JP4685833B2 - 板材搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数枚の板材を梱包する梱包機等へ板材を搬送するための板材搬送装置に関する。

木材において、年輪の目に沿うように接線方向に切り出した板の表面に現れる木目を板目と呼ぶ。木目は柾目のように整った縞模様とはならず、不規則な曲線模様となる。板目の板には裏表があり、切り出しの際に外辺部側に面していた方が表面、中心部側に面していた方が裏面となる。木口を見るとカタカナの「ハ」の字状に目が走っているが、ハの字の狭い方が表、広い方が裏となる。

板状に切り出された木材は乾燥することで反りが生じる。この反りは、木材の木口面（丸太状の材木を横切りにした年輪が現れる面）に描かれる湾曲した年輪の線が真っ直ぐになるように生じ、板状の木材を、表裏を上下にして木口面から見た場合に、年輪の中心となる芯が上方に位置して現れていれば、端部が下方を向くように、つまり上凸状として反り、逆に芯が下方に位置していれば、端部が上方を向くように、つまり下凸状として反りが発生するものである。

そのため、このような板材は、複数枚を重ねた状態に梱包して保管する（例えば、特許文献１および特許文献２）。
特開２００６−２１７９０号公報 特開２００４−２３７９９０号公報

しかしながら、従来では、手作業により板材を積み重ねなければならず、重労働であり、作業者に与える負担が大きく、自動化が望まれていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、梱包機等への板材の投入を、作業者自身の手作業でなく、自動化を可能とした板材搬送装置を提供する。

本発明の板材搬送装置は、複数の板材の集合体を搬入位置で受ける受け台と、前記受け台に板材の集合体を供給する供給手段と、前記受け台を前記搬入位置から少なくとも搬出位置まで搬送する搬送手段と、搬送手段にて搬出位置まで搬送された受け台の板材を受け取る受取手段とを備えた板材搬送装置において、前記受け台は、前記供給手段の下流側において板材が載置される載置部と、この載置部の下流端から立ち上がる起立部とを備え、前記搬送手段は、端部に前記受け台が付設される揺動アームと、この揺動アームを回転させる回転駆動機構と、搬出位置では載置部を水平状態とし、搬出位置以外である搬入位置乃至回転中では載置部を略水平状に維持して板材を起立部側に傾ける板材保持姿勢とするカム機構とを備え、前記受取手段は、受け台が搬出位置に達して載置部が水平状態となった受け台から板材が載置される梱包機供給台を備え、前記供給手段から受け台に板材の集合体が供給された後に、前記揺動アームが回転して、受け台を搬入位置から搬出位置に搬送して受取手段に板材の集合体を受け渡し、空の状態の受け台を搬入位置に搬送するものである。

本発明の板材搬送装置によれば、受け台は、供給手段から供給される複数の板材のユニット体を搬入位置で受けることができる。搬送手段にて、複数の板材を保持している受け台を少なくとも搬出位置まで搬送することができる。搬出位置では受取手段にて複数の板材を受け取ることができる。すなわち、複数の板材のユニット体を一度に受取手段へ供給することができる。

前記搬送手段では、揺動アームがその中心軸廻りに回転することによって、揺動アームの端部に付設された受け台を、搬入位置から搬出位置、または搬出位置から搬入位置まで移動させることができる。

前記受取手段は、受け台が搬出位置に達して載置部が水平状態となった受け台から板材が載置される梱包機供給台を備えているので、受け台が搬出位置に達すれば、板材を梱包機供給台に載置される。

受け台と供給手段と搬送手段とを含むユニット体を少なくとも一対構成し、この一対のユニット体を板材の長手方向に沿って接近離間可能として配置するのが好ましい。

供給手段は、受け台に供給された板材を持ち上げるとともに、板材を持ち上げ状態で持ち上げられた板材の下方に他の板材の供給を可能とする昇降アームを備える。これによって、板材を多段に積層することができる。

揺動アームは、その中心軸廻りに回転するとともに、両端部にはそれぞれ受け台が付設され、一方の受け台が前記供給手段から板材を受けている状態で、他方の受け台は搬出位置での板材の搬出が完了した待機状態となるのが好ましい。このため、一方の受け台にて板材を受けた後、揺動アームを回転させて、他方の受け台を搬入位置に位置させれば、この受け台は空の状態となっているので、直ちにこの受け台に板材を供給することができる。すなわち、順次空の状態の受け台を搬入位置に位置させることができ、作業の短時間化を図ることができる。しかも、揺動アームが回転しても、受け台はカム機構にて板材保持姿勢に制御されており、搬入位置から搬出位置へ板材を安定して搬送することができる。

