JP2023173458A - ピロー包装機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数の製品からなる集積品をトレー容器を使用せずにピロー包装する【構成】 ピロー包装する包装機本体11と、包装機本体に対し、下方側から包装フィルム12を供給するフィルム供給装置13を備える。包装機本体は、製袋器21と、包装フィルムの搬送路を構成するベルトコンベア23と、そのベルトコンベアの上方に配置されセンターシール装置24と、ベルトコンベアの搬出端側に配置されトップシール装置25と、ベルトコンベアの搬送面の上方を搬送方向に沿って移動可能な複数の下部クランプ部材40と、下部クランプ部材を移動させるリニアモーターからなる移動機構41を備える。下部クランプ部材は、搬送面の上方に位置する際には包装フィルムに接触して上方に持ち上げ可能とし、前後に所定の間隔をおいて配置される下部クランプ部材の間にある包装フィルムの上に複数の製品1を供給する。【選択図】 図3

Description

本発明は、ピロー包装機に関するものである。
通常、複数の製品を一緒にピロー包装する場合、トレー容器に収容した状態で製袋器に供給し、トレー容器ごと搬送してピロー包装している。このようにして製造される包装体を開封し、製品を取り出す際には、トレー容器は不要であり、適宜のタイミングで袋から取り出されたり、袋と共に廃棄されたりする。よって、包装体の製造後のトレー容器は、プラスチックごみとなってしまう。
一方、昨今の脱プラスチックの要請等から、トレー容器を使用せず、例えば特許文献1に開示されるに包装フィルムの上に直接製品を供給し、ピロー包装したいという要求がある。
特許5773663号公報
特許文献1のように単品の製品と相違し、複数のバラものの製品をひとまとめにして包装するためには、その複数の製品を包装フィルムの所定の領域内にセットする必要がある。しかし、例えば上方にも積み上げるように供給すると、崩れやすく、供給時はもとより特に包装フィルムとともに搬送される際に荷崩れを起こしやすく、搬送方向に所定距離以上位置ズレすると、後段のトップシール装置で製品を噛み込むおそれがある。そこで、トレー容器を使うことなく、包装フィルムの所定の領域内に複数の製品を供給し、搬送中も前後方向に大きく位置ずれをしないようにしたいという要求がある。
上述した課題はそれぞれ独立したものとして記載しているものであり、本発明は、必ずしも記載した課題の全てを解決できる必要はなく、少なくとも一つの課題が解決できればよい。またこの課題を解決するための構成についても単独で分割出願・補正等により権利取得する意思を有する。
上述した課題を解決するために、本発明のピロー包装機は、(1)ピロー包装する包装機本体と、前記包装機本体に対し、下方側から包装フィルムを供給するフィルム供給装置とを備え、前記包装機本体は、前記包装フィルムの左右のそれぞれの側端側を上方に持ち上げて製袋する製袋器と、その製袋器の下流側に配置され、前記包装フィルムの搬送路を構成する搬送コンベアと、前記搬送コンベアの上方に配置され前記包装フィルムの左右の側端側同士をシールするセンターシール装置と、前記搬送コンベアの搬出端側に配置され前記包装フィルムを搬送方向に対して直交方向にシール・カットするトップシール装置とを備え、前記搬送コンベアの搬送面の上方を搬送方向に沿って移動可能な複数の下部クランプ部材と、その下部クランプ部材を移動させる移動手段を備え、前記下部クランプ部材は、前記搬送面の上方に位置する際には前記包装フィルムに接触して上方に持ち上げ可能とし、前後に所定の間隔をおいて配置される前記下部クランプ部材の間にある前記包装フィルムの上に複数の製品を供給するように構成した。

前後の下部クランプ部材がフィルムを下から持ち上げ、その間に位置する包装フィルム上に複数の製品を供給する。すると、その複数の製品の前後のフィルム部位が夫々下部クランプ部材によって上方に持ち上げられている。よって、その後に包装フィルムを前進移動した際に製品も一緒に前進移動するがこのとき包装フィルムに対して製品が相対的に前後方向に移動しようとしても持ち上げられたフィルム部位によりその移動が抑止され、前後の位置ずれが防止される。このように前後の下部クランプ部材の間のフィルム部位を擬似的なトレー形状にすることができる。
