JP3622092B2 - 自動包装機の開袋装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高速度で包装用の袋を開き（以下開袋という）、かつ、製品の詰め込みができるように改良した自動包装機の開袋装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動包装機の概略について図８を用いて説明する。袋を作る材料である例えばビニールシートをロール状に巻いた原反１から、原反繰り出し部２でシート３を繰り出し、この繰り出されたシート３に商品名や製造元名などの必要な印字４を行い、次に単位袋ごとに切断可能なようにミシン目５を入れ、次に袋の底を形成するためにシール６を行う。そして、袋の口を開いて製品Ｗを袋に詰めるために袋の口を開く開袋および袋詰め７をした後に、製品を詰めた袋の開口部をシール８し、耳９を除去して袋詰めされた製品10となる。
【０００３】
上記自動包装機の開袋および袋詰め７において、従来の開袋装置を図９および図10に示して説明する。バケット11は図10に示すように、正面の形状がコの字状をしており、この二つのバケット11を対向させて形成される空間はワークの外形に合うようになっている。そして、この二つのバケット11は図９に示すように、基端部Ｏを中心に回動可能になっており、バケット11を11′のように閉じた状態からバケット11を開くことにより、袋Ｗ1 の開口部Ｗ2 にバケット11の先端部が挿入されて、袋Ｗ1 の開口部Ｗ2 が図10に示す空間の形状に開袋されるようになっている。
【０００４】
また、袋Ｗ1 の開口部Ｗ2 の位置に袋Ｗ1 の開口部Ｗ2 を吸着して開口する吸着装置（下側の吸着装置は図示省略されている）12が設けられている。そして、この吸着装置12を下降して、扁平な状態で搬入されてきた袋Ｗ1 の開口部Ｗ2 を吸着し上昇することによって開口部Ｗ2 が開かれる。その後に、これまで閉じられていたバケット11を開くことにより、この開かれた開口部Ｗ2 にバケット11の先端が挿入されるようにしている。
【０００５】
次に、バケット11によって開袋された袋Ｗ1 に製品が詰め込まれる。この製品の詰め込みは図示省略の腕を前進させてバケット11により形成されている空間に向かって製品を押し込み、更に図９に示すバケット11どうしの隙間Ｌ2 の間を腕が通過して、バケット11の先端で保持されて開口されている袋Ｗ1 内に押し込まれる。そして、引き続き腕を前進させて腕の押し出し力により袋Ｗ1 をバケット11の先端から引き抜き、そのまま次の工程であるシール８（図８参照）のところまで、製品を詰め込んだ袋Ｗ1 を押し出すようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の開袋装置において、袋を開袋する工程は先ず吸着装置12を下降する時に、バケット11が干渉しないようにバケット11を閉じた状態にし、次に吸着装置12を下降して開口部Ｗ2 を吸着して上昇し、次にバケット11を開いて開口部Ｗ2 を開くとともに保持しなければならないので、この開袋動作に時間的なロスがあり高速で開袋することができないという問題がある。また、開袋された袋Ｗ1に製品を押し込む際に、バケット11が閉じられた状態にあると、押し込み腕を通過させることができないので、バケットが閉じており、かつ、吸着装置12によって袋の開口部Ｗ2 を開いている段階においては、バケットの手前で次の製品の押し込みを待機していなければならず、この間時間のロスがあり高速で袋の開袋と製品の押し込みをすることができないという問題がある。
【０００７】
また、吸着装置12によって開口部Ｗ2 を吸着し、吸着装置12を上昇して開口部Ｗ2 を開口する時に、閉じられているバケット11′の先端に開口部Ｗ2 が干渉しないようにしなければならない。その結果、バケット11を開いた時のバケットの保持代Ｌ1 が浅くなり、袋Ｗ1 内に製品を高速度で押し込んだ場合に、製品が袋内に完全に押し込まれない段階で、バケット11から袋Ｗ1 が外れる可能性が大きいことから、高速度で製品を袋Ｗ1 内に押し込むことができないという問題がある。また、この保持代Ｌ1 を深くするためには、バケット11を袋Ｗ1 の方向に移動させなければならない。そのために余分な工程が多くなって時間がかかり、高速度で開袋することができないという問題がある。
【０００８】
また、バケット自体は定形化されたコの字状であり、かつ、回動中心Ｏ間の距離の調整ができないので、製品の外形に合わせた袋の開袋をすることができず、上記袋の保持代Ｌ1 が浅いことと相まって、製品を袋に押し込む時の抵抗が大きくなり、高速度で製品を袋に押し込んだ時にバケットから袋が外れる可能性が大きくなり、高速度で袋詰めすることができないという問題がある。
