JP5511195B2 - 物品搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、製品搬送装置に関し、ペットボトルを段ボール箱に箱詰めする段ボールケーサに適用するのに好適な物品搬送装置に関するものである。

段ボールケーサ等の包装機械では、コンベアにより連続的に搬送される被包装物品群の先頭を停止させ、次いで相前後する物品の間隔を狭めるとともに所定数に区切り包装単位とするグルーピング装置がよく用いられている。
このグルーピング装置として、コンベア上を連続して供給される例えばペットボトルの先頭を、コンベアより遅い速度で駆動されるフィンガ（先行フィンガ）により速度規制し、次いで、搬送方向上流側のペットボトル間に次のフィンガ（後続フィンガ）を挿入する。そして、ペットボトルの先頭を速度規制していた先行フィンガを外すと、後続フィンガまでのペットボトルは、速度の速いコンベアにより送られるので、後続フィンガにより速度規制されているペットボトルとの間に間隔が生じる。これを繰り返してペットボトルを所定個数毎にグルーピングする。

以上の装置では、フィンガ（先行、後続）をペットボトルの間に挿入することが必要である。ところが、ペットボトルのようにやわらかく変形し易い物品をグルーピングする場合、先頭のペットボトルを先行フィンガで速度規制すると、連続的に供給される後続のペットボトルによる圧力により、先頭のペットボトルに製品不良となる変形が生じることがある。また、このような変形が生じると、ペットボトル間隔および先頭から後続フィンガが挿入されるまでのペットボトル群の搬送方向長さが変化する。そのため、後続フィンガがペットボトルに衝突して挿入されない事態が生じることもある。その場合には、グルーピング異常あるいはグルーピング時にペットボトルが転倒することがある。

この問題に対して、特許文献１は、以下の装置を提案している。すなわち、図９に示すように、第1コンベア１２１、第２コンベア１２３および第３コンベア１２５上を所定列数に整列され、連続して供給されるペットボトルＰＢの所定本数毎（この例では４本）に、第1コンベア１２１、第２コンベア１２３および第３コンベア１２５の移動方向にそれより遅い速度で駆動されるフィンガ１５１、１５３、１５５、１５７を順次挿入してグルーピングする装置１００において、ペットボトルＰＢを搬送する第1コンベア１２１、第２コンベア１２３および第３コンベア１２５のうち少なくとも１つを選択的に逆回転可能に構成する。この装置によれば、第1コンベア１２１、第２コンベア１２３および第３コンベア１２５のいずれか一つのコンベアを逆回転するのでフィンガ１５１、１５３により移動を制限されたペットボトルＰＢが受ける後続のペットボトルＰＢの列から受ける圧力が緩和されることになる。圧力が緩和されると、ペットボトルＰＢも変形し難くなる。また、所定本数毎の搬送方向長さを一定にできる。このように、所定本数毎の搬送方向長さが一定になると、フィンガ１５１、１５３、１５５、１５７はペットボトルＰＢの間にスムーズに挿入されるので、ペットボトルＰＢを確実にグルーピングすることができる。

特開２００５−２３９２２６号公報

しかし、特許文献１の装置は、フィンガ１５１、１５３、１５５、１５７が接触して速度規制されるペットボトルＰＢが、それよりも上流側に位置する多くのペットボトルＰＢの圧力を受ける。つまり、特許文献１の装置は、グルーピングされるペットボトルＰＢ以外のペットボトルＰＢの圧力を受けるので、変形の問題を本質的に解消するに至っていない。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、グルーピングされる物品（例えばペットボトル）以外の圧力を受けることなく、物品をグルーピングできる物品搬送装置の提供を目的とする。

かかる目的のもとなされた本発明の物品搬送装置は、複数の列に配列され、かつ搬送方向に連続して供給される物品を搬送する供給部と、供給部を搬送される物品が順次移送され、所定個数の物品の搬送方向の間隔を狭めるとともに、列と直交する方向である行方向に沿って各列の物品を整列させるグルーピング部と、少なくともグルーピング部の動作を制御するコントローラと、を備える。
そして、グルーピング部は、一つの物品を載せるか、又は同一行に属する物品を整列した状態で載せて搬送する列方向に配列される複数の搬送台車と、搬送台車が走行する搬送路とを備える。この搬送台車は、独立して速度調整が可能に構成されている。
本発明の物品搬送装置は、独立して速度調整が可能に構成されている搬送台車により物品を搬送するので、グルーピングされる物品以外はもちろん、グルーピングされる物品からの圧力さえ受けることなく物品をグルーピングできる。
また、本発明によれば、特許文献１のように逆回転するコンベアを設ける必要がないので、搬送方向の距離が短い、省スペース化された物品搬送装置が提供される。
また、本発明の物品搬送装置は、搬送台車と搬送路との間にリニアモータを構成して、コントローラがリニアモータの動作を制御することにより、個々の搬送台車について独立した速度調整が迅速かつ正確にできるので、所定個数の物品の搬送方向の間隔を狭くするとともに、各列の物品を整列させてグルーピングするのに好適である。

