JP6576640B2 - 自動包装機の充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動包装機の充填装置の技術に関し、より詳細には、被包装物を貯留する貯留部と、貯留部より供給された被包装物を計量する計量部と、計量部にて計量された被包装物を包装材料に充填する充填部とを具備してなる自動包装機の充填装置に関する。

従来、薬剤、嗜好品、調味料、その他の食品などの粉状又は粒状の被包装物を密封包装して一度に複数のスティックタイプの包装体（製品）を得る多列式の自動包装機が公知である。このような自動包装機では、まず、長尺フィルム状の包装材料を移動させながら複数本に切断し、各々を多列に構成した成形シュートにてＵ字状に二つ折り成形する。次いで、シール装置を構成する縦シールバーにより包装材料の合わせ縁部を縦シールしてチューブ状とし、同じくシール装置を構成する横シールバーによりかかるチューブ状の包装材料を包装体一個分（一袋分）毎に横シールすることで、充填装置より供給される被包装物を密封包装するものである。

上述した自動包装機の充填装置は、通常、被包装物を貯留する貯留部と、貯留部より供給された被包装物を計量する計量部と、計量部にて計量された被包装物を充填する充填部等とで構成されている。かかる充填装置では、貯留部としてのホッパー内に被包装物が予め貯留されて、貯留部の下部に配設された計量部へと被包装物が供給される。計量部では、貯留部より供給された被包装物が計量マスに一定の容積値となるように充填され、充填部としての接続シュートを介して計量マス内の被包装物が包装材料に充填される。

従来の自動包装機の充填装置としては、例えば、特許文献１に開示されるように、ホッパー下方で被包装物を計量する計量部が、水平方向に回動軸を備えたロータ（揺動体）と、ロータを覆うシリンダと、シリンダ下部の計量凹部（計量マス）と、計量凹部下部でかつ充填部上方に配置されて計量凹部の下部を開閉可能なシャッターとを備え、シリンダは、ロータの外周面と摺動可能にロータを収納する収納孔と、収納孔とホッパー下部の供給口とを連通する連通孔とを備え、ロータは、シリンダの連通孔と計量凹部とにそれぞれ開口可能な流入孔と排出孔とを有する貯溜孔を備えてなる構成が公知となっている。

確かに、上述した特許文献１に開示される自動包装機の充填装置の構成では、計量部にて貯留部より供給される被包装物を計量マスに直接に投入するのではなく、貯留部と計量マスとを一旦分離して被包装物を保持する機構（シリンダ及びロータが相当）を具備してなるため、貯留部に貯留される被包装物の量に影響されることなく、被包装物を計量して充填部へと充填することができる。

しかしながら、計量部にて被包装物を計量マスに充填する際には、被包装物の特性（例えば、流動性など）に合わせて被包装物に質量圧（粉圧）を大きく加えた方がよい場合や逆に少なくした方がよい場合があるが、従来の計量部の構成では、かかる被包装物への質量圧を調整することができなかったため、質量圧の影響を受けて計量誤差が生じ、設定量を正確に容積計量できないという問題があった。また、従来の計量部の構成では、揺動体としてのロータが略円柱状に形成されるため、ロータの重量が大きく揺動動作の高速化が困難であり、ロータの動作不良に起因して被包装物の計量精度が低減するという問題があった。さらに、ロータの円周面がシリンダと摺接される構成であったため、摺接面に付着した被包装物が微粉末化されてしまい、得られる包装体の製品品質が一定しないという問題があった。

特開平６−１５６４０２号公報

そこで、本発明では、自動包装機の充填装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、簡易な構成で被包装物の特性に合わせて質量圧を調整して、設定量の被包装物を包装材料へと確実に精度よく充填できる自動包装機の充填装置を提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

すなわち、請求項１においては、被包装物を貯留する貯留部と、前記貯留部より供給された被包装物を計量する計量部と、前記計量部にて計量された被包装物を包装材料に充填する充填部とを具備してなる自動包装機の充填装置において、前記計量部は、前記貯留部の下部に配設され、前記貯留部内の被包装物を傾斜面及び該傾斜面の下端と段差なく連続される円弧面に沿って被包装物の投入口まで斜め下方にガイドし、前記傾斜面の鉛直上方に設けられた調整板にて質量圧を調整して移送する移送部と、前記移送部の下部に配設され前記移送部より被包装物が投入される計量マスが穿孔される計量板部と、を有してなり、前記移送部は、内部空間に水平方向の揺動軸にて円心揺動可能に軸支され、前記円弧面に沿って先端部が摺動される揺動板が設けられ、前記揺動板が円心揺動されることで、前記揺動板の先端部にて被包装物が投入された前記計量マスがマス切りされて容積計量されるものである。

