しかしながら、図16〜図18に示す上記バッチ分割装置200では、搬送コンベア上のバッチBTの後端部が後仕切り体203を通過した後に、後仕切り体203が搬送コンベア201の上方へ移動し、バッチBTの後端部を搬送方向へ押し出す動作が必要になる。そのため、後仕切り体203が、搬送コンベア下方の待機位置からバッチBTの後端部に当接する位置まで移動するために、無駄な時間(ロスタイム)が発生し、バッチBTの分割速度をより高速化することが難しいという問題があった。また、上記バッチ分割装置200では、後仕切り体203の移動動作に連動して、支持部材204、205の支持面の長さを伸縮させるので、後仕切り体203および支持部材204、205の駆動機構及びその制御方法が複雑となって、設備費が増加するとともに、設備故障が増加するという問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単な機構でバッチの分割速度をより高速化できる段ボールシートのバッチ分割装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る段ボールシートのバッチ分割装置は、次のような構成を有している。
(1)段ボールシート製函機において製函された段ボールシートが上下方向で複数枚積層されたバッチを上下方向で分割して、積層枚数の少ない小バッチを形成する段ボールシートのバッチ分割装置であって、
前記バッチを下流側へ排出する排出コンベアと、当該排出コンベアの下流側上方に配置され前記バッチの前端部と当接するストッパ部材と、当該ストッパ部材を上下動させるストッパ昇降装置とを備え、
前記ストッパ昇降装置を作動させて、先ず、前記ストッパ部材を前記排出コンベアのベルト上面まで下降させ、その後、前記バッチの前端部と前記ストッパ部材とが当接したとき前記排出コンベアを停止させて前記ストッパ部材を前記バッチの分割位置に対応する上昇位置まで上昇させ、次に、前記排出コンベアを作動させて前記ストッパ部材に当接しない下方の小バッチを下流側へ排出してから、前記ストッパ部材に当接する上方の小バッチを下流側へ排出することを特徴とする。
本発明においては、排出コンベアのベルト上面まで下降したストッパ部材が排出コンベア上に載置されて下流側へ搬送されるバッチの前端部と当接するので、バッチを上下方向に整列させることができる。また、ストッパ部材をバッチの前端部と当接させた後、バッチの分割位置に対応する上昇位置まで上昇させた状態で排出コンベアを作動させるので、排出コンベア上で上下方向に整列させたバッチを、ストッパ部材に当接する上方の小バッチと、ストッパ部材に当接しない下方の小バッチとに上下方向で2つの小バッチに分割することができる。すなわち、ストッパ部材に当接しない下方の小バッチは、排出コンベア上に載置された状態で先行して下流側へ排出され、ストッパ部材に当接する上方の小バッチは、下方の小バッチがストッパ部材を通過したとき、排出コンベア上に落下して排出コンベアによって下流側へ排出される。
そのため、排出コンベア上に載置されて下流側へ搬送されるバッチの前端部を規制するストッパ部材を上下方向へ移動させるだけで、バッチを上下方向に分割して、積層枚数の少ない小バッチを簡単に形成することができる。この場合、ストッパ部材はバッチの前端部を規制するだけであるので、バッチ分割装置に連続して供給する2以上のバッチの間隔を極力狭くすることができる。また、ストッパ部材を上下動させる時間は微小であるので、ストッパ部材の移動に伴うロスタイムが発生しにくい。さらに、上方の小バッチは、下方の小バッチがストッパ部材を通過すると略同時に、排出コンベア上に落下するので、両小バッチを連続的に排出することができる。したがって、バッチの分割速度を従来より大幅に向上させることができる。また、ストッパ部材を上下動させる機構および制御方法は、簡単であり、設備費および設備故障を低減することができる。なお、本バッチ分割装置は、バッチを上下2等分する場合に限らず、任意の数に分割することもできる。
その結果、本発明によれば、簡単な機構でバッチの分割速度をより高速化できる段ボールシートのバッチ分割装置を提供することができる。
(2)(1)に記載された段ボールシートのバッチ分割装置において、
前記ストッパ部材には、当該ストッパ部材を通過する小バッチの上面を押圧可能に形成された小バッチ押圧部材を当該ストッパ部材の下流側に装着したことを特徴とする。
本発明においては、小バッチがストッパ部材を通過するとき、ストッパ部材の下流側にて小バッチ押圧部材が小バッチの上面を押圧するので、ストッパ部材を通過する小バッチにおける段ボールシートを互いに密着させながら排出コンベア上に押圧し、排出コンベアによって小バッチを整列した状態で下流側へ排出させることができる。そのため、排出コンベアによって下流側へ排出する小バッチにおける段ボールシート同士の位置ズレを低減させることができる。また、ストッパ部材に当接する上方の小バッチの下面とストッパ部材に当接しない下方の小バッチの上面との分割境界面間で発生する摩擦力によって、下方の小バッチの上面側の段ボールシートが上流側へ引っ張られて生じる段ボールシートの前後方向における位置ズレも抑制することができる。
その結果、従来のバッチ分割装置のような段ボールシートの位置ズレを規制する後仕切り体、及び後仕切り体の移動動作に連動して支持面の長さを伸縮させる支持部材を設ける必要が無く、簡単な機構でバッチの分割速度をより高速化できる。
(3)(2)に記載された段ボールシートのバッチ分割装置において、
前記小バッチ押圧部材は、上流側から下流側へ回転可能に形成された弾性ローラ体を備えることを特徴とする。
本発明においては、弾性ローラ体が、上流側から下流側へ回転しながらストッパ部材を通過する小バッチの上面を押圧するので、小バッチにおける段ボールシートをより抵抗なく密着させて上流側から下流側へ排出させることができる。そのため、例えば、下方の小バッチにおける最上段の段ボールシートが上方の小バッチによって上流側へ引っ張られて生じる段ボールシートの前後方向における位置ズレを、より一層抑制することができる。
その結果、上下分割した小バッチにおける段ボールシートの前後方向における位置ズレを、より一層抑制しつつ、簡単な機構でバッチの分割速度をより高速化できる。
(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載された段ボールシートのバッチ分割装置において、