本発明の物品搬送装置におけるグルーピングは、コントローラが複数の搬送台車の速度を適宜調整することにより、いくつかの形態で実施される。
第１形態は、先行する同一行に属する物品を行方向に沿って各列の物品を整列させた後に所定速度で走行させ、後続の同一行に属する物品を行方向に沿って各列の物品を整列させた後に、所定速度よりも速い速度で、行方向に沿って整列された物品を走行させて、先行する物品との間隔を狭める。
第１形態は、行方向に沿って各列の物品を整列させるため、それ以降は、列方向の速度制御が同一になり、制御が簡略化できる。また、第１形態は、先行する物品との間隔を狭めるステップが行数に応じて必要なため、行数に比べて列数が多いグルーピングを行う場合に、迅速にグルーピングできる利点を有する。

第２形態は、相前後して同一列を搬送される物品の間隔を列ごとに狭める。次いで、各列の同一行に属する物品を行方向に沿って整列させる。
第２形態によれば、１行目となった搬送台車のみ、位置・速度を制御すればよいため、制御するゾーンを大きくできる。この場合、後に続く搬送台車は、一つ前の搬送台車に規定の距離まで近づくという制御をすることになる。また、第２形態も第１形態と同様に、行数に比べて列数が多いグルーピングを行う場合に、迅速にグルーピングできる利点を有する。

第３形態は、相前後して同一列を搬送される物品の間隔を列ごとに狭めながら、各列の同一行に属する物品を行方向に沿って整列させる。
第３形態は、物品の間隔を列ごとに狭めながら、各列の同一行に属する物品を行方向に沿って整列させるので、行数・列数にかかわらず、迅速にグルーピンクを完了できる利点を有する。

第４形態は、グルーピング部に移送された同一行に属する物品を、行方向に整列させた後に順次搬送台車で搬送することを前提とする。そして、相前後して同一列を搬送される物品の間隔を狭める。
第４形態によれば、行方向に整列させた後に搬送台車で搬送するので、搬送途中には、相前後する物品の間隔を狭める処理だけでグルーピングを完了できるので、グルーピングの迅速化に寄与する。また、第４形態によれば、搬送台車が列方向に共有化されるので、制御が容易であり、コストダウンも可能となる。

第５形態として本発明は、グルーピング部でグルーピングされた物品を、行方向に整列させる整列手段を備えることができる。
第５形態によれば、リニアモータによるグルーピングの精度が劣っていても、ペットボトルＰＢの整列状態か確保されたグルーピングを行うことができるので、低コストのリニアモータ等の使用を許容し、コストダウンが可能となる。

本発明によれば、グルーピングされる物品以外の圧力はもちろん、グルーピングされる物品の圧力を受けずに、物品をグルーピングできるので、ペットボトルに変形を生じさせるおそれがない。

本実施形態における段ボールケーサの全体概略機能を示す斜視図である。 本実施形態における、供給部とグルーピング部を示す側面図である。 本実施形態における、供給部とグルーピング部を示す平面図である。 本実施形態における、グルーピング動作の第１形態を示す図である。 本実施形態における、グルーピング動作の第２形態を示す図である。 本実施形態における、グルーピング動作の第３形態を示す図である。 本実施形態における、グルーピング動作の第４形態を示す図である。 本実施形態における、グルーピング動作の第５形態を示す図である。 特許文献１に開示された装置の概略構成を示す側面図である。

以下、添付する図１〜図８に示す実施形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。本実施形態は、本発明の物品搬送装置を段ボールケーサに適用した例について説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。
図１は、段ボールケーサ１の主要部を通過する被包装物（物品）１０の状態変化が順に示されている。段ボールケーサ１には、ペットボトルＰＢを供給する供給部２と、ペットボトルＰＢを所定数量毎にグループ化して被包装物１０を形成するグルーピング部３と、積載されたシート束８から段ボールシート９を１枚ずつ取り出して収容部４へ供給するシート取出部１１と、供給された段ボールシート９に被包装物１０を充填する収容部４と、充填されたケース１２を搬送するケース搬送部５と、搬送中のケース１２を包装体１４に成形する成形部６とが備えられている。

供給部２は、飲料が詰められたペットボトルＰＢを、図示しない充填装置を含む上流側の部位から受け、グルーピング部３に向けて供給する。供給部２は、ペットボトルＰＢを例えば６列に整列して搬送する。供給部２を搬送されるペットボトルＰＢは、搬送方向の間隔が現実には極めて不均一である。供給部２は、通常、チェーンコンベア装置で構成される。
グルーピング部３は、供給部２から連続的に供給されるペットボトルＰＢを、例えば６列×４行（２４個）の塊にグルーピングする。本実施形態は、このグルーピング部３に最たる特徴を有している。

