JP3731832B2 - 縦型充填包装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は袋体の内容物を充填する縦型の充填包装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
緑茶、紅茶、ウーロン茶等の茶葉、コーヒー粉、粉末状調味料、さらには米、麦等の食品を袋体に自動的に充填し包装する装置として、出願人はロータリー式充填装置を先に出願した（特願平７ー２２２８９号）。この装置は９０゜毎に間欠回転する回転体の４分割位置にホルダを取り付けると共に、この回転体の回転軌道の４分割位置を袋体の供給ステーション、袋体への内容物充填ステーション、袋体のガス置換ステーション、袋口のシールステーションとしている。袋体はホルダに袋口が挟持された状態で回転体の回転と共に移動し、この移動によって内容物の充填、ガス置換、袋口のシールが順次行われて包装体となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このロータリー式充填装置は回転体の間欠回転に追随して処理を行うところから処理量に限界があり、高速処理に対処できない問題を有している。又、袋体の供給装置、内容物の充填装置、ガス置換装置、シール装置を回転体の回転軌道に沿って配置するため、装置が複雑で、大型化している。さらに、以上のような装置を回転体の回転と連動させる必要があり、その制御が難しい問題を有している。
【０００４】
本発明はこのようなロータリー式充填装置の問題点を考慮してなされたものであり、高速処理が可能で、簡単且つ小型化ができ、さらには制御も容易な縦型の充填包装装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の縦型充填包装装置は、袋体を吊り下げ状に供給する袋体供給部と、袋体の袋口の開閉方向に回動可能となっていると共に相互に接近する方向に回動するように付勢された一対のリップ部材及びばね力によってそれぞれのリップ部材に圧接してリップ部材との間で袋体の袋口を挟持する挟持部材が配置されたホルダと、前記挟持部材をリップ部材から離して袋体の袋口の挟持を解除する解除部材と、リップ部材及び挟持部材によって挟持されている袋体の袋口に進入し、袋口への進入状態でリップ部材と直交する方向に袋体を引っ張って袋口を引張状態とする一対の引っ張りロッドと、袋口がホルダに挟持された袋体を両側から挟む押さえ部材と、袋体内に進入し、押さえ部材の下方の袋体内に少なくともガスを噴出するガスノズルと、前記ホルダの上方からリップ部材に当接するように下降して袋口の開口方向にリップ部材を回動させると共に、内容物を袋体内に充填するホッパと、袋体を両側から挟んで保持する保持部材及び袋口をシールするシール部材が一体的に上下動するように取り付けられた搬送部と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
この装置は、袋体供給部からの袋体の袋口をホルダが挟持し、このホルダの保持状態で、ガスノズルが袋体内のガス置換及び袋体の膨らましを行い、ホッパが袋体への内容物の充填を行う。搬送部はこの袋体をホルダから取り出して下方に搬送し、袋口のシールを行い、包装体として成形する。
このような構造では、全てが上下方向への直線的な移動であり、回転に比べてスピードアップが容易なため、処理量が飛躍的に増大する。又、上述した各種の部材を上下方向に配置すると共に、上下方向の駆動で全ての処理を行うため、構造が簡単で、小型化ができると共に、制御が容易となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の実施の形態の全体を示す。基台１が縦型に成形され、この基台１に袋体供給部２、ホッパー３、ホルダ１０、搬送部４が配置されている。
【０００９】
袋体供給部２は基台１の側面部分に配置されるものであり、袋体１１が積層状態で載置される袋台２１と、この袋台２１を上下動させる袋台シリンダ２２と、袋台２１上の袋体を吸着によって取り出す給袋部材２３とを備えている。給袋部材２３は基台１の側部に取り付けられており、袋台２１上の最上部の袋体１１を吸着によって取り出すピックアップアーム２４と、ピックアップアーム２４が取り出した袋体をホルダ１０に移送する供給アーム２５とを備えている。
【００１０】
