JP6255173B2 - 反転装置及び容器詰め装置 - Google Patents

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Description

本発明は、搬送中の物品を反転させる反転装置、及びそれを備えた容器詰め装置に関する。
フィルムで個包装された使い捨てカイロ(以下、カイロと略す。)は、出荷に際し、段積みの状態に集積されて箱や袋などの容器に詰め込まれる。カイロの種類の中には、カイロ表面の高さ(厚み)が異なるものがあり、このまま段積みの状態にした場合、一方から他方に向けて傾斜してバランスが悪い。また、容器詰めした後に、容器の内側に隙間が生じ、スペース効率が悪い(図9(B)参照)。
これらの問題を解決するために、本出願に係る発明者は、カイロが偏っている方向を交互にする必要があると考えた。このような容器詰めを実現するために、特許文献1に記載されているPTPシートの反転装置を応用することを想定した。この反転装置は、複数のPTPシートを一つずつ収容部に収容し順々に間欠搬送する工程において、搬送の停止中に、後続するPTPシートを吸着した上で反転させて先行するPTPシートに抱き合わせるように重ねる(図12(A)→図12(B)参照)。このような反転装置を応用することで、複数のカイロを段積みの状態にした場合に、カイロが偏る方向を交互にすることが可能となる。
実公昭01−013045号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている反転装置を応用した場合、後続するカイロを先行するカイロに重ねて二つずつ搬送することになる。このため、高速で間欠搬送を行う場合には、カイロをうまく重ねることができず、結果として、収容部内からカイロが飛び出してしまい、確実に反転及び搬送することができない恐れがある。また、一つの収容部に複数のカイロを段積み状態で受け入れた場合、最上部のカイロしか吸着することができないため、収容部内の全てのカイロを反転させることができない。また、処理能力が高い場合には、吸着ミスをする恐れがある。
このような問題は、フィルムで個包装されたカイロを容器詰めする場合に限られず、その他の生活雑貨、あるいは食品や日用品などの各種物品を同様に反転させる場合に共通して存在し得る。
そして、吸着する部分が平坦ではない物品や、貫通孔のある物品(例えば、メッシュ素材のもの)の場合には、吸着ミスをする恐れがあるため不向きである。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、物品を確実に反転及び搬送する反転装置、及びそれを備えた容器詰め装置を提供することを目的とする。
(1)本発明は、物品を収容して搬送する収容部と、前記収容部に収容されて搬送されている前記物品を、第一の位置で持ち上げて下流に向けて旋回させることで反転させて、該物品を反転させる間に前記第一の位置よりも下流の第二の位置に移動した元の前記収容部に該物品を戻す反転処理を施す反転手段と、を備え、前記収容部は、収容される前記物品の前後で走行する一対のフィンガーを有し、前記反転手段は、前記反転処理を施す場合と、前記反転処理を施さない場合とが混在する手段であり、前記物品は、搬送方向において同じ方向に厚みが偏った状態で前記収容部に供給されることを特徴とする、反転装置である。
本発明によれば、反転させた物品を元の収容部に戻すので、物品を確実に反転させることができる。すなわち、反転させた物品を確実に収容部に収容させことができる。結果として、高速で間欠搬送を行う場合であっても、収容部から物品が飛び出すことが防止され、当該物品を確実に搬送することができる。
また、各物品の厚みが同じ方向に偏っている場合に、偏っている方向を交互にすることができる。このため、複数の物品を順々に集積して段積みの状態となるように容器に詰めた場合には、同じ方向に偏っている場合と比較して、同じ数の物品を小さい容器に詰めることができる。すなわち、容器の内側に隙間を生じさせず、スペース効率が良い。
(2)本発明はまた、前記反転手段は、前記物品の両端を挟んで持つ挟持機構と、前記挟持機構を水平軸回りに旋回させる旋回機構と、を備えていることを特徴とする、上記(1)に記載の反転装置である。
