JP2018034870A - 物品挿入装置および物品挿入方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】扁平な袋体に積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を良好かつ安定的に挿入する。
【解決手段】物品挿入装置40は、積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を、一端に開口を有する扁平な袋体に挿入する装置であって、袋体を吸着により保持する吸着ステージ41と、吸着ステージ41に保持された袋体の開口を開放させる開放機構60と、吸着ステージ41により保持された袋体の中に、開放機構60により開放された開口から物品を押し入れるプッシャー47と、を有している。
【選択図】図3
【解決手段】物品挿入装置40は、積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を、一端に開口を有する扁平な袋体に挿入する装置であって、袋体を吸着により保持する吸着ステージ41と、吸着ステージ41に保持された袋体の開口を開放させる開放機構60と、吸着ステージ41により保持された袋体の中に、開放機構60により開放された開口から物品を押し入れるプッシャー47と、を有している。
【選択図】図3
Description
本発明は、積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を扁平な袋体に挿入する技術に関する。
特許文献1には、物品(レトルトパウチ食品)を袋体に挿入する方法が開示されている。この方法では、袋体の開口近傍の上面を吸着した吸着パッドを上昇させて袋体の開口を開放させ、この状態で、物品をプッシャーで押圧して物品を袋体に押し込む。そして次工程で、袋体を傾斜させて自重により物品を袋体の内部に完全に入れ込む。
特許文献1の挿入方法はあらゆる物品に有効なわけではなく、例えば同じサイズのシートを複数枚積み重ねた物品に適用した場合、物品を安定して挿入することができない場合がある。この課題は、積み重ねられたシートは全体の形状が崩れやすいことに起因する。
本発明の目的は、積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を扁平な袋体に安定して挿入することができる装置および方法を提供することである。
上述した目的を達成するために、本発明の物品挿入装置は、積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を、一端に開口を有する扁平な袋体に挿入する物品挿入装置であって、袋体を吸着により保持する吸着ステージと、吸着ステージに保持された袋体の開口を開放させる開放機構と、吸着ステージにより保持された袋体の中に、開放機構により開放された開口から物品を押し入れるプッシャーと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を扁平な袋体に安定して挿入することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
まず、本発明の実施形態の説明に先立ち、本実施形態において用いられる袋体と、積み重ねられた複数枚のシートからなる物品の構成について、それぞれ説明する。図1(a)は、袋体の概略斜視図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線に沿った概略断面図である。袋体1は柔軟な透明ビニール製であり、この例では厚みが約40μmのポリプロピレン(PP)シートを製袋して扁平な袋状にしたものである。袋対1は、その一端に、開口25と、開口25を閉じて封止するフラップ部24とを有している。袋体1の上面26の一部には、厚みが約30μmの粘着剤21が塗布され、物品挿入後にフラップ部24を折り曲げて粘着剤21に貼り付けることで、袋体1を封止することができる。粘着剤21の表面には、袋体1の積載時に他の袋体が粘着剤21に貼り付くのを抑制するために、厚みが約30μmのポリエチレン(PE)シートからなるセパレータ22が設けられている。