前記ストッパ部材の上流側には、前記ストッパ部材に当接する上方の小バッチを前記ストッパ部材に当接しない下方の小バッチと協働して支持するリフタ部材を備えたことを特徴とする。
本発明においては、排出コンベアによって下方の小バッチを下流側へ排出する際、ストッパ部材の上流側に備えたリフタ部材が、ストッパ部材に当接する上方の小バッチをストッパ部材に当接しない下方の小バッチと協働して支持するので、下方の小バッチに作用する上方の小バッチの荷重を軽減させることができる。そのため、上方の小バッチの下面と下方の小バッチの上面との分割境界面間で発生する摩擦力を軽減させることができる。また、下方の小バッチの上面によって上方の小バッチの下面を下流側へ引っ張る摩擦力を、上方の小バッチの下面とリフタ部材上面との境界面間で発生する摩擦力によって打ち消すことができる。さらに、下方の小バッチの後端部がストッパ部材を通過することによって、上方の小バッチが排出コンベア上に落下するときには、上方の小バッチをリフタ部材が支持しながら下降して排出コンベア上に着地させることができる。そのため、上方の小バッチ及び下方の小バッチにおける段ボールシートの位置ズレを、より一層抑制することができる。特に、上方の小バッチが排出コンベア上に落下する際、上方の小バッチに対するストッパ部材による下流側への規制が作用しなくなっても、上方の小バッチをリフタ部材が支持することによって、上方の小バッチの下面側の段ボールシートが下流側へ引っ張られるのを効果的に抑制することができる。
その結果、従来のバッチ分割装置のような段ボールシートの位置ズレを規制する後仕切り体、及び後仕切り体の移動動作に連動して支持面の長さを伸縮させる支持部材を設ける必要が無く、簡単な機構でバッチの分割速度をより一層高速化できる。
(5)(4)に記載された段ボールシートのバッチ分割装置において、
前記リフタ部材は、前記上方の小バッチを支持する支持面が段ボールシートとの水平方向への摩擦力を増加させるように形成されていることを特徴とする。
本発明においては、リフタ部材における上方の小バッチを支持する支持面が、段ボールシートとの水平方向への摩擦力を増加させるので、上方の小バッチの下面とリフタ部材の支持面との境界面間で発生する摩擦力が、上方の小バッチの下面と下方の小バッチの上面との分割境界面間で発生する摩擦力に対してより一層打ち勝つことができる。そのため、上方の小バッチの下面側の段ボールシートが下流側へ引っ張られて生じる段ボールシートの前後方向における位置ズレを、より一層抑制することができる。
その結果、上下分割した小バッチにおける段ボールシートの前後方向における位置ズレを、より一層抑制しつつ、簡単な機構でバッチの分割速度をより高速化できる。
(6)(1)乃至(5)のいずれか1つに記載された段ボールシートのバッチ分割装置において、
前記ストッパ部材は、当該ストッパ部材に当接しない下方の小バッチの後端部が当該ストッパ部材を通過するとき又はその直前に、前記ストッパ昇降装置により前記上昇位置より更に上方へ上昇されることを特徴とする。
本発明においては、ストッパ部材に当接しない下方の小バッチが排出コンベアによって下流側へ排出される途中でストッパ部材を通過するとき又はその直前に、ストッパ昇降装置が作動してストッパ部材がバッチの分割位置に対応する上昇位置より更に上方へ上昇されるので、上方の小バッチが排出コンベア上に落下してストッパ部材を通過するときには、ストッパ部材下端と排出コンベア上に落下した上方の小バッチ上面との隙間を拡大させることができる。そのため、上方の小バッチがストッパ部材を通過するとき、その最上段の段ボールシートの前端側部が仮に反りによって上方へ変形しても、その段ボールシートとストッパ部材とが干渉する恐れを低減させることができる。
その結果、上下分割した小バッチにおける段ボールシートの詰りを防止しつつ、簡単な機構でバッチの分割速度をより一層高速化できる。
(7)(1)乃至(6)のいずれか1つに記載された段ボールシートのバッチ分割装置において、
前記ストッパ部材の上流側には、前記排出コンベア上に載置され当該ストッパ部材に当接した前記バッチの厚さを計測する計測装置を備え、当該計測装置によって計測した前記バッチの厚さ寸法に基づいて、前記ストッパ昇降装置によって前記ストッパ部材を下降位置から上昇位置まで移動させる移動量を補正して、前記ストッパ部材の上昇位置を前記分割位置に適合させることを特徴とする。
本発明においては、排出コンベア上に載置されストッパ部材に当接したバッチの厚さ寸法を計測装置によって計測した上で、そのバッチの厚さ寸法に基づいてストッパ部材が上昇して停止する位置(上昇位置)が、バッチの分割位置に適合するように調節されるので、バッチの厚さ寸法がバラついても、分割する小バッチの積層枚数を一定に維持させることができる。なお、バッチを計測する箇所の近傍で、上方から押圧する押圧ローラを備え、計測装置によってバッチの厚さを計測する時には、上記押圧ローラによって段ボールシートを互いに密着させて計測することが好ましい。また、ストッパ部材をバッチの幅方向(左右方向)において複数個設ける場合には、各ストッパ部材に隣接する位置で、バッチの厚さを計測し、その厚さ寸法に基づいて、各ストッパ部材の下降位置から上昇位置まで移動させる移動量をそれぞれ補正することが好ましい。
その結果、上下分割した小バッチにおける積層枚数の精度を高めつつ、簡単な機構でバッチの分割速度をより一層高速化できる。
本発明によれば、簡単な機構でバッチの分割速度をより高速化できる段ボールシートのバッチ分割装置を提供することができる。
次に、本発明に係る実施形態である段ボールシートのバッチ分割装置について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、バッチ分割装置を含む段ボールシート製函機の全体構成を簡単に説明し、その後、本バッチ分割装置の詳細な構成を説明する。次に、本バッチ分割装置の動作方法を詳細に説明する。
<段ボールシート製函機の全体構成>
まず、本実施形態に係る段ボールシートのバッチ分割装置を含む段ボールシート製函機の全体構成を、図1を用いて説明する。図1に、本実施形態に係る段ボールシートのバッチ分割装置を備えた段ボールシート製函機の全体図を示す。なお、図面に示す矢印の方向によって、装置の上下方向、前後方向を示す。ここで、前方は下流側を意味し、後方は上流側を意味する。他の図面においても、同様である。
