JP5242829B1 - バッグインボックス用投入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の投入装置と比べて、内袋の投入時の引っ掛かりやピンホールの発生を大きく抑えることのできるバッグインボックス用投入装置を提供する。
【解決手段】投入装置１は、外装箱搬送装置３０と、内袋４を投入位置にある外装箱３に向けて搬送する内袋搬送装置１０と、投入時に内袋４の下面側と外装箱３の内面との間に介在する下側案内シート２６と、案内位置と退避位置との間で、下側案内シート２６を進退移動させる下側シート進退部材２７と、を有し、内袋搬送装置１０の下流端近傍に位置して、内袋４を外装箱３内に滑らかに投入して収納させる内袋案内装置２０と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、バッグインボックスの内袋を外装箱内に収納するためのバッグインボックス用投入装置に関する。

流体物が充填された樹脂製の内袋（フレキシブルバッグ）を外装のダンボール箱内に収納したバッグインボックスは、使用後に内袋と外装箱とを容易に分離してリサイクルできるなどの理由から、広く普及している。

また、流体物が充填されたフレキシブルな内袋を外装箱内に自動的に投入して収納するバッグインボックス用の投入装置も従来から提供されている。従来の投入装置は、内袋をベルトコンベアで搬送し、外装箱内に自重により落下させて収納するように構成されている。

しかし、従来の投入装置では、内袋と外装箱との接触より、内袋が途中で引っ掛かって止まってしまったり、内袋が途中で回転して所望の姿勢で収納できないといった問題が発生していた。また、自重により内袋が勢い良く落下すると、内袋の表面が外装箱の内面に接触し、摩擦によりピンホールが形成されてしまうといった問題も発生していた。

このような問題を解消するために、内袋を外装箱の中に滑らかに投下させるための改良を施した投入装置が下記特許文献１〜３に開示されている。特許文献１〜３に開示された投入装置では、ピンホールの発生を防いでスムーズに内袋を外装箱内に収納するために、外装箱を斜めに設置した状態で、内袋を斜めに搬送しながら外装箱内に放出するように構成されている。

特開平６−１３５４０６号公報 特開２００２−３６１７６１号公報 特開２０１２−８６８８２号公報

一般に、バッグインボックスの内袋はポリエチレン（ＰＥ）やナイロン（ＮＹ）等のプラスチック製であり、外装箱はダンボール箱等、紙製の箱が用いられているが、プラスチックフィルムとダンボールとが接触すると比較的大きい摩擦が発生してしまう。

このため、改良した投入装置であっても、投入時に内袋の引っ掛かりやピンホールの発生を完全に抑えることは困難であった。特に、内袋の入口となる上方の開口が横長になった直方体形状の外装箱の場合には、接触摩擦による引っ掛かりやピンホールの発生頻度が大きくなりがちであった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、従来の投入装置と比べて、内袋の投入時の引っ掛かりやピンホールの発生を大きく抑えることのできるバッグインボックス用投入装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るバッグインボックス用投入装置は、内容物が充填されたフレキシブルな内袋を上方開口から外装箱内に投入して収納するバッグインボックス用投入装置において、前記外装箱を前記内袋が投入される投入位置まで搬送する外装箱搬送装置と、前記内袋を上下から挟んで搬送する上側ベルトコンベア及び下側ベルトコンベアを有し、前記内袋を前記投入位置にある前記外装箱に向けて搬送する内袋搬送装置と、前記内袋搬送装置の下流端近傍に位置し、前記内袋を前記外装箱内に滑らかに投入して収納させるための内袋案内装置であって、投入時に前記内袋の下面側と前記外装箱の内面との間に介在する下側案内シートと、前記下側案内シートの先端が前記投入位置にある前記外装箱の内部に位置して前記内袋と前記外装箱との間に介在する案内位置と、前記下側案内シートの先端が前記投入位置にある前記外装箱の外にある退避位置との間で、前記下側案内シートを進退移動させる下側シート進退部材と、投入時に前記内袋の上面側と前記外装箱の内面との間に介在する上側案内シートと、を有する内袋案内装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るバッグインボックス用投入装置によれば、投入時に内袋と外装箱との間に案内シートを介在させることで、内袋を滑らかに外装箱内に投入することができ、引っ掛かりやピンホールの発生を大きく抑えることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る投入装置の側面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るバッグインボックスの構成を示す図である。 図３は、本発明の実施形態に係る投入装置の部分拡大上面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る投入装置の側面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る投入装置の側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るバッグインボックス用の投入装置について説明する。図１は、本実施形態に係る投入装置の側面図である。図２は、本実施形態に係るバッグインボックスの構成を示す図であり、図２（ａ）が正面図、図２（ｂ）が側面図を示している。図３は、本実施形態に係る投入装置の搬送装置の部分拡大上面図である。図４は、本実施形態に係る投入装置の側面図であり、外装ダンボール箱が投入位置にある状態を示す図である。

