JP2016003052A

JP2016003052A - 振動装置

Info

Publication number: JP2016003052A
Application number: JP2014126081A
Authority: JP
Inventors: 圭勝山; Kei Katsuyama; 直幸国吉; Naoyuki Kuniyoshi; 祐樹宮部; Yuki Miyabe
Original assignee: General Packer Co Ltd
Current assignee: General Packer Co Ltd
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2016-01-12
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: JP6364586B2

Abstract

【課題】上下動するタッピング板の振幅や周期を自在に調整することができ、包装袋に対して最適な位置へタッピング板を自在に移動することができる振動装置を提供する。【解決手段】包装袋に被包装物を充填する包装機において、被包装物を充填した包装袋に振動を与える振動装置１０は、包装袋の下方に配されるタッピング１１板、正逆方向へ回動可能な出力軸１２ａを有するサーボモータ１２、及びタッピング板とサーボモータを連結して、出力軸の回動をタッピング板の上下動に変換するリンク機構１３、並びにタッピング板の振動に係る所定の振動パターンを選択可能な選択手段、当該振動パターンに対応する出力軸の回動パターンに係る回動データを出力する出力手段、及び当該回動データに基づいて出力軸の回動を制御する制御手段からなる。そして、出力軸が一の回動パターンにしたがって回動すると、タッピング板が所定の振動パターンで上下に振動する。【選択図】図３

Description

本発明は、包装袋に被包装物を充填する包装機において、被包装物を充填した包装袋に振動を与える振動装置に関する。

従来、穀物やペレット状に形成されたドッグフード又はこれらに類する粉粒体からなる被包装物を包装袋に充填する包装機は、たとえば、図１に示すようなロータリー型包装機１が知られている。当該ロータリー型包装機１は、給袋や包装袋の開口、被包装物の充填、包装袋の整形、包装袋のシールといった各工程を担当する複数の装置がロータリー２を中心に配設されている。当該工程のうち、包装袋の整形工程では、被包装物を充填した包装袋に振動を与える振動装置が使用されている。振動装置が包装袋に振動を与えることによって、振動装置は、包装袋内の被包装物同士の隙間を埋めて充填密度を高めると共に被包装物の容積を減らすことができ、包装袋を平積みしたとき容易に積上げ可能となるように包装袋を整形することができる。

図５に示す従来の振動装置１００は、汎用モータ（図示略）を有する振動手段を有するベースユニット１０１上に支柱１０２が立設され、当該支柱１０２にホルダパネル１０３が取り付けられている。当該ホルダパネル１０３には、支柱１０２と並行する長穴状のスライド穴１０４が設けられ、当該スライド穴１０４にはプレートホルダ１０５を介して被包装物を充填した包装袋に振動を与えるタッピングプレート１０６が取り付けられている。
当該振動装置１００は、振動するベースユニット１０１内の汎用モータを交換したり、当該モータの回動を上下動に変換するカムを交換することによって、タッピングプレート１０６のストローク量を調整し、当該モータの出力軸の回転速度を変更することによって、振動周期を調整している。また、タッピングプレート１０６の高さは、包装袋の大きさに合わせてプレートホルダ１０５をスライド穴１０４に沿って上下させて調整している。プレートホルダ１０５は、クランプレバー１０７によってスライド穴１０４へ固定されている。当該クランプレバー１０７を緩めることで、プレートホルダ１０５はスライド穴１０４に沿って上下可能となる。
また、特開２００１−３１５７０５号公報に開示されている粉粒体充填装置が有するタッピング手段は、タッピング用モータによって上下動するように形成されており、予め定めた一定の周期で充填袋に対してタッピングを行うように形成されている。
さらに、特開昭５１−１９６９０号公報に開示されているお茶の自動計量包装機が有するタッピング装置は、包装袋に接するタッピング板へ一定の周期で回動するモータの回動を偏心カムとロッドを介して振動を伝えるように形成されている。