図1に示すように、段ボールシート製函機1には、シート供給装置11と、印刷装置12と、クリーザスロッタ13と、フォルダグルア14と、バッチ形成装置15と、搬送コンベア16と、バッチ分割装置10と、結束機17とが、上流側から下流側に向けて順に配設されている。各装置が、段ボールシート製函機制御管理装置18によって自動運転可能に制御されている。
シート供給装置11は、テーブル111上に積載される平板状の段ボールシートSHを、キッカー112によって1枚ずつ下流側へ供給する装置である。印刷装置12は、段ボールシートSHの表面に印刷を施す装置であり、ここでは、複数の印刷ロールユニット121、122を備え、多色印刷を可能としている。クリーザスロッタ13は、罫線ロール131とスロッタ132とを備え、段ボールシートSHに罫線及び溝切り加工を施し、継ぎ代を形成する装置である。
フォルダグルア14は、ガイドレール141と搬送ベルト142と接着剤塗布ロール143と折り畳みバー144と折り畳みベルト145とを備え、ガイドレール141と搬送ベルト142との間に段ボールシートSHを支持して移動させる間に、接着剤塗布ロール143により継ぎ代に接着剤を塗布し、折り畳みバー144で段ボールシートSHを折り畳み、更に折り畳みベルト145で継ぎ代を接着等することによって、折り畳まれた状態の箱状の段ボールシートDSを製作する装置である。
バッチ形成装置15は、入口ロール151から供給される段ボールシートDSの前端部に当接する前当板152と、段ボールシートDSの後端部に当接する矯正板153と、積層する段ボールシートを上下動可能に支持する主レッジ154と、所定枚数積層した段ボールシートのバッチBTを主レッジ154から受け取る一対の補助レッジ155と、補助レッジ上のバッチBTを受け取り下方へ移動させるエレベータ156と、エレベータ156の下降位置に配置されエレベータ上のバッチBTを下流側へ搬送する送出コンベア157及び上部コンベア158とを備え、フォルダグルア14から供給される段ボールシートDSを所定枚数積層したバッチBTを形成して下流側に送り出す装置である。
搬送コンベア16は、上部コンベア161と下部コンベア162とを備え、所定枚数積層したバッチBTを、両コンベアによって上下方向で規制をかけながら形状安定化させて、バッチ分割装置10に供給する装置である。バッチBTの厚さ寸法に応じて上部コンベア161を上下動させて、搬送コンベア16における上下コンベア間の隙間を可変できるように形成されている。また、搬送コンベア16のコンベア長は、段ボールシートDSの接着剤が乾燥して折り畳まれた箇所の形状が安定化できる程度の長さに設定されている。
バッチ分割装置10は、排出コンベア2とストッパ昇降装置3と小バッチ押圧部材4とを備え、所定枚数積層されたバッチBTを上下方向で分割して、積層枚数の少ない小バッチSBT1、SBT2を形成する装置である。バッチ分割装置10は、段ボールシートDSの前後方向の長さが所定値以上の場合に、作動させる。バッチ分割装置10については、後で詳述する。結束機17は、バッチ分割装置10から排出された小バッチSBT1、SBT2を後工程へ輸送するためにベルトで結束する装置である。
<バッチ分割装置の構成>
次に、本バッチ分割装置の構成を、図2〜図4を用いて説明する。図2に、図1に示す段ボールシートのバッチ分割装置の斜視図を示す。図3に、図2に示す段ボールシートのバッチ分割装置の側面図を示す。図4に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における電気的構成のブロック図を示す。
図2〜図4に示すように、本バッチ分割装置10には、排出コンベア2と、ストッパ昇降装置3と、小バッチ押圧部材4と、リフタ装置5と、バッチ分割制御装置6と、バッチ上部規制装置7と、小バッチ搬送コンベア8と、装置本体9とを備えている。
装置本体9には、左右端で前後方向に延設され上下方向に起立された一対の側枠体91、91と、両側枠体91、91の内壁側に前後方向へ水平状に延設された一対の主フレーム部材92、92と、両主フレーム部材92、92の前端部に連結され左右方向に延設された補助フレーム部材93とを備えている。側枠体91、91の前端部には、後述する第5センサ67を装着するブラケット94が形成されている。側枠体91、91には、両主フレーム部材92、92を上下方向へ昇降させるフレーム駆動機構(図示しない)がそれぞれ装着され、供給されるバッチBTの種類に応じて、主フレーム部材92、92及び補助フレーム部材93の上下位置を調節することができる。
一対の側枠体91、91の間には、バッチBTを上流側から下流側へ搬送する排出コンベア2が、水平状に固設されている。排出コンベア2には、複数個のベルト21、21、21が左右方向で所定の隙間を隔てて巻回されている。排出コンベア2のベルト21は、側枠体91の前端部911近傍から前述した搬送コンベア16の下部コンベア162(図1を参照)と隣接する位置まで延設され、両コンベアのベルト上面高さは略同一である。排出コンベア2は、速度制御可能な駆動モータ22を備え、ベルト21上に載置するバッチBTを任意の速度で上流側から下流側へ搬送する。駆動モータ22は、排出コンベア2の前端部(下流側)に連結されている。
排出コンベア2の下流側上方には、ストッパ昇降装置3が配設されている。ここでは、2つのストッパ昇降装置3(3A、3B)が、補助フレーム部材93の下流側側面であって左右方向中央部に、所定の間隔を設けて垂直状に起立した状態で固設されている。ストッパ昇降装置3は、バッチBTの前端部と当接するストッパ部材31と、ストッパ部材31を上下動させるボールネジ式の駆動機構32と、駆動機構32のネジ軸を回動させる駆動モータ33とを備えている。駆動モータ33は、例えば、位置検出機能を有するサーボモータであって、ストッパ部材31を上下方向の任意の位置に停止させることができる。
ストッパ部材31は、上流側で垂直状に形成された縦壁部311と、下流側で垂直状に形成された縦壁部313と、両縦壁部311、313の下端を水平状に連結する横壁部312とを備え、全体で上方が開放された略U字状断面をなしている。上流側の縦壁部311には、バッチBTの前端部と当接する当接面が形成され、その当接面は上下方向でバッチBTの厚さ寸法以上の長辺を有する矩形状に形成されている。上記当接面には、表面が平滑で耐摩耗性が高いフッ素系樹脂部材311Jを被着させることが好ましい。また、上記フッ素系樹脂部材311Jの下端は、横壁部312の下面より僅かに下方へ突出して形成されていることが好ましい。なお、下流側の縦壁部313は、ボールネジ駆動機構32の移動体(ナット部)321に締結されている。
