JP2000238703A - 自動包装機用充填材料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンの往復速度を数値制御によって充填
材料の性状に合せて最適な状態に調整でき、且つ、充填
材料の充填タイミングの調整とその再現性の精度を向上
できると共に、充填速度を向上させて自動包装機のスピ
ードアップを可能にした自動包装機用充填材料供給装置
を提供する。 【解決手段】 自動包装機１に対して充填材料を自動供
給する充填材料供給装置１０を、数値制御可能なサーボ
モータ１０Ｍと、このサーボモータ１０Ｍによって往復
運動するピストン１９Ａと、切換バルブ２３Ａの切換え
によってピストン１９Ａが復動している時にホッパ６の
充填材料をシリンダ２０の中に引込み、ピストン１９Ａ
の往動時にシリンダ２０に引き込んだ充填材料を自動包
装機１側に送り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の粉末や液体
等（以下充填材料と言う）をヒートシーラーを用いて連
続的に密封シールする自動包装機の技術分野に属するも
のであって、具体的には、上記の自動包装機に用いて好
適な充填材料供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のクランク式充填材料供給
装置の一例を示したものであって、図中、３０と３１は
材料供給用のシリンダとピストン、３２はピストンロッ
ド、３３は中間部に長さ調節用の連結ボルトを設けた連
結ロッド、３２Ａはピストンロッド３２と連結ロッド３
３を連結する連結ピン、３４Ａと３４Ｍはモータとその
取付台、３５はモータ３４Ａの駆動軸３４に取付けたエ
キセン、３５Ａは上記連結ロッド３３の先端部をエキセ
ン３５に連結するエキセン軸で、モータ３４Ａが駆動し
てエキセン３５が回転すると、ピストン３１がシリンダ
３０内で往復作動して、その復動時にホッパに収容した
充填材料（いずれも図示省略）をシリンダ３１内に吸引
し、また、その往動時には吸引した充填材料をシリンダ
３１内から吐出して、自動包装機のシール部に対して供
給パイプを通して充填材料を定量供給する仕組に成って
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の如く構成された
従来のクランク式充填材料供給装置は、モータ３４Ａの
回転速度を調節したり、連結ロッド３３の長さを調節す
ることにより、充填の速度と量を或る程度は調節するこ
とが可能であるが、全体が機械駆動であるため、ピスト
ンの往動（前進）速度と復動（後退）速度を変化させる
ことができず、その結果、固めの充填材料の場合は、こ
れを連続して定量供給できない問題があった。

【０００４】即ち、例えば各種食品類の混練りした調味
料や具のような比較的固めの充填材料の場合は、ピスト
ン３１をゆっくり復動させるとシリンダ３０に確実に吸
引でき、また、吐出す時にはピストン３１を素早く往動
させると、吸引した全ての充填材料を短時間で的確に吐
出し供給することができるが、上記クランク式の供給装
置ではピストン３１の往復速度が一定になるため、上記
の様にピストン３１の往復運動は変化させることができ
ず、その結果、充填材料の供給量にバラツキが発生する
問題があり、また、上記ピストン３１の作動を遅くして
供給量のバラツキを無くそうとすると、供給速度が遅く
なって自動包装機のスピード化に影響を及ぼす問題があ
った。

【０００５】更に、自動包装機では充填材料の供給タイ
ミングをシール部によるシール包装のタイミングと合せ
る必要があるが、上記機械的なクランク式供給装置の場
合は、この供給タイミングの調整が難しくて、最適なタ
イミングを見つけ出す迄に時間が掛る問題があり、加え
て、１度包装機の運転を停止すると、再起動時に再び面
倒なタイミング調整を繰返す必要があって、その作業が
非常に煩雑であった。

【０００６】従って本発明の技術的課題は、ピストンの
往復速度を数値制御によって充填材料の性状に合せて最
適な状態に調整でき、且つ、充填材料の充填タイミング
の調整とその再現性の精度を向上できると共に、充填速
度を向上させて自動包装機のスピードアップを可能にし
た自動包装機用充填材料供給装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために本発明で講じた手段は以下の如くである。

【０００８】充填供給装置を用いて充填材料を定量供給
しながら、包装フイルムをヒートシーラーによって袋状
に加熱シールすることによって、充填材料を連続的に密
封シールするように構成した自動包装機に於いて、

