JP6152614B2 - 袋体把持開閉搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、袋体把持開閉搬送装置に係り、特に回転式包装機において袋体を適正形状に保持して搬送するのに好適な袋体把持開閉搬送装置に関する。

充填包装業界等においては、袋体に例えば液体のような被充填物を定量充填するために回転式包装機を用いている。

この回転式包装機においては、複数のセグメントを円周上に等分配置するとともに間欠的に回動させるようにしている。各セグメントにおいては、外部より供給されて来るスタンディングパウチ等の袋体を把持し、開閉させる袋体把持開閉搬送装置がそれぞれ設けられている。この袋体把持開閉搬送装置としては、一対のアームの各先端部に装着されたチャックにより袋体の開口部の近傍の両端部を把持するとともに、各アームをそれぞれの回転中心をもって相互に遠近するように回動させてグリップで把持している袋体の開口部を開閉させる形式のものが提案されている（例えば、特許文献１から３参照）。

特開２００２−１２８０２７号公報 特開２００５−１１９７２７号公報 特開２０１２−１８８１５８号公報

図８は前記従来例の袋体把持開閉搬送装置の一例を示したものである。

同図は回転式包装機の１つの扇形のセグメントＳを示すものであり、２組の袋体把持開閉搬送装置１０１を１つの駆動源によって同時に開閉駆動させるように形成されている。セグメントＳは回転中心Ｏから所定の中心角内に構成各部を配置して形成されており、各袋体把持開閉搬送装置１０１はセグメントＳの中心線に対して線対称に形成されている。一方の袋体把持開閉搬送装置１０１について説明すると、１対の略Ｌ字形のアーム１０２が各回転軸１０３を中心に回動自在に設置され、各アーム１０２の対向している対向辺１０２ａがリンク１０４によって連接され、各アーム１０２の外向き辺１０２ｂの先端部にチャック１０５が装着されている。各チャック１０５は前記各特許文献に開示されている公知の構成により形成されており、詳述はしないが、先端部に装着された固定部１０５ａと可動部１０５ｂとにより袋体（図示せず）の開口部の近傍を把持するように形成されている。

各袋体把持開閉搬送装置１０１は、セグメントＳの中心部分に設けられた駆動源となる円筒カム１０６によってＬ字形の駆動レバー１０７を回転軸１０８を中心に回動させて２本の連結バー１０９を介して各中心側のアーム１０２の中心側辺１０２ｃに駆動力を伝達して、一対のアーム１０２を各回転軸１０３を中心として逆方向に回動させて、各グリッパ１０５を円弧状に移動させて相互に遠近移動させるように形成されている。

図９は一対のチャック１０５によって袋体Ｅの両端部を把持するとともに両チャック１０５を近接させて袋体Ｅの開口部Ｍを開放した開口時を示し、図１０は両チャック１０５を離間させて袋体Ｅの開口部Ｍを閉じたシール時を示している。袋体Ｅの開口時には、図９に示すように、例えば鎖線円形によって示したノズル挿入範囲１１０内に図示しないノズルをもって液体が充填される。

このように形成されている従来例においては、袋体Ｅの開口部Ｍを開放させる場合に、両チャック１０５を近づけて開口部Ｍを開放させるものであるが、図８および図９示すように、両チャック１０５が回転軸１０３を中心として円弧状に回動するために、両チャック１０５の固定部１０５ａと可動部１０５ｂの把持方向が一直線上に正対せずに互いに傾斜して対面することとなり、開口部Ｍがノズル１１０に対してずれてしまうために、ノズル挿入範囲１１０が正規の開口部Ｍの開口面積より狭くなるために充填不良が発生するという不都合があった。

また、袋体Ｅの開口部Ｍのシール時の横幅の大きさによっては、図１０に示すように、両チャック１０５の固定部１０５ａと可動部１０５ｂの把持方向が一直線上に伸びている袋体Ｅの幅方向に対して傾斜してしまい、袋体Ｅの全幅が一直線とならないために開口部Ｍのシール不良が発生するという不都合があった。

また、袋体Ｅの両チャック１０５の固定部１０５ａと可動部１０５ｂによって把持されている部分と把持されていない部分とが何回も屈曲されてしまうので、屈曲部の強度が低下して袋体Ｅに破断が発生するという不都合があった。

更に、従来例においては、液体の充填時における１対のチャック１０５の幅（離間距離）は、図示しないが、円筒カム１０６ではなく回転包装機の本体側に設置されている星型ホイールにより調整するものであるために、充填の最中に袋体Ｅの開口部Ｍの開口幅を変化させることができないという不都合があった。

