JP5576916B2 - 被供給材の供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、被供給材を所定の供給位置まで供給する供給装置に関し、特に肉薄の被供給材を供給する供給装置に関する。

従来のこの種の肉薄の被供給材を供給する供給装置としては、複数の被供給材が積層された収容部から、キッカーによって収容部最下段の被供給材を搬送面に沿って押し出し、押し出された被供給材を、供給方向下流に配置された送りローラ対によって挟み付けて送ることで、供給位置まで供給する装置が知られている。

このような装置の場合に、肉薄の被供給材に反りが発生していると、搬送面との間に隙間ができてしまうために、キッカーが空振りしてしまい、被供給材を確実に押し出すことができない、という問題がある。また、被供給材に反りが発生していると、収容部の下流に設けられて１枚の被供給材のみの通過を許容するゲートに被供給材が付き当たってしまい、詰まってしまうという問題がある。

このような問題を解決するものとして、特許文献１または２に記載されるように、被供給材を真空吸着して反りを解消することが知られている。例えばこれらの文献では、搬送面に多数の開口を設け、開口の下方に空気室を画成し、空気室と吸引手段とをダクトを介して連通して、吸引手段を駆動して空気室内を負圧として、被供給材を水平状態で吸着保持する構成を開示する。

また、被供給材を垂直方向に供給する供給装置の場合、負圧による吸着により被供給材を保持して供給を行うことが、例えば、特許文献３より公知となっている。

この特許文献３の構成では、被供給材を吸引する吸引ヘッドを備えており、吸引ヘッドには給排気管が接続されており、給排気管の先端部は分岐して、一方が吸気管を介してエア吸引源であるバキュームポンプに接続され、他方が排気管を介してエア供給源であるブロアに接続されており、吸気管及び排気管にはそれぞれ吸排気を切替える切換弁が設けられている。

そして、バキュームポンプの作動によって、吸引ヘッドで被供給材（パッキン）を吸引して被供給材を垂直方向下方に動かし、所定の位置（キャップＣ内の装着溝）に装着すると、切換弁が切り替えられて、ブロアによって吸引ヘッドに圧縮空気が供給される。

特開昭６４−２２７４０号公報 特開平１−１８７１３２号公報 特開平８−４７８２７号公報

しかしながら、特許文献１または２記載の構成においては、被供給材を吸着することで被供給材の反りを解消することはできるものの、その吸着力に打ち勝つように送りローラ対で送る必要がある。そのため、被供給材として、送りローラ対で送ることができる程度の適度な形状及びある程度の大きさの寸法を持つ必要がある一方で、被供給材の寸法が大きいと複数の送りローラ対を使用する必要があり、複数の送りローラ対間で、送りのタイミングがずれて、被供給材が傾くといった問題が発生する。

また、特許文献１では、吸着力に打ち勝つように送りローラ対の挟持力を高めると、被供給体に損傷を与える恐れがあるため、吸着力のオン・オフを行っており、そのための切替手段を要しているが、このような切替手段による切替動作は高速の供給動作に対応できない、という問題もある。

同様に、特許文献３に記載されたような従来のバキュームポンプによる吸引により被供給材を供給する装置においては、所定位置に被供給材を供給した後に、バキュームポンプによる吸引を停止させるべく、切換弁などによる切替動作が必要になるが、切換弁による高速の切替動作は困難であるため、高速の供給動作に対応することができない、という問題がある。

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、反りのある被供給材を正しく供給することができ、供給の高速化に対応することができる供給装置を提供することをその目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、肉薄の被供給材を所定の供給位置まで供給する供給装置であって、１つ以上の被供給材を垂直方向に積層状態で収容可能な収容部と、収容部にある最下段の被供給材を搬送面に沿って横方向に押し出すべく往復動を行う押し出し部材と、収容部と供給位置との間に設けられ、最下段の被供給材のみを通過させることが可能なゲートとを備え、前記収容部の下面には吸引口が形成されて、該吸引口下方を送風機による吸引作用により常時負圧としており、前記押し出し部材は、前記吸引口上を被供給材を押し出しながら通過すると共に、前記ゲートを通過して被供給材を前記供給位置まで供給することを特徴とする供給装置が提供される。

