物品箱詰め装置
【課題】 従来の物品箱詰め装置は、物品を定位置で積層するのに、簡単な構成で、処理スピードが速く、且つきれいに整列させた状態で積層できるものはなかった。
【解決手段】 コンベア装置１で順次搬送されてくる平面視矩形で薄形の物品Ｙをコンベア終端部１ａから順次無停止状態で送出して、各物品Ｙをコンベア終端部１ａの下方で待ち受ける収納箱Ｘ内に所定個数だけ積層状態で収納し得るようにした物品箱詰め装置において、コンベア終端部１ａに、該コンベア終端部から送出される物品Ｙを乗り越させて減速させた後、表裏反転させて落下させるための物品減速反転部材２を取付けていることにより、物品Ｙを収納箱Ｘ内に、簡単な構成で、処理スピードが速く、且つきれいに整列状態で収納・積層できるようにした。
【解決手段】 コンベア装置１で順次搬送されてくる平面視矩形で薄形の物品Ｙをコンベア終端部１ａから順次無停止状態で送出して、各物品Ｙをコンベア終端部１ａの下方で待ち受ける収納箱Ｘ内に所定個数だけ積層状態で収納し得るようにした物品箱詰め装置において、コンベア終端部１ａに、該コンベア終端部から送出される物品Ｙを乗り越させて減速させた後、表裏反転させて落下させるための物品減速反転部材２を取付けていることにより、物品Ｙを収納箱Ｘ内に、簡単な構成で、処理スピードが速く、且つきれいに整列状態で収納・積層できるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、平面視矩形で薄形の物品を収納箱内に所定個数だけ積層状態で収納し得るようにした物品箱詰め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば柔軟食品や粉粒体等を矩形扁平状に包装した物品は、一般に所定個数ずつ箱詰めして出荷されるが、その箱詰め方法として従来から次のようなものがある。
【０００３】
第１例として、コンベアで搬送されてくる物品を吸着装置（吸着部材）により吸着し、その吸着部材を順次収納箱の所定位置上方まで移動させ、そこで吸着解除することにより物品を収納箱内の所定位置に収納するようにしたものがある。
【０００４】
第２例として、コンベアにて搬送されてくる物品を一対のテーブル上に一旦停止させた後、該各テーブルを下方に開放させて物品を下方に落下させるようにしたものがある。尚、この種の下方開閉式の物品箱詰め装置として、例えば特開平７−１４９３０６号公報（特許文献１）に示されるものがある。
【０００５】
第３例として、物品をコンベア終端部から自然落下させて収納箱内に収納・積層させるようにしたものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１４９３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記第１例〜第３例の各物品箱詰め方法では、それぞれ次のような欠点がある。
【０００８】
第１例の吸着装置による箱詰め方法では、吸引用エア源や、吸着部材移動用の駆動装置や、エア開閉弁の制御等の各装置が必要となってコスト高になるとともに、吸着部材を往復移動させる必要があるので高速処理ができない（処理能力が低い）。
【０００９】
第２例のテーブル下方開閉式のものでは、テーブル開閉のための駆動装置が必要であり（コスト高になる）、且つテーブルが開動作を経て閉状態に戻るまでにかなりの時間を要するためにコンベアで供給される各物品の時間間隔を長くする必要がある（処理能力が低い）。
【００１０】
第３例のコンベア終端部から自然落下させるものでは、コンベア終端部から物品を無停止で放出させるので高速運転が可能であるものの、コンベア終端部から放出される物品はコンベア搬送による移動慣性によって放物線を画いて落下するので、積層高さによって飛距離が異なり、各物品を同位置できれいに積層できない。特に、収納箱内に前後複数列（例えば２列）を収納・積層する場合には、前後の各物品の一部が重なり合ってきれいに収納できない。
【００１１】
そこで、本願発明は、簡単な構成で、処理スピードを落とすことなく、しかも積層高さに拘わらず常に同位置に落下・積層し得るようにした物品箱詰め装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。尚、本願発明は、コンベア終端部から送出される物品を収納箱内に積層状態で収納し得るようにした物品箱詰め装置を対象にしている。
【００１３】
本願請求項１の発明
本願請求項１の物品箱詰め装置は、コンベア装置で順次搬送されてくる平面視矩形で薄形の物品をコンベア終端部から順次無停止状態で送出して、各物品をコンベア終端部の下方で待ち受ける収納箱内に所定個数だけ積層状態で収納し得るようにしたものである。尚、以下の説明では、本願で取り扱う物品の形状（平面視矩形で薄形）を矩形扁平状ということがある。
【００１４】
本願の物品箱詰め装置で取り扱う物品としては、例えば柔軟食品や粉粒体等を矩形扁平状に包装した柔軟包装物品が適用できるが、その他の硬質の矩形扁平状物品でも適用可能である。この取り扱い物品の大きさは、特に限定するものではないが例えば長さ及び幅がそれぞれ１０〜２０cmの範囲で、厚さが１〜５cm程度のものが適当である。
【００１５】
そして、この請求項１の物品箱詰め装置は、コンベア装置で順次搬送されてくる物品をコンベア終端部から順次無停止状態で落下させて、各物品をコンベア終端部下方の収納箱内に積層状態で収納し得るようにしたものである。
【００１６】
ところで、このように物品をコンベア終端部から無停止状態で送出させるものでは、物品がコンベア終端部から送出されたときの移動慣性により放物線を画いて落下し、積層高さによって物品の着地位置が前後に異なる。従って、この場合は各物品を上下整列状態で積層しにくくなる。
【００１７】
そこで、本願では、コンベア終端部から送出される物品を積層高さに拘わらず常に同位置に落下させるための構成を採用している。この構成として本願では、コンベア終端部に、該コンベア終端部から送出される物品を乗り越させて減速させた後、表裏反転させて落下させるための物品減速反転部材を設けている。
【００１８】
この物品減速反転部材は、ロール状や、ロッド状や、板状等の適宜の形状のものが採用可能であり、物品がコンベア終端部から物品減速反転部材の上に乗り上げたときに、該物品の移動慣性を減衰させる機能を有するものであればよい。即ち、この物品減速反転部材は、物品がコンベア終端部から物品減速反転部材上に乗り上げた時点で、物品下面に摩擦力が働き、その摩擦力で物品の移動慣性を減衰させ得るものであればよい。
【００１９】
又、この物品減速反転部材は、コンベア装置による物品搬送スピードや物品長さ等に応じて、コンベア終端部に対して、上下に角度調節可能にしたり前後に間隔調整可能にすることができる。
【００２０】
物品減速反転部材における物品下面が接触する部分の終端部（ロールやロッドでは頂上部、板状のものでは物品搬送方向の下手側端部）は、コンベア終端部から物品の搬送方向長さの約１／２長さよりやや短い間隔を隔てた位置に位置させている。従って、コンベア終端部から送出された物品が物品減速反転部材上に乗り上げて、該物品に対するコンベアの搬送力がなくなる時点では、物品の重心（物品のほぼ中心位置）が物品減速反転部材の終端部を僅かに越えるようになる。
【００２１】
そして、物品が完全に物品減速反転部材上に乗り上げた時点（コンベアによる搬送力がなくなった時点）では、物品の前方への移動慣性がほとんどなくなっており、且つ物品の重心が物品減速反転部材の終端部を越えているので、該物品が自重で転動し（物品前側が下方に傾動する）、その転動慣性により物品が落下しながら表裏反転する姿勢まで転動した状態（ほぼ水平姿勢状態）で収納箱内に落下する。このとき（物品の落下時に）、物品に対する前方への移動慣性はほとんどなくなっているので、該物品は物品減速反転部材を越えた位置のほぼ直下に落下するようになり、従って収納箱内の積層高さが異なっても、各物品が水平姿勢で同位置に落下・積層される。
【００２２】
このように、コンベア終端部に物品減速反転部材を設けたものでは、コンベア装置による物品搬送スピードが速くても、コンベア終端部から送出される物品の移動慣性が減衰することにより前方に飛び出すことがなくなり、順次送出されてくる物品を常に一定位置に落下させることができる。
【００２３】
尚、収納箱の待ち受け高さは、該収納箱内に所定個数積層される物品の最上部位置においても、物品減速反転部材を乗り越えた物品が十分に表裏反転し得るだけの高さが確保されるように設定される。
【００２４】
本願請求項２の発明
