JP2017159925A

JP2017159925A - ロール紙積段装置

Info

Publication number: JP2017159925A
Application number: JP2016044305A
Authority: JP
Inventors: 竜二吉田; Ryuji Yoshida; 浩史河合; Hiroshi Kawai
Original assignee: ITABASHI KOKI KK; Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: ITABASHI KOKI KK; Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-09-14

Abstract

【課題】ハンドリング装置を用いずにロール紙を積段可能なロール紙積段装置の提供。
【解決手段】ロール紙１０をリフトアップするリフトアップガイド１１６等と、リフトアップガイド１１６の上部に備えられ、リフトアップガイド１１６の両側に配置されるサイドパネル１１３と、リフトアップガイド１１６とサイドパネル１１３との間に配置されてロール紙１０の下部を支持するアンダーストッパ１１４と、を備え、ロール紙１０がリフトアップガイド１１６に持ち上げられる際にはアンダーストッパ１１４が後退端にあり、リフトアップガイド１１６の上昇端にロール紙１０が移動された後、アンダーストッパ１１４が前進端に移動して、ロール紙１０の下部を保持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トイレットペーパーのような紙が巻回された状態のロール紙を袋詰めする装置に関し、具体的にはロール紙を積段して袋体の中に挿入し、梱包する技術に関する。

トイレットペーパーなどを巻回したロール紙は、その積段・包装方法についてさまざまな技術が開示されている。大抵は販売される際にビニール製の袋体に複数積段された状態でパッケージングされて流通するが、この梱包には専用の梱包装置が用いられるケースが多い。ここで問題となるのが、ロール紙の積段方法と、その梱包の方法である。

特許文献１には、トイレットペーパーロールパックの梱包装置及び梱包方法についての技術が開示されている。半透明なチューブ状の原反フィルムロールを回転可能に支承するフィルム供給機構と、フィルム供給機構から供給されたチューブ状フィルムの先端をシールして袋体を製造する製袋機構と、製袋機構で製造された袋体に所定個数の個包装されたトイレットペーパーロールパックを整列させて詰め込む詰め込み機構と、所定数のトイレットペーパーロールパックが詰め込まれた袋体の後端をガセット折りした後、シールするシール機構とを備えている。トイレットペーパーロールパックは４×３のトイレットペーパーロール１２本が梱包された状態のものを指しており、これを更にまとめて梱包する技術である。

特許文献２には、トイレットペーパー及びその包装方法についての技術が開示されている。送り装置で搬送される包装用紙で包まれたトイレットペーパーは送り装置から包装個数にまとめて包装台に送られ、包装台上でポリ袋内に入れられる。そして、ヒートシールにて閉じられる。明示されていないが、包装台は昇降機能を備えておりトイレットペーパーが送り装置で包装台に送られた後、１段下がって再度トイレットペーパーを送り装置で送ることで積層可能な構成になっていると考えられる。

特開２０１０−９５２９５公報特開平１−１３９３６１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の内容にはロール紙そのものを積段する技術に関しては言及が無く、特許文献１に開示された技術をロール紙の積段に用いることは困難である。また、特許文献２に記載の内容にはロール紙の積段にあたり包装台を下げた状態で新たなロール紙を供給することで積段しているものと考えられる。しかし、既にロール紙を１段積んだ状態で、包装台を下げて更にロール紙を重ねる場合、ロール紙表面の摩擦が問題となると考えられる。特許文献２ではトイレットペーパーの周囲を包装紙で包んだ上で積段する工程となっているが、近年は過剰包装を排する傾向が強く、直接ロール紙を積段してポリ袋などの袋体の内部に挿入する。つまり、特許文献２に記載の技術では、そうした包装紙でくるんでいないロール紙を扱うには不向きであると思われる。

したがって、ロール紙を積段するにあたり掴む・放すプロセスを含むことが想定される。しかしマテリアルハンドリングを例えば産業ロボットのような機械を用いる場合には、初期投資が必要となり、設置スペースも問題になると考えられる。

