ロータリー式定位置投入装置
【課題】連包パウチから個々に切断等されたパウチを従来よりも高速に搬送し、且つ、定位置投入性を向上できるロータリー式定位置投入装置の提供を目的とする。
【解決手段】旋回軸３０の回転する際に、案内用カムフォロア４６が案内用カム溝内を移動し且つ、首振り用カムフォロア４７が首振り用カム溝内を移動して各フォロア４６、４７がカム溝に応じて駆動されると共にバルブ制御手段４８の真空吸引が制御されることによって、連包パウチ５における切断前のパウチ６に吸着パッド４３を当てて真空吸引し、カッター７で切断後に前記パウチ５を一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチ６を前記定位置に投入する動作を各吸着パッド４３が順次行なうものである。
【解決手段】旋回軸３０の回転する際に、案内用カムフォロア４６が案内用カム溝内を移動し且つ、首振り用カムフォロア４７が首振り用カム溝内を移動して各フォロア４６、４７がカム溝に応じて駆動されると共にバルブ制御手段４８の真空吸引が制御されることによって、連包パウチ５における切断前のパウチ６に吸着パッド４３を当てて真空吸引し、カッター７で切断後に前記パウチ５を一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチ６を前記定位置に投入する動作を各吸着パッド４３が順次行なうものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリー式定位置投入装置に関し、食品の包装工程において、鮮度保持剤や脱酸素剤及びスープや具材等の調味料を格納部に充填した連包状パウチ（小袋）を１個ずつに切断する装置に組合せて、個々のパウチを定位置に投入するロータリー式定位置投入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連包状のパウチ（「連包パウチ」ともいう）を個々のパウチに切断して、投入箇所の定位置に投入する装置に関して、出願人は、特開２００７−１２６１６３号公報（以下「特許文献１」という）の吸着パッド式を提案している。又、特開２００４−２２３６７９号公報（以下「特許文献２」という）のシュート式の投入装置において、シュートに代えて特開平１０−２３０９１４号公報（以下「特許文献３」という）記載の挟み込みベルトを採用することが考えられる。
【０００３】
特許文献１記載の吸着式投入装置の動作概要を説明する。
入口のロールユニットにて連包パウチをガイドして、トップロール位置まで一旦パスラインを持ち上げる。ここから、折り返してほぼ鉛直下方に連包パウチをハンドリングする。
【０００４】
連包パウチの横シールのピッチを計測することにより、１回の送り長さが決まると、ニップロール方式のフィード機構によりこの長さ分だけ連包パウチを送って停止する（「間欠フィード方式」という）。
【０００５】
パウチの送り完了を受けて、ギロチン式カッターが作動し、パウチ横シール部分の中央をカットする。
【０００６】
１個ずつに切断されたパウチを、吸着アーム先端に取付けたバキュームパッドにて吸着し、９０°の旋回運動にて投下位置へ移載する。
このとき、パウチの姿勢は吸着時の垂直状態から水平状態に変わる。
【０００７】
投入信号に合わせて、吸着解除されると、水平な状態のパウチは垂直下方に自由落下する。
投下されるパウチには水平方向の速度がないため、投入先のコンベアが、間欠動作であれば、停止時に投下することで定位置への投入が可能となる。
【０００８】
特許文献１の投入装置の特徴は、パウチの保持からカットと同時に吸着パッドにより真空吸着によって保持する点である。従って、パウチの保持位置はほぼ一定であることから、投入時パウチの姿勢はほぼ同じ条件になる
しかしながら、吸着タイミングについて、パウチの横シール部分のカット位置までの送り完了後、真空吸着開始から保持完了するまで、吸着パッドはパウチに正対する前後方向（パウチの厚さ方向）に動くが、送り方向には動かないため、ロータリー式の連続切断装置に対応できず、さらなる高速化に限界がある。
【０００９】
又、往復動作〜吸着パッドは１箇所、パウチ吸着すると９０°旋回してパウチを投入し、投入後に吸着待機位置へ戻る構造を有しており、高速化を吸着部のアームを短くすることで高速化に対応可能であるが、戻り時間が必要なため能力は１８０個／分が限界となる。
【００１０】
又、投入時のパウチの速度ベクトルに関して、包装機の搬送方向（水平）に対して、投入パウチは上から下への垂直落下する。従って、投入先のコンベアが連続移動していると、パウチは水平方向の速度成分を持たずに投入するため、投入位置のずれが発生する。
【００１１】
次に、特許文献２の投入装置に特許文献３記載と同様の挟み込みベルトを用いた場合を考える。
【００１２】
図１９に示すように、挟み込みベルトａよりラインｂ上にパウチｃを投入する。
【００１３】
この場合、特許文献２の投入装置において、連包パウチの横シールのピッチを計測することにより、１回の送り長さが決まると、ニップロール方式のフィード機構によりこの長さ分だけ連包パウチを送って停止する（間欠フィード方式）。
【００１４】
パウチの送り完了を受けて、ギロチン式カッターが作動し、パウチ横シール部分の中央をカットする。
【００１５】
図１９に示すように、１個ずつに切断されたパウチｃは、シュートｅにて幅方向をガイドされて待機ロール位置ｆまで自由落下する。
【００１６】
そして、投入要求信号により、挟み込みベルトａが動き先行パウチｃ（ｃ１）が投入動作に入るときに、待機ロール位置にあるパウチｃ（ｃ２）は挟み込みベルトａに噛み込んで、ベルト間に挟まれて先端方向に移動する。
【００１７】
挟み込みベルトａ先端部にある検出器ｄがパウチを検出すると、挟み込みベルトａの移動が停止し、投入要求信号を待つ（なおこのとき、次のパウチｃはカットされ、待機ロール位置ｆにまで到達している）。
【００１８】
挟み込みベルトａの搬送速度は、投入先のコンベア速度に同期しており、投入されるパウチは定位置への投入が可能である。
【００１９】
上記の挟み込みベルトによってパウチを保持するまで、上下のベルトａ間に挟み込み投入するが、挟み込み部分まではカット後にシュートｅを用いた自由落下をする。
この場合、幅方向がパウチｃの幅よりも広いガイドのシュートｅを用いて自由落下させるため、挟み込み位置でパウチｃが傾き、幅方向の位置がずれている可能性がある。この状態で、パウチｃが挟み込みベルトａに噛み込まれると、投入待機位置のパウチｃの姿勢がばらつき、結果的に投入位置がばらつく（特に小型パウチでは顕著となり易い）。
【００２０】
従って、挟み込みベルトを用いたのでは、挟み込み時のパウチ姿勢を一定にできない。上記の原因で傾きのあるパウチが挟み込み開始位置に待機している場合や、厚みの偏りがあるパウチを挟み込むと、搬送中にパウチが回転する可能性があり、挟み込みベルト先端の投入待機位置での姿勢がばらつく。その結果、投入待機位置での停止位置ばらつきが生じる。この場合、検出器でパウチの到着を検出し挟み込みベルトを停止させるが、検出のばらつきがあるため、挟み込みベルト先端からのパウチの出代が異なるものになる。
速度同期をさせて投入するには、挟み込みベルト先端で投入待機、包装機からの同期信号によりベルトが動き、包装機コンベア速度にあわせて投入する。これによって、速度同期するが、投入待機位置のばらつき（パウチ先端の出代のばらつき）の影響により、パウチの投入速度はばらつき、投入位置にばらつきが生じる。
【００２１】
又、パウチの中身の違いによる厚みの差や偏りがあり、挟み込み間隔の調整、挟み込み搬送途中のパウチ回転、挟み込み圧力等により中身がパウチ包材を突き破りパウチにピンホールや、斜め方向への投入の可能性がある。又、投入先に凹凸があると、パウチが斜めに投入されるため、突き刺さりが生じたり、衝突によって弾き飛ばされたりすることがある。従って、パウチの投入位置にばらつきが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００７−１２６１６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２３６７９号公報
【特許文献３】特開平１０−２３０９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、上述の実情に鑑み、連包パウチから個々に切断等されたパウチを従来よりも高速に搬送し、且つ、定位置投入性を向上できるロータリー式定位置投入装置の提供を目的とする。
【００２４】
又、切断と同時にパウチを吸引保持して確実な切断を確保し、切断後に投入位置のコンベア速度に同期して水平移動して安定性良くコンベア上の目的位置に投入できるロータリー式定位置投入装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、一方向に搬送されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
一端が前記旋回軸に連結され、且つ、他端が前記吸着アームに支点軸によって連結された、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの支点軸又は前記吸着アームの該支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、一方向に搬送されたパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置である。
【００２６】
又、本発明は、一方向に搬送された連包パウチを個々のパウチに切断手段によって切断し、切断されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
一端が前記旋回軸に連結され、且つ、他端が前記吸着アームに支点軸によって連結された、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの支点軸又は前記吸着アームの該支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドへの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、前記連包パウチにおける切断前のパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、切断手段で切断後に前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置である。
【００２７】
本発明においては、前記吸着パッドで連包パウチを吸着する際に、パウチを挟んで吸着パッドの反対側から支持して、吸着パッドが押圧且つ移動するのにパウチをその表面に摺動させつつ支持するプッシャーを設けたことが好適である。
【００２８】
又、本発明においては、前記プッシャーは、前記吸着パッドのパウチに当接するタイミングでパウチに前記吸着パッドの逆側から接近して支持し、一方、前記吸着パッドが定位置に向けて移動するときに前記パウチから離隔して支持を解除することが好適である。
【００２９】
