JP4166352B2 - 袋詰め包装機における被包装物投入装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、袋詰め包装機における被包装物投入装置、より詳しくは、ホッパーの下端を袋口に挿入し、該ホッパーを介して袋に被包装物を投入する被包装物投入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
袋詰め包装機に設けられた被包装物（固形物）投入装置は、投入工程に漏斗状のホッパーを昇降自在に設け、このホッパーを下降させて下部を袋口に挿入した後、該ホッパーを介して被包装物を袋内に投入している。
一方、通常、袋サイズ（袋幅、袋長さ）は被包装物が収納できる範囲で比較的小さく設定されている。これは、包装袋にボリューム感が得られ、見栄えがよくなって商品価値が向上するためである。
【０００３】
一般に用いられている円形漏斗状のＳＵＳ製ホッパーは、その下端部開口面積を被包装物が通過し得る最小の大きさに設定している。これは、袋口へのホッパーの挿入をできるだけ確実に行おうとするためである。しかし、上述したように、袋サイズは被包装物が収納できる範囲で比較的小さく設定されているので、袋口の開口面積も小さく、そのため、ホッパーの下端部開口面積は袋口の開口面積にきわめて近くなってしまい、また、袋口はその材質により自由に変形し一定の開口形状とならないことから、袋口へのホッパーの挿入はきわめて困難なものであった。
【０００４】
そこで、開口ガイド装置と呼ばれるものを設け、ホッパーの挿入に先立って、開口ガイド装置のガイド爪を袋口に挿入し、袋口を一定の形状で保持した後、ホッパーを挿入するようにした袋詰め包装機が知られている。図７（ａ）に示す間欠回転テーブル型袋詰め包装機で説明すると、袋口開口位置（III）に吸引開口装置（図示せず）と開口ガイド装置１が設置され、グリッパーで把持した袋が上記位置に停止したとき、上記吸引開口装置の一対の真空吸盤が袋の両面を吸引して袋口を開口し、続いて上記開口ガイド装置１の一対のガイド爪２が袋口に挿入されて袋口を大きく広げる。この開口ガイド装置１はテーブルＴが次の充填工程（IV）に向け間欠回転するのに追従して１工程分だけ回転し、図７（ｂ）に示すように、充填工程（IV）ではガイド爪２により開口された袋口にホッパー３が挿入される。ここでガイド爪２は袋口から引き出され、開口ガイド装置１は逆回転して元の袋口開口位置（III）に戻る。
【０００５】
これによりホッパー３の挿入は確実に行えるようになったものの、開口ガイド装置１を設けたことにより、この装置の動作時間が袋詰め包装機の能力に影響して生産性が低下したり、機械自体が複雑になってメンテナンス性が低下するという問題が生ずることになった。また、ガイド爪２の挿入スペース分だけホッパー３の下端部開口幅ａを小さくしなければならず、これにより被包装物がホッパー３の下端部開口を通過しにくくなるという問題が生じた。
【０００６】
一方、ホッパー自体の形状、構造を工夫して、袋口への挿入を確実に行うようにしたものもある。
例えば実開昭５３−９８４８０号公報には、ホッパー先端に可撓性のある先細り状のガイド（具体的には、外方に拡開されるようになった２枚の板、多数の切込みが入って外方に拡開されるようになった円錐筒状体）を設けたホッパーが記載されている。いずれの具体例でも、ホッパー先端のガイドを袋に挿入するのは容易であり、被包装物が投入されると、被包装物はその落下重量によりガイドを拡開しつつ通過し袋内へ落下する。しかし、このホッパーでは、被包装物にガイドを通過させるには適度の勢いを付け投入する必要があるが、その調整がきわめて難しい。勢いが強いと被包装物が拡開したガイドの隙間から外に飛び出し、袋外に落下したり袋の縁に引っかかったりし、また、投入の衝撃で形が崩れたり、袋底への衝撃が強いと袋がグリッパーからずれることもあり、一方、勢いが弱いとガイドに挟み込まれて正常に落下しない。そのほか、投入を繰り返すうちガイドの復元力が弱まって広がったままになり袋口に挿入できなくなるとか、ガイドの分だけホッパーの長さが増すため、ホッパーの昇降及び被包装物の落下に時間が係り、装置の生産性が低下する等、種々の問題がある。
