JP2011251760A - 包装袋の集積装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速搬送されてもなお包装袋を所望の形態で集積できるようにする。
【解決手段】包装袋Ｗを一列に並んだ状態で給送する搬入コンベア１０と、この搬入コンベア１０から包装袋Ｗが一袋移載されるごとに包装袋Ｗにおける搬送方向に沿った長さよりも短い距離ずつ間欠移動し、かつ当該間欠移動に伴って互いに一部が重なり合う形態で積み重ねられた包装袋Ｗが所定数に達したところで所定数の包装袋Ｗを搬出位置に揃って移載すべく高速移動する集積コンベア１５と、この集積コンベア１５との間で包装袋Ｗを弾性的に挟圧可能で、かつ集積コンベア１５と同期的に移動可能な保持用コンベア３０とが具備されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、充填物が袋詰めされた包装袋を別途大袋に袋詰めする場合等に用いて好適な集積装置に関する。

例えば、比較的厚肉（１０mm程度）で、かつ幅広（数１０mm程度）の包装袋を集積して別途大袋等に袋詰めする形態の一例として、以下のようなものが知られている。このものは、搬入コンベア、集積コンベア及び搬出コンベアが繋がって配設されており、搬入コンベアは、自動包装機で製造された包装袋が一列に並んで連続的に搬入される一方、集積コンベアは、搬入コンベアの終端から包装袋が一袋移載されるごとに包装袋の幅（搬送方向に沿った長さ）よりも短い距離ずつ間欠移動して、包装袋を互いに一部が重なり合うように積み重なった形態（刺身状）に集積し、所定の集積数に達したところで高速移動して、当該集積された包装袋群を揃って搬出コンベアに移載する。そして、刺身状に集積された包装袋群が搬出コンベアにより所定の袋詰め作業位置まで搬出されると、作業者はその包装袋群を両手で挟むようにしてまとめ、大袋に順次に詰め込むようになっている（例えば、特許文献１参照）。
このように包装袋を刺身状に集積するのは、袋詰めする前にまとめる作業がしやすく、また目視により数も確認しやすいためである。

特開平１０−１７１３４号公報

ところで、この種の包装袋を製造するについては漸次高速化が要求されているが、それに伴い搬入コンベアの搬送速度、ひいては集積コンベアの速度も速められることになる。集積コンベアの各間欠移動の速度が高くなると、包装袋がコンベア上でスリップするような状態となって向きが変わってしまう等の事態が起き、綺麗な刺身状に並ばないことが懸念される。また、所定数集積されたのちは、集積コンベアがさらに高速で移動するのであるから、包装袋群がさらにばらつくおそれがある。そうすると、袋詰め前に包装袋群をまとめる作業に手間取る等の不具合があり、その対策が切望されていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、高速搬送されてもなお包装袋を所望の形態で集積できるようにするところにある。

本発明の包装袋の集積装置は、包装袋を一列に並んだ状態で給送する搬入コンベアと、この搬入コンベアから包装袋が一袋移載されるごとに包装袋における搬送方向に沿った長さよりも短い距離ずつ間欠移動し、かつ当該間欠移動に伴って互いに一部が重なり合う形態で積み重ねられた包装袋が所定数に達したところで所定数の包装袋を搬出位置に揃って移載すべく高速移動する集積コンベアと、この集積コンベアとの間で前記包装袋を弾性的に挟圧可能で、かつ前記集積コンベアと同期的に移動可能な保持用コンベアと、が具備されたところに特徴を有する。

上記構成によれば、包装袋が集積コンベアで搬送される際、保持用コンベアとの間で弾性的に挟圧された状態で搬送されるから、搬送コンベアとの間でスリップすることが抑えられて、包装袋は正規に重なり合って積み重ねられた形態で集積され、また正規の集積形態のまま搬出位置に取り出される。

