JP5791942B2 - 計量充填装置及び計量充填方法並びに計量充填装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、計量した流体物を包装袋へ充填する計量充填装置に関し、さらに具体的には、ペットフードのような粒体物を計量してガセット袋へ充填する計量充填装置及び計量充填方法並びに計量充填装置の制御方法に関する。

図１３は従来の計量充填装置の概略正面図であって、上部に多数の計量器２が装備され、下部にこれらの計量器２から落下する流体物を集める集合シュート３が配置され、この集合シュート３の底部に流体物を遮断したり通過させたりする計量器タイミングホッパー４が設けられている。

さらに、計量器タイミングホッパー４の下部にこのタイミングホッパー４から流下した流体物を集める固定シュート５が設けられ、さらにその下部に昇降動するファンネル６を備える。図示していないが、この計量充填装置１の下部にロータリー式包装装置が配置されて、このロータリー式包装装置のクランプアーム７に支持された包装袋８が前記ファンネル６の真下に間歇回転しながら停止する。

上記の計量充填装置１は、複数の計量器２の中から、定められた目標重量に等しいか最も近似する重量の複数の計量器２の組合せを選択し、この選択された計量器２のホッパー９を開いて集合シュート３に一旦集め、間歇回転するロータリー式包装装置のクランプアーム７に支持された空の包装袋８がファンネル６の真下に一時的に停止すると、ファンネル６が下降して包装袋８内に挿入されると同時に、計量器タイミングホッパー４のゲートを開いて、流体物を充填する。
特開２００６−１４５４４５号公報

最近、ペットフード等の包装に、箱形の容器に代えて、ジッパー付ガセット袋８の利用が多くなっている。このようなジッパー付ガセット袋８への被包装物の充填に際して、ガセット袋８の開口部８Ａの四隅をクランプアームで大きく開いて充填する包装機は、高価で複雑で多種の包装袋の充填が困難であるとされている。

そこで、図１４に示すように、ガセット袋８の開口部８Ａの両側の２箇所をクランプアーム７のクランプ１２で支持して充填する給袋包装機を使用することが多い。その際、一般的な充填手段として前記従来のような計量充填装置１が使用されるが、ジッパー付ガセット袋８の中央部は膨らんでいるが、開口部８Ａに硬めのジッパーが溶着しているため硬くて柔軟性が無く、開口部８Ａの両側をクランプ１２で支持すると小さくつぼんだ状態、即ち、おちょぼ口状になるため、一般的なロータリー式包装装置の充填範囲では、計量充填装置１の計量能力が高くてもガセット袋８に被包装物が入り切れず、大幅に充填作業能力が低下するという問題点を有していた。

上記の問題点を解決するため、ロータリー式包装装置のクランプアーム７に支持されたジッパー付ガセット袋８の回転速度に合わせて、多数の計量器２や集合シュート３を備える計量充填装置１を前記ガセット袋８に追従させて回動させる仕様もある。しかし、この仕様の問題点は、被包装物が一度に、前記ファンネル６に投入されて、その後の計量充填装置１の追従する時間内でガゼット袋８内に充填しようとすると、フアンネル６に被包装物が閉塞するリスクが完全には解決されていなかった。
また、前記のように、回転するジッパー付ガセット袋８に合わせて計量充填装置１を追従する構成にすると、多大なコストアップとなると共に、包装袋のサイズ変更時の多数のファンネル変更作業や、管理の煩わしさの問題点がある。

さらに、前記問題点を解決するため、充填装置２台を使用し、正確に半分ずつ被包装物をガセット袋に投入する方法や２倍のバケット数の大型多ヘッド計量器を敷設し、半分ずつ投入する方法もあるが、充填装置のコストが高くなるばかりでなく設置スペースを多くとるという問題点がある。さらに、計量を２回行うこととなり最大レンジ（Ｒ値）を拡大することになり計量誤差が大きくなるという欠点も有していた。

本発明は、簡単な装置と動作で、包装袋への被包装物の充填作業能力を上げることを可能とする、計量充填装置及び計量充填方法並びに計量充填装置の制御方法を提供することを目的とするものである。

本発明の計量充填装置は、計量した被包装物を複数に分割する分岐部を備え、この分岐部で複数に分割した一袋分の被包装物を、タイミングをずらせながら包装装置の異なる投入部から、包装袋に複数回に分けて充填する分岐充填機構を備えたことを特徴とする。

また、本発明の計量充填方法は、計量された一袋分の被包装物を複数に分割し、この分割した被包装物を、異なる投入部から、移動してくる同一の包装袋に順次充填する。

本発明は上記構成により、簡単な装置と動作で、１台の計量充填装置の１回の計量動作で、複数に分割した被包装物を包装装置の複数のポジションで投入することにより、各ポジションでは被包装物の通過能力を上げることを可能とした。

また、計量充填装置の制御方法は、包装機において、包装袋の袋口をヘラにて拡開して袋口の拡開の成否を検知し、袋口の拡開に失敗した場合は、失敗した包装袋には被包装物の充填を停止し、下記の１）〜３）のいずれかを選択すると共に、
１）装置を停止する、
２）袋口の拡開に失敗した包装袋を、包装機の系外へ搬出する、
３）袋口の拡開に失敗した包装袋を、包装機においてリサイクルして、再度、被包装物の充填をする、

計量器のゲートを開いて被包装物を計量器タイミングホッパーに滞留が完了している旨の完了信号が、既に、出力されていると、袋口の拡開に失敗した包装袋の次の包装袋の袋口が正常に拡開しているとき、計量器の投入信号は出力せず計量器タイミングホッパーのみ開くことを特徴とする。

この計量充填装置の制御方法により、袋口の拡開をミスしたとしても、吸盤の真空センサーの信号だけではなく、その後、袋口にヘラがかかったか否か判別して計量器タイミングホッパーで、被包装物の投入を制御して包装袋外に被包装物が散逸することがない。

