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技術 計量包装装置

出願人 株式会社サタケ
発明者 脇章夫米倉直志
出願日 2015年2月4日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2015-020582
公開日 2016年8月8日 (4年11ヶ月経過) 公開番号 2016-141461
状態 特許登録済
技術分野 包装位置への供給II(流動体の供給) 基本的包装技術I(流動体の充填) 基本的包装技術IV(容器成形充填)
主要キーワード 異種混入 フィンガー用 クランプフィンガ 供給シート 供給ゲート 運転操作スイッチ 計量包装装置 シール台
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年8月8日)のものです。
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図面 (5)

課題

回収機構を設けることなく、原料切換時に残留原料が切換後の原料に混入することを防ぐことができる計量包装装置を提供することを技術的課題とする。

解決手段

計量部と、包装袋供給部と、包装部と、入力設定部と、制御部とを備えた計量包装装置において、前記制御部は、原料切換終了後に使用する切換包装開始スイッチを備えるとともに、前記入力設定部に原料切換終了後における包装開始直後の異種混入原料除去量を入力設定可能とし、前記切換包装開始スイッチを操作すると、前記包装開始直後の原料を異種混入原料として前記異種混入原料除去量だけ包装袋に包装した後、包装袋に包装する原料の量を前記製品充填量切り換えて継続して原料の包装を行う制御手段を備える、という技術的手段を講じた。

概要

背景

従来、穀物等の粒状物である原料を自動的に計量・充填して包装する計量包装装置は、ホッパ等に貯留させた前記原料をあらかじめ設定された充填量に計量した後、包装袋投入口を経由して内部に充填し、その後、投入口を封止して包装している。

このような計量包装装置は、所定数の包装袋に原料を包装した後、別の原料に切り換えて切換後の原料を包装しようとする場合に、切換前の原料が切換後の原料に混入しないように、ホッパ等の装置内に残留している切換前の原料を除去する必要がある。例えば、特許文献1に記載されている計量包装装置では、原料の切換時に、装置内に残留している原料(切換前の原料)を専用の回収機構を用いて除去してから、切換後の原料の包装を行っている。

しかし、特許文献1に記載されている計量包装装置は、切換前の原料が装置内に残留しないように前記原料を除去するために、専用の回収機構を設けなければならず、装置の構造が複雑になるという問題があった。

概要

回収機構を設けることなく、原料切換時に残留原料が切換後の原料に混入することを防ぐことができる計量包装装置を提供することを技術的課題とする。計量部と、包装袋供給部と、包装部と、入力設定部と、制御部とを備えた計量包装装置において、前記制御部は、原料切換終了後に使用する切換包装開始スイッチを備えるとともに、前記入力設定部に原料切換終了後における包装開始直後の異種混入原料除去量を入力設定可能とし、前記切換包装開始スイッチを操作すると、前記包装開始直後の原料を異種混入原料として前記異種混入原料除去量だけ包装袋に包装した後、包装袋に包装する原料の量を前記製品充填量に切り換えて継続して原料の包装を行う制御手段を備える、という技術的手段を講じた。

目的

本発明は上記問題点にかんがみて、前記回収機構を設けることなく、原料の切換時に切換前の原料が製品として包装する切換後の原料に混入することを防ぐことが可能な計量包装装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

粒状物からなる原料を計量する計量部と、前記原料を包装する製品用包装袋を供給する包装袋供給部と、前記計量部で計量された原料を前記製品用包装袋に充填して包装する包装部と、前記製品用包装袋に包装する原料の製品充填量を入力して設定する入力設定部を有するともに、前記計量部、包装袋供給部及び包装部の各運転を制御する制御部と、を備えた計量包装装置において、前記制御部は、原料切換終了後に使用する切換包装開始スイッチを備えるとともに、前記入力設定部に原料切換終了後における包装開始直後の異種混入原料除去量を入力設定可能とし、前記切換包装開始スイッチを操作すると、前記包装開始直後の原料を異種混入原料として前記異種混入原料除去量だけ前記製品用包装袋に包装した後、製品用包装袋に包装する原料の量を前記製品充填量に切り換えて継続して原料の包装を行う制御手段を備えることを特徴とする計量包装装置。

