袋詰め包装機
【課題】レーストラック形軌道に沿って連続移動する多数組のグリッパーを有し、グリッパーが一回転する間に袋の供給、被充填物の充填、袋口のシール等の包装操作が行われる袋詰め包装機において、万一ホッパーに被充填物の詰まりが発生した場合でも、生産性を低下させずに自動的に詰まりを解消できるようにする。
【解決手段】昇降式ホッパー４１の下部にホッパー４１から落下する被充填物を袋９内にガイドする中空のガイド部材４２が設置され、充填領域Ａにおいてホッパー４２と共に回転及び昇降する。ガイド部材４２は開閉自在な一対の枠体４３，４４が対向配置されたもので、第１検知手段５７により詰まりが検出されたとき、枠体４３，４４は非充填領域Ｂを移動中に繰り返し開閉し、被充填物の落下を促す。ガイド部材４２の直下位置に被充填物を受ける受け部材４０が配置されている。
【解決手段】昇降式ホッパー４１の下部にホッパー４１から落下する被充填物を袋９内にガイドする中空のガイド部材４２が設置され、充填領域Ａにおいてホッパー４２と共に回転及び昇降する。ガイド部材４２は開閉自在な一対の枠体４３，４４が対向配置されたもので、第１検知手段５７により詰まりが検出されたとき、枠体４３，４４は非充填領域Ｂを移動中に繰り返し開閉し、被充填物の落下を促す。ガイド部材４２の直下位置に被充填物を受ける受け部材４０が配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーストラック形の環状軌道に沿って多数のグリッパーを連続的又は間欠的に移動させ、その移動の過程で、前記グリッパーへの袋の供給とグリッパーによる袋両縁の把持、袋口の開口、袋への被充填物の充填、及び袋口のシール等の包装操作を行う袋詰め包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーストラック形の環状軌道に沿って連続移動する無端チェーンと、前記無端チェーンの長さ方向に沿って等間隔に設置され前記無端チェーンと共に移動する多数組のグリッパーと、前記環状軌道に沿って配置された袋供給装置、袋口開口装置、充填装置及びシール装置等を備える袋詰め包装機が記載されている。前記袋供給装置及び袋口開口装置は前記環状軌道の一方の直線部に沿って配置され、前記充填装置は前記環状軌道の一方の半円部（前記一方の直線部の下流側の半円部）の上方に配置され、前記半円部と同心の円軌道に沿って回転する複数個の昇降式ホッパーを有し、前記シール装置は前記環状軌道の他方の直線部に配置されている。
【０００３】
上記袋詰め包装機では、グリッパーの移動の過程で、袋供給装置によるグリッパーへの袋の供給とグリッパーによる袋両縁の把持、袋口開口装置による袋口の開口、充填装置によるホッパーを介しての袋への被充填物の充填、及びシール装置による袋口のシール等の包装工程が行われる。前記ホッパー（特に下端開口）は、等角度間隔（グリッパーが環状軌道の半円部を移動するときのグリッパー同士の角度間隔と同じ）で設置され、グリッパーの環状軌道の半円部に沿って前記円軌道上を回転する間、グリッパーと同期して回転移動する。この回転移動の間に、ホッパーはグリッパーに把持された袋の直上位置（待機位置）から充填位置に下降して下端開口が袋口内に挿入され、被充填物がホッパーに投入されて下端開口から袋内に落下し、続いてホッパーが上昇して下端開口が袋口から抜き出され、ホッパーは前記待機位置にくる。ホッパーの円軌道のうち充填工程が実施される半円領域が充填領域であり、他の半円領域はホッパーの円軌道がグリッパーの環状軌道から外れる（ホッパーとグリッパーが同期して回転移動しない）非充填領域であり、この領域でホッパーは前記待機位置にある。
【０００４】
上記袋詰め包装機は高い生産性で袋詰め包装を行うことができるが、袋口のサイズに合わせてホッパーの下端開口を比較的小さく設定する場合などは、ホッパー内に被充填物が詰まりやすく、詰まった場合、これを検知したり解消する手段を有しない。
これに対し、特許文献２に記載された充填装置では、ホッパーの下部に一対の開閉可能な鰐口枠とそれを開閉させるエアシリンダを設置し、閉じた鰐口枠の下端を袋口に入れてから開き、被充填物をホッパー及び前記鰐口枠を介して袋内に投入するようにしている。ホッパーの下部にこの種の開閉する鰐口枠を設置することにより、ホッパーの下端開口を余り小さくする必要がなく、これによりホッパー内における被充填物の詰まりを防止でき、一方、袋口に入れた鰐口枠を繰り返し開閉させることにより、被充填物が袋内へ落下するのを促し、これにより鰐口枠内における被充填物の詰まりも防止できる（一時的に詰まりが発生しても自動的に解消できる）。
しかし、特許文献２の技術を特許文献１のタイプの袋詰め包装機にそのまま適用しても、袋口に挿入した鰐口枠を繰り返し開閉させるための時間を余り取ることができず、十分な時間を取るとせっかくの高い生産性が阻害されるという問題が生じる。
【０００５】
一方、特許文献３には、ホッパーの詰まりをホッパー上部に設置した検出センサ等により検出する方法が開示されている。特許文献３にはホッパーの詰まりを検出した後にどうするかについての記載はないが、ホッパーの詰まりを検出した場合、直ちに包装機の運転を止め、人手により詰まりを解消した後、再び包装機の運転を開始することが一般的に行われている。
しかし、特許文献１のタイプの袋詰め包装機において、複数個のホッパーのいずれか１つでも詰まりを検出するたびに包装機の運転を止めていたのでは、せっかくの高い生産性が阻害される。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４５０９３１３号明細書
【特許文献２】特許第３３４２２６２号公報
【特許文献３】特許第２７４５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、レーストラック形軌道の袋詰め包装機において、万一ホッパーの詰まりが発生した場合でも生産性を低下させずに自動的に詰まりを解消できるようにすることを主たる目的とする。また、ホッパーの詰まりを検出した場合に、直ちに包装機の運転を止めるのではなく、できるだけ生産性が阻害されないような形で包装機を制御することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る袋詰め包装機は、レーストラック形の環状軌道に沿って移動する無端チェーンと、前記無端チェーンの長さ方向に沿って等間隔に設置され前記無端チェーンと共に移動する多数組のグリッパーと、前記環状軌道に沿って設置された袋供給装置、袋口開口装置、充填装置及びシール装置等を備え、前記充填装置は前記環状軌道の一方の円弧部の上方に配置され、前記円弧部と同心の円軌道に沿ってかつ前記グリッパーと同期して回転する複数個の昇降式ホッパーを有し、前記グリッパーの移動の過程で、前記袋供給装置による前記グリッパーへの袋の供給とグリッパーによる袋両縁の把持、前記袋口開口装置による袋口の開口、前記充填装置による前記ホッパーを介しての袋への被充填物の充填、及び前記シール装置による袋口のシール等の包装操作が行われる袋詰め包装機において、前記ホッパーの下部に前記ホッパーから落下する被充填物を袋内にガイドする中空のガイド部材が設置され、前記ガイド部材は開閉自在な一対の枠体が対向配置されたもので前記ホッパーと共に回転及び昇降し、前記枠体が閉じたとき前記ガイド部材は下方が狭まり下端が袋口に挿入可能とされ、前記枠体が開いたとき前記ガイド部材は下端が開放され、前記枠体を開閉作動させる作動手段が設けられ、前記枠体は前記ガイド部材の円軌道のうち円弧状の非充填領域において前記作動手段により繰り返し開閉し、前記非充填領域における前記ガイド部材の直下位置に前記ガイド部材から落下する被充填物を受ける受け部材が配置されていることを特徴とする。無端チェーンの移動は定速での連続移動でも、所定間隔毎の間欠移動でも良い。なお非充填領域とは、ホッパー及びガイド部材の円軌道のうちホッパー及びガイド部材がグリッパーと同期して移動し充填操作（充填工程）が行われる領域（充填領域）以外の領域を指す。
【０００９】
この袋詰め包装機は、前記ガイド部材の円軌道の非充填領域においてガイド部材を構成する枠体を繰り返し開閉すること、及び当該領域における前記ガイド部材の直下位置に受け部材が配置されている点に最大の特徴がある。ガイド部材の円軌道の非充填領域とは、言い換えれば前記ガイド部材が充填工程から外れた領域であり、この領域で枠体を繰り返し開閉させることにより、仮に被充填物がガイド部材内に詰まっている場合は、この領域で被充填物が落下しガイド部材の詰まりを解消することができ、しかも充填工程の時間を余分にとる必要がなく、生産性が阻害されない。受け部材はこのときガイド部材から落下する被充填物を受ける役割を持つ。
非充填領域におけるガイド部材の枠体の開閉は、この領域を移動するガイド部材に常に（被充填物の詰まりの有無に関わらず）行わせても良いし、後述するように第１検出センサの検出信号に基づき被充填物の詰まり有りと判定したときだけ行わせてもよい。
【００１０】
前記袋詰め包装機は次のような実施形態を取り得る。
