JP3978022B2 - ロータリ式の真空包装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いずれもロータリ式の袋詰め機と真空包装機とを一体化した真空包装装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
袋積層箱から１枚ずつ供給される包袋を、ロータ周縁に等間隔で設置する多数組のクランプで支持して運搬すると共に、円軌道を移動する前記各包袋に被包装物を順次充填する袋詰め機は、前記袋積層箱からの包袋供給運動と、ロータのクランプの移動方向とがクロスする関係上、包袋の供給受けるとき、前記ロータは一時的に停止しなければならず、このためロータリ式真空包装機の運動は、前記袋詰め機の回転運動と一致する断続運動であり、この点で能率的でない(特開２０００−３９４０８号参照)という問題があるし、また機器の断続運動には当然のごとく断続衝撃が伴うので部品の破損率に問題がある。
【０００３】
【その解決手段】
本発明はこれらの点を解消するもので、２軸２個の歯車の周りに形成した長円軌道に沿い、基板に備わる一対のクランプで包袋を支持して運搬し、前記２個の歯車の、一側の歯車の周りで前記包袋に被包装物を充填して包装体を形成する一方、同他側の歯車の回りで前記基板と蓋材とで耐圧チャンバーを形成し且つ該耐圧チャンバー内で前記包装体を真空包装する機構であって、前記長円軌道の一側の直線軌道外側に、前記基板のクランプに包袋を供給するための複数の袋積層箱を設置し、これら各袋積層箱内の各包袋を複数個の吸着体で吸着して前記各基板を追跡して解放したあと、後続の袋積層箱に向け復帰する袋供給手段と、前記袋供給手段の後方で移動中の各包袋の袋口に吸い付き、各包袋と一体に移動しながら袋口を両側方向に離反開口する真空カップ開口手段と、前記一側の歯車の周りで各基板と同等ピッチで巡回するホッパーを、前記歯車と一体の櫓構造体にスライド自在に支持した鉛直ポールの上端に固定する一方、同鉛直ポール下端に設けたピンロールを環状のカムレールに係合して同ホッパーを上下動させる手段と、前記ホッパーを前記鉛直ポールに支える支持バーに一対の開口へらを開閉自在に支持し、前記支持バーの、前記櫓構造体に設置したストツパーによる下降規制と、前記ホッパーの単独下降運動との偏差により前記開口へらを解放して袋口を拡大する手段とにより構成する。
【０００４】
袋供給手段は、複数の袋積層箱内の各包袋を同時に吸着して取り出すと共に、各基板を追跡して解放し、前記各基板それぞれのクランプに対し一斉に給袋作用を実行する。つまり２枚以上の包袋を同時に各基板に供給することによって、それだけ各基板の通過時間が延びることになり、包袋供給に時間的猶予が生ずるので、移動中の各包袋の袋口に吸い付き各包袋と一体に移動しながら袋口を両側方向に離反開口する真空カップ型開口手段、及び第１歯車の周囲で各基板と同等ピッチで巡回しながら下側の包袋内に突入したあと、再び包袋上に退避するホッパーとの設置により、エンドレスチェンに支持した基盤を不停止状態で運転することが可能になり、結局第１歯車周囲の耐圧チャンバーの回転速度を低下させる要因は取り除かれるのである。
【０００５】
【発明の実施形態】
図１に平面を示す装置は、２軸配置した小型の第１歯車１１と、大型の第２歯車１２との周囲にエンドレスチェン１０を張設すると共に、前記チェン１０に対し多数の基板１３を等間隔に係合し、前記第１歯車１１の軸１４回りの平歯車１５に係合した原動ピニオン１６の動力で、前記エンドレスチェン１０及び各基板１３を一体に逆時計方向に回転する。
【０００６】
図２に示すごとく方形の前記基板１３は、その正面に２本のピン１７を介して２本のクランプアーム１８を揺動自在に支持すると共に、各アームの上端それぞれに洗濯鋏式のクランプ１９を配置する。つまり図３に示す平面図のごとく各クランプ１９は捻じりバネの力で包袋２０の両側縁を挟持して吊り下げ、可動爪２１に対する矢印方向２２から圧力で前記包袋２０の支持力は消失する。また基板１３が水平移動する過程で一側のピン１７に固定するレバー２３がカムレール２４の登坂勾配圧力を受けると、前記両側のピン１７を結ぶリンク２５、２６の連動によって両側のクランクアーム１８の上端は離反して包袋口を緊張させ、対称的にレバー２３がカムレール２４の下り勾配に達すると、スプリングの引っ張り力は両クランプアーム１８を接近させて包袋口の開放を助勢する。なお前記カムレール２４を溝型で構成することにより前記スプリングは取り除くことが可能になる。
