JP2015182770A - 袋開口装置およびそれを備えた包装機 - Google Patents

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Abstract

【課題】 包装袋の開口保持位置である中間位置を包装袋の種類に応じて適切な位置に容易に変更することができると共に、吸盤による吸着が外れて、開口保持用ヘラが包装袋内に挿入不能になることもなく、開口状態をより確実に保持して被包装物を安定して充填できる袋開口装置およびそれを備えた包装機を提供する。【解決手段】本発明の袋開口装置1は、包装袋aの両側面側に対向して配された吸盤2a,2bと、吸盤2a,2bを包装袋aに対してそれぞれ離間した待機位置Xと包装袋aの開口保持位置である中間位置Yと包装袋aの両側面を吸着するための最接近位置Zとの間で移動させる位置制御モータ3と、位置制御モータ3の回転を制御する制御部を有し、制御部は包装袋aの種類に応じて予め設定された中間位置Yにて吸盤2a,2bが停止するよう位置制御モータ3を制御する。【選択図】図2

Description

本発明は、袋を開口するための袋開口装置およびそれを備えた包装機に関するものである。
従来より、包装機の袋開口工程において、包装袋の両側面側からそれぞれ吸盤によって吸引して袋口を開口させた後、一対の開口保持用ヘラにより開口保持することが行われている。具体的には、包装袋の両側面側に対向して配された一対の吸盤を包装袋に対して最離間位置(待機位置)と最接近位置との間で移動させ、最接近位置にて吸着した包装袋を中間位置まで移動させ開口させた状態で停止させた後、一対の開口保持用ヘラを包装袋内に挿入して開口保持することが行われている。
しかし、従来の袋開口装置はカム機構を採用して最離間位置(待機位置)と最接近位置との間の吸盤の往復動を行っている(特開平11−139413号公報)ため、袋の種類(袋幅等のサイズ、材質または形態等)にかかわらず、上記中間位置が一定であり、小さい袋の場合、中間位置が待機位置側に寄りすぎて吸盤による吸着が外れてしまうことがあり、開口の安定性に欠けるものであった。また、開口の不安定性に伴って開口保持用ヘラを挿入できないことがあった。さらに、袋のサイズ、材質または形態に応じて中間位置を変更する場合は、カム機構を変更し調整しなければならず、生産効率性が悪くなると共にその調整も困難であった。
特開平11−139413号公報
そこで、本発明の課題は、包装袋の開口保持位置である中間位置を包装袋に応じて適切な位置に容易に変更することができると共に、吸盤による吸着が外れてしまうことおよび開口保持用ヘラが包装袋内に挿入不能になることもなく、開口状態をより確実に保持して被包装物を安定して充填できる袋開口装置およびそれを備えた包装機を提供することにある。
上記課題を達成するものは、被包装物を充填する包装袋の両側面側に対向してそれぞれ配された一対の吸盤と、該一対の吸盤を、包装袋に対してそれぞれ離間した待機位置と包装袋の開口保持位置である中間位置と包装袋の両側面をそれぞれ吸着するための最接近位置との間で移動させる位置制御モータと、該位置制御モータの回転を制御するための制御部を有し、該制御部は、包装袋の種類に応じて予め設定された前記中間位置にて前記一対の吸盤が停止するように前記位置制御モータの回転量を制御することを特徴とする袋開口装置である。
前記袋開口装置は、前記中間位置において前記一対の吸盤にて開口された包装袋の開口状態を保持するための開口保持用ヘラと、該開口保持用ヘラによる開口保持の有無を検知する検知手段とを有し、前記制御部は、前記検知手段による開口保持有りとの信号に基づいて前記開口保持用ヘラにより開口保持された前記包装袋を被包装物充填工程へ移行させるよう制御するものであることが好ましい。
