(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋体を吊り下げ状に保持した状態で袋体の袋口を開閉するホルダ装置を少なくとも備えたホルダユニットと、
前記ホルダ装置による吊り下げ状態の袋体に対し、袋口の両側辺を把持してホルダ装置と連動して袋口を開閉する袋口把持装置と、
袋口から袋体内に侵入可能な充填ノズルを備え、充填ノズルの侵入状態で内容物を充填ノズルから袋体内に充填する充填装置と、
充填ノズルが袋体内に侵入するようにホルダユニット及び充填装置を相対的に接近させると共に、充填ノズルが袋体から抜け出るようにホルダユニット及び充填装置を相対的に離反させる接離駆動装置と、
袋体に充填される内容物の重量を袋体吊り下げ状態のホルダユニット全体の重量から測定する計量手段と、
ホルダユニット及び充填装置の離反方向への移動の際に袋体への内容物の充填を行うと共に、定量充填量となったとき内容物の充填を停止するように前記充填装置を制御する制御手段と、を備え、
前記袋口把持装置は、袋体の袋口の両側辺を着脱自在に把持する一対の把持部材と、前記ホルダ装置と連動して一対の把持部材を接離方向に移動させる開閉駆動部材と、開閉駆動部材による袋口の閉じ状態に対し、一対の把持部材をさらに離反方向に移動させて袋口を引張状態とする引張付与部材とからなり、前記開閉駆動部材及び前記引張付与部材は共に袋体の方向に伸縮するロッドを有した一対のシリンダによって形成され、前記一対の把持部材のそれぞれが前記開閉駆動部材のそれぞれのシリンダのロッドに取り付けられた第１の連結アームに連結されると共に前記引張付与部材のそれぞれのシリンダのロッドに取り付けられた第２の連結アームに連結されており、前記開閉駆動部材を構成するそれぞれのシリンダのロッドは前記引張付与部材側の第２の連結アームを摺動自在に貫通しており、
前記袋口把持装置は、袋体が平袋及びチャック付袋のときに駆動し、ガゼット袋のとき駆動しないように作動が切り換えられることを特徴とする袋体への充填計量装置。
【請求項２】
前記計量手段は、袋体が空の状態でのホルダユニット全体の重量を基準値として、袋体に充填される内容物の重量をホルダユニット全体の重量で測定することを特徴とする請求項１記載の袋体への充填計量装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記離反方向への移動途中でホルダユニットまたは充填装置の移動を停止し、この停止状態で計量手段からの測定値に基づいて定量まで内容物を袋体内に充填するように充填装置を制御することを特徴とする請求項１記載の袋体への充填計量装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記充填ノズルの先端が袋体内に充填されている内容物と非接触状態を保つように充填装置の充填速度及び接離駆動手段の離反速度を制御することを特徴とする請求項１記載の袋体への充填計量装置。
【請求項５】
前記充填装置が固定側となっており、前記ホルダユニットが接離駆動手段に連結された可動側となっていることを特徴とする請求項１または３記載の袋体への充填計量装置。
【請求項６】
前記計量手段はホルダユニットと接離駆動手段との連結部位に設けられたロードセルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の袋体への充填計量装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、茶葉等の内容物を袋体内に高精度の充填量で充填することが可能な袋体への充填計量装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉末状、顆粒状等の内容物の所定量を袋体内に充填する場合、従来では、ホッパーからの内容物を計量器で計量した後、直接或いはシューター等から袋体内に投入している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような充填では、充填途中で内容物が計量器やシューターに付着して袋体内への投入量が減るため、正確な量での充填ができない問題を有している。また、粉末状の内容物では、軽量のため、袋体への充填時に舞い上がって周囲の作業環境を悪化させているばかりでなく、舞い上がり損失により上述と同様に充填不足となる問題も有している。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、正確な量で内容物を充填することができると共に、作業環境を悪化させることのない袋体への計量充填装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の発明は、袋体を吊り下げ状に保持した状態で袋体の袋口を開閉するホルダ装置を少なくとも備えたホルダユニットと、前記ホルダ装置による吊り下げ状態の袋体に対し、袋口の両側辺を把持してホルダ装置と連動して袋口を開閉する袋口把持装置と、袋口から袋体内に侵入可能な充填ノズルを備え、充填ノズルの侵入状態で内容物を充填ノズルから袋体内に充填する充填装置と、充填ノズルが袋体内に侵入するようにホルダユニット及び充填装置を相対的に接近させると共に、充填ノズルが袋体から抜け出るようにホルダユニット及び充填装置を相対的に離反させる接離駆動装置と、袋体に充填される内容物の重量を袋体吊り下げ状態のホルダユニット全体の重量から測定する計量手段と、ホルダユニット及び充填装置の離反方向への移動の際に袋体への内容物の充填を行うと共に、定量充填量となったとき内容物の充填を停止するように前記充填装置を制御する制御手段と、を備え、前記袋口把持装置は