JP4878911B2 - 包装装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒物や小物集合体を、コンベヤ方式で袋詰めかつ密封する包装装置に関する。

コンベヤラインに沿って各包袋を等間隔で運搬し、前記各包袋に対して順次被包装物を充填すると共に、前記各包袋の開口縁を密封する袋詰め包装機としては、一般に下記の特許文献１に示すように、円形ロータの周囲に多数組みのクランプを等間隔に配置すると共に、これら各クランプを前記ロータと一体に断続回転して前記各クランプに挟持される各包袋に、順次被包装物を充填すると共に、前記各包袋の開口縁をシーラでもって順次溶着するものがあるが、当該装置は、ロータ周囲の広い空間における多数のセクションを利用して、多様の作業を行うのに適し、クランプによる袋取りセクションと、包袋への被包装物充填セクションと、シーラによる包袋開口部のシールセクションとさえ備われば作業が完了する包装機としては不経済、という問題がある。

これに対し、下記の特許文献２には、包袋を直線軌道に沿って運搬し、この運搬軌道の３セクションにおいて包装作業を分担する包装装置を開示するが、当該装置（同特許文献の図１、図２参照）は、袋供給セクション２において第１クランプで挟持した包袋を、移送手段３でもって開口セクションに移送し、当該セクションの開口手段２で前記包袋８を開口してシール装置５に送り、当該包袋に計量装置６から被包装物を充填したあと、前記包袋の開口部をシール装置５で密封する構成であり、かかる装置の問題点としては、包袋を幅方向に横送りするタイプとしたため開口セクション４に充填装置６が設置できず、被包装物の計量と、包袋開口部のシールとを１セクションで行うため、その分、作業能率が悪く、能率を上げるために改良余地がある。

特開平９−９５３１１号公報 特開平８−２５８８０１号公報

本発明は前記の問題点を解決する装置であって、袋取りセクションと、充填セクションと、シールセクションとを直線軌道上に設定する一方、前記袋取りセクションと充填セクションとの間で往復動し、前記袋取りセクションで挟持した包袋を充填セクションまで運搬する第１クランプと、前記充填セクションにおいて第１クランプから包袋の両側縁を受け取って挟持すると共に、被包装物の充填のために前記の両側縁を接近させ包袋を開口する両側一対の仲介クランプと、前記第１クランプの往復動と同調して充填セクションとシールセクションとの間で往復動し、充填セクションにおいて前記仲介クランプから受け取る包袋をシールセクションまで運搬する一対の第２クランプと、前記充填セクションにおける包袋への被包装物の充填に合わせてリフトプレートを前記包袋の下側から押し上げる手段と、第２クランプによる包袋の充填セクションからシールセクションへの運搬に合わせて、同包袋をリフトプレートからシールセクションに設置したデッキプレートまで押し出すようにした背押し棒と、シールセクションにおけるシーラ間で第２クランプにより包袋の開口縁を緊張させる手段とを設け、
第１、第２両クランプによる包袋の搬送は、包袋を運搬する直線軌道の両側一対の水平ガイドにそれぞれ基盤をスライド自在に支持すると共に、前記両基盤にそれぞれに、前記水平ガイドと交差する方向に変位可能な、上部の第１プレートと下部の第２プレートとからなる２段階のスライドブロックを設置し、前記下部の第２プレートに第１クランプを固定する一方、前記上部の第１プレートに第２クランプを固定し、水平ガイドに沿った前記基盤の往復動によって、袋取りセクションと充填セクションとの間での前記第１クランプと、充填セクションとシールセクションとの間での前記第２クランプとを往復動させるようにしたことを特徴とする。

