JP2021001011A - 縦型製袋包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、物品が横シール予定域へ到達する時間の推定精度を高め、横シール動作時の物品の噛み込み発生率を低減した縦型製袋包装機を提供することにある。【解決手段】縦型製袋包装機１では、Ｘ線照射部１６１とセンサ１６２とはチューブ１３ａの最下端よりも下流に配置されており、センサ１６２が物品を検知する位置から横シール予定域までの距離が従来方式に比べて短く、Ｎ番目の物品の終端およびＮ＋１番目の物品の先端が横シール予定域に到達する時間を精度よく推定することができる。それゆえ、横シール動作時に物品を噛み込むという事態を精度よく推定して、次の物品投下のタイミングおよび横シール動作のタイミングを調整することができ、横シール動作時の物品の噛み込み発生率を低減することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、縦型製袋包装機に関する。

縦型製袋包装機においては、袋の横シールを行う際に、物品がシール部分に噛み込まないようにすることが重要であり、例えば、特許文献１（特開２００３−１１９２７号公報）に記載の縦型製袋包装機では、検知手段によりフォーマーチューブの上流側で物品を検知してから、物品の落下の先端と終端とを検知し、連続的に落下してくる物品間の隙間距離を求め、その隙間距離と所定値と比較して、横シール部分への物品の噛み込みを判断している。

この方法は、隙間距離が所定値以上であれば、後続の物品の先端が横シール予定域へ到達する時間までに横シールを行っても噛み込みは生じないであろうという推定の下に行われている。

しかしながら、検知手段が物品を検知する位置から横シール予定域までの距離が長く、その間における物品同士の衝突、又は物品と包材との衝突によって、物品の落下時間にばらつきが生じる。その結果、物品が横シール予定域へ到達する推定時間と実際に物品が横シール予定域へ到達する時間との差が大きくなり、横シール動作時に物品を噛み込む虞がある。

それゆえ、横シール動作時の物品の噛み込みを抑制するため、横シール動作のタイミングを考慮しながら、物品投下のタイミングを調整する必要がある。

本発明の課題は、物品が横シール予定域へ到達する時間の推定精度を高め、横シール時の物品の噛み込み発生率を低減した縦型製袋包装機を提供することにある。

本発明の第１観点に係る縦型製袋包装機は、包材を搬送しながら筒状に形成し、筒状の包材に物品を投下して包装する縦型製袋包装機であって、成形部と、照射部と、センサと、横シール部と、制御部とを備えている。成形部は、筒状包材を形成する。照射部は、筒状包材にＸ線を照射する。センサは、筒状包材を透過したＸ線を受ける。横シール部は、筒状包材を横方向にシールする。制御部は、横シール部の動作を制御する。照射部とセンサとは、形成部の最下端よりも下流に配置されている。制御部は、Ｎ番目の物品が投下された後にＮ＋１番目の物品が投下された場合において、センサの検知信号からＮ番目の物品が筒状包材の横シール予定域を通過後、横シール予定域にＮ＋１番目の物品が存在するか否かを判定し、判定結果に基づき横シール部の動作を制御する。

この縦型製袋包装機では、照射部とセンサ部とは形成部の最下端よりも下流に配置されており、センサが物品を検知する位置から横シール予定域までの距離が従来方式に比べて短く、Ｎ番目の物品の終端およびＮ＋１番目の物品の先端が横シール予定域に到達する時間を精度よく推定することができる。それゆえ、横シール動作時に物品を噛み込むという事態を精度よく推定して、次の物品投下のタイミングおよび横シール動作のタイミングを調整することができ、横シール動作時の物品の噛み込み発生率を低減することができる。

本発明の第２観点に係る縦型製袋包装機は、第１観点に係る縦型製袋包装機であって、制御部が筒状包材の横シール予定域にＮ＋１番目の物品が存在すると判断したとき、横シール部に筒状包材の横シールを行わせず、又はシール圧力を下げて筒状包材の横シールを行わせる。

この縦型製袋包装機では、物品を噛み込むことによる機械的ダメージを無くし、又は軽減することができるので、機械的耐久性の向上に繋がる。

本発明の第３観点に係る縦型製袋包装機は、第２観点に係る縦型製袋包装機であって、切断部をさらに備える。切断部は、横シールが行われたシール領域を上下に切断する。制御部は、筒状包材の横シール予定域にＮ＋１番目の物品が存在すると判断したとき、切断部に筒状包材の切断を行わせない。

この縦型製袋包装機では、切断刃に物品の一部が付着することが回避される。その結果、刃の性能劣化を抑制することができる上に、刃のメンテナンスも容易になる。

本発明の第４観点に係る縦型製袋包装機は、第１観点から第３観点のいずれか1つに係る縦型製袋包装機であって、照射部とセンサとは、形成部の最下端と横シール部との間に配置されている。

