JP3382303B2 - チューブ箱詰方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯磨き等を充填する前
のチューブを縦横に碁盤状に中仕切りされた通箱内に自
動的に、かつ円滑に挿入するに好適なチューブ箱詰方法
と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯磨き等を充填するチューブはチューブ
製造メーカで製作され、歯磨き等を充填する内容物製造
メーカに輸送される。この場合、チューブを箱詰めする
専用ケースの通箱が使用される。従来はチューブの箱詰
めは手作業によって行われていた。

【０００３】一方、手作業による労力の低減とチューブ
製造の高速化に対応するため箱詰めの自動化が要請さ
れ、各種の自動箱詰めに関する公知技術が開示されてい
る。例えば、実開平４−３９０１号公報、特開昭５８−
１２５４０６号公報、特公昭５６−２３８４３号公報お
よび特公平５−１７０８７号公報が上げられる。

【０００４】実開平４−３９０１号公報の「チューブの
自動整列箱詰の装置」は、空気吸引路を有するロッドを
多数本並設すると共にそれ等を回動自在に保持するチュ
ーブ移載装置を有するもので、前記ロッドをチューブ内
に空気抜きしながら円滑に挿入し、ロッドを回動してロ
ッドに保持されたチューブを収納ボックス（通箱に相当
するもの）に挿入するものである。

【０００５】特開昭５８−１２５４０６号公報の「チュ
ーブ体の箱詰の装置」は開口を側方に向けて所定ピッチ
ずつ下降する箱体内にチューブ移送装置により整列され
たチューブ群を押し込む装置で一気に箱体内に押し込む
ものである。

【０００６】特公昭５６−２３８４３号公報の「空チュ
ーブ箱詰装置」は、空チューブ保持装置により空気力で
保持された空チューブを水平状態で保持し、垂直方向に
回動し、開口を上向きにして真下に待機しているケース
（通箱）内に空チューブを挿入するものである。

【０００７】特公平５−１７０８７号公報の「チューブ
箱詰装置」は多数本のロッド状の固定歯を並設すると共
に最側端部に回転歯を一本備えたフォークをチューブの
挿入方向とそれに直交する方向に移動可能に支持するフ
ォーク装置を有するものからなり、回転歯を回動させる
と共にフォークをチューブ１本分だけ横移動させながら
チューブを千鳥状にケース（通箱）内に挿入するもので
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、手作
業で箱詰する場合には多大な作業時間と労力を必要と
し、作業効率が低下し、チューブ製造の高速化の阻害要
因となっていた。一方、前記した各種の自動箱詰装置は
それぞれ特徴を有するものであるが次のような課題に対
応し得るものではない。

【０００９】すなわち、通箱はチューブ製造メーカと内
容物製造メーカ間を多数回往復し、繰り返し使用される
ので、変形しチューブが円滑に挿入出来ないものが発生
する。また、通箱の中仕切りの間隔とチューブを保持す
るバケットコンベアのバケットピッチは原則として一致
することが望ましいが、そのためにはバケットコンベア
のチェーンを規格品外のものを使用しなければならない
場合が発生する。そのため、バケットコンベアが高価な
ものになる問題点がある。更に、変形した通箱内に無理
にチューブを挿入するとチューブを不良にする問題点も
生ずる。

【００１０】本発明は、以上の問題点を解決するもの
で、変形している縦横に碁盤状に中仕切りされた通箱内
に円滑にチューブ挿入が出来ると共に、規格品のチェー
ンを用いて装置のコストダウンを図り、無理な挿入によ
るチューブ不良を無くすチューブ箱詰方法と装置を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、チェーンピッチの整数倍の間隔でコン
ベア上に並設される多数本のチューブ群を中仕切りされ
た通箱内に一列ずつ挿入すると共に前記チューブ群を順
次複数段重ねて通箱内にチューブを充填するチューブ箱
詰方法であって、ロボットハンド側に弾性および吸振支
持されるハンドアームを前記チューブ群に挿入してチュ
ーブ群を釣り上げ、その状態で前記ハンドアームを通箱
内に挿入し、挿入途中における通箱とチューブとの接触
によって生じるハンドアームへの負荷を検出し、該負荷
が所定値を越えた場合にハンドアームを後退させて再挿
入し、ハンドアームを所定深さまで挿入又は挿入停止を
することを特徴とする。

