JP2021195160A - 包装供給装置および包装供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】取り出しを含む包装の安定供給を実現可能な包装供給装置および包装供給方法を提供することを目的とする。【解決手段】包装供給装置は、積層された状態の複数の包装からなる包装群を包装の積層方向に沿って後方から前方へと搬送することにより、包装群のそれぞれの包装を取り出し位置に供給し、かつ、取り出し位置から取り出す。包装供給装置は、包装群を搬送する搬送部と、包装群を前方に向けて押圧する押圧部と、包装群における先頭の包装からの荷重を受けて包装群を支持する受圧部と、受圧部で支持される先頭の包装を取り出す取り出し部と、を備える。押圧部は、受圧部が受ける荷重の変化に基づいて包装群の押圧の状態が制御される。【選択図】図１

Description

本開示は、例えばパウチ等の包装からなる包装群を供給し、かつ、取り出す装置およびその方法に関する。

パウチ（パウチ包装）や、袋体等の包装入り製品の製造に際しては、例えば特許文献１に開示されるように、積層された状態に複数の包装が集積されてなる包装群をコンベヤにより搬送し、包装群の先頭の包装を所定位置で吸盤等により取り出している。取り出された包装は、後工程、例えば充填の処理を行う装置に向けて移送される。
この種の装置は、包装群を後方から押すが、コンベヤ上の包装の積載量に応じて、先頭の包装への圧力が変化するのに加えて、包装と装置の要素との摩擦力、機械的な抵抗なども変化する。特許文献１は、最後尾の包装を後方から押圧する力を検出して押圧力を制御するが、機械摩擦力、機械的な抵抗は先頭の包装と最後尾の包装の間で生じるので、適度な押圧力を最後尾から加えても先頭の包装における押圧力が適度に保たれる保証はない。先頭の包装の不安定な押圧力は、包装の取り出しの不安定化を招く。

特許第６１１００８５号公報

以上より、本開示は、特にパウチに好適であるとともに、取り出しを含む包装の安定供給を実現可能な包装供給装置および包装供給方法を提供することを目的とする。

本開示は、積層された状態の複数の包装からなる包装群を包装の積層方向に沿って後方から前方へと搬送することにより、包装群の各包装を取り出し位置に供給し、かつ、取り出し位置から取り出す装置に関する。
本開示に係る包装供給装置は、包装群を搬送する搬送部と、包装群を前方に向けて押圧する押圧部と、包装群における先頭の包装からの荷重を受けて包装群を支持する受圧部と、受圧部で支持される先頭の包装を取り出す取り出し部と、を備える。
本開示に係る押圧部は、受圧部が受ける荷重の変化に基づいて包装群の押圧の状態が制御される。

本開示は、積層された状態の複数の包装からなる包装群を包装の積層方向に沿って後方から前方へ押圧しながら搬送することにより、包装群のそれぞれの包装（３）を順に取り出し位置（Ｘ）に供給し、かつ、取り出し位置（Ｘ）から取り出す方法を提案する。
本開示に係る包装供給方法は、押圧される包装群における先頭の包装からの荷重を検出し、検出される荷重の変化に基づいて、包装群の押圧の状態を制御する。

本開示によれば、受圧部が受ける荷重の変化に基づいて、押圧部による包装群の押圧の状態が制御される。本開示による受圧部は、包装群の中の先頭の包装、つまり直近の取り出しの対象からの荷重を受けるので、これに基づいて押圧を制御すれば、安定した包装の取り出しが実現される。

本開示の実施形態に係る包装供給装置の要部を示す側面図である。 パウチが積載された図１の包装供給装置を示す図である。 図１および図２から受圧部を抜き出して示す正面図である。 各種パウチを示す図である。 図１の包装供給装置の受圧部および取り出し部を示す部分拡大図である。 図３の受圧部を示す部分拡大図である。 図５の受圧部を平面から示す部分拡大図である。 図１の包装供給装置における第１コンベヤの前端部の側面図である。 パウチ群から順次、先頭のパウチが取り出し位置で取り出される過程を説明するための図である。 図９に続いて、パウチ群の状態および移動部材の挙動を示す図である。 図１０に続いて、パウチ群の状態および移動部材の挙動を示す図である。 図１１に続いて、パウチ群の状態および移動部材の挙動を示す図である。 図１の包装供給装置の受圧部の拡大図であって、受圧部が受ける荷重が許容範囲よりも大きい状態を示している。 図１の包装供給装置の受圧部の拡大図であって、受圧部が受ける荷重が許容範囲よりも小さい状態を示している。

以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
図１、図２および図３に示す包装供給装置１は、積層された状態に複数のパウチＰが集積されてなるパウチ群ＰＧをパウチＰの積層方向に沿って搬送することにより、パウチ群ＰＧから各パウチＰを所定の取り出し位置Ｘに向けて供給する。パウチＰの積層方向はパウチＰの搬送方向Ｄ１と一致する。
本実施形態では、パウチＰの搬送路上に与えられる複数の収容区画１００にそれぞれ、所定単位数のパウチＰからなるパウチ群ＰＧが積載される。

〔パウチ等の包装の説明〕
パウチＰは、樹脂や金属材料が用いられた柔軟なフィルムから形成され、適宜な形状が与えられている。パウチに使用されるフィルムは、材料が異なる複数の層から構成されていてもよい。
典型的なパウチＰとしては、例えば、図４に示す平パウチＰ−１、スタンディングパウチＰ−２、サイドガゼットパウチＰ−３が知られている。包装供給装置１は、こうした異なる種類のいずれのパウチＰにも適用可能である。包装供給装置１は、例えば、スタンディングパウチＰ−２からなるパウチ群ＰＧと、サイドガゼットパウチＰ―３からなるパウチ群ＰＧとに兼用できる。