技術分野

0001

本発明は、包装フィルムを用いて原料を自動的に計量・充填して包装する計量包装装置の技術分野に属するものであって、穀物等の粒状物を計量・充填して包装する計量包装装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、穀物等の粒状物である原料を自動的に計量・充填して包装する計量包装装置は、ホッパ等に貯留させた前記原料をあらかじめ設定された充填量に計量した後、包装袋投入口を経由して内部に充填し、その後、投入口を封止して包装している。

0003

このような計量包装装置は、所定数の包装袋に原料を包装した後、別の原料に切り換えて切換後の原料を包装しようとする場合に、切換前の原料が切換後の原料に混入しないように、ホッパ等の装置内に残留している切換前の原料を除去する必要がある。例えば、特許文献1に記載されている計量包装装置では、原料の切換時に、装置内に残留している原料(切換前の原料)を専用の回収機構を用いて除去してから、切換後の原料の包装を行っている。

0004

しかし、特許文献1に記載されている計量包装装置は、切換前の原料が装置内に残留しないように前記原料を除去するために、専用の回収機構を設けなければならず、装置の構造が複雑になるという問題があった。

先行技術

0005

特開2008−302966

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は上記問題点にかんがみて、前記回収機構を設けることなく、原料の切換時に切換前の原料が製品として包装する切換後の原料に混入することを防ぐことが可能な計量包装装置を提供することを技術的課題とする。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するため本発明は、粒状物からなる原料を計量する計量部と、前記原料を包装する製品用包装袋を供給する包装袋供給部と、前記計量部で計量された原料を前記製品用包装袋に充填して包装する包装部と、前記製品用包装袋に包装する原料の製品充填量を入力して設定する入力設定部を有するともに、前記計量部、包装袋供給部及び包装部の各運転を制御する制御部とを備えた計量包装装置において、前記制御部は、原料切換終了後に使用する切換包装開始スイッチを備えるとともに、前記入力設定部に原料切換終了後における包装開始直後の異種混入原料除去量を入力設定可能とし、前記切換包装開始スイッチを操作すると、前記包装開始直後の原料を異種混入原料として前記異種混入原料除去量だけ前記製品用包装袋に包装した後、製品用包装袋に包装する原料の量を前記製品充填量に切り換えて継続して原料の包装を行う制御手段を備える、という技術的手段を講じた。

発明の効果

0008

本発明の計量包装装置は、製品充填量及び異種混入原料除去量を入力する入力設定部を備えるとともに、原料切換終了後に使用する切換包装開始スイッチを操作すると、原料切換終了後に前記異種混入原料除去量の原料を製品用包装袋に包装した後、製品用包装袋に包装する原料の量を前記製品充填量に切り換えて継続して原料の包装を行う制御手段を備えている。これにより、原料切換終了後に包装を開始すると、切換後の原料に切換前の残留原料が混入した状態の異種混入原料は、事前に設定した所定量の前記異種混入原料除去量だけが包装されて製品と確実に区別されて除去することができ、この後、手入力等による人為的な操作をすることなく、製品用包装袋に包装する原料の量が前記製品充填量に切り換わって、装置を停止することなく継続して連続的に原料の包装を行うことができる。よって、原料切換終了後に異種混入を確実に防ぎながら原料切換時の段取換作業の効率を向上させて生産性を上げることができ、かつ、異種混入原料を除去するための回収機構を設ける必要もないので、装置本体の構造が複雑にならず、小型化することが可能となる。