特開２００１−３１５７０５号公報特開昭５１−１９６９０号公報

上記の振動装置は、汎用モータの回動をカムで上下動に変換し、直接或いはロッド等を用いて間接的にタッピング板を振動させている。そのため、一度ロータリー型包装機の所定の位置に設置した後は、タッピング板の振幅を変更することが困難である。また、タッピング板の高さは、包装袋の大きさに合わせてスライド穴に沿ってスライドホルダを手動で上下に動かしたり、ジャッキで調整したり、支柱に沿って振動装置ごと移動させて位置決めするようにしているので、包装袋を変更する度に高さ調整の手間がかかっている。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上下動するタッピング板の振幅や周期を自在に調整することができ、包装袋に対して最適な位置へタッピング板を自在に移動することができる振動装置を提供することである。

請求項１に記載の振動装置は、包装袋に被包装物を充填する包装機において、
前記被包装物を充填した前記包装袋に振動を与える振動装置であって、
当該振動装置は、
前記包装袋の下方に配置される略平板状のタッピング板と、
正逆方向に回動可能な出力軸を有するサーボモータと、
当該サーボモータと前記タッピング板を連結して、前記出力軸の回動を前記タッピング板の上下動に変換するリンク機構と、
前記包装袋の大きさ又は前記被包装物の種類に合わせて予め設定したタッピング板の上下動に係る複数の振動パターンのうち、一の振動パターンを選択する選択手段と、
選択された当該振動パターンと対応する予め設定した前記出力軸の回動パターンに係る回動データを出力する出力手段と、
出力された当該回動データに基づく前記回動パターンにしたがって、前記出力軸の回動を制御する制御手段とを有し、
前記包装袋の大きさ又は前記被包装物の種類に合わせて、所定の前記振動パターンが選択されたとき、
前記制御手段が、当該振動パターンに対応する所定の前記回動パターンにしたがって、前記出力軸の回動を制御し、
当該出力軸に前記リンク機構を介して連結された前記タッピング板が、所定の振動パターンで上下に振動して前記包装袋に振動を与えるようにしたことを特徴とする。

請求項２に記載の振動装置は、請求項１に記載の発明において、前記リンク機構は、
前記サーボモータの前記出力軸に基端部が固定された駆動レバー、
前記タッピング板を保持するスライドホルダ、
及び、当該スライドホルダと前記駆動レバーを連結する連結ロッド、
並びに、前記スライドホルダと係合し、前記タッピング板近傍に立設されたスライドシャフトを有し、
前記出力軸を回動したとき、
当該出力軸の回動にしたがって回動する前記駆動レバーが、前記連結ロッドを介して、前記スライドホルダを前記スライドシャフトに沿って上下動させるようにしたことを特徴とする。

請求項３に記載の振動装置は、請求項１に記載の発明において、前記サーボモータは減速機を有していることを特徴とする。

本発明の振動装置によれば、当該振動装置は、包装袋の大きさと被包装物の種類に合わせて、上下に振動するタッピング板の振動開始位置と、振動するタッピング板の振幅、及びタッピング板が単位時間あたりに振動する振動数の各データからなる振動パターンを予め複数設定しておくようにした。また、振動開始位置に対応する出力軸の回動開始角度、振幅に対応する出力軸の回動角度範囲、及び振動数に対応する出力軸の回動速度からなり、振動パターンに対応する回動パターンを形成し、複数の振動パターンのうち、一の振動パターンが選択されたとき、当該振動パターンに対応する回動パターンに係る回動データにしたがって、サーボモータの出力軸を制御するようにした。
これにより、本発明に係る振動装置は、包装袋の大きさや被包装物の種類に合わせて、タッピング板を振動開始位置に配することができる。そして、本発明に係る振動装置は、包装袋の大きさや被充填物の種類に合わせて、タッピング板を所定の振動パターンで振動させることができる。
また、本発明に係る振動装置は、タッピング板とサーボモータをリンク機構で連結するというようにシンプルに構成されている。そのため、従来の振動装置と比べて部品点数や製造工数を減らすことができるので、導入コストを抑えることができる。
そして、本発明に係る振動装置は、上記のようにシンプルな構成であって、かつ、出力軸を制御することでタッピング板の振動を制御可能なシンプルな構造である。そのため、従来の振動装置と比べて包装袋に合わせた調整やメンテナンスを容易にすることができるので、作業時間を減らすことができ、ランニングコストを抑えることができる。

