JP7260210B1 - 取出機構、箱、移動機構及び搬送機構並びに取出方法及び搬送方法 - Google Patents

取出機構、箱、移動機構及び搬送機構並びに取出方法及び搬送方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 シート状製品17等の収容物を箱1に収容し、箱1から収容物17を取り出す際に、シャッターのよう開閉を行わずに可動部分を不要とした取出機構13を提供する。【解決手段】 箱1に収容された収容物17を取り出す取出機構に13は、箱1の天面3が解放されて収容物17の出し入れが可能であり、且つ、底面7及び側面5a,5b,5cが収容物17の出し入れが不可能な形状をしており、箱1に収容された収容物17の下側に配置されて収容物17を下方から支持可能な支持部材15a,15b,15cと、支持部材15a,15b,15cと箱1との天地方向における相対的な位置関係を変更させることが可能な変更手段19a,19bとを備え、変更手段19a,19bが収容物17を下方から支持した支持部材15a,15b,15cを箱1の天面3よりも上の位置に変更させることが可能なものである。【選択図】 図2

Description

本願発明は、取出機構、箱、移動機構及び搬送機構並びに取出方法及び搬送方法に関し、特に、箱に収容された収容物を取り出す取出機構等に関する。
シート状製品を箱に収めてベルトコンベアの上まで移動させ、箱の底面のシャッターを開き、ベルトコンベアの搬送面にシート状製品を自然落下させて載置し、搬送させる技術がある(特許文献1参照)。ここで、シャッターは、図7(A)に示すように水平開閉するものもあれば、図7(B)に示すように蝶番でシャッター端面を回転軸とし、弧を描いて開閉するものもある(特許文献1図2及び図3参照)。なお、実際にはバネやストッパーなど、複雑な機構が採用されているが、本図では割愛して図示する。
特開平7-251809
しかしながら、従来の箱を用いた技術では、底部のシャッターを動かすために内部に可動部分を設ける必要があるという問題があった。
この可動部分があることは、部品どうしをスムーズに可動させるために必ず隙間が発生し、搬送中には、この隙間の範囲内でシャッター部品の振動が起こって大きな騒音を発生させてしまうという問題が生じてしまう。この問題は、作業者や安全衛生管理者を悩ませている。
また、箱に可動部分があるがゆえに、定期的にシャッターの動作に不具合が発生し、製造ラインをたびたび停止させるとともに、余分の箱の在庫を持つ必要の他、箱を修理に出す等が必要になり、運用コストの面でも問題があった。
さらに、シャッターを開けるとともにシート状製品が重力により自然落下するため、落ち方が悪かったり、搬送面でバウンドしたりすると、せっかく位置も角度も揃ったまま搬送されたシート状製品が曲がってしまったり、複数枚集積の場合は、集積物が最終的に崩れてしまうという問題もあった。
ゆえに、本発明の目的は、シート状製品等の収容物を箱に収容し、箱から収容物を取り出す際に、シャッターのような開閉を行わずに可動部分を不要とした取出機構を提供する。また、本発明の目的は、シート状製品等の収容物を箱に収容し、箱から収容物を取り出す際に、収容物を自然落下させない取出機構を提供する。
本発明の第1の観点は、箱に収容された収容物を取り出す取出機構において、前記箱は、天面が解放されて前記収容物の出し入れが可能であり、且つ、底面及び側面は前記収容物の出し入れが不可能な形状をしており、
前記箱に収容された収容物の下側に配置されて前記収容物を下方から支持可能な支持部材と、前記支持部材と前記箱との天地方向における相対的な位置関係を変更させることが可能な変更手段とを備え、前記変更手段が前記収容物を下方から支持した支持部材を前記箱の天面よりも上の位置に変更させることが可能なものである。なお、ここで、収容物は、単品であっても複数のものでもよい。また、収容物は、シート状のものであっても、立体的なものであってもよい。立体的なものについても、直方体などに限る必要はなく、支持部材によって支持可能であれば、球体などの曲面があるものであってもよい。
このような取出により、収容物は箱の解放された天面のみから出し入れが行われる。
