JP4684724B2 - 商品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、集積された商品を包装容器の側に供給するための商品供給装置に関する。

複数の商品をまとめて一度に包装容器に収納するために、商品を一個所に集積させることが一般に行われている。そして、集積された商品は、ロボットのチャックに把持させたり、また吸着パッドに吸着保持させたりすることにより、包装容器まで運ばれて、包装容器内に収納されるようになっている（特開平８−３０１２４７号公報参照）。

その一方、最近多種多量の商品が市場に出回るようになったことにともない、種々の商品を機械により自動的に包装容器まで搬送したいとする要請がある。ところが、前記従来の装置では、商品を把持または吸着保持する必要があるため、菓子類のように軟らかい物や表面に凹凸のある形状のものは、把持や吸着によって形状がくずれたり、搬送途中で吸着パッドから脱落したりする恐れがある。

本発明が解決しようとする課題は、把持や吸着が困難な菓子類などの商品を確実に包装容器の側に供給することができる商品供給装置を提供することにある。

請求項１の発明に係る商品供給装置は、集積された商品を包装容器に供給するための商品供給装置であって、集積された商品が載置されるテーブルを有し、テーブルの端部の下方に包装容器が配置されている。テーブルの上方には、互いに離間配置されかつ各々水平軸回りを回転可能な第１、第２の回転部材が設けられ、第１、第２の回転部材のいずれか一方が、テーブルの前記端部において包装容器の上方に配置されている。第１、第２の回転部材には巻掛け部材が巻き掛けられ、巻掛け部材の上側スパンおよび下側スパンの双方がテーブルの上方に配設されている。巻掛け部材には、テーブル上の商品の側面に当接し得るバー部材が連結部材を介して設けられている。連結部材は、その一端が巻掛け部材に固定され、他端が巻掛け部材の内周側に向かって巻掛け部材の軌道からオフセットされて延びるとともに、テーブルの前記端部に配置された第１または第２の回転部材の中心または中心近傍まで延びており、他端には、バー部材が取り付けられている。運転時には、第１、第２の回転部材の回転による巻掛け部材の走行により、巻掛け部材の下側スパンのバー部材がテーブル上の商品の側面に当接して商品をテーブルに沿ってテーブル上をスライド移動させるとともに、バー部材が、テーブル端部に配置された第１または第２の回転部材の中心回りを回転する際に、当該回転部材の中心またはその近傍を通る軌道を描くことにより、バー部材がテーブル上の商品の側面に対して上方への押上げ力を作用させて商品を持ち上げるのを防止しつつ、テーブル上の商品がテーブル端部の下方の包装容器に導入されるようになっている。

請求項１の発明によれば、第１または第２の回転部材を回転駆動することにより、巻掛け部材が駆動されて走行を開始する。すると、巻掛け部材にその一端が固定されたバー部材が巻掛け部材とともに移動を開始する。その一方、テーブル上には、集積された商品が載置されており、バー部材の移動により、テーブル上の商品の側面にバー部材が当接する。この状態からさらにバー部材が移動することにより、商品は、バー部材により後方から送り出されながら、テーブル上を滑走しつつ、テーブルの端部の下方に配置された包装容器まで移動し、包装容器に供給される。

この場合には、集積後の商品を把持したり、吸着したりすることなく、集積されたテーブル上の商品の側面にバー部材を当接させ、バー部材を移動させることにより、商品をテーブル上で滑走（スライド移動）させつつ、包装容器の側に移動させるので、把持や吸着によって形状がくずれたり、搬送途中で吸着パッドから脱落したりする恐れがある菓子類などの軟らかい商品や表面に凹凸形状がある商品を確実に包装容器に供給することができるようになる。

請求項２の発明では、連結部材のオフセット量が、テーブルの前記端部に配置された第１または第２の回転部材の半径と実質的に等しくなっている。

この場合には、第１、第２の回転部材の間に延びる巻掛け部材の直線状下側スパンから直線状上側スパンにバー部材が移動していく際に、バー部材は、その中心がテーブル端部の回転部材の回転軸の中心と一致した状態で中心回りに自転することになる。これにより、商品がテーブル端部下方の包装容器に導入される前に、バー部材が商品の側面を上側に押し上げる力を商品に作用させることなく、バー部材は常時商品の同じ高さ位置に当接していることになる。これにより、商品に型崩れなどの損傷や商品の転倒が発生するのを防止できる。

