JP2014234233A

JP2014234233A - 連続移送される袋の袋口開口装置

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Publication number: JP2014234233A
Application number: JP2013118835A
Authority: JP
Inventors: 徹吉兼; Toru Yoshikane; 真史上野; Shinji Ueno
Original assignee: Kao Corp; Toyo Jidoki Co Ltd
Current assignee: Kao Corp; Toyo Jidoki Co Ltd
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2014-12-15
Anticipated expiration: 2033-06-05
Also published as: JP6158598B2; EP2810879A1; EP2810879B1; US10315794B2; US20140360133A1; ES2565162T3

Abstract

【課題】移送経路に沿って連続的に等速かつ等間隔で移送される各袋の袋口の両面を対向する一対の吸盤で吸着し、続いて吸盤を離間させて前記袋口を開口する袋口開口装置を改良し、吸盤が袋に吸着した後の袋口開口プロセスにおいて、袋の移送方向への吸盤の移動速度と袋の移送速度の速度差を小さくする袋口開口装置を提供する。【解決手段】吸盤１６，１７を、移送経路を挟んで略対称的な楕円形の軌道に沿って互いに逆方向に連続回転させ、吸盤１６，１７が軌道上を一回転する時間を袋２０が袋間距離を移送される時間と一致させる。前記軌道はいずれも長軸が移送経路に対しほぼ同角度で傾斜して前方側ほど前記移送経路から離れるように設定する。【選択図】図３

Description

本発明は、移送経路に沿って連続的に等速で移送される袋の袋口の両面を、移送経路を挟んで対向配置した一対の吸着部材で吸着し、続いて吸着部材を離間させて前記袋口を開口する袋口開口装置に関する。

特許文献１に記載された袋口開口装置は、図１１に示すように、袋（図示せず）の移送経路１を挟んで対向配置した一対の吸盤２，３を、それぞれ円軌道４，５に沿って互いに逆方向（円軌道４，５上の矢印参照）に、袋の移送速度（袋の移送方向は移送経路１上の矢印参照）と同速で連続回転させている。吸盤２，３が円軌道４，５上を一回転する時間は、袋が前記移送経路に沿って袋間距離（１ピッチ）を移送される時間と一致させ又はその整数倍に設定されている。吸盤２，３は、円軌道４，５上を連続回転する間、吸着面を常に正面（移送経路１側）に向け、かつ移送経路１を挟んで互いにほぼ対称的な位置を保っている。
特許文献１に記載された袋口開口装置は、それまでの袋口開口装置に比べて構造を簡略化及びコンパクト化でき、振動や騒音が小さく、かつ高速化が可能という利点がある。

特開２００２−２５５１１９号公報

特許文献１に記載された袋口開口装置において、吸盤２，３はそれぞれ円軌道４，５上を袋の移送速度（一定速度）と同速で互いに逆方向に連続回転し、円軌道４，５上で互いに最接近したとき、移送経路１上を移送される袋の両面を吸着する。袋面を吸着後、吸盤２，３は、袋の移送に伴って互いに離間し（移送経路１から離れ）ながら、袋の移送方向に移動する。

吸盤２，３は円軌道４，５上を等速で移動し、吸盤２，３が互いに再接近した位置Ｐ_０において、吸盤２，３の移動方向は袋の移送方向と一致する。従って、位置Ｐ_０での吸盤２，３の移送方向への移動速度は、袋の移送速度と等しい。しかし、吸盤２，３は円軌道４，５上を移動するため、その後は、吸盤２，３の前記移送方向への移動速度は小さくなる。なお、袋の移送速度（吸盤２，３の円軌道４，５上での移動速度）をＶ_０としたとき、吸盤２，３が最接近した位置Ｐ_０から角度θだけ円軌道上を移動したときの吸盤２，３の前記移送方向への移動速度Ｖは、Ｖ＝Ｖ_０ｃｏｓθとなる。

袋の移送速度Ｖ_０は一定であるが、吸盤２，３の前記移送方向への移動速度Ｖは、円軌道４，５上を回転するにつれて小さくなる。吸盤２，３は位置Ｐ_０（θ＝０°）で袋を吸着後、時間経過とともに袋の移送速度Ｖ_０と吸盤２，３の前記移送方向への移動速度Ｖの差（Ｖ_０−Ｖ）が大きくなり、吸盤２，３が袋から遅れることになる。

特許文献１の段落００１３には、袋の柔軟性が、袋の移送速度Ｖ_０と吸盤２，３の移送方向への移動速度Ｖの差（Ｖ_０−Ｖ）を吸収するため、この速度差によって特に支障は生じないと記載されている。しかし、特許文献１の上記記載は、幅寸法が比較的小さい袋を前提とした記載である。幅寸法が比較的小さい袋の場合、袋口を開き終わるまでの吸盤２，３の離間距離Ｄが小さく、円軌道４，５上の位置Ｐ_０からの移動角度θも小さくて済む。このため、前記速度差はそれほど大きくならず、袋の柔軟性により前記速度差を吸収できる。

一方、幅寸法が比較的大きい袋の場合、袋口を開き終わるまでの吸盤２，３の離間距離Ｄを大きくする必要があり、前記円軌道４，５の半径が変わらないとすれば、当然袋口を開き終わるまでの吸盤２，３の移動角度θを大きくする必要がある。吸盤２，３の移動角度θが大きくなると、吸盤２，３の前記移送方向への移動速度Ｖが加速度的に小さくなり、袋の移送速度Ｖ_０と吸盤２，３の前記移送方向への移動速度Ｖの速度差（Ｖ_０−Ｖ）が大きくなる。このため、前記移送方向における吸盤２，３と袋の位置ずれが、袋の柔軟性で吸収できないほど大きくなり、開口途中で袋から吸盤２，３が外れ、開口ミスが生じる可能性がある。また、仮に袋から吸盤２，３が外れない場合でも、開口途中で袋に前記移送方向とは逆方向の力が作用するため、グリッパーから袋が外れたり、正規の把持位置から袋がずれたり、あるいは袋の開口形状がいびつになるという問題が生じる可能性がある。