本発明の第2の観点では、第1の観点において、前記箱の側面の一部には内部側まで貫通した状態の側面切り欠きが天地方向において前記底面側と前記天面側との間にわたって形成され、前記変更手段は、前記支持部材を前記側面切り欠きに沿って移動させることが可能である。なお、ここで、支持部材は、側面切り欠きの底面側において挿入されて箱に収納された収容物の下側に配置されてもよい。
これにより、支持部材は底面側から天面側に向かって側面切り欠きに沿って移動するので、支持部材の下に天面を位置させることができ、支持部材が下方から支持する収容物は、箱から取り出される。
本発明の第3の観点では、第2の観点において、前記箱の前記底面には前記側面切り欠きの延長上に底面切り欠きが形成され、前記底面切り欠きは内部側まで貫通した状態であり、前記支持部材は、前記底面切り欠きを通過して、前記収容物の下側に配置される。
本発明の第4の観点では、第3の観点において、前記支持部材はm(m≧2)個であり、前記側面切り欠き及び前記底面切り欠きはm個以上であり、前記支持部材のそれぞれは、前記側面切り欠きのいずれか及び前記底面切り欠きのいずれかを通過する。なお、支持部材が1つの場合には支持可能な幅の大きさが必要になるが、複数の場合には複数箇所での接触による支持により平面的な支持が可能になるため、それぞれの幅は小さいものでも足りる。その結果、例えば、支持部材は櫛歯状に配置されるものとでき、切り欠きはスリット状のものとできる。さらに、支持部材の数と側面切り欠き及び底面切り欠きの数とは必ずしも同一の数である必要はない。加えて、側面切り欠きの数と底面切り欠きの数とが必ずしも同一の数である必要もない。
本発明の第5の観点では、第2から第4の観点のいずれかにおいて、前記変更手段は、天地方向において静止させた前記支持部材に対して前記箱を下方に向かって移動制御する。
このように、支持部材を静止させながら収容物を箱からの取り出しを行うため、収容物を自然落下させなくても済む。
本発明の第6の観点では、第1から第5のいずれかの観点において、前記収容物は、n(n≧1)枚のシート状のものである。
本発明の第7の観点は、第1から第6の観点に記載の取出機構によって取り出される前記収容物を収容可能な箱である。
本発明の第8の観点は、第5の観点に記載の取出機構の前記支持部材を移動させる移動機構であって、前記支持部材が前記箱よりも天地方向において高い位置で前記収容物を取り出して支持している状態から所望の位置にまで前記収容物を支持させたままの状態で前記支持部材を移動させるものである。
本発明の第9の観点では、第8の観点において、前記支持部材を天地方向及び/又は水平方向に移動させて前記収容物を搬送可能な搬送手段の搬送面に載せるための位置まで移動させる。
本発明の第10の観点は、第9の観点に記載の搬送手段はベルトコンベアであり、前記ベルトコンベアと、前記ベルトコンベアの上流側に設けられたローラコンベアとを備えた搬送機構であって、第9の観点に記載の移動機構によって、前記ベルトコンベアと前記ローラコンベアとの間で前記支持部材を通過させて、天地方向において前記支持部材を前記搬送面よりも下側に位置させ、前記支持部材に支持された前記収容物を前記ローラコンベアに当接して前記ベルトコンベア側に搬送させ、前記ベルトコンベアの搬送面に前記収容物を載置し、前記収容物を搬送可能なものである。
本発明の第11の観点は、箱に収容された収容物を取り出す取出方法であって、前記箱は、天面が解放されて前記収容物の出し入れが可能であり、且つ、底面及び側面は前記収容物の出し入れが不可能な形状をしており、変更手段によって、前記箱に収容された収容物の下側に配置されて前記収容物を下方から支持可能な支持部材と前記箱との天地方向における相対的な位置関係を変更させることが可能であり、前記変更手段が前記収容物を下方から支持した支持部材を前記箱の天面よりも上の位置に変更させることによって、前記箱の底面及び側面のいずれも可動部を用いた解放を行うことなく、前記箱から前記収容物を前記支持部材に支持させたままで取り出す、ものである。
本発明の第12の観点は、第11の観点に記載の取出方法によって前記取り出された収容物を、前記支持部材を搬送手段の搬送面よりも下方側に移動させて前記搬送面に載置し、下流側に搬送する、搬送方法である。
