(57)【要約】【課題】挟持した袋を垂直姿勢から水平姿勢に又はその逆に変更可能なグリッパー装置において、袋の幅寸法が変更された場合に、一対のグリッパーアームの基準間隔（グリッパーアームが開いたときの間隔）を容易に調整でき、かつ袋口の開口工程において一対のグリッパーアームを閉じるとき、その移動距離を容易に調整できるようにする。【解決手段】水平面内の軌道に沿って移動する移動フレーム２と、移動フレーム２に揺動可能に支持され、揺動軸Ｏ１が水平な揺動フレーム３と、揺動フレームに揺動可能に支持され、互いに連動して前記揺動軸に平行な面内で対称的に揺動する一対のグリッパーアーム４，５と、移動フレームに設置され揺動フレームを９０°の角度で揺動させる袋姿勢変更機構１４と、移動フレームに設置され前記グリッパーアームを揺動させるグリッパーアーム揺動機構１５を備える。【選択図】図１
2018070200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
袋詰め包装機に複数組が設置され、所定の軌道に沿って移動し、それぞれ一対のグリッパーアームと、各グリッパーアームの先端部に設置され、開閉可能で閉じたとき袋の側縁部を挟持する挟持部を備え、前記軌道に沿って移動する過程で、前記挟持部で挟持した袋を垂直姿勢から水平姿勢に又は水平姿勢から垂直姿勢に変更可能なグリッパー装置において、水平面内の軌道に沿って移動する移動フレームと、前記移動フレームに揺動可能に支持され、揺動軸が水平な揺動フレームと、前記揺動フレームに揺動可能に支持され、互いに連動して前記揺動軸に平行な面内で対称的に揺動して開閉する前記一対のグリッパーアームと、前記移動フレームに設置され、前記揺動フレームに連結されて前記揺動フレームを９０°の角度で揺動させる袋姿勢変更機構と、前記移動フレームに設置され、前記一対のグリッパーアームのうち一方のグリッパーアームに連結されて前記一対のグリッパーアームを揺動させ、前記一対のグリッパーアームの基準間隔の調整及び開閉を行うグリッパーアーム揺動機構を備えることを特徴とするグリッパー装置。
【請求項２】
前記袋姿勢変更機構が、前記移動フレームに揺動可能に支持され、揺動軸が前記揺動フレームの揺動軸に平行な第１カムレバーと、前記第１カムレバーの自由端に回転自在に設置された第１カムローラと、前記第１カムレバーと前記揺動フレームを連結する第１連結機構からなり、前記第１カムローラが前記袋詰め包装機の機台に設置された姿勢変更カムのカム面に接触し、前記移動フレームが移動するのに伴い変位することを特徴とする請求項１に記載されたグリッパー装置。
【請求項３】
前記第１連結機構が、前記第１カムローラの移動に伴い揺動する第１揺動アームと、一端が前記第１揺動アームに連結され、他端が前記揺動フレームに連結された第１連結ロッドを有し、前記第１揺動アーム及び第１連結ロッドがトグル機構を構成することを特徴とする請求項２に記載されたグリッパー装置。
【請求項４】
前記グリッパーアーム揺動機構が、前記移動フレームに揺動可能に支持され、揺動軸が水平で前記揺動フレームの揺動軸に垂直な面内にある第２カムレバーと、前記第２カムレバーの自由端に回転自在に設置された第２カムローラと、前記第２カムレバーと前記一方のグリッパーアームを連結する第２連結機構からなり、前記第２カムローラが前記袋詰め包装機の機台に設置されたグリッパー揺動カムのカム面に接触し、前記移動フレームが移動するのに伴い変位することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたグリッパー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、袋詰め包装機に複数組設置され、袋の両側縁部を挟持して所定の軌道に沿って移動するグリッパー装置に関し、特に、移動する過程で挟持した袋を垂直姿勢から水平姿勢に又は水平姿勢から垂直姿勢に変更することができるグリッパー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなグリッパー装置が、特許文献１〜３に開示されている。
特許文献１，２に記載されたグリッパー装置は（以下、カッコ内の番号及び記号は、特許文献１に記載されたものである）、タイミングベルト（２）に固定された移動板（３）と、移動板（３）に回転自在に設置された軸部材（５）と、前記軸部材に固定された抱き片（７）と、前記抱き片に揺動可能に設置された一対のグリッパーアーム（グリップ片（Ｇ１，Ｇ２））を備える。前記グリッパー装置は、一対のプーリに張架された前記タイミングベルトに等間隔に設置され、水平なレーストラック形の軌道に沿って間欠移動（間欠回転）する。前記軸部材の長手方向はグリッパー装置の軌道に平行とされ、前記軸部材の回転に伴い、一対のグリッパーアームが前記軸部材を中心として９０°の角度範囲で揺動可能とされている。また、一対のグリッパーアームは前記軸部材の長手方向に対し平行な面内で対称的に所定範囲揺動して開閉する（袋口を開き又は閉じる（緊張させる）ときにグリッパーアーム同士の間隔を狭ばめ又は広げることを、本発明では「閉じる」、「開く」又は「開閉」等と表現する）。
グリッパー装置が前記軌道の直線部に沿って間欠移動する過程で、グリッパー装置に袋が供給され、続いてグリッパー装置に保持された袋に対し、袋口の開口、被包装物の充填、袋口のシール等の各種包装工程が施される。前記袋は、グリッパー装置に水平姿勢で供給され、開口工程において一対のグリッパーアームが９０°揺動することにより、垂直姿勢に変更される。
【０００３】
