JP5319737B2 - ロータリー式定位置投入装置 - Google Patents
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Description
入口のロールユニットにて連包パウチをガイドして、トップロール位置まで一旦パスラインを持ち上げる。ここから、折り返してほぼ鉛直下方に連包パウチをハンドリングする。
このとき、パウチの姿勢は吸着時の垂直状態から水平状態に変わる。
投下されるパウチには水平方向の速度がないため、投入先のコンベアが、間欠動作であれば、停止時に投下することで定位置への投入が可能となる。
しかしながら、吸着タイミングについて、パウチの横シール部分のカット位置までの送り完了後、真空吸着開始から保持完了するまで、吸着パッドはパウチに正対する前後方向(パウチの厚さ方向)に動くが、送り方向には動かないため、ロータリー式の連続切断装置に対応できず、さらなる高速化に限界がある。
この場合、幅方向がパウチcの幅よりも広いガイドのシュートeを用いて自由落下させるため、挟み込み位置でパウチcが傾き、幅方向の位置がずれている可能性がある。この状態で、パウチcが挟み込みベルトaに噛み込まれると、投入待機位置のパウチcの姿勢がばらつき、結果的に投入位置がばらつく(特に小型パウチでは顕著となり易い)。
速度同期をさせて投入するには、挟み込みベルト先端で投入待機、包装機からの同期信号によりベルトが動き、包装機コンベア速度にあわせて投入する。これによって、速度同期するが、投入待機位置のばらつき(パウチ先端の出代のばらつき)の影響により、パウチの投入速度はばらつき、投入位置にばらつきが生じる。
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
前記旋回軸に回転方向に固定され、且つ、前記旋回軸の外径方向に延びていて、リンクアームの第1の支点軸を挿通させるための支持部と、
一端が前記支持部に第1の支点軸によって連結され、且つ、他端が前記吸着アームに第2の支点軸によって連結されたリンクアームであって、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの第2の支点軸又は前記吸着アームの該第2の支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記第2の支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、一方向に搬送されたパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置である。
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
前記旋回軸に回転方向に固定され、且つ、前記旋回軸の外径方向に延びていて、リンクアームの第1の支点軸を挿通させるための支持部と、
一端が前記支持部に第1の支点軸によって連結され、且つ、他端が前記吸着アームに第2の支点軸によって連結されたリンクアームであって、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの第2の支点軸又は前記吸着アームの該第2の支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記第2の支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドへの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、前記連包パウチにおける切断前のパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、切断手段で切断後に前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置である。
前記第2の支点軸の一方端側に案内用カムフォロア及び案内用溝カムを設け、
前記第2の支点軸の他方端側に首振り用カムフォロア及び首振り用溝カムを設け、
前記案内用溝カムに形成された1条の案内用カム溝内に、複数の案内用カムフォロアが装着され、前記首振り用溝カムに形成された1条のカム溝内に、複数の首振り用カムフォロアが装着されていることが好適である。
図1〜図5は実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の構成説明図、図6〜図11はこの定位置投入装置の工程説明図である。
