JP5467410B2 - 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。

また、特許文献２には、包装袋の袋口部分を吸着バーと第１クランプとで挟持してスイングアームの回転により当該包装袋を上域エンドまで移送する第１運搬機器と、上域エンドにてフレームに備えた第２クランプにより挟持した包装袋を縦軸の回転により水平面で移動させて包装機のグリップ対まで移送する第２運搬機器とにより構成された包装袋の供給装置が開示されている。

ところで、上記従来の包装袋給袋装置では、前記挟着片又は第２クランプを水平面で所定角度だけ回転させる支点位置（支柱又は縦軸の位置）を包装機の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を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 実用新案登録第３１２３７０９号公報

本発明の目的は、挟着片を水平面で回転させる支点を袋高さ調整装置の縦軸と独立させて離れた位置に設けることにより袋高さ調整装置の配置に自由度が得られ、隣接装置の設置スペースを広く確保することができ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、
前記袋把持部については、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ブラケットを固定し、そのブラケットに設けた移送支点軸にホルダーを水平面で回転可能に設けると共に当該ホルダーに備えた一対の挟着片を第１駆動手段により伝動機構を介して開閉自在に設け、その第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られた中空状の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、
前記袋移送部については、前記袋把持部のホルダーを第２駆動手段により中継位置（ｙ）と袋移送先（ｚ）との間を移動自在に設け、
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、前記ホルダーの回転移動により前記挟着片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２駆動手段が、前記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に設けられたアーム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回転移動自在に設けたことを特徴とするものである。

第２駆動手段の主軸及び第１駆動手段の副軸を支持する第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。

（請求項１の発明）
この包装機の包装袋供給装置は、包装袋を挟持する挟着片を水平面で回転させる支点を袋高さ調整装置の縦軸と独立させて離れた位置に設けることによって袋高さ調整装置の配置に自由度が得られるため、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。

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 グリップ対に対する袋移送部及び袋把持部の配置を示す平面図 袋把持部及び袋移送部の機構を示す説明図 第１駆動手段及び第２駆動手段の駆動部分の説明図 袋高さ調整装置の説明図

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、機台１に立設されたポスト（図示せず）に回転自由に支持された間欠回転軸２に、１６個のグリップ対ｇが放射方向に等角度間隔に配置された回転テーブル３を取付け、その回転テーブル３を１６箇所の工程毎に間欠移動自在に設けている。

因みに、この包装機では、被包装物として「小麦粉」を対象とし、グリップ対ｇにより吊り下げ状に支持されるスタンド袋ａに、粗充填（約５８０グラム）と補正充填（約２０グラム）を施して正規の容量（６００グラム）とする包装充填を行う。

上記包装機Ｐは、包装袋供給装置Ｓによりスタンド袋ａを各グリップ対ｇに一枚ずつ供給する給袋工程（１）、製造日等を印字機により印字する印字工程（２）、スタンド袋の袋口を大きく開く開口工程（５）、オーガー装置７６により小麦粉の粗充填を施す粗充填工程（６）、スタンド袋の底部を振動させて内部の小麦粉の嵩を小さくする底振動工程（７）〜（９）、粗充填された小麦粉の内容量を計量手段７７により計測する計量工程（１０）、オーガー装置７８により補正充填を施す補正充填工程（１１）、袋口のヒートシールを施すトップシール工程（１４）、ヒートシール部分の冷却を施す冷却シール工程（１５）、製品を機外に放出する系外排出工程（１６）等の工程を備えている。

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１３に受け渡し、その回転アーム１３に備えた吸盤１４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５１と、挟着片３０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６５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１１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レバー（図示せず）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１４を取り付けた左右一対の回転アーム１３は、フレーム１１に水平方向に支持された回転軸１２に包装袋の大きさに合わせて互いの間隔を調節可能に設けられている。回転アーム１３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１２を回転制御す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。１５は回転アーム１３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１３に受け渡し、ついで、回転アーム１３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３０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、図６に示すように、機台１に立設した第１スタンド２１に支持された縦軸２２の上端部にブラケット２３を固定し、そのブラケット２３に該縦軸２２と独立して離れた位置に平行に設けた移送支点軸２４にホルダー２５のボス２５ａを挿入して当該ホルダー２５を水平面で回転可能に設けている。図４に示すように、ホルダー２５には、一対のギア２７ｂ，２８ｂを噛合させた２つの回転軸２７ａ，２８ａを水平方向に平行に設け、それら回転軸２７ａ，２８ａの一端部に包装袋を挟持する一対の挟着片３０を設けている。そして、一方の回転軸２７ａの他端部と、ホルダー２５に回転自由に設けられた縦向きの伝動軸３１の下端部には、マイタギア３２，３２が噛み合うように夫々取り付けられている。
なお、これらのギア２７ｂ，２８ｂ、マイタギア３２，３２と回転軸２７ａ，２７ｂ、伝動軸３１とからなる一連の構成は、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３６内には、後記第２駆動手段５２の要素である中空に形成された主軸３７を回転可能に設け、その主軸３７内に第１駆動手段３５の要素である副軸３８を同心状に遊嵌して当該副軸３８を回転可能に設ける。そして、副軸３８の上端部に駆動レバー３９を固定し、その駆動レバー３９の自由端と前記伝動軸３１の上端に固定した従動レバー４０の自由端とをロッド４１により連結している。４２は副軸３８の下端部に固定された他の駆動レバーである。

