JP3704020B2 - 吸収性物品用梱包装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は梱包装置及び向き変更手段に関し、特に、搬送経路に物品の向きを変更させる向き変更手段を備えた梱包装置に関する。
【０００２】
従来、紙おむつ等の吸水性物品（吸収性物品）のパッケージのような比較的柔らかい物品の梱包装置としては、物品をベルトコンベヤで順次搬送させ、ベルトコンベヤをツイストさせて物品を起立させて、順次１ピッチずつ走行する仕切り板同士の間に差し込んで物品を集積させ、集積された複数の物品を束の状態で、図４（ｂ）に示すような梱包袋７′に収納、封止させる装置がある。このような装置を用いた場合、図４（ａ）に示すように、梱包袋内での物品の縦横の向きが上記の梱包形態と異なるようにした別形態の梱包を行う場合に、ベルトコンベヤで搬送する物品の向きを初期状態から変更する必要があった。そこで、このような物品の搬送機構において物品の縦横の向きだけを変更させる手段を備えた梱包装置の実現が要望されている。
【０００３】
ところで、搬送される物品の向きを変更させて整列させる整列装置として、特開平１０−３２９８１２号公報に開示された技術が知られている。この整列装置は、供給部から搬送された物品（梱包箱）を、昇降動作及び回転動作を行う回転テーブルに載置し、この回転テーブルを９０°回転させた後、供給部での搬送方向と直角をなす方向に物品を搬送して昇降板の上に順次物品を積み上げる動作を行うようになっている。尚、回転テーブルで方向変更された物品は、供給部から送り出される後続の物品で押し出されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記整列装置では、供給部と昇降板とにおいて物品の向きと搬送方向との関係は同じであり、搬送方向を変更するために回転テーブルで物品の向きを変更させるようになっている。したがって、この従来装置では、供給部での搬送方向と、回転テーブルから昇降板に至るまでの搬送方向とが直角をなすため、回転テーブルで物品の搬送を一旦停止させる必要があった。
【０００５】
また、前記整列装置で物品の搬送速度を速くしようとすると、回転テーブルの回転動作と昇降動作とを組み合わせた一連の動作を、搬送速度以上に高速で行うことが必要であった。このため、この従来装置は、例えば梱包箱のように比較的大きくしかも構造的に剛性を有する物品の搬送に適したものであり、柔らかい物品の搬送、さらには高速搬送に適さないものであった。また、後続の物品が前方の物品を押し出す構成であるため、物品の長さ寸法によって送り出し距離が変わるため、搬送物品が変わる度に、送り出し機構のストロークの設定変更、場合によっては送り出し機構の交換を行う必要があった。
【０００６】
また、前記整列装置では、回転テーブル上に載置された物品の回転中心軸線は物品の内部を通るため、供給部で搬送されることにより生じた物品の慣性を回転テーブル上で減衰させるため、円滑且つ高速の向き変更を行うのに適さないものであった。
【０００７】
本発明は、各種の被梱包物品の搬送を円滑且つ高速で行うことができ、搬送の軌跡を急激に変えることなく被梱包物品の向きを適宜変更することのできる高効率な梱包装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の被梱包物品を順次搬送する供給側搬送部と、この供給側搬送部で搬送された被梱包物品の向きを変更する向き変更手段と、被梱包物品を集積させる集積部とを備え、向き変更手段は、供給側搬送部の後端位置に配置され且つ４本の支持アームが略十字形状をなすように形成された回転フレームと、この回転フレームを９０°ずつ所定回転方向へ回転移動させる回転駆動手段とを備えた吸収性物品用梱包装置において、各支持アームの所定回転方向と反対側の面に被梱包物品を吸引、保持する吸引手段を設けた。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本実施形態の梱包装置１は、被梱包物品（以下単に物品という）２を上流から所定の搬送方向へ向けて供給、搬送する供給側搬送部３と、物品２の向きを変更する向き変更手段としての回転部４と、この回転部４で向きを変更された物品２を上記した搬送方向に沿って払い出す払出搬送部５と、払出搬送部５から払い出された物品２を捕捉、集積させる集積部６と、集積部６で集積された所定数の物品２を梱包袋７での梱包位置まで搬送する最終搬送部８とから大略構成されている。尚、被梱包物品として例えば紙おむつ等の吸水性物品のパッケージ等の比較的柔らかい物品を適用するが、構造的に剛性を有する箱詰めされた物品等を適用してもよい。