(1)3ヘッドの吸着パッド43と1箇所のプッシャー20との同期運動する構造を説明する。
吸着パッド43の軌跡は、図4、図5、図6〜図11の符号VPの2点鎖線等によって示している。
レバー15の先端にクランクアーム17の一端が取付けられ、クランクアーム17はスライドベース19に他端が取付けられる。
前記吸着パッド43でパウチ6を真空吸着する際、吸着パッド43をパウチ6表面に押し当てたときに、パウチ6が後ろ方向に逃げてしまうと吸着が不完全になる。
本発明の装置では、吸着パッド43先端のあるべき軌跡([1]〜[4])から、逆に溝カム44、45のカム形状を決めている。
その120°より進んで、図17から図6に戻りそれから図16までに示す、吸着パッド43(13)から吸着パッド43(24)に至って240°進む。
その240°より進んで、図17から再度図6に戻ってそれから図16までに示す、吸着パッド43(25)から吸着パッド43(36)に至って360°進むことを示している。
この工程[1]は、吸着パッド43の番号の(0)〜(8)に該当する。図16から図17、図6から図12に示す。
旋回軸30の回転角は80°である。吸着パッド43の軌跡は図12に二点鎖線で示すように、逆L字型になる。
連包パウチ5のカッターによる切断に関しては、吸着パッド43がパウチ6に当接しプッシャー20で押圧する(1)位置で切断する(図17参照)。
この工程[2]は、吸着パッド43の番号の(8)〜(14)に該当する。図12から図17、図6に示す。
旋回軸30の回転角は60°である。吸着パッド43の軌跡は、プッシャー20の方向を向いていたのが下方に向くという90°の旋回をする。
吸着パッド43の姿勢は、工程[1]の水平から、[2]工程が完了するときには垂直になっている。従って、吸着パッド43で吸着したパウチ6は、垂直状態から水平状態に姿勢を変える。
このような吸着パッド43の動きにより、パウチ6は鉛直方向に姿勢を保ったまま下方向にハンドリングされる。
パウチ6が傾いても、干渉する部品がない領域になると、吸着パッド43の軸が傾き旋回動作に入り、パウチ6の方向を鉛直方向から水平方向に90°姿勢を変える。
この工程[3]は、吸着パッド43の番号の(14)〜(18)に該当する。図6から図10に示す。
旋回軸30の回転角は40°である。
吸着パッド43の軌跡は、概略水平移動する。
その吸着パッド43の姿勢は、吸着パッド軸43が、上記工程[2]の終了で垂直になっているが、ほぼそのままの垂直な状態に保ち、吸着したパウチ6をほぼ水平状態のままで姿勢を変えない。
パウチ6の投入は、吸着パッド43の番号(15)〜(17)において吸着が解除され、パウチ6は水平速度を持ち、放物線軌跡を描き投入される。
この水平運動の速度を、包装機のコンベアの搬送速度と同期させることにより、パウチ6は、水平方向の速度ベクトルを保有した状態で投下されるため、包装機の搬送コンベア上の搬送物(食品やトレイ等の容器)の定位置に投入することができる。
この工程[4]は、吸着パッド43の番号の(18)〜(36)に該当する。図10から図17の(18)〜(25)、次いで、図6から図16の(26)〜(36)に示すようになる。
旋回軸30の回転角は、180°である。吸着パッド43は270°の旋回をする。吸着パッド43の軸は垂直状態から水平状態に戻る。
旋回軸30が旋回動作して360°進むことによって吸着パッド43の軸が水平な初期状態に戻る(図16参照)。
旋回軸30には3つの吸着パッド43を120°間隔で配置しているので、それぞれの吸着パッド43はそれぞれが旋回軸の120°のずれを持って[1]〜[4]の工程を繰り返し行なう。
例えば、83.3rpmで旋回軸30が回転すると、1回転で3回投入し、1分間で250個のパウチ6の投入が可能になる。
1.パウチ6を吸着する際、吸着パッド43はコンパクトな逆L字形(鍵の手形状)軌跡を描き動く。従って、カッターユニット下部の限られた空間にロータリー機構を組み込むことが可能になった。
2.カットタイミングに合わせてパウチ6を吸着パッド43とプッシャー20間で挟み込む。従って、吸着パッド43をパウチ6表面に押し付けることで確実な真空吸着を保持できる。
3.パウチ6の吸着は、同じ位置にとどまることなく、移動しながら実施される。従って、待ち時間のロス、ロータリーカット方式の連続送りにも対応できる。
