JP5763301B2 - 物品整列装置 - Google Patents

Description

本発明は物品整列装置に関する。

物品整列装置として、特許文献１〜３に記載のものがある。
特許文献１に記載の物品整列装置は、キャップを整列ワークとする物品整列装置であって、ワーク収容部に鉛直方向に向けて突設された回転軸を中心に回転駆動される円板状のセンターホイールの外周部側に内部側に比べて高さが低い段差部を設けるとともに、前記センターホイールの段上部の外側に前記センターホイールの段上部に載っている前記ワークの移動をガイドする略円弧状のワークガイド部材を配設し、このワークガイド部材の終端部に前記センターホイールとの間の間隔を徐々に大きくする傾斜状のワーク落下ガイド部を設け、前記センターホイールの段上部のワークが前記ワーク落下ガイド部と前記センターホイールとの間の隙間を通り、前記センターホイールの段下部側に落下する際に横向きのワークの姿勢を縦向きに揃えるものである。

特許文献２に記載の物品整列装置は、電子部品を整列部品とするボウル振動式の物品整列装置であって、ボウル２１の径外方へ向かって下向き傾斜の広幅トラック５４とその周壁５３に形成した単層・単列化部５１に続いて、周壁５３に整合する外周側壁６３の下端からボウル２１の径内方へ向かって下向き傾斜で部品Ｑの幅より広く、広幅長さより狭い幅の帯状の選別移送路６４と、その傾斜の下端に上端面がトラック５４と同一傾斜で外周側壁６３の下端より高い位置にある内周側壁６５とを設けて一次選別部６１とし、長さ方向を移送方向に向けた部品Ｑは選別移送路６４によって移送し、幅方向を移送方向に向けた部品Ｑ’は内周側の端部を内周側壁６５上に乗せる姿勢として選別する。二次選別部７に続く三次選別部８１で外周側壁８３の下端より低くした低内周側壁８５の上端部から部品Ｑ’をずり落とさせて排除し、部品の移送の向きを選別して整列するものである。

特許文献３に記載の物品整列装置は、キャップを整列物品とする物品整列装置であって、複数の固定床の各個の床面を互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように配置し、複数の移動床の各個を各固定床に対し搬送方向の側傍に隣接配置するとともに、各移動床を同時にそれらの床面が隣接する固定床の床面に対する上位と下位に位置付ける昇降動作を繰り返し、上位に位置付けされた各移動床の床面を互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように配置し、各固定床の床面を搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように傾斜させるとともに、各移動床の床面も搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように傾斜させてなるものである。

特開2002-179004 特開2001-26317 特開2008-150143

特許文献１に記載の物品整列装置は、円板状のセンターホイールの外周部で、物品を整列させる方法であるが、扱い可能な物品サイズに制約があり（段下部より大きな物品を扱うことは困難で、センターホイールや掻上環板など大規模な型替えが必要）、処理能力に対して装置サイズが大きく、また、物品を高速で動かすため物品にキズが付き易いという問題点がある。

特許文献２に記載の物品整列装置は、ボウル振動式の物品整列装置であるが、扱い可能な物品サイズに制約があり（台形溝や移送路より大きな物品を扱うことは困難で、ボウル全体の交換といった大規模な型替えが必要）、たまたま目標向きとなった物品のみを排出するため処理能力に対して装置サイズが大きく、また、物品を振動にて搬送するため、物品にキズが付き易く処理速度も遅いという問題点がある。

特許文献３に記載の物品整列装置は、小物品〜大物品の多様なサイズの物品に対応できるが、複数の移動床や固定床にまたがるような大きな物品を搬送したり、物品の重心の側の天面を下向きとするために、移動床や固定床を下り勾配の配置とする必要があり、装置の設置面に制約が生じている。仮に、下り勾配の配置だけでなく水平配置や上り勾配の配置も可能として装置の設置の自由度を高めるため、なおかつ大型物品に対応できるようにするため、移動床や固定床の物品搬送方向に沿う床面長さを大型物品に合せて充分大きくすると、小型物品を扱う際には移動床の床面上の先後に物品が並ぶこととなり、先行物品に及ぶ後続物品の作用力により、移動床の上昇時に、先行物品の重心の側の天面を下向きとするような整列は困難となる。

本発明の課題は、重心に偏りのあるキャップ等の物品を搬送しつつ整列させる物品整列装置において、多様な形状の物品であって、しかも小物品〜大物品の多様なサイズの物品に対応でき、複数の固定床と移動床を互いに上り勾配、下り勾配、水平のいずれにも配置でき、占有面積あたりの整列能力（生産性）を高く、物品をキズつけることなく整列することにある。

請求項１に係る発明は、重心に偏りのある物品を搬送しつつ整列させる物品整列装置であって、複数の固定床と移動床をそれらの床長さ方向に概直交する方向である物品搬送方向に沿って交互に配置するとともに、各固定床と各移動床が物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように傾斜した下り勾配床面を備え、各移動床を同時にそれらの床面が隣接する固定床の床面に対する上位と下位に位置付ける昇降動作を繰り返し、少なくとも一部の移動床が、その床長さ方向に概直交する物品搬送方向の上流側から下流側に物品を搬送可能にし、上記下り勾配床面に対する物品搬送方向の上流側に、物品搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように傾斜した上り勾配床面をその物品搬送方向に垂直な方向の全幅にわたって備えてなるようにしたものである。

本明細書における「下流」とは、物品が進行していく方向を示し、高さ方向の下位位置を示すものではない。また、「上流」についても同様に、物品が進行していく方向と逆方向を示すものであり、高さ方向の上位位置を示すものではない。従って、「下流側」という表現においても、高さ方向としては、ある基準に対して下位位置に限定されるものではない。「上流側」についても同様である。

