JP5897999B2 - コンベアマガジン式空袋供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、袋詰め包装機に空袋を供給するコンベアマガジン式空袋供給装置の改良に関する。

特許文献１に、間欠回転ロータリー型袋詰め包装機に空袋を供給するコンベアマガジン式空袋供給装置が記載されている。このコンベアマガジン式空袋供給装置は、袋口を前方に向け上位の空袋が前方側にくるように前後方向にずらして積み重ねられた空袋群を送るベルトコンベアと、ベルトコンベアの上方に配置された早送りベルト（空袋分離手段）と、早送りベルトの前方側に配置された爪車と、ベルトコンベアの終端付近に配置された位置決め用のストッパーと、爪車とストッパーの間に配置された空袋吸着部材を備える。

前記早送りベルトは、ベルトコンベア上の空袋群の中から最上位の空袋を分離し前方に送り出す。前記爪車は、可撓性を有し放射方向に伸びる複数の爪部（突起）を周囲に有し、駆動源に連結されて回転し、かつ下方の送り出し位置と上方の退避位置の間を昇降移動し、送り出し位置で早送りベルトが送り出した空袋に接触してさらに前方に向け送り出し、ストッパーに当接させる。前記ストッパーは、ベルトコンベアの終端付近に配置され、爪車に送り出された空袋の位置決めを行う。前記空袋吸着部材は、ストッパーに位置決めされた空袋の上面を吸着する下方の吸着位置と上方の取り出し位置の間を昇降する。
また、コンベアマガジン式空袋供給装置と間欠回転ロータリー型袋詰め包装機の間に空袋移送用のチャックが配置され、空袋吸着部材が前記取り出し位置にきたとき、吸着された空袋の上端部がこのチャックに把持され、続いて空袋はチャックにより移送され間欠回転ロータリー型袋詰め包装機のグリッパーに引き渡される。

特許文献２に、袋詰め包装機に空袋を供給する別のコンベアマガジン式空袋供給装置が記載されている。このコンベアマガジン式空袋供給装置は、基本構造としては特許文献１の装置とほぼ同じであるが、早送りベルトで前方に送り出された空袋を、特許文献１の装置では空袋吸着部材の後方側に配置した爪車でさらに前方に送り出し、ストッパーに当接させているのに対し、前記爪車に代えて、バランサと均衡して揺動昇降する回転ローラを空袋吸着部材とほぼ並ぶ位置に配置している点で異なる。

特開２００３−１３７２１９号公報 特許第３６３９１９９号公報

特許文献１に記載されたコンベアマガジン式空袋供給装置は、次のような問題を有していた。
（１）爪車を早送りベルトと空袋吸着部材の間に配置しているため、爪車と位置決めストッパーの間隔が比較的広い。このため、爪車により送り出されストッパーに当接した空袋が上方に反ったり凸湾曲して、位置決め不良や空袋吸着部材による取り出し不良が生じるという問題があった。この点を図４（ａ），（ｂ）を参照して以下に説明する。図４において、１は空袋、２は爪車、３はベルトコンベア、４はストッパー、５は位置決め検出センサ、６は空袋吸着部材、７はベルトコンベアのフレーム、８はベルトコンベアの側部ガイドである。

空袋１が図示しない早送りベルトにより前方に送り出されると、矢印方向に回転している爪車２が、２点鎖線で示す退避位置から実線で示す送り出し位置に下降してベルトコンベア３上の空袋１の上面に接触し、空袋１は爪車２によりベルトコンベア３上をさらに前方に送り出され、先端（袋口側端縁）がストッパー４に当接して位置決めされ、これを位置決め検出センサ５が検出する。袋１の位置決めを確実にするため、爪車２は検出センサ５による検出後も、若干時間前記送り出し位置にとどまって袋１の送り出しを継続した後、前記退避位置に上昇する。その際、爪車２による過剰な送り出しにより、空袋の前部が上方に反ったり（図４（ａ））、凸湾曲して（図４（ｂ））、位置決め不良や空袋吸着部材６による取り出し不良が生じることがある。なお、この問題は、空袋１が比較的柔らかい場合に顕著に生じる。