また、以下のような構成としてもよい。
（１）前記保持用コンベアには、前記集積コンベアとの間隔又は／及び対向している長さ領域を調整可能な調節手段が設けられている。包装袋の大きさや集積数等の条件に応じて、最適の挟持態様を得ることができる。
（２）前記搬送コンベアの各間欠移動の速度並びに高速移動の速度を調節可能な速度調整手段が設けられている。包装袋の大きさや集積数等の条件に応じて、最適の移動速度を得ることができる。

本発明によれば、高速搬送されてもなお包装袋を所望の形態で集積して取り出すことができる。

本発明の一実施形態に係る集積装置の正面図 同一部切欠平面図 集積の序盤状態を示す概略正面図 同中盤状態を示す同図 同終盤状態を示す同図 包装袋群が搬出コンベアに移載された状態の同図

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１ないし図６によって説明する。本実施形態の集積装置は、充填物が充填された包装袋Ｗを製造する包装機と、製造された包装袋Ｗを複数個ずつ別途準備された大袋内に詰める袋詰め作業位置との間に設置されている。この実施形態では、包装袋Ｗには、背貼り三方型の包装袋（縦ピロー型とも言う）で、縦１２０mm、横６５mm及び厚さ１０mm程度のものが例示され、７袋ずつ集積するようになっている。

集積装置は、図１に示すように、搬入コンベア１０、集積コンベア１５及び搬出コンベア２９が一列に並んで配設されているとともに、集積コンベア１５の上方に保持用コンベア３０が設けられている。
搬入コンベア１０は、包装機における製品排出部の次段に設置されており、製造された包装袋Ｗを受けて同包装袋Ｗを所定間隔を開けて連続して集積コンベア１５側に向けて搬送し、終端に設置された斜め下向きの投入板１１から、集積コンベア１５上に投入するようになっている。投入量は例えば毎分２００袋程度である。

集積コンベア１５は、一対の駆動プーリ１６と被動プーリ１７とに無端状の平ベルト１８が掛け回され、全体としては、搬送方向における少し前上がりの傾斜姿勢（図１における右上がりの姿勢）を取って配設されている。詳細には、図２に示すように、駆動プーリ１６、被動プーリ１７ともに、左右２個ずつが所定間隔を開けて一体回転可能となっているとともに、平ベルト１８も小幅の左右２枚の平ベルトから構成され、各平ベルト１８が左側または右側の対をなす駆動プーリ１６と被動プーリ１７とに掛け回されている。
この集積コンベア１５の上方走行部１５Ｕが包装袋Ｗを載せて搬送するように機能し、したがって上方走行部１５Ｕは、包装袋Ｗの縦寸法に匹敵する幅を有しており、また、同上方走行部１５Ｕを構成する左右の平ベルト１８は、それぞれ受け板１９で受けられて走行するようになっている。

集積コンベア１５の駆動源にはサーボモータ２０が備えられている。図１に概略を示すように、サーボモータ２０の出力軸２１に連結された駆動ギア２２が中間ギア２３を介して被動ギア２４と連結され、同被動ギア２４と同軸に設けられたタイミングプーリ２５と、上記した駆動プーリ１６と同軸に設けられたタイミングプーリ２６との間にタイミングベルト２７が掛け回されている。
そして、サーボモータ２０の出力軸２１が図１の時計回り方向に回転することに伴い、タイミングベルト２７を介して、集積コンベア１５の平ベルト１８が同図の時計回り方向に循環走行するようになっている。結果、集積コンベア１５の上方走行部１５Ｕは、図１の右方向に走行する。

集積コンベア１５の始端側から全長の約１／３搬送方向の前方に入った位置で、かつ上方走行部１５Ｕより所定高さ上方の位置には、上記した搬入コンベア１０の投入板１１の先端が臨んでいる。
また、集積コンベア１５の終端側には、搬出コンベア２９が連ねて設けられている。搬出コンベア２９は、同図の時計回り方向に連続して循環走行し、すなわち上方走行部２９Ｕが同図の右側に連続走行するようになっている。同上方走行部２９Ｕは、集積コンベア１５の上方走行部１５Ｕよりも少し低い位置にほぼ水平姿勢で配設され、搬出コンベア２９の終端付近に、袋詰め作業位置が設定されている。

