箱反転装置
【課題】直線の搬送ライン途中に設置でき、上下逆の状態で搬送されてくるダンボール箱を搬送しながら上下反転して高い処理能力を実現するとともに、シンプルな機構でスペースをとらないダンボール箱反転装置を提供する。
【解決手段】回転ドラム７は、回転円板１１，１２、及び両円板１１，１２間において互いに向い合うように配置された一対のベルトコンベア３０，３１と一対のガイド板４０，４１とから構成されていて、内部に箱Ａの断面形状に合致するような断面略矩形の搬送経路３を形成している。箱Ａは、ベルトコンベア３０，３１が上下位置にあるときに搬送経路３内に進入し、左右面がガイド板４０，４１で案内されつつ、上下面がベルトコンベア３０，３１で挟まれた状態で搬送されながら、回転ドラム７が回転することにより反転される。回転ドラム７の出口側において、反転された状態にある箱Ａが搬出される。
【解決手段】回転ドラム７は、回転円板１１，１２、及び両円板１１，１２間において互いに向い合うように配置された一対のベルトコンベア３０，３１と一対のガイド板４０，４１とから構成されていて、内部に箱Ａの断面形状に合致するような断面略矩形の搬送経路３を形成している。箱Ａは、ベルトコンベア３０，３１が上下位置にあるときに搬送経路３内に進入し、左右面がガイド板４０，４１で案内されつつ、上下面がベルトコンベア３０，３１で挟まれた状態で搬送されながら、回転ドラム７が回転することにより反転される。回転ドラム７の出口側において、反転された状態にある箱Ａが搬出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、製函されたダンボール箱、又はダンボール箱に製品が箱詰めされたダンボール箱包装体のような箱を天地方向に反転させる箱反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、折り畳まれた状態にあるダンボール箱を拡開することで製函されたダンボール箱、又はそうしたダンボール箱内に製品を箱詰めして製造したダンボール箱包装体を、天地方向、即ち上下に反転させる技術については、さまざまなものが提案されている。特に、ダンボール箱包装体の場合には、製函されたダンボールの底側から製品の箱詰めが行われるので、ダンボール箱包装体を搬出するときに、上下反転させる必要がある。
【０００３】
従来の、ダンボール箱を上下に反転させるような箱反転装置は、機構上、箱を一度停止させてから反転作業を行うようになっているものが多い。箱を一度停止させてから反転作業を行うと、箱を停止させるのに減速させてから停止させるまでの時間がまったくのロスになるとともに、箱の停止を確認してから反転作業を開始するので、停止センサの確認時間及び反転作業を行う機構の動作開始時間等も無駄時間となり、反転処理能力を高くすることができない。
【０００４】
また、箱反転装置の中には、高い処理能力を得るために搬送しながら反転作業を行うものもある。しかしながら、こうしたダンボール箱の反転装置は、機構が非常に複雑であったり、装置として大がかりなものとなっており、それ自体で広いスペースを必要とするものである。また、かかるダンボール箱の反転装置は、例えば袋包装機と組み合わせられて、袋包装機が製造した複数の袋包装体を箱詰めするラインに組み込まれるときに、工場内のレイアウト上の制約を受けるなどという不都合が生じている。
【０００５】
停止して反転させる箱反転装置の一例として、胡瓜等の果菜を等級別に選別しながら自動的に箱詰めするための自動整列装置が提案されている（特許文献１参照）。自動整列装置は、テーブル上の果菜に梱包箱をその開口部側を下にして被せる梱包箱被せ装置と、梱包箱をテーブルに押し当てる押え具と、テーブルを回転させて果菜及び梱包箱の上下を反転させる上下反転装置とを備えており、整列体に載せた果菜がテーブルの上に並べられると、梱包箱被せ装置が梱包箱をその開口部側を下にしてテーブル上の果菜の上に被せ、押え具がテーブルの上の梱包箱を同テーブルに押し当て、上下反転装置がテーブルを回転させて果菜及び梱包箱の上下を反転させ、梱包箱の開口部側を上にし、同梱包箱内に果菜を詰めている。
【０００６】
また、略連続で搬送しながら反転させる例として、容器の搬送・反転中に容器の取手孔から梅、プラム、びわ等の小形の農産物がこぼれ落ちることのない農産物容器の反転装置が提案されている（特許文献２参照）。供給装置から反転装置本体の入口部に押出された農産物が収容された容器は、水平な回転軸回りの弧状経路を移動する内側コンベアと外側コンベアとの間に挟持されて上方へ搬送される。容器が上方に反転・搬送されながら、容器の傾き角が大きくなると、取手孔の位置まで容器内の農産物が次第に移動してくるが、この取手孔を塞ぐように可撓反力を備えるブラッシユニットが取付けられているので、容器の形状、大きさがある程度異なっても、また容器の取手孔の回りに補強用のビードが設けられていても、取手孔を十分塞ぎ、農産物のこぼれ落ちを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−０３３１１２号公報
