JP4477938B2 - 挿入装置及び挿入方法並びに自動箱詰め装置 - Google Patents

Description

本発明は、挿入装置及び挿入装置の挿入方法並びに挿入装置を用いた自動箱詰め装置に関する。さらに詳しくは、挟圧されている物品列を開口した外装箱内へ押し出して挿入する挿入装置及びその挿入装置の挿入方法並びにその挿入装置を用いた自動箱詰め装置に関する。

挟圧されている物品列を開口した外装箱内へ押し出して挿入する挿入装置及びその挿入装置の挿入方法並びにその挿入装置を用いた自動箱詰め装置は、既に知られている。

具体的には、可動板上に配置された物品列が一対の挟圧プレートによって左右方向から挟み込まれて保持される。そして、可動板が撤去され、物品列の外形と略適合して接触するように構成された押出部材が上方より物品列に接触し、さらに押出部材が下降し、物品列は挟圧プレート間から下方に押し出される。物品列の下方には、上方に開口部を向けた外装箱が配置されていて、物品列が外装箱に挿入される（特許文献１参照）。
特開２００２−１９７０７号公報。

ところで、押出部材が物品列を外装箱に押し出すには、物品列の全物品に接して押し出すようにする必要がある。これは、押出部材に接触しない物品は、押し出しの力を受けないので、押し出しの力を受ける隣接する物品と滑りを生じ、物品列から離脱するおそれがあり、さらには、物品の離脱により物品列への挟圧力が失せるので、物品列が崩壊するおそれがあるからである。しかし、従来の挿入装置においては、このような課題の解決がなされていなかった。

特に、薄い板状の物品が並置されて構成された物品列、あるいは周縁部が板状の物品、例えば、タブを有するカートンが並置されて構成された物品列においては、物品列の全物品のタブを確実に押出部材によって押し出すように構成する必要があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、挟圧されている物品列を開口した外装箱内へ押し出して挿入する挿入装置及びその挿入装置の挿入方法並びにその挿入装置を用いた自動箱詰め装置において、物品列の全物品を確実に押し出すことができる装置及び挿入方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る挿入装置は、開口部を形成する周壁先端にフラップが延設された開口状態の外装箱が前記開口部を所定の方向に向けて載置される載置部材と、前記所定の方向において前記外装箱の開口部と対応するようにして物品列が配置される所定の領域の少なくとも一部を区画するように配置されている物品配列部材と、互いに対向する第１の挟圧具と第２の挟圧具とを有して前記所定の領域において前記物品列の両端を前記所定の方向とは垂直の方向から前記第１の挟圧具と前記第２の挟圧具とにより挟圧して前記物品列を保持する挟圧手段と、前記所定の方向において前記載置部材に対し離隔した載置位置と接近した挿入位置とに前記物品列を挟圧している前記挟圧手段が位置するよう前記挟圧手段と前記載置部材とを相対的に接近及び離隔させる移動手段と、前記挟圧された物品列に接触して前記第１及び第２の挟圧具間の該物品列を前記所定の方向から押し出して前記挿入位置の前記載置部材に載置された前記外装箱内に前記物品列を押し出して進出しかつ退却するよう押出部材を進退させる挿入手段とを備え、前記押出部材には、前記物品列との接触部分の前記第１の挟圧具側の端部において前記押出方向にストッパ部材が突設されていて、前記外装箱が載置された前記載置部材が前記移動手段によって前記挿入位置に位置させられ、かつ、前記物品列が前記挟圧手段によって挟圧されて保持され、該挟圧時において、前記第１の挟圧具が前記物品列と接触して第１の所定の位置に進出した後、前記押出部材が前記物品列と接触するまで接近して暫時停止し、その後、前記第２の挟圧具が前記物品列と接触して第２の所定の位置に進出するとともに、前記第１の挟圧具が前記第１の所定の位置から前記物品列が前記ストッパ部材と接触するまで退却して前記物品列が挟圧され、その後、前記挿入手段によって前記物品列が前記外装箱に挿入され、かつ前記移動手段によって前記載置部材が前記一対の挟圧具に相対的に離隔されて前記載置位置に位置させられる。このように構成すると、ストッパ部材によって物品列の物品が押出部材との接触から離脱することを防止することができるので、物品列の全物品を確実に押し出すことができる。

本発明に係る挿入装置の挿入方法は、載置部材と、物品配列部材と、互いに対向する第１の挟圧具と第２の挟圧具とを有する挟圧手段と、移動手段と、押出部材を有する挿入手段とを備え、開口部を形成する周壁先端にフラップが延設された開口状態の外装箱を、前記開口部を所定の方向に向けて前記載置部材に載置する載置ステップと、前記所定の方向において前記外装箱の開口部と対応するようにして物品列が配置される所定の領域の少なくとも一部を区画するように配置されている前記物品配列部材に物品列を配置する物品配列ステップと、前記所定の領域において前記物品列の両端を前記所定の方向とは垂直の方向から前記第１の挟圧具と前記第２の挟圧具とにより挟圧して前記物品列を保持する挟圧ステップと、前記移動手段によって、前記所定の方向において前記載置部材に対し離隔した載置位置と接近した挿入位置とに前記物品列を挟圧している前記挟圧手段が位置するよう前記挟圧手段と前記載置部材とを相対的に接近及び離隔させる移動ステップと、前記挟圧された物品列に接触して前記第１及び第２の挟圧具間の該物品列を前記所定の方向から押し出して前記挿入位置の前記載置部材に載置された前記外装箱内に前記物品列を押し出して前記押出部材を進出させかつ退却させる押出ステップとによって構成される挿入装置の挿入方法であって、前記押出部材には、前記物品列との接触部分の前記第１の挟圧具側の端部において前記押出方向にストッパ部材が突設されていて、前記移動ステップにおいて前記外装箱が載置された前記載置部材を前記挿入位置に位置させ、かつ、前記挟圧ステップにおいて前記物品列を挟圧して保持し、該挟圧時において、前記第１の挟圧具を前記物品列と接触して第１の所定の位置に進出した後、前記押出部材が前記物品列と接触するまで接近して暫時停止し、その後、前記第２の挟圧具が前記物品列と接触して第２の所定の位置に進出するとともに、前記第１の挟圧具が前記第１の所定の位置から前記物品列が前記ストッパ部材と接触するまで退却して前記物品列を挟圧し、その後、前記押出ステップにおいて前記物品列を前記外装箱に挿入し、かつ前記移動ステップにおいて前記載置部材を前記一対の挟圧具に相対的に離隔して前記載置位置に位置させる。このように構成すると、物品列は止め板に接触するように押し込まれて挟圧保持されるので、物品列全体が確実に押出部材と接触するようになり、挟圧された物品列の全物品を確実に押し出すことが可能となる。

