JP5569744B2 - 物品投入機構及び物品投入設備 - Google Patents

Description

本発明は、収容箱支持手段に支持された収容箱へ物品を箱詰めするために収容箱へ複数の物品を投入する物品投入機構及び物品投入設備に関する。

従来から、柑橘、馬鈴薯、玉ねぎ等の青果物（物品）を収容箱へ投入するとともに投入した物品の重量を計量器により計量することによって、収容箱へ一定重量の物品を箱詰めする自動計量箱詰装置及び自動計量箱詰方法が知られている。例えば、特許文献１〜５において、収容箱を傾動させた状態で青果物等の物品を箱詰めする旨について記載されている。

特許文献１には、大小２種類の空箱用の空箱搬送ラインを上下２段に２本設け、上段の空箱搬送ライン上の空箱を仮受傾斜落下板によりＶ形受台へ落下させることにより、大小２種類の空箱に対応して箱詰できる旨が記載されている。また、特許文献２には、進退自在のベロシュート上で物品を滑動させて収容箱内へ案内することにより、緩やかな物品の投入が得られ、物品の損傷を容易に防止できる旨が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載する二段切替箱詰装置の場合、青果物の投入部においては、大小２種類の収容箱に対応するように構成されておらず、例えば、収容箱が小さすぎる場合には、投入しようとする青果物が収容箱の外に落下する。一方で、収容箱が大きすぎる場合には、投入するコンベヤに収容箱が干渉する。また、特許文献２に記載する物品投入装置の場合、ベロシュートにより物品を案内して収容箱に投入するが、そのベロシュートが変形するため、収容箱内の所望の位置へ物品を投入することができず、物品の投入作業を安定して行うことができない。

特許第２９８０１２０号公報 特開平１０−１２２６号公報 特許第３５１９７８４号公報 特開昭６２−２７１８１３号公報 特開２００２−２８４３５６号公報

そこで、本発明者は、このような課題の原因を究明してこのような課題を解決するべく、鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったのである。

すなわち、本発明は、収容箱が小さくとも投入しようとする物品が収容箱の外に落下することなく、収容箱が大きくとも投入するコンベヤに収容箱が干渉することなく、収容箱の寸法の変化に対応できるとともに、安定した物品の投入作業を行うことのできる物品投入機構及び物品投入設備を提供することを目的とする。

本発明の物品投入機構は、収容箱支持手段に支持された収容箱へ物品を箱詰めするために該収容箱へ複数の物品を投入する物品投入機構であり、前記収容箱支持手段に支持された収容箱へ向かって前記物品を搬送するコンベヤと、前記コンベヤの搬出部に接近又は離隔する可動案内部材と、前記可動案内部材を前記搬出部に接近又は離隔させる駆動手段と、を備え、前記可動案内部材を前記搬出部へ接近させた時に、前記コンベヤにより搬送された前記物品を該可動案内部材が前記収容箱まで案内し、前記搬出部から離隔した可動案内部材が前記コンベヤの下方に位置することを特徴とする。

また、本発明の物品投入機構は、前記物品投入機構において、前記可動案内部材が斜め下方から前記搬出部に接近することを特徴とする。

また、本発明の物品投入機構は、前記物品投入機構において、前記物品を案内する可動案内部材の案内面が、案内方向先端部が下方に傾斜することを特徴とする。

また、本発明の物品投入機構は、前記物品投入機構において、前記物品を案内する可動案内部材の案内面の傾斜角度を調節する角度調節手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の物品投入機構は、前記物品投入機構において、前記可動案内部材を前記搬出部へ接近させた時に、前記物品を前記コンベヤから該可動案内部材まで案内する中間案内部材を備えたことを特徴とする。

本発明の物品投入設備は、収容箱支持手段に支持された収容箱へ物品を箱詰めするために該収容箱へ複数の物品を投入する物品投入設備であり、前記物品投入機構と、前記収容箱支持手段と、前記収容箱支持手段を一定の傾斜角度へ傾動させる傾動手段と、を備え、前記収容箱支持手段を一定の傾斜角度へ傾動させ、前記可動案内部材を前記搬出部へ接近させた時に、前記コンベヤにより搬送された前記物品を該可動案内部材が前記収容箱まで案内することを特徴とする。