(2)前記下部クランプ部材は2個一組で前記所定の間隔をおいて前記搬送面の上方に配置され、前記2個一組の前記下部クランプ部材は、前記トップシール装置のトップシーラに干渉しない距離を置くように構成されるとよい。このようにすると、下部クランプ部材が包装フィルムと共に移動しトップシール装置の位置に至った際に、トップシーラと干渉しないのでそのままトップシール処理することができる。
(3)前記移動手段は、リニアモーターを用い、複数の前記下部クランプ部材を独立して移動可能に構成するとよい。このようにすると、下部クランプ部材を任意の位置に移動することができるため、製品の供給・搬送がよりスムーズに行える。
(4)前記移動手段は、前記製品の供給位置において前後に所定の間隔をおいて配置される前記下部クランプ部材の間隔を広くし、前記製品を受け取り搬送する際に間隔を狭くするように制御するとよい。このようにすると、製品を供給しやすくなる。
(5)前記移動手段は、前後に所定の間隔をおいて配置される前記下部クランプ部材の間に前記製品が供給されず、次に複数の前記製品を受け取った場合に、その受け取った製品の前後に位置する前記下部クランプ部材を前記包装フィルムの移動速度よりも高速で前進移動するように制御するとよい。このようにすると、空袋の発生を可及的に防止できる。
本発明によれば、複数の製品からなる集積品を、トレー容器を使用せずにピロー包装できる。また、不安定な品物であっても製品位置ずれ防止してピロー包装できる。
本発明に係るピロー包装機の好適な第1実施形態を示す正面図である。 その平面図である。 その拡大側面図である。 制御機能を説明する図である。 本発明に係るピロー包装機の好適な第2実施形態を示す正面図である。 その平面図である。
以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
図1から図3は、本発明に係るピロー包装機の好適な第1実施形態を示している。同図に示すように、ピロー包装機10は、包装機本体11と、その包装機本体11に対して帯状の包装フィルム12を連続して供給するフィルム供給装置13と、を備える。
フィルム供給装置13は、包装機本体11に対し、下方から包装フィルム12を供給すもので、包装フィルム12をロール状に巻き取った原反ロール16に対し、図示省略する駆動モータ(サーボモータ等の速度制御可能なモータ)の出力を連係し、原反ロール16の回転速度を適宜制御しながら一定速度で包装機本体11に供給する。また、原反ロール16から包装機本体11に至る所定位置に各種のローラ17(代表して1つのみ図示)を配置し、原反ロール16から送り出された包装フィルム12は、そのローラに掛け渡されることで、所定の経路を通って包装機本体11に導かれる。また、原反ロール16に駆動モータを連係するのではなく、包装フィルム12の搬送経路上にフィードローラを設け、引き出すようにしても良い。
包装機本体11は、供給される帯状の包装フィルム12を搬送方向の左右両端側を上方に持ち上げてU字状に製袋する製袋器21と、製袋器21の下流側に配置され、製袋された包装フィルム12を搬送するベルトコンベア23と、ベルトコンベア23の上方であって製袋器21の下流側の左右両側に配置されて包装フィルム12の左右両側のフィルム部位を夫々外側に折り曲げるフィルムガイド22と、そのフィルムガイド22より下流側で幅方向の中央上方位置に配置されるセンターシール装置24と、トップシール装置25と、そのトップシール装置25の下流側に配置されたシュートコンベア26等を備える。係る基本構成は従来と同様である。
製袋器21は、上方開放した上向きコ字状の部分を有し、フィルム供給装置13から連続して供給される帯状の包装フィルム12を通過させることで、そのコ字状の部分の内面に沿って包装フィルム12の両側端部位を上方に持ち上げるように成形する。
フィルムガイド22は、図3に示すように、L字プレートからなる上ガイド部材27とL字プレートからなる下ガイド部材28を所定の間隔を置いて上下に配置して構成される。包装フィルム12の左右両側のフィルム部位121をそれぞれ上ガイド部材27と下ガイド部材28の間の空隙内に挿入し、図示するように左右のフィルム部位121を外側に折り曲げた姿勢にし、包装フィルム12の上方が開放する。また、フィルムガイド22は、図2に示すように、包装フィルム12の搬送方向に沿って帯板状の所定の長さを有し、包装フィルム12の上方が開放した区間が、一定の長さ確保され、その開放した区間が製品1の供給領域となる。