【特許文献２】特開２００３−０７２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、搬送されてくる箱を反転装置において反転させる際に、箱の搬送を停止させることなく、搬送を継続させながら反転させる点で解決すべき課題がある。
【０００９】
この発明の目的は、直線の搬送ライン途中に設置でき、上下逆の状態で搬送されてくるダンボール箱を搬送しながら上下反転して高い処理能力を実現するとともに、シンプルな機構でスペースをとらない箱反転装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明による箱反転装置は、ドラム中心軸線の回りに回転可能に支持され且つ前記ドラム中心軸線方向の端部が開口している回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させる回転駆動手段と、前記回転ドラム内において搬送面が前記回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対の搬送手段と、前記回転ドラム内においてガイド面が前記一対の搬送手段の前記搬送面の対向方向と直交する方向で且つ前記回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対のガイド部材と、を備え、前記回転ドラム内に前記開口から搬入された箱が、前記ガイド部材によって側面を案内されながら前記搬送手段によって搬送されるうちに、前記回転駆動手段によって前記回転ドラムを回転させることにより、前記箱を反転させることから成っている。
【００１１】
この箱反転装置によれば、回転ドラム内に前記開口から搬入された箱は、回転ドラム内において搬送面が回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対の搬送手段のうち一方の搬送手段に載置された状態で搬送される。その際、箱は、回転ドラム内においてガイド面が一対の搬送手段の搬送面の対向方向と直交する方向で且つ回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対のガイド部材の当該ガイド面で案内される。ガイド部材によって案内されつつ搬送手段によって搬送されるうちに、回転駆動手段が回転ドラムをドラム中心軸線の回りに自転回転させることによって、箱が反転される。反転された箱は、一対の搬送手段のうちの他方の搬送手段に載置された状態で回転ドラムから搬出される。
【００１２】
この箱反転装置において、前記回転ドラム内には、前記一対の搬送手段と前記一対のガイド部材で囲まれるように、前記箱が通過可能な搬送通路が形成されている。前記搬送通路は、前記箱の下面（即ち、天面と底面）が前記一対の搬送手段のうち下方を占める搬送手段と接触し、且つ前記箱の左右側面が前記一対のガイド部材に接触するように、前記箱の搬送方向に直交する面での断面で矩形に形成するのが好ましい。搬送通路に送り込まれた箱は、回転ドラム内において、上下面が搬送手段で、また左右側面がガイド部材によって規制され、回転ドラムが１８０度回転することで、箱が反転されて搬出される。
【００１３】
この箱反転装置において、前記一対の搬送手段及び前記一対のガイド部材は、前記ドラム中心軸線に対して対称に配置することができる。
【００１４】
この箱反転装置において、前記搬送手段は、前記搬送面としてのベルト搬送面を互いに対向させたベルトコンベアであり、前記ガイド部材は、前記ガイド面としての板面を互いに対向させたガイド板であり、前記回転ドラムは、前記ドラム中心軸線方向の両端部に設けられて且つ開口が形成された回転円板を備えており、当該両回転円板は例えば連結ステーのような連結部材によって連結されることから成っている。ベルトコンベアとガイド板の組合せは、それぞれ、構造が簡単でありながら確実な搬送作用及びガイド作用を奏する。また、ベルトコンベアとガイド板とは、回転円板を連結する連結部材に取り付けることで、回転ドラムを簡素な構造とすることができる。
【００１５】
この箱反転装置において、前記回転駆動手段は、モータ等の駆動源の回転出力軸に設けられた駆動側係合部材、前記回転ドラムに取り付けられており周囲に前記駆動側係合部材が係合する従動側係合部材が設けられた駆動用回転円板とを備えていることができる。回転ドラムに駆動用回転円板を取り付けることで、回転ドラムの構造を利用して、モータ等の駆動源からの駆動力を伝達して、回転ドラムを駆動することができる。
【００１６】
この箱反転装置において、前記一対の搬送手段は、常に所定の搬送速度で運転状態にあるか、又は反転すべき前記箱が前記箱反転装置の手前まで搬送されてきたことに応答して、前記箱が前記箱反転装置に搬入されるときに前記所定の搬送速度で駆動されているようにすることができる。
