JP4986171B2 - 袋体姿勢矯正機 - Google Patents

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Description

本願発明は、内容物を袋に収納する際に袋の姿勢を矯正する袋体姿勢矯正機に関する。
例えば、袋に硬貨を入れて封緘をする場合、袋に硬貨を収納後袋の口部を折り畳む必要がある。袋の折畳作業は複雑な作業であるため、従来は手作業により行なわれていた。
作業の効率を図るため機械化する場合、袋口部の折畳を袋の中心がずれたまま行なうと、袋の両端部までの長さが不揃いとなるため、所定の折り目(例えば4谷折り)をすることができなくなる。
袋製品の縫合部に生ずる合わせ目が袋の中央部に形成されていればこのような問題を生じないが、最近は袋の精度が悪く、とくに一部の外国製品には期待通りの合わせ目となっていないものも多い。
また袋の縫い合わせの問題があり、縫合部を無視して強引に結束してしまうと、袋の上端に形成される把持用ひだが不揃いとなるため、把み損ねて事故を誘発したり、結束が甘くなったりする危険がある。また縫い合わせのところではそもそも折畳むことができないおそれもある。
袋の口部を折り畳む前に姿勢を矯正する先行技術に関しては次の範囲で調査を行なったが、適切な先行技術例を発見することができなかった。
「袋」「口部」「折×(畳+たたみ)」「起立」「信号」の用語を含む
特許出願 120件
実用新案出願 0件
特開平5−4621
本願発明は上記欠点を解消することを目的とし、袋口部の合わせ目を予め定められた位置に矯正することを目的とする。
上記目的達成のため、本願発明による袋体姿勢矯正機は、袋の口部を起立せしめた状態で該口部に挿入される一対の軸からなり、上記軸は開閉自在であるとともに回転自在であり、上記軸が上記口部に挿入され上記口部を伸長した状態で指令信号に基いて上記口部を回転させ上記袋の合わせてなり、該合わせ目は光を一定の角度で照射したとき形成される影から形成され、上記指令信号は検出された合わせ目の位置と予め定められた位置との間の位置ズレ値に基づき発せられることを特徴とする。
また、請求項1記載の袋体姿勢矯正機において、上記軸は断面円形の棒からなり、該棒の表面にスリップを防止するための凹凸が設けられることを特徴とする。
また、請求項1記載の袋体姿勢矯正機において、上記軸はばねにより各々内方に付勢されることを特徴とする。
また、請求項1記載の袋体姿勢矯正機において、上記軸は昇降自在であることを特徴とする。
また、請求項1記載の袋体姿勢矯正機において、上記袋は口部が起立した状態であることを特徴とする。
本願発明による袋体姿勢矯正機によれば、袋口部の合わせ目を予め定められた位置に合わせることにより、口部の両端部までの長さが揃い、口部に折畳を形成するに当たり、所定の折り目を正確に形成することができる。
よって袋製品の合わせ目の精度にかかわらず、口部を所定に折り畳むことが可能となる。これにより、袋の上端に形成される把持用ひだを把み損ねて事故を誘発したり、結束が甘くなったりする危険を防止する。
次に、実施の形態を示す図面に基づき本願発明による袋体姿勢矯正機を自動封緘装置に適用した例につき詳しく説明する。なお、便宜上同一の機能を奏する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
図1において、1は「大袋」と呼ばれる硬貨を収納する袋であり、例えば、500円玉、100円玉、50円玉、10円玉、5円玉、1円玉等の各種硬貨を収納する。該袋1は、図16に詳しく示すように、例えばポリビニル‐アルコール系の合成繊維を平織りしてなる所定の生地を所定の寸法(例えば縦L560mm〜580mm×横W235〜245mm)に形成し、裏面の中央部を縫い合わせて縫合部1aを設ける。上記袋1にはライトが照射された場合、該縫合部1aに沿って合わせ目1b(図5(B)に示す)と呼ばれる影が形成される。2は上記袋1の口部、3は上記袋1の上端部である。5は上記袋1を搬送するコンベヤであり、該コンベヤ5に沿って、コンベヤ5の流れ方向に、順次、起立部10、矯正部20(本願発明による袋体姿勢矯正機)、折畳部30及び結束部60を設ける。