また、押し出し部材が、供給方向に横断する方向において被供給材の略全体に接触可能となった受け部分を有するようにしてもよい。

本発明によれば、被供給材に反りが発生していたとしても、送風機による吸引作用による負圧により、被供給材は収容部の下面に吸引されて反りが矯正されるために、正しく押し出し部材によって押し出されることができる。送風機による吸引作用によって負圧を発生させているために被供給材を円滑に押し出すことができ、負圧のオン・オフといった切替動作をすることなく、負圧を常時発生させることができて、供給の高速化に対応することができる。さらには、押し出し部材が吸引口上を、被供給材を押し出しながら通過すると共に、ゲートを通過して被供給材を供給位置まで供給しているので、送りローラを不要とすることができる。また、押し出し部材自体に反りが発生したとしても、押し出し部材が吸引口上を移動する際に、その反りを矯正することができる。これにより、押し出し部材を肉薄に構成することができる。

また、押し出し部材による被供給材押し出し時に、受け部分が、供給方向に横断する方向において被供給材の略全体に接触するために、被供給材の傾きを発生させることなく、被供給材を押し出すことができる。

本発明の実施形態による供給装置の概略断面図である。 本発明の実施形態による供給装置の側面図である。 本発明の実施形態による供給装置の平面図である。 本発明の実施形態による供給装置の作用を表す概略断面図である。 本発明の実施形態による供給装置の作用を表す概略断面図である。 本実施形態によって供給する被供給材であるパッキン材と、そのパッキン材が供給されるキャップの断面図と斜視図である。 キッカーの平面図である。 図１の８−８線に沿って見た図である。 図１の９−９線に沿って見た図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。

図１〜図３は、本発明の実施形態による供給装置を表す図である。

この実施形態による供給装置１０は、合成樹脂製のキャップ１２の内部に、被供給材であるパッキン材１４を装着するための装置となっている。

即ち、この例によるキャップ１２には、図６に示すように、その内周面にリブ１２ａが形成されており、供給装置１０によって、このリブ１２ａを乗り越えた内部の底部分にパッキン１４を供給する。この例によるパッキン材１４は、ワッドメンブレンとも称されており、キャップ１２が図示しない容器の容器口部に装着されたときに、その容器開口を封止すると共に、詰め物としての役割をするものであり、直径が１００ｍｍ以下、厚み２ｍｍ以下（１．１〜１．５ｍｍ程度）となっている。パッキン材１４は、本体１６と、本体１６に小さな接着力で接着された金属箔１８とを備えており、キャップ１２が容器に装着されたときに、金属箔１８が容器口部に接着されるようになっている。本体１６は、紙シート又は発泡スチロールのような発泡シートから構成することができるが、発泡シートとした場合には、反りが不可避に発生する。本発明は、このような反りが発生し得る厚み、即ち肉薄な厚みを持つ被供給材を供給する装置を対象としている。

図において、供給装置１０は、大別して、横方向供給部２２と、垂直方向供給部２４と、駆動部２６と、を備えている。

横方向供給部２２は、供給するべき複数のパッキン材１４が積層された状態で待機された収容部としてのスタック部３０と、押し出し部材としてのキッカー３２とを備え、該スタック部３０の最下段に位置するパッキン材１４を１つずつ搬送面３４に沿って横方向に押し出して垂直方向供給部２４にある中間供給位置Ｐ１まで供給するものである。

スタック部３０と中間供給位置Ｐ１との間には、ゲート３１が設けられ、ゲート３１は、一度に１つのパッキン材１４のみを通過させるように設定される。ゲート３１から下流には、垂直方向供給部２４に向かって搬送面３４が水平に延びている。また、キッカー３２の移動を案内する案内部３５（図３参照）が設けられる。

