JPH09104413A - 充填包装機およびこれに用いる袋体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 省スペースで効率的な自動包装機を提供す
る。 【解決手段】 爪付カートリッジに袋体を略垂直に保持
し、このカートリッジを袋体の幅方向と直角方向に走行
させるように搬送装置上に載置し、これが走行する過程
で袋体の開口、閉塞を前記爪の動きによって行わせるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は洗剤・塗料・オイ
ルなどの他、ジュース・錠剤などの粒状物などを一定量
計り取って袋詰めする充填包装機及びこれに用いる袋体
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】洗剤や塗料などの粉粒体や液体を一定量
ずつ、クラフト紙袋やポリエチレン袋などの袋体（パウ
チとも呼ばれる）に袋詰めする装置は各種の分野で広く
使われている。これらの自動充填包装機は通常多数の袋
詰めを能率的に処理するため、ターンテーブル上にこれ
らの袋を収容するカートリッジを多数配置しておき、タ
ーンテーブルの回転に同期してカートリッジへの袋体の
装填、袋の開口、被包装物の投入、計量、袋開口部の密
封シールを順次行わせるようにしたものや、直線方向に
走行するコンベア上に袋を収容するカートリッジを載置
しておき、このカートリッジがコンベア上を走行する過
程で前記各種の充填操作を行うようになっている。一般
に、従来のこの種装置では、袋体が走行する過程で、そ
の側方から開口操作や袋口の密封シール操作を行う関係
上、袋体の横幅方向に沿ってこれを走行させるようにな
っている。即ち、袋を開口する操作は、通常袋の入口部
（開口部）の横腹に吸盤を配置して袋の入口部を横から
吸引して口を開くようにするので、この吸引機構やその
他のシールのための機構は袋の側部に設置するのが都合
がよいわけである。

【０００３】図４はターンテーブル方式の充填包装機の
従来例の動作説明図で、三方をシールされたポリエチレ
ンなどの袋ａを多数枚収容した袋体収容部ｐをターンテ
ーブルＴの側方に用意しておき、一方ターンテーブルＴ
のまわりには袋体を吊持するチャックｆを配設し、これ
が回転走行する過程で、チャックｆへの吸盤ｖ₄ による
袋体ａの供給（）、吸盤ｖ₁ による袋底辺部の拡張
（）、吸盤ｖ₂ 、ｖ₃及びエアー噴出ノズルｎによる
袋全体の拡張（）、被包装物の投入充填（）、加熱
器ｈによる加熱シール（）、強制冷却装置ｃによるシ
ール部の冷却密封及びカートリッジｆからの充填物の放
出（）、などの動作を順次行わせるようになってい
る。

【０００４】以上はターンテーブル方式の場合である
が、直線走行するコンベアに沿って上記と同様な動作を
行わせるものもよく使われている。しかし何れの場合
も、袋体ａはその横幅ｗの方向に沿って走行させ、その
過程で各種の作業を行うので、コンベアの長さやターン
テーブルの直径は必然的に大きくならざるを得なかっ
た。また、このようなターンテーブルを複数台設置した
り、直線コンベアを並列に多段に設置すれば、充填包装
処理の能率を上げることができるわけであるが、前記し
たようにこの種従来の包装システムは、袋体をその横幅
方向に沿って走行させ、その側方に袋体を開閉するため
の各種機構が配置されているので、これらの補助機構を
含めた全体の充填包装システムはその横スペースも広く
必要であり、これらを並列的に多段に設置するには膨大
なスペースが必要となり、コスト的にも採算性が悪くな
り実際的でなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上に鑑み、
従来の欠点を排除した高速・高能率な充填包装機を提供
したもので、一つのコンベアシステムでより多数の袋体
の充填包装処理が可能となる外、そのコンベアシステム
全体の縦長さ及び横スペースも小さい省スペース構造で
あるため、これを並列に多段に設置することが容易とな
り、一層の効率化を推進できるものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、一端に開口部を有する袋体を略垂直方
向に収容するとともに、この袋体の開口部の周辺をチャ
ッキングする少くとも一対の爪部材を備えた爪付カート
リッジと、この爪付カートリッジを複数個同時に搬送す
るコンベア装置と、前記爪部材によって袋体をカートリ
ッジ内に略垂直に吊持した状態で、このカートリッジを
前記コンベア装置によって袋体の幅方向に対して略直角
方向に走行させる手段とを備え、カートリッジがコンベ
ア上を走行する過程で、袋体の開口、この開口への被包
装物の充填、前記開口の閉塞、閉塞された開口部の密封
シールを順次行わせることを特徴とする充填包装機を提
供するもので、併せてこれに適用できる袋体として、開
口部の幅が３０ｍｍ〜６０ｍｍの範囲に設定され、残余
の辺部が全て予めシールしてなる充填包装機用袋体を提
供するものである。

