間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填方法及び装置
【課題】間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機と被包装物供給装置とを連動する場合のレイアウトの自由度を大幅に拡げ、被包装物供給装置による被包装物の供給が間に合わない場合でも、空袋が発生することを防止できる被包装物充填方法及び充填装置を提供する。
【解決手段】所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、且つ前記複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く複数設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、グリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、ホッパをグリッパに同調移動させる。所定の停止位置で停止し、下部が閉じているホッパに対して被包装物を供給し、被包装物が供給されたホッパ内の被包装物の有無を検知し、被包装物の存在が検知された場合に、被包装物が検知されたホッパに対応するグリッパに袋を供給し、供給された袋に被包装物が検知されたホッパの下部を開いて被包装物を充填する。
【解決手段】所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、且つ前記複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く複数設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、グリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、ホッパをグリッパに同調移動させる。所定の停止位置で停止し、下部が閉じているホッパに対して被包装物を供給し、被包装物が供給されたホッパ内の被包装物の有無を検知し、被包装物の存在が検知された場合に、被包装物が検知されたホッパに対応するグリッパに袋を供給し、供給された袋に被包装物が検知されたホッパの下部を開いて被包装物を充填する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、食品などの自動袋詰め包装機における被包装物の充填方法及び装置に関し、より具体的には、水平面内の所定の円軌道上を間欠移動し、袋の両側縁部を挟持可能な左右一対のグリッパを複数組備え、これらグリッパで袋を吊下げ状態に保持して所定の範囲移送しながら、当該袋に対して所定の包装処理を順次施す間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填方法及び装置に関し、特に、被包装物を充填するための昇降式ホッパを各グリッパに対応して複数設置し、これらホッパを対応するグリッパに同調して移動させながら、ホッパ内に供給された被包装物を袋内へ充填するタイプ、所謂同調式ホッパを用いての被包装物の充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同調式ホッパを備えた間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機は、例えば特許第３７４２０４２号に開示されているように公知である。この特許では、図４に示される工程（ホ）に袋が停止するとホッパに被包装物が供給され、ホッパから袋への被包装物の充填は工程（ホ）で始まり、工程（ホ）から工程（ヘ）へ移動する間及び工程（ヘ）に停止中においても行うことができる。すなわち、特定の間欠停止位置（被包装物充填工程）に停止中にのみ被包装物の充填を行なう一般的な充填方法に比べ、同調式ホッパを用いることにより袋の移送中にも被包装物の充填を行うことができ、十分な充填時間を確保できるために生産性の向上が図れるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、従来の同調式ホッパを備える間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機には以下のような問題があった。
（１）先ず、ホッパが上下共に開口した筒状体であるため、ホッパ内へ供給された被包装物はホッパ内面に案内されて直ちに袋内への充填が開始される。従って、袋への被包装物の充填開始位置がホッパへの被包装物の供給位置にならざるを得ないため、必然的にホッパへ被包装物を供給する被包装物供給装置（被包装物の計量器等も含む。）の設定位置は限定されてしまい、包装機全体としてのレイアウトの自由度がきわめて制限されてしまう。
（２）次に、計量器などが付設されている場合、その計量機での計量に遅れが生じる場合がある。このような場合、被包装物供給装置によるホッパへの被包装物の供給が間に合わない事態が生じ、袋内への被包装物の充填は行われず、袋は空のまま下流の工程へ移送されて機外へ排出されるため、生産にロスが生じる。
【０００４】
ところで、特開平８−２６８４０１公報には、充填物の自動反転排出装置（被包装物供給装置）の容器内における被充填物の有無検出信号に基づいて給袋を制御する（容器内に充填物が無い場合、対応するグリッパへの給袋を停止）構成が開示されている（請求項７、段落００３１、図７）。この構成を採用すれば、前記（２）の問題点はある程度解決できるが、容器の反転不良や反転ガイド筒６１内での詰まりが生じた場合など、充填物が投入ホッパ６４内へ供給されないこともあり得るため、前記（２）の問題を確実に解決できるとは言い難い。また、投入ホッパ６４は下側も開口しているので、リフト装置３１、反転装置３２、排出装置３３などの設置位置は投入ホッパに対応した位置に設置する必要があり、前記（１）の問題も解決できない。
【０００５】
【特許文献１】特許第３７４２０４２号公報
【特許文献２】特開平８−２６８４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機と被包装物供給装置とを連動させる場合のレイアウトの自由度を従来に比して大幅に拡げることができ、且つ被包装物供給装置による被包装物の供給が間に合わない場合でも、空袋が発生して生産にロスが生じることを防止できる被包装物充填方法及び装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本願発明は、以下の被包装物充填方法を提供する。すなわちその方法は、所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、且つ前記複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く複数設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、前記のグリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、その際にホッパをグリッパに同調移動させる、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填方法に係るものである。そしてその方法では、所定の停止位置で停止し、下部が閉じているホッパに対して被包装物を供給し、被包装物が供給されたホッパ内の被包装物の有無を検知し、被包装物の存在が検知された場合に、その被包装物が検知されたホッパに対応するグリッパに袋を供給し、この供給された袋に先の被包装物が検知されたホッパの下部を開いて被包装物を充填する。
さらに本発明の別の形態では、袋をグリッパに供給した後、当該袋の袋口を開口し、次いで該袋の袋口が開口しているかどうかを検知し、袋口が開口していることが検知された場合に、その供給された袋に先の被包装物の存在が検出されたホッパの下部を開いて被包装物を充填する。
さらに本発明の別の形態では、ホッパを昇降式に構成し、被包装物の供給を受けるときには上昇端位置に位置し、袋に被包装物を充填するときには下降端位置に位置するようにする。
さらに本発明の別の形態では、ホッパを昇降式に構成し、被包装物の供給を受けるときには上昇端位置に位置し、袋に被包装物を充填するときには下降端位置に位置するようにし、袋の袋口の開口が検知されなかった場合には、対応するホッパを下降端位置へは移動させない。
