JP4475129B2

JP4475129B2 - シート状物品の取り出し装置

Info

Publication number: JP4475129B2
Application number: JP2005027612A
Authority: JP
Inventors: 利幸高野
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: JP2006213459A

Description

本発明はシート状物品の取り出し装置に係り、例えば、折り畳まれた状態のワンタッチカートンやサックカートン等のケースや、袋、あるいは能書等の紙片からなるシート状物品を取り出す装置に関するものである。

扁平に折り畳まれたカートンを多数枚重ねてカートンマガジンまたはホッパ内に収容し、吸盤等を備えた取り出し手段によって一枚ずつ取り出した後、このカートンを起函して搬送コンベヤに引き渡すようにしたカートン取り出し装置が従来から知られている。このような従来のカートン取り出し装置に用いられているカートンマガジンまたはホッパは、通常、水平または下向きに傾斜して配置されており、その前面に設けられた取り出し口から、取り出し手段によって一枚ずつカートンを取り出すようになっている。このカートンマガジンの取り出し口には、カートンの周囲の複数箇所に係合して先頭のカートンを保持する複数の保持爪が設けられている。

前記保持爪は、カートンマガジンまたはホッパ内からカートンが自然に脱落してしまわないように保持するとともに、取り出し手段の吸盤等によってカートンを吸着して取り出す際には、吸着されている先頭のカートンだけがスムーズに外れるように、その位置を正確に調整しなければならない。しかしながら、保持爪の位置の調整は非常に微妙であり高度な技術と熟練を必要とする。また、異なる品種のカートンに兼用する場合には、サイズに応じてその位置を変更しなければならず、その都度調整しなければならないという問題があった。

また、最近では、折り込み行程や糊付け行程を必要とせず、起函すると直ちに四方の壁面と底部とが形成されるワンタッチカートンが広く用いられるようになっている。このワンタッチカートンは、四方の壁面を二面ずつ向かい合わせにして密着させ、底面は、前記密着した壁面の下部内に折り込まれ、さらに、一つの壁面の上部に直立した状態で蓋が接続されている。従って、ワンタッチカートンは、折り畳んだ状態では、下部側が上方の蓋の部分の数倍の厚さを有している。そのため、多数枚のワンタッチカートンを重ねると、底面側が厚く上部の蓋側が薄い扇形になってしまい不安定であるため、所定枚数ごとに区分してフィンガーで前後を保持しながら搬送するようにしている。

前記のようなワンタッチカートンの取り出し装置に備えられたカートンホッパは、エンドレスチェーンに所定の間隔でフィンガーが取り付けられており、支持レール上に乗ってカートンが所定の枚数ずつこれらフィンガーによって前後を保持されて、フィンガーの１ピッチ分ずつ間欠的に送られるようになっている。そして、送られてきたカートンは、支持レールの先端のカートン取り出し位置に停止している間に、正面のカートン取り出し口から取り出し手段によって一枚ずつ取り出される。このカートン取り出し口には、前述の保持爪が複数設けられて、先頭のカートンを保持している。

前記カートンホッパを備えたカートン取り出し装置は、水平方向から取り出すようになっているため、保持爪と後方のフィンガーとの間に保持されているワンタッチカートン等のカートンの枚数が多い間は安定して保持されているが、カートンが順次取り出されて数が少なくなってくると、後方のフィンガーによる押し圧が作用しなくなるためカートンが倒れてしまう。フィンガーの他に押圧部材を設けなければならず、構造が複雑でコスト高となるという問題があった。

そこで本出願の出願人は、微妙な調整が必要なカートン取り出し口の保持爪が不要で、しかも、枚数が少なくなった状態でもカートンを安定した姿勢で立たせておくことができるカートン取り出し装置を発明し出願した（特許文献１参照）。

特許文献１に開示された発明は、エンドレスチェーンに所定間隔で取り付けられ、カートンを起立した状態で保持して搬送するフィンガーと、このフィンガーに押されて移動するカートンの底面を支持する支持レールと、この支持レールの下流端に揺動可能に連結されたリフトレールと、このリフトレールの先端を上昇させて傾斜させる上昇手段と、リフトレール上に移動してきたカートンの背後のフィンガーを後傾させる姿勢変更手段と、傾斜したリフトレール上のカートンを一枚ずつ取り出す取り出し手段とを備えている。