本発明の第５観点に係る縦型製袋包装機は、本発明の第１観点から第４観点のいずれか1つに係る縦型製袋包装機であって、照射部によるＸ線の照射範囲が、筒状包材の横幅より広い。

本発明の第６観点に係る縦型製袋包装機は、第１観点から第５観点のいずれか1つに係る縦型製袋包装機であって、照射部によるＸ線の照射範囲が、少なくとも、センサが筒状包材を透過したＸ線を受けることができる範囲である。

本発明の第７観点に係る縦型製袋包装機は、第１観点から第６観点のいずれか1つに係る縦型製袋包装機であって、照射部が、Ｘ線を縦型製袋包装機の正面から背面に向かって照射する。

この縦型製袋包装機では、Ｘ線を縦型製袋包装機の正面から背面に向かって照射することによって、漏洩を防止する。

本発明の第８観点に係る縦型製袋包装機は、第７観点に係る縦型製袋包装機であって、排出部をさらに備えている。排出部は、縦型製袋包装機で生産された製品を、通常の工程とは異なる別工程へ排出する。制御部は、センサの検知信号から、物品に異物が混入しているか否かを判定し、異物が混入していると判定したときは、排出部を介して、異物が混入した製品を排出する。この縦型製袋包装機では、異物混入品の選別排除作業が容易になる。

本発明に係る縦型製袋包装機では、照射部とセンサ部とは形成部の最下端よりも下流に配置されており、センサが物品を検知する位置から横シール予定域までの距離が従来方式に比べて短く、Ｎ番目の物品の終端およびＮ＋１番目の物品の先端が横シール予定域に到達する時間を精度よく推定することができる。それゆえ、横シール動作時に物品を噛み込むという事態を精度よく推定して、次の物品投下のタイミングおよび横シール動作のタイミングを調整することができ、横シール動作時の物品の噛み込み発生率を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る縦型製袋包装機の斜視図。 図１の縦型製袋包装機の構成を示す概念図。 製袋包装ユニットの概略的な構成を示す斜視図。 横シール機構を、図３の右側から見た概略的な側面図。 旋回動作する一対の第１シールジョーの側面図。 制御部のブロック図。 スナック菓子群が通過しているときの筒状フィルムの内部の側面図。 横シール動作のタイミングの自動調整制御のフローチャート。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明される実施形態は、本発明の具体例の一つであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）縦型製袋包装機１の構成
図１は、本発明の一実施形態に係る縦型製袋包装機１の斜視図である。図２は、図１の縦型製袋包装機１の構成を示す概念図である。図１および図２において、製袋包装機の１は、食品等の物品を袋詰めするための機械である。縦型製袋包装機１は、主として、組合せ計量ユニット２と、製袋包装ユニット３と、フィルム供給ユニット４と、操作スイッチ５と、液晶ディスプレイ６と、制御部７とを備える。

（１−１）組合せ計量ユニット２
組合せ計量ユニット２は、製袋包装ユニット３の上方に配置される。組合せ計量ユニット２は、物品の重量を複数の計量ホッパで計量し、所定の合計重量になるように各計量ホッパで計量された重量の値を組み合わせる。組合せ計量ユニット２は、組み合わせた所定の合計重量の物品を下方に排出して、製袋包装ユニット３に供給する。

図２において、被包装物である物品が、組合せ計量ユニット２の上方に搬送されてくると、分散フィーダ２１１上に載せられ、分散フィーダ２１１の振動によって放射状に分散される。

物品は、分散フィーダ２１１に続く放射トラフ２１２を介して円周状に複数配置されたプールホッパ２１３に送られると、そこで一時的にプールされた後、各プールホッパ２１３の下方に位置する計量ホッパ２１４に投入される。

計量ホッパ２１４に投入された物品の重量は、各計量ホッパ２１４に対して設けられているロードセル（重量検出器）によって計測される。そして、各計量ホッパ２１４内の商品の計測重量を基にどの計量ホッパ２１４から商品を排出すれば許容範囲内の重量あるいは数量となるかが組合せ演算され、その結果に基づいて計量ホッパ２１４の幾つかが集合排出シュート２１５に物品を排出する。

（１−２）製袋包装ユニット３
製袋包装ユニット３は、組合せ計量ユニット２から物品が供給されるタイミングに合わせて、物品を袋の中に密封して包装する。製袋包装ユニット３の詳細な構成および動作については後半で説明する。

（１−３）フィルム供給ユニット４
フィルム供給ユニット４は、製袋包装ユニット３に隣接して設置され、袋に成形されるフィルムを繰り出して製袋包装ユニット３に供給する。フィルム供給ユニット４には、フィルムが巻かれたフィルムロールがセットされている。