なお、上記袋口開口装置において、円軌道４，５の半径を大きく設定することができれば、袋口を開き終わるまでの吸盤２，３の移動角度θが小さくても、吸盤２，３の離間距離Ｄを大きくすることができ、幅寸法が比較的大きい袋の袋口を開口する場合でも、袋の移送速度Ｖ_０と吸盤２，３の前記移送方向への移動速度Ｖの速度差が余り大きくならず、この速度差を袋の柔軟性により吸収することができる。しかし、上記袋口開口装置では、吸盤２，３の円軌道４，５上における回転速度を袋の移送速度に一致させ、かつ吸盤２，３が円軌道４，５上を一回転する時間を袋が袋間距離（１ピッチ）を移送される時間と一致させ又はその整数倍に設定している。このため、円軌道４，５の半径は必然的に一定値に定まる。いいかえれば、上記袋口開口装置において、円軌道４，５の半径を、袋の幅寸法に対応して変更することは事実上困難である。

本発明は、特許文献１に記載された袋口開口装置の上記問題点に鑑みてなされたもので、袋の幅寸法に関わらず、より確実に安定して袋口の開口が行える袋口開口装置を提供することを目的とする。

本発明に係る袋口開口装置は、移送経路に沿って連続的に等速かつ等間隔で移送される各袋の袋口の両面を対向する一対の吸着部材（吸盤）で吸着し、続いて吸着部材を離間させて前記袋口を開口するもので、前記一対の吸着部材はそれぞれ前記移送経路に対しほぼ平行かつ袋面に対しほぼ垂直な面内で、吸着面を常に正面（移送経路側）に向けた状態で略楕円形の軌道上を互いに逆方向に連続回転し、前記軌道はいずれも長軸が前記移送経路に対しほぼ同角度で傾斜して前方側ほど前記移送経路から離れ、かつ各吸着部材が１回転する時間が袋が袋間距離を移送される時間の整数倍に設定されている。いうまでもないが、各吸着部材の回転方向は袋の移送方向に逆らう方向ではあり得ない。

本発明でいう略楕円形とは、幾何学で定義される楕円形のほか、楕円形に近似する形状、例えば長円形（２つの半円を２本の直線で結んだ形状）、小判形、あるいは楕円形を長軸又は短軸方向につぶした形状などを含む。
前記一対の吸着部材は、例えば、それぞれ略楕円形の軌道に沿って並進運動（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌｍｏｔｉｏｎ）をする回転伝達部材に取り付けられている。並進運動を行う回転伝達部材は常に同じ方向を向き、この回転伝達部材に取り付けられた一対の吸着部材の運動も当然並進運動であり、該吸着部材の吸着面は前記軌道上を回転するあいだ常に同じ方向（正面）を向いている。

各回転伝達部材に前記並進運動を行わせる機構は、例えば、共通の駆動源に連結され同方向に定速で回転する２つの第１回転軸と、各第１回転軸にそれぞれ固定された第１回転レバーと、各第１回転軸に対して等距離かつ同方向に偏心した位置において各第１回転レバーに回転自在に軸支され、かつ前記第１回転軸の回転の向きとは逆向きに定速で自転する第２回転軸と、各第２回転軸に固定された第２回転レバーと、各第２回転軸に対して等距離かつ同方向に偏心した位置において各第２回転レバーに取り付けられた支持軸を備え、前記回転伝達部材がこの支持軸に連結されて並進運動を行う。

各第２回転軸を同方向に定速で自転させる駆動機構は、各第１回転軸の軸線上に中心を有する固定された太陽歯車と、各第１回転レバーに回転自在に軸支され、各太陽歯車にかみ合う遊星歯車と、各第２回転軸に固定され、各遊星歯車にかみ合う従動歯車からなる。この場合、前記太陽歯車と従動歯車のギヤ比を２：１とする。一方、このような遊星歯車機構に代えて、サーボモータ等の他の駆動源を例えば各第１回転レバーに設置し、各第２回転軸を自転させることもできる。

特許文献１の袋口開口装置と同じく、必要に応じて吸着部材の対を複数組、それぞれ袋間距離と同じ間隔で袋の移送方向に沿って設置することもできる。吸着部材が袋の搬送経路に沿って一対だけ設置されている場合、吸着部材が１回転する時間は袋が袋間距離を移送される時間に等しく設定されるが、複数組設定されている場合、各吸着部材が１回転する時間は袋が袋間距離を移送される時間にその組の数を乗じた時間に設定される。このとき吸着部材の略楕円軌道の周長を同じ倍率で大きく設定するとよい。

この袋口開口装置は、主としてグリッパーで袋の両縁を把持して吊り下げ又はリテーナに保持するなどにより袋口を上に向け垂直状態で袋の幅方向に水平移送する場合に適用されるが、そのほか、袋を縦方向に移送する場合、あるいは袋を水平状態にして幅方向又は縦方向に移送する場合など、袋を袋面に沿って幅方向又は縦方向に移送するタイプ一般に適用することができる。また、この袋口開口装置は、袋が直線的に移送される場合だけでなく、例えば回転テーブルの周囲に多数設置されたグリッパーに把持され比較的大きい径の円軌道に沿って移送される場合などにも適用することができる。その場合、吸着部材の略楕円軌道の設定は、例えば、該略楕円軌道が移送経路に到達した地点（吸着地点）における移送経路の接線方向を移送方向とみなして設定するとよい。