前記装置は、袋取りセクションと、充填セクションと、シールセクションとを直線軌道上に設定する一方、前記袋取りセクションと充填セクションとの間で往復動する第１クランプと、前記第１クランプと同調して前記充填セクションとシールセクションとの間で往復動する一対の第２クランプと、前記充填セクションにおける両側一対の仲介クランプとを備える。そして前記袋取りセクションにおいて前記第１クランプで挟持した包袋を、同第１クランプでもって前記充填セクションに運搬して前記仲介クランプに受け渡したあと、同一対の仲介クランプは相対接近して、計量充填機から被包装物の充填を受けるため同包袋を開口すると共に、前記包袋の下域からリフトプレートを、前記シールセクション下域のデッキプレートと同じ高さまで上昇させ、その後、前記仲介クランプから包袋を前記第２クランプに受け渡したあと、同第２クランプでもって前記包袋を前記シールセクションに移動させると共に、同第２クランプの前記シールセクションへの移動と同調する前記直線軌道側部に設置した背押し棒の移動でもって、前記リフトプレート上の包装体を、前記デッキプレートに沿って前記シールセクションまで押し出すのである。

要するに、第１クランプは、包袋を計量充填機に対して搬入する役目を果たし、一方第２クランプは前記計量充填機から、被包装物の充填を完了した前記包袋を搬出するため、それぞれが同方向に同調往復動するもので、その間で、仲介クランプは、前記被包装物の充填準備のために、包袋の幅方向に往復動して包袋を開口するものである。従って第１、第２両クランプによる包袋運搬と、仲介クランプによる包袋開口とで役割分担を図っているので、その分、作業能率が向上すると同時に、両側それぞれから突き出る背押し棒は、充填セクションとシールセクションとの間を往復動し、重量のある包袋の移動を助成するのである。

請求項に記載する「モータ」は、実施例に記載した直動型の流体シリンダーに対する呼称であるが、動力機器の回転動力を、例えばクランク又はねじ棒スクリュー操作によって直線往復運動に替えるものも、前記の「モータ」に該当し、あらゆる条件に応じて使い分けられる。

簡略化した図１において、袋取りセクション１３と、充填セクション１４と、シールセクション１５とを、包袋運搬用の直線軌道上に等間隔に設定し、第１クランプ１１は、前記袋取りセクション１３と同充填セクション１４との間を規定の時間間隔で往復動２１し、同じく第２クランプ１２は、前記第１クランプと同調して前記の充填セクション１４とシールセクション１５との間を往復動２２する。

より具体的には、平面を示す図２及び側面を示す図３のごとく、４つの角に４本柱をもつ固定型の枠フレーム１６があり、この枠フレーム内部両側の、棚面に設けた一対の水平ガイド１７それぞれにスライドブロック１８を配置し、これら各スライドブロック１８それぞれから突き出るアーム１９の端に、一対の、前記第１クランプ１１を、また前記スライドブロック自体に一対の前記第２クランプ１２をそれぞれ配置する。そこで上端を軸とするスイングレバー２０の揺動運動を前記のスライドブロック１８に加え、同スライドブロック１８を前記水平ガイド１７に沿って往復動させることにより、図１において両クランプ１１、１２の、矢印２１、２２のごとき往復同調運動が生ずることになるのである。

なお、図１における第１クランプ１１の往復運動に合わせて、同第１クランプ１１に包袋１０を供給する機器について説明すると、吸盤２４を矢印軌道２５で回転させる腕２６と、包袋を誘導するために、コーナをアール化した案内壁２７とからなり、前記案内壁２７に沿って矢印のごとくすべり落ちる各包袋の開口縁を、前記吸盤２４は吸着し、同包袋の袋口を矢印２５に沿って第１クランプ１１の方向に断続的に運ぶ結果、一対の第１クランプ１１は前記包袋１０の両側縁をそれぞれ挟持することになるのである。

形を変えて図４に具体的に示すように、操作レバー２８で軸２９を正逆転させ、前記軸２９に固定した腕３０を介して、吸盤２４を備える板材を上下に回転させる場合、前記の腕３０とリンク３１とには長さの差があるので、前記腕３０の回転角に拘わらず、前記吸盤２４は９０度角だけ回転して吸着する包袋１０を水平面から垂直面に変位させるのである。なお該図における図１と同一の符号は、実質的に図１と同じ構成要素である。