、袋体の袋口の両側辺を着脱自在に把持する一対の把持部材と、前記ホルダ装置と連動して一対の把持部材を接離方向に移動させる開閉駆動部材と、開閉駆動部材による袋口の閉じ状態に対し、一対の把持部材をさらに離反方向に移動させて袋口を引張状態とする引張付与部材とからなり、前記開閉駆動部材及び前記引張付与部材は共に袋体の方向に伸縮するロッドを有した一対のシリンダによって形成され、前記一対の把持部材のそれぞれが前記開閉駆動部材のそれぞれのシリンダのロッドに取り付けられた第１の連結アームに連結されると共に前記引張付与部材のそれぞれのシリンダのロッドに取り付けられた第２の連結アームに連結されており、前記開閉駆動部材を構成するそれぞれのシリンダのロッドは前記引張付与部材側の第２の連結アームを摺動自在に貫通しており、前記袋口把持装置は、袋体が平袋及びチャック付袋のときに駆動し、ガゼット袋のとき駆動しないように作動が切り換えられることを特徴とする。
【０００６】
この発明では、充填装置の充填ノズルが袋体内に侵入した状態で、ホルダユニット及び充填装置が離反方向へ移動し、この移動の際に充填ノズルから内容物が袋体内に充填される。この充填時には、計量手段が充填される内容物の重量をホルダユニット全体の重量から測定するものであり、重量を測定した後に内容物を充填する場合と異なって、重量を測定しながら内容物を袋体内に直接に充填するようになっており、充填途中での内容物の付着損失がない。このような構成では、袋体内に充填される内容物の重量を正確に測定することができるため、高精度に充填することができる。
【０００７】
また、充填ノズルが袋体内に侵入した状態で内容物を充填するため、周囲に舞い上がることがない。このため、作業環境を悪化させることがなくなる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の袋体への充填計量装置であって、前記計量手段は、袋体が空の状態でのホルダユニット全体の重量を基準値として、袋体に充填される内容物の重量をホルダユニット全体の重量で測定することを特徴とする。
【０００９】
この発明では、袋体の空の状態を基準値としてホルダユニット全体の重量で内容物の重量を測定するため、充填量を高精度に測定することができる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１記載の袋体への充填計量装置であって、前記制御手段は、前記離反方向への移動途中でホルダユニットまたは充填装置の移動を停止し、この停止状態で計量手段からの測定値に基づいて定量まで内容物を袋体内に充填するように充填装置を制御することを特徴とする。
【００１１】
この発明では、離反方向への移動途中で内容物の充填量を測定するため、定量までの充填量を知ることができる。これにより、過不足のない高精度の充填を行うことができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１記載の袋体への充填計量装置であって、前記制御手段は、前記充填ノズルの先端が袋体内に充填されている内容物と非接触状態を保つように充填装置の充填速度及び接離駆動手段の離反速度を制御することを特徴とする。
【００１３】
このように充填ノズルの先端が内容物と非接触状態となっていることにより、袋体内に充填された内容物が充填ノズルに付着することがなく、付着に起因した損失がなくなる。これに加えて、充填ノズルの重さが内容物の重量測定に影響することがない。これらによって、内容物を高精度に充填することができる。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１または３記載の袋体への充填計量装置であって、前記充填装置が固定側となっており、前記ホルダユニットが接離駆動手段に連結された可動側となっていることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、ホルダユニットが可動側となることにより、ホルダユニットと充填装置との離反移動の構造が簡単となるため、離反移動の制御を容易に行うことができる。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の袋体への充填計量装置であって、前記計量手段はホルダユニットと接離駆動手段との連結部位に設けられたロードセルであることを特徴とする。
【００１７】
このように計量手段をロードセルとすることにより、内容物の充填量を迅速に、しかも正確に測定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の一実施の形態における全体の側面図及び正面図である。この実施の形態は、外側基台１及び内側基台２を備えており、外側基台１に充填装置３が支持され、内側基台２に袋体供給装置４、ホルダユニット５、袋口押さえ装置６、チャック閉じ装置７、折り込み装置８、袋体キャッチャー装置９、シール装置１０が配置されている。また、ホルダユニット５には、ホルダ装置１３及び袋口把持装置１４が取り付けられると共に、ガスノズル１１が設けられている。一方、内側基台２の前方側には、袋体プール装置１２が配置されている。
【００１９】
袋体９０は袋口９１以外の周辺部が封鎖された状態となっており、袋体プール装置１２から袋体供給装置４によって１枚ずつ取り出され、ホルダユニット５によって吊り下げ状に保持された状態で充填装置３によって内容物が充填される。この充填の後、袋キャッチャー装置９によって充填位置から搬送され、シール装置１０によって袋口９１のシールが行われて搬出される。充填される内容物としては、緑茶、紅茶、ウーロン茶等の茶葉、コーヒー粉、削り節や化学調味料等の粉末調味料等の粉末状のものが選択されるが、米、麦、豆等の顆粒状やジュース、調味料等の液体状であっても良い。
