JP6460466B2 - 計量包装装置 - Google Patents

Description

本発明は、包装フィルムを用いて原料を自動的に計量・充填して包装する計量包装装置の技術分野に属するものであって、穀物等の粒状物を計量・充填して包装する計量包装装置に関するものである。

従来、穀物等の粒状物である原料を自動的に計量・充填して包装する計量包装装置は、ホッパ等に貯留させた前記原料をあらかじめ設定された充填量に計量した後、包装袋の投入口を経由して内部に充填し、その後、投入口を封止して包装している。

このような計量包装装置は、所定数の包装袋に原料を包装した後、別の原料に切り換えて切換後の原料を包装しようとする場合に、切換前の原料が切換後の原料に混入しないように、ホッパ等の装置内に残留している切換前の原料を除去する必要がある。例えば、特許文献１に記載されている計量包装装置では、原料の切換時に、装置内に残留している原料（切換前の原料）を専用の回収機構を用いて除去してから、切換後の原料の包装を行っている。

しかし、特許文献１に記載されている計量包装装置は、切換前の原料が装置内に残留しないように前記原料を除去するために、専用の回収機構を設けなければならず、装置の構造が複雑になるという問題があった。

特開２００８−３０２９６６

本発明は上記問題点にかんがみて、前記回収機構を設けることなく、原料の切換時に切換前の原料が製品として包装する切換後の原料に混入することを防ぐことが可能な計量包装装置を提供することを技術的課題とする。

上記課題を解決するため本発明は、粒状物からなる原料を計量する計量部と、前記原料を包装する製品用包装袋を供給する包装袋供給部と、前記計量部で計量された原料を前記製品用包装袋に充填して包装する包装部と、前記製品用包装袋に包装する原料の製品充填量を入力して設定する入力設定部を有するともに、前記計量部、包装袋供給部及び包装部の各運転を制御する制御部とを備えた計量包装装置において、前記制御部は、原料切換終了後に使用する切換包装開始スイッチを備えるとともに、前記入力設定部に原料切換終了後における包装開始直後の異種混入原料除去量を入力設定可能とし、前記切換包装開始スイッチを操作すると、前記包装開始直後の原料を異種混入原料として前記異種混入原料除去量だけ前記製品用包装袋に包装した後、製品用包装袋に包装する原料の量を前記製品充填量に切り換えて継続して原料の包装を行う制御手段を備える、という技術的手段を講じた。

本発明の計量包装装置は、製品充填量及び異種混入原料除去量を入力する入力設定部を備えるとともに、原料切換終了後に使用する切換包装開始スイッチを操作すると、原料切換終了後に前記異種混入原料除去量の原料を製品用包装袋に包装した後、製品用包装袋に包装する原料の量を前記製品充填量に切り換えて継続して原料の包装を行う制御手段を備えている。これにより、原料切換終了後に包装を開始すると、切換後の原料に切換前の残留原料が混入した状態の異種混入原料は、事前に設定した所定量の前記異種混入原料除去量だけが包装されて製品と確実に区別されて除去することができ、この後、手入力等による人為的な操作をすることなく、製品用包装袋に包装する原料の量が前記製品充填量に切り換わって、装置を停止することなく継続して連続的に原料の包装を行うことができる。よって、原料切換終了後に異種混入を確実に防ぎながら原料切換時の段取切換作業の効率を向上させて生産性を上げることができ、かつ、異種混入原料を除去するための回収機構を設ける必要もないので、装置本体の構造が複雑にならず、小型化することが可能となる。

本発明を実施した計量包装装置の側断面図である。 本発明を実施した計量包装装置の制御部を示した図である。 本発明の包装方法を説明するためのフローチャートである。 本発明を実施した計量包装装置の制御ブロック図である。

以下、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明を実施した計量包装装置１の側断面図である。計量包装装置１は、包装フィルムを用いて穀物等の粒状物の原料を包装するものであって、計量部Ａ、包装袋供給部Ｂ、包装袋印刷部Ｃ及び包装部Ｄからなる。計量部Ａは、上部に供給ホッパ２を有し、供給ホッパ２にシャッタ３を介して供給シュート４と、供給ゲート５を駆動する供給ゲート用シリンダ６が設けられている。供給シート４の下部にはロードセル７を備えた計量槽８が配設され、該計量槽８の排出口には排出ゲート９及び排出ゲート９を開閉するギヤードモータ１０が設けられ、排出ゲート９の下方には立設した排出シュート１１が設けられている。さらに、計量槽８の上部側に計量槽８に少量の原料を供給する小出しパイプ１２及び電磁フィーダ１３が設けられている。

