JP4389006B2 - ロータリ真空包装機への被包装物搬入装置 - Google Patents

Description

本発明は、一定の時間間隔で到達するロータリ真空包装機に対し、包装用バックの搬入及び同バックへの被包装物の搬入を行う装置に関する。

真空包装製品を能率的に製造するロータリ真空包装機は、限られた容積の真空空間を形成するための複数の耐圧チャンバーが無端軌道を巡回する構造であるため、被包装物を収容した開封バックを一定の時間間隔で前記各耐圧チヤンバーに搬入する必要がある。従来、前記の搬入装置として、縦列等間隔で移動する被包装物の周りで帯状フイルムを同速度で移動させながら次第にチューブ化したあと、さらに前記チューブフイルムを前記各被包装物物の周囲で製袋加工する製袋充填包装機を使用する技術を開示している。しかし、前記の製袋充填包装機によって形成する包装体は、その袋口を両サイドに緊張して前記耐圧チヤンバーに搬入することができないから、耐圧チヤンバー内で前記袋口をシールバーにより挟圧、加熱して溶着するとき、同袋口に皺が生じやすく気密性が損なわれるという欠点がある。また同包装体を前記製袋充填包装機から各耐圧チヤンバーに搬入するのにコンベヤを用いるので、被包装物の際近くでバックの口をシールすることがむつかしく、従って、特に不定形な被包装物ではバック内部に余分なスペースが生じるという問題がある。

また他の実例として、既に形をなす長いチューブフイルムを端を開口すると共に、この開口部から前記チユーブフイルム内部に被包装物を押し込んだあと、同チユーブフイルムを切断する作業をサイクル的に行う一方、前記の切断した包装体を順次耐圧チヤンバーに搬入し、真空環境下で前記包装体の両端をシールバーにより加熱シールする真空包装技術が開示されている。この種真空包装機も、チューブフイルムの両端を前記耐圧チヤンバーで確実に緊張できないから、同袋口に皺が生じやすく、また例えばブロック肉のような不定形な被包装物ではバック内部に余分なスペースが生じるという問題が解決できない欠点がある。

なお多数のバックを積み重ね、これらバックの最上位のものの袋口を風圧で、あるいは真空カップで吸着してそれぞれ開口すると共に、前記の開口した袋口に挿入した嘴形ホッパーを通して、例えば羽根毛を熱湯処理したブロック鶏肉や、ブロック牛肉のような被包装物を、前記バックに対し機械的に袋詰めする技術が公知であるが、ただ当該公知例は、スーパマーケットにおける商品の袋詰めを能率化する技術を示したもので、仮にこの技術を真空包装機に適用しても、不定形な被包装物を余分なスペースを作ることなく耐圧チヤンバーに搬入すること、又は、袋口に皺を形成することなく加熱シールすることの、いずれもが不確実な問題として残る欠点がある。
特開平１０−８１３１０ 特開昭５７−３７５２５ 特開昭５９−１６３１２１ 特開昭４９−７２０８２

嘴形ホッパーと開閉バーとは一体にバック内に突入し且つそのままの状態で前記バックを真空包装機の耐圧チヤンバーの上まで搬入する。このため前記開閉バーによる前記バックの袋口をシール台の部分で緊張させることができるので、皺の少ない状態で袋口を加熱シールすることが可能になる。また摩擦機構をバックに接触させ、また前記嘴形ホッパーを通して被包装物を前記バックに搬入する押し込み棒の前進運動量を、シール台の内側面で統一することにより、バックには引き伸ばしテンションが加わると共に、被包装物の押し込みをシール台の内側に留めるので、前記バック内に余分なスペースを形成しないようにできる。

ロータリ真空包装機を間歇移動させる一方、前記真空包装機の各耐圧チャンバーに対し嘴形ホッパーでバックを、また押し込み棒により前記嘴形ホッパーを通して被包装物を前記バックに押し込み、耐圧チャンバーにおけるバック及び被包装物それぞれの位置を整合させることを実現した。

図１は包装システムの部分的平面図で、図２はメイン軌道を通じて前図に繋がる包装システムの部分的平面図である。この包装システムは、被包装物を収容したバックを真空状況下で密封して真空包装製品を形成するロータリ真空包装機１と、前記真空包装機１に対する空のバック２の供給と、前記バック２への被包装物４の収容を行うための、それぞれの搬入機構５を備えている。