請求項２においては、前記調整板が、内部空間に上下位置変動可能に取り付けられ、前記調整板が位置変動されることで、前記貯留部より供給される被包装物の量が増減されて質量圧が変更されるものである。

請求項３においては、前記移送部は、前記揺動板が、前記貯留部と前記計量板部とを遮断して被包装物を前記傾斜面上に保持する位置と、前記貯留部と前記計量板部とを連通させて被包装物を前記計量マスに投入する位置とに切り換えられるものである。

請求項５においては、前記移送部は、前記円弧面の最底点に前記計量マスと連通される投入口が開口されるものである。

請求項６においては、前記移送部は、前記傾斜面の上端が前記貯留部に連続される被包装物の供給口の直下に配置されるものである。

本発明の効果として、簡易な構成で被包装物の特性に合わせて質量圧を調整して、設定量の被包装物を包装材料へと確実に精度よく充填できる。

本発明の一実施例に係る充填装置を用いた自動包装機の全体的な構成を示した側面図である。 同じく図１の自動包装機の正面図である。 充填装置の正面図である。 揺動板が位置Ｐ１にある状態の充填装置の側断面図である。 揺動軸揺動機構の平面図である。 揺動軸揺動機構の側面図である。 揺動板が位置Ｐ２にある状態の充填装置の側断面図である。 充填装置の動作を示した図である。 同じく充填装置の動作を示した図である。 同じく充填装置の動作を示した図である。

まず、本実施例の充填装置１２を用いた自動包装機１００の全体構成について、以下に概説する。なお、以下の実施例において、図１の矢印Ｘ方向を自動包装機１００の上下方向、矢印Ｚ方向を自動包装機１００の前後方向、図２の矢印Ｙ方向を自動包装機１００の左右方向とする。

図１及び図２に示すように、本実施例の自動包装機１００は、長尺状の包装材料１を搬送経路に沿って間欠的に供給しながら、一度に複数の包装体（製品）を得る多列式の自動包装機として構成されている。具体的には、包装材料ロールＲを回転可能に支持するロール支持装置１０と、包装材料ロールＲより包装材料１を連続的に繰出す繰出し装置１１と、被包装物Ｍを貯留して計量充填する充填装置１２と、包装材料１を複数本に切断するスリッター装置１３と、包装材料１を長手方向に沿って二つ折り成形する成形シュート１４と、二つ折り成形された包装材料１を縦シール及び横シールして充装填置１２より供給される被包装物Ｍを密封包装する縦シール装置１５及び横シール装置１６等とで構成されている。

自動包装機１００の機体後方下部には、一対の支持軸にて包装材料ロールＲを両持ち支持するロール支持装置１０が配設され、ロール支持装置１０に支持されたロール状の包装材料１が、繰出し装置１１により搬送経路の下流方向へと連続的に繰り出される。機体後方上部には、スリッター装置１３が配設され、ロール支持装置１０より繰出された包装材料１が移動されながら成形シュート１４の列数（本実施例では５列）に合わせて幅の狭い複数本（本実施例では５本）に切断される。

スリッター装置１３にて切断された包装材料１は、機体前方上部に配設された対応する成形シュート１４へとそれぞれ移送される。成形シュート１４は、切断された包装材料１を長手方向に沿って二つ折り成形するために、上部で広く、かつ下部では狭く絞った面部材として形成されており、表面に沿って包装材料１が連続的に通過されることで、包装材料１が水平断面視にてＵ字状に二つ折り成形される。

成形シュート１４の上方位置には、本実施例の充填装置１２が配設されており、後述するように充填装置１２にて容積計量された被包装物Ｍが、成形シュート１４内に被包装物Ｍを供給する中間受けシュート１７に落下供給され、中間受けシュート１７を介して成形シュート１４より二つ折り成形された包装材料１内へと充填される。なお、充填装置１２については、詳細を後述する（図３等参照）。

成形シュート１４の下方位置には、二つ折り成形された包装材料１を縦シール及び横シールする縦シール装置１５及び横シール装置１６が配設されている。成形シュート１４にて二つ折り成形された包装材料１は、縦シール装置１５により合わせ縁部が縦シールされてチューブ状態とされ、縦シール装置１５の下方位置に配設された横シール装置１６により横シールされて有底状態とされる。そして、充填装置１２から被包装物Ｍが断続的に成形シュート１４を介して有底状態の包装材料１内へ供給され、さらに長手方向へと送り出された包装材料１の上辺が横シールされることで被包装物Ｍが密封包装される。

本実施例の自動包装機１００では、機体本体に対して横シール装置１６が上下方向に昇降移動可能に設けられ、横シール装置１６が包装材料１を横シールした状態で下降移動することで包装材料１が長手方向へと間欠的に送り出される。すなわち、横シール装置１６にて横シールされた包装材料１は、成形シュート１４を介して被包装物Ｍが充填され、同時に、横シール装置１６にて把持された状態のままで包装体一個分に相当する距離だけ下方に移動されることで送り出しが行われる。そして、横シール装置１６が上方に復帰作動されて再度包装材料１が横シールされることで、被包装物Ｍが密封包装される。