また、本発明に係る挿入装置及び挿入装置の挿入方法において、前記挟圧手段は、前記一対の挟圧具をサーボモータにより駆動し、前記挟圧時において、前記第１の挟圧具を前記物品列と接触後前記第１の所定の位置で一旦停止させ、かつ前記第２の挟圧具と前記物品列との接触時において前記物品列が前記ストッパ部材と接触するまで退却させて、前記第２の挟圧具が前記第２の所定の位置に位置するように動作する。このように構成すると、物品列の挟圧位置を正確に制御できるので、挟圧された物品列の全物品をさらに確実に押し出すことが可能となる。

また、本発明に係る挿入装置及び挿入装置の挿入方法において、前記第２の所定の位置は、前記第２の挟圧具の駆動装置が所定のトルクに達し、所定の挟圧力が前記物品列に加えられる位置である。このように構成すると、挟圧力を確実に設定できるので、物品列をより確実に挟圧することができ、挟圧された物品列の全物品をさらに確実に押し出すことが可能となる。

また、本発明に係る挿入装置及び挿入装置の挿入方法において、前記挟圧時における前記第１の挟圧具、前記第２の挟圧具及び前記押出部材の動作は、前記第１の挟圧具、前記第２の挟圧具及び前記押出部材それぞれの、動作開始時期、駆動速度、あるいは加減速の少なくともいずれかの調整によって実現される。このように構成すると挟圧時の動作を略自動的に実現することができる。

また、本発明に係る挿入装置及び挿入装置の挿入方法において、前記挟圧時において、前記第１の挟圧具の駆動速度が前記第２の挟圧具の駆動速度よりも速い。このように構成すると、挟圧時の動作を略自動的に実現することができる。

また、本発明に係る挿入装置及び挿入装置の挿入方法において、前記挟圧手段は、前記第１の挟圧具及び前記第２の挟圧具の背後に弾性支持体を有し、前記第１の挟圧具の弾性支持体のバネ定数が前記第２の挟圧具の弾性支持体のバネ定数よりも小さい。このように構成すると、挟圧時の物品列の配置位置の移動を略自動的に実現することができる。

また、本発明に係る挿入装置及び挿入装置の挿入方法において、前記ストッパ部材は、前記挟圧方向に実質的に垂直な面内において前記押出部材の押出方向に延びる薄肉板状体である。このように構成すると、面部によって、物品の離脱を防止することになるので、種々の形状の物品に対して押出部材からの離脱を防止することができ、押出部材の汎用性が向上する。

また、本発明に係る挿入装置及び挿入装置の挿入方法において、前記所定の方向は鉛直方向であって、前記物品配列部材は可動板を有して構成され、前記物品列は該可動板上に載置され、前記物品列の挟圧後に前記可動板が退避する。このように構成すると、物品列の外装箱への挿入に重力落下を利用することができると共に、物品列の挟圧後、直ちに押出部材によって押し下げることができるので、挿入装置の構造を簡素化することができる。

本発明に係る自動箱詰め装置は、請求項１に記載の挿入装置と、物品を第１の位置に順次供給する物品供給装置と、前記第１の位置において前記物品を順次受け取り、前記物品を順次、第２の位置に整列させる物品整列装置と、前記第２の位置に整列した物品列を前記挿入装置の所定の領域に供給する物品列移設装置と、前記挿入装置の載置部材に外装箱を載置する外装箱供給装置と、前記挿入装置の前記載置部材から前記物品列が挿入された外装箱を搬出する外装箱搬出装置と、前記物品供給装置、前記物品整列装置、前記物品列移設装置、前記挿入装置、前記外装箱供給装置及び前記外装箱搬出装置の動作を制御する制御装置とを有する。このように構成すると、物品及び外装箱が自動制御で挿入装置に搬入され、挿入装置から搬出されるので、物品列を確実に押し出して箱詰めする自動箱詰め装置が可能となる。

以上のように、本発明は、挟圧されている物品列を開口した外装箱内へ押し出して挿入する挿入装置及びその挿入装置の挿入方法並びにその挿入装置を用いた自動箱詰め装置において、物品列の全物品を確実に押し出すことができるという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る挿入装置及び物品の構成並びに案内部材と外装箱との配設関係を概略的に示す斜視図である。

図１において、挿入装置９は、載置部材１５と、一対の可動板１３，１３と、第１の挟圧プレート８ａ（第１の挟圧具）と、第２の挟圧プレート８ｂ（第２の挟圧具）と、位置決めプレート１７と、押さえプレート１８と、押出部材１４とを有している。

載置部材１５は、一対の可動板１３，１３を間にして押出部材１４とは反対側、ここでは下方に配設されている。載置部材１５は外装箱Ｃを載置できる広さの盤等の台座で構成され、押出部材１４に対して進退する進退駆動装置１５ｂ（移動手段）によって支持されている。ここでは、進退駆動装置１５ｂは、載置部材１５の下方に配設された軸体をアクチュエータ、サーボモータ等によって昇降可能なように構成されている。これによって、外装箱Ｃと一対の可動板１３，１３との間を接近及び離隔することが可能となるので、外装箱Ｃの配置作業を容易とすることができる。

また、載置部材１５には、外装箱Ｃの固定具１５ａを設けてもよい。これによって、物品列Ｗａの挿入時における外装箱Ｃの位置ズレを防止することができる。固定具１５ａには、クランプや吸引具などの一般的な器具が用いられる。ここでは、固定具１５ａとして一対のＬ型部材が設けられ、それによって一対の外装箱Ｃが軽く挟圧され、外装箱Ｃが所定の位置に固定されるように構成されている。