図２はスペースの関係でロータリ真空包装機１を部分的に示しているが、この真空包装機は、中心部の主軸６の駆動力により９０度角づつ間歇回転する４個の耐圧チャンバー１０を備え、これら各耐圧チヤンバー１０はそれぞれ、上面にシール台８を備える定盤９と、該定盤９に対し開閉自在に配置した蓋材１１とを装備し、流体シリンダ或いはダイヤフラム１２により操作されるシールバーを、前記各蓋材１１の内部に備えている。そして、メイン軌道を矢印１４の方向から前記定盤９の上に、嘴形ホッパー１５で支持したバック２を供給したあと、同嘴形ホッパー１５を通して被包装物を前記バック２内に搬入すると、その後、蓋材１１を閉じた耐圧チヤンバー１０は時計周りに回転しながら、内部に真空ポンプ（図示省略）の吸引力がパイプ１３を通して作用し、真空環境下で前記バックの開口縁を前記シールバーで加熱シールして真空包装製品を次々と形成する構成である。

一方図１に示す搬入機構５は、メイン軌道上２９のバック２及び被包装物４を、前記耐圧チャンバーの定盤９上に搬入する装置である。すなわち当該装置は、被包装物４を運搬するベルトコンベヤ１６を備え、このベルトコンベヤの終端に配置したストッパー１７は、前記被包装物１６の移動を受け止めて停止させる機能をもち、該ストッパーに設置した近接スイッチ１８に被包装物４が接触すると、要素１９は被包装物４をベルトコンベヤ１６の領域から始動ステーション２０の上に運び入れる構造である。

また前記始動ステーション２０に先端を臨ませる押し込み棒２１を、アーム２２を介して第１ねじ棒２４及びガイドレール２５に支持し、電動機２６を駆動源とする前記第１ねじ棒２４の正逆転によって、前記押し込み棒２１は前記メイン軌道２９に沿って往復動する。前記の第１ねじ棒２４は全長にねじ溝が形成され、一方アーム２２を同第１ねじ棒２４に係合するボス２３の内面は雌ねじが形成されている。

また、前記第１ねじ棒２４の内側に平行配置する第２ねじ棒３０は、待機ステーション３１を形成するデッキプレートと、既に説明した嘴形ホッパー１５とを一体にメイン軌道に沿って往復動させるため、電動機により正逆転する。そしてこの嘴形ホッパー１５と待機ステーション３１との往復運動は、図２の各耐圧チャンバー１０が１ピッチ移動する間歇運動と一致し、真空包装機１と第１、２ねじ棒２４、３０のいずれかに停止信号が発せられると、他方の機構も同時に停止する構造になっている。

前記嘴形ホッパー１５の構造は、図３の平面図及び図４の背面図に示すように、前記の第２ねじ棒３０と２本のガイド棒３２とにスライド自在に支えたフレーム３３に、上下２枚の溝型材３４、３５を組み合わせたものを支持する構造である。より詳しくは上部の幅広の溝型材３４の一部が下部溝型材３５の外側に被さり、上部溝型材３４の両側面３６それぞれに締め込みナット３７で固定したピン３８を、前記フレーム３３における２本の垂下バー３９に回転自在に支持して構成する。

また前記下部溝型材３５の両側からそれぞれ屈曲状に延長する支持板４０を前記両ピン３８に回転自在に支持し、さらに前記の一側のピン３８の端にビスでもってレバー４１を、また他側の前記支持板４０に別個のレバー４２をそれぞれ固定する。このため一側のレバー４１に作用する力により前記ピン３８を回転すると、上部溝型材３４の前端は上下動し、また他側のレバー４２を操作することにより下部溝型材３５の前端を上下動することができるのである。要するに嘴型ホッパー１５は任意に開閉が可能なのである。

既に説明したように、図１における第２ねじ棒３０に係合するフレーム３３は、嘴形ホッパー１５と待機ステーション３１とを一体に支持して移動させるが、第３ねじ棒４５に係合するフレーム４６は一対の開閉バー４７を支持し、該第３ねじ棒４５の正逆転により、前記開閉バー４７を単独で変位させることができる。

すなわち、図５に示すように嘴形ホッパー１５を跨ぐように配置したフレーム４６を、平行配置した２本のガイド棒４４と、１本の第３ねじ棒４５とに支持し、前記フレーム４６の両端に、一対の緩衝機構４８を介して前記の開閉バー４７を配置する。このため前記の第３ねじ棒４５を回転すると、嘴形ホッパー１５とは別個に、一対の開閉バー４７はフレーム４６と一体に移動するのである。

