そこで、隙間容積が大きくて嵩張る包装物の従来の包装について、圧縮工程と充填・包装工程とを動作を分析すると、圧縮工程に要する時間の方が充填・包装工程に要する時間よりも長く、充填・包装工程には時間的な余裕があることが見いだされた。包装機の速度は、最も時間がかかる工程の速度で決定される。そこで、こうした知見に基づき、隙間容積が大きい包装物を圧縮して袋等の容器に包装する包装機のための包装物圧縮投入装置において、投入(充填・包装)の一系統に対して、時間のかかる圧縮工程を二系統にて行い、高速動作を可能にする点で解決すべき課題がある。
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、圧縮工程に要する時間と充填・包装行程に要する時間とのバランスを考慮して、包装機の投入部での処理が行われる一系統に対して、時間のかかる圧縮工程を二系統にて行い、容積を充分に小さくでき且つ高速動作を可能にする包装物圧縮投入方法及び装置を提供することである。
上記の課題を解決するため、この発明による包装物圧縮投入方法は、隙間容積の大きな包装物を圧縮して袋等の容器内に包装する投入部を備えた包装機のための包装物圧縮投入方法において、送り込まれた前記包装物を圧縮する二つの圧縮部を並べて備えた圧縮ユニットを、前記各圧縮部が前記包装機の前記投入部の共通の投入位置を交互に占めるように移動させ、一方の前記圧縮部が前記投入位置にあるときに他方の前記圧縮部が当該投入位置から前記各圧縮部に対応して離れているオフセット位置を占めており、前記投入位置にある前記一方の圧縮部は、圧縮済みの前記包装物を前記包装機に投入し且つ前記包装物の投入後に次に圧縮すべき前記包装物の送り込みを受け、前記オフセット位置を占める前記他方の圧縮部は、前記投入位置にあるときに送り込まれた前記包装物を圧縮することを特徴としている。
また、この発明による包装機のための包装物圧縮投入装置は、隙間容積の大きな包装物を圧縮して袋等の容器内に包装する投入部を備えた包装機のための包装物圧縮投入装置であって、送り込まれた前記包装物を圧縮する二つの圧縮部を並べて備え、前記各圧縮部が前記包装機の前記投入部の共通の投入位置を交互に占めるように移動させる圧縮ユニットを備えており、一方の前記圧縮部が前記投入位置にあるときに他方の前記圧縮部が当該投入位置から前記各圧縮部に対応して離れているオフセット位置を占めており、前記投入位置にある前記一方の圧縮部は、圧縮済みの前記包装物を前記包装機に投入し且つ前記包装物の投入後に次に圧縮すべき前記包装物の送り込みを受け、前記オフセット位置を占める前記他方の圧縮部は、前記投入位置にあるときに送り込まれた前記包装物を圧縮することを特徴としている。
このように、この発明による包装機のための包装物圧縮投入方法及び装置によれば、共通の投入位置を備える投入部が一系統であるのに対して、圧縮部を二系統にして設けているので、一方の系統の圧縮部が包装機の投入部の投入位置にあって圧縮済みの包装物を投入し、その後、次に圧縮すべき包装物の送り込みを受けているときに、当該一方の系統における処理時間を利用して他方の系統の圧縮部においては包装物の圧縮を行うことができる。そして、一方の系統の圧縮部において圧縮済みの包装物の投入と次に圧縮すべき包装物の送り込みが終了すると、直ちに圧縮ユニットが移動して、他方の系統の圧縮部が投入位置に移動されて圧縮済みの包装物を投入することができる。したがって、包装物の圧縮に充分の時間を確保することができ、包装物の圧縮の完了を待って圧縮済の包装物の投入をするという無駄時間が生じず、包装速度を高速にすることができる。
この包装機のための包装物圧縮投入方法において、前記圧縮ユニットを構成する二つの前記圧縮部は、中間仕切り板を境にして互いに対称構造を有しており、前又は後ろ寄せ機構の作動によって前記中間仕切り板に対して前記圧縮ユニットの移動方向と平行な方向に前記包装物を圧縮し、前記圧縮ユニットの移動方向と平行な方向に圧縮された前記包装物に対して左右寄せ機構の作動によって前記圧縮ユニットの移動方向と交差する方向に前記包装物を圧縮し、前記圧縮ユニットの移動方向とそれに交差する方向に圧縮された前記包装物に対して上圧縮機構の作動によって上方から前記包装物を圧縮することができる。
また、包装機のための包装物圧縮投入装置において、前記圧縮ユニットを構成する二つの前記圧縮部は、中間仕切り板を境にして互いに対称構造を有しており、前記中間仕切り板に対して前記圧縮ユニットの移動方向と平行な方向に前記包装物の圧縮を行う前又は後ろ寄せ機構、前記圧縮ユニットの移動方向と交差する方向に前記包装物の圧縮を行う左右寄せ機構、及び縦方向に前記包装物の圧縮を行う上圧縮機構を備えているとすることができる。
この包装機ための包装物圧縮投入方法及び装置によれば、圧縮ユニットを構成する二つの前記圧縮部は中間仕切り板を境にして互いに対称構造を有しているので、圧縮動作についても中間仕切り板に対して対称である。前又は後ろ寄せ機構は圧縮ユニットの移動方向と平行な方向、即ち、中間仕切り板に向かう方向に包装物の圧縮を行い、左右寄せ機構は圧縮ユニットの移動方向と交差する方向、即ち、中間仕切り板に沿う方向に包装物の圧縮を行い、そして上圧縮機構は縦方向に包装物の圧縮を行う。特に、前又は後ろ寄せ機構は、中間仕切り板に向かう方向にのみ動作する手段にて、中間仕切り板に向かう方向に包装物の圧縮を行えばよいので、例えば、左右寄せ機構のように左右両方に機構を構成する必要がなく、構造を簡単にすることができる。このように、包装物に対して、中間仕切り板に向かう方向、沿う方向更に縦方向と3軸、四つの方向から圧縮をすることができる。