上記発明によれば、物品の両端を挟んで持つので、当該物品を確実に反転させることができる。
(3)本発明はまた、前記一対のフィンガーは、それぞれ、前記物品に対面する面の表面に凹凸を有することを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の反転装置である。
上記発明によれば、物品の前後に、当該物品に対面する面の表面に凹凸の有る一対のフィンガーが配置されているので、高速で間欠搬送を行う場合であっても、凹凸が抵抗となり収容部から物品が飛び出すことが防止され、当該物品を確実に搬送することができる。
具体的に、収容部の停止時に、慣性によって物品は収容部内において前進するが、フィンガー表面の凹凸に引っ掛かるため、収容部から物品が飛び出すことが防止される。また、収容部の走行が再開した時に、慣性によって物品は収容部内において後退するが、同様の理由により収容部から物品が飛び出すことが防止される。結果、物品を確実に搬送することができる。
(4)本発明はまた、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の反転装置と、前記反転手段よりも下流で、搬送された複数の前記物品を前記厚みの偏りが搬送方向における前後にずれた状態で順々に集積して段積みの状態となるように容器に詰める容器詰め手段と、を備えることを特徴とする、容器詰め装置である。
(5)本発明はまた、前記収容部は複数設けられ、前記反転手段は、一つ置きの前記収容部を対象として前記反転処理を施すことを特徴とする、上記(4)に記載の容器詰め装置である。
上記発明によれば、一つ置きに反転させるので、各物品の厚みが同じ方向に偏っている場合に、偏っている方向を交互にすることができる。このため、複数の物品を順々に集積して段積みの状態となるように容器に詰めた場合には、同じ方向に偏っている場合と比較して、同じ数の物品を小さい容器に詰めることができる。すなわち、容器の内側に隙間を生じさせず、スペース効率が良い。
本発明の上記(1)〜(3)に記載の反転装置、及び上記(4)、(5)に記載の容器詰め装置によれば、物品を確実に反転及び搬送することができる。
本発明の実施形態に係る反転装置の正面図である。 反転装置の上面図である。 (A)は反転装置の動作を説明する上面図で、(B)は正面図である。 (A)は反転装置の動作を説明する上面図で、(B)は正面図であり、図3に示す状態の続きを示す。 (A)は反転装置の動作を説明する上面図で、(B)は正面図であり、図4に示す状態の続きを示す。 (A)は反転装置の動作を説明する上面図で、(B)は正面図であり、図5に示す状態の続きを示す。 (A)は反転装置の動作を説明する上面図で、(B)は正面図であり、図6に示す状態の続きを示す。 (A)は反転装置の動作を説明する上面図で、(B)は正面図であり、図7に示す状態の続きを示す。 箱詰めされたカイロを示す概略図であり、(A)は交互に反転させた本実施例の場合を示し、(B)反転させない比較例の場合を示す。 (A)は別の実施形態に係る反転装置について、反転手段のカイロを保持する前の状態を示す上面図で、(B)は正面図である。 (A)は別の実施形態に係る反転装置について、反転手段のカイロを保持した後の状態を示す上面図で、(B)は正面図である。 従来の反転装置の動作を説明する正面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る反転装置1について詳細に説明する。
まず、図1及び図2を用いて、反転装置1の構成について説明する。図1は、反転装置1の正面図である。図2は、反転装置1の上面図である。なお、各図において、一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、各図において、部材の大きさ、形状、厚みなどを誇張して表現する。
図1及び図2に示される反転装置1は、フィルムで個包装された複数の使い捨てカイロ(以下、カイロと略す。)XA1をセットにして、箱や袋などの容器YA1(図9参照)に詰め込むラインで使用される。反転装置1は、複数のカイロXA1を一つずつ順々に間欠搬送する工程において、一つ置きのカイロXA1を対象として反転処理を施す。
