(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋の両側縁部を上向きに開口した状態で吊り下げ状に保持して、前記袋を水平面内における所定の軌道に沿って間欠移送する左右一対のグリッパを複数組備え、その移送過程において所定の包装処理工程を順次施す間欠移送式縦型袋詰め包装機における被包装物充填方法において、
前記グリッパにより所定の間欠停止位置に移送されて停止した袋の両側縁部を、前記グリッパよりも上側の位置で、前記所定の間欠停止位置に配置された左右一対のチャックで狭持するとともに、前記グリッパを開放して前記袋を前記グリッパから前記チャックに掴み替え、前記左右一対のグリッパをその間隔が前記袋の最大幅部よりも広くなるまで互いに離反させる掴み替え工程と、
前記チャックを所定の距離だけ上昇させて、前記所定の間欠停止位置に配置したオーガ式充填装置の吐出口を前記袋内に挿入させ、該吐出口の先端を前記袋の底部から所定の間隔離れた位置に位置させる袋上昇工程と、
前記吐出口から被包装物を吐出させながら、前記チャックを前記所定の距離だけ徐々に下降させるとともに、前記袋内の被包装物の重量を計量し、計量値が目標充填量に達した時点で前記オーガ式充填装置による充填を終了させる充填工程と、
前記左右一対のグリッパを互いに接近させて前記袋の前記両側縁部を再度狭持した後、前記チャックを開放し、前記袋を前記チャックから前記グリッパに掴み戻す掴み戻し工程とを備えることを特徴とする被包装物充填方法。
【請求項２】
袋の両側縁部を上向きに開口した状態で吊り下げ状に保持して、前記袋を水平面内における所定の軌道に沿って間欠移送する左右一対のグリッパを複数組備え、その移送過程において所定の包装処理工程を順次施す間欠移送式縦型袋詰め包装機における被包装物充填方法において、
前記グリッパにより所定の間欠停止位置に移送されて停止した袋の両側縁部を、前記グリッパよりも上側の位置で、前記所定の間欠停止位置に配置された左右一対のチャックで狭持するとともに、前記グリッパを開放して、前記袋を前記グリッパから前記チャックに掴み替え、左右一対の袋胴部成形部材を互いに前記左右一対のグリッパの間隔よりも接近させて、前記袋の胴部を幅方向両側から狭圧された状態に保持する掴み替え工程と、
前記チャック及び前記袋胴部成形部材を同時に所定の距離だけ上昇させて、前記所定の間欠停止位置に配置したオーガ式充填装置の吐出口を前記袋内に挿入させ、該吐出口の先端を前記袋の底部から所定の間隔離れた位置に位置させる袋上昇工程と、
前記吐出口から被包装物を吐出させながら、前記チャック及び前記袋胴部成形部材を前記所定の距離だけ徐々に下降させるとともに、前記袋内の被包装物の重量を計量し，計量値が目標充填量に達した時点で前記オーガ式充填装置による充填を終了させ、前記袋胴部成形部材を離反させて前記胴部への狭圧を開放する充填工程と、
前記左右一対のグリッパで前記被包装物充填後の前記袋の前記両側縁部を再度狭持した後、前記チャックを開放し、前記袋を前記チャックから前記グリッパに掴み戻す掴み戻し工程とを備えることを特徴とする被包装物充填方法。
【請求項３】
請求項２記載の被包装物充填方法において、
少なくとも前記充填工程において、前記被包装物の充填の開始に対して所定のタイミングから充填が完了するまでの間、袋底部成形部材で前記袋の底部の袋の幅方向中央付近を上方に凹ませることを特徴とする被包装物充填方法。
【請求項４】
袋の両側縁部を上向きに開口した状態で吊り下げ状に保持して、前記袋を水平面内における所定の軌道に沿って間欠移送する左右一対のグリッパを複数組備え、その移送過程において所定の包装処理工程を順次施す間欠移送式縦型袋詰め包装機における被包装物充填装置において、
所定の間欠停止位置に配置されるオーガ式充填装置と、
昇降自在に設けられた計量器と、該計量器に一体的に連結されかつ前記袋の両側縁部を前記グリッパよりも上側の位置で挟持するチャックと、前記計量器に一体的に連結されかつ互いに接離自在な左右一対の袋胴部成形部材とを有し、前記所定の間欠停止位置に配置される掴み替え計量装置とを備え、
該掴み替え計量装置の前記左右一対の袋胴部成形部材は、前記袋の胴部を幅方向両側から挟んだ状態で互いの間隔が前記左右一対のグリッパの間隔より狭くなるまで接近して、前記袋を狭圧した状態に保持することを特徴とする被包装物充填装置。
【請求項５】
請求項４記載の被包装物充填装置において、
前記掴み替え計量装置はさらに、前記計量器に一体的に連結されかつ前記袋の底部よりも幅の狭い袋底部成形部材を備え、
該袋底部成形部材は、前記袋の前記底部の幅方向略中央を上方に押圧する成形位置と、前記袋と干渉しない退避位置との間で移動可能であることを特徴とする被包装物充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、左右一対のグリッパによって両側縁部を吊り下げ状に保持されて、所定の軌道に沿って間欠移送されてくる袋に対し、所定の間欠停止位置において被包装物を充填する被包装物充填方法及び装置に関する。更に詳しくは、オーガ式充填装置を用いて充填する被包装物充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーガ式充填装置を用いて被包装物である粉体等を袋内に充填する際、オーガ式充填装置の吐出口と袋底との充填落差から種々の問題が生じていた。具体的には、被包装物が粉体の場合には落下圧によって粉体が舞い上がってしまうため、浮遊状態が落ち着くまでシール作業を行うことができなかった。また、被包装物が粘性物の場合には跳ね返りが生じ得るし、佃煮などの固形物の場合には袋底への着地時に衝撃が生じていた。