また、シート状物品としての包装袋を一枚ずつ取り出す装置（包装袋の繰出装置）がすでに知られている（特許文献２参照）。この特許文献２に記載された装置は、モータにより駆動される駆動軸と、この駆動軸に固定し左右両端に第１小径プーリを設けた大径送りロールと、前記駆動軸に自由嵌して斜め前下方に突出する一対の揺動腕と、この揺動腕の先端部間に通した被動軸により支持して前記第１小径プーリのそれぞれに対応させた第２小径プーリと、第１、第２小径プーリに掛け渡した送り用無端紐ベルトと、前記駆動軸および被動軸の下方に配置してモータにより緩速駆動される送りベルトとを備えている。

特許文献２に記載された装置は、送りベルトによって送られる包装袋を大径送りロールに接触しさらに先頭の一枚を大径の送りロールの周速より遅い速度で走行する無端紐ベルトにより早送りして後続の包装袋から分離するようにしたものである。
特許３２６２０２３号公報（第２−４頁、図１）特公昭５８−２８１６６号公報（第２−４頁、図１）

前記特許文献１に記載されたカートン取り出し装置の構成では、カートンを傾斜した状態で支持することにより、前記従来装置の問題点を解消することができるが、リフトレール上のカートンが取り出されて次第に減少するに従って、取り出し手段の位置を前進させなければならず、この取り出し手段にカートンを検出するセンサーを設ける必要がある。また、センサーを設けても、カートンの形状や色によって正確に先頭位置を検出できない場合があり、接近が不十分で確実に吸着できない、もしくは、接近しすぎて押し込んでしまうというおそれがあった。さらに、小さいカートンの場合には、取り出し手段の吸着ヘッドがリフトレールに干渉してカートンを取り出せないおそれがあった。

また、特許文献２に記載された包装袋の繰出装置は、大径送りロールと送り用無端紐ベルトを上方から作用させて、集積された状態から一枚ずつ包装袋を繰り出すようになっているので、繰り出されるシート状物品がカートン等の場合には、大径送りロールと送り用無端紐ベルトの押さえが強すぎると折れ曲がってしまい、また、弱いと確実に繰り出すことができないため、調整が難しいという問題があった。

請求項１に記載した発明は、起立した状態で重ね合わせた複数枚のシート状物品の背面側を支持部材によって支持して前進させる供給コンベヤと、この供給コンベヤの下流側に配置され、供給コンベヤと同方向に、かつ、供給コンベヤよりも高速で走行する繰り出しコンベヤと、この繰り出しコンベヤによって搬送されてきたシート状物品を一枚ずつ取り出す取り出し手段とを備え、さらに、前記供給コンベヤは前記支持部材を支持するチェーンを備え、前記支持部材をチェーンの上方に突出した状態と供給コンベヤの搬送面よりも下方まで退避した状態とに進退動可能に設け、前記供給コンベヤの下流端で支持部材を退避させることで前記供給コンベヤから受け渡されたシート状物品を繰り出しコンベヤによって搬送することにより、起立していたシート状物品を後傾させてその前面を上方に向け、前記取り出し手段によって先頭のシート状物品を上方から保持して取り出すことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載した発明は、前記供給コンベヤは、前後に対をなす支持部材間にシート状物品を保持して搬送し、シート状物品が繰り出しコンベヤに乗り移る際に、前方側の支持部材を、前進するシート状物品に対して相対的に下降させて退避させることを特徴とするものである。

本発明のシート状物品の取り出し装置は、物品を取り出すに従って取り出し手段の位置を変更していく必要が無く、また、センサー等を設ける必要もなく、簡単な構成で確実にカートン等のシート状物品を取り出すことができる。さらに、取り扱う物品に応じて各部材の位置等について微妙な調整等をする必要もない。