本実施形態における複数のカイロXA1は、それぞれ、フィルムで三方シールした三方シール包装体であり、フィルムの内側で互いに同じ方向(図1及び図2における左の方向)に偏っている。なお、本明細書では、カイロXA1を反転させる場合を例に説明するが、本発明は、その他の生活雑貨、あるいは食品や日用品などの各種物品を反転させる場合に適用できる。
具体的に、反転装置1は、送出機構10と、シャッター機構20と、フィンガーコンベア30と、反転手段40と、制御ユニット(図示省略)と、などを備えている。
反転装置1の各部は、所々に設けられた複数のセンサによるカイロXA1の検出結果に基づき、制御ユニットによって統括的に制御される。すなわち、反転装置1の各部は、制御ユニットの制御下において動作して、その動作状況が制御ユニットによって管理される。
制御ユニットは、CPU、RAM及びROMなどから構成され、各種制御を実行する。CPUは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能を実現する。RAMは、CPUの作業領域として使用される。ROMは、CPUで実行される基本OSやプログラムを記憶する。
図1に示される送出機構10は、ベルトコンベアなどの搬送機構からなる。この送出機構10は、横倒しの状態のカイロXA1を一つずつ、前工程の設備(図示省略)から自身の上流で引き継いで、シャッター機構20の上に順次送り出す。
シャッター機構20は、送出機構10の下流に連続するように、フィンガーコンベア30の上方に配置されている。このシャッター機構20は、シャッターの閉鎖時に、送出機構10から送り出されたカイロXA1を一つずつ受け入れる。また、シャッター機構20は、シャッターを開放して、受け入れていた一つのカイロXA1をフィンガーコンベア30に向けて落下させる。
フィンガーコンベア30は、自身の上流で、シャッター機構20から落下したカイロXA1を一つずつ受け入れる。このフィンガーコンベア30は、間欠的に走行することで、受け入れたカイロXA1を一つずつ間欠的に搬送する。具体的に、フィンガーコンベア30は、一対の走行プレート31a,31bと、先行フィンガー32と、後続フィンガー33と、サーボモーター(図示省略)と、スプロケット34,35,36と、チェーン37と、などを備えている。
走行プレート31a,31bは、幅方向に2列となるように、上流(図1及び図2の左側)から下流(図1及び図2の右側)に向けて連続して配置されている。この走行プレート31a,31bは、チェーン37に取り付けられており、当該チェーン37と共に間欠的に走行する。具体的に、一方の走行プレート31aは、先行フィンガー32が取り付けられたチェーン37に取り付けられており、先行フィンガー32と一体となって間欠的に走行する。他方の走行プレート31bは、後続フィンガー33が取り付けられたチェーン37に取り付けられており、後続フィンガー33と一体となって間欠的に走行する。そして、走行プレート31a,31bの上面には、先行フィンガー32及び後続フィンガー33の間に、カイロXA1が載置される。これにより、走行プレート31a,31bは、自身が間欠的に走行することで、カイロXA1を間欠的に搬送する。すなわち、走行プレート31a,31b、先行フィンガー32及び後続フィンガー33で構成される凹状空間は、カイロXA1を収容して搬送する収容部38として機能する。
先行フィンガー32は、走行プレート31a,31bの上面に載置されたカイロXA1に先行する位置で、当該カイロXA1を下流側から支持する。この先行フィンガー32には、カイロXA1に対面する上流側(図1及び図2における左側)に、表面に凹凸の有るゴム32aが取り付けられている。また、先行フィンガー32は、チェーン37に取り付けられており、当該チェーン37と共に間欠的に走行する。
後続フィンガー33は、走行プレート31a,31bの上面に載置されたカイロXA1に後続する位置で、当該カイロXA1を上流側から支持する。この後続フィンガー33には、カイロXA1に対面する下流側(図1及び図2における右側)に、表面に凹凸の有るゴム33aが取り付けられている。また、後続フィンガー33は、チェーン37に取り付けられており、当該チェーン37と共に間欠的に走行する。
