JP7118687B2 - コンベアシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数列の容器がコンベアラインにおいて搬送されており、当該容器に収納すべき物品が別のコンベアラインにおいて搬送されている状態において、複数の物品を前記容器に収納すべき物品を同時に複数を移載する機構を備えた物品の移載・搬送機能を備えたコンベアシステムに関するものである。

乾燥食品の製造ラインにおいては、コンベア搬送される所定の容器内に種々の物品を次々に投入して、容器を包装し、当該乾燥食品を完成させる場合が多い。また、時間当たりに生産数量を多く確保するために、一列ではなく複数列のコンベア搬送とする場合が多い。
例えば、即席カップ麺の製造ラインのおいては、複数列の搬送されているカップ状容器の内部に麺塊を収納した後に、当該麺塊の上部に乾燥具材、粉末スープ又は袋詰めされたスープや乾燥具材等を投入した後、上部の密封を含む包装処理をすることによって当該即席カップ麺を完成させる（図１２）。

ここで、当該容器に投入する物品（乾燥具材や袋詰めされたスープ等）については、一列ごとのパーツフィーダーや自動投入機を通常利用する。
その一方、油揚げの乾燥食品等を投入する場合においては、当該乾燥食品の形状が個体ごとに微妙に変わるため、より確実にかつ高精度で当該容器に物品を投入する方法について検討する余地があった。このような容器に所定物品を投入する技術に関連して以下の先行技術が開示されている。

特開２０１３－１０３７７９

しかし、上記の先行技術は、平行に搬送されるそれぞれ１列の容器及び収納物品を搬送するコンベアラインを利用して一方のコンベアで搬送される物品群を、他方に搬送される容器内に移載するタイプのものである。この点、容器の搬送が複数列のタイプではない。さらに、このようなタイプとは異なる他の移載の方法も種々考えらえるところである。

そこで、本発明者らは、複数列の容器がコンベアラインにおいて搬送されており、当該容器に収納すべき物品が別のコンベアラインにおいて複数列搬送されている状態において、複数の物品を前記容器に収納すべき物品を同時に複数を移載する新たな機構を開発することを課題とした。

本発明者の鋭意研究の結果、複数の容器を搬送する第一コンベア装置と、当該第一コンベア装置の搬送方向と交差するように複数の物品を搬送する第二コンベア装置を設置し、当該交差部近傍において、当該第二コンベア装置により搬送中の複数の物品を同時にピックアップして第一コンベア装置に搬送されている複数の容器内に移載させる移載機構を備えることで、乾燥食品のような形状の違いを有する物品群であってもより確実にかつ高精度に前記容器内に所定物品を供給できることを見出した。

すなわち、本願第一の発明は、
“１）所定方向に複数列の容器を搬送する第一コンベア装置と、
２）当該コンベア装置の上方に配置され、前記第一コンベア装置の搬送方向と交差する方向に複数列の物品を搬送する第二コンベア装置と、
３）当該第二コンベア装置により搬送中の複数の物品を同時にピックアップして第一コンベア装置に搬送されている複数の容器内に移載させる移載機構を、
、備えたコンベアシステム。“、である。

次に、本願発明においては、物品搬送のための第二コンベア装置の物品間の距離と第一コンベア装置の容器間の距離とが異なる場合もあるため、前記移載時において、ピックアップ時の第二物品群のコンベア搬送方向を前記第一コンベアにおける容器の搬送方向に一致させるように旋回して移載する方法を採用するのが好適である。
すなわち、本願第二の発明は、
“前記移載機構が、ピックアップ時の第二物品群のコンベア搬送方向を前記第一コンベアにおける容器の搬送方向に一致させるように旋回して移載する移載機構である請求項１に記載のコンベアシステム。”である。

次に、本発明は、コンベアチェーンを利用したチェーンコンベアのタイプのコンベア装置の場合に好適に利用することができる。
すなわち、本願第三の発明は、
“前記コンベア装置がコンベアチェーンを利用したコンベア装置である請求項１又は２に記載のコンベアシステム。”、である。

