JP2005075445A - 包装袋の自動集積装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定数の包装袋を的確に段積みすることができると共に、製造、組み立て、調整、設定作業等が簡単にできる集積装置を提供する。
【解決手段】包装袋を受け入れる投入口を持つ振り分け機構２０３と、落ちてきた包装袋を交互に受け止めて水平姿勢に導く卍形状回転羽根機構２１０、２１１と、水平姿勢になった包装袋を１乃至３個集積する第一のシャッター機構２２０、２２１と、予め設定された個数になるまで集積を行う第二のシャッター機構２３０、２３１と、ベルトコンベア２４０とから構成され、偶数集積の場合は第一シャッター機構から２個づつ落とし、奇数集積の場合は第一シャッター機構の最後の集積を１または３個として落とす。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自動包装機によって得られる包装袋を一定数量積み重ねる集積装置に関するものである。

従来の集積装置には、例えば特許文献１に記載されているように、二つの落下口を有し、一対の受渡し輪体で交互に包装袋を受け取り、この包装袋を順次所定の場所に落下させて集積するように構成したものが存在する。

しかしながら、この種の集積装置は構造が複雑なため、製造、組み立て、調整さらに稼動時における設定作業等に多大な労力が要ると共に機器製造コストも高くなるという問題がある。
特開平１１−５９６２３号公報

本発明は、上記従来の集積装置の問題点に鑑み創作されたもので、製造、組み立て、調整さらに稼動時における設定作業等を簡単に行うことができ、さらに機器製造コストも安くすることができる集積装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る集積装置は、一つの投入口を有し、投入された包装袋を左右交互に案内する振り分け機構と、左右交互に振り分けられた包装袋を垂直姿勢で受け取り、下方に送りながら水平姿勢に導く左右二つの回転羽根機構と、水平姿勢になった包装袋を左右二つの回転羽根機構から交互に一個づつ集積する第一のシャッター機構と、第一のシャッター機構で集積された包装袋を順次積み重ね、予め設定された最終集積数とする第二のシャッター機構とから構成され、前記最終集積数が偶数の場合は、第一シャッター機構の一回毎の集積数を二個とし、前記最終集積数が奇数の場合は、第一シャッター機構の一回毎の集積数を二個とし、第一シャッター機構の最後の集積数を一個または三個とすることを特徴としている。

また、本発明の請求項２に係る集積装置は、左右二つの回転羽根機構が４枚の羽根を持つ略卍形状であることを特徴としている。

また、本発明の請求項３に係る集積装置は、左右二つの回転羽根機構が２枚の羽根を持つ略Ｌ字形状であり、二つの回転羽根機構の位相を９０度ずらしたことを特徴としている。

本発明の請求項１乃至請求項３に係る集積装置によれば、集積装置の構造がシンプルであるため、各種設定作業を簡単に行うことができ、さらに機器製造コストも安くすることができる。

また、本発明の請求項４に係る集積装置は、左右二つの回転羽根機構の回転軸にロータリーエンコーダを取付けて回転角度を測定し、この回転角度に合わせて集積シーケンスを動かすことを特徴としている。

また、本発明の請求項５に係る集積装置は、第一のシャッター機構を二重のシャッターとし、当該二つのシャッターを交互に開閉することを特徴としている。

また、本発明の請求項６に係る集積装置は、第一のシャッターを動かす機構がエアーシリンダの場合において、当該第一のシャッター機構はエアーシリンダを制御する電磁弁と、シャッター位置を検出するセンサを有し、当該センサの検出結果に基づくエアーシリンダ用電磁弁の動作シーケンスを１ステップ早く制御することを特徴としている。

本発明の請求項４乃至請求項６に係る集積装置によれば、集積動作を補間する工夫を付加したため、所定数の包装袋を高速に集積することができる。

以上説明したように、本発明に係る集積装置によれば、製造、組み立て、調整さらに稼動時における設定作業等を簡単に行うことができ、さらに装置製造コストも安くすることができると共に、所定数の包装袋を高速に集積することができるという優れた効果を奏する。

発明の実施の形態１
本発明に係る集積装置の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明に係る集積装置が組み合わされるロータリー式自動包装機の概略の構成を説明した正面図である。図１中符号１はロータリー式自動包装機を示している。

図１において、符号２及び符号３は、フィルム状の包材２Ｆ、３Ｆをロール状に巻き取った原反であって、左側の原反２は使用中のもので、右側の原反３は予備のものである。

原反２及び３の上部には、使用中の原反２の包材２Ｆが無くなりかけたときに、その終端片に予備原反の包材３Ｆの始端片をつなぎ合わせるための自動つなぎ装置４が機体６の側面に設けられている。

