JP2021143001A

JP2021143001A - 包装システム

Info

Publication number: JP2021143001A
Application number: JP2020042224A
Authority: JP
Inventors: 博久山本; Hirohisa Yamamoto
Original assignee: Kawashima Packaging Machinery Ltd
Current assignee: Kawashima Packaging Machinery Ltd
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-09-24
Anticipated expiration: 2040-03-11
Also published as: JP7481734B2

Abstract

【課題】単位時間当たりの製品の供給量を平準化することによって、製品の包装品質を向上させた包装システムを提供する。【解決手段】包装システム（１）は、Ｎ個の計量ホッパ（２４）のうち、計量した重量の合計が目標重量より重く且つ最も近いＭ個の計量ホッパ（２４）を選択する選択処理と、選択処理で選択したＭ個の計量ホッパ（２４）で計量された製品を、集合ホッパ（２６）に集合させる集合処理と、集合処理で集合ホッパ（２６）に集合させた製品を整列装置（１００）に排出する排出処理とを、所定の排出間隔毎に繰り返し実行する組合せ計量器（２０）と、組合せ計量器（２０）から排出された複数の製品を個別に包装する横型ピロー包装機（４０）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、粒状の製品を個別に包装する包装システムに関する。

従来より、帯状包装材を筒状に成形する製筒器と、整列装置で整列された製品を搬送する搬送コンベアと、筒状に成形された帯状包装材の内側に製品を進入させた状態で、製筒器で重ね合わされた帯状包装材の端部同士をシールするセンタシール装置と、隣接する製品の間で帯状包装材をシールして製品を収容した袋を成形するエンドシール装置とを備える横型ピロー包装機が知られている。

横型ピロー包装機は、せんべい、クッキー、チョコレート等の粒状の製品を個包装するのに用いられることが多い。そして、このような製品を製造する業界では、コンテナに収納された複数の製品を、オペレータが搬送コンベア上に手作業で供給するバッチ供給が伝統的に行われている。

このようなバッチ供給された製品を包装するためには、コンテナに収納されていた製品を展開させる製品供給コンベヤ、バッチ供給されて間隔が不安定な多列の製品を単列化する単列化コンベア、製品間の間隔が不定の単列の製品を等間隔の単列とし、横型ピロー包装機の動作に合わせて横型ピロー包装機に供給する供給装置（特許文献１参照）、及び等間隔で単列の製品を個別に包装する横型ピロー包装機が、上流から下流に向かってこの順に配置されたシステムを構築する必要がある。そして、バッチ供給では、オペレータの経験に基づいて製品の供給量が調整されるので、単位時間当たりの製品の供給量の粗密が大きくなる傾向がある。

このような横型ピロー包装機の包装システムにおいて、供給装置及び横型ピロー包装機に供給される製品が少な過ぎると、エンドシール装置で製品が入っていない袋（所謂、「空袋」）が成形される。そこで、空袋の成形を防止するために、製品の供給量が少ない場合はフィルム送り装置及びエンドシール装置を一旦停止する技術がある（特許文献２参照）。

一方、供給装置及び横型ピロー包装機に供給される製品が多過ぎると、横型ピロー包装機のキャパを超えてしまう。そこで、余剰な製品を横型ピロー包装機の手前で一旦排出し、再び上流側に供給するリターンコンベアを備えたシステムを構築することになる（特許文献３の第４頁上段右欄参照）。

特開平１１−３４９１３１号公報特開平０１−２６７１３６号公報特開昭６４−０２２７１６号公報

しかしながら、特許文献２に記載の横型ピロー包装機では、搬送コンベアを一旦停止する際に、搬送コンベア上の製品が滑って位置がずれる可能性がある。また、特許文献３のシステムでは、搬送コンベア及びリターンコンベアの間における製品の回遊時間が長くなると、製品に傷がつく可能性がある。