先行フィンガー32及び後続フィンガー33は、一対のフィンガーを構成し、カイロXA1の前後で互いの間隔を維持しながら走行する。これら先行フィンガー32及び後続フィンガー33は、独立した動力源を有しており、互いの間の位相差が変更可能になっている。この位相差は、図示を省略するハンドルの操作によって変更される。位相差を変更することで、先行フィンガー32及び後続フィンガー33の互いの間隔が調節される。すなわち、カイロXA1の大きさに応じて、すなわち、カイロXA1の流れ方向(搬送方向)の長さに応じて、先行フィンガー32及び後続フィンガー33の間隔が調節される。具体的に、収容部38となる先行フィンガー32及び後続フィンガー33の互いの間隔は、カイロXA1の搬送方向の長さと同一、又は若干広めに設定されている。
サーボモーター(図示省略)は、先行フィンガー32及び後続フィンガー33のそれぞれに対応するように2個配置されている。先行フィンガー32に対応するサーボモーターは、一方の走行プレート31a及び先行フィンガー32の動力源となる。後続フィンガー33に対応するサーボモーターは、他方の走行プレート31b及び後続フィンガー33の動力源となる。サーボモーターには、スプロケット34が接続されている。各サーボモーターは、間欠的に回転し、スプロケット34を間欠的に回転させる。
スプロケット34,35,36は、サーボモーターの動力を、チェーン37に伝達する機構として機能する。このスプロケット34,35,36は、幅方向に2列となるように配置されている。
チェーン37は、サーボモーターの動力を、走行プレート31a,31b、先行フィンガー32及び後続フィンガー33に伝達する機構として機能する。このチェーン37は、幅方向に2列となるようにスプロケット34,35,36に引っ掛けられて、循環するように配置されている。そして、チェーン37は、スプロケット34が間欠的に回転することで、間欠的に走行する。一方のチェーン37には、複数の走行プレート31aが連続して取り付けられていると共に、複数の先行フィンガー32が等間隔に取り付けられている。他方のチェーン37には、複数の走行プレート31bが連続して取り付けられていると共に、複数の後続フィンガー33が等間隔に取り付けられている。
このようなフィンガーコンベア30の搬送面は、収容部38が3ピッチ分の長さを有する。すなわち、フィンガーコンベア30の搬送面は、3つのカイロXA1を順次搬送することができる長さを有する。そして、フィンガーコンベア30の搬送面は、カイロXA1を受け入れる上流部分と、カイロXA1を反転させる中流・下流部分と、に分けられる。フィンガーコンベア30の中流部分は、反転手段40によってカイロXA1が持ち上げられる第一の位置PO1として機能する。フィンガーコンベア30の下流部分は、反転手段40によってカイロXA1が戻される第二の位置PO2として機能する。
反転手段40は、フィンガーコンベア30の収容部38に収容されて搬送されているカイロXA1を、第一の位置PO1で持ち上げて下流に向けて旋回させることで前後反転させて、当該カイロXA1を前後反転させる間に第二の位置PO2に移動した元の収容部38に、当該カイロXA1を戻す反転処理を施す。ただし、反転手段40は、一つ置きの収容部38を対象として反転処理を施す。結果として、複数のカイロXA1は、反転処理が施されたものと、反転処理が施されていないものと、が交互になる。
具体的に、反転手段40は、挟持機構41と、進退機構42と、旋回機構43と、などを備えている。
挟持機構41は、エアシリンダーなどの動力源(図示省略)を備えている。この挟持機構41は、カイロXA1の両脇を挟んで持つ。進退機構42は、エアシリンダーなどの動力源(図示省略)を備えている。この進退機構42は、挟持機構41をカイロXA1に対して進退させる。旋回機構43は、サーボモーターなどの動力源(図示省略)を備えている。この旋回機構43は、挟持機構41及び進退機構42を、水平軸回りに一体に旋回させる。
旋回機構43による旋回の速度は、初めと終わりが相対的に遅くなるように設定されている。これにより、カイロXA1に大きな加速度が生じることを防止して、結果として、カイロXA1を安定して反転させることができる。
