JP5899065B2

JP5899065B2 - 袋詰め包装機における袋口開口形状整形装置

Info

Publication number: JP5899065B2
Application number: JP2012142696A
Authority: JP
Inventors: 義行兼子
Original assignee: 東洋自動機株式会社
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2032-06-26
Also published as: JP2014005048A

Description

本願発明は、一対のグリッパーで袋の両側縁部を挟持して保持し、所定の軌道に沿って袋を移送しながら順次所定の包装処理を施す袋詰め包装機に使用する袋口開口形状整形装置に関する。

一般的な袋詰め包装機（以下、単に「包装機」という。）には、袋の両側縁部を挟持して保持する左右一対のグリッパーが使用され、そのグリッパーは、例えば実公平５−２８１６９号、特許第２９１７０７４号、特開平８−１５６９１８号各公報に開示されているように、互いに接離自在に構成され、被包装物充填前において互いに接近して袋口を開口できるように、また、被包装物充填後には、袋口のシールに先立って互いに離反して袋口を緊張して閉じることができるように構成されている。また、上記各公報に開示されたグリッパーの接離機構は、それぞれ細かい点では異なるものの、基本的な構成、すなわち、左右一対のグリッパーをそれぞれ回動可能に軸支持し、バネで互いに接近する方向に付勢し、カムの作用によって接離させる（バネの作用でカムローラーがカム面に圧接される。）点で一致している

ところで近年は、被包装物の見栄えや、包装資材のコスト低減の観点から、タイトな包装（袋サイズが被包装物の大きさに比して余裕が余り無く、袋内へ窮屈な状態で被包装物が充填される。）が増えてきている。このような場合、被包装物の充填時における袋口の開口サイズと充填される被包装物の横断面寸法との間に殆ど余裕が無いため、袋口の開口形状を常に所定の形状に精度よく形成し、被包装物が袋口に引っ掛かり、充填不良が生じることのないようにする必要がある。

また、袋口の開口形状を常に所定の形状に形成するには、複数組設けられるグリッパー全てについてその接近位置における間隔が常に一定に維持されることがきわめて重要である。しかしながら包装機の使用に伴い、カム面上を転動するカムローラーや、グリッパーを回動可能に支持する軸受け部は磨耗するために、グリッパーの接近位置が許容範囲を超えて変化し、充填不良が発生することは避けられない。

また、前記のような磨耗は、全てのグリッパーについて同じ程度に生じるとは限らないために、何時の時点で、どのグリッパーの接近位置が許容範囲を超えて変化するか予測ができない。従って、前記のような充填不良が生じた場合には、オペレーター又はサービスマンが該当するグリッパーについてその接近位置をチェックし、必要に応じて部品交換や、調整等を行って対応しているが、その作業はきわめて煩雑であり、熟練を要するほか、生産性を著しく低下させるという問題があった。

