JP5483578B2 - 姿勢制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、柔軟な薄状体によって包装された包装物を箱詰する場合に使用する姿勢制御装置に関する。

従来から、包装物を箱詰する場合に種々の箱詰装置が使用されている。例えば、包装物を真空吸着機器により吸着し、移動させて箱詰を行う装置がある。

特許文献１は、トレーを使用したテーパー状商品の自動箱詰めはもとより、トレーを使用せず、直接ダンボールケース等の内部定位置に確実にテーパー状商品を供給して自動箱詰めをすることができる自動箱詰装置について開示されている。

特許文献１記載のテーパー状商品の自動箱詰装置においては、適数列にテーパー状商品を移送するベルトコンベアの前方に該ベルトコンベア上面と水平に支持板が設けられ、前記ベルトコンベア先端部及び支持板の側方には順次該ベルトコンベア先端部及び支持板上に進出して前記テーパー状商品のそれぞれ横列間に侵入し、さらに該テーパー状商品を前記ベルトコンベアの先端部から支持板上面に移送する整列移送杆が設けられ、前記支持板上方には適時に下降して支持板上面に整列させられた適数のテーパー状商品に吸着して上昇し、隣設した箱詰部にテーパー状商品を移送する吸着移送装置が設けられてなるものである。

特開平１１−９１７０４号公報

しかしながら、特許文献１記載のテーパー状商品の自動箱詰装置においては、真空吸着機器を用いているため、吸着部の平面度が必要となる。したがって、固形の商品でなく袋状の包装物の場合、真空吸着が安定して実現できず問題となる。

また、真空吸着器を用いず、複数の包装物を安定して搬送しつつ箱詰めを行うことは、困難である。

本発明の目的は、複数の包装物を効率よく収納させる姿勢に制御させる姿勢制御装置を提供することである。

（１）
一局面に従う姿勢制御装置は、複数の包装物を略直立姿勢で集積して複数の包装物の両側面から集積した包装物群を保持する保持装置を備えた姿勢制御装置であって、保持装置は、集積した包装物群を集積方向の両側から保持する一対の部材を有し、かつ同一包装物群に対して一対の部材の少なくとも一方を往復移動させることで間隔を変動する変動装置を含む、ものである。

本発明に係る姿勢制御装置においては、一対の部材を有する保持装置を備える。この保持装置により略直立姿勢で集積された包装物群が集積方向の両側から保持される。また、箱詰め前に変動装置により保持装置の一対の部材の少なくとも一方が往復移動され間隔が変動される。

この場合、略直立姿勢で集積されるべき包装物の姿勢が乱れている場合であっても、箱詰め前に変動装置により一対の部材が往復移動されて、当該一対の部材間隔が変動されるので、複数の包装物のうち姿勢の乱れた包装物を直立姿勢にすることができる。また、一対の部材間隔の少なくとも一方が往復移動され間隔が変動されるので、包装物群内の内容物を包装物の下方に集約することができる。その結果、複数の包装物群のすべてを直立姿勢で整え、効率よく収納させる姿勢に制御することができる。

（２）
変動装置は、一対の部材の少なくとも一方を振動させてもよい。

この場合、直立姿勢で集積された包装物の姿勢が乱れている場合であっても、変動装置により一対の部材の少なくとも一方が振動されるので、複数の包装物のうち乱れた包装物が直立姿勢となる。また、包装物内の内容物を包装物の下方に集約することができる。その結果、複数の包装物のすべてを直立姿勢で整えることができる。

（３）
保持装置を制御する制御装置をさらに含み、制御装置は、保持装置の変動装置に一対の部材の少なくとも一方を往復移動させる指示をした後、保持装置に集積された包装物を集積方向の両側から所定の圧力で圧縮する指示を行う。

この場合、制御装置からの指示により、前記一対の部材の少なくとも一方を往復移動させた後、集積された包装物が所定の圧力で圧縮される。その結果、集積された包装物の全てを直立姿勢で整え、さらに箱詰め前に互いの包装物を寄せて円滑に箱に入れることができる。

（４）
保持装置は、集積された包装物を下方から支持する下方支持部材をさらに含み、変動装置は、下方支持部材を振動してもよい。

この場合、変動装置により下方支持部材が上下または左右に振動されるので、直立姿勢で集積された包装物の姿勢が乱れている場合であっても、複数の包装物のうち乱れた包装物が直立姿勢となる。また、包装物内の内容物を包装物の下方に集約することができる。その結果、複数の包装物のすべてを直立姿勢で整えることができる。

