JP5342448B2 - 包装システム - Google Patents

Description

本発明は、包装機を備える包装システムに関する。

特許文献１及び２にも記載されているように、計量機と包装機とを備える計量包装システムに関して、従来から様々な技術が提案されている。また、特許文献３には、計量機に関する技術が開示されている。

特開２００７−６２８０５号公報 特開２００７−８４０８２号公報 特開２００１−３４３２７８号公報

さて、計量包装システムなどの、包装機を備える包装システムにおいては、計量機などの前段の処理装置から排出される処理対象物を包装機が包装することから、システム全体での稼働率の向上を図る観点から、前段の処理装置と包装機とが連動して動作することが非常に重要である。このような包装システムでは、包装機の消費電力を低減するために、計量機などの前段の処理装置との連動を考慮することなく包装機の一部の機能を停止させると、システム全体の稼働率が低下することがある。

本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、包装機を備える包装システムにおいて、システム全体での稼働率の低下を抑えつつ、包装機の消費電力を低減することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、この発明に係る包装システムの第１の態様は、供給される処理対象物を組合せ計量して排出する組合せ計量機と、前記組合せ計量機から排出される前記処理対象物を、袋を成形しながら包装する製袋包装機とを備え、前記組合せ計量機は、前記組合せ計量機の動作を制御する計量制御部を有し、前記製袋包装機は、前記製袋包装機の動作を制御する包装制御部を有し、前記計量制御部と前記包装制御部との間で信号をやりとりしながら前記組合せ計量機の組合せ計量動作と前記製袋包装機の包装動作とを連係させる包装システムであって、前記計量制御部は、前記組合せ計量機において、前記処理対象物の供給不足によって組合せ計量動作が停止しそうになると、その供給不足を信号でもって前記包装制御部に知らせ、前記包装制御部は、供給不足を知らせる信号を受け取ると、前記製袋包装機を省電力モードで動作させる、包装システムである。

また、この発明に係る包装システムの第２の態様は、第１の態様であって、前記包装制御部は、前記組合せ計量機から供給不足を知らせる信号を受け取ると、所定回数だけ前記計量制御部との間で信号のやりとりを行ってから、前記製袋包装機を省電力モードに切替える。

また、この発明に係る包装システムの第３の態様は、第１及び第２の態様のいずれか一つであって、前記計量制御部は、前記供給不足が解消して前記処理対象物の組合せ計量動作が復帰しそうになると、供給不足の解消を信号でもって前記包装制御部に知らせ、前記包装制御部は、供給不足の解消を知らせる信号を受け取ると、前記製袋包装機を省電力モードから復帰させる。また、この発明に係る包装システムの第４の態様は、第１乃至第３の態様のいずれか一つであって、前記製袋包装機は、包材をシールするシール機構と、前記シール機構を加熱するヒータとをさらに有し、前記包装制御部は、前記省電力モードにおいて、前記ヒータでの消費電力を低減させる。

この発明に係る包装システムの第１乃至第４の態様によれば、システム全体での稼働率の低下を抑えつつ、包装機の消費電力を低減することができる。

特に、第３の態様によれば、システム全体の稼働率の低下をさらに抑制できる。

特に、第４の態様によれば、製袋包装機において電力を多く消費するヒータでの消費電力が低減されるため、製袋包装機全体での消費電力を大きく低減することができる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

本発明の実施の形態に係る包装システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る組合せ計量機の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る製袋包装機の機械的な構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る横シール装置の機械的な構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る包装制御部と他の要素との接続関係を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る包装システムの省電力動作を示す図である。 本発明の実施の形態に係る包装システムの変形例の構成を示すブロック図である。

図１は本発明の実施の形態に係る包装システム１の構成を示すブロック図である。図１に示されるように、本実施の形態に係る包装システム１は、例えば、組合せ計量機１０と製袋包装機１００とを備える計量包装システムである。組合せ計量機１０は、菓子や果物といった個々の重量が異なる被計量物Ｘを計量し、許容範囲内の合計重量となるように被計量物Ｘを組合せて排出する。製袋包装機１００は、袋を形成し、当該袋を用いて、組合せ計量機１０から排出される所定重量の被計量物Ｘを包装する。組合せ計量機１０は、当該組合せ計量機１０全体の動作を統括的に制御する計量制御部２０を備えている。同様に、製袋包装機１００は、当該製袋包装機１００全体の動作を統括的に制御する包装制御部２５０を備えている。計量制御部２０及び包装制御部２５０のそれぞれは、例えばＣＰＵやメモリなどで構成されており、計量制御部２０と包装制御部２５０とは互いに通信することが可能である。なお、被計量物Ｘは製袋包装機１００にとっては包装対象となるため、被計量物Ｘを「被包装物Ｘ」と呼ぶことがある。

＜組合せ計量機＞
図２は組合せ計量機１０の機械的な構成を示す図である。図２に示されるように、組合せ計量機１０は、分散フィーダ２１と、複数の放射フィーダ２２と、複数のプールホッパ２３と、複数の計量ホッパ２４と、集合シュート２５とを備えている。組合せ計量機１０には、コンベアなどによって被計量物Ｘが搬送されて継続的に供給される。

組合せ計量機１０に供給される被計量物Ｘは、まず、分散フィーダ２１の中央部付近に供給される。図２に示すように、分散フィーダ２１の周縁には複数の放射フィーダ２２が配置されている。分散フィーダ２１は、図示しない加振装置によって振動し、供給された被計量物Ｘを複数の放射フィーダ２２に向かって分散しながら搬送する。

複数の放射フィーダ２２のそれぞれの先端部の下方には、プールホッパ２３が配置されている。各放射フィーダ２２は、図示しない加振装置によって振動し、分散フィーダ２１から搬送されてきた被計量物Ｘを、対応するプールホッパ２３に搬送する。