実公平５−２８１６９号公報特許第２９１７０７４号公報特開平８−１５６９１８号各公報

本願発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、部品の磨耗等により接近位置におけるグリッパーの間隔に変化が生じた場合でも、袋口の開口形状を常に所定の形状に形成でき、従来に比して容易且つ迅速に、また、一度に全てのグリッパーの接近位置を所定の間隔に修復できる袋口開口形状整形装置を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するために本願発明は以下の構成を備えた袋口開口形状整形装置を提供する。すなわち、本発明は、所定の軌道に沿って袋を移送しながら所定の包装処理を順次行う袋詰め包装機における袋口開口形状整形装置である。そしてその構成は、所定の軌道に沿って移動する移動部材と、その移動部材に等間隔に複数組取付けられ、袋の両側縁部を解放可能に把持する挟持部材と、該挟持部材を一端側に備えるアーム部をそれぞれ有する左右一対のグリッパーを設ける。そのグリッパーの少なくとも一方のアーム部は、他端側において移動部材に支持され、その挟持部材が他方の挟持部材に対して接離するように構成されている。そしてこの袋口開口形状整形装置はさらに、グリッパーの少なくとも前記一方に作用して、この一対のグリッパーの挟持部材が互いに近づく方向へ付勢する付勢部材と、この付勢部材に抗して、少なくとも前記一方のグリッパーに作用し、該グリッパーを、前記挟持部材どうしが相対的に離反した所定の離反位置と、相対的に接近した所定の接近位置との間で接離させる接離機構と、前記接近位置に位置するグリッパーの少なくとも前記一方のグリッパーのアーム部に作用して、該グリッパーを前記接近位置と前記離反位置との間に設定した中間位置まで移動させる矯正部材とを備えている。
前記左右一対のグリッパーは両方共にそのアーム部が他端側において前記移動部材に対して回動可能に軸支持され、前記付勢部材は前記左右一対のグリッパーの両方に対して作用し、前記接離機構は前記左右のグリッパーの両方に対して作用し、前記左右一対のグリッパ―のそれぞれを同時に前記離反位置及び接近位置の間で接離させるように構成することができる。
前記矯正部材は、駆動源に連結されて袋の長さ方向及び袋の幅方向に移動するアーム部と、該アーム部の一端側に回転自在に取付けられ、前記グリッパーのアーム部に当接するローラーとを備える構成とすることができる。
前記矯正部材は前記左右一対のグリッパーの各アーム部に作用する一対の矯正部材で構成することができる。
前記一対の矯正部材は、駆動源に連結されて袋の長さ方向に同時に移動し、且つ袋の幅方向に互いに接離する一対のアーム部と、該一対のアーム部のそれぞれ一端側に回転自在に取付けられ、対応するグリッパーのアーム部に当接するローラーとで構成することができる。
前記袋口開口形状整形装置はさらに、前記矯正部材の前記一対のアーム部にそれぞれ設けられた整形ガイドを備え、前記一対のアーム部が袋に向かって袋の長さ方向に移動した際にこの整形ガイドは開口した袋口内へ進入し、前記一対のアーム部が袋の幅方向に互いに離反すると、袋口内面に当接して袋口の開口形状を所定の形状に整形するように構成することができる。
より具体的構成としては、前記移動部材は駆動源に連結されて水平面内で間欠回転する回転テーブルであり、前記グリッパーは前記回転テーブルの周囲に設けられて、それぞれ袋を吊下げ状に保持し、前記矯正部材は所定の間欠停止位置である被包装物充填ステーションに設けられている。

上記のとおり本願発明においては、被包装物充填前において、矯正部材により左右一対のグリッパーを所定の間隔に矯正するため、例えばグリッパーを接離させる接離機構のカムローラー、或いはグリッパーを軸支持する軸受け部などが磨耗しても、また、それらの磨耗がグリッパーごとに異なっていても、袋口の開口形状を常に一定の形状に形成できる。
さらに、矯正部材が磨耗し、グリッパーの中間位置が許容範囲を超えて変化し、充填不良が発生したとしても、矯正部材のみを交換するだけで全てのグリッパーについて、被包装物充填時における袋口形状を一定に維持できるので、従来に比して容易かつ迅速に修復作業を行うことができる。
また、一対の整形ガイドを設けることにより、袋口の開口形状をさらに安定した形状に整形してそれを維持することができる。

本願発明の実施の形態に係る袋口開口形状整形装置を使用した袋詰め包装機の概略の構成を示す部分斜視図である。グリッパーの接離機構を示す部分切欠斜視図である。袋口開口形状整形装置を示す斜視図である。袋口形状を整形する工程を平面図で示した説明図である。

以下図面を参照して本願発明の実施の形態に係る袋口開口形状整形装置（以下「開口整形装置」という。）について説明する。図１は本願発明の実施の形態に係る開口整形装置４１を使用した袋詰め包装機１（以下、単に「包装機」という。）の概略の構成を示す部分斜視図である。この包装機１は間欠回転式ロータリ型包装機であり、機台３に取付けられて、図示しない駆動源により間欠回転される回転テーブル５を備えている。そしてこの回転テーブル５には袋Ｂの両側縁部を挟持して垂直状態に保持する左右一対のグリッパー７Ｌ，７Ｒが複数組、円周方向に所定の間隔で設けられ、回転テーブル５の間欠回転に伴い、円軌道に沿って間欠的に移動する。なお、移動軌跡については円軌道に限定されず、直線、レーストラック形でもよく、袋の移送は間欠移送に限定されず、連続移送の場合も含まれる。また、袋の保持は縦型（袋を吊下げ状態に保持）に限定されず、横型（袋を水平状態に保持）でもよい。