この包装機のための包装物圧縮投入方法において、前記包装物は、固定ホッパから、前記圧縮ユニットが移動する方向と平行に移動可能な中間ホッパを通して前記圧縮部に落下・送り込まれ、前記中間ホッパは、前記投入位置を占めていて前記包装物が落下・送り込まれる前記圧縮部に対して、前記包装物の落下・送り込みを確実にするため、前記中間仕切り板が占める位置を基準に移動される、とすることができる。
また、この包装機のための包装物圧縮投入装置において、前記包装物を前記圧縮部に落下・送り込むため、固定ホッパと、当該固定ホッパの下方に接続し且つ前記圧縮ユニットが移動する方向と平行に移動可能な中間ホッパとを備えており、前記中間ホッパは、前記投入位置を占めていて前記包装物が落下・送り込まれる前記圧縮部に対して、前記包装物の落下・送り込みを確実にするため、前記中間仕切り板が占める位置を基準に移動される、とすることができる。
この包装機ための包装物圧縮投入方法及び装置においては、包装物は、圧縮ユニットが移動する方向と平行な方向については、中間仕切り板に向かって圧縮される。圧縮すべき包装物は、前又は後ろ寄せ機構が中間仕切り板(投入部の一方の縁に対応した位置にある)から離れる方向に後退して、後退した前又は後ろ寄せ機構と中間仕切り板との間の開き状態のスペース内に送り込まれる。包装物を送り込む中間ホッパの下出口は、この開き状態のスペースに対応した大きさを持ち且つ対応した位置にある。この圧縮すべき包装物が圧縮された後で圧縮ユニットが投入部の投入位置に戻ったときには、前又は後ろ寄せ機構が中間仕切り板に対して接近しているので、前又は後ろ寄せ機構と中間仕切り板との間のスペースは閉じ状態で狭くなっている。包装機の投入部は、この閉じ状態のスペースに対応した大きさを持ち且つ対応した位置にある。圧縮ユニットが移動して圧縮部が切り替わったとき、中間仕切り板は、圧縮済みの包装物を投入する時の状態を想定して、投入部に対応した位置(投入部の他方の縁に対応した位置)を占めるので、切り替わった後の圧縮部の前又は後ろ寄せ機構と中間仕切り板との間の開き状態のスペースは、切り替わる前の圧縮部のときの開き状態のスペースとは位置ズレ(包装物の中間仕切り板に向かう方向の圧縮分に相当)が生じる。このズレを解消するため、中間ホッパは、圧縮部の切替えに際して、中間仕切り板が占める位置を基準にして位置するように、圧縮ユニットの移動方向と平行な方向に当該ズレの量だけ移動される。中間ホッパの移動により、包装物を送り込む中間ホッパの下出口は、投入位置を占めていて包装物が落下・送り込まれる圧縮部に対して、常に、開き状態のスペースに対応した位置を占めることができ、包装物の圧縮部への落下・送り込みを確実に行うことができる。
この包装機のための包装物圧縮投入方法において、前記圧縮部で圧縮された前記包装物は、ポーカー機構によって昇降駆動され且つ前記固定ホッパ及び前記中間ホッパ内を通して降下されるポーカーによって下方に突き落として前記包装機の前記投入部に投入される、とすることができる。
また、この包装機のための包装物圧縮投入装置において、前記圧縮部で圧縮された前記包装物を下方に突き落として前記包装機の前記投入部に投入させるためにポーカー機構を備えており、 前記ポーカー機構は、前記固定ホッパ及び前記中間ホッパ内を通して昇降駆動するポーカーを有しており、前記ポーカーは、降下されるときに前記圧縮部内の圧縮された前記包装物を下方に突き落として前記包装機の前記投入部に投入する、とすることができる。
この包装機ための包装物圧縮投入方法及び装置によれば、圧縮部で圧縮された包装物を下方に突き落として包装機の投入部に投入させるために投入位置に対応して、ポーカー機構が備わっており、ポーカー機構は、固定ホッパ及び中間ホッパ内を通して昇降駆動するポーカーを有しているので、ポーカーは、降下されるときに圧縮部内の圧縮された包装物を下方に突き落として包装機の投入部に投入することができる。ポーカー機構については、投入位置に対応して設けておき、ポーカーを縦方向に駆動することで圧縮された包装物を下方に突き落とすようにすることが、構造を簡単に構成することができて好ましい。
更に、この包装機のための包装物圧縮投入装置は、前記包装機の上部に位置する階層構造を備えており、前記階層構造は、前記圧縮ユニットの下方に配置されており、圧縮済みの前記包装物を前記包装機に投入するときに開くシャッタ機構を備える1階構造、前記圧縮ユニットを含む2階構造、並びに前記固定ホッパ、前記中間ホッパ、前記上圧縮機構及び前記ポーカー機構を前記圧縮ユニットの上方に配置されて備える3階構造から構成することができる。
