(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
水平な移動経路に沿って複数組等間隔に配置され、前記移動経路に沿って移動する間所定のタイミングで接離する左右一対のグリッパーにより、供給された袋の両側縁部を挟持すると共に、前記袋を袋口が上を向く垂直姿勢で吊り下げ状に保持し、前記グリッパーが前記移動経路に沿って移動する間、前記グリッパーに保持された袋の袋口の開口、被包装物の充填、袋内のガス置換、袋口のシール等の所定の包装処理工程を順次施すようにし、前記ガス置換工程では、所定のタイミングで昇降するガス置換ノズルを用い、前記ガス置換ノズルを下降させてガス吹出口が被包装物の中に位置するまで袋内に挿入し、前記ガス置換ノズルが置換ガスを吹き出している間に前記左右一対のグリッパーを互いに離反させて袋口を緊張させ、その後前記ガス置換ノズルを上昇させて袋内から抜き出すようにした包装処理方法において、前記ガス置換ノズルの周囲に所定のタイミングで昇降する筒状の保護部材を配置し、前記ガス置換工程で袋口を緊張させる前に前記保護部材を下降させて下端が被包装物の上面より高い位置となるように袋内に挿入し、袋口を緊張させて前記保護部材の外周面に袋口の内面を接触させ、前記ガス置換ノズルが上昇して前記保護部材内に収容された後、前記保護部材を上昇させて前記ガス置換ノズルと共に袋内から抜き出すことを特徴とする包装処理方法。
【背景技術】
【0002】
特許文献1の
図8に記載された間欠回転式袋詰め包装機では、一方向に間欠回転するテーブルの周囲に、複数組の左右一対のグリッパーが等間隔に配置され、テーブルの間欠回転に伴い、グリッパーが円形の移動経路に沿って間欠的に移動する。前記移動経路の所定位置でグリッパーに袋が供給され、グリッパーはその袋の両側縁部を挟持すると共に、前記袋を袋口が上を向く垂直姿勢で吊り下げ状に保持する。続いて、袋を保持したグリッパーが前記移動経路に沿って移動する間、袋口の開口、被包装物の充填、袋内のガス置換、袋口のシール等の所定の包装処理工程が順次施される。なお、前記左右一対のグリッパーは、前記移動経路に沿って移動する間、所定のタイミングで接離する(互いの間隔が広がり又は狭まる)。
【0003】
特許文献1において、前記ガス置換工程は、所定のタイミングで昇降するガス置換ノズルを用い、ガス置換ノズルを下降させ、下端のガス吹込口が被包装物の中に位置するまで袋内に挿入し、その状態でガス吹出口から置換ガスを吹き出し、置換ガスを吹き出している間に左右一対のグリッパーを互いに離反させ、袋口を左右に引っ張って緊張させ、その状態で前記ガス置換ノズルを上昇させて袋内から抜き出す、という方法で行われている。
また、特許文献2では、袋口を緊張させるだけでなく、袋口を一対の挟着板で挟み、その状態でガス置換ノズルを上昇させ、袋内から抜き出している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1,2に記載されたガス置換工程の一連の手順を、改めて
図5,6を参照して説明すると、次のようなものである。
(1)
図5(a)に示すように、被包装物1が充填された袋2が左右一対のグリッパー3,3(挟持部3a,3aのみ示す)に保持され、ガス置換ノズル4が下降し、前記袋2の袋口の開口2aから袋内に挿入されている。この図においてガス置換ノズル4は下降途中であるが、下端の吹出口4aからすでに置換ガス5の吹き出しが開始されている。
(2)
図5(b)に示すように、ガス置換ノズル4が置換ガスの吹き出しを継続したまま、下降端の定位置に下降して吹出口4aが被包装物1内に位置している。また、グリッパー3,3(挟持部3a,3aのみ示す)が互いに離反し(互いの間隔を広げ)、袋口が緊張してガス置換ノズル4の外周面に袋2の袋口の内面が密着し、袋口の開口2aが狭まっている。
【0006】
(3)
図6(a)に示すように、ガス置換ノズル4が、置換ガスの吹き出しを継続したまま上昇を開始する。被包装物1の中から抜き出されたガス置換ノズル4の下端部(2点鎖線の丸で囲った箇所)に、被包装物1の一部1aが付着している。
(4)