【００１２】また、この箱詰方法を実施する装置とし
て、チェーンピッチの整数倍の間隔のバケットコンベア
上に並設される多数本のチューブ群を中仕切りされた通
箱内に一列ずつ挿入すると共に前記チューブ群を順次複
数段重ねて通箱内にチューブを充填するためのチューブ
箱詰装置であって、前記チューブ群と相対向する位置に
配置されるハンドアームと、該ハンドアームを移動操作
するロボットハンド機構部と、該ロボットハンド機構部
と前記ハンドアーム間に介設され該ハンドアームを弾性
および吸振支持する支持機構部と、前記ロボットハンド
側に配設され前記ハンドアームに作動する負荷検出およ
びハンドアームの移動量検出を行うと共に所定値以上の
負荷に対して前記ハンドアームを後退および再前進さ
せ、往復回数を検出してハンドアームの移動および停止
を行う制御部を設けたチューブ箱詰装置を特徴とする。

【００１３】更に、より具体的な装置として、規格品の
チェーンのチェーンピッチの整数倍の間隔のバケットコ
ンベア上に並設される多数本のチューブ群を中仕切りさ
れた通箱内に一列ずつ挿入すると共に前記チューブ群を
順次複数段重ねて通箱内にチューブを充填するためのチ
ューブ箱詰装置であって、前記チェーンピッチより若干
狭い間隔で並設され前記チューブ群と相対向する位置に
配置されるハンドアームと、該ハンドアームを移動操作
するロボットハンド機構部と、該ロボットハンド機構部
と前記ハンドアーム間に介設され該ハンドアームを弾性
および吸振支持する支持機構部と、前記ロボットハンド
側に配設され前記ハンドアームに作動する負荷検出およ
びハンドアームの移動量検出を行うと共に所定値以上の
負荷に対して前記ハンドアームを後退および再前進さ
せ、往復回数を検出してハンドアームの移動および停止
を行う制御部を設けたチューブ箱詰装置を特徴とする。

【００１４】

【作用】バケットコンベア上にチェーンピッチで積載さ
れて通箱と相対向する所定位置まで移送されてきたチュ
ーブ群内にはロボットハンド機構部と支持機構部により
支持されているハンドアームが挿入されハンドアームで
チューブ群を釣り上げ保持する。この状態でチューブ群
はハンドアームのアーム間隔で並設される。

【００１５】このアーム間隔と通箱の中仕切り間隔が一
致しない場合にはチューブが通箱の中仕切りに干渉し挿
入抵抗を受けハンドアームに負荷がかかる。この負荷は
支持機構部で弾性および吸振支持されて緩和されるが、
チューブに損傷を来さない程度の負荷の生じたままの状
態でもハンドアームを挿入方向に移動すると通箱が修正
される。通箱に変形等があるため負荷が所定値を越える
場合にはそのまま挿入を続けるとチューブを傷つけるた
め、制御部は負荷を検出し、所定値を越えた場合にはハ
ンドアームを後退させた後再び挿入し、この動作を繰返
し行う。この小刻みのハンドアームの動きにより、通箱
の変形が修正され垂下指示されたチューブがハンドアー
ムの爪を中心に左右に回転して通箱内の区画に合致する
ように移動するため、チューブは円滑に挿入される。