この包装機のための包装物圧縮投入装置によれば、包装機の上部に位置する階層構造を備えており、その階層構造は、シャッタ機構をそなえる1階構造と、圧縮ユニットを含む2階構造と、固定ホッパ、前記中間ホッパ、前記上圧縮機構及び前記ポーカー機構を前記圧縮ユニットの上方に配置されて備える3階構造という、整理された構造を備えているので、組立てやメンテナンスにおいて階層毎に分離して扱うことができるなど、取扱いに非常に有利である。
更にまた、この包装機のための包装物圧縮投入装置において、前記包装機は、圧縮された前記包装物が投入される充填筒、前記充填筒の周囲を取り囲むように供給される包装フィルムの側端縁をシールして筒状包装材に形成するセンターシール機構、及び前記筒状包装材を横断方向にシールをして、前記筒状包装材から先行して形成され且つ前記充填筒を通して投入された前記包装物が充填された袋の開口部をシールするとともに後続する袋の袋底部をシールによって形成するエンドシール機構を備える縦型製袋充填包装機であるとすることができる。
この発明による包装機のための包装物圧縮投入装置は、上記のように構成されているので、包装機の投入部での処理が行われる一系統に対して、時間のかかる圧縮工程が二系統にて行われ、圧縮ユニットの各圧縮部においては、隙間容積の大きくて嵩張る包装物を、3軸で4方向から圧縮して容積を十分に小さくでき、圧縮された包装物の投入(充填・包装)工程が稼働中に、当該投入工程と並行して圧縮動作を行うことができる。したがって、この隙間容積の大きい包装物を十分に圧縮する時間が確保できるとともに、各圧縮部を交互に包装機の投入部に移動させることができ、その圧縮に要する時間が包装サイクルに殆ど影響しないので、包装機の高速動作が可能な包装機のための包装物圧縮投入方法及び装置が得られる。
以下、添付した図面に基づいて、この発明による包装機のための包装物圧縮投入方法及び装置の実施例を説明する。図1は、この発明による包装機のための包装物圧縮投入装置の一例を示す分解斜視図である。図2は、図1に示す包装物圧縮投入装置における2階構造のスライド機構を示す側面図である。
先ず、製袋充填包装機が、充填筒を床面に対して垂直に配置した縦型製袋充填包装機として用いられるときの当該製袋充填包装機の一例について説明する。図8は、製袋充填包装機が、かかる縦型製袋充填包装機として用いられている状態を示す斜視図である。図8に示す製袋充填包装機100においては、ウェブ状包装材を巻き取った原反ロールFrから繰出し機構101によって帯状包装材Fwが繰り出される。繰り出された帯状包装材Fwは、適宜の貯留部で留め置かれるとともに適宜の張力が付与されて、フォーマ104に供給される。供給途上の適宜位置に印刷装置等の付属装置102を配設して、包装に関する内容についての印刷をすることが可能である。また、図示していないが、レジマークセンサが帯状包装材Fwに印刷されたレジマークを検出し、帯状包装材Fwの送りについて制御装置に検出情報を与えている。
帯状包装材Fwは、フォーマ104によって両側縁部分Fe,Feが接近した略筒状に曲成される。フォーマ4内には充填筒105が嵌入されており、曲成された包装材が両者の隙間(フォーマ104の内周面と充填筒105の外周面との間に隙間)内を通過する。充填筒105の上方には、本発明による、切干し大根やワカメ等の隙間容積が大きくて嵩張る包装物Pを投入するための包装物圧縮投入装置(以下、簡単のため「圧縮投入装置」と略す。詳細は後述する)が配置される。フォーマ104内を貫通した充填筒105の外周を筒状に囲むように送られた包装材には、向かい合う二つのヒータバー108,108の構成とされ且つ充填筒105の外周側方に充填筒に沿って配置された縦シール手段107によって、両側縁部分Fe,Fe同士にセンターシール部Scが施されて、筒状包装材Ftに形成される。
充填筒105の側方には、筒状包装材Ftを挟んでベルト式の紙送り手段109が配設されており、充填筒105の外周面とベルト110,110との間で筒状包装材Ftを挟み付けることで、ベルト110,110の走行により筒状包装材Ftを下方に向かって紙送りする。圧縮投入装置から投入され充填筒105を通じて落下する包装物Pが、筒状包装材Ftから形成された袋内に投下・充填される。横シール手段111が筒状包装材Ftに横断方向のエンドシール部Seを施して、先行して形成されている袋の上開口部を封鎖するとともに、後続の袋の底部を形成する。横シール手段111は、前側ヒータブロック112と後側ヒータブロック113とを備えている。両ヒータブロック112,113は、図において矢印で示すように、筒状包装材Ftに接近して挟み込むことで筒状包装材Ftを加圧加熱しながらエンドシール部Seを施し、シール形成後には互いに前後方向に離れる方向の動作をし、次の包装サイクルで再び筒状包装材Ftに接近するという開閉動作を繰り返す。なお、製袋充填包装機100は、上記のような、横シール手段111が往復動作のみをする間欠動作形式のものに代えて、横シール手段111が公転運動をする間にヒートシールを施す連続動作形式としてもよい。
このように、袋の形成とタイミングを合わせて充填筒105を通して食品を袋内に投下・充填し、エンドシール部Seによって封鎖するという各動作を繰り返すことで、袋包装体Bpを連続して製造することができる。横シール手段111にはカッタ機構を組み込んでおいて、筒状包装材Ftに対してエンドシール部Seを施す際に、筒状包装材Ftを連続する袋間で切断・分離することができる。
