(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品移送装置と、
回転軸と前記回転軸の中心に回転対称に中心部から周辺部に延びるように配置された３以上の第１の所定数の平板状の羽根とをそれぞれ有し、互いに対向するように配置された第１の一対の羽根車を備え、前記第１の一対の羽根車を、互いに対向する側においてそれぞれの羽根が下方に移動するそれぞれの回転方向（以下、第１の所定個別回転方向という）に、３６０度を前記第１の所定数で除した角度（以下、第１の単位角度という）毎に、前記第１の一対の羽根車のそれぞれの何れか１の羽根（以下、第１の当該一対の羽根という）が実質的に水平に並ぶ第１の基準角度位置に停止するように同期して回転させる投下装置と、
前記第１の基準角度位置に位置する前記第１の当該一対の羽根の下方の所定位置に、上方に開口した箱を位置させる箱供給装置と、を備え、
前記物品移送装置が前記第１の基準角度位置に位置する前記第１の当該一対の羽根の上に複数の物品を互いに並ぶように移送し、前記投下装置が前記第１の一対の羽根車を前記第１の所定個別回転方向に回転させることにより前記第１の当該一対の羽根の上に並べられた複数の物品を下方に投下するよう構成された箱詰め装置であって、
前記投下装置は、前記第１の所定個別回転方向において、前記第１の基準角度位置から前記第１の単位角度より小さい所定角度の位置までの第１の所定角度範囲における速度より前記所定角度の位置から前記第１の単位角度の位置までの第２の角度範囲における速度が低くなるように前記第１の一対の羽根車を回転させるよう構成されている、箱詰め装置。
【請求項２】
前記投下装置と前記箱が位置すべき前記所定位置との間に設けられ、回転軸と前記回転軸の中心に回転対称に中心部から周辺部に延びるように配置された３以上の第２の所定数の平板状の羽根とをそれぞれ有し、互いに対向するように配置された第２の一対の羽根車を備え、前記第２の一対の羽根車を、互いに対向する側においてそれぞれの羽根が下方に移動するそれぞれの回転方向（以下、第２の所定個別回転方向という）に、３６０度を前記第２の所定数で除した角度（以下、第２の単位角度という）毎に、前記第２の一対の羽根車のそれぞれの何れか１の羽根（以下、第２の当該一対の羽根という）が実質的に水平に並ぶ第２の基準角度位置に停止するように同期して回転させる一時保持装置をさらに備え、
前記一時保持装置は、前記第２の基準角度位置において前記第２の当該一対の羽根の上に前記投下装置から投下された複数の前記物品を受け止め、それらをある時間保持した後、前記第２の一対の羽根車を前記第２の個別回転方向に回転させることにより前記箱に投下するよう構成されている、請求項１に記載の箱詰め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、羽根車を用いた箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の箱詰め装置として、パドル機構を用いた梱包装置が知られている。
【０００３】
この梱包装置は、袋搬送用コンベアと、互いに対向するように配置された一対のパドル機構と、一対のパドル機構の下方の所定位置に箱を位置させる箱コンベアとを備えている。そして、箱詰めを行うときは、箱コンベアによって箱を所定位置に位置させ、箱詰めされる袋を袋搬送用コンベアによってパドル機構のパドルの上に並べ、その後、パドルを回転させることによって、パドルの上に並べられた袋を箱内に投下する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭和６２―２２０４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、被計量物の計量、袋詰め、検査、袋の箱詰め等を行う一連の工程において、箱詰め装置の上流側に配置される、品質検査器や振分装置といった機器の処理能力が向上し、箱詰め装置においても、処理能力の向上が求められている。
【０００６】
しかし、処理能力を向上させるため、パドル機構（以下、羽根車という）の回転速度を単純に上げると、羽根車から投下した物品が、上方から迫ってきた羽根車の羽根にはたかれ、その結果、物品の落下姿勢が乱れ、箱詰めされた物品の姿勢が大きく乱れてしまう場合があった。特に、ピロー袋に包装された物品等、水平方向に大きな面積を有する物品は、投下初期の落下速度が遅く、そのため、羽根にはたかれて姿勢が乱れ易かった。
【０００７】
