(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
被包装物に複数の付属体どうしを重ねてなる被包装物群を、一つの包装体に包装するための包装部へ向けて搬送する途中で、複数の前記付属体の表面を帯電させる帯電装置であって、
前記被包装物群の上側に配置されて、該被包装物群が搬送されている途中で該被包装物群に放電するための電極と、
前記被包装物群をその下側で前記包装部へ向けて案内するとともに、前記電極からの放電を受電する受電ガイド部材と、
前記被包装物群をその側方で前記包装部へ向けて案内する絶縁性のガイド壁とを備え、
前記被包装物群は、前記受電ガイド部材側から上方へ向けて突出した押部材により前記包装部へ向けて押されることで搬送させられ、
前記電極は、前記押部材に対して上側に回避した位置に配置され、
前記受電ガイド部材は複数本の受電杆状部材を備え、該受電杆状部材どうしは幅方向に離間するとともに、長手方向を搬送方向に沿わすよう配置され、前記押部材は、幅方向に隣合う前記受電杆状部材の間に挿入されることを特徴とする帯電装置。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係る帯電装置に係る一実施形態を、
図1ないし
図5を参照しつつ説明する。本実施形態において、包装機1の一部の構成要素として、帯電装置2が付設されている。
【0020】
図1に示すように、包装機1は、後述する被包装物群3を、搬送始端から搬送終端まで搬送する搬送コンベア4を備え、搬送コンベア4の搬送面により搬送路4Aが形成されている。包装機1は、供給部5、加圧部6、帯電部である前記帯電装置2、および包装部7を、搬送方向Sへ向けて順に備える。換言すれば、帯電装置2は包装部7に対して上流側に配置され、加圧部6は帯電装置2に対して上流側に配置されている。
【0021】
搬送コンベア4は、供給部5、加圧部6、帯電装置2、および包装部7ごとに設けられている。なお、
図1において、搬送コンベア4は包装部7にのみ表し、その上流側については省略して搬送路4Aのみ表している。
【0022】
供給部5の始端が搬送路4Aの始端であり、包装部7の終端が搬送路4Aの終端である。包装機1は、搬送路4Aの始端から包装部7の直前までの間で、被包装物群3を搬送方向Sへ押すアタッチメント(押部材)8を、さらに備える。アタッチメント8は、搬送コンベア4の動きに連動するよう構成されている。アタッチメント8は、搬送コンベア4側に取付けられる基端部8Aと、基端部から(搬送コンベア4側から)上方へ延長され、被包装物群3に接触することでこれを搬送方向Sに押す押片8Bとを備える。
【0023】
供給部5は、搬送路4Aに載置されてその始端側から搬送されている状態の即席麺9の上面に向けて、複数種の付属体(以下「小袋」と称する)を落下させるよう構成されている。この場合、即席麺9は被包装物である干麺であって、略直方体の板状に形成されている。即席麺9には包装はなされておらず、麺が露出した物品である。複数種の小袋として、例えば、液体スープ袋10、粉体スープ袋11、具材袋12が挙げられ、供給部5はこれらを落下させる部分である。
【0024】
供給部5による複数種の小袋の積層順(落下順序)は、顧客のニーズにより異なるが、ここで推奨される積層順を例示すると、下から上へ、液体スープ袋10、粉体スープ袋11、具材袋12である。なお、液体スープ袋10には液体スープが封入され、粉体スープ袋11には粉体スープが封入され、具材袋12には具材が封入されている。液体スープ袋10、粉体スープ袋11、具材袋12において、各内容部を封入している袋体の材料は、それぞれアルミニウム箔、アルミニウム蒸着フィルム、アルミニウムを含有しない樹脂フィルムが用いられている。
【0025】
このため、供給部5は、複数個の小袋供給部を備える。具体的に、供給部5は第一小袋供給部51、第二小袋供給部52、および第三小袋供給部53を、搬送方向Sへ向けて離間して順に備える。これら小袋供給部は、搬送路4Aの上側にあって、それぞれ略同高さに配置されている。また、各小袋供給部はその下部を、小袋の供給面51a,52a,53aが、搬送方向Sへ向けて傾斜するよう配置されている。