本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、袋体を適正形状に保持して開閉させることができる袋体把持開閉搬送装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る袋体把持開閉搬送装置は、袋体を開閉自在に把持しながら周方向に搬送する袋体把持開閉搬送装置において、前記袋体の開口部の両端部を把持する２対のチャックと、前記各対のチャックを同一の周方向の接線方向に直線移動により遠近自在に支承するとともに周方向に搬送するチャック支承搬送手段と、前記各対のチャックを同一の周方向の接線方向に直線移動により遠近させて前記開口部を開閉させるチャック駆動手段とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、袋体把持開閉搬送装置によって袋体を適正形状に保持して開閉させることができる。

本発明の袋体把持開閉搬送装置によれば、袋体を適正形状に保持して開閉させることができるという優れた効果を発揮することができる。

本発明に係る袋体把持開閉搬送装置の一実施形態における開口部の大きい袋体の開口部の最大開放時を示す平面図 図１の縦断側面図 開口部の小さい袋体についての図１と同様の平面図 図３の縦断側面図 （ａ）は袋体の充填位置への搬送状態を示す図１と同様の平面図、（ｂ）は円筒カム部を示す正面図 （ａ）は袋体の開口部の開放動作状態を示す図１と同様の平面図、（ｂ）は円筒カム部を示す正面図 （ａ）は袋体の追随充填状態を示す図１と同様の平面図、（ｂ）は円筒カム部を示す正面図 従来例の袋体把持開閉搬送装置の一例を示す平面図 図８に示す従来例による袋体の開口状態を示すチャック部の拡大平面図 図８に示す従来例による袋体のシール状態を示すチャック部の拡大平面図

以下、本発明に係る袋体把持開閉搬送装置の実施形態について図面により説明する。

図１から図７は本発明の１実施形態を示す。

図１から図４は本実施形態を適用した回転式包装機１の１つの扇形のセグメントＳを示すものであり、２組の袋体把持開閉搬送装置２を１つの駆動源によって同時に開閉駆動させるように形成されている。セグメントＳは回転式包装機１の回転中心Ｏから所定の中心角内に構成各部を配置して形成されており、各袋体把持開閉搬送装置２の主要部はセグメントＳの中心線に対して線対称に形成されている。

各袋体把持開閉搬送装置２は袋体Ｅの開口部Ｍの両端部を把持する２対のチャック３を有しており、チャック支承搬送手段４によってチャック３を周方向の接線方向に遠近自在に支承するとともに周方向に搬送させ、チャック駆動手段５によってチャック３を周方向の接線方向に遠近させて開口部Ｍを開閉させるように形成されている。

更に構成各部を説明する。

＜チャックおよびチャック支承搬送手段＞
チャック３およびチャック支承搬送手段４は次のように形成されている。

回転式包装機１においては、回転中心Ｏを中心として回転するターンテーブル６に対して各セグメントＳを支承する略台形の支承枠７が径方向の外方端部に固着されている。この支承枠７の外方辺７ａの下面には、回転中心Ｏを中心とした周方向の接線方向に長い平板状のスライド軸８が固着されている。このスライド軸８の直径方向（幅方向）の両端部は縦断面が横向きのＶ字状に尖った支承面８ａ、８ｂとされている。このスライド軸８と支承面８ａ、８ｂとは一体形成若しくは別体形成されていてもよい。スライド軸８の下方には、当該スライド軸８の長さの約３／５程度の長さの２枚の直動板９ａ、９ｂが中心部を相互に重ねるようにして上下に配設されるとともに、各直動板９ａ、９ｂはそれぞれの長さ方向両端部の幅方向両端部の４箇所に配設した転動円板１０ａ、１０ｂの外周部のＶ字溝部分を支承面９ａ、９ｂに転動自在に当接させて一直線上に往復動自在に支承されている。各直動板９ａ、９ｂの長手方向両端部にはそれぞれ径方向外向きにアーム１１ａ、１１ｂが突設されており、各アーム１１ａ、１１ｂにはチャック３ａ、３ｂが装着されている。各チャック３ａ、３ｂの固定部１２ａと可動部１２ｂとの把持方向（開放端部）を他方のチャック３ｂ、３ａに向けて装着されている。これにより各直動板９ａ、９ｂの長手方向の同一端部にそれぞれ配設された１対のチャック３ａ、３ｂによって袋体Ｅの開口部Ｍの両端部を把持する１組のチャック３ａ、３ｂ（本実施形態においては２組）が形成される。そして、両直動板９ａ、９ｂが互いに近づくように直線移動すると各組のチャック３ａ、３ｂが近接移動し、両直動板９ａ、９ｂが互いに離れるように直線移動すると各組のチャック３ａ、３ｂが離間移動する。これにより各チャック３ａ、３ｂはターンテーブル６によって周方向に搬送され、スライド軸８に沿って各直動板９ａ、９ｂと一緒に移動することにより周方向の接線方向に遠近自在にして支承される。各チャック３ａ、３ｂの構成は公知例より選択するとよく、詳述を省略する。

