JP4127380B2

JP4127380B2 - 縦型真空包装機

Info

Publication number: JP4127380B2
Application number: JP2002340070A
Authority: JP
Inventors: 澄男福田
Original assignee: 東洋自動機株式会社
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004175361A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、袋の内容物の充填を行う縦型充填装置と充填済みの袋に真空処理及び袋口シールを施す縦型真空処理装置が併設されてなる縦型真空包装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
縦型真空包装機は、一般に、袋の両側縁を把持する複数組のグリッパーが間欠回転するテーブルの周囲に等間隔で設けられ、テーブルが一回転する間にグリッパーへの袋の供給、袋内への内容物の充填等が行われるロータリー式縦型充填装置と、内容物を充填した袋を把持するグリッパーをそれぞれ内部に備えた蓋開閉自在の真空チャンバーが間欠回転又は連続回転するテーブルの周囲に等間隔で設けられ、テーブルが一回転する間に袋を真空チャンバー内に受け入れ、真空処理するとともに袋口をシールするようにしたロータリー式縦型真空処理装置と、内容物を充填した袋を充填装置のグリッパーから受取り、真空処理装置のグリッパーへ引渡す袋受渡し装置からなる（例えば特許第２５３８４７３号公報、特開平１１−２３６００９号公報等参照）。
このような２ローター式の縦型真空包装機は、ロータリー式縦型充填装置のグリッパーに袋が１個ずつ供給され、その袋に対して充填操作が順次行われ、袋受渡し装置が前記グリッパーから充填済みの袋を１個ずつ受取り、ロータリー式縦型真空処理装置のグリッパーに引き渡し、各真空チャンバー内において袋１個ずつに対し真空処理及びシールを行うようになっている。
【０００３】
ところで、袋口のシールを行うタイプ（真空処理を行わない内容物を充填するタイプ）のロータリー式縦型充填装置では、例えば特開２００２−３６３９２号公報に記載されているように、隣接する２組のグリッパーに同時に１個ずつの袋を供給し（すなわち同時に２個の袋を供給）、その後の内容物の充填及び袋口シール等の充填操作も２個の袋に対して同時に行い、生産性を向上させたものが知られている。このようなロータリー式縦型充填装置は、２組のグリッパーにより吊り下げられた隣接する２個の袋を同時に取り扱うことから、当該２個の袋が並んで吊り下げられた形態を模してＷ型と呼ばれている。
また、ロータリー式ではないが、複数の袋に同時に内容物を充填し、それを真空チャンバーに入れて同時に複数の袋の真空処理を行い、生産性を向上させた縦型真空包装機が知られている（特公昭５７−３３２０５号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、２ローター式の縦型真空包装機においても、ロータリー式縦型充填装置とロータリー式縦型真空処理装置の双方をＷ型にし、生産能率を向上させるという考え方自体はすでに存在する。しかし、この場合、ロータリー式縦型真空包装機全体が余りに大型化し、それに伴う欠点が大きく、Ｗ型の２ローター式縦型真空包装機は未だ実用化に到っていない。
すなわち、まずロータリー式縦型充填装置においては、Ｗ型にすることにより回転テーブルの周囲に多数組のグリッパーが配置されると、回転テーブルの径が大きくなり、装置がその分大型化する。また、ロータリー式縦型充填装置のグリッパーは袋の両側縁を把持するタイプであるため、隣接するグリッパーに把持された２個の充填済みの袋の間隔（同時に充填操作が施された２個の袋の間隔）はある程度開いた状態とならざるを得ず、当該２個の袋がロータリー式縦型真空処理装置の真空チャンバーの１つに同時に受け入れられるとすれば、当該真空チャンバーの幅方向の寸法を袋２個分の幅より相当大きく設定する必要がある。ロータリー式縦型真空処理装置の回転テーブルは多数の真空チャンバーを円周方向に備えているから、真空チャンバー単体の幅方向の寸法はロータリー式縦型真空処理装置全体の大きさに大きく影響し、従って、ロータリー式縦型真空処理装置全体がきわめて大型化してしまう。