【００１１】
図２に示すように、供給側搬送部３から払出搬送部５に亙って一対の搬送用ベルト９，１０が、物品２の厚さ寸法より僅かに短い距離を隔てて対向するように設けられている。この一対の搬送用ベルト９，１０は、搬送経路（即ち、図１，２に示す搬送時に物品２の描く軌跡Ａの延長線）の左右両側に複数立設された各一対の走行用ローラ１１，１１の対向する内側面に沿って走行するように張られており、図示しないベルト駆動装置により等速度で同期して走行駆動されるようになっている。
【００１２】
図１に示すように、供給側搬送部３の上流側では、物品２の長い方の辺が、搬送方向に対して平行をなすように水平に置かれた状態で搬送され、供給側搬送部３の入口で物品２が長い方の辺が搬送方向と平行をなした状態を保ちつつ起立するように、例えば供給側搬送部３の入口直前でツイストする図示しないベルトコンベヤなどの周知の手段で搬送されるようになっている。
【００１３】
次に、回転部４の構成を説明する。図１，図２に示すように、回転部４は、十字形状の回転フレーム１２と、回転フレーム１２を回転させるモータ（回転駆動手段）１３と、回転フレーム１２の直ぐ上流側に配置された一対の物品検出センサ１４，１５と、他方の物品検出センサ１５からの検出信号に基づいてモータ１３を制御する制御部１６と、回転フレーム１２に回転可能に接続された吸引装置１７とから構成されている。
【００１４】
図１，図２に示すように、回転フレーム１２は、４本の支持アーム１８が十字形状をなすように同一平面上に配置され、且つこれら支持アーム１８の基端部同士が一体的に結合した構造となっている。そして、互いに隣接する支持アーム１８同士は、直角をなすように設定されている。また、回転フレーム１２の回転軸１２Ａには、モータ１３の駆動軸１９が同軸的に結合されている。そして、回転フレーム１２の回転軸１２Ａは、供給側搬送部３で搬送される物品２の外側（搬送された物品２の下端部よりわずかに下方）に配置されている。さらに、図１，図２に示すように、回転フレーム１２が供給側搬送部３から物品２が搬送されるのを待機する状態で、水平をなす位置に配置される２本の支持アーム１８，１８の上面が、供給側搬送部３で搬送される物品２の下端部の描く軌跡と略同じ高さになるように設定されている。
【００１５】
また、回転フレーム１２の各支持アーム１８の回転方向（図３（ａ）において矢印ａで示す方向）と反対側の面には、基端部から先端部に向けて間欠的に複数の吸引用ノズル（吸引手段）２０が開設されている。各支持アーム１８の内部には、吸引用ノズル２０に連通するオリフィス２１が形成されており、これらオリフィス２１は回転軸１２Ａで連通している。また、吸引装置１７は、例えばスイベルジョイント等の連結部での回転が可能な図示しない連通結合部材を介して回転フレーム１２の回転軸１２Ａ内のオリフィス２１と連通するように接続されている。
【００１６】
さらに、吸引装置１７は、制御部１６に接続され、この制御部１６からの制御信号に応じて吸引動作、吸引停止動作等を行うように設定されている。このような構成により、回転フレーム１２では、供給側搬送部３から搬送された物品２を２本の支持アーム１８，１８の間に配置した状態で保持することが可能となる。即ち、水平をなす支持アーム１８の上に物品２を載置すると共に、鉛直方向に起立した支持アーム１８の吸引用ノズル２０で物品２を吸引して吸着、保持することが可能となる。このように２本の支持アーム１８，１８で保持した状態で物品２を９０°回転移動させることにより、払出搬送部５側へ物品２を供給することが可能となる。特に、支持アーム１８の回転方向と反対側の面に吸引用ノズル２０を形成したことにより、回転フレーム１２が回転した際に物品２を回転方向側にある吸引用ノズル２０で保持して引っ張る作用があるため、回転時の物品２を安定に保持することができる。
【００１７】
払出搬送部５では、回転フレーム１２で９０°回転移動された物品２を一対の搬送用ベルト９，１０で挟持して集積部６へ向けて搬送を行うようになっている。このとき、物品２は９０°回転移動されているため、長辺が起立し短辺が水平に寝た状態で搬送される。
【００１８】
