JP3719626B2 - 自動袋詰め装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動袋詰め装置に関し、特に、ロール状などとした袋素材を順次繰り出して袋を形成しつつ袋詰めする自動袋詰め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動袋詰め装置の原理を図２７および図２８に示している。
【０００３】
この自動袋詰め装置は、ロール状の原料を使用して袋を形成しつつ、封入物を袋詰めしていく。袋の原料は一枚のロール状ビニールであり、図２８に示すように先端部分で両側を中央に折り重ね、重なり代を圧熱溶着して袋を形成する。圧熱溶着は長さ方向と交差するように先端を横方向に綴じ合わせるとともに、折り重ねた両側端部同士を長さ方向に綴じ合わせる。
【０００４】
すなわち、一枚のロール状ビニールを折り重ねるガイド構造や、横方向と長さ方向に行う圧熱溶着構造などを使用して袋詰めを行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の自動袋詰め装置においては、一枚のロール状ビニールから袋を形成する関係上、本来必要な袋の幅よりも少なくとも二倍以上の横幅が必要であり、装置が大型化せざるを得なかった。また、長さ方向に向けて溶着する必要もあり、ロール状ビニールを繰り出しながら圧熱溶着する構造が複雑であった。
【０００６】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、小型化が可能で構成を簡易にすることが可能な自動袋詰め装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、袋素材繰出機構がチューブ状の袋素材を繰り出すと、袋素材送り込み機構が同袋素材を筒部材内に送り込む。ここで、筒部材は略筒状に形成され、袋素材を挿入可能として一端より上記袋素材送り込み機構にて送り込まれる袋素材を開いた状態で支持する。このとき、袋素材送り込み機構は同筒部材の入口側の開口部分で上記袋素材の先端を開きつつ当該筒部材内に送り込むし、袋素材繰出機構は所定量だけ繰り出した状態で同袋素材を切断しつつ送り込んだ同袋素材の端部を綴じる。筒部材内ではチューブ状の袋素材の後端側が綴じ合わされて支持されるので、先端側が開口する袋となり、筒部材は開口側の端部から封入物を当該袋素材の開口内に誘導して袋詰めできる。
【０００９】
すなわち、順次繰り出されるチューブ状の袋素材の先端側を袋長だけ残して綴じ合わせることにより、先端部分が袋となり、ここに封入物を順次袋詰めしていく。袋の原料はチューブ状となっているので、従来のように折り重ねるガイド構造は必要ないし、長さ方向に綴じ合わせる機構も不要である。
【００１０】
ここで、繰り出されるチューブ状の袋素材は、袋の原料となるので、長尺のものであり、一般的にはロール状となっていることが多いが、必ずしもロール状である必要はない。
【００１１】
そして、本発明の基本的な構成は、これらの袋素材繰出機構や筒部材や袋素材送り込み機構からなり、個々の構成については各種の構成を採用することが可能であるし、各構成は実質的に存在すればよいので必ずしも独立している必要はなく、複数の構成を有機的に一体化することも可能である。
【００１２】
袋素材送り込み機構は、筒部材における上記袋素材の入口側の開口部分で上記袋素材の先端を開く作業と、当該筒部材内に送り込む作業を行う。チューブ状とした長尺の袋素材の先端を開くには各種の手法を採用可能であり、その場合の好適な一例として、請求項１にかかる発明は、チューブ状の袋素材を繰り出すとともに所定量だけ繰り出した状態で同袋素材を切断しつつ送り込んだ同袋素材の端部を綴じる袋素材繰出機構と、略筒状に形成されるとともに一端から上記袋素材を挿入しつつ同袋素材を開いた状態で支持するとともに他端から封入物を上記袋素材の開口内に誘導する筒部材と、この筒部材における上記袋素材の入口側の開口部分で上記袋素材の先端を開きつつ当該筒部材内に送り込む袋素材送り込み機構とを具備することを特徴とする自動袋詰め装置において、上記袋素材送り込み機構は、上記筒部材へと連通して上記袋素材を同筒部材内へと誘導するスリット部と、このスリット部の両側で上記筒部材内に空気流を送り込む空気吹出部とを有する構成としてある。
【００１３】
上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、袋素材送り込み機構に筒部材へと連通するスリット部が形成され、このスリット部を介して袋素材は筒部材内へと誘導される。ここで、このスリット部の両側には空気吹出部が備えられており、上記筒部材内に空気流を送り込む。
【００１４】
チューブ状の袋素材はスリット部を通過することによって平坦な形態で筒部材内に進入していく。このときスリット部の両側で同筒部材内に向かって空気流が吹き出されるが、送り込まれた空気は少なからず広がろうとする。ただし、広がる余地があるのは袋素材と反対の側であり、空気流は自ずから袋素材と離れる側に向かう。これによって袋素材の両側で負圧が発生し、袋素材の先端が開く。また、送り込まれる空気流は袋素材を開くだけでなく、筒部材の内側に向かって送り込むようにも作用する。
【００１５】
送り込まれる空気流で袋素材の先端が開く原理は必ずしも簡単な原理とは言えず、ここで説明した以外にもいろいろな要因が重なって袋素材の先端が両側に引かれ、結果的に開くことになる。
【００１６】
ただし、その要因の一つとして吹き出される空気流が互いに反対方向に広がる要素は大きく、この要素をより有効に活用する一例として、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の自動袋詰め装置において、上記空気吹出部は、上記空気流の送り出し方向を調整可能に構成してある。
【００１７】
上記のように構成した請求項２にかかる発明においては、空気吹出部で送り込む空気流の方向を調整することにより、袋素材の先端部分での空気流の方向は調整自在となり、開きやすくさせることが可能となる。
【００１８】
空気流の調整は必ずしも送り出し方向を直接的に変更可能とする場合に限らず、周辺の形状を利用することによっても実現するものも含まれる。その一例として、請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、上記空気吹出部は、上記スリット部と反対の側に向かって徐々に開口を広げるテーパー形状の壁部を有する構成としてある。
【００１９】
上記のように構成した請求項３にかかる発明においては、スリット部と反対の側に向かって徐々に開口を広げるテーパー形状の壁部が空気吹出部に用いられることにより、送り込まれた空気流は壁部に沿って流れようとするため、スリット部から離れる方向に空気流が流れ、これによって袋素材の先端が容易に開口するようになる。さらに、開いた袋素材はテーパー状の袋に沿って誘導されることにもなるので、開きながら奥へと送られていくことになる。
【００２０】
空気流の送り出し方向は、この他にも調整可能であり、その一例として、請求項４にかかる発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、上記空気吹出部は、上記スリット部と反対の側に向かって斜め方向に空気流を送り出す構成としてある。
【００２１】
上記のように構成した請求項４にかかる発明においては、空気吹出部が斜め方向に空気流を送り出すようになっており、その斜め方向がスリット部とは反対の側に向かっている。従って、袋素材は両側においてそれぞれ反対方向に引き込まれることになり、先端が開口する。
【００２２】
空気吹出部の構成は上述したものに限られる必要はなく、この他にも各種の変形が可能であるし、吹出口の形状としてもノズル状であったり、スリット状であるなど、様々な形態を採用可能である。また、スリット部においても、必ずしも一連の直線上のスリット形状である必要はなく、空気吹出部が両側に配置されることによって結果的に生じる中央部分の間隙であっても構わない。また、狭義の直線形状に限る必要もなく、波板状となっていたり、緩やかな弧を描く形状などでも良い。