請求項３の発明においては、バー部材が巻掛け部材上の２個所に設けられた２つの部材からなり、前記各部材が巻掛け部材の部材長を均等に２分割する位置に配置されている。

この場合には、一方のバー部材による包装容器への商品供給終了直後に、他方のバー部材による商品供給が開始されるので、包装容器への商品供給を効率的に行えるようになる。

請求項４の発明では、第１および第２の回転部材がスプロケットであり、巻掛け部材がチェーンである。

請求項５の発明では、開閉可能なシャッタ部材が、テーブルの前記端部において包装容器の上方に設けられている。

この場合には、シャッタ部材の開閉動作をバー部材の走行と連動させることにより、必要な数の商品を効率よく包装容器内に落とし込めるようになる。

本発明によれば、集積されたテーブル上の商品の側面にバー部材を当接させ、バー部材を移動させることにより、商品をテーブル上で滑走させつつ、包装容器の側に移動させるので、把持や吸着によって形状がくずれたり、搬送途中で吸着パッドから脱落したりする恐れがある菓子類などの商品を確実に包装容器に供給することができるようになる。さらに、この場合には、バー部材が、テーブル端部に配置された第１または第２の回転部材の中心回りを回転する際に、当該回転部材の中心またはその近傍を通る軌道を描くので、バー部材がテーブル上の商品の側面に対して上方への押上げ力を作用させて商品を持ち上げるのを防止でき、これにより、テーブル上の商品が、型崩れなどの損傷を受けたり、転倒したりすることなく、テーブル端部下方の包装容器に導入できるようになる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例による商品供給装置の平面概略図、図２は商品供給装置の正面概略図、図３は図２のIII-III線断面概略図、図４は図１のIV-IV線矢視図、図５はバー部材の軌跡を示す図である。

図１に示すように、商品供給装置１は、テーブル面１０上に集積された複数の商品Ｓを包装容器であるカートン１００に供給するためのものであって、前後方向（同図左右方向）に移動可能なバー部材１２を有している。バー部材１２は、テーブル面１０と平行に水平方向に延びる棒状の部材であって、商品Ｓの後端に当接し得るように設けられている。テーブル面１０上には、各商品Ｓを仕切るための仕切板１３が設けられている。

商品供給装置１の前方には、商品集積装置１５が設けられている。商品集積装置１５は、複数の商品収容部１６を有している。商品集積装置１５は、矢印Ａ方向またはＢ方向から導入された複数の商品Ｓをそれぞれ対応する商品収容部１６に収容するとともに、各商品収容部１６を互いに近接配置された状態に移動させることにより、所望個数の商品Ｓを集積させるように構成されている。商品集積装置１５は、併設された２本のコンベアチェーンにそれぞれ取り付けられた複数のバケットから構成されているが、その他の周知の機構を用いるようにしてもよい。

次に、商品供給装置１のバー部材１２の駆動機構について、図２を参照しつつ図３を用いて説明する。
上下方向に延設されたベース板２０の上部には、駆動手段としてのモータ２１が取り付けられている。モータ２１の出力軸２１ａには、スプロケット２２が固定されている。一方、ベース板２０の下部には、モータ出力軸２１ａと平行な方向に延びる回転自在な軸２５が設けられており、軸２５の端部にはスプロケット２６が固定されている。スプロケット２２および２６には、ローラチェーン２７が巻き掛けられている。各スプロケット２２，２６間において、ローラチェーン２７のスパンには、張力保持のためのテンショナ２８が係合している。

軸２５上には、所定間隔を隔てて対向配置された一対のスプロケット（第１の回転部材）２９，３０が固定されている。各スプロケット２９，３０には、それぞれローラチェーン（巻掛け部材）３１，３２が巻き掛けられている。ローラチェーン３１，３２は、複数の連結バー３３を介して互いに連結されている。バー部材１２は、軸２５の配設方向と平行に延びる部材であって、その一端は、ローラチェーン３２を構成するリンクに連結部材３４を介して取り付けられている。連結部材３４は、スプロケット３０の内周側に延びる部材であり、バー部材１２は、ローラチェーン３２のピン中心（つまり走行時のローラチェーン３２の軌跡）からΔだけオフセットされた位置に取り付けられている。このオフセット量Δは、バー部材１２のテーブル面１０からの高さ位置を決定する要因となるので、商品の高さ寸法に応じて適宜設定される。