そのため、位置がずれた製品がエンドシール装置で噛み込んで包装不良となったり、傷ついた製品が包装されるという新たな課題を生じる可能性がある。このように、製品の供給量の粗密を横型ピロー包装機のみで吸収するのには限界がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、バッチ供給された製品を横型ピロー包装機で包装する包装システムにおいて、オペレータの経験に頼らずに単位時間当たりの製品の供給量を平準化することを目的とし、且つ供給量が平準化されることによって製品の包装品質を向上させることのできる包装システムを提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、複数の製品を集めて排出する組合せ計量器と、前記組合せ計量器から排出された多列且つ製品間隔が不定の複数の製品を、等間隔の単列に整列させる整列装置と、前記整列装置で等間隔の単列に整列された複数の製品を個別に包装する横型ピロー包装機とを備える包装システムであって、前記横型ピロー包装機は、前記整列装置で等間隔の単列に整列された製品を内包するように、帯状包装材を筒状に成形する製筒器と、前記製筒器で重ね合わされた帯状包装材の端部をシールするセンタシール装置と、前記センタシール装置でシールされた筒状の帯状包装材を、隣接する製品の間でシールすることによって、製品を収容した袋を成形するエンドシール装置とを備え、前記組合せ計量器は、各々が製品を計量するＮ（Ｎは２以上の整数）個の計量ホッパと、Ｎ個の前記計量ホッパのうちのＭ（ＭはＮ未満の整数）個の前記計量ホッパから排出された製品を集めて、前記整列装置に排出する集合ホッパと、前記組合せ計量器の動作を制御する計量器コントローラとを備え、前記計量器コントローラは、Ｎ個の前記計量ホッパのうち、計量した重量の合計が目標重量より重く且つ最も近いＭ個の前記計量ホッパを選択する選択処理と、前記選択処理で選択したＭ個の前記計量ホッパで計量された製品を、前記集合ホッパに集合させる集合処理と、前記集合処理で前記集合ホッパに集合させた製品を前記整列装置に排出する排出処理とを、所定の排出間隔毎に繰り返し実行することを特徴とする。

本発明によれば、バッチ供給された製品を横型ピロー包装機で包装する包装システムにおいて、オペレータの経験に頼らずに単位時間当たりの製品の供給量を平準化することができる。また、供給量が平準化されることによって、製品の包装品質が向上する。

本実施形態に係る包装システムの側面図である。横型ピロー包装機の側面図である。横型ピロー包装機の平面図である。（Ａ）が組合せ計量器のハードウェアブロック図、（Ｂ）が横型ピロー包装機のハードウェアブロック図である。製品供給処理のフローチャートである。スループット調整処理のフローチャートである。

以下、実施形態に係る包装システム１を図面に基づいて説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態は、本発明を具体化する際の一例を示すものであって、本発明の範囲を実施形態の記載の範囲に限定するものではない。従って、本発明は、実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。

図１は、本実施形態に係る包装システム１の側面図である。図２は、横型ピロー包装機４０の側面図である。図３は、横型ピロー包装機４０の平面図である。図４は、（Ａ）が組合せ計量器２０のハードウェアブロック図、（Ｂ）が横型ピロー包装機４０のハードウェアブロック図である。

包装システム１は、せんべい、クッキー、チョコレート等の粒状の製品Ｐを、１つ１つ個別に包装するシステムである。図１に示すように、包装システム１は、製品供給装置１０と、組合せ計量器２０と、整列装置１００と、横型ピロー包装機４０とを主に備える。

製品供給装置１０は、オペレータによって投入された製品Ｐを、組合せ計量器２０に供給する装置である。図１に示すように、製品供給装置１０は、製品投入部１１と、製品供給部１２と、上昇コンベア１３とを主に備える。

製品投入部１１は、オペレータによって製品Ｐが投入される部分である。製品投入部１１は、例えば、上面が開口した箱型である。そのため、オペレータは、製品投入部１１が溢れない範囲であれば、任意のタイミングで任意の量の製品Ｐを、製品投入部１１に投入することができる。すなわち、本実施形態に係る包装システム１において、オペレータは、製品Ｐの供給量を厳密に調整する必要がない。

製品供給部１２は、製品投入部１１に投入された製品Ｐを、組合せ計量器２０に供給する部分である。製品供給部１２は、製品投入部１１より上方に位置している。また、製品供給部１２は、下面を開放することによって、重力によって製品Ｐを自由落下させる。上昇コンベア１３は、製品投入部１１に投入された製品Ｐを、製品供給部１２の位置まで搬送する。

組合せ計量器２０は、製品供給装置１０から供給された複数の製品Ｐのうち、目標重量を上回る個数の製品Ｐを集めて、整列装置１００（より詳細には、多列・単列変換搬送装置１０１）に排出する。図１に示すように、組合せ計量器２０は、分散フィーダ２１と、Ｎ個のリニアフィーダ２２と、Ｎ個の供給ホッパ２３と、Ｎ個の計量ホッパ２４と、集合シュート２５と、集合ホッパ２６とを主に備える。Ｎは、２以上の整数である。