平パウチＰ−１は、重ね合わせられる２枚のフィルムからなり、全体的に平坦な形状である。２枚のフィルム間に内容物が充填される前は、三辺に沿って、図４に示す破線の外側の領域が加熱により溶着されており、残りの一辺からフィルム間に内容物を充填可能である。

スタンディングパウチＰ−２（図４）は、底部ＰＡにマチがあり、自立可能である。マチを形成するために内部空間に向けてフィルムが折り込まれているため、底部ＰＡの近傍の厚さは、スタンディングパウチＰ−２の他の部分の厚さと比べて厚い。
サイドガゼットパウチＰ−３は、底部ＰＡから開口部ＯＰまでの高さ方向の全体に亘り、両サイドＳＡに相当する部分が内側に折り込まれたマチがある。サイドガゼットパウチＰ−３の厚さは、高さ方向には略均一である。
スタンディングパウチＰ−２およびサイドガゼットパウチＰ−３の開口部には、図示しない筒体（スパウト）が挿入される場合もある。

〔包装供給装置の説明〕
包装供給装置１は、パウチＰの他、例えば、開閉用のチャックテープを備えたチャック袋等の袋体、あるいは、段ボールや厚紙、樹脂製シート等から形成されたカートン等、少なくとも展開されていない状態では概ね平坦な形状であって積層可能な種々の包装を処理できる。

包装供給装置１は、個々のパウチＰが、搬送方向Ｄ１に対して直交する姿勢で積層された状態を維持しながらパウチ群ＰＧを取り出し位置Ｘまで搬送する。また、包装供給装置１は、取り出し位置Ｘにおいて受圧部１５に後方から前方へ向けて押圧されている先頭のパウチＰ１を取り出し部５０に供給する。取り出し部５０により、パウチ群ＰＧのパウチＰが１枚ずつ、取り出し位置Ｘから前方に取り出される。
取り出し位置Ｘは、取り出されるパウチＰが位置決めされる位置を言う。

本明細書における「前」は、搬送方向Ｄ１における前側、つまり包装供給装置１により搬送中のパウチＰに対する取り出し位置Ｘ側に相当する。同様に、「後」は、搬送方向Ｄ１における後側である。

図１および図２に示す例では、パウチＰの一例としてサイドガゼットパウチが底部ＰＡを上方に向けて第２コンベヤ１２に積載されている。しかし、パウチＰの積載の向きは、これに限らず、底部ＰＡを下方あるいは側方に向けてパウチＰを積載することもできる。

包装供給装置１は、図１〜図３に示すように、搬送中のパウチＰの姿勢を維持する複数の移動部材３と、移動部材３を移動させる移動部材としての第１コンベヤ１１とを備えている。また、包装供給装置１は、パウチ群ＰＧを支持する支持部であって、かつ包装搬送路としての第２コンベヤ１２と、第１コンベヤ１１および第２コンベヤ１２を支持する架台１３とを備えている。移動部材３は、本開示に係る押圧部を構成する。

架台１３は、ベース２５に立設される複数の支柱１３１と、支柱１３１により支持されるビーム１３２とを含んでいる。ビーム１３２に設置された第２コンベヤ１２の下側に、支持台１４により支持された第１コンベヤ１１が配置される。

図３に示すように、包装供給装置１により、パウチ群ＰＧは、複数列の例示として４列をなした状態で搬送される。パウチ群ＰＧの各列は、同じ高さに配置され、水平方向に隣接している。パウチ群ＰＧの各列のピッチを狭くするのが、スペース利用効率および生産能力増大の観点から好ましい。
包装供給装置１は、パウチ群ＰＧの各列に個別に対応する第１コンベヤ１１および第２コンベヤ１２を備えている。包装供給装置１の複数の第１コンベヤ１１は、同一の電動機により駆動することもできるし、それぞれに対応する電動機により個別に駆動することもできる。複数の第２コンベヤ１２も同様である。

受圧部１５は、図２に示すように前方に向けて先頭のパウチ群ＰＧ１が押圧される。パウチ群ＰＧ１は、前方へ移動する移動部材３（３Ｘ）により加圧されることで、取り出し位置Ｘにある受圧部１５に対して押圧される。これにより、受圧部１５は、直接的には先頭のパウチＰ１の荷重Ｆ１を受けるが、この荷重Ｆ１は先頭のパウチＰ１よりも後方を含めたパウチ群ＰＧ１の荷重を含んでいる。
パウチ群ＰＧ１を鉛直方向Ｖの下側で支持する無端ベルト１２１は、実線の矢印で示すように搬送方向Ｄ１に駆動される。パウチＰを押しながら移動する移動部材３も、実線の矢印で示すように搬送方向Ｄ１に駆動される。

前方へ押圧されている少なくとも先頭のパウチＰ１の押圧状態が安定していると、先頭パウチＰ１を安定して取り出し部５０で取り出して供給先に供給することができる。
パウチＰが受圧部１５に押圧される力が大きすぎたりまたは小さすぎたりすると、パウチＰを安定して取り出すことができないきことがある。そこで、先頭のパウチ群ＰＧ１における先頭のパウチＰ１からの荷重を受けてパウチ群ＰＧ１を支持する受圧部１５における荷重の状態変化に応じて、移動部材３（３Ｘ）によるパウチ群ＰＧ１の押圧の状態を制御する。これにより、受圧部１５が受ける荷重を大きすぎたりまたは小さすぎたりしない適切な範囲に収めることができる。

以上の機能を奏する受圧部１５は、図５、図６および図７に示すように、パウチＰの荷重を受ける一対の受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂと、一対の受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂのそれぞれに設けられ、先頭のパウチＰ１が係止される、パウチＰの荷重を受ける複数の爪１５１と、を備えている。
また、受圧部１５は、一方端が受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂのそれぞれに固定される複数、ここでは合計で４本のガイドシャフト１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄと、４本のガイドシャフト１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄが貫通する前後方向に離れて設けられるシャフトガイド１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄと、を備える。

