(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
整列された複数の物品をその列の前後から把持する一対の把持部材と、これら把持部材を開閉動作させる開閉動作手段と、前記把持部材が複数の物品を把持した際に、少なくともこの把持部材に接触する物品に、箱内への進入方向後方側から当接する押さえ部材と、各把持部材および押さえ部材を支持して移動させる移動部材と、この移動部材を移動させて、前記両把持部材を箱内に進入させる移動機構と、前記移動部材に対して把持部材を移動させてこれら両把持部材を箱内から後退させる把持部材移動手段とを備えた物品収納装置において、
前記把持部材、押さえ部材および把持部材移動手段を一対の支持部材にそれぞれ設け、この一対の支持部材を前記開閉動作手段によって開閉動作させるとともに、これら一対の支持部材および開閉動作手段を前記移動部材に設け、
前記開閉動作手段を作動させて前記一対の支持部材に設けた把持部材を接近させて前記複数の物品をその列の前後から把持し、この複数の物品を把持した把持部材を移動機構によって箱内に進入させ、この箱内で前記開閉動作手段によるこれら物品の把持を解除し、押さえ部材によって物品を押さえつつ把持部材を前記把持部材移動手段によって箱内から後退させることにより、前記物品を箱内に収納することを特徴とする物品収納装置。
【請求項２】
前記開閉動作手段が、各支持部材にそれぞれ対応させた一対の複動式エアシリンダ装置であって、エア室に圧縮エアを導入することによって一対の支持部材を開閉動作させるとともに、把持部材による物品の把持を解除する際には、各エア室を大気に開放するように制御することを特徴とする請求項１に記載の物品収納装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、一対の把持部材を開閉させて複数の物品を把持し、箱内に挿入する物品収納装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
物品搬送コンベヤによって搬送されてきた物品を、物品の集積部で複数個ずつに整列させ、これら整列した複数個の物品を、開閉する一対の把持部材によってその列の前後から挟持した後、ケースコンベヤによって搬送されてきた箱内に挿入する物品収納装置は従来から広く用いられている。
【０００３】
前記のような物品収納装置によって取り扱う物品が不安定な形状の場合には、前記把持部材を箱の上方に位置させて、上方から投入することができないため、把持部材によって把持したまま箱の内部に挿入し、その箱内で物品を離して収納するようにしている。
【０００４】
しかしながら、物品とともに、把持部材を箱の内部まで挿入すると、箱の内部の空間に余裕がないため把持部材を大きく開放することができない。そのため、把持部材を箱内から抜き出すために上昇させる際に、これら両側の把持部材に接触している両端の物品がずれたり、把持部材とともに外部に引き出されてしまう場合があった。
【０００５】
そこで、箱内に物品を挿入した把持部材を抜き出す際に、それら物品の上面を押さえて、物品が把持部材とともに移動することを防止するストリッパプレート（押さえ部材）を設けた構成がすでに知られている。図１１は、両側の把持部材１２，１２の間に、物品４の上面を押さえて箱１６内に挿入する押さえ部材１８を備えた物品収納装置を簡略化して示す図であり、同図（ａ）のように、一対の把持部材１２，１２により整列された複数の物品４をその列の前後（図の左右）から挟んで保持するとともに、物品４の上面に前記押さえ部材１８を当接させた状態で、箱１６の上方に移動し、下降して物品４とともに箱１６内に進入した後、物品４の上面を押さえ部材１８で押さえながら把持部材１２，１２を上昇させることにより、物品４を箱１６内に挿入している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記のような物品収納装置は、各種サイズ、形状の物品４に兼用することが要求されるようになっており、両側の把持部材１２，１２が物品４を把持する位置は物品４のサイズ等によって異なっている。