JP3753930B2 - 袋詰め包装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油あげに代表されるような平たく腰のない被包装物、或いは転がりやすい肉だんご集合体などを平坦な状態のまま、能率よく袋詰めする包装装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
袋詰めについて考えると、原理的には被包装物をその重力で包袋内に充填するのが最も能率的であるから、従来の一般的な袋詰め包装機は、クランプに包袋を吊り下げて運搬し、その運搬軌道中で被包装物を包袋内に充填する構成のものが多い。しかし前記の油あげや、肉だんご集合体は重力の影響で袋底に団子重なりになる欠点がある。この点、特開平６−１４４４０３号公報に開示するものは、当初から包袋を横に寝かせ且つ水平円軌道に沿って運搬し、円運動する包袋の円周側から同包袋の開口部内に被包装物を充填するので、前記の被包装物の団子固まり現象は解決されている。しかしかかる包装機の場合、包袋の袋口は常に同じ軌道円に位置しなければならないから、使用する包袋の長さが変わる度に、円軌道円周側から水平に供給する包袋の送り込み量を調整しなければならず、その調整のための時間ロスが必然的に生ずるという問題がある。この点特開平２−３２９２６は、円軌道を回転するクランプで包袋を吊り下げて運搬しながら被包装物を充填し、該包袋を、運搬中に下から回転するベット基板に載せて平たく寝かせたあと、振動を加え重力でもって被包装物を包袋内で平たく成形する構成を備える。かかる包装機では包袋の袋口を掴まえてクランプに供給するから、常に袋口が供給基準になり、仮に袋の長さが変化する場合でも、前記のような送り込み量の調整は不要である。しかし被包装物の充填は重力利用によって行なうので、油あげのような腰のないものは平たくなりにくいという問題が残り、両包装機とも一長一短がある。
【０００３】
【その解決手段】
本発明は前記の各短所を除くために、移送基盤の周縁に一端を支持する２本のアームの開放端それぞれに、包袋を挟持するためのクランプを備える回転子本体をメインピンを介して枢支すると共に、前記各アームに沿って配置したロッドと前記回転子本体とをリンクを介して連結し、前記ロッドに作用するコイルばねの張力により、前記回転子本体に設けた前記クランプの噛着面を垂直に保持する一方、前記両ロッドに設けた垂下ピンそれぞれに係合する横長板の操作力で前記コイルばねを圧縮して、前記クランプの噛着面を水平方向に変位させることができる構成であり、前記移送基盤と一体に回転する前記横長板の、スライドピンの回転軌道にスラストカムを設置し、該カム形状に倣って前記クランプの噛着面を、垂直、水平両方向に変位するように前記回転子本体を回転させる手段と、 前記移送基盤の下面に設けたガイド棒に前記両アームを、これらアームの間隔がスライド自在に変化するように支持する一方、前記両ロッドにおける前記両垂下ピンを、前記横長板に沿って形成したスリット内に変位可能に係合し、前記両アームの間隔変位により前記両クランプで挟持した包袋の袋口を開閉させる手段と、 前記クランプの噛着面を水平に変化させる領域で、前記移送基盤に支持するベッド基盤を回転させて前記包袋を水平に横臥させ、開口しかつ横臥する該包袋内に被包装物を押し入れる装置を備える手段とにより構成する。
【０００４】
斯かる構成によると、移動基板の回転運動によりスラストカムの圧力がロットを介して回転子本体に伝達する結果、該回転子本体に付設するクランプは、その噛着面が水平に、また垂直に変化し、挟持して吊り下げる包袋を、被包装物の充填を水平方向から行なうことが可能なように方向変換する。かかる装置はクランプに対する包袋の供給を、袋口を基準に行なう形式であるため、包袋の長さに変化があっても調整が不要であり、それでいて袋底での被包装物の団子現象を解消する。なお構成中の『スラストカム』なるものは、それをラジアルカムによって形成し、例えばクランクを用いてロットを操作することは可能なので、その表現によってカムの方向性を限定したものできない。かかる技術思想はその他のカムにも当て嵌めることは可能である。