特許文献３に記載されたグリッパー装置は（以下、カッコ内の番号及び記号は、特許文献３に記載されたものである）、テーブル（移動基板（１０））に固定されたガイド棒（３１）と、ガイド棒（３１）に摺動自在に嵌る一対のスリーブ（３２）に固定された一対のグリッパーアーム（アーム（２９，２９））と、各グリッパーアームの先端部にメインピン（４３）を中心に揺動可能に設置されたクランプ（１１）を備える。前記グリッパー装置は、間欠回転する前記テーブルの周囲に等間隔に設置され、円形の軌道に沿って間欠移動（間欠回転）する。前記メインピンの長手方向はグリッパー装置の軌道の接線方向に平行とされ、前記クランプが前記メインピンを中心にして９０°の角度範囲で揺動する。また、一対のグリッパーアームは前記ガイド棒の長手方向に沿って対称的に移動して開閉する。
グリッパー装置が前記軌道に沿って間欠移動する過程で、グリッパー装置に袋が供給され、続いてグリッパー装置に保持された袋に対し、袋口の開口、被包装物の充填、袋口のシール等の各種包装処理が施される。前記袋は、グリッパー装置に垂直姿勢で供給され、開口工程の前に水平姿勢に変更される。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−２４９０号公報
【特許文献２】特公平６−１０２４５１号公報
【特許文献３】特許第３７５３９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載されたグリッパー装置は（以下、カッコ内の番号及び記号は、特許文献１に記載されたものである）、幅寸法の異なる袋に変更する場合、それぞれのグリッパーアームについて、軸部材（５）に抱き片（７，７）を固定しているボルトを緩め、袋の幅寸法に合わせて抱き片（７，７）の間隔、言い換えればグリッパーアーム同士の基準間隔（一対のグリッパーアームが開いたときのグリッパーアーム同士の間隔を、本発明では「基準間隔」と表現する）を調整した後、前記ボルトを再び締めて抱き片（７，７）を軸部材（５）に固定し直す必要がある。また、その調整作業を、袋詰め包装機に設置されている複数組のグリッパーアームの全てで行う必要があり、その作業が繁雑である。
また、特許文献１，２に記載されたグリッパー装置では、特許文献２の記載（特に図７に関連する部分）から分かるように、袋口の開口工程において一対のグリッパーアームが閉じるとき、その基準間隔の大きさに関わらず、グリッパーアームが揺動する距離は常に一定である。従って、被包装物の種類や袋幅を変更した場合に、袋口を被包装物の種類や袋幅に応じた最適な形状に開口する（例えば大きく円形状に開口したり、細長の楕円形状に開口する等）ことができない場合があるという問題がある。
【０００６】
特許文献３に記載されたグリッパー装置では（以下、カッコ内の番号及び記号は、特許文献３に記載されたものである）、グリッパーアーム（アーム（２９，２９））自体は揺動せず、各グリッパーアームの先端部に設置されたクランプ（１１）のみがメインピン（４３）を中心に９０°の角度範囲で揺動する。前記クランプは比較的小さい部品で構成せざるを得ず、剛性（強度）が低く、耐久性が劣り、回転部分（メインピン（４３））の摩耗等に伴うガタツキも出やすく、重い被包装物の包装には不向きである。
また、特許文献３には、一対のグリッパーアームの開閉について開示されているが、幅寸法の異なる袋に対応して一対のグリッパーアームの基準間隔を調整することについては何ら開示されていない。
【０００７】
本発明は、移動する過程で挟持した袋を垂直姿勢から水平姿勢に又は水平姿勢から垂直姿勢に変更することができる袋詰め包装機のグリッパー装置の改良に係り、袋の幅寸法が変更された場合に、一対のグリッパーアームの基準間隔を広く又は狭く容易に調整可能で、かつ袋口の開口工程等において一対のグリッパーアームを開閉するとき、その移動距離についても容易に調整可能で、さらに袋の姿勢変更に関連する構造に剛性不足や耐久性不足等の問題が生じないグリッパー装置を提供することを目的とする。
【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のグリッパー装置は、袋詰め包装機に複数組が設置され、所定の軌道に沿って移動し、それぞれ一対のグリッパーアームと、各グリッパーアームの先端部に設置され、開閉可能で閉じたとき袋の側縁部を挟持する挟持部を備え、前記軌道に沿って移動する過程で、前記挟持部で挟持した袋を垂直姿勢から水平姿勢に又は水平姿勢から垂直姿勢に変更可能であり、水平面内の軌道に沿って移動する移動フレームと、前記移動フレームに揺動可能に支持され、揺動軸が水平な揺動フレームと、前記揺動フレームに揺動可能に支持され、互いに連動して前記揺動軸に平行な面内で対称的に揺動して開閉する前記一対のグリッパーアームと、前記移動フレームに設置され、前記揺動フレームに連結されて前記揺動フレームを９０°の角度で揺動させる袋姿勢変更機構と、前記移動フレームに設置され、前記一対のグリッパーアームのうち一方のグリッパーアームに連結されて前記一対のグリッパーアームを揺動させ、前記一対のグリッパーアームの基準間隔の調整及び開閉を行うグリッパーアーム揺動機構を備える。
【０００９】
前記袋姿勢変更機構は、好ましい実施の形態として、前記移動フレームに揺動可能に支持され、揺動軸が前記揺動フレームの揺動軸に平行な第１カムレバーと、前記第１カムレバーの自由端に回転自在に設置された第１カムローラと、前記第１カムレバーと前記揺動フレームを連結する第１連結機構からなり、前記第１カムローラが前記袋詰め包装機の機台に設置された姿勢変更カムのカム面に接触し、前記移動フレームが移動するのに伴い変位する。この場合、前記第１連結機構が、例えば、前記第１カムローラの変位に伴い揺動する第１揺動アームと、一端が前記第１揺動アームに連結され、他端が前記揺動フレームに連結された第１連結ロッドを有し、前記第１揺動アーム及び第１連結ロッドがトグル機構を構成する。