（１−４）操作スイッチ５および液晶ディスプレイ６
操作スイッチ５および液晶ディスプレイ６は、縦型製袋包装機１本体の前面に取り付けられている。液晶ディスプレイ６は、タッチパネル式のディスプレイであり、操作スイッチ５のオペレータが視認できる位置に配置されている。

操作スイッチ５および液晶ディスプレイ６は、縦型製袋包装機１に対する指示、および、縦型製袋包装機１に関する設定を受け付ける入力装置として機能する。液晶ディスプレイ６は、縦型製袋包装機１に関する情報を表示する出力装置として機能する。

（１−５）制御部７
制御部７は、操作スイッチ５および液晶ディスプレイ６からの入力に基づいて、組合せ計量ユニット２、製袋包装ユニット３およびフィルム供給ユニット４を制御し、液晶ディスプレイ６に各種の情報を出力する。制御部７の詳細な構成および動作については後半で説明する。

（２）製袋包装ユニットの構成
図３は、製袋包装ユニット３の概略的な構成を示す斜視図である。図３において、「前（正面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「左」および「右」からなる６つの方向が定義されている。

製袋包装ユニット３は、主として、成形機構１３と、プルダウンベルト機構１４と、縦シール機構１５と、検知機構１６と、横シール機構１７とから構成される。成形機構１３は、フィルム供給ユニット４から供給されるシート状のフィルムＦを筒状に成形する。

横シール機構１７は、筒状フィルムＦｃを、搬送方向と直交する横方向にシールして、上端部および下端部が横シールされた袋Ｂを形成する。

縦型製袋包装機１は、フィルムＦを連続的に搬送しながら袋Ｂを形成する連続搬送モード、および、フィルムＦを間欠的に搬送しながら袋Ｂを形成する間欠搬送モードの２つの動作モードを有する。連続搬送モードは、フィルムＦの搬送を停止することなく袋Ｂを形成する動作モードである。間欠搬送モードは、所定のタイミングでフィルムＦの搬送を一時的に停止しつつ袋Ｂを形成する動作モードである。

連続搬送モードでは、製袋包装ユニット３は、搬送中のフィルムＦをシールする。間欠搬送モードでは、製袋包装ユニット３は、フィルムＦの搬送が停止しているタイミングで、停止中のフィルムＦをシールする。縦型製袋包装機１の制御部７は、動作モードに応じて、製袋包装ユニット３を制御する。

（２−１）成形機構１３
成形機構１３は、チューブ１３ａとフォーマ１３ｂとを有する。チューブ１３ａは、上端および下端が開口している、円筒形状の部材である。チューブ１３ａの上端の開口には、組合せ計量ユニット２から供給される物品Ｃが投入される。フォーマ１３ｂは、チューブ１３ａを取り囲むように配置されている。フィルム供給ユニット４のフィルムロールから繰り出されてきたフィルムＦは、チューブ１３ａとフォーマ１３ｂとの間の隙間を通過する際に、チューブ１３ａに巻き付いて筒状に成形される。チューブ１３ａおよびフォーマ１３ｂは、製造する袋Ｂの大きさに応じて取り替えることができる。

（２−２）プルダウンベルト機構１４
プルダウンベルト機構１４は、チューブ１３ａに巻き付いたフィルムＦを吸着しながら下方に搬送する。プルダウンベルト機構１４は、主として、従動ローラ１４ａ、駆動ローラ１４ｂおよび一対のベルト１４ｃを有する。一対のベルト１４ｃは、吸着機構を有している。当該吸着機構は、チューブ１３ａの左右両側においてチューブ１３ａを挟むように配置され、筒状に成形されたフィルムＦを吸着する。プルダウンベルト機構１４は、従動ローラ１４ａおよび駆動ローラ１４ｂによって一対のベルト１４ｃが回転駆動することで、筒状に成形されたフィルムＦを下方に搬送する。

（２−３）縦シール機構１５
縦シール機構１５は、筒状に成形されたフィルムＦを縦方向（図３では、上下方向）にシールする。縦シール機構１５は、チューブ１３ａの正面側に配置されている。縦シール機構１５は、駆動機構（図示せず）によって、チューブ１３ａに近づくように、あるいは、チューブ１３ａから遠ざかるように前後方向に移動する。

縦シール機構１５が駆動機構によってチューブ１３ａに近づくように駆動することで、チューブ１３ａに巻き付いたフィルムＦの縦方向の重なり部分は、縦シール機構１５とチューブ１３ａとの間に挟まれる。

縦シール機構１５は、駆動機構によってフィルムＦの重なり部分を一定の圧力でチューブ１３ａに押し付けながら加熱することで、フィルムＦの重なり部分を縦方向に熱シールして、筒状フィルムＦｃを形成する。

