(57)【要約】【課題】外装箱の底部やリフターに加わる衝撃を大幅に低減する自動箱詰め装置を提供すること。【解決手段】整列された物品群が載置される開閉可能なシャッター１３、シャッター１３上の物品群を挟圧保持する保持プレート８、シャッター上の物品群を下方へ押すための押し込みプレート１４、および、シャッター１３の下方に配設された、外装箱Ｃを載置して物品Ｗを待つ待機位置と上記押し込みプレート１４の下降停止位置より低い位置との間を昇降させるリフター１５を有する、物品群を整列状態で外装箱へ挿入するための押し込み装置９と、物品収容部が設置された循環移動する整列コンベア６と、整列コンベア６に配置された物品受け入れ位置Ｒに対向して配設された導入コンベア３とを備えており、リフター１５が、押し込みプレート１４の下降に伴い、押し込みプレート１４が所定位置に達したときに下降動作を開始するように構成されている。【選択図】  図２
2005008186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品群を収容ケース内に上から挿入するための押し込み装置であって、
整列された物品群が載置される開閉可能なシャッターと、
該シャッター上の物品群を挟圧保持する保持部材と、
シャッター上の物品群を下方へ押すための押し込み部材と、
上記シャッターの下方に配設された、収容ケースを載置して物品を待つ待機位置と上記押し込み部材の下降停止位置より低い位置との間を昇降させるための昇降装置とを備えており、
上記昇降装置が、押し込み部材の下降に伴い、押し込み部材が所定位置に達したときに下降動作を開始するように構成されてなる自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
【請求項２】
上記昇降装置の下降速度が押し込み部材の下降速度より低速に設定されてなる請求項１記載の自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
【請求項３】
上記所定位置が、押し込み部材の昇降ストロークの上端位置と下端位置との間の任意の位置に設定されうるように構成されてなる請求項１記載の自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
【請求項４】
上記所定位置が、箱詰めされたときの物品の上端位置を基準位置とし、該基準位置から所定距離上方に設定されてなる請求項１記載の自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
【請求項５】
上記押し込み部材が、シャッターの開作動途中において物品群の少なくとも一部がシャッター上にある時に下降を開始するように構成されてなる請求項１記載の自動箱詰め装置の物品押し込み装置。
【請求項６】
物品を収容するための収容部が設置された循環移動する無端搬送装置と、
該無端搬送装置に配置された物品受け入れ位置に対向するように配設された物品供給装置と、
請求項１〜５のうちのいずれか一の項に記載の物品押し込み装置とを備えてなる自動箱詰め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動箱詰め装置およびその物品押し込み装置に関する。さらに詳しくは、袋詰めされた製品や箱詰めされた製品を整列させた上でさらに大きな段ボールケース等の外装箱に自動収納するための自動箱詰め装置、および、この自動箱詰め装置において外装箱に上から物品群を挿入する物品押し込み装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６にはこのような自動箱詰め装置が示されている。図６（ａ）は装置の概略正面図であり、図６（ｂ）はその平面図である。図示のごとくこの装置は、箱詰めされる物品Ｗを供給するための導入コンベア５１と、導入コンベア５１から供給される複数の物品Ｗを受け入れて整列させるための整列コンベア５２と、整列した物品群を整列コンベア５２からそのままの状態で取り出すための押し出しプレート５３と、取り出された物品群をそのままの状態で押し下げて、下方にある外装箱に挿入するための押し込み装置５５を備えたものである（同様の装置としては、たとえば特許文献１参照）。この押し込み装置５５は、取り出された物品群を押し込む直前まで整列状態で挟圧して保持する保持プレート５４を有している。
【０００３】