本発明に係る袋口開口装置によれば、一対の吸着部材が回転する軌道を円形から略楕円形へ変更し、その長軸を袋の移送経路に対し前方側ほど離れるように傾斜させたことにより、一対の吸着部材が袋を吸着した後の開口過程で、軌道が円形である場合に比べ、袋の移送速度と吸着部材の袋の移送方向への移動速度の速度差が大きくなるのを防止することができる。このため、幅寸法が比較的大きい袋を開口する場合に、特許文献１の袋口開口装置と比べて、より確実に安定して袋口の開口が行えるようになる。また、本発明に係る袋口開口装置は、特許文献１の袋口開口装置と同じく、装置の構造を簡略化及びコンパクト化でき、振動や騒音が少なく、かつ高速化が可能である。

本発明に係る袋口開口装置が適用される連続移送式袋詰め包装機の一例を示す斜視図である。本発明に係る袋口開口装置の吸着部材（吸盤）が回転する軌道と、特許文献１に記載された袋口開口装置の吸盤が回転する軌道を比較した概念図である。本発明に係る袋口開口装置の吸盤の作動を説明する概念図である。その袋口開口装置の吸盤により行われる袋口開口工程を時系列的に説明する概念図である。本発明に係る袋口開口装置の斜視図である。その要部斜視図である。同じく要部斜視図である。その袋口開口装置の構造を説明する概念的な平面図である。その袋口開口装置の吸盤が回転する軌道を説明する概念的な平面図である。その袋口開口装置の吸盤を回転させるクランク機構の作動を時系列的に説明する概念的な平面図である。特許文献１に記載された袋口開口装置の吸盤が回転する軌道を説明する概念図である。

以下、図１〜図１０を参照して、本発明に係る袋口開口装置について説明する。
まず、本発明に係る袋口開口装置が適用される連続移送式袋詰め包装機を図１に示す。
図１に示す連続移送式袋詰め包装機は、両端の円弧部と両側の直線部からなるレーストラック形の環状軌道に沿って移動する無端チェーン１１と、無端チェーン１１の長さ方向に沿って等間隔に設置され無端チェーン１１と共に、同じくレーストラック形の環状軌道に沿って移動する多数組のグリッパー１２（一対で一組）を備える。グリッパー１２の環状軌道に沿って、袋供給装置１３、印字装置１４、印字検査装置１５、袋口開口装置（吸盤１６，１７のみ示す）、充填装置１８、シール装置１９、空袋放出装置（図示せず）、及び製品袋排出装置（図示せず）等が配置されている。グリッパー１２が環状軌道に沿って回転移動する過程で、袋供給装置１３によるグリッパー１２への袋２０の供給とグリッパー１２による袋両縁の把持、印字装置１４による袋面への製造日時の印字、印字検査装置１５による印字検査、袋口開口装置（吸盤１６，１７）による袋口の開口、充填装置１８による袋２０への被包装物の充填、シール装置１９による袋口のシール（冷却を含む）、及び製品袋排出装置による製品袋２０Ａの排出等の諸操作が行われる。

無端チェーン１１とグリッパー１２、及び無端チェーン１１を移動させる機構は、特開２００２−３０２２２７号公報及び特開２００９−１６１２３０号公報に記載されたものと同じである。無端チェーン１１は、多数のリンクが連結軸を介して無端状に連結したもので、各リンクの外側にグリッパー１２が１組（一対）ずつ設けられている。グリッパー１２は、無端チェーン１１に沿って等間隔で設置され、無端チェーン１１の移動に伴い、レーストラック形の環状軌道に沿って水平面内で連続的に等速回転し（図１において平面視右回り）、グリッパー１２に把持された袋２０は、レーストラック形の移送経路に沿って水平面内で連続的に等速かつ等間隔で移送される。
袋供給装置１３は、特開２００２−３０８２２３号公報及び特開２００９−１６１２３０号公報に記載された空袋供給装置と同じである。コンベアマガジン式給袋装置１３ａと組み合わされ、同時に４個の袋２０を４組のグリッパー１２に１個ずつ供給する。
印字装置１４及び印字検査装置１５は周知のものである。
袋口開口装置（図１に吸盤１６，１７のみ示す）については後述する。

充填装置１８は、等角度間隔で配置されて円軌道に沿って等速回転し、かつ所定のタイミングで昇降する多数の昇降式ホッパー２１を有する。各昇降式ホッパー２１に対応して、計量ホッパー２２及び計量ボックス２３が等角度間隔で設置され、昇降式ホッパー２１とともに円軌道に沿って等速回転する。各計量ホッパー２２の下端には、計量ホッパー２２の下端開口を開閉するシャッター（図示せず）が設置されている。計量ボックス２３内に、計量ホッパー２２に供給された被包装物の重量を測定する図示しない重量検出器（例えばロードセル式）が設置されている。昇降式ホッパー２１の円軌道の半分は、グリッパー１２に把持された袋２０の移送経路（半円部分）と上下に重なっている。昇降式ホッパー２１の回転速度はグリッパー１２の移動速度と一致し、昇降式ホッパー２１は、グリッパー１２に把持された袋２０の移送経路（半円部分）の直上で、該袋２０の移送に同調して回転移動する。