（１）前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記作動手段の作動を制御する制御装置を備える。第１検出センサは例えば前記非充填領域の始端近傍に設置することができる。制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記非充填領域において前記作動手段を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材の枠体を繰り返し開閉させる。この実施形態は、非充填領域の始端近傍（充填工程終了直後）においてガイド部材の詰まりの有無を検出し、詰まっている場合にのみ非充填領域において枠体を繰り返し開閉させ、詰まりを解消させようというものである。
【００１１】
（２）前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、製品排出位置とは異なる位置で前記グリッパーを開き把持された袋を機外に排出する不良袋排出装置と、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記不良袋排出装置の作動を制御する制御装置を備える。第１検出センサは例えば前記非充填領域の始端近傍に設置することができる。制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材から充填を受けた袋を不良袋と判定して前記不良袋排出装置を作動させ、当該ガイド部材に対応するグリッパー（前記不良袋を把持するグリッパー）を開く。この実施形態は、詰まり有りとの判定に先立つ充填工程において当該判定を受けたガイド部材を介して被充填物の充填を受けた袋は、被充填物の一部しか充填されていないか全く充填されていないはずであるから、これを不良袋と判定し、通常の製品排出位置とは異なる位置で機外に排出しようというものである。この実施形態は、（１）の実施形態と組み合わせることができる。
【００１２】
（３）前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直前に検出する第２検出センサと、前記第２検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記充填装置の作動を制御する制御装置を備える。第２検出センサは例えば前記非充填領域の終端近傍に設置することができる。制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記充填装置に充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するホッパーへの被充填物の供給を止めさせる。第２検出センサの検出信号に基づいて詰まり有りと判定されたガイド部材については、非充填領域において枠体を繰り返し開閉させても被充填物の詰まりが解消しなかったことを意味する。詰まりが解消しなかったガイド部材に対応するホッパーへの新たな被充填物の供給を停止することにより、被充填物の無駄な供給を防止でき、かつ次回非充填領域において枠体を繰り返し開閉したときに詰まりを解消させやすくなる（新たに被充填物を供給してホッパー及びガイド部材に過剰な量の被充填物が入っていると詰まりを解消させにくい）。この実施形態は、（１）又は（２）の実施形態と適宜組み合わせることができる。
【００１３】
（４）上記（３）の実施形態において、さらに、特定のガイド部材について所定回数続けて被充填物の詰まり有りと判定したとき、前記袋供給装置に当該ガイド部材に対応するグリッパーへの袋の供給を止めさせる。特定のガイド部材に対応するグリッパー（充填工程においてホッパー及びガイド部材の下で同期して回転するグリッパー）への袋の供給を停止させて以後は、袋詰め包装機は間引き運転となる（特公平８−５４７２号公報参照）。この実施形態では、特定のガイド部材について第２検出センサにより所定回数詰まりが続けて検出されたときは、当該ガイド部材の詰まりが以後も解消できないと見なしている。
（５）上記（３）の実施形態において、さらに、特定のガイド部材について所定回数続けて被充填物の詰まり有りと判定したとき、袋詰め包装機の運転を止めるようにする。この実施形態でも、第２検出センサにより所定回数詰まりが続けて検出されたときは、該当するガイド部材の詰まりが以後も解消できないと見なしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガイド部材の枠体の繰り返しの開閉（被充填物の詰まりを解消するための動作）を、ガイド部材の円軌道の非充填領域において行うため、万一ガイド部材に詰まりが発生した場合でも、生産性を低下させずに自動的に詰まりを解消できる。
また、非充填領域において枠体を繰り返し開閉してもその詰まりが解消しない場合でも、ガイド部材の詰まりを検出した後、直ちに包装機の運転を止めるのではなく、所定回数詰まりの解消を試みるようにすることで、その間に詰まりが解消した場合は、当然包装機の運転を止める必要がないため生産性の低下はほとんどなく、結局詰まりが解消しない場合でも、間引き運転を行うことで生産性の低下は最小限に抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜６を参照して、本発明に係る袋詰め包装機について具体的に説明する。
この袋詰め包装機は、図１，２に示すように、レーストラック形の環状軌道に沿って移動する無端チェーン１（図２参照）と、無端チェーン１の長さ方向に沿って等間隔に設置され無端チェーン１と共に移動する多数組のグリッパー２を備える。前記環状軌道に沿って、袋供給装置３、袋口開口装置４、充填装置５、シール装置６、不良袋排出装置７及び製品袋排出装置８等が配置されている。グリッパー２が前記環状軌道に沿って回転移動する過程で、袋供給装置３によるグリッパー２への袋９の供給とグリッパー２による袋両縁の把持、袋口開口装置４による袋口の開口、充填装置５による袋９への被充填物の充填、シール装置６による袋口のシール（冷却を含む）、必要に応じて不良袋排出装置７による不良袋の排出等の包装操作、及び製品袋排出装置８による製品袋の排出等の諸操作が行われる。
【００１６】
無端チェーン１とグリッパー２、及び無端チェーン１を移動させる機構は、特開２００２−３０２２２７号公報に記載されたものと同じである。
無端チェーン１は、多数のリンク１１が図示しない連結軸を介して無端状に連結したもので、各リンク１１の外側にグリッパー２が１組ずつ設けられ、各リンクの内側に内側ガイドローラ１２が垂直面内で回転自在に設置され、前記各連結軸の上下に上側ガイドローラ１３及び下側ガイドローラ１４が水平面内で回転自在に設置されている。
グリッパー２は、一対のアームの先端に把持部２ａ，２ａを有し、把持部２ａ，２ａにより袋９の両縁を把持して吊り下げる。把持部２ａ，２ａは図示しないばねに付勢されて通常は閉じており、開閉レバー１５を内向きに移動（先端の開閉ローラ１６を内向きに押圧）させたとき開く。また、グリッパー２が前記環状軌道に沿って移動する間、カムローラ１７が間隔調整カム（図２に示された間隔調整カム２９はその一部）に沿って従動し、前記アームが所定のタイミングで水平面内で開閉（把持部２ａ，２ａ間の間隔が変化）するようになっている。
【００１７】
図２をみると、機台１８の上面にスタンド１９が立設し、その中心に固定軸２１が立設し、スタンド１９と固定軸２１の間に中空軸２２が回転自在に支持され、中空軸２２の下端に図示しない駆動源により定速で回転するギア２３が固定されている。中空軸２２にテーブル２４が固定され、その周囲にスプロケット２５が固定されている。スプロケット２５は上下ギア部２６，２７と中間の支持溝２８を有し、チェーン１の上下ガイドローラ１３，１４がギア部２６，２７の周囲に等間隔で形成された溝にそれぞれ嵌入し、内側ガイドローラ１２が支持溝２８内に嵌入している。また、テーブル２４の下方に間隔調整カム２９が固定配置され、間隔調整カム２９の外周にカムローラ１７が当接している。
【００１８】
無端チェーン１は、前記スプロケット２５と平面視半円形のガイド部を有する固定ガイド部材３１の前記ガイド部の間に掛け渡され、両端の円弧部と両側の直線部からなる環状軌道をなし、中空軸２２が回転してスプロケット２５が回転すると、前記環状軌道に沿って水平面内で連続的に回転する（図１において右回り）。なお、固定ガイド部材３１と前記両側の直線部には、上下ガイドローラ１３，１４及び内側ガイドローラ１２が走行するガイドレールが形成され、また、両側の直線部にカムローラ１７が当接する複数個の間隔調整カムが設置されているのは、前記特開２００２−３０２２２７号公報に記載されているとおりである。
【００１９】
袋供給装置３は、特開２００２−３０８２２３号公報に記載された空袋供給装置と同じである。コンベアマガジン式給袋装置３ａと組み合わされ、同時に４個の袋を４組のグリッパー２に１個ずつ供給する。
袋口開口装置４は、特開２００２−２５５１１９号公報に記載された袋口開口装置と同じである。
シール装置６は、袋口をシールバーで挟んで熱シールするシール装置６ａ，６ｂ，及びシール部を冷却バーで挟んで冷却する冷却シール装置６ｃ，６ｄからなり、これらはいずれも特開２００１−７２００４号公報に記載されたシール装置と同様に、所定距離をグリッパー２（袋９）と等速で追従移動し、その間にシールバー又は冷却バーが袋口を挟んだ後離れ、次いで元の位置に復帰するという動作を行う。この例では、シール装置６ａ，６ｂにより同時に２つの袋が熱シールされ、それらは続いて冷却シール装置６ｃ，６ｄにより同時に冷却され、各袋に対しこの熱シールと冷却が１回ずつ施される。
【００２０】
