JP4042333B2 - 角筒容器の液体充填包装機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、横断面が正方形あるいは長方形の製函された角筒状容器を直進搬送して、その容器内に液体内容物を充填する角筒容器の液体充填包装機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に横断面が正方形あるいは長方形の紙製の角筒状の液体包装容器の液体充填包装機は、折り畳まれた扁平な四角形状の紙製角筒状の液体包装容器（以下カートンとする）を多数枚集積して、前方に一枚ずつフィードするカートン供給工程と、カートンを扁平形状から立体形状へと立ち起こす立ち起こし工程と、立ち起こしたカートンを装填支持してカートンボトム部を成形するマンドレルアームを備えているボトム密閉工程と、該ボトム密閉工程と接続して設けられ、ジュース、牛乳、酒等の液体内容物をカートンの頂部開口部より充填する充填工程と、カートンの頂部開口部を加熱する加熱工程と、加熱した開口部を圧着して密封する密封工程と、充填密封された角筒容器を搬出する搬出工程からなっている。
【０００３】
以上のような工程は、一般的に図３に示すように、一対の駆動軸３ｃ、３ｃ側に取付けられた駆動側スプロケット３ａ、３ａ、および一対の従動軸２ｃ、２ｃ側に取付けられた従動側スプロケット２ａ、２ａと、該両スプロケット３ａ、２ａに巻回して取付けられた一対のエンドレスチェーン１、１によって構成される紙製角筒容器６（カートン）を直進搬送する直進搬送装置を有する上記工程を直線的に配置したライン式液体充填包装機によって行われる。
【０００４】
このライン式液体充填包装機の場合、図３に示すように、ボトム密閉済カートン６は上記直進搬送装置により、充填工程Ｔ４、トップ部折り工程Ｔ５、加熱工程Ｔ６、トップ部密封工程Ｔ７、搬出工程Ｔ９へとカートン６を間欠送りするものであるが、必要に応じて充填工程Ｔ４の前にカートン６に口栓を取付ける口栓取付け工程Ｔ２、カートンのトップ部を仮折りするトップ折り工程Ｔ３が加えられ、さらに加熱，密封後にもトップ密封済みのカートン６を水洗冷却する冷却工程Ｔ８が配置される。
【０００５】
上記工程を行なう直進搬送装置は、モータの取付けられた駆動側スプロケット３ａと従動側スプロケット２ａとに巻回して取付けられたエンドレスチェーン１と、該エンドレスチェーン１にカートン６を一ずつ角部にてホールドして搬送するキャリア部品７が一定間隔で取り付けてある。
【０００６】
この駆動側スプロケット３ａと、従動側スプロケット２ａとに巻回して取付けられたエンドレスチェーン１と、該エンドレスチェーン１に取付けられたキャリア部品７で構成される装置が対向して配置されており、互いのエンドレスチェーン１は逆方向に回転送行を行ない、該エンドレスチェーン１の対向間に沿って水平に底部ガイド８が設置されている。
【０００７】
この直進搬送装置が、紙製角筒容器６を間欠搬送しながら停止時に、上記の充填工程Ｔ４、トップ部折り工程Ｔ５、加熱工程Ｔ６、トップ部密封工程Ｔ７、搬出工程Ｔ９を行なう。
【０００８】
上述したように直進搬送装置のエンドレスチェーン１は、モータの取付けられた駆動側スプロケット３ａと、従動側スプロケット２ａとに巻回して回転送行を行なう。しかし、装置の稼動時間が積算されていくうちにエンドレスチェーン１に伸びが発生し、この伸びが大きくなると円滑なチェーン伝導が行われず、エンドレスチェーン１の間欠搬送の繰り返し停止位置や送行タイミングにずれが生じたり、充填工程Ｔ４、トップ部折り工程Ｔ５、加熱工程Ｔ６、トップ部密封工程Ｔ７、搬出工程Ｔ９などの各工程に悪影響を与える事になる。
【０００９】
そのため、エンドレスチェーン１の伸びがある任意の大きさを超えた場合にはチェーンの交換を行なう必要があった。また、このチェーンが伸びているか否かを判別するために、一定期間毎に伸びを測定する必要があった。
【００１０】
従来チェーンの伸びの測定は、，測定する一定範囲のリンク数にスケールを当て、伸び状態を目視測定によって行ない、目視により伸び量が所定の基準内に納まっているかどうか点検者によって確認されるという方法が用いられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のチェーンの伸び測定方法は、チェーンの測定位置を移動させながらスケールを当てて、目視により測定が行なわれており、チェーンの伸び量の測定に、測定者の熟練度などによってバラツキが生じるだけでなく、人為的作業により、余分な時間や労力が費やされる問題点があった。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解消する為になされたもので、チェーンの摩耗による伸び量の状態を短時間に簡単に測定できるチェーン伸び量の検出装置を備えた角筒容器の液体充填包装機を提供することを目的とするものである。
