JP4159507B2 - ロータリ式袋詰め包装機における包袋の開口方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータリ式袋詰め包装機において、両側面に折込ひだ、つまりガゼットを設けた包袋を開口する方法及び装置に関する。

この種の包袋は、平袋に比べてより開口面積を拡大し得る目的のために、その両側面にそれぞれガゼットと称する縦方向の折込ひだを備えるので、一般的な平袋では側縁が２箇所であるが、当該袋は４隅に４個の側縁が備わる。したがって、包装機におけるこの種袋の支持は、下記文献１に記載されるように、同包袋の一方の面を真空吸盤で吸着支持する一方、他側面の両側縁を２個のクランプで挟持する構成である。そしてその開口は、前記真空吸盤と、前記両側縁を挟持する２個のクランプとの離反により行うが、前記の真空吸盤による包袋の支持力は物理的にもクランプのそれに比較してひ弱く、被包装物の充填重力が包袋に作用すると、同真空吸盤から前記包袋がずり落ちるという欠点がある。

それに比べ、下記文献２には両側２個づつ総計４個のクランプをそれぞれ開放して待機させ、その下域から前記各クランプにガゼット袋の４隅を差し入れ、前記各クランプで力強く前記包袋の４隅の側縁を挟持する技術を開示する。しかし前記４個のクランプへのガゼット袋の差し入れの際、この種の開口面積の大きいガゼット袋はそれ相当の空気抵抗を受けてトラブルを発生する必然性が高い。つまり軟質のフイルムにより形成し且つ開口したガゼット袋では折込ひだ部分が空気抵抗で捩れやすく、各クランプの間への差し入れに当たって、各クランプに前記包袋の口縁が接触する可能性が高いので、包袋の供給速度を落として前記問題を解決しようとするとロータリ包装機の本来の能率機能が低下するという問題が発生する。

しかも、ガゼット袋の４隅を、４個のクランプで挟持する前記クランプの配列構造では、両側それぞれのクランプ間隔が大きく、これら各クランプでガゼット袋の口を拡張して被包装物を充填したあと、各クランプ間隔を縮小して袋口を狭め、シールバーにより加熱シールを行う際、４隅を挟持する各クランプの存在により袋口がそれ以上狭まらず、シールずれの生ずる問題もある。
実公昭５５−２３９３１号公報 実開昭５５−９０５０６号公報

そこで本発明が解決する問題点は、ガゼット袋の下方からの供給を避け、同袋を前方から水平に供給可能にした構成により、シールずれを防止すると同時に、ロータリ包装機としての能率アップを図るものであって、両側２個の上部クランプと、前記両上部クランプそれぞれの下域に並列配置した２個の下部クランプとが一体に袋給セクションに到達するタイミング合わせ、前記クランプに対して前方からガゼット袋を供給する作用に先立ち、稼動爪を前記ガゼット袋方向に開放する側のクランプを固定状態で維持するのに対して、稼動爪を反ガゼット袋方向に開放する可変側のクランプ間の間隔を、前記ガゼット袋の通過を許容する状態まで広げ、供給される前記ガゼット袋の両側を少なくとも固定側の２個のクランプにより一括挟持して後域の持ち替えセクションに搬送し、前記持ち替えセクションにおいて、前記ガゼット袋両側縁のクランプによる一括挟持を一旦解放する一方、ガゼット袋の前後面に吸着する真空吸盤で前記ガゼット袋を開口し、前後に相対移動する前記４個のクランプにより開口した前記ガゼット袋の４隅を持ち替え挟持するごとくしたものである。

より具体的には、４個のクランプ配列では、その前方から包袋を供給しようとすると少なくとも前側２個のクランプは前記包袋供給の障害となるので、包袋供給時、この２個のクランプの間を前記包袋の通過を許容する間隔に広げる。

しかも前記クランプは、ロータの中心点を過ぎる案内軌道上に配置した両側２個の上部クランプと、前記両上部クランプそれぞれの下域に並列配置した２個の下部クランプとにより構成すると共に、前記案内軌道に沿って変位可能な２個の可変側クランプそれぞれの稼動爪を、前記ロータ中心側からみて手前方向への開放構造に構成する一方、他方の固定側型の、２個のクランプそれぞれの稼動爪を前記ロータ中心側からみて前方方向へ開放する構造に構成する。

