JP2006500301A - 物の積重ね及び積降し装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、特定ボックス内の物品（８）を取扱う装置であって、物品（８）の積重ねまたはスタック（４）からの物品（８）の積降しを行なうための、物品（８）のスタック（４）のリフト手段（１０、１２）と物品（８）のコンベア手段（６）との間に配置されたスタッキングホイール（１）を有する装置に関する。スタッキングホイール（１）が回転するとき、その回転方向に従って、物品（８）がコンベア手段（６）からリフト方向（１０、１２）のスタック上に移動されるか、これとは逆に移動される。スタッキングホイール（１）は、その周囲に分散配置された対をなす保持板を有し、該保持板には旋回フィンガが取付けられている。旋回フィンガは、スプリングによりこれらの作動位置に押圧されており、この作動位置において保持板の表面上に突出し、かつ物品（８）がスタッキングホイール（１）により移動されるときに物品（８）の受入れ開口内に嵌合される。

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前提部に記載の特徴を備えた装置に関する。

プラスチックボックスは、特に、食料品分野だけでなく非食料品分野でも、商品の搬送に広く使用されている。これらのボックスの寸法は、例えば６００×４００×１８０ｍｍであり、他のボックスのサイズは例えば４００×３００×１８０ｍｍである。

特に郵便集配センタおよび商品倉庫では、毎日１００，０００個までのこれらのボックスが集配されている。これは一般に夜間に行なわれ、かなりの労力、人手および時間コストが嵩むものである。

通常、約２ｍまでの高さをもつボックス・スタックは、配給されかつ荷積み（ローディング）のために個々のコンベアベルトに供給されなくてはならない。商品の発注があると、ボックスは商品倉庫から個々に取出され、かつ命令通りに再び２ｍの高さまで積重ねられる。郵便集配センタについても、これと同じことがいえる。

現在のところ、これらのボックスの積重ねおよび積降しが行なえかつ例えば１８００個／時間以上の処理能力をもつシステムは全く存在しない。

既知のシステムは積重ねまたは積降しのいずれかが行なえるに過ぎず、積重ねおよび積降しの両方が行なえる装置は知られていない。

また、既知の装置の１つの欠点は、ボックスの取扱いが非常にぎくしゃくしており、従って高い加速度ピークが生じるため、これらの装置は、特に食料品の分野または敏感物品（例えばクリスマスツリーの装飾品）の搬送に使用することはできない。また、長い経路を通さなくてはならないことも既知の装置の欠点である。

しかしながら、積重ねを行なう既知の装置および積降しを行なう既知の装置では、他の問題も存在する。積降されるボックスの取出しを非常に迅速に行なわなくてはならないため、従来の所望の処理能力では、商品へのダメージを必ずしも防止することはできない。従って、既知の装置はまた、最高１８００個／時間のボックス処理能力が得られるように設計されている。

特許文献１および２には、板状物品を上下に積重ねる装置が開示されている。これらの既知の装置では、板状物品（バッテリプレート）は、スタッキングホイールを用いて上下に積重ねられる。スタッキングホイールは、共通軸線の回りで同期して回転する２つの対向キャリヤを有している。対向キャリヤには、これらのキャリヤの間の空間内に突出する爪が設けられており、該爪が、積重ねるべき板状物品をグリップする。このため、これらの爪は、積重ねるべき板状物品をグリップできる、キャリヤ間の空間内に突出する位置へと旋回できるようにキャリヤ上に枢着されている。板状物品が、既に形成されている幾つかの板状物品のスタック上または該スタックのキャリヤ上に堆積されるとき、爪は進行しかつ旋回して開かれ、板状物品をスタック上に堆積する。
英国特許ＧＢ ８４５２１１ Ａ号明細書 欧州特許ＥＰ ９４７６ Ｂ１号明細書

本発明の目的は、冒頭に述べた形式の装置であって、特に上述の形式のボックスの積重ねおよび積降しの両方に使用できる装置を開発することにある。

上記目的は、特許請求の範囲の請求項１に記載の特徴を有する装置により達成される。

本発明の特許請求の範囲に記載の装置の好ましくかつ有利に発展させたものが、従属請求項の要旨である。

本発明は、例えば上記特許文献２から知られているスタッキングホイールの実証された原理の発展に基いている。この原理は、円運動によって短経路が可能となり、このため、周速度が最小になりかつボックス内に搬送される商品の運動が注意深く行なわれるという重要な長所をもたらす。

