JP4522609B2 - 包装機における包装処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、円形の経路又は円弧状の経路に沿って容器保持手段を定速かつ等間隔で連続的に移送し、その移送中に前記容器保持手段に保持した容器に対して例えば液状物の充填等の包装処理を施すようにした包装機において、当該包装処理を施すために使用される包装処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平10−305802号公報には、周囲に等間隔に多数のグリッパー7(数字は前記公報に記載のもの)が取り付けられた連続回転テーブル5と、その上に配置され所定のタイミングで昇降し、周囲に複数個の充填ノズル21及びキャッピングヘッド41が前記グリッパー7と同ピッチで取り付けられた間欠揺動テーブル11を備える包装機が記載されている。この包装機では、前記グリッパー7で容器1を連続的に移送し、その間、間欠揺動テーブル11を所定のタイミングで昇降及び往復揺動させ、その往動時(グリッパー7の移動方向と同じ方向に揺動する時を往動とし、逆方向に揺動する時を復動とする)において、充填ノズル及21びキャッピングヘッド41を下降させて容器の移送に追従させながら充填処理やキャッピング処理を施し、所定の往動終端に達すると、充填ノズル21及びキャッピングヘッド41を上昇させた後、復動させて往動始端に復帰させる。
【0003】
上記公報に記載された包装機は、充填ノズル21及びキャッピングヘッド41を昇降及び往復揺動させるために、圧縮ばね38を巻回した吊り棒37で間欠回転テーブル11を支持し、吊り棒37が設けられた上部支持板36を連続回転テーブル5の中心を貫通した上下動軸15に取り付け、上下動軸15をカム32にて上下動し、一方、吊り棒37に係合する支え板16aを中空軸16(上下動軸15が内部に貫通)に設け、中空軸16をカム12bにて往復回動させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した内容からも明らかなように、上記包装機における充填及びキャッピング装置の昇降及び往復揺動機構は極めて複雑であり、コストがかかるだけでなく、メンテナンス性及び清掃性が著しく低下する。また、昇降駆動部は間欠揺動テーブル11のみならず、上下動軸15、上部支持板36、吊り棒37、圧縮ばね38を支持し、かつ昇降させなければならないため、その負荷を考慮すると強固な構造にせざるを得ず、結果、装置が大型化することが避けられない。
本発明は包装機において充填等の包装処理を行う包装処理装置に関し、上記のような問題点を解決するためになされたもので、包装処理装置の昇降及び往復揺動(移動)の機構を簡略化して、コスト低減、メンテナンス性及び清掃性を向上させ、さらに装置の小型化を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動手段に連結された回転軸に取り付けられ水平面内を定速回転する回転体と、該回転体の回転に伴い該回転体の周囲の円又は円弧状経路に沿って定速かつ等間隔で連続的に移動する多数の容器保持手段を有し、各容器保持手段が前記円又は円弧状経路に沿って移動中に、各容器保持手段に対応して各容器保持手段に保持された容器と同一のピッチで円弧状に配列されかつ同一の速度で所定範囲追従移動する複数の包装処理手段により、前記容器に対し所定の包装処理を行うようにした包装機の包装処理装置に関し、前記回転体の上方に配置され、前記回転軸と同心であり駆動手段に連結されて水平面内を往復回動する往復回動部材と、該往復回動部材に昇降自在に設置され該往復回動部材とともに回動する昇降部材と、前記回転体に同心に設置され共に回転する円形の第1昇降カムと、前記回転体の上方に前記回転体と同心に固定設置された円弧状の第2昇降カムと、前記昇降部材に取り付けられ前記第1及び第2昇降カムのカム面上を転動して前記昇降部材を所定のタイミングで昇降させる転動部材と、前記昇降部材に設置され前記往復回動部材の回動に伴い往復移動する前記複数の包装処理手段を備え、前記昇降部材は前記往復回動部材の往動時に前記第2昇降カムの作用を受け、復動時に前記第1昇降カムの作用を受けることを特徴とする。なお、本発明において、往復回動部材が容器保持手段の移動方向と同じ方向に回動する時を往動とし、逆方向に回動する時を復動とする