また、横シール装置１６には、図示せぬ切断刃が配設されており、横シール装置１６にて把持された状態で、被包装物Ｍが密封包装された包装材料１が横シール箇所の中央部分で切断刃にて直線カット（切断）されることで、包装体が連続的に得られる。なお、横シール装置１６にて切断された包装体は、横シール装置１６の下方位置に配設された排出ダクト１８を介して機外に排出される。

次に、本実施例の充填装置１２の構成について、以下に詳述する。
図３に示すように、本実施例の充填装置１２は、被包装物Ｍを貯留する貯留部としてのホッパー２０と、ホッパー２０より供給された被包装物Ｍを計量する計量部２１と、計量部２１にて計量された被包装物Ｍを包装材料１に充填する充填部としての接続シュート２２等とを具備してなり、計量部２１にてホッパー２０内の被包装物Ｍを一旦保持した後に容積計量し、接続シュート２２より被包装物Ｍを包装材料１に充填するように構成されている。

ホッパー２０は、内部空間に被包装物Ｍが貯留され、開口部２０ａより被包装物Ｍが計量部２１に落下供給される。本実施例のホッパー２０は、成形シュート１４の列数に合わせて複数（本実施例では５個）の開口部２０ａ・２０ａ・・・が機体左右方向（図２において矢印Y方向）に沿って所定の離間を隔てて等間隔に開口されており、ホッパー２０内の被包装物Ｍが各開口部２０ａ・２０ａ・・・へ振り分けられて計量部２１に供給される。各開口部２０ａ・２０ａ・・・は、平面視長方形の同形状に形成され、後述する計量部２１と接続された状態で、移送部２３（ガイドシュート３０の供給口３０ａ）と連通されている。

図３及び図４に示すように、計量部２１は、ホッパー２０の下部に配設されホッパー２０より供給された被包装物Ｍを傾斜面３０ｂに沿って、傾斜面３０ａの鉛直上方に設けられた調整板３４にて質量圧を調整して下方へと移送する移送部２３と、移送部２３の下部に配設され、移送部２３より被包装物Ｍが投入される計量マス２４ａが穿孔される計量板部２４と、計量マス２４ａを開閉させるシャッター装置２５と、計量マス２４ａの容積を調整する計量マス調整装置２６等と、を有してなり、移送部２３より被包装物Ｍが投入された計量マス２４ａがマス切りされて容積計量されるように構成されている。

移送部２３は、ホッパー２０の開口部２０ａ・２０ａ・・・の個数（本実施例では５個）に対応して配設されており、ホッパー２０の開口部２０ａと接続されるガイドシュート３０と、ガイドシュート３０の下側方に配設される保持部３１と、保持部３１の内部空間に水平方向の揺動軸３３にて円心揺動可能に軸支される揺動板３２と、保持部３１の内部空間に上下位置変動可能に取り付けられる調整板３４等とで構成されている。

ガイドシュート３０は、ホッパー２０より落下供給された被包装物Ｍを斜め下方向へガイドしながら計量板部２４（計量マス２４ａ）へと移送する内部空間を有するシュートとして形成され、上端にホッパー２０の開口部２０ａと連通される平面視長方形の供給口３０ａが開口され、上下方向中途部より垂直方向に対して所定角度傾斜された傾斜面３０ｂが形成されている。また、ガイドシュート３０の側面には、機体後方に向けて排出口３０ｃが開口され、後述する保持部３１と内部連通されている。

傾斜面３０ｂは、平面状に形成され、ガイドシュート３０がホッパー２０と接続された状態で供給口３０ａ（開口部２０ａ）の下方位置に配設され、機体後方（図４において右方向）に向けて傾斜されている。このように本実施例の充填装置１２では、移送部２３にガイドシュート３０が設けられることで、ホッパー２０より落下供給された被包装物Ｍが、供給口３０ａを介して傾斜面３０ｂにて後述する調整板３４によって質量圧が調整されながら、機体後方に向けてガイドされて排出口３０ｃより保持部３１へと移送される。

保持部３１は、ガイドシュート３０より移送された被包装物Ｍを保持可能な内部空間を有するように形成され、ガイドシュート３０と連続される底部３５と、底部３５の左右方向（図３において左右方向）の両側面を覆うようにして立設された一対の立壁部３６・３６等とで構成されている。底部３５は、表面に傾斜面３０ｂの下端と連続される断面円弧状の円弧面３５ａが形成され、円弧面３５ａの中央部の最底点に計量板部２４の計量マス２４ａと連通される投入口３５ｂが開口されている。円弧面３５ａは、後述するように揺動板３２の先端部３２ａの円弧軌道に沿った形状に形成されている。