また、本発明の物品投入設備は、前記物品投入設備において、前記収容箱内の物品の重量を計量する計量器を備えたことを特徴とする。

本発明の物品投入機構及び物品投入設備によれば、収容箱が小さくとも可動案内部材を搬出部に接近させることにより投入しようとする物品が収容箱の外に落下することなく、収容箱が大きくとも可動案内部材を搬出部から離隔することにより投入するコンベヤに収容箱が干渉することなく、収容箱の寸法の変化に対応して物品を収容箱に投入することができる。また、可動案内部材の形状が変形しないため、収容箱内の所望の位置へ物品を投入することができ、物品の投入作業を安定して行うことができる。

本発明の物品投入機構及び物品投入設備を示す正面図である。 図１の物品投入機構及び物品投入設備を示す平面図である。 図１の物品投入機構及び物品投入設備を配置した選果場レイアウト図である。 図１の物品投入機構を示す図であり、同図（ａ）は拡大正面図であり、同図（ｂ）は拡大側面図である。 図１の物品投入機構に係る角度調節手段を示す拡大正面図である。 図１の物品投入機構及び物品投入設備の使用状態を示す正面図である。 図１の物品投入機構の他の実施形態を示す図であり、同図（ａ）は拡大正面断面図であり、同図（ｂ）は拡大平面図である。

次に、本発明に係る物品投入機構及び物品投入設備について、図面に基づいて詳しく説明する。図１〜図３において、符号１０は本発明の物品投入機構を示し、符号４０は本発明の物品投入設備を示す。

本発明の物品投入機構１０は、収容箱支持手段１２に支持された収容箱１４へ青果物（物品）１６を箱詰めするために収容箱１４へ複数の青果物１６を投入する機構であり、収容箱支持手段１２に支持された収容箱１４へ向かって青果物１６を搬送するコンベヤ１８と、コンベヤ１８の搬出部２２に接近又は離隔する可動案内部材２４と、可動案内部材２４を搬出部２２に接近又は離隔させるシリンダ（駆動手段）２６と、可動案内部材２４を搬出部２２へ接近させた時に、青果物１６をコンベヤ１８から可動案内部材２４まで案内する中間案内部材３２と、青果物１６を案内する可動案内部材２４の案内面２８の傾斜角度を調節する角度調節手段５０と、を備え、可動案内部材２４を搬出部２２へ接近させた時に、コンベヤ１８により搬送された青果物１６を可動案内部材２４が収容箱１４まで案内する機構である。本発明の物品投入設備４０は、物品投入機構１０を含む設備であり、物品投入機構１０と、収容箱支持手段１２と、収容箱支持手段１２を一定の傾斜角度へ傾動させる傾動手段４２と、収容箱１４内の青果物１６の重量を計量する計量器１００と、を備えた設備である。

収容箱支持手段１２は、収容箱１４を載置する載置面６０と、載置面６０に垂直な側壁面６２と、載置面６０及び側壁面６２の回転運動の回転軸６４とを備え、回転軸６４周りに回転して傾動させられる時に、収容箱１４が、載置面６０に沿って摺動した後に側壁面６２によって止められて、収容箱１４が側壁面６２に密着する状態で位置決めされるように構成されている。収容箱支持手段１２を傾動させる傾動手段４２は、基台１０２上に固定された計量器１００の一端にシリンダ１０４の上端を自由回転可能にピン結合し、計量器１００の他端及びシリンダ１０４のピストン１０６に、収容箱支持手段１２を自由回転可能にピン結合することにより構成されている。収容箱支持手段１２の載置面６０の傾斜角度は、シリンダ１０４を作動させることにより、０°〜４５°の範囲で調節できる。