キッカー３２は、最下段に位置するパッキン材１４のみを押し出し可能なるように、パッキン材１４と同程度またはパッキン材１４よりも肉薄の厚みを有している板状部材である。そして、パッキン材１４を全体的に押し出すことができるように、図７に示すように、パッキン材１４の外輪郭の一方側（即ち、パッキン材が本例のように円形の外輪郭をしている場合には、外輪郭の半分に相当する半円部分、パッキン材１４が矩形の外輪郭をしている場合には、外輪郭の一辺に対応する直線部分）全体、言い換えれば、供給方向に横断する方向におけるパッキン材１４の略全体に面接触可能な受け部分３２ａを有している。また、受け部分３２ａの両側からは、一対の被案内部３２ｂが供給方向に向かって延びている。

キッカー３２の受け部分３２ａは、駆動部２６によって、スタック部３０の手前からゲート３１を越えて搬送面３４に沿って、パッキン材１４が中間供給位置Ｐ１に達する地点までの間を往復動する。この往復動の際に、キッカー３２の被案内部３２ｂは案内部３５に案内される。

スタック部３０の下面には、図８に示すような吸引口３６が形成され、吸引口３６の下方の空間は吸引室３８となっており、吸引室３８はダクト４０を介して送風機４２に連通し、供給動作中常時、送風機４２による吸引作用により負圧となっている。

次に、垂直方向供給部２４は、パッキン材１４を前記中間供給位置Ｐ１から垂直方向（即ち鉛直方向）下方に案内する管状の垂直案内部５２と、押し出し部材としてのプッシャー５４とを備え、中間供給位置Ｐ１に位置するパッキン材１４を垂直案内部５２の管内に沿って垂直方向（即ち、鉛直方向）に押し出して、垂直案内部５２の下方に待機するキャップ１２内の最終供給位置Ｐ２まで供給するものである。

垂直案内部５２の下方には、パッキン材１４を供給する最終供給位置となるキャップ１２が待機している。キャップ１２についても、図示しない供給装置によってパッキン材１４の供給と同期して、待機位置へと供給され、また、パッキン材１４が装着された後には、排出されるが、このキャップの供給・排出機構については任意の公知の装置を使用することができるため、その説明を省略する。

垂直案内部５２は、パッキン材１４及びプッシャー５４の垂直方向の移動を案内するための管であり、中間供給位置Ｐ１よりも下方のパッキン材１４及びプッシャー５４が移動する第１案内部５２ａと、中間供給位置Ｐ１よりも上方のプッシャー５４が移動し第１案内部５２ａよりも若干小径の第２案内部５２ｂとを有している。第１案内部５２ａは、パッキン材１４が円滑に移動することができる程度に、パッキン材１４の外径寸法よりも若干大きな内径寸法を有しており、第１案内部５２ａの管内面とパッキン材１４との間にはクリアランスが設けられている。同様に、第２案内部５２ｂは、後述のプッシャーヘッド５４ａが円滑に移動することができる程度に、第２案内部５２ｂの管内面とプッシャーヘッド５４ａとの間にはクリアランスが設けられている。

プッシャー５４は、パッキン材１４に直接当接する押し出し面を有するプッシャーヘッド５４ａを有しており、プッシャーヘッド５４ａの押し出し面には、図９に示すように、プッシャーヘッド５４ａを上下方向に貫通する複数の吸引口５４ｃが形成されている。プッシャーヘッド５４ａはピストンロッド５４ｄを介してその上方に位置するピストン５４ｂに連結されており、該ピストン５４ｂは駆動部２６によって駆動され、これによってプッシャーヘッド５４ａは、パッキン材１４が中間供給位置Ｐ１にある位置から最終供給位置Ｐ２にある位置までの間を往復動する。プッシャー５４は、前記キッカー３２と同期して動作する。

