JP2016531812A - 振動するリングを用いて物品を充填したバッグから空気を除去する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

装置（１０）は、バッグが走行中のコンベアベルト（１６）に乗って進む間に、物品を収納するバッグから空気を除去するために設けられている。水平軸（２０）は、コンベアベルトと作用関係に配置される。複数のリング（２２）は、各リングが厚さ（２４）を有し、および緩く水平軸を収容し、また水平軸に対して回転運動する寸法の中心開口部（２６）を有するように設けられている。各リングは、水平軸に対して垂直方向に変位可能である。各リング（２２）は、独立して、バッグがリング下をコンベアベルト（１６）に乗って運ばれながら、各リングの重量に起因する重力を受けてバッグの外表面を下方向に押下することにより空気を排出するように物品により定義された輪郭をたどる。水平軸（２０）とリングとの間の半径方向距離（３０）は、水平軸の直径よりも大きい。【選択図】図２

Description

本発明は袋（バッグ）詰め製品に使用される材料取扱装置に係り、より詳しくは、袋詰め製品から空気を排出するための装置に関する。

効果的な製品の保護、経済的な保管、および製品または物品などの出荷のために、ポリ塩化ビニルまたはポリプロピレン軟質フィルムなどのフロー（ｆｌｏｗ）包装素材から作られたバッグにより覆うのは一般的な方法である。バッグはコンベアライン上に置かれたとき、両端が開いている。包装処理中、パッケージがコンベアラインに沿って移動する間に、バッグは一方の端においてシールされ、その後、反対側の端においてシールされる。

包装は、集合体または個々の部品またははっきりとした形の物品を複数収納するとき、シール処理中にバッグの内部にかなりの量の空気が閉じ込められる可能性がある。本発明の一実施形態においては、部品の一つまたは複数の物品は、他の部品よりかなり大きくても良く、フィルムの一側面と他の部品との間にかなりの間隔がある場合、一つの部品または物品は、テント効果を生じさせるなどの方法によりフィルムを支持する。別の実施形態においては、シール処理中のバッグの周りの空気の流れは、第２のシール工程が行われる前に袋（バッグ）をわずかに膨張させる可能性がある。シール処理中に過剰量の空気が閉じ込められた場合、パッケージが膨らむことにより、輸送用箱において余分なスペースを占有することになる。

また、密封バッグに過剰量の空気が閉じ込められ、その後バッグが減圧された大気圧にさらされると、減圧によって破裂することがある。バッグにあまりにも多くの空気が含まれている場合、たとえば、飛行機輸送時にバッグが自己破裂しやすい。包装処理の間に袋の中の空気を適切な量に維持することはコストがかかり、しばしば困難を極める。したがって、密封バッグ内に閉じ込められた空気の量を減らすために、改良された空気除去装置を開発する必要性がある。さらに、集合体として異なる形状の物品または部品を含む袋に閉じ込められた空気の量を減少できる空気除去装置を開発する必要性がある。

本発明は、一連の重力作動リングを使用して、物品を収納するバッグまたはパッケージから空気を減少させるための空気除去装置に関する。具体的には、コンベアシステムのコンベアベルト上をバッグが前進するなかにおいて、空気除去装置は、バッグを横断して複数のポイントにおいて圧力を加えることによって、袋から過剰空気を排出するために重み付きリングを使用する。リングがコンベアベルト上の水平軸に装着されるように、クロスバーまたは間隔を置いた車輪によって支持される水平軸が設けられている。バッグは包装処理の間にベルト進行方向にリング下を進むと、リングは水平軸の周りを自由に回転運動により回転し、閉じ込められた空気を排出するためにバッグの上面を押し下げる。