自動つなぎ装置４を通過した包材２Ｆ（あるいは３Ｆ）は上方に引き上げられ、水平方向に配置されている包装フィルム送出手段としての製袋シュート５へ導かれる。製袋シュート５は、図２に示すように包材２Ｆ等を長手方向に沿って折り目５１を下にして二つ折りし、その折り目５１を略水平方向に向けて送り出す。

機体６の上部には、充填材料を貯留するホッパー７が設置されている。ホッパー７の下部には、ホッパー７から供給される充填材料を定量容器９に供給する平面視円盤状の定量供給装置８が水平回転可能に軸支されている。

定量容器９の下部には、図３に示すように製袋シュート５によって包材２Ｆの下に形成された折り目５１と略直交するように包材２Ｆに一定間隔Ｄをあけてサイドシール部５２を形成して袋部５３とする袋形成手段が円周に沿って複数設けられている。

そして、連続した袋部５３のそれぞれに充填材料を投入する充填部としての充填シュート１０が定量容器９の下部に上下動可能に配設されている。なお、袋形成手段と共に、充填シュート１０は円周に沿って同複数設けられるものである。

符号６１は連続した袋部５３の上部開口５４を接合するシール手段としてのトップシール装置で、シールローラ６２とシールローラ６２を水平回転させる駆動モータ６３とから大略構成されている。このトップシール装置６１によってトップシール（６４）されたのち、図４に示すような連続包装袋１０１（袋部が連なり充填材料Ｃが封印された包装袋６５の連続包装袋）が得られる。

なお、トップシール装置の下流側に各包装袋６５のトップシール部６４に開封用のノッチ（切り欠き）を形成するためのノッチカッターを設ける場合もある。また、ロータリー式自動包装機１から排出された連続包装袋１０１は、カッター装置によって切断されて、排出される。

図５は、本発明に係る集積装置を示す側面図である。図５に示すように、集積装置２０１は枠体２０２を備えている。

符号２０３は、本発明の集積装置が組み合わされるロータリー式自動包装機から落下してくる包装袋を受け入れる投入口を持つ振り分け機構である。振り分け機構２０３はエアーシリンダ２０４、２０５と、側面視山形状の振り分けすべり台２０６で構成されている。なお、この振り分け機構は、連続して落下、投入されてくる包装袋を左側と右側交互に案内している。

符号２１０は右側の回転羽根機構で、符号２１１は左側の回転羽根機構である。これらの回転羽根機構は、側面視略卍形状を有しており、この卍形状回転羽根機構２１０、２１１は、振り分け機構２０３の下に設けられ、落下壁２０７及び落下壁２０８に添って落ちてきた包装袋を交互に卍形状の羽根で受け止めて一旦保持し、その後垂直姿勢から水平姿勢に導き、最後に水平姿勢になった包装袋を第一のシャッター機構に落下させる。

符号２２０は右側の第一のシャッター機構で、符号２２１は左側の第一のシャッター機構である。これらの第一のシャッター機構２２０、２２１は、卍形状回転羽根機構２１０、２１１の下に設けられ、左右の卍形状回転羽根機構で水平姿勢になった包装袋を交互に受け取り、１乃至３個の包装袋の集積を行った後に第二のシャッター機構に落下させる。なお、これらの第一のシャッター機構２２０、２２１は、２段のシャッター構成となっており、上段の第一シャッター機構は、エアーシリンダ２２２、２２６と、集積棚２２４、２２８で構成されている。また、下段の第一シャッター機構は、エアーシリンダ２２３、２２７と、集積棚２２５、２２９で構成されている。

第一のシャッター機構２２０、２２１において、包装袋の製造速度が早く、高速の集積を行う場合は、図５に示すように、２段のシャッター構成にして上段の第一シャッター機構と下段の第一シャッター機構を交互に動作させ、エアーシリンダの作動遅延を吸収するようにしている。また、包装袋の製造速度が遅く、低速の集積を行う場合は、図５に記載している第一のシャッター機構２２０、２２１の内上段下段どちらかを動作させ、他方を休止するように制御するか、もしくは第一のシャッター機構そのものを１段構成にしている。

