JP5046632B2

JP5046632B2 - 箱詰め装置

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Publication number: JP5046632B2
Application number: JP2006333925A
Authority: JP
Inventors: 文彦竹本; 迪男田口; 和幸池澤; 直弘有本; 数馬佐藤
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2026-12-12
Also published as: JP2008143572A

Description

本発明は、例えばポテトチップ、豆、飴、スープ、洗剤などの内容物が袋詰めまたは箱詰めされた物品を吸着して、段ボールケースまたはダース箱などの外装箱に箱詰めする、吸着型の箱詰め装置に関する。

物品を吸着して外装箱に箱詰めする、いわゆる吸着型の箱詰め装置は、実用化されている。また、特許文献１及び６のような箱詰め装置が提案されている。これらのうち、特許文献２及び３には、１つの外装箱内への物品の配列パターンに応じて吸着具の配列パターンを変更できるように構成された箱詰め装置が開示されている。また、特許文献４乃至６には１つの外装箱に物品を接近させて箱詰めすることが可能に構成された箱詰め装置が開示されている。

一方で、近年、小売店における物品販売においては、配送システムの高度化により、店舗内の在庫量を減らす傾向にある。このため、物品の搬送に用いられる外装箱は、小型化されて、収容する物品数が少なくなる一方で、外装箱の箱数が増大する傾向にある。したがって、物品を外装箱に箱詰めする箱詰め装置においては、短時間でより多くの外装箱への物品の箱詰めを行う性能が求められている。

特許文献７においては、挟圧された物品を同時に２つの外装箱に収容する技術が開示されている。この技術によれば、一度に複数の物品を２つの外装箱に同時に箱詰めすることができる。
特開平９−２４０４号公報特開２０００−４３８０７号公報特開２０００−１０９００６号公報特開２０００−１４２６１４号公報特開２０００−１５９２０５号公報特開２００２−５３１０２号公報特開２００５−１７０４６５号公報

しかしながら、特許文献１乃至６の技術は、もっぱら、１つの外装箱に物品を箱詰めする技術であって、一度に複数の外装箱に物品を箱詰めする技術は開示も示唆もされていない。特に、吸着型の箱詰め装置においては、物品を吸着した所定数の吸着具をそれぞれの外装箱の内部まで移動させる吸着装置と、所定数の外装箱を配置する外装箱配置装置との組み合わせによっては箱詰め装置の構造が複雑となり実用性が損なわれる。例えば、特許文献２及び３のように物品を吸着させた状態で全ての吸着具を外装箱の位置まで水平方向移動させる構造は複雑な構造となってしまう。

したがって、複数の外装箱に同時に物品を箱詰め可能なように吸着型の箱詰め装置を構成するには、これらの装置をより簡素に構成して箱詰め装置の実用性を維持する必要もあった。

また、特許文献７の技術は、複数の物品を整列させ、かつ挟圧する機構を要するので、吸着型の箱詰め装置に比して構造が複雑である。また、袋詰めのポテトチップスのように内容物が柔らかい物品は挟圧によって内容物が損傷するおそれもあった。さらに、一度に箱詰めできる外装箱の数は２つまでに限られる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、複数の外装箱に同時に物品を箱詰め可能であって、かつ、吸着装置と外装箱配置装置とがより簡素に構成されている吸着型の箱詰め装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の箱詰め装置は、２以上の所定数の物品を並列させた物品群の状態として配置位置に配置する物品配置装置と、前記配置位置の下方の箱詰め位置に前記所定数の外装箱を前記物品の並列方向に並行するようにして配置する外装箱配置装置と、前記配置位置の上方において前記並列方向に並行して並ぶ前記所定数の吸着具を有し、前記吸着具は相互に前記並列方向に離隔可能であって、かつ全ての前記吸着具が前記配置位置を通って昇降可能に構成されている吸着装置と、前記配置位置の床を開放する開閉装置と、を有し、前記物品配置装置は、前記配置位置に隣接して無端軌道の上面が前記配置位置と略同一水平面に位置するように配設されたコンベアと、前記コンベアの搬送方向において前記無端軌道上の集積位置の前方に配置された板状の制止部材と、前記集積位置の前記コンベアの搬送方向側方に配設された平板状の押出部材、前記集積位置の前記無端軌道の上面から前記物品の厚み以上かつ前記物品の厚みの２倍未満の高さにおいて前記無端軌道の上面と略平行に前記押出部材から延びる平板状の重なり防止部材、及び前記集積位置を通って前記配置位置の手前まで前記押出部材を進退させる駆動装置を有する押出装置と、を備える。ここで、集積位置は、配置位置に最も近い無端軌道上の位置をいう。