（２）コンベアマガジン式空袋供給装置において、爪車２の送り出し位置は予め機械的に固定されている。このため、供給する空袋１を比較的厚い材質のものに変更した場合、あるいは早送りベルトから送り出された空袋１が複数枚重なっているような場合、爪車２の空袋１への接触強さ（可撓性の爪の撓み具合）が大きくなり、送り出しが過剰となって、上記（１）の問題が顕著に生じる。
（３）ストッパー４の設置位置を前後調整自在とした場合、その設置位置を変更することにより、空袋１の先端と空袋吸着部材６の吸着位置の間隔を調整し、包装機のグリッパーに供給される空袋１の高さ位置を変更（これによりシール位置やシール上下幅を変更）することができる。このとき、ストッパー４の位置を前方に移動させると、ストッパー４と爪車２の間隔がさらに広がり、上記（１）の問題が顕著に生じる。

（４）爪車２が送り出し位置に下降するタイミングは、早送りベルトがベルトコンベア３上の空袋群の中から最上位の空袋１を分離し前方に送り出した後とされ、爪車２が送り出し位置に下降したとき、爪車２は送り出された空袋１の上面に当接する。このため、空袋１の前部が元々反っている場合は、その反りを矯正できず、空袋１の位置決め自体が困難であった。

（５）一方、特許文献２に記載されたコンベアマガジン式空袋供給装置は、特許文献１の爪車２に相当すると思われる回転ローラを、空袋吸着部材とほぼ並ぶ位置に配置していることから、回転ローラとストッパーの間隔が狭く、また、回転ローラはバランサとの均衡でほぼ常時下降位置にあって、早送りベルトにより送り出された空袋は回転ローラに押さえられるから、上記（１）〜（４）の問題点が特許文献１の装置より生じにくいと考えられる。一方で、この回転ローラはバランサとの均衡で空袋表面に接触し、空袋をストッパーにずっと押しつけているため、その間に空袋に前記（１）に記載した反りや凸湾曲が生じるおそれがあることは否定できない。

また、このコンベアマガジン式空袋供給装置では、空袋を吸着した空袋吸着部材を上昇させると、空袋が回転ローラに接触してこれを跳ね上げることになり、このとき空袋吸着部材から空袋が外れたり、位置ずれを起こす可能性がある。さらに、回転ローラと空袋吸着部材の位置関係から、回転ローラが空袋の移動軌跡から逸れない限り、空袋をベルトコンベアの上方の取り出し位置にもたらすことができないと考えられるが、空袋吸着部材が吸着した空袋により回転ローラを大きく跳ね上げることが現実に可能かどうか疑問であり、かつ仮に可能だとしても、空袋１枚の供給毎にこれを行うとすれば、生産効率（供給速度）はきわめて低く安定しないものとなる。

本発明は、従来のコンベアマガジン式空袋供給装置の上記問題点に鑑みてなされたもので、空袋の位置決め不良や空袋吸着部材による取り出し不良を防止すると共に、従来同様の生産効率で空袋の供給ができるようにすることを目的とする。

本発明は、袋口を前方に向け上位の空袋が前方側にくるように前後方向にずらして積み重ねられた空袋群を送るベルトコンベアと、前記ベルトコンベアの上方に配置され、前記空袋群の中から最上位の空袋を分離し前方に送り出す空袋分離手段と、前記ベルトコンベアの終端付近に配置され、前記ベルトコンベア上の空袋の先端が当接する位置決め用のストッパーと、前記空袋分離手段の前方側に配置され、可撓性を有し放射方向に伸びる複数の爪部を周囲に有し、駆動源に連結されて回転し、かつ送り出し位置と退避位置の間を移動し、前記送り出し位置で前記空袋分離手段が送り出した空袋に接触してさらに前方に向け送り出し、前記ストッパーに当接させる爪車と、前記ストッパーに位置決めされた空袋の上面を吸着する吸着位置と上方の取り出し位置の間を昇降する空袋吸着部材を備えるコンベアマガジン式空袋供給装置において、前記爪車の送り出し位置が前記ストッパーと前記空袋吸着部材の間に設定され、退避位置が前記ストッパーの停止面を越えた前方側に設定されていることを特徴とする。

