JP2009190815A - 物品供給装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】立体的な形態の物品を高速で供給できる物品供給装置を提供する。
【解決手段】物品供給装置1は、一様な寸法の複数の物品Sを1つずつ順に矢印Tで指した搬送方向へ搬送する投入コンベヤ2と、投入コンベヤ2の終端に隣接するマガジン3と、物品Sの下面を着脱自在に吸着する吸着パッド4と、吸着パッド4をマガジン3の底口33に進入する高さに上昇させ、又は吸着パッド4をマガジン3の下方まで下降させる昇降手段5と、マガジン3の下方に配置され物品Sを搬送する繰出コンベヤ6とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】物品供給装置1は、一様な寸法の複数の物品Sを1つずつ順に矢印Tで指した搬送方向へ搬送する投入コンベヤ2と、投入コンベヤ2の終端に隣接するマガジン3と、物品Sの下面を着脱自在に吸着する吸着パッド4と、吸着パッド4をマガジン3の底口33に進入する高さに上昇させ、又は吸着パッド4をマガジン3の下方まで下降させる昇降手段5と、マガジン3の下方に配置され物品Sを搬送する繰出コンベヤ6とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、紙片又は冊子等に添えて同封される物品を適時に供給する物品供給装置に関する。
図6に示す封筒詰め装置100は、ベルトコンベヤ101で封筒Eを矢印X方向へ搬送し、物品Sを支持する一対のガイドレール102を、封筒Eと同じ速度で同じ方向へ移動させる。この過程で、一対のガイドレール102が封筒Eに接近し、図示されていないプッシャーにより物品Sが封筒Eに押込まれる。封筒詰め装置100が以上の動作を実行する毎に、物品Sは搬入コンベヤ103によって一対のガイドレール102の間に搬入される。符号112,122は、一対のガイドレール102及び上記のプッシャーを、それぞれ封筒Eに向けて案内するカムレールを指している。
特開平6−336229号公報
特開平10−297614号公報
特表2005−512919号公報
上記の物品Sが紙片又は冊子等の枚葉物であれば、丁合装置を用いて複数の物品Sを相互に重ね合わせることができる。しかしながら、複数の物品Sの中に何らかの製品サンプル、サプリメント等の試供品、又は玩具等が含まれる場合、このような立体的な形態の物品を搬入コンベヤ103に手作業で逐次載せなければならない。そのための人員が不可欠となり、また封筒詰め装置100の動作に手作業が介在する分、所定時間当りに封筒Eに挿入できる物品Sの個数が制限されるという問題がある。
そこで、本発明は、立体的な形態の物品を高速で供給できる物品供給装置を提供することを目的とする。
本発明に係る物品供給装置は、寸法の一様な複数の物品が投入され、前記物品が撓んだ状態で通過できる広さの底口を開放したマガジンと、前記マガジンに投入された物品を着脱自在に吸着する吸着パッドと、前記吸着パッドを前記マガジンの下方から前記底口に進入する高さに上昇させ、又は前記吸着パッドを前記マガジンの下方まで下降させる昇降手段と、前記マガジンの下方に配置され前記物品を搬送する繰出コンベヤとを備え、前記吸着パッドが、前記マガジンの底口に進入する高さで前記物品を吸着し、前記マガジンの下方で前記物品を解放し、前記繰出コンベヤが、前記吸着パッドから開放される物品を受止めることを特徴とする。
更に、本発明に係る物品供給装置は、前記複数の物品が載せられる牽体を前記マガジンに隣接させ、前記牽体を前記マガジンへ向けて走行させる投入コンベヤを備えることを特徴とする。
更に、前記投入コンベヤは、前記牽体に対して逆方向に走行し前記物品に滑り接触する摩擦材を、前記牽体の上方に配置し、前記摩擦材と前記牽体との間隔を、前記物品が1つずつ通過できる広さにしている。
更に、本発明に係る物品供給装置は、前記物品の寸法よりも狭い間隔で対向する一対の爪が、互いに進退自在に前記マガジンの底口に設けられ、前記昇降手段が前記吸着パッドを下降させる過程で、前記吸着パッドに吸着された物品を前記一対の爪に引掛し、前記物品を前記一対の爪から受ける反力によって撓ませることを特徴とする。