また、受圧部１５は、一方端が一方の受圧フレーム１６Ａに固定されるスプリングガイド１９と、スプリングガイド１９とシャフトガイド１８Ａの間に設けられるコイルバネ２１と、を備える。
さらに、受圧部１５は、前後方向に間隔を開けて配置されるフォトセンサ２２Ａ，２２Ｂと、フォトセンサ２２Ａ，２２Ｂに対応するガイドシャフト１７Ａの位置に固定されるセンサドグ２３と、を備える。

受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂは、図６に示すように、長尺部１６１Ａ，１６１Ｂと、長尺部１６１Ａ，１６１Ｂのそれぞれの一方端に連なる短尺部１６２Ａ，１６２Ｂと、短尺部１６２Ａ，１６２Ｂと鉛直方向Ｖに間隔を隔てて設けられる短尺部１６２Ｃ，１６２Ｄと、を備えている。受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂは、短尺部１６２Ａ，１６２Ｂが突合せられ、かつ、短尺部１６２Ｃ，１６２Ｄが突き合わせられるように配置される。長尺部１６１Ａ，１６１Ｂ、短尺部１６２Ａ，１６２Ｂおよび短尺部１６２Ｃ，１６２Ｄで取り囲まれる矩形の領域が形成される。この矩形の領域は、先頭のパウチＰ１が取り出されるときに通過する通過領域ＴＡを構成する。通過領域ＴＡは、図６に示すように、パウチＰの平面積よりも微小量だけ大きい開口面積を有する。

複数、ここでは８つの爪１５１が、長尺部１６１Ａ，１６１Ｂに２つずつ、短尺部１６２Ａ，１６２Ｂに１つずつ、短尺部１６２Ｃ，１６２Ｄに一つずつ設けられている。８つの爪１５１は、その先端が通過領域ＴＡに突き出しており、前方に向けて押圧される先頭のパウチＰ１を係止する。

４本のガイドシャフト１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄは、シャフトガイド１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄに形成されるガイド孔を貫通する。シャフトガイド１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄは、鉛直方向Ｖに沿って設けられ、それぞれの下端が適宜の位置に固定される。

スプリングガイド１９は、シャフトガイド１８Ａに形成されたガイド孔を貫通する。コイルバネ２１は、スプリングガイド１９の一方端に設けられるバネ止めフランジ１９Ａとシャフトガイド１８Ａの間にあって、圧縮の荷重が生じている。したがって、スプリングガイド１９の他方端が固定される受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂは、コイルバネ２１により後方に向けて荷重Ｆｘを受ける。ただし、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂはパウチ群ＰＧ１からも荷重Ｆ１を受けるので、荷重Ｆｘと荷重Ｆ１の大小関係により、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂは前方または後方に変位することがある。本実施形態は、この変位を検出することにより、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが受ける荷重Ｆ１を適切な範囲に収める。

受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂの変位は、ガイドシャフト１７Ｂに固定されるセンサドグ２３の変位となって表れる。フォトセンサ２２Ａ，２２Ｂは、センサドグ２３の変位が許容範囲を越えると検出する。許容範囲においては、センサドグ２３が変位しても、フォトセンサ２２Ａ，２２Ｂの何れにも検出されない。センサドグ２３がフォトセンサ２２Ａに検出されると、荷重Ｆ１が許容範囲の上限値よりも大きいことが認識され、一方、センサドグ２３がフォトセンサ２２Ｂに検出されると、荷重Ｆ１が許容範囲の下限値よりも小さいことが認識される。

第１コンベヤ１１がなす環状軌道Ｃを循環する移動部材３のうち、第２コンベヤ１２上に起立し、かつ、最も前方に位置する移動部材３は、先頭のパウチ群ＰＧ１を受圧部１５に対して押圧する。つまり、複数の移動部材３の一つが、パウチ群ＰＧ１を押圧する押圧部３Ｘとして機能する。

（第２コンベヤ（支持部、包装搬送路））
パウチＰの包装搬送路としての第２コンベヤ１２は、図１および図２に示すように、取り出し位置Ｘに搬送されるパウチ群ＰＧの進路に相当する。
第２コンベヤ１２上に積載されたパウチ群ＰＧは、第２コンベヤ１２により、搬送方向
Ｄ１に沿って搬送される。第２コンベヤ１２上のパウチ群ＰＧは、第２コンベヤ１２の幅方向両側に、搬送方向Ｄ１に沿って設けられているガイド１２Ｇにより整列される。

第２コンベヤ１２は、ベルトコンベヤに相当し、図１に示すように、索体としての無端ベルト１２１と、無端ベルトに係合する駆動プーリ１２２および従動プーリ１２３と、駆動プーリ１２２を駆動する第２電動機１２４とを備えている。
第２電動機１２４からベルト１２４Ａを介して駆動プーリ１２２に出力されるトルクにより、無端ベルト１２１を連続的にあるいは間欠的に、一定の送り量で駆動することができる。間欠的に送る場合は、パウチＰの取り出しと同期して、例えば、パウチＰの厚さよりも若干大きい送り量で無端ベルト１２１を駆動することができる。第２電動機１２４は、サーボモータであってもよい。

第２電動機１２４は、軸周りに正転および逆転が可能に構成されている。そのため、無端ベルト１２１をパウチＰの搬送の向きと同じ前方にも、逆向きである後方にも移動させることができる。

第２コンベヤ１２は、ベルトコンベヤに限らず、チェーンコンベヤ等の他の形式のコンベヤであってもよい。

図２に示すように、第２コンベヤ１２の前端には、先頭パウチＰ１を取り出し位置Ｘに位置決めする受圧部１５が設けられている。

（第１コンベヤ）
図１および図２に示すように、第１コンベヤ１１は、第２コンベヤ１２に一部が並行する環状軌道Ｃを循環するように移動部材３を移動させる。
第１コンベヤ１１は、移動部材３が設けられる環状の第１索体１１１と、第１駆動車１１２と、第１従動車１１３と、第１電動機１１４とを含んでいる。本実施形態の第１コンベヤ１１は、チェーンコンベヤに相当する。この場合、第１索体１１１は、チェーン１１１Ａおよびチェーン１１１Ａに設けられる搬送部材１１１Ｂに相当する。第１駆動車１１２および第１従動車１１３は、スプロケットに相当する。