【００２０】
充填装置３は、共に外側基台１上に取り付けられた駆動ボックス２１及びホッパー２２を備えている。ホッパー２２は上述した内容物が充填されるものであり、充填された内容物を袋体９０に投入するための充填ノズル２３が垂下している。この実施の形態において、充填ノズル２３はホッパー２２と一体となっていることにより外側基台１に固定されており、その先端（下端）はホルダユニット５側に延びている。
【００２１】
駆動ボックス２１には充填用モータ２４が取り付けられている。充填用モータ２４の回転力は駆動ボックス２１の内部に掛け渡されたベルト（図示省略）を介してオーガスクリュー２５（図１参照）に伝達される。オーガスクリュー２５はホッパー２１内から充填ノズル２３内にかけて挿入されており、その回転によってホッパー２１内の内容物を充填ノズル２３内に導入し、充填ノズル２３の先端から袋体９０内に投入して充填する。このようにオーガスクリュー２５を用いることにより、内容物の単位時間当たりの充填量をオーガスクリュー２５の回転数、すなわち充填用モータ２４の回転数に基づいて正確に計測することができる。
【００２２】
充填用モータ２４としては、オーガスクリュー２５の回転数を精度良く制御できるモータが良好であり、このため、この実施の形態では、パルスモータが使用されている。パルスモータからなる充填用モータ２４は、制御手段としての制御部１５によって、その駆動が制御されており、後述するように袋体９０への内容物を高精度な充填量とすることが可能となっている。なお、充填用モータ２４としては、その回転数を制御できるものであれば、パルスモータ以外のモータであっても良い。
【００２３】
袋体プール装置１２は袋体供給装置４に対して袋体９０を順次供給するものであり、袋体供給装置４との近接位置に配置されている。この袋体プール装置１２は図３に示すように、モータ（図示省略）によって間欠的に走行する無端状のコンベア２７を備えている。コンベア２７上には、仕切プレート２８が適宜間隔で取り付けられており、隣接する仕切プレート２８の間には、複数枚ずつ積み重ねられたブロックに区分けされた状態で袋体９０が載置されている。そして、コンベア２７の走行方向上流側のブロックから袋体９０が１枚ずつ取り出される。上流側のブロックに袋体９０がなくなると、コンベア２７は次段のブロックを袋体供給装置４側に移動させるため、所定のストローク走行する。
【００２４】
袋体９０を袋体プール装置１２から袋体供給装置４に移送するため、移送ロッド２９がこれらの間に配置されている。移送ロッド２９は吸着によって袋体プール装置１２の上流側のブロックから袋体９０を１枚ずつ取り出す。この移送ロッド２９は移送シリンダ３０に取り付けられており、移送シリンダ３０の駆動によって袋体プール装置１２による搬送方向と直交する方向に進退移動する。袋体プール装置１２の隣接位置には、上下動可能な受け台３１（図２参照）が配置されており、移送ロッド２９は吸着した袋体９０を受け台３１に移送する。そして、受け台３１に移送された袋体９０は袋体供給装置４によってホルダユニット５に供給される。
【００２５】
袋体供給装置４はカム溝３３ａが形成された状態で内側基台２に取り付けられたカムプレート３３と、カムプレート３３に回動自在に取り付けられたピックアップアーム３４と、カム溝３３ａに沿って走行する供給アーム３５とを備えている。
【００２６】
ピックアップアーム３４は受け台３１上の袋体９０を吸着によって取り出し、供給アーム３５に袋体９０を供給する。供給アーム３５は袋体９０の袋口９１を両側から吸着するように袋体９０を受け取るものであり、袋口９１を両側から吸着するための一対の吸着ヘッド３５ａを備えている。そして、吸着ヘッド３５ａの吸着状態で供給アーム３５がカム溝３３ａに沿って走行することにより、吸着ヘッド３５ａが離反方向に移動する。この離反方向への移動によって、袋体９０は袋口９１が開口される。供給アーム３５は図３の実線状態から鎖線状態で示す略水平位置まで回動し、この回動によって袋口９１が開口した状態の袋体９０をホルダユニット５に供給する。
【００２７】
図４〜図６はホルダユニット５を示し、後述する接離駆動装置１６の駆動によって所定範囲内を上下方向に移動する昇降ブロック３７と、昇降ブロック３７に取り付けられたユニットフレーム３８とを備え、ユニットフレーム３８にはホルダ装置１３及び袋口把持装置１４が取り付けられている。
【００２８】
ホルダ装置１３は袋体９０の袋口９１をそれぞれ挟持する一対のホルダ３９を有している。一対のホルダ３９によって袋口９１が挟持されることにより、袋体９０は吊り下げ状態でホルダ装置１３に保持される。
【００２９】
図４に示すように、一対のホルダ３９は、挟持プレート３９ａ及び挟持爪３９ｂをそれぞれ有しており、袋体９０の対向している袋口９１を挟持プレート３９ａ及び挟持爪３９ｂの間で挟持する。各ホルダ３９の挟持爪３９ｂは、ばね（図示省略）によって挟持プレート３９ａへの圧接方向に付勢されており、これにより挟持プレート３９ａ及び挟持爪３９ｂによって袋口９１の挟持状態が維持される。この袋口９１の挟持を解除するため、挟持解除シリンダ４１が各挟持爪３９ｂとの対向位置に配置されている。
【００３０】
各ホルダ３９は対向するようにユニットフレーム３８に装着された開口シリンダ４０のロッドに取り付けられており、開口シリンダ４０の駆動によって相互の接離方向に移動するようになっている。そして、離反方向へのホルダ３９の移動によって袋体９０の袋口９１が開口され、接近方向へのホルダ３９の移動によって袋口９１が閉じられる。このように、この実施の形態では、袋体９０の袋口９１はホルダ３９の離反方向への移動によって強制的に開口されるようになっている。
