JP5044844B2 - 包装機の包装袋供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ロータリー式包装機等の包装機における包装袋供給装置に関する。
特許文献1には、ストッカー上に積み重ねられた包装袋を一対の揺動アームの吸盤により上方から1枚ずつ吸着・分離し、スタンドに旋回可能に支持された一対の旋回アームに受け渡し、そのアームで持ち上げられた包装袋を上方に配置された挟着片対に挟持させてからロータリー式包装機の回転体に等角度間隔で放射方向に配置されたグリップ対に順次供給するように設けた給袋手段が開示されている。そして、2台のうちの1台の給袋手段は、スタンドに設けた縦軸を中心として挟着片対を水平方向に回転自在とし、その挟着片対に支持される包装袋を平面から見て所定角度だけ回転させてグリップ対に正対姿勢の状態としてから供給するように設けている。
ところで、従来の給袋手段において、包装機のスペースの都合により上記構造に係る挟着片対を水平方向に回転させる支点位置に制限を受ける場合に、挟着片対からグリップ対に包装袋を供給する際に当該包装袋の側縁がグリップ対の先端部に接触してしまうことがあった。また、挟着片対を開閉作動させるためのロッドが給袋手段の上方に配置されているので、装置上方を複雑化させる要因となっていた。
他方、ストッカー上にセットした包装袋が繰り出しベルトにより前端のストッパーに当接するまで送り込まれ、その包装袋の先端部がストッパーからずれている場合、これをそのまま揺動アームにより吸着してグリップ対に供給すれば、袋口に施されるシール位置がずれてしまい商品としての見栄えが損なわれる。これを解決するために、本件出願人は、包装袋の供給先における包装袋の高さ位置を補正可能な包装袋供給装置を提案している(特許文献2)。
しかし、特許文献2では、包装袋の高さ位置を包装袋の供給先で調節する構成を採用していることから、給袋の高速化に支障があることは否めない。また、特許文献1の給袋手段と同様に挟着片対が支柱を支点として水平方向に回転する構成とされていることから、前述したように包装袋の側縁がグリップ対の先端部に接触してしまう虞がある。
特開2004−269007号公報 特開2006―36325号公報
本発明の目的は、包装袋をグリップ対の先端部に接触せずに供給することができ、包装袋の高さ位置を補正することが可能な包装機の包装袋供給装置を提供することにある。
前記目的を達成するために請求項1に記載した発明は、ストッカー上の包装袋の袋口部分を揺動アームの吸盤により吸着して当該包装袋を受け渡し位置(x)で旋回アームに受け渡し、その旋回アームにより袋口を上にして包装袋を中継位置(y)まで持ち上げる袋供給部と、その袋供給部から受け取る包装袋を挟着片対により吊り下げ状に支持する袋把持部と、その包装袋を支持する挟着片対の向きを変えて包装機のグリップ対に正対姿勢とした包装袋を供給する袋移送部とを備えた包装機の包装袋供給装置において、
前記袋把持部については、フレームに所定間隔を置いて主軸と副軸を鉛直方向に平行に夫々回転可能に設けると共に該主軸に主管軸を該副軸に副管軸を夫々同心状に遊嵌し、その主軸に取り付けたアームの自由端に該副管軸の下端を固定し、その副管軸に中間部が遊嵌されて回転可能に設けられた移送レバーの一端に前記挟着片対を備えたホルダーを吊り下げ状に設け、前記副軸を第1駆動手段により回転させることにより伝動機構を介して前記挟着片対を開閉自在に設け、前記袋移送部については、一端を前記副管軸に固定して他端を前記フレームの一部に上下方向に移動可能に遊嵌したベースに縦向きの支点ピンを設け、その支点ピンに一端が遊嵌された袋姿勢制御レバーの他端を前記ホルダーに連結し、その袋姿勢制御レバーのほぼ中間位置に設けたピンを前記ベースに設けたカム溝に係合させ、前記主管軸に固定されたレバーの自由端と前記移送レバーの他端とをロッドを介して連結し、前記主管軸を第2駆動手段により回転させることにより前記移送レバーを中継位置(y)と袋移送先(z)に往復移動自在とし、かつ、その移送レバーが中継位置(y)から袋移送先(z)に移動する間に、前記移送レバーと袋姿勢制御レバーによる連係運動により前記ホルダーの向きを変えることにより前記挟着片対に支持される包装袋を前記グリップ対に正対姿勢として供給するように設けたことを特徴とする。