本装置の重要な特徴は、各リングが水平軸を収容する中心開口部を有することである。この中心開口部によって、リングが水平軸に対して上下方向に移動でき、そのためバッグ内の物品の輪郭に沿うことができる。バッグはリング下に搬送されながら、各リングの重量に起因する重力を受けて、リングが下向きにバッグを押し下げることによって袋から空気を逃す。以下に記載するように、本発明の装置は、包装中に空気を除去するための、構造的に信頼でき、効果的かつ安価な方法を提供する。コンベアシステムとの本発明の装置の接続は、好ましくは、単純な横方向のねじ部品等により実現され、本装置の構成要素は、複雑なツールを必要とせずに容易に組み立てられる。このように、本装置は、設置時間を減少させ、安価に維持される。

本発明の一実施形態においては、装置は、バッグが走行中のコンベアベルトに乗って進む間に、物品を収納するバッグから空気を除去するために設けられている。水平軸は、コンベアベルトと作用関係に配置される。複数のリングは、各リングが厚さを有し、および緩く水平軸を収容し、また水平軸に対して回転運動できる寸法の中心開口部を有するように設けられている。各リングは、水平軸に対して垂直方向に変位可能である。各リングは、独立して、バッグがリング下をコンベアベルトに乗って運ばれる際に、各リングの重量に起因する重力を受けて袋の外表面を下方向に押下することにより空気を排出し、物品により定義された不規則な輪郭をたどる。水平軸とリングとの間の半径方向距離は、水平軸の直径よりも大きい。

別の実施形態においては、バッグがコンベアシステムの走行中のコンベアベルトに乗って進む間に、少なくとも一つの物品を収容するように構成されたバッグから空気を除去する方法は、最初にシールされた端部と反対側の第２の開口端を有するバッグを、ベルト走行方向の複数のリングに向かうコンベアベルトに乗せて前進させる段階と、ここで、各リングは水平軸を緩く収容できる寸法の中心開口部を有し、各リングは水平軸を中心に回転運動し、水平軸に対して自由に回転運動するように、リングを緩く水平軸に取り付ける段階と、バッグ内の少なくとも１つの物品が不規則な輪郭を定義している前記バッグをコンベヤベルトに乗せる段階と、、ここで、リングが独立して、バッグの第２の端部から空気を排出するために各物品の輪郭をたどるように構築および配置され、バッグがコンベアベルトに乗ってリング下を搬送されている間、各リングの重量によって生じる重力によりバッグの外面を下方向に押し下げる段階とを含む。

添付の図面と併せて考慮される本発明の上記および他の実施形態および特徴は、以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。

一連の重み付きリングを特徴とする、本空気除去装置の上面斜視図である。 物品の入ったバッグが装置の下を通過する間の、図１の空気除去装置の拡大上面斜視図である。 図２の空気除去装置の拡大正面図である。 図２の空気除去装置の拡大平面図である。 本リングの拡大側面図である。 本装置を用いた物品が充填されたバッグから空気を除去する例示的な方法を示す。

図１乃至５を参照すると、バッグ１２はコンベアシステム１８の走行中のコンベアベルト１６に乗って進む間に、１つ以上の物品１４（破線により表示）を収容するように構成されたバッグ１２から空気を排出するように空気除去装置は設計される。空気除去装置１０には、コンベアベルト１６と作用関係に配置された横木または水平軸２０を含む。コンベアベルト１６上に、一つ以上のリング２２が取り付けられ、また水平軸２０から吊り下げられる。例示の目的のために水平軸２０は一つのみ示すが、コンベアベルト１６の進行経路に沿って取り付けられたリング２２を複数行持つように、複数の水平軸を使用できる。各リング２２が厚さ２４（図４および５）および、水平軸２０を緩く収容する寸法の中心開口部２６を有する。空気除去装置１０は、コンベアシステム１８なしで固定の包装装置に設置できる。

リング２２は、任意の自立する、剛性の材料により作られるが、プラスチック、金属、工学材料、木材または他の同等の材料を含み、限定されない。リング２２のための材料を選択する際の主な考慮事項は、リングが、バッグ内に含まれる物品１４の上にバッグ１２のフィルムがつぶれるのに十分な重さであるが、物品に損傷を与えるほど重すぎないということである。