【０００９】
本発明は開袋および袋詰め時における時間のロスを最小限にして、高速度で開袋することができる自動包装機の開袋装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明にかかる請求項１から把握される手段は、吸着装置によって袋の開口部を吸着し、該吸着装置を上昇させて開口部を開口させる自動包装機の開袋装置であって、ワーク搬送面の両側に上下二段に回転爪を設け、該回転爪の回転方向に突出する爪を複数設け、該爪に保持面を形成し、該保持面が上下二段に設けた回転爪の投影平面上で重なるように回転爪を軸支し、吸着装置を、ワーク搬送面の両側に設けられた爪の中間に設けたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明はこのように構成したので次の通りの作用がある。すなわち、請求項１から把握される手段における作用は、ワーク搬送面の両側に上下二段に設けた回転爪の回転方向に突出する爪を複数設け、この爪に保持面を形成することにより、開袋した時の袋の保持代を長くすることが可能となり、また保持面が上下二段に設けた回転爪の投影平面上で重なるように軸支することにより、合計四本の爪で袋を保持することが可能となる。さらに、吸着装置を、ワーク搬送面の両側に設けられた回転爪の爪の中間に設けたことにより、製品が充填された袋を搬出した直後に吸着装置を下降させた場合であっても、当該吸着装置が各回転爪の各爪に干渉することがない。
【００１２】
【実施例】
以下本発明の一実施例について説明する。先ず、図７を用いて包装装置の全体についてその概略を説明する。繰り出し部２にて原反１から繰り出されたシート３は印字機４にて製品名や製造者名などが印刷され、次にシール部６でシールした後にミシン目５が入れられて製袋される。このように製袋されたシート３は次にカッター部13で袋単位に切断され、バケット部14で切断された開口部がバケットによって開口される。そして、搬送コンベヤ15によって搬送されてきた製品を押し込み装置15のプッシャ 151により、開口されている袋内に押し込み、このプッシャ 151にてシール部８の所まで移送されてシールされ、搬出装置16により搬出される。
【００１３】
図１はバケット部14を拡大して示した図であり、ギヤボックス17はスライド軸18に支持されて移動可能になっており、ギヤボックス17の下端にはナット21が取りつけられている。このナット21はギヤボックス駆動軸19の右ネジ 191および左ネジ 192に螺合しており、ギヤボックス駆動軸19の端部に取りつけられたハンドル22を回すことにより、ギヤボックス17が互いに離間接近するようになっている。また、ギヤボックス17には中空のポスト23が垂直に取りつけられており、このポスト23の上部には腕24が水平に取りつけられている。
【００２４】
ポスト23の内部には駆動軸25がベアリング28および29にて両端支持されており、この駆動軸25の下端には傘歯車26が取りつけられている。この傘歯車26はギヤボックス17を貫通して設けられているスプライン軸20に、スプライン嵌合している傘歯車27に噛み合っており、スプライン軸20の回転が傘歯車26および27を介して駆動軸25に伝達され、駆動軸25が回転するようになっている。腕24の端部にはバケット軸33がベアリング32で軸支されており、このバケット軸33の上端と駆動軸25の上端にスプロケット30および31を取り付け、このスプロケット30と31にはタイミングベルト34がかけられている。35はタイミングベルト34を張るための張り車である。また、スプロケット30および31の固定部36は楔状にスプロケット30および31を駆動軸25およびバケット軸33の上端に固定するようになっている。
【００１５】
バケット軸33の下端には回転爪37および38が上下二段に取りつけられており、上側の回転爪37はバケット軸33に対して移動可能になっており、回転爪37と38との間の間隔が調整できるようになっている。この回転爪37および38は図４および図５に示すように、投影平面が重なるように上下二段にバケット軸33に固定されており、またこの回転爪37および38には回転方向（矢印方向）に突出する爪 371および 381が設けられ、この爪 371および 381にはそれぞれ袋Ｗ1 を保持するための保持面 372および 382が形成されている。そして、この保持面 372および 382には、例えば凹凸面を形成するか、またはスポンジやフエルトなどを貼着した、滑り止めが施されている。
【００１６】