【０００３】
このような問題に対し、まず袋を上昇させてオーガ式充填装置の吐出口を袋内で袋の底部付近に配置させ、その状態から充填を開始して被包装物の充填量に合わせて袋を徐々に降下させることで、充填落差を抑える構成が既に公知となっている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
また、一方でオーガ式充填装置による充填精度の向上を図る目的で、グリッパに挟持された袋を計量器に連結したチャックで掴み替え、当該計量器で充填量を計量しながら被包装物の充填を行う構成も公知である（下記特許文献２参照）。
【０００５】
したがって、上記２つの構成を組み合わせ、すなわち計量器に連結したチャックを計量器ごと昇降自在な構成とし、被包装物の充填に合わせて袋を降下させることで、充填落差から生じる問題点を解決しつつ、充填精度の向上が図れることは容易に想像し得る。
【０００６】
しかしながら、かかる構成を採用しようとすると以下の問題が生じる。すなわち、被包装物の充填工程においては袋の袋口は開口されており、図１に示すように、袋８６を挟持している左右一対のグリッパ８４を互いに接近させた状態（以下、接近位置という）としている（図１は接近位置にあるグリッパ８４とグリッパ８４に挟持された袋８６を示した図である）。例えば袋８６が平袋の場合、グリッパ８４が接近位置にあるため袋口付近の横幅（Ｗ１）が最も狭くなっており、そこから下方に向かって徐々に横幅が広がっており、袋８６の横幅は底部において平袋の元々の袋幅Ｗと等しく、最大となっている。図から明らかな通り、袋８６のうちグリッパ８４よりも下方に位置する部分の横幅は、接近位置にある左右一対のグリッパ８４の間隔よりも広くなっている。
【０００７】
この状態から袋８６を計量器に連結したチャックで掴み替え、垂直方向に上昇させると、袋８６のグリッパ８４よりも下方の部分がグリッパ８４に引っ掛かり、ピンホール等が生じてしまう。また、充填しながら袋８６を下降させる際も袋８６がグリッパ８４と干渉するため、ピンホール等が生じてしまうことは勿論、チャックからグリッパ８４へ掴み戻すこと自体も困難となる。
【０００８】
上述の２つの構成を単純に組み合わせようとすると上記問題が生じてしまう。そこで、かかる問題を解決するため、例えば計量器に連結したチャックを前後方向に移動できるよう構成することが考えられる。このような構成を採用すれば、チャックで袋を掴み替えた後、袋を回転テーブルの径方向外側に一端退避させてから昇降させることにより、昇降時における袋とグリッパの干渉を回避することが可能となる。しかし、この場合、チャックを前後方向に移動させる時間が別途必要となるため、生産性の低下が避けられない。また、チャックを径方向外側に後退させる際に空気抵抗により袋口が閉じてしまったり、チャックが前進する際袋が揺れてグリッパへの掴み戻し工程に支障が生じるといった問題が生じ得る。
【０００９】
さらに、回転テーブルに対しグリッパを着脱自在に設けることで、チャックによる掴み替え時にグリッパそのものを挟持して、袋をグリッパごと昇降させながら被包装物の充填量を計量する構成が公知となっている（下記特許文献３参照）。この構成により昇降時の袋とグリッパと干渉を回避することが可能となるが、回転テーブルの周囲に設けた複数組のグリッパすべてについて回転テーブルから着脱自在な構成としなければならず、構造の複雑化やコストアップ等が避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭５２−２９３９３号公報
【特許文献２】特公平６−２９０４３号公報
【特許文献３】特許第３５５９４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、簡単な構成でありながら、生産性の低下やピンホールの発生等の問題を生じることなく、オーガ式充填装置の吐出口と袋底・被包装物との充填落差から生ずる問題点を解決し、かつ、充填精度の向上を図ることのできる被包装物充填方法及び装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、袋の両側縁部を上向きに開口した状態で吊り下げ状に保持して、前記袋を水平面内における所定の軌道に沿って間欠移送する左右一対のグリッパを複数組備え、その移送過程において所定の包装処理工程を順次施す間欠移送式縦型袋詰め包装機における被包装物充填方法において、前記グリッパにより所定の間欠停止位置に移送されて停止した袋の両側縁部を、前記グリッパよりも上側の位置で、前記所定の間欠停止位置に配置された左右一対のチャックで狭持するとともに、前記グリッパを開放して前記袋を前記グリッパから前記チャックに掴み替え、前記左右一対のグリッパをその間隔が前記袋の最大幅部よりも広くなるまで互いに離反させる掴み替え工程と、前記チャックを所定の距離だけ上昇させて、前記所定の間欠停止位置に配置したオーガ式充填装置の吐出口を前記袋内に挿入させ、該吐出口の先端を前記袋の底部から所定の間隔離れた位置に位置させる袋上昇工程と、前記吐出口から被包装物を吐出させながら、前記チャックを前記所定の距離だけ徐々に下降させるとともに、前記袋内の被包装物の重量を計量し、計量値が目標充填量に達した時点で前記オーガ式充填装置による充填を終了させる充填工程と、前記左右一対のグリッパを互いに接近させて前記袋の前記両側縁部を再度狭持した後、前記チャックを開放し、前記袋を前記チャックから前記グリッパに掴み戻す掴み戻し工程とを備えることを特徴とする被包装物充填方法を提供する。