JP3150177B2 - 自動開袋装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は紙（クラフト）又はプラ
スチック製の袋に充填された粉粒体を袋から自動的に取
り出す自動開袋装置に関し、特に詳細には引き切り法に
より袋の外装を切開する装置を有する自動開袋装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉粒体等を袋から取り出す際、庖
丁または鎌等の刃物を使用し人手によって袋の底部また
は側面を切開している。

【０００３】そして、このような袋に充填された粉粒体
の重量は、２０kgから２５kgが一般的であり、当該袋の
切開数量は１日に１０００袋以上にも及ぶ場合も多々あ
り大変な労力を要する。また、粉粒体が充填されている
袋を切開して取りだす場合には粉塵の発生は避けられず
作業環境の悪化を引き起こしており労働衛生上問題があ
った。したがって各種の自動開袋機が開発され当該開袋
作業に提供されている。

【０００４】現在提供されている自動開袋機の開袋手
段、は高速で回転する回転平刃を使用して粉粒体が充填
された紙又はプラスチック製の袋の底部又は側面又は側
面と底部の両面を切開する手段と、切断刃を前記袋に押
当てて剪断により切開する、いわゆるギロチン切断とが
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発明者の実験
によると、従来のギロチン切断法による装置でも、また
回転平刃を用いる装置でも、開袋時に刃物により、切断
面の袋の外装の繊維等が飛び散り紙屑等の異物が多く発
生し、その異物が製品に混入する等の障害があった。特
に開袋手段として回転平刃を使用する装置では、袋の充
填されている内容物が粒体の場合粒体を回転刃で切開さ
れ、粒体が変形したり、粒体と回転刃との接触摩擦熱に
より粒体が熱変形を起こす等の問題が発生している。

【０００６】従って、現在提供されている上記手段等を
用いた自動開袋機は異物の混入があっては成らないプロ
セスには採用できなかった。その為、異物混入が問題と
なるプロセスへの開袋投入作業は、従来からの人手によ
る開袋作業で行われている。

【０００７】本発明は、開袋時に発生する紙屑等の異物
を極度に減少せしめることができる開袋機構を備え、か
つ自動的に開袋作業の可能な自動開袋装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の自動開袋装置
は、粉粒体を内包する袋を所定の位置に搬入する搬入手
段と、鋭利なカッタと、このカッタを一定方向に移動さ
せる手段と、カッタの両側に位置してカッタ上に付着し
た粉粒体等を排除する排除手段とを備え、搬入手段によ
り搬入された袋の外袋に対して、カッタ面の外装に対す
る角度を所定に保持した状態で、カッタを移動させ、外
装を引き切り、袋を２分割し、その後、排除手段により
カッタ上に付着した粉粒体等を除去する切開手段と、切
開手段で切り開かれた袋の開口部を傾け、内包されてい
る粉粒体を排出する排出手段と、排出手段によって粉粒
体の排出が完了した袋を移動し、廃棄する手段とを備
え、搬入手段は、搬送路上を移動して粉粒体を内包する
袋を所定の位置に搬入する実袋搬送ユニットと、この実
袋搬送ユニットを搬送路に沿って移動させる手段とを有
し、粉粒体の排出が完了した袋を廃棄する手段は、搬送
路上に実袋搬送ユニットに対して所定間隔をおいて設け
られ、搬送路上を実袋搬送ユニットと一体的に移動して
粉粒体の排出が完了した袋を排出する空袋排出ユニット
を有することを特徴とする。

【０００９】好ましくは、実袋搬送ユニットは、粉粒体
を内包する袋を搬送方向に押し付けるための押板と、こ
の押板を上下動させる手段とを有し、空袋排出ユニット
は、粉粒体の排出が完了した袋を搬送方向に押し付ける
ための押板と、この押板を上下動させる手段とを有す
る。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】本発明の自動開袋装置では、上記の構成を有し
ているため、粉粒体を内包した開袋すべき袋が自動的に
切開場所であるホッパ上に搬送され、その場所で、カッ
タにより引き切りされ、２つに分割される。ここで、引
き切りによって、袋が切開されるため、切開の際の紙屑
等の異物の発生を最小限に抑えることができる。そし
て、袋の切開終了時に、カッタの刃面に付着した粉粒体
が排除手段により除去される。これにより、次の切断の
際にはカッタ面は鋭利な状態に保たれるようになるた
め、切開の際の異物発生量を更に減少させることができ
る。２つに切開された袋は、それぞれ所定の角度に傾け
られ、その開口部により内包している粉粒体を下方に設
けたホッパ等に自動的に排出される。更に、内包してい
る粉粒体を排出してしまった袋は、切開場所から取り除
かれ、廃棄され、切開場所をあけ、次の切開すべき袋を
受入可能にしている。このように、構成したことによ
り、自動的でかつ異物発生の少ない開袋作業が実現でき
る。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に従うー実施例である自動開袋
装置の上面図、第２図は側面図を示す。これらの図に示
すように、実施例の装置は、紙またはプラスチック製の
袋内に粉粒体が内包されている実袋１０を開袋し、内包
している粉粒体をホッパ５内に排出させる開袋部１と、
この開袋部１前段に設けた位置決め部２と、位置決め部
２へ実袋１０を搬入する搬入部３と、位置決め部２から
開袋部１への搬入及び排出の完了した実袋１０を開袋部
１より搬出する搬送機構４とより構成される。

