JP4597007B2 - 縦型自動充填包装機の充填シュート - Google Patents

Description

本発明は、スティック状包装袋を形成する縦型自動充填包装機に関し、特に、縦型自動充填包装機の充填シュートに関するものである。

従来、種々の縦型自動充填包装機について提案がなされている。この自動充填包装機では、袋状に形成された包装フィルム（包装袋）に対して粉状原料を充填シュートと呼ばれる部材により供給する。この充填シュートは、漏斗状の形態をした入口部と、この漏斗状の形態の窄まった所から下方に向かって接続されたシュート部とから構成されている。充填材料は、充填シュートの入口部に投入される。
包材がシュート部を包み込むようにして形成され、スティック状の包装袋が形成される。そして、スティック状の包装袋の一部が縦並びに横シールされて、スティック状の包装体が形成される。その後、入口部より投入された粉状原料がシュートパイプを介して包装袋に入れ込まれる。例えば特許文献１に、縦型自動充填包装機の構成が開示されている。

従来の自動充填包装機における課題について、図７を用いて説明する。図７は、充填シュートの先端部近傍を拡大した図である。
図７に示すように、充填材料である粉状原料９００は、充填シュート９１１のシュート部９１２内を上方から下方へ流れ、シュート部９１２の先端から勢い良く吐出される。シュート部９１２の先端から吐出された粉状原料９００は、横シール９０２によって包装袋９０１の底部に蓄積される。このとき、シュート部９１２から包装袋９０１に対して勢い良く粉状原料９００が吐出されると、包装袋９０１内部の気圧が高まって空気は外に逃げようとする。しかしながら、シュート部９１２の外径は包装袋９０１の内径とほぼ等しく、シュート部９１２と包装袋９０１の隙間は狭小であるため、いわば空気の逃げ道がない。従って、空気は、シュート部９１２内を逆流して上方に流れ、充填シュート９１１の上方より排気される。

ところが、シュート部９１２内は、下方に向かって流れる粉状原料９００と上方に向かって流れる排気空気とが同時に存在して衝突状態となる。このため、細いシュートパイプ構成であったり、スティック状の包装体の製造スピードを速めたりするとスティック状の包装袋への充填効率の悪化を招く。
また、上述の粉状原料９００と排気空気との衝突により粉状原料の舞い上がりが発生し、縦型自動充填包装機全体の作業効率に影響を与え、さらに包装機の汚れにつながる。

このような課題を解決する発明として、本願発明の出願人による発明が特許文献２に開示されている。この特許文献２の充填シュートでは、シュート部内の空洞を分離する隔壁を溶接したり、シュート部の形状を筒状以外の複雑な形状に加工したりする必要がある。そのため、充填シュートの加工が困難となり、充填シュートのコストが上昇する。
特開２００１−２６１０１３号公報 特開２００４−３３１０９５号公報

このように、従来の縦型自動充填包装機の充填シュートでは、粉末原料と排気空気の流れとが衝突するためにスティック状の包装袋への充填効率が悪化するという問題点があった。さらに、特許文献２に開示された構成では、充填シュートを簡易に構成することができず、充填シュートのコストが上昇するという問題がある。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、簡易な構成で、スティック状の包装袋への充填効率の悪化を改善することができる縦型自動充填包装機の充填シュートを提供することを目的とする。

本発明に係る縦型自動充填包装機の充填シュートは、包装フィルムを誘導してスティック状包装袋にフォーミングするとともに前記スティック状包装袋内に粉状原料を充填する。前記充填シュートは、粉状原料をスティック状包装袋の内部へと充填する円筒状のシュート部と、シュート部に連結される漏斗状の入口部と、入口部に嵌め込まれる取付蓋と、包装袋内の空気を排気するための取付蓋に空いた排気孔と、取付蓋を斜めに貫通し先端がシュート部入口まで延在しているガイドパイプを備えた案内部と、で構成されている。前記案内部のガイドパイプ先端より吐出された粉状原料が入口部の大きい傾斜側の反対側のシュート部内側面に向かうように、且つ接するように偏在しながら落下することで、シュート部内に粉状原料の充填経路と排気空気の流出経路が形成される。

