JP7291372B2 - 包装装置 - Google Patents
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Description
そこで、近年では茶葉類の風味を長期間に渡って保つために、このティーバッグを内袋として更に外袋に窒素ガス等の不活性ガスと共に封入するいわば二重包装が行われている。この二重包装を行う装置としては特許文献1に記載されたものがある。
この包装装置の外袋形成部では、幅方向の中心を折り目として上方に開口するように二つ折りされ重ねられた外袋包材に所定間隔を開けて一対縦方向に仮シールを施す。そして、この一対の縦仮シール部の間に内袋をセットした後に、不活性ガスを充填すると共に、外袋包材の上端部の縁部に横方向のシールを施し、更に一対の縦仮シール部を含む範囲に縦シールを施し、当該縦シール部においてカットする。これらの工程を経て、ティーバッグを外袋に収容した二重包装体が完成する。
而して、内袋のセットは、縦型包装充填タイプの内袋形成部で形成され、落下してきて内袋ホッパに投入された内袋に対して突き棒を下降させ突いて押し込むことで実現されているが、内袋ホッパは下方に向かって断面積が縮径されており、内袋ホッパへ投入される際の軌道や速度によっては内袋が縮小されずに嵩張ったままの状態で内袋ホッパの上部に留まることがある。このような内袋に対しては、突き損ないをもたらす恐れがある。また、内袋ホッパ内への内袋の投入遅れを含めた投入タイミングのバラ付きも、突き損ないをもたらす恐れがある。突き損ないが発生すると、外袋はティーバッグが挿入されていない空袋になったり、外袋の製袋化の段階でシール部へティーバッグの噛み込みといった、シール不良が発生する。
この包装装置1は、三角錐形状のティーバッグTを内袋にして二重包装するものであり、内袋形成部3と、外袋形成部15と、その間を連携させる内袋供給機構37とで構成されている。
内袋形成部3では、定法により、内袋包材のシールアンドカットによる製袋化と製袋化の途中で筒状有底になった段階での被充填物の充填が並行して行われる。
すなわち、連続した内袋包材が製袋フォーマ5に沿って上方から下方に送られ、筒状になりながらカバー筐体7の内部に入り込んでいく。この製袋フォーマ5は茶葉類の投入シュートも兼ねており、被充填物が投入される。そして、カバー筐体7の内部で、内袋包材の製袋化と被充填物の充填が進行して、排出口9から下方に向けて排出される。
図4に示すように、この外袋形成部15では、幅方向の中心を折り目として上方に開口するように二つ折りされ重ねられた包材Sに対して1ピッチずつ間欠的に送られながら連続し且つ同期して、次の各加工が順次施される。
(1)縦仮シール部17の発熱部17a、17bによって包材Sが挟まれて縦仮シール部Kaが形成される。
(2)上流側冷却部19の冷却部19a、19bによって縦仮シール部Kaが挟まれて冷却される。
(3)下流側冷却部21の冷却部21a、21bによって縦仮シール部Kaが挟まれて冷却される。
(4)包材Sの幅方向の一対の縁部Sfが開かれて、ティーバッグTが一対の縦仮シール部Kaで仕切られた区画に供給されてセットされる。ここでは、縦仮シール部17と上流側冷却部19が一体となって、下流側冷却部21に向かって僅かに移動して弛んで、包材Sの幅方向の一対の縁部Sfが開かれ易い状態になっており、包材S側がティーバッグTを受取り易くなっている。
(5)横シール部25の発熱部25a、25bによって包材Sが挟まれて横シール部Saが形成される。
(6)ティーバッグTがセットされた一対の縦仮シール部Ka間にガス充填部27から窒素ガスが充填される。
(7)縦本シール部29の発熱部29a、29bによって包材Sが挟まれて縦シール部Sbが形成される。
(8)カッター部31の刃搭載部31a、受け部31bによって縦シール部Sbが形成された部位の略中心で切断されて二重包装体Hが包材Sから切り離されると共に、下流側に送られる。
(9)二重包装体Hは、ハンド部33に一旦把持された後解除されて、排出シュート35に落下して、排出口9から外に排出される。
