(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品包装ラインにおいて、包装すべき製品を整列させつつ集積させるための製品集積装置であって、
循環可能に設けられた製品搬送用のコンベヤと、
複数のピンまたはラック歯を下部に有し、前記コンベヤの搬送面上にそれぞれ搬送方向スライド自在に配置されるとともに、製品供給手段により供給された製品が導入される複数の容器と、
前記コンベヤの下方において駆動モータにより回転可能に設けられるとともに、前記各容器のピンまたはラック歯と係合し得る歯を有し、その回転により、製品が導入された容器を前記ピンまたはラック歯を介して前記コンベヤの搬送方向に高速でスライド移動させるためのスプロケットまたはピニオンと、
を備えた製品集積装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品包装ラインにおいて包装すべき製品を整列させつつ集積させるための製品集積装置に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
製品包装ラインにおいて、カップ麺やカップ入りアイスクリーム等のカップ製品、瓶入りジュースやボトル容器入り洗剤等のボトル製品、あるいは煙草や菓子等のパッケージ製品を段ボール箱等の容器内に効率良く充填する（すなわち包装する）ためには、容器内への充填前にこれらの製品を整列させつつ集積させることが必要であり、このような製品の整列，集積を行うための装置として、従来より、製品集積装置が用いられている。
【０００３】
従来の製品集積装置として、たとえば特開平７−１９６１３７号公報に示すような送出スクリューを用いたものがあり、この場合には、該送出スクリューを回転させることにより、移送テーブルに沿って製品を高速送りさせ、これにより、製品の整列，集積を行うようにしている。
【０００４】
しかしながら、前記従来装置では、送出スクリューを用いることに加えて、製品を押すためのプッシャーピンや、送出スクリューの螺旋溝に係合する係合ローラ、および移送テーブル等が必要であり、このため、構造が複雑化して、コスト高になっている。
【０００５】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、構造を簡略化でき、コストを低減できる製品集積装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る製品集積装置は、製品包装ラインにおいて、包装すべき製品を整列させつつ集積させるための製品集積装置であって、循環可能に設けられた製品搬送用のコンベヤと、複数のピンまたはラック歯を下部に有し、前記コンベヤの搬送面上にそれぞれ搬送方向スライド自在に配置されるとともに、製品供給手段により供給された製品が導入される複数の容器と、前記コンベヤの下方において駆動モータにより回転可能に設けられるとともに、前記各容器のピンまたはラック歯と係合し得る歯を有し、その回転により、製品が導入された容器を前記ピンまたはラック歯を介して前記コンベヤの搬送方向に高速でスライド移動させるためのスプロケットまたはピニオンとを備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る製品集積装置によれば、製品供給手段により供給された製品は、コンベヤの搬送面上の空の容器内に導入される。このとき、製品が導入された容器の下部のピン（またはラック歯）には、スプロケット（またはピニオン）の歯が係合している。
【０００８】
次に、駆動モータが駆動され、スプロケット（またはピニオン）が回転を開始する。すると、スプロケット（またはピニオン）の歯と係合するピン（またはラック歯）を介して、製品が導入された容器がコンベヤの搬送面上を搬送方向下流側に高速でスライド移動する。これにより、製品が導入された容器が搬送方向上流側の空の容器と切り離される。
【０００９】
以下、同様の動作が繰り返されることにより、製品が導入された複数の容器がコンベヤの搬送方向下流側に整列されつつ、集積されることになる。
【００１０】
この場合には、スプロケットとピン、またはピニオンとラックによる簡単な係脱機構により、製品の高速送り機構が構成されるので、構造を簡略化でき、コストを低減できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施態様による製品集積装置が採用された製品包装ラインの平面概略図、図２はその正面概略図、図３は図１のIII-III 線断面部分図、図４は図３のIV-IV 線断面部分図である。
【００１２】
図１および図２に示すように、この製品包装ライン１は、包装すべき製品１０を供給するためのベルトコンベヤ（製品供給手段）２と、これと直交する方向に配設され、ベルトコンベヤ２により供給された製品１０を搬送しつつ整列，集積させるためのベルトコンベヤ（製品搬送用コンベヤ）３とを備えている。
【００１３】
ベルトコンベヤ２の下流側には、製品１０の通過を検出するための光電スイッチ４が設けられている。ベルトコンベヤ３は、間隔を隔てて配設された二本のベルトコンベヤ３ａおよび３ｂから構成されている。両ベルトコンベヤ３ａ，３ｂは駆動プーリ５および従動プーリ６に巻き掛けられており、駆動プーリ５は図示しない駆動モータにより回転駆動されるようになっている。
【００１４】