以上のような、クランプの上下差及び、稼動爪の開放方向の条件構成により、前記４個のクランプは、前記ガゼット袋の両側ガゼット部を面一面で一括挟持が可能になり、袋給セクションから前記ガゼット袋を速やかに移動できる。

そして持ち替えセクションにおいて、前記ガゼット袋両側縁のクランプによる一括挟持を一旦解放する一方、ガゼット袋の前後面に吸着する真空吸盤で前記ガゼット袋を開口し、前後に相対移動する前記４個のクランプにより同ガゼット袋の４隅を持ち替えて後域での被包装物充填に備えるのである。

袋詰め包装機の部分的側面を示す図１は、円盤形のロータ１０の周囲下側に固定したガイドフレーム１１に、上部の固定側クランプ１２を固定すると共に、前記ガイドフレームにスライド自在に支持したスライダー１３に下部の可変側クランプ１４を支持する一方、袋給機構１５が、ガゼット袋１６を前記上下両クランプ１２、１４に対して矢印１７方向から供給し得る態様を示している。

図２は、前記図１に示した鞘型のガイドフレーム１１を裏側から示したもので、同フレーム１１には既に説明した細長きプレート状のスライダー１３がスライド自在に配置され、前記ロータ１０の下面に固定した弓形ブラケット１８に、図３にも示すごとくピン１９を介してベルクランク２０を支持し、同ベルクランク一端が支える棒材２１を、前記スライダー１３の縦長スリット２２に係合する。

また前記前記ブラケット１８の上部に軸受けしたL型リンク２９の一端と、前記ベルクランク２０の他端とを連設棒２３を介して連結する一方、前記リンク２９の支持軸２４端のレバー２５に設けた滑車２６を、前記リンク２９他端を引き寄せる方向に働くバネ２７の力により前記ロ―タ１０と同心の環状カム２８に圧接する。

ロータ１０の回転で前記滑車２６は、環状カム２８の上面を転がり移動するが、前記カム２８の上面の勾配が前記滑車２６に作用してレバー類が揺動することにより、前記スライダー１３は矢印３０の方向に往復動し、図１における可変側クランプ１４を前方に押し出し、また逆方向に後退させることになるのである。

前記の環状カム２８の内側に配置した補助カム３１は、それに加わる動力でもって単独で変位し、ロータ１０が停止している状態下で、スライダー１３を単独作動させる。かかる作用はつまり図１における可変側クランプ１４を、ロータ１０の停止時に単独で前方に押し出し、また逆方向に後退させることになるのである。

図４に示すようにロータ１０の下には、すでに説明した２個一対のガイドフレーム１１が所定間隔で設置され、これら各フレームそれぞれに既に説明したスライダー１３が設置され、また両ガイドフレームはビス３３でもって後述するクラプアーム３４を固定する。

すなわち図５のごとく前記のクランプアーム３４の先端には、稼動爪３５をピン３６でもつて枢支すると共に、前記クランプアーム３４の上面にピン３７で支持したレバー３８の一端と、前記稼動爪３５とをリンク３９を介して連結し、前記レバー３８の他端を引き寄せるスプリング４０の引きつけ力により前記稼動爪３５を、前記クランプアーム先端の挟持面４１に圧接する。この押し付け力に抗して前記レバー３８一端のピンロールに作用する操作力４２により、前記稼動爪３５は挟持面４１から離反する。

また図６及び図７に示すごく、既に説明したガイドフレーム１１に支持するスライダー１３先端の棚型ヘッド４４に、縦型ピン４５を介してクランプアーム４６を支持し、前記ピン４５に巻きつて配置した捻りコイルスプリング４７の引付力により前記アーム４６を、前記スライダーに設置したストッパー４８に押し付けて位置保持する。この位置保持は、ピン４５の下端に固定したメインレバー５９の端に作用する操作力６０で、前記捻りコイルスプリング４７のパワーに反力を加えることで解除できる。

図６における前記クランプアーム４６の先端に、稼動爪４９をピン５０でもつて枢支すると共に、前記クランプアーム４６の中間にピン５１で支持したレバー５２の端と、前記稼動爪４９とをリンク５３を介して連結し、前記レバー５２の端を引き寄せるスプリング５４の引きつけ力により前記稼動爪４９を、前記クランプアーム内面の挟持面５５に圧接する。この押し付け力に抗してレバー５２一端のピンロール５６に作用する操作パワー５７により、前記稼動爪４９は挟持面５５から離反する。

