JP5892440B2 - ブランクシート供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のブランクシートが積層された積層ブランクシートを搬送するシート搬送部と、前記積層ブランクシートを保持するシート保持部を備えたシート保持具と、前記シート保持具を、前記シート搬送部で搬送されてきた前記積層ブランクシートを前記シート保持部に受け取り可能な受け取り位置と、前記シート保持部に保持された前記積層ブランクシートを前記受け取り位置よりも低い位置でブランクマガジンに供給可能な供給位置とに、上下揺動自在に支持する支持部と、前記支持部に支持された前記シート保持具を前記受け取り位置と前記供給位置とに亘って揺動操作可能な流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダのシリンダ室に流体を供給する流体供給手段とを備えているブランクシート供給装置に関する。

上記ブランクシート供給装置は、例えば、飲料などが充填された缶やペットボトル，瓶等の容器入り製品を箱詰めするラップアラウンド式ケーサに装備され、箱形に組み立てられる複数のブランクシートが積層された積層ブランクシートをブランクマガジンに供給するものである。
ブランクマガジンに供給された積層ブランクシートは、例えば吸引パッドなどで一枚ずつ吸引してケーサの箱組み立て部に供給され、製品を包み込みながら箱形に組み立てることにより、製品が箱詰めされる。
従来の上記ブランクシート供給装置では、支持部に支持されたシート保持具を受け取り位置と供給位置とに亘って駆動揺動可能な複動形の流体圧シリンダを設けてある。
この流体圧シリンダは、一方のシリンダ室を大気開放した状態で他方のシリンダ室に供給される流体圧でシート保持具を受け取り位置に駆動揺動させ、かつ、他方のシリンダ室を大気開放した状態で一方のシリンダ室に供給される流体圧でシート保持具を供給位置に駆動揺動させるように設けてある（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２３７６０８号公報（図４（ｅ），（ｆ））

このため、シート保持具の受け取り位置から供給位置に至る揺動経路に障害物が介在していると、供給位置に向けて駆動揺動されるシート保持具がその障害物に強く衝突して、シート保持具や障害物を破損するおそれや、シート保持部に保持されている積層ブランクシートが衝撃で落下するおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、シート保持具の受け取り位置から供給位置に至る揺動経路に障害物が介在していても、シート保持具や障害物を破損するおそれも、積層ブランクシートが衝撃で落下するおそれも少ないブランクシート供給装置を提供することを目的とする。

本発明によるブランクシート供給装置の特徴構成は、複数のブランクシートが積層された積層ブランクシートを搬送するシート搬送部と、前記積層ブランクシートを保持するシート保持部を備えたシート保持具と、前記シート保持具を、前記シート搬送部で搬送されてきた前記積層ブランクシートを前記シート保持部に受け取り可能な受け取り位置と、前記シート保持部に保持された前記積層ブランクシートを前記受け取り位置よりも低い位置でブランクマガジンに供給可能な供給位置とに、上下揺動自在に支持する支持部と、前記支持部に支持された前記シート保持具を前記受け取り位置と前記供給位置とに亘って揺動操作可能な流体圧シリンダと、前記流体圧シリンダのシリンダ室に流体を供給する流体供給手段とを備え、前記流体供給手段は、前記シリンダ室に供給する流体の圧力を高圧と低圧とに切換可能に設けてあり、前記シート保持具を前記受け取り位置から前記供給位置に揺動操作する際には、前記シリンダ室に対してピストンを挟んで対向する対向シリンダ室へ流体を供給するとともに、前記シリンダ室を大気開放した後、前記シリンダ室に供給する流体の圧力を高圧から低圧に切り換えることにより、前記シート保持具を自重で前記供給位置に揺動可能に構成し、前記シート保持具の前記供給位置への揺動に対して前記流体圧シリンダにより抵抗を付与可能に構成してある点にある。

