JP2023099974A - 物品供給装置、充填包装装置、物品供給方法および充填包装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被包装物を縦向きにした状態で安定して包装袋や箱などに供給することができる物品供給装置、また、かかる物品供給装置を備えた充填装置を提供する。【解決手段】複数の被包装物Ｍを縦向きにした状態で供給する装置であって、上端と下端に開口１５ａ，１５ｂを有し、複数の収容空間１６に分割された整列容器１５と、整列容器１５の下端の開口１５ｂを開閉する開閉部材２１，２２を備えた開閉部２０と、を備えていることを特徴とする。開閉部２０の開閉部材２１，２２を閉じた状態としておけば、被包装物Ｍを縦向きの状態で収容空間１６に保持できる。そして、開閉部２０の開閉部材２１，２２を開けば、整列容器１５に収容されている被包装物Ｍを縦向きの状態で外部に供給することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、物品供給装置、充填包装装置および充填包装方法に関する。さらに詳しくは、複数の物品を一つの包装袋や箱などに供給する物品供給装置、かかる物品供給装置を備えた充填包装装置、複数の物品を一つの包装袋や箱などに供給する物品供給方法およびかかる物品供給方法を採用した充填包装方法に関する。

現在、複数の商品を一つの包装袋内に充填したパック商品が多数販売されたり、パック商品の状態で搬送や保管されたりしている。パック商品のうち、冷凍食品やレトルト食品、袋麺等の商品は幅や長さに比べて厚さが薄い略板状の形状をしており、薄い略板状の被包装物（以下では薄板状被包装品という場合がある）が充填された包装袋では、通常、薄板状被包装品の長さ方向の両端部を閉じる構造が採用されている（図７参照）。

上記のような薄板状被包装品を包装袋内に充填する場合、包装袋の上端を開口しておき、この開口から複数の薄板状被包装品を投入する方法を採用すれば、薄板状被包装品を包装袋に充填する作業が行いやすい。

例えば、薄板状被包装品を包装袋に充填する数だけ重ねた積層物をコンベアによって搬送し、コンベアの端部において包装袋の開口内に積層物を落下させる。すると、コンベアの端部から落下する際に積層物が９０度回転して縦向きになって包装袋内に収容されるので、開口を閉じれば薄板状被包装品の長さ方向の両端部を閉じた状態のパック商品を製造することができる。

しかし、コンベアの端部から積層物を落下させた場合、積層物を構成する複数の薄板状被包装品間で滑りが生じたりすれば、全ての薄板状被包装品が適切な姿勢で包装袋内に落下しない可能性がある。すると、包装袋内の複数の薄板状被包装品の姿勢がみだれて薄板状被包装品が重なってしまい、一部の薄板状被包装品が包装袋内に入らず包装袋から飛び出してしまう可能性がある。その場合、飛び出している薄板状被包装品が包装袋と一緒にシールされてしまい、不良品ができてしまう可能性がある。とくに連続したフィルムを使用する縦ピロー包装機の場合には、一回不良品が発生すると連続して不良品が発生する可能性があり、大量の不良品が発生する可能性がある。また、包装袋と一緒に薄板状被包装品がシールされた際に薄板状被包装品自体が損傷した場合には、薄板状被包装品の内容物が漏れたり周囲に飛散したりする可能性がある。すると、漏れた内容物によって機器や完成品等が汚損したり機器が故障したりする可能性があり、かかる状況が生じれば機器の清掃や修理に時間が掛かり機器の稼働率が低下する可能性がある。

一方、特許文献１には、横向きで搬送される薄板状被包装品を縦向きにして包装袋などに落下させる包装袋への物品投入機構が開示されている。この技術では、横向きにした状態で薄板状被包装品を個別に保持するバケットを備えており、このバケットから横向きの状態で供給される薄板状被包装品を横向きの状態で個別に保持する、両端が開口した受渡体を備えている。そして、受渡体を９０度回転させることによって、複数の薄板状被包装品を縦向きにした状態でシュータに供給できるようになっている。したがって、シュータの下方に包装袋や箱などを配置しておけば、複数の薄板状被包装品を縦向きにした状態で包装袋や箱などに充填することができる。

特開２００６－３６２９８号公報

特許文献１では、複数の薄板状被包装品が受渡体内で個別に保持されているので、複数の薄板状被包装品間の滑りによる姿勢の変化は生じない。しかし、受渡体は各薄板状被包装品の移動を保持する構造は有していないので、受渡体が回転を開始すれば、受渡体が９０度回転する前に薄板状被包装品は落下を開始してしまう。薄板状被包装品間で落下を開始するタイミングや速度が異なれば、コンベアの端部から積層物を落下させた場合と同様に、全ての薄板状被包装品が適切な姿勢でシュータに落下しなかったり、シュータ内で薄板状被包装品同士が干渉して薄板状被包装品が重なってしまい、適切な姿勢で包装袋や箱などに充填できなくなる可能性がある。また、薄板状被包装品の重なる状態によってはシュータから薄板状被包装品を排出できなくなってしまう可能性もある。つまり、特許文献１でも、複数の薄板状被包装品を縦向きの状態で安定して包装袋や箱などに充填することは難しい。

本発明は上記事情に鑑み、被包装物を縦向きにした状態で安定して包装袋や箱などに供給することができる物品供給装置、また、かかる物品供給装置を備えた充填包装装置を提供することを目的とする。
また、被包装物を縦向きにした状態で安定して包装袋や箱などに供給する物品供給方法および物品供給方法を採用した充填包装方法提供することを目的とする。