また、上記課題を解決するものは、グリップ対を備えた移動体を複数のステーションに間欠停止して移動させ、前記グリップ対により支持された包装袋内に被包装物を充填して袋口を施封する包装機であって、該包装機は、袋を開口するための袋開口工程を行う袋開口ステーションに袋開口装置が設けられ、該袋開口装置は、被包装物を充填する包装袋の両側面側に対向してそれぞれ配された一対の吸盤と、該一対の吸盤を、包装袋に対してそれぞれ離間した待機位置と包装袋の開口保持位置である中間位置と包装袋の両側面をそれぞれ吸着するための最接近位置との間で移動させる位置制御モータと、該位置制御モータの回転を制御するための制御部を有し、該制御部は包装袋の種類に応じて予め設定された前記中間位置にて前記一対の吸盤が停止するように前記位置制御モータの回転量を制御することを特徴とする包装機である。
前記包装機は、前記中間位置において前記一対の吸盤にて開口された包装袋の開口状態を保持するための開口保持用ヘラと、該開口保持用ヘラによる開口保持の有無を検知する検知手段とを有し、前記制御部は、前記検知手段による開口保持有りとの信号に基づいて前記開口保持用ヘラにより開口保持された前記包装袋を被包装物充填工程へ移行させるよう制御するものであることが好ましい。
請求項1に記載の袋開口装置によれば、包装袋の開口保持位置である中間位置を包装袋の種類に応じて適切な位置に容易に変更することができると共に、吸盤による吸着が外れてしまうことおよび開口保持用ヘラが包装袋内に挿入不能になることもなく、開口状態をより確実に保持して被包装物を安定して充填できる。
請求項2に記載の袋開口装置によれば、上記請求項1の効果に加え、包装袋の開口状態を確認できると共に、開口保持用ヘラが包装袋内に侵入しかつ開口して被包装物を充填可能であるとの判定の下、被包装物を充填するため、被包装物充填の確実性をより高めることができる。
請求項3に記載の包装機によれば、包装袋の開口保持位置である中間位置を包装袋の種類に応じて適切な位置に容易に変更することができると共に、吸盤による吸着が外れてしまうことおよび開口保持用ヘラが包装袋内に挿入不能になることもなく、開口状態をより確実に保持して被包装物を安定して充填できる。
請求項4に記載の包装機によれば、上記請求項3の効果に加え、包装袋の開口状態を確認できると共に、開口保持用ヘラが包装袋内に侵入しかつ開口して被包装物を充填可能であるとの判定の下、被包装物を充填するため、被包装物充填の確実性をより高めることができる。
本発明の袋開口装置を備えた包装機の一実施例の平面概略図である。 図1に示した包装機における袋開口装置の吸盤の動作を説明するための説明図である。 図2に示した吸盤機構を内側(包装機側)の吸盤機構と外側の吸盤機構に分解して説明するための分解説明図である。 図2に示した吸盤機構の側面概略図である。 図1に示した包装機における袋開口工程および充填工程の作用を説明するための工程説明図である。 図1に示した包装機における各部の作用を説明するためのタイムチャートである。 図1に示した包装機のグリップ対の作用を説明すると共に、待機位置と中間位置と最接近位置を説明するための平面図である。
本発明では、一対の吸盤2a,2bを、包装袋aに対してそれぞれ離間した待機位置Xと包装袋aの開口保持位置である中間位置Yと包装袋aの両側面をそれぞれ吸着するための最接近位置Zとの間で移動させる位置制御モータ3と、位置制御モータ3の回転を制御するための制御部を有し、制御部が包装袋aの種類に応じて予め設定された中間位置Yにて一対の吸盤2a,2bが停止するよう位置制御モータ3の回転量を制御するため、包装袋の種類に応じて適切な中間位置に一対の吸盤2a,2bを停止させることができ、吸着状態が外れてしまうことがなく、開口状態をより確実に保持して被包装物を安定して充填することができる袋開口装置およびそれを備えた包装機を実現した。