【０００９】（１） 上記の充填供給装置を、数値制御
可能なモータと、このモータの正逆回転をピストンの往
復運動に交換する作動変換手段と、ピストンが吸引側に
復動している時はホッパー内の充填材料をシリンダ内に
引き込み、ピストンが吐出側に往動している時は、シリ
ンダ内に引き込んだ充填材料を吐出口から上記加熱シー
ルされる包装袋の中に送り込むことができるポンプ部と
によって構成すること。（請求項１）

【００１０】（２） モータによるピストンの往動と復
動の各速度と、同じく往動と復動の各ストローク量から
成る吐出量と、その作動タイミングを、予め設定したプ
ログラムによって数値制御するように構成すること。
（請求項２）

【００１１】（３） 数値制御用のプログラムを、充填
材料の種類や包装速度及び包装袋のサイズと言った包装
上の各種条件毎に定めること。（請求項３）

【００１２】 上記（１）で述べた請求項１に係る手
段によれば、駆動源となるサーボモータのようなモータ
の回転を数値管理（制御）することによって、ピストン
の往復運動のスピードを自由に調節できるため、例えば
固めの充填材料を充填供給する場合は、ピストンの復動
（吸引）を比較的ゆっくり行い、次いで、その往動（吐
出）を素早く行うことができないから、充填材料の定量
供給と、供給スピードの向上を図ることができると共
に、充填タイミングの調整とその再現も容易に行うこと
を可能にする。

【００１３】 上記（２）で述べた請求項２に係る手
段によれば、モータを数値制御するためのプログラムを
予め設定しておくことにより、モータの回転に基づくピ
ストンの往復運動のスピードと、充填材料の吐出量と、
作動タイミングを、この設定プログラムに従って自由に
調整して、充填材料の性状（種類）に合った供給を行う
ことを可能にする。

【００１４】 上記（３）で述べた請求項３に係る手
段によれば、充填材料の種類や包装速度、包装袋のサイ
ズと言った包装上の各種条件毎に、モータの数値制御用
プログラムが設定されているため、包装運転に際してこ
れ等プログラムの中から各種条件に合致したプログラム
を選出することにより、充填材料を希望通りの速さと吐
出量及びタイミングで包装機側へ自動的に充填すること
を可能にする。

【００１５】以上の如くであるから、上記（１）〜
（３）の手段によって上述した技術的課題を解決して、
前記従来の技術の問題点を解消することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る自動包装機
用充填材料供給装置の実施の形態を図面と共に説明する
と、図１は本発明の充填材料供給装置を実施した自動包
装機１の構成を説明した正面図で、図１に示した自動包
装機１そのものは、例えば特開平８−１３３２４０号公
報等にみられる極めて一般的なものであって、図中、２
は対を成す縦ヒートシールロール、３と４は充填材のシ
ゴキと本シールを兼ねる同じく対を成す第１段目と、冷
却用の第２段目の各横ヒートシールロール、５はカッタ
ー装置、６は充填材料（被包装材料）を収めたホッパー
（タンク）で、符号１０で全体的に示したのは本発明に
係る充填材料供給装置、８はこの供給装置１０によって
供給される充填材料を自動包装機１側に送る充填パイプ
である。

【００１７】また、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄは巻取ロー
ルから引出された包装フイルムＦをガイドするガイドロ
ールであって、これ等のガイドロール９Ａ〜９Ｄを経て
送られて来る包装フイルムＦは、製袋ガイド７の間隔に
送り込まれてガイドに案内されながらセンターＦＨ′を
中心に断面略Ｕ字状にフオーミングＦＨされ、その後、
上記の縦ヒートシールロール２でその一側を重ねて縦シ
ールＦＡすることにより全体を筒状にシール形成し、次
いで、各横ヒートシールロール３，４で上下に間隔をあ
けて横シールＦＢしながら、上記充填パイプ８の先端部
８Ｐから充填材料を定量供給することによって、充填材
料を密封シールし、最後に横シールＦＢの中間部をカッ
ター装置５で上下に両断することにより、包装製品ＦＳ
を自動的に連続してシール成形できるように構成されて
いる。

【００１８】図２は、上記本発明に係る充填材料供給装
置１０の全体の構成を説明した斜視図であって、図中、
１Ａは自動包装機１側の取付フレーム、１０Ｍは数値制
御可能なサーボモータ、１１はモータ１０Ｍの駆動回転
軸、１３はフレーム１Ａ上に設けた左右のガイド１４と
１７の間に回転自在に架設したネジ軸、１２はこのネジ
軸１３と上記モータ１０Ｍの駆動回転軸１１とを連結す
るジョイント部、１５は上記のネジ軸１３に螺合させた
ナット体を示す。

