JP5467409B2 - 包装機の包装袋供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロータリー式包装機等に使用す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袋メクリレバーの吸盤により上方から１枚ずつ吸着・分離して一対の回転アームに受け渡し、そのアームで持ち上げられた包装袋を上方に待機する挟着片に挟持させ、支持ブロックに回転可能に設けられた支柱を中心として該挟着片を水平面で所定角度だけ回転移動させることにより、包装袋をグリップ対に正対した姿勢として供給する包装袋供給装置が開示されている。

ところで、上記包装袋給袋装置では、前記挟着片を備えたブラケットを水平面で所定角度だけ回転させる支点位置（支柱の位置）をグリップ対に近接して設けなければならないという制限を受けるため、隣接する印字装置等の設置スペースが狭くなるという制約を生ずる。そして、かかる支点の位置に制限を受ける場合において、前記挟着片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虞がある。

また、特許文献１では、包装袋受け取り位置で生じる包装袋の高さ位置のずれを、挟着片が設けられた支柱の上昇若しくは下降させることにより包装袋供給ステーションにて補正する構造が開示されている。

特開２００６―３６３２５号公報

本発明の目的は、グリップ対への移送中における包装袋の姿勢変更に自由度があり、隣接装置の設置スペースを広く確保することができて高速化を可能とする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袋メクリレバーにより吸着してめくり上げた包装袋を受け渡し位置（ｘ）で回転アームに受け渡し、その回転アームに備えた吸盤により吸着された包装袋を中継位置（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して吊り下げ状に支持する袋把持部と、その袋把持部の向きを変えて給袋工程に間欠停止する袋移送先（ｚ）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、
前記袋移送部については、機台に立設した第１スタンドに支持された縦軸の上端部に湾曲形状のガイドレールを水平に設け、そのガイドレールに前記袋把持部のホルダーの上部に設けた複数のローラを転動可能に装着して第１駆動手段により当該ホルダーを中継位置（ｙ）と袋移送先（ｚ）との間を移動自在に設け、
前記袋把持部については、前記ホルダーに備えた一対の挟着片を第２駆動手段により伝動機構を介して開閉自在に設け、
さらに、前記回転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、前記回転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、前記回転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前記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前記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・演算することにより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縦軸を昇降制御するサーボモータを備えた駆動ユニットとからなる袋高さ調整装置を設け、
前記袋把持部が中継位置（ｙ）から袋移送先（ｚ）に移動する間に、その袋高さ調整装置により前記縦軸を上昇又は下降させることによって前記挟着片により支持される包装袋の高さ位置を補正し、かつ、前記袋移送部により前記ホルダーの向きを変えて前記グリップ対に正対姿勢とした包装袋を供給するようにし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、機台に立設した第２スタンド内に回転可能に設けた主軸の上端部に駆動レバーを固定し、その駆動レバーの自由端と前記ホルダーの一部とをロッドにより連結し、その主軸をカムとレバーによる駆動機構により時計方向及び反時計方向に回転させることにより前記ホルダーを往復移動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。

同様の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２に記載した包装機の包装袋供給装置において、前記第２駆動手段が、中空に形成された前記主軸内に副軸を同心状に遊嵌し、その副軸の上端部に駆動レバーを固定し、その駆動レバーの自由端と前記ホルダーに組み込まれた伝動機構の一部とをロッドにより連結し、その副軸をカムとレバーによる駆動機構により時計方向及び反時計方向に回転させることにより該伝動機構を作動させて前記挟着片を開閉するように設けられていることを特徴とするものである。

（請求項１の発明）
この包装機の包装袋供給装置は、湾曲形状のガイドレールに装着された袋把持部のホルダーを中継位置（ｙ）と袋移送先（ｚ）との間を移動自在とし、移送中にホルダーの向きを変えて挟着片に支持される包装袋をグリップ対に正対姿勢として供給するように設けているので、包装袋がグリップ対の先端に接触することなくグリップ対に供給可能であると共にガイドレールの湾曲形状を適宜設計することにより包装袋を任意の姿勢とすることができる。加えて、本装置は、従来の包装袋供給装置の挟着片を備えたブラケットによる回転移送構造とは異なるレール構造を採用していることから、ブラケットを回転させる支柱の位置に制限されることが解消されるため、隣接装置の設置スペースを広く確保することができる。
さらに、袋把持部で支持された包装袋の高さが正常位置からずれている場合には、その高さを速やかに補正して所定の高さに自動調節することができるので、シール位置の揃った品質の良い包装品を効率的に多量生産することができる。