【００１６】また、バケットコンベアのバケットピッチ
と通箱の中仕切りの間隔を一致させなくてもよいため、
規格品のチェーンを使用することが出来、コストダウン
が図れる。更に、小刻み運動によっても通箱の変形が修
正されない場合は制御部はハンドアームの挿入を停止す
る。そのためチューブ不良の発生が防止できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。図１は本実施例の全体構造を示す側面図、図２は
図１のＡ矢視の平面図、図３は本実施例のバケットコン
ベアの部分正面図、図４は本実施例の支持機構部に支持
されたハンドアームを示す平面図、図５は本実施例の支
持機構部の正面図、図６，図７は支持機構部の弾性，吸
振構造を示す側断面図、図８は本実施例のバケットコン
ベア，ハンドアーム，通箱の間隔とそれ等の係合状態を
示す説明用正面図、図９は本実施例のチューブ挿入作用
を説明するための説明用部分正面図、図１０は本実施例
の箱詰作用を説明するためのフローチャートである。

【００１８】図１に示すように、コンベア８で移送され
てきた蓋９を有する通箱２は図略の吸振手段によりＢ位
置で蓋９が外され、９０度回動してＣ位置まで下降し、
更にチューブ挿入位置のＤ位置まで垂直に下降して位置
決めされる。チューブ３を充填した通箱２はＥ位置まで
更に下降し、９０°反転してＦ位置に排出され図略のコ
ンベアにより次工程側に送られる。

【００１９】一方、チューブ３はバケットコンベア４で
Ｄ位置の通箱２の開口側まで移送される。チューブ３を
通箱２内に挿入するハンドアーム１は支持機構部６を介
してロボットハンド機構部５に連結される。ロボットハ
ンド機構部５は制御部７を有し、ハンドアーム１を図の
前後方向および上下方向に移動するもので一般的構造の
ものからなる（構造説明省略）。

【００２０】制御部７は後に制御動作を説明するが、ハ
ンドアーム１に作用する負荷の検出やハンドアーム１の
移動量の制御および小刻み運動制御等を行う制御検出機
構を有するものからなる。

【００２１】チューブ３はキャップ３ａを有する円筒体
からなり、ハンドアーム１側に開口する。

【００２２】図３に示すように、チューブ３はバケット
コンベア４のバケット１０上に保持され、順次ピッチ送
りされる。なお、本実施例では１０本のチューブ３がチ
ューブ群となり、通箱２の最下段にまず挿入され、次の
１０本が段ピッチだけ上段、すなわち最下段から２段に
挿入される。

【００２３】バケットコンベア４のバケット１０は図３
に示すように、チェーンコンベア１１上に固定され、本
実施例ではピッチ１２．７［ｍｍ］のチェーン１２の３
個分の間隔で配設される。なお、ピッチ１２．７［ｍ
ｍ］のチェーン１２は日本標準規格（ＪＩＳ）の番号４
０に相当するものである。すなわち、バケット１０は１
２．７×３＝３８．１［ｍｍ］のバケットピッチで並設
される。チェーンコンベア１１はチェーンホイール１３
によりピッチ送りされ、前記したように１０本のチュー
ブ３が通箱２の開口部前に並設された状態で停止しハン
ドアーム１による挿入のために待機する。

【００２４】ハンドアーム１はチューブ群の各チューブ
３と相対向する位置に位置決めされる１０本の細長なロ
ッド状部材からなり、円筒状のチューブ３内に挿入され
る。ハンドアーム１の先端部には樹脂製部材１４が固着
され、ハンドアーム１によるチューブ３の損傷を防止す
る。

【００２５】次に、ハンドアーム１を弾性および吸振支
持する支持機構部６を図５，図６，図７等により説明す
る。本実施例では支持機構部６はそれぞれ５本のハンド
アーム１を保持する２個のブロック本体１５を共通の連
結部材１６で連結支持したものからなり、連結部材１６
はロボットハンド機構部５側に連結する。

【００２６】それぞれのブロック本体１５は図６，図７
にも示すようにハンドアーム１を固定する摺動部材１７
と、この摺動軸１８と、一対の弾性支持機構部１９およ
び吸振作用を行うショックアブゾーバ２０等から構成さ
れる。摺動部材１７は摺動軸１８に案内されハンドアー
ム１の軸線方向に沿って移動可能に支持される。弾性支
持機構部１９は図６に示すように摺動部材１７をチュー
ブ３の挿入方向に押圧すべく付勢するスプリング２１
と、スプリング２１のセット荷重を調整する調整間座２
２等からなる。