更に、本発明に係る物品供給装置は、前記吸着パッドに対向する作動ロッドを上下方向に進退させる動作シリンダを備え、前記吸着パッドが前記物品を吸着するときに、前記動作シリンダがその作動ロッドによって前記物品を前記吸着パッドに押付けることを特徴とする。
更に、前記繰出コンベヤは、前記物品を受止める2本の牽体を互いに同じ高さで設置し、前記2本の牽体にそれぞれ吸引孔を形成し、前記吸引孔に負圧を導くことにより、前記物品を前記2本の牽体に吸着させ、前記吸着パッドが、前記2本の牽体の間に昇降自在に配置され、前記昇降手段が、前記吸着パッドを前記2本の牽体よりも下方に降下させ、前記2本の牽体に受止められた物品を前記吸着パッドから離脱させる。
本発明に係る物品供給装置は、物品が撓んだ状態でマガジンの底口を通過できるように、マガジンの底口の広さを物品の寸法よりも狭く設定している。これにより、マガジンに投入された物品が底口から落下するのを規制できるので、複数の物品の寸法が一様であれば、これら総ての物品をマガジンに蓄積することができる。また、昇降手段が吸着パッドをマガジンの底口に進入する高さに上昇させたとき、吸着パッドがマガジンに投入された物品を吸着する。吸着パッドによる物品の吸着は、物品が立体的な形態であっても、その一部分に吸着パッドが接触できれば足りる。
続いて、昇降手段が吸着パッドを下降させることにより、物品は吸着パッドと共にマガジンの下方に達する。このようにマガジンから1つずつ取り出される物品は、マガジンの下方で吸着パッドから解放され、繰出コンベヤによって受止められる。繰出コンベヤは、例えば封筒詰め装置の投入コンベヤに向けて物品を1つずつ順に搬送することができる。従って、当該物品供給装置によれば、立体的な形態の物品を扱う人員が不要であり、しかも繰出コンベヤが所定時間当りに搬送する物品の個数を手作業に比べて増大できるので、上記の封筒詰め装置の性能を最大限に活用することができる。
更に、本発明に係る物品供給装置が、複数の物品が載せられる牽体をマガジンへ向けて走行させる投入コンベヤを備える場合、オペレータの手作業に比較して、多数の物品を短時間でマガジンに投入することができる。
更に、本発明に係る物品供給装置は、投入コンベヤの牽体と摩擦材との間隔を、物品が1つずつ通過できる広さにすることで、次の効果を達成できる。即ち、投入コンベヤの牽体に載せられる複数の物品は、互いに上下に重なることがある。この場合、投入コンベヤが物品を搬送する過程で、上下に重なる複数の物品のうち上側の物品に摩擦材が滑り接触し、上側の物品が相対的に押し戻される。この作用により、複数の物品を投入コンベヤの牽体の走行する向きに沿わせて並べることができ、これらの物品を投入コンベヤがマガジンへ順に投入できる。従って、当該物品供給装置によれば、オペレータがマガジンに物品を1つずつ投入する手作業に比較して、多数の物品を短時間でマガジンに1つずつ投入することができる。
更に、本発明に係る物品供給装置は、マガジンの底口に一対の爪を互いに進退自在に設けているので、一対の爪の間隔を、マガジンに投入される物品の寸法よりも狭くなるよう調整できる。このため、物品を寸法の異なる別の物品に変更する場合、一対の爪の間隔を調整するだけで、このような別の物品をマガジンに蓄積することができる。また、昇降手段が吸着パッドを下降させる過程で、吸着パッドに吸着された物品を、一対の爪から受ける反力により撓ませ、物品をマガジンの底口から取り出すことができる。
更に、本発明に係る物品供給装置が、吸着パッドに対向する作動ロッドを上下方向に進退させる動作シリンダを備える場合、吸着パッドが物品を吸着するときに、動作シリンダがその作動ロッドを下方へ前進させ、マガジンに投入された物品を吸着パッドに押付けることができる。これにより、物品がマガジンの底口又は爪から浮き上るのを予防できる。特に、マガジンに蓄積された物品が1つであるとき、作動ロッドで物品を押付けることは、その浮き上りの防止に有効である。