本発明の板材搬送装置では、複数の板材の集合体を一度に受取手段へ供給することができる。このため、受取手段、例えば梱包機等への板材の投入の自動化を図ることができる。しかも、一度に複数の板材の投入が可能であるので、作業時間の短縮化を図ることができる。

一対のユニット体（受け台と供給手段と搬送手段とを含むユニット体）を板材の長手方向に沿って接近離間可能として配置すれば、板材を安定して搬送することができるとともに、板材の長さ寸法に応じてユニット体の間隔を調整することができ、汎用性に優れる。

昇降アームを備えたものでは、板材の多段積みが可能であるので、一層の作業効率化を図ることができる。

揺動アームがその中心軸廻りに回転することによって、揺動アームの端部に付設された受け台を、搬入位置から搬出位置、または搬出位置から搬入位置まで移動させることができる。このため、受け台の搬入位置と搬出位置との移送を安定して行うことができ、板材の搬入位置から搬出位置への搬送を短時間にスムーズに行うことができる。

揺動アームの両端部に受け台およびカム機構を配置するようにしたものでは、順次空の状態の受け台を搬入位置に位置させることができ、作業の短時間化（作業の効率化）を図ることができる。しかも、揺動アームが回転しても、受け台はカム機構にて板材保持姿勢に制御されており、搬入位置から搬出位置へ板材を安定して搬送することができる。このため、例えば梱包機等への板材の投入作業の信頼性が向上して、精度の良い搬送を行うことができる。

本発明に係る板材搬送装置の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１に本発明の板材搬送装置の要部を示し、この板材搬送装置は、複数の板材（例えば角材）１の集合体２を搬入位置で受ける受け台３と、前記受け台３に板材１の集合体２を供給する供給手段４と、板材保持姿勢を維持しつつ前記受け台３を前記搬入位置Ａから少なくとも搬出位置Ｂ（図３参照）まで搬送する搬送手段５と、搬送手段５にて搬出位置Ｂまで搬送された受け台３の板材１を受け取る受取手段６（図３参照）とを備える。

供給手段４は、ベルトコンベア１６にて構成される第１搬送機構７と、ころコンベア１７にて構成される第２搬送機構８と、受け台３に保持されている板材１の集合体２を持ち上げる昇降アーム９を有する昇降機構（昇降式フォーク）１０とを備える。

第１搬送機構７は、プーリ１１，１２，１３，１４と、これらに掛け回されるタイミングベルト１５とを有するベルトコンベア１６を備える。板材１をその長手方向と直交する方向に上流側（プーリ１１側）から下流側（プーリ１２側）へ搬送することができる。また、第２搬送機構８のころコンベア１７は、図２に示すように、支持枠体１８と、この支持枠体１８に付設される複数個のころ１９とを備える。この場合、支持枠体１８は、一対の平行な平板状の支持アーム２０と、この支持アーム２０の下流端に連設される受け板部２１とを備え、各支持アーム２０の両面にそれぞれころ１９が回転自在に支持されている。第２搬送機構８は、ころコンベア１７は上流側から下流側に向かって下傾し、第１搬送機構７から搬送された板材１がこのころコンベア１７に引き継がれて、その上流端から下流端へすべり落ちる。

ころコンベア１７は図示省略の昇降機構を介して昇降可能となっている。この昇降機構としては例えば、シリンダ機構等によって構成でき、支柱部材２２に支持された状態でころコンベア１７が昇降（上下動）する。なお、支柱部材２２は一対の柱部２２ａ、２２ａを備える。

昇降機構１０は、図２に示すように、前記アーム９ａと、このアーム９ａの下流端に連設される受け片部９ｂとを有するフォーク体２４を備える。そして、フォーク体２４は、図２に示すような矢印Ｄ１、Ｄ２、Ｅ１、Ｅ２の変位が可能である。すなわち、矢印Ｄ１、Ｄ２のフォーク体２４の往復動を可能とするリニアガイド機構（図示省略）と、矢印Ｅ１、Ｅ２のフォーク体２４の往復動を可能とするリニアガイド機構（図示省略）を備える。

