(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状をなし、かつ一端に凸部を有する複数の物品を、その側面同士が互いに重なるよう平行に配列しつつ移動させる物品の搬送装置であって、
無端状をなすベルトと、このベルトの周囲に平行に植設されて上記物品を支持する複数のホルダと、上記ホルダに上記物品を凸部の向きが一定となるように供給する供給手段とを有する配列装置と、
ベルトの複数のホルダに支持されて凸部同士および側面同士が互いに重なり合い、かつ平行に配列された複数の上記物品を、ベルトの複数のホルダから上方に引き抜いて把持する移動可能な第一把持手段と、を具備してなり、
上記第一把持手段は、台座から下方に突出するとともに左右に延設されたプレート状をなす複数のホルダを備え、かつ台座は、物品同士の平行を維持したまま、複数のホルダの位置を左右にずらすとともにホルダ同士の間隔を狭くする変形が可能であり、
上記第一把持手段は、上記物品をベルトの複数のホルダの上方に引き抜く際には、物品同士の平行を維持したまま、上記第一把持手段のホルダ同士で物品の凸部を挟持して上記物品を把持し、引き抜き後には、上記第一把持手段の複数のホルダを、それぞれ上記物品の凸部がない端に向かう方向にずらすとともに、ホルダ同士で上記物品の側面を挟持するようにホルダ同士の間隔を狭くすることで、ホルダ間に把持した上記物品同士の平行を維持したまま、上記物品の側面同士の重なり幅を減少させるものであることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
上記供給手段が、複数の上記物品中の任意の物品をベルトのホルダへの供給経路から排除する排除手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の搬送装置を備える上記物品の箱詰装置であって、上記搬送装置により配列された複数の上記物品を箱内に収納する収納手段を備えることを特徴とする箱詰装置。
【請求項４】
複数の上記物品を上記第一把持手段から受け取り、その表裏を必要に応じ反転させて上記収納手段に受け渡す第二把持手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の箱詰装置。
【請求項５】
上記収納手段により上記箱内に収納された複数の上記物品を、上記箱内の一側面側に寄せた状態で支持する支持手段を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の箱詰装置。
【請求項６】
平板状をなし、かつ一端に凸部を有する複数の物品を、その側面同士が互いに重なるよう平行に配列しつつ移動させる物品の搬送方法であって、
ベルトの周囲に平行に植設されて上記物品を支持する複数のホルダに上記物品を凸部の向きが一定となるように供給し、ベルトの複数のホルダに支持されて凸部同士および側面同士が互いに重なり合い、かつ平行に配列された複数の上記物品を、ベルトの複数のホルダから上方に引き抜いて移動させ、
引き抜いて移動させるに際し、台座から下方に突出するとともに左右に延設されたプレート状をなす複数のホルダを備え、かつ台座は、物品同士の平行を維持したまま、複数のホルダの位置を左右にずらすとともにホルダ同士の間隔を狭くする変形が可能である上部把持装置を用い、
上記上部把持装置によって、上記物品を上方に引き抜き、上記上部把持装置のホルダ間に把持した上記物品同士の平行を維持したまま、上記物品の側面同士の重なり幅を減少させて、上記物品の凸部同士を重ねることなく、上記物品の互いの位置をずらすことを特徴とする物品の搬送方法。
【請求項７】
上記引き抜きの後、複数の上記物品を把持した上記上部把持装置が、上記ベルトの複数のホルダの上方から離れて、水平方向に移動中に上記物品同士の平行を維持したまま上記物品の側面同士の重なり幅を減少させることを特徴とする請求項６に記載の物品の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平板状をなす物品の配列や箱詰を自動的に行う装置並びに物品の搬送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平板状をなす物品を箱詰する場合、省力化のためには箱詰装置を用いることが望ましいが、例えば物品に凹凸があったりすると、箱内の無駄な空間を最少に抑えるためには、凹凸の重なりを避けて物品を配列したり、必要に応じ物品の向きを変える等の操作を加えつつ箱詰する必要がある。