本願の発明によれば、支持部材を用い、支持部材と箱との天地方向での相対的な位置関係の変更を用いて箱から収容物を取り出すため、収容物を箱から取り出す際にシャッターのような開閉を行わないことから可動部分を不要とし、可動部分があることによる問題を生じさせなくて済む。そして、収容物に自然落下をさせない場合には、収容物を自然落下させる場合に生じる問題にさらさなくて済む。取出に限らず、収容物を下方から支持する支持部材を活かすことにより、その後の搬送が必要な場合にも、箱がなくても収容物を箱に収容した状態を保ったままの搬送も可能になる。
本発明の実施の形態に係る取出機構を含んだシステムの全体を示す図である。 図1に示される取出機構で収容物が取り出される箱の一例である。 図2の箱に収容された収容物を取り出すための支持部材と箱と収容物との関係性を示す図である。 図3に示す関係性において支持部材と箱との天地方向での相対的な位置関係の変化を示す図であって箱を自然落下させずに箱から収容物を取り出す状態を示す図である。 図4に示した支持部材がシート状製品を支持している状態から支持部材を水平移動及び天地方向である上下移動をさせる移動機構を説明するための図である。 図5に示した状態であって支持部材が水平移動機構によって搬送工程のライン上へと移動して上下移動機構によって下降した状態においてシート状製品をベルトコンベアによって搬送するためにローラコンベアに載せる状態を示す図である。 従来の技術を示した図である。
以下では、図面を参照して、本願発明の実施例について説明する。なお、本願発明は、この実施例に限定されるものではない。
図1は本発明の実施の形態に係る取出機構を含んだシステムの全体を示す図である。図2は図1に示される取出機構で収容物が取り出される箱の一例である。図2(A)は底部側が内部まで貫通した切り欠きによるスリットが形成された一例であり、図2(B)は底部側が内部まで貫通しておらず内部からは溝によるスリットが形成された一例である。図3は図2の箱に収容された収容物を取り出すための支持部材と箱と収容物との関係性を示す図である。図3(A)は上方から見た平面図であり、図3(B)は図3(A)の矢印IIの方向から見た断面図である。図4は図3に示す関係性において支持部材と箱との天地方向での相対的な位置関係の変化を示す図であって箱を自然落下させずに箱から収容物を取り出す状態を示す図である。図4(A)は箱に収容された収容物が取り出される前の状態を示す図であり、図4(B)は箱の収容された収容物が取り出された後の状態を示す図である。
図1を参照して、このシステムでは、まず、前工程より箱1に収容する収容物17が供給され、箱1への収容物17の投入により集積が行われ、箱搬送コンベア18により、収容物17を内部に収めた箱1が下流に向かって搬送される。収容物17は、例えば、シート状製品が一例である。取出機構13まで搬送されると、収容物17が箱1から取り出される。取出機構13は、支持部材15によって箱1の底部側から収容物17を支持し、その高さでの静止状態を維持しつつ箱1を下方に下げることにより、支持部材15を箱1の天面よりも相対的な位置関係を上にすることによって、収容物17の取り出しを行う(図3及び図4も参照)。下に降ろされた箱は、空箱循環搬送コンベア6によって上流に戻され、空箱持ち上げ機構8によって次の集積及び投入が行われる位置に戻る。支持部材15で支持された収容物17は、支持部材15が移動機構23によってベルトコンベア31の搬送面まで移動されて載置されて、下流工程に搬送される。移動機構23は、後述する水平移動機構25と上下移動機構27とを備える。ベルトコンベア31の搬送面への載置には、後述するように、ローラコンベア29の役割も重要になる。
図2(A)を参照して、箱1は、全体としては直方体形状であるが、天面3は開放され、収容物であるシート状製品を複数枚重ねて積層された状態で収容できる形としている。箱1の4つの側面5a,5b,5c,5dと底面7は板状であり、側面5dの天面3側から底面7に向かって箱1の内部まで貫通した3本の側面切り欠き9a,9b,9cが形成され、底面7には、それらの側面切り欠き9a,9b,9cが延長される状態で箱1の内部まで貫通した底面切り欠き11a,11b,11cが形成されている。すなわち、底面7には、底面切り欠き11a,11b,11cによって3本のスリットが形成され、側面5dには側面切り欠き9a,9b,9cによって3本のスリットが形成されている。これらのスリットは、ここでは複数本としたが、1本であってもよい。ここで、支持部材が1つの場合には支持可能な幅の大きさが必要になるが、複数の場合には複数箇所での接触による支持により平面的な支持が可能になるため、それぞれの幅は小さいものでも足りる。
