JP6535175B2 - 搬送物の姿勢制御装置及び姿勢制御方法 - Google Patents
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Description
製造された食品などの箱詰め工程は、省力化のため自動化が進んでいる。自動化するためには、コンベアで搬送しながら整列や姿勢制御を自動的に行う必要があり、そのため、今まで多数の整列装置や姿勢制御装置が提案されている。
この装置において、搬送物(容器)は、前記コンベア面上で前記複数のコンベアの搬送速度の違いによって回転モーメントが付与され、前記斜向ガイドに沿う方向に姿勢制御される。
また、特許文献2に開示された姿勢制御装置は、搬送物が直立した容器のときは回転モーメントを付与しやすいが、搬送物が扁平な搬送物の場合、前記一対の無端ベルトから搬送物への回転モーメントの付与は難しくなる。
搬送物をコンベア上で搬送しながら姿勢制御する搬送物の姿勢制御装置であって、
コンベア面の幅方向に傾斜して配置された主コンベアと、
前記主コンベアの傾斜下方側のコンベア面上又は傾斜下方側の側辺近傍に設けられ、前記主コンベア上における前記搬送物の幅方向位置を規制するためのガイドと、
前記主コンベアの傾斜上方の側辺に沿って設けられ、前記主コンベア側に傾斜して配置され、前記主コンベアの進行方向と同一方向で前記主コンベアの搬送速度より大きい搬送速度で駆動されるサイドコンベアと、を備え、
前記サイドコンベアは前記主コンベアの傾斜角度より大きい傾斜角度を有し、
前記ガイドと前記サイドコンベアとの間の間隔は、前記搬送物が目標姿勢にないとき、前記搬送物が前記ガイド及び前記サイドコンベアに接すると共に、前記搬送物が目標姿勢にあるとき、前記搬送物が前記ガイドのみに接する間隔に設定されている。
前記搬送物が目標姿勢にないとき、前記搬送物は前記サイドコンベアに接する。そのため、搬送物はガイドを支点としてサイドコンベアから回転モーメントを付与され、回転して目標姿勢となる。搬送物は目標姿勢となったときサイドコンベアから離れるので、これ以上回転することなく、目標姿勢を保持したまま主コンベア上を搬送される。
前記搬送物は非円形断面を有している。
前記構成(2)によれば、前記搬送物が目標姿勢にないとき、前記搬送物は前記サイドコンベアに接する。そのため、搬送物はガイドを支点としてサイドコンベアから回転モーメントを付与され、回転して目標姿勢となる。搬送物は目標姿勢となったときサイドコンベアから離れるので、これ以上回転することなく、目標姿勢を保持したまま主コンベア上を搬送される。
前記ガイドは、前記主コンベアの幅方向位置を調整可能に構成されている。
前記構成(3)によれば、搬送物の形状又は大きさが変わっても、前記ガイドと前記サイドコンベアとの間の間隔を、常に、搬送物が目標姿勢にないとき、搬送物がガイド及びサイドコンベアに接すると共に、搬送物が目標姿勢にあるとき、搬送物がガイドのみに接する間隔(以下、「姿勢制御可能間隔」とも言う。)に設定できる。そのため、目標姿勢への姿勢制御を確実に行うことができる。
前記搬送物は異方形断面を有し、長手方向が前記ガイドに沿う方向に向いたときを目標姿勢とする。
本明細書において、「異方形断面」とは方向によって断面の長さが異なる形状を言う。例えば、正方形断面、長方形断面、楕円断面等がこれに含まれ、正円断面は除かれる。
前記構成(4)によれば、長手方向がガイドに沿う方向に向いたときを目標姿勢とすれば、搬送物は目標姿勢となったときサイドコンベアから離れ、回転モーメントが付加されなくなるので、搬送物はその目標姿勢を維持したまま搬送される。
前記搬送物は食品の凍結体である。
食品の凍結体は硬質である。本明細書において、「硬質」とは、ある一定以上の硬さを有し、任意の方向から任意の過大でない力が加えられたときに、実質的に形状が変わらない性質を言う。ハンバーガパティなどの冷凍食品が該当する。なお、冷凍食品ではないが、食品などの物品が入った樹脂製のトレイ、何等かの収納物が入った容器又はダンボール箱等も「硬質」に該当する。