【００１７】
この箱反転装置において、前記回転ドラムは時計方向と反時計方向とに交互に回転され、前記回転ドラムが前記時計方向又は前記反時計方向に半回転することにより、前記箱を反転することができる。回転ドラムが半回転（１８０度回転）すると、内部に収容している箱が反転される。回転ドラムを時計方向と反時計方向とに交互に回転することにより、そのどちらの回転方向で回転する場合であっても、箱が次々に反転され、効率良く箱の反転を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明による箱反転装置は、上記のように構成されており、搬送されてくる箱を停止させることなく、搬送を継続させながら箱を反転させるので、略連続の流れで反転処理を行なうため処理能力を高くすることができる。そして、直線の搬送ライン途中に設置でき、上下逆の状態で搬送されてくるダンボール箱を搬送しながら上下反転して高い処理能力を実現するとともに、シンプルな機構でスペースをとらない箱反転装置を提供することができる。更に、箱の搬入口と搬出口が一直線上にあるので、箱反転装置を同一搬送ライン上に設置でき、シンプルでコンパクトな機構であるため、箱反転装置の設置の際にも省スペースが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による箱反転装置の一実施例の側面断面図である。
【図２】図２は、図１に示す箱反転装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】図３は、図１に示す箱反転装置における回転ドラムの回転円板とその関連構成を説明する図である。
【図４】図４は、図１に示す箱反転装置における回転ドラムの駆動用回転円板とその関連構成を説明する図である。
【図５】図５は、図１に示す箱反転装置の回転ドラムのフレーム構造を示す斜視図である。
【図６】図６は、図１に示す箱反転装置の箱反転作用を説明する概略斜視図である。
【図７】図７は、図１に示す箱反転装置に用いられるセンサの種類と配置とを示す説明図である。
【図８】図８は、本発明による箱反転装置の運転制御ブロック図である。
【図９】図９は、本発明による箱反転装置の運転制御フロー図である。
【図１０】図１０は、本発明による箱反転装置の運転制御タイムチャートである。
【図１１】図１１は、本発明による箱反転装置回転ドラムの回転範囲を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明による箱反転装置の一実施例の反転動作を説明する図であって、箱が箱反転装置内に搬入された状態から反転されて搬出されるまでの変遷を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付した図面を参照してこの発明による箱反転装置の実施例について説明する。図１は本発明による箱反転装置の実施例の側面断面図、図２は図１に示す箱反転装置のＣ−Ｃ断面図である。また、図３は、図１に示す箱反転装置における回転ドラムの回転円板とその関連構成を説明する図であり、図３中、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図４は、図１に示す箱反転装置における回転ドラムの駆動用回転円板とその関連構成を説明する図であり、図４中、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。そして、図５は、図１に示す箱反転装置の回転ドラムのフレーム構造を示す斜視図である。
【００２１】
本発明による箱反転装置１は、図１及び図２に示すように、全体がボックス状の筐体２を備えており、筐体２の内部には、搬入された箱を通過させながら反転させるため、水平（横）方向に貫通するように搬送経路３が形成されている。筐体２の底面の四隅には脚４が設けられており、箱反転装置１は、脚４の長さを調節することにより、床面Ｂ上において傾斜がないように且つ高さ調節可能とされている。箱反転装置１には、反転すべき箱Ａ（図６参照）を搬入する側に搬入用ローラコンベア５が接続されており、反転した後の箱Ａを搬出する側には搬出用ローラコンベア６が接続されている。搬送経路３は、搬入側のローラコンベア５の搬送路と搬出側のローラコンベア６の搬送路とに同じ高さに繋がっている。
【００２２】