【０００７】
図１で、チェン１０の直線軌道に沿い且つ各基板１３の設置間隔と同間隔で設置した２個以上の袋積載箱２７及び、同箱内の包袋２０を基板１３に対して供給する手段の詳細は、図４及び図５に示している。すなわち機台３０上に立設する柱状支持材に固定した２個の軸受３１、３２の間に水平な軸棒３３を支持し、一側の軸棒３３の一端に係合したレバー３４を前記機台３０の下側に設置するカム３５の回転で揺動することにより、前記軸棒３３は軸受３１，３２に沿いその軸方向にスライドする。一方図面上右側の軸受３２は二股形状で、その間に配置するスリーブ３６は滑りキー３７を介して軸棒３３と係合し、溝カム３８の回転で上下に揺動するレバー３９の動きを、ロッド４０を介して前記スリーブ３６に伝えることにより、軸棒３３は正逆転する。従って軸棒３３の一部に自在継ぎ手４１を介設することにより、該軸棒３３は回転しながら右方向にスライドしたあと、逆転しながら左方向にスライド復帰することになり、前記軸棒３３から直角方向に突き出る伸縮アーム４２の先の真空吸着体４３は矢印鎖線軌道４４に沿って変位する。つまり真空吸着体４３は遠隔エンドレス軌道をブロックモーションするのである。
【０００８】
一方、複数の袋積層箱２７の設置領域上部にはエアシリンダ４５に支持する可動レール４６を配置しており、前記の吸着体４３の動きに合せた可動レール４６の押し出しで、各基板１３のクランプ２１を一時的に解放する。これは、包袋２０の吸着体４３の追跡軌道と、クランプ２１の走行軌道とを平行化し、その間に、包袋２０をクランプ２１に移転させるためであり、直後、吸着体４３は包袋２０を解放して袋積層箱２７に向け復帰する。
【０００９】
図１はスペースの関係で省略してはいるが、袋積層箱２７の後方には図６に示す真空カップ型の袋開口手段を設置している。該手段は、可動ベース５０上の２個の軸受５１間に支持した２本の平行軸５２に、前記袋積層箱の間隔と同間隔で複数組の真空カップ５３を、それぞれ垂下バー５４に支持して対向配置する構造で、さらに前記２本の各軸５２の一端を２個の歯車５５、５６を介して連結すると共に、軸他端のレバー５７に対するエアシリンダ５８の操作で前記両軸５２を相対回転する構成である。この相対回転の結果、図７に示すごとく２個の接近する真空カップ５３は包袋２０の袋口を両側面から挟持し、また図８のごとく離反する２個の真空カップ５３で包袋２０の袋口を開口することができる。
【００１０】
図６において可動ベース５０は２本のガイド棒６０に沿い且つ包袋２０の運搬スピードと同速度で往復動し、一方向に移動する複数の包袋２０を同時に開口したあと、速やかに後退して後位の複数の包袋をキヤッチする。この場合、図９に示すごとく真空カツプ５３は図示のボックスモーション軌道６１に沿って移動することになるが、かかる運動は、１例として真空カップ５３を操作する軸５２の矢印方向への往復動と、機構全体を下から支えるピストンロッド６２の上下動とを合成してコントロールすることが可能である。この結果、２個の真空カップ５３は包袋の上方から下降して同包袋２０の両側面に吸着し、袋口を開口しながら直線変位したあと、同包袋２０の移送軌道から上に向けて退避し、続けてその領域を後退する運動を繰り返すのである。
【００１１】
プラスチック製の包袋の内面は、積み重ねた重量圧や静電気の影響により密着傾向にあり、また開口時に内面に起る負圧現象るため、図８のごとく包袋２０がミスなく開口するとは限らない。図７にピンノズル６５は包袋２０の開口縁に圧搾空気を集中噴射して開口を助けるが、この場合、平行軸５２に微少な振動を付与し袋口を相反する方向にずらせるとより開口効果が上がる。その後図８のごとく開口した包袋２０に大形ノズル６６から気体を吹き込み、該包袋を矢印のごとく膨らみ傾向に保って真空カップ５３から解放する。
