JP6582421B2 - 物品分配投入装置 - Google Patents

Description

本発明は、多列で供給される容器内に食品等の物品を分配しながら充填する物品分配投入装置に関する。

多列で供給される容器内に食品等の物品を分配して充填する装置としては、フィーダーから供給される物品を等速回転するシュートによって振り分けて各容器へ充填する物品供給分配装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１のような物品供給分配装置では、生産開始時、フィーダーの供給が安定するまで物品を排出する必要がある。そのため、この間に排出される物品は、容器に充填されることなく搬送コンベヤの下方へ落下し、搬送コンベヤの下方において回収される。また特許文献１のような物品供給分配装置では、多列のうち一部の列で容器が供給されていない所謂歯抜け状態が発生しても、全ての列に物品が排出されるため、容器が供給されていない列に排出された物品は搬送コンベヤの下方に落下し、搬送コンベヤ下方において回収される。

すなわち、特許文献１の物品供給分配装置では、容器に充填されなかった物品は、搬送コンベヤの下方で回収される。そのため回収される物品には粉塵等が混じり易く、回収された物品は再利用されることなく破棄される。これに対して生産開始時に排出される物品をシュートの上流で回収し、再利用する構成も提案されている（特許文献２参照）。

特許第３７１２１７２号公報 特開２０１４−１５１９６４号公報

しかし、特許文献２の構成においても歯抜け状態に対応することはできず、歯抜け状態では、供給された物品は搬送コンベヤの下方で回収されることとなる。

本発明は、多列で供給される容器内に物品を分配しながら充填する物品分配投入装置において、容器が存在しないなど物品を投入する必要がない場合には、物品を投入せずに回収可能とすることを課題としている。

本発明の物品分配投入装置は、複数列の容器を保持しつつ搬送する容器搬送手段と、物品を供給するフィーダーと、フィーダーから物品を受け取る分配シュートと、搬送される複数列の容器に対応して複数配置された個別シュートと、分配シュートを個別シュート上方で移動させる駆動手段とを備え、分配シュートを移動させることにより、分配シュートを介して複数の個別シュートへ物品を分配させて容器内へ投入する物品分配投入装置において、個別シュートに設けられ、個別シュートの通路内を落下する物品を通路の外へ排出する排出機構と、容器の搬送方向における個別シュートの上流に配置されるとともに、搬送される各列の容器の有無を検出する検出手段と、検出手段からの信号を受けて排出機構の動作を制御する制御手段とを設け、排出機構は、個別シュートの側壁に形成された側部開口部を通って個別シュート内に向けて進退可能に設けられた排出シュートを有し、制御手段によって、容器無しと判定された列に対応する個別シュートの排出機構を作動させることにより、排出シュートを前記個別シュート内へ前進させ、個別シュートへ分配された物品を個別シュートの外へ排出することを特徴としている。

排出機構は、例えば排出された物品を回収する回収ボックスを有する。

本発明によれば、多列で供給される容器内に物品を分配しながら充填する物品分配投入装置において、容器が存在しないなど物品を投入する必要がない場合には、物品を投入せずに回収可能とすることができる。

本発明の第１実施形態に係る物品分配投入装置の容器搬送方向から見た正面図である。 フィーダーを除く図１の物品分配投入装置の配置を示す平面図である。 分配シュートの上部開口部と下部排出口の配置を示す平面図である。 フィーダーを除く図１の物品分配投入装置の側面図である。 分配シュート駆動部の構成を示す正面図である。 排出機構の拡大側断面図である。 本実施形態における２０個の第２個別シュートの配置を示す平面図である。 第２個別シュートの下半部と開閉蓋の駆動機構の構成を示す側面図である。 第２実施形態の検出手段の構成および配置を示す物品搬送コンベヤの拡大側面図である。 第３実施形態の検出手段の構成および配置を示す物品搬送コンベヤの拡大側面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る物品分配投入装置の容器搬送方向から見た正面図である。また図２は、図１の物品分配投入装置の平面配置を示す平面図であり（ただしフィーダーは不図示）、図３は、分配シュートの上部開口部と下部排出口の配置を示す平面図である。また、図４は、同物品分配投入装置の側面図である（ただしフィーダーは不図示）。