袋Ｂは図示してない袋供給ステーションIでグリッパー７Ｌ，７Ｒに向けて供給されて把持され、印字ステーションII及び印字検査ステーションIII（共に図示せず）を経て袋口開口ステーションIVに移送され、ここで袋口が開かれるが、その詳細については後述する。そして次の充填ステーションＶで被包装物の充填が行われるが、このステーションＶにおいて、被包装物Cの充填に先立って袋口の整形が行われる。これについても後述する。そして、それ以降、袋底振動ステーションVI（振動装置は図示せず）、袋口噛み込み検査ステーションVII（検査装置は図示せず）、プレス脱気及び袋口シールステーションVIII（プレス脱気装置及びシール装置は図示せず）、冷却及び不良品排出ステーションIX及び製品袋排出ステーションX（共に図示せず）などで各種処理が施される。

次に図２を参照して袋口の開口について説明する。袋口の開口は公知のとおり、袋面を挟んで両側に位置する一対の吸盤（図示せず）を袋Ｂの袋口の両面に吸着させ、それを互いに遠ざかる方向に移動させると共にグリッパー７Ｌ，７Ｒを互いに接近させて行う。図２はそのグリッパー７Ｌ，７Ｒを互いに接離させる機構を示す斜視図である。すなわち、袋Ｂがグリッパー７Ｌ，７Ｒによって両側縁部を挟持され、吊下げ状態に保持されて開口ステーションIVに移動してきた状態を示している。

グリッパー７Ｌ，７Ｒはそれぞれアーム部９Ｌ、９Ｒを備え、アーム部９L,９Rはそれぞれその一端側に袋Ｂを把持するための開閉可能な挟持部材１０Ｌ，１０Ｒが取付けられ、他端側において取付けピン８Ｌ，８Ｒによって回転テーブル５の下面側に回動可能に取付けられている。アーム部９Ｌ，９Ｒの互いに向かって延びる延長部９Ｌａ，９Ｒａには、それぞれ延長部９Ｌａを貫通して取付けられた係合ピン１１と、この係合ピン１１の下端側が嵌合する細長い係合溝１２が設けられ、これらの係合によりアーム部９Ｌと９Ｒとは連動して反対向きに回動するようになっている。

符合１３は回転テーブル５の下方にその周方向に沿って設けられた全周カム（以下「カム」という。）であり、その下端からの丈が高い高位部１３aと、丈の短い低位部１３ｂと、両者の間の傾斜部１３ｃとを備えている。符合１４は二股状のブラケットであり、その平らな股の部分において回転テーブル５の下面に取付けられ、下方へ延びている。その下方端部にはL字レバー１５が、その取付け筒部１５aにおいて取付けピン１６aによって垂直面内で回動可能に取付けられている。L字レバー１５の垂直部１５ｂの上端にはローラー１６が取付けられ、一方のアーム部９Lの第２延長部９Lbに図示のように当接可能になっている。また、水平部１５ｃの先端にはカム１３上を転動するカムローラー１７が回動可能に取付けられている。

