(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品を物品載置部材上に並ぶように移送する物品移送装置と、
前記物品載置部材を有し、該物品載置部材上に並べられた複数の物品を、該物品載置部材を動かして下方に落下させる投下装置と、
前記投下装置の下方に設けられ、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）が該第１の当該一対の羽根が水平に並ぶ第１の基準角度位置から所定角度範囲内の停止角度位置に停止するように同一位相で同期して回転させる一時保持装置と、
前記一時保持装置の前記第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、
前記一時保持装置は、前記第１の当該一対の羽根が前記投下装置から落下する前記複数の物品を停止角度位置より手前の角度位置で回転しながら受け取って前記停止角度位置に停止し、その後、前記第１の個別回転方向に回転して前記受け取った複数の物品を前記箱に落下させるよう前記第１の一対の羽根車を回転させるように構成されている、箱詰め装置。
【請求項２】
前記複数の物品を受け取る角度位置は前記第１の基準角度位置より高い位置であり、前記停止角度位置は前記第１の基準角度位置に一致する位置である、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記投下装置は、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）が該第２の当該一対の羽根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よう構成されており、
前記物品載置部材として前記第２の基準角度位置に停止している前記第２の当該一対の羽根上に前記複数の物品が並ぶように移送され、その後、前記投下装置が前記第２の当該一対の羽根を前記第２の所定個別回転方向に回転させることにより、前記並べられた複数の物品が前記第２の当該一対の羽根から下方に落下するよう構成されている、請求項１又は２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、上記従来の箱詰め装置では、箱を一対のパドル機構の下方の所定位置に位置させた後に、パドルを回転させ、パドルの上に並べられた袋を箱内に投下するようにしていたので、箱が一対のパドル機構の下方の所定位置に位置するまでは、パドルを回転させることができなかった。そのため、箱詰め速度が箱の交換速度によって律速されてしまい、箱詰め処理能力を向上させることが困難であった。
【０００７】
このように従来の技術には、箱詰め処理能力を向上することが困難であるという課題があった。
【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、複数の物品を物品載置部材上に並ぶように移送する物品移送装置と、前記物品載置部材を有し、該物品載置部材上に並べられた複数の物品を、該物品載置部材を動かして下方に落下させる投下装置と、前記投下装置の下方に設けられ、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）が該第１の当該一対の羽根が水平に並ぶ第１の基準角度位置から所定角度範囲内の停止角度位置に停止するように同一位相で同期して回転させる一時保持装置と、前記一時保持装置の前記第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、前記一時保持装置は、前記第１の当該一対の羽根が前記投下装置から落下する前記複数の物品を停止角度位置より手前の角度位置で回転しながら受け取って前記停止角度位置に停止し、その後、前記第１の個別回転方向に回転して前記受け取った複数の物品を前記箱に落下させるよう前記第１の一対の羽根車を回転させるように構成されている。
【０００９】
この構成によれば、物品が所定数詰められた箱と空箱とを交換している間、一時保持装置の第１の当該一対の羽根上に保持することにより、物品移送装置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に移送することができる。そのため、箱詰め速度が箱の交換速度によって律速されることはなく、箱詰め装置の処理能力を向上させることができる。さらに、投下装置から投下された物品を一時保持装置が受け取った際に、第１の当該一対の羽根が投下装置から落下する複数の物品を停止角度位置より手前の角度位置で回転しながら受け取って停止角度位置に停止するので、一時保持装置の第１の当該一対の羽根が物品に与える衝撃を少なくすることができ、物品の姿勢が乱れるのを防止することができると共に、物品が壊れるのを防止することができる。
【００１０】
上記発明に係る箱詰め装置において、前記複数の物品を受け取る角度位置は前記第１の基準角度位置より高い位置であり、前記停止角度位置は前記第１の基準角度位置に一致する位置であるよう構成されていてもよい。
【００１１】
このように、複数の物品を受け取る角度位置は第１の基準角度位置より高い位置であり、停止角度位置は第１の基準角度位置に一致する位置であるように構成すると、物品の落下速度が遅い状態で物品と羽根とが接触するので、投下装置から投下された物品を一時保持装置が受け取る際に、羽根が物品に与える衝撃、物品の姿勢の乱れ、及び物品の損壊をより好適に防止することができる。
【００１２】
上記発明に係る箱詰め装置において、前記投下装置は、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）が該第２の当該一対の羽根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よう構成されており、前記物品載置部材として前記第２の基準角度位置に停止している前記第２の当該一対の羽根上に前記複数の物品が並ぶように移送され、その後、前記投下装置が前記第２の当該一対の羽根を前記第２の所定個別回転方向に回転させることにより、前記並べられた複数の物品が前記第２の当該一対の羽根から下方に落下するよう構成されていてもよい。
【００１３】
このように、物品載置部材として第２の基準角度位置に停止している第２の当該一対の羽根上に複数の物品が並ぶように移送され、その後、投下装置が第２の当該一対の羽根を第２の所定個別回転方向に回転させることにより、並べられた複数の物品が第２の当該一対の羽根から下方に落下するよう構成することにより、投下装置から一時保持装置に物品を投下する時に、第２の当該一対の羽根上に並べられた物品の姿勢が乱れるのを低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
