(57)【要約】【課題】  横シール部を確実に切断することで、内容物が周囲に飛び散るのを確実に防止し得る連続小袋の切断装置を提供する。【解決手段】  連続小袋Ｂを搬送する搬送手段３０ａ，３０ｂと、連続小袋Ｂの搬送方向Ｚの位置を検出するタイミング検出手段１０と、タイミング検出手段１０よりも下流において横シール部Ｂ２の表面を挟むことで、横シール部Ｂ２の厚さが所定の範囲であるか否かを検出する厚さ検出手段３０ａ，３０ｂと、横シール部Ｂ２を切断するカッタ４と、タイミング検出手段１０から出力される検出信号に基づいて厚さ検出手段およびカッタ４の動作を制御すると共に、厚さ検出手段３０ａ，３０ｂにより測定された厚さが所定の範囲外の場合に、カッタ４の切断動作を停止させる制御手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が充填された袋部と該袋部の流れ方向の端部を閉封する横シール部とが流れ方向に交互に連なった連続小袋の切断装置であって、
連続小袋を所定の搬送方向に搬送する搬送手段と、
連続小袋を横シール部において切断するために連続小袋の搬送方向の位置を検出するタイミング検出手段と、
前記タイミング検出手段よりも下流において前記横シール部の２つの表面を挟むことで、当該横シール部の厚さが所定の範囲であるか否かを検出する厚さ検出手段と、
前記厚さ検出手段により挟まれている当該横シール部を切断するカッタと、
前記タイミング検出手段から出力される検出信号に基づいて前記厚さ検出手段およびカッタの動作を制御すると共に、前記厚さ検出手段により測定された厚さが所定の範囲外の場合に、前記カッタの切断動作を停止させる制御手段とを備えた連続小袋の切断装置。
【請求項２】
請求項１において、前記横シール部について前記厚さ検出手段による検出の結果、前記横シール部の厚さが所定の範囲内である場合は当該横シール部を前記切断手段で切断し、一方、前記横シール部の厚さが所定の範囲外である場合は当該横シール部についての前記切断手段による切断を行わずに、前記搬送を停止するように前記制御手段が制御する連続小袋の切断装置。
【請求項３】
請求項１もしくは２において、前記厚さ検出手段は前記横シール部に向かって進退することで前記横シール部を挟む挟み部と、前記挟み部が前記横シール部を挟んだ際の当該挟み部の位置の偏差を起歪体の歪み量として検出することで厚さの変化に応じた歪みを検出する歪み検出器とを備えた連続小袋の切断装置。
【請求項４】
請求項３において、前記起歪体と前記挟み部のうち一方の挟み部との間に前記挟み部を前記横シール部に向って進退させるアクチュエータが設けられ、前記アクチュエータが前記起歪体の歪みを生じる可動部に取り付けられている連続小袋の切断装置。
【請求項５】
請求項３もしくは４において、前記起歪体は平行四辺形状に変形するロバーバル機構であり、前記変形が水平面内に沿って生じるように前記起歪体が配置されている連続小袋の切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続小袋の切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の連続小袋の切断装置は、粒状物、粉末、液状物もしくは固定物等が収納された連続状の小袋を、切断して所望の容器に供給する小袋自動投入機に設けられる。
前記小袋投入機は、たとえば、食品の充填包装中に包装機等と同期して乾燥剤やだし袋もしくはスパイス袋等の各種内容物が収納された小袋を供給する。
【０００３】
かかる前記投入機には、切断装置が設けられ、この切断装置は内容物が入った袋部と、その袋部の回りを熱圧着等して密閉（シール）する横シール部とが交互に繋がった連続状の小袋を、前記横シール部の中央で順次切断して切り離す。この切断の際に、前記横シール部ではなく袋部を誤って切断すると、内容物である粒状物等が周囲に飛び散り、場合によっては食品中に混入する事態が発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、従来より前記横シール部の位置を検出した後に前記横シール部を切断できるように検出手段が設けられている（特許文献１〜３）。
【特許文献１】特開２００４−５１２２５号（要約書）