本発明によれば、簡易な構成で、スティック状包装袋への充填効率の悪化が改善できるような縦型自動充填包装機の充填シュートを提供することができる。

以下、本発明について図を参照しながら説明する。以下においては、本発明に係る縦型自動充填包装機の充填シュートの構成について説明し、その後に本発明に係る縦型自動充填包装機の構成について説明する。
まず、図１を用いて、本発明に係る縦型自動充填包装機の充填シュートについて説明する。図１は、この充填シュートの一構成例を示す斜視模式図であり、充填シュートを斜め上方から観察した分解斜視図である。

図１に示すように、充填シュート１０は、入口部１１、シュート部１２、保持部１３を備え、入口部１１を上方、シュート部１２を下方にして縦型自動充填包装機に取付けられる。以下においては、この取付け状態における上下を充填シュート１０の上下とする。
充填シュート１０は、例えば、表面にテフロン（登録商標）加工が施されたステンレスにより構成されている。このように表面にテフロン（登録商標）加工を施すことにより粉状原料との摩擦を少なくすることができる。また、本発明に係る縦型自動充填包装機では、液状の原料ではなく粉状の原料を充填するものであるため、当該充填シュート１０には粉状の原料が流れることになる。

入口部１１は、粉状原料が投入される入口となる部分である。入口部１１は、漏斗状の形態を有し、その内径が原料投入口よりも奥にいくに従って徐々に小さく窄んだ形状を有する。すなわち、入口部１１は、上端から下方に向かうに従って徐々に窄んでいる。
シュート部１２は、投入された粉状原料が送られる通路となる部分であり、例えばシュートパイプのように内側が空洞の円柱状の形状を有する。シュート部１２は、その上端において入口部１１下端と一体に接合されている。このとき、入口部１１は、所定の方向に傾斜した状態で接合されている。シュート部１２は、その長手方向がほぼ鉛直となるように縦型自動充填包装機に取付けられる。

保持部１３は、充填シュート１０を保持する部材であり、入口部１１側面に固着されている。詳細には、入口部１１とシュート部１２の接合部近傍よりも、入口部１１の傾斜側に突設されている。
保持部１３は、水平部１３１、垂直部１３２を有する。水平部１３１は、略水平に取付けられる部分であり、ネジ穴１３３が設けられている。垂直部１３２は、水平部１３１と略垂直に取付けられる平面視三角形状の部分であり、その斜辺において入口部１１を斜め下方から保持する。

本発明に係る充填シュート１０は、上述の構成に加えて新たに、粉状原料を入口部１１に案内する案内部１４を備える。この案内部１４は、取付蓋１４１、排気孔１４２、ガイドパイプ１４３、窒素供給ノズル１４４を有する。
取付蓋１４１は、平板状の形状を有し、入口部１１の上端に取付けられる。詳細には、取付蓋１４１は、入口部１１に嵌め込まれたり、入口部１１に載置された状態で固定されたりする。これによって、取付蓋１４１は、入口部１１を塞いでいる。また、取付蓋１４１によって入口部１１に溶接してもいいし、入口部１１から着脱可能に取付けてもよい。

排気孔１４２は、充填シュート１０内の空気を排気するための穴であり、例えば、取付蓋１４１の上面と底面とを貫通する貫通孔とすることができる。この排気孔１４２は、取付蓋１４１のどの箇所に設けられてもよい。
ガイドパイプ１４３は、粉状原料をシュート部１２に案内するための中間パイプであり、シュート部１２よりも細いパイプである。ガイドパイプ１４３は、取付蓋１４１に貫装され、詳細には、取付蓋１４１に対して傾斜した状態で装着されている。