本発明の袋開口装置を備えた包装機を図1ないし図7に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例の包装機Pは、図1、図2または図7に示すように、グリップ対gを備えた移動体10を複数のステーションに間欠停止して移動させ、グリップ対gにより垂直姿勢に支持された包装袋a内に被包装物を充填して袋口を施封する包装機であって、包装機Pは、袋を開口するための袋開口工程を行う袋開口ステーション11に袋開口装置1が設けられ、袋開口装置1は、被包装物を充填する包装袋aの両側面側に対向してそれぞれ配された一対の吸盤2a,2bと、一対の吸盤2a,2bを、包装袋aに対してそれぞれ離間した待機位置Xと包装袋aの開口保持位置である中間位置Yと包装袋aの両側面をそれぞれ吸着するための最接近位置Zとの間で移動させる位置制御モータ3と、位置制御モータ3の回転を制御するための制御部を有し、制御部は包装袋aの種類に応じて予め設定された中間位置Yにて一対の吸盤2a,2bが停止するように位置制御モータ3の回転量を制御することを特徴とする包装機である。以下、各構成について順次詳述する。
包装機Pは、包装袋aの袋口を開口して被包装物を充填し施封する装置であり、図1に示すように、それぞれのステーションにおいて、包装袋aを包装機に供給する給袋工程(1)、チャック付き包装袋のチャック開きを行うと共に印字を行うチャック開き・印字工程(2)、印字検査を行うと共にバーコード認証を行う印字検査・バーコード認証工程(3)、包装袋の袋口を開口する袋開口工程(4)、被包装物を包装袋内に充填する充填工程(5)、被包装物に振動を与える振動工程(6)および(7)、被包装物の押し込み・吹き飛ばし工程(8)、袋口付近を水平方向にシールすると共に、包装袋内のエア抜きを行うトップシール・エア抜き工程(9)、トップシールが冷却されると共に、被包装物が包装された包装袋aを機外に排出するシール冷却および製品排出工程(10)の10工程を行う装置である。
なお、この実施例はロータリー方式の包装機Pであるが、本発明を公知の直線移動方式の包装機に適用することも可能である。
この包装機Pでは、図1に示すように、縦方向に延在する間欠回転軸12を回転自由に支持するスタンドを機台上に設け、その間欠回転軸12の上部に取り付けられた移動体(円盤状回転体)10には、包装袋aを掴着又は釈放するための10個のグリップ対gが間欠回転軸12を中心として等角度間隔で放射方向に突出するように設けられている。そして、包装機Pは、給袋工程(1)において、給袋装置13によって包装袋aの袋取りが行われ、給袋ステーションへ順次間欠移動してくるグリップ対gに包装袋aが垂直姿勢で吊り下げ状に支持されるよう構成されている。
袋開口工程(4)を行う袋開口ステーション11には、図1に示すように、袋開口装置1が設けられ、この袋開口装置1は、図2に示すように、被包装物を充填する包装袋aの両側面側に対向してそれぞれ配された一対の吸盤2a,2bを有している。これら一対の吸盤2a,2bは、真空源である吸引装置(図示しない)と連通しており、包装袋aを両側面側から吸引して包装袋aの袋口を開口させる。
具体的には、一対の吸盤2a,2bは、図7に示すように、包装袋aに対してそれぞれ離間した待機位置Xと、包装袋aの開口保持位置である中間位置Yと、包装袋aの両側面をそれぞれ吸着するための最接近位置Zとの間で移動するように構成されている。なお、図7(a)は、大きい包装袋の場合であり、この場合、包装袋aの袋口は大きく開口することができるため、その分、中間位置Yは、待機位置X側の位置に予め設定される。他方、図7(b)は、小さい包装袋の場合であり、この場合、包装袋aの袋口を比較的小さく開口させることが必要となるため、中間位置Yは、最接近位置Z側の位置に予め設定される。なお、グリップ対gは、図7に示すように、袋口の開口に際して、一対の吸盤2a,2bによる吸引に伴って内側(包装袋側)に移動して間隔を狭めることで包装袋aの開口を補助するように構成されている。
