JP4540623B2

JP4540623B2 - 真空包装装置

Info

Publication number: JP4540623B2
Application number: JP2006054921A
Authority: JP
Inventors: 和男小西
Original assignee: 茨木精機株式会社
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: JP2007230614A

Description

本発明は、内部に被包装物を縦列等間隔に配置したチューブフイルムを、その長手方向に連続的に移送すると共に、前記各被包装物を前記チューブフイルムと一体に耐圧チャンバー内に搬入し、同チヤンバー内で前記各被包装物を、前記チューブフイルムで隔離して真空包装する装置に関する。

下記の特許文献１は、下箱と上箱とが分離可能な耐圧チャンバーを、被包装物を内部に縦列等間隔に配置したチューブフイルムの移送軌道に配置し、前記の下箱と上箱とを、製袋充填機から搬出される前記各被包装物の移送方向にボックスモーション運動させて、前後の前記各被包装物を順次、前記耐圧チャンバー内に密封して真空包装する装置を開示するが、当該特許文献１のものは、前記チューブフイルムを予め耐圧チヤンバー内で切断し、これら切断開口部からチユープフイルム内の空気を排除する構成である。かかる構成では、引き伸ばし気味の前記フイルムは切断開放と同時に縮み傾向になるため、前記の切断端の同じ位置を、定位置に配置したシールバーによりシールすることは難しくなるし、また同フイルムに縮み皺が発生してシール箇所に通気孔が生するという欠点がある。

一方下記の特許文献２は、上下一対の分離自在なケーシングを、チューブフイルムの移送軌道に設置すると共に、前記チューブフイルムの各被包装物間部分のみを前記ケーシングで挟圧しておいて、同ケーシング内に配置した切断刃で前記チューブフイルムをカットしたあと、前記ケーシング内を介して前記チューブフイルムのカット部分から前記被包装物周囲の空気を排除すると共に、前記ケーシング内部に設置したシールバーにより前記カット部分を溶着する装置を開示する。従って当該装置はケーシングによるチーブフイルム固定により、カットによってチューブフイルムの切断部が縮むことはなく、常にカット端の同じ箇所をシールできるという利点を備えている。しかし当該装置では、前記チューブフイルム内の空気排除に伴って同チューブフイルム全面ての差圧が大きくなり、この差圧で同チューブフイルムの空気通路を塞ぐという問題があるので、あまり能率的ではないという欠点がある。

特開平７−１７２４０８号公報特開２００２−３７０７１３号公報

本発明の目的は、前記の特許文献１と相似する耐圧チヤンバーに、前記特許文献２のシールバーを組み入れる隔壁を形成し、この隔壁の空気抵抗を利用して、チューブフイルム内の空気排除と、同チューブフイルム外の空気排除とを同時に行い能率向上を図るようにしたもので、上箱と下箱とからなる分割可能な耐圧チャンバー内に、隔壁を隔てて形成した被包装物の配置隔離室、及びシールバーの隔離室と、
前記の隔壁に形成した、前記両隔離室間を連通する通気孔と、
前記隔壁の分離対向面に形成した、前記両隔離室を連通する部分間隙と、
被包装物を等間隔で収容するチューブフイルムを、前記上下両箱間において搬送する手段と、
前記チューブフイルムの運搬方向に沿って前記上下両箱をブロックモーションさせる手段と、
前記耐圧チャンバーの、被包装物の配置隔離室に被包装物を隔離した直後、前記シールバー隔離室の一側のシールバー内に配置したカット刃を、他側のシールバーに形成した隙穴に押し込んで前記チューブフイルムを切断する手段と、
前記チューブフイルムを切断したあと、真空ポンプの吸引力を、真空タンクを介して被包装物配置隔離室から前記隔壁の通気孔を通し、さらに前記両隔壁対向面の部分間隙を通して前記チユーブフイルム内に作用させる手段と、
そのあと、前記両シールバーで前記チーブフイルムのカット端を挟圧して溶着する手段とを備え、
前記ブロックモーション時の、上下両箱の前後進運動を、前記の前進運動時間と後退運動時間とを、ほぼ３対１に設定し、一方前記真空タンクの容積を、耐圧チャンバーの上限容積８リットルに対する１５倍超えに設定する共に、前記真空ポンプの吸引馬力を、前記真空タンク容積１０リットル当たり１馬力以上に設定するごとく構成する。