本実施形態に係る投入装置１は、内容物の充填された内袋（フレキシブルバッグ）４を、空の外装ダンボール箱３内に投入し、図２に示すように、キャップ４Ａが側面に位置する姿勢となるように内袋４を外装ダンボール箱３内に収納する作業を行う。

なお、同図に示すように、本実施形態に係るバッグインボックス２の外装ダンボール箱３は、上面に縦が短くて横が長い横長形状の開口を備えた直方体形状であり、上方開口の厚み（縦方向の長さ）が小さいため、立方体形状のバッグインボックスと比べて、内袋４を外装ダンボール箱３内に投入する際の接触摩擦が生じやすい。

具体的には、外装ダンボール箱３のフラップ３Ａを除いた本体のサイズは、縦105mm、横393mm、高さ292mmであり、内袋４のサイズは、縦70mm、横470mm、高さ390mmである。なお、内袋４の容量は2.5ガロンである。

図１に示すように、投入装置１は、筐体６と、内袋搬送装置１０と、内袋案内装置２０と、外装箱搬送装置３０とを備えている。筐体６は、フレーム構造であり、投入装置１を構成する各部材を所定の位置に支持している。なお、図１において、筐体６は、破線で示している。

内袋搬送装置１０は、流体物が充填された状態のフレキシブルな内袋４を、キャップ４Ａが側端に位置するように横に寝かせた状態で外装ダンボール箱３へ向けて搬送する装置である。内袋搬送装置１０は、内袋４が搬送される経路である内袋搬送路６０の上側に位置する上側搬送装置１１と、内袋搬送路６０の下側に位置する下側搬送装置１３とを備え、上側搬送装置１１と下側搬送装置１３のとの間に内袋４を挟んで搬送する。

内袋搬送路６０は、外装ダンボール箱３側となる下流側が低い傾斜路となっており、本実施形態での傾斜角は20°である。よって、上側搬送装置１１及び下側搬送装置１３も20°傾斜して設置されている。

上側搬送装置１１及び下側搬送装置１３は、ベルトコンベアであり、上側搬送装置１１は、複数のローラー１１２によって巡回可能に張架された無端ベルト１１１と、無端ベルト１１１を巡回させる駆動力を生成する駆動モータ１１５とを備えている。下側搬送装置１３は、複数のローラー１３２によって巡回可能に張架された無端ベルト１３１と、無端ベルト１３１を巡回させる駆動力を生成する駆動モータ１３５とを備えている。

なお、上側搬送装置１１及び下側搬送装置１３の搬送速度はそれぞれ独立して変更可能に構成されている。よって、内袋４や外装ダンボール箱３のサイズや形状、内袋４のキャップ４Ａの位置に合わせて適宜搬送速度を調整することで、良好な収納を実現できる。

特に、バッグインボックス２では、収納時に内袋４のキャップ４Ａを所定の場所に位置させる必要があるが、内袋４が内袋搬送装置１０から放出される際に上側搬送装置１１と下側搬送装置１３との搬送速度を異ならせることで、内袋４を所望の方向に回転させ、確実にキャップ４Ａを所望の場所に収納させることが可能となる。

本実施形態では、上側搬送装置１１の無端ベルト１１１の幅は175mm、下側搬送装置１３の無端ベルト１３１の幅は195mmであり、下側搬送装置１３のほうが若干幅広になっている（図３参照）。このように、ベルトコンベアである搬送装置１１，１３の横幅が、内袋４の搬送時の寝かせた状態の横幅（上述した470mm）よりも大分小さいので、内袋４のキャップ４Ａは、搬送装置１１，１３により挟まれない領域を通過する。

内袋案内装置２０は、内袋搬送装置１０によって運ばれてきた内袋４が下流側端部から自重により落下して外装ダンボール箱３内に投入される際に、内袋４が滑らかに外装ダンボール箱３内に収納されるように案内する部材である。

内袋案内装置２０は、内袋搬送路６０の上側に位置する上側案内装置２１と、内袋搬送装置６０の下側に位置する下側案内装置２５と、内袋搬送路６０の両脇に設置され、内袋４の横幅を狭めるためのシューター２９とを備えている。

