JP2005239198A - L型シール金具タイプ自動包装機の噛み込み検知装置 - Google Patents

L型シール金具タイプ自動包装機の噛み込み検知装置 Download PDF

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Abstract


【課題】噛み込み検知動作における検知不可要因並びに検知変動要因を除去して正確な噛み込み検知を行うことのできるL型シール金具の噛み込み検知装置を提供する。
【解決手段】右側シール金具プレスアーム30に固定されたブラケット35aの先端部分に渦電流変位センサ40を付設し、左側シール金具プレスアーム31に固定されたブラケット36aの先端部分に金属部材41を付設する。そして渦電流変位センサ40と金属部材41を互いに近接対向状態に配置すると共にプレスアームの扇形に開く方向に延長した位置に設置する。この結果噛み込み発生時における渦電流変位センサ40と金属部材41による隙間距離の測定値を拡大することができる。
【選択図】 図6

Description

本発明は、包装フィルムを袋状にするためのヒートシール動作において、シール部分の内容物噛み込み不良を自動的に検出する装置に関し、特にL型シール金具タイプ自動包装機の内容物噛み込み検知装置に関するものである。
従来の噛み込み検知装置は、例えば特許文献1に記載されているように、内容物が充填された包装袋に対してヒートシールするヒートシールバーに渦電流変位センサを取付け、ヒートシールバーがシール動作を行うと同時に、この渦電流変位センサにより包装袋におけるシール部分の厚さを測定している。そして、このシール部分の厚さが予め設定された数値を超えた場合に内容物の噛み込みが発生したと認定し、これをもってシール不良と判定している。
図8は、従来のL型シール金具タイプ自動包装機のシール金具プレスアームに渦電流変位センサと対向する金属部材を取付けてシール部分の厚さを測定している状態を表している上面説明図である。図8に示すように、右側シール金具プレスアーム30と左側シール金具プレスアーム31の一端にはL型シール金具21が取り付けられており、交点37を中心に開閉動作を行いながら挟み込んだ包装フィルムに対してヒートシールを施している。
左側シール金具プレスアーム31の他端には、プレスカムロール33並びにカムロールスプリング34が取り付けられており、プレスカムロール33の先端とプレスカム32が当接状態で配置されている。プレスカム32は、回転しながらプレスカムロール33の先端を押し若しくは引くように作動し、この結果左側シール金具プレスアーム31が開閉動作を行う。なお、右側シール金具プレスアーム30は左側シール金具プレスアーム31と同様に作動し、図8では右側シール金具プレスアーム30の他端部分は省略されている。
更に、左側シール金具プレスアーム31のL型シール金具21が付設されている先端部分には金属部材41が、また右側シール金具プレスアーム30のL型シール金具21が付設されている先端部分には渦電流変位センサ40がそれぞれ対向状態で取り付けられて、シール動作時に隙間距離を測定することで噛み込み検知を行っている。
そして、図8においては内容物61cによる噛み込み現象が発生しており、渦電流変位センサ40と金属部材41はL型シール金具21の近傍に設けられているため、L型シール金具21で発生している隙間距離と同等の隙間60cが測定されている。なお、従来の噛み込み検知装置の渦電流変位センサ40と金属部材41は、交点37から距離70の位置に取り付けられている。
特開2003−112714号公報
この種の噛み込み検知装置は、渦電流変位センサを測定対象ヒートシールバーに取付けてこのヒートシールバーにおける包装シール部分の厚さを測定して噛み込み検知を行っているが、この際の噛み込み発生を判定している基準は、噛み込み現象が発生した時の距離測定値から通常の噛み込み現象が発生していない時の距離測定値を差し引いた値即ち噛み込み現象発生に伴う距離測定値の増加分を検知して判定している。しかしながら、上記の距離測定値の増加分はごく微小な値であるため、内容物の噛み込みが発生してシール不良となった場合でも噛み込み検知できないケースがあった。
また、包装袋に充填する内容物の粒子等の大きさによっても噛み込み発生時の距離測定値の増加分は変動することになり、内容物の粒子等が大きい場合は噛み込み発生時の距離測定値の増加分は大きくなり、内容物の粒子等が小さい場合は噛み込み発生時の距離測定値の増加分は小さくなってしまう。