図６（ｂ）に示すように、上記整列コンベア５２は無端軌道５６の搬送面に、複数枚のフィン５７が搬送方向に所定間隔をおいて相互に平行に取り付けられたものである。この所定間隔は一つの物品Ｗが収容されうる寸法にされており、ギャップ部５８と呼ぶ。無端軌道は平行な二つのグループに分かれている。第一ベルトおよび第三ベルトからなる第一のグループ５６ａと、第二ベルトおよび第四ベルトからなる第二のグループ５６ｂである。第一のグループ５６ａでは上記フィン群が第一ベルトおよび第三ベルトに跨るように取り付けられており、第二のグループ５６ｂではフィン群が第二ベルトおよび第四ベルトに跨るように取り付けられている。各グループ５６ａ、５６ｂは異なる駆動装置によって互いに独立して循環駆動される。一方のグループが物品Ｗを受け入れたり取り出したりしているときに、他方のグループがこれに制限されずに移動するためである。
【０００４】
無端軌道５６はその下側の復路から上側の往路へいたるスプロケット５２ａの部分では円弧状になり、複数枚のフィン５７は放射状に広がる。整列コンベア５２のこの部分が導入コンベア５１から物品Ｗを受け入れる受け入れ位置Ｒとなる。前述した無端軌道の第一のグループ５６ａが受け入れ位置Ｒに停止しているときに第二のグループ５６ｂが移動することも後述する取り出し位置Ｔに停止することもできる。一方、第二のグループ５６ｂが受け入れ位置Ｒに停止しているときに第一のグループ５６ａが移動することも取り出し位置Ｔに停止することもできる。
【０００５】
導入コンベア５１としてはベルトコンベアやローラコンベアが用いられ、その排出端５１ａが上記受け入れ位置Ｒに対向している。供給される物品Ｗは一個ずつ導入コンベア５１の排出端５１ａから落下し、整列コンベア５２は一ギャップずつ移動しつつ各ギャップ部５８に一個ずつ物品Ｗを受け入れる。全てのギャップ部５８に物品Ｗが入ると、整列コンベア５２は一気に物品取り出し位置Ｔまで移動する。物品取り出し位置Ｔは、上記無端軌道５６が水平状態にあってフィン５７が直立する往路に位置しており、上記押し出しプレート５３が各ギャップ部５８の物品Ｗをまとめて無端軌道５６から押し出すための位置である。
【０００６】
物品取り出し位置Ｔでは、上記押し出しプレート５３が整列コンベア５２を横切るように水平に移動してフィン間から全物品を押し出す。押し出しプレート５３にはフィン５７が通過しうるスリット（図示しない）が形成されている。物品Ｗは整列状態のまま押し出しプレート５３によって押し込み装置５５へ移送される。押し込み装置５５は、上記保持プレート５４と、押し出しプレート５３によって移送されてきた物品が載置される開閉シャッター（以下、単にシャッターという）６０と、物品を下方に押すための押し込みプレート６１と、外装箱Ｃの搬出入位置（下方位置）と物品の挿入を待つ待機位置（上方位置）との間を昇降するリフター６２とを備えている。
【０００７】
押し出しプレート５３によって移送されてきた物品群は上記開閉シャッター６０上に至ったときにストッパプレート６３によって止められ、ここで保持プレート５４によって挟圧保持される。シャッター６０の下方には、待機位置にあるリフター６２上に載置された外装箱Ｃが位置している。
【０００８】
ついで、シャッター６０が全開され、保持プレート５４が物品の保持を解放するとほぼ同時に押し込みプレート６１が下降して物品群を外装箱Ｃ内に押し込む。押し込みプレート６１は、重力加速度またはそれより若干高い加速度で下降し、物品群の下端が外装箱Ｃの底に到達する時点で停止するように設定されている。したがって、外装箱Ｃの底部およびリフター６２には物品を介して押し込みプレート５５による大きな衝撃力が加わる。これは、送りネジ機構やタイミングベルトドライブ機構等のリフター昇降機構に衝撃を加えることになり、当該機構の寿命の短縮につながる。さらに、箱詰めされる商品にも衝撃が加わる可能性もあるため問題である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−５３１０３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、物品を外装箱などに上から押し込むときに、外装箱の底部やリフターに加わる衝撃を大幅に低減すると共に、物品の整列した状態を崩さずに外装箱内に収納することが容易となった物品押し込み装置、および、この物品押し込み装置を備えた自動箱詰め装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動箱詰め装置用の物品押し込み装置は、
整列された物品群を収容ケース内に上から挿入するための押し込み装置であって、
整列された物品群が載置される開閉可能なシャッターと、
このシャッター上の物品群を挟圧保持する保持部材と、
シャッター上の物品群を下方へ押すための押し込み部材と、