図６は前記一対の開閉バー４７の平面図であり、該図に示す緩衝機構４８の側面は図７に示している。すなわちフレーム４６の側面から突き出る水平ピン４９に、芯軸５０の上端を枢支し、該芯軸５０の下部に細長い基盤５１を回転自在に支持する共に、前記芯軸５０の周りに捻りコイルスプリング５２を設置する。

図８において時計方向に捻った前記コイルスプリング５２の反力は、前記基盤５１を逆時計の方向に回転するよう付勢するが、この戻り回転力は、基盤５１の上面に立設したピン５４が、芯軸５０の側面から突き出るストッパー５５に突き当たることにより受け止められる。

一方、図７において前記基盤５１に回転自在に支持する軸５６に捻り巻いたコイルスプリング５７は、図８において開閉バー４７を時計方向に回転するように付勢するが、軸５６から突き出る爪５８が基盤５１に立設したストッパー５９に突き当たることにより受け止められるのである。従って前記一対の開閉バー４７がバック２の開口縁を両側方向に緊張する力は、前記の各捻りコイルスプリングの弾力により緩衝されるわけである。

図１のメイン軌道２９には、下面に２個の真空カップ６１を備える昇降アーム６０が設置され、その下にバック２が載積状態で配置されている。図９はこの包袋載積セクションの側面図であって、同セクションに、図１０のように適当本数の粘着テープ６０に多数のバック２を鱗状に貼り付けた載積バックを配置する。前記バック２は、テープ６０をリール６１で巻き取ることにより引き出すことができ、真空カップ６２で吸着する最上位のバック２の袋口を上方向に開口すると、前進するホッパー１５及び開閉バー４７がバック２内に突入するする構成である。

嘴形ホッパーは、実線表示のように上下の溝型材３４、３５及び開閉バー４７が先端を狭めてバック２に突入するが、同時に仮想線３４U、３５U、４７Uで示すように先端を離反してバック２の開口縁を拡張し、さらなる前進運動により当該バック２を粘着テープ６０から剥離奪取する。この場合メイン軌道上域に設置した送風機５９は、矢印５９Xのように空気圧を前記嘴形ホッパー１５の内部空洞を通してバック２内に送り込むので、同バック２を図のように膨らませることができる。

前項に説明した嘴形ホッパー１５によるバック２の開口縁の拡張は、下記のような機構によって行われる。すなわち図１１のように、メイン軌道に上下溝型材３４、３５の各レバー４１、４２に取り付けた滑車６４を案内する前域レール６５と、後域レール６６とをそれぞれ上下に設置する。上下の前域レール６５に沿って走行する上下の滑車６４が、それぞれ上下の後域レール６６に突入した直後、同上下の後域レール６６を矢印６７の方向に離反させることにより、上下の溝型材３４、３５の先端はピン３８を軸に離反し、バック２の開口縁を拡張するという訳である。この場合、下記の機構でもつてバック２内に挿入されている開閉バー４７も、溝型材３５と一体運動を行う。

すなわち図６及び平面を示す図７並びに、側面の図８に示すように、フレーム４６の内側面から水平に突き出るピン４９に、芯軸５０を垂下状に支える固定するブロック７０には、滑車７２を支持するレバー７１が設置されている（図５参照）。従って同滑車７２を、図１１において説明した前域レール６５及び後域レール６６で操作することにより、図９における開閉バー４７を、下部溝型材２５の上下への開閉運動と同調して上下に変化することが可能になるのである。

図９においては、嘴型ホッパー１５の往復動サイクルに対応して、各バック２の送りピッチが一致するようにインチングコントロールが行なわれる。すなわち粘着テープ６０の移送軌道に、バツク２の先端を規定の位置に停止させるセンサー７０を設置する。リール６１とその支持軸７１との間に、ワンウェイクラッチ７２を介設した歯車７３が配置される一方、エアシリンダ７４に連結するラック歯７５が、前記歯車７３を介してリール６１を一方向のみにインチング回転する。このため嘴形ホッパー１５がバック２を取り除くたびに、センサー７０を繋ぐ制御器７６からの信号で、電磁切換え弁のごとき操作機器７７を操作し、前記シリンダ７４によってリール６１をインチング回転するのである。