【０００７】
また、実公平２−３４１６６号公報には、ホッパー下部を狭幅の舌片とそれに対向して設置された半円筒状の揺動板で構成し、かつ該揺動板を下方に向かって先細状に形成したホッパーが記載されている。このホッパーは、揺動板を閉じると先端が細くなって袋口に挿入しやすく、挿入後揺動板を開くと袋口を揺動板の外形に沿って円形近くまで拡開することができる。しかし、揺動板が開くと舌片と揺動板の間に大きい隙間ができ、被包装物がその隙間から飛び出したり、隙間や袋の縁に引っかかったりする問題がある。
【０００８】
さらに、実公昭６０−３０５１号公報には、ホッパーを変形しない定型ホッパー壁（平面視略１／３円弧）と弾性材よりなる可変の柔軟ホッパー壁（平面視略２／３円弧）から構成し、柔軟ホッパー壁の径を調整できるようにしたホッパーが記載されている。このホッパーは、柔軟ホッパー壁を定型ホッパー壁に強く押し付けると全体の大きさが若干小さくなり、袋へ挿入しやすくなる。しかし、定型ホッパー壁の大きさは変化しないため、挿入しやすさの改善の程度はごく小さい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、袋詰め包装機における被包装物投入装置に関し、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、開口ガイド装置の助けを借りなくても、被包装物が収納できる範囲で袋サイズが小さく設定された袋に対しホッパーの挿入を確実に行い、かつ被包装物が飛び出したり、途中で引っかかったりすることなく被包装物を投入できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る被包装物投入装置は、筒状に成形された可撓性のホッパーを昇降自在に備え、該ホッパーは偏平状乃至開口状に変形自在とされたことを特徴とする。この場合、少なくとも袋内に挿入されるホッパー下部を上記の形態で変形自在とする。
また、本発明に係る被包装物投入装置は、筒状に成形された可撓性のホッパーを昇降自在に備え、該ホッパーの袋面に対応する両側面が該ホッパーの上端近傍を中心に揺動（開閉）するようにしたことを特徴とする。より具体的には、例えばホッパーの袋面に対応する両側面が取り付けられる一対の支持アームを設け、該支持アームを昇降自在とし、かつ該支持アームがホッパーの上端近傍を中心として互いに揺動自在となるようにすればよい。
上記被包装物投入装置において、上記ホッパーが少なくとも袋口挿入位置では偏平状となり、挿入後開口状となるように設定しておけば、ホッパーが開口状に広げられたとき、袋口がホッパーの外形に沿って押し広げられることになる。
上記ホッパーの望ましい具体例として、袋口への挿入が容易になるように、下部において袋の幅方向に対応する側に切欠きを形成し、例えば先端にいくほど狭幅としたものを挙げることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６を参照して本発明をより具体的に説明する。
本発明に係る被包装物投入装置は、図１〜図３に示すように、筒状に成形された可撓性のホッパー５と、ホッパー５を変形させる変形機構６と、ホッパー５を昇降させる昇降機構７からなる。
