JP7185474B2

JP7185474B2 - 包装機

Info

Publication number: JP7185474B2
Application number: JP2018191251A
Authority: JP
Inventors: 正樹加藤
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2018-10-09
Filing date: 2018-10-09
Publication date: 2022-12-07
Anticipated expiration: 2038-10-09
Also published as: JP2020059523A

Description

本発明は、多数貯留された袋を開口して所望部品の投入後、当該袋の開口箇所を封止する包装機に関する。

従来の包装機は、特許文献１に開示されており、袋を多数貯留する収納ユニットと、この収納ユニットから１枚ずつ袋を取り出す取出ユニットと、この取出ユニットに取り出された袋の両端を把持する把持ユニットと、この把持ユニットを複数備え間欠的に回転するテーブルユニットと、前記把持ユニットに把持された袋を吸着して開口する開口ユニットと、この開口ユニットに開口された袋内へ所望部品を案内する投入ユニットと、前記部品の袋への投入完了を経て開口した袋を封止する封止ユニットとを備えて成る。

前記収納ユニットは、一辺を開口可能とする長方形の袋を多数重ねて積みその周囲をガイドするように構成されている。前記取出ユニットは、収納ユニットに積み重ねられた最上部の袋をエア吸引により吸着する吸着パッドと、この吸着パッドを９０度旋回して吸着された袋を前記把持ユニットへ供給するよう構成される。前記把持ユニットは、前記テーブルユニットに取り付けられており、取出ユニットに吸着された袋の上部両端を把持可能に構成される。前記開口ユニットは、把持ユニットに把持された袋の上部表裏を吸着して当該袋を開口可能に構成されている。

特許第2884120号公報

しかしながら、把持ユニットおよび開口ユニットを備える従来の包装機は、袋の両端を把持しつつ当該袋の上部表裏を吸着して開口するので、把持されている両端部分まで広く開口させることができないという問題があった。このため、従来の包装機は、部品を投入する袋内の空間を広く確保し難かった。また、従来の包装機は、テーブルユニットに前記把持ユニットを数多く配置しなければならないので、把持動作に必要な部材なども数多く必要とすることから製作コストの低減が難しいという問題もあった。

本発明に係る包装機は、袋を多数貯留する収納ユニットと、この収納ユニットから１枚ずつ袋を取り出す取出ユニットと、この取出ユニットに取り出された袋を把持する把持ユニットと、この把持ユニットを旋回可能なテーブルユニットと、投入される部品を前記袋へ案内する投入ユニットとを具備する包装機において、前記把持ユニットは、前記袋の上部を挟持する一対の挟持プレートと、この挟持プレートの側面に配され袋を吸着する吸着パッドと、前記挟持プレートをそれぞれ当接させる方向または離反する方向へ移動させるスライド手段とを備え、前記袋を開口して成る包装機であって、前記把持ユニットは、前記袋を開口した挟持プレートを昇降自在な昇降手段を備えて成り、前記投入ユニットは、前記把持ユニットにより開口され前記昇降手段の作動を受けて上方へ移動する袋の開口箇所へ入り込み、当該袋を開口する方向へ移動する一対のガイド板を備え、前記ガイド板および前記挟持プレートは、前記袋を開口状態にして挟持して成ることを特徴とする包装機。なお、前記袋の上部を熱溶着して封止する封止ユニットを備え、前記把持ユニットは、前記部品を投入した袋を前記挟持プレートの平坦な側面により挟持しつつ前記封止ユニットへ搬送して成ることが望ましい。

本発明に係る包装機は、袋の上部表裏面をそれぞれ吸着可能な吸着パッドと、この吸着パッドを備え前記袋を開口する方向へ移動可能な挟持プレートとを備えることで袋の開口を可能にしているので、従来のような袋の開口に際して当該袋の両端部を挟持する機構を必要とせず、製作コストを低減できるという利点がある。また、本発明に係る包装機は、上昇する吸着部材により収納ユニットから袋を取り出する時、収納ユニット内の袋を前記ブラシの毛先に触れさせているので、吸着部材に吸着された袋の裏面に次の袋が重なったとしても、毛先の抵抗を受け重なった袋が剥がされ易いという利点もある。さらに、本発明に係る包装機は、熱可塑性樹脂から成る袋を複数枚重なっている状態から剥がす際、生じた静電気をブラシを介して大地と同電位まで除電できる。これにより、包装できる部品の対象を静電気に弱い特性のＩＣチップなどまで拡大でき多種の部品の包装に使用できるという利点もある。また、本発明に係る包装機は、前記開口した袋に入り込み前記挟持プレートへ向かって移動するガイド板を備えるので、このガイド板と挟持プレートとの間に袋を挟み支持することができる。よって、本発明に係る包装機は、袋内へ部品を投入しても部品投入時の衝撃によるガイド板および挟持プレートからの袋の脱落が起こり難いという利点もある。さらに、本発明に係る包装機は、部品を投入した袋を一対の挟持プレートの平坦な両側面で挟持しつつ封止ユニットへ供給しているので、熱溶着されう箇所になる袋の上部が挟持プレートに挟持された箇所と同じように整った形と成る。よって、本発明に係る包装機は、袋を熱溶着しても当該袋にシワが生じ難いという利点もある。