上記コンベアマガジン式空袋供給装置は、例えば次のような実施の形態をとることができる。
（１）前記爪車が前記送り出し位置に移動するタイミングが、前記空袋分離手段が送り出した空袋の先端が前記爪車の送り出し位置に達する前となるように設定されている。
（２）前記爪車の回転軸に、前記爪部の先端の回転軌跡の径より小さい径の周面を有する規制リングが回転自在に設置されている。
（３）前記ベルトコンベアの終端に連なるサブフレームが前後方向に位置調整可能に配置され、前記サブフレームに前記ストッパーと爪車が支持されている。

本発明に係るコンベアマガジン式空袋供給装置によれば、爪車とストッパーの間隔をいっそう狭く設定できるので、爪車の送り出しにより空袋の前部が上方に反ったり、凸湾曲することが防止され、剛性が低い（柔らかい）空袋や厚みのある空袋を供給する場合でも、空袋の位置決め不良や空袋吸着部材による取り出し不良を防止することができる。
また、本発明に係るコンベアマガジン式空袋供給装置において、爪車が送り出し位置に移動するタイミングを、空袋分離手段が送り出した空袋の先端が前記爪車の送り出し位置に達する前となるように設定した場合、空袋分離手段から送り出された空袋が、その先端から前記送り出し位置で回転している爪車の下に入って押さえられる形になるので、空袋の前部が元々反っている場合でも、該部を爪車で押さえて反りを矯正し、空袋を平らな状態に保持したままストッパーに向けて送り出すことになり、安定した位置決めが可能となる。

本発明に係るコンベアマガジン式空袋供給装置において、爪車の回転軸に規制リングを設置した場合、爪車の送り出し位置（下降端位置）が規制リングにより規制されることになり、比較的厚い空袋に変更した場合や、空袋分離手段が送り出した空袋が複数枚重なっている場合でも、爪車の空袋への接触強さ（可撓性の爪の撓み具合）が過大になることが防止できる。これにより、爪車による空袋の送り出しが過剰となり、空袋の前部が上方に反ったり、凸湾曲することが防止され、その結果、空袋の位置決め不良や空袋吸着部材による取り出し不良を防止することができる。

本発明に係るコンベアマガジン式空袋供給装置において、ベルトコンベアの終端に連なるサブフレームを前後方向に位置調整可能に配置し、該サブフレームにストッパーと爪車を支持させた場合、サブフレームの位置を調整してストッパーの位置を変更（包装機のグリッパーに供給される空袋の高さ位置を変更）したときでも、爪車とストッパーの間の相対位置関係は変化しないから、空袋の前部が上方に反ったり、凸湾曲することが防止され、その結果、空袋の位置決め不良や空袋吸着部材による取り出し不良を防止することができる。

本発明に係るコンベアマガジン式空袋供給装置の斜視図である。 同装置の爪車部の拡大斜視図である。 同装置の爪車の作用を説明する爪車部の拡大側面図である。 従来のコンベアマガジン式空袋供給装置の爪車の問題点を説明する図である。

以下、図１〜３を参照し、本発明に係るコンベアマガジン式空袋供給装置について具体的に説明する。図１〜３において各部位に付与した符号は、図４の同部位の符号と共通とした。
図１，２に示すコンベアマガジン式空袋供給装置は、空袋１を搬送するベルトコンベア３、空袋１の側部ガイド８、側部ガイド８と一体化した後部ガイド９、空袋分離手段１１、爪車装置１２、位置決め用ストッパー４、位置決め用検出センサ５、空袋持ち上げ手段（一対の空袋吸着部材６，６のみ示す）、サブフレーム１３、及び空袋ほぐし手段１４等からなる。

空袋分離手段１１は、駆動モータ１５、ベルトコンベア３の図示しないフレームに両端を回転自在に支持され駆動モータ１５により回転する回転軸１６、回転軸１６に固定された各一対の前側送り出しローラ１７、駆動プーリ１８、回転軸１６に回転自在に取り付けられた自由揺動アーム１９、自由揺動アーム１９の先端に回転自在に取り付けられた従動プーリ２１、駆動プーリ１８と従動プーリ２１の間に掛け渡された早送りベルト２２等からなる。空袋群１Ａの最上位の空袋が、早送りベルト２２により空袋群１Ａから分離されて前方に送り出され、次いで周速度が大きい前側送り出しローラ１７によりさらに前方に送り出される。