複数のプールホッパ２３のそれぞれは、対応する放射フィーダ２２から供給される被計量物Ｘを一時的に保持する。複数のプールホッパ２３のそれぞれの直下には、計量ホッパ２４が配置されており、各プールホッパ２３は、計量制御部２０による制御によって、対応する計量ホッパ２４に保持している被計量物Ｘを排出する。

各計量ホッパ２４は、対応するプールホッパ２３から供給される被計量物Ｘを保持する。各計量ホッパ２４にはロードセル等の重量検出器（図示せず）が設けられており、当該重量検出器は計量ホッパ２４が保持している被計量物Ｘを計量し、その計量結果を計量制御部２０に出力する。また、各計量ホッパ２４は、計量制御部２０による制御によって、保持している被計量物Ｘを集合シュート２５に排出する。

計量制御部２０は、複数の計量ホッパ２４から受け取った計量信号に基づいて、当該複数の計量ホッパ２４内の被計量物Ｘの重量の中から、合計重量が許容範囲内になる重量の組合せを求める。以後、このように、許容範囲内となる重量の組合せを求めようとする処理を「組合せ演算」と呼ぶ。

計量制御部２０は、計量ホッパ２４の中から、組合せ演算において得られた組合せを構成する重量の被計量物Ｘを保持する各計量ホッパ２４を選択する。そして、計量制御部２０は、製袋包装機１００の包装制御部２５０から出力される後述の排出要求信号を受け取ると、選択した計量ホッパ２４に被計量物Ｘを排出させる。これにより、集合シュート２５には、許容範囲内の重量の被計量物Ｘが投入される。集合シュート２５は、投入された被計量物Ｘをまとめて、後段の製袋包装機１００の後述するチューブ１４０内に供給する。

計量制御部２０は、被計量物Ｘが排出されて空となった計量ホッパ２４に被計量物Ｘを補充するため、当該計量ホッパ２４に対応するプールホッパ２３に被計量物Ｘを排出させる。

本組合せ計量機１０では、組合せ演算が定期的に繰り返して実行される。そして、製袋包装機１００からは、組合せ演算の実行周期に合わせて排出要求信号が出力される。したがって、本組合せ計量機１０からは、許容範囲内の重量を有する被計量物Ｘが定期的に排出される。例えば、１分間に数十回の割合で被計量物Ｘが排出される。

＜製袋包装機＞
図３は製袋包装機１００の機械的な構成を示す側面図である。図４は製袋包装機１００が備える横シール装置１９０の機械的な構成を詳細に示す側面図である。図５は包装制御部２５０と他の要素との接続関係を示すブロック図である。本製袋包装機１００は、袋ＰＣを形成し、当該袋ＰＣを用いて、組合せ計量機１０から供給される被包装物Ｘ（被計量物Ｘ）を包装する縦型製袋包装機である。なお、以下の説明では、本製袋包装機１００の前後方向、左右方向及び上下方向を、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。

図３に示されるように、本実施の形態に係る製袋包装機１００には、投入される被包装物Ｘを受け止めて下方へ案内するチューブ１４０と、包材たる長尺のフィルムＦＬを筒状に曲成するフォーマ１５０とが設けられている。

チューブ１４０は、上部が漏斗形状となっており、下部が円筒形状となっている。チューブ１４０の上部の漏斗形状の部分は、投入された被包装物Ｘを受け止めてチューブ１４０の内部に導く集合シュートとして機能する。チューブ１４０は、内部の被包装物Ｘ及び外面に巻きつけられた筒状のフィルムＦＬを下方へ案内する。

フォーマ１５０は、チューブ１４０が貫通する湾曲面を有しており、当該湾曲面とチューブ１４０との間には、供給されたフィルムＦＬを通過させることができる間隙が設けられている。フォーマ１５０は、供給されたフィルムＦＬを当該湾曲面に密接させた後に当該間隙を通過させることにより、フィルムＦＬを筒状に曲成された状態でチューブ１４０の外面に巻きつける。

また、本製袋包装機１００には、チューブ１４０に巻きつけられた筒状のフィルムＦＬの縦方向（長さ方向）に延びる重ね合わせ部分をシール（溶着）する縦シール装置１６０と、筒状のフィルムＦＬを下方に搬送するプルダウン装置１７０とが設けられている。プルダウン装置１７０は、チューブ１４０の左右両側に配置された一対のプルダウンベルト１７１（図中では一方のみが示されている）と、プルダウンベルト１７１を駆動するプルダウン用サーボモータ１７２とを備えている。一対のプルダウンベルト１７１は、それぞれに設けられた真空ポンプ１７３（図５参照）によって筒状のフィルムＦＬを左右から吸引しながら、プルダウン用サーボモータ１７２で駆動されることによって当該フィルムＦＬを下方に搬送する。真空ポンプ１７３及びプルダウン用サーボモータ１７２は包装制御部２５０によって制御される。

縦シール装置１６０は、フィルムＦＬの搬送に追従して走行するとともにチューブ１４０との間にフィルムＦＬを挟み込むベルト部材１６０ａを備えている。さらに、縦シール装置１６０は、図５に示されるように、フィルムＦＬの重ね合わせ部分をシールするためにベルト部材１６０ａを加熱するヒータ１６０ｂと、ベルト部材１６０ａの温度を測定する温度センサ１６０ｃとを備えている。包装制御部２５０は、温度センサ１６０ｃでの検出結果に基づいてヒータ１６０ｂを制御する。これにより、ベルト部材１６０ａの温度が一定温度になるようにヒータ１６０ｂが駆動される。温度センサ１６０ｃは例えば熱電対等で構成されている。

