JP2023144739A - 包装袋開口装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多様な包装袋を一枚一枚取り上げて開口して、被包装物を包装袋に充填することができる改良された新規な包装袋開口装置を提供する。【解決手段】包装袋開口装置は、上側に被包装物の投入口を有し且つ下側に当該被包装物の排出口を有するホッパと、畳まれて平らに置かれた包装袋の口部近傍の一面側に付着し、口部が上側になるように包装袋を起こして上方に移動させ、ホッパの排出口の直下に開口した口部を配置するように包装袋を搬送する搬送手段と、包装袋が上方に移動している間に、包装袋の口部近傍の反対面側に付着し、口部の一面側と反対面側の少なくとも一方を引き合うことで口部を開口させる開口手段とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、包装袋の口部を開口して被包装物を包装袋内に充填する装置に関するもので、特に小型で簡易な構造の包装袋開口装置に関する。

スーパーマーケットなどの小売店では、一部を除いて、業務の効率を考慮して、食品などを、いわゆる量り売りで販売することはなく、様々な形態のパッケージとして販売している。その中には、例えば魚の切身や肉製品のように、発泡スチロール製のトレイに載せた状態で、ラッピングフィルムで覆った形態のものもあるが、袋詰めで販売される商品が多い。

袋詰めの作業は、大量生産されるものでは自動装置を用いるが、少量多品種の商品には、対応しきれないという問題がある。そして、包装袋は折り畳まれ、かつ、個片の間に殆ど隙間のない、緊密な積層体の状態で、供給される。

このため、まず積層体から個片を剥離するのが困難で、包装袋の口部を拡げる開口作業も簡単ではない。この問題は、包装用に多用されている、ポリプロピレンなどの高分子材料のフィルムからなる包装袋では、表面が平滑で摩擦が少ないため、一層顕著になる。

このような課題に対処する技術として、例えば特許文献１には、包装袋を複数枚積み重ねた積層体の、最も上に配されている包装袋を１枚ずつ取り出して、被包装物を充填する装置に供給可能な包装袋供給装置が開示されている。しかし、ここに開示されている装置は、構造が複雑で、多量の処理に適しているが、処理の対象が少量多品種の場合の、包装袋のサイズの変更などへの対応で改善の余地がある。

また、特許文献２は、本願発明者が提案した手法であり、ベルト支持板の上下に周回したベルトに物品を載置した状態で、ベルトごと袋で覆い、ベルトを物品の下方に剥離させながら、袋の開口部の方向に移動させることが可能な包装装置について開示される。

さらに、特許文献３は、本願発明者が提案した手法であり、積層された包装袋の、最も上に配された個片の開口部近傍に吸着パッドを当接させて、開口部に空気を吹き込む機構と、被包装物を包装袋に投入するためのホッパが一体化された構造の袋詰め装置について開示される。特許文献３の装置は、多様な包装袋を一枚一枚取り上げて開口して、被包装物を包装袋に充填することができる。

特開２０１４－１１８１７３号公報 特開２０１８－０３４８８９号公報 特開２０２０－０５９５５１号公報

本願発明者は、特許文献３により提案した袋詰め装置にかかる機構について、さらに鋭意研究・開発を進め、今般、より使い勝手がよく、利便性の高い改良された包装袋開口装置を開発するに至った。

そこで、本発明の目的は、多様な包装袋を一枚一枚取り上げて開口して、被包装物を包装袋に充填することができる改良された新規な包装袋開口装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の包装袋開口装置は、上側に被包装物の投入口を有し且つ下側に当該被包装物の排出口を有するホッパと、畳まれて平らに置かれた包装袋の口部近傍の一面側に付着し、前記口部が上側になるように前記包装袋を起こして上方に移動させ、前記ホッパの前記排出口の直下に開口した前記口部を配置するように前記包装袋を搬送する搬送手段と、前記包装袋が上方に移動している間に、前記包装袋の前記口部近傍の反対面側に付着し、前記口部の前記一面側と前記反対面側の少なくとも一方を引き合うことで前記口部を開口させる開口手段とを備えることを特徴とする。