分散フィーダ２１は、振動することによって、製品供給部１２から自由落下した製品Ｐを放射状に分散させる。Ｎ個のリニアフィーダ２２は、分散フィーダ２１の周りに放射状に配置されている。Ｎ個のリニアフィーダ２２それぞれは、振動することによって、分散フィーダ２１で分散された製品Ｐを外方に向けて直進搬送し、対応する供給ホッパ２３に供給する。分散フィーダ２１及びＮ個のリニアフィーダ２２は、加振器２１ａ、２２ａ（図４（Ａ）参照）によって振動される。

Ｎ個の供給ホッパ２３は、Ｎ個のリニアフィーダ２２それぞれに対応付けて設けられている。供給ホッパ２３は、対応するリニアフィーダ２２の外側の端部の直下に配置されている。供給ホッパ２３は、上面が開口していると共に、下面を開閉するゲートを備える。供給ホッパ２３は、対応するリニアフィーダ２２から供給された製品Ｐを一旦貯留し、ゲートを開放することによって対応する計量ホッパ２４に製品Ｐを排出する。ゲートは、開閉モータ２３ａ（図４（Ａ）参照）の駆動力が伝達されることによって開閉する。

Ｎ個の計量ホッパ２４は、Ｎ個の供給ホッパ２３それぞれに対応付けて設けられている。計量ホッパ２４は、対応する供給ホッパ２３の直下に配置されている。計量ホッパ２４は、上面が開口していると共に、下面を開閉するゲートを備える。計量ホッパ２４は、対応する供給ホッパ２３から供給された製品Ｐを一旦貯留し、ゲートを開放することによって集合シュート２５に製品Ｐを排出する。ゲートは、開閉モータ２４ａ（図４（Ａ）参照）の駆動力が伝達されることによって開閉する。

Ｎ個の計量ホッパ２４それぞれには、計量センサ２４ｂ（図４（Ａ）参照）が接続されている。すなわち、組合せ計量器２０は、Ｎ個の計量センサ２４ｂを備える。計量センサ２４ｂは、対応する計量ホッパ２４に貯留された製品Ｐの重量を計量し、計量結果を示す計量信号を後述する計量器コントローラ３０に出力する。計量センサ２４ｂは、例えば、ロードセル等を採用することができる。

集合シュート２５は、下方に向かって直径が徐々に小さくなる円錐台形状の外形を呈する。集合シュート２５は、上面及び下面が開口している。集合シュート２５の上面開口は、Ｎ個の計量ホッパ２４の直下に位置する。集合シュート２５の下面開口は、集合ホッパ２６の直上に位置する。そして、集合シュート２５は、ゲートが開放された計量ホッパ２４から排出される製品Ｐを集めて、集合ホッパ２６に供給する。

集合ホッパ２６は、集合シュート２５の直下に配置されている。集合ホッパ２６は、上面が開口していると共に、下面を開閉するゲートを備える。集合ホッパ２６は、集合シュート２５から供給された製品Ｐを一旦貯留し、ゲートを開放することによって製品Ｐを排出する。ゲートは、開閉モータ２６ａの駆動力が伝達されることによって開閉する。

図４（Ａ）に示すように、組合せ計量器２０は、計量器コントローラ３０を備える。計量器コントローラ３０は、例えば、演算手段であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３１、各種プログラムを記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）３２、及び演算手段の作業領域となるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）３３を備える。そして、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムをＣＰＵ３１が読み出して実行することによって、後述する各処理を実現してもよい。

但し、計量器コントローラ３０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

計量器コントローラ３０は、組合せ計量器２０全体の動作を制御する。より詳細には、計量器コントローラ３０は、Ｎ個の計量センサ２４ｂの計量結果に基づいて、加振器２１ａ、２２ａ及び開閉モータ２３ａ、２４ａ、２６ａの駆動を制御する。

また、組合せ計量器２０は、通信Ｉ／Ｆ３４を備える。通信Ｉ／Ｆ３４は、外部装置（例えば、横型ピロー包装機４０）との間で通信を行うためのインタフェースである。すなわち、計量器コントローラ３０は、横型ピロー包装機４０との間で通信Ｉ／Ｆ３４を通じて情報を送受信する。通信Ｉ／Ｆ３４の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を採用することができる。

図５は、製品供給処理のフローチャートである。製品供給処理は、横型ピロー包装機４０に対する製品Ｐの供給量の粗密を平準化する処理である。製品供給処理は、計量器コントローラ３０によって実行される。なお、製品供給処理中は常に加振器２１ａ、２２ａが駆動されることによって、製品供給装置１０から供給される製品Ｐは、分散フィーダ２１及びリニアフィーダ２２を通じて、Ｎ個の供給ホッパ２３に分散供給され続けているものとする。