こうした複雑な操作は、従来の箱詰装置では不可能なため、凹凸を有する物品の場合、人手により箱詰を行うことが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人手による箱詰は、省力化の観点からは明らかに不利であるばかりではなく、箱詰速度が遅い、箱詰数量を誤りやすい、等の問題を有している。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、凹凸を有する物品であっても自動的に物品の配列及び箱詰が可能な装置並びに物品の搬送方法の提供を目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、平板状をなし、かつ一端に凸部を有する複数の物品を、その側面同士が互いに重なるよう平行に配列しつつ移動させる物品の搬送装置であって、無端状をなすベルトと、このベルトの周囲に平行に植設されて上記物品を支持する複数のホルダと、上記ホルダに上記物品を凸部の向きが一定となるように供給する供給手段とを有する配列装置と、ベルトの複数のホルダに支持されて凸部同士および側面同士が互いに重なり合い、かつ平行に配列された複数の上記物品を、ベルトの複数のホルダから上方に引き抜いて把持する移動可能な第一把持手段と、を具備してなり、上記第一把持手段は、台座から下方に突出するとともに左右に延設されたプレート状をなす複数のホルダを備え、かつ台座は、物品同士の平行を維持したまま、複数のホルダの位置を左右にずらすとともにホルダ同士の間隔を狭くする変形が可能であり、上記第一把持手段は、上記物品をベルトの複数のホルダの上方に引き抜く際には、物品同士の平行を維持したまま、上記第一把持手段のホルダ同士で物品の凸部を挟持して上記物品を把持し、引き抜き後には、上記第一把持手段の複数のホルダを、それぞれ上記物品の凸部がない端に向かう方向にずらすとともに、ホルダ同士で上記物品の側面を挟持するようにホルダ同士の間隔を狭くすることで、ホルダ間に把持した上記物品同士の平行を維持したまま、上記物品の側面同士の重なり幅を減少させるものであることを特徴としている。
【０００５】
上記供給手段が、上記複数の物品中の任意の物品をベルトのホルダへの供給経路から排除する排除手段を備えていてもよい。
【０００６】
また、本発明は、上記搬送装置を備える上記物品の箱詰装置にも係り、上記搬送装置により配列された複数の上記物品を箱内に収納する収納手段を備えることを特徴としている。
【０００７】
ここで、上記収納手段の上流側に、複数の上記物品を上記第一把持手段から受け取り、その表裏を必要に応じ反転させて上記収納手段に受け渡す第二把持手段を備えていてもよい。
【０００８】
また、上記収納手段により上記箱内に収納された複数の上記物品を、上記箱内の一側面側に寄せた状態で支持する支持手段を設けることも可能である。
更に、本発明の物品の搬送方法は、平板状をなし、かつ一端に凸部を有する複数の物品を、その側面同士が互いに重なるよう平行に配列しつつ移動させる物品の搬送方法であって、ベルトの周囲に平行に植設されて上記物品を支持する複数のホルダに上記物品を凸部の向きが一定となるように供給し、ベルトの複数のホルダに支持されて凸部同士および側面同士が互いに重なり合い、かつ平行に配列された複数の上記物品を、ベルトの複数のホルダから上方に引き抜いて移動させ、引き抜いて移動させるに際し、台座から下方に突出するとともに左右に延設されたプレート状をなす複数のホルダを備え、かつ台座は、物品同士の平行を維持したまま、複数のホルダの位置を左右にずらすとともにホルダ同士の間隔を狭くする変形が可能である上部把持装置を用い、上記上部把持装置によって、上記物品を上方に引き抜き、上記上部把持装置のホルダ間に把持した上記物品同士の平行を維持したまま、上記物品の側面同士の重なり幅を減少させて、上記物品の凸部同士を重ねることなく、上記物品の互いの位置をずらすことを特徴とする。
また、本発明の物品の搬送方法においては、上記引き抜きの後、複数の上記物品を把持した上記上部把持装置が、上記ベルトの複数のホルダの上方から離れて、水平方向に移動中に上記物品同士の平行を維持したまま上記物品の側面同士の重なり幅を減少させることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
本発明に係る箱詰装置の例を図１に示す。図中符号１，２は、平板状をなす物品（後述）搬送用のコンベヤ（供給手段）で、コンベヤ１，２は、平行に配置された一対のローラ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂと、ローラ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ間に掛け渡されたベルト１ｃ，２ｃとをそれぞれ備えている。