【0026】
これら小袋の面積は、何れも被包装物である即席麺9の上面9aの面積に比べて小さく設定されている。前記被包装物群3は、即席麺9の上面9aに、液体スープ袋10、粉体スープ袋11、具材袋12を一つずつ、順に重ねられた状態として特定される。
【0027】
図3および
図4に示すように、加圧部6は、加圧手段を備える。加圧手段は、複数種の小袋を下方へ押えて、小袋どうしの接触面積を大きくさせる機能を備えている。具体的に、加圧手段は、搬送路4A対して上側に配置された、二条ベルト式の押圧装置13を備えている。押圧装置13は、複数のローラ13a,13b,13c,13d(駆動ローラを含む)と、ローラ13a,13b,13c,13dに巻掛けられ、幅方向で離間した押えベルト15,15(二条のベルト)とを備える。押えベルト15,15は、ローラ13a,13b,13c,13dのうち、同じ高さに配置されたローラ13b,13cに亘る押圧領域15a,15aを備える。押圧領域15a,15aは、押えベルト15,15において、搬送路4Aに平行に移動する領域である。
【0028】
押圧領域15a,15aの位置は、搬送路4Aの高さ位置に、即席麺9の厚みと、液体スープ袋10、粉体スープ袋11、具材袋12の標準の厚み(各小袋において変形が最も少ない状態での厚み)とを加えて設定される。また、押圧領域15a,15aの位置は、アタッチメント8の押片8Bの上端位置に比べてわずかに高い位置に設定されている。押えベルト15,15の移動速度は、押圧領域15a,15aにおいて、搬送コンベア4の搬送速度と等しく設定されている。
【0029】
帯電装置2は、被包装物群3を一つの包装体16(
図1参照)に包装するための前記包装部7へ向けて搬送する途中で、小袋の表面を帯電させる機能を備えている。
【0030】
帯電装置2は、電極(「電極針」とも称される)17と、受電ガイド部材と、ガイド壁19とを備えている。電極17は、下側先端を尖端状とした杆状に形成されており、不図示の電源に接続されている。電極17は、長手方向を垂直方向に沿うよう配置して位置保持されている。電極17は、搬送路4Aの幅方向中心に配置されている。電極17は、搬送される被包装物群3の上側に配置され、且つアタッチメント8に接触しないよう、アタッチメント8の押片8Bの上端よりも上側に配置されている。
【0031】
電極17は、被包装物群3が搬送される途中で被包装物群3に対して放電(この場合はコロナ放電)する機能を備える。電極17は、下側先端を尖端状とすることで、該下側先端に電荷が密集し易く、電荷の密集に伴い下側先端の電界が強くなり、電荷が空気の電離エネルギーを超えて放電する。この場合では、最大マイナス(−)30KVまでの電圧が電極17に印加される。
【0032】
受電ガイド部材は、被包装物群3をその下側で包装部7へ向けて案内するとともに、電極17からの放電を受電する機能を備える。受電ガイド部材は、導電性材料からなる複数本(
図5では四本の場合を表している)の受電杆状部材18を備えている。受電杆状部材18どうしは、幅方向に離間して配置されている。受電杆状部材18は、被包装物群3をバランス良く支持できる離間間隔に配置されている。受電杆状部材18どうしは、長手方向を搬送方向Sに沿わすよう互いに平行に、且つ支持台部20に支持されている。受電杆状部材18どうしは、互いに同高さ位置に配置されている。受電杆状部材18の上端は、帯電装置2における搬送路4Aの一部として用いられる。
【0033】
本実施形態において、電極17の下側先端と、受電杆状部材18の上端との間の垂直距離は、70mmに設定されている。また、電極17の下側先端と最も上にある具材袋12との間の垂直距離は、略30mmに設定されている。
【0034】
