(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記底叩き機構を、ベースフレームに昇降可能に組み付けられるとともに、前記受け板を上下動可能に組み付けた昇降フレームと、ベースフレームに固設され、昇降フレームを昇降させる昇降用モータと、昇降フレームに固設された受け板駆動用モータと、受け板駆動用モータと受け板を連結し、受け板駆動用モータの駆動軸の回転を受け板の上下動に変換するリンク機構で構成したことを特徴とする請求項1に記載の包装機。
【実施例】
【0015】
以下に本発明を図面に基づき説明する。
図1には本発明の一実施例に係る包装機10の全体構成が模式的に示されている。当該包装機10は内外一対の直線経路11a,11bと、両直線経路11a,11bの両端部を接続する半円形経路11c,11dから成る作業経路11に沿って間欠的に移動するグリップ対12を複数組備えている。作業通路11には順に、給袋工程13、チャック開口工程14、開口膨らまし工程15、充填工程16、整形工程17、脱気ノズル用開口工程18、仮付けシール・脱気工程19、本シール工程20、シール冷却工程21が配設されている。グリップ対12は各工程毎に停止し、停止している間に、グリップ対12に吊り下げられた包装袋24に所定の作業が施される。
【0016】
図2の(A)〜(H)には、各工程における作業内容が模式的に示されている。給袋工程13では
図2の(A)に示すように、マガジン22に積層されている包装袋24を吸盤で一枚ずつ吸着して、一旦、位置決め用のガイドフレーム25へ移送し、ガイドフレーム25に載置して、包装袋24の幅方向と長さ方向の位置を補正する。ついでグリップ対12で包装袋24の上端部を掴んで吊り下げる。ガイドフレーム25によって位置を補正することにより、グリップ対12が包装袋24の上端部の所定位置を掴むことができる。
【0017】
チャック開口工程14では
図2の(B)に示すように、包装袋24の袋口のチャックが爪26で開かれる。開口膨らまし工程15では
図2の(C)に示すように、包装袋24の上端部と下端部を吸盤27,28で吸着して包装袋24が膨らませられる。
【0018】
包装機10の充填工程16には固定ジョーゴ29が設けられている。充填工程16から仮付けシール・脱気工程19にかけては、移動式ジョーゴ30、ガス充填ノズル31、詳しくは後述するがコンベア駆動機構40を構成する内側サイドコンベア57と外側サイドコンベア62、底叩き機構70の受け板71、移動式補助開口装置90を構成する吸盤118,119が設けられている。また、仮付けシール・脱気工程19には、脱気ノズル32と仮付けシール装置33が設けられている。移動式ジョーゴ30とガス充填ノズル31は一体に構成され、充填工程16と整形工程17間を包装袋24に略同期して間欠的に移動する。コンベア駆動機構40と底叩き機構70は本発明の整形装置を構成する。
【0019】
開口膨らまし工程15では、
図2の(D)に示すように、移動式ジョーゴ30がグリップ対12で吊り下げられている包装袋24の袋口に挿入され、充填工程16では移動式ジョーゴ30を通して固定ジョーゴ29から被充填物が包装袋24に充填される。それと同時に、詳しくは後述するが包装袋24の整形作業が実行される。
【0020】
整形工程17では、
図2の(E)に示すように、ガス充填ノズル31から包装袋24に窒素ガスが充填される。それと同時に包装袋24の整形作業が実行される。
【0021】
詳しくは後述するが、
図2の(F)で示すように、脱気ノズル用開口工程18では、包装袋24の袋口に脱気ノズル32の挿入口が形成され、仮付けシール・脱気工程19では、脱気ノズル32で包装袋24内部の余分な空気が脱気され、その後、袋口が仮付け装置33で仮付けシールされる。そして、
図2の(G)に示すように、本シール工程20で袋口が本シール装置で本シール34され、
図2の(H)で示すように、シール冷却工程21で袋口の本シールした部分が冷却装置35で冷却され、その後、包装機10外へ排出される。
【0022】
図3に包装機10の充填工程16から本シール工程20までの構成の概略が模式的に示されている。
充填工程16から整形工程17、脱気ノズル用開口工程18及び仮付けシール・脱気工程19に亘ってコンベア駆動機構40を構成する内側サイドコンベア57と外側サイドコンベア62及び底叩き機構70を構成する受け板71が配置されている。コンベア駆動機構40と底叩き機構70は充填工程16、整形工程17、脱気ノズル用開口工程18の各工程毎に配置されている。また、脱気ノズル用開口工程18には移動式補助開口装置90を構成する袋口開口吸盤101,102,118,119が配置されている。
【0023】
図4及び
