(57)【要約】【課題】球形に限らず細長いワークでも、無人で高速整列できる溝入れ型整列装置を提供すること。【解決手段】溝入れ型整列装置の溝５１，５２，．．の片側の縁に当て板７１，７２，．．を立て、前進するワーク２を当て板側に斜行させると、ワーク２は当て板７１，７２，．．に導かれて溝５１，５２，．．に入る。この当て板の効果で、細長いワークも溝入れ整列が可能となる。この当て板７１，７２，．．を１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配設すると、当該列に入らなかったワーク２は次の列の溝に導かれるので、溝５１，５２，．．への充填確率を高めることができる。この当て板７１，７２，．．の段々配列と溝板４の傾斜によるワークの滑走法とを用いれば、多列溝入れ型高速整列装置を提供することができる。【選択図】　　　　図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを溝に落とし込んで整列させる溝入れ型整列装置において、
ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板を備えたことを特徴とするワークの溝入れ型整列装置。
【請求項２】
多列の溝を備え、ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板を１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配置した請求項１記載のワークの溝入れ型整列装置。
【請求項３】
ワークを溝に落とし込んで整列させる溝入れ型整列装置において、
ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板を備え、
ワークを当て板側に斜行させるための外力がワークに働くようにしたことを特徴とするワークの溝入れ型整列装置。
【請求項４】
ワークを溝に落とし込んで整列させる溝入れ型整列装置において、
多列の溝と、ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板とを備え、
当て板を１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配置し、
ワークを当て板側に斜行させるための外力がワークに働くようにしたことを特徴とするワークの溝入れ型整列装置。
【請求項５】
ワークを斜行させるための振動を溝板に与えるバイブレーターを備えた請求項３記載のワークの溝入れ型整列装置。
【請求項６】
ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板にワークを寄り掛からせるための傾斜と、ワークを前進させるための振動を溝板に与えるバイブレーターとを備えた請求項３記載のワークの溝入れ型整列装置。
【請求項７】
ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板にワークを寄り掛からせるための傾斜と、ワークを自走前進させるための傾斜とを合成した傾斜面を備えた請求項３記載のワークの溝入れ型整列装置。
【請求項８】
ワークを斜行させるための振動を溝板に与えるバイブレーターを備えた請求項４記載のワークの溝入れ型整列装置。
【請求項９】
ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板にワークを寄り掛からせるための傾斜と、ワークを前進させるための振動を溝板に与えるバイブレーターを備えた請求項４記載のワークの溝入れ型整列装置。
【請求項１０】
ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板にワークを寄り掛からせるための傾斜と、ワークを自走前進させるための傾斜とを合成した傾斜面を備えた請求項４記載のワークの溝入れ型整列装置。
【請求項１１】
ワークを溝に落とし込んで整列させる溝入れ型整列装置において、
ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たすための最小高さを有する当て板を備えるとともに、当て板を乗り越えたワークを次の工程へ導くガイド板を備えることを特徴とするワークの溝入れ型整列装置。
【請求項１２】
整列後のワークが滑走する溝の上に、ワークと接触しながら回転する、柔らかでワークを破壊しない材質で作られた回転体を配設したことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれかに記載のワークの溝入れ型整列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
小さなバラ物製品を計数したり、中身を揃えて包装したりする時、事前に整列しておくと作業効率が上がる。また、製造ラインのオートメーション化において、整列装置の存在は不可欠である。本発明は乱れた状態で連続して流れて来る製品を、その流れを保ちながら整列し、次工程へ渡して行くことのできるワークの溝入れ型整列装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の溝入れ型整列装置の一例を図１に示す。この装置は、バイブレーターの振動を利用した振動コンベヤー３の底に溝を設けた形となっており、振動により、シュート１から出てくるワーク２を溝に入れながら前進させる装置である。この装置は、ワーク２が球形の場合は、溝入れ前進動作に問題はないが、他の形状だと溝への入り込みが悪くブリッジ現象を起こす物もあるので、ワークの溝入れ作業やブリッジ崩し作業などの人手の補助を必要とする。特に、細長いワークの場合はほとんど溝に入らないまま進み、ブリッジも起こり易いので、この装置を実用に供することはできない。また、図１の装置は多列溝であるが、単列溝であっても上記の問題は同じく発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の溝入れ型整列装置では、図１の装置に限らず、ワーク形状が球形ないし球形に近い物でなければ整列が不可能で、ワークの溝入れ作業やブリッジ崩し作業などの人手の補助が必要である。本発明の目的は、細長いワークの場合でも、この人手の補助をなくし、無人で整列できる溝入れ型整列装置を提供することにある。