図8に示すような製袋充填包装機100の充填筒105の上方には、本発明による圧縮投入装置が配設されている。図1は、本発明による圧縮投入装置の一実施例を示す分解斜視図である。図1に示すように、圧縮投入装置1は、製袋充填包装機100の充填筒105の上方に位置し、圧縮ユニット21の下方に配置されており、圧縮済みの包装物Pを包装機に投入するときに開くシャッタ機構12を備える1階構造10、圧縮ユニット21を含む2階構造20、並びに圧縮ユニット21の上方に配置されており、固定ホッパ51、中間ホッパ52、上圧縮機構32及びポーカー機構60(いずれも詳細を後述する)を圧縮ユニット21の上方に配置されている3階構造50の3層の階層構造となっている。
圧縮投入装置1の1階構造10は、圧縮前及び圧縮後の包装物が載せられる部分である。1階構造10は、水平に配置された1階ベース板11と、当該1階ベース板11上に左右方向に開閉するシャッタ機構12とを備えている。シャッタ機構12は、1階ベース板11の中央部分に左右方向にスライド可能に配設されていて、左右方向に開閉される一対のシャッタ板13,13と、当該1階ベース板11上に左右方向に対向して配置されていてシャッタ板13,13を開閉駆動するシャッタ板駆動機構14,14とを備えている。各シャッタ板駆動機構14においては、シャッタ板駆動エアシリンダ15の出力ロッド16,16が出力板17に連結されており、出力板17にシャッタ板13が取り付けられている。シャッタ板13,13は、充填筒105の直上に、水平で且つ互いに面一になるように配置されている。シャッタ板13,13は、シャッタ板駆動エアシリンダ15,15が接近動作の出力をするときに対向する端縁同士が突き合わされたときに閉じ、シャッタ板駆動エアシリンダ15,15が離反動作の出力をするときに離れるときに開く。
圧縮投入装置1は、1階構造10の上方に2階構造20を備えている。2階構造20に備わる圧縮ユニット21の全体が、スライド機構22によって前後方向に移動される。この実施例では、スライド機構22は、スライド用サーボモータ23と、当該サーボモータ23の出力軸に直列に連結されたレバー24,25とを備えており、レバー25の先端部が、連結部26を介して圧縮ユニット21の2階ベース板27に取り付けられている。スライド用サーボモータ23は、1階構造10の1階ベース板11上に配設されている。スライド機構22の詳細については、図2を参照して後述する。
圧縮ユニット21は、水平配置されている2階ベース板27と、当該2階ベース板27において前後方向に隣り合わせに配置されている二つの圧縮部21A,21Bとを備えている。圧縮部21A,21Bは、それぞれ左右方向、前又は後方向及び上方向の合計三方向から包装物を圧縮可能であるが、後述する上圧縮機構32,32による上方からの圧縮を加えることで4方向から包装物を圧縮可能である。圧縮部21A,21Bは、2階ベース板27に大きく切り抜かれたベース孔28を前後に二分する位置に縦置き状態に取り付けられた中間仕切り板29を境にして、前後方向に対称に構成されている。圧縮部21A,21Bについては、同じ構成要素には同じ符号を付しているので、以下、圧縮部21Aに代表させて説明をする。
圧縮部21Aは、2階ベース板27のベース孔28のうち前後外側のベース孔部分28a内に、圧縮ユニット21の移動方向に移行な前後方向に包装物の圧縮を行う前寄せ機構30Fと、互いに左右方向に対向して配置されていて、圧縮ユニット21の移動方向と交差する方向に包装物の圧縮を行う左右寄せ機構31とが配設されており、更に配置位置は後述する3階構造50であるが縦方向に包装物の圧縮を行う上圧縮機構32を備えている。なお、圧縮部21Bにおいては、前寄せ機構30Fに相当する要素は、「後寄せ機構30R」としている。
前寄せ機構30Fは、前寄せ板33Fとそれを駆動する前寄せ板駆動機構34とを備えている。前寄せ板駆動機構34は、ベース孔28の周囲において、2階ベース板27の前方部27aに配設された前寄せ板駆動エアシリンダ35とその出力ロッド36,36とを備えており、出力ロッド36,36の先端に前寄せ板33Fが取り付けられている。左右寄せ機構31は、互いに対向して配置されている左寄せ板37及び右寄せ板38とそれらを駆動する左右寄せ板駆動機構39,39とを備えている。各左右寄せ板駆動機構39は、ベース孔28の周囲において、2階ベース板27の左右方部27bに配設された左(右)寄せ板駆動エアシリンダ40とその出力ロッド41,41を備えており、出力ロッド41,41の先端に左(右)寄せ板37(38)が取り付けられている。左寄せ板37及び右寄せ板38は、中間仕切り板29に近い前後方向中央寄りのベース孔部分28b内、即ち、前寄せ板33Fが最も進出したときの中間仕切り板29と前寄せ板33Fとの間のスペース内に配置されている。前寄せ板33F、左寄せ板37及び右寄せ板38は、ベース孔28内において縦置き状態に配置されており、2階ベース板27の板面位置が各板33F,37,38の高さの中間位置に相当している。したがって、各寄せ板33F,37,38は、2階ベース板27のベース孔部分28a,28b内において、2階ベース板27の上下に広がって延びている。左寄せ板37及び右寄せ板38は、両側が内側に傾斜した屈曲形状となっており、互いに接近したときに、包装物を略六角形に圧縮包囲する構造となっている。