作動中、各リングが水平軸の周りの回転運動の中において自由に回転可能かつ移動可能であり、水平軸に対して垂直方向の変位できるように、各リング２２は水平軸２０に対して回転運動する。回転運動とは、水平軸２０の周りのフラフープのような運動を示す。言い換えれば、各リング２２の回転運動は、使用者の腰の周りのフラフープの回転運動に似ている。すべてのリング２２がバッグ１２と常に接触しているわけではなく、少なくとも１つ以上のリングがバッグの最終シール工程の前に閉じ込められた空気を除去するために、直接バッグ１２を押し下げる。

具体的には、各リング２２は、独立して、下向きにバッグの外表面２８を押すことにより、バッグ１２から空気を排出するために１つ以上の物品１４により定義された不規則な輪郭をたどる。さらに具体的には、各リング２２の重さによって引き起こされおよび比例する重力により、バッグがリング下にコンベアベルト１６に乗って運ばれている間、バッグ１２上に圧力がかかる。その結果、リング２２は、各リングが水平軸２０によって定義された軸に対して直角の垂直面内で重力によって作動するように、物品１４の対応する外形に沿う。リングが、物品により満たされたバッグ１２の外面２８に沿って上昇および下降することにより、各リング２２の回転運動が重力によって引き起こされ、装置１０の有効性を高める。また、重力による圧力がピストン（図示せず）によって補助されてもよい。円形リング２２を例示の目的により示したが、例えば、卵形、楕円形、および多角形等の、その他の様々な幾何学的形状もまた適用できる。

好ましい実施形態においては、リング２２は、バッグ１２の上方に配置されているが、リングの追加または別の行（単数または複数）が必要に応じて、バッグの下に配置される。例えば、物品が充填されたバッグ１２は、コンベアベルト１６に乗って運ばれるときに、リング２２の上段と下段との間に挟まれる。また、装置１０が独立して袋の上および／または下に移動する間、バッグ１２はコンベアベルト１６に乗って静止してもよい。

図３乃至５を参照すると、各リング２２の重要な特徴は、水平軸２０とリングの外周端または面との間の、それぞれのリングに対応する垂直方向の位置に基づく半径方向の距離３０は、水平軸２０の直径３２よりも大きい。距離３０によって、バッグ１２がコンベアベルト１６に乗ってリングの下を通るとき、水平軸２０の周りを上下方向に回転運動する。好ましくは、各リング２２の厚さ２４（図５）は半径方向距離３０よりも小さい。物品１４により充填されたバッグ１２の通過に合せてリング２２が回転運動する間に、リングはお互いに滑り接触する。隣接するリング２２の間隔は、リングの回転運動中に間隔が変更可能であるように固定されていない。各リング２２の外周面３４は、原則として湾曲したまたは丸い縁部３８の間に挟まれた平面の中央部分３６を有することが好ましい。隣接するリングの側壁３９は、装置１０の下において充填されたバッグ１２の移動に応じてリング２２が移動することにより、互いに関連して滑る。

ガイドホイール４０の対は、好ましくは、水平軸２０上に共にリング２２を支えるために設けられている。各ガイドホイール４０は、水平軸２０を収容する中心穴４２を有している。物品が充填されたバッグが装置１０の下を通過するときに、上述のように、相互に関連した相対的なスライド位置においてリングを維持するため、リングがガイドホイールの間に挟まれるように、両ガイドホイール４０は水平軸２０に取り付けられ、それぞれリング２２の両サイドの最も外側４４、４６（図３、図４）に配置される。好ましくは、図３に最もよく示す通り、各ガイドホイール４０は、水平軸２０に対してそれぞれのリングの回転運動を横方向に閉じ込めるまたは拘束するために、各リング２２の直径よりも大きい直径を有する。本ガイドホイール４０の別の特徴は、その回転運動の間、各ガイドホイールの直径は、各リング２２の最上部運用限界５０と最下部運用限界５２との間の距離４８よりも実質的に等しいかそれ以上であることである。

