JPH0958601A - 大型袋への充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２０〜３０Ｋｇの大重量の内容物の袋体への
充填を自動化する。 【解決手段】 供給部２で袋体をピックアップし、下端
部を箱体８に差し入れた状態で吊り下げ、充填部４で内
容物を投入する。袋体を箱体と共にチャンバー部５に導
入し、空気抜き及びシールする。袋体の供給、箱体の供
給、内容物の充填、空気抜き、シールの全てを搬送しな
がら行って、自動化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２０〜４０Ｋｇ等の
大重量の内容物を大型袋に充填する充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】緑茶、紅茶、ウーロン茶等の茶葉、コー
ヒー粉或いは削り節等の粉状調味料などの加工食料品を
出荷する場合には、２０Ｋｇ、３０Ｋｇ等の大重量を袋
体内に充填し、この袋体を段ボール箱等の箱体に梱包し
ている。このような大重量の内容物の梱包は、袋体への
内容物の充填→袋体内のガス置換或いは空気抜き→袋体
の袋口のシール→箱体への袋体の収容の順で行われてい
る。これらの作業は従来、全て作業者による人力で行わ
れており、大型袋への内容物の充填、箱体への大型袋へ
の梱包を自動化する装置は、未だ開発されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した大重量の内容
物の充填作業は、作業者に多大の労力を要求すると共
に、この充填後におけるシール、箱体への梱包について
も大重量を運搬する労力を要求する。従って、これらを
全て、自動化できる装置を開発することは労力の軽減、
省力化の観点から好ましいものである。また大重量の内
容物の充填においては、袋体の不用意による転倒等によ
って内容物の周囲への飛散が起こり易く、これにより周
囲の清掃が必要となる作業上の煩雑さを有している。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、大型袋への内容物の充填、袋体内のガス
置換、袋口のシール、袋体の箱体への収容の全てを自動
的に行うことが可能で、しかも内容物の周囲への飛散を
防止することが可能な大型袋への充填装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の大型袋への充填
装置は、折り畳み状態で積み重ねられた大型の袋体を１
枚づつ吸着して取り出すピックアップ装置とこのピック
アップ装置により取り出された袋体の袋口部分を挟持し
た状態で回動して袋体下部を箱体内に差し入れるハンド
装置と、このハンド装置が挟持している袋体の袋口部分
に対して外側から吸引によって吸着する吸着部材と、こ
の吸着部材の吸引力を検出する吸引力検出部と、この吸
引力検出部の検出値を設定値と比較し、検出値が設定値
以下のとき吸引部材による袋口部分の吸着を解除する判
定制御部とを有する制御手段と、前記吸引力検出部の検
出部の検出値が設定値以上と判定制御部が判断したと
き、吸着部材による袋体の袋口部分の吸着と共に、袋体
の袋口部分を掴み、この掴持状態で離隔作動して袋口を
開口する開口装置と、この開口状態の袋体に内容物を所
定量投入する投入装置と、内容物が投入された袋体を箱
体と共に、密閉空間内に収容して密閉空間内の空気抜き
を行うチャンバー装置と、このチャンバー装置内に設け
られ、袋体の袋口を封鎖するシール装置と、を備えるも
のである。

【０００６】この装置では、袋体の袋口の開口、袋体内
への内容物の充填、袋体内の空気抜き、袋口のシールの
全てが自動的に行われる。また、これらの処理の間、袋
体は箱体と共に搬送され、これにより、大型袋に対する
充填、シール、箱体への梱包の全てを自動化することが
でき、省力化が可能となる。

