JP5936867B2

JP5936867B2 - 包装機の被包装物充填装置

Info

Publication number: JP5936867B2
Application number: JP2012017587A
Authority: JP
Inventors: 昌宏黒飛
Original assignee: Furukawa Mfg Co Ltd
Current assignee: Furukawa Mfg Co Ltd
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2032-01-31
Also published as: JP2013154917A

Description

本発明は、複数の個包装袋を外包装袋に充填する被包装物充填装置に関する。

特許文献１は、軽くて舞い上がりやすい削り節等の被包装物を圧縮して小嵩にした状態で包装袋に自動的に充填する包装機の被包装物充填装置を開示している。この被包装物充填装置は、ロータリー式包装機に隣接して充填用の回転テーブルを配置し、この回転テーブルに昇降動するホッパー状の漏斗が取り付けられ、この漏斗の上部に、漏斗内に投入された被包装物を押圧する押し棒が設けられている。前記ロータリー式包装機の間欠停止した包装袋の袋口に、漏斗の下端部を挿入すると同時に、押し棒により被包装物を包装袋に押し込んで充填する。この特許文献１に記載の被包装物充填装置は、軽くて舞い上がりやすく、嵩張るような被包装物を包装袋に充填するには適している。

特許開２００９−６７４０５号公報

しかし、例えば、顆粒状やシート状の被包装物を包装した小さ目の個別包装袋（以下、個包装袋と称する。）を数袋まとめて大き目の外側の包装袋（以下、外包装袋と称する。）に包装することがあるが、これらの個包装袋を前後に重ね合わせて余裕の少ない外包装袋に充填する場合、含気状態の各個包装袋は撓み易いので、従来のような被包装物充填装置の押し棒で押し込むと、個包装袋の上部域が折れ曲がって、個包装袋が外包装袋に充填できないという問題点があった。

そこで本発明は、たとえ撓み易い複数の個包装袋を外包装袋に充填する場合であっても、余裕の少ない外包装袋に容易、かつ、適正に充填することができる包装機の被包装物充填装置を提供することを目的とする。

本発明の包装機の被包装物充填装置は、複数の個包装袋を外包装袋に充填する包装機の被包装物充填装置において、前後に重ね合わせた複数の個包装袋を上部域の露出状態で仮保持するとともに、各個包装袋が充填される外包装袋の上位に昇降可能に設置されてその袋口を開くワニ口ホッパーと、ワニ口ホッパーの上位で昇降可能なフォークを備え、下動により各個包装袋の上縁部の前後を前記フォークの補助板で折れ曲がらないよう補助しながら各個包装袋を外包装袋に押し込む押し込み機構と、を備えたことを特徴とする包装機の被包装物充填装置。

上記の構成により、前後に重ね合わせた複数の個包装袋は、各個包装袋の上部域を露出した状態でワニ口ホッパーに仮保持された直後に、複数の個包装袋の上部域の前後を相互に接近させて、その上縁部の前後を下動する押し込み機構で挟持させる。押し込み機構は、上部域を挟持した状態で各個包装袋を外包装袋に押し込むので、余裕の少ない外包装袋に容易、かつ、適正に充填することが可能となる。

本発明の包装機の被包装物充填装置は、ワニ口ホッパーの上位に拡縮可能に設置されて縮動で各個包装袋上部域の前後を相互に接近させる挟み付け機構を設けることが望ましい。また、前記ワニ口ホッパーに、各個包装袋をワニ口ホッパーのセンターラインへと導く案内手段を設けることが望ましい。挟み付け機構の縮動で上部域の前後を相互に接近させるように挟み付けられる。これにより、たとえ撓み易い特性を有している各個包装袋であっても、上部域が相互に離間して倒れるのを抑制できる。また、ワニ口ホッパーに挿入される複数の個包装袋は、案内手段によってワニ口ホッパーのセンターラインへ導かれる。その結果ワニ口ホッパーによる各個包装袋の仮保持と、挟み付け機構の縮動による各個包装袋上部域の前後の相互接近および押し込み機構による各個包装袋上部域の挟持などの実施が容易となる。

本発明の包装機の被包装物充填装置は、たとえ撓み易い特性を有している複数の個包装袋であっても、余裕の少ない外包装袋に容易、かつ、適正に充填することができる。

本発明の被包装物充填装置を装備するロータリー式包装機の平面図本発明の被包装物充填装置とロータリー式包装機の一部との位置関係を示す側面図本発明の被包装物充填装置の被包装物充填時を示す拡大側面図本発明の被包装物充填装置の被包装物充填時の要部を示す拡大側面図ワニ口ホッパーの拡大平面図本発明の被包装物充填装置の被包装物充填時を示す正面図