さらに、ロータリー式縦型真空処理装置において真空チャンバーが大型化すると、減圧時間が長くなり生産性向上の妨げとなり、それをカバーするため大型の真空ポンプを設置するとさらに装置の大型化につながる。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、Ｗ型の縦型充填装置と同じくＷ型のロータリー式縦型真空処理装置が併設された縦型真空包装機において、真空チャンバー及び縦型真空包装機全体のコンパクト化を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る縦型真空包装機は、袋の両側縁を把持する複数組のグリッパーが円形経路又は往復経路に沿って間欠移動し、各停止位置において隣接する２組のグリッパーへの袋の供給及び当該２組のグリッパーに把持された２個の袋に対する充填操作等が同時に行われるＷ型の縦型充填装置と、内容物を充填した２つの袋を把持するグリッパーをそれぞれ内部に備えた蓋開閉自在の複数の縦型真空チャンバーが水平な円形経路に沿って回転し、それが一回転する間に袋の真空処理及び袋口のシールが行われるＷ型のロータリー式縦型真空処理装置と、それぞれ１個ずつ袋を把持する２つのグリッパーが袋の幅方向に所定間隔を置いて配置され、その向きを変えることなく受取り位置と引渡し位置の間を同時に往復移動し、かつ受取り位置から引渡し位置への移動の過程で相互の間隔を狭め、前記受取り位置において前記縦型充填装置の隣接する２組のグリッパーに把持された２個の充填済みの袋を同時に受け取り、前記引渡し位置において前記ロータリー式縦型真空処理装置のグリッパーへ同時に引渡す袋受渡し装置を備えたことを特徴とする。
【０００７】
上記縦型充填装置は、袋の両側縁を把持する複数組のグリッパーが水平な円形経路に沿って間欠移動するロータリー式縦型充填装置であることが望ましい。しかし、例えば特開２００１−１８９２１の図３及び関連する説明に記載されたタイプの縦型充填装置（グリッパーが往復経路に沿って間欠移動するタイプ）を利用することもできる。
上記ロータリー式縦型真空処理装置は、間欠回転式と連続回転式の双方が考えられる。そのグリッパーは、真空チャンバー内に水平に取り付けた固定把持部と、真空チャンバーの回転方向の遅角側を基端部として水平回動する可動把持部を備え、固定把持部と可動把持部の間で２個の袋を同時に把持するようになっていることが望ましい。このグリッパーは前記特許第２５３８４７３号公報又は特開平１１−２３６００９号公報に記載されたものと同タイプである。
【０００８】
さらに、前記袋受渡し装置は、前記２つのグリッパーを前記受取り位置と引渡し位置の間で当該グリッパーの向きを変えることなく往復移動させる往復移動機構と、前記２つのグリッパーが前記受取り位置から引渡し位置に移動する過程で該２つのグリッパーの相互の間隔を狭め、かつ引渡し位置から受取り位置に移動する過程で相互の間隔を広げる接離機構を備えることが望ましい。このグリッパーは、閉じたとき袋の上縁を上から把持するタイプが望ましく、特に袋の上縁を袋幅の大部分又はほぼ全幅に渡り把持し得るものが望ましい。また、往復移動の方向は、袋の幅方向に対し垂直方向であることが望ましい。