コンベヤ１８は、図２に示すように、供給コンベヤ６６から供給される青果物１６を搬出部２２までＸ軸正方向に搬送するように構成されている。コンベヤ１８の態様は、物品をローラーコンベヤ上で移動させる態様、物品を無端回動チェーンに保持された載置台に載置して移動させる態様、物品を無端回動ベルト上に載置して移動させる態様等、特に限定されない。コンベヤ１８の搬出部２２には、図示しない駆動手段により平面視において回動され、青果物１６を収容箱１４に投入しない時には青果物１６を搬出部２２に止めるブラシ９０が設けられている。

なお、供給コンベヤ６６と平面視平行に他の供給コンベヤ６８が設けられている。供給コンベヤ６８は、コンベヤ２０を介して収容箱１４へ青果物１６を大量に投入するためのコンベヤであるのに対して、供給コンベヤ６６は、コンベヤ１８を介して収容箱１４内の青果物１６の重量が一定重量に達するまで、青果物１６を収容箱１４に投入するためのコンベヤである。供給コンベヤ６６の搬送面９２は供給コンベヤ６８の搬送面９４よりも低く構成されるとともに、搬送面９２と搬送面９４との間には段差があるのみで仕切り手段がなく、搬送面９４上の青果物１６が搬送面９２へ転動し移動できる。

可動案内部材２４は、搬出部２２から離隔した時にコンベヤ１８の下方に位置し、シリンダ２６によって斜め下方から搬出部２２に接近するように構成されている。また、青果物１６を案内する案内面２８は、案内方向先端部３０が下方に傾斜する平面であり、青果物１６が転動して収容箱１４内に投入されるように構成されている。なお、図１においては、案内面２８の水平面に対する傾斜角度は２５°である。可動案内部材２４の材質は、変形しない部材であれば、金属又は樹脂等、特に限定されない。また、可動案内部材２４の周囲をフッ素系のスポンジ等の弾性部材で覆ってもよい。また、可動案内部材２４及び中間案内部材３２は、図４に示すように、コの字形断面を有し、可動案内部材２４を搬出部２２へ接近させた時には、可動案内部材２４が中間案内部材３２を覆いながら中間案内部材３２に重なるように構成されている。

角度調節手段５０は、図５に示すように、シリンダ２６に固定された取付具７２と、取付具７２に設けられピストン運動方向に平行な２個の長孔７４及び７６と、支柱７０に設けられた円孔７８と、支柱７０に設けられ円孔７８の中心まわりの回転方向に延びる長孔８０と、から構成されている。長孔７４を円孔７８へボルト８２によって固定し、長孔７６を長孔８０へボルト８４によって固定することにより、シリンダ２６を支柱に固定する。ボルト８２及び８４を緩めて、シリンダ２６を支柱７０に対して円孔７８の中心まわりに角度Δθの範囲で回転させることにより、可動案内部材２４の案内面２８の傾斜角度θを調節することができる。これにより、青果物１６の収容箱１４への投入角度及び投入速度を微調節することができる。なお、案内面２８の傾斜角度θを変えることにより、可動案内部材２４を搬出部２２へ接近させた時における可動案内部材２４と中間案内部材３２との位置関係が変わるが、シリンダ２６を距離ΔＬの範囲でピストン運動方向に移動させることにより、その位置関係を、可動案内部材２４と中間案内部材３２とが干渉しないように調節できる。すなわち、シリンダ２６の位置をピストン運動方向で調節できることによって、可動案内部材２４と中間案内部材３２との干渉を防止しつつ、可動案内部材２４の案内面２８の傾斜角度θを調節することが可能となる。

また、中間案内部材３２を着脱可能にコンベヤ１８の搬出部２２に固定し、異なる傾斜角度の案内面３４を有する中間案内部材３２と交換可能とすることにより、又は、中間案内部材３２の角度調節可能とすることにより、案内面３４の傾斜角度が調節可能な構成としてもよい。案内面３４の傾斜角度が調節可能な構成とすることにより、又は、上記角度調節手段５０により、可動案内部材２４を搬出部２２へ接近させた時における可動案内部材２４の案内面２８と中間案内部材３２の案内面３４との角度を調節できる。例えば、案内面２８と案内面３４との角度を、図４（ａ）に示すように同一にすることができる。また、案内面２８の傾斜角度を案内面３４の傾斜角度よりも大きくすることも小さくすることもできる。案内面２８と案内面３４との角度を調節することによっても、青果物１６の収容箱１４への投入角度及び投入速度を微調節することができる。