図3を参照して、取出機構13は、3本の櫛歯状の支持部材15a,15b,15cを備える。支持部材15a,15b,15cは、箱1の側面切り欠き9a,9b,9c及び底面切り欠き11a,11b,11cにそれぞれ対応し、支持部材15aは側面切り欠き9a及び底面切り欠き11aを通過でき、支持部材15bは側面切り欠き9b及び底面切り欠き11bを通過でき、支持部材15cは側面切り欠き9c及び底面切り欠き11cを通過できる。
ベルトコンベア18によって複数の箱1が、順次、支持部材15a,15b,15c側に搬送される。ベルトコンベア18を越えた状態で、ちょうど、支持部材15a,15b,15cが箱1の底面切り欠き11a,11b,11cに差し込まれ、収容物の一例である複数のシートが重ねられて積層されたシート状製品17の下部に配置される。これにより、シート状製品17は、それまでのベルトコンベア18による搬送状態と同様で底面7の内側によって基本的には下から支えられ箱1の側面5a,5b,5cで横ズレ等は抑止されつつ、支持部材15a,15b,15cによる支持も可能になる状況にある。厳密には、この段階では、支持部材15a,15b,15cとシート状製品17は接触していないが、後述する図3の状態において、接触して支持が行われる。
なお、図2(A)では、底面切り欠き11a,11b,11cは底面から内部まで貫通したものとしたが、図2(B)のように、内側に支持部材15a,15b,15cが差し込める溝でもよく、必ずしも貫通は必要ではない。
図4を参照して、取出機構13は、箱1を降下させる機能を有する桟付コンベアベルト19a,19bを備える。桟付コンベアベルト19a,19bは変更手段を構成する一例であり、桟付コンベアベルト19aには外側に向いた桟21aが一定間隔で設けられ、桟付コンベアベルト19bには外側に向いた桟21bが21aに対応する位置であって一定間隔で設けられている。そのため、図4(A)に示すように図3のベルトコンベア18を越えた状態では向き合う桟21aと桟21bとによって箱1が支持される。また、桟付コンベアベルト19a,19bは、対向するベルト部分が一定時間に一定量を下向きに移動するように制御されている。そして、図4(B)のように、箱1は自重による自然落下ではなく天地方向の位置が制御されながら下降し、箱1の天面3は支持部材15a,15b,15cよりも下に位置することになる(図3(B)も参照)。このような動作が行われることにより、シート状製品17は、支持部材15a,15b,15cに支持されたまま、箱1から取り出される。なお、最下部に到達した箱1は、空き箱になって図1に示した空箱循環搬送コンベア6によって搬送され、その後、空箱持ち上げ機構8によって箱1は箱搬送コンベア18の高さに上昇し、シート状製品17が集積及び投入されて収容し、箱搬送コンベア18によって下流に搬送される。このようなループ処理が行わる。
図5は、図4に示した支持部材がシート状製品を支持している状態から支持部材を水平移動及び天地方向である上下移動をさせる移動機構を説明するための図である。図5(A)は移動機構の水平移動機構を説明するための図であり、図5(B)は移動機構の上下移動機構を説明するための図である。図6は、図5に示した状態であって支持部材が水平移動機構によって搬送工程のライン上へと移動して上下移動機構によって下降した状態においてシート状製品をベルトコンベアによって搬送するためにローラコンベアに載せる状態を示す図である。図6(A)は図5(A)に対応し、図6(B)は図5(B)に対応し、図6(C)はシート状製品がベルトコンベアに載置された状況を示す。
図5を用いて、移動機構23は、支持部材15a,15b,15cによって取り出されたシート状製品17を次の工程へ移動させるために、支持部材15a,15b,15cを水平方向に移動させる水平移動機構25と、支持部材15a,15b,15cを上下方向に移動させる上下移動機構27とを備える。ここで、次の工程は例えば包装工程などであり、下流工程のために搬送ラインの動線上の位置に移動することが例として挙げられる。