円筒状の支持部材５４（破線により表示）は、水平軸２０に取り付けられたガイドホイールを確実に保持するために、化学的接着剤、超音波溶接等を用いて、各ガイドホイール４０に両サイドの端部５６、５８において接続されている。ガイドリング４０と同様に、支持部材５４は水平軸２０を収容するための中心穴６０を有する。具体的には、図２に示すように、コンベアベルト１６が装置１０の下を通過するときに、支持部材５４が散発的に各リング２２の内周面６２と接するように、支持部材５４は各リング２２の中心開口部２６に挿入される。

水平軸２０と共に回転するように構成されたコンベアホイール６４の対は、コンベアベルト１６上の装置１０を支持するために設けられている。各コンベアホイール６４はまた、水平軸２０を収容するための中心穴６６を有する。コンベアベルト１６は進行方向６８に進むとき、外周、好ましくは、各コンベアホイール６４の静止摩擦を増強または消耗する縁部７０は、常にコンベアベルト１６の上面７２に接する。また、装置１０からガイドホイール４０が省略され、追加のリング２２がコンベアホイール６４との空間に広がるように設けられてもよい。

コンベアベルト１６の上面７２とガイドリング４０との間に実質的に一定の間隙を維持するために、各コンベアホイール６４は、各ガイドホイールの直径よりも大きい直径を有する。バッグ１２が全体ではなく部分的にリング２２に押し下げられるように、この隙間は、コンベアベルト１６上の所望の所定の高さでのガイドホイール４０とリング２２の位置決めを容易にする。バッグの両端７４がコンベアホイールに接触しないように、各コンベアホイール６４は、バッグ１２およびコンベアホイール６４との隙間を維持するために、水平軸２０に沿って所定の間隔で、それぞれのガイドホイール４０から横方向に距離をおく。

接続部材７６は取り外し可能なように、各コンベアホイール６４の外壁７８に接続され、水平軸２０を受け止めるために中心穴８０を有する。必要に応じて、スペーサ８２の対及び対応するアームの延長バー８４の対は、コンベアシステム１８に装置１０を機械的に接続するために設けられている。具体的には、各スペーサ８２は、対応するコンベアホイール６４と対応するアームの延長バー８４との間に配置される。各スペーサ８２は、スペーサが自由に軸の周囲を回転できるように、水平軸２０を収容するための穴を有する。各アーム延長バー８４はまた、水平軸２０の対応する端部を受け止めるための一方の端部９０に穴８８を有し、向かう反対側の端部９２は、コンベアシステム１８に対してアーム延長バーの長さを調整するために、選択的に横方向のねじ付きボルト等の締結具９６を受け止めるための複数の穴９４を有する。

必要に応じて、調整可能な位置決めアーム９８は、各アームの延長バー８４に接続され、アーム延長バーに対するアームの全長を選択的に調整するための細長いスロット１００を定義する。組み立てられたとき、水平軸２０は、アーム延長バー８４の対応する穴４２、６０、６６、８０、８８、スペーサ８２、連結部材７６、コンベアホイール６４、支持部材５４、ガイドホイール４０、およびリング２２の中心開口部２６を通過する。

ここで図６を参照すると、空気を除去する例示的な方法が、本装置１０を用いて示される。以下の手順は主に図１乃至５の実施形態に関して記載するが、方法内の手順は、本開示の原理を変えることなく、変更され、および別の順番または順序により実行されてもよいことが理解されるべきである。