製品袋排出装置８は、特開２００２−３０２２２７号公報に記載された開閉装置（開閉部材及びその駆動機構等からなる）と同じで、所定位置にきたグリッパー２の開閉ローラ１６を前記開閉部材の押圧部で内向きに押圧して把持部２ａ，２ｂを開き、製品袋をシュート６２上に落下させ、搬出コンベア６３により搬出する。なお、このような開閉装置は、袋供給装置３の箇所にも配置され、袋９をグリッパー２に供給するとき把持部２ａ，２ｂを開く（ただし、４組のグリッパー２に対して同時に作動するタイプ）。
不良袋排出装置７は、エアシリンダ７ａのピストンロッドの先端にカム７ｂが設置されたもので、機能としては製品排出装置８と同等である。エアシリンダ７ａを作動させてカム７ｂを内向きに移動させると、前記カム７ｂによりその位置（不良袋排出位置）にきたグリッパー２の開閉ローラ１６が内向きに押圧され、把持部２ａ，２ｂが開き、袋９（不良袋）が落下する。
【００２１】
図２に示すように、中空軸２２に固定されたテーブル２４に、複数個の昇降軸３２がそれぞれ支持部材３３を介して昇降自在に支持され、また中空軸２２の上端のフランジ部３４でも昇降自在に支持されている。昇降軸３２の下端にカムローラ３５が設置され、テーブル２４が回転すると、このカムローラ３５がスタンド１９の外周部に固定された環状カム３６上を転動し、昇降軸３２が所定のタイミングで昇降する。
昇降軸３２はテーブル２４上に等角度間隔で配置され、各昇降軸３２には昇降部材３７が固定され、昇降部材３７にホッパー取付部３８及びガイド部材取付部３９が固定され、ホッパー取付部３８にホッパー４１が固定され、ガイド部材取付部３９にガイド部材４２が設置されている。中空軸２２に複数個のガイド軸６４が鉛直に固定され、各昇降部材３７に固定された突出部６５が対応するガイド軸６４に摺動自在に嵌り、これにより昇降軸３２及び昇降部材３７の回転が防止されている。
【００２２】
ガイド部材４２は、特許文献２に記載された一対の鰐口枠と同様の対向配置された略溝状の枠体４３，４４からなる中空構造体である。図３，４に示すように、ガイド部材取付部３９に、互いに平行な一対の支持軸４５，４６が回動自在に水平支持され、各支持軸４５，４６にそれぞれブラケット４７を介して前記枠体４３，４４が固定されている。一方の支持軸４５にＬ字レバー４８の屈曲部が固定され、Ｌ字レバー４８の一端に係合軸部４９が固定され、他端に連結軸部５１が固定され、他方の支持軸４６に揺動レバー５２が固定され、揺動レバー５２の一端に形成された溝状部５３に前記係合軸部４９が摺動自在に係合している。
また、昇降部材３７にエアシリンダ５４の尾部が揺動自在に支持され、ピストンロッド５５の先端に連結ロッド５６が固定され、連結ロッド５６の先端が連結軸部５１に回動自在に嵌合している。
【００２３】
ガイド部材４２及びその駆動機構の以上の構造により、エアシリンダ５４が作動すると、Ｌ字レバー４８が揺動し、支持軸４５，４６が反対方向に同時に回動し、ホッパー４１の直下においてガイド部材４２が開閉（枠体４３，４４が互いに反対方向に同時に揺動して開閉）する。ガイド部材４２が閉じたとき（枠体４３，４４が閉じたとき）、図５（ａ）に示すように、ガイド部材４２は下方が狭まった形状となり、下端が閉じて内部の被充填物の落下が防止されかつ下端が袋口に挿入可能となり、ガイド部材４２が開いたとき（枠体４３，４４が開いたとき）、図５（ｂ）に示すように、ガイド部材４２の下端が開放され、内部の被充填物は落下が可能となる。
【００２４】
テーブル２４が回転すると、無端チェーン１とグリッパー２はそれぞれレーストラック形の環状軌道に沿って回転移動し、ホッパー４１とガイド部材４２はそれぞれ円軌道に沿って回転移動する。前記円軌道は、ホッパー４１及びガイド部材４２がグリッパー２の環状軌道の半円部に沿って回転移動する円弧状領域、すなわち充填領域Ａと、グリッパー２の環状軌道の半円部から離れて回転移動する円弧状領域、すなわち非充填領域Ｂに分けられ、充填領域Ａでは、ホッパー４１及びガイド部材４２はグリッパー２の上方で、グリッパー２と同期して回転移動し、かつ昇降する。非充填領域Ｂには全長にわたり、ガイド部材４２から落下する被充填物（被充填物の落下については後述）を受ける受け部材４０が、待機位置にあるガイド部材４２及びグリッパー２に把持された袋９と緩衝しない高さに設置されている。
【００２５】
回転移動するホッパー４１及びガイド部材４２が非充填領域Ｂから充填領域Ａに入ると（このときエアシリンダ５４は後方に作動しガイド部材４２は閉じている）、カムローラ３５及び環状カム３６の相互作用により、非充填領域Ｂにおいて上方の待機位置にあったホッパー４１及びガイド部材４２が下降し、ガイド部材４２の閉じた下端部がグリッパー２に把持された袋９の袋口内に挿入される（図２右側のガイド部材４２参照）。続いてエアシリンダ５４が前方に作動してガイド部材４２が開き、ホッパー４１に被充填物が投入され、被充填物はホッパー４１からガイド部材４２を通って袋９内に落下する。ホッパー４１及びガイド部材４２が充填領域Ａから非充填領域Ｂに入る前に、カムローラ３５及び環状カム３６の相互作用により、ホッパー４１及びガイド部材４２が上昇して待機位置に復帰し（図２左側のガイド部材４２参照）、次いでガイド部材４２が閉じる。以上がホッパー４１及びガイド部材４２の基本動作である。
【００２６】
図１に示すように、充填装置５には、非充填領域Ｂの始端近傍に第１検出センサ５７が設置され、非充填領域Ｂの終端近傍に第２検出センサ５８が設置されている。第１，第２検出センサ５７，５８はいずれも発光素子５７ａ，５８ａと受光素子５７ｂ，５８ｂからなる透過型光電センサである。一方、図３に示すように、各ガイド部材４２には一方の枠体４４に穴が形成されて、そこに透明な窓５９が形成されている。ガイド部材４２が次々と検出位置（第１，第２検出センサ５７，５８の設置箇所）を通過する度に、制御装置６１の指令で発光素子５７ａ，５８ａが発光し、その光を前記窓５９を通して受光素子５７ｂ，５８ｂが受光できるようになっている。しかし、ガイド部材４２に被充填物が詰まっていると受光素子５７ｂ，５８ｂが受光できないから、受光の有無により詰まりの有無が判定できる。
【００２７】
制御装置６１は、第１検出センサ５７の検出信号に基づき、各ガイド部材４２毎に例えば次の制御を行うように設定されている。
（１）検出位置を通過するガイド部材４２について被充填物の詰まりの有無を判定する。
（２）前記ガイド部材４２について詰まり有りと判定したとき、エアシリンダ５４を前後に繰り返し作動させ、枠体４３，４４を繰り返し開閉させた後閉じる。
（３）前記ガイド部材４２について詰まり有りと判定したとき、前記ガイド部材４２に対応する（充填領域Ａにおいて前記ガイド部材４２の下で同期して移動していた）グリッパー２が不良袋排出位置にきたとき、不良袋排出装置７を作動させ、当該グリッパー２を開く。
【００２８】
制御装置６１は、第２検出センサ５８の検出信号に基づき、各ガイド部材４２毎に例えば次の制御を行うように設定されている。
（４）検出位置を通過するガイド部材４２について被充填物の詰まりの有無を判定する。
（５）当該ガイド部材４２について詰まり有りと判定したとき、充填装置５に当該ガイド部材４２に対応するホッパー４１への被充填物の投入を止めさせる。
（６）当該ガイド部材４２について所定回数続けて詰まり有りと判定したとき、袋供給装置３に当該ガイド部材４２に対応するグリッパー２に対する袋９の供給を止めさせ、あるいは、袋詰め包装機の運転を停止させる。
【００２９】
制御装置による上記（１）〜（６）の制御は、第１，第２検出センサ５７，５８の検出信号に基づき、各ガイド部材４２毎に行われる。以下、その制御手順の例を図６に示すフローチャートにより説明する。
（ステップＳ１）第２検出センサ５８の検出信号により、検出位置を通過するガイド部材４２について詰まりの有無を判定する（図３参照）。
（ステップＳ２）第２検出センサ５８の検出信号で詰まり無しと判定した場合、充填領域Ａにおいて、このガイド部材４２に対し通常の充填操作が行われる。すなわち、閉じたガイド部材４２が袋口に挿入され、エアシリンダ５４が作動して当該ガイド部材４２が開き、対応するホッパー４１へ被充填物が投入されて袋９への充填が行われ、ホッパー４１及びガイド部材４２が上昇し、ガイド部材が閉じる。
【００３０】
（ステップＳ３）このガイド部材４２が非充填領域Ｂにきたとき、第１検出センサ５７の検出信号により、検出位置を通過する当該ガイド部材４２について詰まりの有無を判定する。
（ステップＳ４）第１検出センサ５７の検出信号で詰まり無しと判定した場合、当該ガイド部材４２は閉じたままである。この場合、当該ガイド部材４２に対応するグリッパー２に対して通常の製品排出操作が行われる。すなわち、前記グリッパー２が製品袋排出位置に達したとき、製品袋排出装置８により前記グリッパー２が開かれ、製品袋が排出される。
【００３１】
（ステップＳ５）第１検出センサ５７の検出信号で詰まり有りと判定した場合、ガイド部材４２のエアシリンダ５４を前後に繰り返し作動させ、枠体４３，４４を繰り返し開閉させた後閉じる。枠体４３，４４が繰り返し開閉することで、中の被充填物が落下して詰まりが解消する可能性が高い。落下する被充填物は受け部材４０で受けられる。
（ステップＳ６）さらに、不良袋排出装置７の作動指令が出される。すなわち、詰まり有りと判定した前記ガイド部材４２に対応するグリッパー２に把持された袋は不良袋（被充填物の一部しか充填されていないか全く充填されていない）と見なされ、該グリッパー２が不良袋排出位置にきたとき不良袋排出装置７を作動させ、該グリッパー２を開いて不良袋を落下させる。