【0006】
前記昇降部材は、前記往復回動部材の往動時に下降及び上昇し、前記往復回動部材の復動時に上昇位置に保たれる。その場合の第1昇降カムと第2昇降カムの構造の具体例を挙げると、第1昇降カムは一定角度毎に凹部が形成されているほかは一定高さのカム面を有し、第2昇降カムは第1昇降カムのカム面とほぼ同じ高さのカム面を両側に有し、その間にそれより低いカム面を有する。そして、前記往復回動部材の往動時に前記転動部材が第1昇降カムの凹部に位置するようにタイミング設定され、かつ前記転動部材が第2昇降カムのカム面上を転動することで前記昇降部材が下降及び上昇し、復動時に前記転動部材が第1昇降カムのカム面上を転動することで前記昇降部材が上昇位置に保たれる。
この包装処理手段は、例えば液状物の充填ノズルである(その場合、包装処理装置は充填装置ということになる)が、そのほか、キャッピングヘッド、ガス置換ノズル、インナーシールヘッド(スパウトの口にアルミ箔を熱シールするもの)等にも適用可能である。
【0007】
なお、本発明は、前記従来例のように容器保持手段(グリッパー)が連続回転する回転体(回転テーブル)の周囲に等間隔に設置されているような場合(容器保持手段は円形の経路を移動)だけでなく、例えば回転体が連続回転するスプロケットであり、該スプロケットに容器保持手段(グリッパー)が等間隔に設置された無端チェーンが張架されているような場合(容器保持手段はスプロケットの箇所において円弧状の経路を移動)にも適用できる。また、容器(袋)をリテーナに挿入して連続移送するような場合にも適用できる(その場合、リテーナが容器保持手段である)。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図5を参照して、本発明に係る包装処理装置について具体的に説明する。この包装機では、連続回転(図1において右回り)するスプロケット1に無端チェーン2が張架され、該無端チェーン2に袋Wの両縁を保持する多数のグリッパー対3が等間隔に取り付けられて定速で連続移動し、円弧状の経路(スプロケット1の部分)を移動中に包装処理装置(この例では液状物充填装置)が袋Wに液状物を充填するようになっている。なお、この包装機では、無端チェーン2の移動経路の図示していない箇所に、袋をグリッパー対3に供給する給袋装置、袋口の開口装置、固形物の投入装置、シール装置等が設置されている。
【0009】
図2に示すように、無端チェーン2は多数のリンク4が連結軸5を介して無端状に連結したもので、各リンク4の側面にグリッパー対3とその開閉等を行う操作機構6(無端チェーン2の移動経路に沿って配置されたカム等により作動)が取り付けられている。また、連結軸5の上下に上側ローラ7及び下側ローラ8が設置され、リンク4の内側に内側ローラ9が設置されている。これらのローラ7〜9はスプロケット1以外の箇所では、無端チェーン2の移動経路に沿って配置されたガイド部材上を走行する。一方、スプロケット1は取付プレート11とその周囲に取り付けた歯部12を有し、歯部12は上下ローラ7、8が嵌合する凹部13a、14aを所定間隔毎にそれぞれ有する上下リング状部材13、14と、内側ローラ9が嵌入する溝15aを周囲に有する中央リング状部材15からなる。スプロケット1の凹部13a、14aに上下ローラ7、8が嵌合することで、スプロケット1の回転が無端チェーン2に伝達され、無端チェーン2が移動する。
図示しない機台上にスタンド16が固定され、その中央に第1中空軸17が固定され、両者の間に第2中空軸19が回転自在に支持され、これが図示しない駆動手段により定速で連続回転する。スプロケット1の取付プレート11がこの第2中空軸19に固定されている。
