(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段に連結された回転軸に取り付けられ水平面内を定速回転する回転体と、該回転体の回転に伴い該回転体の周囲の円又は円弧状経路に沿って定速かつ等間隔で連続的に移動する多数の容器保持手段を有し、各容器保持手段が前記円又は円弧状経路に沿って移動中に、各容器保持手段に対応して各容器保持手段に保持された容器と同一のピッチで円弧状に配列されかつ同一の速度で所定範囲追従移動する複数の包装処理手段により、前記容器に対し所定の包装処理を行うようにした包装機の包装処理装置であり、前記回転体の上方に配置され、前記回転軸と同心であり駆動手段に連結されて水平面内を往復回動する往復回動部材と、該往復回動部材に昇降自在に設置され該往復回動部材とともに回動する昇降部材と、前記回転体に同心に設置され共に回転する円形の第１昇降カムと、前記回転体の上方に前記回転体と同心に固定設置された円弧状の第２昇降カムと、前記昇降部材に取り付けられ前記第１及び第２昇降カムのカム面上を転動して前記昇降部材を所定のタイミングで昇降させる転動部材と、前記昇降部材に設置され前記往復回動部材の回動に伴い往復移動する前記複数の包装処理手段を備え、前記昇降部材は前記往復回動部材の往動時に前記第２昇降カムの作用を受けて下降及び上昇し、前記往復回動部材の復動時に前記第１昇降カムの作用を受けて上昇位置に保たれることを特徴とする包装機における包装処理装置。
【請求項２】
前記第１昇降カムは一定角度毎に凹部が形成されているほかは一定高さのカム面を有し、前記第２昇降カムは第１昇降カムのカム面とほぼ同じ高さのカム面を両側に有し、その間にそれより低いカム面を有し、前記往復回動部材の往動時に前記転動部材が第１昇降カムの凹部に位置し、かつ第２昇降カムのカム面上を転動することで前記昇降部材が下降及び上昇し、復動時に前記転動部材が第１昇降カムのカム面上を転動することで前記昇降部材が上昇位置に保たれることを特徴とする請求項１に記載された包装機における包装処理装置。
【請求項３】
前記包装処理手段が液状物の充填ノズルであることを特徴とする請求項１又は２に記載された包装機における包装処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円形の経路又は円弧状の経路に沿って容器保持手段を定速かつ等間隔で連続的に移送し、その移送中に前記容器保持手段に保持した容器に対して例えば液状物の充填等の包装処理を施すようにした包装機において、当該包装処理を施すために使用される包装処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０−３０５８０２号公報には、周囲に等間隔に多数のグリッパー７（数字は前記公報に記載のもの）が取り付けられた連続回転テーブル５と、その上に配置され所定のタイミングで昇降し、周囲に複数個の充填ノズル２１及びキャッピングヘッド４１が前記グリッパー７と同ピッチで取り付けられた間欠揺動テーブル１１を備える包装機が記載されている。この包装機では、前記グリッパー７で容器１を連続的に移送し、その間、間欠揺動テーブル１１を所定のタイミングで昇降及び往復揺動させ、その往動時（グリッパー７の移動方向と同じ方向に揺動する時を往動とし、逆方向に揺動する時を復動とする）において、充填ノズル及２１びキャッピングヘッド４１を下降させて容器の移送に追従させながら充填処理やキャッピング処理を施し、所定の往動終端に達すると、充填ノズル２１及びキャッピングヘッド４１を上昇させた後、復動させて往動始端に復帰させる。
【０００３】