図5にコンベア駆動機構40の詳細を示す。コンベア駆動機構40は内側サイドコンベア駆動機構41と外側サイドコンベア駆動機構42から構成されている。内側サイドコンベア駆動機構41と外側サイドコンベア駆動機構42は共通のベースフレーム43を備えている。このベースフレーム43には軸受44、45によって内側ガイドシャフト46と外側ガイドシャフト47が作業経路11の直線通路11bに直交する方向、すなわちグリップ対12の進行方向(A)に直交する方向に進退可能に組み付けられている。内側ガイドシャフト46の先端に内側コンベアフレーム48が連結され、外側ガイドシャフト47との先端に外側コンベアフレーム49が連結されている。
【0024】
ベースフレーム43にはナット部材50,51が回転可能に組み付けられるとともに、内側ボールネジ52と外側ボールネジ53が進退可能に組み付けられている。そして、内側ボールネジ52と外側ボールねじ53の先端がそれぞれ内側コンベアフレーム48と外側コンベアフレーム49に連結されている。
【0025】
ベースフレーム43には内側コンベアフレーム駆動用モータ54と外側コンベアフレーム駆動用モータ55が固設されている。内側コンベアフレーム駆動用モータ54の駆動軸とナット部材50がベルトで駆動連結されている。同様に、外側コンベアフレーム駆動用モータ55の駆動軸とナット部材51がベルトで駆動連結されている。内側コンベアフレーム駆動用モータ54を正転駆動すると内側ナット部材50が正転し、内側ボールネジ及びそれと一体の内側コンベアフレーム48が前進する。一方、内側コンベアフレーム駆動用モータ54を逆転駆動すると内側コンベアフレーム48が後退する。
【0026】
同様に、外側コンベアフレーム駆動用モータ55を正転駆動するとナット部材51が正転し、それに伴って外側コンベアフレーム49が前進する。一方、外側コンベアフレーム駆動用モータ55を逆転駆動すると外側コンベアフレーム49が後退する。
【0027】
内側コンベアフレーム48には、前後2本の内側回転軸56が回転可能に組み付けられ、両内側回転軸56の間に内側サイドコンベア57が掛け渡されている。
図6に拡大して図示するように、各内側回転軸56には複数個のスプロケット58が固着されている。各スプロケット58は等間隔で上下方向に並んで配置されている。また、両内側回転軸56の間には複数の支持プレート59が設けられている。複数の支持プレート59は上下方向に並べられ、両端部が内側コンベアフレーム48に固定されている。
図7に詳細を示すように、内側サイドコンベア57はプラスチック製のチェーンコンベアで構成され、スプロケット58に係合している。
【0028】
内側コンベアフレーム48には内側コンベア駆動用モータ60が固設され、同モータ60の駆動軸と内側回転軸56が連結されている。内側コンベア駆動用モータ60によって内側回転軸56が回転駆動され、内側サイドコンベア57を包装袋24の移動に略同期して、同じ移動方向に走行させることができる。
【0029】
同様に、外側コンベアフレーム49には、前後2本の外側回転軸61が回転可能に組み付けられ、両外側回転軸61の間に外側サイドコンベア62が掛け渡されている。各外側回転軸61には複数個のスプロケット58が固着され、外側サイドコンベア62を構成するプラスチック製のチェーンコンベアがスプロケット58に係合している。
【0030】
外側コンベアフレーム49には外側コンベア駆動用モータ63が固設されている。外側コンベア駆動用モータ63によって外側回転軸61が回転駆動され、外側サイドコンベア62が内側サイドコンベア57と同じように包装袋24の移動に略同期して、同じ移動方向に走行する。
【0031】
図4、
図8及び
図9に底叩き機構70の詳細を示す。当該底叩き機構70は昇降フレーム72を備えている。この昇降フレーム72はベースフレーム43に立設した2本のガイドレール73に昇降可能に組み付けられている。また、ベースフレーム43にはボールネジ74が回転可能に立設されるとともに、昇降用モータ75が固定されている。そして、ボールネジ74と昇降用モータ75の駆動軸がベルト76で連結されている。一方、昇降フレーム72にはナット部材が固設され、ナット部材がボールネジ74に噛合している。
【0032】
受け板71はボックス型のスライドフレーム77の上端部に固定されている。このスライドフレーム77には2本のガイドシャフト78が垂設され、各ガイドシャフト78が昇降フレーム72に設けた軸受79で上下方向にスライド可能に組み付けられている。一方、昇降フレーム72には受け板駆動用モータ80が固設されるとともに、軸受81で円形カム盤82が回転可能に組み付けられ、受け板駆動用モータ80の駆動軸が円形カム盤82の回転中心軸に連結されている。この円形カム盤82には偏心軸83が設けられ、偏心軸83とスライドフレーム77がリンクレバー84で連結されている。円形カム盤82と偏心軸83及びリンクレバー84は受け板駆動用モータ80の駆動軸の回転を受け板71の上下動に変換するリンク機構を構成している。
