JP3973096B2

JP3973096B2 - 包装材供給装置

Info

Publication number: JP3973096B2
Application number: JP2002382038A
Authority: JP
Inventors: 義夫佐々木; 義孝北原; 雅昭中野
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004210474A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自立袋等の包装材供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１では、包装材を収納するストッカを着脱自在に設置し、ストッカ内の包装材が無くなったら、空の該ストッカを取外し、予め満杯に袋（包装材）を収納した新しいストッカと取り替えることにより包装材の補充をする。また、該ストッカを円弧状に形成することにより、収納された包装材が自重により自然供給されるものとなり、その自然供給される袋の整列姿勢が乱れないように制御している。
【０００３】
特許文献２では、包装材群を長手方向に沿ってストックする複数のストッカが並列に配置され、該複数組のストッカ全体を横移動させる横移動手段が設置され、１つのストッカ上の包装材が空になったときは、ストッカ全体を所定距離横移動させ、包装材が補充されているストッカをコンベアマガジンに隣接させるようにしている。
【０００４】
特許文献３では、特許文献３の図１に示す如く、自立袋等の包装材の積層体をストッカから送給シリンダにより押し出すようにして搬送装置の送りベルトの上に載置し、包装材の先端側の厚みが後端側の厚みより薄いこと（自立袋等の包装材１では先端側は表裏の胴部シート１Ａだけからなるのに対し、後端側は表裏の胴部シート１Ａに底部シート１Ｂが加わってより厚くなる（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）により積層体の上層側が搬送方向の前方に向けて下り勾配になること、又は積層体の全体を送りベルトの搬送面より上位に置き、積層体の先端側が搬送方向の前方に臨んで垂れ下がり状になること等により、最上層の包装材から順に先行させるように積層体から送りベルトの上面に滑落させ、かつ先行する上側の包装材の後端の下に後続する下側の包装材の先端を一部重ねた重なり状態（刺し身状）として、それらの包装材を送りベルトにより送給する。また、搬送装置は、送りベルトの前方上方に該送りベルトよりも高速の早送りベルトを設置してあり、送りベルトにより搬送されてくる先頭の包装材を早送りベルトにより早送りし、この包装材を後続の包装材から分離してストッパに当てるように送り出し、吸盤で吸着して次工程へと受け渡す。
【０００５】
【特許文献１】
実開平5-34107（図１、図２、［００１０］、［００１１］）
【０００６】
【特許文献２】
特開2000-191156
（図１、図２、［０００８］、［００１０］、［００１６］、［００１７］、［００１８］）
【０００７】
【特許文献３】
特開平8-337217（図１、［００２１］、［００２２］）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１においては、ストッカ内では包装材の底部が上側に、包装材の口部が下側となり、口部がストッカ底壁部に接しながら包装材が供給されるため、口部の折れが発生したり、ストッカ底壁部に付着したゴミ等を口部に付着させて包装材内部へ混入する恐れがあった。
【０００９】
また、最近は図８（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、詰め替え易さを考慮して設計された口部の形状が複雑な包装材２、３が増えてきている。このような包装材２、３は、該ストッカ内で姿勢不良を生じて、包装材２、３の搬送装置等への整然とした供給は困難である。更に、包装材を作製するメーカーからは、包装材が約３〜５０枚１組の積層された束の状態でダンボール箱に十数束入れられて輸送されてくることが多い。この場合、円弧状のストッカに自動機械で１束を供給しても、包装材がストッカの円弧部でばらけてしまったりして姿勢不良が発生しやすく、包装材供給装置の完全自動化が困難である。
【００１０】
また、特許文献１の場合、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような包装材２、３であると、包装材２、３の上部首部２Ａ、３Ａの形状が平らでないので、ストッカ途中で、包装材２、３の上部首部２Ａ、３Ａが互いに邪魔し、これにより、包装材２、３がストッカ中で詰ったり、整列が乱れたりし、後続の搬送装置等へ上手く供給できない。
