JP3004591B2 - 物品の移載装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は物品の移載装置に関
し、特に、茄子や胡瓜等の野菜類や果物類を選別・整列
装置から吸引保持した状態で移送して所定の箱に収容す
る整列箱詰め装置として用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】茄子や胡瓜等の野菜類や果物類等の物品
を専用の箱に詰めて出荷輸送する場合には、先ず、物品
をコンテナ等の通い箱から洗浄装置に移送し、所定の洗
浄、殺菌消毒を施す。その後、物品を次工程で所定の選
別基準で仕分けし、略一定の大きさ、重量の製品として
移送する。最終的に製品は整列装置で長手方向の向きが
揃えられて複数条の連続した整列状態で下流へ送り出さ
れ、その後、人手により所定の箱に詰め込まれて順次外
部に出荷される。この方法は最も一般的なものであり、
目視により人手作業で箱詰めするため、製品の向きや個
数（重量）等において理想的な箱詰め状態が設定でき
る。

【０００３】しかし、箱詰め作業の全てを手作業によっ
て行っているため、表皮の柔らかい茄子等では外表面に
傷を付けたり、把持による変形により腐敗を進行させる
等の不具合があり、加えて、人手をかけることによって
衛生面でも十分に配慮する必要があった。更に最も大き
な課題として、箱詰め作業に多くの作業員と作業時間を
必要とすることから大量処理ができず、大型集荷場では
対応できないといった問題があった。

【０００４】これらの問題に対応するため、図１０に示
したように、整列状態にある製品（茄子）１を吸着パッ
ド２で吸引保持し、吸着パッド２で吸引保持した茄子１
を箱内に移送して充填する移載装置（整列箱詰め装置）
が種々製作されている。従来の整列箱詰め装置は、一個
の茄子１に対して吸着パッド２が一個備えられ、茄子１
の整列状態によって複数の吸着パッド２が備えられて複
数の吸着パッド２により同時に複数の茄子１が移送され
るようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の整列箱詰め装置
は、一個の茄子１に対して一個の吸着パッド２を係合さ
せるものとなっているため、茄子１の整列状態や形状に
よっては茄子１の端を吸着パッド２により吸着し（図１
０(a) ）、茄子１を上昇させた時に安定性が悪く落下し
てしまう虞があった（図１０(b) ）。このため、吸引保
持及び移送機能が確実なものとはいえず、高速処理に対
処することができなかった。

【０００６】吸着パッド２が理想的に茄子１に対応しな
くても吸着された茄子１が落下しないようにするため、
吸着パッド２による吸着力（吸引真空圧力）を高くする
ことが考えられる。しかし、吸引真空圧力を高くする
と、図１１に示すように、茄子１に吸着傷３が残ってし
まう虞があった。

【０００７】また、従来の整列箱詰め装置は、吸着した
茄子１の姿勢を任意に変更する機構がなく箱詰め状態と
しては、図１２に示したように、箱４の内部に単に茄子
１を並べたままの状態となる。更に、確実な収容を図る
ため、箱４の前後の壁部５に対して所定の隙間Ｓを設け
て収容するようになっている。このため、箱詰めを行っ
た後に箱４の内部で茄子１が移動したり荷崩れを起こす
虞があると共に、箱詰め単位容積当たりの茄子１の個数
が少なくなって効率的な詰め込みができず、美的品質も
低下するといった問題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、一つの物品を吸着するための複数個
の吸着パッドを有する吸着手段と、前記吸着パッドに吸
着された前記物品を水平軸に対して回動自在に且つ垂直
軸回りで同一方向に同一角度で連動して回動自在となる
よう左右に複数組の前記吸着手段を支持する姿勢制御手
段を有する真空吸着装置と、前記真空吸着装置を前後に
複数組支持するフレームと、前記フレームを昇降自在に
支持する台車と、前記物品の扱い状況に応じて複数組の
前記吸着手段及び前記真空吸着装置の相対的間隔を変更
する変更手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】複数の吸着パッドで一つの物品を吸着し、
複数組の真空吸着装置の吸着パッドにより、整列配置さ
れた物品（茄子や胡瓜等）を一括して吸引保持し、安定
的に所定場所（箱内）に移送すると共に、姿勢制御手段
により物品を所定間隔及び所定角度状態に維持し、所定
場所に収容する。