本構成のブランクシート供給装置は、流体供給手段は、シリンダ室に供給する流体の圧力を高圧と低圧とに切換可能に設けてあり、シート保持具を受け取り位置から供給位置に揺動操作する際には、シリンダ室に供給する流体の圧力を高圧から低圧に切り換えることにより、シート保持具を自重で供給位置に揺動可能に構成してある。
このため、高圧流体の使用量を抑制して運転コストを低減することができる。

しかしながら、シート保持具を自重で供給位置に揺動移動させる場合でも、シート保持具の重量が大きい場合は、シート保持具が揺動経路に介在している障害物に強く衝突するおそれがある。
本構成のブランクシート供給装置は、シート保持具の供給位置への揺動に対して流体圧シリンダにより揺動方向と逆向きの抵抗を付与可能に構成してある。

このため、シート保持具が受け取り位置から供給位置に揺動移動する際の、シート保持具の見掛け上の重量を軽減することができ、シート保持具が揺動経路に介在している障害物に強く衝突するおそれが少ない。
したがって、本構成のブランクシート供給装置であれば、シート保持具の受け取り位置から供給位置に至る揺動経路に障害物が介在していても、シート保持具や障害物を破損するおそれも、積層ブランクシートが衝撃で落下するおそれも少ない。

本構成であれば、シート保持具の自重による受け取り位置から供給位置への揺動開始時に、対向シリンダ室に流体圧を供給することにより、シート保持具の供給位置に向けての揺動をピストンとシリンダケースとの静止摩擦力に抗して円滑に開始させることができる。

段ボールケーサの概略斜視図である。 ブランクシート供給装置の概略側面図である。 制御装置を示すブロック図である。 流体供給手段の動作を説明する回路図である。 流体供給手段の動作を説明する回路図である。 流体供給手段の動作を説明する回路図である。 流体供給手段の動作を説明する回路図である。 流体供給手段の動作を説明する回路図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明によるブランクシート供給装置を装備したラップアラウンド式の段ボールケーサＡを示す。
段ボールケーサＡは、段ボール製のブランクシート１を収容するブランクマガジン３と、ブランクマガジン３に収容されたブランクシート１を一枚ずつ取り出して搬送するケーサコンベヤ４と、ケーサコンベヤ４で搬送中のブランクシート１を糊付けしながら箱状に組み立てる図示しない箱組み立て部と、缶入り飲料などの容器入り製品５を搬送する製品コンベヤ６と、製品コンベヤ６で搬送されてきた容器入り製品５の所定数を整列姿勢で箱状に組み立て中のブランクシート１に充填する充填コンベヤ７などを備えている。

ブランクシート供給装置Ｂは、図２に示すように、複数のブランクシート１が上下に積層された積層ブランクシート２を載置搬送するシートコンベヤ（シート搬送部）８と、シートコンベヤ８で搬送されてきた積層ブランクシート２を保持するシート保持部９を備えたシート保持具１０と、シート保持具１０を、シートコンベヤ８で搬送されてきた積層ブランクシート２をシート保持部９に受け取り可能な受け取り位置Ｐ１と、シート保持部９に保持された積層ブランクシート２を受け取り位置Ｐ１よりも低い位置でブランクマガジン３に供給可能な供給位置Ｐ２とに、水平方向に沿う揺動軸芯Ｘ１の周りで上下揺動自在に支持する支持フレーム（支持部）１１と、支持フレーム１１に支持されたシート保持具１０を受け取り位置Ｐ１と供給位置Ｐ２とに亘って揺動操作可能な空気圧シリンダ（流体圧シリンダ）１２と、図４〜図８に示すように、空気圧シリンダ１２の第１シリンダ室１８に空気（流体）を供給する流体供給手段Ｃと、図３に示すように、シート保持具１０が受け取り位置Ｐ１に移動したことを検知する第１検知部１３と、シート保持具１０が供給位置Ｐ２に移動したことを検知する第２検知部１４と、ブランクシート供給装置Ｂの作動を制御する制御装置１６とを有している。