【００１９】また、１５Ａは上記のナット体１５を一体
に取付けた移動板、１６，１６は根端部をこの移動板１
５Ａに取付け、中間部を上記一方のガイド１７に進退作
動自在に挿通し、このガイド１７を挿通した各先端部１
６Ａに作動板１８を取付けた左右のガイド軸であって、
上記のサーボモータ１０Ｍが正回転するとネジ軸１３が
正回転し、この正回転に従ってナット体１５が図面上右
方向に移動して左右のガイド軸１６，１６を同一方向に
スライドし、先端に取付けた作動板１８を図面上右方向
に往動（前進）する一方、サーボモータ１０Ｍが逆回転
すると、ネジ軸１３の逆回転に従って上記の作動板１８
が図面上左方向に復動（後退）するように構成されてい
る。

【００２０】尚、上述したネジ軸１３とナット体１５、
及び、左右のガイド軸１６，１６によって、請求項１に
記載されたサーボモータ１０Ｍの正逆回転を後述するピ
ストンの往復運動に変換する作動変換手段が構成される
が、図示したものは実施の一例であって、本発明が図示
したものにのみ限定されないことは勿論である。

【００２１】更に図中、２１Ａ…は根端部を上記一方の
ガイド１７に取付けた支持軸、２１はこれ等の支持軸２
１Ａ…の先端に取付けた支持板で、この支持板２１に
は、上面に上述したホッパ６側に連通接続される導入口
２２Ａを突設し、前面側に上述した充填パイプ８の根端
部が連通接続される吐出口２２Ｂを突設したポンプ本体
２２が取付けられている。

【００２２】図３は上記ポンプ本体２２の部分を拡大し
て示した断面図であって、この図面と上述した図２に於
いて、２０はポンプ本体２２の一側に取付けたシリン
ダ、２３はポンプ本体２２の内部に設けた弁室で、この
弁室２３の上面に設けた導入穴２２Ｘが上述した導入口
２２Ａに連通し、また、その左右両側に設けた吸引穴２
２Ｙと吐出穴２２Ｚが、上記シリンダ２０のシリンダ室
２０Ａと上述した吐出口２２Ｂに連通している。

【００２３】また、２３Ａは上記弁室２３の内部に回動
自在に嵌込んだ切換バルブ、１９Ａは上記シリンダ室２
０Ａ内に嵌込んだピストン、１９はピストンロッドであ
って、ピストンロッド１９の根端が上記作動板１８に取
付けられていて、作動板１８の往復移動に連動してピス
トン１９Ａがシリンダ室２０Ａ内で往復移動する仕組に
成っている。

【００２４】上記の切換バルブ２３Ａは、切換用モータ
（図示省略）によって切換作動自在に構成されていて、
このバルブ２３Ａが図３の如く導入穴２２Ｘと吸引穴２
２Ｙを連通状態にしている時は、ピストン１９Ａの図面
左方向への吸引復動（後退）に従って、その吸引作用に
よりホッパ６内の充填材料をシリンダ室２０Ａ内に引き
込み、次いで、上記切換用モータによって切換バルブ２
３Ａが導入穴２２Ｘを閉じ、左右の吸引穴２２Ｙと吐出
穴２２Ｚを連通する位置に切換回動した時は、上記ピス
トン１９Ａの図面右方向への吐出往動（前進）に従っ
て、シリンダ室２０Ａに引き込んだ充填材料を吐出口２
２Ｂから充填パイプ８側に吐出して、自動包装機１側に
供給できるように構成されている。

【００２５】更に図２に於いて、１０Ｓは上記のサーボ
モータ１０Ｍの回転を数値制御するための制御部、１０
Ｔは数値制御用のプログラムを格納したメモリであっ
て、このメモリ１０Ｔには例えば図４に記載したような
構成のプログラム１０Ｘが格納されている。

