JP3886602B2 - 結束体切断回収装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結束体により結束された段ボール箱等の箱を開封する際に結束体を自動的に切断、回収する装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば粒状洗剤等の製造工場において、その包装工程では工程で用いる空容器が段ボール箱に梱包されて納入されてくる場合がある。その場合、個々の段ボール箱は蓋が開くことがないようにポリプロピレン等からなるバンド（本明細書ではこれを結束体という）で結束されている。そこで、包装工程ラインでこのような状態で納入された空容器を使用するにあたって、まず段ボール箱を開封する必要があるが、その際、段ボール箱に巻回された結束体を自動的に切断し、切断後の結束体を回収する結束体切断回収装置が従来から用いられている。
【０００３】
図４は従来の結束体切断回収装置を用いて結束体を切断する様子を示すものである。この装置の場合、切断の方式はヒータの熱により結束体を焼き切るものであり、所定の位置に置かれた箱１の結束体２が巻回された底面１ｂにヒータ３を押し当てることで結束体２が切断される。一方、箱１の前面１ａには結束体２を間に挟んで繰り出しローラ４を押し当て、繰り出しローラ４を図中矢印Ａの方向に回転させることで切断後の結束体２が下方にある回収部（図示せず）に向けて繰り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】
ところが、上記の結束体切断回収装置は、箱自体にヒータや繰り出しローラを押し当てる構成となっているため、時として箱の変形等によりヒータと結束体との接触が悪くなったり、繰り出しローラと結束体との接触が悪くなったりして、結束体がうまく切断されない切断不良、結束体が回収されない回収不良等が発生する場合があった。そして、この種の不良の発生が包装工程ラインの作業性低下や稼働率低下の要因となっていた。また、自動化ラインにおいて、例えば結束体が回収されずに箱に引っ掛かったまま次工程に流れてしまうと、次工程でトラブルが発生するという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、結束体をより確実に切断、回収することができる結束体切断回収装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の結束体切断回収装置は、箱の周囲に巻回された帯状あるいは紐状の結束体を切断、回収するための装置であって、結束体が巻回された箱の結束体が鉛直方向に延びる一面に対向して設けられ、一面に対して接近、離間する方向に移動して結束体を切断する切断手段と、切断手段の上方に設けられるとともに箱の一面に対向して設けられ、切断後の結束体を下方に設けられた回収部に向けて繰り出す方向に回転するとともに、軸が水平方向に向けられてなる第１の繰り出しローラと、第１の繰り出しローラの軸に機械的に接続される駆動源と、第１の繰り出しローラと箱の一面との間に設けられ、一面に対して接近、離間する方向および一面に沿い結束体と交差する方向に移動可能とされ、結束体を切断する際に一面に対して離間することにより、第１の繰り出しローラとの間に結束体を挟み込み、結束体を一面から浮いた状態とする繰り出し補助板と、第１の繰り出しローラと回収部との間において、切断後の結束体の通過個所を挟んで対向する位置であって箱の一面の鉛直方向下方の位置に設けられ、切断後の結束体に対して接近、離間する方向に相対的に移動可能とされ、少なくとも一方のローラが第１の繰り出しローラの軸に連結されて第１の繰り出しローラと同方向に同速度で回転するとともに、切断後の結束体を下方に設けられた回収部に向けて繰り出す方向に回転し、それぞれのローラが離間した状態において切断後の結束体が通過する一対の第２の繰り出しローラと、これら第２の繰り出しローラと回収部との間に設置され、その設置位置に切断後の結束体が繰り出されてきたことを検知するエリアセンサと、エリアセンサが結束体の存在を検知した際に発する信号を受けて一対の第２の繰り出しローラが切断後の結束体を挟み込むように一対の第２の繰り出しローラを相対的に移動させる制御部、を有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の結束体切断回収方法は、上記結束体切断回収装置を用いた方法であって、繰り出し補助板を箱の結束体が巻回された一面に接近させ該一面に