【０００７】さらに、制御手段は吸着部材の吸引力を検
出して、所定の設定値と比較し、所定値以下の場合は、
袋口の吸着を解除する。吸着部材の吸引力が設定値以下
の状態で大重量の内容物を袋体内に投入すると、内容物
の重量に耐えることができず、袋体が吸着から脱落して
落下するためである。この場合には、制御手段は内容物
の投入の前に袋体の吸着を解除して、袋体を空のまま落
下させる。これにより内容物の充填時における吸着力不
足に起因した袋体の脱落がなく、落下に起因した内容物
の周囲への飛散を防止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の実施の形
態の全体構成を示す。この装置は図１に示すように、ロ
ーラが多数配設されることにより構成された搬送路１に
対し、その上流側に袋体の供給部２及び箱体８の供給部
３が直交するように配置されており、これに続いて充填
部４、チャンバー部５が搬送路１に沿って順に配置さ
れ、排出路６が下流側に位置している。袋体は茶葉、コ
ーヒー粉その他の内容物が２０〜３０ｋｇの大重量で充
填されるものであり、このため大型となっている。又、
袋体はプラスチックシートにアルミニウム箔が積層され
ることにより、非通気性を有した包材が使用される。こ
の袋体は対向する一対の側面に内側への折り込み線が形
成されたガゼット袋が使用される。袋体はその袋口が開
放され、他の周囲がシールされた状態で供給部２にセッ
トされる。箱体８は内容物が充填され、袋口がシールさ
れた袋体を梱包するものであり、段ボール箱等が使用さ
れる。この箱体は上面が開放された組み立て状態で箱体
の供給部３に並べられる。

【０００９】図３及び図４は袋体の供給部２及び箱体８
の供給部３を示す。袋体の供給部２は折り畳まれた複数
の袋体７が積み重ねられて載置される載置台２０と、こ
の載置台２０の上方に配置されたピックアップ装置２１
とを備えている。載置台２０はモータ２２に連結されて
おり、モータ２２の駆動により昇降する。この載置台２
０に対して、袋体７は袋口が前側（図４において右側）
に位置するように載置される。

【００１０】ピックアップ装置２１は袋体７の袋口部分
を減圧によって吸着する吸着ヘッド２３と、この吸着ヘ
ッド２３が取り付けられ、同ヘッド２３を搬送路１方向
に進退させるスライド部材２４と、このスライド部材２
４を昇降させる昇降用シリンダ２５とを備えている。こ
の場合、スライド部材２４はモータ及びモータの回転軸
にピニオンギヤを介して連結されたラックギヤ２６を備
えており、モータが駆動することにより吸着ヘッド２３
を緩速度でスライド移動させる。

【００１１】かかる袋体の供給部２は載置台２０の下降
位置で袋体７が同台２０上に積み重ねられ、この載置台
２０が上昇した後、吸着ヘッド２３が下降して最上部の
袋体７の袋口部分を吸着する。そして、スライド部材２
４がスライド前進して袋体７を引き出し、その引き出し
先端で後述するハンド装置３１のチャックハンド３２に
引き渡す。図４において、２７は引き出された袋体７の
先端を検出する光センサ等の先端検出センサである。こ
の先端検出センサ２７の検出信号によりハンド装置３１
への袋体の引き渡しが行われる。

【００１２】箱体の供給部３は図１に示すように、上述
した袋体の供給部２と平行に設けられている。箱体８は
上面が開放され、底面及び側面が閉鎖された組み立て状
態でこの供給部３に並べられ、先端側から順次、搬送路
１に送り出される。この送り出しを行なうため、図２及
び図３に示すように、搬送路１方向に進退する押し出し
プレート３０が設けられており、この押し出しプレート
３０の進出により箱体８は１個づつ袋体の供給部２の前
方に送り込まれる。

【００１３】図５は搬送路１の始端部分を示し、この部
分にはハンド装置３１が設けられている。このハンド装
置３１は袋体の供給部２における吸着ヘッド２３から袋
体７を受け取るチャックハンド３２と、このチャックハ
ンド３２を開閉させるチャック用シリンダ３３と、チャ
ックハンド３２及びチャック用シリンダ３３が取り付け
られた回動ロッド３４とを備えている。回動ロッド３４
は装置全体の骨格を構成するフレーム３６に基部が枢支
された回動用シリンダ３５に枢着構造で連結されてお
り、回動用シリンダ３５の伸縮により図示のように９０
度の範囲で回動する。