この方法は、ステップ１０２から始まる。ステップ１０４において、一つ以上の物品１４がバッグ１２に挿入され、その結果、第１の開放端１０６および、反対側の第２の開放端１０８を有する、物品を充填したバッグ１２を形成する（図１及び図４）。ステップ１１０において、物品を充填したバッグ１２は、装置１０に向けてベルトの走行方向６８にコンベアベルト１６に乗って運ばれる。ステップ１１２において、バッグ１２が前方をシールするためシーラーの下を通過することによって、第１の開放端１０６は固定されヒートシーラー１１４によりシールされる。ステップ１１６においては、バッグ１２はコンベアベルト１６の作用下において装置１０に向けて前進し、リング２２の下を通過し始める。ステップ１１８においては、バッグ１２がリング２２の下を移動することによって、リングは、上記に記載のように、空気を排出するためにバッグに圧力をかける。ここで留意すべきは、第２の開放端部１０８がまだシールされていないことである。

ステップ１２０において、第２の開放端１０８が固定され、後部をシールするようにシーラー１１４（図３）によってシールされる。本発明の装置１０の重要な特徴は、空気の一部の量のみバッグ１２から排出されることである。より詳細には、第１の端部１０６が、水平軸２０に対してベルト走行方向６８に所定距離だけ前進した後、第２の端１０８がシールされる。

この段階においては、バッグ１２からこれ以上の空気は排出できない。より多くの量の空気の排出が必要な場合、シーラー１１４に対して装置１０の場所が調整される。例えば、延長バー８４は、リング２２がシーラー１１４へ近づくように、コンベアベルト１６の操作軸に対してアーム９８のスロット１００に沿ってスライドして調節される。また、所定の時間コンベアベルト１６に乗ったバッグ１２の前進を停止することは、第２の端部１０８をシールする前にバッグ１２に若干量の空気を残すことになる。ステップ１２２において、完全に密封されたバッグ１２はコンベアベルト１６に乗って後続の包装処理ステップへと運ばれる。本方法はステップ１２４において終了する。

本空気除去装置の特定の実施形態は本明細書に記載されているが、変更および修正が、より広い形態において、以下の請求項に記述される本発明から逸脱することなくなされ得ることは、当業者によって理解されるであろう。

Claims (15)