好ましい態様として、前記搬送手段は、前記包装袋の前記一面側に吸着する第一の吸着パッドと、前記包装袋に吸着した前記第一の吸着パッドを昇降させるアクチュエータと、前記包装袋に吸着した前記第一の吸着パッドを回転させ、平らに置かれた前記包装袋を起こす回転機構とを備える。

好ましい態様として、回転機構は、前記第一の吸着パッドと接続し前記アクチュエータにより昇降する第一のガイドローラと、前記第一のガイドローラの昇降に伴って前記第一の吸着パッドを回転させるように前記第一のガイドローラを案内する第一のガイドとを備える。

好ましい態様として、前記第一のガイドローラは、直角に配置された一対のガイドローラであることを特徴とする。

好ましい態様として、前記開口手段は、前記包装袋の前記反対面側に吸着し前記第一の吸着パッドとともに前記アクチュエータにより昇降する第二の吸着パッドと、前記第二の吸着パッドを前記包装袋の前記反対面側に接近する方向にスライドさせ、前記回転機構により起こされた前記包装袋の前記反対面側に吸着させ、吸着後に前記接近する方向と反対方向にスライドさせるスライド機構とを備える。

好ましい態様として、前記スライド機構は、前記第二の吸着パッドと接続し前記アクチュエータにより昇降する第二のガイドローラと、前記第二のガイドローラの昇降に伴って前記第二の吸着パッドをスライドさせるように前記第二のガイドローラを案内する第二のガイドとを備える。

好ましい態様として、前記アクチュエータは、空気圧で制御されるエアシリンダである。

本発明の包装袋開口装置によれば、多様な包装袋を一枚一枚取り上げて開口して、被包装物を包装袋に充填することができる。

本発明の実施の形態における包装袋開口装置の構成例を示す正面図である。 搬送動作部４０の構成及び動作を説明する図である。 開口動作部５０の構成及び動作を説明する図である。 搬送動作部４０と開口動作部５０の機構を上から見た模式図である。 搬送動作部４０と開口動作部５０の機構を正面から見た模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明の実施の形態について、具体的な図に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における包装袋開口装置の構成例を示す正面図である。包装袋開口装置１は、ベース台１０と、ベース台１０から上に延びる支柱部２０と、支柱部２０に固定されて取り付けられる充填管であるホッパ３０と、ベース台１０に畳まれて平に置かれた包装袋２に付着して包装袋２を起こして上方に移動させる搬送動作部４０と、包装袋２が上方に移動している間に、包装袋２の口部２ａを開口する開口動作部５０とを有して構成される。

包装袋２は、シート状の袋体であって、畳まれた状態で閉じている一端側の口部２ａを拡げることで口部２ａが開口する。

ベース台１０は、好ましくは脚付きの平面台であり、畳まれた少なくとも１枚（通常は積層された複数枚）の包装袋２がその台面上に平らに置かれる。好ましくは、複数の包装袋２が重ねられて平積み状態でベース台１０の上に載置される。また、ベース台１０には、支柱部２０と駆動装置６０が取り付け蹴られている。駆動装置６０は、搬送動作部４０及び開口動作部５０を駆動するための電源、ポンプ及び制御部等を含む。

支柱部２０は、ベース台１０に一端が固定され、ベース台１０から上方に延びて配置されるリニアアクチュエータであり、リニアアクチュエータ２０は垂直方向（縦方向）に延びる固定側の軸体２１と、軸体２１に対して直線運動（ここでは、上下に昇降する直線運動）する可動部２２と有して構成される。可動部２２は、例えば空気圧による駆動するシリンダであり、駆動装置６０による空気（エア）供給制御にしたがって駆動される。また、ホッパ３０は支柱部（リニアアクチュエータ）２０の固定側である軸体２１に所定高さ位置に支持され固定されている。

ホッパ３０は、漏斗状の下向きに先細形状の円筒部材であり、上側開口が被包装物（物品）の投入口３０aとなり且つ下側開口が被包装物（物品）の排出口３０ｂとなる向きで支柱部２０の軸体２１に取り付けられる。

搬送動作部４０は、畳まれて平らな状態でベース台１０に置かれた一枚の包装袋２の口部２ａ近傍の一面側に吸着し、口部２ａが上側になるように包装袋２を起こして上方に移動させ、開口させた口部２ａがホッパ３０の排出口３０ｂに被る所定高さ位置まで上昇させ、その高さ位置に口部２ａを配置する。