チェーン１１１Ａは、搬送方向Ｄ１に対して直交する幅方向の両側に配置されている。これらのチェーン１１１Ａにより、搬送部材１１１Ｂの両端が支持されている。

第１駆動車１１２は、環状軌道Ｃの前側で第１索体１１１に係合する。第１従動車１１３は、環状軌道Ｃの後側で第１索体１１１に係合する。第１電動機１１４は、第１駆動車１１２を回転駆動する。
第１電動機１１４から索１１４Ａを介して第１駆動車１１２に出力されるトルクにより第１索体１１１が駆動される。第１索体１１１の搬送部材１１１Ｂには、複数の移動部材３が、搬送部材１１１Ｂの長さ方向において等間隔に連結されている。

第１電動機１１４は、軸周りに正転および逆転が可能に構成されている。そのため、第１索体１１１に連結された移動部材３をパウチＰの搬送の向きと同じ前方にも、逆向きである後方にも、いずれの向きにも移動させることができる。

第１電動機１１４としては、位置、速度、およびトルクの制御が可能なサーボモータ等を採用することができる。
サーボモータとしての第１電動機１１４により第１索体１１１を駆動しつつ、第１電動機１１４に接続される駆動制御装置（図示しない）により第１電動機１１４の出力トルク
を一定に制御することが好ましい。そうすることにより第１電動機１１４に掛かる負荷を一定にすることができるので、第１索体１１１に連動する押圧部３Ｘによりパウチ群ＰＧ１に加えられる圧力を一定に調整することができる。

第２コンベヤ１２上へのパウチＰの補充、および先頭パウチＰ１の取り出しにより、第２コンベヤ１２に積載されたパウチＰの数が増減すると、パウチＰとガイド１２Ｇ等との摩擦が変化する。第１電動機１１４の出力トルクが一定であっても、摩擦の変化がパウチＰの押圧状態に影響する。

環状軌道Ｃをなす第１索体１１１は、図１および図２に示すように、第２コンベヤ１２の下側で第２コンベヤ１２に並行する往路Ｃ１と、往路Ｃ１の下側で往路Ｃ１に並行する復路Ｃ３と、環状軌道Ｃの前側で往路Ｃ１および復路Ｃ３を繋ぐ前側転回路Ｃ２と、環状軌道Ｃの後側で往路Ｃ１および復路Ｃ３を繋ぐ後側転回路Ｃ４とを含んでいる。

（移動部材）
図１〜図３に示すように、複数の移動部材３は、第１コンベヤ１１の第１索体１１１に連動し、往路Ｃ１では後方から前方に向けて移動する向きで、環状軌道Ｃを循環する。
移動部材３は、往路Ｃ１の移動中は、チェーン１１１Ａに支持されていることで第２コンベヤ１２上に起立している。第２コンベヤ１２上において搬送方向Ｄ１に隣接した移動部材３間が、収容区画１００に相当する。
本実施形態では、第２コンベヤ１２上に少なくとも１つの収容区画１００が形成される必要がある。収容区画１００が１つのみで足りる場合は、移動部材３は２つで足りる。

本実施形態では、例えば図１および図２に示すように、第２コンベヤ１２上の空間が複数の移動部材３により仕切られることで、複数の収容区画１００が形成される。各収容区画１００は、開放されている上方からパウチ群ＰＧを収容可能である。

収容区画１００内のパウチＰは、第２コンベヤ１２に起立した隣り合う移動部材３の間に挟まれているため、図２に示すように、搬送方向Ｄ１に対してほぼ垂直な姿勢に維持される。
各収容区画１００に収容されているパウチ群ＰＧのパウチＰは、パウチＰの厚さおよび枚数、可撓性等に応じて粗密の度合が変わるものの、収容区画１００内で倒れることなく互いに支え合う。収容区画１００内のパウチＰは、隣接するパウチＰが接触する、あるいは微小な隙間をおいて並ぶように、収容区画１００内に分布する。
搬送方向Ｄ１に隣り合う移動部材３の間の寸法は、パウチＰの納入単位数等を考慮して適宜に設定することができる。
各収容区画１００にそれぞれ収容されるパウチＰの数は、厳密に同一である必要はない。

移動部材３の前進に伴い、収容区画１００も取り出し位置Ｘに向けて前進する。先頭パウチＰが順次取り出されることに伴い、第２コンベヤ１２上に積載されたパウチＰの数が
減少する。そして、復路Ｃ３から往路Ｃ１に移動して第２コンベヤ１２上に起立した移動部材３間に、空の収容区画１００が形成される。それらの収容区画１００にパウチＰを補充可能である。

第１コンベヤ１１に連動して移動部材３が前進するとき、第２コンベヤ１２によりパウチＰも前進するので、移動部材３間のパウチＰは、移動部材３により基本的には押圧されない。
しかし、第２コンベヤ１２上に起立しており、かつ前方にパウチＰが存在している移動部材３のうち、先頭の移動部材３は、取り出し位置Ｘの受圧部１５に対して、先頭のパウチ群ＰＧを押圧する。この移動部材３は、上述したように、パウチ群ＰＧ１を受圧部１５に対して押圧する押圧部３Ｘとして機能する。

第２コンベヤ１２上の空間が複数の移動部材３により仕切られることで複数の収容区画１００が形成されていると、仕切られていない場合と比べ、移動部材３が受圧部１５に対して押すパウチＰの数が少ない。そのため、先頭パウチＰ１が順次取り出されることに伴い移動部材３により押されるパウチＰの数が減少したことで、ガイド１２Ｇ等とパウチＰの摩擦が減少し、先頭パウチＰ１への圧力が変化するとしても、一定の限度内に当該圧力の変動幅を留めることが好ましい。