一対の吸盤2a,2bを待機位置Xと中間位置Yと最接近位置Zとの間で自在に移動させる吸盤機構(吸盤の往復動機構)4は、図2に示すように、位置制御モータ3と、位置制御モータ3の回動軸5に連接された連結ロッド6と、連結ロッド6の一端に連接されたリンク機構7と、リンク機構7に取り付けられた一対の吸盤2a,2bとから構成されている。位置制御モータとして、サーボモータ、ステッピングモータ、ブラシレスモータなどが好適に使用できるが、この実施例では、サーボモータが使用されている。
具体的には、内側の吸盤2aを移動させる場合、図3に示すように、位置制御モータ3の回動軸5を回動(360°内の回転運動または180°内の往復運動)させると、連結ロッド6の他端6aが図3中略左右方向に移動する。
すなわち、連結ロッド6の他端6aが図3中最も右側に位置する時は、連結ロッド6の他端6aに上端が連接された駆動レバー4aは、図4に示した回転支点4bを中心として回転し、駆動レバー4aの下端は図3中最も左側(包装機側)に移動し、これに伴って吸盤2aが待機位置Xに位置するように構成されている。
他方、連結ロッド6の他端6aが図3中最も左側に位置する時は、連結ロッド6の他端6aに上端が連接された駆動レバー4aは、図4に示した回転支点4bを中心として回転し、駆動レバー4aの下端は図3中最も右側に移動し、これに伴って吸盤2aが最接近位置Zに位置するように構成されている。
さらに、連結ロッド6の他端6aが上記の中間に位置する時は、連結ロッド6の他端6aに上端が連接された駆動レバー4aは、図4に示した回転支点4bを中心として回転し、駆動レバー4aの下端は上記の中間に移動し、これに伴って吸盤2aを中間位置Yに位置させることができるように構成されている。
外側の吸盤2bも、回転支点4bに回転可能に取り付けられた従動レバー4cおよび従動側連結リンク4dを介して連結ロッド6の動作に連動するように構成されている。なお、図3または図4中、4e,4fは固定プレート、4gは吸盤2a,2bとリンク機構7とをそれぞれ連結するための連結ホルダーである。
そして、連結ロッド6の他端6aが図3中最も右側に位置する時は、従動レバー4cは、図4に示した回転支点4bを中心として回転し、従動レバー4cの下端は図3中最も右側に移動し、これに伴って吸盤2bが待機位置Xに位置するように構成されている。
他方、連結ロッド6の他端6aが図3中最も左側に位置する時は、従動レバー4cは、図4に示した回転支点4bを中心として回転し、従動レバー4cの下端は図3中最も左側(包装機側)に移動し、これに伴って吸盤2bが最接近位置Zに位置するように構成されている。
さらに、連結ロッド6の他端6aが上記の中間に位置する時は、従動レバー4cは、図4に示した回転支点4bを中心として回転し、従動レバー4cの下端は上記の中間に移動し、これに伴って吸盤2bを中間位置Yに位置させることができるように構成されている。
そして、制御部は、上記吸盤機構4により、包装袋aの種類に応じて予め設定された中間位置Yにて一対の吸盤2a,2bが停止するよう位置制御モータ3の回転量を制御することができるように構成されている。これにより、包装袋の種類に応じて適切な中間位置に一対の吸盤2a,2bを停止させることができ、開口状態をより確実に保持して被包装物を安定して充填することができる。
具体的には、制御部は、印字検査・バーコード認証工程(3)において、包装袋aのバーコードに示されている予め設定された中間位置Yを認識し、袋開口工程(4)において、位置制御モータ3の回転量を制御して、その包装袋の中間位置Yとして設定された位置に一対の吸盤2a,2bをそれぞれ移動させた後、停止させる。
なお、この実施例では、制御部は、印字検査・バーコード認証工程(3)において、包装袋aの種類に応じて予め設定された中間位置Yをバーコードの情報から認識するように構成されているが、制御部が包装袋aの種類に応じて予め設定された中間位置Yを認識する方法は他の方法によるものでもよく、例えば、包装袋の種類毎に制御部内に予めアイテム登録がされており、入力装置を介してアイテム(特定の包装袋)を指定することにより、制御部が中間位置Yを認識するように構成してもよい。