このような場合に、前記押さえ部材１８が把持部材１２，１２に把持されているすべての物品４の上面を押さえることができれば、これらの物品４を安定した姿勢のまま箱１６内に収納することができるが、大きさの合わない押さえ部材１８の場合には、図１１（ｂ）に示すように、押さえ部材１８に押さえられていない物品４が、上昇する把持部材１２，１２の摩擦力でずれてしまうおそれがあった。そのため、従来は、取り扱う物品４のサイズや数に応じて押さえ部材１８を交換しなければならないという問題があった。
【０００７】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、把持部材によって把持する物品のサイズや数が変わった場合でも、物品の上面を押さえる押さえ部材を交換する必要がなく、兼用性の高い容器収納装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る物品収納装置は、整列された複数の物品をその列の前後から把持する一対の把持部材と、これら把持部材を開閉動作させる開閉動作手段と、前記把持部材が複数の物品を把持した際に、少なくともこの把持部材に接触する物品に、箱内への進入方向後方側から当接する押さえ部材と、各把持部材および押さえ部材を支持して移動させる移動部材と、この移動部材を移動させて、前記両把持部材を箱内に進入させる移動機構と、前記移動部材に対して把持部材を移動させてこれら両把持部材を箱内から後退させる把持部材移動手段とを備えものであって、さらに、前記把持部材、押さえ部材および把持部材移動手段を一対の支持部材にそれぞれ設け、この一対の支持部材を前記開閉動作手段によって開閉動作させるとともに、これら一対の支持部材および開閉動作手段を前記移動部材に設け、前記開閉動作手段を作動させて前記一対の支持部材に設けた把持部材を接近させて前記複数の物品をその列の前後から把持し、この複数の物品を把持した把持部材を移動機構によって箱内に進入させ、この箱内で前記開閉動作手段によるこれら物品の把持を解除し、押さえ部材によって物品を押さえつつ把持部材を前記把持部材移動手段によって箱内から後退させることにより、前記物品を箱内に収納するようにしたものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記開閉動作手段が、各支持部材にそれぞれ対応させた一対の複動式エアシリンダ装置であって、エア室に圧縮エアを導入することによって一対の支持部材を開閉動作させるとともに、把持部材による物品の把持を解除する際には、各エア室を大気に開放するように制御することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る物品収納装置の全体の構成を示す側面図である。物品搬送コンベヤ２によって搬送されてきた物品４は、この搬送コンベヤ２上の集積部２Ａで、複数個ずつ整列して集積される。ロボット（移動機構）６が、そのアーム８に取り付けられた充填ハンド（移動部材）１０を、前記搬送コンベヤ２の集積部２Ａ上に移動させて、この充填ハンド１０に設けられている一対の把持プレート（把持部材）１２，１２によって前記複数の物品４を挟持する。続いて、充填ハンド１０を、ケースコンベヤ１４上の充填ステーション１４Ａまで搬送されてきた箱１６の上方に移動させ、この箱１６内に物品４を収納する。
【００１３】
次に、前記充填ハンド１０に設けられている一対の把持プレート１２，１２およびこれら把持プレート１２，１２に把持されている物品４の上面を押さえる押さえプレート（押さえ部材）等の構成について説明する。図２は充填ハンド１０の側面図、図３は図２のＥ方向矢視図、図４は図２のＤ方向矢視図、図５は図３のＸ方向矢視図、図６は図２のＹ方向矢視図である。充填ハンド１０に設けられた両側のフレーム２０，２０間に、一対の把持プレート１２，１２の開閉動作用エアシリンダ（開閉動作手段）２２，２２が設けられ、各エアシリンダ２２，２２のスライド部材２２ａ，２２ａにそれぞれ支持板（支持部材）２４，２４が固定されている。