なお、縦型真空包装機に好適に使用し得る袋受渡し装置は、閉じたとき袋の上縁を上から把持する２つのグリッパーが、幅方向に沿って並んだ２個の袋を把持し得るように所定間隔を置いて左右に配置され、前記２つのグリッパーを同時に開閉する開閉機構と、前記２つのグリッパーを所定距離離れた受取り位置と引渡し位置の間で当該グリッパーの向きを変えることなく同時に往復移動させる往復移動機構と、前記２つのグリッパーが受取り位置から引渡し位置に向けて移動する過程で該２つのグリッパーの相互の間隔を狭め、かつ引渡し位置から受取り位置に向けて移動する過程で相互の間隔を広げる接離機構を備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して本発明に係る縦型真空包装機を具体的に説明する。
図１において、機台１上にＷ型のロータリー式縦型充填装置２と同じくＷ型のロータリー式縦型真空処理装置３が設置されている。
ロータリー式縦型充填装置２では、間欠回転するテーブルＴ_１の周囲に、袋Ｗの両側縁を把持する２×８組のグリッパー（図示せず、グリッパーが移動する円形経路のみを一点鎖線で図示）が２組ずつ等間隔で配置され、テーブルＴ_１が間欠回転する過程で、各停止位置（Ｉ〜ＶＩＩＩ）において袋の供給及び充填操作等が次のように行われる。なお、このロータリー式縦型充填装置２は、袋口の完全なシールが行われない点を除いて、従来のＷ型のロータリー式縦型充填装置（例えば特開２００２−３６３９２参照）と基本的に同じである
【００１０】
停止位置Ｉ；停止した２組のグリッパーに給袋装置４により同時に１個ずつ（計２個）の袋が供給され、前記グリッパーにより両側縁を把持される。
停止位置ＩＩ；２組のグリッパーに把持された２個の袋の袋面に、印字装置５により製造年月日等が印字される。
停止位置ＩＩＩ；２個の袋の両面が真空吸盤６に吸着されて袋口が開口され、袋口から挿入されたコーンヘッド７の先端から吹き出すエアにより袋全体が広げられる。
停止位置ＩＶ；２個の袋に対しそれぞれ袋口からホッパー８が挿入され、固形物が袋に充填される。
停止位置Ｖ；２個の袋に対しそれぞれ袋口からノズル（ノズル昇降装置９を図示）が挿入され、液状物が袋に充填される。
停止位置ＶＩ；空き工程。袋口の仮シール（袋内から袋外へのエア通路を残すシール）を行う場合もある。
停止位置ＶＩＩ；充填済みの２個の袋がロータリー式縦型真空処理装置３に引き渡される。
停止位置ＶＩＩＩ；空き工程。
【００１１】
一方、ロータリー式縦型真空処理装置３では、間欠回転するテーブルＴ_２の周囲に１０個の真空チャンバー１１が等間隔で配置され、各真空チャンバー１１は本体１１ａと所定のタイミングで開閉される蓋１１ｂからなり、本体１１ａの内部には袋を把持するグリッパー１２（図２、４参照）が備わっている。真空チャンバー１１内に受け入れられた２個の袋はグリッパー１２で同時に把持され、テーブルＴ_２が一回転する間に真空処理及び袋口のシール等の工程が順に行われ、シールされた２個の製品袋Ｂは排出コンベア１３上に排出される。グリッパー１２は、図２及び図４に示すように、本体１１ａ内に水平に固定された固定把持部１２ａと真空チャンバー１１の回転方向の遅角側（後方側）を基端部として水平回動する可動把持部１２ｂからなり、可動把持部１２ｂが所定のタイミングで水平回動（開閉）し、固定把持部１２ａとの間で２個の袋の袋口近傍（シール部の下方位置）を幅方向に挟持する。２個の袋Ａを一緒に把持するため、グリッパー１２の幅は袋Ａの２個分の幅と同等又はやや広く形成されている。なお、このロータリー式縦型真空処理装置３は、Ｗ型に対応させた点を除いて、従来のロータリー式縦型真空処理装置（例えば特許第２５３８４７３号公報、特開平１１−２３６００９号公報参照）と基本的に同じである。
【００１２】
この２ローター式縦型真空包装機では、ロータリー式縦型充填装置２とロータリー式縦型真空処理装置３の間に袋受渡し装置１４が設置され、この袋受渡し装置１４は、ロータリー式縦型充填装置２から袋（同時に２個）を受取り、これをロータリー式縦型真空処理装置３に引渡す。袋受渡し装置１４は、図２〜図４に示すように、機台１に立設するスタンド１５の上端に固定されたフレーム１６、該フレーム１６に平行に固定された２本のガイド軸１７、１８、ガイド軸１７、１８に填められたスライド部材１９、２０、スライド部材１９にスライド軸受２１を介して摺動自在にはめられたスライド軸２２、スライド部材２０にスライド軸受２３を介して摺動自在にはめられたスライド軸２４、スライド軸２２、２４の各先端に設置された把持機構２５、２６等からなる。スライド部材１９、２０は、連結部材３８により互いに固定連結されている。
