JP4388672B2 - ロータリー式開袋装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、粉粒体を詰めた袋を開袋し粉粒体を袋から放出させるロータリー式開袋装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−４０４４１号に開示された自動開袋装置によれば、図７に示す通り、袋体アシストパネル３０３及び袋体アシストチェアー３０５は、それぞれ駆動シャフト３０３ａ及び駆動シャフト３０５ａによって、傾斜した状態に回動して停止し、輸送コンベア３０２を駆動して各種粉粒体を充填した袋Ｆを移送し、この袋Ｆを袋投入口３０１ａからハウジング３０１の袋処理室Ｘに投下すると、袋Ｆは袋体アシストパネル３０３と袋体アシストチェアー３０５に滑り落ちて受け止められる。袋体アシストパネル３０３及び袋体アシストチェアー３０５は、駆動され、垂直な状態に戻り、袋Ｆは起立状態となる。次に、差込棒駆動アクチュエータ３０７ａによって差込管３０７の先端部を起立状態の袋Ｆの上部に差し込んで袋Ｆを保持し、駆動シャフト３０５ａによって袋体アシストチェアー３０５が袋Ｆから後方に回動して、袋Ｆは差込棒３０７から吊り下げられた状態となる。次に袋カッターアクチュエータ３０６ａによって袋カッター３０６を動作させ、袋Ｆの底部を切り開いて、内部に充填されていた各種粉粒体を下方に全て落下させシューター３０１ｃから排出されるが、この際に、袋Ｆには、エアーノズル３０９から高圧パルスエアーが噴出されて外部から叩かれるため、袋Ｆの内部に残留した各種粉粒体は叩き落とされる。袋押込板アクチュエータ３０４ａによって袋押込板３０４が移動され、袋Ｆを折込ローラー３０８の上・下のローラー面の間隙部分に二つ折りにしながら押し込む動作を行い、ハウジング３０１の袋排出口３０１ｂから袋Ｆは外部に放出される。
【０００３】
このように上記従来技術によれば、袋を切り開いて内部の粉粒体を取り出す作業を自動的に行えることとなり、現場の作業員は悪環境下での重労働作業から解放される。また、差込棒３０７からエアーを噴出させるので、差込棒３０７によって多層の袋でも一枚の袋の場合と同様、各層間のズレやタワミを防止する事が可能となり、袋内を正圧に保持しながらしかもエアーの流れによって粉粒体の取り出しを促進でき、それら粉粒体の排出時間の短縮化が図れ、しかも袋内に粉粒体等の残留も極めて少なくできる等の優れた効果を奏するとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記の従来の技術では、袋Ｆの受入れ工程、差込棒の差込工程、開袋工程、袋吊り下げ工程、袋排出工程をすべてシーケンシャルに実施しなければならない。また、各工程に対応した駆動部が少なくとも５機構存在し、このため、駆動部に設置開袋処理空間を取られるとともに、駆動部のメンテナンス面やコスト面で改善すべき問題等がある。
そこで、本発明は、開袋装置の小型化、駆動部及び開袋工程の簡素化、メンテナンスやコスト面での改善等を課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するため、シーケンシャルな開袋工程に代えて、本発明者等は、各工程を並行的に行うことに着目し、本発明に至ったものである。即ち、請求項１記載の発明は、外部カバーと、該外部カバーの内部領域に回転可能に配置された中空の内部回転体と、前記外部カバーが固定されるとともに、前記内部回転体を回転可能に支持する支持部と、前記内部回転体を間欠的に回転駆動する駆動源と、前記内部回転体に配置され、袋に差し込み可能な差込部材を備え、該差込部材を前記内部回転体と外部カバーとの間の開袋処理空間に対して出没可能とし、異なる径方向に配置された複数個の袋差込保持部と、前記外部カバーに開口形成した袋投入口を設けた袋投入部と、前記開袋処理空間に設けられ前記袋を開袋する開袋部と、前記外部カバーに開口形成した袋排出口を設けた空袋排出部と、前記開袋に起因して前記開袋処理空間に落下する粉粒体を前記支持部に排出する粉粒体排出部と、を備え、前記各袋差込保持部は前記内部回転体とともに回転し、前記袋投入部及び前記空袋排出部の位置で同時に停止可能とされ、前記支持部の内部領域に前記駆動源が収容され、前記粉粒体排出部は、前記支持部の上面に設けた粉粒体排出口と、前記内部回転体の下部の外部側面に固定した羽根部とを備え、前記粉粒体排出口から粉粒体を前記支持部に排出させたことを特徴とするロータリー式開袋装置である。該構成によって１内部回転体が１回転する間に複数個の袋の開袋処理が可能となるとともに粉粒体の円滑な排出が可能となる。また、処理能力に対して小型化が可能となる。