【０００７】この発明の爪付カートリッジは、袋体を保
持した状態でターンテーブルまたはコンベア上を走行す
る枠体であって袋体をカートリッジの走行方向に対して
直角方向に（袋体の幅方向が走行方向に対して直角にな
るように）吊下げ保持する爪部材（チャック装置）を備
えたものである。

【０００８】またこの爪部材は、袋体の上部開口部の周
辺を両側からチャッキングするとともに、袋体の着脱に
際して開閉可能であり且つ袋体開口部の開口・閉塞を行
い得るよう袋体の幅方向に沿って移動できるものである
ことが望ましい。さらにこの爪部材の開閉移動は、カー
トリッジが走行する過程でカートリッジの外部に設置し
たシーケンサの指令に基づいて制御されるものであるこ
とが好ましい。

【０００９】この本発明によって提供されるカートリッ
ジは、袋体をその幅が走行方向に対して直角になるよう
に保持するものであるので、その走行方向のスペースを
短くすることができ、従って一定長さのコンベア上によ
り多く並べることができる。即ち、充填包装処理効率を
高めることができる。

【００１０】また、袋体のチャッキングや開口部の開口
・閉塞を、カートリッジ内に装備した爪部材の開閉・相
対移動によって行うように構成したので、カートリッジ
の側方にこれらの動作を行わせるための機構を設置する
必要性がなくなり、コンベアのサイドスペースが大幅に
節約できる。従って、この充填包装機の多連並列設置も
容易となり、処理効率の一層の向上が期待できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一つの実施形態を
表す動作説明図で、袋体ａを保持する多数のカートリッ
ジ１がコンベア２によって矢印方向に走行するように配
置されている。図中３は後に詳述するチャッキング爪、
４はカートリッジの底部に設置された袋体載置台、５は
カートリッジを支えるコロ、６は後述する計量台であ
る。

【００１２】図に基づいて一例として洗剤の充填包装動
作を説明すると、Ａ位置において袋体収容部７から袋体
ａが１枚だけカートリッジ１内に投入される。この場
合、袋体ａは図４の従来例のような方向ではなく、その
幅ｗ（図４）の方向が矢印のコンベア走行方向に対して
直角となるように投入される。袋体ａの底部が載置台５
上に達したとき（又は載置台に落下する直前に）、この
袋体の上辺部の両側がチャッキング爪３によってチャッ
キングされ、袋体はカートリッジ内に吊持された状態と
なる（Ｂ位置）。続いてＣ位置において爪がカートリッ
ジ内で袋体の幅方向に相対移動するとともに必要に応じ
て吸盤などによって袋体の上部を押し開く（図２Ｃ参
照）。Ｄ位置ではエアノズル８がこの開口内に下り、エ
アを噴出し袋体ａを図のように膨らませる。これらの段
階で、必要に応じて袋体の下辺の側部に吸盤などを配置
して、袋体の下方を強制的に広げるようにしてもよい。

【００１３】９はＣＣＤカメラで、このＥ位置において
袋体が完全に開口しているかどうかがこのカメラによっ
てチェックされる。若し開口が不充分であれば、再度エ
ア注入を行うか、又は袋体に欠損がある場合には、この
カートリッジについての以後の充填操作を中断するよう
指令が発せられる。１０、１１は被包装物、例えば洗剤
の投入部で、本実施例ではＦ位置において大部分を投入
し、その重量を第１計量器６で計量し、残りの量をＧ位
置で追加投入しながら第２計量器６’でその重量を計量
し、所定量充填されたことが検出されたとき、洗剤投入
を停止するように制御される。充填精度をより高めるめ
には投入・計量装置をもう１段増設し、３段階の計量ス
テップとしてもよい。

【００１４】その後Ｈ位置において、爪３が復元移動し
（図２ 参照）、袋体の上部開口部を閉塞する。その後
Ｉ位置で加熱融着装置１２が下り、袋体の上部を挟み付
けて熱融着する。次いで、Ｊ位置で冷却装置１３が下
り、熱融着した部位を強制冷却し、袋体の入口を完全に
シールする。この段階で洗剤の袋体ａ内への充填密封が
完了する。その後爪３はＡ位置と同じ状態に開放され、
Ｋ位置で洗剤袋はシュート１４へ放出され、以後の必要
な工程へと運ばれる。