このような構成の物品投入機構１０及び物品投入設備４０の作用について、以下に説明する。なお、物品投入機構１０及び物品投入設備４０は、図２及び図３に示すように、選果場において、複数台配設されて使用される。以下においては、青果物１６であるみかんが、この選果場で箱詰めされる場合について、その作用を説明する。また、以下に示す搬送、移転、移動、傾動、離隔又は接近は、制御手段により自動的に行われる。

図３に示すように、箱詰めを行う青果物１６は、まず、原料供給ライン１１０から前処理ライン１１２へ搬送される。前処理ライン１１２においては、小玉抜機、人手による一次選定部、洗浄機、ワックス機、乾燥機及び人手による二次選定部において前処理がなされる。前処理が行われた青果物１６は、２８本の搬送コンベヤ１１４に振り分けられＸ軸正方向に搬送される。２８本の搬送コンベヤ１１４は、全てが使用されるとは限らず、１部のみが使用されてもよい。また、搬送コンベヤ１１４の態様は、小片支持式搬送コンベヤの態様の他、青果物１６をローラーコンベヤ上で移動させる態様、青果物１６を無端回動チェーンに保持された載置台に載置して移動させる態様、青果物１６を直接無端回動ベルト上に載置して移動させる態様等、特に限定されない。

搬送コンベヤ１１４によってＸ軸正方向に搬送された青果物１６は、搬送コンベヤ１１４に対して直角方向に延びる搬送コンベヤ１１６に移転され、搬送コンベヤ１１６によってＹ軸正方向に搬送される。搬送コンベヤ１１６の態様は、小片支持式搬送コンベヤの態様の他、青果物１６をローラーコンベヤ上で移動させる態様、青果物１６を無端回動チェーンに保持された載置台に載置して移動させる態様、青果物１６を直接無端回動ベルト上に載置して移動させる態様等、特に限定されない。

搬送コンベヤ１１６には供給コンベヤ６６及び６８が連続し、搬送コンベヤ１１６によって搬送された青果物１６は、連続して、図２に示すように、コンベヤ６６及び６８上をＹ軸正方向に搬送される。コンベヤ６８上の青果物１６は、コンベヤ６８と直角方向に延びるコンベヤ２０に移転されてコンベヤ２０によってＸ軸正方向に搬送され、コンベヤ６６上の青果物１６は、コンベヤ６６と直角方向に延びるコンベヤ１８に移転されてコンベヤ１８によってＸ軸正方向に搬送される。

コンベヤ２０によってＸ軸正方向に搬送された青果物１６は、第一投入部Ａにおいて、収容箱１４に大量に投入される。この時、収容箱１４は、図示しない傾動手段によって傾斜させられる。第一投入部Ａにおいて青果物１６が投入された収容箱１４は、図示しない押圧部材等の移動手段によってＹ軸正方向に第二投入部Ｂまで移動させられる。第一投入部Ａから第二投入部Ｂへ移動する収容箱１４は、水平な状態であっても傾斜させられていてもよい。なお、第一投入部Ａへの空の収容箱１４の搬入は、図２に示す収容箱搬入部Ｃから、図示しない移動手段によって行われ、収容箱搬入部Ｃへの空の収容箱１４の搬入は、収容箱搬入部Ｄから、図示しない移動手段によって行われ、収容箱搬入部Ｄへの空の収容箱１４の搬入は、図３に示す空箱ライン１１８から、図示しない移動手段によって行われる。すなわち、収容箱１４は、空箱ライン１１８から供給されて、収容箱搬入部Ｄ、収容箱搬入部Ｃ、第一投入部Ａ、第二投入部Ｂの順に移動させられていく。なお、少なくとも第一投入部Ａ及び第二投入部Ｂにおいては、収容箱１４の蓋部１５は開いている。