又、本発明においては、前記切断手段は、前記旋回軸に同期して回転し連包パウチから個々のパウチを切断するロータリー式カッターであることが好適である。
【００３０】
又、本発明においては、前記支点軸を前記旋回軸と平行に設け、
支点軸の一方端側に案内用カムフォロア及び案内用溝カムを設け、
前記支点軸の他方端側に首振り用カムフォロア及び首振り用溝カムを設け、
前記案内用溝カムに形成された１条の案内用カム溝内に、複数の案内用カムフォロアが装着され、前記首振り用溝カムに形成された１条のカム溝内に、複数の首振り用カムフォロアが装着されていることが好適である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のロータリー式定位置投入装置によれば、旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうので、連包パウチから個々に切断等されたパウチを従来よりも高速に搬送し、且つ、定位置投入性を向上できる。
【００３２】
又、連包パウチにおける切断前のパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、切断手段で切断後に前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうので、切断と同時にパウチを吸引保持して確実な切断を確保し、切断後に投入位置のコンベア速度に同期して水平移動して安定性良くコンベア上の目的位置に投入できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の正面図である。
【図２】前記ロータリー式定位置投入装置の側面図（ライン方向から見た図）である。
【図３】前記ロータリー式定位置投入装置のカバーを外した平面図である。
【図４】（ａ）は旋回軸の側方視図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向断面視図である。
【図５】（ａ）は案内用溝カムを説明する図４（ａ）のＡ方向断面視図、（ｂ）は首振り用溝カムを説明する図４（ａ）のＣ方向断面視図である。
【図６】前記ロータリー式定位置投入装置において、旋回軸の回転角に応じた工程の進行状態の説明図であって、当該回転角が０°（パウチ吸着且つ下方移動開始）の図である。
【図７】同回転角１０°（プッシャー押圧解除）の説明図である。
【図８】同回転角２０°の説明図である。
【図９】同回転角３０°の説明図である。
【図１０】同回転角４０°（パウチ吸着下方移動）の説明図である。
【図１１】同回転角５０°の説明図である。
【図１２】同回転角６０°（パウチ吸着旋回開始）の説明図である。
【図１３】同回転角７０°の説明図である。
【図１４】同回転角８０°の説明図である。
【図１５】同回転角９０°の説明図である。
【図１６】同回転角１００°の説明図である。
【図１７】同回転角１１０°（連包パウチカット）の説明図である。
【図１８】前記ロータリー式定位置投入装置の工程の説明図である。
【図１９】従来の定位置投入装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１〜図５は実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の構成説明図、図６〜図１１はこの定位置投入装置の工程説明図である。
【００３５】
図１〜図５に示すように、ロールユニット４を介して装置上部から下方向（一方向の例）に搬送された連包パウチ（想像線５で示す）を個々のパウチ６に剪断式カッター（切断手段の例）７によって切断し、切断されたパウチ６を旋回軸３０の旋回によって水平方向（他の方向の例）移動の搬送ライン１０に搬送して定位置に投入するロータリー式定位置投入装置に関するものである。この定位置投入装置には、連包パウチ５の横シール位置の検出器１１やカッター７の作動タイミング制御装置等各種の周知の作動制御機器が設けられ、全体がフレーム１２の脚部の伸長・短縮でライン１０の位置合わせが可能になっている。前記吸着パッド４３で連包パウチ５を吸着する際に、検出器１１を出て送りローラ１１ａを通った連包パウチ５（パウチ６）を挟んで吸着パッド４３の反対側から支持して、吸着パッド４３が押圧且つ移動するのにパウチ６をその表面に摺動させつつ支持するプッシャー２０を設けている（図６参照）。
【００３６】
図３や図６等に示すように、プッシャー２０を切断前後の連包パウチ５（パウチ６）に接近・離隔作動させるため、軸（プッシャー用駆動軸）１３がタイミングプーリー１４を介して駆動されて、該軸１３の回転がレバー１５、支点軸１６、クランクアーム１７を経由してスライドベース１９が駆動され、そのスライドベース１９に設けたプッシャー２０を進退動させる。前記駆動軸１３の駆動は、前記旋回軸３０と同期回転駆動させるため、詳細は後述するが、ＡＣサーボモータからなるモータ１によって回転駆動する。
【００３７】
前記ロータリー式定位置投入装置は、パウチ６を真空吸着する吸着パッド４３と、前記吸着パッド４３を一端部に設けた吸着アーム４０と、一端が前記旋回軸３０に支点軸４１によって連結され、且つ、他端が前記吸着アーム４０に支点軸４２によって連結された、前記旋回軸３０の回転によって前記吸着アーム４０に揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアーム３９と、前記吸着アーム４０とリンクアーム３９との支点軸４２に設けた案内用カムフォロア４６と、前記吸着アーム４０の、前記支点軸４２を挟んで吸着パッド４３の反対側端部に設けた首振り用カムフォロア４７とを旋回軸３０の周囲に３つずつ備えた吸着アーム旋回搬送機構を設けたものである。
【００３８】
又、前記吸着パッド４３への真空吸引を前記旋回軸３０の回転角に対応して制御する電磁バルブからなるバルブ制御手段４８と、前記複数の案内用カムフォロア４６が移動可能に装着される案内用カム溝（４５ａ）の形成された案内用溝カム４５及び前記複数の首振り用カムフォロア４７が移動可能に装着される首振り用カム溝（４４ａ）の形成された首振り用溝カム４４とを固定して設けている。バルブ制御手段４８の真空吸引通路は、旋回軸３０内の３箇所設けられた通路に回転ガス継ぎ手を介して連通している。
【００３９】
前記旋回軸３０の回転する際に、前記案内用カムフォロア４６が案内用カム溝４５ａ内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロア４７が首振り用カム溝４４ａ内を移動して各フォロア４６、４７がカム溝に応じて駆動されると共にバルブ制御手段４８の真空吸引が制御されることによって、前記連包パウチ５における切断前のパウチ６に吸着パッド４３を当てて真空吸引し、カッター７で切断後に前記パウチ５を一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチ６を前記定位置に投入する動作を各吸着パッド４３が順次行なうものである。
【００４０】
前記プッシャー２０は、前記吸着パッド４３のパウチ６に当接するタイミングでパウチ６に前記吸着パッド４３の逆側から接近して支持し、一方、前記吸着パッド４３が定位置に向けて移動するときに前記パウチ６から離隔して支持を解除する動作をするものである。
【００４１】
各部の機械構成を詳細に説明する。
（１）３ヘッドの吸着パッド４３と１箇所のプッシャー２０との同期運動する構造を説明する。
【００４２】
図１〜図３に示すように、前記定位置投入装置の駆動源であるＡＣサーボモータ１は、その出力軸に取付けた２つのタイミングプーリー８と９のそれぞれに巻き掛けられているタイミングベルト８ａ、９ａにて、その動力を旋回軸３０と軸１３に伝えている。タイミングベルト伝達の速度比は、旋回軸３０では同速の１：１、軸１３側では増速の１：３になっている。このように、速度比に差を設けるのは、吸着パッド４３が３ヘッド構成であるため、吸着パッド４３毎にプッシャー２０を動作させるために、軸１３の回転速度を旋回軸３０に対して３倍にしている。同一の駆動源（モータ１）によって旋回軸３０と軸１３を回転させるため、吸着パッド４３とプッシャー２０との同期性が崩れることはない。
【００４３】
（２）吸着パッド４３の軌跡を創るメカニズム（リンク機構とこれを動かす２枚の溝カム４４、４５）を説明する。
【００４４】
図３〜図４に示すように、旋回軸３０の外周に支点ホルダー３８が嵌り込み、キーによって旋回軸３０に回転方向に固定されている。支点ホルダー３８には３箇所のコ字状の支持部が外径方向に延び、支点ホルダー３８の各支持部に支点軸４１を挿通することによって同じ円周上に、３箇所に等配置された支点軸４１が設けられている。前記支持部には、軸方向前後からリンクアーム３９のコ字形状の内側端部が重なり、支点軸４１のそれぞれには、リンクアーム３９が挿通して回転自在に取付けられている。リンクアーム３９の支点軸４１と反対側端部には、吸着アーム４０を取付ける支点軸４２が設けられている。さらに、前記支点軸４２と同じ軸心を回転中心とする案内用カムフォロア４６が取付けられている。
【００４５】
この案内用カムフォロア４６は、溝カムである案内用溝カム４５と係合し、支点軸４１を回転中心としてリンクアーム３９を揺動させる。
【００４６】
吸着アーム４０は、支点軸４２を中心として回転自在に固定されているが、支点軸４２を中心とした該吸着アーム４０の一方側端に、吸着アーム４０の回転を規制する首振り用カムフォロア４７が設けられ、もう一方側（他方側）端に吸着パッド４３が固定されている。
【００４７】
首振り用カムフォロア４７は、溝カム（首振り用溝カム）４４のカム溝（４４ａ）に係合し、吸着アーム４０を、その支点軸４２を中心として揺動させる。
【００４８】
このような組立状態で、旋回軸３０が回転すると、図５に示すように、リンクアーム３９のカムフォロア（４６）は案内用溝カム４５に刻まれたカム溝４５ａのカム曲線をたどって周回し、吸着アーム４０のカムフォロア４７は首振り用溝カム４４に刻まれたカム曲線４４ａをたどって周回する。これらのカムフォロア４６、４７がカム曲線を周回することで、リンクアーム３９と吸着アーム４０とは、カムフォロアの周回位置に応じた揺動角度になる。
【００４９】
なお、吸着アーム４０の支点軸４２は、リンクアーム３９の先端に設けてあるため、リンクアーム３９の揺動運動により、吸着アーム４０の回転中心の位置が刻々変わる。この状態でさらに、吸着アーム４０の支点軸４２を挟んで吸着パッド４３の反対側に取付けた首振り用カムフォロア４７が、溝カム４４により動かされ、且つ、リンクアーム３９の先端（吸着アーム４０の回転中心）が揺動運動するため、吸着アーム４０に取付けられた吸着パッド４３の動作は複合された軌跡を描くことになる。
【００５０】
このように、リンクアーム３９と吸着アーム４０を、２枚の溝カム４４と４５により、それぞれ別々に揺動させることができる構成になっているため、吸着パッド４３の姿勢と動作軌跡は、それぞれの動作の組合せにより、合目的にその動きを創ることが可能になったものである。
吸着パッド４３の軌跡は、図４、図５、図６〜図１１の符号ＶＰの２点鎖線等によって示している。
【００５１】