上記起立部10は矢示するように昇降自在の一対のブラシローラ11からなり、ブラシローラ11が上記袋1の口部2に当接されながら上昇することにより口部2を起立させる。13は袋上端部3を案内するガイドであり、該ガイド13に案内されて上記袋1が口部2を起立状態で次の矯正部20に搬送にされる。
図2乃至図6は本願発明による袋体姿勢矯正機からなる自動封緘装置の矯正部20を示す。上記矯正部20は袋1の口部2に挿入される一対の矯正軸21からなる。該矯正軸21は各々軸ブロック22に交換可能に取り付けられる。該軸ブロック22は各々ギヤ22b及びギヤ25aを内蔵しており、夫々回動軸22aにより摺動片23に回動自在に枢結される。24は該摺動片23を水平方向に摺動するシリンダからなるチャックユニットである。25は軸回転モータであり、互いに歯合するギヤ25a及びギヤ22bを介して、上記矯正軸21を所定の方向に回動させる。上記軸回動モータ25は夫々同期して回転し、一対の矯正軸21を同一の方向に回転させる。26は上下方向に伸縮自在のシリンダであり、上記チャックユニット24を昇降させ、これにより上記矯正軸21を袋口部2に挿入し又は離脱させる。26aはダンパである。上記矯正軸21は丸棒状の軸部材からなり長手方向にローレット21aが形成され、これにより袋口部2に挿入されたとき口部2との摩擦を保持する。
図5において、27はCCDカメラからなる合わせ目位置検出カメラである。上記合わせ目位置カメラ27はライト28が一定の角度θで上記口部2を照射したとき形成される影である合わせ目1bを撮影する。28aは該ライト28より発せられる光束である。図5(A)及び同(B)に詳しく示すように、合わせ目位置カメラ27は上記矯正軸21が上記袋1の口部2に挿入され伸張された状態のとき形成される口部2の合わせ目1bを撮影し、測定された合わせ目1bの位置に関するデータを図示しないコンピュータに送信する。上記コンピュータには図5(C)に示すように前回適正とされた位置その他の基準位置情報が入力・設定されており、この位置情報と上記位置データがとが比較される。比較の結果位置ズレ量L1(図5(D)に示す)が算出されると、位置ズレを矯正するための指令信号が図示しないコンピュータよりモータ25に発せられ、上記矯正軸21を適宜に駆動させて上記袋1の口部2を回転させ、袋1の合わせ目1bを適正とされる位置に矯正する。29は上記矯正軸21を内方に付勢するばねである。なお、矯正部20において、登録すべき合わせ目1bの撮影と実際に補正すべき袋1の撮影とは、上記合わせ目位置カメラ27及びライト28の位置及びアングルその他撮影する部分の基本配置を同一条件とする必要がある。
図7乃至図9は自動封緘装置の折畳部30を示す。上記折畳部30は上記コンベヤ5の両側に対向して設けられる一対の折畳ユニット31、33からなる。該折畳ユニット31は上部ユニット31aと下部ユニット31bとからなり、上部ユニット31aが下部ユニット31bの上方にモータ32により昇降自在に設けられる。上記上部ユニット31aの中央部には、袋口部2の中央部を押圧するジュラルミン製の板状体からなるセンター折爪34がシリンダ35により上記折畳ユニット33の方向に進退自在に設けられる。上記上部ユニット31aにはまた、上記センター折爪34の両側に、ジュラルミン製の板状体からなる一対の折爪36が設けられる。該折爪36はモータ37により上記折畳ユニット33の方向に進退自在に駆動される。上記折爪36はまた、モータ38により幅方向即ち上記センター折爪34の進行方向に対し直交する方向に駆動され、これにより口部2の折曲げを可能とする。