したがって、従来の箱詰め装置は、羽根車の回転速度を上げて処理能力を向上させることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る箱詰め装置は、物品移送装置と、回転軸と前記回転軸の中心に回転対称に中心部から周辺部に延びるように配置された３以上の第１の所定数の平板状の羽根とをそれぞれ有し、互いに対向するように配置された第１の一対の羽根車を備え、前記第１の一対の羽根車を、互いに対向する側においてそれぞれの羽根が下方に移動するそれぞれの回転方向（以下、第１の所定個別回転方向という）に、３６０度を前記第１の所定数で除した角度（以下、第１の単位角度という）毎に、前記第１の一対の羽根車のそれぞれの何れか１の羽根（以下、第１の当該一対の羽根という）が実質的に水平に並ぶ第１の基準角度位置に停止するように同期して回転させる投下装置と、前記第１の基準角度位置に位置する前記第１の当該一対の羽根の下方の所定位置に、上方に開口した箱を位置させる箱供給装置と、を備え、前記物品移送装置が前記第１の基準角度位置に位置する前記第１の当該一対の羽根の上に複数の物品を互いに並ぶように移送し、前記投下装置が前記第１の一対の羽根車を前記第１の所定個別回転方向に回転させることにより前記第１の当該一対の羽根の上に並べられた複数の物品を下方に投下するよう構成された箱詰め装置であって、前記投下装置は、前記第１の所定個別回転方向において、前記第１の基準角度位置から前記第１の単位角度より小さい所定角度の位置までの第１の所定角度範囲における速度より前記所定角度の位置から前記第１の単位角度の位置までの第２の角度範囲における速度が低くなるように前記第１の一対の羽根車を回転させるよう構成されている。
【０００９】
ところで、次の羽根の速度が大きい場合には、自然落下による加速落下中の投下物品に次の羽根が追いつくことになる。
【００１０】
しかし、この構成によれば、第１の所定角度範囲における速度より第２の角度範囲における速度が低くなるように羽根車が回転するので、羽根車から投下されて自然落下による加速落下中の投下物品が、上方から迫ってきた次の羽根に追いつかれ難くなり、当該羽根にはたかれて箱詰めされた物品の姿勢が乱れるのを防止することができる。それ故、羽根車の回転速度を上げて箱詰め装置の処理能力を向上させることができる。
【００１１】
上記発明に係る箱詰め装置において、前記投下装置と前記箱が位置すべき前記所定位置との間に設けられ、回転軸と前記回転軸の中心に回転対称に中心部から周辺部に延びるように配置された３以上の第２の所定数の平板状の羽根とをそれぞれ有し、互いに対向するように配置された第２の一対の羽根車を備え、前記第２の一対の羽根車を、互いに対向する側においてそれぞれの羽根が下方に移動するそれぞれの回転方向（以下、第２の所定個別回転方向という）に、３６０度を前記第２の所定数で除した角度（以下、第２の単位角度という）毎に、前記第２の一対の羽根車のそれぞれの何れか１の羽根（以下、第２の当該一対の羽根という）が実質的に水平に並ぶ第２の基準角度位置に停止するように同期して回転させる一時保持装置をさらに備え、前記一時保持装置は、前記第２の基準角度位置において前記第２の当該一対の羽根の上に前記投下装置から投下された複数の前記物品を受け止め、それらをある時間保持した後、前記第２の一対の羽根車を前記第２の個別回転方向に回転させることにより前記箱に投下するよう構成されていてもよい。
【００１２】
このように、一時保持装置を備える場合、物品を所定数詰めた箱と空箱とを交換する間、投下装置から投下された物品を一時保持装置に保持させることによって、物品移送装置及び投下装置を停止させることなく箱詰めを行うことができる。従って、箱詰め装置の処理能力を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の箱詰め装置は、処理能力を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る箱詰め装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の箱詰め装置が備える箱詰め装置本体の構成を示す正面図である。
【図３】図１の箱詰め装置が備える羽根車の構成を示す斜視図である。
【図４】図１の箱詰め装置が備える箱詰め装置本体の制御系統の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】図１の箱詰め装置が備える投下装置の羽根車の回転制御を示すフローチャートである。
【図６】図１の箱詰め装置が備える一時保持装置の羽根車の回転制御を示すフローチャートである。
【図７】図１の箱詰め装置の動作を示すタイムチャートである。
【図８】図１の箱詰め装置が備える羽根車の回転速度と角度位置との関係を示すグラフである。
【図９】図１の箱詰め装置が備える投下装置の一対の羽根車の動作を概略的に示す図であり、（ａ）は、基準角度位置に位置する一対の羽根車を示す図、（ｂ）は、物品移送可能角度位置に位置する一対の羽根車を示す図、（ｃ）は、停止角度位置に位置する一対の羽根車を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同じ参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００１６】
［全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る箱詰め装置１００の構成を示す斜視図である。箱詰め装置１００は、例えば、ピロー袋等の包装材で包装された物品を箱詰めする装置である。また、本実施の形態に係る箱詰め装置１００は、例えば、１２個の物品を、段毎に水平方向に並べた２個の物品を６段に積み重ねて箱詰めする。
【００１７】
図１において、箱詰め装置１００は、ベルトコンベア（物品移送装置）１と、箱詰め装置本体２と、箱供給装置３とを備えている。また、箱詰め装置１００は、制御装置４を適所に備えている。
【００１８】
