JP7224875B2 - 箱詰め装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばポテトチップ、豆、飴、スープ、洗剤などの内容物が袋詰めまたは箱詰めされた複数の物品を外装箱に詰める箱詰め装置に関し、特に複数の物品を整列させて複数の外装箱側に搬送するものに関する。

複数の物品を整列させて外装箱側に搬送する装置としては、例えば特許文献１、２に開示されたものがある。

特許文献１の技術は、複数の物品を、互いに一部が重なりあった差し身状態で、箱詰め位置に搬送するためのものである。特許文献１の技術では、搬送装置に複数の保持板が設けられ、これら物品保持版は、物品を収容可能とする間隔をあけて配置されている。これら保持板間に供給された物品が、上記搬送装置で物品取り出し位置に搬送される。物品取り出し位置に保持板が搬送された状態で、保持板間に収容されている物品が搬送装置の側方の箱詰め位置にプッシャー装置によって押し出される。複数の保持板のいずれもが、物品の搬送方向の後方に上部が倒れる傾斜状とされている。これによって、プッシャー装置で物品が押し出されると、複数の物品は、上記差し身状態で、取り出される。差し身状態で取り出された物品は、１つの箱内に収容される。

特許文献２の技術は、複数の箱にそれぞれ１つずつ物品を同時に箱詰め可能とするものである。特許文献２の技術では、物品配置装置が、複数の物品を並列させて箱詰め位置に配置する。この配置位置の下方に前記物品の数と同数の箱を物品の並列方向に並行するように箱配置装置が配置する。配置位置の上方に物品の並列方向に並行して物品の数と同数の吸着具が配置されている。これら吸着具は相互に前記並列方向に離隔可能であって、かつ全ての吸着具が前記配置位置を通って昇降可能に構成されている。吸着具がそれぞれ物品を吸着した状態で、配置位置の床が開閉装置によって解放され、複数の吸着具それぞれに吸着された物品は、開かれた床を通過して対応する箱へ降下させられる。この降下状態において、吸着具による吸着が中止され、各箱内にそれぞれ物品が収容される。

特開２００２－９６９２６号公報 特開２００８－１４３５７２号公報

特許文献１の技術によれば、複数の物品を差し身状態で取り出すことはできるが、差し身状態の複数の物品は、１つの外装箱にしか箱詰めすることができない。一方、特許文献２の技術によれば、複数の箱に同時に物品を箱詰めすることはできるが、１つの箱には１つの物品しか箱詰めすることはできず、差し身状態である複数の物品を１つの箱に詰めることはできない。

本発明は、差し身状態とした複数の物品からそれぞれがなる複数の物品群を、各物品群に対応する複数の箱に同時に箱詰めすることを可能として、処理能力の向上を図った箱詰め装置を提供することを目的とする。

本発明の箱詰め装置の一態様は、搬送装置を有している。搬送装置としては、例えば上面で物品を支持して搬送するもの、例えばチェーンコンベヤやベルトコンベヤを使用することができる。物品としては、吸着装置によって吸着可能な種々のものを使用することができるが、例えば袋や箱の内部に別の物品を収容している袋詰めや箱詰めのものを使用することができる。複数の物品収容部群が設けられている。物品収容部群それぞれは、複数の物品収容部が前記搬送装置に配置され、その搬送方向に所定の間隔をおいて、複数の物品を差し身状態で保持している。差し身状態とは、複数の物品が互いに一部が重なりあった状態を言う。前記搬送装置の所定位置、例えば停止位置に前記複数の物品収容部が搬送されてきたとき、前記複数の物品収容部から、前記物品収容部群の前記複数の物品を前記差し身状態のまま、押し出し装置が前記搬送装置の側方にある箱詰め位置に押し出す。このとき、前記物品収容部からそれぞれ押し出された物品は、前記物品収容部群ごとに、前記所定の間隔をあけた物品群を構成する。前記箱詰め位置には、前記押し出された物品群を支持可能な支持体が配置されている。この支持体は、前記箱詰め位置から退却することが可能である。前記箱詰め位置の上方に、前記物品群に対応して、前記物品群と同数の吸着具が配置されている。これら吸着具は、対応する物品群を吸着及び非吸着状態とすることができ、前記支持体が退却状態にあるとき、前記箱詰め位置を通過して、前記箱詰め位置の下方に前記物品群に対応して設けられた前記物品群と同数の箱に向かって下降可能である。

