができないと、チャンバカバーがチャンバベースに対して開き、チャンバ内の加熱封止装置のヒータに接触するおそれがあった。本発明は、真空包装機のチャンバ内を正常に負圧化させることができない状態であることを知ることができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、被包装物を収納した包装袋を収容するチャンバと、チャンバ内に設けて包装袋の開口部周縁を密封する封止装置と、チャンバ内を脱気して負圧化させる油回転真空ポンプと、チャンバ内の圧力を検出する真空計とを備え、真空計により検出したチャンバ内の圧力が所定値となるまで油回転真空ポンプを作動させるように制御し、チャンバ内に収容した包装袋を封止装置により密封することで包装袋を真空包装する真空包装プログラムを有した真空包装機において、真空包装プログラムの開始からの経過時間と真空計により検出したチャンバ内の圧力との関係に基づいて、チャンバ内を正常に負圧化させることができない状態であると検知する検知手段と、検知手段による検知結果を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする真空包装機を提供するものである。

上記のように構成した真空包装機においては、真空包装プログラムの開始からの経過時間と真空計により検出したチャンバ内の圧力との関係に基づいて、チャンバ内を正常に負圧化させることができない状態であると検知する検知手段と、検知手段による検知結果を報知する報知手段とを備えたので、チャンバ、油回転真空ポンプ、またはチャンバと油回転真空ポンプとを接続する配管等が破損したことに起因して、チャンバ内を正常に負圧化させることのできない状態であることを油回転真空ポンプの作動時間と真空計により検出したチャンバ内の圧力との関係に基づいて検知でき、この検知結果を報知手段で知ることができるので、包装袋が真空状態とならずに密封された不良品の発生を防ぐことができた。

上記のように構成した真空包装機の一実施形態においては、検知手段は、真空包装プログラムの開始から所定時間経過したときの真空計により検出した圧力が所定値より高いとき、真空包装プログラムを開始した後で真空計により検出した圧力が所定の圧力範囲を通過する時間が所定時間以上であるとき、真空包装プログラムを開始した後にチャンバ内が所定の圧力となってから所定時間経過後に真空計により検出した圧力が所定値より高いとき、または、真空包装プログラムの開始から真空計により検出した圧力が所定値となるまでの時間が所定時間以上であるときに、チャンバ内を正常に負圧化させることができない状態であると検知するようにしてもよい。

本発明の真空包装機の一実施形態を示す一部破断した斜視図である。真空包装機の主としてチャンバと油回転真空ポンプとを接続する配管を示す概略図である。操作パネルを示す図である。真空包装機の制御装置を示すブロック図である。真空包装プログラムの開始からの経過時間と、チャンバ内の圧力との関係を示したグラフであり、チャンバ内を正常に負圧化させることができたときと正常に負圧化させることができないときのグラフである。

以下、本発明の真空包装機の一実施形態を添付図面を参照して説明する。図１及び図２に示したように、真空包装機１０は、ハウジング１１の上部に包装袋を収容するチャンバ１２と、チャンバ１２内にて包装袋の開口部周縁を密封する加熱封止装置（封止装置）２０と、ハウジング１１の下部にてチャンバ１２内を脱気して負圧化させる油回転真空ポンプ３０とを備えている。

図１及び図２に示したように、チャンバ１２は上面が開口した浅い皿形をしたチャンバベース１３と、チャンバベース１３の上面開口を開閉自在に塞ぐ耐圧性のアクリル板よりなるチャンバカバー１４とから構成される耐圧容器である。チャンバカバー１４は、前端側が上下に移動可能となるように、後端部がハウジング１１の後端部に水平軸線回りに回動可能に支持されている。チャンバカバー１４の下面の周部にはシール部材としてゴム製のパッキン１５が設けられており、パッキン１５はチャンバカバー１４をチャンバベース１３に対して気密にシールしている。また、ハウジング１１の後部にはチャンバカバー１４の閉止状態を検知するカバー開閉検知器１６が設けられている。