本発明の計量充填装置及び計量充填方法は、包装袋の開口部が狭くても、スムースに袋内に被包装物を充填することができ、充填能力を上げることができる。

本発明の実施例１の計量充填装置とロータリー式包装装置を組み合わせて設置した状態を示す平面図 本発明の実施例１の計量充填装置の正面図 本発明の実施例のタイムチャート 図５のタイムシャートを説明するための充填装置の正面図 本発明の実施例の袋口の拡開を失敗した場合のタイムシャート 本発明の実施例２の計量充填装置の正面図 本発明の実施例３の計量充填装置とロータリー式包装装置を組み合わせた平面図 本発明の実施例３の計量充填装置の正面図 本発明の実施例４の計量充填装置とロータリー式包装装置を組み合わせた平面図 本発明の実施例４の計量充填装置の側面図 本発明の実施例４の計量充填装置の正面図 本発明の実施例の他の計量充填装置の正面図 従来の計量充填装置の概略正面図 ガセット袋の斜視図

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は本発明の実施例１の計量充填装置とロータリー式包装装置を組み合わせて設置した状態を示す平面図、図２は実施例１の充填装置の正面図である。

ロータリー式包装装置１０は、円盤１１の周囲に２本を１組とするクランプアーム７を備えており、各クランプアーム７の先端に取り付けたクランプ１２はそれぞれ包装袋８の両側縁を挟持して吊下げ、一ピッチずつ間歇回転し、回転軌道における充填セクションに包装袋８が停止している間に、被包装物を充填する。本実施例１では、流体物のガセット袋８への充填、例えばペットフードのような粒体物を計量してジッパー付のガセット袋８へ充填する。

ロータリー式包装装置１０は４５度毎に何らかの包装作業を行うことができ、袋取りセクションにおいて給袋装置から往復動する吸着装置を介してクランプアーム７のクランプ１２に包装袋８の受け渡しが行われる。袋口開セクションで、真空吸盤により包装袋８の前後面を吸引しながら拡開して袋口を開口する。

さらに、製品投入セクションで、本発明の計量充填装置１３を用いて包装袋８内へ被包装物の充填が行われる。即ち、前記のように、間歇回転する包装袋８が充填セクションに達して停止すると、漏斗状のファンネル１４がクランプアーム７で支持された包装袋８内に下降し、被包装物はファンネル１４を介して包装袋８内に充填される。

本実施例では、製品投入セクションが第一投入部１５と第二投入部１６の２つに分けられている。複数の計量器１７の中から、最適な組合せが選択されて一回分が計量されると、この一回分の被包装物を２つに分けて、２箇所の第一投入部１５と第二投入部１６とから投入する。

脱気セクションで包装袋８を押さえて包装袋８内の空気を追い出し、シールセクションでシーラにより袋口を閉じてシールする。搬出セクションで、ロータリー式包装装置の袋詰め装置から搬出する。

次に、計量充填装置１３について説明する。この実施例１の計量充填装置１３は、上部に組合せ計量機の多数の計量器１７が装備され、下部にこれらの計量器１７から落下する被包装物を集める集合シュート１８が配置され、この集合シュート１８の底部に被包装物を遮断したり通過させたりする計量タイミングホッパー１９が設けられている。

さらに、計量タイミングホッパー１９の下部に、二股分岐部２０が設けられている。この二股分岐部２０は、ズボンのような形状をしており、この分岐部２０の上部に前記計量タイミングホッパー１９が配備されており、この上部から斜め下方に伸びる二股分岐部２０の一方の通路２１がロータリー式包装装置１０の第一投入部１５に導かれるように配置され、他方の通路２２が第二投入部１６に導かれるように配置されている。

一方の通路２１の下端部には、ファンネル１４が設けられ、このファンネル１４は昇降動するように構成されており、第一投入部１５に一時的に停止する包装袋８内に下降して被包装物を充填し、充填が完了するとクランプアーム７の回転を妨げないように上昇して包装袋８から離れる。

他方の通路２２の下部に、中間待機ホッパー２３が設けられ、この中間待機ホッパー２３にはゲート２３Ａを備えている。中間待機ホッパー２３のさらに下部にシュート２４が設けられ、このシュート２４の下部に、昇降ホッパー２５が取り付けられている。この昇降ホッパー２５にはゲート２５Ａを備え、前記ファンネル１４と同様に、第二投入部１６に一時的に停止する包装袋８内に下降して残りの被包装物を充填し、充填が完了するとクランプアーム７の回転を妨げないように上昇して包装袋８から離れる。

次に、上記実施例１の構成に関する動作について図２の充填装置と図３のタイムチャートを用いて説明する。図３は包装袋８内に被包装物を充填するための計量充填装置のワンサイクルの動作を３６０°のタイムチャートとして表している。以下の度数はタイムチャートの角度を示している。

上記組合せ計量機の複数の計量器１７の中から、定められた目標重量に等しいか最も近似する重量の複数の計量器１７の組合せを選択し、投入信号を発して（１３０°〜１３９°）、この選択された計量器１７のゲートを開いて被包装物を集合シュート１８に一旦集める。なお、一方の流路２１に位置する包装袋８には先に流下した被包装物の半分が滞留しており、残りの半分の被包装物は中間待機ホッパー２３に滞留している。

ロータリー式包装装置１０のクランプアーム７が旋回を開始する少し前の段階で（２００°）、昇降ホッパー２５を閉じ、中間待機ホッパー２３のゲート２３Ａを開き、旋回中に（２１０°〜３０９°）、前記残り半分の被包装物を中間待機ホッパー２３から昇降ホッパー２５に移した後、中間待機ホッパー２３を閉じる（３１０〜３２９）。なお、被包装物の投入信号を発した後（１３０°〜１３９°）、２８０°〜２８９°において計量器１７からの被包装物の投入が完了し完了信号が発せられる。

