特開 2023-169758 開袋システム

(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】P2023169758

(43)【公開日】2023-11-30

(54)【発明の名称】開袋システム

(51)【国際特許分類】

   B65B 69/00 20060101AFI20231122BHJP

【ＦＩ】

B65B69/00 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022081069

(22)【出願日】2022-05-17

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】390025391

【氏名又は名称】ＯＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078721

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 喜樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121142

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 恭一

(72)【発明者】

【氏名】野村 英人

(72)【発明者】

【氏名】日比野 泰彦

【テーマコード（参考）】

3E058

【Ｆターム（参考）】

3E058AA04

3E058CA02

3E058DA05

3E058EA07

3E058FA05

3E058FA10

3E058FA20

3E058GA05

(57)【要約】

【課題】袋体の裁断片が内容物に混入することを防止でき、より安全に回転刃の交換作業ができ、さらに、容易且つ短時間でホッパの内部の洗浄が可能な開袋システムを提供する。
【解決手段】開袋システム１は、袋保持ハンド４が取り付けられたアーム２と、ホッパ３とを備え、袋保持ハンド４は、袋体Ｂを吊下げ支持可能な一対の袋保持爪８，８と、一対の袋保持爪８，８を移動可能な伸縮シリンダ９，９とを備え、ホッパ３は、側面に挿通孔５ｂが設けられるホッパ本体５と、ホッパ本体５の側面に取り付けられる回転刃駆動機構７とを備え、回転刃駆動機構７は、ホッパ本体５への取付状態において挿通孔５ｂを介してホッパ本体５の内外に出し入れ可能であり、軸方向を中心に回動可能なカッターアーム１１と、カッターアーム１１に取り付けられる回転刃１２とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

袋体の吊り上げ動作と払出し動作とを行う袋保持ハンドが取り付けられたアームと、前記袋体の内容物を回収及び排出するホッパとを備える開袋システムであって、
前記袋保持ハンドは、前記吊り上げ動作において、前記袋体を上面から突刺し、前記袋体を吊下げ支持可能な一対の袋保持爪と、一対の前記袋保持爪を水平方向で互いに遠ざかるように移動可能な伸縮機構とを備え、
前記ホッパは、上方が開口し、底面に下方へ前記内容物を排出可能な排出口が設けられ、側面に挿通孔が設けられるホッパ本体と、前記挿通孔が設けられた前記ホッパ本体の側面に取り付けられる回転刃駆動機構とを備え、
前記回転刃駆動機構は、軸方向を中心に回動可能なカッターアームと、前記カッターアームに設けられた回転可能なカッターシャフトに着脱可能に取り付けられ、前記払出し動作において、鉛直方向への起立状態で回転して前記袋体を切断する回転刃とを備え、
前記カッターアームを回動させることで、前記回転刃を前記起立状態から横倒し状態へ移行させて、前記回転刃を前記カッターシャフトから上方へ取り外し可能であることを特徴とする開袋システム。

【請求項2】

前記カッターアームは、前記回転刃を取り付けた状態で、前記挿通孔を介して前記ホッパ本体の内外に出し入れ可能であることを特徴とする請求項１に記載の開袋システム。

【請求項3】

前記ホッパ本体は、前記開口を閉塞可能な蓋部を備え、
前記蓋部の下面、及びホッパ本体の内部の所定箇所には、前記ホッパ本体の内壁へ向けて洗浄液を吐出可能な吐出ノズルが設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の開袋システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、袋体を開袋し、内容物を排出するための開袋システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、食料品、化学品等の製造現場において、種々の粉体が充填された麻袋等の袋体を開袋し、内容物を排出するための開袋装置が広く利用されている。そのような中、出願人は、汎用の産業用ロボットに袋体の掴み上げ動作と払出し動作とを行う袋保持機構と、適宜位置に設けた回転刃とからなる開袋装置を開示している（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許２８６７２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の開袋装置は、回転刃による袋体の切断時、袋体にたわみが生じることで、切断箇所以外の部分を巻き込む等により生じる袋体の切断片が、排出される内容物に混入することがあった。また、回転刃がホッパの内側に固定されているため、作業員が内部に入ってホッパを洗浄する際、安全確保のために作業を慎重に行うことが迫られ、作業自体が煩雑になると共に、一定の作業時間が必要となることから、洗浄作業の簡略化、短時間化が望まれていた。加えて、固定された回転刃は、切断能力に応じて交換が必要となる一方、垂直に配置された回転刃の交換作業では、固定具を外す等して取外可能な状態とした回転刃が落下する可能性もあり、より安全に回転刃の交換作業が行える開袋装置が求められていた。

