(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
ホテルや病院などでは大量にシーツが使用される。使用済みのシーツはランドリー工場で洗濯、アイロンがけされ、再度ホテルや病院などで使用される。ランドリー工場では、シーツなどの布類を洗濯した後、ロールアイロナーでアイロンがけしたり、布類折畳装置で折り畳んだりする作業が行なわれる。これらの処理装置に布類を供給するには、予め布類を展開させる必要がある。布類を展開する作業を作業員が行う場合、作業に多大な時間と労力が必要である。そこで、近年では、布類展開装置を用いてこの作業を行っている。
【0003】
特許文献1に記載された布類展開装置は、概略つぎのように構成されている。
作業員が方形状布類の角部を取付チャックに取り付けると、取付チャックが移動して把持していた角部を横行チャックに受け渡す。横行チャックが横行することにより、方形状布類の縁部が直線状に延ばされた状態でベルトコンベアに載せられる。ベルトコンベヤを前方に駆動して方形状布類を装置前面に垂れ下がらせ、伸展チャックで方形状布類の幅方向両端をつかんで引っ張って吊下げる。この操作により方形状布類が四角形に展開する。この状態の方形状布類を装置内に引き込んだ後、後続の処理装置に向けて排出する。
【0004】
従来の布類展開装置では、取付チャックに取り付けた方形状布類が洗濯済みの方形状布類の山に引っ掛かっていたり、作業員に踏まれていたりすると、取付チャックの移動に伴い方形状布類に過大な負荷がかかり、方形状布類が破損することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上記事情に鑑み、布類の破損を抑制できる布類投入機および布類展開装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1発明の布類投入機は、布類を把持する投入チャックと、前記投入チャックを昇降させる昇降機と、
前記昇降機の昇降部に固定されたチャックベースと、前記チャックベースに上下方向に旋回可能に支持され、先端部に前記投入チャックが固定された旋回アームと、前記旋回アームにそれを下向きに旋回させる力が作用したことを検知する異常検知部と、を備えることを特徴とする。
第2発明の布類投入機は、
第1発明において、前記旋回アームを旋回させるエアシリンダを備え、前記異常検知部は、前記エアシリンダの伸縮を検知する伸縮センサを有することを特徴とする。
第3発明の布類投入機は、
第1発明において、前記旋回アームを旋回させるサーボモータを備え、前記異常検知部は、前記サーボモータに流れる電流の増加を検知する電流センサを有することを特徴とする。
第4発明の布類投入機は、
布類を把持する投入チャックと、前記投入チャックを昇降させる昇降機と、前記昇降機の昇降部に固定されたチャックベースと、前記チャックベースに上下動可能に設けられ、前記投入チャックを支持するスライダと、前記スライダを前記チャックベースに対して上方向に付勢する付勢手段と
、前記スライダが前記チャックベースに対して下方に移動したことを検知する
異常検知部と、を備えることを特徴とする。
第5発明の布類展開装置は、第1、第2、第3
または第4発明の布類投入機を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
第1発明によれば、
布類が何かに引っ掛かったまま投入チャックが上昇すると、投入チャックに下向きの過負荷がかかり、旋回アームに下向きに旋回させる力が作用する。これを異常検知部が検知することで、異常検知できる。異常を検知した場合に解消動作を行うことで、布類の破損を抑制できる。
第2発明によれば、伸縮センサによりエアシリンダの伸縮を検知することで、旋回アームに下向きに旋回させる力が作用したことを検知できる。
第3発明によれば、電流センサによりサーボモータに流れる電流の増加を検知することで、旋回アームに下向きに旋回させる力が作用したことを検知できる。
第4発明によれば、布類が何かに引っ掛かったまま投入チャックが上昇すると、投入チャックに下向きの過負荷がかかり、スライダがチャックベースに対して下方に移動する。これを異常検知部が検知することで、異常検知できる。
第5発明によれば、布類が何かに引っ掛かったまま投入チャックが上昇するような異常を検知できるので、布類の破損を抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
〔第1実施形態〕
(布類展開装置)
本発明の第1実施形態に係る布類展開装置1は、洗濯済みのシーツ、包布(2枚生地の布団カバー)、枕カバー、タオル、テーブルクロスなどの大形の方形状布類Yを展開し、ロールアイロナー等の次工程装置に供給するための装置である。本明細書では、布類展開装置1の前後・左右・上下方向を
図1から
図4に示すように定義する。
【0011】
つぎに、布類展開装置1の基本構成を動作と共に説明する。