1. バッグが走行中のコンベアベルト（１６）に乗って進む間に、一つ以上の物品を収容するように構成されたバッグから空気を除去する装置（１０）であって、
   水平軸（２０）は、コンベアベルトと作用関係に配置され、
   複数のリング（２２）は、各リングが前記水平軸に対して垂直方向に変位可能であり、各リングが厚さ（２４）を有し、緩く前記水平軸を収容し、また前記水平軸に対して回転運動できる寸法の中心開口部（２６）を有するように設けられ、
   各リング（２２）は、独立して、一つ以上の物品により定義された輪郭をたどり、バッグが前記リングの下をコンベアベルトに乗って運ばれる際に、各リングの重量に起因する重力を受けてバッグの外表面を下方向に押下することにより前記バッグから空気を排出し、
   前記水平軸（２０）と前記リング（２２）との間の半径方向距離（３０）は、前記水平軸の直径（３２）よりも大きいことを特徴とするバッグから空気を除去するための装置。
2. 前記各リングの厚さ（２４）は半径方向距離（３０）より小さいことを特徴とする請求項１に記載のバッグから空気を除去する装置
3. 各リングが前記水平軸（２０）の周りの回転運動の中において自由に回転可能かつ移動可能であるように、前記リング（２２） が回転運動する間に、前記リングはお互いに滑り接触することを特徴とする請求項１に記載のバッグから空気を除去する装置。
4. 隣接するリングの間隔は、前記リングの回転運動中に隣接するリングの対応する垂直方向の位置が変更可能であるように固定されていないことを特徴とする請求項１に記載のバッグから空気を除去するための装置。
5. 前記各リング（２２）の外周面（３４）は、原則として丸い縁部（３８）の間に挟まれた平面の中央部分（３６）を有することを特徴とする請求項１に記載のバッグから空気を除去する装置。
6. さらにガイドホイール（４０）の対を有し、各ガイドホイールは、前記水平軸を収容する中心穴（４２）を有し、物品が充填されたバッグが前記装置の下を通過するときに、前記リングはお互いに関連した位置に前記リングを維持するため前記ガイドホイールに挟まれるように、両ガイドホイールはそれぞれ複数のリング（２２）の両サイドの最も外側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のバッグから空気を除去する装置。
7. 前記各ガイドホイール（４０）は、前記水平軸（２０）に対してそれぞれのリングの回転運動を横方向に拘束するために、前記各リングの直径よりも大きい直径を有することを特徴とする請求項６に記載のバッグから空気を除去する装置。
8. その回転運動の間、前記の各ガイドホイール（４０）の直径は、前記各リング（２２）の最上部運用限界（５０）と最下部運用限界（５２）との間の距離よりも実質的に等しいかそれ以上であることを特徴とする請求項６に記載のバッグから空気を除去する装置。
9. さらに円筒状の支持部材（５４）が前記水平軸（２０）を収容するための中心穴（６０）を有し、前記支持部材の両サイドの端部はそれぞれ前記ガイドホイール（４０）に接続され、コンベアベルトが装置の下を通過するときに、前記支持部材が散発的に前記各リングの内周面と接するように、前記支持部材は前記各リングの前記中心開口部に挿入されることを特徴とする請求項６に記載のバッグから空気を除去する装置。
10. さらにコンベアホイール（６４）の対は前記水平軸（２０）と共に回転するように構成され、各コンベアホイールは前記水平軸を収容するための中心穴（６６）を有し、前記各コンベアホイールの消耗される縁部（７０）は常にコンベアベルトの上面（７２）に接し、前記ガイドホイールと前記リングはコンベアベルトから上に所定の高さにおいて前記水平軸に回転可能に取り付けられるように、前記各コンベアホイールは、前記各ガイドホイールの直径よりも大きい直径を有することを特徴とする請求項６に記載のバッグから空気を除去する装置。
11. 前記各コンベアホイール（６４）は、バッグおよび前記コンベアホイールの対との隙間を維持するために、前記水平軸（２０）に沿って所定の間隔で、それぞれのガイドホイール（４０）から横方向に距離をおくことを特徴とする請求項１０に記載のバッグから空気を除去する装置。
12. バッグがコンベアシステムの走行中のコンベアベルトに乗って進む間に、少なくとも一つの物品を収容するように構成されたバッグから空気を除去する方法であって、
    最初にシールされた端部と反対側の第２の開口端を有するバッグを、ベルト走行方向の複数のリングに向かうコンベアベルトに乗せて前進させる段階と、
    ここで、前記各リングは水平軸を緩く収容できる寸法の中心開口部を有し、
    前記各リングが水平軸を中心に水平軸に対して自由に回転運動するように、前記リングを緩く水平軸に取り付ける段階と、
    第１のシールされた端と第２の 開放端を有し、前記バッグに収納された少なくとも一つの物品が不規則な輪郭を定義している前記バッグをコンベヤベルトに乗せる段階と、
    ここで、前記リングが、独立して、バッグの第２の端部から空気を排出するために各物品の輪郭をたどるように、前記リングが構築および配置され、
    バッグがコンベアベルトに乗って前記リングの下を搬送されている間、各リングの重量によって生じる重力によりバッグの外面を下方向に押し下げる段階と、を含むことを特徴とするバッグから空気を除去する方法。
13. さらに第１の端部が、前記水平軸に対してベルト走行方向に所定距離だけ前進した後、第２の端がシールされることを特徴とする請求項１２に記載のバッグから空気を除去する方法。
14. さらに第２の端部をシールする前にバッグに所定の量の空気を残すように、所定の時間バッグの前進を停止することを特徴とする請求項１２に記載のバッグから空気を除去する方法。
15. さらにコンベアベルトの操作軸に対して前記リングの配置を選択的に調節することを特徴とする請求項１２に記載のバッグから空気を除去する方法。

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