さらに本願発明は以下の構成の間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填装置を提供する。すなわちその装置は、所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、グリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、ホッパをグリッパに同調移動させる被包装物充填装置に係るものである。そしてその被包装物充填装置は、ホッパがグリッパに同調移動するのに伴って、該ホッパを上昇端位置と下降端位置との間で上下動させ、且つホッパ内に被包装物を供給する所定の被包装物供給ステーションにおいては上昇端位置に位置させる一方、ホッパ内の被包装物を袋に充填する所定の被包装物充填ステーションにおいては下降端位置に位置させる昇降手段と、上記所定の被包装物供給ステーションに配置され、該被包装物供給ステーションに停止したホッパに被包装物を供給する被包装物供給装置と、ホッパ内における被包装物の有無を検知する第１のセンサと、グリッパに対して順次袋を供給する袋供給装置と、制御装置とを備える。そして、被包装物供給装置と、第１のセンサと、袋供給装置とは、ホッパが円軌道に沿って間欠移動する際に、包装物供給装置からの被包装物の供給、第１センサによる被包装物の検知、グリッパへの袋の供給の順で行われるように配置される。そしてその制御装置は、第１のセンサからの信号に基づいて袋供給装置を制御することにより、ホッパ内における被包装物の存在を検知した場合は、当該ホッパに対応するグリッパへの袋の供給を行う一方、被包装物の存在を検知しなかった場合は、当該ホッパに対応するグリッパへの袋の供給は行わず、また、ホッパの下部の開閉を制御することにより、被包装物供給ステーションから被包装物充填ステーションに至るまではホッパの下部を閉状態に維持する一方、被包装物充填ステーションではホッパの下部を開いて袋へ被包装物を充填する。
本発明の他の形態として、グリッパへ供給された袋の袋口が開口装置により開口されたかどうかを検知する第２のセンサを備え、袋口の開口が検知された場合に制御装置は被包装物が供給されたホッパの下部を開き、該ホッパ内の被包装物を袋へ充填する。
さらに本発明の他の形態として、上記の第２のセンサがグリッパから供給された袋の袋口が開かれなかったことを検知した場合に、対応するホッパを下降端位置より上方に位置させる手段を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
上記のとおり本願発明では、ホッパの下部を開閉式に構成し、その下部を閉じた状態で被包装物供給装置から供給される被包装物をホッパ内へ受け入れるので、被包装物をホッパ内に貯留できる。従って、被包装物充填開始工程の位置に関係なく、被包装物供給工程、すなわち被包装物供給装置の位置を設定できるため、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機と被包装物供給装置とを連動させる場合のレイアウトの自由度が従来に比して大幅に拡がる。
また、ホッパ内に被包装物が確かに供給されたことを第１センサで検知し、その検知信号に基づいてそのホッパに対応するグリッパに袋を供給するので、例えば計量に手間取り、被包装物供給装置による被包装物のホッパへの供給が間に合わない場合にも空袋が発生せず、生産にロスが生じることを防止できる。
また、第２センサで袋口が開口されたかどうかを検知し、開口された場合のみホッパの下部を開いて被包装物を袋に充填することにより、包装不良を防止できる。
また、第２センサで袋口が適切に開口されていないことが検知された場合、ホッパを充填位置である下降端位置より上の位置に留めるようにすることにより、袋の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願発明の被包装物充填装置を使用した間欠回転式ロータ型袋詰め包装機の模式的斜視図である。
【図２】袋詰め包装機の模式的側面断面図である。
【図３】円筒カムの一部及び補助カムを示す展開図である。
【図４Ａ】被包装物の充填工程の一部を示す説明図である。
【図４Ｂ】被包装物の充填工程の残りを示す説明図である。
【図５】制御装置による制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本願発明の実施の形態に係る被包装物充填方法及び装置について説明する。図１は本願発明の実施の形態に係る被包装物充填装置を使用した袋詰め包装機１の模式的全体斜視図であり、これを参照して袋詰め包装機１（（以下単に「包装機」という。）の概略の構成を説明する。なお、公知の構成についてはその詳細な説明は省略する。
【００１１】
この包装機１は間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機であり、図中矢印方向に間欠回転する回転テーブル２（以下単に「テーブル」という。）を備え、テーブル２にはその円周方向に沿って所定の間隔で左右のグリッパ３，３が複数組備えられている。符号４はホッパで、後述する被包装物供給装置から被包装物を供給され、これも後述するように袋Ｂにその被包装物を充填する。ホッパ４は複数、すなわちそれぞれのグリッパ３，３に対応して１つずつ設けられ、それぞれグリッパ３，３の上方に位置している。各ホッパ４は後述するように上下に移動可能になっており、テーブル２が回転するのに伴って、これも後述する円筒カムによって上昇端と下降端との間で上下動するようになっている。なお、このホッパ４は、上下が開口したホッパ本体５と、その下側に位置する開閉可能な所謂烏口６を備えている（図２、４参照）。烏口６は、それぞれ支軸８、８周りに回動可能な２つの烏口片７，７で構成され、先端が開閉可能になっている（図４参照）。烏口６の開閉は後述するように制御装置３２によって制御される。
【００１２】
公知のとおりこの包装機１では、テーブル２が停止する各ステーションで、或いはステーション間を移動中に各種の包装処理が施される。ステーションＩには公知のコンベアマガジン１１が配置され、一対の吸盤１２，１２を用いて袋Ｂを順次一枚ずつこのステーションに停止したグリッパ３，３に引き渡すようになっている。なお、この袋Ｂのグリッパ３，３への供給は後述するように制御装置３２により制御され、給袋が中止される場合がある。
【００１３】
ステーションＩＩでは印字器１３を用いて袋Ｂに製造日等の印字が行われ、ステーションＩＩＩで検査器１４により印字の検査が行われる。ステーションＩＶでは真空源（図示せず）に接続されている一対の吸盤１５，１５を用いて袋Ｂの袋口が開かれる。開口に伴って左右のグリッパ３，３は互いに所定の距離だけ近づき、開いた袋口をその状態に維持する。なお、この実施の形態では、袋Ｂは所謂自立袋が使用され、図１には示されていないが、もう一対の吸盤１６，１６を用いて袋Ｂの下側部分を拡げるようになっている（図４Ａ（ニ）参照）。吸盤１５，１５，１６，１６を真空源に繋ぐ配管１７，１７には、吸着が適切に行われ、袋口が所望どおりに開口されたかどうかを検知する真空センサ１８，１８（第２センサ）が備えられている（図４Ａ（ニ）参照）。
【００１４】
ステーションＶでは、ホッパ４の烏口６の先端側が袋Ｂ内へ挿入されて烏口６が開かれ、後述するステーションＶＩＩＩでホッパ４に供給されていた被包装物の袋Ｂへの充填が行われる。また、袋Ｂの下方に公知のタッピング装置のタッピング部材１９が上下動可能に設けられ、袋Ｂの底を軽くタッピングして、充填された被包装物が袋底の方へ移動するのを助長するようになっている（図４Ａ（ホ）参照）。ステーションＶＩも充填工程である。すなわち、この実施の形態ではホッパ４内の被包装物の充填は、袋ＢがステーションＶに停止している間だけではなく、ステーションＶからステーションＶＩへの移動中、さらにステーションＶＩでの停止中にも行われる。ステーションＶＩにもタッピング部材１９が設けられ、袋底へのタッピングが行われる（図４Ｂ（ヘ）参照）。
【００１５】
ステーションＶＩＩではホッパ４の烏口６が袋Ｂから抜出されて閉じられ、左右のグリッパ３，３が互いに遠去かり、袋Ｂの袋口を緊張させる。なお、このステーションにもタッピング部材１９が設けられている。ステーションＶＩＩＩでは一対の検査用ブロック２１，２１で袋Ｂの袋口を挟み、これらブロック２１，２１の間の間隔によって袋口内面のシール予定部に被包装物が付着していないかどうかを検知するようになっている。また、このステーションにおいて、二点鎖線で示す被包装物供給装置２５から被包装物がホッパ４へ供給される。
【００１６】
ステーションＩＸでは一対の熱板２７，２７を用いて袋口のシールが行われる。また、印字不良などの不良袋はここで図示しないシュート上へ排出される。さらにこのステーションＩＸには、ホッパ４内に被包装物が存在しているかどうかを検知するセンサ８０が設けられている（図４Ｂ（リ）参照）。センサ８０は発光素子８１と受光素子８２で構成されている。またホッパ４には、発光素子８１と受光素子８２に対向する部分に切欠きが設けられている（図示せず）。次にステーションＸでは一対の冷却板２９，２９を用いて袋口の冷却が行われ、その後左右のグリッパ３，３が開いて袋Ｂをシュート３１上へと放出する。
【００１７】
次に図２を参照して、ホッパ４及びホッパ４を上下動させる機構について説明する。すなわち本実施の形態では、ホッパ４は最も高い上昇端位置と最も低い下降端位置との間で上下動するようになっている。図２は包装機１を模式的に表した側面断面図である。図において符号４１は包装機１の架台であり、架台４１の上に支柱４２が設けられ、支柱４２内を上下に延び、図示しない駆動源により間欠回転駆動される回転軸（図示せず）の上端に前述のテーブル２が取付けられ、間欠回転する。テーブル２には前述のとおり複数組の左右グリッパ３，３が取付けられている。図には２組のグリッパ３，３とホッパ４が示されているが、図中左側は図１のステーションＶにおけるグリッパ３，３とホッパ４であり、ホッパ４は後述する円筒カム６３により下降端位置に位置しており，右側はステーションＩにおけるグリッパ３，３とホッパ４を示し、ホッパ４は上昇端位置に位置している。
【００１８】