上記シャッターの下方に配設された、収容ケースを載置して物品を待つ待機位置と上記押し込み部材の下降停止位置より低い位置との間を昇降させるための昇降装置とを備えており、
上記昇降装置が、押し込み部材の下降に伴い、押し込み部材が所定位置に達したときに下降動作を開始するように構成されている。
【００１２】
かかる構成によれば、押し込み部材と収容ケースとの速度差が小さくなるので押し込み部材からの昇降装置への衝撃力が緩和される。収納物品に対する衝撃力も低減する。
【００１３】
上記昇降装置の下降速度を押し込み部材の下降速度より低速に設定するのが好ましい。
【００１４】
上記所定位置が、押し込み部材の昇降ストロークの上端位置と下端位置との間の任意の位置に設定されうるように構成するのが好ましい。収容物品の大きさや収容ケースの大きさに対応し得るからである。
【００１５】
また、上記所定位置を、箱詰めされたときの物品の上端位置を基準位置とし、この基準位置から所定距離上方に設定するのが好ましい。収容物品の大きさに対応し得るからである。
【００１６】
上記押し込み部材を、シャッターの開作動途中において物品群の少なくとも一部がシャッター上にある時に下降を開始するように構成するのが好ましい。物品が押し込み部材から離れることを防止し得るからである。
【００１７】
本発明の自動箱詰め装置は、
物品を収容するための収容部が設置された循環移動する無端搬送装置と、
この無端搬送装置に配置された物品受け入れ位置に対向するように配設された物品供給装置と、
前述したうちのいずれか一の物品押し込み装置とを備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
添付の図面を参照しながら本発明の自動箱詰め装置の実施形態を説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態である自動箱詰め装置の正面図である。図２は図１の平面図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。図４は自動箱詰め装置を概略的に示す斜視図である。
【００２０】
図示の自動箱詰め装置（以下、単に装置１という）１は、物品Ｗを整列させた上で段ボールケース等の外装箱Ｃに自動で収納するためのローディング装置２と、このローディング装置２に物品Ｗを搬入する導入コンベア３と、ローディング装置２に外装箱Ｃを搬入する箱搬入コンベア４と、ローディング装置２によって物品が収納された外装箱Ｃを搬出する箱搬出路５とを備えている。導入コンベア３および箱搬入コンベア４としてはベルトコンベアやローラコンベアが用いられる。箱搬出路５は通常は回転駆動しない多数のローラが回転自在に取り付けられただけのフリーローラタイプであるが、ベルトコンベアやローラコンベアを用いてもよい。
【００２１】
ローディング装置２は、導入コンベア３から供給される複数の物品Ｗを受け入れて整列させるための整列コンベア６と、整列した物品群をそのままの状態で水平方向に取り出すための押し出しプレート７と、取り出された物品群をそのままの整列状態で下方にある外装箱Ｃに挿入するための押し込み装置９とを内蔵している。この押し込み装置９は、取り出された物品群を押し込む直前まで整列状態で挟圧して保持する保持プレート８を有している。
【００２２】
図４に示すように、整列コンベア６は従来技術としてすでに説明したものと同様の構成を有している。すなわち、互いに平行な第一グループのベルト１６ａ群と第二グループのベルト群１６ｂとからなる無端軌道１６を有している。各ベルト群１６ａ、１６ｂにはそれぞれ、搬送面に複数枚のフィン１０が搬送方向に物品収容部としての所定間隔（ギャップ部１１という）をおいて相互に平行に取り付けられている。このフィン群は無端軌道１６の搬送方向に所定間隔をおいて複数箇所配設されている。第一グループ１６ａでは上記フィン群が第一ベルトおよび第三ベルトに跨るように取り付けられており、第二グループ１６ｂではフィン群が第二ベルトおよび第四ベルトに跨るように取り付けられている。各グループ１６ａ、１６ｂのベルトは異なる駆動装置によって互いに独立して循環駆動される。
【００２３】
無端軌道１６が循環移動し、各フィン群が後述の物品受け入れ位置Ｒおよび物品取り出し位置Ｔに順次至ったときに停止する。無端軌道１６の下側復路から上側往路へいたるスプロケット６ａの部分では、無端軌道１６が円弧状になるので複数枚のフィン１０は放射状に広がる。整列コンベア６におけるこのフィン１０が放射状に広がった部分の一部が物品Ｗを受け入れる受け入れ位置Ｒとなっており、この受け入れ位置Ｒに導入コンベア３の物品排出端３ａが対向している。物品は導入コンベア３の排出端３ａから一個ずつ落下し、各ギャップ部１１に一個ずつ入り込む。整列コンベア６は物品Ｗを受け入れるときには一ギャップ部ずつ移動し、各ギャップ部１１が順次受け入れ位置Ｒに停止する。このようにして全てのギャップ部１１に物品Ｗが入ると、整列コンベア６が駆動されて当該フィン群は一気に物品取り出し位置Ｔまで移動させられる。