一対の可動板１３、１３は、押出部材１４と載置部材１５との間において載置部材１５の進退方向に垂直な面内において進退するように配設され、物品配列領域Ｓの底部において当接及び離間することによって、シャッタを構成している。一対の可動板１３，１３の開閉は、アクチュエータ等の公知の駆動機構をサーボモータ等の公知の駆動装置によって駆動させることによって行われる（図１０参照。開閉駆動装置１３ｂ）。そして、一対の可動板１３、１３の開放時には、物品配列領域Ｓの底部が開放され、物品列Ｗａが押出部材１４によって物品配列領域Ｓから押し出されるように構成されている。なお、ここでは、図１に示すように、一対の可動板１３は、対向する縁部から垂直下方に延出する案内部材１３ａを有している。これにより、フラップＦが物品配列領域Ｓと載置部材１５に載置された外装箱Ｃとの間の領域に進出することを防止することができる。フラップＦとは、図１に示すように、段ボールケース等一般の外装箱Ｃの開口部を形成する四辺の側壁（周壁）Ｂの全てあるいは一部にそれぞれの上端から外方に延設された板状の部材であり（ここでは、全ての側壁に延設されている）、側壁Ｂの上端において内側に屈曲され、外装箱Ｃの蓋を形成するものである。

ここで、物品配列領域Ｓ（所定の領域）は、一対の可動板１３，１３と押出部材１４との間に物品Ｗを並置して物品列Ｗａを形成することができるように形成されている。物品列Ｗａの整列方向は押出部材１４の進退方向に対し垂直となるように設定されている。具体的には、物品配列領域Ｓは、物品配列部材１９、すなわち、一対の可動板１３，１３、第１の挟圧プレート８ａ（第１の挟圧具）、第２の挟圧プレート８ｂ（第２の挟圧具）、位置決めプレート１７、及び押さえプレート１８によって区画される直方体状の空間である。

一対の挟圧プレート８ａ、８ｂは、物品配列領域Ｓの物品列Ｗａの側面を挟むように相互に対向して配設されている。一対の挟圧プレート８ａ，８ｂは、進退動作することによって、物品列Ｗａの側面を挟圧して、物品列Ｗａを挟圧及び暫時保持可能なように進退駆動装置８ｅ，８ｆによって支持されている。ここでは、進退駆動装置８ｅ，８ｆは、挟圧プレート８ａ、８ｂを退避方向から軸体で支持し、その軸体をアクチュエータ、サーボモータ等の駆動装置によって進退可能なように構成されている。一対の挟圧プレート８ａ，８ｂ及び進退駆動装置８ｅ，８ｆによって挟圧手段が構成されている。

また、ここでは、一対の挟圧プレート８ａ、８ｂはプレートの内側の主面（以下、内面という）で物品列Ｗａを挟圧するように構成されている。これによって、挟圧時には広い面積で挟圧力を加えることができるので、集中した応力によって物品Ｗの表面が損傷することを防止することができる。また、各挟圧プレート８ａ，８ｂの押出部材１４側の縁部が斜めにカットされたように形成されている。ここでは、縁部全部が斜めにカットたように形成されている。これにより、押出部材１４が物品列Ｗａを押し出しながら、挟圧プレート８ａ，８ｂ間を通過する際に、押出部材１４そのもの、あるいは止め板１４ａが挟圧プレート８ａ、８ｂと接触しても、挟圧プレート８ａ，８ｂは、退去方向への応力を受けることになるので、挟圧プレート８ａ，８ｂと押出部材１４との接触が膠着状態に陥ることを防止することができる。

また、第１の挟圧プレート８ａ及び第２の挟圧プレート８ｂの進退駆動装置８ｅ，８ｆはそれぞれ独立している。これによって、第１の挟圧プレート８ａ及び第２の挟圧プレート８ｂの動作時期、速度、加速度等動作を独立して調整することができる。

また、ここでは、挟圧手段は、一対の挟圧プレート８ａ，８ｂ、弾性支持体８ｃ、８ｄ及び進退駆動装置８ｅ，８ｆによって構成されている。すなわち、一対の挟圧プレート８ａ，８ｂの背後には、弾性支持体８ｃ，８ｄが設置され、第１の挟圧プレート８ａの弾性支持体８ｃのバネ定数が第２の挟圧プレート８ｂの弾性支持体８ｄのバネ定数よりも小さいように構成されている。ここでは、弾性支持体８ｃのバネ定数が200gf/mm、弾性支持体８ｄのバネ定数が1,000gf/mmに設定されている。すなわち、挟圧プレート８ａ，８ｂは、進退駆動装置８ｅ、８ｆの軸体に擦り動くようにして挿入された棒状体と、スプリングバネとを用いた一般的なダンパー構造からなる弾性支持体８ｃ、８ｄを介して進退駆動装置８ｅ，８ｆの軸体にそれぞれ支持されている。

位置決めプレート１７は、物品配列領域Ｓの、物品列Ｗａの配列方向側面を支持するように配設されている。

押さえプレート１８は、物品配列領域Ｓの物品列Ｗａを間にして、位置決めプレート１７とは反対側から物品列Ｗａの側面を支持するように配設されている。押さえプレート１８は、物品配列領域Ｓの側面に接する位置に進出しかつそこから退避することが可能なように構成されている。これによって、押さえプレート１８を退避させておいて、物品列Ｗａを物品配列領域Ｓに配置することができる。ここでは、押さえプレート１８はその上端を通る水平な軸の周りに揺動して、退避可能なように構成されている。