【００１３】
本発明の請求項１に係る発明は、一対の駆動軸に取付けられた駆動側スプロケット、および一対の従動軸側に取付けられた従動側スプロケットと、該両スプロケットに巻回して取付けられた一対のエンドレスチェーンによって構成される紙製角筒容器を直進搬送する直進搬送装置を有する液体充填包装機であって、前記直進搬送装置に、一対のエンドレスチェーンの各々従動側スプロケットに近接して所定の支持体に取付け配置した従動軸の回転方向周面の回転位相位置を検出する回転位相位置検出センサ４により制動回転中の従動側スプロケットの回転軸の外周面に刻切や着色にて設けたマークの位置又は突起の位置を検出することにより、従動側スプロケットの任意の回転位相位置を検出する回転位相位置検出手段と、該回転位相位置検出手段により検出した前記従動側スプロケットの任意の回転位相位置に対する一対のエンドレスチェーンの各々駆動側スプロケットの回転基準角度及び検査角度を検出する回転位相角度検出手段とを備え、該回転位相位置検出手段と回転位相角度検出手段とによる従動側スプロケット回転位相位置に対する駆動側スプロケット回転位相角度の変化量を用いてチェーンの伸びの有無を検出するチェーン伸び検出機能を備えたことを特徴とする角筒容器の液体充填包装機である。
【００１４】
本発明の請求項２に係る発明は、上記請求項１に係る発明の角筒容器の液体充填包装機において、上記直進搬送装置の従動側スプロケット側にブレーキ機能を備えたことを特徴とする角筒容器の液体充填包装機である。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１および図２に基づいて説明すれば、図１は本発明の一実施例を示す装置の概要平面図であり、１はエンドレスチェーン、２ａは従動側スプロケット、２ｂは従動側スプロケットボス、２ｃは従動側回転軸、３ａは駆動側スプロケット、３ｃは駆動側回転軸、５ａはブレーキ、５ｂは空圧又は油圧シリンダである。駆動側スプロケット３ａの駆動側回転軸３ｃには、少なくともその回転軸３ｃの１回転（３６０°）分の位相角度を検出可能なロータリーエンコーダ等の回転位相角度検出センサ３ｄが設置されている。
【００１６】
駆動側スプロケット３ａは、回転軸３ｃを中心にモータにて回転すると、そのスプロケット３ａ外周の噛合歯をエンドレスチェーン１に噛み合わせて回転を行ない、エンドレスチェーン１は回転送行して、駆動側スプロケット３ａの回転がエンドレスチェーン１を介して従動側スプロケット２ａに伝わり、該従動側スプロケット２ａも追随して回転する。
【００１７】
図２は、図１に示す装置の従動側スプロケット２ａ側の概要側面図であり、図２において、２ａは従動側スプロケット、２ｂは従動側スプロケットボス、２ｃは従動側回転軸、４は従動側スプロケット２ａの任意の回転停止位置を検出する回転停止位置検出手段としての定位置検出センサ、５ａはブレーキ、５ｂは空圧又は油圧シリンダである。
【００１８】
次に、本発明の液体充填包装装置の直線搬送機構におけるエンドレスチェーン１の伸びの検出までの流れを、図１に基づいて以下に説明する。
【００１９】
エンドレスチェーン１の伸び検出を行なう場合、まず最初に、図１に示すエンドレスチェーン１が駆動側スプロケット３ａの駆動回転により低速回転送行中の間において、空圧又は油圧シリンダ５ｂを作動させてブレーキ５ａを回転軸２ｃ外周近傍の従動側スプロケット２ａのボス部２ｂの外周面に当接させて、従動側スプロケット２ａの回転にブレーキ（制動）を掛ける。
【００２０】
この時のブレーキ５ａのボス部２ｂに対する押し圧は、エンドレスチェーン１及び駆動側スプロケット３ａと従動側スプロケット２ａとが回転を停止しない程度に制動負荷が掛かる状態、又は回転を停止する程度に制動負荷が掛かる状態のいずれかであるが、図１において、従動側スプロケット２ａから駆動側スプロケット３ａに至るまでのエンドレスチェーン１におけるチェーン１ｂ側に、従動側スプロケット２ａへの制動により張力が掛かり、チェーン１ｂ側にたるみが無くなる程度の力であればよい。
【００２１】