図５で説明した固定側クランプ１２は、図８に示すように左右一対のクランプアーム３４を対称な状態で配置して形成し、この両クランプアームそれぞれの下に、仮想線で示す可変側のクランプアーム４６を対称な状態で配置する。該図において左側の可変側クランプアーム４６を矢印６２方向に引き出して図示したのは、重複図示によりクランプ構造が不明になるの避けるためで、通常は図９のごとく上部クランプ１２の挟持面４１と，下部クランプ１４の挟持面５５とが、X−Y線上での面一配置である。

図１０に示すロータ１０は、その周縁８箇所にそれぞれに前記の上下クランプ１２，１４を配置し、当該各クランプはロータと一体に、８箇所のセクション１〜８で一時停止しながら矢印６３方向に間歇回転移動する。この場合、図５において稼動爪３５を開放する押圧力４２は、図１の無端軌道に配置した機構６５が司る。また図６における稼動爪４９の開放圧力５７及び、クランプアーム４６の間隔調整用の回転圧力６０は、図１における機構６６，６７が司る。

図１１に示すごとく通常、上下のクランプ１２，１４は挟持面を面一に一致していることは既に説明した。そこで図１０において１組のクランプ１２，１４が搬出セクション８から袋給セクション１に移動する過程、または同袋給セクション１において、図１２のように可変側クランプ１４は間隔を広げ、さらに図１３のように各クランプ１２，１４は一斉に稼動爪を開放する。

かかる状態の詳細は図１５のごとく、可変側のクランプアーム４６が間隔を広げるため固定側クランプアーム３４との間でZ に相当する後退を図る。かかる後退は、固定側クランプアームの挟持面４１に向けて供給されるガゼット袋の通過を許容する目的であり、同時にロータ側からみて前方に開放する固定側クランプの稼動爪３５の動きは、同じようにガゼット袋の受け入れを容易にする目的であり、また一方可変側クランプの稼動爪４９は手前側に開放する。

図１０の袋給セクション１に１組のクランプが到達し、これらクランプに対してガゼット袋の供給が行われると、図１５における可変側クランプアーム４６の間隔は元の状態に狭まり、図１４のように各クランプ１２，１４でガゼット袋の両側縁を外から一括挟持し、該包袋を図１０における後域の持ち替えセクション２に向けての搬送を開始する。

なお前記の場合の各クランプによる包袋の挟持は、図９に示すようにX−Y線での面一挟持である。この場合の包袋挟持に関する特許請求の範囲における「ガゼット袋の両側を、少なくとも固定側の２個のクランプにより一括挟持して」との記載は、１組４個のクランプによる一括挟持以外に、固定側クランプ１２のみによる挟持でも包袋の運搬は可能、という条件を示したものである。

図１６に示す持ち替えセクションでは、無端軌道を隔てて前後２組の真空吸盤７１，７２が所定間隔を保って待機する。包袋１６がこれら両真空吸盤７１，７２の間で停止すると、ガイド６９に沿って前記両吸盤７１，７２が接近し、これら吸盤７１，７２で包袋１６の口を吸着して開放する。この場合、同時に下記の作用が加わる。

すなわち図１７のごとく各稼動爪３５，４９を開放した状態で、図１８のごとく可変型クランプ１４を前方に押し出してガゼット袋の開口余裕間隙を形成し、最終的に図１９のごく４個のクランプ１２、１４でガゼット袋の４隅を挟持するのである。つまり図１１の挟持面４１、５５が面一状態に比較して、図１６は位置ずれした上下の稼動爪３５，４９がガゼット袋の２列のひだ７３，７４を挟持している状態を示している。

このため、図２０のように可変側クランプ１４を矢印７５の方向に押し出してガゼット袋１６を最大限に開口することができ、図１における開口セクション３で前記包袋に被包装物を充填することが可能になる。そのあと、後域のシールセクション６に送るために、その前域で図２１のごとく包袋１６を再び閉鎖する。この場合図１６のように上下の稼動爪３５，４９は鉛直に重なる。