充填装置１８において、所定のタイミングで図示しない供給手段から計量ホッパー２２内に被包装物が供給されると、被包装物の重量が計量ボックス２３内の重量検出器で測定される。続いて昇降式ホッパー２１が下降して、その下端部が袋２０内に挿入され、計量ホッパー２２の前記シャッターが開き、前記被包装物が昇降式ホッパー２１内を通って落下し、袋２０内に充填される。昇降式ホッパー２１の下端部が袋２０内に挿入されてから、被包装物が袋２０内へ充填されるまでの操作は、昇降式ホッパー２１が袋２０の移送に同調して回転移動する間に行われる。

シール装置１９は、充填後の袋２０の袋口をシールバーで挟んで熱シールする第１シール装置１９ａ，１９ａ（下流側の第１シール装置１９ａのシールバーのみ示す）、第２シール装置１９ｂ，１９ｂ（両方のシールバーのみ示す）、及びシール部を冷却バーで挟んで冷却するシール部冷却装置１９ｃ，１９ｃ（両方の冷却バーのみ示す）からなり、これらはいずれも特開２００１−７２００４号公報に記載されたシール装置と同様に、所定距離をグリッパー１２と等速で追従移動し、その間にシールバー又は冷却バーが袋２０の袋口を挟んだ後離れ、次いで元の位置に復帰するという動作を行う。この例では、第１シール装置１９ａ，１９ａにより同時に２つの袋が熱シールされ、それらは続いて第２シール装置１９ｂ，１９ｂにより同時に熱シール（２度目）され、さらに冷却シール装置１９ｃ，１９ｃにより同時に冷却される。

前記製品袋排出装置は、特開２００２−３０２２２７号公報及び特開２００９−１６１２３０号公報に記載された開閉装置（開閉部材及びその駆動機構等からなる）と同じで、所定位置にきたグリッパー１２の把持部を開き、製品袋２０Ａをシュート（図示せず）上に落下させ、搬出コンベア（図示せず）により搬出する。なお、このような開閉装置は、袋供給装置１３の箇所にも配置され、袋２０をグリッパー１２に供給するとき該グリッパー１２の把持部を開く（４組のグリッパー１２に対して同時に作動する）。
前記空袋放出装置（図示せず）は、特開２００９−１６１２３０号公報に記載された不良袋排出装置と同じで、前記製品袋排出装置のやや上流側に配置される。機能的には前記製品袋排出装置と同等であり、グリッパー１２の把持部を開き、空の袋２０を落下させる。

続いて本発明に係る袋口開口装置について、図２〜４の概念図を参照して説明する。
この袋口開口装置が適用される連続移送式袋詰め包装機では、図１に示すように、多数の袋２０がその両縁をグリッパー１２に把持されて垂直に吊り下げられ、レーストラック形の移送経路上を連続的に一定速度でかつ等間隔で移送される。袋口開口装置は、前記移送経路のうち直線領域を移送される袋２０の袋口を開口する。
まず、図２を参照して、本発明に係る袋口開口装置と特許文献１に記載された従来の袋口開口装置の相違点を簡潔に説明する。

袋口開口装置は一対の吸盤（吸着部材）１６，１７を有し、図２に示すように、吸盤１６，１７は水平面内で吸着面を常に正面に向けた状態で楕円形の軌道２４，２５上を互いに逆方向に等速（速度Ｖ_０）で連続回転する。この例では、吸盤１６，１７の軌道２４，２５は、移送経路１を挟んで対称的に設定され、長軸２６，２７が前方側ほど移送経路１から離れるように移送経路１に対し同角度で傾斜している。また、軌道２４，２５上を移動する吸盤１６，１７は、移送経路１を挟んで常に対称位置を保つものとする。移送経路１上を移送される袋２０（図２には図示せず）の移送速度はＶ_０である。
図２に重ねて描いた吸盤２，３の円軌道４，５（図１１参照）は、楕円形の軌道２４，２５と同じ周長を有し、移送経路１を挟んで対称的に設定されている。吸盤２，３は水平面内で吸着面を常に正面に向けた状態で円軌道４，５上を互いに逆方向に等速（速度Ｖ_０）で連続回転する。また、軌道４，５上を移動する吸盤２，３は、移送経路１を挟んで常に対称位置を保つものとする。

図２に示すように、袋の移送方向への吸盤２，３の移動速度をＶ（移動速度Ｖ_０の袋の移送方向成分）とし、袋の移送方向への吸盤１６，１７の移動速度をＵ（移動速度Ｖ_０の袋の移送方向成分）としたとき、吸盤２，３及び吸盤１６，１７がそれぞれ移送経路１に最接近した位置（袋を吸着する位置）Ｐ_０において、Ｖ＝Ｕ＝Ｖ_０である。一方、吸盤２，３及び吸盤１６，１７が袋を吸着後、円軌道４，５及び軌道２４，２５上を移動して互いに離間すると（離間距離：Ｄ）、明らかにＵ＞Ｖである。そして、離間距離Ｄが大きくなるほど、移動速度Ｕと移動速度Ｖの差が大きくなる（Ｕ≫Ｖ）。言い換えれば、袋の開口プロセスにおいて、袋の移送方向への吸盤１６，１７の移動速度Ｕは、袋の移送方向への吸盤１６，１７の移動速度Ｖに比べ、袋の移送速度Ｖ_０との速度差がより小さく保たれ（Ｖ_０−Ｕ＜Ｖ_０−Ｖ）、その結果、袋の移送方向における吸盤１６，１７と袋の位置ずれがより小さく保たれる。従って、袋の幅寸法が比較的大きく、袋口の開口のため吸盤１６，１７の離間距離Ｄを大きくとる必要がある場合でも、袋に対する吸盤１６，１７の前記移送方向への追従性がよく、安定した袋口の開口が行える。