【００１４】
前記一対の開閉動作用エアシリンダ２２，２２は、図７（ａ）に示すように、レギュレータ２６および電磁弁２８を介して図示しない圧縮エア供給源に接続されており、両エアシリンダ２２，２２の対応するエア室に同時に圧縮エアが供給され、互いに接近または離隔するようになっている。例えば、図７（ａ）では上方のエアシリンダ２２の右側のエア室と下方のエアシリンダ２２の左側のエア室に圧縮エアを供給して、前記スライド部材２２ａ，２２ａを互いに離隔させ、図７（ｂ）では上方のエアシリンダ２２の左側のエア室と下方のエアシリンダ２２の右側のエア室に圧縮エアを供給して、前記スライド部材２２ａ，２２ａを互いに接近させる。なお、前記レギュレータ２６は、物品４を押しつぶさないような力で把持できるように適宜の圧力に設定されている。
【００１５】
これら一対の開閉動作用エアシリンダ２２，２２には、それぞれラック３０，３０が平行に、かつ互いに向かい合うようにして固定されており（図５参照）、これら両ラック３０，３０が中間に配置されたピニオン３２に噛み合っている。従って、圧縮エアの供給により作動する際に、両エアシリンダ２２，２２は常に位相が保たれており、これらエアシリンダ２２，２２に固定されている支持板２４，２４は、常に左右対称な動きをするようになっている。なお、前記電磁弁２８は、エキゾーストセンタータイプであり、中立位置では両エアシリンダ２２，２２の各エア室が大気に開放されるようになっている（図７（ｃ）の状態）。
【００１６】
一対の開閉動作用エアシリンダ２２，２２に固定されている二枚の支持板２４，２４には、図８（この図は外側の一組と内側の一組が別の状態を示している）に示すように、それぞれ、物品４を把持する把持プレート１２およびこの把持プレート１２に把持された物品４の上面に当接可能な押さえプレート１８が設けられている。これら一対の把持プレート１２，１２および押さえプレート１８，１８は、前記一対の開閉動作用エアシリンダ２２，２２の作動により互いに接近、離隔可能であり、図８に示す範囲Ａ（小型の物品または物品の数が少ない場合）と範囲Ｂ（大型の物品または物品の数が多い場合）との間で、異なるサイズあるいは異なる個数の物品４に兼用できるようになっている。また、これら両押さえプレート１８，１８は、互いに接近した際に先端面１８ａ，１８ａ同士が干渉しないように、くし形に切り欠かれて、互いに噛み合うようになっている（図６参照）。
【００１７】
なお、充填ハンド１０には、両把持プレート１２，１２によって把持される物品４の個数管理用の近接スイッチ３４が設けられている（図２ないし図４参照）。開閉動作用エアシリンダ２２，２２は、前述のようにレギュレータ２６で設定された圧力で、両把持プレート１２，１２が物品４を把持した状態で停止するまで作動するようになっており、把持する物品４の数に過不足があった場合に、一方のエアシリンダ２２（図４の右側）のスライド部材２２ａに設けられたドク３６の位置が変わることを検出して、箱１６内に収納する物品４の個数を管理している。また、近接スイッチ３４は、レバー３８を操作するとその位置を変更できるようになっており、物品４の種類によって、その位置を調整する。
【００１８】
前記一対の押さえプレート１８，１８は、両側の支持板２４，２４の下端にこの支持板２４，２４に対して直角の方向を向けてそれぞれ固定されており、前記開閉作動用エアシリンダ２２，２２の作動により相対的な接近離隔運動だけを行う。一方、一対の把持プレート１２，１２は、前記各支持板２４，２４の上部に、この支持板２４，２４と平行して（つまり、前記押さえプレート１８，１８の平面と直交する方向を向けて）固定された把持プレート相対移動用エアシリンダ（把持部材移動手段）４０，４０のピストンロッド４０ａ，４０ａにそれぞれ取り付けられており、このエアシリンダ４０，４０の作動により押さえプレート１８，１８に対して相対的な昇降運動ができるようになっている。
【００１９】
