JP5984434B2 - ロータリー包装装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータの外周に一対のクランプアームが軸支され、クランプアームの先端に設けたクランプにより包装袋を挟持して包装作業を行うロータリー包装装置に関する。

図８は特許文献１に開示されたロータリー包装装置の平面図である。この図において、１０はロータ、２０は一対のクランプアームでロータ１０の外周に軸支されている。（Ａ）は袋供給セクションで、袋箱から包装袋１３を真空吸盤３３で吸着してクランプアーム２０のクランプ１１に受け渡す。（Ｂ）は袋開セクションで、包装袋１３の袋口を拡開し、（Ｃ）の充填セクションでホッパー１４から被包装物を充填する。（Ｄ）の袋閉じセクションでは、被包装物が充填された包装袋１３の袋口を閉じて、（Ｅ）セクションで袋口をシーラ１５，１６でシールし、搬出セクション（Ｆ）ではシールが完了した包装袋１３を搬出する。
このロータリー包装装置には、充填セクション（Ｃ）の後位にセンサー５０が設けられており、セクション（Ｃ）で充填作業にミスが生じると、袋は空のまま送り出されてくるので、前記センサー５０で被包装物が充填された包装袋１３と空袋とを見分けて空袋を検出し、その空袋を搬出セクション（Ｆ）及び袋供給セクション（Ａ）でクランプ１１から排除せず、これら両セクション（Ｆ）（Ａ）で空袋をクランプ１１に支持したまま通過させてそのまま再利用しようとするものである（以下、リサイクルという）。

特開平１−１２４５２１号公報

特許文献１のセンサー５０は、包装袋１３を透視して被包装物が充填されているか否かを検出するが、光電スイッチのようなセンサーでは、被包装物と同時に包装袋１３に投入される小袋（例えば、脱酸素剤、乾燥剤、鮮度保持剤等の製品の品質低下を抑制し、長期保存、鮮度維持等を目的とした小さな袋）は検出できず、また、包装袋１３が光を透過しない素材であると、被包装物の有無が検出できないという問題点がある。そこで、センサーに包装袋を接触させながら通過させる接触式のセンサーを使用すると前記問題は解決するが、包装袋１３の表面にキズやシワを付けるおそれがある。

さらに、接触式センサーではなく、包装袋１３を表裏方向から挟んで、その厚みで被包装物が充填されているか否かを検知する検知手段を用いれば、前記のような包装袋１３の表面を傷つけるおそれが少なくなって好ましい。しかし、このような検知手段も、小袋の姿勢によっては、包装袋１３を表裏方向に膨らませ、誤作動を起こすおそれがある。つまり、図９（ｄ）のように、包装袋１３の底部１３ａに小袋Ｓが倒れたままの状態で検知セクションに到達し、図９（e）に示すように、後に詳細に説明する検知手段の一対の挟み板８ａ，８ｂで包装袋１３が表裏から挟まれると、小袋Ｓは底部１３a，１３ｂとともに折れ曲がる。そのため、各挟み板８ａ，８ｂの対向距離が設定値以上に拡大して、包装袋１３内に被包装物が充填されていると誤検知され、リサイクルする必要のある空の包装袋１３を搬出セクション（Ｆ）で搬出する誤作動が生じる。

そこで本発明は、被包装物が充填されず脱酸素剤や乾燥剤のような小袋のみが投入された包装袋であっても、小袋の投入姿勢による包装袋の膨らみをなくすことで、小袋を被包装物であると誤検知するのを回避するとともに、包装袋にキズやシワを付けることなく、リサイクルすることが可能なロータリー包装装置を提供することを目的とする。

本発明は、円形ロータの周縁に一対のクランプアームが支持され、各クランプアームは、それぞれの先端に包装袋を挟持するクランプを備え、前記包装袋内に被包装物と、小袋が充填されるロータリー包装装置であって、被包装物充填セクション下流の袋底突き上げセクションに、包装袋の底部を突き上げて折り込み、前記小袋が包装袋の底部の山形の斜面に沿って立ち上がる袋底突き上げ機構を設け、前記袋底突き上げセクション下流の検知セクションに、包装袋内に被包装物が充填されているか否かを検知する検知手段を設け、前記検知手段は、包装袋を表裏から挟む一対の挟み板と、これら挟み板を近接・離間させる接離機構とを備え、包装袋の前記検知セクション到達停止時に包装袋を表裏から挟む各挟み板の対向距離が設定値以上であると包装袋内に被包装物が充填されていると検知し、各挟み板の対向距離が設定値未満であると被包装物が充填されていない空袋であると見分けて検知するように構成してなる、ことを特徴とする。