符合４３は架台４１上に設けられた支持フレームであり、その天板部４４の中央部に上側が開いた保持ケース４５が吊下げ状態で取付けられている。保持ケース４５の底部内面側には上カバー４６が、外面側には下カバー４７が取付けられ、上カバー４６の上には駆動モータ４８が取付けられている。下カバー４７の下側には同調テーブル４９が配置され、その軸が下カバー４７内を通って上カバー４６内へ伸び、上カバー４６内で駆動モータ４８の出力軸と適宜な連結装置で連結されている。駆動モータ４８は同調テーブル４９を下側のテーブル２と同調して同じ方向へ間欠回転させるようになっている。
【００１９】
ホッパ４は前述のとおり上下が開口したホッパ本体５と、ホッパ本体５の下側に配置された所謂烏口６を備えている。図中右側のホッパ４の烏口６は閉じており、左側のそれは開いている。符合５１は同調テーブル４９上に、円周方向でグリッパ３，３に対応する位置に立設されたガイド軸であり、このガイド軸５１にスライダ５３が嵌り上下動可能になっている。そしてスライダ５３に取付けられた取付け部材５５の第１取付け部５６にホッパ本体５が、第２取付け部５７に烏口６が図示のように上下にその軸心を同じにして取付けられている。スライダ５３にはカムローラ５９が取付けられ、支持フレーム４３の天板４４の内面側にカム取付け部材６１を介して取り付けられた円筒カム６３上を転動し、それによりホッパ４が上下動するようになっている。すなわち、円筒カム６３は保持ケース４５を取囲むようにして取付けられ、その形状は図３にその一部が展開して示されているように、上下の平坦な部分とそれらを繋ぐ傾斜部分とを備える。そしてカムローラ５９がステーションＩからＩＩＩまで、ステーションＶＩＩＩからＸを過ぎてＩまでの間に位置するときはホッパ４は上昇端位置に位置し、ステーションＶとＶＩ及びそれらの間に位置するときは下降端位置に位置し、ステーションＩＶとＶＩＩでは上昇端位置と下降端位置との間に位置するようになっている。
【００２０】
次にホッパ４が下降端位置へ下降するのを規制する規制手段としての補助カム７１について説明する。前述したとおりステーションＩＶにおいて袋Ｂの開口が行われるが、吸盤１５、１５，１６，１６の吸着が適切に行われないと真空漏れが生じ、所望通りの開口が行われず、そのままステーションＶへ袋を移動しても被包装物の充填を適切に行うことはできない。板状の形をしたこの補助カム７１はそのような場合にステーションＶでホッパ４が下降端位置へ移動するのを阻止し、下降端位置と上昇端位置との間の位置に止め、ホッパ４の烏口６が袋Ｂに接触しないようにするものである。その場合、ホッパ４の烏口６は制御装置３２により閉じられたままとなる。ステーションＶＩも充填を行うステーションであるので、このステーションにも同じ補助カム７１が設けられる。
【００２１】
図２の左側の部分に示されるように、円筒カム６３が取付けられるカム取付け部材６１のうちステーションＶ，ＶＩに設けられるカム取付け部材６１は他のステーションの取付け部材６１と異なり、上下に伸びるガイド軸６２を備えており、補助カム７１はこのガイド軸６２に上下動可能に嵌ったスライダ７３に取付けられている。図に示されるように、カムローラ５９の幅は円筒カム６３の幅より大きく、はみ出した部分において補助カム７１の上に乗れるようになっている。そして図３に示されるように、補助カム７１には、固定された取付け部材７４に一端が掛けられた二本の引張りバネ７５の他端側が掛けられている。そして取付け部材７４に取付けられたエアシリンダ７６が二本のバネ７５の間に配置され、そのロッド７７の先端が補助カム７１に当接し、通常はロッド７７が伸びて補助カム７１は押下げられ、カムローラ５９は円筒カム６３のカム面上を転動するになっている（図３のステーションＶＩ参照）。しかし、前述のように袋Ｂの袋口の開口が適切に行われなかった場合には、所定のタイミングでロッド７７が縮み、補助カム７１を下降端位置よりも上方へ移動させ、ステーションＩＶから円筒カム６３の下降する側の斜面を移動してくるカムローラ５９を受止めるようになっている。これにより、図２に細線で示されるように、ステーションＶにおいてホッパ４を、上昇端位置と下降端位置との間の位置に留めるように作用する。図３のステーションＶＩに位置するカムローラ５９は、袋口の開口が適切に行われた袋Ｂに対応するホッパ４のカムローラであり、補助カム７１は下降したままで、そのカムローラ５９は円筒カム６３のカム面に乗っている。次にステーションＶにあるカムローラ５９がステーションＶＩへ移動するとき、所定のタイミングでステーションＶＩの補助カム７１が上昇し、移動してくるカムローラ５９を受け入れる。一方で、ステーションＶの補助カム７１は、ステーションＩＶに位置しているホッパ４に対応する袋Ｂの袋口が適切に開口されている場合には、そのカムローラ５９の移動の妨げにならないタイミングでロッド７７が伸びて下降させられる。
【００２２】
次に図４Ａ，４Ｂを参照して上記の各ステーションにおける動作及びステーション間を移動中の動作についてより詳細に説明する。図４は図１に示される各ステーションでの工程を示す説明図である。図４Ａの（イ）〜（ホ）は、図１の各ステーションＩ〜Ｖに、図４Ｂの（ヘ）〜（ヌ）はステーションＶＩ〜Ｘに対応している説明図であり、それぞれ上側にホッパ４が、下側に袋Ｂ及びグリッパ３，３が示されている。また、図４Ａ（イ）、図４Ｂ（ト）〜（リ）ではホッパ４のみ断面で示され、図４Ａ（ホ）、図４Ｂ（ヘ）ではホッパ４と袋Ｂが断面で示されている。
【００２３】
図４Ａの（イ）は前述のとおり図１のステーションＩに対応する。コンベアマガジン１１から供給された袋Ｂは図示のとおり左右のグリッパ３，３によりその両側縁部を把持され、吊下げ状態に保持されており、その袋口は閉じている。一方、ホッパ４には後述する図４Ｂ（チ）（ステーションＶＩＩＩ）で被包装物供給装置２５から供給された被包装物が貯留されている。勿論烏口６は閉じられている。なお、後述するステーションＩＸで、図でステーションＩにあるホッパ４について、ステーションＶＩＩＩでホッパ４に供給されたはずの被包装物がホッパ４内に存在しないことが検知されていると、このステーションＩではこのホッパ４に対応するグリッパ３，３への袋Ｂの供給は行われない。
【００２４】
所定の時間だけ停止した後、テーブル２、同調テーブル４９が同調して所定の角度だけ回転し、ステーションＩＩに停止する（図４Ａ（ロ）。ここでは前述のとおり製造日等の印字が袋Ｂに対して行われる。次いでステーションＩＩＩ（図４Ａ（ハ））へ移動し、ここで印字の検査が行われる。ステーションＩＩＩからステーションＩＶへの移動を開始すると、円筒カム６３のカム面が下向きに傾斜しており（図３参照）、ホッパ４が下降し始める。そしてステーションＩＶに停止すると、吸盤１５，１５，１６，１６による袋Ｂの開口処理が行われる。それに併せて左右のグリッパ３，３が互いに接近する。そして所定のタイミングでそれぞれの配管１７，１７の途中に設けられた第２センサとしての真空センサ１８，１８により配管１７，１７内の真空度が検知され、その信号が制御装置３２へ送られ、袋口が正常に開かれたかどうかの判断がされる。なお、ホッパ４は途中位置まで下降しているが、まだ袋Ｂには達していない（図４Ａ（ニ）参照）。
【００２５】
次いでステーションＶへ向けて回転を再開するが、その前に吸盤１５，１５，１６，１６は袋Ｂへの吸着を止め、袋Ｂから離れる。グリッパ３，３は接近したままで袋口を開口状態に維持する。テーブル２、同調テーブル４９が回転するとホッパ４がさらに下降し、カムローラ５９が円筒カム６３の最下点に達し，ホッパ４は下降端位置に位置して停止する。テーブル２等が止まったときには烏口６の先端は袋Ｂ内へ侵入している。そして制御装置３２により烏口６が開かれ、被包装物の袋Ｂへの充填が開始される。そして前述のとおりタッピング部材１９が袋底に対してタッピングをおこなう。ステーションＶはこのように充填ステーションであるが、実施の形態によっては烏口６がもっと早い段階で、すなわちステーションＩＶからＶへの移動中（カムローラ５９が円筒カム６３の下向きに傾斜した部分を転動している最中）に袋Ｂ内へ進入し、開かれるようにすることも可能である。この場合は、その工程部分も充填ステーションに含められることとなる。また、前述のとおり、ステーションＩＶで袋Ｂの開口が適切に行われなかった場合には、補助カム７１が所定のタイミングで上昇し、移動してくるカムローラ５９は途中から円筒カム６３のカム面から補助カム７１の上へ移動し、停止する。この場合は前述のとおり制御装置３２によってホッパ４の烏口６は閉じられたままに維持される。
【００２６】
次にステーションＶＩへ移動するが、前述のとおり、この移動中及びステーションＶＩに停止中も充填作業が継続される。また、ステーションＶＩにおいてもタッピング部材１９によるタッピングが行われる。充填は、ステーションＶＩに停止中に終了する。なお、前述した袋Ｂの袋口の開口が適切に行われなかった場合には、ステーションＶＩの補助カム７１が所定のタイミングで上昇し、ステーションＶの補助カム７１から移動してくるカムローラ５９を受け入れるようになっている。一方ステーションＶの補助カム７１は、次に円筒カム６３上を転動してステーションＶに移動しようとするカムローラ５９の妨げにならないタイミングで下方へ押下げられる。
【００２７】
ステーションＶＩからステーションＶＩＩに向かって移動を始めるとカムローラ５９は円筒カム６３の上方へ傾斜する斜面を移動し、ホッパ４は上昇を開始する。そしてステーションＶＩＩに停止するときにはすでにホッパ４の烏口６は袋Ｂから抜け出ており、烏口６は閉じられる。そして烏口６が袋Ｂから抜け出ると、所定のタイミングで左右のグリッパ３，３が互いに遠ざかり、袋Ｂの袋口を緊張させる。なお、このステーションＶＩＩにおいてもタッピング部材１９によるタッピングが行われる。