【００２３】
袋素材の先端を開く作業は、機械的に開くようにして実現できることはいうまでもない。すなわち、爪を引っかけたり、摘んで引っ張ったり、粘着物を貼付して引き寄せるなど、その実現手法は様々である。むろん、上述したような空気流を送り込む手法は機構的にシンプルであり、コスト面で有利であるばかりでなく、組立作業やメンテナンス作業においても有利である。
【００２４】
また、袋素材送り込み機構が、袋素材を筒部材内に送り込むについても、上述した空気流を利用するのみならず、ローラーなどを利用しても良いし、アームで引き出すようにしても構わない。
【００２５】
筒部材は、一端からチューブ状の袋素材を挿入しつつ同袋素材を開いた状態で支持するために略筒状に形成され、他端から封入物を上記袋素材の開口内に誘導するものであればよい。筒状といっても袋材を開いた状態で支持することができればよいので、その断面形状が各種の形状をとることができることは言うに及ばず、連続した周壁面を有する必要もない。すなわち、ネット状となるようにワイヤで形成されるものであっても構わない。また、必要に応じて筒長を変更自在とすることも可能である。
【００２６】
一方、筒部材と上記袋素材送り込み機構が一部有機的に結合することも可能であり、その具体的な一例として、請求項５にかかる発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、上記筒部材は、上記袋素材送り込み機構との連結部分が末広がりの開口形状となるように構成してある。
【００２７】
上記のように構成した請求項５にかかる発明においては、袋素材送り込み機構との連結部分が末広がりの開口形状となることにより、送り込まれる空気流は開口形状に沿って広がり、間から送り込まれる袋素材の先端は開きやすくなる。
【００２８】
また、チューブ状の袋素材が供給される形状は筒部材の形状にも大きな意味を持つことは当然であり、単に平たく押しつぶされているときには、平たい状態から立体的となった状態へと変化するわけであり、そのような変化を連続的に支持する形状とすることも有意義である。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、チューブ状の袋素材を使用するので、素材の幅は半分以下となり、小型化することが可能な自動袋詰め装置を提供することができる。
【００５５】
また、請求項１にかかる発明によれば、平たい状態の袋素材を空気流で送りつつ広げるようにしたため機構的構成を簡易にすることができる。
【００５６】
さらに、請求項２にかかる発明によれば、空気流の送り出し方向を調整することにより、使用する袋素材に応じて最適な空気流とすることができ、また、騒音の発生を調整することもできる。
【００５７】
さらに、請求項３にかかる発明によれば、壁部をテーパー状とすることにより空気流を調整するので、吹出方向などの調整が不要となり、構成を簡易にすることができる。
【００５８】
さらに、請求項４にかかる発明によれば、空気流を斜め方向に送り出すことにより、袋素材を開きやすくなる。
【００５９】
さらに、請求項５にかかる発明によれば、筒部材と袋素材送り込み機構との連結部分の形状を傾斜させて所望の空気流を形成するので、構成を簡易にすることができる。
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる自動袋詰め装置を概略図により示しており、図２は主な構成をブロック図により示している。
【００７０】
同図において、本自動袋詰め装置１０は、正面から見て左上方にチューブ状のビニールをロール状として巻回した袋素材２０を支持するとともに、正面右側にて上方に開口する筒部材３０の下方へと繰り出し、同筒部材３０内で下方から上方に移送させつつ先端を開き、上方から封入物を投入可能となっている。そして、筒部材３０の下方には袋素材２０を繰り出しつつ筒部材３０内へ送り込むための繰出送込機構４０が備えられている。
【００７１】
また、本自動袋詰め装置１０においては、チューブ状のビニール製袋素材から袋を形成するだけでなく、上端を綴じるための蓋側圧熱溶着機構５０や、袋の中身を記載したシールを貼付するシール貼付機構６０や、収容後の袋を装置外部に搬出する搬出機構７０などが備えられ、これらは操作パネル８１による指示に基づいて制御部８０が一連の作業を制御している。なお、制御部８０はマイコンを備えており、ソフトウェアによって上記一連の作業を制御している。
【００７２】
本実施形態においてはチューブ状の袋素材２０がロール状となっているが、必ずしもロール状である必要はないし、素材としてもビニール以外の各種の樹脂を採用可能である。また、チューブ状とした袋素材２０を潰して巻き取っているだけであるが、マチ分を内側に折り込むなど、収容形態は適宜変更可能である。
【００７３】
図３は筒部材３０と繰出送込機構４０の概略構成を斜視図により示しており、図４は模式図によって示している。
【００７４】
チューブ状の袋素材２０から袋を形成するため、本自動袋詰め装置１０としては、同袋素材２０を必要量だけ繰り出して底側を形成する袋素材繰出機構と、繰り出された袋素材２０を開いた状態で支持する筒部材と、袋素材２０の先端を開きつつ筒部材内に送り込む袋素材送り込み機構とを備えているが、実際には袋素材を繰り出す機能と送り込む機能とを有機的に一体化させた繰出送込機構４０を備えているため、この繰出送込機構４０について機構的に分類して説明する。
【００７５】
繰出送込機構４０は最下部に二対の送りローラ４１，４２を備えており、ロール状の袋素材２０における上流側の送りローラ４１は水平方向に袋素材２０を引き出し、下流側の送りローラ４２は引き出し方向を直角に変えて送り出す。ここで二対の送りローラ４１，４２のそれぞれは二つ折り状の袋素材２０を挟み込んで密着しており、このようにして挟み込む際に袋素材２０の中にわずかに空気を入れておく。すると、袋素材２０がこの送りローラ４１，４２の間を通過するときに空気溜まりによって一度は開くことになり、後の工程で開口させるときに開きやすくなる。むろん、開きやすくなるという効果はあるものの、必ずしも空気溜まりを形成しなければならないわけではない。
【００７６】
下流側の送りローラ４２の上方には袋素材２０の幅方向に行き渡る一対の下部ヒータ４３が備えられており、図２に示す下部ヒータ移動用モータ４３ａによって互いに近接及び離反する。むろん、間に袋素材２０を介在させた状態で挟み込みつつ加熱することにより、袋素材２０をその長手方向と直交する方向に綴じ合わせることができる。また、この下部ヒータ４３の上方には袋素材２０を挟み込んで対峙する一対のノズル４４が固定されているとともに、同ノズル４４の斜め上方に刃先を向けて一対のカッタ４５が往復動可能に支持されている。このカッタ４５は互いに刃先を内側に向けるように鉛直方向に対して斜め４５度に傾斜され、それぞれを図２に示すカッタ駆動用モータ４５ａにて上方にスライド駆動させると間を通過する袋素材２０に対して刃先が食い込んで切断し、その後、当該カッタ４５は下方に退避して再び袋素材２０を送り込めるようになっている。むろん、袋を形成するためには、綴じ合わせた部分よりも上流側で切断する必要があり、上述した制御部８０がかかる手順を制御する。ノズル４４を除く以上の構成によって概ね袋素材繰出機構を構成していると言える。なお、ノズル４４は図示しない送風ユニットに接続されており、送風バルブ４４ａによって送風させたり停止させたりすることができるようになっている。
【００７７】
筒部材３０の下端は下部の開口から見ると末広がり状に形成され、徳利を逆さにしたように上部から徐々に細くなった後、再びわずかに膨らんでおり、ノズル４４はこの膨らんだ部分の内側から上方に向かって空気流を送り出すように配置されている。図５に示すように、ノズル４４から吹き出された空気流は筒部材３０内を真っ直ぐ上方に向かうだけでなく、徳利状に狭まる部分を経て内壁面に沿って広がることになる。従って、送りローラ４２によって袋素材２０を筒部材３０内に送り込むと、空気流が袋素材２０を上方へ誘導しつつ両側壁を互いに開いていくことになる。このようにして送り込まれる袋素材２０は開口しつつ筒部材３０の内壁面に沿って徐々に上昇していく。
