JP3347996B2 - 自動包装機に於ける被包装材料充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の被包装材料
（充填材料）を連続的にシール包装する自動包装機の技
術分野に属するものであって、具体的には、シール袋の
中に液状、粘体状、或は、粉粒体状の被包装材料を充填
する自動包装機に於ける被包装材料充填装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】自動包装機には、例えば実公昭６１−３
１９２５号公報等に見られるように、ロール状に形成し
たシーラを押圧回転しながらシール包装するロールタイ
プのものと、例えば実公昭５８−３４００２号公報及び
実公昭５８−５４３２７号公報等に見られるように、プ
レート状（バー状）に形成したシーラを押接圧着するこ
とによってシール包装するプレートタイプ（バータイ
プ）のものが存在する。

【０００３】これ等の包装機のうち、特に後者のプレー
トタイプのものは、上述した各公報に開示されているよ
うに、包装フイルムを横シールした状態のまま横シーラ
を袋の長さ分だけ降下作動して包装フイルムを１袋分だ
け包材ロール側から引出し、次いで、横シーラを横方向
に開いて押圧シールを解いた後、元の横シール開始位置
に上昇作動する略ボックス状の動作を連続的に繰返すこ
とによって、シール袋を連続的に包装できるように構成
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の如く
構成した従来のプレートタイプ式自動包装機は、上述し
た各公報にも開示されているように、シール袋の中に被
包装材料（充填材料）を充填するノズルが固定式である
ため、横シーラの降下移動によって例えば実公昭５８−
３４００２号公報の第１図の状態から第４図の状態に包
装フイルムが引下げられた時に、充填ノズルが包装フイ
ルム内側面に触れて、ノズル先端口等に溜っている被包
装材料が包装フイルムの内側面に付着してしまう場合が
あり、特にこの被包装材料が付着した内側面が次に横シ
ールを行うフイルム面である場合には、横シールが被包
装材料が付着された上から行われるため、横シールのシ
ール強度に影響を及ぼして、シール不良（シール漏れ）
の原因となる問題があった。

【０００５】更に上記従来のプレートタイプ式自動包装
機には、横シーラが降下移動して包装フイルムが引出さ
れた時に、包装フイルムが下に引張られてシール袋の太
さがその抵抗で細くなるため、このシール袋の内部に充
填される被包装材料が上に押し上げられてしまって、シ
ール袋の形態が期待通りの太さ（上下均一のバランスの
良い太さ）に仕上げられない問題もあった。

【０００６】従って本発明の技術的課題は、包装フイル
ムを挾持したまま横シーラを袋の長さ分だけ降下移動し
て包装フイルムを引出した後、横シーラを開いて元の横
シール開始位置に上昇移動させる略ボックス状の移動を
行うタイプの自動包装機を用いて被包装材料を連続的に
シール包装するに当って、横シーラが包装フイルムを下
方に引出した時に、充填ノズルが包装フイルムの内側面
を汚さないように工夫すると共に、シール袋の下端部側
にふくらみを持たせて期待どうりの太さに仕上げるよう
にすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために本発明で講じた手段は以下の如くである。

【０００８】包材ロールより引出された包装フイルムを
縦シーラと横シーラによって袋状にシール形成する工程
と、この袋状にシール形成した包装フイルムの内部に充
填手段と充填ノズルを用いて被包装材を充填する工程
と、包装フイルムを横シールした状態のまま横シーラを
袋の長さ分だけ降下して包装フイルムを引出す工程と、
この降下した横シーラを横に開いた後、元の横シール前
の位置に上昇作動する工程を、連続的に繰返してシール
包装を行うように構成した自動包装機に於いて、

【０００９】（１） 被包装材料を収容するホッパと上
記充填ノズルの上端部との間に伸縮可能又は屈曲可能な
可撓パイプ部を設け、上記充填ノズルの少くとも先端部
側を上記袋状にシール形成した包装フイルムの内部に挿
入した状態のまま、上記横シーラの降下移動及び上昇移
動に追従して降下と上昇を行うように構成し、且つ、上
記充填手段による被包装材料の充填タイミングを常に上
記横シールの直上で取るように構成すること。（請求項
１）

【００１０】上記（１）で述べた請求項１に係る手段に
よれば、被包装材料を充填する充填ノズルが、シール袋
の内部で横シーラの上下移動に追従して上下移動して、
充填手段による被包装材料の充填タイミングを常に横シ
ールの直上で行うように構成されているため、充填ノズ
ルの先端口等に付着した被包装材料によって包装フイル
ムの内側面、特に、次に横シールを行う内側面を汚すこ
とがないから、横シール内に被包装材料等が噛み込んで
シール強度に影響を与えたり、シール不良の原因となる
ことがなく、横シールを確実に行うことを可能にする。