【００１３】
把持機構２５は、スライド軸２２の先端に固定されたグリッパー取付ブロック２７、その先端部側面に固定された軸支持部２８、グリッパー取付ブロック２７を貫通し軸支持部２８に回動自在にはめられた開閉軸２９、開閉軸２９に固定された開閉レバー３０、後端が前記グリッパー取付ブロック２７に固定された取付部材３１に取り付けられ、ピストンロッド３２及び開閉レバー３０を介して開閉軸２９を回動させるエアシリンダ３３、さらに、軸支持部２８の外周に固定された固定把持部３４ａと開閉軸２９の外周に固定された可動把持部３４ｂからなるグリッパー３４で構成される。グリッパー３４の下端部（把持部）は、袋の上縁をほぼその袋幅全体に渡って把持できるように幅広とされ、可動把持部３４ｂの下端挟持部には把持ラバー３７が貼り付けられている。把持機構２６は、同じく固定把持部３５ａと可動把持部３５ｂからなるグリッパー３５を有し、他の構造も把持機構２５とほぼ同じであるが、そのグリッパー取付ブロック３６に前記スライド軸２２が遊嵌する孔が形成されている点で把持機構２５と異なっている。この例では、エアシリンダ３３とピストンロッド３２から開閉軸２９までの連結機構が本発明でいう開閉機構を構成する。
【００１４】
スライド軸２２、２４には、それぞれ取付軸４１、４２を介してカムローラ４３、４４が水平面内で回転自在に取り付けられ、該カムローラ４３、４４はフレーム１６の上壁に形成された長孔状のカム溝４５、４６に沿って転動自在である。前記カム溝４５、４６は、カムローラ４３、４４がカム溝４５、４６に沿って前方（図２において左方向）に移動したとき、カムローラ４３、４４が同じ距離だけ互いに接近するように形成されている。カムローラ４３、４４が接近すれば、スライド軸２２、２４を介してグリッパー３４、３５が水平面内において中心に向かって同じ距離だけ互いに接近する。この例では、カムローラ４３、４４、カム溝４５、４６、スライド軸２２、２４及びスライド部材１９、２０等が、本発明でいう接離機構を構成する。
【００１５】
また、スライド部材１９の上面に軸部４７が突設され、これがフレーム１６の上壁に形成された長孔４８を抜け、この軸部４７に連結リンク４９を介して駆動レバー５０の一端が連結されている。駆動レバー５０はフレーム１６の側方を下降してフレーム１６内に入り、その端部がスタンド１５の内部に配置された駆動軸５１（図示しない駆動源に連結され所定のタイミングで往復回動する）に固定されている。
駆動軸５１が回動すると、駆動レバー５０は駆動軸５１を中心として揺動し、スライド部材１９、２０が前後に往復移動し、これによりスライド軸２２、２４、さらにグリッパー３４、３５が前後に同じだけ往復移動する。この例では、駆動軸５１からスライド軸２２、２４までの連結機構が本発明でいう往復移動機構を構成する。
【００１６】
図２に示すように、グリッパー３４、３５（特にその先端把持部）は、幅方向に所定間隔を置いて左右に配置されている。揺動レバー５０が揺動してスライド軸２２、２４が前後に往復移動すると、それに伴い、図２に示すようにグリッパー３４、３５が前後に往復移動する（実線が最も前方に移動した位置、仮想線が最も後方に移動した位置を示す）が、この往復移動の間も幅方向に沿って左右に配置された状態は変化しない。すなわち、グリッパー３４、３５はその向きを往復移動の間変えることなく（すなわち、各グリッパー３４、３５は往復移動のあいだ一種の並進運動を行う）、同時に同じだけ移動する。その移動の方向はグリッパー３４、３５の幅方向に対し垂直である。
【００１７】