符号２３０は右側の第二のシャッター機構で、符号２３１は左側の第二のシャッター機構である。これらの第二のシャッター機構２３０、２３１は、第一のシャッター機構２２０、２２１の下に設けられ、第一のシャッター機構で１乃至３個の集積された包装袋をまとめて受け取り、予め設定された個数になるまで集積を行い、その後に直下のベルトコンベア２４０に落下させる。なお、これらの第二のシャッター機構は、エアーシリンダ２３２、２３４と、集積棚２３３、２３５で構成されている。

図６乃至図１７は、本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図であって、図６は最初の包装袋を左側に振り分けている状態を表している。図６において、振り分け機構２０３は、投入された包装袋を左側の落下壁２０８の方へ振り分けるために、エアーシリンダ２０４を押し出し、エアーシリンダ２０５を引き込むように動作して振り分け、すべり台２０６の左側斜面に添って包装袋を滑り落とす。

図７は左側の落下壁２０８に添って落ちてきた包装袋を卍形状回転羽根機構２１１で受け止めた状態を表している。なお、卍形状回転羽根機構２１０と卍形状回転羽根機構２１１は回転方向逆でそれぞれ同期して回転しており、包装袋の落下タイミングに合わせて落ちてきた包装袋を正しく受け止められるように回転制御されている。

図８は卍形状回転羽根機構２１１の回転運動によって、受け止めた包装袋を下方に送りながら水平姿勢に導く途中状態を表している。

図９は卍形状回転羽根機構２１１の回転運動が更に進み、包装袋が水平姿勢に移行した状態を表している。この状態は、水平姿勢になった包装袋を卍形状回転羽根機構２１１と卍形状回転羽根機構２１０で保持しており、更なる回転運動によりこの包装袋を直下の第一のシャッター機構に落下させる。

図１０は卍形状回転羽根機構２１０、２１１から落とされた水平姿勢の包装袋を第一のシャッター機構で１個集積した状態を表している。このように、第一のシャッター機構の初期状態は、シャッターが閉じており、同じく第二のシャッター機構もシャッターが閉じている。そして、卍形状回転羽根機構２１０、２１１から落とされた水平姿勢の包装袋は、その水平姿勢のまま第一シャッター機構の集積棚２２５、２２９の上に集積される。なお、図１０における動作では、下段の第一シャッター機構のみが動作しており、上段の第一シャッター機構は休止している。

図１１は次の包装袋を右側に振り分けている状態を表している。振り分け機構２０３は、投入された包装袋を右側の落下壁２０７の方へ振り分けるために、エアーシリンダ２０５を押し出し、エアーシリンダ２０４を引き込むように動作して振り分け、すべり台２０６の右側斜面に添って包装袋を滑り落とす。

図１２は右側の落下壁２０７に添って落ちてきた包装袋を卍形状回転羽根機構２１０で受け止めた状態を表している。なお、卍形状回転羽根機構２１０と卍形状回転羽根機構２１１は回転方向逆でそれぞれ同期して回転しており、包装袋の落下タイミングに合わせて落ちてきた包装袋を正しく受け止められるように回転制御されている。

図１３は卍形状回転羽根機構２１０の回転運動によって、受け止めた包装袋を下方に送りながら水平姿勢に導く途中状態を表している。

図１４は卍形状回転羽根機構２１０の回転運動が更に進み、包装袋が水平姿勢に移行した状態を表している。この状態は、水平姿勢になった包装袋を卍形状回転羽根機構２１０と卍形状回転羽根機構２１１で保持しており、更なる回転運動によりこの包装袋を直下の第一のシャッター機構に落下させる。

図１５は卍形状回転羽根機構２１０、２１１から落とされた水平姿勢の包装袋を第一のシャッター機構２２０、２２１で２個集積した状態を表している。このように、図１０で包装袋を１個集積した状態の上に、２個目の包装袋を互い違いの向きに集積している。

図１６は第一のシャッター機構２２０、２２１を開けて、第一のシャッター機構で集積した包装袋２個を第二のシャッター機構２３０、２３１に落下させた状態を表している。このように、第一のシャッター機構の基本となる集積数は２個単位としており、互い違いに集積された２個の包装袋は水平バランスが取れた状態のため、姿勢の乱れなしに第二のシャッター機構に落下できる。