縦シール装置１６０及びプルダウン装置１７０の下方には、筒状のフィルムＦＬの内部に投入された被包装物Ｘの嵩密度を高めるシェーキング装置１８０が配置されている。シェーキング装置１８０の下方には、筒状のフィルムＦＬを前後両側から挟み付けて、当該フィルムＦＬの所定位置をシールするとともに、被包装物Ｘが収容された筒状のフィルムＦＬの上端部をシールして袋ＰＣを形成する横シール装置１９０が配置されている。

シェーキング装置１８０は、横シール装置１９０によって底部が形成され、かつ被包装物Ｘが投入された筒状のフィルムＦＬを、前後一対のシャッタ部材１８１で挟み込んだ状態で、当該シャッタ部材１８１を上下に振動させることにより、被包装物Ｘの嵩密度を高める。シェーキング装置１８０には、一対のシャッタ部材１８１を開閉するシャッタ開閉用シリンダ１８２と、一対のシャッタ部材１８１を上下に振動させる振動用サーボモータ１８３が設けられている。振動用サーボモータ１８３は包装制御部２５０によって制御される（図５参照）。なお図３では、筒状のフィルムＦＬがシャッタ部材１８１で挟み込まれていない状態を実線で示しており、筒状のフィルムＦＬがシャッタ部材１８１で挟み込まれた状態を二点鎖線で示している。

横シール装置１９０は、前後一対の横シール部１９０Ｆ，１９０Ｂを備えており、横シール部１９０Ｆ，１９０Ｂが互い協同して動作することにより、筒状のフィルムＦＬが横方向（幅方向）にシールされて切断される。

前方側の横シール部１９０Ｆ（以後、「前方側横シール部１９０Ｆ」と呼ぶ）は、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆと、時計回りに回転運動するとともに前後方向に往復直線運動する回転軸１９３Ｆと、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆと回転軸１９３Ｆとを連結する連結部材１９４Ｆとを備えている。また、後方側の横シール部１９０Ｂ（以後、「後方側横シール部１９０Ｂ」と呼ぶ）は、シールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂと、反時計回りに回転運動するとともに前後方向に往復直線運動する回転軸１９３Ｂと、シールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂと回転軸１９３Ｂとを連結する連結部材１９４Ｂとを備えている。

さらに、横シール装置１９０には、回転軸１９３Ｆを時計回りに回転させるとともに、回転軸１９３Ｂを反時計回りに回転させる回転駆動用サーボモータ１９７が設けられている。また、横シール装置１９０には、回転軸１９３Ｂ，１９３Ｆを、フィルムＦＬの搬送方向（Ｚ軸方向）に垂直な水平方向（Ｘ軸方向）に往復直線運動させる水平駆動用サーボモータ１９８が設けられている。回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８のそれぞれは包装制御部２５０によって制御される（図５参照）。

＜横シール装置の詳細な構成＞
次に、横シール装置１９０の構成を詳細に説明する。本実施の形態では、前方側横シール部１９０Ｆ及び後方側横シール部１９０Ｂは同等の構成を有しているため、以下では、主に前方側横シール部１９０Ｆの構成について説明する。

図４に示されるように、前方側横シール部１９０Ｆは、連結部材１９４Ｆと、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆと、ベース部材３０１，３０２と、回動部材３１１，３１２と、回動軸３２１，３２２とを備えている。

連結部材１９４Ｆは、回転軸１９３Ｆの往復直線運動に追随して運動するとともに、回転軸１９３Ｆの回転運動に追随して運動する。

連結部材１９４Ｆの両端部のシールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆは、それぞれ、後方側横シール部１９０Ｂのシールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂと対になって筒状のフィルムＦＬを挟み込み、挟み込んだ筒状のフィルムＦＬをシール（溶着）して切断する。シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆの内部には、筒状のフィルムＦＬを溶着するためのヒータ２０１Ｆ，２０２Ｆがそれぞれ設けられている（図５参照）。シール機構たるシールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆは、ヒータ２０１Ｆ，２０２Ｆによってそれぞれ加熱される。また、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆのいずれか一方には、当該いずれか一方の温度を測定する温度センサ２０３Ｆが内蔵されている（図５参照）。包装制御部２５０は、温度センサ２０３Ｆでの検出結果に基づいてヒータ２０１Ｆ，２０２Ｆのそれぞれを制御する（図５参照）。これにより、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆの温度が一定温度になるようにヒータ２０１Ｆ，２０２Ｆがそれぞれ駆動される。

なお、図５に示されるように、後方側横シール部１９０Ｂのシールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂの内部にも、ヒータ２０１Ｂ，２０２Ｂがそれぞれ設けられており、シールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂのいずれか一方には、当該いずれか一方の温度を測定する温度センサ２０３Ｂが内蔵されている。包装制御部２５０は、温度センサ２０３Ｂでの検出結果に基づいてヒータ２０１Ｂ，２０２Ｂのそれぞれを制御する。これにより、シールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂの温度が一定温度になるようにヒータ２０１Ｂ，２０２Ｂがそれぞれ駆動される。温度センサ２０３Ｂ，２０３Ｆは例えば熱電対等で構成されている。

また、前方側横シール部１９０Ｆのシールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆのそれぞれ、あるいは後方側横シール部１９０Ｂのシールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂのそれぞれには、ソレノイド等によって駆動され、フィルムＦＬにおける横方向にシールされた部分を横方向に切断するカッタ（図示せず）が収容されている。

ベース部材３０１，３０２は、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆをそれぞれ保持する。ベース部材３０１，３０２は、回動軸３２１，３２２にそれぞれ結合され、回動軸３２１，３２２のまわりに連結部材１９４Ｆに対して相対的に回動可能である。

回動部材３１１，３１２は、それぞれ、一方の端部の近傍において回動軸３２１，３２２に結合され、回動軸３２１，３２２のまわりに連結部材１９４Ｆに対して相対的に回動可能である。

回動軸３２１，３２２は、連結部材１９４Ｆの両端部において連結部材１９４Ｆを左右（Ｙ軸方向）に貫通するように設けられている。回動軸３２１，３２２は、連結部材１９４Ｆに対して相対的に回動可能である。