（３）プッシャー２０と吸着パッド４３とが同期（真空吸着保持を確実にするメカニズム）する構成について説明する。
【００５２】
プッシャー２０の軸１３にレバー１５を取付け回転する。
レバー１５の先端にクランクアーム１７の一端が取付けられ、クランクアーム１７はスライドベース１９に他端が取付けられる。
【００５３】
スライドベース１９は、直動ガイドにて一方向に動作方向が規制されているため、レバー１５の回転により、クランクアーム１７はスライドベース１９を往復運動させる。
【００５４】
スライドベース１９上に、パウチ６に当接して支持するプッシャー２０が組み込まれており、吸着パッド４３の方向への接近と後退を繰り返す。
【００５５】
なお、上記（１）に記したように、軸１３には、旋回軸３０の回転と同一駆動源から、３倍速で回転速度を伝達しているため、３ヘッド構成の旋回軸３０それぞれの吸着パッド４３の動きに同期してプッシャー２０が前後する。
前記吸着パッド４３でパウチ６を真空吸着する際、吸着パッド４３をパウチ６表面に押し当てたときに、パウチ６が後ろ方向に逃げてしまうと吸着が不完全になる。
【００５６】
そこで、このプッシャー２０の前進を吸着パッド４３の前進と同期させることによって、その間に挟み込まれるパウチ６が逃げないようにして、吸着パッド４３がパウチ６表面になじみ真空吸着保持が確実に行なえるようにしている。
【００５７】
（４）機能目的に合ったバッド軌跡＜パウチ６ハンドリング軌跡＞を創成する構成について説明する。
【００５８】
２つのカム曲線（首振り用カム溝４４ａ、案内用カム溝４５ａ）による複合機構により、下記の４つの区間[１]〜[４]の吸着パッド４３の軌跡を創成するものである。
【００５９】
[１]吸着開始〜吸着完了までの軌跡：垂直状態のパウチ６に対して、吸着パッド４３は当該パウチ６の中身格納部の前方に吸着部分を正対した状態になっている。パウチ６のピッチ送りが完了し、カッター７が動作するとき、吸着パッド４３は水平に移動し、カット直前にパウチ６の中身格納部に当接し、吸着動作が始まる。当接後吸着パッド４３は、パウチ６を鉛直下方に移動させる方向に動く。
【００６０】
つまり、吸着パッド４３は、最もコンパクトな軌跡である「逆Ｌ字形（鍵の手状態）」をトレースするようになっている。
【００６１】
[２]パウチ６の姿勢を変更する際の軌跡：吸着パッド４３の鉛直下方への移動は、吸着したパウチ６が旋回しても機構と干渉しない領域で終了する。
【００６２】
その後、パウチ６の姿勢を垂直状態から水平状態にするため、吸着パッド４３の軸（吸着方向の軸）の姿勢が水平から垂直に変わるように９０°旋回する。
【００６３】
[３]パウチ６投入時の軌跡：パウチ６の姿勢が水平になると、概略水平姿勢のまま投入先のコンベアの移動速度とほぼ同期した速度で移動する。
【００６４】
この移動途中でパウチ６の真空吸着が解除され、パウチ６はコンベアに向けて放物線軌跡を描き落下する。
【００６５】
[４]初期状態への復帰軌跡：吸着パッド４３の軸を垂直状態から２７０°旋回し、水平状態に戻す。
本発明の装置では、吸着パッド４３先端のあるべき軌跡（[１]〜[４]）から、逆に溝カム４４、４５のカム形状を決めている。
【００６６】
（５）コンパクトな構成（最小ピッチ４５ｍｍに対応、装置の省スペース化）を達成できる。
【００６７】
[１]吸着パッド４３の軌跡は、単純な旋回動作でなく、上記（４）で記したような「逆Ｌ形→９０°旋回→水平移動→２７０°旋回」軌跡で動く。この軌跡により、吸着ポイントをカット装置のカット機構直下に（近傍に）配置することが可能になった。このため、パウチ６の最小ピッチ寸法は４５ｍｍまでのものが吸着可能になり、通常扱うパウチ６のほとんどが扱える範囲になっている。
【００６８】
[２]単純な旋回運動でなく、上記（４）で記したような「逆Ｌ形→９０°旋回→水平移動→２７０°旋回」軌跡で動くことによる第２の特徴は、定位置投入装置自体の大きさを非常にコンパクトにできることである。
【００６９】
前述した従来装置に対して、実施形態の定位置投入装置は、カッター（カット装置本体）の幅Ｗ２６０ｍｍに対して２０ｍｍしかはみ出さず、コンパクトに取付け可能であり、組合せ装置全体の外径寸法も小さくなり設置エリアの制限も少なくなる。
【００７０】
次に、図６から図１７によって、実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の動作について説明する。
【００７１】
図６から図１７において、旋回軸３０が１２０°回転の推移を表しているが、３つの吸着パッド４３を備えるので、吸着パッド４３に付した符号「（１）」等の番号によって、旋回軸３０が１回転（３６０°）する間の、同一の吸着パッド４３の位置を１０°毎に表している。図１８にプッシャー２０、カッター７、吸引パッド４３の旋回軸の回転に対する作動タイミングを示している。
【００７２】
前記図１６で符号４３（０、３６）の吸着パッド４３が原位置と１回転終わり位置としている。図１７で吸着パッド４３（１）が１０°進んでおり、さらに図６から図１６に示す吸着パッド４３（２）から吸着パッド４３（１２）に至って１２０°進む。
その１２０°より進んで、図１７から図６に戻りそれから図１６までに示す、吸着パッド４３（１３）から吸着パッド４３（２４）に至って２４０°進む。
その２４０°より進んで、図１７から再度図６に戻ってそれから図１６までに示す、吸着パッド４３（２５）から吸着パッド４３（３６）に至って３６０°進むことを示している。
【００７３】
[１]吸着開始から吸着完了までは次のようになる。
この工程[１]は、吸着パッド４３の番号の（０）〜（８）に該当する。図１６から図１７、図６から図１２に示す。
旋回軸３０の回転角は８０°である。吸着パッド４３の軌跡は図１２に二点鎖線で示すように、逆Ｌ字型になる。
連包パウチ５のカッターによる切断に関しては、吸着パッド４３がパウチ６に当接しプッシャー２０で押圧する（１）位置で切断する（図１７参照）。
【００７４】
詳しくは、連包パウチ５の横シール間隔のピッチを検出しながら、上方から下方に向けて鉛直な状態で１ピッチずつ間欠的にカッター７へ送り込む（実施形態の構成では間欠搬送であるが、ロータリーカット方式の連続搬送にも対応可能である）。送り込みが完了するタイミングに合わせて、吸着パッド４３がパウチ６の左方向から接近し、同時に逆方向からはプッシャー（あて板）２０がパウチ６方向に移動する。このように、吸着パッド４３とプッシャー２０間でパウチ６を挟み込むようにすることで、吸着パッド４３の真空吸着保持が確実に実行されるようにしている。
【００７５】
連包パウチ５の横シール部分がカッター７にて切断され、パウチ６が１個ずつに分断される直前のタイミングに合わせて吸着パッド４３はパウチ６に当接し、吸着動作が始まる。当接後の吸着パッド４３は、パウチ６をプッシャーとの間に挟み込んだ状態のまま、概略鉛直下方に移動しながら、パウチ６の真空吸着保持を完了する。このようにパウチ６を鉛直下方（送り方向）に移動させるのは、次のパウチ６をカットするための送り込み開始までの休止時間を削減するためである。
【００７６】
真空吸着保持完了までパウチ６をカットされた位置から移動させないと、次にカットするパウチ６の送り込みを開始できず、待ち時間が発生し、サイクルタイムを短縮することができない。実施形態の間欠送りのカット装置（カッター７）との組合せでは、それほど問題にならないが、ロータリーカッターを使用した連続カット装置との組合せでは、カット終了に引き続き次のパウチ６がカッター７方向へ送り込まれてくるため、カット完了したパウチ６は移動し続け、次のパウチ６が進入できる場所を空けなければならない。このため、パウチ６に当接し吸着動作が始まると同時に、吸着パッド４３は鉛直下方に移動することで、次のパウチ６の連続的な進入を可能にしている。
【００７７】
[２]吸着完了後のハンドリング
この工程[２]は、吸着パッド４３の番号の（８）〜（１４）に該当する。図１２から図１７、図６に示す。
旋回軸３０の回転角は６０°である。吸着パッド４３の軌跡は、プッシャー２０の方向を向いていたのが下方に向くという９０°の旋回をする。
吸着パッド４３の姿勢は、工程[１]の水平から、[２]工程が完了するときには垂直になっている。従って、吸着パッド４３で吸着したパウチ６は、垂直状態から水平状態に姿勢を変える。
【００７８】
詳しくは、真空吸着保持が完了すると、プッシャー２０は右方向に後退し、吸着パッド４３はその軸をほぼ水平状態にしたまま、概略鉛直下方に移動する。
このような吸着パッド４３の動きにより、パウチ６は鉛直方向に姿勢を保ったまま下方向にハンドリングされる。
【００７９】
真空吸着保持完了と同時に、パウチ６を下向きに回転させると、パウチ６の上側は、外向きに大きく旋回し、後退していくプッシャーと干渉することになる。
パウチ６が傾いても、干渉する部品がない領域になると、吸着パッド４３の軸が傾き旋回動作に入り、パウチ６の方向を鉛直方向から水平方向に９０°姿勢を変える。
【００８０】
[３]投入時のハンドリング
この工程[３]は、吸着パッド４３の番号の（１４）〜（１８）に該当する。図６から図１０に示す。
旋回軸３０の回転角は４０°である。
吸着パッド４３の軌跡は、概略水平移動する。
その吸着パッド４３の姿勢は、吸着パッド軸４３が、上記工程[２]の終了で垂直になっているが、ほぼそのままの垂直な状態に保ち、吸着したパウチ６をほぼ水平状態のままで姿勢を変えない。
パウチ６の投入は、吸着パッド４３の番号（１５）〜（１７）において吸着が解除され、パウチ６は水平速度を持ち、放物線軌跡を描き投入される。
【００８１】
詳しくは、図６〜図９に示すように、吸着保持されたパウチ６が水平状態になると、旋回動作が終わり、水平状態を保ったまま（吸着パッド４３の軸は垂直状態のまま）擬似的な水平運動が始まる。
【００８２】
この水平運動中に、吸着パッド４３の真空吸着が解除され、パウチ６は水平状態のまま水平方向の速度を持って投下されるため、放物線軌跡に沿ってコンベアの所定位置に投入される。
この水平運動の速度を、包装機のコンベアの搬送速度と同期させることにより、パウチ６は、水平方向の速度ベクトルを保有した状態で投下されるため、包装機の搬送コンベア上の搬送物（食品やトレイ等の容器）の定位置に投入することができる。
【００８３】
[４]初期状態に戻る
この工程[４]は、吸着パッド４３の番号の（１８）〜（３６）に該当する。図１０から図１７の（１８）〜（２５）、次いで、図６から図１６の（２６）〜（３６）に示すようになる。
旋回軸３０の回転角は、１８０°である。吸着パッド４３は２７０°の旋回をする。吸着パッド４３の軸は垂直状態から水平状態に戻る。
旋回軸３０が旋回動作して３６０°進むことによって吸着パッド４３の軸が水平な初期状態に戻る（図１６参照）。
【００８４】
上記の[１]〜[４]の工程は、旋回軸３０が１回転（３６０°）することにより実現している。旋回軸３０が１回転（３６０°）する間に、案内用カムフォロア４６と首振り用カムフォロア４７が固定カム（案内用溝カム４５、首振り用溝カム４４）に刻まれたのカム溝（案内用カム溝４５ａ、首振り用カム溝４４ａ）をたどることで、ひとつの吸着パッド４３が上記の[１]〜[４]の工程を実行する。
