JP5377906B2 - 包装装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱融着によって包装袋の開口を閉じる包装装置に関するものであり、より詳細には、包装不良が生じた包装袋を検出する包装装置に関するものである。

トイレットペーパーやキッチンペーパー等のロール状物品をフィルム状の包装袋に包装する装置及び方法は、一般的に次のような工程を有している。まず、包装袋を、その一端に開口を有するように筒状に形成し、包装袋の内部にバケットを挿入すると共に空気を吹き込むことで包装袋を広げ、開口からロール状物品を押し込むようにして挿入した後、包装袋の一端をヒーターで熱融着させることで開口を閉じ、包装袋における熱融着された部分よりも一端側に存在する熱融着されなかった余り部分されずに余った部分を切断することによって包装を行う。
特開２００５−８８９４７号公報 特開２００７−８０８３号公報

このような工程を有する包装装置及び方法では、完成した製品の不良品の検出方法としては、図９に示すような、製品２００の完成時における寸法を、相互に離間して配置された一対の寸法計測センサ２５０によって測定することで不良品を検出するという方法が広く採用されていた。このような検出方法では、例えば、ロール状物品を包装袋に押し込むようにして挿入する際に、包装袋を構成するフィルムの内部がくっついたまま剥がれず、ロール状物品を所定位置まで挿入できなかったために、包装袋の開口部分を熱融着で閉じることができなかった場合、ロール状物品が挿入され得なかった分だけ開口と対向する包装袋の一部分が余るため製品２００が長くなることから不良の製品２００を検出することができた。

しかしながら、このような検出方法だけでは、包装袋の開口部分を閉じることができずに開口と対向する包装袋の一部分が余ったとしても、例えば、図９に示すように、この余った部分が捲れてしまい正常品と長さが同じであると、見かけ上はセンサによって正常品と判断されてしまうため、確実に不良品を検出することはできなかった。

このような問題は、画像処理可能なセンサを用いることによって解決することが可能であるが、画像処理可能なセンサは非常に高額であったり、構造が複雑であるため既存のラインに対して容易に導入できないという欠点を有している。

そこで、本発明の主たる課題は、包装袋の開口部分を熱融着によって閉じられたか否かを確実に検出でき、安価且つ既存のラインに対して容易に導入可能である包装装置を提供することにある。

以下に、上記課題を解決するための手段とその作用効果を記述する。
〔請求項１に係る包装装置〕
一端に開口を有し、内部に内容物が収容された筒状の包装袋の一部を熱融着部で熱融着することで開口を閉じる包装装置であって、
包装袋における熱融着された部分よりも一端側に存在する熱融着部によって熱融着されなかった余り部分を切断する切断部と、
切断部によって切断された余り部分の存在を感知するセンサと、
切断部によって切断された余り部分を吸引口から吸引する吸引ノズルと、を備え、
前記センサが吸引ノズル内部を通過する余り部分を感知するように設置され、
その吸引ノズルは一部内径が狭くなっており、前記センサは吸引ノズル内部における内径が狭くなっている部分を通過する余り部分を感知するよう設置されている、
ことを特徴とする包装装置。

本請求項に係る包装装置の作用を以下に記述する。
本請求項に係る包装装置では、内部に内容物が収容された筒状の包装袋の一部を熱融着部で熱融着して開口を閉じ、その後包装袋における熱融着された部分よりも一端側に存在する熱融着部によって熱融着されなかった余り部分を切断部によって切断するようになっている。それと共に、切断部によって切断された余り部分は、センサによって感知されるようになっている。

このような包装装置では、熱融着後に余り部分が生じるように包装袋の寸法を設定することによって、切断部によって切断されるはずの余り部分がセンサによって感知されなければ、その製品は不良品と判断することができる。つまり、本請求項に係る包装装置では、切断部によって切断された余り部分を感知するセンサを設置するだけで製品の不良品を検出できるようになるため、非常に安価に構成でき、且つ既存のラインにも容易に導入することができる。