このように、噛み込み発生時におけるL型シール金具間の距離(隙間)測定結果は、内容物の粒子等の大きさに応じて変動することになり、噛み込み判定基準が一定にならないという問題があった。更に、内容物の粒子等が小さい粉末状の場合は、噛み込み検知そのものが困難となるケースがあった。
本発明は、上記従来の噛み込み検知装置の問題点に鑑み創作されたもので、このような噛み込み検知動作における検知不可要因並びに検知変動要因を除去して正確な噛み込み検知を行うことのできるL型シール金具の噛み込み検知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に係る噛み込み検知装置は、略垂直下方向に移送しながら中央部分を折り曲げた包装フィルムに対してL型シール金具が取り付けられているプレスアームを用いて縦シールと横シールを同時に施して袋形状を形成し、当該袋形状内に内容物を充填した後に再びプレスアームを用いて縦シールと横シールを施し、当該シール動作をくり返して多数の包装袋を連続的に作るL型シール金具タイプ自動包装機の噛み込み検知装置であって、前記噛み込み検知装置は、前記プレスアームに対してL型シール金具間の隙間距離を測定して噛み込み検知を行う渦電流変位センサと金属部材を対向且つ近接状態となるように設置し、前記渦電流変位センサと金属部材を、プレスアームの扇形に開く方向に延長した位置に取り付け、シール動作に伴う噛み込み発生時の隙間距離の測定値を拡大するように構成した。
本発明の請求項1に係る噛み込み検知装置によれば、噛み込み検知動作における検知不可要因を除去して正確な噛み込み検知を行うことができる。
また、本発明の請求項2に係る渦電流変位センサと金属部材の取り付けは、前記包装袋内に充填する内容物の粒の大きさに応じて前記取り付け位置の延長具合を変えるように構成した。
また、本発明の請求項3に係る取り付け位置の延長具合は、包装袋内に充填する内容物の粒の大きさが予め設定された値に比べて小さい場合は予め決められた位置より長く延長し、包装袋内に充填する内容物の粒の大きさが予め設定された値に比べて大きい場合は予め決められた位置より短く延長するように構成した。
更に本発明の請求項2及び請求項3に係る噛み込み検知装置によれば、噛み込み検知動作における検知変動要因を除去して正確な噛み込み検知を行うことができる。
以上説明したように、本発明に係るL型シール金具タイプ自動包装機における噛み込み検知装置によれば、内容物の噛み込み発生に対する検知不可要因を排除し、内容物の粒子等の大きさによる噛み込み検知変動要因を除去して正確な噛み込み検知を行うことができるという優れた効果を奏する。
本発明に係る噛み込み検知装置の実施の形態を図面と共に説明する。
まず、図1及び図2を用いて、本発明のL型シール金具タイプ自動包装機の全体構成について説明する。図1は本発明に係るL型シール金具タイプ自動包装機を示す正面図であり、図2は本発明に係るL型シール金具タイプ自動包装機を示す側面図である。
図1、図2において、符号1は本発明に係るL型シール金具タイプ自動包装機(以下自動包装機と略す)の全体を示している。また、符号10は包材、11は包材供給モータ、12はホッパー、13は計量回転盤、14はステッピングモータ、15はメインモータ、16は減速機、17はベルトコンベア、18はカッター装置、19は送りロール、20は噛み込み検知装置の検知部分(渦電流変位センサと金属部材)、21はL型シール金具、22は充填シュート、23は配電盤を示している。
また、包材10は、同一軸の周りに包装フィルムを多重にコイル状に巻き取ったものである。包装フィルムは、透明又は半透明な材料から構成され、例えば、PET等のベースフィルムや、このベースフィルムよりも融点の低いポリエチレン等のヒートシールフィルムから構成される。
図1、図2に示すように、自動包装機1は包材10から巻き戻した長尺の包装フィルムをバックテンションを掛けながら包材供給モータ11等を駆動して引き出し、引き出された包装フィルムは、図中垂直下方向に連続的に流れ、充填シュート22によって中央部でU字状に二つに折り曲げられる。この折り曲げられた包装フィルムは、充填シュート22の直下に設置されているL型シール金具21により挟み込んで縦ヒートシール及び横ヒートシールを同時に施すように作動し、袋形状が形成される。