筐体２には、その内部に搬送経路３が形成される回転ドラム７が、水平方向（搬送経路３の中心を通る長手方向）に延びる仮想上の回転軸線８の回りに回転可能に設けられている。回転ドラム７は、図３に詳細に示すように、筐体２の搬入側の端面９の近傍に当該端面９に対して平行な面内で回転する回転円板１１を備えているとともに、筐体２の搬出側の端面１０との近傍に当該端面１０に対して平行な面内で回転するように、回転円板１２を備えている。回転円板１１，１２は、外周が円形に形成されており、中央に搬送経路３の断面形状と略整合した形（略矩形）に開口２４，２５が形成されている。搬入側の回転円板１１の内側近傍には、回転円板１１に平行に駆動用回転円板１３が配設されている。駆動用回転円板１３は、回転円板１１，１２と同様に外周が円形に形成されており、中央に搬送経路３の断面形状と略整合した形（略矩形）に開口２６が形成されている。なお、図２においては、駆動用回転円板１３を透過して描くことで、駆動用回転円板１３のための駆動機構を示している。
【００２３】
回転円板１１，１２は、それぞれ筐体２に対して、同じ構造を有するローラ支持機構によって自転回転可能に支持されているので、以下、回転円板１１の回転支持について説明する。回転円板１１は、その外周がローラ１４，１５によって支持されている。即ち、回転円板１１を支持するローラ支持機構は、回転円板１１の斜め上側に回転自在に配置されたローラ１４，１４と、回転円板１１の下側に互いに接近して回転自在に配置されたローラ１５，１５とから成っている。ローラ１４，１５は周面に溝が形成されているローラであって、その溝内に回転円板１１の円形外周端縁が嵌まり合うように係合している。したがって、回転円板１１は、その円形外周端縁がローラ１４，１５の溝内を通過することによって、安定して転がり支持されながら回転軸線８の回りに自転する。
【００２４】
一方、搬入側近傍に設けられた回転駆動手段の駆動用回転円板１３は、図４に詳細に示すように、その外周に従動側係合部材としてのチェーン１６が巻き掛けられている。回転円板１３は連続回転をするのではなく、その回転範囲は後述するように半周に限られているので、チェーン１６の両端は回転円板１３に固定されている。筐体２には、ローラ１５，１５の位置に対応してローラ１９，１９が回転自在に設けられている。また、筐体２には、ブラケット２３を介して正逆回転可能な駆動源としてのインダクションモータ２０が取り付けられている。ローラ１９，１９間では、チェーン１６は回転円板１３から外側へ引き出されており、引き出されたチェーン１６は、インダクションモータ２０の出力軸に設けられた駆動側係合部材としての出力スプロケット２１に巻き掛けられている。したがって、インダクションモータ２０を駆動することにより、出力スプロケット２１及びチェーン１６を介して、回転円板１３を回転軸線８の回りに自転させることができる。
【００２５】
回転円板１１と回転円板１２との間には、回転軸線８を挟んで直径方向に互いに対向する位置に、搬送手段としての一対の搬送コンベア３０，３１が設けられている。搬送コンベア３０，３１は、回転軸線８の長さ方向に沿って延びていて、且つ回転軸線８に対して互いに点対称の構造であるので、以下、搬送コンベア３０についてのみ説明する。搬送コンベア３０は、この例ではベルトコンベアであり、回転円板１１，１２間に掛け渡されて且つ両端が回転円板１１，１２に固定されたフレーム３２と、フレーム３２に対して搬出側に取り付けられたコンベア駆動手段としてのインダクションモータ３３とを備えている。インダクションモータ３３の出力軸にはタイミングプーリ３４が取り付けられており、タイミングプーリ３４とベルトコンベア３０の搬出側のコンベアローラ３６と同軸のタイミングプーリ３８との間には、タイミングベルト３５が巻き掛けられている。
【００２６】
ベルトコンベア３０は、上記搬入側のコンベアローラ３７と、回転円板１２の搬送経路３の搬出寄りに配置された搬出側のコンベアローラ３６と、両コンベアローラ３６，３７に巻き掛けられたコンベアベルト３９とを備えている。コンベアベルト３９の回転軸線８側を向いたベルト面は、回転円板１１〜１３の開口２４〜２６の開口縁よりも回転軸線８側（径方向内側）に位置しているので、箱Ａの搬送経路３内への進入や通過を妨げることがない。また、下側のコンベアベルト３９の回転軸線８側を向いたベルト面、即ち、箱載置面が、搬入側及び搬出側のローラコンベア５，６の搬送面と面一になるように、筐体２に高さ調整が行われている。搬送コンベア３０，３１は、インダクションモータ３３，３３によって互いに逆方向であるが同期した速度で運転されるので、搬送経路３内に進入した箱Ａは、当該箱Ａを載置する搬送コンベアによって搬送される。
【００２７】
回転円板１１と回転円板１２との間には、案内手段としての一対のガイド板４０，４１が回転軸線８を挟んで直径方向に互いに対向し、且つ回転軸線８の長さ方向に沿って延びるように設けられている。一対のガイド板４０，４１の向かい合う向きは、ベルトコンベア３０，３１が互いに向い合う方向に対して直交している。ガイド板４０，４１は、回転軸線８に対して互いに対称の構造である。ガイド板４０，４１は、この例では平坦な板であり、回転円板１１，１２間に掛け渡されて且つ両端が回転円板１１，１２に固定されている。ガイド板４０，４１は、ステンレス製等の金属板であれば十分であるが、箱との滑りが良いように例えば、フッ素樹脂のような樹脂製の板であってもよい。ベルトコンベア３０，３１の向かい合うベルト面と、ガイド板４０，４１の向かい合うガイド面とで、断面略矩形の搬送経路３が形成されている。