図５は、左右一対の、スライドブロック１８の内の、片側のみを図示したもので、既に述べたアーム１９に支持する第１クランプ１１は、接続口３３から作用する空気圧でブロック３４内部のアクチュエータを操作することにより、前記第１クランプ１１を構成する２つの開閉部材は１８０度角まで開放するのであり、一方、第１プレート３５に支持する一対の連動歯車３６を、モータ３７の直線運動により相対回転することにより、第２クランプ１２を形成する２つの部材は開閉するのである。なお通常、計量充填機５０を隔てる両側一対の第１クランプ１１の間隔は不変に設定しているが、同第２クランプ１２の間隔は、包袋の開口部を緊張するために下記のように変化する構成である。

すなわち図７に示す反対側のスライドブロックのごとく、水平ガイド１７に載置する同スライドブロックは最下位の基盤４０と、先に述べた最上位の第１プレート３５と、それらの中間の第２プレート４１とにより成り立ち、前記第１、第２両プレート３５、４１は、それぞれ包袋１０の幅方向にスライド可能に結合している。このため、図５及び図６における第２プレート４１に固定するモータ３８でもって第１プレート３５を動かすと、同第１プレート３５に支持する第２クランプ１２は、充填セクション１４に配置する計量充填機５０の充填ノズルに向けて相対変位する。また基盤４０と第２プレート４１とを連結する２連モータ３９は、前記の第２プレート４１（図７も参照）を２段階で変位させるのである。なおこの２段階変位の目的は後述する。

また図７は、包袋１０片側での、第１クランプ１１及び第２クランプ１２それぞれの挟持箇所及び、仲介クランプ５１による挟持箇所を示している。

図８にも示すように、前記仲介クランプ５１は一対の連動歯車５２を介して可動フレーム５３に支持され、枠フレーム１６に固定したレール５４に前記フレーム５３をスライド自在に支持する。図７におけるモータ５５でもってベルクランク５６を反転させ、この反転動力を、リンク５７を介して前記連動歯車５２に伝えることにより、前記仲介クランプ５１は包袋１０の図示位置を挟持する。

図９において、袋取りセクションから第１クランプ１１が、包袋１０を矢印２１のごとく充填セクションに運び込むと、仮想線のように待機する仲介クランプ５１は前記包袋１０を受け取る。そのあと同仲介クランプ５１が矢印６０に沿って相対接近して包袋１０を開口し、同包袋への被包装物の充填を許容する。被包装物の充填作業が続いている間、第１クランプ１１は元の位置に復帰し、それに同調して矢印６１方向に移動する第２クランプ１２は、充填を終了した包袋１０の両側縁を仲介クランプ５１から受け取る形で挟持したあと、同包袋を軌道２２に沿って搬出する。この場合、第一クランプ１１は次位の包袋１０を充填セクションに持ち込む。一方、シールセクションにおいて前記第２クランプ１２は相対離反して包袋１０の開口縁を緊張させるのである。

要するに第１クランプ１１は、包袋１０を計量充填機に対して搬入する役目を果たし、一方第２クランプ１２は前記計量充填機から包袋１０を搬出するため、それぞれが同方向に同調往復動するもので、その間で、仲介クランプ５１は、被包装物の充填準備のために、包袋１０の幅方向に往復動して包袋１０を開放する。第１、第２両クランプ１１、１２による包袋運搬と、仲介クランプ５１による包袋開口とで役割分担を図っているので、その分、作業能率が向上する。

図１０に示すように、天板６５から吊るしたフレーム６６に、下端対向部それぞれに真空カップ６８を備える一対のL字型のパイプ６７を、ピン６９を介して枢支すると共に、前記両ピンそれぞれに固定するレバー７０、７１の間をリンク７２で連結する。前記レバー７０に加わる動力でもって、ピン６９を支点にして前記両パイプ６７を回転し、両真空カップ６８が吸着する包袋１０を仮想線のように開放する。かかる包袋の開放は、図９における一対の仲介クランプ５１の変位による包袋１０の開口動作と共同する作業である。