このように構成された箱詰め装置では、複数の物品を差し身状態とした物品群を複数作成し、これら物品群に対応する、物品群と同数の箱内に物品群を刺し身状態のままそれぞれ詰めることができる。

上記の態様において、前記搬送装置の所定位置から前記箱詰め位置までの経路には、前記物品群を仕切る仕切り具を配置することもできる。仕切り具を配置することによって、異なる物品群の物品が、箱詰め位置への押し出し中に互いに交じり合うことを防止できる。

上記の態様において、前記搬送装置の所定位置から前記箱詰め位置までの経路には、前記各物品群において、前記差し身状態にある物品の姿勢を維持して押し出されるように、前記物品を案内する案内が配置されている。このように構成することによって、押し出し中に、差し身状態が崩れることを防止できる。

前記物品収容部は、複数の物品支持体を有するものとすることができる。複数の物品支持体は、前記物品群の各物品に対応して設けられている。複数の物品支持体は、それぞれ間隔を空けて配置されている。前記複数の物品支持体は、対応する前記物品の中途を前記搬送装置よりも上方に持ち上げてそれぞれ支持している。持ち上げられている物品の前記搬送装置の進行方向側の端は、前記搬送装置上に位置している。前記持ち上げられている物品の後続の物品の前記搬送装置進行方向側の端は、前記支持体における前記搬送装置の進行方向とは反対側に前記支持体に接してまたは接近して位置している。このように支持体を構成しているので、物品群の物体は、差し身状態を維持している。

本発明の１実施形態の箱詰め装置の停止位置の部分省略側面図である。 図１の箱詰め装置の物品乗り込み位置の部分省略側面図である。 図１の箱詰め装置の正面図である。 図１の箱詰め装置のトランジションデッキの側面図である。 図１の箱詰め装置の吸着装置の側面図である。

本発明の一実施形態の箱詰め装置では、箱詰めされる物品２は、例えばポテトチップ、豆、飴、スープ、洗剤などの内容物が袋詰めされた包装品である。包装品は、矩形の袋の四方をシールした厚みの薄いもので、対向した表面と裏面とを有している。箱詰め装置は、複数、例えば２個の物品２を刺し身状態とした１つの物品群を１つの箱に詰めるが、複数の物品群、例えば２組の物品群を、物品群の数と同数、例えば２個の箱内にそれぞれ同時に詰める。

箱詰め装置では、供給手段、例えば供給コンベヤによって連続的に搬送されてくる複数の同一種類の物品２から、まず２つの物品２を差し身状態とした物品群を２組作成する。そのため、供給コンベヤから物品２を受ける搬送装置、例えばチェーンコンベヤまたはベルトコンベヤのように上面で物品を支持して搬送する搬送装置４に、少なくとも２組の物品収容部６が取り付けられている。

図１に示すように、１組目の物品収容部６は、物品支持部材、例えば３つのフィン８ａ、８ｂ、８ｃを有している。フィン８ａ、８ｂ、８ｃは、いずれも搬送装置４の搬送面４ａに取り付けられた板状の水平部１０を備えている。その水平部１０における矢印で示す搬送装置４の進行方向（以後、前側と言う）側の縁から、搬送装置４の進行方向と反対側（以後、後ろ側と言う）に向かって斜め上方に、水平部１０と鋭角な角度をなして、板状の起立部１２が伸びている。この起立部１２の先端縁に、起立部１２よりも後ろ側に向かって斜め上方に、支持部１４が伸びている。支持部１４は、起立部１２と水平部１０とがなす角度よりも小さい角度を水平部１０となしている。これら水平部１０、起立部１２及び支持部１４は、いずれも、搬送装置４の搬送面４ａの搬送方向を横切る幅方向の一方の縁から他方の縁まで位置し、搬送装置４の搬送方向に間隔をおいて位置している。