ベルトコンベア１は、水平方向に物品を搬送するように配設されている。このベルトコンベア１の構成は周知であるので、詳しい説明は省略する。なお、以下では、物品がベルトコンベア１によって搬送されてくる側を上流側と呼び、搬送されていく側を下流側と呼ぶ。
【００１９】
そして、ベルトコンベア１の下流側端部の側方に物品通過センサ１２が設けられ、ベルトコンベア１の下流側端部を通過する物品を検知する。物品通過センサ１２は、例えば、光センサから構成される。
【００２０】
［箱詰め装置本体の構成］
図２は、箱詰め装置本体２の構成を示す正面図である。
【００２１】
箱詰め装置本体２は、図１及び図２に示すように、投下装置２０と、一時保持装置４０と、支持フレーム６０とを備え、ベルトコンベア１の下流側に配置されている。
【００２２】
支持フレーム６０は、脚部６１と、投下装置支持部６２と、一時保持装置支持部６３とを備えている。
【００２３】
脚部６１は、平面視において物品の搬送方向に対して直交する方向の一方側に配置された第１脚部６１ａと、他方側に配置された第２脚部６１ｂとを備えている。第１脚部６１ａは、上流側において上下方向に延在する棒材６１ａａと、下流側において上下方向に延在する棒材６１ａｂと、棒材６１ａａと棒材６１ａｂとに架け渡されている棒材６１ａｃとを有する。第２脚部６１ｂは、上流側において上下方向に延在する棒材６１ｂａと、下流側において上下方向に延在する棒材６１ｂｂと、棒材６１ｂａと棒材６１ｂｂとに架け渡されている棒材６１ｂｃとを有する。投下装置支持部６２は、上流側支持板６２ａと、下流側支持板６２ｂとを有する。上流側支持板６２ａ及び下流側支持板６２ｂは、それぞれ板体である。上流側支持板６２ａは、棒材６１ａａと棒材６１ｂａとに架け渡されている。下流側支持板６２ｂは、棒材６１ａｂと棒材６１ｂｂとに架け渡されている。一時保持装置支持部６３は、上流側支持板６３ａと、下流側支持板６３ｂとを有する。上流側支持板６３ａ及び下流側支持板６３ｂは、それぞれ板体である。上流側支持板６３ａは、上流側支持板６２ａの下方に位置し、棒材６１ａａと棒材６１ｂａとに架け渡されている。下流側支持板６３ｂは、下流側支持板６２ｂの下方に位置し、棒材６１ａｂと棒材６１ｂｂとに架け渡されている。
【００２４】
［投下装置の構成］
図３は、第１及び第２の羽根車２１、２２の構成を示す斜視図である。
【００２５】
投下装置２０は、図１、図２及び図３に示すように、第１及び第２の羽根車２１、２２と第１サーボモータ２８（図４参照）とを備えている。
【００２６】
第１羽根車２１は、図３に示すように、回転軸２３と、羽根２４、２５、２６（第１の所定数の平板状の羽根）と、３つのアングル材３６と、エンドプレート２７とを有している。
【００２７】
回転軸２３は、六角柱形状に形成され、物品の搬送方向と平行に延びて配置されている。回転軸２３は、平面視において搬送方向と直交する方向に例えば長手方向を向けた物品を回転軸２３の長手方向に２つ並べた寸法よりも十分に長く形成されている。回転軸２３の上流側端部及び下流側端部は、それぞれ上流側支持板６２ａ及び下流側支持板６２ｂに回転自在に支持されている。回転軸２３の６つの側面のうち互いに隣り合わない３つの側面には、それぞれ後述するアングル材３６を取り付けるための複数のねじ孔（図示せず）が所定の間隔を隔てて形成されている。
【００２８】
アングル材３６は、板材をアングル材３６の長手方向に延在する中心線に沿って９０度折り曲げた形状に形成され、折り曲げ部を介して、一方に回転軸取付部３６ａが形成され、他方に羽根取付部３６ｂが形成されている。したがって、回転軸取付部３６ａと羽根取付部３６ｂとは、直交している。アングル材３６は、回転軸２３と略同一の長さに形成されている。回転軸取付部３６ａ及び羽根取付部３６ｂは、それぞれ長手方向に所定の間隔を隔てて複数のねじ挿通孔（図示せず）を有している。アングル材３６は、回転軸取付部３６ａのねじ挿通孔に挿通されると共に、回転軸２３の側面に形成されたねじ孔に螺合したねじ３７によって、回転軸２３に取り付けられている。
【００２９】
羽根２４、２５、２６は、それぞれ略長方形に形成された板材であり、互いに略同一形状に形成されている。羽根２４、２５、２６の長手方向の長さは、アングル材３６の長さと略同一に形成され、羽根２４、２５、２６の幅方向の長さは、第１羽根車２１の回転軸２３と後述する第２羽根車２２の回転軸２３との間の距離の１／２よりも短く形成されている。羽根２４、２５、２６の一方の面は、物品が載置される面であり、物品を滑らすことができるよう、平滑に形成されている。そして、羽根２４、２５、２６は、その長手方向の一方の端部に沿って、所定の間隔を隔てて、それぞれ複数のねじ挿通孔（図示せず）が形成されている。羽根２４、２５、２６は、それぞれ、羽根２４、２５、２６のねじ挿通孔に挿通されると共に羽根取付部３６ｂのねじ孔に螺合したねじ３８によって、羽根取付部３６ｂに取り付けられている。したがって、羽根２４、２５、２６は、回転軸２３の中心部から周辺部に延びるように配置され、回転軸２３に対して周方向に１２０度間隔で配置されている。また、羽根２４、２５、２６の先端は、自由端を構成している。
【００３０】