ベルトコンベヤ３の搬送面上には、ベルトコンベヤ２により供給された製品１０が導入される複数の容器１１が設けられている。各容器１１は例えば樹脂製であり、ベルトコンベヤ３の搬送面上において製品搬送方向（図１および図２左方向）にスライド自在になっている。
【００１５】
ベルトコンベヤ２から製品１０が導入される、ベルトコンベヤ３の製品導入ステーションＤには、製品１０が導入された容器１１を製品搬送方向に高速送りするためのスプロケット７が設けられている。スプロケット７はベルトコンベヤ３ａ，３ｂ間に配置されており、その上部は、ベルトコンベヤ３ａ，３ｂの各搬送面よりも若干上方に配置されている。
【００１６】
スプロケット７は、図３に示すように、軸８に取り付けられている。軸８は軸受９により回転自在に支持されるとともに、カップリング１２を介してサーボモータ１３の出力軸１３ａに連結されている。
【００１７】
一方、各容器１１の下部には、図４に示すように、所定間隔を隔てて配設された複数本（ここでは４本）のピン１５がそれぞれ回転自在に設けられている。スプロケット７の歯７ａは、製品導入ステーションＤに配置された容器１１のピン１５に係合している。
【００１８】
このような構成により、サーボモータ１３を駆動してスプロケット７を回転させると、製品導入ステーションＤの容器１１がベルトコンベヤ３の搬送面上で製品搬送方向に加速され、ベルトコンベヤ３の搬送方向下流側に高速でスライド移動するようになっている。
【００１９】
また、ベルトコンベヤ３の下流端近傍には、シリンダ５０が上下方向に配置されている。このシリンダ５０のピストンロッド５１は、ベルトコンベヤ３ａ，３ｂ間に配置されており、ベルトコンベヤ３ａ，３ｂの各搬送面より上方に突出する突出位置と、該各搬送面より下方に後退した後退位置とをとり得るようになっている。
【００２０】
したがって、スプロケット７の回転により容器１１を高速移動させる際に、ピストンロッド５１を予め突出位置に移動させておくことによって、高速移動する容器１１のストッパとしてピストンロッド５１が作用し、この結果、製品１０を収納する複数の容器１１がベルトコンベヤ３の下流側部分に整列しつつ集積されることになる。なお、図１および図２において、区間Ａは製品１０が高速送りされる区間を示し、区間Ｂは製品１０が集積される区間を示している。
【００２１】
ベルトコンベヤ３の区間Ｂの部分には、図２に示すように、整列，集積された複数の容器１１内の各製品１０を取り出して、図示しない段ボール箱等の容器内に充填するためのロボットアーム２０が配置されている。ロボットアーム２０には、製品１０を吸着保持するための複数の吸着パッド２１が設けられている。
【００２２】
ベルトコンベヤ３の上，下流端には、図示しない駆動モータにより駆動されるスプロケット３０および３１が設けられている。スプロケット３０，３１の上部は、ベルトコンベヤ３の搬送面よりも若干上方に配置されており、スプロケット３０，３１の各歯には、容器１１下部のピン１５が係合し得るようになっている。
【００２３】
各スプロケット３０，３１の外方には、正面視半円弧状のガイド板３２および３３が設けられている。これらのガイド板３２，３３は、スプロケット３０，３１と係合して移動する各容器１１をガイドしつつ、各容器１１が各スプロケット３０，３１から離脱するのを防止するためのものである。
【００２４】
ベルトコンベヤ３の下方には、ベルトコンベヤ４０がベルトコンベヤ３と対向配置されている。ベルトコンベヤ４０は、ベルトコンベヤ３の区間Ｂで製品１０が搬出された空の容器１１を再び製品導入ステーションＤに搬送するためのものであり、駆動プーリ４１および従動プーリ４２に巻き掛けられている。ベルトコンベヤ４０の搬送面は、ガイド板３２，３３の各内周面と連続する高さ位置に配置されている。
【００２５】
次に、上記構成による製品整列，集積動作について説明する。
ベルトコンベヤ２に搬入された製品１０は、ベルトコンベヤ２を通ってベルトコンベヤ３の製品導入ステーションＤに供給され、製品導入ステーションＤで待機していた空の容器１１内に導入される。このとき、上述のように、当該容器１１の下部に配設されたピン１５には、スプロケット７の歯７ａが係合している。また、製品１０の製品導入ステーションＤへの供給は、光電スイッチ４により検出される。
【００２６】
次に、サーボモータ１３が駆動され、スプロケット７が回転を開始する。すると、製品導入ステーションＤの容器１１が、スプロケット歯７ａと係合するピン１５を介して、ベルトコンベヤ３の搬送面上を搬送方向下流側に高速でスライド移動する。これにより、製品１０が導入された容器１１が搬送方向上流側の空の容器１１と切り離されて、ベルトコンベヤ３の区間Ｂの位置まで移動する。このとき、容器１１は、ベルトコンベヤ３ａ，３ｂの上方に設けられた各ガイド５５，５６（図３）によりガイドされつつ移動するので、移動の際の浮き上がりが防止されている。
【００２７】
その一方、ベルトコンベヤ３の搬送方向下流側においては、シリンダ５０の駆動によりピストンロッド５１が突出位置に移動しており、区間Ｂの位置に移動した容器１１は、上述のように、ストッパとして作用するピストンロッド５１に当接して停止する。
【００２８】
また、製品導入ステーションＤには、ベルトコンベヤ３の運転により、次に製品１０を導入すべき空の容器１１が移動している。この容器１１内には、同様に、ベルトコンベヤ２を通って製品１０が導入され、製品導入後、スプロケット７の回転により、容器１１が加速されて区間Ｂの位置に移動する。そして、すでに区間Ｂの位置に移動していた容器１１に当接して停止する。