【００１４】このハンド装置３１においては、上述した
先端検出センサ２７による袋体７の先端部分検出信号の
入力に基づいて、回動ロッド３４が鉛直位置まで回動す
る。そして、チャック用シリンダ３３が作動して、チャ
ックハンド３２が閉じ、袋体７の袋口を挟持する。その
後、回動ロッド３４が水平位置まで回動して袋体７を垂
れ下がり状態とする。この水平位置への回動に先立って
箱体８はチャックハンド３２の真下に供給されており、
回動ロッド３４の水平回動により袋体７はその下部が箱
体８の中に差し入れられた状態で吊り下がる。そして、
これ以降、袋体７は箱体８上に吊り下がった状態で、箱
体８と共に搬送路１上を搬送される。

【００１５】図６及び図７は内容物の充填部４及びその
周辺部位の構成を示す。充填部４は内容物が投入される
ホッパー４０と、このホッパー４０下端部に上下動自在
に取り付けられ、内容物を袋体７に投下するシュータ４
１とを備えている。このホッパー４０及びシュータ４１
は２０〜３０ｋｇの所定量の内容物を袋体７に投入する
投入装置を構成する。図６において、３９はシュータ４
１を上下動させる上下動用シリンダであり、その作動に
よりシュータ４１は袋体７の袋口から、その内部に進入
する。

【００１６】この投入装置の下方には袋体の袋口を開口
する開口装置９及び袋体７をガゼット形態とするための
折り込み装置１０が配置されている。開口装置９は搬送
路１に沿って延びるようにフレーム３６に支持されたガ
イドプレート４２に取り付けられた移動部材４３と、こ
の移動部材４３を水平方向に往復移動させる移動用シリ
ンダ４４とを備えている。この移動部材４３には相互に
接近及び離反する一対の開口板４５が対向するように取
り付けられている。又、開口板４５の横方向のそれぞれ
の両端部には減圧吸引により袋体７の袋口を吸着する吸
着部材４６と、この吸着部材４６によって吸着された袋
体７の袋口を掴むチャック爪４７とが設けられている。

【００１７】一の開口板４５における吸着部材４６は袋
体７の袋口の両端部に対応するように配置されていると
共に、チャック爪４７はこの吸着部材４６と対向するよ
うに配置され、これにより、１組の吸着部材４６及びチ
ャック爪４７が袋体７の袋口の各端部に対向している。
図７において、４８は袋体の袋口を掴むため、チャック
爪４７を開口板４５に当接させる掴み用シリンダであ
る。

【００１８】各開口板４５の両端部に設けられた吸着部
材４６は袋体の袋口を開口する開口装置９の構成部材で
あると共に、後述するように袋体の吸引状態を検出し
て、袋体の吸着を制御する制御手段の構成部材となって
いる。この吸着部材４６には、図６に示すように、吸引
孔８０が貫通している。吸引孔８０は吸着部材４６を支
持する開口板４５を貫通しており、その貫通端にホース
８１が連結されている。ホース８１は図８に示すよう
に、開口板４５の裏側に延びており、その延出端部に吸
引力検出部８２及び吸引手段としてのポンプ８３が連結
されている。これらの吸引孔８０、ホース８１、吸引力
検出部８２及びポンプ８３は制御手段の構成部材となっ
ている。

【００１９】図９及び図１０はこの制御手段の構成を示
す。図９に示すように、吸着部材４６の吸引孔８０は開
口板４５（図示省略）を貫通しており、この貫通端部に
ホース８１が連結されている。このホース８１には吸引
力検出部８２が連結され、この吸引力検出部８２にポン
プ８３が連結されている。これによりポンプ８３が駆動
することで吸引孔８０内が減圧状態となり、吸着部材４
６が袋体７の袋口を吸引により吸着する。吸引力検出部
８２はこの吸着部材４６の吸引力を検出する。この吸引
力検出部８２には、判定制御部８５が接続されており、
検出した吸引力の検出値が判定制御部８５に出力され
る。この判定制御部８５には図１０に示すように、停止
制御部８６が接続されており、判定制御部８５の判定結
果が同制御部８６に出力される。