本願請求項２の発明は、上記請求項１の物品箱詰め装置において、コンベア終端部を物品の前後長さずつ前後に進退させるコンベア終端部進退装置を備えている。
【００２５】
この請求項２の物品箱詰め装置では、収納箱として物品を前後に複数列収容し得る大きさのものが採用される。
【００２６】
コンベア終端部進退装置は、コンベア終端部を物品の前後長さずつ前後に進退させ得るものであれば適宜の構成のものを採用できる。例えば、このコンベア終端部進退装置として、コンベア終端部を前後に伸縮させるようにしたものや、コンベアを上下二段にして下側コンベアを前後にスライドさせるようにしたもの等が採用可能である。尚、コンベア終端部の前後進退位置は、２位置でも３位置でもよい（後述の実施例では前後２位置）。
【００２７】
又、このコンベア終端部進退装置は、１つの物品がコンベア終端部を通過する度に該コンベア終端部を物品前後長さだけ前進又は後退させる（反復移動させる）ようになっている。尚、物品減速反転部材は、コンベア終端部の動きとともに前後動し、従ってコンベア終端部の前後各位置から送出される各物品は、それぞれ物品減速反転部材を乗り越えて（前方への移動慣性がなくなる）、収納箱内の前後各位置に上下整列状態で積層される。
【００２８】
本願請求項３の発明
本願請求項３の発明は、上記請求項１又は２の物品箱詰め装置において、コンベア終端部の下方で待ち受ける収納箱を物品幅ずつ左右に移動させる箱移動装置を備えている。尚、ここでいう左右とは、コンベア装置による物品搬送方向の左右である。
【００２９】
この請求項３の物品箱詰め装置では、収納箱として物品を左右に複数列収容し得る大きさのものが使用される。
【００３０】
箱移動装置は、コンベア終端部の下方で待ち受ける収納箱を物品幅ずつ左右に移動させ得るものであれば適宜の構成のものを採用できる。例えば、この箱移動装置として、収納箱の前後側面をそれぞれコンベアベルトで挟持するようにしたものや、収納箱の下面にコンベアベルトを設置したもの等が採用可能である。尚、収納箱の左右動位置は、２位置でも３位置でもよい（後述の実施例では左右３位置）。
【００３１】
そして、この箱移動装置は、コンベア終端部からの物品送出状況（収納箱内への物品収納状況）に応じて収納箱を順次物品幅ずつ右方向又は左方向に移動させる（反復移動させる）ことによって、物品を収納箱内の左右に複数列（２列又は３列）収納することができる。尚、この場合も、コンベア終端部から送出される物品は、物品減速反転部材を乗り越えて表裏反転姿勢で落下する（直下位置に落下する）ので、左右の各列においても物品が上下整列状態で積層される。
【発明の効果】
【００３２】
本願請求項１の発明の効果
本願請求項１の発明の物品箱詰め装置は、コンベア終端部に物品減速反転部材を設けているので、コンベア終端部から送出された物品が物品減速反転部材上を乗り越えることで、該物品の前方移動慣性が減衰されるとともに該物品に転動慣性が働いて、該物品が表裏反転した姿勢で直下（同位置）に落下するようになる。
【００３３】
従って、本願請求項１の物品箱詰め装置によれば、コンベア終端部から順次放出される物品を常に収納箱内の定位置に落下・積層させることができる（上下整列状態で収容できる）。又、この物品箱詰め装置では、物品を連続移動（無停止）させながら収納箱内に落下させても整列状態で積層できるので、処理スピードを速くすることができる（処理能力がアップする）という効果がある。
【００３４】
さらに、本願の物品箱詰め装置で使用されている物品減速反転部材は、コンベア終端部から送出される物品の移動慣性を減衰させ得るもの（例えば単なるロール）であればよいので、構成が簡単で且つ安価なものを使用できるという効果がある。
【００３５】
本願請求項２の発明の効果
本願請求項２の発明は、上記請求項１の物品箱詰め装置において、コンベア終端部を物品の前後長さずつ前後に進退させるコンベア終端部進退装置を備えている。
【００３６】
従って、この請求項２の物品箱詰め装置では、上記請求項１の効果に加えて、１つの収納箱に対して物品を前後に複数列積層状態で収納することができ、しかも上記した物品減速反転部材により前後に複数列積層させる場合でもそれぞれの列の物品が相互に重ならずに整列状態で積層できるという効果がある。
【００３７】
本願請求項３の発明の効果
本願請求項３の発明は、上記請求項１又は２の物品箱詰め装置において、コンベア終端部の下方に待ち受ける収納箱を物品幅ずつ左右に移動させる箱移動装置を備えている。
【００３８】
従って、この請求項３の物品箱詰め装置では、上記請求項１又は２の効果に加えて、１つの収納箱に対して物品を左右に複数列積層状態で収納することができ、しかも上記した物品減速反転部材により左右に複数列積層させる場合でもそれぞれの列の物品が相互に重ならずに整列状態で積層できるという効果がある。
【実施例】
【００３９】
以下、図１〜図７を参照して本願の実施例を説明すると、図１〜図６には本願実施例の物品箱詰め装置を示しており、図７には該物品箱詰め装置により収納箱Ｘ内に所定数個の物品Ｙを収納した状態を示している。
【００４０】
尚、図７に示す物品収納状態は、収納箱（ダンボール箱）Ｘ内に、矩形扁平状の物品Ｙを、前後２列×左右３列×上下４段の合計２４個収納したものであるが、前後及び左右の各列数及び上下積層段数等は、物品の形状や大きさ、収納箱Ｘの形状や大きさ等によって適宜に設定される。
【００４１】
本願実施例で扱う物品Ｙとしては、図７に示すように、例えば柔軟食品や粉粒体等を矩形扁平状に包装した柔軟包装物品が多用されるが、硬質の矩形扁平状物品でも適用可能である。この実施例で取り扱っている物品Ｙの大きさは、例えば長さＬが１６〜１８cm、幅Ｗが１０〜１１cm、厚さＴが３cm程度であるが、該物品Ｙの大きさは特に限定されるものではない。
【００４２】
収納箱（ダンボール箱）Ｘの形状・大きさは、取り扱い物品Ｙの大きさ・収納形態・個数等によって適宜のものが採用される。この実施例では、収納箱Ｘとして、上記物品Ｙを、前後２列×左右３列×上下４段の合計２４個収納し得る大きさのものが使用される。尚、以下の説明では、物品収納前の収納箱を空箱といい、物品収納済みの収納箱を実箱ということがある。
【００４３】
図１〜図６に示す本願実施例の物品箱詰め装置は、物品製造ライン（図示省略）で順次製造される矩形扁平状の物品Ｙを順次間隔をもって箱詰め位置まで搬送するコンベア装置１と、箱詰め位置に空箱Ｘを送り込む空箱供給装置７（空箱供給コンベア７１、空箱待機部７２の空箱押込み装置７３、箱移動装置４等が担当する）と、実箱Ｘ′を箱詰め位置から排出するための実箱排出装置８（箱移動装置４、実箱排出部８１の実箱押出し装置８２、実箱排出コンベア８が担当する）とを基本構成にしている。尚、この物品箱詰め装置では、コンベア装置１のコンベア終端部１ａの直下のやや前方位置が箱詰め位置となる。
【００４４】
コンベア装置１は、図２に示すように、コンベアベルト１１を複数個のロールに巻掛けし、該コンベアベルト１１をモータ１２で連続走行させ得るようにしたものが採用されている。そして、この実施例では、コンベアベルト１１の終端部が特許請求範囲の各請求項中のコンベア終端部１ａとなる。
【００４５】
コンベアベルト１１の始端側には、物品製造ラインで製造された物品Ｙを搬送する供給コンベア５の終端部が接続されており、該供給コンベア５で搬送されてくる各物品Ｙを順次位置決めシュート５１を通してコンベアベルト１１の始端部上の幅方向中央部に供給し得るようになっている。
【００４６】
コンベア装置１は、図２において、基端ロール１３が定位置に固定されており、コンベア終端部１ａにある先端ロール１４と基端ロール１３の近傍位置にある折返しロール１５とが可動台１６に固定されている。可動台１６は前後にスライド可能に設置されており、該可動台１６を後述するコンベア終端部進退装置３で前後に進退させることにより、コンベア終端部１ａを前後に進退させ得るようになっている。
【００４７】
コンベア終端部進退装置３は、コンベア終端部１ａを前後２位置に進退させて、物品Ｙをコンベア終端部１ａの下方で待ち受ける収納箱Ｘに対して手前側位置と奥側位置とに収納させるものである。そして、この実施例では、該コンベア終端部進退装置３は、図２に示すように、可動台１６の下面に設けたラック３３と、該ラック３３に噛合するピニオン３２と、該ピニオン３２を正・逆各方向に回転させるサーボモータ３１とで構成されている。尚、以下の説明では、このコンベア終端部進退装置を単に進退装置という。
【００４８】