同様の目的を達成するために請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した包装機の包装袋供給装置において、前記第1駆動手段が、前記主軸に固定されたレバーの自由端と前記副軸に固定されたレバーの自由端とをロッドを介して連結し、その主軸をカムとレバーによる揺動機構により回転させることにより該副軸を回転させるように設けられていることを特徴とするものである。
前記目的を達成するために請求項3に記載した発明は、請求項1又は2に記載した包装機の包装袋供給装置において、前記旋回アームが取り付けられた回転軸に入力軸を連結したロータリーエンコーダと、旋回アームにより持ち上げられる包装袋の袋口端の通過を前記中継位置(y)の手前の所定位置にて検出するセンサーと、旋回アームにより持ち上げられる包装袋の高さが正常位置である場合に該センサーによる通過検出時にロータリーエンコーダが発生するパルス数を基準パルスとし、前記センサーによる通過検出毎にロータリーエンコーダから発生する実測パルスと基準パルスとを比較・演算して包装袋の高さ位置を補正する補正値を決定する制御部と、その決定された補正値に基づいて前記主管軸を昇降自在とする第3駆動手段とからなる袋高さ位置補正手段を設け、前記移送レバーが中継位置(y)から袋移送先(z)に移動する間に、その袋高さ位置補正手段により主管軸を上昇又は下降させることによって前記挟着片対により支持される包装袋の高さ位置を補正するように設けたことを特徴とするものである。
(請求項1及び請求項2の発明)
この包装機の包装袋供給装置は、移送レバーと袋姿勢制御レバーによる連係運動により挟着片対を備えたホルダーの向きを変えることにより当該挟着片対に支持される包装袋を包装機のグリップ対に正対姿勢として供給するように設けており、包装袋をグリップ対の先端に接触することなく安定して供給することができる。また、移送レバーを回転する支点位置に制限されることがないので、装置の設計自由度が広がる。さらに、袋把持部は主軸を回転させることにより副軸と伝動機構を介して挟着片対を開閉するようにコンパクトに設けられているので、袋把持部上方が簡素化できて装置の清掃等が行ない易い。
(請求項3の発明)
この包装機の包装袋供給装置によれば、挟着片対で支持された包装袋が正常位置からずれている場合に包装袋の高さ位置を補正してグリップ対に供給することができるので、シール位置のずれのない品質の良い包装の実現に寄与する。
以下に、本発明の最良の形態例を図面に基づいて説明する。図1は本発明装置を適用した包装機の説明図、図2は本発明に係る包装袋供給装置の平面図、図3は同、側面図、図4は同、背面図、図5は袋供給部の要部の側面図、図6は袋把持部の要部の平面図、図7は挟着片対を備えたホルダーの説明図、図8は袋移送部の要部の平面図、図9は移送レバーと袋姿勢制御レバーによる運動軌跡の説明図、図10は袋高さ位置補正手段の説明図である。
本発明の包装機の包装袋供給装置Sを適用したロータリー式ガス充填包装機Pを図1に示す。この包装機Pは、給袋工程(1)、賞味期限等の印字工程(2)、包装袋の開口工程(3)、削り節等の被包装物の充填工程(4)、押込み工程(5)、ノズル挿入及び袋口仮付けシール工程(6)、ガス置換・モミホグシ工程(7)〜(13)、トップシール工程(14)、シール部の冷却工程(15)、製品取出し工程(16)の16工程からなる。
この包装機Pの機台1上には、縦向きの間欠回転軸(図示せず)を回転自由に支持したスタンドを設け、その間欠回転軸に取り付けた円盤状の回転体(図示せず)に包装袋aを掴着又は釈放するための(工程数と同数の)16個のグリップ対gが等角度間隔で放射方向に突出するように設けられている。
