(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品を２列に整列させて収縮性を有する包装材で包装した包装物を列の並び方向に搬送する搬送機構と、
搬送される包装物の種類を検出する検出部と、
搬送される包装物を所定位置で検知する検知部と、
検知部で検知されて所定の処理位置に停止された包装物の各列の物品を把持する把持機構と、
各列の間に所定の隙間を形成すべく把持した一方の列を移動させる移動機構と、
処理位置に待機しているカッタを各列の間の隙間に挿通して包装材を切断する切断機構と、
検出部で検出した包装物の種類に基づいて、検知部で検知した包装物の搬送機構による搬送量を演算し、移動機構で一方の列を移動した状態のとき包装物の各列間の隙間の中心にカッタが対峙するように、搬送機構を制御して包装物を処理位置に停止させる制御部と、を備え、
上記切断機構は、カッタの移動経路にある物体を検知するセンサを有し、
上記センサは、カッタの移動経路より、移動機構によって移動される一方の列側に設けられた第１センサ、および他方の列側に設けられた第２センサを含むことを特徴とする破封装置。
【請求項２】
制御部は、第１センサが物体を検知したとき、カッタを停止するように切断機構を制御し、各列間の隙間を広げるように移動機構を制御する請求項１に記載の破封装置。
【請求項３】
制御部は、第２センサが物体を検知したとき、カッタを停止して元に戻すように切断機構を制御し、各列間の隙間を元に戻すように移動機構を制御し、各列の物品の把持を解除するように把持機構を制御し、包装物を逆方向に搬送するように搬送機構を制御する請求項１または２に記載の破封装置。
【請求項４】
制御部は、第１センサおよび第２センサがそれぞれ物体を検知したとき、カッタを停止して元に戻すように切断機構を制御し、エラー処理をする請求項１に記載の破封装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の物品を包装した包装物を破封する破封装置に係り、特に、紙葉類の束を整列させて収縮性を有するフィルムで包装した封を自動的に破封する破封装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、破封装置として、紙葉類の束を５束ずつ２列に同じ向きに整列させて収縮性を有するフィルムで包装した１０束封を受け入れて、この１０束封のフィルムを列の間で切断して破封する装置が知られている。
【０００３】
この種の破封装置では、例えば、１０束封の各列の間を離間させてフィルムを引き延ばしつつ隙間を形成し、この隙間に通電したニクロム線を通してフィルムを溶融しつつ切断する。そして、切断した各列をフィルムの切断部分がそれぞれ下方を向くように互いに向かい合う方向に９０°起立させ、各列の上方から切断したフィルムを抜き取る。
【０００４】
上述した従来の破封装置では、通電したニクロム線を列の間に通してフィルムを切断するため、中の束にニクロム線が接触することのないように、列と列との間の隙間は比較的大きく開けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、列の間の隙間を大きくするためフィルムを大きく引き延ばすと、フィルム切断後に各列の束を起立させたとき、引き延ばされたフィルムの端部が束の下に入り込み、フィルムの抜き取りが困難になる問題があった。
【０００６】
また、この場合、フィルムを無理に抜き取ると、中の束の姿勢が崩れて後段の処理工程において不具合を生じる問題があった。
