JP5606971B2 - 間欠移送式ロータリー型包装処理装置における気体供給システム及び負圧供給システム - Google Patents
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Description
これらの容器保持部材(グリッパー等)や包装処理部材(ガス吹込ノズル、真空チャンバー、液体充填ノズル、脱気ノズル、キャッピングヘッド等)を機能させるには、いずれも必要とされる箇所に対し、所定のタイミングで加圧気体又は負圧の供給を行うことが必要である。
また、ロータリーバルブやロータリージョイントは全て容器保持部材や包装処理部材の移動経路の中心(回転中心)に配置せざるを得ないことから、必然的に設置できる数量に制約があり、メンテナンスや交換作業も煩雑になるという問題もある。
この気体供給システムにおいて、加圧気体は容器保持部材の駆動部にエアシリンダが設置されている場合(特許文献1参照)などに、当該駆動部のエアシリンダに供給される。
なお、前記容器保持部材は一般的に間欠回転テーブル(例えば特許文献1参照)に設置されて前記のとおり間欠的に回転移動するが、前記加圧タンクは前記間欠回転テーブルに設置してもよく(前記間欠回転テーブル自体が前記回転移動部である)、あるいは前記間欠回転テーブルとは別に設けた回転移動部に設置してもよい。
包装処理部材としては例えばガス吹込ノズル(請求項4)等、包装処理部材の駆動部としては例えばガス吹込ノズルの昇降用エアシリンダ等が考えられる。
(1)前記加圧タンクが平面視で隣接する容器保持部材の間の位置に設置されている(請求項5)。
(2)前記加圧タンクが前記回転移動部に複数個設置され、配管で互いに連通している(請求項6)。
(3)前記容器が袋であり、前記容器保持部材が袋の両側縁を把持する一対のグリッパーからなり、前記包装処理装置が袋詰め包装機である(請求項7)。
この負圧供給システムは、前記気体供給システムの加圧タンクが真空タンクに、加圧気体供給装置が減圧装置に、加圧気体供給源が真空源に置き換わったもので、他の構成については前記気体供給システムのものと本質的な違いはない。包装処理部材としては、例えば脱気ノズルが考えられる。
仮にリークが生じるとすれば、加圧タンク又は真空タンクの配管接続部と配管接続部材の二次側接続部が接続又は離脱する瞬間が最も多いと考えられるが、例えば加圧タンクや真空タンクの容量を十分大きくし、あるいは接続時間に余裕を持たせることで、多少のリークが生じても、それによって直ちに容器保持部材や包装処理部材の機能が損なわれることを避けることができる。
[第1の形態]
第1の形態は、円形の移動経路に沿って間欠移動する容器保持部材と包装処理部材を備えたロータリー型包装処理装置において、前記包装処理部材及びその駆動部に対し気体を供給する気体供給システムに関する。
図1,2に示すロータリー型包装処理装置は、ロータリー型袋移送装置1を備え、その一部として一方向(図1において左回り)に間欠回転するテーブル2と、その周囲に等間隔に配置された複数対(この例では10対)のグリッパー3(本発明でいう容器保持部材)を有する。グリッパー3は、テーブル2の間欠回転に伴い円形の移動経路上を間欠移動し、その間欠移動の間、周知の如く所定のタイミングで一対の挟持部3a,3aを開閉させ、あるいは一対のアーム3b,3bの間隔を広げ又は狭める。
テーブル2の一回転は10回の停止と移動からなり、計10工程にわたり各種の包装処理操作が実施される。
第2工程は印字工程であり、グリッパー3の停止位置(2番目の停止位置(II))近傍に、該グリッパー3に挟持された袋5の袋面に日付等を印字する印字装置7が配置されている。
第4工程は開口工程であり、グリッパー3の停止位置(4番目の停止位置(IV))近傍に、該グリッパー3に挟持された袋5の袋口を開口する開口装置9が配置されている。この開口装置9は、互いに接離可能な一対の吸着部材(吸盤)を有する。なお、この第4工程において、ガス吹込ノズル4の下端からガスの吹き込み(ガスの吹き出し)が開始される。このときガス吹込ノズル4の下端は袋5の上に位置しているが、続いてこの停止位置から次の5番目の停止位置に向けて移動中にガス吹込ノズル4が下降し、袋5内に挿入される。