このプッシャーヘッド５４ａの上方の空間は、吸引室５６となっており、吸引室５６はダクト５８を介して前記送風機４２に連通し、供給動作中常時送風機４２による吸引作用により負圧となっている。

送風機４２は、吸引風量が多く、吸引力が低い（例えば、吸引力は−８ｋＰａ（実測値）、風量は１０００Ｌ／ｍｉｎ〜１４０Ｌ／ｍｉｎ）特性を有し、例えば、リングブロア方式の圧空送風機を使用することができる。送風機４２の吸引口にはダクトが接続され、該ダクトが分岐されて前記ダクト４０と前記ダクト５８となる。

駆動部２６は、駆動モータ６０と、ギヤボックス６１を介して駆動モータ６０からの回転力が伝達されるクランク板６２と、クランク板６２の回転運動を往復運動にしてキッカー３２に伝達するクランクシャフト６４と、ギヤボックス６１及びプーリ６５を介して駆動モータ６０からの回転力が伝達されるタイミングベルト６６と、タイミングベルト６６の出力プーリ６７に連結されるクランク板６８と、クランク板６８の回転運動を往復運動にしてプッシャー５４に伝達するクランクシャフト７０と、を備えている。

以上のように構成される供給装置１０において、その作用を説明する。

スタック部３０には、複数のパッキン材１４が積層されている。この際に、パッキン材１４に反りが発生していると、隣り合うパッキン材１４との間に隙間が形成されることになる。パッキン材１４の質量が大きい場合には、上に載ったパッキン材１４の質量で隙間の発生をある程度防ぐことができるが、パッキン材１４の質量が小さい場合、またはスタック部３０に積層されるパッキン材１４の残量が少なくなると、隙間は形成されたままとなる。

しかしながら、最下段にあるパッキン材１４は、スタック部３０の下面に形成された吸引口３６の上にあって、送風機４２からの吸引力を受けるために、反りが矯正されて平坦な形状となることができる。このため、キッカー３２が空振りをすることなく、確実に最下段にあるパッキン材１４を押し出すことができる。

図４に示すように、キッカー３２は、ゲート３１をパッキン材１４と共に通り抜けて、搬送面３４に沿ってパッキン材１４を中間供給位置Ｐ１まで供給する。

この送風機４２からの吸引力はキッカー３２の供給に支障をきたすような大きなものではなく、且つキッカー３２の受け部分３２ａがパッキン材１４の一方側を全体的に押圧するために、パッキン材１４を確実に供給することができる。寧ろ、送風機４２からの吸引力は、ある程度のブレーキ力をパッキン材１４に与えるために、キッカー３２による衝撃によってパッキン材１４は飛ばされることなく、キッカー３２に当接しながら正しく押し出されることなる。

さらに、キッカー３２がパッキン材１４を押し出す際に、吸引室３８及び吸引口３６の上方を往復するために、キッカー３２自体が送風機４２からの吸引力を受ける。このために、キッカー３２が肉薄である故にキッカー３２自体に反りが発生していたとしても、そのキッカー３２自体の反りを矯正することができ、キッカー３２自体がゲート３１に当接することを防ぐことができる。

こうして、中間供給位置Ｐ１にパッキン材１４が供給されると、パッキン材１４はプッシャー５４によって下方へと押し出される。このとき、パッキン材１４はプッシャーヘッド５４ａの吸引口５４ｃに重なっており、送風機４２からの吸引力を受けるために、反りが矯正されると共に自重で落下することなく、プッシャーヘッド５４ａに追随して押し出されて、垂直案内部５２の管内に沿って移動し、垂直案内部５２の下方で待機するキャップ１２内に押し込まれる。