本実施例に係る振動装置が組み込まれている包装機の一例を示す平面図である。本実施例に係る振動装置の構成の概略を示す平面図である。本実施例に係る振動装置の構成の概略を示す側面図である。本実施例に係る振動装置の動作を説明する説明図である。従来の振動装置の一例を示す側面図である。

本発明に係る振動装置の実施例を添付した図面にしたがって説明する。図１は本実施例に係る振動装置が組み込まれたロータリー型包装機の構成の概略を示す平面図である。図２は本実施例に係る振動装置の構成の概略を示す平面図であって、図３は本実施例に係る振動装置の構成の概略を示す側面図である。

本実施例に係る振動装置１０は、図１に示すような、ロータリー型包装機１に組み込まれている装置である。ロータリー型包装機１は、所定の速度で回動するロータリー２に包装袋を掴持する複数個のグリップ３が取り付けられている。ロータリー型包装機１は、グリップ３がロータリー２の周方向に沿って略一周する間に、
第１工程：包装袋がグリップに掴持される給袋工程
第２工程：包装袋のチャック部を開くチャック開き工程、及び好ましくは包装袋に製造年月日、製造工場を示す記号、或いはバーコード又はこれらに類する識別記号を印字する印字工程
第３工程：印字された識別記号を検査し、認証する検査認証工程
第４工程：包装袋を開口する開口工程
第５工程：包装袋に被包装物を充填する充填工程
第５工程〜第７工程：包装袋の底部に振動を与える振動工程
第８工程：被包装物を押し込む押込工程と、包装袋の開口部に付着した被包装物を吹き飛ばす吹飛工程
第９工程：包装袋から空気を抜きつつ、開口部をシールするトップシール工程とエアー抜き工程
第１０工程：シールされた開口部近傍を冷却する冷却工程と、包装袋をグリップから外して排出する製品排出工程
の各工程が順に行われるように形成されている。
これにより、ロータリー型包装機１は、省スペースで包装袋に被包装物を充填することができる。また、ロータリー型包装機１は、第１工程の給袋工程と第１０工程の製品排出工程が隣接していることから、作業員の動線を短くすることができるので、作業効率を上げることができる。
ロータリー型包装機１の上記各工程には、当該各工程をそれぞれ担当する装置が組み込まれており、本実施例に係る振動装置１０は、第５工程〜第７工程の振動工程を担当する装置である。

振動装置１０は、図２及び図３に示すように、タッピング板１１とサーボモータ１２、及びタッピング板１１とサーボモータ１２とを連結するリンク機構１３、並びにサーボモータ１２の動作を制御する制御手段を有する制御部（図示略）とからなる。

タッピング板１１は、平板状に形成され、包装袋の底部に振動を与えるタッピング部と、当該タッピング部に連設形成され、リンク機構１３に取り付けられる取付部とからなる。
タッピング部は、第５工程で包装袋の底面を叩く第１タッピング部１１ａ、第６工程で包装袋の底面を叩く第２タッピング部１１ｂ、及び第７工程で包装袋の底面を叩く第３タッピング部１１ｃからなる。
なお、本実施例において、第１乃至第３タッピング部１１ａ，１３ｂ，１３ｃの上面は面一になるように調整されているがこれに限定されるものでは無く、第１タッピング部１１ａから第３タッピング部１１ｃに向って上面の高さが漸次低くなるように、又は高くなるように調整して階段状に形成しても良い。タッピング部１１ａ，１３ｂ，１３ｃの高さを面一にした場合は、包装袋に対して均一な力で振動を与えることができ、また階段状にした場合には、包装袋に与える振動の強さを調整することができる。

サーボモータ１２は、出力軸１２ａと減速機１２ｂを有している。減速機１２ｂは、少なくともサーボモータ１２の回動軸１２ｃと噛合する第１ギヤと、出力軸１２ａと噛合する最終ギヤからなる。これにより、サーボモータ１２は、回動軸１２ｃが正逆方向に回動する速度を、所定の減速比で減速して、出力軸１２ａを回動させることができ、回動軸１２ｃの動力を、出力軸１２ａから出力することができる。

リンク機構１３は、駆動レバー２０とスライドホルダ２１、及び駆動レバー２０とスライドホルダ２１を連結する連結ロッド２２からなり、サーボモータ１２の出力軸１２ａから出力された正逆方向の回動を、タッピング板１１の上下動へ変換するように形成されている。