本発明の特許請求の範囲に記載の装置は、広範囲の処理能力を制御できる。また、これは、コンベア工学（個々のボックスおよびボックススタックの配給および取出し）に要求される全速度範囲について適応できる。例えば、１００〜２８００個／時間の範囲内のボックスを制御できる。

一実施例では、商品の注意深い搬送の他の改善が達成され、かつスタッキングホイール上のボックスの運動の上死点直後の領域に生じる積降し中のボックスの搬送により、商品へのダメージが防止される。これにより、この瞬間にボックスがほぼ水平に移動しかつ運動の垂直成分が極めて小さくなる点で優れている。この構成により、スタッキングホイールのボックスの搬送に必要とされる、取出しベルトによる水平加速力は極めて小さくて済む。

本発明の一実施例では、互いに隣接してスタッキングホイール上に配置された幾つかの旋回フィンガを備えた保持板を設けることも有利であり、これにより、受入れ位置が同一でないボックスの積重ねまたは積降しが可能になる。これにより、異なるサイズをもつボックスについて、リセッティングを行なうことなくシステムの連続作動が可能になるという長所が得られる。

ボックスを保持する旋回フィンガの制御は、旋回フィンガが適正時点でこれらの作動位置に（または作動位置から）移動されることを確保する傾斜板（ｒａｍｐ ｓｈｅｅｔｓ）を使用して行なわれる。また、これにより、旋回フィンガがコンベアベルトによるボックスの取出しを妨げないことも確保される。

この実施例では、ボックスへのダメージも防止される。旋回フィンガは、次のボックスが受入れ位置を占めるまで、傾斜板すなわち制御板により保持される。

本発明の装置は、少なくとも１つのリフトテーブルを備えたスタッキング装置と組合わせるのが好ましい。これにより、この時点で、ボックスの積降しを行なうべきスタックの最上方のボックスが取出し位置に配置されることが確保される。

また、リフトテーブルを設けると、ボックスが積降されているときでも他のスタックを装置に導入できる点で有利である。ボックスを積降すことにより上方のスタックが取出されるやいなや、既に挿入されているスタックが、積降しが妨げられることなく連続される程度まで上昇される。２つのリフトテーブルを備えた実施例が特に有利である。持上げられたスタックの積降しの開始後に、下方のリフトテーブルが下降され、かつ上方のリフトテーブル上にあるスタックからのボックスの積降し中に、下方のテーブルがボックスの下方のスタックを受入れる。ボックスのこのスタックが上方のリフトテーブルに搬送されるやいなや、下方のリフトテーブルが初期位置に戻されて、次のスタックの供給を待機する。従って、スタックの供給を行なうための本発明の装置では、例えば、もはや上方テーブルにボックスが積重ねられていなくなるやいなや、下方のリフト装置がスタックを持上げてこれを上方のリフト装置上に搬送すべく相互作動するように、２つのリフト装置をリフトテーブルの形態に組合せるのが有利である。

本発明の装置は、ボックスの積重ねおよび積降しを行なう例を用いて最初に説明しかつ以下の実施例でも説明するが、本発明の装置は任意の物品の積降しおよび積重ねにも基本的に適していることを指摘しておく。かくして、積重ねられた状態で配給される例えば建築部品のような他の部品を積降して、更に加工および処理を行うのにも使用できる。同様に、仕上げられた部品を、本発明の装置により積重ねることができる。

しかしながら、好ましい用途は、商品の搬送を意図したボックスの積重ねおよび積降しを行なうことである。

本発明の他の詳細、長所および特徴は、ボックスの積重ね／積降しを行なうべく設計された本発明の特許請求の範囲に記載の装置の一例について述べる以下の説明から明らかになるであろう。

図１および図２に示す実施例では、本発明の特許請求の範囲に記載された、スタッキングホイール１を備えた装置が、一方では、ボックスのスタック４の配給および取出しを行なうコンベアベルト２と、他方では、個々のボックス８の配給および取出しを行なうコンベア装置６との間に配置されている。詳細に後述するスタッキングホイール１に加え、本発明の装置は、ボックスのスタッキング４の配給および取出しを行なうコンベア２の一端に、スタック４の最上方ボックスが取出し位置に配置されるようにボックスのスタック４を上昇させるための交互（図２および図４）に作動する２つのリフト装置を有している。

この点に関し、別々のボックス８用のコンベアベルト６は、この実施例ではスタッキングホイール１の軸線の高さ位置に配置されているが、ボックス８の運動の上死点の直後にボックス８を受入れるべく前記位置より高く配置できることも指摘しておく。

