(57)【要約】      （修正有）【課題】トレー状のパック容器にパック詰めされた製品をコンテナやダンボール箱などに効率よく箱詰めする装置において、長期間に亘って円滑な運転を実現する。【解決手段】左右一対の前向きの水平ガイド１４、１４を下端に有する昇降フレーム１０と、連結ロッドを介して多数のジグザグ状のエレメントを屈曲自在に連結し、水平ガイドの下辺に沿って配設するガイド部材を介して左右の側端部を前後に摺動自在に拘束するコンベヤベルト２０を備えてなり、コンベヤベルト２０は、水平ガイドの後端において上方に屈曲させ、昇降フレームの上部に配設するスプロケットに掛けて垂下させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対の前向きの水平ガイドを下端に有する昇降フレームと、連結ロッドを介して多数のジグザグ状のエレメントを屈曲自在に連結し、前記水平ガイドの下辺に沿って配設するガイド部材を介して左右の側端部を前後に摺動自在に拘束するコンベヤベルトとを備えてなり、該コンベヤベルトは、前記水平ガイドの後端において上方に屈曲させ、前記昇降フレームの上部に配設する駆動軸上のスプロケットに巻き掛けて垂下させることを特徴とする箱詰装置。
【請求項２】
前記コンベヤベルトは、前記水平ガイドの前端から前記スプロケットの後方に至る全長に亘り、前記昇降フレームに付設するガイド部材を介して左右の側端部を摺動自在に拘束することを特徴とする請求項１記載の箱詰装置。
【請求項３】
前記コンベヤベルトは、表面の開口率１５〜４０％に設定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の箱詰装置。
【請求項４】
前記コンベヤベルトには、前記エレメントのジグザグ形状の１ピッチ相当に形成する近接スイッチ用のドッグを組み込むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載の箱詰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トレー状のパック容器にパック詰めされた製品をコンテナや段ボール箱などに能率よく箱詰めすることができる箱詰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば豆腐や納豆などの製品は、トレー状のパック容器にパック詰めされ、専用のコンテナや段ボール箱などの収納容器に箱詰めして出荷される。そこで、これらの製品を自動的に箱詰めするために、箱詰装置が開発されている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
従来の箱詰装置は、昇降フレームの下端に左右一対の前向きの水平アームを設け、各水平アームの前端のスプロケットと、昇降フレームの上部のスプロケットとの間に無端のチェーンを巻き掛け、左右の水平アーム間において、各チェーンの下側走行部分を連結する多数の支持ロッドを設けて構成されている。なお、各チェーンは、水平アームの後端に配設するガイドスプロケットやガイド部材を介して上方に屈曲させている。
【０００４】
そこで、各チェーンは、昇降フレームの上部のスプロケットを介して正逆に駆動することにより、支持ロッドを水平アームの間に前進させて支持ロッドによるワークの積載面を形成し、支持ロッドを支持アームの間から昇降フレーム側に後退させてワークの積載面を消失させることができる。ただし、支持ロッドは、各水平アームの全長相当の範囲に亘って、左右のチェーン間に設けられている。すなわち、支持ロッドを前進させてワークの積載面にワークを整列して移載し、そのまま水平アームをコンテナなどの収納容器内に降ろし、つづいて、支持ロッドを後退させてワークの積載面を消失させると、積載面上のワークを一挙に収納容器に箱詰めすることができる。
【０００５】
なお、無端のチェーンを用いるに代えて、一方向にのみ屈曲可能な特殊なアタッチメント付きの有端のチェーンを用いることにより、昇降フレームの水平アームを省略し、収納容器に必要な余裕スペースを一層小さくすることができる（特許文献２）。この場合のチェーンは、水平アームを介して支持するまでもなく、昇降フレームの下端から前向きに突出させることができるからである。
【特許文献１】特開平８−３１９０２５号公報