旋回軸３０には３つの吸着パッド４３を１２０°間隔で配置しているので、それぞれの吸着パッド４３はそれぞれが旋回軸の１２０°のずれを持って[１]〜[４]の工程を繰り返し行なう。
例えば、８３．３ｒｐｍで旋回軸３０が回転すると、１回転で３回投入し、１分間で２５０個のパウチ６の投入が可能になる。
【００８５】
実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の動作上の特徴は次の通りである。
１．パウチ６を吸着する際、吸着パッド４３はコンパクトな逆Ｌ字形（鍵の手形状）軌跡を描き動く。従って、カッターユニット下部の限られた空間にロータリー機構を組み込むことが可能になった。
２．カットタイミングに合わせてパウチ６を吸着パッド４３とプッシャー２０間で挟み込む。従って、吸着パッド４３をパウチ６表面に押し付けることで確実な真空吸着を保持できる。
３．パウチ６の吸着は、同じ位置にとどまることなく、移動しながら実施される。従って、待ち時間のロス、ロータリーカット方式の連続送りにも対応できる。
４．パウチ６は水平な姿勢で、投入先のコンベアの水平運動速度に同期して投入する。従って、水平に投入することで、投入先にパウチ６の先端が衝突した際の跳ね返りがなくなる。投入先が連続的に移動していても、速度同期させて定位置投入が可能になった。
５．吸着パッド４３は３ヘッド構成で、一方向に回転し続けるロータリー式の構成を有する。従って、待ち時間のない運動機構を実現できることにより、２５０個／分以上の高速定位置投入が可能になった。
【００８６】
次に、前述の公知文献（特許文献等）記載の技術との相違点について説明する。
【００８７】
特許文献１記載の従来技術（第１の従来技術）との相違点を説明する。
１．吸着ハンドリング機構
第１の従来技術：シングルヘッドの往復運動機構である。
実施形態の技術：３箇所の吸着ヘッドを持つロータリー式の一方向回転機構である。
【００８８】
２.吸着保持時のヘッドの動作
第１の従来技術：１／４円弧運動の両端を吸着と投入に用いる。
【００８９】
実施形態の技術：
[１]吸着ヘッドは逆Ｌ型軌跡を描く。吸着パッド４３は水平にパウチ６に接近し、当接後パウチ６を垂直方向に移動させる方向に動く。
[２]垂直動作完了後、パウチ６の姿勢を垂直から水平に変えるため９０°旋回する。
[３]投入のため、ほぼ水平に移動する。
[４]元の状態に戻るため、２７０°旋回する。
【００９０】
３．パウチ６の投入
第１の従来技術：上から下方向（垂直方向）に移動し下死点に到達した際にパウチ６が水平状態となり、ここで吸着が解除され鉛直下方に落下する。
実施形態の技術：パウチ６は水平状態のまま、コンベアの搬送方向である水平方向に移動しながら吸着解除され、放物線軌跡を描き落下する。
【００９１】
次に、特許文献２に挟み込みベルトを用いた投入装置（第２の従来技術）と実施形態の装置との相違点について説明する。
１．パウチ６のハンドリング
第２の従来技術：
[１]切断後自由落下する。
[２]パウチ６を上下から挟み込んでベルトコンベアで搬送する。
【００９２】
実施形態の技術：
[１]カット前から吸着体制に入り、カット完了時には吸着保持する。[２]投入まで吸着保持し続ける。
【００９３】
２．パウチ６の位置と姿勢保持
第２の従来技術：
[１]自由落下部分はシュートの壁による幅規制（ただし、壁のガイド幅はパウチ６の幅＋５〜１０ｍｍ）がある。
[２]挟み込みベルト部分は幅方向位置、傾きを規制する手段がない。
【００９４】
実施形態の技術：
[１]幅方向を規制され、傾きのない状態でパウチ６はカッター７へ進入する。このままの状態で吸着する。
[２]投入まで吸着保持し続けるため、投入時のパウチ６の姿勢は一定になっている。
【００９５】
３.投入姿勢
第２の従来技術：
[１]斜め下方向へ速度同期させて投入する〜投入先の商品やワーク表面に、パウチ６先端が衝突した際、反発により跳ね飛ばされ位置ずれすることがある。
[２]投入待機状態ではパウチ６の位置ずれ（出入り方向）・姿勢の傾きがある。
【００９６】
実施形態の技術：
[１]パウチ６の姿勢・位置は吸着時のままで変動がない（ほぼ一定の状態）。
[２]パウチ６は水平状態で、水平方向の速度（コンベア搬送速度と同期）を持ち投入される。従って、パウチ６の角の衝突による跳ね飛びがなくなる。
【００９７】
４．ピンホール
第２の従来技術：
[１]ベルトコンベア間にパウチ６を挟み込みハンドリング、出口側が入口よりベルトコンベア間隔が狭くなる、ベルト部分は弾力あるがプーリー部分は金属部品でありその隙間によりパウチ６が押し潰される。従って、ピンホール、中身のつぶれが生じる。
【００９８】
実施形態の技術：
[１]パウチ６格納部分の表面を真空吸着保持したハンドリングなので、中身をつぶしたりピンホールが発生したりすることはない。
【００９９】
以上の実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の利点は、次のものである。
１.高速化ができる。
[１]ロータリー機構の採用で吸着パッド４３を順次駆動できる。
[２]パウチ６に吸着パッド４３が当接後垂直方向へ移動する。
[３]パウチ６を水平搬送しつつコンベア速度に同期して投入できる。これにより、２５０個／分以上の高速吸着が可能である。
【０１００】
２.定位置投入性を改善でききる。
[１]カットと同時にパウチ６を吸着し投入まで離さない。
[２]パウチ６を水平搬送しつつコンベア速度に同期して水平状態で投入できる。
これにより、高精度な定位置投入を実現できる。
【０１０１】
３.コンパクトなロータリー吸引機構
[１]第１の従来技術の装置は高さ１３０＊幅４１０及び第２の従来技術の装置は高さ１３０ｍｍ＊幅３６０ｍｍに対して実施形態の装置は高さ８５ｍｍ＊幅２８０ｍｍであり、カット装置本体幅２６０ｍｍに対して２０ｍｍしかはみ出さずコンパクトに設置可能である。
[２]吸着パッド４３の軌跡を単純な旋回ではなく、合目的な軌跡にしたため、カッターユニットに接近させて吸着が可能である。例えば、最小ピッチ４５ｍｍのパウチ６の吸着が可能になる。
【０１０２】
以上説明したように、ロータリー式吸着機構を採用し、ロータリーカッター方式の連続カット装置の組合せが可能である。
【０１０３】
なお、前記実施形態においては、案内用カムフォロア４６を前記吸着アーム４０とリンクアーム３９との支点軸４２に設けていたが、本発明においてはこれに限定されず、その他、案内用カムフォロア４６を前記吸着アーム４０の該支点軸４２から吸着パッド４３側に設けることも本発明の範囲内である。
又、前記実施形態では、吸着パッドが１２０°間隔で３箇所設けていたが、必要に応じて１８０°間隔で２箇所や９０°間隔で４箇所に設けることも本発明の範囲内である。３箇所の吸着パッドを設けるよりも４箇所吸着パッドを設けて一層の高速化が可能である。ただ、４箇所では、９０°間隔で軸周りに取付けるので小型機で難しい場合があるが、３箇所であれば１２０°間隔となり、比較的取付け易く、従って、小型機に適している。
又、真空吸着については、適宜のバキューム装置で負圧吸引するものであれば各種の吸引装置を使用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明のロータリー式定位置投入装置は、食品以外の各種液状、粉状、粒状製品を充填したパウチ６の定位置投入に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１ ＡＣサーボモータ
５ 連包パウチ
６ パウチ
７ カッター
８ タイミングプーリー（旋回軸回転）
９ タイミングプーリー
１０ ライン
１１ 検出器
１１ａ 送りローラ
１３ 軸（プッシャー用駆動軸）
２０ プッシャー（あて板）
３０ 旋回軸
３８ 支点ホルダー
３９ リンクアーム
４１ リンクアームの支点軸
４０ 吸着アーム
４２ 吸着アームの支点軸
４３ 吸着パッド
４４ 首振り用溝カム
４４ａ 首振り用カム溝
４５ 案内用溝カム
４５ａ 案内用カム溝
４６ 案内用カムフォロア
４７ 首振り用カムフォロア
４８ バルブ制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリー式定位置投入装置に関し、食品の包装工程において、鮮度保持剤や脱酸素剤及びスープや具材等の調味料を格納部に充填した連包状パウチ（小袋）を１個ずつに切断する装置に組合せて、個々のパウチを定位置に投入するロータリー式定位置投入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
連包状のパウチ（「連包パウチ」ともいう）を個々のパウチに切断して、投入箇所の定位置に投入する装置に関して、出願人は、特開２００７−１２６１６３号公報（以下「特許文献１」という）の吸着パッド式を提案している。又、特開２００４−２２３６７９号公報（以下「特許文献２」という）のシュート式の投入装置において、シュートに代えて特開平１０−２３０９１４号公報（以下「特許文献３」という）記載の挟み込みベルトを採用することが考えられる。
【０００３】
特許文献１記載の吸着式投入装置の動作概要を説明する。
入口のロールユニットにて連包パウチをガイドして、トップロール位置まで一旦パスラインを持ち上げる。ここから、折り返してほぼ鉛直下方に連包パウチをハンドリングする。
【０００４】
連包パウチの横シールのピッチを計測することにより、１回の送り長さが決まると、ニップロール方式のフィード機構によりこの長さ分だけ連包パウチを送って停止する（「間欠フィード方式」という）。
【０００５】
パウチの送り完了を受けて、ギロチン式カッターが作動し、パウチ横シール部分の中央をカットする。
【０００６】
１個ずつに切断されたパウチを、吸着アーム先端に取付けたバキュームパッドにて吸着し、９０°の旋回運動にて投下位置へ移載する。
このとき、パウチの姿勢は吸着時の垂直状態から水平状態に変わる。
【０００７】
投入信号に合わせて、吸着解除されると、水平な状態のパウチは垂直下方に自由落下する。
投下されるパウチには水平方向の速度がないため、投入先のコンベアが、間欠動作であれば、停止時に投下することで定位置への投入が可能となる。
【０００８】
特許文献１の投入装置の特徴は、パウチの保持からカットと同時に吸着パッドにより真空吸着によって保持する点である。従って、パウチの保持位置はほぼ一定であることから、投入時パウチの姿勢はほぼ同じ条件になる
しかしながら、吸着タイミングについて、パウチの横シール部分のカット位置までの送り完了後、真空吸着開始から保持完了するまで、吸着パッドはパウチに正対する前後方向（パウチの厚さ方向）に動くが、送り方向には動かないため、ロータリー式の連続切断装置に対応できず、さらなる高速化に限界がある。
【０００９】
又、往復動作〜吸着パッドは１箇所、パウチ吸着すると９０°旋回してパウチを投入し、投入後に吸着待機位置へ戻る構造を有しており、高速化を吸着部のアームを短くすることで高速化に対応可能であるが、戻り時間が必要なため能力は１８０個／分が限界となる。
【００１０】
