JP4316938B2 - 自動箱詰め装置およびその物品押し込み装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動箱詰め装置およびその物品押し込み装置に関する。さらに詳しくは、袋詰めされた製品や箱詰めされた製品を整列させた上でさらに大きな段ボールケース等の外装箱に自動収納するための自動箱詰め装置、および、この自動箱詰め装置において外装箱に上から物品群を挿入する物品押し込み装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図6にはこのような自動箱詰め装置が示されている。図6(a)は装置の概略正面図であり、図6(b)はその平面図である。図示のごとくこの装置は、箱詰めされる物品Wを供給するための導入コンベア51と、導入コンベア51から供給される複数の物品Wを受け入れて整列させるための整列コンベア52と、整列した物品群を整列コンベア52からそのままの状態で取り出すための押し出しプレート53と、取り出された物品群をそのままの状態で押し下げて、下方にある外装箱に挿入するための押し込み装置55を備えたものである(同様の装置としては、たとえば特許文献1参照)。この押し込み装置55は、取り出された物品群を押し込む直前まで整列状態で挟圧して保持する保持プレート54を有している。
【0003】
図6(b)に示すように、上記整列コンベア52は無端軌道56の搬送面に、複数枚のフィン57が搬送方向に所定間隔をおいて相互に平行に取り付けられたものである。この所定間隔は一つの物品Wが収容されうる寸法にされており、ギャップ部58と呼ぶ。無端軌道は平行な二つのグループに分かれている。第一ベルトおよび第三ベルトからなる第一のグループ56aと、第二ベルトおよび第四ベルトからなる第二のグループ56bである。第一のグループ56aでは上記フィン群が第一ベルトおよび第三ベルトに跨るように取り付けられており、第二のグループ56bではフィン群が第二ベルトおよび第四ベルトに跨るように取り付けられている。各グループ56a、56bは異なる駆動装置によって互いに独立して循環駆動される。一方のグループが物品Wを受け入れたり取り出したりしているときに、他方のグループがこれに制限されずに移動するためである。
【0004】
無端軌道56はその下側の復路から上側の往路へいたるスプロケット52aの部分では円弧状になり、複数枚のフィン57は放射状に広がる。整列コンベア52のこの部分が導入コンベア51から物品Wを受け入れる受け入れ位置Rとなる。前述した無端軌道の第一のグループ56aが受け入れ位置Rに停止しているときに第二のグループ56bが移動することも後述する取り出し位置Tに停止することもできる。一方、第二のグループ56bが受け入れ位置Rに停止しているときに第一のグループ56aが移動することも取り出し位置Tに停止することもできる。
【0005】
導入コンベア51としてはベルトコンベアやローラコンベアが用いられ、その排出端51aが上記受け入れ位置Rに対向している。供給される物品Wは一個ずつ導入コンベア51の排出端51aから落下し、整列コンベア52は一ギャップずつ移動しつつ各ギャップ部58に一個ずつ物品Wを受け入れる。全てのギャップ部58に物品Wが入ると、整列コンベア52は一気に物品取り出し位置Tまで移動する。物品取り出し位置Tは、上記無端軌道56が水平状態にあってフィン57が直立する往路に位置しており、上記押し出しプレート53が各ギャップ部58の物品Wをまとめて無端軌道56から押し出すための位置である。
【0006】
物品取り出し位置Tでは、上記押し出しプレート53が整列コンベア52を横切るように水平に移動してフィン間から全物品を押し出す。押し出しプレート53にはフィン57が通過しうるスリット(図示しない)が形成されている。物品Wは整列状態のまま押し出しプレート53によって押し込み装置55へ移送される。押し込み装置55は、上記保持プレート54と、押し出しプレート53によって移送されてきた物品が載置される開閉シャッター(以下、単にシャッターという)60と、物品を下方に押すための押し込みプレート61と、外装箱Cの搬出入位置(下方位置)と物品の挿入を待つ待機位置(上方位置)との間を昇降するリフター62とを備えている。
【0007】
押し出しプレート53によって移送されてきた物品群は上記開閉シャッター60上に至ったときにストッパプレート63によって止められ、ここで保持プレート54によって挟圧保持される。シャッター60の下方には、待機位置にあるリフター62上に載置された外装箱Cが位置している。