圧縮部21Aの前寄せ機構30R及び左右寄せ機構31は、次のように動作する。前寄せ機構30Rにおいては、前寄せ板駆動機構34の前寄せ板駆動エアシリンダ35が作動し、その出力ロッド36,36を介して前寄せ板33Fをベース孔28a内において中間仕切り板29に向かって駆動し、包装物を前方より圧縮する。次に、左右寄せ機構31において、左右寄せ板駆動機構39,39において、左(右)寄せ板駆動エアシリンダ40が作動し、その出力ロッド41,41を介して左寄せ板37及び右寄せ板38を互いに接近駆動し、包装物を左右方より圧縮する。したがって、圧縮された包装物は、中間仕切り板29寄りのスペースで且つ中央寄りの領域に左寄せ板37及び右寄せ板38によって略六角形に圧縮包囲された状態に置かれる。
圧縮投入装置1は、2階構造20の上方に配置された3階構造50を備えている。3階構造50は、包装機に関連して固定配置された固定ホッパ51と、固定ホッパ51の下方に配置された移動式の中間ホッパ54と、固定ホッパ51に対して上方から包装物の突き押し作用をする突落し装置としてのポーカー機構60と、圧縮部21A,21Bにそれぞれ対応しており且つ中間ホッパ54に対して前方及び後方に配置された一対の上圧縮機構32,32とを備えている。
位置不動に設けられている固定ホッパ51は、包装物が投入される上端受け口52よりも包装物が押し出される下端排出口53が狭くなった窄んだ漏斗構造を備えている。中間ホッパ54は、前後方向に移動可能である。中間ホッパ54は、固定ホッパ51から落下投入される包装物を受け取るための上端受け口55は、固定ホッパ51の下端排出口53に対して、左右方法の幅については若干広くなっている程度であるが、前後方向の奥行きについては、中間ホッパ54が移動しても固定ホッパ51の下端排出口53から包装物を受け取ることができるように充分広くなっている。中間ホッパ54の下端排出口56は、中間ホッパ54の前後方向の最前進位置と最後退位置において、それぞれ圧縮部21A,21Bのベース孔28b,28bに対応している。中間ホッパ54を前後方向に移動させるため、図示しない固定フレームには前後移動エアシリンダ57が設けられており、その出力ロッド58,58の先端が中間ホッパ54に連結されている。
中間ホッパ54の移動について図9を参照して説明する(シャッタ板13,13については、90度回転して示している)。この包装物圧縮投入装置1においては、圧縮すべき包装物Pは、前又は後ろ寄せ機構30F,30Rが中間仕切り板29(投入部の一方の縁に対応した位置にある)から離れる方向に後退して(左右寄せ機構31も開き状態になっている)、後退した前又は後ろ寄せ機構30F,30Rと中間仕切り板29との間の開き状態のスペース内に送り込まれる((a)に示す状態)。包装物を送り込む中間ホッパ54の下端排出口56は、この開き状態のスペースに対応した大きさを持ち且つ対応した位置にある。包装物Pは、圧縮ユニット21が移動する方向と平行な方向について、前寄せ板33F(後ろ寄せ板33R)が中間仕切り板29に向かって移動することで圧縮される(圧縮量をCで示す)。包装物Pの圧縮後に圧縮ユニット21が投入部の投入位置に戻ったときには、前又は後ろ寄せ機構30F,30Rが中間仕切り板29に対して接近しているので、前又は後ろ寄せ機構30F,30Rと中間仕切り板29との間のスペースは圧縮量Cに相当する分だけ狭くなっている。包装機の投入部は、この圧縮状態のスペースに対応した大きさを持ち且つ対応した位置にある。
圧縮ユニット21が移動して圧縮部が切り替わった状態を(b)に示す。中間仕切り板29は、圧縮済みの包装物Pを包装機に投入する時の状態を想定して、投入部に対応した位置(投入部の他方の縁に対応した位置)を占めるので、切り替え後の圧縮部(例えば圧縮部21Aとすると、前寄せ機構30Fの前寄せ板33F)と中間仕切り板29との間の開き状態のスペースは、切り替え前の圧縮部(圧縮部21Bにおける後ろ寄せ機構30Rの後ろ寄せ板33R)と中間仕切り板29との間の開き状態のスペースとは位置ズレ(包装物Pの中間仕切り板29に向かう方向の圧縮量Cに相当)が生じる。このズレを解消するため、中間ホッパ54は、圧縮部の切替えに際して、その下端排出口56が中間仕切り板29の位置を基準にして位置するように、圧縮ユニット21の移動方向と平行な方向に当該ズレの量だけ移動される。中間ホッパ54の移動により、包装物Pを送り込む中間ホッパ54の下端排出口56は、投入位置を占めていて包装物Pが落下・送り込まれる圧縮部に対して、常に、開き状態のスペースに対応した位置を占めることができ、包装物の圧縮部への落下・送り込みを確実に行うことができる。
ポーカー機構60は、固定ホッパ51と中間ホッパ54とに対して、上方から包装物を突き押すように動作する。ポーカー機構60は、固定ホッパ51と中間ホッパ54とに対して上下動して上方から包装物を突くポーカー61と、ポーカー61を駆動するため、図示しない固定フレームに取り付けられており且つ固定ホッパ51と中間ホッパ54との側方において縦方向に延びるロッドレスエアシリンダ62と、ロッドレスエアシリンダ62の出力部とポーカー61の上端部とを連結する横ロッド63とを備えている。ロッドレスエアシリンダ62の動作によって、横ロッド63を介して、ポーカー61が固定ホッパ51と中間ホッパ54内を縦方向に駆動される。