また、第２コンベヤ１２上の空間が複数の移動部材３により仕切られていると、仕切られていない場合にスタンディングパウチＰ−２（図４）のパウチ群ＰＧに起こり得る、第２コンベヤ１２上における扇形状のせり上がりを防いで、スタンディングパウチＰ−２の安定供給を実現できる。
なお、扇形状のせり上がりは、積載空間が仕切られていない場合に、第２コンベヤ１２の後端から取り出し位置Ｘまで、底部ＰＡを上方あるいは下方に向けた状態で積層されたスタンディングパウチＰ−２を最後端から押圧部３Ｘにより押そうとした場合に、パウチＰの高さ方向における厚さの偏りに起因して起こり得る。

第２コンベヤ１２に積載可能なパウチＰの最大数は、第２コンベヤ１２の長さに依存する。つまり、より長い第２コンベヤ１２を採用し、それに伴い、より長い第１コンベヤ１１を採用し、必要に応じて移動部材３の数を増やすことにより、パウチＰの積載数を増やすことができる。積載数が増えることで、パウチＰを補充する頻度が下がるため、オペレータによる補充作業の負荷を軽減することができる。押圧部３Ｘが先頭のパウチ群ＰＧ１を押す圧力は、収容区画１００が増えても変わらない。そのため、パウチＰの積載数に制約はない。

図３に示すように、パウチＰは、搬送部材１１１Ｂの幅方向の所定範囲を占める移動部材３により、搬送方向Ｄ１に対して直交する起立した姿勢に維持される。
移動部材３は、第２コンベヤ１２よりも下側の搬送部材１１１Ｂの位置から、第２コンベヤ１２の無端ベルト１２１を超えて上方に突出している。移動部材３によりパウチＰを起立した姿勢に安定してガイドするため、移動部材３はパウチＰの高さの１／２以上の高さまで突出していることが好ましい。

移動部材３は、図８に示すように、パウチＰに作用するパウチ作用部３１と、第１駆動車１１２の軸心位置を中心とする所定の外形を有したカム１１５に係合するカム係合部３２とを含み、第１索体１１１の搬送部材１１１Ｂに対して、回転支点３３を中心に回転可能に連結されている。
移動部材３は、回転支点３３の位置で屈曲しており、側面視において、全体としてＬ字状に形成されている。カム係合部３２の先端にはローラ３４が、回転支点３３の軸に対して平行な軸線周りを回転可能に設けられている。
カム１１５は、第１駆動車１１２を支持する支持台１４に回転不能に固定されている。移動部材３は、カム１１５の外周部にローラ３４を沿わせながら、カム１１５と、移動部材３および搬送部材１１１Ｂを含むリンク機構とによって姿勢が決められる。

移動部材３は、環状軌道Ｃの往路Ｃ１においては、チェーン１１１Ａに支持されることで、第１索体１１１に対して回転することなく垂直に起立した姿勢に保たれる。なお、復路Ｃ３では、移動部材３は第１索体１１１から垂下し、後側転回路Ｃ４では、移動部材３は第１索体１１１から放射状に突出する（図１）。

（カムおよびリンクによる作用）
移動部材３の回転支点３３は、第１索体１１１の移動に連動して、往路Ｃ１から、環状軌道Ｃの前端ＣＦの近傍である前側転回路Ｃ２に移動し、前端ＣＦへと向かう。回転支点３３が前側転回路Ｃ２に入るときにローラ３４がカム１１５の始点１１５Ａに位置している。

図８に二点鎖線で示す移動部材３（押圧部３Ｘ）は、実線で示す移動部材３Ａが第１索体１１１に連動して刻々と変位する様子を示している。
回転支点３３が前側転回路Ｃ２を前端ＣＦへと向かう間、移動部材３のパウチ作用部３１は、前後方向（搬送方向Ｄ１）の両側からパウチＰにより支持されている。そのため、移動部材３は、時計回り方向Ｄ２へ倒れることなく、ローラ３４をカム１１５に沿わせながら全体的に下方へと移動しつつ、二点鎖線で示す姿勢Ｐ１〜Ｐ４の如く、前側転回路Ｃ２に沿って湾曲した第１索体１１１に対して相対的に反時計回り方向Ｄ３へと回転する。姿勢Ｐ１〜Ｐ４を経るうち、移動部材３は第２コンベヤ１２に対して下方に逸れる。そして、回転支点３３が前端ＣＦを超えると、パウチ作用部３１がパウチＰから離脱する。回転支点３３が図１０に実線で示す移動部材３Ｂの位置まで至ったとき、パウチ作用部３１は既にパウチＰから離脱している。

移動部材３は、第２コンベヤ１２に対して逸れ、パウチＰからパウチ作用部３１が離脱するまでの間に亘り、搬送方向Ｄ１に対してほぼ直交した姿勢Ｐ１〜Ｐ４、つまり押圧姿勢に維持される。
移動部材３のパウチ作用部３１が押圧姿勢Ｐ１〜Ｐ４に維持されている。これによりパウチＰの姿勢を搬送方向Ｄ１に対して垂直に維持しつつ、移動部材３がパウチＰから離脱するまでの間に亘り、適度な大きさの圧力で少なくとも先頭のパウチＰ１を後方から前方へ爪１５１に対して押し続けることができる。しかも、先頭パウチＰ１を取り出し位置Ｘから安定して取り出すことに寄与できる。

パウチＰから離脱した直後の移動部材３が、図８における時計回り方向Ｄ２に倒れるのを防ぐため、パウチ作用部３１に対して前方から干渉する回転規制部２７が配置されている。回転規制部２７は、例えば支柱１３１に設置することができる。
回転規制部２７の設置により、パウチ作用部３１が前側転回路Ｃ２から前方へと突出しない。その分、取り出し部５０等の他の装置を環状軌道Ｃの前端ＣＦに近接して配置することができる。