押出部材１４は、物品配列領域Ｓに配置されている物品列Ｗａを載置部材１５に載置された外装箱Ｃ内へ押し出すように構成されている。したがって、押出部材１４の物品列Ｗａとの接触部は、押出時において物品列Ｗａを一定方向に押し出すことができるような形状に加工されている。例えば、物品Ｗの板状周縁部Ｗｃを包絡して形成される物品列Ｗａの周縁部の形状とほぼ同じ形状に加工されている。また、押出部材１４は、載置部材１５に対して進退可能なように進退駆動装置１４ｂによって支持されている。ここでは、進退駆動装置１４ｂは、押出部材１４を背後、すなわち、ここでは上方から軸体で支持し、その軸体をアクチュエータ、サーボモータ等の駆動装置によって昇降可能なように構成されている。押出部材１４及び進退駆動装置１４ｂによって挿入手段が構成されている。

また、押出部材１４の第１の挟圧プレート８ａに近い方の端部の下面には、下方に突出するように薄肉のストッパ部材、ここでは主面を物品列Ｗａ側に向けて下方に延びる止め板１４ａが形成されている。止め板１４ａの主面は、物品列Ｗａの上端側面を支持可能な程度の大きさである。これによって、物品列Ｗａの押出時に第１の挟圧プレート８ａ側の端部から物品Ｗが離脱することを防止することができる。止め板１４ａが物品列Ｗａの端部を押出部材１４の接触部内に確保するので、押出時において物品列Ｗａを構成する物品Ｗの板状周縁部Ｗｃが押出部材１４との接触から離脱することを防止することができる。また、薄肉なので、押出部材１４が物品列Ｗａを押し出しながら、挟圧プレート８ａ，８ｂ間を通過する際に、挟圧プレート８ａとの接触を極力抑制することができる。止め板１４ａの材質は、金属製、樹脂製等剛性のある材質である。ここでは、止め板１４ａは押出部材１４と一体成形されている。あるいは、ネジ、ボルトナット等一般的な取付方法で取り付けてもよい。但し、深座ぐりを設ける等取付部材が止め板１４ａより左右方向に突出しないようにして、物品列Ｗａの押出時に、突出部分が、第１の挟圧プレート８ａと干渉することを防止する必要がある。

次に、このように構成された実施の形態１の挿入装置９の概略の動作について説明する。

なお、以下の説明において、押出部材１４及び載置部材１５の位置は一対の挟圧プレート８ａ，８ｂを基準にした上下方向の位置を言う。

図２は、図１の挿入装置が物品列Ｗａを挟圧した時の正面図である。説明の都合上、正面方向手前側の押さえプレート１８は省略している。

まず、載置位置Ｍに位置する載置部材１５に外装箱Ｃを載置し、進退駆動装置１５ｂによって載置部材１５を挿入位置Ｎまで上昇させる。挿入位置Ｎは、押出部材１４によって押し出される物品列Ｗａが外装箱Ｃ内に挿入される位置に設定されている。

他方、一対の可動板１３，１３は閉止されていて、物品配列領域Ｓに物品列Ｗａが配置される。物品列Ｗａは、外装箱Ｃに挿入できる大きさ以下にまで物品Ｗが整列されて形成される。

ここで、物品列Ｗａは、一般的には複数の物品Ｗから構成されるが、単品の物品Ｗのみであってもよい。物品列Ｗａを構成する物品Ｗは、互いに対向する一対の側面Ｗｄ１，Ｗｄ２を有する物品である。ここでは、本体Ｗｂは直方体状であり、板状周縁部Ｗｃは円弧形状のタブで構成されている小箱カートンである。物品列配置領域Ｓにおいて物品列Ｗａは、側面Ｗｄ1に隣接する物品Ｗの側面Ｗｄ２を当接させて、かつ配列方向の両端が一対の挟圧プレート８ａ，８ｂで支持される向きに配列される。また、物品Ｗの板状周縁部Ｗｃが第１の挟圧プレート８ａ側に寄るようにして配列される。これによって、挿入時には、板状周縁部Ｗｃの側方が止め板１４ａと接触するようになるので、物品列Ｗａの全物品をより確実に押し出すことができる。ここでは、側壁Ｗｄ２が延伸してタブを形成しているので、側壁Ｗｄ２が第１の挟圧プレート８ａに向くようにして配列される。

なお、外装箱Ｃの配置と物品Ｗの配置とは独立の動作であり、時系列上の順序は特に制約はない。

そして、押出部材１４が後退位置Ｇから下降して押出開始位置Ｈに位置し、かつ物品列Ｗａが一対の挟圧プレート８ａ、８ｂによって挟圧される。ここで、押出開始位置Ｈは物品配列領域Ｓに載置された物品列Ｗａに押出部材１４が接触する位置に設定されている。

図３は、図１の挿入装置が一対の可動板を開放した時の正面図である。

物品列Ｗａが一対の挟圧プレート８ａ，８ｂによって挟圧、保持された後、一対の可動板１３が離間して開放される。これによって、載置部材１５上に載置された外装箱ＣのフラップＦが外装箱Ｃの開口部上方空間から排除される。

そして、押出部材１４は、物品列Ｗａを押し出しながらさらに挿入位置Ｎまで下降する。

図４は、図１の挿入装置が物品列を外装箱内に押し出した時の正面図である。押出部材１４は、挿入完了位置Ｌまで下降する。挿入完了位置Ｌは、物品列Ｗａが外装箱Ｃ内にほぼ着底する時の押出部材１４の位置に設定されている。

なお、押出部材１４が物品列Ｗａを押し出す時には、一対の挟圧プレート８ａ，８ｂの挟圧力が、物品列Ｗａと押出部材１４との間で若干の摩擦力が発生する程度に調整されている。これにより、物品列Ｗａは一対の挟圧プレート８ａ，８ｂの面上を滑りながら押し出され、物品列Ｗａが挟圧プレート８ａ，８ｂ間を離脱する。かかる離脱後、一対の挟圧プレート８ａ，８ｂは退避する。

挿入完了後、押出部材１４は、挿入完了位置Ｌから後退位置Ｇまで上昇し、その後、一対の可動板１３，１３が閉止する。載置部材１５は一対の挟圧プレート８ａ，８ｂから載置位置Ｍまで下降する。載置位置Ｍにおいて外装箱Ｃを載置部材１５から搬出し、挿入装置９の挿入方法は完了する。そして、新たな外装箱Ｃを載置部材１５に載置して、同様の挿入動作を繰り返す。