ガイドパイプ１４３は、取付蓋１４１が入口部１１に装着されることによって、入口部１１に取付けられる。従って、取付蓋１４１は、ガイドパイプ１４３を入口部１１に取付けるための取付部材として機能する。図２に、充填シュート１０の断面模式図が示されている。この図２においては、充填シュート１０を側方から観察した断面図である。
図２に示すように、ガイドパイプ１４３は、入口部１１とシュート部１２との接合部分近傍まで延在している。
窒素供給ノズル１４４は、粉状原料が充填された包装体内に窒素を充填するためのノズルである。窒素供給ノズル１４４は、取付蓋１４１に貫装され、シュート部１２内でシュート部１２の長手方向に沿って延在している。

続いて、図３を用いて、本発明に係る充填シュート１０による粉状原料の投入動作について説明する。
粉状原料２００は、ガイドパイプ１４３上端から投入されると、ガイドパイプ内を滑り落ち、ガイドパイプ１４３下端から勢いよく吐出される。ガイドパイプ１４３が入口部１１とシュート部１２の内側面付近まで延在している。そのため、粉状原料２００は、ガイドパイプ１４３から吐出されると、入口部１１の傾斜した側とは反対側（ガイドパイプ１４３が突出した側）の側面と接しながら、その側面に沿って下方に落下したり、この側面近傍をそのまま落下したりする。このように、粉状原料２００は、シュート部１２内で所定の側に偏在しながら落下する。換言すれば、ガイドパイプ１４３が突出した側のシュート部１２内の空間は、原料供給のための通路として機能している。

粉状原料２００は、シュート部１２内に投入されると、その上方から下方へ流れ、シュート部１２の先端から勢い良く吐出される。シュート部１２の下端から吐出された粉状原料２００は、横シール２０２によって袋状に形成された包装袋２０１の底部に蓄積される。このとき、シュート部１２から包装袋２０１に対して勢い良く粉状原料２００が吐出されると、包装袋２０１内部の気圧が高まって空気は外に逃げようとする。シュート部１２の外径は包装袋２０１の内径とほぼ等しく、シュート部１２と包装袋２０１の隙間は狭小である。そのため、包装袋２０１内の空気は、シュート部１２内を逆流して上方に流れ、入口部１１の取付蓋１４１の排気孔１４２から排気される。

シュート部１２内で粉状原料２００が通過する部分が偏在しているので、粉状原料２００は、それ以外のシュート部１２内の部分を実質的に通ることがない。従って、シュート部１２内を逆流する空気は、粉状原料２００が通らない空間を通って上昇し、落下する粉状原料２００と衝突することない。換言すれば、入口部１１が傾斜する側のシュート部１２内の空間は、包装袋２０１内で生じる気圧上昇による空気の逃げ道、つまり空気抜けのための通路として機能する。

以上のように、本発明に係る充填シュート１０では、ガイドパイプ１４３によって粉状原料２００がシュート部１２内を偏在した状態で落下するように、ガイドパイプ１４３が粉状原料２００を送る。そのため、粉状原料２００の落下通路以外の部分に空気が抜けるための通路を形成することができる。従って、粉状原料２００の流れに対して排気空気の流れが衝突することを防止でき、迅速に粉状原料２００を包装袋２０１内に供給でき、包装袋２０１への充填効率を高めることができる。また、このように粉状原料２００の流れと空気の流れの衝突を防止できるため、粉状原料２００の舞い上がりも抑制でき、包装機の汚れも防止できる。

このような構成は、一般の充填シュートに案内部１４を取付けるだけであるから、構造が簡易であり、製造工程を簡略化できる。さらに、充填シュート１０は粉状原料２００を変更する度に洗浄しなければならないが、本実施形態に係る充填シュート１０は、シンプルな構造であるため、洗浄が容易という利点も有する。