この進退装置３は、サーボモータ３１が基準回転位置（「０」点位置）にあるときには、ピニオン３２とラック３３との噛合によりコンベア終端部１ａの位置を図１〜図３に実線図示する後退位置に位置せしめ、該サーボモータ３１でピニオン３２を所定角度（例えば角度１２０°）だけ回転（図２において右回転）させることにより該コンベア終端部１ａを鎖線図示位置（符号１ａ′の位置）まで前進させるようになっている。逆に、コンベア終端部が前進位置（符号１ａ′の位置）にある状態でサーボモータ３１によりピニオン３２を所定角度（上記の角度１２０°）だけ逆回転（左回転）させると、該コンベア終端部を元の後退位置（実線図示する符号１ａの位置）に戻すようになっている。この進退装置３によるコンベア終端部１ａの進退長さは、物品Ｙの搬送方向長さＬと同じに設定されている。
【００４９】
コンベア終端部１ａには、該コンベア終端部１ａを通過する物品Ｙを検出する物品検出器１８が設けられている。この物品検出器１８には、左右一対の光電管が使用されていて、物品Ｙがコンベア終端部１ａを通過する度に、その検出信号をコントローラ９に出力するようになっている。そして、コントローラ９では、物品検出器１８から出力された検出信号の回数をカウンター（図４参照）で計数するようになっている。尚、この実施例では、一箱に２４個の物品Ｙを収納するようになっており、後述するようにカウンターが２４回計数すると１回の箱詰め作業が完了する。
【００５０】
空箱供給装置７（空箱供給コンベア７１、空箱待機部７２の空箱押込み装置７３、箱移動装置４等が担当する）は、次のように構成されている。
【００５１】
まず、コンベア終端部１ａの下方の箱詰め位置には、コンベア搬送方向に対して水平直交方向に向けて収納箱Ｘを移動させるための箱移動装置４が設置されている。尚、以下の説明では、コンベア搬送方向に対する水平直交方向において、コンベア搬送方向の上手側から見て、右側を右方向といい、左側を左方向という。
【００５２】
この箱移動装置４は、収納箱Ｘの前後側面を挟持できる前後一対の挟みベルト４１，４１を有している。この各挟みベルト４１，４１は、収納箱Ｘの左右幅の約２倍の長さを有している。各挟みベルト４１，４１は、それぞれサーボモータ４２，４２によって後述する設定長さずつ同期して左右各方向に走行せしめられる。尚、この箱移動装置４は、コントローラ９（図１）からの信号で、後述する図４のタイムチャートのように作動する。
【００５３】
両挟みベルト４１，４１間には収納箱Ｘを支持するための敷板４３が設置されており、両挟みベルト４１，４１間で挟持されている収納箱Ｘを敷板４３上で摺動させ得るようになっている。
【００５４】
図１に示すように、箱移動装置４の入口側には空箱待機部７２があり、該空箱待機部７２には空箱供給コンベア７１が接続されている。空箱待機部７２には、該空箱待機部７２にある空箱Ｘを箱移動装置４（両挟みベルト４１，４１間）の入口部に押込むための空箱押込み装置７３が設けられている。この空箱押込み装置７３は、この実施例ではシリンダによる押込み式のものが採用されており、該シリンダを伸長させることで空箱待機部７２にある空箱Ｘを両挟みベルト４１，４１間の入口部で挟持される位置（図１の符号Ｘ1の位置）まで押込むことができるようになっている。尚、この実施例では、空箱供給コンベア７１と空箱待機部７２にある空箱押込み装置７３と箱移動装置４（両挟みベルト４１，４１）とで空箱供給装置７を構成している。
【００５５】
空箱押込み装置７３による空箱押込み状態では、空箱Ｘが図１の符号Ｘ1の位置にあるが、空箱押込み装置７３が作動した後、空箱がＸ1の位置まで押込まれたときに、該空箱Ｘ1を箱検出器（例えば反射式光センサー）７４で検出するようにしている。この箱検出器７４は、図１に示すように箱移動装置４の入口部付近で、図２に示すように敷板４３上に載せられた収納箱Ｘの高さに対応する位置に設置している。そして、この箱検出器７４は、該箱検出器の前方に空箱Ｘが存在しないときにはＯＦＦ状態で、該箱検出器の前方に空箱ＸがあるとＯＮになり、そのＯＦＦ・ＯＮ信号を常時コントローラ９に入力している。尚、この箱検出器７４の機能については後述する。
【００５６】
実箱排出装置８（箱移動装置４、実箱排出部８１の実箱押出し装置８２、実箱排出コンベア８が担当する）は、次のように構成されている。
【００５７】
図１に示すように、箱移動装置４の出口部には実箱排出部８１があり、該実箱排出部８１には実箱排出コンベア８３が接続されている。実箱排出部８１には、実箱押出し装置８２が設けられている。尚、この実施例では、実箱押出し装置８２としてロッドレスシリンダにより押板を移動させるようにしたものが採用されているが、他の実施例では実箱Ｘ′が載せられる各ロールを実箱排出コンベア８３側に回転させて排出するようにしたものでもよい。そして、箱詰め位置で物品収納が完了した実箱Ｘ′は、前記箱移動装置４により実箱排出部８１まで排出され、続いて実箱排出部８１に排出された実箱Ｘ′は、実箱押出し装置８２により実箱排出コンベア８３側に排出し得るようになっている。
【００５８】
ところで、この実施例の物品箱詰め装置では、コンベア装置１で搬送されてくる物品Ｙを無停止状態でコンベア終端部１ａから送出するようになっている。又、この物品箱詰め装置では、物品箱詰め能力（コンベア装置１による物品供給能力）が毎分７０〜８０個程度のかなり高速運転が可能となっているが、このように無停止で高速運転すると、物品Ｙがコンベア終端部１ａから送出されたときに、該物品Ｙが移動慣性により放物線を画いて落下し、積層高さによって物品の着地位置が異なる。従って、この場合は各物品Ｙを上下整列状態で積層しにくくなる。
【００５９】
そこで、この実施例の物品箱詰め装置には、コンベア終端部１ａから送出される各物品Ｙを前後各位置においてそれぞれ同位置に落下させるための物品減速反転部材２を備えている。
【００６０】
この物品減速反転部材２は、図５に示すように、コンベア終端部１ａから送出される物品Ｙを乗り越させて減速させた後、該物品Ｙを表裏反転させながら落下させる機能を有するものである。尚、この実施例では、物品減速反転部材２としてロールを採用しており、以下の説明では該物品減速反転部材２をロールということがある。
【００６１】
このロール（物品減速反転部材）２は、左右のアームによりコンベア終端部１ａから前方に所定小間隔（物品長さＬの１／２長さとほぼ同等かそれよりやや短い間隔）を隔てた位置に支持し、且つロール上面がコンベア終端部１ａの上面とほぼ同高さに位置するように設置している。このロール２は、この実施例ではフリー回転し得る状態で設置しているが、回転不能に固定したものでもよい。又、このロール２は、コンベア装置１の搬送スピードに応じてロール上面高さを上下に調節し得るようにするとともに、取り扱い物品Ｙの長さによってコンベア終端部１ａからの間隔を調節し得るようにしておくとよい。
【００６２】
そして、このロール２は、次のように機能する。即ち、図５に示すように、物品Ｙがコンベア終端部１ａからロール上面に乗り上げたときに（例えば図５に実線図示する符号Ｙの状態）、物品下面とロール上面との間に摩擦力が働いて該物品Ｙの移動慣性を減衰させる一方、該物品Ｙに対するコンベア終端部１ａによる搬送力がなくなった時点では、物品Ｙの重心Ｇがロール２の頂部（物品接触部分）より前方に位置し、該物品Ｙが自重により順次符号Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3で示すように回転しながら落下していき、収納箱Ｘの実質容積部分の最上部辺りでほぼ水平姿勢になり（符号Ｙ4の状態）、その水平姿勢のままで収納箱Ｘの内底面に着座する（符号Ｙ5）。このように、物品Ｙがロール２を乗り越えて落下するときには、該物品Ｙに対する前方への移動慣性はほとんどなくなっているので、該物品Ｙはロール２を越えた位置のほぼ直下に落下するようになり、従って収納箱Ｘ内での積層高さが異なっても、各物品Ｙが水平姿勢で同位置に積層されるようになる。
【００６３】
又、この実施例の物品箱詰め装置では、図５に示すように、進退装置３によりコンベア終端部１ａを前後２位置（実線図示する後退位置と、鎖線図示する符号１ａ′の前進位置）に移動させて、各物品Ｙを収納箱Ｘ内の手前側位置と奥側位置の２位置にそれぞれ収納・積層させ得るようになっているが、該手前側位置と奥側位置のいずれにおいてもそれぞれ上下同位置に落下させることができる。
【００６４】
尚、収納箱Ｘの箱詰め位置での待ち受け高さは、該収納箱Ｘ内に所定個数積層される物品Ｙの最上部位置においても、ロール２を乗り越えた物品が十分に表裏反転し得るだけの高さが確保されるように設定される。
【００６５】