更に、本発明に係る物品供給装置によれば、吸着パッドに吸着された物品を繰出コンベヤの2本の牽体で同時に受止め、2本の牽体に物品を吸着させることができる。このため、例えば封筒詰め装置が封筒に物品を挿入するタイミングに合わせて、繰出コンベヤが2本の牽体の走行と停止を繰り返す場合、物品がその慣性力によって2本の牽体から逸走するのを予防できる。或いは、繰出コンベヤを傾斜させる場合、物品が2本の牽体から滑落しないという利点がある。
図1に示すように、物品供給装置1は、一様な寸法の複数の物品Sを1つずつ順に矢印Tで指した搬送方向へ搬送する投入コンベヤ2と、投入コンベヤ2の終端に隣接するマガジン3と、物品Sの下面を着脱自在に吸着する吸着パッド4と、吸着パッド4を昇降させる昇降手段5と、マガジン3の下方に配置され物品Sを搬送方向へ搬送する繰出コンベヤ6とを備える。
図1は、物品供給装置1を構成する要素をそれぞれ駆動する駆動手段M1〜M4、及び物品供給装置1を昇降自在に支持する設置台Pを表している。駆動手段M1〜M4は、例えば電動機が発生する回転力をギア列又はプーリに巻掛したベルト等を介して出力するものであれば良く、図2乃至図5で省略されている。図3,5の矢印Wは、上記の搬送方向に直交する幅方向を指している。また、以下に「一対」と記した場合、その図示の有無に関わらず、2つの要素が幅方向に隔たることを意味する。
図2,3に示すように、投入コンベヤ2は、互いに搬送方向に隔たる3本の回転軸21,22,23を一対の側枠材24で軸受し、回転軸21,22に一対のロール25,26をそれぞれ設け、これら4つのロール25,26にエンドレスベルトから成る一対の牽体27を巻掛している。更に、回転軸21,23には、それぞれロール28,29が設けられ、これら2つのロール28,29に牽体210が巻掛けられている。駆動手段M1が回転軸21を回転させると、回転軸21と共に回転するロール25,28に従い図3に表れた3本の牽体27,210が搬送方向へ走行する。
ロール25は、回転軸21にスライドキーを介して連結しているので、回転軸21に沿って幅方向に自由に移動できる。一方、ロール26は、回転軸22の周りを自由に回転できる。回転軸22に対してロール26が幅方向に滑るのを規制するために、図示を省略したリング状のストッパが回転軸22にボルトで締付けられている。このストッパのボルトを緩めると、ロール26と共に牽体27を幅方向に移動させ、一対の牽体27の間隔を調整することができる。
回転軸22は押出ロール211を固定している。駆動手段M2は、押出ロール211と共に回転軸22を回転軸21よりも高速で回転させる。また、押出ロール211の真上にウエイトローラ212を配置し、物品Sをウエイトローラ212で押出ロール211に押付けても良い。この場合、側枠材24に立ち上げたステー213に、スイングアーム214の基端を回転自在に接合し、スイングアーム214の先端にウエイトローラ212を取付ければ、ウエイトローラ212が自重で降下し物品Sに荷重を加える。
更に、投入コンベヤ2は、互いに搬送方向に隔たる3つのブラケット215を懸架部材216で支持し、これらのブラケット215にそれぞれ軸受されたローラ217,218に、エンドレスベルトから成る摩擦材219を巻掛している。摩擦材219は牽体210にその真上から対面し、牽体210と摩擦材219との間には、物品Sが1つずつ通過できる広さの隙間が確保されている。駆動手段M3が、図2に表れたローラ217を反時計回りに回転させると、摩擦材219の牽体210に対面する部位が搬送方向と逆方向に走行する。
懸架部材216は、その両側面から突出した支軸7をクランプ8によって位置決めされ、クランプ8は、一対の側枠材24に直立姿勢で固定された支軸70の位置決めされている。クランプ8と支軸7,70とはボルトを用いて締付けられている。このボルトを緩めると、クランプ8から支軸7,70を解放できるので、懸架部材216の牽体210に対する位置又は傾きを調整することができる。ここに述べたクランプ及び支軸に相当する機能を果す要素には、以下でも同じ呼称を用いる。