搬送手段５は、図１と図２に示すように、端部に受け台３が付設される揺動アーム２５と、この揺動アーム２５をその中心軸廻り回転させる回転駆動機構２６と、揺動アーム２５の端部に付設された受け台３の姿勢を板材保持姿勢に制御するカム機構２７とを備える。

揺動アーム２５は、一対の受け台支持バー２５ａ，２５ｂからなり、各受け台支持バー２５ａ，２５ｂの基部が中心軸２８に支持されている。この中心軸２８が回転することによって、受け台支持バー２５ａ，２５ｂ、つまり揺動アーム２５が中心軸廻り回転廻りに回転する。この際、中心軸２８にはスプロケット３０が付設されるとともに、各受け台支持バー２５ａ，２５ｂの端部（先端部）にスプロケット３１，３２が付設され、スプロケット３０と一方の支持バー２５ａのスプロケット３１に連動部材としてのローラチェーン３３が掛け回され、他方の支持バー２５ｂのスプロケット３２に連動部材としてのローラチェーン３４が掛け回されている。

回転駆動機構２６は、駆動用モータ３５と、この駆動用モータ３５の出力軸３５ａの回転を中心軸２８に伝達する回転伝達機構３６とを備える。回転伝達機構３６は、スプロケット３７と、スプロケット３７と駆動用モータ３５の出力軸３５ａとに掛け回されるチェーン３８と、スプロケット３７と中心軸２８のスプロケット３０とに掛け回されるチェーン３９とを備える。

このため、駆動用モータ３５が駆動して出力軸３５ａが回転すれば、回転伝達機構３６を介して揺動アーム２５が中心軸２８を中心に回転することになる。そして、この回転に伴ってスプロケット３０が回転する。スプロケット３０が回転すれば、一方の支持バー２５ａのスプロケット３１と、他方の支持バー２５ｂのスプロケット３２とに連動部材であるローラチェーン３３、３４が掛け回されているので、各スプロケット３１，３２が回転する。

各スプロケット３１、３２は、各支持バー２５ａ、２５ｂに設けられる取付板４０に付設され、この取付板４０に受け台３が揺動可能に取付けられている。受け台３は、板材１が載置される載置部３ａと、この載置部３ａの下流端から立ち上がる起立部３ｂとを備える。受け台３は、載置部３ａと起立部３ｂとのコーナ部に枢支軸４１を介して取付板４０に枢結されている。

また、取付板４０には、受け台３を前記揺動アーム２５の回転中の板材保持姿勢を制御するカム機構２７が配置されている。カム機構２７は、外周面４４ａの一部に凹窪部４３を有するいわゆるハートカム４４を備え、前記受け台３の載置部３ａに付設されるころ４５が、このハートカム４４の外周面４４ａを転動する。ここで、板材保持姿勢とは、受け台３の載置部３ａが略水平状に維持されて、板材１を受け台３にて安定した状態で保持できる姿勢である。

受け台３の上流側と取付板４０とはコイルスプリング等からなる弾性部材４６にて連結されている。すなわち、弾性部材４６によって、受け台３がハートカム４４側に引っ張られ、ころ４５がハートカム４４の外周面（カム面）４４ａを転動することになる。ハートカム４４は、受け台３が搬入位置Ａ（供給手段４から板材１を受けることができる位置）に位置した状態では、その凹窪部４３が下方を向いた状態となっている。

受け台３が搬入位置Ａに位置した状態から、矢印Ｘ方向に揺動アーム２５が回転して１８０°反転して反転位置Ｃに位置した状態となれば、ハートカム４４は、その凹窪部４３が上方を向く状態となっている。これに対して、各取付板４０には前記各スプロケット３１，３２が付設され、揺動アーム２５の回転に伴って、各スプロケット３１，３２が回転し、取付板４０は、揺動アーム２５の回転中においても、搬入位置Ａの状態（受け台３の載置部３ａが略水平状に維持されて、板材１を受け台３にて安定した状態で保持できる前記板材保持姿勢）を支持することになる。このため、ハートカム４４が揺動アーム２５の中心軸廻りに廻り、これに伴って、ころ４５がハートカム４４の外周面４４ａ上を転動することになり、ハートカム４４が搬出位置Ｂに達したときに、ころ４５がハートカム４４の凹窪部４３に対応する。この状態では、受け台３の載置部３ａが水平状となる。