まず、計量器コントローラ３０は、Ｎ個の計量ホッパ２４のうち、計量した重量の合計が目標重量より重く且つ最も近い（以下、「選択条件」と表記する。）Ｍ個の計量ホッパ２４を選択する（Ｓ１１）。Ｍは、Ｎ以下の整数である。より詳細には、計量器コントローラ３０は、Ｎ個の計量センサ２４ｂそれぞれで計量された重量のＭ個の組み合わせを変更して、選択条件を満たすＭ個の計量ホッパ２４を選択する。ステップＳ１１の処理は、選択処理の一例である。

次に、計量器コントローラ３０は、ステップＳ１１で選択したＭ個の計量ホッパ２４に収容されている複数の製品Ｐを、集合シュート２５に集合させる（Ｓ１２）。より詳細には、計量器コントローラ３０は、対応するＭ個の開閉モータ２４ａを駆動することによって、選択したＭ個の計量ホッパ２４のゲートを開放する。ステップＳ１２の処理は、集合処理の一例である。

また、計量器コントローラ３０は、選択したＭ個の計量ホッパ２４のゲートを閉じた後、対応するＭ個の供給ホッパ２３から計量ホッパ２４に製品Ｐを供給する。すなわち、計量器コントローラ３０は、対応するＭ個の開閉モータ２３ａを駆動することによって、Ｍ個の供給ホッパ２３のゲートを開放する。

次に、計量器コントローラ３０は、開閉モータ２６ａを駆動することによって、集合ホッパ２６のゲートを開放する（Ｓ１３）。これにより、ステップＳ１２で集合シュート２５に集合させた複数の製品Ｐが、整列装置１００の多列・単列変換搬送装置１０１に排出される。ステップＳ１３の処理は、排出処理の一例である。

次に、計量器コントローラ３０は、排出間隔が経過するまで（Ｓ１４：Ｎｏ）、以降の処理の実行を待機する。そして、計量器コントローラ３０は、排出間隔が経過したタイミングで（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を再び実行する。すなわち、計量器コントローラ３０は、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を、排出間隔毎に繰り返し実行する。そして、計量器コントローラ３０は、包装システム１の処理が終了するまで、製品供給処理を実行し続ける。

目標重量とは、組合せ計量器２０から整列装置１００に一度に供給される製品Ｐの重量を指す。例えば、製品Ｐの平均重量を１ｇとし、目標重量を３０ｇとする。この場合、３０個ちょうどか或いは３０個を少し上回る製品Ｐが、整列装置１００に一度に供給される。また、排出間隔を１０秒とすると、３０ｇ（すなわち、３０個）程度の製品Ｐが１０秒間隔で排出される。すなわち、この例における組合せ計量器２０は、１分間に１８０ｇ（１８０個）の製品Ｐを分散して（換言すれば、間欠的に）排出する。

整列装置１００は、組合せ計量器２０から排出された多列且つ製品間隔が不定の複数の製品Ｐを、等間隔の単列に整列して横型ピロー包装機４０に順番に供給する。図１に示すように、整列装置１００は、多列・単列変換搬送装置１０１と、包装機への供給装置１０２とを主に備える。

多列・単列変換搬送装置１０１は、組合せ計量器２０から排出された複数の製品Ｐを多列から単列に変換しながら搬送する装置である。多列・単列変換搬送装置１０１は、組合せ計量器２０の集合ホッパ２６の直下に配置されている。多列・単列変換搬送装置１０１の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、円盤の周面に沿って製品Ｐを整列させるロータリテーブル方式、コンベア上で衝立を上下させて製品Ｐを整列させるサイドコンベア方式、コンベア上の製品Ｐを１つずつロボットアームで搬送機への供給装置１０２に移動させるパラレルリンクロボット方式などが考えられる。

包装機への供給装置１０２は、多列・単列変換搬送装置１０１より製品Ｐの搬送方向の下流側に配置されている。包装機への供給装置１０２は、製品間の間隔を整えると共に、横型ピロー包装機４０の供給コンベア５０のプッシャ５８の間に、製品Ｐを１つずつ送り込む装置である。包装機への供給装置１０２は、搬送方向に並べられた複数のコンベアの搬送速度及び搬送タイミングを調整することによって、製品間の間隔を整えると共に、供給コンベア５０に製品Ｐを送り込むタイミングを制御する。

横型ピロー包装機４０は、包装機への供給装置１０２から供給される製品Ｐを１つずつ包装する装置である。図１〜図３に示すように、横型ピロー包装機４０は、供給コンベア５０と、フィルム送り装置６０と、センタシール装置７０と、エンドシール装置８０とを主に備える。