本発明の包装袋供給装置Sの概要は、ストッカー上の包装袋の袋口部分を揺動アームの吸盤により吸着してめくった包装袋を受け渡し位置(x)で旋回アームに受け渡し、その旋回アームにより袋口を上にして包装袋を中継位置(y)まで持ち上げる袋供給部5と、その袋供給部5から受け取る包装袋を挟着片対により吊り下げ状に支持する袋把持部25と、その包装袋を支持する挟着片対45の向きを変えて包装機のグリップ対gに正対姿勢とした包装袋を供給する袋移送部61と、挟着片対45により支持される包装袋の高さ位置を補正する袋高さ位置補正手段とから構成されている。以下に、各構成部について詳しく述べる。
(袋供給部)
袋供給部5は、図3に示すように、機台1上に設置されたストッカー6の左右の側壁6aに一対の揺動アーム7を約40°の角度範囲で揺動可能に設け、機台1上に設置されたフレーム12に中間部を軸支されたレバー9の一端と揺動アーム7の中間部とがロッド10により連結され、レバー9の他端に図示しないカムとレバーによる揺動機構のレバーに連結されたロッド11の一端が連結されている。各揺動アーム7には、図示しない真空装置の吸引パイプに接続される吸盤8を下向きに設けている。
先端に吸盤15を取り付けた一対の旋回アーム14は、フレーム12に水平方向に支持された回転軸13に包装袋の大きさに合わせて間隔を調節可能に設けられている(図2)。回転軸13に固定されたレバー16と、フレーム12に中間部を軸支されたレバー18の一端とはリンク17により連結され、レバー18の他端にカムとレバーによる揺動機構20のレバー21に連結されたロッド19の一端が連結されている(図5)。
しかして、ストッカー6上に積み重ねられ若しくは公知の給袋手段の繰り出しベルトにより前端のストッパーに当接するように1枚ずつ送り込まれる包装袋aの袋口部分を揺動アーム7の吸盤8により吸着してめくった包装袋aを受け渡し位置(x)で旋回アーム14に受け渡し、ついで、旋回アーム14によりほぼ水平位置まで回転させることにより袋口bを上にした包装袋aを後記挟着片対45が待機する中継位置(y)まで持ち上げる袋供給部5が構成される。
(袋把持部)
図3において、前記フレーム12の上に設置されたサブフレーム26には、所定間隔を置いて長い寸法の主軸27と短い寸法の副軸31を鉛直方向に平行に夫々回転可能に設けると共に該主軸27に長い寸法の主管軸28を該副軸31に副管軸32を夫々同心状に遊嵌するように設ける。主管軸28の上方寄りに相対的に回転可能にアーム30を取り付け、そのアーム30の自由端30aに副管軸32の下端32bを固定する。また、機台1の内方まで延びる主軸27の下端27bにレバー33を取付け、そのレバー33にカム34により揺動運動するレバー35の一端35aがロッド36を介して連結されている。
副管軸32には、後記袋移送部の構成要素でもあるほぼJ字形の移送レバー37の中間部のボス37aがベアリング38を介して遊嵌されて同レバー37を水平方向に回転可能に設けている。図4に示すように、移送レバー37の一端37bに回転可能に取り付けた縦軸39には、袋把持部25のホルダー40がベアリング41を介して吊り下げ状に設けられている。図7に示すように、ホルダー40には、一対のギア43を噛合させた2つの回転軸42,42を水平方向に平行に設け、それら回転軸42,42に包装袋を挟持する挟着片対45を設ける。一方の回転軸42と、上記縦軸39の下端には、マイタギア44,44を噛み合うように取り付ける。また、前記副軸31と縦軸39の上端に夫々遊嵌された軸受け部材46,49には伝動軸50を差し渡して回転可能に設ける。そして、伝動軸50の一端に取り付けたマイタギア52と副軸31に取り付けたマイタギア51とを噛合させ、伝動軸50の他端に取り付けたマイタギア53と縦軸39に取り付けたマイタギア54とを噛合させるように設ける。なお、これら伝動軸50、マイタギア51〜54からなる構成は伝動機構の一種であるが、これに代えてタイミングギアとタイミングベルトによる構成とすることも可能である。
