JP5669585B2 - テトラ包装袋用包装機 - Google Patents

Description

本発明は、テトラ状包装袋に被包装物を充填して自動的に包装するテトラ包装袋用包装機に関する。

テトラ状包装袋とは周知の平袋の袋底の直線状の封止縁に対して袋口を平面視において十文字に交差するように封止した４面体の包装袋である。

特許文献１は、テトラ形状包装袋に被包装物を充填するための従来のロータリー式包装機である。この特許文献１のロータリー式包装機は、円盤型ロータの周縁に、先端にクランプを備えた一対一組からなる８組のクランプアームを装備する。

前記一対のクランプ間隔が拡大している領域で包装袋が両クランプ間に供給されるので、一対のクランプは同包装袋の両側縁を挟持する。そしてロータの回転が１ピッチずつ進むに連れ、クランプ間隔の縮小によって包装袋の口が広がり、ホッパーを通して被包装物が同包装袋内に充填される。その後、両クランプ間隔の拡大により包装袋の袋口は緊張し、一対のシールバーは袋口を強圧シールする。

この特許文献１のロータリー式包装機では、被包装物を充填する位置と、袋口を強圧シールする位置の中間位置で、一対のヘラを前記包装袋の袋口に挿入する。この場合一対のヘラの配列は、両クランプの配列方向Ｘ軸にクロスするＹ軸方向である。続いて一対のヘラをＹ軸に沿って離反し包装袋の開口縁を緊張させると同時に、一対のクランプを開いて包装袋を解放する。

さらに、タイミングよく包装袋を９０度角回転することにより、包装袋の袋口は両クランプの配列軸Ｘと同軸位置まで方向変換し、同時に両クランプでもって包装袋の両側縁を再キャッチする。

しかし、前記特許文献１のロータリー式包装機では、円盤型ロータの回転軌道において、一対のヘラを前記包装袋の袋口に挿入し、一対のヘラをＹ軸に沿って離反して包装袋の袋口を緊張させると同時に、一対のクランプを開いて包装袋を解放し、さらに、包装袋を９０度角回転して包装袋の袋口を両クランプの配列軸Ｘと同軸位置まで方向変換し、同時に両クランプでもって包装袋の両側縁を再キャッチする。このように、円盤型ロータの回転軌道において、包装袋を９０度回転させて持ち替えるために、多くの動作をしなければならないため、包装機の高速化を図り難いという問題点があった。

そこで、本発明者は、テトラ状包装袋に被包装物を自動的に包装するロータリー式包装機において、前記従来の特許文献１の包装機に比べて、スピードをアップしたテトラ包装袋用包装機を提供した。（特願２０１０−２４１９９５号）

このテトラ包装袋用包装機は、ロータリー式包装機の包装袋供給位置の周縁部に、包装袋搬送コンベアを配置し、この包装袋搬送コンベアの包装袋を、袋口側を上にして開口させて起立させる包装袋開口起立機構を備え、起立した包装袋の開口した袋口に一対のヘラを挿入して、包装袋の袋底の封止縁に対して、袋口が交差する方向にヘラを拡開しつつ、ロータリー式包装機側に接近する袋口拡開機構を備え、前記袋口拡開機構に保持された包装袋の袋口を上部から挟持してロータリー式包装機のクランプアーム側に包装袋を受け渡す受渡し機構を備えている。このテトラ包装袋用包装機は、特許文献１のロータリー式包装機とは異なり、ロータリー式包装機に包装袋を受渡する過程において、包装袋をテトラ形状とすることを特徴とする。

特許第３７３２４００号公報

本発明者の提供する特願２０１０−２４１９９５号の前記テトラ包装袋用包装機は、特許文献１とは異なり、ロータリー式包装機のクランプに、被包装物がまだ充填されていないテトラ形状の空の包装袋を受け渡し、このテトラ形状の包装袋に被包装物を充填しなければならない。

図６は空のテトラ状包装袋をクランプアームに支持し、袋口を多少緩めた状態の斜視図である。このテトラ状包装袋１はロータリー式包装機の充填位置において被包装物を充填する際に、袋口２が開いていなければならないが、両クランプ３，３の配列方向をＸ軸方向とすると、吸盤及びヘラは袋口２を、前記Ｘ軸に対して９０度クロスするＹ軸方向に開かなければならない。直線状の袋底の封止縁４は前記Ｘ軸に対して９０度クロスするＹ軸方向であるため、Ｘ軸方向の袋口２と、Ｙ軸方向の袋底の封止縁４とは、平面視において十文字状にクロスしている。このため、両クランプ３，３で保持された袋口２をＹ軸方向に開けようとすると、図６に示すように、テトラ状包装袋１の中央部が包装袋の内側に中折れして狭くなり、被包装物を充填し難くなるという課題がある。

