JP5319155B2 - 物品仕分け装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、果実や野菜の選別包装設備で使用されるコンベア式の物品仕分け装置に関するものである。

果実や野菜類は、収穫した状態では大きさや等級・品質がまちまちであるため、選果場等で大きさや等級等のランクを揃えて箱やトレーに包装して出荷しており、これら果実等の選別にはコンベア式の仕分け装置が多用されている。仕分け装置による物品の選別態様は様々であるが、例えば、収穫された物品が混載された状態で搬送される供給コンベアの途中で、物品の等級（糖度等の品質による区分）や階級（大きさ、重さによる区分）を判定した後、等級や階級に基づく区分（ランク）別に物品を選別して、専用の排出コンベヤに仕分けする。そして、排出コンベヤで搬送された物品を、人が手作業で取り出して、包装や箱詰め等の作業を行っている（特許文献１等）。

特許文献１では、等級と階級の組み合わせの数だけ、排出コンベヤ（集積コンベヤライン）を設け、各排出コンベヤ毎に作業者を配置して、物品の包装、箱詰め等の作業を行っている。
特開２００６−７６６６９号公報（図１参照）

ところで、物品を仕分けるための区分数（ランク数）が多くなると、それに対応する数の排出コンベヤを供給コンベヤに接続させなければならず、そのために、供給コンベヤの全長も長くする必要が生じる。しかしながら、供給コンベヤをそのまま直線上に延長して排出コンベヤを接続すると、設置面積の増大を招き、スペースの使用効率が悪いという問題がある。

また、排出コンベヤの数が多くなると、作業効率も悪くなるうえ、排出コンベヤに配置する作業者の数も多く必要となるため、人件費も嵩むという問題も生じる。

本発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、設置スペースを有効利用するとともに仕分け作業に係る作業効率を向上させることができる物品仕分装置の実現を目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明におけるコンベヤ式物品仕分装置では、物品が搬送される供給コンベヤと、この供給コンベヤから物品が仕分されて搬送される排出コンベヤとを備え、前記供給コンベヤは平面視でＵターン形状に折り返す折返部を少なくとも１つ有していて、前記折返部よりも搬送上流側で前記供給コンベヤに接続された上流側排出コンベヤと、前記折返部より搬送下流側で前記供給コンベヤに設けられた下流側排出コンベヤとが、いずれも前記供給コンベヤから同じ方向に延びるように設けられており、前記供給コンベヤは並列状に複数配置され、前記供給コンベヤと異なる高さに配置された前記上流側及び下流側排出コンベヤは、中継コンベヤを介して前記供給コンベヤと接続され、隣接する２本の前記供給コンベヤは１本の前記中継コンベヤを共用するように構成されていることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の物品仕分装置において、前記上流側排出コンベヤ及び下流側排出コンベヤは、前記供給コンベヤが折り返された側と反対側に延びていて、前記下流側排出コンベヤは、前記供給コンベヤにおける前記折返部よりも搬送上流側の部位と立体交差していることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の物品仕分装置において、前記上流側排出コンベヤと下流側排出コンベヤとは、同一のコンベヤを仕切片によって一部又は全部区画することで構成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の物品仕分装置において、前記上流側排出コンベヤ及び下流側排出コンベヤの搬送下流側にはそれぞれ、物品の取り出し作業を行うための作業部が設けられていて、下流側排出コンベヤの作業部は、上流側排出コンベヤの作業部に並設されていることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、供給コンベヤが平面視でＵターン形状に折り返す折返部を少なくとも１箇所有しているから、限られた設置面積であっても、供給コンベヤの全長を実質上長く延ばし、多数の排出コンベヤ（選別の区分数）を設けることが可能となる。加えて、折返部よりも搬送上流側で供給コンベヤに接続された上流側排出コンベヤと、折返部より搬送下流側で供給コンベヤに設けられた下流側排出コンベヤとが、いずれも供給コンベヤから同じ方向に延びるように設けられているから、作業者が排出コンベヤから物品を取り出して包装や箱詰め等をする作業箇所を、比較的近い位置にまとめて設けることができるので、包装された後の物品の搬送やその他の設備の配置を効率化することができる。また、上流側及び下流側排出コンベヤは供給コンベアと異なる高さに配置されているから、各コンベヤが複数ずつ設けられていても、これらを立体交差させ易く、物品の集合や分散を、スペースを有効利用しながら容易に行うことが可能となる。また、隣接する２本の供給コンベヤは１本の中継コンベヤを共用するように構成されているから、構造を簡単化して設備のコストダウンに貢献できる利点もある。