【0005】

そこで、本発明の目的は、袋体の裁断片が内容物に混入することを防止でき、より安全に回転刃の交換作業ができ、さらに、容易且つ短時間でホッパの内部の洗浄が可能な開袋システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、袋体の吊り上げ動作と払出し動作とを行う袋保持ハンドが取り付けられたアームと、払い出された袋体の内容物を回収及び排出するホッパとを備える開袋システムであって、袋保持ハンドは、吊り上げ動作において、袋体を上面から突刺し、袋体を吊下げ支持可能な一対の袋保持爪と、一対の袋保持爪を水平方向で互いに遠ざかるように移動可能な伸縮機構とを備え、ホッパは、上方が開口し、底面に下方へ内容物を排出可能な排出口が設けられ、側面に挿通孔が設けられるホッパ本体と、挿通孔が設けられたホッパ本体の側面に取り付けられる回転刃駆動機構とを備え、回転刃駆動機構は、軸方向を中心に回動可能なカッターアームと、カッターアームに設けられた回転可能なカッターシャフトに着脱可能に取り付けられ、払出し動作において、鉛直方向への起立状態で回転して袋体を切断する回転刃とを備え、カッターアームを回動させることで、回転刃を起立状態から横倒し状態へ移行させて、回転刃をカッターシャフトから上方へ取り外し可能であることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、上記構成に加え、カッターアームは、回転刃を取り付けた状態で、挿通孔を介してホッパ本体の内外に出し入れ可能であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、上記構成に加え、ホッパ本体は、開口を閉塞可能な蓋部を備え、蓋部の下面には、ホッパ本体の内壁へ向けて洗浄液を吐出可能な吐出ノズルが設けられることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

請求項１に記載の発明によれば、吊り上げ動作において、袋体を吊り下げた状態で伸縮機構を作動させることで袋体の上面を緊張状態とできるため、払出し動作時に、袋体を回転刃が切断する際、回転刃が袋体の切断箇所以外の部分を巻き込む等により生じる袋体の裁断片が、排出された袋体の内容物に混入することを防止できる。また、回転刃駆動機構により、回転刃を、横倒しして上方へ取り外しできるため、従来と比べ、より安全に回転刃の交換作業を行える。
請求項２に記載の発明によれば、回転刃の交換作業を作業スペースに余裕のあるホッパの外部で行えるため、より安全且つ効率的に回転刃の交換作業を行える。
請求項３に記載の発明によれば、作業者がホッパの内部で洗浄作業を行う必要がなくなり、容易且つ短時間でホッパの内部の洗浄が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の開袋システムを示す説明図である。