シート取出部１１は、段ボールシート９の積み重ねであるシート束８から、段ボールシート９を１枚ずつ取り出し、図１に示すように、搬送方向の下流側（以下、単に下流側）が立設するＬ字状に折り曲げて、収容部４へ向けて供給する。
収容部４では、Ｌ字状に折り曲げられた段ボールシート９に被包装物１０が載置される。収容部４で被包装物１０が載置されたケース１２は、ケース搬送部５により搬送路１３上を矢印で示すように下流に向けて搬送される。ケース１２は、ケース搬送部５を搬送される過程で、成形部６において順次折り曲げられ、かつ接合されて、包装体１４に仕上げられる。

＜グルーピング部３＞
図２、図３に示すように、供給部２の下流側に配置されるグルーピング部３は、白抜き矢印で示す向きにペットボトルＰＢを搬送するコンベア装置３０を備えている。供給部２とグルーピング部３との間には、渡り板４０が設けられている。なお、図３はペットボトルＰＢの記載を省略している。
コンベア装置３０は、６つの搬送路３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆを備えている。搬送路３０ａ〜３０ｆは、幅方向に平行に配設され、各々周回軌道をなしている。搬送路３０ａ〜３０ｆは、各々、供給部２のコンベア２０ａ〜２０ｆから渡り板４０上を通って供給されるペットボトルＰＢを受ける。
搬送路３０ａ〜３０ｆは、二次側磁石群３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆを備える。二次側磁石群３１ａ〜３１ｆは、各々、周回軌道に沿って永久磁石を敷設することにより構成される。二次側磁石群３１ａ〜３１ｆは、リニアモータの構成要素である。

コンベア装置３０は、搬送路３０ａ〜３０ｆを走行する複数の搬送台車ＬＭを備えている。供給部２から供給されるペットボトルＰＢは、１本ずつ１台の搬送台車ＬＭに載って、搬送路３０ａ〜３０ｆを下流に向けて搬送される。例えば、搬送路３０ａ〜３０ｆにレールを設けるとともに、搬送台車ＬＭにこのレールに係合される車輪を設けることにより、搬送路３０ａ〜３０ｆに沿って搬送台車ＬＭを走行させることができる。

各搬送台車ＬＭは、二次側磁石群３１ａ〜３１ｆとともにリニアモータを構成する一次側磁石３２を備えている。一次側磁石３２は、例えば、一次側鉄心コアと３相コイルとで構成される一次側コイルからなり、３相交流の電流が通電されることにより、搬送台車ＬＭを搬送路３０ａ〜３０ｆに沿って走行する進行磁界を発生させる。また、一次側コイルは、二次側磁石群３１ａ〜３１ｆとの磁気作用により、搬送台車ＬＭを走行させる推進力の他、停止状態を維持する保磁力を発生させる。各搬送台車ＬＭは、後述するコントローラ５０からの指令に応じた電流が与えられ、搬送路３０ａ〜３０ｆ上を各々独立した速度で走行し、また停止が可能である。
リニアモータの他の構成、制御方法は、公知であるので、ここでの詳しい説明は省略するが、搬送路３０ａ〜３０ｆをゾーン毎に区切って電流を供給することにより、各搬送台車ＬＭを独立して走行、停止させることができる。

コンベア装置３０には、搬送路３０ａ〜３０ｆ上における各搬送台車ＬＭの位置を特定する位置検出機構が設けられる。搬送台車ＬＭの位置情報は、搬送台車ＬＭを特定する情報と関連付けて、後述するコントローラ５０に送られる。コントローラ５０は、個々の搬送台車ＬＭの搬送路３０ａ〜３０ｆにおける位置を認識できるとともに、搬送路３０ａ〜３０ｆにおける特定地点と搬送台車ＬＭとの距離を認識できる。
位置検出機構としては公知の手法を適宜採用できる。例えば、搬送台車ＬＭの車輪に連動するエンコーダを搬送台車ＬＭに設ける、搬送路３０ａ〜３０ｆに沿って位置情報を出力させる一方、搬送台車ＬＭにこの情報を検知する検知器を設ける、その他の方法を採用できる。

＜グルーピング動作＞
段ボールケーサ１は、グルーピング部３の動作を以下のように司るコントローラ５０を備えている。
コントローラ５０は、各搬送台車ＬＭについて、搬送台車ＬＭと搬送路３０ａ〜３０ｆ上の位置とが関連付けられた位置情報を取得する。
コントローラ５０は、取得した位置情報に基づいて、以下のようにグルーピング部３におけるペットボトルＰＢのグルーピング動作を実行させる。
グルーピング部３は、（１）行方向を整列させた後に、列方向の間隔を狭める（第１形態）、（２）列方向の間隔を狭めた後に、行方向を整列させる（第２形態）、の異なる２つのグルーピング動作を実現できる。以下、図４、図５を参照しながら、第１形態〜第２形態の順に説明する。
なお、図４、図５は、第１グループに属するペットボトルＰＢをグルーピングする過程を示しており、理解を容易にするために、グルーピングする行数を４、列数を３（第１列Ｌ１〜第３列Ｌ３）として説明する。なお図４、図５において、○、△、▽及び☆が１つ１つのペットボトルＰＢ又は搬送台車ＬＭを示しており、第１列のペットボトルＰＢは先頭側よりＰＢ_１１〜ＰＢ_１４、第２列のペットボトルＰＢは先頭側よりＰＢ_２１〜ＰＢ_２４、第３列のペットボトルＰＢは先頭側よりＰＢ_３１〜ＰＢ_３４と称することにする。