図6に示すように、主軸27には第1駆動手段56の構成要素であるレバー57を固定し、そのレバー57の自由端57aと副軸31に固定されたレバー59の自由端59aとをロッド58を介して連結する。
しかして、カム34によりレバー33を揺動させることにより主軸27を回転させ、その回転力を副軸31から最終的に回転軸42,42に伝動させることにより挟着片対45を開閉自在とする袋把持部25が構成される。
(袋移送部)
図8において、袋移送部61の平板状ベース62は、その一端に設けられた取付け部材63を副管軸32に固定し、その他端に形成された係合溝62aをサブフレーム26の所定箇所に設けられた縦向きのガイドピン65に遊嵌されて上下方向に移動可能に設けられている。67は一端に形成された長孔67aをベース62のほぼ中間位置に固定された縦向きの支点ピン66に遊嵌し、その他端をホルダー40の側部に回転可能に設けられた軸40aに連結した袋姿勢制御レバーである。袋姿勢制御レバー67のほぼ中間位置に設けたピン68は、ベース62に設けられた扁平な「し」字形状のカム溝69に係合されている。70は支点ピン66とピン68の各上端部に掛け渡された引張りバネである。
なお、ピン68については、カムフォロワーを用いることもできる。
主管軸28にはレバー71を固定し、そのレバー71の自由端71aと移送レバー37の他端37cとがロッド72を介して連結されている。また、機台1の内方まで延びる前記主管軸28の下端28bにレバー73を取付け、そのレバー73を図示しないカムとレバーによる揺動機構等の第2駆動手段により所定角度範囲内で回転自在に設ける。
しかして、第2駆動手段により主管軸28を回転させてレバー71、ロッド72を作動させることにより移送レバー37が中継位置(y)と袋移送先(z)に往復移動自在とされ、かつ、その移送レバー37が中継位置(y)から袋移送先(z)に移動する間に、移送レバー37と袋姿勢制御レバー67による連係運動によりホルダー40の向きを変えることにより挟着片対45に支持される包装袋aをグリップ対gに正対姿勢として供給する袋移送部61が構成される。
上記移送レバーと袋姿勢制御レバーによる運動軌跡の説明図を図9に示す。包装袋aがグリップ対gに接近するときに包装袋aの左側縁部がグリップ対gの直前で右方向に回り込むので、包装袋aがグリップ対gの先端部hに接触することなく正対姿勢とされて供給されることが図面からも明らかであろう。
(袋高さ位置補正手段)
袋高さ位置補正手段は、旋回アーム14が取り付けられた回転軸13に入力軸を連結したロータリーエンコーダ81と、旋回アーム14により持ち上げられる包装袋の袋口端の通過を中継位置(y)の手前の所定位置にて検出する図10に示すセンサー82と、旋回アーム14により持ち上げられる包装袋の高さが正常位置である場合にセンサー82による通過検出時にロータリーエンコーダ81が発生するパルス数を基準パルスとし、センサー82による通過検出毎にロータリーエンコーダ81から発生する実測パルスと基準パルスとを比較・演算して包装袋の高さ位置を補正する補正値を決定する制御部(図示せず)と、その決定された補正値に基づいて主管軸28を昇降自在とする第3駆動手段85とから構成されている。以下に、さらに詳しく述べる。なお、制御部については、公知の電子部品と電子回路により構成されるものであるので、説明を省く。
ロータリーエンコーダ81については、旋回アーム14が受け渡し位置(x)から中継位置(y)に回転する間に、例えば8000パルスを発生するとすれば、上記基準パルスを5000パルスとするように設定する。また、基準パルスとセンサー82による通過検出時の実測パルスとの差が1パルスの場合、旋回アーム14により持ち上げられる包装袋の高さが正常位置から仮に0.1mmずれているとし、これを補正値とするよう予め制御部で設定しておくものとする。