続いて、図３，４を参照して、上記袋口開口装置による開口工程をより詳細に説明する。
図３及び図４に示すように、この袋口開口装置が適用される連続移送式袋詰め包装機では、多数の袋２０がその両縁をグリッパー１２に把持されて垂直に吊り下げられ、移送経路１（図２参照）上を連続的に一定速度でかつ等間隔で移送されている（移送方向を矢印で示す）。袋口開口装置の一部である一対の吸着部材（吸盤１６，１７）が、袋２０の移送経路１の両側に設置される。

吸盤１６，１７はその吸着面を常に正面に水平に向け袋面に対向させた状態で、水平面内で楕円形の軌道２４，２５上を互いに逆方向に回転している。吸盤１６，１７のこの運動は並進運動である。この例では、楕円形の軌道２４，２５は、移送経路１を挟んで対称的に設定され、長軸２６，２７（図２参照）が前方側ほど移送経路１から離れるように移送経路１に対し同角度で傾斜している。各吸盤１６，１７は定速でかつ袋２０の移送速度Ｖ_０と同速で軌道２４，２５上を回転し、かつ袋２０の移送経路１からみて互いに対称位置を保って回転する。また、吸盤１６，１７が１回転する時間は袋２０が袋間距離ｓ（１ピッチ）を移送される時間に等しく設定され、吸盤１６，１７の軌道２４，２５の周長は袋間距離ｓに等しく設定されている。さらに、吸盤１６，１７の回転と袋２０の移送のタイミングは、吸盤１６，１７が袋２０の移送経路１に到達（互いに最も接近）したとき、袋２０の袋口の略中央部に当接して吸着するように設定されている。

図４の（ａ）〜（ｌ）は、開口工程における吸盤１６，１７の動きの１サイクル（１回転）と袋２０の移送の関係を示すもので、各図を簡単に説明すると次のようになる。
（ａ〜ｄ）吸盤１６，１７が最も離れた位置から袋２０の移送経路１に向けて回転しながら接近を始め、一方、開口前の袋２０が所定の吸着位置に向け直線的に接近しつつある。
（ｅ〜ｆ）吸盤１６，１７が袋２０の袋口に接近し、真空吸引が開始される。
（ｇ）吸盤１６，１７が袋２０の移送経路１に到達し、袋２０の袋口に両面から吸着面を弾性的に押し付け、吸着する。このとき、袋２０の移送方向への吸盤１６，１７の移動速度は袋２０の移送速度Ｖ_０に等しい。

（ｈ〜ｉ）吸盤１６，１７が袋口を吸着したまま離間を始め、その結果、袋２０の袋口は開口する（袋２０ａ）。吸盤１６，１７の袋２０の移送方向への移動速度は回転につれて徐々に小さくなるが、円軌道上を回転する従来の吸盤２，３（図２参照）に比べると、同じ離間距離であれば袋２０の移送速度Ｖ_０との差が小さく、略同速に保つことができ、一定速度Ｖ_０で移送される袋２０への追従性が優れている。なお、仮にこの吸盤１６，１７の対を複数組設定する場合、楕円形の軌道２４，２５の周長が比例的に大きく設定されるため、速度差がより小さくなる。
（ｊ）吸盤１６，１７の真空吸引が止まり、吸着面が袋１の袋口から離れる。
（ｋ〜ｌ）吸盤１６、１７がさらに離間し、１サイクルが終る。

次に、図５〜１０を参照して、本発明に係る好ましい袋口開口装置の具体的構造について説明する。図５〜１０において、図１〜４に示す袋口開口装置と実質的に同じ部位には同じ参照番号を付与している。
まず、図５〜７に示すように、吸盤１６，１７は開口アーム３１，３２の先端に固定され、該開口アーム３１，３２及び取付ホルダー３３，３４を介してプレート状の回転伝達部材３５，３６に取り付けられている。開口アーム３１，３２は中空パイプ状とされ、その先端に吸盤１６，１７が固定され、後端に図示しない真空配管が接続され、該真空配管がフィルタ、切換弁等を介して真空源に連通している。取付ホルダー３３，３４は回転伝達部材３５，３６の前端に固定されたもので、そこに開口アーム３１，３２の後端部が固定される。

図示しない機台フレームに駆動軸３７と４つの第１回転軸３８〜４１が回転自在に鉛直に支持され、駆動軸３７に駆動歯車４２が固定され、第１回転軸３８〜４１に連結歯車４３〜４６が固定されている。連結歯車４３〜４６は歯数が同じで、そのうち連結歯車４３，４４が駆動歯車４２にかみ合い、かつ連結歯車４５が連結歯車４３とかみ合い、連結歯車４６が連結歯車４４とかみ合っている。駆動軸３７は図示しない駆動源に連結されて定速で回転し、連結歯車４３〜４６を介して、第１回転軸３８〜４１が同時に定速で回転する。

第１回転軸３８〜４１の上端付近に第１回転レバー４７〜５０が固定され、第１回転軸３８〜４１の回転に伴い、水平面内で定速で回転する。第１回転レバー４７（第１回転レバー４８〜５０も同じ構造）は、図７に示すように、上下の板状部材４７ａ，４７ｂとこれらを連結する連結部材４７ｃからなり、全体として枠状をなす。第１回転レバー４７〜５０の上下の板状部材に、第２回転軸５１〜５４が鉛直に回転自在に支持されている。上記第１回転軸３８〜４１（クランクジャーナル相当）、第１回転レバー４７〜５０（クランクアーム相当）及び第２回転軸５１〜５４（クランクピン相当）が、それぞれ一種のクランク機構（第１クランク機構５５〜５８）を構成している。第１クランク機構５５，５６において、第２回転軸５１，５２は、第１回転軸３８，３９に対して等距離かつ同方向に偏心した位置に取り付けられている。また、第１クランク機構５７，５８において、第２回転軸５３，５４は、第１回転軸４０，４１に対して等距離かつ同方向に偏心した位置に取り付けられている。