【００１０】
また、前記グリッパーアーム揺動機構は、好ましい実施の形態として、前記移動フレームに揺動可能に支持され、揺動軸が水平で前記揺動フレームの揺動軸に垂直な面内にある第２カムレバーと、前記第２カムレバーの自由端に回転自在に設置された第２カムローラと、前記第２カムレバーと前記一方のグリッパーアームを連結する第２連結機構からなり、前記第２カムローラが、前記袋詰め包装機の機台に設置された各グリッパー装置に共通のグリッパー揺動カムのカム面に接触し、前記移動フレームが移動するのに伴い変位する。  
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るグリッパー装置は、移動フレームに揺動可能に支持された揺動フレームに一対のグリッパーアームを設置し、前記揺動フレームを９０°の角度で揺動させることにより、前記一対のグリッパーアーム全体を９０°の角度で上下に揺動させるようにしたため、グリッパー装置の袋の姿勢変更に関連する部分の構造に剛性不足や耐久性不足等の問題が生じることがなく、比較的重い被包装物を包装する場合にも適用できる。
また、本発明に係るグリッパー装置は、一対のグリッパーアームを互いに対称的に揺動させる前記グリッパーアーム揺動機構を設けたことにより、袋の幅寸法が変更された場合に、全てのグリッパー装置について、一対のグリッパーアームの基準間隔を同時にかつ容易に調整できる。また、袋口の開口工程等において一対のグリッパーアームを開閉するときの移動距離についても、全てのグリッパー装置について、同時にかつ容易に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るグリッパー装置において、グリッパーアームが水平状態のときの斜視図である。
【図２】本発明に係るグリッパー装置において、グリッパーアームが下向き姿勢のときの斜視図（一部省略有り）である。
【図３】本発明に係るグリッパー装置において、一対のグリッパーアームが水平状態で、一対のグリッパーアームの基準間隔が狭いときの斜視図（一部省略有り）である。
【図４】本発明に係るグリッパー装置において、一対のグリッパーアームが下向き姿勢で、一対のグリッパーアームの基準間隔が狭いときの斜視図（一部省略有り）である。
【図５】本発明に係るグリッパー装置において、一対のグリッパーアームが下向き姿勢で、一対のグリッパーアームの基準間隔が狭く、さらに一対のグリッパーアームが閉じて袋口が開口しているときの斜視図（一部省略有り）である。
【図６】本発明に係るグリッパー装置において、一対のグリッパーアームが水平状態で、一対のグリッパーアームの基準間隔が狭く、さらに袋口の開口工程において一対のグリッパーアームが閉じて袋口が開口しているときの斜視図（一部省略有り）である。
【図７】本発明に係る別のグリッパー装置において、グリッパーアームが水平状態のときの斜視図である。
【図８】本発明に係る別のグリッパー装置において、グリッパーアームが下向き姿勢のときの斜視図（一部省略有り）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ロータリー型袋詰め包装機では、連続的又は間欠的に回転するテーブルの周囲に等間隔で複数のグリッパー装置が設置されている。前記テーブルの回転に伴い各グリッパー装置が円形の軌道に沿って間欠移動し、間欠移動する過程でグリッパー装置に袋が供給され、続いてグリッパー装置に保持された袋に対し、袋口の開口、被包装物の充填、袋口のシール等の各種包装工程が施される。
【００１４】
以下、本発明に係るグリッパー装置を、間欠回転式のロータリー型袋詰め包装機に設置した場合について、図１〜６を参照し、具体的に説明する。このロータリー型袋詰め包装機では、各グリッパー装置が一回転（間欠移動）する間に、次の各工程が順次行われることが想定されている。
（１）袋供給工程
グリッパー装置が袋供給工程位置に停止すると、袋（空袋）が垂直姿勢でグリッパー装置に供給され、袋はグリッパー装置の一対のグリッパーアームの各先端部に設置された挟持部により両側縁部を挟持され、垂直姿勢（吊り下げられた状態）で保持される。
【００１５】
（２）袋の開口工程  
袋を保持したグリッパー装置が開口工程位置に停止すると、一対の吸盤が袋の両面に近づき接触して吸着し、次いで互いに所定距離離れ、袋を開口する。このとき同時に、一対のグリッパーアームが水平面内で内向きに揺動して閉じる（互いの間隔が狭まる）。これにより、袋の開口がスムーズに行われる。
（３）袋姿勢変更工程（垂直→水平）
この袋姿勢変更工程は、グリッパー装置が開口工程位置と後述する充填工程位置の間を移動中に行われる。この工程において、一対のグリッパーアームが９０°下向きに揺動して水平姿勢から下向き姿勢に変更され、袋は垂直姿勢から水平姿勢に変更される。
【００１６】
（４）被包装物充填工程
次にグリッパー装置が充填工程位置に停止すると、グリッパー装置に水平姿勢で保持された袋に被包装物が充填される。このとき袋の下面は下板（特許文献３参照）に支えられている。
（５）袋姿勢変更工程（水平→垂直）
この袋姿勢変更工程は、グリッパー装置が充填工程位置と後述するシール工程位置の間を移動中に行われる。この工程において、一対のグリッパーアームが９０°上向きに揺動して下向き姿勢から水平姿勢に変更され、被包装物が充填された袋は水平姿勢から垂直姿勢に変更される。
【００１７】
（６）袋口シール工程
