JP6184393B2 - 包装装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、従来の縦型のシール包装装置では、被包装物が内装された筒状シートの上下両端部をひねる動作はできなかった。
この横型のシール包装装置は、被包装物を移送する移送装置の下流側に、フォーマーとセンターシール装置を配置し、その下流側に筒状シートを扁平させて挟持する上下1対の搬送プレートを複数配置し、さらに、その下流側に多数のチャック部とひねり装置を配置している。この装置によれば、筒状シートを搬送プレートで挟持して搬送しながらカッターが内装された回転シールブロックで横シールすると共に切断し、被包装物をシール・切断された筒状シート越しにチャック部で掴んで、チャック部を水平移動させながら筒状シートの両端部をひねり装置で摘んでひねって包装物を完成させる。
幅方向に湾曲させて幅方向両端部同士を縦方向にシールしながら筒状に成形された筒状連続シートを下方に向けて搬送する搬送部と、
搬送部の下方に配置され、筒状連続シートの途中を横方向にシールする横シール機構とを備え、
横シール機構は、
水平方向に移動可能に対向配置され、筒状連続シートを挟持して扁平状にした後に熱シール可能とする横シール部材と、
筒状連続シートを横シール部材により押えた状態で、横シール部材を回転させる回転駆動部と、
横シール部材の上下中間位置に水平方向に移動可能に配置され、横シール部材によって挟持された筒状連続シートを切断するカッターと、
横シール部材の下方に配置され、被包装物が包み込まれた筒状連続シートを保持する水平方向に移動可能な包装物保持部と、
横シール部材を水平方向に移動させる横シール部材開閉機構とを備え、
横シール部材開閉機構は、
各横シール部材が、上方に向けて突出するピン部を有し、
横シール部材のピン部が嵌め合わされ、両端部が開放される半円の円弧溝を下面に有し、各円弧溝の開放部が接続することにより環状溝が形成されるように水平方向に移動可能に配置される1対の板状の開閉部材と、
開閉部材を水平方向に移動させる駆動機構とを備えることを特徴とする。
横シール部材開閉機構は、
各横シール部材が、上方に向けて突出するピン部を有し、
横シール部材のピン部が嵌め合わされ、両端部が開放される半円の円弧溝を下面に有し、各円弧溝の開放部が接続することにより環状溝が形成されるように水平方向に移動可能に配置される1対の板状の開閉部材と、
開閉部材を水平方向に移動させる駆動機構とを備える。
幅方向に湾曲させて幅方向両端部同士を縦方向にシールしながら筒状に成形された筒状連続シートを下方に向けて搬送する搬送部と、
搬送部の下方に配置され、筒状連続シートの途中を横方向にシールする横シール機構とを備え、
横シール機構は、
水平方向に移動可能に対向配置され、筒状連続シートを挟持して扁平状にした後に熱シール可能とする横シール部材と、
筒状連続シートを横シール部材により押えた状態で、横シール部材を回転させる回転駆動部と、
横シール部材の上下中間位置に水平方向に移動可能に配置され、横シール部材によって挟持された筒状連続シートを切断するカッターと、
横シール部材の下方に配置され、被包装物が包み込まれた筒状連続シートを保持する水平方向に移動可能な包装物保持部とを備え、
横シール部材が、個別に動作する上部横シール部材と下部横シール部材とを備え、上部横シール部材と下部横シール部材の少なくともどちらか一方を回転駆動部により回転可能とすると共に、
上部横シール部材と下部横シール部材との間にカッターを配置させる構成とする。
筒状連続シートの内部に配置され、横シール機構の入口近くまで延びる被包装物が供給される供給パイプと、
搬送部の駆動、横シール機構の駆動、及び、供給パイプへの被包装物の供給を制御する制御部とを備え、
制御部は、横シール機構の横シール部材及び包装物保持部を移動させて筒状連続シートを保持した後に、横シール部材の加熱動作と、回転駆動部による横シール部材の回転動作と、カッターによる筒状連続シートの切断動作とを行う制御を行うと共に、横シール部材よりも上方位置で扁平状態となっている筒状連続シートの内部へ供給パイプから被包装物を供給する制御と、搬送部により連続シートを搬送する制御とを行うように構成することが好ましい。
さらに、供給パイプの下端部が横シール機構の入口近くまで延びているので、筒状連続シートを供給パイプによって筒状を維持すると共に、包装物保持部で被包装物が包み込まれた筒状連続シートを保持した状態で筒状連続シートのひねり動作を行うことができるので、包装物は外観良好なひねり状態にできる。
