JP2018188194A - 容器取出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】梱包箱からの容器群の飛び出しを防止するための押圧部材を設けずに、かつ容器群の取出し動作毎に梱包箱の姿勢を変更することなく、スムーズに容器群を梱包箱から取出すことのできる容器取出し装置を提供する。
【解決手段】支持機構２０は、カップ状の容器を積み重ねて形成した容器群Ｅを収容した梱包箱Ｂを、開口Ｄを側方に向けた状態で支持する。支持テーブル２６は、梱包箱Ｂの載置面と略同一平面上で容器群Ｅを支持する。梱包箱Ｂの開口Ｄが斜め下方を向くように傾斜した状態で、係合部材４６は、支持テーブル２６上の容器群Ｅに係合して保持する。この状態で、保持機構３０は梱包箱Ｂの開口Ｄに接近し、係合部材４６によって支持テーブル２６上に保持されていた容器群Ｅを梱包箱Ｂから取出す。
【選択図】図６

Description

本発明は、積み重ねた状態で梱包箱に収容されたカップ状の容器を梱包箱から取出す容器取出し装置に関する。

従来、容器取出し装置として特許文献１に記載された構成が知られている。この容器取出し装置において処理される梱包箱には、多数の容器を積み重ねて成る容器群が例えば４行３列の形態に整列され、中袋に入れられた状態で収容される。容器取出し位置において、梱包箱は開口を側方に向けた状態で傾けられ、開口に露出する１列目の容器群が取出される。この取出し動作において、梱包箱の奥側に位置する容器群が開口から飛び出すことを防止するため、梱包箱の外面を押圧する押圧部材が設けられる。

特開２０１６−１９９２８９号公報

上述のような、押圧部材を設けた容器取出し装置では、容器群が取出された後に梱包箱を排出するとき、中袋が押圧部材に引っかかることによって排出動作に支障を来すという問題がある。また、押圧部材が梱包箱を繰り返し押圧することにより梱包箱が変形し、容器群の取出しがスムーズに行われなくなるという問題もある。一方、押圧部材を省略し、容器群を取出すとき以外は梱包箱を水平状態に戻すように構成することも可能であるが、このような構成では、梱包箱の姿勢を傾斜状態と水平状態の間で繰り返すので取出し動作に要する時間が長くなってしまう。

本発明は、梱包箱からの容器群の飛び出しを防止するための押圧部材を設けずに、かつ容器群の取出し動作毎に梱包箱の姿勢を変更することなく、スムーズに容器群を梱包箱から取出すことのできる容器取出し装置を提供することを目的としている。

本発明は、カップ状の容器を積み重ねて形成した容器群を収容した梱包箱を、開口を側方に向けた状態で支持する支持手段と、容器群を保持して梱包箱から取出す容器群取出し手段と、支持手段を、梱包箱が略水平な状態で支持される第１の姿勢と、開口が斜め下方を向くように傾斜する第２の姿勢との間において変更する姿勢変更手段と、梱包箱の内面のうちの容器群が載置される載置面と略同一平面上で容器群を支持可能な支持テーブルと、支持テーブル上の容器群に係合して保持可能な係合手段とを備え、容器群取出し手段は、支持手段が第２の姿勢に定められた状態で、第２の姿勢に対応した容器受取り姿勢に定められ、係合手段によって支持テーブル上に保持されていた容器群を梱包箱から取出すことを特徴としている。

好ましくは、支持手段を第２の姿勢に定め、かつ、係合手段による係合を解除した状態で、支持テーブル上の容器群に当接させた容器群取出し手段を開口から徐々に離間させることによって、支持テーブル上の容器群を容器群取出し手段に保持させるとともに、梱包箱内の容器群を支持テーブル上に移載する。

本発明によれば、梱包箱からの容器群の飛び出しを防止するための押圧部材を設けずに、かつ容器群の取出し動作毎に梱包箱の姿勢を変更することなく、スムーズに容器群を梱包箱から取出すことができる。

本発明の一実施形態を適用した容器搬送システムを示す平面図である。 梱包箱に収容された容器群を示す斜視図である。 支持機構が保持機構に対向し、梱包箱内の容器群が直立状態に定められたときの支持機構と保持機構を示す側面図である。 先頭の容器群が保持機構に保持され、２列目の容器群が支持テーブルと係合部材によって保持される状態を示す図である。 先頭の容器群が２列目の容器群から離間されて容器供給マガジンへ移送される状態を示す図である。 保持機構が２列目の容器群を梱包箱から取出すために梱包箱に接近した状態を示す図である。