上記公報に記載された包装機は、充填ノズル２１及びキャッピングヘッド４１を昇降及び往復揺動させるために、圧縮ばね３８を巻回した吊り棒３７で間欠回転テーブル１１を支持し、吊り棒３７が設けられた上部支持板３６を連続回転テーブル５の中心を貫通した上下動軸１５に取り付け、上下動軸１５をカム３２にて上下動し、一方、吊り棒３７に係合する支え板１６ａを中空軸１６（上下動軸１５が内部に貫通）に設け、中空軸１６をカム１２ｂにて往復回動させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した内容からも明らかなように、上記包装機における充填及びキャッピング装置の昇降及び往復揺動機構は極めて複雑であり、コストがかかるだけでなく、メンテナンス性及び清掃性が著しく低下する。また、昇降駆動部は間欠揺動テーブル１１のみならず、上下動軸１５、上部支持板３６、吊り棒３７、圧縮ばね３８を支持し、かつ昇降させなければならないため、その負荷を考慮すると強固な構造にせざるを得ず、結果、装置が大型化することが避けられない。
本発明は包装機において充填等の包装処理を行う包装処理装置に関し、上記のような問題点を解決するためになされたもので、包装処理装置の昇降及び往復揺動（移動）の機構を簡略化して、コスト低減、メンテナンス性及び清掃性を向上させ、さらに装置の小型化を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、駆動手段に連結された回転軸に取り付けられ水平面内を定速回転する回転体と、該回転体の回転に伴い該回転体の周囲の円又は円弧状経路に沿って定速かつ等間隔で連続的に移動する多数の容器保持手段を有し、各容器保持手段が前記円又は円弧状経路に沿って移動中に、各容器保持手段に対応して各容器保持手段に保持された容器と同一のピッチで円弧状に配列されかつ同一の速度で所定範囲追従移動する複数の包装処理手段により、前記容器に対し所定の包装処理を行うようにした包装機の包装処理装置に関し、前記回転体の上方に配置され、前記回転軸と同心であり駆動手段に連結されて水平面内を往復回動する往復回動部材と、該往復回動部材に昇降自在に設置され該往復回動部材とともに回動する昇降部材と、前記回転体に同心に設置され共に回転する円形の第１昇降カムと、前記回転体の上方に前記回転体と同心に固定設置された円弧状の第２昇降カムと、前記昇降部材に取り付けられ前記第１及び第２昇降カムのカム面上を転動して前記昇降部材を所定のタイミングで昇降させる転動部材と、前記昇降部材に設置され前記往復回動部材の回動に伴い往復移動する前記複数の包装処理手段を備え、前記昇降部材は前記往復回動部材の往動時に前記第２昇降カムの作用を受け、復動時に前記第１昇降カムの作用を受けることを特徴とする。なお、本発明において、往復回動部材が容器保持手段の移動方向と同じ方向に回動する時を往動とし、逆方向に回動する時を復動とする
【０００６】
前記昇降部材は、前記往復回動部材の往動時に下降及び上昇し、前記往復回動部材の復動時に上昇位置に保たれる。その場合の第１昇降カムと第２昇降カムの構造の具体例を挙げると、第１昇降カムは一定角度毎に凹部が形成されているほかは一定高さのカム面を有し、第２昇降カムは第１昇降カムのカム面とほぼ同じ高さのカム面を両側に有し、その間にそれより低いカム面を有する。そして、前記往復回動部材の往動時に前記転動部材が第１昇降カムの凹部に位置するようにタイミング設定され、かつ前記転動部材が第２昇降カムのカム面上を転動することで前記昇降部材が下降及び上昇し、復動時に前記転動部材が第１昇降カムのカム面上を転動することで前記昇降部材が上昇位置に保たれる。
この包装処理手段は、例えば液状物の充填ノズルである（その場合、包装処理装置は充填装置ということになる）が、そのほか、キャッピングヘッド、ガス置換ノズル、インナーシールヘッド（スパウトの口にアルミ箔を熱シールするもの）等にも適用可能である。
【０００７】