再び集積コンベア１５の説明に戻ると、駆動源であるサーボモータ２０は、所定の態様で回転数が制御され、それにより上方走行部１５Ｕの走行が制御されるようになっている。具体的には上方走行部１５Ｕは、所定時間間隔（投入板１１から包装袋Ｗが投入される時間間隔）ごとに、包装袋Ｗの幅寸法（搬送方向に沿った長さ）よりも短い距離ずつ間欠移動され、これが６回継続されると、最後には、詳しくは後記するように、集積された７袋の包装袋Ｗの全てを搬出コンベア２９の始端に移載できるように高速移動され、この走行制御が繰り返し実行されるようになっている。

さて、集積コンベア１５から搬出コンベア２９の始端部に亘る上方には、保持用コンベア３０が設けられている。保持用コンベア３０は、駆動プーリ３１、中間プーリ３２及び被動プーリ３３とに無端状の丸ベルト３５が掛け回されて形成されている。各プーリ３１，３２，３３の配置は、駆動プーリ３１が、搬入コンベア１０の投入板１１の先端位置よりもさらに相当量高い位置、また中間プーリ３２が、集積コンベア１５の全長のほぼ中間位置で、かつ投入板１１の先端位置とほぼ同じ高さ位置、さらに被動プーリ３３は、搬出コンベア２９の始端側から所定距離搬送方向の前方に入った位置で、かつ上方走行部２９Ｕより所定高さ上方の位置にそれぞれ配されている。

全体としては、中間プーリ３２の位置が頂点となる下向きの三角形状をなす配置となっており、駆動プーリ３１と中間プーリ３２との間が傾斜走行部３０Ｓ、中間プーリ３２と被動プーリ３３との間が下方走行部３０Ｄ、また被動プーリ３３と駆動プーリ３１との間が上方走行部３０Ｕとなっており、上方走行部３０Ｕの途中位置の外側から、テンションプーリ３４が当てられている。
より詳細には、図２に示すように、駆動プーリ３１、中間プーリ３２、被動プーリ３３及びテンションプーリ３４はそれぞれ、２条ずつの溝３７を形成した左右２個のプーリが所定間隔を開けて一体回転可能に連結された構造となっている。

丸ベルト３５としては、ウレタンゴム製等の弾力性に富んだ４本の丸ベルト３５から構成され、２本ずつの丸ベルト３５が左側と右側と組をなす駆動プーリ３１、中間プーリ３２及び被動プーリ３３とに掛け回され、かつ左右のテンションプーリ３４が当てられている。

保持用コンベア３０は、集積コンベア１５と同期して走行駆動され、上記したサーボモータ２０を駆動源として共用している。サーボモータ２０の駆動伝達機構に介設された上記の中間ギア２３と同軸に設けられたタイミングプーリ２８と、駆動プーリ３１と同軸に設けられたタイミングプーリ３８との間に、別のタイミングベルト３９が掛け回されている。

サーボモータ２０の駆動に伴い、タイミングベルト３９を介して、保持用コンベア３０の丸ベルト３５が図１の反時計回り方向に循環走行し、結果、保持用コンベア３０の下方走行部３０Ｄは、同図の右方向に走行する。この下方走行部３０Ｄの始端側における全長の約半分の領域が、詳しくは後記するように、上記した集積コンベア１５の後半部分との間で、包装袋Ｗを弾性的に挟持するように機能する。
そして、サーボモータ２０の回転数が上記のように制御されることに伴い、保持用コンベア３０の下方走行部３０Ｄは、集積コンベア１５の上方走行部１５Ｕと同期して、６回の間欠移動と、１回の高速移動の走行制御が繰り返して実行されるようになっている。