本発明に係る包装機の全体斜視図である。図１に示す包装機のカバーユニットのみを取り外した状態の各ユニットを説明するための正面図である。図２の斜視図である。本発明に係る収納ユニットの斜視図である。本発明に係る把持ユニットを示す斜視図であり、（ａ）はテーブルユニットに搭載された状態の把持ユニットを示すものであり、（ｂ）は（ａ）に示す一方の把持ユニットを下方から見た待機状態時の一部切欠き拡大斜視図である。本発明に係る投入ユニットおよび把持ユニットにより袋を開口する動作を説明するための説明図であり、（ａ）は把持ユニットにより袋を開口した状態を示すものであり、（ｂ）は（ａ）から動作が進み開口させた袋を上昇した状態を示すものであり、（ｃ）は（ｂ）から動作が進み投入ユニットのガイド板を動作させて袋内へ部品を投入可能な状態を示すものである。

本発明に係る包装機１は、所望部品を袋詰めするものであり、図１ないし図６に示すように複数枚重ねられた袋Ｂをガイドして支持可能な収納ユニット１０と、この収納ユニット１０の最上部に位置する袋Ｂを取り出して次工程へ搬送する取出ユニット２０と、この取出ユニット２０によって搬送された袋Ｂを受け取り当該袋Ｂを開口可能な把持ユニット３０と、この把持ユニット３０を搭載し水平方向へ旋回可能なテーブルユニット４０と、前記把持ユニット３０により開口された袋Ｂの開口箇所に入り込み投入される部品を袋Ｂ内へ案内可能な投入ユニット５０と、前記袋Ｂに投入された部品を当該開口箇所から飛び出さないよう袋Ｂを封止する封止ユニット６０と、これら各ユニットを設置可能な脚ユニット７０と、この脚ユニット７０上に配された前記各ユニットを覆い保護するカバーユニット８０とを具備して成る。

前記袋Ｂは、熱可塑性樹脂の一例であるポリプロピレンを材質としており、薄厚の透明なシート状のものを折り曲げ形成され、その一辺を開口可能にした長方形で構成される。また、この袋Ｂは、所望部品の一例であるねじを複数個その内部に貯留可能な容量に設定されており、開口した箇所に熱が加えられることで溶着されて当該開口箇所が封止されるという特性を有する。

前記脚ユニット７０は、下部に配された複数のレベラ７４と、これらレベラ７４を螺合した枠体７２と、この枠体７２内に配置され前記各ユニット等を接続して当該各ユニットを制御可能な制御装置７３と、前記枠体７２の上部に配置され各ユニットを設置可能な設置プレート７１とから構成される。

前記カバーユニット８０は、前記ねじを投入する部品投入口８１と、制御装置７３の設定条件など各種情報を表示する表示部８２と、図示しない作業者により操作されて制御装置７３へスタート信号を発信可能なスタートレバー８３とを備えて成り、前記設置プレート７１上に配置された各ユニットを覆い保護するよう構成されている。

前記収納ユニット１０は、図４に示すように、水平方向へ延びるよう固定配置され前記袋Ｂを載置可能な袋支持プレート１１と、この袋支持プレート１１に複数個取り付けられ垂直方向へ延びるよう配された曲板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅと、垂直方向に揃えられた毛先を具備するブラシ１３とを備える。

これにより、収納ユニット１０は、複数枚重ねられた袋の四辺をガイドすることができる。また、前記袋は、作業者などにより予め収納ユニット１０内へ供給されており、全ての袋の開口箇所が同じ向きになるよう揃えられ、当該開口箇所が曲げ板１２ｃ側に位置するよう定められている。

前記ブラシ１３は、前記収納ユニット１０に収納されている全ての袋Ｂに当該毛先を接触させるよう配置され、導電性を具備するものであり、これが大地に接続されてアース接地となるよう構成されている。