この実施例の物品箱詰め装置には、上記構成のほかに、空箱Ｘが箱詰め位置まで正常に供給されない場合に、コンベア装置１で順次搬送されてくる物品Ｙをコンベア終端部１ａから下方（箱詰め位置）に落下させずに素通りさせるための構成を備えている。
【００６６】
この素通りさせるための構成は、コンベア終端部１ａを前進させた位置（符号１ａ′の位置）におけるロール２の位置よりさらに所定距離だけ前方に離間した位置に物品排出装置６（排出ベルト６１の始端部）を設置する一方、箱詰め位置に空箱Ｘが供給されないときに、前記進退装置３でコンベア終端部１ａ（ロール２）を排出ベルト６１の始端部に近接する位置（図２又は図６の符号１ａ″，２″で示す位置）まで前進させるようにしている。
【００６７】
物品排出装置６は、図２に示すように、コンベア装置１の搬送面の延長線上に、箱詰め位置を隔てて排出ベルト６１を設置しているとともに、該排出ベルト６１を必要時にモータ６２で走行させ得るようにしたものである。
【００６８】
進退装置３によりコンベア終端部１ａを符号１ａ″まで最前進させる信号は、コントローラ９から次の条件によって発せられる。即ち、コントローラ９は、前記空箱押込み装置７３が押込み動作を行った信号を受け、且つ前記箱検出器７４がＯＦＦ（箱非検知）からＯＮ（箱検知）にならないときに、進退装置３のサーボモータ３１に対してコンベア先端部１ａ（ロール２）を最前進（図２、図６の符号１ａ″，２″の位置）させるまで作動させる信号を発するとともに、物品排出装置６のモータ６２を作動させる（排出ベルト６１が排出側に走行する）。このように作動させると、コンベア装置１によって搬送されてくる各物品Ｙは、コンベア先端部１ａからロール２を乗り越えて排出ベルト６１の始端部上に移乗され、箱詰め位置（敷板４３上）には物品Ｙが落下することがなくなる。尚、排出ベルト６１側に移乗した物品Ｙは、該排出ベルト６１の終端部から回収し、トラブル解消後に再度物品供給コンベア５上に載せればよい。
【００６９】
この実施例の物品箱詰め装置は、コントローラ９の制御により、図４のタイムチャートに示すように作動する。尚、この実施例では、図７に示すように、収納箱Ｘに対して物品Ｙを、前後２列×左右３列×上下４段の合計２４個収納するようになっている。又、収納順は、図４の「箱に対する落下位置」部分に示すように、コンベア搬送方向の上手側から見て、「左前」（符号Ａ）→「左奥」（符号Ｂ）→「中前」（符号Ｃ）→「中奥」（符号Ｄ）→「右前」（符号Ｅ）→「右奥」（符号Ｅ）の順で１段目を収納し、この順序で順次第２段目〜第４段目までを収納するようになっている。
【００７０】
まず、運転開始前の準備として、コンベア終端部１ａを後退側（手前位置）に位置させておき、空箱押込み装置７を作動させて空箱待機部７２にある空箱Ｘを箱移動装置４の入口部に押込み、続いて箱移動装置４を作動させて該空箱Ｘを箱詰め位置の箱初期位置（「右位置」で、物品を箱の左側に収納し得る位置）まで移動させておく。このとき、箱移動装置４（両挟みベルト４１，４１）は空箱Ｘを前後から挟持したままである。尚、この準備段階では、物品Ｙの供給はストップさせておく。
【００７１】
この準備段階の後、物品供給コンベア５及びコンベア装置１により順次物品Ｙを搬送する（図４の物品搬送開始）。尚、物品Ｙは、毎分７０〜８０個程度の間隔で供給される。そして、物品Ｙがコンベア終端部１ａまで搬送されると、その物品Ｙを物品検出器１８が検知し、その検出信号がコントローラ９に出力されてカウンターが「１」をカウントする一方、図５に実線図示するように物品Ｙがコンベア終端部１ａからロール（物品減速反転部材）２上に乗り上げた後（移動慣性が減衰する）、符号Ｙ1〜Ｙ4のように表裏反転しながら落下し、最終的に符号Ｙ5で示すように物品が収納箱Ｘ内の「左前」（符号Ａ）位置に着座する。このとき、符号Ｙ4で示すほぼ水平姿勢状態から符号Ｙ5で示す収納箱底部に着座するまでは、物品が水平姿勢で直下に落下する。尚、物品Ｙがコンベア終端部１ａの物品検出器１８で検出された後、収納箱Ｘ内に収納されるまでの時間はごく短時間（例えば０.５秒程度）である。
【００７２】
又、物品Ｙが物品検出器１８で検出された後、該物品がロール２を完全に乗り越えた時点（落下開始時点又は落下完了時点）で、コントローラ９からの信号で進退装置３に対してコンベア終端部１ａを前進させる信号が発せられて、該コンベア終端部１ａを奥位置（図５の符号１ａ′の位置）に位置せしめる。尚、このとき、箱移動装置４は作動せず、収納箱は右位置のままである。
【００７３】
そして、次の物品Ｙがコンベア終端部１ａの物品検出器１８で検出されると、カウンターが「２」をカウントする一方、該物品が図５に符号Ｙ′で示すように奥位置にあるコンベア終端部１ａのロール２を乗り越えて上記同様に表裏反転しながら落下し、収納箱Ｘ内の「左奥」（符号Ｂ）に収納される。このときも、物品がほぼ水平姿勢状態まで表裏反転した状態でそのまま直下に落下するので、前後の物品同士が重なることなく同一平面上に並ぶようになる。
【００７４】
続いて、物品が奥位置においてロール２を完全に乗り越えた時点でコンベア終端部１ａが後退し、物品が収納箱内に着座した直後に箱移動装置４が物品幅Ｗだけ左側に作動して収納箱Ｘを「中位置」に位置させ、上記同様に３個目の物品を収納箱の「中前」（符号Ｃ）位置に収納する。そして、図４のタイムチャートに示すように、順次各装置が作動して収納箱Ｘ内に順次物品Ｙを前後・左右・上下にそれぞれ整列状態で収納していく。
【００７５】
又、３段目の物品の収納が完了した時点（１８個収納完了）では、箱位置が「右位置」にあり、このときのカウンターのカウント数「１８」に基いてコントローラ９からの信号で空箱押込み装置７３が作動せしめられて次の空箱Ｘを箱移動装置４の入口部に押込み、物品収納中の収納箱と空箱とが同時に該箱移動装置４で左右に移動せしめられる。
【００７６】
そして、図６に示すように、最終（４段目で２４個目）の物品Ｙが収納箱内に収納された時点（カウント数「２４」）で、コントローラからの信号で箱移動装置４が排出・送入動作を行って、箱詰完了した実箱Ｘ′を実箱排出部８１に排出するとともに空箱Ｘを箱詰め位置の「右位置」に送り入れ、同様に次の箱詰め作業が行われる。
【００７７】
このように、本願実施例の物品箱詰め装置では、全自動で箱詰め作業を行え、且つコンベア装置１で搬送される各物品Ｙを無停止状態で順次コンベア終端部１ａ（ロール２）から送出することで箱詰めできるので高速運転でき（処理能力がアップする）、さらにコンベア終端部１ａに物品減速反転部材（ロール）２を設けていることにより、物品Ｙを各列きれいに整列させた状態で収納できる。又、物品減速反転部材２は、ロールのような簡単な部材が使用でき且つそのロール２を単にコンベア終端部１ａに取付けるだけでよいので、さほどコストがかからない。
【００７８】
尚、上記した実施例では、収納箱に対して物品を前後２列で左右３列状態で収納するように構成されているが、他の実施例では前後・左右の単一位置のみで収納するもの、又は前後のみ複数列で収納するもの、あるいは左右のみ複数列で収納するもの、等も実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本願実施例の物品箱詰め装置の全体平面図である。
【図２】図１のII−II拡大矢視図である。
【図３】図２の一部斜視図である。
【図４】図１の物品箱詰め装置にタイムチャートである。
【図５】図１の物品箱詰め装置の箱詰め位置での作用説明図である。
【図６】図５からの状態変化図（箱詰完了直前の図）である。
【図７】図１の物品箱詰め装置で箱詰めされた状態（実箱）の斜視図である。
【符号の説明】
【００８０】
１はコンベア装置、１ａはコンベア終端部、２は物品減速反転部材（ロール）、３はコンベア終端部進退装置、４は箱移動装置、７は空箱供給装置、８は実箱排出装置、９はコントローラ、１８は物品検出器、３１はサーボモータ、４１は挟みベルト、４２はサーボモータ、Ｙは物品、Ｘは収納箱である。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、平面視矩形で薄形の物品を収納箱内に所定個数だけ積層状態で収納し得るようにした物品箱詰め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば柔軟食品や粉粒体等を矩形扁平状に包装した物品は、一般に所定個数ずつ箱詰めして出荷されるが、その箱詰め方法として従来から次のようなものがある。
【０００３】
第１例として、コンベアで搬送されてくる物品を吸着装置（吸着部材）により吸着し、その吸着部材を順次収納箱の所定位置上方まで移動させ、そこで吸着解除することにより物品を収納箱内の所定位置に収納するようにしたものがある。