次に、包装供給部Ｂ及び包装印刷部Ｃについて説明する。ロール載台１５に回転自在に載置されたチューブ状の包装材料のフィルム１６は通常ポリエチレンが利用されるが、ポリエステル、ナイロン又はポリ塩化ビニールといった比較的ガスバリヤ性の高い(透過度の小さい)樹脂、あるいはビニールの内側にポリエチレンを貼り合わせるといったようなラミネート材からなるものを使用することも可能である。フィルム１６は、圧送ローラ１７及び複数のガイドローラ１８により一定速度で案内されて、例えば静電式印刷、レーザープリンタ又はインクジェット式印刷等からなる包装印刷部Ｃで指定された製品表示、すなわち、銘柄表示、品質基準表示が印刷されて、下部シール装置１９に至る。また、符号２０は下部シール用シリンダであり、その下方に製品用包装袋を切断する手段を併設したシール台２１が設けられている。

前記シール台２１で下部シールされた製品用包装袋を保持する案内板２２を、前方を低位に傾設し、案内板２２の上部には袋供給用シリンダ２３によって作動する袋供給アーム２４を設け、袋供給アーム２４の先端にはクランプフィンガー２５及びクランプフィンガー２５を作動させるフィンガー用シリンダ２６が取り付けられている。

次に、包装部Ｄの構成について説明する。排出シュート１１の下端には、開閉手段(図示せず)を備えた一対のゲート１４が設けられるとともに更にその下方にクランプ機構２７が設けられている。クランプ機構２７は、製品用包装袋の左右を挟持して製品用包装袋を開口するクランプ部２８、該クランプ部２８の上面に製品用包装袋２９の開口部をシールするシール部３０を備え、シール部３０は前後方向に微動し得るように装着し、シール部３０の上面に前記排出シュート１１のゲート１４を臨ませてある。クランプ機構２７の下方には袋の底部を支える底板３１及び底板移動用シリンダ３２が設けられる。

前記計量包装装置１の正面には、運転を制御する制御部３４が設けられている。図４は、制御部３４の内部構造を示すブロック図である。制御部３４は、中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」という）４２と、該ＣＰＵ４２の作業領域としてデータの読み書きのできる第１記憶媒体（ＲＡＭ）７２と、前記ＣＰＵ４２で実行される基本的なプログラムを記録する読み出し専用の第２記憶媒体（ＲＯＭ）７３と、ハードディスク装置や不揮発性のフラッシュメモリ装置からなる第３の記憶媒体７４と、データの入出力に関する入出力回路（Ｉ／Ｏ）７５とを備えて構成される。

前記入出力回路７５には、通常の製品包装開始スイッチ６１や停止スイッチ４６等からなる運転操作スイッチ４３が接続されている。この運転操作スイッチ４３には、本発明に関する切換包装開始スイッチ６２を備えている。このほか前記入出力回路７５には、制御部３４によって制御される計量部Ａ、包装袋供給部Ｂ、包装袋印刷部Ｃ、包装部Ｄや、包装運転条件等を入力設定するための入力設定部４１や表示部４４等が接続されている。

前記入力設定部４１では、包装袋に充填する原料の量（製品充填量）や連続的に包装する包装袋の数量（製品数量）のほか、原料切換終了後の包装開始直後に包装袋に充填する原料の量（異種混入原料除去量）等を入力して設定する。

前記制御部３４の第２記憶媒体（ＲＯＭ）７３内には、本発明の特徴構成であって、切換包装開始スイッチ６２が操作された際に異種混入原料の除去を行うための運転プログラムが記憶してある（図３のフローチャート参照）。

図２は、前記運転操作スイッチ４３の複数のスイッチ、入力設定部４１にて入力する際に使用する複数のスイッチ及び製品充填量等を表示する表示部４４の配置例を示した図である。

