JP2023133731A - 物品分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みの異なる物品が段積みされている場合にも、物品を１つずつ分離可能な物品分離装置を提供する。【解決手段】物品分離装置は、リフター１２上に多段に積み重ねられた容器を上方から１つずつ分離する。リフター１２は、最上段の容器Ｃ１が所定の高さに達したことをセンサ３２で検出するまで積み重ねられた容器を上昇させる。持ち上げ装置により、所定の高さにある最上段の容器Ｃ１を保持して持ち上げる。物品支持装置を、持ち上げられる容器Ｃ１と干渉しない退避位置から積み重ねられた容器の上方、且つ、持ち上げ装置により持ち上げられた容器Ｃ１よりも下方の受け止め位置に移動させる。送り出し装置により物品支持装置上の容器Ｃ１を側方に送り出す。【選択図】図５

Description

本発明は、多段に積み重ねられた物品を１つずつ分離する物品分離装置に関する。

多段に積み重ねられた育苗箱をリフト機構で持ち上げ、最上段の育苗箱を送り出し機構により１箱ずつ側方に移動し分離する装置が知られている（特許文献１）。特許文献１の装置では、リフト機構により所定高さまで持ち上げられた育苗箱を順次送り出し機構により側方に送り出している。また、段積みされた複数の容器から下方の容器を１個ずつばらして搬送コンベヤに払い出す装置も知られている（特許文献２）。特許文献２の装置では、支持部材により支持された最下段の容器を掛止部材が掛止した後に支持部材を後退させて、掛止部材が最下段の容器に掛止して下降した後に支持部材を前進させて２段目の容器を支持させて、最下段の容器を段積みされた容器から分離し搬送コンベヤまで下降させている。

特開平１０－３１０２３４号公報 特開２００６－２４０８４５号公報

しかし、特許文献１、２の装置では、段積みされた容器に高さ（厚み）の異なる容器が含まれる場合には対応できない。また、特許文献１、２の装置では、段積みされた容器の高さ（厚み）が異なる場合に兼用させることができない。

本発明は、厚みの異なる物品が段積みされている場合にも、物品を１つずつ分離可能な物品分離装置を提供することを課題としている。

本発明の第１の発明である物品分離装置は、多段に積み重ねられた物品を上方から１つずつ分離する物品分離装置であって、最上段の物品が所定の高さにあることを検出する検出手段と、最上段の物品が前記所定の高さに達するまで積み重ねられた物品を上昇させるリフターと、前記所定の高さにある最上段の物品を保持する保持手段と、最上段の物品と積み重ねられた物品とを分離する分離手段と、積み重ねられた物品よりも上方、且つ、前記保持手段によって保持された物品よりも下方にあって、前記保持手段による保持が解除された物品を受け止める受け止め位置と、前記保持手段によって保持される物品とは干渉しない退避位置との間を移動する受け止め手段と、前記受け止め手段上の物品を側方に送り出す送り出し手段とを備えることを特徴としている。

本発明の第２の発明である物品分離装置は、第１の発明において、前記リフターに厚みの異なる物品がランダムに積み重ねられることを特徴としている。

本発明の第３の発明である物品分離装置は、第１または第２の発明において、前記受け止め手段が、前記保持手段により物品が保持されて、分離手段により積み重ねられた物品と分離された後に前記受け止め位置に移動し、前記送り出し手段により物品が送り出された後に前記退避位置に移動することを特徴としている。

本発明によれば、厚みの異なる物品が段積みされている場合にも、物品を１つずつ分離可能な物品分離装置を提供することができる。

本発明の一実施形態である物品分離装置の配置を示すＹＺ面での側面図である。 図１の物品分離装置の配置を示すＸＹ面での平面図である。 リフターの構成を示すＹＺ面での側面図である。 排出コンベヤを挟んで配置される一対のリフターのＸＺ面での配置を示す側面図である。 持ち上げ装置、物品支持装置によるリフター上端における容器Ｃの分離動作を時系列で示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である物品分離装置の配置を示す側面図であり、図２は、図１の物品分離装置の配置を示す平面図である。

本実施形態の物品分離装置１０は、段積みされた物品を上段から１つずつ分離し、側方へと送り出す物品分離装置である。本実施形態において、物品は例えば折り畳み式の容器Ｃであり、容器Ｃは折り畳まれた状態で段積みされる。段積みされる容器Ｃには、折り畳まれた状態での厚さ（高さ）が異なる容器Ｃが含まれ、図示例では、厚さが異なる３種類の容器Ｃがランダムに段積みされている。例えば、側面図においては相対的に厚さが大きい容器をＣ１、中位の厚さの容器をＣ２、厚さが小さい容器をＣ３として示している。なお、平面図においては容器Ｃ１～Ｃ３を全て容器Ｃとして示す。