【０００５】
【発明の実施形態】
図１実施例での袋詰め包装機は、円形の移動基板１０の周縁に設置した２個を１組とする、８組のクランプ１１が前記移動基板１０と一体に時計方向１２に１ピッチ、つまり４５度角づつ間欠移動する。１組のクランプ１１が給袋セクション(I)に停止すると、給袋装置から供給される包袋１３の両側縁をクランプ１１は挟持して吊り下げる。前記包袋が印刷セクション(II)に移送されると、プリンタ１４は包袋１３の表面に製造日付などを印刷する。就床セクション(III)において１組のクランプ１１は吊り下げた包袋１３を水平にするように回転する。この場合クランクピンの動きをするしごき棒１５は包袋の袋口から底側に向けてスライドして包袋を水平化し、同時に下からベット基板１６が回転状に持ち上がって包袋を水平に支える。つまり後位セクションでの包袋１３の状態である。この開口セクション(IV)において両側のクランプ１１間隔が矢印方向に狭まり包袋の口を開口する。この場合上下一対の真空カップ１７は袋口を上下に広げて開口助勢する。充填セクション(V)において上下一対の挟持板１８で挟持した油あげ２０を包袋１３内に挿入し充填する。液充セクション(VI)で空気ノズル２１は空気圧で包袋１３の開口を保持する一方、メインノズル２２が味付け液を補充する。緊張セクション(VII)で両側のクランプ１１を離反して袋口を緊張する。この場合袋口を加熱シールバーで密封する。しかし後域で包装体を真空包装用のチャンバーに移す場合は当該位置での密封シール作用は見合わす。搬出セクション(VIII)において仲介クランプ２３は包装体を機外、例えば真空チャンバー等に運び出す。なお以上各構成要素の詳細は下記に説明する。
【０００６】
図２は前記袋詰め機の一部断面で、機台２５に立設する軸受２６に、既に説明した移動基板１０の主軸２７が支持され、断続回転装置２８によって前記移動基板１０を作動する。当該図面の平面視である図３に示すごとく１組のクランプ１１はそれぞれ、一端を移動基板１０に支持する２本のアーム２９の解放端に設置している。該図を透視する図４のごとく、仮想線で示した移動基板１０の下面に固定する一対の垂下片３０の間に棒状ガイド３１を架設し、両アーム２９の上面に固定するそれぞれのスリーブ３２を前記ガイド３１にスライド自在に支持する一方、図３のごとく回転基板１０の上面にピン３４を介して支持した水平レバー３５の両端と、前記両アーム２９とをそれぞれリンク３６、３７で連結するので、前記水平レバー３５が正逆転すると、図４における両アーム２９はガイド棒３１に沿って接近し、また離反する。これは両クランプ１１に支持する包袋１３を開口したり、緊張したりする作用に相当する。
【０００７】
また図４のごとく両アーム２９に固定したブラケット３９の端にそれぞれ、姿勢バランス用の２個のコロ４０を支持する。つまり図５のごとく移動基板１０の下側に固定する２本のレール４１に前記コロ４０を接触させ、前記アーム２９のバランスを保つための配慮をしている。
【０００８】
側面図である図５及び平面図である図６に示すごとく、アーム２９の解放端にはクランプの一部を構成するための回転子本体４２をメインピン４３を介し回転自在に支持し、該回転子本体にサブピン４４を介して支持したクランプレバー４５の可動爪４６を、前記回転子本体４２から突き出る固定爪４７に対し、捻じりコイルスプリング４８引っ張りによって圧接し、既に説明したクランプ１１を形成する。なお外からの、前記コイルスプリング４８の引っ張り力に対する抗力によって可動爪４６は固定爪４７から離れる。
【０００９】