【００１１】更に上記（１）に係る手段によれば、充填
ノズルからの被包装材料の充填を常に横シールの直上で
始めるため、シール袋の下側部にも充分に被包装材料が
充填されて、シール袋の形態を期待どおりのバランスの
良い太さに仕上げることを可能にする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る自動包装機
に於ける被包装材料充填装置の実施の形態を添付した図
面と共に説明すると、図１は本発明に係る被包装材料充
填装置を備えた多連式自動包装機の外観を示した斜視
図、図３はその内部構造を説明した構成図であって、こ
れ等の図面に於いて符号１で全体的に示したのは多連式
自動包装機の機体で、２は液体、粉体或は粘体等の各種
被包装材料（図示省略）を収容したホッパ、２Ｔはホッ
パ２に接続した供給パイプを示し、また、３はこの供給
パイプ２Ｔの途中部分２Ｓに取付けた被包装材料の充填
装置（充填機）であって、３Ｒは充填用駆動モータ３Ｍ
によって回転される円盤３Ｋに取付けたピストン軸、３
Ｔはこのピストン軸３Ｒの先端に取付けたピストン弁で
あるが、上記充填装置３の駆動手段としてモータ３Ｍに
代えてエアーシリンダを用いる場合もある。

【００１３】尚、図３には充填装置３付きの供給パイプ
２Ｔが１本だけ記載されているが、実際には前述した実
公昭５８−５４３２７号公報の第１図に示したように、
複数本の同じ構造の供給パイプ２Ｔがホッパ２に対して
等間隔に並べて取付けられていて、各供給パイプ２Ｔに
対して被包装材料を均等に供給できるように構成されて
いる。

【００１４】２Ｘは上記各供給パイプ２Ｔの下側に連設
した伸縮自在又は屈曲自在に構成した可撓パイプ部、２
Ｒはこの可撓パイプ部２Ｘの下側に連設した充填ノズ
ル、２Ｒ′はそのノズル先端口であって、上述した充填
装置３によって各供給パイプ２Ｔから下側に連設した可
撓パイプ部２Ｘ側に送り出された被包装材料は、充填ノ
ズル２Ｒを通してその先端口２Ｒ′から後述する袋体Ｐ
Ｔの内部に充填される仕組に成っている。

【００１５】また、２Ｚは上記充填ノズル２Ｒの上端部
側を取付け支持したスライド板、２Ｍはこのスライド板
２Ｚを上下にスライドして上記可撓パイプ部２Ｘの部分
を伸縮又は上下に屈曲することにより、充填ノズル２Ｒ
自身を縦軸方向に上下移動することができるノズル上下
駆動モータであって、このスライド板２Ｚの上下移動手
段の具体的な構成は後述する。

【００１６】また、４は送られて来る各包装フイルムＦ
ａを上述した充填ノズル２Ｒの周囲を包むように巻装す
るフオーミング部材であって、包材ロールＦから幅広の
印刷済み包材ＦＸをモータＡＭによって駆動回転する繰
出しローラＡＳ，ＡＴで繰出す点、この繰出した包材Ｆ
Ｘをローラ１３との間でスリッタＢＸが複数条の包装フ
イルムＦａ…にスリットする点、これ等スリットした複
数条の各包装フイルムＦａ…を夫々上記のフオーミング
部材４で供給パイプ２Ｔの周囲を包むように巻装する点
は、上述した実公昭５８−５４３２７号公報に示されて
いる従来の装置と同じである。

【００１７】符号５で全体的に示したのは、上記各充填
ノズル２Ｒの周囲に巻装した包装フイルムＦａの重なっ
た内外両端縁を縦シールする公知の縦シーラ装置であっ
て、この縦シーラ装置５は縦シーラ駆動シリンダ５Ｓに
よって進退作動するアーム５Ｒの先端に取付けた縦シー
ラ５Ａと、受板５Ｂとによって構成されていて、送られ
て来る包装フイルムＦａを略筒状にシール成形できるよ
うに構成されている。