ストッパ部材31には、当該ストッパ部材を通過する小バッチSBT1、SBT2の上面を押圧可能に形成された小バッチ押圧部材4が、当該ストッパ部材31の下流側に装着されている。小バッチ押圧部材4は、略円筒状の弾性ローラ体41と、当該弾性ローラ体41を軸支してストッパ部材31の下流側の縦壁部313に固定された支持具42とを備えている。弾性ローラ体41は、スポンジ状部材で形成され、ストッパ部材31を通過する小バッチSBT1、SBT2の上面を弾性変形しながら押圧する。弾性ローラ体41は、上流側から下流側へ回転可能に形成されている。弾性ローラ体41の外周面は、ストッパ部材31の横壁部312下端より下方へ突出している。弾性ローラ体41の外周面が小バッチSBT1、SBT2の上面を押圧した状態で、ストッパ部材31の横壁部312と小バッチSBT1、SBT2との間に微小な隙間が形成されている(図9、図10を参照)。
ストッパ部材31の上流側であって、排出コンベア2のベルト21、21、21間に形成される左右方向の隙間には、リフタ装置5が装置本体9に固設されている。リフタ装置5は、排出コンベア2の前端部と後端部との間で、分割対象となるバッチBTの前後長に応じて、少なくとも1つ以上配設されている。ここでは、バッチ前後長が最小となるバッチBTに対応できる下流側のリフタ装置5Aと、バッチ前後長が最大となるバッチBTに対応できる上流側のリフタ装置5Bとを備えている。リフタ装置5(5A、5B)は、バッチ下面に当接するリフタ部材51と、当該リフタ部材51を上下動させる駆動機構52とを備えている。駆動機構52は、例えば、エアシリンダ式の駆動機構である。
リフタ部材51は、ストッパ部材31に当接する上方の小バッチSBT2をストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1と協働して支持するように作動する。すなわち、リフタ部材51は、排出コンベア2のベルト上面211より下方で待機し、下方の小バッチSBT1の後端部が当該リフタ部材51を通過すると同時に、上昇して、上方の小バッチSBT2を水平状に支持する。また、リフタ部材51は、下方の小バッチSBT1
の後端部がストッパ部材31を通過すると同時に、待機位置まで下降する。リフタ部材
51は、例えば、支持面にゴム部材を被着して、支持面と段ボールシートDSとの間に作用する水平方向への摩擦力f3を増加させるように形成されていることが好ましい(図10、図11を参照)。
排出コンベア2の上方には、バッチ上部規制装置7が配設されている。バッチ上部規制装置7には、ストッパ部材31に当接するバッチBTの上面を上方から規制する上部規制ローラ71と、ストッパ部材31に当接するバッチBTの前端部上面を下方へ押圧する押圧ローラ72とを備えている。上部規制ローラ71は、左右方向で適宜間隔をあけて複数個配置されている。上部規制ローラ71は、前後方向に配列された複数個のゴムローラ711が前後方向に延設された支持フレーム712に軸支されることによって形成されている。支持フレーム712の前端部は、蝶番部材74を介して補助フレーム部材93下面に連結されている。支持フレーム712の後端部は、前述した搬送コンベア16の上部コンベア161(図1を参照)の前端部に連結され、上部コンベア161と連動して上下動する。
押圧ローラ72は、ストッパ部材31の下流側に装着された弾性ローラ体41と同様のスポンジ状部材で形成されている。押圧ローラ72は、ストッパ部材31と隣接する位置で、駆動シリンダ73を介して補助フレーム部材93に固設されている。押圧ローラ72は、上下方向へ移動する駆動シリンダ73のシリンダロッド731の上端に連結された作動ブラケット732の下端に軸支されている。押圧ローラ72は、バッチBTの厚さ寸法を計測するとき、駆動シリンダ73のシリンダロッド731が下方へ移動することによって、ストッパ部材31に当接するバッチBTの前端部上面を下方へ押圧して、バッチBTの段ボールシートDSを互いに密着させる。
小バッチ搬送コンベア8は、排出コンベア2の前端部と、結束機17(図1を参照)との間に配置され、ストッパ部材31を通過する小バッチSBT1、SBT2を下流側へ搬送するコンベアである。小バッチ搬送コンベア8は、前後方向に所定の間隔で配列され複数個の円筒状ローラ81と、円筒状ローラ81を回転させるベルト82と、ベルト82を駆動させる駆動モータ83とを備えている。駆動モータ83は、小バッチ搬送コンベア8の前端部に連結されている。小バッチ搬送コンベア8の駆動モータ83は、排出コンベア2の駆動モータ22と連動して駆動する。
バッチ分割制御装置6は、バッチ分割装置10の自動運転を可能とする制御装置である。バッチ分割制御装置6は、左側の側枠体91の外側面に沿って配置され、バッチBTの厚さ寸法を計測する計測装置61と、排出コンベア2の後端部(上流側)でバッチBTを検出する第1センサ62と、排出コンベア2の下流側でバッチBTを検出する第2センサ63及び第3センサ64と、ストッパ部材31を通過する小バッチSTB1、STB2を検出する第4センサ65及び第5センサ67と、リフタ部材51を通過するバッチBTを検出する第6センサ68及び第7センサ69と、それぞれ電気的に接続されている。また、バッチ分割制御装置6は、排出コンベア2の駆動モータ22と、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33と、リフタ装置5の駆動機構52と、押圧ローラ72の駆動シリンダ73と、小バッチ搬送コンベア8の駆動モータ83と、それぞれ電気的に接続されている。さらに、バッチ分割制御装置6は、段ボールシート製函機制御管理装置18とも電気的に接続され、各種制御信号を交換する。
計測装置61は、2つのストッパ部材31(31A、31B)に隣接した位置で、バッチBTの前端部上面にそれぞれ照射するレーザ光による距離測定装置であって、補助フレーム部材93に2つ装着されている。バッチ分割制御装置6は、各計測装置61によって計測したバッチBTの各厚さ寸法に基づいて、各ストッパ昇降装置3によって各ストッパ部材31を下降位置から上昇位置まで移動させる各移動量をそれぞれ補正して、バッチBTの分割位置の高さに左右方向で差異が生じた場合にも、各ストッパ部材31の下端(上昇位置)をバッチBTの分割位置に適合させている。
