JP5895259B2 - 計量機能を有する包装機 - Google Patents

Description

本発明は、食品または薬品などの粉粒体、錠剤、塊体、および液体といった内容物を包装する包装体を製造するための計量機能を有する包装機に関し、特に、計量手段によって判定された歩留まりを稼働中に改善するフィードバック機能を備えた計量機能を有する包装機に関する。

近年、例えば粉粒体の食品や医薬品などを棒状に包装するスティック包装体(包装体)が開発されている。スティック包装体は、ポリエチレンテレフタレートフィルム、アルミニウム箔、ポリエチレンフィルムなどを積層したラミネートフィルムが材料である。
このスティック包装体は、ラミネートフィルムの長手方向の両縦縁部(縦シール部)を合掌状に重ね合わせて熱融着する一方、こうして筒形状となったラミネートフィルムの短手方向の両横縁部(１対の横シール部)を熱融着したものであり、棒状である。そのため、携帯性や利便性が高く、開封も容易となる。しかしながら、スティック包装体は、特殊な形状を有した袋であるため、専用のスティック包装機を利用して製造される。

従来のスティック包装機として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１のスティック包装機Ｍは、リールに巻回されたラミネート状の包装紙Ｆを供給する包装紙供給部１２１と、上部が未封止状態の予備包装体Ｐ３に内容物を落下させるホッパ１２２と、包装紙Ｆを筒状に付形する案内筒部１２３ａと、筒状の包装紙Ｆの縦縁部を貼り付ける縦シール部１２３と、長手方向における横縁部を貼りつける横シール部１２４と、一方の横縁部の端部にノッチを形成するカッタ１２５，１２６と、横縁部を切断してスティック包装体１１１として形成する横切断カッタ１２８とを備えていた。

このスティック包装体１１１の製造時には、まず、包装紙供給部においてリールから包装紙Ｆを導出する。次に、包装紙Ｆを案内筒部１２３ａによって筒状に付形し、この筒状の包装紙Ｆの縦縁部を縦シール形成部によって貼り付けて縦シール部１２３を形成する。それから、横シール形成部により筒状の包装紙Ｆを所定ピッチで順次貼り付けて横シール部１２４を形成する一方、上部が未封止状態の予備包装体Ｐ３に、ホッパ１２２内の内容物(例えば砂糖)Ｓを落下させて充填する。次いで、予備包装体Ｐ３の上端部を横シール部１２４により封止するとともに、カッタにより一方の横シール部１２４にノッチ(切り目)を形成する。続いて、横切断カッタ１２８により、順次、横シール部１２４を切断する。その結果、連続的にスティック包装体１１１が製造される（特許文献１参照）。

特開平１１−２６３３７４号公報

しかしながら、特許文献１のスティック包装機によれば、スティック包装体に充填された内容物が、予め設定された重さの誤差内で正しく充填されているかを検査する計量は、スティック包装機内からスティック包装体を排出後に施されていた。そのため、工場内には計量ステージを別に設けなければならず、しかもスティック包装機から計量ステージまでスティック包装体を移送するベルトコンベアなどの移送装置が別途必要であった。その結果、設備コストが高騰し、スティック包装体を製造する設備全体に利用される設置スペースも大きく、計量に合格してスティック包装体が製品となるまでに長時間を要していた。また、計量値が設定値の中心に来るように、装置稼働中でも充填される内容物の量を調節できるフィードバック機能を備え、さらに歩留まりを向上させる必要があった。

本願発明は、前記課題を解決するために創案されたものであり、設備コストが安価で、設置スペースが小さく、このスティック状の包装体の製造から計量が終了するまでの時間を短縮し、生産性を高めることができ、この包装体を高い精度で確実に計量することができ、良品のみを選択して包装体排出部から排出することができ、簡単かつ安価な構造でありながら、計量により不良品と判断された包装体を確実に包装体排出部から排除し、不良品回収ボックスに投入することができる。そして、不良品の被計量物を、その不良状況に応じて回収位置を変更したり、不良品回収ボックス内に略均一な高さで不良品包装体を回収することができると共に、計量手段によって判定された歩留まりデータを内容量供給部に対して稼働中にフィードバックすることで、歩留まりを改善することができる計量機能を有する包装機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明の計量機能を有する包装機は、帯形状を有する１枚の包装紙の両縦縁部および、帯形状を有する２枚の包装紙の対向する縦縁部の、いずれか一方の前記縦縁部をそれぞれ重ね合わせた前記包装紙の重ね合わせ部分をシールすることで前記包装紙を筒形状に付形し、次いで前記付形された筒形状の下端をシールして形成された予備包装体に所定量の内容物を投入し、さらに前記予備包装体の上端をシールした後、前記上端のシール部分を前記シール部分の一部を残して横切断して形成された包装体を包装体排出部により機外に排出する、この包装体排出部に計量手段を設けた計量機能を有する包装機において、
前記内容物を貯留するホッパと、
このホッパの下流に設けられ、水平方向の閉空間を形成する駆動機能を備えて収納容量を調節して、前記内容物を設定容積値だけ収容する収納容量調節機構と、
前記包装体を受ける計量バケットと、
を備え、
前記計量手段は、前記計量バケットに連結され、前記内容物を含めた前記包装体の重さから前記内容物の重さを計測する計量手段であり、
前記収納容量調節機構は、前記計量手段の計量値と、前記設定容積値に相当する重量の設定値と、の差に相当する値を基に前記計量手段によって判定された歩留まりデータを収納容量調節機構に稼働中にフィードバックして前記設定容量値を設定値の中心に来るように充填される内容物の量を調節することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の計量機能を有する包装機であって、前記収納容量調節機構は、前記内容物を水平方向から把持するように互いに嵌合可能に設けられた固定体と移動体とを備え、
前記固定体と前記移動体によって囲まれる空間の上下面位置が水平方向に一定であることで、前記収納容量が、前記固定体と前記移動体によって囲まれる水平方向の面積と比例することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の計量機能を有する包装機であって、前記収納容量調節機構は、前記内容物を水平方向から把持するように互いに嵌合可能に設けられた固定体と移動体と、前記固定体と前記移動体の上方に摺動可能に設けられ、前記内容物の上部をすり切るためのすり切り板と、前記固定体と前記移動体の下方に開閉可能に設けられ、前記内容物を保持および解放のいずれか一方をするための第１の開閉蓋と、を備え、前記すり切り板、前記固定体、前記移動体、および前記第１の開閉蓋によって、設定容積としての閉空間が形成されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、内容物を貯留するホッパと、このホッパの下流に設けられ、駆動機能を備えて収納容量を調節して、前記内容物を設定容積値だけ収容する収納容量調節機構と、包装体を受ける計量バケットとを備え、計量手段が、計量バケットに連結され、内容物を含めた包装体の重さから内容物の重さを計測し、収納容量調節機構が、計量手段の計量値と、設定容積値に相当する重量の設定値との差に相当する値を基に設定容量値を調節することによって、計量ステージが包装機本体に内設されているため、設備コストが安価となり、設置スペースも小さく、包装体の製造から計量が終了するまでの時間を短縮し、生産性を高めることができると共に、計量手段によって判定された歩留まりデータを収納容量調節機構に稼働中にフィードバックすることで、収納容量調節機構において収納容量の設定値が自動的に微調節され、歩留まりを改善することができる。