このように構成すると、本発明の箱詰め装置は、複数の外装箱に同時に物品を箱詰め可能である。また、物品を吸着した吸着具の水平方向移動の距離を吸着具同士の間隔調整の範囲に止めることができるので、吸着装置と外装箱配置装置とをより簡素に構成することができる。

このような構成によって、コンベアに乗って搬送される物品を制止部材によって集積位置において集積させて物品群を形成することができ、押出部材によって配置位置に物品群を配置することができる。また、重なり防止部材によって集積位置及び配置位置における物品の重なりを防止することができるので、箱詰め装置の動作不良を抑制することができる。

また、前記制止部材は、緩衝具を介在して配置されている、とよい。

このように構成すると、緩衝具が制止部材と物品との間の衝撃を緩和することによって、制止部材に衝突した際の物品の跳ね返り挙動を防止することができるので、箱詰め装置の箱詰め速度を向上させることができる。

以上のように、本発明の箱詰め装置は、複数の外装箱に同時に物品を箱詰め可能であって、かつ、吸着装置と外装箱配置装置とをより簡素に構成する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。

（実施形態）
図１は、本発明の実施形態の箱詰め装置の概略を示す側面図である。図２は、図１の箱詰め装置の概略を示す上面図である。なお、説明の都合上、図１においては止め部材１７を省略し、図２においては吸着装置１４の一部を省略している。

図３は、図１の箱詰め装置の要部の概略を示す斜視図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の箱詰め装置１００は、所定数の物品を並列させた物品群の状態として配置位置Ｐに配置する物品配置装置３と、配置位置Ｐの下方の箱詰め位置Ｔに所定数の外装箱Ｃを並列状態として配置する外装箱配置装置８０と、所定数の吸着具１４Ｆを有して配置位置Ｐの物品Ｗを吸着して外装箱Ｃに箱詰めする吸着装置１４と、配置位置Ｐの床部材１３Ａを開閉する開閉装置１３と、を有する。本実施形態では所定数は３である。

また、本実施形態の箱詰め装置１００は、配置位置Ｐと箱詰め位置Ｕとの間に配設され、外装箱Ｃの開口部に当て嵌まる枠部２０Ａが所定数連結して構成された案内部材２０と、案内部材２０を昇降範囲Ｖにおいて昇降駆動する案内部材昇降装置２１と、を備える。

さらに、本実施形態の箱詰め装置１００は、これら装置６，７，１３，ｌ４，２１，８０の動作を制御する制御装置３０と、これら構成要素３，１３，ｌ４，２１、８０を所要の位置関係に配設する枠体１と、を有している。所要の位置関係とは、本発明の箱詰め装置の箱詰め動作の実施に要する位置関係をいう。

以下、各構成要素の構成を詳述する。

物品配置装置３は、本実施形態においては、無端軌道６Ａに物品Ｗを載置して搬送するコンベア６と、無端軌道６Ａの集積位置Ｔの前方（コンベア６の搬送方向において前方）に配置された板状の制止部材４Ａと、集積位置Ｔを通って配置位置Ｐの手前まで平板状の押出部材７Ａを水平方向に進退させることができる押出装置７とによって構成されている。これらの構成によって、コンベア６に乗って搬送される物品Ｗを制止部材４Ａによって集積位置Ｔにおいて集積させて物品群を形成することができ、押出部材７Ａによって配置位置Ｐに物品群を配置することができる。

コンベア６は、配置位置Ｐに隣接して無端軌道６Ａの上面が配置位置Ｐと略同一水平面に位置するように配設されている。また、無端軌道６Ａの集積位置Ｔは、配置位置Ｐに最も近い位置である。

無端軌道６Ａは、両端の反転部に配設されたスプロケットを支える軸体６Ｃによって枠体１に支持されている。すくなくともどちらか一方の軸体６Ｃには駆動装置６Ｂが連結されて軸体６Ｃを回転駆動するように構成されている。駆動装置６Ｂには公知のアクチュエータ（actuator）を用いることができる。

制止部材４Ａは、緩衝具（dumper）４Ｂ及び部材４Ｃを介在して枠体１に取り付けられている。

押出装置７は、集積位置Ｔの側方（コンベア６の搬送方向に対して側方）に配設された押出部材７Ａと、集積位置Ｔの無端軌道６Ａの無端軌道面から物品Ｗの厚み以上かつ物品Ｗの厚みの２倍未満の高さにおいて無端軌道面と略平行に押出部材７Ａから延びる平板状の重なり防止部材７Ｄと、集積位置Ｔを通って配置位置Ｐの手前まで押出部材７Ａを進退させる駆動装置７Ｂと、を有している。つまり、押出装置７は。押出部材７Ａが、物品Ｗからなる物品群を押出方向Ｘ（図２及び図３参照）に向かって押して、集積位置Ｔから配置位置Ｐに移動するように構成されている。