図１、図２に示されるように、物品分離装置１０は、段積みされた容器Ｃを最上段の容器Ｃ（図１ではＣ２）が所定高さに達するまで上昇させるリフター１２と、最上段の容器Ｃのみを持ち上げる持ち上げ装置（保持手段、分離手段）１４と、分離された最上段の容器Ｃを受け止める物品支持装置（受け止め手段）１６と（図２参照）、物品支持装置１６により保持される容器Ｃを、排出コンベヤ２０へと送り出す送り出し装置（送り出し手段）１８とを備える。排出コンベヤ２０は、受け渡された容器Ｃを下降装置２２に向けて水平方向に搬送する。下降装置２２では、排出コンベヤ２０から受け渡された容器Ｃを順次下降させ、下方に配置されたローラコンベヤ２４へと受け渡す。ローラコンベヤ２４は、下降装置２２から受け渡された容器Ｃを順次下流側へと搬送する。

なお、各図において、それぞれ直交する送り出し装置１８の搬送方向をＸ方向、排出コンベヤ２０の搬送方向をＹ方向、リフター１２の搬送方向をＺ方向として参照している。

図２に示されるように、本実施形態では２台のリフター１２が、排出コンベヤ２０を挟むように配置され、一方のリフター１２に段積みされた容器Ｃの分離作業が完了すると他方のリフター１２に段積みされた容器Ｃの分離作業が行われるが、一方のリフター１２に段積みされた容器Ｃの排出コンベヤ２０への排出と他方のリフター１２に段積みされた容器Ｃの排出コンベヤ２０への排出を交互に行われるようにすることもできる。図３のリフター１２の側面図（ＹＺ面）に示されるように、リフター１２は、垂直方向に沿って配置されるチェーンコンベヤ２６を備え、チェーンコンベヤ２６には水平に設けられた台座２８がブラケット２８Ａを介して取り付けられる。ブラケット２８Ａの基端部は４つのローラ２８Ｂにより垂直に配置されたガイドレール２８Ｃに沿って昇降自在に取り付けられ、台座２８は垂直方向に延在するフレーム３０内に配置される。チェーンコンベヤ２６は、例えば上端のスプロケットに取り付けられたモータ２６Ａにより駆動され、台座２８はモータ２６Ａが正逆駆動されることによりフレーム３０（Ｚ方向）に沿って昇降可能である。

台座２８の上には、ランダムな順番で容器Ｃ１～Ｃ３が段積みされ、チェーンコンベヤ２６により台座２８が上昇されることで段積みされた容器Ｃ１～Ｃ３がフレーム３０に沿って上昇される。また、フレーム３０の上端部の所定位置には、最上段の容器Ｃが所定高さに達したことを検出するためのセンサ（例えば光電センサ）３２が配置される。

リフター１２の上方には、物品支持装置１６が配置され、更にその上方には、持ち上げ装置１４と送り出し装置１８が配置される。物品支持装置１６は、相対する一対の支持部材３４を備え、支持部材３４はエアシリンダなどの進退機構３４Ａにより互いに相対する方向（Ｙ方向）に進退可能である。支持部材３４は、容器底面の相対する２つの側辺に沿って容器Ｃを支持するＬ字断面形状を有するＸ方向に沿った縦長部材であり、Ｌ字の一方の面が容器Ｃの底面を支持し、他方の面が容器Ｃの側面をガイドする。支持部材３４は、排出コンベヤ２０の搬送面と略同じ高さに配置され、それぞれの先端は、排出コンベヤ２０の搬送面に隣接する。

持ち上げ装置１４は、例えば４つの係止部材３６を備える（図５参照）。係止部材３６は、図示しない駆動手段によって支持部材３４よりも高い上昇位置と、リフター１２に段積みされた最上段の容器Ｃと係合可能な下降位置との間で昇降可能である。係止部材３６は例えば鉤爪形状を呈し、回転軸３６Ａ（図５参照）を中心に回動される。係止部材３６は、容器Ｃの側面に向けて回転され、容器側面に設けられた凹部または凸部に鉤爪を係合させて容器Ｃを保持することができる。なお、本実施形態において係止部材３６は、容器ＣのＸ方向に相対する側面にそれぞれ１組ずつ係合して容器Ｃを持ち上げる。

進退機構３４Ａは、係止部材３６が容器Ｃを保持して上昇位置まで上昇するまでの間、持ち上げ装置１４により持ち上げられる容器Ｃに支持部材３４が干渉しない位置（退避位置）まで支持部材３４を後退させ、この間、支持部材３４は離隔した状態に維持される。一方、最上段の容器Ｃが上昇位置まで持ち上げられると、支持部材３４は進退機構３４Ａにより互いに前進され、持ち上げられた容器Ｃを支持可能な位置（受け止め位置）に配置される。