グリッパー3(袋5)及びガス吹込ノズル4が移動して5番目の停止位置に停止するまでは、ホッパー片11a、11bが開いた状態で上昇位置にあり、袋5はホッパー片11a,11bの下を、ガス吹込ノズル4は開いたホッパー片11a,11bの間を通過して5番目の停止位置に到達する。グリッパー3及びガス吹込ノズル4が5番目の停止位置に停止すると、ホッパー片11a、11bが閉じて筒状となり、続いて下降し下端部が袋口から袋5内に挿入され、図示しない被包装物投入装置により、ホッパー11を介して袋5内に被包装物が投入される。グリッパー3(袋5)及びガス吹込ノズル4が5番目の停止位置から次の6番目の停止位置に向けて移動を開始する前に、ホッパー11が上昇して下端が袋5から抜け出し、次いでホッパー片11a、11bが開く。この間もガス吹込ノズル4による袋5内へのガス吹き込みは継続している。
グリッパー3(袋5)及びガス吹込ノズル4が8番目の停止位置から次の9番目の停止位置に向けて移動中に、ガス吹込ノズル4が上昇して袋5から抜け出し、ガス吹き込み(ガスの吹き出し)も停止する。
第10工程はシール部冷却及び製品放出工程であり、グリッパー3の停止位置(10番目の停止位置(X))近傍に、該グリッパー3に挟持された袋5のシール部を冷却するシール部冷却装置13及び製品袋搬出コンベア14が配置されている。シール装部冷却装置13はシール部を挟持して冷却する一対の冷却バーを有する。
第10工程においてグリッパー3の挟持部が開き、続いて前記冷却バーが開いて、製品となった袋5が落下し、製品袋搬出コンベア14を介して機外に放出される。
機台10上にテーブル2が設置され、その周縁部に10組のグリッパー3が等間隔で配置されている。テーブル2の周囲の機台10上にフレーム15が設置され、フレーム15にサーボモータ16が設置され、同調テーブル17(本発明でいう回転移動部)がサーボモータ16の駆動軸18の下端に水平に固定されている。同調テーブル17は同じく水平に設置されたテーブル2の直上に位置し、テーブル2と同心(回転軸心が一致)であり、かつサーボモータ16の駆動によりテーブル2と同期して(一緒に)同じ方向に間欠的に回転する。
テーブル2が間欠回転するとグリッパー3(及び袋5)が水平面内で円形の移動経路に沿って間欠的に回転移動し、また、テーブル2の間欠回転に同期して同調テーブル17が間欠回転すると、ガス吹込ノズル4がグリッパー3の移動経路と同心の円形移動経路に沿って間欠移動する。
加圧タンク21は、途中にローラレバータイプの切換弁28(メカニカルバルブ)が設置されたガス供給配管29を通してガス吹込ノズル4に接続している。同調テーブル17が回転し切換弁28が回転すると、ローラ31がフレーム15に設置(固定)された円板カム32に沿って転動し、レバーが揺動して、切換弁28が所定のタイミングで開閉作動する。これにより、加圧タンク21からガス吹込ノズル4に、所定のタイミングで気体(例えば不活性ガス)が供給される。
全ての加圧タンク21は互いに配管49を介して連通している。加圧タンク22も同様である。これにより、10個の加圧タンク21及び10個の加圧タンク22は、それぞれ実質的に1つの大きい加圧タンクとして機能する。
また、図示しない加圧エア供給源が、エアシリンダ43,44を作動させるため、配管51〜54を介してエアシリンダ43,44の各2つのポートに接続している。
加圧タンク21,22が隣接するグリッパー3,3の間に設置されているため、進退する配管接続部材38,39がグリッパー3と干渉し合うことが防止される。
なお、加圧気体供給装置37(配管接続部材38,39と移動装置41)は同調テーブル17の外側の対称位置に1台ずつ設置されている。従って、全ての加圧タンク21,22は一回転に2回、不活性ガスと加圧エアの補充を受ける。不活性ガス供給源と加圧エア供給源は2台の加圧気体供給装置37で共通でよい。
図3に示すように、配管接続部材38は内部通路55を有し、この内部通路55が開口する一方の端が一次側接続部56であり、一次側接続部56は切換弁(電磁弁)45が設置された配管47を介して図示しない不活性ガス供給源に接続されている。一方、内部通路55が開口する他方の端が二次側接続部57であり、こちらは配管接続部23の接続部27に対向して開口している。配管接続部材38の二次側接続部57にはパッキン38aが取り付けられている。配管接続部材39も配管接続部材38と同様の構造を有するが、一次側接続部は不活性ガス供給源でなく加圧エア供給源に接続される。