【0010】
液状物充填装置は、第1中空軸17の周囲に回動自在に支持された回動筒20、回動筒20に固定された往復回動部材21、その一端に固定された軸受部22、軸受部22に昇降自在に取り付けられた昇降部材23、昇降部材23にブラケット24を介して取り付けられた6個の充填ノズル25(本発明でいう包装処理手段に相当)、昇降部材23の下部に取り付けたカムローラ26(本発明でいう転動部材)、取付プレート11の上面に固定された円形(スプロケット1と同心)の第1昇降カム27、第1中空軸17に取付プレート29を介して固定された円弧状(スプロケット1と同心)の第2昇降カム30等からなる。
【0011】
昇降部材23は、軸受部22内に保持されたブッシュ31に沿って摺動する昇降軸32と、上下部プレート33、34及び取付軸35からなり、取付軸35に前記ブラケット24が固定され、下部プレート34に取付部材36を介して前記カムローラ26が固定されている。充填ノズル25はグリッパー3に保持された袋Wと同一のピッチで円弧状(スプロケット1と同心)に配列され、それぞれフレキシブルホースを介して液状物の計量器に連結される口金37と吐出口を開閉するためのエアシリンダ39を備え、所定量の液状物を所定のタイミングで吐出できるようになっている。また、往復回動部材21には、連結ロッド40を介して揺動レバー41が連結されている。揺動レバー41は、例えばインデックスユニット(割出し装置)を介して連続回転する駆動源に連結され、所定のタイミングで往復揺動する。
【0012】
第1昇降カム27と第2昇降カム30は隣接して設置され、共通のカムローラ26がそのカム面上を転動する。ただし、それぞれ別のカムローラが第1昇降カム27と第2昇降カム30のカム面上を転動するようにしてもよい。
図4及び図5に示すように、第1昇降カム27のカム面42は、一定角度(120度)毎に凹部43が形成されているほかは一定高さを有し、第2昇降カム30のカム面44は、両側が第1昇降カム27のカム面42とほぼ同じ高さ(実際には同一かごくわずか低く設定するのが望ましい)のカム面44a、44bであり、その間がそれより低いカム面44cとなり、それらが滑らかにつながっている。なお、凹部43はカム面44cの高さより深く形成されている。そして、往復回動部材21の往復回動は、その往動時にカムローラ26が第1昇降カム27の凹部43に位置するようにタイミング設定されている。
【0013】
この液状物充填装置の作動を順に説明すると次のようになる。
(1)往復回動部材21が往動始端位置(図1に示す位置)にあるとき、カムローラ26は、図4に実線で示す位置(=図5のAに示す位置)において、スプロケット1とともに定速回転する第1昇降カム27のカム面42上に載り転動している。
(2)図4に示すように第1昇降カム27の凹部43がカムローラ26の位置に達したとき、各充填ノズル25の直下に各グリッパー3に保持された袋Wが位置する。このとき、カムローラ26はカム面42から外れて第2昇降カム30のカム面44a上に載る。同時に往復回動部材21が往動を開始する。
【0014】
(3)往復回動部材21がスプロケット1と同じ角速度で回動し、各充填ノズル25は各袋Wと同一の速度で各袋Wに追従して移動する。その間、カムローラ26が第2昇降カム30のカム面44aからカム面44cへと転動する。これにより昇降部材23とともに各充填ノズル25が下降してその先端を袋Wの袋口から袋内に挿入し、続いて袋W内に所定量の液状物を吐出、充填する。
(4)往復回動部材21がさらに往動し、カムローラ26が第2昇降カム30のカム面44cからカム面44bへと転動する。これにより昇降部材23とともに各充填ノズル25が上昇し、袋Wから抜き出される。往復回動部材21が往動終端位置に到達したとき、カムローラ26は図4に仮想線で示す位置(=図5のBに示す位置)にくる。また、充填ノズル25は図1に仮想線で示す位置にくる。