【図2】袋体保持ハンドを示す説明図である。

【図3】ホッパを示す説明図である。

【図4】図３のＡ－Ａ線断面図であって、カッターシャフト周辺を示す説明図である。

【図5】（ａ）は袋体を吊り下げた状態の袋保持ハンド、（ｂ）は袋体を緊張状態とした場合の袋保持ハンドを示す説明図である。

【図6】回転刃交換時の様子をホッパ上方から見た説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施例の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の開袋システムを示す説明図である。図２は、袋保持ハンドを示す説明図である。図３は、ホッパを示す説明図である。図４は、図３のＡ－Ａ線断面図であって、カッターシャフト周辺を示す説明図である。
開袋システム１は、麻袋や紙袋、二重袋等の公知の袋体Ｂの開袋に用いられるものであり、図１に示すように、アーム２及びホッパ３を備える。アーム２は、先端に袋体Ｂの吊り上げ動作と払出し動作とを行う袋保持ハンド４が着脱可能に取り付けられている。ホッパ３は、上方が開口し、傾斜した底面の最下点に下方へ袋体Ｂの内容物を回収及び排出可能な排出口５ａが設けられるホッパ本体５と、ホッパ本体５の上部に取り付けられ、開口を閉塞可能な蓋部６と、ホッパ本体５の側面に取り付けられる回転刃駆動機構７とを備える。

【0010】

袋保持ハンド４は、図２に示すように、上部に設けられるアーム２との接続部４ａと、下部の両側面に設けられ、吊り上げ動作（図５）において、袋体Ｂを上面から突刺し、袋体Ｂを吊下げ支持可能な、内向きに湾曲する袋保持爪８，８と、袋保持爪８，８を水平方向で互いに遠ざかるように移動可能な伸縮機構としての伸縮シリンダ９、９とを備える。
袋保持爪８は、支持体８ａに回動可能に取り付けられると共に、回動シリンダ８ｂに接続されている。袋保持爪８は、回動シリンダ８ｂの収縮により、上方向へ回動し、回動シリンダ８ｂの伸張により、下方向へ回動する。
また、伸縮シリンダ９は、伸縮により袋保持爪８を水平方向に移動可能としている。

【0011】

ホッパ３の蓋部６の下面、及びホッパ本体５の内部の所定箇所には、図３に示すように、水等の洗浄液を吐出可能な吐出ノズル１０が設けられている。吐出ノズル１０は、図示しない配管により洗浄液を貯留したタンク等に接続されている。
回転刃駆動機構７は、水平方向に延びるカッターアーム１１を備え、カッターアーム１１の先端には、図４に示すように、回転駆動するカッターシャフト１１ａが設けられており、カッターシャフト１１ａには、周縁に刃が形成された回転刃１２が、カラー１２ａをボルトにより固定することで着脱可能に取り付けられている。カッターアーム１１は、ホッパ本体５への取付状態において、ホッパ本体５の側面に設けられた挿通孔５ｂを介して、回転刃１２を取り付けた状態で、ホッパ本体５の内外に出し入れ可能となっている。また、カッターアーム１１は、軸方向（長手方向）を中心に回動可能となっている。

【0012】

続いて、開袋システム１を用いた袋体Ｂの開袋作業について説明する。
図５（ａ）は、袋体を吊り下げた状態の袋保持ハンド、図５（ｂ）は、袋体を緊張状態とした場合の袋保持ハンドを示す説明図である。
まず、アーム２による吊り上げ動作が実行される。吊り上げ動作では、アーム２が、図１のように袋体Ｂが並べられる袋体Ｂの置き場の上方に袋保持ハンド４を移動させ、載置してある袋体Ｂに上方から袋保持ハンド４を接近させる。袋保持ハンド４を袋体Ｂに対して所定距離まで接近させた後、回動シリンダ８ｂ，８ｂを駆動させ、袋保持爪８，８を下方に向けて回動させて袋体Ｂを上面から突刺することで、袋体Ｂの吊り上げが可能となる。袋体Ｂを吊り上げ可能な状態とした後、アーム２は、袋体Ｂを吊り上げ、ホッパ本体５の開口の上方へ移動させる。