【００２８】
次にステーションＶＩＩＩへ向かって移動する。この時カムローラ５９は円筒カム６３の上向きに傾斜する傾斜面をさらに移動して平坦部に達し、ステーションＶＩＩＩに停止する。ホッパ４は上昇端位置に達する。ここで停止中に、袋口を前述の一対のブロック２１，２１で挟み、袋口のシールする部分に被包装物が付着（噛み込み）していないかを検知する。一方で烏口６が閉じられているホッパ４に被包装物供給装置２５から所定量の被包装物が供給される。
【００２９】
次にステーションＩＸへ移動する。ここで前述のとおり一対の熱板２７，２７を用いて袋口のシールが行われる。また、ここに至るまでの間に施された包装処理に不具合が生じた場合（例えば印字不良、被包装物の噛み込みによる未シール袋など）はここで不良袋として排出される。さらにこのステーションに停止中に、図４（リ）に図示された発光素子８１と受光素子８２とで構成される第１センサ８０により、ホッパ４内の被包装物の有無が検知される。すなわち被包装物供給装置２５は一定量の被包装物を供給するものであり、その為に計量器等を備えており、その計量に時間が掛かってしまってホッパ４がステーションＶＩＩＩに停止中に供給が間に合わず、結果的にホッパ４に被包装物が供給されないままホッパ４がステーションＩＸに移動してしまう場合があり得る。そこでこのステーションでホッパ４内の被包装物の有無を検知し、もし被包装物が存在していない場合には、このホッパ４が前述のステーションＩへ移動したときに、対応するグリッパ３，３への袋Ｂの供給を中止し、空袋を移動させて袋供給工程以降の無駄な包装処理を行うことをやめさせ、生産にロスが生じるのを防止いている。
【００３０】
次に最後のステーションＸへ移動し、一対の冷却板２９，２９でシール部を冷却し、グリッパ３，３を開いて袋Ｂ（製品）をシュート３１へ放出する。そしてグリッパ３，３を閉じて再度ステーションＩへ移動する。
【００３１】
最後に上記した第２センサ１８，１８、第１センサ８０を用いた制御のフローチャートを説明する。ステップＩでスタートし、ステップ２で被包装物供給指令が出され、ステーションＶＩＩＩでの被包装物のホッパ４への供給が行われる。次いでステップ３でホッパ４内の被包装物の検知が第１センサ８０により行われる。被包装物が検知されない場合には、ステップ２に戻る。袋供給許可指令は出されないので、このホッパ４がステーションＩへ移動しても、それに対応するグリッパ３，３には袋Ｂは供給されない。
【００３２】
ステップ３で被包装物の存在が検知されるとステップ４で袋供給許可指令が出され、このホッパ４がステーションＩへ移動するとマガジン１１から対応するグリッパ３，３に袋Ｂが供給される。次いでステップ５で第２センサ１８，１８による袋Ｂの開口検査が行われる。袋口が適正に開口されているとステップ６で烏口開指令が出され、ステーションＶで烏口６が開かれ、被包装物の袋への充填が行われる。次いで烏口閉指令がステップ７で出され、ステーションＶＩＩで烏口６が閉じられる。そしてステップ４へ戻る。一方、袋口の開口不良が検知されると、ステップ８へ進み、ホッパ非挿入指令、袋口シール停止指令、不良袋排出指令が出され、袋ＢはステーションＩＸにおいて排出され、ステップ２へ戻る。ステップ８でホッパ非挿入指令が出されるので、前述の補助カム７１が動作し、ステーションＶ，ＶＩでホッパ４は上昇端位置と下降端位置との間の位置に止められ、烏口６は閉じられたままとなる。
【００３３】
なお、袋Ｂの開口不良が検出された場合、上記実施の形態ではホッパ４内の被包装物はホッパ４でそのまま持ち回り、ステーションＶＩＩＩで被包装物供給装置２５からの次回の被包装物の供給をキャンセルし、ステーションＩＸで開口不良袋を排出している。しかし、ステーションＶで烏口６を開き、例えばシュートを介してホッパ４内の被包装物を機外に排出した後、ステーションＩＸで開口不良の袋を機外に排出するようにしてもよい。または、ステーションＶで烏口６を開いて例えばシュートを介してホッパ４内の被包装物を機外に排出し、一方開口不良であった袋Ｂをそのまま保持して持ち回り、対応するグリッパ３，３への次回の袋Ｂの供給をキャンセルし、前回開口不良となった袋Ｂに対して再度袋口の開口を試みるようにしても良い。さらには、ホッパ４内の被包装物及び開口不良の袋Ｂをそのまま持ち回り、被包装物供給装置２５からの被包装物の供給及び対応するグリッパ３，３への次回の袋Ｂの供給をキャンセルし、前回開口不良となった袋Ｂに対して再度袋口の開口を試み、開口した袋Ｂに持ち回っていた被包装物を充填するようにしても良い。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、第２センサ１８，１８が袋Ｂの開口不良を検知した場合、ホッパ４を下降端位置まで下降させず、ホッパ４すなわち烏口６の先端が袋口の上縁部より高い位置、すなわち、袋口に挿入されていない位置に保持するようにしている。これにより、中途半端に開口した袋口に烏口６が引っ掛かり、袋口を傷付けることを防止できる。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、食品などの自動袋詰め包装機における被包装物の充填方法及び装置に関し、より具体的には、水平面内の所定の円軌道上を間欠移動し、袋の両側縁部を挟持可能な左右一対のグリッパを複数組備え、これらグリッパで袋を吊下げ状態に保持して所定の範囲移送しながら、当該袋に対して所定の包装処理を順次施す間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填方法及び装置に関し、特に、被包装物を充填するための昇降式ホッパを各グリッパに対応して複数設置し、これらホッパを対応するグリッパに同調して移動させながら、ホッパ内に供給された被包装物を袋内へ充填するタイプ、所謂同調式ホッパを用いての被包装物の充填方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
同調式ホッパを備えた間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機は、例えば特許第３７４２０４２号に開示されているように公知である。この特許では、図４に示される工程（ホ）に袋が停止するとホッパに被包装物が供給され、ホッパから袋への被包装物の充填は工程（ホ）で始まり、工程（ホ）から工程（ヘ）へ移動する間及び工程（ヘ）に停止中においても行うことができる。すなわち、特定の間欠停止位置（被包装物充填工程）に停止中にのみ被包装物の充填を行なう一般的な充填方法に比べ、同調式ホッパを用いることにより袋の移送中にも被包装物の充填を行うことができ、十分な充填時間を確保できるために生産性の向上が図れるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、従来の同調式ホッパを備える間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機には以下のような問題があった。
（１）先ず、ホッパが上下共に開口した筒状体であるため、ホッパ内へ供給された被包装物はホッパ内面に案内されて直ちに袋内への充填が開始される。従って、袋への被包装物の充填開始位置がホッパへの被包装物の供給位置にならざるを得ないため、必然的にホッパへ被包装物を供給する被包装物供給装置（被包装物の計量器等も含む。）の設定位置は限定されてしまい、包装機全体としてのレイアウトの自由度がきわめて制限されてしまう。
（２）次に、計量器などが付設されている場合、その計量機での計量に遅れが生じる場合がある。このような場合、被包装物供給装置によるホッパへの被包装物の供給が間に合わない事態が生じ、袋内への被包装物の充填は行われず、袋は空のまま下流の工程へ移送されて機外へ排出されるため、生産にロスが生じる。
【０００４】
ところで、特開平８−２６８４０１公報には、充填物の自動反転排出装置（被包装物供給装置）の容器内における被充填物の有無検出信号に基づいて給袋を制御する（容器内に充填物が無い場合、対応するグリッパへの給袋を停止）構成が開示されている（請求項７、段落００３１、図７）。この構成を採用すれば、前記（２）の問題点はある程度解決できるが、容器の反転不良や反転ガイド筒６１内での詰まりが生じた場合など、充填物が投入ホッパ６４内へ供給されないこともあり得るため、前記（２）の問題を確実に解決できるとは言い難い。また、投入ホッパ６４は下側も開口しているので、リフト装置３１、反転装置３２、排出装置３３などの設置位置は投入ホッパに対応した位置に設置する必要があり、前記（１）の問題も解決できない。
【０００５】
【特許文献１】特許第３７４２０４２号公報