又、投入時のパウチの速度ベクトルに関して、包装機の搬送方向（水平）に対して、投入パウチは上から下への垂直落下する。従って、投入先のコンベアが連続移動していると、パウチは水平方向の速度成分を持たずに投入するため、投入位置のずれが発生する。
【００１１】
次に、特許文献２の投入装置に特許文献３記載と同様の挟み込みベルトを用いた場合を考える。
【００１２】
図１９に示すように、挟み込みベルトａよりラインｂ上にパウチｃを投入する。
【００１３】
この場合、特許文献２の投入装置において、連包パウチの横シールのピッチを計測することにより、１回の送り長さが決まると、ニップロール方式のフィード機構によりこの長さ分だけ連包パウチを送って停止する（間欠フィード方式）。
【００１４】
パウチの送り完了を受けて、ギロチン式カッターが作動し、パウチ横シール部分の中央をカットする。
【００１５】
図１９に示すように、１個ずつに切断されたパウチｃは、シュートｅにて幅方向をガイドされて待機ロール位置ｆまで自由落下する。
【００１６】
そして、投入要求信号により、挟み込みベルトａが動き先行パウチｃ（ｃ１）が投入動作に入るときに、待機ロール位置にあるパウチｃ（ｃ２）は挟み込みベルトａに噛み込んで、ベルト間に挟まれて先端方向に移動する。
【００１７】
挟み込みベルトａ先端部にある検出器ｄがパウチを検出すると、挟み込みベルトａの移動が停止し、投入要求信号を待つ（なおこのとき、次のパウチｃはカットされ、待機ロール位置ｆにまで到達している）。
【００１８】
挟み込みベルトａの搬送速度は、投入先のコンベア速度に同期しており、投入されるパウチは定位置への投入が可能である。
【００１９】
上記の挟み込みベルトによってパウチを保持するまで、上下のベルトａ間に挟み込み投入するが、挟み込み部分まではカット後にシュートｅを用いた自由落下をする。
この場合、幅方向がパウチｃの幅よりも広いガイドのシュートｅを用いて自由落下させるため、挟み込み位置でパウチｃが傾き、幅方向の位置がずれている可能性がある。この状態で、パウチｃが挟み込みベルトａに噛み込まれると、投入待機位置のパウチｃの姿勢がばらつき、結果的に投入位置がばらつく（特に小型パウチでは顕著となり易い）。
【００２０】
従って、挟み込みベルトを用いたのでは、挟み込み時のパウチ姿勢を一定にできない。上記の原因で傾きのあるパウチが挟み込み開始位置に待機している場合や、厚みの偏りがあるパウチを挟み込むと、搬送中にパウチが回転する可能性があり、挟み込みベルト先端の投入待機位置での姿勢がばらつく。その結果、投入待機位置での停止位置ばらつきが生じる。この場合、検出器でパウチの到着を検出し挟み込みベルトを停止させるが、検出のばらつきがあるため、挟み込みベルト先端からのパウチの出代が異なるものになる。
速度同期をさせて投入するには、挟み込みベルト先端で投入待機、包装機からの同期信号によりベルトが動き、包装機コンベア速度にあわせて投入する。これによって、速度同期するが、投入待機位置のばらつき（パウチ先端の出代のばらつき）の影響により、パウチの投入速度はばらつき、投入位置にばらつきが生じる。
【００２１】
又、パウチの中身の違いによる厚みの差や偏りがあり、挟み込み間隔の調整、挟み込み搬送途中のパウチ回転、挟み込み圧力等により中身がパウチ包材を突き破りパウチにピンホールや、斜め方向への投入の可能性がある。又、投入先に凹凸があると、パウチが斜めに投入されるため、突き刺さりが生じたり、衝突によって弾き飛ばされたりすることがある。従って、パウチの投入位置にばらつきが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００７−１２６１６３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２３６７９号公報
【特許文献３】特開平１０−２３０９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、上述の実情に鑑み、連包パウチから個々に切断等されたパウチを従来よりも高速に搬送し、且つ、定位置投入性を向上できるロータリー式定位置投入装置の提供を目的とする。
【００２４】
又、切断と同時にパウチを吸引保持して確実な切断を確保し、切断後に投入位置のコンベア速度に同期して水平移動して安定性良くコンベア上の目的位置に投入できるロータリー式定位置投入装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明は、一方向に搬送されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
一端が前記旋回軸に連結され、且つ、他端が前記吸着アームに支点軸によって連結された、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの支点軸又は前記吸着アームの該支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、一方向に搬送されたパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置である。
【００２６】
又、本発明は、一方向に搬送された連包パウチを個々のパウチに切断手段によって切断し、切断されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
一端が前記旋回軸に連結され、且つ、他端が前記吸着アームに支点軸によって連結された、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの支点軸又は前記吸着アームの該支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドへの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、前記連包パウチにおける切断前のパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、切断手段で切断後に前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置である。
【００２７】
本発明においては、前記吸着パッドで連包パウチを吸着する際に、パウチを挟んで吸着パッドの反対側から支持して、吸着パッドが押圧且つ移動するのにパウチをその表面に摺動させつつ支持するプッシャーを設けたことが好適である。
【００２８】
又、本発明においては、前記プッシャーは、前記吸着パッドのパウチに当接するタイミングでパウチに前記吸着パッドの逆側から接近して支持し、一方、前記吸着パッドが定位置に向けて移動するときに前記パウチから離隔して支持を解除することが好適である。
【００２９】
又、本発明においては、前記切断手段は、前記旋回軸に同期して回転し連包パウチから個々のパウチを切断するロータリー式カッターであることが好適である。
【００３０】
又、本発明においては、前記支点軸を前記旋回軸と平行に設け、
支点軸の一方端側に案内用カムフォロア及び案内用溝カムを設け、
前記支点軸の他方端側に首振り用カムフォロア及び首振り用溝カムを設け、
前記案内用溝カムに形成された１条の案内用カム溝内に、複数の案内用カムフォロアが装着され、前記首振り用溝カムに形成された１条のカム溝内に、複数の首振り用カムフォロアが装着されていることが好適である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のロータリー式定位置投入装置によれば、旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうので、連包パウチから個々に切断等されたパウチを従来よりも高速に搬送し、且つ、定位置投入性を向上できる。
【００３２】
又、連包パウチにおける切断前のパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、切断手段で切断後に前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうので、切断と同時にパウチを吸引保持して確実な切断を確保し、切断後に投入位置のコンベア速度に同期して水平移動して安定性良くコンベア上の目的位置に投入できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の正面図である。
【図２】前記ロータリー式定位置投入装置の側面図（ライン方向から見た図）である。
【図３】前記ロータリー式定位置投入装置のカバーを外した平面図である。
【図４】（ａ）は旋回軸の側方視図、（ｂ）は（ａ）のＢ方向断面視図である。
【図５】（ａ）は案内用溝カムを説明する図４（ａ）のＡ方向断面視図、（ｂ）は首振り用溝カムを説明する図４（ａ）のＣ方向断面視図である。
【図６】前記ロータリー式定位置投入装置において、旋回軸の回転角に応じた工程の進行状態の説明図であって、当該回転角が０°（パウチ吸着且つ下方移動開始）の図である。
【図７】同回転角１０°（プッシャー押圧解除）の説明図である。
【図８】同回転角２０°の説明図である。
【図９】同回転角３０°の説明図である。
【図１０】同回転角４０°（パウチ吸着下方移動）の説明図である。
【図１１】同回転角５０°の説明図である。
【図１２】同回転角６０°（パウチ吸着旋回開始）の説明図である。
【図１３】同回転角７０°の説明図である。
【図１４】同回転角８０°の説明図である。
【図１５】同回転角９０°の説明図である。
【図１６】同回転角１００°の説明図である。
【図１７】同回転角１１０°（連包パウチカット）の説明図である。
【図１８】前記ロータリー式定位置投入装置の工程の説明図である。
【図１９】従来の定位置投入装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図１〜図５は実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の構成説明図、図６〜図１１はこの定位置投入装置の工程説明図である。
【００３５】
図１〜図５に示すように、ロールユニット４を介して装置上部から下方向（一方向の例）に搬送された連包パウチ（想像線５で示す）を個々のパウチ６に剪断式カッター（切断手段の例）７によって切断し、切断されたパウチ６を旋回軸３０の旋回によって水平方向（他の方向の例）移動の搬送ライン１０に搬送して定位置に投入するロータリー式定位置投入装置に関するものである。この定位置投入装置には、連包パウチ５の横シール位置の検出器１１やカッター７の作動タイミング制御装置等各種の周知の作動制御機器が設けられ、全体がフレーム１２の脚部の伸長・短縮でライン１０の位置合わせが可能になっている。前記吸着パッド４３で連包パウチ５を吸着する際に、検出器１１を出て送りローラ１１ａを通った連包パウチ５（パウチ６）を挟んで吸着パッド４３の反対側から支持して、吸着パッド４３が押圧且つ移動するのにパウチ６をその表面に摺動させつつ支持するプッシャー２０を設けている（図６参照）。
【００３６】