4.パウチ6は水平な姿勢で、投入先のコンベアの水平運動速度に同期して投入する。従って、水平に投入することで、投入先にパウチ6の先端が衝突した際の跳ね返りがなくなる。投入先が連続的に移動していても、速度同期させて定位置投入が可能になった。
5.吸着パッド43は3ヘッド構成で、一方向に回転し続けるロータリー式の構成を有する。従って、待ち時間のない運動機構を実現できることにより、250個/分以上の高速定位置投入が可能になった。
1.吸着ハンドリング機構
第1の従来技術:シングルヘッドの往復運動機構である。
実施形態の技術:3箇所の吸着ヘッドを持つロータリー式の一方向回転機構である。
第1の従来技術:1/4円弧運動の両端を吸着と投入に用いる。
[1]吸着ヘッドは逆L型軌跡を描く。吸着パッド43は水平にパウチ6に接近し、当接後パウチ6を垂直方向に移動させる方向に動く。
[2]垂直動作完了後、パウチ6の姿勢を垂直から水平に変えるため90°旋回する。
[3]投入のため、ほぼ水平に移動する。
[4]元の状態に戻るため、270°旋回する。
第1の従来技術:上から下方向(垂直方向)に移動し下死点に到達した際にパウチ6が水平状態となり、ここで吸着が解除され鉛直下方に落下する。
実施形態の技術:パウチ6は水平状態のまま、コンベアの搬送方向である水平方向に移動しながら吸着解除され、放物線軌跡を描き落下する。
1.パウチ6のハンドリング
第2の従来技術:
[1]切断後自由落下する。
[2]パウチ6を上下から挟み込んでベルトコンベアで搬送する。
[1]カット前から吸着体制に入り、カット完了時には吸着保持する。[2]投入まで吸着保持し続ける。
第2の従来技術:
[1]自由落下部分はシュートの壁による幅規制(ただし、壁のガイド幅はパウチ6の幅+5〜10mm)がある。
[2]挟み込みベルト部分は幅方向位置、傾きを規制する手段がない。
[1]幅方向を規制され、傾きのない状態でパウチ6はカッター7へ進入する。このままの状態で吸着する。
[2]投入まで吸着保持し続けるため、投入時のパウチ6の姿勢は一定になっている。
第2の従来技術:
[1]斜め下方向へ速度同期させて投入する〜投入先の商品やワーク表面に、パウチ6先端が衝突した際、反発により跳ね飛ばされ位置ずれすることがある。
[2]投入待機状態ではパウチ6の位置ずれ(出入り方向)・姿勢の傾きがある。
[1]パウチ6の姿勢・位置は吸着時のままで変動がない(ほぼ一定の状態)。
[2]パウチ6は水平状態で、水平方向の速度(コンベア搬送速度と同期)を持ち投入される。従って、パウチ6の角の衝突による跳ね飛びがなくなる。
第2の従来技術:
[1]ベルトコンベア間にパウチ6を挟み込みハンドリング、出口側が入口よりベルトコンベア間隔が狭くなる、ベルト部分は弾力あるがプーリー部分は金属部品でありその隙間によりパウチ6が押し潰される。従って、ピンホール、中身のつぶれが生じる。
[1]パウチ6格納部分の表面を真空吸着保持したハンドリングなので、中身をつぶしたりピンホールが発生したりすることはない。
1.高速化ができる。
[1]ロータリー機構の採用で吸着パッド43を順次駆動できる。
[2]パウチ6に吸着パッド43が当接後垂直方向へ移動する。
[3]パウチ6を水平搬送しつつコンベア速度に同期して投入できる。これにより、250個/分以上の高速吸着が可能である。
[1]カットと同時にパウチ6を吸着し投入まで離さない。
[2]パウチ6を水平搬送しつつコンベア速度に同期して水平状態で投入できる。
これにより、高精度な定位置投入を実現できる。
[1]第1の従来技術の装置は高さ130*幅410及び第2の従来技術の装置は高さ130mm*幅360mmに対して実施形態の装置は高さ85mm*幅280mmであり、カット装置本体幅260mmに対して20mmしかはみ出さずコンパクトに設置可能である。
[2]吸着パッド43の軌跡を単純な旋回ではなく、合目的な軌跡にしたため、カッターユニットに接近させて吸着が可能である。例えば、最小ピッチ45mmのパウチ6の吸着が可能になる。
又、前記実施形態では、吸着パッドが120°間隔で3箇所設けていたが、必要に応じて180°間隔で2箇所や90°間隔で4箇所に設けることも本発明の範囲内である。3箇所の吸着パッドを設けるよりも4箇所吸着パッドを設けて一層の高速化が可能である。ただ、4箇所では、90°間隔で軸周りに取付けるので小型機で難しい場合があるが、3箇所であれば120°間隔となり、比較的取付け易く、従って、小型機に適している。
又、真空吸着については、適宜のバキューム装置で負圧吸引するものであれば各種の吸引装置を使用できる。
