JP6344943B2

JP6344943B2 - ガス充填包装機

Info

Publication number: JP6344943B2
Application number: JP2014067448A
Authority: JP
Inventors: 川本敏則
Original assignee: Furukawa Mfg Co Ltd
Current assignee: Furukawa Mfg Co Ltd
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2018-06-20
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP2015189482A

Description

本発明は、包装袋に被包装物を充填し、その後不活性ガスを充填する際のガス充填量を均一にするガス充填包装機に関する。

食品等の被包装物の酸化防止等のために、不活性ガスを充填してから袋口をシールするロータリー式ガス充填包装機が特許文献１に開示されている。
この特許文献１のロータリー式ガス充填包装機は、多数のクランプ対を放射方向に設けた充填テーブルが、間欠駆動装置により複数のセクション毎に間欠停止して移動する。

まず、充填セクションにて、前記各クランプ対により吊り下げ状に支持された包装袋内に、被包装物を充填する。次に、仮付けシールセクションにて、ガス充填ノズルを包装袋内に挿入すると共に、仮付けシール装置により前記ガス充填ノズルの周囲を残して袋口の仮付けシールを施す。前記包装袋が数セクション移動する間に、前記ガス充填ノズルから不活性ガスを噴出させてガス置換を行う。

次に、シールセクションにて、前記ガス充填ノズルを前記包装袋から抜去すると共に、前記包装袋の上部を押え装置により押圧して袋内の不活性ガスを追い出した状態でシール装置によって袋口をシールする。次に、冷却・搬出セクションにて、シールされた袋口を冷却装置により冷却したあと、前記クランプが前記包装袋を解放し、ガス充填包装機の機外に前記包装袋が搬出され、包装製品のガス充填包装が完了する。

特許文献１は、包装袋の上部を押え装置により押圧して袋内の不活性ガスを追い出した状態でシール装置によって袋口をシールするので、ヘッドスペースの無い包装製品を製造する。

特開２００８−００７１３９号公報

包装袋内の空間のうちの被包装物の上方にできるヘッドスペースは、包装後の被包装物の破損を防ぐクッションの役割をしたり、被包装物と調味液とを包装体内で攪拌して均一に含浸させるための空間になったりするので、包装製品の種類によっては必要である。

従来のガス充填包装機では、ヘッドスペースを設けることを全く考慮しておらず、よって、包装袋の膨らみ具合や、ヘッドスペースの大きさを揃え、ガス充填量を均一にしようとしても、それに対応することができないという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑み、包装袋に被包装物を充填してヘッドスペースを設け、しかも不活性ガスを充填する際のガス充填量を均一にするガス充填包装機を提供することを目的とする。

包装袋を把持した一対のクランプを複数組備え、ガス充填セクションにガス充填機構が配置され、前記包装袋に被包装物を充填すると共にガス充填ノズルにより不活性ガスを充填して均一なガス充填量のヘッドスペースを包装袋に設けるガス充填包装機であって、前記ガス充填機構は、ガス充填ノズルを備えたガス充填装置と、一対の前記クランプを離間して袋口を緊張させた前記包装袋の袋口を挟持する一対の挟持部材を備えた挟持装置と、伸縮装置のロッドの収縮によって互いに接近し、ヘッドスペースの下部より下が一定量までしか膨らまないように一対の規制板で規制する袋規制装置と、から構成され、前記ガス充填装置は、包装袋の開口した袋口内にガス充填ノズルの下端部を挿入したり、抜去したりするノズル上下シリンダーを備え、前記挟持装置は、包装袋の袋口を挟持しても、包装袋内に挿入した前記ガス充填ノズルと干渉しないように挟持部材に切り欠きが設けられ、前記袋規制装置は、一対の前記規制板の先端部に、前記ガス充填ノズルと干渉しないように切り欠き部が形成された袋押さえ板を備え、伸縮装置のロッドの収縮によって互いに接近する前記一対の袋押さえ板が包装袋を境にして当接可能であり、前記袋規制板に、包装袋のヘッドスペースの膨らみを検知する検知装置を備えたことを特徴とする。