前記と同図で見られるように、アーム２９の内部に沿って配置したロット５０をリンク５１を介して前記回転子本体４２と連結し、ロット周囲のコイルばね５２の張力を同ロット５０に作用させる。該コイルばね５２の張力は回転子本体４２を仮想線４２bの位置に保持し、前記ロット他端の垂下ピン５３に係合する横長板５４の操作力を前記コイルばね５２に及ぼすことにより、回転子本体４２は実線位置に復帰する。なお前記とは対称的にコイルばね５２の引っ張りで回転子本体４２を実線位置に保持する構成は勿論可能である。前記のごとき回転子本体４２の回転は、図１の給袋セクション(I)及び就床セクション(III)等で実行する。
【００１０】
図４及び図７には前記クランプにおける回転子本体の回転操作手段を開示する。すなわち移動基板１０の下面に固定するスリーブ５５に支持するスライド棒５６は、その一端に既に述べた横長板５４を備え、該横長板に形成する２個のスリット５７が、既に述べた回転子本体操作ロットの垂下軸５３を係合する。時計方向への移動基板１０の動きにより、前記スライド棒他端の垂直ピン５８がスラストカム５９に接触している間、クランプ１１の挟持面は垂直であるが、垂直ピン５８がスラストカム５９から離れるとクランプ１１の挟持面は水平に方向を変化させる。
【００１１】
前記の横長板に沿ったスリット５７は、２本のクランプアーム２９が接近、また離反して袋幅を変化させる上で重要である。図３はその袋幅調整手段について開示する。すなわち移動基板１０の下面に軸受６０を介して支持したクランク６１は、その入力側クランクピン６２を、移動基板中心軸と同芯配置のラジアルカム６３に接触させる一方、同出力側クランクピン６４を、既に説明した水平レバー３５の一端に連接棒６５を介して連結し、コイルスプリング６６の引っ張りによって前記入力側クランクピン６２をカム６３に圧接する。移動基板１０の移動に伴いラジアルカム６３のカーブが入力側クランクピン６２に作用すると、２本のアーム２９の間隔は変化する。つまり図４において包袋１３は開口し、また閉鎖する。かかる作用は図１における開口セクション(IV)及び緊張セクション(VII)等において実行する。なお図１においてラジアルカム６３は、移動基板１０と一体に移動１２し且つ移動基板１０が停止している間に逆時計方向に単独復帰１５０するので、開口セクション(IV)では停止する包袋１３を開口できる。
【００１２】
図８に示すごとく各アーム２９の１組ごとに、移動基板１０は包袋１３を臥するためにベット基板１６を備える。移動基板１０から垂下するフレーム７１に長さの異なる２本の、第１リンク７２と、第２リンク７３とを枢支すると共に、これら両リンクに前記ベット基板１６を支持すると共に、前記フレーム７１にガイド７４を介して上下動自在に支持するリフト棒７５を第１リンク７２と連結し、同リフト棒下の車輪７６を第２のラジアルカム７８に負荷している。前記カム７８上面のカーブによってベット基板１６は上下に変位し、図１における就床セクション(III)附近でベット基板１６は水平に支える。該ベット基板１６は、包袋１３から溢れる例えば液や団子を包袋内に充填する場合、僅かに下降して包袋１３を傾斜させるような配慮がある。
【００１３】
図９は、図１の充填セクション(V)での包袋に対する被包装物充填手段平面実施例である。すなわち袋詰め包装機と同期回転するベルトコンベヤ８０の上に、４枚の油あげ２０を並べて載置し間欠運搬すると、先ず片寄せ手段８１は前記あげをガイド壁８２に添わせ、次の加圧セクションで上からの加圧であげは嵩低く押さえられ、さらに次セクションの押し出し手段８３はあげをコンベヤ８０から、上下２枚の挟持板１８の間に、一定の時間間隔で押し出す。
【００１４】
図１０及び図１１のことく、機台８５に立設する支柱８６上の２本の平行なガイド棒８７にスライドフレーム８８を支持し、該フレームの上に固定する溝形板８９の上にバネ９０を介して配置する下板９１と、前記フレームにおけるスリーブ９２にスライド自在に設けたロット９３の上の上板９４とで、既に説明した挟持板１８を構成する。また前記ロット９２の下端に支持するコロ９５は、機台８５に支持するコンロット９６上のカム板９７のスリット９８に係合する。そこで図１０において押し出し手段８３がベルトコンベヤ８０上の油あげ２０を矢印のごとく下板９１上に押し出すと、ロット６９、９３から伝わる動力で上板９４は下動し、下板９１とで挟持する油あげ２０をバネ９０の弾力に抗して溝形板８９の中に沈める。
