(57)【要約】【課題】シャッタ動作のための複雑な機構を用いずに、単に上下動するだけで製品の受け止めと解放とを行えるシンプルな構造のエレベータを持つ縦型包装機を提供する。【解決手段】充填筒３の内部には錐体２５が包装袋Ｐの内部にまで昇降可能に設けられており、錐体２５は、頂点２６が上側に配置され且つ底部が充填筒３の投入断面を実質的に埋める広さを持っている。錐体２５が充填筒３内の上昇位置を占めるときには、投入される製品Ａの落下距離は短く、錐体２５によって衝撃を受けること無く受け止められる。錐体２５と充填筒３の内壁との間の隙間は狭いので、製品Ａが落下することはない。錐体２５に受け止められた製品Ａは、錐体２５の降下に伴って一緒に降下し、包装袋Ｐ内の下降位置にまで降下すると、製品Ａが広がった包装袋Ｐ内に移動する。錐体２５から包装袋Ｐ内への降下距離も短くでき、製品Ａが衝撃で割れるという事態を回避することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を通して製品が投入される充填筒、及び前記充填筒の下方に配設され且つ前記充填筒を通して前記製品が投入された包装袋の開口部を封鎖する封鎖手段を備え、前記充填筒の内部に、頂点が上側に配置され且つ底部が前記充填筒の投入断面を実質的に埋める広さを持つ錐体を、前記包装袋の内部にまで昇降可能に設けたことから成る縦型包装機。
【請求項２】
前記充填筒の内周面には低摩擦材による表面加工又は低摩擦材から成るシートやフィルムの貼着が施されていることから成る請求項１に記載の縦型包装機。
【請求項３】
前記錐体には前記頂点に連結された昇降用パイプが取り付けられているとともに、前記昇降用パイプに通じて前記包装袋の膨張させる気体を噴出可能な噴出口が前記錐体の下部に形成されていることから成る請求項１又は２に記載の縦型包装機。
【請求項４】
前記充填筒の上端には、計量された前記製品を供給するホッパが配設されていることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載の縦型包装機。
【請求項５】
前記包装袋の内部に付属片を送り込む付属片ガイドが、前記充填筒の内部から前記封鎖手段の上方に位置する前記包装袋の内部にまで延びて設けられていることから成る請求項１〜４のいずれか１項に記載の縦型包装機。
【請求項６】
前記縦型包装機は、前記充填筒の外周面が筒状包装材を内側から案内し、前記充填筒から垂下する前記筒状包装材で前記包装袋を形成し、前記封鎖手段は先行して形成された前記包装袋の前記開口部を閉鎖するとともに後続の前記包装袋の底端部を閉鎖形成する縦型製袋充填包装機に適用されていることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載の縦型包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、縦方向に配置された充填筒の内部を通して供給された製品を包装する縦型包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、縦型製袋充填包装機のような縦方向に配置された充填筒の内部を通して供給された製品を包装する縦型包装機においては、通常、ホッパ内に貯留されている製品は、計量した上で取り出した後、充填筒の上端から投入され、充填筒の周りに曲成された筒状包装材から下エンドシール部が形成されている包装袋内に充填される。製品が充填された袋に上エンドシールを施すことによって、製品が密封された袋包装体が製造される。縦型製袋充填包装機では、袋の形成と製品の充填、及び袋開口部の閉鎖を繰り返すことにより、袋包装体が連続的に製作される。
【０００３】
製品が裸の飴、スナック菓子やチョコレート菓子等のようにそれ自体脆い製品であるときには、充填筒の上端から製品が袋内に充填されるときの衝撃で割れる或いはひびが入る等の不具合がある。そこで、縦型包装機においては、製品の充填筒への投入に際して製品が割れるという事態を解消するために、シャッタ式、エレベータ式、リクライニング式等の投入位置から袋内部に至る製品落下距離を短くするための充填装置が提案されている。  
【０００４】
シャッタ式の充填装置は、充填筒の中間位置にシャッタを設けて、投入された製品をシャッタで一度受け止めることで、袋内部への落下距離を二段階に分割して、各落下距離を短くしようとするものである。この方式のものは、製品が煎餅やスナック菓子のような軽い製品である場合に効果があるが、飴などのように製品の比重が大きくなると限界があり、製品の割れを実質的に完全に無くすのは困難である。
【０００５】