エンドプレート２７は、円板状に形成され、回転軸２３の下流側端部に、回転軸２３と同軸に固定されている。エンドプレート２７の半径は、回転軸２３の中心軸から羽根２４、２５、２６の先端までの長さと略同一に形成されている。なお、本実施の形態においては、エンドプレート２７の形状を円板状としたが、これに限られるものではなく三角形状や六角形状の板体としてもよい。
【００３１】
したがって、第１羽根車２１は、１２０度回転させる毎に元の位置に位置する第１羽根車２１と重なる回転対称に形成されている。
【００３２】
第２羽根車２２は、第１羽根車２１と鏡像対称形に形成されている。それ故、詳しい説明を省略する。
【００３３】
第１羽根車２１と第２羽根車２２とは、互いに対向するよう配置されている。第１及び第２の羽根車２１、２２のそれぞれの羽根２４、２５、２６は、それぞれ互いに対向する側に位置したときに平滑に形成された面が上側に位置するよう第１及び第２の羽根車２１、２２に取り付けられている。このように第１及び第２の羽根車２１、２２は、一対の羽根車（第１の一対の羽根車）を構成している。そして、第１羽根車２１の回転軸２３と、第２羽根車２２の回転軸２３との間隔は、物品の例えば長手方向の長さより十分に長く形成されている。また、上述の通り、羽根２４、２５、２６のそれぞれの幅方向の長さは、第１羽根車２１の回転軸２３と第２羽根車２２の回転軸２３との間の距離の１／２よりも短く形成されているので、後述する基準角度位置に位置するそれぞれの羽根の間に、間隙が形成され、第１羽根車２１及び第２羽根車２２が回転したときに第１羽根車２１の羽根と第２羽根車２２の羽根とが重なり合わないようになっている。この間隙は、物品の長手方向の寸法に対して十分に小さい寸法に設定される。
【００３４】
そして、ベルトコンベア１の下流側端と第１及び第２の羽根車２１、２２の上流側端とは、平面視において互いに隣り合うように配置されている。また、第１及び第２の羽根車２１、２２の回転軸２３、２３は、それぞれベルトコンベア１の搬送面よりも下方に配置される。これによって、ベルトコンベア１によって搬送されてきた物品は、ベルトコンベア１から第１及び第２の羽根車２１、２２に対して移送される。それ故、ベルトコンベア１は、本発明の「物品移送装置」を構成している。
【００３５】
第１羽根車２１の回転軸２３は、第１サーボモータ２８の出力軸と直結されている。また、第１サーボモータ２８の出力軸は、図２に示すように、原動側歯車３０、従動側歯車３１、原動側プーリー３２、従動側プーリー３３、及びタイミングベルト３４を介して第２羽根車２２の回転軸２３に接続されている。具体的には、原動側歯車３０は、第１サーボモータ２８の出力軸と嵌合している。従動側歯車３１は、原動側歯車３０と噛み合っており、原動側歯車３０と従動側歯車３１との歯数比は、１対１である。従動側歯車３１と原動側プーリー３２とは、同軸に固定されている。従動側プーリー３３は、第２羽根車２２の回転軸２３と同軸に固定されている。原動側プーリー３２と従動側プーリー３３のプーリー比は１対１である。タイミングベルト３４は、原動側プーリー３２と従動側プーリー３３とに架け渡されている。これによって、第１サーボモータ２８の出力軸が回転すると、第１羽根車２１の回転軸２３と第２羽根車２２の回転軸２３とが逆向きに同期して回転する。そして、タイミングベルト３４の張りを調整するテンショナー（図示せず）が適所に設けられている。
第１サーボモータ２８は、出力軸の回転角度を検知する第１エンコーダ２８ａを備える（図４参照）。
【００３６】
なお、本実施の形態では、第１羽根車２１及び第２羽根車２２の回転軸２３は、側面視において物品の搬送方向と平行に延びて配置されているが、これに限られるものでなく、平面視において物品の搬送方向と平行に延びて配置されていればよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、回転軸を六角柱状に形成し、第１羽根車２１及び第２羽根車２２の羽根の枚数を３枚としたが、これに限られるものでなく、例えば、回転軸を四角柱状に形成し、第１羽根車２１及び第２羽根車２２の羽根の枚数を４枚とし、４枚の羽根を回転軸の４つの側面にそれぞれ取り付けてもよい。係る場合、第１羽根車２１及び第２羽根車２２は、それぞれ９０度回転させる毎に元に位置する第１羽根車２１及び第２羽根車２２と重なる回転対称に形成される。
【００３８】
［一時保持装置の構成］
一時保持装置４０は、図１に示すように、一対の第３及び第４の羽根車４１、４２と第２サーボモータ４８（図４参照）とを備えている。第３及び第４の羽根車４１、４２並びに第２サーボモータ４８は、それぞれ投下装置２０の第１及び第２の羽根車２１、２２並びに第１サーボモータ２８と同等の構成である。それ故、詳しい説明を省略する。
【００３９】
そして、第３羽根車４１及び第４羽根車４２のそれぞれの回転軸２３の上流側端部は、上流側支持板６３ａに回転可能に支持されている。そして、第３羽根車４１及び第４羽根車４２のそれぞれの回転軸２３の下流側端部は、下流側支持板６３ｂに回転可能に支持されている。
【００４０】
一時保持装置の下方には、箱詰め位置Ｐが設定されている。
【００４１】
［箱供給装置の構成］
箱供給装置３は、ローラーコンベア６５を備えている。このローラーコンベア６５の構成は周知であるので、詳しい説明は省略する。ローラーコンベア６５は、箱詰め位置Ｐを通るよう、ベルトコンベア１と平行に延びて設けられる。