グリッパー装置がシール工程位置に停止すると、一対のグリッパーアームが水平面内で外向きに揺動して開き、互いの間隔が広がるため挟持部に挟持された袋口が緊張する（ピンと張った状態になる）。この状態で一対の熱板により袋口が挟まれ、袋口のシールが行われる。
（７）製品袋放出工程
グリッパー装置が放出工程位置に停止すると、グリッパー装置の挟持部が開き、製品袋が落下し、機外に搬出される。
【００１８】
本発明に係るグリッパー装置は、図１に示すように、間欠回転するテーブル１に設置された移動フレーム２と、移動フレーム２に揺動自在に支持された揺動フレーム３と、揺動フレーム３に揺動自在に設置された一対のグリッパーアーム４，５を含む。
移動フレーム２は水平壁２ａと一対の垂直壁２ｂ，２ｃを含み、揺動フレーム３は移動フレーム２の水平壁２ａの下で垂直壁２ｂ，２ｃの間に配置されている。揺動フレーム３に固定された支持軸６，６が、各垂直壁２ｂ，２ｃの外径側（テーブル１の中心から見て半径方向）下端部に回動自在に支持され、揺動フレーム３は揺動軸Ｏ１（支持軸６の中心を通る軸）を中心に揺動する。揺動軸Ｏ１は水平で、グリッパー装置（移動フレーム２）が移動する軌道（円形）の接線方向に対し平行である。
【００１９】
揺動フレーム３は、図１において上下に配置された支持壁３ａ，３ｂと、支持壁３ａ，３ｂを連結する一対の垂直壁３ｃ，３ｄからなり、前記グリッパーアーム４，５の基部４ａ，５ａに固定された支持軸７，８が支持壁３ａ，３ｂに回動自在に支持されている。また、グリッパーアーム４の基部４ａにピン９が固定され、グリッパーアーム５の基部５ａに長穴（図示せず）が形成され、ピン９が前記長穴に貫入し（特開平９−９５３１８号公報の図３参照）、これにより、グリッパーアーム４，５は前記揺動軸Ｏ１に平行な面内（かつ図１において水平面内）で互いに対称的に揺動するようになっている。
グリッパーアーム４，５の基部４ａ，５ｂ間に引張ばね１１（後述するグリッパーアーム揺動機構１５の一部）が掛け渡され、グリッパーアーム４，５を常時内向き（閉じる方向）に付勢している。
【００２０】
グリッパーアーム４，５の先端部に、開閉可能で閉じたとき袋の側縁部を挟持する挟持部１２が設置されている。各挟持部１２は固定挟持片１２ａと可動挟持片１２ｂからなり、可動挟持片１２ｂは、グリッパーアーム４，５の内部に設置された圧縮ばね機構（特開平６−１５６４４０号公報の図２参照）により常時閉じる方向に付勢されている。前記圧縮ばね機構の後端にローラ１３が連結され、前記袋供給工程位置及び放出工程位置の近傍に駆動源により進退する押圧部材（図示せず）が設置され、前記押圧部材を前進させてローラ１３を前方（挟持部１２側）へ押し出すことにより、前記圧縮ばね機構の付勢力に抗して可動挟持片１２ｂが開く。
【００２１】
本発明に係るグリッパー装置は、さらに、揺動フレーム３を水平状態（図１の状態）から垂直状態（図２の状態）へ又は垂直状態（図２の状態）から水平状態（図１の状態）へと９０°揺動させるための袋姿勢変更機構１４と、グリッパーアーム４，５の基準間隔の調整及び開閉を行うためのグリッパーアーム揺動機構１５を備える。
袋姿勢変更機構１４は、一対の第１カムレバー１６，１６と、第１カムレバー１６，１６に後述する支持ブロック２０を介して回転自在に設置された第１カムローラ１７と、一方の第１カムレバー１６と揺動フレーム３を連結する第１連結機構１８からなる。
【００２２】
第１カムレバー１６，１６は支持軸１９，１９に固定され、支持軸１９，１９は移動フレーム２の水平壁２ａ上に設置された一対の支持部２ｄ，２ｄに回転自在に支持されている。支持軸１９，１９は水平でいずれも揺動軸Ｏ1に平行であり、第１カムレバー１６，１６は揺動軸Ｏ１に平行な揺動軸Ｏ２（支持軸１９，１９の中心を通る軸）を中心に揺動する。第１カムローラ１７は、第１カムレバー１６，１６の自由端に連結された支持ブロック２０上に設置されている。支持軸１９，１９と第１カムレバー１６，１６及び支持ブロック２０が一種の平行リンク機構を構成しているため、第１カムレバー１６，１６が揺動しても、支持ブロック２０は常に水平状態を保ち、第１カムローラ１７の軸心は常に鉛直方向に維持される。
前記第１連結機構１８は、一端が一方の支持軸１９に固定された一対の第１揺動アーム２１，２１と、一端が各第１揺動アーム２１の他端に連結され、他端が揺動フレーム３の垂直壁３ｄに連結された一対の第１連結ロッド２２，２２からなる。第１揺動アーム２１は、一方の第１カムレバー１６と同じ揺動軸Ｏ２を中心に揺動する。
【００２３】
ロータリ型袋詰め包装機の機台に、各グリッパー装置に共通の姿勢変更カム２３が水平面内にリング状に設置されている。姿勢変更カム２３は、水平面内で一定の間隔を置いて配置された内側カム面２３ａと外側カム面２３ｂを有する確動カムであり、両カム面２３ａ，２３ｂの間に第１カムローラ１７が配置され、カム面２３ａ，２３ｂに接触している。テーブル１の間欠回転に伴い移動フレーム２が間欠移動すると、第１カムローラ１７が両カム面２３ａ，２３ｂの間で回転しながら姿勢変更カム２３に沿って移動する。第１カムローラ１７の軸心が通る軌跡は、シール工程位置から開口工程位置までの領域（領域Ａという）において半径Ｒの円弧をなし、充填工程位置及びその近傍の領域（領域Ｂという）において半径ｒ（Ｒ＞ｒ）の円弧をなし、領域Ａから領域Ｂまでの間及び領域Ｂから領域Ａまでの間が遷移領域（領域Ｃ，Ｄという）となっている。第１カムローラ１７は、前記領域Ａ，Ｂを移動するとき変位せず、前記領域Ｃ，Ｄを移動するとき姿勢変更カム２３のカム面２３ａ，２３ｂに沿って変位する。
【００２４】