横シール機構全体を上下方向に移動可能とする上下駆動機構を備え、
制御部は、上下駆動機構を駆動して横シール機構全体を下方に移動させながら、横シール部材及び包装物保持部による筒状連続シートの押え動作、筒状連続シート内への被包装物の供給動作、搬送部による筒状連続シートの搬送動作、横シール部材による熱シール動作、横シール部材と回転駆動部とによるひねり動作、および、筒状連続シートの切断動作を行い、シート切断後に、横シール部材及び包装物保持部による筒状連続シートの押え動作を解除して、横シール機構全体を上昇させるように上下駆動機構を制御する構成とすることができる。
図1に示す包装装置1は、被包装物Tを供給するための供給パイプ21及び図示しないリールから繰り出される連続シートSを筒状に整形するためのフォーマー22を備えるフォーマーユニット2と、筒状の連続シートSを縦シールしながら下方に向けて搬送するための搬送ユニット3と、筒状連続シートSを扁平状にして横シール及び回転ひねりを行うための横シールユニット4と、各ユニットを内装するケーシング11とを備える。
また、図1に示すように、縦フレーム11eの一方の側部には、各ユニットの駆動を制御するための制御装置12(本願発明の制御部)が取り付けられている。
フォーマーユニット2は、図1及び図2に示すように、上下に延びる供給パイプ21と、供給パイプ21が内部に挿通された状態で配置されるフォーマー22とを備える。
フォーマーユニット2は、供給パイプ21及びフォーマー22を支持するための支持部材23を備えており、支持部材23は、中間フレーム11cに支持されている。
本願発明の搬送部となる搬送ユニット3は、図1及び図2に示すように、フォーマーユニット2の下方に配置されている。搬送ユニット3は、供給パイプ21を挟むようにして、供給パイプ21と平行して配置される1対の無端搬送ベルト31を備える。無端搬送ベルト31は、駆動プーリー32と従動プーリー33に掛け回された歯付ベルトで形成されている。各駆動プーリー32は、図2に示すように、それぞれ個別に設けた搬送用駆動モータ34で回転駆動される。
本願発明の横シール機構となる横シールユニット4は、図1及び図2に示すように、搬送ユニット3の下方に配置され、筒状連続シートSの途中を横シールして、ひねる動作を行う。
横シールユニット4は、図3から図5に示すように、筒状連続シートSを扁平状に押さえる1対の上部押さえ部41及び上部押さえ部41の下方に配置される1対の下部押さえ部42を備えると共に、上部押さえ部41と下部押さえ部42との間に配置されて筒状連続シートSを挟持する第1横シール部材43a及び第2横シール部材43bを備える。
支持フレーム8は、図3に示すように、長尺な1対の長尺支持フレーム81と、各長尺支持フレーム81の一端部と中間部に固定される2本の短尺支持フレーム82と、長尺及び短尺支持フレーム81,82に固定されるリング状のベースフレーム83とを備える。
さらに、本実施形態の包装装置1は、横シールユニット4全体を上下動させる上下駆動ユニット10を備える。
上下駆動ユニット10は、図1及び図2に示すように、上下駆動用ベルト10a、上下駆動用ベルト10aが掛け渡される下方の駆動プーリー10b及び上方の従動プーリー10c、そして、駆動用モータ10dを備える。従動プーリー10cは、ケーシング11の中板11iの下面に回転可能に支持され、駆動プーリー10b及び駆動用モータ10dは垂直補強フレーム11f及び縦フレーム11eに支持されている。
横シールユニット4の1対の上部押さえ部41は、図3及び図5に示すように、それぞれ断面L字状の上部板状部材41aと、上部板状部材41aの垂直壁が固定されて上部板状部材41aを水平方向に移動させる上部エアシリンダ41bとを備える。上部エアシリンダ41bはL字ブラケット41cを介して短尺支持フレーム82の外面に固定される。
上部板状部材41aは、対向する先端部が先細り状に形成され、上部エアシリンダ41bの駆動により、各先端部で筒状連続シートSを扁平状になるように押さえ付ける。
1対の下部押さえ部42は、図5に示すように、上部押さえ部41の下方に配置され、水平方向に移動可能に対向配置される下部板状部材42aと、下部板状部材42aを水平移動させる下部エアシリンダ42bとを備える。下部エアシリンダ42bは、短尺支持フレーム82に固定されているシリンダ取付ブラケット42cに固定されている。また、下部板状部材42aの下面には下方に突出するピン部42dが形成されている。下部エアシリンダ42bのピストンロッドの先端部には、下部板状部材42aのピン部42dを押圧するシリンダプッシャー42eが固定され、下部エアシリンダ42bの駆動によりシリンダプッシャー42eを介してピン部42dが押されるように構成されている。