【００２４】
物品取り出し位置Ｔでは、上記押し出しプレート７が整列コンベア６を横切るように水平に移動してフィン間から全物品Ｗを押し出す。押し出しプレート７にはフィン１０が通過しうるスリット１２が形成されている。全物品Ｗは整列状態のまま押し出しプレート７によって押し込み装置９へ移送される。
【００２５】
押し込み装置９も従来技術としてすでに説明したものと同様の構成を有している。すなわち、上記保持プレート８と、押し出しプレート７によって移送されてきた物品が載置される開閉シャッター１３と、物品を下方に押すための押し込みプレート１４と、外装箱Ｃの搬出入位置と外装箱Ｃが物品の挿入を待つ待機位置との間を昇降するリフター１５と、押し出しプレート７によって移送されてきた物品群Ｗが当接して移送方向の位置決めをするためのストッパープレート１７とを備えている。
【００２６】
上記待機位置は外装箱Ｃの高さ寸法に応じて変更設定される。外装箱Ｃの高さ寸法とは、外装箱Ｃが段ボール箱のようにその蓋（フラップという）を開けて、つまりフラップを上方に立てて待機しているものにあっては、箱本体の底からフラップの上端までの寸法をいう。上記搬出入位置は、箱搬入コンベア４および箱搬出路５と同一のレベルにされている。
【００２７】
上記シャッター１３は水平状態に設置された、水平方向に接近離間することによって開閉する一対の板材から構成されている。図示しないが、シャッター１３に近接してその下方に、物品群Ｗと押し込みプレート１４とが通過しうる矩形の開口が形成された枠部材が設置されている。したがって、シャッター１３がこの開口を開閉することになる。上記一対の保持プレート８は、シャッター１３の上方であってシャッター１３の開閉方向の両端側にそれぞれ配置されている。保持プレート８が、シャッター１３上まで搬送されてきた物品群を挟持するときには、一対の保持プレート８がシャッター閉方向に相互に接近してくる。また、シャッター１３の下方に待機している外装箱Ｃはその上端（フラップが立てられている段ボール箱ではフラップの上端）がシャッター１３の下面に近接した位置で待機している。
【００２８】
物品群を下方の外装箱Ｃに詰めるときには、押し込みプレート１４が下降して保持プレート８に挟持された状態の物品群Ｗを上から若干押圧したあとで、シャッター１３が開くとともに保持プレート８が物品群Ｗの保持を解放する方向に移動する。これにより、押し込みプレート１４が加速されたあとで物品群Ｗが落下し始めるので、物品群Ｗが押し込みプレート１４から下方に離れることを防止することができる。押し込みプレート１４は自由落下速度より僅かに速い速度で下降する。物品群Ｗは下降当初は保持プレート８からの摩擦抵抗を受け、ついで外装箱Ｃ（または立てられたフラップ）の内面から摩擦抵抗を受けながら下降する。
【００２９】
本装置１が前述した従来の自動箱詰め装置と相違する点はリフター１５の動作である。すなわち、リフター１５の昇降動作を制御する制御装置２０が配設されており、この制御装置２０によって本リフター１５が押し込みプレート１４の下降途中で下降を開始させられる点である。押し込みプレート１４は自由落下速度より若干高い速度で下降する。押し込みプレート１４が物品群を下方に押すとき、物品群が押し込みプレート１４から離れて先行して落ちないようにするためである。そして、押し込みプレート１４が所定位置まで下降してきたときにリフター１５も並行して下降する。押し込みプレート１４はその停止位置Ｓで停止するが、リフター１５はそれより下方にある搬出入位置まで下降して停止する。また、押し出しプレート７の駆動装置（図示せず）、シャッター１３の開閉駆動装置（図示せず）、押し込みプレート１４の昇降駆動装置（図示せず）、および、リフター１５の昇降駆動装置（図示せず）にはそれぞれサーボモータを使用しており、位置制御が容易になされる。
【００３０】