ホッパー５は、図４に示すように、可撓性を有する素材（例えば硬質ポリエチレン等の樹脂）を筒状の一体構造に成形したもので、下部において袋の幅方向に対応する側に切欠き５ａ、５ｂが形成され、先端にいくほど狭幅とされている。この例では、ホッパー５は１枚の薄い可撓性を有する素材を筒状に成形し、継目５ｃをつないだものである。なお、図４では、袋面に対応するホッパー５の両側面５ｄ、５ｅの中央位置にホッパー取付プレート２４（図１参照）が仮想線で描かれている。継目５ｃがこの位置にくるようにすると、継目のあるホッパー５でも断面形状が非対称にゆがみにくい。
【００１２】
変形機構６は、ホッパー５が取り付けられる一対のホッパー支持アーム８、９と、ホッパー支持アーム８、９が取り付けられやや傾斜して配置された揺動アーム１１、１２と、一方の揺動アーム１１の一端に固定されたストッパーピン１３及び他端に取り付けられたカムローラ１４と、カムローラ１４が当接するカム１５と、揺動アーム１１、１２を水平な支点軸１６、１７で揺動自在に軸支するホッパー取付ブラケット１８と、該ホッパー取付ブラケット１８に固定されたストッパー１９と、各揺動アーム１１、１２に取り付けられたバネフック２１、２２、及びその間に配置された引張バネ２３からなる。
【００１３】
ホッパー支持アーム８（９）は、揺動アーム１１（１２）への取付部８ａ（９ａ）、そこから水平に伸びる水平部８ｂ（９ｂ）、及び水平部の先端に取り付けられ下向きに所定長さ延びるホッパー支持部８ｃ（９ｃ）からなる。ホッパー５を取り付けるときは、ホッパー５の内側にボルト２４ａを植設したホッパー取付プレート２４をはめ込み、そのボルト２４ａをホッパー５に形成した穴５ｆ及びホッパー支持部８ｃ（９ｃ）の穴を通して外に出し、ナット２５によりホッパー支持部８ｃ（９ｃ）に固定する。
揺動アーム１２の先端にはストッパーピン１３がはまり込む溝１２ａが形成され、該ストッパーピン１３が揺動アーム１１の揺動に伴って上下動する際にこの溝１２ａに沿って摺動するので、両揺動アーム１１、１２は同時にほぼ対称的に揺動する。また、ストッパーピン１３の後端に形成されたヘッド１３ａが上方に所定距離移動したとき、ストッパー１９の下端に当接する。なお、このストッパー１９はボルト式で高さ調整自在であるので、揺動アーム１１、１２の揺動の幅を調整できるようになっている。
【００１４】
昇降機構７は、図示しない駆動手段により昇降する昇降軸２６、機台に設置された昇降軸支持スタンド２７及びスタンドカバー２８からなり、ホッパー取付ブラケット１８が取付部材を介して昇降軸２６の先端に取り付けられ、所定距離昇降駆動されるようになっている。
さて、昇降軸２６及びホッパー取付ブラケット１８が上昇位置にあるとき（図１の実線）、揺動アーム１１、１２は引張バネ２３の付勢力により支点軸１６、１７を軸にして揺動し（内側が持ち上がるように傾斜）、ストッパーピン１３のヘッド１３ａがストッパー１９の下端に当接した位置で停止している。このとき、揺動アーム１１、１２の揺動に伴い、ホッパー支持アーム８、９も揺動し、ホッパー支持部８ｃ、９ｃが下方が内向きになるように傾斜している。
【００１５】
この状態から昇降軸２６を下降させると、変形機構６全体（カム１５を除く）がそのままの状態で下降し、カムローラ１４がカム１５に当接するまではホッパー支持部８ｃ、９ｃは図１に実線で示すように傾斜したままである。
昇降軸２６の下降が続いてカムローラ１４がカム１５に当接するとカムローラ１４は停止し、揺動アーム１１、１２は引張バネ２３の付勢力に抗して、それぞれ支点軸１６、１７を中心として揺動（内側が下がる方向に揺動）を始め、ホッパー支持アーム８、９も揺動し、そのホッパー支持部８ｃ、９ｃが外向きに開き始める。
昇降軸２６は、揺動アーム１１、１２がほぼ水平位置まで揺動し、ホッパー支持部８ｃ、９ｃが所定位置まで開いたところで停止するように設定されている（図１の仮想線）。
昇降軸２６が上昇するときは、以上の動作と反対の動作が行われる。
【００１６】