第1センサ62、第2センサ63及び第3センサ64は、排出コンベア2のベルト上面211より僅か上方を左右方向に光線を投光する投光器とその光線を受光する受光器とを有し、投光器から投光する光線をバッチBT又は小バッチSBT1、SBT2の側端部によって遮光されたとき、バッチ検出信号を出力するセンサである。第1センサ62、第2センサ63及び第3センサ64は、それぞれ投光器が一方の側枠体91に固定され、受光器が対向する他方の側枠体91に固定されている。
第4センサ65は、光線を投光する投光器とその光線を受光する受光器とを同一ケース内に有し、投光器から投光する光線がストッパ部材31を通過する小バッチSBT1、SBT2の上面によって反射され受光器が受光したとき、バッチ検出信号を出力するセンサである。第4センサ65(651、652)は、ストッパ部材31の下流側で装置の左右方向中央部に2つ備えている。2つの第4センサ65(651、652)は、その左右方向に離間する距離が段ボールシートDSのスロット溝の幅よりも大きくなるように、支持具66の両側面に固設されている。支持具66は、補助フレーム部材93の左右方向中央部に固定されている。
第5センサ67は、小バッチ搬送コンベア8の円筒状ローラ81上面より僅か上方を左右方向に複数の光線を投光する投光器とその光線を受光する受光器とを有し、投光器から投光する光線をストッパ部材31を通過する小バッチSBT1、SBT2の側端部によって遮光されたとき、バッチ検出信号を出力するセンサである。第5センサ67は、それぞれ投光器が一方の側枠体91のブラケット94に固定され、受光器が対向する他方の側枠体91のブラケット94に固定されている。第5センサ67は、弾性ローラ体41及び横壁部312の下方範囲を通過する小バッチSBT1、SBT2の検出を確実に行うために、弾性ローラ体41及び横壁部312の下方範囲における前後方向の距離よりも、当該第5センサ67の投光器から投光する複数の光線の照射範囲における前後方向の距離が、大きくなるように設定されている。
第6センサ68及び第7センサ69は、バッチBTの下面にそれぞれ照射するレーザ光による距離測定装置であって、ストッパ部材31に当接する上方の小バッチSBT2の下面を照射したとき、バッチ検出信号を出力するセンサである。第6センサ68は、排出コンベア2のベルト上面211より下方であって下流側のリフタ装置5Aの前端部に近接した位置に配置され、第7センサ69は、排出コンベア2のベルト上面211より下方であって上流側のリフタ装置5Bの前端部に近接した位置に配置されている。
<バッチ分割装置の動作方法>
次に、本バッチ分割装置の動作方法を、図5〜図14を用いて説明する。図5に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作フローチャートを示す。図6に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS1〜S5)を示す。図7に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS6、S7)を示す。図8に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS8)を示す。図9に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS9)を示す。図10に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS10)を示す。図11に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS11〜S13)を示す。図12に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS13)を示す。図13に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS14)を示す。図14に、図3に示す段ボールシートのバッチ分割装置における動作断面図(図5のステップS14、S1)を示す。
図5、図6に示すように、バッチ分割制御装置6は、バッチ分割装置10の処理を開始させる操作信号を受けると、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33を作動させ、ストッパ部材31を下降位置まで下降させる(ステップS1)。ストッパ部材31の下降位置は、排出コンベア2のベルト上面21と略同一の高さであって、ベルト上面21と干渉しない程度に近接する高さである。
次に、バッチ分割制御装置6は、分割対象とならない残シートを排出する必要があるか否かを判断する(ステップS2)。分割対象とならない残シートとは、正規の積層枚数より少ない積層枚数のバッチBTが該当し、例えば、正規の積層枚数が10枚の場合、積層枚数が8枚のバッチBTが該当する。
次に、バッチ分割制御装置6は、残シートを排出する必要がない場合には、排出コンベア2の後端部(上流側)で新たなバッチBTの供給有りを、第1センサ62のバッチ検出信号によって確認する(ステップS3)。バッチ分割制御装置6は、第1センサ62のバッチ検出信号を受けると、排出コンベア2が駆動中か否かを判断し(ステップS4)、排出コンベア2が停止している場合には、排出コンベア2の駆動モータ22を起動させる信号を出力する(ステップS5)。なお、バッチ分割制御装置6は、排出コンベア2上のバッチBTがストッパ部材31に所定の距離まで近接すると、第2センサ63のバッチ検出信号を受け、排出コンベア2の駆動モータ22を減速させる信号を出力する。ここで、バッチ分割制御装置6は、ストッパ部材31にバッチBTの前端部が当接したとき、バッチBTの跳ね返りが生じない速度範囲に排出コンベア2を減速させることが好ましい。
次に、図5、図7に示すように、バッチ分割制御装置6は、排出コンベア2上のバッチBTがストッパ位置まで進行し、第3センサ64のバッチ検出信号を受けると、排出コンベア2の駆動モータ22を停止させる信号を出力する。なお、バッチ分割制御装置6は、第1センサ62のバッチ検出信号を受けて、排出コンベア2の駆動モータ22の回転数からバッチBTの進行距離を演算して、バッチBTがストッパ部材31に当接するタイミングに合わせて排出コンベア2を停止させるが、より停止精度を向上させるために、第3センサ64のバッチ検出信号を併せて利用している。バッチ分割制御装置6は、バッチBTの跳ね返りが生じない速度範囲に排出コンベア2を減速させている場合には、ストッパ部材31にバッチBTが当接すると同時に、排出コンベア2の駆動モータ22を停止させるように制御しても、ストッパ部材31にバッチBTが当接後、一定の短い時間経過後に排出コンベア2の駆動モータ22を停止させるように制御してもよい。なお、ストッパ部材31にバッチBTが当接したタイミングは、駆動モータ22における回転速度の変化やモータトルクの上昇等によって判断することができる。