【００１４】開袋部１の下方には開袋された袋より排出
された粉粒体を受け取るホッパ５が設けてある。そし
て、実袋２は図１において、矢印方向Ａに搬送され、位
置決め部２で位置決めされ、更に開袋部１に搬入され、
そこで内包する粉粒体が排出された後、矢印方向Ｂに搬
送され廃棄される。

【００１５】搬入部３は、実袋を搬送路上で移動させる
ための複数のローラコンベア６と、このローラコンベア
６を回転駆動させるための駆動用モータ７を備えてい
る。このローラコンベア６は搬送方向に直交するように
互いに平行に所定の間隔をもって回転自在に支持され、
駆動用モータ７を回転させることによってベルト８を介
して、回転され、実袋２を搬送する。

【００１６】位置決め部２は、搬入部３のローラコンベ
ア６と同一レベルに配置され、所定間隔を保って回転自
在に配置されているローラコンベア６ａを有している。
更に、位置決め部２には、その側方に実袋の搬送をガイ
ドするガイド部９と、ガイド部９に実袋１０の搬送路を
介して対向して設けられ、実袋１０をガイド部９に押し
付け位置決めするエアーシリンダ１１とを備えている。
エアーシリンダ１１は、搬送方向に対して直交する方向
に移動するロッド１１ａを有し、その先端には実袋の外
装に傷を付けることなくエアーシリンダ１０に対向して
設けられた搬送ガイドに押し付け位置決めする押板１２
が固定されている。ここで、ローラコンベアの代わりと
してベルトコンベアを使用することもできる。

【００１７】図３は、搬送機構の機構構造図である。搬
送機構４は、位置決め部２、開袋部１の上方に配置さ
れ、位置決め部２にて位置決めされた実袋１０を開袋部
１の所定の位置に搬入する実袋搬送ユニット２２と、開
袋部１から内包する粉粒体の排出が完了した空袋を排出
する空袋排出ユニット２３とを備えている。この搬送機
構は、搬送方向に沿って設けられたスライドレール４ａ
と、その上に移動可能に設けられた実袋搬送ユニット２
２と空袋搬送ユニット２３とを一体的に移動させるロッ
ドレスエアシリンダ２７を有している。そして、ユニッ
ト２２、２３は、スライドレール４ａ上に一定間隔をお
いて設置されている。これら２つのユニット２２、２３
は、ロッドレスエアシリンダ２７により、同時かつ同一
の動作をする。ここで搬入部３のローラコンベア６での
搬送速度と、搬送ユニット２２、２３の搬送速度とは同
じ速度になるように設計、調整されている。これらのユ
ニット２２、２３は同一の構造を有しているため、以下
実袋搬送ユニット２２についてのみ説明する。これらの
ユニット２２には、搬送ロッド４ｂが設けられ、これら
の搬送ロッド４ｂの上下方向の移動はロッドレスエアー
シリンダ２４を作動させることにより行う。