【０００４】
第２例として、コンベアにて搬送されてくる物品を一対のテーブル上に一旦停止させた後、該各テーブルを下方に開放させて物品を下方に落下させるようにしたものがある。尚、この種の下方開閉式の物品箱詰め装置として、例えば特開平７−１４９３０６号公報（特許文献１）に示されるものがある。
【０００５】
第３例として、物品をコンベア終端部から自然落下させて収納箱内に収納・積層させるようにしたものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１４９３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記第１例〜第３例の各物品箱詰め方法では、それぞれ次のような欠点がある。
【０００８】
第１例の吸着装置による箱詰め方法では、吸引用エア源や、吸着部材移動用の駆動装置や、エア開閉弁の制御等の各装置が必要となってコスト高になるとともに、吸着部材を往復移動させる必要があるので高速処理ができない（処理能力が低い）。
【０００９】
第２例のテーブル下方開閉式のものでは、テーブル開閉のための駆動装置が必要であり（コスト高になる）、且つテーブルが開動作を経て閉状態に戻るまでにかなりの時間を要するためにコンベアで供給される各物品の時間間隔を長くする必要がある（処理能力が低い）。
【００１０】
第３例のコンベア終端部から自然落下させるものでは、コンベア終端部から物品を無停止で放出させるので高速運転が可能であるものの、コンベア終端部から放出される物品はコンベア搬送による移動慣性によって放物線を画いて落下するので、積層高さによって飛距離が異なり、各物品を同位置できれいに積層できない。特に、収納箱内に前後複数列（例えば２列）を収納・積層する場合には、前後の各物品の一部が重なり合ってきれいに収納できない。
【００１１】
そこで、本願発明は、簡単な構成で、処理スピードを落とすことなく、しかも積層高さに拘わらず常に同位置に落下・積層し得るようにした物品箱詰め装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。尚、本願発明は、コンベア終端部から送出される物品を収納箱内に積層状態で収納し得るようにした物品箱詰め装置を対象にしている。
【００１３】
本願請求項１の発明
本願請求項１の物品箱詰め装置は、コンベア装置で順次搬送されてくる平面視矩形で薄形の物品をコンベア終端部から順次無停止状態で送出して、各物品をコンベア終端部の下方で待ち受ける収納箱内に所定個数だけ積層状態で収納し得るようにしたものである。尚、以下の説明では、本願で取り扱う物品の形状（平面視矩形で薄形）を矩形扁平状ということがある。
【００１４】
本願の物品箱詰め装置で取り扱う物品としては、例えば柔軟食品や粉粒体等を矩形扁平状に包装した柔軟包装物品が適用できるが、その他の硬質の矩形扁平状物品でも適用可能である。この取り扱い物品の大きさは、特に限定するものではないが例えば長さ及び幅がそれぞれ１０〜２０cmの範囲で、厚さが１〜５cm程度のものが適当である。
【００１５】
そして、この請求項１の物品箱詰め装置は、コンベア装置で順次搬送されてくる物品をコンベア終端部から順次無停止状態で落下させて、各物品をコンベア終端部下方の収納箱内に積層状態で収納し得るようにしたものである。
【００１６】
ところで、このように物品をコンベア終端部から無停止状態で送出させるものでは、物品がコンベア終端部から送出されたときの移動慣性により放物線を画いて落下し、積層高さによって物品の着地位置が前後に異なる。従って、この場合は各物品を上下整列状態で積層しにくくなる。
【００１７】
そこで、本願では、コンベア終端部から送出される物品を積層高さに拘わらず常に同位置に落下させるための構成を採用している。この構成として本願では、コンベア終端部に、該コンベア終端部から送出される物品を乗り越させて減速させた後、表裏反転させて落下させるための物品減速反転部材を設けている。
【００１８】
この物品減速反転部材は、ロール状や、ロッド状や、板状等の適宜の形状のものが採用可能であり、物品がコンベア終端部から物品減速反転部材の上に乗り上げたときに、該物品の移動慣性を減衰させる機能を有するものであればよい。即ち、この物品減速反転部材は、物品がコンベア終端部から物品減速反転部材上に乗り上げた時点で、物品下面に摩擦力が働き、その摩擦力で物品の移動慣性を減衰させ得るものであればよい。
【００１９】
又、この物品減速反転部材は、コンベア装置による物品搬送スピードや物品長さ等に応じて、コンベア終端部に対して、上下に角度調節可能にしたり前後に間隔調整可能にすることができる。
【００２０】
物品減速反転部材における物品下面が接触する部分の終端部（ロールやロッドでは頂上部、板状のものでは物品搬送方向の下手側端部）は、コンベア終端部から物品の搬送方向長さの約１／２長さよりやや短い間隔を隔てた位置に位置させている。従って、コンベア終端部から送出された物品が物品減速反転部材上に乗り上げて、該物品に対するコンベアの搬送力がなくなる時点では、物品の重心（物品のほぼ中心位置）が物品減速反転部材の終端部を僅かに越えるようになる。
【００２１】
そして、物品が完全に物品減速反転部材上に乗り上げた時点（コンベアによる搬送力がなくなった時点）では、物品の前方への移動慣性がほとんどなくなっており、且つ物品の重心が物品減速反転部材の終端部を越えているので、該物品が自重で転動し（物品前側が下方に傾動する）、その転動慣性により物品が落下しながら表裏反転する姿勢まで転動した状態（ほぼ水平姿勢状態）で収納箱内に落下する。このとき（物品の落下時に）、物品に対する前方への移動慣性はほとんどなくなっているので、該物品は物品減速反転部材を越えた位置のほぼ直下に落下するようになり、従って収納箱内の積層高さが異なっても、各物品が水平姿勢で同位置に落下・積層される。
【００２２】
このように、コンベア終端部に物品減速反転部材を設けたものでは、コンベア装置による物品搬送スピードが速くても、コンベア終端部から送出される物品の移動慣性が減衰することにより前方に飛び出すことがなくなり、順次送出されてくる物品を常に一定位置に落下させることができる。
【００２３】
尚、収納箱の待ち受け高さは、該収納箱内に所定個数積層される物品の最上部位置においても、物品減速反転部材を乗り越えた物品が十分に表裏反転し得るだけの高さが確保されるように設定される。
【００２４】
本願請求項２の発明
本願請求項２の発明は、上記請求項１の物品箱詰め装置において、コンベア終端部を物品の前後長さずつ前後に進退させるコンベア終端部進退装置を備えている。
【００２５】
この請求項２の物品箱詰め装置では、収納箱として物品を前後に複数列収容し得る大きさのものが採用される。
【００２６】
コンベア終端部進退装置は、コンベア終端部を物品の前後長さずつ前後に進退させ得るものであれば適宜の構成のものを採用できる。例えば、このコンベア終端部進退装置として、コンベア終端部を前後に伸縮させるようにしたものや、コンベアを上下二段にして下側コンベアを前後にスライドさせるようにしたもの等が採用可能である。尚、コンベア終端部の前後進退位置は、２位置でも３位置でもよい（後述の実施例では前後２位置）。
【００２７】
又、このコンベア終端部進退装置は、１つの物品がコンベア終端部を通過する度に該コンベア終端部を物品前後長さだけ前進又は後退させる（反復移動させる）ようになっている。尚、物品減速反転部材は、コンベア終端部の動きとともに前後動し、従ってコンベア終端部の前後各位置から送出される各物品は、それぞれ物品減速反転部材を乗り越えて（前方への移動慣性がなくなる）、収納箱内の前後各位置に上下整列状態で積層される。
【００２８】
本願請求項３の発明
本願請求項３の発明は、上記請求項１又は２の物品箱詰め装置において、コンベア終端部の下方で待ち受ける収納箱を物品幅ずつ左右に移動させる箱移動装置を備えている。尚、ここでいう左右とは、コンベア装置による物品搬送方向の左右である。
【００２９】
この請求項３の物品箱詰め装置では、収納箱として物品を左右に複数列収容し得る大きさのものが使用される。
【００３０】
箱移動装置は、コンベア終端部の下方で待ち受ける収納箱を物品幅ずつ左右に移動させ得るものであれば適宜の構成のものを採用できる。例えば、この箱移動装置として、収納箱の前後側面をそれぞれコンベアベルトで挟持するようにしたものや、収納箱の下面にコンベアベルトを設置したもの等が採用可能である。尚、収納箱の左右動位置は、２位置でも３位置でもよい（後述の実施例では左右３位置）。
【００３１】