そこで、本発明はこの様な課題を解決する為に、ロール紙をハンドリングせずに積段が可能なロール紙積段装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の一態様によるロール紙積段装置は、以下のような特徴を有する。

（１）ロール紙を２列で供給し、前記ロール紙を積段するロール紙積段装置において、前記ロール紙をリフトアップするリフター機構と、前記リフター機構の上部に備えられ、前記リフター機構の両側に配置される側面保持板と、前記リフター機構と前記側面保持板との間に配置されてロール紙の下部を支持するロール紙下部保持機構と、を備え、前記ロール紙が前記リフター機構に持ち上げられる際には前記ロール紙下部保持機構が後退端にあり、前記リフター機構の上昇端に前記ロール紙が移動された後、前記ロール紙下部保持機構が前進端に移動して、前記ロール紙の下部を保持すること、を特徴とする。

上記（１）に記載の態様により、リフター機構と側面保持板、そしてロール紙下部保持機構とでロール紙の積段が可能となる。つまりリフター機構と側面保持板を利用して、リフトアップしたロール紙を側面保持板の間に保持し、かつロール紙下部保持機構によってロール紙の下部を支える事ができるので、ロール紙上部からハンドリングする必要が無く、設備設置スペースが小さくて済む他、設備コストの圧縮を図ることが可能となる。

（２）（１）に記載のロール紙積段装置において、前記側面保持板には、前記ロール紙を支持する支持突起が、前記ロール紙の積段数に応じて設けられていること、が好ましい。

上記（２）に記載の態様により、ロール紙を複数積段する場合に、ロール紙の崩れなどを防ぐ効果が得られる。この結果、安定して積段できるため、設備効率を高めてコストダウンに寄与することが可能となる。

本実施形態の、ロール紙積段装置の平面図である。本実施形態の、ロール紙積段装置の側面図である。本実施形態の、ロール紙搬送ユニットの正面図である。本実施形態の、ロール紙搬送ユニットの側面図である。本実施形態の、姿勢変更ユニットの正面図である。本実施形態の、姿勢変更ユニットの平面図である。本実施形態の、ロール紙積段装置による製品作成工程に関するフロー図である。

まず、本発明の実施形態について図面を用いて説明を行う。図１に、本実施形態のロール紙積段装置の平面図を示す。図２にロール紙積段装置の側面図を示す。ロール紙積段装置１００には、ロール紙搬送ユニット１１０、袋体供給ユニット１２０、姿勢変更ユニット１３０、袋体移動ユニット１４０、プッシャユニット１５０、及び製品排出ユニット１６０が備えられている。

図３に、ロール紙搬送ユニット１１０の正面図を示す。図４に、ロール紙搬送ユニット１１０の側面図を示す。ロール紙搬送ユニット１１０は、搬送コンベア１１１を備えている。搬送コンベア１１１はベルトコンベア方式で、２条のベルトコンベアが並列に配置される。搬送コンベア１１１によって２列のロール紙１０を並べて搬送することが可能となっている。搬送コンベア１１１の延長先にはリフトアップガイド１１６が備えられている。

リフトアップガイド１１６は、リフトアップモータ１１２に接続されたリフトアップアーム１１７で昇降する。ロール紙１０が所定の位置まで来たことをセンサで検出したら、リフトアップアーム１１７に接続されたリフトアップガイド１１６は、リフトアップモータ１１２の動きによってロール紙１０のリフトアップを行う。

リフトアップガイド１１６の上部の両側にはサイドパネル１１３が向かい合うように設けられている。サイドパネル１１３には内側に突出する保持凸部１１３ｇが備えられ、ロール紙１０を保持することが出来る幅に、ロール紙１０の２つ分の幅よりも幅狭に形成されている。なお、サイドパネル１１３は３分割されており、上部パネル１１３ａ、中部パネル１１３ｂ、下部パネル１１３ｃが部分的に重なるように設けられている。上部パネル１１３ａ、中部パネル１１３ｂ、下部パネル１１３ｃは個別に位置調整が出来る構成となっている。そして、それぞれに保持凸部１１３ｇを備えている。