【００１８】上述した図１と図３に於いて夫々符号６で
全体的に示したのは、上記縦シーラ装置５の下側部に設
けた公知の横シーラ装置であって、この横シーラ装置６
は機体１内に縦設したガイド軸６Ｇ，６Ｇに上下移動自
在に取付けた横シーラ枠６ａと、この横シーラ枠６ａの
内部に相対的に開閉作動を行うように組込んだ左右の横
シーラ６Ｘ，６Ｙと、横シーラ駆動シリンダ６Ｓと、こ
のシリンダ６Ｓによって進退作動して左右の横シーラ６
Ｘ，６Ｙを相対的に開閉作動するアーム６Ｒとによって
構成されていて、上記の縦シーラ装置５によって略筒状
に縦シールされた包装フイルムＦａに横シールＳを行っ
て、全体を上面開口型の袋体ＰＴにシール成形するよう
に構成されている。

【００１９】また、上述した横シーラ装置６は、横シー
ラ６Ｘ，６Ｙが袋体ＰＴを挾持した状態のまま、以下に
述べる横シーラ昇降手段によって１パック分だけ下方に
移動して、各包装フイルムＦａを１パック分だけ下方に
引出し、その後、横シーラ６Ｘ，６Ｙを左右に開いて挾
持を解き、その状態のまま元の横シール前の位置に復帰
上昇する仕組に成っている。

【００２０】図３に於いて符号７で全体的に示した横シ
ーラ昇降手段は、上記横シーラ枠６ａの一側に設けた支
持板７Ｔの上下に回転自在に取付けたギヤ構造の動滑車
７Ａ，７Ｂと、横シーラ枠６ａの移動範囲の上下機体１
側部分に回転自在に取付けた同じくギヤ構造の定滑車７
Ｃ，７Ｄと、一方の定滑車７Ｃを駆動回転する横シーラ
上下駆動モータ７Ｍと、図示の如く上下両端部８ａ，８
ｂを上下の機体１側に固定し、中間部を上下の各動滑車
７Ａ，７Ｂに掛渡した後、上下に反転させて上下の各定
滑車７Ｃ，７Ｄに掛渡した構造のタイミングベルト又は
チエーン等から成る連動部材８とによって構成されてい
る。

【００２１】以上の如く構成した横シーラ昇降手段７に
よれば、駆動モータ７Ｍが一方の定滑車７Ｃを図３に於
いて図面上反時計回転方向に回転すると、タイミングベ
ルト又はチエーン等から成る連動部材８と各滑車７Ａ〜
７Ｄの噛合作用によって横シーラ枠６を下方に移動し、
反対に定歯車７Ｃを時計回転方向に回転した場は、横シ
ーラ枠６を上方に移動できる仕組に成っていて、この駆
動モータ７Ｍの回転数を制御することにより、横シーラ
枠６、即ち、横シーラ６Ｘ，６Ｙの上下の移動量を調節
できるように構成すると共に、上述した包材繰出し駆動
モータＡＭの回転数を制御して、横シーラ装置６によっ
て引出された分に相当する包材ＦＸを巻取ロールＦから
繰出すように構成している。

【００２２】また、符号９で全体的に示したのは、上記
横シーラ装置６の下側部に設けたカッタ装置であって、
このカッタ装置９は上記の横シーラ装置６が行った横シ
ールＳの中央線部分を上下に両断するカッタ９Ａ，９Ｂ
と、先端部を一方のカッタ９Ａに取付け、根端部をカッ
タ駆動モータ９Ｍによって回転される円盤９Ｋに取付け
たクランク軸９Ｒとによって構成されているが、駆動手
段としてモータ９Ｍの代りにエアーシリンダを用いる場
合もある。

【００２３】上述した充填ノズル２Ｒは、上記ノズル上
下駆動モータ２Ｍの回転によって可撓パイプ部２Ｘの部
分で伸縮又は屈曲することにより、上記横シーラ装置６
の上下移動に追従して上下移動を行うように構成されて
おり、また、上記の充填装置３は、被包装材料の充填タ
イミングを常に横シーラ装置６が横シールＳを行ったそ
の真上で取るように構成されている。

【００２４】即ち、横シーラ装置６の横シーラ６Ｘ，６
Ｙが袋体ＰＴを挾持した状態のまま１パック分下方に移
動した時は、充填ノズル２Ｒも被包装材料を袋体ＰＴの
内部に充填供給しながら、横シーラ装置６に追従して下
方に移動し、次いで、横シーラ装置６が横シールを解い
て元の位置に復帰上昇する時は、充填ノズル２Ｒも残り
の被包装材料を充填供給しながら同様に復帰上昇して、
充填を終えるように構成されている。