回転支点３３が前端ＣＦを超え、パウチ作用部３１が回転規制部２７から離脱すると、移動部材３は、ローラ３４をカム１１５に沿わせて時計回り方向Ｄ２に回転する。カム１１５の終点１１５Ｂで、移動部材３は時計回り方向Ｄ２にほぼ９０度回転して第１索体１１１から垂下する。

〔取り出し装置〕
取り出し部５０は、取り出し位置Ｘから先頭パウチＰ１を吸着して前方に取り出し、スパウトの取付や充填処理等の後工程に供給する。
取り出し部５０は、図５、図８および図９に示すように、吸引ヘッド５１と、吸引ヘッド５１を駆動する駆動装置５２とを備えている。

吸引ヘッド５１は、複数の吸着パッド５１１と、エアチャンバ５１２と、押し返し部としての複数のプッシャ５１３とを有している。吸着パッド５１１は、先頭パウチＰ１の表面に対して、線対称の位置に分散して配置される。プッシャ５１３も、先頭パウチＰ１の表面に対して分散して配置される。
先頭パウチ群ＰＧ１のパウチＰが押圧部３Ｘにより搬送方向Ｄ１に対して垂直に維持され、かつ先頭パウチＰ１が適度な圧力で受圧部１５に押圧されていると、先頭パウチＰ１の前面を複数の吸着パッド５１１により安定して吸着することができる。

駆動装置５２は、吸引ヘッド５１を回転動作させる第１駆動部５２Ａと、吸引ヘッド５１を前後方向に進退させる第２駆動部５２Ｂとを備えている。
第１駆動部５２Ａは、吸引ヘッド５１をアーム５２１Ａにより支持する支持体５２１と、サーボモータ等の電動機５２３とを備えている。アーム５２１Ａは支持体５２１に対して回転軸５２１Ｂ周りに回転可能に支持されている。第１駆動部５２Ａにより、吸引ヘッド５１の回転軸５２１Ｂを中心とする回転動作が可能である。
第２駆動部５２Ｂは、サーボモータ等の電動機を備えた適宜な直動機構５２２により、第１駆動部５２Ａの支持体５２１を前後方向に駆動する。第２駆動部５２Ｂの詳しい図示は省略する。

プッシャ５１３は、先頭パウチＰ１を取り出す直前に、押圧部３Ｘにより前方に向けて押圧された状態のパウチ群ＰＧ１を後方へ押し返す。先頭パウチＰ１を後続のパウチＰに対して取り出し易くするため、吸引ヘッド５１がプッシャ５１３を備えていることが好ましい。吸引ヘッド５１が第２駆動部５２Ｂの電動機により後方に向けて駆動されることで、プッシャ５１３によって先頭パウチＰ１が後方に向けて押圧される。第２駆動部５２Ｂの電動機の位置制御により、プッシャ５１３は一定変位量で後方に駆動される。

プッシャ５１３によりパウチ群ＰＧ１を押し返した直後に、エアチャンバ５１２内が吸引用の図示しない配管を通じて真空吸引されることにより負圧となり、吸着パッド５１１が、爪１５１に対して押圧されている先頭パウチＰ１の前面を吸着する。そのため、第２駆動部５２Ｂにより吸引ヘッド５１を前進させて、複数の爪１５１の間から先頭パウチＰ１を引き抜いて後続のパウチＰに対して分離させることができる。爪１５１はパウチＰ１の端部のみを係止し、パウチＰ１を複数の爪１５１の間から容易に引き抜くことができる。その後、アーム５２１Ａの回転により吸引ヘッド５１を上方に向けて転回させる。転回させた吸引ヘッド５１からパウチＰ１が後工程へと移送される。このとき、エアチャンバ５１２内の吸引を停止して、他の図示しない吸引ヘッドにパウチＰ１を供給したり、図示しないグリッパにパウチＰ１を供給したりすることができる。その後、次の先頭パウチＰ１を吸着するため、吸引ヘッド５１は図９における矢印の向きとは逆向きに回転し、かつ、後退して取り出し位置Ｘに復帰する。

取り出し位置ＸでパウチＰが取り出される向きは、取り出し位置Ｘに対して前方には限らない。例えば、先頭パウチＰ１の前面を吸着し、上側ガイド１６や、爪１５１のうちパウチＰの引き抜きの妨げとなる位置にある爪１５１を一時的に退避させた状態で、先頭パウチＰ１を上方に取り出すことが可能である。

〔パウチ供給過程〕
次に、図９〜図１２を参照し、包装供給装置１により搬送方向Ｄ１に前進するパウチ群ＰＧから順次、先頭のパウチＰが取り出し位置Ｘで取り出される過程を説明する。
かかる供給過程は、支持部１２１Ａおよび押圧部３Ｘを適時に後退させる処理を伴いながら行われる。

図９は、既に第２コンベヤ１２に積載されたパウチ群ＰＧが、第２コンベヤ１２により前進した状態を示している。例えば、図９に示す状態と同様に６つの移動部材３が第２コンベヤ１２上に起立しており、それらの移動部材３間に５つの収容区画１００が形成されている時に、各収容区画１００にパウチ群ＰＧを挿入することで、積載可能な最大量を一度に積載することができる。

図９に示す状態では、積載時から、ほぼ１区画分、パウチ群ＰＧが前進し、先頭のパウチＰが取り出し位置Ｘに到達している。第２コンベヤ１２上の先頭のパウチ群ＰＧ１は、環状軌道Ｃの前端ＣＦに向かう移動部材３Ａ（押圧部３Ｘ）により、矢印で示すように、移動部材３のパウチ作用部３１に対して直交した搬送方向Ｄ１に、取り出し位置Ｘに向けて適度な力で押されている。