開口動作部５０は、包装袋２が上方に移動している間に、包装袋２の口部２ａの反対面側に吸着し、口部２ａの一面側と反対面側の少なくとも一方を引き合うことで口部２ａを開口する。なお、搬送動作部４０の概略は図１に示されているが、開口動作部５０は、図１には示されていない。

搬送動作部４０と開口動作部５０の構成及びその動作についてさらに説明する。

図２は、搬送動作部４０の構成及び動作を説明する図である。搬送動作部４０は、垂直に延びる上記軸体２１とそれに対して昇降動作する上記可動部２２とを有する支持部（リニアアクチュエータ）２０を構成要素として含み、さらに、上記包装袋２の開口部近傍の一面側に吸着する一面側吸着パッド４１、一端側に取り付けられる一面側吸着パッド４１をリニアアクチュエータ２０の可動部２２に支持するための支持部材４２、支持部材４２を回転軸Ａを中心に回転させる回転機構部とを備える。この回転機構部は、支持部材４２の他端側に取り付けられ且つ回転軸Ａから互いに直交する向きに延びて配置された一対のガイドローラ４４ａ、４４ｂと、支持部材４２の昇降に伴ってガイドローラ４４ａ、４４ｂそれぞれの位置をガイドし、回転させる一対のガイド板４５ａ、４５ｂを有して構成される。ガイド板４５ａ、４５ｂは、ガイドローラ４４ａ、４４ｂがその昇降動作に伴って直角（９０度）に回転するように形成されて配置される。ガイドローラ４４ａ、４４ｂは、同一の回転軸に取り付けられて同期して回転する。

一面側吸着パッド４１は支持部材４２の一端側の先端に取り付けられ、支持部材４２はその内部に駆動装置６０を構成するポンプ（図示せず）と接続する中空パイプを内蔵し、ポンプの吸引動作により一面側吸着パッド４１の内側を負圧にすることで、一面側吸着パッド４１は包装袋２を吸引する。

支持部材４２はリニアアクチュエータ２０の可動部２２と連結し、可動部２２の動作により、支持部材４２及びそれに取り付けられた一面側吸着パッド４１を昇降させる。

回転機構部は、支持部材４２の昇降動作に伴って、支持部材４２及びそれに取り付けられた一面側吸着パッド４１を回転させる。

回転機構部の動作について、具体的には、支持部材４２に取り付けられている一面側吸着パッド４１が下限位置で包装袋２に接触して吸着した状態（図２の位置Ｐ１）、すなわち、一面側吸着パッド４１がベース台１０上に横たわっている包装袋２の一面側に吸着している状態から上昇する工程において、支持部材４２が上昇していくと、ガイドローラ４４ａがガイド板４５ａに当接し、その傾斜から、横向きに延びるガイドローラ４４ａは縦向き（下向き）に９０度回転変位し、ガイドローラ４４ａと直交する向きのガイドローラ４４ｂは、縦向き（上向き）から横向きに９０度回転変位し、その回転変位による支持部材４２の回転に伴って、包装袋２に吸着している一面側吸着パッド４１も９０度回転し、口部２ａが上向きになるように包装袋２が縦向きに起こされ（図２の位置Ｐ２）、さらにその状態でホッパ３０の排出口３０ｂ付近の上限位置まで上昇していく（図２の位置Ｐ３）。

図３は、開口動作部５０の構成及び動作を説明する図である。図３には、開口動作部５０と連動して動く搬送動作部４０の一面側吸着パッド４１と支持部材４２も示される。

開口動作部５０は、垂直に延びる上記軸体２１とそれに対して昇降動作する上記可動部２２とを有する支持部（リニアアクチュエータ）２０を構成要素として含み、さらに、包装袋２の口部近傍の反対面側に吸着する反対面側吸着パッド５１、一端側に取り付けられる反対面側吸着パッド５１をリニアアクチュエータ２０の可動部２２に支持するための支持部材５２、支持部材５２及びそれに結合する反対面側吸着パッド５１を横方向にスライド移動させるスライド機構部とを備える。このスライド機構部は、支持部材５２の他端側に取り付けられるガイドローラ５４と、支持部材５２の昇降に伴ってガイドローラ５４の位置をガイドし、スライド移動させるガイドレール５５とを有して構成される。ガイドレール５５は、ガイドローラ５４の昇降動作に伴って、支持部材５２を横方向にスライド移動するように「く」の字状に折れ曲がって形成されて配置される。