第１カムローラ１７が前記領域Ａを移動するとき、図１に示すように、揺動フレーム３は水平状態、グリッパーアーム４，５は水平姿勢であり、挟持部１２（固定挟持片１２ａと可動挟持片１２ｂ）は鉛直で、これに挟持された袋は垂直姿勢である。
第１カムローラ１７が前記領域Ｂを移動する間は、図２に示すように、揺動フレーム３は垂直状態（グリッパーアーム４，５は下向き姿勢）であり、挟持部１２（固定挟持片１２ａと可動挟持片１２ｂ）は水平で、これに挟持された袋は水平姿勢である。なお、図２は袋姿勢変更機構１４及び姿勢変更カム２３の機能のみに着目して作図されたもので、グリッパーアーム４，５は閉じていない（図１の状態から間隔が狭められていない）。
第１カムローラ１７が前記領域Ｃを移動するとき、第１カムローラ１７がグリッパー装置の前記軌道の内径側に変位し、第１カムレバー１６，１６が揺動し、第１連結機構１８（第１揺動アーム２１、第１連結ロッド２２）を介して、揺動フレーム３が水平状態（図１参照）から垂直状態（図２参照）に移行する。また、第１カムローラ１７が前記領域Ｄ（図示せず）を移動するとき、第１カムローラ１７が逆方向（グリッパー装置の前記軌道の外径側）に変位して第１カムレバー１６，１６が逆方向に揺動し、第１連結機構１８（第１揺動アーム２１、第１連結ロッド２２）を介して、揺動フレーム３が垂直状態（図２参照）から水平状態（図１参照）に移行する。
【００２５】
グリッパーアーム揺動機構１５は、第２カムレバー２４と、第２カムレバー２４の自由端に回転自在に設置された第２カムローラ２５と、第２カムレバー２４と一方のグリッパーアーム４（基部４ａ）を連結する第２連結機構２６、及び前記引張ばね１１からなる。
第２カムレバー２４は支持軸２７の一端に固定され、支持軸２７は移動フレーム２の水平壁２ａ上に設置された一対の支持部２ｅ，２ｅに回転自在に支持されている。支持軸２７は水平で揺動軸Ｏ１に対し平面視で垂直であり、第２カムレバー２４は水平で揺動軸Ｏ１に対し垂直な面内にある揺動軸Ｏ３（支持軸２７の中心を通る軸）を中心に揺動する。第２カムローラ２５は、第２カムレバー２４の自由端に設置され、その軸心は水平である。
【００２６】
前記第２連結機構２６は、一端（上端）が支持軸２７の他端に固定された第２揺動アーム２８と第２連結ロッド２９からなる。第２揺動アーム２８は、第２カムレバー２４と同じく、揺動軸Ｏ３を中心に揺動する。第２連結ロッド２９は、軸心が揺動フレーム３の揺動軸Ｏ１とほぼ重なる位置に配置され、一端が第２揺動アーム２８の他端（下端）に連結され、他端が一方のグリッパーアーム４の基部４ａに支持部３１を介して連結されている。第２連結ロッド２９は、両端部に調心性を有する（軸の傾斜が許容されている）球面すべり軸受２９ａ，２９ｂを備える。なお、第２連結ロッド２９の軸心が揺動フレーム３の揺動軸Ｏ１とほぼ重なる位置に配置されていることから、揺動フレーム３が９０°揺動しても、第２連結ロッド２９は大きくねじれたりすることなく、ほぼ同じ位置に留まっている（図１，２参照）。
【００２７】
ロータリー型袋詰め包装機の機台に、各グリッパー装置に共通のグリッパー揺動カム３２がリング状に設置され、第２カムローラ２５がカム面（グリッパー揺動カム３２の下面）に接触している。グリッパー揺動カム３２は、低位部３２ａと、高位部３２ｂと、低位部３２ａと高位部３２ｂの間に配置された第１可動部３２ｃ及び第２可動部（図示せず）からなる。第１可動部３２ｃと前記第２可動部は、それぞれ図示しない駆動源により昇降可能である。移動フレーム２が前記開口工程位置に停止したとき、第２カムローラ２５は前記第１可動部３２ｃの位置で停止し、移動フレーム２が前記シール工程位置に停止したとき、第２カムローラ２５は前記第２可動部の位置で停止する。
【００２８】
テーブル１の間欠回転に伴い、移動フレーム２が間欠移動し、第２カムローラ２５がグリッパー揺動カム３２に沿って回転しながら間欠移動する。第２カムローラ２５は、低位部３２ａから高位部３２ｂに移動するとき、及び高位部３２ｂから低位部３２ａに移動するとき変位する。
第２カムローラ２５がグリッパー揺動カム３２の低位部３２ａに沿って移動する間、一対のグリッパー４，５は開いた状態（互いの間隔が広がった状態）であり、挟持部１２，１２が袋Ｆの両側縁部を挟持している場合、その袋口は緊張状態（ピンと張った状態）となっている（図１又は図３参照）。続いて移動フレーム２が前記開口工程位置の近傍に達すると、第２カムローラ２５は低位部３２ａから第１可動部３２ｃに移行する。このとき、第１可動部２３ｃのカム面は、低位部３２ａのカム面と同じ高さに位置しているため、この移行はスムーズに行われる。
移動フレーム２が前記開口工程位置に停止すると、第１可動部３２ｃを昇降させる駆動源が作動し、第１可動部３２ｃが上昇し、第１可動部２３ｃのカム面が高位部３２ｂのカム面と同じ高さとなる。第１可動部３２ｃが上昇すると、引張ばね１１の付勢力により第２カムローラ２５が変位（上昇）して第２カムレバー２４が揺動し、第２連結機構２６を介して（第２揺動アーム２８が図１において反時計回りに揺動して）、一対のグリッパーアーム４，５が閉じた状態（互いの間隔が狭まった状態）となる（図５参照）。
【００２９】
続いて移動フレーム２の移動に伴い、第２カムローラ２５がグリッパー揺動カム３２の第１可動部３２ｃから高位部３２ｂに移行する。このとき、第１可動部２３ｃのカム面は、高位部３２ｂのカム面と同じ高さに位置しているため、この移行はスムーズに行われる。第２カムローラ２５が第１可動部３２ｃから高位部３２ｂに移行した後、第１可動部３２ｃを昇降させる駆動源が作動し、第１可動部３２ｃが元の位置に下降する。第２カムローラ２５が高位部３２ｂに沿って移動する間、一対のグリッパー４，５は閉じた状態を維持する。続いて移動フレーム２が、前記シール工程位置の近傍に達すると、第２カムローラ２５は高位部３２ｂから前記第２可動部（図示せず）に移行する。このとき、前記第２可動部のカム面は、高位部３２ｂのカム面と同じ高さに位置しているため、この移行はスムーズに行われる。