シート保持具１０は、水平方向に沿う揺動軸芯Ｘ１の周りで上下揺動自在に支持フレーム１１に支持された支持アーム１７を備えている。
支持アーム１７の一端側に、受け取り位置Ｐ１においてシートコンベヤ８の搬送終端側に向けて開口する横長箱状のシート保持部９を固定してある。

シート保持具１０による積層ブランクシート２の受け取りは、シート保持具１０が受け取り位置Ｐ１に停止している状態で、シートコンベヤ８で搬送されてきた積層ブランクシート２がシート保持部９の内側に押し込まれることにより行われる。
シート保持具１０には、シート保持部９が積層ブランクシート２を受け取ったことを検知する第３検知部１５（図３）が設けられている。

シート保持具１０は、シート保持部９の底部９ａを開閉可能な図示しないシャッターを備え、シート保持具１０が受け取り位置Ｐ１から供給位置Ｐ２に揺動すると、図示しないカム機構などによりシャッターが開放される。
したがって、シート保持具１０による積層ブランクシート２のブランクマガジン３への供給は、シート保持具１０が受け取り位置Ｐ１から供給位置Ｐ２に揺動したときにシート保持部９の底部９ａを開放して、積層ブランクシート２をブランクマガジン３の受け止め部３ａに落下させることにより行われる。
尚、積層ブランクシート２をシート保持部９に保持しているシート保持具１０の総重量は、積層ブランクシート２の重量を含めて、１６０ｋｇｆ程度である。

空気圧シリンダ１２は、シート保持具１０の揺動軸芯Ｘ１と平行な揺動軸芯Ｘ２の周りで上下揺動自在に支持フレーム１１に支持され、ピストン１２ａを挟んで互いに対向するピストンロッド１２ｂの側の第１シリンダ室１８と第２シリンダ室１９とを備えた複動形の空気圧シリンダ１２で構成してある。
第２シリンダ室１９が、第１シリンダ室１８に対してピストン１２ａを挟んで対向する対向シリンダ室に対応している。

空気圧シリンダ１２は、ピストンロッド１２ｂを支持アーム１７の他端側に相対揺動自在に連結して、第１シリンダ室１８に供給される加圧空気の空気圧（流体圧）でシート保持具１０を供給位置Ｐ２から受け取り位置Ｐ１に揺動操作可能、かつ、第１シリンダ室１８を減圧することによりシート保持具１０を自重で受け取り位置Ｐ１から供給位置Ｐ２に揺動操作可能に設けてある。

制御装置１６は、図３に示すように、段ボールケーサＡからの積層ブランクシート２の供給指令の有無や、第１〜第３検知部１３〜１５による検知結果に基づいて、第１電磁弁２０及び第２電磁弁２１を切り換えることにより、空気圧シリンダ１２を駆動する。

空気圧シリンダ１２の空気圧回路（流体圧回路）は、図４〜図８に示すように、コンプレサー等の加圧空気供給源２２からの加圧空気（圧力が例えば０．４ＭＰａ程度の空気）を供給するメイン供給路２３と、第１シリンダ室１８に加圧空気を供給する第１供給路２４と、第２シリンダ室１９に加圧空気を供給する第２供給路２５と、第１供給路２４をメイン供給路２３に接続するための中間供給路２６と、メイン供給路２３を後述する圧力調整機構２７に接続する第３供給路２８と、メイン供給路２３の接続先を中間供給路２６と第２供給路２５とに択一的に切り換える第１電磁弁２０と、第１供給路２４の接続先を中間供給路２６と圧力調整機構２７とに切り換える第２電磁弁２１とを有する。
第２供給路２５が、第２シリンダ室（対向シリンダ室）１９に流体圧を供給可能な供給路に対応している。
なお、加圧空気供給源２２を含む空気圧シリンダ１２の空気圧回路（流体圧回路）を構成する部材が請求項１に記載の流体供給手段Ｃに相当する。