【０００４】
また、従来の溝入れ型整列装置のワークの溝入れ動作や前進動作は緩慢で遅い。本発明の目的は、この溝入れ動作と前進動作をすばやくし、高速で整列できる溝入れ型整列装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
従来の溝入れ整列方法では、図２（ａ）と図２（ｂ）に示すように、細長いワーク２はその向きが溝５と平行にならないと溝５へ入ることができない。さらに、自然落下させた細長いワーク２が溝５と平行で溝５の上に来る確率は非常に低いから、溝入れ整列は理論的に不可能である。
そこで、図３に示す細長いワーク２が溝５と平行で、なおかつ、溝５の上に来るように、図３に示したような導き用の当て板７を溝５の片側の縁に立て、細長いワーク２を外力によって当て板７側に斜行させると、その細長いワーク２は、当て板７に導かれて自然に溝５へ入ることができる。この当て板は、ワークの形状に関係なく効果があり、球形ワーク等の場合も溝への充填確率を高めることができる。
【０００６】
次に、この当て板７を、多列溝入れ型整列装置に応用した場合を図４に示す。当て板７の配列を二点鎖線で示したように各溝５に対して横一線に並べると、ワーク２の供給口が列の数だけ必要になってしまう。この供給口を１ヶ所にするために、当て板７を１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配設する。このように配設すると、１列目に入らなかったワーク２は２列目にトライでき、２列目に入らなかったワーク２は３列目にトライできるというように順次最後までトライでき、溝への充填確率を高めると同時に多列整列ができる。
【０００７】
このように、単列、多列を問わず、ワーク形状も問わない全ての溝入れ型整列装置において、ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たす当て板を備えることにより、溝への充填確率を高めることができる（請求項１）。
そして、多列の溝を備え、当て板を１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配置すると、溝への充填確率が高まるだけでなく、多列整列も容易にできる（請求項２）。
【０００８】
また、何かの外力を使って、ワークを当て板側に斜行させると、溝への充填確率を高めることができる（請求項３，４）。
次に、ワークを斜行させる方法について説明する。ワークを斜行させるための外力として、バイブレーターを使うことができる（請求項５，８）。従来の技術ではワークの動きは前進のみであるから、そのバイブレーターの振動方向も前進にセットするが、本発明においては、ワークが当て板に寄り添うように斜行させる必要があるので、バイブレーターの振動方向は図３、図４の矢印に示すように斜め前進にセットする。
【０００９】
ワークを斜行させる他の方法として、風圧の利用や箒などによる掃き寄せなども考えられるが、溝板を傾けて重力を利用する方法もある。例えば、ワークの前進はバイブレーターによる振動を使い、当て板に寄り掛からせる力は、溝板を当て板側に傾けることで発生させる（請求項６，９）。
また、振動を使わずに、ワークを前進させる力も、当て板に寄り掛からせる力も、溝板の傾斜により発生させることもできる（請求項７，１０）。
【００１０】
従来の技術で使われているバイブレーターはワークの動きが緩慢で遅い。振動によるワーク移動スピードは１５ｍ／分が限界であり、本発明の第２課題である高速整列を達成するには技術的に無理である。しかし、傾斜によるワークの自走は振動方式と比べてはるかに速いから、この傾斜を使えば、この課題を達成できる。また、振動を併用して、ワークと溝板との摩擦を減らせばさらに高速が得られる。
【００１１】
多列溝入れ型高速整列装置は、以下の構成で成り立つ。まず、多列の溝板をワークが自走を開始するまで前に傾け、次に、溝と直角方向にワークが自走を開始するまで傾け、所定の傾斜面を形成する。この傾斜面の角度は、ワークが自走を開始する角度を目安とするが、これに限定されるものではない。そして、当て板を上から順に１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々畑状に配設すれば、多列溝入れ型高速整列装置ができあがる。
【００１２】
ワークにもよるが、溝入れ整列方法では、しばしばブリッジ現象が発生する。このブリッジ現象を防ぐための手段を以下に説明する。ワークの供給はランダムであり、時として一度に多くのワークが流れ込んで来る場合がある。すると、当て板と溝板とで構成されるＬ型あるいはＶ型部で、ワーク同士が押し合い絡まり、動かなくなることがある。これを防ぐために、ワークを溝に落とし込むときの導きの役目を果たすための最小高さの当て板と、この当て板を乗り越えたワークを次の工程へ導くガイド板を設置する（請求項１１）。
【００１３】
この低い当て板とガイド板とを設置すると、ワークが集団で流れて来たとき、低い当て板の当たり面と上面とで構成されるエッジ部で集団を二分割し、力を分散させて、ブリッジを防止することができる。また、この時、最下部のワークは低い当て板に導かれて溝へ入り、集団の上に乗っていたワークは低い当て板を乗り越えガイド板に導かれて次の工程に案内される。
