(57)【要約】【課題】  本発明では、段差ローラよりも簡易な構造で連結袋の弛みを防止することで、製造コストを低くすることができる自動包装装置を提供することを目的とする。【解決手段】  自動包装装置１は、複数の袋２１がミシン目２２を介して一体に連結された帯状の連結袋２を巻き付けておくための巻き軸３と、連結袋２を一袋ずつ間欠的に搬送する搬送ローラ４と、を備えている。さらに、この自動包装装置１は、巻き軸３に制動トルクを付与するＤＣモータ７と、ＤＣモータ７からの制動トルクを増大させて巻き軸３に伝達させるギア６およびギア部７１と、ＤＣモータ７を接続した短絡用回路８を短絡または開放させる短絡スイッチ８１と、短絡スイッチ８１を搬送ローラ４の搬送タイミングに対応して制御するスイッチ制御装置９と、を備えている。【選択図】      図１
2005154048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状のワークをロール状に巻き付けておくための巻き軸と、
前記ワークを間欠的に搬送する搬送ローラと、を備えた間欠搬送機構であって、
前記巻き軸に制動トルクを付与するＤＣモータと、
前記ＤＣモータからの制動トルクを増大させて前記巻き軸に伝達させるギア機構と、
前記ＤＣモータが接続される回路を短絡または開放させる短絡スイッチと、
前記短絡スイッチを前記搬送ローラの搬送タイミングに対応して制御する制御手段と、を備えることを特徴とする間欠搬送機構。
【請求項２】
複数の袋が一体に連結された帯状の連結袋を巻き付けておくための巻き軸と、
前記連結袋を一袋ずつ間欠的に搬送する搬送ローラと、を備えた自動包装装置であって、
前記巻き軸に制動トルクを付与するＤＣモータと、
前記ＤＣモータからの制動トルクを増大させて前記巻き軸に伝達させるギア機構と、
前記ＤＣモータが接続される回路を短絡または開放させる短絡スイッチと、
前記短絡スイッチを前記搬送ローラの搬送タイミングに対応して制御する制御手段と、を備えることを特徴とする自動包装装置。
【請求項３】
巻き軸にロール状に巻き付けられた長尺状のワークを、前記ワークの送出方向の所定位置に配置された搬送ローラを介して間欠的に送り出す間欠搬送方法において、
前記搬送ローラの起動後に、前記巻き軸に制動トルクを付与するステップと、
前記搬送ローラの次の起動前に、前記巻き軸に付与した制動トルクを解除するステップと、を含むことを特徴とする間欠搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺状のワークを間欠的に搬送するための間欠搬送機構、間欠搬送方法および自動包装装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、袋内に薬や電子部品などの物を自動的に詰め込む装置として、複数の袋がミシン目を介して一体に連結された帯状の連結袋を搬送し、その後、袋に物を詰め込んでその開口をシールしてミシン目からその袋を切り離す自動包装装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような自動包装装置では、主に帯状の連結袋が巻き付けられる巻き軸と、この巻き軸から連結袋を間欠的に引き出して搬送する搬送ローラとからなる間欠搬送機構によって、連結袋を一袋ずつ搬送している。
【０００３】
ところで、前記した間欠搬送機構では、連結袋の搬送に伴って回転する巻き軸がその慣性により搬送ローラの停止後にも回転するため、帯状の連結袋が搬送ローラと巻き軸との間で弛んでしまい、その後、連結袋を一袋ずつ搬送することが困難になる問題があった。そのため、このような問題に対して、従来では、連結袋の搬送方向に対して直交する方向に往復動する段差ローラにより連結袋に対して適宜その段差ローラの自重を付加することで、連結袋に一定のテンションをかけて連結袋の弛みを防止していた。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９４２１２号公報（段落００２０〜００２２、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記のような段差ローラを用いた構造では、段差ローラを往復動させるための複雑な機構が必要なので、その分製造コストが高くなっていた。また、段差ローラを往復動させるスペースを自動包装装置内に確保する必要があり、装置全体として大きくなっていた。
【０００６】