支持台部20は、幅方向で対向する支持脚21,21と、支持脚21,21の上部の同じ高さ位置にあって、幅方向で接近するよう延長された支持アーム22,22とを備える。支持アーム22,22の延設線端部どうしの間は、少なくともアタッチメント8(押片8B)が通過できる程度に離間されている。受電杆状部材18は、各支持アーム22,22の対向側寄りに配置されている。受電杆状部材18と支持アーム22,22とは電気的に接続されている。すなわち、支持アーム22,22は導電性材料から形成されており、受電杆状部材18は、支持アーム22,22に接触するよう載置されている。支持アーム22,22には、アース線23が接続されている。アース線23は、受電杆状部材18等に帯電した静電気を接地する。
【0035】
ガイド壁19は、被包装物群3をその側方で包装部7へ向けて案内するガイドである。ガイド壁19は、各支持アーム22,22の幅方向途中部にあって上下方向に沿う縦壁部24,24と、縦壁部24,24の上端から幅方向外方へ向けて延長された平板状の横壁部25,25とを備えている。ガイド壁19は絶縁性材料(この場合では合成樹脂)から形成されている。
【0036】
縦壁部24,24は、受電杆状部材18に対して幅方向外側に配置されている。縦壁部24,24どうしの、幅方向で対向する平面状の対向面24a,24aの離間幅は、即席麺9の幅に比べてわずかに大きく設定されている。縦壁部24,24の下端面24b,24bは、受電杆状部材18(その上端)に対してわずかに上側に位置するよう配置されている。この構成により、被包装物群3(即席麺9)が受電杆状部材18の上端に載置された状態では、即席麺9の下部の一部が、縦壁部24,24の下端面24b,24bに対して(対向面24a,24aから)下側に外れている。
【0037】
包装部7は一般的な構成であるので、概略を説明する。包装部7は、被包装物群3を包装フィルム26によって覆うようにしたホーマー部27と、被包装物群3を覆った包装フィルム26に縦シール(図示せず)を施す縦シール形成部28と、縦シールが施された包装フィルム26の前後両側に横シール29を施す横シール形成部30と、横シール形成部30によって横シール29が施されることにより、一つの包装体16とされた被包装物群3を、次工程へ送り出す送出部31とを備える。
【0038】
なお、帯電装置2を除く搬送路4Aにおいては、搬送路4Aの幅方向両側に、金属製(例えば、ステンレス製)の、図示しない縦壁が配置され、即席麺9あるいは被包装物群3は、前記縦壁により、搬送路4Aの幅方向での位置決めがなされている。
【0039】
上記構成の包装機1では、包装体16が形成されるのに次の(1)ないし(6)の工程を経る。なお、上述したように、本実施形態では、液体スープ袋10、粉体スープ袋11、具材袋12において、各内容部を封入している袋体の材料は、それぞれアルミニウム箔、アルミニウム蒸着フィルム、アルミニウムを含有しない樹脂フィルムが用いられている。
【0040】
(1)搬送コンベア4の搬送路4Aの始端に供給された即席麺9が、搬送コンベア4の駆動に伴うアタッチメント8の移動により、搬送方向Sに順次搬送され、
(2)アタッチメント8の移動により搬送路4Aを搬送される途中で、即席麺9の上面9aに、供給部5の駆動により、液体スープ袋10、粉体スープ袋11、具材袋12が順次載せられて、被包装物群3が順次形成され(被包装物群形成工程)、
(3)アタッチメント8の移動により被包装物群3が搬送されつつ、加圧部6の押圧装置13により各被包装物群3の小袋が、順次下方へ押圧され(押圧工程)、
(4)アタッチメント8の移動により被包装物群3が搬送される途中で、帯電装置2で各被包装物群3の小袋が帯電させられ(帯電工程)、
(5)包装部7のホーマー部27で被包装物群3が包装フィルム26により順次覆われ、縦シール形成部28で包装フィルム26に縦シールが施され、横シール形成部30で包装フィルム26に横シール29が施されて包装体16が形成され(包装体形成工程)、包装体16が送出部31から次工程のために送出される。
【0041】
上記(1)ないし(5)の工程において、(2)の被包装物群形成工程では、各小袋は、第一小袋供給部51、第二小袋供給部52、および第三小袋供給部53の傾斜した供給面51a,52a,53aから、即席麺9の上面9aに、前述の順で重なるように供給される。この際、各小袋は、
