(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0016】
[シート状袋体100]
先ず、本発明を具現化する集積装置4によって集積されて搬送される、シート状袋体100の一例について、
図8、
図9を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、
図8の上下方向をシート状袋体100の長さ方向と規定し、左右方向をシート状袋体100の幅方向として記述する。
【0017】
シート状袋体100は、後述するシート状袋体用スタッカー1(以下、単にスタッカー1と呼ぶ。
図1を参照)の上流側の設備であるところの製袋機によって製袋されスタッカー1によって集積されるものである。
【0018】
シート状袋体100は、いわゆるスタンディング袋(自立袋)と呼ばれるものである。
シート状袋体100は、一端が開放されるとともに幅方向両端が閉塞され、舟形状の底部100aと、熱シールされた周囲部分である平面視略矩形状のシール部100bとを有する。シート状袋体100は、ポリプロピレンやポリエチレンなどからなるプラスチックフィルム、金属箔、その他の基材を任意に組み合わせて積層することにより一体的に形成される。
【0019】
また、
図8においては、シート状袋体100の左右の寸法を幅寸法Wとし、上下の寸法を高さ寸法Lとし、底部100aの高さ寸法を底部高さ寸法Bとし、幅方向両端のシール部分の幅寸法をSLとしている。
【0020】
なお、シート状袋体については、本実施形態のものに限定されず、例えば、三方シール袋であってもよい。
【0021】
[スタッカー1]
次に、本発明を具現化する集積装置4を備えるスタッカー1の全体構成について、
図1を用いて説明する。
【0022】
スタッカー1は、製袋機から排出されるシート状袋体100を一定部数毎に積み重ねてコンベヤ上に排出し、次工程(結束、梱包等)に引き渡すシステムである。
スタッカー1は、搬送コンベヤ2と、スプリット装置3と、集積装置4(予備集積部4a、ターンテーブル部5、搬送機構6、横送り装置7)と、集積したシート状袋体100の束を結束等の次工程に送り出す搬送機構6とを主に備える。
【0023】
製袋機は、2条の長尺の積層シートを重ね合せて長手方向に送りながら所定のシールを行い、カッタ(図示せず)にて所定の袋幅に切断し、更に枚葉に切断されたシート状袋体100を搬送コンベヤ2に順次間欠的に排出するようになっている。
【0024】
製袋機から排出されるシート状袋体100は、一対のシート状袋体100が各底部100aをシート状袋体100の長さ方向外側に向けて、かつ各開口部を隙間のない状態で対向させた状態(2列の状態)で製袋機の外部に排出される。
なお、外部に排出された一対のシート状袋体100は、搬送コンベヤ2によって次工程であるスプリット装置3に移動される。なお、搬送コンベヤ2は、公知のものを用いることができる。
【0025】
スプリット装置3は、搬送コンベヤ2から排出された2列の状態のシート状袋体100を左右に離間させながら、集積装置4に搬送するための装置である。
具体的には、スプリット装置3は、2列の状態のシート状袋体100を、集積装置4が有するターンテーブル部5(テーブル本体5a)の必要旋回範囲まで広げるように搬送するためのものである。
【0026】
スプリット装置3は、シート状袋体100を集積装置4の予備集積部4aに搬送する。
【0027】
予備集積部4aは、
図11、
図12に示すように、櫛状の仮受け部材4bと、スプリット装置3から送られてくるシート状袋体100の位置を整えるガイド4cと、により主に構成される。
また、このガイド4cの少なくとも1つを振動させ、集積束B1又はB2の外周端を揃えるようにしても良い。
仮受け部材4bは、搬送されてきたシート状袋体100を一時的に受け取り、所定のタイミングで下方に配置されるターンテーブル部5上の集積部5bに向けて落下させるための落下手段である。上述したスプリット装置3及び仮受け部材4bは、公知のものを用いることができる。
【0028】
[集積装置4]
次に、本発明を具現化する集積装置4の構成について図を用いて説明する。
なお、以下の説明に関しては便宜上、
図2から
図4においては、矢印Fの方向を前方と規定して記述する。