【特許文献２】特開平８−２５８８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる従来技術によるときは、チェーンは、使用中に伸びを生じることが避けられないため、左右のチェーンに不整の伸びが生じると、チェーン間の支持アームの平行度が損われ、チェーンの移動が円滑でなくなったり、異音を発したり、部材の局部摩耗を来したりするトラブルが頻発しがちであるという問題があった。また、無端のチェーンは、支持アームの前端にスプロケットを設けるため、収納容器に過大な余裕スペースを要する一方、有端のチェーンは、アタッチメントを設けても前端部分が垂れ易く、ワークの積載面を正しく完全な水平面に形成することが容易でない上、アタッチメントの高さ相当分だけワークの積載面が高くなり、収納容器内に収納されるワークの姿勢が乱れ易いという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、ジグザグ状のエレメントを連結するコンベヤベルトを使用することによって、チェーンを用いることによる諸問題を一掃し、長期間に亘って円滑な運転を実現することができる箱詰装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、左右一対の前向きの水平ガイドを下端に有する昇降フレームと、連結ロッドを介して多数のジグザグ状のエレメントを屈曲自在に連結し、水平ガイドの下辺に沿って配設するガイド部材を介して左右の側端部を前後に摺動自在に拘束するコンベヤベルトとを備えてなり、コンベヤベルトは、水平ガイドの後端において上方に屈曲させ、昇降フレームの上部に配設する駆動軸上のスプロケットに巻き掛けて垂下させることをその要旨とする。
【０００９】
なお、コンベヤベルトは、水平ガイドの前端からスプロケットの後方に至る全長に亘り、昇降フレームに付設するガイド部材を介して左右の側端部を摺動自在に拘束することができる。
【００１０】
また、コンベヤベルトは、表面の開口率１５〜４０％に設定してもよく、コンベヤベルトには、エレメントのジグザグ形状の１ピッチ相当に形成する近接スイッチ用のドッグを組み込んでもよい。
【発明の効果】
【００１１】
かかる発明の構成によるときは、連結ロッドを介してジグザグ状のエレメントを連結するコンベヤベルトは、各連結ロッドが幅方向に通っているため、長さ方向に直角に屈曲自在であるが、長さ方向に平行に屈曲することがない。そこで、コンベヤベルトは、左右の側端部を前後に摺動自在に拘束しながら左右の水平ガイド間に前進させると、極めて安定なワークの積載面を形成することができ、昇降フレームの上部のスプロケットを介して上方に巻き上げて昇降フレーム内に後退させると、水平ガイド間のワークの積載面を消失させることができる。したがって、水平ガイド間のワークの積載面上にワークを移載し、そのまま水平ガイドをコンテナなどの収納容器内に降ろしてワークの積載面を消失させると、積載面上のワークを一挙に収納容器に箱詰めすることができる。
【００１２】
なお、コンベヤベルトは、その全幅に亘り、連結ロッドを介して、隣接するジグザグ状のエレメントを互いに連結するから、長さ方向の伸びを生じることが殆どなく、長期間に亘って極めて安定に作動させることができる。ただし、ジグザグ状のエレメントは、コンベヤベルトの幅方向に一体に連続させてもよく、適宜複数に分断してもよく、両者を混在させてもよい。
【００１３】
コンベヤベルトのジグザグ状のエレメントは、たとえばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオキシメチレンアセタールなどの工業用プラスチック材料によって作ることが好ましい。連結ロッドについても、同様である。ただし、連結ロッドは、コンベヤベルトの全体曲げ強度や重量などを考慮して、たとえばステンレスロッドを適宜混在させてもよい。たとえば、コンベヤベルトのスプロケット側の先端は、長さ方向の数リンク分をステンレスロッドにすることが好ましく、水平ガイド側は、先端の複数リンク分を全部ステンレスロッドにし、それにつづく水平ガイドの長さ相当以上の数１０リンク分に対して適宜ステンレスロッドを混在させることが好ましい。なお、コンベヤベルトは、厚さ１０mm程度に薄くすることができ、水平ガイドの下辺に沿って進退させ、ワークの積載面を十分に低くすることにより、収納容器内に収納するワークの姿勢の乱れも殆ど生じない。
【００１４】
コンベヤベルトは、全長に亘り、ガイド部材を介して左右の側端部を長さ方向に摺動自在に拘束することにより、水平ガイドの前端に向けて前進させる場合にも、不用意に屈曲したり、スプロケットから外れたりするおそれがない。また、コンベヤベルトは、表面の開口率１５〜４０％に設定することにより、軽量でありながら十分な強度を有し、しかも清掃し易くすることができる。開口率１５％未満では、清掃の際の水切れが悪い上、重くなりがちであり、４０％超では、全体強度が不足しがちである。
【００１５】