【特許文献２】特公平５−２４７８号（第５頁，第１図）
【特許文献３】特開２０００−４３８０８号（００５０，図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１，２の発明では、カッタから離れた上流の位置において、横シール部の厚さを検出し、この検出結果に基づいて前記カッタの制御を行っている。このように検出位置から切断位置が大きく離れていると、連続小袋が流れる間に蛇行したりして姿勢が乱れた場合に、横シール部でない部位を切断するおそれがある。
【０００６】
一方、前記特許文献３の発明では、カッタの若干上流の位置において内容物を光検出器で検出する。しかし、このように光学的に検出を行うものでは包装材料、内容物、汚れ、包装デザイン等に検出精度が限定されるため、汎用性や確実性に乏しい。
【０００７】
したがって、本発明の主たる目的は、横シール部を確実に切断することで、内容物が周囲に飛び散るのを確実に防止し得る連続小袋の切断装置を提供することである。
また、本発明の別の目的は、いかなる包材の種類等であっても、前記横シール部を確実に検出して切断することのできる連続小袋の切断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の連続小袋の切断装置は、内容物が充填された袋部と該袋部の流れ方向の端部を閉封する横シール部とが流れ方向に交互に連なった連続小袋の切断装置であって、連続小袋を所定の搬送方向に搬送する搬送手段と、連続小袋を横シール部において切断するために連続小袋の搬送方向の位置を検出するタイミング検出手段と、前記タイミング検出手段よりも下流において前記横シール部の２つの表面を挟むことで、当該横シール部の厚さが所定の範囲であるか否かを検出する厚さ検出手段と、前記厚さ検出手段により挟まれている当該横シール部を切断するカッタと、前記タイミング検出手段から出力される検出信号に基づいて前記厚さ検出手段およびカッタの動作を制御すると共に、前記厚さ検出手段により測定された厚さが所定の範囲外の場合に、前記カッタの切断動作を停止させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、連続小袋の厚さ検出および切断する場所から離れた上流においてタイミング検出を予め行うので、切断すべき横シール部の位置を正確に把えることができる。
特に、タイミング検出の位置から切断位置まで連続小袋が流れる間に蛇行したりして乱れが生じても、切断する場所で厚さ検出を行うので、前記乱れ等による位置ズレを検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明において、前記横シール部について前記厚さ検出手段による検出の結果、前記横シール部の厚さが所定の範囲内である場合は当該横シール部を前記切断手段で切断し、一方、前記横シール部の厚さが所定の範囲外である場合は当該横シール部についての前記切断手段による切断を行わずに、前記搬送を停止するように前記制御手段が制御するのが好ましい。
この態様によれば、切断前に事前に搬送および切断動作が停止するので、袋部を切断して内容物が飛び散るのを確実に防止することができる。
【００１１】
本発明において、前記厚さ検出手段は前記横シール部に向かって進退することで前記横シール部を挟む挟み部と、前記挟み部が前記横シール部を挟んだ際の当該挟み部の位置の偏差を起歪体の歪み量として検出することで厚さの変化に応じた歪みを検出する歪み検出器とを備えるのが好ましい。
光学的に検出を行うものでは包装材料、内容物、汚れ、包装デザイン等に検出精度が限定されるため、汎用性や確実性に乏しいのに対し、本態様によれば、歪み検出器で検出するので、デザインや包装材料に左右されずに確実に検出が可能となる。
また、厚さの変化を歪みに置き換えて計るので測定が容易である。
【００１２】
本発明において、前記起歪体と前記挟み部のうち一方の挟み部との間に前記挟み部を前記横シール部に向って進退させるアクチュエータが設けられ、前記アクチュエータが前記起歪体の歪みを生じる可動部に取り付けられているのが好ましい。