図１に示したように、チャンバ１２の前部には加熱封止装置２０が設けられている。加熱封止装置２０はチャンバ１２内に収容した熱溶着可能な包装袋の先端開口周縁部を密封するものである。なお、包装袋は内側に融点の低い材質を採用した二層構造の熱可塑性樹脂製フィルムを用いたものである。加熱封止装置２０は包装袋の先端開口部周縁を狭圧して保持する下側及び上側狭圧ブロック２１，２２とを備えている。下側狭圧ブロック２１はアルミニウム製の角パイプ部材よりなり、チャンバベース１３の前部に着脱可能かつ上下に移動可能に設けられている。下側狭圧ブロック２１の上面にはニクロム素材よりなる帯板状をしたヒータ２３が設けられている。上側狭圧ブロック２２は弾性変形可能なシリコン製のブロック体よりなり、下側狭圧ブロック２１の上側に対向する位置にて、チャンバカバー１４の下面前部に設けられている。

図１及び図２に示したように、チャンバベース１３の前部には下側狭圧ブロック２１を上下に昇降させる左右一対の昇降機構２４（図では右側のみを示す）が設けられている。昇降機構２４はチャンバベース１３の前部の底壁を貫通する左右一対の支持軸２５を備えている。これら支持軸２５はチャンバベース１３の前部にて下側狭圧ブロック２１を上下動可能に支持するものである。これら支持軸２５は先端部が下側狭圧ブロック２１の下部に挿入されており、支持軸２５は上下方向の中間部がチャンバベース１３の下面前部に設けた左右一対の昇降シリンダ２６により上下に移動可能に支持されている。支持軸２５の中間部には昇降シリンダ２６内にて鍔部２６ａが設けられており、鍔部２６ａは昇降シリンダ２６内を上部空間２６ｂと下部空間２６ｃとに気密に区画している。昇降シリンダ２６の上部空間２６ｂには支持軸２５の外周にばね（付勢手段）２６ｄが介装されており、ばね２６ｄは鍔部２６ａを介して支持軸２５を下方に付勢している。

図１及び図２に示したように、ハウジング１１内には油循環式の油回転真空ポンプ３０が設けられており、油回転真空ポンプ３０は油によりロータ、ステータ、翼板等の部品の間の気密及び無効空間の減少を図っている容積位相式真空ポンプである。具体的には、油を満たした円筒形のステータ中に電動モータにより回転するロータと、該ロータに放射状に設けられた各ロータ溝内でラジアル方向へ移動可能に組み込まれてステータの内周面に接する複数の翼板とを有し、円筒形のステータ内とロータと翼板とにより形成される各空間が油により気密にされた状態で、ロータの回転によってその容積を変化させ、空気を吸込口から吸入して吐出口から排出するものである。

図２に示したように、ハウジング１１内には油回転真空ポンプ３０とチャンバ１２とを接続する吸気管３１が設けられており、吸気管３１にはこれを開閉する真空弁３２が設けられている。吸気管３１にはチャンバ１２と真空弁３２との間に大気を導入する大気導入管３３が接続されている。大気導入管３３は第１管部３３ａと、第１管部３３ａから分岐した第２管部３３ｂとからなり、第１及び第２管部３３ａ、３３ｂにはこれらを開閉する第１及び第２大気導入弁３４，３５が設けられている。第１管部３３ａは第２管部３３ｂより径が太く形成されており、第１大気導入弁３４を開放したときにはチャンバ１２内に速く大気が導入され、第２大気導入弁３５を開放したときには、チャンバ１２内にゆっくりと大気が導入される。

第２管部３３ｂには真空検出管３６が接続されており、真空検出管３６にはチャンバ１２の圧力を検出する真空計３７が設けられている。チャンバ１２内を油回転真空ポンプ３０により脱気していないときには、真空計３７により検出されるチャンバ１２内の圧力は大気圧と同じ１０１ｋＰａ（ａｂｓ）であり、このときの真空度は０％である。チャンバ１２内を油回転真空ポンプ３０により脱気して負圧化させ、真空計３７により検出されるチャンバ内の圧力が０ｋＰａ（ａｂｓ）であるときには、真空度は１００％である。なお、以後の説明では、圧力の表示をするときには、（ａｂｓ）の表記を省略して説明する。