本発明は、前記構成により、包装袋の膨らみ具合や、ヘッドスペースの大きさを揃え、ガス充填量を均一にすることができる。

ガス充填包装機の平面図ガス充填機構の正面図袋規制装置の側面図袋規制装置の平面図袋規制装置の作動説明図

本発明は、前記背景技術で述べた特許文献１と同様に、ロータリー式包装機においてガス充填包装を行なうガス充填包装機であるが、特許文献１とはロータリー式包装機の構成が若干異なるので、本発明に用いられるロータリー式包装機を簡単に説明すると共に、本発明のガス充填包装機を説明する。なお、本発明はロータリー式包装機に限らず、例えば直進式の包装機にも適用できる。

図１に示すように、ガス充填包装機１０（ロータリー式包装機１１）は、間欠駆動装置１２の回転力で間欠回転する充填テーブル１３の外周縁部に、包装袋１４を把持する一対のクランプ１５を複数組備える。

給袋セクション（Ａ）では、包装袋供給装置１６から前記クランプ１５に包装袋１４が受け渡されて吊り下げられ、前記充填テーブル１３の回転により前記包装袋１４が下流に移送される。
開口セクション（Ｃ）では、前記クランプ１５に吊り下げられた前記包装袋１４の表裏面の袋口に、一対の吸着装置１７がそれぞれ吸着し、かかる状態で一対の前記吸着装置１７が離間し、前記包装袋１４の袋口が開口される。

充填セクション（Ｄ）では、前記包装袋１４の袋口に充填装置１８が挿入され、前記充填装置１８から被包装物が前記包装袋１４に充填される。
液充填セクション（Ｅ）では、前記被包装物が入った前記包装袋１４の袋口に液充填装置１９が挿入され、前記液充填装置１９から調味液が前記包装袋１４に充填される。
ガス充填セクション（Ｇ）では、前記被包装物と前記調味液とが入った前記包装袋１４にガス充填機構２０が不活性ガスを噴出してガス置換を行う。

第１シールセクション（Ｈ）では、袋口を第１シール装置２１によりシールする。第２シールセクション（Ｉ）では、前記第１シールセクション（Ｈ）でシールされた袋口を第２シール装置２２により再びシールし、シールを確実なものにする。
冷却・搬出セクション（Ｊ）では、シールされた袋口を冷却装置２３により冷却したあと、前記クランプ１５が前記包装袋１４を解放し、ロータリー式包装機１１の機外に前記包装袋１４は搬出され、包装製品のガス充填包装が完了する。

図１と図２とに示すように、前記ガス充填セクション（Ｇ）の前記ガス充填機構２０は、ガス充填装置２４と挟持装置２５と袋規制装置２６とから構成されている。前記ガス充填装置２４と前記挟持装置２５とは、機台に立設した支柱２７の上端に水平に固定した支持アーム２８にそれぞれ固定されている。また、前記袋規制装置２６は、機台に固定さている。

前記挟持装置２５は、前記包装袋１４の袋口を挟持する一対の挟持部材２５Ａを備えている。前記一対の挟持部材２５Ａは、継ぎ板２５Ｂを介して一対の歯合したギヤ２５Ｃ，２５Ｄにそれぞれ固定されている。前記ギヤ２５Ｃ，２５Ｄは、横長なフレーム２５Ｅの側面に固定されたピンに軸支されている。

一方の前記ギヤ２５Ｃには作動片２５Ｆが備えられ、前記作動片２５Ｆの先端と挟持シリンダー２５Ｇのロッドの先端とが連結されている。前記挟持シリンダー２５Ｇの末端は、前記フレーム２５Ｅの側面に固定された軸に軸支されている。前記フレーム２５Ｅの上面に固定された支持棒２５Ｈが、機台に立設した前記支柱２７の上端に水平に固定した前記支持アーム２８に固定され、前記支持アーム２８が吊り下げ状に前記挟持装置２５全体を支持している。