なお、係止部材３６の上昇位置は、持ち上げられた容器Ｃの底面が支持部材３４よりも高い位置となるように設定され、リフター１２に段積みされる容器Ｃのうち最も厚さの大きい容器Ｃ１に合わせて設定される。

物品支持装置１６の支持部材３４が受け止め位置に配置されると、係止部材３６が回転軸３６Ａを中心に外側に回転されて係止部材３６と容器Ｃの係合が解除され、容器Ｃは支持部材３４の上に落下して支持される。送り出し装置１８は、支持部材３４に支持される容器ＣをＸ方向に送り出すアタッチメント１８Ａを所定間隔で複数備えるタイミングベルトであり、物品支持装置１６の上方においてＸ方向に沿って配置される。

図２や、排出コンベヤ２０を挟んで配置される一対のリフター１２のＸＺ面での配置を示す図４に示されるように、送り出し装置１８が駆動されると、タイミングベルトの下方に突出するアタッチメント１８Ａが排出コンベヤ２０に向けてＸ方向に沿って移動し、支持部材３４上に支持される容器Ｃはアタッチメント１８Ａにより排出コンベヤ２０へと押し出される。

排出コンベヤ２０の搬送面には、支持部材３４から移載された容器Ｃに係合するアタッチメント２０Ａが所定間隔で複数設けられる。排出コンベヤ２０が駆動されると、アタッチメント２０Ａが容器Ｃの後面に当接した状態で、容器Ｃは下降装置２２に向けて排出コンベヤ２０上を搬送される。

下降装置２２は、左右一対の垂直コンベヤ３８を備える。図１、図２に示されるように、垂直コンベヤ３８はローラコンベヤ２４を挟むようにＺ方向に沿って垂直に配置され、略排出コンベヤ２０の横幅に対応した距離でＸ方向において互いに相対して配置される。各垂直コンベヤ３８は、上下のスプロケットに掛け回された一対のチェーン４０を備え、その高さは排出コンベヤ２０よりも高い。一対のチェーン４０は、排出コンベヤ２０から供給される容器Ｃの長さに対応する距離隔てて配置され、チェーン４０同士の間にはチェーン４０の外側に突出する支持部材４２が所定間隔で複数架け渡される。

左右の垂直コンベヤ３８は、両コンベヤの支持部材４２が同じ高さで移動するように同期して間欠駆動され、両垂直コンベヤ３８の間に位置する支持部材４２が下降し、外側の支持部材４２が上昇するように駆動される。両垂直コンベヤ３８の支持部材４２は、排出コンベヤ２０の搬送面高さ位置で停止し、排出コンベヤ２０のアタッチメント２０Ａにより押し出された容器Ｃは、一対の支持部材４２によりその底面を両側から支持される。

垂直コンベヤ３８の駆動により容器Ｃが下降され、支持部材４２がローラコンベヤ２４よりも下方に移動すると、支持部材４２に支持されていた容器Ｃは、ローラコンベヤ２４の上に移載され、容器Ｃはローラコンベヤ２４上を下流へと搬出され、容器の種類毎に仕分けられ、組立、洗浄等が行われる。

次に図５を参照して、本実施形態の物品分離装置１０における容器Ｃの分離動作について説明する。図５（ａ）～図５（ｆ）は、持ち上げ装置１４、物品支持装置１６によるリフター１２上端における容器Ｃの分離動作を時系列で示す図である。

図５（ａ）に示されるように、支持部材３４が退避位置に移動されると、リフター１２により段積みされた容器Ｃが上昇される。このとき持ち上げ装置１４の係止部材３６は、容器Ｃと干渉しない退避位置まで回転軸３６Ａ周りに回転されている。センサ（検出手段）３２により最上段の容器Ｃ（図示例ではＣ１）が所定高さに達したことが検出されると、リフター１２の駆動が停止される。なお、所定高さはフレーム３０よりも高い位置に設定されている。

リフター１２の駆動が停止されると、図５（ｂ）に示されるように、持ち上げ装置１４の係止部材３６が回転軸３６Ａ周りに容器Ｃの側面に向けて回転され、係止部材３６の先端が容器Ｃの側面に係合される。図５（ｃ）に示されるように、容器Ｃが係止部材３６により保持されると、係止部材３６が上昇されるとともに両支持部材３４が受け止め位置へと向けて移動される。