図３や図６等に示すように、プッシャー２０を切断前後の連包パウチ５（パウチ６）に接近・離隔作動させるため、軸（プッシャー用駆動軸）１３がタイミングプーリー１４を介して駆動されて、該軸１３の回転がレバー１５、支点軸１６、クランクアーム１７を経由してスライドベース１９が駆動され、そのスライドベース１９に設けたプッシャー２０を進退動させる。前記駆動軸１３の駆動は、前記旋回軸３０と同期回転駆動させるため、詳細は後述するが、ＡＣサーボモータからなるモータ１によって回転駆動する。
【００３７】
前記ロータリー式定位置投入装置は、パウチ６を真空吸着する吸着パッド４３と、前記吸着パッド４３を一端部に設けた吸着アーム４０と、一端が前記旋回軸３０に支点軸４１によって連結され、且つ、他端が前記吸着アーム４０に支点軸４２によって連結された、前記旋回軸３０の回転によって前記吸着アーム４０に揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアーム３９と、前記吸着アーム４０とリンクアーム３９との支点軸４２に設けた案内用カムフォロア４６と、前記吸着アーム４０の、前記支点軸４２を挟んで吸着パッド４３の反対側端部に設けた首振り用カムフォロア４７とを旋回軸３０の周囲に３つずつ備えた吸着アーム旋回搬送機構を設けたものである。
【００３８】
又、前記吸着パッド４３への真空吸引を前記旋回軸３０の回転角に対応して制御する電磁バルブからなるバルブ制御手段４８と、前記複数の案内用カムフォロア４６が移動可能に装着される案内用カム溝（４５ａ）の形成された案内用溝カム４５及び前記複数の首振り用カムフォロア４７が移動可能に装着される首振り用カム溝（４４ａ）の形成された首振り用溝カム４４とを固定して設けている。バルブ制御手段４８の真空吸引通路は、旋回軸３０内の３箇所設けられた通路に回転ガス継ぎ手を介して連通している。
【００３９】
前記旋回軸３０の回転する際に、前記案内用カムフォロア４６が案内用カム溝４５ａ内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロア４７が首振り用カム溝４４ａ内を移動して各フォロア４６、４７がカム溝に応じて駆動されると共にバルブ制御手段４８の真空吸引が制御されることによって、前記連包パウチ５における切断前のパウチ６に吸着パッド４３を当てて真空吸引し、カッター７で切断後に前記パウチ５を一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチ６を前記定位置に投入する動作を各吸着パッド４３が順次行なうものである。
【００４０】
前記プッシャー２０は、前記吸着パッド４３のパウチ６に当接するタイミングでパウチ６に前記吸着パッド４３の逆側から接近して支持し、一方、前記吸着パッド４３が定位置に向けて移動するときに前記パウチ６から離隔して支持を解除する動作をするものである。
【００４１】
各部の機械構成を詳細に説明する。
（１）３ヘッドの吸着パッド４３と１箇所のプッシャー２０との同期運動する構造を説明する。
【００４２】
図１〜図３に示すように、前記定位置投入装置の駆動源であるＡＣサーボモータ１は、その出力軸に取付けた２つのタイミングプーリー８と９のそれぞれに巻き掛けられているタイミングベルト８ａ、９ａにて、その動力を旋回軸３０と軸１３に伝えている。タイミングベルト伝達の速度比は、旋回軸３０では同速の１：１、軸１３側では増速の１：３になっている。このように、速度比に差を設けるのは、吸着パッド４３が３ヘッド構成であるため、吸着パッド４３毎にプッシャー２０を動作させるために、軸１３の回転速度を旋回軸３０に対して３倍にしている。同一の駆動源（モータ１）によって旋回軸３０と軸１３を回転させるため、吸着パッド４３とプッシャー２０との同期性が崩れることはない。
【００４３】
（２）吸着パッド４３の軌跡を創るメカニズム（リンク機構とこれを動かす２枚の溝カム４４、４５）を説明する。
【００４４】
図３〜図４に示すように、旋回軸３０の外周に支点ホルダー３８が嵌り込み、キーによって旋回軸３０に回転方向に固定されている。支点ホルダー３８には３箇所のコ字状の支持部が外径方向に延び、支点ホルダー３８の各支持部に支点軸４１を挿通することによって同じ円周上に、３箇所に等配置された支点軸４１が設けられている。前記支持部には、軸方向前後からリンクアーム３９のコ字形状の内側端部が重なり、支点軸４１のそれぞれには、リンクアーム３９が挿通して回転自在に取付けられている。リンクアーム３９の支点軸４１と反対側端部には、吸着アーム４０を取付ける支点軸４２が設けられている。さらに、前記支点軸４２と同じ軸心を回転中心とする案内用カムフォロア４６が取付けられている。
【００４５】
この案内用カムフォロア４６は、溝カムである案内用溝カム４５と係合し、支点軸４１を回転中心としてリンクアーム３９を揺動させる。
【００４６】
吸着アーム４０は、支点軸４２を中心として回転自在に固定されているが、支点軸４２を中心とした該吸着アーム４０の一方側端に、吸着アーム４０の回転を規制する首振り用カムフォロア４７が設けられ、もう一方側（他方側）端に吸着パッド４３が固定されている。
【００４７】
首振り用カムフォロア４７は、溝カム（首振り用溝カム）４４のカム溝（４４ａ）に係合し、吸着アーム４０を、その支点軸４２を中心として揺動させる。
【００４８】
このような組立状態で、旋回軸３０が回転すると、図５に示すように、リンクアーム３９のカムフォロア（４６）は案内用溝カム４５に刻まれたカム溝４５ａのカム曲線をたどって周回し、吸着アーム４０のカムフォロア４７は首振り用溝カム４４に刻まれたカム曲線４４ａをたどって周回する。これらのカムフォロア４６、４７がカム曲線を周回することで、リンクアーム３９と吸着アーム４０とは、カムフォロアの周回位置に応じた揺動角度になる。
【００４９】
なお、吸着アーム４０の支点軸４２は、リンクアーム３９の先端に設けてあるため、リンクアーム３９の揺動運動により、吸着アーム４０の回転中心の位置が刻々変わる。この状態でさらに、吸着アーム４０の支点軸４２を挟んで吸着パッド４３の反対側に取付けた首振り用カムフォロア４７が、溝カム４４により動かされ、且つ、リンクアーム３９の先端（吸着アーム４０の回転中心）が揺動運動するため、吸着アーム４０に取付けられた吸着パッド４３の動作は複合された軌跡を描くことになる。
【００５０】
このように、リンクアーム３９と吸着アーム４０を、２枚の溝カム４４と４５により、それぞれ別々に揺動させることができる構成になっているため、吸着パッド４３の姿勢と動作軌跡は、それぞれの動作の組合せにより、合目的にその動きを創ることが可能になったものである。
吸着パッド４３の軌跡は、図４、図５、図６〜図１１の符号ＶＰの２点鎖線等によって示している。
【００５１】
（３）プッシャー２０と吸着パッド４３とが同期（真空吸着保持を確実にするメカニズム）する構成について説明する。
【００５２】
プッシャー２０の軸１３にレバー１５を取付け回転する。
レバー１５の先端にクランクアーム１７の一端が取付けられ、クランクアーム１７はスライドベース１９に他端が取付けられる。
【００５３】
スライドベース１９は、直動ガイドにて一方向に動作方向が規制されているため、レバー１５の回転により、クランクアーム１７はスライドベース１９を往復運動させる。
【００５４】
スライドベース１９上に、パウチ６に当接して支持するプッシャー２０が組み込まれており、吸着パッド４３の方向への接近と後退を繰り返す。
【００５５】
なお、上記（１）に記したように、軸１３には、旋回軸３０の回転と同一駆動源から、３倍速で回転速度を伝達しているため、３ヘッド構成の旋回軸３０それぞれの吸着パッド４３の動きに同期してプッシャー２０が前後する。
前記吸着パッド４３でパウチ６を真空吸着する際、吸着パッド４３をパウチ６表面に押し当てたときに、パウチ６が後ろ方向に逃げてしまうと吸着が不完全になる。
【００５６】
そこで、このプッシャー２０の前進を吸着パッド４３の前進と同期させることによって、その間に挟み込まれるパウチ６が逃げないようにして、吸着パッド４３がパウチ６表面になじみ真空吸着保持が確実に行なえるようにしている。
【００５７】
（４）機能目的に合ったバッド軌跡＜パウチ６ハンドリング軌跡＞を創成する構成について説明する。
【００５８】
２つのカム曲線（首振り用カム溝４４ａ、案内用カム溝４５ａ）による複合機構により、下記の４つの区間[１]〜[４]の吸着パッド４３の軌跡を創成するものである。
【００５９】
[１]吸着開始〜吸着完了までの軌跡：垂直状態のパウチ６に対して、吸着パッド４３は当該パウチ６の中身格納部の前方に吸着部分を正対した状態になっている。パウチ６のピッチ送りが完了し、カッター７が動作するとき、吸着パッド４３は水平に移動し、カット直前にパウチ６の中身格納部に当接し、吸着動作が始まる。当接後吸着パッド４３は、パウチ６を鉛直下方に移動させる方向に動く。
【００６０】
つまり、吸着パッド４３は、最もコンパクトな軌跡である「逆Ｌ字形（鍵の手状態）」をトレースするようになっている。
【００６１】
[２]パウチ６の姿勢を変更する際の軌跡：吸着パッド４３の鉛直下方への移動は、吸着したパウチ６が旋回しても機構と干渉しない領域で終了する。
【００６２】
その後、パウチ６の姿勢を垂直状態から水平状態にするため、吸着パッド４３の軸（吸着方向の軸）の姿勢が水平から垂直に変わるように９０°旋回する。
【００６３】
[３]パウチ６投入時の軌跡：パウチ６の姿勢が水平になると、概略水平姿勢のまま投入先のコンベアの移動速度とほぼ同期した速度で移動する。
【００６４】
この移動途中でパウチ６の真空吸着が解除され、パウチ６はコンベアに向けて放物線軌跡を描き落下する。
【００６５】
[４]初期状態への復帰軌跡：吸着パッド４３の軸を垂直状態から２７０°旋回し、水平状態に戻す。
本発明の装置では、吸着パッド４３先端のあるべき軌跡（[１]〜[４]）から、逆に溝カム４４、４５のカム形状を決めている。
【００６６】
（５）コンパクトな構成（最小ピッチ４５ｍｍに対応、装置の省スペース化）を達成できる。
【００６７】
[１]吸着パッド４３の軌跡は、単純な旋回動作でなく、上記（４）で記したような「逆Ｌ形→９０°旋回→水平移動→２７０°旋回」軌跡で動く。この軌跡により、吸着ポイントをカット装置のカット機構直下に（近傍に）配置することが可能になった。このため、パウチ６の最小ピッチ寸法は４５ｍｍまでのものが吸着可能になり、通常扱うパウチ６のほとんどが扱える範囲になっている。
【００６８】
[２]単純な旋回運動でなく、上記（４）で記したような「逆Ｌ形→９０°旋回→水平移動→２７０°旋回」軌跡で動くことによる第２の特徴は、定位置投入装置自体の大きさを非常にコンパクトにできることである。
【００６９】
前述した従来装置に対して、実施形態の定位置投入装置は、カッター（カット装置本体）の幅Ｗ２６０ｍｍに対して２０ｍｍしかはみ出さず、コンパクトに取付け可能であり、組合せ装置全体の外径寸法も小さくなり設置エリアの制限も少なくなる。
【００７０】
次に、図６から図１７によって、実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の動作について説明する。
【００７１】