【００１１】
特許文献２では、包装材メーカーから輸送されてきた包装材の束をストッカ内で自動で刺し身状（先行する上側の包装材の後端の下に後続する下側の包装材の先端を一部重ねた重なり状態）に整列させる方法が開示されていない。また、包装材をストックする複数組のストッカで包装材の束を刺し身状にするため、包装材供給装置全体が大型化してしまう。
【００１２】
また、特許文献２の場合、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すような包装材２、３であると、束状態で納入される包装材２、３の自動化が不明であり、包装材２、３を供給する際に大きな設置スペースが必要となる。
【００１３】
特許文献３では、包装材は、積層状態でその上下に隣り合う包装材と密着しており、該包装材の表面状態によって、包装材毎に表面静摩擦係数が変動している。このため、表面静摩擦係数がある程度大きくなった場合には、包装材の積層体をストッカから送給シリンダにより単に押出すだけでは、それらの包装材を最上層のものから順に先行するように自然に滑落させ、しかも上下の包装材を一部重ねた重なり状態となるように規則的に搬送させることが困難である。
【００１４】
本発明の課題は、包装材の表面静摩擦係数がある程度大きい場合においても、コンパクトな装置構成で自動化し、積層状態の包装材を最上層の包装材から順に先行するように滑落させ、かつ上下の包装材を一部重ねた重なり状態となるように規則的に搬送させることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、先端側の厚みが後端側の厚みより薄い包装材の先端側を搬送方向の前方に向けて積層した積層状態の包装材を搬送装置上に載置し、最上層の包装材から順に先行させ、かつ上下の包装材を一部重ねた重なり状態で、それらの包装材を送給する包装材供給装置であって、包装材供給装置の搬送装置の最後尾に位置する包装材の後端を支持装置が支持した状態で、支持された包装材の下側空隙に積層状態の新たな包装材を押し込む送給装置が設けられると共に前記積層状態の包装材の層間に向けて送風する送風装置を新たな包装材を押し込む積層送り込み位置の側方に備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）（図１〜図３）
包装材供給装置１０は、図１に示す如く、自立袋等の包装材１を搬送する搬送装置２０を有する。搬送装置２０は、送りベルト２１と早送りベルト２２を有する。
【００１７】
送りベルト２１は、２条の平行ベルトからなり、モータ２１Ａにより駆動される。送りベルト２１の両側には、包装材１の幅に対応して包装材１の搬送路を形成する搬送ガイド２３が設けられる。
【００１８】
早送りベルト２２は、送りベルト２１の上方に揺動支持され、下端側を送りベルト２１の上面に載置するように、送りベルト２１の走行方向に傾斜配置され、モータ２２Ａにより駆動される。早送りベルト２２の走行速度は、送りベルト２１の送り速度よりも早くされる。
【００１９】
送りベルト２１の前端にはストッパ２４が設けられ、送りベルト２１の下側でストッパ２４に対応する位置には、送りベルト２１上の包装材１の有無を検出するセンサ２５が設けられる。送りベルト２１の上側でストッパ２４の後側には、ストッパ２４により停留せしめられた包装材１を吸着して次工程へと受け渡す吸盤２６が設けられる。
【００２０】
送りベルト２１の後端には送給装置３０のストッカ３１が配置され、ストッカ３１の背面には送給シリンダ３２が設けられる。送りベルト２１の後端寄りには、送りベルト２１上の包装材１の有無を検出するセンサ３３が設けられる。ストッカ３１は、包装材１を所定枚数ずつ積層した積層体２を貯留する収納ケース３１Ａ、３１Ｂ…を上下に多段状に備え、収納ケース３１Ａ、３１Ｂ…を１段ずつ送給シリンダ３２の設置レベルに位置付け、送給シリンダ３２のストッカ３１を突き抜ける前方への伸長動作によりそれらの積層体２を送りベルト２１の上へ送り込む。
【００２１】