【０００７】
請求項１記載の発明は、粉粒体排出部、例えばテーブルフィーダ、シュート又はホッパを設けて強制的に外部に排出するので、排出効率が高まる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態のロータリー式開袋装置１について図面を参照して説明する。図１〜図４の通り、このロータリー式開袋装置１は、円筒状の外部カバー１１と、外部カバー１１の内部に開袋処理空間１２を介在させて回転可能に同軸状に配置された中空の内部回転体２と、外部カバー１１と内部回転体２とを支持する中空ケース状の支持部１３とを備えている。この内部回転体２は、円筒状の内部ケース２０と、内部ケース２０と一体に結合した中空の中心回転軸２１と、を備えている。内部回転体２は基部がくびれた形状となっている。外部カバー１１と内部ケース２０とは同心円状に配置され、その間に円環状の開袋処理空間１２が形成されている。中心回転軸２１は支持部１３の中心に形成した支持ケース２２によって垂直に保持され回転可能となっている。支持部１３に収容され前述の内部回転体２を一体的に間欠的に回転させる駆動源１４（図３参照）が設けられている。開袋処理空間１２に落下した粉粒体を支持部１３に排出する粉粒体排出部３が形成されている。
【００１１】
ロータリー式開袋装置１は、相互に９０度を成すように半径方向に配置された４個の袋差込保持部４と、外部カバー１１に開口形成した袋投入口５１を設けた袋投入部５と、袋投入部５から反時計方向に概ね４５度をなす位置の外部カバー１１に設けられ開袋処理空間１２へ突出し袋Ｆを開袋する開袋部６と、袋投入部５から反時計方向に９０度をなす位置の外部カバー１１に設けられ半径方向に袋Ｆを叩く叩き部７と、袋投入部５から反時計方向に１８０度をなす位置の外部カバー１１に設けられ半径方向に袋Ｆを圧縮する空袋圧縮部８と、袋投入部５から反時計方向に２７０度（時計方向に９０度）をなす位置の外部カバー１１に開口形成した袋排出口９２を設けた空袋排出部９と、を備えている。つまり、袋投入部５、叩き部７、空袋圧縮部８及び空袋排出部９の順序で９０度毎に配置され、開袋部６が袋投入部５と叩き部７との間に配置され、さらに前述の粉粒体排出部３、袋差込保持部４、叩き部７、空袋圧縮部８、駆動源１４等の動作を制御する制御装置１０等を備えたものである。
【００１２】
また、以下、各要素を詳細に説明する。まず、ロータリー式開袋装置１の上部は二重構造である。即ち、外部カバー１１側壁と内部回転体２側壁とで円環状（ドーナツ状）の開袋処理空間１２が形成され、この空間で袋Ｆを開袋し粉粒体を取り出し、空袋を圧縮する等の開袋処理を行うものである。この開袋処理空間１２は外気及び内部回転体２の内部と遮断され、内部回転体２は密閉構造であるが、天井面に脱着可能な透明アクリル板からなる透明カバー２ａが設けられ、その内部が点検可能となっている。
【００１３】
次に内部回転体２の支持ケース２２は、図２、図３の通り、外周部２３と、外周部２３の内側、且つ、中心回転軸２１の外側に形成された固定式のジャケット２４と、中心回転軸２１を回転可能に保持する保持器２５（シール及びベアリングからなるユニット）を備えたものである。中心回転軸２１へエアー供給源から管路２４ａを介してエアーが供給される。ジャケット２４は、エアー供給用の環状溝２６（図５参照）を備え、環状溝２６に対応させて中心回転軸２１にそれぞれ管状の空気導通部２７（図５参照）が設けられている。つまり環状溝２６にドーナツ状にエアーを供給し中心回転軸２１の回転にかかわらずエアーの供給を円滑としている。中心回転軸２１、後述するスクレーパ３１、内部ケース２０、袋差込保持部４は一体に結合し一体回転可能となっている。また、中心回転軸２１は、中空軸であって上端部に８個のワンタッチ継手２８（図４参照）が設けてあり、これらのワンタッチ継手２８が後述するエアシリンダ４２、５５、７２、８２、及び４本の差込管４１のそれぞれにチューブ２９を介して連通し、エアを吸排できるようになっている。これにより差込管４１を往復動させ、また、差込管４１からエアーを噴射することができる。
【００１４】