以下、上記実施例における作用について、原料が白米である場合について説明する。図３は、計量包装装置１を用いた原料の包装方法を説明するためのフローチャートである。なお、本発明は白米の包装に限定されることはなく、穀粒等の粉粒体の包装に実施できるものである。

ステップＳ１：
まず、計量包装装置１の供給ホッパ２に原料を供給する。

ステップＳ２：
包装開始前に、入力設定部４１にて一つの製品用包装袋に製品として充填する原料の製品充填量や、原料切換時に製品と区別して包装する異種混入原料の異種混入原料除去量、製品として包装する製品数量等の包装に必要な条件を入力する。ここでは、図２に示しているように設定値の一例として、製品充填量を１０ｋｇ、異種混入原料除去量を５ｋｇ、製品数量を３０袋としている。入力方法は一般的な操作により入力するような方法にすればよく、本実施例では、製品充填量スイッチ４９を押してから数値入力スイッチ４８により製品充填量を入力し、異種混入原料除去量スイッチ５０を押してから数値入力スイッチ４８により異種混入原料除去量を入力し、そして、製品数量スイッチ５１を押してから数値入力スイッチ４８により製品数量を入力できるように構成している。一度入力した製品充填量、異種混入原料除去量及び製品数量等の設定値は、第３の記憶媒体７４に記憶できるようすることで次回の包装時に再入力せずに済むようにすることができる。また、製品数量を設定せずに、停止スイッチ４６を押すことで包装を終了できるように構成しても良い。

ステップＳ３：
前記製品充填量、異種混入原料除去量及び製品数量の入力後、製品包装開始スイッチ６１を押すことで、原料を包装する製品包装の連続運転が開始される。

ステップＳ４：
図示しない外部供給装置から供給ホッパ２内に搬送されている白米は、シャッタ３の開成により供給シュート４に供給される。供給後、供給ゲート用シリンダ６が作動し、供給ゲート５が開成することによって計量槽８内に前記白米を連続的に大量に投入する大投入が行われる。計量槽８に投入された白米の量が事前に設定した製品充填量に近づくと供給ゲート用シリンダ６の作動によって供給ゲート５を閉じ、前記大投入を終了し、終了後は、ロードセル７が前記製品充填量を検知するまで小出しバイブ１２から電磁フィーダ１３の振動作用によって白米を少量ずつ投入する小投入が行われ、計量槽８内に製品充填量の白米が一時貯留される。

ステップＳ５：
一方、これと並行して、包装袋供給部Ｂ及び包装袋印刷部Ｃにおいては、ロール載台１５に回転自在に載置されたチュ−ブ状の包装袋材料のフィルム１６が圧送ローラ１７により一定速度で案内板２２まで送り込まれる間に、制御部３４に入力されたデータに基づいて製品表示、すなわち、銘柄表示、品質基準表示等生産に関する必要な表示を印刷部Ｃにおいて印刷し、フィルム１６が一定長さ繰り出される。フィルム１６の流れが止まると、下部シール用シリンダ２０が伸長してシール台２１を押し下げて下部をシールすると同時にフィルム１６を切断して製品用包装袋２９が形成される。

シール台２１が上昇すると、フィンガー用シリンダ２６が作動して製品用包装袋２９の上端両側部をクランプフィンガー２５によってつかみ、さらに袋供給用シリンダ２３が伸長して袋供給アーム２４をほぼ９０度回転させ、クランプフィンガー２５でつかんだ製品用包装袋２９を包装袋部Ｄのクランプ機構２８に供給する。そして、製品用包装袋２９は、針（図示せず）により任意数の空気抜き用小孔があけられ、クランプ機構２７では一対の爪体（図示せず）が製品用包装袋２９の上端開口部の両端を挟持し、互いの爪体が左右に近づくとともに袋口の中央部が吸着等の手段により前後に開いて袋口が開く。袋口が開くと、ギヤードモータ１０の駆動によって排出ゲート９が開放され、計量槽８内の製品充填量の白米が排出シュート１１を流下して製品用包装袋２９内に投入される。充填が７０〜８０％進行した時点で底板移動用シリンダ３２が伸長して底板３１を上昇させ製品用包装袋２９の底を支えるとともに充填を促進する。充填が完了するとシール部３０により袋口上部のシールが行われ、シールが終わると爪体が開き底板３１が下降して、包装品となった製品用包装袋２９を機外の搬送コンベア３３状に落下させる。