さらに、クランプ３に支持されたテトラ状包装袋１は、被包装物が充填されていると重心が安定して袋口２をＸ軸方向に閉じて緊張させてもテトラ状の形態が崩れることは無いが、充填前の空の状態では構造的に弱くてテトラ状の形態が崩れやすく、クランプアームを開いて袋口２をＸ軸方法に引っ張って緊張すると、例えば、袋底の封止縁４の両端の何れか一方が上方に持ち上がると共に、テトラ状包装袋１が拉げて形態が崩れることがある。このため、被包装物の充填前では充填に支障が生じたり、回転軌道の近くに突出する機構の一部に引っかかってテトラ状包装袋１が破損したりすることがある。

本発明は前記課題を解決するためになされたものであって、テトラ形状の空の包袋に被包装物を充填する際に、被包装物を充填しやすくするロータリー式包装機を提供することを目的とするものである。

本発明のテトラ包装袋用包装機は、給袋装置から包装袋を受け渡される袋取りセクション、包装袋の閉じられた袋口を前後面から開口する袋口開セクション、袋口から被包装物の充填が行われる製品投入セクションを有し、テトラ形状の包装袋に被包装物を充填して包装するテトラ包装袋用包装機において、袋口開セクションに、駆動装置により接近離間する一対の押さえ板で前記包装袋の袋底の封止縁の両端部を挟み付けて、袋口を広げる袋口開口機構を備えたことを特徴とする。

また、本発明のテトラ包装袋用包装機は、前記構成の袋口開口機構により、包装袋の袋底の封止縁の両端部を内側方向に挟み付けると、封止縁は中央部が上方向に折れ曲がるが、包装袋の中央の前後の上下方向の壁が中折れせずに伸び、包装袋の袋口を大きく広げることができる。

本発明のテトラ包装袋用包装機は、テトラ形状の空の包装袋に被包装物を充填する際に、被包装物を充填しやすくなる。

本発明のテトラ包装袋用包装機の全体概略平面図 本発明のテトラ包装袋用包装機の全体概略正面図 本発明のテトラ包装袋用包装機の部分拡大図 本発明のテトラ包装袋用包装機の要部斜視図 本発明のテトラ包装袋用包装機のヘラの他の実施例の斜視図 従来の課題を説明するための説明図

以下において、本実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明のロータリー式のテトラ包装袋用包装機の全体概略平面図、図２は正面図、図３は図２の部分拡大図である。

まず、図１に示すロータリー式のテトラ包装袋用包装機１０の概略を説明する。このロータリー式のテトラ包装袋用包装機１０は、ロータ１１の４５度毎に何らかの包装作業を行うことができ、例えば、（Ａ）のセクションにおいて特願２０１０−２４１９９５号の給袋装置の受渡し機構（図１では、この受渡し機構の一部であるクリップ機構のクリップ１２がクランプ１３側に移動しているところを図示している。）からクランプアームのクランプ１３に包装袋１４の受け渡しが行われる（袋取りセクョン）。前記受渡し機構は、図示しない袋口拡開機構の一対のヘラと挟持片で保持している包装袋１４の袋口１５の中央部を上方からクリップ１２で挟持してテトラ包装袋用包装機１０のクランプ１３に回転しながら包装袋１４を受け渡す。

（Ｂ）のセクションで、真空吸盤（図示せず）により包装袋１４の袋口１５の前後面を吸引しながら、上部からエアーノズル９でエアーを吹かせて包装袋１４を開口する（袋口開セクション）。さらに、（Ｂ）のセクションで、図４に示すように、袋口開口機構１６により、包装袋１４の袋底の封止縁１７の両端部を内側方向に挟み付けて封止縁１７の中程を上方に折り曲げ、図６のように包装袋１の前後の上下方向中央の壁が中折れしないように伸ばして被包装物を充填しやすいように袋口１５を開口する。この袋口開口機構１６については後述する。

