JP5053935B2 - 回転ロータリー式袋詰め真空包装機 - Google Patents

Description

本願発明は、保持部材で包装用袋を吊下げ状態に保持して円形軌道に沿って移送させながら充填物を充填し、真空チャンバ内において袋の脱気及び袋口のシールを行う回転ロータリー式袋詰め真空包装機に関する。

一般的な回転ロータリー式袋詰め真空包装機（以下単に「包装機」という。）は、袋の供給から始まって充填物の充填、袋の脱気、袋口のシールなどの包装処理を順次１袋ずつ行う構成（以後「シングル型」という。）となっているが、近年例えば特開２００４−１７５３６１号公報或いは実用新案登録３１１６５３１号公報に開示されているような二つの袋に対して同時に包装処理を行うダブル型と呼ばれる包装機が提供されている。このタイプの包装機は包装処理を２袋ずつ行うので従来に比して生産性に優れるという利点がある。
特開２００４−１７５３６１号公報 実用新案登録第３１１６５３１号公報

しかしこのダブル型包装機に用いられる真空チャンバは、姿勢が垂直にされた袋を２つ水平方向で横に並べて収納する構成であるため、真空チャンバの横幅がきわめて大きなものとなり、同じ数の真空チャンバを備えるとロータの径が大きくなり、機械全体が大型化して設置スペースが増大するばかりでなく、ロータ径が大きくなるところから袋移送時における慣性モーメント（円形軌道上における周速即ち袋の移送速度）が増大し、その結果、移送時において袋や充填物の揺れが増大し、袋が保持部材からずれてシール不良或いは脱気不良を起こしたり、液状充填物が袋口内面に付着してシール不良を起こしたり、充填物が袋口からこぼれるなどのさまざまな問題を生じる。そのような問題を回避する為にはロータの回転速度を落とさざるを得ず、十分な生産性向上につながっていない。

また、前述した一般的な包装機であっても、ロータの径を小さくすれば慣性モーメントを増大させることなくロータの回転速度を大きくでき、生産性の向上が図れ、さらには機械全体のコンパクト化、構造の簡略化、コスト低減、清掃或いはメンテナンスの容易性の向上が図れるなどの多くのメリットが得られる。

本願発明は上記従来例の問題点に鑑みなされたものであり、従来に比して生産性を向上でき、機械全体のコンパクト化、構造の簡略化、コスト低減が実現でき、さらには清掃或いはメンテナンスがより容易となる回転ロータリー式袋詰め真空包装機を提供することをその目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明に係る包装用袋を保持部材により吊下げ状態に保持して円形軌道に沿って移送しながら充填物を充填し、真空チャンバ内においてその袋の脱気及び袋の袋口のシールを行う回転ロータリー式袋詰め真空包装機においては、真空チャンバに、袋を保持する保持装置と袋の袋口をシールするシール装置とを、上下方向で隔てて複数組設けた。
その包装機は、充填物の充填を行う間欠回転式のロータリー式充填装置と、袋の脱気及び袋口のシールを行うロータリー式真空処理装置とを備えた２ロータ式とすることができる。
さらにその包装機においては、真空チャンバーは二つの包装用袋を収納可能であり、ロータリー式充填装置は二つの袋に対して同時に処理を行うダブル型とし、この回転ロータリー式袋詰め真空包装機はさらに、ロータリー式充填装置から同時に２つの袋を水平方向で横に並んだ状態で受取り、その２つの袋を垂直方向で上下に並べた状態に変更してロータリー式真空処理装置に引渡す袋引渡し装置を備える構成とすることができる。あるいはその包装機においては、ロータリー式真空処理装置は間欠回転式で、真空チャンバは二つの包装用袋を収納可能であり、ロータリー式充填装置は一つずつ順次に袋に対して処理を行うシングル型とし、この回転ロータリー式袋詰め真空包装機はさらに、ロータリー式充填装置からロータリー式真空処理装置に１つずつ袋を引渡す袋引渡し装置を備え、そのロータリー式真空処理装置は、２つの袋の引渡しが済むごとに間欠回転する構成とすることができる。