保持部３１は、底部３５の左右方向両側に立壁部３６・３６が立設されることで、底部３５の上方空間に被包装物Ｍの収容空間が形成され、ホッパー２０より供給された被包装物Ｍがガイドシュート３０及び保持部３１にて保持可能とされている（図４参照）。保持部３１では、ガイドシュート３０を介して移送された被包装物Ｍが底部３５の円弧面３５ａにて最底点に集められ、投入口３５ｂを介して計量板部２４（計量マス２４ａ）へと投入される（後述する図７等参照）。

揺動板３２は、略長板状部材として形成され、保持部３１の内部空間に配設され、底部３５の上方位置であって立壁部３６・３６の離間に配置されている。揺動板３２は、揺動軸３３に取り付けられ、先端部３２ａが機体前後方向（図４において左右方向）に向けて円心揺動可能に軸支されている。揺動板３２は、揺動軸３３に軸支された状態で、先端部３２ａが底部３５の円弧面３５ｂに当接され、側部が立壁部３６・３６の内側面に当接されており、揺動板３２が揺動される際には、先端部３２ａ及び側部が底部３５及び立壁部３６・３６にそれぞれ摺接される。

揺動軸３３は、機体左右方向（図２において矢印Ｙ方向）に沿って延設され、保持部３１（の立壁部３６・３６）を左右方向に貫通して水平に配置されている。揺動軸３３は、一端が機体左方に設けられた揺動軸揺動機構４０と接続されており、モータ装置４４からの動力が伝達されることで揺動駆動可能とされている。

図３、図５及び図６に示すように、揺動軸揺動機構４０は、揺動軸３３の一端に固定される支持アーム４１と、支持アーム４１と連結されるリンクアーム４２と、リンクアーム４２の一端を駆動軸４４ａ周りに旋回させる旋回部材４３と、駆動軸４４ａが垂直上方に向けて突出するように配設されるモータ装置４４等とが設けられている

支持アーム４１は、平面視長板状に形成され一端が揺動軸３３に固定され、他端にリンクアーム４２の一端と回転自在に連結されている。支持アーム４１が機体前後方向に揺動されることで、揺動軸３３が揺動されて揺動板３２が連動して機体前後方向に円心揺動される。リンクアーム４２は、他端が旋回部材４３の旋回軸４３ａと回転自在に連結されている。

旋回部材４３は、モータ装置４４の駆動軸４４ａに回転可能に固定され、駆動軸４４ａの軸中心より周方向にずれた位置に旋回軸４３ａが配設されている。旋回部材４３は、モータ装置４４が駆動されることで、駆動軸４４ａと連動して一体回転され、その際、旋回軸４３ａが駆動軸４４ａ周りに旋回されて、旋回軸４３ａに連結されたリンクアーム４２の他端が連動して駆動軸４４ａ周りに旋回される。

揺動軸揺動機構４０にてモータ装置４４が回転駆動され、旋回軸４３ａが機体前方に移動される際には、リンクアーム４２を介して支持アーム４１が機体前方に揺動され、支持アーム４１の揺動に連動して揺動軸３３が揺動駆動されて、揺動板３２が機体前方向に向けて揺動される（図５（ａ）及び図６（ａ））。一方、旋回軸４３ａが機体後方に移動される際には、リンクアーム４２を介して支持アーム４１が機体後方に揺動され、支持アーム４１の揺動に連動して揺動軸３３が逆方向に揺動駆動されて、揺動板３２が機体後方向に向けて揺動される（図５（ｂ）及び図６（ｂ））。このように揺動板３２は、揺動軸揺動機構４０によって揺動軸３３が正逆揺動されることで、揺動軸３３を揺動中心として機体前後方向に連続して揺動される。

図４及び図７に示すように、本実施例の充填装置１２では、揺動板３２が揺動されることで、先端部３２ａが底部３５の最底点の投入口３５ｂよりも機体前方の位置にて円弧面３５ａに当接された状態（以下、かかる状態の揺動板３２の位置を位置Ｐ１という。）と、先端部３２ａが底部３５の最底点の投入口３５ｂよりも機体後方の位置にて円弧面３５ａに当接された状態（以下、かかる状態の揺動板３２の位置を位置Ｐ２という。）と、に切り換えられる。

揺動板３２が位置Ｐ１にある状態では、移送部２３（ガイドシュート３０及び保持部３１）の内部空間にて揺動板３２にて投入口３５ｂが閉止されて、ホッパー２０と計量板部２４とが遮断されることで、ホッパー２０より供給された被包装物Ｍがガイドシュート３０の傾斜面３０ｂ、揺動板３２、及び底部３５上に保持される（図４参照）。