第3駆動手段85については、制御部により決定された補正値の出力信号に基づいて作動するサーボモータを用いたサーボモータユニット86の出力軸86aを揺動レバー87の一端に連結し、その揺動レバー87の他端87bと、主管軸28に相対的に回転可能で一緒に昇降可能に設けられたレバー89とをロッド88により連結されている。90は揺動レバー87の他端87bと機台1の下部とに掛け渡されたバランス用バネである。
しかして、旋回アーム14により持ち上げた包装袋aの袋口b端の通過をセンサー82によって検出したときのロータリーエンコーダ81から発生する実測パルスが、例えば4950パルスであれば、基準パルス5000から4950を減じたパルス数50を補正値に換算すると、包装袋が5mm高いと判断され、移送レバー37が中継位置(y)から袋移送先(z)に移動する間に、制御部により決定された補正値に相当する出力信号に基づいてサーボモータユニット86が作動することにより主管軸28が5mmだけ下降することにより挟着片対45により支持される包装袋aの高さ位置が正常位置に補正されるようにした袋高さ位置補正手段が構成される。
つぎに、本発明の包装機の包装袋供給装置Sの作動について説明する。
(1)袋供給部5において、ストッカー6上に前端のストッパーに当接するように送り込まれた包装袋aが、揺動アーム7の吸盤8により袋口部分を吸着されて受け渡し位置(x)で旋回アーム14に受け渡される。ついで、旋回アーム14が揺動機構20の作動によりほぼ水平位置まで回転することにより、袋口bを上にして包装袋aを袋把持部25の挟着片対45が待機する中継位置(y)まで持ち上げる(図3、図5)。
(2)旋回アーム14により持ち上げられた包装袋aの袋口b端がセンサー82によって通過検出され、ロータリーエンコーダ81の実測パルスが計測される(図10)。
(3)中継位置(y)において、袋把持部25の挟着片対45により包装袋aが吊り下げ状に支持される。
(5)袋移送部61において、主管軸28を第2駆動手段により回転させることにより移送レバー37が中継位置(y)から袋移送先(z)に移動し、その間に移送レバー37と袋姿勢制御レバー67による連係運動によりホルダー40の向きを変えることにより挟着片対45に支持される包装袋aはグリップ対gに正対姿勢とされる(図8)。
(6)同時に、移送レバー37が中継位置(y)から袋移送先(z)に移動する間に、袋高さ位置補正手段において、(2)で計測した実測パルスと基準パルスとの差異が比較・演算されて包装袋aの高さ位置を補正する補正値が決定される。ついで、制御部により決定された補正値に相当する出力信号に基づいてサーボモータユニット86が作動することにより主管軸28が上昇又は下降して包装袋aの高さ位置を正常位置に補正する。
(7)包装袋aは、袋高さ位置補正手段により高さ位置を補正され、かつ、グリップ対gに正対姿勢とされた状態で供給される。以後、(1)〜(7)の一連の動作が連続して行なわれる。
以上に述べた通り、この包装機の包装袋供給装置によれば、移送レバーと袋姿勢制御レバーによる連係運動により挟着片対を備えたホルダーの向きを変えることにより挟着片対に支持される包装袋を包装機のグリップ対に正対姿勢として供給し、包装袋をグリップ対の先端に接触することなく安定して供給することができる。加えて、挟着片対で支持された包装袋が正常位置からずれている場合には、包装袋の高さ位置を補正した状態でグリップ対に供給することができる。
本発明装置を適用した包装機の説明図 本発明に係る包装袋供給装置の平面図 同、側面図 同、背面図 袋供給部の要部の側面図 袋把持部の要部の平面図 挟着片対を備えたホルダーの説明図 袋移送部の要部の平面図 移送レバーと袋姿勢制御レバーによる運動軌跡の説明図 袋高さ位置補正手段の説明図
符号の説明
S・・・本発明の包装機の包装袋供給装置
(x)・・・受け渡し位置
(y)・・・中継位置
(z)・・・袋移送先
5・・・袋供給部
7・・・揺動アーム
14・・・旋回アーム
12・・・フレーム
13・・・回転軸
25・・・袋把持部
