JP5284175B2 - 給袋機 - Google Patents

Description

この発明は、給袋機に係り、特に、包装用の袋を一枚ずつ包装機へ受け渡す給袋機に関する。

従来から、包装用の袋を包装機へ供給する手段として、例えば特許文献１に開示されたような給袋機が用いられている。
この給袋機は、投入位置から受け渡し位置まで水平方向に延びる搬送路を有すると共に、この搬送路に沿って投入位置から受け渡し位置の手前の払い出し位置まで搬送路の下部に延在する下部送り装置と、払い出し位置における搬送路の上部に配置された上部送り装置とを備えている。下部送り装置と上部送り装置は、それぞれ周回状に移動するベルトを有し、このベルトを袋の下面または上面に当接させて摩擦力により袋の搬送を行う。投入位置に投入された複数の袋は、互いに重なった状態で下部送り装置により払い出し位置まで搬送され、ここで最上層の袋および引き続く数枚の袋が上部送り装置によりさらに受け渡し位置へと払い出される。

受け渡し位置にはセンサが配置されており、袋が受け渡し位置に払い出されたことがセンサにより検知されると、受け渡し装置によって袋が保持されて包装機へ受け渡され、包装機において、袋表面への印字、袋内部への被包装物の充填、袋内部のガス置換、袋開口部のシール等の各工程が連続して施される。

特開２００３−２３０７号公報

特許文献１に開示された給袋機では、払い出し位置まで搬送された複数の袋のうち最上層の袋の上面に上部送り装置のベルトが当接し、このベルトを移動させることによって袋が受け渡し位置へ払い出されるが、このとき、最上層の袋とその下に位置する第２層目以降の袋との摩擦に起因して、第２層目以降の袋も最上層の袋と共に受け渡し位置へ払い出されるおそれがある。このようにして、同時に複数の袋が払い出されると、たとえ最上層の袋が正規の受け渡し位置から後方にずれていても、その下に位置する他の袋をセンサが検知することで、受け渡し位置への払い出しが完了したと見なされ、位置のずれた最上層の袋が包装機へ受け渡されて不具合を生じることがあった。

この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、袋を一枚ずつ確実に受け渡し位置へ供給することができる給袋機を提供することを目的とする。

この発明に係る給袋機は、待機位置に載置された袋を一枚ずつ前進させて受け渡し位置へ供給する給袋機において、少なくとも待機位置の後方から受け渡し位置まで延びる床面を有する搬送路と、待機位置の後方から搬送路に沿って袋を前進させて待機位置へ袋を補給する袋補給装置と、先端部が搬送路の床面上に突出して袋の前端部に当接することにより袋補給装置で補給された袋を待機位置に留める袋位置規制状態と先端部が搬送路の床面の下方に退避して待機位置からの袋の前進を許容する袋位置解放状態との間で移動自在に配設された待機位置用ストッパと、待機位置用ストッパの近傍で且つ搬送路の床面の下方に配置された反射型光センサと、待機位置に載置された袋の後半部を吸着保持して持ち上げ、この袋の前半部が搬送路の床面に接した状態で袋を受け渡し位置まで前進させた後、袋の吸着保持を解除して袋を受け渡し位置に供給する袋搬送装置とを備え、待機位置用ストッパは、袋位置規制状態のときに先端部に当接する袋の前端部の上方に位置し且つ下方を向いた光反射部を有し、袋位置規制状態にある待機位置用ストッパの光反射部に向けて反射型光センサから光ビームを発することにより待機位置における袋の有無を検知するものである。

この発明によれば、袋搬送装置が待機位置に載置された袋の後半部を吸着保持して持ち上げ、この袋の前半部が搬送路の床面に接した状態で袋を受け渡し位置まで前進させるので、袋を一枚ずつ確実に受け渡し位置へ供給することが可能となる。