従動側スプロケット２ａ（又は従動側スプロケット２ａのボス部２ｂ又は従動側回転軸２ｃ）側には、それに近接して所定の支持体（ブラケット）に取付け配置した従動軸の回転方向周面の回転位相位置を検出する回転位相位置検出センサ４が設けられていて、制動回転中の従動側スプロケット２ａの回転軸２ｃの所定回転位置（回転軸２ｃの外周面に刻切や着色にて設けたマークの位置又は突起の位置）を検出する。
【００２２】
なお、従動側スプロケット２ａに取付けられた回転位相位置検出センサ４は、例えば、図２に示すように、従動側スプロケット２ａおよびエンドレスチェーン１の回転に支障がない位置に取り付けられる。
【００２３】
また、本発明で用いる従動側スプロケット２ａの１回転又は回転数の検出は、エンドレスチェーン１の回転送行に支障のない位置に、従動側スプロケット２ａの任意の回転数を検出できる機能を有して設置していれば上記の形態に限定されない。
【００２４】
従動側スプロケット２ａの１回転又は所定回転数の検出方式としては、本発明においては特に限定するものではないが、例えば、従動側スプロケット２ａに微小な孔を孔設して、反射型検出若しくは透過型検出方式のフォトセンサ４等によりその孔の位置を検出することで、従動側スプロケット２ａの回転軸２ｃの回転位相位置を検出する。また、その他の検出方式としては、従動側スプロケット２ａの回転軸２ｃ、ボス２ｂの外周などに検出用の刻切したラインマークやドットマーク、着色マーク、あるいはライン状やドット状の突起状マーク（図示せず）などを設け、そのマークを接触式のリミットスイッチあるいは非接触式のフォトセンサにて検出するようにしてもよい。
【００２５】
そして、前記駆動側スプロケット３ａの駆動軸３ｃには、その駆動軸３ｃの少なくとも１回転（３６０°）分の位相角度を検出可能なロータリーエンコーダ３ｄが設置されている。
【００２６】
前記従動側スプロケット２ａが制動回転中に、前記回転位相位置検出センサ４が、その従動側スプロケット２ａの回転軸２ｃのマークの位置又は突起の位置（回転位相位置）を検出すると、又はその検出時点から次の１回の検出時点までの１回転を検出すると、又は次のｎ回の検出時点までのｎ回転を検出すると、その瞬間に、その検出信号を受けて、駆動側スプロケット３ａ側の回転位相角度を検出するロータリーエンコーダ３ｄが、その時点の回転位相角度θを検出して出力する。
【００２７】
エンドレスチェーン１に伸びが無い場合は、ブレーキ５ａの作動による従動側スプロケット２ａから駆動側スプロケット３ａまでのエンドレスチェーン１におけるチェーン１ａ側（対向する一対のエンドレスチェーン１、１の対向内側のチェーン）と、チェーン１ｂ側（対向する一対のエンドレスチェーン１、１の対向外側のチェーン）には弛みは無く、そのため一対の従動側スプロケット２ａと駆動側スプロケット３ａの回転位相にずれがなく正確に同期回転することになる。
【００２８】
本発明の液体充填包装機においては、まず、駆動側スプロケット３ａを低速にて駆動回転させて、従動側スプロケット２ａの回転軸２ｃ側にブレーキ５にて制動を掛けながらエンドレスチェーン１を回転送行させ、エンドレスチェーン１のチェーン１ａ側とチェーン１ｂ側との弛みの有無、又は少なくともチェーン１ａ側の弛みの有無を確認する。
【００２９】
例えば、チェーンに弛みが発生している場合には、駆動側スプロケット３ａの駆動を停止し、エンドレスチェーン１の回転送行を停止した後、エンドレスチェーン１を調整して弛みの発生が無い張り具合に状態にする。
【００３０】
このようにして、回転位相にずれがなく正確に同期回転するエンドレスチェーン１の状態を確保した後に、駆動側スプロケット３ａを低速にて駆動回転させてチェーン伸び検査操作に入る。
【００３１】
まず、従動側スプロケット２ａの回転軸２ｃ側にブレーキ５にて制動を掛けながら、エンドレスチェーン１を低速にて回転送行させ、前記回転位相位置検出センサ４が、前述したように従動側スプロケット２ａ側の回転位相位置を検出し、その検出信号を受けて、駆動側スプロケット３ａ側のロータリーエンコーダ３ｄが回転位相にずれがなく正確に同期回転するエンドレスチェーン１の状態における回転位相角度θ０ （チェーン検査基準角度、正常角度）を検出し、出力器は基準角度θ０ を出力する。
【００３２】
そして、本発明の液体充填包装機は、上記基準角度θ０ を異常な弛みの無いチェーン状態のチェーン検査基準角度として設定し、上記のようなチェーン伸び検査操作において、上記駆動側スプロケット３ａ側の回転位相角度が、常に上記基準角度θ０ を維持していれば、エンドレスチェーン１は伸びのない正常なテンションにて回転送行し、回転位相にずれがなく正確に同期回転することが確認される。
【００３３】