吸気管３１には油回転真空ポンプ３０と真空弁３２との間から分岐したシリンダ管３８が昇降シリンダ２６の上部空間２６ｂに接続されており、シリンダ管３８にはこれを開閉するシリンダ弁３９が設けられている。

ハウジング１１の前面には真空包装機１０の操作をするための操作パネル４０が設けられている。図３に示したように、操作パネル４０には真空包装機１０を作動させる各種スイッチ４１が設けられており、また、チャンバ１２内の真空度及び各種プログラムを表示する表示パネル４２が設けられている。

真空包装機１０は制御装置５０を備えており、図４に示したように、この制御装置５０はカバー開閉検知器１６と、ヒータ２３と、油回転真空ポンプ３０と、真空弁３２と、第１及び第２大気導入弁３４，３５と、真空計３７と、シリンダ弁３９と、操作パネル４０とに接続されている。制御装置５０はマイクロコンピュータ（図示省略）を有しており、マイクロコンピュータは、バスを介してそれぞれ接続されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びタイマ（いずれも図示省略）を備えている。制御装置５０は、ＲＯＭにチャンバ１２内の被包装物を真空包装をするための各種真空包装プログラムを備えており、操作パネル４０により真空包装プログラムを実行させたときには、真空計３７の検出に基づいてヒータ２３と、油回転真空ポンプ３０と、真空弁３２と、第１及び第２導入弁３４，３５と、シリンダ弁３９との作動を制御し、チャンバ１２内の被包装物を真空包装する
また、制御装置５０は、ＲＯＭにチャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であると検知する検知プログラム（検知手段）を有しており、検知プログラムによる検知結果を表示パネル（報知手段）４２に表示（報知）させている。この検知プログラムは、真空包装プログラムの開始からの経過時間と真空計３７により検出したチャンバ１２内の圧力との関係に基づいて、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であると検知するものである。すなわち、チャンバ１２内の容積と油回転真空ポンプ３０の吸引能力との関係から、図５に示したように、真空計３７により検出したチャンバ１２内の圧力は真空包装プログラムの開始からの経過時間と一定の関係性を有している。検知プログラムは、図５のグラフに基づいて、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であることを検知するものである。

検知プログラムの一例は、真空包装プログラムの開始から所定時間として１０秒経過したときの真空計３７により検出した圧力が所定値として８０ｋＰａより高い（真空度が２０％より低い）ときに（図５のＡに示した）、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であることを検知するものである。検知プログラムの他の例は、真空包装プログラムを開始した後で真空計３７により検出した圧力が所定の圧力範囲として６０ｋＰａから５０ｋＰａを通過する時間が所定時間として４秒以上であるときに（図５のＢに示した）、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であることを検知するものである。また、検知プログラムの他の例は、真空包装プログラムを開始した後に真空計３７により検出したチャンバ１２内が所の圧力が所定の圧力として６０ｋＰａ（真空度は４０％）となってから、所定時間として５秒後に真空計３７により検出した圧力が所定値として４０ｋＰａ（真空度は６０％）より高いときに（図５のＣに示した）、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であることを検知するものである。また、検知プログラムの他の例は、真空包装プログラムの開始から真空計３７により検出した圧力が所定値として４０ｋＰａ（真空度は６０％）となるまでの時間が所定時間として１０秒以上であるときに（図５のＤに示した）、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であることを検知するものである。なお、図５は真空包装プログラムを開始してからの経過時間と真空計３７により検出した圧力とを模式的に示したグラフであるので、図５のＡ〜Ｄの各状態の経過時間は正確に記載されていない。