上記の構成により、包装袋は、袋底突き上げセクションに到達して停止した時に、その底部が袋底突き上げ機構により突き上げられて山形に折り込まれる。被包装物充填セクションで包装袋に被包装物が充填され、かつ、小袋が投入されている形態では、袋底突き上げ機構により底部が突き上げられても、この突き上げに影響されることなく、包装袋は表裏方向に膨らんで下流の検知セクションに到達して停止する。ここで、検知手段は包装袋を表裏両側から挟んで、前記の膨らみから包装袋内に被包装物が充填されていることを検知して、搬出セクションで包装袋を搬出する。

被包装物充填セクションでの被包装物の充填作業にミスが生じたために、包装袋に被包装物が充填されず、小袋のみが投入された空の状態で袋底突き上げセクションに到達して停止すると、袋底突き上げ機構により底部が突き上げられて山形に折り込まれることで、投入されている小袋は、その姿勢の如何を問わず底部の山形の斜面に沿って立ち上がる姿勢に変換されて下流の検知セクションに到達して停止する。ここで、検知手段は包装袋を表裏両側から挟んで、小袋の立ち上がりによって表裏方向の厚みが薄くなったことから包装袋が空であることを見分けて検知して、空の包装袋をリサイクルする。したがって、小袋を被包装物であると誤検知するのが回避されるとともに、検知手段は、停止している包装袋を表裏両側から挟んで検知するので、包装袋にキズやシワを付けることなくリサイクルすることが可能となる。

本発明のロータリー包装装置の袋底突き上げ機構は、包装袋の底部を突き上げて山形に折り曲げて包装袋内に突出させる突き上げ板と、包装袋の前記袋底突き上げセクション到達停止時に前記突き上げ板を所定のストロークで昇降させるアクチュエータとを備えている。これによると、構造がシンプルな袋底突き上げ機構によって、容易に包装袋の底部を突き上げて山形に折り込むことが可能となる。そのため、小袋が被包装物であるとの誤検知を高い精度で回避できる。

本発明のロータリー包装装置の検知手段は、包装袋を表裏から挟む一対の挟み板と、これら挟み板を近接・離間させる接離機構とを備え、包装袋の前記検知セクション到達停止時に包装袋を表裏から挟む各挟み板の対向距離が設定値以上であると包装袋内に被包装物が充填されていると検知し、各挟み板の対向距離が設定値未満であると被包装物が充填されていない空袋であると見分けて検知するように構成されている。これによると、包装袋を表裏両側から挟んで包装袋内に被包装物が充填されているか否かを正確に検知することが可能となって、小袋が被包装物であるとの誤検知を高い精度で回避できる。

本発明のロータリー包装装置は、被包装物が充填されず脱酸素剤や乾燥剤のような小袋のみが投入された包装袋であっても、袋底突き上げ機構により小袋の投入姿勢による包装袋の膨らみをなくすことで、検知手段が小袋を被包装物であると誤検知するのを回避するとともに、包装袋にキズやシワを付けることなく、リサイクルすることが可能となる。

本発明のロータリー包装装置の平面図 袋底突き上げ機構の概略平面図 図２のＺ−Ｚ矢視図 検知手段の平面図 図４のＹ−Ｙ矢視図 検知手段の側面図 包装袋に投入された小袋の姿勢変化の説明図 従来のロータリー包装装置の平面図 従来の包装袋に投入された小袋の姿勢変化の説明図

図１は本発明のロータリー包装装置の概略平面図であるが、前記従来のロータリー包装装置と同一の構成については同一の符号を付している。図１において、ロータリー包装装置Ｍは、円形ロータ１０の周縁に２本を一組とする８組のクランプアーム２０が支持され、各クランプアーム２０は、それぞれの先端にスタンドパック形の包装袋１３の両側縁部を挟持するクランプ１１を備える。図示していないモータの動力を、間欠回転伝達機構（図示省略）を介してロータ１０の中心軸１ａに伝えると、ロータ１０は８組のクランプアーム２０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。