なお図１において待機スーション３１が移動する直前、押し込み棒２１は被包装物４を同待機ステーション３１の上に移乗させている。そこで嘴形ホッパー１５は被包装物４を載せたステーション３１を伴い前進を開始し、図２にける定盤９の上部に前記バック２を搬入する。その直後、図５に示すメイン軌道両側の一対のタッチバー８０がそれぞれ回転し、緩衝機構４８のピンロール８１を押し、両開閉バー４７を両サイドに開放して袋口を緊張させる。

具体的にそれは、図６または図７に示すピンロール８１に押圧力を作用させることであり、図８における矢印方向８２に作用する力により開閉バー４７はバック２の開口縁を緊張させる（図１２も参照）のである。かかる緊張作用は主としてバック２の存在確認であり、バック２存在が確認されると、図１３のように押し込み棒２１は、嘴形ホッパー１５を通して被包装物４をバック２内に搬入する。

前記の際、ピン８５を介して機台８６に固定する揺動体８７の先端の、滑車型摩擦要素８８を、回転カム８９の押圧でバック２下面に圧接する。これは、バック２に対し被包装物４を押し込む慣性で、前記バック２が嘴形ホツパー１５から抜け落ちるのを防ぐためで、同時にバック２に引き伸ばしテンションを加えながら、押し込み棒２１の先端面を、シール台８の内側面で止めて、被包装物４を前記シール台８の内側の際８３で停止させる。かかる処理によりバック２の内部の余分なスペースは縮小する。

そのあと図１１の、上下両後域レール６６は接近し、上下溝型材３４、３５の先端を閉鎖してバック２から引き抜き、図１の始動ステーシヨンまで前記嘴型ホッパー１５と待機スション３１とを一体に後退させる。そしてその直後、図１２のごとくバック２内では開閉バー４７が再度両側に離反してバックの袋口を緊張させ、同時に一対のクランプ機構８４が前記バック２の両側をシール台８の近傍に押さえつけると、前記両開閉バー４７は、嘴型ホッパーを追跡するように始動ステーシヨンに後退し、後続の耐圧チャンバーに対するバック及び被包装物物の再搬入準備を整えるのである。

図１４により、各構成要素の運動をみると、嘴形ホッパー１５及び開閉バー４７が始動ステーションでそれぞれ待機S１している時、既に押し込み棒２１は被包装物を前記の嘴形ホッパー１５に付属する待機ステーション３１の上に補充S２している。その後前記ホッパー１５及び開閉バー４７は一体に真空包装機の方向に向け前進S３するが、その途中、載積バックを奪取S４し、耐圧チャンバーに前記バックを搬入して停止S５する。この場合押し込み棒２１も待機ステーション31と一体に移動する被包装物を追跡S６して停止S７する。そしてまず開閉バー４７が両側に開放してバックの袋口の第一次確認S８を行ない、バック確認が完了すると前記押し込み棒２１が被包装物をバック内に搬入S９する。そして該押し込み棒は始動ステーションに向け後退S１０する。同時に嘴型ホッパー１５及び待機ステーション３１も後退S１１し、最終作業として開閉バー４７は再度袋口を第二次緊張S１４したあと後退S１３し、１サイクルを完了する。

図１２において開閉バー４７が両側に開放してバック２の第一次確認S８をする際、仮にバック２が不存在であると、開閉バー４７のいずれかは常設のセンサー７９に接触する。この結果、図１４における開閉バー４７によるバックの確認検出S８においては不確認信号が発せられ、押し込み棒２１は被包装物をバック内に搬入することなく後退S１５する。そして開閉バー４７は再び第二次緊張S１４作用を行ってセンサー７９を作動させ、装置全体の運転を停止させる。

図１４で開閉バー４７が袋口を第一次確認S８をしたにもかかわらず、第二次緊張S１４でバックを検出できない場合がある。これは第一次確認S８の後の、バックに被包装物を搬入する慣性で同バックが過剰後退する結果起こる現象である。このような場合は前記の第二次緊張S１４によりセンサー７９は作動し、装置全体に停止信号を発信するのである。

図１５は積載バックの説明であり、載置板９０上に垂直状に積み重ねた最上位のバックの開口縁を真空カップ６２で開口する都度、嘴形ホッパー１５が順次前記バック２の開口縁を拡張して奪取する点は図９のテープバックに対する作用と変わらないが、リフト機構９１で前記載置板９０を徐々に上昇させる構成に差異がある。