また、包装機Pは、図2に示すように、中間位置Yにおいて一対の吸盤2a,2bにて開口された包装袋aの開口状態を保持するための開閉可能な一対の開口保持用ヘラ8a,8bと、一対の開口保持用ヘラ8a,8bによる開口保持の有無を検知する検知手段9を有し、制御部は、検知手段9による開口保持有りとの信号に基づいて被包装物充填工程へ移行させるよう制御するように構成されている。これにより、包装袋の開口状態を確認できると共に、開口保持用ヘラ8a,8bが包装袋a内に侵入しかつ開口して被包装物aを充填可能であるとの判定の下、被包装物を充填するため、被包装物充填の確実性をより高めることができる。
一対の開口保持用ヘラ8a,8bは、図2に示すように、包装袋a内に侵入するための昇降機構14(駆動手段は図示しない)に取り付けられており、上下動可能に構成されている。また、一対の開口保持用ヘラ8a,8bは、閉じた状態(図5(b)の状態)で包装袋a内に侵入した後、包装袋aの開口状態を保持するために開いた状態(図5(c)の状態)を保持するための開閉機構15に取り付けられており、開閉機構15は、駆動手段(図示しない)により上下動可能に設けられた昇降部15aと、昇降部15aの上下動に伴って回動支点15bを軸として開口保持用ヘラ8a,8をそれぞれ開閉する開閉部15cと、開閉部15cの上端部同士を付勢する弾性部材15dとを有し、昇降部15aの上下動に伴って一対の開口保持用ヘラ8a,8bが開閉可能に構成されている。
つぎに、本発明の包装機Pの袋開口工程(4)および充填工程(5)における特徴的作用について図5または図6を用いて説明する。
グリップ対gに垂直姿勢で保持された包装袋aが、袋開口工程(4)が行われる袋開口ステーション11へ間欠移動してくると、図5(a)に示すように、制御部による位置制御モータ3の回転制御により吸盤2a,2bが待機位置Xから最接近位置Zへ移動する。図6ではt1で最接近位置Zへ吸盤2a,2bがそれぞれ移動する。その後、電磁弁(SV)がON状態となり吸引が開始される。この状態では、グリップ対gは張り状態が維持されていると共に、開口補助エア吹き込み部16はt1より若干前にON状態となって袋口からエア吹き込み可能状態となっている。
つぎに、図5(b)に示すように、制御部は、図6中、t2から、吸盤2a,2bにて包装袋aの両側面をそれぞれ吸引した状態(電磁弁(SV)ON状態)で、包装袋aの種類(袋幅等)に応じて予め設定された中間位置Yへ向かって一対の吸盤2a,2bを移動させる。そして、位置制御モータ3の回転量を制御することで、中間位置Yに一対の吸盤2a,2bをそれぞれ停止させる。一対の吸盤2a,2bを中間位置Yへ移動させる間はグリップ対gは緩み状態となって袋口の開口に追随してグリップ対gの間隔は収縮可能の状態となっている。また、袋口から開口補助エア吹き込み部16によってエアが吹き込まれて開口補助されていると共に、開口保持用ヘラ8a,8bが降下して袋口から侵入する。なお、一対の吸盤2a,2bの中間位置Yは、図6中、t3の時点における位置であり、一般に大袋ほど待機位置X側に位置し、小袋ほど最接近位置Z側に位置する(図7参照)。
さらに、図5(c)に示すように、位置制御モータ3の回転により吸盤2a,2bがそれぞれ待機位置Xに戻ると共に、袋口から開口補助エア吹き込み部16によってエアが吹き込まれて開口補助されつつ、一対の開口保持用ヘラ8a,8bは、包装袋aの開口状態を保持するため開いた状態(図5(c)の状態)となる。
上記状態(一対の開口保持用ヘラ8a,8bによる開口保持状態)を検知手段9が検知すると、制御部は充填工程(5)へ移行させるよう制御する。具体的には、充填工程が行われる充填ステーションに一対の開口保持用ヘラ8a,8bにより包装袋aの開口状態を保持した状態で間欠移動させ、図5(d)に示すように、充填物挿入ジョウゴ17の下方に位置させる。