【００１０】一つの真空吸着装置は複数の吸着パッドを
有しているため、製品の垂直及び水平方向の急速な角度
変更（姿勢制御）に伴う慣性力や衝撃力に耐え易く、高
速で安定した物品の移送（箱詰め）が可能である。ま
た、複数の吸着パッドにより一つの物品を保持するた
め、それぞれの吸着パッドの真空吸引力を小さくしても
大きな保持力が得られ、特に、野菜や果物のように吸引
傷がつきやすい製品にも適用可能である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の物品
の移載装置の実施形態例を説明する。図示例は、物品の
移載装置を茄子の整列箱詰め装置として適用した例を示
してある。図１には本発明の一実施形態例に係る整列箱
詰め装置の全体構成を表す正面状態、図２には図１中の
側面状態、図３には図１中の要部拡大状況、図４には吸
着パッドに保持された茄子の傾斜機構、図５には図３中
のV-V 線矢視、図６には図３中の矢印IV部の詳細状況を
示してある。また、図７には吸着パッドに保持された茄
子の傾斜機構の他の実施形態例を示してある。

【００１２】図示の整列箱詰め装置１１は、前工程の整
列装置１２に整列させた茄子１３を吸引保持した後、別
の位置に待機している箱１４の内部に茄子１３を移送し
て収容するものである。尚、図示例では、物品として茄
子１３を適用した例を挙げて説明するが、物品として
は、胡瓜等種々の野菜類や果物類の箱詰めに適用するこ
とも可能である。また、野菜類や果物類に限らず、工業
製品等あらゆる物品を本発明の移載装置の適用対象とす
ることが可能である。

【００１３】図１、図２に示すように、架台１５のビー
ム１６上にはリニアガイド（ＬＭガイド）１７を介して
走行台車１８が走行自在に設置されている。ＬＭガイド
１７は、ビーム１６上に固定されたレール１９と、走行
台車１８の下面に固定されレール１９に沿って移動する
可動ブロック２０とにより構成されている。

【００１４】走行台車１８の台車フレームにはモータ２
１が固定され、モータ２１の出力軸にはピニオン２２が
設けられている。一方、架台１５のビーム１６の内側に
はラック２３が固定され、ラック２３にはモータ２１の
ピニオン２２が噛み合っている。つまり、モータ２１の
正逆回転により走行台車１８を架台１５の前後方向（図
２中左右方向）に往復走行させることができる。

【００１５】走行台車１８の四隅には昇降シャフト２４
が立設され、昇降シャフト２４にはフレーム２５が昇降
自在に支持されている。走行台車１８の上部には昇降シ
リンダ２６が設けられ、昇降シリンダ２６の駆動によっ
てフレーム２５が昇降移動される。フレーム２５の下方
両幅端にはブラケット２７が固定され、それぞれのブラ
ケット２７にわたりシャフト２８が懸吊されている。シ
ャフト２８にはケースユニット２９が複数組（ケースユ
ニット２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ）支持されてお
り、ケースユニット２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄに
はそれぞれシリンダ３０を介して真空吸着装置３１がそ
れぞれ昇降自在に支持されている。

【００１６】各真空吸着装置３１には複数個（図１の例
では６個）の吸着手段３２が備えられ、各吸着手段３２
は図１中左右方向に移動自在で、且つ、垂直軸回りで回
動自在、即ち、水平面内で回動自在となっている。吸着
手段３２にはそれぞれ２個の吸着パッド３３が備えら
れ、２個の吸着パッド３３で茄子１３を吸着した際に水
平軸回りで茄子１３を回動させる、即ち、水平面に対し
て傾斜させることができるようになっている。