【００３２】
（ステップＳ７）第２検出センサ５８の検出信号で詰まり有りと判定した場合、そのガイド部材４２について詰まり有りの連続判定回数がＮ回未満かＮ回以上かを判定する。Ｎとして２以上の数値が設定される。
（ステップＳ８）前記ガイド部材４２について詰まり有りの判定が連続Ｎ回未満の場合、充填領域Ａにおいて、当該ガイド部材４２に対し通常の充填操作を行わない。すなわち、枠体４３，４４を開かず、対応するホッパー４１への被充填物の投入を止める。
（ステップＳ９）前記ガイド部材４２について詰まり有りの判定が連続Ｎ回以上の場合、包装機の運転を停止して手作業で詰まりを解消した後、運転を再開する。詰まり有りの判定が続くということは、非充填領域Ｂにおいて枠体４３，４４を繰り返し開閉するだけでは、前記ガイド部材４２の詰まりが解消できないということであり、この場合、自動的な詰まりの解消は無理とみなして包装機の運転を止める。
（ステップＳ１０）あるいは間引き運転を行う。すなわち、詰まりが解消できないガイド部材４２に対応するグリッパー２への袋９の供給を止め、対応するホッパー４１への被充填物の投入を行わない。この場合、チェーン１に設置されたグリッパー２は、１２個に１個の割合（詰まったガイド部材４２が１個の場合）で袋の供給が止められる。なお、詰まったガイド部材４２が増えると生産性の低下が大きくなるので、詰まったガイド部材４２の数が一定個数（例えば２個）に達したとき、包装機の運転を止めて全てのガイド部材４２の詰まりを解消することが望ましい。
【００３３】
なお、上記の袋詰め包装機では、第１，第２検出センサ５７，５８として透過型光電センサを用いたが、第１検出センサ５７については、ガイド部材内における被充填物の有無が充填工程直後に検出でき、第２検出センサ５８についてはガイド部材４２内の被充填物の有無が充填工程直前に検出できればよく、いずれも、特許文献３に記載された反射型光電センサや、リミットスイッチ、歪みゲージ等、他のセンサに代えることもできる。
また、上記の袋詰め包装機では、第１検出センサ５７によりガイド部材４２内の詰まりの有無を検出し、詰まっていると判定されたときのみ非充填領域Ｂにおいて当該ガイド部材４２の枠体４３，４４を繰り返し開閉させたが、検出結果によらず常に繰り返し開閉させるように設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る袋詰め包装機の平面図である。
【図２】その左側面断面図である。
【図３】そのホッパー及びガイド部材の側面図である。
【図４】その平面図である。
【図５】ガイド部材の開閉状態を説明する側面図である。
【図６】第１，第２検出センサの検出信号に基づく制御手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１ チェーン
２ グリッパー
４１ ホッパー
４２ ガイド部材
４３，４４ ガイド部材の枠体
５７ 第１検出センサ
５８ 第２検出センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーストラック形の環状軌道に沿って多数のグリッパーを連続的又は間欠的に移動させ、その移動の過程で、前記グリッパーへの袋の供給とグリッパーによる袋両縁の把持、袋口の開口、袋への被充填物の充填、及び袋口のシール等の包装操作を行う袋詰め包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レーストラック形の環状軌道に沿って連続移動する無端チェーンと、前記無端チェーンの長さ方向に沿って等間隔に設置され前記無端チェーンと共に移動する多数組のグリッパーと、前記環状軌道に沿って配置された袋供給装置、袋口開口装置、充填装置及びシール装置等を備える袋詰め包装機が記載されている。前記袋供給装置及び袋口開口装置は前記環状軌道の一方の直線部に沿って配置され、前記充填装置は前記環状軌道の一方の半円部（前記一方の直線部の下流側の半円部）の上方に配置され、前記半円部と同心の円軌道に沿って回転する複数個の昇降式ホッパーを有し、前記シール装置は前記環状軌道の他方の直線部に配置されている。
【０００３】
上記袋詰め包装機では、グリッパーの移動の過程で、袋供給装置によるグリッパーへの袋の供給とグリッパーによる袋両縁の把持、袋口開口装置による袋口の開口、充填装置によるホッパーを介しての袋への被充填物の充填、及びシール装置による袋口のシール等の包装工程が行われる。前記ホッパー（特に下端開口）は、等角度間隔（グリッパーが環状軌道の半円部を移動するときのグリッパー同士の角度間隔と同じ）で設置され、グリッパーの環状軌道の半円部に沿って前記円軌道上を回転する間、グリッパーと同期して回転移動する。この回転移動の間に、ホッパーはグリッパーに把持された袋の直上位置（待機位置）から充填位置に下降して下端開口が袋口内に挿入され、被充填物がホッパーに投入されて下端開口から袋内に落下し、続いてホッパーが上昇して下端開口が袋口から抜き出され、ホッパーは前記待機位置にくる。ホッパーの円軌道のうち充填工程が実施される半円領域が充填領域であり、他の半円領域はホッパーの円軌道がグリッパーの環状軌道から外れる（ホッパーとグリッパーが同期して回転移動しない）非充填領域であり、この領域でホッパーは前記待機位置にある。
【０００４】
上記袋詰め包装機は高い生産性で袋詰め包装を行うことができるが、袋口のサイズに合わせてホッパーの下端開口を比較的小さく設定する場合などは、ホッパー内に被充填物が詰まりやすく、詰まった場合、これを検知したり解消する手段を有しない。
これに対し、特許文献２に記載された充填装置では、ホッパーの下部に一対の開閉可能な鰐口枠とそれを開閉させるエアシリンダを設置し、閉じた鰐口枠の下端を袋口に入れてから開き、被充填物をホッパー及び前記鰐口枠を介して袋内に投入するようにしている。ホッパーの下部にこの種の開閉する鰐口枠を設置することにより、ホッパーの下端開口を余り小さくする必要がなく、これによりホッパー内における被充填物の詰まりを防止でき、一方、袋口に入れた鰐口枠を繰り返し開閉させることにより、被充填物が袋内へ落下するのを促し、これにより鰐口枠内における被充填物の詰まりも防止できる（一時的に詰まりが発生しても自動的に解消できる）。
しかし、特許文献２の技術を特許文献１のタイプの袋詰め包装機にそのまま適用しても、袋口に挿入した鰐口枠を繰り返し開閉させるための時間を余り取ることができず、十分な時間を取るとせっかくの高い生産性が阻害されるという問題が生じる。
【０００５】
一方、特許文献３には、ホッパーの詰まりをホッパー上部に設置した検出センサ等により検出する方法が開示されている。特許文献３にはホッパーの詰まりを検出した後にどうするかについての記載はないが、ホッパーの詰まりを検出した場合、直ちに包装機の運転を止め、人手により詰まりを解消した後、再び包装機の運転を開始することが一般的に行われている。
しかし、特許文献１のタイプの袋詰め包装機において、複数個のホッパーのいずれか１つでも詰まりを検出するたびに包装機の運転を止めていたのでは、せっかくの高い生産性が阻害される。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４５０９３１３号明細書
【特許文献２】特許第３３４２２６２号公報
【特許文献３】特許第２７４５２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、レーストラック形軌道の袋詰め包装機において、万一ホッパーの詰まりが発生した場合でも生産性を低下させずに自動的に詰まりを解消できるようにすることを主たる目的とする。また、ホッパーの詰まりを検出した場合に、直ちに包装機の運転を止めるのではなく、できるだけ生産性が阻害されないような形で包装機を制御することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る袋詰め包装機は、レーストラック形の環状軌道に沿って移動する無端チェーンと、前記無端チェーンの長さ方向に沿って等間隔に設置され前記無端チェーンと共に移動する多数組のグリッパーと、前記環状軌道に沿って設置された袋供給装置、袋口開口装置、充填装置及びシール装置等を備え、前記充填装置は前記環状軌道の一方の円弧部の上方に配置され、前記円弧部と同心の円軌道に沿ってかつ前記グリッパーと同期して回転する複数個の昇降式ホッパーを有し、前記グリッパーの移動の過程で、前記袋供給装置による前記グリッパーへの袋の供給とグリッパーによる袋両縁の把持、前記袋口開口装置による袋口の開口、前記充填装置による前記ホッパーを介しての袋への被充填物の充填、及び前記シール装置による袋口のシール等の包装操作が行われる袋詰め包装機において、前記ホッパーの下部に前記ホッパーから落下する被充填物を袋内にガイドする中空のガイド部材が設置され、前記ガイド部材は開閉自在な一対の枠体が対向配置されたもので前記ホッパーと共に回転及び昇降し、前記枠体が閉じたとき前記ガイド部材は下方が狭まり下端が袋口に挿入可能とされ、前記枠体が開いたとき前記ガイド部材は下端が開放され、前記枠体を開閉作動させる作動手段が設けられ、前記枠体は前記ガイド部材の円軌道のうち円弧状の非充填領域において前記作動手段により繰り返し開閉し、前記非充填領域における前記ガイド部材の直下位置に前記ガイド部材から落下する被充填物を受ける受け部材が配置されていることを特徴とする。無端チェーンの移動は定速での連続移動でも、所定間隔毎の間欠移動でも良い。なお非充填領域とは、ホッパー及びガイド部材の円軌道のうちホッパー及びガイド部材がグリッパーと同期して移動し充填操作（充填工程）が行われる領域（充填領域）以外の領域を指す。