前記ガス充填装置２４は、前記挟持装置２５の前記支持棒２５Ｈの上下方向の上半分位置に、固定具２４Ｄを介してノズル上下シリンダー２４Ａが取り付けられている。前記ノズル上下シリンダー２４Ａのロッドの下端にガス充填ノズル２４Ｂが備えられる。前記ガス充填ノズル２４Ｂの側面に、前記ガス充填ノズル２４Ｂの下端のガス噴出孔に連通したガス供給口２４Ｃが備えられ、前記ガス供給口２４Ｃに図示しないガス供給源が接続される。

前記ノズル上下シリンダー２４Ａのロッドの伸縮によって、前記クランプ１５に吊り下げ状に支持された包装袋１４の開口した袋口内に、前記ガス充填ノズル２４Ｂの下端部が挿入したり、抜去したりする。

前記ガス充填ノズル２４Ｂの前記ガス噴出孔を前記包装袋１４の袋口に挿入し、前記ガス噴出孔から不活性ガスを前記包装袋１４内に充填する時に、前記挟持装置２５の前記挟持シリンダー２５Ｇが作動し、前記一対の挟持部材２５Ａが前記包装袋１４の袋口を挟持する。前記一対の挟持部材２５Ａが挟持作動した時に、前記一対の挟持部材２５Ａが前記ガス充填ノズル２４Ｂを挟持しないように、当該挟持部材２５Ａの幅方向の中央付近に切り欠きがそれぞれ設けられており、前記一対の挟持部材２５Ａと前記ガス充填ノズル２４Ｂとの間に隙間が形成されている。かかる状態で前記ガス噴出孔から不活性ガスが充填されると、前記包装袋１４内の空気は、前記隙間を通って前記包装袋１４外に排出される。

次に、図２、図３、図４を用いて前記袋規制装置２６を説明する。図２に示すように、前記袋規制装置２６は、左右に同時に伸縮するロッドを両側に備えた伸縮装置２６Ａが機台に固定され、前記伸縮装置２６Ａの前記両ロッド端に、立板２６Ｂを介してＬ字状の支え板２６Ｃがそれぞれ備えられる。

図２、図３に示すように、前記支え板２６Ｃの幅方向中央付近の上下２箇所に長穴２６Ｄが穿設され、２枚の前記支え板２６Ｃの対向面側に前記長穴２６Ｄを通して上下位置調整可能に規制板２６Ｅがノブ２６Ｆで固定される。前記上下位置調整は、包装袋１４に応じて適宜行なわれる。

図４に示すように、前記規制板２６Ｅの上端の左右端にガイドパイプ２６Ｇがそれぞれ固定されている。前記両ガイドパイプ２６Ｇに、コ字状の支え棒２６Ｈの両端をスライド可能にそれぞれ挿入してある。また、前記支え棒２６Ｈの両端に圧縮バネ２６Ｊを外嵌し、前記支え棒２６Ｈが前記規制板２６Ｅと離間する方向に付勢される。前記支え棒２６Ｈの両末端部にそれぞれ２個のナット２６Ｋを固定し、前記支え棒２６Ｈが前記ガイドパイプ２６Ｇから外れないようにしてある。

図３に示すように、前記支え棒２６Ｈに、正面視「く」字形の袋押さえ板２６Ｉが固定されている。前記伸縮装置２６Ａが作動して前記両規制板２６Ｅが接近した時に、一対の前記袋押さえ板２６Ｉが包装袋１４を境にして当接するが、前記圧縮バネ２６Ｊの付勢力に抗しながら、前記両規制板２６Ｅはさらに接近することができる。なお、前記袋押さえ板２６Ｉの幅中央にも、前記挟持装置２５の前記挟持部材２５Ａと同様に、切り欠き部が形成され、前記ガス充填ノズル２４Ｂと干渉しない。

次に、前記袋規制装置２６に含まれる検知装置２６Ｌを説明する。前記検知装置２６Ｌは、一対の前記規制板２６Ｅの外側面にそれぞれ備えられる。

図３、図４に示すように、前記検知装置２６Ｌは、前記規制板２６Ｅにネジで固定したベース板２６Ｌ１と、前記ベース板２６Ｌ１に立設した支え板２６Ｌ７と、前記支え板２６Ｌ７に片持ちで固定したシャフト２６Ｌ２とで構成される。