揺動板３２が揺動されて位置Ｐ１から位置Ｐ２にある状態へと切り換えられると、先端部３２ａが底部３５の円弧面３５ｂに摺接されながら揺動板３２が機体後方向に揺動され、やがて先端部３２ａが投入口３５ｂを通過することで、移送部２３の内部空間にて投入口３５ｂが開口されて、ホッパー２０と計量板部２４とが連通される。かかる状態では、ガイドシュート３０の傾斜面３０ｂ上及び揺動板３２上に保持された被包装物Ｍは、傾斜面３０ｂに沿って斜め下方向へガイドされながら底部３５の円弧面３５ａ上に移送され、最底点に集められた被包装物Ｍが投入口３５ｂを介して計量マス２４ａに投入される（図７参照）。

調整板３４は、略長板状部材として形成され、保持部３１の内部空間の傾斜面３０ｂの鉛直上方に上下方向に沿って配設され、ガイドシュート３０の排出口３０ｃの上部側縁であって立壁部３６・３６の離間に配置されている。調整板３４は、立壁部３６・３６に上下位置変動可能に配設され、一方の立壁部３６に突設された調整レバー３７（図３参照）が操作されることにより、立壁部３６・３６の内側面に穿設されたガイド溝３６ａに沿って摺動されて上下方向に移動される。

調整板３４の上下位置が変動されることでガイドシュート３０の排出口３０ｃの開口面積が変更され、具体的には、調整板３４が上動されると排出口３０ｃの開口面積が拡大され、調整板３４が下動されると排出口３０ｃの開口面積が縮小される。このように、本実施例の充填装置１２では、調整板３４にてガイドシュート３０の排出口３０ｃの開口面積が変更されることで、ホッパー２０より供給される被包装物Ｍの量を増減して、被包装物Ｍの特性に合わせた質量圧に変更できるように構成されている。

図３及び図４に示したように、計量板部２４は、移送部２３の下方位置に配設され、平面視略矩形状に形成された長板状部材として構成されている。計量板部２４は、長手方向略中央部にホッパー２０の開口部２０ａ・２０ａ・・・の個数に対応して、複数（本実施例では５個）の計量マス２４ａ・２４ａ・・・が長手方向に沿って所定の離間を隔てて等間隔に穿孔されている。計量マス２４ａは、平面視略矩形に形成され、移送部２３の底部３５の投入口３５ｂと上下方向に連通され、底部３５の円弧面３５ａにて最底点に集められた被包装物Ｍが投入口３５ｂを介して投入される。

シャッター装置２５は、計量板部２４の下方位置に配設され、計量板部２４の対応する計量マス２４ａ・２４ａ・・・を下方より開閉するシャッター板５０・・５０・・・と、シャッター板５０・５０・・・を、機体左右方向（図２において矢印Ｙ方向）に沿って直線移動させるシャッター移動機構５１等とで構成されている。

シャッター移動機構５１は、シャッター板５０・５０・・・が保持される保持板５２と、保持板５２を摺動可能に支持する一対の直線スライド部５３・５３と、機体右方の直線スライド部５３に接続され保持板５２を機体左右方向に往復動させる動力伝達部材５４と、動力源としてのモータ装置５５等とが設けられている。保持板５２は、平面視略長板状部材として形成され、計量マス２４ａ・２４ａ・・・の配置に対応してシャッター板５０・５０・・・が長手方向に沿って所定の離間を隔てて等間隔に保持されている。

直線スライド部５３は、リニアガイドとスライダとが直線摺動可能に一体に組み付けられて構成され、保持板５２がスライダと接続され、機体本体側にリニアガイドが取り付けられている。動力伝達部材５４は、保持板５２とモータ装置５５との間に構成されるラックピニオンとして構成され、動力伝達部材５４にてモータ装置５５の正逆回転が直線動に変換されて保持板５２が機体左右方向に往復動される。

本実施例の充填装置１２では、シャッター装置２５にてシャッター板５０が機体左右方向に往復動され、シャッター板５０が計量マス２４ａの直下に位置されて、シャッター板５０にて計量マス２４ａが閉止され（後述する図８（ｂ）参照）、一方、シャッター板５０が計量マス２４ａの直下を遮らない位置にて、計量マス２４ａが開口される（後述する図９（ｂ）参照）。

計量マス調整装置２６は、計量マス２４ａの容積を調節可能に構成され、計量基板２４の上面に設置される調整ロッド６０と、調整ロッド６０と接続され、計量マス２４ａ内に挿入されるブロック部６１等とで構成されている。調整ロッド６０は、ボールネジとして構成されており、中途部に螺挿されたナット６２を介してブロック部６１が接続されている。調整ロッド６０の機体前方の突出端（つまみ）が回転操作されることで、計量マス２４ａ内でブロック部６１が機体前後方向に移動され、計量マス２４ａの容積が変更される。このように、本実施例の充填装置１２では、計量マス調整装置２６にて被包装物Ｍの種類及び特性や包装材料１への充填量に応じて、容積計量の際の設定値としての計量マス２４ａの容積を容易に変更して調整することができるように構成されている。