また、アーム部９L,９Rの上面には、それぞれバネ取付けピン１８L,１８Rが取付けられ、そこに付勢部材としての引張りバネ１９が取付けられている。従って、アーム部９L,９Rにはそれぞれの挟持部材１０L,１０Rを互いに近づける方向の付勢力が常に作用し、その付勢力は一方のアーム部９Lの第２延長部９Lbからローラー１６に伝達され、L字レバー１５が図２で反時計方向へ付勢され、カムローラー１７がカム１３の上に当接するようになっている。これにより、カムローラー１７がカム１３の高位部１３a上に乗っている場合には図示の様に二つの挟持部材１０L,１０Rは離れた離反位置にあって、袋Bの袋口を緊張させて閉じているが、傾斜部１３ｃを通って低位部１３ｂへ向かって移動すると挟持部材１０L,１０Rは互いに接近することとなる。その際に、図示を省略しているが、公知の一対の吸盤が袋口の両面に吸着し、次いで互いに離れる方向に移動することにより、袋Bの袋口が開かれる。なお、カムローラー１７のカム１３上での転動は以下のように行われる。すなわち、図１において袋Bが袋口開口ステーションIVへ移動されてくるとき、カムローラー１７はカム１３の高位部１３aに乗っており、カム１３は回転テーブル５と一体的に１ピッチ分だけ回転して停止する。その後、全周カム１３は先と反対側へ１ピッチ分回転する。その時にカムローラー１７は高位部１３aから傾斜部１３ｃへ移り、低位部１３ｂ側へ向かって移動する。それに伴ってグリッパー７L,７Rはバネ１９の力によって互いに反対方向へ回動し、挟持部材１０L、１０Rは互いに接近することとなる。

なお、この実施の形態では、挟持部材１０L,１０Rが接近する際に最終的に位置する接近位置を調節する調節機構２１が設けられている。すなわち、この実施の形態では回転テーブル５に取付けられたグリッパー対の数に等しい数の凹凸部を備えた星形カム２２が回転テーブル５と同心に配置され、回転テーブル５と一緒に間欠回転するようになっている。そしてカムローラー１７が傾斜部１３ｃ上を移動して低位部１３ｂに達する少し前の時点で、係合ピン１１の上部に取付けられたコロ１１aの外周面が星形カム２２の傾斜辺２３に当接し、グリッパー７L,７Rの接近は停止し、各挟持部材１０L,１０Rは接近位置に位置することとなる。そして、この星形カム２２の回転方向での位置を調節することにより、接近位置を調節することができる。以下その調節機構２１について説明する。

調節機構２１は、回転テーブル５の上面に取付けられたメネジを備えた軸支承部２４に螺合するネジ付き軸２５を備えており、その上端に設けられた摘み２６を用いて回転させることによりネジ付き軸２５は上下動する。ネジ付き軸２５は回転テーブル５を貫通して延び、その下端は図示されていない支点周りに垂直面内で回動できる揺動レバー２７に係合している。そして、ネジ付き軸２５と反対側で揺動レバー２７に取付けられた揺動軸２８が回転テーブル５に形成された長孔３０を通って上方へ延び、その上端に取付けられたローラー２９が星形カム２２に形成された長孔３１に嵌合している。従って、摘み２６を用いてネジ付き軸２５を回転させて所望に応じて上下動させることにより揺動軸２８が傾動し、星形カム２２を時計方向或いは反時計方向に回動させ、星形カム２２の回転方向での位置の調節ができる。なお、この調整機構２１により、複数組設けられたグリッパー対の全てについてその接近位置の調整が行える。なお、この調整機構２１は実公平５−２８１６９号公報に詳細に開示され、また、本願発明を直接構成するものではないので、これ以上の詳細な説明は省略する。

このように袋口が開口された袋Bが次に移動される被包装物充填ステーションVには、図示しない被包装物充填装置とともに、袋口開口形状整形装置４１が設けられている。以下説明する。