【0008】
ついで、シャッター60が全開され、保持プレート54が物品の保持を解放するとほぼ同時に押し込みプレート61が下降して物品群を外装箱C内に押し込む。押し込みプレート61は、重力加速度またはそれより若干高い加速度で下降し、物品群の下端が外装箱Cの底に到達する時点で停止するように設定されている。したがって、外装箱Cの底部およびリフター62には物品を介して押し込みプレート55による大きな衝撃力が加わる。これは、送りネジ機構やタイミングベルトドライブ機構等のリフター昇降機構に衝撃を加えることになり、当該機構の寿命の短縮につながる。さらに、箱詰めされる商品にも衝撃が加わる可能性もあるため問題である。
【0009】
【特許文献1】
特開2000−53103号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、物品を外装箱などに上から押し込むときに、外装箱の底部やリフターに加わる衝撃を大幅に低減すると共に、物品の整列した状態を崩さずに外装箱内に収納することが容易となった物品押し込み装置、および、この物品押し込み装置を備えた自動箱詰め装置を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動箱詰め装置用の物品押し込み装置は、
品を収容ケース内に上から挿入するための押し込み装置であって、
整列された物品が載置される開閉可能なシャッターと、
該シャッター上の物品を挟圧保持する保持部材と、
シャッター上の物品を下方へ押すための押し込み部材と、
上記シャッターの下方に配設された、収容ケースを載置して物品を待つ待機位置と上記押し込み部材の下降停止位置より低い位置との間を昇降させるための昇降装置とを備えており、
上記昇降装置が、押し込み部材の下降に伴い、押し込み部材が所定位置に達したときに下降動作を開始するように構成されており、
押し込み部材の下降速度と昇降装置の下降速度との速度差により、物品が収容ケース内に挿入されるように構成されている。
【0012】
かかる構成によれば、押し込み部材と収容ケースとの速度差が小さくなるので押し込み部材からの昇降装置への衝撃力が緩和される。収納物品に対する衝撃力も低減する。
【0013】
上記昇降装置の下降速度を押し込み部材の下降速度より低速に設定するのが好ましい。
【0014】
上記所定位置が、押し込み部材の昇降ストロークの上端位置と下端位置との間の任意の位置に設定されうるように構成するのが好ましい。収容物品の大きさや収容ケースの大きさに対応し得るからである。
【0015】
また、上記所定位置を、箱詰めされたときの物品の上端位置を基準位置とし、この基準位置から所定距離上方に設定するのが好ましい。収容物品の大きさに対応し得るからである。
【0016】
上記押し込み部材を、シャッターの開作動途中において物品の少なくとも一部がシャッター上にある時に下降を開始するように構成するのが好ましい。物品が押し込み部材から離れることを防止し得るからである。
【0017】
本発明の自動箱詰め装置は、
物品を収容するための収容部が設置された循環移動する無端搬送装置と、
この無端搬送装置に配置された物品受け入れ位置に対向するように配設された物品供給装置と、
前述したうちのいずれか一の物品押し込み装置とを備えている。
【0018】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照しながら本発明の自動箱詰め装置の実施形態を説明する。
【0019】
図1は本発明の一実施形態である自動箱詰め装置の正面図である。図2は図1の平面図であり、図3は図1のIII−III線矢視図である。図4は自動箱詰め装置を概略的に示す斜視図である。
【0020】
図示の自動箱詰め装置(以下、単に装置1という)1は、物品Wを整列させた上で段ボールケース等の外装箱Cに自動で収納するためのローディング装置2と、このローディング装置2に物品Wを搬入する導入コンベア3と、ローディング装置2に外装箱Cを搬入する箱搬入コンベア4と、ローディング装置2によって物品が収納された外装箱Cを搬出する箱搬出路5とを備えている。導入コンベア3および箱搬入コンベア4としてはベルトコンベアやローラコンベアが用いられる。箱搬出路5は通常は回転駆動しない多数のローラが回転自在に取り付けられただけのフリーローラタイプであるが、ベルトコンベアやローラコンベアを用いてもよい。