図５にはこの動作が示されている。押し込みプレート１４の下端の停止位置Ｓは従来と変わらず、待機位置にある外装箱Ｃ内に収容された状態の物品の上端位置に設定されている。リフター１５が搬出入位置Ｅへの下降を開始するときの押し込みプレート１４の下端位置Ｄは、上記停止位置Ｓから若干上方の位置に設定されている。たとえば、停止位置Ｓから押し込みプレート１４の下降ストロークの１５〜４０％程度上方の位置である。前述のごとく外装箱Ｃはシャッター１３に近接して待機しているので、上記位置Ｄでは物品はすでに外装箱Ｃの中にかなりの寸法挿入されていることになる。かなりの程度の寸法とは、本実施形態ではたとえば外装箱本体の高さの７０〜９０％程度である。また、リフター１５の下降速度は一定であるのに対して、押し込みプレートの下降速度は箱詰め対象物品によって変えることがあるので、上記位置Ｄは箱詰め対象物品に応じて変更するのが好ましい。リフター１５の下降速度は押し込みプレートの下降速度より低速に設定される。たとえば押し込みプレートの下降速度の１／３、１／２、２／３程度という具合に設定される。
【００３１】
押し込みプレート１４はその停止位置Ｓに至るとすぐに高速で上昇して元の位置に戻る。一方、リフター１５は外装箱Ｃの搬出入位置Ｅまで下降して停止する。もちろん、必要に応じて搬出入位置Ｅより上方で停止させてもよい。しかし、リフター１５を停止させる位置は、すでに物品群が外装箱Ｃの底に到達したあととなる位置にするのが望ましい。外装箱Ｃが押し込みプレート１４の停止位置Ｓから自らの搬出入位置Ｅまで下降する間、物品群Ｗは外装箱Ｃの内面から摩擦抵抗を受けつつ、また、外装箱Ｃ内の空気を押し出しつつゆっくりと外装箱Ｃ内に収まる。
【００３２】
リフター１５の下降開始点Ｄを上記のように寸法を基準として設定することに代えて、時間を基準に設定してもよい。これは、リフター１５も押し込みプレート１４も通常は等速度で昇降するが、必然的に下降開始時や停止時には加減速によって速度が変化する。また、前述のごとく箱詰め対象物品によっては押し込みプレート１４の速度を変えることがあるからである。たとえば、押し込みプレート１４がその下降に要する全時間の６０〜８５％程度まで下降してきた時点に設定する。
【００３３】
以上の下降動作の制御によれば、押し込みプレート１４がその停止位置Ｓに至ったときには外装箱Ｃはある程度の距離だけ下方にある。さらに、物品の下降途中で外装箱Ｃがより低速で下降するため、外装箱Ｃに対する物品の相対下降速度（物品群Ｗの下降速度からリフター１５の下降速度を減じた値の速度）が大幅に低下する。したがって、リフター１５には押し込みプレート１４による衝撃力が加わらず、物品自体による衝撃力も大幅に低減される。
【００３４】
このようにして物品群Ｗが収容された外装箱Ｃは搬出入位置Ｅで停止して箱搬出路５を通して外部へ押し出される。一方、押し込みプレート１４は自身の停止位置Ｓに停止したあとすぐに上昇して元の位置に戻るように設定されている。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、物品を外装箱などに上から押し込むときに、外装箱の底部やリフターに加わる衝撃を大幅に低減することができる。その結果、装置の寿命短縮を防止することができる。さらに、物品を、その整列した状態を崩さずに外装箱内に収納することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である自動箱詰め装置の正面図である。
【図２】図１の自動箱詰め装置の平面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】図１の自動箱詰め装置を概略的に示す斜視図である。
【図５】図１の自動箱詰め装置における押し込み装置の作動を説明する概略正面図である。
【図６】図６（ａ）は従来の自動箱詰め装置の一例を概略的に示す正面図であり、図６（ｂ）はその平面図である。
【符号の説明】
１・・・・（自動箱詰め）装置
２・・・・ローディング装置
３・・・・導入コンベア
４・・・・箱搬入コンベア
５・・・・箱搬出路
６・・・・整列コンベア
７・・・・押し出しプレート
８・・・・保持プレート
９・・・・押し込み装置
１０・・・・フィン
１１・・・・ギャップ部
１２・・・・スリット
１３・・・・（開閉）シャッター
１４・・・・押し込みプレート
１５・・・・リフター
１６・・・・無端軌道
１７・・・・ストッパープレート
２０・・・・制御装置
Ｃ・・・・外装箱
Ｄ・・・・（リフターの）下降開始点
Ｅ・・・・（外装箱の）搬出入高さ位置
Ｒ・・・・物品受け入れ位置
Ｓ・・・・（押し込みプレートの）停止位置
Ｔ・・・・物品取り出し位置
Ｗ・・・・物品
【図１】
2005008186.tif 000003
【図２】
2005008186.tif 000004
【図３】
2005008186.tif 000005
【図４】
2005008186.tif 000006
【図５】
2005008186.tif 000007
【図６】
2005008186.tif 000008