【００１５】図２はカートリッジ１を上から見た模式図
で、ＡＢＣＤＨＩは図１の位置ＡＢＣＤ…を示し、矢印
Ｙはこのカートリッジの走行方向を表すものとする。

【００１６】図から判るように、カートリッジ１は矩形
の台の両側に側板１６が設けられ、底部に袋体載置台を
備えた枠体であって、その中央部に袋体ａが図のような
方向に垂直に収容され、コンベアによって矢印Ｙの方向
に搬送される。この袋体ａは通常スタンデングパウチと
呼ばれるポリエチレン、ナイロン、アルミなどのラミネ
ートフィルムの薄い袋で、本実施例では図３に示される
ように約４０ｍｍ幅の開口部ａ’を除いて周縁全部がシ
ールされた袋を使用するものとする。（勿論従来の上辺
が全部開口部になっている袋体を使用してもよい。）
３、３’はこの袋の開口部ａ’の左右のシール部ａ”
（図３）の近辺をチャッキングする爪部材で、袋の上部
を開口部ａ’の両側（図２では上下側、図３では左右
側）からチャッキングできるよう二対設けられる。この
爪部材３、３’は適当なレバーないしリンク機構を介し
てカートリッジ内に装備された爪駆動機構１５によっ
て、開閉および袋の幅方向に沿って相対移動できるよう
に構成される。

【００１７】袋体投入位置Ａでは、爪３、３’は図のよ
うに開いた状態にあり、袋が投入されると同時に爪駆動
機構１５の作動によりＢに示すように爪が閉じて袋体の
上辺ａ”部がチャッキングされる。これにより袋体はこ
の爪によって吊り下げられた状態でカートリッジ内に保
持される。次にＣ位置では、爪駆動機構１５が袋の幅方
向に沿って矢印方向に相対移動し、袋体の開口部を押し
開く。このとき袋の側方に吸盤１７を下して袋の側部を
真空吸引し、袋体の入口開口部の開放を円滑ならしめる
ようにしてもよい。Ｄ位置は、このようにして押し広げ
られた開口部にエアノズル８が挿入され、袋がエアによ
って膨らまされた状態（点線で示す）を示す。その後こ
のようにして袋が拡がった状態で（爪はＤ図の状態に袋
をチャッキングしたまま）、ＣＣＤカメラによる開口状
態のチェック、被包装物の投入・計量が行われ（図２で
は省略）、Ｈの位置で爪駆動機構１５がＢの位置に復元
する。これにより袋の開口部は図のように一旦閉ざされ
る。この状態でＩの位置まで走行し、この位置で加熱融
着装置１２が下り、袋の開口部を挟んでこれを熱シール
する。次いで同様な操作により、このシール部の冷却が
行われ、全体の充填・包装・密封シーケンスが完了し、
爪３、３’はＡの状態に復旧する。

【００１８】以上の各工程における爪３、３’の開閉・
移動は、爪駆動装置１５の内部に設けた電磁駆動源をＣ
ＰＵやシーケンサの指令で制御するようにしてもよく、
又カートリッジの走行位置を適当なセンサで検出して制
御してもよく、さらに爪駆動源をカートリッジの外部に
設けておき、これからカムやカムフォロワないしリンク
・レバー機構を介して爪を駆動するなど適宜の機構が採
用できる。

【００１９】また、この爪部材も吸盤機構を備えたもの
など、袋体の材質に合わせた適宜のチャック部材が採用
できる。

【００２０】尚実施例では、図２のように垂直面内にお
いて循環するコンベア装置の例について説明したが、こ
のコンベア装置はターンテーブル方式のものでもよく、
またおもちゃの汽車の軌道のように２〜４本の平行レー
ルが水平面内に直線的に敷設されたものや、円軌道や楕
円軌道に沿って巡回するように敷設されたものであって
もよい。このように水平面内で循環する楕円軌道敷上に
爪付カートリッジを走行させる場合は、その往路で袋体
の開口、被包装物の充填、開口の閉塞、シールなどを行
わせ、往路でカートリッジ内部の洗浄や不良カートリッ
ジの交換・補修を行わせることもできるし、また、復路
でも袋体の装填・被包装物の充填操作を行わせて効率を
高めることも可能である。