図１において、両側に設けられた爪 371 および 381の中間に位置して、上吸い口39（吸着装置）が上下動するように設けられ、その下側に下吸い口40（吸着装置）が設けられている。これにより、コンベヤ42にて搬入されてきた扁平状の袋の下側を下吸い口40で吸着し、袋の上側を上吸い口39で吸着して、上吸い口39を上昇することにより、袋の開口部が開かれるようになっている。また、この上吸い口39は図５に示すように相互間の間隔Ｌ3 が、袋Ｗ1 の大きさによって変えられるようになっており、かつ、この上吸い口39は袋の開口部Ｗ2 に近い位置に配設するのがよい。
【００１７】
図５において、回転爪37および38が回転し爪 371および 381が描く軌跡Ｃ1 内に上吸い口39が位置しているが、回転爪37および38が投影平面上で重なるように二段に設けられているので、回転範囲Ｌ4 （本実施例では爪 371および 381が二個であるので回転角度90度）では、爪 371および 381と上吸い口39とは干渉しない。したがって、上吸い口39をこの回転範囲Ｌ4 で上下動させることにより、回転爪37および38が連続的に回転していても、両者の干渉はなく上吸い口39を開口部Ｗ2 に近づけることができ、同様に回転範囲Ｌ4 では袋の開口部Ｗ2 も爪 371および 381に干渉しないことから、爪 371および 381の差し込み長さＬ5 を長くすることができるようになる。本実施例では爪 371および 381の根本に開口部Ｗ2 が位置するようにしている。
【００１８】
41は図１および図２に示すように、回転爪37と38との間に位置して設けられたガイド部材であり、このガイド部材41はＵ字状になっており、その先端部は図２に示すように、袋Ｗ1 の開口部Ｗ2 に近接したところまで伸びている。また、このガイド部材41は袋Ｗ1 に詰められる製品Ｗの外形に合わせて選択し、取り替えられるようになっている。そして、このガイド部材41に対する回転爪37および38の位置調整は次のようにして行う。まず、ガイド部材41の幅方向に対しては図１のハンドル22を回してギヤボックス17を離間接近させて、図２に示すＬ8 （駆動軸25の軸間距離）を変えることにより、図５に示す回転爪37および38の軸間距離Ｌ7 を調節し、図４に示すように爪 371および 381の保持面 372および 382で保持されて開口される幅方向の長さWL1 を調整する。
【００１９】
また、高さ方向の長さWL2 は回転爪37を上下に移動することにより調整される。すなわち、回転爪37および38は投影平面上で重なるように二段に設けられていることから、ハンドル22の操作と回転爪37の上下方向への移動により、四角形に開口される開口部Ｗ2 の辺WL1 とWL2 を任意に変えることができるようになっている。
【００２０】
図６は上吸い口39を駆動するための駆動機構を示しており、先端に上吸い口39を設けた吸着アーム43の基部に駆動アーム44の端部を固定し、この駆動アーム44の他端に連結ロッド45が回動可能に取りつけられている。この連結ロッド45の他端は駆動部材46に設けた円弧状の長孔 461に回動可能に固定されている。また、駆動部材46の基端はブラケット50に軸支されている駆動軸49に固定されている。これにより、駆動軸49の回転により駆動部材46が揺動し、この駆動部材46の揺動が連結ロッド45を介して駆動アーム44を回動し、吸着アーム43が回動して上吸い口39が上下動するようになっている。
【００２１】
また、長孔 461は上吸い口39が搬送面48に接触する状態（吸着アーム43が最も下がった状態）において、駆動アーム44と連結ロッド45との連結部Ｐを中心とした円弧になっており、これにより上吸い口39が搬送面48に圧接されて、無理な力がかからないようにし、高速度で吸着アーム43を回動させても、袋Ｗ1 の上側の吸着を確実にし、かつ、吸着アーム43などの機構の損傷が起こらないようにしている。また、吸着アーム43の端部には吸着アーム43の重量をバランスさせるための、バランサ47が取りつけられており、高速度で吸着アーム43が回動した時の慣性力をなくして、吸着アーム43の回動が高速度でできるようにしている。また、吸着アーム43は中空になっていて、この吸着アーム43に空気ノズル51が取りつけられており、この空気ノズル51にはエアホース52が接続されて、上吸い口39に真空圧（吸着力）を発生させるようにしている。
【００２２】