ここで、本発明の特徴である物品列Ｗａの挟圧時の動作をより詳細に説明する。

前述のように、挟圧時には、押出部材１４は後退位置Ｇから下降し、一対の挟圧プレート８ａ、８ｂは、物品列Ｗａを挟圧する。

ここで、まず、第１の挟圧プレート８ａが物品列Ｗａと接触後所定の位置まで進出する。図５は、図１の挿入装置において、第１の挟圧プレートと物品列とが接触した時の正面図である。第１の挟圧プレート８ａが、進出する位置は、物品列Ｗａの端が、接近してくる押出部材１４の止め板１４ａよりも内側に位置するような位置である。なお、第１の挟圧プレート８ａは、所定の位置まで進出した後に停止する。あるいは、第２の挟圧プレート８ｂが物品列Ｗａと接触するまでは極めて短い時間なので、第２の挟圧プレート８ｂとの挟圧時に停止する。

次に、第１の挟圧プレート８ａが所定の位置まで進出した後、押出部材１４が物品列Ｗａと接触して暫時停止する。図６は、図１の挿入装置において、押出部材と物品列とが接触した時の正面図である。第１の挟圧プレート８ａによって、物品列Ｗａは、止め板１４ａに接触するまで押し込まれて位置しているので、物品列Ｗａの一部が止め板１４ａの外側に位置することはない。

そして、最後に、第２の挟圧プレート８ｂが物品列Ｗａと接触して所定の位置まで進出する。図７は、図１の挿入装置において、第２の挟圧プレート８ｂと物品列Ｗａとが接触した時の正面図である。第２の挟圧プレート８ｂは、物品列Ｗａを第１の挟圧プレート８ａ側に押し込んで停止する。ここで、第１の挟圧プレート８ａの弾性支持体８ｃは、第２の挟圧プレート８ｂの弾性支持体８ｄよりもバネ定数が小さいので、物品列Ｗａの挟圧時には、物品列Ｗａは第１の挟圧プレート８ａ側に押し戻される。物品列Ｗａの第１の挟圧プレート８ａ側の上端は、止め板１４ａによって制限されるので、物品列Ｗａの一部が押出部材１４の接触から外れることはない。したがって、物品列Ｗａの全物品を確実に押し出すことが可能となる。

第２の挟圧プレート８ｂの進出位置は、物品列Ｗａが適切に挟圧保持されるような進出位置（すなわち、一対の挟圧プレート８ａ，８ｂ間の距離）と物品列Ｗａの挟圧状態との関係が予め試行されて設定される。

なお、押出部材１４，第１の挟圧プレート８ａ及び第２の挟圧プレート８ｂは、制御装置（図示せず）を用いて、それぞれ独立して駆動装置の制御、特に、停止位置、駆動速度、加減速及び動作開始時期の制御がなされる。したがって、挟圧時の順序は、押出部材１４，第１の挟圧プレート８ａ及び第２の挟圧プレート８ｂの動作開始時期の調整、駆動速度の調節、あるいは加減速制御の少なくともいずれかによって実現される。ここでは、第1の挟圧プレート８ａの進出速度を３５m/min、第２の挟圧プレート８ｂの進出速度を１０m/minに設定されている。

なお、可動板１３の駆動機構は、ターレット等の一般的な進退手段を用いてもよい。
また、ここでは、載置部材１５によって外装箱Ｃが移動するように構成されているが、一対の挟圧プレート８ａ，８ｂが載置部材１５に接近及び離隔するように構成してもよい。

（変形例１）
変形例１は、実施の形態１に係る挿入装置９の押出部材１４の変形例である。

図８は、変形例１に係る押出部材の概略構成を示す斜視図である。

押出部材１４は、物品Ｗの板状周縁部Ｗｃと面で接触するのではなく、２本の棒状体で接触するように構成されている。すなわち、平行に配設された２本の棒状体は背後から軸体で支持されている。これによって、物品Ｗの板状周縁部Ｗｃの形状に応じて押出部材１４の接触形状を成形する必要がなく、２本の棒状体の間隔や長さを調整することによって、物品Ｗ、あるいは物品列Ｗａに応じた押出部材１４を構成することが可能となるので、挿入装置９の汎用性が向上する。

（変形例２）
変形例２は、実施の形態１に係る挿入装置９の進退駆動装置８ｅ，８ｆの変形例である。

変形例２に係る挿入装置９の進退駆動装置８ｅ，８ｆは、弾性支持体８ｃ、８ｄを有さない。すなわち、変形例２に係る挿入装置９の進退駆動装置８ｅ，８ｆは、挟圧プレート８ａ、８ｂを退避方向から軸体で直接支持され、その軸体がサーボモータによって進退及可能なように構成されている。

変形例２に係る挿入装置９の進退駆動装置８ｅ，８ｆの動作においては、サーボモータのトルクによって挟圧動作が制御される。すなわち、物品列Ｗａの挟圧状態と挟圧力との関係が予め確認され、第２の挟圧プレート８ｂの進出位置は、サーボモータのトルクが所定の値に達する位置に設定されている。

また、第１の挟圧プレート８ａは、物品列Ｗａと接触後一旦停止し、第２の挟圧プレート８ｂと物品列Ｗａとの接触時において物品列Ｗａが止め板１４ａと接触するまで退却するように動作するよう制御される。これによって、物品列Ｗａは、挟圧時には第２の挟圧プレート８ｂ側から第１の挟圧プレート８ａに寄せ戻されるので、実施の形態１と同様に、物品列Ｗａの一部が押出部材１４の接触から外れることはない。したがって、物品列Ｗａの全物品を確実に押し出すことが可能となる。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る自動箱詰め装置の要部の構成を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。図１０は、本実施の形態に係る自動箱詰め装置の全体構成を概略的に示す正面図である。

図９において、自動箱詰め装置は、導入コンベア３（物品供給装置）と、整列コンベア６（物品整列装置）と、移設プレート７（物品列移設装置）と、実施の形態１の挿入装置９と、外装箱搬入コンベア４（外装箱供給装置）と、外装箱搬出コンベア５（外装箱搬出装置）と、制御装置３０とを有している。