【００２５】図７は、上述した横シーラ装置６（横シー
ラ６Ｘ，６Ｙ）の上下作動の状態と、充填ノズル２Ｒの
上下作動と被包装材料の充填の状態を順番に説明した作
業工程図であって、（イ）は横シーラ６Ｘ，６Ｙが横シ
ールして袋体ＰＴを挾持した状態のまま１パック分下方
に移動した時の状態を示し、（ロ）は横シーラ６Ｘ，６
Ｙが横シールを解いて元の位置に上昇復帰している状態
で、（ハ）は横シーラ６Ｘ，６Ｙが横シールＳした時の
状態を示し、更に、（ニ）は横シーラ６Ｘ，６Ｙが横シ
ールした状態のまま下方に移動を開始した時の状態を示
したものである。

【００２６】更に図４は、上記の充填ノズル２Ｒを上下
移動させる昇降手段の一例を示したものであって、上述
した横シーラ昇降手段７と同様に造ったこの充填ノズル
昇降手段は、上記のスライド板２Ｚの上下移動をガイド
するガイド軸２ａ，２ｂと、スライド板２Ｚの上下に取
付けたギヤ構造の動滑車２ｃ，２ｄと、充填ノズル２Ｒ
の上下移動範囲の機体１側に回転自在に取付けた同じく
ギヤ構造の上下の定滑車２ｅ，２ｆと、一方の定滑車２
ｅを駆動回転する上述したノズル上下駆動モータ２Ｍ
と、これ等の滑車２ｃ〜２ｆの間に掛渡したタイミング
ベルト又はチェーン２Ｖとによって構成されていて、こ
の昇降手段は横シーラ昇降手段７と同様に作動してスラ
イド板２Ｚに取付けた充填ノズル２Ｒを上下移動するよ
うに構成されている。

【００２７】尚、図２は上述した構成の多連式自動包装
機によって包装されるステイック状の包装製品Ｐの外観
を示したものであって、図中Ｓ1は縦シール部、Ｓ2とＳ
3はカッタ９Ａ，９Ｂによって両断された上下の横シー
ル部、Ｌは包装製品Ｐの長さ寸法（サイズ）を示したも
のであって、本発明に係る作動制御装置によれば、この
長さ寸法Ｌ及び充填量の異なる各種サイズのステイック
状包装製品Ｐをシール成形することができるのである。

【００２８】また、図１に於いて１６は機体１に設けた
キーボードであって、ここには包装製品Ｐのサイズを設
定するためのデータ読み書き用キーと、モード切換用キ
ー及びデータ入力用キーと云った各種のキーが設けられ
ており、また、同じく機体１に設けた表示器１５には、
入力したプログラムデータや設定した包装製品のサイズ
ナンバー、或は、運転上の各種メッセージ数が表示され
る仕組に成っている。

【００２９】図５は、マイクロコンピュータを搭載した
本発明に用いる作動制御装置の電気的構成の一例を示し
たものであって、図中、１０は制御部の中心を成すＣＰ
Ｕ、１１はシステムプログラムを格納したＲＯＭと、各
種の入力データを格納するＲＡＭとによって構成したメ
モリ、１３はこれ等ＣＰＵ１０とメモリ１１の間にバス
１２を介して接続したインターフエイス回路、１４はこ
のインターフエイス回路に接続したモータ用コントロー
ラであって、このモータ用コントローラ１４には、上述
した包材繰出し駆動モータＡＭと、ノズル上下駆動モー
タ２Ｍと、充填装置駆動モータ３Ｍと、横シーラ上下駆
動モータ７Ｍ、及び、カッタ駆動モータ９Ｍ（いずれも
例えばサーボモータを使用）が接続されている。

【００３０】更に上記のインターフエイス回路１３に
は、上述した縦シーラ５Ａと横シーラ６Ｘ駆動用の各シ
リンダ５Ｓ，６Ｓと、表示器１５とキーボード１６及び
ＬＥＤ１７が接続されていて、夫々がＣＰＵ１０の監視
下でメモリ１１に格納されているプログラムに従って制
御作動される仕組に成っている。

【００３１】図６は、メモリ１１にキーボード１６を用
いて入力設定したデータメモリの一例を示した構成図で
あって、ここには各包装製品Ｐのサイズナンバー毎に予
め入力設定された上記各駆動モータＡＭ，２Ｍ，３Ｍ，
７Ｍ，９Ｍの回転数やその回転タイミングが多数記憶さ
れていて、このデータメモリの中から選んだサイズナン
バーに従って各駆動モータＡＭ〜９Ｍの作動が制御され
て、一定量の包材ＦＸを繰出しながら、一定量の被包装
材料を充填した一定サイズ（長さＬ）の包装製品Ｐを、
多連式に連続成形できるようにプログラムされている。