この発明によれば、袋の昇降時において左右一対のグリッパを互いに離反させるため、袋とグリッパの干渉を回避でき、ピンホールの発生等を防止できることは勿論、生産性を低下させることなく、掴み戻しも確実かつ安定して行うことができる。また、左右一対のグリッパは袋口の開口及び緊張を行う関係で、一般的に接離自在に設けられている。そのため、その接離動作を被包装物を充填するステーションにおいて行わせるだけでよく、構造が簡略化でき、コストの低減が図れる。
また、上記課題を解決するため、袋の両側縁部を上向きに開口した状態で吊り下げ状に保持して、前記袋を水平面内における所定の軌道に沿って間欠移送する左右一対のグリッパを複数組備え、その移送過程において所定の包装処理工程を順次施す間欠移送式縦型袋詰め包装機における被包装物充填方法において、前記グリッパにより所定の間欠停止位置に移送されて停止した袋の両側縁部を、前記グリッパよりも上側の位置で、前記所定の間欠停止位置に配置された左右一対のチャックで狭持するとともに、前記グリッパを開放して、前記袋を前記グリッパから前記チャックに掴み替え、左右一対の袋胴部成形部材を互いに前記左右一対のグリッパの間隔よりも接近させて、前記袋の胴部を幅方向両側から狭圧された状態に保持する掴み替え工程と、前記チャック及び前記袋胴部成形部材を同時に所定の距離だけ上昇させて、前記所定の間欠停止位置に配置したオーガ式充填装置の吐出口を前記袋内に挿入させ、該吐出口の先端を前記袋の底部から所定の間隔離れた位置に位置させる袋上昇工程と、前記吐出口から被包装物を吐出させながら、前記チャック及び前記袋胴部成形部材を前記所定の距離だけ徐々に下降させるとともに、前記袋内の被包装物の重量を計量し，計量値が目標充填量に達した時点で前記オーガ式充填装置による充填を終了させ、前記袋胴部成形部材を離反させて前記胴部への狭圧を開放する充填工程と、前記左右一対のグリッパで前記被包装物充填後の前記袋の前記両側縁部を再度狭持した後、前記チャックを開放し、前記袋を前記チャックから前記グリッパに掴み戻す掴み戻し工程とを備えることを特徴とする被包装物充填方法を提供する。本発明によれば、袋胴部成形部材を左右一対のグリッパの間隔よりも狭くなるよう接近させて袋胴部を狭圧保持するため、袋とグリッパの干渉を回避でき、ピンホールの発生等を防止できることは勿論、生産性を低下させること無く、掴み戻しも確実かつ安定して行うことができる。また、本願発明では、掴み替え計量装置に一対の袋胴部成形部材を接離自在に設けるだけでよいため、従来技術に比べて構造の簡略化やコストの低減が図れる。
前記被包装物充填方法において、少なくとも前記充填工程において、前記被包装物の充填の開始に対して所定のタイミングから充填が完了するまでの間、袋底部成形部材で前記袋の底部の袋の幅方向中央付近を上方に凹ませてもよい。これにより、袋底部成形部材により袋の底部を押し上げて袋の幅方向中央付近を上方に凹ませることで、袋胴部成形部材による袋の狭圧保持を補助するため、袋胴部成形部材の狭圧力をそれ程高く設定しなくても狭圧保持が確実に行え、袋胴部成形部材による袋へのダメージも抑えることができる。
また、上記課題を解決するため、袋の両側縁部を上向きに開口した状態で吊り下げ状に保持して、前記袋を水平面内における所定の軌道に沿って間欠移送する左右一対のグリッパを複数組備え、その移送過程において所定の包装処理工程を順次施す間欠移送式縦型袋詰め包装機における被包装物充填装置において、所定の間欠停止位置に配置されるオーガ式充填装置と、昇降自在に設けられた計量器と、該計量器に一体的に連結されかつ前記袋の両側縁部を前記グリッパよりも上側の位置で挟持するチャックと、前記計量器に一体的に連結されかつ互いに接離自在な左右一対の袋胴部成形部材とを有し、前記所定の間欠停止位置に配置される掴み替え計量装置とを備え、該掴み替え計量装置の前記左右一対の袋胴部成形部材は、前記袋の胴部を幅方向両側から挟んだ状態で互いの間隔が前記左右一対のグリッパの間隔より狭くなるまで接近して、前記袋を狭圧した状態に保持することを特徴とする被包装物充填装置を提供する。
前記被包装物充填装置において、前記掴み替え計量装置はさらに、前記計量器に一体的に連結されかつ前記袋の底部よりも幅の狭い袋底部成形部材を備え、該袋底部成形部材は、前記袋の前記底部の幅方向略中央を上方に押圧する成形位置と、前記袋と干渉しない退避位置との間で移動可能であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、簡単な構成を追加するだけで、袋とグリッパとの干渉を回避でき、ピンホールの発生等の問題を防止できるのは勿論、生産性を低下させることなく、掴み戻しも確実かつ安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は従来の包装機の接近位置にあるグリッパと当該グリッパに挟持された袋を表しており、（ａ）がその正面図，（ｂ）が平面図である。