本発明の液体充填包装機を使用し稼動させている間に、経時的にエンドレスチェーン１に全体的に伸びが発生した場合には、駆動側スプロケット３ａ側の回転位相角度は上記基準角度θ０ を維持できなくなり、上記チェーン伸び操作を行った際には、駆動側スプロケット３ａ側の検出器は、基準角度θ０ よりも大きい回転位相角度θ１ （θ０ ＜θ１ ）を検出して、出力器は、その角度値θ１ （チェーン検査角度）を出力する。
【００３４】
そして、その結果、駆動側スプロケット３ａと、従動側スプロケット２ａの回転位相にずれが生じ、従動側スプロケット２ａの任意の停止位置（例えば、従動回転軸２ｃの検出用マークをセンサー４が検出した時点での位置）に対する駆動側スプロケット３ａの駆動回転軸３ｃの回転位相角度は、上記基準角度θ０ からプラス側の角度θ１ に移動することになり、液体充填機における容器６の搬送タイミングが駆動側スプロケット３ａに対して従動側スプロケット２ａ側に遅れる方向にずれることになる。
【００３５】
このように検出した駆動側スプロケット３ａのチェーン検査角度θ１ と、予め設定したチェーン検査基準角度θ０ との差分がある設定値（Δθ＝θ１ −θ０ ）を越えた場合には、それを検出する検出器（比較照合手段）により異常検出信号を発生させることができる。そして、その異常検出信号を利用して、例えば、エンドレスチェーン１の交換時期として外部に自動的に警報（ブザー、ランプ等）の信号を送るなどの対策を講じることができる。
【００３６】
以上、本発明による実施の形態について説明したが、上述した実施の形態ではエンドレスチェーン１の伸びは、従動側スプロケット２ａが一回転した時に検出するが、回転数は一回転に限定すること無く、従動側スプロケット２ａが任意の回転数を終えた時に、従動側スプロケット２ａの定位置検出センサ４から信号を出力し、その時の駆動側スプロケット３ａの回転位相角度θを検出するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の角筒容器の液体充填包装機は、その包装機に装備した直進搬送装置のエンドレスチェーンの摩耗による伸び量の状態を、短時間に簡単に自動的に検出することができ、測定者の熟練度などによるバラツキを無くし、且つ人為的作業による余分な時間や労力を解消するなど極めて高い効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の角筒容器の液体充填包装機の概要平面図。
【図２】本発明の角筒容器の液体充填包装機の従動側スプロケットの概要側面図。
【図３】一般的な角筒容器の液体充填包装機に用いられる直進搬送装置の概要を示す斜視図。
【符号の説明】
１…エンドレスチェーン ２ａ…従動側スプロケット
２ｂ…従動側スプロケットボス ２ｃ…従動側回転軸
３ａ…駆動側スプロケット ３ｃ…駆動側回転軸
３ｄ…回転位相角度検出センサ ４…位置検出センサ ５ａ…ブレーキ
５ｂ…空圧又は油圧シリンダ ６…角筒容器（カートン）
７…キャリア部品 ８…角筒容器底部滑走ガイド

Claims (2)

1. 一対の駆動軸に取付けられた駆動側スプロケット、および一対の従動軸側に取付けられた従動側スプロケットと、該両スプロケットに巻回して取付けられた一対のエンドレスチェーンによって構成される紙製角筒容器を直進搬送する直進搬送装置を有する液体充填包装機であって、前記直進搬送装置に、一対のエンドレスチェーンの各々従動側スプロケットに近接して所定の支持体に取付け配置した従動軸の回転方向周面の回転位相位置を検出する回転位相位置検出センサ４により制動回転中の従動側スプロケットの回転軸の外周面に刻切や着色にて設けたマークの位置又は突起の位置を検出することにより、従動側スプロケットの任意の回転位相位置を検出する回転位相位置検出手段と、該回転位相位置検出手段により検出した前記従動側スプロケットの任意の回転位相位置に対する一対のエンドレスチェーンの各々駆動側スプロケットの回転基準角度及び検査角度を検出する回転位相角度検出手段とを備え、該回転位相位置検出手段と回転位相角度検出手段とによる従動側スプロケット回転位相位置に対する駆動側スプロケット回転位相角度の変化量を用いてチェーンの伸びの有無を検出するチェーン伸び検出機能を備えたことを特徴とする角筒容器の液体充填包装機。
2. 上記直進搬送装置の従動側スプロケット側にブレーキ機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の角筒容器の液体充填包装機。

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