また、案内板220,221を、3本の牽体27,210に載せられた物品Sを挟む位置に設けても良い。この場合、案内板220,221の間隔を物品Sの幅より少し広げる調整ができるように、案内板220,221を、幅方向に延びる支軸701の端部に接合し、一対の側枠材24に固定したクランプ801により支軸701を位置決めする。
図4,5に示すように、マガジン3、吸着パッド4、昇降手段5、及び繰出コンベヤ6は、一対の支持板9の間に配置されている。一対の支持板9は、幅方向に延びる支軸71〜74の両端を支持している。マガジン3は、2本の支軸71に一対のクランプ81をそれぞれ位置決めし、これら4つのクランプ81に、一対の側板31を固定している。更に、支軸71に位置決めされるクランプ811が、搬送方向に延びる2本の支軸75を位置決めし、2本の支軸75の端部に当接板32が接合されている。一対の側板31の下端、及び当接板32の下端は、それぞれの内側の領域を底口33としている。
側板31の下端にはフランジ34が形成され、一対のフランジ34に一対の爪35が位置決めされている。フランジ34には幅方向に延びる長孔36が貫かれ、長孔36に挿通したボルトにより爪35がフランジ34に締付けられている。このボルトを緩めると、爪35を側板31に対して進退させ、一対の爪35の間隔が物品Sの幅より僅かに狭くなるよう調整できる。マガジン3に投入される物品Sは、その縁部を一対の側板31及び当接板32に接する姿勢になれば良い。
爪35は、当接板32に向うに従い下降するよう傾斜していることが好ましい。これは、物品Sを一対の爪35に引掛けた状態で、物品Sを自重で当接板32に寄せるためである。当接板32が爪35と平行な向きに進退できるように、2本の支軸75は爪35と同じ角度で傾斜している。また、支持板9の上端に、作動ロッド37を吸着パッド4に向けて進退させる動作シリンダ38を設けても良い。図示の動作シリンダ38は、作動ロッド37を後退させており、マガジン3に投入された物品Sの上方で作動ロッド37が待機した状態である。ここで、動作シリンダとは、作動ロッドとしてピストンロッドを進退させるエアシリンダ、又は油圧シリンダの他、サーボモータ等の回転機の動作に従い作動ロッドを進退させる電動シリンダを意味する。
吸着パッド4は、吸引手段から軸部41を通して供給される負圧により、上向きに開放した弾性口材42に吸引力を発生させるものである。例えば、吸引手段としてエアブロワを適用し、その吸気口を軸部41にホース等を介して接続しても良い。昇降手段5は、2本の支軸72にクランプ82をそれぞれ位置決めし、これら2つのクランプ82に基板51を固定し、基板51に動作シリンダ52を取付けている。動作シリンダ52は、その作動ロッド53に取付けたアーム54で吸着パッド4の軸部41を支持している。
動作シリンダ52が作動ロッド53を上方へ前進するとき、吸着パッド4は、仮想線で表した高さまで上昇し、マガジン3の底口33に進入する。動作シリンダ52が作動ロッド53を下方へ後退するとき、吸着パッド4はマガジン3の下方まで下降する。また、作動ロッド53の進退する方向が鉛直方向に対して傾斜しているのは、マガジン3に投入された物品Sの下面に弾性口材42を略垂直に対向させ、物品Sと弾性口材42とを密接させるためである。
繰出コンベヤ6は、回転軸61及び支軸73に一対のロール62,63をそれぞれ設け、これら4つのロール62,63にエンドレスベルトから成る一対の牽体64を巻掛している。駆動手段M4が回転軸61を回転させると、回転軸61と共に回転するロール62に従い図5に表れた牽体64が搬送方向へ走行する。支軸73は回転軸61よりも低く配置されているので、牽体64は搬送方向の前方へ向うに従い下降する。
牽体64は、複数の吸引孔65が形成されており、吸引孔65の真下にスリット67を開放した風道部材68に滑り接触している。一対の牽体64の間、及び一対の風道部材68の間には、昇降手段5によって昇降される吸着パッド4が通過できる間隔が確保されている。風道部材68は、その内部に吸引手段を接続され、吸引手段が発生する負圧をスリット67を通して牽体64の吸引孔65に導くことができる。また、2本の支軸69の両端を一対の支持板9に支持させ、これらの支軸69にそれぞれ一対の押圧ローラ610を回転自在に設けても良い。押圧ローラ610は、物品Sの形状に良く馴染むスポンジ等の高弾性材料から成るものが好ましい。