請求項２に係る発明によれば、収納容量調節機構が、内容物を水平方向から把持するように互いに嵌合可能に設けられた固定体と移動体とを備え、これらの固定体と移動体によって囲まれる空間の上下面位置が水平方向に一定にすり切り可能に設けられているため、収納容量が、固定体と移動体によって囲まれる水平方向の面積と比例することによって、設定容積値に相当する量の内容物を包装体に正確に収容することができる。

請求項３に係る発明によれば、収納容量調節機構が、内容物を水平方向から把持するように互いに嵌合可能に設けられた固定体と移動体とを備え、固定体と移動体の上方に摺動可能に設けられた、内容物の上部をすり切るためのすり切り板と、固定体と移動体の下方に開閉可能に設けられ、内容物を保持および解放のいずれか一方をするための第１の開閉蓋とを備えたため、これらすり切り板、固定体、移動体、および第１の開閉蓋によって、閉空間が形成され、設定容積値に相当する量の内容物を包装体に正確に収容することができる。

本発明の第１の実施形態に係る計量機能を有する包装機の側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る収納容量調節機構の概略図であり、(ａ)は平面図、(ｂ)は側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る包装機の計量手段の拡大正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る包装機の計量手段の拡大平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る良品・不良品排出時の動作を説明する説明図であり、（ａ）は、良品排出時の計量手段の拡大縦断面図、（ｂ）は、不良品排出時の計量手段の拡大縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る包装機により製造された包装体の斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る計量機の側面方向から視た縦断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る計量機の平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る計量機の正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る計量機の背面図である。 本発明の第２の実施形態に係る計量機の計量ステージ帯を示す拡大側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る計量機の計量ステージ帯を示す拡大正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る計量機の不良品排出手段を示す要部拡大側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る計量機の不良品排出手段を示す要部拡大正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る他の計量機の不良品排出手段を示す要部拡大側面図である。 従来の実施形態を示す包装機の概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る計量機能を有する包装機の側面図である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る収納容量調節機構の概略図であり、(ａ)は平面図、(ｂ)は側面図である。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る包装機の計量手段の拡大正面図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る包装機の計量手段の拡大平面図である。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る良品・不良品排出時の動作を説明する説明図であり、（ａ）は良品排出時の計量手段の拡大縦断面図、（ｂ）は不良品排出時の計量手段の拡大縦断面図である。
図６は、本発明の第１の実施形態に係る包装機により製造された包装体の斜視図である。

図１および図６に示すように、計量機能を有する包装機１０は、シュガースティックである４本のスティック状の包装体（包装体／被計量物）を同時に製造可能な４連式の計量機能を有する包装機を例にとる。
この４連式の計量機能を有する包装機は、４連それぞれの計量手段によって計量され、それぞれに良品・不良品の歩留まりが算出され、その結果に応じて、それぞれの収納容量調節機構にデータがフィードバックされ、それぞれの収納容量調節機構によって、それぞれの収納容量が自動的に微調節される。
この計量機能を有する包装機１０は、４本のラミネート状の包装紙Ｆを同時に供給する４つの包装紙供給部１１、１１…と、各包装紙Ｆの幅方向の両端部（縦両縁部）を合掌状に合わせた縦シール部１２ａ、１２ａ…（図６参照）を熱融着シールして筒状に巻き付ける４つの縦シール形成部１３、１３…と、製造途中の予備包装体１２Ａの上下両端に横シール部１２ｂ（図６参照）を形成する４つの横シール形成部１４、１４…と、上方から砂糖（内容物）Ｓを貯留して連続的に所定量を落下させる４つのホッパ（内容物貯留部）１５、１５…と、各ホッパ１５から供給される砂糖Ｓを予備包装体１２Ａに供給する４つの内容物供給部１６、１６…と、これらの４つの内容物供給部１６、１６…に備えられた、モータ駆動機能を備えて収納容量を調節する収納容量調節機構３、３…と、各横シール部１２ｂをカッタ１７ａで切断する４つの横シール切断部１７、１７…と、各横シール切断部１７から排出されたスティック包装体１２（図６参照）を、計量機能を有する包装機１０の機外に排出する４つのスティック排出部（包装体排出部）１８、１８…と、これらが搭載される装置本体１９とを備えている。収納容量調節機構３は、内容物供給部１６に設けられている。