供給コンベア５０は、包装機への供給装置１０２から順番に供給される製品Ｐを、センタシール装置７０に供給する。図２に示すように、供給コンベア５０は、駆動スプロケット５４と、従動スプロケット５５と、駆動スプロケット５４及び従動スプロケット５５に掛け渡された無端環状の搬送ベルト５６と、駆動スプロケット５４を駆動させる駆動モータ５７とで構成される。

また、搬送ベルト５６には、複数のプッシャ５８が設けられている。複数のプッシャ５８は、製品Ｐの搬送方向に所定の間隔を隔てて配置されている。隣接する２つのプッシャ５８の間には、包装機への供給装置１０２から供給される製品Ｐが進入する。そして、プッシャ５８は、製品Ｐの後端に当接して、当該製品Ｐを押す。

フィルム送り装置６０は、センタシール装置７０に向けて帯状フィルムＦｗを送る。図２及び図３に示すように、フィルム送り装置６０は、帯状フィルムＦｗが巻回された巻取り軸６１と、駆動ローラ６２と、従動ローラ６３と、送りモータ６４と、ガイドローラ６５ａ、６５ｂと、フォーマ（製筒器）６６とを主に備える。

帯状フィルムＦｗは、製品Ｐを包装する袋の材料となる帯状の包装材である。帯状フィルムＦｗは、熱を加えることによって溶着することが可能な膜状の部材であって、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、アルミ裏打紙、アルミ蒸着紙などが挙げられる。

駆動ローラ６２及び従動ローラ６３は、帯状フィルムＦｗを挟持した状態で回転する。駆動ローラ６２は、送りモータ６４の駆動力が伝達されて回転する。これにより、駆動ローラ６２及び従動ローラ６３は、巻取り軸６１に巻回された帯状フィルムＦｗを、フォーマ６６に向けて繰り出す。ガイドローラ６５ａ、６５ｂは、巻取り軸６１から駆動ローラ６２及び従動ローラ６３を経てフォーマ６６に至る帯状フィルムＦｗの搬送経路に沿って配置され、繰り出される帯状フィルムＦｗにテンションを付与する。

フォーマ６６は、フィルム送り装置６０で送られた帯状フィルムＦｗを筒状に成形すると共に、供給コンベア５０から供給された製品Ｐを筒状の帯状フィルムＦｗに内包させる。フォーマ６６は、フィルム送り装置６０からセンタシール装置７０に至る帯状フィルムＦｗの搬送経路上に配置されている。また、フォーマ６６は、供給コンベア５０の搬送方向の下流側の端部に対面して配置されている。

フィルム送り装置６０によって送られた帯状フィルムＦｗは、フォーマ６６の外面に沿って移動する過程で、幅方向の両端部が下方で重ね合わされることによって筒状に成形される。また、供給コンベア５０から供給された製品Ｐは、フォーマ６６の内部空間を通過することによって、筒状の帯状フィルムＦｗの内部に進入する。

センタシール装置７０は、フォーマ６６で重ね合わされた帯状フィルムＦｗの端部をシールする。センタシール装置７０は、支持プレート７１と、一対のフィルム送りローラ７２、７３と、送りモータ７４と、一対のシールローラ７５、７６と、シールモータ７７とを主に備える。

支持プレート７１は、帯状フィルムＦｗ及び製品Ｐの搬送方向の下流側において、フォーマ６６に接続されている。支持プレート７１は、筒状の帯状フィルムＦｗに内包された製品Ｐを支持する。また、支持プレート７１には、幅方向の中央部を帯状フィルムＦｗの搬送方向に沿って延びるスリット７８が設けられている。帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部は、スリット７８を通じて支持プレート７１の下面側に突出している。

一対のフィルム送りローラ７２、７３は、支持プレート７１の下面側に配置されている。一対のフィルム送りローラ７２、７３は、スリット７８を通じて突出した帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部を挟持する。フィルム送りローラ７２は、送りモータ７４の駆動力が伝達されて回転する。これにより、筒状の帯状フィルムＦｗは、エンドシール装置８０に向けて搬送される。

一対のシールローラ７５、７６は、フィルム送りローラ７２、７３より帯状フィルムＦｗの搬送方向の下流側において、支持プレート７１の下面側に配置されている。一対のシールローラ７５、７６は、スリット７８を通じて突出した帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部を挟持する。シールローラ７５、７６の外周面は、ヒータ（図示省略）によって加熱されている。シールローラ７５は、シールモータ７７の駆動力が伝達されて回転する。これにより、シールローラ７５、７６に挟持された帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部がシール（溶着）される。