本発明は、少なくとも一部の移動床が、上記下り勾配床面に対する物品搬送方向の上流側に、物品搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように傾斜した上り勾配床面を備える。これにより、重心に偏りのあるキャップ等の物品を搬送しつつ整列させる物品整列装置において、多様な形状のしかも小物品〜大物品の多様なサイズの物品に対応でき、複数の固定床と移動床を互いに上り勾配、下り勾配、水平のいずれにも配置でき、占有面積あたりの整列能力（生産性）を高く、物品をキズつけることなく整列することができる。

図１は物品整列装置による大物品整列時における移動床の上昇状態を示す模式図である。 図２は物品整列装置による大物品整列時における移動床の下降状態を示す模式図である。 図３は物品整列装置による小物品整列時における移動床の上昇状態を示す模式図である。 図４は物品整列装置による小物品整列時における移動床の下降状態を示す模式図である。 図５は物品整列装置の昇降駆動機構を示す模式図である。 図６は物品整列装置の固定床と移動床の上り勾配配置を示す模式図である。 図７は物品整列装置の固定床と移動床の下り勾配配置を示す模式図である。 図８は物品整列装置の固定床と移動床の水平配置を示す模式図である。 図９は移動床の上り勾配床面と物品の関係を示す模式図である。 図１０は大物品と小物品の定義を示す模式図である。 図１１は物品整列装置による大物品の整列処理過程を示す模式図である。 図１２は物品整列装置による大物品の整列処理過程を示す模式図である。 図１３は物品整列装置による大物品の整列処理過程を示す模式図である。 図１４は物品整列装置による小物品の整列処理過程を示す模式図である。 図１５は物品整列装置による小物品の整列処理過程を示す模式図である。 図１６は物品整列装置に排出コンベアを接続した一例を示す模式図である。 図１７は円形キャップを示す模式図である。 図１８は楕円形キャップを示す模式図である。 図１９は四角形キャップを示す模式図である。 図２０は従来の物品整列装置による小物品の整列処理過程を示す模式図である。

物品整列装置１０は、重心に偏りのある物品１を搬送しつつ整列させるものであり、例えばキャップ１を、その重心が位置する側の天面を下向きに整列して送り出し可能にする。図１７〜図１９は、物品整列装置１０が好適に整列処理する各種キャップを示す。図１７は円形キャップ、図１８は楕円形キャップ、図１９は四角形キャップを示す。尚、本発明によって整列処理できる物品１はキャップに限定されない。

物品整列装置１０は、図１〜図４に示す如く、架台１１の一端側から他端側に向かう方向を物品１（本実施例ではキャップとする）の物品搬送方向とし、その一端側に入口シュート１２を設け、入口シュート１２の裏面に搬送力を高めるため、バイブレータ（不図示）を装備しても良い。入口シュート１２への物品１の供給は、物品１を貯めたホッパー下部からでも良いし、ベルトコンベアでも良い。また、入口シュート１２がベルトコンベアであっても良い。

物品整列装置１０は、架台１１に設けた支持部材に複数の固定床２０を支持する。また、物品整列装置１０は、架台１１に支持した昇降駆動装置１３（図５）に、複数の通常移動床３０と面取移動床４０を担持する。物品整列装置１０は、複数の通常移動床３０と面取移動床４０の各個を各固定床２０に対して搬送方向の側傍（本実施例では上流側の側傍）に隣接配置する。固定床２０と移動床３０、４０は一定の間隔を介して搬送方向に沿って交互に配置されるものになる。尚、固定床２０と移動床３０、４０を床長さ方向の両側から挟む架台１１の両側には側板１４が備え付けられ、物品１の落下を防止している（図１〜図４では片側のみ表示）。

物品整列装置１０において、固定床２０は、図５に示す如く、それ自体で、搬送方向の下流側に向けて下り勾配（水平に対する傾斜角度η1）をなすように傾斜した下り勾配床面２１を備える。各固定床２０にバイブレータを装備し、搬送力を高めても良い。また、移動床３０、４０は、図５に示す如く、それ自体で、搬送方向の下流側に向けて下り勾配（水平に対する傾斜角度η2、η3）をなすように傾斜した下り勾配床面３１、４１を備える。尚、図５は移動床３０、４０の昇降動作中で上昇途中の状態、又は下降途中の状態を示している。

物品整列装置１０は、複数の移動床３０、４０のうちの少なくも一部、例えば１個又は全部の移動床を、当該移動床が備える下り勾配床面４１に対する搬送方向の上流側に、搬送方向の下流側に向けて上り勾配（水平に対する傾斜角度γ）をなすように傾斜した上り勾配床面４０Ａを備えた面取移動床４０とする。

物品整列装置１０は、図６に示す如く、複数の固定床２０の各個の下り勾配床面２１を互いに搬送方向の下流側に向けて上り勾配（水平に対する配置角度θ1）をなすように配置するとともに、複数の移動床３０、４０の各個の下り勾配床面３１、４１を互いに搬送方向の下流側に向けて上り勾配（水平に対する配置角度θ2）をなすように配置している。

物品整列装置１０は、昇降駆動装置１３により各移動床３０、４０の昇降動作を繰り返す。即ち、各移動床３０、４０をそれらの下り勾配床面３１、４１が隣接する各固定床２０の下り勾配床面２１に対する上位（図１、図３）と下位（図２、図４）に位置付ける昇降動作を繰り返す。昇降駆動装置１３は、昇降速度や昇降ストロークを変更制御できる電動シリンダを用いることができる。昇降駆動装置１３は、電動モータの回転を直線往復運動に変換する機構、又は空圧シリンダ等でも良い。尚、図６のＳは移動床３０の昇降ストロークを示す。