上記折畳ユニット33は上部ユニット33aと下部ユニット33bとからなり、上部ユニット33aが下部ユニット33bの上方にモータ39により昇降自在に設けられる。上記上部ユニット33aの中央部には、袋口部2の中央部を押圧するジュラルミン製の板状体からなるセンター押さえ爪41がシリンダ42により上記折畳ユニット31の方向に進退自在に設けられる。上記上部ユニット33aにはまた、上記センター押さえ爪41の両側に、ジュラルミン製の板状体からなる一対の折爪43が設けられる。該折爪43はモータ44により上記折畳ユニット31の方向に進退自在に駆動される。上記折爪43はまた、モータ45により幅方向即ち上記センター押さえ爪41の進行方向に対し直交する方向に駆動され、これにより口部2の折曲げを可能とする。
上記折爪36の対向する内側の面の先端部及び上記折爪43の対向する内側の面の先端部には、夫々、布、ゴム等摩擦係数の大なる適宜の素材からなるスリップ防止部47、48が設けられる。
上記結束部60は結束バンド4を挟持するチャック61からなる。図15に詳しく示すように、該チャック61は、結束バンド4の基端部4aを挟持する基端部チャック61aと、結束バンド4の先端部4bを挟持する先端部チャック61bとからなり、夫々、結束バンド4を取り出す吸着ヘッド63により取り出された個々の結束バンド4の基端部4aと先端部4bを着脱自在に挟持する。上記チャック61は袋口部2の平面視中央部2c(図15(C)に示す)を中心にして先端部チャック61bが回動することにより、結束バンド4の先端部4bを基端部チャック61a側に巻き付け・挿入し、これにより結束バンド4を上記口部2に固着する。65は連続状態で供給される結束バンド4を個々に分離するエスケーパである(図15(A)に示す)。なお、上記結束バンド4には硬貨に関する所要の事項を記載した表記紙(図示省略)が付着している。67は締め上げチャックである(図15(E)に示す)。
次に本願発明による袋口部2の封緘について工程を追って説明する。
〔起立工程〕
例えば100円玉、10円玉など、所定の硬貨が収納された袋1がコンベヤ5に載って起立部10に搬送されてくる。起立部10では一対のブラシローラ11が稼動しており、ブラシローラ11が上記袋1の口部2に当接されながら上昇することにより口部2を起立させる。
〔矯正工程〕
袋1は口部2を起立状態としたまま該口部2がガイド13に案内されることにより、矯正部20に搬送される。矯正部20では、図6に示すようなステップにより口部2の合わせ目1bの位置が矯正される。図6(A)に示すように、矯正軸21が内側に寄った状態では口部2の開口面積が図6(G)に示すように大であり、この状態で図6(B)に示すように矯正軸21を下降させ矯正軸21を口部2の中に挿入する。
次いでチャックユニット24を駆動させて摺動片23を拡開し、矯正軸21を左右の端部方向に移動させる。矯正軸21が両端部に移動すると、図2(B)に示すように矯正軸21は回動軸22aを中心に回動するため口部2が外方に拡開され、これにより口部2は図6(C)に示すように伸長状態となる。
この伸長状態で図6(D)に示すように、合わせ目位置カメラ27が作動し口部2の合わせ目1bを撮影する。測定された合わせ目1bの位置に関するデータは図示しないコンピュータに送信される。上記コンピュータには予め適正とされた位置その他の基準位置情報が入力・設定されており、この位置情報と上記位置データがとが比較される。比較の結果位置ズレ量L1(図5(D)に示す)が算出されると、位置ズレを矯正するための指令信号が図示しないコンピュータより図示しないコンピュータの補正機構部にNCデータとして送信される。なお、上記指令信号は位置ズレ量L1にオフセット量L2(図5(A)に示す)を加えた補正量に基づき決定されて発せられる。
上記補正機構部は送信されたNCデータに基づき軸回動モータ25を所定の方向に回転させ、合わせ目1bを適正な位置に矯正する。例えば合わせ目1bが右方にズレていた場合は、矢印で示すように矯正軸21を時計回りに駆動させ、これにより該合わせ目1bは左方に移動され矯正される。合わせ目1bが左方にズレていた場合は、反対に矯正軸21を反時計回りに駆動させ該合わせ目1bを右方に移動させる。いずれにしても左右の矯正軸21は図6(E)に示すように同期しており同一方向に回転する。合わせ目1bのズレ合わせが完了すると、図6(F)に示すように袋1は口部2を伸長状態としたまま次の折畳部30に搬送される。