図6(b)に示すように、ガス置換ノズル4が上昇して袋2内から抜け出し、上端の定位置に停止し、置換ガスの吹き出しが止まる。ガス置換ノズル4が袋2内から抜け出し、続いて左右一対のグリッパー3,3(挟持部3a,3aのみ示す)が少し離反して、袋口の開口2aが閉じた状態となっている。ガス置換ノズル4は袋2の袋口の内面を擦りながら上昇するため、袋口(2点鎖線の丸で囲った箇所)に被包装物1の一部1aが付着している。
【0007】
上記ガス置換工程の手順によれば、ガス置換ノズル4が置換ガスを吹き出している間に、グリッパー3,3(挟持部3a,3a)を互いに離反させて袋口を緊張させ、かつその状態(開口2aが狭まった状態)でガス置換ノズル4を上昇させ袋内から抜き出すようにしているので、袋口の開口2aから袋内への空気の流入が抑制され、ガス置換効率を上げることができる。また、上記ガス置換工程に、特許文献2に記載されている一対の挟着板を適用すれば、さらに袋内への空気の流入が抑制される。
一方、ガス置換ノズル4が緊張状態の袋口の内面を擦りながら抜け出ることから、ガス置換ノズル4の表面に付着していた被包装物1の一部1aが、前記袋口のシール予定部に付着することが避けられない。このため、ガス置換工程の後工程であるシール工程において、噛み込みシールというシール不良が生じてしまう。
【0008】
本発明は、上記従来の包装処理方法のうち特にガス置換工程における上記問題点に鑑みてなされたもので、従来同様に袋内のガス置換を効率よく行うと同時に、噛み込みシールの発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、水平な移動経路に沿って複数組等間隔に配置され、前記移動経路に沿って移動する間所定のタイミングで接離する左右一対のグリッパーにより、供給された袋の両側縁部を挟持すると共に、前記袋を袋口が上を向く垂直姿勢で吊り下げ状に保持し、前記グリッパーが前記移動経路に沿って移動する間、前記グリッパーに保持された袋の袋口の開口、被包装物の充填、袋内のガス置換、袋口のシール等の所定の包装処理工程を順次施すようにし、前記ガス置換工程では、所定のタイミングで昇降するガス置換ノズルを用い、前記ガス置換ノズルを下降させてガス吹出口が被包装物の中に位置するまで袋内に挿入し、前記ガス置換ノズルが置換ガスを吹き出している間に前記左右一対のグリッパーを互いに離反させて袋口を緊張させ、その後前記ガス置換ノズルを上昇させて袋内から抜き出すようにした包装処理方法の改良に関し、前記ガス置換ノズルの周囲に所定のタイミングで昇降する筒状の保護部材を配置し、前記ガス置換工程で袋口を緊張させる前に前記保護部材を下降させて下端が被包装物の上面より高い位置となるように袋内に挿入し、袋口を緊張させて前記保護部材の外周面に袋口の内面を接触させ、前記ガス置換ノズルが上昇して前記保護部材内に収容された後、前記保護部材を上昇させて前記ガス置換ノズルと共に袋内から抜き出すことを特徴とする。
【0010】
上記包装処理方法において、グリッパーの移動経路は、特許文献1,2に記載されたような円形経路のほか、他の環状経路(例えばレーストラック形)及び直線状経路が含まれ、グリッパーの移動形態は、特許文献1,2に記載されたような間欠移動式のほか、グリッパーが等速で移動する連続移動式が含まれる。
また、上記ガス置換工程において、ガス置換ノズルと保護部材の昇降形態は、例えば次のような形態を取り得る。
(1)ガス置換ノズルと保護部材の下降を同時に開始し、保護部材の下降を先に停止させる。この場合、保護部材は下端が被包装物の上面より高い所定位置に到達したとき停止し、一方、ガス置換ノズルは下降を継続し、ガス吹出口が被包装物の中の所定位置に達したとき停止する。
(2)ガス置換ノズルが上昇して保護部材内に収容された直後に、保護部材を上昇させる。この場合、ガス置換ノズルが先に上昇を開始して保護部材内に入り、その下端が保護部材の下端と同等位置又は同位置より上に到達した時点で、保護部材がガス置換ノズルと共に上昇を開始する。
【発明の効果】
【0011】
本発明では、ガス置換ノズルを囲む筒状の保護部材を袋口に挿入し、袋口を緊張させたとき袋口の内面が保護部材の外周面に接触し、ガス置換ノズルの外周面に接触しないようにし、かつガス置換ノズルが保護部材内に収容された後、保護部材をガス置換ノズルと共に袋から抜き出すようにした。これにより、ガス置換ノズルを上昇させるとき、被包装物が付着したガス置換ノズルの外周面が袋口の内面に接触せず、被包装物が袋口の内面に付着することが回避でき、噛み込みシールが発生するのを防止できる。また、従来同様、ガス置換行程において袋口を緊張させることにより、袋内のガス置換を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、