フィン８ａは、図１に示すように或る物品２の裏面の後ろ側の端の近傍に支持部１４が接触して、物品２の後ろ側を持ち上げている。フィン８ｂは、フィン８ａの前側に位置し、その後ろ側における水平部１０と起立部１２との接合部またはその付近に、物品２の前側の端が位置している。フィン８ａとフィン８ｂとの間隔、フィン８ａの起立部１２及び支持部１４の水平部１０に対する高さ及び水平部１０に対する角度は、フィン８ａ、８ｂ間に収容された物品２が搬送面４ａに対して予め定めた角度で傾斜した状態をなすように設定されている。フィン８ｃは、フィン８ａの後ろ側に位置し、後続の物品２の裏面の後ろ側の端の近傍に支持部１４が接触して、別の物品２の後ろ側を持ち上げている。別の物品の前側の端は、フィン８ａの後ろ側における水平部１０と起立部１２との接合部またはその付近に位置している。従って、別の物品２はその前側の部分が、物品２の後ろ側と一部が重なった状態で傾斜している。フィン８ａとフィン８ｃとの間隔、フィン８ｃの起立部１２及び支持部１４の水平部１０に対する高さ及び水平部１０に対する角度は、別の物品２が搬送面４ａに対して予め定めた角度をなすように設定されている。従って、フィン８ａと８ｂとの間隔、フィン８ａと８ｃとの間隔は、物品２の種類や、物品２同士の重なり具合によって変更され、異なる間隔になることもあるし、同一の間隔になることもある。

１組目の物品収容部６の後ろ側に、２組目の物品収容部６が配置されている。２組目の物品収容部６も、１組目の物品収容部６と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。但し、前側にある１組目の物品収容部６のフィン８ｃと後ろ側の２組目の物品収容部６のフィン８ｂとの間の間隔は、これら物品２が収容される後述する箱の配置間隔を考慮して設定されている。このような２組の物品収容部６が、搬送装置４の搬送面に４ａには、複数取り付けることができるし、２組のみ取り付けることもできる。物品収容部６と搬送装置４とによって、整列搬送装置、例えば整列コンベヤが構成されている。

これら物品収容部６のフィン８ｂ、８ａ間、フィン８ａ、８ｃ間への供給は、例えば図２に示すように搬送装置４の搬送開始側の端である始端近傍において行われる。始端には、搬送面４ａを走行させるプーリ１６が配置され、プーリ１６は図示しない駆動手段、例えばサーボモータによって回転駆動される。サーボ―モータは、図示していない指示計によって制御される。

搬送装置４の始端よりも更に後ろ側における搬送装置４よりも高い位置に水平に、供給コンベヤ２０が配置されている。この供給コンベヤ２０が物品２を１つずつその先端側に搬送する。供給コンベヤ２０の先端側から搬送装置４の搬送開始側の端の近傍まで傾斜コンベヤ２２が、その先端側を搬送装置４側に傾斜した状態で配置されている。この傾斜コンベヤ２２は、供給コンベヤ２０が搬送して来た物品２を搬送装置４側に１つずつ搬送する。傾斜コンベヤ２２の先端側まで搬送された１つの物品２は、傾斜コンベヤ２２の先端側から搬送装置４の始端側に配置した渡り板２４上を滑走して、搬送装置４の搬送面４ａに向かう。このとき、渡り板２４の幾分前側にある物品取り込み位置に、１組目の物品収容部６のフィン８ａが位置している。その結果、搬送されてきた物品２は、フィン８ｂ、８ａの間に図１に示すように収容される。この物品取り込み位置にフィン８ａが停止している状態は、サーボモータが指示計によって制御されることによって作り出されている。

物品２のフィン８ｂ、８ａ間への収容は、渡り板２２の前側に配置した物品検出センサ２６によって検出される。この検出によって、指示計がサーボモータを制御し、フィン８ｃを物品取り込み位置に到達させて停止する。その後、次の物品２が上述したのと同様にして図１に示すようにフィン８ａ、８ｃ間に収容される。物品検出センサ２６の物品２の検出によって、指示計は、サーボモータを制御して２組目の物品収容部６のうち、フィン８ａを物品取り込み位置まで移動させて、そこで停止させる。