次に、集積部６の構成を説明する。図１に示すように、集積部６は、払出搬送部５の終端近傍に配置された回転ドラム２２と所定距離を隔てて側方に配置された回転ドラム２３とに物品捕捉用ベルト２４が張架されてなる。物品捕捉用ベルト２４の外側面には、複数の仕切り板２５が等間隔に設けられている。これら仕切り板２５同士の間隔は、物品２の厚さ寸法と略同じ寸法に設定されている。このような構成において、回転ドラム２２，２３を回転駆動することにより、物品捕捉用ベルト２４が図１に矢印ｂで示す方向（反時計回り方向）に走行され、これに伴って仕切り板２５同士で物品２を挟んだ状態で最終搬送部８が配置された位置まで移動するように設定されている。尚、集積部６は、物品捕捉用ベルト２４の走行動作及び仕切り板２５の移動動作は、図示しない制御装置により制御されるようになっている。
【００１９】
また、最終搬送部８は、例えばベルト方式で物品２を把持する機能を有する周知の搬送装置を備えてなる。そして、最終搬送部８の終端で所定数に集積された状態の複数の物品２の束は、図１に示すように、前後２列に並べて梱包袋７内に収納されるように設定されている。
【００２０】
次に、このような構成の本実施形態の梱包装置１の作用、動作について説明する。
【００２１】
まず、例えば生産ラインから供給側搬送部３の入口まで搬送された物品２は、図１に示すように、長辺が寝た状態で且つ短辺が起立した状態で供給側搬送部３に供給される。このような物品２の姿勢を保持しながら、供給側搬送部３では物品２を回転部４まで搬送する。制御部１６では、物品検出センサ１５から出力された物品検出信号に基づいてモータ１３の制御を行う。具体的には、物品２が検出位置で検出されたときに、吸引装置１７を作動させて各支持アーム１８の吸引用ノズル２０での吸引を開始し、所定時間後にモータ１３の駆動軸１９を図１及び図２において時計回り方向へ９０°回転させる制御を行う。そして、回転フレーム１２で９０°の角度の回転移動が行われた直後、吸引装置１７の吸引動作を停止させる制御を行い、９０°回転移動した物品２が払出搬送部５に拾われ易くするようにする。
【００２２】
次に、払出搬送部５の終端位置まで搬送された物品２は、集積部６の仕切り板２５同士の間に挿入され、一対の回転ドラム２２，２３を回転駆動して各仕切り板２５を１ピッチ移動させる動作を行う。このようにして順次集積された物品２は、漸次最終搬送部８の位置まで搬送され、所定数の物品２を纏めて仕切り板２５の間から出だして梱包袋７へ収納させる動作を行う。梱包袋７に物品２を収納した後は、梱包袋７の解放端をシール処理を施すことにより、梱包工程の全てが終了する。尚、この他の制御方法としては、供給側搬送部３で搬送される物品２の良・不良を検出して、不良であることを検出した場合に回転フレーム１２に物品２を保持した状態で１８０°回転させた後、吸引を停止して不良品（ＮＧ品）を回転部４の下方へ落下、排出させるように設定することも可能である。また、供給側搬送部３を流れる物品２のピッチは、通常、払出搬送部５での払出ピッチと等しくなるが、供給側搬送部３と払出搬送部５でのピッチを、所謂追っかけ制御や遅れ制御することにより、払出ピッチを等ピッチに設定することも可能である。
【００２３】
前記実施形態では、供給側搬送部３を流れる物品２のピッチが一定でなくても物品検出センサ１４，１５の検出信号に応じて制御部１６で回転部４の動作を制御するため、円滑に物品２の向きの変更を行うことができる。また、払出搬送部５の終端部に回転ドラム２２を配置したことによりこの位置での仕切り板２５同士はハ字状に拡がった状態となっているため、物品２を仕切り板２５同士の間に確実に挿入することができる。さらに、物品２の向きを代えずに搬送したい場合には、回転フレーム１２またはその一部を取り除くことにより、供給側搬送部３から払出搬送部５まで物品２を同じ姿勢で搬送することが可能となる。
【００２４】
また、供給側搬送部３を流れる物品２の軌跡Ａと払出搬送部５を流れる物品２の軌跡とが略同一線上に位置するため、物品２を円滑に搬送することができる。さらに、回転フレーム１２の回転中心軸が物品２の外側に位置するため、高速で搬送を行う際には物品２の慣性を生かして向き変更を行うことも可能である。
【００２５】
以上、実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。
【００２６】