粉粒体排出部３は、テーブルフィーダ３０を備え、内部回転体２から半径方向外部に向かって延び出すよう固定された複数枚（ここでは約９０度間隔で直交する４枚）のスクレーパ３１とスクレーパ３１がその上面を回転する底板３２を備えている。スクレーパ３１は内部回転体２と一体回転し、回転駆動源は袋差込保持部４の駆動源１４と共通化され、中心回転軸２１の回転を有効に利用しているので、外部ケース１１の高さが押えられる。また、中心回転軸２１の回転を利用して、袋Ｆを保持しながら回転させるという動きと、このスクレーパ３１で粉を掃いて排出させるという動きと兼ねている。従って、駆動源１４が１系統で済むので、構造が簡素化できる。粉粒体排出部３は、支持部１３の上面に貫設された排出口３３を備え、さらに排出口３３の下部に連設された粉粒体空気輸送部３４を備えている。この粉粒体空気輸送部３４は、排出口３３と連通するロータリーバルブ３５が連設され、ロータリーバルブ３５に輸送管を備えた圧送アダプタ３６が接続されている。
【００１５】
それぞれの袋差込保持部４は、半径方向に伸縮する４本の差込管４１を備え、４本の差込管４１が方形にエアーシリンダ４１から出没自在に設けられ、この差込管４１は内部回転体２に４箇所設けた貫通孔（図示略）から開袋処理空間１２に対して出没可能とされ、これにより袋Ｆに差し込み可能とし、この差込管４１に対しエアーシリンダ４２のエアコネクタ４３，４４からエアーが供給できるようになっている。また差込管４１の先端部が閉じられ、周壁に複数のスリット又は孔が形成され、それからエアーが噴出することで、差込管４１が袋Ｆに突き通された場合、袋Ｆ内部の粉粒体が流動化して排出が円滑化されるようになっている。４個の袋差込保持部４は、それぞれ、差込管４１を開袋処理空間１２に向かって出没させるための４本のエアーシリンダ４２が半径方向に各々９０度を成すように内部回転体２の内部領域に放射状に固定されている。
【００１６】
袋投入部５は、外部カバー１１に開口された袋投入口５１と、袋投入口５１の下部に水平に形成された袋受台５２と、袋投入口５１の下方の位置で袋受台５２上部の外部カバー１１の壁面に袋押え部５３を備えている。この袋押え部５３は、押え板５４と押え板５４を径方向に移動させる電磁弁付きのエアシリンダ５５とを備えている。この袋押え部５３は、壁面を利用すれば必要はないことがある。押え板５４に差込管４１が貫通できる孔５６が貫設されている。袋Ｆは搬送手段、例えばベルトコンベア１５０で所定間隔で搬送され、袋投入口５１から投入され、袋受台５２に落下するようになっている。
【００１７】
開袋部６は、カッタ６１と、カッタ６１を外部カバー１１に固定する固定機構６２とを備えている。固定式であるから安全性が一層高まる。カッタ６１は外側から交換ができるようになっており、メンテナンスが容易である。カッタ６１は刃先が袋投入部５の方向に向かって傾斜して配置されている。固定式に代えて駆動部を備えた可動式のカッタでも良い。
【００１８】
叩き部７は、叩き板７１と、叩き板７１を径方向に往復動させる電磁弁付きのエアシリンダ７２とを備え、袋Ｆを叩いたり揉みほぐして、袋Ｆから粉粒体をここで完全排出させる。叩き部７は、空袋排出部９と対向する位置に配置されている。叩き板７１に差込管４１が貫通できる孔７３が貫設されている。
【００１９】
空袋圧縮部８は、圧縮板８１と、圧縮板８１を径方向に往復動させる電磁弁付きのエアシリンダ８２とを備え、袋Ｆを圧縮するものである。空袋圧縮部８は、袋投入部５と対向する位置に配置されている。圧縮板８１に差込管４１が貫通できる孔８３が貫設されている。
【００２０】
空袋排出部９は回動可能な可動式シュート９１を備え、袋排出口９２から空袋Ｇを落下させることができる。可動式シュート９１を内側に倒すことによって、袋排出口９２が開口し、開袋処理が終わったら可動式シュート９１を戻せば袋排出口９２が閉口され蓋の機能を果たす。
【００２１】
駆動源１４は、支持部１３内の下部に設置されたモータ１５と、モータ１５の軸に固定されたスプロケット１６と中心回転軸２１の下端部に固定されたスプロケット１７に巻き掛けられたチェーン１８とを備えたものである。支持部１３はレベルパッド１９により支持されている。
【００２２】