本実施形態では、図１及び図２に示すように、押出装置７は、駆動装置７Ｂとレール部材７Ｃとを有している。押出部材７Ａはレール部材７Ｃに案内されて駆動装置７Ｂによって押出方向Ｘに進退駆動される。駆動装置７Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。レール部材７Ｃは、押出方向Ｘに沿って延びるようにして枠体１に支持されて配設されている。

また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、整列位置Ｔの押出方向Ｘの突き当たりには、止め部材１７が押出部材７Ａに対向して配設されている。これによって、押出部材７Ａによって押し出された物品Ｗの散乱を防止することができる。止め部材１７は支持体１７Ａによって支持されている。支持体１７Ａは枠体１に配設されている。

外装箱配置装置８０は、本実施形態においては、外装箱Ｃを搬送するコンベア８２と、コンベア８２上の外装箱Ｃを暫時停止させる制動装置８１Ａ、８１Ｂとを有する
コンベア８２は、並列する多数の駆動ローラによって段ボール箱のような外装箱Ｃを水平方向に搬送するように構成されている。コンベア８２は、配置位置Ｐの下方を通るように配設されている。

制動装置８１Ａは、外装箱Ｃを吸着具１４Ｆの下方の箱詰め位置Ｕに停止させるようにしてコンベア８２に配設されている。箱詰め位置Ｕは、配置位置Ｐの下方位置である。また、制動装置８１Ｂは、所定数の外装箱Ｃが箱詰め位置Ｕに並列するように、コンベア８２の搬送方向において箱詰め位置Ｕから上流側に離れた位置において外装箱Ｃの通過を遮断可能なように配設されている。

本実施形態の制動装置８１Ａ，８１Ｂは、外装箱Ｃの搬送方向に直交するようにして水平方向に延びる棒体を進退させる装置である。該棒体が進出すると、外装箱Ｃの前壁に抵触して、外装箱Ｃを停止させることができる。そして、該棒体を後退させると外装箱Ｃはコンベア８２によって搬送される。

また、制動装置８１Ａ，８１Ｂをコンベア８２の両脇に一対配設することによって、より確実に外装箱Ｃを停止させることができる。

なお、制動装置８１Ａ，８１Ｂは他の装置を用いて構成することもできる。例えば、棒体を回転駆動するように構成することもできる。また、外装箱Ｃの搬送方向の両側を挟圧する一対の挟圧板を用いることもできる。

吸着装置１４は、配置位置Ｐの上方において物品Ｗの並列方向に並行するように並ぶ所定数（本実施形態では３）の吸着具１４Ｆを有する。吸着具１４Ｆは相互に並列方向に離隔可能であって、かつ全ての吸着具１４Ｆが配置位置Ｕを通って昇降可能に構成されている。

本実施形態においては、図１及び図２に示すように、吸着装置１４は、ブロア、排気ポンプのような吸気装置１４Ｈと、吸気装置１４Ｈの吸気口に一端が連結された吸気管１４Ｅと、吸気管１４Ｅの途中に配設された弁１４Ｇと、垂直方向に延びてその上端に吸気管１４Ｅの他端が連結された母管部材１４Ａと、母管部材１４Ａの上部に接合された昇降部材１４Ｃと、昇降部材１４Ｃが昇降自在に装着されている昇降塔１４Ｄと、昇降塔１４Ｄを駆動する駆動装置１４Ｂと、母管部材１４Ａの下端に接合されている分岐部材１４Ｊと、分岐部材１４Ｊから延びる所定数（本実施形態では３）の枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍと、それぞれの枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍの先端に接合された吸着具１４Ｆと、を有している。また、駆動装置１４Ｂ、昇降塔１４Ｄ及び昇降部材１４Ｃによって、吸着具１４Ｆは昇降範囲Ｚにおいて昇降可能に構成されている。

これによって、吸気装置１４Ｅは、吸気管１４Ｅ、母管部材１４Ａ、分岐部材１４Ｊ、枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍを通じて吸着具１４Ｆにおいて吸引力を発生させることができる。したがって、吸着装置１４は、配置位置Ｐの物品Ｗの上面にそれぞれ吸着具１４Ｆを接触させて物品Ｗの上面を吸引することによって全ての物品Ｗを吸着することができる。また、吸着具１４Ｆを降下させることによって、物品Ｗを箱詰め位置Ｕの高さまで降下させることができる。

枝管部材１４Ｌは、分岐部材１４Ｊから下方に向かって延びている。枝管部材１４Ｋ、１４Ｍは、枝管部材１４Ｌを中央にして、その左右に枝管部材１４Ｌと並列するようにして下方に向かって延びている。本実施形態では、枝管部材１４Ｋ，１４Ｍはそれぞれ屈曲していて、分岐部材１４Ｊの側面からの水平方向に延びる水平部と、水平部の先端から下方に延びて下端に吸着具１４Ｆが装着されている垂直部とから構成されている。