【００１８】実袋搬送ユニット２２の搬送ロッド４ｂの
下方端には押板２８が固定されている。一方、その上方
端部は、図３に示すように、固定板４ｆ、ガイド４ｇを
介してロッドレスエアーシリンダ２４に連結されてい
る。そして、エアーシリンダ２４を上下動させることに
よって、搬送ロッド４ｂはガイド４ｇにガイドされ上下
動し、その先端に固定された押板２８も上下動する。そ
して実袋１０を位置決め部２より開袋部１に搬入すると
きは、押板２８は下降した状態で搬送方向に移動させ
る。開袋部１に実袋１０を搬送し終えた搬送ロッド４ｂ
はロッドレスエアーシリンダ２４によって上昇せしめら
れロッド４ｂの先端に固定された押板２８は２点鎖線の
位置まで上昇する。ロッド４ｂを上昇せしめた実袋搬送
ユニット２２はロッドレスエアーシリンダ２７によって
図２の右端の位置まで引き戻される。実装搬送ユニット
２２が引き戻される時、実袋１０は位置決め部２で位置
決めされて待機している状態になっている。かかる状態
で実袋搬送ユニット２２のロッド４ｂはロッドレスエア
シリンダ２４によって下降せしめられ、その後搬送方向
に移動させることによって、次のに実袋１０を開袋部１
へ搬送する。すなわち搬送ロッド４ｂの押板２８は矩形
状の軌跡を描くように駆動される。この動作を繰返すこ
とによって実袋１０は、開袋部１へと自動搬送される。
そして、空袋搬送ユニット２３は、実袋搬送ユニット２
２と同時に駆動され、開袋部１から粉粒体の排出を完了
した空袋を、開袋部１から搬出し、排出する。空袋搬送
ユニット２３は、図２において２点鎖線で示す位置まで
移動して停止し、空袋１０の排出を完了した後、実袋搬
送ユニット２２と同一の動きを行うことによって、図２
の実線で示す位置まで戻る。

【００１９】図１に示すように、開袋部１は、搬送され
てきた実袋１０をホッパ５上で支持する２つの載台２０
ａ、２０ｂと、載台上面に対して４５度の角度を保つよ
うに配置されたカッタ２１ａを有し、実袋１０を２つに
分割するカッタ部２１と、実袋１０に内包された粉粒体
を排出するために載台２０ａ、２０ｂを傾斜させ、払い
出す払い出し装置３０とを備えている。この載台２０
ａ、２０ｂは、搬送方向に所定の間隔、例えば１０ｍｍ
程度を保って配置され、実袋１０は、この載台２０ａ、
２０ｂ間の間隙部Ｄが、実袋１０の中央部分に位置する
ように搬入される。載台２０ａ、２０ｂ上には、図２に
示すように、それぞれ、負圧吸引できる吸盤２９ａ、２
９ｂが複数設けてあり、載台２０ａ、２０ｂ上に実袋１
０を固定できるように構成されている。開袋部１には、
搬送されてきた実袋１０を、搬送方向に直交する方向で
開袋時の実袋の移動防止用のエアシリンダ２２ａ、２２
ｂが設けられ、このそれぞれの先端には実袋押板２３
ａ、２３ｂが取り付けられている。押板２３ａ、２３ｂ
はガイド９と同一線上に配置されている。また押板２３
ａ、２３ｂの間隔はカッタ２１ａが通過するに必要な最
小間隔になるよう３〜４ｍｍに配置されている。この間
隔が広いとカッタで実袋を切開する際、引き切りがうま
く行かず、紙屑等の発生原因となる。実袋１０は載台２
０ａ、２０ｂに置かれるとエアーシリンダ２２ａ、２２
ｂが作動し、実袋１０を２０〜４０ｍｍ押出す。かかる
状態下で、実袋１０の底部を載台２０ａ、２０ｂにそれ
ぞれ設けた複数個の吸盤２９ａ、２９ｂで吸引し固定さ
れる。

【００２０】この状態にしておいて、実袋１０がカッタ
２１ａによる切開部近傍を固定された状態で、カッタ２
１ａが実袋の外装を２分割に切開するものである。

【００２１】図４にカッタ部の機構図を示す。カッタ部
２１は、載台間の間隙を搬送方向を横切るようにカッタ
２１ａを移動させるためのスライドレール２５と、カッ
タ２１ａをスライドレール２５上に固定保持する刃固定
金具２６と、カッタ２１ａの刃面上に付着した粉粒体を
除去するエアーブラシ２７とを備えている。そして、カ
ッタ２１ａは、刃固定金具２６によって固定され、スラ
イドレール２５上をロッドレスシリンダ３５よって、載
台上に置かれた実袋１０を２分割するように移動する。
刃固定金具２６はカッタ２１ａの刃面の載台上面に対す
る角度を調整可能にする角度調整機構を備えている。カ
ッタ２１ａの刃面と載台上面との傾斜角は、切開の際の
異物の発生の点からθ＝４５度以下にすることが好まし
い。傾斜角を更に小さくすれば、異物の発生を更に押さ
えることができるが、あまり小さくし過ぎるとカッタ２
１ａの刃の長さが長くなり、装置全体が大きくなるとい
う問題が生じてくる。図に示すように、実袋１０を完全
に２分割する必要から、カッタ２１ａの上端２１ｂが実
袋１０の高さｈより高くなるように構成しておくことが
必要である。カッタ２１ａとしては、両刃の鋭利な刃物
であればどのようなものも仕様可能であるが、切れ味、
異物の発生の点から超音波カッタが好ましい。具体的に
は、この超音波カッタは、ＰＺＴ素子により周波数１９
ｋＨｚ、振幅４０〜５０μｍで振動した状態で使用され
る。