アンダーストッパ１１４は、サイドパネル１１３の下側に配置されて、ロール紙１０の下側を支える。シリンダ１１４ａによって駆動する構造になっている。第１プッシャ１１５は、ロール紙１０をサイドパネル１１３によって３段１８個保持した状態で、第１プッシャ１１５によって押圧する。アンダーストッパ１１４は閉じた状態が前進端で、開いた状態が後退端となる。すなわち両側からシリンダ１１４ａを前進させて前進端の位置でロール紙１０の下部を保持し、後退端の位置でロール紙１０がアンダーストッパ１１４間を通過できる状態になる。

袋体供給ユニット１２０には、袋体ロールから供給された袋体を１つ１つ切り離すためのカッターと、袋体を引っ繰り返す反転エアブロアと、袋体を移動させるアームを備えている。反転エアブロアは、袋体側に任意のタイミングでエアを供給できるように制御されている。

図５に、姿勢変更ユニットの正面図を示す。図６に姿勢変更ユニットの上面視図を示す。姿勢変更ユニット１３０には、スイングアーム１３１、ロール紙保持枠１３２、駆動モータ１３３、及びリンク機構１３４を備えている。スイングアーム１３１の先端にロール紙保持枠１３２が備えられ、スイングアーム１３１には、リンク機構１３４と減速機１３５を介して駆動モータ１３３が取り付けられている。駆動モータ１３３を動作させることで、図５に示すようにスイングアーム１３１を９０度動かし、先端に取り付けられたロール紙保持枠１３２が姿勢を変更する。ロール紙保持枠１３２は、大きさを調整できるような構造になっている。

袋体移動ユニット１４０には、袋体の入り口を広げる拡口機構１４１と、拡口機構１４１を直線移動させる移動機構１４２を備えている。拡口機構１４１は袋体の一端を拡口した状態で保持できるように、Ｌ字型のガイドが４枚向き合うように配置されてロ字状になっている。このＬ字型ガイドの位置は調整可能になっている。移動機構１４２は、図示しないモータに接続されたベルトと拡口機構１４１を接続することで、拡口機構１４１の移動を実現する構成となっている。拡口機構１４１はＬＭガイド１４３によってガイドされて直進移動が可能となっている。移動機構１４２及びＬＭガイド１４３を用いて、袋体を引っかけた状態で保持した拡口機構１４１を直線移動させることができる。

プッシャユニット１５０には、図１に示すような第２プッシャ１５１を備えている。第２プッシャ１５１は、ロッドレスシリンダ１５３などの直動機構によって移動する。製品排出ユニット１６０には、排出コンベア１６１、インパルスシーラ１６２を備えている。排出コンベア１６１は、袋体にロール紙１０を２列３段１８個分詰め込んだ製品を、ロール紙積段装置１００外へと移動させる、インパルスシーラ１６２は超音波溶着によって袋体の口を閉じる。

次に、ロール紙積段装置１００の一連の動作について簡単に説明する。図７にロール紙積段装置による製品作成工程に関するフロー図を示す。まずＳ１０にて、ロール紙１０は２列で６つずつ供給される。図１で示すＡ１よりロール紙１０は投入され、２列に並んだ状態で搬送コンベア１１１によって運ばれる。そして、２列６本のロール紙１０が搬送コンベア１１１によってリフトアップガイド１１６の上に運ばれる。

その後Ｓ１１にて、リフトアップガイド１１６によって、ロール紙１０は上方に移動される。この際にアンダーストッパ１１４は開いた状態で、アンダーストッパ１１４を通過して上方にロール紙１０が移動され、サイドパネル１１３間に配置された段階でアンダーストッパ１１４が閉じてロール紙１０の下方を支持する。この動作が繰り返されて、２列３段１８本のロール紙１０が積み上げられる。この２列３段に積段された１８本のロール紙１０を便宜上、積段ロール紙群３０とする。