図１７は前記図６から図１６までの動作をくり返し行い、第一のシャッター機構において２個集積した包装袋を順次第二のシャッター機構へ落とし、第二のシャッター機構における規定数の集積が行われている状態を表している。このように、偶数集積の場合は、第一シャッター機構から２個づつ落として第二シャッター機構で集積するようにしており、奇数集積の場合は、第一シャッター機構から２個づつ落とし、第一シャッター機構の最後の集積を１または３個としてから落とすように制御している。即ち、奇数集積するためには最低限１回だけ第一シャッター機構から１または３個落とす必要があるが、反面この第一シャッター機構から１または３個落とす動作は包装袋の水平バランスが乱れる可能性がある。このため第二シャッター機構で集積が進み、第一シャッター機構と第二シャッター機構の間の落下距離が最低となった第一シャッター機構の最後の集積動作において１または３個の落下とするように制御している。なお、第二シャッター機構における集積が規定数に達したら、第二シャッター機構を開けて直下のベルトコンベア２４０に落とし、集積動作を終了する。

発明の実施の形態２
以上、本発明の集積装置の動作を説明したが、振り分け機構及び第一のシャッター機構を動かすためにエアーシリンダを用いる場合において、エアーシリンダを制御する電磁弁をＯＮもしくはＯＦＦしてから実際のエアーシリンダが動くまでにタイムラグ（時間遅れ）が発生し，これが集積速度を上げるための阻害要因となっていた。特に、第一のシャッター機構は振り分け機構に比べて包装袋を集積する集積棚等の重量のある構成部品を有するため高速化が難しく、このため以下の工夫を付加することが考えられる。

（１）図５に示すように、第一のシャッター機構を二重のシャッターとし、この二つのシャッターを交互に使って（開閉して）第一のシャッター機構の高速化を図る。
（２）エアーシリンダを制御する電磁弁をＯＮもしくはＯＦＦしてから実際のエアーシリンダが動くまでのタイムラグ（時間遅れ）を吸収するため、第一のシャッター機構におけるシャッター位置センサとエアーシリンダ用電磁弁の動作シーケンスを１ステップ早く制御する。

図１８と図１９は、左側の第一シャッター機構２２１の動きとシャッター位置閉鎖センサ２５０及びシャッター位置開放センサ２５１の関係を説明した図である。まず通常動作を説明する。図１８に示すように、第一のシャッター機構２２１が閉じている状態ではシャッター位置開放センサ２５１はＯＦＦとなり、シャッター位置閉鎖センサ２５０はＯＮになっている。この状態からエアーシリンダ用電磁弁をＯＦＦにして第一のシャッター機構２２１を開き始めると、シャッター位置閉鎖センサ２５０はＯＮからＯＦＦに変わる。そして図１９に示すように、第一のシャッター機構２２１が完全に開くと、シャッター位置開放センサ２５１はＯＦＦからＯＮに変わる。そして、このシャッター位置開放センサ２５１がＯＮになってから、次動作であるシャッター閉鎖のためのエアーシリンダ用電磁弁をＯＮに制御する。

次に制御高速化のための動作を説明する。図１８及び図１９に示すように、第一のシャッター機構２２１が閉じている状態からエアーシリンダ用電磁弁をＯＦＦにして第一のシャッター機構２２１を開き始めると、シャッター位置閉鎖センサ２５０はＯＮからＯＦＦに変わるが、ここでシャッター位置開放センサ２５１がＯＦＦからＯＮに変わるのを待たずに次動作であるシャッター閉鎖のためのエアーシリンダ用電磁弁をＯＮに制御する。このようにシャッター位置センサとエアーシリンダ用電磁弁の動作シーケンスを１ステップ早く制御することで実際のエアーシリンダが動くまでのタイムラグ（時間遅れ）を吸収することができる。

発明の実施の形態３
図２０は、本発明の実施の形態１に示す卍形状回転羽根機構２１０、２１１をより簡素化した構成とした図である。図２０に示すように、回転羽根機構２６０、２６１は回転羽根数を２とし、側面視略Ｌ字形状を有しており、この二つの回転羽根機構の位相を９０°ずらした構成となっている。これらの回転羽根機構２６０、２６１の動作は発明の実施の形態１に示す卍形状回転羽根機構２１０、２１１の動きと類似しており、図２０に示す状態では落下壁２０８に添って落ちてきた包装袋を回転羽根機構２６１で受け止める。

次に、回転羽根機構２６０、２６１が共に矢印方向に９０°回転すると回転羽根機構２６１は受け止めた包装袋を水平姿勢に移行させ、回転羽根機構２６０は次の包装袋を受け止める位置に回転羽根をセットする。なお、この状態において水平姿勢になった包装袋を保持するものは、発明の実施の形態１と異なり回転羽根機構２６１のみで行っている。