これらの包装紙供給部１１、縦シール形成部１３、横シール形成部１４、ホッパ１５、内容物供給部１６、横シール切断部１７およびスティック排出部１８を有する各スティック包装機構２０は同じ構造で、各スティック包装機構２０は水平状態で装置本体１９に並設されている。そのため、ここでは１つのスティック包装機構２０についてのみ説明する。

計量機能を有する包装機１０において、装置本体１９は縦長な直方体のケーシングで、装置本体１９の後側（背面側）の下部には、リール１１ａに巻回されたラミネート状の包装紙Ｆを供給する包装紙供給部１１が設けられている。装置本体１９の前側の上面には、上部が未封止状態の予備包装体１２Ａに砂糖Ｓを投入するホッパ１５が立設されている。装置本体１９の前側の上端部には、ホッパ１５から排出された内容物Ｓを所定量だけ一時的に収容する内容物供給部１６が設けられている。装置本体１９の前側の上部には、筒状の包装紙Ｆの幅方向の縦両縁部を貼り付け、背ばり部１２ａ（図６参照）を形成する縦シール形成部１３が設けられている。

装置本体１９の前側の中央部には、筒状の包装紙Ｆを長さ方向に所定ピッチで、かつ包装紙Ｆの長さ方向に直交するように貼り付け、横シール部１２ｂ（図６参照）を形成する横シール形成部１４が設けられている。この横シール形成部１４の直下には、一方の横縁部の端部にノッチを形成するカッタ２２が設けられている。カッタ２２の直下には、横シール部１２ｂを切断し、スティック包装体１２として形成する横シール切断部１７が設けられている。

装置本体１９の前側の下部には、スティック排出部１８が設けられている。横シール切断部１７の直下には、製造されたスティック包装体１２をスティック排出部１８に送り込む導入シュート１８ａが設けられ、スティック排出部１８には、製造されたスティック包装体１２を計量する計量手段２５が設けられている。また、装置本体１９の前側の下端部付近には、スティック排出部１８から排出されたスティック包装体１２を搬出するベルトコンベア２３が設けられている。さらに、スティック排出部１８の下方の床面には、計量時に不良品と判断された不良スティック包装体（不良包装体）１２Ｂを回収する不良品回収ボックス２４が配置されている。また、装置本体１９の下部には制御盤３９が設けられている。

また、計量機能を有する包装機１０は、包装紙Ｆのうち、帯形状を有する１枚の包装紙Ｆの両縦縁部、または帯形状を有する２枚の包装紙Ｆ´、Ｆ´のそれぞれ対向する縦縁部をそれぞれ重ね合わせた包装紙の重ね合わせ部分を熱融着シールすることで包装紙Ｆ、Ｆ´を筒形状に付形する。ここでは、帯形状を有する１枚の包装紙から包装体を製造する包装紙Ｆを用いて説明する。
まず、帯形状を有する１枚の包装紙Ｆの両縦縁部を重ね合わせ、この重ね合わせ部分を熱融着シールすることで包装紙Ｆを筒形状に付形する。付形された筒形状の下端の重ね合わせ部分を熱融着シールして形成された予備包装体１２Ａに所定量の内容物Ｓを投入し、さらに予備包装体１２Ａの上端の重ね合わせ部分を熱融着シールした後、上端のシール部分をシール部分の一部を残して横切断して包装体１２を形成し、この包装体１２を包装体排出部１８により機外に排出する。

そして、図２に示すように、内容物Ｓを貯留するホッパ１５の下流に、内容物Ｓを設定容積値だけ収容する内容物供給部１６を設けて、この内容物供給部１６に、収納容量を自動的に調節する駆動機能を備えた収納容量調節機構３を設ける。この駆動機能は、計量手段２５で計量された値を常にセンター値にするように制御される。
さらに、計量手段２５は、包装体１２を受ける計量バケット２７を備え、内容物Ｓを含めた包装体１２の重さから内容物Ｓの重さを計測する。
収納容量調節機構３は、計量手段２５の計量値と、設定容積値に相当する重量の設定値との差に相当する値を基に設定容量値を調節する。計量手段２５が計量ロードセル３１を備えている。

また、収納容量調節機構３は、内容物Ｓを水平方向から把持するように互いに嵌合可能に設けられた固定体３ａと移動体３ｂと、固定体３ａと移動体３ｂの上方に摺動可能に設けられ、内容物Ｓの上部をすり切るためのすり切り板１６ｂと、固定体３ａと移動体３ｂの下方に開閉可能に設けられ、内容物Ｓを保持および解放のいずれか一方をするための第１の開閉蓋１６ｆとを備え、すり切り板１６ｆ、固定体３ａ、移動体３ｂ、および第１の開閉蓋１６ｆによって、設定容積としての閉空間３ｇが形成される。