図６に示すように回転爪37は37′のように上下方向に高さが変えられるようになっていることから、上吸い口39はこの回転爪37の爪 371に干渉しないように高い位置まで上昇しなければならない。この上吸い口39の上下動の範囲は長孔 461に連結ロッド45の端部を固定する位置によって調整される。例えば、図６において連結ロッド45の端部固定位置を（イ）、（ロ）、（ハ）と変え、駆動部材46を角度αだけ揺動した場合に、連結点Ｐの移動範囲はＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 となり、この連結点Ｐの移動に対応した回動角度で吸着アーム43を回動する。また、上吸い口39の上下の移動範囲が広過ぎると、それだけ時間のロスがあるので、回転爪37の爪 371に干渉しない最小限の高さまで移動できるようにする。
【００２３】
すなわち、長孔 461への連結ロッド45の端部取り付け位置は無段階であるので、製品Ｗの外形に合わせて回転爪37の高さを決定し、この回転爪37の爪 371に干渉しない最小限の高さになるように、上吸い口39の上下の移動範囲（吸着アーム43の回動範囲）を決定することができ、時間のロスをなくして高速度で上吸い口39の上下動作を終了させることができるようになっている。また、長孔 461への連結ロッド45の端部取り付け位置を変えても、長孔 461は上吸い口39が最も下がった位置において連結点Ｐを中心とする円弧になっていることに変わりはないので、上吸い口39はそれ以上下がることはない。
【００２４】
次に図３によりコンベヤ42（図１参照）について説明する。コンベヤ42は図１に示すように、回転爪38の直下に設けられている。タイミングベルト 421はプーリ 422、423 、424 、425 にかけられており、吸着搬送部 426および下吸い口40が設けられている。これにより、カッター部13で単位袋に切断されたシート３は吸着搬送部 426に受け渡されて、下吸い口40まで搬送されるようになっている。また、回転爪38と下吸い口40との間に高さＨの距離をあけている。これにより、下吸い口40と上吸い口39とで袋Ｗ1 を開いた開口に、回転爪38の爪 381が挿入し易いようになっている。
【００２５】
以上のように構成した本実施例の作用について次に説明する。ガイド部材41（ワーク搬送面）の両側に上下二段に回転爪37および38を設け、図５に示すように、この回転爪37および38の回転方向（矢印方向）に突出する爪 371および 381を複数設け、この爪 371および 381に保持面 372および 382を形成することにより、開袋した時の袋の保持代Ｌ5 を長くすることが可能となり、また保持面 372および 382が図４に示すように、上下二段に設けた回転爪37および38の投影平面上で重なるようにバケット軸33に軸支することにより、合計四本の爪 371および38で袋Ｗ1 を保持することが可能となる。また、爪 371および 381の保持面 372および 382に滑り止めを形成することにより、保持面 372および 382の袋保持代Ｌ5 を長くしたことと相まって、保持面 372および 382から袋Ｗ1 が容易に抜けないようにすることが可能となる。
【００２６】
また、固定部36（図１参照）は楔状になっていて、駆動軸25およびバケット軸33に、スプロケット30および31（スプロケット31のみでもよい）が、爪 371および 381に対して任意に位相をずらせて固定することができるので、図５に示すように保持面 372および 382が袋Ｗ1 を保持する角度βを任意に調整することができる。このように、開袋時に爪 371および 381の保持面 372および 382の角度βが調整可能なように、バケット軸33に回転爪 371および 381を軸支し、かつ、固定するようにしたので、袋Ｗ1 に製品Ｗを押し込む時に袋Ｗ1 が保持面 372および 382から抜けないようにすると共に、製品Ｗを詰め込んだ後にプッシャ 151の押し出し力により、袋Ｗ1 が保持面 372および 382から容易に抜けるように、爪371および 381の保持面 372および 382の保持力を調整することが可能となる。
【００２７】
また、回転爪37を上下に移動して、上下二段に設けた回転爪 371および 381の間の距離が調整可能であると共に、図１におけるハンドル22を回してギヤボックス17を離間接近させ、図５に示すバケット軸33の軸間距離Ｌ7 を調整し、ガイド部材41の両側に設けた回転爪 371および 381の軸間距離の調整が可能であることから、図４に示す四角形の開口辺WL1 とWL2 の長さの比を自由に調整し、製品Ｗの外形に適合した形で袋Ｗ1 の開口部Ｗ2 を開口することが可能となる。
【００２８】