これにより、前方側横シール部１９０Ｆでは、回動部材３１１，３１２が連結部材１９４Ｆに対して相対的に回動すれば、ベース部材３０１，３０２も連結部材１９４Ｆに対して相対的に回動し、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆの連結部材１９４Ｆに対する角度が変化することになる。

前方側横シール部１９０Ｆは、さらに、カム３３１と、カムフォロア３４１，３４２と、スプリング３５１，３５２とを備えている。カム３３１は、回転軸１９３Ｆの往復直線運動に追随して運動するが、回転軸１９３Ｆの回転運動に対しては追随しないように設置されている。したがって、回転軸１９３Ｆが回転したとしても、カム３３１は回転しない。カムフォロア３４１，３４２は、それぞれ、回動部材３１１，３１２に回転自在に取り付けられ、カム３３１のカム面３３１１に摺接する。カムフォロア３４１，３４２は、それぞれ、回動部材３１１，３１２において、回動軸３２１，３２２への結合位置よりも他方の端部よりの位置に取り付けられている。

スプリング３５１，３５２は、連結部材１９４Ｆの側部に設けられている。スプリング３５１は、回動部材３１１の他方の端部と、連結部材１９４Ｆの回動部材３１１が設けられた端部とは回転軸１９３Ｆを挟んで反対側の端部とに渡って配置されており、当該スプリング３５１によってカムフォロア３４１はカム面３３１１に向かって付勢される。同様に、スプリング３５２は、回動部材３１２の他方の端部と、連結部材１９４Ｆの回動部材３１２が設けられた端部とは回転軸１９３Ｆを挟んで反対側の端部とに渡って設けられており、当該スプリング３５２によってカムフォロア３４２はカム面３３１１に向かって付勢される。これにより、カム面３３１１の形状は、連結部材１９４Ｆに対するシールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆの向きを規定することになる。

＜シールジョーの運動軌跡＞
次に図３を参照しながら、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆ及びシールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂの運動の軌跡について説明する。

図３に示されるように、シールジョー１９１Ｆ，１９２Ｆのそれぞれは、側面視上において、位置Ａ１から位置Ａ２へ至る直線部分と位置Ａ２から位置Ａ１へと至る円弧を含む曲線部分とからなる略Ｄ字形状の閉じた軌跡ＧＦを繰り返し描くように、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によって駆動される。また、シールジョー１９１Ｂ，１９２Ｂのそれぞれは、側面視上において、位置Ｂ１から位置Ｂ２へ至る直線部分と位置Ｂ２から位置Ｂ１へと至る円弧を含む曲線部分とからなる略Ｄ字形状の閉じた軌跡ＧＢを繰り返し描くように、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によって駆動される。

回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８による駆動により、筒状のフィルムＦＬについての前後対称の位置にあるシールジョー１９１Ｂ，１９１Ｆの組みは、シールジョー１９１Ｆが軌跡ＧＦの直線部分にあり、シールジョー１９１Ｂが軌跡ＧＢの直線部分にあるときは、筒状のフィルムＦＬに追随して運動し、筒状のフィルムＦＬを前後両側から挟み込んで幅方向にシールするとともに、筒状のフィルムＦＬの切断を行う。一方で、シールジョー１９１Ｂ，１９１Ｆの組みは、シールジョー１９１Ｆが軌跡ＧＦの曲線部分にあり、シールジョー１９１Ｂが軌跡ＧＢの曲線部分にあるときは、筒状のフィルムＦＬから離隔して運動する。シールジョー１９２Ｂ，１９２Ｆの組みも同様に動作し、筒状のフィルムＦＬを前後両側から挟み込んで幅方向にシールするとともに、筒状のフィルムＦＬの切断を行う。

なお、シールジョー１９１Ｂ，１９１Ｆの組み、あるいはシールジョー１９２Ｂ，１９２Ｆの組みが、Ｚ軸方向に直線運動をしているときに、互いに対向して筒状のフィルムＦＬを適切に挟み込むことができるように、カム３３１のカム面３３１１の形状は決められている。

＜製袋包装機の包装動作＞
次に、本実施の形態に係る製袋包装機１００の包装動作について説明する。まず、帯状のフィルムＦＬはフォーマ１５０を介してチューブ１４０に巻きつけられて筒状に成形されながら、プルダウン装置１７０によって下方へ搬送される。そして、筒状のフィルムＦＬの重ね合わせ部が縦シール装置１６０によってシールされる。このとき、組合せ計量機１０から、所定重量の被包装物Ｘがチューブ１４０を介して底部が形成された筒状のフィルムＦＬに投入されると、横シール装置１９０によって、フィルムＦＬにおける被包装物Ｘが投入されている部分の上方がシールされて、被包装物Ｘが封入された袋ＰＣと同時に筒状のフィルムＦＬの新たな底部が形成される。そして、横シール装置１９０によって、フィルムＦＬの幅方向にシールされた部分の略中央部分が切断され、フィルムＦＬから袋ＰＣが切り離される。以後、同様の動作が繰り返して行われる。これにより、袋詰め商品が順次製造される。

＜包装システムの省電力動作＞
次に、本実施の形態に係る包装システム１の省電力動作について説明する。本包装システム１では、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が発生すると、組合せ計量機１０がそれを製袋包装機１００に通知し、その通知を受け取った製袋包装機１００は省電力モードで動作するようになる。そして、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が解消すると、組合せ計量機１０はそれを製袋包装機１００に通知し、その通知を受け取った製袋包装機１００は省電力モードから復帰する。