次に、図5、図8に示すように、バッチ分割制御装置6は、第3センサ64のバッチ検出信号を受けた後、排出コンベア2の駆動モータ22から停止信号を受けると、ストッパ部材31に当接するバッチBTの厚さ寸法を計測装置61によって計測させ(ステップS7)、計測装置61によって計測したバッチBTの厚さ寸法に基づいて、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33を作動させてストッパ部材31を下降位置からバッチBTの分割位置に対応する上昇位置へ移動させる(ステップS8)。なお、ストッパ部材31の上昇位置は、ストッパ部材31の下端が、バッチBTの分割境界面より、段ボールシートDSの厚さ寸法の約1/2だけ上方にあるように設定されている。
次に、図5、図9に示すように、バッチ分割制御装置6は、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33から、ストッパ部材31が上昇位置に上昇した信号を受けると、排出コンベア2の駆動モータ22を起動させる信号を出力する(ステップS9)。また、バッチ分割制御装置6は、排出コンベア2の駆動モータ22と連動して、小バッチ搬送コンベア8の駆動モータ83を駆動させる。排出コンベア2及び小バッチ搬送コンベア8が作動することによって、ストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1が、ストッパ部材31の下方を通過して下流側へ排出される。このとき、バッチ分割制御装置6は、第4センサ65(651、652)及び第5センサ67からバッチ検出信号を受け、下方の小バッチSBT1が下流側へ排出されていることを確認する。
次に、図5、図10に示すように、バッチ分割制御装置6は、第6センサ68及び第7センサ69からバッチ検出信号を受けると、それぞれのリフタ装置5(5A、5B)の駆動機構52を作動させ、リフタ部材51を上方の小バッチSBT2の下面と当接する位置まで上昇させる(ステップS10)。この場合、上流側のリフタ装置5Bが作動した後、下流側のリフタ装置5Aが作動する。リフタ部材51は、ストッパ部材31に当接する上方の小バッチSBT2をストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1と協働して支持するので、下方の小バッチSBT1に作用する上方の小バッチSBT2の荷重を軽減させることができる。そのため、上方の小バッチSBT2の下面と下方の小バッチSBT1の上面との分割境界面間で発生する摩擦力f1、f2を軽減させることができる。また、下方の小バッチSBT1の上面によって上方の小バッチSBT2の下面を下流側へ引っ張る摩擦力f2を、上方の小バッチSBT2の下面とリフタ部材51上面との境界面間で発生する摩擦力f3によって打ち消すことができる。
次に、図5、図11に示すように、バッチ分割制御装置6は、第3センサ64からのバッチ検出信号がオフになると、ストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1の後端部がストッパ部材31を通過したことを認識して(ステップS11)、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33を作動させ、ストッパ部材31をバッチBTの分割位置に対応する上昇位置より更に上方へ上昇させる(ステップS12)。これによって、上方の小バッチSBT2が排出コンベア2上に落下してストッパ部材31を通過するときには、ストッパ部材31の下端と排出コンベア2上に落下した上方の小バッチSBT2の上面との隙間を拡大させることができ、上方の小バッチSBT2の最上段の段ボールシートDSの前端側部が仮に反りによって上方へ変形しても、その段ボールシートDSとストッパ部材31とが干渉する恐れを低減させることができる。
また、図5、図11、図12に示すように、バッチ分割制御装置6は、第3センサ64からのバッチ検出信号がオフになると、リフタ装置5の駆動機構52を作動させて、リフタ部材51を待機位置まで下降させる(ステップS13)。これによって、上方の小バッチSBT2が排出コンベア2上に落下するときには、リフタ部材51が上方の小バッチSBT2を水平状に支持しながら下降して排出コンベア2上に着地させることができる。そのため、上方の小バッチSBT2及び下方の小バッチSBT1における段ボールシートDSの位置ズレを、より一層抑制しつつ下流側へ排出することができる。
次に、図5、図13、図14に示すように、バッチ分割制御装置6は、第4センサ65(651、652)及び第5センサ67からのバッチ検出信号を受けた後、第4センサ65(651、652)及び第5センサ67からのバッチ検出信号がすべてオフとなると、ストッパ部材31の先端部で上方の小バッチSBT2がストッパ部材31を通過したことを確認する(ステップS14)。なお、2つの第4センサ65(651、652)は、前述したように左右方向の離間距離が段ボールシートDSのスロット溝の幅よりも大きくなるように、支持具66の両側面に固設されている。そのため、一方のセンサからの光線の照射位置を段ボールシートDSのスロット溝の部位が通過しバッチ検出信号がオフとなる場合にも、もう一方のセンサからの光線がスロット溝に隣接する段ボールシートのシート面に照射されセンサ検出信号が継続して出力される。したがって、2つの第4センサ65(651、652)からのバッチ検出信号が、両方ともオフになったことを検出することによって、小バッチSBT1、SBT2の後端部の通過を確実に確認することができる。その後、バッチ分割制御装置6は、次のバッチBTに対応するため、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33を作動させ、ストッパ部材31を下降位置へ移動させる(ステップS1)。