（Ａ）（Ｂ）のセクションでは、空のテトラ状包装袋１が拉げて形態が崩れたり、姿勢を崩して回転軌道の近傍に突出する機構の一部に引っかかって破損しないようガイド体２３Ａ，２３Ｂが設けられている。このガイド体２３Ａ、２３Ｂについても、後述する。

真空吸盤（図示せず）、エアーノズル９、袋口開口機構１６により開口した袋口１５に対して、（Ｂ）から（Ｃ）のセクションで、上方より一対のヘラ１８により袋口１５を大きく拡開する（袋口拡開セクション）。このヘラ１８についても後述する。なお、テトラ包装袋用包装機において、このヘラ１８が必要ではない場合があるので、本発明はヘラ１８が装備された包装機に限定されるものではない。

（Ｃ）のセクションで、投入機構を用いて包装袋１４内へ被包装物の充填が行われる（製品投入セクション）。この被包装物を投入する際に使用するホッパー（図示せず）の下端部の形状を四角筒状にすると、前記（Ｂ）から（Ｃ）のセクションでヘラ１８で開口した袋口１５の間口を有効に使うことができる。

（Ｃ）セクションの近傍には、包装袋１４内の被包装物を検知するための静電容量センサー２１が設けられている。この静電容量センサー２１は、包装袋１４の回転経路の近傍のバー２２にスライド可能に配置され、被包装物の充填が成功したか失敗したかを検知し、失敗した場合は袋口をシールせずに再度、包装袋１４が回転経路をリサイクルするように構成されている。

（Ｄ）と（Ｅ）の２セクションで、不活性ガス（例えば窒素ガス）を充填するノズル（図示せず）が配置され、包装袋１４内にガスが充填される（不活性ガス充填セクション）。なお、（Ｄ）−（Ｅ）のセクションの外周部には、ガイドが設けられている。

（Ｆ）セクションでクランプ１３の間隔が広がって袋口１５が閉じられる（袋口閉セクション）。この（Ｆ）セクションでも前記「発明が解決しようとする課題」の欄で説明した課題が発生することがあるので、ガイド体２３Ｃ，２３Ｄを設けている。このガイド体についても後述する。

（Ｇ）のセクションでは、図２に示すように、シーラ２４により袋口１５をシールする（シールセクション）。（Ｈ）のセクションで、包装袋１４は搬出コンベア２５により、ロータリー式のテトラ包装袋用包装機１０から搬出される（搬出セクション）。当然、これらの（Ａ）−（Ｈ）のセクションは包装機により異なるものである。

次に、前記の袋口開口機構１６について説明する。図４には、袋口開口機構１６が包装袋１４の封止縁１７の両端部を内側方向に挟み付けている状態を示している。袋口開口機構１６にはエアーチャック２６を用いている。このエアーチャック２６は直方体のチャック本体の両端部に、それぞれ一対の作動ロッド２７が外側方向に突出しており、この作動ロッド２７の先端部に厚板の可動板２８が取り付けられている。押さえ板２９は、前記可動板２８の内側に一対のロッド３０を介して取り付けられ、クランプ１３の回転軌道に対して接近、離間し、包装袋１４の封止縁１７の両端部を内側方向に挟み付けている。

前記袋口開口機構１６を支持するためのポール３１がテトラ包装袋用包装機１０の近傍に立設し、図１に示すように、このポール３１に板状の取付台３２が水平方向に設けられている。この取付台３２の高さは自由に変えることができ、包装袋１４の大きさに応じて袋口開口機構１６の高さを調整することができる。

前記取付台３２に対して、図１に示すように、前記エアーチャック２６を固定するための板状の固定板３３がスライド可能に備え付けられている。この固定板３３の後端部に前記取付台３２が挿入し、ねじ３４によりしっかりと固定されている。この固定板３３はテトラ包装袋用包装機１０の中心方向を向いており、取付台３２に対してスライド可能で、回転軌道を搬送される包装袋１４に対する押さえ板２９の位置を調整することができる。押さえ板２９の間隔もロッド３０の長さを変えることにより調整できる。

図３に示された袋口開口機構１６は、図４のものとは多少構成が相違し、可動板２８の上部に固定ブロック２８Ａがネジで固定され、さらにこの固定ブロックに、Ｌ字形に曲げられた押さえ板２９がネジにより固定されている。一対の押え板２９も包装袋１４を受け入れやすいよう、図１に示すように側部がハの字状に開いている。