〔折畳工程〕
折畳部30による折畳工程については図10乃至図14に基づき説明する。なお、図10乃至図14において矢印は各部の進行方向を示す。
まず図10(A)に示すように、折畳ユニット31及び折畳ユニット33に対し、袋1の合わせ目1bは適正な位置に位置合わせてされている。この状態で図10(B)に示すように、押圧手段を構成するセンター折爪34が折畳ユニット33の方向に進行し、次いで図10(C)に示すように、センター押さえ爪41が折畳ユニット31の方向に進行して袋1の口部2を支持する。次いで図10(D)に示すように、折爪43が折畳ユニット31の方向に進行し、先端部を袋1に当接する。この場合折爪43間の幅B1はひだ2aを形成する必要最小限の幅とする。具体的には、センター折爪34を中心として口部2の袋地が折り曲げられるので、センター折爪34の厚さに加え、折り曲げられる一対のひだ2aの生地の厚さの2倍乃至5倍程度の幅とするのが望ましい。次いで図10(E)に示すように、折爪43が内方に動作し口部2を折り畳む。これにより第1回挟持となる。
次いで図11(F)に示すように、矯正軸21による袋口部2の上端部3の保持が解除され、口部2の上端部3がフリーとなる。次いで図11(G)に示すように、口部2が折爪43により挟持された状態で他の折爪36が進行し、先端部を袋1に当接する。この場合折爪36間の幅B2はひだ2aを形成する必要最小限の幅とする。具体的には、折爪43による第1回挟持の外幅寸法に、新たに折り曲げられる一対のひだ2aの生地の厚さを加えた幅より若干大とする程度の幅とするのが望ましい。次いで図11(H)に示すように、折爪43が外方に若干拡開され、折爪43による口部2の挟持が一時解除される。次いで図11(I)に示すように、折爪43が退行する。この対向の距離l1は袋口部2に形成される「ひだ」2aの折曲端部までであり、具体的には折爪36の先端部36aより袋口部2の厚さbを加えた値より若干大とする程度である。後退距離をあまりに大とすると、口部2の端部(口端部2b)が内方に戻り過ぎるおそれがあり、折爪43の次の進行による折り曲げが困難となるからである。次いで図11(J)に示すように、折爪36が内方に動作し口部2を折り畳む。これにより第2回挟持となる。
次いで図12(K)に示すように、折爪43が外方に動作し拡開される。次いで図12(L)に示すように、折爪43が折畳ユニット31の方向に進行し、先端部を袋1に当接する。この場合折爪43間の幅B3はひだ2aを形成する必要最小限の幅とする。具体的には、折爪36による第2回挟持の外幅寸法に、新たに折り曲げられる一対のひだ2aの生地の厚さを加えた幅より若干大とする程度の幅とするのが望ましい。次いで図12(M)に示すように、他の折爪36が外方に拡開され、折爪36による口部2の挟持が一時解除される。次いで図12(N)に示すように、折爪36が退行する。この退行の距離l2は袋口部2に形成される「ひだ」2aの折曲端部までであり、具体的には折爪43の先端部43aより袋口部2の厚さbを加えた値より若干大とする程度である。後退距離をあまりに大とすると、口部2の端部(口端部2b)が内方に戻り過ぎるおそれがあり、折爪36の次の進行による折り曲げが困難となるからである。次いで図12(O)に示すように、折爪43が内方に動作し口部2を折り畳む。これにより第3回挟持となる。