これにより、当該毛先に触れている袋Ｂは、これに帯電した静電気を大地と同電位まで除電される。また、このブラシ１３は、最上部に位置する袋Ｂが垂直方向へ取り出す際、当該毛先が袋Ｂに接触しているので、万一、取り出す前記袋Ｂの下面に次の袋が重なって２重に取り出されようとしても、次の袋は前記毛先の抵抗を受けて収納ユニット１０内へ滑落しやすい。

前記取出ユニット２０は、エア吸引により前記袋Ｂを吸着可能な吸着部材２１ａ，２１ｂと、これら吸着部材２１ａ，２１ｂを取り付けた取出プレート２２と、この取出プレート２２を前記袋Ｂへ向かい接近離可能な昇降シリンダ２３と、この昇降シリンダ２３を取り付けているシリンダプレート２４を９０度旋回可能な旋回手段２５とを備える。

これにより、前記取出ユニット２０は、前記エア吸引の開始および昇降シリンダ２３を復動させることで、前記収納ユニット１０に収納されている袋Ｂを吸着部材２１ａ，２１ｂで吸着し上方へ取り出すことができる。さらに、この後、前記旋回手段２５が作動するので、前記袋Ｂを先ほどの取り出された水平姿勢から９０度向きを変えた垂直姿勢にすることができ、当該袋Ｂを前記把持ユニット３０まで供給することができる。

前記把持ユニット３０は、図２，図３および図５に示すように前記テーブルユニット４０に搭載されており、前記取出ユニット２０によって供給される袋Ｂを挟持可能に構成される。この把持ユニット３０は、前記袋Ｂの上部に当接して挟み込み可能な一対の挟持プレート３１ａ，３１ｂ（３６ａ，３６ｂ）と、この挟持プレート３１ａ，３１ｂ（３６ａ，３６ｂ）に配置されエア吸引により袋Ｂを吸着可能な吸着パッド３２ａ，３２ｂ，３２ｃ（３７ａ，３７ｂ，３７ｃ）と、前記挟持プレート３１ａ，３１ｂ（３６ａ，３６ｂ）を接近離可能なスライド手段３３（３８）と、このスライド手段３３（３８）を搭載し前記挟持プレート３１ａ，３１ｂ（３６ａ，３６ｂ）を昇降自在な昇降手段３４（３９）とから構成される。

前記挟持プレート３１ａ（３６ａ）は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、前記吸着パッド３２ａ（３７ａ）の先端をその側面から突出させて配置する一方、前記挟持プレート３１ｂ（３６ｂ）は、前記吸着パッド３２ｂ，３２ｃ（３７ｂ，３７ｃ）の先端を当該挟持プレート３１ｂ（３６ｂ）の側面からそれぞれ突出させている。

前記吸着パッド３２ａ，３２ｂ，３２ｃ（３７ａ，３７ｂ，３７ｃ）は、何れも弾性変形可能な特性の樹脂材が採用され同じ形状を成している。

前記スライド手段３３（３８）および昇降手段３４（３９）は、所謂エアチャックおよびエアシリンダであり、別途供給される圧縮エアによってこれに内蔵したロッドを伸長する方向へ動作させたりあるいは逆に復帰させる方向へ動作可能に構成される。

前記テーブルユニット４０は、図２および図３に示すように前記脚ユニット７０上に配され、前記把持ユニット３０を旋回自在にして成る。また、このテーブルユニット４０は、図５（ａ）に示すように水平に延びるよう配置された直動シリンダ４１と、この直動シリンダ４１のロッドに連結され水平方向へ摺動するラックギヤ４２と、このラックギヤ４２に噛み合い回転するギヤユニット（図示せず）と、このギヤユニットに連結され前記把持ユニット３０を固定配置して成る旋回テーブル４３とから構成される。

前記旋回テーブル４３は、これに配した前記スライド手段３３（３８）および前記昇降手段３４（３９）とともに、前記直動シリンダ４１の作動または復帰によって水平方向へ１８０度時計回りまたは反時計回りに旋回可能に構成される。これにより、前記挟持プレート３１ａ，３１ｂは、対向に配された前記挟持プレート３６ａ，３６ｂとの位置を交互に入れ替えることになり、前記取出ユニット２０から供給された袋Ｂを前記投入ユニット５０の下方へ移載することができる。

前記投入ユニット５０は、前記把持ユニット３０に開口された袋Ｂの開口箇所へ入り込み可能なガイド板５１ａ，５１ｂと、これらガイド板５１ａ，５１ｂをそれぞれ個別に取り付けた往復移動手段５２ａ，５２ｂとを備えて成り、前記カバーユニット８０の内側に取り付けられ、常時は図１に示すように前記部品投入口８１を塞いでいる。また、前記ガイド板５１ａ，５１ｂは、図３に示すように、互いに向かい合い垂直方向へ延びるよう配置され、この下方に位置する前記挟持プレート３１ａ，３１ｂ（３６ａ，３６ｂ）の側面と平行に配されている。