また、ローラチェーン３２上においてバー部材１２から離れた位置には、バー部材１２と同様のバー部材１２’が同様の連結部材３４’を介してリンクに取り付けられている。バー部材１２，１２’は、ローラチェーン３２のチェーン長さを均等に２分割する位置にそれぞれ配置されている。

一方、カートン１００の近傍には、所定間隔を隔てて対向配置された一対のスプロケット（第２の回転部材）３９，４０が配置されており、スプロケット３９，２９間にはローラチェーン３１が巻き掛けられ、スプロケット４０，３０間にはローラチェーン３２が巻き掛けられている。各スプロケット３９，４０は、軸２５の配設方向に延びかつ回転自在に支持された軸４５に固定されている。

ここで、スプロケット４０の半径をＲとし、バー部材１２，１２’が軸４５の回りを回転するときの回転半径をｒとするとき（図５参照）、バー部材１２，１２’の回転半径ｒは、ｒ＝Ｒ−Δで表される。

図２に示すように、テーブル面１０は、スプロケット２９，３９の間およびスプロケット３０，４０の間に延在している。また、カートン１００の上方には、開閉可能なシャッタ部材４８が設けられている。シャッタ部材４８は、カートン１００の開口の上方を覆う閉塞位置（図２実線位置）と、カートン１００の開口の上方を開放する開放位置（同図一点鎖線位置）とをとり得るように、テーブル面１０の下方において前後方向（同図左右方向）移動可能に設けられている。シャッタ部材４８の駆動機構は、図示していないが、たとえば、前後方向移動自在にスライドブロックを設け、該スライドブロックにシャッタ部材４８を固定するとともに、スライドブロックを、シリンダによりまたはモータ回転を往復動運動に変えるクランク機構により、往復動可能に設けることによって構成される。

図１に示すように、カートン１００は、同図上下方向に延設されたベルトコンベア５０の上に配置されている。ベルトコンベア５０は、矢印ａ方向から搬入されたカートン１００を矢印ｂ方向から矢印ｃ方向に向かって搬送するように構成されている。また、カートン１００は、蓋（フラップ）１００ａが開けられた状態でベルトコンベア５０に搬入されている（図２参照）。

次に、本実施例による商品供給動作について説明する。
商品集積装置１５により集積された複数の商品Ｓ（図１参照）は、商品供給装置１のテーブル面１０上に搬入される。次に、商品供給装置１のモータ２１（図３）を駆動する。モータ２１の出力軸２１ａの回転は、スプロケット２２、ローラチェーン２７、スプロケット２６および軸２５を介して、スプロケット２９，３０に伝達され、これにより、スプロケット２９，３９間のローラチェーン３１およびスプロケット３０，４０間のローラチェーン３２が駆動されて、図２矢印方向に走行を開始する。なお、図２において、スプロケット３０，４０間に配設されたローラチェーン３２の直線状スパンのうち、上側スパンを符号３２ａで、下側スパンを符号３２ｂで表すことにする。

ローラチェーン３１，３２の駆動により、ローラチェーン３２のリンクにそれぞれ連結部材３４，３４’を介してその一端が固定されたバー部材１２，１２’が、ローラチェーン３２とともに移動を開始する。これにより、テーブル面１０上の商品Ｓの後端にバー部材１２が当接する（図１、図２および図４参照）。

この状態からさらにバー部材１２が移動すると、商品Ｓは、バー部材１２により後方から送り出されながら、矢印Ｃ方向（図１）に向かってテーブル面１０上を滑走して、カートン１００の上方位置まで移動する。このとき、シャッタ部材４８は閉塞位置（図２実線位置）に配置されており、カートン１００の開口の上方は閉塞されている。このため、商品Ｓは、シャッタ部材４８上に導入される。その後、シャッタ部材４８を駆動して開放位置（図２一点鎖線位置）に移動させることにより、商品Ｓがカートン１００に導入される（図１参照）。なお、図示していないが、カートン１００の上方には、カートン１００に導入された商品Ｓをカートン１００内に確実に押し込むためのシリンダが設けられていてもよい。商品導入後、シャッタ部材４８は、再び閉塞位置（図２実線位置）に移動して、カートン１００の開口の上方は閉塞される。