また、前記検知装置２６Ｌの構成は、前記シャフト２６Ｌ２に平面視「コ」字形の両側板を貫かれて軸支された検知片２６Ｌ３と、前記検知片２６Ｌ３の両側板の上端に一端を固定された平面視「逆Ｚ」字形の検知棒２６Ｌ４とを含む。
さらに、前記検知装置２６Ｌの構成は、前記ベース板２６Ｌ１に備えられたセンサー２６Ｌ５と、前記シャフト２６Ｌ２に外嵌された巻きバネ２６Ｌ６とを含む。

前記センサー２６Ｌ５は、前記検知片２６Ｌ３の下端を検知し、前記検知棒２６Ｌ４の揺動を間接的に検出する。
前記巻きバネ２６Ｌ６は、前記検知片２６Ｌ３を回転付勢することで前記検知棒２６Ｌ４の先端を内側に付勢すると共に、前記検知片２６Ｌ３の下端を前記センサー２６Ｌ５の検出範囲外にする。
前記検知棒２６Ｌ４の他端直線部は、前記規制板２６Ｅの上端の幅中央の切り欠き部から内側に飛び出すように設けられている。

次に、図１と図５とを主に用いてガス充填包装機１０の作動について説明する。
前記給袋セクション（Ａ）で前記クランプ１５に供給された新しい包装袋１４は、前記開口セクション（Ｃ）で袋口が開口され、前記充填セクション（Ｄ）で被包装物が充填され、前記液充填セクション（Ｅ）で調味液が充填され、前記ガス充填セクション（Ｇ）に到達する。

前記ガス充填機構２０の前記ガス充填装置２４の前記ノズル上下シリンダー２４Ａのロッドの伸長によって、前記包装袋１４の開口した袋口内に前記ガス充填ノズル２４Ｂが挿入される。

続いて、前記包装袋１４の両側縁を挟持した一対の前記クランプ１５が離間して袋口を緊張させる。前記挟持装置２５の前記挟持シリンダー２５Ｇのロッドの収縮によって、前記ギヤ２５Ｃを回動させ、前記一対の挟持部材２５Ａが前記包装袋１４の袋口を挟持する。前記挟持部材２５Ａに設けられた切り欠きによって、前記挟持部材２５Ａと前記ガス充填ノズル２４Ｂとの間には隙間があるので干渉しない。

次に、図５（ａ）に示すように、前記袋規制装置２６の前記伸縮装置２６Ａのロッドの収縮によって、前記両規制板２６Ｅが互いに接近し、前記袋押さえ板２６Ｉが前記包装袋１４に当接する。

続いて、図５（ｂ）に示すように、前記両規制板２６Ｅが互いにさらに接近し、前記袋押さえ板２６Ｉが前記包装袋１４のヘッドスペースを押し潰す。前記袋押さえ板２６Ｉに設けられた切り欠きによって、前記両規制板２６Ｅと前記ガス充填ノズル２４Ｂとの間には隙間があるので干渉しない。押し潰した際の前記包装袋１４内の空気は前記両隙間から排出される。

このとき、前記検知棒２６Ｌ４の先端は前記包装袋１４に触れていないので、前記検知片２６Ｌ３の下端を前記センサー２６Ｌ５は検出しない。

次に、図５（ｃ）に示すように、前記両規制板２６Ｅが互いに所定位置まで接近する。前記接近によって、前記包装袋１４の下半分を若干押し潰してもよい。これらのとき、前記袋押さえ板２６Ｉは前記圧縮バネ２６Ｊの付勢力に抗しながら当接を維持している。

続いて、前記ガス充填装置２４の前記ガス充填ノズル２４Ｂのガス噴出孔から不活性ガスが前記包装袋１４内に充填され、前記包装袋１４が不活性ガスで膨らむ。しかし、前記包装袋１４のヘッドスペースより下は、前記両規制板２６Ｅによって規制されているので、一定量までしか膨らまない。なお、不活性ガスの充填開始タイミングは、前記ガス充填ノズル２４Ｂが前記包装袋１４内に挿入された後ならば任意でも構わない。