【００１０】
コンベヤ１，２は、上記物品の搬送方向（図１に矢印Ａで示す方向）に沿って直列かつ水平に配置され、かつ搬送方向前方（図１中左方）に位置するコンベヤ１は、図１に符号Ｂで示すように、前方側のローラ１ａを軸として下方に揺動可能とされている。なお、以下の記載中、図１中矢印Ａに沿った方向を前後方向、水平かつ矢印Ａと直交する方向を左右方向とそれぞれ定義する。
【００１１】
符号３ａ，３ｂは、コンベヤ２の後方にて前後に配置された一対のローラで、ローラ３ａ，３ｂ間には、ベルト３ｃが掛け渡されている。ベルト３ｃの表面には、プレート状をなす複数のホルダ３ｄが、ベルト３ｃの長手方向に沿って、上記物品の厚みに応じた所定の間隔で植設され、かつ個々のホルダ３ｄはいずれも左右に延設されるとともに、ベルト３ｃの表面から外方に突出している。そして、上記コンベヤ１，２、ローラ３ａ，３ｂ、ベルト３ｃ及びホルダ３ｄから、上記物品を平行に配列する配列装置３が構成されている。
【００１２】
符号４は、配列された上記物品を配列装置３から受け取り、上記物品同士の平行を維持したまま上記物品の側面同士の重なり幅を減少させる上部把持装置（第一把持手段）である。上部把持装置４は、台座４ａと、台座４ａから下方に突出する、プレート状をなす複数（図では５枚）のホルダ４ｂと、台座４ａを上下動自在に支持するアーム４ｃとを備え、配列装置３の上方に、図１に矢印Ｃで示すように左右に移動自在に設置されている。ここで、個々のホルダ４ｂはいずれも左右に延設され、かつホルダ４ｂの間隔は、ホルダ３ｄの間隔と略同一とされている。
【００１３】
また、台座４ａは、通常は、図２に示すような、上面視して矩形状をなす形状とされているが、必要に応じ、図３に示すように、その前後方向の幅αを減少させる形状に変形可能となっている。台座４ａを図３に示すように変形させると、台座４ａの下方に取り付けられたホルダ４ｂが左右にずれ、その結果、ホルダ４ｂの側面同士の重なり幅が、図３に符号βで示す量だけ減少する。
【００１４】
符号５は、上記物品を上部把持装置４から受け取る下部把持装置（第二把持手段）である。下部把持装置５は、上方に開口するホルダ５ａと、ホルダ５ａを下方から支持する軸５ｂとを備え、上部把持装置４の下方に、図１に矢印Ｄで示すように軸５ｂを中心として回転自在かつ図１に矢印Ｅで示すように左右に移動自在に設置されている。
【００１５】
符号６は、上記物品を下部把持装置５から受け取り、箱７内に収納する収納装置（収納手段）である。収納装置６は、下部把持装置５の上方に水平に配設され、自らの軸回りに回転自在とされた環状をなす回転部６ａと、回転部６ａから等間隔で上下動自在に垂下された複数（図では４基）のホルダ６ｂとを備えている。
【００１６】
符号８は、上記物品を収納するための箱７をホルダ６ｂの下方に搬送する搬送装置で、搬送装置８は、左右方向に延びるコンベヤ８ａと、コンベヤ８ａ上に設置され、箱７を支持する台座８ｂとを備えている。また、コンベヤ８ａにより搬送された箱７は、ホルダ６ｂの下方にて、台座８ｂごと、図１に矢印Ｆ，Ｇで示すように前後左右に移動自在とされている。一方、台座８ｂへの箱７の供給には、箱供給装置（図示せず）が使用される。
【００１７】
符号９は、上記収納装置６により箱７内に収納された上記物品を、箱７内の一側面（図の例では前後いずれかの側面）側に寄せた状態で支持する支持装置（支持手段）である。支持装置９は、箱７内に上方から挿入される前後一対の支持板（前方支持板９ａ及び後方支持板９ｂ）を備えている。ここで、支持板９ａ，９ｂは、前後から箱７の上方に延設され、その先端を、箱７の前後の側面と平行となるよう下方に屈曲させることにより、箱７内に上方から挿入可能となっている。また、支持板９ａ，９ｂは、それぞれ上下動自在かつ図１に矢印Ｈ，Ｉで示すように前後に移動自在とされている。
【００１８】
符号１０は制御盤で、上記配列装置３、上部把持装置４、下部把持装置５、収納装置６、搬送装置８、支持装置９及び箱供給装置の動作は、全てこの制御盤１０にて自動的に制御される。そして、上記配列装置３、上部把持装置４、下部把持装置５、収納装置６、搬送装置８、支持装置９、制御盤１０及び箱供給装置から、箱詰装置１１が概略構成されている。
【００１９】
次に、上記構成を有する箱詰装置１１による物品の箱詰について、図４に示するような、平板状をなし、かつ一端に凸部１２ａを有する物品１２の箱詰を例に挙げて以下に説明する。
【００２０】