本実施形態の物品分配投入装置１０は、例えば麺が収容される容器Ｖに、乾燥卵や干エビ、干肉、葱などの具材や、粉末スープなどの物品を投入する装置である。物品分配投入装置１０は、複数列で容器Ｖを所定方向に間欠的に搬送する容器搬送コンベヤ（容器搬送手段）１２と、物品Ｍを振り分け、容器搬送コンベヤ１２により搬送される容器Ｖの各々に投入する分配投入部（分配投入手段）１４を備える。なお図１において、容器Ｖの搬送方向は、紙面垂直方向である。

図１に示されるように、容器Ｖは、例えば開口に向かって径が広がる円錐台形状を呈するカップであり、例えば搬送方向（縦方向）に沿った１０の列をなして容器搬送コンベヤ１２により搬送される。容器搬送コンベヤ１２は、例えば横長の（搬送方向に対して垂直な方向に長い）プレート状のリテーナ１６を搬送方向に所定間隔で多数並べた無端搬送コンベヤであり、リテーナ１６は図示しない搬送チェーンにより移送される。各リテーナ１６には、容器Ｖを保持するための収容孔が容器Ｖの複数の列に対応して設けられ、本実施形態では、１０個の収容孔が設けられる。リテーナ１６の収容孔の内径は、容器Ｖの開口部の外径（最大外径）よりも僅かに狭く、上方からこれらの収容孔に挿入された容器Ｖは、その外周が収容孔の内周に係合されて保持される。

分配投入部１４は、物品を供給する複数のフィーダー１８と、フィーダー１８から供給される物品を容器Ｖの数に合わせて略均等に振り分ける分配シュート２０と、分配された物品を容器Ｖへと導く個別シュート２２を備える。各フィーダー１８は、例えば１種類の物品を供給し、それぞれ供給される物品を振動により一様に分散させながら搬送するための振動コンベヤ２４を備える。

分配シュート２０は、漏斗状のホッパ２６と、ホッパ２６の排出口に設けられ、等速回転（等速移動）可能なシュート２８を備える。各振動コンベヤ２４の下流端は、ホッパ２６の周に沿ってホッパ２６の上方に配置され、各フィーダー１８から供給される物品は振動コンベヤ２４の下流端から落下して、漏斗状のホッパ２６で受け止められる。そしてホッパ２６に落下した物品は、１つに集約されてホッパ２６の排出口からシュート２８に供給される。

シュート２８は、ホッパ２６の排出口から斜め下方に向けて延出され、この排出口を中心に分配シュート駆動部（分配シュート駆動手段）２８Ｄにより等速回転駆動される。すなわちシュート２８の下端排出口３２は円弧状の軌跡に沿って移動する。

図５は、分配シュート駆動部２８Ｄの構成を示す正面図である。本実施形態では、例えば２台の分配投入部１４が用いられ、容器搬送コンベヤ１２の幅方向に並べて配置される。図５に示されるように、各分配投入部１４のシュート２８は、シュート２８の下方に垂直に延在する回転シャフト２８０に接続され、回転シャフト２８０の下端は、各々ギヤボックス２８２に連結される。ギヤボックス２８２は、例えばギヤ列を介して回転シャフト２８０を水平に配置される回転シャフト２８４に連結し、回転シャフト２８４の一端は、回転モータ２８６に接続される。すなわち、回転モータ２８６の回転力は、回転シャフト２８４、２個のギヤボックス２８２を介して２本の回転シャフト２８０に伝達され、これにより各シュート２８は、同期して回転される。