図３はこの袋体供給部２を示し、供給アーム２５は同一軸上に配置されて、袋体１１の袋口の両側から吸着する第１及び第２のアーム２５ａ、２５ｂを有している。この場合、第２のアーム２５ｂは供給部材２６に連結され、同部材２６の作動によって第１のアーム２５ａに対して進退する。
【００１１】
供給部材２６はカム溝２６ａが形成されたカムプレート２６ｂと、供給アーム２５の軸端を回動させる回動モータ２６ｃとを備えている。カムプレート２６ｂのカム溝２６ａには、第２のアーム２５ｂから延びるピン２５ｃが係合しており、このピン２５ｃがカム溝２６ａに沿って走行することにより、第２のアーム２５ｂが第１のアーム２５ａとの密着状態から離反方向に移動して、袋体１１の上部の袋口を開口する。このとき、供給アーム２５全体は図３の鎖線で示すように、水平位置まで回動する。これにより供給アーム２５は袋口が開口した状態の袋体１１をホルダ１０まで移送し、これ以降は上下方向に作動によって処理が行われる。
【００１２】
図４〜図６はホルダ１０を示し、基台１にボルト等によって固定される取付フレーム１２と、この取付フレーム１２から延びる支持フレーム１３と、袋体１１を保持する一対のリップ部材１４と、各リップ部材１４の裏側に取り付けられた挟持部材９とを備えている。リップ部材１４は支持フレーム１３に平行状態で回転可能に掛け渡された軸フレーム１５に取り付けられることにより、相互に対向している。このリップ部材１４は軸フレーム１５が回転することで、袋体１１の開閉方向に一体的に回動する。かかるリップ部材１４にはばね１６が相互に掛け渡されることで、相互の接近方向に付勢されている。そしてリップ部材１４を押圧することにより、図６の鎖線で示すように全体がばね１６のばね力に抗して回動し、この回動によって袋体の袋口を開口する。
【００１３】
挟持部材９は各リップ部材の裏側に取り付けられることで、リップ部材１４との間で袋体１１の袋口を挟持するものである。この挟持を行うため、挟持部材９はその軸に捩じりばね９ａが巻回されており、捩じりばね９ａによってリップ部材１４との当接方向に付勢されてリップ部材１４の裏面に圧接している。この挟持部材９の上部には同部材９をリップ部材１４との圧接から離反させる離反ロール９ｂが取り付けられている。この離反ロール９ｂを押圧することで挟持部材９はその下部がリップ部材１４との当接から離れ、これにより袋体１１の挟持を解放する。この離反ロール９ｂを押圧するため、離反ロール９ｂとの対向部位には解除部材３０が配置されている（図１参照）。
【００１４】
この解除部材３０は基台１に取り付けられた解除用シリンダ３１と、解除用シリンダ３１に取り付けられた解除用パッド３２とを備えており、解除用パッド３２がホルダ１０の各離反ロール９ｂに対向している。この構造では解除用シリンダ３１が作動することで解除用パッド３２が進出して、離反ロール９ｂを押圧し、これにより挟持部材９がリップ部材１４から離れ、リップ部材１４と挟持部材９とによる袋口の挟持が解除される。
【００１５】
ホルダ１０におけるリップ部材１４の配設部位と直交する対向部位には、図５及び図６に示すように、一対の引っ張りロッド１７が配置されている。この引っ張りロッド１７は支持フレーム１３に回動可能に垂下しており、そのロッド軸１７ａには、捩じりばね１９が巻回されている。引っ張りロッド１７は図５の実線で示すように、その下部が袋体１１の袋口に進入しており、捩じりばね１９のばね力によりリップ部材１４と直交する方向に袋体１１を引っ張るように作用する。これにより袋体１１の袋口を良好な引張状態とすることができる。なお、引っ張りロッド１７のロッド軸１７ａにはリンクロッド１８が連結されており、このリンクロッド１８を回動することにより、図５の鎖線で示すように、引っ張りロッド１７が相互に接近するため、その下部が袋体１１の袋口に進入できる。
【００１６】
以上のホルダ１０の下方には、押さえ部材３５が配置されている。押さえ部材３５は袋体１１の両側に位置するように設けられていると共に、基台１に取り付けられた押さえ用シリンダ３６に装着されており、押さえ用シリンダ３６の作動によって袋体１１を両側から挟むように作用する。これにより袋体１１の上部が封鎖状態となり、後述するように袋体１１内に噴射されたガスが逃げることを防止する。
【００１７】