次いで図13(P)に示すように、折爪36が外方に動作し拡開される。次いで図13(Q)に示すように、折爪36が折畳ユニット33の方向に進行し、先端部を袋1に当接する。この場合折爪36間の幅B4はひだ2aを形成する必要最小限の幅とする。具体的には、折爪43による第3回挟持の外幅寸法に、新たに折り曲げられる一対のひだ2aの生地の厚さを加えた幅より若干大とする程度の幅とするのが望ましい。次いで図13(R)に示すように、折爪43が外方に拡開され、折爪43による口部の挟持が一時解除される。次いで図13(S)に示すように、折済袋保持爪54が内方に動作し、口部を「仮閉状態」とする。次いで図13(T)に示すように、すべての挟持工程を終了した折爪43が退行する。次いで図13(U)に示すように、折爪36が内方に動作し口部を折り畳む。これにより第4回挟持となる。このとき折済袋保持爪54もさらに内方に動作する。
次いで図14(V)に示すように、折爪36が外方に拡開され、折爪36による口部の挟持が解除される。このとき折済袋保持爪54による口部の折畳状態は維持されている。次いで図14(W)に示すように、すべての挟持工程を終了した折爪36が退行するとともにセンター折爪34及びセンター押さえ爪41も同時に退行する。このとき折済袋保持爪54がさらに内方に動作し、口部をさらに一層「閉」とする。次いで図14(X)に示すように、折済袋保持爪54により口部を「閉」とされた袋1は結束部60に搬送される。
〔結束工程〕
結束部60では結束部バンド4により口部2を封緘され、図示しない次工程へ排出される。図15に基づき結束部60による結束工程をみてみる。
まず図15(A)に示すようにエスケーパ65の動作により、結束バンド4を切り出す。次いで吸着ヘッド63により該結束バンド4を吸着する。次いで吸着ヘッド63を水平方向及び垂直方向に移動し、切り出した結束バンド4をチャック61まで移送する。
次いで図15(B)に示すように、結束バンド4をチャック61がつかみ替え、袋1まで移動する。
次いで図15(C)に示すように、先端部チャック61bが口部中央部2cを中心に回動し、結束バンド4を袋1の口部2に巻き付ける。
次いで図15(D)に示すように、先端部チャック61bが挟持する結束バンド4の先端部4bを該結束バンド4の基端部4aに挿入するとともに、基端部チャック61aにも挿入する。
次いで図15(E)に示すように、締め上げチャック67により該結束バンド4の先端部4aを挟持して巻き上げ、該結束バンド4を袋1の口部2に固着する。
ここで合わせ目1bの位置の矯正について説明する。袋1は合わせ目1bを形成する縫合部1aのところで折り畳もうとすると折畳みが困難であり、無理に折り畳むと均一な「ひだ」2aを形成することができない。この折畳みの際の合わせ目1bの位置をどこに決定するかは、袋の素材、地の厚さ、織成法方等により区々であり、経験上得られるデータにより決定されている。いずれにしても、合わせ目1bの適正位置とは必ずしも袋1の数学的に正確な中央部を意味しないのである。
上記折畳ユニット31、33の折畳ユニットの各折爪36、折爪43には、対向する内側の面の先端部に夫々スリップ防止部47、スリップ防止部48が設けられており、外側の面にはそのような措置が施されていない。これにより、各折爪36、折爪43が次工程の挟持に移行する前に一時挟持の解除をする際、挟持面であった内側面の摩擦抵抗のみ回避し、外側面が摩擦抵抗の少ないジュラルミン製の面材のままであるため、退行が円滑に行なわれる。
上記実施の形態によれば、袋口部の合わせ目1bを予め定められた位置に合わせることにより、口部2の両端部までの長さが揃い、口部に折畳を形成するに当たり、所定の折り目を正確に形成することができる。
よって袋製品の合わせ目1bの精度にかかわらず、口部2を所定に折り畳むことが可能となる。これにより、袋の上端に形成される把持用ひだを把み損ねて事故を誘発したり、結束が甘くなったりする危険を防止する。
また、袋の口部2の折畳みが機械化により正確に規則的に行なうことができるから、折り畳まれた口部2が緩みにくくなり、これにより封緘の完全を期すことができる。
本願発明による袋体姿勢矯正機は上記実施の形態に制限されない。例えば、矯正軸21の断面形状は必ずしも断面円形でなくともよく、例えば16角形のような多角形断面の棒であってもよい。このような多角形断面の棒の場合、スリップ防止のための凹凸を省略しても必要な摩擦係数を得られることが多い。