一方、スライド軸２２が前後に往復移動するのに伴いカムローラ４３がカム溝４５に沿って移動し、同時にスライド軸２４も前後に往復移動してカムローラ４４がカム溝４６に沿って移動する。これにより、スライド軸２２、２４が前方（図２において左方向）に移動するとき、すなわちグリッパー３４、３５が前方に移動するときはグリッパー３４、３５の相互の間隔が狭まり、スライド軸２２、２４が後方（図２において右方向）に移動するとき、すなわちグリッパー３４、３５が後方に移動するときはグリッパー３４、３５の相互の間隔が広がる。この状態は、図２の実線及び仮想線に示されている。
【００１８】
次に袋受渡し装置１４による袋の受渡しの手順の一例を、図２及び図４を参照して説明する。
（１）袋受渡し装置１４のグリッパー３４、３５が最も後方の仮想線位置（以後、受取り位置という）に停止し、可動把持部３４ａ、３５ａを開いて待機する。
（２）ロータリー式縦型充填装置２の停止位置ＶＩＩに、充填済みの袋Ａの両側縁を把持したグリッパー５３（２組）が停止する。前記受取り位置は、グリッパー５３が把持した袋Ａが停止する位置に設定されている。
（３）エアシリンダ３３が作動してグリッパー３４、３５が閉じ（可動把持部３４ａ、３５ａが閉じ）、それぞれ袋Ａの上縁部を把持する。直後にグリッパー５３が開く。
【００１９】
（４）駆動軸５１が回動し駆動レバー５０が揺動して、グリッパー３４、３５が前方の実線位置（以後引渡し位置という）に向けて移動する。この過程でグリッパー３４、３５の相互の間隔が狭まり、２個の袋Ａの相互の間隔も狭まる。
（５）グリッパー３４、３５が引渡し位置に到達した後又は到達する直前のタイミングで、ロータリー式縦型真空処理装置３の真空チャンバー１１が停止位置Ｉに停止する。前記引渡し位置は、グリッパー３４、３５に把持された袋Ａが、ロータリー式縦型真空処理装置３のグリッパー１２の把持位置にくるように設定されている。
（６）揺動支点軸５４が回動し、グリッパーアーム５５及び可動把持部１２ｂが回動し、２個の袋Ａの袋口近傍（グリッパー３４、３５が把持した箇所の下方位置）を固定把持部１２ａと可動把持部１２ｂの間で同時に把持する。なお、可動把持部１２ｂには幅方向の一部（２個の袋Ａに対応して少なくとも２箇所）に凹部ａが形成されており、ここが袋内から袋外へのエア通路となる。
（７）直後にエアシリンダ３３が逆に作動してグリッパー３４、３５が開き（図４の仮想線参照）、次いで駆動軸５１が逆に回動し駆動レバー５０が逆に揺動して、グリッパー３４、３５が受取り位置に向けて移動する。この過程でグリッパー３４、３５の相互の間隔が広がる。
【００２０】
なお、上記ロータリー式縦型真空処理装置３は、２個の袋Ａを真空チャンバー１１内に受け入れた後、一回転する間に２個の袋Ａに対し真空処理を施すとともにその上縁部をシールする。図４において、５６はチャンバー本体１１ａに設置されたヒータ装置（ヒータ受け台はチャンバー蓋１１ｂに設置されている）、５７は駆動用のエアシリンダであり、この例では、２個の袋Ａを１つのヒータ装置５６及び受け台により同時にシールするようになっている。
【００２１】
上記縦型真空包装機によれば、袋受渡し装置１４において、グリッパー３４、３５を受取り位置から引渡し位置に移動させる間に相互の間隔を狭め、その結果、真空チャンバー１１が受け入れる２個の袋Ａの間隔を狭めることができるので、真空チャンバー１１のグリッパー１２の幅を袋２個分の幅と余り変わらない寸法にまで小さくできる。従って、Ｗ型であるにもかかわらず真空チャンバー１１の大きさを抑え、ロータリー式真空処理装置全体をコンパクトにすることができる。
また、２つのグリッパー３４、３５（及び２個の袋Ａ）が受取り位置と引渡し位置の間をその向きを変えることなく往復移動するので、例えば特開平８−３０１２３２号公報に記載された回転式のピッチ変更装置と異なり、充填済みの袋Ａが振り回されることがなく、袋の中身がこぼれたり袋の把持位置がずれたりすることが防止される。さらにグリッパーを水平面内で幅方向に対して垂直方向に移動させることで、グリッパーの移動距離を最短に抑えることができる。