なお、粘着剤21は、予め袋体1に塗布されている必要はなく、例えば、物品挿入後の別工程において袋体1に塗布されることで、袋体1を封止するようになっていてもよい。あるいは、シールなどの別部材で袋体1を封止するようになっていてもよい。袋体1は、後述する物品挿入時、粘着剤21が塗布された上面26と反対側の底面23が下向きの状態でセットされ、水平方向に沿って物品が挿入される。この例では、袋体1のサイズは、縦が185mm、横が110mmであり、袋体1の末端から粘着剤21までの距離L1、セパレータ22までの距離L2、および上面26側の端部までの距離L3が、それぞれ120mm、122mm、および160mmである。また、粘着剤21の幅L4が3mm、セパレータ22の幅L5が13mmである。
図2は、積み重ねられた複数枚のシートからなる物品の概略断面図である。物品2は、同じサイズのインクジェット記録用紙(シート)31が複数枚積み重ねられたものであり、全体として所定の厚みを有している。インクジェット記録用紙31は、記録面を上向きにして縦横が整えられた状態で50枚積み重ねられており、その一番上には、記録面の保護のための厚紙32が載せられている。厚紙32は、インクジェット記録用紙31のエッジ保護のために、インクジェット記録用紙31よりもサイズが大きく、具体的には、縦横ともインクジェット記録用紙31よりも1.5mm大きい。例えば、インクジェット記録用紙31のサイズは、縦が127mm、横が87mmであるのに対して、厚紙32のサイズは、縦が128.5mm、横が88.5mmである。また、インクジェット記録用紙31の厚みは0.27mmであり、厚紙32の厚みは0.41mmである。
次に、図3を参照して、本実施形態の物品挿入装置の構成について説明する。図3(a)は、装置の概略平面図であり、図3(b)および図3(c)は、装置の概略上面図である。なお、図3(c)では、図を見やすくするために、一部の構成部材の図示を省略している。
物品挿入装置40は、吸着ステージ41と、フラップ吸着ステージ42と、押し当てブロック43と、吸着パッド44と、ブロー部材45と、挿入ガイド46と、挿入プッシャー47と、ワーク押さえ48とを有している。
吸着ステージ41は、袋体1を吸着する吸着面41aを有し、吸着面41aに載置された袋体1を吸着して保持するものである。吸着面41aには、真空吸引などの方法により物品2を吸着する複数の吸着穴50が設けられている。吸着穴50は、図3(b)および図3(c)に示すように、吸着面41aの挿入方向Tの上流側に偏って配置されていることが好ましい。この理由については後述する。また、吸着ステージ41は、吸着面41aに対して物品2の挿入方向Tの下流側に設けられ、吸着面41aよりも上方に突出し、物品2の袋体1への挿入時に袋体1および物品2が突き当たる後端ブロック49を有している。なお、袋体1および物品2を確実に後端ブロック49に突き当てるために、吸着面41aの奥行き(挿入方向Tに平行な長さ)W1は、挿入される物品2の奥行きよりも短いことが好ましい。また、袋体の幅方向において後端ブロック49の幅(挿入方向Tに垂直な方向の長さ)W2は、搬送される物品2の幅よりも短いことが好ましい。この理由については後述する。
フラップ吸着ステージ(補助吸着ステージ)42は、吸着ステージ41に対して物品2の挿入方向Tの上流側に設けられ、袋体1のフラップ部24を吸着するフラップ吸着面(補助吸着面)42aを有し、袋体1のフラップ部24を吸着して保持するものである。図示した例では、フラップ吸着ステージ42は、吸着ステージ41と別体に構成されているが、吸着ステージ41と一体に構成されていてもよい。押し当てブロック43は、袋体1のフラップ部24をフラップ吸着面42に押し当ててフラップ吸着ステージ42に吸着させるためのものである。