保持用コンベア３０では、丸ベルト３５の張力調整機構、並びに下方走行部３０Ｄの角度調整機構とが装備されている。
まず、定位置に設けられた駆動プーリ３１の軸３１Ａから長尺の第１レバー４１が揺動可能に突設され、この第１レバー４１の先端に被動プーリ３３の軸３３Ａが支持されていて、被動プーリ３３の軸３３Ａが、図１の矢線ａに示すように、第１レバー４１の長さ方向に沿って移動調整されることで、丸ベルト３５の張力が調整される。
また第１レバー４１には、上記したテンションプーリ３４を軸支した第１可動片４２が、第１レバー４１と交差する方向の移動可能に取り付けられていて、第１可動片４２が同図の矢線ｂに示す方向に移動調整されることで、テンションプーリ３４が上方走行部１５Ｕに対して接離する方向に移動調整され、それにより丸ベルト３５の張力が微調整されるようになっている。

一方、上記した第１レバー４１が同図の矢線ｃに示すように揺動調整されることで、被動プーリ３３の高さが調整されるようになっている。
また、第１レバー４１には、第２可動片４４が、上記した第１可動片４２よりも駆動プーリ３１に寄った位置において、同じく第１レバー４１と交差する方向の移動可能に取り付けられ、この第２可動片４４の上端部に、上記した中間プーリ３２を下端部に軸支した短寸の第２レバー４５の上端部が揺動可能に軸支されている。

したがって、第２可動片４４が同図の矢線ｄに示すように移動調整されることで、中間プーリ３２の高さが調整され、また、第２レバー４５が同図の矢線ｅ方向に揺動調整されることで、中間プーリ３２の搬送方向の位置が調整できるようになっている。
このような被動プーリ３１と中間プーリ３２との位置調整に伴い、下方走行部３０Ｄにおける丸ベルト３５の角度、ひいては、同丸ベルト３５と集積コンベア１５との間に構成される包装袋Ｗの挟持領域５０の入口と出口の高さ寸法、並びに同挟持領域５０の長さ寸法等を調整できるようになっている。
このような下方走行部３０Ｄの角度調整機構と、挟持領域５０の長さ調整機構とが、本発明の調節手段に相当する。

続いて、本実施形態の作動を説明する。
上記したように、包装袋Ｗが幅６５mmの大きさを有し、かつ集積数が７袋であることに対応し、集積コンベア１５及び保持用コンベア３０の搬送形態が、移動距離が包装袋Ｗの幅の半分強である４０mm程度の間欠移動が６回行われ、最後の７回目が集積された７袋の包装袋Ｗがすべて搬出コンベア２９に移送可能な高速移動となるように、サーボモータ２０の回転制御が設定される。
それとともに、保持用コンベア３０の下方走行部３０Ｄにおける丸ベルト３５の角度と、中間プーリ３２の搬送方向における位置が調整され、例えば、挟持領域５０の入口の高さが、包装袋Ｗの厚さの３〜４倍程度、同出口の高さが、包装袋Ｗの厚さの半分程度に設定され、また挟持領域５０の長さ寸法が、規定の集積数よりも１袋少ないところの、先に集積された６袋の包装袋Ｗを挟持し得る長さ寸法に設定される。

次に、集積動作を図３ないし図６によって説明する。なお、充填物を充填した包装袋Ｗの形状は一定ではなく、特に厚さについては挟圧されることで変化しやすいものであって、動作説明に用いる図３ないし図６は、包装袋Ｗが定形をなす模式図として示している。
自動包装機で製造された包装袋Ｗは、搬入コンベア１０上に所定間隔を開けて載置された状態で搬送され、終端の投入板１１から所定時間間隔を開けて順次に集積コンベア１５側に投入される。投入された最初の包装袋Ｗ１は、保持用コンベア３０の傾斜走行部３０Ｓの下部位置に当たったのち、集積コンベア１５の上方走行部１５Ｕにおける中間プーリ３２の手前側に寝た姿勢で落ち、そのタイミングで、集積コンベア１５と保持用コンベア３０とが所定距離間欠移動され、図３に示すように１番目の包装袋Ｗ１はその幅の半分程度が移送され、その間に、２番目の包装袋Ｗ２が投入されて落下することにより、同図の鎖線に示すように、２番目の包装袋Ｗ２は斜め姿勢を取りつつその右側縁部（搬送方向の前縁部）が１番目の包装袋Ｗ１の左側縁部（搬送方向の後縁部）に重なる。

