JP6139226B2 - 包装機 - Google Patents

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本発明は、物品を搬送しながら包装する包装機に関する。
食品や日用品などの物品をシュリンク包装するラインでは、物品がシュリンク包装機に次々と供給され、フィルムによって個別にシュリンク包装されてシュリンク包装体が製造される。
具体的に、シュリンク包装機の製袋器に、原反フィルムから引き出されたフィルムが連続して供給されると共に物品が順次供給される。供給されたフィルムは、物品を包み込むように筒状に製袋され、幅方向(搬送方向直角方向)の両端縁が互いに重ねられると共に静電気で簡易的にシールされる。シールされたフィルムは、トップシール装置に搬送され、物品の長さに応じたピッチ毎に幅方向にカットされる。それから、シュリンクトンネル内において、熱風が吹き付けられ、フィルムが熱収縮してシュリンク包装体が製造される(例えば、特許文献1参照)。
製袋器からトップシール装置への搬送時には、搬送方向に走行する抑えベルトでフィルムを上方から抑え、シールされた部分に隙間が生じないようにする必要がある。抑えベルトには、例えば特許文献2に記載された抑えベルトを採用できる。
特公昭63−017696号公報 特開2009−096484号公報
しかしながら、従来の抑えベルトは水平に配置されているので、上面が傾斜している物品の場合、当該物品(フィルム)と抑えベルトとが点接触又は線接触となり、フィルムを確実に抑えることができない。このため、シールされた部分に隙間が生じ、正しくシュリンク包装することができない。抑えベルトをスポンジなどの弾性部材で構成し、物品と抑えベルトとを面接触させることが考えられるが、この場合、物品の高さが高い部分に局所的に力がかかるため、僅かな力で変形するような壊れやすい物品には向いていない。また、トップシール装置の直前まで物品を抑えることができず、トップシール時において物品が不安定になることがある。
また、従来の製袋器は天板が水平に配置されているので、上面が傾斜している物品の場合、当該物品の上面と当該製袋器の天板との間に隙間が生じ、当該物品の高さが低い部分にフィルムの余剰が発生する。フィルムの余剰は、熱収縮後に皺となり、製品としての美観を損ねる原因となる。
このような問題は、シュリンク包装をする場合に限られず、ピロー包装などの各種包装をする場合に共通して存在し得る。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、上面が傾斜している物品を正しく包装することができる包装機を提供することを目的とする。
(1)本発明は、動力源から動力を得て走行するコンベアによって、上面が傾斜した物品を搬送しながら包装する包装機であって、連続して供給されるフィルムの幅方向の両端縁を互いに重ね合せて重ね合せ部としつつ該フィルムを筒状に製袋する過程で、前記物品を該フィルムで包み込む製袋器と、前記物品を包み込んだ前記フィルムの上方で搬送方向に走行しながら該フィルムを上方から抑える抑えベルトと、を備え、前記製袋器は、幅方向の一方から他方に向けて下方に傾斜した天板を有し、前記抑えベルトは、幅方向の前記一方から前記他方に向けて下方に傾斜した状態で、前記搬送方向に沿って配置され、前記動力源から動力を得て回転する入力軸に対して、前記抑えベルトが引っ掛けられるローラーを回転させる出力軸を、該入力軸に対する該出力軸の角度を変更可能に、かつ、該入力軸と等速で該出力軸が回転するように連結する等速ジョイントを備えている、ことを特徴とする、包装機である。
本発明によれば、製袋器が、幅方向の一方から他方に向けて下方に傾斜した天板を有しているので、上面が傾斜している物品の場合に、フィルムの余剰の発生を防止できる。ひいては、熱収縮による皺の発生を抑制することができ、外観を向上させることができる。そして、抑えベルトを、幅方向の一方から他方に向けて下方に傾斜した状態で配置しているので、上面が傾斜している物品の場合に、フィルムと抑えベルトとを面接触させることができる。ひいては、フィルムを確実に抑えることができる。結果、上面が傾斜している物品の場合であっても、正しく包装することができる。また、抑えベルトと、製袋器の天板と、の双方を、幅方向の一方から他方に向けて下方に傾斜した状態で配置しているので、製袋器から抑えベルトに引き継ぐ際に、フィルムが捩れることはない。