図３及び図４に示したように、接続シュート２２は、計量基板２４と成形シュート１４との離間に、長手方向に沿って所定の離間を隔てて等間隔に配設されている。接続シュート２２は、成形シュート１４の列数に合わせて複数（本実施例では５個）より構成され、スライド移動装置７０にて機体前後方向（図１において矢印Ｚ方向）に移動可能に配設されている。

スライド移動装置７０は、接続シュート２２・２２・・・が保持される保持板７１と、保持板７１を機体前後方向に直線移動させるシリンダ装置７２等とが設けられている。シリンダ装置７２は、棒状に延出された移動ロッドを進退動させるエアシリンダとして構成されており、移動ロッドの進退動に連動して保持板７１が機体前後方向に往復動され、かかる保持板７１に連動して、各接続シュート２２・２２・・・が一体に機体前後方向に移動される。

保持板７１には、各接続シュート２２・２２・・・の下方開口部を下方より開閉するシャッター板７３・７３・・・が配設されており、スライド移動装置７０にて接続シュート２２が機体前後方向に移動される際にシャッター板７３が連動して開閉動作されて、接続シュート２２（の下方開口部）が閉止された状態と開口された状態とに切り換えられる。

本実施例の充填装置１２では、スライド移動装置７０にて各接続シュート２２・２２・・・が機体前方に移動され、計量マス２４ａの直下方に接続シュート２２が位置された状態で、シャッター板７３にて接続シュート２２の下方開口部が閉止され（後述する図９（ｂ）参照）、一方、スライド移動装置７０にて各接続シュート２２・２２・・・が機体後方に移動され、成形シュート１４（中間受けシュート１７）の直上に接続シュート２２が位置された状態で、シャッター板７３が退避されて接続シュート２２の下方開口部が開口される（後述する図１０参照）。

次に、図４、図８乃至図１０を参照しながら本実施例の充填装置１２の動作方法について、以下に詳述する。

まず、計量部２１において揺動板３２が揺動されて位置Ｐ１にて停止され、揺動板３２にて投入口３５ｂが閉止されてホッパー２０と計量板部２４とが遮断されることで、ホッパー２０より供給された被包装物Ｍがガイドシュート３０の傾斜面３０ｂ、揺動板３２、及び底部３５上に保持される（図８（ａ））。かかる状態では、シャッター装置２５にてシャッター板５０が計量マス２４ａの直下に位置して計量マス２４ａが閉止され、また、スライド移動装置７０にて接続シュート２２が計量マス２４ａの直下に位置されて停止されている。

揺動板３２が揺動されて位置Ｐ２へと切り換えられると、先端部３２ａが底部３５の円弧面３５ｂに摺接されながら機体後方に揺動され、移送部２３の内部空間にて投入口３５ｂが開口されてホッパー２０と計量板部２４とが連通されることで、ガイドシュート３０の傾斜面３０ｂ、揺動板３２、及び底部３５上に保持された被包装物Ｍが、傾斜面３０ｂに沿って調整板３４にて被包装物Ｍの特性に合わせた質量圧にて斜め下方向へガイドされながら底部３５の円弧面３５ａ上に移送され、最底点に集められた被包装物Ｍが投入口３５ｂを介して計量マス２４ａに投入される（図８（ｂ））。

再び揺動板３２が揺動されて位置Ｐ２から位置Ｐ１へと戻されると、先端部３２ａが底部３５の円弧面３５ｂに摺接されながら揺動板３２が機体前方向に揺動され、先端部３２ａが投入口３５ｂを通過する際に計量マス２４ａがマス切りされて容積計量される（図９（ａ））。なお、余剰の被包装物Ｍは、機体前方向に揺動される揺動板３２にて集められながら再びガイドシュート３０の傾斜面３０ｂ、揺動板３２、及び底部３５上に保持される。

次いで、シャッター装置２５にてシャッター板５０が計量マス２４ａの直下を遮らない位置に移動されて計量マス２４ａが開口され、計量マス２４ａに充填された被包装物Ｍが後述する接続シュート２２へと落下投入される（図９（ｂ））。そして、スライド移動装置７０にて接続シュート２２が機体後方に移動され、中間受けシュート１７の直上に停止された状態で（図１０（ａ））、シャッター板７３が退避されて接続シュート２２の下方開口部が開口され、接続シュート２２に収容された被包装物Ｍが中間受けシュート１７に落下投入されて、成形シュート１４を介して包装材料１に充填される（図１０（ｂ））。