エレベータ式の充填装置は、充填筒内に配置したシャッタをエレベータにて昇降可能にしたものであり、製品のシャッタへの投入距離を短くするとともに、シャッタを降下させてからシャッタを開くことによってシャッタから袋内部への落下距離も短くすることを図った装置である。この方式の一例として、特許文献１に記載されているものがある。この方式は、充填筒が、包装袋の折り径１８０ｍｍ以上に対応する比較的大きい場合に利用可能であるが、小型の包装機には適用が困難である。
【特許文献１】特開平３−１４４０７号公報（第４頁下左欄第１１行〜第５頁上左欄第８行、図１〜図４）
【０００６】
リクライニング式の充填装置は、充填筒を傾斜させて配置し、製品を充填筒内で滑降させることで包装袋内に充填するものである。この方式では、製品が摩擦抵抗を受けながら充填筒内を滑降するので、包装袋内への進入速度が低下され、製品の割れを防止することができる。しかしながら、充填筒の傾斜角度については３５°までであり、また、袋ピッチが長くなる傾向にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記対策のうち、エレベータ式の充填機構を持つ縦型包装機においては、製品の投入距離がシャッタへの投入距離、エレベータの昇降距離及びシャッタから袋内部への落下距離に分割され、製品落下距離であるシャッタへの投入距離及び袋内部への落下距離を短くでき、製品の割れを効果的に防止することができるという優れた利点がある。しかしながら、上記のような製品の割れに対する各形式の対策では、それぞれ限界があり、特に袋サイズが小さい場合の縦型包装機においては、製品の充填筒を通しての充填時に製品の割れを防止する点では充分でなく、なお一層の改善が求められている。
【０００８】
そこで、従来のエレベータ式の充填機構が大型包装袋への適用に制限される原因が、複雑な機構を有するシャッタ機構にあることに着目し、シャッタ動作のための複雑な機構を用いずに、単に上下動するだけで製品の受け止めと解放とを行えるシンプルな構造のエレベータとする点で解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の目的は、単に上下動するだけで製品の受け止めと解放とを行えるシンプルな構造のエレベータとすることによって、袋サイズが小さい場合の縦型包装機においても、製品落下距離であるシャッタへの投入距離及び袋内部への落下距離を短くして、製品の割れを効果的に防止することができる縦型包装機を提供することである。
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明による縦型包装機は、内部を通して製品が投入される充填筒、及び前記充填筒の下方に配設され且つ前記充填筒を通して前記製品が投入された包装袋の開口部を封鎖する封鎖手段を備え、前記充填筒の内部に、頂点が上側に配置され且つ底部が前記充填筒の投入断面を実質的に埋める広さを持つ錐体を、前記包装袋の内部にまで昇降可能に設けたことから成っている。
【００１１】
この縦型包装機によれば、基本的には、充填筒の内部を通して製品を投入すると、製品が投入された包装袋の開口部が、充填筒の下方に配設されている封鎖手段によって封鎖される。充填筒の内部には錐体が包装袋の内部にまで昇降可能に設けられており、錐体は、頂点が上側に配置され且つ底部が充填筒の投入断面を実質的に埋める広さを持っているので、錐体が充填筒内の上部にあるときには、充填筒に投入された製品は、シャッタの働きをする錐体によって衝撃を受けること無く受け止められる。錐体と充填筒の内壁との間には、錐体の昇降を許容する隙間が形成されるが、その隙間は狭くて製品が落下することはない。錐体に受け止められた製品は、錐体の降下に伴って一緒に降下する。錐体が包装袋の内部にまで降下すると、包装袋と錐体との間の隙間は製品よりも大きくなるので、錐体に受け止められていた製品が包装袋内に入れられる。包装袋内への降下の際には、衝撃が殆どなく、製品が割れるという事態を回避することができる。
【００１２】
上記縦型包装機において、前記充填筒の内周面には低摩擦材による表面加工又は低摩擦材から成るシートやフィルムを貼着することができる。充填筒の内周面に低摩擦材を貼着することによって、錐体に受け止められていた製品は、充填筒の内周面との間で摩擦によって引っかかることなく、あたかも静止に近い状態で降下することができる。低摩擦材は、例えば、テフロン（登録商標）シートとすることができる。
【００１３】