【００３０】
移動フレーム２が前記シール工程位置に停止すると、前記第２可動部を昇降させる駆動源が作動し、前記第２可動部が下降し、前記第２可動部のカム面が低位部３２ａのカム面と同じ高さとなる。前記第２可動部が下降すると、引張ばね１１の付勢力に抗して第２カムローラ２５が変位し（押し下げられ）、第２カムレバー２４が揺動し、第２連結機構２６を介して（第２揺動アーム２８が図１において時計回りに揺動して）、一対のグリッパーアーム４，５が開いた状態（互いの間隔が広がった状態）となる。
続いて移動フレーム２の移動に伴い、第２カムローラ２５が前記第２可動部から低位部３２ａに移行する。このとき、前記第２可動部のカム面は、低位部３２ａのカム面と同じ高さに位置しているため、この移行はスムーズに行われる。第２カムローラ２５が前記第２可動部から低位部３２ａに移行した後、前記第２可動部を昇降させる駆動源が作動し、前記第２可動部が元の位置に上昇する。
なお、グリッパー揺動カム３２（低位部３２ａ、高位部３２ｂ、第１可動部３２ｃ及び前記第２可動部）が、姿勢変更カム２３と同様に確動カムの場合、より具体的にいえば、一定の間隔を置いて上下に配置された上側カム面と下側カム面を有し、両カム面の間に第２カムローラ２５が配置され、第２カムローラ２５が両カム面に接触して転動する場合、グリッパーアーム４，５を内向きに付勢する引張ばね１１は不要である。
【００３１】
グリッパー揺動カム３２の低位部３２ａ及び高位部３２ｂは、互いに独立に設置高さを任意に変更することができ、第１可動部３２ｃ及び前記第２可動部については、低位部３２ａ及び高位部３２ｂの設置高さに応じて、その上昇端位置及び下降端位置を任意に変更することができる。
まず、グリッパー揺動カム３２の低位部３２ａの高さ（カム面の高さ）を変更すると、ロータリー型袋詰め包装機の複数のグリッパー装置の全てについて、一対のグリッパーアーム４，５の基準間隔（一対のグリッパーアーム４，５が開いたときの間隔）が変わる。このとき、第１可動部３２ｃ及び前記第２可動部の下降端位置を、低位部３２ａの高さに合わせて設定する必要がある。低位部３２ａの高さを変えるだけで、全てのグリッパー装置について、グリッパーアーム４，５の基準間隔を任意に変えることができるので、このグリッパー装置は袋幅の寸法の変更に容易に対応できる。
【００３２】
また、グリッパー揺動カム３２の高位部３２ｂの高さ（カム面の高さ）を変更すると、ロータリー型袋詰め包装機の複数のグリッパー装置の全てについて、グリッパーアーム４，５が閉じるときの移動距離、言い換えればグリッパーアーム４，５が閉じたときの互いの間隔が変わる。このとき、第１可動部３２ｃ及び前記第２可動部の上昇端位置を、高位部３２ｂの高さに合わせて設定する必要がある。高位部３２ｂの高さを変えるだけで、全てのグリッパー装置について、グリッパーアーム４，５が閉じたときの互いの間隔を任意に変えることができるので、袋の種類が変更されたとき等に、所望の開口形状（例えば円形状や、細長の楕円形状等）を任意に選択できる。
いうまでもなく、袋の種類や袋幅の寸法が変更されたとき等に、グリッパー揺動カム３２の低位部３２ａの高さと高位部３２ｂの高さを同時に変更することもできる。この場合、第１可動部３２ｃと前記第２可動部の下降端位置及び上昇端位置の調整が必要である。
【００３３】
グリッパー揺動カム３２の低位部３２ａ及び高位部３２ｂの設置高さを変更し、同時に第１可動部３２ｃ及び前記第２可動部の上昇端位置及び下降端位置を変更した例を、図３，４に示す。ただし、図３，４にはグリッパー揺動カム３２は示されていない。また、図３，４はいずれも、図１，２と同様に、グリッパーアーム４，５が開いた状態（互いの間隔が広がった状態）で、挟持された袋は緊張状態（ピンと張った状態）で作図されている。
図３，４の例では、図１，２の例に比べて袋幅の小さい袋が使用され、図１，２の例に比べてグリッパー揺動カム３２の低位部３２ａ及び高位部３２ｂの設置高さが高くなっている。このため、図１，２の例に比べて第２カムローラ２５の位置が高く、グリッパーアーム４，５の基準間隔（一対のグリッパーアーム４，５が開いたときの間隔）が狭められ、袋幅の小さい袋への対応がなされている。  
【００３４】
次に、図３，５，６を参照して（姿勢変更カム２３とグリッパー揺動カム３２については図１参照）、前記ロータリー型袋詰め包装機（主としてグリッパー装置）の作動について、先に示した包装工程順に説明する。
（１）袋供給工程
グリッパー装置が袋供給工程位置に停止したとき、第１カムローラ１７は姿勢変更カム２３の前記領域Ａに位置し、第２カムローラ２５はグリッパー揺動カム３２の低位部３２ａに位置している。従って、グリッパーアーム４，５は水平姿勢かつ開いた状態である。図３に示すように、袋Ｆが垂直姿勢でグリッパー装置に供給され、挟持部１２，１２により両側縁部を挟持され、垂直姿勢（吊り下げられた状態）で保持される。
【００３５】
（２）袋の開口工程  
グリッパー装置が開口工程位置に停止したとき、第１カムローラ１７は姿勢変更カム２３の前記領域Ａに位置しているから、揺動フレーム３は水平状態でグリッパーアーム４，５は水平姿勢である。第２カムローラ２５はグリッパー揺動カム３２の第１可動部３２ｃに位置している。続いて、一対の吸盤（図示せず）が袋Ｆの両面に近づき接触して吸着し、次いで互いに所定距離離れ、同時に前記第１可動部３２ｃ（及び第２カムローラ２５）が上昇し、一対のグリッパーアーム４，５が内向きに揺動して閉じた状態（互いの間隔が狭まった状態）となり、袋口が開口される。なお、一対のグリッパーアーム４，５が閉じた状態になった様子が、図６に描かれている（ただし、この開口工程では被包装物３３はまだ充填されていない）。