そうしたら、両コンベア１５，３０が間欠移動されて、１番目と２番目の包装袋Ｗ１，Ｗ２が重なった状態で移送され、次に同様に、３番目の包装袋Ｗ３が投入されて落下することにより、その右側縁部が一袋前の２番目の包装袋Ｗ２の左側縁部に重なり、続いて両コンベア１５，３０が間欠移動されることにより、図４に示すように、２番目と３番目の包装袋Ｗ２，Ｗ３の重なり合った部分が、集積コンベア１５の上方走行部１５Ｕの平ベルト１８と、保持用コンベア３０の下方走行部３０Ｄの丸ベルト３５の間で弾性的に挟まれた状態となる。

そののちは、包装袋Ｗが投入落下されてその右側縁部が一袋前の包装袋Ｗの左側縁部に重なると、集積コンベア１５の下方走行部３０Ｄ上にいわゆる刺身状に集積された包装袋Ｗが、両コンベア１５，３０の平ベルト１８と丸ベルト３５で弾性的に挟持されつつ所定距離間欠的に移送され、引き続いて次に投入された包装袋Ｗが、先に集積された包装袋群の最後尾の包装袋Ｗ上に落下して重ねられるといった動作が繰り返される。

図５の鎖線に示すように、７番目の包装袋Ｗ７が投入されて６番目の包装袋Ｗ６に重なった状態となり、７袋の包装袋Ｗ１〜Ｗ７が集積されると、集積コンベア１５と保持用コンベア３０とが高速移動され、図６に示すように、集積された包装袋群Ｗａ（Ｗ１〜Ｗ７）が平ベルト１８と丸ベルト３５との間で弾性的に挟持されつつ、次工程の搬出コンベア２９上に揃って移載される。
搬出コンベア２９への移載が完了すると、次の包装袋群Ｗａの最初の包装袋Ｗ１が投入され、上記した動作が繰り返し実行されることで、７袋が刺身状に集積され、集積されたところで搬出コンベア２９に揃って移載されることが繰り返される。
刺身状に集積された包装袋群Ｗａが、搬出コンベア２９によって箱詰め作業位置まで搬送されると、作業者はその包装袋群Ｗａを両手で挟むようにしてまとめ、別途準備された大袋に順次に詰め込む作業を行うことになる。

以上のように本実施形態によれば、包装袋Ｗが集積コンベア１５で搬送される際、保持用コンベア３０との間で弾性的に挟圧された状態で搬送されるから、高速搬送される場合でも搬送コンベア１５との間でスリップすることが抑えられて、包装袋Ｗは正規に重なり合って積み重ねられた形態で集積され、また正規の集積形態のまま搬出位置に取り出すことができる。そのため、包装袋Ｗの袋詰めを行うに際して、集積された包装袋群Ｗａをまとめる作業が容易にでき、ひいては袋詰め作業を能率良く行うことができる。
特に、挟持空間５０の入口よりも出口を狭くして、挟持空間５０が先細りのテーパ状をなすように形成したから、包装袋Ｗが刺身状に集積される場合に、包装袋群における搬送方向の前側ほど背が低くなりがちであるところを、そのような包装袋群を全長に亘って確実に挟持でき、また包装袋Ｗの厚さの変化にも対応でき、高速搬送されるにも拘わらず、包装袋群を刺身状の形態に保持したまま確実に搬送することができる。

なお包装袋Ｗについては、上記に例示したもの以外に、縦、横（幅）及び厚さの寸法が上記とは異なる包装袋についても適用可能であり、また、集積数も任意に設定できる。
縦寸法が異なる包装袋については、集積コンベア１５、保持用コンベア３０等の幅を調整することで対応できる。
また、包装袋の幅や厚さの相違、さらには集積数の相違については、保持用コンベア３０の下方走行部３０Ｄにおける丸ベルト３５の角度と、中間プーリ３２の搬送方向における位置を調整し、具体的には、包装袋Ｗの挟持領域５０の入口と出口の高さや、挟持領域５０の長さ寸法を最適のものに設定すればよい。