【０００７】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、中の物品を傷付けることなく、包装材を確実に切除できる破封装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の破封装置は、複数の物品を２列に整列させて収縮性を有する包装材で包装した包装物を列の並び方向に搬送する搬送機構と、搬送される包装物の種類を検出する検出部と、搬送される包装物を所定位置で検知する検知部と、検知部で検知されて所定の処理位置に停止された包装物の各列の物品を把持する把持機構と、各列の間に所定の隙間を形成すべく把持した一方の列を移動させる移動機構と、処理位置に待機しているカッタを各列の間の隙間に挿通して包装材を切断する切断機構と、検出部で検出した包装物の種類に基づいて、検知部で検知した包装物の搬送機構による搬送量を演算し、移動機構で一方の列を移動した状態のとき包装物の各列間の隙間の中心にカッタが対峙するように、搬送機構を制御して包装物を処理位置に停止させる制御部と、を備え、上記切断機構は、カッタの移動経路にある物体を検知するセンサを有し、上記センサは、カッタの移動経路より、移動機構によって移動される一方の列側に設けられた第１センサ、および他方の列側に設けられた第２センサを含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
まず、本発明の実施の形態に係る破封装置１０について説明する前に、この破封装置で処理される包装物としての１０束封Ｆ（以下、単に封Ｆと称する）について説明する。
【００１１】
封Ｆは、例えば、１００枚の紙葉類Ｐを小帯ｋで施封した把ｔを１０把集積して大帯Ｋで十文字結束して束Ｔ（物品）とし、この束Ｔを５束ずつ２列に整列させてポリエチレンフィルムなどの熱収縮性を有するフィルムｆ（包装材）で包装して形成されている。
【００１２】
各把ｔの小帯ｋは、長方形の紙葉類の長手方向に沿った一端側に偏った位置に巻回される。そして、各把ｔの小帯ｋが互いに重なるように１０把が向きを揃えて集積され、２本の大帯Ｋで十文字結束されて束Ｔが形成される。このようにして形成された束Ｔは、紙葉類Ｐの集積方向が鉛直上下方向に向くように、且つ小帯ｋが巻かれた側の端部が同じ方向を向くように、その短手方向に隣接して互いに接触して５個ずつ並べられ、この５束の列が２列に整列されてフィルムｆで包装されて封Ｆが形成される（図１ａ参照）。
【００１３】
以下の説明では、整列された各束Ｔの上端にある紙葉類の表面を束Ｔの上面Ｔ1と称し、下端にある紙葉類の表面を束Ｔの下面Ｔ2と称し、小帯ｋが偏って巻かれた側の束Ｔの端部を後端Ｔ4と称し、他端を先端Ｔ3と称する。すなわち、１０束の上面Ｔ1が封Ｆの上面を形成し、１０束の下面Ｔ2が封Ｆの下面を形成し、１列目の５束の先端Ｔ3が封Ｆの先端を形成し、２列目の５束の後端Ｔ4が封Ｆの後端を形成している。
【００１４】
以下、破封装置１０について説明する。
【００１５】
図１（ａ）は破封装置１０の要部の構成を示す平面図、図１（ｂ）は破封装置１０の要部の構成を装置のフロント側から見た正面図、図１（ｃ）は破封装置１０の要部の構成を装置の右側から見た側面図である。
【００１６】
破封装置１０は、投入された封Ｆを矢印ａ方向に搬送して取り込む搬送ベルト１１（搬送機構）、取り込んだ封Ｆ内の各束Ｔを紙葉類Ｐの集積方向にそれぞれ独立して把持する１０個のクランパ１２（把持機構）、１列目（先端側の列）の５束を把持する５個のクランパ１２を２列目（後端側の列）の５束を把持する５個のクランパ１２から離間させることにより、封Ｆの各列の間に隙間を形成する列分割機構１３（移動機構）、分割された列の間にカッタ１４ａを通してフィルムｆを切断する切断機構１４、フィルムｆが切断された１列目の５束を装置のフロント側へ送るためのプッシャ１５、およびフィルムｆが切断された２列目の５束をフロント側へ送るためのプッシャ１６を有する。
【００１７】
また、図２乃至図４に示すように、破封装置１０は、プッシャ１５、１６によって送られた各列の５束（フィルムｆが被さったまま）を、フィルムｆの切断部が下を向く姿勢に起立させる束起立機構１７、および起立された５束を変形させてフィルムｆを抜き取るフィルム除去機構１８を有する。
【００１８】
上記構成の破封装置１０は、以下のように動作する。
【００１９】