分岐部材１４Ｊは、中空箱状の部材であって、枝管部材１４Ｌの中空部を、枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ，１４Ｍの中空部に分岐して接続するように構成されている。換言すると、枝管部材１４Ｌの中空部が形成するダクトが枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍの中空部が形成するダクトに分岐されるように構成されている。

また、分岐部材１４Ｊは、枝管部材１４Ｌと枝管部材１４Ｋとの水平方向間隔及び枝管部材１４Ｌと枝管部材１４Ｍとの水平方向間隔を調整可能に構成されている。本実施形態では、分岐部材１４Ｊとそれぞれの枝管部材１４Ｋ、１４Ｍとの間に配設されたアクチュエータによって水平方向間隔を調整可能に構成されている。具体的には、図３に示すように、アクチュエータとしてエアシリンダ（air cylinder）４０を用いている。分岐部材１４Ｊの外面にロッド（rod）４０Ａが水平方向に延びるようにして配設された本体４０Ｂと、枝管部材１４Ｋ、１４Ｍそれぞれの水平部の外面に形成されたピン部１４Ｎと、先端がピン部１４Ｎに連結されたロッド４０Ａとから構成されている。本体４０Ｂにおける空気圧の調整によって、水平方向間隔を調整することができる。つまり、直列する吸着具１４Ｆ間の距離を調整することができる。図１乃至図３の状態においては、両者の水平方向間隔ともＹ₁となっている。また、分岐部材１４Ｊと枝管部材１４Ｋ、１４Ｍとの接合部は、公知のシール部材によって、枝管部材１４Ｋ、１４Ｍが分岐部材１４Ｊに対して進退可能であって、かつ気密的に構成されている。

これによって、箱詰め位置Ｕに並列する所定数の外装箱Ｃの開口部の縁と物品Ｗとの抵触を防止することができる。

ここで、吸気管１４Ｅは、吸気装置１４Ｈによる管内の減圧状態においても管路が閉塞せず、かつ、母管部材１４Ａの昇降動作に追従可能な柔軟性を有する合成樹脂のような弾性材料から構成されている。

母管部材１４Ａ及び枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍは、分岐部材１４Ｊ、吸気具１４Ｆのような部材を支持可能な強度及び剛性を有する素材から構成されている。ここではステンレスの部材から構成されている。これによって、通気部材と、吸着具１４Ｆを支持する支持部材とを統合して構成することができる。

図４は、吸着具と枝管部材との接合構造の概略を示す断面図（ａ）及び吸着具の下面図（ｂ）である。

図４（ａ）に示すように、吸着具１４Ｆは、中空の略直方体の本体５０を有し、本体５０の上面には貫通孔５４が形成されている。枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４は、貫通孔５４に連通している。ここでは、枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍの下端が、吸着具１４Ｆの上面に締結具５２によって接合されている。締結具５２は、ボルトとナットとで構成されている。具体的には、貫通孔５４の周囲から上方に延びるようにして本体５０に植設されているボルトが、枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍの下端のリブ６０のボルト孔に挿通されて、ナットによって枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍと吸着具１４Ｆとを締結している。

また、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本体５０の下面には、２本の吸引口５１が形成されている。吸引口５１は細隙状に形成されている。なお、吸引口５１の形状は、物品Ｗの上面に接触することができる形状であればよい。例えば、吸引口５１が蛇行する一本の細隙、単数あるいは複数の円孔、あるいは格子状に構成することができる。また、本体５０の下面は、弾性のあるゴム材あるいは樹脂で構成されていても良い。物品Ｗの表面形状に応じて変形するので、より確実に物品Ｗを吸着することができる。

開閉装置１３は、図１乃至図３に示すように、配置位置Ｐの床（床部材１３Ａ）を開閉するように構成されている。

本実施形態においては、開閉装置１３は、一対の板状の床部材１３Ａと、一対の床部材１３Ａを進退駆動する駆動装置１３Ｂとを有している。この一対の床部材１３Ａが配置位置Ｐの床を構成する。床部材１３Ａは、水平方向に延びて、端面同士が接触及び離間するようにして枠体１に進退自在に支持されている。本実施形態では、床部材１３Ａは、その縁部が枠体１に配設された複数のローラ１３Ｃに支持されている。これによって、床部材１３Ａが後退駆動されると、吸着装置１４の下方が開放され、吸着具１４Ｆが床部材１３Ａの下方の外装箱Ｃまで、物品群を降下させることができる。駆動装置１３Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。駆動装置１３Ｂは枠体１に配設されている。