ホッパー12内には内容物(原料)が入っており、この内容物は計量回転盤13により一定量に桝きり計量され、その後計量された内容物は一定タイミングで充填シュート入口に落下されて充填シュート出口が挿入された包装フィルムの袋内部に投入される。
内容物が充填された袋部分を含む包装フィルムは、送りロール19により1袋分だけ下方向に搬送され、その後再びL型シール金具21により挟み込んで縦ヒートシール及び横ヒートシールを施して内容物が充填された袋部分の上部が密閉される。なお、同時にこのL型シール金具21の挟み込みにより次の袋形状が形成され、内容物充填動作及び袋部分上部の密閉動作をくり返して連続した包装袋が出来上がる。
連続した包装袋は直下のカッター装置18に送られ、横シール部分の中央付近に対して切断もしくはミシン目切れ込み等を行い、個別の包装形態となった包装袋はベルトコンベア17上に落下並びに搬送されて箱詰めされる。
このような自動包装機の縦ヒートシール動作及び横ヒートシール動作において、正常にヒートシールを施すことが出来たかどうか、即ち内容物噛み込み現象が発生してシール不良となっていないことを調べるためにL型シール金具21の開閉機構に噛み込み検知装置の検知部分(渦電流変位センサと金属部材)20が取り付けられている。
図3は、本発明に係る噛み込み検知装置のブロック構成図である。図3に示すように、符号40は本発明の噛み込み検知装置における渦電流変位センサ、符号41は金属部材であり、この渦電流変位センサ40と金属部材41は噛み込み検知装置の検知部分20を構成しており、互いに対向且つ近接状態に設置されて隙間距離測定ができるようになっている。
渦電流変位センサ40は変位センサアンプ50に接続され、変位センサアンプ50は渦電流の損失量に連動した距離測定値を算出すると共に、この距離測定データであるアナログ信号を増幅している。そして、この増幅されたアナログ信号(距離測定データ)は、A/D変換器51でデジタル信号に変換されて制御部52に送られる。
制御部52は、A/D変換器51の出力信号を受け取り、噛み込み検知のための内部処理を行う。この制御部52の内部処理の結果、噛み込み状態を検知した場合はアラーム信号53、54を出力し、アラーム信号53はアラーム表示器55へ送付され、アラーム信号54はL型シール金具タイプ自動包装機へ送付され、それぞれ所定のアラーム表示並びにアラーム動作を行うようになる。
図4は、本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサと対向する金属部材を取り付けたシール金具プレスアームが閉じている状態を表している上面説明図である。図4に示すように、右側シール金具プレスアーム30と左側シール金具プレスアーム31の一端にはL型シール金具21が取り付けられており、交点37を中心に閉じた状態になっており、この状態では包装フィルムに対して挟み込みながらヒートシールを施している。
左側シール金具プレスアーム31の他端には、プレスカムロール33並びにカムロールスプリング34が取り付けられており、プレスカムロール33の先端とプレスカム32が当接状態で配置されている。プレスカム32は、回転しながらプレスカムロール33の先端を押すように作動し、この結果左側シール金具プレスアーム31が閉じた状態になっている。なお、右側シール金具プレスアーム30は左側シール金具プレスアーム31と同様に作動し、図4では右側シール金具プレスアーム30の他端部分は省略されている。
更に、左側シール金具プレスアーム31のL型シール金具21が取り付けられている部分にはブラケット36aがネジ止め固定されており、その先端には金属部材41が付設されている。また、右側シール金具プレスアーム30のL型シール金具21が取り付けられている部分にはブラケット35aがネジ止め固定されており、その先端には渦電流変位センサ40が付設されている。そして、この金属部材41と渦電流変位センサ40は互いに対向且つ近接状態に取り付けられて噛み込み検知を行っている。なお、図4においては内容物による噛み込み現象が発生していない状態を表している。
図5は、本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサと対向する金属部材を取り付けたシール金具プレスアームが開いている状態を表している上面説明図である。図5に示すように、右側シール金具プレスアーム30と左側シール金具プレスアーム31の一端にはL型シール金具21が取り付けられており、交点37を中心に開いた状態になっており、この状態では包装フィルムは送り動作を行っている。