図面の簡単な説明

0009

本発明を実施した計量包装装置の側断面図である。
本発明を実施した計量包装装置の制御部を示した図である。
本発明の包装方法を説明するためのフローチャートである。
本発明を実施した計量包装装置の制御ブロック図である。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明を実施した計量包装装置1の側断面図である。計量包装装置1は、包装フィルムを用いて穀物等の粒状物の原料を包装するものであって、計量部A、包装袋供給部B、包装袋印刷部C及び包装部Dからなる。計量部Aは、上部に供給ホッパ2を有し、供給ホッパ2にシャッタ3を介して供給シュート4と、供給ゲート5を駆動する供給ゲート用シリンダ6が設けられている。供給シート4の下部にはロードセル7を備えた計量槽8が配設され、該計量槽8の排出口には排出ゲート9及び排出ゲート9を開閉するギヤードモータ10が設けられ、排出ゲート9の下方には立設した排出シュート11が設けられている。さらに、計量槽8の上部側に計量槽8に少量の原料を供給する小出しパイプ12及び電磁フィーダ13が設けられている。

0011

次に、包装供給部B及び包装印刷部Cについて説明する。ロール載台15に回転自在に載置されたチューブ状の包装材料フィルム16は通常ポリエチレンが利用されるが、ポリエステルナイロン又はポリ塩化ビニールといった比較的ガスバリヤ性の高い(透過度の小さい)樹脂、あるいはビニールの内側にポリエチレンを貼り合わせるといったようなラミネート材からなるものを使用することも可能である。フィルム16は、圧送ローラ17及び複数のガイドローラ18により一定速度で案内されて、例えば静電式印刷、レーザープリンタ又はインクジェット式印刷等からなる包装印刷部Cで指定された製品表示、すなわち、銘柄表示、品質基準表示が印刷されて、下部シール装置19に至る。また、符号20は下部シール用シリンダであり、その下方に製品用包装袋を切断する手段を併設したシール台21が設けられている。

0012

前記シール台21で下部シールされた製品用包装袋を保持する案内板22を、前方を低位に傾設し、案内板22の上部には袋供給用シリンダ23によって作動する袋供給アーム24を設け、袋供給アーム24の先端にはクランプフィンガー25及びクランプフィンガー25を作動させるフィンガー用シリンダ26が取り付けられている。

0013

次に、包装部Dの構成について説明する。排出シュート11の下端には、開閉手段(図示せず)を備えた一対のゲート14が設けられるとともに更にその下方にクランプ機構27が設けられている。クランプ機構27は、製品用包装袋の左右を挟持して製品用包装袋を開口するクランプ部28、該クランプ部28の上面に製品用包装袋29の開口部をシールするシール部30を備え、シール部30は前後方向に微動し得るように装着し、シール部30の上面に前記排出シュート11のゲート14を臨ませてある。クランプ機構27の下方には袋の底部を支え底板31及び底板移動用シリンダ32が設けられる。

0014

前記計量包装装置1の正面には、運転を制御する制御部34が設けられている。図4は、制御部34の内部構造を示すブロック図である。制御部34は、中央演算処理装置(以下、「CPU」という)42と、該CPU42の作業領域としてデータの読み書きのできる第1記憶媒体(RAM)72と、前記CPU42で実行される基本的なプログラムを記録する読み出し専用の第2記憶媒体(ROM)73と、ハードディスク装置不揮発性フラッシュメモリ装置からなる第3の記憶媒体74と、データの入出力に関する入出力回路(I/O)75とを備えて構成される。

0015

前記入出力回路75には、通常の製品包装開始スイッチ61や停止スイッチ46等からなる運転操作スイッチ43が接続されている。この運転操作スイッチ43には、本発明に関する切換包装開始スイッチ62を備えている。このほか前記入出力回路75には、制御部34によって制御される計量部A、包装袋供給部B、包装袋印刷部C、包装部Dや、包装運転条件等を入力設定するための入力設定部41や表示部44等が接続されている。

0016

前記入力設定部41では、包装袋に充填する原料の量(製品充填量)や連続的に包装する包装袋の数量(製品数量)のほか、原料切換終了後の包装開始直後に包装袋に充填する原料の量(異種混入原料除去量)等を入力して設定する。