以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
図１は本発明の一実施形態を適用した容器搬送システムを示している。この図において搬送コンベヤ１１は左右方向に延びており、矢印Ａ方向（図において右方向）へ梱包箱Ｂを搬送する。梱包箱Ｂは開口Ｄを上方に向けた状態で搬送コンベヤ１１に載置され、各梱包箱Ｂには多数のカップ状容器Ｃが収容されている。図２に示すように、容器Ｃは互いに積み重ねられて容器群Ｅを形成し、中袋Ｆに入れられた状態で梱包箱Ｂに収容されている。開口Ｄには４つの容器群Ｅが露出しているが、この実施形態では、梱包箱Ｂ内には４つの容器群Ｅから成る層が４段に積まれている。すなわち梱包箱Ｂには１６個の容器群Ｅが収容されている。

搬送コンベヤ１１の途中には梱包箱Ｂが載置される載置部１２が設けられる。搬送コンベヤ１１は多数のローラを配置して構成されるローラコンベヤであり、載置部１２には、ローラ間の隙間を通過可能な底支持部材２１（図３参照）を有する支持機構（支持手段）２０が設けられる。後述するように支持機構２０は、搬送コンベヤ１１上の梱包箱Ｂを、開口Ｄの面が載置部１２の面に対して略垂直になるように梱包箱Ｂを９０°横転させ、この横転状態で支持する（図３参照）。支持機構２０の近傍には、容器群Ｅを梱包箱Ｂから取出して保持し、容器供給マガジン１３に受け渡す保持機構（容器群取出し手段）３０が設けられる。保持機構３０は、梱包箱Ｂの開口Ｄに露出する４つの容器群Ｅを同時に保持可能であり、水平面内に回動可能なロボットアーム３１の先端に設けられる。

図３を参照して支持機構２０と保持機構３０の構成を説明する。支持機構２０は底支持部材２１を有し、底支持部材２１は搬送コンベヤ１１のローラ１４間の隙間を通過可能な複数枚の板状部材である。各底支持部材２１は、梱包箱Ｂの底部を支持する底支持部材２１ａと、底支持部２１ａから垂直方向に延びる第１および第２の横支持部２１ｂ、２１ｃとを有する。底支持部材２１は回転駆動装置（姿勢変更手段）２８により、矢印Ｋに沿って支持軸２２の回りに回転可能であり、梱包箱Ｂが搬送コンベヤ１１により載置部１２（図１）に向かって搬送されてくるとき、底支持部２１ａは水平状態にあってローラ１４の上面よりも下方に位置し、横支持部２１ｂ、２１ｃは直立して梱包箱Ｂの側面に平行な状態にある（図３では不図示）。梱包箱Ｂが載置部１２上に到達すると、底支持部材２１は図３において時計方向に９０°回転し、これにより梱包箱Ｂは開口Ｄの面が側方を向いて保持機構３０に対向し、容器群Ｅは直立状態に定められる（図３の図示状態）。また容器群Ｅが梱包箱Ｂから取り出されるとき、後述するように、梱包箱Ｂは保持機構３０側に傾斜する。

図３において下側に位置する第１の横支持部２１ｂには、箱吸着部２３と箱叩き部２４が設けられる。箱吸着部２３は底支持部２１ａに近接して設けられ、梱包箱Ｂの側面を負圧により吸着可能である。箱叩き部２４は梱包箱Ｂの側面（図３では下方に位置する）を所定の周期で叩くために設けられる。すなわち梱包箱Ｂが開口Ｄを下に向けて傾斜している状態（図４〜６参照）において、箱叩き部２４が梱包箱Ｂの下側面を叩くことにより、容器群Ｅが梱包箱Ｂの内壁面に沿って開口Ｄ側へ移動しやすくなる。また第１の横支持部２１ｂには、ブラケット２５を介して支持テーブル２６が設けられる。支持テーブル２６は梱包箱Ｂの内面のうちの容器群Ｅが載置される載置面と略同一面上で容器群Ｅを支持できるように設けられており、梱包箱Ｂの開口Ｄから排出された容器群Ｅの下面を支持する。なお支持テーブル２６は、容器群Ｅが載置面からスムーズに乗り移るために、載置面より僅かに低く定められてもよい。