上記のように構成した真空包装機１０においては、包装袋の先端開口部周縁が下側狭圧ブロック２１の上側に載るように包装袋をチャンバベース１３に載置し、チャンバカバー１４によりチャンバベース１３の上面開口を塞ぐ。操作パネル４０を操作して真空包装プログラムを実行させると、制御装置５０は、カバー開閉検知器１６によってチャンバカバー１４が閉止された状態であるとの検知に基づいて、全ての弁３２，３４，３５及び３９が閉止された状態から、真空弁３２を開放するとともに油回転真空ポンプ３０を作動させてチャンバ１２内を脱気して負圧化させる。真空計３７により検出されるチャンバ１２内の圧力が所定の圧力として０．５ｋＰａ（真空度が９９．５％）となると、制御装置５０はシリンダ弁３９を開放して左右の昇降シリンダ２６の上部空間２６ｂ内を負圧化させることで左右の支持軸２５を上昇させ、下側狭圧ブロック２１を上昇位置まで上昇させて上側狭圧ブロック２２に押圧させる。この状態にて、制御装置５０は図示しない電源からヒータ２３に通電させて発熱させると、下側及び上側狭圧ブロック２１，２２に狭圧されて保持された包装袋の先端開口部周縁は熱溶着されて密封される。その後、制御装置５０は油回転真空ポンプ３０の作動を停止させるとともに、第２導入弁３５と第１導入弁３４とを順に開放させることにより、チャンバ１２内に大気を導入して、チャンバ１２内を大気圧に戻すとともに、昇降シリンダ２６の上部空間２６ｂに大気を導入することによって、支持軸２５をばね２６ｄにより下降させ、下側狭圧ブロック２１を下降位置に戻す。

この真空包装機１０においては、チャンバ１２を構成するチャンバベース１３またはチャンバカバー１４の破損、チャンバカバー１４の下面に設けたパッキン１５のシール性能の低下、吸気管３１、大気導入管３３、真空検出管３６及びシリンダ管３８よりなるチャンバ１２と油回転真空ポンプ３０とを接続する配管の破損、配管に介装された真空弁３２、第１及び第２大気導入弁３４，３５、シリンダ弁３９の破損、油回転真空ポンプ３０の油に水が混入したことによる吸引能力の低下、油回転真空ポンプ３０の故障等により、真空包装プログラムを実行させても、チャンバ１２内の圧力が所定値となるまで、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができないことがある。

この実施形態の真空包装機１０においては、真空包装プログラムの開始からの経過時間と真空計３７により検出したチャンバ１２内の圧力との関係に基づいて、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であると検知する検知プログラムを備え、検知プログラムによってチャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であるとの検知結果を表示パネル４２に表示させている。また、検知プログラムによりチャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であると検知したときには、制御装置５０は、表示パネル４２による表示に加え、真空包装プログラムを中止させている。

この検知プログラムは、図５に示した真空包装プログラムの開始からの経過時間と真空計３７により検出したチャンバ１２内の圧力との関係を示したグラフから外れたことを検知することで、上述した諸要因により、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができないことを検知するものである。検知プログラムを具体的に説明すると、真空包装プログラムの開始から所定時間として１０秒経過したときの真空計３７により検出した圧力が所定値として８０ｋＰａより高い（真空度が２０％より低い）とき（図５のＡに示した）、真空包装プログラムを開始した後で真空計３７により検出した圧力が所定の圧力範囲として６０ｋＰａから５０ｋＰａを通過する時間が所定時間として４秒以上であるとき（図５のＢに示した）、真空包装プログラムを開始した後に真空計３７により検出したチャンバ１２内が所の圧力が所定の圧力として６０ｋＰａ（真空度は４０％）となってから、所定時間として５秒後に真空計３７により検出した圧力が所定値として４０ｋＰａ（真空度は６０％）より高いとき（図５のＣに示した）、真空包装プログラムの開始から真空計３７により検出した圧力が所定値として４０ｋＰａ（真空度は６０％）となるまでの時間が所定時間として１０秒以上であるとき（図５のＤに示した）の少なくとも１つの状態となったときに、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であることを検知する。