コンベヤベルトに組み込むドッグは、たとえば前進限、後退限を検出する近接スイッチを作動させ、駆動用のスプロケットを回転駆動するモータを制御してコンベヤベルトを適位置に停止させることができる。ドッグは、コンベヤベルトを構成するエレメントのジグザグ形状の１ピッチ相当に形成してコンベヤベルトの表面の一部を構成させ、コンベヤベルトにコンパクトに組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
箱詰装置は、昇降フレーム１０と、コンベヤベルト２０とを主要部材としてなる（図１、図２）。
【００１８】
箱詰装置は、コンベヤベルト２０の水平部分によって形成するワークの積載面Ｗa 上に移載されたワークＷ、Ｗ…を収納容器としてのコンテナＣに一挙に箱詰めするために使用する。ただし、ワークＷは、たとえば豆腐、納豆などの製品をパック詰めしたトレー状のパック容器である。また、コンテナＣは、搬送コンベヤＣa を介し、箱詰装置の直下に搬入し、外部に搬出するものとする。
【００１９】
昇降フレーム１０は、左右対称の側板１１、１１を有する。側板１１、１１は、スペーサロッド１２、１２…、アングル材の横材１３を介して連結され、全体として枠状に組み立てられている。なお、横材１３の両端には、側板１１、１１に連結する連結板１３ａ、１３ａが付設されている。また、各側板１１の下端には、前向きの水平ガイド１４が形成されており、コンベヤベルト２０によるワークの積載面Ｗa は、左右一対の水平ガイド１４、１４の間に形成される。
【００２０】
昇降フレーム１０は、図示しない固定フレーム上に下向きに搭載するシリンダ１５を介し、昇降自在に吊下されている。シリンダ１５のロッドは、横材１３の中央に付設する連結ブラケット１５ａに連結されている。一方、各側板１１の外面には、上下の段付きのガイドローラ１６、１６が横向きに突出して取り付けられている。上下のガイドローラ１６、１６は、図示しない固定フレームに固定するチャンネル状のガイドレール１６ａに収納されている（図２、図３）。ただし、ガイドレール１６ａには、各ガイドローラ１６の小径部に対応する補助ガイドレール１６ｂが収納されている。また、ガイドレール１６ａの上端、下端には、互いに直交する取付ブラケット１６ｃ、１６ｃが付設されている。そこで、昇降フレーム１０は、シリンダ１５を伸縮させることにより、左右のガイドローラ１６、１６…の上下各一対が左右のガイドレール１６ａ、１６ａ内を転動し、上下に安定に昇降させることができる。
【００２１】
コンベヤベルト２０は、連結ロッド２１、２１…を介し、多数のジグザグ状のエレメント２２、２２…を屈曲自在に連結して一定幅に構成されている（図４、図５）。ただし、図５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図４のＡ部、Ｂ部拡大図である。各連結ロッド２１は、コンベヤベルト２０の幅方向に通っているものとし、隣接するエレメント２２、２２を屈曲自在に連結している。なお、各エレメント２２は、コンベヤベルト２０の幅方向に連続していてもよく、適宜分断されていてもよい。連結ロッド２１、２１…は、プラスチックロッド、ステンレスロッドを適切に混在させて使用し、エレメント２２、２２…は、工業用プラスチックによって成形する。ただし、図４、図５に例示のコンベヤベルト２０は、幅方向の各エレメント２２のジグザグ形状のピッチａ＝２５mm、長さ方向の各連結ロッド２１、エレメント２２によるリンクのピッチｂ＝１２．７mm、表面の開口率２５％である。
【００２２】
コンベヤベルト２０には、近接スイッチ用のドッグ２３ａ、２３ｂが適位置に組み込まれている。ドッグ２３ａ、２３ｂは、コンベヤベルト２０の幅方向に分離させるとともに、それぞれコンベヤベルト２０の長さ方向の一端部、中間部に配置されている。ドッグ２３ａ、２３ｂは、それぞれたとえばステンレススチール製であり、エレメント２２のジグザグ形状の１ピッチａ相当に形成され、プラスチック製のエレメント２２、２２…内に組み込むことにより、近接スイッチに感応させてコンベヤベルト２０の位置検出用に使用することができる。
【００２３】
コンベヤベルト２０は、昇降フレーム１０内に組み込まれている（図１、図２）。コンベヤベルト２０は、昇降フレーム１０内において、左右一対の水平ガイド１４、１４の前端から水平ガイド１４、１４の下辺に沿って後方に向かい、水平ガイド１４、１４の後端において上方に屈曲して上部のスプロケット３１、３１…に巻き掛けられ、スプロケット３１、３１…の後方に短く垂下している。ただし、コンベヤベルト２０は、ドッグ２３ａ側の一端をスプロケット３１、３１…側にし、他端を水平ガイド１４、１４の前端に対応させるものとする。スプロケット３１、３１…用の駆動軸３２は、左右の側板１１、１１の外面に装着する軸受３２ａ、３２ａを介して支持されており、駆動軸３２の一端は、減速ギヤ３３ａ付きのモータ３３に連結されている。なお、モータ３３には、箱状のカバー３３ｂが掛けられ（図３）、カバー３３ｂは、一方の側板１１の外面に固定されている。