ロータリー式包装装置１０が旋回して、第一投入部１５に位置していた包装袋８が、間歇回転して第二投入部１６に到着すると、昇降ホッパー２５が下降して包装袋８内に入り込み、昇降ホッパー２５のゲート２５Ａが開いて残り半分の被包装物が投入される（２０°〜２００°）。この第二投入部１６に位置する包装袋８に投入された被包装物は一回分の被包装物そのものとなる。

投入の完了信号が発せられた後（２８０°）、ロータリー式包装装置１０が旋回を開始すると、第１投入部１５の一つ前のセクションでは、新しい空の包装袋８の袋口を吸盤で吸着して拡開し、袋口内にヘラ（共に図示せず）を挿入して袋口を開きながら旋回し、ロータリー式包装装置１０が間欠停止しても袋口はヘラにより開かれている（２９０°〜２９°）。その間に、袋口開不良を検知する（３２０°）。以下では、袋口の開不良がなかった場合について説明するが、袋口開不良があった場合については、後に詳細に説明する。

新しい空の包装袋８が、前記のようにヘラにより袋口を開いて第１投入部１５のファンネル１４の真下に停止すると、計量器タイミングホッパー１９に信号が入力されて、計量器タイミングホッパー１９のゲート１９Ａが開かれると同時に、ファンネル１４が下降して包装袋８内に挿入される（３３０°〜３５９°）。計量器タイミングホッパー１９に滞留していた被包装物は、二股分岐部２０で約半分ずつに分割され、一方の通路２１に流下した被包装物は、ファンネル１４を通して第一投入部１５に位置する新しい空の包装袋８にストレートに投入される。他方、二股分岐部２０の他方の通路２２に流下した残り半分の被包装物は、中間待機ホッパー２３に滞留する（０°〜１３０°）。

そして、前記最初の動作に戻って、同様な動作を繰り返えし、ロータリー式包装装置１０のクリップアーム７に支持された包装袋８内に被包装物が次々に充填される。本実施例のように簡単な装置と動作で、１台の計量充填装置１３の１回の計量動作で、約半分ずつの量を２回に分けてロータリー式包装装置１０の２つのポジションで被包装物を投入するので、各ポジションでは２倍の通過能力を可能とした。このため、ジッパー付ガセット袋８をクランプアーム７で支持して開口部１０がおちょぼ口状で狭くても、スムースにガセット袋８内に被包装物を充填することができる。

次に、包装袋の袋口の拡開をミスした場合の充填装置の制御方法について説明する。
組合せ計量装置の複数の計量器１７から計量器タイミングホッパー１９及び二股分岐部２０を介して、被包装物を第一投入部１５と第二投入部１６に投入する場合、計量器１７への投入信号により、被包装物を計量器タイミングホッパー１９に一旦受けた後、ゲート１９Ａを開いて一方の通路２１と他方の通路２２に比率やタイミングを制御しながら投入するが、この一連の振分けを１工程内で行うためには、投入信号は袋口開センサー等の信号を検知して袋口が完全に開く前の早いタイミングで出さざるを得ない。

しかし、ジッパー袋等の場合は口元に働く真空センサーがＯＮの信号を発しても、下部ジッパーが開いていない場合もある。また、静電気の強いラミ袋の場合、一旦袋口が開口した後、袋口にヘラが入る前に閉じてしまう場合がある。この時、計量器タイミングホッパー１９のゲート１９Ａを開くと、被包装物が包装袋外に散逸して作業時間の多大なロスが発生する。

そこで、例え、袋口の拡開をミスしたとしても、吸盤の真空センサーの投入信号だけではなく、その後、ヘラにて袋口が開いているか否かを判別して、計量器タイミングホッパー１９で、被包装物の投入を制御して包装袋外８に被包装物が散逸することがないよう制御する。先ずその基本的な方法について説明する。

（１） 計量器１７への投入信号を出力し、計量器１７のゲートを開いて被包装物を集合シュート１８に一旦集め、計量器タイミングホッパー１９に滞留させておく。
（２） 計量器タイミングホッパー１９を開く前に、ヘラにて袋口が開いているか否かを検知する。
１）袋口が開いておらず、ヘラが袋口に入っていなければ、装置を停止するか、系外に搬出するか、包装袋８をリサイクルして再度被包装物を充填する。
２）ヘラが袋口に入っていれば、計量器タイミングホッパー１９を開いて通常の充填動作を行う。

（３）前記ヘラが袋口に入らなかった場合の後の包装袋の処理工程
１）計量器１７への投入信号を出力し、計量器１７のゲートを開いて被包装物を計量器タイミングホッパー１９に滞留が完了している旨の完了信号が出力されている場合。
拡開をミスした包装袋の次の包装袋の袋口が正常に拡開しているとき、計量器タイミングホッパー１９に被包装物が滞留しているため、計量器１７の投入信号は出力せず計量器タイミングホッパー１９のみ開く。

２）何らかの理由で、計量器１７が被包装物を排出せず、計量器タイミングホッパー１９に滞留が完了している旨の完了信号が出力されていない場合。
拡開をミスした包装袋の次の包装袋の袋口が正常に拡開しているとき、計量器タイミングホッパー１９に被包装物が滞留していないため、計量器１７の投入信号は出力して、計量器タイミングホッパー１９が開く。