個別シュート２２は、各分配シュート２０の下方にそれぞれ１台ずつ配置される。個別シュート２２は、多数の第１個別シュート２２Ａと、第１個別シート２２Ａの各々に対応してその下方に配置される第２個別シュート２２Ｂを備える。図１の実施形態の物品分配投入装置１０では、分配投入部１４が各々１０本、合計２０本の個別シュート２２を備える。そのうちの１０本（各分配投入部１４の５本）は、分配投入部１４の下方にあって容器搬送コンベヤ１２の上流側の投入位置に位置する１つのリテーナ１６に沿って配置される。すなわち同リテーナ１６に保持される１行１０個の容器Ｖの各々に物品を投入するように配置される。一方、残りの１０本（各分配投入部１４の残りの５本）の個別シュート２２は、分配投入部１４の下方にあって容器搬送コンベヤ１２の下流側の投入位置に位置する１つのリテーナ１６に沿って配置され、同リテーナ１６に保持される１行１０の容器Ｖの各々に物品を投入するように配置される。

なお、本実施形態では、上流側投入位置にあるリテーナ１６と下流側投入位置にリテーナ１６の間には、１枚のリテーナ１６が配置されるが、上流側、下流側投入位置にある２枚のリテーナ１６、１６同士は隣り合ってもよいし、複数のリテーナ１６を間に挟んで配置されてもよい。

それぞれの個別シュート２２において、第１個別シュート２２Ａの上部開口部３０は、回転するシュート２８の下端排出口３２の軌跡に沿って円弧状に連接して配置され、等速回転するシュート２８から供給される物品は略均等に第１個別シュート２２Ａの各々に投入される。一方、第１個別シュート２２Ａの下端排出口３４は、上述した上流側、下流側の物品投入位置に位置する２行の容器Ｖに沿うように配置される。すなわち、上部開口部３０が搬送方向上流側に位置する第１個別シュート２２Ａの下端排出口３４は、上流側投入位置の１行に沿って直線状に配置され、上部開口部３０が下流側に位置する第１個別シュート２２Ａの下端排出口３４は、下流側投入位置の１行に沿って直線状に配置される。

また第２個別シュート２２Ｂは、直線状に配列される第１個別シュート２２Ａの各下端排出口３４の真下に各々略垂直に配置される。すなわち、第２個別シュート２２Ｂは、上流側物品投入位置と下流側物品投入位置において、略直立して配置される。

したがって、シュート２８が１周回転するにあたって、シュート２８が物品搬送方向上流側を半周移動する間に上流側の第１、第２個別シュート２２Ａ、２２Ｂに物品が分配され、下流側を半周移動する間に下流側の第１、第２個別シュート２２Ａ、２２Ｂに物品が分配される。

また、図４に示されるように、本実施形態の容器搬送装置１２は、分配投入部１４よりも上流側の所定位置に、リテーナ１６の収容孔に容器Ｖが収容されているか否かを検知する容器有無センサ（検出手段）３５を備える。容器有無センサ３５は、例えば、１枚のリテーナ１６に対応する１行を単位に、各列における容器Ｖの有無を検出する。また本実施形態の第２個別シュート２２Ｂは、後述するように、投入された物品を排出するための排出機構３６と第２個別シュート２２Ｂの出口を塞ぐための開閉蓋３８とを備える。

排出機構３６は、例えば第２個別シュート２２Ｂの上部開口部４０の近くに設けられる。排出機構３６は容器有無センサ３５からの信号に基づき、容器Ｖがセットされていない列がある行のリテーナ１６が物品投入位置にきたときに、その列に対応する第２個別シュート２２Ｂから、投入された物品を排出する。排出された物品は回収ボックス３９で回収され、例えばフィーダー１８へと戻されて再利用される。一方、開閉蓋３８は、第２個別シュート２２Ｂの下端排出口４２を塞ぐことができる開閉式の蓋で、間欠移動されるリテーナ１６が物品投入位置で停止されるタイミングに合わせて開閉される。容器有無センサ３５からの信号は制御装置（制御手段）４３に入力される。制御装置４３は司令部４３Ａと判定部４３Ｂを備えており、容器有無センサ３５からの信号を受けて容器の有無を判定するとともに、排出機構３６、開閉蓋３８、および容器搬送コンベヤ１２などの駆動を制御する。

図６は排出機構３６の拡大側断面図である。図６（ａ）には、第１個別シュート２２Ａから投入される物品Ｍが第２個別シュート２２Ｂ内を通り容器Ｖへと排出されるときの様子が示される。一方、図６（ｂ）には、第１個別シュート２２Ａから投入される物品Ｍが排出機構３６により第２個別シュート２２Ｂから回収ボックス３９に排出されるときの様子が示される。