上記縦型包装機において、前記錐体には前記頂点に連結された昇降用パイプを取り付けて、前記昇降用パイプに通じて前記包装袋の膨張させる気体を噴出可能な噴出口を前記錐体の下部に形成することができる。錐体の下部に形成した噴出口から気体を噴出させることにより包装袋が気体で膨らまされるので、錐体との間に形成される隙間が大きくなって製品が包装袋内に一層確実に投入されやすくなる。また、この構成によれば、気体を通すパイプによって錐体の昇降を行うことができ、包装袋を膨張させるという機能性を高めた錐体を、構造簡単に昇降させることができる。
【００１４】
上記の縦型包装機において、前記充填筒の上端には、計量された前記製品を供給するホッパを配設することができる。供給用ホッパは、製品の脆弱性を考慮して、傾斜の緩やかな斜面を持つのが好ましい。また、製品が滑り供給される斜面には、クッション材を介してテフロン（登録商標）シートを施しておくのが好ましい。製品に作用する衝撃を可及的に小さくして、製品の割れを少なくすることができる。
【００１５】
上記縦型包装機において、前記包装袋の内部に付属片を送り込む付属片ガイドを、前記充填筒の内部から前記封鎖手段の上方に位置する前記包装袋の内部にまで延びて設けることができる。乾燥剤や脱酸素剤を付属片として製品と共に包装袋内に包装することがあるが、この場合には、付属片を送り込むための付属片ガイドを充填筒内に設ける。錐体の断面は、付属片ガイドと干渉しない形状とされる。
【００１６】
前記縦型包装機は、前記充填筒の外周面が筒状包装材を内側から案内し、前記充填筒から垂下する前記筒状包装材で前記包装袋を形成し、前記封鎖手段は先行して形成された前記包装袋の前記開口部を閉鎖するとともに後続の前記包装袋の底端部を閉鎖形成する縦型製袋充填包装機に適用されている。この場合には、筒状包装材から包装袋を連続的に形成することができ、錐体を包装袋の形成に同期して昇降させることにより、包装体も連続的に製造することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による縦型包装機は、上記のように、充填筒内を昇降するエレベータとして、充填筒内を単に上下動するだけで製品の受け止めと解放とを行う錐体というシンプルな構造とすることによって、袋サイズが小さい場合の縦型包装機においても、製品落下距離であるシャッタへの投入距離及び袋内部への落下距離を短くして、製品の割れを効果的に防止することができる縦型包装機を提供することができる。本発明は、包装すべき製品として、例えば、裸の飴、クッキー、ビスケットなどの製品の場合に特に有効であり、製品の割れを回避して、高い品質で充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による縦型包装機の実施例を説明する。図１は、この発明による縦型包装機の一実施例の縦断面図である。図２は、（ａ）が図１に示す縦型包装機の横断面図、（ｂ）が付属片ガイドを設けない場合の縦型包装機の横断面図であり、いずれも錐体の高さ途中位置の横平面で切断した図である。
【００１９】
図１に示す縦型包装機１は、例えば、縦型製袋充填包装機として具体化されており、連続して走行して供給されるウェブ状の包装フィルムＦｗを断面円形に曲成するフォーマ２と、フォーマ２の内部を縦方向に貫通して下方に延びており曲成された包装フィルムＦｃを縦方向に案内すると共に内部に充填すべき製品Ａを投入させる中空部４が形成されている充填筒３と、充填筒３の外側に配置されており、曲成されている包装フィルムＦｃの両側端縁部に縦方向のセンターシール部を形成して筒状包装フィルムＦｔを形成するセンターシール装置５と、製品が充填された筒状包装フィルムＦｔを横断方向にシールして製品Ａが包装された袋包装Ｐを形成する封鎖手段としてのエンドシール装置６とを備えている。縦型製袋充填包装機によれば、筒状包装材Ｆｔから包装袋Ｐを連続的に形成することができる。
【００２０】
図１に示す縦型包装機１においては、充填筒３の上端７がフレーム８で支持されており、上端７には計量された製品Ａを充填筒３に送り込むためのホッパ１０が接続されている。図３及び図４に詳細に示すように、ホッパ１０は、製品送込み用に斜面１１を備えており、少なくとも斜面１１にはクッション材１２を敷いて更にその上に低摩擦材としてのテフロン（登録商標、以下同じ）製のシート１３が浮かせるように施されている。また、ホッパ１０に関連して、計量された製品Ａを放出するシャッタ機構９が設けられている。
【００２１】
縦型包装機１で包装しようとする製品Ａは、裸の飴や、クッキー、ビスケットのような脆弱な製品であり、縦型包装機１の各部分や互いに衝突して割れやすい物品である。製品Ａの脆弱性を考慮して緩やかに傾斜されている傾面１１と、クッション材１２による衝撃緩和作用及びシート１３の低摩擦性とにより、ホッパ１０の上方から投入された製品Ａは、クッション作用で衝撃が抑えられ（図３）、割れることなく斜面１１を滑り降りて充填筒３内に投入される（図４）。