（５）
一対の部材は、平板からなってもよい。

この場合、一対の部材は、平板からなるので、包装物への接触面積を大きくし、変動装置からの振動を適切に付与することができる。

本発明に係る姿勢制御装置によれば、複数の包装物を効率よく収納させる姿勢に制御することができる。

本発明に係る第１の実施の形態に係る姿勢制御装置を含む箱詰装置の一例を示す模式的外観図 図１に示す姿勢制御装置を含む箱詰装置の模式的拡大図 箱詰装置における内部構成の一例を示す模式図 箱詰装置の動作の詳細を説明するための模式的工程図 箱詰装置の動作の詳細を説明するための模式的工程図 姿勢制御装置の動作の一例を示す模式図 姿勢制御装置の効果の一例を示す模式図 姿勢制御装置の動作の一例を示す模式図 箱詰装置の動作の詳細を説明するための模式的工程図 箱詰装置の動作の詳細を説明するための模式的工程図 箱詰装置の動作の詳細を説明するための模式的工程図 箱詰装置の動作の詳細を説明するための模式的工程図 箱詰装置における内部構成の一例を示す模式図 姿勢制御装置の動作の一例を示す図 姿勢制御装置の動作の一例を示す図 箱詰装置における内部構成の一例を示す模式図 姿勢制御装置の動作の一例を示す図 姿勢制御装置の動作の一例を示す図

以下、本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、柔軟な薄状体によって包装された包装物を箱詰装置により、ダンボール箱に収納する場合に使用する包装物の姿勢制御装置について、具体例を挙げて説明する。なお、本実施の形態においては、姿勢制御装置は、箱詰装置の一部に含まれる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る第１の実施の形態に係る姿勢制御装置４００を含む箱詰装置１００の一例を示す模式的外観図であり、図２は、図１に示す姿勢制御装置４００を含む箱詰装置１００の模式的拡大図である。

図１に示すように、姿勢制御装置４００を含む箱詰装置１００は、複数のローラからなる搬送装置６００の上部に設けられる。ダンボール箱５００が、搬送装置６００の複数のローラにより矢印Ｈ１の水平方向に搬送され、箱詰装置１００の下方に移動される。そして、箱詰装置１００により複数の包装物８００（図４参照）がダンボール箱５００内に収納され、再び搬送装置６００の複数のローラにより矢印Ｈ１の水平方向に搬送される。

図２に示すように、箱詰装置１００は、主に板部材駆動装置２００、包装物移動装置３００および姿勢制御装置４００からなる。板部材駆動装置２００は、板部材２１０、複数の孔２２０、支持部材２３０、保持部材２４０、モータ２５０からなる。また、包装物移動装置３００は、移動部材３１０および板部材３２０からなる。姿勢制御装置４００は、主に第１保持板４１０、第２保持板４３０、第３保持板４２０、一対の開閉装置４４０，４４１（図６参照）および振動装置４６０（図１４参照）からなる。

図３は、箱詰装置１００における内部構成の一例を示す模式図である。

図３に示すように、箱詰装置１００は、制御部７０１、記録部７０２、モータ２５０を駆動するモータ駆動部７０３、一対の開閉装置４４０，４４１を移動させる水平シャッタ移動部７０４、振動装置４６０に駆動指示を与える第１保持板振動部７０５、移動部材３１０を移動させる移動駆動部７０６および入力部７０７からなる。姿勢制御装置４００には、水平シャッタ移動部７０４および第１保持板振動部７０５が含まれる。

制御部７０１は、記録部７０２に記録されたプログラムに応じて各構成に指示を与える。具体的に、制御部７０１は、移動駆動部７０６に指示を与えて移動部材３１０を制御する。その後、制御部７０１は、第１保持板振動部７０５に指示を与えて振動装置４６０の駆動を制御する。振動装置４６０の駆動により第１保持板４１０が振動する。

制御部７０１は、モータ駆動部７０３に指示を与えてモータ２５０の動作を制御する。制御部７０１は、モータ駆動部７０３に指示に同期して、水平シャッタ移動部７０４に指示を与えて一対の開閉装置４４０，４４１の開閉を制御する。

以下、図４から図８を用いて箱詰装置１００の動作について説明する。図４および図５は、箱詰装置１００の動作の詳細を説明するための模式的工程図であり、図６および図８は姿勢制御装置４００の動作の一例を示す模式図であり、図７は姿勢制御装置４００の効果の一例を示す模式図である。