前記構成(5)によれば、搬送物が目標姿勢でないとき、搬送物の一端はサイドコンベアに接し、サイドコンベアから上昇力を受けるので、搬送物と主コンベアとの間に隙間が生じる。これによって、搬送物と主コンベア間の摩擦抵抗が大きく軽減されるので、搬送物の姿勢制御が容易になる。
前記主コンベアの傾斜角度及び前記サイドコンベアの傾斜角度は鋭角である。
前記構成(6)によれば、搬送物に働く重力のコンベア幅方向の分力を小さくできるので、搬送物の搬送方向への搬送及び姿勢制御を円滑に行うことができる。
例えば、0°<主コンベアの傾斜角度θ1<サイドコンベアの傾斜角度θ2<40°とすれば、さらに、搬送物に働く重力のコンベア幅方向の分力を小さくできるので、搬送物の搬送方向への搬送及び姿勢制御を円滑に行うことができる。
前記構成(1)を有する搬送物の姿勢制御装置を用いた姿勢制御方法であって、
前記ガイドの前記主コンベアの幅方向位置を、前記搬送物が目標姿勢であるとき前記ガイドに接触し、かつ前記サイドコンベアのコンベア面に接触せず、前記搬送物が目標姿勢でないとき前記ガイド及び前記サイドコンベアのコンベア面に接触するように調整するガイド位置調整ステップと、
前記搬送物が目標姿勢でないとき、前記サイドコンベアを前記主コンベアより速く搬送し、前記搬送物に対して前記ガイドを支点とする回転モーメントを付与する姿勢制御ステップと、
前記搬送物が目標姿勢となったとき、前記搬送物は前記サイドコンベアから離れ、前記目標姿勢に保持される目標姿勢保持ステップと、を備えている。
前記搬送物は異方形断面を有し、長手方向が前記ガイドに沿う方向に向いたときを目標姿勢とする。
前記(8)の方法によれば、長手方向がガイドに沿う方向に向いたときを目標姿勢とすれば、搬送物は目標姿勢のときサイドコンベアから離れるので、搬送物はその目標姿勢を維持したまま搬送される。
前記姿勢制御ステップにおいて、
前記搬送物が目標姿勢でないとき、搬送物の一端側がサイドコンベアに接して上昇力を受け、前記搬送物が前記主コンベアに付加する重量を軽減する。
前記(9)の方法によれば、サイドコンベアから搬送物に回転モーメントを付加するとき、搬送物と主コンベア間の摩擦抵抗を軽減できるので、搬送物をスムーズに回転させることができる。これによって、搬送物の姿勢制御が容易になる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1において、姿勢制御装置10は、主コンベア12と、主コンベア12のコンベア面12a上に設けられたガイド14とを備えている。ガイド14はコンベア面12aに接することなく、コンベア面12aに沿って配置されている。
図2に示すように、主コンベア12のコンベア面は幅方向(W方向。以下、「コンベア幅方向」とも言う。)に傾斜して配置され、ガイド14は主コンベア12の傾斜下方側コンベア面上に固定配置され、主コンベア12の傾斜上方側コンベア面12a1を搬送される搬送物wのコンベア幅方向位置を規制する。
さらに、サイドコンベア16が主コンベア12の傾斜上方側の側辺に沿って設けられている。サイドコンベア16のコンベア面16aは主コンベア12側を下方にして傾斜して配置され、コンベア面12aの進行速度と同一方向に進行する。
図2に示すように、水平面Hに対するコンベア面16aの傾斜角度θ2は、水平面Hに対するコンベア面12aの傾斜角度θ1より大きく設定され、θ1及びθ2とも鋭角である。例示的な実施形態では、0°<θ1<θ2<40°の関係にある。
駆動プーリ24はモータ26で駆動される。駆動プーリ20はモータ26とは別の駆動装置で駆動するか、あるいはモータ26で駆動プーリ24と共に駆動するようにしてもよい。
ガイド14は、主コンベア12の進行速度に沿って配置された複数の支持部32にボルト34で固定されている。