ここで、起歪体は微小な歪みを検出するのに適しているが、あまり大きく歪むと起歪体に損傷が生じる。これに対し、この態様では、連続小袋の被検出部分の厚さが著しく大きい場合に、アクチュエータにより前記大きな変位量を吸収することができるので、起歪体に著しく大きな歪みが生じない。したがって、起歪体を保護することができる。
【００１３】
本発明において、前記起歪体は平行四辺形状に変形するロバーバル機構であり、前記変形が水平面内に沿って生じるように前記起歪体が配置されているのが好ましい。
この態様によれば、装置がコンパクトになる。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
図１に示すように、本切断装置は、予め内容物Ｃが充填包装された連続小袋Ｂを個々の小袋Ｂｓに切断するためのものである。
【００１５】
連続小袋Ｂ：
本装置の説明に先立ち、まず、本装置によって切断される連続小袋Ｂについて説明する。
図４に示すように、連続小袋Ｂは、たとえば、帯状のフィルムＦを二つ折りに折り返し、重ね合わされた側端部がヒートシールされた縦シール部Ｂｚと、所定間隔毎に横方向にヒートシールされた横シール部Ｂ２とによって袋状に構成されている。前記縦シール部Ｂｚと横シール部Ｂ２とに包囲された袋部Ｂ１内には、内容物Ｃが充填されている。
【００１６】
切断装置：
図１は、本装置の概略側面を示す動作図である。
図１（ａ）に示すように、連続小袋Ｂは、内容物Ｃが充填された袋部Ｂ１と横シール部Ｂ２とが流れ方向Ｚに交互に連なった状態で、本装置に搬送される。
本装置は、タイミング検出手段１０、ガイド２、挟み部３０ａ，３０ｂおよびカッタ４を備えている。
【００１７】
タイミング検出手段１０：
タイミング検出手段１０は、連続小袋Ｂの流れ方向Ｚの位置を検出するものであり、フリーローラ１１およびアーム１２を２組備えている。アーム１２の先端には前記フリーローラ１１が回転自在に設けられている。アーム１２は、該アーム１２の他端部に設けられた回動中心Ｏを中心に揺動自在に固定フレーム（図示せず）に支持されている。一対のフリーローラ１１は、連続小袋Ｂの表面および裏面を互いに挟み付けるように、たとえば、図示しないバネ力によって、連続小袋Ｂに向って付勢されている。したがって、連続小袋Ｂが流れ方向Ｚに搬送されると、袋部Ｂ１や横シール部Ｂ２を構成する連続小袋Ｂの外面に追従して、アーム１２が回動中心Ｏを中心に揺動する。
【００１８】
タイミング検出手段１０は、フリーローラ１１の動きによって、連続小袋Ｂの位置を検出している。後述するように、２つのフリーローラ１１，１１が横シール部Ｂ２に接する互いに近接した状態から、袋部Ｂ１に差し掛かり若干開き始め、更に開いた後、図１（ｄ）の再び近接するタイミングにおいて、タイミング検出手段１０は、制御手段５（図３）に袋検出信号を出力するように設定されている。この袋検出信号が入力されると、挟み部３０ｂが後退し、連続小袋Ｂの送りが止められる。
【００１９】
挟み部３０ａ，３０ｂ：
挟み部３０ａ，３０ｂは、連続小袋Ｂの表裏を挟むことにより、連続小袋Ｂの横シール部Ｂ２を挟持するものであり、第１挟み部３０ａと、第１挟み部３０ａに向って進退自在に設けられた第２挟み部３０ｂにより構成されている。第２挟み部３０ｂは、流れ方向Ｚに略直交する略水平方向Ｘに往復移動するように設けられている。
【００２０】
図１（ｂ）に示すように、第２挟み部３０ｂが、第１挟み部３０ａに向って移動することにより、連続小袋Ｂの横シール部Ｂ２が、挟み部３０ａ，３０ｂによって挟持される。その後、たとえば、図示しないモータおよび昇降機構などからなる搬送手段３６（図３）により、図１（ｃ），（ｄ）に示すように、両挟み部３０ａ，３０ｂが下降され、連続小袋Ｂを下方に引き下げる。したがって、挟み部３０ａ，３０ｂも、連続小袋Ｂを所定の搬送方向に搬送するための搬送手段の一部を構成している。
【００２１】
ガイド２：
前記ガイド２は、連続小袋Ｂの周囲にＣ字状ないし筒状に形成されている。ガイド２は、第２挟み部３０ｂの移動時に、第１挟み部３０ａに向って傾くことにより、連続小袋Ｂを両挟み部３０ａ，３０ｂの接近位置に向ってガイドする。
【００２２】
厚さ検出手段：
図２は、挟み部３０ａ，３０ｂ付近の概略平面図である。
図２（ａ）に示すように、第２挟み部３０ｂの後端には、エアシリンダ（アクチュエータの一例）３１が固定されている。エアシリンダ３１は、電磁弁３５から供給されるエアにより、第２挟み部３０ｂを二点鎖線で示す開位置と実線で示す閉位置との間で往復移動させることが可能である。