送給装置３０の送給シリンダ３２が積層体２を送りベルト２１の上へ送り込んだとき、搬送装置２０は、自立袋等の包装材１の先端側の厚みが後端側の厚みより薄いこと（自立袋では先端側は表裏の胴部シートだけからなるのに対し、後端側は表裏の胴部シートに底部シートが加わってより厚くなる）により積層体２の上層側が搬送方向の前方に向けて下り勾配になること、又は積層体２の全体を送りベルト２１の搬送面より上位に置き、積層体２の先端側が搬送方向の前方に臨んで垂れ下がり状になること等により、最上層の包装材１から順に先行させるように積層体２から送りベルト２１の上面に滑落させ、かつ先行する上側の包装材１の後端の下に後続する下側の包装材１の先端を一部重ねた重なり状態（刺し身状）として、それらの包装材１を送りベルト２１により送給する。
【００２２】
更に、包装材供給装置１０は、送りベルト２１の後部下側で、センサ３３より前側に押上装置４０の押上シリンダ４１を配置し、送りベルト２１の上側で押上シリンダ４１に対応する位置には、支持装置５０の支持アーム５１を配置している。
【００２３】
押上シリンダ４１は、送りベルト２１の２条のベルトの間を下から上へ突き出る伸長動作により、送りベルト２１上で最後尾に位置する包装材１の後端を送りベルト２１の下方から上方に押し上げる。
【００２４】
支持アーム５１は、回動アクチュエータ５１Ａにより待機位置（図１）から作業位置（図２）に駆動される、送りベルト２１の上方における回動動作により、送りベルト２１の上方から送りベルト２１上で最後尾に位置する包装材１、本実施形態では押上シリンダ４１が送りベルト２１の上方に押し上げた状態の包装材１に対して作動し、該包装材１の後端を送りベルト２１の上方に押し上げた状態に支持する。
【００２５】
尚、支持アーム５１は、図４（Ａ）に示す如く、２本のアーム部５２、５２を平行に設けることにより、包装材１の後端の幅方向の２ヶ所で支持するものでも良く、図４（Ｂ）に示す如く、１本の広幅のアーム部５３で、包装材１の後端の幅方向のほぼ中央部を１ヶ所で支持するものでも良い。
【００２６】
そして、搬送装置２０及び送給装置３０は、ストッカ３１から送りベルト２１の上に送り込んだ積層体２の新たな包装材１を、前述の送給動作により、送りベルト２１上で上述の如くに支持アーム５１により支持されている最後尾の包装材１の下側空隙に送り込み可能にする。
【００２７】
包装材供給装置１０は、センサ２５の出力に基づき吸盤２６を作動させ、センサ３３の出力に基づき送給シリンダ３２、押上シリンダ４１、支持アーム５１を作動させる制御手段を有する。
【００２８】
従って、包装材供給装置１０の搬送装置２０、送給装置３０、押上装置４０、支持装置５０による包装材１の供給動作は以下の如くなされる。
【００２９】
(1)送給装置３０の送給シリンダ３２により搬送装置２０の送りベルト２１に送り込まれた積層体２の包装材１は、前述の重なり状態（刺し身状）で送りベルト２１により搬送され、早送りベルト２２に接触する先頭の包装材１は早送りベルト２２との摩擦力により早送りされ、早送りベルト２２の自由端を押し上げてその下を通過し、後続の包装材１から分離されてストッパ２４に当たって位置決めされる。センサ２５がその包装材１を検出した信号に基づき、吸盤２６の包装材１を吸着して次工程へと受け渡す。
【００３０】
(2)送りベルト２１の後部に包装材１がなくなると、センサ３３がこれを検出し、その検出信号に基づいて押上装置４０の押上シリンダ４１が伸長し、送りベルト２１上で最後尾に位置する包装材１の後端を送りベルト２１の下方から上方へ押し上げる（図１）。続いて、支持装置５０の支持アーム５１が待機位置から作業位置に回動し、押上シリンダ４１が押し上げた最後尾の包装材の後端を支持し、その包装材１と送りベルト２１との間に空隙を形成する（図２）。支持アーム５１が包装材１の後端を支持した後、押上シリンダ４１は収縮して元に戻る。
【００３１】
(3)同時に、送給装置３０の送給シリンダ３２がストッカ３１内の１つの収納ケース３１Ａの新たな積層体２を送りベルト２１の上に送り込む。送りベルト２１に送り込まれた積層体２の新たな包装材１は、最上層の包装材１から前述の如くにより送りベルト２１の上面に滑落し、支持アーム５１により支持されている最後尾の包装材１の下側空隙に前述の重なり状態を形成するように送り込まれる。センサ３３により包装材１が補給されたことを検出すると、支持アーム５１、送給シリンダ３２が収縮して元の状態に戻り、ストッカ３１が１個分の収納ケース３１Ａを下降して次回の補給に備える。
【００３２】
包装材供給装置１０は、搬送装置２０、送給装置３０、押上装置４０、支持装置５０を備えたことにより以下の作用がある。
【００３３】