図６は本包装システム１の省電力動作を示す図である。図６に示されるように、製袋包装機１００の包装制御部２５０は、組合せ計量機１０の計量制御部２０に対して、被包装物Ｘの排出を要求する排出要求信号を、組合せ演算が行われる周期に合わせて定期的に出力する。排出要求信号を受け取った計量制御部２０は、組合せ演算において許容範囲内となる被包装物Ｘの重量の組合せが得られている場合には、その組合せに応じた計量ホッパ２４に被包装物Ｘを排出させるとともに、被包装物Ｘの排出が完了したことを通知する排出完了通知信号を包装制御部２５０に出力する。

ここで、組合せ計量機１０において、前段のコンベア等からの被包装物Ｘの供給が停止したり、被包装物Ｘの供給量が減少したりすることによって、被包装物Ｘの供給不足が発生すると、各計量ホッパ２４に投入される被包装物Ｘが次第に少なくなり、組合せ演算において、許容範囲内の被包装物Ｘの重量の組合せが得られなくなる。計量制御部２０は、組合せ演算において許容範囲内の重量の組合せが得られてはじめて計量ホッパ２４に被包装物Ｘを排出させることから、組合せ計量機１０に対する被包装物Ｘの供給が不足すると、製袋包装機１００が排出要求信号を出力したとしても、組合せ計量機１０は被包装物Ｘを排出しなくなる。

計量制御部２０は、組合せ計量機１０に対する被包装物Ｘの供給量を監視しており、被包装物Ｘの供給不足を検出することが可能である。つまり、計量制御部２０は、被包装物Ｘの供給不足を検出する検出部として機能する。例えば、計量制御部２０は、図６に示されるように、分散フィーダ２１に供給されている被包装物Ｘの重量（以後、「分散重量」と呼ぶ）が所定のしきい値ＴＨよりも小さくなり、この状態が所定時間Ｔ１継続すると、被包装物Ｘの供給不足が発生したと判断する。本組合せ計量機１０では、分散フィーダ２１にもロードセルなどの重量検出器が搭載されており、この重量検出器によって分散重量を測定することができる。計量制御部２０は、分散フィーダ２１の重量検出器で検出された分散重量に基づいて被包装物Ｘの供給不足を判定する。

計量制御部２０は、被包装物Ｘの供給不足を検出すると、あと何回、被包装物Ｘを排出できるかを計算する。被包装物Ｘの供給不足が発生したとしても、分散フィーダ２１上や放射フィーダ２２上には被包装物Ｘがいまだ搭載されていることから、すぐには計量ホッパ２４に投入される被包装物Ｘが少なくなることはない。したがって、被包装物Ｘの供給不足の発生後であっても、許容範囲内の重量の組合せを何回かは得ることができ、被包装物Ｘを組合せ計量機１０から数回排出することができる。計量制御部２０は、各計量ホッパ２４が現在保持している被包装物Ｘの重量や現在の分散重量から、あと何回被包装物Ｘを連続して排出できるか、つまり、組合せ演算において、あと何回連続して許容範囲内の重量の組合せが得られるかを計算する。以後、被包装物Ｘの供給不足が検出された後に、組合せ計量機１０が被包装物Ｘを排出することができる回数を「排出可能回数」と呼ぶ。

計量制御部２０は、排出可能回数を算出すると、これを被包装物Ｘの供給不足が発生したことを通知する供給不足通知信号に含めて、当該供給不足通知信号を包装制御部２５０に出力する。

製袋包装機１００の包装制御部２５０は、計量制御部２０から供給不足通知信号を受け取ることによって、組合せ計量機１０において被包装物Ｘの供給不足が発生したことを認識する。そして、包装制御部２５０は、供給不足通知信号に含まれる排出可能回数と同じ回数だけ排出要求信号を出力した後に、製袋包装機１００を省電力モードで動作させる。なお、図６では、排出可能回数が２回の場合の動作例を示している。したがって、製袋包装機１００は、供給不足通知信号を受け取った後に排出要求信号を２回出力した後に、省電力モードとなっている。

本実施の形態では、包装制御部２５０は、縦シール装置１６０及び横シール装置１９０のヒータ１６０ｂ，２０１Ｂ，２０１Ｆ，２０２Ｂ，２０２Ｆのそれぞれの消費電力と、プルダウン装置１７０のプルダウン用サーボモータ１７２及び真空ポンプ１７３のそれぞれの消費電力と、横シール装置１９０の回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８のそれぞれの消費電力と、シェーキング装置１８０の振動用サーボモータ１８３の消費電力とを低減することによって、製袋包装機１００を省電力モードで動作させている。本実施の形態に係る省電力モードでは、ヒータ１６０ｂ，２０１Ｂ，２０１Ｆ，２０２Ｂ，２０２Ｆの通電が停止しており、プルダウン用サーボモータ１７２、振動用サーボモータ１８３、回転駆動用サーボモータ１９７、水平駆動用サーボモータ１９８及び真空ポンプ１７３の動作が常に停止している。

上述のように、組合せ計量機１０で被包装物Ｘの供給不足が発生すると、組合せ計量機１０では許容範囲内の重量の組合せが得られなくなり、組合せ計量機１０から被包装物Ｘが排出されなくなる。したがって、このような場合に、製袋包装機１００でのヒータやモータなどに供給する電力を停止して低消費電力化を行ったとしても、包装システム１全体での稼働効率が低下することは無い。

また、計量制御部２０は、被包装物Ｘの供給不足の解消を検出することも可能である。計量制御部２０は、図６に示されるように、例えば、分散フィーダ２１の重量検出器で検出された分散重量が所定のしきい値ＴＨよりも大きくなり、この状態が所定時間Ｔ２継続すると、被包装物Ｘの供給不足が解消したと判断する。