また、等速ジョイントを備えているので、抑えベルトの傾斜角度を調整することと、抑えベルトの動力源をコンベアの動力源と共通にすることを、同時に実現することができる。これにより、簡単な構成でありながら、抑えベルトの傾斜角度を調整することができると共に、複雑な制御をすることなく、抑えベルトをコンベアに確実に連動させることができる。
(2)本発明はまた、前記抑えベルトの傾斜角度を調整する角度調整機構を備えていることを特徴とする、上記(1)に記載の包装機である。
上記発明によれば、角度調整機構を備えているので、包装する物品の上面の傾斜角度に応じて、抑えベルトの傾斜角度を調整することができる。すなわち、抑えベルトの傾斜角度を調整することで、上面の傾斜角度が異なる種々の物品を正しく包装することができる。
)本発明はまた、前記搬送方向に沿って配置され、前記抑えベルトで抑えられている前記物品の側方であって、かつ、幅方向の少なくとも前記一方の側から前記物品をガイドするサイド規制手段を備えていることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の包装機である。
上記発明によれば、サイド規制手段を備えているので、物品の幅方向の位置ずれを防止することができる。
)本発明はまた、前記製袋器は、前記物品の傾斜した前記上面の側に前記重ね合せ部が位置するように、前記フィルムを製袋することを特徴とする、上記(1)〜()のいずれかに記載の包装機である。
本発明の上記(1)〜()に記載の包装機によれば、上面が傾斜している物品を正しく包装することができる。


本発明の包装機の概略を示す正面図である。 製袋器を示す図であり、(A)は正面図であり、(B)は上面図であり、(C)は(A)の矢印IICの方向に視た断面図であり、(D)は(A)の矢印IIDの方向に視た断面図である。 (A)及び(B)は、下流側から上流側を視た角度調整機構の側面図である。 別の形態の製袋器を示す断面図であり、(A)はフィルムを底面で重ね合せる形態を示し、(B)は側面が傾斜した物品を包装する形態を示し、(C)は上面及び側面が傾斜した物品を包装する形態を示し、(D)はフィルムを底面で重ね合せ合掌貼りする形態を示し、(E)はフィルムを側面で重ね合せ合掌貼りする形態を示す。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る包装機1について詳細に説明する。
まず、図1〜図3を用いて、包装機1の構成について説明する。図1は、包装機1の概略を示す正面図である。図2(A)は、製袋器20の正面図である。図2(B)は、製袋器20の上面図である。図2(C)は、図2(A)の矢印IICの方向に視た製袋器20の断面図である。図2(D)は、図2(A)の矢印IIDの方向に視た製袋器20の断面図である。図3(A)及び図3(B)は、下流側から上流側を視た角度調整機構60の側面図である。なお、各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、各図において、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。
図1に示される包装機1は、食品や日用品などの物品XA1であって、かつ、その上面が傾斜しているものを順次包装するラインで使用される。なお、本実施形態では、包装機1としてシュリンク包装機の場合を例に説明するが、本発明は、ピロー包装機などの各種包装機に適用できる。
包装機1は、動力源であるサーボモーター(図示省略)から動力を得て走行する上流側コンベア装置(コンベア)40などによって物品XA1を搬送しながら包装する。具体的に、包装機1は、オーバーヘッドコンベア装置10と、製袋器20と、センター静電シール装置30と、上流側コンベア装置40と、抑えベルト装置50と、角度調整機構60(図3参照)と、トップシール装置70と、下流側コンベア装置80と、シュリンクトンネル90と、制御ユニット(図示省略)と、などを備えている。