封Ｆは、１列目の５束の先端Ｔ3側を先頭にして図中矢印ａ方向に沿って破封装置１０へ投入される。投入された封Ｆは、搬送ベルト１１を介して破封装置１０内の所定の処理位置（後述する）へ送り込まれて停止される。処理位置へ送り込まれた封Ｆは、１０個のクランパ１２によって封Ｆ内の１０束Ｔをそれぞれ紙葉類Ｐの集積方向に沿って挟持することにより拘束される。
【００２０】
この状態で、封Ｆの先端側の１列目の５束を封Ｆの後端側の２列目の５束から離間させるように、列分割機構１３によって１列目の５束をクランプした５個のクランパ１２が移動され、１列目の５束と２列目の５束との間に隙間が形成される。
【００２１】
そして、切断機構１４のカッタ１４ａが装置のフロント側からリア側に向けて移動されて隙間を通過され、フィルムｆが２つに切断される。つまり、搬送ベルト１１によって搬送される封Ｆは、列分割機構１３によって１列目と２列目の間に隙間を形成した状態で、所定位置に待機しているカッタ１４ａに隙間の中心が対峙するように、搬送量を調整されて停止される。言い換えると、この停止位置が処理位置ということになる。
【００２２】
フィルムｆが切断された後、プッシャ１６によって２列目の５束がその並び方向、すなわち図２（ａ）の矢印ｂ方向に押し込まれ、或いはプッシャ１５によって１列目の５束がその並び方向、すなわち図２（ｂ）の矢印ｃ方向に押し込まれ、一方の列の５束が束起立機構１７の回転ラック２１へ送り込まれる。
【００２３】
２列目の５束は、図２（ａ）に示す姿勢に待機されている回転ラック２１内に収容されて、回転ラック２１を水平方向に延びた軸２２を中心に図中矢印ｄ方向に回転させることにより起立される。また、１列目の５束は、図２（ｂ）に示す姿勢に待機されている回転ラック２１内に収容されて、回転ラック２１を軸２２を中心に図中矢印ｆ方向に回転させることにより起立される。回転ラック２１の回転方向は、フィルムｆ’の切断部が下を向く姿勢に５束が起立される方向になっている。
【００２４】
このようにして起立された５束から切断された半分のフィルムｆ’を除去する場合、まず、図３に示すように回転ラック２１内に収容されている５束が鉛直方向に延びた軸２３を中心に図中矢印ｅ方向に９０°回転され、図４に示すように５束のうち中央の３束だけが図示しないプッシャにより上方に持ち上げられ、フィルムｆ’が図示の形状に変形される。つまり、５束の両端に位置している１つ目の束と５つ目の束の上方にフィルムｆ’のみの部分が形成される。そして、この２つの部分にフィルム除去機構１８の２本のピン３１、３２が突き刺され、ピン３１、３２を上方に移動することにより、フィルムｆ’が上方に引き抜かれる。
【００２５】
このようにして、５束と分離されたフィルムｆ’は、ピン３１、３２を図中矢印ｇ方向に移動することにより、図示しないフィルム排出部へ移送されて保管される。フィルムｆ’が除去された後のラック２１内の５束は、中央の３束が元の姿勢に戻されて図示しない後段の処理部へ送られる。
【００２６】
図５には、上述したカッタ１４ａを有する切断機構１４、２列目の５束を把持する５個のクランパ１２、プッシャ１６、およびその周辺部材を破封装置１０の右斜め後方から見た斜視図を示してある。ここでは、封Ｆは、図中右方向（矢印ａ方向）から送り込まれる。
【００２７】
２列目の５束を把持する５個のクランパ１２は、破封装置１０のフレーム１０ａに対して固定的に取り付けられている。
【００２８】
切断機構１４のカッタ１４ａは、その上端がスライダ３１に固定されている。スライダ３１は、装置のフロント−リア方向に略水平に延びたレール３２にスライド自在に取り付けられている。レール３２は、フレーム１０ａに固設されている。
【００２９】
スライダ３１は、３つのプーリ３３ａ、３３ｂ、３３ｃに巻回されて張設された無端状のベルト３４に取り付けられている。プーリ３３ａは、正逆両方向に回転可能なカッタモータ３５の回転軸に取り付けられており、駆動プーリとして機能する。
【００３０】