【００７８】
本実施形態においては、このように内壁面に沿って上昇する空気流を筒部材３０の壁面形状によって生成しているが、各種の方法によって空気流を調整することは可能である。例えば、図６〜図８に示す例では、ノズル４４の吹出口を袋素材２０の中程に集中させるとともに、当該袋素材２０を挟み込むように整流板４４ｅ，４４ｅを備えている。また、各ノズル４４は上方に位置する徳利状となった湾曲面の頂部に沿って空気流が流れるように位置合わせしてある。このように配置した場合、空気流は図８に示すように曲面に沿って流れようとするため、自ずから外方向に湾曲する。従って、袋素材２０の先端は互いに両側に引き離される力を受けることになる。このように空気流を湾曲させる効果は曲面である限り生じるが、空気流の流速や曲率や徳利部分の角度などは適宜実験などによって決定する。図６及び図７Ｒ＞７に示す例では、整流板４４ｅの頂部がノズル４４の先端よりも突出しているが、必ずしも突出している必要はない。また、ノズル４４から吹き出される空気流が曲面に沿って流れる限り、当該のズル４４の吹出方向は適度に調整可能である。また、図９に示す例ではノズル４４の吹出口の上方に整流板４４ｂを配置してあり、吹き出される空気の一部を強制的に筒部材３０の内壁面に沿って流れていくようにしている。また、図１０と図１１に示す例ではノズル４４の分岐口４４ｃの開口端に対して、斜め方向に配向した吹出口４４ｄを回転自在に支持させており、吹出口４４ｄの回転方向を適宜調整して空気流の角度を調整できるようにしている。むろん、これ以外にもフレキシブルチューブなどを使用してより柔軟に吹き出し方向を調整できるようにしても良い。
【００７９】
このようにして袋素材２０の通過経路を確保しつつ、その両側でノズル４４から空気流を吹き出しているため、その間の通過経路がスリット部を構成するとともにノズル４４は空気吹出部を構成し、これらによって袋素材送り込み機構を構成していると言える。
【００８０】
さらに、図１２は、筒部材３０の下端と繰出送込機構４０とを一体的に形成した例を示している。この例では、上述した下流側の送りローラ４２の上方にカッタ４５、下部ヒータ４３、ノズル４４が配置され、また、ノズル４４はテーパー状となった筒部材３０の壁部に開口している。この場合でも、図１３に示すように斜めとなった筒部材３０の下方内壁面から鉛直上方に向けて空気流を吹き出した場合、一部は内壁面に沿って斜めに吹き上げられ、これによって袋素材２０を外方に引きつけることになる。なお、図１２に示すものにおいては、カッタ４５よりも下部ヒータ４３の方が下流側に位置しているので、アクチュエータ４６によって同時に押しつければ袋素材２０を綴じ合わせつつ切断することができる。
【００８１】
また、以上の例ではいずれも空気流だけで袋素材２０を開口させつつ所定位置まで移送させるようにしているが、空気流を使用しないメカ的な移送機構を採用することも可能である。図１４に示すものは、筒部材３０の内壁面に沿って移動可能な一対のスライダ４７を備えており、同スライダ４７には内側に向かって開口するサクションノズル４７ａが形成されている。従って、サクションノズル４７ａに負圧を供給することによって袋素材２０は両側に引き寄せられ、さらにスライダ４７自身が筒部材３０の内壁面に沿って移動することにより袋素材２０は送り込まれていく。この例では、スライダ４７自体にヒータ４７ｂも備えており、筒部材３０の上端部分で袋素材２０の上端を挟み込むように移動して加熱することにより、当該上端部分を綴じ合わせることができるようにしている。むろん、筒部材３０の下端部分でも袋素材２０を挟み込んで綴じ合わせるようにしても良い。
【００８２】
図３および図４に示す例に戻ると、筒部材３０の上端には図１５〜図１８に示す蓋側圧熱溶着機構５０が配置されている。この蓋側圧熱溶着機構５０は筒部材３０の上部を挟むようにして対峙する一対のヒータバー５１が一対の支持レール５２に沿って互いに近接及び離反可能に支持されており、巻取りモータ５３ａによってワイヤ５３を引っ張ると図１６に示すようにリンク部材５４を介して両ヒータバー５１が互いに近接し、同ワイヤ５３を緩めると両ヒータバー５１が離れるようになっている。このヒータバー５１にはヒータ５１ａとともにサクションパイプ５１ｂを形成してあり、サクションパイプ弁５１ｂ１を開いて同サクションパイプ５１ｂに負圧を供給することによって袋素材２０の上端を支持できるし、同サクションパイプ弁５１ｂ１を閉じると負圧が供給されなくなって袋素材２０の上端を開放するようにしている。また、リンク部材５４自体は二つの等長のアーム５４ａ，５４ａの一端を互いに回転可能に連結するとともに他端をそれぞれヒータバー５１に対して回転可能に連結しているため、アーム５４ａ，５４ａ同士の連結部位を互いに外側に引っ張ることによって他端の連結部位がヒータバー５１を引き寄せるように作用する。従って、このヒータバー５１と支持レール５２と巻取りモータ５３ａとワイヤ５３などによってノズル移動部材を構成していると言える。
【００８３】
アーム５４ａ，５４ａ同士の連結部位には図１７に示すように袋素材２０の上端に入り込むノズル５５が備えられており、ワイヤ５３を引っ張ったときにはノズル５５の先端部分が袋素材２０の上端を反対方向に引っ張ることになる。これにより、図１８に示すように袋素材２０の上端は重なり合うことなく重なり合い、上部ヒータ５１ａによって長手方向と直交する方向に真っ直ぐ綴じ合わされることになる。
【００８４】
なお、ノズル５５は袋素材２０内に充填用ガスを吹き込むために備えられており、ノズル弁５５ａを開閉させることによって窒素ガスなどを吹き込みつつ、上述したように袋素材２０を開くためにも利用されている。
【００８５】
ところで筒部材３０は上述したように下側が徳利状に幅狭となっているが、図３に示すように細幅となる下端部分では前後方向に伸びるように形成されている。このような形状とすることにより、内周長は概ね一定のまま平坦な状態から徐々に立体的となるように形成され、上記袋素材２０と筒部材３０の内周壁面との間に大きな隙間が生じないようになっている。隙間が生じると後で封入物を投入したときにその荷重を袋素材２０で支持しなければならなくなるが、このように隙間が生じていない場合にはほぼ筒部材３０の内周壁面によって支持することができるようになる。
【００８６】
また、筒部材３０の下部側壁３１は図４に示すように開閉可能となっており、図２に示す下部側壁開閉用モータ３１ａによって当該下部側壁３１を駆動できるようになっている。従って、封入物を収容して上端を綴じ合わせたら、当該下部側壁３１を開くことにより、袋をその自重によって取り出すことができる。さらに、筒部材３０自体は二重の筒体３２，３３から構成され、上部側の筒体３３が上記蓋側圧熱溶着機構５０とともに上下動可能となっている。このようにすることにより、形成したい袋長を適宜調整可能となっている。なお、筒体３３の上下方向への移動は図２に示す袋長調整用モータ３３ａによって駆動するようにしている。
【００８７】
この他、筒部材３０の側壁面にはシール貼付機構６０が備えられている。このシール貼付機構６０内にはプリンタとシール送り機構とが収容されており、制御部８０からの指令によってロール状となったタックシールに袋の中身を印刷し、上記下部側壁３１を開く際に同タックシールの糊面を上に向けて筒部材３０の内側に突出できるようになっている。すると、袋が下方に落下するときに糊面が接触し、下方に引きずられる際に貼付される。
【００８８】
むろん、タックシールなどを貼付せしめる構成は適宜変形可能であるし、プリンタでの印刷方式もドットインパクト方式であったり熱転写方式であるなど、各種のものを採用可能である。
【００８９】
また、筒部材３０の下方にはベルトコンベアからなる搬出機構７０が配置されており、上述したように下部側壁３１を開いたときに自重で落下する袋を装置外部に搬出可能となっている。むろん、ベルトコンベアが単独である必要はなく、装置外部のベルトコンベアに対して連結されていても良いし、搬出機構７０自体も必ずしもベルトコンベアである必要はない。さらに、駆動機構を要しない単なるシュートなどであっても構わない。
【００９０】