まず、製袋器20に、原反フィルムYA1から引き出されたフィルムYA2が連続して供給されると共に、上流のオーバーヘッドコンベア装置10から物品XA1が順次供給される。供給される物品XA1は、その上面が、幅方向の一方(進行方向左側)から他方(進行方向右側)に向けて下方に傾斜した状態となるように配置されている。供給されたフィルムYA2は、物品XA1を包み込むように筒状に製袋され、幅方向の両端縁が、物品XA1の上方で互いに重ねられると共に、センター静電シール装置30によって静電気で簡易的にシールされる。物品XA1は、抑えベルト装置50で抑えられながら、上流側コンベア装置40によってトップシール装置70に搬送され、当該物品XA1の長さに応じたピッチ毎に幅方向にフィルムYA2がカットされる。それから、下流側コンベア装置80によって搬送され、シュリンクトンネル90内において、熱風が吹き付けられる。これにより、物品XA1を包み込んだフィルムYA2が熱収縮してシュリンク包装体ZA1が製造される。
このような包装機1の各部は、制御ユニット(図示省略)によって統括的に制御される。制御ユニットは、CPU、RAM、及びROMなどから構成され、各種制御を実行する。CPUは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能を実現する。RAMは、CPUの作業領域として使用される。ROMは、CPUで実行される基本OSやプログラムを記憶する。
オーバーヘッドコンベア装置10は、物品XA1を等間隔で搬送すると共に、下流の製袋器20に当該物品XA1を順次供給する。具体的に、オーバーヘッドコンベア装置10は、複数のローラー(符号省略)と、これら複数のローラーに引っ掛けられて走行する環状のベルト(符号省略)と、このベルトの動力源となるサーボモーター(図示省略)と、ローラーに対して所定間隔毎に取り付けられた複数のフィンガー(符号省略)と、を備えている。なお、環状のベルトに代えて、環状のチェーンを備えるようにしてもよい。
一のローラーは、サーボモーターに連結して当該サーボモーターの駆動によって回転する。残りのローラーは、ベルトの走行によって、一のローラーに連動して回転する。ベルトは、一のローラーの回転によって、循環するように走行する。複数のフィンガーは、ベルトの走行によって、当該ベルトと一体に循環するように走行する。物品XA1は、走行するフィンガーによって、所定間隔毎に搬送され、製袋器20に順次供給される。
図2(A)〜図2(D)に示される製袋器20は、ステンレスなどの一枚の金属プレートを筒状に屈曲又は湾曲させて成形される。具体的に、製袋器20は、底面20aと、一対の側面20b,20cと、天板20d,20eと、などを備えている。一対の側面20b,20cは、それぞれ、底面20aを曲げて成形される。天板20dは、幅方向の他方(進行方向右側)の側面20bを曲げて成形される。天板20eは、天板20dが成形された後に、幅方向の一方(進行方向左側)の側面20cを曲げて成形される。天板20d,20eは、それぞれ、物品XA1の上面の傾斜と平行となるように、幅方向の一方(進行方向左側)から他方(進行方向右側)に向けて下方に傾斜している。これら天板20d,20eは、互いに隙間を空けて配置される。このような製袋器20は、連続して供給されるフィルムYA2を筒状に製袋する過程で、物品XA1を当該フィルムYA2で包み込む。
図1、図2(B)及び図2(D)に示されるセンター静電シール装置30は、フィルムYA2に静電気を付与して、当該フィルムYA2をシールする。具体的に、センター静電シール装置30は、製袋器20の上方に配置された正電極板30aと、この正電極板30aに対向するように製袋器20に固定された負電極板30bと、を備えている。負電極板30bは、筒状に製袋されたフィルムYA2の内側に配置される。正電極板30aと負電極板30bとの間には、搬送中のフィルムYA2が通過することになる。結果として、正電極板30aと負電極板30bとの間を通過するフィルムYA2に、逐次静電気(電荷)が付与される。これにより、フィルムYA2の幅方向の両端縁が互いにシールされる。