上部押さえ部41と下部押さえ部42とにより、第1及び第2横シール部材43a,43bで筒状連続シートSを挟持する前に確実に筒状連続シートSを扁平状にしておくことができるので、第1及び第2横シール部材43a,43bによる筒状連続シートSの挟持を確実に安定して行える。
横シールユニット4の第1及び第2横シール部材43a,43bは、図5に示すように、上部押さえ部41と下部押さえ部42との間に配置され、図4にも示すように、後述する横シール部材開閉機構5によって水平方向に移動可能に対向配置されている。第1及び第2横シール部材43a,43bは、直方体状のブロックで形成され、扁平状の筒状連続シートSを上下方向に所定長さに亘って挟持する高さを有し、図4及び図5に示すように、第1及び第2横シール部材43a,43bの一部となる第1及び第2取付け部材51a,51bに取り付けられている。
第1及び第2取付け部材51a,51bは、図4及び図5に示すように、横シール部材用スライドブロック52と、横シール部材用スライドブロック52をスライドさせる横シール部材用レール53を介して大平歯車61の上面に水平移動可能に支持される。
第1カムフォロアプレート55aには第1取付け部材51aを水平移動させるための第1カムフォロア54aが取り付けられ、第2カムフォロアプレート55bには第2取付け部材51bを水平移動させるための第2カムフォロア54bが取り付けられている。第1カムフォロア54a及び第2カムフォロア54bが本願発明のピン部となる。
第1及び第2カムフォロア54a,54bは、第1及び第2カムフォロアプレート55a,55bに対して頭部が上方に突出するように固定されている。
第2カムフォロアプレート55bの上方には、下面に第2カムフォロア54bの頭部が嵌合され、両端が開放された円弧溝を有する半円弧の第2開閉カム56bが配置されている。この第2開閉カム56bも、円弧の切欠きを中央部に有する長尺板状の第2開閉カム取付プレート57bに固定されている。
第1及び第2開閉カム56a,56bと第1及び第2開閉カム取付プレート57a,57bも横シール部材開閉機構5を構成する部材である。第1開閉カム56aと第1開閉カム取付プレート57aとにより本願発明の板状の開閉部材の一方を、第2開閉カム56bと第2開閉カム取付プレート57bとにより本願発明の板状の開閉部材の他方を構成する。
各長尺支持フレーム81の上端面で、長手方向一端側には、図3及び図4に示すように、開閉カム用レール58aが設けられている。各開閉カム用レール58aには、第1及び第2開閉カム取付プレート57a,57bが開閉カム用スライドブロック58bを介して摺動可能に支持される。
第1開閉カム取付プレート57aの2つのロッド支持部材58cには、短ロッド58dの一端部が揺動自在に支持されている。また、第2開閉カム取付プレート57bの2つのロッド支持部材58cには、長ロッド58eの一端部が揺動自在に支持されている。
そして、第1及び第2開閉カム取付プレート57a,57bが互い接近する方向に移動すると、図6に示すように、第1及び第2横シール部材43a,43bの対向面が接触して、筒状連続シートSが扁平状に挟持される。
さらに、回転駆動部6は、図4に示すように、第1及び第2横シール部材43a,43bと第1及び第2取付け部材51a,51bとが配置される大平歯車61と、大平歯車61に噛み合う4つの小平歯車63とを備える。
大平歯車61は、上面に第1及び第2横シール部材43a,43b、第1及び第2取付け部材51a,51bなどを摺動させる横シール部材用レール53が固定され、中心部に筒状連続シートSを挿通させる開口部64が形成されている。4つの小平歯車63のうちの1つは、歯車駆動モータ65で回転駆動するようになっている。4つの小平歯車63と歯車駆動モータ65はベースフレーム83に支持されている。
図5、図7及び図8に示すように、下部押さえ部42の下方であって、スリップリング66の中空部内及びその下方には、被包装物Tが包み込まれた筒状連続シートSを保持する横シールユニット4の包装物保持部7が配置されている。
軸受74は、図5に示すように、回動支持部71bを上下で挟むように配置される上部軸受支持板75aと下部軸受支持板75bとに固定されている。上部軸受支持板75aには、保持プレート71の保持片71aが挿通される開口部が形成されている。