排出機構３６は、エアシリンダ３６０と、エアシリンダ３６０のロッド３６２に取り付けられる排出シュート３６４を備える。排出シュート３６４は、垂直面３６６と傾斜面３６８を有し、エアシリンダ３６０により第２個別シュート２２Ｂに向けて進退自在である。

第２個別シュート２２Ｂの上半部は、例えば略矩形の断面形状を呈し、その１つの側壁には側部開口部４１が設けられる。排出シュート３６４は側部開口部４１を通して第２個別シュート２２Ｂ内へと挿入または個別シュート２２から引き出され、引き出された排出シュート３６４の下方には回収ボックス３９が配置される。

容器有無センサ３５からの信号に基づき、当該個別シュート２２の下にあるリテーナ１６の収容孔に容器Ｖが収容されていると判断される場合には、図６（ａ）のように、エアシリンダ３６０のロッド３６２が引っ込められ、排出シュート３６４は第２個別シュート２２Ｂ内から引き出される。このとき、排出シュート３６４の先端側に設けられた垂直面３６６は、側部開口部４１を塞ぎ第２個別シュート２２の通路を形成する。すなわち、通常の状態において垂直面３６６は、第２個別シュートの壁面の一部を構成する。

一方、容器有無センサ３５からの信号に基づき当該個別シュート２２の下にあるリテーナ１６の収容孔に容器Ｖが収容されていないと判断される場合には、図６（ｂ）のように、エアシリンダ３６０のロッド３６２が引き出され、排出シュート３６４が第２個別シュート２２Ｂ内へと挿入される。このとき、排出シュート３６４の先端側に設けられた垂直面３６６は、垂直面３６６に正対する第２個別シュート２２Ｂの側壁に当接し、傾斜面３６８は第２個別シュート２２Ｂの通路を遮断する。このとき傾斜面３６８の下端辺は、回収ボックス３９の上方に位置し、第２個別シュート２２Ｂの通路を遮断する傾斜面３６８に落下する物品Ｍは回収ボックス３９へと導かれ、第２個別シュート２２Ｂから排出される。

図７は、本実施形態における２０個の第２個別シュート２２Ｂの配置を示す平面図である。図７では、第２個別シュート２２Ｂにそれぞれ設けられた排出機構３６が、交互に第２個別シュート２２Ｂに挿入され、あるいは第２個別シュート２２Ｂから退避された状態が示される。

次に図８を参照して、本実施形態で採用される開閉蓋３８の構成について説明する。図８は、第２個別シュート２２Ｂの下半部と開閉蓋３８の駆動機構３８０の構成を示す側面図である。

第２個別シュート２２Ｂの下端部には、斜めに下端排出口４２が形成される。開閉蓋３８は、第２個別シュート２２Ｂに設けられたピボット３８２周りに回動自在に軸支される。開閉蓋３８には、ロッド３８４の一端が回動自在に軸支され、ロッド３８４の他端は、リンク部材３８６の一端に回動自在に軸支される。リンク部材３８６は、固定部に回動自在に軸支され、その他端はバネ等の付勢部材３８８により、ロッド３８４を介して開閉蓋３８が下端排出口４２を閉じる方向へ回動するように付勢される。また、付勢部材３８８が係合するリンク部材３８６の端部は、モータ駆動部３９０により回動されるレバー３９２にも係合され、付勢部材３８８は同端部をレバー３９２に向けて付勢する。図８（ａ）には、開閉蓋３８により下端排出口４２が塞がれた状態が示される。図８（ａ）の状態からレバー３９２が時計回りに回動されると、付勢部材３８８に抗してリンク部材３８６が反時計回りに回転され、ロッド３８４を介して開閉蓋３８が、ピボット３８２を中心に反時計回りに回動される。これにより図８（ｂ）のように、下端排出口４２が開かれる。なお、開閉蓋３８を閉じるときには、レバー３９２が反時計回りに回動され、リンク部材３８６が付勢部材３８８により時計回りに回動される。