【特許文献２】特開平８−２６８４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機と被包装物供給装置とを連動させる場合のレイアウトの自由度を従来に比して大幅に拡げることができ、且つ被包装物供給装置による被包装物の供給が間に合わない場合でも、空袋が発生して生産にロスが生じることを防止できる被包装物充填方法及び装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本願発明は、以下の被包装物充填方法を提供する。すなわちその方法は、所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、且つ前記複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く複数設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、前記のグリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、その際にホッパをグリッパに同調移動させる、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填方法に係るものである。そしてその方法では、所定の停止位置で停止し、下部が閉じているホッパに対して被包装物を供給し、被包装物が供給されたホッパ内の被包装物の有無を検知し、被包装物の存在が検知された場合に、その被包装物が検知されたホッパに対応するグリッパに袋を供給し、この供給された袋に先の被包装物が検知されたホッパの下部を開いて被包装物を充填する。
さらに本発明の別の形態では、袋をグリッパに供給した後、当該袋の袋口を開口し、次いで該袋の袋口が開口しているかどうかを検知し、袋口が開口していることが検知された場合に、その供給された袋に先の被包装物の存在が検出されたホッパの下部を開いて被包装物を充填する。
さらに本発明の別の形態では、ホッパを昇降式に構成し、被包装物の供給を受けるときには上昇端位置に位置し、袋に被包装物を充填するときには下降端位置に位置するようにする。
さらに本発明の別の形態では、ホッパを昇降式に構成し、被包装物の供給を受けるときには上昇端位置に位置し、袋に被包装物を充填するときには下降端位置に位置するようにし、袋の袋口の開口が検知されなかった場合には、対応するホッパを下降端位置へは移動させない。
さらに本願発明は以下の構成の間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填装置を提供する。すなわちその装置は、所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、グリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、ホッパをグリッパに同調移動させる被包装物充填装置に係るものである。そしてその被包装物充填装置は、ホッパがグリッパに同調移動するのに伴って、該ホッパを上昇端位置と下降端位置との間で上下動させ、且つホッパ内に被包装物を供給する所定の被包装物供給ステーションにおいては上昇端位置に位置させる一方、ホッパ内の被包装物を袋に充填する所定の被包装物充填ステーションにおいては下降端位置に位置させる昇降手段と、上記所定の被包装物供給ステーションに配置され、該被包装物供給ステーションに停止したホッパに被包装物を供給する被包装物供給装置と、ホッパ内における被包装物の有無を検知する第１のセンサと、グリッパに対して順次袋を供給する袋供給装置と、制御装置とを備える。そして、被包装物供給装置と、第１のセンサと、袋供給装置とは、ホッパが円軌道に沿って間欠移動する際に、包装物供給装置からの被包装物の供給、第１センサによる被包装物の検知、グリッパへの袋の供給の順で行われるように配置される。そしてその制御装置は、第１のセンサからの信号に基づいて袋供給装置を制御することにより、ホッパ内における被包装物の存在を検知した場合は、当該ホッパに対応するグリッパへの袋の供給を行う一方、被包装物の存在を検知しなかった場合は、当該ホッパに対応するグリッパへの袋の供給は行わず、また、ホッパの下部の開閉を制御することにより、被包装物供給ステーションから被包装物充填ステーションに至るまではホッパの下部を閉状態に維持する一方、被包装物充填ステーションではホッパの下部を開いて袋へ被包装物を充填する。
本発明の他の形態として、グリッパへ供給された袋の袋口が開口装置により開口されたかどうかを検知する第２のセンサを備え、袋口の開口が検知された場合に制御装置は被包装物が供給されたホッパの下部を開き、該ホッパ内の被包装物を袋へ充填する。
さらに本発明の他の形態として、上記の第２のセンサがグリッパから供給された袋の袋口が開かれなかったことを検知した場合に、対応するホッパを下降端位置より上方に位置させる手段を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
上記のとおり本願発明では、ホッパの下部を開閉式に構成し、その下部を閉じた状態で被包装物供給装置から供給される被包装物をホッパ内へ受け入れるので、被包装物をホッパ内に貯留できる。従って、被包装物充填開始工程の位置に関係なく、被包装物供給工程、すなわち被包装物供給装置の位置を設定できるため、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機と被包装物供給装置とを連動させる場合のレイアウトの自由度が従来に比して大幅に拡がる。
また、ホッパ内に被包装物が確かに供給されたことを第１センサで検知し、その検知信号に基づいてそのホッパに対応するグリッパに袋を供給するので、例えば計量に手間取り、被包装物供給装置による被包装物のホッパへの供給が間に合わない場合にも空袋が発生せず、生産にロスが生じることを防止できる。
また、第２センサで袋口が開口されたかどうかを検知し、開口された場合のみホッパの下部を開いて被包装物を袋に充填することにより、包装不良を防止できる。
また、第２センサで袋口が適切に開口されていないことが検知された場合、ホッパを充填位置である下降端位置より上の位置に留めるようにすることにより、袋の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願発明の被包装物充填装置を使用した間欠回転式ロータ型袋詰め包装機の模式的斜視図である。
【図２】袋詰め包装機の模式的側面断面図である。
【図３】円筒カムの一部及び補助カムを示す展開図である。
【図４Ａ】被包装物の充填工程の一部を示す説明図である。
【図４Ｂ】被包装物の充填工程の残りを示す説明図である。
【図５】制御装置による制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本願発明の実施の形態に係る被包装物充填方法及び装置について説明する。図１は本願発明の実施の形態に係る被包装物充填装置を使用した袋詰め包装機１の模式的全体斜視図であり、これを参照して袋詰め包装機１（（以下単に「包装機」という。）の概略の構成を説明する。なお、公知の構成についてはその詳細な説明は省略する。
【００１１】
この包装機１は間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機であり、図中矢印方向に間欠回転する回転テーブル２（以下単に「テーブル」という。）を備え、テーブル２にはその円周方向に沿って所定の間隔で左右のグリッパ３，３が複数組備えられている。符号４はホッパで、後述する被包装物供給装置から被包装物を供給され、これも後述するように袋Ｂにその被包装物を充填する。ホッパ４は複数、すなわちそれぞれのグリッパ３，３に対応して１つずつ設けられ、それぞれグリッパ３，３の上方に位置している。各ホッパ４は後述するように上下に移動可能になっており、テーブル２が回転するのに伴って、これも後述する円筒カムによって上昇端と下降端との間で上下動するようになっている。なお、このホッパ４は、上下が開口したホッパ本体５と、その下側に位置する開閉可能な所謂烏口６を備えている（図２、４参照）。烏口６は、それぞれ支軸８、８周りに回動可能な２つの烏口片７，７で構成され、先端が開閉可能になっている（図４参照）。烏口６の開閉は後述するように制御装置３２によって制御される。
【００１２】
公知のとおりこの包装機１では、テーブル２が停止する各ステーションで、或いはステーション間を移動中に各種の包装処理が施される。ステーションＩには公知のコンベアマガジン１１が配置され、一対の吸盤１２，１２を用いて袋Ｂを順次一枚ずつこのステーションに停止したグリッパ３，３に引き渡すようになっている。なお、この袋Ｂのグリッパ３，３への供給は後述するように制御装置３２により制御され、給袋が中止される場合がある。
【００１３】
ステーションＩＩでは印字器１３を用いて袋Ｂに製造日等の印字が行われ、ステーションＩＩＩで検査器１４により印字の検査が行われる。ステーションＩＶでは真空源（図示せず）に接続されている一対の吸盤１５，１５を用いて袋Ｂの袋口が開かれる。開口に伴って左右のグリッパ３，３は互いに所定の距離だけ近づき、開いた袋口をその状態に維持する。なお、この実施の形態では、袋Ｂは所謂自立袋が使用され、図１には示されていないが、もう一対の吸盤１６，１６を用いて袋Ｂの下側部分を拡げるようになっている（図４Ａ（ニ）参照）。吸盤１５，１５，１６，１６を真空源に繋ぐ配管１７，１７には、吸着が適切に行われ、袋口が所望どおりに開口されたかどうかを検知する真空センサ１８，１８（第２センサ）が備えられている（図４Ａ（ニ）参照）。
【００１４】