吸着パッド44は、フラップ吸着ステージ42の上方で当該ステージ42に接近および離間するように移動可能に設けられ、袋体1の上面26の開口付近を非接触で吸着して保持するものである。接触式の吸着パッドは、対象物と密着して真空状態を作りだし対象物を吸着するため、対象物との間に隙間が生じるとパッド内の真空圧が急激に低下して、対象物との吸着が外れてしまう。それに対し、非接触式の吸着パッドは、加圧エアーを噴き出すことで真空域を発生させ、それにより、非接触で対象物を吸着させて持ち上げることができる。このため、対象物との間に隙間が存在しても、対象物を吸着し続けることが可能である。非接触式の吸着パッドとしては、サイクロン効果を利用したサイクロンタイプのものやベルヌーイ効果を利用したベルヌーイタイプのものがある。なお、サイクロンタイプでは、袋体を吸着した際に回転方向の力が加わるため、袋体の上面に歪みが生じ、挿入不良を引き起こす可能性が懸念される。このため、非接触式の吸着パッドとしては、ベルヌーイタイプのものが好ましい。ブロー部材45は、吸着ステージ41に吸着保持された袋体1の内部に開口25を通じて空気を導入して、開口25の開放をアシストするものである。
本実施形態では、フラップ吸着ステージ42と共に、吸着パッド44およびブロー部材45が、吸着ステージ41に吸着保持された袋体1の開口25を開放させる開放機構60として機能する。
挿入ガイド46は、それぞれ断面がL字状の一対の板部材であり、物品2が搬送される搬送面46aを有し、挿入方向Tに垂直な方向において物品2両側2カ所を支持しながら、物品2の袋体1への挿入を案内するものである。挿入ガイド46は、物品2の挿入方向Tに往復移動可能に設けられ、図3(a)に示すように、その底面が吸着ステージ41の吸着面41よりも上方に位置している。これにより、挿入ガイド46は、後述するように、挿入方向Tの下流側の先端が部分的に袋体1に開口から進入することが可能である。なお、挿入ガイド46は、先端を袋体1に挿入しやすくするために、図3(a)および図3(b)に示すように、高さおよび幅が(挿入方向Tの下流側の)先端に向かって小さくなるように形成されている。また、袋体1への挿入時に挿入ガイド46の先端が袋体1のエッジに引っ掛かることを抑制するために、袋体1を吸着する吸着穴50は、図3(c)に示すように、挿入ガイド46の先端に対して挿入方向Tに垂直な方向の外側まで配置されていることが好ましい。
挿入プッシャー47は、物品2の挿入方向Tに往復移動可能に設けられ、搬送面46aに支持される物品2の側面を押圧して搬送させ、袋体の中に押し入れるものである。挿入プッシャー47とその両側2つの搬送面46aは物理的に干渉することなく個別に動くことができる。挿入プッシャー47は、搬送面46aに載置された物品2の最下層のインクジェット記録用紙31を確実に押圧するために、図3(a)に示すように、物品2を押圧する押圧面の下端が、物品を支持する搬送面46aよりも下方に位置していることが好ましい。ワーク押さえ48は、物品2が袋体1に挿入された後、次工程への移動の際に物品2を保持するためものである。
ここで、図4を参照して、本実施形態の挿入プッシャーの構成について説明する。図4(a)は、本実施形態の挿入プッシャーの一構成例を示す概略斜視図であり、図4(b)は、図4(a)のB−B線に沿った概略断面図である。また、図4(c)は、本実施形態の挿入プッシャーの他の構成例であって、挿入される物品の厚みが厚い場合に使用される挿入プッシャーの概略斜視図であり、図4(d)は、図4(c)のC−C線に沿った概略断面図である。図4(e)は、挿入プッシャーの2つの構成例を比較するための概略断面図である。
いずれの構成例でも、挿入プッシャー47は、物品2を押圧する押圧面51と、押圧面51と反対側に設けられ、挿入プッシャー47の駆動源に接続される駆動源接続面52とを有している。押圧面51は、インクジェット記録用紙31のエッジ保護のための衝撃吸収を目的としたウレタン製のゴムからなり、その平面形状は、図4(a)および図4(c)に示すように、上部の直線と下部の円弧とから形成されている。駆動源接続面52の平面形状も、同様に、上部の直線と下部の円弧とから形成されている。挿入プッシャー47は、挿入される物品2の厚みに応じて、図4(a)および図4(b)に示す構成のものから、押圧面51の高さが異なる図4(c)および図4(d)に示す構成のものに交換可能である。ただし、押圧面51の高さを変更するために挿入プッシャー47が交換可能であっても、挿入プッシャー47の駆動源の共通化のために、図4(e)に示すように、駆動源接続面52の高さは同じであることが好ましい。すなわち、図4(e)の左側に示す構成(図4(b)に対応)と右側に示す構成(図4(d)に対応)とで、駆動源接続面52の高さは同じであることが好ましい。なお、押圧面51の材質は、上記のものに限定されず、衝撃吸収という目的を達成することができれば他の材質であってもよい。