そして、この箱移動装置は、コンベア終端部からの物品送出状況（収納箱内への物品収納状況）に応じて収納箱を順次物品幅ずつ右方向又は左方向に移動させる（反復移動させる）ことによって、物品を収納箱内の左右に複数列（２列又は３列）収納することができる。尚、この場合も、コンベア終端部から送出される物品は、物品減速反転部材を乗り越えて表裏反転姿勢で落下する（直下位置に落下する）ので、左右の各列においても物品が上下整列状態で積層される。
【発明の効果】
【００３２】
本願請求項１の発明の効果
本願請求項１の発明の物品箱詰め装置は、コンベア終端部に物品減速反転部材を設けているので、コンベア終端部から送出された物品が物品減速反転部材上を乗り越えることで、該物品の前方移動慣性が減衰されるとともに該物品に転動慣性が働いて、該物品が表裏反転した姿勢で直下（同位置）に落下するようになる。
【００３３】
従って、本願請求項１の物品箱詰め装置によれば、コンベア終端部から順次放出される物品を常に収納箱内の定位置に落下・積層させることができる（上下整列状態で収容できる）。又、この物品箱詰め装置では、物品を連続移動（無停止）させながら収納箱内に落下させても整列状態で積層できるので、処理スピードを速くすることができる（処理能力がアップする）という効果がある。
【００３４】
さらに、本願の物品箱詰め装置で使用されている物品減速反転部材は、コンベア終端部から送出される物品の移動慣性を減衰させ得るもの（例えば単なるロール）であればよいので、構成が簡単で且つ安価なものを使用できるという効果がある。
【００３５】
本願請求項２の発明の効果
本願請求項２の発明は、上記請求項１の物品箱詰め装置において、コンベア終端部を物品の前後長さずつ前後に進退させるコンベア終端部進退装置を備えている。
【００３６】
従って、この請求項２の物品箱詰め装置では、上記請求項１の効果に加えて、１つの収納箱に対して物品を前後に複数列積層状態で収納することができ、しかも上記した物品減速反転部材により前後に複数列積層させる場合でもそれぞれの列の物品が相互に重ならずに整列状態で積層できるという効果がある。
【００３７】
本願請求項３の発明の効果
本願請求項３の発明は、上記請求項１又は２の物品箱詰め装置において、コンベア終端部の下方に待ち受ける収納箱を物品幅ずつ左右に移動させる箱移動装置を備えている。
【００３８】
従って、この請求項３の物品箱詰め装置では、上記請求項１又は２の効果に加えて、１つの収納箱に対して物品を左右に複数列積層状態で収納することができ、しかも上記した物品減速反転部材により左右に複数列積層させる場合でもそれぞれの列の物品が相互に重ならずに整列状態で積層できるという効果がある。
【実施例】
【００３９】
以下、図１〜図７を参照して本願の実施例を説明すると、図１〜図６には本願実施例の物品箱詰め装置を示しており、図７には該物品箱詰め装置により収納箱Ｘ内に所定数個の物品Ｙを収納した状態を示している。
【００４０】
尚、図７に示す物品収納状態は、収納箱（ダンボール箱）Ｘ内に、矩形扁平状の物品Ｙを、前後２列×左右３列×上下４段の合計２４個収納したものであるが、前後及び左右の各列数及び上下積層段数等は、物品の形状や大きさ、収納箱Ｘの形状や大きさ等によって適宜に設定される。
【００４１】
本願実施例で扱う物品Ｙとしては、図７に示すように、例えば柔軟食品や粉粒体等を矩形扁平状に包装した柔軟包装物品が多用されるが、硬質の矩形扁平状物品でも適用可能である。この実施例で取り扱っている物品Ｙの大きさは、例えば長さＬが１６〜１８cm、幅Ｗが１０〜１１cm、厚さＴが３cm程度であるが、該物品Ｙの大きさは特に限定されるものではない。
【００４２】
収納箱（ダンボール箱）Ｘの形状・大きさは、取り扱い物品Ｙの大きさ・収納形態・個数等によって適宜のものが採用される。この実施例では、収納箱Ｘとして、上記物品Ｙを、前後２列×左右３列×上下４段の合計２４個収納し得る大きさのものが使用される。尚、以下の説明では、物品収納前の収納箱を空箱といい、物品収納済みの収納箱を実箱ということがある。
【００４３】
図１〜図６に示す本願実施例の物品箱詰め装置は、物品製造ライン（図示省略）で順次製造される矩形扁平状の物品Ｙを順次間隔をもって箱詰め位置まで搬送するコンベア装置１と、箱詰め位置に空箱Ｘを送り込む空箱供給装置７（空箱供給コンベア７１、空箱待機部７２の空箱押込み装置７３、箱移動装置４等が担当する）と、実箱Ｘ′を箱詰め位置から排出するための実箱排出装置８（箱移動装置４、実箱排出部８１の実箱押出し装置８２、実箱排出コンベア８が担当する）とを基本構成にしている。尚、この物品箱詰め装置では、コンベア装置１のコンベア終端部１ａの直下のやや前方位置が箱詰め位置となる。
【００４４】
コンベア装置１は、図２に示すように、コンベアベルト１１を複数個のロールに巻掛けし、該コンベアベルト１１をモータ１２で連続走行させ得るようにしたものが採用されている。そして、この実施例では、コンベアベルト１１の終端部が特許請求範囲の各請求項中のコンベア終端部１ａとなる。
【００４５】
コンベアベルト１１の始端側には、物品製造ラインで製造された物品Ｙを搬送する供給コンベア５の終端部が接続されており、該供給コンベア５で搬送されてくる各物品Ｙを順次位置決めシュート５１を通してコンベアベルト１１の始端部上の幅方向中央部に供給し得るようになっている。
【００４６】
コンベア装置１は、図２において、基端ロール１３が定位置に固定されており、コンベア終端部１ａにある先端ロール１４と基端ロール１３の近傍位置にある折返しロール１５とが可動台１６に固定されている。可動台１６は前後にスライド可能に設置されており、該可動台１６を後述するコンベア終端部進退装置３で前後に進退させることにより、コンベア終端部１ａを前後に進退させ得るようになっている。
【００４７】
コンベア終端部進退装置３は、コンベア終端部１ａを前後２位置に進退させて、物品Ｙをコンベア終端部１ａの下方で待ち受ける収納箱Ｘに対して手前側位置と奥側位置とに収納させるものである。そして、この実施例では、該コンベア終端部進退装置３は、図２に示すように、可動台１６の下面に設けたラック３３と、該ラック３３に噛合するピニオン３２と、該ピニオン３２を正・逆各方向に回転させるサーボモータ３１とで構成されている。尚、以下の説明では、このコンベア終端部進退装置を単に進退装置という。
【００４８】
この進退装置３は、サーボモータ３１が基準回転位置（「０」点位置）にあるときには、ピニオン３２とラック３３との噛合によりコンベア終端部１ａの位置を図１〜図３に実線図示する後退位置に位置せしめ、該サーボモータ３１でピニオン３２を所定角度（例えば角度１２０°）だけ回転（図２において右回転）させることにより該コンベア終端部１ａを鎖線図示位置（符号１ａ′の位置）まで前進させるようになっている。逆に、コンベア終端部が前進位置（符号１ａ′の位置）にある状態でサーボモータ３１によりピニオン３２を所定角度（上記の角度１２０°）だけ逆回転（左回転）させると、該コンベア終端部を元の後退位置（実線図示する符号１ａの位置）に戻すようになっている。この進退装置３によるコンベア終端部１ａの進退長さは、物品Ｙの搬送方向長さＬと同じに設定されている。
【００４９】
コンベア終端部１ａには、該コンベア終端部１ａを通過する物品Ｙを検出する物品検出器１８が設けられている。この物品検出器１８には、左右一対の光電管が使用されていて、物品Ｙがコンベア終端部１ａを通過する度に、その検出信号をコントローラ９に出力するようになっている。そして、コントローラ９では、物品検出器１８から出力された検出信号の回数をカウンター（図４参照）で計数するようになっている。尚、この実施例では、一箱に２４個の物品Ｙを収納するようになっており、後述するようにカウンターが２４回計数すると１回の箱詰め作業が完了する。
【００５０】
空箱供給装置７（空箱供給コンベア７１、空箱待機部７２の空箱押込み装置７３、箱移動装置４等が担当する）は、次のように構成されている。
【００５１】
まず、コンベア終端部１ａの下方の箱詰め位置には、コンベア搬送方向に対して水平直交方向に向けて収納箱Ｘを移動させるための箱移動装置４が設置されている。尚、以下の説明では、コンベア搬送方向に対する水平直交方向において、コンベア搬送方向の上手側から見て、右側を右方向といい、左側を左方向という。
【００５２】
この箱移動装置４は、収納箱Ｘの前後側面を挟持できる前後一対の挟みベルト４１，４１を有している。この各挟みベルト４１，４１は、収納箱Ｘの左右幅の約２倍の長さを有している。各挟みベルト４１，４１は、それぞれサーボモータ４２，４２によって後述する設定長さずつ同期して左右各方向に走行せしめられる。尚、この箱移動装置４は、コントローラ９（図１）からの信号で、後述する図４のタイムチャートのように作動する。