更に、圧縮部21A,21Bにそれぞれ対応した上圧縮機構32,32は、それぞれ図示しない固定フレームに取り付けられた上圧縮板駆動エアシリンダ65と、その出力ロッド66,66に取り付けられた上圧縮板67とを備えている。上圧縮機構32,32は、圧縮部21A,21Bがそれぞれ包装物の圧縮のために占めるオフセット位置に対応して設けられている。即ち、上圧縮板67は、左寄せ板37と右寄せ板38とが駆動されて互いに接近したときに囲い込む略六角形の平面形状に合わせた形状を有しており、左寄せ板37と右寄せ板38とが囲い込むその位置の上方に配置されている。
図2には、図1に示す圧縮投入装置における2階構造20のためのスライド機構22の側面図が示されている。1階構造10の1階ベース板11上にはスライドレール70,70(一方のみを図示)が取り付けられている。また、2階構造20の2階ベース板27の下面には各スライドレール70に対して前後の位置に離れてスライダ71,71が取り付けられている。スライダ71,71はスライドレール70上を滑らかにスライド可能である。1階ベース板11上にはスライド用サーボモータ23がブラケット23aを介して取り付けられている。したがって、スライド用サーボモータ23が駆動されるとき、その出力回転はレバー24,25の揺動に変換され、連結部26を介して2階ベース板27に伝達される。2階ベース板27は、スライドレール70,70及びスライダ71,71を介して、1階ベース板11に対して平行に、且つスライドレール70,70の延びる方向、即ち、前後方向にスライドする。
図3は、図1に示す圧縮投入装置による8つの工程から成る包装物の圧縮動作をそれぞれ概略的に示す説明図である。図3では、基本的に、縦型製袋充填機100から充填筒105を、1階構造10から1階ベース板11及びシャッタ板13,13を備えるシャッタ機構12を、2階構造20から中間仕切り板29と圧縮ユニット21の圧縮部21A,21Bを、そして3階構造50からポーカー61を備えるポーカー機構60を取り出して説明している。なお、シャッタ板13,13は、その説明上、開閉方向を90度回転して示している。
第1工程においては、圧縮部21Aでは包装物の落下による送り込みを受けており、圧縮部21Bでは包装物の圧縮が完了している。シャッタ機構12のシャッタ板13,13は閉じ状態にある。ポーカー機構60のポーカー61は上昇位置にある。
第2工程においては、圧縮ユニット21が前進しており、オフセット位置にある圧縮部21Aでは送り込みを受けた包装物の圧縮動作が行われ、圧縮部21Bでは圧縮が完了した包装物の充填筒105への供給待機状態にある。ポーカー61は上昇位置を維持している。
第3工程においては、シャッタ板13,13は開き状態となり、ポーカー61が下降する。ポーカー61は、圧縮部21B内で圧縮された包装物を上方から突き押すことによって圧縮部21Bから押し出して、充填筒105内に供給する。圧縮部21Aでは、送り込みを受けた包装物を圧縮する圧縮動作が引き続き行われる。
第4工程においては、ポーカー61は上昇し、シャッタ板13,13が閉じる。圧縮部21Aでは、包装物を圧縮する圧縮動作が引き続き行われる。圧縮部21Bでは、次に圧縮すべき包装物が落下により送り込まれるのを待機する。
第5工程においては、ポーカー61は上昇位置にあり、シャッタ板13,13は閉じている。圧縮部21Aでの包装物の圧縮が完了する。圧縮部21Bでは、包装物が落下して送り込まれるのを受ける。
第6工程においては、ポーカー51は依然として上昇位置にあり、シャッタ板13,13は引き続き閉じている。圧縮ユニット21が後進し、ポーカー61の下方には、包装物の圧縮が完了した圧縮部21Aが移動して来て、充填筒105への供給待機状態となる。圧縮部21Bはオフセット位置に移動する。
第7工程においては、シャッタ板13,13は開き状態となり、ポーカー61が下降する。ポーカー61は、圧縮部21A内で圧縮された包装物を上方から突き押すことによって圧縮部21Aから押し出して、充填筒105内に供給する。オフセット位置にある圧縮部21Bでは、送り込まれた包装物を圧縮する圧縮動作が行われる。
第8工程においては、ポーカー61は上昇し、シャッタ板13,13が閉じる。圧縮部21Bでは、送り込まれた包装物を圧縮する圧縮動作が引き続き行われる。圧縮部21Aでは、次に圧縮すべき包装物が落下により送り込まれるのを待機する。