第１供給路２４には、加圧空気の第１シリンダ室１８への供給流量を調節する第１流量調節装置２９が設けられている。
第２供給路２５には、加圧空気の第２シリンダ室１９への供給圧力を例えば０．１ＭＰａ程度に減圧する第１減圧弁３０と、加圧空気の第２シリンダ室１９への供給流量を調節する第２流量調節装置３１とが設けられている。

圧力調整機構２７は、第１シリンダ室１８の空気圧を、シート保持具１０の受け取り位置Ｐ１から供給位置Ｐ２への揺動移動に対して揺動方向と逆向きの抵抗を付与可能な圧力に調整する。
このため、メイン供給路２３から供給される加圧空気の圧力を例えば０．１ＭＰａ程度に減圧する第２減圧弁３２と、第２減圧弁３２で減圧された加圧空気を、下流側において例えば０．０２ＭＰａ程度に維持されるように吐出する圧力調整弁３３とを備えている。

圧力調整弁３３は、例えば、第２減圧弁３２から供給される加圧空気の空気圧を一次圧力とし、第１シリンダ室１８の側の空気圧を二次圧力として、第２減圧弁３２から供給される加圧空気を、二次圧力が例えば０．０２ＭＰａ程度に維持されるよう第１シリンダ室１８の側に吐出する例えばダイヤフラム弁などで構成されている。
したがって、流体供給手段Ｃは、第１電磁弁２０及び第２電磁弁２１による流路切換操作によりシリンダ室１８に供給する空気の圧力を高圧と低圧とに切換可能に設けてある。

制御装置１６によるブランクシート供給装置Ｂの制御動作を説明する。
積層ブランクシート２の供給指令が段ボールケーサＡから制御装置１６に入力されていないときは、図４に示すように、第１電磁弁２０を中立位置に切り換えて、第１シリンダ室１８に供給された加圧空気で空気圧シリンダ１２を収縮状態に維持することにより、シート保持具１０が受け取り位置（原点位置）Ｐ１に待機している。

シート保持具１０が受け取り位置Ｐ１に待機しているときは、第２電磁弁２１が第１供給路２４と中間供給路２６とを接続する位置に切り換えられており、シートコンベヤ８による積層ブランクシート２の搬送は停止している。

制御装置１６は、積層ブランクシート２の供給指令が入力されると、シートコンベヤ８による積層ブランクシート２の搬送開始指令をシートコンベヤ８に入力する。
そして、シート保持部９が積層ブランクシート２を受け取ったことを第３検知部１５が検知すると、シート保持具１０の受け取り位置Ｐ１から供給位置Ｐ２への揺動を開始する。

この揺動開始時には、図５に示すように、第２供給路２５をメイン供給路２３に接続して第２シリンダ室１９に空気圧を供給する。
つまり、メイン供給路２３が第２供給路２５に接続され、かつ、第１供給路２４が中間供給路２６を介して大気開放される第１接続状態となるように、第１電磁弁２０を切り換える。

第１接続状態は短い所定時間（例えば０．２秒程度）だけ維持され、第１減圧弁３０で例えば０．１ＭＰａ程度に減圧された加圧空気が第２シリンダ室１９に供給されるので、シート保持具１０を供給位置Ｐ２に向けて揺動させるための空気圧シリンダ１２の伸長作動を、ピストン１２ａとシリンダケースとの静止摩擦力に抗して円滑に開始させることができる。

第１接続状態により空気圧シリンダ１２の伸長作動が開始されると、その後の空気圧シリンダ１２の伸長作動により、シート保持具１０が自重で受け取り位置Ｐ１から供給位置Ｐ２に揺動操作されるように、第１シリンダ室１８に供給する空気圧力を高圧から低圧に切り換えて減圧する。
つまり、図６に示すように、第２シリンダ室１９が第２供給路２５を介して大気開放され、かつ、第１供給路２４がメイン供給路２３に接続され、第１シリンダ室１８が第１供給路２４を介して圧力調整機構２７に接続される第２接続状態となるように、第１電磁弁２０及び第２電磁弁２１を切り換える。