前記装置は、上下両箱内部のシールバーの隔離室と、被包装物の配置隔離室とを隔てる隔壁に通気孔を形成しており、前記の被包装物隔離室に優先作用する真空ポンプの吸引力は、まず被包装物周囲のチューブフイルムに作用し、続いて前記隔壁の通気孔を通してシールバーの隔離室から前記チユーブフイルム内に作用する。この場合、前記の被包装物配置隔離室での真空吸引力が一時的に勝るし、またシールバー隔離室内の狭い通路による空気抵抗もあり、前記被包装物配置隔離室において前記チューブフイルムの膨張を助成し且つ同膨張助成を継続することになるので、チュブフイルム内の空気排除を能率高く促進することになるのである。

図２に示す製袋充填機は、筒状の製筒器１１によって帯状フイルム１２を丸めてチューブ１０化する一方、回転するエンドレスチェン１３が等間隔で備えるアタッチメント１４で被包装物１５を、前記チューブフイルム１０内に等間隔で搬入し、こうして形成した、被包装物が等間隔で収容されているチューブフイルムを、図１の耐圧チャンバー２０に対して送り込むのである。

すなわち図３に示すように、前記耐圧チャンバー２０を形成する上箱１８と下箱１９とを、これら各箱の両側から突き出る架材２１、２２を介して、枠型のフレーム２３両側の、各２本の垂直ガイド２４に上下動自在に支持する。また前記両側の垂直ガイド２４の下部にそれぞれ昇降ブロック２５を支持し、この両昇降ブロック２５間に回転自在に支持した作動軸２６の両端それぞれに、ダブルクランク２７を設置すると共に、これら各ダブルクランク２７の両端と、前記上下の架材２１、２２の両端とをロッド２８、２９を介して連結する。

図４に示すように、前記のダブルクランク２７は、前記の作動軸２６に固定した第１クランク３１と、同作動軸２６に固定した偏芯円盤３２の周りに回転自在に支持する第２クランク３３とからなり、作動軸２６の動力でもって回転する第１クランク３１は、上箱１８を垂直ガイド２４に沿って上下動させ、一方前記作動軸２６で前記の偏芯円盤３２が回転することにより、同偏芯円盤３２に支持した第２クランク３３は上下に変位して下箱１９を上下動させて、前記両上下箱を開閉するのである。

図５は、両側２本の平行ガイド３５に、図３の枠型フレーム２３を支持した平面図であり、前記フレーム２３にビスでもって固定した雌ねじブロック３６が、ボールねじ３７と係合する状態を示しており、正逆転モータ３８でもって前記のボールねじ３７を回転することにより、前記フレーム２３は水平ガイド３５に沿って往復動する。

要するに、図３においてボールねじ３７の正逆転でフレーム２３が、両側の水平ガイド３５に沿って往復動することによって、両側の垂直ガイド２４に支持される耐圧チャンバー２０も一体に往復動するのであり、かかる運動は、図１３における耐圧チャンバー２０の、水平ガイド３５に沿う矢印３９方向の変位に当たるのである。かかる往復運動のサイクルは、搬入コンベヤ４０によって運搬されるチューブフイルム１０内の被包装物１５の搬入間隔に相当するのであり、詳しくは後述するが縦列等間隔の各被包装物１５は、順次、前記耐圧チャンバー２０内で真空包装したあと、同耐圧チヤンバーから搬出されることになるのである。

図２においてエンドレスチェン１３を駆動するサーボモータ４１から発するパルス信号４２を制御器３０に入力し、該制御器３０からのフイードバック信号でもって搬送する被包装物１５の間隔を一定に保ち、一方これに帯状フイルム１２のスピード調整をすることで、チューブフイルム１０内での各被包装物の間を設定間隔に保っことができる。要するに、被包装物１５の長さを変更するに当たり、その変更数値を装置４６から制御器３０にインプットすると、同制御器内部の演算器は、帯状フイルム１２の搬送速度を、変更する被包装物の長さに合わせて調整して、各被包装物の間隔を設定通りに維持する一方、前記制御器３０に繋がる信号回路４３でもって正逆転用の第１モータ３８の回転運動をコントロールする。要するに同第１モータ３８は、耐圧チャンバー上下両箱のボックスモーション運動４４，４５のスピードを、図１３における前進３９aを例えば1 .5 秒に、後進３９bを０．５秒に、常に３対１の関係に設定するのである。