図1に示すように、布類展開装置1の前面には、左右両端部に2つの布類投入機10が設けられている。布類投入機10は布類Yの角部を把持する投入チャック11を備えている。投入チャック11は、作業員が布類Yを投入チャック11に把持させる下降位置と、最上端まで上昇した上昇位置との間で昇降する。
【0012】
図2に示すように、投入チャック11の上昇位置には中継チャック41が配置されている。布類Yを把持した投入チャック11が上昇位置まで上昇すると、布類Yが中継チャック41に受け渡される。
【0013】
布類展開装置1の側部には昇降チャック42が配置されている。投入チャック11から布類Yを受け取った中継チャック41は昇降チャック42の上昇位置まで移動し、布類Yを昇降チャック42に受け渡す。布類Yを受け取った昇降チャック42が下降し、布類Yを横行チャック43L、43Rに受け渡す。
【0014】
図1および
図3に示すように、布類展開装置1は2つの横行チャック43L、43Rを備えている。横行チャック43L、43Rは積載コンベア51の上方を左右方向に移動可能となっている。布類Yを把持した横行チャック43L、43Rが積載コンベア51の上方を横行することで、布類Yの後方の縁部が直線状に伸ばされ、積載コンベア51に載せられる。
【0015】
なお、装置右側の布類投入機10に投入された布類Yは、右側の横行チャック43Rに把持されて左方向に引き込まれる。装置左側の布類投入機10に投入された布類Yは、左側の横行チャック43Lに把持されて右方向に引き込まれる。
【0016】
積載コンベア51の前方には左右方向に移動自在な一対の伸展チャック44L、44Rが設けられている。積載コンベア51を駆動して縁出し後の布類Yを前方に移送して、装置前面に垂れ下がらせる。ついで、布類Yの縁出しされた縁部の両角部を伸展チャック44L、44Rで挟持する。そうすると、布類Yは方形状に展開された状態で吊り下げられる。
【0017】
図4に示すように、布類展開装置1の下部には、整形ダクト61と、整形ダクト61に接続したブロワー62とが設けられている。布類Yの角部を伸展チャック44L、44Rで挟持しつつ、布類Yの上縁部をバキュームボックス52と当接板53とで挟持した状態で、布類Yの下方部分を整形ダクト61内に吸引する。これにより、布類Yの皺取りが行われる。
【0018】
皺取りの後、布類Yの上縁部をバキュームボックス52に吸引して、バキュームボックス52を後方に移動させることで、布類Yの上縁部をバキュームコンベア54に乗り移す。バキュームコンベア54と排出コンベア55の駆動により、布類Yが後方に送られる。これにより、方形状に展開された布類Yを次工程装置に供給できる。
【0019】
(布類投入機)
つぎに、本実施形態の特徴部分である布類投入機10を説明する。
図5および
図6に示すように、布類投入機10は、布類Yを把持する一対の投入チャック11と、投入チャック11を昇降させる昇降機12とを備えている。昇降機12は本体部12aと、昇降部12bと、サーボモータ12cとを有する。サーボモータ12cの駆動により、昇降部12bを本体部12aに沿って昇降させることができる。昇降部12bに投入チャック11を支持するチャックベース13が固定されている。
【0020】
図7に示すように、チャックベース13には水平に配置された回転軸14が軸支されている。回転軸14には旋回アーム15の基端部が固定されており、回転軸14の回転に伴い上下方向に旋回可能となっている。旋回アーム15の先端部には投入チャック11が固定されている。なお、旋回アーム15は回転軸14の両端に2つ設けられており、それぞれに投入チャック11が固定されている。
【0021】
また、回転軸14には駆動アーム16の基端部が固定されている。駆動アーム16の先端部はエアシリンダ17のピストンロッド先端部に回動自在に連結されている。エアシリンダ17のシリンダチューブはチャックベース13に対して回動自在に軸支されている。エアシリンダ17を伸縮することで、旋回アーム15および投入チャック11を旋回させることができる。
【0022】
エアシリンダ17のシリンダチューブには磁気近接スイッチ18が取り付けられている。磁気近接スイッチ18はピストンロッドに仕込まれた磁石の磁気を検知することで、エアシリンダ17の伸縮を検知するものである。なお、磁気近接スイッチ18が特許請求の範囲に記載の「伸縮センサ」に相当する。伸縮センサとしては、エアシリンダ17の伸縮を検知することができれば、いかなる構成のセンサを用いてもよい。
【0023】
本実施形態では、エアシリンダ17を収縮させると旋回アーム15が下方に旋回し、エアシリンダ17を伸長させると旋回アーム15が上方に旋回するよう構成されている。これに代えて、エアシリンダ17を収縮させると旋回アーム15が上方に旋回し、エアシリンダ17を伸長させると旋回アーム15が下方に旋回するよう構成してもよい。
【0024】
つぎに、
図8に基づき布類投入機10の基本動作を説明する。