【0029】
集積装置4は、所定量のシート状袋体100を積み重ねて、該シート状袋体100の外周端を揃えながら集積して集積束Bを形成するとともに該集積束Bの向きを交互に配置して積層された集積束B1、B2を形成し、該積層された集積束B1、B2を結束装置等に搬送するための装置である。
【0030】
集積装置4は、予備集積部4a、平面視円形状のターンテーブル部5、該ターンテーブル部5の一端側に隣接される搬送機構6、ターンテーブル部5の他端側に近接して配置される横送り装置7などにより構成される。
【0031】
ターンテーブル部5は、テーブル本体5aと、該テーブル本体5aに下部に配置され、該テーブル本体5aを回動させるため回転駆動機構であるモータ等の回転アクチュエータ(図示せず)を有している。テーブル本体5aは、回転アクチュエータの上方に保持され、該回転アクチュエータにより水平面に沿って矢印両方向に回転可能に構成される。
【0032】
テーブル本体5aは、回転アクチュエータの半回転(180度回転)もしくは90度回転により向きを変えることができる。
テーブル本体5aの上方には、シート状袋体100を積み重ねて集積するための平面視長方形状の予備集積部4aが形成されている。
【0033】
テーブル本体5aの上面には、集積束B1、B2を積み重ねて集積するための集積部5bが形成されている。集積部5bは、テーブル本体5aの上面の一部を構成する部分である。
また、テーブル本体5aには、集積束B1、B2の搬送方向に沿って集積束B1、B2の載置面よりも低い位置となる凹状の溝部5cが形成されている。
また、溝部5cは、集積束B1、B2の搬送の際には、テーブル本体5aに隣接する搬送機構6の上流端に形成される溝部6cに連通し、溝部5c及び溝部6cにおいて把持機構8が有する保持部8cが挿通可能となる。
【0034】
なお、本実施形態では、テーブル本体5aの上面に凹状の溝部5cを設ける構成としているが、特に限定するものではなく、集積束B1、B2の載置面をテーブル本体5aより上方に突出する構成としてもよい。
【0035】
テーブル本体5aの上面は、横送り装置7の搬送ベルト7aの搬送面と略同じ高さとなっている。
なお、予備集積部4aや集積部5bの平面形状は、シート状袋体の形状合わせて、適宜決めればよく、長方形状に限定するものではない。
例えば、正四角形を含むその他の形状であってもよい。
【0036】
図2に示すように、テーブル本体5aの上面には、平面視長方形状の集積部5bの周囲に4つの板状のガイド部材11が配置されている。
ガイド部材11は、集積部5bに供給される集積束Bをガイドするためのものである。
【0037】
ガイド部材11は、集積部5bの長辺の一辺側に沿って立設され、開閉可能に支持された一対の板状の第1ガイド部材11a、11aと、集積部5bの長辺の他辺側に沿って立設され、矢印方向に開閉可能に支持された一対の第2ガイド部材11b、11bと、集積部5bの両短辺に沿って立設される一対の第3ガイド部材11c、11cとから構成される。
【0038】
第1ガイド部材11a、11aは、第2ガイド部材11b、11bと同様に開閉可能であり、集積部5bから段積された集積束B1、B2が搬送機構6へと搬送される際にターンテーブル部5の回転位置に応じて適宜交互に開閉可能に構成されている。また、第3ガイド部材11c、11cを開閉可能に構成してもよい。
【0039】
第1ガイド部材11a、11aは、各々が横送り装置7の把持機構8を挿通するために所定間隔S1離間して配置されている。
また、第2ガイド部材11b、11bは、閉状態の際に、横送り装置7の把持機構8を挿通するために所定間隔S2離間して配置されている。
【0040】
第1ガイド部材11a、11a及び閉状態の第2ガイド部材11b、11bは、集積束Bを所定の段数まで積み重ねる際に、集積束Bの幅方向両端に当接もしくは近接して集積束Bの幅方向の位置を規制するためのものである。
【0041】
第3ガイド部材11c、11cは、集積束Bを所定の高さまで積み重ねる際に、集積束Bの長さ方向両端に当接もしくは近接して集積束Bの長さ方向の位置を規制するものである。
【0042】