【0013】

続いて、回転刃１２による袋体Ｂの切開を含む払出し動作が実行される。図５（ａ）に示すように、袋保持ハンド４により吊り下げられた袋体Ｂは、重力による内容物の移動により、下面が緊張状態となる一方、上面が撓んだ状態となる。そこで、ホッパ本体５の開口の上方へ袋体Ｂを移動させた後、伸縮シリンダ９，９を駆動させて、袋保持爪８，８を互いに遠ざかる方向へ所定距離移動させる。袋保持爪８，８の移動は、袋体Ｂが破れてしまわない範囲で実行される。図５（ｂ）に示すように、袋保持爪８，８が互いに遠ざかることで、袋体Ｂの上面も緊張状態とすることができる。その後、鉛直方向に回転する回転刃１２により、袋体Ｂを２つに切断し、袋体Ｂの内容物がホッパ本体５へと排出される。このとき、袋体Ｂの上面と下面との両面を緊張状態としたことで、回転刃１２が袋体Ｂの切断箇所以外の部分を巻き込む等により生じる不要な裁断片が、排出された内容物に混入することを防止できる。そして、ホッパ本体５に排出された袋体Ｂの内容物は、排出口５ａからホッパ３の外部へとさらに排出される。

【0014】

最後に、アーム２が、内容物が排出された空の袋体Ｂを図示しない不要物置き場、不要物回収機構等へ移動させ、袋保持ハンド４から空の袋体Ｂが取り外される。その後、初期位置へとアーム２が回帰し、一連の開袋作業が終了する。連続して開袋作業が実行される場合、アーム２は初期位置へ回帰せず、袋体Ｂの置き場上方へ移動することもある。

【0015】

また、直前に排出を行った袋体Ｂの内容物と異なる内容物が充填された袋体Ｂの排出を実行する場合、異なる内容物の混入を防止するため、ホッパ３の洗浄が実行される。
ホッパ３の洗浄作業では、蓋部６によりホッパ本体５の開口が閉塞される。その後、吐出ノズル１０から洗浄液をホッパ本体５の内壁及び回転刃１２に向けて吐出することで実行される。作業員がホッパ本体５の内部へ入って洗浄作業を行う必要がないため、容易且つ短時間での洗浄が可能となる。
袋保持ハンド４についても、内容物の異なる袋体Ｂの切り替えに併せて洗浄を行う図示しない洗浄槽を配置することで、容易に洗浄が可能となる。内容物に合わせて他の袋保持ハンド４と交換することで作業時間を短縮することも可能である。

【0016】

次に、回転刃１２の交換について説明する。
図６は、回転刃交換時の様子をホッパ上方から見た説明図である。なお、ホッパ３の内部を確認容易となるように、図６に示すホッパ３は、蓋部６を省略している。
切断能力の低下等を理由に、回転刃１２の交換を行う場合、まず、カッターアーム１１を９０度回動させて、回転刃１２を、袋体Ｂの切断のための鉛直方向への起立状態から、回転刃１２が水平方向を向く横倒し状態へと移行させる。このとき、カラー１２ａが上方となるようにカッターアーム１１を回動させる。そして、図６に示すように、カッターアーム１１を挿通孔５ｂを介して、ホッパ本体５の外部に引き出す。これにより、回転刃１２をホッパ本体５の外部へ取り出すことができる。その後、作業員が、ホッパ本体５の外部において、横倒し状態の回転刃１２を取り外し、新しい回転刃１２への交換を行う。回転刃１２の取り外しには、まず、回転刃１２の周縁に設けられた刃の部分を覆う図示しない円盤状の治具を回転刃１２に取り付け、ボルトを取り除いてカラー１２ａを取り外した後、治具を持ち上げてカッターシャフト１１ａから上方へ向けて回転刃１２を引き抜くことで実行される。新しい回転刃１２の取り付けは、取り外しの手順を逆に実行すれば良い。従って、従来のように、ホッパの内部で起立状態の回転刃を交換する必要が無いため、より安全に回転刃１２の交換を行うことができる。
回転刃１２の交換後、カッターアーム１１を挿通孔５ｂを介してホッパ本体５の内部へ移動させ、回転刃１２を起立状態とすることで、開袋システム１を使用可能な状態へ復旧できる。
ホッパ３の洗浄と、回転刃１２の交換は同時に行われても良い。