第２回転軸５１〜５４は第１回転レバー４７〜５０の上に突出し、上端に第２回転レバー５９〜６２（第２回転レバー６０については図８参照）が固定され、第２回転レバー５９〜６２に支持軸６３〜６６が回転自在に支持されている。上記第２回転軸５１〜５４（クランクジャーナル相当）、第２回転レバー５９〜６２（クランクアーム相当）及び支持軸６３〜６６（クランクピン相当）が一種のクランク機構（第２クランク機構６７〜７０）を構成している。第２クランク機構６７，６８において、支持軸６３，６４は、第２回転軸５１，５２に対して等距離かつ同方向に偏心した位置に取り付けられている。また、第２クランク機構６９，７０において、支持軸６５，６６は、第２回転軸５３，５４に対して等距離かつ同方向に偏心した位置に取り付けられている。支持軸６３，６４の上端に回転伝達部材３５が固定され、支持軸６５，６６の上端に回転伝達部材３６が固定されている。

第１回転軸３８〜４１はいずれも中空であり、その中空内部にそれぞれ太陽歯車軸（図６，７に太陽歯車軸７１のみ示す）が設置されている。太陽歯車軸は、下端が連結歯車４３〜４６の中心を貫通して図示しない機台フレームに固定され、上端が第１回転レバー４７〜５０の枠内に突出し、上端に太陽歯車（図５〜７に太陽歯車７２〜７４のみ示す）が固定されている。この太陽歯車の中心は第１回転軸３８〜４１の軸線に一致する。
第１回転レバー４７〜５０の枠内に、各太陽歯車にかみ合う遊星歯車（図５〜７に遊星歯車７５，７６のみ示す）が回転自在に軸支されている。一方、第２回転軸５１〜５４に従動歯車（図５〜７に従動歯車７８〜８０のみ示す）が固定され、この従動歯車が前記遊星歯車にかみ合っている。
上記太陽歯車、遊星歯車及び従動歯車は、第２回転軸５１〜５４を回転させる駆動機構である。この例では、太陽歯車、遊星歯車及び従動歯車のギヤ比は、２：１：１に設定されている。ただし、遊星歯車は実質的にアイドルギアであるので、太陽歯車と遊星歯車のギア比は２：１である必要はない。

上記袋口開口装置において、駆動歯車４２が回転すると、連結歯車４３〜４６を介して第１回転軸３８〜４１が回転し、第１回転レバー４７〜５０が回転する。これにより、第１クランク機構５５〜５８において、第２回転軸５１〜５４が第１回転軸３８〜４１の周囲を回転する。一方、第１回転レバー４７〜５０が回転すると、前記太陽歯車の周囲を前記遊星歯車及び従動歯車が回転（公転）しながら自転し、さらに第２回転軸５１〜５４が第１回転軸３８〜４１の周囲を回転（公転）しながら自転し、第２回転レバー５９〜６２が回転する。これにより、第２クランク機構６７〜７０において、支持軸６３〜６６が第２回転軸５１〜５４の周囲を回転する。

第１クランク機構５５〜５８において、第１回転軸３８〜４１（及び第１回転レバー４７〜５０）が１回転する間に、第２回転軸５１〜５４は第１回転レバー４７〜５０上で２回転（自転）する。従って、第２回転軸５１〜５４と共に回転する第２回転レバー５９〜６２は、第１回転レバー４７〜５０が１回転する間に、該第１回転レバー４７〜５０に対し相対的に２回転する。そして、第２回転レバー５９〜６２の回転方向は、第１回転レバー４７〜５０の回転方向とは逆であるから、結局、第２回転レバー５９〜６２は、絶対的な意味でいえば、第１回転レバー４７〜５０が１回転する間に、第１回転レバー４７〜５０とは逆に１回転する。図１０に、第１回転レバー４７〜５０（第１回転レバー４７，４９のみ示す）と第２回転レバー５９〜６２（第２回転レバー５９，６１のみ示す）の位置関係が、右から左に時系列的に示されている。第１回転レバー４７が９０°右回転する間に、第２回転レバー５９は絶対的な意味で９０°左回転し、かつ第１回転レバー４７に対し相対的に１８０°左回転している（第１回転レバー４８と第２回転レバー６０の関係も同じ）。また、第１回転レバー４９が９０°左回転する間に、第２回転レバー６１は絶対的な意味で９０°右回転し、かつ第１回転レバー４９に対し相対的に１８０°右回転している（第１回転レバー５０と第２回転レバー６２の関係も同じ）。

次に、図８〜１０を参照して、図５〜７に示す袋口開口装置において吸盤１６，１７が回転する軌道について説明する。
この袋口開口装置は、図８に示すように、第１回転軸３８，３９が袋２０の移送経路１に対し垂直なライン上に並び、同じく第１回転軸４０，４１が袋２０の移送経路１に対し垂直なライン上に並んでいる。第１クランク機構５５，５６において、第２回転軸５１，５２は、第１回転軸３８，３９に対して等距離かつ同方向に偏心した位置に設置され、第２クランク機構６７，６８において、支持軸６３，６４は、第２回転軸５１，５２に対して等距離かつ同方向に偏心した位置に設置されている。また、第１クランク機構５７，５８において、第２回転軸５３，５４は、第１回転軸４０，４１に対して等距離かつ同方向に偏心した位置に設置され、第２クランク機構６９，７０において、支持軸６５，６６は、第２回転軸５３，５４に対して等距離かつ同方向に偏心した位置に設置されている。