0017

前記制御部34の第2記憶媒体(ROM)73内には、本発明の特徴構成であって、切換包装開始スイッチ62が操作された際に異種混入原料の除去を行うための運転プログラムが記憶してある(図3のフローチャート参照)。

0018

図2は、前記運転操作スイッチ43の複数のスイッチ、入力設定部41にて入力する際に使用する複数のスイッチ及び製品充填量等を表示する表示部44の配置例を示した図である。

0019

以下、上記実施例における作用について、原料が白米である場合について説明する。図3は、計量包装装置1を用いた原料の包装方法を説明するためのフローチャートである。なお、本発明は白米の包装に限定されることはなく、穀粒等の粉粒体の包装に実施できるものである。

0020

テップS1:
まず、計量包装装置1の供給ホッパ2に原料を供給する。

0021

ステップS2:
包装開始前に、入力設定部41にて一つの製品用包装袋に製品として充填する原料の製品充填量や、原料切換時に製品と区別して包装する異種混入原料の異種混入原料除去量、製品として包装する製品数量等の包装に必要な条件を入力する。ここでは、図2に示しているように設定値の一例として、製品充填量を10kg、異種混入原料除去量を5kg、製品数量を30袋としている。入力方法は一般的な操作により入力するような方法にすればよく、本実施例では、製品充填量スイッチ49を押してから数値入力スイッチ48により製品充填量を入力し、異種混入原料除去量スイッチ50を押してから数値入力スイッチ48により異種混入原料除去量を入力し、そして、製品数量スイッチ51を押してから数値入力スイッチ48により製品数量を入力できるように構成している。一度入力した製品充填量、異種混入原料除去量及び製品数量等の設定値は、第3の記憶媒体74に記憶できるようすることで次回の包装時に再入力せずに済むようにすることができる。また、製品数量を設定せずに、停止スイッチ46を押すことで包装を終了できるように構成しても良い。

0022

ステップS3:
前記製品充填量、異種混入原料除去量及び製品数量の入力後、製品包装開始スイッチ61を押すことで、原料を包装する製品包装の連続運転が開始される。

0023

ステップS4:
図示しない外部供給装置から供給ホッパ2内に搬送されている白米は、シャッタ3の開成により供給シュート4に供給される。供給後、供給ゲート用シリンダ6が作動し、供給ゲート5が開成することによって計量槽8内に前記白米を連続的に大量に投入する大投入が行われる。計量槽8に投入された白米の量が事前に設定した製品充填量に近づくと供給ゲート用シリンダ6の作動によって供給ゲート5を閉じ、前記大投入を終了し、終了後は、ロードセル7が前記製品充填量を検知するまで小出しバイブ12から電磁フィーダ13の振動作用によって白米を少量ずつ投入する小投入が行われ、計量槽8内に製品充填量の白米が一時貯留される。

0024

ステップS5:
一方、これと並行して、包装袋供給部B及び包装袋印刷部Cにおいては、ロール載台15に回転自在に載置されたチュ−ブ状の包装袋材料のフィルム16が圧送ローラ17により一定速度で案内板22まで送り込まれる間に、制御部34に入力されたデータに基づいて製品表示、すなわち、銘柄表示、品質基準表示等生産に関する必要な表示を印刷部Cにおいて印刷し、フィルム16が一定長さ繰り出される。フィルム16の流れが止まると、下部シール用シリンダ20が伸長してシール台21を押し下げて下部をシールすると同時にフィルム16を切断して製品用包装袋29が形成される。