以下、物品整列装置１０の各部の構造について詳述する。
（通常移動床３０と面取移動床４０の上昇動作）
通常移動床３０の床面３１の最下部が、その下流の固定床２０の床面２１の最上部を越えるところまで上昇する。

面取移動床４０の床面４１の最下部が、その下流の固定床２０の床面２１の最上部を越えるところまで上昇する。

通常移動床３０と面取移動床４０はこれ以上に上昇しても良いが、処理能力の点からは、整列移動床４０の最上昇位置を、整列移動床４０の床面４１の最下部が、その下流の固定床２０の床面２１の最上部を越えた位置とするのが好ましい。上昇位置において一時停止すると、通常移動床３０から下流の固定床２０へと、面取移動床４０から下流の固定床２０へと物品１が確実に送られる。物品１に応じて、一時停止時間は、無しとすることができる。この場合は搬送速度が向上する。物品１によっては、適切に調整された停止時間を設けることもある。

（通常移動床３０と面取移動床４０の下降動作）
通常移動床３０の床面３１の最上部が、その上流の固定床２０の床面２１の最下部を越えるところまで下降する。

面取移動床４０の床面４１の最上部が、その上流の固定床２０の床面２１の最下部を越えるところまで下降する。

通常移動床３０と面取移動床４０はこれ以上に下降しても良いが、処理能力の点から、整列移動床４０の最下降位置は、整列移動床４０の床面４１の最上部が、その上流の固定床２０の床面２１の最下部に達したところとするのが好ましい。最下降位置において一時停止すると、通常移動床３０へと上流の固定床２０から、面取移動床４０へと上流の固定床２０から物品１が確実に送られる。物品１の挙動に応じて、一時停止時間は、無しとすることもあれば、適切に調整された停止時間を設けることもある。

面取移動床４０の下り勾配床面４１の最下部を各通常移動床３０の下り勾配床面３１の最下部を結ぶ直線と概ね一致させると良い。移動床３０、４０の下り勾配床面３１、４１の最上部と最下部は、移動床３０、４０の下り勾配床面３１、４１上の物品１が下流側の固定床２０の下り勾配床面２１上へ移動するように、また上流の固定床２０の下り勾配床面２１上の物品１が下流側の移動床３０、４０の下り勾配床面３１、４１上へ移動するように、適宜調整される。

物品整列装置１０において、固定床２０、通常移動床３０、面取移動床４０の各床面２１、３１、４０Ａ、４１の床面幅の好適値は以下の通りである（図５、図９）。尚、物品最小幅ｗとは物品１を天面の側から見た面の最小寸法をいい、物品高さｈとは物品１における天面に直交する縦長方向の全長をいう（図１７〜図１９）。

（固定床２０、通常移動床３０、面取移動床４０の構造）
固定床２０、通常移動床３０、面取移動床４０は、中実部と板状部を組み合せた構造としても良いし、中実構造としても良いし、また、板材の曲げ加工による中空構造とする構造とする等、特に限定されるものではない。材質についても、樹脂、金属、木材、ゴム等、また、これらを組み合せたもの等、特に限定されない。

（固定床２０、通常移動床３０、面取移動床４０の床面長さ）
固定床２０、通常移動床３０、面取移動床４０の物品搬送方向に直交する方向に沿う床長さは、物品高さの1.0倍を超えることが望ましい。1.0倍を超えることにより、物品１を上記各床に縦長の物品１を横向きにすることができる。上記各床の床長さを物品高さの2.0倍を超えるようにすることで、物品整列装置１０の処理能力を高めることができる。

（固定床２０の床面２１の床面幅ｖ1、通常移動床３０の床面３１の床面幅ｖ2）
固定床２０の床面２１の床面幅ｖ1と通常移動床３０の床面３１の床面幅ｖ2は、物品整列装置１０が整列処理する後述する如くの大物品１と小物品１の各物品最小幅ｗとの関係で定まる。即ち、大物品１との関係で見ると、物品１の物品最小幅ｗが固定床２０の床面２１や移動床３０の床面３１の床面幅ｖ1、ｖ2の0.5〜1.2倍の範囲内にあるものになる。小物品１との関係で見ると、物品１の物品最小幅ｗが固定床２０の床面２１や移動床３０の床面３１の床面幅ｖ1、ｖ2の0.5倍未満のものになる。

（面取移動床４０の床面４０Ａ、４１の床面幅）
面取移動床４０の上り勾配床面４０Ａの床面幅ｖ3は、図９に示す如く、物品高さの0.3〜0.7倍が好ましい。この範囲とすることで、上流側から搬送されてくる物品１が重心Ｇを上位にして面取移動床４０の上り勾配床面４０Ａに転がり込んだとき（図１１（Ｄ）、図１２（Ａ）、図１４（Ｃ）、（Ｄ））、物品１の重心Ｇの位置が該面取移動床４０の上り勾配床面４０Ａと下り勾配床面４１の交差頂点より搬送方向の前方（下流側）になるので、物品１はそれらの交差頂点を回転中心として搬送方向の前方に倒れ込む如くに回転し、物品１の重心Ｇを下位にする整列姿勢を付与されるに至る。

物品整列装置１０は、複数の移動床３０、４０のうちの１個を面取移動床４０とするものでも良いが、より多くの面取移動床４０を備えることによって物品１の上述の整列処理効率を向上し得る。全部の移動床を面取移動床４０とするものでも良い。

尚、面取移動床４０における下り勾配床面４１の床面幅は、前述した通常移動床３０における下り勾配床面３１の床面幅ｖ2から、上述した上り勾配床面４０Ａの床面幅ｖ3によって移動床３０の勾配床面３１から欠如されている長さを減算した値になる。