【００２２】
縦型包装機１においては、製品Ａと共に、乾燥剤や脱酸素剤のような付属片Ｂが包装袋Ｐ内に包装されることが多い。そのため、充填筒３には、付属片Ｂを降下させる断面扁平な付属片ガイド２０が中心軸線からオフセットしたセンターシール装置５側に寄せて配置されている。付属片ガイド２０は、封鎖手段６との干渉を回避するため、充填筒３の内部から封鎖手段６の上方に位置する包装袋Ｐの内部にまで延びて設けられている。付属片ガイド２０の内部には、付属片Ｂが降下する通路２１が形成されており、付属片Ｂはその通路２１内を降下する。付属片Ｂを付属片ガイド２０に供給するため、外部からの投入用ガイド２２が、フォーマ２の上方位置において充填筒３を貫通して付属片ガイド２０に接続されている。なお、図３〜図６は、付属片ガイド２０を省略して図示されている。
【００２３】
充填筒３の内部には、頂点２６が上側に配置され且つ底部２７が充填筒３の投入断面を実質的に埋める広さを持つ錐体２５が配設されている。図示の例では、充填筒３内に付属片ガイド２０が設けられているので、錐体２５は、付属片ガイド２０と干渉しないように円錐体の一部を切り欠いた形状に形成されている。錐体２５は、頂点２６で図示しないアクチュエータの作動棒２８に取り付けられており、作動棒２８の作動によって昇降可能である。作動棒２８が最も下方に移動した下降位置を占めるとき、錐体２５は包装袋Ｐの内部にまで降下する。錐体２５が充填筒３内の上部にある上昇位置を占めるときには、充填筒３に投入された製品は、錐体２５によって衝撃を受けること無く受け止められる（図４）。即ち、錐体２５は、充填筒３内で昇降可能なシャッタ機能を備える。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、錐体２５と充填筒３の内壁及び付属片ガイド２０との間には、錐体２５の昇降を許容する隙間２９が形成される。隙間２９は製品Ａと比較して狭く形成されているので、製品Ａが隙間２９から落下することはない。図３に示されているように、ホッパ１０錐体２５に受け止められた製品Ａは、錐体２５の降下に伴って一緒に降下する。錐体２５が包装袋Ｐの内部にまで降下すると、包装袋Ｐと錐体２５との間の隙間は製品よりも大きくなるので、錐体２５に受け止められていた製品Ａが包装袋Ｐ内に入れられる。包装袋Ｐ内への降下の際には衝撃が殆どなく、製品Ａが割れるという事態を回避することができる。
【００２５】
充填筒３の内周面には、例えば、テフロンのような低摩擦材による表面加工、又は低摩擦材から成るシートやフィルムの貼着を施した層３５を設けることができる。また、付属片ガイド２０の錐体２５に向かう側の表面にも、同様の層３５を設けることが好ましい。更に、錐体２５についても、同様の材料（テフロン（登録商標）材）から形成するか或いはそうした低摩擦材で表面処理することが好ましい。これらの製品Ａと接触する部分に低摩擦材を施すことによって、製品Ａは、充填筒３の内周面や付属片ガイド２０の表面との間で引っかかることなく，低摩擦性によって滑るように移動し、あたかも静止に近い状態で降下することができる。
【００２６】
本発明による縦型包装機の作動を、包装順序を追って説明する。図３は製品をホッパに投入したときの状態を示す部分図、図４は製品が充填筒内へ移動したときの状態を示す図である。図３に示すように、計量された製品Ａがシャッタ機構９からホッパ１０に投下されると、製品Ａは、斜面１１上のクッション材１２で浮かされた低摩擦材のシート１３上を滑りって充填筒３内に落とし込まれる。投入された製品Ａが錐体２５上に堆積された状態が図４に示されている。ホッパ１０の下端から上昇位置を占める錐体２５上への落下距離は短いので、製品Ａが割れる等の不具合はない。アクチュエータによって作動棒２８が下降動作されると、錐体２５が製品Ａを載せたまま降下する。充填筒３の内周面には低摩擦材が施されているので、製品Ａは、錐体２５上に堆積した状態で、充填筒３の内周面との間で引っかかることなく、あたかも静止に近い状態で降下する。
【００２７】
図５は錐体が包装袋内まで降下したときの状態を示す図である。錐体２５が包装袋Ｐ内の下降位置にまで降下すると、錐体２５上に堆積していた製品Ａは、充填筒３からの規制が無くなり膨らんだ包装袋Ｐ内に充填される。包装袋Ｐは、既にエンドシールが施されているので。製品Ａは包装袋Ｐ内に保持される。このとき、図１に示すように、背面側（縦シール部が形成される側）に付属片Ｂが配置される。付属片Ｂに接着層を付けた場合には、包装袋Ｐ内に投入された時点で、袋内面に貼着される。
【００２８】