（実施例１）
図１において、ロータリー式包装機Ｍは、円形ロータ１の周縁に２本を一組とする８組のクランプアーム２が支持され、各クランプアーム２は、それぞれの先端に外包装袋４の両側縁部を挟持するクランプ３を備える。図示していない駆動モータの動力を、間欠回転伝達機構（図示省略）を介して円形ロータ１の中心軸１ａに伝えると、円形ロータ１は８組のクランプアーム２の円周方向間隔に相当する４５゜のピッチで時計まわり（矢印Ｒ１）に間欠回転する。

円形ロータ１は、空の外包装袋４を供給する包装袋供給セクション（１）、外包装袋４に賞味期限等を印字する印字工程並びに外包装袋４の袋口開工程を実施する袋口開セクション（２）、複数の個包装袋１１（図２参照）をワニ口ホッパー２１内に投入し、ワニ口ホッパー２１内の複数の個包装袋１１を外包装袋４内に押し込む被包装物充填セクション（３）、外包装袋４の底部に振動を与えて個包装袋１１を完全に外包装袋４の底部に落とし込む振動セクション（４）、外包装袋４内の空気を脱気する脱気セクション（５）、外包装袋４の袋口をシールするシールセクション（６）、外包装袋４のシール部を冷却する冷却セクション（７）、包装した外包装袋４を排出する排出セクション（８）の各セクション（１）〜（８）において、包装作業が実施される。従って、包装袋供給セクション（１）でクランプアーム２に供給された外包装袋４は、その両側縁部をクランプ３に挟持された懸垂状態で、４５゜のピッチで１ピッチずつ円形ロータ１外域の円軌道に沿って排出セクション（８）に向けて間欠搬送される。

包装袋供給セクション（１）には、袋箱５に多数の外包装袋４が積層されており、積層されている多数の外包装袋４は、吸盤で上から順に１枚ずつ吸着してクランプ３に供給され、その両側縁部を挟持して懸垂される。袋口開セクション（２）の印字工程では、印字装置５ａにより、例えば、賞味期限や製造年月日等が外包装袋４の表面適所に印字され、袋口開工程では、吸盤６により外包装袋４の前後面を吸引して袋口を半開きに開口する。この場合、クランプアーム２の円周方向間隔は、袋口の開口を助長するために僅かに縮小される。

被包装物充填セクション（３）では、被包装物投入装置３０や作業者により、第１の支持ポール３１の支持杆３２に取り付けられたワニ口ホッパー２１内に、複数の個包装袋１１を投入する。さらに、この被包装物充填セクション（３）には、被包装物充填装置２０を配置しており、ワニ口ホッパー２１内の個包装袋１１を押し込み機構２３により外包装袋４内に押し込む。被包装物充填セクション（３）については詳細に後述する。

振動セクション（４）では、クランプアーム２に支持された外包装袋４の下部に、振動板３３が配置され、この振動板３３の底部からの振動により、個包装袋１１を完全に外包装袋４の底部に落とし込む。脱気セクション（５）には、外包装袋４の前後面に対向する厚手のスポンジ板体からなるソフト弾性材７ａを備えた一対の可動ブロック７が、外包装袋４の前後面に接近・離反可能に設置されている。従って、一対の可動ブロック７を相互に接近させて、外包装袋４をソフト弾性材７ａで挟圧することで、外包装袋４内の空気を排除して脱気する。

シールセクション（６）では、前記脱気セクション（５）で空気が抜かれて平たくなった外包装袋４の開口端をシーラ８で加熱シールする。また、加熱シールにより温度の上がったシール部を冷却セクション（７）で冷却する。シール部を冷却セクション（７）で冷却した後、排出セクション（８）でクランプ３による外包装袋４の両側縁部の挟持を解除して搬出コンベア９上に導き、搬出コンベア９で搬出して梱包される。
以上を順次、実施して包装を完成する。

つぎに、被包装物充填セクション（３）について詳細に説明する。
図１、図２に示すように、ロータリー式包装機Ｍの外周部に第１の支持ポール３１が立設し、第１の支持ポール３１の支持杆３２に、ワニ口ホッパー２１が、円形ロータ１の回転軌道上に、水平に取り付けられている。ワニ口ホッパー２１は、図５、図６に示すように、その下部両側開口縁には、金属製板材などの剛体からなるシャベル状の可動案内板２１ａが軸支され、この可動案内板２１ａは可動リンク２１ｂを介してエアシリンダ２１ｃにより左右方向に開閉する。また、下部前後開口縁には、弾発力のある合成樹脂性の薄板体からなり案内手段１０の一方側の構成要素である固定案内板１０ａが取り付けられている。さらに、図５に示すように、ワニ口ホッパー２１における可動案内板２１ａと固定案内板１０ａより上位の内部壁面には、案内手段１０の他方側の構成要素である３枚のガイド板１０ｂが、ワニ口ホッパー２１のセンターラインＣ方向に下り傾斜で設けられている。