【００３１】
袋口把持装置１４は図５及び図６に示すように、袋体９０の袋口９１における両側辺９２（図１４（ａ）、（ｂ）及び図１５参照）を着脱自在に把持する一対の把持部材４３を備えている。各把持部材４３は把持用シリンダ４４に取り付けられ、把持用シリンダ４４の駆動によって袋口９１の両側辺９２の把持及びその解放を行う。なお、袋口把持装置１４は、図１４（ａ）及び（ｂ）で示す平袋Ｆ１及びチャック付き袋Ｆ２のときに駆動し、図１４（ｃ）で示すガゼット袋Ｆ３のときは駆動しないようにその作動が切り換えられるものである。
【００３２】
それぞれの把持用シリンダ４４は、図５に示すように、ユニットフレーム３８の下側に取り付けられた開閉駆動部材４５及び引張付与部材４６に連結されている。すなわち、ユニットフレーム３８の下面には、フレームブラケット４７が対向するように垂下しており、それぞれのフレームブラケット４７に開閉駆動部材４５及び引張付与部材４６が取り付けられている。そして、開閉駆動部材４５のロッドに第１の連結アーム４８が取り付けられる一方、引張付与部材４６のロッドに第２の連結アーム４９が取り付けられており、把持用シリンダ４４はそれぞれの連結アーム４８，４９に連結されることにより、開閉駆動部材４５及び引張付与部材４６に連結される構造となっている。
【００３３】
開閉駆動部材４５及び引張付与部材４６はいずれも袋体９０の方向に伸縮するシリンダが使用されており、これらのシリンダの駆動によって把持用シリンダ４４、すなわち把持部材４３が袋体９０の方向に進退移動する。この場合、開閉駆動部材４５のロッドは引張付与部材４６側の第２の連結アーム４９を摺動自在に貫通しており、これにより、第１の連結アーム４８及び第２の連結アーム４９はそれぞれのシリンダ４５，４６によって移動可能となっているため、把持用シリンダ４４（把持部材４３）は開閉駆動部材４５及び引張付与部材４６のそれぞれの駆動によって進退移動するようになっている。
【００３４】
開閉駆動部材４５はその駆動によって、一対の把持部材４３を接離する方向に移動させる。これにより、開閉駆動部材４５は一対の把持部材４３によって把持されている袋体９０の袋口９１を開閉するように作動する。なお、この袋口９１の開閉作動は、上述したホルダ装置１３の駆動と連動するように行われるものである。
【００３５】
一方、引張付与部材４６は開閉駆動部材４５の駆動によって袋口９１が閉じている袋体をさらに引張状態とするものである。このため、引張付与部材４６の作動方向は、袋口９１を閉じ状態で把持している把持部材４３をさらに離反させる方向となっている。
【００３６】
以上のホルダユニット５を上下方向に移動させる接離駆動装置１６は、図４に示すように、内側基台２に上下方向に沿って固定された支柱５１と、支柱５１の上端部分に取り付けられた一対の滑車５２と、滑車５２に係合して上下方向に走行するチェーン５３と、チェーン５３の両端部にそれぞれ連結されたエレベータ５４及びバランスウエイト５５とを備えている。また、支柱５１には、ガイドレール５６が上下方向に沿って取り付けられており、エレベータ５４はガイドレール５６に沿って上下方向に移動する。
【００３７】
エレベータ５４は昇降用モータ５７に連結されており、昇降用モータ５７の正逆回転によって上下動する。ホルダユニット５はその昇降ブロック３７がエレベータ５４に取り付けられており、これにより、ホルダユニット５は昇降用モータ５７の駆動によって上下動する。このホルダユニット５の下降時においては、内容物の袋体９０内への充填が計量しながら行われる。内容物の計量をホルダユニット５の下降と共に行うため、昇降用モータ５７としては、回転数の制御可能なパルスモータ、その他のモータが使用される。
【００３８】
かかる内容物の計量は、袋体９０が空の状態でのホルダユニット５全体の重量を基準として、袋体９０内への内容物の充填により増加するホルダユニット５全体の重量から測定するものであり、ホルダユニット５にはそのための計量手段１７が設けられている。
【００３９】
計量手段１７はホルダユニット５における昇降ブロック３７とユニットフレーム３８との連結部位に設けられて、これらを連結しており、ユニットフレーム３８と、ユニットフレーム３８に取り付けられているホルダ装置１３及び袋口把持装置１４と、ホルダ装置１３に吊り下げられている袋体９０と共に、袋体９０内に充填された内容物の重量を測定するようになっている。かかる計量手段１７としては、それ自体の歪みから重量を検出するロードセルを使用することができる。上述した制御部１５は、計量手段１７からの重量測定信号が入力され、入力された測定信号に基づいて昇降用モータ５７の駆動を制御する。このため、制御部１５は昇降用モータ５７の制御手段としても作用する。
【００４０】
図４〜図６に示すように、ホルダユニット５には、ガスノズル１１が取り付けられている。ガスノズル１１は上下動可能となっていると共に、バルブ（図示省略）を介してガスタンク及びポンプ（いずれも図示省略）に接続されている。これにより、ガスノズル１１は内容物の充填前に袋体９０内に進入して窒素等の不活性ガスや空気などのガスを噴射し、袋体９０を膨らませて袋体９０内への内容物の充填を容易とする。なお、ガスノズル１１は図６に示すように、ホルダユニット５の昇降ブロック３７に取り付けられることにより、上述した計量手段１７とは独立しており、このため、計量手段１７はガスノズル１１及びその取付部材を除いたホルダユニット５全体の重量を測定するようになっている。
【００４１】