次に、開袋の制御を司る電子式の制御装置１０について図６を参照して説明する。この制御装置１０は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、カウンタ１０４、タイマ１０５、音声制御部１０６、入出力インタフェース１０７をバス１０７ａにより相互に接続したものである。入出力インタフェース１０７には、モータ１５、ロータリーバルブ３５、エアシリンダ４２，５５，７２，８２、表示装置１０８、スピーカ１０９、入力装置１０９ａ、各種センサ１１０等が接続され、各種の入力信号や出力信号が入出力されるようになっている。ＣＰＵ１０１が初期設定、或いは入力信号を受けて所定の演算等を行い、コマンド信号を前述した各部に供給している。ＲＡＭ１０２は、開袋のための各種のデータを一時的に読み書きするものである。ＲＯＭ１０３には開袋のプログラムが読み出し専用で格納されている。制御装置１０は、各部に出力するコマンドを生成し、コマンドを出力することで、開袋制御を実行する。表示装置１０８は、液晶表示盤等からなるものであり、制御装置１０に隣接して配置されている。表示装置１０８は、開袋に関しての各種のメッセージや図柄等を表示するものである。液晶表示盤、ＬＥＤ、ＣＲＴ等、その他の種類の表示装置でも良い。スピーカ１０９は開袋に関しての各種のメッセージを音声出力するものである。カウンタ１０４は開袋計数カウンタとして機能するものであり、電源投入後、カウンタ１０４の開袋個数カウント値Ｇの初期値を「０」とし、各種入力信号を参照して、インクリメントするものである。さらに入力装置１０９ａによって、回転速度等を所望値にセットすることができる。タイマ１０５は時間に関する演算処理等を行なうものである。音声制御部１０６は音源ＩＣ及び増幅器等から構成され、スピーカ１０９等の駆動制御を司るものである。
【００２３】
ロータリー式開袋装置１の動作を説明する。矢印Ｔ方向から袋Ｆが順次投入されると、袋投入部５、叩き部７、空袋圧縮部８、空袋排出部９の各場所において並行して各処理を行い、内部回転体２が矢印Ａの通り、１回転する間に袋Ｆを切開するとともに、差込管４１からエアーの噴射を行い、４個の袋Ｆを開袋処理し排出する。即ち、制御装置１０からモータ１５に停止信号が出力され、図１に示す位置で内部回転体２が停止制御される。そして、制御装置１０から４つの袋差込保持部４、袋押さえ部５３、叩き部７、空袋圧縮部８にそれぞれ駆動信号が出力され、(1)袋受台５２に置かれた袋Ｆに矢印Ｂに示す通り差込管４１が貫通され、押え板５４で袋Ｆを押さえてから外部カバー１１側に退避させ、(2)差込管４１が貫通されて保持されカッタ６１によって切開された袋Ｆの内部に差込管４１のスリットから空気を噴射するとともに矢印Ｃに示す通り袋Ｆを叩き板７１で叩いて粉粒体を切開口から落下させた後、矢印Ｄの通り叩き板７１を外部カバー１１側に退避させ、(3)差込管４１が貫通されて保持された袋Ｆを矢印Ｅの通り圧縮板８１で圧縮してから、圧縮板８１を矢印Ｈの通り外部カバー１１側に退避させて空袋Ｇとし、(4)矢印Ｉの通り差込管４１を内部ケース２０に退避させ、空袋Ｇを可動式シュート９１に放出する。これらの(1)〜(4)の処理が並行して実行される。
【００２４】
次に、制御装置１０からモータ１５に駆動信号が出力され、図１に示す位置から矢印Ａの通り内部回転体２を９０度回動させた後に停止する駆動制御がなされる。そのとき、カッタ６１が点線で示す袋Ｆを切開する。完全な切断とすると紙片が粉粒体に混じるので、粉粒体の落下が十分となる程度、例えば首の皮一枚程度つながるような切開状態とする。また、叩き部７から空袋圧縮部８まで回動する間に差込管４１からエアーの噴射が行われ、袋Ｆに付着した粉粒体が払い落とされる。
【００２５】
そして、制御装置１０から４つの袋差込保持部４、袋押え部５３、叩き部７、空袋圧縮部８にそれぞれ駆動信号が出力され、前述した(1)〜(4)の動作が並行して実行される。こうして矢印Ｔの通り次々にコンベア１５０で搬送されてくる袋Ｆが内部回転体２の回転に伴い開袋処理され、矢印Ｊの通り空袋Ｇは可動式シュート９１から外部に排出され、開袋処理が実行される。制御のタイミングはタイマ１０５、位置検出センサ、近接センサ等の各種センサ（図示略）等によって実行される。
【００２６】
また、矢印Ｋの通り粉粒体は開袋処理空間１２を落下し、底板３２上面に堆積するが、制御装置１０からロータリーバルブ３５に駆動信号が出力され、前記矢印Ａの通りの回転に伴いスクレーパ３１が回転することで、粉粒体が排出口３３、ロータリーバルブ３５、輸送管を備えた圧送アダプタ３６を経て矢印Ｌの通り外部に排出される。
【００２７】