商品導入が完了したカートン１００は、ベルトコンベア５０によって矢印ｃ方向に搬送されて次工程のカートニングマシン（包装機械）の側に移動する。また、スプロケット３９，４０の近傍には、次に商品導入が行われるカートン１００が搬入される。

一方、テーブル面１００上には、次にカートン１００に供給すべき複数の商品Ｓが商品集積装置１５から搬入されており、これらの商品Ｓに対しては、バー部材１２’がその後端に当接して移動することにより、同様にして、カートン１００に商品Ｓが導入される。このようにして、カートン１００への商品導入が連続して行われる。

この場合には、集積後の商品を把持したり、吸着したりすることなく、集積されたテーブル面１０上の商品Ｓの後端にバー部材１２，１２’を当接させ、バー部材１２，１２’を移動させることにより、商品Ｓをテーブル面１０上で滑走させつつ、カートン側に移動させるので、把持や吸着によって形状がくずれたり、搬送途中で吸着パッドから脱落したりする恐れがある菓子類などの軟らかい商品や表面に凹凸形状がある商品を確実にカートン側に供給することができるようになる。

また、この場合には、バー部材１２，１２’がローラチェーン３２のチェーン長さを均等に２分割する位置に配置されている。これにより、一方のバー部材によるカートン１００への商品供給終了直後に、他方のバー部材による商品供給が開始されるので、カートン１００への商品供給を効率的に行えるようになる。

さらに、この場合には、バー部材１２，１２’が軸４５の回りを回転するとき、その回転半径ｒは、バー部材１２，１２’のオフセット量Δの分だけスプロケット４０の半径Ｒよりも小さくなっている。すなわち、ｒ＝Ｒ−Δになっている。したがって、図５に示すように、ローラチェーン３２の走行にともなって、バー部材１２，１２’が軸４５の回りを回転して、ローラチェーン３２の下側スパン３２ｂから上側スパン３２ａに移動するとき、バー部材１２，１２’は、同図二点鎖線１２ｂの軌跡から二点鎖線１２ａの軌跡に沿って移動するとともに、軸４５の周りでは、回転半径ｒの小さな円弧に沿って移動する（同図一点鎖線参照）。

これにより、図６に示すように、バー部材１２，１２’により商品Ｓが搬送されるときに、商品Ｓの後端に対して、バー部材１２，１２’の円弧状運動によって上側に押し上げる力が作用するのを抑制でき、商品Ｓに型崩れなどの損傷や商品の転倒が発生するのを防止できる。

これに対して、図９に示すように、バー部材１２，１２’のオフセット量Δ”がΔよりも小さくなればなるほど、バー部材１２，１２’が、二点鎖線１２ｂの軌跡から二点鎖線１２ａの軌跡に移行するときに、大きな回転半径ｒ’（ｒ’＞ｒ）の円弧状軌跡を描くことになって、バー部材１２，１２’により商品Ｓが搬送されるときに、商品Ｓの後端に対して、バー部材１２，１２’の円弧状運動による上側への大きな押上げ力が長時間にわたって作用することになってしまう。

なお、前記実施例では、連結部材３４，３４’のオフセット量、したがってバー部材１２，１２’のオフセット量Δが、Δ＜Ｒの場合を例にとって説明したが、本発明の適用はこれには限定されない。図７に示すように、バー部材１２，１２’のオフセット量Δ’は、スプロケット４０の半径Ｒと等しくなっていてもよい。

この場合には、ローラチェーン３２の走行にともなって、バー部材１２，１２’がスプロケット４０の回りを回転して、ローラチェーン３２の下側スパン３２ｂから上側スパン３２ａに移動するとき、バー部材１２，１２’は、図７二点鎖線１２ｂの軌跡から二点鎖線１２ａの軌跡に沿って移動するとともに、軸４５の個所では、バー部材１２，１２’の中心が軸４５の中心と一致した状態で、中心回りにバー部材１２，１２’は自転する（同図一点鎖線参照）。言い換えれば、バー部材１２，１２’の軸４５周りの回転半径ｒを０にすることができる。