縦シール機構１５は、フィルムＦの重なり部分を加熱するヒータ、および、フィルムＦの重なり部分と接触するヒータベルト等を有している。

（２−４）横シール機構１７
横シール機構１７は、筒状フィルムＦｃを横方向（図３では、前後方向）にシールする。横シール機構１７は、成形機構１３、プルダウンベルト機構１４および縦シール機構１５の下方に配置される。

図４は、横シール機構１７を、図３の右側から見た概略的な側面図である。図４において、紙面に垂直な方向は、図３における左右方向である。横シール機構１７は、主として、第１回転体５０ａおよび第２回転体５０ｂを備える。

第１回転体５０ａは、筒状フィルムＦｃの前側に配置される。第２回転体５０ｂは、筒状フィルムＦｃの後側に配置される。図４の紙面内では、第１回転体５０ａは、筒状フィルムＦｃの左側に位置し、第２回転体５０ｂは、筒状フィルムＦｃの右側に位置している。

第１回転体５０ａは、主として、第１回転軸５３ａと、第１シールジョー５１ａと、第２シールジョー５２ａとを備える。第２回転体５０ｂは、主として、第２回転軸５３ｂと、第１シールジョー５１ｂと、第２シールジョー５２ｂとを備える。

第１回転体５０ａは、左右方向に沿って見た場合において、第１回転軸５３ａを回転軸として、第１回転軸５３ａの回転中心Ｃ１を中心に回転する。第２回転体５０ｂは、左右方向に沿って見た場合において、第２回転軸５３ｂを回転軸として、第２回転軸５３ｂの回転中心Ｃ２を中心に回転する。

横シール機構１７を左右方向に沿って見た場合において、一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂは、互いに反対方向に同期回転し、一対の第２シールジョー５２ａ，５２ｂは、互いに反対方向に同期回転する。図４に描かれた２点鎖線の軌跡は、一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂ、および、一対の第２シールジョー５２ａ，５２ｂの旋回動作の軌跡を表している。

図５は、旋回動作する一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂの側面図である。以下、図５の一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂを用いて、横シール動作を説明する。

横シール機構１７は、一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂによって、筒状フィルムＦｃを、筒状フィルムＦｃの搬送方向と交差する横方向（図３では、左右方向）に沿って挟み込む。

具体的には、一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂが、互いに対称なＤ字型の軌跡を描きながら旋回し、筒状フィルムＦｃの横シール予定域を挟み込んで互いに押しつけ合う。

本実施形態では、横シール動作として、一対のシールジョー５１ａ，５１ｂ（又は、一対のシールジョー５２ａ，５２ｂ）がＤ字型の軌跡を描くＤ動作を採用している。但し、横シール動作は、Ｄ動作に限定されるものではなく、それに代えて、ボックス動作、間欠動作、ロータリー動作のいずれかを採用してもよい。

なお、横シール機構１７は一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂが筒状フィルムＦｃを挟み込むことにより横シール部分を圧着するので、シールを行うための圧力の他に熱が必要である。それゆえ、一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂの当接面を加熱するために、各シールジョーには第１ヒータ５１ｈが内蔵されている。これによって、一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂは、筒状フィルムＦｃを挟み込みながら横シール予定域を加熱することで、筒状フィルムＦｃを横方向に熱シールすることができる。

制御部７は、第１ヒータ５１ｈそれぞれを個別に制御して、第１シールジョー５１ａ，５１ｂそれぞれを適切なシール温度に調節する。

また、横シール部分のセンター位置において、袋と後続の筒状フィルムＦｃとを切り離すため、横シール機構１７には、溶断機構１８が内蔵されている。具体的には、一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂの一方には溶断刃５３が内蔵され、他方には受け刃５５が内蔵されている。また、溶断刃５３には第２ヒータ５３ｈが内蔵され、受け刃５５には第３ヒータ５５ｈが内蔵されている。

制御部７は、第２ヒータ５３ｈ及び第３ヒータ５５ｈそれぞれを個別に制御して、溶断刃５３及び受け刃５５それぞれを適切な溶断温度に調節する。

（２−５）検知機構１６
図３において、検知機構１６は、筒状フィルムＦｃにＸ線を照射するＸ線照射部１６１と、筒状フィルムＦｃを透過したＸ線を受けるセンサ１６２とを含んでいる。図３に示すように、Ｘ線照射部１６１とセンサ１６２は、チューブ１３ａの最下端と横シール機構１７との間に配置されている。

Ｘ線照射部１６１によるＸ線の照射範囲は、筒状フィルムＦｃの横幅より広い。また、Ｘ線照射部１６１によるＸ線の照射範囲は、少なくとも、センサ１６２が筒状フィルムＦｃを透過したＸ線を受けることができる範囲である。