図１１において計量充填機５０に備わる誘導ホッパー７３は、ガイド７４に沿って上下動自在であり、ピン７５を軸とするレバー７６を、ロッド７７の操作で回転させ、このレバー７６の上下への運動により前記誘導ホッパー７３は、開口した包袋１０に向けて下降する構成である。

図１に示すように計量充填機５０の下域に、支持板７８に固定したモータ７９を介して、上面の水平なリフトプレート８０を設置する。計量充填機５０から包袋１０への被包装物の充填に合わせて、前記リフトプレート８０は上昇して被包装物の重量を支え、重量増加による包袋の、クランプからの脱落を防止する。なお実施例では前記モータ７９を流体シリンダーにより形成するが、リフトプレート８０の上下動を、回転モータによるチェン又はラックの上下動を利用して行うことが可能である。

図１において、例えば米穀包装体のような重量物を、第２クランプ１２による挟持力のみで、充填セクション１４からシールセクション１５まで運搬するのは不可能な場合が多い。そこで、図２における両側のスライドブロック１８それぞれから突き出る背押し棒９０は、水平ガイド１７に沿いかつ充填セクションとシールセクションとの間を往復動し、重量のある包袋の移動を助成する。

すなわち図１２は、両側一対のスライドブロックにおける基盤４０を示し、この基盤４０に対しての、前記背押し棒９０の取り付け関係を図示するもので、前記基盤４０の片隅に、柱状ブロック９１を、縦軸９２を介して枢支すると共に、前記柱状ブロック９１の側面に繋ぎ材９３を介して固定した軸受け板９４の下端に、前記背押し棒９０を、ピン９５を介して上下に揺動自在に支持する一方、前記柱状ブロック９１にブラケット９６を介して固定した垂下シリンダー９７のピストンロッドの下端と、前記背押し棒９０の一端とを自在継ぎ手９８を介して連結する。

要するに、図１において第２クランプ１２が矢印２２に沿って移動するとき、前記の背押し棒も、充填セクション１４からシールセクション１５まで移動し、上限まで上昇したリフトプレート８０上の包装体１００を、シールセクション１５に設けたデッキプレート１０１上まで滑走させて、当該セクションにおいて、一対シールバー１０２により前記包装体１００の開口縁を挟圧して溶着することができるのである。

図１２において、基盤４０が支える流体シリンダー９９により前記の柱状ブロック９１を、縦軸９２を支点に正逆転することで、背押し棒９０は、櫂を漕ぐようなオール運動を行う。図２において前記のオール運動により両側の背押し棒９０の間隔を、実線のように幅狭にしたり、仮想線のように幅広に変更したりでき、第１クランプ１１でもって前方に送り出す包袋の送りだし運動に反して、間隔を幅広に変更した一対の背押し棒９０を、仲介クランプ５１が支持する包袋に干渉を加えずに該包袋の後方に移動できるのである。なお前記背押し棒９０による包装体の押し出し作用に、さらに同背押し棒のオール運動を付加して包装体の送り出しを行うことは任意である。

図６において使用する包袋１０の幅員の大小に対応して、２連モータ３９は第２プレート４１を２段階に動かして、一対の第１クランプ１１の間隔及び、一対の第２クランプ１２の間隔をそれぞれ同時に、２段階に調整が可能である。なおこの場合、図７において縦軸材１０５によるレバーの回転で、レール５４に沿って可動フレーム５３を動かし、両側一対の仲介クランプ５１の間隔調整を行う。

図５、図６に実施例として示す３種類のモータ３７〜３９は、すべて直動式の流体シリンダーであるが、これらをサーボ式に、また回転モータに変更でき、回転モータによるねじ棒の回転角調整でもって、各種包袋の幅に合わせた各クランプ間隔のコントロールが可能である。