次に、図5および図6を参照して、本実施形態の物品挿入装置を用いた物品挿入方法について説明する。図5は、本実施形態の物品挿入方法の各工程における物品挿入装置の概略側面図であり、図6は、本実施形態の物品挿入方法を示すフローチャートである。以下では、非接触式の吸着パッドとして、ベルヌーイタイプのものを用いた場合を例に挙げて説明する。
まず、図5(a)に示すように、開口25を挿入方向Tの上流側に向けた状態で、袋体1を吸着ステージ41に載置する。そして、吸着ステージ41の吸着穴50による吸着動作を開始し(ステップS1)、袋体1を吸着ステージ41に吸着保持する。このとき、袋体1は後端ブロック49から5mm程度離れた位置に載置する。
次に、フラップ吸着ステージ42による吸着動作を開始する(ステップS2)。そして、非接触式の吸着パッド44による吸着動作とブロー部材45による空気のブローとを開始し(ステップS3〜S4)、その後、図5(b)に示すように、押し当てブロック43と共に吸着パッド44を下降させる(ステップS5)。こうして、袋体1の底面の開口付近(フラップ部24)をフラップ吸着ステージ42に吸着させて保持するとともに、袋体1の上面の開口付近を吸着パッド44に非接触で吸着させて保持する。
次に、図5(c)に示すように、押し当てブロック43と共に吸着パッド44を上昇させる(ステップS6)。その結果、袋体1の開口25は開放し、ブロー部材45により袋体1の内部に開口25を通じて空気が導入され、開口25の開放がアシストされる。このとき、吸着ステージ41の吸着穴50が、吸着面41aの挿入方向Tの下流側に偏って配置されていると、袋体1の膨らみによって袋体1の後端部(開口25と反対側)が持ち上がることで、吸着穴50による袋体1の吸着が外れてしまう懸念がある。このような理由から、吸着穴50は、上述したように、吸着面41aの挿入方向Tの上流側に偏って配置されていることが好ましい。
次に、図5(d)に示すように、予め搬送面46aに物品2が載置された挿入ガイド46を挿入方向Tに前進させ(ステップS7)、挿入ガイド46の先端を袋体1に進入させる。このとき、上述したように、吸着穴50が、挿入方向Tに垂直な方向において挿入ガイド46の先端よりも外側まで配置されていることで、挿入ガイド46の先端が袋体1のエッジに引っ掛かることを抑制することができる。なお、挿入ガイド46の先端を袋体1に挿入する前ではなく、挿入した後で、物品2を挿入ガイド46に載置することもできる。
次に、図5(e)に示すように、挿入プッシャー47を前進させ(ステップS8)、物品2を押圧して搬送面46aに沿って搬送し、袋体1に挿入する。その後、ブロー部材45による空気のブローと、吸着パッド44による吸着動作と、フラップ吸着ステージ42による吸着動作とを停止する(ステップS9〜S11)。
次に、図5(f)に示すように、挿入ガイド46を挿入方向Tと反対方向に後退させる(ステップS12)。そして、ワーク押さえ48を下降させ(ステップS13)、次工程への移動の際に物品2を上面から押さえることで、袋体1の内部でインクジェット記録用紙31がばらけたり、袋体1が吸着ステージ41上でずれたりするのを抑制する。次いで、挿入プッシャー47を後退させ(ステップS14)、袋体1に挿入した物品2を次工程に搬送して、挿入工程を終了する。その後、任意のタイミングで、ワーク押さえ48の上昇と吸着ステージ41の吸着動作の停止とを行う。
なお、袋体1に挿入された物品2が挿入ガイド46の後退によって開口25の方向に引き戻されるのを抑制するために、挿入プッシャー47を後退させる前に、挿入ガイド46を後退させることが好ましい。また、挿入プッシャー47を後退させる際に反発力で物品2の位置がずれたり、開口25の方向に引き戻されたりするのを抑制するために、挿入プッシャー47を後退させる前に、ワーク押さえ48を下降させて物品2を上面から押さえることが好ましい。なお、挿入ガイド46が前進した状態でワーク押さえ48を下降させると、物品2と共に挿入ガイド46の先端が押さえられることになり、先端を歪ませてしまうことが懸念される。そのため、挿入ガイド46を後退させた後でワーク押さえ48を下降させることが好ましい。