【００２４】
コンベヤベルト２０は、水平ガイド１４、１４の前端からスプロケット３１、３１…の後方に至る全長に亘り、各側板１１の内面に付設するガイド部材４１、４２…４７を介し、左右の側端部が長さ方向に摺動自在に拘束されている（図１）。ただし、各ガイド部材４１、４２…４７は、左右の側板１１、１１の各内面に対し、互いに対称に付設されている。
【００２５】
各水平ガイド１４の下辺には、内向きの折曲部１４ａが形成されている（図１、図６）。水平ガイド１４の下辺に沿う水平部分において、コンベヤベルト２０の側端部は、それぞれ水平ガイド１４の下辺に沿って配設するガイド部材４１を介して前後に摺動自在に拘束されている。すなわち、コンベヤベルト２０の側端部は、ガイド部材４１と、折曲部１４ａ上のガイド部材４１ａとの間に挟み込まれている。また、コンベヤベルト２０の側端部は、水平ガイド１４の後端の屈曲部分において、折曲部１４ａに連続する側板１１の円弧状の折曲部１１ａと、内側のコーナ状のガイド部材４２との間に挟み込まれている。なお、各水平ガイド１４の上辺に沿って、補強材１４ｂ、１４ｃが取り付けられている。また、各水平ガイド１４の先端は、外側に斜めに開いており（図３）、各ガイド部材４１の先端も、外側に斜めに形成されている。
【００２６】
コンベヤベルト２０の側端部は、水平ガイド１４、１４の後端からスプロケット３１、３１…に至る垂直部分において、前後のガイド部材４３、４４の間に挟み込まれている（図１、図７）。ただし、図７（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図１の要部拡大図、図７（Ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。ガイド部材４３、４４の上端は、スプロケット３１、３１…用の駆動軸３２の軸心より僅かに高い位置に揃えられており、前側の長いガイド部材４３の下端は、ワークの積載面Ｗa 上のワークＷの外フランジに対応するようにして、ガイド部材４２の上向きの角に斜めに接している。また、コンベヤベルト２０の側端部は、駆動軸３２の両端のスプロケット３１、３１上の半円弧状の各ガイド部材４５を介して外れ止めされている（図２、図７（Ａ））。さらに、スプロケット３１、３１…の後方の垂下部分において、コンベヤベルト２０の側端部は、前後の短いガイド部材４６、４７の間に挟み込まれている。ガイド部材４６、４７の上端は、ガイド部材４３、４４の上端に揃えられ、下端は、下向きに円弧状に開いている。
【００２７】
昇降フレーム１０の後面には、側板１１、１１の間に掛け渡すブラケット板２４を介し、コンベヤベルト２０のドッグ２３ａに対応する上下の近接スイッチ２５ａ、２５ｂ、ドッグ２３ｂに対応する近接スイッチ２５ｃが設けられている。ブラケット板２４には、近接スイッチ２５ａ、２５ｂ用の長孔２４ａ、近接スイッチ２５ｃ用の長孔２４ｂが形成されている。
【００２８】
コンベヤベルト２０は、水平ガイド１４、１４の前端に到達する図１の位置において、水平ガイド１４、１４の間にワークの積載面Ｗa を形成することができる（図１、図６）。なお、このときのコンベヤベルト２０は、ドッグ２３ａ側をスプロケット３１、３１…に掛けてスプロケット３１、３１…の後方に短く垂下させ、ドッグ２３ａを上の近接スイッチ２５ａに対応させている。
【００２９】
コンベヤベルト２０は、モータ３３を介してスプロケット３１、３１…を図１において時計方向に回転させると（図７（Ａ）の矢印Ｋ1 方向）、水平ガイド１４、１４から昇降フレーム１０内に後退し、スプロケット３１、３１…の後方に長く垂下する（図７（Ａ）の矢印Ｋ2 、Ｋ3 方向）。すなわち、コンベヤベルト２０は、水平ガイド１４、１４の下辺に沿う水平部分の全部を昇降フレーム１０内に後退させ、水平ガイド１４、１４間のワークの積載面Ｗa を消失させることができる。なお、コンベヤベルト２０の後退限は、近接スイッチ２５ｃがコンベヤベルト２０の中間部のドッグ２３ｂに感応することにより検出し、モータ３３を自動停止させる。ただし、スプロケット３１、３１…の後方に垂下するコンベヤベルト２０は、昇降フレーム１０の後部のスペースＳ内に折り畳みながら収納される。
【００３０】