ホッパー５は可撓性をもち、袋面に対応する両側面５ｄ、５ｅの中央位置が上下方向に所定長さにわたり、ホッパー取付プレート２４とホッパー支持部８ｃ、９ｃに挟まれた形態でホッパー支持アーム８、９に取り付けられている。従って、ホッパー支持アーム８、９の揺動（ホッパー支持部８ｃ、９ｃの揺動（開閉））に伴って、ホッパー５の上記両側面５ｄ、５ｅが揺動（開閉）する。なお、ホッパー支持部８ｃ、９ｃはホッパー５の上記両側面５ｄ、５ｅの上端近傍を中心として揺動するので、ホッパー５の袋面に対応する上記両側面５ｄ、５ｅは、その上端近傍を中心として内外に揺動（開閉）し、従って、ホッパー５の上端開口付近では揺動に伴う断面の変形はほとんどなく、下方にいくほどほぼ比例的に変形量が大きくなる。
ホッパー支持部８ｃ、９ｃが図１の実線に示すように内側に揺動した位置にきたとき、ホッパー５の両側面５ｄ、５ｅがホッパー支持部８ｃ、９ｃとほぼ同じ傾きで傾斜し、下方になるほど（特に下部開口）両側面５ｄ、５ｅが閉じて断面が偏平となり、図１の仮想線に示すように外側に揺動した位置にきたとき、ホッパー５の両側面５ｄ、５ｅが開き断面が広がって全体的に開口状となる。
【００１７】
この被包装物投入装置では、昇降軸２６が下降して、ホッパー５の先端が袋Ｗの袋口に挿入されたとき、カムローラ１４がカム１５に当接するように設定され、かつ、そこから所定距離下降しホッパー支持部８ｃ、９ｃが所定位置まで開いたとき下降が停止するように設定されている。なお、カム１５の設置位置によりホッパー支持部８ｃ、９ｃの開き具合いを調整することができる。
ホッパー５の変形はその昇降に伴って行われるが、ホッパー５の変形の様子及び作用を図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明すると、次の通りである。
（ａ）ホッパー５が上昇位置にあるとき、ホッパー５は下方にいくほど袋面に対応する両側面５ｄ、５ｅが閉じて偏平となっている。下方の袋Ｗは袋口が開いている。ホッパー５の偏平状の程度はストッパー１９により調整できる。
【００１８】
（ｂ）ホッパー５が下降しカムローラ１４がカム１５に当接した位置では、まだホッパー５は偏平なままであり、このときホッパー５の下端はちょうど袋口に挿入される。ホッパー５の下部が偏平なため、袋口が袋面に垂直方向に余り大きく開いていなくても挿入は容易であり、しかも、切欠き５ａ、５ｂを形成したため、偏平状態のホッパー５の幅（袋の幅方向）ｂが袋幅ｃと同程度又はそれよりやや大きめでも確実に挿入できる。
【００１９】
（ｃ）ホッパー５がさらに下降するにつれ、袋面に対応する両側面５ｄ、５ｅが開き（袋の幅方向はその分縮む）、同時に袋口はホッパー５の外形に沿って袋面に垂直方向に大きく押し広げられる。ホッパー５としては、その断面（袋の上縁付近における断面）でみたときの周長さが袋口の内周長さとほぼ同じ程度のものまで用いることができる。そのようなホッパーを用いれば、ホッパー断面が大きく広がり、その際に袋口を内面から大きく押し広げ、かつその状態に保持することができるので、袋に入るぎりぎりの大きさの被包装物でも容易に袋内に投入できる。なお、ホッパー５の下降端位置は、切欠き５ａ、５ｂの上端が袋の上縁付近まで挿入される位置とするのがよい。また、上記の例ではホッパー５を円形にかなり近くなるまで開口したが、カム１５の位置を調整して、ホッパー５の開き具合いを包装物の形状に適合した形状（開口の開き具体が小さい）になるように自由に設定することができる。例えば形状に方向性がある被包装物（例えばハンバーグのように偏平な形状のもの）を投入する場合は、ホッパー５の開き具合いを小さく設定するとよい。
【００２０】
図６に示すホッパー３５は、本発明に係るホッパーの他の例であり、上部開口が傾斜し、矢印方向から被包装物を投入した場合、被包装物の落下距離を小さくし、かつホッパー３５の内壁を被包装物の投入の際の位置決めに用いることができる利点がある。