上記の如く構成された本願発明においては、従来の二つの袋を収納する真空チャンバに比して横幅寸法を大幅に小さくすることができ、それにより真空処理装置のロータの径を小さくでき、従って慣性モーメントを増大させること無しにロータの回転速度を高め、生産性を向上させることができる。また、機械全体のコンパクト化を実現でき、従来に比して狭い設置スペースで足りる。
シングル型の回転ロータリー式充填装置を用いる場合、真空チャンバの数を減少でき、その結果ロータの径を小さくできるので、慣性モーメントを増大させることなくロータの回転速度を高めることができ、生産性の向上が図れる。さらには、脱気時間並びにシール時間を長くすることができ、確実且つ安定した脱気、シールを行える。さらには、機械全体のコンパクト化、構造の簡略化、コスト低減が実現でき、清掃或いはメンテナンスの点でも作業性に優れたものとすることができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、以下の実施の形態は例示的に示すものであり、本願発明の範囲がそれに限定されるものではない。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る包装機１の構成を示す全体平面図である。この包装機１は前述した回転ロータリー式袋詰め真空包装機であり、充填物の充填を行う回転ロータリー式充填装置３と、回転ロータリー式真空処理装置３１とを備えた２ロータ式であるが、本願発明はこのような２ロータ式に限定されず、充填物の充填と袋の脱気及び袋口のシールを一つのロータを用いて処理する１ロータ式にも適用可能である。これら充填装置３と真空処理装置３１とは機台２上に配置され、その動作は制御盤２aにより制御される。

充填装置３は、本実施の形態では間欠回転式のものとして説明するが、本発明は連続回転式の充填装置を使用する場合にも適用可能である。充填装置３は中心軸周りに図で反時計回りに間欠回転する回転テーブル５を備え、その回転テーブル５には、袋の両側縁部を挟んで保持する一対の保持部材７が円周方向所定の間隔で設けられ、本実施の形態では隣合う２対の保持部材７が組となって以下の各工程を移動する。即ち、２つの袋に対して同時に同じ処理が施される。ここで使用する保持部材７は開閉して袋縁部を挟むタイプのグリッパなど公知の保持部材を使用できる。

工程Iでは給袋装置９から袋Ｂがそれぞれの対の保持部材７に向けて供給され、保持部材７によって袋Ｂの両側縁部を保持する。工程IIでは印刷装置１１によって製造日等の印刷が行われる。工程IIIでは開口装置１３によって袋Ｂの袋口が開かれる。ここで使用する開口装置１３は、袋Ｂを挟んで互いに対向配置された吸盤１４を用いるタイプなど、これも従来使用されているものが使用可能である。工程IVには固形物投入装置１５が設けられ、ホッパ１６を用いて充填物のうちの固形物の投入が行われる。この固形物投入装置も公知のものを使用できる。工程Vには液体充填用ポンプ及びバルブからなる供給装置１８に繋がった充填ノズル１７が配置され、液体状の充填物を充填する。工程VIでは例えば図示しない装置を用いて加圧空気を吹付けるなどして袋口特にシール部の清掃をする。工程VIIではこれも図示しない仮シール装置で袋口を部分的にシールする。そして工程VIIIは受渡し工程で、後述する袋受渡し装置１９により袋Ｂが充填装置３から取出される。工程IXは空き工程である。

次に真空処理装置３１による処理を説明する。真空処理装置３１も本実施の形態では間欠回転式のものとして説明するが、充填装置３同様に連続回転式の真空処理装置の使用も可能である。真空処理装置３１は中心軸周りに図で時計回りに間欠回転する回転テーブル３３を備え、その回転テーブル３３には複数の真空チャンバ４１が円周方向所定の間隔で取付けられている。真空チャンバ４１については後述する。

工程Iは受渡し工程で、充填装置３での処理が済んだ袋Ｂが受渡し装置１９によって真空処理装置３１に引渡される。この受渡し装置１９による袋Ｂの受渡し動作については後述する。工程IIはプレス工程であり、機台２に取付けられたプレス装置のプレス板（公知であるので図示せず）を用いて袋Ｂを外側から押圧して形を整える。工程III、IV、Vは予備真空工程、一次真空工程、二次真空工程であり、これらの工程で袋Ｂ内の空気が次第に脱気され、所望の真空度にされる。工程VIは本シール工程であり、真空チャンバ４１に設けられたシール装置７５（図２，３）により袋口全幅にわたって完全なシールが施される。工程VII及びVIIIはシール部冷却工程であり、工程IXで真空チャンバ４１の蓋が開かれて大気に解放され、工程Xで完成品としての袋Ｂは放出される。