沿って移動させることにより繰り出し補助板を箱と結束体の間隙に挿入した後、繰り出し補助板を箱から離間させることにより結束体を箱から浮かせるとともに繰り出し補助板と第１の繰り出しローラとで結束体を挟み込み、次いで、切断手段を用いて結束体を箱から浮いた部分で切断した後、第１の繰り出しローラを回転させて切断後の結束体を回収部に向けて下方に繰り出すことにより、結束体を一対の第２の繰り出しローラの間を通過させ、次いで、切断後の結束体がエリアセンサの設置位置に到達しエリアセンサが結束体を検知した時に一対の第２の繰り出しローラを結束体に接近する方向に移動させて切断後の結束体を挟み込み、一対の第２の繰り出しローラを回転させて結束体を回収部に向けてさらに下方に繰り出すことを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、従来の結束体切断回収装置が箱に対してヒータや繰り出しローラを押し当てる構成となっていたのに対し、本発明の結束体切断回収装置は、繰り出しローラを２段に設けた構成とし、さらに第１の繰り出しローラとの間で結束体を挟み込む繰り出し補助板、一対の第２の繰り出しローラを作動させるエリアセンサ、制御部を新たに設置したものである。この構成により、結束体が第１の繰り出しローラと繰り出し補助板との間で固定されて箱から浮いた状態で切断手段により切断されるので、箱の変形等に関わらず結束体が確実に切断される。そして、第１の繰り出しローラによって繰り出された結束体が第２の繰り出しローラに挟み込まれ、さらに回収部の方向に向けて繰り出されるので、結束体が確実に回収される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１〜図３を参照して説明する。
図１は本実施の形態の結束体切断回収装置の概略構成を示す図、図２、図３は動作を説明するための図であって、図中符号１０は第１の繰り出しローラ、１１は繰り出し補助板、１２はヒータ（切断手段）、１３ａ、１３ｂは繰り出しローラ、１４はエリアセンサ、１５は制御部、１６は回収部、である。また、符号１は段ボール箱、２はポリプロピレン製のバンドからなる結束体、を示す。なお、これらの図において、各種の構成要素は当然ながら装置の筐体に支持されているわけであるが、図を見やすくするために筐体の図示は省略する。
【００１０】
結束体２が一方向に一巻き巻回された箱１が基台（図示略）上の所定の位置までローラコンベア等の搬送装置（図示略）によって搬送され、そこで結束体２の切断、回収が行われるようになっている。ここで、箱１の６面のうち、結束体２が鉛直方向に延びる箱１の一面を箱１の前面１ａとすると、この前面１ａから若干距離離れた位置に軸１０ａを水平方向に向けて第１の繰り出しローラ１０が設置されている。この第１の繰り出しローラ１０は、結束体２の切断時に後述する繰り出し補助板１１との間で結束体２を挟み込んで固定するとともに、切断後の結束体２を下方の回収部１６に向けて繰り出すためのものである。そこで、第１の繰り出しローラ１０の軸１０ａには結束体２を下方に送る方向に回転するモータ等の駆動源（図示略）が機械的に接続されている。この駆動源は軸１０ａに直接連結されていてもよいし、任意の回転伝達機構を介して接続されていてもよい。また、第１の繰り出しローラ１０は結束体２を繰り出す際にのみ回転する構成としてもよいし、常に回転している構成としてもよい。
【００１１】
第１の繰り出しローラ１０の箱１側の面に接するようにその長手方向を水平方向に向けて長尺の繰り出し補助板１１が設置されている。この繰り出し補助板１１は、前述したように、結束体２の切断時に第１の繰り出しローラ１０との間で結束体２を挟み込むとともに、回転する第１の繰り出しローラ１０が結束体２を下方に向けて繰り出す際に結束体２が第１の繰り出しローラ１０に確実に接触するように補助するものである。そして、繰り出し補助板１１の基部にはエアシリンダ１７とロッドレスシリンダ１８が備えられており、繰り出し補助板１１が、エアシリンダ１７の作動により箱１の前面１ａに対して接近、離間するとともに、ロッドレスシリンダ１８の作動により箱１の前面１ａに沿って水平方向（結束体２と交差する方向）に移動するようになっている。
【００１２】
第１の繰り出しローラ１０および繰り出し補助板１１の下方には、熱により結束体２を切断するヒータ１２が設置されている。そして、このヒータ１２にはエアシリンダ１９が取り付けられており、ヒータ１２が箱１の前面１ａに対して接近、離間する方向に移動できるようになっている。また、ヒータ１２は、第１の繰り出しローラ１０および繰り出し補助板１１のごく近傍に設置されている。