ガイド板によるワークの導き先である「次の工程」は、例えば、ワークの回収装置やリターン装置であるが、多列整列装置の場合はワークを次の溝に導くようにガイド板を設置することができる。ワークを次の溝に導いた場合は、ワークの溝への充填確率を高めることができる。
【００１４】
ブリッジ現象の激しいワークの場合は、この低い当て板とガイド板とのペアでなく、この低い当て板の枚数を増やした複数段当て板とガイド板の組合せを使うとよい。
前記ブリッジ現象以外に、溝入れ整列方法では、整列後のワークが滑走する溝の中でワーク同士が馬乗りになることがある。これを解消する方法として、後ろからワークを追突させて馬乗りワークをはじき飛ばす方法がある。ワークが前進動作中に、この方法を行うことができるように、整列後のワークが滑走する溝の上に、ワークと接触しながら回転する、柔らかでワークを破壊しない材質で作られた回転体を設ける（請求項１２）。
【００１５】
この回転体の回転速度をワークの前進速度より遅くすれば、前進しながらの追突を発生させることができる。また、これ以外の回転体の役割や作用には、多列整列する場合のワークの各列均等溝入れの役割や、ワークを次工程へ送り出す単位時間あたりの量をコントロールする役割、そして、過度の追突衝撃を緩和する作用などがある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図５は、ワークの溝入れ型整列装置に用いる溝板４の形状を示す斜視図であり、図６は溝板４の断面図である。
溝５の断面形状は、図６に示すように、矩形状になっている。なお、溝５の断面形状は、矩形状以外にＵ字形、Ｖ字形、片Ｖ字形等であってもよいが、以下では、断面矩形状として説明を進める。
【００１７】
溝幅ｂは、ワーク断面８の狭い方の幅のａに、クリアランスを加えた寸法とする。溝幅ｂを大きく取り過ぎると、二つのワーク２が同時に溝５へ入ろうとするブリッジ現象を起こすから、クリアランスは必要最低限とする。溝深さｃは、ワーク２が溝に入った時、そのワーク２が溝に丁度隠れる位がよい。溝深さが浅すぎる場合はワークの上部が溝板の上面よりはみ出して、溝板の上面を流れるワークの流れを妨げる。また、深すぎる場合は、ワークの２個乗りが発生する。
【００１８】
図７は、溝板４に、溝５の走る方向と平行に当て板７を設置した状態を示す斜視図である。図８は、溝５と当て板７との関係を示す断面図である。
図７に示すように、溝板４の上にワーク２を自然にすべり落としても、ワーク２が細長いから溝５を斜めに跨いでしまい、溝５に入らないことが多い。しかし、本発明の当て板７を設けて、この当て板７にワーク２を寄り掛からせながら前進（斜行）させると、ワーク２が溝５と平行になり、確実にワーク２を溝５へ入れることができる。その時のワーク２の動きは図８に示されており、平行になりつつあるワーク２の重心が溝５の縁へ来た瞬間にワーク２は溝５の中へすばやく落ち込む。このすばやい動きは整列装置にとって、非常に有用である。
【００１９】
このように、当て板７の存在とワーク２の斜行は溝入れ整列に対して大きな効果がある。多列整列する場合は、この当て板７を１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配設すると、ワーク２の供給口が１ヶ所で済み、また、ワーク２の溝５への充填確率も上げることができる。
ワーク２を当て板７側に斜行させる方法は、次のような考えで選定する。整列動作は遅くても、充填確率を高くしたい時は、バイブレーターを用いてワークの絡みを解しながら斜行させるとよい。絡みの少ないワークの場合は、図８（ｂ）のように溝板４を当て板７側に傾け、ワークの前進にバイブレーターを用いて斜行させるとよい。整列動作を早くして、高速整列を狙う場合は、ワーク２を前進させる力も当て板７に寄り掛からせる力も、溝板４の傾斜で発生させるとよい。この時の溝板４の傾斜面は、当て板７にワーク２を寄り掛からせるための傾斜と、溝内に入ったワーク２を自走前進させるための傾斜とを合成しているので、「合成傾斜面」と呼ぶ。
【００２０】
ここで、当て板７の形状について考察する。当て板７の高さは、ワーク２が集団で流れてきたり、飛び跳ねたりした時に外へ飛び出ない高さとする。当て板７の長さは、ワークの前進速度によって異なる。基本的にはワーク２が寄り添い溝と平行になるのに必要な長さであり、前進速度が遅い場合は短く、速い場合は長くする。当て板７が段々畑状の配設で、ワークの前進に重力を使った場合は、加速がつくから、１列目よりも２列目を長く、さらに３列目は２列目よりも長くする。
【００２１】
当て板７の取り付けは、図８（ａ）に示したように、溝５の側壁の延長面で、溝板４の上面とは直交するのが基本であるが、図９に示すように、溝５の方向を少し鋭角αに設定するとワーク２が溝５に入り易い。また、図８（ａ）のように溝板４の上面と溝５を直交させ、当て板７のみを図９のように鋭角αにしても効果はある。しかし、鋭角にし過ぎるとブリッジ現象を起こすことがある。
上記のブリッジ現象に限らず、当て板を使用するとブリッジ現象が起こり易く、ワークにも起こり易い物とそうでない物がある。このブリッジ現象を防ぐためには、高さの低い当て板とガイド板との組合せからなる「複数壁型当て板」を使用するとよい。
【００２２】
図１０（ａ）は複数壁型当て板の断面形状を示すＡ−Ａ断面図であり、図１０（ｂ）は平面図である。図１０（ｃ）はガイド板の他の設置例を示す断面図である。図１１は複数壁型当て板の他の構造を例示する断面図である。