Ｘ線照射部１６１から照射されるＸ線は、Ｘ線の中でも、透過力の弱い軟Ｘ線である。軟Ｘ線は、透過力が弱いが、フォルムやポテトチップスなど、厚みの薄いもの対する感度がよい。それゆえ、筒状フィルムＦｃ内を通過する物品を見るには、軟Ｘ線が適している。

本実施形態では、Ｘ線照射部１６１が縦型製袋包装機１の正面に配置され、筒状フィルムＦｃを挟んで対面にセンサ１６２が配置されている。Ｘ線照射部１６１とセンサ１６２はカバー１６３で覆われている。カバー１６３には、筒状フィルムＦｃが通過することができるように円形の貫通孔１６３ａが設けられている。

軟Ｘ線は、人体に影響を及ぼすものではないが、Ｘ線照射部１６１とセンサ１６２とをカバー１６３で覆い、且つ、軟Ｘ線の照射方向が縦型製袋包装機１の正面から背面に向かっているので、縦型製袋包装機１の正面で縦型製袋包装機１を操作するオペレータに向かって軟Ｘ線が漏洩することが防止されている。

（３）制御部７の構成
図６は、制御部７のブロック図である。制御部７は、縦型製袋包装機１の各駆動部分の作動を制御する。さらに、制御部７は、組合せ計量ユニット２からの物品の排出タイミングを制御する。

制御部７は、ＣＰＵ７１と、ＣＰＵ７１に接続されるＲＯＭ７２、およびＲＡＭ７３を含んでいる。

制御部７には、組合せ計量ユニット２、製袋包装ユニット３、フィルム供給ユニット４、操作スイッチ５、液晶ディスプレイ６、および排出機構１９が接続されている。

ＣＰＵ７１は、判断部７１１と、指令部７１２とを有している。指令部７１２は判断部７１１の判定結果に基づいて制御を実行する。

（４）縦型製袋包装機の動作
図１、図２および図３を参照しながら、縦型製袋包装機１が物品Ｃを袋Ｂに密封する動作の概略について説明する。フィルム供給ユニット４から製袋包装ユニット３に供給されたフィルムＦは、チューブ１３ａに巻き付けられて筒状に成形され、プルダウンベルト機構１４によって下方に搬送される。

チューブ１３ａに巻き付けられた筒状のフィルムＦは、上下方向に延びる両端部が重ね合わせられている。筒状に成形されたフィルムＦの重なり部分は、縦シール機構１５によって縦方向にシールされ、筒状フィルムＦｃが形成される。

縦シールされた筒状フィルムＦｃは、チューブ１３ａから抜けて、横シール機構１７まで下方に搬送される。横シール機構１７は、一対の第１シールジョー５１ａ，５１ｂ、又は、一対の第２シールジョー５２ａ，５２ｂによって、筒状フィルムＦｃを挟み込んで横シールする。このとき、筒状フィルムＦｃの横シールされた部分の下方では、物品Ｃが封入された袋Ｂが形成されている。

一方、筒状フィルムＦｃの横シールされた部分の上方では、組合せ計量ユニット２によって計量された物品Ｃがチューブ１３ａ内を落下して、筒状フィルムＦｃの中に投入される。

また、筒状フィルムＦｃが横シールされるタイミングに合わせて、第１シールジョー５１ａ又は第２シールジョー５２ａに内蔵されている溶断機構１８（図５参照）によって、筒状フィルムＦｃの横シールされた部分が横方向に切断される。これにより、物品Ｃが封入された袋Ｂは、後続の筒状フィルムＦｃから切り離される。

以上のようにして、物品Ｃが封入された袋Ｂは、連続的に製造される。製造された袋Ｂは、その後、ベルトコンベア（図示せず）等によって、厚みチェッカーおよび重さチェッカー等の装置に移送される。

本実施形態の縦型製袋包装機１は、連続搬送モードおよび間欠搬送モードのいずれかの動作モードで動作する。

連続搬送モードでは、筒状フィルムＦｃの下方への搬送に合わせて横シール機構１７が下方に移動しながら、横シール機構１７が、搬送中の筒状フィルムＦｃを横シールする。

間欠搬送モードでは、筒状フィルムＦｃの搬送が一時的に停止しているタイミングで、横シール機構１７が、停止中の筒状フィルムＦｃを横シールする。

（５）横シール動作のタイミングの自動調整制御
ここでは、一例として、物品をポテトチップスのようなスナック菓子を製袋する際の横シール動作の自動調整制御について説明する。