ステップＳ６：
前記ステップＳ５の後、事前に設定された製品数量の包装を終了しているかどうかを確認する。前記包装が終了していない場合は、継続して原料の包装を行う（ステップＳ３に戻る）。この包装は、計量包装装置１の連続運転として制御部３４に設定された製品数量だけ繰り返し行われる。前記製品数量の包装が終了している場合は、製品の包装が完了したとして計量包装装置１が自動的に停止する。

ステップＳ７：
次に、包装を行う原料への切換作業を行う。本実施例では、計量包装装置１で、原料の種類を切り換えて包装を行う場合について説明する。前記切換作業は、切換前の原料の装置外への排出と、切換後の原料の供給ホッパ２への供給である。本発明では、原料切換終了後に切換包装開始スイッチ６２を操作することで、原料切換後の包装開始直後に、事前に設定した量の原料を異種混入原料として、製品と区別して包装することが可能である。したがって、切換後の原料の包装に使用する包装袋材料のフィルム１６を交換することなく、また、異種混入原料の回収機構を別途設けることなく容易に異種混入原料を除去することができるので、装置本体の構造が複雑にならず、小型化することが可能となる。

ここで、異種混入原料について説明する。計量包装装置１は、原料切換時に、切換前の原料をすべて装置外へ排出するが、装置内（例えば、供給ホッパ２や供給シュート４等）に複数の米粒が残留することがある。これら残留する米粒は、切換後の原料の包装開始直後に、切換後の原料の流れによって、装置外へ排出される。このため、前記包装開始直後に包装される原料は、切換後の原料に、切換前の原料が混入したものとなり、本発明では、これを異種混入原料としている。

ステップＳ８：
次に、原料切換終了後の異種混入原料の包装方法について説明する。図３のステップ６以降は、原料切換後の包装工程である。本発明では、原料切換終了後に切換包装開始スイッチ６２がユーザーによって押されるなどの操作が行われた場合に異種混入原料の包装が開始される。切換包装開始スイッチ６２が操作されると、製品用包装袋２９への原料の充填量が事前に設定された異種混入原料除去量に切り換わって、原料切換時に供給ホッパ２に供給された原料の包装が開始される。

ステップＳ９：
包装開始直後の原料は上記異種混入原料として扱う。まず、計量部Ａで前記異種混入原料除去量の異種混入原料を計量する。本実施形態では前記異種混入原料除去量を５．０ｋｇと設定しているので、５．０ｋｇの異種混入原料が計量される。

ステップＳ１０：
計量部Ａで計量された異種混入原料は、包装部Ｄで製品用包装袋２９に充填されて包装される。前記製品用包装袋２９には、切換前の原料に使用していたものを用いてもよいし、切換後の原料に使用するものを用いてもよいが、異種混入原料が包装されたことが明確にわかるように、包装印刷部Ｃにて、製品とは異なる表示の印刷を行うことが好ましい。また、製品に使用する製品用包装袋を、異種混入原料を除去する際にも使用することができるので、異種混入原料を除去するため製品用包装袋を別途設ける必要がない。異種混入原料除去用の包装袋を別途設けようとすると装置が大型化してしまうので、製品用と異種混入原料用とで同一の包装袋を使用することは、装置を小型化するために有効な手段である。

ステップＳ１１：
包装部Ｄでの包装後、前記異種混入原料除去量の異種混入原料がすべて包装されたことを確認する。前記異種混入原料除去量が一つの製品用包装袋に充填できる量であれば、異種混入原料の除去は一つの製品用包装袋へ異種混入原料を包装することで終了する。しかし、前記異種混入原料除去量が一つの製品用包装袋に包装できる量を超えていると、前記異種混入原料除去量の異種混入原料を複数の製品用包装袋に分けて包装することになる。例えば、前記異種混入原料除去量が１８ｋｇであって、一つの製品用包装袋に包装できる米粒の量が１０ｋｇであれば、一つ目の製品用包装袋に１０ｋｇの異種混入原料を包装し、二つめの製品用包装袋に８ｋｇの異種混入原料を包装することになる。