（１）第１形態：行方向を整列させた後に後に、列方向の間隔を狭める
＜図４（ａ）→（ｂ）＞
供給部２を図４（ａ）に示すように搬送されてきた第１グループのペットボトルＰＢ_１１〜_３４の中で、各列の先頭に位置するペットボトルＰＢ_１１、ＰＢ_２１、ＰＢ_３１は、図４（ｂ）に示すようにグルーピング部３に移送され、搬送台車ＬＭに載ったのちに搬送台車ＬＭにより搬送される。搬送の開始は、光電センサ等の非接触センサを用いて制御してもよいし、ペットボトルＰＢにセンサ部が接触すると直ぐに退避されるゲート手段を用いて制御してもよい。供給部２を搬送されてきたペットボトルＰＢは行方向の位置が不揃いであるため、搬送台車ＬＭに載った時点では不揃いのままである。なお、グルーピング部３に移送された後は、ペットボトルＰＢを搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３４と読み替えて説明する。また、搬送台車を総称するときは単に搬送台車ＬＭという。

＜図４（ｂ）→（ｃ）＞
第１列Ｌ１に属する搬送台車ＬＭ_１１、第２列Ｌ２に属する搬送台車ＬＭ_２１、第３列Ｌ３に属する搬送台車ＬＭ_３１（いずれも○で示される）は、グルーピング部３の地点Ｐ_１において行方向に整列される。
ここで、前述したように、各搬送台車ＬＭは、各々、独立して速度の調整が可能であるとともに、コントローラ５０は、グルーピング部３内における搬送台車ＬＭの位置、及びグルーピング部３の特定位置から搬送台車ＬＭまでの距離をコントローラ５０求めることができる。
そこで、コントローラ５０は、同一行に属する搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１の各々の現在位置から地点Ｐ_１までの距離を下記の通り認識する。ここで、同一行に属する搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１（ペットボトルＰＢ）、とは、グルーピングされた状態で、行方向に整列される行に属すべき搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１（ペットボトルＰＢ）を言う。

搬送台車ＬＭ_１１から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_１１
搬送台車ＬＭ_２１から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_２１
搬送台車ＬＭ_３１から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_３１

次にコントローラ５０は、Ｔ_１時間後に搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１が地点Ｐ_１において行方向に整列するものとし、搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１の走行速度を以下のように設定する。コントローラ５０の設定した各速度で搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１が地点Ｐ_１まで走行すると、搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１は行方向に整列される（図４（ｃ））。
地点Ｐ_１に到達した後、コントローラ５０は搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１の走行速度をＶ_ｎ１に設定する。搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１は行方向に整列した状態を維持しながら、以後は速度Ｖ_ｎ１で走行する。
グルーピング部３には、後続の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が移送されている。

搬送台車ＬＭ_１１の走行速度：Ｖ_１１＝ｘ_１１／Ｔ_１
搬送台車ＬＭ_２１の走行速度：Ｖ_２１＝ｘ_２１／Ｔ_１
搬送台車ＬＭ_３１の走行速度：Ｖ_３１＝ｘ_３１／Ｔ_１

＜図４（ｃ）→（ｄ）＞
次に、コントローラ５０は、後続（２行目）の同一行に属する搬送台車（△）ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２の各々の現在位置から地点Ｐ_１までの距離を下記の通り認識する。

搬送台車ＬＭ_１２から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_１２
搬送台車ＬＭ_２２から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_２２
搬送台車ＬＭ_３２から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_３２

コントローラ５０は、Ｔ_１時間後に搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が地点Ｐ_１において行方向に整列するものとし、搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２の走行速度を以下のように設定する。コントローラ５０の設定した各速度で搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が地点Ｐ_１まで走行すると、搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２は行方向に整列される（図４（ｄ））。このとき、先頭（１行目）の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１は、位置が既知の地点Ｐ_２に到達する。

搬送台車ＬＭ_１２の走行速度：Ｖ_１２＝ｘ_１２／Ｔ_１
搬送台車ＬＭ_２２の走行速度：Ｖ_２２＝ｘ_２２／Ｔ_１
搬送台車ＬＭ_３２の走行速度：Ｖ_３２＝ｘ_３２／Ｔ_１