駆動レバー２０は、基端部がサーボモータ１２の出力軸１２ａに固定され、先端部が連結ロッド２２の基端部に接続されている。これにより、駆動レバー２０は、基端部を中心に駆動レバー２０の長さＬ_１を半径として描かれる円弧に沿って、当該駆動レバー２０の先端部を正逆方向に回動させることができる。

スライドホルダ２１は、中空体状に形成されたスライド部２１ａと当該スライド部２１ａに連接形成されたホルダ部２１ｂとからなり、スライドシャフト２３に沿って上下動するように形成されている。
スライド部２１ａは、中空部分にスライドシャフト２３が挿嵌されている。これにより、スライドホルダ２１はスライドシャフト２３に沿って上下に移動することができる。
ホルダ部２１ｂは、タッピング部１１ａ，１１ｂ，１１ｃにそれぞれ連設形成されたタッピング板１１の取付部をボルトで固定した取付プレートと、当該取り付けプレートを支持するブラケットからなる。これにより、スライドホルダ２１は、複数枚のタッピング板１１をブラケットの形状に合わせて保持することができる。

スライドシャフト２３は、円柱状の棒体からなり、サーボモータ１２近傍に立設されている。
そして、スライドホルダ２１をスムーズに上下させるためのガイド部２４がスライドシャフト２３に並設されている。ガイド部２４は、スライドホルダ２１のスライド部２１ａに取り付けられた廻り止めプレート２４ａと、スライドシャフト２３に並設されたガイドプレート２４ｂとからなる。廻り止めプレート２４ａの側面は、ガイドプレート２４ｂに当接されている。これにより、スライドホルダ２１がスライドシャフト２３の周方向に沿って回転してしまうことを防止することができ、スライドホルダ２１をスライドシャフト２３に沿ってスムーズに上下させることができる。

連結ロッド２２は、基端部が駆動レバー２０の先端部と回動自在に接続され、先端部がスライドホルダ２１のスライド部２１ａと回動自在に接続され、駆動レバー２０とスライドホルダ２１とを連結するように形成されている。
上記の構成を有するリンク機構１３は、駆動レバー２０が正方向へ回動したとき、当該駆動レバー２０の動作に追従する連結ロッド２２がスライドホルダ２１をスライドシャフト２３に沿って上方向へ引き上げるように形成されている。一方、駆動レバー２０が逆方向へ回動したとき、当該駆動レバー２０の動作に追従する連結ロッド２２がスライドホルダ２１をスライドシャフト２３に沿って下方向へ押し下げるように形成されている。すなわち、リンク機構１３は、サーボモータ１２の出力軸１２ａの回動と同期する駆動レバー２０の回動をスライドホルダ２１の上下動へ変換するように形成されている。そして、当該スライドホルダ２１がタッピング板１１を上下に振動することによって、振動装置１０は、サーボモータ１２の出力軸１２ａの回動をタッピング板１１の上下動に変換することができる。

また、ロータリー型包装機１は、図１に示すように、作業員Ｐの手元に設置された制御盤４を有し、当該作業員Ｐと対向する位置に配された移動可能な操作部５を有している。
制御盤４は、選択手段、出力手段、制御手段を有する制御部を有している。
操作部５は、タッチパネルを有するモニタ画面（図示略）を備えた入力手段を有している。なお、タッチパネルに替えて、キーボードや押釦、ダイヤル又はこれらに類する入力装置を操作部５に配しても良い。

制御部は、外部記憶媒体を有している。当該外部記憶媒体には、複数の振動パターンに係る振動データが記録されている。当該振動パターンは、包装袋の大きさや被包装物の種類、当該被包装物を包装袋に充填する量といった包装袋と被包装物のデータに応じて、タッピング板１１の上下動が開始される振動開始位置、タッピング板１１が振動するときの振幅、タッピング板１１が振動するときの単位時間当たりの振動数といった各パラメータを予め設定して形成した振動データからなる。