【図２】図２は本願発明の第１の実施形態を示す被包装物充填装置を含む包装機の概略構成図である。
【図３】図３はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、袋６がステーションIVに移送されてきた直後の状態を示している。
【図４】図４はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、チャック３８による袋６の掴み替えが行われ、一対のグリッパ４が離反位置に移動した状態を示している。
【図５】図５はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、チャック３８が上昇端位置まで上昇した状態を示している。
【図６】図６はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、一対のチャック３８が下降中の状態を示している。
【図７】図７はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、チャック３８が下降端位置まで下降した状態を示している。
【図８】図８はチャック３８が下降しているときの袋６を表しており、（ａ）がその正面図，（ｂ）が平面図である。
【図９】図９はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、袋６の掴み戻しが行われ、グリッパ４が接近位置で袋６を挟持し、チャック３８が開放された状態を示している。
【図１０】図１０は本願発明の第２の実施形態を示す被包装物充填装置１１６のステーションIVにおける斜視図であり、袋６がステーションIVに移送されてきた直後の状態を示している。
【図１１】図１１は、ステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、チャック３８が下降端位置に移動し、袋胴部成形部材１６０が接近位置にある状態を示している。
【図１２】図１２はステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、チャック３８が上昇端位置まで上昇した状態を示している。
【図１３】図１３はステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、チャック３８が下降中の状態を示している。
【図１４】図１４はステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、チャック３８が下降端位置まで下降した状態を示している。
【図１５】図１５はチャック３８が下降しているときの袋６とグリッパ４の関係を表しており、（ａ）がその正面図，（ｂ）が平面図である。
【図１６】図１６はステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、グリッパ４が袋６を挟持し、チャック３８が上昇端位置に移動した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本願発明の第１の実施形態について説明する。
【００１６】
まず図２を用いて、本願発明に係る被包装物充填装置１６を含む間欠移送式縦型袋詰め包装機（以下単に包装機）１の全体構成と各包装処理工程の概要を説明する。図２は、被包装物充填装置１６を含む包装機１の概略構成図である。
【００１７】
包装機１は円形の回転テーブル２と、その外周部に円周方向所定の間隔で複数組取り付けられた左右一対のグリッパ４とを備えており、このグリッパ４で包装袋（以下単に袋）６の両側縁部を吊り下げ状態で把持する。回転テーブル２は図示しないインデックスユニット及びメインモータに連結され、回転テーブル２の回転に合わせて袋６が間欠移送される。また、一対のグリッパ４は互いに接離自在に構成され、互いに接近させることにより袋６の袋口を開口させ、離反させることにより袋口を緊張させることができる。なお、本実施の形態では袋６の移送軌道が円弧状となっているが、直線，レーストラック等、他の形状であってもよい。
【００１８】
包装機１による包装処理工程について説明する。図において回転テーブル２の外周部に沿って付されたローマ数字は、各種包装処理を行うためのステーションを示している。ステーションIでは、コンベアマガジン８から順次供給される袋６の両側縁部の上側をグリッパ４によって把持し、これを垂直状態で保持する。この状態で移送されてくる袋６の外面に対し、ステーションIIで印字器１０によって製造日等が印刷される。ステーションIIIで、一対のグリッパ４を互いに接近させながら吸盤対１２によって袋６の袋口が開口され、開口ガイド１４で開口状態が保持される。ステーションIVには被包装物充填装置１６が配置されており、開口状態の袋６に対しオーガ式充填装置１８によって被包装物が充填される。被包装物充填装置１６は、前述のオーガ式充填装置１８と、移送されてきた袋６をグリッパ４から掴み替えて計量する掴み替え計量装置２８（図３参照）とを備えており、制御装置４０によって制御される。この被包装物充填装置１６ついては後述する。