クランプの構造は、可変側クランプそれぞれの稼動爪４９をロータ中心側からみて手前方向への開放構造にする一方、他方の固定側の２個のクランプそれぞれの稼動爪３５を前記ロータ中心側からみて前方向へ開放する構造にするので、図１６のように、薄い稼動爪３５，４９が包袋１６の折込ひだの間に位置することになり、当該図面の真空吸盤７１，７２をシールバーと仮定して包袋１６の開口縁を挟圧する状態を仮想した場合、包袋の厚みを小さくできるので前記シールバーに対する包袋のずれ量はそれだけ少ない。つまりクランプアームのヘッド側３４，４６は、稼動爪３５，４９を支えるために薄く形成ではない関係上、前記特許文献２に開示されるクランプのように、包袋の折込ひだの間に前記２個のヘッドが水平に並んで存在する構成では、包袋の厚みがそれだけ大きくシールバー挟圧時の包袋のずれがそれだけ大きいという訳である。

包装に用いる包袋の幅員を用途に応じて変更する場合、図４における両ねじ型のねじ棒７５を回転させ、両ガイドフレーム１１の間隔を調整する。図２に示すように前記ガイドフレーム１１を、ロータ１０の下面に蟻溝型の案内レール７６に係合するので、ねじ棒７５の回転でガイドドフレーム１１は変位するのであり、従って前記ねじ棒７５及び案内レール７６は、請求項記載の対称変位運動調整機構を構成するのである。

図４における対称変位運動調整機構におけるねじ棒７５の回転から発生するパルス信号は、図２２のモータ８０の回転角をコントロールする。前記モータ８０とベルト８１を介し連結するアジャストスクリュー８２は、ガイド８３に配置した対の真空吸盤７１の間隔を調整する。既に説明した各クランプ１２，１４によるガゼット袋１６の４隅の挟持は確実でなければならず、包袋１６の幅員変更に当たり４個のクランプ１２，１４と真空吸盤７１，７２は、前包袋１６の４隅に向け正確に移動することになるのである。

この装置は、既に説明したガゼットを形成した包袋による被包装物の包装以外に、ガゼットのない平袋を用いた包装にも併用が可能である。つまり持ち替え動作を作用させなければ、平袋にも併用できる。

装置の側面図 スライダー作動機構の側面図 前図の斜面図 ガイドフレームの正面図 固定型クランプの斜視図 稼動型クランプの斜視図 前図の部分的平面図 クランプの平面図 前図におけるIX−IX矢視線図 ロータの平面図 クランプの作動図 クランプの作動図 クランプの作動図 クランプの作動図 クランプの平面図 クランプの側面図 クランプの作動図 クランプの作動図 クランプの作動図 包袋の開口状態を示す平面図 包袋の閉鎖状態を示す平面図 真空吸盤操作機構の正面図

符号の説明

１‥‥給袋セクション
２‥‥持ち替えセクション
１０‥‥ロータ
１１‥‥ガイドフレーム
１２‥‥固定側クランプ
１３‥‥スライダー
１４‥‥可変側クランプ
１６‥‥包袋
１８‥‥ブラケット
２０‥‥ベルクランク
２１‥‥棒材
２２‥‥縦長スリット
２３‥‥連接棒
２４‥‥支持軸
２５‥‥レバー
２６‥‥滑車
２７‥‥バネ
２８‥‥カム
２９‥‥L型リンク
３１‥‥補助カム
３５、４９‥‥稼動爪
３４、４６‥‥クランプアーム
４１、４５‥‥袋の挟持面
４４‥‥棚型ブロック
４７‥‥捻りコイルスプリング
４８‥‥ストッパー
７１、７２‥‥真空吸盤
７５‥‥ねじ棒
７６‥‥ガイド
８０‥‥モータ
８２‥‥アシャストスクリュー

Claims (7)