案内部材２０は、床部材１３Ａと外装箱配置装置８０との間に水平方向に延びるようにして配設されている。

図５は、案内部材の上面図である。

本実施形態においては、図３及び図５に示すように、案内部材２０は、外装箱Ｃの開口部に当て嵌まる形状の漏斗状の枠部２０Ａが所定数（本実施形態では３）直列状に連結している本体２０Ｃと、本体２０Ｃの両脇から外側水平方向に延伸する一対の腕部２０Ｂと、を有している。そして、腕部２０Ｂの延伸端において、案内部材昇降装置２１の取付部材２１Ｂに締結具５２によって取り付けられている。

案内部材昇降装置２１は、図１、図３及び図５に示すように、案内部材２０が取り付けられる取付部材２１Ｂと、取付部材２１Ｂが昇降自在に装着されている昇降塔２１Ａと、昇降塔２１Ａを駆動する駆動装置２１Ｃと、を有している。

取付部材２１Ｂは、案内部材２０が股部に位置するように構成された二股状の形状を有している。そして、締結具５２によって、案内部材２０は取付部材２１Ｂに取り付けられる。これによって、外装箱Ｃの形状に応じて案内部材２０を容易に交換することができる。

駆動装置２１Ｃには公知のアクチュエータを用いることができる。

案内部材昇降装置２１によって、案内部材２０は昇降範囲Ｖにおいて昇降可能に構成されている。したがって、箱詰め位置Ｕの上方に案内部材２０を待機させておくことによって、箱詰め位置Ｕへの外装箱Ｃの搬入動作及び箱詰め位置Ｕからの外装箱Ｃの搬出動作において外装箱Ｃと案内部材２０との抵触を防止することができる。すなわち、外装箱Ｃの搬送動作に対する障害を回避して、外装箱Ｃを円滑に搬送することができる。また、案内部材２０を降下させることによって、箱詰め位置Ｕの外装箱Ｃの上面の開口部の縁に案内部材２０を略自動的に配置することができる。この際、案内部材２０の枠部２０Ａの外面が外装箱Ｃの開口部の縁が均等に接触するように外装箱Ｃの位置をより正確に調整することもできる。

制御装置３０は、箱詰め装置１００の動作を制御するように構成されている。制御装置３０は、マイコン等の演算装置で構成されている。本明細書において、制御装置とは、単独の制御装置のみならず制御装置群をも意味する。従って、制御装置３０は、集中制御を行う単独の制御装置で構成されていてもよく、分散制御を行う制御装置群で構成されていてもよい。

次に、箱詰め装置１００を用いた箱詰め方法を説明する。箱詰め方法の各動作は、制御装置３０が各装置３，１３，ｌ４，２１，８０を制御することによって行う。

また、本実施形態では、図１及び図２に図示するように、箱詰め装置１００の周囲には、物品Ｗをコンベア６に供給する連結コンベア２００が所定の位置に配設されている。これによって、包装装置（図示せず）と箱詰め装置１００とを連結して製造ラインを構成することができる。

図６は、本実施形態の箱詰め装置の箱詰め動作を示すフロー図である。

まず、ステップ（搬入ステップ）Ｓ１を行う。次に、床部材１３Ａの上側では、ステップ（配置ステップ）Ｓ２、ステップ（吸着ステップ）Ｓ３、ステップ（吸着具離隔ステップ）Ｓ４及びステップ（開放ステップ）Ｓ５が行われる。また、これらのステップＳ２乃至Ｓ５に並行して、床部材１３Ａの下側では、ステップ（案内部材降下ステップ）Ｓ６を並行して行う。

図７は、配置ステップ及び搬入ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。

搬入ステップＳ１においては、コンベア８２は所定数（本実施形態では３）の外装箱Ｃを箱詰め位置Ｕに搬入する。箱詰め位置Ｕの搬送方向前方には制動装置８１Ａが棒体を外装箱Ｃの搬送方向前方を遮るように突き出している（図３参照）。この棒体に外装箱Ｃが接触して、３つの外装箱Ｃが並列して箱詰め位置Ｕに停止させられる。

配置ステップＳ２において、コンベア６が物品Ｗを搬送する。制止部材４Ａは集積位置Ｔにおいて物品Ｗを所定数（本実施形態では３）集積する。そして、押出装置７は、集積位置Ｔの物品群を押し出して配置位置Ｐに配置する。なお、物品Ｗを配置位置Ｐに配置した後、押出部材７Ａは押し出し動作前の位置まで後退して戻る。