図１３には、大きさの異なる３種類の包袋１０を仮想線で示しているが、前記各包袋のそれぞれの縦長寸法に対応し、ねじ棒１１０の回転で、前記のリフトプレート８０及びデッキプレート１０１それぞれを支える支持板７８の、高さ方向への位置レベルを任意に設定できる装置を開示する。図の場合、各クランプで挟持する各包袋１０の、開口縁の高さレベルは一定であるから、前記各包袋１０の縦長さに対応して、デッキプレート１０１の高さレベルを調整する。

図１４においては、搬出コンベヤ１１１の一端と、前記支持板７８から突き出る係合片１１２とを、リンク１１３を介して結合するので、使用する包袋の大きさに対応して、前記支持板７８を上下動させるとき、前記搬出コンベヤ１１１は、他端の軸１１４を支点として上下に回転する構造であるので、前記支持板７８を上下に変位させても、デッキプレート１０１から前記搬出コンベヤ１１１までの落差値はほぼ一定である。したがって、シリンダー１１７により、ピン１１５を軸にデッキプレート１０１を矢印１１６のように傾けて、包装体を搬出コンベヤ１１１に落下させるときの衝撃度に大きな変化はなく、加熱シール直後の包装体開口縁が、被包装物の重量衝撃で剥離する現象の減少に役立つものである。

図１５に示すごとく、充填セクションから袋取りセクションに向けて下り傾斜するように、軸受け板９４の下部を折り曲げ、この傾斜面１２０に前記の背押し棒９０をピン９５でもって枢支する。図１２における垂下シリンダー９７は、包装体の高さに応じて背押し棒９０の開放端を上下に変位させ、包装体の大小に応じて前記背押し棒９０が、常に包装体の上下中間点に押力を加えるようにしたもので、図１５において大きい包装体１００aに比較して小さい包装体１００bは、前記背押し棒９０の開放端を上方に押し上げる必要があり、この場合、前記傾斜面１２０を基準にして回転する前記背押し棒９０は、上方に移動するに伴い前方に突き出して、自動的に厚みの小さい包装体１００bに接近するのであり、包装体の大小に対応しての特別な調整を省くことがきるのである。

装置の、簡略側面図 装置の、平面図 前図の、側面図 包袋供給装置平面図 スライドブロック平面図 前図の、正面図 仲介クランプ側面を含むスライドブロック正面図 仲介クランプ正面図 各クランプの動きを説明する斜視図 包袋開口装置側面図 前図の、正面図 背押し棒を説明する斜視図 リフトプレート及びデッキプレート正面図 搬出コンベヤ側面図 背押し棒の作用説明図

１０‥‥包体
１１‥‥第１クランプ
１２‥‥第２クランプ
１３‥‥袋取りセクション
１４‥‥充填セクション
１５‥‥シールセクション
１７‥‥水平ガイド
１８‥‥スライドブロック
３５‥‥第１プレート
３６‥‥連動歯車
３７‥‥モータ
３８‥‥モータ
３９‥‥２連モータ
４０‥‥基盤
４１‥‥第２プレート
５０‥‥計量充填機
５１‥‥仲介クランプ
５３‥‥可動フレーム
５４‥‥レール
５５‥‥モータ
５６‥‥ベルクランク
７８‥‥支持板
８０‥‥リフトプレート
９０‥‥背押し棒
９１‥‥柱状ブロック
９２‥‥縦軸
９４‥‥軸受け板
９５‥‥ピン
９６‥‥ブラケット
９７‥‥垂下シリンダー
９９‥‥流体シリンダー
１００‥‥包装体

Claims (4)