次に、図面によりさらに詳細に説明する。図５は、袋口の拡開をミスした場合の充填装置を制御するためのタイムチャートを示している。図４の（１）は、図５の３２０°において、ヘラが袋口に適正に入らなかったことを検知した状態を図示している。被包装物が計量器タイミングホッパー１９に滞留し、ロータリー式包装装置１０のクランプアーム７が旋回中である。包装袋（Ａ）は被包装物の充填が完了して次のセクションに移動中で、包装袋（Ｂ）は、第二投入部１６に移動途中で、既に約半分の被包装物が充填され、残り半分は昇降ホッパー２５に滞留している。袋口の拡開をミスした包装袋（Ｃ）は第一投入部１５に移動中である。

図４の（２）は図５のタイムチャートの２０°〜１３０°の状態を示している。第一投入部１５に位置する包装袋（Ｃ）にはファンネル１４が挿入されているが、被包装物が包装袋（Ｃ）外にこぼれ出るため、計量器タイミングホッパー１９のゲート１９Ａは閉じられたままである。図３のタイムチャートでは３３０°〜１３０°の間で計量器タイミングホッパー１９のゲート１９Ａは開かれているが、袋口の拡開をミスした場合はゲート１９Ａは閉じられたままである。なお、包装袋（Ｂ）は、第二投入部１６に位置し、昇降ホッパー２５が下降して袋口内に挿入され、残り半分の被包装物が流下して充填している。

図３のタイムチャートでは１３０°〜１３９°で投入信号を発して、計量器１７のゲートを開いて被包装物を集合シュート１８に一旦集めるが、図５のタイムチャートでは、計量器タイミングホッパー１９に被包装物が滞留しているので、投入信号は出力しない。

ただし、何らかの理由で、計量器１７が被包装物を排出せず、計量器タイミングホッパー１９に滞留が完了している旨の完了信号が２８０°において出力されていない場合、次の包装袋（Ｄ）の袋口が正常に拡開しているとき、計量器タイミングホッパー１９に被包装物が滞留していないため、計量器１７の投入信号は出力する。

さらに、図５のタイムチャートでは２１０°でロータリー式包装装置１０が旋回を開始し、３２０°で、ヘラが袋口を適正に拡開したか否かの袋口開不良を検知する。適正に包装袋（Ｄ）の袋口が拡開していれば、図３のタイムチャートに従って３３０°で計量器タイミングホッパー１９のゲート１９Ａを開いて、流下させずに滞留させていた計量器タイミングホッパー１９の被包装物を、二股分岐部２０に投下する。図４の（３）のように、０°でロータリー式包装装置１０の旋回が停止し、被包装物が流下を開始する。その後、二股分岐部２０で被包装物が約半分ずつに分流し、一方の通路２１に流下した被包装物は、ファンネル１４を通して第一投入部１５に位置する新しい空の包装袋（Ｄ）にストレートに投入される。他方、二股分岐部２０の他方の通路２２に流下した残り半分の被包装物は、中間待機ホッパー２３に滞留する（０°〜２００°）。

図５のタイムチャートでは２１０°〜３５９°の間で、ロータリー式包装装置１０が旋回して、第一投入部１５に位置していた拡開ミスの包装袋（Ｃ）が、間歇回転して第二投入部１６に停止すると、昇降ホッパー２５が下降して包装袋（Ｃ）内に挿入され、昇降ホッパー２５のゲート２５Ａは開くが、昇降ホッパー２５には被包装物が滞留していないため、第二投入部１６に位置する拡開ミスの包装袋（Ｃ）には被包装物は投入されず、被包装物が包装袋（Ｃ）外に散逸することが無い。この拡開ミスの包装袋（Ｃ）は、ロータリー式包装装置１０が旋回し、袋リサイクルにより被包装物を再充填してもよい。また、特定のセクションでこの拡開をミスした包装袋８を系外に排出してもよいし、拡開ミスを検知した時点（３２０°）で包装機を停止して警報を発してもよい。

さらに、ロータリー式包装装置１０が旋回して第二投入部１６に位置する拡開ミスの包装袋（Ｃ）が第二投入部１６の次のセクションに移動し、第二投入部１６の位置に被包装物が半分充填された包装袋（Ｄ）が到達すると、昇降ホッパー２５に移動していた残り半分の被包装物が投入されると、充填装置は正常な状態にもどり、図３のタイムチャートの１３０°に至る。袋口開不良検知により、袋口の拡開ミスが検知されない限り、図３のタイムチャートを実施し、ミスが検知されたり、ミスが繰り替えされた場合は、図５のタイムチャートを実施する。

この実施例１では、多数の計量器１７を装備する計量充填装置１３を例に説明したが、本発明は、このように多数の計量器１７を装備する計量充填装置１３に限定されるものではなく、単数の計量器１７で被包装物を計量するものや、計量器１７を装備せず、作業者が計量した被包装物を集合シュート１８に投入するようなものであってもよい。なお、下記する実施例においても、この計量器１７については同様であって、図示するようなものには限定されない。
また、包装袋の袋口の拡開をミスした場合の充填装置の制御方法はこの実施例１で説明したが、下記の実施例でも応用することができる。

図６は実施例２の充填装置の正面図である。この実施例２は、前記実施例１の変形例である。従って、この実施例２は前記実施例１と相違する点について説明して、同一の構成については符号を同じくして詳細な説明は省略する。

前記実施例１では、二股分岐部２０の他方の通路２２に、中間待機ホッパー２３と昇降ホッパー２５とが設けられて、被包装物の投入のタイミングを遅らせていたが、この実施例２では上段と下段の二段の中間待機ホッパー２３Ａ、２３Ｂを設け、下段の中間待機ホッパー２３Ｂの下部にファンネル１４を設けている。

この実施例２では、計量器タイミングホッパー１９のゲート１９Ａが開いて、一回分の被包装物は二股分岐部２０で約半分ずつに分割され、一方の通路２１に流下した被包装物は、ファンネル１４を通して第一投入部１５に位置する包装袋８にストレートに投入される。他方、二股分岐部２０の他方の通路２２に流下した残り半分の被包装物は、上段の中間待機ホッパー２３Ａに滞留される。