第２接続状態では、圧力調整弁３３が、第２減圧弁３２で減圧された加圧空気を、第１シリンダ室１８の空気圧がシート保持具１０の受け取り位置Ｐ１から供給位置Ｐ２への揺動移動に対して揺動方向と逆向きの抵抗を付与可能な例えば０．０２ＭＰａに維持されるように、第１シリンダ室１８に供給する。

空気圧シリンダ１２の伸長作動に伴って第１シリンダ室１８の容積が減少するので、圧力調整弁３３は、第１シリンダ室１８の空気を適宜外部に排出しながら、第１シリンダ室１８の空気圧を例えば０．０２ＭＰａに維持する。

シート保持具１０が供給位置Ｐ２に移動したことを第２検知部１４が検知すると、図７に示すように、第１シリンダ室１８と圧力調整機構２７とが遮断されるように第２電磁弁２１を中立位置に切り換え、その後、積層ブランクシート２がブランクマガジン３に落下供給されるに必要な所定時間が経過すると、図８に示すように、第１シリンダ室１８が中間供給路２６を介してメイン供給路２３に接続される第３接続状態となるように、第２電磁弁２１を切り換える。

第３接続状態では、第１シリンダ室１８に例えば０．４ＭＰａの加圧空気が供給されてシート保持具１０が受け取り位置Ｐ１に向けて揺動移動する。
シート保持具１０が受け取り位置Ｐ１に移動したことを第１検知部１３が検知すると、図４に示したように第１電磁弁２０を中立位置に切り換えて、シート保持具１０を受け取り位置Ｐ１に待機させる。

〔その他の実施形態〕
１．本発明によるブランクシート供給装置は、シート保持具１０を揺動操作可能な単動形の流体圧シリンダを設けてあってもよい。
２．本発明によるブランクシート供給装置は、シート保持具１０を揺動操作可能な油圧式の流体圧シリンダを設けてあってもよい。
３．本発明によるブランクシート供給装置は、流体圧シリンダを、ピストンロッド１２ｂの側とは逆側のシリンダ室１９に供給される流体圧で、シート保持具１０を供給位置Ｐ２から受け取り位置Ｐ１に揺動操作可能に設けてあってもよい。

１ ブランクシート
２ 積層ブランクシート
８ シート搬送部
９ シート保持部
１０ シート保持具
１１ 支持部
１２ 流体圧シリンダ
１２ａ ピストン
１８ シリンダ室
１９ 対向シリンダ室
２５ 供給路
２７ 圧力調整機構
Ｃ 流体供給手段
Ｐ１ 受け取り位置
Ｐ２ 供給位置

Claims (1)

1. 複数のブランクシートが積層された積層ブランクシートを搬送するシート搬送部と、
   前記積層ブランクシートを保持するシート保持部を備えたシート保持具と、
   前記シート保持具を、前記シート搬送部で搬送されてきた前記積層ブランクシートを前記シート保持部に受け取り可能な受け取り位置と、前記シート保持部に保持された前記積層ブランクシートを前記受け取り位置よりも低い位置でブランクマガジンに供給可能な供給位置とに、上下揺動自在に支持する支持部と、
   前記支持部に支持された前記シート保持具を前記受け取り位置と前記供給位置とに亘って揺動操作可能な流体圧シリンダと、
   前記流体圧シリンダのシリンダ室に流体を供給する流体供給手段とを備え、
   前記流体供給手段は、前記シリンダ室に供給する流体の圧力を高圧と低圧とに切換可能に設けてあり、
   前記シート保持具を前記受け取り位置から前記供給位置に揺動操作する際には、前記シリンダ室に対してピストンを挟んで対向する対向シリンダ室へ流体を供給するとともに、前記シリンダ室を大気開放した後、前記シリンダ室に供給する流体の圧力を高圧から低圧に切り換えることにより、前記シート保持具を自重で前記供給位置に揺動可能に構成し、前記シート保持具の前記供給位置への揺動に対して前記流体圧シリンダにより抵抗を付与可能に構成してあることを特徴とするブランクシート供給装置。

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