1. ロータの中心線両側において該ロータに設置した一対のガイドフレームと、前記両ガイドフレームにそれぞれスライド自在に支持するスライダーとに、合計４個のクランプを同方向に向けて、２個づつが上下の関係を保つように設置する共に、前記スライダーに設置する２個のクランプを前記ガイドフレームに沿って往復移動可能な可変型とし、この２個の可変型クランプの袋挟持面に対向する稼動爪が、前記ロータ中心側からみて手前方向への開放構造であるのに対し、他方固定型の２個のクランプそれぞれの袋挟持面に対向する稼動爪を、前記ロータ中心側からみて前方方向へ開放する構成であり、
   前記両可変型クランプの袋の挟持面と、他方固定型の２個のクランプそれぞれの袋挟持面とを縦方向に面一状態で前記ロータと一体に間歇移動移動させ、前記各クランプが同ロータ周囲の袋給セクションにおいて一時停止するタイミング合わせて、同クランプに対して前方からガゼット袋を供給する作用に先立ち、前記可変型２個のクランプ間の間隔を、前記ガゼット袋の通過を許容する状態まで広げ、そして前記の供給されるガゼット袋の両側を少なくとも固定型の２個のクランプにより一括挟持し、
   その後、前記ロータの回転で前記のガゼット袋を後域の持ち替えセクションに搬送し、前記ガゼット袋両側縁の前記クランプによる一括挟持を一旦解放する一方、ガゼット袋の前後面に吸着する真空吸盤で前記ガゼット袋を開口し、前後方向に相対移動する固定型クランプと、前記の可変型クランプとにより前記ガゼット袋の４隅を挟持し、そのあと、スライダーによる前記可変型クランプの変位で前記袋を大きく開口して被包装物を充填する装置。
2. 両側のスライダーに支持する可変型クランプの両側方向への開閉は、同可変型クランプのアームを、前記スライダーの棚型ヘッドに縦型ピンを介して枢支すると共に、前記ピンに巻きつけた捻りスプリングの引きつけ力により、前記のクランブアームを前記スライダーのストッパーに押し付けて位置保持する一方、同クランプアームに作用する外部からの操作力により行う請求項１に記載の装置。
3. 包装に用いる包袋の幅員を用途に応じて変更する際の、両側のクランプ間隔の調整は、前記クランプを支持する両ガイドフレームを、ロータに形成した案内レールにスライド自在に支持すると共に、前記両ガイドフレームと係合するねじ棒の回転で両同両ガイドフレーム間の間隔調整を可能にした請求項１に記載の装置。
4. 持ち替えセクションにおいてガゼット袋の前後面を横方向に所定の間隔を保って配置した複数の真空吸盤で吸着して開口する構成において、これら複数真空吸盤の間隔を調整するアジャストスクリューの駆動モータを、ロータに支持する両ガイドフレームの間隔を調整するねじ棒の回転から発生するパルス信号でもってコントロールし、前記複数の真空吸盤の間隔と、前記両ガイドフレームに支持する４個のクランプ間隔とを一体に調整する請求項１又は３に記載の装置。
5. ガイドフレーム１１に沿ったスライダー１３の運動は、ロータ１０に固定したブラケット１８に支持する支持軸２４の一端にレバー２５を、同他端にL型リンク２９をそれぞれ固定すると共に、前記レバー２５に設けた滑車を環状カム２８に接触させる一方、前記ブラケット１８に枢支するベルクランク２０の一端と前記L型リンク２９とを連接棒２３を介して連結すると共に、前記ベルクランク２０他端に設けた棒材２１を、前記スライダー１３の縦長スリット２２に係合し、前記L型リンク２９に働く引きバネ２７と、前記引きバネ２７に対抗する前記環状カム２８の勾配とで行う請求項１記載の装置。
6. 環状カムの内側に配置する補助カムをロータ停止時に変位させ、この補助カムの変位によるスライダー変位でもって、可変クランプを単独で前方にまた逆方向にそれぞれ変位するようにした請求項１または５に記載の装置。
7. A 、両側２個の上部クランプと、前記両上部クランプそれぞれの下域に並列配置した２個の下部クランプとが、ロータと一体に袋給セクションに到達するタイミングに合わせて、前記上下両クランプに対して前方からガゼット袋を供給する袋詰め包装機において、
   B、前記クランプに対する前記ガゼット袋の供給作用に先立ち、前記上下両クランプの内、前記ロータに固定した側のクランプの袋挟持面に対向する稼動爪を、前記袋挟持面から前記ガゼット袋の供給に対向する方向に開放するのに対して、稼動爪をガゼット袋の供給と同方向に開放する可変クランプの間隔を、前記ガゼット袋の通過を許容する状態まで広げたのち、供給される前記ガゼット袋の両側を、少なくとも前記固定型の２個のクランプにより一括挟持して後域の持ち替えセクションに搬送し、
   C、前記持ち替えセクションにおいて、前記ガゼット袋両側縁のクランプによる一括挟持を一旦解放する一方、同ガゼット袋の前後面に吸着する真空吸盤で前記ガゼット袋を開口し、予めガゼット袋の通過のため広げた間隔を再び狭める前記可変側クランプと、前記固定側クランプとを前後に相対移動させて、これら４個のクランプでもって開口した前記ガゼット袋の４隅を持ち替え挟持し、そのあと被包装物充填のために前記可変クランプの変位でもって前記ガゼット袋を大きく開放するようにした方法。