(I)まず、投入チャック11は下降位置に位置しており、下方に旋回した状態となっている。この状態で、作業員が手作業により布類Yの角部を投入チャック11に把持させる。ここで、投入チャック11は下方に旋回されているので、作業員が視認しやすく、また布類Yを把持させやすい姿勢となっている。そのため、作業員による布類Yの投入作業が容易である。
【0025】
(II)投入チャック11に布類Yが把持されると、エアシリンダ17が伸長し、投入チャック11が上方に旋回した状態となる。(III)この状態のまま投入チャック11が上昇し、布類Yが吊り下げられる。投入チャック11が上昇位置まで上昇すると、布類Yが中継チャック41に受け渡される。
【0026】
投入チャック11に把持されている布類Yが洗濯済みの布類の山に引っ掛かっていたり、作業員に踏まれていたりする場合がある。この場合、投入チャック11が上昇することにより布類Yが引っ張られ、過大な負荷により布類Yが破損することがある。本実施形態の布類投入機10は、このような異常を検知する異常検知部31を備えている。
【0027】
(異常検知部)
図10に示すように、異常検知部31はエアシリンダ17の磁気近接スイッチ18と、制御装置20とからなる。磁気近接スイッチ18の検知結果は制御装置20に入力されている。制御装置20はCPUやメモリ等で構成されたコンピュータである。制御装置20は後述の異常検知機能のほか、布類投入機10の動作を制御する機能を有する。具体的には、制御装置20が昇降機12およびエアシリンダ17の動作を制御することで、前述の基本動作を実現する。
【0028】
図9に示すように、(IV)布類Yが洗濯済みの布類の山に引っ掛かったまま投入チャック11が上昇すると布類Yが引っ張られる。投入チャック11が布類Yに引っ張られることで、投入チャック11に下向きの過負荷がかかり、旋回アーム15にそれを下向きに旋回させる力が作用する。ここで、「過負荷」とは、布類Yの重量により投入チャック11にかかる通常の負荷を超えた大きな負荷を意味する。
【0029】
(V)この状態からさらに投入チャック11が上昇すると、旋回アーム15が下方に旋回し、エアシリンダ17が収縮する。異常検知部31は、磁気近接スイッチ18によりエアシリンダ17の収縮を検知することで、旋回アーム15にそれを下向きに旋回させる力が作用したこと、すなわち投入チャック11にかかる下向きの過負荷を検知する。この検知に基づき、布類Yが何かに引っ掛かったまま投入チャック11が上昇するような異常を検知できる。
【0030】
布類投入機10の基本動作において、投入チャック11が上昇する過程では、エアシリンダ17が伸長しており、旋回アーム15が上方に旋回している。制御装置20はエアシリンダ17が伸長しているはずの上昇過程において、エアシリンダ17の収縮を検知した場合に、異常が発生していると判断する。
【0031】
なお、エアシリンダ17を伸長させると旋回アーム15が下方に旋回するよう構成した場合には、制御装置20はエアシリンダ17の伸長を検知した場合に、異常が発生していると判断する。
【0032】
異常検知した場合、布類投入機10は以下の解消動作を行う。
図11に示すように、異常検知部31が異常検知すると(ステップS01)、制御装置20は投入チャック11の上昇速度を減速する(ステップS02)。その後も異常が検知されたままであれば(ステップS03)、減速開始から所定時間経過後に投入チャック11の上昇を停止する(ステップS04)。停止から所定時間経過しても異常が検知されたままであれば(ステップS05)、投入チャック11を下降させる(ステップS06)。投入チャック11が下降位置まで下降すると、作業員により布類Yの取り外し作業などが行われる。
【0033】
ステップS03において異常が検知されない場合、制御装置20は投入チャック11を再び通常の速度で上昇させる(ステップS07)。作業員が布類Yを踏んでいた場合には、作業員がそれに気づいてすぐに脚を退けることができる。このような場合に、投入チャック11の上昇を継続するので、投入チャック11を不要に下降させることがなく、作業効率が向上する。
【0034】
ステップS05において異常が検知されない場合、制御装置20は投入チャック11の上昇を再開する(ステップS07)。布類Yが何かに引っ掛かっていた場合、作業員がすぐにそれを解消できることがある。このような場合に、投入チャック11の上昇を再開するので、投入チャック11を不要に下降させることがなく、作業効率が向上する。
【0035】
このように、異常を検知した場合に解消動作を行うことで、布類Yの破損を抑制できる。また、異常検知した後の状況によって、可能な限り投入チャック11の上昇を継続するので、作業効率が向上する。
【0036】
なお、解消動作は上記形態に限定されない。異常検知した全ての場合において、投入チャック11を停止、下降してもよい。また、異常検知した場合に、投入チャック11を開き、布類Yを自動で排出してもよい。
【0037】
〔第2実施形態〕
つぎに、本発明の第2実施形態に係る布類投入機10を説明する。