次に、上記構成からなる本実施形態の動作を図１９〜図２６を参照して説明する。ロール状の袋素材を送りローラ４１，４２にセットする際、同袋素材２０の先端部分を少し開いておき、内部に空気を入れておく。このようにして前後の送りローラ４１，４２で挟み込むと、間に封じ込まれた空気は空気溜まりとなり、送りローラ４１，４２を通過する袋素材２０を一度は開くように作用することになる。この状態を図１９に示している。
【００９１】
以上によって袋詰めの準備は完了し、以後は制御部８０によって制御を開始する。まず、袋素材２０をセットしたら、袋長調整用モータ３３ａによって筒部材３０における上側の筒体３３を上下動させ、作成する袋の全長に合わせる。この状態を図２０に示している。
【００９２】
続いて、送りローラ４１，４２を駆動させてロール状の袋素材２０を繰り出させ、筒部材３０内に送り込む。また、外部の送風ユニットに接続された送風バルブ４４ａを開き、ノズル４４から空気流を吹き出させる。上述したように袋素材２０の両側で空気流は上方へ向かいつつ筒部材３０の内壁面に沿って斜め上方外側にも向かっても流れていくため、送り込まれる袋素材２０の先端が開き、同筒部材３０の内壁面に沿って上方へと移送されていく。この状態を図２１に示している。
【００９３】
袋の長さが定量になる前に一度送りローラ４１，４２を停止させ、図２２に示すように下部ヒータ４３を下部ヒータ移動用モータ４３ａによって互いに近接させつつ加熱して袋素材２０を綴じ合わせる。このようにしてチューブ状の袋素材２０の下端側を綴じ合わせたら、ローラ４１，４２を再び駆動して残りの寸法分だけ送り込む。この場合の目安は綴じ合わせた袋素材２０の下端が筒部材３０のすぐ下側に位置するようにする。また、この位置でサクションパイプ弁５１ｂ１を開いてヒータバー５１のサクションパイプ５１ｂに負圧を供給することにより、袋素材２０の上端はヒータバー５１に吸引されて支持される。この状態を図２３に示している。
【００９４】
この時点で袋素材２０は底側が綴じ合わされてことになるので、図２４に示すように筒部材３０の上方から封入物を投入して収容していく。そして、所定量だけ投入できたら蓋側圧熱溶着機構５０の上部ヒータ５１ａに通電しつつ巻取りモータ５３ａによってワイヤ５３を巻き取り、図２５に示すように袋素材２０の上端を挟むようにして対峙する一対の上部ヒータ５１ａを互いに近接せしめて袋素材２０の上端を綴じ合わせる。また、これとともにカッタ駆動用モータ４５ａによってカッタ４５を動作させ、袋素材２０の下端側を切断する。これによって封入物は袋内に封入され、かつ、当該袋はロール状の袋素材２０から切り離される。従って、サクションパイプ弁５１ｂ１を閉じてサクションパイプ５１ｂへの負圧の供給を停止するとともに図２６に示すように下部側壁開閉用モータ３１ａによって下部側壁３１を開くと袋は自重によって落下するし、その直前にシール貼付機構６０によって中身を印刷したタックシールを筒部材３０内側に突出せしめておくことにより、同タックシールが袋外面に貼付されて下方に落下する。そして、下方の搬出機構７０を駆動させると所定の経路を経て搬出されることになる。
【００９５】
なお、封入物を投入する前後においてノズル弁５５ａを開閉させることにより、蓋側圧熱溶着機構５０のノズル５５から充填用のガスを吹き出しておけば、袋内に同ガスが充填されるし、上述したように巻取りモータ５３ａによってワイヤ５３を引っ張る際には同ノズル５５が袋素材２０の上端を重なり合うことなく閉じることができる。むろん、これらの設定は操作パネル８１によって操作可能となっている。
【００９６】
このように、ロール状に巻き取られたチューブ状の袋素材２０を二対の送りローラ４１，４２によって筒部材３０におけるスリット状の開口内に送り込むとともに、この袋素材２０を挟み込むようにして配置されたノズル４４から空気流を筒部材３０内に送り込むと、同筒部材３０の内壁面に沿って広がる空気流によって袋素材２０の先端が開きつつ送り込まれ、所定位置で同袋素材２０の下端を長手方向と直交する方向に綴じ合わせて封入物を投入し、所定量だけ投入したら蓋側圧熱溶着機構５０によって上端を綴じ合わせ、最後に下部側壁３１を開くと、自重によって袋は落下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかる自動袋詰め装置の概略図である。
【図２】 自動袋詰め装置の主な構成を示すブロック図である。
【図３】 筒部材と繰出送込機構の概略構成を示す斜視図である。
【図４】 同筒部材と繰出送込機構の概略構成を示す模式図である。
【図５】 筒部材内での空気流を示す図である。
【図６】 ノズル部分の変形例を示す斜視図である。
【図７】 同変形例にかかる断面図である。
【図８】 空気流を示す図である。
【図９】 筒部材内で空気流を発生する変形例を示す図である。
【図１０】 空気流の吹出方向を調整可能とした変形例の斜視図である。
【図１１】 同変形例の断面図である。
【図１２】 筒部材と繰出送込機構を一体化した変形例を示す断面図である。
【図１３】 同変形例における空気流を示す図である。
【図１４】 空気流を使用しない変形例を示す概略図である。
【図１５】 蓋側圧熱溶着機構における開いた状態の平面図である。
【図１６】 同蓋側圧熱溶着機構における閉じた状態の平面図である。
【図１７】 蓋側圧熱溶着機構のノズルが袋素材の上端開口に挿入されている状態を示す斜視図である。
【図１８】 同ノズルが袋素材の上端を閉じる状態を示す斜視図である。
【図１９】 袋素材を送りローラにセットする状況を示す概略断面図である。
【図２０】 袋長に合わせて筒体を移動させる過程を示す概略断面図である。
【図２１】 袋素材を送り込む過程を示す概略断面図である。
【図２２】 袋素材の下端を綴じ合わせる過程を示す概略断面図である。
【図２３】 袋素材を所定位置まで送り込む過程を示す概略断面図である。
【図２４】 封入物を投入する過程を示す概略断面図である。
【図２５】 袋素材の上端を綴じ合わせる過程を示す概略断面図である。
【図２６】 袋を排出する過程を示す概略断面図である。
【図２７】 一枚のロール状ビニールから袋を形成する状況を示す斜視図である。
【図２８】 一枚のロール状ビニールから袋を形成する際に必要な幅を示す図である。
【符号の説明】
１０ 装置
２０ 袋素材
３０ 筒部材
３１ 下部側壁
３２ 筒体
３３ 筒体
４０ 繰出送込機構
４１，４２ 送りローラ
４３ 下部ヒータ
４４ ノズル
４４ａ 送風バルブ
４４ｂ 整流板
４４ｃ 分岐口
４４ｄ 吹出口
４５ カッタ
４６ アクチュエータ
４７ スライダ
４７ａ サクションノズル
４７ｂ ヒータ
５０ 蓋側圧熱溶着機構
５１ ヒータバー
５１ａ ヒータ
５１ｂ サクションパイプ
５２ 支持レール
５３ ワイヤ
５４ リンク部材
５４ａ アーム
５５ ノズル
６０ シール貼付機構
７０ 搬出機構
８０ 制御部
８１ 操作パネル
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動袋詰め装置に関し、特に、ロール状などとした袋素材を順次繰り出して袋を形成しつつ袋詰めする自動袋詰め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動袋詰め装置の原理を図２７および図２８に示している。
【０００３】
この自動袋詰め装置は、ロール状の原料を使用して袋を形成しつつ、封入物を袋詰めしていく。袋の原料は一枚のロール状ビニールであり、図２８に示すように先端部分で両側を中央に折り重ね、重なり代を圧熱溶着して袋を形成する。圧熱溶着は長さ方向と交差するように先端を横方向に綴じ合わせるとともに、折り重ねた両側端部同士を長さ方向に綴じ合わせる。
【０００４】
すなわち、一枚のロール状ビニールを折り重ねるガイド構造や、横方向と長さ方向に行う圧熱溶着構造などを使用して袋詰めを行なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の自動袋詰め装置においては、一枚のロール状ビニールから袋を形成する関係上、本来必要な袋の幅よりも少なくとも二倍以上の横幅が必要であり、装置が大型化せざるを得なかった。また、長さ方向に向けて溶着する必要もあり、ロール状ビニールを繰り出しながら圧熱溶着する構造が複雑であった。