計量ステージが包装機に内設されているため、設備コストが安価となり、設置スペースも小さく、包装体の製造から計量が終了するまでの時間を短縮し、生産性を高めることができると共に、計量手段によって判定された歩留まりデータを収納容量調節機構に稼働中にフィードバックすることで、収納容量調節機構において収納容量の設定値が自動的に微調節され、歩留まりを改善することができる。
この計量手段には、計量バケットに連結された計量ロードセルを備えたことによって、包装体を高い精度で確実に計量することができる。

収納容量調節機構が、内容物を水平方向から把持するように互いに嵌合可能に設けられた固定体と移動体とを備え、固定体と移動体の上方に摺動可能に設けられた、内容物の上部をすり切るためのすり切り板と、固定体と移動体の下方に開閉可能に設けられ、内容物を保持および解放のいずれか一方をするための第１の開閉蓋とを備えたため、これら、すり切り板、固定体、移動体、および第１の開閉蓋によって、閉空間が形成され、設定容積値に相当する量の内容物を包装体に正確に収容することができる。

次に、図３〜図５に示すように、スティック排出部１８を詳細に説明する。スティック排出部１８は、上側にスティック包装体１２の投入口２６ａが形成され、前側の下隅部にスティック包装体１２の排出口２６ｂが形成されたハウジング２６を本体としている。ハウジング２６は、４連のスティック包装機構２０を一括して収納する。ハウジング２６内の投入口２６ａには、導入シュート１８ａから排出されたスティック包装体１２を受け、排出口２７ａが下端部に形成された計量バケット２７が収納されている。計量バケット２７が配置された領域が、計量ステージである。

計量バケット２７は、排出口２７ａを下方に向けて傾斜するシュート形状のバケットである。排出口２７ａには、上下スライド式の開閉扉２８が取り付けられ、開閉扉２８の上端部には昇降レバー２８ａが突出している。ハウジング２６の開閉扉２８の近傍には、回動ロッド２９ａを垂直面内で回動させて開閉扉２８を昇降させる第１のロータリーソレノイド２９が固定されている。

ハウジング２６の計量バケット２７の直下部分には、ハウジング２６を装置本体１９に固定する固定基部３０が設けられている。固定基部３０上には、計量ロードセル３１が固定されている。計量ロードセル３１の計量子には、側面視して略Ｖ字形状のブラケット３２を介して、計量バケット２７が連結されている。スティック包装体１２が計量バケット２７に投入されると、ブラケット３２を介して、計量ロードセル３１によりスティック包装体１２が計量される。計量後、第１のロータリーソレノイド２９の回動ロッド２９ａを垂直面内で開扉側に回動させる。これにより、昇降レバー２８ａを介して開閉扉２８が上昇し、スティック包装体１２が、計量バケット２７からハウジング２６の排出口２６ｂに向かって排出される。

ハウジング２６の計量バケット２７と排出口２６ｂとの間には、排出口２６ｂ側の端部が下方傾斜した排出シュート３８が収納されている。排出シュート３８は、側面視して二等辺三角形状を有している。排出シュート３８の長さ方向の中間部付近には、不良品排出口３１ａが形成されている。固定基部３０の排出側の面の両側部には、先端部が排出シュート３８の鈍角な角部にそれぞれ固定された１対のアーム３０ａの元部が配設されている。排出シュート３８には、計量により良品の重さの範囲外と判断された不良スティック包装体１２Ｂを排除する不良品排除手段３３が設けられている。

具体的には、排出シュート３８の不良品排出口３１ａの形成部に回動ピン３４を介して軸支され、垂直面内で回動することで不良品排出口３１ａを開閉させる側面視して略への字形状の第２の開閉蓋３５と、回動ロッド３６ａを介して、第２の開閉蓋３５を回動させる第２のロータリーソレノイド（蓋回動手段）３６とを有している。第２のロータリーソレノイド３６は、排出シュート３８の排出口２６ｂ側の端部の裏面に固定されている。また、排出シュート３８の排出側の端部には、排出シュート３８を通過した良品のスティック包装体１２の個数をカウントする良品カウンタ３７が設けられている。

不良品排出口３１ａの直下には、前記不良品回収ボックス２４が配置されている。これらの計量バケット２７、計量ロードセル３１、第１のロータリーソレノイド２９、第２のロータリーソレノイド３６、排出シュート３８、第２の開閉蓋３５および良品カウンタ３７をハウジング２６に収納することで、スティック排出部１８がユニット化される。計量手段２５は、計量バケット２７、計量ロードセル３１およびブラケット３２により構成されている。

次に、図１〜図６を参照して、この発明の第１の実施形態に係る計量機能を有する包装機１０の動作を説明する。
まず、包装紙供給部１１において、リール１１ａから包装紙Ｆを導出する。次に、包装紙Ｆを筒状に付形し、筒状の包装紙Ｆの幅方向の両端部を縦シール形成部１３によって貼り付け、縦シール部１２ａを形成する。それから、横シール形成部１４により筒状の包装紙Ｆを長さ方向に所定ピッチで熱融着し、一方の横シール部１２ｂを形成する。次に、上部が未封止状態の予備包装体１２Ａ内に、ホッパ１５内の砂糖Ｓを収納容量調節機構３を経て落下させて充填する。
続いて、予備包装体１２Ａの上端部を横シール形成部１４により封止するとともに、カッタ２２により一方の横縁部にノッチ（切り目）を形成する。そして、横シール切断部１７により横シール部１２ｂを順次切断することで、連続的にスティック包装体１２が製造される。

