特開2021-187497(P2021-187497A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-187497(P2021-187497A)
(43)【公開日】2021年12月13日
(54)【発明の名称】物品袋詰装置
(51)【国際特許分類】
   B65B 5/06 20060101AFI20211115BHJP
   B65B 3/04 20060101ALI20211115BHJP
   B65B 43/52 20060101ALI20211115BHJP
【FI】
   B65B5/06
   B65B3/04
   B65B43/52 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2020-94215(P2020-94215)
(22)【出願日】2020年5月29日
(71)【出願人】
【識別番号】000001959
【氏名又は名称】株式会社 資生堂
(71)【出願人】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090169
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 孝
(74)【代理人】
【識別番号】100124497
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 洋樹
(72)【発明者】
【氏名】大久保 光正
(72)【発明者】
【氏名】辻田 和彦
(72)【発明者】
【氏名】青塚 久和
(72)【発明者】
【氏名】坂本 幹合
【テーマコード(参考)】
3E003
3E030
3E118
【Fターム(参考)】
3E003AA05
3E003AB05
3E003BA04
3E003BB02
3E003BC03
3E003BD02
3E003CA01
3E003CB05
3E003DA01
3E030AA04
3E030BB01
3E030BC01
3E030CA01
3E030CB01
3E030DA05
3E030EA01
3E030EB01
3E118AA07
3E118AB01
3E118AB14
3E118BA01
3E118BA04
3E118BA05
3E118BA07
3E118BA10
3E118DA13
3E118EA03
3E118FA05
(57)【要約】
【課題】高能力で物品を確実に袋内の適正位置にまで挿入可能な物品袋詰装置を提供する。
【解決手段】物品袋詰装置10の物品移送装置12により、袋Bを把持して無端状の搬送経路に沿って連続的に移送する。袋Bの袋口を開口装置24で開口する。開口形状保持機構26により、袋Bの袋口にガイド部材26Aを挿入し、開口形状を保持する。物品投入装置20が物品移送装置12に追従して移動し、袋B内に物品Mを供給する。物品投入装置20が、物品Mを保持して袋口の上方で解放する物品保持機構20Aと、解放された物品Mを上方から袋B内に押し込む物品押込機構20Bとを備える。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
袋を把持して前記袋を無端状の搬送経路に沿って連続的に移送する移送手段と、
袋口を開口する開口手段と、
前記袋口の開口形状を保持する開口形状保持手段と、
前記移送手段に同期して移動され袋内に前記物品を供給する物品投入手段とを備え、
前記物品投入手段が、前記物品を保持して前記袋口の上方で解放する物品保持手段と、解放された前記物品を上方から前記袋内に押し込む押込手段とを備える
ことを特徴とする物品袋詰装置。
【請求項2】
前記開口形状保持手段が、前記搬送経路に沿って連続的に移動され、前記開口手段により袋口が開口された前記袋内に前記物品が供給されるまで前記開口形状を保持することを特徴とする請求項1に記載の物品袋詰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物品および袋を移送しながら物品の袋詰めを行う物品袋詰装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、水平な環状経路に沿って連続移動するチャック爪に空袋を供給し、チャック爪に追従する吸着手段で袋口を開口し、開口された袋にチャック爪に追従するノズルから液状物を充填した後、脱気、シールを行う袋詰め装置が従来から知られている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第4290290号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