ロール62は、回転軸61にボルトで締付けられている。一方、ロール63は、支軸73の周りを自由に回転できる。支軸73に対してロール63が幅方向に滑るのを規制するために、図示を省略したリング状のストッパが支軸73にボルトで締付けられている。ロール62のボルトと上記ストッパのボルトを緩めると、ロール62,63と共に牽体64を幅方向に移動させ、一対の牽体64の間隔を調整することができる。また、一対の風道部材68は、支軸74に位置決めされた一対のクランプ84にそれぞれ固定されている。クランプ84を緩めると、風道部材68をそのスリット67が牽体64の吸引孔65の真下に位置するよう移動できる。
次に述べる物品供給装置1の動作は、オペレータの指令、センサ類からの電気信号、又は当該装置の制御を担うCPUがアクセスできる記憶媒体に書き込まれたプログラムに基づき、駆動手段M1〜M4又は昇降手段5が作動することにより実現される。また、以下の文頭に付した英文字は物品供給装置1の動作の工程を区分する指標である。
A:図1に示すように、投入コンベヤ2の3本の牽体27,210に載せられた物品Sは、摩擦材219と牽体210との間に進入する。ローラ218はローラ217よりも低く配置されているので、物品Sが搬送方向の前方に移動するに従い牽体210と摩擦材219との間隔は徐々に狭くなる。このため、上下に重なる複数の物品Sのうち上側の物品Sに摩擦材219が滑り接触し、上側の物品Sが相対的に押し戻される。この作用が繰り返されることにより、投入コンベヤ2に載せられた総ての物品Sは、搬送方向に沿って1列に並べられ搬送される。
B:物品Sは、投入コンベヤ2の終端に達したところで押出ロール211に接触する。押出ロール211の周速度は、投入コンベヤ2の牽体27,210の走行する速度よりも速いので、物品Sは押出ロール211によって搬送方向の前方へ加速され、マガジン3の一対の側板31及び当接板32の内側に投入される。そして、物品Sの縁部が一対の爪35に引掛るので、物品Sは、マガジン3の底口33から落下するのを規制され、マガジン3に蓄積されることになる。
上記Aの工程の準備として、物品Sを投入コンベヤ2に載せる作業は、オペレータが無造作に行うよりも、複数の物品Sを少し傾け物品S同士を隙間なく並べることが好ましい。また、投入コンベヤ2を省略し、オペレータがマガジン3に物品Sを手作業で投入しても良いが、投入コンベヤ2を使用する場合、オペレータの手作業に比べて、多数の物品Sを短時間でマガジン3に投入することができる。
C:マガジン3に蓄積された物品Sの数が例えば5つに達したところで、昇降手段5が、吸着パッド4を上昇させる。これにより、吸着パッド4がマガジン3に蓄積された物品Sのうち最も下側の物品Sを吸着する。このとき、物品Sが湾曲又は凹凸状の立体的な形態であっても、物品Sの下面の一部分に吸着パッド4が接触できれば、吸着パッド4は物品Sを吸着できる。また、物品Sに吸着パッド4が接触するときに、動作シリンダ38が作動ロッド37で物品Sを下方へ押せれば、物品Sの浮き上りを予防できる。
D:昇降手段5が、吸着パッド4を下降させることにより、物品Sをマガジン3の下方へ牽引する。この過程で、吸着パッド4に吸着された物品Sは、一対の爪35から受ける反力により弓形に撓むので、物品Sの縁部が一対の爪35から離脱することになり、物品Sはマガジン3の底口33を通過する。
上記C,Dの工程が繰り返されることにより、物品Sをマガジン3から1つずつ取り出すことができる。また、上記A,Bの工程を継続することにより、マガジン3に蓄積される物品Sの個数を保つことができる。
E:昇降手段5が、吸着パッド4を繰出コンベヤ6の牽体64よりも下方に降下させることにより、牽体64に物品Sを受止めさせる。この時点で、牽体64に受止められた物品Sから吸着パッド4が離脱する。また、吸着パッド4と吸引手段との間に電磁開閉弁を設ける等して、物品Sが牽体64に受止められるのと同時に、吸引手段の負圧を遮断しても良い。