【００３６】
（３）袋姿勢変更工程（垂直→水平）
グリッパー装置が開口工程位置を出て充填工程位置へ向かって移動中に、第１カムローラ１７が姿勢変更カム２３の前記領域Ｃを通過し、その過程で揺動フレーム３（一対のグリッパーアーム４，５）は９０°下向きに揺動して、揺動フレーム３は垂直状態に、グリッパーアーム４，５は下向きとなり、挟持部１２，１２に保持された袋Ｆは水平姿勢に変更される。一方、第２カムローラ２５はグリッパー揺動カム３２の高位部３２ｂの位置に移行し、一対のグリッパーアーム４，５は閉じた状態のままである。この状態が図５に示されている。
【００３７】
（４）被包装物充填工程
グリッパー装置が充填工程位置に停止したとき、第１カムローラ１７は姿勢変更カム２３の前記領域Ｂに位置し、第２カムローラ２５はグリッパー揺動カム３２の高位部３２ｂに位置し、一対のグリッパーアーム４，５は下向きで閉じた状態を維持している（図５参照）。この状態で、袋Ｆに被包装物３３（図６参照）が充填される。
【００３８】
（５）袋姿勢変更工程（水平→垂直）
グリッパー装置が充填工程位置を出てシール工程位置へ向かって移動中に、第１カムローラ１７が姿勢変更カム２３の前記領域Ｄ（図示せず）を通過し、その過程で揺動フレーム３（及び一対のグリッパーアーム４，５）は９０°上向きに揺動して水平状態に変更され、挟持部１２，１２に保持された袋Ｆ（被包装物充填済み）は垂直姿勢に変更される。一方、第２カムローラ２５はグリッパー揺動カム３２の高位部３２ｂに位置し、一対のグリッパーアーム４，５は閉じた状態のままである。この状態が図６に示されている。
【００３９】
（６）袋口シール工程
グリッパー装置がシール工程位置に停止したとき、第１カムローラ１７は姿勢変更カム２３の前記領域Ａに位置し、グリッパーアーム４，５は水平姿勢である。第２カムローラ２５はグリッパー揺動カム３２の前記第２可動部（図示せず）に位置している。続いて、前記第２可動部（及び第２カムローラ２５）が下降し、一対のグリッパーアーム４，５が外向きに揺動して開いた状態となり、袋口は閉じられて緊張状態とされ、この状態で一対の熱板により袋口が挟まれ、袋口のシールが行われる。
【００４０】
（７）製品袋放出工程
グリッパー装置が放出工程位置に停止すると、グリッパー装置の挟持部１２，１２が開き、製品袋が落下し、機外に搬出される。この時点で、第１カムローラ１７は姿勢変更カム２３の前記領域Ａに位置し、第２カムローラ２５はグリッパー揺動カム３２の前記低位部３２ａに移行して、一対のグリッパーアーム４，５は水平状態かつ開いた状態である。
【００４１】
次に、図７，８を参照して、本発明に係る別のグリッパー装置について説明する。なお図７，８において、図１，２に示すグリッパー装置と実質的に同じ部位には同じ番号及び記号を付与している。
図７，８に示すグリッパー装置は、袋姿勢変更機構１４の一部が、図１，２に示すグリッパー装置と異なる。相違点は次のとおりである。
（１）一対のカムレバーのうち一方の第１カムレバー１６ａは支持軸１９ａに固定されているが、他方の第１カムレバー１６ｂは支持軸１９ｂに固定されず、遊嵌状態に設置されている。
（２）一方の支持軸１９ａに大径ギア３５が固定され、他方の支持軸１９ｂに大径ギア３５に噛み合う小径ギア３６が固定されている。これにより、第１カムレバー１６ａの揺動角度（支持軸１９ａの回転角度）より、支持軸１９ｂの回転角度が大きくなる。第１カムレバー１６ａの揺動に伴い、支持軸１９ｂは１８０°正逆回転し、第１揺動アーム２１が１８０°揺動する。
（３）第１揺動アーム２１が他方の支持軸１９ｂの一方の端のみに設置されている。
【００４２】
（４）第１揺動アーム２１と第１連結ロッド２２がトグル機構を構成する。揺動フレーム３が水平状態のとき（図７参照）及び垂直状態のとき（図８参照）、第１揺動アーム２１と第１連結ロッド２２が鉛直方向を向き、第１揺動アーム２１と第１連結ロッド２２の連結部の中心を通る軸（連結軸Ｎ１）、第１連結ロッド２２と揺動フレーム３の連結部の中心を通る軸（連結軸Ｎ２）、及び揺動軸Ｏ２が１つの鉛直面内に位置する。これにより、揺動フレーム３の前記水平状態（図７参照）及び垂直状態（図８参照）が保持される。
（５）移動フレーム２の支持部２ｄに、第１揺動アーム２１の揺動量（１８０°）を規制する上下のストッパー３７，３８が設置されている。ストッパー３７，３８により、揺動フレーム３の前記水平状態（図７参照）及び垂直状態（図８参照）が確実に保持される。
【００４３】
（６）ロータリ型袋詰め包装機の機台に、各グリッパー装置に共通の姿勢変更カム２３が水平面内に設置されている。この姿勢変更カム２３は、図１に記載された姿勢変更カム２３のような全周カムとしてでなく、袋の姿勢変更が行われる一部領域にのみ設置すればよい（ただし、全周カムであってもよい）。具体的には、図１に記載された姿勢変更カム２３の前記領域Ｃ，Ｄに相当する領域のみ、すなわち、前記開口工程位置と次の充填工程位置の間の領域（図７に示す姿勢変更カム２３参照）、及び充填工程位置と次のシール工程位置の間の領域にのみ設置すればよい。なお、姿勢変更カム２３が全周カムでないことにより、このグリッパー装置では第１カムローラ１７の摩耗を低減できる。
【００４４】
次に、図７，８に示すグリッパー装置の作動のうち、特に姿勢変更機構１４の作動のみに着目して説明する。なお、図７，８は、図１，２と同様に、袋姿勢変更機構１４及び姿勢変更カム２３の機能のみに着目して作図されたものである。