図３には、スタッキングホイール１が、互いに鏡像対称関係に配置された本質的に星型の２つのディスク１４を有し、かつ各星型ディスクの６つのアーム１６の各々にボックス８の保持装置１８が設けられていることが示されている。保持装置１８は、星型ディスク１４のアーム１６の端部に支持された保持板２０を有している。保持板２０は軸２６を介してホイール２４に連結されている。各ディスク１４の各アーム１６のホイール２６は、無端要素２２を介して相互に連結されておりかつホイール２８にも連結されている。しかしながら、ホイール２８は、スタッキングホイール１の回転軸線３と同心状に配置されかつフレームに取付けられており、従ってスタッキングホイール１と一緒には回転しない。無端要素２２に張力を付与するため、テンショニングローラ３０が星型ホイールの１つのアームに配置されている。

また、スタッキングホイール１を回転させる駆動モータ３２が設けられている。

この構成により、スタッキングホイール１が駆動モータ３２によりその軸線３の回りで回転されるとき、星型ディスク（アーム・スター）１４の各アーム１６に設けられた保持板２０は、常時水平に整合した状態に維持される。

ボックスのスタック４が供給される装置の側部には、２つのリフトテーブル１０、１２が設けられている。一方のリフトテーブル１０の下端位置は、コンベア２の端部の高さにある。第二リフトテーブル１２（図４）は、第一リフトテーブル１０により上昇されているスタック４を受入れて、該スタック４を、最上方にあるボックス８が取出される位置へと移動させるように設計されている。このため、最上方のボックス８を検出しかつ第二リフトテーブル１２の運動を制御する少なくとも１つのセンサが設けられており、該センサは、最上方のボックス８が、スタック４からの取出しまたはスタック４上への載置が正しく行なえる、スタッキングホイール１に対する位置を占めるようにする。

第二リフトテーブル（上方リフトテーブル）１２により上昇されているボックスのスタック４が積降されていて、従ってもはや第二リフトテーブル１２上に全くボックスが存在しない場合には、第一リフトテーブル（下方のリフトテーブル）１０は、ボックスのスタック４が第二リフトテーブル１２により受入れられる程度までスタック４を上昇させ、これにより、積降したときに本質的に連続的な作動モードが行なえるようにする。

他のコンベア６により個々に供給されるボックス８を積重ねる場合には、２つのリフトテーブル１０、１２を備えたリフト装置は、逆の作動を行なって積重ねる。

特に図４および図６には、スタッキングホイール１の各星型ディスク（ホイール・スター）１４内に１つの制御板４０が設けられているのが示されており。各制御板４０は、保持板２０（図６）に設けられた旋回フィンガ４２を付勢するためのガイドおよびコントローラとして使用される。

保持板２０の旋回フィンガ４２は、該フィンガ４２が２つのホイール・スター１４の間の空間内に突出する作動位置（図７）から、非作動位置（図８）へと旋回して戻ることができる。ここで、図９および図１０に示すように、各旋回フィンガ４２にはリーフスプリング４４が割当てられており、旋回フィンガ４２を図７に示す作動位置に押圧している。

旋回フィンガ４２はカセット４６内に保持されており、シリンダピン４８を介して旋回されるようにカセット４６内に支持されている。カセット４６は２つのねじ５０を用いてスタッキングホイール１の保持板２０に取付けられ、一方のねじ５０が、リーフスプリング４４を図９および図１０に示す位置保持する。

例えば図６に示すように、各保持板２０には幾つかの旋回フィンガ４２が設けられており、これにより、各保持板２０は、異なるサイズのボックス８または旋回フィンガ４２用の側部受入れ開口５４の異なる配置に適合できる。

この構成により、側面ガイド板（制御板）４０の外側に位置する保持板２０の旋回フィンガ４２は、図７に示すこれらの作動位置に旋回され、逆に、側面ガイド板４０の領域内に位置する全ての保持板２０は図８に示す位置に戻される。

かくして、入口／出口縁（制御板４０の上縁部）５６の選択および配置により、旋回フィンガ４２が出入りする時点および位置が決定される。

突出した旋回フィンガ４２はボックス８を個々にグリップし、かつボックス８の積降しの例を用いて、第二リフトテーブル１２により上昇されているスタック４の端部からボックス８を持上げる。ボックス８は、出口コンベアベルト６上に個々に載せられるまで、図２で見て時計回り方向に回転するスタッキングホイール１により移動される。ここで、側面ガイド（制御板）４０の入口／出口縁５６の配置は、旋回フィンガ４２が設けられた保持板２０が、積降すべきボックス８の領域内に配置されたときに、旋回フィンガ４２が図７に示した作動位置に突出するように選択される。これは、ボックス８の保持フィンガとして使用される旋回フィンガ４２が両側面ガイド板４０の間に配置されているため、スタック４の下方に位置するボックスに接触しないことを意味している。