ガイド部材11は、図示のように第2ガイド部材11a、11aまたは11b、11bを閉じることにより、所定サイズの集積束Bの幅方向両端及び長さ方向両端と当接もしくは近接して、テーブル本体5a上の集積部5bに集積される集積束Bの位置決めを行う。
【0043】
集積部5bの搬送方向前方に配置される2つの第2ガイド部材11a、11aまたは11b、11bは、
図1に示す対向する端部を搬送方向前方に回動して四方を囲むガイド部材11の一端側を開放することができる。
【0044】
なお、本実施形態のターンテーブル部5においては、
図5、
図6に示すように、ガイド部材11を、搬送するシート状袋体のサイズに合った位置に適宜変更することで、種々のサイズのシート状袋体に対応可能である。
【0045】
予備集積部4aでは、
図11(a)(b)に示すように、櫛状の仮受け部材4b上に所定量のシート状袋体100が積み重ねられて集積束B1が形成される。所定量に達した集積束B1は、
図11(c)(d)に示すように、櫛状の仮受け部材4bが集積束B1を開放することにより、ターンテーブル部5上の集積部5bに自由落下する。
この集積束B1は、
図11(c)に示すように、シート状袋体100の長さ方向の一端が膨らんだ状態である。
【0046】
ターンテーブル部5では、この状態で、テーブル本体5aを半回転させておき(
図12(a)(b)参照)、さらに予備集積部4aで引き続き集積、形成された集積束B2を該集積束B1の上部に積み重ねて集積束Bを形成させる(
図12(c)(d))。
【0047】
該集積束B1、B2(集積束B)の形成後、第2ガイド部材11b、11bが開状態にされる。
その直後、集積束B1及び集積束B2からなる積層された集積束Bを搬送機構6に向けて横送り(移動)するために、横送り装置7が駆動される。
【0048】
横送り装置7により集積束Bを横送りで移送した後、ターンテーブル部5の回転方向の位置はそのままで、再び集積束B1を受け、その後半回転してから集積束B2を受けて、今度は第1ガイド部材11a、11aを開状態にして集積束B1及び集積束B2からなる積層された集積束Bを搬送機構6に向けて横送り(移動)する。
このような動作を繰り返すことで、横送り装置7より該集積束Bを搬送機構6に向けて連続的に横送りすることができる。
【0049】
なお、本実施形態では、集積束B1及び集積束B2からなる積層された集積束Bを例に挙げて説明するが、特に限定するものではない。
集積束Bは、1つでもよく、2以上に積層された集積束であってもよい。
【0050】
次に、横送り装置7について説明する。
横送り装置7は、集積部5bに積層された集積束B(B1、B2)を押圧して搬送機構6に移動させるための装置である。
【0051】
横送り装置7は、把持機構8と、該把持機構8に連設され、該把持機構8を集積束Bの搬送方向に沿って進退可能なアクチュエータ9から構成される。
【0052】
把持機構8は、積層された集積束Bを把持する把持手段である。
把持機構8は、直方体状の筐体8aと、該筐体8a内に収容される揺動アクチュエータ(例えば、ロータリアクチュエータ)と、該筐体8aの前面から水平に並んで突出するとともに揺動アクチュエータにより上下方向に移動可能な一対の可動指部8bと、筐体8aの下部から前方に突出し、積層された集積束Bの下面部を保持するための一対の保持部8cとから構成される。
【0053】
一対の保持部8cは、一対の可動指部8bに対して対向して配置されている。
筐体8aの前面部分は、平坦形状であり、集積束Bを把持して搬送する際において集積束Bの幅方向一端が当接する部分となる。
すなわち、把持機構8は、当該当接する部分に設けられる。
【0054】
横送り装置7は、アクチュエータ9を駆動することにより把持機構8を搬送方向に沿って進退可能であるとともに、揺動アクチュエータを駆動することにより可動指部8bを上下動させ、該可動指部8bと保持部8cとにより積層された集積束B(B1、B2)を把持することが可能である。
すなわち、横送り装置7は、可動指部8bが開いた状態で把持機構8を積層された集積束Bに向かって進行させ、該集積束Bの幅方向一端を筐体8aの前面に当接し、保持部8cにより集積束Bの下面部を保持するとともに、可動指部8bを下方へ移動させることで該可動指部8bと保持部8cとの間に積層された集積束Bを挟んで把持することができる。
【0055】