【００２０】図１１は以上の制御手段の作動のフローチ
ャートを示し、同図及び図１０を参照して制御手段の作
動を説明する。吸引力検出部８２が吸着部材４６の吸引
力を検出すると、その検出値が判定制御部８５に出力さ
れる（ステップＳ１）。判定制御部８５には所定の設定
値が設定されており、吸引力検出部８２から入力された
検出値と設定値との比較が行われる（ステップＳ２）。
判定制御部８５内の設定値は袋体７に投入される内容物
の重量で袋体７が吸着から脱落しないような最低の吸引
力が設定されるものである。判定制御部８５は検出値が
この設定値よりも小さい場合、停止制御部８６に停止信
号を出力する。

【００２１】停止制御部８６はこの停止信号の入力によ
り、ポンプ８３（図９参照）の駆動を停止する。或いは
ホース８１にバルブ（図示省略）を設けている場合は、
このバルブを閉鎖する。これにより吸着部材４６の吸引
力がなくなり、吸着部材４６に吸引されている吊り下げ
状態の袋体７が自重で落下する。停止制御部８６はこの
制御と同時に、開口装置９、折り込み装置１０、投入装
置の上下動用シリンダ３９、チャンバー装置５０の作動
を停止し、さらにはピックアップ装置２１、ハンド装置
３１の作動を停止する。これにより、充填装置全体の作
動が異常停止する（ステップＳ４）。この異常停止状態
では、落下した袋体７は下方の箱体と共に、手動或いは
自動で搬送路１上を移動して搬出路６（図１参照）から
搬出される。そして、この搬出の後、充填装置全体の起
動を行うことで、再稼動を開始する。

【００２２】このような制御装置を有する構成では、袋
体７への内容物投入前に、袋体７の吸引力不足を検出し
て袋体７を落下させるため、袋体７への内容物投入時に
おける袋体７の脱落がなくなる。このため内容物の投入
の際に、袋体７の不用意の落下がなく、袋体７の落下に
起因した内容物の周囲への飛散がなくなって、作業環境
を悪化させることがない。なお、判定制御部８５におい
て、検出値が判定値よりも大きい場合には、吸着部材４
６の吸引力が充分であり、この場合、判定制御部８５は
開口装置９及び開口装置９以降の各装置に作動信号を出
力して、通常作動を続行する（ステップＳ３）。

【００２３】上述した制御装置では、吸引力の検出値が
設定値より小さい場合、充填装置全体の作動を異常停止
しているが、本発明ではこれに限らず、投入装置の作動
だけを停止させても良い。この投入装置だけの停止によ
っても、内容物の周囲への飛散を防止できるため、作業
環境の悪化を防止することができる。

【００２４】折り込み装置１０は図６に示すように、投
入装置のシュータ４１の両側に配置された一対の折り込
みロッド７０と、この折り込みロッド７０を上下動させ
る上下動部材７１とを備えている。この上下動部材７１
には折り込みロッド７０の上端部が取り付けられて１８
０度回転する回動ブラケット７２が設けられている。折
り込みロッド７０は上部が屈曲された状態で回動ブラケ
ット７２に取り付けられており、回動ブラケット７２の
回転で鎖線で示す相互の離隔状態から実線で示す接近状
態となり、これにより、袋体７の一対の両側面に外方か
ら当接し、この当接で一対の両側面に折り込みを形成す
る。

【００２５】図６において、７５はシュータ４１の真下
に位置するように配置された振動装置であり、箱体８が
載置される上下動可能な振動板７６と、この振動板７６
を上下動させるシリンダ７７とを備えている。又、振動
板７６はその下部が振動体７８に連結されている。この
振動体７８はシュータ４１からの袋体内への内容物の投
入時に作動して、振動板７６を振動させる。これによ
り、箱体８及び袋体７が振動するため、袋体７内に充填
される内容物の架橋を防止できる。