前記ホッパ３はホルダ１０の上方に設けられている。このホッパ３は基台１に取り付けられた作動シリンダ３７のピストンに連結されており、作動シリンダ３７の駆動により上下動する。そしてホッパ３の下方向への移動により、その下端部分がホルダ１０のリップ部材１４の間に進入する。このホッパ３の下端部分はリップ部材１４に当接し、一対のリップ部材１４を相互の離反方向に回動する。これによりリップ部材１４に挟持されている袋口が開口し、内容物の充填が可能となる。
【００１８】
このような作動では、袋口が強制的に開口されるため、袋口にチャックを有した袋体への適用が可能となる。チャック付袋体は凸チャック及び凹チャック（いずれも図示省略）が相互に嵌合することで袋口を閉鎖する形態となっている。このチャック付袋体はチャックが閉じた状態で供給されるため、内容物の充填に先だって閉じ状態を解除する必要がある。この実施の形態では、ホッパ３がリップ部材１４に当接することで、リップ部材１４を強固に回動させるため、かかるチャックをも解除することができる。これによりチャック付袋体に対する処理が可能となる。
【００１９】
なお、ホッパ３にはフィーダ３８が連結されていると共に、このフィーダ３８の上部には計量器３９が設けられている。計量器３９は内容物が所定量となるように計量し、フィーダ３８はこの計量された内容物をホッパ３に供給する。そしてホッパ３は内容物を袋体１１に導き、内容物の充填を行う。
【００２０】
４０はホッパ３の上方に配置されたガスノズルである。このガスノズル４０は上下動可能となっていると共に、バルブ（図示省略）を介して不活性ガスタンク及びポンプ（いずれも図示省略）に接続されている。これによりガスノズル４０は袋体１１内に進入して不活性ガス又は空気を噴射し、後述するように袋体１１を膨らませ、内容物の充填を容易とする。
【００２１】
前記搬送部４は基台１の下部に設けられている。この搬送部４は基台１の底部に立設された上下動シリンダ４１と、上下動シリンダ４１に取り付けられて上下動するブラケット４２と、ブラケット４２に取り付けられた一対のシール部材４３及び一対の保持部材４４とを備えている。シール部材４３は袋体１１の袋口を熱シール又は超音波シールによって閉鎖するものであり、保持部材４４は袋体１１を両側から挟むものである。かかるシール部材４３及び保持部材４４はブラケット４２と共に、上下動するが、この上下動を安定的に行うため、基台１にはガイドシャフト４５が立設されている。そして、ブラケット４２にはこのガイドシャフト４５が挿通するガイドブロック４６が設けられている。７はシール部材４３及び保持部材４４の下方に配置された排出シュートである。
【００２２】
次に、この実施の形態の作動を図１により説明する。袋体１１はガスバリヤ性の包材によって袋口部分だけが開放された袋形状に成形され、折り畳まれた状態で袋台２１に載置される。袋体供給部２の袋台２１が上昇し、袋台２１上の最上部の袋体１１をピックアップアーム２４が吸着して取り出す。供給アーム２５の第１及び第２のアーム２５ａ、２５ｂはこの袋体の袋口を両側から吸着し、この吸着状態で上方に回動する。このか移動中に第１及び第２のアーム２５ａ、２５ｂは離反して袋口を開口する。
【００２３】
一方、解除部材３０では解除パッド３２が進出しホルダ１０の離反ロール９ｂを押圧し、挟持部材９とリップ部材１４とを離反させる。袋口が開口された状態で供給アーム２５により移送された袋体はその袋口がこれらの間に挿入され、解除部材３０の作動が停止することで、リップ部材１４及び挟持部材９が袋口を挟持する。この挟持の後、供給アーム２５は下方向に回動して、退避する。
【００２４】
その後、ガスノズル４０が下降して袋体１１内に進入し、これに連動して押さえ部材３５が袋体１１を両側から挟む。これにより袋体１１及びガスノズル４０が押さえ部材３５によって挟まれて押さえられた状態となる。そしてガスノズル４０から不活性ガス或いは空気が袋体１１内に噴射される。このとき袋体１１は押さえ部材３５によって挟まれているため、ガスは押さえ部材３５よりも上方へ移動することができない。このため袋体１１内がガスによって充満されて袋体１１が膨らむ。これにより折り畳み状態が解除され、内容物が袋体１１内に自由に落下できる状態となる
【００２５】
袋体１１が膨らんだ後、押さえ部材３５は袋体１１の挟み状態から退避する。そしてホッパ３が下降して、ホルダ１０のリップ部材１４に当接し、同部材１４を離反方向に回動させる。これによりリップ部材１４は袋口を開口し、この状態でフィーダ３８を介して所定量の内容物がホッパ３から袋体１内に落下して、その充填が行われる。この充填に際しては、上述したようにガスノズル４０からのガスによって袋体が膨らむことで、その折り畳み状態が解除されているため、内容物を円滑に落下させることができる。