第二投入部Ｂにおいては、図１に示すように、収容箱支持手段１２の載置面６０及び収容箱１４が傾動手段４２によって４５°に傾斜させられた状態で、第一投入部Ａから移動させられた収容箱１４に、コンベヤ１８から青果物１６が投入される。第二投入部Ｂにおいては、計量器１００により投入した青果物１６の重量を計量することにより、青果物１６が一定重量になるまで収容箱１４に投入される。

収容箱１４が、図１に示す寸法の小さい小箱である場合、シリンダ２６により可動案内部材２４を搬出部２２に接近させて中間案内部材３２に重ね合わせた状態で、青果物１６が収容箱１４の蓋部１５に投入される。なお、小箱とは、例えば青果物１６を５ｋｇまで箱詰めするためのダンボール箱である。可動案内部材２４を搬出部２２に接近させた状態であれば、コンベヤ１８から中間案内部材３２及び可動案内部材２４を介して青果物１６が収容箱１４に投入され、青果物１６が収容箱１４の外へ落下することはない。すなわち、収容箱１４が小箱である場合に、仮に可動案内部材２４が中間案内部材３２に重ね合わされていなければ、中間案内部材３２の案内方向先端部３６が収容箱１４の蓋部１５の開口部１７上方の外側に位置するため、青果物１６が中間案内部材３２から収容箱１４の蓋部１５の外へ落下するが、可動案内部材２４を中間案内部材３２に重ね合わせて青果物１６の案内面を延長することにより、可動案内部材２４の案内方向先端部３０が収容箱１４の蓋部１５の開口部１７上方の内側に位置するため、青果物１６が中間案内部材３２から蓋部１５の外へ落下するのを防止できる。なお、複数の小箱の収容箱１４に連続して青果物１６を投入する場合、可動案内部材２４を搬出部２２に接近させた状態で維持しても、各収容箱１４へ投入する毎に可動案内部材２４を搬出部２２に接近させてもよい。

一方、収容箱１４が図６に示す寸法の大きな大箱である場合、可動案内部材２４がコンベヤ１８の下方に位置するように、シリンダ２６により可動案内部材２４を搬出部２２から離隔させる。なお、大箱とは、例えば青果物１６を１０ｋｇまで箱詰めするためのダンボール箱である。収容箱１４が大箱である場合、可動案内部材２４を搬出部２２から離隔しても、図６に示すように、中間案内部材３２の案内方向先端部３６が収容箱１４の蓋部１５の開口部１７上方の内側に位置するため、青果物１６が中間案内部材３２から収容箱１４の蓋部１５の外へ落下することなく、青果物１６が収容箱１４に投入される。収容箱１４が大箱である場合、可動案内部材２４がコンベヤ１８の下方に位置するため、収容箱１４が可動案内部材２４に干渉することはない。なお、複数の大箱の収容箱１４に連続して青果物１６を投入する場合、可動案内部材２４を搬出部２２から離隔させた状態で維持するのが好ましい。

第二投入部Ｂにおいて青果物１６が一定重量になるまで投入された収容箱（実箱）１４は、図３に示す実箱搬出部Ｅ及びＦへ移動させられた後、図１に示す実箱ライン１２０へ移転され、後工程の図示しない自動封函機へ搬送される。