そこで、本発明では、段差ローラよりも簡易な構造で連結袋の弛みを防止することで、装置全体が大きくなることなく、かつ、製造コストを低くすることができる間欠搬送機構、間欠搬送方法および自動包装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】
【０００７】
前記課題を解決する本発明のうち請求項１に記載の発明は、長尺状のワークをロール状に巻き付けておくための巻き軸と、前記ワークを間欠的に搬送する搬送ローラと、を備えた間欠搬送機構であって、前記巻き軸に制動トルクを付与するＤＣモータと、前記ＤＣモータからの制動トルクを増大させて前記巻き軸に伝達させるギア機構と、前記ＤＣモータが接続される回路を短絡または開放させる短絡スイッチと、前記短絡スイッチを前記搬送ローラの搬送タイミングに対応して制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このように構成された間欠搬送機構は、搬送ローラが巻き軸に巻き付けてあるロール状のワークを所定の搬送タイミングで間欠的に送り出すと、制御手段によって短絡スイッチをＯＮにしてＤＣモータが接続される回路を短絡させ、そのＤＣモータの制動トルクをギア機構を介して巻き軸に伝達させる。また、間欠搬送機構は、搬送ローラを停止させてから所定時間経過したときに、制御手段によって短絡スイッチをＯＦＦにしてＤＣモータが接続される回路を開放させ、巻き軸に付与していた制動トルクを解除させる。そのため、この間欠搬送機構によれば、搬送ローラを間欠的に動かしてワークを搬送する際において、制御手段によって適宜短絡スイッチを切り替えることで巻き軸への制動トルクの付与・解除を行うことができるので、搬送ローラの停止時に生じる巻き軸の慣性による回転を規制することができる。また、ＤＣモータの制動トルクを増大させるギア機構を設けることによって、ＤＣモータで発生させる制動トルクが小さくても巻き軸の回転を規制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、複数の袋が一体に連結された帯状の連結袋を巻き付けておくための巻き軸と、前記連結袋を一袋ずつ間欠的に搬送する搬送ローラと、を備えた自動包装装置であって、前記巻き軸に制動トルクを付与するＤＣモータと、前記ＤＣモータからの制動トルクを増大させて前記巻き軸に伝達させるギア機構と、前記ＤＣモータが接続される回路を短絡または開放させる短絡スイッチと、前記短絡スイッチを前記搬送ローラの搬送タイミングに対応して制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された自動包装装置は、搬送ローラが巻き軸に巻き付けてある連結袋を所定の搬送タイミングで間欠的に送り出すと、制御手段によって短絡スイッチをＯＮにしてＤＣモータが接続される回路を短絡させ、そのＤＣモータの制動トルクをギア機構を介して巻き軸に伝達させる。また、自動包装装置は、搬送ローラを停止させてから所定時間経過したときに、制御手段によって短絡スイッチをＯＦＦにしてＤＣモータが接続される回路を開放させ、巻き軸に付与していた制動トルクを解除させる。そのため、この自動包装装置によれば、搬送ローラを間欠的に動かして連結袋を一袋ずつ供給する際において、制御手段によって適宜短絡スイッチを切り替えることで巻き軸への制動トルクの付与・解除を行うことができるので、搬送ローラの停止時に生じる巻き軸の慣性による回転を規制することができる。また、ＤＣモータの制動トルクを増大させるギア機構を設けることによって、ＤＣモータで発生させる制動トルクが小さくても巻き軸の回転を規制することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、巻き軸にロール状に巻き付けられた長尺状のワークを、前記ワークの送出方向の所定位置に配置された搬送ローラを介して間欠的に送り出す間欠搬送方法において、前記搬送ローラの起動後に、前記巻き軸に制動トルクを付与するステップと、前記搬送ローラの次の起動前に、前記巻き軸に付与した制動トルクを解除するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１２】