【0033】
底叩き機構70の構成は以上の通りであって、昇降用モータ75を稼動させるとボールネジ74が回転し、それに伴い昇降フレーム72が昇降する。また、受け板駆動用モータ80を稼動させると、円形カム盤82が回転し、スライドフレーム77に固定した受け板71がガイドシャフト73に沿って上下動する。
【0034】
図10に移動式補助開口機構90の詳細を示す。移動式補助開口機構90は内側開口装置91と外側開口装置92から構成されている。内側開口装置91はベースフレーム43(図示略)に回転可能に組み付けた内側ボールネジ93と、ベースフレーム43に固定した内側ボールネジ駆動用モータ94と、ナット部材が固定されナット部材に内側ボールネジ93が回転に噛合している内側移動フレーム95を備えている。内側移動フレーム95には内側スライドプレート96がガイドシャフト97で進退可能に組み付けられている。また内側移動フレーム95には内側スライドプレート駆動用シリンダ98が固設され、内側スライドプレート駆動用シリンダ98のピストンロッドが内側スライドプレート96に連結されている。内側スライドプレート96には一対の内側袋口押さえガイド99,100が固定されるとともに、内側袋口開口吸盤101,102がガイドシャフト103によって進退可能に組み付けられ、図示略のスプリングで突出方向に付勢されている。
【0035】
同様に、外側開口装置93はベースフレーム43に回転可能に組み付けた外側ボールネジ110と、ベースフレーム43に固定した外側ボールネジ駆動用モータ111と、ナット部材が固定されナット部材に外側ボールネジ110が回転に噛合している外側移動フレーム115を備えている。外側移動フレーム115には外側スライドプレート113がガイドシャフト114で進退可能に組み付けられている。また外側移動フレーム115には外側スライドプレート駆動用シリンダ112が固設され、外側スライドプレート駆動用シリンダ112のピストンロッドが外側スライドプレート113に連結されている。外側スライドプレート113には一対の外側袋口押さえガイド116,117が固定されるとともに、外側袋口開口吸盤118,119がガイドシャフト120によって進退可能に組み付けられている。
【0036】
内側開口装置91の前側の内側袋口押さえガイド99と外側開口装置92の前側の外側袋口押さえガイド116は互いに対向するように配置されている。同様に、内側開口装置91の後側の内側袋口押さえガイド100と外側開口装置92の後側の外側袋口押さえガイド117は互いに対向するように配置されている。また、内側開口装置91の前側の内側袋口開口吸盤101と外側開口装置92の前側の外側袋口開口吸盤118は互いに対向するように配置されている。同様に、内側開口装置91の後側の内側袋口開口吸盤102と外側開口装置92の後側の外側袋口開口吸盤119は互いに対向するように配置されている。
【0037】
移動式補助開口装置90の構成は以上の通りであって、内側ボールネジ駆動用モータ94と外側ボールネジ駆動用モータ111により、内側移動フレーム95と外側移動フレーム112、内側袋口押さえガイド99,100と外側袋口押えガイド116,117、内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119を包装袋24の移動に略同期して同じ方向に移動させることができる。
【0038】
また、内側スライドプレート駆動用シリンダ98と外側スライドプレート駆動用シリンダ115で内側スライドプレート96と外側スライドプレート113を前進させることにより、内側袋口押さえガイド99,100と外側袋口押さえガイド116,117で包装袋24の袋口を内外両側から押えて閉じることができる。
【0039】
内側袋口開口吸盤用シリンダ104,105と外側袋口開口吸盤用シリンダ121,122で内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119を前進させることにより、包装袋24の袋口の中央部を内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119で吸着でき、内側袋口開口吸盤用シリンダ104,105と外側袋口開口吸盤用シリンダ121,122で内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119を後退させることにより、内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119で吸着した袋口の中央部を開口させることができる。
【0040】
図11の(A)〜(D)、