【００１９】
ステーションVにおいて昇降自在なエアー噴射ノズル４２で袋口内面のシール予定部を清掃する。ステーションVIでは図示しない不活性ガス源に繋がれたガス吹込ノズル４４を袋６内へ挿入した後、左右一対のグリッパ４を互いに離反させて袋口を緊張させ、ガス吹込ノズル４４から不活性ガスを噴射して袋６内の空気をガスに置換する。ステーションVII，VIIIでは一対の熱板４６，４８をそれぞれ用いて袋口の第１シール工程，第２シール工程が行われ、ステーションIXでは一対の冷却板５０を用いて袋口を冷却し、被包装物を内包した完成品として袋６をシュート５２へ放出する。ステーションXは予備である。
【００２０】
図３を参照して、被包装物充填装置１６についてより詳細に説明する。図３はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、袋６がステーションIVに移送されてきた直後の状態を示している。なお、図３及び他の図面において一部内部構造を破線で示す。
【００２１】
前述の通り、被包装物充填装置１６はオーガ式充填装置１８と掴み替え計量装置２８とから構成される。オーガ式充填装置１８は被包装物たる粉体（図示せず）を貯留する漏斗状のタンク２０を有しており、そのタンク２０の下端には吐出口２４を有するノズル２２が設けられている。タンク２０内には図示しないサーボモータにより駆動されるオーガスクリュー２６が吐出口２４まで達するよう配置され、これを回転させることにより、タンク２０内に貯留された被包装物を回転した角度に応じた量だけ吐出口２４から吐出させる。
【００２２】
掴み替え計量装置２８は袋６をグリッパ４から掴み替えるための装置であり、支持部材３０，昇降部材３２，計量器３４，チャック３８から構成される。支持部材３０は包装機１の機台（図示せず）に立設されて垂直方向に伸びる柱状の部材であり、この支持部材３０の側面に昇降部材３２が昇降自在に設けられている。昇降部材３２の支持部材３０と反対側の端部には袋６内の被包装物の重量を測るための計量器３４が設けられ、計量器３４の昇降部材３２と反対側の端部にプレート状のチャック支持部材３６を介して左右一対からなる両開きタイプのチャック３８が取り付けられており、計量器３４とチャック３８が昇降部材３２と一体となって昇降動作するようになっている。図３において、昇降部材３２（及び計量器３４，チャック３８）は最も降下した位置（下降端位置）に位置しており、チャック３８はステーションIVに移送されてきた袋６のグリッパ４よりも上側の両側縁部を挟持できる位置に配置される。これを初期位置として、掴み替え計量装置２８はチャック３８を開いた状態（開放状態）で袋６が移送されてくるのを待ち構える。
【００２３】
図３から９を参照して、被包装物充填装置１６による袋６の掴み替え工程，袋上昇工程，充填工程，掴み戻し工程について説明する。まずは、図３，４を参照して掴み替え工程について説明する。図４は図３同様ステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、チャック３８による袋６の掴み替えが行われ、一対のグリッパ４が離反位置に移動した状態を示している。
【００２４】
前述の通り、チャック３８は開放状態で待機している。そして、ステーションIVに袋６が移送されてくると、チャック３８を閉じて、前述の通りチャック３８で袋６のグリッパ４よりも上側の両側縁部を挟持する。チャック３８で袋６を挟持したら、次にグリッパ４を開放し、グリッパ４からチャック３８へ袋６の掴み替えを行う。そして、掴み替え後、図４に示す通り左右一対のグリッパ４を互いに離反させて、袋６の幅方向において袋６と干渉しない位置（離反位置）に移動させる。なお、掴み替え後も袋６はチャック３８により開口状態が保持されている。
【００２５】
次に、図５を参照して、袋上昇工程について説明する。図５はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、チャック３８が上昇端位置まで上昇した状態を示している。
【００２６】
袋６の掴み替え工程が完了すると、昇降部材３２とともにチャック３８を上昇移動させる。袋６は開口状態にあるため、袋６を上昇させると、袋６の真上に配置されたタンク２０のノズル２２が袋６内に入り込む。チャック３８の上昇動作は、ノズル２２の吐出口２４が袋６の底部から所定の間隔離れた位置に到達した時点で停止し、このときのチャック３８の位置を上昇端位置と称する。
【００２７】
袋６の掴み替え動作の完了時においては、図１に示す従来技術と同様に、グリッパ４が接近位置にあり、袋口から下方に向かって徐々に横幅が広がって、底部において横幅が最大となっている（最大幅部）。したがって、袋６のうちグリッパ４よりも下方に位置する部分の横幅が一対のグリッパ４の間隔よりも広くなっているが、後述する図８に示す状態と同様に袋６の上昇時にはグリッパ４が離反位置へと移動しているため、グリッパ４と袋６の側縁部が干渉することはない。