以下、同様にして、２組目の物品収容部６のフィン８ｂ、８ａ間、フィン８ａ、８ｃ間にそれぞれ物品２が収容される。２組の物品収容部６にそれぞれ２個の物品２が収容されると、指示計は、サーボモータを駆動して、図１に示す所定位置、即ち、停止位置に２つの物品収容部６を移動させて、搬送装置４を停止する。停止位置は、図３に示すように、箱詰め位置、具体的には吸着装置２８の設置位置の側方の位置である。指示計は、上述したようにサーボモータを制御するようにプログラムされており、また２つの組の物品収容部６のフィン８ａ、８ｃ及び８ｂ、８ａの物品取り込み位置を含む各種設定値が予め入力されている。

図１に示すように、箱詰め位置には、押し出し装置３０が配置されている。押し出し装置３０は、複数の押し出しプレート３２を有している。これら押し出しプレート３２は図３に示すように、箱詰め位置とは反対側の搬送装置４の側方に配置されている。押し出しプレート３２は、前側及び後ろ側いずれの組の物品収容部６においても、フィン８ａと８ｂとの間に位置するものを有している。この押し出しプレート３２は、フィン８ａと８ｂとの間にある物品２の中途に接触する。押し出しプレート３２は、フィン８ａと８ｃとの間に位置するものと、フィン８ｃよりも後ろ側にあるものも有している。フィン８ａと８ｃとの間に位置するものは、これらフィン８ａ、８ｃの間にある物品の中途に接触し、フィン８ｃよりも後ろ側にあるものは、フィン８ａ、８ｃ間に収容されている物品２のフィン８ｃよりも後ろ側に突出している部分に接触する。

図３に示すように、これら押し出しプレート３２は、搬送装置４の搬送面４ａに垂直に立ち上がっており、それぞれの上端が、搬送装置４の搬送方向に沿って配置された連結板３４に結合されている。連結板３４は、往復テーブル３６に結合されている。往復テーブル３６は、搬送装置４から吸着装置２８の設置位置まで直線状に伸びたリニアレール３８によって往復移動可能に案内される。さらに、往復テーブル３６は、リニアレール３８に沿って配置されたタイミングベルト４０に結合されている。このタイミングベルト４０は駆動モータ４２によってリニアレール３８に沿って進退させられる。従って、押し出しプレート３２は、吸着装置２８と反対側の側方から、搬送装置４上を通過して、吸着装置２８側の側方に移動する。押し出しプレート３２は、上述したような位置に配置されていたので、この移動に従って２組の物品収容部６にそれぞれ収容されている物品２は、刺し身状態を維持して吸着装置２８側の側方に各物品収容部６から押し出される。

図３に示すように、搬送装置４と吸着装置２８との間には、トランジションデッキ４４が配置されている。このトランジションデッキ４４は、搬送面４ａと同じ高さ位置にある。図４に示すように、２組の物品収容部６からそれぞれ送り出された物品２が混ざり合うことを防止するために、箱詰め位置に停止している前の組の物品収容部６のフィン８ｃと、後ろの組の物品収容部６のフィン８ｂとの間に対応するトランジションデッキ４４上の位置に、仕切り具、例えば仕切りプレート４６が、図３に示すように搬送装置４側から吸着装置２８側まで配置されている。さらに、図４に示すように、トランジションデッキ４４の搬送装置４の搬送方向の前側及び後ろ側の端には、押し出しプレート３２による押し出し中に、物品２を箱詰め位置に案内するために、それぞれガイドプレート４８が取り付けられている。ガイドプレート４８も、仕切りプレート４６と同様に搬送装置４側から吸着装置２８側まで配置されている。

さらに、押し出しプレート３２によって物品収容部８から押し出された物品２が、トランジションデッキ４４を通過中も差し身状態を維持するように、図４に示すように、案内、例えばガイドレール５０が取り付けられている。ガイドレール５０は、トランジションデッキ４４において、２組の物品収容部６のフィン８ｂ、８ａ間から押し出された物品２、即ち差し身状態の上側に位置する物品２が通過する位置に配置され、仕切りプレート４６と同様に搬送装置４側から吸着装置２８側まで配置されている。ガイドレール５０は、物品収容部６のフィン８ｂ、８ａ間から押し出された差し身状態の上側の物品２がトランジションデッキ４４を通過している間、その物品２の裏面に接触し、その物品２の後ろ側が持ち上げられた状態を維持する。その結果、上述したように、各物品群において２つの物品２の刺し身状態が維持されている。