【００２６】次に、以上の開口装置９及び折り込み装置
１０の作動を説明する。ハンド装置３１のチャックハン
ド３２が袋体７の袋口を挟持している状態で移動部材４
３が袋体７まで移動する。そして、開口板４５が袋体７
の袋口に対して両側から接近し、吸着部材４６が袋体７
の袋口を外側から吸着する。これと同時に、掴み用シリ
ンダ４８が作動してチャック爪４７が開口板４５に当接
し、袋体７の袋口の四隅部を開口板４５とによって掴持
する。そして、開口板４５が相互に離隔移動して袋体７
の袋口を開口する。

【００２７】その後、移動部材４３は開口した袋体７を
掴持した状態で箱体８と共に、充填部４まで移動する。
箱体８が充填部４下方の振動板７６に移動した時、振動
板７６が上昇する。この振動板７６の上昇と連動して折
り込みロッド７０が図６の鎖線位置から実線位置まで下
降すると共に、回動ブラケット７２が回動し、折り込み
ロッド７０が相互に接近する。

【００２８】図８はかかる状態を示しており、袋体７は
袋口の四隅部分がチャック爪４７及び開口板４０に掴持
されて開口されている。一方、折り込みロッド７０が袋
体７の対向する側面に外側から当接してその側面に折り
込みを形成している。この状態の袋体７に対し、シュー
タ４１が下降して袋口内に進入し、振動板７６の振動と
共に、内容物を所定量投入する。このような開口装置９
及び折り込み装置１０では、内容物の投入と共に側面が
折り込まれたガゼット袋を形成できるため、ガゼット袋
を迅速に、しかも確実に成形することができる。

【００２９】図１２、図１３、図１４はチャンバー部５
に配置されたチャンバー装置５０を示す。このチャンバ
ー装置５０は図１に示すように、搬送路１の両側に配置
され、交互に作動することにより袋体７内の空気抜きを
行なう。各チャンバー装置５０は図１２に示すように、
内部が空胴となっているボックス５１と、このボックス
５１に対して進退移動する蓋体５２とを備えている。こ
の蓋体５２は搬送路１に沿って移動するようになってお
り、これにより内容物が充填された袋体７を開口板４５
から受け取ってボックス５１との対向位置まで搬送す
る。

【００３０】蓋体５２はボックス５１方向に延びるアン
グルアーム５４と、このアングルアーム５４にＴ字形の
ブラケットアーム５５を介して取り付けられる一対のク
リップ５３と、このクリップ５３の上方に位置するよう
に設けられたシール装置５６と、窒素ガス等の不活性ガ
スを噴射するガスノズル５７とを備えている。クリップ
５３は開口板４５に挟持されている袋体７の袋口部分を
両側から挟んで挟持するものである。シール装置５６は
蓋体５２に設けられたガイド部材５８（図１３参照）に
沿って走行し、袋体７の袋口をシールする。

【００３１】かかるチャンバー装置５０は蓋体５２が充
填部４まで移動して開口装置９の開口板４５から袋体７
を受け取る。この受け取りはクリップ５３が袋体７の袋
口を挟持することにより行なう。そして、蓋体５２がボ
ックス５１との対向位置まで移動することにより、袋体
７を搬送する。この袋体７の搬送にあっては、箱体８も
搬送路１上を一緒に移動する。その後、蓋体５２がボッ
クス５１に突き合うまで進出し、これにより図１４に示
すように、箱体８及び袋体７をボックス５１内に移送す
る。

【００３２】蓋体５２の突き合わせにより、チャンバー
装置５０は密閉され、この状態で内部の空気抜きが行わ
れる。この空気抜きの後、ガスノズル５７から不活性ガ
スを袋体７に吹き込み、その後、再度、空気抜きを行な
う。その後、ガスノズル５７が袋体７から抜け出て、シ
ール装置５６が走行し、袋口のシールを行なう。これに
より、袋体７は不活性ガス置換された後、内部が真空状
態となるため、内容物の酸化、放香を防止できる。そし
て、チャンバー装置５０内に空気を導入し、蓋体５２が
退出することにより、袋体７及び箱体８の取り出しが行
なわれる。この袋体７及び箱体８はその後、搬出路６に
運び出される。