＜物品供給装置＞
第１発明の物品供給装置は、複数の被包装物を縦向きにした状態で供給する装置であって、上端と下端に開口を有し、複数の収容空間に分割された整列容器と、該整列容器の下端の開口を開閉する開閉部材を備えた開閉部と、を備えていることを特徴とする。
第２発明の物品供給装置は、第１発明において、前記整列容器の上方に設けられた、下端に設けられた開口から前記整列容器に被包装物を供給するシュートを備えており、前記整列容器は、前記複数の収容空間が一方向に沿って並んで設けられており、前記シュートは、下端が前記複数の収容空間の並ぶ方向に沿って揺動可能に設けられていることを特徴とする。
第３発明の物品供給装置は、第２発明において、前記シュートを揺動させる揺動機構を備えており、該揺動機構は、前記シュートを揺動可能に保持する揺動支点軸と、前記シュートを揺動させる揺動駆動部と、を備えており、前記揺動駆動部は、前記整列容器における各収容空間と対応する位置に前記シュートの下端の開口を配置した状態で該シュートの姿勢を保持する機能を有していることを特徴とする。
第４発明の物品供給装置は、第２または第３発明において、前記開閉部は、前記開閉部材を作動する開閉機構を備えており、前記整列容器の各収容空間と対応する位置に設けられた、前記シュートから供給される被包装物が前記整列容器の各収容空間に収納されたことを検出するセンサが設けられており、該センサの信号に基づいて、前記揺動機構の揺動駆動部および前記開閉部の開閉機構の作動を制御する制御部を備えていることを特徴とする。
第５発明の物品供給装置は、第２、第３または第４発明において、前記整列容器の複数の収容空間は、該複数の収容空間が並ぶ方向において、最外方に位置する２つの収容空間の該複数の収容空間が並ぶ方向の幅が、他の収容空間の該複数の収容空間が並ぶ方向の幅よりも広くなっていることを特徴とする。
第６発明の物品供給装置は、第１、第２、第３、第４または第５発明において、前記被包装物が略板状の物品であることを特徴とする。
＜充填包装装置＞
第７発明の充填包装装置は、複数の被包装物を縦向きにした状態で包装する装置であって、第１～第６発明のいずれかに記載の物品供給装置と、該物品供給装置の開閉部材の下方に設けられた、上端に開口を有し下端が閉塞された、前記整列容器から被包装物が供給される筒状体を配置する包装材配置部と、を備えていることを特徴とする。
第８発明の充填包装装置は、第７発明において、前記包装材配置部は、連続したフィルムから前記筒状体を形成する機構と、前記整列容器から被包装物が供給された前記筒状体を被包装物よりも上方の位置で閉塞するシール機と、該シール機によって閉塞された部分の上方で前記筒状体を切断する切断機と、を備えていることを特徴とする。
＜物体供給方法＞
第９発明の物体供給方法は、複数の被包装物を縦向きにした状態で供給する方法であって、上端と下端に開口を有し、複数の収容空間に分割された整列容器と、該整列容器の下端の開口を開閉する開閉部材を備えた開閉部と、を有する物品供給装置において、前記開閉部の開閉部材によって前記整列容器の下端の開口を閉じた状態で、該整列容器の複数の収容空間に被包装物を縦向きにした状態で収容し、前記開閉部の開閉部材によって前記整列容器の下端の開口を開いて、該整列容器の下端の開口から被包装物を排出することを特徴とする。
第１０発明の物体供給方法は、第９発明において、前記被包装物が略板状の物品であることを特徴とする。
＜包装充填方法＞
第１１発明の包装充填方法は、第９または第１０発明の物体供給方法おいて、前記物品供給装置の開閉部の下方に、上端に開口を有し下端が閉塞された筒状体を配置し、前記整列容器の下端の開口から排出される被包装物を筒状体に充填することを特徴とする。

＜物品供給装置＞
第１発明によれば、開閉部の開閉部材を閉じた状態としておけば、被包装物を縦向きの状態で収容空間に保持できる。そして、開閉部の開閉部材を開けば、整列容器に収容されている被包装物を縦向きの状態で外部に供給することができる。しかも、整列容器の下端の開口から複数の被包装物を同時に落下させることができる。
第２発明によれば、シュートを揺動させてシュートの下端の開口を整列容器のいずれかの収容空間と対応する位置に配置すれば、シュートの下端の開口から排出される被包装物を縦向きの状態で収容空間に供給することができる。
第３発明によれば、揺動駆動部によってシュートの下端の開口を整列容器における所望の収容空間と対応する位置に配置した状態で保持すれば、被包装物を縦向きの状態で所望の収容空間に確実に供給することができる。
第４発明によれば、センサの信号に基づいて制御部が揺動機構の揺動駆動部の作動を制御するので、整列容器の所望の収容空間に確実に一つずつ略板状の被包装物を供給することができる。また、所望の収容空間に所望の数の略板状の被包装物が収容されたのち、開閉部の開閉機構によって開閉部材を開けば、所望の数の被包装物を外部に供給することができる。
第５発明によれば、最外方に位置する２つの収容空間であっても確実に被包装物を状態で収容空間に供給できる。
第６発明によれば、被包装物が略板状の物品であっても縦向きの状態で外部に安定して供給することができる。
＜充填包装装置＞
第７発明によれば、被包装物が縦向きの状態で収容されたパック製品を製造することができる。
第８発明によれば、被包装物が縦向きの状態で収容されたパック製品を連続して製造することができる。
＜物体供給方法＞
第９発明によれば、開閉部の開閉部材を閉じた状態としておけば、被包装物を縦向きの状態で収容空間内に保持できる。そして、開閉部の開閉部材を開けば、整列容器に収容されている被包装物を縦向きの状態で外部に供給することができる。
第１０発明によれば、被包装物が略板状の物品であっても縦向きの状態で外部に安定して供給することができる。
＜包装充填方法＞
第１１発明によれば、被包装物を縦向きの状態で筒状体に充填することができる。したがって、被包装物が充填された筒状体の上端を閉じれば、被包装物が縦向きの状態で包装されたたパック製品を製造することができる。