製造されたスティック包装体１２は、導入シュート１８ａから計量バケット２７に投入される。ここで、計量ロードセル３１によりスティック包装体１２が計量される。計量後は、第１のロータリーソレノイド２９により開閉扉２８が上昇され、スティック包装体１２が計量バケット２７から排出される。その結果、スティック包装体１２は、排出シュート３８を通過してハウジング２６の排出口２６ｂから機外に排出される（図５（ａ））。ただし、計量時に、予め設定された良品の重さより軽いまたは重いと判断された不良スティック包装体１２Ｂは、排出シュート３８を通過する途中、第２のロータリーソレノイド３６により第２の開閉蓋３５が回動されることで、開口された不良品排出口３１ａより落下し、直下の不良品回収ボックス２４に投入される（図５（ｂ））。機外に排出された良品のスティック包装体１２は、前記ベルトコンベア２３により、次の梱包工程に、順次、移送される。

以上説明したように、スティック包装体１２の計量手段２５を計量機能を有する包装機１０の内部に設けたので、設備コストが安価で、設置スペースが小さく、スティック包装体１２の製造から計量が終了するまでの時間を短縮し、生産性を高めることができる。また、計量手段２５は、スティック包装体１２を受ける計量バケット２７と、計量バケット２７に連結された計量ロードセル３１とを有するので、スティック包装体１２を高い精度で確実に計量することができる。

計量時に不良品と判断された不良スティック包装体１２Ｂは、スティック排出部１８の計量ステージより下流部分で、不良品排除手段３３により排除される。これにより、良品のみを選択してスティック排出部１８から排出することができる。さらに、不良スティック包装体１２Ｂは、排出シュート３８を通過する途中、第２のロータリーソレノイド３６により第２の開閉蓋３５を回動させることで、開口された不良品排出口３１ａより排出される。これにより、簡単かつ安価な構造であるにも拘らず、計量により不良品と判断されたスティック包装体１２を確実にスティック排出部１８から排除することができる。さらにまた、計量手段２５を有するスティック排出部１８（包装体排出部）をユニット化している。これにより、新規なスティック式の包装機だけでなく、既存のスティック式の包装機であっても、容易にこの発明の効果を有した計量機能を有する包装機に改良することができる。

包装体としては、例えばスティック包装体、三方シール包装体、四方シール包装体などを採用することができる。三方シール包装体とは、矩形状を有する包装体の３辺がシールされたものである。また、四方シール包装体とは、正面視して矩形状を有する包装体の４辺がシールされたものである。
帯形状の包装紙は、包装紙供給部に、リールに巻き取られた状態またはつづら織り状態で折り畳まれて保管されている。
包装紙の縦両縁部のシールは、縦シール形成部により行われる。また、包装紙の上端および下端のシールは、横シール形成部により行われる。縦シール形成部および横シール形成部としては、例えば熱融着器を採用することができる。

包装体に充填される内容物としては、例えばインスタントコーヒー、インスタントミルク、砂糖、塩などの食品、穎粒状やパウダー状の薬品などを採用することができる。また、各種の液状の素材でもよいし、塊状の素材でもよい。
内容物は、例えばホッパなどの内容物貯留部に収納される。

予備包装体１２Ａの上端のシール部分を切断するのは、カッタとこれを横移動させるカッタ移動手段とを有した横シール切断部により行われる。
これらの包装紙供給部１１、縦シール形成部１３、横シール形成部１４、内容物貯留部１５、内容物供給部１６および横シール切断部１７を有した包装機の主要部は、包装機の装置本体に、２組（２連）または３組（３連）以上を搭載するように構成してもよい。

包装体排出部１８は、横シール切断部１７から機外に達する包装体の搬出路を有していればよい。搬出路は１本でもよいし、２本以上でもよい。
計量手段の構成は限定されない。例えば、計量バケットと、計量器である計量ロードセルでもよい。
計量手段の装置本体への搭載数は、包装体の製造装置の主要部の搭載数に合わせることができる。

被計量物は、搬送路を通して機外に排出される途中、計量手段により計量される。このように、ハウジング内において、計量手段により被計量物を計量するように構成したので、例えば、計量機を被計量物の製造装置の製品排出口付近に配置した場合には、従来のように被計量物を計量ステージまで移送するベルトコンベアなどの移送装置が不要となる。その結果、設備コストが廉価となり、被計量物を製造する設備全体に利用される設置スペースも小さく、計量に合格して被計量物が製品となるまでの時間が短縮し、生産性を高めることができる。
包装紙Ｆとしては、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム、アルミニウム箔、ポリエチレンフィルムなどを積層したラミネートフィルムを採用することができる。
計量バケットの形状は限定されない。計量後、包装体を排出するシュートを有するものが好ましい。その際、包装体の排出口には、自動開閉扉を設けることができる。

不良品排除手段の構造は限定されない。例えば、把持部材による把持により不良品の包装体を除去することができる。
ハウジングの大きさ、形状は限定されない。ハウジングは、装置本体に固定してもよいし、着脱自在としてもよい。
搬送路としては、例えば、シュート、無端コンベアなどを採用することができる。また、ロータリーソレノイドに代えて電動モータなどでもよい。

ここで、不良品回収ボックスの素材、形状、大きさは限定されない。
ここでいう不良品排出口の直下とは、不良品排出口の直下だけでなく、その付近一帯を含むものとする。
また、排出ガイドは、第２の開閉蓋と一体形成されてもよいし、別体で形成されてもよい。ただし、第２の開閉蓋と排出ガイドとは固定状態でなければならない。すなわち、排出ガイドは第２の開閉蓋の回動に伴って、常時、同じ角度だけ回動し、不良被計量物の落下方向を規制する。