このように仕切りプレート４６、ガイドプレート４８及びガイドレール５０が取り付けられているので、収容部６からそれぞれ押し出された合計２つの物品群は、トランジションデッキ４４を通過する間も、いずれも２つの物品が刺し身状態であることを維持している。そして、各物品群は、刺し身状態を維持して、箱詰め位置まで押し出される。押し出し終了後に、押し出しプレート３２は、図３に示す位置まで後退する。

箱詰め位置では、図５に示すように、支持体、例えばシャッタープレート５２ａ、５２ｂが配置されている。シャッタープレート５２ａ、５２ｂは、図３に示すように、搬送装置４の搬送面４ａ、トランジションデッキ４４と同じ高さ位置に配置されている。シャッタープレート５２ａ、５２ｂ上に２組の物品群の物品２が、押し出しプレート３２によって押し出される。シャッタープレート５２ａ、５２ｂは、矢印で示すように、箱詰め位置から水平に進退可能である。各シャッタプレート５２ａ、５２ｂの下方には、これらにそれぞれ対応して箱５４ａ、５４ｂが配置されている。

シャッタープレート５２ａ、５２ｂの上方には、吸着装置２８が備える吸着具、例えば吸着ヘッド５６ａ、５６ｂがこれらシャッタープレート５２ａ、５２ｂに対応して位置している。これら吸着ヘッド５６ａ、５６ｂの上側には、吸引枝管５８ａ、５８ｂが結合されている。これら枝管５８ａ、５８ｂは、さらに吸引主管６０に結合されている。図示していないが、吸引主管６０は、吸引装置に結合されている。枝管５８ａ、５８ｂ間の水平方向の間隔は、離隔装置６２によって変更可能である。また、吸着ヘッド５６ａ、５６ｂ、吸引枝管５８ａ、５８ｂ及び吸引主管６０は、上下方向に進退可能である。

シャッタープレート５２ａ、５２ｂ上に２組の物品群が送り込まれていないとき、吸着ヘッド５６ａ、５６ｂは、図５に示す位置よりも上方に位置する。シャッタープレート５２ａ、５２ｂ上に上述したように押し出しプレート３２によって、２組の物品群が送り込まれる。そのとき、２組の物品群の中心間の間隔は、箱５４ａ、５４ｂの中心間の間隔よりも狭いことがある。この場合、吸着ヘッド５６ａ、５６ｂは、これら２つの物品群の中心間隔に対応した間隔を維持しており、降下して、吸着ヘッド５６ａが一方の物品群を吸着し、吸着ヘッド５６ｂが他方の物品群を吸着する。その後、離隔装置６２が吸引枝管５８ａ、５８ｂの間隔を２つの箱５４ａ、５４ｂの中心間の間隔に広げる。その後、シャッタープレート５２ａ、５２ｂが開かれ、吸着ヘッド５６ａ、５６ｂが降下して、吸着ヘッド５６ａが吸着している物品群が箱５４ａに押し込まれ、吸着ヘッド５６ｂが吸着している物品群が箱５４ｂに押し込まれる。その後、吸着ヘッド５６ａ、５６ｂが吸着動作を停止し、上方に上昇し、シャッタプレート５２ａ、５３ｂが閉じて、次の吸着に備える。

以下、同様にして、箱５４ａ、５４ｂには、差し身状態の２つの物品が積層され、所定段数積層されると、箱５４ａ、５４ｂは、図示していない搬送装置によって箱詰め位置から送り出されて、２つの箱それぞれへの刺し身状態の２つの物品を複数積層させた箱詰めが終了する。箱詰めが終了した箱５４ａ、５４ｂの送り出しに連動して、新たな箱５４ａ、５４ｂが箱詰め位置に送り込まれ、同様にして、箱詰めが行われる。

このように、この実施形態の箱詰め装置によれば、２組の物品群の物品をそれぞれ刺し身状態に整列させた上に、それぞれが刺し身状態の２つの物品からなる２組の物品群を同時に２つの箱５４ａ、５４ｂそれぞれに押し込むことができる。