【００２８】
続いて、図６，７，８を参照して、充填工程について説明する。図６，７は共にステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、前者は一対のチャック３８が下降中の状態を、後者はチャック３８が下降端位置まで下降した状態を示している。図８はチャック３８が下降しているときの袋６とグリッパ４の関係を表しており、（ａ）がその正面図，（ｂ）が平面図である。
【００２９】
チャック３８が上昇端位置に達すると、オーガスクリュー２６を回転させて袋６への被包装物（粉体）の充填が開始される。前述の通り、このときタンク２０のノズル２２の吐出口２４は袋６の底部付近に位置するため、充填落差による粉体の舞い上がりは生じない。そして、充填が開始されるとチャック３８が下降し始める（図６）。このチャック３８の下降は被包装物の（単位時間当たりの）充填量に対応するよう行われ、ノズル２２の吐出口２４と袋６内の被充填物の最上部との距離が略一定であるのが望ましい。これによって、充填中終始粉体の舞い上がりを防止することができる。なお、本実施形態においては被包装物を粉体としたが、粘性物や固形物であってもよく、これらの場合にも跳ね返りや袋底着地時の衝撃などの充填落差に起因する問題を解決することができる。
【００３０】
前述の通りチャック３８は計量器３４に連結されており、計量器３４による計量値が目標充填量に達した時点で充填が終了する。充填終了後、チャック３８は下降端位置まで下降し、下降動作が終了する（図７）。図８に示すように、袋上昇工程同様、充填工程中もグリッパ４が離反位置に位置しており、その間隔Ｗ２は袋６の最大幅部である底部の幅Ｗ（図１参照）よりも大きく設定されている。そのため、袋６が下降端位置へと降下しているときも、袋６とグリッパ４が干渉することがない。なお、本実施形態においては、チャック３８が下降端位置に到達する前に粉体の充填終了させることとしたが、到達と同時、又は到達後に充填を終了させるよう構成してもよい。
【００３１】
最後に、図９を参照して袋６の掴み戻し工程について説明する。図９はステーションIVにおける被包装物充填装置１６の斜視図であり、袋６の掴み戻しが行われ、グリッパ４が接近位置で袋６を挟持し、チャック３８が開放された状態を示している。
【００３２】
袋６の掴み戻し工程は、掴み替え工程の逆の手順となっている。すなわち、被包装物が充填された袋６が下降端位置まで下降した状態で、開放状態の一対のグリッパ４を接近位置に移動させて、再び袋６の両側縁部を挟持させた後、チャック３８を開放し、袋６をチャック３８からグリッパ４へ掴み戻す。この掴み戻し工程終了後、被包装物が充填された袋６がグリッパ４により次工程へ間欠移送されるとともに、新たな袋６が前工程から移送され、以後同様の工程が実施される。
【００３３】
本実施形態によれば、チャック３８による掴み替え後グリッパ４で掴み戻すまでの間に、例えば回転テーブル２の径方向外側に退避させる等の追加的な動作を行うことなく、袋６をグリッパ４と干渉させずに昇降させることができる。そのため、充填落差を抑えるために被包装物の充填量に合わせて袋６を降下させる構成と、充填精度の向上を図るためにチャック３８で掴み替えた袋６を計量器３４で計量しながら充填する構成を、生産性を低下させることなく組み合せることが可能となる。また、グリッパ４は袋６を開口及び緊張させる関係で一般に接離自在に構成されている。そのため、格別構成を追加することなく、一対のグリッパ４の移動のタイミングを調節することで容易に上記効果を得ることができる。
【００３４】
本実施形態においては、袋口が膨らんだ状態でステーションIVに移送されてくる袋６とチャック３８との干渉を回避するため、チャック３８を両開きタイプとした。しかし、例えばチャック３８を前後方向（回転テーブル２の径方向）に移動できるよう構成し、チャック３８を袋６と干渉しない位置に退避できるようにする等、他の構成を採用することにより上記チャック３８と袋６の干渉を回避してもよい。
【００３５】
なお、本実施形態では左右一対のグリッパ４を離反位置に移動させた後に袋６を上昇移動させることとしたが、グリッパ４と袋６が干渉しない範囲であれば、袋６の上昇移動開始後（とりわけ上昇初期）においてグリッパ４を離反させるよう構成することも可能である。また、袋６を下降端位置まで下降させた後にグリッパ４を接近位置に移動させることとしたが、グリッパ４と袋６が干渉しない範囲であれば、袋６の下降移動終了前（とりわけ下降終期）においてグリッパ４を接近させるよう構成することも可能である。かかる構成とすることで処理能力の向上が図れる。
【００３６】
図１０以下を参照して、本願発明の第２の実施形態について説明する。
【００３７】
第２の実施形態に係る被包装物充填装置１１６を含む包装機１０１（図示せず）の構成は第１の実施形態に係る包装機１と大略同じであるが、掴み替え計量装置１２８に袋胴部成形部材１６０と袋底部成形部材１６６が設けられている点で相違している。また、被包装物充填装置１１６による充填に係る各種工程においても相違点がみられるため、以下これら第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００３８】