0025

シール台21が上昇すると、フィンガー用シリンダ26が作動して製品用包装袋29の上端両側部をクランプフィンガー25によってつかみ、さらに袋供給用シリンダ23が伸長して袋供給アーム24をほぼ90度回転させ、クランプフィンガー25でつかんだ製品用包装袋29を包装袋部Dのクランプ機構28に供給する。そして、製品用包装袋29は、針(図示せず)により任意数空気抜き用小孔があけられ、クランプ機構27では一対の爪体(図示せず)が製品用包装袋29の上端開口部の両端を挟持し、互いの爪体が左右に近づくとともに袋口の中央部が吸着等の手段により前後に開いて袋口が開く。袋口が開くと、ギヤードモータ10の駆動によって排出ゲート9が開放され、計量槽8内の製品充填量の白米が排出シュート11を流下して製品用包装袋29内に投入される。充填が70〜80%進行した時点で底板移動用シリンダ32が伸長して底板31を上昇させ製品用包装袋29の底を支えるとともに充填を促進する。充填が完了するとシール部30により袋口上部のシールが行われ、シールが終わると爪体が開き底板31が下降して、包装品となった製品用包装袋29を機外搬送コンベア33状に落下させる。

0026

ステップS6:
前記ステップS5の後、事前に設定された製品数量の包装を終了しているかどうかを確認する。前記包装が終了していない場合は、継続して原料の包装を行う(ステップS3に戻る)。この包装は、計量包装装置1の連続運転として制御部34に設定された製品数量だけ繰り返し行われる。前記製品数量の包装が終了している場合は、製品の包装が完了したとして計量包装装置1が自動的に停止する。

0027

ステップS7:
次に、包装を行う原料への切換作業を行う。本実施例では、計量包装装置1で、原料の種類を切り換えて包装を行う場合について説明する。前記切換作業は、切換前の原料の装置外への排出と、切換後の原料の供給ホッパ2への供給である。本発明では、原料切換終了後に切換包装開始スイッチ62を操作することで、原料切換後の包装開始直後に、事前に設定した量の原料を異種混入原料として、製品と区別して包装することが可能である。したがって、切換後の原料の包装に使用する包装袋材料のフィルム16を交換することなく、また、異種混入原料の回収機構を別途設けることなく容易に異種混入原料を除去することができるので、装置本体の構造が複雑にならず、小型化することが可能となる。

0028

ここで、異種混入原料について説明する。計量包装装置1は、原料切換時に、切換前の原料をすべて装置外へ排出するが、装置内(例えば、供給ホッパ2や供給シュート4等)に複数の米粒が残留することがある。これら残留する米粒は、切換後の原料の包装開始直後に、切換後の原料の流れによって、装置外へ排出される。このため、前記包装開始直後に包装される原料は、切換後の原料に、切換前の原料が混入したものとなり、本発明では、これを異種混入原料としている。

0029

ステップS8:
次に、原料切換終了後の異種混入原料の包装方法について説明する。図3のステップ6以降は、原料切換後の包装工程である。本発明では、原料切換終了後に切換包装開始スイッチ62がユーザーによって押されるなどの操作が行われた場合に異種混入原料の包装が開始される。切換包装開始スイッチ62が操作されると、製品用包装袋29への原料の充填量が事前に設定された異種混入原料除去量に切り換わって、原料切換時に供給ホッパ2に供給された原料の包装が開始される。

0030

ステップS9:
包装開始直後の原料は上記異種混入原料として扱う。まず、計量部Aで前記異種混入原料除去量の異種混入原料を計量する。本実施形態では前記異種混入原料除去量を5.0kgと設定しているので、5.0kgの異種混入原料が計量される。

0031

ステップS10:
計量部Aで計量された異種混入原料は、包装部Dで製品用包装袋29に充填されて包装される。前記製品用包装袋29には、切換前の原料に使用していたものを用いてもよいし、切換後の原料に使用するものを用いてもよいが、異種混入原料が包装されたことが明確にわかるように、包装印刷部Cにて、製品とは異なる表示の印刷を行うことが好ましい。また、製品に使用する製品用包装袋を、異種混入原料を除去する際にも使用することができるので、異種混入原料を除去するため製品用包装袋を別途設ける必要がない。異種混入原料除去用の包装袋を別途設けようとすると装置が大型化してしまうので、製品用と異種混入原料用とで同一の包装袋を使用することは、装置を小型化するために有効な手段である。