【００１５】
図１２における正逆転水平揺動レバー１００はリンク１０１を介し前記溝形板８９と連結し、該溝形板を仮想線８９bの位置まで変位させる。すなわち図１３のごとく前記揺動板１００の運動で溝形板８９をガイド棒８７に沿って押し出しすと、下板９１と上板９４とで挟持したあげ２０を包袋１３の中に挿入することができる。しかも前記上下両板の間に介在する押し込みブロック１０３は連結バー１０４を介し、図１１及び図１２のガイド棒８７に支持するスライダ１０５と連結し、該スライダ１０５はスイングレバー１０６とリンク１０７を介して連結する。結局前記スイングレバー１０６の運動によって図１３におけるブロック１０３は油あげ２０を包袋１３の中に押し込み、その後、同ブロック１０３及び挟持板並びに溝形板８９は後退するので、油あげ２０は包袋１３内に残留することになる。なお斯かる充填作用は例えば多数の肉団子を平面的に包袋内に充填することが可能である。
【００１６】
図１での搬出セクション(VIII)に設置する仲介クランプ２３の具体的構造は例えば図１４のごとくである。揺動腕１１０に設置するエアシリンダ１１２の、ピストンロット１１３先端の下動爪１１４は、前記揺動腕１１０に直接設置する固定爪１１５と対向し、かつシリンダ１１２でもって開閉する。図１５に示すごとく前記揺動腕１１０の設置位置の対向部には、ロータ１１６に支持する真空チャンバーの下箱１１７が待機する。アーム２９に支持して運ばれてくる包装体１３を、揺動腕１１０の仲介クランプ２３(図４の１１４、１１５)がキヤッチすると、レバー１１８は揺動腕１１０を回転して前記下箱１１７に搬入する。下箱１１７は水平であることよりも、包袋内の液の零れを防ぐために僅かに傾斜する。かかる傾斜に見合った重量が被包装物に働くので、包袋内での被包装物の分散に効果がある。ピン１１９を軸に上箱１２０が下箱１１７を密封するので、ロータ１１６の回転中に、前記包袋１３の開口部は真空下で密封されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 袋詰め機の平面概略図
【図２】 前図の部分的垂直段面図
【図３】 前図の平面図
【図４】 前図の透視図
【図５】 クランプアームの側面図
【図６】 前図の平面図
【図７】 クランプの操作説明図
【図８】 ベット基板の操作説明図
【図９】 被包装物充填装置の平面図
【図１０】 前図の正面図
【図１１】 被包装物の充填装置側面図
【図１２】 前図の平面図
【図１３】 充填作用の説明図
【図１４】 包装体搬出装置の側面図
【図１５】 搬出セクションの側面図
【符号の説明】
１０…移動基板
１１…クランプ
１３…包袋
１５…しごき棒
１６…ベット基板
１７…知真空カップ
１８…挟持板
２０…被包装物
２２…液充填ノズル
２３…仲介クランプ
２９…アーム
３１…ガイド棒
３２…スリーブ
３５…水平レバー
３６…リンク
４０…コロ
４１…レール
４２…回転子本体
４３…メインピン
４４…サブピン
４５…クランクレバー
４６…下動爪
４７固定爪
５０…ロット
５２コイルスプリング
５３垂下軸
５４…横長板
５５…スリーブ
５７…スリット
５８…垂下ピン
５９…スラストカム
６０…軸受
６１…クランク
６３…ラジアルカム
７１…フレーム
７２…長いリンク
７３…短いリンク
７６…車輪
７８…第２のラジアルカム

Claims (10)

1. 移送基盤の周縁に一端を支持する２本のアームの開放端それぞれに、包袋を挟持するためのクランプを備える回転子本体をメインピンを介して枢支すると共に、前記各アームに沿って配置したロッドと前記回転子本体とをリンクを介して連結し、前記ロッドに作用するコイルばねの張力により、前記回転子本体に設けた前記クランプの噛着面を垂直に保持する一方、前記両ロッドに設けた垂下ピンそれぞれに係合する横長板の操作力で前記コイルばねを圧縮して、前記クランプの噛着面を水平方向に変位させることができる構成であり、前記移送基盤と一体に回転する前記横長板の、スライドピンの回転軌道にスラストカムを設置し、該カム形状に倣って前記クランプの噛着面を、垂直、水平両方向に変位するように前記回転子本体を回転させる手段と、