また、横送り装置7は、把持機構8により集積部5bに載置された積層された集積束Bの長手方向中央部を把持するとともに該集積部Bの側部を搬送方向に向けて押圧することで、積層された集積束Bを搬送機構6の上流端まで横送りすることができる。
これにより、積層された集積束Bを搬送機構6の上流端まで横送りしても積層された集積束Bが
図10(b)のように崩れることなく、
図10(c)のように積層された集積束Bの形状を保持した状態で搬送機構6の上流端まで移動することができる。
【0056】
なお、可動指部8bや保持部8cの形状は、本実施形態に限定するものではなく、形状、大きさ、数等は把持する集積束の形状、大きさ等に応じて適宜設定すればよい。
【0057】
次に、搬送機構6について説明する。
搬送機構6は、横送り装置7により移動される積層された集積束Bを図示せぬ結束装置に向かって水平方向に搬送するためのベルトコンベアである。
搬送機構6は、装置本体を有し、その上流側の端部に設けられた従動プーリ13と、下流側の端部に設けられた駆動プーリ(図示せず)とを備え、この従動プーリ13と駆動プーリの間に、無端の搬送ベルト12(
図7参照)を掛け回してなる搬送手段である。
【0058】
搬送機構6は、図示しない駆動モータによって駆動プーリを駆動することにより、搬送ベルト12の搬送面(上面)が下流に向けて移動するように運転される。
【0059】
搬送機構6の搬送ベルト12は、無端状の一対の幅狭の平ベルトの搬送面に、搬送方向に沿って所定間隔で複数の係止部15が突出して設けられた構造となっている。
【0060】
係止部15は、搬送ベルト12の搬送面から垂直方向に立ち上がった直線形状の棒体であって二本一組で構成される。
二本一組の係止部15、15は、搬送方向に対して直交する方向に沿って並列し、かつ互いに所定間隔を有した状態に配置されている。
【0061】
搬送機構6の上流側の端部は、ターンテーブル部5のテーブル本体5aに隣接されており、横送り装置7により横送りされた積層された集積束Bが搬送ベルト12上に移送されるようになっている。
【0062】
なお、係止部15の構造は本実施形態における集積束Bの大きさや形状に合わせたものであり、係止部15の大きさ、形状、個数、配置等は上述したものに限定する必要はなく、集積束Bの1個もしくは複数積層したものを、それらの幅方向の端部に沿って安定して保持することで定間隔の搬送を可能としている。
【0063】
搬送ベルト12の幅方向両端近傍には、集積束Bの長さ方向両端を規制するガイド部材17・17が対向して立設されている。
対向するガイド部材17・17の間隔は、搬送される積層された集積束Bよりもやや大きい。
【0064】
なお、ガイド部材17・17の間隔は、搬送する集積束Bのサイズに応じて適宜変更することができる。
【0065】
また、搬送機構6の装置本体の上流側には、装置本体の短手方向中央部に2本の出没可能な棒体であるストッパ部16を有している。
【0066】
ストッパ部16は、図示しないアクチュエータ等により装置本体の上面に出没可能に配置されている。
ストッパ部16は、横送り装置7により搬送機構6の上流端に向けて集積束Bの横送りが開始された際には、出現した状態で保持され、該ストッパ部16と把持機構8の前面との間隔が集積束Bの幅方向寸法と同じもしくはやや大きくなる位置まで把持機構8の前面が進行して停止すると、装置本体内に没する。
【0067】
すなわち、このように構成することで、把持機構8に把持された集積束Bの前端は、ストッパ部16に軽く接触するか僅かの隙間を有して近接するのであって、集積束Bの前端に強い圧力がかかることがない。
これにより、積層された集積束Bが横送り装置7による搬送時においてその慣性力により集積束Bの一部が前方に突出することを抑えることができる。
こうして、積層された集積束Bは、搬送ベルト12上で上方に向けて突出した一対の係止部15、5前端に係止され、安定して保持された状態で搬送機構6の下流側に配置された次工程(結束装置等)(図示せず)へと送られる。
【0068】
なお、搬送機構6については、本実施形態のようなベルトコンベアに限定されるものではなく、例えば、ローラーコンベヤーやシュートなどであってもよい。
【0069】