【０００９】
この袋詰め包装機は、前記ガイド部材の円軌道の非充填領域においてガイド部材を構成する枠体を繰り返し開閉すること、及び当該領域における前記ガイド部材の直下位置に受け部材が配置されている点に最大の特徴がある。ガイド部材の円軌道の非充填領域とは、言い換えれば前記ガイド部材が充填工程から外れた領域であり、この領域で枠体を繰り返し開閉させることにより、仮に被充填物がガイド部材内に詰まっている場合は、この領域で被充填物が落下しガイド部材の詰まりを解消することができ、しかも充填工程の時間を余分にとる必要がなく、生産性が阻害されない。受け部材はこのときガイド部材から落下する被充填物を受ける役割を持つ。
非充填領域におけるガイド部材の枠体の開閉は、この領域を移動するガイド部材に常に（被充填物の詰まりの有無に関わらず）行わせても良いし、後述するように第１検出センサの検出信号に基づき被充填物の詰まり有りと判定したときだけ行わせてもよい。
【００１０】
前記袋詰め包装機は次のような実施形態を取り得る。
（１）前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記作動手段の作動を制御する制御装置を備える。第１検出センサは例えば前記非充填領域の始端近傍に設置することができる。制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記非充填領域において前記作動手段を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材の枠体を繰り返し開閉させる。この実施形態は、非充填領域の始端近傍（充填工程終了直後）においてガイド部材の詰まりの有無を検出し、詰まっている場合にのみ非充填領域において枠体を繰り返し開閉させ、詰まりを解消させようというものである。
【００１１】
（２）前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、製品排出位置とは異なる位置で前記グリッパーを開き把持された袋を機外に排出する不良袋排出装置と、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記不良袋排出装置の作動を制御する制御装置を備える。第１検出センサは例えば前記非充填領域の始端近傍に設置することができる。制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材から充填を受けた袋を不良袋と判定して前記不良袋排出装置を作動させ、当該ガイド部材に対応するグリッパー（前記不良袋を把持するグリッパー）を開く。この実施形態は、詰まり有りとの判定に先立つ充填工程において当該判定を受けたガイド部材を介して被充填物の充填を受けた袋は、被充填物の一部しか充填されていないか全く充填されていないはずであるから、これを不良袋と判定し、通常の製品排出位置とは異なる位置で機外に排出しようというものである。この実施形態は、（１）の実施形態と組み合わせることができる。
【００１２】
（３）前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直前に検出する第２検出センサと、前記第２検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記充填装置の作動を制御する制御装置を備える。第２検出センサは例えば前記非充填領域の終端近傍に設置することができる。制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記充填装置に充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するホッパーへの被充填物の供給を止めさせる。第２検出センサの検出信号に基づいて詰まり有りと判定されたガイド部材については、非充填領域において枠体を繰り返し開閉させても被充填物の詰まりが解消しなかったことを意味する。詰まりが解消しなかったガイド部材に対応するホッパーへの新たな被充填物の供給を停止することにより、被充填物の無駄な供給を防止でき、かつ次回非充填領域において枠体を繰り返し開閉したときに詰まりを解消させやすくなる（新たに被充填物を供給してホッパー及びガイド部材に過剰な量の被充填物が入っていると詰まりを解消させにくい）。この実施形態は、（１）又は（２）の実施形態と適宜組み合わせることができる。
【００１３】
（４）上記（３）の実施形態において、さらに、特定のガイド部材について所定回数続けて被充填物の詰まり有りと判定したとき、前記袋供給装置に当該ガイド部材に対応するグリッパーへの袋の供給を止めさせる。特定のガイド部材に対応するグリッパー（充填工程においてホッパー及びガイド部材の下で同期して回転するグリッパー）への袋の供給を停止させて以後は、袋詰め包装機は間引き運転となる（特公平８−５４７２号公報参照）。この実施形態では、特定のガイド部材について第２検出センサにより所定回数詰まりが続けて検出されたときは、当該ガイド部材の詰まりが以後も解消できないと見なしている。
（５）上記（３）の実施形態において、さらに、特定のガイド部材について所定回数続けて被充填物の詰まり有りと判定したとき、袋詰め包装機の運転を止めるようにする。この実施形態でも、第２検出センサにより所定回数詰まりが続けて検出されたときは、該当するガイド部材の詰まりが以後も解消できないと見なしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガイド部材の枠体の繰り返しの開閉（被充填物の詰まりを解消するための動作）を、ガイド部材の円軌道の非充填領域において行うため、万一ガイド部材に詰まりが発生した場合でも、生産性を低下させずに自動的に詰まりを解消できる。
また、非充填領域において枠体を繰り返し開閉してもその詰まりが解消しない場合でも、ガイド部材の詰まりを検出した後、直ちに包装機の運転を止めるのではなく、所定回数詰まりの解消を試みるようにすることで、その間に詰まりが解消した場合は、当然包装機の運転を止める必要がないため生産性の低下はほとんどなく、結局詰まりが解消しない場合でも、間引き運転を行うことで生産性の低下は最小限に抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜６を参照して、本発明に係る袋詰め包装機について具体的に説明する。
この袋詰め包装機は、図１，２に示すように、レーストラック形の環状軌道に沿って移動する無端チェーン１（図２参照）と、無端チェーン１の長さ方向に沿って等間隔に設置され無端チェーン１と共に移動する多数組のグリッパー２を備える。前記環状軌道に沿って、袋供給装置３、袋口開口装置４、充填装置５、シール装置６、不良袋排出装置７及び製品袋排出装置８等が配置されている。グリッパー２が前記環状軌道に沿って回転移動する過程で、袋供給装置３によるグリッパー２への袋９の供給とグリッパー２による袋両縁の把持、袋口開口装置４による袋口の開口、充填装置５による袋９への被充填物の充填、シール装置６による袋口のシール（冷却を含む）、必要に応じて不良袋排出装置７による不良袋の排出等の包装操作、及び製品袋排出装置８による製品袋の排出等の諸操作が行われる。
【００１６】
無端チェーン１とグリッパー２、及び無端チェーン１を移動させる機構は、特開２００２−３０２２２７号公報に記載されたものと同じである。
無端チェーン１は、多数のリンク１１が図示しない連結軸を介して無端状に連結したもので、各リンク１１の外側にグリッパー２が１組ずつ設けられ、各リンクの内側に内側ガイドローラ１２が垂直面内で回転自在に設置され、前記各連結軸の上下に上側ガイドローラ１３及び下側ガイドローラ１４が水平面内で回転自在に設置されている。
グリッパー２は、一対のアームの先端に把持部２ａ，２ａを有し、把持部２ａ，２ａにより袋９の両縁を把持して吊り下げる。把持部２ａ，２ａは図示しないばねに付勢されて通常は閉じており、開閉レバー１５を内向きに移動（先端の開閉ローラ１６を内向きに押圧）させたとき開く。また、グリッパー２が前記環状軌道に沿って移動する間、カムローラ１７が間隔調整カム（図２に示された間隔調整カム２９はその一部）に沿って従動し、前記アームが所定のタイミングで水平面内で開閉（把持部２ａ，２ａ間の間隔が変化）するようになっている。
【００１７】
図２をみると、機台１８の上面にスタンド１９が立設し、その中心に固定軸２１が立設し、スタンド１９と固定軸２１の間に中空軸２２が回転自在に支持され、中空軸２２の下端に図示しない駆動源により定速で回転するギア２３が固定されている。中空軸２２にテーブル２４が固定され、その周囲にスプロケット２５が固定されている。スプロケット２５は上下ギア部２６，２７と中間の支持溝２８を有し、チェーン１の上下ガイドローラ１３，１４がギア部２６，２７の周囲に等間隔で形成された溝にそれぞれ嵌入し、内側ガイドローラ１２が支持溝２８内に嵌入している。また、テーブル２４の下方に間隔調整カム２９が固定配置され、間隔調整カム２９の外周にカムローラ１７が当接している。