この発明の実施の形態に係る給袋機を示す側面図である。 実施の形態における待機位置用ストッパの取り付け状態を示す部分正面断面図である。 実施の形態に用いられた待機位置用ストッパと反射型光センサの関係を示す部分側面断面図である。 待機位置に載置された袋の後半部を持ち上げた状態を示す側面図である。 袋の後半部を持ち上げたまま受け渡し位置まで前進させた状態を示す側面図である。 後続の袋が待機位置に載置された状態を示す側面図である。 先行する袋を受け渡し位置に供給した状態を示す側面図である。

以下、図面に示す好適な実施の形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
図１に、この発明の実施の形態に係る給袋機の構成を示す。給袋機は、架台１により水平に支持された直線状の樋部材２を備えている。樋部材２は、この発明の搬送路を形成するもので、供給しようとする袋の幅に対応した幅の平面状の床面３と、床面３の両側縁にそれぞれ立設された一対の側壁４を有している。

樋部材２の上方には、樋部材２と平行に延びる支持部材５が支柱６によって支持されると共に、同様に樋部材２と平行に延びる案内部材７が支持部材５の上に固定されている。案内部材７には、この案内部材７に沿って移動自在に枠体８が取り付けられており、枠体８の下部に吸盤用シリンダ９が固定されている。吸盤用シリンダ９は、鉛直方向に移動するプランジャ１０を有しており、このプランジャ１０の先端に吸盤取付板１１を介して複数の袋保持用吸盤１２が取り付けられている。また、支持部材５には、枠体８を案内部材７に沿って移動するための枠体用電動アクチュエータ１３が固定されており、案内部材７、枠体８、吸盤用シリンダ９、吸盤取付板１１および枠体用電動アクチュエータ１３により、袋保持用吸盤１２を搬送路に対して上下動させると共に搬送路に沿って前後進させるための吸盤移動装置が構成されている。さらに、各袋保持用吸盤１２には、電磁バルブ１４を介して真空装置１５が接続されている。なお、精度、速度に応じて、電動アクチュエータ１３の代わりにエアシリンダ等を使用することもできる。

搬送路を形成する樋部材２の先端には、床面３の上に受け渡し位置用ストッパ１６が固定されると共に、床面３の下方に反射型光センサ１７が配置されている。受け渡し位置用ストッパ１６に下方を向いた光反射部が形成されており、反射型光センサ１７は、床面３に形成された開口部を介して光反射部に向けて光ビームを発するように構成されている。床面３上を搬送されてきた袋Ｐ１の前端部が受け渡し位置用ストッパ１６に当接することにより、これ以上の袋Ｐ１の前進が禁止される。このとき、反射型光センサ１７から発せられた光ビームは、受け渡し位置用ストッパ１６に当接する袋Ｐ１の前端部により遮断され、受け渡し位置用ストッパ１６の光反射部にまで到達しない。このため、光反射部からの反射光を反射型光センサ１７で捉えることにより、受け渡し位置用ストッパ１６に当接する袋Ｐ１の有無を検知することができる。このように、袋Ｐ１の前端部が受け渡し位置用ストッパ１６に当接する位置を「受け渡し位置」と呼ぶことにする。

また、受け渡し位置用ストッパ１６の近傍には、床面３の下方に吸盤用シリンダ１８が配置され、吸盤用シリンダ１８のプランジャの先端に袋固定用吸盤１９が取り付けられている。この袋固定用吸盤１９には、電磁バルブ２０を介して真空装置１５が接続されている。

樋部材２の先端から所定距離だけ手前の床面３には開口部が形成され、この開口部の直下にロータリーアクチュエータ２１により回動自在に取り付けられた待機位置用ストッパ２２が配置されている。この待機位置用ストッパ２２の近傍には、待機位置用ストッパ２２に当接する袋の有無を検知するための反射型光センサ２３が配置されている。