＜チャック駆動手段＞
チャック駆動手段５は次のように形成されている。

支承枠７の内方辺７ｂの下面から下向きに突設した支持ステー１３の内方端部に、平行四辺形リンク１４を形成する上部Ｌ字リンク１４ａの基部を回動軸１５をもって水平軸回りに回動自在に枢着している。上部Ｌ字リンク１４ａの基部から上方に伸びている上向き辺１４ａｂの先端部はスライド軸８と平行に配設された駆動軸１６の途中に枢着されている。この駆動軸１６の両端部と２つの直動板９ａ、９ｂの長手方向の逆方向の端部を相互に２本の連結リンク１７によって襷状にクロス連結している。各連結リンク１７は衝突しないように上下にずらして配設されている。両連結リンク１７の直動板９ａ、９ｂ側の端部はリンク支点１８によって、リンク支点１８を中心として三次元回りの回動ができるように連結されている。両連結リンク１７の駆動軸１６側の端部は駆動軸１６を中心として三次元回りの回動ができるように連結されている。平行四辺形リンク１４を形成する下部Ｌ字リンク１４ｂ若しくは内側縦リンク１４ｃのいずれかに回転式包装機１のターンテーブル６を支承する円筒部２０の外周に装着されている各種の円筒カム２１の上面に転動して当接するカムフォロア１９が装着されている。円筒カム２１はカムフォロア１９が当接する鉛直位置（高さ位置）を上下に移動させることにより平行四辺形リンク１４を形成する上部Ｌ字リンク１４ａを回動軸１５を中心として回動させるものである。

例えば、平行四辺形リンク１４を形成する上部Ｌ字リンク１４ａが回動軸１５を中心に図２において時計方向に回動すると、駆動軸１６が両直動板９ａ、９ｂに近づくので、両連結リンク１７により両直動板９ａ、９ｂが互いに離間する方向に移動する。一方、平行四辺形リンク１４を形成する上部Ｌ字リンク１４ａが回動軸１５を中心に図２におい反時計方向に回動すると、駆動軸１６が両直動板９ａ、９ｂから離れるので、両連結リンク１７により両直動板９ａ、９ｂが互いに近接する方向に移動する。図１および図２は両直動板９ａ、９ｂが最大に離間した状態を示している。これによりチャック駆動手段５により各チャック３ａ、３ｂが周方向の接線方向に遠近移動させられる。両チャック３ａ、３ｂ間に袋体Ｅを把持していると開口部Ｍを開閉させることができる。円筒カム２１は上面の高さ位置を異ならせることにより、袋体Ｅに対する給袋、充填、シール等の加工工程に応じて袋体Ｅの状態（開口部Ｍの開度状態等）を決定するための１組のチャック３ａ、３ｂ間の距離を設定するものである。通常は、それぞれに対応した給袋部カム２１ａ、充填部カム２１ｂ、シール部カム２１ｃ等を円筒部２０の各加工ステージの円周位置に合わせて装着される。各カムの上面の高さ位置は低い方から高い方に向けて充填部カム２１ｂ、給袋部カム２１ａ、シール部カム２１ｃとするとよい。

従って、一方の開口部Ｍの幅が大きい袋体Ｅの場合には、図１および図２に示すように、給袋、シールの際に両チャック３ａ、３ｂ間を大きく離間させ、充填の際に両チャック３ａ、３ｂ間を開口度に応じた位置まで近接させるとよい。他方の開口部Ｍの幅が小さい袋体Ｅの場合には、図３および図４に示すように、給袋、シールの際に両チャック３ａ、３ｂ間を小さく離間させ、充填の際に両チャック３ａ、３ｂ間を開口度に応じた位置まで更に近接させるとよい。

また、間欠回動するターンテーブル６の一時停止時に高さの異なる円筒カム２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）の間においてカムフォロア１９の載置される円筒カムを切り換えるために、後述するように傾斜面を備えた受け渡しカム２２を円周方向に移動自在に設置するとよい。

次に、本実施形態の作用を図５から図７により説明する。

＜袋体の把持と充填位置への移動＞（図５参照）
図５（ａ）に示すように、給袋位置において外部から供給された袋体Ｅを当該袋体Ｅの幅に相当する距離だけ離間した両チャック３ａ、３ｂにより開口部Ｍの両端部を把持して充填位置まで円周方向に間欠搬送される。この際、図５（ｂ）に示すように、カムフォロア１９は給袋部カム２１ａの上面を転動しながら左方向に移動する。給袋部カム２１ａと充填部カム２１ｂとの切り換え部においては、クサビ形状の受け渡しカム２２が待機させられている。この受け渡しカム２２の上面２２ａは給袋部カム２１ａの上面と同一高さに設定されており、カムフォロア１９の移動方向下流側には充填部カム２１ｂの上面まで下降傾斜する傾斜面２２ｂが形成されている。この受け渡しカム２２は略正方形状の移動体２３の上端部に固着されており、移動体２３をアクチュエータ等の移動手段２４によって周方向に移動させられるように形成されている。