左側シール金具プレスアーム31の他端には、プレスカムロール33並びにカムロールスプリング34が取り付けられており、プレスカムロール33の先端とプレスカム32が当接状態で配置されている。プレスカム32は、回転しながらプレスカムロール33の先端を引くように作動し、この結果左側シール金具プレスアーム31が開いた状態になっている。なお、右側シール金具プレスアーム30は左側シール金具プレスアーム31と同様に作動し、図5では右側シール金具プレスアーム30の他端部分は省略されている。
更に、左側シール金具プレスアーム31のL型シール金具21が取り付けられている部分にはブラケット36aがネジ止め固定されており、その先端には金属部材41が付設されている。また、右側シール金具プレスアーム30のL型シール金具21が取り付けられている部分にはブラケット35aがネジ止め固定されており、その先端には渦電流変位センサ40が付設されている。そして、この金属部材41と渦電流変位センサ40は大きく開かれており、噛み込み検知は停止されている。
ここで、図3を用いて、渦電流変位センサ40を使ったヒートシール噛み込み検知方法について説明する。渦電流変位センサ40内には高周波コイルが組み入れられており、この高周波コイルは変位センサアンプ50内の高周波発振回路に接続されている。各部の電源が入ると高周波発振が起こり、渦電流変位センサ40内の高周波コイルを貫くように高周波磁界が生じる。この時高周波コイルに対向して配置された金属部材41は磁気誘導現象を起す金属部材であるため、この金属部材には磁束が通過する向きに対して垂直方向の渦電流が流れる。
そして、図3に示すように、渦電流変位センサ40と金属部材41との距離60が小さくなるほど金属部材41の表面に発生する渦電流が大きくなり、変位センサアンプ40内の高周波発振回路における高周波電流の振幅が小さくなる。また、渦電流変位センサ40と金属部材41との距離60が大きくなるほど金属部材41の表面に発生する渦電流が小さくなり、変位センサアンプ50内の高周波発振回路における高周波電流の振幅が大きくなる。
即ち、渦電流変位センサ40と金属部材41との距離60と、変位センサアンプ50内の高周波発振回路における高周波電流の振幅値はリニアに変化する比例関係であり、このことを利用して予め距離60とその時の高周波電流振幅値を測定して校正しておけば、高周波電流の振幅値から距離60を非接触状態で算出することができる。
従って、予め内容物が噛み込んでいない時の渦電流変位センサ40と金属部材41との距離60を測定しておき、その後距離60の値が大きく変化したら、L型シール金具において内容物の噛み込みによるシール不良が発生したと判定することができる。
図6は、本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサと対向する金属部材の間に隙間が発生し、内容物による噛み込み現象を検出している状態を表している上面説明図である。図6に示すように、右側シール金具プレスアーム30と左側シール金具プレスアーム31の一端にはL型シール金具21が取り付けられており、交点37を中心に閉じた状態になっており、この状態では包装フィルムに対して挟み込みながらヒートシールを施している。
左側シール金具プレスアーム31の他端には、プレスカムロール33並びにカムロールスプリング34が取り付けられており、プレスカムロール33の先端とプレスカム32が当接状態で配置されている。プレスカム32は、回転しながらプレスカムロール33の先端を押すように作動し、この結果左側シール金具プレスアーム31が閉じた状態になっている。なお、右側シール金具プレスアーム30は左側シール金具プレスアーム31と同様に作動し、図6では右側シール金具プレスアーム30の他端部分は省略されている。
更に、左側シール金具プレスアーム31のL型シール金具21が取り付けられている部分にはブラケット36aがネジ止め固定されており、その先端には金属部材41が付設されている。また、右側シール金具プレスアーム30のL型シール金具21が取り付けられている部分にはブラケット35aがネジ止め固定されており、その先端には渦電流変位センサ40が付設されている。そして、この金属部材41と渦電流変位センサ40は互いに対向且つ近接状態に取り付けられて噛み込み検知を行っている。