図5~図7に示すように、内袋セット部39は、内袋ホッパ41を備える。内袋ホッパ41は四角筒状になっており、上部43では上下方向の断面が四角形で下方へいくに従って徐々に絞られている。そして、正面側を向いた側面部45は下端が欠落して隙間45aが形成されている。側面部45の下端からは一対の連結片47、47が下方に延びており、この間が隙間45aになっている。
上部43の下端部の下方に下部49が配置されている。下部49では上部43の四角筒状体が下方に向かって更に絞られており、一対の三角板部51、51が対向しており、これらは上部43に対して固定されている。三角板部51は中間で二分割されて、直角三角形の片半部53、53に分かれており、その間には通過スリット55が形成されている。そして、その通過スリット55側の縁からは外方に向かって低いガイド壁57が張り出している。
開閉板59、59の間に入り込んで押し広げることで開成させることできるが、内袋ホッパ41には、開閉板59、59用に各別にエアシリンダ機構65、65が取付けられており、これらからの駆動力によりこの揺動軸61、61を回転させて、開閉板59、59を開成させることも可能となっている。
一方の開閉板59は、上部43の下端とほぼ隙間なく連なっているが、他方の開閉板59は連結片47、47の下端の直下に配置されて、隙間45aがそのまま残されている。
吸引口73の外径は接続穴69の穴縁と同軸状になっており、天面部が上昇すると、吸引口73は接続穴69に入り込み、僅かな隙間をあけて内嵌状態となる。一方、天面部が下降すると、吸引口73は接続穴69から離れる。
上昇(限界)位置にあるときには、連絡部67の接続穴69に吸気管71が入り込んで、吸気管71からの吸気作用が連絡部67の内部まで及び、連絡部67の内部の空気は全て吸引口73を通って吸気管71に吸い込まれる。連絡部67は上記したように内袋ホッパ41の下部49と隙間45aを介して連通しているので、下部49に負圧領域が形成される。
一方、下降(限界)位置にあるときには、連絡部67の接続穴69と吸気管71の吸引口73は離れるので、連通解除され、下部49には負圧領域は形成されない。
突き棒75と押込みプレート77は一体になっており、下降したときには内袋ホッパ41の内部に入り込み、更に、押込みプレート77の両端部が通過スリット55、55を貫通して外方にはみ出しながら通過して下方に突出する。
この突き棒75も内袋ホッパ41と同様にエアシリンダ機構を利用して昇降自在に構成されているが、内袋ホッパ41とは独立して動作可能になっている。
内袋ホッパ41が上昇位置にあるときに、排出口9から排出され落下してきたティーバッグTが内袋ホッパ41に投入され収容される。このときには、負圧領域形成による吸引作用により、ティーバッグTは縮小された状態で下部49に入り込んでいる。
その後は、一対の縦仮シール部Kaの間に包材Sの弛みが発生し、一対の縁部Sfが開いた状態で、内袋ホッパ41が下降する。これにより下部49が一対の縦仮シール部Kaの間に深く入り込み、一対の縦仮シール部Kaの間が押し広げられる。このときに吸引作用は解除される。
次いで、開閉板59、59が開いた状態のまま、押込みプレート77が上昇した後に、開閉板59、59と共に内袋ホッパ41が上昇する。これにより、ティーバッグTが押込みプレート77の上昇と共にずり上がってしまうのが阻止される。従って、外袋の製袋化の際に噛み込みによるシール不良は発生し難い。
図8、図9に示すように、この内袋搬送部79は、一対のベルトコンベア81、81を備えている。このベルトコンベア81は、一対のローラ83、83間に無端状の平ベルト85が掛け渡されており、ローラ83、83の回転により、平ベルト85が周回走行する。上側で直線走行する面が搬送面87、87として利用されている。搬送面87、87は、搬送方向と直交する方向から見ると、(θ=約60°の)鋭角でV字形を為すように近接した状態で並列されている。搬送面87、87の間の隙間は十分に狭くティーバッグTが落下することはない。また、傾斜姿勢で載せられたティーバッグTは、2つの搬送面87、87上に搬送方向両側をガイドされた状態で載せられており、搬送面87、87との接触面積が大きくなっていることから、一定の速度で同じ方向に向かって走行する搬送面87、87上で滑りの無い状態で搬送されていく。