【0017】

上記形態の開袋システム１は、袋体Ｂの吊り上げ動作と払出し動作とを行う袋保持ハンド４が取り付けられたアーム２と、袋体Ｂの内容物を回収及び排出するホッパ３とを備え、袋保持ハンド４は、吊り上げ動作において、袋体Ｂを上面から突刺し、袋体Ｂを吊下げ支持可能な内向きに湾曲する一対の袋保持爪８，８と、一対の袋保持爪８，８を水平方向で互いに遠ざかるように移動可能な伸縮シリンダ９，９とを備え、ホッパ３は、上方が開口し、底面に下方へ内容物を排出可能な排出口５ａが設けられ、側面に挿通孔５ｂが設けられるホッパ本体５と、挿通孔５ｂが設けられたホッパ本体５の側面に取り付けられる回転刃駆動機構７とを備え、回転刃駆動機構７は、軸方向を中心に回動可能なカッターアーム１１と、カッターアーム１１に取り付けられ、払出し動作において、鉛直方向への起立状態で回転して袋体Ｂを切断する回転刃１２とを備え、カッターアーム１１を回動させることで、回転刃１２を起立状態から横倒し状態へ移行させて、回転刃１２をカッターシャフト１１ａから上方へ取り外し可能である。
よって、吊り上げ動作において、袋体Ｂを吊り下げた状態で伸縮シリンダ９，９を作動させることで袋体Ｂの上面を緊張状態とできるため、払出し動作時に、袋体Ｂを回転刃１２が切断する際、回転刃１２が袋体Ｂの切断箇所以外の部分を巻き込む等により生じる不要な裁断片が、排出された袋体Ｂの内容物に混入することを防止できる。また、回転刃駆動機構７により、回転刃１２を、横倒しして上方へ取り外しできるため、従来と比べ、より安全に回転刃１２の交換作業ができる。

【0018】

また、カッターアーム１１は、回転刃１２を取り付けた状態で、挿通孔５ｂを介してホッパ本体５の内外に出し入れ可能である。
よって、回転刃１２の交換作業を作業スペースに余裕のあるホッパ３の外部で行えるため、より安全且つ効率的に回転刃１２の交換作業を行える。

【0019】

また、ホッパ本体５は、開口を閉塞可能な蓋部６を備え、蓋部６の下面には、ホッパ本体５の内壁へ向けて洗浄液を吐出可能な吐出ノズル１０が設けられる。
よって、作業者がホッパ３の内部で洗浄作業を行う必要がなくなり、容易且つ短時間でホッパ３の内部の洗浄が可能となる。

【0020】

以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その技術範囲はこれに限定されるものではない。例えば、アームとホッパとの配置は、開袋作業が可能であれば、任意に設計可能である。
アーム、袋保持ハンド、回転刃駆動機構の駆動力は、油圧、空圧、電動モータ等、任意の動力を利用可能である。
アームは、任意の箇所へ袋保持ハンドを移動可能であれば、機構、形状は限定されない。例えば、移動可能な台座に設けられたものでも良い。
袋保持爪は、内向きに湾曲したもの以外にも、外向きに湾曲したもの等、袋体を吊り下げ支持可能であれば、形状は限定されない。
伸縮機構は、伸縮シリンダに限定されず、袋保持爪に吊り下げ支持された袋体の上面を緊張状態とすることができれば任意の機構を選択して良い。
吐出ノズルは、ホッパの内部が洗浄可能であれば、ノズル形状、設置数、設置箇所は任意に設定可能である。
袋体の切断は、必ずしも袋体の上面及び下面の両面を切断する必要はなく、少なくとも袋体の下面を切断できれば良い。

【符号の説明】

【0021】

１・・開袋システム、２・・アーム、３・・ホッパ、４・・袋保持ハンド、５・・ホッパ本体、５ａ・・排出口、５ｂ・・挿通孔、６・・蓋部、７・・回転刃駆動機構、８・・袋保持爪、９・・伸縮シリンダ（伸縮機構）、１０・・吐出ノズル、１１・・カッターアーム、１１ａ・・カッターシャフト、１２・・回転刃。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】