次に、前記移載機構は、複数の屈曲又は回転可能な関節部を有するロボットアーム及び当該ロボットアームの先端部に設けられた複数の物品吸着部を有する移載機構を用いることが好ましい。
すなわち、本願第四の発明は、
“前記移載機構が、複数の屈曲又は回転可能な関節部を有するロボットアーム及び当該ロボットアームの先端部に設けられた複数の物品吸着部によるものである、請求項１～３のいずれかに記載のコンベアシステム。”、である。

次に、本発明は、第一及び第二コンベア装置が一対の無端状のコンベアチェーンと当該コンベアチェーン間に装着された複数の容器又は物品収納枠体を利用するタイプであることが好ましい。
すなわち、本願第五の発明は、
“前記第一チェーンコンベア装置が一対の無端状のコンベアチェーンと当該一対のコンベアチェーン間に連続して装着された複数の容器収納枠体を備え、
前記第二チェーンコンベア装置が一対の無端状のコンベアチェーンと当該コンベアチェーン間に連続して装着された複数の物品収納枠体を備えた、請求項３又は４に記載のコンベアシステム。“、である。

次に、前記第二コンベア装置の物品収納体は、搬送される物品を個別に収納するように複数のポケット部を有するタイプであることが好ましい。
すなわち、本願第六の発明は、
“前記第二コンベア装置の物品収納枠体が、搬送される物品を個別に収納するように複数のポケット部を有する請求項１～５のいずれかに記載のコンベアシステム。”、である。

次に、前記物品収納枠体のポケット部が種々のサイズの物品を収納できるように複数段の凹部を有するポケット部であることが好ましい。
すなわち、本願第七の発明は、
“前記第二コンベア装置の物品収納枠体のポケット部が複数段の凹部を有するポケット部である請求項１～６のいずれかに記載のコンベアシステム。”、である。

本発明のコンベアシステムを利用することで複数列の容器がコンベアラインにおいて搬送されており、当該容器に収納すべき物品が別のコンベアラインにおいて複数列搬送されている状態において、前記容器に収納すべき物品を同時に複数をスムースに移載することができる。

本発明の第一実施態様のコンベアシステムを、即席カップ麺の製造ラインについて利用した場合の斜視模式図である。 本発明の第一実施態様のコンベアシステムにおける第一コンベアで搬送される容器の形状の例である。 本発明の第一実施態様のコンベアシステムにおける第二コンベアの物品収納枠体をコンベアチェーンに連結した場合の模式斜視図である。 本発明の第一実施態様のコンベアシステムにおける第二コンベアの物品収納枠体についての斜視図である。 本発明の第一実施態様の第二コンベアの物品収納枠体に種々の物品を収納した場合の断面模式図及び当該物品の例示写真である。 本発明の第一実施態様におけるロボットアームの物品吸着部によって物品収納枠体に収納された物品群をピックアップをした斜視模式図である。 ロボットアームの先端部の物品吸着部によって物品群をピックアップをした後に旋回する状態を示した模式図である。 コンベアチェーンのピッチ（インチ単位）を示した正面図である。 本発明の第一実施態様における第一コンベア及び第二コンベアの位置関係及び寸法設定の単位（インチ又はｍｍ）を示した斜視図である。 ３基のロボットアームによって物品群をピックアップする際のパターン例を示した模式図である。 第二コンベアライン上の物品収納枠体からロボットアームによって物品をピックアップする際の平面図である。 即席カップ麺の製造ラインでのカップ状容器への物品収納を示した斜視模式図である。

１ 第一コンベア装置
３ 容器
５ コンベアチェーン
７ 容器収納枠体
９ 容器のフランジ部
１１ 第二コンベア装置
１３ 物品収納枠体
１５ ポケット部
１７ 物品
１９ 移載機構
２１ ロボットアーム
２３ 物品吸着部
２５ 支持台
２７ 麺塊

以下に、本発明の第一の実施態様について図面を参照しつつ説明する。但し、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。図1は本発明の第一の実施態様のコンベア搬送システム全体の斜視図を示したものである。

・全体構成
本発明の第一の実施態様のコンベアシステムは、所定方向に複数列の容器３を搬送する第一コンベア装置１と、当該第一コンベア装置１の上方に配置され、前記第一コンベア装置１の搬送方向と交差する方向に複数列の物品を搬送する第二コンベア装置１１と、当該第二コンベア装置１１により搬送中の複数の物品１７を同時にピックアップして第一コンベア装置に搬送されている複数の容器内に移載させる移載機構１９を、備えている。