不活性ガスの充填が継続されると、前記包装袋１４のヘッドスペースが膨らむ。ヘッドスペースの膨らみによって前記検知棒２６Ｌ４の先端が押されることで、前記検知片２６Ｌ３が前記巻きバネ２６Ｌ６の回転付勢に抗して前記シャフト２６Ｌ２を中心にして回動し、前記検知片２６Ｌ３の下端を前記センサー２６Ｌ５が検出する。

前記包装袋１４の膨らみを検出すると、不活性ガスの充填を止め、前記一対の挟持部材２５Ａの袋口の挟持を解除し、前記ガス充填ノズル２４Ｂを袋口から抜き出し、前記両規制板２６Ｅを離間させ、ガス充填工程を終了する。このとき、前記包装袋１４の両側縁を挟持した一対の前記クランプ１５が袋口を緊張させているので、前記包装袋１４に充填した不活性ガスが袋口から漏れ出したり、大気を前記包装袋１４内に取り入れたりすることは無い。

次に、前記包装袋１４は、第１シールセクション（Ｈ）と第２シールセクション（Ｉ）とで袋口をシールされ、冷却・搬出セクション（Ｊ）で袋口を冷却したあと、機外に搬出される。

本発明は、包装袋に被包装物を充填し、その後不活性ガスを充填する際のガス充填量を均一にするガス充填包装機に有用である。

１０・・ガス充填包装機
１１・・ロータリー式包装機
１３・・充填テーブル
１４・・包装袋
１５・・クランプ
２０・・ガス充填機構
２４・・ガス充填装置
２４Ｂ・・ガス充填ノズル
２５・・挟持装置
２６・・袋規制装置
２６Ｅ・・規制板
２６Ｌ・・検知装置
（Ｇ）・・ガス充填セクション

Claims

包装袋を把持した一対のクランプを複数組備え、ガス充填セクションにガス充填機構が配置され、前記包装袋に被包装物を充填すると共にガス充填ノズルにより不活性ガスを充填して均一なガス充填量のヘッドスペースを包装袋に設けるガス充填包装機であって、
前記ガス充填機構は、ガス充填ノズルを備えたガス充填装置と、一対の前記クランプを離間して袋口を緊張させた前記包装袋の袋口を挟持する一対の挟持部材を備えた挟持装置と、伸縮装置のロッドの収縮によって互いに接近し、ヘッドスペースの下部より下が一定量までしか膨らまないように一対の規制板で規制する袋規制装置と、から構成され、
前記ガス充填装置は、包装袋の開口した袋口内にガス充填ノズルの下端部を挿入したり、抜去したりするノズル上下シリンダーを備え、
前記挟持装置は、包装袋の袋口を挟持しても、包装袋内に挿入した前記ガス充填ノズルと干渉しないように挟持部材に切り欠きが設けられ、
前記袋規制装置は、一対の前記規制板の先端部に、前記ガス充填ノズルと干渉しないように切り欠き部が形成された袋押さえ板を備え、伸縮装置のロッドの収縮によって互いに接近する前記一対の袋押さえ板が包装袋を境にして当接可能であり、
前記袋規制板に、包装袋のヘッドスペースの膨らみを検知する検知装置を備えた
ことを特徴とするガス充填包装機。
袋規制装置は、伸縮装置のロッド端に支え板が備えられ、前記支え板の対向面側に上下位置調整可能に規制板が固定され、
袋押さえ板は、前記規制板の上端の左右端に、支え棒が規制板から離間する方向に付勢して設けられ、前記支え棒に固定されており、
検知装置は、検知棒の他端直線部は前記規制板の上端の幅中央の切り欠き部から内側に飛び出すように設けられ、前記検知棒の揺動をセンサーで検知して包装袋のヘッドスペースの膨らみを検知する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガス充填包装機。