【００１８】
無端チェーン１は、前記スプロケット２５と平面視半円形のガイド部を有する固定ガイド部材３１の前記ガイド部の間に掛け渡され、両端の円弧部と両側の直線部からなる環状軌道をなし、中空軸２２が回転してスプロケット２５が回転すると、前記環状軌道に沿って水平面内で連続的に回転する（図１において右回り）。なお、固定ガイド部材３１と前記両側の直線部には、上下ガイドローラ１３，１４及び内側ガイドローラ１２が走行するガイドレールが形成され、また、両側の直線部にカムローラ１７が当接する複数個の間隔調整カムが設置されているのは、前記特開２００２−３０２２２７号公報に記載されているとおりである。
【００１９】
袋供給装置３は、特開２００２−３０８２２３号公報に記載された空袋供給装置と同じである。コンベアマガジン式給袋装置３ａと組み合わされ、同時に４個の袋を４組のグリッパー２に１個ずつ供給する。
袋口開口装置４は、特開２００２−２５５１１９号公報に記載された袋口開口装置と同じである。
シール装置６は、袋口をシールバーで挟んで熱シールするシール装置６ａ，６ｂ，及びシール部を冷却バーで挟んで冷却する冷却シール装置６ｃ，６ｄからなり、これらはいずれも特開２００１−７２００４号公報に記載されたシール装置と同様に、所定距離をグリッパー２（袋９）と等速で追従移動し、その間にシールバー又は冷却バーが袋口を挟んだ後離れ、次いで元の位置に復帰するという動作を行う。この例では、シール装置６ａ，６ｂにより同時に２つの袋が熱シールされ、それらは続いて冷却シール装置６ｃ，６ｄにより同時に冷却され、各袋に対しこの熱シールと冷却が１回ずつ施される。
【００２０】
製品袋排出装置８は、特開２００２−３０２２２７号公報に記載された開閉装置（開閉部材及びその駆動機構等からなる）と同じで、所定位置にきたグリッパー２の開閉ローラ１６を前記開閉部材の押圧部で内向きに押圧して把持部２ａ，２ｂを開き、製品袋をシュート６２上に落下させ、搬出コンベア６３により搬出する。なお、このような開閉装置は、袋供給装置３の箇所にも配置され、袋９をグリッパー２に供給するとき把持部２ａ，２ｂを開く（ただし、４組のグリッパー２に対して同時に作動するタイプ）。
不良袋排出装置７は、エアシリンダ７ａのピストンロッドの先端にカム７ｂが設置されたもので、機能としては製品排出装置８と同等である。エアシリンダ７ａを作動させてカム７ｂを内向きに移動させると、前記カム７ｂによりその位置（不良袋排出位置）にきたグリッパー２の開閉ローラ１６が内向きに押圧され、把持部２ａ，２ｂが開き、袋９（不良袋）が落下する。
【００２１】
図２に示すように、中空軸２２に固定されたテーブル２４に、複数個の昇降軸３２がそれぞれ支持部材３３を介して昇降自在に支持され、また中空軸２２の上端のフランジ部３４でも昇降自在に支持されている。昇降軸３２の下端にカムローラ３５が設置され、テーブル２４が回転すると、このカムローラ３５がスタンド１９の外周部に固定された環状カム３６上を転動し、昇降軸３２が所定のタイミングで昇降する。
昇降軸３２はテーブル２４上に等角度間隔で配置され、各昇降軸３２には昇降部材３７が固定され、昇降部材３７にホッパー取付部３８及びガイド部材取付部３９が固定され、ホッパー取付部３８にホッパー４１が固定され、ガイド部材取付部３９にガイド部材４２が設置されている。中空軸２２に複数個のガイド軸６４が鉛直に固定され、各昇降部材３７に固定された突出部６５が対応するガイド軸６４に摺動自在に嵌り、これにより昇降軸３２及び昇降部材３７の回転が防止されている。
【００２２】
ガイド部材４２は、特許文献２に記載された一対の鰐口枠と同様の対向配置された略溝状の枠体４３，４４からなる中空構造体である。図３，４に示すように、ガイド部材取付部３９に、互いに平行な一対の支持軸４５，４６が回動自在に水平支持され、各支持軸４５，４６にそれぞれブラケット４７を介して前記枠体４３，４４が固定されている。一方の支持軸４５にＬ字レバー４８の屈曲部が固定され、Ｌ字レバー４８の一端に係合軸部４９が固定され、他端に連結軸部５１が固定され、他方の支持軸４６に揺動レバー５２が固定され、揺動レバー５２の一端に形成された溝状部５３に前記係合軸部４９が摺動自在に係合している。
また、昇降部材３７にエアシリンダ５４の尾部が揺動自在に支持され、ピストンロッド５５の先端に連結ロッド５６が固定され、連結ロッド５６の先端が連結軸部５１に回動自在に嵌合している。
【００２３】
ガイド部材４２及びその駆動機構の以上の構造により、エアシリンダ５４が作動すると、Ｌ字レバー４８が揺動し、支持軸４５，４６が反対方向に同時に回動し、ホッパー４１の直下においてガイド部材４２が開閉（枠体４３，４４が互いに反対方向に同時に揺動して開閉）する。ガイド部材４２が閉じたとき（枠体４３，４４が閉じたとき）、図５（ａ）に示すように、ガイド部材４２は下方が狭まった形状となり、下端が閉じて内部の被充填物の落下が防止されかつ下端が袋口に挿入可能となり、ガイド部材４２が開いたとき（枠体４３，４４が開いたとき）、図５（ｂ）に示すように、ガイド部材４２の下端が開放され、内部の被充填物は落下が可能となる。
【００２４】
テーブル２４が回転すると、無端チェーン１とグリッパー２はそれぞれレーストラック形の環状軌道に沿って回転移動し、ホッパー４１とガイド部材４２はそれぞれ円軌道に沿って回転移動する。前記円軌道は、ホッパー４１及びガイド部材４２がグリッパー２の環状軌道の半円部に沿って回転移動する円弧状領域、すなわち充填領域Ａと、グリッパー２の環状軌道の半円部から離れて回転移動する円弧状領域、すなわち非充填領域Ｂに分けられ、充填領域Ａでは、ホッパー４１及びガイド部材４２はグリッパー２の上方で、グリッパー２と同期して回転移動し、かつ昇降する。非充填領域Ｂには全長にわたり、ガイド部材４２から落下する被充填物（被充填物の落下については後述）を受ける受け部材４０が、待機位置にあるガイド部材４２及びグリッパー２に把持された袋９と緩衝しない高さに設置されている。
【００２５】
回転移動するホッパー４１及びガイド部材４２が非充填領域Ｂから充填領域Ａに入ると（このときエアシリンダ５４は後方に作動しガイド部材４２は閉じている）、カムローラ３５及び環状カム３６の相互作用により、非充填領域Ｂにおいて上方の待機位置にあったホッパー４１及びガイド部材４２が下降し、ガイド部材４２の閉じた下端部がグリッパー２に把持された袋９の袋口内に挿入される（図２右側のガイド部材４２参照）。続いてエアシリンダ５４が前方に作動してガイド部材４２が開き、ホッパー４１に被充填物が投入され、被充填物はホッパー４１からガイド部材４２を通って袋９内に落下する。ホッパー４１及びガイド部材４２が充填領域Ａから非充填領域Ｂに入る前に、カムローラ３５及び環状カム３６の相互作用により、ホッパー４１及びガイド部材４２が上昇して待機位置に復帰し（図２左側のガイド部材４２参照）、次いでガイド部材４２が閉じる。以上がホッパー４１及びガイド部材４２の基本動作である。
【００２６】
図１に示すように、充填装置５には、非充填領域Ｂの始端近傍に第１検出センサ５７が設置され、非充填領域Ｂの終端近傍に第２検出センサ５８が設置されている。第１，第２検出センサ５７，５８はいずれも発光素子５７ａ，５８ａと受光素子５７ｂ，５８ｂからなる透過型光電センサである。一方、図３に示すように、各ガイド部材４２には一方の枠体４４に穴が形成されて、そこに透明な窓５９が形成されている。ガイド部材４２が次々と検出位置（第１，第２検出センサ５７，５８の設置箇所）を通過する度に、制御装置６１の指令で発光素子５７ａ，５８ａが発光し、その光を前記窓５９を通して受光素子５７ｂ，５８ｂが受光できるようになっている。しかし、ガイド部材４２に被充填物が詰まっていると受光素子５７ｂ，５８ｂが受光できないから、受光の有無により詰まりの有無が判定できる。
【００２７】
制御装置６１は、第１検出センサ５７の検出信号に基づき、各ガイド部材４２毎に例えば次の制御を行うように設定されている。
（１）検出位置を通過するガイド部材４２について被充填物の詰まりの有無を判定する。
（２）前記ガイド部材４２について詰まり有りと判定したとき、エアシリンダ５４を前後に繰り返し作動させ、枠体４３，４４を繰り返し開閉させた後閉じる。
（３）前記ガイド部材４２について詰まり有りと判定したとき、前記ガイド部材４２に対応する（充填領域Ａにおいて前記ガイド部材４２の下で同期して移動していた）グリッパー２が不良袋排出位置にきたとき、不良袋排出装置７を作動させ、当該グリッパー２を開く。
【００２８】
制御装置６１は、第２検出センサ５８の検出信号に基づき、各ガイド部材４２毎に例えば次の制御を行うように設定されている。
（４）検出位置を通過するガイド部材４２について被充填物の詰まりの有無を判定する。
（５）当該ガイド部材４２について詰まり有りと判定したとき、充填装置５に当該ガイド部材４２に対応するホッパー４１への被充填物の投入を止めさせる。
（６）当該ガイド部材４２について所定回数続けて詰まり有りと判定したとき、袋供給装置３に当該ガイド部材４２に対応するグリッパー２に対する袋９の供給を止めさせ、あるいは、袋詰め包装機の運転を停止させる。
【００２９】
制御装置による上記（１）〜（６）の制御は、第１，第２検出センサ５７，５８の検出信号に基づき、各ガイド部材４２毎に行われる。以下、その制御手順の例を図６に示すフローチャートにより説明する。