第一投入部１５に位置する包装袋８が間歇回転して第二投入部１６に来る前に、上段の中間待機ホッパー２３Ａを開き、被包装物を下段の中間待機ホッパー２３Ｂに滞留させる。

第一投入部１５に位置する包装袋８が間歇回転して第二投入部１６に停止すると、計量器タイミングホッパー１９のゲート１９Ａが開くと同時に、下段の中間待機ホッパー２３Ｂが開き、それまで滞留させていた残りの約半分の被包装物を包装袋８に充填して充填は完了する。

ちなみに、後続の第一投入部１５に位置する包装袋８には、２回目のゲート１９Ａが開いた際に投入された約半分の被包装物が充填され、残りの約半分の被包装物は上段の中間待機ホッパー２３Ａに滞留する。さらに、上段の中間待機ホッパー２３Ａを開き、被包装物を下段の中間待機ホッパー２３Bに滞留させ、包装袋８が第二投入部１６に来ると、下段の中間待機ホッパー２３Bを開いて残りの約半分の被包装物を充填する。以上のような動作を繰り返して被包装物を包装袋８に充填する。

この実施例２では、集合シュート１８の下部に二股分岐部２０を設置したが、二股分岐部２０を三股分岐部にしてもよく、二股分岐部２０に限定されない。三股分岐部にした場合は、三本の通路のうち、最初の通路には中間待機ホッパーを設けず、中間の通路には、二段の中間待機ホッパーを設け、最後の通路には、三段の中間待機ホッパーを設ける。分岐が多くなればなるほど、中間待機ホッパーを増やしていく。

図７は本発明の実施例３の計量充填装置とロータリー式包装装置を組み合わせた平面図、図８は計量充填装置の正面図である。ロータリー式包装装置は実施例１と同じであるので、符号を同じくして詳細は省略する。

この実施例３の計量充填装置は、上部に多数の計量器３０が装備され、下部にこれらの計量器３０から落下する流体物を集める集合シュート３１が配置され、この集合シュート３１の底部に流体物を遮断したり通過させたりする三方タイミングホッパー３２が設けられている。

前記三方タイミングホッパー３２の下部に、三股分岐部３３が配置されている。この三股分岐部３３の第１の通路３３Ａの下部には、昇降動するファンネル３４が配置され、このファンネル３４はロータリー式包装装置１０の第一投入部３６に位置する包装袋３７Ａに被包装物を充填する。

三股分岐部３３の第２の通路３３Ｂの下部には、二方回転ホッパー３８が取り付けられ、ロータリー式包装装置１０の旋回に合わせて１８０度ずつ間歇回転する。この二方回転ホッパー３８の一方のホッパー３８Ａがロータリー式包装装置１０の第二投入部３９に位置し、他方のホッパー３８Ｂは三股分岐部３３の第２の通路３３Ｂの下部に位置する。この二方回転ホッパー３８は回転して、一方と他方が交互に入れ替わる。前記第二投入部３９の一方の二方向回転ホッパー３８の下部には、昇降動するファンネル４０が設けられている。

三股分岐部３３の第３の通路３３Ｃの下部には、三方回転ホッパー４１が取り付けられ、ロータリー式包装装置１０の旋回に合わせて１２０度ずつ間歇回転する。この三方回転ホッパー４１の３つのホッパーの内の第１のホッパー４１Ａは三股分岐部３３の第３の通路３３Ｃの下部に位置し、第２のホッパー４１Ｂはフリーな位置に有り、さらに、第３のホッパー４１Ｃはロータリー式包装装置１０の第三投入部４２に位置する。第１、第２、第３のホッパー４１Ａ，４１Ｂ、４１Ｃは平面視において正三角形となる位置にあり、各ホッパーは順に回転しながら入れ替わる。第３のホッパー４１Ｃの下部には、ファンネル４３が設けられ、このファンネル４３が下降して包装袋３７Ｃ内に入り込み、被包装物が充填される。

次に、上記実施例３の構成に関する作動について説明する。
実施例１と同様、上記計量充填装置の複数の計量器３０の中から、定められた目標重量に等しいか最も近似する重量の複数の計量器３０の組合せを選択し、この選択された計量器３０のゲート３０Ａを開いて集合シュート３１に一旦集める。三股分岐部の第１の通路３３Ａのファンネル３４が下降して包装袋３７Ａ内に挿入されると同時に投入信号が入力されて、三方タイミングホッパー３２のゲート３２Ａを開いて、三股分岐部３３に被包装物を流下させる。

三股分岐部３３に流下した被包装物は、均等ではないが略三等分に分割される。三股分岐部３３に流下した被包装物はファンネル３４を介して直接にロータリー式包装装置１０の第一投入部３６に位置する包装袋３７Ａに投入される。

三股分岐部３３の第２の通路３３Ｂに流下した被包装物は、二方回転ホッパー３８の他方のホッパー３８Ｂに滞留して待機する。さらに、三股分岐部３３の第３の通路３３Ｃに流下した被包装物は、三股分岐部３３の第３の通路３３Ｃの下部の第１のホッパー４１Ａに滞留して待機する。

ロータリー式包装装置１０の第一投入部３６に位置する包装袋３７Ａに被包装物の投入が完了すると、ファンネル３４が上昇してロータリー式包装装置１０の円盤１１が一ピッチ分間歇回転する。円盤１１の回転に合わせて、同時に二方回転ホッパー３８と三方回転ホッパー４１が一ピッチ回転する。二方回転ホッパー３８の回転により、被包装物が充填された他方のホッパー３８Ｂが第二投入部３９のファンネル４０の上部に来るので、他方のホッパー３８Ｂのゲートを開いて、既に第一投入部３６で略１／３の被包装物が投入された包装袋３７Ａに二方回転ホッパー３８の略１／３の被包装物を投入して略２／３の被包装物の充填が完了する。