エンドシール装置８０は、センタシール装置７０でシールされた筒状の帯状フィルムＦｗを、隣接する製品Ｐの間でシールすることによって、製品Ｐを収容した袋Ｂｐを成形する。エンドシール装置８０は、一対のシールブロック８１、８２と、接離モータ８３とを主に備える。

一対のシールブロック８１、８２は、シールローラ７５、７６より帯状フィルムＦｗの搬送方向の下流側に配置されている。一対のシールブロック８１、８２は、上下方向において、筒状に成形された帯状フィルムＦｗを挟んで配置されている。一対のシールブロック８１、８２の帯状フィルムＦｗに対面する面は、ヒータ（図示省略）によって加熱されている。一対のシールブロック８１、８２は、接離モータ８３の駆動力が伝達されて接離する。

一対のシールブロック８１、８２を当接させると、帯状フィルムＦｗのシールブロック８１、８２に挟まれた部分がシール（溶着）される。そして、帯状フィルムＦｗ（換言すれば、製品Ｐ）の搬送方向における製品Ｐの両端部において、帯状フィルムＦｗをシールすることによって、製品Ｐを収容した袋Ｂｐが成形される。

図４（Ｂ）に示すように、横型ピロー包装機４０は、包装機コントローラ９０を備える。包装機コントローラ９０は、例えば計量器コントローラ３０と同様に、ＣＰＵ９１と、ＲＯＭ９２と、ＲＡＭ９３とで構成されてもよいし、ＡＳＩＣやＦＰＧＡで構成されてもよい。包装機コントローラ９０は、横型ピロー包装機４０全体の動作を制御する。

具体的には、包装機コントローラ９０は、駆動モータ５７、送りモータ６４、７４、シールモータ７７、及び接離モータ８３を連動して駆動することによって、製品Ｐが個別に収容された袋Ｂｐを成形する。また、包装機コントローラ９０は、供給量監視センサ（製品検知センサ）１０３の検知結果に基づいて、横型ピロー包装機４０のスループットを増減させることができる。

供給量監視センサ１０３は、包装機への供給装置１０２上に滞留する製品Ｐの量（以下、「溜り具合」と表記する。）を検知する。供給量監視センサ１０３は、例えば、包装機への供給装置１０２の上面に対面する位置に配置される光電センサである。そして、供給量監視センサ１０３は、包装機への供給装置１０２上の製品Ｐを検知し、検知結果を示す信号を包装機コントローラ９０に出力する。

供給量監視センサ１０３は、例えば、発光部及び受光部を備える光学センサである。発光部は、包装機への供給装置１０２が備えるコンベアの上面に向けてレーザ光を出力する。受光部は、コンベア或いはコンベア上の製品Ｐで反射されたレーザ光を受光し、受光したレーザ光の受光強度を示す信号を、包装機コントローラ９０に出力する。

ここで、受光部でのレーザ光の受光強度は、レーザ光の光路長によって変化する。より詳細には、コンベア上の製品Ｐでレーザ光が反射された（すなわち、光路長が短い）ときの受光強度は、コンベアの表面でレーザ光が反射された（すなわち、光路長が長い）ときの受光強度より強い。

すなわち、包装機コントローラ９０は、受光部が受光したレーザ光の受光強度が閾値以上のときに、レーザ光の光路上に製品Ｐがあると判断する。一方、包装機コントローラ９０は、受光部が受光したレーザ光の受光強度が閾値未満のときに、レーザ光の光路上に製品Ｐがないと判断する。そして、包装機コントローラ９０は、単位時間（例えば、１０ｓｅｃ）内の受光強度が閾値以上である時間の割合を、「溜り具合」として検知する。但し、製品検知センサの具体的な構成は、前述の例に限定されない。

さらに、横型ピロー包装機４０は、通信Ｉ／Ｆ９５を備える。包装機コントローラ９０は、組合せ計量器２０との間で通信Ｉ／Ｆ９５を通じて情報を送受信する。通信Ｉ／Ｆ９５は、通信Ｉ／Ｆ３４と同じプロトコルで通信を行うインタフェースである。

図６は、スループット調整処理のフローチャートである。スループット調整処理は、供給量監視センサ１０３で検知された製品Ｐの溜り具合に応じて、横型ピロー包装機４０のスループット（単位時間あたりに包装する製品Ｐの数）を増減させる処理である。スループット調整処理は、包装機コントローラ９０によって実行される。包装機コントローラ９０は、包装システム１の動作中において、所定の時間間隔毎にスループット調整処理を繰り返し実行する。