しかして、カッタモータ３５が回転されると、ベルト３４が所定方向に走行され、スライダ３１がレール３２に沿ってスライドされ、カッタ１４ａが装置のフロント−リア方向、すなわち図中矢印ｈ方向に移動される。カッタ１４ａは、レール３２に沿ってフロント側の端部にスライドしたときケース３６に収容される。
【００３１】
また、スライダ３１には、第１および第２センサ４１、４２を取り付けるための取付アーム４４が固設されている。第１および第２センサ４１、４２は、カッタ１４ａの移動方向前方でカッタ１４ａに近接して設けられ、カッタ１４ａとともに移動してカッタ１４ａの前方にある物体を検知する。第１および第２センサ４１、４２は、それぞれ、鉛直方向に延びた光軸を形成した発光部および受光部を有する透過型センサである。
【００３２】
第１センサ４１は、その光軸が、カッタ１４ａの移動経路より、１列目の５束（移動する５束）側に僅かにずれた位置を通るよう、位置決めされて配置されている。また、第２センサ４２は、その光軸が、カッタ１４ａの移動経路より、２列目の５束（固定された５束）側に僅かにずれた位置を通るよう、位置決めされて配置されている。尚、第１センサ４１は、その光軸が第２センサ４２の光軸より装置のフロント側に近い位置を通るように位置決めされている。
【００３３】
つまり、カッタ１４ａが移動してフィルムｆを切断する際、カッタ１４ａの前方に存在する物体を第１および第２センサ４１、４２が検知し、カッタ１４ａが誤って中の紙葉類Ｐを切断してしまうことを防止している。第１センサ４１は、１列目の５束にカッタ１４ａが干渉することを防止する。第２センサ４２は、２列目の５束にカッタ１４ａが干渉することを防止する。
【００３４】
さらに、フレーム１０ａには、レール３２に沿って装置のフロント側に移動されてケースに収容されたカッタ１４ａを検知するセンサ５１、および装置のリア側に移動されたカッタ１４ａを検知するセンサ５２が取り付けられている。
【００３５】
次に、上記構成の破封装置１０の動作を制御する制御系について、図６に示すブロック図を参照して説明する。
【００３６】
破封装置１０の動作を制御する制御部１００には、破封装置１０へ送り込まれる封の搬送方向に沿った長さを検出する検出部１０１、搬送ベルト１１によって搬送された封Ｆを検知して停止させるための停止センサ１０２（検知部）、カッタ１４ａの移動経路にある物体を検知する第１および第２センサ４１、４２、およびカッタ１４ａを装置のフロント側およびリア側端部で検知するセンサ５１、５２が接続されている。停止センサ１０２は、封Ｆの搬送経路上の所定位置に固定的に配置され、搬送ベルト１１を介して搬送された封Ｆを検知して破封装置１０内の所定の処理位置に停止させるためのトリガー信号を出力する。
【００３７】
また、制御部１００には、搬送ベルト１１を正逆両方向に走行させるための搬送モータ１０３、１０個のクランパを動作させるためのクランプモータ１０４、列分割機構１３を駆動するための移動モータ１０５、切断機構１４のカッタ１４ａを移動させるためのカッタモータ３５、およびプッシャ１５、１６が接続されている。
【００３８】
次に、上記制御部１００の動作について、図７乃至図１０に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３９】
初めに、図７を参照して、取り込んだ封Ｆを破封装置１０内の所定の処理位置に停止するまでの動作を説明する。
【００４０】
まず、矢印ａ方向に投入された封Ｆの搬送方向に沿った長さが検出部１０１で検出される（ステップ１）。そして、搬送ベルト１１が正転されて封Ｆが破封装置１０内に送り込まれる（ステップ２）。このとき、ステップ１で検出した封Ｆの長さに基づいて、停止センサ１０２で検知された封Ｆを所定の処理位置へ停止させるまでの搬送量が演算される（ステップ３）。
【００４１】
つまり、封Ｆの中に封入された束Ｔの種類に応じて封Ｆの長さが異なるため、全ての封Ｆを決まった位置で停止させると、後段の列分割機構１３で形成される列の隙間の中心にカッタ１４ａが対峙しなくなる場合がある。このため、本実施の形態では、封Ｆの長さに応じて封Ｆの停止位置を調整し、列の隙間の中心が常にカッタ１４ａに対峙するようにした。