図５では、雄ねじブロック３６の一部に、ビス４７でもって２本の脚材４８を固定しているが、図３に示すようにこれら２本の脚材４８は、耐圧チャンバーの下箱１９から垂下するものであり、図４に示すごとく下箱１９を気密にかつスライド自在に貫通する前記脚材４８は、その上端にベルトコンベヤ４９を支えている。要するに、脚材４８が支持する前記のベルトコンベヤ４９は、下箱１９が上下動しても常に一定の高さレベルを維持するのてあり、かかる構成により図１３における搬入コンベヤ４０から図４のベルトコンベヤ４９に、被包装物１５の搬入をスムーズに行えるのである。

図１３において下箱１９に固定する第２モータ５０は、チェン５１を介して前記下箱１９内部のベルトコンベヤの駆動軸５２と繋がるもの（図６も併せて参照）であるが、上下に変位する下箱１９と、一定の高さレベルを維持する被包装物搬入用のベルトコンヤ４９との間には、図７及び図８に示す動力伝達機構が備わる。この動力伝達機構は、前記駆動軸５２を支軸として揺動可能な第１リンク５５と、前記ベルトコンベヤ４９の可動軸５６を支軸として揺動可能な第２リンク５７とを、関節軸５８を介して連結すると共に、前記両リンクに配列した複数の歯車５９を一連に係合して構成している。

しかして下箱１９と一体に前記第１軸５２が下降する場合、関節軸５８の部分で前記両リンク５５、５７の交差角度は拡大するが、そうする動きの最中でも、下域の第２モータ５０から前記第１軸５２に伝わる動力は、前記両リンクに設置した歯車群５９を介して可動軸５６に伝わり、前記ベルトコンベヤ４９に動力を伝えるのであり、かかる構成は、前記特許文献１に開示する耐圧チヤンバーの、３分割構造に比較して内部容積を少なくし、結果として真空吸引能率を高める効果があるのである。

図８に示すごとく下箱１９はその内部を、隔壁６２を隔てて、前記のベルトコンベヤ４９を配置する被包装物の隔離室６４と、下部シールバー６６の隔離室６８とに分離する。図７における上箱１８の隔壁６１も、被包装物の隔離室６３と、上部シールバー６５の隔離室６７とに分離するが、前記各隔壁６１、６２それぞれに連通孔７０を形成すると共に、図８のごとく前記隔壁６１、６２の対向面の２箇所を部分的に切り欠いて、通気間隙６０を形成している。

さらに、図９における上箱１８の天井面に、２種類４個のアクチュエータ７１、７２を設け、図１０に示すごとくその一側２個のアクチュエータ７１は、作動ロッド７３を介して上箱１８内部の上部シールバー６５と連結し、他側２個のアクチュエータ７２は、作動ロッド７５を介して前記上部シールバー６５内の切断刃７４と連結し、これら両アクチュエータ７１、７２は通常、シールバー６５及び切断刃７４を上域に引き上げ、第１段階として図１３のごとく上下両箱１８、１９が、前後の被包装物１５間でチューブフイルム１０を挟圧して前記被包装物を隔離すると、まず切断刃７４は前記チューブフイルム１０をカットするのである。

図１１の表示は、数値零で示す境界線に対する耐圧チヤンバーの開閉を示し、前記耐圧チャンバーの往復１サイクル運動は、前記閉鎖時の1.5秒の前進と、同開放時の0.5秒の後進とからなるが、図４におけるダブルクランク２７は、相対接近する上下両箱１８、１９が密着すると同時に、一時停止して両箱内部の空間を気密な状態を維持する。つまり前記図１１における「停止」なる表現は、前記ダブルクランクの停止を表し、この停止時間の間に、まず図１２に記載のフイルムカットと、電磁開放弁の開放が行われる。

すなわち、図１３においては上箱１８上面の開口ジョイント８０と、真空ポンプ８１とを連結する真空ライン８２に電磁開閉弁８３を設置すると共に、６リットル容積の耐圧チヤンバー２０に対して、９０リットルの真空タンク８４と１０馬力の前記真空ポンプ８１とを設置し、前記耐圧チャンバー２０に対する前記真空ポンプ８１の吸引力の作用時間を、前記電磁開閉弁８３の開閉でもって設定する。