（ステップＳ１）第２検出センサ５８の検出信号により、検出位置を通過するガイド部材４２について詰まりの有無を判定する（図３参照）。
（ステップＳ２）第２検出センサ５８の検出信号で詰まり無しと判定した場合、充填領域Ａにおいて、このガイド部材４２に対し通常の充填操作が行われる。すなわち、閉じたガイド部材４２が袋口に挿入され、エアシリンダ５４が作動して当該ガイド部材４２が開き、対応するホッパー４１へ被充填物が投入されて袋９への充填が行われ、ホッパー４１及びガイド部材４２が上昇し、ガイド部材が閉じる。
【００３０】
（ステップＳ３）このガイド部材４２が非充填領域Ｂにきたとき、第１検出センサ５７の検出信号により、検出位置を通過する当該ガイド部材４２について詰まりの有無を判定する。
（ステップＳ４）第１検出センサ５７の検出信号で詰まり無しと判定した場合、当該ガイド部材４２は閉じたままである。この場合、当該ガイド部材４２に対応するグリッパー２に対して通常の製品排出操作が行われる。すなわち、前記グリッパー２が製品袋排出位置に達したとき、製品袋排出装置８により前記グリッパー２が開かれ、製品袋が排出される。
【００３１】
（ステップＳ５）第１検出センサ５７の検出信号で詰まり有りと判定した場合、ガイド部材４２のエアシリンダ５４を前後に繰り返し作動させ、枠体４３，４４を繰り返し開閉させた後閉じる。枠体４３，４４が繰り返し開閉することで、中の被充填物が落下して詰まりが解消する可能性が高い。落下する被充填物は受け部材４０で受けられる。
（ステップＳ６）さらに、不良袋排出装置７の作動指令が出される。すなわち、詰まり有りと判定した前記ガイド部材４２に対応するグリッパー２に把持された袋は不良袋（被充填物の一部しか充填されていないか全く充填されていない）と見なされ、該グリッパー２が不良袋排出位置にきたとき不良袋排出装置７を作動させ、該グリッパー２を開いて不良袋を落下させる。
【００３２】
（ステップＳ７）第２検出センサ５８の検出信号で詰まり有りと判定した場合、そのガイド部材４２について詰まり有りの連続判定回数がＮ回未満かＮ回以上かを判定する。Ｎとして２以上の数値が設定される。
（ステップＳ８）前記ガイド部材４２について詰まり有りの判定が連続Ｎ回未満の場合、充填領域Ａにおいて、当該ガイド部材４２に対し通常の充填操作を行わない。すなわち、枠体４３，４４を開かず、対応するホッパー４１への被充填物の投入を止める。
（ステップＳ９）前記ガイド部材４２について詰まり有りの判定が連続Ｎ回以上の場合、包装機の運転を停止して手作業で詰まりを解消した後、運転を再開する。詰まり有りの判定が続くということは、非充填領域Ｂにおいて枠体４３，４４を繰り返し開閉するだけでは、前記ガイド部材４２の詰まりが解消できないということであり、この場合、自動的な詰まりの解消は無理とみなして包装機の運転を止める。
（ステップＳ１０）あるいは間引き運転を行う。すなわち、詰まりが解消できないガイド部材４２に対応するグリッパー２への袋９の供給を止め、対応するホッパー４１への被充填物の投入を行わない。この場合、チェーン１に設置されたグリッパー２は、１２個に１個の割合（詰まったガイド部材４２が１個の場合）で袋の供給が止められる。なお、詰まったガイド部材４２が増えると生産性の低下が大きくなるので、詰まったガイド部材４２の数が一定個数（例えば２個）に達したとき、包装機の運転を止めて全てのガイド部材４２の詰まりを解消することが望ましい。
【００３３】
なお、上記の袋詰め包装機では、第１，第２検出センサ５７，５８として透過型光電センサを用いたが、第１検出センサ５７については、ガイド部材内における被充填物の有無が充填工程直後に検出でき、第２検出センサ５８についてはガイド部材４２内の被充填物の有無が充填工程直前に検出できればよく、いずれも、特許文献３に記載された反射型光電センサや、リミットスイッチ、歪みゲージ等、他のセンサに代えることもできる。
また、上記の袋詰め包装機では、第１検出センサ５７によりガイド部材４２内の詰まりの有無を検出し、詰まっていると判定されたときのみ非充填領域Ｂにおいて当該ガイド部材４２の枠体４３，４４を繰り返し開閉させたが、検出結果によらず常に繰り返し開閉させるように設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る袋詰め包装機の平面図である。
【図２】その左側面断面図である。
【図３】そのホッパー及びガイド部材の側面図である。
【図４】その平面図である。
【図５】ガイド部材の開閉状態を説明する側面図である。
【図６】第１，第２検出センサの検出信号に基づく制御手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１ チェーン
２ グリッパー
４１ ホッパー
４２ ガイド部材
４３，４４ ガイド部材の枠体
５７ 第１検出センサ
５８ 第２検出センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーストラック形の環状軌道に沿って移動する無端チェーンと、前記無端チェーンの長さ方向に沿って等間隔に設置され前記無端チェーンと共に移動する多数組のグリッパーと、前記環状軌道に沿って設置された袋供給装置、袋口開口装置、充填装置及びシール装置等を備え、前記充填装置は前記環状軌道の一方の円弧部の上方に配置され、前記円弧部と同心の円軌道に沿ってかつ前記グリッパーと同期して回転する複数個の昇降式ホッパーを有し、前記グリッパーの移動の過程で、前記袋供給装置による前記グリッパーへの袋の供給とグリッパーによる袋両縁の把持、前記袋口開口装置による袋口の開口、前記充填装置による前記ホッパーを介しての袋への被充填物の充填、及び前記シール装置による袋口のシール等の包装操作が行われる袋詰め包装機において、前記ホッパーの下部に前記ホッパーから落下する被充填物を袋内にガイドする中空のガイド部材が設置され、前記ガイド部材は開閉自在な一対の枠体が対向配置されたもので前記ホッパーと共に回転及び昇降し、前記枠体が閉じたとき前記ガイド部材は下方が狭まり下端が袋口に挿入可能とされ、前記枠体が開いたとき前記ガイド部材は下端が開放され、前記枠体を開閉作動させる作動手段が設けられ、前記枠体は前記ガイド部材の円軌道のうち円弧状の非充填領域において前記作動手段により繰り返し開閉し、前記非充填領域における前記ガイド部材の直下位置に前記ガイド部材から落下する被充填物を受ける受け部材が配置されていることを特徴とする袋詰め包装機。
【請求項２】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記作動手段の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記非充填領域において前記作動手段を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材の枠体を繰り返し開閉させることを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項３】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、製品排出位置とは異なる位置で前記グリッパーを開き把持された袋を機外に排出する不良袋排出装置が設置され、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記不良袋排出装置の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記不良袋排出装置を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するグリッパーを開くことを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項４】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直前に検出する第２検出センサと、前記第２検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記充填装置の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記充填装置に充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するホッパーへの被充填物の供給を止めさせることを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項５】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、製品排出位置とは異なる位置で前記グリッパーを開き把持された袋を機外に排出する不良袋排出装置と、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記作動手段及び前記不良袋排出装置の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記非充填領域において前記作動手段を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材の枠体を繰り返し開閉させ、