また、図５において回転爪37および38の回転方向に爪 371および 381を設けたので、爪 372および 382はその先端が描く軌跡Ｃ1 のように、その先端が互いに接近してきて上吸い口39（吸着装置）と下吸い口40（吸着装置）とで開口されている開口部Ｗ2 にその先端が入り、次に互いに開く方向に回転してその開口部Ｗ2 を開くようになる。このようにして開口部Ｗ2 を開くので、図４における四角形の開口辺WL1 が爪 372どうしの間および爪 382どうしの間で強く張られることになり、上吸い口39および下吸い口40から袋Ｗ1 の開口部Ｗ2 を剥離させることが可能となり、上吸い口39の吸引力をON-OFFさせる必要がなくなる。これにより、上吸い口39による開口動作を高速度で追従させることが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
本発明によれば、ワーク搬送面の両側に上下二段に設けた回転爪の回転方向に突出する爪を複数設け、この爪に保持面を形成し、開袋した時の袋の保持代を長くしたので、高速度で袋の中に製品を押し込むことができ、また保持面が上下二段に設けた回転爪の投影平面上で重なるように軸支して、合計四本の爪で袋を保持するので、袋の保持力が増し高速度で袋の中に製品を押し込むことができる。さらに、吸着装置を、ワーク搬送面の両側に設けられた爪の中間に設けたので、製品が充填された袋を搬出した直後に、吸着装置と各回転爪とを同時に作動させた場合であっても、当該吸着装置と各回転爪の各爪とが干渉することがない。これにより、製品が充填された袋を搬出した直後に、吸着装置を下降させつつ各回転爪を回転させることが可能になり、サイクルタイムを削減することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、爪の保持面に滑り止めを形成し、かつ、爪の保持面の袋保持代を長くし、保持面から袋が容易に抜けないようにしたので、袋の中に製品を更に高速度で詰め込むことができる。
また、本発明によれば、開袋時に爪の保持面の角度が調整可能なように、バケット軸に回転爪を固定し、袋に製品を押し込む時に袋が爪の保持面から抜けないようにすると共に、製品を詰め込んだ後に腕の押し出し力により、袋が爪の保持面から容易に抜けるように、爪の保持面の保持力の調整ができるので、高速度で製品を袋内に押し込むことができ、その後に袋を痛めることなく高速度で袋を保持面から抜くことができる。
また、請求項４の記載に基づいて、発明の詳細な説明から把握される本発明によれば、上下二段に設けた回転爪間の距離が調整可能であると共に、ワーク搬送面の両側に設けた回転爪の軸間距離の調整を可能にし、製品の外形に適合した形で袋の開口をするようにしたので、製品を袋に押し込む時の抵抗が少なくなり、製品の変形および保持面からの袋の抜けを防止して、高速度で袋内に製品を押し込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を一部縦断面して示した正面図である。
【図２】図１におけるバケット部の平面図である。
【図３】図１におけるバケットとコンベヤとの関係を示す側面図である。
【図４】図１におけるバケットを斜視図で示した模式図である。
【図５】図１におけるバケットのみを示す平面図である。
【図６】図１における上吸い口の駆動機構を示す側面図である。
【図７】図１における実施例を適用した自動包装機の全体を示す側面図である。
【図８】自動包装装置を模式図で示した説明用図である。
【図９】従来のバケットを模式図で示した図である。
【図10】図９の正面図である。
【符合の説明】
17 ギヤボックス、18 スライド軸、19 ギヤボックス駆動軸、191 右ネジ、192 左ネジ、20 スプライン軸、21 ナット、22 ハンドル、23 ポスト、24 腕、25 駆動軸、26 傘歯車、27 傘歯車、38 ベアリング、29 ベアリング、30 スプロケット、31 スプロケット、32 ベアリング、33 バケット軸、34 タイミングベルト、35 張り車、36 固定部、37 回転爪、371 爪、372 保持面、38 回転爪、381 爪、382 保持面、39 上吸い口（吸着装置）、40 下吸い口（吸着装置）、41 ガイド部材、42 コンベヤ、43 吸着アーム、44 駆動アーム、45 連結ロッド、46 駆動部材、47 バランサ、48 搬送面、461 長孔、49 駆動軸、50 ブラケット、51 空気ノズル、52 エアホース

Claims (1)

1. 吸着装置によって袋の開口部を吸着し、該吸着装置を上昇させて前記開口部を開口させる自動包装機の開袋装置であって、ワーク搬送面の両側に上下二段に回転爪を設け、該回転爪の回転方向に突出する爪を複数設け、該爪に保持面を形成し、該保持面が上下二段に設けた回転爪の投影平面上で重なるように前記回転爪を軸支し、前記吸着装置を、前記ワーク搬送面の両側に設けられた前記爪の中間に設けたことを特徴とする自動包装機の開袋装置。

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