さらに、樋部材２の基端側の床面３の下には、搬送路上に互いに重なった状態で載置された袋を樋部材２の先端側へと搬送する下部送り装置２４が樋部材２の長さ方向に沿って延在している。下部送り装置２４に対応して樋部材２の床面３に樋部材２の長さ方向に延びる開口部が形成されており、下部送り装置２４に具備された周回状に移動するベルト２５が床面３の開口部を介して袋の下面に当接することで、摩擦力により袋の搬送が行われる。
また、支持部材５に吊り下げ部材２６を介して吊設された上部送り装置２７が下部送り装置２４の直上に配置されている。上部送り装置２７は、下部送り装置２４のベルト２５よりもわずかに高速で周回状に移動するベルト２８を有し、下部送り装置２４により互いに重なった状態で搬送されてきた袋のうち、最上層の袋の上面にベルト２８が当接して、この最上層の袋および引き続く数枚の袋を樋部材２の先端側へと払い出す。
これら下部送り装置２４および上部送り装置２７によりこの発明の袋補給装置が形成されている。

さらに、給袋機は、給袋機全体の動作を司る制御装置２９を備えている。制御装置２９には、吸盤用シリンダ９および１８、枠体用シリンダ１３、電磁バルブ１４および２０、反射型光センサ１７および２３、ロータリーアクチュエータ２１、下部送り装置２４および上部送り装置２７がそれぞれ接続されている。

待機位置用ストッパ２２の取り付け状態を図２に示す。樋部材２の双方の側壁４にそれぞれ側壁４と平行にストッパ取付板３１が固定され、これらのストッパ取付板３１の互いに対向する内側の面にそれぞれ待機位置用ストッパ２２が取り付けられている。これらの待機位置用ストッパ２２は、それぞれ対応するストッパ取付板３１の外側の面に固定されたロータリーアクチュエータ２１によって側壁４と平行な面内で互いに同期して回動するように構成されている。樋部材２の床面３には、双方の待機位置用ストッパ２２に対応する箇所にそれぞれ開口部３２が形成され、各待機位置用ストッパ２２は、その回動位置に応じて、対応する開口部３２を通って一部が床面３の上に突出する、あるいは、待機位置用ストッパ２２の全体が床面３の下に位置する。各待機位置用ストッパ２２が取り付けられたストッパ取付板３１の内側の面に反射型光センサ２３が固定されている。

図３に示されるように、待機位置用ストッパ２２は、回動軸３３から径方向に延びる腕部３４と、腕部３４の先端から周方向に屈曲して形成された爪部３５とを有している。さらに、爪部３５は、待機位置用ストッパ２２の回動方向に沿ってなだらかに湾曲する外周面３６と、平面状の内周面３７とを有し、この爪部３５の内周面３７に光反射部３８が形成されている。

待機位置用ストッパ２２は、図３に実線で示されるように、腕部３４の先端と爪部３５とが樋部材２の床面３に形成された開口部３２を介して床面３の上に突出した袋位置規制状態Ａと、破線で示されるように、爪部３５等を含む全体が床面３の下に退避した袋位置解放状態Ｂとの間で回動される。反射型光センサ２３は、袋位置規制状態Ａにある待機位置用ストッパ２２の光反射部３８に向けて光ビームＬを発するような位置および向きに固定されている。また、待機位置用ストッパ２２が袋位置規制状態Ａにあるときには、床面３上を搬送されてきた袋Ｐ１の前端部が待機位置用ストッパ２２の腕部３４の先端に当接することにより、さらなる袋Ｐ１の前進が禁止される。このとき、反射型光センサ２３から発せられた光ビームＬは、待機位置用ストッパ２２の腕部３４の先端に当接する袋Ｐ１の前端部により遮断され、光反射部３８にまで到達しない。このように、袋Ｐ１の前端部が待機位置用ストッパ２２に当接する位置を「待機位置」と呼ぶことにする。

さらに、待機位置用ストッパ２２が袋位置解放状態Ｂにあるときには、反射型光センサ２３から発せられた光ビームＬが光反射部３８に到達することはない。このため、光反射部３８からの反射光を反射型光センサ２３で捉えることにより、待機位置用ストッパ２２が袋位置規制状態Ａにあるときの待機位置に位置する袋Ｐ１の有無を検知することができる。