請求項２に記載の発明によれば、下流側排出コンベヤは、上流側排出コンベヤと同様に、供給コンベヤが折り返された側と反対側のスペースに向かって延びている。このとき、下流側排出コンベヤは、供給コンベヤにおける折返部よりも搬送上流側の部位と立体交差しているので、スペースを有効利用して下流側排出コンベヤを設置することができる。

請求項３に記載の発明によれば、上流側排出コンベヤと下流側排出コンベヤとは、同一のコンベヤで構成されている。そして、このコンベヤを仕切片によって一部又は全部区画することで、上流側排出コンベヤに排出されて搬送される物品と、下流側排出コンベヤに排出されて搬送される物品とを、衝突滞留することなく、あるいは混同することなく、さらに下流に搬送することができる。

請求項４に記載の発明によれば、上流側排出コンベヤの搬送下流側に設けられた作業部と、下流側排出コンベヤの搬送下流側に設けられた作業部とが、並設されている。従って、排出コンベヤから物品を取り出して包装等を行う作業者を、並設されている２つの作業部に一人配置して、上流側及び下流側排出コンベヤの両方の物品に対して作業を行うことができる。これにより、作業者の作業効率も向上するとともに、配置する作業者の数も抑制できる。

次に、本発明の基本的な実施形態を、図１〜図５を用いて説明する。図１に示す物品仕分装置１００は、果実や野菜などの物品Ｗが載置された搬送用パンＰを一列状に搬送する供給コンベヤ１が平面視でＵターン形状に配置されていて、この供給コンベヤ１から物品Ｗが移送される排出コンベヤ２が、供給コンベヤ１と直交するように接続されている。なお、排出コンベヤ２は必ずしも供給コンベヤ１と直交させる必要はなく、傾斜していてもよい。

この実施形態では、供給コンベヤ１は２本が並列状に配置されていて、これらが１箇所の折返部１０５で折り返しているが、詳細には、折返部１０５よりも搬送上流側が下流側よりも長く設定されているので、実質的には平面視Ｊ字状を呈している。

各供給コンベヤ１には、搬送上流側から順に、空の搬送用パンＰに物品Ｗを供給するための物品供給部１０１と、各搬送用パンＰ上の物品Ｗにおける等級（糖度等の品質による区分）と階級（大きさ、重量による区分）を判定するための判定部１０２と、判定後の各搬送用パンＰを同一区分（ランク）の物品Ｗ毎に仕分けるための選別部１０３が設けられている。選別部１０３は、等級と階級とを組み合わせた区分数（ランク数）だけ設けられているが、同一区分に対して複数の選別部１０３を設定してもよい。

各選別部１０３では、供給コンベヤ１は、中継コンベヤ６を介して排出コンベヤ２に接続されていて（詳細は後述する）、排出コンベヤ２の搬送終端に、作業者Ｍが搬送用パンＰから物品Ｗを取り出して、包装や箱詰め等の作業を行う作業部１０４が設けられている。また、供給コンベヤ１にほぼ沿って、空の搬送用パンＰを物品供給部１０１に戻すための空パン用集荷コンベヤ１１０も設けられていて、作業部１０４にて物品Ｗが取り出された後の搬送用パンＰや、供給コンベヤ１の終端に到達した搬送用パンＰが、空パン用集荷コンベヤ１１０で回収される。

搬送用パンＰは、図２（ｂ）に示すように、合成樹脂製で上向き開口した円形皿状で、上面に物品Ｗが載置される。特に、苺やサクランボ、高級梨、プチトマト等のように傷付きを極力避ける必要がある果実や野菜を選別する場合には、搬送用パンＰを使用して搬送することが一般的である。搬送用パンＰの外側面には図示しない識別標識（例えばバーコード）が取り付けられていて、個々の搬送用パンＰを識別することができる。