以上の構成に係る物品収納装置の作動について、前記各図（図１ないし図８）と、この物品収納装置の作動を順次示す図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）により説明する。物品搬送コンベヤ２によって搬送されてきた物品４は、集積部２Ａに複数個（この実施の形態では５個）ずつ整列されて集積される。ロボット６の動作により、充填ハンド１０がこの集積部２Ａに移動し、両把持プレート１２，１２を、整列された複数の物品４に対しその列の前後方向（図９（ａ）の左右方向）から等距離になるように位置させるとともに、押さえプレート１８，１８の支持面（下面）を物品４の上面の高さとほぼ同じ高さに位置させる。この時点では、電磁弁２８が、図７（ａ）に示す位置に切り換えられており、開閉作動用の両エアシリンダ２２，２２が離隔する方向のエア室に圧縮エアを導入して、両把持プレート１２，１２を開放させておく。また、把持プレート相対移動用のエアシリンダ４０，４０の作動により、両把持プレート１２，１２を押さえプレート１８，１８に対して相対的に前進させた状態にしておく。
【００２０】
次に、前記開閉作動用エアシリンダ２２，２２の電磁弁２８を、図７（ｂ）に示すように切り換えて、両エアシリンダ２２，２２が接近する方向のエア室に圧縮エアを導入し、一対の把持プレート１２，１２を接近させることにより前記物品４を両側から把持する。同時に、両押さえプレート１８，１８は外側（把持プレート１２，１２側）の物品４の上面に当接する。なお、図９（ｂ）では、各押さえプレート１８，１８が把持プレート１２，１２に接触している物品４（４Ａ、４Ｅ）とその隣の物品４（４Ｂ、４Ｄ）の上面に当接しているが、各押さえプレート１８，１８が必ずしも２個以上の物品４の上面に当接する必要はなく、少なくとも把持プレート１２，１２に接触している物品４（４Ａ、４Ｅ）に当接し得るものであればよい。また、押さえプレート１８，１８は、把持プレート１２，１２が物品４を把持した時点では、必ずしも物品４の上面に当接している必要はなく、後に説明するように把持プレート１２，１２を箱１６内から抜き出す際に、物品４の上面に当接して物品４が崩れることを防止できるものであれば、僅かの隙間があっても良い。
【００２１】
両側の把持プレート１２，１２を接近させて物品４を把持した後、充填ハンド１０は持ち上げられて、把持プレート１２，１２に把持されている物品４を前記集積部２Ａから取り出し、そのまま、ケースコンベヤ１４によって充填ステーション１４Ａまで搬送されてきた箱１６の上方に移動する（図９（ｃ）参照）。
【００２２】
両把持プレート１２，１２および押さえプレート１８，１８が物品４を把持した時の状態のままで、充填ハンド１０が箱１６の上方に移動し、そのまま箱１６に向かって前進する。両把持プレート１２，１２は、物品４を把持したまま物品４とともに箱１６内に挿入される。なお、図２に示すように、箱１６が水平であるか傾斜しているかにかかわらず、把持プレート１２，１２は箱１６の底面に対し直交する方向に前進して箱１６内に挿入される。
【００２３】
前述のように図７（ｂ）に示す方向から開閉作動用エアシリンダ２２，２２に圧縮エアを供給して、両把持プレート１２，１２が閉じて物品４を把持している状態のまま、物品４とともに箱１６内に挿入された後、前記電磁弁２８を中立位置に切り換える（図７（ｃ）参照）。すると両開閉作動用エアシリンダ２２，２２の各エア室内が大気に開放されるので、両把持プレート１２，１２の位置は変化しないが、物品４を押圧する力が解除される。箱１６内に挿入した物品４を離すためには、箱１６内で両把持プレート１２，１２を開けばよいが、そのため両エアシリンダ２２，２２に図７（ａ）に示す方向にエアを供給すれば、把持プレート１２，１２が大きく開いて箱１６を押し広げてしまうので、把持プレート１２，１２を僅かに開く微動機構のようなものが必要になるが、本実施の形態では、押圧力を開放するだけなので、微動機構等を必要としない。
【００２４】