そして、保持プレート71の回動支持部71bが回転軸72を中心にして揺動すると、保持片71aの先端部がスリップリング66の中心に向かって揺動して、被包装物Tを包み込んだ筒状連続シートSに圧接する。また、保持片71aの先端部が反対方向に揺動すると、筒状連続シートSの保持が解除される。
保持片71aは、筒状連続シートS内に複数の被包装物Tが内装されていても、複数の被包装物Tを同時に保持できる長さを有しているので、型崩れすることなく筒状連続シートSを介して複数の被包装物Tを確実に保持できる。
本実施形態の包装装置1では、ひねりに合わせて包装物保持部7の全体を収縮吸収用エアシリンダ80によって上方に移動させることができるので、フィルム強度の弱い連続シートSを使用する場合でも、連続シートSが損傷することなく、確実に連続シートSのひねりを行うことができる。
また、図5及び図6に示すように、一方の第1横シール部材43aの上下中間位置の内部には、水平方向に移動可能に板状のカッター91が配置されている。カッター91は、第1及び第2横シール部材43a,43bで筒状連続シートSを挟持した状態で筒状連続シートSを切断する。
第1カムフォロアプレート55aの進出により、第1取付け部材51aも、第1横シール部材43aの先端部が第2横シール部材43bの先端部に接触するまでは、圧縮バネ94で押されて進出する。第1カムフォロアプレート55aと第1取付け部材51aとが進出している間は、カッター91の先端部は、第1横シール部材43aの内部に収納された状態となっている。
なお、第1取付け部材51aと第2取付け部材51bの移動ストロークは、第1取付け部材51aでのカッター91の進出を考慮して第1取付け部材51aの移動ストロークの方を長くしている。
このように、カッター91は、第1カムフォロアプレート55aの開閉動作により、第1取付け部材51a及び第1横シール部材43aに対して水平方向にスライドできるようになっている。
本実施形態では、搬送ユニット3の搬送用駆動モータ34及びベルト移動用エアシリンダ39の駆動、縦シールユニット35の加熱、横シールユニット4における上部エアシリンダ41b、下部エアシリンダ42b、開閉駆動モータ58k、歯車駆動モータ65、スリップリング66、エアシリンダ76及び収縮吸収用エアシリンダ80の駆動、上下駆動ユニット10の駆動用モータ10dの駆動、第1及び第2横シール部材43a,43bの加熱、及び、供給パイプ21への被包装物Tの供給の制御を制御装置12で行う。
次に、上記実施の形態に係る包装装置1による筒状連続シートSの熱シール、ひねり及び切断の動作について図9から図13に基づいて説明する。包装装置1は、制御装置12により各機器を駆動制御することによって熱シール、ひねり及び切断が行われる。
さらに、図11に示すように、第1及び第2横シール部材43a,43bが進出して、上部板状部材41aと下部板状部材42aとによって押さえられて扁平状態となっている筒状連続シートSを挟持し、熱シールする。
この場合、被包装物Tが供給された筒状連続シートSを包装物保持部7で保持しながら熱シールを行う。その結果、筒状連続シートS内に多めの被包装物Tを供給しても、被包装物Tを筒状連続シートS越しに包装物保持部7で保持するので、被包装物Tの荷重で筒状連続シートSが破断することなく確実に上部の熱シール及び切断を行うことができる。
このように構成することにより、図15に示すように、上部第1及び上部第2横シール部材44a,44bを回転させることなく熱シールのみ行い、下部第1及び下部第2横シール部材45a,45bを熱シールして回転させて、下端部がシール部分のみで上端部がシール部分とひねり部分とを有する包装物Pが得られる。また、上端部がひねり無しのシール部分のみで、下端部がシール部分とひねり部分とを有したり、下端部がひねり無しのシール部分のみで上端部がシール無しのひねり部分のみとしたり、または、上端部がひねり無しのシール部分のみで下端部がシール無しのひねり部分のみとする包装物Pも得られる。
この場合には、第1及び第2横シール部材43a,43bによって筒状連続シートSが押さえつけられると、供給パイプ21から次に包装する被包装物Tを供給して、供給パイプ21の下部で被包装物Tを待機させる。
例えば、液体、粘体、固液混合であれば、スープ、みそ、マヨネーズ、餡子などが挙げられる。粉体であれば、調味料、小麦粉、グラニュー糖、粉末コーヒー、粉石けんなどが挙げられる。粒体であれば、コーヒー豆、キャンデー、ナッツ類、豆菓子、穀類などが挙げられる。