図３において上側に位置する第２の横支持部２１ｃには、箱押付け部４１と箱拡開部４２が設けられる。箱押付け部４１は底支持部２１ａに近接して設けられ、梱包箱Ｂの側面を押圧可能である。すなわち箱押付け部４１は、底支持部材２１が９０°回動して梱包箱Ｂを搬送コンベヤ１１上から持ち上げ、保持機構３０側に移動させるとき、箱吸着部２３と協働して梱包箱Ｂを安定的に保持する。一方箱拡開部４２は、梱包箱Ｂを傾斜させて容器群Ｅを排出するときに、梱包箱Ｂの上側面を負圧によって吸引することにより、梱包箱Ｂの内壁面と容器群Ｅの上端部との間の摩擦を減少させ、容器群Ｅの移動を促進する。

また第２の横支持部２１ｃの先端には、ピン４０を介してアーム４３が揺動可能に取付けられる。アーム４３は、第２の横支持部２１ｃに取付けられた第１のエアシリンダ４４のピストンに連結され、第２の横支持部２１ｃに対して揺動する。アーム４３の基部にはリンク機構４５が設けられ、リンク機構４５の揺動端には、容器群Ｅの最上部の容器に係合可能な係合部材（係合手段）４６が設けられる。リンク機構４５の基部はアーム４３に取付けられた第２のエアシリンダ４７のピストンに連結され、係合部材４６は第２のエアシリンダ４７とリンク機構４５の作用により昇降する。

保持機構３０はロボットアーム３１（図１）の先端に取付けられ、水平面内に回動可能であるだけでなく、鉛直面内においても回動可能である。保持機構３０の本体３２の前面側には容器群Ｅが当接する支持板３９が設けられる。本体３２において、上部と下部にはそれぞれ上側ロック爪３３と下側ロック爪３４が揺動自在に設けられ、本体３２の裏面には上爪揺動用エアシリンダ３５と下爪揺動用エアシリンダ３６が設けられる。上側ロック爪３３は連結部材３７を介してピン５０に連結され、ピン５０に固定されたアーム５１は上爪揺動用エアシリンダ３５のピストンに連結される。連結部材３７には上側ロック爪３３を昇降駆動する上爪昇降用エアシリンダ３８が設けられる。下側ロック爪３４は連結部材５５を介してピン５２に連結され、ピン５２に固定されたアーム５３は下爪揺動用エアシリンダ３６のピストンに連結される。本体３２のピン５２よりも下方には端部吸着部材５４が設けられ、端部吸着部材５４は図示しない負圧源に接続される。

図３〜６を参照して、梱包箱Ｂから容器群Ｅを取出す作用を説明する。梱包箱Ｂが底支持部材２１によって搬送コンベヤ１１から持ち上げられるとき、梱包箱Ｂの一方の側面は箱吸着部２３に吸着され、梱包箱Ｂの他方の側面は箱押付け部４１に押圧される。したがって、底支持部材２１が９０°回動して梱包箱Ｂを保持機構３０側に移動させるとき、梱包箱Ｂは底支持部材２１に対して所定位置に安定的に保持される。このようにして底支持部材２１は、回転駆動装置２８の作用により、梱包箱Ｂが略水平な状態で支持される第１の姿勢に定められる（図３）。
この状態において、アーム４３は図３の状態よりも反時計方向に回転変位した状態にあり、係合部材４６は梱包箱Ｂの上側面よりも上方に退避している。一方、保持機構３０は梱包箱Ｂの開口Ｄに対向する位置にあり、また上側ロック爪３３と下側ロック爪３４は破線で示すように、梱包箱Ｂから離れた位置に退避している。端部吸着部材５４は、梱包箱Ｂの開口Ｄに露出している各容器群Ｅの下端に位置する容器の側面に吸着している。

支持機構２０は第１の姿勢から、図において時計方向に例えば約３０°回動し、梱包箱Ｂの開口が斜め下方を向くように傾斜する第２の姿勢へ変更される（図４〜６）。このとき箱吸着部２３と箱拡開部４２が作動しており、梱包箱Ｂは底支持部材２１に対して所定の位置に保持され、また上側面が上方へ吸引されて梱包箱Ｂの内壁面が各容器群Ｅの最上部の容器の上縁から離間している。支持機構２０の回動と同時に保持機構３０も、支持機構２０に同期して時計方向に回動し、第２の姿勢に対応した容器受取り姿勢に定められる。次いで保持機構３０が梱包箱Ｂの傾斜角度に沿って図の右下方向へ移動し、先頭の容器群Ｅは、最下端の容器が端部吸着部材５４に吸引されることにより、支持板３９に当接した状態で下方へ移動して支持テーブル２６に乗り移る。また箱叩き部２４が駆動されることにより、梱包箱Ｂ内の他の容器群Ｅは上下に振動しながら梱包箱Ｂの載置面に沿って開口Ｄ側へ移動する。