（請求項２及び請求項３の発明）
この包装機の包装袋供給装置によれば、カムとレバーによる駆動機構によりホルダーをスムーズに往復移動させることができる。また、第１駆動手段の主軸を支持する第２スタンドをグリップ対から離れた箇所に配置できるので、隣接装置の設置スペースを広く確保することができる。

本発明装置を適用した包装機の平面図 袋供給部の説明図 本発明装置の要部を示す説明図 袋把持部の側面図 グリップ対に対する袋移送部の配置関係を示す説明図 袋高さ調整装置と袋把持部との配置関係を示す説明図

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。

本発明にかかる包装袋供給装置を適用したロータリー方式の包装機Ｐを図１に示す。この包装機Ｐは、給袋工程（１）、チャックの開口・印字工程（２）、袋底膨らまし・印字検査工程（３）、袋の開口工程（４）、充填工程（５）、袋底の振動工程（５）〜（７）、アイドル工程（８）、袋口のシール・袋内の空気抜き工程（９）、シール部の冷却・製品排出工程（１０）の１０工程からなり、包装能力は毎分１５〜６５袋程度である。

この包装機Ｐの機台１の中央部には、縦向きの間欠回転軸２がスタンド（図示せず）により回転自由に支持されている。その間欠回転軸２に取り付けられた円盤状の回転体３には、給袋工程（１）にて包装袋供給装置Ｓから一枚ずつ供給される包装袋ａを掴着又は釈放するための（工程数と同数の）１０個のグリップ対ｇを等角度間隔で放射方向に突出するように設けている。

本発明に係る包装袋供給装置Ｓは、ストッカー６上の包装袋の袋口部分を袋メクリレバー７により吸着してめくり上げた包装袋を受け渡し位置（ｘ）で回転アーム１４に受け渡し、その回転アーム１４に備えた吸盤１５により吸着された包装袋を中継位置（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して吊り下げ状に支持する袋把持部２０と、その袋把持部２０の向きを変えて給袋工程（１）に間欠停止する袋移送先（ｚ）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４５と、挟着片２７により支持される包装袋の高さ位置を補正する袋高さ調整装置６０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については、図２、図３に示すように、機台１上に設置されたストッカー６の両側位置に一対の袋メクリレバー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にカムとレバーによる揺動機構（図示せず）によって揺動自在に設けられた回転軸１０に固定されたレバー１０ａと袋メクリレバー７の一部とをロッド９により連結している。各袋メクリレバー７に固定された横棒７ａの先端部には、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を取り付けた左右一対の回転アーム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３）。回転アーム１４は、図示しないカムとレバーによる揺動機構により回転軸１３を回転制御させることよって受け渡し位置（ｘ）から中継位置（ｙ）の間を往復回転するように設けられている。１６は回転アーム１４で持ち上げられる包装袋の裏面又は表面を接触させて安定させるためのガイド部材である。

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の袋口部分を袋メクリレバー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）で回転アーム１４に受け渡し、ついで、回転アーム１４を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を後記袋把持部２０の挟着片２７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）
袋把持部２０については、ホルダー２１の上部に２個で１組のローラ２２を相対向するように２箇所に配置し、後記袋移送部４５のガイドレール４９に各ローラ２２を転動可能に装着し、同ホルダー２１をガイドレール４９に吊り下げ状に設けている。図３、図４に示すように、ホルダー２１には、ギア２２ｂ，２３ｂを噛合させた２つの回転軸２２ａ，２３ａを水平方向に平行に設け、それら回転軸２２ａ，２３ａに包装袋を挟持する一対の挟着片２７を設ける。一方の回転軸２３ａの端部に固定されたギア２４は、ホルダー２１に回転可能に設けられたギア２６と噛合するように設けている。２６ａはギア２６に固定されたアームである。
なお、これら一連のギア２６，２４、２２ｂ，２３ｂと回転軸２２ａ，２３ａとからなる構成は本発明の構成要件である伝動機構の一種である。