このときに、図５に示すように、垂直案内部５２の第１案内部５２ａとパッキン材１４との間には前述のようにパッキン材１４が円滑に移動することができるためのクリアランスがあり、吸引室５６は気密性が完全に保たれてはいないものの、吸引室５６内の吸引力の低下はほとんどないために、パッキン材１４のプッシャーヘッド５４ａへの吸引には影響がない。

プッシャーヘッド５４ａは、キャップ１２内へと挿入されて、パッキン材１４をキャップ１２内のリブ１２ａを乗り越えて、最終供給位置Ｐ２に供給する。このパッキン材１４が最終供給位置Ｐ２に達したときに、プッシャーヘッド５４ａは、垂直案内部５２から下方に突出しており、プッシャーヘッド５４ａの上端と垂直案内部５２の下端との間には、隙間が形成されている。この隙間を介して吸引室５６は大気圧に開放されて、この時点でパッキン材１４の吸引力は低下する。

こうして、プッシャーヘッド５４ａは最終供給位置Ｐ２の所に達する所まで、吸引力でパッキン材１４を拘束しているために、パッキン材１４の姿勢が乱れることなく、正しい姿勢で最終供給位置Ｐ２まで供給することができる。また、最終供給位置Ｐ２に達したときに、吸引室５６が大気圧に開放されるために、正しく最終供給位置Ｐ２にパッキン材１４を収めることができる。

尚、以上の例では、被供給材であるパッキン材１４が小型円形形状をしていたが、これに限るものではなく、大型の肉薄の被供給材であっても同様に適用可能である。この場合でも、横方向供給においては、キッカー３２が供給位置まで被供給材の反供給側面をほぼ全体的に押し出すことで、被供給材は傾くことなく確実に搬送され、送りローラを不要とすることができる。また、被供給材及びキッカー３２の反りを矯正して、両者にゲート３１を通過させることができる。

また、垂直方向供給においても、吸引力によって被供給材を拘束するので、被供給材は姿勢が乱れることなく、自重落下することなく、確実に搬送される。また、所望の位置において、吸引室を大気圧に開放することで、被供給材の拘束を解除することが可能である。

以上の横方向及び垂直方向の供給のいずれにおいても、吸引力は、送風機の吸引力を利用しており、バキューム吸着とは異なっている。そのため、バキュームによる吸着力に比較すると、吸引力は小さいが、気密性に考慮する必要がなく、また、吸引力のオン・オフの切替を行う必要がなく、前述の通り、吸引室を大気圧に開放することで、吸引力を解除できるので、切換弁等を不要とすることができ、高速化に適した装置とすることができる。

１０ 供給装置
１４ パッキン材（被供給材）
３０ スタック部（収容部）
３１ ゲート
３２ キッカー（押し出し部材）
３２ａ 受け部分
３４ 搬送面
３６ 吸引口
４２ 送風機
５２ 垂直案内部
５４ プッシャー（押し出し部材）
５４ｃ 吸引口
Ｐ１ 中間供給位置
Ｐ２ 最終供給位置

Claims (2)

1. 肉薄の被供給材を所定の供給位置まで供給する供給装置であって、
   １つ以上の被供給材を垂直方向に積層状態で収容可能な収容部と、
   被供給材と同程度または被供給材よりも肉薄の厚みを有しており、収容部にある最下段の被供給材を搬送面に沿って横方向に押し出すべく往復動を行う押し出し部材と、
   収容部と供給位置との間に設けられ、最下段の被供給材のみを通過させることが可能なゲートとを備え、
   前記収容部の下面には吸引口が形成されて、該吸引口下方を送風機による吸引作用により常時負圧としており、前記被供給材が前記吸引口に載置された後、前記押し出し部材が、前記吸引口上を被供給材を押し出しながら通過すると共に、前記ゲートを通過して被供給材を前記供給位置まで供給することを特徴とする供給装置。
2. 前記押し出し部材は、供給方向に横断する方向において被供給材の略全体に接触可能となった受け部分を有することを特徴とする請求項１記載の供給装置。

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