まず、図４に示すように、包装物移動装置３００により複数の包装物８００が箱詰装置１００に搬入される。具体的には、包装物移動装置３００の板部材３２０の上に載置された複数の包装物８００に対して、移動部材３１０が直立姿勢で矢印Ｈ１の方向にスライド移動する。それにより、姿勢制御装置４００に整列された複数の包装物８００が搬入される。

次に、図５に示すように、移動部材３１０が矢印Ｈ１の方向にスライド移動し終えた場合、複数の包装物８００は、姿勢制御装置４００の第１保持板４１０、第２保持板４３０、第３保持板４２０および一対の開閉装置４４０，４４１と、包装物移動装置３００の移動部材３１０とに周囲を支持された状態となる。

図６に示すように、姿勢制御装置４００においては、振動装置４６０により第１保持板４１０が矢印ＭＶ１の方向に振動される。それにより、複数の包装物８００の姿勢が制御される。
また、図７に示すように、複数の包装物８００のうち一の包装物８００の姿勢が乱れている場合、振動装置４６０による第１保持板４１０の振動が、包装物８００に与えられる。そして、振動により包装物８００が矢印Ｖ１の方向に移動し、包装物８００の姿勢が制御される。

次に、図８に示すように、振動装置４６０により、第１保持板４１０が矢印ＭＶ２の方向に移動される。それにより、第１保持板４１０と第２保持板４３０と間隔が狭くなり、包装物８００が圧縮される。それにより、複数の包装物８００の幅を狭くできるので、箱詰装置１００の動作において、ダンボール箱５００内に複数の包装物８００を円滑に投入することができる。

続いて、図９から図１２を用いて、図４および図５の動作に続く箱詰装置１００の動作について説明する。図９から図１２は、箱詰装置１００の動作の詳細を説明するための模式的工程図である。

図９に示すように、一対の開閉機構４４０，４４１が開閉動作を開始する。なお、図９においては、説明上複数の包装物８００の表示を省略している。
一対の開閉機構４４０，４４１は、それぞれ矢印Ｈ１および矢印Ｈ２の方向に短時間でスライド移動する。さらに、一対の開閉機構４４０，４４１の動作に応じて板部材駆動装置２００のモータ２５０が駆動され、支持部材２３０が鉛直下方向（矢印Ｖ１の方向）に移動される。それにより、支持部材２３０の端部に取り付けられた板部材２１０が矢印Ｖ１の方向に移動される。

次いで、図１０に示すように、一対の開閉機構４４０，４４１は、矢印Ｈ１および矢印Ｈ２の方向にそれぞれ移動し終える。それにより、複数の包装物８００が矢印Ｖ１の方向に自由落下を開始し、板部材駆動装置２００の板部材２１０がモータ２５０の働きにより当該複数の包装物８００の自由落下スピードよりも速い速度で矢印Ｖ１の方向に移動される。

さらに、図１１に示すように、箱詰装置１００の鉛直下方に搬送されたダンボール箱５００の内部に複数の包装物８００が落下される。この場合、箱詰装置１００の板部材２１０により複数の包装物８００の上端が押され、ダンボール箱５００内に複数の包装物８００が収納され始める。

最後に、図１２に示すように、板部材駆動装置２００の板部材２１０がさらに矢印Ｖ１の方向に移動し、複数の包装物８００がダンボール箱５００の内部に収納される。そして、モータ２５０が逆駆動され、支持部材２３０が鉛直上方向（矢印Ｖ１と逆方向）に移動され、図３の箱詰装置１００の状態に戻される。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係る箱詰装置１００ａおよび姿勢制御装置４００ａについて説明を行う。以下、第２の実施の形態に係る箱詰装置１００ａおよび姿勢制御装置４００ａが、主に第１の実施の形態に係る箱詰装置１００および姿勢制御装置４００と異なる点について説明を行う。

図１３は箱詰装置１００ａにおける内部構成の一例を示す模式図であり、図１４および図１５は姿勢制御装置４００ａの動作の一例を示す図である。

図１３に示すように、箱詰装置１００ａは、制御部７０１、記録部７０２、モータ２５０を駆動するモータ駆動部７０３、一対の開閉装置４４０，４４１を移動させる水平シャッタ移動部７０４、振動装置４６０に駆動指示を与える第１保持板振動部７０５、移動部材３１０を移動させる移動駆動部７０６、入力部７０７、および振動装置４６１に駆動指示を与える第２保持板振動部７０８からなる。なお、姿勢制御装置４００ａは、水平シャッタ移動部７０４、第１保持板振動部７０５および第２保持板振動部７０８を含む。