Ｓ１２にて、第１プッシャ１１５によって姿勢変更ユニット１３０側に積段ロール紙群３０が送られる。姿勢変更ユニット１３０にはロール紙保持枠１３２が備えられており、積段ロール紙群３０は、第１プッシャ１１５に押されてロール紙保持枠１３２の中に収納される。ロール紙保持枠１３２の大きさは、積段ロール紙群３０よりも若干大きい程度に調整されている。

Ｓ１３にて、ロール紙保持枠１３２に積段ロール紙群３０が挿入された後、スイングアーム１３１を動かして、積段ロール紙群３０の姿勢を変更する。袋体移動ユニット１４０に備える拡口機構１４１は、袋体供給ユニット１２０から供給された袋体が裏返された状態で保持されている。

Ｓ１４にて、袋体ロールをアームによって保持した状態で引き出し、拡口機構１４１の回りに部材を引っかける。そしてＳ１５にて、カッターにて袋体ロールを裁断する。その後Ｓ１６にて、反転エアブロアにてエアを送ることで袋体を反転させ裏返した状態とする。

Ｓ１７にて、この袋体を移動機構１４２によって移動させる。移動機構１４２によって袋体を保持した拡口機構１４１は移動端部まで移動する。この際、ロール紙保持枠１３２と拡口機構１４１は直線上に並ぶように配置される。

Ｓ１８にて、第２プッシャ１５１が前進して積段ロール紙群３０を押す。ロール紙保持枠１３２と拡口機構１４１そして、排出コンベア１６１は一直線上に並んでいるので、まず裏返した袋体の底面に第２プッシャ１５１に押された積段ロール紙群３０が当接し、そして袋体を積段ロール紙群３０が押し戻しながら、積段ロール紙群３０が拡口機構１４１の内部を通過する。そして、製品排出ユニット１６０の位置まで積段ロール紙群３０を移動させる。この段階で裏返された袋体は、積段ロール紙群３０が入った状態で表が外側になる。こうして袋体に積段ロール紙群３０が袋詰めされる。

そしてＳ１９にて、インパルスシーラ１６２で袋体の口を閉じる。さらにＳ２０にて、袋体を排出コンベア１６１によって排出する。こうして、袋体の内部に２列３段１８本のロール紙１０が積段されて納められた製品パッケージ１５が出来上がる。

本実施形態のロール紙積段装置１００は上記構成であるので、次に説明するような作用及び効果を奏する。

まず、本実施形態のロール紙積段装置１００は、ロール紙１０を２列で供給し、ロール紙１０を積段するロール紙積段装置１００において、ロール紙１０をリフトアップするリフトアップガイド１１６（及びリフトアップモータ１１２、リフトアップアーム１１７）と、リフトアップガイド１１６の上部に備えられ、リフトアップガイド１１６の両側に配置されるサイドパネル１１３と、リフトアップガイド１１６とサイドパネル１１３との間に配置されてロール紙１０の下部を支持するアンダーストッパ１１４と、を備え、ロール紙１０がリフトアップガイド１１６に持ち上げられる際にはアンダーストッパ１１４が後退端にあり、リフトアップガイド１１６の上昇端にロール紙１０が移動された後、アンダーストッパ１１４が前進端に移動して、ロール紙１０の下部を保持するものである。

この様な構成であるため、特許文献２に示すようなロール紙に包装紙を巻く必要が無く、また、積段する際にロール紙をハンドリングする必要が無いため、ハンドリングのための設備を必要とせず、コストダウンに貢献することが出来る。また、ハンドリングのための設備は、複数の駆動機構を必要とするために筐体が大きくなる傾向にあるが、リフトアップガイド１１６をリフトアップモータ１１２及びリフトアップアーム１１７を用いて昇降させる構成なので、省スペースな装置を実現できる。

また、ロール紙１０はトイレットペーパーのような白っぽい紙を巻回したものであるため、可能な限りロール紙の上部に駆動部を持っていくことは避けたい。これは、駆動部に用いるオイルなどがロール紙１０を汚す可能性があるためで、そうしたリスクを防ぐ為にも、リフター機構を用いることは合理的である。