計量制御部２０は、被包装物Ｘの供給不足の解消を検出すると、組合せ演算をあと何回行えば、許容範囲内の重量の組合せが得られるようになるかを算出する。つまり、被包装物Ｘの供給不足の解消が検出されてから、許容範囲内の重量の組合せが得られるようになるまでの組合せ演算の実行回数を算出する。被包装物Ｘの供給不足が解消したとしても、すぐには計量ホッパ２４に十分な被包装物Ｘが供給されるようにはならないことから、被包装物Ｘの供給不足の解消後、ある程度の時間が経過しないと、組合せ演算において許容範囲内の重量の組合せが得られず、組合せ計量機１０からは被包装物Ｘが排出されない。計量制御部２０は、各計量ホッパ２４が現在保持している被包装物Ｘの重量や現在の分散重量に基づいて、被包装物Ｘの供給不足の解消が検出されてから許容範囲内の重量の組合せが得られるようになるまでの組合せ演算の実行回数を算出する。以後、この実行回数を「排出復帰までの回数」と呼ぶ。

計量制御部２０は、排出復帰までの回数を算出すると、これを被包装物Ｘの供給不足が解消したことを通知する供給不足解消通知信号に含めて、当該供給不足解消通知信号を包装制御部２５０に出力する。

包装制御部２５０は、計量制御部２０から供給不足解消通知信号を受け取ることによって、組合せ計量機１０において被包装物Ｘの供給不足が解消したことを認識する。そして、包装制御部２５０は、供給不足解消通知信号に含まれる排出復帰までの回数と同じ回数だけ排出要求信号を出力する前に、製袋包装機１００を省電力モードから復帰させる。つまり、包装制御部２５０は、ヒータ１６０ｂ、２０１Ｂ，２０１Ｆ，２０２Ｂ，２０２Ｆの通電を再開するとともに、プルダウン用サーボモータ１７２、振動用サーボモータ１８３、回転駆動用サーボモータ１９７、水平駆動用サーボモータ１９８及び真空ポンプの動作を再開する。これにより、その後、組合せ計量機１０から排出される被包装物Ｘを適切に包装することができる。なお図６では、排出復帰までの回数が３回の場合の動作例を示している。したがって、製袋包装機１００は、供給不足解消通知信号を受け取った後、排出要求信号を３回出力する前に、省電力モードから復帰している。

以上のように、本実施の形態に係る包装システム１では、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が発生すると、製袋包装機１００は省電力モードで動作するため、システム全体での稼働率の低下を抑えつつ、製袋包装機１００の消費電力を低減することができる。

また、本実施の形態に係る包装システム１では、組合せ計量機１０での被計量物Ｘの供給不足の解消を検出し、当該供給不足の解消が検出されると、製袋包装機１００を省電力モードから復帰させている。したがって、組合せ計量機１０での被計量物Ｘの供給不足の解消後も以前として製袋包装機１００が省電力モードで動作することを確実に回避することができる。よって、システム全体の稼働率の低下をさらに抑制できる。

なお、本実施の形態に係る包装システム１では、計量機として組合せ計量機１０を採用したが、当該組合せ計量機１０の替わりに、供給される被計量物を計量し、それをそのまま排出するような計量機を採用しても良い。この場合であっても、計量機において被計量物の供給不足が発生すると、計量機から被計量物が排出されなくなったり、計量機が被計量物を排出する間隔が非常に長くなるため、当該計量機で被計量物の供給不足が発生した際に包装機を省電力モードにすることによって、システム全体での稼働率の低下を抑制しつつ、包装機の消費電力を低減することができる。

また、本実施の形態では、製袋包装機１００を省電力モードにする際に、製袋包装機１００が備えるヒータ１６０ｂ，２０１Ｂ，２０１Ｆ，２０２Ｂ，２０２Ｆ、真空ポンプ１７３、プルダウン用サーボモータ１７２、振動用サーボモータ１８３、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８のすべての消費電力を低減したが、少なくとも一つの要素の消費電力を低減すれば、製袋包装機１００の省電力化を図ることができる。また、省電力モードにおいては、フィルムＦＬをフォーマ１５０に送り出すモータ（図示せず）の動作を完全に停止しても良い。

また、製袋包装機１００においては、ヒータ１６０ｂ，２０１Ｂ，２０１Ｆ，２０２Ｂ，２０２Ｆでの消費電力が特に大きいことから、ヒータ１６０ｂ，２０１Ｂ，２０１Ｆ，２０２Ｂ，２０２Ｆの消費電力を低減することは非常に有効であり、これにより、製袋包装機１００全体での消費電力を大きく低減することができる。

また、縦シール装置１６０のヒータ１６０ｂなど、製袋包装機１００が備えるヒータの消費電力を低減する場合には、上記のように、ヒータへの通電を停止しても良いし、ヒータに流す電流を小さくするだけでも良い。例えば、被包装物Ｘを包装する際のヒータの温度が１５０℃に設定されているとすると、省電力モードでは、ヒータに流す電流を小さくしてヒータの温度を５０℃に設定する。この場合には、製袋包装機１００が省電力モードから復帰した際に、ヒータの温度を包装に必要な温度にまですぐに上昇することができる。

＜その他の変形例＞
上記の説明では、組合せ計量機１０が、自装置での被計量物Ｘの供給不足や供給不足の解消を検出して製袋包装機１００に通知していたが、製袋包装機１００が組合せ計量機１０での被計量物Ｘの供給不足や供給不足の解消を検出しても良い。この場合には、例えば、組合せ計量機１０の計量制御部２０が、自装置での分散重量を定期的に包装制御部２５０に通知するようにする。包装制御部２５０にはしきい値ＴＨが記憶されており、包装制御部２５０は、通知された分散重量がしきい値ＴＨよりも小さくなり、この状態が所定時間Ｔ１継続すると、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が発生したと判断し、排出要求信号の出力を停止して、製袋包装機１００を省電力モードで動作させる。その後、分散重量が所定のしきい値ＴＨよりも大きくなり、この状態が所定時間Ｔ２継続すると、包装制御部２５０は、組合せ計量機１０での被計量物Ｘの供給不足が解消したと判断し、排出要求信号の出力を再開して、製袋包装機１００を省電力モードから復帰させる。このような場合であっても同様の効果を得ることができる。