符合４２は機台３の上面に立設されたスタンドであり、昇降軸４３を昇降自在に支持している。この昇降軸４３の上端側にエアシリンダ取付け用ブラケット（以下「ブラケット」という。）４４がその取付け部４４aにおいて取付けられている。そしてこの取付け部４４aから下方へ垂直部４４ｂが、そしてさらに水平部４４ｃが延び、この水平部４４ｃの上面側及び下面側にそれぞれエアシリンダ４５L、４５Rが図示のように取付けられている。エアシリンダ４５L、４５Rのロッド４６L、４６Rはブラケット４４の水平部４４ｃの長手方向に略直交する方向で、互いに反対方向へ延びている。そしてその先端にはそれぞれアーム取付け用ブロック（以下「ブロック」という。）４７L、４７Rが取付けられ、さらにブロック４７L、４７Rには図示のように回転テーブル５に向かって互いに平行に延びるアーム部４８L、４８Rがそれぞれ取付けネジ４９L、４９Rを用いて取付けられている。アーム部４８L、４８Rの先端部の下面側には、矯正部材としての係合ローラー５０L、５０Rが回転自由に取付けられている。さらに、アーム部４８L、４８Rにはその略中間位置よりわずかに係合ローラー５０L、５０Rに近い位置の互いに向い合う側面に、互いに向い合う状態で整形ガイド５１L、５１Rが取付けられている。整形ガイド５１L、５１Rは四角い平板を山形に折り曲げた形をしており、その折り曲げ線が垂直方向に伸び、窪んだ内側の面が互いに向き合う状態で取付けられている。以上の説明から判るとおり、アーム部４８L、４８Rは昇降自在で、平行状態のままで互いに接離可能になっている。待機状態においては昇降軸４３は上昇端にあり、アーム部４８L、４８Rも上昇位置にある。そして昇降軸４３が下降端へ移動するとアーム４８部L、４８Rも下降し、係合ローラー５０L、５０Rはグリッパー７L、７Rのアーム部９L、９Rと高さ方向で同じ位置に、そしてアーム部９L、９Rのそれぞれ内側に位置し、整形ガイド５１L、５１Rの下側の部分は袋Bの開口した袋口内に入り込むようになっている。

図４は開口形状を整形する工程を平面図で示した説明図であり、（A）は昇降軸４３が下降端へ下降したときの状態、（B）はエアシリンダ４５L、４５Rのロッド４６L、４６Rが延びたときの状態を示している。

図４（A）において、袋Bの袋口は袋口開口ステーションIVで開口されたままの状態、すなわちグリッパー７L、７Rはそれぞれ接近位置に位置している。そして袋口開口形状整形装置４１のアーム部４８L、４８Rに取付けられた係合ローラー５０L、５０Rと整形ガイド５１L、５１Rとは図示のように位置している。すなわち、係合ローラー５０L、５０Rはグリッパー７L、７Rのアーム部９L、９Rから離れており、整形ガイド５１L、５１Rは袋口内には入っているが、接してはいない。この状態からエアシリンダ４５L、４５Rが作動してそのロッド４６L、４６Rが伸びると、アーム部４８L、４８Rが平行状態のまま互いに遠ざかる方向へ所定の距離だけ移動し、係合ローラー５０L、５０Rがグリッパ７L、７Rのアーム部９L、９Rに当接してこれらを互いに反対方向へ回動させ、それにより、挟持部材１０L、１０Rがそれぞれ離反位置と接近位置と間の所定の中間位置へ移動する。またこの時、整形ガイド５１L、５１Rは袋Bの両側縁部において袋口の内面に当接し、それにより袋Bの両側縁部の形状を整形ガイド５１L、５１Rの形状に倣わせ、それらの縁部の間の部分を略直線状に整形する。この状態を維持している間に前述した被包装物充填装置による被包装物の充填が行われ、充填完了後に昇降軸４３が上昇する。係合ローラー５０L、５０Rがグリッパー７L、７Rのアーム部９L、９Rから外れると、バネ１９の作用によってグリッパー７L、７Rは接近位置へ戻る。また、エアシリンダ４５L、４５Rのロッド４６L、４６Rが収縮してアーム部４８L、４８Rが互いに接近する方向へ戻り、係合ローラー５０L、５０R、整形ガイド５１L、５１Rが待機位置へ戻る。

なお上記の例では、一対の矯正部材と一対の整形ガイドを共通の駆動源（図示しない機械カム等で昇降する昇降軸）で昇降させるとともに、共通の駆動源（エアーシリンダ）で接離させているが、一対の矯正部材と一対の整形ガイドをそれぞれ異なる駆動源で昇降、接離させる構成としてもよい。また本発明を実施するうえにおいて、被包装物の充填はホッパーを介した一般的な方法のほか、被包装物を開閉自在な挟持部材で挟持し、この挟持部材ごと袋内へ挿入した後挟持部材を解放して袋内から抜き出し、被包装物を袋内へ置き残すような方法でもよい。