図５及び図６において、配列装置３のベルト３ｃは、ローラ３ａ，３ｂの回転により、図１及び図５に矢印Ｊで示す方向に間欠的に移動している。物品１２は、一定の向きでコンベヤ１上に載置され、コンベヤ１，２により後方（図１及び図５に矢印Ａで示す方向）に搬送される。一方、前方側のコンベヤ１上に載置された物品１２が不良品である場合、あるいはコンベヤ１上に載置された物品１２をサンプリングする場合には、コンベヤ１が、図１及び図５に符号Ｂで示すように、前方側のローラ１ａを軸として下方に揺動し、コンベヤ１上の物品１２が下方に排除される。すなわち、本実施形態の場合、コンベヤ１が、任意の物品１２を物品１２の供給経路外に排除する排除手段として作用する。
【００２１】
搬送された物品１２は、ベルト３ｃの前端部にて、前方からホルダ３ｄ間に挟まれる。その結果、物品１２の位置のばらつきがホルダ３ｄにて矯正されるとともに、ベルト３ｃの移動に伴い、物品１２が、ホルダ３ｄの延設方向に沿って配列された状態で、ローラ３ａの弧に沿って順次後上方へと搬送される。これらの物品１２は、ベルト３ｃ上にて、ホルダ３ｄにより、互いの側面同士が互いに重なるよう平行に配列され、更に後方へと搬送される。配列された物品１２が上部把持装置４の下方に搬送されると、ベルト３ｃの移動停止時に上部把持装置４が下降し、ベルト３ｃ上の物品１２間に、上部把持装置４のホルダ４ｂが、図５に符号Ｋで示すように挿入される。
【００２２】
そして、この状態でホルダ４ｂにて物品１２を挟み、上部把持装置４を上昇させることにより、図６に示すように、ホルダ４ｂにより把持された複数（図では４枚）の物品１２が、互いの平行を維持したまま、配列装置３から上方に引き抜かれる。
【００２３】
上部把持装置４に把持された物品１２は、上部把持装置４とともに右方に移動する。また、上部把持装置４の移動とともに、台座４ａが上記図２に示す形状から図３に示すような形状に変形し、それに伴い、上部把持装置４に把持された物品１２が、図７に示す状態から、互いの平行を維持したまま左右にずれる。すると、図８に示すように、物品１２の側面同士の重なり幅が、上記符号βで示す量だけ減少し、その結果、凸部１２ａが、互いに重なることなく、隣接する物品１２の一端側（図８では左側）から、隣接する物品１２側（図８では上方）に突出する。
【００２４】
図８に示すように互いの位置がずれた物品１２は、上部把持装置４とともに下方に移動し、下方に位置する下部把持装置５のホルダ５ａにて、下方から挟まれる。そして、この状態で上部把持装置４を上昇させることにより、物品１２が、図９に示すように左右にずれた状態で下部把持装置５に把持される。この状態では、凸部１２ａが互いに重ならなくなるため、物品１２の側面同士が直接密着し、その結果、重なった物品１２の厚みγが、凸部１２ａ同士を互いに重ねた場合に比べて減少する。
【００２５】
物品１２は、下部把持装置５とともに、収納装置６の下方に位置するまで右方に移動し、下降してきた収納装置６のホルダ６ｂにて、上方から挟まれる。そして、この状態でホルダ６ｂを上昇させることにより、物品１２が、図９に示すような互いの位置がずれた状態で、収納装置６に把持される。この場合、必要に応じホルダ５ａを軸５ｂを中心として回転させ、把持された物品１２の表裏を反転させてから収納装置６に受け渡してもよい。
【００２６】
収納装置６に把持された物品１２は、ホルダ６ｂとともに、図１に矢印Ｌで示すように回転部６ａの周に沿って一定方向に回転する。そして、物品１２が、搬送装置８にて左方から搬送されてきた箱７の上方に到達した時点で、ホルダ６ｂが下降して、物品１２を箱７内の所定位置に収納する。収納後のホルダ６ｂは、物品１２を離した後上昇する。また、箱７内における物品１２の収納位置は、搬送装置８の台座８ｂを前後左右に移動させることにより調節する。
【００２７】
箱７内における物品１２の収納状況を図１０に示す。箱７内には、複数の物品１２が、凸部１２ａを互いに重ねることなく、厚みγを可能な限り減少させた状態で収納される。その結果、この箱詰装置１１によれば、凹凸を有する物品１２に対しても、箱７内における無駄な空間の形成を抑えつつ、物品１２の自動的な箱詰が可能となる。
【００２８】
しかも、下部把持装置５にて、必要に応じ物品１２の表裏を反転させることにより、図１０に符号Ｍ，Ｎで示すように、複数の物品１２が、互いに逆向きに重ねられて箱７内に収納される。その結果、箱７内における無駄な空間が更に減少し、より効率的な収納が可能となる。また、配列装置３から収納装置６に至る箱詰装置１１の主要部において、物品１２が空中におけるホルダ３ｄ，４ｂ，５ａ，６ｂ間の受け渡しにより搬送されるため、物品１２に傷や汚れ、異物等が付着しにくいという効果もある。
【００２９】