この袋口開口装置では、第１回転軸３８と第２回転軸５１の距離ｄ_１（第１回転軸３９と第２回転軸５２の距離も同じ）が、第１回転軸４０と第２回転軸５３の距離ｄ_２（第１回転軸４１と第２回転軸５４の距離も同じ）よりやや短く、第２回転軸５１と支持軸６３の距離ｄ_３（第２回転軸５２と支持軸６４の距離も同じ）が、第２回転軸５３と支持軸６５の距離ｄ_４（第２回転軸５４と支持軸６６の距離も同じ）よりやや短く設定されている。
なお、第１回転軸３８，３９と第１回転軸４０，４１の回転方向は互いに逆方向であり、第２回転軸５１，５２と第２回転軸５３，５４の回転方向は互いに逆方向である。

第１回転軸３８，３９と支持軸６３，６４は、平行リンク機構の４つの関節部とみなすことができ、該平行リンク機構のリンクの１つに相当する回転伝達部材３５は、袋２０の移送経路１に対し常に垂直に向いた状態で、水平面内で回転する。また、第１回転軸４０，４１と支持軸６５，６６も、別の平行リンク機構の４つの関節部とみなすことができ、該平行リンク機構のリンクの１つに相当する回転伝達部材３６は、袋２０の移送経路１に対し常に垂直に向いた状態で、水平面内で回転する。回転伝達部材３５，３６の回転の方向は互いに逆である。回転伝達部材３５，３６のこの回転は並進運動であり、吸盤１６，１７は吸着面を常に正面に向け袋面に対向させた状態で、回転伝達部材３５，３６の回転に伴い互いに逆向きに回転する。

図１０（ａ）（１）に示すように、第１クランク機構５５の第１回転軸３８と第２回転軸５１が移送経路１（図８参照）に垂直なライン上に並び、かつ第２回転軸５１が移送経路１に最も接近したとき、第２クランク機構６７の第２回転軸５１と支持軸６３が移送経路１に平行なライン上に並び、かつ支持軸６３が第２回転軸５１の後方側（袋の移送方向に対し後方側）に位置する。この関係は、第１クランク機構５６及び第２クランク機構６８についても同様である。
一方、第１クランク機構５７，５８及び第２クランク機構６９，７０については、第１回転軸４０，４１及び第２回転軸５３，５４の回転方向が、第１回転軸３８，３９及び第２回転軸５１，５２とは逆である。また、図１０（ｂ）（１）に示すように、第１クランク機構５７の第１回転軸４０と第２回転軸５３が移送経路１に垂直なライン上に並び、かつ第２回転軸５３が移送経路１から最も遠ざかったとき、第２クランク機構６９の第２回転軸５３と支持軸６５が移送経路１に平行なライン上に並び、かつ支持軸６５が第２回転軸５３の後方側に位置するように設定されている。この関係は、第１クランク機構５８及び第２クランク機構７０についても同様である。

図１０（ａ）（１）〜（７），（ｂ）（１）〜（７）に示すように、第１クランク機構５５，５７において、第１回転軸３８，４０が回転し、第２回転軸５１，５３が第１回転軸３８，４０を中心として袋２０の移送方向の前方側に回転（第１回転軸３８，４０の周囲を公転）し、第２クランク機構６７，６９において、第２回転軸５１，５３が第１回転軸３８，４０とは逆方向に自転して、支持軸６３，６５が第２回転軸５１，５３を中心として袋２０の移送方向の前方側に回転する。支持軸６３の回転軌跡は、第１クランク機構５５と第２クランク機構６７の運動が合成されたものとなり、支持軸６５の回転軌跡は、第１クランク機構５７と第２クランク機構６９の運動が合成されたものとなる。図１０に描いた＋印は、第１回転軸３８，４０が１／４回転する間の支持軸６３，６５の回転軌跡を、一定時間ごとに示すものである。

第１回転軸３８〜４１が１回転すると、その間の支持軸６３〜６６の回転軌跡は略楕円形となる。これにより、支持軸６３，６４に連結された回転伝達部材３５及び支持軸６５，６６に連結された回転伝達部材３６は、略楕円形の移動軌跡に沿って並進運動を行う。その結果、図９に示すように、吸盤１６は略楕円形の軌道８１（支持軸６３の移動軌跡と平面視形状が同じ）上を連続回転し、吸盤１７は略楕円形の軌道８２（支持軸６５の移動軌跡と平面視形状が同じ）上を、吸盤１６と互いに略対称位置を保ちながら連続回転する。略楕円形の軌道８１，８２を描いた＋印は、それぞれ吸盤１６，１７の回転軌跡を、一定時間ごとに示すものである。

吸盤１６，１７の移動速度は、吸盤１６，１７が移送経路１に最も接近した時点で、袋の移送速度Ｖ_０とほぼ一致するように設定されている。また、軌道８１，８２を描いた＋印から分かるように、この袋口開口装置では、吸盤１６，１７の軌道８１，８２上での移動速度は、軌道８１，８２の曲率の小さい領域で大きくなり，曲率の大きい領域で小さくなる。すなわち、袋の開口プロセスにおいて、吸盤１６，１７の軌道８１，８２上での移動速度は、軌道８１，８２が移送経路１から離れるに従って大きくなる。このことにより、吸盤１６，１７が袋２０の両面を吸着後、軌道８１，８２上を移動するとき、袋２０の移送方向への吸盤１６，１７の移動速度が、袋２０の移送速度と略同速に保たれ、吸盤１６，１７が定速で軌道２４，２５上を移動する場合（図２参照）に比べ、移送される袋２０への追従性がより優れる。