この複数壁型当て板の構造は、図１０に示すように、当て板の効果を発揮する最低の高さを有する断面三角形状の当て板７ａと、溝板４の上に概ね直角に立てた、次の溝へワーク２を導くガイド板１０とのペアからなる。ガイド板１０の高さは、ワーク２が集団で流れてきたり飛び跳ねた時に外へ飛び出ない高さとし、ガイド板１０の長さは当て板７ａと同じでよい。このガイド板１０の立て角度は、図１０（ｃ）に示すように、ワークの滑り易さによって、滑り易いワークの場合は鋭角１０ａに、滑り難いワークの場合は鈍角１０ｂに設定するとよい。ガイド板１０の設置位置は、図１０（ａ）のように次の溝を臨む位置でもよいが、これに限定されるものではなく、低い当て板７ａの位置を越えない範囲で、図１０（ｃ）の矢印Ｘに示した方向に任意に移動させることができる。
【００２３】
この複数壁型当て板の作用は、ワーク２が集団で流れて来た時、低い当て板７ａの当たり面と上面とで構成されるエッジ部で集団を二分割し、力を分散させて、ブリッジを防止することである。また、集団の最下部のワーク２は低い当て板７ａに導かれて溝に入り、集団の上に乗っていたワークは低い当て板７ａを乗り越えガイド板１０に導かれて次の溝に案内されるので、ワークの溝への充填確率を高める効果もある。
【００２４】
なお、複数壁型当て板の構造として、低い当て板７ａを乗り越えたワーク２をスムーズにガイド板１０に導くことのできる構造であれば、図１０の形状に代えて、他の構造を採用することもできる。
次にそれらの代表例を示す。図１１（１）は、低い当て板７ａの断面を矩形にし、ガイド板１０まで伸ばした構造を示す。図１１（２）は、低い当て板７ａの断面を三角にし、三角形の上辺をガイド板１０まで伸ばした構造を示す。図１１（３）は、低い当て板７ａの断面を矩形（四辺形）にし、ガイド板１０まで伸ばさない構造を示す。図１１（４）は、図１０と同じく、低い当て板７ａの断面を三角にし、三角形の上辺をガイド板１０まで伸ばさない構造を示す。図１１（５）は、低い当て板７ａの上面を滑らかな凹面にし、ガイド板１０まで伸ばした構造を示す。図１１（６）は、三角断面の当て板を三つの溝に使用して、三番目の溝と四番目の溝との間にガイド板を設けた構造を示す。
【００２５】
最終列の当て板に複数壁型当て板を使うか否かは、最終列に流れ込んで来るワークの量がブリッジを発生させる量であれば使用するが、通常は図９の当て板を使用する。
次に、バイブレーターを使ってワークを斜行させる多列型の整列装置の構造と、溝板の傾斜とバイブレーターとを併用した多列型の整列装置の構造と、合成傾斜面を有する多列型の整列装置の構造とを、それぞれ図面を用いてさらに詳細に説明し、あわせて、その整列動作も説明する。
【００２６】
図１２は、概ね水平に置かれた溝板４に、当て板７を１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配設し、溝板４の裏側にバイブレーター１１を取り付けた多列型の整列装置を示す図である。図１２において、ワーク２を前進させる方向を１２、当て板７にワーク２を寄り掛からせる方向を９で示している。バイブレーター１１は、ワーク２が方向１２と方向９との合成方向、すなわち当て板側へ斜行する方向６に向かって進行するようにセットする。
【００２７】
すると、シュート１から供給されたワーク２は、バイブレーター１１の振動により当て板側に斜行する。斜行したワーク２は、１列目の当て板７に寄り掛かりながら溝に入って行き、１列目の溝に入らなかったワーク２は、１列目の溝を乗り越えて２列目に向かい、２列目の当て板７に導かれて２列目の溝へと入って行く。このように次々と溝に入ったワーク２は、バイブレーター１１のワークを前進させる力（方向１２を向いた力）により、溝の中を整列しながら進む。最終列の溝にも入らなかったワーク２は、溝未充填ワーク受け１３に回収される。このようにして、図１２の整列装置は、乱れたワークの流れを、整列した綺麗な流れに変えることができる。
【００２８】
図１３は、溝板４の傾斜とバイブレーター１１とを併用して、ワーク２を斜行させるようにした多列型の整列装置を示す図である。
この整列装置は、図１２の整列装置と同様に、当て板７を１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配設し、溝板４の裏側にバイブレーター１１を取り付けている。図１２の装置と異なるところは、溝板４を当て板側に傾けて当て板７にワーク２を寄り掛からせるようにしたことと、バイブレーター１１の振動による進行方向を溝に入ったワーク２の前進方向と同じ方向１２にセットしたことである。この溝板４の傾斜とバイブレーター１１の前進力で、ワーク２は進行方向６に斜行することができる。図１３の整列装置におけるワークの整列動作は、図１２の整列装置における整列動作とほぼ同じである。
【００２９】
図１４は、合成傾斜面を有する多列型の高速整列装置を自動生産ライン中に設置した状態を示す図である。
この整列装置は、図１２と図１３の整列装置と同様に、ワーク２の供給口が一カ所で、その供給されたワーク２を複数列に整列させる装置であり、当て板７１，７２，・・（総称するときは「当て板７」という）が上から順に１列目の終わりが２列目の始まりとなるように段々に配設されている。しかし、この整列装置は図１２と図１３の整列装置と異なり、ワーク２を斜行させる外力に重力を使っているので、当て板７を１列目よりも２列目を長く、さらに３列目は２列目よりも長くし、５列目まで次々と長くなっている。
【００３０】