上記の実施形態では、１組の物品収容部６は、２つの物品を収容したが、これに限ったものではなく、フィンの数を増加させることによって、さらに多くの物品を１つの物品収容部に収容することができる。また、上記の実施形態では、２組の物品収容部６を使用したが、同時に物品を詰める箱の数を３個以上とする場合には、その箱の数と同数の組数の物品収容部６を搬送装置４に取り付ければよい。また、１組の物品収容部６は、３つのフィン８ａ、８ｂ、８ｃを有するものとしたが、フィン以外に例えば搬送装置４の搬送方向後側に傾斜した仕切り板を使用することもできる。また、押し出し装置３０には、押し出しプレート３２によって各物品２を押し出すものを用いたが、押し出しプレート３２に限ったものではなく、例えば棒状のものによってトランジション４４側に物品を押し出すこともできる。上記の実施形態では、トランジションデッキ４４を搬送装置４と吸着装置２８との間に設けたが、トランジションデッキ４４を省略して搬送装置４の側方に直接に吸着装置２８を配置することもできる。また、押し出しプレート３２によって、２つの物品群の中心を箱５４ａ、５４ｂの中心に対応する位置まで押し出せるなら、離隔装置６２によって吸引枝管５８ａ、５８ｂを水平方向に移動させる必要は無く、２つの物品群を吸着ヘッド５６ａ、５６ｂが吸引すると、直ちにシャッター５２ａ、５３ｂを退却させて、吸着ヘッド５６ａ、５６ｂを降下させることができる。

２ 物品
４ 搬送装置
６ 物品収容部
８ａ、８ｂ、８ｃ フィン
２８ 吸着装置
３０ 押し出し装置
３２ 押し出しプレート
５６ａ ５６ｂ 吸着ヘッド（吸着具）

Claims (4)

1. 搬送装置と、
   複数の物品収容部群であって、前記物品収容部群それぞれは、複数の物品収容部が前記搬送装置に配置され、その搬送方向に所定の間隔をおいて、複数の物品を差し身状態で保持するものと、
   前記搬送装置の所定位置に前記複数の物品収容部が搬送されてきたとき、前記複数の物品収容部から、前記物品収容部群の前記複数の物品を前記差し身状態のまま、前記搬送装置の側方にある箱詰め位置に押しだし、前記物品収容部からそれぞれ押し出された物品は、前記物品収容部群ごとに、前記所定の間隔をあけた物品群を構成する押し出し装置と、
   前記箱詰め位置には、前記押し出された物品群を支持可能に配置され、前記箱詰め位置から退却可能な支持体と、
   前記箱詰め位置の上方に、前記物品群に対応して配置され、対応する物品群を吸着及び非吸着状態とすることができ、前記支持体が退却状態にあるとき、前記箱詰め位置を通過して、前記箱詰め位置の下方に前記物品群に対応して設けられた前記物品群と同数の箱に向かって下降可能である前記物品群と同数の吸着具とを、
   有する箱詰め装置。
2. 請求項１記載の箱詰め装置において、前記搬送装置の所定位置から前記箱詰め位置までの経路に、前記複数の物品群を仕切る仕切り具を配置した箱詰め装置。
3. 請求項１または２記載の箱詰め装置において、前記搬送装置の所定位置から前記箱詰め位置までの経路に、前記各物品群において、前記差し身状態にある物品の姿勢を維持して押し出されるように、前記物品を案内する案内が配置されている箱詰め装置。
4. 請求項１記載の箱詰め装置において、前記物品収容部は、複数の物品支持体を有し、前記物品支持体は、前記物品群の各物品に対応して設けられ、かつそれぞれ間隔を空けて配置され、対応する前記物品の中途を前記搬送装置よりも上方に持ち上げてそれぞれ支持し、持ち上げられている物品の前記搬送装置の進行方向側の端は、前記搬送装置上に位置し、前記持ち上げられている物品の後続の物品の前記搬送装置進行方向側の端は、前記支持体における前記搬送装置の進行方向とは反対側に前記支持体に接してまたは接近して位置している箱詰め装置。

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