また、側面ガイド４０の入口／出口縁５６のこの配置は、ボックス８が個々に出口コンベアベルト６上に押付けられたときには、旋回フィンガ４２がボックス８から離されることを確保する。

論理的に、旋回フィンガ４２は、コンベアベルト６により別々に配給されたボックス８を積重ねるための本発明の装置が使用されるときに、旋回フィンガの作動位置に出入りするように移動される。この場合、スタッキングホイール１は、反時計回り方向（図１および図２で見て）に回転する。

旋回フィンガ４２の幾何学的態様が図１１に再び示されている。図１１は、ボックス８と接触する旋回フィンガ４２の上端面６０が部分円筒面４２であり、従って旋回フィンガ４２の先端部６２が部分円経路６４に沿って移動され、このため、フィンガが引っ込むときの挟み（ピンチング）効果を防止する入口曲線が形成されることを示している。また、旋回フィンガ４２の下向き面６６、従って、側面ガイド４０の入口／出口縁５６と接触して旋回フィンガ４２を図１１および図７に示す位置から図８に示す準備位置へと旋回させる面が湾曲状に形成され、これにより、入口／出口縁５６に対する制御縁として使用されるこの面６６を容易に移動できる。

図１１には、旋回フィンガ４２が支持されているカセット４６内に、旋回フィンガ４２が図１１および図７に示す位置より更に突出することを防止するための他の板７０が設けられているところが示されている。旋回フィンガ４２の旋回可能性を制限する他の任意の形式、例えば保持板２０のスロット７２を、同じ機能をもつように形成することも考えられる。

これにより、ボックス８が分離従って積降しのためにスタック４から取出されるか、逆にスタック４の頂部に置かれる場合に、取出しフィンガとして使用される旋回フィンガ４２が、積重ねまたは積降すべきボックス８の側面の受入れ開口５４内に確実に嵌合することが確保される。

本発明の装置を使用することにより、現代の物資運用システムで一層頻繁に使用されておりかつ商品の集配、貯蔵または発注に再使用されるボックスの積重ねおよび積降しができることは明白である。モジュラボックスマニピュレータとして作られた本発明の装置によれば、積重ねおよび積降しを、６００×４００ｍｍまたは４００×３００ｍｍのサイズをもつボックス用システムで行なうことができる。本発明の装置を使用すると、スタッキングホイールにより、低周速度であると同時に非常に高い処理能力を達成できる。スタッキングホイールにより、サイクル間の短い経路が定められる。かくして、例えば２５００個／時間までの６００×４００ｍｍの寸法をもつボックスおよび５０００個／時間までの小型（４００×３００ｍｍ）ボックスの積重ねおよび積降しが可能である。

要するに、本発明の一実施例は次のように説明できる。

物品（特にボックス８）の取扱い、すなわち物品の積重ねおよびスタック４からの物品の取出しを行なう装置は、物品８のスタック４のリフト手段１０、１２と、物品８のコンベア手段６との間に配置されたスタッキングホイール１を有している。スタッキングホイール１が回転するとき、その回転方向に基いて、物品８がコンベア手段６からリフト方向１０、１２のスタック４上に移動される。スタッキングホイール１は、該ホイールの周囲に分散配置された対をなす保持板２０（これらの上に旋回フィンガ４２が支持されている）に当接する。旋回ホイール４２はスプリング４４により作動位置に押圧されており、作動位置では、旋回フィンガは保持板２０の対向面上に突出して、物品８がスタッキング１により移動されるときに物品８の受入れ開口５４内に嵌合する。制御板４０はスタッキングホイール１に割当てられかつ制御板４０の出口縁５６と旋回フィンガ４２の下向き凹状面６６とを係合させ、旋回フィンガ４２を準備位置（準備位置ではフィンガは保持板２０上に突出しない）に旋回させる。物品８の受入れ開口５４が座す旋回フィンガ８の上向き面６０は凸湾曲部分円筒状ジャケット面である。この装置では、高い作動速度で物品の注意深い取扱いが可能であり、このことは、デリケートな物品が入れられるボックス８にとって特に有利である。