まず、包装機コントローラ９０は、供給量監視センサ１０３から出力される信号に基づいて、製品Ｐの溜り具合ｘを検知する（Ｓ２１）。次に、包装機コントローラ９０は、ステップＳ２１で検知した溜り具合ｘと、予め定められた目標値（例えば、１個）とを比較する（Ｓ２２、Ｓ２３）。

そして、包装機コントローラ９０は、溜り具合ｘが目標値より多い場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、横型ピロー包装機４０のスループットをダウンする（Ｓ２４）。また、包装機コントローラ９０は、溜り具合ｘが目標値より少ない場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、横型ピロー包装機４０のスループットをアップする（Ｓ２５）。さらに、包装機コントローラ９０は、溜り具合ｘが目標値に一致する場合（Ｓ２２：Ｎｏ＆Ｓ２３：Ｎｏ）、横型ピロー包装機４０のスループットを維持する。

包装システム１の処理開始時点における横型ピロー包装機４０のスループットは、組合せ計量器２０のスループット（すなわち、目標重量、排出間隔の組み合わせ）に合わせて、予め定められている。そして、包装機コントローラ９０は、ステップＳ２４において、各モータ５７、６４、７４、７７、８３の回転数（ｒｐｍ）を減少させる。また、包装機コントローラ９０は、ステップＳ２５において、各モータ５７、６４、７４、７７、８３の回転数（ｒｐｍ）を増加させる。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

上記の実施形態によれば、組合せ計量器２０を用いることによって、これまで伝統的に行われていたバッチ供給と比較して、横型ピロー包装機４０に対する単位時間当たりの製品Ｐの供給量の粗密を平準化することができる。これにより、製品Ｐの供給量が少ない場合に横型ピロー包装機４０を一時停止したり、製品Ｐの供給量が多い場合にリターンコンベアで製品Ｐを回遊させる必要がない。その結果、製品Ｐの包装品質が向上する。

また、上記の実施形態によれば、供給量監視センサ１０３で検知される製品Ｐの溜り具合に応じて、横型ピロー包装機４０のスループットを調整する。これにより、組合せ計量器２０を用いても僅かに生じる供給量の粗密を吸収することができる。なお、上記の実施形態では、横型ピロー包装機４０のスループットを調整する例を説明したが、組合せ計量器２０のスループットを調整してもよい。

すなわち、包装機コントローラ９０は、図６のステップＳ２４において、通信Ｉ／Ｆ９５を通じて組合せ計量器２０にスループットのダウンを指示してもよい。より詳細には、包装機コントローラ９０は、目標重量の減少を指示する目標重量指示信号（或いは、排出間隔の延長を指示する目標排出間隔指示信号）を、通信Ｉ／Ｆ９５を通じて組合せ計量器２０に送信すればよい。

また、包装機コントローラ９０は、図６のステップＳ２５において、通信Ｉ／Ｆ９５を通じて組合せ計量器２０にスループットのアップを指示してもよい。より詳細には、包装機コントローラ９０は、目標重量の増加を指示する目標重量指示信号（或いは、排出間隔の短縮を指示する目標排出間隔指示信号）を、通信Ｉ／Ｆ９５を通じて組合せ計量器２０に送信すればよい。

そして、計量器コントローラ３０は、製品供給処理を実行中の任意のタイミングで、通信Ｉ／Ｆ３４を通じて横型ピロー包装機４０から目標重量指示信号（或いは、目標排出間隔指示信号）を受信する。そして、計量器コントローラ３０は、受信した目標重量指示信号で示される新たな目標重量に従って、次のステップＳ１１の処理を実行する。また、計量器コントローラ３０は、受信した目標排出間隔指示信号で示される新たな排出間隔毎に、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を実行する。

さらに、上記の実施形態に係る包装システム１では、縦型充填包装機に製品を供給する組合せ計量器２０を用いることができる。すなわち、包装システム１用に組合せ計量器２０を新たに設計する必要がない。ここで、一般的な組合せ計量器２０は、高速排出モードと、低速排出モードとに切替可能に構成されている。低速排出モードは、集合ホッパ２６からの製品Ｐの排出速度が高速排出モードより遅い。換言すれば、低速排出モードは、集合ホッパ２６のゲートの開閉速度が高速排出モードより遅い。

そして、組合せ計量器２０は、縦型充填包装機に製品を供給する場合に、高速排出モードで動作すればよい。一方、組合せ計量器２０は、上記の実施形態の包装システム１に適用される（すなわち、横型ピロー包装機４０に製品Ｐを供給する）場合に、低速排出モードで動作すればよい。