【００３２】尚、上述した充填装置３による被包装材料
の充填タイミングと、充填ノズル昇降手段による充填ノ
ズル２Ｒの上下移動タイミングは、横シーラ装置６の降
下移動に追従して充填ノズル２Ｒの降下移動が開始され
ると、充填ノズル２Ｒから被包装材料の充填が開始され
るようにプログラムされている。

【００３３】本発明に係る自動包装機に於ける被包装材
料充填装置は以上述べた如き構成であって、横シーラ装
置６が横シールＳした状態のまま降下移動して包装フイ
ルムＦａを１パック分引下げた時に、充填ノズル２Ｒを
一緒に追従降下させて常に横シールの真上で被包装材料
の充填を始めるため、充填ノズル２Ｒの先端口２Ｒ′等
に付着している被包装材料が袋体ＰＴの内側面に接触し
て、次に横シールするフイルム面に付着した被包装材料
を一緒に噛込んでシールしてしまうようなことがなく、
横シールを安定した状態で支障無く行うことができる。

【００３４】また、充填ノズル２Ｒを追従降下させて横
シールの真上で被包装材料の充填を開始するため、袋体
ＰＴの下端側にも被包装材料を均等に充填供給して、包
装製品Ｐの形態を図２に示したようにバランスが良い期
待どうりの太さに仕上げることができると共に、各種包
装製品Ｐ毎のノズル上下駆動モータ２Ｍや充填装置駆動
モータ３Ｍ等の数値制御データをプログラムして、これ
をメモリ１１に記憶することによって、各種包装製品Ｐ
の包装に即座に、且つ、正確に対応することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上述べた次第で、本発明に係る自動包
装機に於ける被包装材料充填装置によれば、被包装材料
を包装フイルムの横シール内側面に付着させずに充填供
給でき、且つ、その充填供給も袋体の下側部から始める
ため、シール性に優れ、而かも、全体の形態バランスが
良好な商品価値の高い包装製品を提供できる利点を備え
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被包装材料充填装置を備えた多連
式自動包装機の一例を示した斜視図である。

【図２】シール形成された包装製品の一例を示した斜視
図である。

【図３】図１に示した自動包装機の内部の構造を説明し
た構成図である。

【図４】本発明で用いる充填ノズル昇降手段の一例を示
した構成図である。

【符号の説明】

１ 自動包装機の機体 Ｆ 包材ロール Ｆａ 包装フイルム Ｐ 包装製品 ＰＴ 袋体 Ｓ 横シール ２Ｔ 供給パイプ ２Ｘ 可撓パイプ部 ２Ｒ 充填ノズル ２Ｚ スライド板 ２Ｍ ノズル上下駆動モータ ３ 充填装置 ３Ｍ 充填装置駆動モータ ５ 縦シーラ装置 ６ 横シーラ装置 ７Ｍ 横シーラ上下駆動モータ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 包材ロールより引出された包装フイルム
   を縦シーラと横シーラによって袋状にシール形成する工
   程と、この袋状にシール形成した包装フイルムの内部に
   充填手段と充填ノズルを用いて被包装材を充填する工程
   と、包装フイルムを横シールした状態のまま横シーラを
   袋の長さ分だけ降下して包装フイルムを引出す工程と、
   この降下した横シーラを横に開いた後、元の横シール前
   の位置に上昇作動する工程を、連続的に繰返してシール
   包装を行うように構成した自動包装機に於いて、 被包装材料を収容するホッパと上記充填ノズルの上端部
   との間に伸縮可能又は屈曲可能な可撓パイプ部を設け、
   上記充填ノズルの少くとも先端部側を上記袋状にシール
   形成した包装フイルムの内部に挿入した状態のまま、上
   記横シーラの降下移動及び上昇移動に追従して降下と上
   昇を行うように構成し、且つ、上記充填手段による被包
   装材料の充填タイミングを常に上記横シールの直上で取
   るように構成すると共に、上記横シーラの降下移動時
   に、上記充填ノズルが被包装材料を充填供給しながら下
   方に移動し、上記横シーラの上昇移動時には、上記の充
   填ノズルが残りの被包装材料を充填供給しながら元の位
   置に復帰上昇するように構成したことを特徴とする自動
   包装機に於ける被包装材料充填装置。