例えば、本実施形態では、連続シートを切断した後に、ひねりを行ったが、ひねりを行った後に連続シートを切断するようにしてもよい。このように連続シートのひねりと切断を行う場合、カッターの移動機構を開閉カムの動きに連動させるのではなく、エアシリンダなどの駆動手段を用いて、横シール部材とは独立して駆動させるようにする。
12 制御装置
21 供給パイプ
3 搬送ユニット
4 横シールユニット
41 上部押さえ部
42 下部押さえ部
43a 第1横シール部材
43b 第2横シール部材
5 横シール部材開閉機構
54a 第1カムフォロア
54b 第2カムフォロア
56a 第1開閉カム
56b 第2開閉カム
6 回転駆動部
7 包装物保持部
91 カッター
T 被包装物
S 連続シート
Claims (4)
- 幅方向に湾曲させて幅方向両端部同士を縦方向にシールしながら筒状に成形された筒状連続シートを下方に向けて搬送する搬送部と、
搬送部の下方に配置され、筒状連続シートの途中を横方向にシールする横シール機構とを備え、
横シール機構は、
水平方向に移動可能に対向配置され、筒状連続シートを挟持して扁平状にした後に熱シール可能とする横シール部材と、
筒状連続シートを横シール部材により押えた状態で、横シール部材を回転させる回転駆動部と、
横シール部材の上下中間位置に水平方向に移動可能に配置され、横シール部材によって挟持された筒状連続シートを切断するカッターと、
横シール部材の下方に配置され、被包装物が包み込まれた筒状連続シートを保持する水平方向に移動可能な包装物保持部と、
横シール部材を水平方向に移動させる横シール部材開閉機構とを備え、
横シール部材開閉機構は、
各横シール部材が、上方に向けて突出するピン部を有し、
横シール部材のピン部が嵌め合わされ、両端部が開放される半円の円弧溝を下面に有し、各円弧溝の開放部が接続することにより環状溝が形成されるように水平方向に移動可能に配置される1対の板状の開閉部材と、
開閉部材を水平方向に移動させる駆動機構とを備えることを特徴とする包装装置。 - 幅方向に湾曲させて幅方向両端部同士を縦方向にシールしながら筒状に成形された筒状連続シートを下方に向けて搬送する搬送部と、
搬送部の下方に配置され、筒状連続シートの途中を横方向にシールする横シール機構とを備え、
横シール機構は、
水平方向に移動可能に対向配置され、筒状連続シートを挟持して扁平状にした後に熱シール可能とする横シール部材と、
筒状連続シートを横シール部材により押えた状態で、横シール部材を回転させる回転駆動部と、
横シール部材の上下中間位置に水平方向に移動可能に配置され、横シール部材によって挟持された筒状連続シートを切断するカッターと、
横シール部材の下方に配置され、被包装物が包み込まれた筒状連続シートを保持する水平方向に移動可能な包装物保持部とを備え、
横シール部材は、個別に動作する上部横シール部材と下部横シール部材とを備え、上部横シール部材と下部横シール部材の少なくともどちらか一方を回転駆動部により回転可能とすると共に、
上部横シール部材と下部横シール部材との間にカッターを配置させていることを特徴とする包装装置。 - 請求項1又は2に記載の包装装置において、
筒状連続シートの内部に配置され、横シール機構の入口近くまで延びる被包装物が供給される供給パイプと、
搬送部の駆動、横シール機構の駆動、及び、供給パイプへの被包装物の供給を制御する制御部とを備え、
制御部は、横シール機構の横シール部材及び包装物保持部を移動させて筒状連続シートを保持した後に、横シール部材の加熱動作と、回転駆動部による横シール部材の回転動作と、カッターによる筒状連続シートの切断動作とを行う制御を行うと共に、横シール部材よりも上方位置で扁平状態となっている筒状連続シートの内部へ供給パイプから被包装物を供給する制御と、搬送部により筒状連続シートを搬送する制御とを行うように構成していることを特徴とする包装装置。 - 請求項3に記載の包装装置において、
横シール機構全体を上下方向に移動可能とする上下駆動機構を備え、
制御部は、上下駆動機構を駆動して横シール機構全体を下方に移動させながら、横シール部材及び包装物保持部による筒状連続シートの押え動作、筒状連続シート内への被包装物の供給動作、搬送部による筒状連続シートの搬送動作、横シール部材による熱シール動作、横シール部材と回転駆動部とによるひねり動作、および、筒状連続シートの切断動作を行い、シート切断後に、横シール部材及び包装物保持部による筒状連続シートの押え動作を解除して、横シール機構全体を上昇させるように上下駆動機構を制御する構成としていることを特徴とする包装装置。
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