選択手段は、複数の振動パターンのうち、包装袋の大きさや被包装物の種類に合わせて、一の振動パターンを、選択可能に形成されている。そして、選択手段は、作業員Ｐによって、入力手段を介して、一の振動パターンが選択される。
選択手段で一の振動パターンが選択されたとき、当該振動パターンに係る振動データが、選択手段から出力手段に出力される。
なお、本実施例において、包装袋の大きさや被包装物の種類に合わせて、作業員Ｐが入力手段を介して振動パターンを選択するようにしたが、これに限定されず、たとえば、ロータリー型包装機１において包装袋が給袋される第１工程や、被包装物が充填される第５工程で、包装袋の大きさや被包装物の種類をセンサで検知することで包装機１で使用される包装袋や被包装物を判別して、振動パターンを自動的に選択するようにしても良い。

出力手段は、選択手段から出力された振動データに基づく振動パターンに対応する回動パターンを、外部記録媒体から読み出すように形成されている。
当該回動パターンは、振動データに対応する回動データを有し、所定の振動パターンと対になるよう複数形成されている。
当該回動データは、タッピング板１１の振動開始位置に対応する出力軸１２ａの回動開始角度、タッピング板１１の振幅に対応する出力軸の回動角度範囲、及びタッピング板の振動数に対応する出力軸１２ａの回動速度の各パラメータを、振動データの各パラメータと夫々対応するように設定して形成されている。
出力手段は、外部記憶媒体から読み出した回動パターンに係る回動データを制御手段に出力するように形成されている。

制御手段は、出力手段から出力された回動パターンにしたがって、サーボモータ１２の出力軸１２ａを回動開始角度に回動し、所定の回動角度範囲内において、所定の回動速度で回動する出力軸１２ａの動作を制御するように形成されている。これによって、制御手段は、サーボモータ１２の動作を制御することができる。

本実施例に係る振動装置１０は、上記のように構成されている。次に当該振動装置１０の動作について添付した図面にしたがって説明する。図４は本実施例に係る振動装置のリンク機構の動作の概略を示す説明図である。

振動装置１０は、サーボモータ１２の出力軸１２ａが正方向に回動したとき、タッピング板１１がスライドシャフト２３に沿って上方向へ移動し、サーボモータ１２の出力軸１２ａが逆方向に回動したとき、タッピング板１１がスライドシャフト２３に沿って下方向へ移動するように形成されている。すなわち、振動装置１０は、出力軸１２ａが正逆方向へ交互に回動したとき、タッピング板１１が上下に振動するように形成されている。制御手段は、サーボモータ１２の出力軸１２ａが回動する角度と出力軸１２ａが回動する速度を制御するように形成されている。次に、タッピング板１１の上下動について添付した図４にしたがって説明する。なお、図４ではスライドホルダ２１の図示を省略している。

ここで、図４に示すように、サーボモータ１２は、減速機１２ｂを介して、出力軸１２ａから回転動力を出力するように形成されている。出力軸１２ａと駆動レバー２０の連結部をＯとする。当該連結部Ｏから鉛直方向に下した補助線をＬ_０とし、当該補助線Ｌ_０と駆動レバー２０との成す角をθとする。当該角θの変位を制御する、すなわち、サーボモータ１２の動作を制御することによって、出力軸１２ａの回動角度の変位を制御することができる。

駆動レバー２０は、その先端部が連結部Ｏを中心とした半径Ｌ_１の円周上を回動するように形成されている。ここで、駆動レバー２０の一の角度θ_ａによって定まる点を点ａとし、他の角度θ_ｂによって定まる円周上の点を点ｂとする。点ａと点ｂで挟まれ、一点鎖線で示した円弧ａｂがサーボモータ１２の回動角度範囲と同期する駆動レバー２０の回動角度範囲である。そして、駆動レバー２０と連結ロッド２２の連結部をＡ_１とする。
また、同様に、二点鎖線で円弧ｃｄ間の駆動レバー２０の回動角度範囲を示し、駆動レバー２０と連結ロッド２２の連結部をＡ_２を例示している。

さらに、連結ロッド２２の長さをＬ_２とし、連結ロッド２２がスライドシャフト２３に係合する係合部をＢとする。このとき、円弧ａｂの点ａと点ｂに対応するスライドシャフト２３上の位置をそれぞれ点ｅと点ｆとし、点ｅｆ間にある係合部ＢをＢ_１、円弧ｃｄの点ｃと点ｄに対応するスライドシャフト２３上の位置をそれぞれ点ｇと点ｈとし、点ｇｈ間にある係合部ＢをＢ_２とする。