【００２２】
一方、上記の例ではロータリー式縦型真空処理装置３は間欠回転式であったが、連続回転式のロータリー式縦型真空処理装置にも本発明は適用できる。これは袋受渡し装置１４のグリッパー３４、３５が、引渡し位置においてロータリー式縦型真空処理装置の回転に追随する動作を行う（例えば、袋がロータリー式縦型真空処理装置のグリッパーに把持される直前から、グリッパー３４、３５が開となって真空チャンバーから離れるまで）ことで可能となる。また、上記の例では、真空チャンバー１１内において、固定把持部１２ａと水平回動する可動把持部１２ｂからなるグリッパー１２を用いて２個の袋を一緒に把持したが、間隔が狭められた２個の袋を把持できるものであれば他の形態のグリッパーを使用することも可能であり、あるいは２個の袋をそれぞれ別のグリッパーで把持することも可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｗ型の縦型充填装置と同じくＷ型のロータリー式縦型真空処理装置が併設された縦型真空包装機において、真空チャンバー及び縦型真空包装機全体のコンパクト化を図ることができ、また、減圧時間を減らして生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る縦型真空包装機の模式的な平面図である。
【図２】本発明に係る袋受渡し装置の平面図である。
【図３】その一部側面断面図である。
【図４】その一部正面図である。
【符号の説明】
２ロータリー式縦型充填装置
３ロータリー式縦型真空処理装置
１１真空チャンバー
１２ロータリー式縦型真空処理装置のグリッパー
１２ａグリッパーの固定把持部
１２ｂグリッパーの可動把持部
１４袋受渡し装置
３４、３５袋受渡し装置のグリッパー
５３ロータリー式縦型充填装置のグリッパー

Claims

袋の両側縁を把持する複数組のグリッパーが円形経路又は往復経路に沿って間欠移動し、各停止位置において隣接する２組のグリッパーへの袋の供給及び当該２組のグリッパーに把持された２個の袋に対する充填操作等が同時に行われるＷ型の縦型充填装置と、内容物を充填した２つの袋を把持するグリッパーをそれぞれ内部に備えた蓋開閉自在の複数の縦型真空チャンバーが水平な円形経路に沿って回転し、それが一回転する間に袋の真空処理及び袋口のシールが行われるＷ型のロータリー式縦型真空処理装置と、それぞれ１個ずつ袋を把持する２つのグリッパーが袋の幅方向に所定間隔を置いて配置され、その向きを変えることなく受取り位置と引渡し位置の間を同時に往復移動し、かつ受取り位置から引渡し位置への移動の過程で相互の間隔を狭め、前記受取り位置において前記縦型充填装置の隣接する２組のグリッパーに把持された２個の充填済みの袋を同時に受け取り、前記引渡し位置において前記ロータリー式縦型真空処理装置のグリッパーへ同時に引渡す袋受渡し装置を備えた縦型真空包装機。
前記縦型充填装置は、袋の両側縁を把持する複数組のグリッパーが水平な円形経路に沿って間欠移動するロータリー式縦型充填装置であることを特徴とする請求項１に記載された縦型真空包装機。
前記ロータリー式縦型真空処理装置のグリッパーは、真空チャンバー内に水平に取り付けた固定把持部と、真空チャンバーの回転方向の遅角側を基端部として水平回動する可動把持部を備え、固定把持部と可動把持部の間で２個の袋を同時に把持することを特徴とする請求項１又は２に記載された縦型真空包装機。
前記袋受渡し装置は、前記２つのグリッパーを前記受取り位置と引渡し位置の間で当該グリッパーの向きを変えることなく往復移動させる往復移動機構と、前記２つのグリッパーが前記受取り位置から引渡し位置に移動する過程で該２つのグリッパーの相互の間隔を狭め、かつ引渡し位置から受取り位置に移動する過程で相互の間隔を広げる接離機構を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された縦型真空包装機。