【００２８】
図１及び図２に示す箱反転装置における回転ドラムの全体のフレーム構造が図５に斜視図として示されており、回転ドラムの全体図が斜視図として図６に示されている。回転ドラム７は、各円板１１〜１３を、その開口２４〜２６の角部に対応して長手方向（軸線８に平行）に延びるステー４２のような連結部材で連結することによって籠構造に構成されている。この実施例では、ガイド板４０，４１は、ステー４２に加えて、両回転円板１１，１２を連結する連結部材としても機能している。回転円板１１，１２間には、一対のベルトコンベア３０，３１が互いに向い合うように、また一対のガイド板４０，４１が、ベルトコンベア３０，３１とは直交する方向に互いに向い合うように配置されて回転ドラムが構成されており、これらベルトコンベア３０，３１とガイド板４０，４１とで、箱の断面形状に合致するような断面略矩形の搬送経路３が形成されている。回転ドラム７において、箱Ａは、ベルトコンベア３０，３１が上下位置にある搬送経路３内に進入し、その下面がベルトコンベア３１に接触した状態でガイド板４０，４１によって案内されつつベルトコンベア３１で搬送されながら、回転ドラム７が回転することにより反転される。反転された状態にある箱Ａは、ベルトコンベア３０に接触することになり、回転ドラム７の出口側において、ベルトコンベア３０によって搬出される。
【００２９】
図７は、箱反転装置に用いられるセンサについて、その種類と配置とを示す説明図である。図７（ａ）は箱反転装置の回転円板について正面から見た図、図７（ｂ）は側面から見た図である。搬出側の回転円板１２について、最上点と最下点に、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０と下原点センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５１がそれぞれ配置されており、その中間上側位置と中間下側位置に上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）５２と下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）５３が配置されている。回転円板１２には探知板５４が取り付けられており、回転円板１２の回転に伴って探知板５４が各センサ（ＳＥＮ−Ａ〜Ｄ）５０〜５３に近接したときに、各センサ（ＳＥＮ−Ａ〜Ｄ）５０〜５３が検出信号を出力する。搬入側の回転円板１１については、箱探知センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５５が配置されている。
【００３０】
図８は、箱反転装置の運転制御ブロック図である。探知板５４の近接に応じて、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０が検出した上原点信号、下原点センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５１が検出した下原点信号、上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）５２が検出した上速度変更点信号、及び下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）５３が検出した下速度変更点信号、並びに箱探知センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５５が箱Ａの近接に応じて検出した箱探知信号は、それぞれ検出した時点で制御装置６０に入力される。制御装置６０は、これらの検出信号の入力を受けて次のように各種の駆動用のインダクションモータの制御を行う。即ち、コンベア駆動用のインダクションモータ３３，３３に対しては、コンベア起動マグネットリレー６１のコイル６２にコンベア起動信号を出力して、電源６４に繋がる接点６３をオンにして、両モータ３３，３３を起動する。また、ドラム回転用のインダクションモータ２０に対しては、当該インダクションモータ２０のコントローラ６５に対してドラム起動信号、ドラム速度選択及びドラム回転方向の各指令を出力して、それぞれ、インダクションモータ２０の回転／停止、低速／高速、時計方向（ＣＷ）／反時計方向（ＣＣＷ）を制御する。
【００３１】