27・・・主軸
28・・・主管軸
30・・・アーム
31・・・副軸
32・・・副管軸
37・・・移送レバー
40・・・ホルダー
45・・・挟着片対
61・・・袋移送部
62・・・ベース
66・・・支点ピン
67・・・袋姿勢制御レバー
68・・・ピン
69・・・カム溝
81・・・ロータリーエンコーダ
82・・・センサー
85・・・第3駆動手段
P・・・包装機
g・・・グリップ対
a・・・包装袋
b・・・袋口

Claims (3)

  1. ストッカー上の包装袋の袋口部分を揺動アームの吸盤により吸着して当該包装袋を受け渡し位置(x)で旋回アームに受け渡し、その旋回アームにより袋口を上にして包装袋を中継位置(y)まで持ち上げる袋供給部と、その袋供給部から受け取る包装袋を挟着片対により吊り下げ状に支持する袋把持部と、その包装袋を支持する挟着片対の向きを変えて包装機のグリップ対に正対姿勢とした包装袋を供給する袋移送部とを備えた包装機の包装袋供給装置において、
    前記袋把持部については、フレームに所定間隔を置いて主軸と副軸を鉛直方向に平行に夫々回転可能に設けると共に該主軸に主管軸を該副軸に副管軸を夫々同心状に遊嵌し、その主軸に取り付けたアームの自由端に該副管軸の下端を固定し、その副管軸に中間部が遊嵌されて回転可能に設けられた移送レバーの一端に前記挟着片対を備えたホルダーを吊り下げ状に設け、前記副軸を第1駆動手段により回転させることにより伝動機構を介して前記挟着片対を開閉自在に設け、
    前記袋移送部については、一端を前記副管軸に固定して他端を前記フレームの一部に上下方向に移動可能に遊嵌したベースに縦向きの支点ピンを設け、その支点ピンに一端が遊嵌された袋姿勢制御レバーの他端を前記ホルダーに連結し、その袋姿勢制御レバーのほぼ中間位置に設けたピンを前記ベースに設けたカム溝に係合させ、前記主管軸に固定されたレバーの自由端と前記移送レバーの他端とをロッドを介して連結し、前記主管軸を第2駆動手段により回転させることにより前記移送レバーを中継位置(y)と袋移送先(z)に往復移動自在とし、かつ、その移送レバーが中継位置(y)から袋移送先(z)に移動する間に、前記移送レバーと袋姿勢制御レバーによる連係運動により前記ホルダーの向きを変えることにより前記挟着片対に支持される包装袋を前記グリップ対に正対姿勢として供給するように設けたことを特徴とする包装機の包装袋供給装置。
  2. 前記第1駆動手段が、前記主軸に固定されたレバーの自由端と前記副軸に固定されたレバーの自由端とをロッドを介して連結し、その主軸をカムとレバーによる揺動機構により回転させることにより該副軸を回転させるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載した包装機の包装袋供給装置。
  3. 前記旋回アームが取り付けられた回転軸に入力軸を連結したロータリーエンコーダと、旋回アームにより持ち上げられる包装袋の袋口端の通過を前記中継位置(y)の手前の所定位置にて検出するセンサーと、旋回アームにより持ち上げられる包装袋の高さが正常位置である場合に該センサーによる通過検出時にロータリーエンコーダが発生するパルス数を基準パルスとし、前記センサーによる通過検出毎にロータリーエンコーダから発生する実測パルスと基準パルスとを比較・演算して包装袋の高さ位置を補正する補正値を決定する制御部と、その決定された補正値に基づいて前記主管軸を昇降自在とする第3駆動手段とからなる袋高さ位置補正手段を設け、前記移送レバーが中継位置(y)から袋移送先(z)に移動する間に、その袋高さ位置補正手段により主管軸を上昇又は下降させることによって前記挟着片対により支持される包装袋の高さ位置を補正するように設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載した包装機の包装袋供給装置。
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