例えば６リッターの耐圧チャンバー２０を用いる場合、少なくともその１５倍の９０リッターの真空タンク８４を連結すると共に、１０馬力の真空ポンプ８１を用い、前記耐圧チャンバー２０を1.5秒閉鎖している間、前記真空タンク８４で同耐圧チャンバー２０内に真空吸引力を作用させ、そのあと0.5秒の間、同耐圧チャンバー２０を開放する作用を繰り返す構成が最も効率に優れることを確信した。前記の状態では、６リツターの耐圧チヤンバー２０と連通するたびに真空タンク８４では必然的に空気圧が上昇するが、耐圧チャンバー２０を閉鎖している1.5秒の間の真空タンク８４への吸引力で、耐圧チャンバー２０の真空ゲージは計数値として0.13Mpsを表示するが、被包装物内からの空気漏出が続くので、実質は完全真空値を100とすれば、その約９０パーセントの空気排除を行い、1.5秒での空気排除としては率の高い排除と言える。

図１は、耐圧チヤンバー２０が内部に被包装物１５を隔離した状態であり、上下両箱１８、１９が、前後の被包装物１５の間でチューブフイルム１０を挟圧遮断すると同時に、前記の電磁開閉弁８３の開放で耐圧チャンバー２０内に真空を作用させことになり、仮想矢印８５のように真空吸引力が働く。この場合、まず被包装物の隔離室６４に働く真空吸引力で、隔壁対向面に形成した部分間隙６０内でもチューブフイルム１０は膨れて、同チューブフイルム１０内からそのカット端を通した真空吸引を促進させ、そのあと上部シールバー６５を、下部シールバー６６に向けて下降させて前記チューブフイルム１０のカット端を溶着するのである。つまりこの作業は図１２におけるシールバー閉鎖に当たり、同図における電磁弁閉鎖の後、耐圧チヤンバーは開放して後進する運動を繰り返し、真空包装体を次々と形成することになるのである。

前記耐圧チャンバー２０が開放する0.5秒の間に同耐圧チャンバー内の真空圧を、前記真空ポンプ８１で０パーセント近くに高めて、１分間あたり３０袋の真空包装体の連続形成が可能になった。単純計算では６リッターの耐圧チャンバー２０に使用する真空タンク８４及び真空ポンプ８１をより大きいものに変更すると、さらに能率が上がる計算になるが、必要以上に大きな真空ポンプ８１及び真空タンク８４の使用は、細い空気流通路を、急激な圧力変動で凍結させる結果になるし、また前記の耐圧チヤンバー２０の容積も最大８リッターを超えると、それに伴って同耐圧チヤンバー２０の往復運動量が増加して能率が低下するので、効率からすると耐圧チヤンバー最大は８リッターが効率である結果がでた。

図３における垂直ガイド２４に作動軸２６を支持する一対の昇降ブロック２５は、図１４のように第３モータ７８の両端をも支持し、該第３モータ７８の軸に固定したピニオン８８は、図３における作動軸２６の歯車９０に係合して両側のダブルクランク２７を回転するようになつている。

また前記の図１４は、前記両昇降ブロック２５をそれぞれ、フレームに支持するねじ棒９１に係合すると共に、前記各ねじ棒９１の上端を、ベベル歯車９２を介して操作軸に９３と係合し、ハンドル９４又は他の動力で前記操作軸９３を回転して、前記第３モータ７８及び、図３に示すその作動軸２６両端のダブルクランク２７に繋がる耐圧チヤンバー２０との設置レベルを上下に設定可能にする。かかる耐圧チヤンバー２０の上下方向への調整は、図１３において被包装物１５の高さの変更に応じて実行され、上下両箱１８、１９により被包装物１５の高さ数値の中間でチューブフイルム１０を挟持して、同チューフーフイルムに形成される皺の一方向への集中を避けて、皺による空気漏れを防止するものである。

図２における、フレームを前後動させる第１モータ３８から、制御器３０にフイードバックするパルス信号を演算し、耐圧チャンバー内のベルトコンベヤ４９を回転させる第２モータ５０と、ダブルクラクを介して前記耐圧チヤンバーを開閉させる第２モータ７８と、シールバー６５及び切断刃を操作するアクチュエータ７１、７２との作動タイミングとを測り、各構成機構の無駄のないコントロールを行うことができるのである。

また各被包装物１５の運搬方向の長さを、わずかに大きいものに変更するときは、各被包装物１５の長さに対応してそれを覆うチューブフイルム１０の長さが増えるので、その分、耐圧チャンバー２０の前後進運動量を速度と共に増加させるようにコントロールを図り、前記耐圧チャンバー２０の閉鎖1.5秒と、同開放の0.5秒の関係を保つことになる。この場合耐圧チャンバー２０の容積上限を８リツターにしているのて、該耐圧チャンバーの１５倍の真空タンク８４と、同タンク容積１０リッター当たり１馬力の真空ポンプ８１とでもって、１分間に３０個の真空包装体形成の能率を維持できるのである。