軌道８１，８２の長軸は、袋２０の移送経路１に対し４５°傾斜している。これは、第１クランク機構５５〜５８の第１回転軸３８〜４１と第２回転軸５１〜５４が移送経路１に垂直なライン上に並んだとき、第２クランク機構６７〜７０の第２回転軸５１〜５４と支持軸６３〜６６が移送経路１に平行なライン上に並ぶように、第１クランク機構５５〜５８と第２クランク機構６７〜７０のなす角度を設定したためである。両クランク機構の角度を変えることで、軌道８１，８２の長軸の傾斜角度を変えることができる。

この袋口開口装置では、第１回転軸３８，３９と第２回転軸５１，５２の距離ｄ_１が、第１回転軸４０，４１と第２回転軸５３，５４の距離ｄ_２よりやや短く、第２回転軸５１，５２と支持軸６３，６４の距離ｄ_３が、第２回転軸５３，５４と支持軸６５，６６の距離ｄ_４よりやや短く設定されている。このため、軌道８１の周長が軌道８２よりやや短く、従って、軌道８１上を移動する吸盤１６の移動速度が、軌道８２上を移動する吸盤１７よりやや小さい。袋２０の両面のフィルムを吸着後の吸盤１６，１７の移動速度がやや異なることにより、わずかであるが吸着後の両フィルムの間に移送方向に沿ったずれが生じ、これにより両フィルムの密着がほぐれ、袋２０の開口がスムーズに行われる。

この袋口開口装置では、吸盤１６の軌道８１が、吸盤１７の軌道８２より袋２０の移送方向のやや後方側に設定されている。従って、軌道８１，８２が移送経路１に最も接近する位置は、袋の移送方向に沿ってやや前後にずれており、吸盤１６，１７が移送経路１に最も接近して袋２０の両面を吸着したとき、その吸着位置は袋２０の移送方向に沿ってやや前後にずれている。これにより、吸盤１６，１７を互いに離間させたとき、袋２０の両フィルムの間に空気が入りやすく、袋２０の開口がスムーズに行われる。

なお、上記袋口開口装置では、第２回転軸５１〜５４の駆動機構として、遊星歯車機構（太陽歯車、遊星歯車及び従動歯車）を設けたが、これに代えて、サーボモータ等の他の駆動源を例えば各第１回転レバー４７〜５０に設置し、各第２回転軸５１〜５４を自転させることができる。この場合、第２回転軸５１〜５４の回転速度を調整して、吸盤１６，１７の軌道８１，８２上での移動速度をより自由に調整することができ、例えば袋口開口プロセスの間、袋２０の移送方向への吸盤１６，１７の移動速度を、袋２０の移送速度と同速に保つこともできる。

１袋の移送経路
１６，１７吸盤
２４，２５，８１，８２略楕円形の軌道
３５，３６回転伝達部材
３８〜４１第１回転軸
４２駆動歯車
４３〜４６連結歯車
４７〜５０第１回転レバー
５１〜５４第２回転軸
５５〜５８第１クランク機構
５９〜６２第２回転レバー
６３〜６６支持軸
６７〜７０第２クランク機構
７２〜７３太陽歯車
７５，７６遊星歯車
７８〜８０従動歯車

Claims

移送経路に沿って連続的に等速かつ等間隔で移送される各袋の袋口の両面を対向する一対の吸着部材で吸着し、続いて吸着部材を離間させて前記袋口を開口する袋口開口装置であって、前記一対の吸着部材はそれぞれ前記移送経路に対しほぼ平行かつ袋面に対しほぼ垂直な面内で、吸着面を常に正面に向けた状態で略楕円形の軌道上を互いに逆方向に連続回転し、前記軌道はいずれも長軸が前記移送経路に対しほぼ同角度で傾斜して前方側ほど前記移送経路から離れ、かつ各吸着部材が１回転する時間が袋が袋間距離を移送される時間の整数倍に設定されていることを特徴とする連続移送される袋の袋口開口装置。
前記一対の吸着部材がそれぞれ並進運動をする回転伝達部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載された連続移送される袋の袋口開口装置。
各回転伝達部材に前記並進運動を行わせる機構として、共通の駆動源に連結され同方向に定速で回転する２つの第１回転軸と、各第１回転軸にそれぞれ固定された第１回転レバーと、各第１回転軸に対して等距離かつ同方向に偏心した位置において各第１回転レバーに回転自在に軸支され、かつ前記第１回転軸の回転の向きとは逆向きに定速で自転する第２回転軸と、各第２回転軸に固定された第２回転レバーと、各第２回転軸に対して等距離かつ同方向に偏心した位置において各第２回転レバーに取り付けられた支持軸を備え、前記回転伝達部材がこの支持軸に連結されて並進運動を行うことを特徴とする請求項２に記載された連続移送される袋の袋口開口装置。
各第２回転軸を同方向に定速で自転させる駆動機構として、各第１回転軸の軸線上に中心を有する固定された太陽歯車と、各第１回転レバーに回転自在に軸支され、各太陽歯車にかみ合う遊星歯車と、各第２回転軸に固定され、各遊星歯車にかみ合う従動歯車を備え、前記太陽歯車と従動歯車のギヤ比が２：１であることを特徴とする請求項３に記載された連続移送される袋の袋口開口装置。
前記一対の吸着部材の各軌道の周長が互いに異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された連続移送される袋の袋口開口装置。
前記一対の吸着部材の各軌道が前記移送経路に最も接近する位置が、袋の移送方向に沿って前後にずれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された連続移送される袋の袋口開口装置。