ステーションＶでは、ホッパ４の烏口６の先端側が袋Ｂ内へ挿入されて烏口６が開かれ、後述するステーションＶＩＩＩでホッパ４に供給されていた被包装物の袋Ｂへの充填が行われる。また、袋Ｂの下方に公知のタッピング装置のタッピング部材１９が上下動可能に設けられ、袋Ｂの底を軽くタッピングして、充填された被包装物が袋底の方へ移動するのを助長するようになっている（図４Ａ（ホ）参照）。ステーションＶＩも充填工程である。すなわち、この実施の形態ではホッパ４内の被包装物の充填は、袋ＢがステーションＶに停止している間だけではなく、ステーションＶからステーションＶＩへの移動中、さらにステーションＶＩでの停止中にも行われる。ステーションＶＩにもタッピング部材１９が設けられ、袋底へのタッピングが行われる（図４Ｂ（ヘ）参照）。
【００１５】
ステーションＶＩＩではホッパ４の烏口６が袋Ｂから抜出されて閉じられ、左右のグリッパ３，３が互いに遠去かり、袋Ｂの袋口を緊張させる。なお、このステーションにもタッピング部材１９が設けられている。ステーションＶＩＩＩでは一対の検査用ブロック２１，２１で袋Ｂの袋口を挟み、これらブロック２１，２１の間の間隔によって袋口内面のシール予定部に被包装物が付着していないかどうかを検知するようになっている。また、このステーションにおいて、二点鎖線で示す被包装物供給装置２５から被包装物がホッパ４へ供給される。
【００１６】
ステーションＩＸでは一対の熱板２７，２７を用いて袋口のシールが行われる。また、印字不良などの不良袋はここで図示しないシュート上へ排出される。さらにこのステーションＩＸには、ホッパ４内に被包装物が存在しているかどうかを検知するセンサ８０が設けられている（図４Ｂ（リ）参照）。センサ８０は発光素子８１と受光素子８２で構成されている。またホッパ４には、発光素子８１と受光素子８２に対向する部分に切欠きが設けられている（図示せず）。次にステーションＸでは一対の冷却板２９，２９を用いて袋口の冷却が行われ、その後左右のグリッパ３，３が開いて袋Ｂをシュート３１上へと放出する。
【００１７】
次に図２を参照して、ホッパ４及びホッパ４を上下動させる機構について説明する。すなわち本実施の形態では、ホッパ４は最も高い上昇端位置と最も低い下降端位置との間で上下動するようになっている。図２は包装機１を模式的に表した側面断面図である。図において符号４１は包装機１の架台であり、架台４１の上に支柱４２が設けられ、支柱４２内を上下に延び、図示しない駆動源により間欠回転駆動される回転軸（図示せず）の上端に前述のテーブル２が取付けられ、間欠回転する。テーブル２には前述のとおり複数組の左右グリッパ３，３が取付けられている。図には２組のグリッパ３，３とホッパ４が示されているが、図中左側は図１のステーションＶにおけるグリッパ３，３とホッパ４であり、ホッパ４は後述する円筒カム６３により下降端位置に位置しており，右側はステーションＩにおけるグリッパ３，３とホッパ４を示し、ホッパ４は上昇端位置に位置している。
【００１８】
符合４３は架台４１上に設けられた支持フレームであり、その天板部４４の中央部に上側が開いた保持ケース４５が吊下げ状態で取付けられている。保持ケース４５の底部内面側には上カバー４６が、外面側には下カバー４７が取付けられ、上カバー４６の上には駆動モータ４８が取付けられている。下カバー４７の下側には同調テーブル４９が配置され、その軸が下カバー４７内を通って上カバー４６内へ伸び、上カバー４６内で駆動モータ４８の出力軸と適宜な連結装置で連結されている。駆動モータ４８は同調テーブル４９を下側のテーブル２と同調して同じ方向へ間欠回転させるようになっている。
【００１９】
ホッパ４は前述のとおり上下が開口したホッパ本体５と、ホッパ本体５の下側に配置された所謂烏口６を備えている。図中右側のホッパ４の烏口６は閉じており、左側のそれは開いている。符合５１は同調テーブル４９上に、円周方向でグリッパ３，３に対応する位置に立設されたガイド軸であり、このガイド軸５１にスライダ５３が嵌り上下動可能になっている。そしてスライダ５３に取付けられた取付け部材５５の第１取付け部５６にホッパ本体５が、第２取付け部５７に烏口６が図示のように上下にその軸心を同じにして取付けられている。スライダ５３にはカムローラ５９が取付けられ、支持フレーム４３の天板４４の内面側にカム取付け部材６１を介して取り付けられた円筒カム６３上を転動し、それによりホッパ４が上下動するようになっている。すなわち、円筒カム６３は保持ケース４５を取囲むようにして取付けられ、その形状は図３にその一部が展開して示されているように、上下の平坦な部分とそれらを繋ぐ傾斜部分とを備える。そしてカムローラ５９がステーションＩからＩＩＩまで、ステーションＶＩＩＩからＸを過ぎてＩまでの間に位置するときはホッパ４は上昇端位置に位置し、ステーションＶとＶＩ及びそれらの間に位置するときは下降端位置に位置し、ステーションＩＶとＶＩＩでは上昇端位置と下降端位置との間に位置するようになっている。
【００２０】
次にホッパ４が下降端位置へ下降するのを規制する規制手段としての補助カム７１について説明する。前述したとおりステーションＩＶにおいて袋Ｂの開口が行われるが、吸盤１５、１５，１６，１６の吸着が適切に行われないと真空漏れが生じ、所望通りの開口が行われず、そのままステーションＶへ袋を移動しても被包装物の充填を適切に行うことはできない。板状の形をしたこの補助カム７１はそのような場合にステーションＶでホッパ４が下降端位置へ移動するのを阻止し、下降端位置と上昇端位置との間の位置に止め、ホッパ４の烏口６が袋Ｂに接触しないようにするものである。その場合、ホッパ４の烏口６は制御装置３２により閉じられたままとなる。ステーションＶＩも充填を行うステーションであるので、このステーションにも同じ補助カム７１が設けられる。
【００２１】
図２の左側の部分に示されるように、円筒カム６３が取付けられるカム取付け部材６１のうちステーションＶ，ＶＩに設けられるカム取付け部材６１は他のステーションの取付け部材６１と異なり、上下に伸びるガイド軸６２を備えており、補助カム７１はこのガイド軸６２に上下動可能に嵌ったスライダ７３に取付けられている。図に示されるように、カムローラ５９の幅は円筒カム６３の幅より大きく、はみ出した部分において補助カム７１の上に乗れるようになっている。そして図３に示されるように、補助カム７１には、固定された取付け部材７４に一端が掛けられた二本の引張りバネ７５の他端側が掛けられている。そして取付け部材７４に取付けられたエアシリンダ７６が二本のバネ７５の間に配置され、そのロッド７７の先端が補助カム７１に当接し、通常はロッド７７が伸びて補助カム７１は押下げられ、カムローラ５９は円筒カム６３のカム面上を転動するになっている（図３のステーションＶＩ参照）。しかし、前述のように袋Ｂの袋口の開口が適切に行われなかった場合には、所定のタイミングでロッド７７が縮み、補助カム７１を下降端位置よりも上方へ移動させ、ステーションＩＶから円筒カム６３の下降する側の斜面を移動してくるカムローラ５９を受止めるようになっている。これにより、図２に細線で示されるように、ステーションＶにおいてホッパ４を、上昇端位置と下降端位置との間の位置に留めるように作用する。図３のステーションＶＩに位置するカムローラ５９は、袋口の開口が適切に行われた袋Ｂに対応するホッパ４のカムローラであり、補助カム７１は下降したままで、そのカムローラ５９は円筒カム６３のカム面に乗っている。次にステーションＶにあるカムローラ５９がステーションＶＩへ移動するとき、所定のタイミングでステーションＶＩの補助カム７１が上昇し、移動してくるカムローラ５９を受け入れる。一方で、ステーションＶの補助カム７１は、ステーションＩＶに位置しているホッパ４に対応する袋Ｂの袋口が適切に開口されている場合には、そのカムローラ５９の移動の妨げにならないタイミングでロッド７７が伸びて下降させられる。
【００２２】
次に図４Ａ，４Ｂを参照して上記の各ステーションにおける動作及びステーション間を移動中の動作についてより詳細に説明する。図４は図１に示される各ステーションでの工程を示す説明図である。図４Ａの（イ）〜（ホ）は、図１の各ステーションＩ〜Ｖに、図４Ｂの（ヘ）〜（ヌ）はステーションＶＩ〜Ｘに対応している説明図であり、それぞれ上側にホッパ４が、下側に袋Ｂ及びグリッパ３，３が示されている。また、図４Ａ（イ）、図４Ｂ（ト）〜（リ）ではホッパ４のみ断面で示され、図４Ａ（ホ）、図４Ｂ（ヘ）ではホッパ４と袋Ｂが断面で示されている。
【００２３】
図４Ａの（イ）は前述のとおり図１のステーションＩに対応する。コンベアマガジン１１から供給された袋Ｂは図示のとおり左右のグリッパ３，３によりその両側縁部を把持され、吊下げ状態に保持されており、その袋口は閉じている。一方、ホッパ４には後述する図４Ｂ（チ）（ステーションＶＩＩＩ）で被包装物供給装置２５から供給された被包装物が貯留されている。勿論烏口６は閉じられている。なお、後述するステーションＩＸで、図でステーションＩにあるホッパ４について、ステーションＶＩＩＩでホッパ４に供給されたはずの被包装物がホッパ４内に存在しないことが検知されていると、このステーションＩではこのホッパ４に対応するグリッパ３，３への袋Ｂの供給は行われない。
【００２４】
所定の時間だけ停止した後、テーブル２、同調テーブル４９が同調して所定の角度だけ回転し、ステーションＩＩに停止する（図４Ａ（ロ）。ここでは前述のとおり製造日等の印字が袋Ｂに対して行われる。次いでステーションＩＩＩ（図４Ａ（ハ））へ移動し、ここで印字の検査が行われる。ステーションＩＩＩからステーションＩＶへの移動を開始すると、円筒カム６３のカム面が下向きに傾斜しており（図３参照）、ホッパ４が下降し始める。そしてステーションＩＶに停止すると、吸盤１５，１５，１６，１６による袋Ｂの開口処理が行われる。それに併せて左右のグリッパ３，３が互いに接近する。そして所定のタイミングでそれぞれの配管１７，１７の途中に設けられた第２センサとしての真空センサ１８，１８により配管１７，１７内の真空度が検知され、その信号が制御装置３２へ送られ、袋口が正常に開かれたかどうかの判断がされる。なお、ホッパ４は途中位置まで下降しているが、まだ袋Ｂには達していない（図４Ａ（ニ）参照）。