図1に戻って説明する。上流側コンベア装置40は、フィルムYA2に包み込まれた状態の物品XA1を搬送すると共に、下流のトップシール装置70に当該物品XA1を順次供給する。具体的に、上流側コンベア装置40は、複数のローラー(符号省略)と、これら複数のローラーに引っ掛けられて走行する環状のベルト(符号省略)と、このベルトの動力源となるサーボモーター(図示省略)と、フィルムYA2に包み込まれた状態の物品XA1を環状のベルトに吸引して固定する吸引機構(図示省略)と、ベルト上の物品XA1の側方であって、かつ、幅方向の一方(進行方向左側)の側から当該物品XA1をガイドするサイドガイドバー41と、を備えている。
一のローラーは、サーボモーターに連結して当該サーボモーターの駆動によって回転する。残りのローラーは、ベルトの走行によって、一のローラーに連動して回転する。ベルトは、一のローラーの回転によって、循環するように走行する。このベルトには、搬送方向に沿って等間隔に吸気孔(図示省略)が形成されている。各吸引孔には、吸引機構が接続されている。吸引機構は、吸引孔を介して、ベルト上の物品XA1をフィルムYA2ごと吸引して、当該物品XA1をベルト上に固定する。これにより、ベルトの走行に伴って物品XA1が搬送される。
抑えベルト装置50は、上流側コンベア装置40が搬送する物品XA1を、包み込んでいるフィルムYA2ごと上方から抑える。具体的に、抑えベルト装置50は、駆動用のローラー51と、従動用の複数のローラー(符号省略)と、駆動用のローラー51及び複数の従動用のローラーに引っ掛けられて走行する環状の抑えベルト52と、上流側コンベア装置40のサーボモーター(図示省略)の動力を伝達する動力伝達機構53(図3参照)と、を備えている。
駆動用のローラー51は、動力伝達機構53を介して、上流側コンベア装置40のサーボモーターに連結し、当該サーボモーターの駆動によって回転する。従動用の複数のローラーは、抑えベルト52の走行によって、駆動用のローラー51に連動して回転する。抑えベルト52は、駆動用のローラー51の回転によって、循環するように、かつ、上流側コンベア装置40のベルトと等速で連動するように走行する。
図3(A)及び図3(B)に示されるように、抑えベルト52は、幅方向の一方(進行方向左側(図3における右側))から他方(進行方向右側(図3における左側))に向けて下方に傾斜した状態で、かつ、物品XA1の上面と略平行となる状態で、搬送方向に沿って配置される。この抑えベルト52は、角度調整機構60によって、傾斜角度が調整される。なお、抑えベルト装置50において、トップシール装置70側の従動用ローラーに代えて、特開2008−285312号公報の図1に示されるベルト支持部のようなナイフエッジ状の部材を備えるようにすることで、トップシール装置70の直前まで物品XA1を抑えることができ、安定してトップシールすることができる。
動力伝達機構53は、上流側コンベア装置40のサーボモーター(図示省略)から動力を得て回転する入力軸54と、抑えベルト52が引っ掛けられるローラー51を回転させる出力軸55と、入力軸54に対して出力軸55を連結する等速ジョイント56と、などを備えている。
等速ジョイント56は、ボールベアリング(図示省略)などを用い、2本の軸を軸方向に連結することで、2本の軸の互いの角度を変更可能にすると共に、2本の軸を互いに等速となるように回転させる。この等速ジョイント56は、入力軸54に対する出力軸55の角度を変更可能にしている。具体的に、等速ジョイント56は、角度調整機構60による抑えベルト52の傾斜角度の調整に伴って、入力軸54に対する出力軸55の角度を変更する。そして、等速ジョイント56は、入力軸54と等速となるように出力軸55を回転させる。
角度調整機構60は、抑えベルト52の傾斜角度を調整する機構であり、手動で、又はエアシリンダー(図示省略)若しくはサーボモーター(図示省略)などによって操作される。具体的に、角度調整機構60は、包装機1の本体に固定されている基部61と、基部61に対して揺動可能に連結されている揺動部62と、などを備えている。