本実施形態の充填包装装置１の概略側面図である。 本実施形態の充填包装装置１において搬送装置２を除いた概略正面図である。 本実施形態の充填包装装置１の概略断面図である。 シュート１１から整列容器１５に被包装物Ｍを供給している状態の概略説明図であり、（Ａ）は収容空間１６ａに被包装物Ｍを供給している状態であり、（Ｂ）は収容空間１６ｂに被包装物Ｍを供給している状態である。 シュート１１の単体説明図であって、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。 整列容器１５と開閉部２０の開閉部材２１，２２の概略説明図であり、（Ａ）は概略断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線概略断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＣ－Ｃ線概略断面図である。 被包装物Ｍを包装したパック製品Ｐの一例を示した図である。

本実施形態の物品供給装置は、被包装物を包装袋や箱などに供給する装置であり、被包装物を縦向きの状態で並べた状態で包装袋や箱などに供給することができるようにした装置である。

本実施形態の物品供給装置によって包装袋や箱などに供給される被包装物はとくに限定されない。例えば、略板状の商品や棒状の商品、冷凍食品やレトルト食品、袋麺等のように幅や長さに比べて厚さが薄い形状をした略板状の商品（例えば、厚さが１０～２０ｍｍ、幅が１４０～１５０ｍｍ、長さが１７０～１９０ｍｍの略板状の商品）を被包装物として挙げることができる。

また、本実施形態の物品供給装置を採用する装置や設備としては、被包装物を包装袋や箱などに供給し充填する装置、つまり、被包装物を包装袋や箱などに充填する充填包装装置等を挙げることができる。

以下の説明では、略板状の商品である被包装物を包装袋に充填してパック製品を製造する充填包装装置に本実施形態の物品供給装置を採用した場合を代表として説明する。

＜充填包装装置１＞
図１～図３に示すように、本実施形態の物品供給装置１０を採用した充填包装装置１（以下では単に充填包装装置１という場合がある）は、略板状の商品である被包装物Ｍ（以下では単に被包装物Ｍという）を縦向きにした状態で包装袋内に並べて充填しパック製品Ｐ（図７参照）を製造する装置であり、被包装物Ｍを搬送する搬送装置２と、被包装物Ｍが充填される包装袋を配置する包装材配置部３０と、搬送装置２によって搬送された被包装物Ｍを包装材配置部３０に供給する本実施形態の物品供給装置１０と、を備えている。この本実施形態の物品供給装置１０（以下では単に物品供給装置１０という場合がある）は、搬送装置２によって搬送された被包装物Ｍを受け入れるシュート１１と、このシュート１１から供給される被包装物Ｍを一時的に保持する整列容器１５と、整列容器１５から包装材配置部３０に対する被包装物Ｍの供給タイミングを調整する開閉部２０と、を備えている。

＜搬送装置２＞
図１に示すように、搬送装置２は被包装物Ｍを搬送するコンベア部３を備えている。このコンベア部３は、一端部よりも他端部３ｄが上方に位置するように傾斜したベルトコンベアであり、他端部３ｄが物品供給装置１０のシュート１１の上方に位置するように配設されている。このコンベア部３のベルト３ｂには、ベルト３ｂに載せられた被包装物Ｍがベルト３ｂ上を滑って落下したり被包装物Ｍ同士が重なったりすることを防止するために、一定の間隔で落下防止桟３ｐが設けられている。この落下防止桟３ｐを設けることにより、確実に被包装物Ｍを一つずつシュート１１に供給できるようになっている。なお、落下防止桟３ｐは必ずしも設けなくてもよい。

このコンベア部３の他端部３ｄには案内ガイド４が設けられている。この案内ガイド４は、コンベア部３の他端部３ｄから落下する被包装物Ｍの姿勢を縦向きに変更することをサポートしつつ、被包装物Ｍをシュート１１に確実に供給できるようにするために設けられている。この案内ガイド４は、上部ガイド４ａと下部ガイド４ｂとを有する断面矩形の構造を有しており、上部ガイド４ａと下部ガイド４ｂとの間に断面矩形の通路、つまり、被包装物Ｍが通過する通路を有している（図３参照）。

＜物品供給装置１０＞
物品供給装置１０は、搬送装置２から被包装物Ｍが供給されるシュート１１と、このシュート１１から供給される被包装物Ｍを一時的に保持する整列容器１５と、整列容器１５から包装材配置部３０に被包装物Ｍを供給するタイミングを調整する開閉部２０と、を備えている。

＜シュート１１＞
図３および図５（Ｂ）に示すように、シュート１１は、内部に上端と下端との間を連通する連通通路１１ｈを有する中空な部材であり、上端に連通通路１１の開口１１ａが形成され下端に連通通路１１の開口１１ｂが形成されている。このシュート１１の連通通路１１ｈは、断面略矩形であって、被包装物Ｍが通過できる大きさに形成されている。例えば、シュート１１の開口１１ａ，１１ｂおよび連通通路１１ｈは、その幅（図３および図５（Ｂ）では紙面と垂直な方向の長さ）が被包装物Ｍの幅よりも広く、その高さＨ（図５（Ｂ）参照）が被包装物Ｍの厚さよりも長くなるように形成されている。

開口１１ａは、搬送装置２から被包装物Ｍが供給される受け入れ口であり、シュート１１は、開口１１aが搬送装置２のコンベア部３の他端部３ｄの若干前方かつ下方に位置するように配設されている。

開口１１ｂは、連通通路１１ｈから供給される被包装物Ｍを排出し整列容器１５に供給する排出口である。この開口１１ｂは、上述したように、略矩形であってその幅が被包装物Ｍの幅よりも広く、その高さＨ２が被包装物Ｍの厚さよりも若干長くなるように形成されている。例えば、開口１１ｂはその高さＨ２（図５（Ｂ）参照）が被包装物Ｍの厚さよりも１～２ｍｍ程度大きくなるように設けられていれば、開口１１ｂから排出される被包装物Ｍを開口１１ｂの軸方向に沿って排出することができる。