搬出位置Ｂには受取手段６の受取台（梱包機供給台）５０が配置され、受け台３の載置部３ａが水平状となれば、受取台５０に板材１が載置される。また、揺動アーム２５の一回の揺動は、受け台３が搬入位置Ａからこの搬入位置Ａに対して１８０°反転した反転位置Ｃまでである。このため、搬入位置Ａで受け取った受け台３が反転位置Ｃに位置する状態になれば、板材１の受取手段６の受取台５０への受け渡しが完了した待機状態となる。

ところで、この板材搬送装置は、受け台３と供給手段４と搬送手段５とは１個のユニット体Ｍを構成し、このユニット体Ｍを板材１の長手方向に沿って少なくとも一対備える。また、一対のユニット体Ｍは相互にリニアガイド機構５３によって、接近・離間可能とされている。すなわち、図１に示すように、ユニット体Ｍは、基台５１上に配置され、この基台５１に回転駆動機構２６等が支持されている。この場合、揺動アーム２５の中心軸２８を支持する柱部５２や前記支柱部材２２等が基台５１に立設されている。なお、リニアガイド機構５３のガイドレールは、設置面に設置される設置台５４上に配置されている。このため、各ユニット体Ｍ，Ｍはリニアガイド機構５３のガイドレールにガイドされて、相互に接近離間する。

次に、板材搬送装置を使用した板材１の搬送方法を説明する。まず第１搬送機構７から第２搬送機構８に板材１を移送する。この際、図２（ａ）に示すように、例えば、３本の板材１が並設された状態で、昇降機構１０のアーム９ａを矢印Ｄ１のように３本の板材１の下方に位置するように移動させる。なお、このアーム９ａは、受け台３に対して、板材１の長手方向にずれている。アーム９ａが板材１の下方に位置した状態で、図２（ｂ）に示すようにアーム９ａを矢印Ｅ１のように上昇させて、３本の板材１を持ち上げる。

その後は、第１搬送機構７及び第２搬送機構８を介して、図２（ｃ）に示すように、この持ち上げられた板材１の下方に、３本の板材１を供給して、第２搬送機構８を下降させるとともに、図２（ｄ）の矢印Ｄ２の方向に示すように、昇降アーム９を引き抜くとともに、矢印Ｅ２のように昇降アーム９を下降させる。これによって、受け台３に２行３列の板材１を載置することができる。なお、各ユニット体Ｍ、Ｍの昇降機構１０は図示省略の連動機構によって連結され、この連動機構を介した同期動作を行う。

このように、２行３列の板材１が受け台３に載置された後、図３に示すように、回転駆動機構２６によって揺動アーム２５を矢印Ｘ方向に、回転（回動）させる。この際、前記したように、カム機構２７によって、受け台３は支持姿勢を維持しつつ回転し、搬出位置Ｂに達した際に、受け台３の載置部３ａが水平状態となり、板材１は受取手段６の受取台５０に載置される。その後は、揺動アーム２５はさらに回転して空の状態となった受け台３が反転位置Ｃに達する。

その後はさらに矢印Ｘ方向に回転して、この空の状態の受け台３が搬入位置Ａに位置する状態となる。そして、この空の状態の受け台３が搬入位置Ａに位置すれば、供給手段４からこの空の状態の受け台３に板材１が供給される。その後は、搬送すべき板材１の搬送が終了するまで、順次前記した工程が行われる。なお、各ユニット体Ｍ、Ｍの揺動アーム２５は図示省略の連動機構によって連結され、この連動機構を介した同期動作を行う。

本発明によれば、受け台３は、供給手段４から供給される複数の板材１の集合体２を搬入位置Ａで受けることができる。搬送手段５にて、複数の板材１を保持している受け台３を搬出位置Ｂまで搬送することができる。搬出位置Ｂでは受取手段６にて複数の板材１を受け取ることができる。すなわち、複数の板材１の集合体２を一度に受取手段６へ供給することができる。このため、受取手段６、例えば梱包機等への板材の投入の自動化を図ることができる。しかも、一度に複数の板材１の投入が可能であるので、作業時間の短縮化を図ることができる。

昇降アーム９によって、受け台３に供給された板材１を多段に積層することができる。このため、一層の作業効率化を図ることができる。受け台３が搬出位置に達すれば、板材１を梱包機供給台５０に載置することができ、安定した受け渡しが可能である。