真空吸盤（図示せず）による袋口１５の開口と袋口開口機構１６の押さえ板２９による封止縁１７の挟み付けは略同時に行われる。押さえ板２９により、包装袋１４の袋底の封止縁１７の両端部を内側方向に挟み付けると、封止縁１７は中央部が上方向に折れ曲がるが、図６に示すように包装袋１の中央の前後の上下方向の壁が中折れせずに伸び、包装袋１４の袋口１５を大きく広げることができる。真空吸盤による袋口１５の開口と袋口開口機構１６の押さえ板２９による封止縁１７の挟み付け直後に、エアーノズル９からエアーが噴射されて包装袋１４を膨らませると共に、上方からヘラ１８を挿入して袋口１５を拡開し、Ｃセクションに移動する。封止縁１７が中央部で上方向に一旦折れ曲がると、押さえ板２９が無くても、エアーノズル９からエアーを噴射しても、包装袋１４の形態が崩れることがない。このため、Ｃセクションにおいて、テトラ形状の空の包装袋１４に被包装物を充填する際に支障が生じることがない。

なお、前記の実施の形態では、袋口開口機構１６にエアーチャック２６を用いたが、本発明では、一対の押さえ板２９を接近、離間させる駆動機構であればリニア式モータ、ソレノイド、電磁石、クランク機構等でもよい。

次に、Ｂセクションで用いるヘラ１８について説明する。図４に示すように、ヘラ１８に棒ヘラを用いると、袋口１５を四角形状に拡開することができて都合がよい。即ち、図４において、両クランプ１３，１３の配列方向をＸ軸方向とすると、ヘラ１８は袋口１５を、前記Ｘ軸に対して９０度クロスするＹ軸方向に開くので、袋口１５を四角形状とすることができ、被包装物を投入する口を大きく取ることができる。

ヘラ１８は三角板１９の下端部に袋口１５を拡開するための所定の長さの棒が下方向に取り付けられており、上部は逆Ｌ字形に折り曲げられ、矢印方向に回動する回動軸２０に固定されている。なお、この回動軸２０はロータ１１と共に、（Ｂ）から（Ｃ）のセクションの間だけ往復回動するアーム（図示せず）の先端に取り付けられている。

図５は、変形例のヘラ１８Ａの斜視図である。この変形例のヘラ１８Ａは包装袋１４の前後両サイド上方から斜め下方へ伸びる３本ずつ計６本の棒１８ａ−１８ｃからなり、何れの棒１８ａ−１８ｃも矩形板１９aから斜めに袋口１５内に延びるように構成され、回動軸２０aの回動により袋口１５を大きく開くことができる。中央の棒１８aは真っ直ぐ斜め下方に伸び、先端部が下方に折り曲げられて袋口１５をＹ軸方向に開く。中央の棒１８aに対する両サイドの２本の棒１８ｂ，１８ｃは、斜めにくの字に曲がった後、先端部は下方に折れ曲がっており、中央の棒ヘラ１８aが拡開する位置よりも、袋口１５の中央寄りの両側を広げる。この６本の棒１８ａ−１８ｃと両クランプ１３により袋口１５を八角形状に開くことになり、前記図４の２本の棒ヘラ１８，１８よりも袋口１５を大きく開くことができ、ホッパー（図示せず）の四角筒状の下端部が袋口１５内に挿入しやすくなる。

次に、空の包装袋１４の姿勢を規制するガイド体について説明する。
（Ａ）―（Ｂ）セクションでは、前記「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、空のテトラ状包装袋１が拉げて形態が崩れたり、姿勢を崩して回転軌道の近くに突出する機構の一部に引っかかって破損したりすることが無いように、クランプ１３の回転軌道を挟むように所定の幅を持たせてガイド体２３Ａ，２３Ｂが設けられている。このガイド体２３Ａ、２３Ｂは、クランプ１３により袋口１５を閉じて緊張した時に、包装袋１４の形態が拉げて姿勢が崩れても、このガイド体２３Ａ，２３Ｂに規制されて姿勢を正すことができる。図示していないが、内側のガイド体２３Ａは上下２段で構成され、ブラケット２３ａを介して前記ガイド体２３Ａを支持するための図示していない支持台に固定されている。下段のガイド体２３Ａは、上側のガイド体２３Ａより短く、外側のガイド体２３Ｂと対向する位置に配置されている。