【００２１】図３は本発明の充填包装機に適用する場合
の好ましい袋体を示すもので、通常のスタンデングパウ
チと呼ばれるこの種袋体は、袋の左右及び底部の三方を
シールし、上辺は全部開放されたものが使われるが、本
発明では、上辺の中央部の約４０ｍｍの幅の部分ａ’の
みに開口部を有し、他の上辺部ａ”はシールした袋体が
提供される。例えば洗剤用の袋体では、５００ｍｌ用
（幅１２０ｍｍ×高さ２６０ｍｍ）（図３Ａ）、１００
０ｍｌ用（幅１６０ｍｍ×高さ２７０ｍｍ）（図３Ｂ）
のものがあるが、何れのものでも開口幅ａ’は４０ｍｍ
の一定幅に統一してある。勿論この開口巾ａ’は４０ｍ
ｍには限定されないが、爪部材の機構的制約などから３
０ｍｍ〜６０ｍｍの巾に設定するのが好ましい。

【００２２】このような開口幅ａ’が一定な袋体を使用
することにより、爪付カートリッジ内に装填される袋の
大きさが変わっても爪の位置を変える必要がなく、従っ
て爪や爪駆動機構の位置調整や交換が不要となる。この
ことはカートリッジ内に爪を固定的に設置することが可
能となり且つこの爪に開閉・幅方向移動などの複雑な機
能をさせる場合に極めて好都合である。また、この袋体
は上辺にシール部ａ”が存在するので、この部分を爪で
チャッキングすることができ、即ち袋の最上部を把持で
きることになり、袋体の搬送・被包装物の充填をより円
滑に行うことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明は、カートリッジ内
に開閉・移動のできる爪部材を装備した爪付カートリッ
ジに、袋体をその幅方向がカートリッジの走行方向に対
して直角となるように保持させるようにしたので、カー
トリッジの走行方向スペース（図２のＳ）を小さくで
き、ターンテーブルやコンベアなどの搬送機構をコンパ
クトにできる。その結果、充填包装機全体としてのスペ
ース効率が高くなり、包装コストを抑えることができ
る。

【００２４】又、本発明包装機に関連して提供された袋
体は、袋の大きさに関係なく一定の開口幅を有し、この
開口幅の部分を除いて上辺、左右辺、底辺ともにシール
されているので、自動充填包装に際してこの開口部の極
近くの上辺部の定位置で袋をチャッキングすることがで
き、袋の大きさが変わってもチャック機構を交換・調整
する必要がないなど、包装機の構造・操作を簡単化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施例の自動充填包装機の充
填・包装工程の動作説明図である。

【図２】図１の充填包装機における爪付カートリッジの
上から見た模式図で、爪の開閉・移動の動作を示すもの
である。

【図３】この発明の充填包装機に使用する袋体の図面
で、図３Ａは小形の袋を、図３Ｂは大形の袋を示す。

【図４】従来の充填包装機の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 爪付カートリッジ ２ 搬送コンベア ３ 爪部材 ４ 包装載置台 ７ 包装供給部 ８ エアノズル ９ ＣＣＤカメラ １０、１１ 被包装物供給部 １２ 加熱シール装置 １３ 冷却装置 １４ 充填された包装物を収容するシューター １５ 爪駆動機構 １６ カートリッジの側板 ａ 袋体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に開口部を有する袋体を略垂直方向
   に収容するとともに、この袋体の開口部の周辺をチャッ
   キングする少くとも一対の爪部材を備えた爪付カートリ
   ッジと、この爪付カートリッジを複数個同時に搬送する
   コンベア装置と、前記爪部材によって袋体をカートリッ
   ジ内に略垂直に吊持した状態で、このカートリッジを前
   記コンベア装置によって袋体の幅方向に対して略直角方
   向に走行させる手段とを備え、 カートリッジがコンベア上を走行する過程で、袋体の開
   口、この開口への被包装物の充填、前記開口の閉塞、閉
   塞された開口部の密封シールを順次行わせることを特徴
   とする充填包装機。
2. 【請求項２】 爪付カートリッジ内に収容された袋体を
   その開口部の両側でチャッキングする二対の爪部材を備
   え、袋体をこの両爪部材で吊持した状態でこの両爪部材
   を袋体の幅方向に沿って相対移動させることにより、袋
   体の開口および閉塞を行わせることを特徴とする請求項
   １記載の充填包装機。
3. 【請求項３】 袋体の開口に際して、爪部材の袋体幅方
   向移動に連動して、この移動方向と直角方向から真空吸
   引力を作用させることを特徴とする請求項２記載の充填
   包装機。
4. 【請求項４】 三辺がシールされ、一辺に開口部を有す
   る角形の袋体であって、その開口部の幅が３０ｍｍ〜６
   ０ｍｍの範囲に設定され、残余の辺部が全て予めシール
   されていることを特徴とする充填包装機に用いられる袋
   体。