【００１３】
ヒータ１２下方の切断後の結束体２の通過経路を挟んで対向する位置には一対の第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂが設置されている。この第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂは、第１の繰り出しローラ１０により下方に繰り出された結束体２をさらに下方に向けて繰り出すためのものである。一対の第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂのうち、前側の第２の繰り出しローラ１３ａの軸１３ｃは第１の繰り出しローラ１０の軸１０ａとチェーン２０により連結されており、第２の繰り出しローラ１３ａが第１の繰り出しローラ１０と同方向に同速度で回転する構成となっている。その一方、後側の第２の繰り出しローラ１３ｂは自由に回転する構成になっている。また、後側の第２の繰り出しローラ１３ｂにはエアシリンダ２１が取り付けられており、この繰り出しローラ１３ｂが前後方向（結束体２に対して接近、離間する方向）に移動するようになっている。
【００１４】
第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂ下方の結束体２の通過経路を挟んで対向する位置には一対のエリアセンサ１４、１４が設置されている。このエリアセンサ１４は、設置位置に切断後の結束体２が到達したことを検知するものであり、例えば赤外線センサ等、種々の方式のセンサを用いることができる。さらに、制御部１５がエリアセンサ１４およびエアシリンダ２１と電気的に接続されている。この制御部１５は、エリアセンサ１４が結束体２の存在を検知した際に発する信号を受けた際にエアシリンダ２１に信号を発し、後側の第２の繰り出しローラ１３ｂを前方に移動させることで第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂが結束体２を挟み込むようにするためのものである。
【００１５】
また、エリアセンサ１４の下方には回収部１６が設けられている。回収部１６は、第１の繰り出しローラ１０、第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂにより繰り出された結束体２を回収する、例えば開口部を有する箱状の領域である。この回収部１６は任意の量の結束体２を収容し得るものであれば具体的にはどのようなものでもよいが、一度収容した結束体２が再度エリアセンサ１４の側に飛び出さないような構造であることが望ましい。
【００１６】
次に、上記構成の結束体切断収容装置の動作について図２、図３を用いて説明する。なお、図２、図３においては、図を見やすくするために動作の説明に必要な構成要素のみを示す。
初期状態において、繰り出し補助板１１は箱１の前面１ａに接触せず、かつその先端が結束体２にかからない位置にあり、ヒータ１２は箱１からある程度離れた位置にあり、一対の第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂは開いた状態にある。まず、結束体２が巻回された箱１が基台上の所定の位置に到達すると、図２（ａ）に示すように、エアシリンダ１７の作動によって繰り出し補助板１１が箱１の前面１ａに向かって前進し（図中矢印Ｂで示す動き）、前面１ａに接したところでロッドレスシリンダ１８の作動によって水平方向に（図中矢印Ｃで示す動き）移動する。この動きにより、繰り出し補助板１１が箱１と結束体２との間に挿入される。
【００１７】
次いで、図２（ｂ）に示すように、エアシリンダ１７の作動によって繰り出し補助板１１が箱１の前面１ａから離れる向きに後退し（図中矢印Ｄで示す動き）、第１の繰り出しローラ１０に接する位置まで移動する。すると、結束体２が手前に引かれることで第１の繰り出しローラ１０と繰り出し補助板１１で結束体２が挟み込まれるのと同時に、結束体２が箱１から浮いた状態となる。
【００１８】
そして、図２（ｃ）に示すように、エアシリンダ１９の作動によってヒータ１２が箱１の前面１ａに向かって前進し、結束体２に接したときに結束体２に熱が加えられ、結束体２が切断される。ここで、第１の繰り出しローラ１０が図中矢印Ｅの向きに回転し、繰り出し補助板１１との間に挟み込まれた結束体２は下方に向けて繰り出されていく。
【００１９】