【００２６】
内容物の充填後、ホッパ３が上昇すると共に、ガスノズル４０が上昇する。これにより上方での処理が終了し、上下動シリンダ４１が伸長作動して、シール部材４３及び保持部材４４が一体的に上昇する。ここで、保持部材４４が袋体１１を両側から挟んで保持する。この状態で解除部材３０が再度、駆動して挟持部材９をリップ部材１４から離反させる。これによりホルダ１０は袋口の挟持を解除する。この解除においても、保持部材４４が袋体１１を挟んでいるため、袋体１１が不用意に落下することがない。
【００２７】
その後、上下動シリンダ４１が短縮作動し、袋体１１を下降させる。この下降位置でシール部材４３が駆動して袋体１１の袋口をシールする。このシールによって袋口が閉鎖された包装体が作製され、シール部材４３及び保持部材４４が同時に作動を解除する。これにより袋体１１は排出シュート７に落下して排出される。なお、上下動シリンダ４１による袋体１１の下降の直後においては、袋体供給部２が作動して、次段の袋体への処理を続行し、以後、同様な処理を連続的に行う。
【００２８】
このような実施の形態では各処理の全てが上下方向への直線的な移動であり、回転運動に比べてスピードアップができるため、迅速な処理ができ、処理量を増大させることができる。又、処理を行う部材を上下方向に配置し、上下方向の駆動で全ての処理を行うため、構造が簡単で、小型化でき、しかも制御が容易となる。
【００２９】
本発明は以上の実施の形態に限定されることなく、種々変更が可能である。例えば、ガスノズル４０は圧縮空気を噴射しても良く、これにより安価に稼働することができる。又、内容物に充填に際しては、バイブレーション装置を設け、袋体を振動させながら充填しても良く、これにより充填時の架橋を防止することができる。さらにチャック付袋体を充填に用いる場合、搬送部４の保持部材４４をチャックに合わせて位置決めして、チャックの嵌合用に使用しても良く、これによりチャックを自動的に閉じることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、袋体の袋口の開口、袋体内へのガス噴射、袋体内への内容物の充填、袋口のシールの全てが上下方向での移動で行うため、回転に比べてスピードアップが容易で、迅速処理ができ、処理量が増大する。又、各種の部材を上下方向に配置するため、構造が簡単で、小型化でき、制御も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体の正面図である。
【図２】全体の側面図である。
【図３】袋体供給部の部分正面図である。
【図４】ホルダの平面図である。
【図５】ホルダの側面図である。
【図６】ホルダの正面図である。
【符号の説明】
２ 袋体供給部
３ ホッパ
４ 搬送部
１０ ホルダ
１１ 袋体
１４ リップ部材
３０ 解除部材
３５ 押さえ部材
４３ シール部材
４４ 保持部材

Claims (1)

1. 袋体を吊り下げ状に供給する袋体供給部と、
   袋体の袋口の開閉方向に回動可能となっていると共に相互に接近する方向に回動するように付勢された一対のリップ部材及びばね力によってそれぞれのリップ部材に圧接してリップ部材との間で袋体の袋口を挟持する挟持部材が配置されたホルダと、
   前記挟持部材をリップ部材から離して袋体の袋口の挟持を解除する解除部材と、
   リップ部材及び挟持部材によって挟持されている袋体の袋口に進入し、袋口への進入状態でリップ部材と直交する方向に袋体を引っ張って袋口を引張状態とする一対の引っ張りロッドと、
   袋口がホルダに挟持された袋体を両側から挟む押さえ部材と、
   袋体内に進入し、押さえ部材の下方の袋体内に少なくともガスを噴出するガスノズルと、
   前記ホルダの上方からリップ部材に当接するように下降して袋口の開口方向にリップ部材を回動させると共に、内容物を袋体内に充填するホッパと、
   袋体を両側から挟んで保持する保持部材及び袋口をシールするシール部材が一体的に上下動するように取り付けられた搬送部と、を備えていることを特徴とする縦型充填包装装置。

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