図12の(E)〜(G)、
図13の(H)、(I)
図14の(J)〜(M)に、充填工程16、整形工程17、脱気ノズル用開口工程18、仮付けシール・脱気工程19におけるコンベア駆動機構40、底叩き機構70及び移動式補助開口機構90の作動を模式的に示す。
(A):開口膨らまし工程15で袋口が開いた包装袋24が充填工程16に到着して停止すると、移動式ジョーゴ30が袋口の上方に移動して停止する。
(B):底叩き機構70の受け板71が上昇して包装袋24の底部が支えられ、被充填物が固定ジョーゴ29から移動式ジョーゴ30を通して包装袋24に投入される。
(C):コンベア駆動機構40の内側サイドコンベア57と外側サイドコンベア62が前進して包装袋24が内外から押圧される。同時に受け板71が昇降を繰り返して包装袋24の底部がタッピングされ、包装袋24の整形作業が実行される。
(D):ガス充填ノズル31から包装袋24に窒素ガスが充填される。
(E):充填工程16から整形工程17へと包装袋24と移動式ジョーゴ30、ガス充填ノズル31が移動する。その際、充填工程16に配備されている底叩き機構70の受け板71は下降して包装袋24の底部から離間する。
(F):コンベア駆動機構40の内側サイドコンベア57と外側サイドコンベア62で包装袋24を押圧したまま、両サイドコンベア57,62を包装袋24の移動に略同期して同じ方向に走行させ、整形工程17に配備されているコンベア駆動機構40の内外両コンベア57,62間へ送り込み、両コンベア57,62で包装袋24を押圧する。この間、ガス充填ノズル31から窒素ガスを包装袋24に送り続ける。
(G):整形工程17に到着して包装袋24が停止すると、整形工程17に配備されている底叩き機構70の受け板71を上下動させて包装袋24の底部をタッピングし整形する。(D)から(G)の間、ガス充填ノズル31から窒素ガスを包装袋24に送り続ける。
(H):整形工程17から脱気ノズル用開口工程18へと包装袋24が移動する。その間、内側サイドコンベア57と外側サイドコンベア62で包装袋24を押圧したまま移動する。移動中、受け板71で包装袋24がタッピングされ整形作業を継続させる。また、移動中に移動式ジョーゴ30とガス充填ノズル31が包装袋24の袋口から上昇する。
(I):整形工程17から脱気ノズル用開口工程18へと包装袋24が移動中、内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119が包装袋24の袋口の内外両側へと移動する。
(J):整形工程17から脱気ノズル用開口工程18へと包装袋24が移動中、移動式ジョーゴ30とガス充填ノズル31が包装袋24の袋口から離脱し、内側袋口押さえガイド99,100と外側袋口押さえガイド116,117で包装袋24の袋口を内外両側から押えて閉じられるとともに、包装袋24の袋口の中央部が内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119で吸着される。
(K):整形工程17から脱気ノズル用開口工程18へと包装袋24が移動中に、内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119で吸着した袋口の中央部が開口される。
(L):包装袋24が仮付けシール・脱気工程19に到着すると、脱気ノズル32が袋口から挿入される。脱気ノズル32で包装袋24内の余分な空気が排出される。また、脱気ノズル32の挿入後、内側袋口押さえガイド99,100と外側袋口押さえガイド116,117及び内側袋口開口吸盤101,102と外側袋口開口吸盤118,119が脱気ノズル用開口工程18へと戻る。この間、脱気ノズル用開口工程18と仮付けシール・脱気工程19に配備された底叩き機構70の受け板71で包装袋24の底部が支えられる。
(M):脱気完了後、脱気ノズル32が袋口から離脱し、仮付けシール装置33で袋口が仮付けシールされる。
【0041】
本実施例に係る包装機10によれば、被充填物を充填した包装袋24を充填工程16、整形工程17及び脱気ノズル用開口工程18に亘って内外両サイドコンベア57,62で押圧しながらタッピングできるので、充填工程16に先行する工程や後続する工程の作業時間に影響を及ぼすことなく、包装袋24の整形に要する時間を長くできる。そのため、被充填物を充填した大型の包装袋24をバラツキなく一定の厚みに整形できる。
【0042】
なお、本実施例では、直線の作業通路11に給袋工程13、チャック開口工程14、開口膨らまし工程15、充填工程16、整形工程17、脱気ノズル用開口工程18、仮付けシール・脱気工程19、本シール工程20、シール冷却工程21等を配設した包装機10について説明したが、円形の作業通路11に沿って各工程を配設したロータリー式の包装機10に適用することも可能である。