＜図４（ｄ）→（ｅ）＞
次に、コントローラ５０は、１行目の搬送台車（○）ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１と２行目の搬送台車（△）ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２との間隔を狭めるとともに、同一行に属する３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３を行方向に整列させる。
間隔を狭める処理は以下の通りに行なわれる。
１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１が位置の既知である地点Ｐ_３に到達したときに、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が地点Ｐ_２に到達し、かつ１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１に追いつくものとする。なお、図４では、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１と２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２に隙間があるが、両者を隙間なく接触させてもよい。この場合、ペットボトルＰＢを載せる搬送台車ＬＭの面は、ペットボトルＰＢの底面よりも面積が小さい事が必要である。
２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が地点Ｐ_２に到達するまでに走行する距離は（Ｐ_２−Ｐ_１）である。
また、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１が地点Ｐ_３に到達するまでに走行する距離は（Ｐ_３−Ｐ_２）である。１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１は速度Ｖ_ｎ１で走行しているので、地点Ｐ_３に到達するまでの走行時間Ｔ_３は以下により求められる。
Ｔ_３＝（Ｐ_３−Ｐ_２）／Ｖ_ｎ１
したがって、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が時間Ｔ_３を要して地点Ｐ_２に到達し、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１に追いつくのに必要な走行速度Ｖ_ｎ２は以下により求められる。コントローラ５０が、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２を走行速度Ｖ_ｎ２で走行するように制御すると、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が地点Ｐ_２において１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１に追いつく（図４（ｅ））。以後、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２は、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１と同様に速度Ｖ_ｎ１で走行する。
Ｖ_ｎ２＝（Ｐ_２−Ｐ_１）・Ｖ_ｎ１／（Ｐ_３−Ｐ_２）

以上と並行して、コントローラ５０は、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３を行方向に整列させる。
コントローラ５０は、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３の各々の現在位置から地点Ｐ_１までの距離を下記の通り認識する。

搬送台車ＬＭ_１３から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_１３
搬送台車ＬＭ_２３から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_２３
搬送台車ＬＭ_３３から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_３３

コントローラ５０は、Ｔ_１時間後に搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が地点Ｐ_１において行方向に整列するものとし、搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３の走行速度を以下のように設定する。コントローラ５０の設定した各速度で搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が地点Ｐ_１まで走行すると、搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３は行方向に整列される（図４（ｅ））。

搬送台車ＬＭ_１３の走行速度：Ｖ_１３＝ｘ_１３／Ｔ_１
搬送台車ＬＭ_２３の走行速度：Ｖ_２３＝ｘ_２３／Ｔ_１
搬送台車ＬＭ_３３の走行速度：Ｖ_３３＝ｘ_３３／Ｔ_１

＜図４（ｅ）→（ｆ）＞
次に、コントローラ５０は、２行目の搬送台車（△）ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２と３行目の搬送台車（▽）ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３との間隔を狭めるとともに、同一行に属する４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４を行方向に整列させる。
間隔を狭める処理は以下の通りに行なわれる。
２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が位置の既知である地点Ｐ_３に到達したときに、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が地点Ｐ_２に到達し、かつ２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２に追いつくものとする。
３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が地点Ｐ_２に到達するまでに走行する距離は（Ｐ_２−Ｐ_１）である。
また、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が地点Ｐ_３に到達するまでに走行する距離は（Ｐ_３−Ｐ_２）である。２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２は速度Ｖ_ｎ１で走行しているので、地点Ｐ_３に到達するまでの走行時間Ｔ_３は以下により求められる。
Ｔ_３＝（Ｐ_３−Ｐ_２）／Ｖ_ｎ１
したがって、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が時間Ｔ_３を要して地点Ｐ_２に到達し、搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２に追いつくのに必要な走行速度Ｖ_ｎ３は以下により求められる。コントローラ５０が、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３を走行速度Ｖ_ｎ３で走行するように制御すると、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が地点Ｐ_２において２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２に追いつく（図４（ｆ））。以後、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３は、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２と同様に、速度Ｖ_ｎ１で走行する。
Ｖ_ｎ３＝（Ｐ_２−Ｐ_１）・Ｖ_ｎ１／（Ｐ_３−Ｐ_２）

以上と並行して、コントローラ５０は、４行目の搬送台車（☆）ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４を行方向に整列させる。
コントローラ５０は、４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４の各々の現在位置から地点Ｐ_１までの距離を下記の通り認識する。

搬送台車ＬＭ_１４から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_１４
搬送台車ＬＭ_２４から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_２４
搬送台車ＬＭ_３４から地点Ｐ_１までの距離：ｘ_３４

コントローラ５０は、Ｔ_１時間後に搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４が地点Ｐ_１において行方向に整列するものとし、搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４の走行速度を以下のように設定する。コントローラ５０の設定した各速度で搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４が地点Ｐ_１まで走行すると、搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４は行方向に整列される（図４（ｆ））。

搬送台車ＬＭ_１４の走行速度：Ｖ_１４＝ｘ_１４／Ｔ_１
搬送台車ＬＭ_２４の走行速度：Ｖ_２４＝ｘ_２４／Ｔ_１
搬送台車ＬＭ_３４の走行速度：Ｖ_３４＝ｘ_３４／Ｔ_１