次に、図１〜図８を参照して、本実施形態の物品分配投入装置１０の作動について説明する。商品の生産が開始されると、例えば麺が収容された容器Ｖがリテーナ１６に保持されて多列で間欠的に物品分配投入装置１０へ向けて搬送され、先頭の容器が容器有無センサ３５により検出される。容器有りの信号が制御装置４３に入力されると、制御装置４３はフィーダー１８、分配シュート２０の運転を開始するとともに、全ての排出シュート３６４を第２個別シュート２２Ｂ内へと挿入する。すなわちフィーダー１８からの物品Ｍの供給は、運転開始時には安定していないため、運転開始から先頭容器Ｖが第２個別シュート２２Ｂの下まで搬送されるまでの所定時間に関しては、容器Ｖへの物品Ｍの投入は行わず、分配投入部１４へ投入された物品Ｍは全て排出シュート３６４により回収ボックス３９へ排出される。

先頭容器Ｖが第２個別シュート２２Ｂの下方に搬送されると、排出シュート３６４が第２個別シュート２２Ｂから退避され、容器Ｖへの物品Ｍの投入動作が開始される。なお、先頭の容器Ｖの何れかの列において容器無し信号が入力される場合には、その列に対応する排出シュート３６４は、第２個別シュート２２Ｂ内に挿入されたままとされ、同列への物品Ｍの排出が回避される。その後は、容器有無センサ３５からの信号に基づき、第２個別シュート２２Ｂに対する各排出シュート３６４の進退が制御され、容器Ｖが存在しない列への物品Ｍの排出が回避される。そして、同列に対応する第２個別シュート２２Ｂへ投入された物品Ｍは回収ボックス３９で回収される。なお、フィーダー１８からの物品Ｍの供給および分配シュート２０の回転は一定速度で継続される。

一方、何らかのトラブルが発生して容器搬送コンベヤ１２が停止した場合、フィーダー１８および分配シュート２０の運転も停止される。フィーダー１８および分配シュート２０の停止は、分配シュート２０が所定の原点位置に到達した時点で行われる。本実施形態では、分配シュート２０の排出口が、容器搬送コンベヤ１２で多列搬送される容器Ｖの１つの行の一方の端にある容器Ｖの上方に位置するときを分配シュート２０が原点位置に到達したものと見做す。

以上のように、本発明の第１実施形態によれば、多列で供給される容器内に物品を分配しながら充填する物品分配投入装置において、容器が存在しない場合には、容器への投入前に物品を回収することができる。これにより回収した物品の再利用が可能となり、容器が歯抜け状態で供給される場合にも対応が可能となる。

次に図９を参照して本発明の第２実施形態の物品分配投入装置について説明する。第２実施形態では、第１実施形態の容器有無センサに替えてウエイトチェッカを検出手段として用いる。なお、その他の構成に関しては、第１実施形態と同様であり、同一の構成に関しては同一参照符号を用いその説明を省略する。

図９に示されるように、第２実施形態では、容器搬送装置１２の分配投入部１４よりも上流側の所定位置にあるリテーナ１６の下方に、各列の容器Ｖに対応して複数のロードセル（（重量）検出手段）４６が配置される。ロードセル４６は、例えば昇降機構４８により昇降自在であり、間欠搬送される容器Ｖを保持するリテーナ１６が、ロードセル４６の上方で停止すると上昇され、各容器Ｖをそれぞれ僅かに持ち上げてその重量を計測する。

各ロードセル４６からの信号は、制御装置４３へと送られ、判定部４３Ｂでは、その重量から各列の状態が判定される。司令部４３Ａは、同判定に基づき、図６、８等に示される排出機構３６、開閉蓋３８などの駆動を制御する。すなわち、重量が０の場合には、当該列に容器は無いと判定し、容器Ｖの重量分しか検出されない場合などには、麺が適正に充填されていないと判定する。そして、検出重量が規定重量（容器と麺の合計重量）よりも軽い場合には、第１実施形態と同様に排出機構３６を駆動して物品Ｍの同列への供給を停止し、同列に対応する個別シュート２２に投入された物品Ｍは回収ボックス３９で回収される。