なお、図5に示すように、バッチ分割制御装置6は、分割対象とならない残シートを排出する必要があるか否かを判断し(ステップS2)、残シートを排出する必要がある場合には、排出コンベア2の駆動モータ22を作動させ(ステップS15)、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33を作動させてストッパ部材31を退避位置へ移動させる(ステップS16)。その後、残シートの排出完了を確認した上で(ステップS17)、排出コンベア2を停止させ(ステップS18)、処理を終了する。分割対象となる全てのバッチBTに対して、以上の動作を繰り返すことによって、簡単な機構でバッチBTの分割速度をより高速化することができる。なお、本バッチ分割装置10は、バッチBTを上下2等分する場合に限らず、任意の数に分割することもできる。
<本実施形態における作用効果>
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る段ボールシートのバッチ分割装置10によれば、バッチBTを下流側へ排出する排出コンベア2と、当該排出コンベア2の下流側上方に配置されバッチBTの前端部と当接するストッパ部材31と、当該ストッパ部材31を上下動させるストッパ昇降装置3とを備え、ストッパ昇降装置3を作動させて、先ず、ストッパ部材31を排出コンベア2のベルト上面21まで下降させ、その後、バッチBTの前端部とストッパ部材31とが当接したとき排出コンベア2を停止させてストッパ部材31をバッチBTの分割位置に対応する上昇位置まで上昇させ、次に、排出コンベア2を作動させてストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1を下流側へ排出してから、ストッパ部材31に当接する上方の小バッチSBT2を下流側へ排出することを特徴とするので、排出コンベア2のベルト上面211まで下降したストッパ部材31が排出コンベア上に載置されて下流側へ搬送されるバッチBTの前端部と当接することによって、予めバッチBTを上下方向に整列させることができる。また、ストッパ部材31をバッチBTの前端部と当接させた後、バッチBTの分割位置に対応する上昇位置まで上昇させた状態で排出コンベア2を作動させるので、排出コンベア上で上下方向に整列させたバッチBTを、ストッパ部材31に当接する上方の小バッチSBT2と、ストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1とに上下方向で2つの小バッチに分割することができる。すなわち、ストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1は、排出コンベア2上に載置された状態で先行して下流側へ排出され、ストッパ部材31に当接する上方の小バッチSBT2は、下方の小バッチSBT1がストッパ部材31を通過したとき、排出コンベア2上に落下して排出コンベア2によって下流側へ排出される。
そのため、排出コンベア2上に載置されて下流側へ搬送されるバッチBTの前端部を規制するストッパ部材31を上下方向へ移動させるだけで、バッチBTを上下方向に分割して、積層枚数の少ない小バッチSBT1、SBT2を簡単に形成することができる。この場合、ストッパ部材31はバッチBTの前端部を規制するだけであるので、バッチ分割装置10に連続して供給する2以上のバッチBTの間隔を極力狭くすることができる。また、ストッパ部材31を上下動させる時間は微小であるので、ストッパ部材31の移動に伴うロスタイムが発生しにくい。さらに、上方の小バッチSBT2は、下方の小バッチSBT1がストッパ部材31を通過すると略同時に、排出コンベア2上に落下するので、両小バッチを連続的に排出することができる。したがって、バッチBTの分割速度を従来より大幅に向上させることができる。また、ストッパ部材31を上下動させるストッパ昇降装置3の駆動機構32及びその制御方法は、簡単であり、設備費および設備故障を低減することができる。その結果、本実施形態によれば、簡単な機構でバッチBTの分割速度をより高速化できる段ボールシートのバッチ分割装置10を提供することができる。
また、本実施形態によれば、ストッパ部材31には、当該ストッパ部材を通過する小バッチSBT1、SBT2の上面を押圧可能に形成された小バッチ押圧部材4を当該ストッパ部材の下流側に装着したことを特徴とするので、小バッチSBT1、SBT2がストッパ部材31を通過するとき、ストッパ部材31の下流側にて小バッチ押圧部材4が小バッチの上面を押圧するので、ストッパ部材31を通過する小バッチSBT1、SBT2における段ボールシートDSを互いに密着させながら排出コンベア2上に押圧し、排出コンベア2によって小バッチSBT1、SBT2を整列した状態で下流側へ排出させることができる。そのため、排出コンベア2によって下流側へ排出する小バッチSBT1、SBT2における段ボールシートDS同士の位置ズレを低減させることができる。また、ストッパ部材31に当接する上方の小バッチSBT2の下面とストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1の上面との分割境界面間で発生する摩擦力f1、f2によって、下方の小バッチSBT1の上面側の段ボールシートDSが上流側へ引っ張られて生じる段ボールシートDSの前後方向における位置ズレも抑制することができる。その結果、従来のバッチ分割装置のような段ボールシートDSの位置ズレを規制する後仕切り体、及び後仕切り体の移動動作に連動して支持面の長さを伸縮させる支持部材を設ける必要が無く、簡単な機構でバッチBTの分割速度をより高速化できる。
また、本実施形態によれば、小バッチ押圧部材4は、上流側から下流側へ回転可能に形成された弾性ローラ体41を備えることを特徴とするので、弾性ローラ体41が、上流側から下流側へ回転しながらストッパ部材31を通過する小バッチSBT1、SBT2の上面を押圧することによって、小バッチにおける段ボールシートDSをより抵抗なく密着させて上流側から下流側へ排出させることができる。そのため、例えば、下方の小バッチSBT1における最上段の段ボールシートDSが上方の小バッチSBT2によって上流側へ引っ張られて生じる段ボールシートDSの前後方向における位置ズレを、より一層抑制することができる。その結果、上下分割した小バッチSBT1、SBT2における段ボールシートDSの前後方向における位置ズレを、より一層抑制しつつ、簡単な機構でバッチBTの分割速度をより高速化できる。