図８は、吸着ステップ及び案内部材降下ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。

吸着ステップＳ３において、吸着装置１４は、降下して配置位置Ｐの全ての物品Ｗを吸着して保持する。この際、枝管部材１４Ｋ、１４Ｍそれぞれの水平方向間隔はＹ₁である。なお、水平方向間隔Ｙ₁は枝管部材１４Ｋ、１４Ｍそれぞれの吸着具１４Ｆが配置位置Ｐの物品Ｗの上面の垂直上方に位置するような間隔である。

案内部材降下ステップＳ６においては、案内部材２０が降下して、外装箱Ｃの開口部の縁に略自動的に接近する。具体的には外装箱Ｃの蓋板ＣＦの上端が枠部２０Ａの外面側に接触するまで降下する。ここで、外装箱Ｃは蓋板ＣＦが起立していて、蓋板ＣＦの上端が外装箱Ｃの開口部の縁を形成している。ただし、蓋板ＣＦの枠部２０Ａの枠内側への侵入が確実に阻止されている状態であれば、蓋板ＣＦの上端が枠部２０Ａに接触していなくてもよい。ここで、案内部材２０が降下する最下点は、外装箱Ｃの開口部の縁の高さに応じて予め制御装置３０に設定しておくことができる。

図９は、吸着具離隔ステップ及び開放ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。

吸着具離隔ステップＳ４においては、エアシリンダ４０が、枝管部材１４Ｋ、１４Ｍそれぞれの水平方向間隔をＹ₁からＹ₂に拡大する。水平方向間隔Ｙ₂は水平方向間隔Ｙ₁よりも拡大幅αだけ大きい。拡大幅αは、箱詰め位置Ｕにおける外装箱Ｃ同士の間隔、あるいは案内部材２０における枠部２０Ａ同士の間隔に応じて決めることができる。つまり、物品Ｗ同士は配置位置Ｐにおいて相互にほぼ隣接して配置されているので、そのまま垂直下方に降下させると、外装箱Ｃの開口部の縁に抵触してしまい、箱詰め作業が失敗する。そこで、枝管部材１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍ同士の間隔を拡大幅αだけ拡げることによって、それぞれの物品Ｗをそれぞれの外装箱Ｃの垂直上方に配置することができ、外装箱Ｃの開口部の縁と物品Ｗとの抵触を防止することができる。

なお、吸着具隔離ステップＳ４は、後述する吸着具降下ステップＳ７に複合させて実施することもできる。この場合、吸着装置１４の駆動装置１４Ｂによる垂直移動とエアシリンダ４０による水平移動とが同時並行される。

開放ステップＳ５においては、開閉装置１３は、床部材１３Ａを撤去して、配置位置Ｐの床を開放する。ここでは、端面同士が接触している一対の床部材１３Ａが離隔する方向に水平移動する。

次に、ステップＳ２乃至Ｓ６が完了した後、ステップ（吸着具降下ステップ）Ｓ７、ステップ（吸着解除ステップ）Ｓ８、ステップ（復帰ステップ）Ｓ９を行う。

図１０は、吸着具降下ステップ及び吸着解除ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。

吸着具降下ステップＳ７においては、吸着装置１４が、吸着具１４Ｆを一斉に配置位置Ｐから昇降範囲Ｚの最下点まで降下させることによって、外装箱Ｃに物品Ｗを詰める。この際、それぞれの物品Ｗは、案内部材２０のそれぞれの枠部２０Ａによって、外装箱Ｃの開口部の縁に抵触することなく外装箱Ｃ内部に案内される。

吸着解除ステップＳ８においては、吸着具１４Ｆへの物品Ｗの吸い付きを解除する。吸着の解除は弁１４Ｇ（図１参照）を閉止すると共に、吸着具１４Ｆ内部の気密状態を開放することによって行う。気密状態の開放は、図示しないが、母管部材１４Ａ、吸着具１４Ｆなどに配設された開閉弁を開放することによって行うことができる。

復帰ステップＳ９においては、吸着装置１４、案内部材昇降装置２１及び開閉装置１３を元の状態に復帰させる。つまり、吸着装置１４は吸着具１４Ｆを一斉に昇降範囲Ｚの最上点まで上昇させ、かつ案内部材昇降装置２１は案内部材２０を昇降範囲Ｖの最上点まで上昇させる。そして、吸着具１４Ｆの上昇後、開閉装置１３は、床部材１３Ａの端面同士が接合するように一対の床部材１３Ａを水平移動して閉じる。これによって、吸着装置１４、案内部材昇降装置２１及び開閉装置１３は図７の状態に戻る。

次に、ステップＳ７乃至Ｓ９が完了した後、ステップＳ１０において所要の数の物品Ｗが外装箱Ｃに箱詰めされたか否かを検知して、箱詰め作業の完了を判断する。当該判断は、ステップ２乃至ステップＳ９までを１サイクルとして、制御装置３０においてサイクル数をカウントして判断することができる。あるいは、作業員が外装箱Ｃ内の物品Ｗの状態を観察して、判断して、スイッチ動作によって制御装置３０に箱詰め作業完了の信号を送信することもできる。