＜袋体の開口動作＞（図６参照）
図６（ａ）に示すように、充填位置に両チャック３ａ、３ｂが搬送されると周方向の搬送が一旦停止される。その後、図６（ｂ）に示すように、一時停止行程中に、固定側に設置した図示しないバキュームパッドにより袋体Ｅの開口部Ｍの開口動作を実行すると同時に、移動手段２４によって移動体２３をカムフォロア１９の移動方向上流（右方向）に移動させて、カムフォロア１９を受け渡しカム２２の傾斜面２２ｂ上を転動させて上段位置にある給袋部カム２１ａの上面から下段位置にある充填部カム２１ｂの上面まで下降させて載置して当接させる（同図の鎖線参照）。この際、図６（ａ）に示すように平行四辺形リンク１４を形成する上部Ｌ字リンク１４ａによって駆動軸１６が両直動板９ａ、９ｂから所定距離だけ離間することにより連結リンク１７によって各組のチャック３ａ、３ｂが所定処理だけ一直線上を近接移動して袋体Ｅの開口部Ｍが所定の開度となるまで開放される。この場合、両チャック３ａ、３ｂが袋体Ｅの幅方向と同一の一直線上を近づく方向に移動するために、ノズル（図示せず）に対してずれることが確実に防止される（同図の鎖線参照）。

＜袋体の追従充填移動＞（図７参照）
図７（ａ）に示すように、袋体Ｅの開口部Ｍの開放が終了すると、ターンテーブル６が再度周方向に開動し、両チャック３ａ、３ｂ間に開放状態で把持された状態の袋体Ｅが間欠搬送される。この間欠搬送と同期してノズルより液体が袋体Ｅ内に充填される。カムフォロア１９が移動すると、図７（ｂ）に示すように、移動手段２４によって移動体２３をカムフォロア１９の移動方向下流（左方向）に移動させて、カムフォロア１９を図５（ｂ）の原位置に復帰させる。

＜袋体のシール動作＞
袋体Ｅ内への液体の充填が終了すると、必要に応じて袋体Ｅに対する脱気処理が施されながらカムフォロア１９が充填部カム２１ｂとシール部カム２１ｃの切り換え部に向かう。当該切り換え部においてターンテーブルが一時停止する。この一時停止行程中に、図５から図７に示す受け渡しカム２２と左右が逆転した形状に形成されている図示しない受け渡しカムの傾斜面をカムフォロア１９の移動方向上流に移動させることによって、カムフォロア１９を下段位置にある充填部カム２１ｂの上面から上段位置にあるシール部カム２１ｃの上面まで上昇させる。この際、図示しないが、平行四辺形リンク１４を形成する上部Ｌ字リンク１４ａによって駆動軸１６が両直動板９ａ、９ｂに対して所定距離だけ近接することにより連結リンク１７によって各組のチャック３ａ、３ｂが所定処理だけ一直線上を離間移動して袋体Ｅの開口部Ｍが開放状態から全閉とされたシール可能状態に保持される。この際、各組のチャック３ａ、３ｂが所定距離だけ一直線上を離間移動して袋体Ｅの開口部Ｍが全閉となるまで閉塞される。この場合、両チャック３ａ、３ｂが袋体Ｅの幅方向と同一の一直線上を離れる方向に移動するために、袋体Ｅの幅方向が常に一直線状に保持されるので、その後にターテーブル６を回転させながら実行されるシールが確実に実行され、シール不良の発生が皆無となる。

以上の動作を各袋体Ｅに対して実行することにより、袋体Ｅを搬送しながら液体の充填を確実かつ効率よく実行することができ、開口部のシールも高品位に実行することができ、包装全体の不良発生を確実に防止することができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。

例えば、両チャック３ａ、３ｂの開閉駆動について実施形態のチャック駆動手段５に代えて、スライド軸８に往復直動する各種のアクチュエータを設けて両チャック３ａ、３ｂを一直線上に沿って往復動させるように形成してもよい。

２ 袋体把持開閉搬送装置
３ チャック
４ チャック支承搬送手段
５ チャック駆動手段

Claims (1)

1. 袋体を開閉自在に把持しながら周方向に搬送する袋体把持開閉搬送装置において、
   前記袋体の開口部の両端部を把持する２対のチャックと、
   前記各対のチャックを同一の周方向の接線方向に直線移動により遠近自在に支承するとともに周方向に搬送するチャック支承搬送手段と、
   前記各対のチャックを同一の周方向の接線方向に直線移動により遠近させて前記開口部を開閉させるチャック駆動手段とを有する
   ことを特徴とする袋体把持開閉搬送装置。

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