また、本実施形態によれば、ストッパ部材31の上流側には、ストッパ部材31に当接する上方の小バッチSBT2をストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1と協働して支持するリフタ部材51を備えたことを特徴とするので、排出コンベア2によって下方の小バッチSBT1を下流側へ排出する際、下方の小バッチSBT1に作用する上方の小バッチSBT2の荷重を軽減させることができる。そのため、上方の小バッチSBT2の下面と下方の小バッチSBT1の上面との分割境界面間で発生する摩擦力f1、f2を軽減させることができる。また、下方の小バッチSBT1の上面によって上方の小バッチSBT2の下面を下流側へ引っ張る摩擦力f2を、上方の小バッチSBT2の下面とリフタ部材51上面との境界面間で発生する摩擦力f3によって打ち消すことができる。さらに、下方の小バッチSBT1の後端部がストッパ部材31を通過することによって、上方の小バッチSBT2が排出コンベア2上に落下するときには、上方の小バッチSBT2をリフタ部材51が支持しながら下降して排出コンベア2上に着地させることができる。そのため、上方の小バッチSBT2及び下方の小バッチSBT1における段ボールシートDSの位置ズレを、より一層抑制することができる。特に、上方の小バッチSBT2が排出コンベア2上に落下する際、上方の小バッチSBT2に対するストッパ部材31による下流側への規制が作用しなくなっても、上方の小バッチSBT2をリフタ部材51が支持することによって、上方の小バッチSBT2の下面側の段ボールシートDSが下流側へ引っ張られるのを効果的に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、リフタ部材51は、上方の小バッチSBT2を支持する支持面にゴム部材を被着して、段ボールシートDSとの水平方向への摩擦力f3を増加させるように形成されていることを特徴とするので、上方の小バッチSBT2の下面とリフタ部材51の支持面との境界面間で発生する摩擦力f3が、上方の小バッチSBT2の下面と下方の小バッチSBT1の上面との分割境界面間で発生する摩擦力f2に対してより一層打ち勝つことができる。そのため、上方の小バッチSBT2の下面側の段ボールシートDSが下流側へ引っ張られて生じる段ボールシートDSの前後方向における位置ズレを、より一層抑制することができる。その結果、上下分割した小バッチSBT1、SBT2における段ボールシートDSの前後方向における位置ズレを、より一層抑制しつつ、簡単な機構でバッチBTの分割速度をより高速化できる。
また、本実施形態によれば、ストッパ部材31は、当該ストッパ部材に当接しない下方の小バッチSBT1の後端部が当該ストッパ部材を通過するとき又はその直前に、ストッパ昇降装置3により上昇位置より更に上方へ上昇されることを特徴とするので、上方の小バッチSBT2が排出コンベア2上に落下してストッパ部材31を通過するときには、ストッパ部材31下端と排出コンベア2上に落下した上方の小バッチSBT2上面との隙間を拡大させることができる。そのため、上方の小バッチSBT2がストッパ部材31を通過するとき、その最上段の段ボールシートDSの前端側部が仮に反りによって上方へ変形しても、その段ボールシートDSとストッパ部材31とが干渉する恐れを低減させることができる。その結果、上下分割した小バッチにおける段ボールシートDSの詰りを防止しつつ、簡単な機構でバッチBTの分割速度をより一層高速化できる。
また、本実施形態によれば、ストッパ部材31の上流側には、排出コンベア2上に載置され当該ストッパ部材31に当接したバッチBTの厚さを計測する計測装置61を備え、当該計測装置61によって計測したバッチBTの厚さ寸法に基づいて、ストッパ昇降装置3によってストッパ部材31を下降位置から上昇位置まで移動させる移動量を補正して、ストッパ部材31の上昇位置をバッチBTの分割位置に適合させることを特徴とするので、バッチBTの厚さ寸法が多少バラついても、分割する小バッチSBT1、SBT2の積層枚数を一定に維持させることができる。なお、バッチBTの厚さ寸法を計測する箇所の近傍で、上方から押圧する押圧ローラ72を備え、計測装置61によってバッチBTの厚さを計測する時には、押圧ローラ72によって段ボールシートDSを互いに密着させて計測する。そのため、バッチBTの段ボールシートDSを互いに密着させた状態でバッチBTの厚さを計測することができ、その計測精度を安定化させることができる。また、ストッパ部材31をバッチBTの幅方向(左右方向)において複数個設ける場合には、各ストッパ部材31(31A、31B)に隣接する位置で、バッチBTの厚さを計測し、その厚さ寸法に基づいて、各ストッパ部材31(31A、31B)の下降位置から上昇位置まで移動させる移動量をそれぞれ補正する。そのため、バッチBTの厚さが左右方向で異なる場合でも、各ストッパ部材31(31A、31B)をバッチBTの分割位置に対応させることができる。
<変形例>
上述した実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で、様々に変更することができることは言うまでもない。例えば、本実施形態では、バッチ分割制御装置6は、第3センサ64からのバッチ検出信号がオフとなると、ストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1の後端部がストッパ部材31を通過したことを認識して(ステップS11)、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33を作動させ、ストッパ部材31をバッチBTの分割位置に対応する上昇位置より更に上方へ上昇させる(ステップS12)が、ストッパ部材31は、当該ストッパ部材31に当接しない下方の小バッチSBT1の後端部が当該ストッパ部材31を通過するとき又はその直前に、ストッパ昇降装置3により分割位置より更に上昇させても良い。具体的には、ストッパ部材31をバッチBTの分割位置に対応する上昇位置より更に上方へ上昇させるタイミングは、第3センサ64からのバッチ検出信号がオフとなる前でも良い。例えば、第2センサ63のバッチ検出信号を受け、排出コンベア2の駆動モータ22を減速させる信号を出力すると同時に、ストッパ昇降装置3の駆動モータ33を作動させ、ストッパ部材31をバッチBTの分割位置に対応する上昇位置より更に上方へ上昇させても良い。