箱詰め作業が完了していない場合には、ステップＳ２乃至Ｓ９を繰り返す。

箱詰め作業が完了している場合には、ステップ（搬出ステップ）Ｓ１１に進む。

搬出ステップＳ１１においては、全ての外装箱Ｃを箱詰め位置Ｕから搬出する。

具体的には、制動装置８１Ａの棒体をコンベア８２上から撤去する。これによって、物品Ｗを収容した外装箱Ｃはコンベア８２によって箱詰め位置Ｕから搬出されて、一連の箱詰め作業は完了する。

なお、ステップＳ１より箱詰め動作を新たに繰り返すことができる。この場合、制動装置８１Ｂが棒体をコンベア８２上から撤去して、所定数（本実施形態では３）だけ外装箱Ｃを通過させて、再び、外装箱Ｃの通過を遮断することによって、ステップＳ１を行うことができる。

以上のようにして、本実施形態の箱詰め装置１００は、複数の外装箱に同時に物品を箱詰め可能である。また、吸着装置１４は、吸着具１４Ｆの昇降動作及び吸着具１４Ｆ同士の離隔動作のみを要し、物品Ｗを吸着した吸着具１４Ｆの水平方向移動の距離は、吸着具１４Ｆ同士の間隔調整の範囲に止まる。したがって、本実施形態の箱詰め装置１００は、吸着装置１４をより簡素に構成することができる。さらに、外装箱Ｃは、コンベア８２上に並列状態のまま停止させるだけでよく、コンベア８２上から垂直あるいは水平方向への外装箱Ｃの移動を要しない。したがって、本実施形態の箱詰め装置１００は、外装箱配置装置８０をより簡素に構成することができる。

また、本発明の箱詰め装置を用いることによって、本発明の箱詰め方法は、複数の外装箱に同時に物品を箱詰め可能である。また、本発明の箱詰め方法は、より簡素な構成の吸着装置と外装箱配置装置とによって実施することができる。

さらに、案内部材２０によって、箱詰めされる物品Ｗと外装箱Ｃの開口部との干渉が防止されるので、箱詰め装置をより円滑に行うことができる。また、案内部材２０を昇降動作させることによって外装箱Ｃの昇降動作を不要とすることができ、箱詰め装置１００の消費エネルギーを軽減させることができる。

さらに、重なり防止部材７Ｄによって、集積位置Ｔ及び配置位置Ｐにおける物品Ｗの重なりを防止することができるので、箱詰め装置１００の動作不良を抑制することができる。

さらに、制止部材４Ａに衝突した際、物品Ｗは跳ね返るので、物品Ｗが制止部材４Ａの側に落ち着くまでには時間を要し、その間、押出装置７の動作を待機させる必要がある。つまり、箱詰め装置１００の箱詰め速度の低下の要因となっている。しかし、緩衝具４Ｂによって制止部材４Ａと物品Ｗとの間の衝撃を緩和することによって、制止部材４Ａに衝突した際の物品Ｗの跳ね返り挙動を防止することができるので、箱詰め装置１００の箱詰め速度を向上させることができる。

なお、上述した実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、吸着装置１４のエアシリンダ４０の代わりに、リンク部材を用いて、分岐部材１４Ｊに対する枝管部材１４Ｋ，１４Ｍの進退動作を可能なように構成することもできる。
また、吸着装置１４は、枝管部材１４Ｋ，１４Ｍを柔軟性のある素材として、枝管部材１４Ｋ，１４Ｍの延伸によって、枝管部材１４Ｋ，１４Ｍの離隔を可能なように構成してもよい。この場合、吸着具１４Ｆを支持する支持部材はリンク部材、アクチュエータなどを備えた部材によって構成される。つまり、枝管部材１４Ｋ，１４Ｍと、支持部材とが別の部材となる。これによって、分岐部材１４Ｊと枝管部材１４Ｋ，１４Ｍとの接合部は固定され、接合部のシール構造を簡略化することができる。

さらに、本発明の箱詰め装置は、所定数は３に限られない。当業者であれば、所定数に応じて箱詰め装置を変更することは容易である。つまり、上記実施形態において、吸着装置１４は、所定数の枝管部材が延びている分岐部材１４Ｊが母管部材１４Ａに装着される。また、外装箱配置装置８０は、所定数の外装箱Ｃが箱詰め位置Ｕに並列するように制動装置８１Ｂが制御され、かつ制動装置８１Ａの配設位置が調整される。さらに、案内部材昇降装置２１には、所定数の枠部２０Ａが連結された形状の案内部材２０が装着される。所定数が２の場合には、分岐部材１４Ｋ，１４Ｌ，１４Ｍのうちいずれか１本が省略される。また、所定数が４以上の場合には新たな分岐部材が分岐部材１４Ｋ，１４Ｍの少なくともいずれかの屈曲部からさらに延伸するようにして追加される。そして、新たな分岐部材と既存の分岐部材１４Ｋ，１４Ｌとの間にはシール構造とエアシリンダ４０も追加して構成される。