【００１７】ケースユニット２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、
２９ｄの内、図２中右端のケースユニット２９ｄはシャ
フト２８の所定位置に固定され、残りのケースユニット
２９ａ、２９ｂ、２９ｃはそれぞれ独立して移動自在に
シャフト２８に支持されている。ケースユニット２９
ａ、２９ｂ、２９ｃはそれぞれシリンダ３４ａ、３４
ｂ、３４ｃによって独立して移動される。シリンダ３４
ａ、３４ｂ、３４ｃが伸長した時には、吸着手段３２が
整列装置１２上での茄子１３の整列位置に対応し、シリ
ンダ３４ａ、３４ｂ、３４ｃが収縮した時には茄子１３
が箱詰めされる状態に吸着手段３２が対応する間隔に設
定される（変更手段）。

【００１８】図３乃至図６に基づいて真空吸着装置３１
を説明する。

【００１９】図３に示すように、シリンダ３０を介して
支持された真空吸着装置３１にはスプライン軸３５が設
けられ、スプライン軸３５には６個の吸着手段３２のブ
ロック３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６
ｆが支持されている。隣接するブロック３６同士はガイ
ドバー３７によって連結されており、ガイドバー３７の
一方は隣接するブロック３６の片方にボルトで結合され
ると共に、ガイドバー３７の他方は長孔とブロック３６
に設けられたピンを介してもう片方のブロック３６に支
持されている。また、隣接するブロック３６同士は引張
ばね３８を介して互いに連結され、ブロック３６同士が
接近方向に付勢されている。

【００２０】真空吸着装置３１には移動シリンダ６１が
取り付けられ、移動シリンダ６１のロッドの先端は図３
中の左端のブロック３６ａに連結されている。従って、
移動シリンダ６１を伸長動作してブロック３６ａを図３
中左側に移動させることにより、ガイドバー３７の長孔
に規制された右側のブロック３６ｂが引き寄せられ、更
に、次のガイドバー３７によってブロック３６ｃが引き
寄せられる。以下同様にブロック３６ｃ、３６ｄ、３６
ｅ、３６ｆが引き寄せられ、移動シリンダ６１のストロ
ークエンドで引張ばね３８のバランスによって最終的に
各ブロック３６が等間隔に配置される。

【００２１】移動シリンダ６１が伸長した時の各ブロッ
ク３６の配置間隔は、即ち、吸着手段３２の配列状態
は、整列装置１２（図１、図２参照）に整列された茄子
１３に対応する横幅となる。逆に、移動シリンダ６１を
収縮動作してブロック３６ａを図３中右側に移動させる
ことによって、各ブロック３６は引張ばね３８のばね力
によって互いに接近し、ガイドバー３７の長孔に規制さ
れる最小間隔となる。移動シリンダ６１が収縮した時の
各ブロック３６の配置間隔は、箱詰めに対応する間隔と
なる（変更手段）。

【００２２】真空吸着装置３１には、吸着手段３２の吸
着パッド３３で吸着保持した茄子１３を水平面に対して
傾斜させる機構及び水平面内で回動させる機構が備えら
れている（姿勢制御手段）。以下に姿勢制御手段を説明
する。

【００２３】茄子１３を水平面に対して傾斜させる機構
を説明する。図４に示すように、スプライン軸３５には
軸方向にのみ移動自在に６個の吸着手段３２のブロック
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆが支
持され、各ブロック３６はスプライン軸３５に回転方向
に固定された状態になっている。各ブロック３６には吸
引管３９が２本設けられ、吸引管３９の下端に吸着パッ
ド３３が設けられている。