１…包装システム、１０…製品供給装置、１１…製品投入部、１２…製品供給部、１３…上昇コンベア、２０…組合せ計量器、２１…分散フィーダ、２１ａ，２２ａ…加振器、２２…リニアフィーダ、２３…供給ホッパ、２３ａ，２４，２６ａ…開閉モータ、２４…計量ホッパ、２４ｂ…計量センサ、２５…集合シュート、２６…集合ホッパ、３０…計量器コントローラ、３１，９１…ＣＰＵ、３２，９２…ＲＯＭ、３３，９３…ＲＡＭ、３４，９５…通信Ｉ／Ｆ、４０…横型ピロー包装機、５０…供給コンベア、５４…駆動スプロケット、５５…従動スプロケット、５６…搬送ベルト、５７…駆動モータ、５８…プッシャ、６０…フィルム送り装置、６１…巻取り軸、６２…駆動ローラ、６３…従動ローラ、６４，７４…送りモータ、６５ａ，６５ｂ…ガイドローラ、６６…フォーマ（製筒器）、７０…センタシール装置、７１…支持プレート、７２，７３…フィルム送りローラ、７５，７６…シールローラ、７７…シールモータ、７８…スリット、８０…エンドシール装置、８１，８２…シールブロック、８３…接離モータ、９０…包装機コントローラ、１００…整列装置、１０１…多列・単列変換搬送装置、１０２…包装機への供給装置、１０３…供給量監視センサ

Claims

複数の製品を集めて排出する組合せ計量器と、
前記組合せ計量器から排出された多列且つ製品間隔が不定の複数の製品を、等間隔の単列に整列させる整列装置と、
前記整列装置で等間隔の単列に整列された複数の製品を個別に包装する横型ピロー包装機とを備える包装システムであって、
前記横型ピロー包装機は、
前記整列装置で等間隔の単列に整列された製品を内包するように、帯状包装材を筒状に成形する製筒器と、
前記製筒器で重ね合わされた帯状包装材の端部をシールするセンタシール装置と、
前記センタシール装置でシールされた筒状の帯状包装材を、隣接する製品の間でシールすることによって、製品を収容した袋を成形するエンドシール装置とを備え、
前記組合せ計量器は、
各々が製品を計量するＮ（Ｎは２以上の整数）個の計量ホッパと、
Ｎ個の前記計量ホッパのうちのＭ（ＭはＮ未満の整数）個の前記計量ホッパから排出された製品を集めて、前記整列装置に排出する集合ホッパと、
前記組合せ計量器の動作を制御する計量器コントローラとを備え、
前記計量器コントローラは、
Ｎ個の前記計量ホッパのうち、計量した重量の合計が目標重量より重く且つ最も近いＭ個の前記計量ホッパを選択する選択処理と、
前記選択処理で選択したＭ個の前記計量ホッパで計量された製品を、前記集合ホッパに集合させる集合処理と、
前記集合処理で前記集合ホッパに集合させた製品を前記整列装置に排出する排出処理とを、所定の排出間隔毎に繰り返し実行することを特徴とする包装システム。
請求項１に記載の包装システムにおいて、
前記横型ピロー包装機は、
前記整列装置上に滞留する製品の量を検知する製品検知センサと、
前記製品検知センサで検知された製品の量に応じて、単位時間当たりに包装する製品の数を増減させる包装機コントローラとを備えることを特徴とする包装システム。
請求項１または２に記載の包装システムにおいて、
前記整列装置上に滞留する製品の量を検知する製品検知センサと、
前記製品検知センサで検知された製品の量に応じて、前記目標重量の増減を指示する目標重量指示信号を、前記計量器コントローラに出力する包装機コントローラとを備え、
前記計量器コントローラは、前記目標重量指示信号で示される前記目標重量に従って、前記選択処理を実行することを特徴とする包装システム。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の包装システムにおいて、
前記整列装置上に滞留する製品の量を検知する製品検知センサと、
前記製品検知センサで検知された製品の量に応じて、前記排出間隔の増減を指示する排出間隔指示信号を、前記計量器コントローラに出力する包装機コントローラとを備え、
前記計量器コントローラは、前記排出間隔指示信号で示される前記排出間隔毎に、前記選択処理、前記集合処理、及び前記排出処理を繰り返し実行することを特徴とする包装システム。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の包装システムにおいて、
前記集合ホッパは、高速排出モードと、製品の排出速度が前記高速排出モードより遅い低速排出モードとに切替可能に構成されており、
前記計量器コントローラは、前記排出処理において、前記集合ホッパを前記低速排出モードで動作させることを特徴とする包装システム。