サブフレーム１３は、ベルトコンベア３の図示しないフレーム終端側に配置され、前後方向（両矢印の線分参照）に位置調整可能であり、必要に応じて例えば図２に示す実線位置から２点鎖線位置に位置を変更することができる。爪車装置１２、ストッパー４及び検出センサ５がサブフレーム１３に支持されている。
ストッパー４は、サブフレーム１３の後端に支持され、２つの切り欠き部４ａが形成されている。ストッパー４の背面が停止面４ｂである。
爪車装置１２は、図２に示すように、サブフレーム１３に基端を軸支されて実線で示す位置と２点鎖線で示す位置の間を前後方向（両矢印の円弧参照）に揺動する一対の揺動アーム２３，２３、揺動アーム２３，２３に回転自在に支持された回転軸２４、回転軸２４の一端に固定された駆動プーリ２５及び一対の爪車２，２を備える。サブフレーム１３内に、揺動アーム２３，２３を揺動させる駆動源として図示しないエアシリンダ、及び駆動プーリ２５を介して回転軸２４を回転させる駆動源として図示しないモータが収納されている。

爪車２は、軸部２ａの周囲に可撓性を有し放射方向に伸びる複数の爪部（突条）２ｂを有する。また、回転軸２４に、爪部２ｂの両側部に接して、爪部２ｂの先端の回転軌跡（円形）の径より小さい径の周面を有する規制リング２６，２６が設置されている。規制リング２６，２６は、回転軸２４に回転自在に（自由回転するように）、かつ軸方向へ移動しないように嵌められている。揺動アーム２３，２３が図２の実線位置と２点鎖線位置の間を揺動すると、爪車２は送り出し位置（図１，２に示す位置）と退避位置（ストッパー４の停止面４ｂを越えた前方側）の間を移動する。なお、揺動アーム２３，２３が図２の２点鎖線の位置にきたとき、爪車２は前記退避位置にくる。爪車２が前記送り出し位置と退避位置の間を移動するとき、ストッパー４の切り欠き部４ａを通過する。

空袋ほぐし手段１４は、駆動源としてのエアシリンダ２７と、そのピストンロッドの先端に固定されたほぐし部材２８からなる。エアシリンダ２７の作動によりほぐし部材２８が前後に振動する。
一対の空袋吸着部材６，６は、ストッパー４に位置決めされた空袋１の上面を吸着する吸着位置と、上方の取り出し位置（図１，２に図示する位置）の間を昇降する。
図１において、２９，２９は、図示しない包装機のグリッパーである。空袋吸着部材６，６に吸着され持ち上げられた空袋１は、従来装置同様、図示しないチャック装置により、空袋吸着部材６，６からグリッパー２９，２９へ受け渡される。

上記コンベアマガジン式空袋供給装置の作動は次のとおりである。
ベルトコンベア３上に、空袋群１Ａが袋口を前方に向け上位の空袋が前方側にくるように前後方向にずらして積み重ねられ、側部ガイド８に両側縁をガイドされ前方に搬送されている。積層状態の空袋群１Ａは、空袋分離手段１１の手前で空袋ほぐし手段１４による振動を受けてほぐされ、順次空袋分離手段１１に向けて送られる。空袋分離手段１１に向けて送られた空袋１は、早送りベルト２２、次いで前側送り出しローラ１７に接触し、空袋群１Ａから分離され１枚ずつ前方に送り出される。

空袋分離手段１１から送り出された空袋１の先端が、ベルトコンベア３上を爪車２の送り出し位置に達する前に、揺動アーム２３が揺動して、回転する爪車２が前記退避位置から送り出し位置に移動する。これにより、前記送り出し位置に達した空袋１は、爪車２に押さえられつつさらに前方に送り出され、先端がストッパー４に当接し、位置決めされる。この位置決めは検出センサ５により検出される。

検出センサ５による位置決め検出後、爪車２は所定の短時間、前記送り出し位置にとどまり、次いで揺動アームが逆に揺動し、爪車２が前記退避位置に移動する。
続いて空袋吸着部材６が前記吸着位置に下降して袋２の表面を吸着し、次いで前記取り出し位置に上昇して、吸着した空袋１をベルトコンベア３から持ち上げる。この時点で爪車２は退避位置（ストッパー４の停止面４ｂを越えた前方側）に移動しているから、上昇する空袋吸着部材６及び空袋１のじゃまにならない。この空袋１は、図示しない前記チャック装置のチャックに把持され、包装機のグリッパー２９，２９へ受け渡される。