＜図４（ｆ）→（ｇ）＞
次に、コントローラ５０は、３行目の搬送台車（▽）ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３と４行目（最終行）の搬送台車（☆）ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４との間隔を狭める。
間隔を狭める処理は以下の通りに行なわれる。
３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が位置の既知である地点Ｐ_３に到達したときに、４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４が地点Ｐ_２に到達したときに搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３に追いつくものとする。
４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４が地点Ｐ_２に到達するまでに走行する距離は（Ｐ_２−Ｐ_１）である。
また、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が地点Ｐ_３に到達するまでに走行する距離は（Ｐ_３−Ｐ_２）である。３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３は速度Ｖ_ｎ１で走行しているので、地点Ｐ_３に到達するまでの走行時間Ｔ_３は以下により求められる。
Ｔ_３＝（Ｐ_３−Ｐ_２）／Ｖ_ｎ１
したがって、４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４が時間Ｔ_３を要して地点Ｐ_２に到達し、搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３に追いつくのに必要な走行速度Ｖ_ｎ４は以下により求められる。コントローラ５０が、４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４を走行速度Ｖ_ｎ４で走行するように制御すると、４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４が地点Ｐ_２において３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３に追いつく（図４（ｇ））。
Ｖ_ｎ４＝（Ｐ_２−Ｐ_１）・Ｖ_ｎ１／（Ｐ_３−Ｐ_２）

以上で、第１グループはグルーピングが完了する。このグルーピングの過程でペットボトルＰＢは第１グループに属する他のペットボトルＰＢから圧力を受けないので、他のペットボトルＰＢからの圧力による変形の恐れがない。
グルーピングが完了した後に、ペットボトルＰＢはグルーピング部３から収容部４に送られる。例えば、グルーピングされたペットボトルＰＢ（被包装物１０）を図１のように搬送方向に押し出す、又は図４のように搬送方向と直行する方向に押し出す、あるいはグルーピングされたペットボトルＰＢのネック部分を把持して吊り上げるといった方法で収容部４に送ることができる。押し出しの場合には、押し出し方向の先頭のペットボトルＰＢには圧力が加わるが、グルーピングされるペットボトルＰＢ以外の圧力を受けることはない。

また、本実施形態では、個々の搬送台車ＬＭが独立して走行できるリニアモータでグルーピング部３を構成する。リニアモータは、搬送台車ＬＭの速度調整を迅速かつ位置決めを正確にできるので、搬送路３０ａ〜３０ｆが短くても、迅速、正確にグルーピングすることができる。また、特許文献１のように逆回転するコンベアを必要としないので、搬送路３０ａ〜３０ｆをより短くできるとともに、コスト低減にも寄与する。
さらに、本実施形態では、行方向に沿って各列のペットボトルＰＢ（搬送台車ＬＭ）を整列させるため、それ以降は、列方向の速度制御が同一になり、制御が簡略化できる。

（２）第２形態：列方向の間隔を狭めた後に、行方向を整列させる
＜図５（ａ）→（ｃ）＞
供給部２を図５（ａ）に示すように搬送されてきた第１グループのペットボトルＰＢ_１１〜_３４の中で、１行目のペットボトルＰＢ_１１、ＰＢ_２１、ＰＢ_３１が図５（ｂ）に示すようにグルーピング部３に移送され、速度Ｖ_ｎ１で走行する。ついで、２行目のペットボトルＰＢ_１２、ＰＢ_２２、ＰＢ_３２が図５（ｃ）に示すようにグルーピング部３に移送される。なお、以下ではペットボトルを上記の通り搬送台車ＬＭと読み替える。

＜図５（ｃ）→（ｄ）＞
コントローラ５０は、第１列Ｌ１に属する１行目の搬送台車ＬＭ_１１と２行目の搬送台車ＬＭ_１２の位置を認識し、その結果から両者間の距離を求める。同様に、コントローラ５０は、第２列Ｌ２に属する１行目の搬送台車ＬＭ_２１と２行目の搬送台車ＬＭ_２２の距離、第３列Ｌ３に属する１行目の搬送台車ＬＭ_３１と２行目の搬送台車ＬＭ_３２の距離を以下の通り求める。
第１列Ｌ１ 搬送台車ＬＭ_１１と搬送台車ＬＭ_１２の距離：Ｙ_１２
第２列Ｌ２ 搬送台車ＬＭ_２１と搬送台車ＬＭ_２２の距離：Ｙ_２２
第３列Ｌ３ 搬送台車ＬＭ_３１と搬送台車ＬＭ_３２の距離：Ｙ_３２

コントローラ５０は、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１に２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２がＴ_４時間後に追いつくための搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２の走行速度を下記の通り求める。コントローラ５０は、Ｔ_４時間だけ搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２を下記の速度で走行するように制御する。Ｔ_４時間経過後には、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２が、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１に追いつくとともに、速度Ｖ_ｎ１で走行するよう制御する（図５（ｄ））。このとき、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３がグルーピング部３に移送されている。