供給コンベヤに設けた支持部材によって、起立した状態で重ね合わせた複数のシート状物品の背後を支持して搬送し、この供給コンベヤの下流側に配置された繰り出しコンベヤに引き渡して、供給コンベヤよりも高速で、かつ、同方向に走行させることにより、これらシート状物品を後傾させた状態にして前進させ、その先頭のシート状物品を取り出し手段によって上方から一枚ずつ取り出すようにしたことにより、シート状物品が取り出されるに従って取り出し手段の位置を変更する必要をなくし、また、物品の変更に応じて調整をする必要もなくすという目的を達成することができる。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るシート状物品の取り出し装置の全体の構成を示す側面図、図２は、その要部の拡大図である。このシート状物品の取り出し装置は、シート状物品２を起立させた状態で搬送する供給コンベヤ４と、この供給コンベヤ４から受け渡されたシート状物品２をさらに下流側へ搬送する繰り出しコンベヤ６と、この繰り出しコンベヤ６の下流端でシート状物品２を一枚ずつ取り出す取り出し手段８とを備えている。

供給コンベヤ４は、２本のエンドレスチェーン１０に所定の間隔で設けられた複数の支持部材１２を備えており、図１に示すように、ほぼ三角形の軌跡を描いて走行するようになっている。この供給コンベヤ４の走行経路は、上方の水平部４ａと、水平部４ａの下流側（図１の右側）の湾曲部４ｂを経て垂直に下降していく下降部４ｃと、下方の反転部４ｄを経て斜め方向に上昇する傾斜上昇部４ｅと、この傾斜上昇部４ｅから前記水平部４ａへ接続する反転部４ｆとから構成されており、前記下降部４ｃとその下流側の傾斜上昇部４ｅとの間の反転部４ｄに配置された駆動ギヤ１４に前記エンドレスチェーン１０が噛み合い、この駆動ギヤ１４の回転によって複数の支持部材１２を有するチェーン１０が走行する。

前記各支持部材１２は、チェーン１０に取り付けた四角形のプレート１６に回転自在に支持されている４個の支持ローラ１８の間で移動可能になっており、チェーン１０の走行に伴って、その走行方向に対して直交する方向に進退動する。供給コンベヤ４の走行経路のうち上方の水平部４ａと、水平部４ａよりも上流側の傾斜上昇部４ｅとの間に設けられた反転部４ｆの下方に、チェーン１０に対する支持部材１２の位置を規制するカムレール２０が設置されており、各支持部材１２の端部１２ａ（チェーン１０が水平部４ａを走行している時に下側となる端部）に取り付けられているカムローラ２２が、このカムレール２０に係合すると、支持部材１２がチェーン１０の走行軌跡の外側に突出した状態が維持される。

前記水平部４ａのチェーン１０よりもやや上方に、固定の載置プレート２１が配置されている。この載置プレート２１は、両側のチェーン１０に取り付けられて移動する支持部材１２の移動経路の間に配置されており、この載置プレート２１が配置されている部分がシート状物品２を保持して搬送する搬送部になっている。この搬送部では、直立した状態で上方に突出している各支持部材１２間に、複数枚重ね合わせたシート状物品２を起立した状態で保持し、後方側の支持部材１２によってシート状物品２の背面側を支持して前進させる。なお、この明細書中では、支持部材１２のカムローラ２２が取り付けられている側の端部１２ａを下端部、他方の端部１２ｂを上端部と呼ぶことにする。

前記供給コンベヤ４の水平部４ａの下流側に連続して繰り出しコンベヤ６が配置されている。この繰り出しコンベヤ６は、前記供給コンベヤ４の水平部４ａの下流端付近に配置されて、フレーム２３に回転自在に支持されている従動プーリー２４と、その下流側に配置された駆動プーリー２６との間にかけ回された無端状ベルト２８を備えており、このベルト２８上に前記シート状物品２を載せて搬送する。この繰り出しコンベヤ６は、２本の無端状ベルト２８を備えており、これら両無端状ベルト２８が、前記供給コンベヤ４の２本のエンドレスチェーン１０の間に配置されている。繰り出しコンベヤ６の上流端は、前記供給コンベヤ４の水平部４ａの下流端とオーバーラップしており、シート状物品２は、両コンベヤ４、６の走行によって、供給コンベヤ４上から繰り出しコンベヤ６上に乗り移って供給コンベヤ４と同一平面上を同一方向に搬送される。