【００４２】
そして、箱詰め位置Ｐの下流側端の側方に箱詰め位置検知センサ６６が設けられ、ローラーコンベア６５によって搬送される箱の下流側の端部が箱詰め位置Ｐの下流側端に位置したことを検知する。箱詰め位置検知センサ６６は、例えば、光センサから構成される。
【００４３】
［制御系統の構成］
図４は、箱詰め装置１００の制御系統の構成を概略的に示すブロック図である。以下、図４を参照しながら、箱詰め装置１００の制御系統について説明する。
【００４４】
箱詰め装置１００が備える制御装置４は、例えば、ＣＰＵからなる制御部７１と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなる記憶部７２とを備えている。制御部７１は、投下装置２０の動作を制御する投下装置制御部７５と、一時保持装置４０の動作を制御する一時保持装置制御部７６と、箱供給装置３の動作を制御する箱供給装置制御部７７とを備えている。投下装置制御部７５は、第１ドライバ７３を介して第１サーボモータ２８ひいては第１及び第２の羽根車２１、２２の回転を制御し、一時保持装置制御部７６は、第２ドライバ７４を介して第２サーボモータ４８ひいては第３及び第４の羽根車４１、４２を制御する。記憶部７２には所定の制御プログラムが記憶されていて、制御部７１がこれらの制御プログラムを読み出して実行することにより、箱詰め装置１００の動作が制御される。投下装置制御部７５、一時保持装置制御部７６、及び箱供給装置制御部７７は、このように制御プログラムが実行されることにより実現される機能である。物品通過センサ１２より出力された物品通過信号は、投下装置制御部７５に入力される。また、箱詰め位置検知センサ６６より出力された箱通過信号は、一時保持装置制御部７６及び箱供給装置制御部７７に入力される。更に、第１サーボモータ２８の第１エンコーダ２８ａ及び第２サーボモータ４８の第２エンコーダ４８ａより出力された角度位置検出信号は、それぞれ投下装置制御部７５及び一時保持装置制御部７６に入力される。
【００４５】
記憶部７２は、上述の所定の制御プログラム、及び図示しない入力装置から制御装置４に入力された後述する第１及び第２の羽根車２１、２２の速度情報（後述するｒ１、及びｒ２）、位置情報（後述する第１減速角度位置、第２減速角度位置、及び停止角度位置）、並びに待機時間（後述するＴ１及びＴ２）を記憶している。
【００４６】
なお、図中の矢印は信号の伝達方向を示す。
【００４７】
［動作例］
次に、箱詰め装置１００の動作例を説明する。
【００４８】
図５は、投下装置２０の第１及び第２の羽根車２１、２２の制御を示すフローチャートであって、投下装置２０の動作例を示したものである。
【００４９】
図６は、一時保持装置４０の第３及び第４の羽根車４１、４２の制御を示すフローチャートであって、一時保持装置４０の動作例を示したものである。
【００５０】
図７は、箱詰め装置１００の動作を示すタイムチャートである。
【００５１】
図８は、第１及び第２の羽根車２１、２２の速度と角度位置との関係を示すグラフである。図８の縦軸は、第１及び第２の羽根車２１、２２の速度を、横軸は、第１及び第２の羽根車２１、２２の角度位置を示している。
【００５２】
図９は、第１及び第２の羽根車２１、２２の動作を概略的に示す図であり、（ａ）は、基準角度位置に位置する第１及び第２の羽根車２１、２２を示す図、（ｂ）は、物品移送可能角度位置に位置する第１及び第２の羽根車２１、２２を示す図、（ｃ）は、停止角度位置に位置する第１及び第２の羽根車２１、２２を示す図である。
【００５３】
まず、運転を開始する前に、図示しない入力装置から制御装置４の制御部７１に、運転パラメータとして、後述する第１及び第２の羽根車２１、２２の速度情報（後述するｒ１、及びｒ２）、位置情報（後述する第１減速角度位置、第２減速角度位置、及び停止角度位置）、並びに待機時間（後述するＴ１及びＴ２）が入力される。制御部７１は、これらの運転パラメータを記憶部７２に記憶する。これにより、これらの運転パラメータが制御部装置４に設定される。
【００５４】
そして、投下装置制御部７５は、初期状態において、図５及び図９（ａ）に示すように、第１サーボモータ２８の第１エンコーダ２８ａから入力された位置情報に基づいて、第１及び第２の羽根車２１、２２のそれぞれの何れか１の羽根（第１の当該一対の羽根）が実質的に水平に並ぶ基準角度位置（第１の基準角度位置）に、第１及び第２の羽根車２１、２２の何れか１の羽根をそれぞれ停止させる（Ｓ１００）。また、一時保持装置制御部７６は、初期状態において、図６に示すように、第２サーボモータ４８の第２エンコーダ４８ａから入力された位置情報に基づいて、第３及び第４の羽根車４１、４２のそれぞれの何れか１の羽根（第２の当該一対の羽根）が実質的に水平に並ぶ基準角度位置（第２の基準角度位置）に、第３及び第４の羽根車４１、４２の何れか１の羽根をそれぞれ停止させる（Ｓ１２０）。
【００５５】
基準角度位置は、平面視における回転軸２３に垂直な方向において、第１及び第２の羽根車２１、２２のそれぞれの何れか１の羽根、又は第３及び第４の羽根車４１、４２のそれぞれの何れか１の羽根が実質的に水平に並ぶ角度位置である。具体的には、基準角度位置とは、平面視における回転軸２３に垂直な方向において、第１及び第２の羽根車２１、２２のそれぞれの何れか１の羽根、又は第３及び第４の羽根車４１、４２のそれぞれの何れか１の羽根が水平に並ぶ角度位置に対して、上方又は下方に２５度回転させた回転角度位置である。