複数の平行溝５１，５２，・・（総称するときは「溝５」という）を備えた溝板４の上面は、当て板７にワーク２を寄り掛からせるための傾斜と、溝５内に入ったワーク２を自走前進させるための傾斜とを合成した合成傾斜面となっている。この合成傾斜面上のワーク２は、この斜面を直滑降する方向に滑り落ち、当て板７に導かれて溝５に入った後、溝５の中を滑走して行く。図１４では、当て板７に寄り掛からせる方向を９、前進方向すなわち溝の中の滑走方向を１２、ワークの進行方向すなわち直滑降する方向を６で表している。しかし、実際のワークの進行方向は方向６だけではなく、供給口でのワークの進行角度やスピードによって、また、当て板７やガイド板による方向規制によって変化する。このようなことも加味しながらワークの性状も考えて、ワーク２を斜行させる、寄れと前進の二つの傾斜角度は最適な角度を選ぶ必要がある。
【００３１】
この傾斜によるワークの自走において、ワークの自走開始動作が緩慢な場合は、傾斜を大きくとるよりも、バイブレーターの振動で静摩擦を、摩擦力の小さい動摩擦に変えて補助する方がよい。また、当て板にワークを寄り掛からせる力が不足した場合は圧縮エアーの吹き付けで補助することができる。
以下、ワーク２の整列動作を説明する。三角底板付きＶ型シュート１４で供給されたワーク２は、１列目の当て板７１に寄り掛かりながら溝５１に入って行き、１列目の溝５１が満杯になると、ワーク２は１列目の溝５１を乗り越えて２列目に向かい、２列目の当て板７２に導かれて２列目の溝５２へ次々と入って行く。また、ワークが束となって流れ込んできた場合も、その溝に入らなかったワーク２は次の溝へと進んで行き、次々と次の溝へ速やかに入って行く。このようにして、この整列装置は、各溝の中にワークが一本ずつの長手方向数珠繋ぎ状態の整列されたワークの流れを作ることができる。そして、その整列動作は、振動方式に比べてはるかに速い、傾斜によるワークの自走方式なので、高速整列が可能となる。
【００３２】
次に、ワークのフローについて図１４を参照しながら説明する。ワークは入り口コンベヤーから三角底板付きＶ型シュート１４で整列装置の第１列当て板部へ供給され、殆どのワーク２は次々と各列の当て板７に導かれて各溝５に入って行く。それとは別に、最終列の溝にも入らなかったワーク（リターンワーク）は、リターンシュート１５とリターンコンベヤー１６によって、入り口コンベヤーまで導かれて、流れの中へ戻される。すると、ここに自己循環系の流れができて、ワーク２を系外へ排出することなく整列を行うことができるようになる。
【００３３】
また、この時、各列の当て板７の前方向に当て板を各々追加して段々畑状の新たなバンク１７を作り、このバンク１７へリターンワークを流すように自己循環系の流れを組むと、このバンク１７に流されたワーク２は、入り口コンベヤーから供給されたワークよりも優先的に溝５に入って行くことができる。すなわち、このようなバンクを設けると、自己循環系でありながら、全体としてワークの先入れ先出しが可能となる。
【００３４】
図１４の多列型の高速整列装置は、整列後のワーク２が滑走する溝の上に、ワーク２と接触しながら回転する回転体１８を備えている。以下、この回転体１８の役割について説明する。
図１５に示されるように、回転体１８は、柔らかでワーク２を破壊しない材質で作られている。なお、この回転体１８には制御された駆動装置、例えばサーボモーターＭが連結されている。
【００３５】
以下、この回転体１８を、スポンジローラー１８と呼ぶが、材質を限定するものではない。回転体の形状も、円盤型、ローラー型、ブラシ型、ベルト型、キャタピラー型、空気入りレーシングタイヤ型、空気入りチューブのベルト型などいくつかの形状があるが、これに限定されるものではない。
図１６に示すように、ワーク２は溝入れした時にワーク同士が馬乗りになることがある。これを解消するためには、後ろからワークを追突させて馬乗りになっているワーク２１、２２をはじき飛ばせばよい。そのためにスポンジローラー１８の回転速度をワークの滑走速度より遅くして追突を発生させる。このようにして、ワーク２の馬乗りを解消するのが回転体の役目の一つであるが、その他にも次のような役目がある。
【００３６】
多列整列する場合は、各列均等にワーク２を溝に入れたい。しかし、図１４に示すような段々畑型のオーバーフロー方式では、１列目が満杯にならないと２列目の溝入れが原則的には始まらない。そこで、各列にスポンジローラー１８を配設し、疑似の満杯状態を作ると、各列均等にワーク２を溝に入れることができる。
またスポンジローラー１８の回転を自動制御することによって、次工程継ぎコンベヤー上のワーク溜まり量を常に一定にすることができる。
【００３７】
また、壊れ易いワークの場合には追突でワークが割れることがある。これを防ぐために、ワーク２が溝を滑走し加速が付く前の位置に、このスポンジローラー１８を設置して追突の衝撃を減らしたり、追突時にワーク２とスポンジローラー１８との間に滑りを生じさせて衝撃を和らげたりすることができる。
以上、回転体（スポンジローラー）の役割について説明したが、この役割を果たすための他の機構として、ストッパー型やダブルストッパー型などもある。
【００３８】
さらに、この回転体とは別に、同様の構造を持つ回転体（図示せず）をワークの流れの中に設置することができる。その回転体は、溝の中のワークではなく、溝の外のワークと接触しながら回転して、整列装置入り口におけるワークの初速を調整したり、溝板の上面を流れるワークの滑走速度を速過ぎないように調整したりすることができる。この回転体は、スポンジ型よりブラシ型が多く用いられるので、減速ブラシと呼ばれている。
【００３９】
また、図示はしないが、溝板が傾斜型の場合は、複数の溝板を山型や谷型に組み合わせて、コンパクトな多列型整列装置を製作することができる。
【００４０】
【実施例】
本発明を利用して製作したワークの溝入れ型整列装置について説明する。
ワークは図１７に示すような、長さ１１２ｍｍ、幅１３ｍｍ、厚さ６ｍｍ、重量２．５ｇのスティック状ビスケット（食品）２３である。このワークは、その表面が滑らかで比較的に滑りはよいが、両サイドの波目は、波目同士が噛み合う曲線であるから、ワーク同士の絡み合いに注意が必要である。そしてこのワークは、強度がなくて折れ易い。特に、厚さ方向の力に脆く、わずかな力で直ぐ折れてしまうから、ワークにかかる力とその方向にも注意が必要である。