【0021】
ローディング装置2は、導入コンベア3から供給される複数の物品Wを受け入れて整列させるための整列コンベア6と、整列した物品群をそのままの状態で水平方向に取り出すための押し出しプレート7と、取り出された物品群をそのままの整列状態で下方にある外装箱Cに挿入するための押し込み装置9とを内蔵している。この押し込み装置9は、取り出された物品群を押し込む直前まで整列状態で挟圧して保持する保持プレート8を有している。
【0022】
図4に示すように、整列コンベア6は従来技術としてすでに説明したものと同様の構成を有している。すなわち、互いに平行な第一グループのベルト16a群と第二グループのベルト群16bとからなる無端軌道16を有している。各ベルト群16a、16bにはそれぞれ、搬送面に複数枚のフィン10が搬送方向に物品収容部としての所定間隔(ギャップ部11という)をおいて相互に平行に取り付けられている。このフィン群は無端軌道16の搬送方向に所定間隔をおいて複数箇所配設されている。第一グループ16aでは上記フィン群が第一ベルトおよび第三ベルトに跨るように取り付けられており、第二グループ16bではフィン群が第二ベルトおよび第四ベルトに跨るように取り付けられている。各グループ16a、16bのベルトは異なる駆動装置によって互いに独立して循環駆動される。
【0023】
無端軌道16が循環移動し、各フィン群が後述の物品受け入れ位置Rおよび物品取り出し位置Tに順次至ったときに停止する。無端軌道16の下側復路から上側往路へいたるスプロケット6aの部分では、無端軌道16が円弧状になるので複数枚のフィン10は放射状に広がる。整列コンベア6におけるこのフィン10が放射状に広がった部分の一部が物品Wを受け入れる受け入れ位置Rとなっており、この受け入れ位置Rに導入コンベア3の物品排出端3aが対向している。物品は導入コンベア3の排出端3aから一個ずつ落下し、各ギャップ部11に一個ずつ入り込む。整列コンベア6は物品Wを受け入れるときには一ギャップ部ずつ移動し、各ギャップ部11が順次受け入れ位置Rに停止する。このようにして全てのギャップ部11に物品Wが入ると、整列コンベア6が駆動されて当該フィン群は一気に物品取り出し位置Tまで移動させられる。
【0024】
物品取り出し位置Tでは、上記押し出しプレート7が整列コンベア6を横切るように水平に移動してフィン間から全物品Wを押し出す。押し出しプレート7にはフィン10が通過しうるスリット12が形成されている。全物品Wは整列状態のまま押し出しプレート7によって押し込み装置9へ移送される。
【0025】
押し込み装置9も従来技術としてすでに説明したものと同様の構成を有している。すなわち、上記保持プレート8と、押し出しプレート7によって移送されてきた物品が載置される開閉シャッター13と、物品を下方に押すための押し込みプレート14と、外装箱Cの搬出入位置と外装箱Cが物品の挿入を待つ待機位置との間を昇降するリフター15と、押し出しプレート7によって移送されてきた物品群Wが当接して移送方向の位置決めをするためのストッパープレート17とを備えている。
【0026】
上記待機位置は外装箱Cの高さ寸法に応じて変更設定される。外装箱Cの高さ寸法とは、外装箱Cが段ボール箱のようにその蓋(フラップという)を開けて、つまりフラップを上方に立てて待機しているものにあっては、箱本体の底からフラップの上端までの寸法をいう。上記搬出入位置は、箱搬入コンベア4および箱搬出路5と同一のレベルにされている。
【0027】
上記シャッター13は水平状態に設置された、水平方向に接近離間することによって開閉する一対の板材から構成されている。図示しないが、シャッター13に近接してその下方に、物品群Wと押し込みプレート14とが通過しうる矩形の開口が形成された枠部材が設置されている。したがって、シャッター13がこの開口を開閉することになる。上記一対の保持プレート8は、シャッター13の上方であってシャッター13の開閉方向の両端側にそれぞれ配置されている。保持プレート8が、シャッター13上まで搬送されてきた物品群を挟持するときには、一対の保持プレート8がシャッター閉方向に相互に接近してくる。また、シャッター13の下方に待機している外装箱Cはその上端(フラップが立てられている段ボール箱ではフラップの上端)がシャッター13の下面に近接した位置で待機している。
【0028】