先頭の容器群Ｅが梱包箱Ｂから出て支持テーブル２６に乗り移り、さらに移動して支持テーブル２６から部分的にはみ出ると、下側ロック爪３４が時計方向に回動して容器群Ｅの最下面に係合し、容器群Ｅの最下面を支持する。これと同時に、上側ロック爪３３が反時計方向に回動して容器群Ｅの最上部に位置する容器の中に入り込む。一方、先頭の容器群Ｅのすぐ後ろに位置する２列目の容器群Ｅが梱包箱Ｂから出て支持テーブル２６に乗り移る。これと同時に、アーム４３が時計方向に回動して係合部材４６が第２の横支持部２１ｃに垂直な方向を向くように定められるとともに、第２のエアシリンダ４７が作動し、係合部材４６は図４において破線で示すように、容器群Ｅの最上部の容器に係合する。これにより２列目の容器群Ｅは支持テーブル２６と係合部材４６によって保持される。

図５に示すように、保持機構３０がさらに移動して先頭の容器群Ｅが支持テーブル２６から離間すると、上爪昇降用エアシリンダ３８の作用により上側ロック爪３３が下降し、容器群Ｅの最上部の容器を下方に押圧する。これにより、容器群Ｅは上下方向に挟持され、上側ロック爪３３と下側ロック爪３４と支持板３９によって保持される状態となる。一方端部吸着部材５４は負圧源から遮断され、容器群Ｅは端部吸着部材５４から解放される。そして容器群Ｅはロボットアーム３１によって容器供給マガジン１３（図１）へ移送され、上側ロック爪３３が時計方向に回動し、また下側ロック爪３４が反時計方向に回動し、これにより容器群Ｅは容器供給マガジン１３に受け渡される。ロボットアーム３１による移送動作において、図４〜６に示すように保持機構３０は傾斜状態を維持するので、容器群Ｅは支持板３９に寄りかかった状態で保持され、安定的に移送される。

その後、保持機構３０は再び梱包箱Ｂの開口Ｄに対向する位置へ復帰し、端部吸着部材５４と支持板３９が支持テーブル２６上に支持された２列目の容器群Ｅに当接するまで前進する。そして、図６に示すように係合部材４６が上昇して容器群Ｅに対する係合を解除するとともに、端部吸着部材５４が最下端の容器に吸着する。その後、保持機構３０が梱包箱Ｂの開口Ｄから徐々に離間することにより、２列目の容器群Ｅは支持板３９に当接した状態で下方へ移動して支持テーブル２６から離脱し始め、その後、支持テーブル２６からはみ出すと略同時に上側ロック爪３３と下側ロック爪３４によって保持される。また箱叩き部２４の作用により、梱包箱Ｂ内の他の容器群Ｅは上下に振動しながら傾斜面に沿って開口Ｄ側へ移動し、支持テーブル２６上に移載する。その後、上述した動作が繰り返され、全ての容器群Ｅが梱包箱Ｂから取り出されると、底支持部材２１は再び搬送コンベヤ１１側に回動し、次の梱包箱Ｂが来るまで待機する。

このように保持機構３０は、梱包箱Ｂの開口Ｄに対向する位置に復帰した際に係合部材４６により支持テーブル２６上に保持されていた容器群Ｅを、梱包箱Ｂから取り出し、容器供給マガジン１３に供給する。

以上のように本実施形態では、梱包箱Ｂから容器群Ｅを取出す動作において、先頭列の容器群Ｅが梱包箱Ｂから取出された後、梱包箱Ｂ内に残留する容器群Ｅの支持機構２０からの飛び出しを、従来のように押圧部材によって梱包箱Ｂを押圧するのではなく、底支持部材２１に設けた係合部材４６により防止している。すなわち係合部材４６は、支持テーブル２６上に載置された容器群Ｅの最上部にある容器に係合し、支持テーブル２６と協働して、容器群Ｅが梱包箱Ｂから飛び出すことを防止している。したがって、全ての容器群Ｅが取出された梱包箱Ｂを排出するとき、中袋が押圧部材に引っかかることはなく、また押圧部材が設けられないので、梱包箱Ｂが変形するおそれもない。