機台１に立設した第２スタンド２９内には、後記第１駆動手段５１の要素である中空に形成された主軸３０を回転可能に設け、その主軸３０内に第２駆動手段３１の要素である副軸３２を同心状に遊嵌して当該副軸３２を回転可能に設ける。そして、副軸３２の上端部に駆動レバー３３を固定し、その駆動レバー３３の自由端と前記伝動機構の一部であるアーム２３ａとをロッド３４により連結している。３５は副軸３２の下端部に固定された他の駆動レバーである。

図４に示すように、機台１の内部には、カムとレバーによる駆動機構３７が設けられている。この駆動機構３７は、包装機Ｐの制御部により回転制御される主駆動軸（図示せず）に連動する水平方向に配置された回転軸３８に円形カム３９を固定し、そのカム３９の周面にほぼＬ字形のレバー４０の一方のレバー部４０ａを接触させると共に当該レバー部４０ａの先端部と機台１との間に引張りバネ４１を介装している。そして、他方のレバー部４０bの先端部と前記駆動レバー３５とがロッド４２により連結されている。

しかして、カム３９によりレバー４０が上下方向に揺動して副軸３２を時計方向及び反時計方向に回転させ、その回転運動を駆動レバー３３、ロッド３４に伝えてギア２２ｂ，２３ｂを介して回転軸２２ａ，２３ａを回転させることにより一対の挟着片２７を開閉自在とする袋把持部２０が構成される。

（袋移送部）
袋移送部４５については、図３、図６に示すように、機台１に立設した第１スタンド４６に支持された縦軸４７の上端部に支持杆４８を横向きに固定し、その支持杆４８に湾曲形状のガイドレール４９を水平に保持するように設けている。ガイドレール４９には、前述したように、前記ホルダー２１に設けたローラ２２を転動可能に装着して同ホルダー２１を移動可能に設けている。

第２スタンド２９に回転可能に設けた第１駆動手段５１の要素である主軸３０の上端部には駆動レバー５２を固定し、その駆動レバー５２の自由端と前記ホルダー２１の一部である突部２１ａとをロッド５３により連結する。５５は主軸３０の下端部に固定された他の駆動レバーである。

第１駆動手段５１には、前述した第２駆動手段３１のカムとレバーによる駆動機構３７と同様の駆動機構（図示せず）を備えており、そのレバーの一部と駆動レバー５５とをロッド５６により連結するように設ける。

しかして、カムとレバーによる駆動機構により主軸３０を時計方向及び反時計方向に回転させ、その回転運動を駆動レバー５２、ロッド５３に伝えることにより袋把持部２０のホルダー２１を中継位置（ｙ）と袋移送先（ｚ）との間に往復自在とする袋移送部４５が構成される。

（袋高さ調整装置）
袋高さ調整装置６０は、回転アーム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６１と、回転アーム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２に示す投光器６２ａと受光器６２ｂとからなるセンサー６２と、回転アーム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６２による前記袋口端の通過検出時にロータリーエンコーダ６１が発生するパルス数を基準パルスとし、センサー６２による前記袋口端の通過検出毎にロータリーエンコーダ６１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縦軸４７を昇降制御する駆動ユニット６５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６１については、回転アーム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６２による袋口端の通過検出時の実測パルスとの差が１パルスの場合、回転アーム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。

駆動ユニット６５については、サーボモータ６６の出力軸６６ａを縦軸４７の下端部に固定されたブロック６７に連結している。６８はブロック６７の無用な回転を規制すると共に同ブロック６７の上下方向の移動を案内するガイドバーである。ガイドバー６８は機台１に取り付けられている。

しかして、回転アーム１４により持ち上げた包装袋ａの袋口端の通過をセンサー６２によって検出したときにロータリーエンコーダ６１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が補正値に換算され、その補正値から包装袋が５ｍｍだけ高いと決定される。そして、袋把持部２０のホルダー２１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該補正値に相当する出力信号に基づいて駆動ユニット６５が作動することにより、縦軸４７を５ｍｍだけ下降させて包装袋ａの高さ位置を所定位置に調整するようにした袋高さ調整装置６０が構成される。