搬送手段５では、揺動アーム９がその中心軸２８廻りに回転することによって、揺動アーム２５の端部に付設された受け台３を、搬入位置Ａから搬出位置Ｂ、または搬出位置Ｂから搬入位置Ａまで移動させることができる。このため、受け台３の搬入位置Ａと搬出位置Ｂとの移送を安定して行うことができ、板材１の搬入位置Ａから搬出位置Ｂへの搬送を短時間にスムーズに行うことができる。

揺動アーム２５の両端部に、受け台３およびカム機構２７を配置することによって、一方の受け台３が前記供給手段４から板材１を受けている状態で、他方の受け台３は搬出位置Ｂでの板材１の搬出が完了した待機状態となる。このため、一方の受け台３にて板材１を受けた後、揺動アーム２５を回転させて、他方の受け台３を搬入位置Ａに位置させれば、この受け台３は空の状態となっているので、直ちにこの受け台３に板材を供給することができる。すなわち、順次空の状態の受け台３を搬入位置に位置させることができ、作業の短時間化（作業の効率化）を図ることができる。しかも、揺動アーム２５が回転しても、受け台３はカム機構２７にて板材保持姿勢に制御されており、搬入位置Ａから搬出位置Ｂへ板材１を安定して搬送することができる。このため、例えば梱包機等への板材の投入作業の信頼性が向上して、精度の良い搬送を行うことができる。

また、受け台３と供給手段４と搬送手段５等を備えた一対のユニット体Ｍ、Ｍが相互に接近・離間自在であるので、板材１を安定して搬送することができるとともに、板材１の長さ寸法に応じてユニット体Ｍ、Ｍの間隔を調整することができ、汎用性に優れる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、受け台３に載置する板材１の数の増減は任意であって、１段であっても、３段以上であってもよく、各段の数も３個に限るものではない。また、板材１としても、その断面が正方形であるものに限らず、断面が長方形のものであってもよい。ユニット体Ｍとして、２個に限らず、３個以上であってもよい。また、ユニットＭ毎の受け台３も２個に限るものでは、１個であっても３個以上であってもよい。

本発明の実施形態を示す板材搬送装置の側面図である。 前記板材搬送装置の受け台への板材供給方法の説明図である。 前記板材搬送装置の搬送方法の説明図である。

符号の説明

１ 板材
２ 集合体
３ 受け台
４ 供給手段
５ 搬送手段
６ 受取手段
９ 昇降アーム
２５ 揺動アーム
２６ 回転駆動機構
２７ カム機構
２８ 中心軸
５０ 受取台(梱包機供給台)
Ｍ ユニット体

Claims (4)

1. 複数の板材の集合体を搬入位置で受ける受け台と、前記受け台に板材の集合体を供給する供給手段と、前記受け台を前記搬入位置から少なくとも搬出位置まで搬送する搬送手段と、搬送手段にて搬出位置まで搬送された受け台の板材を受け取る受取手段とを備えた板材搬送装置において、
   前記受け台は、前記供給手段の下流側において板材が載置される載置部と、この載置部の下流端から立ち上がる起立部とを備え、前記搬送手段は、端部に前記受け台が付設される揺動アームと、この揺動アームを回転させる回転駆動機構と、搬出位置では載置部を水平状態とし、搬出位置以外である搬入位置乃至回転中では載置部を略水平状に維持して板材を起立部側に傾ける板材保持姿勢とするカム機構とを備え、前記受取手段は、受け台が搬出位置に達して載置部が水平状態となった受け台から板材が載置される梱包機供給台を備え、前記供給手段から受け台に板材の集合体が供給された後に、前記揺動アームが回転して、受け台を搬入位置から搬出位置に搬送して受取手段に板材の集合体を受け渡し、空の状態の受け台を搬入位置に搬送することを特徴とする板材搬送装置。
2. 受け台と供給手段と搬送手段とを含むユニット体を少なくとも一対構成し、この一対のユニット体を板材の長手方向に沿って接近離間可能として配置したことを特徴とする請求項１の板材搬送装置。
3. 供給手段は、受け台に供給された板材を持ち上げるとともに、板材を持ち上げ状態で持ち上げられた板材の下方に他の板材の供給を可能とする昇降アームを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の板材搬送装置。
4. 揺動アームは、その中心軸廻りに回転するとともに、両端部にはそれぞれ受け台が付設され、一方の受け台が前記供給手段から板材を受けている状態で、他方の受け台は搬出位置での板材の搬出が完了した待機状態となることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の板材搬送装置。

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