また、上記の例では、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が発生すると、製袋包装機１００を省電力モードで動作させていたが、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が発生しそうになった段階で、製袋包装機１００を省電力モードで動作させても良い。例えば、計量制御部２０は、分散重量の減少が一定時間継続し、分散重量がしきい値ＴＨよりも小さくなりそうな場合には、被計量物Ｘの供給不足が発生しそうであると判断し、その旨を包装制御部２５０に通知する。包装制御部２５０は、計量制御部２０からの通知により、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が発生しそうであることを認識すると、排出要求信号の出力を停止して、製袋包装機１００を省電力モードで動作させる。あるいは、計量制御部２０が、定期的に分散重量を包装制御部２５０に通知し、包装制御部２５０は、通知された分散重量が減少し始めて、その減少が一定時間継続した場合には、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が発生しそうであると判断し、排出要求信号の出力を停止して、製袋包装機１００を省電力モードで動作させる。いずれの場合であっても、システム全体での稼働率の低下を抑えつつ、製袋包装機１００の消費電力を低減することができる。

また、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が解消しそうになった段階で、製袋包装機１００を省電力モードから復帰させても良い。例えば、計量制御部２０は、しきい値ＴＨよりも小さい分散重量が増加し始めて、その増加が一定時間継続し、分散重量がしきい値ＴＨを超えそうになった場合には、被計量物Ｘの供給不足が解消しそうであると判断し、その旨を包装制御部２５０に通知する。包装制御部２５０は、計量制御部２０の通知により、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が解消しそうであることを認識すると、排出要求信号の出力を再開して、製袋包装機１００を省電力モードから復帰させる。あるいは、計量制御部２０が、定期的に分散重量を包装制御部２５０に通知し、包装制御部２５０は、通知された分散重量が増加し始めて、その増加が一定時間継続した場合には、組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が解消しそうであると判断し、排出要求信号の出力を再開して、製袋包装機１００を省電力モードから復帰させる。いずれの場合であっても、組合せ計量機１０での被計量物Ｘの供給不足の解消後も以前として製袋包装機１００が省電力モードで動作することを確実に回避することができる。

また、上記の例では、製袋包装機１００の前段に配置された組合せ計量機１０において被計量物Ｘの供給不足が発生すると、製袋包装機１００を省電力モードで動作させていたが、製袋包装機１００の前段に配置された、組合せ計量機１０以外の処理装置において処理対象物の供給不足が発生した場合にも、製袋包装機１００を省電力モードで動作させても良い。図７はこの場合における包装システム１の構成を示すブロック図である。

図７に示される例では、製袋包装機１００の前段に、組合せ計量機１０以外にも、処理対象物Ｘに対して所定の処理を行う２つの処理装置５００，６００が配置されている。処理装置６００は、例えば、供給されてくるお菓子等の処理対象物Ｘに対して味付け処理を行って排出する味付け装置や、供給されてくる処理対象物Ｘのそれぞれを個別に包装して排出する個包装機である。また処理装置５００は、例えば、処理装置６００から排出される処理対象物Ｘを組合せ計量装置１０の分散フィーダ２１に被計量物Ｘとして搬送するコンベア装置である。

処理装置５００，６００のそれぞれは、組合せ計量機１０と同様に、自装置での処理対象物Ｘの供給不足を検出する。処理装置５０，６００のそれぞれは、処理対象物Ｘの供給不足を検出すると、その旨を製袋包装機１００に通知する。また、処理装置５００，６００のそれぞれは、組合せ計量機１０と同様に、自装置での処理対象物Ｘの供給不足の解消を検出する。処理装置５００，６００のそれぞれは、処理対象物Ｘの供給不足の解消を検出すると、その旨を製袋包装機１００に通知する。

処理装置５００では、処理対象物Ｘを搬送する搬送部にレベルセンサが取り付けられている。このレベルセンサは、搬送部上での処理対象物Ｘの層の厚みが、所定のレベルよりも小さくなると第１の検知信号を出力し、当該所定のレベルよりも大きくなると第２の検知信号を出力する。処理装置５００は、レベルセンサから第１の検知信号が出力されると、自装置において処理対象物５００の供給不足が発生したと判断し、その旨を製袋包装機１００に通知する。また処理装置５００は、レベルセンサから第２の検知信号が出力されると、自装置での処理対象物Ｘの供給不足が解消したと判断し、その旨を製袋包装機１００に通知する。

一方で、処理装置６００については、その前段に、処理装置６００に処理対象物Ｘを供給する供給装置（図示せず）が設けられており、この供給装置は、所定量の処理対象物Ｘを排出するたびに排出通知信号を処理装置６００に出力する。処理装置６００は、前段の供給装置から出力される排出通知信号が、前回からの入力から所定時間入力されない場合には、自装置において処理対象物Ｘの供給不足が発生したと判断し、その旨を製袋包装機１００に通知する。その後、前段の供給装置から出力される排出通知信号が、前回の入力から所定時間内に入力されるようになると、処理装置６００は、自装置での処理対象物Ｘの供給不足が解消したと判定し、その旨を製袋包装機１００に通知する。

製袋包装機１００は、処理装置５００あるいは処理装置６００から、その装置での処理対象物Ｘの供給不足が通知されると、排出要求信号の出力を停止して、製袋包装機１００を省電力モードで動作させる。処理装置５００及び処理装置６００の少なくと一方において処理対象物Ｘの供給不足が発生すると、結果的には、組合せ計量機１０での組合せ演算において、許容範囲内の被包装物Ｘの重量の組合せが得られなくなるため、組合せ計量機１０は被包装物Ｘを排出しなくなる。したがって、処理装置５００及び処理装置６００の少なくと一方において処理対象物Ｘの供給不足が発生した場合に、製袋包装機１００を省電力モードにしたとしても、包装システム１全体での稼働効率が低下することは無い。