【００２７】一方、ショックアブゾーバ２０は摺動部材
１７に加わる負荷を減衰するものでその移動方向に沿っ
て移動可能に配設され、摺動部材１７と間隙を介して配
置される。また、ショックアブゾーバ２０の近傍には摺
動部材１７のストロークエンドを検出するリミットスイ
ッチ２３が安全手段として配設される。

【００２８】以上の構造によりロボットハンド機構部５
により支持機構部６はチューブ３の挿入方向に沿って往
復動されると共に、挿入時においてハンドアーム１に作
用する負荷はスプリング２１とショックアブゾーバ２０
により弾性および吸振支持され、チューブ３側に無理な
力が作用しないように作用する。

【００２９】次に、図８および図９によりハンドアーム
１によるチューブ３の通箱２内への挿入の原理的作用を
説明する。まず、前記したようにチューブ３はバケット
コンベア４のバケット１０上に１本ずつ搭載され図８に
示すように１０本のチューブ３がチューブ群として並列
される。バケット１０のバケットピッチは前記したよう
にチェーン１２の大きさで決まり、本実施例では３８．
１［ｍｍ］に形成される。一方、ハンドアーム１の間隔
は３６．５［ｍｍ］であり、直径３３［ｍｍ］のチュー
ブ３の挿入される中仕切りの間隔は３６［ｍｍ］に形成
される。

【００３０】図８に示すように、まず、チューブ群内に
ハンドアーム１が挿入される。ハンドアーム１はその中
心寄りのものはチューブ３のほぼ中心に挿入されるが、
バケットピッチとハンドアーム１のアーム間隔の相異か
ら端側のチューブ３は中心側に寄ってハンドアーム１が
挿入される。次に、ハンドアーム１を上方に移動しチュ
ーブ群を釣り上げてバケット１０側から解放すると図８
に示すようにそれぞれのチューブ３はハンドアーム１に
より垂下支持されハンドアーム１のアーム間隔で配置さ
れる。

【００３１】説明の都合上、図９に示すように中心より
のチューブ３をチューブ３Ａとし、端側に向かってチュ
ーブ３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅとすると、チューブ３Ａの
外周は中心線２４から３４．７５［ｍｍ］離れた位置に
ある。すなわち、ハンドアーム１の間隔の１／２の３
６．５／２［ｍｍ］とチューブ３の直径の１／２の３３
／２［ｍｍ］を加算したものからなる。

【００３２】一方、チューブ３Ａの収納される通箱２の
スペースは中心線２４から通箱２の中仕切り間隔の３６
［ｍｍ］に形成される。従って、３６＞３４．７５によ
りチユーブ３Ａは前記スペース内に挿入可能となる。

【００３３】以下、同様にチューブ３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，
３Ｅについて検討すると図９に示すように、チューブ３
Ｂは７２＞７１．２５、チューブ３Ｃは１０８＞１０
７．７５、チューブ３Ｄは１４４＜１４４．２５、チュ
ーブ３Ｅは１８２＜１８３．２５となり、端側のチュー
ブ３Ｄ，３Ｅは若干通箱２側に干渉するがチューブ頭部
は先細りとなっており、また、ロッドを中心に左右に回
転可能であるので、以下に述べるような挿入作用により
チューブを円滑に通箱内に挿入できる。

【００３４】次に、図１０のフローチャートにより、本
実施例のチューブ挿入作用と制御部７の制御作用につい
て説明する。まず、前記したようにハンドアーム１をチ
ューブ群のそれぞれのチューブ３内に挿入する（ステッ
プ１００）。ハンドアーム１でチューブを釣り上げハン
ドアーム１の間隔でチューブを垂下支持する（ステップ
１０１）。