なお、本発明は、前記従来例のように容器保持手段（グリッパー）が連続回転する回転体（回転テーブル）の周囲に等間隔に設置されているような場合（容器保持手段は円形の経路を移動）だけでなく、例えば回転体が連続回転するスプロケットであり、該スプロケットに容器保持手段（グリッパー）が等間隔に設置された無端チェーンが張架されているような場合（容器保持手段はスプロケットの箇所において円弧状の経路を移動）にも適用できる。また、容器（袋）をリテーナに挿入して連続移送するような場合にも適用できる（その場合、リテーナが容器保持手段である）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照して、本発明に係る包装処理装置について具体的に説明する。この包装機では、連続回転（図１において右回り）するスプロケット１に無端チェーン２が張架され、該無端チェーン２に袋Ｗの両縁を保持する多数のグリッパー対３が等間隔に取り付けられて定速で連続移動し、円弧状の経路（スプロケット１の部分）を移動中に包装処理装置（この例では液状物充填装置）が袋Ｗに液状物を充填するようになっている。なお、この包装機では、無端チェーン２の移動経路の図示していない箇所に、袋をグリッパー対３に供給する給袋装置、袋口の開口装置、固形物の投入装置、シール装置等が設置されている。
【０００９】
図２に示すように、無端チェーン２は多数のリンク４が連結軸５を介して無端状に連結したもので、各リンク４の側面にグリッパー対３とその開閉等を行う操作機構６（無端チェーン２の移動経路に沿って配置されたカム等により作動）が取り付けられている。また、連結軸５の上下に上側ローラ７及び下側ローラ８が設置され、リンク４の内側に内側ローラ９が設置されている。これらのローラ７〜９はスプロケット１以外の箇所では、無端チェーン２の移動経路に沿って配置されたガイド部材上を走行する。一方、スプロケット１は取付プレート１１とその周囲に取り付けた歯部１２を有し、歯部１２は上下ローラ７、８が嵌合する凹部１３ａ、１４ａを所定間隔毎にそれぞれ有する上下リング状部材１３、１４と、内側ローラ９が嵌入する溝１５ａを周囲に有する中央リング状部材１５からなる。スプロケット１の凹部１３ａ、１４ａに上下ローラ７、８が嵌合することで、スプロケット１の回転が無端チェーン２に伝達され、無端チェーン２が移動する。
図示しない機台上にスタンド１６が固定され、その中央に第１中空軸１７が固定され、両者の間に第２中空軸１９が回転自在に支持され、これが図示しない駆動手段により定速で連続回転する。スプロケット１の取付プレート１１がこの第２中空軸１９に固定されている。
【００１０】
液状物充填装置は、第１中空軸１７の周囲に回動自在に支持された回動筒２０、回動筒２０に固定された往復回動部材２１、その一端に固定された軸受部２２、軸受部２２に昇降自在に取り付けられた昇降部材２３、昇降部材２３にブラケット２４を介して取り付けられた６個の充填ノズル２５（本発明でいう包装処理手段に相当）、昇降部材２３の下部に取り付けたカムローラ２６（本発明でいう転動部材）、取付プレート１１の上面に固定された円形（スプロケット１と同心）の第１昇降カム２７、第１中空軸１７に取付プレート２９を介して固定された円弧状（スプロケット１と同心）の第２昇降カム３０等からなる。
【００１１】
昇降部材２３は、軸受部２２内に保持されたブッシュ３１に沿って摺動する昇降軸３２と、上下部プレート３３、３４及び取付軸３５からなり、取付軸３５に前記ブラケット２４が固定され、下部プレート３４に取付部材３６を介して前記カムローラ２６が固定されている。充填ノズル２５はグリッパー３に保持された袋Ｗと同一のピッチで円弧状（スプロケット１と同心）に配列され、それぞれフレキシブルホースを介して液状物の計量器に連結される口金３７と吐出口を開閉するためのエアシリンダ３９を備え、所定量の液状物を所定のタイミングで吐出できるようになっている。また、往復回動部材２１には、連結ロッド４０を介して揺動レバー４１が連結されている。揺動レバー４１は、例えばインデックスユニット（割出し装置）を介して連続回転する駆動源に連結され、所定のタイミングで往復揺動する。
【００１２】
第１昇降カム２７と第２昇降カム３０は隣接して設置され、共通のカムローラ２６がそのカム面上を転動する。ただし、それぞれ別のカムローラが第１昇降カム２７と第２昇降カム３０のカム面上を転動するようにしてもよい。