・第一コンベア装置
本発明の第一の実施態様の第一コンベア装置１は、幅９列で図１及び図１２に示すように複数の容器３を所定方向に搬送する。当該第一コンベア１は、無端状のコンベアチェーン５と当該一対のコンベアチェーン間に連続して装着された複数の容器収納枠体７を備えており、当該容器収納枠体７に各容器を幅９列となるように所定間隔をおいて収納部が設けられている。

使用できる容器３は種々の形状が可能であり、例えば、図２示すように円形形状（ａ）（ｃ）、角型形状（ｂ）のいずれも可能である。また当該容器はフランジ部９を有することが好ましい。当該フランジ部において容器収納枠体７に収納された場合に当該容器を支持することができる。

尚、前記第一コンベア装置１及び第二コンベア装置１１はチェーンコンベア５を利用している。ベルトコンベアに比べてあらゆる形状の搬送物を運ぶことが可能である。コンベヤ長も長く設定でき、幅広く対応が可能である。また、丈夫であり耐久力が大きく、高効率を維持し、滑りがなく精度が高いという利点を有する。本発明のような生産ラインにおける容器の搬送にはチェーンコンベアを利用することが好ましい。

・第二コンベア装置
本発明の第一の実施態様の第二コンベア装置１１は、幅６列で複数の物品１７（容器に収納する予定の物品）を搬送する。また、当該第二コンベア装置１１は、無端状のコンベアチェーン５と当該一対のコンベアチェーン間に連続して装着された複数の物品収納枠体１３を備えており、当該物品収納枠体１３に各物品を収納するように構成されている。

尚、コンベアはチェーンコンベア５を利用している。第一コンベア装置１と同様に丈夫であり耐久力が大きく、高効率を維持し、滑りがなく精度が高いという利点を有する。本発明のような生産ラインにおける容器の搬送にはチェーンコンベアを利用することが好ましい。

また、図1に示すように、第二コンベア１１はゴンドラ状に構成されており、上方及び下方を循環してコンベアが搬送するように構成されている。尚、第二コンベア装置１１は、前記第一コンベア装置１の上方に配置されている
第二コンベア装置１１の搬送方向は、前記第一コンベアの搬送方向と交差するように設定されている。交差の角度は特に限定されないが、図１では直交（９０°）する態様を示している。
このように交差することで、交差部分の付近において第一コンベア装置１と第二コンベア装置１１が近接するために第二コンベア１１から第一コンベア１への物品１７の移載をスムースに実施することができる。

・物品の収納枠体
本発明の第一の実施態様においては、前記第二コンベア装置１１の物品収納枠体１３が、複数のポケット部（凹部）１５を有するようになっており、搬送する物品１７を所定位置に保持するようにされている。また、当該物品収納体１３は、図４に示すように二段の凹部を有している。

搬送される物品１７が大きい場合には大きい方の大凹部、小さい場合には小凹部にそれぞれ収納できるように構成しており、種々の形状を有する物品１７に柔軟に対応することができるように構成されている。また、物品１７は種々の形状が可能であり、例えば、即席めんの生産ラインであると、図５に示すように油揚げや成形具材、包装された天ぷら、具材パック等を収納可能である。
尚、物品収納枠体１３を水平状態に維持するために、当該枠体の下部中央より垂下するように装着された錘を備えることが好ましい。このように構成しておくことで、コンベアラインが傾いたり上下方向に搬送する場合でも物品収納枠体１３を水平に維持することができる。

・移載機構
本発明においては、上述の第一コンベア装置１において搬送する複数の容器３に対して、第二コンベア装置１１で搬送する複数の物品１７を同時にピックアップして第一コンベア装置１に搬送されている複数の容器内に移載させる移載機構１９を備えている。
当該移載機構１９は種々の形態が考えられるが、本発明の第一の実施態様においては、前記移載機構１９が、複数の屈曲又は回転可能な関節部を有するロボットアーム２１及び当該ロボットアーム２１の先端部に設けられた複数の物品吸着部２３によって実現されている。