また、本請求項に係る包装装置では、不良品の検出に際して、包装袋に対して検査や測定を行う必要がなく包装の工程に影響がないため、包装に際する工程が増えることがなく、従来に比して包装が遅くなってしまうということがない。
本請求項に係る包装装置によれば、切断部によって切断された余り部分は、吸引ノズル内に配置されたセンサによって感知されるようになっているため、包装袋から切断された余り部分が飛び散ったりすることがなく、余り部分を確実にセンサで感知することができる。
本請求項に係る包装装置では、吸引ノズルは一部内径が狭くなっており、センサは、吸引ノズル内部における内径が狭くなっている部分を通過する余り部分を感知するよう設置されているため、センサによる感知漏れが起こりにくくなる。

〔請求項２に係る包装装置〕
本請求項に係る包装装置は、請求項１に係る包装装置と同様の構成を有しており、さらに、切断部は、熱融着部によって包装袋を熱融着すると共に余り部分を切断するよう熱融着部と一体的に設けられている、という特徴を有するものである。

本請求項に係る包装装置の作用を以下に記述する。
本請求項に係る包装装置は、請求項１に係る包装装置と同様の構成を有しているため、請求項１に係る包装装置と同様に作用する。さらに、本請求項に係る包装装置では、包装袋の余り部分を切断する切断部が、熱融着部と一体的に設けられているため、切断部と熱融着部とを独立的に設けるよりも部品点数が少なくて済む。また、切断部が熱融着部によって包装袋を熱融着すると共に余り部分を切断するよう一体的に設けられているため、余り部分の切断の都度切断部と熱融着後の包装袋との位置関係を調整する必要がないため、包装装置の構成を簡略化することができる。またこれらの結果、包装装置の製造コストを抑えることができる。

〔請求項３に係る包装装置〕
本請求項に係る包装装置は、請求項１に係る包装装置と同様の構成を有しており、さらに、吸引ノズルは、吸引口が切断部に臨むように設けられている、という特徴を有するものである。

本請求項に係る包装装置の作用を以下に記述する。
本請求項に係る包装装置は、請求項１に係る包装装置と同様の構成を有しているため、請求項１に係る包装装置と同様に作用する。さらに、本請求項に係る包装装置では、吸引ノズルは、吸引口が切断部に臨むように設けられているため、切断された余り部分を確実に吸引ノズル内に吸引することができる。

以上のように、本発明によれば、包装袋の開口部分を熱融着によって閉じられたか否かを確実に検出でき、安価且つ既存のラインに対して容易に導入可能である包装装置を提供することができる。

次に、本発明に係る包装装置の実施例を、添付図面を参照しつつ説明する。なお、図中の矢印Ａは上方向を、矢印Ｂは下方向をそれぞれ示しており、これらの方向は発明の説明上便宜的に定めたものに過ぎない。
図１は本実施例に係る包装装置１を示している。この包装装置１は、上下方向と垂直に交差するようにして延在する一対のベルトコンベア３０を備えており、これらのベルコンベア３０は、相互に離間して配置されている。また、これらのベルトコンベア３０上を流れる製品は、矢印Ｌによって示されるライン流れ方向に沿って流れるようになっている。

この包装装置１では、上下方向に移動可能とされた一対の上側熱融着部１０及び下側熱融着部２０が、一対のベルトコンベア３０に挟まれ且つ相互に離間するように配置されている。これら熱融着部には、電気によって加熱可能なヒーター１１、ヒーター２１がそれぞれが対向するようにして取り付けられている。これらのヒーター１１、ヒーター２１は、上下方向において重複するように配置されており、図２（ｂ）に示すように、上側熱融着部１０及び下側熱融着部２０が、上下方向に沿って移動すると、それぞれが重なり合うようになっている。

上側熱融着部１０における矢印Ｌの示す方向とは反対側には、フィルムを切断可能な切断部であるナイフ１５が刃を下向きにして取り付けられている。このナイフ１５は、上側熱融着部１０と一体的に設けられているものの、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、上側熱融着部１０に対して独立的に上下方向に移動可能となっている。

下側熱融着部２０における矢印Ｌの示す方向とは反対側には、箱状の回収部２３が取り付けられており、この回収部２３の上側は吸引口２３ａがナイフ１５側に臨むようにして開口している。この一方、回収部２３の下側には、半透明の可撓性樹脂から成り、内径が５０ｍｍ〜１２０ｍｍ程度の管である吸引ノズル２５の一端が接続されており、この吸引ノズル２５の他端は図示しない吸引装置に接続されている。この吸引装置が稼働すると、矢印Ｃに示される方向に向かって、吸引口２３ａから吸引ノズル２５に向かって吸引を行うことができるようになっている。