このように、検知プログラムにより、チャンバ１２内を正常に負圧化させることができない状態であることを検知し、検知結果を表示パネル４２により知ることができるようになったので、包装袋が真空状態とならずに密封された不良品の発生を防ぐことができた。また、チャンバ１２内が正常に負圧化されない状態を検知したことで、上述したように各部品に不具合があることを初期段階で知ることができ、初期段階の不具合で使用することに起因して各部品が重大な故障となるのを防ぐことができた。

上記のように構成した真空包装機１０においては、チャンバ１２内が正常に負圧化されない状態を検知した検知結果を報知する報知手段として操作パネル４０の表示パネル４２を用いたが、本発明はこれに限られるものでなく、操作パネル４０にチャンバ１２内が正常に負圧化されない状態であることを報知する警告ランプを設け、警告ランプを点灯または点滅させることによりチャンバ１２内が正常に負圧化されない状態であることを報知するようにしてもよい。また、報知手段は表示パネル４２による表示に限られるものでなく、警告音によりまたは表示パネル４２による表示と警告音とによりチャンバ１２内が正常に負圧化されない状態を報知するようにしてもよい。

上記のように構成した真空包装機１０においては、真空計３７は大気圧から真空域までの絶対圧の圧力を検出する圧力センサを用いた。真空計３７はこれに限られるものでなく、ハウジング１１内に大気圧を検出する絶対圧の圧力計（圧力センサ）と、チャンバ１２内の圧力を検出するゲージ圧の圧力計（圧力センサ）とを組み合わせて、チャンバ１２内の圧力（絶対圧）を検出するようにしてもよい。

上記のように構成した真空包装機１０においては、制御装置５０は一例として１０種類の真空包装プログラムを有しており、操作パネル４０には１０種類の真空包装プログラムのうちの４種類の真空包装プログラムに対応した４つのワンタッチ式のスイッチ４１（４１ａ〜１ｄ）が設けられている。他の真空包装プログラムは、スイッチ４１ｅの∧及び∨を操作して、表示パネル４２に真空包装プログラムのプログラムＮｏ．を表示させ、表示させたプログラムを実行させるようにしてもよい。

１０…真空包装機、１２…チャンバ、２０…封止装置（加熱封止装置）、３０…油回転真空ポンプ、３２…真空弁、３５…大気導入弁（第２大気導入弁）、３７…真空計、４２…報知手段（表示パネル）。

Claims

被包装物を収納した包装袋を収容するチャンバと、
前記チャンバ内に設けて前記包装袋の開口部周縁を密封する封止装置と、
前記チャンバ内を脱気して負圧化させる油回転真空ポンプと、
前記チャンバ内の圧力を検出する真空計とを備え、
前記真空計により検出した前記チャンバ内の圧力が所定値となるまで前記油回転真空ポンプを作動させるように制御し、前記チャンバ内に収容した包装袋を前記封止装置により密封することで前記包装袋を真空包装する真空包装プログラムを有した真空包装機において、
前記真空包装プログラムの開始からの経過時間と前記真空計により検出した前記チャンバ内の圧力との関係に基づいて、前記チャンバ内を正常に負圧化させることができない状態であると検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果を報知する報知手段とを備えたことを特徴とする真空包装機。
請求項１に記載の真空包装機において、
前記検知手段は、前記真空包装プログラムの開始から所定時間経過したときの前記真空計により検出した圧力が所定値より高いとき、前記真空包装プログラムを開始した後で前記真空計により検出した圧力が所定の圧力範囲を通過する時間が所定時間以上であるとき、前記真空包装プログラムを開始した後に前記チャンバ内が所定の圧力となってから所定時間経過後に前記真空計により検出した圧力が所定値より高いとき、または、前記真空包装プログラムの開始から前記真空計により検出した圧力が所定値となるまでの時間が所定時間以上であるときに、前記チャンバ内を正常に負圧化させることができない状態であると検知するようにしたことを特徴とする真空包装機。