図４及び図５に示すように、第１昇降カム２７のカム面４２は、一定角度（１２０度）毎に凹部４３が形成されているほかは一定高さを有し、第２昇降カム３０のカム面４４は、両側が第１昇降カム２７のカム面４２とほぼ同じ高さ（実際には同一かごくわずか低く設定するのが望ましい）のカム面４４ａ、４４ｂであり、その間がそれより低いカム面４４ｃとなり、それらが滑らかにつながっている。なお、凹部４３はカム面４４ｃの高さより深く形成されている。そして、往復回動部材２１の往復回動は、その往動時にカムローラ２６が第１昇降カム２７の凹部４３に位置するようにタイミング設定されている。
【００１３】
この液状物充填装置の作動を順に説明すると次のようになる。
（１）往復回動部材２１が往動始端位置（図１に示す位置）にあるとき、カムローラ２６は、図４に実線で示す位置（＝図５のＡに示す位置）において、スプロケット１とともに定速回転する第１昇降カム２７のカム面４２上に載り転動している。
（２）図４に示すように第１昇降カム２７の凹部４３がカムローラ２６の位置に達したとき、各充填ノズル２５の直下に各グリッパー３に保持された袋Ｗが位置する。このとき、カムローラ２６はカム面４２から外れて第２昇降カム３０のカム面４４ａ上に載る。同時に往復回動部材２１が往動を開始する。
【００１４】
（３）往復回動部材２１がスプロケット１と同じ角速度で回動し、各充填ノズル２５は各袋Ｗと同一の速度で各袋Ｗに追従して移動する。その間、カムローラ２６が第２昇降カム３０のカム面４４ａからカム面４４ｃへと転動する。これにより昇降部材２３とともに各充填ノズル２５が下降してその先端を袋Ｗの袋口から袋内に挿入し、続いて袋Ｗ内に所定量の液状物を吐出、充填する。
（４）往復回動部材２１がさらに往動し、カムローラ２６が第２昇降カム３０のカム面４４ｃからカム面４４ｂへと転動する。これにより昇降部材２３とともに各充填ノズル２５が上昇し、袋Ｗから抜き出される。往復回動部材２１が往動終端位置に到達したとき、カムローラ２６は図４に仮想線で示す位置（＝図５のＢに示す位置）にくる。また、充填ノズル２５は図１に仮想線で示す位置にくる。
【００１５】
（５）往復回動部材２１は往動終端位置に到達後、直ちに復動を開始する。その間も第１昇降カム２７はスプロケット１とともに定速回転しているから、カムローラ２６は第２昇降カム３０のカム面４４ｂから外れて第１昇降カム２７のカム面４２上に載り、昇降部材２３及び充填ノズル２５は上昇位置を保ったまま復動する。往復回動部材２１が往動開始位置に達して停止し、次の往動開始までその位置で待機する。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、往復回動部材を往復回動させるだけで充填ノズル等の包装処理手段が昇降するため、包装処理装置の昇降及び往復移動の機構が簡略化され、コスト低減、メンテナンス性及び清掃性の向上を図ることができる。また２つの昇降カムは昇降部材及び包装処理手段のみを支持し、昇降させることになるため、負荷を低減でき、包装処理装置の特に昇降機構を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る包装処理装置の平面図である。
【図２】  その正面断面図である。
【図３】  その往復回動部材の駆動方法を示す平面図である。
【図４】  第１及び第２昇降カムとカムローラの関係を示す図であり、図中、▲３▼、▲８▼は図５の▲３▼、▲８▼に対応する。
【図５】  第１及び第２昇降カムを平面に展開し、３６０度を１８等分してカムローラとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１  スプロケット
２  無端チェーン
３  グリッパー対
１１  スプロケットの取付プレート
１２  スプロケットの歯部
１７  第１中空軸
１９  第２中空軸
２１  往復回動部材
２３  昇降部材
２５  充填ノズル
２６  カムローラ
２７  第１昇降カム
３０  第２昇降カム
【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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