ロータ１０は、空の包装袋１３を供給する包装袋供給セクション（１）、包装袋１３に賞味期限等を印字し、包装袋１３の袋口開工程を実施する袋口開セクション（２）、被包装物を充填する被包装物充填セクション（３）、包装袋１３の底部１３ａを突き上げて山形に折り込む袋底突き上げセクション（４）、包装袋１３内に被包装物が充填されているか否かを検知する検知セクション（５）、被包装物が充填されていると包装袋の袋口をシーラ１５，１６でシールするシールセクション（６）、包装袋１３のシール部を冷却する冷却セクション（７）、包装した包装袋１３を搬出する搬出セクション（８）の各セクション（１）〜（８）において、所定時間停止する。従って、包装袋供給セクション（１）でクランプアーム２０に供給された包装袋１３は、その両側縁部をクランプ１１に挟持された懸垂状態で、４５゜のピッチで１ピッチずつロータ１０外域の円軌道Ｒに沿って搬出セクション（８）に向けて間欠搬送される。なお、このロータリー包装装置Ｍは、８セクションに限定されるものではないことは言うまでもない。

包装袋供給セクション（１）には、袋箱５にスタンドパック形の包装袋１３が積層されており、積層されている包装袋１３は、真空吸盤３３で上から順に１枚ずつ吸着してクランプ１１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）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包装袋１３の表面適所に印字されるとともに、開口機構２の開口吸盤２aにより包装袋１３の表裏両面を吸引して袋口が半開きに開口される。この場合、クランプアーム２０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）には、被包装物充填装置（図示せず）が設置されており、挿入装置（図示せず）や作業者により被包装物がホッパー１４を介して包装袋１３に充填される。その際、包装袋１３の袋口は、袋口開セクション（２）と被包装物充填セクション（３）の間を往復動するアーム６の先端部に設けられた一対のヘラ６ａ，６ｂによって拡開される。この包装袋１３には、例えば、脱酸素剤、乾燥剤、鮮度保持剤等の小袋Ｓが先に投入される。

袋底突き上げセクション（４）には、図２、図３に示す袋底突き上げ機構７が設置されている。詳しくは、被包装物充填セクション（３）と袋底突き上げセクション（４）の間に袋底突き上げ機構７が設置されている。この袋底突き上げ機構７は、袋底突き上げセクション（４）の円軌道Ｒに位置合せされた突き上げ板７ａと、この突き上げ板７ａを所定のストロークで昇降させるエアシリンダ−からなるアクチュエータ７ｂとを備え、前記突き上げ板７ａは、第１アーム７ｃの先端に垂直方向に直立して取り付けられ、この第１アーム７ｃを介してアクチュエータ７ｂの昇降ロッド７ｄに固着されている。また、昇降ロッド７ｄには、L字形の第２アーム７ｅを介して、被包装物が充填された包装袋１３の袋底を軽くたたくタッピング板７ｆが被包装物充填セクション（３）の円軌道Ｒに位置合せして固着されており、このタッピング板７ｆも突き上げ板７ａと同じストロークで同時に昇降する。

図１の検知セクション（５）には、該検知セクション（５）の円軌道Ｒに位置合せして検知手段８が設置される。図４，図５，図６において、検知手段８は、包装袋１３を表裏から挟む一対の挟み板８ａ，８ｂと、これら挟み板８ａ，８ｂを近接・離間させる接離機構９とを備える。

接離機構９は、一方の挟み板８ａを上端部に取付けて回動可能に軸９ａにより基台９Ａに枢支された第１レバー９ｂと、他方の挟み板８ｂを上端部に取付けて回動可能に軸９ｃにより同じく基台９Ａに枢支された第２レバー９ｄとを備え、これら長方形状の一対の挟み板８ａ，８ｂで包装袋１３を挟んで厚みを計測し、包装袋１３内の被包装物の有無を検知する。一対の挟み板８ａ，８ｂを、常時は、図５に示すように近接させるために、第１、第２レバー９ｂ，９ｄ間に、引きバネ９ｅが掛け渡されている。引きバネ９ｅの付勢力に抗して第１、第２レバー９ｂ，９ｄを軸９ａ、９ｃを中心に開閉するために、エアシリンダ−からなるアクチュエータ９ｆが、基台９Ａ上の固定板９Ｂに水平方向に備え付けられている。アクチュエータ９ｆのロッド９ｇ先端部は、第２レバー９ｄを切り欠いて水平に折り曲げられた当接板９Ｄに当接し、第１、第２レバー９ｂ，９ｄそれぞれの下端部は、ターンバックル状の連結部材９ｈによって互いに連結され、アクチュエータ９ｆのロッド９ｇの作動により同じ割合で両レバー９ｂ，９ｄが開閉する。なお、図４及び図６に示すように、固定板９Ｂの上部側面に光電センサー９Ｅが取り付けられ、図５に示すように、第２レバー９ｄの縁部を検知し、検知した場合は挟み板８ａ，８ｂが近接していることを示すので被包装物が充填されていないと判断でき、検知できない場合は挟み板８ａ，８ｂが開いているので包装袋１３内に被包装物が充填されていると判断できる。