以上、本実施形態によれば、物品2が袋体1に挿入される際に、袋体1は、吸着ステージ41に載置された面(底面23)が吸着されることで吸着ステージ41に保持されることになる。そのため、物品2が袋体1の内面の上側に接触したとしても、袋体1が吸着ステージ41からずれて動いてしまうことを抑制することができ、挿入不良の発生を抑制することができる。また、非接触式の吸着パッド44を用いることで、物品2との摩擦により袋体1の上面26がずれて動いたとしても、袋体1の上面26の開口付近を保持し続けることが可能になり、袋体1の開口25が開放した状態を良好に維持することができる。
ここで、図7および図8を参照して、後端ブロック49の幅W2が搬送される物品2の幅Xよりも短いことの効果について説明する。図7(a)および図7(b)は、後端ブロックの幅が搬送される物品の幅よりも長い場合の、物品が袋体に挿入される様子を示す概略側面図および概略上面図である。図8(a)および図8(b)は、後端ブロックの幅が搬送される物品の幅よりも短い場合の、物品が袋体に挿入される様子を示す概略側面図および概略上面図である。
後端ブロック49の幅W2が搬送される物品2の幅Xよりも長い場合、物品2を押圧して袋体1の奥まで挿入すると、図7(a)に示すように、袋体1の角部71が後端ブロック49の方向に三角形状にせり出す。さらに、物品2を押圧すると、せり出した角部71は、図7(b)に示すように、後端ブロック49に当接してしまい、その際にどちらを向くかを制御できないため、角部71が押しつぶされてしまう可能性がある。さらに、押しつぶされた角部71によって、物品2がダメージを受けてしまう可能性もある。
一方、後端ブロック49の幅W2が搬送される物品2の幅Xよりも短い場合も、物品2を押圧して袋体1の奥まで挿入すると、図8(a)に示すように、袋体1の角部71が後端ブロック49の方向に三角形状にせり出す。ここで、物品2をさらに押圧しても、後端ブロック49の幅W2が搬送される物品2の幅Xよりも短いため、せり出した角部71は、図8(b)に示すように後端ブロック49に当接することがなく、後端ブロック49に押しつぶされることもない。その結果、三角形状にせり出した角部71の形状を維持することができ、押しつぶされた角部71による物品2へのダメージも抑制することができる。
なお、上述したように、袋体1は、吸着ステージ41に載置される際に、後端ブロック49から離れた位置に載置される。これにより、本実施形態では、図8(a)および図8(b)に示すように、物品2を袋体1に段階的に挿入することが可能になり、その結果、挿入動作のみで物品2を袋体1の奥まで確実に挿入することが可能になる。すなわち、物品2は、図8(a)に示すように、袋体1の奥に突き当たった後、さらに挿入プッシャー47に押圧されると、挿入プッシャー47の押圧力が吸着ステージ41の吸着力を上回ることで、袋体1をずらしながら移動する。そして、物品2が後端ブロック49に当接した時点で、物品2の袋体1への挿入を完了することができる。
ここで、参考例との比較により、本実施形態の優れた作用効果を明らかにする。図9(a)から図9(c)は、シートを積み重ねた物品を扁平な袋体に挿入する様子を示す。この例では、袋体101は上面が吸着パッド103に吸着され開口が係止爪104によって係止される。しかし、袋体101の下面はステージに吸着保持されていない。物品102は、プッシャーで押圧され袋体101の内部に挿入される。その挿入途中で、図9(a)に示すように、物品102の先端角部が袋体101の内面の上側に接触する。そのとき、袋体101と物品102との摩擦により、図9(b)に示すように袋体101全体が後端部側にずれて動いてしまう場合がある。この状態で物品102の挿入をさらに続けると、図9(c)に示すように、袋体101の端部に大きなシワやヨレが発生してしまい、物品102を袋体101の奥まで挿入することができず、安定した袋詰めができない。また、このような挿入不良は、積み重ねたシートが崩れて袋体の中で不揃いになる事態も引き起こす。本発明の実施形形態はこのような課題の解決を図るものである。