ベルトコンベア81、81は、内袋搬送部79の固定側である支持部93に背面側が回動可能に支持されると共に、リンク部分95を介してエアシリンダ機構の出入軸97にも接続されており、出入軸97の出入により回動させることで、ベルトコンベア81、81の搬送面87、87を傾斜姿勢と水平姿勢とに変更できるようになっている。このとき、搬送面87、87に最初に載せられる上流側の位置は変わらないように、下流側が大きく回動するようになっている。
しかし、この内袋搬送部79では、ティーバッグTは搬送面87、87に跨って載った状態で、すなわち、平ベルト85と平ベルト85の間で滑りの無い状態で搬送されるので、搬送時間は平ベルト85の周回速度に依存して一定になっている。
一方、水平姿勢にして、且つ、搬送面87の移動方向を上記したように排出方向にした場合には、搬送面87から飛び出したティーバッグTは、排出方向側に落下する。従って、外袋形成部15側の運転を停止しているときには、上記のようにティーバッグTの落下位置を変更することで内袋ホッパ41にティーバッグTを溜めずに済むので、外袋形成部15の運転再開をスムーズに行うことができる。
図10に示すように、この内袋シャッタ部99は、一対の送り板101、101を備えている。この送り板101は長方形をしており、その基端には取付け部103が連設されている。この取付け部103は送り板101の延長部分を垂直に折り曲げて構成されており、回転軸105が固定されている。取付け部103が内袋シャッタ部99の固定側である支持板107に対して重ね合わされ、この回転軸105が支持板107に回転自在に挿通されて反対側に突出している。突出側ではモータ109の出力軸に組み付けられたギア111とギア113が噛合しており、このギア113の取付け軸に組み付けられたプーリー115から上記した回転軸105に組み付けられたプーリー117に回転力がベルト伝達されて、一方の送り板101が回転する。他方の送り板101は、ギア113→ギア119→プーリー121→プーリー123によって伝達されており、一対の送り板101、101は同期して逆回りに回転する。すなわち、内袋シャッタ部99は、一定間隔で動作するタイミングシャッタになっている。
内袋形成部3で、袋押えで挟み込まれた内袋包材が超音波を利用してシールアンドカットされ、完成したティーバッグTが後続の内袋包材から分離された後、袋押えが開いて、ティーバッグTが自然落下しながら、排出口9から下方に向かって排出される。この際、内袋包材のカットの切り残しや、袋押えへの内袋包材の吸着によって、落下タイミングに遅れが生じそうな場合があるが、ティーバッグTはシャッタ空間を通って落下するので、そのような場合には、一対の送り板101、101が接触して内袋包材や袋押えから分離される。従って、次工程(外袋形成部)の受取り可能なタイミングで確実に供給可能となっている。
図14は、切り残りによりティーバッグTと後続の内袋包材が繋がっており、そこに回転している一対の送り板101、101が接触しようとする状態が示されている。袋押えは図示省略されている。
また、本発明の実施の形態に係る包装装置は、三角錐状の内袋を外袋に封入しているが、内袋の形状は限定されない。但し、立体形状の内袋の二重包装に最も適している。
9…排出口 11…吸気ファン 13…排気口 15…外袋形成部
17…縦仮シール部 19…上流側冷却部 21…下流側冷却部 23…押上げ部
25…横シール部 27…ガス充填部 29…縦本シール部 31…カッター部
33…ハンド部 35…排出シュート 37…内袋供給機構 39…内袋セット部
41…内袋ホッパ 43…上部 45…側面部 45a…隙間
47…連結片 49…下部 51…三角板部 53…片半部
55…通過スリット 57…ガイド壁 59…開閉板 61…揺動軸