物品整列装置１０において、固定床２０、通常移動床３０、面取移動床４０の各床面２１、３１、４０Ａ、４１の傾斜角度の好適値は以下の通りである（図５）。

（固定床２０の床面２１の傾斜角度η1）
固定床２０の床面２１が水平面に対してなす傾斜角度η1は、15度から40度が好ましく、特に好ましくは18度から32度である。15度以上とすることで、物品は固定床２０の床面２１上で下流へとスムースに滑ることが可能である。また、40度以下とすることで通常移動床３０、面取移動床４０の昇降ストロークを小さくすることが可能であり、物品搬送処理能力を高能力にできる。

（通常移動床３０の床面３１の傾斜角度η2）
通常移動床３０の床面３１が水平面に対してなす傾斜角度η2も、固定床２０の床面２１が水平面に対してなす傾斜角度η1におけると同一理由で、15度から40度が好ましく、特に好ましくは18度から32度である。

（面取移動床４０の床面４１の傾斜角度η3）
面取移動床４０の床面４１が水平面に対してなす傾斜角度η3も、固定床２０の床面２１が水平面に対してなす傾斜角度η1におけると同一理由で、15度から40度が好ましく、特に好ましくは18度から32度である。

（面取移動床４０の上り勾配床面４０Ａの傾斜角度γ）
面取移動床４０の上り勾配床面４０Ａが水平面に対してなす傾斜角度ηは、5度から50度が好ましく、特に好ましくは10度から30度である。この範囲にすることで、物品１が図９の状態から面取移動床４０の上り勾配床面４０Ａと下り勾配床面４１の交差頂点を回転中心として前方に倒れ込む如くの回転が容易になる。γが小さすぎると、物品１が上り勾配床面４０Ａ上で停止して前方へ倒れ込むようにならず、上り勾配床面４０Ａを滑ってしまい、図９の状態で回転が停止してしまう。γが大きすぎると、物品１が前方へ倒れ込もうにも、上り勾配床面４０Ａの傾斜が強すぎて、物品１の重心Ｇの位置が図９の回転中心よりも下流側になり、図９の状態で回転が停止してしまう。

（固定床２０と通常移動床３０、面取移動床４０の傾斜角度η1、η2、η3の関係）
通常移動床３０、面取移動床４０の床面３１、４１が水平面となす傾斜角度η2、η3は、固定床２０の床面２１が水平面となす傾斜角度η1と同等（図５）、又は大きくすることが好ましい。η1よりもη2、η3を好ましくは10〜25度大きくすると良い。角度を大きくすることで、特に、断面形状が円形や正多角形でない楕円状、長円状、長方形状等の長手部を有す形状の物品を扱う際に、通常移動床３０、面取移動床４０が上昇時、物品１の長手部は通常移動床３０、面取移動床４０の床面３１、４１が水平面となす傾斜角度η2、η3に合せて、下流方向により傾斜した状態となり、物品１を確実に下流の固定床２０に送り込むことが可能になる。

物品整列装置１０において、固定床２０、通常移動床３０、面取移動床４０の上り勾配の配置角度の好適値は以下の通りである（図６）。

（固定床２０の配置角度θ1）
固定床２０の配置角度θ1は、水平面に対して、20〜40度とされ、好ましくは24度から36度とされる。20度以上とすることで適切に固定床２０や通常移動床３０、面取移動床４０に載らなかった物品を上流に滑り落とすことが可能になる。逆に40度以下とすることで上下動ストロークを小さくすることができ、高能力で物品の処理が可能になる。

（通常移動床３０、面取移動床４０の配置角度θ2）
通常移動床３０、面取移動床４０の配置角度θ2も、固定床２０の配置角度θ1におけると同一理由で、水平面に対して20〜40度とされ、好ましくは24度から36度とされる。

（固定床２０と通常移動床３０、面取移動床４０の配置角度θ1、θ2の関係）
固定床２０の配置角度θ1と、通常移動床３０、面取移動床４０の配置角度θ2は概ね同一とすることが好ましい。この値を概ね同一とすることで、上流と下流の各移動床３０、４０により物品を下流に送るための昇降ストロークを最小にすることができ、物品搬送処理能力を高能力にできる。

尚、物品整列装置１０は、図７に示す如く、複数の固定床２０の各個の下り勾配床面２１を互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配（水平に対する配置角度θ1）をなすように配置するとともに、複数の移動床３０、４０の各個の床面３１、４１を互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配（水平に対する配置角度θ2）をなすように配置しても良い。固定床２０の配置角度θ1は、水平面に対して、10〜40度とされ、好ましくは15〜25度とされる。10度以上とすることで適切に固定床２０や移動床３０、４０に載らなかった物品を上流に落とすことが可能になり、更に、上下動ストロークを小さくすることができるので高能力で物品の処理が可能になる。逆に40度以下とすることで、物品の上流方向への移動速度が速くなりすぎることを抑制できる。移動床３０、４０の配置角度θ2も、固定床２０の配置角度θ1におけると同一理由で、水平面に対して10〜40度とされ、好ましくは15〜25度とされる。固定床２０の配置角度θ1と、移動床３０、４０の配置角度θ2は概ね同一とすることが好ましい。この値を概ね同一とすることで、上流と下流の各移動床３０、４０により物品を下流に送るための昇降ストロークを最小にすることができ、物品搬送処理能力を高能力にできる。複数の固定床２０と移動床３０、４０を下り勾配配置することにより、上り勾配配置（図６）したものに比して、固定床２０の床面２１と移動床３０、４０の床面３１、４１とが同様の下り勾配をなすことから、昇降駆動装置１３が移動床３０、４０に付与すべき昇降ストロークが小さくなり、昇降サイクルタイムを短縮できる。