図７には、第１カムローラ１７が姿勢変更カム２３に接触せず、トグル機構（第１揺動アーム２１と第１連結ロッド２２）により揺動フレーム３が水平状態を維持し、グリッパーアーム４，５が開いた状態のグリッパー装置が描かれている。
グリッパー装置が移動する過程で、第１カムローラ１７が姿勢変更カム２３のカム面２３ａに接触し、姿勢変更カム２３に沿って移動すると、第１カムローラ１７がグリッパー装置の前記軌道の内径側に変位し、第１カムレバー１６ａ，１６ｂが揺動し、支持軸１９ａ、大径ギア３５及び小径ギア３６を介して支持軸１９ｂが回転し、第１揺動アーム２１が上方（図７において反時計方向）に揺動する。第１カムローラ１７が姿勢変更カム２３から離れるまでに、第１揺動アーム２１は１８０°揺動し、ストッパー３７に当たり停止する。第１揺動アーム２１が上方に１８０°揺動するのに伴い、揺動フレーム３（一対のグリッパーアーム４，５）は９０°下向きに揺動して、揺動フレーム３は垂直状態に、グリッパーアーム４，５は下向きとなり、挟持部１２，１２に保持された袋Ｆは水平姿勢に変更される（図８参照）。第１揺動アーム２１が上方に１８０°揺動した時点で、連結軸Ｎ１、連結軸Ｎ２、及び揺動軸Ｏ２が前記鉛直面内に位置し、前記トグル機構による保持作用が第１揺動アーム２１と第１連結ロッド２２に働き、揺動フレーム３は垂直状態に安定して保持される。
【００４５】
逆に、第１カムローラ１７が図示しない姿勢変更カムに接触して、グリッパー装置の前記軌道の外径側に変位することにより、揺動フレーム３は垂直状態（図８参照）から水平状態（図７参照）へ変更される。第１カムローラ１７が上記のように変位すると、第１カムレバー１６ａ，１６ｂが揺動し、支持軸１９ａ、大径ギア３５及び小径ギア３６を介して支持軸１９ｂが回転し、第１揺動アーム２１が下方（図８において時計方向）に１８０°揺動し、ストッパー３８に当たり停止する（図７参照）。第１揺動アーム２１が下方に１８０°揺動するのに伴い、揺動フレーム３（一対のグリッパーアーム４，５）は９０°上向きに揺動して、揺動フレーム３は水平状態に、グリッパーアーム４，５は水平姿勢となり、挟持部１２，１２に保持された袋Ｆは垂直姿勢に変更される（図７参照）。第１揺動アーム２１が下方に１８０°揺動した時点で、連結軸Ｎ１、連結軸Ｎ２、及び揺動軸Ｏ２が前記鉛直面内に位置し、前記トグル機構による保持作用が第１揺動アーム２１と第１連結ロッド２２に働き、揺動フレーム３は水平状態に安定して保持される。
【００４６】
以上説明した例は、本発明に係るグリッパー装置を特定のロータリー型袋詰め包装機に適用したものであるが、本発明に係るグリッパー装置は、異なる包装処理工程が実施されるロータリー型袋袋詰め包装機にも適用できる。また、本発明に係るグリッパー装置は、例えば下記のとおり、他の型式の袋詰め包装機に対しても適用が可能である。
（１）上記の例では、ロータリー型袋詰め包装機が間欠回転式であったが、本発明に係るグリッパー装置は、連続回転式（テーブルが一定速度で連続回転）のロータリー型袋詰め包装機に適用することができる。
（２）上記の例では、移動フレームが回転テーブルに固定されていた（移動フレームが回転テーブルとは別体）が、回転テーブル自体を移動フレームで構成することもできる（移動フレームが回転テーブルと一体）。
（３）本発明に係るグリッパー装置は、特許文献１，２に記載されているようなレーストラック型袋詰め包装機にも適用できる。この場合、グリッパー装置の移動フレームを、レーストラック状の軌道を連続又は間欠回転するチェーン又はベルトに固定する。
【００４７】
（４）本発明に係るグリッパー装置は、例えば特許第３６８１５６３号公報に記載されているようなリテーナ式袋詰め包装機にも適用できる。本分野でリテーナとは、特許第３６８１５６３号公報に記載されたホルダースタンド（１０）のように、袋を保持し搬送するユニットを意味する。リテーナ式袋詰め包装機は、複数個のリテーナを所定の軌道に沿って連続又は間欠移動させるための搬送機構（特許第３６８１５６３号公報に記載されたキャッチング機構のほか、コンベア、ロボットアーム等）を備える。リテーナ式袋詰め包装機では、リテーナが前記軌道に沿って移動する過程で、前記リテーナに袋が供給され、リテーナに保持された袋に対し各種包装処理動作が順次施される。前記軌道は、特許第３６８１５６３号公報に記載された円形、特許第４１９０６９２号公報に記載されたレーストラック形等、種々のものがある。
【符号の説明】
【００４８】
２  移動フレーム
３  揺動フレーム
４，５  グリッパーアーム
６  揺動フレームの支持軸
１２  挟持部
１４  袋姿勢変更機構
１５  グリッパーアーム揺動機構
１６  第１カムレバー
１７  第１カムローラ
１８  第１連結機構
２１  第１揺動アーム
２２  第１連結ロッド
２３  姿勢変更カム
２４  第２カムレバー
２５  第２カムローラ
２６  第２連結機構
２８  第２揺動アーム
２９  第２連結ロッド
３２  グリッパー揺動カム
Ｏ１  揺動軸（支持軸６の中心を通る軸）
Ｏ２  揺動軸（支持軸１９の中心を通る軸）
Ｏ３  揺動軸（支持軸２７の中心を通る軸）
【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】
2018070200.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018070200.tif 000009
【図８】
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