上側案内装置２１及び下側案内装置２５は、内袋４と外装ダンボール箱３との間に介在して、内袋４の表面と外装ダンボール箱３の内面との接触を減らし、両者の接触摩擦による引っ掛かりやピンホールの発生を大きく抑えるように機能する。

上側案内装置２１は、内袋４の投入時に内袋４の上面側と外装ダンボール箱３の内面との間に介在する上側案内シート２２を備えている。本実施形態における上側案内シート２２は、摩擦係数の小さいポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））製の長方形状のシートである。上側案内シート２２の幅は、上側搬送装置１１の無端ベルト１１１の幅とほぼ同じである。

上側案内シート２２は、内袋４と外装ダンボール箱３との間に介在する案内位置と、介在することのない退避位置と間で移動可能なように、シート後端部を回動軸にしてシート全体が回動可能に支持されて設置されている。上側案内シート２２の後端側は、上側搬送装置１１の下流端近傍の上方において回動可能に支持されている。

上側案内シート２２が案内位置にあるときは、図１等に示すように、シート先端が内袋搬送路６０の下流側に上方から飛び出した状態となっている。一方、図１に示すように、上側案内シート２２が案内位置に突出した状態でも、後述する突上部材３５により投入位置に突き上げられていない外装ダンボール箱３には、フラップ３Ａが上方に突出していたとしても接触しない。

よって、上側案内シート２２を案内位置に突出させたまま外装ダンボール箱３の搬送が可能であるため、通常、上側案内シート２２は案内位置に位置したままとなっている。

なお、上側搬送装置１１と上側案内装置２１は、一体となって垂直方向に移動可能に構成されている。上側搬送装置１１を移動させることで、上側搬送装置１１と下側搬送装置１３との間隔を可変し、種々の大きさの内袋４を搬送可能である。

下側案内装置２５は、内袋４の投入時に内袋４の下面側と外装ダンボール箱３の内面との間に介在する下側案内シート２６と、下側案内シート２６を案内位置と退避位置との間で進退移動させる下側シート進退部材２７とを備えている。

下側案内シート２６は、上側案内シート２２と同じくポリテトラフルオロエチレン製の長方形状のシートである。下側案内シート２６の幅は、上側搬送装置１１の無端ベルト１３１の幅とほぼ同じである。

下側シート進退部材２７は、スライド機構２７１を備えており、内袋４と外装ダンボール箱３との間に介在する案内位置と、案内位置から内袋搬送路６０の上流方向へ退避した位置である退避位置との間で、下側案内シート２６をスライド移動させる。

このスライド移動は、下側搬送装置１３の下側において内袋搬送路６０と略平行に行われる。下側案内シート２６が案内位置にあるときは、図４等に示すように、シート先端が内袋搬送路６０の下流側に下方から飛び出した状態となっている。一方、下側案内シート２６が退避位置にあるときは、図１に示すように、シート先端が内袋搬送路６０から退いた状態となっている。

シューター２９は、内袋搬送路６０を搬送される内袋４の横幅を規制する案内部材であり、内袋搬送路６０の両側に壁板として設置されている。図１、図４及び図５では、シューター２９を破線で示している。シューター２９は、内袋４が投入位置に近づくにつれて横幅が狭くなるように規制しており、両側のシューター２９の間隔が投入位置に近づくにつれて狭くなるように、上方から見ると逆ハの字形状になっている（図３参照）。

上述したように、内袋４の横幅は、外装ダンボール箱３の横幅よりも大きいので、シューター２９によって内袋４の横幅をいったん縮めてから投入することで、滑らかに内袋４を外装ダンボール箱３内に収納させることができる。

外装箱搬送装置３０は、外装ダンボール箱３を内袋４の投入位置へと搬送する装置であり、図１において、紙面に垂直な方向、すなわち手前側から奥側へと順次外装ダンボール箱３を搬送する。

外装箱搬送装置３０は、外装ダンボール箱３の下面に当接する複数の下面搬送ローラー３１と、下面搬送ローラー３１を回転駆動させる駆動モータ３２と、外装ダンボール箱３の側面に当接する複数の側面搬送ローラー３３と、側面搬送ローラー３３を回転駆動させる駆動モータ３４と、突上部材３５と、停止部材３８とを備えている。

下面搬送ローラー３１は、外装箱搬送経路に沿って多数設置されており、側面搬送ローラー３３も外装箱搬送経路に沿って多数設置されている。本実施形態では、開口部を真上にして外装ダンボール箱３を垂直に立てた状態ではなく、垂直状態から内袋搬送装置１０側に40°寝かせた傾斜状態で外装ダンボール箱３を搬送している。