また、物品整列装置１０は、図８に示す如く、複数の固定床２０の各個の床面２１を互いに搬送方向の下流側に向けて水平をなすように配置するとともに、複数の移動床３０、４０の各個の床面３１、４１を互いに搬送方向の下流側に向けて水平をなすように配置しても良い。複数の固定床２０と移動床３０、４０を水平配置することにより、上り勾配配置（図６）したものに比して、固定床２０の床面２１と移動床３０、４０の床面３１、４１の配置角度が下り勾配に近くなるから、昇降駆動装置１３が移動床３０、４０に付与すべき昇降ストロークがやや小さくなり、昇降サイクルタイムをやや短縮できる。

物品整列装置１０によれば、昇降駆動装置１３による通常移動床３０及び面取移動床４０の上昇により、移動床３０、４０の床面３１、４０Ａ、４１が固定床２０の床面２１上にある物品１を突き上げると、移動床３０、４０の床面３１、４１自体の傾斜が物品１に下流側への搬送力を付与する。搬送力を付与された物品１は、移動床３０、４０の床面３１、４１から、下流側の搬送方向に沿って下り勾配をなす固定床２０の床面２１上に移載され、固定床２０の床面２１自体の傾斜に載って滑り、下流側へと搬送される。このとき、固定床２０の床面２１、移動床３０、４０の床面３１、４１が互いに下流側へ向けて上り勾配をなすように配置されているとき、物品１はこの上り勾配の搬送経路に沿って順に下流側の床面２１、３１、４０Ａ、４１に持ち上げられるように搬送され、最下流の通常移動床３０の床面３１から出口固定床２０を経て排出コンベア等に送り出される。

尚、物品整列装置１０は、移動床３０、４０の昇降動作の１サイクル（最下降位置〜最上昇位置〜最下降位置の１サイクル）において、移動床３０、４０の床面３１、４０Ａ、４１が隣接する固定床２０の床面２１より上に突出している時間割合を、該固定床２０の床面２１より下に没入している時間割合より小さく制御することができる。これにより、物品１を移動床３０、４０の床面３１、４０Ａ、４１より突き上げている時間より、物品１を固定床２０の床面２１に載せて滑らせる時間のほうが長くなり、物品１の送出量、即ち、物品整列装置１０の処理能力を増加できる。

尚、移動床３０、４０の上昇加速度が大きい場合には、移動床３０、４０の床面３１、４０Ａ、４１が物品１に及ぼす突き上げ力が大きく、ひいては移動床３０、４０Ａの床面３１、４０Ａ、４１の傾斜が物品１に及ぼす搬送力が大きくなり、物品１の排出量を増加できる。

また、物品整列装置１０は、移動床３０、４０の昇降動作の１サイクルにおいて、移動床３０、４０の床面３１、４０Ａ、４１が隣接する固定床２０の床面２１より上に突出している時間割合を、該固定床２０の床面２１より下に没入している時間割合より大きく制御することもできる。これにより、物品１を移動床３０、４０の床面３１、４０Ａ、４１により突き上げている時間より、物品１を固定床２０の床面２１に載せて滑らせる時間のほうが短くなり、物品１の排送出を低減できる。

このように、１サイクルにおける移動床３０、４０の床面床面時間割合を増減できるよう構成したことで、部品１の送出量を調整することができ、充填ラインなどの下流工程の処理能力に物品整列装置の処理能力を合致させることができる。

尚、移動床３０、４０の上昇加速度が小さい場合には、移動床３０、４０の床面３１、４０Ａ、４１が物品１に及ぼす突き上げ力が小さく、ひいては移動床３０、４０の床面３１、４０Ａ、４１の傾斜が物品１に及ぼす搬送力が小さくなり、物品１の送出量を低減できる。

また、移動床３０、４０の上昇速度の最大値は、搬送物品の重さや固定床配置角度θ1や移動床配置角度θ2等によって、物品１を所望の速度で安定搬送できるように適宜調整される。

しかるに、物品整列装置１０にあっては、下り勾配床面４１の上流側に上り勾配床面４０Ａを備えた面取移動床４０を有するものにしたから、入口シュート１２の側から供給される物品１を搬送しつつ以下の如くに整列処理できる。このとき、物品１はキャップであり、重心を天面の側に偏らせている。

大物品１については、図１、図２に示した物品整列装置１０（１個の面取移動床４０を有する）を用いて図１１〜図１３の如くに整列処理し、小物品１については、図３、図４に示した物品整列装置１０（２個の面取移動床４０を有する）を用いて図１４、図１５の如くに整列処理する。

尚、本発明の実施において、大物品１と小物品１は以下の如くに定義される（図１０）。大物品１は、図１０（Ａ）に示す如く、物品１の物品最小幅が固定床２０の床面２１や移動床３０の床面３１の床面幅ｖ1、ｖ2の0.5〜1.2倍の範囲内にあるものをいう。小物品１は、図１０（Ｂ）に示す如く、物品１の物品最小幅が固定床２０の床面２１や移動床３０の床面３１の床面幅ｖ1、ｖ2の0.5倍未満のものをいう。大物品１は、固定床２０の床面２１や移動床３０の床面３１の搬送方向に２個以上の物品１が並ぶことがない（図１０（Ａ））。小物品１は、固定床２０の床面２１や移動床３０の床面３１の搬送方向に２個以上の物品１が並び得る（図１０（Ｂ））。