具体的には、本発明の第一実施態様においては、当該移載機構１９は第一コンベア１と第二コンベア１１の交差する領域の近傍に設置される。本発明の第一の実施態様においては、第二コンベア１１と第一コンベア１の交差点において、第二コンベア１１の後方側（第一コンベアの搬送方向に向かって後方側）に第二コンベア１１のコンベア進行方向に沿うとともに第一コンベア１の幅方向に渡ってロボットアーム２１を載置することによって設けられている。

すなわち、本発明の図１、図６に示すように当該移載機構は、３基のロボットアーム２１が、第一コンベア１の上方でかつその幅方向であって、かつ、第二コンベア１１のコンベア進行方向に沿って配置された支持台２５の上部に連続して配置されている。尚、ロボットアーム２１が把持した物品群１７を第一コンベア装置１に迅速に移載できるように第二コンベア１１と前記支持台２５の間には所定の間隔が設けられている。
また、ロボットアーム２１は６軸タイプであって、当該先端部は前後・左右・上下斜め等の所定の範囲内を移動できるようになっている。このように配置することでロボットアーム２１の先端部にてピックアップした物品１７を第一コンベア装置１で搬送中の容器３に容易に移載することができる。

・物品吸着部
本発明のロボットアーム２１の先端部分には、物品吸着のための物品吸着部２３を有している。当該吸着部２３は吸引パットによっても可能であるし、又は例えば、ベルヌーイ効果を利用した負圧によって物品１７を把持する装置であってもよい。また、これらに限定されず物品１７を吸着可能又は把持可能な構成であればいかなる装置でも可能である。
本物品吸着部２３によって第二コンベア装置１１において搬送されている物品群を当該搬送されている配列状態のまま複数物品１７をピックアップすることができる。

・第二コンベアからのピックアップ後の物品群の旋回移載
本発明の第一の実施態様においては、前記ロボットアーム２１によって第二コンベア１１で搬送中の物品１７を同時に複数ピックアップし、当該ピックアップした状態の向きを回転することによって第一コンベア１の搬送方向に一致させる。
尚、本発明にいう搬送方向の一致とは、例えば、本発明の実施態様にように第一コンベア１と第二コンベア１１が垂直で交差している場合においては、第二コンベア１１でピックアップした物品群を、当該第二コンベア１１の方向を右に９０°回転する場合でも、左に９０°回転させる場合のいずれも含むものとする。

・コンベアピッチとの関係
本発明において、ピックアップ時の物品群に対して、第二コンベア装置１１におけるコンベア搬送方向から前記第一コンベア装置１における容器の搬送方向に一致させるように旋回して移載する点については、特に第一コンベア１及び第二コンベア１１がチェーンを使用するチェーンコンベアである場合において、設定上（設計上）の仕様の問題点を解決することができるという利点を有する。
すなわち、チェーンコンベア５は以下の図８に示すように、リンクが連なった構造を有しており、当該コンベアの長さはピッチで規定され、4/8インチ, 5/8インチ, 6/8インチ等のインチで規定されている。

第一コンベア１における容器収納枠体７は、コンベアの長さごとに装着されているため、コンベア前後の間隔、すなわち、第一コンベア１における同一列における前後の間隔は図９に示すようにインチ単位で規定される。また、第二コンベア１１における同一列における前後の間隔も同様にインチ単位で規定される。

一方、第一コンベア装置１及び第二コンベア１１ともに列同士の間隔は、第一コンベア１が容器収納枠体７、第二コンベア１１が物品収納枠体１３のそれぞれの収納位置の間隔となる。ここで、当該間隔はともに設計上ｍｍ単位で規定されることが多い、このため、第二コンベア装置１１でピックアップした複数の物品群を、そのまま方向を変えずに第一コンベア装置１に移載して、第一コンベア１上の各容器３に収納させようとすると、インチとｍｍの単位の違いからズレが生じて完全に位置を一致させることが設計上において煩雑となる場合が多い。
このため、第二コンベア装置１１でピックアップした物品群の方向を第一コンベア１の搬送方向に合せるように旋回することで両者の単位を一致させることができ、正確にその位置を調整することが容易に可能となる。