5 連包パウチ
6 パウチ
7 カッター
8 タイミングプーリー(旋回軸回転)
9 タイミングプーリー
10 ライン
11 検出器
11a 送りローラ
13 軸(プッシャー用駆動軸)
20 プッシャー(あて板)
30 旋回軸
38 支点ホルダー
39 リンクアーム
41 リンクアームの支点軸(第1の支点軸)
40 吸着アーム
42 吸着アームの支点軸(第2の支点軸)
43 吸着パッド
44 首振り用溝カム
44a 首振り用カム溝
45 案内用溝カム
45a 案内用カム溝
46 案内用カムフォロア
47 首振り用カムフォロア
48 バルブ制御手段
Claims (6)
- 一方向に搬送されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
前記旋回軸に回転方向に固定され、且つ、前記旋回軸の外径方向に延びていて、リンクアームの第1の支点軸を挿通させるための支持部と、
一端が前記支持部に第1の支点軸によって連結され、且つ、他端が前記吸着アームに第2の支点軸によって連結されたリンクアームであって、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの第2の支点軸又は前記吸着アームの該第2の支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記第2の支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、一方向に搬送されたパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置。 - 一方向に搬送された連包パウチを個々のパウチに切断手段によって切断し、切断されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
前記旋回軸に回転方向に固定され、且つ、前記旋回軸の外径方向に延びていて、リンクアームの第1の支点軸を挿通させるための支持部と、
一端が前記支持部に第1の支点軸によって連結され、且つ、他端が前記吸着アームに第2の支点軸によって連結されたリンクアームであって、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの第2の支点軸又は前記吸着アームの該第2の支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記第2の支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドへの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、前記連包パウチにおける切断前のパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、切断手段で切断後に前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置。 - 前記吸着パッドで連包パウチを吸着する際に、パウチを挟んで吸着パッドの反対側から支持して、吸着パッドが押圧且つ移動するのにパウチをその表面に摺動させつつ支持するプッシャーを設けたことを特徴とする請求項2に記載のロータリー式定位置投入装置。
- 前記プッシャーは、前記吸着パッドのパウチに当接するタイミングでパウチに前記吸着パッドの逆側から接近して支持し、一方、前記吸着パッドが定位置に向けて移動するときに前記パウチから離隔して支持を解除することを特徴とする請求項3に記載のロータリー式定位置投入装置。
- 前記切断手段は、前記旋回軸に同期して回転し連包パウチから個々のパウチを切断するロータリー式カッターであることを特徴とする請求項2乃至4のうちの1項に記載のロータリー式定位置投入装置。
- 前記第2の支点軸を前記旋回軸と平行に設け、
前記第2の支点軸の一方端側に案内用カムフォロア及び案内用溝カムを設け、
前記第2の支点軸の他方端側に首振り用カムフォロア及び首振り用溝カムを設け、
前記案内用溝カムに形成された1条の案内用カム溝内に、複数の案内用カムフォロアが装着され、前記首振り用溝カムに形成された1条のカム溝内に、複数の首振り用カムフォロアが装着されていることを特徴とする請求項1乃至5のうちの1項に記載のロータリー式定位置投入装置。
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