連通通路１１ｈは、開口１１ａで受け入れた被包装物Ｍを開口１１ｂに移動させる通路である。シュート１１は、この連通通路１１ｈの高さＨ（図５（Ｂ）参照）が、上端（つまり、開口１１ａ）から下端（つまり、開口１１ｂ）に向かって狭くなるように形成されている。具体的には、シュート１１は、上端から一定の範囲（上端部１１ｃ、図１、図５（Ｂ）参照）は、それよりも下方の部分（下端部１１ｄ、図１、図５（Ｂ）参照）よりも、連通通路１１ｈの高さＨを狭くする割合が大きくなるように形成されている。つまり、開口１１ａの高さＨ１が開口１１ｂの高さＨ２よりも大きくなるように、シュート１１の連通通路１１ｈは形成されている（図５（Ｂ）参照）。

また、シュート１１は、揺動機構１２によってその下端が揺動できるように設けられている。具体的には、シュート１１の上端部１１ｃには、シュート１１の幅方向（図１および図５（Ｂ）では紙面と垂直な方向）の両側面に一対の揺動支点軸１２ａ，１２ａがそれぞれ設けられている。この一対の揺動支点軸１２ａ，１２ａは、その中心軸が水平かつ互いに同軸となるように装置のフレーム等に回転可能に取り付けられている。また、シュート１１の下端部１１ｄは、シュート１１を一対の揺動支点軸１２ａ，１２ａの中心軸周りに揺動させる（言い換えれば、シュート１１の下端部１１ｄを水平方向に揺動させる）揺動駆動部１３に連結されている。この揺動駆動部１３は、水平方向に移動する軸を有するアクチュエータ１３ａと、このアクチュエータ１３ａの軸とシュート１１の下端部１１ｄとの間を連結するリンク部材１３ｂと、を有している。そして、リンク部材１３ｂは、アクチュエータ１３ａの軸およびシュート１１の下端部１１ｄにそれぞれ連結軸を介して回転可能に連結されている。したがって、アクチュエータ１３ａの軸を水平方向に沿って移動させれば、シュート１１を揺動支点軸１２ａの中心軸周りに揺動させて、シュート１１の下端部１１ｄを水平方向に揺動させることができる。なお、揺動駆動部１３は、シュート１１を揺動させるだけでなく、シュート１１を所定の角度で保持する機能も有している。具体的には、シュート１１の開口１１ｂを後述する整列容器１５の複数の収容空間１６ａ～１６ｄと対応する位置、つまり、シュート１１の開口１１ｂを複数の収容空間１６ａ～１６ｄと対向する位置に停止させる機能も有している。

＜整列容器１５＞
図１～図３に示すように、シュート１１の下端の下方には整列容器１５が設けられている。図６に示すように、整列容器１５は、上端および下端に開口１５ａ，１５ｂをそれぞれ有する断面略矩形の筒状の部材である。この整列容器１５は、その開口１５ａがシュート１１の開口１１ｂと対向するように鉛直上方を向いた状態かつその開口１５ｂが鉛直下方を向いた状態で配設されている。しかも、整列容器１５は、シュート１１の揺動方向における中間（図１では左右方向の中間）が揺動機構１２の揺動支点軸１２ａの鉛直下方に位置するように配置されている（図１参照）。

この整列容器１５は、上部容器１５ｃと下部容器１５ｄとから形成されている。上部容器１５ｃの内部には、シュート１１の揺動方向に沿って空間１５ｈを複数の収容空間１６に分割する仕切り板１５ｐが設けられている。例えば、図５であれば、整列容器１５の内部の空間１５ｈは、３枚の仕切り板１５ｐによって４つの収容空間１６ａ～１６ｄに分割されている。なお、仕切り板１５ｐの枚数、つまり、収容空間１６を設ける数は４つに限定されず、パック製品Ｐに包装される被包装物Ｍの数に合せた適切な数とすればよい。なお、上部容器１５ｃの下端と下部容器１５ｄの上端との間には隙間１５ｇが形成されているが、その理由は後述する。

＜開閉部２０＞
図１～図３に示すように、整列容器１５の下方には、整列容器１５の開口１５ｂを開閉する開閉部２０が設けられている。この開閉部２０は、開閉機構（図示せず）によって水平方向に沿って互いに接近離間する開閉部材２１，２２を備えている（図２および図６（Ｃ）参照）。具体的には、開閉機構によって開閉部材２１，２２を接近させると整列容器１５の開口１５ｂを閉じることができ、開閉機構によって開閉部材２１，２２を離間させると整列容器１５の開口１５ｂを開くことができるように開閉部２０は設けられている。

＜包装材配置部３０＞
充填包装装置１の包装材配置部３０は、連続したフィルムＦから上端が開口し下端が閉じた上下方向に伸びる筒状体ＣＢを形成し、この筒状体ＣＢに整列容器１５から複数の被包装物Ｍが縦向きの状態で充填されると筒状体ＣＢの上端を閉じてパック製品Ｐとするものである。つまり、包装材配置部３０は、一般的な縦ピロー包装を行うことができる縦ピロー包装装置と同等の機能・構造を有するものである。

この包装材配置部３０は、整列容器１５の開口１５ｂの下方に上端部が設けられた案内筒３１を備えている。この案内筒３１は、その軸方向からみると、整列容器１５の開口１５ｂが案内筒３１内に位置するように設けられている。つまり、開閉部２０によって整列容器１５の開口１５ｂが開かれると、整列容器１５内の全ての被包装物Ｍが案内筒３１内に供給される（落下する）ように設けられている。

また、包装材配置部３０は、連続して供給されるフィルムＦから案内筒３１を囲むように筒状体ＣＢを形成する機能を有している。具体的には、フィルムＦを筒状にしてシール機３７によってシールし、上端が開口しこの開口に案内筒３１の下端が挿入された筒状体ＣＢを形成する機能を備えている。また、案内筒３１の下端よりも下方部分に、筒状体ＣＢを挟んで加熱してシールするシール機３２，３３と、シール機３２，３３の間で筒状体ＣＢを切断する切断機３４と、を備えている。例えば、シール機３２，３３は、互いに接近離間可能に設けられた一対のヒータ３２ａ，３２ａおよび一対のヒータ３３ａ，３３ａをそれぞれ備えており、この一対のヒータ３２ａ，３２ａおよび一対のヒータ３３ａ，３３ａによって筒状体ＣＢを挟むことで筒状体ＣＢをシールすることができるようになっている。また、切断機３４は、例えば、カッター刃３４ｂとこのカッター刃３４ｂを受ける受け部材３４ａと、を備えており、このカッター刃３４ｂによって筒状体ＣＢを切断することができるようになっている。