また、製袋包装機１００は、処理装置５００あるいは処理装置６００から、その装置での処理対象物Ｘの供給不足の解消が通知されると、排出要求信号の出力を再開して、製袋包装機１００を省電力モードから復帰させる。これにより、処理装置５００，６００での処理対象物Ｘの供給不足の解消後も以前として製袋包装機１００が省電力モードで動作することを確実に回避することができる。

なお、製袋包装機１００が、処理装置５００，６００での処理対象物Ｘの供給不足や供給不足の解消を検出しても良い。この場合には、例えば、処理装置５００が自装置での処理対象物Ｘの搬送量を出力できるようにし、製袋包装機１００が処理装置５００から出力される搬送量に基づいて、処理装置５００での処理対象物Ｘの供給不足の発生と、当該供給不足の解消を判定すれば良い。また、処理装置６００が所定量の処理対象物Ｘを排出すると排出通知信号を製袋包装機１００に出力するようにし、製袋包装機１００は、排出通知信号が前回の入力から所定時間入力されない場合には、処理装置６００において処理対象物Ｘの供給不足が発生したと判定し、その後、前回の入力から所定時間内に排出通知信号が入力されるようになると、処理装置６００での処理対象物Ｘの供給不足が解消したと判定すればよい。

また、処理装置５００，６００において処理対象物Ｘの供給不足が発生しそうになった段階で、製袋包装機１００を省電力モードで動作させても良い。この場合には、処理装置５００が、自装置での処理対象物Ｘの搬送量に基づいて、自装置において処理対象物Ｘの供給不足が発生しそうであるかどうかを判定しても良いし、製袋包装機１００が処理装置５００から通知される搬送量に基づいて、処理装置５００において処理対象物Ｘの供給不足が発生しそうであるかどうかを判定しても良い。また、処理装置６００に入力される、前段の供給装置からの排出通知信号の時間間隔が長くなるということは、処理装置６００に対する処理対象物Ｘの供給量が少なくなったことを意味していることから、処理装置６００は、前段の供給装置から出力される排出通知信号の時間間隔に基づいて、自装置において処理対象物Ｘの供給不足が発生しそうであるかどうかを判定しても良い。また、処理装置６００から出力される排出通知信号の時間間隔が長くなるということは、処理装置６００に対する処理対象物Ｘの供給量が少なくなったことを意味していることから、製袋包装機１００が、処理装置６００から通知される排出通知信号の時間間隔に基づいて、処理装置６００において処理対象物Ｘの供給不足が発生しそうであるかどうかを判定しても良い。

また、処理装置５００，６００において処理対象物Ｘの供給不足が解消しそうになった段階で、製袋包装機１００を省電力モードから復帰させてもよい。この場合には、処理装置５００が、自装置での処理対象物Ｘの搬送量に基づいて、自装置での処理対象物Ｘの供給不足が解消しそうであるかどうかを判定しても良いし、製袋包装機１００が処理装置５００から通知される搬送量に基づいて、処理装置５００での処理対象物Ｘの供給不足が解消しそうであるかどうかを判定しても良い。また、処理装置６００に入力される、前段の供給装置からの排出通知信号の時間間隔が短くなるということは、処理装置６００に対する処理対象物Ｘの供給量が多くなったことを意味していることから、処理装置６００は、前段の供給装置から出力される排出通知信号の時間間隔に基づいて、自装置での処理対象物Ｘの供給不足が解消しそうであるかどうかを判定しても良い。また、処理装置６００から出力される排出通知信号の時間間隔が短くなるということは、処理装置６００に対する処理対象物Ｘの供給量が多くなったことを意味していることから、製袋包装機１００が、処理装置６００から出力される排出通知信号の時間間隔に基づいて、処理装置６００での処理対象物Ｘの供給不足が解消しそうであるかどうかを判定しても良い。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

Claims (4)

1. 供給される処理対象物を組合せ計量して排出する組合せ計量機と、前記組合せ計量機から排出される前記処理対象物を、袋を成形しながら包装する製袋包装機とを備え、前記組合せ計量機は、前記組合せ計量機の動作を制御する計量制御部を有し、前記製袋包装機は、前記製袋包装機の動作を制御する包装制御部を有し、前記計量制御部と前記包装制御部との間で信号をやりとりしながら前記組合せ計量機の組合せ計量動作と前記製袋包装機の包装動作とを連係させる包装システムであって、
   前記計量制御部は、前記組合せ計量機において、前記処理対象物の供給不足によって組合せ計量動作が停止しそうになると、その供給不足を信号でもって前記包装制御部に知らせ、
   前記包装制御部は、供給不足を知らせる信号を受け取ると、前記製袋包装機を省電力モードで動作させる、包装システム。
2. 請求項１に記載の包装システムであって、
   前記包装制御部は、前記組合せ計量機から供給不足を知らせる信号を受け取ると、所定回数だけ前記計量制御部との間で信号のやりとりを行ってから、前記製袋包装機を省電力モードに切替える、包装システム。
3. 請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の包装システムであって、
   前記計量制御部は、前記供給不足が解消して前記処理対象物の組合せ計量動作が復帰しそうになると、供給不足の解消を信号でもって前記包装制御部に知らせ、
   前記包装制御部は、供給不足の解消を知らせる信号を受け取ると、前記製袋包装機を省電力モードから復帰させる、包装システム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の包装システムであって、
   前記製袋包装機は、
   包材をシールするシール機構と、
   前記シール機構を加熱するヒータと
   をさらに有し、
   前記包装制御部は、前記省電力モードにおいて、前記ヒータでの消費電力を低減させる、包装システム。

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