本実施形態では、集積コンベア１５と保持用コンベア３０との駆動源に共通のサーボモータ２０を使用している。包装袋Ｗの集積形態等が変更となったら、サーボモータ２０の制御形態を変更することで各種搬送態様を調整することができる。
両コンベア１５，３０は基本的には、包装袋Ｗの集積数から一を減じた回数の間欠移動と、１回の高速移動とを１サイクルとして移動制御される。したがって、集積数に応じて、１サイクルにおける間欠移動の回数が設定される。また、包装袋Ｗの投入量（所定時間内の投入数）に応じて、１サイクルの所用時間が設定される。

その他、包装袋Ｗの大きさ（主に幅）に応じて、同包装袋Ｗを間欠的に移動させる際の速度を調整したり、集積数に応じて、最後に高速移動させる際の速度を調整することができる。
また、包装袋Ｗを間欠移動させる際、厳密には１番目や２番目の包装袋Ｗ１，Ｗ２は、保持用コンベア３０との間での挟圧力に劣りがちであって、それ以降と比べると、集積コンベア１５との間でスリップしやすいともいえるから、１サイクルの間の間欠移動において、初めの方の間欠移動はそれ以降に比べて速度を遅く留め、スリップをより確実に防止することが望ましい。それにより、正規の集積形態をより確実に形成することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）保持用コンベアに適用するベルトは、上記実施形態に例示したウレタンゴム製の丸ベルトに限らず、要は集積コンベアとの間で包装袋を弾性的に挟圧できるように弾力性に富んだベルトであればよい。
（２）上記実施形態では、集積コンベアと保持用コンベアの駆動源としてサーボモータを共用した場合を例示したが、各コンベアの駆動源を個別のサーボモータとして、両サーボモータを同期して制御するようにしてもよい。

（３）包装袋としては、上記実施形態に例示した縦ピロー型の包装袋に限らず、要は比較的厚肉でかつ幅広であって、刺身状に集積することに適した包装袋全般に広く適用することができる。
（４）包装機としては、縦型の単列若しくは多列の包装機、さらにはロータリ式包装機等、広範囲に亘って適用することができる。
（５）上記実施形態では、集積コンベアの後段に搬出コンベアを設けた場合を例示したが、これに代えて固定の作業テーブルを設けてもよく、そのようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
（６）上記実施形態では、搬出コンベアの終端付近に、集積された包装袋群をダンボール箱に詰める前に大袋に詰める袋詰め作業位置を設定した場合を例示したが、集積された包装袋群を直接にダンボール箱に詰める箱詰め作業位置を設定してもよい。

Ｗ…包装袋
Ｗａ…包装袋群
１０…搬入コンベア
１５…集積コンベア
１５Ｕ…上方走行部
２０…サーボモータ（速度調整手段）
３０…保持用コンベア
３０Ｄ…下方走行部
３１…駆動プーリ
３２…中間プーリ
３３…被動プーリ
３５…丸ベルト
４１…第１レバー
４４…第２可動片
４５…第２レバー
５０…挟持領域

Claims (3)

1. 包装袋を一列に並んだ状態で給送する搬入コンベアと、
   この搬入コンベアから包装袋が一袋移載されるごとに包装袋における搬送方向に沿った長さよりも短い距離ずつ間欠移動し、かつ当該間欠移動に伴って互いに一部が重なり合う形態で積み重ねられた包装袋が所定数に達したところで所定数の包装袋を搬出位置に揃って移載すべく高速移動する集積コンベアと、
   この集積コンベアとの間で前記包装袋を弾性的に挟圧可能で、かつ前記集積コンベアと同期的に移動可能な保持用コンベアと、が具備されたことを特徴とする包装袋の集積装置。
2. 前記保持用コンベアには、前記集積コンベアとの間隔又は／及び対向している長さ領域を調整可能な調節手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の包装袋の集積装置。
3. 前記搬送コンベアの各間欠移動の速度並びに高速移動の速度を調節可能な速度調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の包装袋の集積装置。

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