(A)大物品１の整列処理動作（図１、図２、図１１〜図１３）
大物品１は、図１、図２の物品整列装置１０により整列処理される。図１、図２の物品整列装置１０は、１個の移動床だけが下り勾配床面４１とともに上り勾配床面４０Ａを備える面取移動床４０とした。但し、面取移動床４０を多数設けるほど物品１の整列処理効率は良くなり、全部の移動床を面取移動床４０としても良い。尚、図１１〜図１３に示した物品整列装置１０は、複数の固定床２０、移動床３０、４０を物品搬送方向に沿って水平配置するものにしたが、上り勾配配置（図５、図６）又は下り勾配配置（図７）のものでも良い。

(1)面取移動床４０の上流側に位置する固定床２０の床面２１上に物品１がある（図１１（Ａ））。物品１は大きいので、固定床２０の床面２１上の物品搬送方向に２つ以上の物品１が並ぶことはない。物品１の重心が位置する側の天面は上方を向いている。物品１の目標整列姿勢は、物品１の天面を下向きにすることである。

(2)固定床２０の床面２１上を滑り移動する物品１は、移動床４０の下降により、移動床４０の上り勾配床面４０Ａに達する（図１１（Ｂ））。

(3)移動床４０が更に下降し、物品１は、移動床４０の上り勾配床面４０Ａとの接触点を回転中心ｒ1とし、移動床４０の上り勾配床面４０Ａに沿うように、前方へ回転して倒れようとする（図１１（Ｃ））。

特にこのとき、即ち移動床４０の上流側に位置する固定床２０の床面２１の斜面の下向き方向延長線が、移動床４０の上り勾配床面４０Ａの傾斜面と交差する位置関係にあるとき、移動床４０の下降を一時停止すると、物品１の回転が生じ易い。移動床４０の好ましい停止時間は、0.2〜1.5秒である。

(4)移動床４０は下降端に達して停止するが、物品１は移動床４０の上り勾配床面４０Ａの傾斜面に沿うと、その倒れ込みの回転力により、また更に、重心Ｇが移動床４０の上り勾配床面４０Ａと下り勾配床面４１の交差頂点たる新しい回転中心ｒ2より物品搬送方向の前方に位置することから、続いてその回転中心ｒ2まわりに更に前方へ倒れようとする（図１１（Ｄ））。

(5)物品１は、移動床４０の上り勾配床面４０Ａと下り勾配床面４１の交差頂点たる回転中心ｒ2まわりに、前方へ倒れ込むように回転する（図１２（Ａ））。

(6)物品１は回転し、移動床４０の下流の固定床２０に衝突する（図１２（Ｂ））。この物品１の回転が続く場合は(7)へ続く。物品１の回転が固定床２０に衝突して完全に停止した場合は(8)へ続く。

(7)物品１は前工程からの慣性力で更に回転し、物品１の天面が移動床４０の下り勾配床面４１にまで接すると回転は停止する（図１２（Ｃ））。物品１の目標整列姿勢である天面下向きになる。その後、移動床４０の上昇により、(11)の如くに、天面を下方とした目標整列姿勢のままで、下流の固定床２０の下り勾配床面２１上へと移動する。

(8)(6)より続く。移動床４０の下流の固定床２０に衝突して停止した物品１は、移動床４０の上昇により、その天面が下流の固定床２０の下り勾配床面２１の頂点ｆ1に接触し、この接触点ｆ1が物品１の天面に沿う下方へと移動する（図１３（Ａ））。

(9)移動床４０の上昇により、物品１の重心Ｇが接触点ｆ1よりも搬送方向の前方側になると、物品１は接触点ｆ1を中心とし、前方へと回転を始める（図１３（Ｂ））。

(10)移動床４０の更なる上昇により、物品１の重心Ｇは固定床２０との接触点ｆ1よりも一層搬送方向の前方側へと移行する（図１３（Ｃ））。物品１は、下流の固定床２０の頂点ｆ1との接触点を回転中心とし、前方に倒れ込む。

(11)物品１の天面が固定床２０の下り勾配床面２１に接するまで倒れ込むと回転は停止する。物品１の目標整列姿勢である天面下向きになる。

(B)小物品１の整列処理動作（図３、図４、図１４、図１５）
小物品１は、図３、図４の物品整列装置１０により整列処理される。図３、図４の物品整列装置１０は、２個の移動床が下り勾配床面４１とともに上り勾配床面４０Ａを備える面取移動床４０とした。小物品１を整列するときには、上り勾配床面４０Ａを備える面取移動床４０が２個以上存することが好ましい。面取移動床４０の上り勾配床面４０Ａ上の搬送方向に２個以上の物品１が並んだとき、下流側の物品１にしか回転作用が及ばないため、上流側の物品１にも、下流方向に次配置される面取り移動床４０による回転作用を及ぼし易くするためである。全部の移動床を面取移動床４０としても良い。尚、図１４、図１５に示した物品整列装置１０は、複数の固定床２０、移動床３０、４０を物品搬送方向に沿って水平配置するものにしたが、上り勾配配置（図５、図６）又は下り勾配配置（図７）のものでも良い。

尚、以下の整列処理動作は、固定床２０の床面２１上の搬送方向に２個以上の物品１が並んでいるものについて説明した。但し、固定床２０の床面２１上に先行する１個の物品１だけが位置する場合にも、ここで説明するように、同様の整列処理動作がなされる。

(1)移動床４０の上流側に位置する固定床２０の床面２１上に２個以上の物品１が搬送方向に並んでいる（図１４（Ａ））。物品１の重心が位置する側の天面は上方を向いている。物品１の目標整列姿勢は、物品１の天面を下向きにすることである。