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。また、箱に投下した物品の姿勢が乱れるのを防止するという効果を奏すると共に、物品が壊れるのを防止するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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一時保持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、待機角度位置に位置する一対の羽根車を示す図、（ｂ）は、停止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回転させた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
［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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
［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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
［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。
【００２６】
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（第２の一対の羽根車）、２２と第１サーボモータ２８（図４参照）とを備えている。
【００２７】
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（物品載置部材）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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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２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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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）。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
［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（第１の一対の羽根車）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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
［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。
【００４４】
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。
【００４５】
［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。
【００４６】
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。
【００４７】
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３及び第４の羽根車４１、４２の速度情報（後述するｒ１、及びｒ２）、位置情報（後述する待機角度位置）、並びに待機時間（後述するＴ１、Ｔ２及びＴ３）を記憶している。
【００４８】
なお、図中の矢印は信号の伝達方向を示す。
【００４９】
［動作例］
次に、箱詰め装置１００の動作例を説明する。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
図８は、第３及び第４の羽根車４１、４２の動作を概略的に示す図であり、（ａ）は、待機角度位置に位置する第３及び第４の羽根車４１、４２を示す図、（ｂ）は、停止角度位置に位置する第３及び第４の羽根車４１、４２を示す図、（ｃ）は、停止角度位置に位置する第３及び第４の羽根車４１、４２を回転させた状態を示す図である。
【００５４】
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３及び第４の羽根車４１、４２の速度情報（後述するｒ１、及びｒ２）、位置情報（後述する待機角度位置）、並びに待機時間（後述するＴ１、Ｔ２、及びＴ３）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装置４に設定される。
【００５５】
そして、投下装置制御部７５は、初期状態において、図５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２の当該一対の羽根）が実質的に水平に並ぶ第１停止角度位置（第２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）。
【００５６】
「第２の基準角度位置」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の羽根が実質的に水平に並ぶ角度位置である。具体的には、第２の基準角度位置とは、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。
【００５７】
また、一時保持装置制御部７６は、初期状態において、図６及び図８（ａ）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、後述する待機角度位置に、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）。
【００５８】
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。