連結部Ａ_１が円弧ａｂ間を動くように、制御手段がサーボモータ１２の出力軸１２ａを制御したとき、係合部Ｂ_１は、振動下死点ｅと振動上死点ｆの間を振幅とする上下動を行う。ここで、点ｅを振動開始位置とする。当該上下動はまた、係合部Ｂ_１が点ｉを中心とするクランク長ｌ_１の仮想クランクＣ_１上を周回しているように想定することができる。また、仮想クランクＣ_１の下死点は振動下死点ｅに対応し、上死点は振動上死点ｆに対応している。
一方、連結部Ａ_２が円弧ｃｄ間を動くように、制御手段がサーボモータ１２の出力軸１２ａを制御したとき、係合部Ｂ_２は、振動下死点ｇと振動上死点ｈの間を振幅する上下動を行う。ここで点ｇを振動開始位置とする。当該上下動もまた、係合部Ｂ_２が点ｊを中心とするクランク長ｌ_２の仮想クランクＣ_２上を周回しているように想定することができる。また、仮想クランクＣ_２の下死点は振動下死点ｇに対応し、上死点は振動上死点ｈに対応している。

スライドシャフト２３上で、点ｅと点ｇがそれぞれ係合部Ｂ１，Ｂ２の振動開始位置、すなわち、スライドホルダ２１及びタッピング板１１の振動開始位置であって、タッピング板１１の高さとなる。スライドシャフト２３上の振動開始位置を、包装袋の大きさに合わせて所定の位置へ移動することによって、図３に示すように、スライドホルダ２１が支持するタッピング板１１の高さを包装袋の大きさに合わせて調整することができる。
係合部Ｂ_１，Ｂ_２が振動開始位置にあるとき、連結ロッド２２を介して連結部Ａ_１，Ａ_２の位置が決まり、駆動レバー２０は、出力軸１２ａを所定の角度回動することになる。このとき、駆動レバー２０と補助線Ｌ_０とが成す角度θ_０を回動開始角度とする。つまり、予め包装袋の大きさに合わせて複数の回動開始角度を設定しておくことによって、当該複数の回動開始角度のうち、一の回動開始角度を選択することで包装袋の大きさに合わせた最適なタッピング板１１の振動開始位置を素早く設定することができる。
制御部が有する外部記録媒体には、包装機１で使用する包装袋の大きさに合わせた最適なタッピング板１１の振動開始位置が複数記録され、当該振動開始位置に対応する回動開始角度θ_０もまた複数記録されている。振動開始位置はタッピング板１１の振動パターンを成すデータのうちの一つであり、振動開始角度は出力軸１２ａの回動パターンを成すデータのうちの一つである。選択手段で振動パターンに含まれる振動開始位置に係るデータが選択されたとき、対応する回動開始角度θ_０に係るデータが出力手段から制御手段に出力される。

制御手段は、出力手段から入力された振動パターンに対応する回動パターンに係る回動データのうち、回動開始角度θ_０に係るデータに基づいて、出力軸１２ａを当該回動開始角度θ_０まで回動するように制御する。これによって、図４で示すように、制御手段は、連結部Ａ_１，Ａ_２の位置を変えて仮想クランクＣ_１，Ｃ_２の下死点ｅ，ｇの高さ、すなわち、振動開始位置へタッピング板１１を配置することができる。