また、ばね29は矯正軸21の復帰を円滑ならしめるために付設するのであり、省略することができる。
本願発明による袋体姿勢矯正機は硬貨等を収納した袋の封緘の前処理装置として活用される。
本願発明による袋体姿勢矯正機を適用した自動封緘装置の実施の形態を示す正面図である。 本願発明による袋体姿勢矯正機の正面図であり、(A)は袋への挿入前、(B)は袋への挿入後を示す。(C)は(A)のC部拡大図である。 図2(A)の右側面図である。 図2(A)の平面図である。 (A)は本願発明による袋体姿勢矯正機の概略平面図、(B)は(A)のB部拡大図、(C)は(A)の部分正面図、(D)は(A)の部分正面図である。 (A)乃至(F)は本願発明による袋体姿勢矯正機による袋の姿勢矯正をするフロー図であり、(G)乃至(L)は(A)乃至(F)のG部乃至L部の拡大平面図である。 図1の折畳部の正面図である。 図7の平面図である。 図7の一部省略右側面図である。 (A)乃至(E)は折畳みフローの一例を示す図(一部)である。 (F)乃至(J)は折畳みフローの一例を示す図(一部)である。 (K)乃至(O)は折畳みフローの一例を示す図(一部)である。 (P)乃至(U)は折畳みフローの一例を示す図(一部)である。 (V)乃至(X)は折畳みフローの一例を示す図(一部)である。 (A)乃至(E)は図1の結束部による口部結束工程のフロー図である。 (A)は袋の正面図、(B)は(A)の背面図、(C)は(A)の拡大平面図である。
符号の説明
1 袋
1a 縫合部
1b 合わせ目
2 口部
2a ひだ
2b 口端部
2c 口部中央部
3 上端部
4 結束バンド
5 コンベヤ
10 起立部
11 ブラシローラ
13 ガイド
20 矯正部
21 矯正軸
21a ローレット
22 軸ブロック
22a 回動軸
22b ギヤ
23 摺動片
24 チャックユニット
25 軸回動モータ
25a ギヤ
26 シリンダ
26a ダンパ
27 合わせ目位置カメラ
28 ライト
28a 光束
29 ばね
30 折畳部
31 折畳ユニット
31a 上部ユニットh
31b 下部ユニット
32 モータ
33 折畳ユニット
33a 上部ユニット
33b 下部ユニット
34 センター折爪
35 シリンダ
36 折爪
37 モータ
38 モータ
39 モータ
41 センター押さえ爪
42 シリンダ
43 折爪
43a 先端部
44 モータ
45 モータ
47 スリップ防止部
48 スリップ防止部
54 折済袋保持爪
55 エアノズル
56 エアノズル
60 結束部
61 チャック
61a 基端部チャック
61b 先端部チャック
63 吸着ヘッド
65 エスケーパ
67 締め上げチャック

Claims (5)

  1. 袋の口部を起立せしめた状態で該口部に挿入される一対の軸からなり、上記軸は開閉自在であるとともに回転自在であり、上記軸が上記口部に挿入され上記口部を伸長した状態で指令信号に基いて上記口部を回転させ上記袋の合わせ目を予め定められた位置に合わせてなり、該合わせ目は光を一定の角度で照射したとき形成される影から形成され、上記指令信号は検出された合わせ目の位置と予め定められた位置との間の位置ズレ値に基づき発せられることを特徴とする袋体姿勢矯正機。
  2. 請求項1記載の袋体姿勢矯正機において、上記軸は断面円形の棒からなり、該棒の表面にスリップを防止するための凹凸が設けられることを特徴とする袋体姿勢矯正機。
  3. 請求項1記載の袋体姿勢矯正機において、上記軸はばねにより各々内方に付勢されることを特徴とする袋体姿勢矯正機。
  4. 請求項1記載の袋体姿勢矯正機において、上記軸は昇降自在であることを特徴とする袋体姿勢矯正機。
  5. 請求項1記載の袋体姿勢矯正機において、上記袋は口部が起立した状態であることを特徴とする袋体姿勢矯正機。
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