＜第２の実施形態＞
次に、図７〜図１４に示すように、本発明の第２の実施形態に係る計量機能を有する包装機から独立した計量機ユニット部分を説明する。この計量機５０は、７本のスティック包装体（被計量物）１２を同時に製造可能な７連式の既存のスティック包装機（図示せず）から排出された各スティック包装体１２を、同時に計量可能な装置である。すなわち、計量機５０はハウジング５１と、ハウジング５１に収納されたスティック包装体１２を搬送する搬送路５２と、搬送路５２に設けられ、スティック包装体１２の重さを量る計量手段５３とを備えている。

ハウジング５１は、上側にスティック包装体１２の投入口５１ａが形成され、前側の下隅部にスティック包装体１２の排出口５１ｂが形成された計量機５０の本体である。ハウジング５１内には、図示しない既存のスティック包装機の７連の導入シュートに対応する、７連の計量機構５４が一括して収納されている。全ての計量機構５４は、同じ構造を有している。これにより、第２の実施形態では説明の都合上、１つの計量機構５４のみを詳細に説明する。

ハウジング５１の投入口５１ａには、既存のスティック包装機から排出されたスティック包装体１２を受ける計量バケット５５が設けられている。計量機能を有する包装機１０のうち、計量バケット５５が配置された領域が計量ステージとなる。計量バケット５５の下端部（下流部）には、スティック包装体１２の排出口５５ａが形成されている。計量バケット５５は、その排出口５５ａを下方に向けて傾斜したシュート形状を有している。計量バケット５５の下流側の半分には、その上面から排出口５５ａにかけて、垂直面内で回動自在な開閉扉５６により開閉自在に被われている。

開閉扉５６は、先部が４５°下方に屈曲され、元部が上方に略８０°屈曲された機長方向（計量機５０の左右方向）に長い平板からなる。開閉扉５６の元部側の屈曲部付近には、ヒンジ部が形成されている。ヒンジ部は、後述する門形ブラケット６０の両側板間に横架された回動軸５６ａを中心にしている。開閉扉５６は、ヒンジ部より先側（排出口側）に重心が存在する。そのため、通常、開閉扉５６は、その自重により計量バケット５５の排出口５５ａを閉じている。

ハウジング５１の後板（背板）の中間高さ位置の内面には、計量機５０の機長方向に長いブラケット５７が突設されている。ブラケット５７には、固定基部５８を介して、計量子をハウジング５１内側に向けた計量ロードセル５９が固定されている。計量子には、門形ブラケット６０の底板の下端部がそれぞれ固定され、門形ブラケット６０の内部空間に計量バケット５５が配置されている。

ハウジング５１の上板の機幅方向（前後方向）の中間部の内面には、ブラケット６１を介して、第１のロータリーソレノイド６２が垂設されている。第１のロータリーソレノイド６２の回動ロッド６２ａを垂直面内で開扉側に回動させると、開閉扉５６の元部がハウジング５１の外方に押される。これにより、開閉扉５６は回動軸５６ａを中心にして垂直面内で開扉側に回動する。その結果、計量バケット５５の排出口５５ａが開き、スティック包装体１２が計量バケット５５内からハウジング５１の排出口５１ｂに向かって排出される。

計量バケット５５とハウジング５１の排出口５１ｂとの間には、排出口側の端部が下方傾斜した排出シュート６３が収納されている。排出シュート６３は、側面視して二等辺三角形状を有している。排出シュート６３の正三角形状を有した両側板の頂上部間には、固定ロッド６４が横架されている。固定ロッド６４の両端部は、ハウジング５１の前板の中間高さ部分の内面に離間配置された1対のブラケット６５間に固定されている。排出シュート６３の上流部（上部）から中流部（長さ方向の中間部）には、不良品排出口６３ａが形成されている。排出シュート６３には、不良品排出口６３ａを開閉可能で、かつ計量により良品の重さの範囲外と判断された不良スティック包装体１２Ｂを不良品排出口６３ａから排除する不良品排除手段６６が設けられている。

以下、これを詳細に説明する。不良品排除手段６６は、垂直面内で回動することで不良品排出口６３ａを開閉させる側面視して略への字形状の第２の開閉蓋６７と、回動ロッド６８ａを介して、第２の開閉蓋６７を回動させる第２のロータリーソレノイド（蓋回動手段）６８とを有している。第２の開閉蓋６７は、側面視して「くの字」に屈曲した平板であり、主に底板と、底板の両側部分を直角に屈曲した1対の側板とから構成されている。底板の下流部は、底板の上流部に対して略１２０°だけハウジング５１の内側に屈曲している。この底板の下流部が、不良品排出口６３ａから排出された不良スティック包装体１２Ｂを、不良品回収ボックス６９に導く排出ガイド７０となっている。排出ガイド７０の外面（ハウジング５１の外面）の幅方向の中間部には、排出ガイド７０の長さ方向に長いガイド片７１が突設されている。ガイド片７１には、その長さ方向に長い長孔７１ａが形成されている。長孔７１ａには、第２のロータリーソレノイド６８の回動ロッド６８ａの先端部に軸支されたローラ６８ｂが、長孔６１ａの長さ方向に移動自在に挿入されている。