配管接続部材38は(配管接続部材39も同様)、後端にストッパー部58を有する摺動軸59を介し、エアシリンダ43のピストンロッド43aの先端に固定された支持プレート62に摺動自在に設置され、圧縮バネ63により前方に向けて常時付勢されている。
(1)配管接続部材38,39は、同調テーブル17が回転しているときは退避位置にあり、テーブル2及び同調テーブル17の回転に伴って回転移動する各種部材(例えば吹込ノズル4)の移動経路から退避している。図3において、退避位置に後退した配管接続部材38が実線で、接続位置に前進した配管接続部材38が二点鎖線で示されている。
(3)エアシリンダ43,44が作動し、配管接続部材38,39が退避位置から接続位置に向けて前進し、配管接続部材38,39の二次側接続部(図3には配管接続部材38の二次側接続部57のみ図示)が、加圧タンク21,22の配管接続部23,24に当接し、配管接続部材38,39と配管接続部23,24は互いに接続される。
(5)切換弁45が逆に作動して不活性ガス供給源と配管接続部材38の連通が停止する。同時に加圧ガス供給源と配管接続部材39の連通も停止する。
(6)エアシリンダ43,44が逆に作動し、配管接続部材38,39が接続位置から退避位置に後退する。その後、同調テーブル17が回転を開始する。
以上のステップが、テーブル2及び同調テーブル17の1回の間欠回転−停止毎に行われる。
図1〜3に示す加圧気体供給装置37では、移動装置41のエアシリンダ43は水平に設置され、配管接続部材38は水平方向に進退していたが、図4の例では、移動装置のエアシリンダ(ピストンロッド43aのみ図示)は垂直方向に設置され、配管接続部材38は上下方向に進退する。また、図1〜3に示す加圧タンク21の配管接続部23は、開口(接続部27)が水平方向外向きであり、配管接続部材38の二次側接続部57が水平方向内向きであったが、図4の例では、配管接続部23の開口(接続部27)が下向きとされ、配管接続部材38の二次側接続部57が上向きとされている。
そのほか、図4の例では、ガス供給配管29が配管接続部23の通路25から分岐した通路25aに接続している。
図4の例では、移動装置は同調テーブル17の周縁部近傍の定位置に設置される。
第2の形態は、レーストラック形移動経路に沿って間欠移動する容器保持部材と、円形移動経路に沿って間欠移動する包装処理部材を備えた間欠移送式ロータリー型包装処理装置において、前記包装処理部材及びその駆動部に対し気体を供給する気体供給システムに関する。
図5に示すロータリー型包装処理装置は、グリッパー3がレーストラック形の移動経路を有し、ガス吹込ノズル4が円形の移動経路を有する。図5において、図1〜3のものと実質的に同じ部位には同じ番号を付与している。
図5に示すロータリー型包装処理装置は、主として、(a)グリッパー3が、両端が円弧状(半円状)でその間が直線状であるレーストラック形の移動経路に沿って等間隔で配置され、前記移動経路に沿って一方向(この例では右方向)に間欠的に回転移動し、(b)ガス吹込ノズル4は、グリッパー3の円弧状の移動経路に沿って移動する間のみ、前記グリッパー3と同期して(一緒に)同方向に間欠的に回転移動する点で、グリッパー3が円形の移動経路を有する図1〜3に示すロータリー型包装処理装置と異なる。
一方、ガス吹込工程は、被包装物の充填工程後に、前記円弧状の移動経路において行われる。
そして、グリッパー3の前記円弧状の移動経路の範囲内において、グリッパー3が間欠的に回転移動するのに同調して同調テーブル17が間欠回転し、それに伴いガス吹込ノズル4がグリッパー3と同期して回転移動し、所定のタイミングでガス吹き込みの開始及び停止、ガス吹込ノズル4の昇降を行う。この点も、図1〜3に示すロータリー型包装処理装置のものと本質的に同じである。
第3の形態は、円形の移動経路に沿って間欠移動する容器保持部材を備えたロータリー型包装処理装置において、前記容器保持部材の駆動部に対し気体を供給する気体供給システムに関する。