制御部７０１は、第１保持板振動部７０５に指示を与えて振動装置４６０の駆動を制御する。振動装置４６０の駆動により第１保持板４１０が振動する。制御部７０１は、第２保持板振動部７０８に指示を与えて振動装置４６１の駆動を制御する。振動装置４６１の駆動により第２保持板４３０が振動する。

この場合、図１４に示すように、姿勢制御装置４００ａにおいては、振動装置４６０により第１保持板４１０が矢印ＭＶ１の方向に振動され、振動装置４６１により第２保持板４３０が矢印ＭＶ１の方向に振動される。それにより、複数の包装物８００の姿勢が制御される。なお、この場合、第１保持板４１０および第２保持板４３０の振動は、同位相による同方向の振動であってもよく、逆位相による逆方向の振動であってもよい。
また、図７に示すように、複数の包装物８００のうち一の包装物８００の姿勢が乱れている場合、振動装置４６０による第１保持板４１０の振動および振動装置４６１による第２保持板４３０の振動が、包装物８００に与えられる。その結果、包装物８００の両側からの振動により包装物８００の姿勢が制御される。

次に、図１５に示すように、振動装置４６０により第１保持板４１０が矢印ＭＶ２の方向に移動され、振動装置４６１により第２保持板４３０が矢印ＭＶ２の方向に移動される。それにより、第１保持板４１０と第２保持板４３０と間隔が狭くなり、包装物８００が圧縮される。それにより、複数の包装物８００の幅を狭くできるので、箱詰装置１００の動作において、ダンボール箱５００内に複数の包装物８００を円滑に投入することができる。

（第３の実施の形態）
次いで、第３の実施の形態に係る箱詰装置１００ｂおよび姿勢制御装置４００ｂについて説明を行う。以下、第２の実施の形態に係る箱詰装置１００ｂおよび姿勢制御装置４００ｂが、主に第１の実施の形態に係る箱詰装置１００および姿勢制御装置４００、第２の実施の形態に係る箱詰装置１００ａおよび姿勢制御装置４００ａと異なる点について説明を行う。

図１６は箱詰装置１００ｂにおける内部構成の一例を示す模式図であり、図１７および図１８は姿勢制御装置４００ｂの動作の一例を示す図である。

図１６に示すように、箱詰装置１００ｂは、制御部７０１、記録部７０２、モータ２５０を駆動するモータ駆動部７０３、一対の開閉装置４４０，４４１を移動させる水平シャッタ移動部７０４、振動装置４６０に駆動指示を与える第１保持板振動部７０５、移動部材３１０を移動させる移動駆動部７０６、入力部７０７、振動装置４６１に駆動指示を与える第２保持板振動部７０８および一対の開閉装置４４０，４４１を振動させる一対の開閉板振動部７０９からなる。

なお、姿勢制御装置４００ｂは、水平シャッタ移動部７０４、第１保持板振動部７０５、第２保持板振動部７０８および一対の開閉板振動部７０９を含む。

制御部７０１は、第１保持板振動部７０５に指示を与えて振動装置４６０の駆動を制御する。振動装置４６０の駆動により第１保持板４１０が振動する。制御部７０１は、第２保持板振動部７０８に指示を与えて振動装置４６１の駆動を制御する。振動装置４６１の駆動により第２保持板４３０が振動する。さらに制御部７０１は一対の開閉板振動部７０９に指示を与えて、一対の開閉装置４４０，４４１の振動を制御する。

この場合、図１７に示すように、姿勢制御装置４００ｂにおいては、振動装置４６０により第１保持板４１０が矢印ＭＶ１の方向に振動され、振動装置４６１により第２保持板４３０が矢印ＭＶ１の方向に振動され、さらに振動装置４６２により一対の開閉装置４４０，４４１が矢印ＭＶ３の方向に振動される。それにより、複数の包装物８００の姿勢が制御される。

なお、この場合、第１保持板４１０、第２保持板４３０および一対の開閉装置４４０，４４１の振動は、同位相による同方向の振動であってもよく、逆位相による逆方向の振動であってもよく、それぞれ一対の組合せになっていてもよい。

また、図７に示すように、複数の包装物８００のうち一の包装物８００の姿勢が乱れている場合、水平方向から振動装置４６０による第１保持板４１０の振動および振動装置４６１による第２保持板４３０の振動が、包装物８００に与えられ、鉛直方向から振動装置４６２による一対の開閉装置４４０，４４１の振動が複数の包装物８００に与えられる。その結果、包装物８００の両側からの振動および下方からの振動によりすべての包装物８００の姿勢が制御される。