【００４１】
ワークの溝入れ型整列装置の列数は、本製品が１０本入りで一袋だから、１０列とする。列数を入り目本数と合わせることにより、計数工程を省略できる。
本計画は２４００本　／　分のラインスピードであるから、包装機械の能力から計算して、本流を二つの流れに分けた２ラインの包装設備とする。したがって、整列装置一台当たりの整列能力は、ライン調整分を考慮すると、最高１４００本／　分（常用１２００本　／　分）となる。
【００４２】
以上のことより、本整列装置は、ワークの破損を防止しながら、高速で多列整列できる装置でなければならないことが判る。したがって、本整列装置の形式は合成傾斜面を有する多列型の高速整列装置となる。しかし、１０列分の当て板を１列に並べて単一バンクにすると装置が長くなり、ワークの滑走速度が速くなってワークにダメージを与える恐れがあるので、本整列装置では５列ずつの上下２バンク型にする。
【００４３】
この基本的考え方に基づき設計された本整列装置の全体図を図１８に示す。この整列装置では、図１１（３）に示した複数壁型当て板を使用しているが、その他の当て板も含めてその詳細を次に説明する。
上段のバンクをＡバンク、下段のバンクをＢバンクという。まず、Ａバンクについて説明する。最上流の部材２４ａは単一のガイド板であり、傾斜面上に供給されたワークの姿勢を流れに平行にして、バンク内のワークの流れを安定させるための物である。次の部材２４ｂ〜２４ｆは、複数壁型当て板であり、その詳細を図１９に示す。
【００４４】
複数壁型当て板２４ｂは当て板２４１ｂとガイド板２４２ｂとからなり、この当て板とガイド板は薄板で連結されている。同様に、複数壁型当て板２４ｃは当て板２４１ｃとガイド板２４２ｃとからなり、複数壁型当て板２４ｄは当て板２４１ｄとガイド板２４２ｄとからなり、複数壁型当て板２４ｅは当て板２４１ｅとガイド板２４２ｅとからなり、複数壁型当て板２４ｆは当て板２４１ｆとガイド板２４２ｆとからなり、各々、その当て板とガイド板は薄板で連結されている。
【００４５】
次の最下流の部材２４ｇは、ＡバンクのリターンワークをＡポケット２５へ導く単一の当て板である。なお、Ａポケット２５は、溝板４を表から裏へ貫通する長穴であり、リターンワークを溝板４の裏側へ出すための穴である。
次に、Ｂバンクの説明を行う。基本的にはＡバンクと同様であるが、図１８及び図２０に示すように溝板４の形状が異なる。それは、溝の列数が８列であることと、その後の３列の溝に各々ポケットを設けたことである。
【００４６】
Ｂバンクの最上流の部材２６ａも単一のガイド板であり、傾斜面上に供給されたワーク２の姿勢を流れに平行にして、バンク内のワーク２の流れを安定させるための物である。次の部材の２６ｂ〜２６ｈも、複数壁型当て板であり、その詳細を図２０に示す。
複数壁型当て板２６ｂは当て板２６１ｂとガイド板２６２ｂとからなり、この当て板とガイド板は薄板で連結されている。同様に、複数壁型当て板２６ｃは当て板２６１ｃとガイド板２６２ｃとからなり、複数壁型当て板２６ｄは当て板２６１ｄとガイド板２６２ｄとからなり、複数壁型当て板２６ｅは当て板２６１ｅとガイド板２６２ｅとからなり、複数壁型当て板２６ｆは当て板２６１ｆとガイド板２６２ｆとからなり、複数壁型当て板２６ｇは当て板２６１ｇとガイド板２６２ｇとからなり、複数壁型当て板２６ｈは当て板２６１ｈとガイド板２６２ｈとからなり、各々、その当て板とガイド板は薄板で連結されている。
【００４７】
次の最下流の部材２６ｉは、Ｂポケット２７ｃに通じる溝へとワークを導く単一の当て板である。なお、当て板２６１ｇはＢポケット２７ａに通じる溝へとワークを導く当て板であり、当て板２６１ｈはＢポケット２７ｂに通じる溝へとワークを導く当て板である。また、Ｂポケット２７ａ〜２７ｃは、Ａポケット同様に、溝板４を表から裏へ貫通する長穴であり、リターンワークを溝板４の裏側へ出すための穴である。
【００４８】
ここで、Ｂバンクのリターンワークについて補足説明を行う。Ａバンクは整列溝に入らなかったリターンワークの全てをリターンさせているが、Ｂバンクはリターンワークを一旦溝に入れてからリターンさせ、ワークの形状が溝に入るような正常なワークだけをリターンさせている。すなわち、太った物や曲がった物を取り除いている。この取り除かれたワークは傾斜面上を滑走して不良品受け３２に回収される。
【００４９】
以上の構成のワークの溝入れ型整列装置の溝形状、当て板形状、ガイド板形状等、各部の寸法は、テストを重ねた結果、図１９、図２０及び表１に示すような数値が最適であることが判った。
【００５０】
【表１】
2004043163.tif 000003
【００５１】
表１は、ガイド板２４ａ、複数壁型当て板２４ｂ〜２４ｆ、当て板２４ｇの、溝方向の長さと、ガイド板２６ａ、複数壁型当て板２６ｂ〜２６ｈ、当て板２６ｉの、溝方向の長さを示す表である。
溝、当て板、ガイド板の断面形状は、図１９、図２０に示している。
合成傾斜面については、寄り掛からせるための傾斜は４５度で、前進させるための傾斜は２２度が最適であると考えられた。しかし、ワークのバッチ間誤差や長時間運転による流れ状態の変化を考慮して、図示はしないが、上記傾斜角度を簡単に変えられるハンドル操作機構を組み込んだ。
【００５２】
ここで、図１８を参照しながら、簡単にワークの流れを説明する。
ワークは最初にＡバンクへ進む。Ａバンク入り口コンベヤー２８で運ばれたワークは、三角底板付きＶ型シュート３０で一点に絞られながら、ガイド板２４ａ部へ供給される。ガイド板２４ａで姿勢を正されたワークはＡバンクを滑走しながら１列目〜５列目の各溝に充填される。溝に入らなかったワークはＡポケット２５より溝板４の裏側へ出て、シュートとコンベヤーにより、Ｂバンク入り口コンベヤー２９へ運ばれる。