その後、両把持プレート移動用エアシリンダ４０，４０を作動させ、これら両側の把持プレート１２，１２を後退させて箱１６内から抜き出す。このとき、把持プレート１２，１２が取り付けられている充填ハンド１０および両押さえプレート１８，１８は移動しないので、物品４はその上面を押さえプレート１８，１８によって押さえられ、整列された状態が崩れたり箱１６から抜け出したりすることなく、この箱１６内に確実に収納される（図１０（ｂ）参照）。
【００２５】
箱１６内へ物品４を収納すると、充填ハンド１０はそのまま上昇した後、移動して再び物品搬送コンベヤ２の方向に戻り、次の収納工程を行う。この戻り行程中に、前記両把持プレート１２，１２は、開閉動作用のエアシリンダ２２，２２の作動によって開放位置に戻り、また、両把持プレート移動用エアシリンダ４０，４０の作動により、各押さえプレート１８，１８に対し相対的に前進して、図９（ａ）の状態に戻る。なお、把持プレート１２，１２および押さえプレート１８，１８の形状等は図示のものに限定されるものではない。また、これら把持プレート１２，１２と押さえプレート１８，１８とが必ずしも一体である必要はなく、ともに開閉方向に移動可能であればよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、整列された複数の物品をその列の前後から把持する一対の把持部材と、これら把持部材を開閉動作させる開閉動作手段と、前記把持部材が複数の物品を把持した際に、少なくともこの把持部材に接触する物品に、箱内への進入方向後方側から当接する押さえ部材と、各把持部材および押さえ部材を支持して移動させる移動部材と、この移動部材を移動させて、前記両把持部材を箱内に進入させる移動機構と、前記移動部材に対して把持部材を移動させてこれら両把持部材を箱内から後退させる把持部材移動手段とを備えた物品収納装置において、前記把持部材、押さえ部材および把持部材移動手段を一対の支持部材にそれぞれ設け、この一対の支持部材を前記開閉動作手段によって開閉動作させるとともに、これら一対の支持部材および開閉動作手段を前記移動部材に設け、前記開閉動作手段を作動させて前記一対の支持部材に設けた把持部材を接近させて前記複数の物品をその列の前後から把持し、この複数の物品を把持した把持部材を移動機構によって箱内に進入させ、この箱内で前記開閉動作手段によるこれら物品の把持を解除し、押さえ部材によって物品を押さえつつ把持部材を前記把持部材移動手段によって箱内から後退させることにより、前記物品を箱内に収納するようにしたので、不安定な形状の物品でも安定した姿勢で確実に箱内に収納することができる。しかも、把持部材によって把持する物品のサイズや数が変わった場合でも、物品の上面を押さえる押さえ部材を交換する必要がなく、兼用性の高い容器収納装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る物品収納装置の全体の構成を示す側面図である。
【図２】前記物品収納装置に設けられた充填ハンドの側面図である。
【図３】図２のＥ方向矢視図である。
【図４】図２のＤ方向矢視図である。
【図５】図３のＸ方向矢視図である。
【図６】図２のＹ方向矢視図である。
【図７】把持部材開閉作動用シリンダのエアの流れによる駆動状態の変化を示す図である。
【図８】把持部材の拡開動作を示す図である。
【図９】前記物品収納装置の動作を順次説明する図である。
【図１０】図９に続く動作を順次説明する図である。
【図１１】従来の物品収納装置の作用を説明する図である。
【符号の説明】
４    物品
６    移動機構（ロボット）
１０    移動部材（充填ハンド）
１２    把持部材（把持プレート）
１６    箱
１８    押さえ部材（押さえプレート）
２２    開閉動作手段（エアシリンダ）
４０    把持部材移動手段（エアシリンダ）
【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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