次に、この実施の形態に係る給袋機の動作について説明する。
まず、制御装置２９は、吸盤用シリンダ９を駆動して袋保持用吸盤１２を樋部材２の床面３の上方に位置させると共にロータリーアクチュエータ２１を駆動して待機位置用ストッパ２２を袋位置規制状態Ａとし、さらに下部送り装置２４を駆動する。この状態で、搬送路の基端側、すなわち図１における樋部材２の左端に複数の袋が互いに重なった状態で投入されると、これらの袋は、互いに重なったまま下部送り装置２４のベルト２５と上部送り装置２７のベルト２８に当接する。ここで、下部送り装置２４と上部送り装置２７を駆動させると、ベルト２５とベルト２８により最上層の袋Ｐ１および引き続く数枚の袋が前方へ払い出される。

このようにして払い出された袋Ｐ１および引き続く数枚の袋は、待機位置に至り、樋部材２の床面３上に突出している待機位置用ストッパ２２の腕部３４の先端に袋Ｐ１および引き続く数枚の袋の内、最も前端が前方に位置する袋の前端部が当接したところで停止する。反射型光センサ２３からの検出信号により、袋Ｐ１および引き続く数枚の袋の内、最も前端が前方に位置する袋が待機位置に存在することが検知されると、制御装置２９は、図１に示されるように、吸盤用シリンダ９を駆動することにより袋保持用吸盤１２を下降させて待機位置に位置する袋Ｐ１の上面に当接させると共に電磁バルブ１４を開いて袋保持用吸盤１２により袋Ｐ１の後半部の上面を吸引保持させる。
ここで、最上層の袋Ｐ１の前端部が、待機位置に存在する複数枚の袋の中で最も前方に位置せずに、待機位置用ストッパ２２より手前にずれていた場合でも、その位置のずれは、待機位置用ストッパ２２と上部送り装置２７の位置関係で決定される値より大きくなることは無く、袋保持用吸盤１２が下降した場合には、必ず最上層の袋Ｐ１が吸引保持される。

次に、図４に示されるように、制御装置２９は、吸盤用シリンダ９を駆動して袋Ｐ１の後半部の上面を吸引保持している袋保持用吸盤１２を上方へ持ち上げる。さらに、図５に示されるように、ロータリーアクチュエータ２１を駆動して待機位置用ストッパ２２を袋位置解放状態Ｂとした後、枠体用電動アクチュエータ１３を駆動して枠体８を案内部材７に沿って移動させることにより、袋保持用吸盤１２で吸引保持された袋Ｐ１の前半部が樋部材２の床面３に接した状態で袋Ｐ１を前進させる。反射型光センサ１７からの検出信号により袋Ｐ１の前端部が受け渡し位置用ストッパ１６に当接したことが検知されると、制御装置２９は、枠体用電動アクチュエータ１３の駆動を停止する。さらに、制御装置２９は、吸盤用シリンダ１８を駆動することにより袋固定用吸盤１９を上昇させて袋Ｐ１の下面に当接させると共に電磁バルブ２０を開いて袋固定用吸盤１９により袋Ｐ１の前端部の下面を吸引保持させる。

このように、電動アクチュエータ１３による袋Ｐ１の前進は、反射型光センサ１７による袋Ｐ１の検知をもって停止されるため、袋Ｐ１は、待機位置において、引き続く数枚の袋に対し最も前方に位置していなくてもさしつかえない。
次に、制御装置２９は、電磁バルブ１４を閉じて袋保持用吸盤１２による袋Ｐ１の後半部の吸引保持を解除し、さらに、枠体用電動アクチュエータ１３を駆動して枠体８を案内部材７に沿って移動させることにより、袋保持用吸盤１２を待機位置に位置する袋Ｐ２の後半部の上方にまで後退させる。また、制御装置２９は、袋保持用吸盤１２による袋Ｐ１の後半部の吸引保持を解除した後、電磁バルブ２０を閉じて袋固定用吸盤１９による吸引を停止し、吸盤用シリンダ１８を駆動して袋固定用吸盤１９を下降させる。