次に袋受渡し装置１９の動作について説明する。受渡し装置１９は、充填装置３の回転テーブル５が停止すると受渡し工程に位置する横に並んだ二つの袋Ｂを取出す。すると充填装置３の回転テーブル５は回転を再開し、一方真空処理装置３１の回転テーブル３３は停止する。その間に受渡し装置１９は水平方向で横に並んでいた二つの袋Ｂを縦方向で上下に並ぶように袋Ｂの位置を変更し、真空処理装置３１の工程I（受渡し工程）に停止している真空チャンバ４１の袋保持装置６４（図２，３）へ引渡す。そして真空処理装置３１の回転テーブル３３は回転を再開し、一方で充填装置３の回転テーブル５が停止し、その間に受渡し装置１９は取出し位置へ復帰する。以後この一連の動作を繰り返すこととなる。

次に図2及び3を参照して真空チャンバ４１について説明する。図2は真空チャンバ４１の正面図、図3は拡大側面断面図である。真空チャンバ４1は本体４３と蓋４５とを備え、図３に示されるように本体４３の背部に形成された取付け部４７において回転テーブル３３に取付けられている。符号５３は開閉アームであり、その一端側である支点軸取付け部５４は、本体４３に図２において左側側部に上下に隔てて２箇所に設けられた筒状の支点軸支持部４９に挿通された支点軸５１に取付けられ、他端側の蓋取付け部５５は、蓋の外表面上に上下に隔てて形成された二つの筒状の取付け軸支持部５６に挿通された取付け軸５７に取付けられている。符号５８は開閉アーム５３に一体に形成され、蓋取付け部５５から図２において左側へと延びる連結アーム部であり、図示しない駆動源に連結されている連結ロッド５９に回動可能に連結されており、駆動源により連結ロッド５９を駆動することにより蓋４５は本体４３に対して開閉される。

符号６５は袋Ｂを保持する袋保持装置６４を構成する固定側保持部材であり、断面はＬ字型をして（図３）、図２において左右に袋Ｂの幅より長い範囲に渡って延びている。固定側保持部材６５は取付け部６６において本体４３の内側面上に固定して取付けられ、取付け部６６から略直交する方向に延びる保持部６７の先端には保持部材６５の長手方向に沿って断面Ｖ字型の溝６８が形成されている。符号７１は可動側保持部材である。可動側保持部材７１は、図２における真空チャンバ４１内右側端部で、本体４３に設けられた支点軸に揺動自在に取付けられている。そして、前述の工程Xで袋Ｂを放出したときには図２において紙面に略直交する向きに位置しているが、工程Iにおいて真空チャンバ４１に対して前述の受渡し装置１９により袋Ｂが供給されて図示の状態に位置させられると図２、３に示す位置へ回動して、固定側保持部材６５と協働して袋Ｂを両側から挟んで吊下げ状態に保持する。可動側保持部材７１は断面略円形をしており、固定側保持部材６５の溝６８に嵌りこむ状態で袋Ｂを保持する。なお、両保持部材６５，７１は袋の全幅に渡って袋Ｂを挟持するのではなく、少なくともいずれか一方の部材の他方へ対面する面に所定の間隔で凹所或いは切欠が形成されており、その部分では袋Ｂは両保持部材６５，７１によって挟まれてはいないので、工程III、IV、Vで蓋４５を閉じて真空を作用させたときに袋Ｂ内の空気が袋口から吸引され、十分な空気抜きが行われる。

符号７５は袋Ｂの袋口をシールするシール装置であり、蓋４５の内側面上に固定された受台７６と、本体４３に取付けられ、図３において左右方向に移動可能とされたヒーター台７７とを備えている。ヒーター台７７の表面にはヒーター線７８が取付けられており、図３の状態からヒーター台７７が右に移動して受台７６と共に袋Ｂの袋口を挟むとヒーター線７８に通電され、発生する熱によって袋口をシールするようになっている。

袋保持装置６４とシール装置７５とは図示の通り上下に隔てて２つずつ設けられており、真空チャンバ４１に同時に収納される２つの袋Ｂに対して同時に真空処理、シール処理を行うことができる。なお、袋保持装置とシール装置とは上記の構成のものに限定はされない。例えば保持装置については充填装置３で使用するようなグリッパタイプのものも使用可能であり、シール装置については例えば超音波シールの使用も可能である。

図４は本発明の第２の実施の形態に係る回転ロータリー式袋詰め真空包装機８１を示す平面図である。この包装機８１の充填装置８３はシングル型であり、真空処理装置８５はダブル型である。充填装置８３の工程は、工程Iの給袋工程、工程IIの印刷工程、工程IIIの開口工程、工程IVの固形充填物投入工程、工程Vの液状充填物充填工程、工程VIの仮シール工程、工程VIIの袋受渡し工程、工程VIIIの空き工程からなっている。これらの詳細な説明は省略する。