【００５３】
両挟みベルト４１，４１間には収納箱Ｘを支持するための敷板４３が設置されており、両挟みベルト４１，４１間で挟持されている収納箱Ｘを敷板４３上で摺動させ得るようになっている。
【００５４】
図１に示すように、箱移動装置４の入口側には空箱待機部７２があり、該空箱待機部７２には空箱供給コンベア７１が接続されている。空箱待機部７２には、該空箱待機部７２にある空箱Ｘを箱移動装置４（両挟みベルト４１，４１間）の入口部に押込むための空箱押込み装置７３が設けられている。この空箱押込み装置７３は、この実施例ではシリンダによる押込み式のものが採用されており、該シリンダを伸長させることで空箱待機部７２にある空箱Ｘを両挟みベルト４１，４１間の入口部で挟持される位置（図１の符号Ｘ1の位置）まで押込むことができるようになっている。尚、この実施例では、空箱供給コンベア７１と空箱待機部７２にある空箱押込み装置７３と箱移動装置４（両挟みベルト４１，４１）とで空箱供給装置７を構成している。
【００５５】
空箱押込み装置７３による空箱押込み状態では、空箱Ｘが図１の符号Ｘ1の位置にあるが、空箱押込み装置７３が作動した後、空箱がＸ1の位置まで押込まれたときに、該空箱Ｘ1を箱検出器（例えば反射式光センサー）７４で検出するようにしている。この箱検出器７４は、図１に示すように箱移動装置４の入口部付近で、図２に示すように敷板４３上に載せられた収納箱Ｘの高さに対応する位置に設置している。そして、この箱検出器７４は、該箱検出器の前方に空箱Ｘが存在しないときにはＯＦＦ状態で、該箱検出器の前方に空箱ＸがあるとＯＮになり、そのＯＦＦ・ＯＮ信号を常時コントローラ９に入力している。尚、この箱検出器７４の機能については後述する。
【００５６】
実箱排出装置８（箱移動装置４、実箱排出部８１の実箱押出し装置８２、実箱排出コンベア８が担当する）は、次のように構成されている。
【００５７】
図１に示すように、箱移動装置４の出口部には実箱排出部８１があり、該実箱排出部８１には実箱排出コンベア８３が接続されている。実箱排出部８１には、実箱押出し装置８２が設けられている。尚、この実施例では、実箱押出し装置８２としてロッドレスシリンダにより押板を移動させるようにしたものが採用されているが、他の実施例では実箱Ｘ′が載せられる各ロールを実箱排出コンベア８３側に回転させて排出するようにしたものでもよい。そして、箱詰め位置で物品収納が完了した実箱Ｘ′は、前記箱移動装置４により実箱排出部８１まで排出され、続いて実箱排出部８１に排出された実箱Ｘ′は、実箱押出し装置８２により実箱排出コンベア８３側に排出し得るようになっている。
【００５８】
ところで、この実施例の物品箱詰め装置では、コンベア装置１で搬送されてくる物品Ｙを無停止状態でコンベア終端部１ａから送出するようになっている。又、この物品箱詰め装置では、物品箱詰め能力（コンベア装置１による物品供給能力）が毎分７０〜８０個程度のかなり高速運転が可能となっているが、このように無停止で高速運転すると、物品Ｙがコンベア終端部１ａから送出されたときに、該物品Ｙが移動慣性により放物線を画いて落下し、積層高さによって物品の着地位置が異なる。従って、この場合は各物品Ｙを上下整列状態で積層しにくくなる。
【００５９】
そこで、この実施例の物品箱詰め装置には、コンベア終端部１ａから送出される各物品Ｙを前後各位置においてそれぞれ同位置に落下させるための物品減速反転部材２を備えている。
【００６０】
この物品減速反転部材２は、図５に示すように、コンベア終端部１ａから送出される物品Ｙを乗り越させて減速させた後、該物品Ｙを表裏反転させながら落下させる機能を有するものである。尚、この実施例では、物品減速反転部材２としてロールを採用しており、以下の説明では該物品減速反転部材２をロールということがある。
【００６１】
このロール（物品減速反転部材）２は、左右のアームによりコンベア終端部１ａから前方に所定小間隔（物品長さＬの１／２長さとほぼ同等かそれよりやや短い間隔）を隔てた位置に支持し、且つロール上面がコンベア終端部１ａの上面とほぼ同高さに位置するように設置している。このロール２は、この実施例ではフリー回転し得る状態で設置しているが、回転不能に固定したものでもよい。又、このロール２は、コンベア装置１の搬送スピードに応じてロール上面高さを上下に調節し得るようにするとともに、取り扱い物品Ｙの長さによってコンベア終端部１ａからの間隔を調節し得るようにしておくとよい。
【００６２】
そして、このロール２は、次のように機能する。即ち、図５に示すように、物品Ｙがコンベア終端部１ａからロール上面に乗り上げたときに（例えば図５に実線図示する符号Ｙの状態）、物品下面とロール上面との間に摩擦力が働いて該物品Ｙの移動慣性を減衰させる一方、該物品Ｙに対するコンベア終端部１ａによる搬送力がなくなった時点では、物品Ｙの重心Ｇがロール２の頂部（物品接触部分）より前方に位置し、該物品Ｙが自重により順次符号Ｙ1、Ｙ2、Ｙ3で示すように回転しながら落下していき、収納箱Ｘの実質容積部分の最上部辺りでほぼ水平姿勢になり（符号Ｙ4の状態）、その水平姿勢のままで収納箱Ｘの内底面に着座する（符号Ｙ5）。このように、物品Ｙがロール２を乗り越えて落下するときには、該物品Ｙに対する前方への移動慣性はほとんどなくなっているので、該物品Ｙはロール２を越えた位置のほぼ直下に落下するようになり、従って収納箱Ｘ内での積層高さが異なっても、各物品Ｙが水平姿勢で同位置に積層されるようになる。
【００６３】
又、この実施例の物品箱詰め装置では、図５に示すように、進退装置３によりコンベア終端部１ａを前後２位置（実線図示する後退位置と、鎖線図示する符号１ａ′の前進位置）に移動させて、各物品Ｙを収納箱Ｘ内の手前側位置と奥側位置の２位置にそれぞれ収納・積層させ得るようになっているが、該手前側位置と奥側位置のいずれにおいてもそれぞれ上下同位置に落下させることができる。
【００６４】
尚、収納箱Ｘの箱詰め位置での待ち受け高さは、該収納箱Ｘ内に所定個数積層される物品Ｙの最上部位置においても、ロール２を乗り越えた物品が十分に表裏反転し得るだけの高さが確保されるように設定される。
【００６５】
この実施例の物品箱詰め装置には、上記構成のほかに、空箱Ｘが箱詰め位置まで正常に供給されない場合に、コンベア装置１で順次搬送されてくる物品Ｙをコンベア終端部１ａから下方（箱詰め位置）に落下させずに素通りさせるための構成を備えている。
【００６６】
この素通りさせるための構成は、コンベア終端部１ａを前進させた位置（符号１ａ′の位置）におけるロール２の位置よりさらに所定距離だけ前方に離間した位置に物品排出装置６（排出ベルト６１の始端部）を設置する一方、箱詰め位置に空箱Ｘが供給されないときに、前記進退装置３でコンベア終端部１ａ（ロール２）を排出ベルト６１の始端部に近接する位置（図２又は図６の符号１ａ″，２″で示す位置）まで前進させるようにしている。
【００６７】
物品排出装置６は、図２に示すように、コンベア装置１の搬送面の延長線上に、箱詰め位置を隔てて排出ベルト６１を設置しているとともに、該排出ベルト６１を必要時にモータ６２で走行させ得るようにしたものである。
【００６８】
進退装置３によりコンベア終端部１ａを符号１ａ″まで最前進させる信号は、コントローラ９から次の条件によって発せられる。即ち、コントローラ９は、前記空箱押込み装置７３が押込み動作を行った信号を受け、且つ前記箱検出器７４がＯＦＦ（箱非検知）からＯＮ（箱検知）にならないときに、進退装置３のサーボモータ３１に対してコンベア先端部１ａ（ロール２）を最前進（図２、図６の符号１ａ″，２″の位置）させるまで作動させる信号を発するとともに、物品排出装置６のモータ６２を作動させる（排出ベルト６１が排出側に走行する）。このように作動させると、コンベア装置１によって搬送されてくる各物品Ｙは、コンベア先端部１ａからロール２を乗り越えて排出ベルト６１の始端部上に移乗され、箱詰め位置（敷板４３上）には物品Ｙが落下することがなくなる。尚、排出ベルト６１側に移乗した物品Ｙは、該排出ベルト６１の終端部から回収し、トラブル解消後に再度物品供給コンベア５上に載せればよい。
【００６９】
この実施例の物品箱詰め装置は、コントローラ９の制御により、図４のタイムチャートに示すように作動する。尚、この実施例では、図７に示すように、収納箱Ｘに対して物品Ｙを、前後２列×左右３列×上下４段の合計２４個収納するようになっている。又、収納順は、図４の「箱に対する落下位置」部分に示すように、コンベア搬送方向の上手側から見て、「左前」（符号Ａ）→「左奥」（符号Ｂ）→「中前」（符号Ｃ）→「中奥」（符号Ｄ）→「右前」（符号Ｅ）→「右奥」（符号Ｅ）の順で１段目を収納し、この順序で順次第２段目〜第４段目までを収納するようになっている。