反対面側吸着パッド５１は支持部材５２の一端側の先端に取り付けられ、支持部材５２はその内部に駆動装置６０（図１参照）を構成するポンプ又は真空発生器（図示せず）などの吸引機構と接続する中空パイプを内蔵し、ポンプ等の吸引動作により反対面側吸着パッド５１の内側を負圧にすることで、反対面側吸着パッド５１は包装袋２を吸引する。

支持部材５２はリニアアクチュエータ２０の可動部２２と連結し、可動部２２の動作により、支持部材５２及びそれに取り付けられた反対面側吸着パッド５１を昇降させる。

スライド機構部は、支持部材５２の昇降動作に伴って、支持部材５２及びそれに取り付けられた反対面側吸着パッド５１を横方向に往復するようスライド移動させる。

スライド機構部の動作について、具体的には、支持部材５２に取り付けられている反対面側吸着パッド５１が下限位置で一面側吸着パッド４１から水平方向に所定長さ離れた基準位置（位置Ｓ１）にある状態から上昇する工程において、支持部材５２が上昇していくと、ガイドローラ５４はガイドレール５５に沿って下限位置から上昇していきながら、ガイドレール５５のくの字状の折れ曲がり部分において、その形状に沿って、支持部材５２及び他方面側吸着パッド５１が一面側吸着パッド４１に近づく方向にスライド移動し、反対面側吸着パッド５１は、回転した一面側吸着パッド４１及びそれに吸着している包装袋２に接近していき、包装袋２の反対面に接触し、それを吸引し吸着する（位置Ｓ２）。さらに、反対面側吸着パッド５１は、包装袋２に吸着してから、ガイドレール５５の形状に沿って逆方向にスライド移動していく。すなわち、反対面側吸着パッド５１は、包装袋２に吸着した状態で一面側吸着パッド４１から離れる方向にスライド移動しつつ、吸着した包装袋２の口部２ａを広げながら上昇していき、ホッパ３０の排出口３０ｂ付近でまで上昇していき（位置Ｓ３）、好ましくは、包装袋２は、その開口した口部２ａがホッパ３０の排出口３０ｂに接近した位置、好ましくは排出口３０ｂに被る位置に位置決めされる。開口した包装袋２は、その口部２aがホッパ３０の排出口３０ｂを覆うように広げられて、包装袋２内に確実に被包装物が充填される位置までホッパ３０に近づけられて配置される。

図４は、搬送動作部４０と開口動作部５０の機構を上から見た模式図である。搬送動作部４０のガイドローラ４４ａ、４４ｂと、開口動作部５０のガイドローラ５４が、可動部２２に連結し、その昇降に伴って、搬送動作部４０のガイドローラ４４ａ、４４ｂはガイド板４５ａ、４５ｂ（図４に示さず）に沿って移動することで、一面側吸着パッド４１を回転動作させ、開口動作部５０のガイドローラ５４はガイドレール５５（図４に示さず）に沿って移動することで、反対面側吸着パッド５１をスライド移動させる。

図５は、搬送動作部４０と開口動作部５０の機構を正面から見た模式図であり、搬送動作部４０と開口動作部５０が連動して動作している状態を示す。搬送動作部４０の一面側吸着パッド４１は、ベース台１０上に平らに寝かせて置かれた包装袋２の束の最上位置の一枚の包装袋を吸引し、可動部２２の上昇とともに、吸引した包装袋２を持ち上げる。搬送動作部４０の一面側吸着パッド４１と開口動作部５０の反対面側吸着パッド５１は共通の可動部２２に取り付けられており、可動部２２の上昇とともに上昇し、それぞれ搬送動作部４０の一面側吸着パッド４１は、ガイドローラ４４ａ、４４ｂのガイド板４５ａ、４５ｂに沿った移動により回転して、包装袋を縦向きに起こし、連動して上昇している開口動作部５０の反対面吸着パッド５１の水平移動により、縦向きに起きた包装袋２（及び一面側吸着パッド４１）に接近するようにスライド移動し、包装袋２の反対面に接触して吸引し、さらに、可動部２２が上昇することにより、反対面吸着パッド５１は、一面側吸着パッド４１から離れるように移動することで、包装袋２の口部２aを開けて、ホッパ３０の排出口３０ｂを覆う位置に配置される。この状態において、ホッパ３０の投入口３０ａから投入された被包装物は包装袋に収容される。被包装物が収容された包装袋２は、作業者の手作業により、一面側吸着パッド４１と反対面側吸着パッド５１から外され、その後、搬送動作部４０及びそれと連動する開口動作部５０は、ベース台１０の位置まで降下し、再度、ベース台１０に平らに置かれている包装袋２の一面側の口部２aを一面側吸着パッド４１が吸引し、上記動作を繰り返す。包装袋２を一枚ずつ取り上げて開口して、ホッパの位置に配置し、被包装物を包装袋に充填することができる。本発明の包装袋開口装置は、ベース台１０の上に載置でき且つ吸着パッドで吸引できる多様なサイズや材質の包装袋の種類に対応可能である。