図５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４５が設けられている。この駆動機構４５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４６に円形カム４７を固定し、そのカム４７の周面にほぼＬ字形のレバー４８の一方のレバー部４８ａを接触させるように設けている。また、他方のレバー部４８bの先端部と前記駆動レバー４２とは、ロッド４９により連結されている。

しかして、カム４７によりレバー４８が上下方向に揺動して副軸３８を時計方向及び反時計方向に回転させ、その回転運動を伝動軸３１に伝えてマイタギア３２，３２、ギア２７ｂ，２８ｂを介して回転軸２７ａ，２８ａを回転させることにより、一対の挟着片３０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５１については、図４に示すように、前第２駆動手段５２の主軸３７の上端部に駆動レバー５３を固定し、その駆動レバー５３の自由端と前記ホルダー２５に一体に設けられたアーム２５ｂとをロッド５４により連結している。５５は主軸３７の下端部に固定された他の駆動レバーである。

第２駆動手段５２には、前述した第１駆動手段３５のカムとレバーによる駆動機構４５と同様の駆動機構５６を備えている。
即ち、その駆動機構５６は、前記主駆動軸（図示せず）に連動する水平方向に配置された回転軸５７に円形カム５８を固定し、そのカム５８の周面に直線形のレバー５９の一方のレバー部５９ａを接触させるように設けている。他方のレバー部５９bの先端部と前記駆動レバー５５とは、ロッド６０により連結されている。

しかして、駆動機構５６により主軸３７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５３、ロッド５４に伝えることにより袋把持部２０のホルダー２５が移送支点軸２４を回転中心として中継位置（ｙ）と袋移送先（ｚ）との間を移動自在とされる袋移送部５１が構成される。

（袋高さ調整装置）
袋高さ調整装置６５は、回転アーム１３を取り付けた回転軸１２に入力軸を連結したロータリーエンコーダ６６と、回転アーム１３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６７ａと受光器６７ｂとからなるセンサー６７と、回転アーム１３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６７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６６が発生するパルス数を基準パルスとし、センサー６７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６６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２２を昇降制御する駆動ユニット７０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６６については、回転アーム１３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６７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１３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７０については、サーボモータ７１の出力軸７１ａを縦軸２２の下端部に連結するように設けられている。

しかして、回転アーム１３により持ち上げた包装袋ａの袋口端の通過をセンサー６７によって検出したときにロータリーエンコーダ６６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２５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７０が作動することにより、縦軸２２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６５が構成される。

なお、図６において、斜線で囲まれた箇所は、ホルダー２５の回転中心となる移送支点軸２４を第１スタンド２１に支持された縦軸２２から離れた位置に設ける構成を採用したことにより、確保することができるスペースである。これにより、次工程の印字工程（２）に設置される印字機７５の配置の自由度が大きくなる。

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は、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１３に受け渡される。
（２）ついで、回転アーム１３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３０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１３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６７によって通過を検出され、ロータリーエンコーダ６６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３０により包装袋ａが吊り下げ状に支持される。
（５）袋移送部５１において、カムとレバーによる駆動機構５６により主軸３７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５３、ロッド５４に伝えられることにより袋把持部２０のホルダー２５は移送支点軸２４を中心として中継位置（ｙ）から袋移送先（ｚ）に回転移動し、その回転移動の間にホルダー２１の向きを変えて挟着片３０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３）。
（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６５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７０が作動することにより、縦軸２２が上昇又は下降して包装袋ａの高さ位置は正常位置に調整される。
（７）包装袋ａは、袋高さ調整装置６５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
１３・・・回転アーム
２０・・・袋把持部
２２・・・縦軸
２３・・・ブラケット
２４・・・移送支点軸
２５・・・ホルダー
３０・・・挟着片
３５・・・第１駆動手段
３７・・・主軸
３８・・・副軸
５１・・・袋移送部
５２・・・第２駆動手段
６５・・・袋高さ調整装置
６６・・・ロータリーエンコーダ
６７・・・センサー
７０・・・駆動ユニット
７１・・・サーボモータ

Claims (2)

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、
   前記袋把持部については、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ブラケットを固定し、そのブラケットに設けた移送支点軸にホルダーを水平面で回転可能に設けると共に当該ホルダーに備えた一対の挟着片を第１駆動手段により伝動機構を介して開閉自在に設け、その第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られた中空状の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、
   前記袋移送部については、前記袋把持部のホルダーを第２駆動手段により中継位置（ｙ）と袋移送先（ｚ）との間を移動自在に設け、
   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、前記ホルダーの回転移動により前記挟着片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２駆動手段が、前記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に設けられたアーム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回転移動自在に設けた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。

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