繰り出しコンベヤ６は、下流端の駆動プーリー２６が図示しないモーターに連結されて回転することにより、両無端状ベルト２８を走行させるようになっており、これら無端状ベルト２８は、供給コンベヤ４のエンドレスチェーン１０よりも速い速度で走行する。従って、供給コンベヤ４の前後の支持部材１２間で起立していたシート状物品２は、供給コンベヤ４から繰り出しコンベヤ６に乗り移って、供給コンベヤ４よりも速い速度で搬送されることにより次第に後方に倒れた状態になる。

供給コンベヤ４の水平部４ａから繰り出しコンベヤ６に渡って、シート状物品２が搬送される区間の上方両側にガイドプレート３０が配置されており、搬送されるシート状物品２の両側をガイドするようになっている。繰り出しコンベヤ６は、前述のように供給コンベヤ４よりも速い速度で走行し、下流側ではシート状物品２の前面側がほとんど上方を向いた状態にするので、このガイドプレート３０の下流部３０ａは高さがその上流側の部分３０ｂよりも低くなっている。

供給コンベヤ４の水平部４ａの下流端付近に、チェーン１０に対して進退動可能な支持部材１２を下降させる下降用レール３２が配置されている。この下降用レール３２は、上向きに直立して配置されたエアシリンダ３４のピストンロッド３４ａ上に取り付けられており、エアシリンダ３４の作動により、前記支持部材１２のカムローラ２２が係合するカムレール２０と同一の高さ（図１および図２に破線で示す位置）と、支持部材１２の上端部１２ｂを供給コンベヤ４の搬送面よりも下方まで退避させる高さ（図１および図２に実線で示す位置）との間で昇降できるようになっている。また、下降用レール３２の下降した位置から連続して斜め下方に延びる固定のカムレール３６が設けられており、この下降カムレール３６によって、チェーン１０の移動経路の内部側まで後退していた支持部材１２を徐々に押し出して、チェーン１０の移動経路の外側へ突出させるようになっている。

前記繰り出しコンベヤ６の下流端には、このコンベヤ６の走行によって後傾された状態になって搬送されてきたシート状物品２の下端部が係合して停止されるストッパ３８が設けられている。そして、このストッパ３８のやや手前（上流側）の位置の上方には、繰り出しコンベヤ６によって搬送されてきたシート状物品２を上方から一枚ずつ取り出す取り出し手段８（保持ヘッド）が設けられている。この保持ヘッド８は、バキュームの作用によってシート状物品２を吸着する吸盤８ａを備えており、この吸盤８ａによってシート状物品２の上向きになっている前面側を吸着して一枚ずつ取り出し、次の工程に送るようになっている。なお、保持ヘッド８は、産業用ロボット（図示せず）に取り付けられて上下左右に移動できるようになっている。

前記下降用レール３２が昇降する位置の供給コンベヤ４の下側に、第１センサー４２が設けられている。この第１センサー４２は、上方に支持部材１２が移動してきたことを検出することによって、支持部材１２のカムローラ２２が下降用レール３２内に入ったことを検知する。この第１センサー４２からの検出信号が図示しない制御装置に入力され、この制御装置からの指令信号によりエアシリンダ３４が作動して下降用レール３２を下降させる。下降用レール３２が下降すると、このレール３２上に乗っていた支持部材１２も一緒に下降する。このように供給コンベヤ４の水平部４ａの下流端付近で支持部材１２を鉛直方向に下降させるようにしたので、支持部材１２をチェーン１０に直接取り付けた場合のように、湾曲部４ｂに差し掛かって前方に傾いてシート状物品２を前方に倒してしまうことがない。

下降用レール３２の昇降する位置よりも僅かに下流側に、第２センサー４４が配置されている。この第２センサー４４が支持部材１２を検出することにより、支持部材１２が下降用レール３２を通過したことを確認し、前記制御装置が、エアシリンダ３４を作動させて下降用レール３２を再び上昇させる。