【００５９】
以下、本動作例においては、初期状態において、第１及び第２の羽根車２１、２２のある一対の羽根（第２の当該一対の羽根）２４、２４を第１停止角度位置に位置させ、図８（ａ）に示すように、第３及び第４の羽根車４１、４２のある一対の羽根（第１の当該一対の羽根）２４、２４を後述する待機角度位置に位置させたものとして述べる。
【００６０】
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（図７参照）、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。
【００６１】
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（図７参照）、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。
【００６２】
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その長手方向を向けて搬送される。
【００６３】
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Ａ２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。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２の所定個別回転方向）に１２０度回転させる（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が第１停止角度位置に位置される。
【００６４】
ここで、上記１２０度は、３６０度を第１及び第２の羽根車２１、２２のそれぞれの羽根の数、即ち３（第２の所定数）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、それぞれ第１停止角度位置に位置し、物品搬送装置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。
【００６５】
次に、一時保持装置制御部７６は、図６及び図７に示すように、投下装置制御部７５が物品Ａ１、Ａ２を投下したと判定する（Ｓ１２１）とＴ２時間（図７参照）待機し（Ｓ１２２）、その後、上述した通り、後述する待機角度位置に位置する第３及び第４の羽根車４１、４２（第１の一対の羽根車）の一対の羽根（第１の当該一対の羽根）２４、２４が下方に回転する方向（第１の所定個別回転方向）に同一位相で同期して第３及び第４の羽根車４１、４２を速度ｒ１で後述する傾斜角度分だけ回転させる（Ｓ１２３）。ここで、「同一位相で回転する」とは、第３及び第４の羽根車４１、４２は、それぞれの回転軸２３、２３同士の中心面に対して鏡像対称になるように回転することを意味する。なお、投下装置２０の第１及び第２の羽根車２１、２２も同一位相で回転し、それぞれの回転軸２３、２３同士の中心面に対して鏡像対称になるように回転する。これによって、図８（ｂ）に示すように、一対の羽根２４、２４は、停止角度位置（以下、第２停止角度位置という）に位置して停止する。第２停止角度位置は、ここでは一対の羽根２４、２４が水平に並ぶ角度位置、即ち第１の基準角度位置である。これによって、投下装置２０から投下された物品Ａ１、Ａ２は、第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根２４、２４によって受け止められる。
【００６６】
なお、上記では、第２停止角度位置が、第１の基準角度位置に一致する構成としたが、これに限られるものではなく、例えば、第３及び第４の羽根車４１、４２が、一対の羽根２４、２４が水平に並ぶ第１の基準角度位置に対して、上方又は下方に２５度回転した角度位置範囲の角度位置を第２停止角度位置としてもよい。
【００６７】
待機角度位置は、第３及び第４の羽根車４１、４２の回転方向（第１の所定個別回転方向）において第１停止角度位置より所定角度（傾斜角度）だけ手前の角度位置に設定されている。従って、待機角度位置に位置する第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根２４、２４は、図８（ａ）に示すように、第１の基準角度位置に位置した状態よりも高い位置に位置している。
【００６８】
そして、Ｔ２は、投下装置制御部７５が投下装置２０から物品Ａ１、Ａ２を投下してから、投下装置２０から投下された物品Ａ１、Ａ２が回転する第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根２４、２４に接触し、一時保持装置４０が物品Ａ１、Ａ２を受け取るまでの時間に基づき設定された時間である。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。Ｔ２は、回転する第３及び第４の羽根車４１、４２が待機角度位置から第２停止角度位置までの間のいずれかの角度位置（受け取り角度位置）において、投下装置２０から投下された物品Ａ１、Ａ２と、第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根２４、２４の先端とが接触するように設定される。即ち、一時保持装置４０は、回転する第３及び第４の羽根車４１、４２が受け取り角度位置において、物品Ａ１、Ａ２を受け取る（接触する）ように設定される。
【００６９】
このように、投下装置２０から投下された物品Ａ１、Ａ２と、第３及び第４の羽根車４１、４２の羽根２４、２４とは、第３及び第４の羽根車４１、４２が受け取り角度位置において接触するように構成されているので、第２停止角度位置において接触するときよりも、高い位置で接触する。
【００７０】
そして、ｒ１は、投下装置２０から投下された物品Ａ１、Ａ２が第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根２４、２４の先端と接触した時点において、この一対の羽根２４、２４の先端（第３及び第４の羽根車４１、４２のそれぞれの羽根２４の回転軸２３からの最遠端）の鉛直方向への下降速度が投下装置２０から投下された物品Ａ１、Ａ２の落下速度より小さくかつその相対速度がなるべく小さくなるような回転速度に設定されている。これによって、物品Ａ１、Ａ２が一対の羽根２４、２４と接触したときに受ける衝撃を軽減することができる。
【００７１】