(2)移動床４０の下降により、先行する物品１は、移動床４０の上り勾配床面４０Ａとの接触点を回転中心ｒ1とし、重心Ｇが回転中心ｒ1より下流側となり、自重により、移動床４０の上り勾配床面４０Ａに沿うように前方へ回転して倒れ込む（図１４（Ｂ））。後続の物品１が固定床２０の床面２１の下り勾配に沿って先行する物品１に及ぼす作用力も、先行する物品１の回転中心ｒ1まわりの回転を助長する方向に作用する。固定床２０の床面２１上に先行する１個の物品１だけが位置する場合は、自重のみにより前方へ回転して倒れ込む。

特にこのとき、即ち移動床４０の上流側に位置する固定床２０の下り勾配床面２１の斜面の下向き方向延長線が、移動床４０の上り勾配床面４０Ａの傾斜面と交差する位置関係にあるとき、移動床４０の下降を一時停止すると、物品１の回転が生じ易い。移動床４０の好ましい停止時間は、0.2〜1.5秒である。

(3)移動床４０が更に下降し、先行する物品１は移動床４０の上り勾配床面４０Ａの傾斜面に沿うと、その倒れ込みの回転力により、続いて移動床４０の上り勾配床面４０Ａと下り勾配床面４１の交差頂点を回転中心ｒ2とし、更に前方へ倒れようとする（図１４（Ｃ））。後続の物品１が固定床２０の下り勾配床面２１の下り勾配に沿って先行の物品１に及ぼす作用力も、先行物品１の回転中心ｒ2まわりの回転を助長する方向に作用する。固定床２０の床面２１上に先行する１個の物品１だけが位置する場合は、自らの倒れ込みの回転力のみにより、更に前方へ倒れようとする。

(4)移動床４０は下降端に達して停止するが、先行する物品１は、移動床４０の上り勾配床面４０Ａの頂点ｒ2を回転中心として、前方へ倒れ込む。その倒れ込みの回転力に加え、物品１の重心Ｇも新しい回転中心ｒ2よりも物品搬送方向の前方にあるものになり、物品１の倒れ込みは進行する（図１４（Ｄ））。後続の物品１が固定床２０の下り勾配床面２１の下り勾配に沿って先行の物品１に及ぼす作用力も、先行物品１の回転中心ｒ2まわりの回転を助長する方向に作用する。固定床２０の床面２１上に先行する１個の物品１だけが位置する場合は、前述の如く、倒れ込みの回転力と物品１の重心Ｇと回転中心ｒ2の位置関係のみにて、倒れ込みは進行する。

(5)先行する物品１の倒れ込みは続き、物品１は移動床４０の下り勾配床面４１と接触する接触部ｔ1を回転中心として、更に前方へ倒れ込む（図１５（Ａ））。物品１の重心Ｇもこの新しい回転中心ｔ1よりも下流側となり、倒れ込みは進行する。後続の物品１は固定床２０の下り勾配床面２１を滑り続けるが、その移動速度は、先行する物品１の回転に追いつかず、先行する物品１に作用力を及ぼすことなく、天面を上にしたままで前方へ移動する。

(6)先行する物品１の回転はその天面が移動床４０の下り勾配床面４１に到達して終了し、物品１は天面下向きの目標整列姿勢になる（図１５（Ｂ））。後続の物品１は、天面を上としたままで固定床２０の下り勾配床面２１から移動床４０の側へ移動する。

(7)後続の物品１は、天面を上としたままで移動床４０の下り勾配床面４１へ完全に移動する（図１５（Ｃ））。後続の物品１は、このような移動を繰り返すうちに、搬送方向に直交する固定床２０、移動床３０、４０の床面長さ方向（搬送方向と直交する方向）に沿う左右にずれ（図１５では紙面の奥行き又は手前方向にずれ）、前述(1)の先行物品１におけると同じ位置に移動する。そしてこの後続物品１も上述した先行物品１と同様の整列処理を付与されて天面下向きの目標整列姿勢になる。

尚、ここまで述べた小物品１の整列処理動作において、面取移動床４０の上り勾配床面４０Ａ上の搬送方向に２個以上の物品１が並んだときの上流側の物品１は、天面が上向きの例で説明したが、天面が下向きであっても同様の整列処理動作となる。当然のことながら、上流側の物品１の天面が下向きの目標整列姿勢の場合、物品１の重心Ｇが下方に位置して既に安定であるので、この向きが維持されたまま下流へと移動する。

図１６は、物品整列装置１０の搬送方向の出口（送出口）に排出コンベア１００を接続し、物品整列装置１０によって整列された物品１を排出コンベア１００により下工程へと排出可能にしたものである。

排出コンベア１００は物品整列装置１０から物品１の送り出し方向（搬送方向）と直交する方向を排出方向にしている。排出コンベア１００は物品整列装置１０の送出口の固定床２０の床面２１の最下高さ位置よりわずかに低位にコンベア面を位置付けている。物品整列装置１０から送り出された物品１は、排出コンベア１００まで滑り落ち、排出コンベア１００の排出方向に直交する幅方向の奥側に立設してある位置規制ガイド１０１に当って停止する。排出コンベア１００のコンベア面は水平でも、固定床２０の床面２１の傾斜に合せて傾けていても良い。物品整列装置１０の両側の側板１４のうち、排出コンベア１００の排出方向寄りの側板１４は、物品１が詰まることを防止するため、出口側に切欠部１４Ａを有する。排出コンベア１００は連続的に運転されていても、物品整列装置１０からの物品１の送り出しタイミングに合せて間欠的に運転されても良い。物品１の幅に対しコンベア１００の幅が大きいときは、排出コンベア１００の出口側に幅寄せガイド１０２を設け、排出コンベア１００から送出される物品を１列にすることが、後の工程での後処理が容易になって好ましい。