吸引ノズル２５の途中には、金属から成る筒状のセンサユニット２７が吸引ノズル２５を中継するようにして設置されている。このセンサユニット２７は、図３に示すように、中央部分Ｍに向かって内径が徐々に細くなるような構造となっており、それに伴って、内面は滑らかに形成されている。この細くなった中央部分Ｍには、センサユニット２７内部を通過する物体を可視光線または不可視光線（赤外線）の発光及び受光によって感知するセンサ２７ａが設置されており、このセンサ２７ａは、中央部分Ｍに向かって可視光線または不可視光線を照射するようになっている。尚、センサユニット２７における中央部分Ｍの内径は４０ｍｍ〜７０ｍｍ程度となっている。

次に、本実施の形態に係る包装装置１を利用した包装方法の一実施例について、添付図面を参照しつつ説明する。
図４（ａ）に示すように、まず、帯状に連なる包装袋９０を裁断機４０によって個々に分離し、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、分離された包装袋９０の内部における開口９０ａ近傍に断面が矩形状の枠型であるバケット４５を挿入する。その後、図５（ａ）に示すように、包装袋９０における開口９０ａとは反対側から、吹込装置５０を用いて包装袋９０に空気を吹き込み、包装袋９０における開口９０ａとは反対側の部分をバケット４５にくぐらせ、続いて、図５（ｂ）に示すように、包装袋９０の開口９０ａ側から吹込装置５０を用いて包装袋９０に空気を吹き込み、包装袋９０を広げる。そして、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、矢印Ｄ方向に沿って移動可能であるプッシャー６０によってトイレットペーパー等のロール製品群７０を、バケット４５及び開口９０ａにくぐらせつつ包装袋９０内部に挿入して、バケット４５を包装袋９０から取出す。

そして、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ヒーター１１、ヒーター２１で包装袋９０の一部を挟み込むことによって、包装袋９０の開口９０ａ近傍を一端側が１５ｍｍ〜８０ｍｍ程度余るように熱融着させ、図２（ｃ）に示すように、この余った部分である余り部分９０ｂをナイフ１５によって切断することで製品が製造される。そして、切断された余り部分９０ｂは、回収部２３を通じて吸引ノズル２５内に吸引され、図３（ａ）に示すように、センサユニット２７に配置されたセンサ２７ａによって感知される。この時点で、余り部分９０ｂがセンサ２７ａによって感知されなかった場合、以上の工程によって製造された製品は不良品であると判断される。また、図７に示すように、以上の工程で正常品と判断された製品９５は、相互に離間して配置された一対の寸法計測センサ１００によって寸法を計測され、不良品か否かを判断される。

次に、本実施の形態に係る包装装置１の作用を説明する。
本実施の形態に係る包装装置１では、包装袋９０の熱融着後に余り部分９０ｂが生じるように包装袋９０の寸法を設定することによって、切断部であるナイフ１５によって切断されるはずの余り部分９０ｂがセンサユニット２７に内蔵されたセンサ２７ａによって感知されなければ、その製品９５は不良品と判断することができる。つまり、ナイフ１５によって切断された余り部分９０ｂを感知するセンサ２７ａを設置するだけで製品９５の不良を検出できるようになるため、非常に安価に構成でき、且つ既存のラインにも容易に導入することができる。

本実施の形態に係る包装装置１では、不良品の検出に際して、包装袋９０に対して検査や測定を行う必要がなく、包装の工程に影響がないため、包装に際する工程が増えることがなく、従来に比して包装が遅くなってしまうということがない。

本実施の形態に係る包装装置１では、ナイフ１５と上側熱融着部１０とが一体に設けられているため、ナイフ１５と上側熱融着部１０とを独立的に設けるよりも部品点数が少なくて済む。これと共に、ナイフ１５が上側熱融着部１０によって包装袋９０を熱融着すると共に余り部分９０ｂを切断するよう一体的に設けられているため、余り部分９０ｂの切断の都度ナイフ１５と熱融着後の包装袋９０との位置関係を調整する必要がないため、包装装置１の構成を簡略化することができる。