この気体供給システムは、ロータリー式包装処理装置において、例えば容器保持装置がグリッパーで、そのチャック部を開閉させる駆動部がエアシリンダ(特許文献1参照)からなる場合に、前記エアシリンダに加圧エアを供給する場合に適用される。気体供給システムとして、加圧タンクからの加圧エアの供給先が、ガス吹込ノズル4の駆動部(エアシリンダ19)ではなく、グリッパーの駆動部(エアシリンダ)である点を除いて、前記第1の形態に開示した気体供給システムをそのまま用いることができる。
第4の形態は、本発明に係る負圧供給システムに関する。負圧供給システムは、加圧気体(正圧)でなく真空(負圧)を供給するという違いはあるが、基本的なシステム構成は気体供給システムと変わらない。
負圧供給システムは、例えば図1,2に示したロータリー式包装処理装置において、ガス吹込ノズル4が仮に脱気ノズルだとした場合に、該脱気ノズルに対し負圧を供給するためのものである。その場合、システム構成としては、加圧タンク21を真空タンクとし、加圧気体供給源を真空源として、脱気ノズルに負圧を供給できるようにすればよい。なお、脱気ノズルの昇降及び脱気のタイミングは、ガス吹込ノズルの昇降及びガス吹き込みのタイミングとは異なる。
(1)上記の気体供給システムでは、テーブル2とは別に同調テーブル17を設け、この同調テーブル17に加圧タンク21,22、ガス吹込ノズル4、エアシリンダ19等を設置したが、スペースが確保できるのであれば、同調テーブル17を省略し、これらの部材をグリッパー3と共にテーブル2に設置することもできる。加圧タンク21,22がテーブル2に設置される場合、このテーブル2自体が本発明でいう回転移動部ということになる。
(2)上記の気体供給システムでは、同調テーブル17の駆動源(モータ18)をテーブル2の駆動源(図示せず)から独立させたが、両者の駆動源は共通であってもよい。
(6)上記の例では、配管接続部材38,39の配管47,48に切換弁45,46を設置し、配管接続部23,24の内部通路25に逆止弁25を設置し、切換弁45,46の作動により不活性ガス供給源又は加圧エア供給源と加圧タンク21,22を連通させたが、切換弁45,46及び逆止弁25の代わりに、配管接続部材38,39の二次側接続部57と配管接続部23,24の接続部27に、接続時にのみ自動的に連通する市販のカプラーを設置してもよい。負圧供給システムの配管接続部材及び配管接続部も同様である。
(8)従来のロータリーバルブやロータリージョイントを用いた気体供給システム及び負圧供給システムと、本発明に係る気体供給システム及び負圧供給システムを併存させることができる。例えば図1,2に記載したロータリー型包装処理装置において、エアシリンダ19に対する加圧エアの供給を本発明に係る気体供給システムで行い、ガス吹込ノズル4に対する不活性ガスの供給を従来のロータリーバルブやロータリージョイントを用いて行うこと等が考えられる。
3 グリッパー
4 ガス吹込ノズル
17 同調テーブル
19,43,44 エアシリンダ
21,22 加圧タンク
23,24 加圧タンクの配管接続部
25 配管接続部の内部通路
27 配管接続部の開口部
28,33,45,46 切換弁
29,34、47〜49,51〜54 配管
37 加圧気体供給装置
38,39 配管接続部材
41 移動装置
55 配管接続部材の内部通路
56 配管接続部材の一次側接続部
57 配管接続部材の二次側接続部
Claims (13)
- 水平面内で円形の移動経路に沿って等間隔で配置され前記移動経路に沿って一方向に間欠的に回転移動する容器保持部材を備え、前記容器保持部材が間欠的に回転移動する過程で前記容器保持部材に対し容器を供給し、前記容器保持部材に保持された容器に対し所定の包装処理操作を行うようにしたロータリー型包装処理装置における気体供給システムであり、前記容器保持部材の移動経路と同心で前記容器保持部材と同期して一方向に間欠回転する回転移動部に設置され、前記容器保持部材の駆動部に気体を供給する加圧タンクと、前記加圧タンクに気体を補充する加圧気体供給装置からなり、前記加圧タンクは気体を導入する配管接続部を有し、前記加圧気体供給装置は、加圧気体供給源と、接続位置と退避位置の間を進退可能に設置された配管接続部材と、定位置に設置されて前記配管接続部材を接続位置と退避位置の間で進退させ、かつ前記回転移動部が停止している間のみ前記接続位置に位置させる移動装置からなり、前記配管接続部材は前記加圧気体供給源に接続した一次側接続部と、前記接続位置において前記加圧タンクの配管接続部に接続する二次側接続部を有することを特徴とするロータリー型包装処理装置における気体供給システム。