第１列Ｌ１ 搬送台車ＬＭ_１２の走行速度：Ｖ_１２＝（Ｙ_１２＋Ｔ_４・Ｖ_ｎ１）／Ｔ_４
第２列Ｌ２ 搬送台車ＬＭ_２２の走行速度：Ｖ_２２＝（Ｙ_２２＋Ｔ_４・Ｖ_ｎ１）／Ｔ_４
第３列Ｌ３ 搬送台車ＬＭ_３２の走行速度：Ｖ_３２＝（Ｙ_３２＋Ｔ_４・Ｖ_ｎ１）／Ｔ_４

＜図５（ｄ）→（ｅ）＞
コントローラ５０は、第１列Ｌ１に属する２行目の搬送台車ＬＭ_１２と３行目の搬送台車ＬＭ_１３の位置を認識し、その結果から両者間の距離を求める。同様に、コントローラ５０は、第２列Ｌ２に属する２行目の搬送台車ＬＭ_２２と３行目の搬送台車ＬＭ_２３の距離、第３列Ｌ３に属する２行目の搬送台車ＬＭ_３２と３行目の搬送台車ＬＭ_３３の距離を求める。求められた距離を以下の通りとする。
第１列Ｌ１ 搬送台車ＬＭ_１２と搬送台車ＬＭ_１３の距離：Ｙ_１３
第２列Ｌ２ 搬送台車ＬＭ_２２と搬送台車ＬＭ_２３の距離：Ｙ_２３
第３列Ｌ３ 搬送台車ＬＭ_３２と搬送台車ＬＭ_３３の距離：Ｙ_３３

コントローラ５０は、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２に３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３がＴ_５時間後に追いつくための搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３の走行速度を下記の通り求める。コントローラ５０は、Ｔ_５時間だけ搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３を下記の速度で走行するように制御する。Ｔ_５時間経過後には、３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３が、２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２に追いつくとともに、速度Ｖ_ｎ１で走行するよう制御する（図５（ｅ））。このとき、４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４がグルーピング部３に移送されている。

第１列Ｌ１ 搬送台車ＬＭ_１３の走行速度：Ｖ_１３＝（Ｙ_１３＋Ｔ_５・Ｖ_ｎ１）／Ｔ_５
第２列Ｌ２ 搬送台車ＬＭ_２３の走行速度：Ｖ_２３＝（Ｙ_２３＋Ｔ_５・Ｖ_ｎ１）／Ｔ_５
第３列Ｌ３ 搬送台車ＬＭ_３３の走行速度：Ｖ_３３＝（Ｙ_３３＋Ｔ_５・Ｖ_ｎ１）／Ｔ_５

＜図５（ｅ）→（ｆ）→（ｇ）＞
以上と同様にして４行目の搬送台車ＬＭ_１４〜ＬＭ_３４が３行目の搬送台車ＬＭ_１３〜ＬＭ_３３に追いつくようにコントローラ５０は制御すると、第１列Ｌ１に属する１行目〜４行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_１４は相互の間隔が狭められる。第２列Ｌ２、第３列Ｌ３についても同様である（図５（ｆ））。ただし、同一行は整列がなされていないので、コントローラ５０は次のように処理する。

コントローラ５０は、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１から既知の地点Ｐ_４までの距離を求める。求められた距離を以下の通りとする。
第１列Ｌ１ 搬送台車ＬＭ_１１と地点Ｐ４の距離：Ｙ_１１
第２列Ｌ２ 搬送台車ＬＭ_２１と地点Ｐ４の距離：Ｙ_２１
第３列Ｌ３ 搬送台車ＬＭ_３１と地点Ｐ４の距離：Ｙ_３１

コントローラ５０は、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１がＴ_６時間後に地点Ｐ４に到達するものとして、搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１の走行速度を下記の通り求める。コントローラ５０は、Ｔ_６時間だけ搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１を下記の速度で走行するように制御する。コントローラ５０は、後続する２行目〜４行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３４も同様の速度で走行するように制御する。そうすると、Ｔ_６時間後には、行方向、列方向ともに整列されて、グルーピングが完了する（図５（ｇ））。以後は、第１形態と同様に、グルーピングされたペットボトルＰＢは収容部４に移送される。

第１列Ｌ１ 搬送台車ＬＭ_１１の走行速度：Ｖ_１１＝Ｙ_１１／Ｔ_６
第２列Ｌ２ 搬送台車ＬＭ_２１の走行速度：Ｖ_２１＝Ｙ_２１／Ｔ_６
第３列Ｌ３ 搬送台車ＬＭ_３１の走行速度：Ｖ_３１＝Ｙ_３１／Ｔ_６