【００１２】
図１の第１歯車１１は、各基板１３の間隔と同間隔で多数の朝顔型ホッパー６７を備え持つ。具体的には図１０の断面図で明らかなごとく、機台６８上に回転自在に支持した第１歯車１１は、既に説明したように原動ピニオン１６の動力で連続回転するが、前記第１歯車１１の上に多数の棒柱６９を介して形成する櫓構造体７０は、上端に枝材７１を水平 支持する鉛直ポール７２を、スリーブ７３の軸方向にスライド自在に支持すると共に、鉛直ポール７２の下端に設置したピンロール７４を、歯車の心棒１４の回りに設置したカム溝７６に係合すると共に、前記枝材の端にホッパー６７を固定して構成する。従って櫓構造体７０と一体に心棒７５の回りを回転する鉛直ポール７２は、溝カム７６のうねりに倣いガイド棒７７を伴なって前記ホッパー６７を上下に変位させる。
【００１３】
また前記枝材７１は、それにスライド自在に支持した２本の棒ガイド７８の下端に支持バー７９を固定し、図１１のごとく前記支持バー７９はその横面に、２本の横軸４９を介し一対の開口へら８０を回転自在に支持する。図１２のごとく前記の両横軸４９それぞれに固定したパンタグラフ型の一対の連動リンク８１、８２は、その交点ピン８３がホッパー６７の側面に設けたスライダー８４に形成したガイド溝８７に係合する。
【００１４】
図１２に示すごとく一対の連動リンク８１、８２の間に設けたコイルスプリング８５の引っ張り力により両側一対の開口ヘラ８０は、図１０のように通常接近傾向を保持する。このため同図においてホッパー６７と一体に下降する一対の開口ヘラ８０は、櫓構造体に固定するストッパー８６の位置まで閉じ気味で包袋２０内に突入し、その後はホッパー６７が単独で下降を継続する。つまり支持バー７９の下降運動をストッパー８６が阻止したあとは、ホッパー６７のみが単独下降する訳である。
【００１５】
図１２において支持バー７９がストッパー８６に接触して停止したあとのホッパー６７の下降継続により、その後、交点ピン８３はスライダー８４に形成したスリット８７の上端の抵抗を受けるのことになるので、かかる抵抗による横軸４９を支点とする両開口ヘラ８０の離反によって、包袋２０の袋口は拡張される。そこで前記ホッパー６７の最下限への下降タイミングを測りホッパー６７を通して被包装物を包袋２０に充填する。この場合充填装置は図１のごとく第１歯車の心棒１４を軸に回転し、ホッパー６７を追跡して被包装物を充填するのが望ましい。そののちホッパー６７の上動に伴い、両開口ヘラ８０は接近しながら包袋から引き抜かれる。
【００１６】
図１２において一対の開口ヘラ８０の離反作用に包袋２０が抵抗し、それ以上の離反運動が阻止されると、スライダー８４はホッパー側面のスリットガイド８８に沿って上動し、コイルスプリング８９の圧縮力が圧力センサー９０に作用する。つまり両開口ヘラ８０が確実に包袋２０の口を広げたことを圧力センサー９０で検出できるから、同時に前記圧力センサー９０が信号を発信しないことで包袋の開口ミスを検出でき、この信号でもって被包装物の充填をカットすることが可能になる。
【００１７】
図１での第１歯車１１のまわりで包袋に、例えば水切りした刻み漬物を充填する場合は、その後位の直線軌道に設置した容積計量ノズルから味付け液を前記包袋内に補充し、これらの包袋を順次第２歯車１２の回りの各耐圧チャンバー９０に向けて搬入する。図１３に示すごとく第２歯車１２の周縁のブラケット９１にピン９２を介して支持する蓋材９３は、基板１３とでもって耐圧チャンバーを形成する。前記蓋材に連結するホース９４はロータリバルブ９５でもって真空圏と大気圏とを交互に選択するシステムと結びつき、また蓋材はシール台９６及び、アクチュエータ９７により操作するシールバー９８を備え、レール９９のガイドでもって上動するロット１００が、蓋材９３を基板１３に密着させると、耐圧チャンバー内に真空環境が形成され、かかる環境下で包袋２０の袋口は加熱シールでもって密封されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 全体の平面図
【図２】 基板の正面図
【図３】 前図の平面図
【図４】 包袋供給手段の側面図
【図５】 前図の平面図