【００７０】
まず、運転開始前の準備として、コンベア終端部１ａを後退側（手前位置）に位置させておき、空箱押込み装置７を作動させて空箱待機部７２にある空箱Ｘを箱移動装置４の入口部に押込み、続いて箱移動装置４を作動させて該空箱Ｘを箱詰め位置の箱初期位置（「右位置」で、物品を箱の左側に収納し得る位置）まで移動させておく。このとき、箱移動装置４（両挟みベルト４１，４１）は空箱Ｘを前後から挟持したままである。尚、この準備段階では、物品Ｙの供給はストップさせておく。
【００７１】
この準備段階の後、物品供給コンベア５及びコンベア装置１により順次物品Ｙを搬送する（図４の物品搬送開始）。尚、物品Ｙは、毎分７０〜８０個程度の間隔で供給される。そして、物品Ｙがコンベア終端部１ａまで搬送されると、その物品Ｙを物品検出器１８が検知し、その検出信号がコントローラ９に出力されてカウンターが「１」をカウントする一方、図５に実線図示するように物品Ｙがコンベア終端部１ａからロール（物品減速反転部材）２上に乗り上げた後（移動慣性が減衰する）、符号Ｙ1〜Ｙ4のように表裏反転しながら落下し、最終的に符号Ｙ5で示すように物品が収納箱Ｘ内の「左前」（符号Ａ）位置に着座する。このとき、符号Ｙ4で示すほぼ水平姿勢状態から符号Ｙ5で示す収納箱底部に着座するまでは、物品が水平姿勢で直下に落下する。尚、物品Ｙがコンベア終端部１ａの物品検出器１８で検出された後、収納箱Ｘ内に収納されるまでの時間はごく短時間（例えば０.５秒程度）である。
【００７２】
又、物品Ｙが物品検出器１８で検出された後、該物品がロール２を完全に乗り越えた時点（落下開始時点又は落下完了時点）で、コントローラ９からの信号で進退装置３に対してコンベア終端部１ａを前進させる信号が発せられて、該コンベア終端部１ａを奥位置（図５の符号１ａ′の位置）に位置せしめる。尚、このとき、箱移動装置４は作動せず、収納箱は右位置のままである。
【００７３】
そして、次の物品Ｙがコンベア終端部１ａの物品検出器１８で検出されると、カウンターが「２」をカウントする一方、該物品が図５に符号Ｙ′で示すように奥位置にあるコンベア終端部１ａのロール２を乗り越えて上記同様に表裏反転しながら落下し、収納箱Ｘ内の「左奥」（符号Ｂ）に収納される。このときも、物品がほぼ水平姿勢状態まで表裏反転した状態でそのまま直下に落下するので、前後の物品同士が重なることなく同一平面上に並ぶようになる。
【００７４】
続いて、物品が奥位置においてロール２を完全に乗り越えた時点でコンベア終端部１ａが後退し、物品が収納箱内に着座した直後に箱移動装置４が物品幅Ｗだけ左側に作動して収納箱Ｘを「中位置」に位置させ、上記同様に３個目の物品を収納箱の「中前」（符号Ｃ）位置に収納する。そして、図４のタイムチャートに示すように、順次各装置が作動して収納箱Ｘ内に順次物品Ｙを前後・左右・上下にそれぞれ整列状態で収納していく。
【００７５】
又、３段目の物品の収納が完了した時点（１８個収納完了）では、箱位置が「右位置」にあり、このときのカウンターのカウント数「１８」に基いてコントローラ９からの信号で空箱押込み装置７３が作動せしめられて次の空箱Ｘを箱移動装置４の入口部に押込み、物品収納中の収納箱と空箱とが同時に該箱移動装置４で左右に移動せしめられる。
【００７６】
そして、図６に示すように、最終（４段目で２４個目）の物品Ｙが収納箱内に収納された時点（カウント数「２４」）で、コントローラからの信号で箱移動装置４が排出・送入動作を行って、箱詰完了した実箱Ｘ′を実箱排出部８１に排出するとともに空箱Ｘを箱詰め位置の「右位置」に送り入れ、同様に次の箱詰め作業が行われる。
【００７７】
このように、本願実施例の物品箱詰め装置では、全自動で箱詰め作業を行え、且つコンベア装置１で搬送される各物品Ｙを無停止状態で順次コンベア終端部１ａ（ロール２）から送出することで箱詰めできるので高速運転でき（処理能力がアップする）、さらにコンベア終端部１ａに物品減速反転部材（ロール）２を設けていることにより、物品Ｙを各列きれいに整列させた状態で収納できる。又、物品減速反転部材２は、ロールのような簡単な部材が使用でき且つそのロール２を単にコンベア終端部１ａに取付けるだけでよいので、さほどコストがかからない。
【００７８】
尚、上記した実施例では、収納箱に対して物品を前後２列で左右３列状態で収納するように構成されているが、他の実施例では前後・左右の単一位置のみで収納するもの、又は前後のみ複数列で収納するもの、あるいは左右のみ複数列で収納するもの、等も実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本願実施例の物品箱詰め装置の全体平面図である。
【図２】図１のII−II拡大矢視図である。
【図３】図２の一部斜視図である。
【図４】図１の物品箱詰め装置にタイムチャートである。
【図５】図１の物品箱詰め装置の箱詰め位置での作用説明図である。
【図６】図５からの状態変化図（箱詰完了直前の図）である。
【図７】図１の物品箱詰め装置で箱詰めされた状態（実箱）の斜視図である。
【符号の説明】
【００８０】
１はコンベア装置、１ａはコンベア終端部、２は物品減速反転部材（ロール）、３はコンベア終端部進退装置、４は箱移動装置、７は空箱供給装置、８は実箱排出装置、９はコントローラ、１８は物品検出器、３１はサーボモータ、４１は挟みベルト、４２はサーボモータ、Ｙは物品、Ｘは収納箱である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベア装置（１）で順次搬送されてくる平面視矩形で薄形の物品（Ｙ）をコンベア終端部（１ａ）から順次無停止状態で送出して、各物品（Ｙ）をコンベア終端部（１ａ）の下方で待ち受ける収納箱（Ｘ）内に所定個数だけ積層状態で収納し得るようにした物品箱詰め装置であって、前記コンベア終端部（１ａ）に、該コンベア終端部から送出される物品（Ｙ）を乗り越させて減速させた後、表裏反転させて落下させるための物品減速反転部材（２）を取付けていることを特徴とする物品箱詰め装置。
【請求項２】
コンベア終端部（１ａ）を物品（Ｙ）の前後長さ（Ｌ）ずつ前後に進退させるコンベア終端部進退装置（３）を備えていることを特徴とする上記請求項１に記載の物品箱詰め装置。
【請求項３】
コンベア終端部（１ａ）の下方で待ち受ける収納箱（Ｘ）を物品幅（Ｗ）ずつ左右に移動させる箱移動装置（４）を備えていることを特徴とする上記請求項１又は２に記載の物品箱詰め装置。
【請求項１】
コンベア装置（１）で順次搬送されてくる平面視矩形で薄形の物品（Ｙ）をコンベア終端部（１ａ）から順次無停止状態で送出して、各物品（Ｙ）をコンベア終端部（１ａ）の下方で待ち受ける収納箱（Ｘ）内に所定個数だけ積層状態で収納し得るようにした物品箱詰め装置であって、前記コンベア終端部（１ａ）に、該コンベア終端部から送出される物品（Ｙ）を乗り越させて減速させた後、表裏反転させて落下させるための物品減速反転部材（２）を取付けていることを特徴とする物品箱詰め装置。
【請求項２】
コンベア終端部（１ａ）を物品（Ｙ）の前後長さ（Ｌ）ずつ前後に進退させるコンベア終端部進退装置（３）を備えていることを特徴とする上記請求項１に記載の物品箱詰め装置。
【請求項３】
コンベア終端部（１ａ）の下方で待ち受ける収納箱（Ｘ）を物品幅（Ｗ）ずつ左右に移動させる箱移動装置（４）を備えていることを特徴とする上記請求項１又は２に記載の物品箱詰め装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−６８８９５（Ｐ２００８−６８８９５Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４８８９２（Ｐ２００６−２４８８９２）
【出願日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【出願人】（０００１８０４３８）四電エンジニアリング株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【出願人】（０００１８０４３８）四電エンジニアリング株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
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