また、シール機３２の上方には、筒状体ＣＢに充填された被包装物Ｍを支える支持部材３８と、シール機３２よりも下方に配置された搬送コンベア３６と、が設けられている。支持部材３８は、切断機３４によってパック製品Ｐが分離された筒状体ＣＢの下方に配置されるものであり、筒状体ＣＢに配置された支持位置（図１～図３参照）と、筒状体ＣＢの下方から退避した退避位置との間を移動するように設けられている。また、搬送コンベア３６は、筒状体ＣＢから分離されたパック製品Ｐが載せられて、このパック製品Ｐを搬出するものである。

そして、包装材配置部３０は、筒状体ＣＢを下方に移動させる図示しない送り機構を有している。送り機構の構造はとくに限定されないが、例えば、筒状体ＣＢの側面に接触するように設けられたベルトコンベア等を送り機構として採用することができる。

＜制御部４０＞
また、充填包装装置１は、各部の作動を制御する制御部４０を備えている。具体的には、制御部４０は、シュート１１を揺動させる揺動機構１２の揺動駆動部１３の作動、開閉部２０の開閉機構の作動、包装材配置部３０のシール機３２，３３、切断機３４、支持部材３８および送り機構の作動を制御する機能を有している。

この制御部４０は、被包装物Ｍの収納を検出するセンサ４１を備えており（図２参照）、このセンサ４１からの信号に基づいて上記各機器の作動を制御している。具体的には、センサ４１は、例えば、発光部４１ｂと受光部４１ａとを有する赤外線センサであり、上部容器１５ｃの下端と下部容器１５ｄの上端との間の隙間１５ｇを通して、シュート１１の下端の開口１１ｂから４つの収容空間１６ａ～１６ｄのそれぞれに収納された被包装物Ｍを検出する機能を有している。そして、各収容空間１６ａ～１６ｄに収容された被包装物Ｍを検出すると、揺動機構１２の揺動駆動部１３を作動させて所定の角度だけシュート１１を揺動させる機能を有している。また、制御部４０は、４つの収容空間１６ａ～１６ｄの全てに被包装物Ｍが収容されると、開閉部２０の開閉機構を作動させて整列容器１５の開口１５ｂを開閉する機能を有している。しかも、制御部４０は、開閉部２０の開閉機構を作動させたのち、送り機構を作動させて筒状体ＣＢを下方に移動させて、その後、シール機３２，３３と切断機３４とを作動させる機能を有している。

＜本実施形態の充填包装装置１の作動＞
本実施形態の充填包装装置１は以上のような構造を有しているので、複数の被包装物Ｍを縦向きにした状態で包装したパック製品Ｐを製造することができる。

まず、搬送装置２のコンベア３によって被包装物Ｍがコンベア３の他端部３ｄまで搬送されると、被包装物Ｍは案内ガイド４を通して物品供給装置１０のシュート１１の開口部１１aに供給される。案内ガイド４からシュート１１の開口部１１aに供給される際に、被包装物Ｍは若干縦向きになるように回転する（図３参照）。

シュート１１に被包装物Ｍが供給されると、被包装物Ｍはシュート１１の連通通路１１ｈを通過して開口部１１ｂから排出される。すると、開口部１１ｂと対向する整列容器１５の収容空間１６ａに被包装物Ｍが収納される（図４（Ａ）参照）。このとき、被包装物Ｍはほぼ縦向きになった状態で収容空間１６ａ内に収容される。なお、整列容器１５の内部の空間１５ｈは仕切り板１５ｐによって複数の収容空間１６ａ～１６ｄに分割されているので、被包装物Ｍは仕切り板１５ｐや整列容器１５の壁の間に配置される。したがって、収容空間１６ａ内において被包装物Ｍは縦向きの状態に維持される。

収容空間１６ａに被包装物Ｍが供給されると、制御部４０によって揺動機構１２の揺動駆動部１３が作動され、シュート１１は開口部１１ｂが収容空間１６ｂと対向する位置まで揺動され、その位置で揺動が停止する（図４（Ｂ）参照）。

シュート１１の揺動が停止するタイミングでコンベア３から被包装物Ｍがシュート１１に供給され、この被包装物Ｍはシュート１１の連通通路１１ｈを通過して開口部１１ｂから収容空間１６ｂに供給され収容空間１６ｂに収納される。すると、シュート１１は開口部１１ｂが収容空間１６ｃと対向する位置まで揺動され、その位置で揺動が停止する。すると、コンベア３から供給された被包装物Ｍが収容空間１６ｃに供給され収容空間１６ｃに収納される。

上記動作を繰り返して、全ての収容空間１６ａ～１６ｄに被包装物Ｍが収納されると（図６（Ａ）参照）、制御部４０によって開閉部２０の開閉機構が作動され、開閉部材２１，２２が離間して整列容器１５の開口１５ｂが開かれる。すると、収容空間１６ａ～１６ｄ内の全ての被包装物Ｍが整列容器１５の開口１５ｂを通して落下し、包装材配置部３０の案内筒３１内を通して全ての被包装物Ｍが縦向きの状態で筒状体ＣＢ内に充填される。なお、制御部４０は、一定の時間経過したのち開閉機構を作動して開閉部材２１，２２を接近させて整列容器１５の開口１５ｂを閉じる。

開閉部材２１，２２によって整列容器１５の開口１５ｂが閉じられると、上記と同様の方法で整列容器１５の複数の収容空間１６ａ～１６ｄに被包装物Ｍを収納する作業が実施される。そして、全ての収容空間１６ａ～１６ｄに被包装物Ｍの収納完了後、被包装物Ｍは筒状体ＣＢ内に充填される。