・ピックアップのパターン
本発明における第二コンベア装置１１からの物品群のピックアップのパターンは種々のパターンが考えらえる。例えば、以下の図１０は移載装置によって、第二コンベア１１の物品１７を第一コンベア装置１の容器３に移載して収納する場合の一つのパターンである。

図１０の１、２、３は、図１で示される3基のロボットアーム２１を第二コンベア１１の進行方向上流から順番に付けた場合に、当該各番号のロボットアーム２１によって同時にピックアップされる１２つの物品群の番号を付したものの一部である。尚、これらのピックアップは順次繰り返し実施される。

それぞれの１２つの同じ番号の物品群は、その後、図７に示すようにロボットアーム２１の先端部が９０°回転することによって、第一コンベア１の搬送方向に一致させるように旋回し、そのまま、各ロボットアーム２１の手前下の容器搬送装置において搬送されている容器３（３列分）に物品群が供給される（３列×４＝１２カップ）。これによって第一コンベア１の１２個の容器３すべてに収納すべき物品群が供給される。図１１は当該供給の際の第二コンベア１１とロボットアーム２１を示した正面模式図である。

・具体的な動作の説明
以下に本発明のコンベアシステムを用いた場合の即席麺の生産ラインにおける物品１７として具材（油揚げ）を第一コンベア１において搬送されている麺塊入りの容器３に供給する場合を説明する。
図１及び図１２に示すように、本発明の第一実施態様のコンベアシステムにおいては、チェーンコンベアである第一コンベア１において、容器３が収納され順次手前方向に搬送されている。尚、容器内にはすでに麺塊２７が収納されており、当該麺塊２７の上の油揚げ（物品）を載置することを予定している。

次に、第二コンベア装置１１は第一コンベア１と垂直に交差しており、当該第二コンベア１１には前記容器３に収納すべき油揚げ（物品）が物品収納枠体１３のポケット部１５に収納されており、紙面左方向に向かって搬送されている。
ロボットアーム２１は３基配置されており、その先端部に１２つの物品吸着部２３を有しており、第二コンベア１１から物品１７を物品同士の位置関係を変えずに、同時に１２個づつピックアップする。その後、当該ロボットアーム２１の先端部が９０°回転して保持された物品の列を９０°回転させる。すなわち、第二コンベア１１の搬送方向から第一コンベア１における容器３の搬送方向に一致させるように旋回する。

当該旋回後において、第一コンベア１の搬送方向にロボットアーム２１が当該ロボットアーム２１手前の下に位置する第一コンベア１において搬送されている容器１２つ（３列分×４）に油揚げを供給する。
このような第二コンベア１１からの物品１７のピックアップ→第一コンベア１の容器３への物品７（油揚げ）の供給が順次実施され、第一コンベア１の容器中に物品（油揚げ）が収納された状態となる。第一コンベア１での搬送は継続し、順次、他の物品１７の供給等の工程や包装工程に移行し、即席カップ麺が生産される。

Claims (2)

1. 所定方向に複数列の容器を搬送する第一コンベア装置と、
   当該第一コンベア装置の上方に配置され、第一コンベア装置の搬送方向と交差する方向に複数列の物品を搬送する第二コンベア装置と、
   当該第二コンベア装置により搬送中の複数の物品を、物品同士の位置関係を変えずに同時にピックアップして、ピックアップ時の物品群のコンベア搬送方向を前記第一コンベア装置における容器の搬送方向に一致させるように旋回して第一コンベア装置に搬送されている複数の容器内に移載させる移載機構を、備えたコンベアシステムであって、
   前記第一コンベア装置が一対の無端状のコンベアチェーンと当該一対のコンベアチェーン間に連続して装着された複数の容器収納枠体を備え、前記第二コンベア装置が一対の無端状のコンベアチェーンと当該コンベアチェーン間に連続して装着された複数の物品収納枠体を備えるものであって、
   前記第二コンベア装置の物品収納枠体が搬送される物品を個別に収納するように複数のポケット部を有し、当該ポケット部が複数段の凹部を有するポケット部である、コンベアシステム。
   
2. 前記移載機構が、複数の屈曲又は回転可能な関節部を有するロボットアーム及び当該ロボットアームの先端部に設けられた複数の物品吸着部によるものである、請求項１に記載のコンベアシステム。

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