【００５６】
更に、箱供給装置制御部７７は、ローラーコンベア６５を起動し、上方に開口した物品が収納されていない箱Ｂ１を搬送し、箱詰め位置検知センサ６６が箱を検知したとき、ローラーコンベア６５を停止させ、箱Ｂ１を箱詰め位置Ｐに位置させる。
【００５７】
以下、本動作例においては、初期状態において、図９（ａ）に示すように、第１及び第２の羽根車２１、２２を基準角度位置に位置させ、第３及び第４の羽根車４１、４２を基準角度位置に位置させたものとして述べる。
【００５８】
次に、ベルトコンベア１が起動される。ベルトコンベア１上に所定の間隔で物品が載置され、それにより、ベルトコンベア１は所定の時間間隔で、物品を投下装置２０に移送する。なお、ここでは、２つの物品が投下装置２０に移送される時間が１サイクルタイムである。ベルトコンベア１によって搬送された物品Ａ１は、ベルトコンベア１の下流側端部を通過したとき、物品通過センサ１２によって検知され、羽根２４、２４上に移送される。そして、第１羽根車２１及び第２羽根車２２の羽根２４、２４に移送された物品Ａ１は、第１羽根車２１及び第２羽根車２２の平滑な羽根２４、２４上を滑って移動し、エンドプレート２７に衝突して停止する。
【００５９】
物品Ａ１の次にベルトコンベア１によって搬送された物品Ａ２は、ベルトコンベア１の下流側端部を通過したとき、物品通過センサ１２によって検知され、羽根２４、２４上に移送される。そして、第１羽根車２１及び第２羽根車２２の羽根２４、２４に移送された物品Ａ２は、第１羽根車２１及び第２羽根車２２の平滑な羽根２４、２４上を滑って移動し、物品Ａ１に衝突して停止する。
【００６０】
これによって、物品Ａ１及び物品Ａ２が、ベルトコンベア１の搬送方向に一列に並べられた状態となる。このように、第１羽根車２１及び第２羽根車２２の羽根２４、２４の物品を載置する面は、平滑に形成されているので、ベルトコンベア１から投下装置２０に物品を順次移送することにより、それぞれの物品を、第１及び第２の羽根車２１、２２の物品を載置する面上を滑って移動させ、一列に並べることができる。なお、物品Ａ１、Ａ２は、ベルトコンベア１の搬送路上を平面視において搬送方向と直交する方向に長手方向を向けて搬送される。
【００６１】
そして、図５に示すように、投下装置制御部７５は、物品通過センサ１２が検知した物品の数が２つに達したと判定（Ｓ１０１）し、Ｔ１時間（図７参照）待機する（Ｓ１０２）。Ｔ１は、物品通過センサ１２を通過した物品Ａ２が、ベルトコンベア１から投下装置２０に移送され、物品Ａ１と衝突して停止するまでの時間に基づいて設定される時間である。この時間は、計算、実験、シミュレーション等に基づいて決定される。その後、投下装置制御部７５は、第１及び第２の羽根車２１、２２を第１及び第２の羽根車２１、２２が互いに対向する側においてそれぞれの羽根が下方に移動するそれぞれの回転方向（第１の所定個別回転方向）に１２０度（第１の単位角度）回転させた停止角度位置まで回転させる（Ｓ１０３）。そして、第１及び第２の羽根車２１、２２の回転により、第１及び第２の羽根車２１、２２に支持されていた物品Ａ１、Ａ２は、下方に投下される（落下する）。そして、第１及び第２の羽根車２１、２２の次の一対の羽根２５、２５が基準角度位置に位置される。
【００６２】
ここで、上記第１の単位角度の１２０度は、３６０度を第１及び第２の羽根車２１、２２の羽根の数、即ち３で除した角度である。これによって、第１及び第２の羽根車２１、２２が停止した状態では、第１及び第２の羽根車２１、２２の一対の羽根２４、２４、一対の羽根２５、２５、又は一対の羽根２６、２６の何れか一対の羽根が、それぞれ基準角度位置に位置し、物品移送装置１からこれら一対の羽根のいずれかの上に物品が移送される。
【００６３】
ここで、第１及び第２の羽根車２１、２２は、投下装置制御部７５により第１ドライバ７３を介して制御され、図８に示す第１及び第２の羽根車２１、２２の回転速度と第１及び第２の羽根車２１、２２の位置との関係に示すように回転する。
【００６４】
具体的には、まず、投下装置制御部７５は、第１及び第２の羽根車２１、２２を、初期状態から回転速度ｒ１まで加速させる。そして、投下装置制御部７５は、第１羽根車２１及び第２羽根車２２が回転速度ｒ１に達した後、羽根２４、２４が基準角度位置から１２０度以内であって、物品Ａ１、Ａ２の上方から物品Ａ１、Ａ２に迫る第１及び第２の羽根車２１、２２の羽根２５、２５と物品Ａ１、Ａ２とが接触しない位置に設定された第１減速角度位置に至るまで第１羽根車２１及び第２羽根車２２を略一定の速度で回転させる。即ち、基準角度位置から第１減速角度位置までの第１の角度範囲（第１の所定角度範囲）における第１羽根車２１及び第２羽根車２２の設定回転速度は、ｒ１である。
【００６５】
次に、投下装置制御部７５は、第１サーボモータ２８の第１エンコーダ２８ａから入力された位置情報に基づいて、第１及び第２の羽根車２１、２２が第１減速角度位置に至ったと判定すると、第１及び第２の羽根車２１、２２を、回転速度ｒ２まで減速させ、その後回転速度ｒ２で回転させる。