このような間欠搬送方法によれば、まず、搬送ローラを起動させ、巻き軸にロール状に巻き付けられた長尺状のワークの搬送を開始した後、巻き軸に制動トルクを付与する。そして、搬送ローラの次の起動前（例えば、搬送ローラを停止させてから次の起動までの間）に、巻き軸に付与した制動トルクを解除する。そのため、搬送ローラの起動時には常に巻き軸に付与された制動トルクが解除されているので、搬送ローラを起動させるとき巻き軸はスムーズに回転する。これにより、搬送ローラの起動時にワークに余計な力が掛かることを防止することができる。また、巻き軸に制動トルクを付与し、またはその付与した制動トルクを解除する方法では、例えばＤＣモータを接続した回路を短絡または開放させる簡易な構造を利用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、段差ローラよりもスペースを必要とせず、かつ簡易な構造となるギア機構、ＤＣモータ、および回路でワークの弛みを防止するので、間欠搬送機構全体が大きくなることなく、かつ、製造コストを低くすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、段差ローラよりもスペースを必要とせず、かつ簡易な構造となるギア機構、ＤＣモータ、および回路で連結袋の弛みを防止するので、自動包装装置全体が大きくなることなく、かつ、製造コストを低くすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、例えばＤＣモータを接続した回路を短絡または開放させる簡易な構造を利用して巻き軸に対して制動トルクの付与・解除を行うことができるので、従来に比べて装置全体が大きくなることなく、かつ、製造コストを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は本実施形態に係る自動包装装置を示す斜視図であり、図２はＤＣモータの回転軸を無負荷で回転させたときの回転速度と、この回転速度に対応する回転軸の残留回転数を示すグラフである。また、図３は、自動包装装置の動作を示す側面図であり、（ａ）は搬送ローラを回転駆動させた状態を示す側面図、（ｂ）は短絡スイッチをＯＮにした状態を示す側面図、（ｃ）は搬送ローラを停止させた状態を示す側面図、（ｄ）は短絡スイッチをＯＦＦにした状態を示す側面図である。
【００１７】
図１に示すように、自動包装装置（間欠搬送機構）１は、帯状の連結袋（長尺状のワーク）２をロール状に巻き付けておくための巻き軸３と、この巻き軸３から連結袋２を引き出して搬送するための搬送ローラ４と、この搬送ローラ４を間欠的に回転駆動するための搬送ローラ回転機構５を主に備えている。さらに、この自動包装装置１は、巻き軸３に同軸に設けられるギア６と、このギア６に係合するＤＣモータ（直流モータ）７と、このＤＣモータ７が接続される短絡用回路８と、この短絡用回路８に設けられる短絡スイッチ８１を搬送ローラ４の搬送タイミングに対応して制御するスイッチ制御装置（制御手段）９を備えている。
【００１８】
連結袋２は、複数の袋２１がミシン目２２を介して一体に連結されたものである。また、各袋２１は、その開口部２１ａが一方向（巻き軸３側）に揃えられて連結されている。
【００１９】
巻き軸３は、自動包装装置１の装置本体（図示せず）にその両端が回転自在に支持されている。そのため、この巻き軸３は、巻き玉としてセットされた連結袋２が一袋ずつ搬送されるたびにこの連結袋２の移動に従動して回転するようになっている。なお、この巻き軸３にセットされた連結袋２は、その先端が巻き軸３の上方に配設されたガイドバーＧに掛け回された後、搬送ローラ４にセットされる。
【００２０】
搬送ローラ４は、連結袋２を上下に挟んで配設される一対のローラ４１，４２で主に構成され、このうち下側（一方）のローラ４１が搬送ローラ回転機構５により回転駆動され、上側（他方）のローラ４２が下側のローラ４１に従動して回転するようになっている。また、この搬送ローラ４は、搬送ローラ回転機構５により間欠的に回転駆動されることで、連結袋２を巻き軸３側から引き出すとともに下流側へ一袋ずつ間欠的に搬送している。なお、搬送ローラ４の下流側には、袋２１の開口部２１ａに空気を供給して開口部２１ａを開放させる装置、開放させた開口部２１ａに部品等を供給する装置、開口部２１ａをシールする装置、ミシン目を切り離すための装置などが設けられているが、その構造は従来と同様であるため、その説明は省略することとする。
【００２１】