袋口押さえ装置６は、ガスノズル１１によるガスの噴射に先立って袋体９０の袋口９１部分を両面から押さえて袋口９１を閉じるように作用する。この袋口押さえ装置６は図１に示すように、ホルダユニット５の上方で回動する一対の回動アーム５９を備えている。また、回動アーム５９の回動を行う回動用シリンダ６０は図２に示すように、内側基台２に支持されている。
【００４２】
図７は袋口押さえ装置６を示し、各回動アーム５９の上端部分は、相互に噛合した回動用ギヤ６１に連結されている。この回動用ギヤ６１はホルダユニット５の上方に位置するように内側基台２に取り付けられている。回動用シリンダ６０は回動用ギヤ６１との近接位置に設けられており、そのロッドが一方の回動用ギヤ６１と連結されている。従って、回動用シリンダ６０が伸縮作動することにより、回動アーム５９が実線及び鎖線の間を回動する。
【００４３】
それぞれの回動アーム５９には、図２に示すように袋体９０の袋口９１に沿って延びている押さえバー６２が取り付けられている。押さえバー６２はホルダ装置５が保持している袋体９０の袋口部分と異なった部分を両側から押さえるように作用する。すなわち、ホルダ装置５のホルダ３９が挟持している袋口部分よりも幾分、下側の袋口部分を押さえて袋口部分を閉じるものであり、これにより、袋体９０におけるホルダ３９の挟持部分よりも下側の部分からガスが漏れることを防止し、ガスノズル１１が噴射したガスが袋体９０を確実に膨張させることが可能となっている。
【００４４】
袋体キャッチャー装置９は、内容物が充填された袋体９０をホルダ装置１３から受け取って搬出側に搬送するものである。この袋体キャッチャー装置９は図８及び図９に示すように、袋体９０の袋口９１部分を両側から挟む一対のキャッチャーバー６４と、キャッチャーバー６４を接離方向に移動させるキャッチャーシリンダ６５とを備えている。それぞれのキャッチャーシリンダ６５はキャッチャーアーム６６に取り付けられており、キャッチャーアーム６６はスライダ６７に連結されている。
【００４５】
スライダ６７は図２に示すように、内側基台２に水平方向に掛け渡されたガイドロッド６８に沿って往復方向に移動する。スライダ６７の移動は図８に示すように、内側基台２に取り付けられたスライド用シリンダ７０によって行われるものであり、スライダ６７は連結リンク７１を介してスライド用シリンダ７０に連結されている。さらに、図９に示すように、スライダ６７には上下方向に向いた持ち上げシリンダ６９が取り付けられており、この持ち上げシリンダ６９にキャッチャーアーム６６が支持されている。これにより、一対のキャッチャーバー６４が上下動可能となっている。
【００４６】
以上の袋体キャッチャー装置９と関連して折り込み装置８が設けられている。折り込み装置８は図１０及び図１１に示すように、移動側折り込み部材７３と固定側折り込み部材７４とを備えている。移動側折り込み部材７３は袋体キャッチャー装置９のキャッチャーアーム６６に設けられたブラケット板７５に取り付けられており、これにより移動側折り込み部材７３はキャッチャーアーム６６に取り付けられているキャッチャーバー６４と一体となって移動する。これに対し、固定側折り込み部材７４は、移動側折り込み部材７３と対向した位置となるように内側基台２に取り付けられている。
【００４７】
それぞれの折り込み部材７３，７４は、垂直方向を向いた板状の折り込み片７６，７７と、各折り込み片７６，７７を進退させる折り込みシリンダ７８，７９とを有している。折り込み片７６，７７は袋体９０の両側の端面９３（図１４（ｃ）参照）に進入して端面９３を折り込むものである。この折り込み片７６，７７の折り込み作動は、袋体キャッチャー装置９による袋体９０の挟持前に、移動側及び固定側で同時に行われるようになっている。かかる折り込み装置８は、袋体９０が図１４（ｃ）で示すガゼット袋Ｆ３のときに駆動し、図１４（ａ）及び（ｂ）で示す平袋Ｆ１及びチャック付き袋Ｆ２のときには駆動しないようにその作動が切り換えられるものである。
【００４８】
図２に示すように、袋体キャッチャー装置９の搬送路には、チャック閉じ装置７が配置され、搬送路終端には、シール装置１０が配置されている。
【００４９】
チャック閉じ装置７は図１２に示すように、内側基台２に固定されたブラケット８１と、対向するようにブラケット８１に取り付けられた一対のチャック閉じローラ８２とを備えている。チャック閉じローラ８２は、袋体キャッチャー装置９の搬送路に位置するようにブラケット８１に取り付けられており、袋体キャッチャー装置９によって搬送される袋体９０の袋口９１に両側から押圧した状態で転動する。
【００５０】
この押圧状態での転動によって、袋体９０に取り付けられているチャック９４（図１４（ｂ）参照）を閉じることができる。従って、チャック閉じ装置７は、図１４（ｂ）で示すチャック付き袋Ｆ２のときに有効に作動し、図１４（ａ）及び（ｃ）で示す平袋Ｆ１及びガゼット袋Ｆ３のときには、単に袋体９０の通過を許容するだけとなっている。なお、チャック９４に合わせた閉じ作動を行うため、一方のチャック閉じローラ８２は調整ダイヤル８３によって他方のチャック閉じローラ８２との間隔調整が可能となっている。
【００５１】
シール装置１０は図１３に示すように、一対のシールバー８５を備えており、シールバー８５内に挿入された袋体９０の袋口９１をヒートシールする。このヒートシールを行うため、一方のシールバー８５はシール用シリンダ８６に連結されている。なお、シール装置１０としては、超音波シールを行う構造としても良く、この場合には、超音波ホーン及び受け台を袋体９０の袋口９１に沿って走行するように配置することにより可能となる。
【００５２】