物品整列装置１０により天面が下向きに整列された良品の物品１のみが、排出コンベア１００の送出過程でセンサ等により選別されて、下工程へと送出される。物品１がキャップの場合、排出コンベア１００の後の工程で、キャップの上下反転を行ない、このキャップをキャップ締め機へと移送する。

尚、図２０は本発明の比較例の物品整列装置１０であり、複数の固定床２０、移動床３０を有するが、本発明の面取移動床４０を有していない。この比較例の物品整列装置１０による、例えば小物品１の整列処理動作は以下の通りになる。

(1)移動床３０の床面３１上に２個以上の物品１が搬送方向に並んでいる（図２０（Ａ））。物品１の重心が位置する側の天面は上方を向いている。物品１の目標整列姿勢は、物品１の天面を下向きにすることである。

(2)移動床３０の上昇により、先行する物品１は下流の固定床２０の頂点との接触点を回転中心ｒ0として、前方へ倒れようとするが、後続の物品１からの作用力が、先行物品１の回転中心ｒ0まわりの回転を抑制する方向に作用するため、先行する物品１は回転することができない（図２０（Ｂ））。

(3)移動床３０が更に上昇すると、後続の物品１が先行物品１に及ぼす作用力は、前方の物品１の回転中心ｒ0付近を向き、先行する物品１の回転を抑制する力は弱まるものの、この作用力が抵抗となっていることに変わりはなく、先行する物品１は回転することができない（図２０（Ｃ））。また、この先行物品１の物品の重心Ｇも回転中心ｒ0よりも上流側となり、この物品１の前方への倒れ込みは困難である。

(4)結局、先行する物品１は回転することなく、そのままの姿勢で、下流の固定床２０の床面２１へと移動し、後続の物品１も下流の固定床２０の床面２１へと移動する。従って、物品１の目標整列姿勢である天面下向きには整列できない。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
固定床２０と移動床３０、４０の床面２１、３１、４０Ａ、４１に載るサイズの物品でありさえすれば、いずれの物品にも上述の整列姿勢を付与できる。従って、重心に偏りのあるキャップ等の物品１を搬送しつつ整列させる物品整列装置１０において、多様な形状の物品１であって、しかも小物品〜大物品の多様なサイズの物品１に対応できる。

また、少なくとも一部の移動床４０が上り勾配床面４０Ａを備えるものであれば、物品１の前述した整列処理を行なうことができる。従って、複数の固定床２０と移動床３０、４０を互いに上り勾配、下り勾配、水平のいずれにも配置できる。

また、複数の固定床２０と移動床３０、４０による物品１の搬送方向全域（入口シュート１２〜排出コンベア１００）で前述の整列処理がなされ、かつそれらの固定床２０、移動床３０、４０の搬送方向に直交する床面長さの全域で上述の整列処理がなされる。従って、物品整列装置１０の占有面積あたりの整列能力（生産性）が高い。

また、各固定床２０の下り勾配床面２１及び移動床３０、４０の下り勾配床面３１、４１の勾配と、移動床３０、４０の昇降動作に応じて物品１をそれらの床面上にて滑らせ、又は転がして搬送しつつ上述の整列処理を行なう。このとき、移動床３０、４０の昇降動作は、物品１がそれらの床面３１、４０Ａ、４１に当ってキズつくほどの高速とする必要がない。従って、物品１をキズつけることなく整列できる。

本発明によれば、重心に偏りのあるキャップ等の物品を搬送しつつ整列させる物品整列装置において、多様な形状の物品であって、しかも小物品〜大物品の多様なサイズの物品に対応でき、複数の固定床と移動床を互いに上り勾配、下り勾配、水平のいずれにも配置でき、占有面積あたりの整列能力（生産性）を高く、物品をキズつけることなく整列できる。

１ 物品
１０ 物品整列装置
２０ 固定床
２１ 下り勾配床面
３０ 通常移動床
３１ 下り勾配床面
４０ 面取移動床
４０Ａ 上り勾配床面
４１ 下り勾配床面

Claims (6)

1. 重心に偏りのある物品を搬送しつつ整列させる物品整列装置であって、
   複数の固定床と移動床をそれらの床長さ方向に概直交する方向である物品搬送方向に沿って交互に配置するとともに、各固定床と各移動床が物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように傾斜した下り勾配床面を備え、各移動床を同時にそれらの床面が隣接する固定床の床面に対する上位と下位に位置付ける昇降動作を繰り返し、
   少なくとも一部の移動床が、その床長さ方向に概直交する物品搬送方向の上流側から下流側に物品を搬送可能にし、上記下り勾配床面に対する物品搬送方向の上流側に、物品搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように傾斜した上り勾配床面をその物品搬送方向に垂直な方向の全幅にわたって備えてなる物品整列装置。
2. 前記移動床に備える上り勾配床面の上り勾配に沿う床面長さを、物品の高さ未満とする請求項１に記載の物品整列装置。
3. 前記複数の移動床の全部が、前記上り勾配床面を備える請求項１又は２に記載の物品整列装置。
4. 前記複数の固定床の各個の床面を互いに搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように配置するとともに、前記複数の移動床の各個の床面を互いに搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように配置してなる請求項１〜３のいずれかに記載の物品整列装置。
5. 前記複数の固定床の各個の床面を互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように配置するとともに、前記複数の移動床の各個の床面を互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように配置してなる請求項１〜３のいずれかに記載の物品整列装置。
6. 前記複数の固定床の各個の床面を互いに搬送方向の下流側に向けて水平をなすように配置するとともに、前記複数の移動床の各個の床面を互いに搬送方向の下流側に向けて水平をなすように配置してなる請求項１〜３のいずれかに記載の物品整列装置。

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