そして、落下壁２０７に添って落ちてきた包装袋を回転羽根機構２６０で受け止めると共に、更なる回転運動により回転羽根機構２６１の水平姿勢に移行した包装袋を直下の第一のシャッター機構に落下させる。このような構成にすることにより、回転羽根機構２６０、２６１の構造を簡素化でき、製造費用をより安くすることができる。

また、発明の実施の形態１における卍形状回転羽根機構２１０、２１１及び発明の実施の形態３における回転羽根機構２６０、２６１の回転位置を検出する手段は、通常回転軸に取付けられた穴明き円盤が光センサをＯＮ又はＯＦＦさせて回転していることや回転位置を検出しているが、より厳密な位置検出をするために回転羽根機構の回転軸にロータリーエンコーダを取付けて回転軸角度を直接測定する方法も考えられる。このような測定方法を採用することにより正確な回転角度測定ができ、回転角度測定時間を短縮することが可能となり、より高速な集積動作が実現できる。

本発明に係る集積装置が組み合わされるロータリー式自動包装機の概略の構成を説明した正面図。 包材を長手方向に沿って折り目を下側にして二つ折りした状態を示す説明図。 製袋シュートによって包材の下側に形成された折り目と略直交するように包材に一定間隔をあけてサイドシール部を形成した状態を示す説明図。 連続包装袋を示す説明図。 本発明に係る集積装置を示す側面図。 本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図６に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図７に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図８に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図９に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図１０に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図１１に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図１２に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図１３に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図１４に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図１５に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 図１６に続く本発明に係る集積装置の動きを示す動作説明図。 本発明の実施の形態２における左側の第一シャッター機構２２１の動きとシャッター位置閉鎖センサ２５０及びシャッター位置開放センサ２５１の関係を説明した図。 図１８に示した実施の形態２において第一シャッター機構が開いている場合の状態を説明した図。 本発明の実施の形態１に示す卍形状回転羽根機構２１０、２１１をより簡素化した構成とした図。

符号の説明

１ ロータリー式自動包装機
２、３ フィルム状の包材をロール状に巻き取った原反
４ 自動つなぎ装置
５ 製袋シュート
６ 機体
７ ホッパー
８ 定量供給装置
９ 定量容器
１０ 充填シュート
２０１ 集積装置
２０２ 枠体
２０３ 振り分け機構
２１０、２１１ 卍形状回転羽根機構
２２０、２２１ 第一のシャッター機構
２３０、２３１ 第二のシャッター機構
２４０ ベルトコンベア

Claims (6)

1. 一つの投入口を有し、投入された包装袋を左右交互に案内する振り分け機構と、
   左右交互に振り分けられた包装袋を垂直姿勢で受け取り、下方に送りながら水平姿勢に導く左右二つの回転羽根機構と、
   水平姿勢になった包装袋を左右二つの回転羽根機構から交互に一個づつ集積する第一のシャッター機構と、
   第一のシャッター機構で集積された包装袋を順次積み重ね、予め設定された最終集積数とする第二のシャッター機構とから構成され、
   前記最終集積数が偶数の場合は、第一シャッター機構の一回毎の集積数を二個とし、
   前記最終集積数が奇数の場合は、第一シャッター機構の一回毎の集積数を二個とし、第一シャッター機構の最後の集積数を一個または三個とすることを特徴とする包装袋の集積装置。
2. 前記左右二つの回転羽根機構が４枚の羽根を持つ略卍形状であることを特徴とする請求項１記載の包装袋の集積装置。
3. 前記左右二つの回転羽根機構が２枚の羽根を持つ略Ｌ字形状であり、二つの回転羽根機構の位相を９０度ずらしたことを特徴とする請求項１記載の包装袋の集積装置。
4. 前記左右二つの回転羽根機構の回転軸にロータリーエンコーダを取付けて回転角度を測定し、この回転角度に合わせて集積シーケンスを動かすことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の包装袋の集積装置。
5. 前記第一のシャッター機構を二重のシャッターとし、当該二つのシャッターを交互に開閉することを特徴とする請求項１記載の包装袋の集積装置。
6. 前記第一のシャッターを動かす機構がエアーシリンダの場合において、当該第一のシャッター機構はエアーシリンダを制御する電磁弁と、シャッター位置を検出するセンサを有し、当該センサの検出結果に基づくエアーシリンダ用電磁弁の動作シーケンスを１ステップ早く制御することを特徴とする請求項１または請求項５のいずれかに記載の包装袋の集積装置。

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