搬送ローラ回転機構５は、その内部にローラ４１を駆動するための図示せぬモータを備えており、このモータからの駆動力を複数のギアやこれらのギアに掛け回されるベルトを介してローラ４１に伝達する機構である。また、この搬送ローラ回転機構５は、その内部のモータが図示せぬ制御装置により所定の時間をおいて間欠的に運転されるように適宜制御されている。なお、この制御については従来と同様であるので詳細な説明は省くが、簡単に説明すると、この制御は、連結袋２が所定のピッチ（隣り合う二つのミシン目２２間の距離）で搬送されるように搬送ローラ回転機構５内のモータを間欠的に駆動させる制御である。
【００２２】
ギア６は、巻き軸３よりも大径となるように形成されるとともに、この巻き軸３に同軸に固定されている。そして、このギア６の外周面に形成される歯部６１が、ＤＣモータ７のギア部７１と噛合するようになっている。なお、このギア６とＤＣモータ７のギア部７１が、「ギア機構」に相当する。また、ギア６とギア部７１は、他のギア（図示せず）を介して噛合する構成であっても構わない。さらに、ギア６とギア部７１のギア比は、連結袋２の送りピッチとＤＣモータ７の制動トルクとの関係により決定されている（後記する可変抵抗器８２の抵抗値を含む）。ちなみに、本実施形態におけるギア６とギア部７１のギア比は、１０：１となっている。なお、ギア比は、本実施形態に限定されず、任意に変更可能である。
【００２３】
ＤＣモータ７は、対向する永久磁石間においてコイルが巻回された電機子が回転する構造となっており、コイルに直流電流が供給されると原動機として機能し、回転軸７２が外力により回転されると発電機として機能するものである。本実施形態においては、ＤＣモータ７を後者の発電機として機能させることで、このＤＣモータ７が回転するギア６に対して負荷（制動トルク）を付与するようになっている。また、ＤＣモータ７の回転軸７２の先端に形成されるギア部７１は、ギア６よりも小径となるように形成されている。
【００２４】
短絡用回路８は、ＤＣモータ７と、短絡用回路８を短絡または開放させる短絡スイッチ８１と、可変抵抗器８２とが直列に配設された回路であり、短絡スイッチ８１のＯＮ・ＯＦＦにより短絡用回路８の短絡・開放を行う回路である。なお、本実施形態においては、可変抵抗器８２の抵抗値を略ゼロ（Ｒ≒０）に固定して説明するが、本発明はこれに限定されず、可変抵抗器８２の抵抗値は任意に設定可能である。
【００２５】
以下に、この可変抵抗器８２の抵抗値を変えたときにおけるＤＣモータ７の特性の違いについて、図２を参照して説明する。図２に示すように、抵抗値がＲ＝∞である場合（短絡用回路８が短絡していない場合）は、ＤＣモータ７の回転軸７２を外力により例えば１０００ｒｐｍの回転速度で回転させた後、この外力を取り除くとその後回転軸７２は約２０回転ほど回転して止まる。これに対し、抵抗値をＲ＝２０Ωとし、回転軸７２を１０００ｒｐｍの回転速度で回転させた場合は、外力を取り除いた後の残留回転数が、Ｒ＝∞のときよりも少ない約７回転ほどとなる。さらに、抵抗値をＲ＝０Ωとし、回転軸７２を１０００ｒｐｍの回転速度で回転させた場合は、外力を取り除いた後の残留回転数が、Ｒ＝２０Ωのときよりも少ない約５回転ほどとなる。以上により、抵抗値が少なくなるほど回転軸７２が回転し難くなることが分かるので、抵抗値を少なくするほどＤＣモータ７による制動効果が大きくなる。
【００２６】
図１に示すように、スイッチ制御装置９は、短絡用回路８の短絡を、搬送ローラ４の起動後から停止までの間で行うとともに、短絡用回路８の開放を、搬送ローラ４の停止から次の起動前に行うように短絡スイッチ８１を制御している。具体的に、このスイッチ制御装置９は、搬送ローラ４の起動後に所定時間ｔ１，ｔ２（ｔ１＜ｔ２）だけ数えるカウンタＣ１，Ｃ２を二つ備えており、カウンタＣ１で所定時間ｔ１だけ数えたときに短絡スイッチ８１をＯＮにし、カウンタＣ２で所定時間ｔ２だけ数えたときに短絡スイッチ８１をＯＦＦにする制御を行っている。なお、所定時間ｔ１，ｔ２は共に、搬送ローラ４の現在の起動から次の起動までに要する時間の範囲内で設定される。
【００２７】
また、スイッチ制御装置９は、搬送ローラ回転機構５と同期して起動するように構成されている。なお、このようにスイッチ制御装置９と搬送ローラ回転機構５とを同期させるには、例えば、搬送ローラ回転機構５を制御する制御装置から送信される搬送ローラ回転機構５を間欠的に起動するための信号をスイッチ制御装置６にも送信し、この信号に応じてスイッチ制御装置６が間欠的に起動するように構成すればよい。
【００２８】
次に、この自動包装装置１の動作について説明する。