図９は、図１及び図２に示す箱反転装置の運転制御の一例を示すフロー図であり、ここでは、回転ドラム７の原点復帰動作を説明している。回転ドラム７の原点復帰動作がスタートすると、制御装置６０は、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＮしているか否かが判定される（ステップ１；「Ｓ１」と略す。以下同じ）。Ｓ１の判定がＹＥＳ（「Ｙ」で示す。以下同じ）であると、コントローラ６５に指令をして、ドラム回転用のインダクションモータ２０を時計方向（ＣＷ方向）に低速で駆動する（Ｓ２）。回転ドラム７の時計方向の回転に伴い、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＦＦをしたか否かを判定する（Ｓ３）。Ｓ３の判定がＮＯ（「Ｎ」で示す。以下、同じ）であるときは、Ｓ３の判定を繰り返して、当該判定がＹとなるのを待つ。Ｓ１の判定がＮの場合、及びＳ３の判定がＹとなった場合には、上原点を離脱した状態なので逆方向に駆動するべく、インダクションモータ２０を反時計方向（ＣＣＷ方向）に低速で駆動する（Ｓ４）。上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＮしているか否かが判定される（Ｓ５）。Ｓ４の判定がＮであるときは、Ｓ３の判定を繰り返して、当該判定がＹとなるのを待つ。Ｓ５の判定がＹとなったときにインダクションモータ２０を停止させる（Ｓ６）ことで、回転ドラム７の原点復帰動作が終了する。
【００３２】
図１０には、図１及び図２に示す箱反転装置の運転について制御タイムチャートの一例が示されている。制御装置６０においてコンベア起動信号がコンベア起動マグネットリレー６１に対して出力される（時刻Ｔ１）と、停止していたコンベア駆動用のインダクションモータ３３，３３が運転開始され、ベルトコンベア３０，３１が駆動される。回転ドラム７は回転しておらず上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＮの状態にある。そうした状態で箱探知センサ５５が搬入されてくる箱Ａの通過を探知する（時刻Ｔ２）と、制御装置６０はコントローラ６５にドラム起動信号を出力し、インダクションモータ２０を駆動して回転ドラム７を低速で時計（ＣＷ）方向に駆動する。回転ドラム７の回転に伴って上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）５２がＯＮになる（時刻Ｔ３）と、制御装置６０はコントローラ６５にドラム速度選択を指令し、インダクションモータ２０を同じ方向に高速で駆動する。回転ドラム７の更なる回転に伴って下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）５３がＯＮになる（時刻Ｔ４）と、制御装置６０はコントローラ６５にドラム速度選択を指令し、インダクションモータ２０を低速で駆動する。下原点センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５１がＯＮになる（時刻Ｔ５）と、インダクションモータ２０の駆動が停止され、回転ドラム７が下原点位置で停止する。このとき、箱Ａは反転された状態となり、継続されているベルトコンベア３０，３１の搬送動作によって搬出用ローラコンベア６に搬出される。
【００３３】
箱探知センサ５５によって次の箱Ａが搬入されてくるのが検出される（時刻Ｔ６）と、制御装置６０はコントローラ６５にドラム起動信号を出力し、インダクションモータ２０を反対方向に駆動して回転ドラム７を低速で反時計（ＣＣＷ）方向に駆動する。以下、下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）５３及び上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）５２の立ち下がり（時刻Ｔ７，Ｔ８）に応じて、時計方向回転の場合と同様に速度変更をして、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＮになる（時刻Ｔ９）と、インダクションモータ２０の駆動が停止され、回転ドラム７が上原点位置で停止する。このとき、箱Ａは反転された状態となり、継続されているベルトコンベア３０，３１の搬送動作によって搬出用ローラコンベア６に搬出される。
【００３４】
図１１は、回転ドラム７の回転範囲を示しており、センサ５０〜５３が配置されている側の半周のみが時計（ＣＷ）方向及び反時計（ＣＣＷ）方向に回転運転可能であり、その反対側の半周は禁止領域である。
【００３５】
図１２は、箱反転装置１の反転動作を説明する図であって、箱Ａが箱反転装置１内に搬入された状態から反転されて搬出されるまでの変遷を示す説明図である。図１２（ａ）に示すように、回転ドラム７が箱搬入待ちの回転角度位置を占めて停止している状態では、一対の搬送用のベルトコンベア３０，３１は回転ドラム７内の上下位置を占めており、一対のガイド板４０，４１は回転ドラム７内の左右位置を占めていて、箱反転装置１はダンボール箱（箱Ａ）を受け入れる用意が整っている状態にある。