以上のように、本実施例の充填装置１２は、被包装物Ｍを貯留するホッパー２０と、ホッパー２０より供給された被包装物Ｍを計量する計量部２１と、計量部２１にて計量された被包装物Ｍを包装材料１に充填する接続シュート２２とを具備してなる自動包装機１００の充填装置１２において、計量部２１は、ホッパー２０の下部に配設されホッパー２０より供給された被包装物Ｍを傾斜面３０ｂに沿って、傾斜面３０ｂの鉛直上方に設けられた調整板３４にて質量圧を調整して下方へと移送する移送部２３と、移送部２３の下部に配設され移送部２３より被包装物Ｍが投入される計量マス２４ａが穿孔される計量板部２４と、を有してなり、移送部２３は、内部空間に水平方向の揺動軸３３にて円心揺動可能に軸支される揺動板３２が設けられ、揺動板３２が円心揺動されることで、揺動板３２の先端部３２ａにて被包装物Ｍが投入された計量マス２４ａがマス切りされて容積計量されるものであるため、簡易な構成で被包装物Ｍの特性に合わせて質量圧を調整して、設定量の被包装物Ｍを包装材料へと確実に精度よく充填できるのである。

すなわち、本実施例の充填装置１２は、ホッパー２０内の被包装物Ｍを、計量部２１にて移送部２３を介してホッパー２０内の被包装物Ｍを傾斜面３０ｂに沿って、調整板３４にて被包装物Ｍの特性に合わせた質量圧にて下方へと移送しながら計量マス２４ａに投入して容積計量するものであるため、ホッパー２０内の被包装物Ｍを計量マス２４ａへと直接に落下投入する構成と比べて、計量マス２４ａに充填する際の被包装物Ｍの質量圧の影響を最適化して計量誤差をなくし、設定量の被包装物Ｍを正確に容積計量することができる。また、円心揺動可能に軸支される揺動板３２が設けられ、円心揺動される揺動板３２の先端部３２ａにて計量マス２４ａがマス切りされるように構成されるため、揺動板３２を簡素かつ軽量化することで揺動動作の高速化と動作不良の低減を図ることができるとともに、被包装物Ｍの微粉末化を防止して高品質の包装体を得ることができる。

特に、本実施例の充填装置１２は、移送部２３において、調整板３４が内部空間に上下位置変動可能に取り付けられ、調整板３４が位置変動されることで、ホッパー２０より供給される被包装物Ｍの量が増減されて質量圧が変更されるため、移送部２３による被被包装物Ｍの移送量及び保持量を調整することで、例えば、流動性が高い被包装物Ｍの場合には調整板３４を下げて移送部２３による移送量及び保持量を少なくし、一方、流動性が低い被包装物Ｍの場合には調整板３４を上げて移送部２３による移送量及び保持量を多くする等して、被包装物Ｍの種類及び特性や包装材料１への充填量に応じて、被包装物Ｍの質量圧を容易に微調整することができる。

また、移送部２３は、揺動板３２が、ホッパー２０と計量板部２４とを遮断して被包装物Ｍを傾斜面３０ｂ上に保持する位置Ｐ１と、ホッパー２０と計量板部２４とを連通させて被包装物Ｍを計量マス２４ａに投入する位置Ｐ２とに切り換えられるものであるため、移送部２３にて被包装物Ｍを保持することで、ホッパー２０内から移送部２３にかけて傾斜面３０ｂを利用して被包装物Ｍに一定の質量圧を付与し続けることができる。そのため、被包装物Ｍの質量圧の影響をさらに低減して被包装物Ｍの計量精度を高めることができるとともに、被包装物Ｍの種類や包装材料１への充填量（計量マス２４ａへの投入量）を変更しても、設定量の被包装物Ｍを正確に容積計量することができる。

また、移送部２３は、傾斜面３０ｂの下端と連続される断面円弧状の円弧面３５ａが設けられ、揺動板３２の先端部３２ａが円弧面３５ａに沿って摺動されるため、円心揺動される揺動板３２の先端部３２ａと摺接面としての円弧面３５ａとの間での被包装物Ｍの微粉末化を効果的に防止することができる。

また、移送部２３は、円弧面３５ａの最底点に計量マス２４ａと連通される投入口３５ｂが開口されるため、底部３５の円弧面３５ａにて最底点に集められた被包装物Ｍを投入口３５ｂへと連続して投入することができ、計量マス２４ａに充填する際の被包装物Ｍの質量圧の影響をより低減できる。

また、移送部２３は、傾斜面３０ｂの上端がホッパー２０に連続される被包装物Ｍの供給口３０ａの直下に配置されるため、ホッパー２０より供給口３０ａを介して供給された被包装物Ｍを直ちに傾斜面３０ｂにて受けて下方へと移送するようにして構成を簡素化できる。