本実施形態では、この供給領域において、包装フィルム12の上に製品1を直接置くように人手或いは供給装置を用いて供給する。製品1は、本実施形態では細長な棒状の商品を個包装した包装品等であり、包装フィルム12上に搬送方向に対して直交する方向に延びるように配置し、下段に3個を並べて置き上段に2個を重ねておくようしている。このように、本実施形態では、包装フィルム12の上に直接置かれた複数の製品1からなる集積品2を包装する。なお、製品1の配置レイアウトは一例であり、各種の構成をとることができると共に、製品の形状・形態も任意である。
また、フィルムガイド22を通過した包装フィルム12の左右のフィルム部位121は、搬送方向中央側に折り返され、フィルム部位121の端部同士を接触(重合)させた状態で下流側のセンターシール装置24に対して挿入する。センターシール装置24は、重合された包装フィルム12の左右のフィルム部位121の端部を両側から挟み込みながら加熱することで熱シールしてセンターシール部30を形成する。このセンターシール部30により、ベルトコンベア23上を移動する包装フィルム12は、周方向に閉じた筒状に形成され、その内部に複数の製品1からなる集積品2が収納された状態となる。
そしてセンターシール装置24の具体的な構成の一例はとしては、係るフィルム部位121を重ね合わせた部分を挟み込んで搬送力を与える一対のピンチローラ241と、その重ね合わせた部位を両側から挟み込んで加熱シールする角棒状の一対のバーシーラ242と、そのバーシーラ242の下流側に配置され、加熱して溶融したフィルムの側縁の重ね合わされた部位を加圧すると共に冷却して熱シールを完了する一対のプレスローラ243と、を備える。これらバーシーラ242とプレスローラ243でセンターシーラを構成する。また本実施形態では角棒状のバーシーラ242とプレスローラ243からなるセンターシーラを用いたが、フィルム部位121を挟んで左右に配置したローラ型のセンターシーラを用いたものとしてもよい。ローラ型は、加熱と加圧を行う。
また、プレスローラ243は、ピンチローラとしての機能も備える。つまり、プレスローラ243は、所定の圧力でセンターシール部30を挟み込んだ状態で同期して回転しているため、そのセンターシール部30ひいては筒状の包装フィルム12に対して搬送力を与えることになる。
トップシール装置25は、集積品2を内包する筒状の包装フィルム12に対し、搬送方向に対して直交する方向で搬送面と平行な方向、つまり、筒状の包装フィルム12を水平平面で横断する方向にシールするとともにカットするものである。そのシール・カットするフィルム部位は、前後の集積品2の間の所定位置である。このトップシール装置25は、いわゆるボックスモーションタイプのもので、筒状の包装フィルム12を挟んで上下に対向配置される上側トップシーラ31と下側トップシーラ32は、ヒータが内蔵され、所定の駆動機構により互いのシール面を対向させた状態を維持しながら所定の軌跡で移動する。つまり、上側トップシーラ31と下側トップシーラ32は、基準位置から互いに接近移動して包装フィルム12を上下から挟み込むことで、そのシール面に接触した部位を所定の圧力で加圧すると共に加熱する。そして、上側トップシーラ31と下側トップシーラ32は、上記のように互いに接近して包装フィルム12を挟持した状態を維持したまま互いに包装フィルム12の移動方向に沿って前進移動する。このときの移動速度は、包装フィルム12の移動速度と等しくする。そして上側トップシーラ31と下側トップシーラ32は、所定距離だけ移動すると、互いに離反移動すると共に、包装フィルム12の移動方向と逆方向に移動して基準位置に至る。このように上側トップシーラ31と下側トップシーラ32とで一定期間、包装フィルム12の所定位置を加熱・加圧することでシールして包装フィルム12の先端部位を密封するとともに、適宜のタイミングで内蔵するカッター刃で包装フィルム12を横方向に横断するようにカットして包装体33を製造する。そして、筒状の包装フィルム12から分離されて製造される包装体33は、シュートコンベア26上を搬送される。