本発明の箱詰め装置は、複数の外装箱に同時に物品を箱詰め可能であって、かつ吸着装置と外装箱配置装置とがより簡素に構成されている、吸着型の箱詰め装置として有用である。また、本発明の箱詰め方法は、複数の外装箱に同時に物品を箱詰め可能であって、かつ、より簡素な構成の吸着装置と外装箱配置装置とによって実施することができる箱詰め方法として有用である。

本発明の実施形態の箱詰め装置の概略を示す側面図である。図１の箱詰め装置の概略を示す上面図である。図１の箱詰め装置の要部の概略を示す斜視図である。吸着具と枝管部材との接合構造の概略を示す断面図（ａ）及び吸着具の下面図（ｂ）である。案内部材の上面図である。本実施形態の箱詰め装置の箱詰め動作を示すフロー図である。配置ステップ及び搬入ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。吸着ステップ及び案内部材降下ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。吸着具離隔ステップ及び開放ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。吸着具降下ステップ及び吸着解除ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。

符号の説明

１枠体
３物品配置装置
４Ａ制止部材
４Ｂ緩衝具
４Ｃ部材
６コンベア
６Ａ無端軌道
６Ｂ駆動装置
６Ｃ軸体
７押出装置
７Ａ押出部材
７Ｂ駆動装置
７Ｃレール部材
７Ｄ重なり防止部材
１３開閉装置
１３Ａ床部材
１３Ｂ駆動装置
１３Ｃローラ
１４吸着装置
１４Ａ母管部材
１４Ｂ駆動装置
１４Ｃ昇降部材
１４Ｄ昇降塔
１４Ｅ吸気管
１４Ｆ吸着具
１４Ｇ弁
１４Ｈ吸気装置
１４Ｊ分岐部材
１４Ｋ、１４Ｌ、１４Ｍ枝管部材
１４Ｎピン部
１７止め部材
１７Ａ支持体
２０案内部材
２０Ａ枠部
２０Ｂ腕部
２０Ｃ本体
２１案内部材昇降装置
２１Ａ昇降塔
２１Ｂ取付部材
２１Ｃ駆動装置
３０制御装置
４０エアシリンダ（air cylinder）
４０Ａロッド（rod）
４０Ｂ本体
５０本体
５１吸引口
５２締結具
５４貫通孔
６０リブ
８０外装箱配置装置
８１、８１Ａ、８１Ｂ制動装置
８２コンベア
１００箱詰め装置
２００連結コンベア
Ｃ外装箱
ＣＦ蓋板
Ｐ配置位置
Ｓステップ
Ｔ集積位置
Ｕ箱詰め位置
Ｖ昇降範囲
Ｗ物品
Ｘ押出方向
Ｙ₁、Ｙ₂ 水平方向間隔
Ｚ昇降範囲
α 拡大幅

Claims

２以上の所定数の物品を並列させた物品群の状態として配置位置に配置する物品配置装置と、
前記配置位置の下方の箱詰め位置に前記所定数の外装箱を前記物品の並列方向に並行するようにして配置する外装箱配置装置と、
前記配置位置の上方において前記並列方向に並行して並ぶ前記所定数の吸着具を有し、前記吸着具は相互に前記並列方向に離隔可能であって、かつ全ての前記吸着具が前記配置位置を通って昇降可能に構成されている吸着装置と、
前記配置位置の床を開放する開閉装置と、を有し、
前記物品配置装置は、
前記配置位置に隣接して無端軌道の上面が前記配置位置と略同一水平面に位置するように配設されたコンベアと、
前記コンベアの搬送方向において前記無端軌道上の集積位置の前方に配置された板状の制止部材と、
前記集積位置の前記コンベアの搬送方向側方に配設された平板状の押出部材、前記集積位置の前記無端軌道の上面から前記物品の厚み以上かつ前記物品の厚みの２倍未満の高さにおいて前記無端軌道の上面と略平行に前記押出部材から延びる平板状の重なり防止部材、及び前記集積位置を通って前記配置位置の手前まで前記押出部材を進退させる駆動装置を有する押出装置と、を備える、箱詰め装置。
前記制止部材は、緩衝具を介在して配置されている、請求項１に記載の箱詰め装置。