F:繰出コンベヤ6は、例えば封筒詰め装置に向けて物品Sを1つずつ順に搬送する。この過程で、牽体64の吸引孔65に導かれる負圧により、物品Sを牽体64に吸着できるので、例えば封筒詰め装置が封筒に物品Sを挿入するタイミングに合わせて、牽体64の走行と停止を小刻みに繰り返す場合、物品Sがその慣性力によって牽体64に対して滑るのを予防できる。また、繰出コンベヤ6に搬送される物品Sが牽体64と押圧ローラ610との間に挟まれた状態で、物品Sが牽体64から受ける摩擦力は増大するので、牽体64に物品Sを保持する効果が顕著になる。
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。
本発明は、商品カタログにそのサンプル等を同封し郵送する場合のように、一度に大量の物品を短時間で封筒詰めするのに有益な技術である。
1:物品供給装置
2:投入コンベヤ
3:マガジン
4:吸着パッド
5:昇降手段
6:繰出コンベヤ
27,64,210:牽体
33:底口
35:爪
65:吸引孔
219:摩擦材
S:物品
2:投入コンベヤ
3:マガジン
4:吸着パッド
5:昇降手段
6:繰出コンベヤ
27,64,210:牽体
33:底口
35:爪
65:吸引孔
219:摩擦材
S:物品
Claims (6)
- 寸法の一様な複数の物品が投入され、前記物品が撓んだ状態で通過できる広さの底口を開放したマガジンと、
前記マガジンに投入された物品を着脱自在に吸着する吸着パッドと、
前記吸着パッドを前記マガジンの下方から前記底口に進入する高さに上昇させ、又は前記吸着パッドを前記マガジンの下方まで下降させる昇降手段と、
前記マガジンの下方に配置され前記物品を搬送する繰出コンベヤとを備え、
前記吸着パッドが、前記マガジンの底口に進入する高さで前記物品を吸着し、前記マガジンの下方で前記物品を解放し、前記繰出コンベヤが、前記吸着パッドから開放される物品を受止めることを特徴とする物品供給装置。 - 前記複数の物品が載せられる牽体を前記マガジンに隣接させ、前記牽体を前記マガジンへ向けて走行させる投入コンベヤを備えることを特徴とする請求項1に記載の物品供給装置。
- 前記投入コンベヤは、前記牽体に対して逆方向に走行し前記物品に滑り接触する摩擦材を、前記牽体の上方に配置し、前記摩擦材と前記牽体との間隔を、前記物品が1つずつ通過できる広さにしたことを特徴とする請求項2に記載の物品供給装置。
- 前記物品の寸法よりも狭い間隔で対向する一対の爪が、互いに進退自在に前記マガジンの底口に設けられ、前記昇降手段が前記吸着パッドを下降させる過程で、前記吸着パッドに吸着された物品を前記一対の爪に引掛し、前記物品を前記一対の爪から受ける反力によって撓ませることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の物品供給装置。
- 前記吸着パッドに対向する作動ロッドを上下方向に進退させる動作シリンダを備え、前記吸着パッドが前記物品を吸着するときに、前記動作シリンダがその作動ロッドによって前記物品を前記吸着パッドに押付けることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の物品供給装置。
- 前記繰出コンベヤは、前記物品を受止める2本の牽体を互いに同じ高さで設置し、前記2本の牽体にそれぞれ吸引孔を形成し、前記吸引孔に負圧を導くことにより、前記物品を前記2本の牽体に吸着させ、
前記吸着パッドが、前記2本の牽体の間に昇降自在に配置され、
前記昇降手段が、前記吸着パッドを前記2本の牽体よりも下方まで降下させ、前記2本の牽体に受止められた物品を前記吸着パッドから離脱させることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の物品供給装置。
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