なお、上記ホッパー５、３５は１枚の可撓性を有する素材を筒状の一体構造に成形したものを用いたが、始めから継目のない一体構造のホッパーを成形してもよい。また、挿入を容易としかつ大きく開口するため下部に切欠きが形成されていたが、ホッパーを偏平状態としたときの幅ｂによっては、必ずしも切欠きが形成されていなくてもよい。
【００２１】
さらに、上記ホッパー５、３５では袋面に対応する両側面の全体が該ホッパーの上端近傍を中心に開閉するようになっていたが、少なくとも袋内に挿入されるホッパー下部が偏平になれば袋口への挿入は容易となるので、例えばホッパーの袋面に対応する側面の一部（例えば下半分）のみが開閉し、残りの部分（例えば上半分）は断面が変形しないように設定することもできる。また、上記ホッパー５、３５ではホッパーの上端近傍では断面の変形がほとんどなかったが、上端近傍を含めホッパーの全長にわたり断面が偏平状乃至開口状に変形するように設定することもできる。この場合、例えば袋面に対応する両側面の全体が水平方向に移動する形態、あるいは袋面に対応する両側面の全体がホッパーの上端より上方位置を中心に開閉する形態が考えられる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の被包装物投入装置によれば、開口ガイド装置の助けを借りなくても、被包装物が収納できる範囲で袋サイズが小さく設定された袋に対しホッパーの挿入を確実に行うことができる。また、被包装物が飛び出したり、途中で引っかかったりすることもない。さらに、下部開口の開き具合い（広口状の程度）を調整することで、ホッパーを被包装物の形状に適合した形状に自由に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る被包装物投入装置の正面図である。
【図２】 同じく平面図（広口状に変形した状態）である。
【図３】 ストッパー近傍の断面図である。
【図４】 ホッパーの形状を示す斜視図である。
【図５】 ホッパーの昇降に伴う変形を説明するための図である。
【図６】 他の形態のホッパーの斜視図である。
【図７】 従来の袋詰め包装機において、開口ガイド装置を説明する図である。
【符号の説明】
５ ホッパー
５ａ、５ｂ ホッパーの切欠き
５ｄ、５ｅ ホッパーの袋面に対応する側面
６ 変形機構
７ 昇降機構
８、９ 支持アーム
１３ ストッパーピン
１４ カムローラ
１５ カム
１９ ストッパー

Claims (4)

1. 筒状の一体構造に成形され、かつ下部において袋の幅方向に対応する側に切欠きが形成され狭幅とされ、偏平状乃至開口状に変形自在とされた可撓性のホッパーと、前記ホッパーを偏平状乃至開口状に変形させる変形機構と、前記ホッパーを昇降させる昇降機構を備え、前記偏平状とは、少なくとも袋内に挿入されるホッパー下部が袋の幅方向に対応する側に広がり袋面に対応する両側面がその分閉じた形状であり、前記開口状とは、袋面に対応する両側面が開き袋の幅方向に対応する側がその分縮んだ形状であることを特徴とする袋詰め包装機における被包装物投入装置。
2. 筒状に成形され、かつ下部において袋の幅方向に対応する側に切欠きが形成され狭幅とされた可撓性のホッパーを昇降自在に備え、該ホッパーの袋面に対応する両側面が該ホッパーの上端近傍を中心に開閉することを特徴とする袋詰め包装機における被包装物投入装置。
3. 上記ホッパーの袋面に対応する両側面が取り付けられる一対の支持アームを備え、該支持アームが昇降自在、かつホッパーの上端近傍を中心として互いに揺動自在であることを特徴とする請求項２に記載された袋詰め包装機における被包装物投入装置。
4. 上記支持アームは、上記ホッパーの下部開口が袋口に挿入されるまでは内側に揺動して該ホッパーを偏平状に閉じ、それより下方位置で外側に揺動して該ホッパーを開くことを特徴とする請求項３に記載された袋詰め包装機における被包装物投入装置。

Images