繰り出しコンベヤ６の下流端の下方に、第３センサー４６が設けられている。この第３センサー４６は、繰り出しコンベヤ６の下流端のストッパ３８が設けられている取り出し位置Ａにシート状物品２が送られていることを確認するもので、この第３センサー４６がシート状物品２を検出すると、繰り出しコンベヤ６が停止され、保持ヘッド８が作動してシート状物品２を取り出す。シート状物品２を取り出した後、繰り出しコンベヤ６は再び作動され、次のシート状物品２を取り出し位置Ａに送るようになっている。

さらにこの実施例では、供給コンベヤ４と繰り出しコンベヤ６との接続位置の上方に第４センサー４８を設けて有り、繰り出しコンベヤ６によってシート状物品２が下流側に送られてこの第４センサー４８の前方にシート状物品２が無くなると、供給コンベヤ４を作動させて、この第４センサー４８がシート状物品２を検出するまで前進させる。なお、供給コンベヤ４の作動は、前記第４センサー４８の作用に応じて前進および停止を行うものに限らず、例えば、前記繰り出しコンベヤ６が停止する時にこれに合わせて停止し、繰り出しコンベヤ６が作動する時に同時に作動させるようにしてもよい。

前記構成のシート状物品の取り出し装置の作動について説明する。供給コンベヤ４は、図示しないモーターの駆動により駆動ギヤ１４が回転すると、所定間隔で複数の支持部材１２が設けられたエンドレスチェーン１０が走行し、このチェーン１０の走行に伴って支持部材１２がチェーン１０に対して進退動する。チェーン１０が、供給コンベヤ４の移動軌跡の上部に位置する水平部４ａを走行している間は、支持部材１２の下端部１２ａに設けられているカムローラ２２がカムレール２０上に乗り、支持部材１２のほぼ全体がチェーン１０の上方に直立した状態で突出している。支持部材１２はチェーン１０に対し等間隔で設けられており、水平部４ａの上方に突出している２つの支持部材１２間に複数枚のシート状物品２を重ね合わせた状態で挿入する。挿入する際には、前後の支持部材１２間に詰め込むのではなく、背面側の支持部材１２に立てかけるようにして載置プレート２１上に置く。なお、この実施例では、シート状物品２を人手により挿入するが、供給手段を別に設けるようにしてもよい。

前後の支持部材１２間にシート状物品２を保持して供給コンベヤ４が前進し、シート状物品２の前方側の支持部材１２が供給コンベヤ４の下流端に接近すると、その下端１２ａに設けられているカムローラ２２が下降用レール３２上に乗り移る。すると、第１センサー４２がこの支持部材１２を検出し、図示しない制御装置が第１センサー４２の検出信号を受けてエアシリンダ３４を作動させ、支持部材１２の上端部１２ｂが供給コンベヤ４の搬送面より下方に位置する高さに退避するように下降用レール３２を下降させる。支持部材１２が退避した状態で供給コンベヤ４が前進し、先頭のシート状物品２が供給コンベヤ４から繰り出しコンベヤ６に乗り移ると、繰り出しコンベヤ６は供給コンベヤ４よりも高速で走行しているので、シート状物品２の下端部が後続のシート状物品２の下端部から次第に離れていき、前進するに従って下端部を前方に向けた状態で後傾する。

供給コンベヤ４は、供給コンベヤ４から繰り出しコンベヤ６に乗り移ったシート状物品２が第４センサー４８に検出されると一時停止する。また、シート状物品２が順次取り出されて第４センサー４８の前方にシート状物品２がなくなると、供給コンベヤ４が再び作動されてシート状物品２を繰り出しコンベヤ６上に送り出す。なお、供給コンベヤ４を繰り出しコンベヤ６の停止時に同時に停止させ、繰り出しコンベヤ６が再び前進をする時に同時に前進させるようにしてもよい。

シート状物品２は、繰り出しコンベヤ６の下流端に設けられているストッパ３８の位置に到達する時点では、ほとんど水平に近く前面を上向きにした状態になる。先頭のシート状物品２の下端部がストッパ３８の位置に到達すると、下方に設けられている第３センサー４６がこのシート状物品２を検出し、制御装置へ信号を送る。制御装置は、検出信号を受けて繰り出しコンベヤ６の駆動を停止するとともに、保持ヘッド８を作動させる。保持ヘッド８は、図示しない産業用ロボットに取り付けられて上下左右に移動できるようになっており、所定の位置で吸盤８ａを下降させてシート状物品２を上方から吸着して取り出す。先頭のシート状物品２が取り出された後、繰り出しコンベヤ６は再度駆動されて次のシート状物品２をストッパ３８の位置まで前進させる。同様にして第３センサー４６がこのシート状物品２を検出して、繰り出しコンベヤ６の停止およびシート状物品２の取り出しを行う。