図３（ａ）に示すように、まず、搬送ローラ回転機構５内のモータを駆動させることによって、搬送ローラ４を回転駆動させて連結袋２の搬送を開始する。なお、このとき短絡スイッチ８１はＯＦＦとなっているので、巻き軸３がスムーズに回転することとなる。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、この搬送ローラ４の起動から所定時間ｔ１が経過したとき（例えば下流側のミシン目２２Ａが図示Ａ点より所定距離だけ進んだとき）は、スイッチ制御装置９によって短絡スイッチ８１がＯＮとなる。これにより、連結袋２の移動に伴って回転する巻き軸３が、ギア６を介してＤＣモータ７により制動されつつ回転することとなり、連結袋２が弛むことなく所定のテンションで搬送されることとなる。なお、このときＤＣモータ７から発生する制動トルクは、ギア部７１（図１参照）およびギア６によって増大されて巻き軸３に伝達される。
【００３０】
続いて、図３（ｃ）に示すように、連結袋２が一袋分だけ搬送されると（上流側のミシン目２２Ｂが図示Ａ点に到達すると）、搬送ローラ回転機構５によって搬送ローラ４が停止する。このとき、連結袋２が巻回されている巻き軸３が慣性により回転しようとするが、その回転はＤＣモータ７により規制される。そして、搬送ローラ４の前回の起動から所定時間ｔ２が経過したとき（搬送ローラ４の停止から所定時間「ｔ２−ｔ１」だけ経過したとき）は、図３（ｄ）に示すように、スイッチ制御装置９によって短絡スイッチ８１をＯＦＦにさせる。その後は、前記した動作を繰り返すことにより、連結袋２が一袋ずつ良好に搬送される。
【００３１】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
ギア６、ＤＣモータ７、短絡用回路８およびスイッチ制御装置９からなる簡易な構造で連結袋２の弛みを防止するので、自動包装装置１全体が大きくなることなく、かつ製造コストを低くすることができる。また、ＤＣモータ７は、巻き軸３よりも大径となるギア６と係合することにより、小さな制動トルクで巻き軸３の回転を規制することができるので、ＤＣモータ７自体を小型化することができる。さらに、搬送ローラ４の起動時にはＤＣモータ７により巻き軸３に負荷が与えられていないので、搬送ローラ４と巻き軸３との間でミシン目２２が切れることがなく、確実に連結袋２を一体のまま搬送することができる。
【００３２】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、可変抵抗器８２の抵抗値をＲ≒０に固定したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、可変抵抗器８２の抵抗値を巻き軸３のトルクに応じて変化させる制御装置を設けることで、巻き軸３のトルク変化に応じて適宜ＤＣモータ７の制動トルクを変化させるようにしてもよい。
【００３３】
本実施形態では、ギア機構を二つのギア（ギア６、ギア部７１）で構成したが、本発明はこれに限定されず、ギア機構を三つ以上のギアで構成してもよい。また、本実施形態では、自動包装装置１に本発明を適用したが、本発明は長尺状のワークを間欠的に搬送する間欠搬送機構であればどのような装置に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る自動包装装置を示す斜視図である。
【図２】ＤＣモータの回転軸を無負荷で回転させたときの回転速度と、この回転速度に対応する回転軸の残留回転数を示すグラフである。
【図３】自動包装装置の動作を示す側面図であり、（ａ）は搬送ローラを回転駆動させた状態を示す側面図、（ｂ）は短絡スイッチをＯＮにした状態を示す側面図、（ｃ）は搬送ローラを停止させた状態を示す側面図、（ｄ）は短絡スイッチをＯＦＦにした状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      自動包装装置（間欠搬送機構）
２      連結袋
２１    袋
２１ａ  開口部
２２    ミシン目
３      巻き軸
４      搬送ローラ
５      搬送ローラ回転機構
６      ギア
７      ＤＣモータ
７１    ギア部
７２    回転軸
８      短絡用回路
８１    短絡スイッチ
８２    可変抵抗器
９      スイッチ制御装置（制御手段）
【図１】
2005154048.tif 000003
【図２】
2005154048.tif 000004
【図３】
2005154048.tif 000005