一方、従来の袋詰装置を用いて固形物品の袋詰めを行う場合、袋の大きさや形状が挿入される物品の大きさや形状に対してタイトであると、袋に投入された物品が途中で引っ掛かり、適正な位置・姿勢で袋内に挿入されない場合があり、これによりシール不良等の問題が発生する場合がある。
【0005】
本発明は、高能力で物品を確実に袋内の適正位置にまで挿入可能な物品袋詰装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第1の発明である物品袋詰装置は、袋を把持して前記袋を無端状の搬送経路に沿って連続的に移送する移送手段と、袋口を開口する開口手段と、前記袋口の開口形状を保持する開口形状保持手段と、前記移送手段に同期して移動され袋内に前記物品を供給する物品投入手段とを備え、前記物品投入手段が、前記物品を保持して前記袋口の上方で解放する物品保持手段と、解放された前記物品を上方から前記袋内に押し込む押込手段とを備えることを特徴としている。
【0007】
本発明の第2の発明である物品袋詰装置は、第1の発明において、前記開口形状保持手段が、前記搬送経路に沿って連続的に移動され、前記開口手段により袋口が開口された前記袋内に前記物品が供給されるまで前記開口形状を保持することを特徴としている。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、高能力で物品を確実に袋内の適正位置にまで挿入可能な物品袋詰装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の一実施形態である物品袋詰装置の全体の配置を示す平面図である。
図2】物品移送装置および開口装置の構成を示す模式的な横断面図である。
図3】物品供給ホイールと物品保持機構の概略的な構成を示す拡大平面図である。
図4】物品Mが物品押込機構により袋内に投入された状態を物品搬送方向に見た縦断面図である。
図5】上部グリッパにより物品が把持された状態をホイール径方向外側から見た縦断面図である。
図6】上部グリッパが閉じた状態および開いた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態である物品袋詰装置の全体の配置を示す平面図である。
【0011】
物品袋詰装置10は、長円形状を呈する無端状の搬送経路に沿って袋Bを連続搬送する物品移送装置(移送手段)12を備える。袋Bは、例えば物品Mを包装するためのラミネート袋であり、物品移送装置12の往路直線搬送部の略中央側方外側(図1において下側)に配置された多列の袋供給コンベヤ(例えば4列)14から供給される。
【0012】
物品移送装置12は、長円形の搬送経路に沿って設けられる多数のグリッパ12Aを備える(図1には一部のグリッパ12Aのみ図示)。袋供給コンベヤ14から供給される各列の物品Mは、搬送経路を挟んで物品移送装置12の内側に配置される袋受け渡し装置16により、各々対応する一対のグリッパ12Aに受け渡される。各袋Mは、開口部(袋口)を上にし、口を閉じた状態で開口部の両端をグリッパ12Aにより把持される。なお、各袋Bは、グリッパ12Aにより搬送方向に沿って把持される。各袋Bを把持するグリッパ12Aは、各々が図示しないカムおよびカムフォロアにより袋Bの両端を接離可能に把持し、例えば、物品を袋B内に投入する際には接近し、袋Bに開口部をシールする際には離れるようになっている。グリッパ12Aに把持された袋Bは、図1において右向きに搬送され、センサ18により、袋Bの有無などが検査される。
【0013】
長円形の物品移送装置12の右端には、長円の円弧に沿って物品投入装置(物品投入手段)20が配置される。物品投入装置20は、ホイール式の装置であり、その外周は、物品移送装置12の右端の半円に沿って移動し、後述するように、物品供給ホイール22から物品Mを受け取り保持する物品保持機構(物品保持手段)20Aと、物品Mを袋B内へと押し込む物品押込機構(押込手段)20Bとを備える。物品保持機構20Aは、後述するように物品投入装置20のホイール27の外周に沿って略等間隔で配置される多数の上部グリッパ23Aおよび下部グリッパ23Bを備え、物品押込機構20Bは、上部、下部グリッパ23A、23Bの各組に対応して設けられる。
【0014】
また、本実施形態の物品袋詰装置10は、物品投入装置20における物品Mの袋Bへの投入を可能にするために袋Bの開口部を開く開口装置(開口手段)24と、開口された状態を維持する開口形状保持装置(開口形状保持手段)26とを備える。後述するように、開口装置24は、吸着ヘッド38A、38B(図2)を用いて開口部を左右に開き、開口形状保持装置26は、開口装置24により開かれた開口部に4つのガイド部材26A(図3図4参照)を挿入して開口部を広げ、物品投入装置20において物品押込機構20Bが物品Mを袋B内に押し込むまで開口部の形状を維持する。