【００６６】
一方、図９（ｂ）に示すように、物品Ａ２の次に搬送される物品Ａ３、Ａ４は、ベルトコンベア１によって上記第１及び第２の羽根車２１、２２の回転中に第１及び第２の羽根車２１、２２のそれぞれの羽根２５、２５の上に移送される。具体的には、第１及び第２の羽根車２１、２２の回転により、第１及び第２の羽根車２１、２２が対向する側において第１及び第２の羽根車２１、２２のそれぞれの羽根２５、２５が下方に移動するに従い、それぞれの羽根２５、２５の先端の間に形成される間隙が徐々に狭まっていき、羽根２５、２５が水平に並ぶ角度位置に位置したときにおいて最も狭くなる。この過程において、第１羽根車２１の羽根２５の先端と第２羽根車２２の羽根２５の先端との間に形成される間隙が当該間隙に物品Ａ３、Ａ４が落ち込まない幅まで狭まる物品移送可能角度位置（図８参照）に達したときに、物品Ａ３、Ａ４が、ベルトコンベア１によって羽根２５、２５の上に移送されるよう、ベルトコンベア１から投下装置２０に移送される物品のサイクルタイムが設定される。これによって、第１及び第２の羽根車２１、２２が停止してからベルトコンベア１によって物品を羽根の上に移送する場合に比べて、ベルトコンベア１から投下装置２０に移送される物品のサイクルタイムを短縮することができ、箱詰め装置１００の処理能力を向上させることができる。
【００６７】
なお、第１及び第２の羽根車２１、２２は、ベルトコンベア１の搬送面の高さ位置と、物品搬送可能角度位置に位置する第１及び第２の羽根車２１、２２の物品Ａ１、Ａ２を載置していた羽根２４、２４と第１及び第２の羽根車２１、２２の回転方向と逆の方向に隣り合う羽根２５、２５の先端の高さ位置とが一致するように配設すると、物品Ａ３、Ａ４をベルトコンベア１から箱詰め装置本体２に円滑に移送することができる。
【００６８】
次に、図９（ｃ）に示すように、投下装置制御部７５は、第１サーボモータ２８の第１エンコーダ２８ａから入力された位置情報に基づいて、第１及び第２の羽根車２１、２２が第２減速角度位置に至ったと判定すると、第１及び第２の羽根車２１、２２の回転速度を０（停止）に向けて減速させる。この第２減速角度位置は、第１及び第２の羽根車２１、２２を停止角度位置で停止させるために減速を始める必要がある位置である。これにより、第１及び第２の羽根車２１、２２は、停止角度位置で停止する。即ち、第１減速角度位置から停止角度位置までの第２の角度範囲（第２の所定角度範囲）における第１羽根車２１及び第２羽根車２２の設定回転速度は、ｒ２であり、基準角度位置から第１減速角度位置までの第１の角度範囲における第１羽根車２１及び第２羽根車２２の設定回転速度ｒ１よりも小さい値である。設定回転速度ｒ１、ｒ２は、計算、実験、シミュレーション等に基づいて決定される。
【００６９】
次に、一時保持装置４０は、投下装置２０から投下された物品Ａ１、Ａ２を第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根２４、２４によって受け止める。この時、上述した通り、羽根２４、２４は、基準角度位置に位置している（第２の基準角度位置）。そして、一時保持装置制御部７６は、図６及び図７に示すように、投下装置２０から物品が投下されたと判定する（Ｓ１２１）とＴ２時間待機し（Ｓ１２２）、その後、箱詰め位置検知センサ６６の箱通過信号に基づき、箱が一時保持装置４０の下方の所定位置に位置しているか否か判定する（Ｓ１２３）。そして、箱が一時保持装置４０の下方の所定位置に位置していると判定すると、第３及び第４の羽根車４１、４２の羽根２４、２４が下方に回転する方向（第２の所定個別回転方向）に第３及び第４の羽根車４１、４２を１２０度（第２の単位角度）回転させる（Ｓ１２４）。Ｔ２は、第１及び第２の羽根車２１、２２の回転開始から第３及び第４の羽根車４１、４２が投下された物品を受け止めるまでの時間に基づいて設定される時間である。この時間は、計算、実験、シミュレーション等に基づいて決定される。これによって、物品Ａ１、Ａ２は、下方に投下され、一時保持装置４０の下方に位置した箱Ｂ１に投入される。
【００７０】
一方、以下に述べる箱詰完了箱と空箱との交換等により箱Ｂ１が箱詰め位置Ｐに位置されていない場合には、一時保持装置制御部７６は、箱が一時保持装置４０の下方の所定位置に位置していないと判定する。この場合、一時保持装置制御部７６は、箱が一時保持装置４０の下方の所定位置に位置するまで、第３及び第４の羽根車４１、４２を回転させない。この状態においても、ベルトコンベア１は、所定のピッチで物品Ａ３、Ａ４を投下装置２０に移送し、投下装置２０は移送された物品Ａ３、Ａ４を一時保持装置４０に投下する。従って、更に投下された物品Ａ３、Ａ４は、物品Ａ１、Ａ２の上に積み上げられる。そして、やがて、ローラーコンベア６５が箱Ｂ１を箱詰め位置Ｐに位置させると、一時保持装置制御部７６は、箱が一時保持装置４０の下方の所定位置に位置していると判定し、物品Ａ１〜Ａ４を下方に投下する。これにより物品Ａ１〜Ａ４は、一時保持装置４０の下方に位置させた箱Ｂ１に投入される。これによって、箱供給装置３が、物品が所定数詰められ箱詰めが完了した箱と空箱とを交換している間、ベルトコンベア１を停止させることなく物品をベルトコンベア１から投下装置２０に移送することができ、箱詰め装置１００の処理能力を向上させることができる。