【００３５】次に、ハンドアーム１を前進させ、チュー
ブ３を通箱２のそれぞれのスペース内に挿入する（ステ
ップ１０２）。前記したようにチューブ３の挿入により
チユーブ３と通箱２とが干渉し、通箱２の変形量に見合
う負荷がハンドアーム１側に作用する。負荷が作用して
もハンドアーム１側はスプリング２１とショックアブゾ
ーバ２０により支持されているため弾性および吸振支持
され、大きなショック力は作用しない。制御部７はハン
ドアーム１に作用する負荷を検出しそれが所定値以下か
否かを判断する（ステップ１０３）。

【００３６】チューブに損傷を来すような所定値以上の
負荷がハンドアーム１に作用している場合（ｎｏの場
合）にはハンドアーム１の挿入回数をカウントし、所定
回数（例えば３回）以下か否かを判断する（ステップ１
０４）。以下の場合（ｙｅｓの場合）にはハンドアーム
１を後退させ（ステップ１０５）、再びハンドアーム１
を挿入して前記と同様のステップを繰返し行う。

【００３７】ハンドアーム１を所定回数だけ小刻みに往
復動することにより通箱２の変形は修正されるが所定回
数のハンドアーム１の往復動によってもハンドアーム１
に加わる負荷が所定値以下にならない場合にはハンドア
ーム１の挿入をストップし（ステップ１０６）、通箱２
を不良とし除去する（ステップ１０７）。一方、ハンド
アーム１に作用する負荷が所定値以下の場合（ｙｅｓの
場合）にはハンドアーム１を定位置まで前進させ（ステ
ップ１０８）、チューブ３の挿入を完了する（ステップ
１０９）。この場合、ハンドアーム１の挿入し過ぎはリ
ミットスイッチ２３により検出されるためチューブ３は
安全に挿入される。

【００３８】次に、ハンドアーム１を数ｍｍ下降させな
がら後退させ（ステップ１１０）、次のチューブ群の挿
入の必要性を判断し（ステップ１１１）、必要時にはス
テップ１００に戻り、不必要の場合（通箱２にチューブ
が充填された場合）には挿入作業を終了する（ステップ
１１２）。以上の挿入および制御作用により通箱２の変
形が修正されながら、また、ロッドを中心にチユーブが
回転して通箱内の区画に合致するよう移動するため、チ
ューブ３を円滑に挿入することが出来る。

【００３９】以上の説明において、ハンドアーム１を１
０本としたが、勿論それに限定するものではない。ま
た、バケットコンベア４のバケットピッチは規格品のチ
ェーンを使用するもので前記実施例の寸法に限定するも
のではなく、チューブ３の直径、それに対応する通箱２
の大きさ等を勘案して決定される。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 １）チューブと通箱との接触によって生じる所定値以下
の負荷の作用を受けながらハンドアームによりチューブ
を押し込むように形成されると共に、所定値以上の負荷
が作用した場合にはハンドアームを後退させて再挿入を
繰返して小刻みのチューブ挿入動作を行うことにより通
箱に多少の変形があっても変形を修正しながらチューブ
を円滑に挿入することが出来る。 ２）ハンドアームはロボットハンド機構部側に弾性およ
び吸振支持されているため、チューブ挿入時に生じる負
荷が緩和され通箱およびチューブに無理な力が作用しな
い。そのため、両者の損傷が防止される。 ３）チューブを所定の挿入位置に移送するバケットコン
ベアのバケットピッチを規格品のチェーンのチェーンピ
ッチの整数倍にすることが出来るため、装置コストの低
減が図れる。 ４）通箱の中仕切りの間隔とバケットピッチが異なって
いてもハンドアームの間隔を適宜設定することにより円
滑なチューブ挿入が出来る。 ５）チューブの自動挿入が可能になり挿入作業効率を向
上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構造を示す側面図。