【0015】
開口装置24は、物品移送装置12の袋Bが供給される往路直線搬送部のセンサ18よりも下流側にあって、物品投入装置20の上流側の側方外側に配置される。物品供給ホイール22は、往路直線搬送部に続く物品移送装置12の半円搬送部の上流区間の側方外側に、物品供給ホイール22の円径の物品搬送軌道が、物品移送装置12の半円搬送部の物品搬送軌道に接するように配置される。
【0016】
また、本実施形態の開口形状保持装置26は、物品移送装置12の物品投入装置20側の搬送経路に重なる長円形状を呈し、開口装置24は、開口形状保持装置26の長円の往路直線部に沿って配置される。すなわち、ガイド部材26Aが移動される開口形状保持装置26の長円軌道の一方の半円は、物品投入装置20の半円外周軌道に一致し、他方の半円は、ホイール28に沿って、開口装置24の上流側(図左側)に位置する。開口形状保持装置26のガイド部材26Aは、開口装置24の下流端において袋Bの開口部に上方から挿入され、物品投入装置20において物品Mが袋Bに投入された後に袋Bから上方へと引き抜かれる。
【0017】
物品投入装置20において、物品Mが投入された袋Bは、グリッパ12Aに保持されたまま物品移送装置12の復路直線搬送部に沿って搬送され、センサ18等を用いた検査の良否判定の結果に応じて、ホイール28の直ぐ下流側に配置されたリジェクト装置30において、不良と判定された袋Bおよび物品Mが搬送ラインから排出される。復路直線搬送部において、リジェクト装置30の下流側には、シール装置32が配置され、シール装置32は、物品Mが投入された袋Bを把持したグリッパ12Aに追従して、物品Mが投入された袋Bの開口部をシールする。
【0018】
その後、密封された袋Bを保持するグリッパ12Aは、ホイール34に沿って半円軌道を描き反転され、物品移送装置12の往路直線搬送部へと移動する。なお、ホイール34に沿った半円軌道の途中には、例えば物品Mが包装された袋Bのシールされた開口部の冷却を行う冷却区間Aが設けられてもよい。
【0019】
物品移送装置12の往路直線搬送部において、袋供給コンベヤ14の上流側には、搬送路外側に製品排出シュート36が設けられる。物品Mが封入された袋Bは、製品排出シュート36上でグリッパ12Aから解放され、製品排出シュート36へと落下して更に下流側の処理施設へと搬送される。
【0020】
図2は、物品移送装置12および開口装置24の構成を示す模式的な横断面図であり、上流側から物品搬送方向に見た図である。なお、図2には、開口装置24よりも下流側の物品投入装置20のホイール位置における物品投入装置20および開口形状保持装置26の右側断面図も描かれている。
【0021】
袋Bは、物品移送装置12のグリッパ12Aにより、搬送方向の前縁側および後縁側が把持され、紙面奥行方向に搬送される。開口装置24は、同装置が設けられた区間を移動する各グリッパ12Aに対応した複数の開口機構38を備える。各開口機構38は、例えば、袋Bの上辺開口部を搬送方向に対して横向きに開くための一対の吸着ヘッド38A、38Bと、袋Bの下部を搬送方向に対して横向きに開くための図示しない一対の下部吸着ヘッドを備える。
【0022】
開口機構38は、吸着ヘッド38A、38Bにより袋Bの上辺開口部を左右から挟み込むとともに各面を吸着した後、吸着ヘッド38A、38Bを左右に離間させることで開口部を開き、その後に図示しない下部吸着ヘッドを左右に離間させることで下部を開く。そのため、吸着ヘッド38Aは、袋Bの長円形の搬送経路の外側に位置し、吸着ヘッド38Bは、袋Bの開口時に吸着ヘッド38Aと向かい合うように袋Bの長円形の搬送経路の内側に配置される。
【0023】
吸着ヘッド38A、38Bの各々は、支持部を介して無端コンベヤ40に取り付けられる。無端コンベヤ40は、上側を往路、下側を復路とするコンベヤであり、物品移送装置12と同期して循環移動される。なお、無端コンベヤ40はモータ40Aにより駆動される。
【0024】
吸着ヘッド38A、38Bの支持部は、グリッパ12Aから垂下する袋Bに沿って延在する鉛直支持部材42A、42Bと、無端コンベヤ40から長円搬送経路外側に向けて延出する横支持部材44A、44Bとを備える。横支持部材44A、44Bは、コンベヤ横方向に向けて摺動自在に無端コンベヤ40に取り付けられる。
【0025】
横支持部材44A、44Bの各々には、無端コンベヤ40に沿って設けられるカム溝40A、40Bと噛み合うカムフォロア46A、46Bが設けられ、カムフォロア46A、46Bのカム溝40A、40Bと係合により、吸着ヘッド38A、38Bは、搬送経路横向きに互いに相反する方向に移動し、袋Bの開口部を挟み込むとともに互い離間して閉じた状態の開口部を開放する。
【0026】