図1および
図2に示すように、即席麺9の上面9aの略中央部に載置されるよう、第一小袋供給部51、第二小袋供給部52、および第三小袋供給部53からの各小袋の供給のタイミングが設定されている。
【0042】
ところで、小袋が即席麺9の上面9aに重ねられた状態において、小袋の全部が滑らかな扁平形状となっているとは限らない。換言すれば、小袋の状態は、基本的には略扁平な形状でありつつも、まちまちである。例えば、最も上にある小袋は、その一部が鈍角的に折れて、その下にある小袋との間に大きな空間が生じているような場合がある(
図2(a)参照)。
【0043】
上記(3)の押圧工程では、即席麺9の上面9aに重ねられた複数の小袋を、その形状に関わらず、下方に押圧する工程である。そして、前述してように、押圧装置13の押えベルト15,15において、押圧領域15a,15aの位置は、押圧装置13の上流側にある被包装物群3の、搬送路4Aからの高さに比べてわずかに低い位置に設定されている。このため、複数の小袋はその形状に関わらず、押圧領域15a,15aにより、
図4に示すように、幅方向両側寄りの位置において、下方に押圧される。
【0044】
複数の小袋が上方から押圧されることで、小袋が、その形状に関わらず滑らかな扁平になるように矯正される。小袋が扁平に矯正されると、上下方向で隣合って重なっている小袋どうしの接触面積は、供給工程における接触面積に比べて大きくなる(
図2(b)参照)。
【0045】
そして、押えベルト15,15の移動速度は、押圧領域15a,15aにおいて、搬送コンベア4の搬送速度と等しく設定されているから、押圧領域15a,15aにより複数の小袋が押圧された状態にあるとしても、被包装物群3において小袋どうしの位置ずれが生じにくい。なお、押圧領域15a,15aの位置は、アタッチメント8の押片8Bの上端位置に比べてわずかに高い位置に設定されているから、押圧領域15a,15aがアタッチメント8の移動の邪魔にならない。
【0046】
押圧工程において小袋が押圧された被包装物群3は、アタッチメント8の移動により搬送方向に搬送されて、帯電装置2へ至る。帯電装置2では、
図5に示すように、被包装物群3の即席麺9が受電杆状部材18に移載される。アタッチメント8の押片8Bが支持アーム22,22間に挿入されて搬送方向Sに移動し、被包装物群3が押片8Bにより搬送方向に押され、被包装物群3はその側方では縦壁部24,24に案内されつつ、搬送路4A(受電杆状部材18の上端)を搬送方向Sに移動する。
【0047】
被包装物群3が搬送方向Sに移動する際には、被包装物群3は、受電杆状部材18に案内され、受電杆状部材18どうしは幅方向に離間して配置されている。このため、例えば被包装物群3の移動中に即席麺9の屑が発生したとしても、屑は受電杆状部材18の間等から落下する。
【0048】
(4)の帯電工程では、例えば、電極17から放電される静電気量としてマイナス30KVが設定されている。電極17の下側を搬送される被包装物群3に対して、このような静電気量に基づいた放電が、電極17の下側先端からされる。
【0049】
帯電装置2は、絶縁性のガイド壁19を備えているから、電極17からの放電による静電気は、絶縁性のガイド壁19、特に縦壁部24,24により拡散を抑制された状態で、主として受電杆状部材18に受電される。このため、電極17と受電杆状部材18との間、すなわち電荷イオンの通路を通過する被包装物群3の小袋の表面(内容部を封入している袋体の表面)を、効率よく静電気(
図2(c)の符合e参照)を帯電させられる。なお、即席麺9は帯電しにくいことが知られている。
【0050】
縦壁部24,24により電荷イオンの拡散が抑制されていることで、小袋の表面に、小袋どうしの搬送方向Sでの位置ずれを抑制するのに充分な量の電荷イオンを帯電させることができる。電極17からの上記した放電は、電極17の直下に搬送されてきた被包装物群3ごとに行われる。なお、小袋どうしの位置ずれは、帯電によって幅方向においても抑制される。
【0051】