前記不良袋排出装置を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するグリッパーを開くことを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項６】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直前に検出する第２検出センサと、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記作動手段の作動を制御し、前記第２検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記充填装置の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記第１検出センサの検出信号に基づいて充填物の詰まり有りと判定したとき、前記非充填領域において前記作動手段を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材の枠体を繰り返し開閉させ、前記第２検出センサの検出信号に基づいて詰まり有りと判定したとき、前記充填装置に充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するホッパーへの被充填物の供給を止めさせることを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第２検出センサの検出信号に基づき、特定のガイド部材について所定回数続けて被充填物の詰まり有りと判定したとき、前記袋供給装置に当該ガイド部材に対応するグリッパーへの袋の供給を止めさせることを特徴とする請求項４又は６に記載された袋詰め包装機。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第２検出センサの検出信号に基づき、特定のガイド部材について所定回数続けて被充填物の詰まり有りと判定したとき、袋詰め包装機の運転を止めることを特徴とする請求項４又は６に記載された袋詰め包装機。
【請求項１】
レーストラック形の環状軌道に沿って移動する無端チェーンと、前記無端チェーンの長さ方向に沿って等間隔に設置され前記無端チェーンと共に移動する多数組のグリッパーと、前記環状軌道に沿って設置された袋供給装置、袋口開口装置、充填装置及びシール装置等を備え、前記充填装置は前記環状軌道の一方の円弧部の上方に配置され、前記円弧部と同心の円軌道に沿ってかつ前記グリッパーと同期して回転する複数個の昇降式ホッパーを有し、前記グリッパーの移動の過程で、前記袋供給装置による前記グリッパーへの袋の供給とグリッパーによる袋両縁の把持、前記袋口開口装置による袋口の開口、前記充填装置による前記ホッパーを介しての袋への被充填物の充填、及び前記シール装置による袋口のシール等の包装操作が行われる袋詰め包装機において、前記ホッパーの下部に前記ホッパーから落下する被充填物を袋内にガイドする中空のガイド部材が設置され、前記ガイド部材は開閉自在な一対の枠体が対向配置されたもので前記ホッパーと共に回転及び昇降し、前記枠体が閉じたとき前記ガイド部材は下方が狭まり下端が袋口に挿入可能とされ、前記枠体が開いたとき前記ガイド部材は下端が開放され、前記枠体を開閉作動させる作動手段が設けられ、前記枠体は前記ガイド部材の円軌道のうち円弧状の非充填領域において前記作動手段により繰り返し開閉し、前記非充填領域における前記ガイド部材の直下位置に前記ガイド部材から落下する被充填物を受ける受け部材が配置されていることを特徴とする袋詰め包装機。
【請求項２】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記作動手段の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記非充填領域において前記作動手段を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材の枠体を繰り返し開閉させることを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項３】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、製品排出位置とは異なる位置で前記グリッパーを開き把持された袋を機外に排出する不良袋排出装置が設置され、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記不良袋排出装置の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記不良袋排出装置を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するグリッパーを開くことを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項４】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直前に検出する第２検出センサと、前記第２検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記充填装置の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記充填装置に充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するホッパーへの被充填物の供給を止めさせることを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項５】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、製品排出位置とは異なる位置で前記グリッパーを開き把持された袋を機外に排出する不良袋排出装置と、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記作動手段及び前記不良袋排出装置の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、充填物の詰まり有りと判定したとき、前記非充填領域において前記作動手段を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材の枠体を繰り返し開閉させ、前記不良袋排出装置を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するグリッパーを開くことを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項６】
前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直後に検出する第１検出センサと、前記ガイド部材内における被充填物の有無を充填工程直前に検出する第２検出センサと、前記第１検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記作動手段の作動を制御し、前記第２検出センサの検出信号に基づいて被充填物の詰まりの有無を判定し、かつ前記充填装置の作動を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、前記第１検出センサの検出信号に基づいて充填物の詰まり有りと判定したとき、前記非充填領域において前記作動手段を作動させ、充填物の詰まり有りと判定したガイド部材の枠体を繰り返し開閉させ、前記第２検出センサの検出信号に基づいて詰まり有りと判定したとき、前記充填装置に充填物の詰まり有りと判定したガイド部材に対応するホッパーへの被充填物の供給を止めさせることを特徴とする請求項１に記載された袋詰め包装機。
【請求項７】
前記制御装置は、前記第２検出センサの検出信号に基づき、特定のガイド部材について所定回数続けて被充填物の詰まり有りと判定したとき、前記袋供給装置に当該ガイド部材に対応するグリッパーへの袋の供給を止めさせることを特徴とする請求項４又は６に記載された袋詰め包装機。
【請求項８】
前記制御装置は、前記第２検出センサの検出信号に基づき、特定のガイド部材について所定回数続けて被充填物の詰まり有りと判定したとき、袋詰め包装機の運転を止めることを特徴とする請求項４又は６に記載された袋詰め包装機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１６１２３０（Ｐ２００９−１６１２３０Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２７７（Ｐ２００８−１２７７）
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（０００２２２７２７）東洋自動機株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（０００２２２７２７）東洋自動機株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
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