基部61には、抑えベルト装置50の入力軸54が回転自在に取り付けられている。揺動部62には、抑えベルト装置50の出力軸55が回転自在に取り付けられている。揺動部62が揺動することで、抑えベルト装置50の出力軸55が揺動する。
なお、包装機1は、角度調整機構60とは別の機構(図示省略)によって、抑えベルト52を回動(揺動)又は上昇させて、当該抑えベルト52の搬送面を物品XA1から離反させることができる構造とすることができる。抑えベルト52を昇降させる機構としては、例えば、特開2009−096484号公報にある機構を採用することができる。
このように、包装機1によれば、抑えベルト52を、幅方向の一方から他方に向けて下方に傾斜した状態で配置しているので、上面が傾斜している物品XA1の場合に、フィルムYA2と抑えベルト52とを面接触させることができる。ひいては、フィルムYA2を確実に抑えることができる。結果、上面が傾斜している物品XA1の場合であっても、正しく包装することができる。
そして、製袋器20が、幅方向の一方から他方に向けて下方に傾斜した天板20dを有しているので、上面が傾斜している物品XA1の場合に、フィルムYA2の余剰の発生を防止できる。ひいては、熱収縮による皺の発生を抑制することができ、外観を向上させることができる。また、抑えベルト52と、製袋器20の天板20dと、の双方を、幅方向の一方から他方に向けて下方に傾斜した状態で配置しているので、製袋器20から抑えベルト52に引き継ぐ際に、フィルムYA2が捩れることはない。
そして、角度調整機構60を備えているので、包装する物品XA1の上面の傾斜角度に応じて、抑えベルト52の傾斜角度を調整することができる。すなわち、抑えベルト52の傾斜角度を調整することで、上面の傾斜角度が異なる種々の物品XA1を正しく包装することができる。
また、等速ジョイント56を備えているので、抑えベルト52の傾斜角度を調整することと、抑えベルト52の動力源を上流側コンベア装置40の動力源と共通にすることを、同時に実現することができる。これにより、簡単な構成でありながら、抑えベルト52の傾斜角度を調整することができると共に、複雑な制御をすることなく、抑えベルト52を上流側コンベア装置40に確実に連動させることができる。
さらに、幅方向の一方(進行方向左側)の側から物品XA1をガイドするサイドガイドバー41を備えているので、当該物品XA1の幅方向の位置ずれを防止することができる。そして、幅方向の他方(進行方向右側)の側には、サイドガイドバー41が配置されておらず、作業スペースがあるので、位置ずれ等した物品XA1を容易に排除することができる。
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
すなわち、上記実施形態及び以下の変形形態において、各構成の位置、大きさ、長さ、形状、材質、向きなどは適宜変更できる。また、上記実施形態及び以下の変形形態において、可能な範囲で他の形態の構成を適用してもよい。
あるいは、上記実施形態において、物品XA1との抵抗を低減するために、サイドガイドバー41に代えて、サイド規制手段であるサイドベルトコンベア装置(図示省略)を備えるようにしてもよい。側面が傾斜している物品(図示省略)を包装する場合には、抑えベルト装置50と同様で、物品の側面と平行となるように、サイドベルトコンベア装置のサイドベルトを傾斜させるようにすることもできる。
あるいは、上記実施形態において、サイドガイドバー41を幅方向の両側に一対備えるようにしてもよいし、又はサイドコンベア装置を幅方向の両側に一対備えるようにしてもよい。あるいは、サイドガイドバー41を幅方向の片側に備えると共に、サイドコンベア装置を幅方向の他方の片側に備えるようにしてもよい。
あるいは、上記実施形態において、包装機1は、フィルムYA2の幅方向の両端縁を、物品XA1の上面で互いに重ね合せてシールを行う逆型シュリンク包装機であったが、フィルムYA2の幅方向の両端縁を、物品XA1の下面で互いに重ね合せてシールを行う正型シュリンク包装機であってもよい。