制御部７は、スナック菓子群の先端がＸ線照射部１６１とセンサ１６２との間を通りすぎるタイミングをセンサ１６２の検知信号から取得し、その信号を基にして、スナック菓子群の落下タイミングや横シール機構１７のシールジョー５１ａ，５１ｂによる横シールを行うタイミングを自動的に調整する。

図７は、スナック菓子群が通過しているときの筒状フィルムＦｃの内部の側面図である。図７において、筒状フィルムＦｃ内を、Ｎ番目に投下された塊状の第１スナック菓子群９１に続いて、Ｎ＋１番目の第２スナック菓子群９２が落下している。

第１スナック菓子群９１の先端を第１先端９１ａ、終端を第１終端９１ｂという。また、第２スナック菓子群の先端を第２先端９２ａ、終端を第２終端９２ｂという。

制御部７は、第１スナック菓子群９１の第１終端９１ｂおよび第２スナック菓子群９２の第２先端９２ａがセンサ１６２の高さ位置を通り過ぎたタイミングを認識して、横シール動作を制御する。

本制御は、スナック菓子群（物品）が筒状フィルムＦｃを縦に落下する状態を時間軸で検知している点を特徴としており、横シール動作において、一対のシールジョー５１ａ，５１ｂ（又は、一対のシールジョー５２ａ，５２ｂ）が物品を噛み込まないタイミングを調整することができる。

図８は、横シール動作のタイミングの自動調整制御のフローチャートである。以下、図８を参照しながら当該自動調整制御を説明する。

（ステップＳ１）
制御部７のＣＰＵ７１は、ステップＳ１において、ＲＡＭ７３に記憶されている、組合せ計量ユニット２からの物品投下回数Ｎを初期化する。すなわち、Ｎ＝０とする。

（ステップＳ２）
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ２において、物品（ここでは、スナック菓子群）の投下要求信号Ｒｓの送信周期を見直す。投下要求信号Ｒｓとは、組合せ計量ユニット２に対して、物品の投下を要求する信号である。

投下要求信号Ｒｓの送信周期は、縦型製袋包装機１の運転開始前においてはオペレータによって入力される。縦型製袋包装機の運転開始後は、ＣＰＵ７１の指令部７１２が判断部７１１からの要求に基づいて、送信周期を維持するのか、それとも増減するのか、を決定する。

（ステップＳ３）
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ３において、投下要求信号Ｒｓの送信周期をステップＳ２で決定した値に設定する。

（ステップＳ４）
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ４において、組合せ計量ユニット２に対して、投下要求信号Ｒｓを設定した周期で送信する。組合せ計量ユニット２は、この投下要求信号Ｒｓに従って、規定重量のスナック菓子群を投下する。

（ステップＳ５）
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ５において、Ｎ番目のスナック菓子群の終端が通過したか否かを判定する。この判定は、Ｘ線照射部１６１とセンサ１６２との間を物品が通過する際に、センサ１６２が受けるＸ線量の変化に基づいて行われる。

ＣＰＵ７１は、Ｎ番目のスナック菓子群の終端が通過したと判定したときはステップＳ６に進み、Ｎ番目のスナック菓子群の終端が通過していないと判定したときは判定を継続する。

（ステップＳ６）
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ６において、ＲＡＭ７３に記憶されている物品投下回数に１を加算する。すなわち、Ｎ＝Ｎ＋１とする。

（ステップＳ７）
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ７において、Ｎ＋１番目のスナック菓子群の先端が通過したか否かを判定する。この判定は、Ｘ線照射部１６１とセンサ１６２との間を物品が通過する際に、センサ１６２が受けるＸ線量の変化に基づいて行われる。

ＣＰＵ７１は、Ｎ＋１番目のスナック菓子群の先端が通過していないと判定したときはステップＳ８Ａに進み、Ｎ＋１番目のスナック菓子群の先端が通過したと判定したときはステップＳ８Ｂに進む。

（ステップＳ８Ａ，９Ａ）
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ８Ａに進んだ場合、一対のシールジョー５１ａ，５１ｂ、又は一対のシールジョー５２ａ，５２ｂを介して、筒状フィルムＦｃに対して横シール動作を行う。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ９Ａにおいて、投下要求信号Ｒｓの送信周期の維持を要求する。

実際には、判断部７１１が「Ｎ＋１番目のスナック菓子群の先端が通過していない」と判定したと同時に、「送信周期の維持」を要求する信号を指令部７１２に送る。

（ステップＳ８Ｂ，９Ｂ）
一方、ＣＰＵ７１は、ステップＳ８Ｂに進んだ場合、一対のシールジョー５１ａ，５１ｂ、又は一対のシールジョー５２ａ，５２ｂを介して、筒状フィルムＦｃに対して横シールを行うが、横シール動作の圧力を通常よりも下げて行う。