まず、図１０を参照して袋胴部成形部材１６０と袋底部成形部材１６６の構成について説明する。図１０はステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、袋６がステーションIVに移送されてきた直後の状態を示している。なお、第２の実施形態に係る包装機１０１の構成のうち第１の実施形態に係る包装機１と同様の部材については同じ符号を用いて説明する。また、本実施形態においてはチャック３８は固定片と可動片とからなる片開きタイプを用いる。
【００３９】
袋胴部成形部材１６０はチャック支持部材３６の両端部から下方に伸びる一対の部材である。より詳しく言えば、袋胴部成形部材１６０は、チャック支持部材３６の両端部から下方に伸びて先端に板状の連結部１６３が取り付けられた回転軸１６２と、連結部１６３の端部に取り付けられた横断面が略Ｕ字の板状の狭圧部材１６４とからなる。一対の袋胴部成形部材１６０は回転軸１６２を回転させることにより、それぞれの狭圧部材１６４がそのＵ字の内面側が互いが対向してグリッパ４の間隔よりも接近した状態となる接近位置と、互いが離反して略１８０°開いた状態となる離反位置との間で接離自在となっている。他方、袋底部成形部材１６６は、計量器３４に連結され垂直下方に伸びる支持部１６８と、支持部１６８の先端において軸支され、垂直面内で回動可能に取り付けられた棒状の成形部１７０とからなる。成形部１７０は、図に示すように、支持部１６８と一直線上になるように袋６に対して略平行となる退避位置と、袋６に対して略水平となる成形位置との間を略９０°の範囲に渡って回動移動することができる。これについては後述する。
【００４０】
続いて、図１０から１６を参照して、第２の実施形態に係る被包装物充填装置１１６による袋６の掴み替え工程，袋上昇工程，充填工程，掴み戻し工程について説明する。まずは、図１０，１１を参照して袋６の掴み替え工程を説明する。図１１は、図１０同様、ステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、チャック３８が下降端位置に移動し、袋胴部成形部材１６０が接近位置にある状態を示している。
【００４１】
図１０に示すように、待機状態では掴み替え計量装置１２８の昇降部材３２は上昇端位置に位置しており、チャック３８が開放状態、袋胴部成形部材１６０が離反位置，袋底部成形部材１６６が退避位置にある。ステーションIVに袋６が移送されてくると、図１１に示すように、掴み替え計量装置１２８のチャック３８が下降端位置に下降した後、チャック３８を閉じて、チャック３８で袋６のグリッパ４よりも上側の両側縁部を挟持する。その後グリッパ４を開放することで、袋６が開口状態のままグリッパ４からチャック３８へ掴み替えられる。また、チャック３８で袋６を挟持するのと同時に、一対の袋胴部成形部材１６０を接近位置へと移動させて、袋６の胴部（グリッパ４よりも下側部分）を狭圧し、胴部の横幅を一対のグリッパ４の間隔よりも狭くする（図１１参照）。これで掴み替え工程が完了する。上述のように、チャック３８，昇降部材３２，計量器３４，を上昇端位置で待機させた状態でステーションIVに袋６を移送することで、移送時に袋６や開口ガイド１４がチャック３８と干渉することを確実に防ぐことができる。
【００４２】
次に、図１２を参照して、袋上昇工程について説明する。図１２はステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、チャック３８が上昇端位置まで上昇した状態を示している。
【００４３】
袋６の掴み替え完了を待ってチャック３８の上昇移動を開始させる。このとき袋６は開口状態にあるため、袋６を上昇させると、袋６の真上に配置されたタンク２０のノズル２２が開口状態の袋６内に入り込む。チャック３８が上昇端位置に達した時点で、上昇動作は停止され、袋上昇工程が終了する。
【００４４】
上述の構成を採用することにより、袋６が上昇する際には一対の袋胴部成形部材１６０が接近位置にあるため、後述する図１５に示す状態と同様に、上昇中にグリッパ４と袋６の胴部が干渉することがなく、グリッパ４が袋６に引っ掛かるなどしてピンホールの発生等の問題が生じることはない。なお、本実施形態においては、チャック３８が袋６を挟持するのと同時に、袋胴部成形部材１６０を接近位置へと近づけたが、袋胴部成形部材１６０の接近位置への移動は必ずしもこのタイミングに限定されない。当該移動は袋６の胴部が一対のグリッパ４の間を通過するまでに完了していれば良く、チャック３８による掴み替えが完了した後に行われても良い。
【００４５】
続いて、図１３，１４，１５を参照して、充填工程について説明する。図１３，１４は共にステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、前者はチャック３８が下降中の状態を、後者はチャック３８が下降端位置まで下降した状態を示している。図１５はチャック３８が下降しているときの袋６とグリッパ４の関係を表しており、（ａ）がその正面図，（ｂ）が平面図である。
【００４６】
チャック３８が上昇端位置に達すると、オーガスクリュー２６を回転させて袋６への被包装物（粉体）の充填を開始するとともに、袋底部成形部材１６６を成形位置に移動させ、袋６の底部を下方から押圧させて底部の幅方向中央付近を上方に凹ませる。また、第１の実施形態同様、充填の開始に合わせてチャック３８の降下を開始させる（図１３）。