また本実施形態では、容器群Ｅの取出し動作の間、底支持部材２１は傾斜状態に維持され、梱包箱Ｂの姿勢を傾斜状態と水平状態の間で繰り返す必要がないので、取出し動作を短時間で行うことができる。

なお上記実施形態において説明を省略したが、支持テーブル２６の保持機構３０側に、容器群Ｅが支持テーブル２６から滑り落ちるのを防止するために昇降ストッパ６０を設けてもよい。すなわち昇降ストッパ６０は、容器群Ｅが支持テーブル２６上に保持されるときは上昇位置に定められ、容器群Ｅが支持テーブル２６から保持機構３０に受け渡されるとき、支持テーブル２６よりも下側になるよう、下降位置に定められる。

またロボットアーム３１による移送動作において、容器群Ｅが支持板３９に寄りかかった状態を維持するために上側ロック爪３３は必ずしも容器を下側へ押圧する必要はなく、容器群Ｅの最上段の容器の開口よりも内側に入った状態（すなわち容器の底面に接触しない状態）になるようにしてもよい。この場合、容器群Ｅが傾いても、上側ロック爪３３が最上段の容器に係合するので、容器群Ｅが転倒することはない。

また他の実施形態として、梱包箱Ｂ内の先頭列の容器群Ｅを保持機構３０によって取出すときに、第２の姿勢に定められた梱包箱Ｂから容器群Ｅが飛び出すことを防止するためにストッパ板を設けてもよい。このストッパ板は梱包箱Ｂが第１の姿勢にあるときに梱包箱Ｂの開口Ｄを塞ぐように接近し、梱包箱Ｂが第２の姿勢に変化した後、徐々に後退し、先頭列の容器群Ｅが支持テーブル２６上に移載されて、係合部材４６が最上部の容器に係合したときに梱包箱Ｂの前から退避する。したがって、この構成では、保持機構３０は先頭列の容器群Ｅを支持テーブル２６上に保持する作用を果たさない。

さらに他の実施形態として、箱叩き部２４に代えて、あるいは箱叩き部２４に加えて、箱Ｂを図４に示す傾斜方向および／または紙面に垂直な方向（すなわちコンベヤ１１の搬送方向と同方向）に揺らす箱揺らし部を設けてもよい。この場合、箱吸着部２３を、箱Ｂを揺らす方向に沿って往復移動させる駆動機構に取付けるように構成してもよい。

１２ 載置部
２０ 支持機構（支持手段）
２６ 支持テーブル
２８ 回転駆動装置（姿勢変更手段）
３０ 保持機構（容器群取出し手段）
４６ 係合部材（係合手段）
Ｂ 梱包箱
Ｃ 容器
Ｄ 開口
Ｅ 容器群

Claims (2)

1. カップ状の容器を積み重ねて形成した容器群を収容した梱包箱を、開口を側方に向けた状態で支持する支持手段と、
   前記容器群を保持して前記梱包箱から取出す容器群取出し手段と、
   前記支持手段を、前記梱包箱が略水平な状態で支持される第１の姿勢と、前記開口が斜め下方を向くように傾斜する第２の姿勢との間において変更する姿勢変更手段と、
   前記梱包箱の内面のうちの前記容器群が載置される載置面と略同一平面上で容器群を支持可能な支持テーブルと、
   前記支持テーブル上の容器群に係合して保持可能な係合手段とを備え、
   前記容器群取出し手段は、前記支持手段が第２の姿勢に定められた状態で、前記第２の姿勢に対応した容器受取り姿勢に定められ、前記係合手段によって前記支持テーブル上に保持されていた容器群を前記梱包箱から取出す
   ことを特徴とする容器取出し装置。
2. 前記支持手段を第２の姿勢に定め、かつ、前記係合手段による係合を解除した状態で、前記支持テーブル上の容器群に当接させた前記容器群取出し手段を前記開口から徐々に離間させることによって、前記支持テーブル上の容器群を前記容器群取出し手段に保持させるとともに、前記梱包箱内の容器群を前記支持テーブル上に移載することを特徴とする請求項１に記載の容器取出し装置。

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