ナイフ１５によって切断された余り部分９０ｂは、ナイフ１５に臨む回収部２３の吸引口２３ａから吸引されるようになっているため、包装袋９０から切断された余り部分９０ｂが飛び散ったりすることがない。また、余り部分９０ｂは、センサユニット２７における内径が細くなっている中央部分Ｍ近傍で、センサ２７ａによって感知されるようになっているため、センサ２７ａによる感知漏れを防止することができる。

また、本実施の形態に係る包装装置１を利用した包装方法によれば、ナイフ１５によって切断された余り部分９０ｂをセンサで感知するだけで製品９５の不良品を検出できるようになるため、非常に安価に構成でき、且つ既存のラインにも容易に導入することができる。

次に、本実施の形態に係る包装装置１の変形例を示す。
センサ２７ａは複数設けられていても良く、その中でも特に、図８（ａ）に示すように、それぞれの発光する可視光線または不可視光線が垂直を成すようにセンサ２７ａを２つ設けることが好ましい。３つ以上設けることももちろん可能ではあるが、コストが嵩んでしまうため好ましくない。

センサユニット２７の内面は、図８（ｂ）に示すように、リング２９を設置することによって内径を細くしても良い。この場合、リング２９に余り部分９０ｂが引っ掛からないように、リング２９は丸みを帯びた形状であることが好ましい。また、センサユニット２７が図８（ｂ）に示されるような形態である場合、センサ２７ａは、リング２９のすぐそばであって、且つリング２９よりも下流（矢印Ｃで示される方向）側に配置されていることが好ましい。

尚、上記説明では、包装袋９０内に収容される物品はロール製品群としたが、本実施の形態に係る包装装置１は、他のものを収容する際にも適用可能である。

本実施の形態に係る包装装置を示す図である。 本実施の形態に係る包装装置の動作を示す図である。 （ａ）は本実施の形態に係る包装装置のセンサユニットを示す図であり、（ｂ）はＸ−Ｘ断面を示す図である。 本実施の形態に係る包装装置を用いた包装方法の工程を示す図である。 本実施の形態に係る包装装置を用いた包装方法の工程を示す図である。 本実施の形態に係る包装装置を用いた包装方法の工程を示す図である。 本実施の形態に係る包装装置を用いた包装方法の工程を示す図である。 （ａ）はＸ−Ｘ断面に対応する本実施の形態に係る包装装置のセンサユニットの変形例を示す図であり、（ｂ）は本実施の形態に係る包装装置のセンサユニットの変形例を示す図である。 従来の包装方法の不良品検出方法の一例を示す図である。

１ 包装装置
１０ 上側熱融着部（熱融着部）
１１ ヒーター
１５ ナイフ（切断部）
２０ 下側熱融着部（熱融着部）
２１ ヒーター
２３ 回収部
２３ａ 吸引口
２５ 吸引ノズル
２７ センサユニット
２７ａ センサ
９０ 包装袋
９０ａ 開口
９０ｂ 余り部分

Claims (3)

1. 一端に開口を有し、内部に内容物が収容された筒状の包装袋の一部を熱融着部で熱融着することで開口を閉じる包装装置であって、
   包装袋における熱融着された部分よりも一端側に存在する熱融着部によって熱融着されなかった余り部分を切断する切断部と、
   切断部によって切断された余り部分の存在を感知するセンサと、
   切断部によって切断された余り部分を吸引口から吸引する吸引ノズルと、を備え、
   前記センサが吸引ノズル内部を通過する余り部分を感知するように設置され、
   その吸引ノズルは一部内径が狭くなっており、前記センサは吸引ノズル内部における内径が狭くなっている部分を通過する余り部分を感知するよう設置されている、
   ことを特徴とする包装装置。
2. 切断部は、熱融着部によって包装袋を熱融着すると共に余り部分を切断するよう熱融着部と一体的に設けられている、請求項１に記載の包装装置。
3. 吸引ノズルは、吸引口が切断部に臨むように設けられている、請求項１に記載の包装装置。

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