一方、前記第１センサー４２に検出され、下降用レール３２の下降によって供給コンベヤ４の搬送面よりも下方に下降された支持部材１２は、供給コンベヤ４がさらに前進すると、前記下降用レール３２の昇降位置よりも下流側に設けられている第２センサー４４によって検出される。この第２センサー４４によって、下降している支持部材１２が下降用レール３２の位置を通過したことを確認すると、エアシリンダ３４が作動して下降用レール３２を上昇させる。この下降用レール３２は、次の支持部材１２が移動して乗り移るまで上方で待機する。

前記下降用レール３２によって下降された支持部材１２は、そのカムローラ２２が、下降用レール３２の下降した位置と同じ高さに設置されている下降カムレール３６の先端部上に乗り移る。チェーン１０の走行に伴って支持部材１２が移動すると、この支持部材１２は下降カムレール３６の形状に従って次第にチェーン１０の外方に押し出され、供給コンベヤ４の下降部４ｃの下端に設けられている駆動ギヤ１４の手前で水平状態のまま最も外方へ突出した状態になる。その後、支持部材１２は、駆動ギヤ１４の外周面を回り込み、傾斜上昇部４ｅを移動する間は、自重により先端部１２ｂが下方を向いて最も突出した状態のまま移動する。そして、支持部材１２が傾斜上昇部４ｅから水平部４ａに移る反転部４ｆに到達すると、下端部１２ａに設けられたカムローラ２２がカムレール２０に係合し、チェーン１０の外方へ最も突出した状態のまま搬送面上に回り込み直立した状態になる。以上の動作を繰り返すことにより、シート状物品２を高速で連続的に取り出すことができる。しかも、シート状物品２の取り出しは、常に繰り出しコンベヤ６の下流端の取り出し位置Ａで行われるので、従来の装置のようにシート状物品２の取り出しに応じて保持ヘッド８を移動させていく必要が無く、また、この装置で取り出しが行われるシート状物品２の形状やサイズ等が変更された場合も、微妙な調整等を行う必要が無く、簡単な構成で確実な取り出し作業を行うことができる。

シート状物品の取り出し装置の全体の構成を示す側面図である。（実施例１）前記シート状物品の取り出し装置の要部の拡大図である。

符号の説明

２シート状物品
４供給コンベヤ
６繰り出しコンベヤ
８取り出し手段（保持ヘッド）
１２支持部材

Claims

起立した状態で重ね合わせた複数枚のシート状物品の背面側を支持部材によって支持して前進させる供給コンベヤと、この供給コンベヤの下流側に配置され、供給コンベヤと同方向に、かつ、供給コンベヤよりも高速で走行する繰り出しコンベヤと、この繰り出しコンベヤによって搬送されてきたシート状物品を一枚ずつ取り出す取り出し手段とを備え、
さらに、前記供給コンベヤは前記支持部材を支持するチェーンを備え、前記支持部材をチェーンの上方に突出した状態と供給コンベヤの搬送面よりも下方まで退避した状態とに進退動可能に設け、
前記供給コンベヤの下流端で支持部材を退避させることで前記供給コンベヤから受け渡されたシート状物品を繰り出しコンベヤによって搬送することにより、起立していたシート状物品を後傾させてその前面を上方に向け、前記取り出し手段によって先頭のシート状物品を上方から保持して取り出すことを特徴とするシート状物品の取り出し装置。
前記供給コンベヤは、前後に対をなす支持部材間にシート状物品を保持して搬送し、シート状物品が繰り出しコンベヤに乗り移る際に、前方側の支持部材を、前進するシート状物品に対して相対的に下降させて退避させることを特徴とする請求項１に記載のシート状物品の取り出し装置。