【００２４】スプライン軸３５の軸端にはレバー４０が
固定され、レバー４０には傾斜シリンダ４１の作動ロッ
ド４２の先端が回動自在に支持されている。一方、真空
吸着装置３１のフレームにはクレビス受４３が取り付け
られており、クレビス受４３には傾斜シリンダ４１の本
体４４の一端が回動自在に支持されている。つまり、茄
子１３を吸着パッド３３で吸着保持した状態で傾斜シリ
ンダ４１の作動ロッド４２を伸長動作させると、レバー
４０を介してスプライン軸３５が回動され、ブロック３
６が傾動して図中一点鎖線で示すように吸引管３９及び
吸着パッド３３が傾けられる。これにより、茄子１３が
揺動して水平面との間に所定の傾斜角θを形成すること
ができる。

【００２５】茄子１３を水平面内で回動させる機構を説
明する。図５、図６に示すように、吸引管３９には旋回
プレート４５が固定され、旋回プレート４５には旋回レ
バー４６の基端が支持されている。旋回レバー４６の先
端にはカムフォロア４７が設けられている。一方、真空
吸着装置３１のフレームには一対の往復シリンダ４８が
取り付けられ、往復シリンダ４８のロッドには長尺状の
カムプレート４９の端部が取り付けられている。カムプ
レート４９には長手方向に延びるカム溝５０が形成さ
れ、カム溝５０には各旋回レバー４６のカムフォロア４
７がそれぞれ嵌合している。

【００２６】従って、一対の往復シリンダ４８の伸縮作
動によりカムプレート４９が図５中矢印方向に移動し、
カム溝５０、カムフォロア４７及び旋回レバー４６を介
して各旋回プレート４５がピン５１を中心に一斉に回動
する。これにより、吸着パッド３３で茄子１３を吸着し
た吸引管３９が水平面内で回動し、各吸着手段３２に吸
引保持された茄子１３を所定角度β（図６参照）で一斉
に回動させることができる。

【００２７】尚、上述した実施形態例の水平面内での回
動機構は、カム機構によって旋回プレート４５を回動さ
せるようにしたが、ウォームとウォームホイールの組み
合わせや、ラックとピニオンの組み合わせ、及び旋回レ
バーとシリンダの組み合わせ等、種々の機構を用いるこ
とが可能である。

【００２８】ここで、茄子１３を水平面に対して傾斜さ
せる他の実施形態例の機構を図７に基づいて説明する。
図に示すように、各ブロック３６には独立して作動する
シリンダ５３、５４が設けられ、シリンダ５３、５４に
は吸着パッド３３を備えた吸引管３９がそれぞれ設けら
れている。従って、吸着パッド３３により茄子１３を吸
着保持した後、一方のシリンダ５４を収縮することによ
り茄子１３を傾けることができ、図中一点鎖線で示すよ
うに、水平面との間に所定の傾斜角θを形成することが
できる。

【００２９】シリンダ５３、５４を用いて茄子１３を傾
斜させるようにした場合、各ブロック３６が回動しても
よいので、スプライン軸３５に各ブロック３６を支持す
る必要はなく、各ブロック３６が回動自在となっていて
もよい。しかし、各ブロック３６の幅方向位置の規定を
行うため、図７の実施形態例では、軸５５にすべりキー
５６を介して各ブロック３６を支持し、軸５５とすべり
キー５６との相対的な回転を規制している。

【００３０】尚、図７の実施形態例では、２本の吸引管
３９の両方をシリンダ５３、５４を介して各ブロック３
６に支持するようにしたが、一方の吸引管３９を各ブロ
ック３６に固定し、他方の吸引管３９のみをシリンダ５
３（５４）を介して各ブロック３６に支持し、一方の吸
引管３９を固定状態にして（基準にして）吸着パッド３
３に吸着された茄子１３を傾けるようにすることも可能
である。

【００３１】上述した整列箱詰め装置１１による茄子１
３の箱詰め作用を説明する。

【００３２】走行台車１８を図２に実線で示す初期位置
に設定待機させ、整列装置１２の上流から茄子１３を搬
入して停止させる。この初期状態から昇降シリンダ２６
を伸長作動してフレーム２５を下降させ、ケースユニッ
ト２９に懸吊させた真空吸着装置３１、即ち、２本の吸
引管３９の吸着パッド３３を茄子１３に接近させる。図
示しない真空機器の作動によって吸着パッド３３へ茄子
１３を保持し、昇降シリンダ２６の収縮作動によってフ
レーム２５を上昇させる。更に、図２中点線で示すよう
に、シリンダ３０の作動によって前後方向各列の茄子１
３の高さを変更設定する。