   前記移送基盤の下面に設けたガイド棒に前記両アームを、これらアームの間隔がスライド自在に変化するように支持する一方、前記両ロッドにおける前記両垂下ピンを、前記横長板に沿って形成したスリット内に変位可能に係合し、前記両アームの間隔変位により前記両クランプで挟持した包袋の袋口を開閉させる手段と、
   前記クランプの噛着面を水平に変化させる領域で、前記移送基盤に支持するベッド基盤を回転させて前記包袋を水平に横臥させ、開口しかつ横臥する該包袋内に被包装物を押し入れる装置を備える手段とにより構成する袋詰め包装装置。
2. 両アームのガイド棒に沿う２本のアームの間隔調整は、移送基盤に回転自在に支持する水平レバーの両端と、前記両アームとをそれぞれリンクを介して連結する一方、前記移送基盤の軸受けに支持するクランクの入力側のクランクピンを、前記アームの運搬軌道に沿って設置したラジアルカムに沿って滑らせ、また同クランクの出力側クランクピンと前記水平レバーの一端とを連接棒を介して連結して構成した請求項１に記載の装置。
3. 両アームそれぞれにおける回転子本体操作用ロットの一端と、前記アームの運搬軌道に沿って設置したスラストカムとの係合を、移動基盤に固定するスリーブに支持したスライド棒を介して行うものであり、同スライド棒一端の垂下ピンをスラストカムに係合する一方、同スライド棒多端の横長板のスリットに、前記両回転子本体操作用ロット一端の垂下軸を係合した請求項２に記載の装置。
4. 両アームを間隔変更自在に支持する移送基盤固定のガイド棒と平行に、同移送基盤に固定してレールを配置し、両アームそれぞれが回転自在に備えるコロを前記各レールに接触させて、前記のアームのバランスを保つようにした請求項２又は３に記載の装置。
5. クランプに吊り下げる包袋を水平に変位させるベッド基盤の据付は、移動基盤から垂下するフレームに、上部の長い第１リンク及び、下方の短い第２リンクそれぞれの一端を枢支すると共に、これら両リンク他端を前記ベッド基盤に連結し、前記リンクと連結するリフト棒他端の車輪を介し、前記ベッド基盤の重量を第２ラジアルカムに負荷する請求項１ないし請求項４いずれかに記載の装置。
6. クランプに吊り下げる包袋を、その袋口から底側に横スライドするしごき棒で水平化すると共に、ほぼ同時回転するベッド基盤で前記包袋を水平に支えるようにした請求項１ないし請求項５いずれかに記載の装置。
7. ベッド基盤で水平に支える包袋に向けて被包装物を挟持して送り込む上下２枚の挟持板は、前記包袋との対向位置において通常上下に開放し、同挟持板間に対する横からの被包装物の押し込み動作と、両挟持板の被包装物挟持動作と、被包装物と一体の両挟持板の包袋への挿入動作と、両挟持板間の押し込みブロックによる被包装物の包袋への押し出し動作と、前記押し込みブロック及び前記両挟持板の包袋からの退避動作とを、水平軌道における前記両アームの間歇移動にタイミングを合わせて行う請求項１ないし請求項６いずれかに記載の装置。
8. 被包装物を充填した包袋にノズルを介して液体を補充する場合、ベッド基盤の高さを僅かに落とすように調整する請求項１ないし請求項７いずれかに記載の装置。
9. 被包装物を充填した包袋の停止位置と対向して真空チャンバーの停止位置を形成し、当該停止位置に配置して往復動する仲介クランプで袋口を銜えた包袋を、同仲介クランプの動きでほぼ水平のまま前記真空チャンバー内に移動させるようにした請求項１ないし請求項８いずれかに記載の装置。
10. 被包装物を充填した包袋の停止位置に、袋口を密封するシール手段を設置した請求項１ないし請求項８いずれかに記載の装置。

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