物品群を下方の外装箱Cに詰めるときには、押し込みプレート14が下降して保持プレート8に挟持された状態の物品群Wを上から若干押圧したあとで、シャッター13が開くとともに保持プレート8が物品群Wの保持を解放する方向に移動する。これにより、押し込みプレート14が加速されたあとで物品群Wが落下し始めるので、物品群Wが押し込みプレート14から下方に離れることを防止することができる。押し込みプレート14は自由落下速度より僅かに速い速度で下降する。物品群Wは下降当初は保持プレート8からの摩擦抵抗を受け、ついで外装箱C(または立てられたフラップ)の内面から摩擦抵抗を受けながら下降する。
【0029】
本装置1が前述した従来の自動箱詰め装置と相違する点はリフター15の動作である。すなわち、リフター15の昇降動作を制御する制御装置20が配設されており、この制御装置20によって本リフター15が押し込みプレート14の下降途中で下降を開始させられる点である。押し込みプレート14は自由落下速度より若干高い速度で下降する。押し込みプレート14が物品群を下方に押すとき、物品群が押し込みプレート14から離れて先行して落ちないようにするためである。そして、押し込みプレート14が所定位置まで下降してきたときにリフター15も並行して下降する。押し込みプレート14はその停止位置Sで停止するが、リフター15はそれより下方にある搬出入位置まで下降して停止する。また、押し出しプレート7の駆動装置(図示せず)、シャッター13の開閉駆動装置(図示せず)、押し込みプレート14の昇降駆動装置(図示せず)、および、リフター15の昇降駆動装置(図示せず)にはそれぞれサーボモータを使用しており、位置制御が容易になされる。
【0030】
図5にはこの動作が示されている。押し込みプレート14の下端の停止位置Sは従来と変わらず、待機位置にある外装箱C内に収容された状態の物品の上端位置に設定されている。リフター15が搬出入位置Eへの下降を開始するときの押し込みプレート14の下端位置Dは、上記停止位置Sから若干上方の位置に設定されている。たとえば、停止位置Sから押し込みプレート14の下降ストロークの15〜40%程度上方の位置である。前述のごとく外装箱Cはシャッター13に近接して待機しているので、上記位置Dでは物品はすでに外装箱Cの中にかなりの寸法挿入されていることになる。かなりの程度の寸法とは、本実施形態ではたとえば外装箱本体の高さの70〜90%程度である。また、リフター15の下降速度は一定であるのに対して、押し込みプレートの下降速度は箱詰め対象物品によって変えることがあるので、上記位置Dは箱詰め対象物品に応じて変更するのが好ましい。リフター15の下降速度は押し込みプレートの下降速度より低速に設定される。たとえば押し込みプレートの下降速度の1/3、1/2、2/3程度という具合に設定される。
【0031】
押し込みプレート14はその停止位置Sに至るとすぐに高速で上昇して元の位置に戻る。一方、リフター15は外装箱Cの搬出入位置Eまで下降して停止する。もちろん、必要に応じて搬出入位置Eより上方で停止させてもよい。しかし、リフター15を停止させる位置は、すでに物品群が外装箱Cの底に到達したあととなる位置にするのが望ましい。外装箱Cが押し込みプレート14の停止位置Sから自らの搬出入位置Eまで下降する間、物品群Wは外装箱Cの内面から摩擦抵抗を受けつつ、また、外装箱C内の空気を押し出しつつゆっくりと外装箱C内に収まる。
【0032】
リフター15の下降開始点Dを上記のように寸法を基準として設定することに代えて、時間を基準に設定してもよい。これは、リフター15も押し込みプレート14も通常は等速度で昇降するが、必然的に下降開始時や停止時には加減速によって速度が変化する。また、前述のごとく箱詰め対象物品によっては押し込みプレート14の速度を変えることがあるからである。たとえば、押し込みプレート14がその下降に要する全時間の60〜85%程度まで下降してきた時点に設定する。
【0033】
以上の下降動作の制御によれば、押し込みプレート14がその停止位置Sに至ったときには外装箱Cはある程度の距離だけ下方にある。さらに、物品の下降途中で外装箱Cがより低速で下降するため、外装箱Cに対する物品の相対下降速度(物品群Wの下降速度からリフター15の下降速度を減じた値の速度)が大幅に低下する。したがって、リフター15には押し込みプレート14による衝撃力が加わらず、物品自体による衝撃力も大幅に低減される。
【0034】