この場合には、図８に示すように、バー部材１２，１２’により商品Ｓが搬送されるときに、バー部材１２，１２’が常時商品Ｓの同じ高さ位置に当接していることになり、バー部材１２，１２、’が商品Ｓの後端に対して上側への押上げ力を作用させることはない。これにより、商品に型崩れなどの損傷や商品の転倒が発生するのを確実に防止できる。

なお、前記実施例では、第１、第２の回転部材としてスプロケットを例にとり、巻掛け部材としてローラチェーンを例にとって説明したが、本発明は、タイミングプーリおよびその周りに巻き掛けられるタイミングベルトにも同様に適用できる。

本発明の一実施例による商品供給装置の平面概略図である。 商品供給装置（図１）の正面概略図である。 図２のIII-III線断面概略図である。 図１のIV-IV線矢視図である。 商品供給装置（図１）のバー部材の軌跡を示す図である。 図５においてバー部材の軌跡にともなう商品の動きを説明するための図である。 本発明の他の実施例による商品供給装置のバー部材の軌跡を示す図である。 図７においてバー部材の軌跡にともなう商品の動きを説明するための図である。 商品供給装置においてバー部材の回転半径が大きい場合のバー部材の軌跡およびそれにともなう商品の動きを説明するための図である。

１： 商品供給装置

１０： テーブル面
１２，１２’： バー部材
２１： モータ（駆動手段）
２５： 軸（回転軸）
２９，３０： スプロケット（第１の回転部材）
３１，３２： ローラチェーン（巻掛け部材）
３４，３４’： 連結部材
３９，４０： スプロケット（第２の回転部材）
４８： シャッタ部材
１００： カートン（包装容器）

Ｓ： 商品
Ｒ： スプロケット半径

Claims (5)

1. 集積された商品を包装容器に供給するための商品供給装置であって、
   集積された商品が載置されるテーブルを有し、前記テーブルの端部の下方に前記包装容器が配置されており、
   前記テーブルの上方において互いに離間配置されかつ各々水平軸回りを回転可能な第１、第２の回転部材を設け、前記第１、第２の回転部材のいずれか一方を前記テーブルの前記端部において前記包装容器の上方に配置し、
   前記第１、第２の回転部材に巻掛け部材を巻き掛け、前記巻掛け部材の上側スパンおよび下側スパンの双方を前記テーブルの上方に配設し、
   前記テーブル上の商品の側面に当接し得るバー部材を連結部材を介して前記巻掛け部材に設けるとともに、
   前記連結部材は、その一端が前記巻掛け部材に固定され、他端が前記巻掛け部材の内周側に向かって前記巻掛け部材の軌道からオフセットされて延びるとともに、前記テーブルの前記端部に配置された前記第１または第２の回転部材の中心または中心近傍まで延びており、前記他端に前記バー部材が取り付けられており、
   運転時には、前記第１、第２の回転部材の回転による前記巻掛け部材の走行により、前記巻掛け部材の前記下側スパンの前記バー部材が前記テーブル上の商品の側面に当接して商品を前記テーブルに沿って前記テーブル上をスライド移動させるとともに、
   前記バー部材が、前記テーブルの前記端部に配置された前記第１または第２の回転部材の中心回りを回転する際に、当該回転部材の中心またはその近傍を通る軌道を描くことにより、前記バー部材が前記テーブル上の商品の前記側面に対して上方への押上げ力を作用させて商品を持ち上げるのを防止しつつ、前記テーブル上の商品が前記テーブルの前記端部の下方の前記包装容器に導入されるようになっている、
   ことを特徴とする商品供給装置。
2. 請求項１において、
   前記連結部材のオフセット量が、前記テーブルの前記端部に配置された前記第１または第２の回転部材の半径と実質的に等しくなっている、
   ことを特徴とする商品供給装置。
3. 請求項１において、
   前記バー部材が前記巻掛け部材上の２個所に設けられた２つの部材からなり、前記各部材が前記巻掛け部材の部材長を均等に２分割する位置に配置されている、
   ことを特徴とする商品供給装置。
4. 請求項１において、
   前記第１および第２の回転部材がスプロケットであり、前記巻掛け部材がチェーンである、
   ことを特徴とする商品供給装置。
5. 請求項１において、
   前記テーブルの前記端部において前記包装容器の上方には、開閉可能なシャッタ部材が設けられている、
   ことを特徴とする商品供給装置。

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