また、制御手段は、サーボモータ１２の出力軸１２ａが回動する回動角度範囲を制御している。これにより、出力軸１２ａに固定され、当該出力軸１２ａの回動と同期する駆動レバー２０は、所定の回動角度範囲内で回動することができ、図４では、連結部Ａ_１に係る回動角度範囲を円弧ａｂとし、連結部Ａ_２の回動角度範囲を円弧ｃｄとして示している。連結部Ａ_１，Ａ_２が円弧ａｂ、又は円弧ｃｄ上を回動しているとき、駆動レバー２０は、連結ロッド２２を介して、係合部Ｂ_１，Ｂ_２をそれぞれ点ｅｆ間、又は点ｇｈ間で上下動させている。すなわち、タッピング板１１を所定の振幅でストロークさせたいときは、出力軸１２ａを所定の回動角度範囲で回動させればよい。そのため、選択手段の外部記録媒体には、包装袋の大きさ、被包装物の種類やその重さ、包装袋の容積等、包装袋の形状や被包装物を充填した重さに合わせた最適なタッピング板１１の振幅に係るデータが複数記録されており、当該振幅に係るデータに対応した回動角度範囲に係るデータもまた複数記録されている。振幅はタッピング板１１の振動パターンを成すデータのうちの一つであり、回動角度範囲は出力軸１２ａの回動パターンを成すデータのうちの一つである。そして、選択手段で、包装袋の大きさ、被包装物の種類に合わせて所定の振幅に係るデータが選択されたとき、当該振幅に対応する回動角度範囲に係るデータが出力手段から制御手段へ出力される。

制御手段は、出力手段から出力された回動角度範囲に係るデータに基づいて、出力軸１２ａを一の角度と他の角度に挟まれた所定の回動角度範囲内で正逆方向に回動させている。これによって、図４で示すように、連結部Ａ_１，Ａ_２がそれぞれ円弧ａｂ，ｃｄ上で正逆方向に回動し、連結ロッド２２を介して、それぞれスライドシャフト２３上の点ｅｆ間、又は点ｇｈ間で係合部Ｂ_１，Ｂ_２、すなわちタッピング板１１を所定の振幅で振動させることができる。

そして、制御手段は、出力軸１２ａが回動する速度を制御している。これにより、駆動レバー２０が回動する速度を制御することができる。駆動レバー２０が所定の速度で回動したとき、連結ロッド２２を介して、係合部Ｂ_１，Ｂ_２、すなわち、タッピング板１１が所定の速度で上下に振動する。当該振動速度は、仮想クランクＣ_１，Ｃ_２が回転する速度として制御することができる。
仮想クランクＣ_１，Ｃ_２のクランク動作は、タッピング板１１の単位時間当たりの振動数に含まれる波長と周期に応じて回転速度が可変可能に形成されている。当該振動数は、タッピング板１１の振動パターンを形成するデータのうちの一つであり、上記と同様に選択手段が有する外部記録媒体に複数記録されている。また、振動数データに対応するように、出力軸１２ａを回動させる回動速度も外部記録媒体に記録されている。選択手段で、包装袋に大きさや被包装物の種類に合わせて、所定の振動数に係るデータが選択されたとき、対応する回動速度に係るデータが出力手段から制御手段へ出力される。

制御手段が、出力手段から出力された回動速度に係るデータにしたがって出力軸１２ａを回動させたとき、駆動レバー２０は、連結ロッドを介して、係合部Ｂ_１，Ｂ_２、すなわち、タッピング板１１を所定の振動数で振動させることができる。
ここで、所定の振動数でタッピング板１１を振動させたとき、たとえば仮想クランクＣ_１，Ｃ_２は等速円運動で回転し、タッピング板１１の振動は正弦波の波形として描くことができる。また、仮想クランクＣ_１，Ｃ_２が半円上を正逆方向に往復して回動する場合は、タッピング板１１の振動はのこぎり波や方形波として描くことができる。さらに、そのクランク速度を速めることで、略パルス形状の波形を描くようにタッピング板１１を脈動させることができる。

上記のように、制御部が有する外部記録媒体には、タッピング板１１の振動パターンと、当該振動パターンに対応する出力軸１２ａの回動パターンがそれぞれ複数記録されている。振動パターンは、タッピング板１１の振動開始位置、タッピング板１１のストローク量となる振幅、及びタッピング板１１が振動するときの単位時間当たりの振動数からなる。そして、振動パターンに対応する回動パターンは、振動開始位置に対応する出力軸１２ａの回動開始角度、振幅に対応する回動角度範囲、振動数に対応する回動速度からなる。
選択手段で、包装袋の大きさや被包装物の種類に合わせて、複数の振動パターンのうち、最適な一の振動パターンが選択されたとき、当該振動パターンに対応する回動パターンが出力手段から制御手段へ出力される。制御手段は、当該回動パターンが有する回動開始角度、回動角度範囲、及び回動速度に係る各データに基づいて、出力軸１２ａの回動を制御する。
これにより、駆動レバー２０は所定の回動パターンで回動し、連結ロッド２２を介して、係合部Ｂ１，Ｂ２、すなわちタッピング板１１を所定の振動パターンにしたがって上下に振動させることができる。