【００２９】
以下、同様の動作が繰り返されることにより、製品１０が導入された複数の容器１１がベルトコンベヤ３の区間Ｂの部分に整列されつつ集積されることになる。
【００３０】
区間Ｂに所定の個数の容器１１が集積されると、ロボットアーム２０が駆動されて、区間Ｂの各容器１１内の製品１０が吸着パッド２１により搬出され、図示しない段ボール箱等の容器内に充填される。
【００３１】
また、区間Ｂにおいて製品１０の搬出が完了すると、シリンダ５０が駆動されてピストンロッド５１が後退位置に移動する。これにより、ベルトコンベヤ３上の空の各容器１１は、ベルトコンベヤ３により搬送され、ベルトコンベヤ３の下流側終端部分からスプロケット３１に係合する。そして、スプロケット３１を通って、下方のベルトコンベヤ４０に移動し、ベルトコンベヤ４０からスプロケット３０を通って、再びベルトコンベヤ３の上流側始端部分に移動する。
【００３２】
このように本実施態様では、スプロケット７とピン１５による簡単な係脱機構により、製品１０の高速送り機構が構成されるので、全体の構造を簡略化することができ、コストを低減させることができる。
【００３３】
しかも、前記実施態様では、ベルトコンベヤ３が鉛直面内に配設されるので、水平面内の省スペース化を図ることができる。また、サーボモータ１３の駆動トルクとしては、製品一個分（容器１１の重量を含む）を移動させるのに必要なトルクで足りるので、サーボモータ１３を小型化でき、ひいては全体のコストの低減を図ることができる。
【００３４】
また、前記実施態様によれば、両スプロケット３０，３１間において、区間Ｂの上流側の任意の位置にスプロケット７を配置することができるので、レイアウト上の自由度が高くなっている。
【００３５】
なお、前記実施態様では、容器１１が鉛直面内で循環するタイプの製品包装ラインを示したが、本発明の適用はこのような製品包装ラインに限定されず、図５に示すような、水平面内で容器が循環するタイプの製品包装ラインにも同様に本発明を適用できる。図５において、前記実施態様と同一符号は同一または相当部分を示している。
【００３６】
この製品包装ライン１′を構成するベルトコンベヤ３は、水平面内においてループ状に配設されている。そして、製品導入ステーションＤで製品１０が導入された容器１１は、前記実施態様の場合と同様に、スプロケット７の回転により、ベルトコンベヤ３の搬送方向下流側に高速で送られて区間Ｂの位置に移動し、図示しないロボットアームにより搬出されるようになっている。
【００３７】
図１および図５の各実施態様では、製品供給手段としてのベルトコンベヤ２がベルトコンベヤ３と直交する方向に配設された例を示したが、本発明は、ベルトコンベヤ３の上方においてベルトコンベヤ３と同方向にベルトコンベヤ２が配設されたものにも同様に適用できる。
【００３８】
また、製品供給手段および製品搬送用コンベヤとしては、前記各実施態様のようなベルトコンベヤに限定されるものではなく、複数枚のプレートを組み合わせて搬送面を構成した、いわゆるトッププレートチェーンコンベヤであってもよい。
【００３９】
さらに、前記各実施態様では、各容器１１の下部に複数本のピン１５を配設し、これらのピン１５と係合する歯７ａを有するスプロケット７を駆動することによって、製品１０が収納された容器１１を高速送りするようにしたものを示したが、本発明の適用はこれに限定されない。
【００４０】
たとえば各容器１１の下部にラック歯を設けるとともに、このラック歯と係合する歯を有するピニオンを前記実施態様のスプロケット７のかわりに設け、このピニオンの駆動により、製品１０が収納された容器１１を高速送りするようにしてもよい。
【００４１】
この場合においても、ピニオンとラックによる簡単な係脱機構により、製品の高速送り機構が構成されるので、構造を簡略化でき、コストを低減できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る製品集積装置では、スプロケットとピン、またはピニオンとラックによる簡単な係脱機構により、製品の高速送り機構を構成するようにしたので、構造を簡略化でき、コストを低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様による製品集積装置が採用された製品包装ラインの平面概略図。
【図２】前記製品包装ラインの正面概略図。
【図３】図１のIII-III 線断面部分図。
【図４】図３のIV-IV 線断面部分図。
【図５】前記製品集積装置が採用された他の製品包装ラインの平面概略図。
【符号の説明】
１，１′          製品包装ライン
２                ベルトコンベヤ（製品供給手段）
３（３ａ，３ｂ）  ベルトコンベヤ（製品搬送用コンベヤ）
７                スプロケット
７ａ              歯
１０              製品
１１              容器
１３              サーボモータ（駆動モータ）
１５              ピン
【図１】
0003660412.tif 000002
【図２】
0003660412.tif 000003
【図３】
0003660412.tif 000004
【図４】
0003660412.tif 000005
【図５】
0003660412.tif 000006