さらに本発明を実施するうえにおいて、袋口開口ステーションにおけるグリッパの接近位置を決める星形カムを設け、その位置を調整可能とする構成とすることは必須ではない。星形カムの代わりになるストッパを回転テーブルに各グリッパーに対応する如く取付け、その位置を調整できるようにしてもよいし、さらにはそのストッパの位置を調節する代わりに、それに係合するローラーの径を変更するようにしてもよい。さらには、接近位置の調整が不要の場合には、全周カムの高位部と低位部とで離反位置と接近位置の両方を規定するようにしてもよい。

Claims

所定の軌道に沿って袋を移送しながら所定の包装処理を順次行う袋詰め包装機における袋口開口形状整形装置において、
前記所定の軌道に沿って移動する移動部材と、
前記移動部材に等間隔に複数組取付けられ、前記袋の両側縁部を解放可能に把持する挟持部材と、該挟持部材を一端側に備えるアーム部をそれぞれ有する左右一対のグリッパーであって、少なくとも一方のアーム部は、他端側において前記移動部材に支持され、その挟持部材が他方の挟持部材に対して接離するように構成されたグリッパーと、
前記グリッパーの少なくとも前記一方に作用して、前記一対のグリッパーの挟持部材が互いに近づく方向へ付勢する付勢部材と、
前記付勢部材に抗して、少なくとも前記一方のグリッパーに作用し、該グリッパーを、前記挟持部材どうしが相対的に離反した所定の離反位置と、相対的に接近した所定の接近位置との間で接離させる接離機構と、
前記接近位置に位置するグリッパーの少なくとも前記一方のグリッパーのアーム部に作用して、該グリッパーを前記接近位置と前記離反位置との間に設定した中間位置まで移動させる矯正部材を備えている
ことを特徴とする、袋口開口形状整形装置。
前記左右一対のグリッパーは両方共にそのアーム部が他端側において前記移動部材に対して回動可能に軸支持され、前記付勢部材は前記左右一対のグリッパーの両方に対して作用し、前記接離機構は前記左右のグリッパーの両方に対して作用し、前記左右一対のグリッパーのそれぞれを同時に前記離反位置及び接近位置の間で接離させることを特徴とする、請求項１記載の袋口開口形状整形装置。
前記矯正部材は、駆動源に連結されて袋の長さ方向及び袋の幅方向に移動するアーム部と、該アーム部の一端側に回転自在に取付けられ、前記グリッパーのアーム部に当接するローラーとを備えていることを特徴とする、請求項１または２記載の袋口開口形状整形装置。
前記矯正部材は前記左右一対のグリッパーの各アーム部に作用する一対の矯正部材からなることを特徴とする、請求項２記載の袋口開口形状整形装置。
前記一対の矯正部材は、駆動源に連結されて袋の長さ方向に同時に移動し、且つ袋の幅方向に互いに接離する一対のアーム部と、該一対のアーム部のそれぞれ一端側に回転自在に取付けられ、対応する前記グリッパーのアーム部に当接するローラーとを備えていることを特徴とする請求項４記載の袋口開口形状整形装置。
前記袋口開口形状整形装置はさらに、前記矯正部材の前記一対のアーム部にそれぞれ設けられた整形ガイドを備え、前記一対のアーム部が袋に向かって袋の長さ方向に移動した際に前記整形ガイドは開口した袋口内へ進入し、前記一対のアーム部が袋の幅方向に互いに離反すると、袋口内面に当接して袋口の開口形状を所定の形状に整形することを特徴とする、請求項５記載の袋口開口形状整形装置。
前記移動部材は駆動源に連結されて水平面内で間欠回転する回転テーブルであり、前記グリッパーは前記回転テーブルの周囲に設けられて、それぞれ袋を吊下げ状に保持し、前記矯正部材は所定の間欠停止位置である被包装物充填ステーションに設けられていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１に袋口開口形状整形装置。