本実施形態では、包装フィルム12を下方から支え、ベルトコンベア23の搬送面から上方に持ち上げた状態で、ベルトコンベア23の搬送面に沿って搬送方向に移動する複数の下部クランプ部材40と、その下部クランプ部材40を所定の軌跡で移動する移動機構41を備える。下部クランプ部材40は、搬送方向に対して直交する方向に伸びるバー状の本体を備える。移動機構41は、ベルトコンベア23の左右の片側、例えば左側の外側に配置され、製袋器21の下流側からベルトコンベア23の搬送面に沿ってトップシール装置25の下流側に至る経路を含み無端状のガイドレール(固定子)42と、そのガイドレール42に取り付けられ無端状の経路を周回する可動子43を備えるリニアモーターから構成するとよい。そして、複数の下部クランプ部材40をそれぞれ独立して移動する可動子43に片持ち支持状で連結する。
このように片持ち支持された状態の下部クランプ部材40は、ベルトコンベア23の搬送面から所定距離だけ上方位置を搬送方向に沿って平行に移動可能に構成する。そして、下部クランプ部材40は、ベルトコンベア23の搬送面に沿って移動する際には、搬送面から所定距離だけ上方に位置しているため、図2に示すように、下部クランプ部材40は接触する包装フィルム12のフィルム部位を上方に持ち上げる。
また可動子43は、図示省略するコントローラからの制御指令に伴い、夫々独立して所定の速度でガイドレール42に沿って移動したり、一時停止したりする。そして、図1,図2に示すように、ベルトコンベア23の搬送面の上方空間では、前後の集積品2の間毎に、下部クランプ部材40が2個ずつ配置される。すなわち、2個一組の下部クランプ部材40は、ベルトコンベア23の搬送面上ではカット寸法に合わせたピッチで配置される。そしてコントローラは、ベルトコンベア23の搬送面の上方に位置する下部クランプ部材40は、ベルトコンベア23と同速度で移動するように制御する。
またコントローラは、2個一組の下部クランプ部材40を、製品供給領域の前後に夫々位置するように制御する。例えばベルトコンベア23が間歇駆動する場合、製品供給を待つ一時停止中にフィルムガイド22を配置した製品供給領域で、製品1を供給する部位を開けて前方及び後方に下部クランプ部材40を位置させた状態で一時停止する(図4(a)参照)。これにより、製品供給領域でベルトコンベア23の搬送面に接している包装フィルム12は、その前後の下部クランプ部材40で支持されるフィルム部位は夫々持ち上がった姿態となる。
次いで、製品供給領域の前後に位置している1組の下部クランプ部材40間の空間に、人手或いは供給装置により所定数(ここでは5個)の製品1を供給する。これにより、図4(b)に示すように、製品供給領域でベルトコンベア23の搬送面に接している包装フィルム12のフィルム部位の上に集積品2が供給される。
この状態からベルトコンベア23並びに下部クランプ部材40をカット寸法に合わせた1ピッチ分だけ移動し、一時停止すると、図4(a)に示す状態になる。以後、係る処理を繰り返し行う。これにより、集積品2は包装フィルム12の上に直接置かれているため、ベルトコンベア23の回転移動に伴う包装フィルム12の移動と共に集積品2も移動する。さらに集積品2の前方及び後方は、下部クランプ部材40により持ち上げられた包装フィルム12のフィルム部位が存在するため、仮に集積品2或いはそれを構成する製品1が包装フィルム12に対して相対的に前後方向に移動しようとしても、持ち上げられたフィルム部位によりその移動が抑止され、不安定な品物であっても製品位置ずれを防止できる。
また、前後の集積品2の間に位置する2個一組の下部クランプ部材40は、トップシール装置25に至った際には、上側トップシーラ31、下側トップシーラ32の前後に位置し、干渉しないような間隔にしている。
これにより、ベルトコンベア23の搬送面を通過して下流側に行った2個一組の下部クランプ部材40は、トップシール装置25を挟んで前後に位置し、下部クランプ部材40と干渉せずに上側トップシーラ31と下側トップシーラ32が包装フィルム12を挟み込んでシール・カット処理をする。
なお、図4(a)、(b)において、製品供給領域の後側には下部クランプ部材40は1個のみ待機している状態を示しているが、少なくとも1つ待機していることでフィルム部位は持ち上がるので、供給した製品1が後方に位置ずれするのを抑止できる。対を構成する下部クランプ部材40は、このとき一緒に待機するようにしてもよいし、移動開始後の適宜のタイミングで追いつくようにしてもよい。