【００２６】図４に示したプログラム１０Ｘは、充填材
料の種類毎にその材料コードと、ピストン１９Ａの往動
速度及び復動速度と、ピストン１９Ａの往動と復動の各
ストローク量によって決められる充填材料の吐出量と、
作動タイミングが夫々数値化されて格納されており、こ
のプログラム１０Ｘに従ってサーボモータ１０Ｍの回転
速度、回転方向、回転のタイミングが夫々数値制御され
て、各充填材料をその性状に合せた理想的な状態で自動
包装機１側に充填供給する仕組に成っている。

【００２７】尚、図４に示したプログラム１０Ｘは実施
の一例であって、この構成の他に例えば包装袋のサイズ
や包装フイルムの種類、包装速度と言った、包装上の各
種条件を数値化して追加することにより、サーボモータ
１０Ｍの数値制御を更に高度化して、充填材料の供給を
より精密に制御することも可能である。

【００２８】本発明に係る自動包装機用充填材料供給装
置は以上述べた如き構成であるから、自動包装機の運転
に当って先ず充填材料毎に定められたプログラムの中か
ら必要なプログラムを選び、このプログラムに従ってサ
ーボモータ１０Ｍの回転速度と回転方向、及び、回転の
タイミングを制御すれば、充填材料をその性状に合った
理想的な状態で自動包装機側に充填供給することができ
ると共に、一時停止後の再起動時にも、同じ条件とタイ
ミングで充填材料を引続き充填供給することができる。

【００２９】また、充填材料が変った場合には、その充
填材料用のプログラムを選んで設定すれば、サーボモー
タ１０Ｍが変った充填材料の性状に合せて制御作動され
るため、常に理想的な材料充填を行うことができるもの
であって、充填量のバラツキや作動タイミングのズレに
よるシール包装のミスと言った失敗を無くすことができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上述べた次第で、本発明に係る自動包
装機用充填材料供給装置によれば、モータを数値制御す
ることにより常に理想的な状態で充填材料を供給するこ
とができるものであって、充填材料の吐出し精度を向上
して自動包装のスピードアップを可能にし、自動包装機
の能率向上に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る充填材料供給装置を備えた自動包
装機の正面図である。

【図２】本発明の全体を説明した構成図である。

【図３】ポンプ本体部分の構造を示した拡大断面図であ
る。

【図４】サーボモータを数値制御するプログラムの一例
を示した構成図である。

【図５】従来の充填材料供給装置を説明した構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 自動包装機 ２ 縦ヒートシールロール ３，４ 横ヒートシールロール ６ ホッパ Ｆ 包装フイルム ＦＳ 包装製品 １０ 充填材料供給装置 １０Ｍ サーボモータ １０Ｓ 制御部 １０Ｔ メモリ １３ ネジ軸 １５ ナット体 １９Ａ ピストン ２０ シリンダ ２２ ポンプ本体 ２３Ａ 切換バルブ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E018 AA04 AB01 AB06 BA02 BA06 BB09 CA06 DA02 DA05 EA03 3E050 AA02 AB02 BA01 BA03 CA01 CB02 DB01 DC02 DC04 DC08 DD04 DF02 DF06 FA03 FA09 FB01 FB07 GA05 GC05 HA08 HB06 HB09 3E094 AA12 AA13 BA01 BA06 CA10 DA08 EA03 FA03 FA04 FA12 GA13 HA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填供給装置を用いて充填材料を定量供
   給しながら、包装フイルムをヒートシーラーによって袋
   状に加熱シールすることによって、充填材料を連続的に
   密封シールするように構成した自動包装機に於いて、 上記の充填供給装置を、数値制御可能なモータと、この
   モータの正逆回転をピストンの往復運動に交換する作動
   変換手段と、ピストンが吸引側に復動している時はホッ
   パー内の充填材料をシリンダ内に引き込み、ピストンが
   吐出側に往動している時は、シリンダ内に引き込んだ充
   填材料を吐出口から上記加熱シールされる包装袋の中に
   送り込むことができるポンプ部とによって構成したこと
   を特徴とする自動包装機用充填材料供給装置。
2. 【請求項２】 モータによるピストンの往動と復動の各
   速度と、同じく往動と復動の各ストローク量から成る吐
   出量と、その作動タイミングを、予め設定したプログラ
   ムによって数値制御するように構成したことを特徴とす
   る請求項１記載の自動包装機用充填材料供給装置。
3. 【請求項３】 数値制御用のプログラムを、充填材料の
   種類や包装速度及び包装袋のサイズと言った包装上の各
   種条件毎に定めたことを特徴とする請求項２記載の自動
   包装機用充填材料供給装置。