なお、判断部７１１が「Ｎ＋１番目のスナック菓子群の先端が通過した」と判定した時点で、スナック菓子群の噛み込みを回避するために、シールジョー５１ａ、５１ｂの動作を停止するという選択肢もある。

但し、本実施形態では、運転継続を優先しつつも、横シール動作時のスナック菓子群噛み込みによるシールジョー５１ａ、５１ｂへの機械的ダメージを軽減するために、横シール圧力を通常よりも下げて行っている。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ９Ｂにおいて、投下要求信号Ｒｓの送信周期を前回よりも長くすることを要求する。

実際には、判断部７１１が「Ｎ＋１番目のスナック菓子群の先端が通過した」と判定したと同時に、「送信周期を長めにする」ことを要求する信号を指令部７１２に送る。

（ステップＳ１０）
次に、ＣＰＵ７１は、ステップＳ１０において、溶断機構１８を介して横シール部の中央を切断する。その後、ＣＰＵ７１はステップＳ２へ戻る。

（ステップＳ１１）
そして、ＣＰＵ７１は、ステップＳ１１において、運転停止指令の有無を判定する。運転停止指令が有るとき、ＣＰＵ７１は制御を停止する。運転停止指令が無いとき、ＣＰＵ７１はステップＳ２へ戻る。

以上のように、ＣＰＵ７１は、センサ１６２がＮ番目のスナック菓子群の終端の通過を検知した後、Ｎ＋１番目のスナック菓子群の先端の通過を検知していない場合に正規の横シール動作を行う。

また、ＣＰＵ７１は、センサ１６２がＮ番目のスナック菓子群の終端の通過を検知した後、Ｎ＋１番目のスナック菓子群の先端の通過を検知した場合にはシール圧力を下げて横シール動作を行う。

同時に、スナック菓子群の投下要求信号の送信周期を長めにして、横シール動作のタイミングの調整を行う。

（６）特徴
（６−１）
縦型製袋包装機１では、Ｘ線照射部１６１とセンサ１６２とはチューブ１３ａの最下端よりも下流に配置されており、センサ１６２が物品を検知する位置から横シール予定域までの距離が従来方式に比べて短く、Ｎ番目の物品の終端およびＮ＋１番目の物品の先端が横シール予定域に到達する時間を精度よく推定することができる。それゆえ、横シール時に物品を噛み込むという事態を精度よく推定して、次の物品投下のタイミングおよび横シール動作のタイミングを調整することができ、横シール時の物品の噛み込み発生率を低減することができる。

（６−２）
縦型製袋包装機１は、制御部７が筒状フィルムＦｃの横シール予定域にＮ＋１番目の物品が存在すると判断したとき、横シール機構１７のシール圧力を下げて筒状フィルムＦｃの横シール動作を行わせる。それゆえ、物品を噛み込むことによる機械的ダメージを無くし、又は軽減することができるので、機械的耐久性の向上に繋がる。

（６−３）
Ｘ線照射部１６１とセンサ１６２とが、チューブ１３ａの最下端と横シール機構１７との間に配置されている。それゆえ、物品の先頭と終端とを判別し、それぞれが横シール予定位置に到達する時間を推定することができるので、物品の噛み込みを避けるように横シールの動作タイミングを自動調整することができる。

（６−４）
Ｘ線照射部１６１によるＸ線の照射範囲は、筒状フィルムＦｃの横幅より広い。

（６−５）
Ｘ線照射部１６１によるＸ線の照射範囲は、少なくとも、センサ１６２が筒状フィルムＦｃを透過したＸ線を受けることができる範囲である。

（６−６）
Ｘ線照射部１６１は、Ｘ線を縦型製袋包装機１の正面から背面に向かって照射するので、オペレータに向かってＸ線が漏洩することを防止することができる。

（７）変形例
（７−１）第１変形例
上記実施形態では、横シール動作時に物品の噛み込みが予測される場合、シール圧力を下げて横シール動作を行い、横シール部分を溶断機構１８で切断している。

この場合、横シール機構１７への機械的ダメージを軽減することはできるが、溶断機構１８への機械的ダメージを軽減することはできない。

また、物品にチョコレートなどのような粘着性成分が含まれている場合には、溶断刃５３に粘着性成分が付着して切断性能が劣化する虞がある。

そこで、第１変形例では、ＣＰＵ７１は、Ｎ＋１番目の物品の先端が通過したと判定したときは、横シール動作後の横シール部の切断動作を行わせない。この処理によって、横シール部分が切断されずに繋がったままの２つの袋が後工程に搬送される。

オペレータは、該２つの繋がった袋を後工程から排除することによって、不良品の混入を未然に防止することができる。

また、ＣＰＵが、溶断機構１８に筒状フィルムＦｃの切断を行わせないので、溶断刃５３に物品の一部が付着することが回避される。その結果、刃の性能劣化を抑制することができる上に、刃のメンテナンスも容易になる。