図3に基づいて説明したように、第1工程〜第8工程の間に、圧縮部21Aと圧縮部21Bそれぞれへの包装物の落下による送り込みからポーカー51による突き押しまでの動作によって、充填筒105への供給が行われる。このサイクルの間に、充填筒105への圧縮済みの包装物の供給は2度行われる。圧縮部21Aと圧縮部21Bにおける包装物の圧縮は、ポーカー61の直下、即ち、充填筒105の直上の位置から、圧縮ユニット21の前後進によって前後方向にオフセットされた位置で行われる。圧縮部21A及び圧縮部21Bの一方が包装物の圧縮のためにオフセット位置に移動するのと交替に、圧縮部21A及び圧縮部21Bの他方が包装物の圧縮完了の状態でポーカー61の直下、即ち、充填筒105の直上の位置に到来し、シャッタ板13,13の開きとポーカー61の下降によって、圧縮済みの包装物が充填筒105内に供給され、更に充填筒105内への供給の後に、シャッタ板13,13が閉じて、次に圧縮すべき包装物の落下による送り込みを受ける。したがって、充填筒105への包装物の供給には、送り込まれた未圧縮の包装物の圧縮工程の開始から完了までを待つ必要がなく、交互に到来する圧縮済みの包装物を順次、包装に供することができる。
図4は、図3に示す工程のうち、第1及び第2の工程の詳細を説明する図である。第1工程においては、図面の最も下に1階構造10の平面図が、中間には2階構造20の平面図が、そして最も上に3階構造50の側面図がそれぞれ示されている。第2工程〜第8工程においても同様の図面が示されている。第1工程において、1階構造10ではシャッタ機構12が閉じられた状態にあり、2階構造20では圧縮ユニット21は後進位置にある。圧縮部21Aでは、前寄せ板33F及び左右の寄せ板37,38は後退した位置にあって、前寄せ機構30F及び左右寄せ機構31は共に開いた状態にあり、圧縮すべき包装物の落下による送り込みを受ける状態にある。オフセット位置を占める圧縮部21Bでは、後ろ寄せ板33R及び左右の寄せ板37,38は前進して略六角形に閉じた位置にあり、後寄せ機構30R及び左右寄せ機構31は共に閉じた状態にあり、先に送り込まれていた包装物の圧縮が完了している。3階構造50においては、ポーカー61は上昇位置にあり、中間ホッパ54は前進位置にあり、そして上圧縮機構32,32の上圧縮板67,68は共に上位置にある。第1工程において、包装物が落下によって圧縮部21Aに送り込まれる。
第2工程において、1階構造10ではシャッタ機構12が依然として閉じられた状態にあるが、2階構造20では圧縮ユニット21は前進位置に移動され、オフセット位置に移動した圧縮部21Aでは、送り込まれた包装物の圧縮が開始される。左右寄せ機構31は開き状態にあるが、前寄せ機構30Fでは前寄せ板33Fが前寄せ駆動機構34の動作によって閉じられる。圧縮部21Bでは、依然として包装物の圧縮が完了した状態にある。3階構造40においては、第1工程と同じ状態に維持される。このように、第2工程においては、圧縮ユニット21は前進位置に移動され、圧縮部21Aに送り込まれていた包装物が圧縮開始される。
図5は、図3に示す工程のうち、第3及び第4の工程の詳細を説明する図である。第3工程において、1階構造10ではシャッタ機構12が開き、2階構造20では圧縮ユニット21は前進位置を維持し、圧縮部21Aでは包装物の圧縮が継続中であって、前寄せ板33F及び左右の寄せ板37,38は閉じ状態にある。圧縮部21Bでは、後ろ寄せ板33R及び左右の寄せ板37,38は略六角形の閉じ状態にあり、圧縮が完了した包装物の充填筒105への供給が行われる。即ち、3階構造50においては、中間ホッパ54は前進位置を維持し、上圧縮機構32,32の上圧縮板67,67は共に上位置を維持しているが、ポーカー61は下降されて、圧縮部21B内の圧縮完了状態にある包装物を下方に突き押す。このように、第3工程においては、圧縮部21Aでは包装物の圧縮が継続中であるが、圧縮部21Bでは、圧縮完了状態にある包装物がポーカー61の下降によって開いたシャッタ機構2を通して突き落とされて、充填筒105内へと供給される。
第4工程において、1階構造10ではシャッタ機構12が再び閉じ、2階構造20では圧縮ユニット21は前進位置を維持し、圧縮部21Aでは、前寄せ板33F及び左右の寄せ板37,38は閉じ状態にあって包装物の圧縮が継続中である。圧縮部21Bでは、後寄せ機構30R及び左右寄せ機構31は開き状態(前寄せ板33F及び左右の寄せ板37,38は外側に広がる開き状態)に移行し、次に圧縮すべき包装物が落下によって送り込まれるのを待機している。3階構造50においては、ポーカー61は上昇され、中間ホッパ54は圧縮部21Bへの包装物の送り込みのため後進位置に移行する。圧縮部21Bのための上圧縮機構32は、上圧縮板67が上位置を占めた状態を維持するが、圧縮部21Aのための上圧縮機構32の上圧縮板67は下降して、圧縮中の包装物に対して上方からも圧縮を行う。このように、第4工程においては、圧縮部21Aでは包装物の圧縮が上方からも行われ、圧縮部21Bでは、後寄せ機構30R及び左右寄せ機構31は開き状態に移行して、次に圧縮すべき包装物が、後進位置にある中間ホッパ54を通じて送り込まれるのを待機する。
図6は、図3に示す工程のうち、第5及び第6の工程の詳細を説明する図である。第5工程において、1階構造10ではシャッタ機構12が閉じ状態を維持し、2階構造20では圧縮ユニット21は前進位置を維持し、圧縮部21Aでは、前寄せ機構30F及び左右寄せ機構31は閉じ状態にあって包装物の圧縮が完了する。圧縮部21Bでは、後寄せ機構30R及び左右寄せ機構31は開き状態を維持し、次に圧縮すべき包装物が落下によって送り込まれる。3階構造50においては、ポーカー61は上昇された状態を維持し、中間ホッパ54は後進位置を維持する。圧縮部21Bのための上圧縮機構32は、上圧縮板67が上位置を占めた状態を維持するが、圧縮部21Aのための上圧縮機構32の上圧縮板67は上昇する。このように、第5工程においては、圧縮部21Aでは包装物の圧縮が完了し、圧縮部21Bでは、次に圧縮すべき包装物が、後進位置にある中間ホッパ54を通じて送り込まれる。