導入コンベア３は、物品Ｗを整列コンベア６に供給するように配設される。例えば、ベルトコンベアやローラコンベアが用いられている。また、その排出端３ａは、無端軌道１６の受入位置Ｒ（第１の位置）に対向して配設されている。

整列コンベア６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ように構成されている。具体的には、複数のベルト群を有する無端軌道１６と、無端軌道１６の搬送面に取り付けられた複数枚のフィン１０とを有している。

複数枚のフィン１０は、搬送方向に所定の間隔で、すなわち所定のギャップ部１１をおいて、相互に平行に取り付けられ、フィン群１０ａを形成している。フィン１０は、図８（ｂ）に示すように、物品Ｗを受け入れることができる広さを有している。ギャップ部１１は、物品Ｗに応じて、１つの物品Ｗが収容されうる間隔に調整されている。また、フィン群１０ａを形成するフィン１０の枚数は、物品Ｗが外装箱Ｃの容量分となるよう調整されている。すなわち、全てのギャップ部１１に物品Ｗが収容され、無端軌道１６上にてフィン群１０ａによって整列されることによって、物品列Ｗａが構成されることになる。

無端軌道１６は、水平方向であって、かつ、往路面が、挿入装置９の物品配列領域Ｓと水平方向に隣接するようにして配設されている。また、無端軌道１６は、物品配列領域Ｓと隣接する移設位置Ｔ（第２の位置）において、フィン１０が直立するように構成されている。さらに、複数のベルト群を異なる駆動装置（図示せず）によって互いに独立して循環駆動させると、複数のフィン群１０ａを構成することができ、物品列Ｗａの搬送容量を増大させることができる。ここでは、図８（ｂ）に示すように、無端軌道１６は、それぞれ２つのベルトからなる第一のベルト群１６ａ及び第二のベルト群１６ｂを有している。第一のベルト群１６ａ及び第二のベルト群１６ｂに取り付けられたフィン１０は、それぞれフィン群１０ａを構成している。これによって、第一のベルト群１６ａのフィン群１０ａが停止して、物品Ｗを挿入装置９へ移設している時にも、第二のベルト群１６ｂは独立して循環駆動されて、受入位置Ｒにおいて物品Ｗを受け入れることができる。

移設プレート７は、移設位置Ｔにおいて、フィン群１０ａの全ギャップ部の物品Ｗを一斉に物品配列領域Ｓへと移設することができるように構成されている。ここでは、無端軌道１６の移設位置Ｔを間にして物品配列領域Ｓとは反対の側に、無端軌道１６と並行するようにして、配設されている。また、物品配列領域Ｓに向けて、無端軌道６の往路面上を横切るようにして、進退可能なように構成されている。移設プレート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。

挿入装置９は、実施の形態１に記載のとおりである。挿入装置９は、位置決めプレート１７が、移設プレート７に対向するように配設される。ここでは、移設プレート７の進退動作によって、物品列Ｗａの一方の側面が押し出されるようにして、水平移動される物品列Ｗａを、その他方の側面を受け止めるように配設されている。そして、図９（ｂ）に示すように、押さえプレート１８が、移設プレート７と物品配列領域Ｓとの間に配設されている。

外装箱搬入コンベア４は、載置位置Ｍの載置部材１５上に外装箱Ｃを搬入するように配設される。例えば、ベルトコンベアやローラコンベアが用いられている。

外装箱搬出コンベア５は、外装箱Ｃを載置部材１５上から搬出するように構成されている。例えば、ベルトコンベアやローラコンベアが用いられている。

制御装置３０は、挿入装置９の動作を制御する。ここでは、図１０に示すように、挟圧プレート８ａ，８ｂの進退駆動装置８ｅ，８ｆ、可動板１３の開閉駆動装置１３ｂ、押出プレート１４の進退駆動装置１４ｂ、及び載置部材１５の進退駆動装置１５ｂを制御する。これら駆動装置には、位置制御を容易に行うことができる駆動装置、例えば、サーボモータを用いている。

また、導入コンベア３、整列コンベア６、移設プレート７、外装箱搬入コンベア４及び外装箱搬出コンベア５は、それぞれの公知の駆動装置を用いて、駆動される。そして、それら駆動装置を制御装置３０が制御する。これによって、挿入装置９の動作に連動して、導入コンベア３、整列コンベア６、移設プレート７、外装箱搬入コンベア４及び外装箱搬出コンベア５を制御することが可能となる。

次に、このように構成された自動箱詰め装置の動作について説明する。

図９（ａ），（ｂ）において、物品Ｗは、導入コンベア３より、整列コンベア６に供給される。これによって、物品Ｗはギャップ部１１に順次投入されるので、物品列Ｗａを形成するように整列させることができる。

物品Ｗは、導入コンベア３の排出端３ａから順次落下し、整列コンベア６は一ギャップずつ移動しつつ各ギャップ部１１に物品Ｗを受け入れる。無端軌道１６は、その下側の復路から上側の往路へ至るスプロケット６ａの部分では、無端軌道１６が円弧状になり、ギャップ部１１は放射状に広がる。このため、整列コンベア６のこの部分が導入コンベア３から物品Ｗを受け入れる受入位置Ｒとなる。

全てのギャップ部１１に物品Ｗが入ると、整列コンベア６は一気に移設位置Ｔまで移動する。

移設位置Ｔでは、移設プレート７が整列コンベア６を横切るように水平に移動してギャップ部１１から移設位置Ｔに位置する全物品Ｗ（すなわち物品列Ｗａ）を移設する。物品Ｗは整列状態のまま移設プレート７によって物品配列領域Ｓへ移設される。移設プレート７によって側面を押し出されてきた物品Ｗが、移設プレート７と対向するようにして配設される位置決めプレート１７に受け止められることによって、物品列Ｗａを物品配列領域Ｓに載置する。押さえプレート１８は、物品列Ｗａ移設時の間は揺動退避して、物品配列領域Ｓへの物品列Ｗａの移設を可能ならしめ、物品列Ｗａ移設後は、物品列Ｗａの側面を軽く押圧して、物品列Ｗａの崩れを修正、防止する。