1 袋体
2 物品
41 吸着ステージ
60 開放機構
47 挿入プッシャー
40 物品挿入装置
2 物品
41 吸着ステージ
60 開放機構
47 挿入プッシャー
40 物品挿入装置
Claims (10)
- 積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を、一端に開口を有する扁平な袋体に挿入する物品挿入装置であって、
前記袋体を吸着により保持する吸着ステージと、
前記吸着ステージに保持された前記袋体の前記開口を開放させる開放機構と、
前記吸着ステージにより保持された前記袋体の中に、前記開放機構により開放された前記開口から前記物品を押し入れるプッシャーと、
を有することを特徴とする物品挿入装置。 - 前記開放機構が、
前記吸着ステージの近傍で前記袋体が有するフラップを吸着して保持する補助吸着ステージと、
前記袋体の前記吸着ステージに吸着された面と反対側の面の前記開口付近を吸着して持ち上げる吸着パッドと、
を有することを特徴とする、請求項1に記載の物品挿入装置。 - 前記吸着パッドは、非接触式の吸着パッドであることを特徴とする、請求項2に記載の物品挿入装置。
- 前記補助吸着ステージの吸着面は、前記吸着ステージの吸着面よりも下方に位置することを特徴とする、請求項2または3に記載の物品挿入装置。
- 前記開放機構が、前記吸着ステージに保持された前記袋体の内部に前記開口を通じて空気を導入するブロー手段を有することを特徴とする、請求項2から4のいずれか1項に記載の物品挿入装置。
- 前記袋体への前記物品の挿入を案内する挿入ガイドを有し、前記挿入ガイドは物品の挿入方向に移動して前記挿入ガイドの先端が前記袋体に前記開口から進入し、進入した状態で前記プッシャーが前記物品を押すことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の物品挿入装置。
- 前記吸着ステージに設けられた複数の吸着穴が、前記挿入方向に垂直な方向において、前記挿入ガイドの前記先端よりも外側まで配置されていることを特徴とする、請求項6に記載の物品挿入装置。
- 前記プッシャーが前記物品を押圧する押圧面の下端は、挿入の際に前記物品を支持する面よりも下方に位置することを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の物品挿入装置。
- 前記吸着ステージの後端には前記吸着面よりも上方に突出する後端ブロックが設けられ、前記後端ブロックの幅が前記物品の幅よりも短いことを特徴とする、請求項1から8のいずれか1項に記載の物品挿入装置。
- 積み重ねられた複数枚のシートからなる物品を、一端に開口を有する扁平な袋体に挿入する物品挿入方法であって、
前記袋体を吸着ステージに吸着保持させ、
前記吸着ステージに保持された前記袋体の前記開口を開放させ、
前記吸着ステージにより吸着保持された前記袋体の中に開放された前記開口から前記物品を押し入れる
ことを特徴とする物品挿入方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016170769A JP2018034870A (ja) | 2016-09-01 | 2016-09-01 | 物品挿入装置および物品挿入方法 |
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JP (1) | JP2018034870A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7487504B2 (ja) | 2020-03-18 | 2024-05-21 | Toppanホールディングス株式会社 | 袋詰装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP7487504B2 (ja) | 2020-03-18 | 2024-05-21 | Toppanホールディングス株式会社 | 袋詰装置 |
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