物品供給部１０１では、空パン用集荷コンベヤ１１０から、所定ピッチの間隔で間欠的に供給コンベヤ１に対して送り出された空の搬送用パンＰに対して、作業者Ｍが物品Ｗを手作業で１個ずつ載置する。判定部１０２では、２つの供給コンベヤ１に対してそれぞれ公知の方式による、重量計測装置１１１、画像処理装置１１２、及び内部品質判定装置１１３が配置されている。

重量計測装置１１１では、物品Ｗの重量を測定し、画像処理装置１１２では、物品Ｗのサイズ等の大きさを測定し、内部品質判定装置１１２では、物品Ｗの糖度等の品質を測定する。測定されたデータは、図示しない制御装置に送信され、各物品Ｗ毎の区分（ランク）が決定され、この区分（ランク）が、物品Ｗが載置された搬送用パンＰの識別標識と関連付けてメモリに記憶される。

判定部１０２より搬送下流側に、物品Ｗの区分数（ランク数）に応じた数の選別部１０３が設けられているが、選別部１０３の数は、折返部１０５よりも搬送上流側の方が、搬送下流側よりも多く設けられている。各選別部１０３では、排出コンベヤ２が供給コンベヤ１に直交するように接続されていて、折返部１０５よりも搬送上流側にて供給コンベヤ１に接続される排出コンベヤ２を上流側排出コンベヤ２１、折返部１０５よりも搬送下流側にて供給コンベヤ１に接続される排出コンベヤ２を下流側排出コンベヤ２２と記載する。上流側排出コンベヤ２１と下流側排出コンベヤ２２とは、いずれも供給コンベヤ１が折り返された側と反対側で、供給コンベヤ１から遠ざかる方向（直交する方向）に延びるように設けられている。

上流側排出コンベヤ２１の終端と下流側排出コンベヤ２２との終端には、前述したように、物品Ｗの取り出し作業を行うための作業部１０４が設けられているが、この実施形態では、図２及び図３に示すように、上流側排出コンベヤ２１と下流側排出コンベヤ２２とは、同一のコンベヤ（排出コンベヤ２）で構成されていて、排出コンベヤ２の表面を、搬送方向に沿って延びる仕切片１２で区画することで、上流側排出コンベヤ２１と下流側排出コンベヤ２２とで独立して物品Ｗを搬送している（後述する）。従って、下流側排出コンベヤ２２の作業部１０４と、上流側排出コンベヤ２１の作業部１０４とは、同一のコンベヤ（排出コンベヤ２）に搬送方向に直交する方向に並設されている。

次に、各コンベヤの詳細について説明する。供給コンベア１は、平行に延びる一対のサイドフレーム３に多数のローラが回転自在に取り付けられているローラコンベア方式になっており、他方、排出コンベア２は、平行に延びる一対のサイドフレーム４の間にベルトが配置されたベルトコンベア方式になっており、サイドフレーム４の間にはプーリ（駆動プーリ，従動プーリ，アイドルプーリ）の群を回転可能に配置している。言うまでもないが、供給コンベア１をベルト方式にして排出コンベア２をローラ方式にしたり、両方をローラ方式又はベルト方式にしたりすることも可能である。サイドフレーム３，４は脚５で支持されており、また、排出コンベア２の搬送面は人が立って普通に手が届く程の高さになっている。供給コンベヤ１は排出コンベヤ２の上方に配置されているので、これらは立体交差している。

本実施形態では隣り合った２本の供給コンベア１の間に１本の中継コンベヤ６を配置していて、この中継コンベヤ６を共用して、２本の供給コンベア１からの物品Ｗを排出コンベヤ２に移送するようにしている。従って、中継コンベア６は供給コンベア１の搬送方向に向かって排出コンベア２の手前に位置しており、かつ、中継コンベア６は選別部１０３の数だけ接続されている。

中継コンベア６は、搬送上流側から搬送下流側に向けて下り傾斜することで、上方の供給コンベア１から下方の排出コンベア２に接続されており、また、中継コンベア６のうち供給コンベア１に接続された始端部は物品Ｗが水平姿勢で供給コンベア１から移行するように水平状になっている。中継コンベア６は一対のサイドフレーム７の間に多数のローラが配置されたローラコンベア方式になっており、２本の供給コンベア１から送られた物品Ｗを並べて搬送できる幅寸法を有している。