【図２】図１のＡ矢視の平面図。

【図３】本実施例のバケットコンベアを示す部分正面
図。

【図４】本実施例のハンドアームおよび支持機構部を示
す平面図。

【図５】本実施例の支持機構部の正面図。

【図６】支持機構部の弾性支持機構部を示す部分側断面
図。

【図７】支持機構部のショックアブゾーバを示す部分側
断面図。

【図８】本実施例の通箱，バケットコンベア，ハンドア
ームとの配列構造を示す正面図。

【図９】本実施例のチューブの挿入原理を説明するため
の説明用部分正面図。

【図１０】本実施例の挿入および制御作用を説明するた
めのフローチャート。

【符号の説明】

１ ハンドアーム ２ 通箱 ３ チューブ ３ａ キャップ ４ バケットコンベア ５ ロボットハンド機構部 ６ 支持機構部 ７ 制御部 ８ コンベア ９ 蓋 １０ バケット １１ チェーンコンベア １２ チェーン １３ チェーンホイール １４ 樹脂製部材 １５ ブロック本体 １６ 連結部材 １７ 摺動部材 １８ 摺動軸 １９ 弾性支持機構部 ２０ ショックアブゾーバ ２１ スプリング ２２ 調整間座 ２３ リミットスイッチ ２４ 中心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−79107（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−124514（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65B 5/00 - 5/12 B65B 35/00 - 35/58

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チェーンピッチの整数倍の間隔でコンベ
   ア上に並設される多数本のチューブ群を中仕切りされた
   通箱内に一列ずつ挿入すると共に前記チューブ群を順次
   複数段重ねて通箱内にチューブを充填するチューブ箱詰
   方法であって、ロボットハンド側に弾性および吸振支持
   されるハンドアームを前記チューブ群に挿入してチュー
   ブ群を釣り上げ、その状態で前記ハンドアームを通箱内
   に挿入し、挿入途中における通箱とチューブとの接触に
   よって生じるハンドアームへの負荷を検出し、該負荷が
   所定値を越えた場合にハンドアームを後退させて再挿入
   し、ハンドアームを所定深さまで挿入又は挿入停止をす
   ることを特徴とするチューブ箱詰方法。
2. 【請求項２】 チェーンピッチの整数倍の間隔のバケッ
   トコンベア上に並設される多数本のチューブ群を中仕切
   りされた通箱内に一列ずつ挿入すると共に前記チューブ
   群を順次複数段重ねて通箱内にチューブを充填するため
   のチューブ箱詰装置であって、前記チューブ群と相対向
   する位置に配置されるハンドアームと、該ハンドアーム
   を移動操作するロボットハンド機構部と、該ロボットハ
   ンド機構部と前記ハンドアーム間に介設され該ハンドア
   ームを弾性および吸振支持する支持機構部と、前記ロボ
   ットハンド側に配設され前記ハンドアームに作動する負
   荷検出およびハンドアームの移動量検出を行うと共に所
   定値以上の負荷に対して前記ハンドアームを後退および
   再前進させ、往復回数を検出してハンドアームの移動お
   よび停止を行う制御部を設けることを特徴とするチュー
   ブ箱詰装置。
3. 【請求項３】 規格品のチェーンのチェーンピッチの整
   数倍の間隔のバケットコンベア上に並設される多数本の
   チューブ群を中仕切りされた通箱内に一列ずつ挿入する
   と共に前記チューブ群を順次複数段重ねて通箱内にチュ
   ーブを充填するためのチューブ箱詰装置であって、前記
   チェーンピッチより若干狭い間隔で並設され前記チュー
   ブ群と相対向する位置に配置されるハンドアームと、該
   ハンドアームを移動操作するロボットハンド機構部と、
   該ロボットハンド機構部と前記ハンドアーム間に介設さ
   れ該ハンドアームを弾性および吸振支持する支持機構部
   と、前記ロボットハンド側に配設され前記ハンドアーム
   に作動する負荷検出およびハンドアームの移動量検出を
   行うと共に所定値以上の負荷に対して前記ハンドアーム
   を後退および再前進させ、往復回数を検出してハンドア
   ームの移動および停止を行う制御部を設けることを特徴
   とするチューブ箱詰装置。