次に図１０を参照して本発明の第３実施形態の物品分配投入装置について説明する。第３実施形態では、第１実施形態の容器有無センサに替えてカメラを検出手段として用いる。なお、その他の構成に関しては、第１実施形態と同様であり、同一の構成に関しては同一参照符号を用いその説明を省略する。

図１０に示されるように、第３実施形態では、容器搬送装置１２の分配投入部１４よりも上流側の所定位置にあるリテーナ１６の上方に、各列の容器Ｖに対応して複数のカメラ（（画像）検出手段）５０が配置される。カメラ５０は、間欠搬送される容器Ｖを保持するリテーナ１６がカメラ５０の下方で停止すると、リテーナ１６に保持される各容器Ｖを上方から撮影する。

各カメラ５０で撮影された画像は、制御装置４３に送られ、判定部４３Ｂにおいて、各列の容器の有無の他、容器内の麺の有無、容器内に混入された異物や麺の傷の有無などの異常が画像処理を通して判定される。そして、画像から同列に容器がない、あるいは同列の容器には異常があると判断されると、第１実施形態と同様に排出機構３６を駆動して物品Ｍの同列への供給を停止し、同列に対応する個別シュート２２に投入された物品Ｍは回収ボックス３９で回収される。

以上、第２、第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、搬送される容器のより詳細な状態を把握して対応することができる。

なお、本実施形態では、容器搬送コンベヤは間欠運転されたが、容器搬送コンベヤは連続運転されてもよい、また、本実施形態では分配シュート、個別シュートが２セット（２行分）設けられたが、列数が少ない場合には１セットでもよく、列数が多い場合には３セット以上用意してもよい。また、本実施形態において、分配シュートは等速回転されて物品を一様に分配したが、分配シュートを等速で往復移動させて物品を分配する構成としてもよい。また個別シュートを単位に間欠的に分配シュートを移動させる構成とすることもできる。

１０ 物品分配投入装置
１２ 容器搬送コンベヤ
１４ 分配投入部
１６ リテーナ
１８ フィーダー
２０ 分配シュート
２２ 個別シュート
２２Ａ 第１個別シュート
２２Ｂ 第２個別シュート
２４ 振動コンベヤ
２８ シュート
３５ 容器有無センサ
３６ 排出機構
３８ 開閉蓋
３９ 回収ボックス
４３ 制御装置
４３Ａ 司令部
４３Ｂ 判定部
４６ ロードセル
４８ 昇降機構
５０ カメラ
３６４ 排出シュート
３６６ 垂直面
３６８ 傾斜面
Ｍ 物品（具材）
Ｖ 容器

Claims (2)

1. 複数列の容器を保持しつつ搬送する容器搬送手段と、
   物品を供給するフィーダーと、
   前記フィーダーから物品を受け取る分配シュートと、
   搬送される前記複数列の容器に対応して複数配置された個別シュートと、
   前記分配シュートを前記個別シュート上方で移動させる駆動手段とを備え、
   前記分配シュートを移動させることにより、前記分配シュートを介して前記複数の個別シュートへ前記物品を分配させて前記容器内へ投入する物品分配投入装置において、
   前記個別シュートに設けられ、前記個別シュートの通路内を落下する前記物品を前記通路の外へ排出する排出機構と、
   前記容器の搬送方向における前記個別シュートの上流に配置されるとともに、搬送される各列の前記容器の有無を検出する検出手段と、
   前記検出手段からの信号を受けて前記排出機構の動作を制御する制御手段とを設け、
   前記排出機構は、前記個別シュートの側壁に形成された側部開口部を通って前記個別シュート内に向けて進退可能に設けられた排出シュートを有し、
   前記制御手段によって、容器無しと判定された列に対応する前記個別シュートの前記排出機構を作動させることにより、前記排出シュートを前記個別シュート内へ前進させ、前記個別シュートへ分配された前記物品を前記個別シュートの外へ排出する
   ことを特徴とする物品分配投入装置。
2. 前記排出機構は、排出された前記物品を回収する回収ボックスを有することを特徴とする請求項１に記載の物品分配投入装置。

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