その後、図5(e)に示すように、充填物挿入ジョウゴ17が降下して袋口から侵入すると共に、一対の開口保持用ヘラ8a,8bが上昇して包装袋aの開口状態の保持が解除されて充填物挿入ジョウゴ17を介して被包装物が包装袋a内に充填されるように構成されている。
上記のように、本発明の包装機Pでは、制御部が包装袋aの種類に応じて予め設定された中間位置Yにて一対の吸盤2a,2bが停止するよう位置制御モータ3の回転量を制御するため、包装袋の種類に応じて適切な中間位置に一対の吸盤2a,2bを停止させることができ、開口状態をより確実に保持して被包装物を安定して充填することができる。また、包装機Pは、中間位置Yにおいて一対の吸盤2a,2bにて開口された包装袋aの開口状態を保持するための開閉可能な一対の開口保持用ヘラ8a,8bと、一対の開口保持用ヘラ8a,8bによる開口保持の有無を検知する検知手段9を有し、制御部は、検知手段9による開口保持有りとの信号に基づいて被包装物充填工程へ移行させるよう制御するように構成されているため、包装袋の開口状態を確認できると共に、開口保持用ヘラ8a,8bが包装袋a内に侵入しかつ開口して被包装物aを充填可能であるとの判定の下、被包装物を充填するため、被包装物充填の確実性をより高めることができる。
P 包装機
1 袋開口装置
2a,2b 吸盤
3 位置制御モータ
4 吸盤機構
5 回動軸
6 連結ロッド
7 リンク機構
8a,8b 開口保持用ヘラ
9 検知手段
10 移動体
11 袋開口ステーション
12 間欠回転軸
13 給袋装置
14 昇降機構
15 開閉機構
16 開口補助エア吹き込み部
17 充填物挿入ジョウゴ
a 包装袋
g グリップ対

Claims (4)

  1. 被包装物を充填する包装袋の両側面側に対向してそれぞれ配された一対の吸盤と、
    該一対の吸盤を、包装袋に対してそれぞれ離間した待機位置と包装袋の開口保持位置である中間位置と包装袋の両側面をそれぞれ吸着するための最接近位置との間で移動させる位置制御モータと、
    該位置制御モータの回転を制御するための制御部を有し、
    該制御部は、包装袋の種類に応じて予め設定された前記中間位置にて前記一対の吸盤が停止するように前記位置制御モータの回転量を制御することを特徴とする袋開口装置。
  2. 前記袋開口装置は、前記中間位置において前記一対の吸盤にて開口された包装袋の開口状態を保持するための開口保持用ヘラと、該開口保持用ヘラによる開口保持の有無を検知する検知手段とを有し、前記制御部は、前記検知手段による開口保持有りとの信号に基づいて前記開口保持用ヘラにより開口保持された前記包装袋を被包装物充填工程へ移行させるよう制御する請求項1に記載の袋開口装置。
  3. グリップ対を備えた移動体を複数のステーションに間欠停止して移動させ、前記グリップ対により支持された包装袋内に被包装物を充填して袋口を施封する包装機であって、
    該包装機は、袋を開口するための袋開口工程を行う袋開口ステーションに袋開口装置が設けられ、
    該袋開口装置は、被包装物を充填する包装袋の両側面側に対向してそれぞれ配された一対の吸盤と、該一対の吸盤を、包装袋に対してそれぞれ離間した待機位置と包装袋の開口保持位置である中間位置と包装袋の両側面をそれぞれ吸着するための最接近位置との間で移動させる位置制御モータと、該位置制御モータの回転を制御するための制御部を有し、該制御部は、包装袋の種類に応じて予め設定された前記中間位置にて前記一対の吸盤が停止するように前記位置制御モータの回転量を制御することを特徴とする包装機。
  4. 前記包装機は、前記中間位置において前記一対の吸盤にて開口された包装袋の開口状態を保持するための開口保持用ヘラと、該開口保持用ヘラによる開口保持の有無を検知する検知手段とを有し、前記制御部は、前記検知手段による開口保持有りとの信号に基づいて前記開口保持用ヘラにより開口保持された前記包装袋を被包装物充填工程へ移行させるよう制御する請求項3に記載の包装機。
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