【００４２】
そして、ステップ２で封Ｆの搬送を開始した後、所定の時間内（ステップ４；ＮＯ）に停止センサ５１がＯＮしたことを条件に（ステップ５；ＹＥＳ）、ステップ３で算出した搬送量だけ封Ｆがさらに搬送されて（ステップ６）搬送ベルト１１が停止され（ステップ７）、封Ｆが所定の処理位置に停止される。
【００４３】
尚、ステップ３で算出される搬送量は、正逆いずれの方向であっても良い。また、ステップ１で検出される封Ｆの長さは、例えば、封Ｆに貼り付けられている図示しないラベルを読み取ることで封Ｆの種類を判別し、種類に応じた長さを判定することでも検出できる。
【００４４】
次に、図８および図９を参照して、処理位置に停止した封Ｆのフィルムｆを切断するまでの動作を説明する。
【００４５】
まず、図８に示すように、処理位置に停止された封Ｆの１０個の束Ｔがそれぞれクランパ１２によって把持される（ステップ８）。そして、１列目の５束をクランプしたクランパ１２が列分割機構１３によって移動され、フィルムｆが引き延ばされて列の間に僅かな隙間が形成される（ステップ９）。このとき、列の間に形成される隙間は、カッタ１４ａが挿通可能な程度に比較的狭い隙間で良く、列を分割する動作によってフィルムｆが不所望に長く引き延ばされることがない。尚、ステップ２で列の間に隙間を形成した状態で、隙間の中心にカッタ１４ａが対峙するように、封Ｆの搬送量および列の分割移動量が設定されている。
【００４６】
列の間に隙間を形成した後、装置のフロント側に待機しているカッタ１４ａが移動され（ステップ１０）、列の間の隙間を通過される。このとき、第１および第２センサ４１、４２によってカッタ１４ａの前方に物体があるか否かが監視される（ステップ１１）。そして、第１および第２センサ４１、４２を介して物体を検知しないまま（ステップ１１；ＮＯ）一定時間内（ステップ１２；ＮＯ）にリアセンサ５２によってカッタ１４ａが検知されると（ステップ１３；ＹＥＳ）、カッタモータ３５が停止されて（ステップ１４）カッタ１４ａが停止される。この時点で、フィルムｆが２つに切断される。
【００４７】
そして、今度はカッタモータ３５が逆転されて（ステップ１５）カッタ１４ａが逆方向に移動され、一定時間内（ステップ１６；ＮＯ）にフロントセンサ５１によってカッタ１４ａが検知されたことを条件に（ステップ１７；ＹＥＳ）、カッタモータ３５が停止されて（ステップ１８）カッタ１４ａが停止される。この状態で、カッタ１４ａは、ケース３６内に収容される。尚、カッタ１４ａが逆方向に移動する際にはカッタ１４ａの移動経路上にある物体の有無は監視されることはない。
【００４８】
ところで、ステップ１１で第１および第２センサ４１、４２を介して物体を検知した場合（ステップ１１；ＹＥＳ）、リトライ処理がなされる。
【００４９】
リトライ処理では、図９に示すように、第１センサ４１のみが暗であるか否かが判断され（ステップ２１）、第１センサ４１のみが暗である場合（ステップ２１；ＹＥＳ）、カッタモータ３５が停止された後（ステップ２２）、列分割機構１３が駆動され、列の間の隙間が僅かに広げられる（ステップ２３）。このとき、１列目の５束の移動量は、数ミリ程度であり、第１センサ４１の出力を監視してセンサ出力が明になる程度の移動量とすることが望ましい。
【００５０】
ステップ２３で隙間を広げた後、図８のステップ１０の処理に戻されて、カッタ１４ａが移動を再開される。
【００５１】
一方、図９のステップ２１で第１センサ４１のみが暗ではないことが判断されて（ステップ２１；ＮＯ）、第２センサ４２のみが暗であることが判断されると（ステップ２４；ＹＥＳ）、カッタモータ３５が停止されて（ステップ２５）、カッタモータ３５が逆転され（ステップ２６）、カッタ１４ａが装置のフロント側のケース３６に収容される。
【００５２】