（７−２）第２変形例
第２変形例に係る縦型製袋包装機１は、不良品を排出するための排出機構１９（図６）をさらに備えている。

上記実施形態では、横シール動作時に物品の噛み込みが予測される場合、シール圧力を下げて横シール動作を行うので、横シール部分に物品が噛み込んだ不良品が後工程に搬送される。

一方、ＣＰＵ７１は、Ｎ＋１番目の物品の先端が通過したと判定した時点で、横シール動作時に物品の噛み込みが生じることを予測しているので、縦型製袋包装機１から搬送されてくる不良品を、排出機構１９を介して、通常の後工程とは異なる別工程へ排出することができる。

排出機構１９としては、後工程の搬送コンベアの途中に当該コンベアと交差するように排出用コンベアを接続し、不良品をロボットアームで掴んで排出用コンベアに載せる機構、或いは、不良品が排出用コンベアの入口に到達した時点で押し棒によって排出用コンベアに押し出す機構などが採用される。

（７−３）第３変形例
上記実施形態は、透過力の弱い軟Ｘ線を用いて、薄い筒状フィルムＦｃ内を落下するＮ番目の物品の終端およびＮ＋１番目の物品の先端の通過を検知して、横シール動作のタイミングを自動調整しようとするものである。

一方、軟Ｘ線は、透過力は弱いが、ポテトチップスのような薄い物品ならば、物品内部の異物を検知することができる。

それゆえ、第３変形例では、ＣＰＵ７１が、センサ１６２の検知信号から、物品に異物が混入しているか否かを判定し、異物が混入していると判定したときは、排出機構１９を介して、異物が混入した袋を排出する。これによって、異物混入袋の選別排除作業が容易になる。

１ 縦型製袋包装機
７ 制御部
１３ 成形機構（成形部）
１３ａ チューブ（成形部）
１３ｂ フォーマ（成形部）
１７ 横シール機構（横シール部）
１８ 溶断機構（切断部）
１９ 排出機構
５３ 溶断刃（切断部）
５５ 受け刃（切断部）
１６１ Ｘ線照射部（照射部）
１６２ センサ
Ｆ フィルム
Ｆｃ 筒状フィルム

特開２００３−１１９２７号公報

Claims (8)

1. 包材を搬送しながら筒状に形成し、筒状の前記包材に物品を投下して包装する縦型製袋包装機であって、
   筒状包材を形成する形成部と、
   前記筒状包材にＸ線を照射する照射部と、
   前記筒状包材を透過した前記Ｘ線を受けるセンサと、
   前記筒状包材を横方向にシールする横シール部と、
   前記横シール部の動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記照射部と前記センサとは、前記形成部の最下端よりも下流に配置されており、
   前記制御部は、Ｎ番目の物品が投下された後にＮ＋１番目の物品が投下された場合において、前記センサの検知信号からＮ番目の物品が前記筒状包材の横シール予定域を通過後、前記横シール予定域にＮ＋１番目の物品が存在するか否かを判定し、判定結果に基づき前記横シール部の動作を制御する、
   縦型製袋包装機。
2. 前記制御部は、前記筒状包材の前記横シール予定域にＮ＋１番目の物品が存在すると判断したとき、前記横シール部に前記筒状包材の横シールを行わせず、又はシール圧力を下げて前記筒状包材の横シールを行わせる、
   請求項１に記載の縦型製袋包装機。
3. 横シールが行われたシール領域を上下に切断する切断部をさらに備え、
   前記制御部は、前記筒状包材の前記横シール予定域にＮ＋１番目の物品が存在すると判断したとき、前記切断部に前記筒状包材の切断を行わせない、
   請求項２に記載の縦型製袋包装機。
4. 前記照射部と前記センサとは、前記形成部の最下端と前記横シール部との間に配置されている、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の縦型製袋包装機。
5. 前記照射部による前記Ｘ線の照射範囲は、前記筒状包材の横幅より広い、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の縦型製袋包装機。
6. 前記照射部による前記Ｘ線の照射範囲は、少なくとも、前記センサが前記筒状包材を透過した前記Ｘ線を受けることができる範囲である、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の縦型製袋包装機。
7. 前記照射部は、Ｘ線を前記縦型製袋包装機の正面から背面に向かって照射する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の縦型製袋包装機。
8. 前記縦型製袋包装機で生産された製品を、通常の工程とは異なる別工程へ排出する排出部をさらに備え、
   前記制御部は、前記センサの検知信号から、物品に異物が混入しているか否かを判定し、前記異物が混入していると判定したときは、前記排出部を介して、前記異物が混入した製品を排出する、
   請求項７に記載の縦型製袋包装機。

Images