以上述べたように、物品Ａ１、Ａ２は、落下による衝撃を和らげながら、第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根２４、２４によって受け止められる。
【００７２】
次に、一時保持装置制御部７６は、Ｔ３時間待機する（Ｓ１２４）。Ｔ３時間は、第３及び第４の羽根車４１、４２が第１の基準角度位置に位置してから、物品Ａ１、Ａ２が第３及び第４の羽根車４１、４２の羽根２４、２４に接触したときに受けた衝撃によって生じる物品Ａ１、Ａ２の動きが収まるまでの時間に基づき設定された時間である。
【００７３】
次に、一時保持装置制御部７６は、箱詰め位置検知センサ６６の信号に基づき、箱が箱詰め位置Ｐに位置しているか否か判定する（Ｓ１２５）。そして、箱Ｂ１が箱詰め位置Ｐに位置していると判定すると（ステップＳ１２５でＹＥＳ）、一時保持装置制御部７６は、第３及び第４の羽根車４１、４２を速度ｒ２で、１２０度から傾斜角度を差し引いた角度回転させる。これによって、第３及び第４の羽根車４１、４２は、待機角度位置から合計１２０度回転する。そして、次の一対の羽根２５、２５が待機角度位置に位置される。
【００７４】
ここで、上記１２０度は、３６０度を第３及び第４の羽根車４１、４２のそれぞれの羽根の数、即ち３（第１の所定数）で除した角度である。これによって、第３及び第４の羽根車４１、４２が第２停止角度位置から合計１２０度回転する毎に、第３及び第４の羽根車４１、４２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（第１の当該一対の羽根）が、それぞれ第２停止角度位置に位置する。また、第３及び第４の羽根車４１、４２が待機角度位置から合計１２０度回転する毎に、第３及び第４の羽根車４１、４２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（第１の当該一対の羽根）が、それぞれ待機角度位置に位置する。
【００７５】
そして、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。
【００７６】
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（ステップＳ１２５でＮＯ）。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、所定のサイクルタイムで物品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（ステップＳ１２５でＹＥＳ）、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。
【００７７】
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。
【００７８】
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、一時保持装置４０は、第３及び第４の羽根車４１、４２の何れか一対の羽根が投下装置２０から落下された物品を受け取って、停止し、その後、物品を箱に投下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。
【００７９】
また、第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根は、回転しながら投下装置２０から投下された物品を受け取り、減速し、第２停止角度位置に停止するように構成されているので、物品が受ける衝撃を少なくすることができ、物品の姿勢が乱れるのを防止することができる。また、一対の羽根２４、２４が物品に与える衝撃によって、物品が壊れるのを防止することができる。
【００８０】
また、第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根は、第２停止角度位置より高い受け取り角度位置において物品を受け取るよう構成されているので、第２停止角度位置において物品を受け取るときよりも、物品の落下速度が遅い状態で、物品と羽根とが接触する。従って、物品を第２停止角度位置において受け取るときと比べて、接触時に羽根が物品に与える衝撃を少なくすることができ、物品の姿勢が乱れるのを防止することができる。また、羽根が物品に与えた衝撃によって、物品が壊れるのを防止することができる。
【００８１】
そして、第２の基準角度位置に停止している投下装置２０の第１及び第２の羽根車２１、２２の羽根の上に複数の物品が並ぶように移送され、その後、投下装置２０が羽根を回転させることにより、並べられた複数の物品を羽根から下方に落下するよう構成されているので、投下装置２０から一時保持装置４０に物品を投下する時に、羽根上に並べられた物品の姿勢が乱れるのを防止することができる。
【００８２】
なお、上記では、一時保持装置４０の第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根が待機位置で停止し、その状態から始動して回転しながら投下装置２０から投下される物品を受け取るように構成したが、一時保持装置４０の第３及び第４の羽根車４１、４２の一対の羽根が待機位置で停止することなく回転しながら投下装置２０から投下される物品を受け取るように構成してもよい。
【００８３】
また、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、「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。
【００８４】
また、上記では「投下装置」として羽根車を備えるものを例示したが、「投下装置」は、これには限定されず、物品載置部材を有し、この物品載置部材上に並べられた複数の物品を、当該物品載置部材を動かして下方に落下させるよう構成されたものであればよい。例えば、物品が載置される一対のプレートを有し、この一対のプレート上に並べられた複数の物品を、当該一対のプレートを側方にスライドさせたり下方に揺動させたりして下方に落下させるように構成してもよい。
【００８５】
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】
【００８６】
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】
【００８７】
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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