0032

ステップS11:
包装部Dでの包装後、前記異種混入原料除去量の異種混入原料がすべて包装されたことを確認する。前記異種混入原料除去量が一つの製品用包装袋に充填できる量であれば、異種混入原料の除去は一つの製品用包装袋へ異種混入原料を包装することで終了する。しかし、前記異種混入原料除去量が一つの製品用包装袋に包装できる量を超えていると、前記異種混入原料除去量の異種混入原料を複数の製品用包装袋に分けて包装することになる。例えば、前記異種混入原料除去量が18kgであって、一つの製品用包装袋に包装できる米粒の量が10kgであれば、一つ目の製品用包装袋に10kgの異種混入原料を包装し、二つめの製品用包装袋に8kgの異種混入原料を包装することになる。

0033

また、製品の包装袋と異種混入原料を包装した包装袋とを重さで判別できるように、製品の包装袋に包装する原料の量(製品充填量)が10kgであれば、異種混入原料の除去で一つの包装袋に包装する異種混入原料の量を10kgよりも少なくすることが可能である。例えば、異種混入原料除去量が18kgであるとすると、一つ目の包装袋に6kg、二つ目の包装袋に6kg、そして、三つ目の包装袋に6kgの米粒を包装することが可能である。この様に異種混入原料を包装袋に包装すれば、製品の包装袋との区別を包装袋の重さによって容易にできるようになる。

0034

なお、前記異種混入原料除去量が製品の包装袋に包装する原料の量よりも少ない場合であっても、異種混入原料を二つ以上の製品用包装袋に分けて包装してもよい。

0035

ステップS12:
前記ステップS11にて前記異種混入原料除去量の異種混入原料がすべて製品用包装袋29に包装されたことが確認された時点で、製品用包装袋29への原料の充填量を事前に設定した製品充填量に切り換わる。そして、異種混入原料が包装された製品用包装袋29を製品と区別して計量包装装置1から取り出して異種混入原料の除去は終了する。前記製品用包装袋29の取り出しは、手動で行ってもよいし、別途装置を設けて行ってもよい。

0036

異種混入原料の除去が終了した後、計量包装装置1は停止することなく、異種混入原料の包装から継続して製品としての原料の包装を行うことができる。この包装時に製品用包装袋に包装する原料の量は、異種混入原料除去時の異種混入原料除去量から事前に設定した製品充填量に自動的に切り換わる。よって、この切換時にユーザーが装置を操作する必要がないので、段取切換作業時間を削減することができ、生産性を上げることができる。特に複数台の計量包装装置で原料の包装を行う場合に効果が大きい。また、原料切換時における製品充填量の誤入力等の人為的なミスの発生を防ぐことができるという効果もある。

0037

1計量包装装置
2供給ホッパ
3シャッタ
4供給シュート
5供給ゲート
6 供給ゲート用シリンダ
7ロードセル
8計量槽
9排出ゲート
10ギヤードモータ
11排出シュート
12小出しパイプ
13電磁フィ−ダ
14ゲート
15ロール載台
16フィルム
17 圧送ローラ
18ガイドローラ
19 下部シール装置
20 下部シール用シリンダ
21シール台
22案内板
23 袋供給用シリンダ
24 袋供給アーム
25クランプフィンガー
26フィンガー用シリンダ
27クランプ機構
28クランプ部
29製品用包装袋
30シール部
31底板
32 底板移動用シリンダ
33搬送コンベア
34 制御部
41入力設定部
42 CPU
44 表示部
46 停止スイッチ
48数値入力用スイッチ
49製品充填量スイッチ
50異種混入原料除去量スイッチ
51製品数量スイッチ
61製品包装開始スイッチ
62 切換包装開始スイッチ

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