第1実施形態の布類投入機10は旋回アーム15を旋回させるアクチュエータとしてエアシリンダ17を用いた構成であるが、エアシリンダ17に代えてサーボモータ19を用いてもよい。
【0038】
図12に示すように、本実施形態の布類投入機10は、サーボモータ19の駆動により回転軸14を回転させる構成である。回転軸14には投入チャック11が固定された旋回アーム15が固定されている。そのため、サーボモータ19の駆動により、旋回アーム15および投入チャック11を旋回させることができる。
【0039】
図13に示すように、本実施形態の異常検知部32は、サーボモータ19のドライバ19aと、制御装置20とからなる。ドライバ19aはサーボモータ19に電力を供給するとともに、サーボモータ19の駆動を制御する装置である。ドライバ19aはサーボモータ19に供給する電流も制御している。ドライバ19aはサーボモータ19に供給する電流の値を出力することができ、その電流値は制御装置20に入力されている。
【0040】
なお、ドライバ19aが特許請求の範囲に記載の「電流センサ」に相当する。電流センサとしては、サーボモータ19に流れる電流を検知できればとくに限定されず、ドライバ19aのような他の機能を備える装置でもよいし、サーボモータ19に流れる電流を直接検知するセンサでもよい。
【0041】
布類Yが何かに引っ掛かったまま投入チャック11が上昇すると、投入チャック11に下向きの過負荷がかかり、旋回アーム15にそれを下向きに旋回させる力が作用する。ドライバ19aはサーボモータ19の回転角を維持するように、サーボモータ19に供給する電流を増加させて、旋回アーム15を下向きに旋回させる力に抗するトルクを発生させる。制御装置20はドライバ19aから入力された電流値が増加した場合に、異常が発生していると判断する。このように、異常検知部32はサーボモータ19に流れる電流の増加を検知することで、旋回アーム15に下向きに旋回させる力が作用したことを検知し、これにより異常検知する。
【0042】
〔第3実施形態〕
つぎに、本発明の第3実施形態に係る布類投入機10を説明する。
図14および
図15に示すように、本実施形態の布類投入機10は、昇降機12の昇降部12bに固定されたチャックベース13を備えている。チャックベース13には、リニアガイド21を介してスライダ22が設けられている。リニアガイド21はスライダ22をチャックベース13に対して上下動可能となるよう配置されている。
【0043】
スライダ22には回転軸14が軸支されている。回転軸14には投入チャック11が固定された旋回アーム15が固定されている。すなわち、投入チャック11はスライダ22側に支持されている。
【0044】
スライダ22には回転軸14を回転させる図示しないアクチュエータが設けられている。このアクチュエータとしては、第1実施形態のようなエアシリンダ17や、第2実施形態のようなサーボモータ19などを用いることができる。なお、投入チャック11をスライダ22に固定し、旋回させない構成としてもよい。
【0045】
チャックベース13の下部には第1アーム23が設けられており、スライダ22の上部には第2アーム24が設けられている。第1アーム23および第2アーム24はそれぞれ対向する位置に配置されている。また、第1アーム23と第2アーム24との間にバネ25が設けられている。このバネ25によりスライダ22がチャックベース13に対して上方向に付勢されている。なお、バネ25は特許請求の範囲に記載の「付勢手段」に相当する。付勢手段はバネ25に限定されず、種々の部材を採用できる。
【0046】
第1アーム23にはリミットスイッチ26が固定されている。リミットスイッチ26の接触子は第2アーム24に向けて配置されている。スライダ22がチャックベース13に対して下方に移動すると、第2アーム24が第1アーム23に接近し、リミットスイッチ26の接触子が押される。したがって、リミットスイッチ26によりスライダ22がチャックベース13に対して下方に移動したことを検知できる。
【0047】
図16に示すように、本実施形態の異常検知部33はリミットスイッチ26と、制御装置20とからなる。リミットスイッチ26の検知結果は制御装置20に入力されている。
【0048】
布類Yが何か引っ掛かったまま投入チャック11が上昇すると、投入チャック11に下向きの過負荷がかかり、スライダ22がチャックベース13に対して下方に移動する。これを異常検知部33が検知することで、異常検知を行う。
【0049】
〔その他の実施形態〕
布類展開装置1に備えられる布類投入機10の数は2つに限定されず、1つでもよいし、3つ以上でもよい。また、布類投入機10は布類展開装置1に備えられるほか、布類Yを投入する作業を伴うあらゆる装置に採用できる。例えば、リネン施設内に設定された供給位置から排出位置に布類Yを搬送する布類搬送装置に布類投入機10を用いてもよい。この場合、布類搬送装置の供給位置に布類投入機10が配置され、排出位置に布類展開装置などの処理装置が配置される。