次いで、図３（ｄ）に示すように、結束体２が第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂの間を通過し、エリアセンサ１４の位置に到達すると、エアシリンダ２１の作動によって後側の第２の繰り出しローラ１３ｂが前進する（図中矢印Ｆで示す動き）。すると、図３（ｅ）に示すように、一対の第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂの間に結束体２が挟み込まれた状態となる。この時、前側の第２の繰り出しローラ１３ａは第１の繰り出しローラ１０と同様、図中矢印Ｅの向きに回転しているため、一対の第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂの間に挟み込まれた結束体２はさらに下方に向けて繰り出されていき、最終的に回収部１６に回収される。
【００２０】
従来の結束体切断回収装置が箱に対してヒータや繰り出しローラを押し当てる構成となっていたのに対し、本実施の形態の結束体切断回収装置は、第１、第２の繰り出しローラ１０、１３ａ、１３ｂを設けた上、第１の繰り出しローラ１０との間で結束体２を挟み込む繰り出し補助板１１、一対の第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂを作動させるエリアセンサ１４、制御部１５等を新たに備えたものである。この構成により、結束体２が第１の繰り出しローラ１０と繰り出し補助板１１との間に挟み込まれ、箱１から浮いた状態で結束体２にヒータ１２が押し当てられて切断される。したがって、本実施の形態の装置によれば、箱１の変形に関わらず結束体２が切断されるため、従来の切断不良が発生することがなくなり、結束体２をより確実に切断することができる。
【００２１】
また、本実施の形態の装置では、第１の繰り出しローラ１０と繰り出し補助板１１に挟み込まれて下方に繰り出された結束体２が一対の第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂに挟み込まれ、さらに回収部１６の方向に向けて繰り出される構成となっている。すなわち、第１の繰り出しローラ１０の位置に繰り出し補助板１１を設けたことで、繰り出しローラをただ単に箱に押し付けていた従来の装置と比べて、第１の繰り出しローラ１０による繰り出しがより確実になり、さらに、これに第２の繰り出しローラ１３ａ、１３ｂによる繰り出しが加わることになる。その結果、従来の回収不良の発生がなくなり、結束体２をより確実に回収することができる。
【００２２】
このように、本実施の形態の結束体切断回収装置によれば、箱１に巻回された結束体２をより確実に切断、回収することができる。したがって、本装置の使用により、従来の装置を使用した場合と比べて包装工程の作業性やライン稼働率を向上させることができる。
【００２３】
また、本実施の形態の場合、ヒータ１２が第１の繰り出しローラ１０および繰り出し補助板１１のごく近傍に配置されているため、結束体２が箱１から充分に浮いた位置で結束体２を切断することができ、結束体２の切断をより確実にするという効果を奏することができる。
【００２４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では第２の繰り出しローラ１３ａをチェーン２０により第１の繰り出しローラ１０と連結し、第１の繰り出しローラ１０の回転と合わせて回転させる構成としたが、この構成に代えて、第１の繰り出しローラとは別に第２の繰り出しローラに独自に駆動源を設けてもよい。また、前側の第２の繰り出しローラのみならず、後側の第２の繰り出しローラを駆動する構成としてもよい。また、上記実施の形態では後側の第２の繰り出しローラ１３ｂを前進させて結束体２を挟む構成としたが、前側の第２の繰り出しローラを移動させる構成、もしくは双方とも移動させる構成としてもよい。
【００２５】