あるいは、上記実施形態において、製袋器20は、上面となる天板20d,20eを傾斜させているが、物品の形状によっては、製袋器20の側面20b,20cを傾斜させるようにしてもよい。このように、物品の形状に合わせて、製袋器の上面、又は側面の少なくとも一方を傾斜させておくことで、製袋器の断面の周縁の長さを短くすることができる。結果、使用するフィルムYA2の幅を狭くすることができ、ひいては、使用するフィルムYA2の量を減少させることができる。
なお、従来の横型充填包装機(水平方向に物品を充填する包装機)の製袋器は、断面が略矩形状をしている。このため、物品の一部(上面、底面、側面など)が傾斜している場合、製袋器の断面は、当該物品が通過することができる最小の矩形状にしている。
製袋器の上面又は側面を傾斜させることや、抑えベルト52を傾斜させて配置することは、シュリンク包装機の場合に限定されず、熱収縮性のフィルム(シュリンク包装用のフィルム)を使用しないピロー包装機の場合であってももちろんよい。上記実施形態のセンターシールは、封筒貼りとしたが合掌貼りであってもよいし、静電シールはヒートシールであってもよい。
製袋器20の具体例として、図4(A)は、上面が傾斜した物品XA1について、フィルムYA2を底面で重ね合せ封筒貼りする形態21を示している。図4(B)は、側面が傾斜した物品XA2について、フィルムYA2を上面で重ね合せ封筒貼りする形態22を示している。図4(C)は、上面と側面が傾斜した物品XA3について、フィルムYA2を上面で重ね合せ封筒貼りする形態23を示している。図4(D)は、上面が傾斜した物品XA1について、フィルムYA2を底面で重ね合せ合掌貼りする形態24を示している。図4(E)は、上面が傾斜した物品XA1について、フィルムYA2を側面で重ね合せ合掌貼りする形態25を示している。
1 包装機
20 製袋器
20d 天板
40 上流側コンベア装置(コンベア)
41 サイドガイド(サイド規制手段)
50 抑えベルト装置
51 ローラー
52 抑えベルト
54 入力軸
55 出力軸
56 等速ジョイント
60 角度調整機構
XA1 物品
YA2 フィルム

Claims (4)

  1. 動力源から動力を得て走行するコンベアによって、上面が傾斜した物品を搬送しながら包装する包装機であって、
    連続して供給されるフィルムの幅方向の両端縁を互いに重ね合せて重ね合せ部としつつ該フィルムを筒状に製袋する過程で、前記物品を該フィルムで包み込む製袋器と、
    前記物品を包み込んだ前記フィルムの上方で搬送方向に走行しながら該フィルムを上方から抑える抑えベルトと、を備え、
    前記製袋器は、幅方向の一方から他方に向けて下方に傾斜した天板を有し、
    前記抑えベルトは、幅方向の前記一方から前記他方に向けて下方に傾斜した状態で、前記搬送方向に沿って配置され
    前記動力源から動力を得て回転する入力軸に対して、前記抑えベルトが引っ掛けられるローラーを回転させる出力軸を、該入力軸に対する該出力軸の角度を変更可能に、かつ、該入力軸と等速で該出力軸が回転するように連結する等速ジョイントを備えている、
    ことを特徴とする、
    包装機。
  2. 前記抑えベルトの傾斜角度を調整する角度調整機構を備えていることを特徴とする、
    請求項1に記載の包装機。
  3. 前記搬送方向に沿って配置され、前記抑えベルトで抑えられている前記物品の側方であって、かつ、幅方向の少なくとも前記一方の側から前記物品をガイドするサイド規制手段を備えていることを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の包装機。
  4. 前記製袋器は、前記物品の傾斜した前記上面の側に前記重ね合せ部が位置するように、前記フィルムを製袋することを特徴とする、
    請求項1〜3のいずれかに記載の包装機。
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