【００２５】
次いでステーションＶへ向けて回転を再開するが、その前に吸盤１５，１５，１６，１６は袋Ｂへの吸着を止め、袋Ｂから離れる。グリッパ３，３は接近したままで袋口を開口状態に維持する。テーブル２、同調テーブル４９が回転するとホッパ４がさらに下降し、カムローラ５９が円筒カム６３の最下点に達し，ホッパ４は下降端位置に位置して停止する。テーブル２等が止まったときには烏口６の先端は袋Ｂ内へ侵入している。そして制御装置３２により烏口６が開かれ、被包装物の袋Ｂへの充填が開始される。そして前述のとおりタッピング部材１９が袋底に対してタッピングをおこなう。ステーションＶはこのように充填ステーションであるが、実施の形態によっては烏口６がもっと早い段階で、すなわちステーションＩＶからＶへの移動中（カムローラ５９が円筒カム６３の下向きに傾斜した部分を転動している最中）に袋Ｂ内へ進入し、開かれるようにすることも可能である。この場合は、その工程部分も充填ステーションに含められることとなる。また、前述のとおり、ステーションＩＶで袋Ｂの開口が適切に行われなかった場合には、補助カム７１が所定のタイミングで上昇し、移動してくるカムローラ５９は途中から円筒カム６３のカム面から補助カム７１の上へ移動し、停止する。この場合は前述のとおり制御装置３２によってホッパ４の烏口６は閉じられたままに維持される。
【００２６】
次にステーションＶＩへ移動するが、前述のとおり、この移動中及びステーションＶＩに停止中も充填作業が継続される。また、ステーションＶＩにおいてもタッピング部材１９によるタッピングが行われる。充填は、ステーションＶＩに停止中に終了する。なお、前述した袋Ｂの袋口の開口が適切に行われなかった場合には、ステーションＶＩの補助カム７１が所定のタイミングで上昇し、ステーションＶの補助カム７１から移動してくるカムローラ５９を受け入れるようになっている。一方ステーションＶの補助カム７１は、次に円筒カム６３上を転動してステーションＶに移動しようとするカムローラ５９の妨げにならないタイミングで下方へ押下げられる。
【００２７】
ステーションＶＩからステーションＶＩＩに向かって移動を始めるとカムローラ５９は円筒カム６３の上方へ傾斜する斜面を移動し、ホッパ４は上昇を開始する。そしてステーションＶＩＩに停止するときにはすでにホッパ４の烏口６は袋Ｂから抜け出ており、烏口６は閉じられる。そして烏口６が袋Ｂから抜け出ると、所定のタイミングで左右のグリッパ３，３が互いに遠ざかり、袋Ｂの袋口を緊張させる。なお、このステーションＶＩＩにおいてもタッピング部材１９によるタッピングが行われる。
【００２８】
次にステーションＶＩＩＩへ向かって移動する。この時カムローラ５９は円筒カム６３の上向きに傾斜する傾斜面をさらに移動して平坦部に達し、ステーションＶＩＩＩに停止する。ホッパ４は上昇端位置に達する。ここで停止中に、袋口を前述の一対のブロック２１，２１で挟み、袋口のシールする部分に被包装物が付着（噛み込み）していないかを検知する。一方で烏口６が閉じられているホッパ４に被包装物供給装置２５から所定量の被包装物が供給される。
【００２９】
次にステーションＩＸへ移動する。ここで前述のとおり一対の熱板２７，２７を用いて袋口のシールが行われる。また、ここに至るまでの間に施された包装処理に不具合が生じた場合（例えば印字不良、被包装物の噛み込みによる未シール袋など）はここで不良袋として排出される。さらにこのステーションに停止中に、図４（リ）に図示された発光素子８１と受光素子８２とで構成される第１センサ８０により、ホッパ４内の被包装物の有無が検知される。すなわち被包装物供給装置２５は一定量の被包装物を供給するものであり、その為に計量器等を備えており、その計量に時間が掛かってしまってホッパ４がステーションＶＩＩＩに停止中に供給が間に合わず、結果的にホッパ４に被包装物が供給されないままホッパ４がステーションＩＸに移動してしまう場合があり得る。そこでこのステーションでホッパ４内の被包装物の有無を検知し、もし被包装物が存在していない場合には、このホッパ４が前述のステーションＩへ移動したときに、対応するグリッパ３，３への袋Ｂの供給を中止し、空袋を移動させて袋供給工程以降の無駄な包装処理を行うことをやめさせ、生産にロスが生じるのを防止いている。
【００３０】
次に最後のステーションＸへ移動し、一対の冷却板２９，２９でシール部を冷却し、グリッパ３，３を開いて袋Ｂ（製品）をシュート３１へ放出する。そしてグリッパ３，３を閉じて再度ステーションＩへ移動する。
【００３１】
最後に上記した第２センサ１８，１８、第１センサ８０を用いた制御のフローチャートを説明する。ステップＩでスタートし、ステップ２で被包装物供給指令が出され、ステーションＶＩＩＩでの被包装物のホッパ４への供給が行われる。次いでステップ３でホッパ４内の被包装物の検知が第１センサ８０により行われる。被包装物が検知されない場合には、ステップ２に戻る。袋供給許可指令は出されないので、このホッパ４がステーションＩへ移動しても、それに対応するグリッパ３，３には袋Ｂは供給されない。
【００３２】
ステップ３で被包装物の存在が検知されるとステップ４で袋供給許可指令が出され、このホッパ４がステーションＩへ移動するとマガジン１１から対応するグリッパ３，３に袋Ｂが供給される。次いでステップ５で第２センサ１８，１８による袋Ｂの開口検査が行われる。袋口が適正に開口されているとステップ６で烏口開指令が出され、ステーションＶで烏口６が開かれ、被包装物の袋への充填が行われる。次いで烏口閉指令がステップ７で出され、ステーションＶＩＩで烏口６が閉じられる。そしてステップ４へ戻る。一方、袋口の開口不良が検知されると、ステップ８へ進み、ホッパ非挿入指令、袋口シール停止指令、不良袋排出指令が出され、袋ＢはステーションＩＸにおいて排出され、ステップ２へ戻る。ステップ８でホッパ非挿入指令が出されるので、前述の補助カム７１が動作し、ステーションＶ，ＶＩでホッパ４は上昇端位置と下降端位置との間の位置に止められ、烏口６は閉じられたままとなる。
【００３３】
なお、袋Ｂの開口不良が検出された場合、上記実施の形態ではホッパ４内の被包装物はホッパ４でそのまま持ち回り、ステーションＶＩＩＩで被包装物供給装置２５からの次回の被包装物の供給をキャンセルし、ステーションＩＸで開口不良袋を排出している。しかし、ステーションＶで烏口６を開き、例えばシュートを介してホッパ４内の被包装物を機外に排出した後、ステーションＩＸで開口不良の袋を機外に排出するようにしてもよい。または、ステーションＶで烏口６を開いて例えばシュートを介してホッパ４内の被包装物を機外に排出し、一方開口不良であった袋Ｂをそのまま保持して持ち回り、対応するグリッパ３，３への次回の袋Ｂの供給をキャンセルし、前回開口不良となった袋Ｂに対して再度袋口の開口を試みるようにしても良い。さらには、ホッパ４内の被包装物及び開口不良の袋Ｂをそのまま持ち回り、被包装物供給装置２５からの被包装物の供給及び対応するグリッパ３，３への次回の袋Ｂの供給をキャンセルし、前回開口不良となった袋Ｂに対して再度袋口の開口を試み、開口した袋Ｂに持ち回っていた被包装物を充填するようにしても良い。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、第２センサ１８，１８が袋Ｂの開口不良を検知した場合、ホッパ４を下降端位置まで下降させず、ホッパ４すなわち烏口６の先端が袋口の上縁部より高い位置、すなわち、袋口に挿入されていない位置に保持するようにしている。これにより、中途半端に開口した袋口に烏口６が引っ掛かり、袋口を傷付けることを防止できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、且つ前記複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く複数設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、前記グリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、前記ホッパを前記グリッパに同調移動させる、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填方法において、
所定の停止位置で停止し、下部が閉じているホッパに対して被包装物を供給し、
前記被包装物が供給されたホッパ内の被包装物の有無を検知し、
被包装物の存在が検知された場合に、前記被包装物が検知されたホッパに対応するグリッパに袋を供給し、
前記供給された袋に前記被包装物が検知されたホッパの下部を開いて被包装物を充填する、
ことを特徴とする、被包装物充填方法。
【請求項２】