図５（ｄ）に示されるように、支持部材３４が受け止め位置に配置されると、係止部材３６が回転軸３６Ａ周りに外側に回転され、容器Ｃとの係合が解除される。これにより係止部材３６により保持されていた容器Ｃは支持部材３４の上に落下し、図５（ｅ）のように、支持部材３４によって支持される。その後、支持部材３４によって支持される容器Ｃは、図５（ｆ）に示されるように、送り出し装置１８のアタッチメント１８Ａにより排出コンベヤ２０の搬送面上へと押し出される。その後、支持部材３４が再び退避位置に移動されるとともに、リフター１２により段積みされた容器Ｃが上昇され、新たに最上段となった容器Ｃが所定位置に達するとリフター１２の駆動が停止され、図５（ａ）以下の動作が繰り返される。なお、持ち上げ装置１４、物品支持装置１６、送り出し装置１８、排出コンベヤ２０、下降装置２２の駆動は、図示しない制御手段により上記各動作が適正に行われるよう同期して行われる。

以上のように、本実施形態の物品分離装置によれば、厚みの異なる容器がランダムに段積みされている場合にも、容器を上方から１つずつ分離することができる。また、厚みの異なる容器の段積みに対して兼用することができる。

なお、本実施形態の持ち上げ装置では、鉤爪状の係止部材で最上段の容器の側面を保持したが、例えばバキューム装置により容器の天面を吸引して持ち上げる構成でもよく、その他の構成であってもよい。また、本実施形態の持ち上げ装置は、一番厚さ（高さ）のある容器に合わせて持ち上げる高さを調整していたが、容器の厚さ（高さ）に応じて持ち上げる高さを調整する構成とすることもできる。この場合、持ち上げられた容器の底面位置を検出するセンサや、容器の種類を検出するための手段（例えば、容器の印、バーコード、２次元コードを読み取る手段）などが用いられる。

本実施形態では、物品支持装置で支持された容器を、上方に配置された送り出し装置で排出コンベヤに送り出していた。しかし、物品支持装置の支持部材を例えばアタッチメントを有する一対のコンベヤに置き換えることで、物品支持装置に受け止め手段と送り出し手段の機能を持たせ、送り出し装置を省略することもできる。このとき両コンベヤは支持部材と同様に退避位置と受け止め位置との間で進退動される。

また、本実施形態では、２台のリフターが排出コンベヤを挟むように配置されていたが、リフターの数は１台でも３台以上であってもよく、排出コンベヤに隣接していればその配置も任意である。また、排出コンベヤの搬送方向の異なる位置に複数のリフターを設け、各リフターにおける排出コンベヤへの容器の送り出し動作を同時並行して行うことも可能である。

本実施形態では、厚さの異なる容器Ｃ１～Ｃ３がランダムに段積みされていたが、容器Ｃ１のみ、容器Ｃ２のみ、または容器Ｃ３のみが段積みされている場合であっても本実施形態と同様に容器を上方から１つずつ分離することができる。

また、本実施形態では、持ち上げ手段が所定の高さにある最上段の物品を保持して持ち上げることにより保持手段と分離手段の機能を兼ねていた。しかし、保持手段と分離手段が異なる装置から構成されても良く、例えば、リフターが分離手段の機能を兼ねてもよい。例えば、リフターが積み重ねられた物品を保持手段の高さまで上昇させて、保持手段が最上段の物品を保持した後に、リフターが積み重ねられた物品を下降させることにより最上段の物品と積み重ねられた物品とを分離させることもできる。

なお、本実施形態では段積みされた容器の分離を例に説明したが、物品分離装置は、容器以外の段積みされた物品の分離にも用いることもできる。

１０ 物品分離装置
１２ リフター
１４ 持ち上げ装置（保持手段、分離手段）
１６ 物品支持装置（受け止め手段）
１８ 送り出し装置（送り出し手段）
１８Ａ アタッチメント
３２ センサ（検出手段）
３４ 支持部材
３６ 係止部材
３６Ａ 回転軸

Claims (3)

1. 多段に積み重ねられた物品を上方から１つずつ分離する物品分離装置であって、
   最上段の物品が所定の高さにあることを検出する検出手段と、
   最上段の物品が前記所定の高さに達するまで積み重ねられた物品を上昇させるリフターと、
   前記所定の高さにある最上段の物品を保持する保持手段と、
   最上段の物品と積み重ねられた物品とを分離する分離手段と、
   積み重ねられた物品よりも上方、且つ、前記保持手段によって保持された物品よりも下方にあって、前記保持手段による保持が解除された物品を受け止める受け止め位置と、前記保持手段によって保持される物品とは干渉しない退避位置との間を移動する受け止め手段と、
   前記受け止め手段上の物品を側方に送り出す送り出し手段とを備える
   ことを特徴とする物品分離装置。
2. 前記リフターに厚みの異なる物品がランダムに積み重ねられることを特徴とする請求項１に記載の物品分離装置。
3. 前記受け止め手段は、前記保持手段により物品が保持されて、分離手段により積み重ねられた物品と分離された後に前記受け止め位置に移動し、前記送り出し手段により物品が送り出された後に前記退避位置に移動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物品分離装置。

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