【００３３】次に、傾斜シリンダ４１を作動して吸着パ
ッド３３で保持した茄子１３を水平面に対して所定角度
傾斜させると共に、回動シリンダ４８を作動して吸着パ
ッド３３で保持した茄子１３を水平面内で所定角度旋回
させて固定する。茄子１３の傾斜設定及び旋回設定は、
必要に応じて両方、もしくは何れか一方だけが実施され
る。

【００３４】茄子１３を所定の状態に保持した状態で、
ケースユニット２９ａ、２９ｂ、２９ｃを固定的に設備
した基準位置のケースユニット２９ｄ側へ移動させ、茄
子１３の前後方向の間隔を縮小する。同時に、真空吸着
装置３１の移動シリンダ６１を収縮動作し、ブロック３
６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅを固定的に設備
した基準位置のブロック３６ｆ側へ移動させて茄子１３
の幅方向の間隔を縮小する。茄子１３の前後及び幅方向
の間隔を縮小して箱１４内への収容をし易くした状態
で、走行台車１８を図２に点線で示した箱詰め位置に移
動させる。

【００３５】箱詰め位置に走行台車１８を移動させた
後、昇降シリンダ２６の伸長作動によりフレーム２５を
下降させ、吸着パッド３３で吸引保持した茄子１３を箱
１４内に挿入して所定の高さに位置させる。箱１４内の
所定位置で空気吸引を停止させ、茄子１３を箱１４内に
落下投入する。茄子１３を箱１４内に投入した後、昇降
シリンダ２６の収縮作動によりフレーム２５を上昇さ
せ、初期位置である整列装置１２の位置に走行台車１８
を移動させる。以後同様の動作を順次繰り返して所定量
（数）の茄子１３を箱１４に充填する。

【００３６】茄子１３を傾斜させる機能及び旋回させる
機能により、図８、図９に示したような箱詰め状態が得
られる。即ち、側面視状態の図８に示すように、後方側
の茄子１３の前端を隣り合う前側の茄子１３の後端の上
部に重ね合わせて箱詰めすることができる。また、平面
視状態の図９に示すように、茄子１３を水平面内で旋回
させて積み重ねた状態で箱詰めすることができる。

【００３７】図示以外の箱詰めとしては、整列装置１２
において茄子１３の並びに合わせた箱詰め、例えば、茄
子１３の頭側と尻側を反転させておく箱詰めめも可能で
ある。あるいは、吸着手段３２の一部を１８０度反転さ
せることにより、隣り合う茄子１３の頭側同士を互いに
突き合わせた箱詰めめも可能である。

【００３８】このような箱詰めを可能にしたことによ
り、茄子１３を箱１４内に収容した後の荷崩れ、つま
り、箱１４内において積み重ね後の茄子１３の移動が少
なくなる。このため、箱１４を開封した後の見栄え品質
を向上させることができると共に、単位容積あたりの茄
子１３の収容量（数、重量）の増加が可能になる。

【００３９】尚、上述した茄子１３の箱詰め作業のタイ
ミングは、一部並行して実施することが可能であると共
に、作業手順を一部入れ換えた設定も可能である。本発
明は前述した実施形態例にのみ限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加える
ことが可能である。

【００４０】上述した茄子の整列箱詰め装置によると、
人手を介することなく整列装置１２に移送された複数個
の茄子１３を箱１４内に一括して収容することができ、
衛生的にしかも安定的に箱詰め作業を行うことができ
る。また、進行方向・左右方向に対して茄子１３の保持
角度を所定角度に調整することができるので、茄子１３
の一部を重ねた状態で箱１４内に収容させることができ
る。