包装袋１３が被被包装物充填セクション（３）から袋底突き上げセクション（４）に到達して停止すると、袋底突き上げ機構７のアクチュエータ７ｂの作動により突き上げ板７ａが図３の実線で示す位置から二点鎖線の位置に上昇して、図７（ｂ）に示すように包装袋１３の底部１３ａ，１３ｂが突き上げられて山形に折り込まれ、図７（ｃ）に示すように、挟み板８ａ，８ｂにより小袋Ｓを立てた状態で底部１３ａ，１３ｂを折り込むことができる。従って、図９（e）のように、挟み板８ａ，８ｂの対向距離が設定値以上に拡大して、包装袋１３内に被包装物が充填されていると誤検知されることはない。なお、タッピング板７ｆも実線で示す位置から二点鎖線の位置に上昇して、被包装物充填セクション（３）で停止している後続の包装袋１３の底部をたたいて被充填物の収まりを良くする。

被包装物充填セクシヨン（３）で包装袋１３に被包装物が充填され、かつ、小袋Ｓが投入されている形態では、袋底突き上げ機構７の突き上げ板７ａにより底部が突き上げられても、この突き上げに影響されることなく、包装袋１３は表裏方向に膨らんで下流の検知セクション（５）に到達して停止する。包装袋１３が検知セクション（５）に到達する前に、図５の検知手段８のアクチュエータ９ｆのロッド９ｇを突出させ、当接板９Ｄを押圧する。これにより、第２レバー９ｄは引きバネ９ｅの付勢力に抗して軸９ｃを回動中心に時計まわりに回転し、同時に連結部材９ｈを介して引きバネ９ｅの付勢力に抗して軸９ａを回動中心に第１レバー９ｂを反時計まわりに回動させて、一対の挟み板８ａ，８ｂを離間して両者の対向間隔を拡大し、包装袋１３が検知セクション（５）に到達して停止するのを許容する。

続いて、検知手段８のアクチュエータ９ｆは、ロッド９ｇの引き込みが可能な状態に切替え保持される。これにより、引きバネ９ｅの付勢力で第１、第２レバー９ｂ，９ｄは垂直な位置に向けて回動し、一対の挟み板８ａ，８ｂで包装袋１３を表裏両側から挟んで、前記の膨らみから包装袋１３内に被包装物が充填されていることを検知する。この検知に基づいて、シールセクション（６）では包装袋１３の開口端をシーラ１５，１６で加熱シールし、冷却セクション（７）では加熱シールにより温度の上がったシール部を冷却するとともに、搬出セクション（８）ではクランプ１１による包装袋１３の両側縁部の挟持を解除してコンベアＣ（図１参照）で搬出する。
以上を順次、実施して包装を完成する。

被包装物充填セクション（３）での被包装物の充填作業にミスが生じたために、包装袋１３に被包装物が充填されず、後述する小袋のみが投入された空の状態で袋底突き上げセクション（４）に到達して停止しても、袋底突き上げ機構７のアクチュエータ７ｂの作動により突き上げ板７ａが上昇して、包装袋１３の底部が突き上げられて図７（ｂ）に示すように山形に折り込まれる。

被包装物充填セクション（３）での被包装物充填作業ミスによって、図７（ａ）に示すように、スタンドパック形の包装袋１３には被包装物が充填されず小袋Ｓのみが投入された空の状態が生じ、この状態で袋底突き上げセクション（４）に到達して停止した場合、小袋Ｓは、包装袋１３の底部１３ａに倒れている。ここで、図２，図３の突き上げ板７ａが上昇して、図７（ｂ）のように包装袋１３の底部１３ａが突き上げられて山形に折り込まれると、小袋Ｓは、底部１３ａの山形の斜面の底部１３ｂに沿って立ち上がる姿勢に変換され、この状態で下流の検知セクション（５）に到達して停止することになる。