このため、下面搬送ローラー３１も水平状態から40°傾斜させた状態、側面搬送ローラー３３も垂直状態から40°傾斜させた状態で設置されている。このように、外装ダンボール箱３を40°寝かせることで、外装ダンボール箱３内に投入された内袋４は、真下に垂直に落下するのではなく、外装ダンボール箱３の側面に沿って傾斜方向に落下することになり、外装ダンボール箱３と内袋４との接触の際の衝撃を抑えることができる。

突上部材３５は、下面搬送ローラー３１に下面が接した状態の外装ダンボール箱３を、内袋４が投入される投入位置に位置するように、側面搬送ローラー３３に沿って斜め上方に突き上げる部材である。突上装置３５は、突き上げ方向にスライドするスライド機構３５１を備えており、空の外装ダンボール箱３を投入位置まで突き上げ、内袋４が収納されると、下面搬送ローラー３１の位置まで外装ダンボール箱３を引き下げる。

停止部材３８は、外装箱搬送経路上を搬送されてくる空の外装ダンボール箱３を突上部材３５の位置で停止させるための部材である。停止部材３８は、当接部材を外装箱搬送経路に飛び出させて、外装ダンボール箱３に接触させることで停止させる。内袋４が収納された外装ダンボール箱３が引き下げられてくると、停止部材３８は外装箱搬送経路から退避して、外装ダンボール箱３は下流側に搬送される。

ここで、外装ダンボール箱３と内袋案内装置２０との位置関係について図１及び図４等を参照しながら説明する。図１は、外装ダンボール箱３が投入位置に突き上げられておらず、上側案内シート２２が案内位置、下側案内シート２６が退避位置にある状態を示している。この状態では、外装ダンボール箱３は、フラップ３Ａを含めて上側案内シート２２及び下側案内シート２６と接触しない位置にある。このため、外装ダンボール箱３は、下面搬送ローラー３１上を自在に搬送させることができる。

図４は、外装ダンボール箱３が突上部材３５により投入位置に突き上げられ、上側案内シート２２及び下側案内シート２６が共に案内位置にある状態を示している。この状態では、下側案内シート２６は、その先端が外装ダンボール箱３内にフラップ３Ａを除く本体上端（開口端部）から150mm程度の位置まで挿入された状態となっている。また、上側案内シート２２は、その先端が外装ダンボール箱３内の本体上端（開口端部）よりも若干（10mm程度）下側の位置まで挿入された状態となっている。

なお、下側案内シート２６を外装ダンボール箱３内に挿入させる長さは、開口端部から100mm以上であるのが望ましい。内袋４は自重により外装ダンボール箱３内に投入され、内袋４の下面側が外装ダンボール箱３の内面と強い力で接触するため、なるべく広い範囲で下側案内シート２６を介在させるためである。但し、挿入される長さが長くなると、内袋４の収納後に下側案内シート２６を引き出しにくくなるため、内袋４の重量等を考慮して挿入長さを決める必要がある。

また、内袋４の上面側は、下面側に比べると接触力が弱いため、上側案内シート２２は、下側案内シート２６のように広い範囲で介在しなくても良い。本実施形態では、投入位置において外装ダンボール箱３が垂直状態から内袋搬送装置１０側に40°傾斜した状態となっているため、通常、内袋搬送装置１０から下流側に放出される内袋４は、その上面側の外装ダンボール箱３の開口端部に強い力で接触することになる。このため、案内位置にある上側案内シート２２は、投入位置にある外装ダンボール箱３の開口端部と内袋４の上面側との間に少なくとも介在するように構成すれば良い。

以上、本実施形態に係る投入装置１の構成について説明したが、続いて、図５を参照しながら、フレキシブルな内袋４が外装ダンボール箱３内に投入される際の作用について説明する。図５は、本実施形態に係る投入装置の側面図であり、内袋が外装ダンボール箱内に投入される際の状態を示す図である。

投入装置１において、内袋４が外装ダンボール箱３内に投入される際には、図４に示したように、空の外装ダンボール箱３が投入位置にあり、上側案内シート２２及び下側案内シート２６が共に案内位置にあるように準備され、この状態で内袋搬送路６０を搬送されてきた内袋４が、内袋搬送装置１０の下流端から外装ダンボール箱３へと放出される。

放出された内袋４は、自重により外装ダンボール箱３内へと落下していく。このとき、図５に示すように、内袋４の下面側と外装ダンボール箱３の内面との間には、略上側半分において下側案内シート２６が介在するため、内袋４と外装ダンボール箱３との接触摩擦による引っ掛かりやピンホールの発生を防ぐことができる。