サブフレーム１３を前後方向に位置調整することにより、ストッパー４と空袋吸着部材６の距離を調整することができ、この距離を変更することで包装機のグリッパー２９，２９に供給される空袋１の高さ位置を変更することができる。一方、ストッパー４と爪車２の相対位置は不変であるから、ベルトコンベア３に対するストッパー４の位置を前方側に移動させたとしても、ストッパー４と爪車２の間隔は不変である。

図３は、爪車装置１２の爪車２と規制リング２６の作用を説明する図である。空袋分離手段１１（図１参照）から送り出された空袋１（２点鎖線で示す空袋）の先端が、ベルトコンベア３上を爪車２の送り出し位置（図３において爪車２が存在する位置）に達する前に、サブフレーム１３内の前記エアシリンダが作動して揺動アーム２３が揺動し、爪車２はベルトコンベア３上の前記送り出し位置に移動している。前記空袋１の前部が上方に反っていても、回転する爪車２に押さえられ、空袋１（実線で示す空袋）は平らに矯正され、ストッパー４に向けて送り出される。

揺動アーム２３が前記エアシリンダにより揺動し、爪車２が前記送り出し位置に移動している間、爪車２は前記エアシリンダの加圧力でベルトコンベア３又は空袋１の上面に当接し、押し付けられる。このときの押し付け力が小さければ、ベルトコンベア３又は空袋１の上面には爪車２の爪部２ｂのみが当接し（爪部２ｂは押し付け力の大きさに応じて撓む）、押し付け力が大きければ、図３に示すように、爪部２ｂがいっそう撓んで、規制リング２６がベルトコンベア３又は空袋１の上面に当接する。しかし、爪車２はそれ以上下降しない。このため、爪車２の空袋１への接触強さ（可撓性の爪の撓み具合）が過剰となることがなく、空袋１の送り出しが過剰に行われるのが防止される。なお、空袋１が爪車２により前方に送り出される間、空袋１の上面に当接した規制リングは自由に回転する。

１ 空袋
１Ａ 空袋群
２ 爪車
２ａ 軸部
２ｂ 爪部（突条）
３ ベルトコンベア
４ ストッパー
４ａ 停止面
６ 空袋吸着部材
１１ 空袋分離手段
１２ 爪車装置
１３ サブフレーム
１４ 空袋ほぐし手段
１７ 前側送り出しローラ
２２ 早送りベルト
２３ 揺動アーム
２４ 回転軸
２９ 包装機のグリッパー

Claims (4)

1. 袋口を前方に向け上位の空袋が前方側にくるように前後方向にずらして積み重ねられた空袋群を送るベルトコンベアと、前記ベルトコンベアの上方に配置され、前記空袋群の中から最上位の空袋を分離し前方に送り出す空袋分離手段と、前記ベルトコンベアの終端付近に配置され、前記ベルトコンベア上の空袋の前方の先端が当接する位置決め用のストッパーと、前記空袋分離手段の前方側に配置され、可撓性を有し放射方向に伸びる複数の爪部を周囲に有し、駆動源に連結されて回転し、かつ送り出し位置と退避位置の間を移動し、前記送り出し位置で前記空袋分離手段が送り出した空袋に接触してさらに前方に向け送り出し、前記ストッパーに当接させる爪車と、前記ストッパーに位置決めされた空袋の上面を吸着する吸着位置と上方の取り出し位置の間を昇降する空袋吸着部材を備えるコンベアマガジン式空袋供給装置において、前記爪車の送り出し位置が前記ストッパーと前記空袋吸着部材の間に設定され、退避位置が前記ストッパーの停止面を越えた前方側に設定されていることを特徴とするコンベアマガジン式空袋供給装置。
2. 前記爪車が前記送り出し位置に移動するタイミングが、前記空袋分離手段が送り出した空袋の前方の先端が前記爪車の送り出し位置に達する前となるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載されたコンベアマガジン式空袋供給装置。
3. 前記爪車の回転軸に、前記爪部の先端の回転軌跡の径より小さい径の周面を有する規制リングが回転自在に設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載されたコンベアマガジン式空袋供給装置。
4. 前記ベルトコンベアの終端に連なるサブフレームが前後方向に位置調整可能に配置され、前記サブフレームに前記ストッパーと爪車が支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたコンベアマガジン式空袋供給装置。

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