この後、移動モータ１０５が逆転されて列分割機構１３によって１列目の５束が元に戻され（ステップ２７）、クランプモータ１０４が付勢されて１０個のクランパ１２による把持が解除される（ステップ２８）。この時点で、途中までフィルムｆを切断した封Ｆが所定の処理位置に元の状態に戻される。
【００５３】
そして、今度は搬送モータ１０３が逆転されて搬送ベルト１１が僅かに逆行され、封Ｆが僅かに手前側に戻される（ステップ２９）。この後、図８のステップ２の処理に戻されて、１０個のクランパ１２によって封Ｆが再度クランプされる。
【００５４】
尚、図９のステップ２４で第２センサ４２のみが暗ではないことが判断されると、すなわち第１および第２センサ４１、４２ともに暗であることが判断されると（ステップ２４；ＮＯ）、カッタモータ３５が停止されてカッタ１４ａが停止され（ステップ３０）、エラー処理がなされる（ステップ３１）。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によると、封Ｆの搬送方向に沿った長さに基づいて封Ｆの停止位置を調整するため、所定位置に配置されたカッタ１４ａに対して列の隙間を常に対峙させることができる。このため、従来の装置と比較して、列の隙間を小さくでき、フィルム切断後、束Ｔを起立させたとき、フィルムｆの端部が束の下に入り込むことがなくなり、フィルムｆの除去が容易になる。
【００５６】
また、カッタ１４ａの移動経路上にある物体を第１および第２センサ４１、４２で検知してリトライ処理をすることにより、中の紙葉類Ｐを破損することなくフィルムｆを安全に切断できる。当然、カッタ１４ａ前方の物体を検知できるため、列の隙間を必要以上に設けることなくフィルムｆを切断できる。
【００５７】
尚、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。
【００５８】
例えば、上述した実施の形態では第１センサ４１が物体を検知したとき列分割機構１３を動作させて１列目の５束を移動させて隙間を広げるようにしたが、カッタ１４ａを元に戻して、隙間を元に戻し、クランプを解除して、封Ｆを僅かに搬送して停止位置を変更するようにしても良い。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の破封装置は、上記のような構成および作用を有しているので、中の物品を傷付けることなく、包装材を確実に切除できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る破封装置を示す平面図（ａ）、正面図（ｂ）、側面図（ｃ）。
【図２】図１の破封装置に組み込まれた束起立機構による動作を説明するための図。
【図３】図２の束起立機構によって束を回転させている状態を示す図。
【図４】図１の破封装置に組み込まれたフィルム除去機構による動作を説明するための図。
【図５】図１の破封装置の要部の構成を右斜め後方から見た斜視図。
【図６】図１の破封装置の動作を制御する制御系を示すブロック図。
【図７】図１の破封装置による動作を説明するためのフローチャート。
【図８】図１の破封装置による動作を説明するためのフローチャート。
【図９】図１の破封装置による動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１０…破封装置、１１…搬送ベルト、１２…クランパ、１３…列分割機構、１４…切断機構、１４ａ…カッタ、１５、１６…プッシャ、１７…束起立機構、１８…フィルム除去機構、３５…カッタモータ、４１…第１センサ、４２…第２センサ、１００…制御部、１０１…検出部、１０２…停止センサ、１０３…搬送モータ、１０４…クランプモータ、１０５…移動モータ、ｆ…フィルム、Ｆ…封、Ｐ…紙葉類、Ｔ…束。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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