次に、図3〜図8を用いて、カイロXA1の流れについて、実線で示す一つを基準に説明する。
カイロXA1は、送出機構10からシャッター機構20に一つずつ順次供給される。フィンガーコンベア30は間欠的に走行しており、収容部38は、シャッター機構20の真下で停止する。シャッター機構20の真下で停止した収容部38には、シャッター機構20からカイロXA1が供給される(図3(A)及び図3(B)参照)。
カイロXA1を収容した収容部38は走行し、第一の位置PO1で停止する。この間、第二の位置PO2に配置されていた反転手段40の挟持機構41が、第一の位置PO1に復帰する(図4(A)及び図4(B)参照)。
第一の位置PO1のカイロXA1は、挟持機構41によって挟まれて持たれる(図5(A)及び図5(B)参照)。
カイロXA1は、挟持機構41によって持ち上げられて下流に向けて旋回させられる。この間、第一の位置PO1に停止していた収容部38は、走行を再開する(図6(A)及び図6(B)参照)。
カイロXA1は、前後と上下が反転することとなり、第二の位置PO2に到達する。この間、カイロXA1が収容されていた収容部38は、当該カイロXA1と連動するように、第二の位置PO2に到達し、停止する。結果、カイロXA1は、元の収容部38に戻される(図7(A)及び図7(B)参照)。
挟持機構41によるカイロXA1の挟持は解除され、当該挟持機構41はカイロXA1から退避する(図8(A)及び図8(B)参照)。反転装置1は、以後、図3〜図8に示される同様の動作を繰り返す。
以上の反転装置1は、複数のカイロXA1をセットにして容器YA1(図9参照)に詰め込む容器詰め装置(図示省略)を構成する。容器詰め装置は、反転装置1の他に、容器詰め手段(図示省略)などを備えている。容器詰め手段は、反転装置1の反転手段40よりも下流で、複数の収容部38に搬送された複数のカイロXA1を順々に集積して段積みの状態となるように容器に詰める。
このように、反転装置1によれば、反転させたカイロXA1を元の収容部38に戻すので、カイロXA1を確実に反転させることができる。すなわち、反転させたカイロXA1を確実に収容部38に収容させることができる。結果として、高速で間欠搬送を行う場合であっても、収容部38からカイロXA1が飛び出すことが防止され、当該カイロXA1を確実に搬送することができる。
そして、挟持機構41がカイロXA1の両端を挟んで持つので、当該カイロXA1を確実に反転させることができる。
また、カイロXA1の前後に、当該カイロXA1に対面する面の表面に凹凸(ゴム32a,33a)の有る一対のフィンガー32,33が配置されているので、高速で間欠搬送を行う場合であっても、凹凸(ゴム32a,33a)が抵抗となり収容部38からカイロXA1が飛び出すことが防止され、当該カイロXA1を確実に搬送することができる。
具体的に、収容部38の停止時に、慣性によってカイロXA1は収容部38内において前進するが、フィンガー32,33表面の凹凸(ゴム32a,33a)に引っ掛かるため、収容部38からカイロXA1が飛び出すことが防止される。また、収容部38の走行が再開した時に、慣性によってカイロXA1は収容部38内において後退するが、同様の理由により収容部38からカイロXA1が飛び出すことが防止される。結果、カイロXA1を確実に搬送することができる。
さらに、一つ置きの収容部38を対象として前後反転させるので、各カイロXA1の厚みが同じ方向に偏っている場合に、偏っている方向を交互にすることができる。このため、図9(A)に示されるように、複数のカイロXA1を順々に集積して段積みの状態となるように容器YA1に詰めた場合には、図9(B)に示されるような同じ方向に偏っている場合と比較して、同じ数(図示は20個)のカイロXA1を小さい容器YA1に詰めることができる。すなわち、容器YA1の内側に隙間を生じさせず、スペース効率が良い。
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