そして、図6においては内容物61aによる噛み込み現象が発生しており、渦電流変位センサ40と金属部材41は交点37を中心に扇状に開く方向に延長した距離80aの位置に取り付けられているため、L型シール金具21で発生している隙間距離より拡大された隙間60aが測定されている。即ち、この隙間60aは、従来の交点より距離70の位置に渦電流変位センサ40と金属部材41を取り付けて測定した隙間60cより、交点37から距離80aの位置に延長した分だけ拡大された値になっている。
なお、ブラケット等の長さは、内容物における一般的な粒の大きさや噛み込み検知部分の重量、必要とされる強度等を考慮して予め標準的な長さが設計されている。
このように噛み込み現象が発生した際のごく微小な隙間距離値を拡大して測定することができるようにしたため、噛み込み検知動作における検知不可要因を除去して正確な噛み込み検知を行うことができる。
なお、上記の渦電流変位センサ40と金属部材41を交点37から距離80aの位置に延長するためにブラケット35a、36aを用いて説明したが、これに限るものではなく左右のシール金具プレスアームの一部を延長して用いても良い。
次に、本発明に係る噛み込み検知装置の他の実施例を図面と共に説明する。図7は、本発明に係る他の噛み込み検知装置の渦電流変位センサと対向する金属部材の間に隙間が発生し、内容物による噛み込み現象を検出している状態を表している上面説明図である。図7に示すように、右側シール金具プレスアーム30と左側シール金具プレスアーム31の一端にはL型シール金具21が取り付けられており、交点37を中心に閉じた状態になっており、この状態では包装フィルムに対して挟み込みながらヒートシールを施している。
左側シール金具プレスアーム31の他端には、プレスカムロール33並びにカムロールスプリング34が取り付けられており、プレスカムロール33の先端とプレスカム32が当接状態で配置されている。プレスカム32は、回転しながらプレスカムロール33の先端を押すように作動し、この結果左側シール金具プレスアーム31が閉じた状態になっている。なお、右側シール金具プレスアーム30は左側シール金具プレスアーム31と同様に作動し、図7では右側シール金具プレスアーム30の他端部分は省略されている。
更に、左側シール金具プレスアーム31のL型シール金具21が取り付けられている部分にはブラケット36bがネジ止め固定されており、その先端には金属部材41が付設されている。また、右側シール金具プレスアーム30のL型シール金具21が取り付けられている部分にはブラケット35bがネジ止め固定されており、その先端には渦電流変位センサ40が付設されている。そして、この金属部材41と渦電流変位センサ40は互いに対向且つ近接状態に取り付けられて噛み込み検知を行っている。
なお、図7においては図6の内容物61aよりさらに微小な内容物61bによる噛み込み現象が発生しており、渦電流変位センサ40と金属部材41を図6の距離80aの位置に取り付けて噛み込み検知を行った場合は、隙間距離測定値の増加分は内容物61bの大きさに比例して微小な値となり、噛み込みが発生したことを検知できないことになってしまう。このため内容物の粒子等の大きさが小さい粉末状の場合は、渦電流変位センサ40と金属部材41の取り付け位置を図6の距離80aよりさらに延長した距離80bにして渦電流変位センサ40と金属部材41の隙間の値が距離80aの位置に取り付けた場合より拡大された60bとなるようにしている。
このように内容物の粒子等の大きさが予め設定された値に比べて小さい場合は渦電流変位センサ40と金属部材41の取り付け位置を予め決められた位置より長くし、内容物の粒子等の大きさが予め設定された値に比べて大きい場合は渦電流変位センサ40と金属部材41の取り付け位置を予め決められた位置より短くして、内容物の粒子等の大きさに応じて渦電流変位センサ40と金属部材41の取り付け位置を変えるようにしている。この結果、噛み込み発生時の距離測定値の増加分を確実に判定することが可能になり、噛み込み検知動作における検知不可要因並びに検知変動要因を排除することができる。
なお、上記の渦電流変位センサ40と金属部材41を交点37から距離80bの位置に延長するためにブラケット35b、36bを用いて説明したが、これに限るものではなく左右のシール金具プレスアームの一部を延長して用いても良い。また、ブラケット35a若しくはブラケット35bには渦電流変位センサ40が付設され、ブラケット36a若しくはブラケット36bには金属部材41が付設された形態で説明したが、これに限るものではなくブラケット35a若しくはブラケット35bに金属部材41を付設し、ブラケット36a若しくはブラケット36bに渦電流変位センサ40を付設しても良い。