第6工程において、1階構造10ではシャッタ機構12が閉じ状態を維持し、2階構造20では圧縮ユニット21が後進位置に移行する。圧縮部21Aは、前寄せ機構30F及び左右寄せ機構31は依然として閉じ状態にあって包装物の圧縮状態が維持されたまま、シャッタ機構12との整合位置に移行される。圧縮部21Bにおいては、包装物を収容したままシャッタ機構12から離れたオフセット位置に移行され、後寄せ機構30Rは後ろ寄せ板33Rが閉じ状態に移行するが、左右寄せ機構31は左右の寄せ板37,38は外側に広がる開き状態を維持する。3階構造50においては、ポーカー61は上昇された状態を維持し、中間ホッパ54は後進位置を維持する。圧縮部21A及び圧縮部21Bのための上圧縮機構32,32は、上圧縮板67,67が上位置を占めた状態を維持する。このように、第6工程においては、圧縮ユニット21が後進位置に移行し、包装物の圧縮が完了している圧縮部21Aがシャッタ機構12との整合位置に移行し、包装物の落下・送込みを受けた圧縮部21Bは、包装物の圧縮のために、シャッタ機構12から離れたオフセット位置に移行する。
図7は、図3に示す工程のうち、第7及び第8の工程の詳細を説明する図である。第7工程において、1階構造10では、圧縮された包装物の充填筒105内への投入のため、シャッタ機構12が開く。2階構造20では、圧縮ユニット21は後進位置を維持する。即ち、圧縮部21Aは、前寄せ機構30F及び左右寄せ機構31は閉じ状態にあって包装物の圧縮状態が維持され、またシャッタ機構12との整合位置が維持されていて、ポーカー61による下方への突き押しによる投入に備える。圧縮部21Bでは、後寄せ機構30Rが閉じ状態を維持した状態で左右寄せ機構31は閉じ状態に移行し、面内2軸の方向で包装物が圧縮される。3階構造50においては、中間ホッパ54は後進位置を維持したまま、ポーカー61は下降されて、圧縮部21Aに圧縮状態にある包装物を、開いたシャッタ機構12を通して、充填筒105内に突き落として投入する。圧縮部21A及び圧縮部21Bのための上圧縮機構32,32は、上圧縮板67,67が上位置を占めた状態を維持する。このように、第7工程においては、後進位置を維持する圧縮ユニット21において、圧縮部21A内で圧縮が完了している包装物がポーカー61の下降によって、開状態のシャッタ機構12を通して充填筒105内に突き押し・投入され、シャッタ機構12から離れたオフセット位置にある圧縮部21Bでは包装物が圧縮される。
第8工程において、1階構造10では、次に圧縮される包装物の落下・送り込みを受けるため、シャッタ機構12が閉じる。2階構造20では、圧縮ユニット21は後進位置を維持する。即ち、圧縮部21Aでは、第7工程で圧縮済みの包装物が突き押し・投入されたので、シャッタ機構12との整合位置が維持された状態で次に圧縮される包装物の落下・送込みを受けるため、前寄せ機構30F及び左右寄せ機構31が開く。また、圧縮部21Bでは、シャッタ機構12から離れたオフセット位置にあって、後寄せ機構30R及び左右寄せ機構31が閉じ状態を維持し、包装物の圧縮が維持される。3階構造50においては、ポーカー61は上昇されて、中間ホッパ54は前進位置に移行される。即ち、圧縮部21Aは、次に圧縮すべき包装物が前進位置に移行された中間ホッパ54を通して落下・送り込みされるのを待機する。圧縮部21Aのための上圧縮機構32は、上圧縮板67が上位置を占めた状態を維持するが、圧縮部21Bのための上圧縮機構32は、上圧縮板67が下位置に降下して、圧縮部21B内の包装物を上方からも圧縮する。このように、第8工程においては、後進位置を維持する圧縮ユニット21において、圧縮部21Aでは、次に圧縮すべき包装物の落下・送り込みを待機し、圧縮部21Bでは包装物が上方からも圧縮される。第8工程の次には第1工程に戻って、次のサイクルに繰り返す。
以上、本発明による包装機のための包装物圧縮投入方法及び装置について、図示された実施例に基づいて説明をしたが、個々の構成要素については、同じ機能を備えれば、代替手段の適用が可能である。例えば、シャッタ機構12の開閉動作、中間ホッパ54の前後進動作及びポーカー61の上昇下降については、エアシリンダによる駆動に変えて、モータ等による駆動に変更してもよい。また、圧縮ユニット21を含む2階構造20及び中間ホッパ54や上圧縮機構32,32を含む3階構造については、前後方向に移動するものとして説明したが、これに代えて、シャッタ板13,13と同じく左右方向に移動するものに変更することも可能である。更に、包装機については縦型製袋充填包装機を例に挙げて説明したが、本発明による包装物の圧縮投入方法及び装置は、既製の袋、箱その他の容器に対して包装物を詰める他の形態の包装機に適用できることも明らかである。