検知セクション（５）では、図７（ｃ）のように検知手段８の一対の挟み板８ａ，８ｂが包装袋１３を表裏両側から挟んで、小袋Ｓが底部１３ａの山形の斜面の底部１３ｂに沿って立ち上がったことにより、表裏方向の厚みが薄くなったことから包装袋１３が空であることを前記光電センサー９Ｅにより検知する。この検知に基づいて、シールセクション（６）でシールせず、続く排出セクション（８）でも排出することなくリサイクルする。

即ち、検知手段８は、包装袋１３が検知セクション（５）に到達して停止した時に、一対の挟み板８ａ，８ｂで包装袋１３を表裏から挟んで、各挟み板８ａ，８ｂの対向距離が設定値以上であると包装袋１３内に被包装物が充填されていると検知し、各挟み板８ａ，８ｂの対向距離が設定値未満であると被包装物が充填されていない空袋であると検知するように構成されているので、包装袋１３を一対の挟み板８ａ，８ｂで表裏両側から挟んで包装袋１３内に被包装物が充填されているか否かを正確に検知することが可能となって、小袋Ｓが被包装物であるとの誤検知を高い精度で回避できる。また、検知手段８は、停止している包装袋１３を表裏両側から一対の挟み板８ａ，８ｂで挟んで検知するので、包装袋１３にキズやシワを付けることなくリサイクルすることが可能となる。

包装袋１３がリサイクルされると、包装袋供給セクション（１）では新しい包装袋１３は供給されず、袋口開セクション（２）へ送られる。その際、包装袋１３に前述の印字も行わないようにする。印字する際に包装袋１３の姿勢を安定させるために対向間隔の狭い板（図示せず）の間を通過するが、リサイクルされた包装袋１３は、袋底突き上げセクション（４）で小袋Ｓが底部１３ａの山形の斜面の底部１３ｂに沿って立ち上がっていることと、検知セクション（５）の一対の挟み板８ａ，８ｂで挟まれたこととによって、表裏方向の厚みが薄くなっているので、前記狭い板の間を容易に通過できる。その後、被包装物充填セクション（３）で被包装物が充填され、以下シールセクション（６）、冷却セクション（７）等は前記と同じである。なお、次の包装作業において、サイズの異なる包装袋１３を用いて被包装物を包装する場合は、図６に示す第１と第２レバー９ｂ,９ｄ上端部のハンドルレバー９Ｆを緩めて、図５に示すように長孔に沿って挟み板８ａ，８ｂを上方にスライドすれば、サイズの異なる包装袋１３であっても検知作業が可能となる。同様に、袋底突き上げ機構７の前記突き上げ板７ａ及びタッピング板７ｆの下部の長ネジにより、突き上げ板７ａ及びタッピング板７ｆの垂直方向の位置調整ができるようにすれば、サイズの異なる包装袋１３であっても対応することが可能となる。

本発明は、被包装物が充填される包装袋に小袋が投入される例えばロータリー包装装置において有用である。

７ 袋底突き上げ機構
７ａ 突き上げ板
８ 検知手段
８ａ 挟み板
８ｂ 挟み板
９ 接離機構
９ｆ アクチュエータ
１３ 包装袋
（３） 被包装物充填セクション
（４） 袋底突き上げセクション
（５） 検知セクション
Ｍ ロータリー包装装置

Claims (2)

1. 円形ロータの周縁に一対のクランプアームが支持され、各クランプアームは、それぞれの先端に包装袋を挟持するクランプを備え、前記包装袋内に被包装物と、小袋が充填されるロータリー包装装置であって、
   被包装物充填セクション下流の袋底突き上げセクションに、包装袋の底部を突き上げて折り込み、前記小袋が包装袋の底部の山形の斜面に沿って立ち上がる袋底突き上げ機構を設け、
   前記袋底突き上げセクション下流の検知セクションに、包装袋内に被包装物が充填されているか否かを検知する検知手段を設け、
   前記検知手段は、包装袋を表裏から挟む一対の挟み板と、これら挟み板を近接・離間させる接離機構とを備え、包装袋の前記検知セクション到達停止時に包装袋を表裏から挟む各挟み板の対向距離が設定値以上であると包装袋内に被包装物が充填されていると検知し、各挟み板の対向距離が設定値未満であると被包装物が充填されていない空袋であると見分けて検知するように構成してなる、
   ことを特徴とするロータリー包装装置。
2. 前記袋底突き上げ機構は、包装袋の底部を突き上げて山形に折り曲げて包装袋内に突出させる突き上げ板と、包装袋の前記袋底突き上げセクション到達停止時に前記突き上げ板を所定のストロークで昇降させるアクチュエータと、を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のロータリー包装装置。

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