【００５３】
そして、Ｂバンク入り口コンベヤー２９で運ばれたワークは三角底板付きＶ型シュート３１で一点に絞られながら、ガイド板２６ａ部へ供給される。ガイド板２６ａで姿勢を正されたワークはＢバンクを滑走しながら６列目〜１０列目の各溝に充填される。この溝に入らなかったワークは、引き続いて、リターン溝である１１列目〜１３列目の各溝に入って行き、Ｂポケット２７ａ〜２７ｃから溝板４の裏側へ出る。このＢリターンワークはＡリターンワークと共にシュートとコンベヤーにより、Ｂバンク入り口コンベヤー２９へ運ばれる。
【００５４】
以上のようなワークの流れを基本とするが、今回のように本流を二つの流れに変えて２ラインにした場合には、自己循環系を２ラインに跨がせた８の字循環方式をとることもできる。具体的には、Ｂリターンワークを相手側ラインのＢバンク入り口コンベヤーへ導くようにすればよい。この８の字循環方式の特徴は、各ラインを流れているワークの量が左右均等でない場合でも、二つの整列装置へのワークの供給量が均等化されることである。
【００５５】
次に、本装置に組み込まれた付属装置について説明する。
スポンジローラーの役割については前に述べた通りであるが、本装置では、その設置方法について変更を加えている。それは、各列毎に自動制御をかけるより、１０列まとめて一つの制御で運転した方がシンプルであるから、スポンジローラーを整列装置の出口にまとめて一つのモーターで駆動し、インバーターを用いて制御を行ったことである。
【００５６】
１０列まとめて制御すると、折れ品の系外排除等で溜まり量の多い列少ない列の不揃いが発生した場合、これを是正することができない。そこで、スポンジローラー３３の直ぐ前に各列毎にストッパー３４を設けて、溜まり過ぎた列のストッパー３４を一時的に効かせて列揃えを行うこととした。
ワークの馬乗りを崩すためには、ワークの押せ押せ状態が必要である。その押せ押せ状態最後尾位置のミニマムを決めるために、ワークの有無検知センサーとしての検査カメラ３９を設置した。その制御動作は、１０列中１列でもミニマムを切ったらスポンジローラー３３の運転を止め、ワークが流れて来てセンサーが復帰すると同時にスポンジローラー３３の運転を再開するＯＮ―ＯＦＦ動作とした。また、この制御系は、スポンジローラー３３のワーク繰り出しに対して、１０列全て有りを保証している。
【００５７】
ワークの幅方向の反りが規格以上の物を除くためと、馬乗り崩しができなかった物を除くためのセンサー３５と系外排除装置３６を配設した。
以上、主だった付属装置の説明をしたが、次に、この付属装置に関連したワークの流れについて説明する。
最初は整列装置内が空であるから、スポンジローラー３３は止まっており、ストッパー３４は全て開状態である。ワークは、束になって供給された時には前列溝が満杯になっていなくとも後列溝に入るが、原則的には１列目から溝入れが始まる。１列目に入ったワークは溝の中を滑走し、スポンジローラー３３に当たって衝撃を吸収されながら止まる。この１列目の溝には次々とワークが入って来るから、前のワークに追突して止まる。この時も、スポンジローラー３３は衝撃を吸収しながらワークを止める。
【００５８】
また、センサー３５と系外排除装置３６は最初から働かせているから、ワークが馬乗りで流れて来たり、反りの大きいワークが流れて来たら、系外へ排出する。
このようにして１列目の溝が当て板の所まで満杯になると、ワークは２列目に移って行く。そして、順次各列が満杯になって行き、５列目満杯でＡバンクは１００％リターン状態になる。
【００５９】
Ｂバンクへ向かった１００％リターンワークは、６列目から入り始め順次溝を満杯にして行く。そして、１０列目が検査カメラポジションまで満杯になると、スポンジローラー３３は運転を開始して次工程へワークを繰り出す。
この時、バッファーコンベヤー３８内は空であるから、スポンジローラー３３は高速運転となるが、やがて、ワーク溜まり量センサーが働いて、低速運転と高速運転を切り替えながら、バッファー内のワーク量を一定に保つ。
【００６０】
スポンジローラー３３が運転を開始すると、Ａリターンのワーク数は１００％から５０％に変わり６００本　／　分となる。また、Ｂバンクに入って来た１００％のワークは、５０％が溝に入り、残りの５０％がリターンすることになるから、Ｂリターンのワーク数もＡリターンと同じ６００本　／　分になる。
すなわち、ＡリターンとＢリターンの合計は、スポンジローラー３３が運転を開始する前と同じ１００％であり、１２００本　／　分である。厳密にはスポンジローラー３３の回転が高速か低速かで多少違うが、基本的にこう考える。
【００６１】
したがって、ＡとＢの両方のリターンをＢの入り口へ戻す自己循環系のワーク流量は、１００％の１２００本　／　分で運転が開始されるが、その自己循環系ワーク流量は、次工程の運転速度を自動変速させて、最適流量に調整される。
最適流量とは整列時歯抜けが生じない最低流量であり、実運転テストを行って見つけ出す。本装置の場合の最適流量は約６０％であるから、運転制御は６０％以下で後工程の減速指令を出し、７０％以上で増速指令を出すように設定した。
【００６２】
以上の設定で、本整列装置及びライン全体を運転した。すると、コンベヤー上を乱れた状態で流れてきたスティック状ビスケットは、本整列装置に流れ込むと同時に、その長手方向が流れ方向となるように１０列に綺麗に整列した。その整列したスティック状ビスケットは、重なりのない数珠つなぎ状態の流れとなって、スポンジローラーに流れ込んで行き、スポンジローラーは、後工程のピロー包装機の運転スピードに合わせて、そのスティック状ビスケットを連続的に送り出すことができた。