排出シュート６３の不良品排出口６３ａの下流側の形成部付近には、図示しない１対の軸受が離間して配設されている。この軸受間には、軸線方向が水平な回動ピン７２を介して、第２の開閉蓋６７が軸支されている。第２のロータリーソレノイド６８は、ブラケット７３を介して、排出シュート６３の排出口側の端部の裏面に固定されている。また、排出シュート６３の排出側の端部には、排出シュート６３を通過した良品のスティック包装体１２の個数をカウントする良品カウンタ７４が設けられている。不良品排出口６３ａの直下には、前記不良品回収ボックス６９が配置されている。

これらの計量バケット５５、計量ロードセル５９、第１のロータリーソレノイド６２、第２のロータリーソレノイド６８、排出シュート６３、第２の開閉蓋６７および良品カウンタ７４をハウジング５１に収納することで、計量機５０がユニット化される。計量手段５３は、計量バケット５５、計量ロードセル５９により構成されている。また、搬送路５２は計量バケット５５と、排出シュート６３により構成されている。ハウジング５１の底部の四隅には支柱７５が配設されている。各支柱７５はボルト７５ａを主体とし、ダブルナット構造７５ｂにより、高さ調整自在に構成されている。

次に、図７〜図１４を参照して、この発明の第２の実施形態に係る計量機５０の動作を説明する。まず、既存のスティック包装機から排出されたスティック包装体１２は、図示しない導入シュートから計量バケット５５に投入される。ここで、計量ロードセル５９によりスティック包装体１２が計量される。計量後は、第１のロータリーソレノイド６２により開閉扉５６が垂直面内で開口側（上方）に回動し、スティック包装体１２が計量バケット５５から排出される。その結果、スティック包装体１２は、排出シュート６３を通過してハウジング５１の排出口５１ｂから機外に排出される。

ただし、計量時に、予め設定された良品の重さより軽いまたは重いと判断された不良スティック包装体１２Ｂは、排出シュート６３を通過する途中、第２のロータリーソレノイド６８により第２の開閉蓋６７が回動されることで、不良品排出口６３ａから放物線を描いて落下する。その途中、不良スティック包装体１２Ｂは排出ガイド７０に当接し、その後、排出ガイド７０に導かれて不良品回収ボックス６９に収納される。これにより、ベルトコンベアなどを使用せず、簡単かつ安価な構造でありながら、不良品排出口６３ａから排出された不良スティック包装体１２Ｂを、確実に不良品回収ボックス６９内に投入することができる。

以上説明したように、ハウジング５１内で計量手段５３によりスティック包装体１２を計量するように構成したので、従来のようにスティック包装体１２をスティック式の包装機から遠く離れた計量ステージまでベルトコンベアなどにより移送する必要がなくなる。その結果、設備コストが廉価となり、スティック包装体１２を製造する設備全体に利用される設置スペースも小さい。しかも、計量に合格してスティック包装体１２が製品となるまでの時間が短縮し、生産性を高めることができる。また、計量手段５３は、スティック包装体１２を受ける計量バケット５５と、計量バケット５５に連結された計量ロードセル５９とを有したので、スティック包装体１２を高い精度で確実に計量することができる。

不良スティック包装体１２Ｂは、搬送路５２の計量ステージより下流部分で、不良品排除手段６６により排除される。これにより、良品のみを選択して搬送路５２から排出することができる。さらに、不良スティック包装体１２Ｂは、排出シュート６３を通過する途中、第２のロータリーソレノイド６８により第２の開閉蓋６７を回動させることで、開口された不良品排出口６３ａから、その直下の不良品回収ボックス６９に排出される。その結果、簡単かつ安価な構造であるにも拘らず、計量により不良品と判断されたスティック包装体１２を確実に搬送路５２上から排除することができる。

なお、図１５に示すように、計量ロードセル５９からの計量信号に基づき、開蓋時における第２の開閉蓋６７および排出ガイド７０の回動角度を、制御盤３９の制御回路に設けた回動角度調整手段８０により調整可能としてもよい。具体的には、不良スティック包装体１２Ｂが検出されるごと、若干角度ずつ第２の開閉蓋６７の開蓋角度および排出ガイド７０の回動角度を一定サイクルで多段階に変更するように回路を構成する。これにより、不良スティック包装体１２Ｂが不良品回収ボックス６９内の一箇所に偏って落下せず、不良品回収ボックス６９内の全域に略均等に不良スティック包装体１２Ｂを落下させることができる。その結果、不良品回収ボックス６９の上部内には収納空間にゆとりがあるにも拘らず、盛り上がった多量の不良スティック包装体１２Ｂがボックス外に崩れ落ちるといったおそれがない。また、人手を使わず不良品回収ボックス６９に回収できる不良スティック包装体１２Ｂの回収量も増やせる。

また、回動角度調整手段８０を使用した他の制御方法として、排出ガイド７０によって案内される不良スティック包装体１２Ｂの落下位置が変更され、例えば重量超過、重量不足といった不良状況に応じて、不良スティック包装体１２Ｂの回収位置を変更することができる。その結果、このように不良状況が異なる不良スティック包装体１２Ｂを、複数の不良品回収ボックス６９Ａ、６９Ｂに別々に回収することがきる。これらの例では、第２の開閉蓋６７の回動角度を可変としている。ただし、少なくとも第２の開閉蓋６７の開蓋時には、常時、不良スティック包装体１２Ｂが不良品排出口６３ａを通過可能な角度は確保されているものとする。

以上、好ましい実施の形態を説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することの無い範囲内において適宜変更が可能なものである。例えば、収納容量調節機構は、すり切り板、固定体、移動体、および第１の開閉蓋によって形成される閉空間としたが、内容物の収納容量が自動的に調節できて所定量を間欠的に送り出すことができれば、その他の構成であっても構わない。すなわち、従来の一般的な構成を適用すれば、収納容量調節機構が上下軸心の異なった孔間を移動して所定の収納容量を間欠的に送り出すようにしても構わない。