図１０は、図９で往路Ｃ１と前側転回路Ｃ２との境界付近に位置していた移動部材３Ａが前側転回路Ｃ２に移動した状態を示している。図９に対して、最後尾の収容区画１００にパウチ群ＰＧが補充されている。
図１０に続いて図１１、さらに図１２に移動部材３Ａの挙動を示しているように、移動部材３Ａは、カム１１５との係合により、搬送方向Ｄ１に対してほぼ直交した押圧姿勢を維持しつつ第２コンベヤ１２に対して次第に下方へと逸れ、図１２に示すようにパウチＰから離脱する。
パウチＰからの移動部材３Ａの離脱により、図１２に示すように、移動部材３Ａの後方に位置していたパウチ群ＰＧが先頭パウチ群ＰＧ１に連なる。これら一群のパウチ群ＰＧが、次に前端ＣＦへと向かう移動部材３Ｃにより、取り出し位置Ｘに向けて押圧されることとなる。

図１２以降も、パウチＰを漸次前進させつつ、図１１〜図１３と同様に、カム１１５による移動部材３（押圧部３Ｘ）の姿勢制御を伴いながら、移動部材３により適切な圧力が与えられたパウチＰが取り出し位置Ｘから順次取り出される。パウチＰの取り出しにより、第２コンベヤ１２上のパウチＰの積載数は漸次減少する。パウチ群ＰＧが収容された収容区画１００の数も減少する。
本実施形態では、環状軌道Ｃの全周に亘り複数の移動部材３が分布しているため、第２コンベヤ１２上の最後尾のパウチＰよりも後方には、復路Ｃ３から後側転回路Ｃ４を経て往路Ｃ１に戻された移動部材３により、空の収容区画１００が形成される。
そのため、収容区画１００にパウチＰを補充する作業を随時行うことができる。補充作業の際に、第１コンベヤ１１および第２コンベヤ１２を停止させる必要はない。

パウチＰの補充作業は、単に、収容区画１００にそれぞれパウチ群ＰＧを挿入するだけで足り、錘を用いて押し板によりパウチ群を押す従来装置とは異なり、押し板を後方へ戻すといった作業が必要ないので、簡便に実施することができる。
また、複数の収容区画１００に、全体として多数のパウチＰを一度に積載できるため、パウチＰを補充する作業頻度を下げて、パウチ補充の作業負荷を軽減することができる。

〔受圧部１５における荷重の制御〕
包装供給装置１は、以上のパウチ供給過程において、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂの受ける荷重に基づく受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂの変位を、センサドグ２３変位としてフォトセンサ２２Ａ，２２Ｂが検出する。検出結果に基づいて、以下の制御が行われる。
図１３に示すように、フォトセンサ２２Ａがセンサドグ２３を検出すると、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが先頭のパウチＰ１から受ける荷重Ｆ１が許容範囲の上限値より大きいことを意味する。そうすると、移動部材３を移動させる移動部材としての第１コンベヤ１１の駆動源である第１電動機１１４の動作を停止させる。また、第２コンベヤ１２の駆動得源である第２電動機１２４も停止させる。これにより、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが受ける荷重は、先頭のパウチＰ１の取り出しにより、許容範囲に戻ることができる。

一方、図１４に示すように、フォトセンサ２２Ｂがセンサドグ２３を検出すると、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが先頭のパウチＰ１から受ける荷重が許容範囲の下限値より小さいことを意味する。そうすると、第１電動機１１４および第２電動機１２４の動作を再開させる。これにより、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが受ける荷重は、移動部材３による先頭のパウチ群ＰＧ１の押圧力の増大により、許容範囲に戻ることができる。

以上のようにして、包装供給装置１は、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが先頭のパウチＰ１から受ける荷重が許容範囲に収まるように第１電動機１１４および第２電動機１２４の動作を制御する。したがって、包装供給装置１は、パウチＰの搬送に関わる要素に生じる機械的抵抗、パウチＰとガイド１２Ｇの間の摩擦が生じていたとしても、先頭のパウチＰ１を安定して取り出すことができる。

本開示は、以上で説明した実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
上記実施形態に係る受圧部１５は、コイルバネ２１を用いて受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂを弾性支持し、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂの変位を検出することで、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが受ける荷重を検出する。しかし、本開示は、弾性支持することなく、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが受ける荷重を他の手段で検出することができる。例えば、受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂに圧力を直接的に検出できる検出器、例えばロードセルを取り付ける。そして、ロードセルで検出した圧力が許容範囲よりも大きければ第１電動機１１４の動作を停止し、ロードセルで検出した圧力が許容範囲よりも小さければ第１電動機１１４を動作させる、というように移動部材３による先頭のパウチ群ＰＧ１の押圧を制御する。

圧力検出器を取り付けるのは受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂでもよいし、爪１５１でもよい。また、取り付けられ圧力検出器は、単数であってもよいし、複数であってもよい。受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが受ける荷重の部位による偏りが小さい場合には、単数の圧力検出器を取り付けて、本開示の制御を行うことができる。受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂが受ける荷重の部位による偏りが大きい場合には、複数の圧力検出器を取り付け、複数の検出圧力を平均化し、合計し、または最大値を抽出して、本開示の制御を行うことができる。

〔付記〕
上記実施形態に記載の包装供給装置および包装供給方法は、以下のように把握される。
（１）包装供給装置１は、積層された状態の複数の包装Ｐからなる包装群ＰＧを包装Ｐの積層方向Ｄ１に沿って後方から前方へと搬送することにより、包装群ＰＧの各包装Ｐを取り出し位置に供給し、かつ、取り出し位置から取り出す。
包装供給装置１は、包装群ＰＧを搬送する搬送部１２と、包装群ＰＧを前方に向けて押圧する押圧部３と、包装群ＰＧにおける先頭の包装Ｐからの荷重を受けて包装群ＰＧを支持する受圧部１５と、受圧部１５で支持される先頭の包装Ｐを取り出す取り出し部５０と、を備える。
押圧部３は、受圧部１５が受ける荷重の変化に基づいて包装群ＰＧの押圧の状態が制御される。