前記のように、ロータリー式包装装置１０が一ピッチ間歇回転する間に三方タイミングホッパー３２のゲート３２Ａが開き、後続の包装袋３７Ｄに、三股分岐部３３の第１の通路３３Ａからファンネル３４を介して直接に被包装物が投入される。同時に二方回転ホッパー３８と三方回転ホッパー４１が一ピッチ回転して空になっているホッパー３８Ａ，４１Ｃに被包装物が充填される。三方回転ホッパー４１の被包装物が充填されたホッパー４１Ａはフリーな位置に有る。

さらに、ファンネル３４，４０が上昇してロータリー式包装装置の円盤１１が一ピッチ分間歇回転すると、前記の略２／３の被包装物が充填された包装袋３７Ａが第三投入部４２に位置することになる。三方回転ホッパー４１の残りの略１／３の被包装物が滞留したホッパー４１Ａは一ピッチ回転して第三投入部４２に位置するので、ファンネル４３が下降して包装袋３７Ａ内に入り込むと、前記ホッパー４１Ａのゲートを開いて、３分割された全ての被包装物を包装袋３７Ａ内に充填する。

このように、ロータリー式包装装置１０、二方回転ホッパー３８、三方回転ホッパー４１が一ピッチ間歇回転するごとに、三股分岐部３３から３分割された被包装物が二方回転ホッパー３８では一ピッチ、三方回転ホッパー４１では二ピッチ遅らせながらロータリー式包装装置１０の３つのポジション３６，３９，４２で被包装物を分割しながら投入されるので、３倍の通過充填能力が実現でき充填効率が向上する。

なお、この実施例３は、被包装物が三股分岐部３３で３分割されているが、本発明は２分割されたものであってもよい。即ち、三股分岐部３３を二股とし、三方回転ホッパー４１を省略して、二方回転ホッパーだけを二股分岐部の一方に設けるようにする。この場合は２倍の通過量を実現できる。

図９は本発明の実施例４の計量充填装置とロータリー式包装装置を組み合わせた平面図、図１０は計量充填装置の側面図、図１１は計量充填装置の正面図である。なお、以下の説明において、ロータリー式包装装置は実施例１と同じであるので、符号を同じくして詳細は省略する。

この実施例の計量充填装置５０は、上部に多数の計量器５１が装備され、下部にこれらの計量器５１から落下する流体物を集める集合シュート５２が配置され、この集合シュート５２の底部に流体物の流下を遮断したり通過させたりする三方タイミングホッパー５３が設けられている。これらの構成は前記実施例３と同じである。

さらに、前記三方タイミングホッパー５３の下部に、三股分岐部５４が配置され、この三股分岐部５４の下部には三連式オワンコンベア５５が配置されている。三股分岐部５４は、前記三方タイミングホッパー５３で略三等分に振り分けられた被包装物を三連式オワンコンベア５５の横三列に配置されたオワン５６に被包装物を振り分ける。

一般的なオワンコンベアは、複数のオワンがベルトコンベアに取り付けられ、コンベアの回転と共にそれぞれのオワンが移動し、ベルトコンベアが先端部でターンして、ひっくり返る際に、オワンに入れられた物が落下して目的の位置に運搬物を搬送する。

この実施例４の三連式オワンコンベア５５は、オワンコンベアが並行に三連配置されており、図１１に示すように、計量充填装置５０側からロータリー式包装装置１０側にかけて登り勾配の段状になっている。このコンベア５５の手前の平坦な部分の上部に前記計量充填装置５０が配置され、この計量充填装置５０の三股分岐部５４の下端がオワン５６の上部に近接している。三連のレーン５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃは、それぞれ駆動モータ６３で駆動される。

三連式オワンコンベア５５の先端側は、ロータリー式包装装置１０の円盤１１の外周縁上部に位置し、それぞれ配置された三連のレーン５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃが、ロータリー式包装装置１０の第一投入部５７、第二投入部５８、第三投入部５９の真上に位置する。第一投入部５７は、三連式オワンコンベア５５に最も近く、第二投入部５８、第三投入部５９と一ピッチずつ遠ざかる。従って、それぞれの三連のレーン５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃの先端が、第１、第２、第三投入部５７，５８，５９に合わせて一ピッチ分だけ長さが異なる。即ち、第２のレーン５５Ｂは第１のレーン５５Ａに比べて、第３のレーン５５Ｃは第２のレーン５５Ｂに比べてそれぞれ一ピッチ分だけ長い。従って、第２のレーン５５Ｂは第１のレーン５５Ａに比べて一ピッチ分だけ投入のタイミングが遅くなり、第３のレーン５５Ｃは第１のレーン５５Ａに比べて二ピッチ分だけ投入のタイミングが遅くなる。

三連式オワンコンベア５５の各レーン５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃの先端下部には、オワン５６から落下した被包装物を受ける固定シュート６０が配置され、この固定シュート６０の下部に、さらに昇降動して包装袋６２に入り込んで被包装物を包装袋６２に充填するファンネル６１が配置されている。

次に、上記実施例４の計量充填装置の作動を説明する。
上記計量充填装置５０の複数の計量器５１の中から、定められた目標重量に等しいか、最も近似する重量の複数の計量器５１の組合せを選択し、この選択された計量器５１のゲートを開いて集合シュート５２に一旦集める。三連式オワンコンベア５５の空のオワン５６が三股分岐部５４の真下に位置する時、三方タイミングホッパー５３のゲート５３Ａが開き、三股分岐部５４に被包装物が略三等分されて流下する。被包装物は集合シュート５２から三方タイミングホッパー５３に流下した時に、凡そ三等分されて三連式オワンコンベア５５の空の各オワン５６に載せられる。