▲１▼搬送装置２０における送りベルト２１上の包装材１が残り少なくなることをセンサ３３が検出すると、先ず押上装置４０の押上シリンダ４１が伸長し、送りベルト２１上で最後尾に位置する包装材１の後端を送りベルト２１の下方から上方へ押し上げる。続いて、支持装置５０の支持アーム５１が待機位置から作業位置に回動し、押上シリンダ４１が押し上げた最後尾の包装材１の後端を支持し、その包装材１と送りベルト２１との間に空隙を形成する。支持アーム５１が包装材１の後端を支持した後、押上シリンダ４１は収縮して元に戻る。そして、支持装置５０が支持している最後尾の包装材１の下側空隙に、新たな包装材１を送給装置３０が押し込み、包装材１を自動的に補給する。
【００３４】
▲２▼送給装置３０により新たな包装材１を押し込むとき、新たな包装材１は支持装置５０に干渉することなく、最後尾の包装材１の下側空隙の最も奥までスムースに押し込まれ得る。
【００３５】
▲３▼支持装置５０は包装材１の後端を送りベルト２１の上方に支持するものであり、包装材１の後端に対して送りベルト２１の上方から作動するものとなり、かつ、包装材１の幅方向のほぼ中央部の１〜２ケ所を支持するため（図４（Ａ）、（Ｂ））、包装材１の幅サイズに関係なく使用できる。同時に、支持装置５０は包装材の横から包装材１に対して作動するものでないから、送りベルト２１の両側の搬送ガイド２３に対して作動するものでなく、送りベルト２１の両側の搬送ガイド２３に切欠開口を設ける如くがなく、包装材１の搬送の安定を損なうことがない。
【００３６】
▲４▼支持装置５０が押上装置４０を併用することにより、押上装置４０により送りベルト２１の上方に押し上げた状態の包装材１の後端を支持装置５０により支持することができる。支持装置５０の上下昇降スペースを小にし、搬送装置２０の上部スペースのコンパクトを図ることができる。
【００３７】
更に、包装材供給装置１０にあっては、図１〜図３に示す如く、送給装置３０の送給シリンダ３２が積層体２を送り込む送りベルト２１上の積層送り込み位置の両側に、送風装置６０のノズル６１〜６３を設ける。送風装置６０は、積層送り込み位置の後方から前方に向けて、第１ノズル６１、第２ノズル６２、第３ノズル６３を順に設け、各ノズル６１〜６３のそれぞれを積層送り込み位置の両側に配置する。
【００３８】
ノズル６１〜６３は、圧空源に接続された状態で、送風装置６０の左右の架台６０Ａに設置され、積層送り込み位置に送り込まれた積層体２の包装材１が送りベルト２１の上面に前述の如くに送給されるときに、それら包装材１の層間に向けて高圧空気を送風する。
【００３９】
ノズル６１〜６３は、架台６０Ａに水平面内で旋回可能に設置され、送風方向を調整可能にされる。例えば第２ノズル６２、第３ノズル６３の送風方向は積層体２の真横に向き、第１ノズル６１の送給方向は積層体２に斜向して包装材１の搬送進み方向に沿う送風方向成分をもつものとすることができる（図３）。
【００４０】
送風装置６０は、上下動アクチュエータ６４による架台６０Ａの上下動により、ノズル６１〜６３を、積層体２における包装材１の積層の上下方向に往復動させながら、それらノズル６１〜６３からの送風を行なう。
【００４１】
包装材供給装置１０は、送風装置６０を備えたことにより以下の作用がある。▲１▼送風装置６０をノズル６１〜６３が、搬送装置２０の送りベルト２１上で積層状態にある包装材１の層間に送風することにより、上下の包装材１の層間に侵入した送風がそれらの密着を解きほぐし、それらの包装材１を最上層の包装材１から順に先行するように自然に滑落させ、しかも上下の包装材１を一部重ねた重なり状態とするように規則的に搬送させることができる。
【００４２】
▲２▼送風装置６０のノズル６１〜６３が包装材の積層の上下方向に往復動しながら、送風を行なう。従って、送風の上下動が包装材１の積層体２に上下方向の振動を与え、この振動によっても包装材１の密着を解きほぐし、上述▲１▼の層間への送風の侵入効果をより確実にする。
【００４３】
▲３▼送風装置６０をノズル６１からの送風が包装材１の搬送進み方向への送風方向成分をもつ。従って、包装材１はこの送風方向成分を得て搬送方向への滑落を促進されるとともに、先行する包装材１の後端下側へ確実に追随するように送り込まれ、前述▲１▼の搬送の安定確実を図ることができる。
【００４４】
▲４▼従来技術の特許文献３の如く、包装材の積層体をストッカから送給シリンダにより単に押出すだけでは、包装材の表面静摩擦係数が低いとき（後記する測定器で測定した場合に約0.1以下）のみにしか、包装材を最上層のものから順に先行するように自然に滑落させ、しかも上下の包装材を一部重ねた重なり状態とするように規則的に搬送させることができない。しかしながら、本実施形態にあっては、上記作用▲３▼に記載したように、ノズル６１によって、包装材１の搬送進み方向への送風方向成分を得て、搬送方向への滑落を促進させた場合には、包装材１の表面静摩擦係数が高い場合（後記する測定器で測定した場合に約０．３以上）であっても、搬送方向への滑落を促進されるとともに、先行する包装材１の後端下側へ確実に追随するように後続する包装材１を送り込むことができ、前述▲１▼の搬送の安定確実を図ることができる。