次に、この実施の形態の作動を説明する。袋体９０が供給される以前において、ホルダユニット５は図２、図４及び図５の実線で示す最下位置で停止している。袋体供給装置４の供給アーム３５は袋体プール装置１２から取り出された１枚の袋体９０を最下位置にあるホルダユニット５のホルダ装置１３に供給する。なお、袋体９０がチャック付き袋Ｆ２の場合、そのチャック９４が嵌合した状態で供給される。
【００５３】
袋体９０は供給アーム３５の吸着ヘッド３５ａが離反することにより、袋口９１が開口し、この開口状態でホルダ装置１３に保持される。なお、チャック付き袋Ｆ２の場合は、チャック９４は閉じているが、袋口９１におけるチャック９４よりも上部側が吸着ヘッド３５ａによって開かれて供給される。以下、袋体の開口工程、袋体の膨張工程、内容物の充填・計量工程、袋口のシール工程が順次、行われる。
【００５４】
（１）袋体の開口工程
ホルダ装置１３では、挟持解除シリンダ４１が挟持爪３９ｂを開いており、供給アーム３５によって供給された袋体９０の対向している袋口９１を挟持爪３９ｂ及び挟持プレート３９ａの間に差し込んだ後、挟持爪３９ｂが挟持プレート３９ａに圧接することにより、袋体９０を吊り下げ状態で保持する。
【００５５】
ここで、袋体９０が平袋Ｆ１及びチャック付き袋Ｆ２の場合、袋口把持装置１４は次のように作動する。
【００５６】
ホルダ装置１３のホルダ３９が袋体９０の袋口９１を挟持すると同時に、袋体把持装置１４の把持部材４３が袋体９０の両側辺９２を把持し、この状態で引張付与部材４６のロッドが進出し、開閉駆動部材４５のロッドが退出する。その後、開口シリンダ４０がホルダ３９を離反方向に移動させる。このホルダ３９の離反移動によって袋口９１が強制的に開口され、チャック付き袋Ｆ２であっても、嵌合していたチャック９４が嵌合から強制的に解除されて袋口９１が開口される。このホルダ３９の移動と同時に開閉駆動部材４５のロッドが進出して把持部材４３を接近方向に移動させる。図１５はこの状態を示し、ホルダ３９及び把持部材４３の離反方向への移動によって、袋口９１は略菱形状に開口された状態となり、十分に開口することができる。
【００５７】
これに対し、袋体９０がガゼット袋Ｆ３の場合、袋口把持装置１４は作動することがなく、ホルダ３９が離反方向に移動し、この移動によってガゼット袋Ｆ３の袋口９１が開口される。ガゼット袋Ｆ３では、両側端面９３が折り込まれており、袋口把持装置１４が両側面９２を把持すると、両側端面９３の開き作動を行うことができないためである。また、ガゼット袋Ｆ３では、ホルダ３９の離反方向への移動に追随して折り込まれている両側端面９３が自動的に開くため、袋口９１を十分に開口することができる。
【００５８】
（２）袋体９０の膨張工程
以上のような袋口９１の開口状態で、ガスノズル１１が下降して袋口９１から袋体９０内に進入する。ガスノズル１１の進入の後、袋体９０が平袋Ｆ１及びチャック付き袋Ｆ２の場合、開閉駆動歩合４５のロッドが退出して保持部材４３が離反移動すると同時に、開口シリンダ４０によってホルダ３９が接近移動する。これにより、袋口９１が閉じられる。一方、袋体９０がガゼット袋Ｆ３の場合、ホルダ３９が接近移動して袋口９１が閉じられる。
【００５９】
その後、袋口押さえ装置６が作動する。袋口押さえ装置６では、回動用シリンダ６０が駆動して押さえバー６２が袋体９０の方向（図７の鎖線位置から実線位置の方向）に回動し、押さえバー６２が袋体９０の袋口９１を両側から押さえる。この押さえバー６２はホルダ３９が保持している袋口９１よりも幾分、下側の袋口部分を押さえて袋口９１を閉じた状態とする。この状態で、ガスノズル１１からガスが袋体９０内に噴射され、袋体９０が膨らむ。これにより、静電気や包材の粘性等による袋体両面の密着が解除されると共に、膨張状態が維持されるため、内容物が袋体９０の内面に付着して袋口９１のシール性が低下したり、内容物が袋体から溢れ出ることがなくなる。これにより、製造ミスがなくなり、歩留まりを向上させることができる。この袋体９０の膨張の後、押さえバー６２が反対方向に回動して袋体９０から離れる。
【００６０】
その後、袋体９０が平袋Ｆ１、チャック付き袋Ｆ２の場合、開口シリンダ４０が駆動してホルダ３９が離反方向に移動すると共に、開閉駆動部材４５によって把持部材４３が接近方向に移動する。一方、袋体９０がガゼット袋Ｆ３の場合、ホルダ３９だけが離反方向に移動する。これらの作動によって、袋体９０の袋口９１の開口状態が保持され、この状態で内容物の充填、計量が行われる。
【００６１】
（３）内容物の充填・計量工程
内容物の充填、計量では、まず、接離駆動装置１６の昇降用モータ５７の駆動によってエレベータ５４が上昇し、これによりホルダユニット５が図４の実線位置から鎖線位置まで上昇する。このとき、制御部１５は昇降用モータ５７の回転数（パルス数）によって昇降位置を検出している。
【００６２】
この上昇により図６に示すように、充填装置３の充填ノズル２３が袋体９０内に侵入する。このとき、計量手段１７はホルダユニット５におけるユニットフレーム３８と、ユニットフレーム３８に取り付けられているホルダ装置１３及び袋口把持装置１４と、空状態の袋体９０とからなる全体の重量を基準値、すなわち「０」と設定する。
【００６３】
この設定の後、制御部１５の制御によって昇降用モータ５７が駆動し、エレベータ５４を介してホルダユニット５の全体が下降する。このホルダユニット５の下降と連動して、制御部１５の制御により充填装置３の充填用モータ２４が駆動してオーガスクリュー２５を回転させ、ホッパー２２内の内容物を充填ノズル２３の下端２３ａから袋体９０内に投入する。内容物の投入に際しては、図５に示すように充填ノズル２３の下端２３ａが、投入されて袋体９０内に充填される内容物と非接触の状態を維持するように行われる。このため、制御部１５は内容物の充填量速度とホルダユニット５の下降速度とを調整するものである。