前記封止ユニット６０は、前記把持ユニット３０に把持され部品が投入されている袋を挟持して、当該袋の上部を加熱し封止するヒータ部材６１を備えて成る。

このように構成された包装機１は、作業者によりスタートレバー８３を操作されると前記制御装置７３から前記取出ユニット２０へ動作開始指令が送られ、前記吸着部材２１ａ，２１ｂに接続されたエア吸引手段Ａ（図示せず）および前記昇降シリンダ２３が同時に作動する。下降するシリンダプレート２４の吸着部材２１ａ，２１ｂは、収納ユニット１０に収納されている最上部の袋Ｂを吸着すると、前記昇降シリンダ２３の上昇により前記袋Ｂを吸着したまま図３に示すように元の高さ位置まで戻る。

この上昇する前記吸着部材２１ａ，２１ｂにより収納ユニット１０から袋を取り出す時、収納ユニット１０内の袋は、前記ブラシ１３の毛先に触れているので、前記吸着部材２１ａ，２１ｂに吸着された袋Ｂの裏面に重なった次の袋は、毛先の抵抗を受けて前記袋Ｂの裏面から剥がされ易い。

また、このように、熱可塑性樹脂から成る袋は、複数枚重なっている状態から剥がされる時に静電気を生じ易い特性があるが、この剥離時に発生した静電気は、前記ブラシ１３を介して大地と同電位まで除電される。これにより、静電気を帯びると破損し易いＩＣチップなどを包装する部品にすることも可能となる。

次に、制御装置７３が前記旋回手段２５を作動させることで、前記昇降シリンダ２３およびシリンダプレート２４は、図４に示す旋回軸２６を旋回中心にして時計方向へ９０度だけ一体に旋回する。これにより、吸着部材２１ａ，２１ｂに吸着され水平な姿勢であった袋Ｂは、その開口箇所となる部位を上にして垂直な姿勢となり、前記挟持プレート３１ａ，３１ｂの上面から若干突出する高さ位置へ移動する。

前記制御装置７３は、前記吸着パッド３２ａ，３２ｂ，３２ｃに接続されたエア吸引手段Ｂ（図示せず）および前記スライド手段３３を同時に作動する。これにより、袋Ｂの表裏面が前記吸着パッド３２ａ，３２ｂ，３２ｃに吸着され、前記挟持プレート３１ａ，３１ｂの側面に当該袋Ｂが挟持される。

これを受けて制御手段７３は、前記エア吸引手段Ａへエア吸引を停止する信号を送るとともに前記旋回手段２５へ復帰する旨の指令を送り、昇降シリンダ２３を図４に示す位置になるよう復帰させる。

続いて、制御装置７３は、前記挟持プレート３１ａ，３１ｂに挟持された袋Ｂを前記投入ユニット５０の下方へ位置させるため、前記直動シリンダ４１を作動させる。これにより、前記ラックギヤ４２が前方へ移動し、これに噛み合う前記ギヤユニットの回転を受けて前記旋回テーブル４３が水平方向へ１８０度旋回する。

このように、投入ユニット１０の下方に袋Ｂが到着した後の作用について、図６に基づき説明する。なお、図６は、前記挟持プレート３１ａ，３１ｂが１８０度旋回して挟持プレート３６ａ，３６ｂに入れ替わった状態を示すものである。

まず、前記挟持プレート３６ａ，３６ｂに挟持された袋Ｂが投入ユニット１０に到着すると、前記制御装置７３は、スライド手段３８を復動するので、前記挟持プレート３６ａと挟持プレート３６ｂとは離反する方向へ移動する。これにより、前記袋Ｂは、図６（ａ）に示すように前記吸着パッド３７ａ，３７ｂ，３７ｃに吸着された状態で開口し、前記昇降手段３９の作動によって図６（ｂ）に示す位置まで上昇する。

このように、前記投入ユニット５０のガイド板５１ａ，５１ｂが前記袋Ｂの開口箇所に入り込むと、制御装置７３は、前記往復移動手段５２ａ，５２ｂを作動させるので、前記ガイド板５１ａ，５１ｂがそれぞれ離反する方向へ移動する。

これにより、前記ガイド板５１ａ，５１ｂは、図６（ｃ）に示すように前記袋Ｂを前記挟持プレート３６ａ，３６ｂの側面で挟持し、前記挟持プレート３６ａ，３６ｂの側面側に突出させていた前記吸着パッド３７ａ，３７ｂ，３７ｃを弾性変形させる。