すなわち、上記実施形態において、各構成の位置、大きさ、長さ、形状、材質、向きなどは適宜変更できる。例えば、上記実施形態では、一つの収容部38に受け入れるカイロXA1の数を一つとしたが、複数のカイロXA1を段積みの状態で受け入れるようにしてもよい。この場合、反転手段40による反転処理も、段積みの状態の複数のカイロXA1に対してまとめて行う。これにより、処理能力が高い場合であっても、複数のカイロXA1をまとめて反転させることにより、一つ置きにカイロXA1を反転させるときよりも旋回機構43の動作を低速にすることができるため、確実にカイロXA1を反転させることができる。
あるいは、上記実施形態では、先行フィンガー32の表面に凹凸の有るゴム32aが取り付けられると共に、後続フィンガー33の表面に凹凸の有るゴム33aが取り付けられているが、先行フィンガー32及び後続フィンガー33の表面に凹凸が形成されていれば、これに限定されることはない。例えば、プラスチック部材に幅方向に複数の溝を形成したものや、ゴザ目等の凹凸を形成したものであってもよい。
あるいは、上記実施形態では、進退機構42を備える反転手段40の場合を例に説明したが、本発明の反転手段は、挟持機構と旋回機構とを備えていればよく、進退機構を備えていなくてもよい。
具体的には、図10及び図11を用いて、進退機構を備えていない反転手段50の構成について説明する。図10(A)は、反転手段50のカイロXA1を保持する前の状態を示す上面図である。図10(B)は、反転手段50のカイロXA1を保持する前の状態を示す正面図である。図11(A)は、反転手段50のカイロXA1を保持した後の状態を示す上面図である。図11(B)は、反転手段50のカイロXA1を保持した後の状態を示す正面図である。なお、ここでは、反転手段50の特徴部分のみを説明し、上述した反転手段40と同様の構成、作用及び効果についての説明は省略する。
図10(A)、図10(B)、図11(A)及び図11(B)に示されるように、反転手段50は、挟持機構51と、旋回機構52と、などを備えている。挟持機構51は、180度開閉可能なエアチャックによりカイロXA1を保持する。
1 反転装置
32 先行フィンガー(フィンガー)
32a ゴム
33 後続フィンガー(フィンガー)
33a ゴム
38 収容部
40,50 反転手段
41,51 挟持機構
43,52 旋回機構
XA1 使い捨てカイロ(物品)
YA1 容器
PO1 第一の位置
PO2 第二の位置

Claims (5)

  1. 物品を収容して搬送する収容部と、
    前記収容部に収容されて搬送されている前記物品を、第一の位置で持ち上げて下流に向けて旋回させることで反転させて、該物品を反転させる間に前記第一の位置よりも下流の第二の位置に移動した元の前記収容部に該物品を戻す反転処理を施す反転手段と、を備え、
    前記収容部は、収容される前記物品の前後で走行する一対のフィンガーを有し、
    前記反転手段は、前記反転処理を施す場合と、前記反転処理を施さない場合とが混在する手段であり、
    前記物品は、搬送方向において同じ方向に厚みが偏った状態で前記収容部に供給されることを特徴とする、
    反転装置。
  2. 前記反転手段は、
    前記物品の両端を挟んで持つ挟持機構と、
    前記挟持機構を水平軸回りに旋回させる旋回機構と、を備えていることを特徴とする、
    請求項1に記載の反転装置。
  3. 前記一対のフィンガーは、それぞれ、前記物品に対面する面の表面に凹凸を有することを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の反転装置。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の反転装置と、
    前記反転手段よりも下流で、搬送された複数の前記物品を前記厚みの偏りが搬送方向における前後にずれた状態で順々に集積して段積みの状態となるように容器に詰める容器詰め手段と、を備えることを特徴とする、
    容器詰め装置。
  5. 前記収容部は複数設けられ、
    前記反転手段は、一つ置きの前記収容部を対象として前記反転処理を施すことを特徴とする、
    請求項4に記載の容器詰め装置。
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