図1〜
図4を参照して、本発明に係る包装処理方法について、
図1,2に示すロータリー型袋詰め包装機への適用を例に、具体的に説明する。
図1,2に示すロータリー型袋詰め包装機は、間欠回転式のロータリー型袋移送装置11と、同調式ガス置換装置12を含む複数の包装処理装置と、制御装置13及び位置検出センサ14等を備える。
ロータリー型袋移送装置11は、機台15上に設置され、図示しない駆動源により水平面内で一方向(
図1において反時計回り)に間欠回転する回転テーブル16と、その周囲に等間隔に配置された10組の左右一対のグリッパー3,3を有する。グリッパー3,3は、回転テーブル16の間欠回転に伴い、水平面内の円形の移動経路上を等角度間隔で間欠移動(間欠回転)し、その間欠移動の間、周知の如く所定のタイミングで挟持部3a,3aが開閉し(閉じたとき袋2の両側縁を挟持)、かつ接離する(互いの間隔が広がり又は狭まる)。
【0014】
同調式ガス置換装置12は、機台15上に設置されたフレーム17、フレーム17に水平回転自在に支持された同調テーブル18、同調テーブル18を回転させる第1サーボモータ19、同調テーブル18の周囲に等間隔で設置された10個のガス吹込ユニット21等からなる。各一対のグリッパー3,3に対応して、1個のガス吹き込みユニット21が設置されていることになる。各ガス吹込ユニット21は、同調テーブル18上に設置された支持スタンド22、支持スタンド22に鉛直かつ回転自在に支持されたねじ軸23、同調テーブル18上に設置され、ねじ軸23を回転させる第2サーボモータ24、同調テーブル18上に立設し上端が支持スタンド22に固定されたスライド軸25、スライド軸25が貫通しスライド軸25に沿って上下にスライド自在な第1,第2スライド部材26,27、第1スライド部材26の外端に固定されたガス置換ノズル28、第2スライド部材27の外端に固定され、ガス置換ノズル28と同軸でその周囲を取り囲む円筒状の保護部材29等からなる。
【0015】
各ガス吹込ユニット21において、第1スライド部材26の下部から垂下して第1係合部31が設置され、第2スライド部材27の上部に第1係合部31と係合する第2係合部32が設置されている。第1,第2係合部31,32により、第1スライド部材26と第2スライド部材27の間の間隔の最大値(ガス置換ノズル28に対する保護部材29の相対的な下降端位置)が設定される。また、第2スライド部材27の下部に第3係合部33が設置され、同調テーブル18上に第3係合部33に当接するストッパー34が設置されている。第3係合部33とストッパー34により、第2スライド部材27の下降端位置(保護部材29の下降端位置)が設定される。
【0016】
第1スライド部材26が内端部においてねじ軸23に螺合し、第2サーボモータ24が作動することで、第1スライド部材26及びガス置換ノズル28が昇降する。また、第1スライド部材26の昇降に伴い、第2スライド部材27及び保護部材29が昇降する。ただし、第2スライド部材27及び保護部材29の下降はそれ自身の重量により行われる。また、第2スライド部材27及び保護部材29の昇降は前記第1,第2,第3係合部31〜33及びストッパー34により規制される。
【0017】
同調テーブル18は回転テーブル16と同じ軸線(回転の中心となる線)を有する。同調テーブル18を回転させる第1サーボモータ19は、回転テーブル16の駆動源とは独立した駆動源である。各10個のガス置換ノズル28及び保護部材29は、同調テーブル18の周囲に等間隔に配置され、同調テーブル18の回転に伴い、平面視でグリッパー3,3の移動経路とほぼ重なる移動経路に沿って回転する。ガス置換ノズル28はそれぞれ配管35を通して、図示しない切換弁(ロータリーバルブ)及びガス供給源に接続している。
【0018】
ロータリー型袋移送装置11の回転テーブル16は、一回転する間に等角度間隔で10回停止し、回転テーブル16の周囲の各グリッパー対3,3の停止位置(A〜J)には、同調式ガス置換装置12以外の包装処理装置が配置されている。