63…コイルバネ 65…エアシリンダ機構 67…連絡部
67a…傾斜面 69…接続穴 71…吸気管 73…吸引口
75…突き棒 77…押込みプレート 79…内袋搬送部
81…ベルトコンベア 83…ローラ 85…平ベルト
87…搬送面 89…傘歯車 91…モータ 93…支持部
95…リンク部分 97…エアシリンダ機構の出入軸
99…内袋シャッタ部 101…送り板 103…取付け部
105…回転軸 107…支持板 109…モータ
111、113、119…ギア 115、117、121、123…プーリー
H…二重包装体 S…包材 T…ティーバッグ Sa…横シール部
Sb…左右両端部の縦シール部 Ka…縦仮シール部
Sf…包材の幅方向の縁部
Claims (9)
- 内袋を平袋状の外袋に収容して二重包装する包装装置であって、
幅方向の中心で二つ折りされ幅方向の縁部を上にして開口した外袋包材の左右両側が縦仮シール部で仕切られた区画に、内袋を供給する内袋供給機構として、
形成された内袋を搬送する内袋搬送部と、
搬送されてきた内袋をセットする内袋セット部を備え、
前記内袋セット部は、
搬送されてきた内袋が投入される、昇降可能な内袋ホッパと、
前記内袋ホッパの上昇位置で、前記内袋ホッパの内部と連通する吸引口を有する吸引手段と、
前記内袋ホッパ内を上下方向に延びて、前記内袋ホッパと独立して昇降可能な突き棒を有する内袋押込み手段を有し、
前記内袋ホッパに内袋が投入されるときには、前記内袋ホッパの上昇により前記吸引口が連通して前記内袋ホッパ内が負圧になり、前記内袋ホッパから前記内袋が供給されるときには、前記内袋ホッパの下降により前記吸引口が連通解除されることを特徴とする包装装置。 - 請求項1に記載した包装装置において、
内袋ホッパの下部が負圧形成領域となることを特徴とする包装装置。 - 請求項2に記載した包装装置において、
内袋ホッパには、吸引口と下部を繋ぐ連絡部が連設されていることを特徴とする包装装置。 - 請求項2または3に記載した包装装置において、
内袋ホッパの下部は、一対の三角板部と一対の四角板部とで構成され、前記一対の四角板部はそれぞれ揺動可能で下端部が互いに近づく方向に弾性的に付勢されており、下端が線状に収束して閉成することを特徴とする包装装置。 - 請求項1から4のいずれかに記載した包装装置において、
内袋搬送部は、
一対のベルトコンベアを備えており、前記一対のベルトコンベアがそれぞれの搬送面が搬送方向と直交する方向でV字形を為し、且つ、傾斜して搬送方向先側が下位置にあることを特徴とする包装装置。 - 請求項5に記載した包装装置において、
一対の搬送面が搬送方向と直交する方向で60°の鋭角でV字形を為していることを特徴とする包装装置。 - 請求項5または6に記載した包装装置において、
一対の搬送面が搬送方向と逆の排出方向に移動方向を切替可能になっており、且つ、前記一対の搬送面を傾斜姿勢と水平姿勢の間で変更できる姿勢変更手段を有することを特徴とする包装装置。 - 請求項1から7のいずれかに記載した包装装置において、
内袋搬送部の上流側の上部には、タイミング式の内袋シャッタ部が設けられており、内袋が前記内袋シャッタ部のシャッタ空間を通って前記内袋搬送部に落下することを特徴とする包装装置。 - 請求項8に記載した包装装置において、
内袋シャッタ部は、水平方向に並列され、軸周りに同期して逆回転し、内袋の落下方向を送り方向とする一対の送り板で構成されていることを特徴とする包装装置。
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JP2017043041A (ja) | 2015-08-28 | 2017-03-02 | 株式会社キーエンス | 三次元造形装置、三次元造形装置用の設定データ作成装置、三次元造形装置用の設定データ作成方法及び三次元造形装置用の設定データ作成プログラム並びにコンピュータで読み取り可能な記録媒体 |
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