また、本実施形態のロール紙積段装置１００は、袋体供給ユニット１２０を備え、ロール紙１０を２列で供給し、整列したロール紙１０を袋詰めするロール紙積段装置１００において、ロール紙１０を積段するロール紙搬送ユニット１１０に備えたリフトアップガイド１１６等と、ロール紙搬送ユニット１１０から積段された積段ロール紙群３０を受け取る第１位置から積段ロール紙群３０の姿勢を第２位置に変更する姿勢変更ユニット１３０と、姿勢変更ユニット１３０の第２位置に積段ロール紙群３０がある時に、積段ロール紙群３０を袋体にプッシャユニット１５０と、を備え、姿勢変更ユニット１３０は、スイングアーム１３１の先端に積段ロール紙群３０を保持するロール紙保持枠１３２を有しており、ロール紙保持枠１３２は第１位置と第２位置との姿勢変更にあたり、スイングアーム１３１の角度を変更する。

このような姿勢変更ユニット１３０を採用しているので、省スペースに姿勢変更を行うことが可能となる。本実施形態に示すようなロール紙積段装置１００は、図１に示すようにロール紙１０を供給するロール紙搬送ユニット１１０と、袋体を供給する袋体供給ユニット１２０の２箇所の供給場所と、製品排出ユニット１６０の１箇所の排出口を必要とする。したがって、これら３つのユニットを一直線上に並べることは困難である。このため、本実施形態のロール紙積段装置１００は、ロール紙搬送ユニット１１０と製品排出ユニット１６０とは直線上には並べず、姿勢変更ユニット１３０を用いている。

この結果、姿勢変更ユニット１３０にスイングアーム１３１を採用しているので省スペース化を図ることが出来る。これは例えば、スイングアーム１３１ではなくインデックステーブルのような構造を採用すると、ロール紙１０を所定の位置で保持する事は容易になる反面、姿勢変更ユニット１３０が大きくなり、設備の全高が高くなるなどの問題が生ずる。本実施形態のロール紙積段装置１００では、リンク機構１３４を採用している為に、角速度比に対してトルク比を最適化することができる。この結果、９０度にスイングアーム１３１を保持する際に適切な位置を保持することが可能となる。

また、袋体供給ユニット１２０に用意した反転エアブロアによって、袋体を裏返した状態とし、積段ロール紙群３０を挿入する構成を採るので、袋体に積段ロール紙群３０が引っかかり無くスムーズに挿入される。このため、袋体の破れなどの発生を防いだり、ロール紙１０の破損を防いだりする効果が得られる。

以上、本発明に係るロール紙積段装置１００の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、積段ロール紙群３０は２列３段１８本としているが、２列２段１２本でパッケージングすることを妨げない。本発明では、姿勢変更ユニット１３０に備えるロール紙保持枠１３２の大きさや、拡口機構１４１の大きさを調整するだけで実現することが出来る。実際に、ロール紙保持枠１３２と拡口機構１４１のそれぞれには大きさを調整する機能を有しており、段取り換えを可能としている。

１０ロール紙
３０積段ロール紙群
１１０ロール紙搬送ユニット
１２０袋体供給ユニット
１３０姿勢変更ユニット
１４０袋体移動ユニット
１５０プッシャユニット
１６０製品排出ユニット

Claims

ロール紙を２列で供給し、前記ロール紙を積段するロール紙積段装置において、
前記ロール紙をリフトアップするリフター機構と、
前記リフター機構の上部に備えられ、前記リフター機構の両側に配置される側面保持板と、
前記リフター機構と前記側面保持板との間に配置されてロール紙の下部を支持するロール紙下部保持機構と、を備え、
前記ロール紙が前記リフター機構に持ち上げられる際には前記ロール紙下部保持機構が後退端にあり、
前記リフター機構の上昇端に前記ロール紙が移動された後、前記ロール紙下部保持機構が前進端に移動して、前記ロール紙の下部を保持すること、
を特徴とするロール紙積段装置。
請求項１に記載のロール紙積段装置において、
前記側面保持板には、前記ロール紙を支持する支持突起が、前記ロール紙の積段数に応じて設けられていること、
を特徴とするロール紙積段装置。