一方、反射型光センサ１７からの検出信号により袋Ｐ１の前端部が受け渡し位置用ストッパ１６に当接したことが検知されると、図６に示されるように、制御装置２９は、ロータリーアクチュエータ２１を駆動して待機位置用ストッパ２２を袋位置規制状態Ａとした後、再度、下部送り装置２４と上部送り装置２７を駆動させることにより、次の袋Ｐ２及び引き続く数枚の袋を前方へと払い出す。ここで、先行する袋Ｐ１が、受け渡し位置で後段の受け取り装置（図示せず）に受け渡されておらず、図７に示されるように、袋Ｐ１の一部が待機位置用ストッパ２２の上方に位置していても、待機位置用ストッパ２２は床面の下方より上昇し、爪部３５の内周面３７に光反射部３８を有するため、問題は無い。

次に、反射型光センサ２３からの検出信号により袋Ｐ２又は引き続く数枚の袋のいずれかが待機位置に存在することが検知され、かつ袋Ｐ１が受け取り装置に受け渡されると、同様にして、制御装置２９は、吸盤用シリンダ９を駆動することにより袋保持用吸盤１２を下降させて待機位置に位置する袋Ｐ２の上面に当接させると共に電磁バルブ１４を開いて袋保持用吸盤１２により袋Ｐ２の後半部の上面を吸引保持させ、袋Ｐ２の受け渡し位置への供給を開始する。

このようにして、複数の袋を一枚ずつ確実に受け渡し位置へ供給し、順次、包装機へ受け渡すことができる。
このため、包装機において、不具合を生じることなく、すなわち、歩留まりよく、袋表面への印字、袋内部への被包装物の充填、袋内部のガス置換、袋開口部のシール等の各工程を連続して施すことが可能となる。

１ 架台、２ 樋部材、３ 床面、４ 側壁、５ 支持部材、６ 支柱、７ 案内部材、８ 枠体、９，１８ 吸盤用シリンダ、１０ プランジャ、１１ 吸盤取付板、１２ 袋保持用吸盤、１３ 枠体用シリンダ、１４，２０ 電磁バルブ、１５ 真空装置、１６ 受け渡し位置用ストッパ、１７，２３ 反射型光センサ、１９ 袋固定用吸盤、２１ ロータリーアクチュエータ、２２ 待機位置用ストッパ、２４ 下部送り装置、２５，２８ ベルト、２６ 吊り下げ部材、２７ 上部送り装置、２９ 制御装置、３１ ストッパ取付板、３２ 開口部、３３ 回動軸、３４ 腕部、３５ 爪部、３６ 外周面、３７ 内周面、３８ 光反射部、Ｐ１，Ｐ２ 袋、Ａ 袋位置規制状態、Ｂ 袋位置解放状態、Ｌ 光ビーム。

Claims (1)

1. 待機位置に載置された袋を一枚ずつ前進させて受け渡し位置へ供給する給袋機において、
   少なくとも前記待機位置の後方から前記受け渡し位置まで延びる床面を有する搬送路と、
   前記待機位置の後方から前記搬送路に沿って袋を前進させて前記待機位置へ袋を補給する袋補給装置と、
   先端部が前記搬送路の床面上に突出して袋の前端部に当接することにより前記袋補給装置で補給された袋を前記待機位置に留める袋位置規制状態と前記先端部が前記搬送路の床面の下方に退避して前記待機位置からの袋の前進を許容する袋位置解放状態との間で移動自在に配設された待機位置用ストッパと、
   前記待機位置用ストッパの近傍で且つ前記搬送路の床面の下方に配置された反射型光センサと、
   前記待機位置に載置された袋の後半部を吸着保持して持ち上げ、この袋の前半部が前記搬送路の床面に接した状態で袋を前記受け渡し位置まで前進させた後、袋の吸着保持を解除して袋を前記受け渡し位置に供給する袋搬送装置と
   を備え、
   前記待機位置用ストッパは、前記袋位置規制状態のときに前記先端部に当接する袋の前端部の上方に位置し且つ下方を向いた光反射部を有し、
   前記袋位置規制状態にある前記待機位置用ストッパの前記光反射部に向けて前記反射型光センサから光ビームを発することにより前記待機位置における袋の有無を検知することを特徴とする給袋機。

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