オワン５６に載せられた被包装物は三連式オワンコンベア５５でロータリー式包装装置１０側に搬送される。そして、三連のレーンの内、第１のレーン５５Ａの長さが一番短いため、最初にロータリー式包装装置１０の第一投入部５７に到着し、コンベア上のオワン５６が先端でターンする際にオワン５６が逆さまになって被包装物が落下して固定シュートで受けられると直ぐに、包装袋６２内に入り込んでいるファンネル６１から被包装物が充填される。

三連式オワンコンベア５５の第１のレーン５５Ａで被包装物の投入が完了すると、ロータリー式包装装置１０の円盤１１が一ピッチ分回転すると同時に、第２のレーン５５Ｂの被包装物の入ったオワン５６がワンステップ遅れて、ロータリー式包装装置の第二投入部５８に到着する。前記のように第二投入部５８には、先に第１のレーン５５Ａで被包装物が投入された包装袋６２が到着しているので、第２のレーン５５Ｂのターンするオワン５６から、被包装物が落下して固定シュート６０及びファンネル６１を介して包装袋６２内に充填される。これで、三股分岐部５４で分割された被包装物の２／３が包装袋６２に充填される。

前記のようにして第二投入部５８で被包装物の投入が完了すると、ロータリー式包装装置１０の円盤１１がさらに一ピッチ分回転し、略２／３の被包装物が充填された包装袋６２が第三投入部５９に到着する。第３のレーン５５Ｃのオワン５６がツーステップ遅れて、ロータリー式包装装置の第三投入部５９に到着するので、最後の略１／３の被包装物を第３のレーン５５Ｃのオワン５６から固定シュート６０及びファンネル６１を介して包装袋６２に投入する。これで、三股分岐部５４で三分割された被包装物の包装袋６２への充填は完了する。これを間断なく繰り返すことにより、スムースに包装袋内に被包装物を充填することができる。

この実施例４のコンベアは三連式としたが、二連式であってもかまわない。その場合は二方タイミングホッパー、二股分岐部を使用することとなる。また、前記実施例１−４はロータリー式包装装置１０を用いた例で説明したが、本発明はこのようなロータリー式の包装装置１０である必要はなく、直線状の包装装置であってもよい。

図１２は計量充填装置の他の実施例を示す正面図である。この図１２の計量充填装置は前記実施例１の計量充填装置と基本的構成が同一であるので、同一の構成については同一の図面の符号を使用して説明する。

この実施例１の計量充填装置１３は、上部に装備された組合せ計量装置の多数の計量器１７は省略している。しかし、この実施例では、組合せ計量装置に限定するものではない。
図示しない前記計量器１７の下部に、これらの計量器１７から落下する被包装物を集める集合シュート１８が配置され、この集合シュート１８の底部に被包装物を遮断したり通過させたりする計量タイミングホッパー１９が設けられている。この実施例の計量充填装置１３は、この計量タイミングホッパー１９のゲート７０が前記実施例１のゲート１９Ａと相違しているが、このゲート７０については、詳細は後述する。

さらに、計量タイミングホッパー１９の下部に、二股分岐部２０が設けられている。この二股分岐部２０は、実施例１の二股分岐部２０の形状とは異なるが、この二股分岐部２０の形状は被包装物を投下するロータリー式包装機の投入ポジションに対応させて形成したものである。

この上部から斜め下方に伸びる二股分岐部２０の一方の通路２１がロータリー式包装装置１０の第一投入部１５に導かれるように配置され、他方の通路２２が第二投入部１６に導かれるように配置されている点は実施例１と同じである。

一方の通路２１の下端部には、実施例１と同様なファンネル１４が設けられている。このファンネル１４も昇降動するように構成されており、第一投入部１５に一時的に停止する包装袋８内に下降して被包装物を充填し、充填が完了するとクランプアーム７の回転を妨げないように上昇して包装袋８から離れる。

他方の通路２２の下部に、中間待機ホッパー２３が設けられている。この中間待機ホッパー２３にもゲート２３Ａを備えているが、前記実施例１のゲート２３Ａはワニ口状に左右２枚のゲート体２３ａが開閉するよう構成されていたが、この実施例のゲート２３Ａは１片のゲート体２３ａがエアーシリンダ７１によって軸を中心に回動して他方の通路２２を開閉するよう構成されている。

中間待機ホッパー２３のさらに下部に実施例１と同様に昇降ホッパー２５が取り付けられている。この昇降ホッパー２５にはゲート２５Ａを備え、前記ファンネル１４と同様に、第二投入部１６に一時的に停止する包装袋８内に下降して残りの被包装物を充填し、充填が完了するとクランプアーム７の回転を妨げないように上昇して包装袋８から離れる。

次に、前記のように、この実施例の計量タイミングホッパー１９のゲート７０の相違点について説明する。ゲート７０は実施例１と同様に２枚のゲート体７０Ａ，７０Ｂで構成されているが、この２枚の各ゲート体７０Ａ，７０Ｂは、２本のエアーシリンダ７２，７３により、各々独立に制御できるよう構成されている。

一方の通路２１を開閉する一方のゲート体７０Ａは、一方のエアーシリンダ７３により作動し、他方の通路２２を開閉する他方のゲート体７０Ｂは他方のエアーシリンダ７２により作動する。このように、左右のゲート体７０Ａ，７０Ｂを各々制御することにより、一方の通路２１と他方の通路２２に対する被包装物の投入比率と投入のタイミングを制御することができる。即ち、ゲート体７０Ａ、７０Ｂを早く開けばそちらの通路へは被包装物を早く、多く落とし込むことができ、遅ければ被包装物は遅く、少なく落し込むことができる。