例えば、前記実施形態では、梱包袋７を用いて物品２を梱包する場合、即ち、図４（ａ）に示すようなコンパクト（小形）の梱包袋７を作成する場合に、本発明を適用したが、各種の箱体等の包装物に適用したり、図４（ｂ）に示すような梱包袋７′を作成することも可能である。この場合、梱包袋７′へ物品２を詰めるときの物品２の向き（縦横の向き）が異なるだけであり、装置側に変更を加える必要はなく、供給側搬送部３で搬送させる物品２の向きを変えるだけでよい。このようにすることにより、物品２の梱包態様を容易に変更することが可能となる。
【００２７】
また、前記実施形態では、回転フレーム１２の支持アーム１８に物品２を吸引して保持する手段を設けたが、このような吸引手段を省略しても勿論よい。例えば、搬送速度が著しく速くなければ、吸引機能を備えない回転フレーム１２で物品２の向き変更を容易に行うことができる。さらに、集積部６を回転ドラム２２，２３に物品捕捉用ベルト２４を懸けた構成とし、回転ドラム２２，２３に代えて歯車を用い、物品捕捉用ベルト２４に代えてチェーンを用いてもよい。
【００２８】
さらに、前記実施形態では、図３（ａ）に示すような回転フレーム１２を用いたが、図３（ｂ）に一点鎖線ｃで示すように物品２の向きが変化しても物品２の流れ芯（物品の中心の移動軌跡）を変えずに搬送できるように１８０°をなす位置にある支持アーム１８同士の同じ側の面に距離ｄの段差を持たせて形成してもよい。このような構造の回転フレーム１２とした場合には、物品２の流れ芯が回転フレーム１２の前後で同じであるため、物品２の流れを安定化させることができる。さらに、前記実施形態では十字形状の回転フレーム１２を用いて物品２の向き変更を行ったが、図６に示すように供給側搬送部３の終端位置から物品２が扇形を描くように両側に配置された一対のベルト３０を備えた回転部（向き変更手段）４″を用いて、物品２を９０°の角度で向き変更を行う構成としてもよい。
【００２９】
また、前記実施形態では、図２に示したように、供給側搬送部３から払出搬送部５に亙って一対の対向する搬送用ベルト９，１０を用いたが、図５に示す回転部（向き変更手段）４′のように、供給側搬送部３と払出搬送部５とにそれぞれ異なる一対の搬送用ベルト２６，２７、２８，２９を設ける構成としてもよい。この場合、回転フレーム１２で保持された物品２と搬送用ベルトとの摩擦面積を抑制することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、被梱包物品が当接する支持アームの面に吸引手段が設けられているため、向き変更の際に被梱包物品が離脱するのを防止することができ、確実な向き変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の梱包装置を示す概略斜視図である。
【図２】実施形態における供給側搬送部と回転部及び払出搬送部を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は実施形態に用いられた回転フレームの断面図、（ｂ）は回転フレームの変形例を示す断面図である。
【図４】（ａ）は実施形態の梱包装置で作成する梱包袋の斜視図、（ｂ）は従来の梱包例を示す斜視図である。
【図５】実施形態の供給側搬送部及び払出搬送部の変形例を示す斜視図である。
【図６】実施形態の回転部の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 梱包装置
２ 物品（被梱包物品）
３ 供給側搬送部
４，４′，４″ 回転部（向き変更手段）
６ 集積部
９，１０ 一対の搬送ベルト
１２ 回転フレーム
１２Ａ 回転軸
１３ モータ（回転駆動手段）
１８ 支持アーム
２０ 吸引用ノズル（吸引手段）

Claims (1)

1. 複数の被梱包物品を順次搬送する供給側搬送部と、この供給側搬送部で搬送された前記被梱包物品の向きを変更する向き変更手段と、前記被梱包物品を集積させる集積部とを備え、前記向き変更手段は、前記供給側搬送部の後端位置に配置され且つ４本の支持アームが略十字形状をなすように形成された回転フレームと、この回転フレームを９０°ずつ所定回転方向へ回転移動させる回転駆動手段とを備えた吸収性物品用梱包装置において、
   前記各支持アームの前記所定回転方向と反対側の面に前記被梱包物品を吸引、保持する吸引手段を設けた吸収性物品用梱包装置。

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