図1に図示された例示的な実施形態では、搬送物wは長方形断面を有し、目標姿勢は長方形の長辺がガイド14に沿う方向に向いている姿勢である。
搬送物wは、かかる形状を有するため、長手方向がガイドに沿う方向に向いたときを目標姿勢とすれば、搬送物wは目標姿勢となったときサイドコンベア16から離れる。そのため、目標姿勢となった搬送物wは目標姿勢を維持したままコンベア面12aを搬送される。
また、例示的な実施形態では、搬送物wは食品の凍結体である。食品の凍結体は硬質を有している。例えば、冷凍されたハンバーガパティなどの冷凍食品が該当する。
搬送物wが例えば冷凍食品であるとき、コンベア40の上流側領域には、例えば、搬送物wをコンベア40で搬送しながら連続的に急速冷凍するフリーザ(不図示)、及び該フリーザで冷凍された搬送物wの異物混入有無を検査するX線検査装置(不図示)などが設けられている。これらの装置を経てコンベア40の下流側領域に搬送された搬送物wは、斜向ガイド42によってコンベア幅方向位置を規制され、主コンベア12の傾斜上方側コンベア面12a1に導入される。
まず、ガイド位置調整ステップS10では、ガイド14のコンベア幅方向位置を設定位置に調整する。この設定位置は、搬送物wが目標姿勢であるときガイド14に接し、かつサイドコンベア16のコンベア面16aに接触せず、搬送物wが目標姿勢にないとき、搬送物wが主コンベア12の側辺からはみ出し、ガイド14及びサイドコンベア16のコンベア面16aに接触する位置である。
主コンベア12がガイド14側に下方傾斜しているので、搬送物wはガイド14に接しながら搬送される。
前記回転モーメントによって搬送物wはガイド14を支点として回転し、サイドコンベア16から離れ目標姿勢となる(姿勢制御ステップS12)。
このとき、搬送物wは、サイドコンベア16によって上昇力を付与され、搬送物wとコンベア面12a間の摩擦抵抗は軽減され、目標姿勢に向けた回転が容易になり、確実に目標姿勢にすることができる。
サイドコンベア16から離れ目標姿勢となった搬送物wには回転モーメントが働かないので、搬送物wは目標姿勢を維持したまま搬送される(目標姿勢保持ステップS14)。
図3はコンベア面12a上で目標姿勢にない搬送物wが搬送中に目標姿勢に制御されるまでを順々に示している。即ち、図3(A)は搬送物wがサイドコンベア16から搬送方向前方へ回転モーメントを付与され、傾き始めた状態を示し、図3(B)は、姿勢制御工程後半の状態を示し、図3(C)は姿勢制御が終わり、搬送物wの長辺がガイド14に沿う方向に姿勢制御された状態を示している。
本実施形態では、ガイド14及び支持部32に、互いに対面配置される部位14a及び32aが形成され、部位14aには孔52が形成され、部位14aには長手方向に複数の孔54a、54b及び54cが形成されている。
孔52と孔54a〜54cの一つとが対面配置され、これらの孔に挿入されるボルト50によってガイド14は支持部32に固定され、孔54a〜54cから選択された一つの孔に孔52を合わせることで、ガイド14のコンベア幅方向位置を調整できる。
また、ガイド14はコンベア面12aの幅方向位置を調整可能であるので、搬送物wの形状又は大きさが変わっても、ガイド14とサイドコンベア16との間隔を常に姿勢制御可能間隔に設定できる。そのため、目標姿勢への姿勢制御を確実に行うことができる。
また、主コンベア12の傾斜角度θ1及びサイドコンベア16の傾斜角度θ2は共に鋭角である。これによって、搬送物wに働く重力のコンベア幅方向の分力を低減でき、そのため、主コンベア12による搬送物wの搬送及び姿勢制御を円滑に行うことができる。
例示的な実施形態では、0°<θ1<θ2<40°の関係があるので、搬送物wに働く重力のコンベア幅方向の分力をさらに低減でき、そのため、主コンベア12による搬送物wの搬送及び姿勢制御を一層円滑に行うことができる。