また、内袋４の上面側と接触しやすい外装ダンボール箱３の開口端部と内袋４との間には、上側案内シート２２が介在するため、これらの接触摩擦による引っ掛かりやピンホールの発生も防ぐことができる。

以上、詳細に説明した本実施形態によれば、バッグインボックス２の内袋４を外装ダンボール箱３内に投入する際に、摩擦係数の小さい素材で生成された案内シート２２，２６を内袋４と外装ダンボール箱３との間に介在させることで、両者の接触摩擦を大幅に軽減し、引っ掛かりやピンホールの発生を大きく抑えることができる。

また、下側案内シート２６は、下側シート進退部材２７により内袋４を外装ダンボール箱３内に投入する度に案内位置と退避位置との間を進退移動させられるので、外装ダンボール箱３の搬送の障害になることなく、投入装置１における投入速度を低下させずに高速で滑らかな投入が可能となる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、投入装置を構成する各部材の形状やサイズ、材料等は適宜変更できることは言うまでもない。

また、上記実施形態では、内袋案内装置として、上側案内装置と下側案内装置の双方を設置しているが、少なくとも下側案内装置を設置しておけば良い。内袋と外装ダンボール箱との接触による衝撃は、自重により落下する内袋の下面側と外装ダンボール箱との接触のほうが通常は大きくなるので、少なくとも下側案内装置を設置しておけば、接触摩擦による引っ掛かりやピンホールの発生を大きく抑えることができる。

また、上記実施形態では、投入位置において外装ダンボール箱が垂直状態から内袋搬送装置側に40°傾斜した状態となるように構成しているが、この傾斜角度も適宜変更可能である。但し、傾斜角度が小さくなると内袋がより垂直方向に落下することになるので望ましくない。また、傾斜角度が大きくなると、内袋が外装ダンボール箱の途中で引っ掛かって底面まで到達できなくなる。よって、傾斜角度は、15〜50°であることが望ましく、より好ましくは、30〜45°であることが望ましい。

また、上記実施形態ではあ、案内シートの材料としてポリテトラフルオロエチレンを用いているが、低摩擦係数の他の材料を適宜用いることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン以外のナフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂や他の合成樹脂を用いることができる。

１ 投入装置
６ 筐体
１０ 内袋搬送装置
１１ 上側搬送装置
１３ 下側搬送装置
２０ 内袋案内装置
２１ 上側案内装置
２２ 上側案内シート
２５ 下側案内装置
２６ 下側案内シート
２７ 下側シート進退部材
２９ シューター
３０ 外装箱搬送装置
３１ 下面搬送ローラー
３２ 駆動モータ
３３ 側面搬送ローラー
３４ 駆動モータ
３５ 突上部材
３８ 停止部材
６０ 内袋搬送路
２ バッグインボックス
３ 外装ダンボール箱
３Ａ フラップ
４ 内袋
４Ａ キャップ

Claims (3)

1. 内容物が充填されたフレキシブルな内袋を上方開口から外装箱内に投入して収納するバッグインボックス用投入装置において、
   前記外装箱を前記内袋が投入される投入位置まで搬送する外装箱搬送装置と、
   前記内袋を上下から挟んで搬送する上側ベルトコンベア及び下側ベルトコンベアを有し、前記内袋を前記投入位置にある前記外装箱に向けて搬送する内袋搬送装置と、
   前記内袋搬送装置の下流端近傍に位置し、前記内袋を前記外装箱内に滑らかに投入して収納させるための内袋案内装置であって、投入時に前記内袋の下面側と前記外装箱の内面との間に介在する下側案内シートと、前記下側案内シートの先端が前記投入位置にある前記外装箱の内部に位置して前記内袋と前記外装箱との間に介在する案内位置と、前記下側案内シートの先端が前記投入位置にある前記外装箱の外にある退避位置との間で、前記下側案内シートを進退移動させる下側シート進退部材と、投入時に前記内袋の上面側と前記外装箱の内面との間に介在する上側案内シートと、を有する内袋案内装置と、
   を備えることを特徴とするバッグインボックス用投入装置。
2. 前記上側案内シートは、投入時に前記内袋の上面側と前記投入位置にある前記外装箱の開口端部との間に少なくとも介在するように設置されている特徴とする請求項１記載のバッグインボックス用投入装置。
3. 前記上側ベルトコンベア及び前記下側ベルトコンベアは、下流側が低くなるように傾斜して設置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のバッグインボックス用投入装置。

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