【０００６】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、小型化が可能で構成を簡易にすることが可能な自動袋詰め装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、袋素材繰出機構がチューブ状の袋素材を繰り出すと、袋素材送り込み機構が同袋素材を筒部材内に送り込む。ここで、筒部材は略筒状に形成され、袋素材を挿入可能として一端より上記袋素材送り込み機構にて送り込まれる袋素材を開いた状態で支持する。このとき、袋素材送り込み機構は同筒部材の入口側の開口部分で上記袋素材の先端を開きつつ当該筒部材内に送り込むし、袋素材繰出機構は所定量だけ繰り出した状態で同袋素材を切断しつつ送り込んだ同袋素材の端部を綴じる。筒部材内ではチューブ状の袋素材の後端側が綴じ合わされて支持されるので、先端側が開口する袋となり、筒部材は開口側の端部から封入物を当該袋素材の開口内に誘導して袋詰めできる。
【０００９】
すなわち、順次繰り出されるチューブ状の袋素材の先端側を袋長だけ残して綴じ合わせることにより、先端部分が袋となり、ここに封入物を順次袋詰めしていく。袋の原料はチューブ状となっているので、従来のように折り重ねるガイド構造は必要ないし、長さ方向に綴じ合わせる機構も不要である。
【００１０】
ここで、繰り出されるチューブ状の袋素材は、袋の原料となるので、長尺のものであり、一般的にはロール状となっていることが多いが、必ずしもロール状である必要はない。
【００１１】
そして、本発明の基本的な構成は、これらの袋素材繰出機構や筒部材や袋素材送り込み機構からなり、個々の構成については各種の構成を採用することが可能であるし、各構成は実質的に存在すればよいので必ずしも独立している必要はなく、複数の構成を有機的に一体化することも可能である。
【００１２】
袋素材送り込み機構は、筒部材における上記袋素材の入口側の開口部分で上記袋素材の先端を開く作業と、当該筒部材内に送り込む作業を行う。チューブ状とした長尺の袋素材の先端を開くには各種の手法を採用可能であり、その場合の好適な一例として、請求項１にかかる発明は、チューブ状の袋素材を繰り出すとともに所定量だけ繰り出した状態で同袋素材を切断しつつ送り込んだ同袋素材の端部を綴じる袋素材繰出機構と、略筒状に形成されるとともに一端から上記袋素材を挿入しつつ同袋素材を開いた状態で支持するとともに他端から封入物を上記袋素材の開口内に誘導する筒部材と、この筒部材における上記袋素材の入口側の開口部分で上記袋素材の先端を開きつつ当該筒部材内に送り込む袋素材送り込み機構とを具備することを特徴とする自動袋詰め装置において、上記袋素材送り込み機構は、上記筒部材へと連通して上記袋素材を同筒部材内へと誘導するスリット部と、このスリット部の両側で上記筒部材内に空気流を送り込む空気吹出部とを有する構成としてある。
【００１３】
上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、袋素材送り込み機構に筒部材へと連通するスリット部が形成され、このスリット部を介して袋素材は筒部材内へと誘導される。ここで、このスリット部の両側には空気吹出部が備えられており、上記筒部材内に空気流を送り込む。
【００１４】
チューブ状の袋素材はスリット部を通過することによって平坦な形態で筒部材内に進入していく。このときスリット部の両側で同筒部材内に向かって空気流が吹き出されるが、送り込まれた空気は少なからず広がろうとする。ただし、広がる余地があるのは袋素材と反対の側であり、空気流は自ずから袋素材と離れる側に向かう。これによって袋素材の両側で負圧が発生し、袋素材の先端が開く。また、送り込まれる空気流は袋素材を開くだけでなく、筒部材の内側に向かって送り込むようにも作用する。
【００１５】
送り込まれる空気流で袋素材の先端が開く原理は必ずしも簡単な原理とは言えず、ここで説明した以外にもいろいろな要因が重なって袋素材の先端が両側に引かれ、結果的に開くことになる。
【００１６】
ただし、その要因の一つとして吹き出される空気流が互いに反対方向に広がる要素は大きく、この要素をより有効に活用する一例として、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の自動袋詰め装置において、上記空気吹出部は、上記空気流の送り出し方向を調整可能に構成してある。
【００１７】
上記のように構成した請求項２にかかる発明においては、空気吹出部で送り込む空気流の方向を調整することにより、袋素材の先端部分での空気流の方向は調整自在となり、開きやすくさせることが可能となる。
【００１８】
空気流の調整は必ずしも送り出し方向を直接的に変更可能とする場合に限らず、周辺の形状を利用することによっても実現するものも含まれる。その一例として、請求項３にかかる発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、上記空気吹出部は、上記スリット部と反対の側に向かって徐々に開口を広げるテーパー形状の壁部を有する構成としてある。
【００１９】
上記のように構成した請求項３にかかる発明においては、スリット部と反対の側に向かって徐々に開口を広げるテーパー形状の壁部が空気吹出部に用いられることにより、送り込まれた空気流は壁部に沿って流れようとするため、スリット部から離れる方向に空気流が流れ、これによって袋素材の先端が容易に開口するようになる。さらに、開いた袋素材はテーパー状の袋に沿って誘導されることにもなるので、開きながら奥へと送られていくことになる。
【００２０】
空気流の送り出し方向は、この他にも調整可能であり、その一例として、請求項４にかかる発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、上記空気吹出部は、上記スリット部と反対の側に向かって斜め方向に空気流を送り出す構成としてある。
【００２１】
上記のように構成した請求項４にかかる発明においては、空気吹出部が斜め方向に空気流を送り出すようになっており、その斜め方向がスリット部とは反対の側に向かっている。従って、袋素材は両側においてそれぞれ反対方向に引き込まれることになり、先端が開口する。
【００２２】
空気吹出部の構成は上述したものに限られる必要はなく、この他にも各種の変形が可能であるし、吹出口の形状としてもノズル状であったり、スリット状であるなど、様々な形態を採用可能である。また、スリット部においても、必ずしも一連の直線上のスリット形状である必要はなく、空気吹出部が両側に配置されることによって結果的に生じる中央部分の間隙であっても構わない。また、狭義の直線形状に限る必要もなく、波板状となっていたり、緩やかな弧を描く形状などでも良い。
【００２３】
袋素材の先端を開く作業は、機械的に開くようにして実現できることはいうまでもない。すなわち、爪を引っかけたり、摘んで引っ張ったり、粘着物を貼付して引き寄せるなど、その実現手法は様々である。むろん、上述したような空気流を送り込む手法は機構的にシンプルであり、コスト面で有利であるばかりでなく、組立作業やメンテナンス作業においても有利である。
【００２４】
また、袋素材送り込み機構が、袋素材を筒部材内に送り込むについても、上述した空気流を利用するのみならず、ローラーなどを利用しても良いし、アームで引き出すようにしても構わない。
【００２５】
筒部材は、一端からチューブ状の袋素材を挿入しつつ同袋素材を開いた状態で支持するために略筒状に形成され、他端から封入物を上記袋素材の開口内に誘導するものであればよい。筒状といっても袋材を開いた状態で支持することができればよいので、その断面形状が各種の形状をとることができることは言うに及ばず、連続した周壁面を有する必要もない。すなわち、ネット状となるようにワイヤで形成されるものであっても構わない。また、必要に応じて筒長を変更自在とすることも可能である。
【００２６】
一方、筒部材と上記袋素材送り込み機構が一部有機的に結合することも可能であり、その具体的な一例として、請求項５にかかる発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、上記筒部材は、上記袋素材送り込み機構との連結部分が末広がりの開口形状となるように構成してある。