外装箱Ｃは、外装箱搬入コンベア４より、載置部材１５に供給される。

挿入装置９は、載置部材１５を上昇駆動し、実施の形態１において述べたような動作により、物品列Ｗａを外装箱Ｃに挿入する。

物品列Ｗａが挿入された外装箱Ｃは、載置部材１５が載置位置Ｍまで下降して、外装箱搬出コンベア５より搬出される。

本発明は、挟圧されている物品列を開口した外装箱内へ押し出して挿入する挿入装置及びその挿入装置の挿入方法並びにその挿入装置を用いた自動箱詰め装置において、物品列の全物品を確実に押し出すことができる装置及び挿入方法として有用である。

本発明の本発明の実施の形態１に係る挿入装置及び物品の構成並びに案内部材と外装箱との配設関係を概略的に示す斜視図である。 図１の挿入装置が物品列を挟圧した時の正面図である。 図１の挿入装置が一対の可動板を開放した時の正面図である。 図１の挿入装置が物品列を外装箱内に押し出した時の正面図である。 図１の挿入装置において、第１の挟圧プレートと物品列とが接触した時の正面図である。 図１の挿入装置において、押出部材と物品列とが接触した時の正面図である。 図１の挿入装置において、第２の挟圧プレートと物品列とが接触した時の正面図である。 変形例１に係る押出部材の概略構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る挿入装置を用いた自動箱詰め装置の構成を概略的に示す正面図（ａ）と平面図（ｂ）である。 本発明の実施の形態２に係る挿入装置を用いた自動箱詰め装置を概略的に示す正面図である。

符号の説明

３ 導入コンベア
３ａ 搬出端
４ 外装箱搬入コンベア
５ 外装箱搬出コンベア
６ 整列コンベア
６ａ スプロケット
７ 移設プレート
８ａ 第１の挟圧プレート（第１の挟圧具）
８ｂ 第２の挟圧プレート（第２の挟圧具）
８ｃ、８ｄ 弾性支持体
８ｅ、８ｆ 進退駆動装置
９ 挿入装置
１０ フィン
１０ａ フィン群
１１ ギャップ部
１２ スリット
１３ 可動板
１３ａ 案内部材
１３ｂ 開閉駆動装置
１４ 押出部材
１４ａ 止め板
１４ｂ 進退駆動装置
１５ 載置部材
１５ｂ 進退駆動装置
１６ 無端軌道
１６ａ、１６ｂ ベルト群
１７ 位置決めプレート
１８ 押さえプレート
１９ 物品配列部材
３０ 制御装置
Ｂ 側壁
Ｃ 外装箱
Ｆ フラップ
Ｇ 後退位置
Ｈ 押出開始位置
Ｌ 挿入完了位置
Ｍ 載置位置
Ｎ 挿入位置
Ｒ 受入位置（第１の位置）
Ｓ 物品配列領域
Ｔ 移設位置（第２の位置）
Ｗ 物品
Ｗａ 物品列
Ｗｂ 本体
Ｗｃ 板状周縁部
Ｗｄ1，Ｗｄ２ 側面

Claims (17)