耐圧チャンバーの部分断面図装置の全体側面図装置正面図耐圧チャンバー側面図フレーム平面図耐圧チャンバーの正面断面図耐圧チャンバーの側面断面図下箱平面図上箱平面図シールバー操作機構の説明図作用説明図作用説明図耐圧チャンバー側面図昇降装置の正面図

符号の説明

１８…上箱
１９…下箱
２０…耐圧チャンバー
２３…枠型フレーム
２４…垂直ガイド
２５…垂直ブロック
２６…作動軸
２７ダブルクランク
３５…水平ガイド
４８…脚材
４９…ベルトコンベヤ
５０…モータ
５２…駆動軸
５５…第１リンク
５７…第２リンク
５８…関節軸
５９…歯車
６０…部分間隙
６１，３２…隔壁
６３…被包装物の配置隔離室
６３…シールバーの隔離室
６５、６６…シールバー
７０…連通孔
７４…切断刃
８１…真空ポンプ
８４…真空タンク
９１…ねじ棒
９２…ベベル歯車
９３…操作軸

Claims

上箱と下箱とからなる分割可能な耐圧チャンバー内に、隔壁を隔てて形成した被包装物の配置隔離室、及びシールバーの隔離室と、
前記の隔壁に形成した、前記両隔離室間を連通する連通孔と、
前記隔壁の分離対向面に形成した、前記両隔離室を連通する部分間隙と、
被包装物を等間隔で収容するチューブフイルムを、前記上下両箱間において搬送する手段と、
前記チューブフイルムの運搬方向に沿って前記上下両箱をブロックモーションさせる手段と、
前記耐圧チャンバーの、被包装物の配置隔離室に被包装物を隔離した直後、前記シールバー隔離室の一側のシールバー内に配置した切断刃を、他側のシールバーに形成した隙穴に押し込んで前記チューブフイルムを切断する手段と、
前記チューブフイルムを切断したあと、真空ポンプの吸引力を、真空タンクを介して被包装物配置隔離室から前記隔壁の連通孔を通し、さらに前記両隔壁対向面の部分間隙を通して前記チユーブフイルム内に作用させる手段と、
そのあと、前記両シールバーで前記チーブフイルムのカット端を挟圧して溶着する手段とを備え、
前記ブロックモーション時の、上下両箱の前後進運動を、前記の前進運動時間と後退運動時間とを、ほぼ３対１に設定し、一方前記真空タンクの容積を、耐圧チャンバーの上限容積８リットルに対する１５倍超えに設定する共に、前記真空ポンプの吸引馬力を、前記真空タンク容積１０リットル当たり１馬力以上に設定することを特徴とする装置。
水平ガイドに沿って前後進する枠型フレーム両側の垂直ガイドに、上箱と下箱とを上下に分割可能に支持し、前記の下箱内に設置したベルトコンベヤから同下箱の下面を気密に貫通して垂下する脚材を、前記の枠型フレームに固定する一方、前記下箱の側面を貫通する駆動軸の一端を、下箱の外面に配置したモータと連結する一方、前記下箱内側において前記駆動軸の他端に第１リンクを枢支し、該第１リンクと、前記ベルトコンベヤの可動軸に枢支した第２リンクとを交差させると共に、これら両リンクの交点に関節軸を設け、前記駆動軸と前記可動軸と前記関節軸とを、これら各軸それぞれに設けた歯車で連結して、上下両箱の開閉動作にかかわらず、ベルトコンベヤの高さレベルを常に同じ高さに維持させる手段を備える請求項１に記載の装置。
枠型フレーム両側の垂直ガイドそれぞれに昇降ブロックをスライド自在に支持すると共に、縦方向の雌ねじ部を前記両昇降ブロックに形成し、前記両雌ねじ部に、前記フレーム両側において縦方向に配置した一対のねじ棒を係合すると共に、これら両ねじ棒それぞれと、操作軸とをベベル歯車を介して連結し、前記操作軸の回転で、前記両昇降ブロックに支持する作動軸と、該作動軸にダブルクランクを介して、支持する上下両箱とを一体に昇降させる構成の請求項２記載の装置。