また、上記の説明では、ベルトコンベア23を間歇駆動するとしたが、例えば、集積品2の供給が短時間で行えれば、ベルトコンベア23を連続運転させ、移動中の包装フィルム12の所定位置に集積品2を供給するようにするとよい。
[変形例1]
また、本実施形態では、下部クランプ部材40の移動機構41としてリニアモーターを利用し、個々の下部クランプ部材40を独立して移動可能としたため、以下に示す各種の変形例を取ることができる。例えば、供給領域の前後に位置する下部クランプ部材40の互いの間隔をカット寸法に応じた間隔よりも広げた状態で集積品2を受け取り、製品供給後の搬送時は、下部クランプ部材40を互いの間隔を狭めて搬送するように制御するとよい。このようにすると、例えば、人手またはロボット供給時に製品供給しやすくなる。また、このとき移動する下部クランプ部材40は、供給領域の前方側と後方側の両方を動かしてもよいし、一方を動かすようにしてもよい。また、動かす場合、2個一組の下部クランプ部材40を両方動かしてもよいが、集積品2側の下部クランプ部材40のみを動かすとよい。
[変形例2]
また製品供給領域での下部クランプ部材40間への製品供給が遅れた場合に、下部クランプ部材40を包装フィルム12の搬送速度よりも高速で下流側に移動するように制御することで、空袋の発生を防止することができる。すなわち、例えば、図4(a)に示す製品1の供給タイミングで製品1を供給できない場合に1ピッチ分だけ包装フィルム12並びに下部クランプ部材40を移動させると、図4(c)に示すように、前後の下部クランプ部材40間のフィルム部位に集積品2が存在しない部分が生じ、そのまま包装フィルム12を搬送すると、集積品2が存在しない状態でトップシールされて空袋が製造されてしまう。
本実施形態では、図4(c)に示すタイミングで包装フィルム12に集積品2を受け取ると、例えば受け取れなかったフィルム部位以降の所定の下部クランプ部材40を包装フィルム12の移動速度よりも高速で下流側に向けて移動するように制御する。これにより、図4(c)で供給された集積品2は、下部クランプ部材40の移動に伴い前方に向けて押送され、包装フィルム12上を相対的に下流に向けて移動する。そして、図4(d)に示すように前に追いつく。よって、トップシール装置25に対しては、連続して集積品2が収納された状態の包装フィルム12が供給でき、空袋の発生を防止できる。また、本実施形態では、先行する2個一組の下部クランプ部材40(符号a、b)の間隔は正規のまま変わらず、後続の下部クランプ部材40(符号c、d)が接近した状態になるように制御する。また、図示の便宜上下部クランプ部材40の直径を大きく描画しているが、例えば、直径を小さくすることで下部クランプ部材40が4個並んでもカット寸法に影響が生じないようにするとよい。
なおまた、このように追いついた際に、後続の下部クランプ部材40間の包装フィルム12のフィルム部位Xは、製品供給領域よりも下流側に位置することがある。係る場合には、そのフィルム部位Xでは集積品の供給を行わず、一つ後のフィルム部位で集積品2を供給し、上記のよう高速移動して前方に追いつくように制御してもよいが、より好ましくは、フィルム部位Xの前後に位置する下部クランプ部材40の相対位置を上流側に位置させ、製品供給領域で待機するように制御するとよい(図4(e)参照)。そして、製品供給領域で集積品2を受け取ったら、前後の所定の下部クランプ部材40を包装フィルム12よりも高速に移動し、前に追いつくように制御するとよい。このようにすると、
[変形例3]
また、包装フィルム12に印刷している柄が、例えば印刷時の公差や包装フィルムの伸びその他の理由から搬送方向に沿って柄ズレしている場合がある。係る場合、各下部クランプ部材40を搬送方向に沿って位置を補正し、カットずれを防止するとよい。
図5,図6は、本発明の第2実施形態を示している。本実施形態では、上述した第1実施形態の構成を前提とし、カット寸法に応じたピッチで配置する下部クランプ部材40を1つずつ配置するようにした。これにより、下部クランプ部材40は、例えばトップシール装置25におけるカット位置に配置された状態で移動することがあるので、トップシール装置25に至った下部クランプ部材40は、包装フィルム12の搬送速度よりも高速で移動し、トップシール装置25での噛み込みの発生を抑制する。