さらに、上記実施の形態では結束体２の切断手段として熱の作用で結束体２を切断するヒータ１２を用いたが、その他、種々のカッタを用いることもできる。さらに、上記実施の形態で用いた繰り出しローラ１０、１３ｂ、繰り出し補助板１１やヒータ１２を移動させるエアシリンダ１７、１９、２１、結束体２の繰り出しを検知するエリアセンサ１４等に関しては、通常用いられる任意の駆動手段やセンサを適宜選択することができる。また、上記実施の形態では結束体２が箱１に一方向に一巻き巻回された例を示したが、２本の結束体が交差して箱に十文字に巻回されたものに対応することもでき、その場合、例えば本実施の形態と同様に１本の結束体を切断、回収した後、箱を載せた基台を９０°回転させて同様の動作を行うようにすることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、結束体が第１の繰り出しローラと繰り出し補助板との間に挟み込まれ箱から浮いた状態で切断されるので、箱の変形等に関わらず結束体がより確実に切断される。そして、第１の繰り出しローラによって繰り出された結束体が第２の繰り出しローラに挟み込まれ、さらに回収部の方向に向けて繰り出されるので、結束体がより確実に回収される。その結果、従来の装置を使用した場合と比べて、工場等のラインの作業性や稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態である結束体切断回収装置の概略構成を示す図である。
【図２】 同、装置の動作を説明するための図である。
【図３】 同、動作の続きを説明するための図である。
【図４】 従来の結束体切断回収装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 箱
１ａ （箱の）前面
２ 結束体
１０ 第１の繰り出しローラ
１１ 繰り出し補助板
１２ ヒータ（切断手段）
１３ａ，１３ｂ 第２の繰り出しローラ
１４ エリアセンサ
１５ 制御部
１６ 回収部
１７，１９，２１ エアシリンダ
１８ ロッドレスシリンダ
２０ チェーン

Claims (2)

1. 箱の周囲に巻回された帯状あるいは紐状の結束体を切断、回収するための装置であって、
   結束体が巻回された箱の前記結束体が鉛直方向に延びる一面に対向して設けられ、前記一面に対して接近、離間する方向に移動して前記結束体を切断する切断手段と、
   該切断手段の上方に設けられるとともに前記箱の一面に対向して設けられ、切断後の結束体を下方に設けられた回収部に向けて繰り出す方向に回転するとともに、軸が水平方向に向けられてなる第１の繰り出しローラと、
   該第１の繰り出しローラの軸に機械的に接続される駆動源と、
   前記第１の繰り出しローラと箱の一面との間に設けられ、該一面に対して接近、離間する方向および前記一面に沿い結束体と交差する方向に移動可能とされ、前記結束体を切断する際に前記一面に対して離間することにより、前記第１の繰り出しローラとの間に前記結束体を挟み込み、該結束体を前記一面から浮いた状態とする繰り出し補助板と、
   前記第１の繰り出しローラと回収部との間において、前記切断後の結束体の通過個所を挟んで対向する位置であって前記箱の一面の鉛直方向下方の位置に設けられ、前記切断後の結束体に対して接近、離間する方向に相対的に移動可能とされ、少なくとも一方のローラが前記第１の繰り出しローラの軸に連結されて該第１の繰り出しローラと同方向に同速度で回転するとともに、前記切断後の結束体を下方に設けられた回収部に向けて繰り出す方向に回転し、それぞれのローラが離間した状態において前記切断後の結束体が通過する一対の第２の繰り出しローラと、
   これら第２の繰り出しローラと回収部との間に設置され、その設置位置に切断後の結束体が繰り出されてきたことを検知するエリアセンサと、
   前記エリアセンサが前記結束体の存在を検知した際に発する信号を受けて前記一対の第２の繰り出しローラが前記切断後の結束体を挟み込むように前記一対の第２の繰り出しローラを相対的に移動させる制御部、を有することを特徴とする結束体切断回収装置。
2. 請求項１に記載の結束体切断回収装置を用いた結束体切断回収方法であって、
   前記繰り出し補助板を箱の結束体が巻回された一面に接近させ該一面に沿って移動させることにより前記繰り出し補助板を箱と結束体の間隙に挿入した後、該繰り出し補助板を箱から離間させることにより結束体を箱から浮かせるとともに前記繰り出し補助板と前記第１の繰り出しローラとで結束体を挟み込み、
   次いで、前記切断手段を用いて前記結束体を箱から浮いた部分で切断した後、第１の繰り出しローラを回転させて切断後の結束体を前記回収部に向けて下方に繰り出すことにより、前記結束体を前記一対の第２の繰り出しローラの間を通過させ、
   次いで、切断後の結束体がエリアセンサの設置位置に到達し該エリアセンサが結束体を検知した時に一対の第２の繰り出しローラを結束体に接近する方向に移動させて前記切断後の結束体を挟み込み、一対の第２の繰り出しローラを回転させて結束体を前記回収部に向けてさらに下方に繰り出すことを特徴とする結束体切断回収方法。

Images