以上説明した通り、本実施形態のロータリー式開袋装置１によれば、各種粉粒体を充填した袋の導入工程、開封工程、袋の叩き工程、空袋の圧縮工程、空袋排出工程、粉粒体排出工程が同時並行的に実施され、１つの袋Ｆの開袋処理が内部回転体２の１回転（正確には３／４回転）によって完了し、しかも、袋Ｆを差込管４１で９０度の間隔で吊り下げながら処理することで、小型化、駆動部の削減、空気圧系の簡素化、開袋処理の迅速化、メンテナンスや清掃の容易化、コスト削減が可能となる。さらに駆動部を開袋処理空間１２と分離し、粉粒体の侵入を防止でき、故障の原因をなくすることができる。
【００２８】
変更形態として図示は略すが、内部回転体２からエアーを噴出させることで、開袋処理空間１２のクリーニングができる。例えば、スクレーパ３１を中空とし、スリットを設けて、スリットからエアーを噴出させることが可能である。他の変更形態としては、中心回転軸２１、駆動源１４等を内部ケース２０の上に移設し、スクレーパ３１を省いて支持部１３をホッパ形状とすることもできる。
【００２９】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で多くの設計変更を施し得ることができることは当然である。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、開袋装置の小型化、駆動部及び開袋工程の簡素化、メンテナンスやコスト面での改善を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のロータリー式開袋装置の内部構造を示す平面図である。
【図２】同じく右側面図である。
【図３】同じく正面図である。
【図４】図３の矢視ＩＶ−ＩＶから見た平面図である。
【図５】中心回転軸とジャケットの細部を示す断面図である。
【図６】制御装置のブロック図である。
【図７】従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１…ロータリー式開袋装置、１１…外部カバー、１２…開袋処理空間、
１３…支持部、１４…駆動源、１５…モータ、１６…スプロケット、
１７…スプロケット、１８…チェーン、１９…レベルパッド、２…内部回転体、
２０…内部ケース、２１…中心回転軸、２２…支持ケース、２３…外周部、
２４…ジャケット、２５…保持器、２６…環状溝、２７…空気導通部、
２８…ワンタッチ継手、２９…チューブ、３…粉粒体排出部、
３０…テーブルフィーダ、３１…スクレーパ、３３…排出口、
３４…粉粒体空気輸送部、３５…ロータリーバルブ、３６…輸送管、
４…袋差込保持部、４１…差込管、４２…エアシリンダ、５…袋投入部、
５１…袋投入口、５２…袋受台、５３…袋押え部、５４…押え板、
５５…エアシリンダ、５６…孔、６…開袋部、６１…カッタ、６２…固定機構、
７…叩き部、７１…叩き板、７２…エアシリンダ、７３…孔、８…空袋圧縮部、
８１…圧縮板、８２…エアシリンダ、８３…孔、９…空袋排出部、
９１…可動式シュート、９２…袋排出口、１０…制御装置、Ｆ…袋、Ｇ…空袋

Claims (1)

1. 外部カバーと、
   該外部カバーの内部領域に回転可能に配置された中空の内部回転体と、
   前記外部カバーが固定されるとともに、前記内部回転体を回転可能に支持する支持部と、
   前記内部回転体を間欠的に回転駆動する駆動源と、
   前記内部回転体に配置され、袋に差し込み可能な差込部材を備え、該差込部材を前記内部回転体と外部カバーとの間の開袋処理空間に対して出没可能とし、異なる径方向に配置された複数個の袋差込保持部と、
   前記外部カバーに開口形成した袋投入口を設けた袋投入部と、
   前記開袋処理空間に設けられ前記袋を開袋する開袋部と、
   前記外部カバーに開口形成した袋排出口を設けた空袋排出部と、
   前記開袋に起因して前記開袋処理空間に落下する粉粒体を前記支持部に排出する粉粒体排出部と、を備え、
   前記各袋差込保持部は前記内部回転体とともに回転し、前記袋投入部及び前記空袋排出部の位置で同時に停止可能とされ、
   前記支持部の内部領域に前記駆動源が収容され、前記粉粒体排出部は、前記支持部の上面に設けた粉粒体排出口と、前記内部回転体の下部の外部側面に固定した羽根部とを備え、前記粉粒体排出口から粉粒体を前記支持部に排出させることを特徴とするロータリー式開袋装置。

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