- 水平面内で円形の移動経路に沿って等間隔で配置され前記移動経路に沿って一方向に間欠的に回転移動する容器保持部材と、前記移動経路と同心の円形移動経路上に各容器保持部材に対応して等間隔で配置され、各容器保持部材と同期して一方向に間欠的に回転移動する包装処理部材を備え、前記容器保持部材が間欠的に回転移動する過程で前記容器保持部材に対し容器を供給し、前記容器保持部材に保持された容器に対し前記包装処理部材により所定の包装処理操作を行うようにしたロータリー型包装処理装置における気体供給システムであり、前記包装処理部材の円形移動経路と同心で前記包装処理部材と同期して一方向に間欠回転する回転移動部に設置され、前記包装処理部材又はその駆動部に気体を供給する加圧タンクと、前記加圧タンクに気体を補充する加圧気体供給装置からなり、前記加圧タンクは気体を導入する配管接続部を有し、前記加圧気体供給装置は、加圧気体供給源と、接続位置と退避位置の間を進退可能に設置された配管接続部材と、定位置に設置されて前記配管接続部材を接続位置と退避位置の間で進退させ、かつ前記回転移動部が停止している間のみ前記接続位置に位置させる移動装置からなり、前記配管接続部材は前記加圧気体供給源に接続した一次側接続部と、前記接続位置において前記加圧タンクの配管接続部に接続する二次側接続部を有することを特徴とするロータリー型包装処理装置における気体供給システム。
- 水平面内で円弧形経路を含む移動経路に沿って等間隔で配置され前記移動経路に沿って一方向に間欠的に回転移動する容器保持部材と、前記円弧形経路と同心の円形移動経路上に各容器保持部材に対応して等間隔で配置され、前記円弧形経路に沿って移動する各容器保持部材と同期して一方向に間欠的に回転移動する包装処理部材を備え、前記容器保持部材が間欠的に回転移動する過程で前記容器保持部材に対し容器を供給し、前記容器保持部材に保持された容器に対し前記包装処理部材により所定の包装処理操作を行うようにしたロータリー型包装処理装置における気体供給システムであり、前記包装処理部材の円形移動経路と同心で前記包装処理部材と同期して一方向に間欠回転する回転移動部に設置され、前記包装処理部材又はその駆動部に気体を供給する加圧タンクと、前記加圧タンクに気体を補充する加圧気体供給装置からなり、前記加圧タンクは気体を導入する配管接続部を有し、前記加圧気体供給装置は、加圧気体供給源と、接続位置と退避位置の間を進退可能に設置された配管接続部材と、定位置に設置されて前記配管接続部材を接続位置と退避位置の間で進退させ、かつ前記回転移動部が停止している間のみ前記接続位置に位置させる移動装置からなり、前記配管接続部材は前記加圧気体供給源に接続した一次側接続部と、前記接続位置において前記加圧タンクの配管接続部に接続する二次側接続部を有することを特徴とするロータリー型包装処理装置における気体供給システム。
- 前記包装処理部材が容器内へのガス吹込ノズルであり、前記加圧タンクが前記ガス吹込ノズルに配管を介して接続し、該ガス吹込ノズルに気体を供給することを特徴とする請求項2又は3に記載されたロータリー型包装処理装置における気体供給システム。
- 前記加圧タンクが平面視で隣接する容器保持部材の間の位置に設置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載されたロータリー型包装処理装置における気体供給システム。
- 前記加圧タンクが前記回転移動部に複数個設置され、配管で互いに連通していることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載されたロータリー型包装処理装置における気体供給システム。