以上に説明したように、本発明によれば、簡単な構造で、少量多品種の商品の袋詰めに適した装置を提供できる。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。

１：包装袋開口装置、２：包装袋、２ａ：口部、１０：ベース台、２０：支柱部（リニアアクチュエータ）、２１：軸体、２２：可動部（シリンダ）、３０：ホッパ、３０ａ：投入口、３０ｂ：排出口、４０：搬送動作部、４１：一面側吸着パッド、４２：支持部材、４４ａ：ガイドローラ、４４ｂ：ガイドローラ、４５ａ：ガイド板、４５ｂ：ガイド板、５０：開口動作部、５１：反対面側吸着パッド、５２：支持部材、５４：ガイドローラ、５５：ガイドレール、６０：駆動装置

Claims (7)

1. 上側に被包装物の投入口を有し且つ下側に当該被包装物の排出口を有するホッパと、
   畳まれて平らに置かれた包装袋の口部近傍の一面側に付着し、前記口部が上側になるように前記包装袋を起こして上方に移動させ、前記ホッパの前記排出口の直下に開口した前記口部を配置するように前記包装袋を搬送する搬送手段と、
   前記包装袋が上方に移動している間に、前記包装袋の前記口部近傍の反対面側に付着し、前記口部の前記一面側と前記反対面側の少なくとも一方を引き合うことで前記口部を開口させる開口手段とを備えることを特徴とする包装袋開口装置。
2. 前記搬送手段は、
   前記包装袋の前記一面側に吸着する第一の吸着パッドと、
   前記包装袋に吸着した前記第一の吸着パッドを昇降させるアクチュエータと、
   前記包装袋に吸着した前記第一の吸着パッドを回転させ、平らに置かれた前記包装袋を起こす回転機構とを備えることを特徴とする請求項１に記載の包装袋開口装置。
3. 前記回転機構は、前記第一の吸着パッドと接続し前記アクチュエータにより昇降する第一のガイドローラと、前記第一のガイドローラの昇降に伴って前記第一の吸着パッドを回転させるように前記第一のガイドローラを案内する第一のガイドとを備えることを特徴とする請求項２に記載の包装袋開口装置。
4. 前記第一のガイドローラは、直角に配置された一対のガイドローラであることを特徴とする請求項３に記載の包装袋開口装置。
5. 前記開口手段は、
   前記包装袋の前記反対面側に吸着し前記第一の吸着パッドとともに前記アクチュエータにより昇降する第二の吸着パッドと、
   前記第二の吸着パッドを前記包装袋の前記反対面側に接近する方向にスライドさせ、前記回転機構により起こされた前記包装袋の前記反対面側に吸着させ、吸着後に前記接近する方向と反対方向にスライドさせるスライド機構とを備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の包装袋開口装置。
6. 前記スライド機構は、前記第二の吸着パッドと接続し前記アクチュエータにより昇降する第二のガイドローラと、前記第二のガイドローラの昇降に伴って前記第二の吸着パッドをスライドさせるように前記第二のガイドローラを案内する第二のガイドとを備えることを特徴とする請求項５に記載の包装袋開口装置。
7. 前記アクチュエータは、空気圧で制御されるエアシリンダであることを特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の包装袋開口装置。

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