袋Bの開口動作において、吸着ヘッド38A、38Bは、袋Bの前縁と後縁を把持するグリッパ12Aよりも高い位置で互いに対面し、同位置で袋Bを吸着する。また、袋Bの長円形搬送経路の内側には、グリッパ12Aも配置される。そのため、そのままでは袋Bの長円形搬送経路の内側を移動する吸着ヘッド38Bの鉛直支持部材42Bが上昇する開口装置24の上流端や、下降する下流端において、吸着ヘッド38Bや鉛直支持部42Bが、グリッパ12Aと干渉してしまう。そのため、本実施形態の吸着ヘッド38Bの支持部には、開口装置24の上流端、下流端近傍において、吸着ヘッド38Bをグリッパ12Aと干渉しない退避位置まで下降させるためのカム48と、このカム48と噛み合うカムフォロア50が設けられる。
【0027】
なお、開口機構38の吸着ヘッド38A、38Bは、開口装置24の下流部において開口形状保持装置26のガイド部材26Aが袋Bの開口部に挿入されると、その吸引を止め、袋Bの側面から離接するものであるが、開口形状保持装置26のガイド部材26Aが袋Bの開口部に挿入される前に、その吸引を止め、袋Bの側面から離接するものであってもよい。また、開口部を開口可能とするものであれば、開口機構38の構成は吸着ヘッドに限定されるものではない。
【0028】
次に図2図6を参照して、本実施形態の物品投入装置20、および開口形状保持装置26の構成について説明する。
【0029】
図3は、物品供給ホイール22と本実施形態の物品投入装置20の物品保持機構20Aの概略的な構成を示す拡大平面図である。
【0030】
図3に示されるように、本実施形態の物品保持機構20Aは、上部グリッパ23Aと下部グリッパ23Bとを備える。下部グリッパ23Bは、物品供給ホイール22から物品Mを受け取る受取位置P1において、物品供給ホイール22のグリッパ(図示せず)と干渉しない物品Mの下方位置を把持する。その後、下流側の持替位置P2において、上部グリッパ23Aが下部グリッパ23Bが把持する物品Mの上方部を把持し、下部グリッパ23Bは開放される。
【0031】
また、図2に示されるように、物品投入装置20のホイール27に沿った物品移送装置12の半円径の搬送経路上においては、物品投入装置20および開口形状保持装置26は、物品移送装置12と同期してホイール回転軸52の周りを一体的に回転する。物品投入装置20の物品保持機構20Aおよび物品押込機構20Bは、各々が回転板に保持され、物品移送装置12と同期してホイール回転軸52と一体的に回転される。
【0032】
一方、開口形状保持装置26は、図1に示されるように、物品投入装置20のホイール27とホイール28の周りを長円形に循環される。開口形状保持装置26の4つのガイド部材26Aは、上下方向に昇降可能な昇降板56に回転軸56Aを介して水平軸に回転自在に軸支される。ガイド部材26Aの下端部には、先端が下方を向くL字形の板部材が設けられ、開口装置24において開口機構38により広げられた袋Bの開口部に挿入され開口部を四方に広げた形状に保持する。
【0033】
昇降板56は、例えばエアダンパ56Bを介してガイド板58に対して昇降可能に支持される。ガイド板58のホイール回転軸52側の端部は、ホイール回転軸52に一体的に設けられた回転板54Bに係合する部材60に取り付けられる。また、ガイド板58の反対側の端部は、ローラ58Aを介して搬送経路の外側に沿って設けられた搬送ガイド部材62に支持される。これにより、ガイド板58はホイール回転軸52の回転に伴って、物品投入装置20のホイール27の半円に沿って移動する。
【0034】
また、昇降板56の上方には、例えばエアダンパ56Cを介して操作板64が設けられ、操作板64は、搬送方向に沿って搬送ガイド部材62に設けられたカム溝62Aと操作板64に設けられたカムフォロア64Aの係合により所定の範囲で上下方向に昇降する。操作板64の下面にはガイド部材26Aの各々の上端に当接する位置に、当接部材64Bが各々設けられる。
【0035】
各袋Bに対応する前縁側の一対のガイド部材26Aと後縁の一対のガイド部材26Aは、昇降板56が上方位置にあるとき、各々図示しない付勢部材により、L字形の板部材の先端が閉じた状態に維持されている。操作板64がガイド板58、昇降板56とともに搬送方向に沿って移動され、カムフォロア64Aがカム溝62Aにより押し下げられると、昇降板56およびガイド部材26Aが押し下げられる。この際、さらに操作板64が押し下げられると当接部材64Bがガイド部材26Aの上端に押し当てられることにより各ガイド部材26Aが、回転軸56Aを中心に回転され、4つのガイド部材26Aは、L字形の板部材の先端が下方へ移動して袋Bの開口部に挿入されながら四方に開くように作動する。
【0036】