（２）包装供給装置１は、受圧部１５が受ける荷重が許容範囲より大きいと、押圧部３の動作が停止し、受圧部１５が受ける荷重が許容範囲より小さいと、押圧部３が動作する。このように、オン・オフに係る制御だと、制御が容易である。

（３）包装供給装置１は、受圧部１５の変位量を検出する検出器２２Ａ，２２Ｂを備え、受圧部１５は、積層方向Ｄ１に沿って弾性支持され、荷重の変化は、検出器２２Ａ，２２Ｂで検出された受圧部１５の変位量により特定される。この手法によれば、荷重の変化を容易に認識できる。

（４）包装供給装置１の受圧部１５は、荷重の状態変化を検出する圧力検出器を備える。
受圧部１５が弾性変形する場合には、この手法によって、荷重の状態変化を直接的に検出できる。

（５）包装供給装置１の受圧部１５は、包装Ｐが通過できる通過領域ＴＡが設けられる受圧フレーム１６Ａ，１６Ｂと、通過領域ＴＡに向けて突出し、包装Ｐを係止する複数の爪１５１と、を備える。
この受圧部１５によれば、通過領域ＴＡを通って容易に包装Ｐを取り出すことができる。

（６）包装供給装置１の取り出し部５０は、通過領域ＴＡを介して先頭の包装Ｐ１を吸引しながら前方に取り出す。
吸引することにより、把持することなく包装Ｐ１を前方に取り出すことができるので、包装Ｐ１に傷をつけるおそれが小さい。

（７）包装供給方法は、積層された状態の複数の包装Ｐからなる包装群ＰＧを包装Ｐの積層方向Ｄ１に沿って後方から前方へ押圧しながら搬送することにより、包装群ＰＧのそれぞれの包装Ｐを順に取り出し位置Ｘに供給し、かつ、取り出し位置Ｘから取り出す。
包装供給方法は、押圧される包装群における先頭の包装からの荷重を検出し、検出される荷重の変化に基づいて、包装群の押圧の状態を制御する。

１ 包装供給装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 移動部材（押圧部）
３Ｘ 押圧部
１１ 第１コンベヤ
１２ 第２コンベヤ
１２Ｇ ガイド
１３ 架台
１４ 支持台
１５ 受圧部
１６Ａ，１６Ｂ 受圧フレーム
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ ガイドシャフト
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ シャフトガイド
１９ スプリングガイド
１９Ａ フランジ
２１ コイルバネ
２２Ａ，２２Ｂ フォトセンサ
２３ センサドグ
２５ ベース
２７ 回転規制部
３１ パウチ作用部
３２ カム係合部
３３ 回転支点
３４ ローラ
５０ 取り出し部
５１ 吸引ヘッド
５２ 駆動装置
５２Ａ 駆動部
５２Ｂ駆動部
１００収容区画
１１１ 索体
１１１Ａチェーン
１１１Ｂ 搬送部材
１１２ 駆動車
１１３従動車
１１４電動機
１１５ カム
１２１ 無端ベルト
１２２ 駆動プーリ
１２３ 従動プーリ
１２４ 電動機
１５１爪
１６１Ａ，１６１Ｂ 長尺部
１６２Ａ，１６２Ｂ，１６２Ｃ，１６２Ｄ 短尺部
５１１吸着パッド
５１２ エアチャンバ
５１３ プッシャ
５２１ 支持体
５２１Ａ アーム
５２１Ｂ 回転軸
５２２ 直動機構
５２３ 電動機

Claims (7)

1. 積層された状態の複数の包装からなる包装群を前記包装の積層方向に沿って後方から前方へと搬送することにより、前記包装群の各包装を取り出し位置に供給し、かつ、前記取り出し位置から取り出す装置であって、
   前記包装群を搬送する搬送部と、
   前記包装群を前記前方に向けて押圧する押圧部と、
   前記包装群における先頭の前記包装からの荷重を受けて前記包装群を支持する受圧部と、
   前記受圧部で支持される先頭の前記包装を取り出す取り出し部と、を備え、
   前記押圧部は、前記受圧部が受ける荷重の変化に基づいて前記包装群の押圧の状態が制御される、包装供給装置。
   
2. 前記受圧部が受ける荷重が許容範囲より大きいと、前記押圧部の動作が停止し、
   前記受圧部が受ける荷重が前記許容範囲より小さいと、前記押圧部が動作する、
   請求項１に記載の包装供給装置。
   
3. 前記受圧部の変位量を検出する検出器を備え、
   前記受圧部は、前記積層方向に沿って弾性支持され、
   前記荷重の変化は、前記検出器で検出された前記受圧部の変位量により特定される、
   請求項１または請求項２に記載の包装供給装置。
   
4. 前記荷重の状態変化を検出する、前記受圧部に設けられる圧力検出器を備える、
   請求項１または請求項２に記載の包装供給装置。
   
5. 前記受圧部は、
   前記包装が通過できる通過領域が設けられる受圧フレームと、
   前記通過領域に向けて前記受圧フレームから突出し、前記包装を係止する複数の爪と、
   を備える、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の包装供給装置。
   
6. 前記取り出し部は、
   前記通過領域を介して先頭の前記包装を吸引しながら前記前方に取り出す、
   請求項５に記載の包装供給装置。
   
7. 積層された状態の複数の包装からなる包装群を前記包装の積層方向に沿って後方から前方へ押圧しながら搬送することにより、前記包装群のそれぞれの包装を順に取り出し位置に供給し、かつ、前記取り出し位置から取り出す方法であって、
   押圧される前記包装群における先頭の前記包装からの荷重を検出し、
   検出される前記荷重の変化に基づいて、前記包装群の押圧の状態を制御する、
   包装供給方法。

Images