モータ３３を介してスプロケット３１、３１…を逆方向に回転させると、昇降フレーム１０内のコンベヤベルト２０を水平ガイド１４、１４の下辺に沿って前進させ、図１の状態に復帰させて水平ガイド１４、１４間にワークの積載面Ｗa を形成することができる。このとき、コンベヤベルト２０の前進限は、近接スイッチ２５ｂ、２５ａが順にドッグ２３ａに感応することにより検出し、先きに作動する近接スイッチ２５ｂの出力によってモータ３３の回転速度を高速から低速に減速し、後に作動する近接スイッチ２５ａの出力によってモータ３３を自動停止させ、コンベヤベルト２０を正しく定位置に停止させる。
【００３１】
箱詰装置の全体動作の概要は、次のとおりである。
【００３２】
まず、シリンダ１５を短縮させて昇降フレーム１０を上昇させるとともに、水平ガイド１４、１４間にコンベヤベルト２０によるワークの積載面Ｗa を形成する（図１）。つづいて、図示しないプッシャ装置を利用して所定数のワークＷ、Ｗ…をワークの積載面Ｗa 上に移載する（図１の矢印Ｋa 方向、図２）。なお、プッシャ装置は、ワークＷ、Ｗ…の１列分ずつを積載面Ｗa 上に順に移載してもよく、あらかじめ整列されている複数列分を一挙に移載してもよい。また、箱詰装置の直下には、搬送コンベヤＣa を介して空のコンテナＣを搬入しておく。
【００３３】
次いで、シリンダ１５を伸長して昇降フレーム１０を下降させ（図８）、水平ガイド１４、１４とともにワークの積載面Ｗa 上のワークＷ、Ｗ…をコンテナＣ内に収納する。このとき、コンベヤベルト２０の水平部分、屈曲部分を含む昇降フレーム１０の下部は、コンテナＣ内の最小の余裕スペースを介してコンテナＣに収納されるものとする。
【００３４】
つづいて、モータ３３を介してコンベヤベルト２０を後退させ、水平ガイド１４、１４間のワークの積載面Ｗa を消失させると（図９）、積載面Ｗa 上のワークＷ、Ｗ…は、水平ガイド１４、１４の前端側から順にコンテナＣに収納される。すなわち、コンベヤベルト２０を後退限にまで駆動し（図９の矢印Ｋ2 、Ｋ3 方向）、水平ガイド１４、１４間のワークの積載面Ｗa を全部消失させると、ワークＷ、Ｗ…の全部をコンテナＣに一挙に箱詰めすることができる。なお、図９は、コンベヤベルト２０の後退中を図示しており、スプロケット３１、３１…の後方に垂下するコンベヤベルト２０は、図示に拘らず、昇降フレーム１０の後部に折り畳んで収納するものとする。
【００３５】
箱詰めが完了したら、シリンダ１５を短縮させて昇降フレーム１０を上昇させ、搬送コンベヤＣa を介してワークＷ、Ｗ…を収納済みのコンテナＣを外部に搬出するとともに、空のコンテナＣを箱詰装置の直下に搬入する。一方、モータ３３を介してコンベヤベルト２０を前進させ、水平ガイド１４、１４間にワークの積載面Ｗa を形成するとともに、積載面Ｗa 上に次のワークＷ、Ｗ…を移載し、以下同様の動作を繰り返せばよい。
【００３６】
以上の説明において、コンテナＣは、図示のワークＷ、Ｗ…の１段積みに代えて、２段積み以上の深いサイズにしてもよい。このとき、シリンダ１５による昇降フレーム１０の下降位置は、１段分のワークＷ、Ｗ…を箱詰めするごとに、先きの１段分の上に次の１段分を重ねて箱詰めするために、順に高くして行けばよい。なお、コンテナＣは、段ボール箱を含む任意の収納容器としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】全体構成模式側面図
【図２】全体構成模式正面図
【図３】全体構成模式平面図
【図４】コンベヤベルトの模式平面図
【図５】図４の要部拡大説明図
【図６】図２の要部拡大図
【図７】図１の要部拡大説明図
【図８】図１相当の動作図（１）
【図９】図１相当の動作図（２）
【符号の説明】
【００３８】
１０…昇降フレーム
１４…水平ガイド
２０…コンベヤベルト
２１…連結ロッド
２２…エレメント
２３ａ、２３ｂ…ドッグ
３１…スプロケット
３２…駆動軸
４１〜４７…ガイド部材
特許出願人          有限会社  アイ・エス・エス
代理人  弁理士                  松  田  忠  秋
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008037619.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008037619.tif 000009
【図８】
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【図９】
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