なお、充填装置１２の構成としては、上述した実施例に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

特に、上述した実施例では、調整板３４が略長板状部材として形成され、保持部３１の内部空間の傾斜面３０ｂの鉛直上方に上下方向に沿って配設される構成について説明したが、かかる調整板３４の形状や配置構成はこれに限定されず、例えば、調整板３４の下端部が傾斜面３０ｂの方向に向くように屈曲されたり、または上下方向に対して斜めに配設されたりする等して構成されてもよい。また、調整板３４の上下位置を変動させる機構についても同様に、上述した構成に限定されず、傾斜面３０ｂに対する調整板３４の相対位置（距離）を変動させる機構であればその他の任意の構成を採用することができる。

また、上述した実施例では、移送部２３がガイドシュート３０及び保持部３１よりなる構成について説明したが、かかる移送部２３の構成はこれに限定されず、ホッパー２０より落下供給された被包装物Ｍを斜め下方向へガイドしながら計量板部２４（計量マス２４ａ）へと移送する構成であればよく、例えば、傾斜面３０ｂ及び底部３５等を有するようにガイドシュート３０及び保持部３１が一体に構成されてもよく、また保持部３１にて底部３５の上部空間が囲繞されるように構成されてもよい。

また、上述した実施例では、揺動板３２を円心揺動させる機構として、支持アーム４１及びリンクアーム４２を介して揺動軸３３を揺動駆動させる揺動軸揺動機構４０の構成について説明したが、かかる揺動軸揺動機構４０の構成はこれに限定されず、例えば、動力源としてのモータ装置にて揺動軸３３を直接駆動させるように構成してもよい。

なお、上述した実施例の自動包装機１００は、同時に５列にて充填包装可能に構成されているが（図２等参照）、同時に充填包装可能な列数はこれに限定されず、包装材料１の幅に応じて任意に設定することが可能である。

１ 包装材料
１２ 充填装置
１４ 成形シュート
１７ 中間受けシュート
２０ ホッパー（貯留部）
２０ａ 開口部
２１ 計量部
２２ 充填部（接続シュート）
２３ 移送部
２４ 計量板部
２４ａ 計量マス
２５ シャッター装置
２６ 計量マス調整装置
３０ ガイドシュート
３０ａ 供給口
３０ｂ 傾斜面
３０ｃ 排出口
３１ 保持部
３２ 揺動板
３２ａ 先端部
３３ 揺動軸
３４ 調整板
３５ 底部
３５ａ 円弧面
３５ｂ 投入口
３６ 立壁部
５０ シャッター板
５１ シャッター移動機構
５２ 保持板
５３ 直線スライド部
５４ 動力伝達装置
５５ モータ装置
６０ 調整ロッド
６１ ブロック部
６２ ナット

Claims (5)

1. 被包装物を貯留する貯留部と、前記貯留部より供給された被包装物を計量する計量部と、前記計量部にて計量された被包装物を包装材料に充填する充填部とを具備してなる自動包装機の充填装置において、
   前記計量部は、
   前記貯留部の下部に配設され、前記貯留部内の被包装物を傾斜面及び該傾斜面の下端と段差なく連続される円弧面に沿って被包装物の投入口まで斜め下方にガイドし、前記傾斜面の鉛直上方に設けられた調整板にて質量圧を調整して移送する移送部と、
   前記移送部の下部に配設され前記移送部より被包装物が投入される計量マスが穿孔される計量板部と、を有してなり、
   前記移送部は、
   内部空間に水平方向の揺動軸にて円心揺動可能に軸支され、前記円弧面に沿って先端部が摺動される揺動板が設けられ、前記揺動板が円心揺動されることで、前記揺動板の先端部にて被包装物が投入された前記計量マスがマス切りされて容積計量される、
   ことを特徴とする自動包装機の充填装置。
2. 前記移送部は、前記調整板が、内部空間に上下位置変動可能に取り付けられ、前記調整板が位置変動されることで、前記貯留部より供給される被包装物の量が増減されて質量圧が変更される請求項１に記載の自動包装機の充填装置。
3. 前記移送部は、前記揺動板が、前記貯留部と前記計量板部とを遮断して被包装物を前記傾斜面上に保持する位置と、前記貯留部と前記計量板部とを連通させて被包装物を前記計量マスに投入する位置とに切り換えられる請求項１又は請求項２に記載の自動包装機の充填装置。
4. 前記移送部は、前記円弧面の最底点に前記計量マスと連通される投入口が開口される請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の自動包装機の充填装置。
5. 前記移送部は、前記傾斜面の上端が前記貯留部に連続される被包装物の供給口の直下に配置される請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の自動包装機の充填装置。

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