12 主コンベア
12a コンベア面
12a1 傾斜上方側コンベア面
14 ガイド
16 サイドコンベア
16a コンベア面
18、22 従動プーリ
20、24 駆動プーリ
26 モータ
28 サポート
30 支持板
32 支持部
34、50 ボルト
36 スペーサ
40、44 コンベア
42,46 斜向ガイド
52、54a、54b、54c 孔
V1、V2 搬送速度
w 搬送物
θ1、θ2 傾斜角度
Claims (9)
- 搬送物をコンベア上で搬送しながら姿勢制御する搬送物の姿勢制御装置であって、
コンベア面の幅方向に傾斜して配置された主コンベアと、
前記主コンベアの傾斜下方側コンベア面上又は傾斜下方側の側辺近傍に設けられ、前記主コンベア上における前記搬送物の幅方向位置を規制するためのガイドと、
前記主コンベアの傾斜上方の側辺に沿って設けられ、前記主コンベア側に傾斜して配置され、前記主コンベアの進行方向と同一方向で前記主コンベアの搬送速度より大きい搬送速度で駆動されるサイドコンベアと、を備え、
前記サイドコンベアは前記主コンベアの傾斜角度より大きい傾斜角度を有し、
前記ガイドと前記サイドコンベアとの間の間隔は、前記搬送物が目標姿勢にないとき、前記搬送物が前記ガイド及び前記サイドコンベアに接し、前記搬送物が目標姿勢にあるとき、前記搬送物が前記ガイドのみに接する間隔に設定され、
前記進行方向に沿う鉛直面に前記主コンベアおよび前記サイドコンベアを投影したとき、前記主コンベアは、前記サイドコンベアに対して平行である
ことを特徴とする搬送物の姿勢制御装置。 - 前記搬送物は非円形断面を有していることを特徴とする請求項1に記載の搬送物の姿勢制御装置。
- 前記ガイドは、前記主コンベアの幅方向位置を調整可能に構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の搬送物の姿勢制御装置。
- 前記搬送物は異方形断面を有し、長手方向が前記ガイドに沿う方向に向いたときを目標姿勢とすることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の搬送物の姿勢制御装置。
- 前記搬送物は食品の凍結体であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の搬送物の姿勢制御装置。
- 前記主コンベアの傾斜角度及び前記サイドコンベアの傾斜角度は鋭角であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の搬送物の姿勢制御装置。
- 請求項1乃至6の何れか一項に記載の搬送物の姿勢制御装置を用いた姿勢制御方法であって、
前記ガイドの前記主コンベアの幅方向位置を、前記搬送物が目標姿勢であるとき前記ガイドに接触し、かつ前記サイドコンベアのコンベア面に接触せず、前記搬送物が目標姿勢でないとき前記ガイド及び前記サイドコンベアのコンベア面に接触するように調整するガイド位置調整ステップと、
前記搬送物が目標姿勢でないとき、前記サイドコンベアを前記主コンベアより速く搬送し、前記搬送物に対し前記ガイドを支点とする回転モーメントを付与する姿勢制御ステップと、
前記搬送物が目標姿勢となったとき、前記搬送物は前記サイドコンベアから離れ、前記目標姿勢に保持される目標姿勢保持ステップと、を備えたことを特徴とする搬送物の姿勢制御方法。 - 前記搬送物は異方形断面を有し、長手方向が前記ガイドに沿う方向に向いたときを目標姿勢とすることを特徴とする請求項7に記載の搬送物の姿勢制御方法。
- 前記姿勢制御ステップにおいて、
前記搬送物が目標姿勢でないとき、前記サイドコンベアは前記搬送物の重量の一部を分担し、前記搬送物が前記主コンベアに付加する重量を軽減することを特徴とする請求項7又は8に記載の搬送物の姿勢制御方法。
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