一方、物品投入装置20の物品保持機構20Aおよび物品押込機構20Bは、1組のガイド部材26Aの上方に各々配置される。図4図5は、物品保持機構20Aおよび物品押込機構20Bの構成を示す縦断面図である。図4は、物品Mが物品押込機構20Bにより袋B内に投入された状態を物品搬送方向(物品投入装置20のホイール接線方向)に見た縦断面図であり、図5は、上部グリッパ26Aにより物品Mが把持された状態をホイール径方向外側から見た縦断面図である。また、図6は、上部グリッパ23Aの平面図であり、図6(a)は上部グリッパ23Aが閉じた状態を、図6(b)は上部グリッパ23Aが開いた状態を示す。
【0037】
上部グリッパ23Aは、エアシリンダなどを用いた開閉機構66により、左右のフィンガが互いに反対向きに併進移動する構成であり、図5図6(A)のように、物品Mの上部を側方から把持する。また、開閉機構66は、ブッシュ等を介して回転板54Aに昇降自在に支持される円筒部材68に取り付けられ、上部グリッパ23Aおよび開閉機構66は、円筒部材68と一体的に昇降可能である。
【0038】
円筒部材68は、例えば、上端部に取り付けられたカムフォロア68Aが、物品投入装置20のホイールに外周に沿って配置されるカム68Bの上を走行することにより昇降される。上部グリッパ23Aは、把持した物品Mの下半部が、開口形状保持装置26によりその形状が維持される袋Bの開口部に挿入され、かつ上部グリッパ23Aが袋Bの開口部に接触しない高さにまで下降される。
【0039】
円筒部材68内には、ロッドガイド68Cを介して、物品押込機構20Bを構成するロッド70が昇降自在に挿通・支持され、ロッド70の下端には、物品Mを袋B内に押し込むための棒状のプッシャ72が取り付けられる。また、ロッド70およびプッシャ72は、円筒部材68に取り付けられたシリンダ74のピストンロッド74Aの下端に連結される。すなわち、プッシャ72は、円筒部材68の昇降により上部グリッパ23Aと一体的に昇降可能であるとともに、シリンダ74を駆動することにより上部グリッパ23Aに対して昇降可能である。
【0040】
プッシャ72は、上部グリッパ23Aに把持される物品Mの頂面中心の真上に位置し、シリンダ74の駆動により物品Mを上方から下方に押し込むことができる。図5に示されるように、ロッド70は、始め円筒部材68内に収容されており、プッシャ72は上部グリッパ23Aが保持する物品Mの上方に位置する。
【0041】
物品投入装置20のホイール27が回転されると、カムフォロア68Aとカム68Bの係合により上部グリッパ23Aとプッシャ72が相対的な位置関係を維持しながら下降される。上部グリッパ23Aが袋Bの開口部の上方、所定の高さまで下降されると、物品Mの下半部が袋B内に挿入され、カム68Bによる下降は停止されるとともに、開閉機構66により上部グリッパ23Aが解放される。なお、本実施形態において、開口装置24やシール装置32は物品移送装置12の搬送経路に沿って配置され、物品移送装置12のグリッパ12Aに追従して移動しているが、搬送装置12の一部または全部と一体的に移動するものであってもよい。
【0042】
本実施形態において、袋Bの寸法は、物品Mに対してタイトであり、物品Mが上部グリッパ23Aから解放されても、物品Mは自重で袋B内の所定位置(底部)まで落下しない場合がある。このため、本実施形態では、上部グリッパ23Aの解放後、シリンダ74が駆動され、ロッド70が鉛直軸に沿って円筒部材68から引き出される。そして、例え物品Mが袋Bの底部まで落下しないで止まってしまってもプッシャ72の下端が物品Mの頂面を押し当てられ、物品Mが袋B内へと押し込まれる。
【0043】
なお、プッシャ72による物品Mの袋B内への押し込みは、袋Bの長円搬送軌道が物品投入装置20のホイールの軌道から離れる前に行われる。その後、カム溝62Aと操作板64に設けられたカムフォロア64Aの係合により、操作板64が元の位置まで上昇される。このとき付勢部材(不図示)の付勢力により当接部材64Bと係合するガイド部材26Aは、上昇しながら閉じられ、袋Bから抜き取られる。
【0044】
以上のように、本実施形態によれば、連続搬送される物品に同期して開口形状保持機構や物品押込機構を追従させることで、連続搬送される物品の開口の形状を維持した状態で、物品押込装置により物品を袋内に押し込むことができる。これにより、高能力を維持したまま物品を確実に袋内の適正位置に投入できる。
【0045】
また、本実施形態では、物品を保持するグリッパを袋内に挿入しないので、袋が伸びたり、傷ついたりすることを防止できる。
【符号の説明】
【0046】
10 物品袋詰装置
12 物品移送装置(移送手段)
20 物品投入装置(物品投入手段)
20A 物品保持機構(物品保持手段)
20B 物品押込機構(押込手段)
24 開口装置(開口手段)
26 開口形状保持装置(開口形状保持手段)
図1
図2
図3
図4
図5
図6