この第２形態は、第１形態と同様の効果を奏するとともに、１行目となった搬送台車のみ、位置・速度を制御すればよいため、制御するゾーンを大きくできる。

以上の第１形態、第２形態より、図６に示すように、相前後して同一列を搬送されるペットボトルＰＢの間隔を列ごとに狭めながら、各列の同一行に属するペットボトルＰＢを行方向に沿って整列させる処理を本発明が実施できることは、当業者にとって自明である。この第３形態による処理は、図６に示すようにステップが少なくてすむ、つまり、行数・列数にかかわらず、迅速にグルーピンクを完了できる利点を有する。
また、図７に示すように、バーその他の整列手段Ｂにより、１行目のペットボトルＰＢ（搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１）を行方向に整列させた後にグルーピング部３上を走行させ、次いで２行目のペットボトルＰＢ（搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２）を行方向に整列させた後に、１行目の搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１に追いつくように２行目の搬送台車ＬＭ_１２〜ＬＭ_３２を走行させる、という処理を所定回数だけ繰り返してグルーピングすることもできる。この第４形態によれば、行方向に一体の搬送台車ＬＭを用いることができるので、搬送台車ＬＭの制御負荷が少なくてすむ。

さらに、図８に示すように、第１形態にしたがってペットボトルＰＢをグルーピングした後に、バーその他の整列手段Ｂを用いてグルーピングを完了させることもできる。この第５形態によれば、リニアモータによるグルーピングの精度が劣っていても、ペットボトルＰＢの整列状態か確保されたグルーピングを行うことができる。このことは、第５形態が低コストのリニアモータの使用を許容することを意味する。また、グルーピングの過程で１行目のペットボトルＰＢ（搬送台車ＬＭ_１１〜ＬＭ_３１）には２行目以降のペットボトルＰＢの圧力を受けるが、グルーピングされる物品以外の圧力を受けることはない。以上の通りであり、第５形態によれば、コストダウンを図りながら、かつペットボトルＰＢの変形を防止しつつグルーピングを行うことができる。なお、図８はグルーピングの前方にバーその他の整列手段Ｂを位置させているが、グルーピングの後方からペットボトルＰＢの走行速度よりも速い速度でバーその他の整列手段Ｂを走行させてもよい。また、第２〜第４形態に第５形態を適用することもできる。
さらにまた、本実施形態では、独立して走行速度を調整可能な搬送台車ＬＭを、リニアモータの構成要素としたが、本発明はこれに限定されない。モータで車輪を回転させて走行する自走式の搬送台車ＬＭを複数台設置して、各々を独立して制御できるようにしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択し、あるいは他の構成に適宜変更することが可能である。

１…段ボールケーサ
２…供給部
２０…コンベア装置、２０ａ〜２０ｆ…コンベア
３…グルーピング部
３０…コンベア装置、３０ａ〜３０ｆ…搬送路、３１ａ〜３１ｆ…二次側磁石群、ＬＭ,ＬＭ_１１〜ＬＭ_３４…搬送台車、５０…コントローラ
４…収容部、５…ケース搬送部、６…成形部、１１…シート取出部、１３…搬送路
ＰＢ…ペットボトル

Claims (6)

1. 複数の列に配列され、かつ搬送方向に連続して供給される物品を搬送する供給部と、
   前記供給部を搬送される前記物品が順次移送され、所定個数の前記物品の前記搬送方向の間隔を狭めるとともに、前記列と直交する方向である行方向に沿って前記各列の前記物品を整列させるグルーピング部と、
   少なくとも前記グルーピング部の動作を制御するコントローラと、を備え、
   前記グルーピング部は、
   一つの前記物品又は同一行に属する前記物品を整列した状態で載せて搬送する、独立して速度調整が可能な列方向に配列される複数の搬送台車と、
   前記搬送台車が走行する搬送路と、
   を備え、
   前記搬送台車と前記搬送路との間にリニアモータが構成され、
   前記コントローラは前記リニアモータの動作を制御することにより、前記搬送台車を作動させて、所定個数の前記物品の前記搬送方向の間隔を狭くするとともに、各列の前記物品を整列させることを特徴とする物品搬送装置。
2. 前記コントローラは、複数の前記搬送台車の速度を調整して、
   先行する同一行に属する前記物品を行方向に沿って各列の前記物品を整列させた後に所定速度で走行させ、
   後続の同一行に属する前記物品を行方向に沿って各列の前記物品を整列させた後に、前記所定速度よりも速い速度で、行方向に沿って整列された前記物品を走行させて、先行する前記物品との間隔を狭める請求項１に記載の物品搬送装置。
3. 前記コントローラは、複数の前記搬送台車の速度を調整して、
   相前後して同一列を搬送される前記物品の間隔を、列ごとに狭め、
   次いで、各列の同一行に属する前記物品を行方向に沿って整列させる請求項１に記載の物品搬送装置。
4. 前記コントローラは、複数の前記搬送台車の速度を調整して、
   相前後して同一列を搬送される前記物品の間隔を列ごとに狭めながら、各列の同一行に属する前記物品を行方向に沿って整列させる請求項１に記載の物品搬送装置。
5. 前記グルーピング部に移送された同一行に属する前記物品を、行方向に整列させた後に順次前記搬送台車で搬送し、
   前記コントローラは、複数の前記搬送台車の速度を調整して、
   相前後して同一列を搬送される前記物品の間隔を狭める請求項１に記載の物品搬送装置。
6. 前記グルーピング部でグルーピングされた前記物品を、行方向に整列させる整列手段を備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の物品搬送装置。

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