1. 開口部を形成する周壁先端にフラップが延設された開口状態の外装箱が、前記開口部を所定の方向に向けて載置される載置部材と、
   前記所定の方向において前記外装箱の開口部と対応するようにして物品列が配置される所定の領域の少なくとも一部を区画するように配置されている物品配列部材と、
   互いに対向する第１の挟圧具と第２の挟圧具とを有して前記所定の領域において前記物品列の両端を前記所定の方向とは垂直の方向から前記第１の挟圧具と前記第２の挟圧具とにより挟圧して前記物品列を保持する挟圧手段と、
   前記所定の方向において前記載置部材に対し離隔した載置位置と接近した挿入位置とに前記物品列を挟圧している前記挟圧手段が位置するよう前記挟圧手段と前記載置部材とを相対的に接近及び離隔させる移動手段と、
   前記挟圧された物品列に接触して前記第１及び第２の挟圧具間の該物品列を前記所定の方向から押し出して前記挿入位置の前記載置部材に載置された前記外装箱内に前記物品列を押し出して進出しかつ退却するよう押出部材を進退させる挿入手段とを備え、
   前記押出部材には、前記物品列との接触部分の前記第１の挟圧具側の端部において前記押出方向にストッパ部材が突設されていて、
   前記外装箱が載置された前記載置部材が前記移動手段によって前記挿入位置に位置させられ、かつ、前記物品列が前記挟圧手段によって挟圧されて保持され、該挟圧時において、前記第１の挟圧具が前記物品列と接触して第１の所定の位置に進出した後、前記押出部材が前記物品列と接触するまで接近して暫時停止し、その後、前記第２の挟圧具が前記物品列と接触して第２の所定の位置に進出するとともに、前記第１の挟圧具が前記第１の所定の位置から前記物品列が前記ストッパ部材と接触するまで退却して前記物品列が挟圧され、
   その後、前記挿入手段によって前記物品列が前記外装箱に挿入され、かつ前記移動手段によって前記載置部材が前記一対の挟圧具に相対的に離隔されて前記載置位置に位置させられる、挿入装置。
2. 前記挟圧手段は、前記一対の挟圧具をサーボモータにより駆動し、前記挟圧時において、前記第１の挟圧具を前記物品列と接触後前記第１の所定の位置で一旦停止させ、かつ前記第２の挟圧具と前記物品列との接触時において前記物品列が前記ストッパ部材と接触するまで退却させて、前記第２の挟圧具が前記第２の所定の位置に位置するように動作する、請求項１に記載の挿入装置。
3. 前記第２の所定の位置は、前記第２の挟圧具の駆動装置が所定のトルクに達し、所定の挟圧力が前記物品列に加えられる位置である、請求項２に記載の挿入装置。
4. 前記挟圧時における前記第１の挟圧具、前記第２の挟圧具及び前記押出部材の動作は、前記第１の挟圧具、前記第２の挟圧具及び前記押出部材それぞれの、動作開始時期、駆動速度、あるいは加減速の少なくともいずれかの調整によって実現される、請求項１に記載の挿入装置。
5. 前記挟圧時において、前記第１の挟圧具の駆動速度が前記第２の挟圧具の駆動速度よりも速い、請求項４に記載の挿入装置。
6. 前記挟圧手段は、前記第１の挟圧具及び前記第２の挟圧具の背後に弾性支持体を有し、前記第１の挟圧具の弾性支持体のバネ定数が前記第２の挟圧具の弾性支持体のバネ定数よりも小さい、請求項１に記載の挿入装置。
7. 前記ストッパ部材は、前記挟圧方向に実質的に垂直な面内において前記押出部材の押出方向に延びる薄肉板状体である、請求項１に記載の挿入装置。
8. 前記所定の方向は鉛直方向であって、前記物品配列部材は可動板を有して構成され、前記物品列は該可動板上に載置され、前記物品列の挟圧後に前記可動板が退避する、請求項１に記載の挿入装置。
9. 載置部材と、物品配列部材と、互いに対向する第１の挟圧具と第２の挟圧具とを有する挟圧手段と、移動手段と、押出部材を有する挿入手段とを備え、
   開口部を形成する周壁先端にフラップが延設された開口状態の外装箱を、前記開口部を所定の方向に向けて前記載置部材に載置する載置ステップと、
   前記所定の方向において前記外装箱の開口部と対応するようにして物品列が配置される所定の領域の少なくとも一部を区画するように配置されている前記物品配列部材に物品列を配置する物品配列ステップと、
   前記所定の領域において前記物品列の両端を前記所定の方向とは垂直の方向から前記第１の挟圧具と前記第２の挟圧具とにより挟圧して前記物品列を保持する挟圧ステップと、
   前記移動手段によって、前記所定の方向において前記載置部材に対し離隔した載置位置と接近した挿入位置とに前記物品列を挟圧している前記挟圧手段が位置するよう前記挟圧手段と前記載置部材とを相対的に接近及び離隔させる移動ステップと、
   前記挟圧された物品列に接触して前記第１及び第２の挟圧具間の該物品列を前記所定の方向から押し出して前記挿入位置の前記載置部材に載置された前記外装箱内に前記物品列を押し出して前記押出部材を進出させかつ退却させる押出ステップとによって構成される挿入装置の挿入方法であって、
   前記押出部材には、前記物品列との接触部分の前記第１の挟圧具側の端部において前記押出方向にストッパ部材が突設されていて、
   前記移動ステップにおいて前記外装箱が載置された前記載置部材を前記挿入位置に位置させ、かつ、前記挟圧ステップにおいて前記物品列を挟圧して保持し、該挟圧時において、前記第１の挟圧具を前記物品列と接触して第１の所定の位置に進出した後、前記押出部材が前記物品列と接触するまで接近して暫時停止し、その後、前記第２の挟圧具が前記物品列と接触して第２の所定の位置に進出するとともに、前記第１の挟圧具が前記第１の所定の位置から前記物品列が前記ストッパ部材と接触するまで退却して前記物品列を挟圧し、
   その後、前記押出ステップにおいて前記物品列を前記外装箱に挿入し、かつ前記移動ステップにおいて前記載置部材を前記一対の挟圧具に相対的に離隔して前記載置位置に位置させる、挿入装置の挿入方法。
10. 前記挟圧手段は、前記一対の挟圧具をサーボモータにより駆動し、前記挟圧時において、前記第１の挟圧具を前記物品列と接触後前記第１の所定の位置で一旦停止させ、かつ前記第２の挟圧具と前記物品列との接触時において前記物品列が前記ストッパ部材と接触するまで退却させて、前記第２の挟圧具が前記第２の所定の位置に位置するように動作する、請求項９に記載の挿入装置の挿入方法。
11. 前記第２の所定の位置は、前記第２の挟圧具の駆動装置が所定のトルクに達し、所定の挟圧力が前記物品列に加えられる位置である、請求項１０に記載の挿入装置の挿入方法。
12. 前記挟圧時における前記第１の挟圧具、前記第２の挟圧具及び前記押出部材の動作は、前記第１の挟圧具、前記第２の挟圧具及び前記押出部材それぞれの、動作開始時期、駆動速度、あるいは加減速の少なくともいずれかの調整によって実現される、請求項９に記載の挿入装置の挿入方法。
13. 前記挟圧時において、前記第１の挟圧具の駆動速度が前記第２の挟圧具の駆動速度よりも速い、請求項１２に記載の挿入装置の挿入方法。
14. 前記挟圧手段は、前記第１の挟圧具及び前記第２の挟圧具の背後に弾性支持体を有し、前記第１の挟圧具の弾性支持体のバネ定数が前記第２の挟圧具の弾性支持体のバネ定数よりも小さい、請求項９に記載の挿入装置の挿入方法。
15. 前記ストッパ部材は、前記挟圧方向に実質的に垂直な面内において前記押出部材の押出方向に延びる薄肉板状体である、請求項９に記載の挿入装置の挿入方法。
16. 前記所定の方向は鉛直方向であって、前記物品配列部材は可動板を有して構成され、前記物品列は該可動板上に載置され、前記物品列の挟圧後に前記可動板が退避する、請求項９に記載の挿入装置の挿入方法。
17. 請求項１に記載の挿入装置と、
    物品を第１の位置に順次供給する物品供給装置と、
    前記第１の位置において前記物品を順次受け取り、前記物品を順次、第２の位置に整列させる物品整列装置と、
    前記第２の位置に整列した物品列を前記挿入装置の所定の領域に供給する物品列移設装置と、
    前記挿入装置の載置部材に外装箱を載置する外装箱供給装置と、
    前記挿入装置の前記載置部材から前記物品列が挿入された外装箱を搬出する外装箱搬出装置と、
    前記物品供給装置、前記物品整列装置、前記物品列移設装置、前記挿入装置、前記外装箱供給装置及び前記外装箱搬出装置の動作を制御する制御装置とを有する、自動箱詰め装置。

Images