以上のようにして、ゲート体７０Ａ、７０Ｂを制御して第１投入部１５と第２投入部１６に投入する被包装物の投入比率と投入のタイミングを制御することにより、例えば、ファンネル１４における被包装物の詰まりを防止するために、一方の通路２１に投入する被包装物の量を他方の通路より少なくしたり、一方の通路のゲート体を開くタイミングを早くして投入時間を長く設定するこくとにより、粒体物、顆粒物等、被包装物の種類に応じて投入を制御することができる。場合によっては、片側の通路だけに被包装物を通過させるようにすることも可能である。

本発明は、例えば、ロータリー式包装装置に支持された包装袋内に被包装物を次々に充填する計量充填装置において有用である。

８ 包装袋
１０ ロータリー式包装装置
１４ ファンネル
１７ 計量器
１８ 集合シュート
１９ 計量器タイミングホッパー
２０ 二股分岐部
２１ 一方の通路
２２ 他方の通路
２３ 中間待機ホッパー
２５ 昇降ホッパー
３０ 計量器
３１ 集合シュート
３２ 三方タイミングホッパー
３３ 三股分岐部
３３Ａ 第１の通路
３３Ｂ 第２の通路
３３Ｃ 第３の通路
３４ ファンネル
３７ 包装袋
３８ 二方回転ホッパー
４０ ファンネル
４１ 三方回転ホッパー
５０ 計量充填装置
５１ 計量器
５２ 集合シュート
５３ 三方タイミングホッパー
５４ 三股分岐部
５５ 三連式オワンコンベア
５６ オワン
５５Ａ レーン
５５Ｂ レーン
５５Ｃ レーン
５７ 第一投入部
５８ 第二投入部
５９ 第三投入部
６０ 固定シュート
６１ ファンネル
６２ 包装袋
７０ ゲート
７０Ａ ゲート体
７０Ｂ ゲート体

Claims (10)

1. 計量した被包装物を複数に分割する分岐部を備え、この分岐部で複数に分割した一袋分の被包装物を、タイミングをずらせながら包装装置の異なる投入部から、包装袋に複数回に分けて充填する分岐充填機構を備えたことを特徴とする計量充填装置。
2. 分岐充填機構は、計量した被包装物を一時的に滞留させるタイミングホッパーを備えると共に、集合シュートからの被包装物を二分割する二股分岐部を備え、この二股分岐部の一方の通路には、被包装物を包装袋に充填するファンネルを設け、他方の通路には、被包装物を一時待機させる待機ホッパーと、ゲートを備え被包装物を包装袋に充填する昇降ホッパーとを設けた、請求項１に記載の計量充填装置。
3. 分岐充填機構は、計量した被包装物を複数の流路に分割する分岐部を備え、この分岐部の第１の通路には、被包装物を包装袋に充填するファンネルを設け、残りの通路には、被包装物の充填のタイミングを遅らせる複数の待機ホッパーが設けられた、請求項１に記載の計量充填装置。
4. 分岐充填機構は、計量した被包装物を複数の流路に分割する分岐部を備え、この分岐部の第１の通路には、被包装物を包装袋に充填するファンネルを設け、残りの通路には、回転して被包装物の充填のタイミングを遅らせる回転ホッパーが設けられた、請求項１に記載の計量充填装置。
5. 分岐充填機構は、計量した被包装物を複数の搬送路に分割する分岐部を備え、複数に分割された被包装物をそれぞれのレーンのオワンコンベアに積載して搬送し、前記オワンコンベアの先端を一ピッチずつ長くして被包装物の充填のタイミングを遅らせる複数連式のオワンコンベアを備えた、請求項１に記載の計量充填装置。
6. 計量された一袋分の被包装物を複数に分割し、この分割した被包装物を、異なる投入部から、移動してくる同一の包装袋に順次充填する計量充填方法。
7. 複数の計量器の中から、定められた目標重量に等しいか、最も近似する重量の複数の計量器の組合せを選択して集合シュートに一旦集め、集められた一袋分の被包装物を複数に分割し、この分割した被包装物を、一ピッチずつずらせた位置の投入部から、移動してくる同一の包装袋に順次充填する、請求項６に記載の計量充填方法。
8. 計量した被包装物を一時的に滞留させるタイミングホッパーには、被包装物を遮断したり通過させたりするゲートを備え、このゲートは２枚のゲート体で構成され、この２個の各ゲート体は、各々独立に制御できるよう構成されている、請求項１に記載の計量充填装置。
9. 計量した被包装物を複数に分割する分岐部を備え、この分岐部で複数に分割した一袋分の被包装物を、タイミングをずらせながら包装装置の異なる投入部から、包装袋に複数回に分けて充填する分岐充填機構を備えた計量充填装置の制御方法であって、
   包装機において、包装袋の袋口をヘラにて拡開して袋口の拡開の成否を検知し、袋口の拡開に失敗した場合は、失敗した包装袋には被包装物の充填を停止し、下記のいずれかを選択すると共に、
   １）装置を停止する、
   ２）袋口の拡開に失敗した包装袋を、包装機の系外へ搬出する、
   ３）袋口の拡開に失敗した包装袋を、包装機においてリサイクルして、再度、被包装物の充填をする、
   計量器のゲートを開いて被包装物を計量器タイミングホッパーに滞留が完了している旨の完了信号が、既に、出力されていると、袋口の拡開に失敗した包装袋の次の包装袋の袋口が正常に拡開しているとき、計量器の投入信号は出力せず計量器タイミングホッパーのみ開くことを特徴とする計量充填装置の制御方法。
10. 計量器が、何らかの理由で被包装物を排出せず、計量器タイミングホッパーに滞留が完了している旨の完了信号が出力されていない場合、袋口の拡開に失敗した包装袋の次の包装袋の袋口が正常に拡開しているとき、計量器の投入信号を出力する請求項９に記載の計量充填装置の制御方法。

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