【００２７】
上記のように構成した請求項５にかかる発明においては、袋素材送り込み機構との連結部分が末広がりの開口形状となることにより、送り込まれる空気流は開口形状に沿って広がり、間から送り込まれる袋素材の先端は開きやすくなる。
【００２８】
また、チューブ状の袋素材が供給される形状は筒部材の形状にも大きな意味を持つことは当然であり、単に平たく押しつぶされているときには、平たい状態から立体的となった状態へと変化するわけであり、そのような変化を連続的に支持する形状とすることも有意義である。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、チューブ状の袋素材を使用するので、素材の幅は半分以下となり、小型化することが可能な自動袋詰め装置を提供することができる。
【００５５】
また、請求項１にかかる発明によれば、平たい状態の袋素材を空気流で送りつつ広げるようにしたため機構的構成を簡易にすることができる。
【００５６】
さらに、請求項２にかかる発明によれば、空気流の送り出し方向を調整することにより、使用する袋素材に応じて最適な空気流とすることができ、また、騒音の発生を調整することもできる。
【００５７】
さらに、請求項３にかかる発明によれば、壁部をテーパー状とすることにより空気流を調整するので、吹出方向などの調整が不要となり、構成を簡易にすることができる。
【００５８】
さらに、請求項４にかかる発明によれば、空気流を斜め方向に送り出すことにより、袋素材を開きやすくなる。
【００５９】
さらに、請求項５にかかる発明によれば、筒部材と袋素材送り込み機構との連結部分の形状を傾斜させて所望の空気流を形成するので、構成を簡易にすることができる。
【００６０】
【００６１】
【００６２】
【００６３】
【００６４】
【００６５】
【００６６】
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【発明の実施の形態】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる自動袋詰め装置を概略図により示しており、図２は主な構成をブロック図により示している。
【００７０】
同図において、本自動袋詰め装置１０は、正面から見て左上方にチューブ状のビニールをロール状として巻回した袋素材２０を支持するとともに、正面右側にて上方に開口する筒部材３０の下方へと繰り出し、同筒部材３０内で下方から上方に移送させつつ先端を開き、上方から封入物を投入可能となっている。そして、筒部材３０の下方には袋素材２０を繰り出しつつ筒部材３０内へ送り込むための繰出送込機構４０が備えられている。
【００７１】
また、本自動袋詰め装置１０においては、チューブ状のビニール製袋素材から袋を形成するだけでなく、上端を綴じるための蓋側圧熱溶着機構５０や、袋の中身を記載したシールを貼付するシール貼付機構６０や、収容後の袋を装置外部に搬出する搬出機構７０などが備えられ、これらは操作パネル８１による指示に基づいて制御部８０が一連の作業を制御している。なお、制御部８０はマイコンを備えており、ソフトウェアによって上記一連の作業を制御している。
【００７２】
本実施形態においてはチューブ状の袋素材２０がロール状となっているが、必ずしもロール状である必要はないし、素材としてもビニール以外の各種の樹脂を採用可能である。また、チューブ状とした袋素材２０を潰して巻き取っているだけであるが、マチ分を内側に折り込むなど、収容形態は適宜変更可能である。
【００７３】
図３は筒部材３０と繰出送込機構４０の概略構成を斜視図により示しており、図４は模式図によって示している。
【００７４】
チューブ状の袋素材２０から袋を形成するため、本自動袋詰め装置１０としては、同袋素材２０を必要量だけ繰り出して底側を形成する袋素材繰出機構と、繰り出された袋素材２０を開いた状態で支持する筒部材と、袋素材２０の先端を開きつつ筒部材内に送り込む袋素材送り込み機構とを備えているが、実際には袋素材を繰り出す機能と送り込む機能とを有機的に一体化させた繰出送込機構４０を備えているため、この繰出送込機構４０について機構的に分類して説明する。
【００７５】
繰出送込機構４０は最下部に二対の送りローラ４１，４２を備えており、ロール状の袋素材２０における上流側の送りローラ４１は水平方向に袋素材２０を引き出し、下流側の送りローラ４２は引き出し方向を直角に変えて送り出す。ここで二対の送りローラ４１，４２のそれぞれは二つ折り状の袋素材２０を挟み込んで密着しており、このようにして挟み込む際に袋素材２０の中にわずかに空気を入れておく。すると、袋素材２０がこの送りローラ４１，４２の間を通過するときに空気溜まりによって一度は開くことになり、後の工程で開口させるときに開きやすくなる。むろん、開きやすくなるという効果はあるものの、必ずしも空気溜まりを形成しなければならないわけではない。
【００７６】
下流側の送りローラ４２の上方には袋素材２０の幅方向に行き渡る一対の下部ヒータ４３が備えられており、図２に示す下部ヒータ移動用モータ４３ａによって互いに近接及び離反する。むろん、間に袋素材２０を介在させた状態で挟み込みつつ加熱することにより、袋素材２０をその長手方向と直交する方向に綴じ合わせることができる。また、この下部ヒータ４３の上方には袋素材２０を挟み込んで対峙する一対のノズル４４が固定されているとともに、同ノズル４４の斜め上方に刃先を向けて一対のカッタ４５が往復動可能に支持されている。このカッタ４５は互いに刃先を内側に向けるように鉛直方向に対して斜め４５度に傾斜され、それぞれを図２に示すカッタ駆動用モータ４５ａにて上方にスライド駆動させると間を通過する袋素材２０に対して刃先が食い込んで切断し、その後、当該カッタ４５は下方に退避して再び袋素材２０を送り込めるようになっている。むろん、袋を形成するためには、綴じ合わせた部分よりも上流側で切断する必要があり、上述した制御部８０がかかる手順を制御する。ノズル４４を除く以上の構成によって概ね袋素材繰出機構を構成していると言える。なお、ノズル４４は図示しない送風ユニットに接続されており、送風バルブ４４ａによって送風させたり停止させたりすることができるようになっている。
【００７７】
筒部材３０の下端は下部の開口から見ると末広がり状に形成され、徳利を逆さにしたように上部から徐々に細くなった後、再びわずかに膨らんでおり、ノズル４４はこの膨らんだ部分の内側から上方に向かって空気流を送り出すように配置されている。図５に示すように、ノズル４４から吹き出された空気流は筒部材３０内を真っ直ぐ上方に向かうだけでなく、徳利状に狭まる部分を経て内壁面に沿って広がることになる。従って、送りローラ４２によって袋素材２０を筒部材３０内に送り込むと、空気流が袋素材２０を上方へ誘導しつつ両側壁を互いに開いていくことになる。このようにして送り込まれる袋素材２０は開口しつつ筒部材３０の内壁面に沿って徐々に上昇していく。
【００７８】
本実施形態においては、このように内壁面に沿って上昇する空気流を筒部材３０の壁面形状によって生成しているが、各種の方法によって空気流を調整することは可能である。例えば、図６〜図８に示す例では、ノズル４４の吹出口を袋素材２０の中程に集中させるとともに、当該袋素材２０を挟み込むように整流板４４ｅ，４４ｅを備えている。また、各ノズル４４は上方に位置する徳利状となった湾曲面の頂部に沿って空気流が流れるように位置合わせしてある。このように配置した場合、空気流は図８に示すように曲面に沿って流れようとするため、自ずから外方向に湾曲する。従って、袋素材２０の先端は互いに両側に引き離される力を受けることになる。このように空気流を湾曲させる効果は曲面である限り生じるが、空気流の流速や曲率や徳利部分の角度などは適宜実験などによって決定する。図６及び図７Ｒ＞７に示す例では、整流板４４ｅの頂部がノズル４４の先端よりも突出しているが、必ずしも突出している必要はない。また、ノズル４４から吹き出される空気流が曲面に沿って流れる限り、当該のズル４４の吹出方向は適度に調整可能である。また、図９に示す例ではノズル４４の吹出口の上方に整流板４４ｂを配置してあり、吹き出される空気の一部を強制的に筒部材３０の内壁面に沿って流れていくようにしている。また、図１０と図１１に示す例ではノズル４４の分岐口４４ｃの開口端に対して、斜め方向に配向した吹出口４４ｄを回転自在に支持させており、吹出口４４ｄの回転方向を適宜調整して空気流の角度を調整できるようにしている。むろん、これ以外にもフレキシブルチューブなどを使用してより柔軟に吹き出し方向を調整できるようにしても良い。