【図６】 開口手段の平面図
【図７】 前図の側面図
【図８】 前図の作用説明図
【図９】 前図の作用説明図
【図１０】 第１歯車部分の断面図
【図１１】 開口へらの平面図
【図１２】 ホッパー及び開口ヘラの側面図
【図１３】 第２歯車部分の断面図
【符号の説明】
１０…エンドレスチェン
１１…第１歯車
１２…第２歯車
１３…基板
１６…原動ピニオン
１９…クランプ
２０…包袋
２４…カムレール
２５、２６…リンク
２７…袋積載箱
３５…カム
３８…溝カム
４１…自在継ぎ手
４２…伸縮アーム
４３…吸着体
４６…可動レール
５３…真空カップ
６０…ガイド棒
６５…ピンノズル
６６…大型ノズル
６７…顔型ホッパー
７０…櫓構造体
７１…枝材７１
７２…鉛直ポール
８０…開口へら
８１、８２…連動リンク
８３…交点ピン
８４…スライダー
８６…ストッパー
８７…スリット
８８…ガイド
８９…コイルスプリング
９０…圧力センサー
９３…蓋材
９５…ロータリバルブ

Claims (3)

1. ２軸２個の歯車の周のエンドレスチェンに基盤を等間隔に支持すると共に、これら各基盤に備わる一対のクランプで包袋の両側縁を挟持して運搬し、前記２個の歯車の、一側の歯車の周りで前記包袋に被包装物を充填して包装体を形成する一方、同他側の歯車の回りで前記基盤と、それに密着する蓋材とで形成する耐圧チャンバー内で前記包装体を真空包装する装置であって、
   前記各基盤を運搬する長円軌道の一側の直線軌道外側に、前記各一対のクランプに包袋を供給するための複数の袋積層箱を設置すると共に、前記各袋積層箱に沿って配置した軸棒に、前記各袋載積箱と同数の真空吸着体を設け一方、前記軸棒を前記各基盤の運搬方向に往復動する一方正逆転することで、前記各吸着体でもって、前記各袋積層箱内の各包袋を、前記各基盤のクランプを追跡しながら受け渡したあと、前記各袋積層箱に向け復帰する袋供給手段と、
   前記袋供給手段の配置位置から前記各基盤の運搬方向に向かって、包袋の運搬軌道に沿う２本の平行軸を配置し、これら平行軸をその軸線に沿って往復動かつ相反する方向に正逆転させることで、これら各平行軸からの垂下バーにそれぞれに設置した真空カップをボックスモーション軌道に沿って離反させ、これら真空カップが吸着する運搬中の包袋の袋口を開口する袋開口手段と、
   前記２軸２個の歯車の、一側の歯車の周りで前記各基盤と同等ピッチで巡回するホッパーを、前記歯車と一体の櫓構造体にスライド自在に支持した鉛直ポール上端の枝材に固定し、前記鉛直ポール下端に設けたピンロールを環状のカムレールに係合して前記ホッパーを、前記鉛直ポールでもって上下動するように構成し、さらに前記枝材下域の支持バーを、棒状ガイドを介して前記枝材に上下動自在に支持する一方、前記ホッパーとは分離する一対の開口へらを、連動リンクを介して前記支持バーに開閉自在に支持すると共に、同連動リンクの交点ピンを、前記ホッパー側面に設けた縦方向のガイド溝に係合し、前記ホッパーと一体的な前記支持バーの下降運動を、前記櫓構造体に設置したストツパーが阻止したあと、前記ホッパーと一体に下降する前記ガイド溝端で前記連動リンクの交点ピンを押し下げて、前記両開口へらを被包装物充填のために前記包袋の袋口内で拡大する手段とからなる装置。
2. 縦方向のスリットを、ホッパー側面のガイド溝にスライド自在に設置したスライダーの内部に形成し、ホッパーの下降運動が、前記スライダーのスリット端を介して連動リンクの交点ピンに作用するとき、同スライダーを、前記スリットガイド上端に設置した圧力センサーに対してコイルスプリングを介して押し当て、同圧力センサーの反応でもって、両開口へらの包袋内での拡大を検出する請求項１に記載の装置。
3. ２本の平行軸からの垂下バーにそれぞれに設置した真空カップを、前記の平行軸の回転で離反し袋口を両側方向に開口する際、前記垂下バーから下向きに配したノズルを通して前記包袋に気体吹き込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の装置。

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