本実施例に係る振動装置１０によれば、サーボモータ１２とリンク機構１３でタッピング板１１を振動させるシンプルな構成とした。これにより、製造工程や部品点数を抑えることができるので、製造コストを抑えることができる。また、シンプルな構成のため、メンテナンス性に優れた振動装置１０を提供することができる。
また、本実施例に係る振動装置１０は、タッピング板１１の高さを包装袋に合わせて容易に変更することができ、タッピング板１１が振動する振動パターンや当該振動のストローク量を容易に変更することができるようにした。これにより、包装袋に大きさや被包装物の種類に合わせて、振動装置１０が包装袋に与える最適な振動を柔軟に設定することができる。そして、振動パターンや振動のストローク量を予め設定しておくことによって、包装機の設置作業やメンテナンス作業のときに作業者のコツによってばらつきが生じることを抑えることができ、タッチパネルを操作して振動パターンを構成する振動データの各パラメータの設定値を変更することによって包装機の使用者が、独自に振動パターンやストローク量を設定することも容易に行うことができる。

１０…振動装置、
１１…タッピング板、１１ａ…第１タッピング部、１１ｂ…第２タッピング部、１１ｃ…第３タッピング部、
１２…サーボモータ、１２ａ…出力軸、１２ｂ…減速機、１２ｃ…回動軸、
１３…リンク機構、
２０…駆動レバー、
２１…スライドホルダ、２１ａ…スライド部、２１ｂ…ホルダ部、
２２…連結ロッド、
２３…スライドシャフト、
２４…ガイド部、２４ａ…廻り止めプレート、２４ｂ…ガイドプレート。
１…ロータリー型包装機、２…ロータリー、３…グリップ、４…制御盤、５…操作部。
１００…従来型振動装置、１０１…ベースユニット、１０２…支柱、１０３…ホルダパネル、１０４…スライド穴、１０５…プレートホルダ、１０６…タッピングプレート、１０７…クランプレバー。

Claims

包装袋に被包装物を充填する包装機において、
前記被包装物を充填した前記包装袋に振動を与える振動装置であって、
当該振動装置は、
前記包装袋の下方に配置される略平板状のタッピング板と、
正逆方向に回動可能な出力軸を有するサーボモータと、
当該サーボモータと前記タッピング板を連結して、前記出力軸の回動を前記タッピング板の上下動に変換するリンク機構と、
前記包装袋の大きさ又は前記被包装物の種類に合わせて予め設定したタッピング板の上下動に係る複数の振動パターンのうち、一の振動パターンを選択する選択手段と、
選択された当該振動パターンと対応する予め設定した前記出力軸の回動パターンに係る回動データを出力する出力手段と、
出力された当該回動データに基づく前記回動パターンにしたがって、前記出力軸の回動を制御する制御手段とを有し、
前記包装袋の大きさ又は前記被包装物の種類に合わせて、所定の前記振動パターンが選択されたとき、
前記制御手段が、当該振動パターンに対応する所定の前記回動パターンにしたがって、前記出力軸の回動を制御し、
当該出力軸に前記リンク機構を介して連結された前記タッピング板が、所定の振動パターンで上下に振動して前記包装袋に振動を与えるようにしたことを特徴とする振動装置。
前記リンク機構は、
前記サーボモータの前記出力軸に基端部が固定された駆動レバー、
前記タッピング板を保持するスライドホルダ、
及び、当該スライドホルダと前記駆動レバーを連結する連結ロッド、
並びに、前記スライドホルダと係合し、前記タッピング板近傍に立設されたスライドシャフトを有し、
前記出力軸を回動したとき、
当該出力軸の回動にしたがって回動する前記駆動レバーが、前記連結ロッドを介して、前記スライドホルダを前記スライドシャフトに沿って上下動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の振動装置。
前記サーボモータは減速機を有していることを特徴とする請求項１に記載の振動装置。