【００７９】
このようにして袋素材２０の通過経路を確保しつつ、その両側でノズル４４から空気流を吹き出しているため、その間の通過経路がスリット部を構成するとともにノズル４４は空気吹出部を構成し、これらによって袋素材送り込み機構を構成していると言える。
【００８０】
さらに、図１２は、筒部材３０の下端と繰出送込機構４０とを一体的に形成した例を示している。この例では、上述した下流側の送りローラ４２の上方にカッタ４５、下部ヒータ４３、ノズル４４が配置され、また、ノズル４４はテーパー状となった筒部材３０の壁部に開口している。この場合でも、図１３に示すように斜めとなった筒部材３０の下方内壁面から鉛直上方に向けて空気流を吹き出した場合、一部は内壁面に沿って斜めに吹き上げられ、これによって袋素材２０を外方に引きつけることになる。なお、図１２に示すものにおいては、カッタ４５よりも下部ヒータ４３の方が下流側に位置しているので、アクチュエータ４６によって同時に押しつければ袋素材２０を綴じ合わせつつ切断することができる。
【００８１】
また、以上の例ではいずれも空気流だけで袋素材２０を開口させつつ所定位置まで移送させるようにしているが、空気流を使用しないメカ的な移送機構を採用することも可能である。図１４に示すものは、筒部材３０の内壁面に沿って移動可能な一対のスライダ４７を備えており、同スライダ４７には内側に向かって開口するサクションノズル４７ａが形成されている。従って、サクションノズル４７ａに負圧を供給することによって袋素材２０は両側に引き寄せられ、さらにスライダ４７自身が筒部材３０の内壁面に沿って移動することにより袋素材２０は送り込まれていく。この例では、スライダ４７自体にヒータ４７ｂも備えており、筒部材３０の上端部分で袋素材２０の上端を挟み込むように移動して加熱することにより、当該上端部分を綴じ合わせることができるようにしている。むろん、筒部材３０の下端部分でも袋素材２０を挟み込んで綴じ合わせるようにしても良い。
【００８２】
図３および図４に示す例に戻ると、筒部材３０の上端には図１５〜図１８に示す蓋側圧熱溶着機構５０が配置されている。この蓋側圧熱溶着機構５０は筒部材３０の上部を挟むようにして対峙する一対のヒータバー５１が一対の支持レール５２に沿って互いに近接及び離反可能に支持されており、巻取りモータ５３ａによってワイヤ５３を引っ張ると図１６に示すようにリンク部材５４を介して両ヒータバー５１が互いに近接し、同ワイヤ５３を緩めると両ヒータバー５１が離れるようになっている。このヒータバー５１にはヒータ５１ａとともにサクションパイプ５１ｂを形成してあり、サクションパイプ弁５１ｂ１を開いて同サクションパイプ５１ｂに負圧を供給することによって袋素材２０の上端を支持できるし、同サクションパイプ弁５１ｂ１を閉じると負圧が供給されなくなって袋素材２０の上端を開放するようにしている。また、リンク部材５４自体は二つの等長のアーム５４ａ，５４ａの一端を互いに回転可能に連結するとともに他端をそれぞれヒータバー５１に対して回転可能に連結しているため、アーム５４ａ，５４ａ同士の連結部位を互いに外側に引っ張ることによって他端の連結部位がヒータバー５１を引き寄せるように作用する。従って、このヒータバー５１と支持レール５２と巻取りモータ５３ａとワイヤ５３などによってノズル移動部材を構成していると言える。
【００８３】
アーム５４ａ，５４ａ同士の連結部位には図１７に示すように袋素材２０の上端に入り込むノズル５５が備えられており、ワイヤ５３を引っ張ったときにはノズル５５の先端部分が袋素材２０の上端を反対方向に引っ張ることになる。これにより、図１８に示すように袋素材２０の上端は重なり合うことなく重なり合い、上部ヒータ５１ａによって長手方向と直交する方向に真っ直ぐ綴じ合わされることになる。
【００８４】
なお、ノズル５５は袋素材２０内に充填用ガスを吹き込むために備えられており、ノズル弁５５ａを開閉させることによって窒素ガスなどを吹き込みつつ、上述したように袋素材２０を開くためにも利用されている。
【００８５】
ところで筒部材３０は上述したように下側が徳利状に幅狭となっているが、図３に示すように細幅となる下端部分では前後方向に伸びるように形成されている。このような形状とすることにより、内周長は概ね一定のまま平坦な状態から徐々に立体的となるように形成され、上記袋素材２０と筒部材３０の内周壁面との間に大きな隙間が生じないようになっている。隙間が生じると後で封入物を投入したときにその荷重を袋素材２０で支持しなければならなくなるが、このように隙間が生じていない場合にはほぼ筒部材３０の内周壁面によって支持することができるようになる。
【００８６】
また、筒部材３０の下部側壁３１は図４に示すように開閉可能となっており、図２に示す下部側壁開閉用モータ３１ａによって当該下部側壁３１を駆動できるようになっている。従って、封入物を収容して上端を綴じ合わせたら、当該下部側壁３１を開くことにより、袋をその自重によって取り出すことができる。さらに、筒部材３０自体は二重の筒体３２，３３から構成され、上部側の筒体３３が上記蓋側圧熱溶着機構５０とともに上下動可能となっている。このようにすることにより、形成したい袋長を適宜調整可能となっている。なお、筒体３３の上下方向への移動は図２に示す袋長調整用モータ３３ａによって駆動するようにしている。
【００８７】
この他、筒部材３０の側壁面にはシール貼付機構６０が備えられている。このシール貼付機構６０内にはプリンタとシール送り機構とが収容されており、制御部８０からの指令によってロール状となったタックシールに袋の中身を印刷し、上記下部側壁３１を開く際に同タックシールの糊面を上に向けて筒部材３０の内側に突出できるようになっている。すると、袋が下方に落下するときに糊面が接触し、下方に引きずられる際に貼付される。
【００８８】
むろん、タックシールなどを貼付せしめる構成は適宜変形可能であるし、プリンタでの印刷方式もドットインパクト方式であったり熱転写方式であるなど、各種のものを採用可能である。
【００８９】
また、筒部材３０の下方にはベルトコンベアからなる搬出機構７０が配置されており、上述したように下部側壁３１を開いたときに自重で落下する袋を装置外部に搬出可能となっている。むろん、ベルトコンベアが単独である必要はなく、装置外部のベルトコンベアに対して連結されていても良いし、搬出機構７０自体も必ずしもベルトコンベアである必要はない。さらに、駆動機構を要しない単なるシュートなどであっても構わない。
【００９０】
次に、上記構成からなる本実施形態の動作を図１９〜図２６を参照して説明する。ロール状の袋素材を送りローラ４１，４２にセットする際、同袋素材２０の先端部分を少し開いておき、内部に空気を入れておく。このようにして前後の送りローラ４１，４２で挟み込むと、間に封じ込まれた空気は空気溜まりとなり、送りローラ４１，４２を通過する袋素材２０を一度は開くように作用することになる。この状態を図１９に示している。
【００９１】
以上によって袋詰めの準備は完了し、以後は制御部８０によって制御を開始する。まず、袋素材２０をセットしたら、袋長調整用モータ３３ａによって筒部材３０における上側の筒体３３を上下動させ、作成する袋の全長に合わせる。この状態を図２０に示している。
【００９２】
続いて、送りローラ４１，４２を駆動させてロール状の袋素材２０を繰り出させ、筒部材３０内に送り込む。また、外部の送風ユニットに接続された送風バルブ４４ａを開き、ノズル４４から空気流を吹き出させる。上述したように袋素材２０の両側で空気流は上方へ向かいつつ筒部材３０の内壁面に沿って斜め上方外側にも向かっても流れていくため、送り込まれる袋素材２０の先端が開き、同筒部材３０の内壁面に沿って上方へと移送されていく。この状態を図２１に示している。