電極17は、搬送される被包装物群3の上側に配置され、且つアタッチメント8に接触しないよう、アタッチメント8の押片8Bの上端よりも上側に配置されているから、電極17は、搬送されてくる被包装物群3の移動の邪魔にならず、アタッチメント8の移動の邪魔にならない。
【0052】
帯電工程の前工程として押圧工程が設定されており、押圧工程において、上下方向で隣合って重なっている小袋どうしの接触面積(袋体どうしの接触面積)が大きくなっている。このように、小袋の接触面積が大きいと、その分だけ帯電面積が大きくなって、いっそう確実に、小袋どうしの搬送方向Sでの位置ずれ、幅方向での位置ずれを抑制できる。
【0053】
なお、小袋のうち最も上に置かれる具材袋12は、一般に、液体スープ袋10、粉体スープ袋11に比べて軽量であり、最も上に置かれて液体スープ袋10、粉体スープ袋11の重さを受けていないから、動き易い。しかしながら、具材袋12の袋体の材料には、アルミニウムを含有しない樹脂フィルムが用いられ、これは帯電し易い。このため、特に、具材袋12の粉体スープ袋11に対する位置ずれが抑制される。
【0054】
小袋どうしの搬送方向Sでの位置ずれが確実に抑制された状態で、被包装物群3は、包装体形成工程へ移行する。包装体形成工程では、包装フィルム26に縦シールが施され、横シール形成部30で包装フィルム26に横シール29が施されて包装体16が形成される。そして、包装体形成工程へ移行する前段階で、静電力(引力)により被包装物群3における小袋どうしの搬送方向Sでの位置ずれが抑制されて、何れの小袋もが、即席麺9の上面9a(上面9aの中央部)から外れていない。このため、特に、包装フィルム26に横シール29が施される際に、小袋が横シール29に入り込んでしまうといった不都合を確実に防止することができる。
【0055】
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。その他、各部の具体的構成についても同様である。上記実施形態では、搬送路4Aにある即席麺9の上面9aに小袋が供給されて被包装物群3が形成される場合を例示した。しかしながら、本発明の包装機1では、先に搬送路4Aに小袋を供給しておき、後に小袋に即席麺9を載せることで被包装物群3が形成される場合にも適用できる。
【0056】
上記実施形態では、即席麺9は被包装物である干麺であり、略直方体の板状に形成されている場合を例示した。しかしながら、即席麺9は、円板状に形成されていてもよく、この場合でも、包装フィルム26に横シール29が施される際に、小袋が横シール29に入り込んでしまうといった不都合を確実に防止することができる。
【0057】
上記実施形態では、即席麺9には包装はなされておらず、麺が露出した物品とした場合で説明した。しかしながら、例えば、即席麺9が樹脂製のフィルムで包装されている場合であれば、本発明の帯電装置2によって、その包装体も帯電させられる。
【0058】
上記実施形態では、受電ガイド部材として、複数本の受電杆状部材18を備えた構成を例示した。しかしながら、受電ガイド部材は、導電性を有する板状に形成されていてもよい。また、複数本の杆状のガイド部材と、このガイド部材とは別にガイド部材の下側に配置した受電部材(例えば、受電針)とで受電ガイド部材とすることができる。
【0059】
上記実施形態では、電極17の下側先端と、受電杆状部材18の上端との間の垂直距離を70mmに設定した場合を例示した。しかしながら、この垂直距離は、電極17への印加電圧に基づいて、小袋に充分な電荷量を付与して帯電できることを条件に、70mmより小さく設定することが可能である。上記実施形態では、電極17の下側先端と最も上にある具材袋12との間の垂直距離を略30mmに設定した場合を例示した。しかしながら、この垂直距離もまた、電極17への印加電圧に基づいて、小袋に充分な電荷量を付与して帯電できることを条件に、30mmより小さく設定することが可能である。
【0060】
上記実施形態では、小袋の積層順を、液体スープ袋10、粉体スープ袋11、具材袋12として例示したが、小袋の積層順は特に限定されず、その内容物も特に限定されない。