つぎに、上記構成になる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、袋メクリレバー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）で回転アーム１４に受け渡される。
（２）ついで、回転アーム１４がカムとレバーによる揺動機構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を上にした包装袋ａを袋把持部２０の挟着片２７が待機する中継位置（ｙ）まで持ち上げる（図２）。
（３）その間に、回転アーム１４により持ち上げられた包装袋ａは、その袋口端をセンサー６２によって通過を検出され、ロータリーエンコーダ６１の実測パルスが計測される。
（４）中継位置（ｙ）において、袋把持部２０の一対の挟着片２７により包装袋ａが吊り下げ状に支持される。
（５）袋移送部４５において、カムとレバーによる駆動機構により主軸３０が時計方向及び反時計方向に回転し、その回転運動が駆動レバー５２、ロッド５３に伝えられることにより袋把持部２０のホルダー２１は中継位置（ｙ）から袋移送先（ｚ）に移動し、その移動の間にガイドレール４９の湾曲形状によりホルダー２１の向きが変えられて挟着片２７に支持された包装袋ａがグリップ対ｇに正対姿勢とされる（図５）。
（６）同時に、袋把持部２０が中継位置（ｙ）から袋移送先（ｚ）に移動する間に、袋高さ調整装置６０において、（３）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駆動ユニット６５が作動することにより縦軸４７が上昇又は下降して包装袋ａの高さ位置を正常位置に調整する。
（７）包装袋ａは、袋高さ調整装置６０により高さ位置を調整され、かつ、正対姿勢とされた状態でグリップ対gに供給される。
以後、（１）〜（７）の一連の動作が連続して行なわれる。

Ｐ・・・包装機
Ｓ・・・本発明の包装機の包装袋供給装置
ａ・・・包装袋
（ｘ）・・・受け渡し位置
（ｙ）・・・中継位置
（ｚ）・・・袋移送先
５・・・袋供給部
７・・・袋メクリレバー
１４・・・回転アーム
２０・・・袋把持部
２１・・・ホルダー
２２・・・ローラ
２７・・・挟着片
３１・・・第２駆動手段
４５・・・袋移送部
４７・・・縦軸
４９・・・ガイドレール
５１・・・第１駆動手段
６０・・・袋高さ調整装置
６１・・・ロータリーエンコーダ
６２・・・センサー
６５・・・駆動ユニット
６６・・・サーボモータ

Claims (3)

1. ストッカー上の包装袋の袋口部分を袋メクリレバーにより吸着してめくり上げた包装袋を受け渡し位置（ｘ）で回転アームに受け渡し、その回転アームに備えた吸盤により吸着された包装袋を中継位置（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して吊り下げ状に支持する袋把持部と、その袋把持部の向きを変えて給袋工程に間欠停止する袋移送先（ｚ）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、
   前記袋移送部については、機台に立設した第１スタンドに支持された縦軸の上端部に湾曲形状のガイドレールを水平に設け、そのガイドレールに前記袋把持部のホルダーの上部に設けた複数のローラを転動可能に装着して第１駆動手段により当該ホルダーを中継位置（ｙ）と袋移送先（ｚ）との間を移動自在に設け、
   前記袋把持部については、前記ホルダーに備えた一対の挟着片を第２駆動手段により伝動機構を介して開閉自在に設け、
   さらに、前記回転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、前記回転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、前記回転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前記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前記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・演算することにより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縦軸を昇降制御するサーボモータを備えた駆動ユニットとからなる袋高さ調整装置を設け、
   前記袋把持部が中継位置（ｙ）から袋移送先（ｚ）に移動する間に、その袋高さ調整装置により前記縦軸を上昇又は下降させることによって前記挟着片により支持される包装袋の高さ位置を補正し、かつ、前記袋移送部により前記ホルダーの向きを変えて前記グリップ対に正対姿勢とした包装袋を供給するようにし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、機台に立設した第２スタンド内に回転可能に設けた主軸の上端部に駆動レバーを固定し、その駆動レバーの自由端と前記ホルダーの一部とをロッドにより連結し、その主軸をカムとレバーによる駆動機構により時計方向及び反時計方向に回転させることにより前記ホルダーを往復移動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. 前記第２駆動手段が、中空に形成された前記主軸内に副軸を同心状に遊嵌し、その副軸の上端部に駆動レバーを固定し、その駆動レバーの自由端と前記ホルダーに組み込まれた伝動機構の一部とをロッドにより連結し、その副軸をカムとレバーによる駆動機構により時計方向及び反時計方向に回転させることにより該伝動機構を作動させて前記挟着片を開閉するように設けられていることを特徴とする請求項２に記載した包装機の包装袋供給装置。

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