【００９３】
袋の長さが定量になる前に一度送りローラ４１，４２を停止させ、図２２に示すように下部ヒータ４３を下部ヒータ移動用モータ４３ａによって互いに近接させつつ加熱して袋素材２０を綴じ合わせる。このようにしてチューブ状の袋素材２０の下端側を綴じ合わせたら、ローラ４１，４２を再び駆動して残りの寸法分だけ送り込む。この場合の目安は綴じ合わせた袋素材２０の下端が筒部材３０のすぐ下側に位置するようにする。また、この位置でサクションパイプ弁５１ｂ１を開いてヒータバー５１のサクションパイプ５１ｂに負圧を供給することにより、袋素材２０の上端はヒータバー５１に吸引されて支持される。この状態を図２３に示している。
【００９４】
この時点で袋素材２０は底側が綴じ合わされてことになるので、図２４に示すように筒部材３０の上方から封入物を投入して収容していく。そして、所定量だけ投入できたら蓋側圧熱溶着機構５０の上部ヒータ５１ａに通電しつつ巻取りモータ５３ａによってワイヤ５３を巻き取り、図２５に示すように袋素材２０の上端を挟むようにして対峙する一対の上部ヒータ５１ａを互いに近接せしめて袋素材２０の上端を綴じ合わせる。また、これとともにカッタ駆動用モータ４５ａによってカッタ４５を動作させ、袋素材２０の下端側を切断する。これによって封入物は袋内に封入され、かつ、当該袋はロール状の袋素材２０から切り離される。従って、サクションパイプ弁５１ｂ１を閉じてサクションパイプ５１ｂへの負圧の供給を停止するとともに図２６に示すように下部側壁開閉用モータ３１ａによって下部側壁３１を開くと袋は自重によって落下するし、その直前にシール貼付機構６０によって中身を印刷したタックシールを筒部材３０内側に突出せしめておくことにより、同タックシールが袋外面に貼付されて下方に落下する。そして、下方の搬出機構７０を駆動させると所定の経路を経て搬出されることになる。
【００９５】
なお、封入物を投入する前後においてノズル弁５５ａを開閉させることにより、蓋側圧熱溶着機構５０のノズル５５から充填用のガスを吹き出しておけば、袋内に同ガスが充填されるし、上述したように巻取りモータ５３ａによってワイヤ５３を引っ張る際には同ノズル５５が袋素材２０の上端を重なり合うことなく閉じることができる。むろん、これらの設定は操作パネル８１によって操作可能となっている。
【００９６】
このように、ロール状に巻き取られたチューブ状の袋素材２０を二対の送りローラ４１，４２によって筒部材３０におけるスリット状の開口内に送り込むとともに、この袋素材２０を挟み込むようにして配置されたノズル４４から空気流を筒部材３０内に送り込むと、同筒部材３０の内壁面に沿って広がる空気流によって袋素材２０の先端が開きつつ送り込まれ、所定位置で同袋素材２０の下端を長手方向と直交する方向に綴じ合わせて封入物を投入し、所定量だけ投入したら蓋側圧熱溶着機構５０によって上端を綴じ合わせ、最後に下部側壁３１を開くと、自重によって袋は落下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかる自動袋詰め装置の概略図である。
【図２】 自動袋詰め装置の主な構成を示すブロック図である。
【図３】 筒部材と繰出送込機構の概略構成を示す斜視図である。
【図４】 同筒部材と繰出送込機構の概略構成を示す模式図である。
【図５】 筒部材内での空気流を示す図である。
【図６】 ノズル部分の変形例を示す斜視図である。
【図７】 同変形例にかかる断面図である。
【図８】 空気流を示す図である。
【図９】 筒部材内で空気流を発生する変形例を示す図である。
【図１０】 空気流の吹出方向を調整可能とした変形例の斜視図である。
【図１１】 同変形例の断面図である。
【図１２】 筒部材と繰出送込機構を一体化した変形例を示す断面図である。
【図１３】 同変形例における空気流を示す図である。
【図１４】 空気流を使用しない変形例を示す概略図である。
【図１５】 蓋側圧熱溶着機構における開いた状態の平面図である。
【図１６】 同蓋側圧熱溶着機構における閉じた状態の平面図である。
【図１７】 蓋側圧熱溶着機構のノズルが袋素材の上端開口に挿入されている状態を示す斜視図である。
【図１８】 同ノズルが袋素材の上端を閉じる状態を示す斜視図である。
【図１９】 袋素材を送りローラにセットする状況を示す概略断面図である。
【図２０】 袋長に合わせて筒体を移動させる過程を示す概略断面図である。
【図２１】 袋素材を送り込む過程を示す概略断面図である。
【図２２】 袋素材の下端を綴じ合わせる過程を示す概略断面図である。
【図２３】 袋素材を所定位置まで送り込む過程を示す概略断面図である。
【図２４】 封入物を投入する過程を示す概略断面図である。
【図２５】 袋素材の上端を綴じ合わせる過程を示す概略断面図である。
【図２６】 袋を排出する過程を示す概略断面図である。
【図２７】 一枚のロール状ビニールから袋を形成する状況を示す斜視図である。
【図２８】 一枚のロール状ビニールから袋を形成する際に必要な幅を示す図である。
【符号の説明】
１０ 装置
２０ 袋素材
３０ 筒部材
３１ 下部側壁
３２ 筒体
３３ 筒体
４０ 繰出送込機構
４１，４２ 送りローラ
４３ 下部ヒータ
４４ ノズル
４４ａ 送風バルブ
４４ｂ 整流板
４４ｃ 分岐口
４４ｄ 吹出口
４５ カッタ
４６ アクチュエータ
４７ スライダ
４７ａ サクションノズル
４７ｂ ヒータ
５０ 蓋側圧熱溶着機構
５１ ヒータバー
５１ａ ヒータ
５１ｂ サクションパイプ
５２ 支持レール
５３ ワイヤ
５４ リンク部材
５４ａ アーム
５５ ノズル
６０ シール貼付機構
７０ 搬出機構
８０ 制御部
８１ 操作パネル
Claims (5)
- チューブ状の袋素材を繰り出すとともに所定量だけ繰り出した状態で同袋素材を切断しつつ送り込んだ同袋素材の端部を綴じる袋素材繰出機構と、略筒状に形成されるとともに一端から上記袋素材を挿入しつつ同袋素材を開いた状態で支持するとともに他端から封入物を上記袋素材の開口内に誘導する筒部材と、この筒部材における上記袋素材の入口側の開口部分で上記袋素材の先端を開きつつ当該筒部材内に送り込む袋素材送り込み機構とを具備することを特徴とする自動袋詰め装置において、
上記袋素材送り込み機構は、上記筒部材へと連通して上記袋素材を同筒部材内へと誘導するスリット部と、このスリット部の両側で上記筒部材内に空気流を送り込む空気吹出部とを有することを特徴とする自動袋詰め装置。 - チューブ状の袋素材を繰り出すとともに所定量だけ繰り出した状態で同袋素材を切断しつつ送り込んだ同袋素材の端部を綴じる袋素材繰出機構と、略筒状に形成されるとともに一端から上記袋素材を挿入しつつ同袋素材を開いた状態で支持するとともに他端から封入物を上記袋素材の開口内に誘導する筒部材と、この筒部材における上記袋素材の入口側の開口部分で上記袋素材の先端を開きつつ当該筒部材内に送り込む袋素材送り込み機構とを具備することを特徴とする自動袋詰め装置において、
上記筒部材の下端の開口に配置された空気吹出部は、この空気吹出部から送り出される空気流の方向を調整可能としてあることを特徴とする自動袋詰め装置。 - 上記請求項１または請求項２のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、
上記空気吹出部は、上記スリット部と反対の側に向かって徐々に開口を広げるテーパー形状の壁部を有していることを特徴とする自動袋詰め装置。 - 上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、
上記空気吹出部は、上記スリット部と反対の側に向かって斜め方向に空気流を送り出すことを特徴とする自動袋詰め装置。 - 上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の自動袋詰め装置において、
上記筒部材は、上記袋素材送り込み機構との連結部分が末広がりの開口形状となっていることを特徴とする自動袋詰め装置。
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