その他の構成は、第1実施形態と同様であるため、対応する部材に同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態においても、上述した各変形例も適用することができる。
また、上述した各実施形態等では、下部クランプ部材40は、トップシール装置25の下流側まで移動し、そこで上流側に戻るようにしたが、トップシール装置25の手前で戻るようにしてもよい。
また、下部クランプ部材40の移動機構41として、リニアモーターを利用するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、例えばエンドレスチェーン、エンドレスベルトなどの無端状の駆動機構その他各種の装置を用いることができる。
以上、本発明の様々な側面を実施形態を用いて説明してきたが、これらの実施形態や説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされたものではなく、本発明の理解に資するために提供されたものであることを付言しておく。本発明の範囲は、明細書に明示的に説明された構成や製法に限定されるものではなく、本明細書に開示される本発明の様々な側面の組み合わせをも、その範囲に含むものである。本発明のうち、特許を受けようとする構成を、添付の特許請求の範囲に特定したが、現在の処は特許請求の範囲に特定されていない構成であっても、本明細書に開示される構成を、将来的に特許請求する可能性があることを、念のために申し述べる。
1 :製品
2 :集積品
10 :ピロー包装機
11 :包装機本体
12 :包装フィルム
13 :フィルム供給装置
21 :製袋器
23 :ベルトコンベア
24 :センターシール装置
25 :トップシール装置
33 :包装体
40 :下部クランプ部材
41 :移動機構
42 :ガイドレール
43 :可動子

Claims (5)

  1. ピロー包装する包装機本体と、
    前記包装機本体に対し、下方側から包装フィルムを供給するフィルム供給装置とを備え、
    前記包装機本体は、前記包装フィルムの左右のそれぞれの側端側を上方に持ち上げて製袋する製袋器と、その製袋器の下流側に配置され、前記包装フィルムの搬送路を構成する搬送コンベアと、前記搬送コンベアの上方に配置され前記包装フィルムの左右の側端側同士をシールするセンターシール装置と、前記搬送コンベアの搬出端側に配置され前記包装フィルムを搬送方向に対して直交方向にシール・カットするトップシール装置とを備え、
    前記搬送コンベアの搬送面の上方を搬送方向に沿って移動可能な複数の下部クランプ部材と、その下部クランプ部材を移動させる移動手段を備え、
    前記下部クランプ部材は、前記搬送面の上方に位置する際には前記包装フィルムに接触して上方に持ち上げ可能とし、
    前後に所定の間隔をおいて配置される前記下部クランプ部材の間にある前記包装フィルムの上に複数の製品を供給するように構成するピロー包装機。
  2. 前記下部クランプ部材は2個一組で前記所定の間隔をおいて前記搬送面の上方に配置され、前記2個一組の前記下部クランプ部材は、前記トップシール装置のトップシーラに干渉しない距離を置くように構成される請求項1に記載のピロー包装機。
  3. 前記移動手段は、リニアモーターを用い、複数の前記下部クランプ部材を独立して移動可能に構成する請求項1または2に記載のピロー包装機。
  4. 前記移動手段は、前記製品の供給位置において前後に所定の間隔をおいて配置される前記下部クランプ部材の間隔を広くし、前記製品を受け取り搬送する際に間隔を狭くするように制御する請求項3に記載のピロー包装機。
  5. 前記移動手段は、前後に所定の間隔をおいて配置される前記下部クランプ部材の間に前記製品が供給されず、次に複数の前記製品を受け取った場合に、その受け取った製品の前後に位置する前記下部クランプ部材を前記包装フィルムの移動速度よりも高速で前進移動するように制御する請求項3に記載のピロー包装機。
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