なお、中継コンベア６は動力駆動式を適用しているが、傾斜を利用して物品Ｗを自重で走行させる方式にすることも可能である。自重走行させる場合は、中継コンベア６はその全体を傾斜させておくのが好ましい（下端部は多少水平になっていてもよい）。また、自力走行方式の場合、中継コンベア６は物品Ｗが滑り落ちるシュート方式とすることも可能である。

供給コンベア１及び排出コンベア２のサイドフレーム３，４は物品Ｗの脱落防止のため基本的には搬送面よりも高くなっているが、中継コンベア６が接続されている箇所ではサイドフレーム３，４は物品Ｗの移載が阻害されないように切欠かれている。

物品Ｗを供給コンベア１から中継コンベア６に載せ替える払い出し装置８は、図３に示すように、水平回動式の旋回プッシャー９を使用している。旋回プッシャー９はモータ１０の主軸に固定されており、モータ１０は供給コンベア１のサイドフレーム３にブラケット１１を介して固定されている。払い出し手段としては、この他に、電磁ソレノイドやエアシリンダ等の直動アクチェータによって一直線状に動くプッシャーなど、様々のものを使用できる。

２つの中継コンベア６は排出コンベア２の長手一側部２ａと長手他側部２ｂとのうち長手一側部２ａに接続されているが、排出コンベア２の搬送路には、下流側排出コンベヤ２１に中継コンベア６から放出された物品Ｗを、排出コンベア２の長手他側部２ｂの側に寄せるための仕切片１２が、排出コンベア２の搬送面のやや上方に浮いた状態に配置されている。

仕切片１２は細長い板状に形成されており、始端から排出コンベア２の長手中心線に向かって延びる傾斜部１２ａと、傾斜部１２ａの終端から排出コンベア２の長手中心線に沿って延びる平行部１２ｂとからなっていて、平行部１２ｂは終端の作業部１０４まで延びている。仕切片１２は、排出コンベア２のサイドフレーム４に固定された門形の支持部材１３にブラケット１４を介して吊支されている。仕切片１２を供給コンベア１で吊支することも可能である。また、仕切片１２は線材で製造することも可能である。更に、傾斜部１２ａは平面視で湾曲した形状であってもよい。

この実施形態では、上流側排出コンベヤ２１で搬送される物品Ｗと、下流側排出コンベヤ２２で搬送される物品Ｗとは、区分（ランク）が異なるように設定しているため、これらが混在することを避けるために、仕切片１２は、作業部１０４の位置まで連続して形成されている。しかしながら、同一の排出コンベヤ２に設けられた上流側排出コンベヤ２１と下流側排出コンベヤ２２とが、同じ区分（ランク）の物品Ｗを搬送する場合には、図５に示すように、仕切片１２を部分的に設け、下流側排出コンベヤ２２の物品Ｗが、上流側排出コンベヤ２１の物品Ｗと衝突するのを回避させるだけでよい。

いずれの場合も、仕切片１２の始端は、下流側排出コンベヤ２２に接続される中継コンベア６と、上流側排出コンベヤ２１に接続される中継コンベヤ６との間の箇所に位置することが望ましい。

前述したように、供給コンベヤ１を平面視Ｕターン形状に折り返して配置しているから、供給コンベヤ１の設置スペースの増大を抑制しながら、その全長を長くして、接続する排出コンベヤ２（選別部１０３）の数を増やすことができる。Ｕターン形状の供給コンベヤ１に接続された排出コンベヤ２を延ばす際に、排出コンベヤ２を供給コンベヤ１と立体交差させていることによっても、設置スペースを有効利用することができる。加えて、上流側排出コンベヤ２１と下流側排出コンベヤ２２とを、供給コンベヤ１から同じ方向に向かって延ばしているため、比較的近傍に作業部１０４を集中させることができ、空パン用集荷コンベヤ１１０や、包装後の搬送コンベヤ（図示せず）等の設備についても、効率よく配置することが可能となるので、設置コストを削減できる。

また、上流側排出コンベヤ２１は、下流側排出コンベヤ２２よりも多く設けられているので、図１に示すように、１本の排出コンベヤ２は、上流側排出コンベヤ２１単独で使用される場合と、上流側排出コンベヤ２１と下流側排出コンベヤ２２とで共用される場合がある。作業部１０４は、各排出コンベヤ２の終端に設けられていて、通常は、各作業部１０４に一人ずつ作業者Ｍが配置されるが、上流側排出コンベヤ２１と下流側排出コンベヤ２２とで、１本の排出コンベヤ２が共用される場合には、これらの各々の作業部１０４が、極めて近接することになるので、近接する２つの作業部１０４に、作業者Ｍを一人配置するだけでよい。