【００２２】エアーブラシ２７は、図４に示すように、
カッタ２１ａが切開完了後、その刃面が通過する通路上
に配置され、カッタ２１ａの刃面の両側から、エアーブ
ローを行い、実袋１０の切開終了時に、カッタ２１ａの
カッタ面に付着した粉粒体等を除去するように構成され
ている。刃面上に付着した粉粒体は、カッタ２１ａの切
れ味を損ない、次の切開の際、異物を多く発生するよう
になる。しかし、このようなエアーブラシ２７を設けた
ことにより常にカッタの切れ味を保つことが可能にな
り、切開の際の異物発生量を減少させることができる。
なお、除去装置としてエアーノズル方式に替えて回転ブ
ラシを配置することも可能であり、同様な効果を得るこ
とができる。また、エアーブラシに代えて砥石を回転さ
せてカッタ刃をとぐことも可能である。

【００２３】開袋部１は、載台２０ａ、２０ｂを互いに
対向する部分を開放するように傾斜させる払い出し装置
３０を備えている。図５は、払い出し装置の詳細でかつ
右半分はその部分断面とした図を示す。この払い出し装
置３０は、それぞれ独立に配置した載台２０ａ、２０ｂ
はエアシリンダ３１によって、載台２０ａを固定したシ
ャフト３３が回転せしめられるように構成されている。
そして、エアーシリンダ３１を駆動させることにより、
載台２０ａ、２０ｂは同時にそれぞれ２点鎖線の角度ま
で傾斜することができる。載台２０ａ、２０ｂが傾斜す
ると、載台上で２分割され、そして吸盤２９ａ、２９ｂ
で保持された実袋は、載台上に密着した状態で載台と一
体になって傾斜することになる。従って、実袋の切開口
から内容物がホッパ５へ排出される。内容物の排出が完
了すると、載台２０ａ、２０ｂ、シャフト３３、シリン
ダ３１は左右に移動可能な基体（図示せず）に配置され
載台２０ａ、２０ｂが傾斜を開始すると同時に載台２０
ａ、２０ｂの間隔を開けるようにシャフト３３を２点鎖
線の位置まで移動させることによって、内容物の排出を
容易ならしめる機構を具備している。載台２０ａ、２０
ｂの傾斜角度αは５５〜６５度程度にすれば内容物の排
出が容易に行うことができる。内容物の流動性の悪いも
のまたは静電気によって内容物が袋に付着するなどで排
出が悪い場合には、載台の開閉を複数回繰り返すか、ま
たは載台が下方に傾斜し、内容物の排出がほぼ完了した
時点で、袋内部にエアを噴射させるなどの装置を付加す
れば排出効率を向上させることができる。

【００２４】この払い出し機構の具体的な構成に関して
は当業者にとって自明であるため詳細な説明は省略す
る。

【００２５】次に、実施例の自動開袋装置による自動開
袋動作について説明する。図１において、実袋は搬送路
上を矢印方向に搬送され、位置決め部に搬入される。位
置決め部に搬入された実袋は、エアーシリンダより、ガ
イド部に押し付けられることによって位置決めされ、そ
の後、実袋搬送ユニットにより、開袋部に搬入され、２
つに分割された載台２０ａ、２０ｂ上のほぼ中央部に置
かれ、シリンダによって押される。その後、吸盤によ
り、実袋１０は載台上に吸引固定される。固定終了後、
カッタが載台間の間隙を移動し、実袋１０が２つに分割
される。分割が完了すると、エアーシリンダ３１が駆動
され、載台が傾斜し、２つに分割された実袋１０からホ
ッパ５への粉粒体の排出が行われる。実袋からの粉粒体
の排出が完了すると、再度エアーシリンダ３１が駆動さ
れ、載台は水平に保持される。吸盤２９ａ、２９ｂの真
空を破壊し、空袋の保持を開放すると同時に吸盤２９
ａ、２９ｂを空袋排出の障害とならないよう載台下面よ
り下に移動せしめ吸盤２９ａ、２９ｂより加圧エアーを
噴出させ、これによって真空によって吸引された粉塵を
放出する。次に、載台の上部の空袋搬送ユニットが駆動
され、その後、空袋搬送ユニット２３のロッド４ｃを下
降させ、移動させることによって、空袋が排出される。
この空袋搬送ユニットが空袋を排出すると同時に、位置
決め部２内で位置決めた次の実袋は、開袋部１の載台２
０ａ、２０ｂ上に搬送される。カッタ２１ａは、空袋搬
送ユニット２３の搬送ロッド４ｃが、載台の分割部を通
過した後、次の実袋が開袋部１に搬送されてくるまで
に、初期の位置に戻る。