（Ｆ）セクションでも前記課題が発生することがある。即ち、被包装物の充填に失敗した包装袋１４は、袋口を閉じる際に、クランプ１３の間隔が広がって袋口１５を緊張させると、包装袋１４の形態が崩れて充填されなかった空袋が機構の一部に引っかかって破損したりする虞がある。このため（Ｆ）−（Ｇ）セクションにも、テトラ形状の包装袋１４の姿勢を規制するためのガイド体２３Ｃ，２３Ｄが設けられている。このガイド体２３Ｃ，２３Ｄは図１に示すように、クランプ１３の回転軌道を挟むように所定の幅を持たせて配置する。図２に示すように、このガイド体２３Ｃ，２３Ｄは上下２段並行に配置されているが、（Ｆ）−（Ｇ）セクションでは、強いてガイド体２３Ｃ，２３Ｄを２段にする必要はない。

なお、ガイド体２３Ａ−２３Ｄは、（Ａ）―（Ｂ）、（Ｆ）−（Ｇ）セクションに設ける旨を説明したが、かかるセクションに限定的に設けず、包装機の全周にわたって設けてもよい。

なお、前記実施の形態では、ロータリー式包装機を用いて説明したが、本発明はロータリー式包装機に限定されるものではなく、直線状に搬送される包装袋に被包装物を充填して包装する包装機であってもよい。

本発明は、例えば、テトラ形状の包装袋に連続的に被包装物を充填して包装する包装機に有用である。

１０ テトラ包装袋用包装機
１１ ロータ
１２ クリップ
１３ クランプ
１４ 包装袋
１５ 袋口
１６ 袋口開口機構
１７ 封止縁
１８ ヘラ
１８Ａ ヘラ
１８ａ 棒
１８ｂ 棒
１８ｃ 棒
１９ 三角板
１９ａ 矩形板
２０ 回動軸
２０ａ 回動軸
２１ 静電容量センサー
２２ バー
２３Ａ ガイド体
２３ａ ブラケット
２３Ｂ ガイド体
２３Ｃ ガイド体
２３Ｄ ガイド体
２４ シーラ
２５ 搬出コンベア
２６ エアーチャック
２７ 作動ロッド
２８ 可動板
２８Ａ 固定ブロック
２９ 押さえ板
３０ ロッド
３１ ポール
３２ 取付台
３３ 固定板
３４ ねじ

Claims (6)

1. 給袋装置から包装袋を受け渡される袋取りセクション、包装袋の閉じられた袋口を前後面から開口する袋口開セクション、袋口から被包装物の充填が行われる製品投入セクションを有し、テトラ形状の包装袋に被包装物を充填して包装するテトラ包装袋用包装機において、
   袋口開セクションに、駆動装置により接近離間する一対の押さえ板で前記包装袋の袋底の封止縁の両端部を挟み付けて、袋口を広げる袋口開口機構を備えたことを特徴とするテトラ包装袋用包装機。
2. 袋口開口機構には、エアーチャックを備え、このエアーチャック本体の両端部に、一対の作動ロッドが突出し、この作動ロッドに可動板が取り付けられ、この可動板の内側に、クランプの回転軌道に対して接近、離間する一対の押さえ板が取り付けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のテトラ包装袋用包装機。
3. 袋口開口機構は、可動板の上部に押さえ板が固定し、一対の押え板は包装袋を受け入れやすいよう、側部がハの字状に開いている、ことを特徴とする請求項２に記載のテトラ包装袋用包装機。
4. テトラ包装袋用包装機の近傍にポールを立設し、前記ポールに、袋口開口機構を高さを調整可能に支持する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの項に記載のテトラ包装袋用包装機。
5. 前記袋口開セクションにおいて、袋口を拡開するヘラが、包装袋の前後両サイド上方から斜め下方に伸びる３本１組とする棒で構成され、中央部の棒が両サイドの棒より外側に折り曲げられ、両サイドの棒が袋口の中央寄りの両側を拡開することを特徴とする請求項１に記載のテトラ包装袋用包装機。
6. クランプにより袋口を緊張させても、空のテトラ形状の包装袋の姿勢が崩れないよう、クランプの回転軌道を挟むように所定の幅を持たせてガイド体が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のテトラ包装袋用包装機。

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