図1に示すように、停止位置Aにコンベアマガジン式給袋装置36、停止位置Bに印字装置37、停止位置Cに印字検査装置38、停止位置Dに袋口の開口装置(吸盤対39,39のみ示す)、停止位置Eに被包装物供給装置(ホッパー41のみ示す)、停止位置Iに一対の熱板の42a,42aを備えたシール装置42、停止位置Jに一対の冷却板43a,43aを備えたシール部冷却装置43と製品搬出コンベア44が配置されている。
【0019】
位置検出センサ14は近接センサであり、同調テーブル18の下面の所定位置に設置され、回転テーブル16の上面に設置された検出片45を検出する。位置検出センサ14は、回転テーブル16と同調テーブル18の相対位置関係を調整するためのものである。
このロータリー型袋詰め包装機では、各ガス置換ノズル28及び保護部材29が、左右一対のグリッパー3,3(特に挟持部3a,3a)の中心位置の直上に位置したとき、ちょうど位置検出センサ14が検出片45を検出するように、位置検出センサ14と検出片45の設置位置が決められている。
位置検出センサ14の検出信号が制御装置13に送られ、、制御装置13は前記検出信号に基づいて第1サーボモータ19の回転を制御し、同調テーブル18に回転テーブル16に同調(同期)した間欠回転を行わせる。これにより、グリッパー3,3と対応するガス吹き込みユニット21のガス置換ノズル28及び保護部材29が、同調(同期)して移動する。
【0020】
次に、
図1,2に示すロータリー型袋詰め包装機を用いた包装処理方法について説明する。
まず、停止位置Aでは、停止したグリッパー対3,3に対しコンベアマガジン式給袋装置36から袋2が供給され、停止位置Bでは、袋2の袋面に印字装置37により印字が行われ、停止位置Cでは、印字検査装置38により袋面の印字検査が行われる。
停止位置Dでは、袋2の袋口が開口装置の吸盤対39,39により開口される(このときグリッパー対3,3が互いに接近する)。停止位置Eにグリッパー対3,3が停止すると、それまで退避位置(
図2に2点鎖線で示すように、袋2の直上かつガス置換ノズル28及び保護部材29の直下位置)にあったホッパー41が下降し、その下端部が袋2の開口した袋口に挿入され、続いて被包装物1がホッパー41に投入され、袋2内に充填される。
【0021】
続いて、ホッパー41が上昇して袋2の袋口から抜け出し、元の退避位置に戻った直後に、グリッパー対3,3とガス置換ノズル28及び保護部材29が停止位置Fに向けて移動を開始する。次いで第2サーボモータ24が作動して、第1スライド部材26と共にそれまで上昇端位置(
図2左半部参照)に待避していたガス置換ノズル28が下降を開始し、それに伴い第2スライド部材27及び保護部材29が共に下降を開始する。下降する第2スライド部材27の係合部33がストッパー34に当接したとき、第2スライド部材27と保護部材29の下降が停止し、一方、第1スライド部材26とガス置換ノズル28は、第2サーボモータ24の作動により継続して下降し、所定位置で停止する(
図2右半部参照)。
【0022】
グリッパー対3,3(袋2)が停止位置Eから停止位置Hまで間欠移動する間及び停止位置Hにおいて、同調移動するガス置換ノズル28から継続して置換ガスの吹き込みが行われる。停止位置Hでは、グリッパー対3,3が互いに離反し、袋2の袋口が左右に緊張して開いていた袋口が閉じられ、次いで第2サーボモータ24が逆に作動して、第1スライド部材26と共にガス置換ノズル28が上昇を開始する。上昇する第1スライド部材26の係合部31が第2スライド部材27の係合部32に当接したとき、第2スライド部材27及び保護部材29が共に上昇を開始し、ガス置換ノズル28及び保護部材29が袋2から抜け出し、ガス置換ノズル28からの置換ガスの吹き込みが止められる。続いてグリッパー3,3がさらに離反して袋2の袋口が完全に閉じられ、一方、ガス置換ノズル28及び保護部材29は、それぞれ元の上昇端位置(
図2左半部参照)に達して停止する。
【0023】
停止位置Iでは、一対の熱板の42a,42aにより袋口のシールが行われ、停止位置Jでは、一対の冷却板43a,43aによりシールされた袋口の冷却が行われ、次いでグリッパー対3,3の挟持部3a,3aが開いて、包装製品が製品搬出コンベア44上に落下し、包装機外に排出される。
【0024】
次に、
図3,4を参照して、上記包装処理方法におけるガス置換工程の一連の手順をより詳細に説明すると、例えば次のようなものである。