【００２３】
エアシリンダ３１の後端は、第１ブラケット３３を介して起歪体３２に固定されている。起歪体３２は、第２ブラケット３４を介して本装置の昇降フレームに固定されている。
起歪体３２は、その固定部３２ｂが本体に固定されていると共に、可動部３２ａにエアシリンダ３１を介して第２挟み部３０ｂが設けられている。そのため、起歪体３２がエアシリンダ３１と挟み部３０ｂとの間に位置していないから正確な検出が可能である。すなわち、起歪体３２の固定部３２ｂが本体に固定されており、一方、可動部３２ａ側に第２挟み部３０ｂを駆動させるエアシリンダ３１が取り付けられているので、正確な検出が可能となる。
【００２４】
起歪体３２は、平行四辺形状に変形するロバーバル機構からなり、その変形が略水平面内に沿って生じるように配置されている。このように配置した場合には、装置のコンパクト化が図られる。
【００２５】
エアシリンダ３１は、第１ブラケット３３を介して、起歪体３２の変位量Δを生じる可動部３２ａに固定されている。一方、起歪体３２の固定部３２ｂは、第２ブラケット３４を介して前記昇降フレームに固定されている。なお、前記変位量Δは前記挟み部の偏差（厚さの偏差）と概ね等しくなる。
【００２６】
起歪体３２には、歪み検出器（歪みゲージ）３９（図３）が設けられており、該起歪体３２の歪み量を測定し、電気信号に変換する。エアシリンダ３１は、電磁弁３５により一定の推力で第２挟み部３０ｂを押しているので、たとえば、図２（ｂ）に示すように、挟み部３０ａ，３０ｂ間に連続小袋Ｂの横シール部Ｂ２が挟持された場合、起歪体３２の変位量Δが変化する。したがって、前記変位量Δに応じた前記歪み量を計測することにより、横シール部Ｂ２の厚さが所定の範囲であるか否かを検出することができる。
挟み部３０ａ，３０ｂ、エアシリンダ３１、起歪体３２および歪み検出器３９は、連続小袋Ｂの横シール部Ｂ２の表面を挟むことで、当該横シール部Ｂ２の厚さが所定の範囲であるか否かを検出する厚さ検出手段を構成している。
【００２７】
カッタ４：
図１に示すように、第１挟み部３０ａのスリット内には、カッタ４が内蔵されている。カッタ４は、たとえば、ソレノイドからなるカッタ駆動手段３７（図３）により進退され、図１（ｄ）に示すように、挟み部３０ａ，３０ｂによって挟持されている状態の横シール部Ｂ２を切断する。
【００２８】
制御の構成：
図３に示すように、本装置は、たとえば、マイコンからなる制御手段５を備えている。制御手段５には、タイミング検出手段１０、歪み検出器３９、電磁弁３５、搬送手段３６およびカッタ駆動手段３７が、図示しないインターフェイスを介して接続されている。
タイミング検出手段１０からは、前記袋検出信号が制御手段５に送信される。
【００２９】
歪み検出器３９からは、前述の起歪体３２の歪み量に応じた電気信号が制御手段５に送信される。制御手段５は、当該電気信号から厚さを算出し、更に、連続小袋Ｂの厚さが所定の範囲内であるか否かの判別を行う。制御手段５は、当該厚さが所定の範囲外の場合には、搬送手段３６による昇降動作を停止させると共に、カッタ４の切断動作を行わせない。
【００３０】
搬送動作：
第２挟み部３０ｂの移動により、図１（ｂ）に示すように、連続小袋Ｂの袋部Ｂ１が両挟み部３０ａ，３０ｂによって挟持されている。
【００３１】
図１（ｂ）の挟持状態から、挟み部３０ａ，３０ｂが下方に移動することにより、連続小袋Ｂが流れ方向Ｚに搬送される。かかる移動により、図１（ｄ）に示すように、フリーローラ１１に接する連続小袋Ｂの表裏が、袋部Ｂ１から横シール部Ｂ２に差し掛かると、ローラ１１，１１が互いに接近し、タイミング検出手段１０から前記袋検出信号が制御手段５に送信される。制御手段５は、当該袋検出信号を受信すると、電磁弁３５を介してエアシリンダ３１（図２）を動作させ、挟み部３０ａ，３０ｂを挟持状態から開放させる。したがって、挟み部３０ａ，３０ｂにより、連続小袋Ｂは一定寸法に搬送される。
【００３２】
一方、前記下降動作により、挟み部３０ａ，３０ｂが図１（ｃ）の状態から下降する間に、図１（ｄ）に示すように、カッタ４が横シール部Ｂ２に向って移動し、連続小袋Ｂの横シール部Ｂ２が切断される。前記切断後、図１（ｅ）に示すように、挟み部３０ａ，３０ｂが開方向に移動されることにより、切断された小袋Ｂｓが落下する。