本発明は、食品または薬品などの粉粒体、錠剤、塊体、および液体といった内容物を包装する包装体を製造するための計量機能を有する包装機に関し、特に、計量手段によって判定された歩留まりを稼働中に改善するフィードバック機能を備えた計量機能を有する包装機に適用できる。

３ 収納容量調節機構
３ａ 固定体
３ｂ 移動体
３ｃ カップリング
３ｄ バネ
３ｅ 両側ネジ付きボルト
３ｆ モータＭ１
３ｆａ モータ軸
３ｇ 閉空間
１０ 計量機能を有する包装機
１１ 包装紙供給部
１１ａ リール
１２ スティック包装体、被計量物
１２ａ 縦シール部
１２ａ 背ばり部
１２ｂ 横シール部
１２Ａ 予備包装体
１２Ｂ 不良スティック包装体、不良包装体
１３ 縦シール形成部
１４ 横シール形成部
１５ ホッパ、内容物貯留部
１６ 内容物供給部
１６ａ モータＭ２
１６ｂ すり切り板
１６ｃ モータＭ３
１６ｃａ モータ軸
１６ｄ ディスク
１６ｅ リンク機構
１６ｆ 第１の開閉蓋
１７ 横シール切断部
１７ａ カッタ
１８ スティック排出部、包装体排出部
１８ａ 導入シュート
１９ 装置本体
２０ スティック包装機構
２２ カッタ
２３ ベルトコンベア
２４、６９ 不良品回収ボックス
２５、５３ 計量手段
２６、５１ ハウジング
２６ａ、５１ａ 投入口
２６ｂ、５１ｂ 排出口
２７、５５ 計量バケット
２７ａ、５５ａ 排出口
２８、５６ 開閉扉
２８ａ 昇降レバー
２９、６２ 第１のロータリーソレノイド
２９ａ、３６ａ、６２ａ、６８ａ 回動ロッド
３０、５８ 固定基部
３０ａ アーム
３１、５９ 計量ロードセル
３１ａ、６３ａ 不良品排出口
３２、５７、６１、６５、７３ ブラケット
３３、６６ 不良品排除手段
３４ 回動ピン
３５、６７ 第２の開閉蓋
３６、６８ 第２のロータリーソレノイド、蓋回動手段
３７、７４ 良品カウンタ
３８、６３ 排出シュート
３９ 制御盤
５０ 計量機
５２ 搬送路
５４ 計量機構
５６ａ 回動軸
６０ 門形ブラケット
６１ａ、７１ａ 長孔
６３ａ 不良品排出口
６４ 固定ロッド
６８ｂ ローラ
７０ 排出ガイド
７１ ガイド片
７２ 回動ピン
７５ 支柱
７５ａ ボルト
７５ｂ ダブルナット構造
８０ 回動角度調整手段
Ｆ 包装紙
Ｓ シュガースティック、砂糖、内容物

Claims (3)

1. 帯形状を有する１枚の包装紙の両縦縁部および、帯形状を有する２枚の包装紙の対向する縦縁部の、いずれか一方の前記縦縁部をそれぞれ重ね合わせた前記包装紙の重ね合わせ部分をシールすることで前記包装紙を筒形状に付形し、次いで前記付形された筒形状の下端をシールして形成された予備包装体に所定量の内容物を投入し、さらに前記予備包装体の上端をシールした後、前記上端のシール部分を前記シール部分の一部を残して横切断して形成された包装体を包装体排出部により機外に排出する、この包装体排出部に計量手段を設けた計量機能を有する包装機において、
   前記内容物を貯留するホッパと、
   このホッパの下流に設けられ、水平方向の閉空間を形成する駆動機能を備えて収納容量を調節して、前記内容物を設定容積値だけ収容する収納容量調節機構と、
   前記包装体を受ける計量バケットと、
   を備え、
   前記計量手段は、前記計量バケットに連結され、前記内容物を含めた前記包装体の重さから前記内容物の重さを計測する計量手段であり、
   前記収納容量調節機構は、前記計量手段の計量値と、前記設定容積値に相当する重量の設定値と、の差に相当する値を基に前記計量手段によって判定された歩留まりデータを収納容量調節機構に稼働中にフィードバックして前記設定容量値を設定値の中心に来るように充填される内容物の量を調節することを特徴とする計量機能を有する包装機。
2. 前記収納容量調節機構は、前記内容物を水平方向から把持するように互いに嵌合可能に設けられた固定体と移動体とを備え、
   前記固定体と前記移動体によって囲まれる空間の上下面位置が水平方向に一定であるため、前記収納容量が、前記固定体と前記移動体によって囲まれる水平方向の面積と比例することを特徴とする請求項１に記載の計量機能を有する包装機。
3. 前記収納容量調節機構は、前記内容物を水平方向から把持するように互いに嵌合可能に設けられた固定体と移動体と、
   前記固定体と前記移動体の上方に摺動可能に設けられ、前記内容物の上部をすり切るためのすり切り板と、
   前記固定体と前記移動体の下方に開閉可能に設けられ、前記内容物を保持および解放のいずれか一方を行うための第１の開閉蓋と、
   を備え、
   前記すり切り板、前記固定体、前記移動体、および前記第１の開閉蓋によって、設定容積としての閉空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の計量機能を有する包装機。

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