【００７１】
上記動作が繰り返され、箱Ｂ１に、一段毎に並べられた２つの物品が６段積層されて１２個の物品が詰められると、箱供給装置制御部７７が、ローラーコンベア６５を動作させて、新たな箱Ｂ１を箱詰め位置Ｐに位置させる。
【００７２】
以上に説明したように、本実施の形態に係る箱詰め装置１００によれば、第１の角度範囲における第１羽根車２１及び第２羽根車２２の回転速度ｒ１より第１の角度範囲における第１羽根車２１及び第２羽根車２２の回転速度ｒ２が小さくなるように構成されているので（図８のＬ１参照）、第１及び第２の羽根車２１、２２から投下されて自然落下による加速落下中の投下物品が、上方から迫ってきた次の羽根２５、２５に追いつかれ難くなり、当該羽根にはたかれるのを防止することができる。したがって、物品Ａ１、Ａ２は、投下装置２０に一列に並べて載置された状態の姿勢を維持したまま、箱に投入されるので、箱詰めされた物品の姿勢が乱れるのを防止することができる。また、基準角度位置から停止角度位置まで第１及び第２の羽根車２１、２２を一定の速度で回転させる場合と比べて（図８のＬ２参照）、物品移送可能角度位置に達するまでの時間を短くすることができる。これによって、ベルトコンベア１から投下装置２０に移送される物品のサイクルタイムを短縮することができ、ひいては、羽根車の回転速度を上げて、箱詰め装置１００の処理能力を向上させることができる。
【００７３】
また、本発明の一時保持装置４０は、第３及び第４の羽根車４１、４２のそれぞれの何れか１の羽根の上に投下装置２０から投下された物品を受け止め、ある時間保持し、その後、羽根２４、２４が下方に回転する方向に第３及び第４の羽根車４１、４２を回転させ、物品を下方に投下し、箱に投入するよう構成されているので、物品が所定数詰められた箱と空箱とを交換している間、ベルトコンベア１を停止させることなく物品を一定の時間間隔で投下装置２０に移送することができ、箱詰め装置１００の処理能力を向上させることができる。
【００７４】
なお、上記では、「物品移送装置」としてベルトコンベア１を例示したが、「物品移送装置」は、これには限られず、例えば、ベルトコンベア１の末端に接して配置されたシュート、搬送コンベアに載置された物品を当該搬送コンベアの側方に移動させるプッシャ等で構成してもよい。
【００７５】
また、上記では、「箱供給装置」はローラーコンベア６５を備えるものを例示したが、これには限られず、例えば、ベルトコンベア、シュート等で構成してもよい。
【００７６】
また、上記では、ベルトコンベア１の下流側端と第１及び第２の羽根車２１、２２の上流側端とは、平面視において互いに隣り合うように配置されているものを例示したが、これには限定されず、ベルトコンベア１の下流側端と第１及び第２の羽根車２１、２２の上流側端との間に、例えば、シュートを介在させてもよい。
【００７７】
また、上記では、第１及び第２の羽根車２１、２２の回転軸２３、２３がベルトコンベア１の物品の搬送方向と平行に延びて配置された構成を例示したが、これには限定されず、第１及び第２の羽根車２１、２２の回転軸２３、２３は物品の搬送方向と交差するように延びて配置されてもよい。例えば、ベルトコンベア１の下流側端と第１及び第２の羽根車２１、２２の上流側端との間に、搬送方向を平面視略９０度変える略円弧状の搬送路を有するシュートを介在させ、第１及び第２の羽根車２１、２２の回転軸２３、２３が延びる方向とベルトコンベア１の物品の搬送方向とが直交するように配置してもよい。
【００７８】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の箱詰め装置は、物品を箱詰めする装置の用途に有用である。
【符号の説明】
【００８０】
１  ベルトコンベア
２  箱詰め装置本体
３  箱供給装置
４  制御装置
１２  物品通過センサ
２０  投下装置
２１  第１羽根車
２２  第２羽根車
２３  回転軸
２４  羽根
２５  羽根
２６  羽根
２７  エンドプレート
２８  第１サーボモータ
３０  原動側歯車
３１  従動側歯車
３２  原動側プーリー
３３  従動側プーリー
３４  タイミングベルト
３６  アングル材
３７  ねじ
３８  ねじ
４０  一時保持装置
４１  第３羽根車
４２  第４羽根車
４８  第２サーボモータ
６０  支持フレーム
６１  脚部
６２  投下装置支持部
６３  一時保持装置支持部
６５  ローラーコンベア
６６  箱詰め位置検知センサ
７１  制御部
７２  記憶部
７３  第１ドライバ
７４  第２ドライバ
７５  投下装置制御部
７６  一時保持装置制御部
７７  箱供給装置制御部
１００  箱詰め装置
【図１】
0005468419.tif 000002
【図２】
0005468419.tif 000003
【図３】
0005468419.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005468419.tif 000006
【図６】
0005468419.tif 000007
【図７】
0005468419.tif 000008
【図８】
0005468419.tif 000009
【図９】
0005468419.tif 000010