図６は製品が包装袋内に投入された後、錐体２５が上昇するときの状態を示す図である。製品Ａは包装袋Ｐ内に移っているので、作動棒２８の上昇動作によって錐体２５が上昇する。その後、図６（ｂ）に示すような、プーリ３１，３１に巻き掛けられたベルト３２から成る包装材送り手段３０によって、筒状包装材Ｆｔが１包装袋分の長さだけ繰り出され、エンドシール装置６が、製品Ａが充填された先行する包装袋Ｐの開口部を封鎖するとともに、後続の包装袋Ｐの底部をシールする。以下、上記の動作を繰り返すことにより、製品Ａが充填された袋包装体が連続的に製造される。
【００２９】
図７は、錐体２５から成るエレベータ装置に包装袋Ｐの膨らまし機構を設けた実施例を示す断面図である。即ち、錐体２５には２６頂点に連結された作動棒２８として、昇降用パイプ４０が取り付けられており、昇降用パイプ４０に通じて包装袋の膨張させる気体を噴出可能な噴出口４１が錐体２５の下端部４２に設けられている。気体を通すパイプ４０によって錐体２５の昇降を行うことができるので、包装袋Ｐを膨張させるという機能性を高めた錐体２５を昇降させることができる。具体的には、昇降用パイプ４０の下端部４２は小径化されて且つ外周に雄ねじが形成されている。昇降用パイプ４０は錐体２５に形成されている中央孔４３に挿通されており、中央孔４３から錐体２５の下端凹部４４内に突き出た下端部４２にダブルナット４５，４６をねじ込むことにより、錐体２５が昇降用パイプ４０に弛み止めして取り付けられる。昇降用パイプ４０の送気孔４７を通じて送られる気体が、噴出口４１から噴出されることにより、包装袋Ｐが気体で膨らまされる。錐体２５と膨らまされた包装袋Ｐとの間に形成される隙間が大きくなって、製品Ａが包装袋Ｐ内に一層確実に投入されやすくなる。
【００３０】
上記実施例は付属片ガイド２０を設けた例として説明したが、錐体２５は、一部図面に付属片ガイド２０を設けない場合として示したように、そのような場合には、円錐体５５の形状でよい。図２（ｂ）に示すように、円錐体５５は、充填筒３である円筒よりも、僅かに小さい円となる底部を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明による縦型包装機の一実施例の縦断面図である。
【図２】縦型包装機の横断面図である。
【図３】製品のホッパ投入時の状態を示す部分図である。
【図４】製品が充填筒内へ移動したときの状態を示す部分図である。
【図５】錐体が包装袋内まで降下したときの図である。
【図６】製品が包装袋内に投入後、錐体が上昇するときの状態を示す図である。
【図７】錐体から成るエレベータ装置に包装袋の膨らまし機構を設けた実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  縦型包装機                        ２  フォーマ
３  充填筒                            ４  中空部
５  センターシール装置                ６  エンドシール装置
７  上端                              ８  フレーム
９  シャッタ機構                    １０  ホッパ
１１  斜面                            １２  クッション材
１３  シート
２０  付属片ガイド                    ２１  通路
２２  投入用ガイド
２５  錐体                            ２６  頂点
２７  底部                            ２８  作動棒
３０  送り手段                        ３１  プーリ
３２  ベルト                          ３５  低摩擦材の層
４０  昇降用パイプ                    ４１  噴出口
４２  下端部                          ４３  中央孔
４４  下端凹部                        ４５，４６  ナット
４７  送気孔
５５  円錐体
Ａ  製品                              Ｂ  付属片
Ｆｗ  ウェブ状の包装フィルム          Ｆｃ  曲成された包装フィルム
Ｆｔ  筒状包装フィルム                  Ｐ  包装袋
【図１】
2007153380.tif 000003
【図２】
2007153380.tif 000004
【図３】
2007153380.tif 000005
【図４】
2007153380.tif 000006
【図５】
2007153380.tif 000007
【図６】
2007153380.tif 000008
【図７】
2007153380.tif 000009