【００４７】
前述の通り、チャック３８，袋胴部成形部材１６０，袋底部成形部材１６６はすべて計量器３４に一体的に取り付けられており、計量器３４による充填量の管理が可能となっている。計量値が目標充填量に達した時点で充填を終了させ、チャック３８を下降端位置まで下降させて、充填工程を完了する（図１４）。図１５に示す通り、袋上昇工程同様、充填工程中も袋胴部成形部材１６０は接近位置に位置しており、一対の袋胴部成形部材１６０の間隔は一対のグリッパ４の間隔Ｗ３よりも小さく設定されているため、下降動作中に袋６がグリッパ４と干渉することがない。また、袋底部成形部材１６６によって袋底を上方に凹ませることで、袋６の底部が折り畳まれるようになって横方向の幅が狭まり、袋胴部成形部材１６０による袋６の狭圧保持を補助する作用がある。そのため、袋胴部成形部材１６０による狭圧力をそれほど高く設定しなくても、袋６の胴部を一対のグリッパ４の間隔Ｗ３よりも狭めた状態に保持することができる。また、狭圧力を抑えることができるため、袋胴部成形部材１６０による袋６へのダメージも抑えることが可能となる。
【００４８】
最後に、図１６を参照して袋６の掴み戻し工程について説明する。図１６はステーションIVにおける被包装物充填装置１１６の斜視図であり、グリッパ４が袋６を挟持し、チャック３８が上昇端位置に移動した状態を示している。
【００４９】
袋６の掴み戻し工程では、まず粉体が充填された袋６が下降端位置に達するのに前後して一対の袋胴部成形部材１６０を互いに離反させて離反位置へと移動させ、袋底部成形部材１６６を退避位置へと移動させる。これにより、袋６が狭圧された状態から開放され、図に示すように袋６が通常の被充填状態に戻る。そして、開放状態で待機していたグリッパ４で再び袋６の両側縁部を挟持し、チャック３８を開放して、袋６をチャック３８からグリッパ４へ掴み戻す。最後に掴み替え計量装置１２８の昇降部材３２を上昇端位置にまで上昇させて、袋６の掴み戻し工程が完了する。掴み戻し工程終了後、被包装物が充填された袋６がグリッパ４により次工程へ間欠移送されるとともに、新たな袋６が前工程から移送され、以後同様の工程が実施される。
【００５０】
本実施形態においては、一対の互いに接離自在な袋胴部成形部材１６０といった簡単な構成を追加するだけで、例えば回転テーブル２の径方向外側に退避させる等の追加的な動作を行うことなく、袋６をグリッパ４と干渉させずに昇降させることができる。これにより、充填落差を抑えるために被包装物の充填量に合わせて袋６を降下させる構成と、充填精度の向上を図るためにチャック３８で掴み替えた袋６を計量器３４で計量しながら充填する構成を、生産性を低下させることなく組み合せることが可能となる。
【００５１】
本実施形態では、充填工程において、被包装物の充填を開始するとともに、袋底部成形部材１６６を成形位置に移動させて、袋底を押圧することとしたが、充填開始後や充填に先立って袋底を押圧し、変形させておいてもよい。例えば、充填の開始直後、或いは袋６の上昇直前や袋６の上昇中など、充填の開始に対して様々なタイミングで設定可能である。
【００５２】
図面示すように、チャック３８は下向きの状態で開放するよう構成したが、横向きの状態で開放するよう構成してもよい。これにより、チャック３８の高さ方向の位置を調節することにより、袋６のうちグリッパ４よりも上側の任意の部分を挟持させることができる。
【００５３】
なお、図１５（ｂ）に示すように、グリッパ４とチャック３８は袋を挟持する挟持面の位置が回転テーブル２の半径方向（紙面の上下方向）において互いに僅かにずれるよう配置されている。これにより、掴み替え工程においてチャック３８が下降する際、チャック３８の固定片の下端部が袋６の上部にぶつかってしまうのを回避することができる。
【００５４】
本実施形態では、ステーションIVに袋６が移送されてくる際、チャック３８は上昇端位置に移動した状態で待機しているが、第１の実施形態に示すように下降端位置に位置させたまま袋６を待つようにしてもよい。また反対に、第１の実施形態において、チャック３８を上昇端位置に移動させた状態で袋６の移送を待つようにしてもよい。
【００５５】
さらに、第１の実施形態に示されたグリッパ４を離反位置に移動させる構成と、第２の実施形態に示された袋胴部成形部材１６０や袋底部成形部材１６６の構成を併用することも可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１：包装機    ２：回転テーブル    ４：グリッパ    ６：袋    １６：被包装物充填装置    １８：オーガ式充填装置    ２０：タンク    ２２：ノズル    ２４：吐出口
２８：掴み替え計量装置    ３２：昇降部材    ３４：計量器    ３８：チャック    １６０：袋胴部成形部材    １６６：袋底部成形部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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