なお、本実施形態の充填シュート１０においては、案内部１４に排気孔１４２が設けられているが、これに限らず、入口部１１に排気孔１４２を設けてもよい。
またなお、本実施形態の充填シュート１０において、吸気パイプを設けてもよい。この場合には、吸気パイプは、入口部１１の傾斜した側の側面に挿着され、それとともに吸気手段である吸気ポンプに接続されている。この吸気ポンプが空気を吸引するとき、粉状原料２００が包装袋２０１に落下するタイミングに合わせて包装袋２０１内の余剰空気をごく短い時間だけ吸引するのが好ましい。すなわち、吸気ポンプが間歇吸気を行うのが好ましい。このようにごく短い時間だけ吸引しているので、粉状原料２００が吸引されることを防止できる。

さらになお、本実施形態の充填シュート１０においては、取付蓋１４１によってガイドパイプ１４３が入口部１１に取付けられているが、入口部１１を蓋する取付蓋１４１に限らず、入口部１１にガイドパイプ１４３が取付けられればよい。例えば、入口部１１にガイドパイプ１４３を直接溶接したり、入口部１１に架設される部材を用いてガイドパイプ１４３を固定したりしてもよい。

次に、上述の充填シュートが用いられる縦型自動充填包装機の全体構成例について説明する。
図４の斜視図に、本発明に係る縦型自動充填包装機の外観が示されている。粉状原料は、縦型自動充填包装機の機体３１に取付けられたホッパー３２に収容されている。充填装置３３は、このホッパー３２と供給パイプによって連結され、ホッパー３２に収容された粉状原料を供給する。

フォーミング部材３４は、供給パイプを包むように送られてきた各包装フィルムを巻装する。縦シーラ装置３５は、各供給パイプに巻装した包装フィルムＦａの重なった両端縁を縦シールする。この縦シーラ装置３５は、送られて来る包装フィルムを略筒状にシール成形する。
横シーラ装置３６は、縦シーラ装置３５の下方に設けられ、縦シーラ装置３５によって略筒状に縦シールされた包装フィルムに横シールを行う。これによって、包装フィルム全体が上面開口型の包装袋ＰＴにシール成形される。

充填装置３３は、横シーラ装置３６が横シールを行うと同時、或は、その直後に、ホッパー３２内の粉状原料を一定量だけ供給パイプを通してその下端口より包装袋ＰＴの内部に充填供給する。
横シーラ装置３６は、充填装置３３による粉状原料の充填が完了すると、包装袋ＰＴを挟持した状態のまま、横シーラ昇降手段によって１パック分だけ下方に移動する。移動した横シーラ装置３６は、各包装フィルムを１パック分だけ下方に引出し、その後、横シーラを左右に開いて挟持を開放し、その状態のままで横シール前の元の位置に復帰上昇する。また、カッタ装置３９は、上記横シーラ装置３６の下方に設けられている。

また、操作部４６が機体３１に設けられ、この操作部４６に包装体Ｐのサイズを設定するためのデータ読み書き用キー、モード切換用キー及びデータ入力用キー等の各種のキーが設けられている。また、同じく機体３１に設けた表示器４５には、入力したプログラムデータや設定した包装体のサイズナンバー、運転上の各種メッセージ数等が表示される。

続いて、図５を用いて、本発明に係る縦型自動充填包装機の構成について詳しく説明する。図５は、本発明に係る縦型自動充填包装機の構成を示す概略模式図である。
巻取ロールＦに巻かれた印刷済みの幅広の包材ＦＸは、モータによって回転する包材繰出し用ローラＡＳ，ＡＴによって繰出される。スリッタＢＸは、ローラＢとの間で上記の包材ＦＸを複数条の包装フィルムＦａにスリットし、ガイドローラＣａ，Ｃｂによって送られる。