被包装物充填セクション（３）では、図１に示すように、Ｌ字状のアーム２２ａがロータリー式包装機Ｍの円形ロータ１の上位において、径外方向に水平にのび、円形ロータ１の間欠回転とは関係なく保持されている。図３及び図５に示すように、このアーム２２ａの先端には、挟み付け機構２２が備えられている。

前記挟み付け機構２２は、アーム２２ａの先端に形成した枠部２２ｂ内で相対向して図３の矢印ｆ１方向の開閉を可能に取り付けられた一対のロッド２２ｃと、各ロッド２２ｃの先端部に相対向して取り付けられた一対の長方形状の折り曲げられた挟み板２２ｄとを備え、各ロッド２２ｃの開閉はアーム２２ａに沿って設けられた作動ロッド２２ｅの押し引きによってなされるように構成されている。

被包装物充填セクション（３）には、押し込み機構２３を配備している。押し込み機構２３は、図２に示すように、第２の支持ポール２４の上端に水平に取り付けられたアーム２３ａと、アーム２３ａの先端に鉛直に取り付けたエアシリンダ２３ｂと、エアシリンダ２３ｂのロッドの先端に取り付けた鉛直下向きのフォーク２３Ｃとを備えている。フォーク２３Ｃは、直方体の基台２３c1の両側に、弾発力のある合成樹脂製の補助板２３ｃ2を張り付けて構成されており、２枚の補助板２３ｃ2の間隔は複数枚の個包装袋１１を一度に挟み込める寸法とし、下方向への長さ寸法は、個包装袋１１を外包装袋４に押し込む際に、上部が折れ曲がらない寸法とする。このフォーク２３Ｃの補助板２３ｃ2により、撓み易い個包装袋１１の上部が折れ曲がることなく、外包装袋４内に押し込むことができる。なお、２枚の補助板２３ｃ2は、図２では、基台２３ｃ1に平行に取り付けられているが、下方が多少拡開するように取り付けて、個包装袋１１の上部をより確実に補助板２３ｃ2で捕捉できるようにしてもよい。

つぎに、被包装物充填装置２０の作動を経時列で詳しく説明する。
（ア）：ロータリー式包装機Ｍの包装袋供給セクション（１）で一対のクランプアーム２に供給された外包装袋４は、その両側縁部を各クランプアーム２先端のクランプ３に挟持された懸垂状態で、かつ、袋口開セクション（２）で袋口が半開されて被包装物充填セクション（３））へ間欠搬送される。

（イ）：ここで、第１の支持ポール３１の中軸３１aが下降して、ワニ口ホッパー２１が待機位置から下動して、その下部を外包装袋４の袋口に挿入する。（図６参照）
（ウ）：図６に示すように、可動案内板２１ａが仮想線で示す状態から実線に示す状態に開いて外包装袋４の袋口を全開する。なお、押し込み機構２３におけるエアシリンダ２３ｂ及びフォーク２３Ｃは、図１に示すように、袋口開セクション（２）側に退避している。

（エ）：例えば、顆粒状やシート状の被包装物を包装した含気状態の２袋の個包装袋１１が前後に重ね合わせた状態で、被包装物投入装置３０や作業者により、略鉛直姿勢でワニ口ホッパー２１に挿入される。この場合、各個包装袋１１は、まず、案内手段１０の他方側の構成要素である図５に示す３枚のガイド板１０ｂに案内された後、案内手段１０の一方側の構成要素である固定案内板１０ａに案内されて、ワニ口ホッパー２１のセンターラインＣ方向に導かれ、３枚のガイド板１０ｂと固定案内板１０ａとの間に生じる摩擦力により、各個包装袋１１の上部域がワニ口ホッパー２１の上位に露出した状態で該ワニ口ホッパー２１に仮保持される。

（オ）：挟み付け機構２２における一対のロッド２２ｃと、各ロッド２２ｃの下端部に相対向して取り付けられた一対の長方形状の挟み板２２ｄとが開いた状態から、作動ロッド２２ｅを作動させて、各ロッド２２ｃと挟み板２２ｄとを閉じ、図２に示すように、ワニ口ホッパー２１の上位に露出している各個包装袋１１の上部域を相互に接近させるように挟み付ける。詳しくは、各個包装袋１１上部域の上縁部およびその直下近傍は残した状態で挟み付ける。