【００２６】かくして、粉、粒体が充填された紙又はプ
ラスチックの袋を超音波カッタ、又はカッタ刃を用いて
引き切り法によって自動的に開袋することができる。上
記実施例の装置を用いることにより１時間当たり約２４
０袋の開袋作業の自動化が可能になった。

【００２７】

【発明の効果】粉粒体が充填された紙又はプラスチック
の袋を超音波カッタ又はカッタ刃を用いて引き切り法に
よって開袋することによって、開袋時の紙屑等の異物の
発生を減少させることができる。また、カッタ上に付着
した粉粒体を除去することによって、常にカッタの切れ
味が良好になり、切開の際の異物発生量を更に減少させ
ることができる。本開袋装置によって、開袋された袋の
内容物を原料として使用する下流側装置及びプロセス中
に異物が混入することによるプロセスラインの詰まり又
は製品中に異物が混入する可能性を極めて少なくするこ
とができる。

【００２８】また、開袋時に袋の内容物に与える影響も
ほとんどなく製品の紙袋から紙袋等への詰替え用として
も使用可能である。

【００２９】従来の市販の開袋機は開袋時に発生する紙
屑等の量が多く異物の混入が許容できないプロセス等に
は使用できず、やむをえず人が庖丁又は鎌等の刃物を使
用して注意深く開袋していた。人手による開袋作業は刃
物を使用することから安全上問題があった。また、袋の
内容物が粉体の場合は開袋して次工程に投入する際の粉
塵によって作業環境を悪化させるなど問題があった。本
発明によってこれらの問題の解消が図られた。また、開
袋時の異物混入が少なくなったことからプロセスの稼動
率の向上、作業環境の改善、安全性の向上、労働者の重
筋作業からの開放を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うー実施例の自動開袋装置の上面図
である。

【図２】本発明に従うー実施例の自動開袋装置の側面図
である。

【図３】図１に示す自動開袋装置の搬送機構の説明図で
ある。

【図４】図１に示す自動開袋装置のカッタ部の説明図で
ある。

【図５】図１に示す自動開袋装置の払い出し装置の説明
図である。

【符号の説明】

１…開袋部、２…位置決め部、３…搬入部、４…搬送機
構、５…ホッパ、１０…実袋、２０ａ、２０ｂ…載台、
２２…実袋搬送ユニット、２３…空袋搬送ユニット、２
１…カッタ部、２１ａ…カッタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−45327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−203533（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−56508（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−143384（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65B 69/00 101 B65B 43/26 B23Q 11/02 B26D 7/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉粒体を内包する袋を所定の位置に搬入
   する搬入手段と、 鋭利なカッタと、このカッタを一定方向に移動させる手
   段と、前記カッタの両側に位置して前記カッタ上に付着
   した粉粒体等を排除する排除手段とを備え、前記搬入手
   段により搬入された袋の外袋に対して、カッタ面の外装
   に対する角度を所定に保持した状態で、カッタを移動さ
   せ、外装を引き切り、袋を２分割し、その後、前記排除
   手段により前記カッタ上に付着した粉粒体等を除去する
   切開手段と、 前記切開手段で切り開かれた袋の開口部を傾け、内包さ
   れている粉粒体を排出する排出手段と、 前記排出手段によって粉粒体の排出が完了した袋を移動
   し、廃棄する手段とを備え、 前記搬入手段は、搬送路上を移動して前記粉粒体を内包
   する袋を所定の位置に搬入する実袋搬送ユニットと、こ
   の実袋搬送ユニットを前記搬送路に沿って移動させる手
   段とを有し、 前記粉粒体の排出が完了した袋を廃棄する手段は、前記
   搬送路上に前記実袋搬送ユニットに対して所定間隔をお
   いて設けられ、前記搬送路上を前記実袋搬送ユニットと
   一体的に移動して前記粉粒体の排出が完了した袋を排出
   する空袋排出ユニットを有する自動開袋装置。
2. 【請求項２】 前記実袋搬送ユニットは、前記粉粒体を
   内包する袋を搬送方向に押し付けるための押板と、この
   押板を上下動させる手段とを有し、 前記空袋排出ユニットは、前記粉粒体の排出が完了した
   袋を搬送方向に押し付けるための押板と、この押板を上
   下動させる手段とを有する請求項１記載の自動開袋装
   置。