次いで、支持装置９の作用について、図１１ないし図１５とともに説明する。図１１は、箱７内に物品１２が収納される前の状態を示している。この状態では、支持板９ａ，９ｂはいずれも待機位置にあって箱７内には挿入されていない。収納装置６により箱７内に物品１２が収納されると、前方支持板９ａが物品１２の後方から箱７内に挿入され、収納された物品１２を後方から支持する（図１２）。更に、収納装置６により、前方支持板９ａの後方に新たな物品１２が収納されると、後方支持板９ｂが、新たに収納された物品１２の後方から箱７内に挿入され、新たに収納された物品１２を後方から支持する（図１３）。
【００３０】
その後、前方支持板９ａが上方に引き抜かれ、後方支持板９ｂの上方に移動する（図１４）。更に、後方支持板９ｂが上方に引き抜かれ、待機位置に戻るとともに、移動した前方支持板９ａが下降して、新たに収納された物品１２を後方から支持する（図１５）。そして、新たな物品１２が収納される度に上記図１２〜図１５に示す操作を繰り返すことにより、物品１２が箱７内の一側面（図の例では前方側面）側に寄せられた状態で箱７内に収納され、収納された物品１２の後方側への転倒が防止され、確実な箱詰が可能となる。
【００３１】
なお、本実施形態では、便宜上、物品１２の形状を図４に示すようなものとしたが、本発明の箱詰装置１１が適用可能な物品１２の形状はこれに限られるものではない。すなわち、この箱詰装置１１は、例えばホルダ３ｄ，４ｂ，５ａ，６ｂの形状等を変更することにより、平板状をなし、凹凸を有する物品であれば、他の形状の物品にも適宜適用可能である。また、箱詰装置１１を構成する各種装置の具体的な形状や配置等も、箱詰すべき物品や箱詰装置１１の設置場所等に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、凹凸を有する物品の配列及び箱詰を、箱内における無駄な空間の形成を最小に抑えつつ、自動的に行うことが可能となる。よって、本発明によれば、従来人手に依存していた、凹凸を有する物品の配列及び箱詰作業が省力化され、しかも、人力により配列及び箱詰を行う場合に比べ、高速かつ正確な箱詰が可能となるという効果が得られる。
【００３３】
更に、収納手段により箱内に収納された物品を、箱内の一側面側に寄せた状態で支持する支持手段を備えることにより、収納された物品の箱内における転倒が防止され、確実な箱詰が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る箱詰装置を模式的に例示する上方斜視図である。
【図２】  本発明に係る箱詰装置に使用される上部把持装置の台座の形状の例を示す上面図である。
【図３】  本発明に係る箱詰装置に使用される上部把持装置の台座の形状の例を示す上面図である。
【図４】  本発明に係る箱詰装置が適用される物品の形状の例を示す上方斜視図である。
【図５】  本発明に係る箱詰装置に使用される配列装置における物品の配列工程の例を示す側面図である。
【図６】  本発明に係る箱詰装置に使用される配列装置における物品の配列工程の例を示す側面図である。
【図７】  本発明に係る箱詰装置に使用される上部把持装置における物品の把持状況の例を示す下面図である。
【図８】  本発明に係る箱詰装置に使用される上部把持装置における物品の把持状況の例を示す下面図である。
【図９】  本発明に係る箱詰装置により箱詰される物品同士の重なり具合の例を示す上面図である。
【図１０】  本発明に係る箱詰装置による物品の箱詰状況の例を示す上面図である。
【図１１】  本発明に係る箱詰装置に使用される支持装置の作用を模式的に示す図である。
【図１２】  本発明に係る箱詰装置に使用される支持装置の作用を模式的に示す図である。
【図１３】  本発明に係る箱詰装置に使用される支持装置の作用を模式的に示す図である。
【図１４】  本発明に係る箱詰装置に使用される支持装置の作用を模式的に示す図である。
【図１５】  本発明に係る箱詰装置に使用される支持装置の作用を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１，２  コンベヤ（供給手段）
３  配列装置
３ｃ  ベルト
３ｄ  ホルダ
４  上部把持装置（第一把持手段）
５  下部把持装置（第二把持手段）
６  収納装置（収納手段）
７  箱
９  支持装置（支持手段）
１１  箱詰装置
１２  物品
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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