（カ）：挟み付け機構２２が作動している間に、第２の支持ポール２４の中軸２４aが回転することによりアーム２３ａが回転し、押し込み機構２３のフォーク２３Ｃをワニ口ホッパー２１の上部に移動させる。押し込み機構２３におけるエアシリンダ２３ｂによりフォーク２３Ｃが下動して、その補助板２３ｃ2で各個包装袋１１における上部域上縁部およびその直下近傍を緩挟する。ここで、挟み付け機構２２の各ロッド２２ｃと挟み板２２ｄが開いてフォーク２３Ｃの下動を許容する。

（キ）：フォーク２３Ｃの下動継続により、基台２３c1の下部を外包装袋４内まで挿入すると、各個包装袋１１は押し下げられて、外包装袋４内に押し込まれて収容される。

（ク）：エアシリンダ２３ｂによりフォーク２３Ｃが上動してワニ口ホッパー２１および挟み付け機構２２のアーム２２ａの上位まで上昇すると共に、図１に示すようにアーム２３ａが袋口開セクション（２）側に回転して退避する。

（ケ）：ワニ口ホッパー２１が上動して待機位置に復帰する。
（コ）：２袋の個包装袋１１を収容した外包装袋４は、振動セクション（４）、脱気セクション（５）と順次搬送される。
被包装物充填装置２０は以上の作動を実施して、順次、個包装袋１１を収容する。

このように、被包装物充填装置２０は、前後に重ね合わせた２袋の個包装袋１１を、各個包装袋１１の上部域を露出した状態でワニ口ホッパー２１に仮保持された直後に、挟み付け機構２２の縮動で上部域の前後を相互に接近させるように挟み付けるので、たとえ撓み易い特性を有している各個包装袋１１であっても、上部域が相互に離間して倒れるのを抑制し、上部域の前後を相互に接近させて、その上縁部の前後を下動するフォーク２３Ｃで挟持させる。フォーク２３Ｃは、挟み付け機構２２の拡動直後にさらに下動して、各個包装袋１１の上部域を挟持した状態で、各個包装袋１１を外包装袋４に押し込むので、余裕の少ない外包装袋４であっても、容易、かつ、適正に各個包装袋１１を充填することが可能となる。

ワニ口ホッパー２１には、固定案内板１０ａと３枚のガイド板１０ｂとからなる案内手段１０が設けられているので、挿入された各個包装袋１１はワニ口ホッパー２１のセンターラインＣへ導かれる。その結果ワニ口ホッパー２１による各個包装袋１１の仮保持と、挟み付け機構２２の縮動、つまり、挟み板２２ｄの閉じる作動による各個包装袋１１上部域の前後の相互接近と、押し込み機構２３のフォーク２３Ｃによる各個包装袋１１上部域の挟持などの実施が容易となる。

上記実施例では、複数の外包装袋４の上部域の前後を相互に接近させる挟み付け機構２２を配置したが、本発明ではこの挟み付け機構２２は必ずしも必要ではない。基台２３ｃ1に、挟み付け機構２２のフォーク２３Ｃの２枚の補助板２３ｃ2が、下方が拡開するように取り付けて、複数の個包装袋１１の上部をより確実に補助板２３ｃ2で捕捉しやすいようにしてもよい。その場合、補助板２３ｃ2の上端をヒンジ手段で軸支し、フォーク２３Ｃが下降した際に、案内手段１０により、拡開した補助板２３ｃ2の下方が縮小するように構成すると、複数の個包装袋１１が外包装袋４に入りやすくなり、より好ましい。

本発明は、複数の個包装袋を余裕の少ない外包装袋に充填する例えばロータリー式包装機において有用である。

４外包装袋
１０案内手段
１１個包装袋
２０被包装物充填装置
２１ワニ口ホッパー
２２挟み付け機構
２３押し込み機構
２３Ｃフォーク
２３ｃ2 補助板
Ｃセンターライン
Ｍロータリー式包装機（包装機）

Claims

複数の個包装袋を外包装袋に充填する包装機の被包装物充填装置において、
前後で重ね合わせた複数の個包装袋を上部域の露出状態で仮保持するとともに、各個包装袋が充填される外包装袋の上位に昇降可能に設置されてその袋口を開くワニ口ホッパーと、ワニ口ホッパーの上位で昇降可能なフォークを備え、下動により各個包装袋の上縁部の前後を前記フォークの補助板で折れ曲がらないよう補助しながら各個包装袋を外包装袋に押し込む押し込み機構と、
を備えたことを特徴とする包装機の被包装物充填装置。
ワニ口ホッパーの上位に拡縮可能に設置されて縮動で各個包装袋上部域の前後を相互に接近させる挟み付け機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の包装機の被包装物充填装置。
前記ワニ口ホッパーに、各個包装袋をワニ口ホッパーのセンターラインへと導く案内手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の包装機の被包装物充填装置。