そして、この一人の作業者Ｍによって、上流側排出コンベヤ２１で搬送された物品Ｗと、下流側排出コンベヤ２２で搬送された物品Ｗの両方に対して、作業することができるから、その結果、取り出し作業や包装作業等の作業効率が向上するとともに、人件費も抑制することができる。もちろん、１本の排出コンベヤ２を、上流側排出コンベヤ２１と下流側排出コンベヤ２２とで共用することによって、排出コンベヤ２の設置コストを削減することもできる。

なお、上記実施形態では、供給コンベヤ１を１対（２本）にして配置したが、もちろん複数対配置してもよいし、１本のみでもよく、供給コンベア１や排出コンベア２の本数は要求される処理能力に応じて任意に設定できる。また、下流側排出コンベヤ２２を設けるときに、同じ排出コンベヤ２を上流側排出コンベヤ２１と共用するように設けているが、図７に示すように、それぞれ独立したコンベヤで構成してもよい。また、図８に示すように、供給コンベヤ１に折返部１０５を２箇所以上設けてもよい。また、１つの排出コンベヤ２で区分（ランク）の異なる３種類以上の物品Ｗを搬送する場合には、その数に応じて仕切片１２の数を増やし、２つ以上の仕切片１２を搬送方向に平行状に配置すればよい。

また上記実施形態を応用して、例えば、供給コンベアと排出コンベアとの立体交差の態様としては、排出コンベアを供給コンベアの上方に配置することも可能である。また、中継コンベアは平面視で供給コンベアに対して傾斜した姿勢であってもよい。

実施形態の物品仕分装置の概略平面図である。 （ａ）は選別部近傍の概略斜視図、（ｂ）は物品の搬送態様を示す斜視図である。 選別部及び仕分部の概略平面図である。 払い出し装置の詳細拡大図である。 図４のＶ−Ｖ視断面図である。 仕切片の別例を示す図である。 物品仕分装置の変形例を示す概略平面図である。 物品仕分装置の他の変形例を示す概略平面図である。

１ 供給コンベヤ
２ 排出コンベヤ
８ 払い出し装置
１２ 仕切片
２１ 上流側排出コンベヤ
２２ 下流側排出コンベヤ
１００ 物品仕分装置
１０１ 物品供給部
１０２ 判定部
１０３ 選別部
１０４ 作業部
１０５ 折返部

Claims (4)

1. 物品が搬送される供給コンベヤと、この供給コンベヤから物品が仕分されて搬送される排出コンベヤとを備え、
   前記供給コンベヤは平面視でＵターン形状に折り返す折返部を少なくとも１つ有していて、前記折返部よりも搬送上流側で前記供給コンベヤに接続された上流側排出コンベヤと、前記折返部より搬送下流側で前記供給コンベヤに設けられた下流側排出コンベヤとが、いずれも前記供給コンベヤから同じ方向に延びるように設けられており、
   前記供給コンベヤは並列状に複数配置され、前記供給コンベヤと異なる高さに配置された前記上流側及び下流側排出コンベヤは、中継コンベヤを介して前記供給コンベヤと接続され、隣接する２本の前記供給コンベヤは１本の前記中継コンベヤを共用するように構成されていることを特徴とする物品仕分装置。
2. 前記上流側排出コンベヤ及び下流側排出コンベヤは、前記供給コンベヤが折り返された側と反対側に延びていて、前記下流側排出コンベヤは、前記供給コンベヤにおける前記折返部よりも搬送上流側の部位と立体交差していることを特徴とする請求項１に記載の物品仕分装置。
3. 前記上流側排出コンベヤと下流側排出コンベヤとは、同一のコンベヤを仕切片によって一部又は全部区画することで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の物品仕分装置。
4. 前記上流側排出コンベヤ及び下流側排出コンベヤの搬送下流側にはそれぞれ、物品の取り出し作業を行うための作業部が設けられていて、下流側排出コンベヤの作業部は、上流側排出コンベヤの作業部に並設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の物品仕分装置。