1. 袋取りセクションと、充填セクションと、シールセクションとを直線軌道上に設定する一方、前記袋取りセクションと充填セクションとの間で往復動し、前記袋取りセクションで挟持した包袋を充填セクションまで運搬する第１クランプと、前記充填セクションにおいて第１クランプから包袋の両側縁を受け取って挟持すると共に、被包装物の充填のために前記の両側縁を接近させ包袋を開口する両側一対の仲介クランプと、前記第１クランプの往復動と同調して充填セクションとシールセクションとの間で往復動し、充填セクションにおいて前記仲介クランプから受け取る包袋をシールセクションまで運搬する一対の第２クランプと、前記充填セクションにおける包袋への被包装物の充填に合わせてリフトプレートを前記包袋の下側から押し上げる手段と、第２クランプによる包袋の充填セクションからシールセクションへの運搬に合わせて、同包袋をリフトプレートからシールセクションに設置したデッキプレートまで押し出すようにした背押し棒と、シールセクションにおけるシーラ間で第２クランプにより包袋の開口縁を緊張させる手段とを設け、
   第１、第２両クランプによる包袋の搬送は、包袋を運搬する直線軌道の両側一対の水平ガイドにそれぞれ基盤をスライド自在に支持すると共に、前記両基盤にそれぞれに、前記水平ガイドと交差する方向に変位可能な、上部の第１プレートと下部の第２プレートとからなる２段階のスライドブロックを設置し、前記下部の第２プレートに第１クランプを固定する一方、前記上部の第１プレートに第２クランプを固定し、水平ガイドに沿った前記基盤の往復動によって、袋取りセクションと充填セクションとの間での前記第１クランプと、充填セクションとシールセクションとの間での前記第２クランプとを往復動させるようにした包装装置。
2. 第１クランプ間および、第２両クランプ間の間隔調整は、基盤と、下部の第２プレートの間に２連モータを配置し、２連モータの動力でもって、上部の第１プレートおよび下部の第２両プレートとを一体に動かし、直線軌道を隔てた第１クランプの間隔及び第２クランプの間隔を、使用する包袋の幅にあわせて調整するようにした請求項１に記載の包装装置。
3. 袋取りセクションと、充填セクションと、シールセクションとを直線軌道上に設定する一方、前記袋取りセクションと充填セクションとの間で往復動し、前記袋取りセクションで挟持した包袋を充填セクションまで運搬する第１クランプと、前記充填セクションにおいて第１クランプから包袋の両側縁を受け取って挟持すると共に、被包装物の充填のために前記の両側縁を接近させ包袋を開口する両側一対の仲介クランプと、前記第１クランプの往復動と同調して充填セクションとシールセクションとの間で往復動し、充填セクションにおいて前記仲介クランプから受け取る包袋をシールセクションまで運搬する一対の第２クランプと、前記充填セクションにおける包袋への被包装物の充填に合わせてリフトプレートを前記包袋の下側から押し上げる手段と、第２クランプによる包袋の充填セクションからシールセクションへの運搬に合わせて、同包袋をリフトプレートからシールセクションに設置したデッキプレートまで押し出すようにした背押し棒と、シールセクションにおけるシーラ間で第２クランプにより包袋の開口縁を緊張させる手段とを設け、
   背押し棒の設置は、直線軌道を隔てて配置された両側の基盤それぞれに、縦軸を介して柱状ブロックを枢支し、これら柱状ブロックにそれぞれ前記の背押し棒を支持することにより構成され、前方に送り出される包袋の送り出し運動に反して、前記の直線軌道に向けて突き出す前記の背押し棒の間隔を、流体シリンダーの動力で回転する柱状ブロックの回転で幅広に変更し、前方に送り出される包袋の送り出し運動に反して、仲介クランプに支持される包袋に干渉を加えずに包袋後方に移動させるようにした包装装置。
4. 柱状ブロックへの背押し棒の設置は、前記の背押し棒の中間を、柱状ブロックから垂下する軸受け板にピンを介して上下に回転自在に枢支する一方、柱状ブロックの上端に設けたブラケットと、背押し棒の内側の端との間に垂下シリンダーを介設して構成され、基盤の後退運動と、流体シリンダーによる柱状ブロックの回転運動と、前記垂下シリンダーによる前記背押棒の上下への回転運動とにより、背押し棒にオール運動を発生させるようにした請求項３に記載の包装装置。