水平移動機構25は、図5(A)(図6(A)も参照)に示すように支持部材15a,15b,15cを水平方向にスライドさせる機構であり、下流工程のために搬送ラインの動線上の位置には後述するローラコンベア29の位置の上方まで移動する(図5(B)参照)。水平機構25で用いる技術は、騒音を低減するという目的上、ピストンとシリンダーを衝突させることで移動を停止させる空圧シリンダー式よりも、電動シリンダーなどの騒音が少ない機器を使用する方法が好ましい。加えて、水平移動時にはシート状製品17は加速又は減速などの運動が与えられる。そのため、その慣性によって、シート状製品17が支持部材15a、15b、15c上のもとの位置から移動してしまう可能性がある。これを防止するため、支持部材15a、15b、15cとシート状製品17が接触している面に、細かい鋸状又は紙やすり状の凹凸を設け、摩擦係数を増大させて、ズレを防止することが好ましい。これらの観点からも、電動シリンダーを使用することにより、空圧シリンダー式を使用する場合に比べて加速と減速が緩やかに設定できるため、集積物の崩れや倒れを防止するという、騒音軽減とは別の効果も発生する。
上下移動機構27は、図5(B)(図6(B)も参照)に示すように支持部材15a,15b,15cを上下方向に昇降させる機構であり、図5(A)の状態から後工程搬送ライン動線上へ移動した支持部材15a,15b,15cは、下降に転じることになる。そして、支持部材15a,15b,15cがローラコンベア29を通過する。ここで、下降のスピードを1G以上の加速度とすると、シート状製品17が支持部材15a、15b、15cから浮いてしまい、その結果、運動力学的にはシート状製品17が自然落下することと変わらなくなってしまうので、抑制された速度で支持部材15a、15b、15cを下降させ、シート状製品17の下降時における姿勢を乱さないことが好ましい。
図6(特に図6(B))を参照して、支持部材15a,15b,15cがローラコンベア29の走行面を通過して下降すると、結果としてシート状製品17がローラコンベア29の搬送面上に取り残されて乗り移りが行われる。そして、ローラコンベア29とベルトコンベア31a,31bの動きにより、回転するローラコンベア29からベルトコンベア31bにシート状製品17が送られる。シート状製品17についてはベルトコンベア31bによってさらに下流工程への搬送が行われる。一方で、図6(C)に示すように、シート状製品17のベルトコンベア31bへの移動が行われると、支持部材15a,15b,15cはローラコンベア29を上昇して通過する。ここで、シート状製品17がローラコンベア29を通過してしまったことを、センサーなどの検知手段で確認すると、支持部材15a,15b,15cが上昇に転じるようにするとよい。上昇後は再び支持部材15a,15b,15cが図3の位置に復帰し、次のシート状製品17の取出へと戻り、次の箱が供給されて来るのを待つことになる。このとき支持部材15a,15b,15cは何らシート状製品17を載せていないので、上昇とその後の前進は、与えられうる最高速度で実行されることが、装置タクトタイム短縮の上で好ましい。
なお、上記実施例では、箱から収容物の取出の際に、支持部材は静止したままであったが、動いてもよく、支持部材と箱との相対的な天地方向の位置関係が、支持部材が箱に収容された収容物の下側の状態から箱の天面よりも高い位置に移動するものであればよい。
以上のように、箱の可動部がなくなることにより、箱を仮に激しく動かしたり、移送の途中でコンベアなどの段差を乗り越えさせたりしたとしても、箱自身からの騒音を発することはなくなるため、稼働時の騒音を低減し、作業者にとって快適な就業環境が提供される。同様に、可動部が無くなることにより、箱の可動部分に発生する故障と、それによるライン停止のダウンタイムをなくすことができる。さらに、シート状製品を自然落下させないことから、後工程への安定した供給を可能とするなど、従来の技術より明らかに優れている技術が提供される。