複数本の充填シュート１０は横方向に等間隔に並設され、フォーミング部材３４は、各充填シュート１０の周囲を包むように、送られて来る各包装フィルムＦａを巻装する。
縦シーラ装置３５はこれ等各包装フィルムＦａの両端縁を縦シールして全体を筒状に縦シーラし、横シーラ装置３６は、これ等筒状に縦シールした各包装フィルムＦａに横シールを施す。この横シーラ装置３６が横シールを行うと、各充填シュート１０を通して袋状にシールされた各包装フィルムＦａの内部に粉状原料が充填される。充填後、横シーラ装置３６が横シールを行った状態のまま１パック分だけ下方に移動して、各包装フィルムＦａを１パック分だけ引出す。

その後、横シーラ装置３６は、横に開いて横シールを解いた状態のまま上昇して横シールを行う前の位置に復動し、再度横シールを行って粉状原料を充填した各シール袋の口を密封シールする。それとともに、カッタ装置３９が横シールの中央線部分を上下に両断し、多連シールの一工程が終了する。このように、上記の多連式自動包装機は、縦シール部Ｐａ、カッタ装置３９によって両断された上下の横シール部Ｐｂ，Ｐｃによってスティック状にシールされた包装体Ｐを製造される。

図６の拡大模式図に、本発明に係る縦型自動充填包装機の充填シュート近傍における原料計量供給部の構成が示されている。図６に示すように、粉状原料が蓄積される漏斗状のホッパー３２の下方に前スクレバー３３ｅと後スクレバー３３ｆが設けられている。そして、計量マス３３ｃには、シャッタ３３ｄが設けられている。計量マス３３ｃの直下に接続シュート３３ｂが設けられ、この接続シュート３３ｂを介して充填シュート１０のガイドパイプ１４３に粉状原料が供給される。供給された粉末原料は、ガイドパイプ１４３内を通ってシュート部１２に送られ、シュート部１２内を落下して包装袋（図６には図示せず）に充填される。

本発明に係る縦型自動充填包装機の充填シュートの構成例を示す斜視図である。 本発明に係る縦型自動充填包装機の充填シュートの構成例を示す断面図である。 本発明に係る縦型自動充填包装機の充填シュートによる投入動作を示す断面図である。 本発明に係る縦型自動充填包装機の外観を示した斜視図である。 本発明にかかる縦型自動充填包装機の構造を説明した構成図である。 本発明にかかる縦型自動充填包装機の充填シュート近傍の構成を示す拡大模式図である。 従来の縦型自動充填包装機の充填シュートによる問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０…充填シュート、１１…入口部、１２…シュート部、
１３…保持部、１３１…水平部、１３２…垂直部、１３３…ネジ穴、
１４…案内部、１４１…取付蓋、１４２…排気孔、１４３…ガイドパイプ、
１４４…窒素供給ノズル
２００…粉状原料、２０１…包装袋、２０２…横シール
３１…機体、３２…ホッパー、３３…充填装置、３４…フォーミング部材、
３５…縦シーラ装置、３６…横シーラ装置、３９…カッタ装置、４５…表示器、
４６…操作部

Claims (1)

1. 包装フィルムを誘導してスティック状包装袋にフォーミングするとともに前記スティック状包装袋内に粉状原料を充填するための縦型自動充填包装機の充填シュートであって、
   前記充填シュートは、
   粉状原料をスティック状包装袋の内部へと充填する円筒状のシュート部と、
   シュート部に連結される漏斗状の入口部と、
   入口部に嵌め込まれる取付蓋と、包装袋内の空気を排気するための取付蓋に空いた排気孔と、取付蓋を斜めに貫通し先端がシュート部入口まで延在しているガイドパイプを備えた案内部と、で構成されており、
   前記案内部のガイドパイプ先端より吐出された粉状原料が入口部の大きい傾斜側の反対側のシュート部内側面に向かうように、且つ接するように偏在しながら落下することで、
   シュート部内に粉状原料の充填経路と排気空気の流出経路が形成されることを特徴とする縦型自動充填包装機の充填シュート。

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