本発明に係るL型シール金具タイプ自動包装機を示す正面図である。 本発明に係るL型シール金具タイプ自動包装機を示す側面図である。 本発明に係る噛み込み検知装置のブロック構成図である。 本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサと対向する金属部材を取り付けたシール金具プレスアームが閉じている状態を表している上面説明図である。 本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサと対向する金属部材を取り付けたシール金具プレスアームが開いている状態を表している上面説明図である。 本発明に係る噛み込み検知装置の渦電流変位センサと対向する金属部材の間に隙間が発生し、内容物による噛み込み現象を検出している状態を表している上面説明図である。 本発明に係る他の噛み込み検知装置の渦電流変位センサと対向する金属部材の間に隙間が発生し、内容物による噛み込み現象を検出している状態を表している上面説明図である。 従来のL型シール金具タイプ自動包装機のシール金具プレスアームに渦電流変位センサと対向する金属部材を取付けてシール部分の厚さを測定している状態を表している上面説明図である。
符号の説明
1 L型シール金具タイプ自動包装機
10 包材
11 包材供給モータ
12 ホッパー
13 計量回転盤
14 ステッピングモータ
15 メインモータ
16 減速機
17 ベルトコンベア
18 カッター装置
19 送りロール
20 噛み込み検知装置の検知部分(渦電流変位センサと金属部材)
21 L型シール金具
22 充填シュート
23 配電盤
30 右側シール金具プレスアーム
31 左側シール金具プレスアーム
32 プレスカム
33 プレスカムロール
34 カムロールスプリング
35a、35b、36a、36b ブラケット
37 プレスアームの交点
40 渦電流変位センサ
41 金属部材
50 変位センサアンプ
51 A/D変換器
52 制御部
55 アラーム表示器
60、60a、60b、60c 渦電流変位センサと金属部材の間の隙間
61a、61b、61c 噛み込んだ内容物

Claims (3)

  1. 略垂直下方向に移送しながら中央部分を折り曲げた包装フィルムに対してL型シール金具が取り付けられているプレスアームを用いて縦シールと横シールを同時に施して袋形状を形成し、当該袋内に内容物を充填した後に再びプレスアームを用いて縦シールと横シールを施し、当該シール動作をくり返して多数の包装袋を連続的に作るL型シール金具タイプ自動包装機の噛み込み検知装置であって、
    前記噛み込み検知装置は、前記プレスアームに対してL型シール金具間の隙間距離を測定して噛み込み検知を行う渦電流変位センサと金属部材を対向且つ近接状態となるように設置し、
    前記渦電流変位センサと金属部材を、プレスアームの扇形に開く方向に延長した位置に取り付け、シール動作に伴う噛み込み発生時の隙間距離の測定値を拡大するように構成したことを特徴とする噛み込み検知装置。
  2. 前記渦電流変位センサと金属部材の取り付けは、前記包装袋内に充填する内容物の粒の大きさに応じて前記取り付け位置の延長具合を変えるように構成したことを特徴とする請求項1記載の噛み込み検知装置。
  3. 前記取り付け位置の延長具合は、包装袋内に充填する内容物の粒の大きさが予め設定された値に比べて小さい場合は予め決められた位置より長く延長し、
    包装袋内に充填する内容物の粒の大きさが予め設定された値に比べて大きい場合は予め決められた位置より短く延長するように構成したことを特徴とする請求項2記載の噛み込み検知装置。
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JP2010042840A (ja) * 2008-08-13 2010-02-25 Sanko Kikai Kk 多列スティックタイプ自動包装機の横シール機構における噛み込み検知装置
JP2022118239A (ja) * 2018-12-05 2022-08-12 オムロン株式会社 センサシステム

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