【００６４】
ホルダユニット５の下降においては、制御部１５は昇降用モータ５７の回転数（パルス数）を計測して下降位置を把握している。そして、最下位置に近接したホルダユニット５の下降途中で、制御部１５は昇降用モータ５７を停止してホルダユニット５の下降を停止する。この停止によって、計量手段１７は、停止位置におけるホルダユニット５のユニットフレーム３８と、ユニットフレーム３８に取り付けられているホルダ装置１３及び袋口把持装置１４と、内容物充填状態の袋体９０とからなる全体の重量を測定し、制御部１５に出力する。
【００６５】
これにより制御部１５は、定量充填までの不足量を算出し、ホルダユニット５を停止した状態のままで、充填用モータ２４を駆動してオーガスクリュー２５を回転させ、不足している分の内容物を袋体９０内に充填する。計量手段１７は充填される内容物の重量を、上述と同様にユニットフレーム３８、ホルダ装置１３、袋口把持装置１４及び内容物充填状態の袋体９０の全体の重量から測定し、定量充填になったとき、その信号を制御部１５に出力し、制御部１５は充填用モータ２４を停止する。これにより、正確な重量で内容物を充填することができる。
【００６６】
内容物の定量充填の後、制御部１５は昇降用モータ５７を駆動してホルダユニット５を最下位置まで下降させる。この最下位置では、充填ノズル２３が袋体９０内から抜け出て内容物の充填が終了する。
【００６７】
この実施の形態では、計量手段１７が内容物の定量充填を測定しているが、計量手段１７が測定することなく、定量充填までを制御部１５が行うことも可能である。この場合、制御部１５は、オーガスクリュー２５の回転数に応じた内容物の投下量を正確に把握しており、ホルダユニット５の停止状態での充填した内容物の重量が計量手段１７から入力されたとき、制御部１５はオーガスクリュー２５を回転させる充填用モータ２４の回転数を制御して定量まで充填を行う。この場合には、充填用モータ２４として、サーボモータ等の回転数を正確に制御できるモータを用いることにより、上述と同様に、正確に内容物を充填することができる。
【００６８】
（４）袋口のシール工程
内容物の定量充填の後、袋体キャッチャー装置９が作動する。すなわち、スライドシリンダ７０（図８参照）が駆動して、図１０及び図１１の実線位置から鎖線位置で示すように、一対のキャッチャーバー６４が袋体９０の方向に移動する。このとき、移動側折り込み部材７３も一体的に移動する。
【００６９】
袋体９０が平袋Ｆ１及びチャック付き袋Ｆ２の場合、折り込み装置８は作動することがないが、ガゼット袋Ｆ３の場合、折り込み装置８は袋体キャッチャー装置９が作動する前に作動する。
【００７０】
すなわち、袋体９０がガゼット袋Ｆ３の場合には、図１０に示すように、キャッチャーバー６４と共に袋体９０側に移動した移動側折り込み部材７３の折り込みシリンダ７８及び内側基台２に固定されている固定側折り込み部材７４の折り込みシリンダ７９が同時に駆動して、それぞれの折り込み片７６，７７を袋体９０の両側端面９３方向に同時に進出させる。そして、進出した折り込み片７６，７７は、袋体９０の両側端面９３を内方側に折り込むように作用する。これにより、内容物が充填されることにより両側端面９３が開いていても、確実に折り込まれるため、ガゼット型の形状を取り戻すことができる。従って、外観が向上したガゼット袋Ｆ３を迅速且つ確実に成形することができる。
【００７１】
次に、袋体キャッチャー装置９では、キャッチャーバー６４が接近移動して、袋体９０の袋口９１を挟み込み、この挟み込みの後、ホルダ装置１３の挟持解除シリンダ４１によってホルダ３９による袋体９０の保持が解除され、袋体９０がキャッチャーバー６４に受け渡されて保持される。
【００７２】
キャッチャーバー６４は保持した袋体９０を上述と反対方向に搬送する。この搬送途中には、チャック閉じ装置７が配置されており、チャック閉じローラ８２が袋体９０の袋口９１部分の両側を押圧しながら転動する。これにより、袋体９０がチャック付き袋Ｆ２の場合には、チャック閉じローラ８２の転動によって、チャック９４が嵌合して袋口９１が閉じられる。なお、袋体９０が平袋Ｆ１及びガゼット袋Ｆ３の場合に、袋体９０はチャック閉じローラ８２の間を通過するだけである。
【００７３】
キャッチャーバー６４が搬送終端に達すると、シール装置１０が下降して、そのシールバー８５の間に袋体９０の袋口９１が挿入される。そして、シールバー８５が相互に接近して袋口９１のシールが行われる。なお、袋体９０がチャック付き袋Ｆ２の場合においては、チャック９４よりも袋口９１における上部部位がシールされる。
【００７４】
このシールの後、キャッチャバー６４が離反して、袋体９０を保持状態から解放する。これにより、袋体９０はシューター（図示省略）に落下して機外へ搬出される。
【００７５】
このような実施の形態では、充填ノズル２３が袋体９０内に侵入した状態で、ホルダユニット５及び充填装置３が離反方向へ移動し、この移動の際に充填ノズル２３から内容物を袋体９０内に充填すると共に、内容物の充填時には、計量手段１７が充填される内容物の重量をホルダユニット５全体の重量から測定している。従って、重量を測定した後に内容物を充填する場合と異なって、重量を測定しながら内容物を袋体内に直接に充填するため、充填途中での内容物の付着損失がなくなる。このような構成では、袋体９０内に充填される内容物の重量を正確に測定することができるため、内容物を高精度に充填することができる。しかも、充填ノズル２３が袋体９０内に侵入した状態で内容物を充填するため、周囲に舞い上がることがなく、作業環境を悪化させることがなくなる。
【００７６】