このようにして物品群Wが収容された外装箱Cは搬出入位置Eで停止して箱搬出路5を通して外部へ押し出される。一方、押し込みプレート14は自身の停止位置Sに停止したあとすぐに上昇して元の位置に戻るように設定されている。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、物品を外装箱などに上から押し込むときに、外装箱の底部やリフターに加わる衝撃を大幅に低減することができる。その結果、装置の寿命短縮を防止することができる。さらに、物品を、その整列した状態を崩さずに外装箱内に収納することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である自動箱詰め装置の正面図である。
【図2】図1の自動箱詰め装置の平面図である。
【図3】図1のIII−III線矢視図である。
【図4】図1の自動箱詰め装置を概略的に示す斜視図である。
【図5】図1の自動箱詰め装置における押し込み装置の作動を説明する概略正面図である。
【図6】図6(a)は従来の自動箱詰め装置の一例を概略的に示す正面図であり、図6(b)はその平面図である。
【符号の説明】
1・・・・(自動箱詰め)装置
2・・・・ローディング装置
3・・・・導入コンベア
4・・・・箱搬入コンベア
5・・・・箱搬出路
6・・・・整列コンベア
7・・・・押し出しプレート
8・・・・保持プレート
9・・・・押し込み装置
10・・・・フィン
11・・・・ギャップ部
12・・・・スリット
13・・・・(開閉)シャッター
14・・・・押し込みプレート
15・・・・リフター
16・・・・無端軌道
17・・・・ストッパープレート
20・・・・制御装置
C・・・・外装箱
D・・・・(リフターの)下降開始点
E・・・・(外装箱の)搬出入高さ位置
R・・・・物品受け入れ位置
S・・・・(押し込みプレートの)停止位置
T・・・・物品取り出し位置
W・・・・物品

Claims (6)

  1. 品を収容ケース内に上から挿入するための押し込み装置であって、
    整列された物品が載置される開閉可能なシャッターと、
    該シャッター上の物品を挟圧保持する保持部材と、
    シャッター上の物品を下方へ押すための押し込み部材と、
    上記シャッターの下方に配設された、収容ケースを載置して物品を待つ待機位置と上記押し込み部材の下降停止位置より低い位置との間を昇降させるための昇降装置とを備えており、
    上記昇降装置が、押し込み部材の下降に伴い、押し込み部材が所定位置に達したときに下降動作を開始するように構成されており、
    押し込み部材の下降速度と昇降装置の下降速度との速度差により、物品が収容ケース内に挿入されるように構成されてなる自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
  2. 上記昇降装置の下降速度が押し込み部材の下降速度より低速に設定されてなる請求項1記載の自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
  3. 上記押し込み部材の下降停止位置が、上記待機位置にある収容ケースに箱詰めされたときの物品の上端位置に設定されてなる請求項1または2記載の自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
  4. 上記所定位置が、押し込み部材の昇降ストロークの上端位置と下端位置である上記下降停止位置との間の任意の位置であって、上記待機位置にある収容ケースに箱詰めされたときの物品の上端位置を基準位置とし、該基準位置から所定距離上方に設定されてなる請求項1〜3のうちのいずれか一の項に記載の自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
  5. 上記押し込み部材が、シャッターの開作動途中において物品の少なくとも一部がシャッター上にある時に下降を開始するように構成されてなる請求項1〜4のうちのいずれか一の項に記載の自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
  6. 物品を収容するための収容部が設置された循環移動する無端搬送装置と、
    該無端搬送装置に配置された物品受け入れ位置に対向するように配設された物品供給装置と、
    請求項1〜5のうちのいずれか一の項に記載の物品押し込み装置とを備えてなる自動箱詰め装置。
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