この例では、箱Ａは、天地を逆にした状態で、搬入用ローラコンベア５によって搬送されてきて、箱反転装置１内に送り込まれる。
箱反転装置１の一対のベルトコンベア３０，３１は搬入用ローラコンベア５と同じ搬送速度となるように駆動されているので、搬入用ローラコンベア５によって搬送されてきた箱Ａは、箱反転装置１内に送り込まれたときに、ベルトコンベア３１による搬送状態にスムーズに移行する。
【００３６】
図１２（ｂ）には、箱反転装置１の回転ドラム７が、回転を開始して箱Ａが搬出側に到達する途中まで進み且つ９０度回転した状態が示されている。一対のガイド板４０，４１は、回転ドラム７が箱Ａと共に回転するときに、箱Ａが搬送通路３内から逸脱することがないように支えている。このとき、箱Ａはベルトコンベア３１の搬送面から離れ、慣性によってのみ搬出口方向に向かって前進する状態となる。
【００３７】
図１２（ｃ）に示すように、回転ドラム７が１８０度回転することにより、箱Ａは上下が反転した状態となり、ベルトコンベア３０の搬送面に乗り移り、搬出側へと送られる。搬出側においては、一対のベルトコンベア３０，３１と同じ速度で駆動されている搬出用ローラコンベア６によって、そのまま搬出される。
【００３８】
このように、箱Ａは、箱反転装置１に送り込まれて反転処理がされる際に、停止することなくそのままの搬送速度で搬送され続けて、箱反転装置１を通過するので、高速な反転処理を行うことができる。また、箱反転装置１の回転ドラム７は、ベルトコンベア３０，３１やガイド板４０，４１が点対称に構成されているので、箱Ａを反転処理し終わった状態が、次の箱Ａの反転処理の開始できる状態になっている。したがって、回転ドラム７を反対方向に回転させることによって当該次の箱Ａの反転処理が可能であり、箱反転装置１の稼働率を大きく高めることができる。
【００３９】
回転ドラム７は、時計方向と反時計方向とに交互に回転されるので、回転円板１３に巻き掛けているチェーン１６は、その両端が回転円板１３自身に固定されており、出力スプロケット２１の回転駆動力はチェーン１６を介して回転円板１３に伝達することができる。また、回転ドラム７の交互回転により、インダクションモータ３３，３３への電力供給や制御信号用の配線も支障がない。更に、回転円板１３は、チェーン１６とスプロケット２１によって回転させていたが、歯車やタイミングベルト・プーリのような伝動装置であってもよいことは明らかである。
【００４０】
上記実施例では、箱Ａは、回転ドラム７をドラム回転軸線に沿って一方の端部から他方の端部へと貫通搬送されるうちに天地が反転されたが、搬送手段であるベルトコンベア３０，３１の回転方向をタイミングを取って変更することにより、搬入と搬出とを回転ドラム７の同じ側の端部で行うこともできる。この場合、箱反転装置の工場内レイアウトに適合させることができる。また、上記実施例では、搬送手段は、ベルトコンベアとしたが、ローラコンベア、ロープコンベア等の他の搬送コンベア手段でもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１ 箱反転装置 ２ 筐体
３ 搬送経路 ４ 脚
５ 搬入用ローラコンベア ６ 搬出用ローラコンベア
７ 回転ドラム ８ 回転軸線
９，１０ 端面
１１，１２，１３ 回転円板 １４，１５ ローラ
１６ チェーン １９ ローラ
２０ インダクションモータ ２１ 出力スプロケット
２３ ブラケット ２４，２５，２６ 開口
３０，３１ ベルトコンベア ３２ フレーム
３３ インダクションモータ ３４ タイミングプーリ
３５ タイミングベルト ３６ タイミングプーリ
３７ コンベアローラ ３８ コンベアローラ
３９ コンベアベルト
４０，４１ ガイド板 ４２ ステー（連結部材）
５０ 上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ） ５１ 下原点センサ（ＳＥＮ−Ｄ）
５２ 上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）
５３ 下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）
５４ 探知板 ５５ 箱探知センサ（ＳＥＮ−Ｄ）
６０ 制御装置６０ ６１ コンベア起動マグネットリレー
６２ コイル ６３ 接点
６４ 電源 ６５コントローラ６５
Ａ 箱 Ｂ 床面
【技術分野】
【０００１】
この発明は、製函されたダンボール箱、又はダンボール箱に製品が箱詰めされたダンボール箱包装体のような箱を天地方向に反転させる箱反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、折り畳まれた状態にあるダンボール箱を拡開することで製函されたダンボール箱、又はそうしたダンボール箱内に製品を箱詰めして製造したダンボール箱包装体を、天地方向、即ち上下に反転させる技術については、さまざまなものが提案されている。特に、ダンボール箱包装体の場合には、製函されたダンボールの底側から製品の箱詰めが行われるので、ダンボール箱包装体を搬出するときに、上下反転させる必要がある。