また、充填装置２３の充填速度及び接離駆動手段１６の離反速度を制御することにより、充填ノズル２３の先端２３ａが袋体９０内に充填されている内容物と非接触状態を保つため、袋体９０内に充填された内容物が充填ノズル２３に付着することがなく、付着に起因した損失がなくなる。これに加えて、充填ノズル２３の重さが内容物の重量測定に影響することがない。従ってこれらによって、内容物を高精度に充填することができる。
【００７７】
さらに、この実施の形態では、ホルダユニット５が可動側となっているため、ホルダユニット５と充填装置３との離反移動の構造が簡単となり、これにより、離反移動の制御を容易に行うことができる。
【００７８】
本発明は以上の実施の形態に限定されることなく、種々変形が可能である。例えば、充填ノズル２３の内部にオーガスクリュー２５を挿入することなく、筒体のままで使用しても良い。この場合には、充填用モータ２４にスクリュー状の回転部材を連結し、回転部材から充填ノズル２３に内容物を投入することにより、高精度の充填が可能となる。
【００７９】
また、ホルダユニット５を固定側とし、充填装置３を可動側としても良い。この場合には、充填装置３が上昇することにより、ホルダユニット５と離反させることができる。これに限らず、ホルダユニット５及び充填装置３の双方を可動させても良く、この場合には、内容物の高速充填が可能となる。
【００８０】
さらに、ホルダユニット５の移動路の途中に位置センサを取り付け、位置センサがホルダユニットを検出したとき、その離反移動を停止しても良い。この場合には、制御部１５がホルダユニット５の離反移動量を把握する必要がないため、その回路が簡単となる。
さらに、また、ホルダユニット５としては、袋体９０を吊り下げ状に保持するものであれば良く、このため、ホルダ装置１３だけとして袋口把持装置１４を省いても良い。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、重量を測定しながら内容物を袋体内に直接に充填するため、充填途中での内容物の付着損失がなく、袋体内に充填される内容物の重量を正確に測定することができるため、高精度に充填することができると共に、充填ノズルが袋体内に侵入した状態で内容物を充填するため、周囲に舞い上がることがなく、作業環境を悪化させることがなくなる。
【００８２】
請求項２の発明によれば、袋体の空の状態を基準値としてホルダユニット全体の重量で内容物の充填重量を測定するため、充填量を高精度に測定することができる。
【００８３】
請求項３の発明によれば、離反方向への移動途中で内容物の充填量を測定するため、過不足のない高精度の充填を行うことができる。
【００８４】
請求項４の発明によれば、充填ノズルの先端が内容物と非接触状態となっているため、内容物が充填ノズルに付着することがなく、付着に起因した損失がなくなると共に、充填ノズルの重さが内容物の重量測定に影響することがなく、内容物を高精度に充填することができる。
【００８５】
請求項５の発明によれば、ホルダユニットと充填装置との離反移動の構造が簡単となるため、離反移動の制御を容易に行うことができる。
【００８６】
請求項６の発明によれば、内容物の充填量を迅速に、しかも正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の全体を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の全体を示す正面図である。
【図３】袋体供給装置及び袋体プール装置を示す側面図である。
【図４】ホルダユニット部分を示す側面図である。
【図５】ホルダユニット部分を示す正面図である。
【図６】ホルダユニット部分を示す平面図である。
【図７】袋口押さえ装置を示す正面図である。
【図８】袋体キャッチャー装置及び折り込み装置を示す平面図である。
【図９】袋体キャッチャー装置を示す正面図である。
【図１０】袋体キャッチャー装置及び折り込み装置の作動を示す平面図である。
【図１１】袋体キャッチャー装置及び折り込み装置の作動を示す正面図である。
【図１２】チャック閉じ装置を示す正面図である。
【図１３】シール装置を示す平面図である。
【図１４】（ａ）は平袋の斜視図、（ｂ）はチャック付き袋の斜視図、（ｃ）はガゼット袋の斜視図である。
【図１５】袋体の開口状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
３  充填装置
５  ホルダユニット
６  袋口押さえ装置
７  チャック閉じ装置
１１  ガスノズル
１３  ホルダ装置
１４  袋口把持装置
１５  制御部
１６  接離駆動装置
１７  計量手段
２３  充填ノズル
４３  把持部材
９０  袋体
９１  袋口
【図１】
0004724855.tif 000002
【図２】
0004724855.tif 000003
【図３】
0004724855.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004724855.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004724855.tif 000009
【図９】
0004724855.tif 000010
【図１０】
0004724855.tif 000011
【図１１】
0004724855.tif 000012
【図１２】
0004724855.tif 000013
【図１３】
0004724855.tif 000014
【図１４】
0004724855.tif 000015
【図１５】
0004724855.tif 000016