【0015】
(5)往復回動部材21は往動終端位置に到達後、直ちに復動を開始する。その間も第1昇降カム27はスプロケット1とともに定速回転しているから、カムローラ26は第2昇降カム30のカム面44bから外れて第1昇降カム27のカム面42上に載り、昇降部材23及び充填ノズル25は上昇位置を保ったまま復動する。往復回動部材21が往動開始位置に達して停止し、次の往動開始までその位置で待機する。
【0016】
【発明の効果】
本発明によれば、往復回動部材を往復回動させるだけで充填ノズル等の包装処理手段が昇降するため、包装処理装置の昇降及び往復移動の機構が簡略化され、コスト低減、メンテナンス性及び清掃性の向上を図ることができる。また2つの昇降カムは昇降部材及び包装処理手段のみを支持し、昇降させることになるため、負荷を低減でき、包装処理装置の特に昇降機構を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る包装処理装置の平面図である。
【図2】 その正面断面図である。
【図3】 その往復回動部材の駆動方法を示す平面図である。
【図4】 第1及び第2昇降カムとカムローラの関係を示す図であり、図中、▲3▼、▲8▼は図5の▲3▼、▲8▼に対応する。
【図5】 第1及び第2昇降カムを平面に展開し、360度を18等分してカムローラとの関係を示す図である。
【符号の説明】
1 スプロケット
2 無端チェーン
3 グリッパー対
11 スプロケットの取付プレート
12 スプロケットの歯部
17 第1中空軸
19 第2中空軸
21 往復回動部材
23 昇降部材
25 充填ノズル
26 カムローラ
27 第1昇降カム
30 第2昇降カム
Claims (3)
- 駆動手段に連結された回転軸に取り付けられ水平面内を定速回転する回転体と、該回転体の回転に伴い該回転体の周囲の円又は円弧状経路に沿って定速かつ等間隔で連続的に移動する多数の容器保持手段を有し、各容器保持手段が前記円又は円弧状経路に沿って移動中に、各容器保持手段に対応して各容器保持手段に保持された容器と同一のピッチで円弧状に配列されかつ同一の速度で所定範囲追従移動する複数の包装処理手段により、前記容器に対し所定の包装処理を行うようにした包装機の包装処理装置であり、前記回転体の上方に配置され、前記回転軸と同心であり駆動手段に連結されて水平面内を往復回動する往復回動部材と、該往復回動部材に昇降自在に設置され該往復回動部材とともに回動する昇降部材と、前記回転体に同心に設置され共に回転する円形の第1昇降カムと、前記回転体の上方に前記回転体と同心に固定設置された円弧状の第2昇降カムと、前記昇降部材に取り付けられ前記第1及び第2昇降カムのカム面上を転動して前記昇降部材を所定のタイミングで昇降させる転動部材と、前記昇降部材に設置され前記往復回動部材の回動に伴い往復移動する前記複数の包装処理手段を備え、前記昇降部材は前記往復回動部材の往動時に前記第2昇降カムの作用を受けて下降及び上昇し、前記往復回動部材の復動時に前記第1昇降カムの作用を受けて上昇位置に保たれることを特徴とする包装機における包装処理装置。
- 前記第1昇降カムは一定角度毎に凹部が形成されているほかは一定高さのカム面を有し、前記第2昇降カムは第1昇降カムのカム面とほぼ同じ高さのカム面を両側に有し、その間にそれより低いカム面を有し、前記往復回動部材の往動時に前記転動部材が第1昇降カムの凹部に位置し、かつ第2昇降カムのカム面上を転動することで前記昇降部材が下降及び上昇し、復動時に前記転動部材が第1昇降カムのカム面上を転動することで前記昇降部材が上昇位置に保たれることを特徴とする請求項1に記載された包装機における包装処理装置。
- 前記包装処理手段が液状物の充填ノズルであることを特徴とする請求項1又は2に記載された包装機における包装処理装置。
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