図６から図１７において、旋回軸３０が１２０°回転の推移を表しているが、３つの吸着パッド４３を備えるので、吸着パッド４３に付した符号「（１）」等の番号によって、旋回軸３０が１回転（３６０°）する間の、同一の吸着パッド４３の位置を１０°毎に表している。図１８にプッシャー２０、カッター７、吸引パッド４３の旋回軸の回転に対する作動タイミングを示している。
【００７２】
前記図１６で符号４３（０、３６）の吸着パッド４３が原位置と１回転終わり位置としている。図１７で吸着パッド４３（１）が１０°進んでおり、さらに図６から図１６に示す吸着パッド４３（２）から吸着パッド４３（１２）に至って１２０°進む。
その１２０°より進んで、図１７から図６に戻りそれから図１６までに示す、吸着パッド４３（１３）から吸着パッド４３（２４）に至って２４０°進む。
その２４０°より進んで、図１７から再度図６に戻ってそれから図１６までに示す、吸着パッド４３（２５）から吸着パッド４３（３６）に至って３６０°進むことを示している。
【００７３】
[１]吸着開始から吸着完了までは次のようになる。
この工程[１]は、吸着パッド４３の番号の（０）〜（８）に該当する。図１６から図１７、図６から図１２に示す。
旋回軸３０の回転角は８０°である。吸着パッド４３の軌跡は図１２に二点鎖線で示すように、逆Ｌ字型になる。
連包パウチ５のカッターによる切断に関しては、吸着パッド４３がパウチ６に当接しプッシャー２０で押圧する（１）位置で切断する（図１７参照）。
【００７４】
詳しくは、連包パウチ５の横シール間隔のピッチを検出しながら、上方から下方に向けて鉛直な状態で１ピッチずつ間欠的にカッター７へ送り込む（実施形態の構成では間欠搬送であるが、ロータリーカット方式の連続搬送にも対応可能である）。送り込みが完了するタイミングに合わせて、吸着パッド４３がパウチ６の左方向から接近し、同時に逆方向からはプッシャー（あて板）２０がパウチ６方向に移動する。このように、吸着パッド４３とプッシャー２０間でパウチ６を挟み込むようにすることで、吸着パッド４３の真空吸着保持が確実に実行されるようにしている。
【００７５】
連包パウチ５の横シール部分がカッター７にて切断され、パウチ６が１個ずつに分断される直前のタイミングに合わせて吸着パッド４３はパウチ６に当接し、吸着動作が始まる。当接後の吸着パッド４３は、パウチ６をプッシャーとの間に挟み込んだ状態のまま、概略鉛直下方に移動しながら、パウチ６の真空吸着保持を完了する。このようにパウチ６を鉛直下方（送り方向）に移動させるのは、次のパウチ６をカットするための送り込み開始までの休止時間を削減するためである。
【００７６】
真空吸着保持完了までパウチ６をカットされた位置から移動させないと、次にカットするパウチ６の送り込みを開始できず、待ち時間が発生し、サイクルタイムを短縮することができない。実施形態の間欠送りのカット装置（カッター７）との組合せでは、それほど問題にならないが、ロータリーカッターを使用した連続カット装置との組合せでは、カット終了に引き続き次のパウチ６がカッター７方向へ送り込まれてくるため、カット完了したパウチ６は移動し続け、次のパウチ６が進入できる場所を空けなければならない。このため、パウチ６に当接し吸着動作が始まると同時に、吸着パッド４３は鉛直下方に移動することで、次のパウチ６の連続的な進入を可能にしている。
【００７７】
[２]吸着完了後のハンドリング
この工程[２]は、吸着パッド４３の番号の（８）〜（１４）に該当する。図１２から図１７、図６に示す。
旋回軸３０の回転角は６０°である。吸着パッド４３の軌跡は、プッシャー２０の方向を向いていたのが下方に向くという９０°の旋回をする。
吸着パッド４３の姿勢は、工程[１]の水平から、[２]工程が完了するときには垂直になっている。従って、吸着パッド４３で吸着したパウチ６は、垂直状態から水平状態に姿勢を変える。
【００７８】
詳しくは、真空吸着保持が完了すると、プッシャー２０は右方向に後退し、吸着パッド４３はその軸をほぼ水平状態にしたまま、概略鉛直下方に移動する。
このような吸着パッド４３の動きにより、パウチ６は鉛直方向に姿勢を保ったまま下方向にハンドリングされる。
【００７９】
真空吸着保持完了と同時に、パウチ６を下向きに回転させると、パウチ６の上側は、外向きに大きく旋回し、後退していくプッシャーと干渉することになる。
パウチ６が傾いても、干渉する部品がない領域になると、吸着パッド４３の軸が傾き旋回動作に入り、パウチ６の方向を鉛直方向から水平方向に９０°姿勢を変える。
【００８０】
[３]投入時のハンドリング
この工程[３]は、吸着パッド４３の番号の（１４）〜（１８）に該当する。図６から図１０に示す。
旋回軸３０の回転角は４０°である。
吸着パッド４３の軌跡は、概略水平移動する。
その吸着パッド４３の姿勢は、吸着パッド軸４３が、上記工程[２]の終了で垂直になっているが、ほぼそのままの垂直な状態に保ち、吸着したパウチ６をほぼ水平状態のままで姿勢を変えない。
パウチ６の投入は、吸着パッド４３の番号（１５）〜（１７）において吸着が解除され、パウチ６は水平速度を持ち、放物線軌跡を描き投入される。
【００８１】
詳しくは、図６〜図９に示すように、吸着保持されたパウチ６が水平状態になると、旋回動作が終わり、水平状態を保ったまま（吸着パッド４３の軸は垂直状態のまま）擬似的な水平運動が始まる。
【００８２】
この水平運動中に、吸着パッド４３の真空吸着が解除され、パウチ６は水平状態のまま水平方向の速度を持って投下されるため、放物線軌跡に沿ってコンベアの所定位置に投入される。
この水平運動の速度を、包装機のコンベアの搬送速度と同期させることにより、パウチ６は、水平方向の速度ベクトルを保有した状態で投下されるため、包装機の搬送コンベア上の搬送物（食品やトレイ等の容器）の定位置に投入することができる。
【００８３】
[４]初期状態に戻る
この工程[４]は、吸着パッド４３の番号の（１８）〜（３６）に該当する。図１０から図１７の（１８）〜（２５）、次いで、図６から図１６の（２６）〜（３６）に示すようになる。
旋回軸３０の回転角は、１８０°である。吸着パッド４３は２７０°の旋回をする。吸着パッド４３の軸は垂直状態から水平状態に戻る。
旋回軸３０が旋回動作して３６０°進むことによって吸着パッド４３の軸が水平な初期状態に戻る（図１６参照）。
【００８４】
上記の[１]〜[４]の工程は、旋回軸３０が１回転（３６０°）することにより実現している。旋回軸３０が１回転（３６０°）する間に、案内用カムフォロア４６と首振り用カムフォロア４７が固定カム（案内用溝カム４５、首振り用溝カム４４）に刻まれたのカム溝（案内用カム溝４５ａ、首振り用カム溝４４ａ）をたどることで、ひとつの吸着パッド４３が上記の[１]〜[４]の工程を実行する。
旋回軸３０には３つの吸着パッド４３を１２０°間隔で配置しているので、それぞれの吸着パッド４３はそれぞれが旋回軸の１２０°のずれを持って[１]〜[４]の工程を繰り返し行なう。
例えば、８３．３ｒｐｍで旋回軸３０が回転すると、１回転で３回投入し、１分間で２５０個のパウチ６の投入が可能になる。
【００８５】
実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の動作上の特徴は次の通りである。
１．パウチ６を吸着する際、吸着パッド４３はコンパクトな逆Ｌ字形（鍵の手形状）軌跡を描き動く。従って、カッターユニット下部の限られた空間にロータリー機構を組み込むことが可能になった。
２．カットタイミングに合わせてパウチ６を吸着パッド４３とプッシャー２０間で挟み込む。従って、吸着パッド４３をパウチ６表面に押し付けることで確実な真空吸着を保持できる。
３．パウチ６の吸着は、同じ位置にとどまることなく、移動しながら実施される。従って、待ち時間のロス、ロータリーカット方式の連続送りにも対応できる。
４．パウチ６は水平な姿勢で、投入先のコンベアの水平運動速度に同期して投入する。従って、水平に投入することで、投入先にパウチ６の先端が衝突した際の跳ね返りがなくなる。投入先が連続的に移動していても、速度同期させて定位置投入が可能になった。
５．吸着パッド４３は３ヘッド構成で、一方向に回転し続けるロータリー式の構成を有する。従って、待ち時間のない運動機構を実現できることにより、２５０個／分以上の高速定位置投入が可能になった。
【００８６】
次に、前述の公知文献（特許文献等）記載の技術との相違点について説明する。
【００８７】
特許文献１記載の従来技術（第１の従来技術）との相違点を説明する。
１．吸着ハンドリング機構
第１の従来技術：シングルヘッドの往復運動機構である。
実施形態の技術：３箇所の吸着ヘッドを持つロータリー式の一方向回転機構である。
【００８８】
２.吸着保持時のヘッドの動作
第１の従来技術：１／４円弧運動の両端を吸着と投入に用いる。
【００８９】
実施形態の技術：
[１]吸着ヘッドは逆Ｌ型軌跡を描く。吸着パッド４３は水平にパウチ６に接近し、当接後パウチ６を垂直方向に移動させる方向に動く。
[２]垂直動作完了後、パウチ６の姿勢を垂直から水平に変えるため９０°旋回する。
[３]投入のため、ほぼ水平に移動する。
[４]元の状態に戻るため、２７０°旋回する。
【００９０】
３．パウチ６の投入
第１の従来技術：上から下方向（垂直方向）に移動し下死点に到達した際にパウチ６が水平状態となり、ここで吸着が解除され鉛直下方に落下する。
実施形態の技術：パウチ６は水平状態のまま、コンベアの搬送方向である水平方向に移動しながら吸着解除され、放物線軌跡を描き落下する。
【００９１】
次に、特許文献２に挟み込みベルトを用いた投入装置（第２の従来技術）と実施形態の装置との相違点について説明する。
１．パウチ６のハンドリング
第２の従来技術：
[１]切断後自由落下する。
[２]パウチ６を上下から挟み込んでベルトコンベアで搬送する。
【００９２】
実施形態の技術：
[１]カット前から吸着体制に入り、カット完了時には吸着保持する。[２]投入まで吸着保持し続ける。
【００９３】
２．パウチ６の位置と姿勢保持
第２の従来技術：
[１]自由落下部分はシュートの壁による幅規制（ただし、壁のガイド幅はパウチ６の幅＋５〜１０ｍｍ）がある。
[２]挟み込みベルト部分は幅方向位置、傾きを規制する手段がない。
【００９４】
実施形態の技術：
[１]幅方向を規制され、傾きのない状態でパウチ６はカッター７へ進入する。このままの状態で吸着する。
[２]投入まで吸着保持し続けるため、投入時のパウチ６の姿勢は一定になっている。
【００９５】
３.投入姿勢
第２の従来技術：
[１]斜め下方向へ速度同期させて投入する〜投入先の商品やワーク表面に、パウチ６先端が衝突した際、反発により跳ね飛ばされ位置ずれすることがある。
[２]投入待機状態ではパウチ６の位置ずれ（出入り方向）・姿勢の傾きがある。
【００９６】
実施形態の技術：
[１]パウチ６の姿勢・位置は吸着時のままで変動がない（ほぼ一定の状態）。
[２]パウチ６は水平状態で、水平方向の速度（コンベア搬送速度と同期）を持ち投入される。従って、パウチ６の角の衝突による跳ね飛びがなくなる。
【００９７】
４．ピンホール
第２の従来技術：
[１]ベルトコンベア間にパウチ６を挟み込みハンドリング、出口側が入口よりベルトコンベア間隔が狭くなる、ベルト部分は弾力あるがプーリー部分は金属部品でありその隙間によりパウチ６が押し潰される。従って、ピンホール、中身のつぶれが生じる。