1・・・箱、3・・・天面、5a,5b,5c・・・側面、7・・・底面、9a,9b,9c・・・側面切り欠き、11a、11b、11c・・・底面切り欠き、13・・・取出機構、15,15a,15b,15c・・・支持部材,17・・・シート状製品、19a,19b・・・桟付コンベアベルト、21a,21b・・・桟、23・・・移動機構、25・・・水平移動機構、27・・・上下移動機構、29・・・ローラコンベア、31,31a,31b・・・ベルトコンベア

Claims (3)

  1. 箱に収容された複数枚のシート状収容物が累積された累積収容物を取り出す取出機構、前記取出機構によって取り出された前記累積収容物をベルトコンベアに載置可能な位置まで移動させる移動機構、及び、前記移動機構によって移動された前記累積収容物を前記ベルトコンベアの搬送面に載置して下流側に搬送する搬送機構を備えた累積収容物の取出・移動・搬送システムであって、
    前記箱は、天面が解放されて前記累積収容物の出し入れが可能であり、且つ、水平方向にフラットな底面及び側面は前記累積収容物の出し入れが不可能な形状をしており、
    前記箱の側面の一部には内部側まで貫通した状態の側面切り欠きが天地方向において前記底面側と前記天面側との間にわたって形成され、
    前記取出機構は、
    前記箱に収容された累積収容物の下側に配置されて前記累積収容物を下方から支持可能な支持部材と、
    静止させた前記支持部材に対して天地方向における下方に向かって前記箱を下げて位置関係を変更させることが可能な変更手段とを備え、
    前記変更手段は、互いに向き合う側のベルトが下方に向かって動く一対の桟付コンベアベルトであり、
    前記一対の桟付コンベアベルトの互いに向き合う2つの桟によって前記箱が支持されながら前記箱が下方に運ばれることにより、前記支持部材が前記側面切り欠きに沿って相対的に移動することになり、前記累積収容物を下方から支持した支持部材前記箱の天面よりも上の位置になって前記累積収容物が前記箱から取り出され、
    前記移動機構は、
    電動シリンダ式の水平移動機構と、
    自然落下よりも小さな速度で移動を制御できる上下移動機構とを備え、
    前記支持部材の前記累積収容物と接触する部分には摩擦係数を大きくする凹凸が形成され、
    前記水平移動機構によって、前記箱よりも天地方向において高い位置で前記累積収容物を取り出して支持している前記支持部材を、ローラコンベアの上方の位置にまで水平移動させ、
    前記上下移動機構によって、前記支持部材を天地方向における下方に向かって自然落下よりも小さな速度に抑制して移動させて、前記ローラコンベアの搬送面に前記累積収容物を載置させる位置まで移動させることが可能であり、
    前記搬送機構は、
    前記ベルトコンベアと、
    前記ベルトコンベアの上流に設けられて搬送面が前記ベルトコンベアと同じ面となる前記ローラコンベアとを備え、
    前記移動機構によって前記支持部材が下降して前記ベルトコンベアと前記ローラコンベアとの間を通過し、天地方向において前記支持部材が前記搬送面よりも下側に位置することにより、前記支持部材に支持された前記累積収容物が前記ローラコンベアに当接して前記ベルトコンベア側に搬送されることになり、前記ベルトコンベアの搬送面に載置されて前記累積収容物を下流側に搬送可能とし、
    前記累積収容物が前記ベルトコンベアの搬送面に全て載置されたことに応答して、前記移動機構によって前記支持部材が前記ベルトコンベアと前記ローラコンベアとの間を上昇して通過し、天地方向において前記支持部材が前記搬送面よりも上側に位置することになり、次に支持する累積収容物を箱から取り出すために前記支持部材が元の位置に戻ることを特徴とする、取出・移動・搬送システム。
  2. 前記箱の前記底面には前記側面切り欠きの延長上に底面切り欠きが形成され、前記底面切り欠きは内部側まで貫通した状態であり、
    前記支持部材は、前記底面切り欠きを通過して、前記累積収容物の下側に配置される、請求項に記載の取出・移動・搬送システム
  3. 前記支持部材はm(m≧2)個であり、前記側面切り欠き及び前記底面切り欠きはm個以上であり、
    前記支持部材のそれぞれは、前記側面切り欠きのいずれか及び前記底面切り欠きのいずれかを通過する、請求項記載の取出・移動・搬送システム
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