このように、前記袋Ｂは、その開口箇所を前記挟持プレート３６ａ，３６ｂおよびガイド板５１ａ，５１ｂにより挟持されるので、作業者により当該袋Ｂ内へ部品が投入されたとしても、部品投入時の衝撃による袋Ｂの脱落は起こり難い。しかも、この時、前記ガイド板５１ａ，５１ｂは、袋Ｂの開口箇所内面を従来に比べて広く開くことができ、かつ投入される部品を当該袋Ｂ内へ確実に案内することができる。

作業者は、袋Ｂ内へ所定量の部品を投入した後、前記スタートレバー８３を操作する。これにより、制御装置７３から往復移動手段５２ａ，５２ｂへ復動する旨の信号がそれぞれ送られるので、前記ガイド板５１ａ，５１ｂは、図６（ｃ）に示す位置から図６（ｂ）に示す元の位置へと復帰して前記袋Ｂとの接触状態を解く。

前記制御装置７３は、前記昇降手段３９へ復動する旨の指令を発するので、部品を投入されている前記袋Ｂは、図６（ａ）に示すように前記吸着パッド３７ａ，３７ｂ，３７ｃに吸着された状態のまま下降する。

また、制御装置７３は、前記スライド手段３８を復動する旨の信号を送るので、前記袋Ｂは、前記吸着パッド３７ａ，３７ｂ，３７ｃに吸着されたまま前記把持プレート３６ａ，３６ｂにより挟持される。

この時、前記制御装置７３は、前記スライド手段３３を作動して他方の挟持プレート３１ａ，３１ｂにより取出ユニット２０から供給された次の袋を把持している場合、部品投入されている袋Ｂの位置を１８０度旋回して入れ替えるために前記直動シリンダ４１を復動させる。これにより、前記袋Ｂは、前記封止ユニット６０の下方へ位置する。

この後、制御装置７３は、前記昇降手段３４へ作動する旨の信号を発し、部品を投入されている袋Ｂを前記挟持プレート３６ａ，３６ｂで挟持した状態のまま封止ユニット６０へ向かって上昇させる。

この時、前記袋Ｂは、前記挟持プレート３６ａ，３６ｂの両側面に挟まれているので、当該挟持プレート３６ａ，３６ｂから突出している袋Ｂの上端部も図２に図示するように挟持されている箇所と同様にシワが少なく整った形に成り易い。よって、この後、前記ヒータ部材６１により袋Ｂの上端部を挟み熱溶着しても整った形で袋Ｂの開口箇所を封止できる。

このように袋Ｂの熱溶着が終了すると、制御装置７３は、前記昇降手段３４を復動させて前記袋Ｂを前記挟持プレート３６ａ，３６ｂで挟持した状態のまま下降させ、前記スライド手段３８を作動して、当該袋Ｂを下方のシュートへ排出する。

１ … 包装機
１０ … 収納ユニット
２０ … 取出ユニット
３０ … 把持ユニット
３１ａ，３１ｂ，３６ａ，３６ｂ … 挟持プレート
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ … 吸着パッド
３３，３８ … スライド手段
４０ … テーブルユニット
５０ … 投入ユニット

Claims

袋を多数貯留する収納ユニットと、この収納ユニットから１枚ずつ袋を取り出す取出ユニットと、この取出ユニットに取り出された袋を把持する把持ユニットと、この把持ユニットを旋回可能なテーブルユニットと、投入される部品を前記袋へ案内する投入ユニットとを具備する包装機において、
前記把持ユニットは、前記袋の上部を挟持する一対の挟持プレートと、この挟持プレートの側面に配され袋を吸着する吸着パッドと、前記挟持プレートをそれぞれ当接させる方向または離反する方向へ移動させるスライド手段とを備え、前記袋を開口して成る包装機であって、
前記把持ユニットは、前記袋を開口した挟持プレートを昇降自在な昇降手段を備えて成り、
前記投入ユニットは、前記把持ユニットにより開口され前記昇降手段の作動を受けて上方へ移動する袋の開口箇所へ入り込み、当該袋を開口する方向へ移動する一対のガイド板を備え、
前記ガイド板および前記挟持プレートは、前記袋を開口状態にして挟持して成ることを特徴とする包装機。
前記袋の上部を熱溶着して封止する封止ユニットを備え、
前記把持ユニットは、前記部品を投入した袋を前記挟持プレートの平坦な側面により挟持しつつ前記封止ユニットへ搬送して成ることを特徴とする請求項１に記載の包装機。