- 前記容器が袋であり、前記容器保持部材が袋の両側縁を把持する一対のグリッパーからなり、前記包装処理装置が袋詰め包装機であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載されたロータリー型包装処理装置における気体供給システム。
- 水平面内で円形の移動経路に沿って等間隔で配置され前記移動経路に沿って一方向に間欠的に回転移動する容器保持部材と、前記移動経路と同心の円形移動経路上に各容器保持部材に対応して等間隔で配置され、各容器保持部材と同期して一方向に間欠的に回転移動する包装処理部材を備え、前記容器保持部材が間欠的に回転移動する過程で前記容器保持部材に対し容器を供給し、前記容器保持部材に保持された容器に対し前記包装処理部材により所定の包装処理操作を行うようにしたロータリー型包装処理装置における負圧供給システムであり、前記包装処理部材の円形移動経路と同心で前記包装処理部材と同期して一方向に間欠回転する回転移動部に設置され、前記包装処理部材に負圧を供給する真空タンクと、前記真空タンク内を減圧する減圧装置からなり、前記真空タンクは減圧のための配管接続部を有し、前記減圧装置は、真空源と、接続位置と退避位置の間を進退可能に設置された配管接続部材と、定位置に設置されて前記配管接続部材を接続位置と退避位置の間で進退させ、かつ前記回転移動部が停止している間のみ前記接続位置に位置させる移動装置からなり、前記配管接続部材は前記真空源に接続した一次側接続部と、前記接続位置にきたとき前記真空タンクの配管接続部に接続する二次側接続部を有しすることを特徴とするロータリー型包装処理装置における負圧供給システム。
- 水平面内で円弧形経路を含む移動経路に沿って等間隔で配置され前記移動経路に沿って一方向に間欠的に回転移動する容器保持部材と、前記円弧形経路と同心の円形移動経路上に各容器保持部材に対応して等間隔で配置され、前記円弧形経路に沿って移動する各容器保持部材と同期して一方向に間欠的に回転移動する包装処理部材を備え、前記容器保持部材が間欠的に回転移動する過程で前記容器保持部材に対し容器を供給し、前記容器保持部材に保持された容器に対し前記包装処理部材により所定の包装処理操作を行うようにしたロータリー型包装処理装置における負圧供給システムであり、前記包装処理部材の円形移動経路と同心で前記包装処理部材と同期して一方向に間欠回転する回転移動部に設置され前記包装処理部材に負圧を供給する真空タンクと、前記真空タンク内を減圧する減圧装置からなり、前記真空タンクは減圧のための配管接続部を有し、前記減圧装置は、真空源と、接続位置と退避位置の間を進退可能に設置された配管接続部材と、定位置に設置されて前記配管接続部材を接続位置と退避位置の間で進退させ、かつ前記回転移動部が停止している間のみ前記接続位置に位置させる移動装置からなり、前記配管接続部材は前記真空源に接続した一次側接続部と、前記接続位置にきたとき前記真空タンクの配管接続部に接続する二次側接続部を有することを特徴とするロータリー型包装処理装置における負圧供給システム。
- 前記包装処理部材が容器内の脱気ノズルであり、前記真空タンクが前記脱気ノズルに配管を介して接続し、該脱気ノズルに負圧を供給することを特徴とする請求項8又は9に記載されたロータリー型包装処理装置における気体供給システム。
- 前記真空タンクが平面視で隣接する容器保持部材の間の位置に設置されていることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載されたロータリー型包装処理装置における負圧供給システム。
- 前記真空タンクが前記回転移動部に複数個設置され、配管で互いに連通していることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載されたロータリー型包装処理装置における負圧供給システム。
- 前記容器が袋であり、前記容器保持部材が袋の両側縁を把持する一対のグリッパーからなり、前記包装処理装置が袋詰め包装機であることを特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載されたロータリー型包装処理装置における負圧供給システム。
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