このような物品投入機構１０及び物品投入設備４０によれば、収容箱１４が小箱である場合には可動案内部材２４を搬出部２２に接近させ、収容箱１４が大箱である場合には可動案内部材２４を搬出部２２から離隔することにより、収容箱１４の寸法の変化に対応して青果物１６を収容箱１４に投入することができる。また、可動案内部材２４の材質は、変形しない部材であるため、収容箱１４内の所望の位置へ青果物１６を投入することができ、青果物１６の投入作業を安定して行うことができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はその他の態様でも実施できる。例えば、図７に示す物品投入機構１０であってもよい。図７に示す物品投入機構１０においては、中間案内部材３２の２個の側壁３５間の幅が案内方向先端部３６へいくに従って狭く構成されている。また、中間案内部材３２の２個の側壁３５が可動案内部材２４の案内方向先端部３０に向かって突出している。このため、図７（ｂ）のＸＹ面視における青果物１６の投入方向が主として中間案内部材３２によって規制され、可動案内部材２４を搬出部２２へ接近させた場合及び離隔させた場合において、図７（ｂ）のＸＹ面視における青果物１６の投入方向が、略一定となる。すなわち、可動案内部材２４を搬出部２２へ接近させることにより、可動案内部材２４を搬出部２２から離隔させた場合に対して図７（ｂ）のＸＹ面視における青果物１６の投入方向が変わるのを防止できる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明は図示したものに限定されない。例えば、第二投入部Ｂにおいて物品投入機構１０及び物品投入設備４０を使用する場合について説明したが、第一投入部Ａにおいて物品投入機構１０及び物品投入設備４０を使用してもよい。また、可動案内部材は、搬出部から離隔した時にコンベヤの下方に位置し、シリンダによって斜め下方から搬出部に接近するとともに、コンベヤの下方と搬出部との間の中間部で停止できるように構成してもよい。さらに、可動案内部材を搬出部に接近又は離隔させる駆動手段は、シリンダに限定されず螺子機構又はリンク機構によって可動案内部材を移動させるモーターであってもよい。また、可動案内部材をシリンダのピストンに対して案内面と平行な方向に移動させて位置を調節できるように構成してもよい。その他、本発明の技術的範囲には、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様も含まれる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、いずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。

本発明の物品投入機構及び物品投入設備によれば、収容箱の寸法の変化に対応して物品を収容箱に投入することができるとともに、物品の投入作業を安定して行うことができる。このため、物品の箱詰めのために広く利用できる。

１０：物品投入機構
１２：収容箱支持手段
１４：収容箱
１６：青果物（物品）
１８、２０：コンベヤ
２２：搬出部
２４：可動案内部材
２６：シリンダ（駆動手段）
２８：案内面
３０：案内方向先端部
３２：中間案内部材
３４：案内面
４０：物品投入設備
４２：傾動手段
６０：載置面
６２：側壁面
６４：回転軸
６６、６８：供給コンベヤ
７０：支柱
７２：取付具
１００：計量器
Ａ：第一投入部
Ｂ：第二投入部

Claims (7)

1. 収容箱支持手段に支持された収容箱へ物品を箱詰めするために該収容箱へ複数の物品を投入する物品投入機構であり、
   前記収容箱支持手段に支持された収容箱へ向かって前記物品を搬送するコンベヤと、
   前記コンベヤの搬出部に接近又は離隔する可動案内部材と、
   前記可動案内部材を前記搬出部に接近又は離隔させる駆動手段と、を備え、
   前記可動案内部材を前記搬出部へ接近させた時に、前記コンベヤにより搬送された前記物品を該可動案内部材が前記収容箱まで案内し、
   前記搬出部から離隔した可動案内部材が前記コンベヤの下方に位置する物品投入機構。
2. 前記可動案内部材が斜め下方から前記搬出部に接近する請求項１に記載する物品投入機構。
3. 前記物品を案内する可動案内部材が、案内方向先端部が下方に傾斜する案内面を有する請求項１又は請求項２のいずれかに記載する物品投入機構。
4. 前記物品を案内する可動案内部材の案内面の傾斜角度を調節する角度調節手段を備えた請求項３に記載する物品投入機構。
5. 前記可動案内部材を前記搬出部へ接近させた時に、前記物品を前記コンベヤから該可動案内部材まで案内する中間案内部材を備えた請求項１〜請求項４のいずれかに記載する物品投入機構。
6. 収容箱支持手段に支持された収容箱へ物品を箱詰めするために該収容箱へ複数の物品を投入する物品投入設備であり、
   前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載する物品投入機構と、
   前記収容箱支持手段と、
   前記収容箱支持手段を一定の傾斜角度へ傾動させる傾動手段と、を備え、
   前記収容箱支持手段を一定の傾斜角度へ傾動させ、前記可動案内部材を前記搬出部へ接近させた時に、前記コンベヤにより搬送された前記物品を該可動案内部材が前記収容箱まで案内する物品投入設備。
7. 前記収容箱内の物品の重量を計量する計量器を備えた請求項６に記載する物品投入設備。

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