【００４５】
尚、上記の表面静摩擦係数は新東科学株式会社製のポータブル摩擦計・ＨＥＩＤＯＮ・トライボギア・ミューズＴＹＰＥ９４ｉの測定器を使用して求めた値である。
【００４６】
（第２実施形態）（図５、図６）
第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、押上装置４０を撤去し、支持装置５０が支持アーム５１を回動アクチュエータ５１Ａにより回動動作させることに加え、支持アーム５１を昇降アクチュエータ５１Ｂにより昇降動作させるようにしたことにある。従って、支持装置５０は、支持アーム５１により以下の如くにして、搬送装置２０を送りベルト２１上で最後尾に位置する包装材１の後端を送りベルト２１の上方に持ち上げ、かつ支持する。
【００４７】
(1)送りベルト２１の後部に包装材１がなくなったとき、センサ３３がこれを検出し、その検出信号に基づいて支持アーム５１を昇降アクチュエータ５１Ｂにより上昇位置（図５（Ａ））から下降位置（図５（Ｂ））に下降させる。
【００４８】
(2)支持アーム５１を、上述(1)の下降位置で回動アクチュエータ５１Ａにより待機位置から作業位置に回動させ（図６（Ａ））、続いて昇降アクチュエータ５１Ｂにより上昇させて最後尾の包装材１の後端部を送りベルト２１の上方に持ち上げる（図６（Ｂ））。この場合においても、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように支持アーム５１は包装材１の幅方向のほぼ中央部の１〜２ケ所を支持する。
【００４９】
(3)送給装置３０の送給シリンダ３２により送りベルト２１に送り込んだ積層体２の新たな包装材１を、最上層の包装材１から上述(2)の支持アーム５１により支持されている最後尾の包装材１の下側空隙に送り込む。このようにして包装材１が補給された後、支持アーム５１を回動アクチュエータ５１Ａにより待機位置に戻す。
【００５０】
本実施形態によれば、支持装置５０自体で、包装材１の後端を送りベルト２１の上方に持ち上げ、かつ支持することができ、装置全体のコンパクトを図ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、コンパクトな装置構成で自動化し、積層状態の包装材を最上層の包装材から順に先行するように滑落させ、かつ上下の包装材を一部重ねた重なり状態とするように規則的に搬送させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１実施形態の包装材供給装置における押上装置の作動状態を示す側面図である。
【図２】図２は第１実施形態の包装材供給装置における支持装置の作動状態を示す側面図である。
【図３】図３は図２のIII−III線に沿う矢視図である。
【図４】図４は図２のIV−IV線に沿う矢視図である。
【図５】図５は第２実施形態の包装材供給装置における支持装置の下降動作を示す側面図である。
【図６】図６は第２実施形態の包装材供給装置における支持装置の上昇動作を示す側面図である。
【図７】図７は包装材の胴部シートと底部シートを示す模式断面図である。
【図８】図８は包装材を示す模式図である。
【符号の説明】
１包装材
２積層体
１０包装材供給装置
６０送風装置
６１〜６３ノズル

Claims

先端側の厚みが後端側の厚みより薄い包装材の先端側を搬送方向の前方に向けて積層した積層状態の包装材を搬送装置上に載置し、最上層の包装材から順に先行させ、かつ上下の包装材を一部重ねた重なり状態で、それらの包装材を送給する包装材供給装置であって、
包装材供給装置の搬送装置の最後尾に位置する包装材の後端を支持装置が支持した状態で、支持された包装材の下側空隙に積層状態の新たな包装材を押し込む送給装置が設けられると共に
前記積層状態の包装材の層間に向けて送風する送風装置を新たな包装材を押し込む積層送り込み位置の側方に備えた包装材供給装置。
前記送風装置が、包装材の層間に向けて送風するノズルを該包装材の積層の上下方向に往復動させながら、該ノズルからの送風を行なう請求項１に記載の包装材供給装置。
前記送風装置の送風方向が、包装材の搬送進み方向に沿う成分をもつ請求項１又は２に記載の包装材供給装置。