積重ね／積降しを行なう本発明の特許請求の範囲に記載の装置を示す斜視図である。 図１の装置を他の方向から見た図面である。 スタッキングホイールを示す拡大図である。 積降されるボックスに関連するリフト装置を備えたスタッキングホイールを示す図面であり、個々の部品は省略されている。 スタッキングホイール上のボックスの保持装置を示す詳細図である。 スタッキングホイールへの制御ディスクの割当てを示す図面である。 スタッキングホイールが作動位置にあるときに、スタッキングホイールの保持板面に突出した旋回フィンガを示す拡大図である。 図７の位置から準備位置に引っ込んだ旋回フィンガを示す図面である。 旋回フィンガの細部を示す図面である。 旋回フィンガを収容したユニットを示す図面である。 旋回フィンガの運動の幾何学的態様を示す図面である。

Claims (19)

1. 物品（８）のスタック（４）の端部が割当てられるスタッキングホイール（１）と、個々の物品（８）をスタッキングホイール（８）上に供給する供給装置（６）とを有し、スタッキングホイール（１）には、積重ねまたは積降しすべき物品（８）の受入れ装置（１８）が設けられている、物品（８）をスタック（４）から分離させまたはスタック（４）に合体させるための物品取扱い装置において、スタッキングホイール（１）には物品（８）のための幾つかの保持手段（２０）と、カップリング手段（４２）とが設けられ、物品（８）が保持手段（２０）に割当てられるときに、保持手段（２０）がカップリング手段（４２）により１つの物品（８）に固定されることを特徴とする物品取扱い装置。
2. 前記保持手段は保持板（２０）を有していることを特徴とする請求項１記載の物品取扱い装置。
3. 少なくとも２つの旋回フィンガ（４２）が、各保持板（２０）上で旋回できるように支持されていることを特徴とする請求項２記載の物品取扱い装置。
4. 前記スタッキングホイール（１）は、特に星型の２つの板（１４）を有し、保持板（２０）は、スタッキングホイール（１）の外周部で回転できるように支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
5. 前記板（１４）の星型アーム（１６）の端部には、１箇所に１つの保持板（２０）が枢着されていることを特徴とする請求項４記載の物品取扱い装置。
6. 前記保持板（２０）にはローラ（２４）が剛着されており、これらの全てのローラ（２４）およびスタッキングホイール（１）の回転軸線（３）に同心状にフレームに取付けられたローラ（２８）には、無端要素（２２）が巻掛けされていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
7. 前記無端要素（２２）には、スタッキングホイール（１）と一緒に回転するテンショニングローラ（３０）が割当てられていることを特徴とする請求項６記載の物品取扱い装置。
8. 前記星型アーム（１６）に関してローラ（２４）とは反対側の１箇所に１つの保持板（２０）が配置されていることを特徴とする請求項６および７記載の物品取扱い装置。
9. 前記スタッキングホイール（１）には、物品（８）のスタック（４）のための少なくとも１つのリフト装置（１０、１２）が割当てられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
10. 前記リフト装置は２つのリフトテーブル（１０、１２）を有していることを特徴とする請求項９記載の物品取扱い装置。
11. 別個物品（８）の供給および取出しを行なうコンベア（６）は、その一端がスタッキングホイール（１）の上死点近くに位置するようにしてスタッキングホイール（１）に割当てられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
12. 前記カップリング装置（４２）の作動を制御する制御板（４０）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
13. 前記カップリング装置は保持板（２０）に支持された旋回フィンガ（４２）であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
14. 前記旋回フィンガ（４２）を制御するように設計された制御板（４０）は傾斜縁５６を有し、該傾斜縁は、一方では別個部品（８）用コンベア（６）の端部領域に配置され、他方では物品（８）のスタック（４）の端部領域に配置されていることを特徴とする請求項１３記載の物品取扱い装置。
15. 作動位置において、取扱うべき物品（８）の側面の受入れ開口（５４）内に勘合する旋回フィンガ（４２）は、スプリング（４４）により付勢されていることを特徴とする請求項１３または１４記載の物品取扱い装置。
16. 前記旋回フィンガ（４２）の旋回をこれらの作動位置に制限するストップ（７０）が設けられていることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
17. 前記旋回フィンガ（４２）の上向き端面（６０）はシリンダジャケットの部分面であることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
18. 前記旋回フィンガ（４２）の下向き面（６６）は凹状湾曲面であることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項記載の物品取扱い装置。
19. 前記旋回フィンガ（４２）は、保持板（２０）の外面に取付けられたカセット（４６）内に枢着されていることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか１項記載の物品取扱い装置。

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