【００４１】このため、単位容積あたりの茄子１３の充
填個数を増加させることができると共に、箱を移送する
途中での茄子１３の移動を防止することができ、すり傷
等茄子１３の破損を減少させることができる。また、箱
１４内における茄子１３の充填状態の見栄えが良くなっ
て美的品質の向上が図れ、市場価格の高騰が期待でき
る。また、茄子１３の箱詰め作業の自動化により、作業
時間の短縮（大量処理）と省力化が図れ、茄子１３の出
荷作業に掛かるコストの大幅な低減を図ることが可能に
なる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の物品の移載装置は、一つの物品
を吸着するための複数個の吸着パッドを有する吸着手段
と、吸着手段を左右に複数組支持すると共に複数個の吸
着パッドに吸着された物品を直交する２軸回りで回動自
在に支持する姿勢制御手段を有する真空吸着装置と、真
空吸着装置を前後に複数組支持するフレームと、フレー
ムを昇降自在に支持する台車と、物品の扱い状況に応じ
て複数組の吸着手段及び真空吸着装置の相対的間隔を変
更する変更手段とを備えたので、複数個の物品を一括し
てしかも高速で安定的に移送することができると共に、
物品を任意の姿勢に保持して移送することができる。ま
た、複数個の吸着パッドにより一つの物品を保持するた
め、各吸着パッドの真空吸引力を小さくしても大きな保
持力が得られる。

【００４３】この結果、物品を箱等に収容する作業が自
動化でき、作業の時間短縮と省力化を図ることができ、
単位容積あたりの物品の箱等への充填個数を増加させる
ことができる。また、野菜類や果物類の箱詰めに用いた
場合、製品の一部を重ねた状態で箱内に収容させて輸送
中の製品の移動を防止することができ、すり傷等製品の
破損を減少させることができる。また、野菜類や果物類
の箱詰めに本発明の移載装置を用いた場合、箱内におけ
る充填状態の見栄えを良くして美的品質の向上を図るこ
とができ、市場価格の高騰が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例に係る整列箱詰め装置の
全体構成を表す正面図。

【図２】図１中の側面図。

【図３】図１中の要部拡大状況図。

【図４】吸着パッドに保持された茄子の傾斜機構の説明
図。

【図５】図３中のV-V 線矢視図。

【図６】図５中の矢印VI部の詳細状況説明図。

【図７】吸着パッドに保持された茄子の傾斜機構の他の
実施形態例の説明図。

【図８】茄子の収容状況を説明する箱内部の側面図。

【図９】茄子の収容状況を説明する箱内部の平面図。

【図１０】従来の整列箱詰め装置の説明図。

【図１１】従来の整列箱詰め装置の説明図。

【図１２】茄子の収容状況を説明する箱内部の平面図。

【図１３】茄子の収容状況を説明する箱内部の側面図。

【符号の説明】

１１ 整列箱詰め装置 １２ 整列装置 １３ 茄子 １４ 箱 １５ 架台 １８ 走行台車 ２５ フレーム ２６ 昇降シリンダ ２９ ケースユニット ３１ 真空吸着装置 ３２ 吸着手段 ３３ 吸着パッド ３９ 吸引管 ４１ 傾斜シリンダ ４８ 回動シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−300114（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−65134（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−97118（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−71404（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3017714（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65B 35/38 B65B 25/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つの物品を吸着するための複数個の吸
   着パッドを有する吸着手段と、前記吸着パッドに吸着さ
   れた前記物品を水平軸に対して回動自在に且つ垂直軸回
   りで同一方向に同一角度で連動して回動自在となるよう
   左右に複数組の前記吸着手段を支持する姿勢制御手段を
   有する真空吸着装置と、前記真空吸着装置を前後に複数
   組支持するフレームと、前記フレームを昇降自在に支持
   する台車と、前記物品の扱い状況に応じて複数組の前記
   吸着手段及び前記真空吸着装置の相対的間隔を変更する
   変更手段とを備えたことを特徴とする物品の移載装置。