【００３３】図１において、６１は箱体８の側面に当接
して、箱体８に吸着する吸着パット６２を有した引寄せ
シリンダ、６３は箱体８を搬出路６に送り出す押出しシ
リンダである。これらのシリンダ６１、６３によって袋
体７は箱体８と共に、搬出路６に送り出され、その後、
箱体８の上部のフラップ（図示省略）を折り曲げて袋体
７を収納することにより、梱包が終了する。

【００３４】以上の構成の装置では、袋体の取り出し、
袋体の袋口の開口、内容物の充填、袋体内の空気抜き及
び袋口の封鎖が全て自動的に行なわれるため、作業者が
不要となり、省力化ができる。又、袋体の取り出し後に
おいては、袋体は箱体と共に、搬送されて上述した処理
が行なわれる。このため、箱体への収容作業も不要とな
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、大型の袋体の袋口の開口、袋
体内への内容物の充填、袋体内の空気抜き、袋口のシー
ルの全てが自動的に行われると共に、これらの処理の
間、袋体は箱体と共に搬送され、これにより、大型袋に
対する充填、シール、箱体への梱包の全てを自動化する
ことができ、省力化が可能となる。

【００３６】また、制御手段は吸着部材の吸引力を検出
して、所定の設定値と比較し、所定値以下の場合は、袋
口の吸着を解除し、内容物の投入以前に袋体を落下させ
るため、内容物充填時における吸着力不足に起因した袋
体の脱落がなく、落下に起因した内容物の周囲への飛散
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における概略平面図であ
る。

【図２】実施の形態の全体正面図である。

【図３】ピックアップ装置の正面図である。

【図４】ピックアップ装置の側面図である。

【図５】ハンド装置の側面図である。

【図６】投入装置及び折り込み装置部分の側面図であ
る。

【図７】開口装置の側面図である。

【図８】開口装置及び折り込み装置の作用を示す斜視図
である。

【図９】制御手段を示す断面図である。

【図１０】制御手段の構成を示すブロック図である。

【図１１】制御手段の制御のフローチャートである。

【図１２】チャンバー装置の側面図である。

【図１３】チャンバー装置の蓋体の正面図である。

【図１４】チャンバー装置の作動時の側面図である。

【符号の説明】

１ 搬送路 ２ 袋体の供給部 ３ 箱体の供給部 ４ 充填部 ５ チャンバー部 ６ 搬出路 ７ 袋体 ８ 箱体 ９ 開口装置 １０ 折り込み装置 １１ ピックアップ装置 ２７ 先端検出センサ ３１ ハンド装置 ４６ 吸着部材 ５０ チャンバー装置 ５６ シール装置 ８２ 吸引力検出部 ８５ 判定制御部 ８６ 停止制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 折り畳み状態で積み重ねられた大型の袋
   体を１枚づつ吸着して取り出すピックアップ装置と、 このピックアップ装置により取り出された袋体の袋口部
   分を挟持した状態で回動して袋体下部を箱体内に差し入
   れるハンド装置と、 このハンド装置が挟持している袋体の袋口部分に対して
   外側から吸引によって吸着する吸着部材と、この吸着部
   材の吸引力を検出する吸引力検出部と、この吸引力検出
   部の検出値を設定値と比較し、検出値が設定値以下のと
   き吸引部材による袋口部分の吸着を解除する判定制御部
   とを有する制御手段と、 前記吸引力検出部の検出部の検出値が設定値以上と判定
   制御部が判断したとき、吸着部材による袋体の袋口部分
   の吸着と共に、袋体の袋口部分を掴み、この掴持状態で
   離隔作動して袋口を開口する開口装置と、 この開口状態の袋体に内容物を所定量投入する投入装置
   と、 内容物が投入された袋体を箱体と共に、密閉空間内に収
   容して密閉空間内の空気抜きを行うチャンバー装置と、 このチャンバー装置内に設けられ、袋体の袋口を封鎖す
   るシール装置と、を備えていることを特徴とする大型袋
   への充填装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は前記吸引力検出部の検出
   値が設定値以下と判定制御部が判断したとき、少なくと
   も前記投入装置の作動を停止する停止制御部を有してい
   ることを特徴とする請求項１記載の大型袋への充填装
   置。