(1)グリッパー対3,3とガス置換ノズル28及び保護部材29が、停止位置Eから停止位置Fに向けて移動を開始したとき、第2サーボモータ24が作動し、ガス置換ノズル28と保護部材29が共に下降を開始し、袋2内に挿入される。このとき、ガス置換ノズル28は保護部材29内に収容されている(ガス置換ノズル28の下端が保護部材29の下端と同等又は上の位置にある)。
【0025】
(2)第2スライド部材27の係合部33がストッパー34に当接したとき、保護部材29の下降が停止する。このとき保護部材29が停止する位置は、保護部材29に被包装物1が付着しないように、その下端が袋2内の被包装物1の上面より高い位置になるように設定する必要がある。また、グリッパー3,3を離反させて袋口を緊張させたとき、袋口の内面の特にシール予定部(把持部3a,3aの上端より高い位置)がガス置換ノズル28の外周面に接触せず、保護部材28の外周面に接触するように、保護部材29の下端が前記シール予定部より低い位置になるように設定し、望ましくは把持部3a,3aの下端と同等又はそれよりやや低い位置になるように設定する。
図3(a)は、保護部材29の下降が停止し、ガス置換ノズル28のみがさらに下降した時点の両者の位置関係を示すものである。この時点ですでにガス置換ノズル28は下端の吹出口28aから袋2内に置換ガス5を吹き出しているが、置換ガス5の吹き出し開始のタイミングは適宜設定すればよい。
【0026】
(3)
図3(b)に示すように、ガス置換ノズル28はさらに所定距離下降したところで停止する。このときガス置換ノズル28は、吹出口28が被包装物1の中に位置し、その中で置換ガスを吹き出している。また、
図3(b)をみると、グリッパー3,3(把持部3a,3a)が離反して袋2の袋口が緊張し、袋口の内面が保護部材29の外周面に密着し、外気の流入が抑制されている。なお、袋口を緊張させるのは、保護部材29が袋2内に挿入されて停止した後になるが、袋口を緊張させるタイミングは適宜設定すればよい。
【0027】
(4)停止位置Hにおいて第2サーボモータ24が逆に作動し、
図4(a)に示すように、まずガス置換ノズル28が上昇を開始する。この間もガス置換ノズル28は吹出口28aから置換ガス5を吹き出している。
(5)
図4(b)に示すように、ガス置換ノズル28が所定距離上昇し保護部材29内に収容された時点で、第2スライド部材27の係合部32が第1スライド部材26の係合部31に係止され、保護部材29はガス置換ノズル28と共に上昇し、袋2から抜け出す。このときガス置換ノズル28の外周面には被包装物が付着しているが、該外周面は袋2の袋口の内面に接触することはなく、また、保護部材29の外周面は袋2の袋口の内面を擦りながら上昇するが、該外周面に被包装物の付着はなく、袋2の袋口のシール予定部の内面に被包装物が付着することが防止される。
図4(b)では、ガス置換ノズル28が保護部材29内に収容された時点で、ガス置換ノズル28からの置換ガスの吹き出しを停止しているが、その停止のタイミングは、適宜設定すればよい。
【0028】
なお、本発明に係るガス置換工程において、保護部材29はガス置換ノズル28に対し相対的に昇降する必要がある。また、ガス置換ノズル28の下降端位置は袋2の長さ等で変わるため、ガス置換ノズル28の昇降ストロークは調整が容易である必要性が高いが、保護部材29の下降端位置は基本的に一定(袋口から所定距離下の位置)でよい。このため、以上説明した例では、昇降ストロークの調整が容易な第2サーボモータ24でガス置換ノズル28を昇降させる一方、保護部材29を昇降させる駆動源を別途設置せず、第1,第2スライド部材26,27に係合部31〜33を、かつ同調テーブル18上にストッパー34を設置することにより、保護部材29の昇降をガス置換ノズル28の昇降に機械的に連動させている。これにより、装置構造を簡略化しコスト低減を図ることができる。
しかし、保護部材29を昇降させる駆動源(例えばサーボモータ)を同調テーブル18上に別途設置し、ガス置換ノズル28の昇降と保護部材29の昇降を、互いに独立した駆動源により行うこともできる。あるいは、第1スライド部材26に保護部材29を昇降させる駆動源(例えばエアシリンダ)を設置することにより、ガス置換ノズル28に対し相対的に昇降させることもできる。