一方、筒状体ＣＢ内に被包装物Ｍが充填されると、制御部４０は送り機構を作動させて筒状体ＣＢを下方に移動させる。そして、被包装物Ｍの上端から所定の長さだけ上方の位置がシール機３２の位置になるまで筒状体ＣＢが下方に移動すると、制御部４０が送り機構の作動を停止する。

送り機構の作動が停止すると、制御部４０は、シール機３２の一対のヒータ３２ａ，３２ａおよびシール機３３の一対のヒータ３３ａ，３３ａが筒状体ＣＢを挟むように作動して筒状体ＣＢを溶着しシールする。同時に、切断機３４のカッター刃３４ｂによってシール機３２，３３によってシールされた部分の間を切断する。すると、切断機３４の下方には、被包装物Ｍが内部に収容され上端が密封されたパック製品Ｐが形成され（図１～図３参照）、切断機３４の上方には、下端がシールされた筒状体ＣＢが形成される。すると、パック製品Ｐはコンベア３６上に載せられて外部に排出される。

下端がシールされた筒状体ＣＢが形成されたのち、再び被包装物Ｍが筒状体ＣＢに供給されると、上記と同様の方法でパック製品Ｐおよび下端がシールされた筒状体ＣＢが形成される。

以上のように、本実施形態の充填包装装置１によれば、被包装物Ｍを縦向きにした状態で筒状体ＣＢに供給する作業と、筒状体ＣＢに縦向きの状態で充填された被包装物Ｍを包装したパック製品Ｐを製造する作業と、を連続して実施することができる。

＜搬送装置２について＞
上記例では、搬送装置２が傾斜したベルトコンベアであるコンベア部３を有する場合を説明したが、他端部３ｄから落下する被包装物Ｍをシュート１１に供給できるのであれば、コンベア部３は必ずしも傾斜している必要はない。しかし、コンベア部３を傾斜したベルトコンベアとすれば、コンベア部３の設置スペースを小さくできるし、コンベア部３全体をシュート１１の上方に配置するよりもコンベア部３の設置が容易になるという利点が得られる。

また、搬送装置２は、被包装物Ｍの姿勢を縦向きに近い状態とした上で、被包装物Ｍをシュート１１に供給できるのであれば、上記のようなコンベア部３を有するものに限られない。

上記例では、案内ガイド４が上部ガイド４ａと下部ガイド４ｂとを有する断面矩形の構造の場合を説明したが、案内ガイド４は、被包装物Ｍが通過する通路を有していればその構造はとくに限定されない。
また、コンベア部３の他端部３ｄからシュート１１の開口１１ａに被包装物Ｍを適切に供給できるのであれば、案内ガイド４は必ずしも設けなくてもよい。

＜シュート１１について＞
シュート１１は、揺動せずシュート１１全体が水平方向に移動するようにしてもよい。この場合には、整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄ対応する位置、つまり、整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄの上方にシュート１１の開口１１ｂを配置した状態で停止できるようにする。

また、シュート１１は、揺動機構１２によって揺動されても搬送装置２のコンベア部３から確実に被包装物Ｍが供給できるように開口１１ａを形成する。例えば、搬送装置２が案内ガイド４を有する場合であって、案内ガイド４が、上部ガイド４ａと下部ガイド４ｂとを有し、上部ガイド４ａの下端と下部ガイド４ｂの下端との間に被包装物Ｍを排出する排出口を有しているとする。この場合には、シュート１１が揺動しても、開口１１ａの高さ方向の両端縁が、上部ガイド４ａの下端または下部ガイド４ｂの下端よりも外方または上部ガイド４ａの下端または下部ガイド４ｂの下端とほぼ同じ位置に配置されるように開口１１ａを形成する。つまり、図３であれば、シュート１１が揺動しても、水平方向において開口１１ａの端縁ａは上部ガイド４ａの下端とほぼ同じ位置または左方に位置し、水平方向において開口１１ａの端縁ｂは下部ガイド４ｂの下端とほぼ同じ位置または右方に位置するようにする。すると、案内ガイド４の排出口から供給される被包装物Ｍを確実にシュート１１の開口１１ａに供給することができる。

また、揺動駆動部１３の構成は、揺動機構１２の揺動支点軸１２ａを支点としてシュート１１を揺動させることができる構成であればよく、上記の構成に限られない。例えば、ロッドがシュート１１の下端部１１ｄに回転可能に連結されシリンダボディが装置のフレーム等に回転可能に連結されたシリンダを揺動駆動部１３として採用することも可能である。

また、整列容器１５の複数の収容空間１６ａ～１６ｄに被包装物Ｍをそれぞれ供給できるのであれば、上記のような揺動したり移動したりするシュート１１を設けなくてもよい。例えば、整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄに対応するシュートをそれぞれ設けて、このシュートから各収容空間１６ａ～１６ｄにそれぞれ被包装物Ｍを供給するようにしてもよい。また、被包装物Ｍを搬送するコンベア（例えば、上述した搬送装置２のコンベア部３等）を水平移動可能とし、このコンベアの端部を整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄと対応する位置に移動させれば、コンベアから被包装物Ｍを直接整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄに供給することができる。

＜整列容器１５について＞
整列容器１５における複数の収容空間１６ａ～１６ｄは、全て同じ大きさとしてもよい。しかし、シュート１１の揺動方向の最外方に位置する２つの収容空間１６ａ，１６ｄは、他の収容空間１６ｂ～１６ｄよりもシュート１１の揺動方向の幅（図６における左右方向の幅）よりも広くなっていることが望ましい。シュート１１から収容空間１６ａ，１６ｄに被包装物Ｍを供給する場合、シュート１１の開口１１ｂの軸方向が鉛直方向に対してなす角度が大きくなる（図４（Ａ）参照）。すると、シュート１１の開口１１ｂから排出される被包装物Ｍが収容空間１６ａ，１６ｄに入る際の傾きが大きくなるので、被包装物Ｍが収容空間１６ａ，１６ｄに入らず詰まってしまう可能性がある。しかし、収容空間１６ａ，１６ｄの幅を広くしておけば、シュート１１から収容空間１６ａ，１６ｄに入る際の傾きが大きくても、被包装物Ｍを収容空間１６ａ，１６ｄに確実に供給することができる。