【００９８】
実施形態の技術：
[１]パウチ６格納部分の表面を真空吸着保持したハンドリングなので、中身をつぶしたりピンホールが発生したりすることはない。
【００９９】
以上の実施形態に係るロータリー式定位置投入装置の利点は、次のものである。
１.高速化ができる。
[１]ロータリー機構の採用で吸着パッド４３を順次駆動できる。
[２]パウチ６に吸着パッド４３が当接後垂直方向へ移動する。
[３]パウチ６を水平搬送しつつコンベア速度に同期して投入できる。これにより、２５０個／分以上の高速吸着が可能である。
【０１００】
２.定位置投入性を改善でききる。
[１]カットと同時にパウチ６を吸着し投入まで離さない。
[２]パウチ６を水平搬送しつつコンベア速度に同期して水平状態で投入できる。
これにより、高精度な定位置投入を実現できる。
【０１０１】
３.コンパクトなロータリー吸引機構
[１]第１の従来技術の装置は高さ１３０＊幅４１０及び第２の従来技術の装置は高さ１３０ｍｍ＊幅３６０ｍｍに対して実施形態の装置は高さ８５ｍｍ＊幅２８０ｍｍであり、カット装置本体幅２６０ｍｍに対して２０ｍｍしかはみ出さずコンパクトに設置可能である。
[２]吸着パッド４３の軌跡を単純な旋回ではなく、合目的な軌跡にしたため、カッターユニットに接近させて吸着が可能である。例えば、最小ピッチ４５ｍｍのパウチ６の吸着が可能になる。
【０１０２】
以上説明したように、ロータリー式吸着機構を採用し、ロータリーカッター方式の連続カット装置の組合せが可能である。
【０１０３】
なお、前記実施形態においては、案内用カムフォロア４６を前記吸着アーム４０とリンクアーム３９との支点軸４２に設けていたが、本発明においてはこれに限定されず、その他、案内用カムフォロア４６を前記吸着アーム４０の該支点軸４２から吸着パッド４３側に設けることも本発明の範囲内である。
又、前記実施形態では、吸着パッドが１２０°間隔で３箇所設けていたが、必要に応じて１８０°間隔で２箇所や９０°間隔で４箇所に設けることも本発明の範囲内である。３箇所の吸着パッドを設けるよりも４箇所吸着パッドを設けて一層の高速化が可能である。ただ、４箇所では、９０°間隔で軸周りに取付けるので小型機で難しい場合があるが、３箇所であれば１２０°間隔となり、比較的取付け易く、従って、小型機に適している。
又、真空吸着については、適宜のバキューム装置で負圧吸引するものであれば各種の吸引装置を使用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明のロータリー式定位置投入装置は、食品以外の各種液状、粉状、粒状製品を充填したパウチ６の定位置投入に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１ ＡＣサーボモータ
５ 連包パウチ
６ パウチ
７ カッター
８ タイミングプーリー（旋回軸回転）
９ タイミングプーリー
１０ ライン
１１ 検出器
１１ａ 送りローラ
１３ 軸（プッシャー用駆動軸）
２０ プッシャー（あて板）
３０ 旋回軸
３８ 支点ホルダー
３９ リンクアーム
４１ リンクアームの支点軸
４０ 吸着アーム
４２ 吸着アームの支点軸
４３ 吸着パッド
４４ 首振り用溝カム
４４ａ 首振り用カム溝
４５ 案内用溝カム
４５ａ 案内用カム溝
４６ 案内用カムフォロア
４７ 首振り用カムフォロア
４８ バルブ制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に搬送されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
一端が前記旋回軸に連結され、且つ、他端が前記吸着アームに支点軸によって連結された、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの支点軸又は前記吸着アームの該支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、一方向に搬送されたパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置。
【請求項２】
一方向に搬送された連包パウチを個々のパウチに切断手段によって切断し、切断されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
一端が前記旋回軸に連結され、且つ、他端が前記吸着アームに支点軸によって連結された、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの支点軸又は前記吸着アームの該支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドへの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、前記連包パウチにおける切断前のパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、切断手段で切断後に前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置。
【請求項３】
前記吸着パッドで連包パウチを吸着する際に、パウチを挟んで吸着パッドの反対側から支持して、吸着パッドが押圧且つ移動するのにパウチをその表面に摺動させつつ支持するプッシャーを設けたことを特徴とする請求項２に記載の記載のロータリー式定位置投入装置。
【請求項４】
前記プッシャーは、前記吸着パッドのパウチに当接するタイミングでパウチに前記吸着パッドの逆側から接近して支持し、一方、前記吸着パッドが定位置に向けて移動するときに前記パウチから離隔して支持を解除することを特徴とする請求項３に記載のロータリー式定位置投入装置。
【請求項５】
前記切断手段は、前記旋回軸に同期して回転し連包パウチから個々のパウチを切断するロータリー式カッターであることを特徴とする請求項２乃至４のうちの１項に記載のロータリー式定位置投入装置。
【請求項６】
前記支点軸を前記旋回軸と平行に設け、
支点軸の一方端側に案内用カムフォロア及び案内用溝カムを設け、
前記支点軸の他方端側に首振り用カムフォロア及び首振り用溝カムを設け、
前記案内用溝カムに形成された１条の案内用カム溝内に、複数の案内用カムフォロアが装着され、前記首振り用溝カムに形成された１条のカム溝内に、複数の首振り用カムフォロアが装着されていることを特徴とする請求項１乃至５のうちの１項に記載のロータリー式定位置投入装置。
【請求項１】
一方向に搬送されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
一端が前記旋回軸に連結され、且つ、他端が前記吸着アームに支点軸によって連結された、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの支点軸又は前記吸着アームの該支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、一方向に搬送されたパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置。
【請求項２】
一方向に搬送された連包パウチを個々のパウチに切断手段によって切断し、切断されたパウチを旋回軸の旋回によって他の方向に搬送して定位置に投入する定位置投入装置において、
パウチを真空吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを一端部に設けた吸着アームと、
一端が前記旋回軸に連結され、且つ、他端が前記吸着アームに支点軸によって連結された、前記旋回軸の回転によって前記吸着アームに揺動運動を伴った回転運動をさせるためのリンクアームと、
前記吸着アームとリンクアームとの支点軸又は前記吸着アームの該支点軸から吸着パッド側に設けた案内用カムフォロアと、
前記吸着アームの、前記支点軸を挟んで吸着パッドの反対側端部に設けた首振り用カムフォロアとを旋回軸の周囲に複数備えた吸着アーム旋回搬送機構を設け、
前記吸着パッドへの真空吸引を前記旋回軸の回転角に対応して制御する制御手段と、
前記複数の案内用カムフォロアが移動可能に装着される案内用カム溝の形成された案内用溝カム及び前記複数の首振り用カムフォロアが移動可能に装着される首振り用カム溝の形成された首振り用溝カムとを固定して設け、
前記旋回軸の回転する際に、前記案内用カムフォロアが案内用カム溝内を移動し且つ、前記首振り用カムフォロアが首振り用カム溝内を移動して各フォロアがカム溝に応じて駆動されると共に制御手段の真空吸引が制御されることによって、前記連包パウチにおける切断前のパウチに吸着パッドを当てて真空吸引し、切断手段で切断後に前記パウチを一方向に搬送した後、他方向に搬送して定位置で吸着を解除することによって当該パウチを前記定位置に投入する動作を各吸着パッドが順次行なうことを特徴とするロータリー式定位置投入装置。
【請求項３】
前記吸着パッドで連包パウチを吸着する際に、パウチを挟んで吸着パッドの反対側から支持して、吸着パッドが押圧且つ移動するのにパウチをその表面に摺動させつつ支持するプッシャーを設けたことを特徴とする請求項２に記載の記載のロータリー式定位置投入装置。
【請求項４】
前記プッシャーは、前記吸着パッドのパウチに当接するタイミングでパウチに前記吸着パッドの逆側から接近して支持し、一方、前記吸着パッドが定位置に向けて移動するときに前記パウチから離隔して支持を解除することを特徴とする請求項３に記載のロータリー式定位置投入装置。
【請求項５】
前記切断手段は、前記旋回軸に同期して回転し連包パウチから個々のパウチを切断するロータリー式カッターであることを特徴とする請求項２乃至４のうちの１項に記載のロータリー式定位置投入装置。
【請求項６】
前記支点軸を前記旋回軸と平行に設け、
支点軸の一方端側に案内用カムフォロア及び案内用溝カムを設け、
前記支点軸の他方端側に首振り用カムフォロア及び首振り用溝カムを設け、
前記案内用溝カムに形成された１条の案内用カム溝内に、複数の案内用カムフォロアが装着され、前記首振り用溝カムに形成された１条のカム溝内に、複数の首振り用カムフォロアが装着されていることを特徴とする請求項１乃至５のうちの１項に記載のロータリー式定位置投入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−１４２３（Ｐ２０１３−１４２３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４８２３（Ｐ２０１１−１３４８２３）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（５９１２７２３４３）株式会社三橋製作所 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（５９１２７２３４３）株式会社三橋製作所 (13)
【Ｆターム（参考）】
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