【００３３】
その後、第２挟み部３０ｂは、二点鎖線で示す上端位置まで上昇した後、図１（ｂ）に示す挟持状態となる。前述のように、連続小袋Ｂの袋部Ｂ１および横シール部Ｂ２は、交互に等間隔で設けられている。そのため、挟み部３０ａ，３０ｂは、前記切断後、若干下降した後、図１（ｅ）の全開下端から図１（ａ）の全閉上端の位置まで、連続小袋Ｂの袋長に応じた一定距離上昇される。
【００３４】
厚さ判別：
ここで、前記図１（ｂ）ないし（ｃ）に示す挟み部３０ａ，３０ｂの挟持状態において、起歪体３２（図２）の歪みに応じた電気信号が制御手段５（図３）に送信される。制御手段５は、当該電気信号から算出した厚さに基づき連続小袋Ｂの袋部Ｂ１の厚さが所定の範囲内であるか否かの判別を行う。制御手段５は、当該厚さが所定の範囲内である場合には、後述するように、カッタ４の切断動作を行わせる。一方、図２（ｂ）に示すように当該厚さが所定の範囲外の場合、図３の搬送手段３６による昇降動作を停止させると共に、制御手段５は図１のカッタ４に切断動作を行わせない。
【００３５】
したがって、連続小袋Ｂの位置ズレを検出することにより、カッタ４が切断前に停止されるので、袋部Ｂ１を切断して内容物Ｃが飛び散るのを確実に防止することができる。
また、連続小袋Ｂの厚さの変化を歪みに置き換えて検出しているので、当該厚さの測定が容易である。さらに、光学的に厚さ検出を行うものでは、包装材料や、内容物、汚れ、包装デザイン等に検出精度が限定されるため、汎用性や確実性に乏しいのに対し、本切断装置では、起歪体３２を用いているため、デザインや包装材料に左右されずに確実に厚さの検出を行うことができる。
【００３６】
しかも、本装置では、カッタ４による切断位置において、連続小袋Ｂの厚さ検出を行うことができる。そのため、タイミング検出手段１０が横シール部Ｂ２を検出した下流において、連続小袋Ｂの乱れ等によるズレが発生しても、当該ズレに起因する厚さの変化を検出することができる。
【００３７】
なお、前述の実施例では、厚さ検出手段として起歪体３２を用いた手段を例示したが、起歪体の代わりに、リニアエンコーダや、ギャップセンサ、距離計等を用いることができる。
【００３８】
また、図５（ａ）に示すように、鉛直面に沿って起歪体３２が変形するように設けてもよい。かかる場合には、起歪体３２の可動部３２ａにエアシリンダ３１を吊り下げるように固定してもよい。
また、図５（ｂ）に示すように、回転刃３０ｃと該回転刃３０ｃに当接するアンビル（のこ台）３０ｄを設けてもよい。かかる場合には、アンビル３０ｄの支持部１００を起歪体３２に固定してもよい。
【００３９】
さらに、複数の連続小袋Ｂをテープなどで繋いだ場合には、正常な場合と異なることを検出でき、当該繋ぎ部分を検出した時点で本装置を停止させてもよいし、当該繋ぎ部分前後の小袋Ｂｓを自動的に系外へ排出するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は袋部と横シール部とが交互に等間隔に形成された連続小袋の切断装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例を示す切断装置の動作図である。
【図２】同挟み部近傍の概略平面図である。
【図３】同切断装置の概略構成図である。
【図４】連続小袋の一例を示す斜視図である。
【図５】変形例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
４：カッタ
５：制御手段
１０：タイミング検出手段
３０ａ，３０ｂ：挟み部（搬送手段、厚さ検出手段の一部）
３１：エアシリンダ（アクチュエータ：厚さ検出手段の一部）
３２：起歪体（厚さ検出手段の一部）
３４：歪み検出器（厚さ検出手段の一部）                                          Ｂ：連続小袋
Ｂ１：袋部
Ｂ２：横シール部
Ｃ：内容物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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