請求項１記載の被包装物充填方法において、前記袋をグリッパに供給した後、該袋の袋口を開口し、次いで該袋の袋口が開口しているかどうかを検知し、袋口が開口していることが検知された場合に、前記供給された袋に前記被包装物の存在が検出されたホッパの前記下部を開いて被包装物を充填することを特徴とする、被包装物充填方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の被包装物充填方法において、前記ホッパは昇降式に構成され、被包装物の供給を受けるときには上昇端位置に位置し、前記袋に被包装物を充填するときには下降端位置に位置していることを特徴とする、被包装物充填方法。
【請求項４】
請求項２記載の被包装物充填方法において、前記ホッパは昇降式に構成され、被包装物の供給を受けるときには上昇端位置に位置し、前記袋に被包装物を充填するときには下降端位置に位置し、前記袋の袋口の開口が検知されなかった場合には、前記ホッパを前記下降端位置へは移動させないことを特徴とする、被包装物充填方法。
【請求項５】
所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、前記複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、前記グリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、前記ホッパを前記グリッパに同調移動させる、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填装置において、
前記被包装物充填装置は、
前記ホッパが前記グリッパに同調移動するのに伴って、該ホッパを上昇端位置と下降端位置との間で上下動させ、且つホッパ内に被包装物を供給する所定の被包装物供給ステーションにおいては前記上昇端位置に位置させる一方、ホッパ内の被包装物を袋に充填する所定の被包装物充填ステーションにおいては前記下降端位置に位置させる昇降手段と、
前記所定の被包装物供給ステーションに配置され、該被包装物供給ステーションに停止したホッパに被包装物を供給する被包装物供給装置と、
ホッパ内における被包装物の有無を検知する第１のセンサと、
グリッパに対して順次袋を供給する袋供給装置と、
制御装置とを備え、
前記被包装物供給装置と、第１のセンサと、袋供給装置とは、前記ホッパが前記円軌道に沿って間欠移動する際に、前記包装物供給装置からの被包装物の供給、前記第１センサによる被包装物の検知、前記グリッパへの袋の供給の順で行われるように配置され、
前記制御装置は、前記第１のセンサからの信号に基づいて袋供給装置を制御することにより、ホッパ内における被包装物の存在を検知した場合は、当該ホッパに対応するへに袋の供給を行う一方、被包装物の存在を検知しなかった場合は、当該ホッパに対応するグリッパへの袋の供給は行わず、また、前記ホッパの下部の開閉を制御することにより、前記被包装物供給ステーションから被包装物充填ステーションに至るまではホッパの下部を閉状態に維持する一方、被包装物充填ステーションではホッパの下部を開いて袋へ被包装物を充填する
ことを特徴とする被包装物充填装置。
【請求項６】
請求項５記載の被包装物充填装置において、さらに、前記供給された袋の袋口が開口装置により開口されたかどうかを検知する第２のセンサを備え、前記袋口の開口が検知された場合に前記制御装置は前記被包装物が供給されたホッパの下部を開き、該ホッパ内の被包装物を前記袋へ充填することを特徴とする、被包装物充填装置。
【請求項７】
請求項６記載の被包装物充填装置において、前記被包装物充填装置はさらに、前記ホッパが前記下降端位置へ下降するのを規制する規制手段を備え、前記制御装置は前記第２のセンサからの信号に基づいて前記規制手段を制御することにより、前記袋口の開口が検知されなかった場合は、前記ホッパを前記下降端位置へ移動させないことを特徴とする、被包装物充填装置。
【請求項１】
所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、且つ前記複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く複数設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、前記グリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、前記ホッパを前記グリッパに同調移動させる、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填方法において、
所定の停止位置で停止し、下部が閉じているホッパに対して被包装物を供給し、
前記被包装物が供給されたホッパ内の被包装物の有無を検知し、
被包装物の存在が検知された場合に、前記被包装物が検知されたホッパに対応するグリッパに袋を供給し、
前記供給された袋に前記被包装物が検知されたホッパの下部を開いて被包装物を充填する、
ことを特徴とする、被包装物充填方法。
【請求項２】
請求項１記載の被包装物充填方法において、前記袋をグリッパに供給した後、該袋の袋口を開口し、次いで該袋の袋口が開口しているかどうかを検知し、袋口が開口していることが検知された場合に、前記供給された袋に前記被包装物の存在が検出されたホッパの前記下部を開いて被包装物を充填することを特徴とする、被包装物充填方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の被包装物充填方法において、前記ホッパは昇降式に構成され、被包装物の供給を受けるときには上昇端位置に位置し、前記袋に被包装物を充填するときには下降端位置に位置していることを特徴とする、被包装物充填方法。
【請求項４】
請求項２記載の被包装物充填方法において、前記ホッパは昇降式に構成され、被包装物の供給を受けるときには上昇端位置に位置し、前記袋に被包装物を充填するときには下降端位置に位置し、前記袋の袋口の開口が検知されなかった場合には、前記ホッパを前記下降端位置へは移動させないことを特徴とする、被包装物充填方法。
【請求項５】
所定の円軌道上を間欠移動する複数組のグリッパと、下部が開閉式に構成され、前記複数組のグリッパにそれぞれ対応する如く設けられるとともに、各グリッパの上方に配置されたホッパを備え、前記グリッパにより袋の両側縁部を挟持して該袋を吊り下げ状態で保持して所定の範囲移送し、前記ホッパを前記グリッパに同調移動させる、間欠回転式ロータリー型袋詰め包装機における被包装物充填装置において、
前記被包装物充填装置は、
前記ホッパが前記グリッパに同調移動するのに伴って、該ホッパを上昇端位置と下降端位置との間で上下動させ、且つホッパ内に被包装物を供給する所定の被包装物供給ステーションにおいては前記上昇端位置に位置させる一方、ホッパ内の被包装物を袋に充填する所定の被包装物充填ステーションにおいては前記下降端位置に位置させる昇降手段と、
前記所定の被包装物供給ステーションに配置され、該被包装物供給ステーションに停止したホッパに被包装物を供給する被包装物供給装置と、
ホッパ内における被包装物の有無を検知する第１のセンサと、
グリッパに対して順次袋を供給する袋供給装置と、
制御装置とを備え、
前記被包装物供給装置と、第１のセンサと、袋供給装置とは、前記ホッパが前記円軌道に沿って間欠移動する際に、前記包装物供給装置からの被包装物の供給、前記第１センサによる被包装物の検知、前記グリッパへの袋の供給の順で行われるように配置され、
前記制御装置は、前記第１のセンサからの信号に基づいて袋供給装置を制御することにより、ホッパ内における被包装物の存在を検知した場合は、当該ホッパに対応するへに袋の供給を行う一方、被包装物の存在を検知しなかった場合は、当該ホッパに対応するグリッパへの袋の供給は行わず、また、前記ホッパの下部の開閉を制御することにより、前記被包装物供給ステーションから被包装物充填ステーションに至るまではホッパの下部を閉状態に維持する一方、被包装物充填ステーションではホッパの下部を開いて袋へ被包装物を充填する
ことを特徴とする被包装物充填装置。
【請求項６】
請求項５記載の被包装物充填装置において、さらに、前記供給された袋の袋口が開口装置により開口されたかどうかを検知する第２のセンサを備え、前記袋口の開口が検知された場合に前記制御装置は前記被包装物が供給されたホッパの下部を開き、該ホッパ内の被包装物を前記袋へ充填することを特徴とする、被包装物充填装置。
【請求項７】
請求項６記載の被包装物充填装置において、前記被包装物充填装置はさらに、前記ホッパが前記下降端位置へ下降するのを規制する規制手段を備え、前記制御装置は前記第２のセンサからの信号に基づいて前記規制手段を制御することにより、前記袋口の開口が検知されなかった場合は、前記ホッパを前記下降端位置へ移動させないことを特徴とする、被包装物充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６６８２０（Ｐ２０１２−１６６８２０Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９３８６（Ｐ２０１１−２９３８６）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【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２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００２２２７２７）東洋自動機株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]