また、整列容器１５において、複数の収容空間１６を設ける数はとくに限定されない。上記例では４つの収容空間１６ｂ～１６ｄを設ける場合を説明したが、５つ以上の収容空間１６を設けてもよい。５つ以上の収容空間１６を設ける場合には、複数の収容空間１６は、内方の収容空間１６から外方の収容空間１６にいくにしたがって、各収容空間１６のシュート１１の揺動方向の幅が広くなり、シュート１１の揺動方向の最外方に位置する２つの収容空間１６ａ，１６ｄの幅が最も広くなるように形成されていればよい。例えば、５つ以上の収容空間１６を設ける場合において、中央の収容空間１６の幅を２５ｍｍとすれば、中央の収容空間１６と隣接する２つの収容空間１６の幅を２７ｍｍ、最外方に位置する２つの収容空間の幅を２９ｍｍ等のようにすればよい。

また、整列容器１５におけるシュート１１の揺動方向の内面、つまり、収容空間１６ａ，１６ｄを形成する内面には、樹脂等の緩衝層を設けておくことが望ましい。かかる緩衝層を設けておけば、収容空間１６ａ，１６ｄ内に供給された被包装物Ｍが整列容器１５の内面に接触した際の打音を軽減できる。また、被包装物Ｍが冷凍食品の場合には、冷凍食品の結露等により、冷凍食品が整列容器１５の内面に付着することを防止ができる。また、被包装物Ｍの損傷、例えば、被包装物Ｍの袋が破れたりすることも防止することができる。なお、収容空間１６ａ，１６ｄを形成する内面を形成する壁全体や壁において被包装物Ｍが接触する部分を樹脂等で形成してもよい。

また、上記例では、整列容器１５は、上部容器１５ｃにのみ仕切り板１５ｐが設けられているが、仕切り板１５ｐは下部容器１５ｄにも設けてもよい。

また、整列容器１５は、上部容器１５ｃと下部容器１５ｄとが一体となった容器としてもよい。整列容器１５が一体となった容器となっている場合には、仕切り板１５ｐは整列容器１５の全体に形成してもよいし、仕切り板１５ｐの一部だけに形成してもよい。この場合、センサ４１によって包装物Ｍを検出するための開口を整列容器１５に設けてもよい。また、整列容器１５の上端とシュート１１の下端との間の隙間や、整列容器１５の下端と開閉部２０の開閉部材２１，２２の上面との間との間の隙間から被包装物Ｍを検出するようにセンサ４１を設けてもよい。

さらに、整列容器１５は、内部空間１５ｈが複数の被包装物Ｍを縦向きに収容できる構造を有していればよく、必ずしも仕切り板１５ｐによって内部空間１５ｈを分割して収容空間１６ａ～１６ｄを形成しなくてもよい。
さらに、収容空間１６ａ～１６ｄは、被包装物の形状に合わせて適切な大きさや形状に形成されていればよい。つまり、収容空間１６ａ～１６ｄは、被包装物を縦向きにした状態で収容できるように形成されていればよい。

＜開閉部２０について＞
開閉部２０の開閉部材２１，２２は、整列容器１５の下端の開口１５ｂを開閉できる形状であればよく、その形状はとくに限定されない。しかし、開閉部材２１，２２の上面（整列容器１５の開口１５ｂ側の面）において収容空間１６ａ～１６ｄと対応する位置に凹み部２１ａ，２２ａを設けておけば、収容空間１６ａ～１６ｄに収容された被包装物Ｍを安定して縦向きの姿勢に維持することができる（図６（Ａ）、（Ｃ）参照）。つまり、凹み部２１ａ，２２ａとして、断面形状が被包装物Ｍの下端部の断面形状と略相似形かつ被包装物Ｍの下端部の断面よりも若干大きい凹みを形成する。すると、収容空間１６ａ～１６ｄに収容された被包装物Ｍは、その下端が凹み部２１ａ，２２ａ内に配置されるので、収容空間１６ａ～１６ｄ内において被包装物Ｍの姿勢を安定させることができる。

また、整列容器１５の開口１５ｂを開閉する開閉部材は、必ずしも２枚設けなくてもよい。開閉部材は１枚としてもよい。しかし、２枚の開閉部材２１，２２を設け、２枚の開閉部材２１，２２の対向する端縁が、整列容器１５におけるシュート１１の揺動方向の中間において接触するようにすることが望ましい。かかる構成とすれば、整列容器１５の開口１５ｂを開閉する際に、２枚の開閉部材２１，２２が移動する距離を短くできる。つまり、開閉部材２１，２２によって整列容器１５の開口１５ｂを開閉する時間を短くできるので、被包装物Ｍを包装袋に充填する作業の時間を短くできる。しかも、収容空間１６ａ～１６ｄ内に収容されている複数の被包装物Ｍを同時に落下させることができる。

＜包装材配置部３０について＞
包装材配置部３０は、上述したような縦ピロー包装を行うことができる機能・構造を有するものに限られない。包装材配置部として、例えば、予め上端が開口した包装袋を別途製造しておき、この包装袋をコンベアなどによって順次整列容器１５の下方に配置するような構成としてもよい。かかる構成とした場合には、包装材配置部は、コンベア以外には、被包装物Ｍが充填されたのち包装袋の上端をシールするシール機のみを設ければよい。また、包装材配置部から搬出したのち包装袋の上端をシールするのであれば、包装材配置部にはシール機を設けなくてもよい。

また、包装材配置部として、コンベアなどによって整列容器１５の下方に順次被包装物Ｍを充填する容器を配置する構成とした場合であれば、被包装物Ｍを充填する容器は包装袋に限られない。例えば、段ボール箱やプラスチックケース等の種々の容器に被包装物Ｍを充填することもできる。