また、製品の包装袋と異種混入原料を包装した包装袋とを重さで判別できるように、製品の包装袋に包装する原料の量（製品充填量）が１０ｋｇであれば、異種混入原料の除去で一つの包装袋に包装する異種混入原料の量を１０ｋｇよりも少なくすることが可能である。例えば、異種混入原料除去量が１８ｋｇであるとすると、一つ目の包装袋に６ｋｇ、二つ目の包装袋に６ｋｇ、そして、三つ目の包装袋に６ｋｇの米粒を包装することが可能である。この様に異種混入原料を包装袋に包装すれば、製品の包装袋との区別を包装袋の重さによって容易にできるようになる。

なお、前記異種混入原料除去量が製品の包装袋に包装する原料の量よりも少ない場合であっても、異種混入原料を二つ以上の製品用包装袋に分けて包装してもよい。

ステップＳ１２：
前記ステップＳ１１にて前記異種混入原料除去量の異種混入原料がすべて製品用包装袋２９に包装されたことが確認された時点で、製品用包装袋２９への原料の充填量を事前に設定した製品充填量に切り換わる。そして、異種混入原料が包装された製品用包装袋２９を製品と区別して計量包装装置１から取り出して異種混入原料の除去は終了する。前記製品用包装袋２９の取り出しは、手動で行ってもよいし、別途装置を設けて行ってもよい。

異種混入原料の除去が終了した後、計量包装装置１は停止することなく、異種混入原料の包装から継続して製品としての原料の包装を行うことができる。この包装時に製品用包装袋に包装する原料の量は、異種混入原料除去時の異種混入原料除去量から事前に設定した製品充填量に自動的に切り換わる。よって、この切換時にユーザーが装置を操作する必要がないので、段取切換作業時間を削減することができ、生産性を上げることができる。特に複数台の計量包装装置で原料の包装を行う場合に効果が大きい。また、原料切換時における製品充填量の誤入力等の人為的なミスの発生を防ぐことができるという効果もある。

１ 計量包装装置
２ 供給ホッパ
３ シャッタ
４ 供給シュート
５ 供給ゲート
６ 供給ゲート用シリンダ
７ ロードセル
８ 計量槽
９ 排出ゲート
１０ ギヤードモータ
１１ 排出シュート
１２ 小出しパイプ
１３ 電磁フィ−ダ
１４ ゲート
１５ ロール載台
１６ フィルム
１７ 圧送ローラ
１８ ガイドローラ
１９ 下部シール装置
２０ 下部シール用シリンダ
２１ シール台
２２ 案内板
２３ 袋供給用シリンダ
２４ 袋供給アーム
２５ クランプフィンガー
２６ フィンガー用シリンダ
２７ クランプ機構
２８ クランプ部
２９ 製品用包装袋
３０ シール部
３１ 底板
３２ 底板移動用シリンダ
３３ 搬送コンベア
３４ 制御部
４１ 入力設定部
４２ ＣＰＵ
４４ 表示部
４６ 停止スイッチ
４８ 数値入力用スイッチ
４９ 製品充填量スイッチ
５０ 異種混入原料除去量スイッチ
５１ 製品数量スイッチ
６１ 製品包装開始スイッチ
６２ 切換包装開始スイッチ

Claims (1)

1. 粒状物からなる原料を計量する計量部と、
   前記原料を包装する製品用包装袋を供給する包装袋供給部と、
   前記計量部で計量された原料を前記製品用包装袋に充填して包装する包装部と、
   前記製品用包装袋に包装する原料の製品充填量を入力して設定する入力設定部を有するともに、前記計量部、包装袋供給部及び包装部の各運転を制御する制御部と、
   を備えた計量包装装置において、
   前記制御部は、原料切換終了後に使用する切換包装開始スイッチを備えるとともに、前記入力設定部に原料切換終了後における包装開始直後の異種混入原料除去量を入力設定可能とし、前記切換包装開始スイッチを操作すると、前記包装開始直後の原料を異種混入原料として前記異種混入原料除去量だけ前記製品用包装袋に包装した後、製品用包装袋に包装する原料の量を前記製品充填量に切り換えて継続して原料の包装を行う制御手段を備えることを特徴とする計量包装装置。
   

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