【００６３】
このように、自動整列が不可能といわれたスティック状ビスケットを、インラインで、しかも１２００本／分という高速で、なおかつ、ビスケットを傷つけることもなく整列することができた。これは、本発明がもたらす、重力を利用した無理のない自然なワークの動きが、ワークへのダメージをなくし、かつ非常にすばやい整列動作を作り出していることによる。
【００６４】
【発明の効果】
オートメーション化する場合、ネックとなるのが、製品や容器の整列である。高速になればなる程、人の補助では追いつかなくなってしまう。また、整列の全自動機械化をむりやり行っても、整列装置の価格が高くなって、採算が合わなくなるのが普通である。
しかしながら本発明によれば、装置の低価格化と整列作業の無人化を実現することができる。
【００６５】
さらに、本装置を、重力を利用した装置とした場合、装置の運転エネルギーが非常に少なく、構造が簡単で容易に製作できるので、省エネルギー、省資源に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の溝入れ型整列装置の一例を示す外観図である。
【図２】従来の溝入れ整列方法の説明図であり、　（ａ）は断面図、　（ｂ）は平面図。
【図３】ワーク導き用の当て板を溝の片側の縁に立て、細長いワークを外力によって当て板側に斜行させることにより、ワークを溝に入れる動作を説明するための図である。
【図４】当て板を、多列溝入れ型整列装置に応用した場合の、ワークの溝入れ動作を説明するための図である。
【図５】ワークを溝入れ整列させるための溝付き溝板の外観図である。
【図６】溝板の溝及び溝に入ったワークを示す断面図である。
【図７】当て板を取り付けた溝板を示す外観図である。
【図８】溝板の当て板取り付け状態を示す断面図である。
【図９】ワークを溝へ導くための角度を付けた、溝板の当て板取り付け状態を示す断面図である。
【図１０】当て板とガイド板とからなる複数壁型当て板の取り付け状態を示す断面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。（ｃ）はガイド板の設置角度と位置を説明するための断面図である。
【図１１】複数壁型当て板の他の構造を例示する断面図である。
【図１２】概ね水平に置かれた溝板にバイブレーターを取り付けた、本発明の実施の形態に係る多列型の整列装置を示す斜視図である。
【図１３】傾斜溝板とバイブレーターの振動との合成力でワークを斜行させる、本発明の実施の形態に係る多列型の整列装置を示す斜視図である。
【図１４】ワークを斜行させる寄れと前進の２つの傾斜からなる合成傾斜面を有する、本発明の実施の形態に係る多列型の高速整列装置を示す斜視図である。
【図１５】ワークと接触しながら回転するスポンジローラーの外観図である。
【図１６】馬乗り状態になったワークを示す図である。
【図１７】実施例におけるワークの形状図である。
【図１８】実施例における整列装置全体を示す図である。
【図１９】Ａバンクの溝、ガイド板及び当て板の形状を示す図である。
【図２０】Ｂバンクの溝、ガイド板及び当て板の形状を示す図である。
【符号の説明】
１　シュート
２　ワーク（球形、棒状、その他の形状を含む）
３　振動コンベヤー
４　溝板
５，５１，５２　溝
６　ワークの進行方向（斜行の場合）
７，７１，７２，７ａ　当て板
８　ワーク断面
９　寄り掛からせる方向
１０，１０ａ，１０ｂ　　ガイド板
１１　バイブレーター
１２　前進させる方向
１３　溝未充填ワーク受け
１４　三角底板付きＶ型シュート
１５　リターンシュート
１６　リターンコンベヤー
１７　先入れ先出しバンク
１８　スポンジローラー
１９　多列シュート
２０　次工程継ぎコンベヤー
２１　馬乗りワーク（前上がり）
２２　馬乗りワーク（後ろ上がり）
２３　スティック状ビスケット
２４ａ　Ａバンク入り口ガイド板
２４ｂ〜２４ｆ　Ａバンク複数壁型当て板
２４１ｂ〜２４１ｆ　Ａバンク当て板
２４２ｂ〜２４２ｆ　Ａバンクガイド板
２４ｇ　Ａバンク出口当て板
２５　Ａポケット
２６ａ　Ｂバンク入り口ガイド板
２６ｂ〜２６ｈ　Ｂバンク複数壁型当て板
２６１ｂ〜２６１ｈ　Ｂバンク当て板
２６２ｂ〜２６２ｈ　Ｂバンクガイド板
２６ｉ　Ｂバンク最終列当て板
２７ａ〜２７ｃ　Ｂポケット
２８　Ａバンク入り口コンベヤー
２９　Ｂバンク入り口コンベヤー
３０　Ａバンク三角底板付きＶ型シュート
３１　Ｂバンク三角底板付きＶ型シュート
３２　不良品受け
３３　スポンジローラー（ロングタイプ）
３４　ストッパー
３５　センサー
３６　系外排除装置
３７　１０列シュート
３８　バッファーコンベヤー
３９　検査カメラ
【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】
2004043163.tif 000010
【図８】
2004043163.tif 000011
【図９】
2004043163.tif 000012
【図１０】
2004043163.tif 000013
【図１１】
2004043163.tif 000014
【図１２】
2004043163.tif 000015
【図１３】
2004043163.tif 000016
【図１４】
2004043163.tif 000017
【図１５】
2004043163.tif 000018
【図１６】
2004043163.tif 000019
【図１７】
2004043163.tif 000020
【図１８】
2004043163.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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