次に、図１８に示すように、振動装置４６０により第１保持板４１０が矢印ＭＶ２の方向に移動され、振動装置４６１により第２保持板４３０が矢印ＭＶ２の方向に移動される。それにより、第１保持板４１０と第２保持板４３０と間隔が狭くなり、包装物８００が圧縮される。それにより、複数の包装物８００の幅を狭くできるので、箱詰装置１００の動作において、ダンボール箱５００内に複数の包装物８００を円滑に投入することができる。

なお、上記の第１の実施の形態から第３の実施の形態においては、姿勢制御装置４００，４００ａ，４００ｂが矢印ＭＶ１，ＭＶ３の方向にそれぞれ振動することとしたが、これに限定されず、振動の周波数を低くした状態、すなわち、単に第１保持板４１０のみを矢印ＭＶ１，ＭＶ３の方向に往復移動させてもよく、第１保持板４１０および第２保持板４３０を互いに同位相で往復移動させてもよく、互いに逆位相で往復移動させてもよい。
また、矢印ＭＶ２の方向にそれぞれ包装物８００を圧縮することとしたが、これに限定されず、矢印ＭＶ２の方向に移動させる工程を省略してもよい。また、矢印ＭＶ１，ＭＶ２，ＭＶ３の方向にそれぞれ移動させる移動量は、包装物８００の内容物が破損しない移動量であることは当然であり、包装物８００自体が破損しない移動量であることは、言うまでもない。

以上のように、略直立姿勢で集積されるべき包装物８００の姿勢が乱れている場合であっても、箱詰め前に振動装置４６０により平板からなる第１保持板４１０が矢印ＭＶ１の方向に振動または往復移動されて、当該第１保持板４１０および第２保持板４３０の部材間隔が変動されるので、複数の包装物８００のうち姿勢の乱れた包装物８００を直立姿勢にすることができる。また、包装物８００内の内容物を包装物８００の下方に集約することができる。その結果、複数の包装物８００のすべてを直立姿勢で整え、効率よくダンボール箱５００内に収納させる姿勢に制御することができる。

また、制御部７０１からの指示により、第１保持板４１０を矢印ＭＶ１の方向に往復移動させた後、集積された包装物８００が所定の圧力で矢印ＭＶ２の方向に圧縮される。その結果、集積された包装物８００の全てを直立姿勢で整え、さらに箱詰め前に互いの包装物８００を寄せてダンボール箱５００に対して円滑に入れることができる。

この場合、振動装置４６２により一対の開閉装置４４０，４４１が矢印ＭＶ３の方向に振動されるので、直立姿勢で集積された包装物８００の姿勢が乱れている場合であっても、複数の包装物８００のうち乱れた包装物８００の姿勢が直立姿勢となる。また、包装物８００内の内容物を包装物８００の下方に集約することができる。その結果、複数の包装物８００のすべてを直立姿勢で整えることができる。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１００ 箱詰装置
２００ 板部材駆動装置
２１０ 板部材
２２０ 複数の孔
２３０ 支持部材
２４０ 保持部材
２５０ モータ
４００ 姿勢制御装置
４１０ 第１保持板
４２０ 第３保持板
４３０ 第２保持板
４４０，４４１ 一対の開閉機構
４６０，４６１ 振動装置
５００ ダンボール箱
６００ ローラ
８００ 包装物

Claims (5)

1. 複数の包装物を略直立姿勢で集積して前記複数の包装物の両側面から前記集積した包装物を保持する保持装置を備えた姿勢制御装置であって、
   前記保持装置は、前記集積した包装物群を集積方向の両側から保持する一対の部材を有し、かつ同一包装物群に対して前記一対の部材の少なくとも一方を往復移動させることで前記一対の部材の間隔を変動する変動装置を含む、姿勢制御装置。
2. 前記変動装置は、前記一対の部材の少なくとも一方を振動させる、請求項１記載の姿勢制御装置。
3. 前記保持装置を制御する制御装置をさらに含み、
   前記制御装置は、前記保持装置の前記変動装置に前記一対の部材の少なくとも一方を往復移動させる指示をした後、前記保持装置に前記集積された包装物を集積方向の両側から所定の圧力で圧縮する指示を行う、請求項１または２に記載の姿勢制御装置。
4. 前記保持装置は、前記集積された包装物を下方から支持する下方支持部材をさらに含み、
   前記変動装置は、前記下方支持部材を振動する、請求項１から３のいずれか１項に記載の姿勢制御装置。
5. 前記一対の部材は、平板からなる、請求項１から４のいずれか１項記載の姿勢制御装置。