真空処理装置８５の工程は、工程Iの袋受渡し工程、工程IIのプレス成形工程、工程IIIの真空処理工程、工程IVの本シール工程、工程Vの冷却工程、工程VIの大気開放、放出工程からなる。これらについても詳細な説明は省略する。真空処理装置８５は前述の第１の実施の形態での真空チャンバ４１と同じ構成の真空チャンバ４１を備えている。

この包装機８１で使用する袋受渡し装置８７の動作は以下の通りである。即ち、充填装置８３の回転テーブル８４が停止すると受渡し装置８７は袋受渡し工程に位置した袋（１番目の袋）を取出す。そして充填装置８３の回転テーブル８４が回転を再開し、他方真空処理装置８５の回転テーブル８６が停止すると、袋受渡し装置８７は保持している１番目の袋を真空チャンバ４１の例えば上側に設けられた袋保持装置（図２，３の符号６４）に引渡す。次いで充填装置の回転テーブル８４が再度停止し、袋受渡し装置８７が２番目の袋を取出す。充填装置８３の回転テーブル８４が回転を再開し、一方袋受渡し装置８７は保持している２番目の袋を真空チャンバ４１の下側に設けられた袋保持装置に引渡す。次いで真空処理装置８５の回転テーブル８６が回転を再開し、充填装置８３の回転テーブル８４が再度停止する。以下同様の動作を繰り返す。

なお、上記説明においては真空チャンバに２つの袋を収容する実施の形態について説明したが、３つ或いはそれ以上の数の袋を縦方向上下に並べて収容することも可能である。

第１の実施の形態に係る回転ロータリー式袋詰め真空包装機の構成を示す平面図である。 真空処理装置で使用する真空チャンバの正面図である。 真空チャンバの側面断面図である。 第２の実施の形態に係る回転ロータリー式袋詰め真空包装機の構成を示す平面図である。

符号の説明

１：真空包装機 ３：充填装置 ５：回転テーブル ７：保持部材 １９：受渡し装置 ３１：真空処理装置 ３３：回転テーブル ４１：真空チャンバ ４３：本体 ４５：蓋 ６４：袋保持装置 ６５：固定側保持部材 ７１：可動側保持部材 ７５：シール装置 ７６：受台 ７７：ヒーター台 ７８：ヒーター線

Claims (4)

1. 包装用袋を保持部材により吊下げ状態に保持して円形軌道に沿って移送しながら、充填物を充填し、真空チャンバ内において前記袋の脱気及び前記袋の袋口のシールを行う回転ロータリー式袋詰め真空包装機において、前記真空チャンバには、前記袋を保持する保持装置と前記袋の袋口をシールするシール装置とが、それぞれ上下方向で隔てて複数組設けられていることを特徴とする、回転ロータリー式袋詰め真空包装機。
2. 請求項1記載の回転ロータリー式袋詰め真空包装機において、前記真空包装機は、充填物の充填を行う間欠回転式のロータリー式充填装置と、前記袋の脱気及び袋口のシールを行うロータリー式真空処理装置とを備えていることを特徴とする、回転ロータリー式袋詰め真空包装機。
3. 請求項２記載の回転ロータリー式袋詰め真空包装機において、前記真空チャンバは２つの包装用袋を収納可能であり、前記ロータリー式充填装置は二つの袋に対して同時に処理を行うダブル型であり、前記回転ロータリー式袋詰め真空包装機はさらに、前記ロータリー式充填装置から同時に２つの袋を水平方向で横に並んだ状態で受取り、前記２つの袋を垂直方向で上下に並べた状態に変更して前記ロータリー式真空処理装置に引渡す袋引渡し装置を備えていることを特徴とする、回転ロータリー式袋詰め真空包装機。
4. 請求項２記載の回転ロータリー式袋詰め真空包装機において、前記回転ロータリー式真空処理装置は間欠回転式で、前記真空チャンバは二つの包装用袋を収納可能であり、前記ロータリー式充填装置は１つずつ順次に袋に対して処理を行うシングル型であり、前記回転ロータリー式袋詰め真空包装機はさらに、前記ロータリー式充填装置から前記ロータリー式真空処理装置に１つずつ袋を引渡す袋引渡し装置を備え、前記ロータリー式真空処理装置は、２つの袋の引渡しが済むごとに間欠回転することを特徴とする、回転ロータリー式袋詰め真空包装機。

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