＜他の物品供給装置について＞
上記例では、物品供給装置１０が、揺動するシュート１１を有する場合を説明したが、物品供給装置１０は、必ずしも揺動するシュート１１を設けなくてよい。つまり、上述した整列容器１５と開閉部２０とだけで物品供給装置１０を構成してもよい。整列容器１５と開閉部２０とだけで物品供給装置１０を構成した場合には、開閉部２０の下方に複数の被包装物Ｍを充填する容器（袋や箱など）を配置しておき、整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄに縦向きの状態で被包装物Ｍを収容しておく。すると、開閉部２０によって整列容器１５の開口１５ｂを開けば、複数の被包装物Ｍを縦向きの状態で容器に供給することができる。

上記のような物品供給装置１０において、整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄに対して被包装物Ｍを供給する方法はとくに限定されない。例えば、整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄに対応するシュートをそれぞれ設けて、このシュートから各収容空間１６ａ～１６ｄにそれぞれ被包装物Ｍを供給するようにしてもよい。また、被包装物Ｍを整列容器１５に搬送する水平移動可能なコンベアを設ければ、このコンベアの端部を整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄと対応する位置に移動させることによって、コンベアから直接被包装物Ｍを整列容器１５の各収容空間１６ａ～１６ｄに供給することができる。

本発明の物品供給装置は、複数の物品を一つの包装袋や箱などに縦向きの状態で供給する装置に適している。

１ 充填包装装置
２ 搬送装置
１０ 物品供給装置
１１ シュート
１２ 揺動機構
１２ａ 揺動支点軸
１３ 揺動駆動部
１５ 整列容器
１５ａ 上端の開口
１５ｂ 下端の開口
１５ｐ 仕切り板
１６ 収容空間
２０ 開閉部
２１ 開閉部材
２２ 開閉部材
２１ａ 凹み部
２２ａ 凹み部
３０ 包装材配置部
３２ シール機
３３ シール機
３４ 切断機
Ｍ 被包装物
Ｐ パック容器
Ｆ フィルム

Claims (11)

1. 複数の被包装物を縦向きにした状態で供給する装置であって、
   上端と下端に開口を有し、複数の収容空間に分割された整列容器と、
   該整列容器の下端の開口を開閉する開閉部材を備えた開閉部と、を備えている
   ことを特徴とする物品供給装置。
2. 前記整列容器の上方に設けられた、下端に設けられた開口から前記整列容器に被包装物を供給するシュートを備えており、
   前記整列容器は、
   前記複数の収容空間が一方向に沿って並んで設けられており、
   前記シュートは、
   下端が前記複数の収容空間の並ぶ方向に沿って揺動可能に設けられている
   ことを特徴とする請求項1記載の物品供給装置。
3. 前記シュートを揺動させる揺動機構を備えており、
   該揺動機構は、
   前記シュートに設けられた揺動支点軸と、
   該揺動支点軸の中心軸周りに前記シュートを揺動させる揺動駆動部と、を備えており、
   前記揺動駆動部は、
   前記整列容器における各収容空間と対応する位置に前記シュートの下端の開口を配置した状態で該シュートの姿勢を保持する機能を有している
   ことを特徴とする請求項２記載の物品供給装置。
4. 前記開閉部は、
   前記開閉部材を作動する開閉機構を備えており、
   前記整列容器の各収容空間と対応する位置に設けられた、前記シュートから供給される被包装物が前記整列容器の各収容空間に収納されたことを検出するセンサが設けられており、
   該センサの信号に基づいて、前記揺動機構の揺動駆動部および前記開閉部の開閉機構の作動を制御する制御部を備えている
   ことを特徴とする請求項２または３記載の物品供給装置。
5. 前記整列容器の複数の収容空間は、
   該複数の収容空間が並ぶ方向において、最外方に位置する２つの収容空間の該複数の収容空間が並ぶ方向の幅が、他の収容空間の該複数の収容空間が並ぶ方向の幅よりも広くなっている
   ことを特徴とする請求項２、３または４記載の物品供給装置。
6. 前記被包装物が略板状の物品である
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の物品供給装置。
7. 複数の被包装物を縦向きにした状態で包装する装置であって、
   請求項１～６のいずれかに記載の物品供給装置と、
   該物品供給装置の開閉部材の下方に設けられた、上端に開口を有し下端が閉塞された、前記整列容器から被包装物が供給される筒状体を配置する包装材配置部と、を備えている
   ことを特徴とする充填包装装置。
8. 前記包装材配置部は、
   連続したフィルムから前記筒状体を形成する機構と、
   前記整列容器から被包装物が供給された前記筒状体を被包装物よりも上方の位置で閉塞するシール機と、
   該シール機によって閉塞された部分の上方で前記筒状体を切断する切断機と、を備えている
   ことを特徴とする請求項７記載の充填包装装置。
9. 複数の被包装物を縦向きにした状態で供給する方法であって、
   上端と下端に開口を有し、複数の収容空間に分割された整列容器と、
   該整列容器の下端の開口を開閉する開閉部材を備えた開閉部と、を有する物品供給装置において、
   前記開閉部の開閉部材によって前記整列容器の下端の開口を閉じた状態で、該整列容器の複数の収容空間に被包装物を縦向きにした状態で収容し、
   前記開閉部の開閉部材によって前記整列容器の下端の開口を開いて、該整列容器の下端の開口から被包装物を排出する
   ことを特徴とする物体供給方法。
10. 前記被包装物が略板状の物品である
    ことを特徴とする請求項９記載の物体供給方法。
11. 請求項９または１０記載の物体供給方法おいて、
    前記物品供給装置の開閉部の下方に、上端に開口を有し下端が閉塞された筒状体を配置し、
    前記整列容器の下端の開口から排出される被包装物を筒状体に充填する
    ことを特徴とする充填包装方法。
    
    

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