結束装置(図示せず)は、前工程である搬送機構6により搬送されてくる積層された集積束Bを結束するためのものである。結束装置(図示せず)は、搬送機構6の搬送方向の下流側に配置されている。
【0070】
結束装置は、搬送機構6の搬送ベルト12の送り面(上面)と面一となるテーブル面と、該テーブル面上に搬送機構6によって搬送されてきた積層された集積束Bを結束するための結束機構とを有している。
【0071】
結束機構は、供給リールに巻かれた結束テープ等の結束部材によりテーブル面上に載置された積層された集積束Bの長さ方向の中央部の周囲を結束するものである。結束装置は、公知な装置であるため、詳細な説明を省略する。
これにより、スタッカーバンドラー1による、製袋機から排出されるシート状袋体100を積み重ねて結束する作業は完了する。
【0072】
なお、本実施形態では、結束装置が集積装置4の下流側に配置される構成としているが、特に限定されるものではない。
集積装置4の下流側については、結束装置以外にも種々の機能を有する装置を適宜選択して配置可能である。
【0073】
本実施形態においては、横送り装置7による移送方向に対して、集積束Bの長手方向が直交する位置で集積束Bが形成されるが、特に限定するものではない。
例えば、上述したように集積束B1と集積束B2とにより段積みされた集積束Bが横送り装置7による移送方向に対して集積束Bの長手方向が平行となる位置で集積束Bを形成した後、ターンテーブル部5を90度回転して横送り装置7による移送方向に対して、集積束Bの長手方向が直交する位置となるようにし、ガイド部材11a、11aもしくは11b、11bを開状態とし、横送り装置7により横送りして搬送機構6に集積束Bを移送することもできる。
つまり、予備集積部4aにより集積束Bを集積部5bに落下させた時の集積束集積束Bの向きと、横送り装置7により集積束Bを移動させる時の前記集積束の向きと、が直交する場合であってもよい。
また、集積束Bの長手方向に対してではなく、集積束の厚みが変化する方向に対し、それに直交する方向から把持、横送りできるように集積束Bの方向を決めて良い。
【0074】
この後、横送り装置7の位置を初期状態(
図2参照)に戻して、ターンテーブル部5を90度回転し、再び1段目の集積束B1を形成後、180度回転して2段目の集積束B2を段積みして集積束Bを形成することもできる。
つまり、横送り装置7による移送方向に対する集積束Bの長手方向の向きは90度もしくは180度のどちらか一方に設定して、集積束Bを形成することができる。
【0075】
このような構成とすることで、集積束Bの向き、位置を選択して把持できる。
また、方向転換する手段であるターンテーブル部5を用いて、集積束B1が落下する向きや集積束Bの把持方向を選択することができる。
【0076】
以上のような構成からなる集積装置4によって、シート状袋体100を集積し搬送する際は、以下の動作手順に従って実施される。
【0077】
先ず始めに、
図3に示すように、集積装置4は積層された集積束B(B1、B2)の横送り開始前の状態となっている。
より具体的には、第2ガイド部材11b、11bは、開状態となっている。
【0078】
次に、
図4に示すように、横送り装置7の把持機構8により交互にコマ返しして重ねられた積層された集積束B(B1、B2)の高さ方向略中央部を上下から挟んだ状態で搬送機構6に向けて押出していく。
【0079】
該集積束Bの前端が搬送機構6の上流端のストッパ部16に当接もしくは近接したら、把持機構8は該集積束Bを放す。その後、ストッパ部16は没する。
【0080】
次に、搬送機構6の上流端の所定位置に載置された集積束Bは、搬送ベルト12の係止部15により集積束Bの後端が保持されて搬送方向に沿って搬送され、結束装置へと送られて、集積装置4の動作が完了するのである。
【0081】
以上のように、本実施形態におけるシート状袋体100の集積装置4では、横送り装置7において集積束Bが当接する部分に集積束Bを把持する把持手段である把持機構8を有している。
これにより、集積束Bを把持した状態で次工程となる搬送機構6に横送りすることができる。
【0082】
よって、本実施形態における集積装置4によれば、集積束Bを崩さずに搬送可能であるため、人手による集積束Bのつき揃えが不要であり、人手を介さずに自動化することができる。