すなわち、前記のリフト機構９１は、載置板９０と一体のラックバー９２をスリーブ９３に支持する一方、バック収納箱９４に固定した電動機９５により駆動するピニオン９６を前記ラックバー９７の歯に係合すると共に、バック２の上面を監視するセンサー９７で前記電動機９６の回転角をコントロールするように構成したもので、前記収容箱９４に固定した鉤型材９８でバック２の下側面を押さえながら同上面を真空カップ６２で持ち上げ、送風機５９でバック内に空気圧を加えながら同バック２をホッパー１５によって順次奪取するのである。

不定形な被包装物をバック内にスペースを小さく収納できるから商品流通の嵩容積が小さくなり、経済的アップを図る一方、またバックの開口状態を監視して包装事故を未然防止できるので、包装体の形成装置としも利用が拡大する。

包装システムの部分的平面図 前図に接続するシステムの他の部分の平面図 嘴形ホッパーの平面図 嘴形ホツパーの背面図 嘴形ホッパー及び開閉バーの背面図 開閉バーの平面図 緩衝機構の側面図 緩衝機構の作用説明図 テープバックの積載説明図 テープバックの平面図 嘴形ホッパーを開閉させる機構説明図 開閉バーによるバックの緊張説明図 バックに対する被包装物の搬入説明図 機構の運動説明図 バックの積載説明図

符号の説明

１…真空包装機
２…バック
４…被包装物
５…搬入機構
８…シール台
９…定盤
１０…耐圧チヤンバー
１５…嘴形ホツパー
２０…始動ステーション
２１…押し込み棒
２４…第１ねじ棒
２９…メイン軌道
３０…第２ねじ棒
３１…待機ステーション
３３…フレーム
３４、３５…溝型材
４５…第３ねじ棒
４７…開閉バー
４８…緩衝機構
５９…送風機
７９…センサー
８４…クランプ機構
８８…摩擦要素

Claims (6)

1. 上下一対の溝型材を組み合わせて形成した嘴形ホッパーと、該嘴形ホッパー後方の待機ステーションとを一体に、ロータリ真空包装機との間のメイン軌道に沿って往復動させる手段と、前記のメイン軌道を嘴形ホッパーと一体にロータリ真空包装機の方向に前進はするが、嘴形ホッパーとは別行動で後退する一対の開閉バーと、前記の待機ステーションに被包装物を押し乗させかつ嘴形ホッパーと一体に前進する押し込み棒と、前記嘴形ホッパーの前進運動時、メイン軌道中に載積した包装用バックの開口部内に突入する前記溝型材の上下への開放運動により前記バックを拡張して支持しながら前記真空包装機の耐圧チャンバーに搬入する手段と、前記バックの耐圧チャンバーへの搬入直後、前記開閉バーの両サイドへの開放により、これら開閉バーでバックの存在を検出する手段と、前記開閉バーがバックの存在を確認すると押し込み棒で待機ステーションの被包装物を、前記嘴形ホッパーを通して前記バック内に搬入する手段とからなり、
   一方、前記開閉バーの開放運動によりバックの存在を検出しなかったときは、待機ステーションに被包装物を残したまま前記押し込み棒を後退させる手段を備える包装体の搬入装置。
2. 開閉バーの両サイドへの開放によりバックの存在を検出したあと、前記バック内から嘴形ホッパーを脱出すると共に、前記開閉バーを再度開放してバックの開口縁を緊張し、同バックの開口縁をロータリ真空包装機の耐圧チヤンバーに設けたクランプ機構で前記耐圧チャンバーにおけるシール台近傍に支持するようにした請求項１に記載の装置。
3. 開閉バーを再度開放してバックの開口縁を緊張するとき、前記開閉バーが過剰開放する運動をセンサーで検出し、この検出信号により全体装置の運転を停止させる手段を備える請求項１又は２に記載の装置。
4. メイン軌道に摩擦要素を設置し、該摩擦要素を、ロータリ式真空包装機の方向に前進する嘴型ホッパー周りのバックに接触させ、押し出し棒により被包装物を押し込む慣性で、前記バックが嘴形ホッパーからの抜け落ちるのを防止する請求項１ないし３それぞれに記載の装置。
5. 押し込み棒による、バック内の被包装物の突入を、被包装物の先端面が耐圧チャンバーにおけるシール台の内側の際で停止させるようにした請求項４に記載の装置。
6. 上下の溝型材により拡張したバック内に、前記溝型内を通して空気圧を作用させ、同バックを膨らませた状態で耐圧チャンバーに搬入する請求項１に記載の装置。