【０００３】
従来の、ダンボール箱を上下に反転させるような箱反転装置は、機構上、箱を一度停止させてから反転作業を行うようになっているものが多い。箱を一度停止させてから反転作業を行うと、箱を停止させるのに減速させてから停止させるまでの時間がまったくのロスになるとともに、箱の停止を確認してから反転作業を開始するので、停止センサの確認時間及び反転作業を行う機構の動作開始時間等も無駄時間となり、反転処理能力を高くすることができない。
【０００４】
また、箱反転装置の中には、高い処理能力を得るために搬送しながら反転作業を行うものもある。しかしながら、こうしたダンボール箱の反転装置は、機構が非常に複雑であったり、装置として大がかりなものとなっており、それ自体で広いスペースを必要とするものである。また、かかるダンボール箱の反転装置は、例えば袋包装機と組み合わせられて、袋包装機が製造した複数の袋包装体を箱詰めするラインに組み込まれるときに、工場内のレイアウト上の制約を受けるなどという不都合が生じている。
【０００５】
停止して反転させる箱反転装置の一例として、胡瓜等の果菜を等級別に選別しながら自動的に箱詰めするための自動整列装置が提案されている（特許文献１参照）。自動整列装置は、テーブル上の果菜に梱包箱をその開口部側を下にして被せる梱包箱被せ装置と、梱包箱をテーブルに押し当てる押え具と、テーブルを回転させて果菜及び梱包箱の上下を反転させる上下反転装置とを備えており、整列体に載せた果菜がテーブルの上に並べられると、梱包箱被せ装置が梱包箱をその開口部側を下にしてテーブル上の果菜の上に被せ、押え具がテーブルの上の梱包箱を同テーブルに押し当て、上下反転装置がテーブルを回転させて果菜及び梱包箱の上下を反転させ、梱包箱の開口部側を上にし、同梱包箱内に果菜を詰めている。
【０００６】
また、略連続で搬送しながら反転させる例として、容器の搬送・反転中に容器の取手孔から梅、プラム、びわ等の小形の農産物がこぼれ落ちることのない農産物容器の反転装置が提案されている（特許文献２参照）。供給装置から反転装置本体の入口部に押出された農産物が収容された容器は、水平な回転軸回りの弧状経路を移動する内側コンベアと外側コンベアとの間に挟持されて上方へ搬送される。容器が上方に反転・搬送されながら、容器の傾き角が大きくなると、取手孔の位置まで容器内の農産物が次第に移動してくるが、この取手孔を塞ぐように可撓反力を備えるブラッシユニットが取付けられているので、容器の形状、大きさがある程度異なっても、また容器の取手孔の回りに補強用のビードが設けられていても、取手孔を十分塞ぎ、農産物のこぼれ落ちを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−０３３１１２号公報
【特許文献２】特開２００３−０７２９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、搬送されてくる箱を反転装置において反転させる際に、箱の搬送を停止させることなく、搬送を継続させながら反転させる点で解決すべき課題がある。
【０００９】
この発明の目的は、直線の搬送ライン途中に設置でき、上下逆の状態で搬送されてくるダンボール箱を搬送しながら上下反転して高い処理能力を実現するとともに、シンプルな機構でスペースをとらない箱反転装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明による箱反転装置は、ドラム中心軸線の回りに回転可能に支持され且つ前記ドラム中心軸線方向の端部が開口している回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させる回転駆動手段と、前記回転ドラム内において搬送面が前記回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対の搬送手段と、前記回転ドラム内においてガイド面が前記一対の搬送手段の前記搬送面の対向方向と直交する方向で且つ前記回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対のガイド部材と、を備え、前記回転ドラム内に前記開口から搬入された箱が、前記ガイド部材によって側面を案内されながら前記搬送手段によって搬送されるうちに、前記回転駆動手段によって前記回転ドラムを回転させることにより、前記箱を反転させることから成っている。
【００１１】
この箱反転装置によれば、回転ドラム内に前記開口から搬入された箱は、回転ドラム内において搬送面が回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対の搬送手段のうち一方の搬送手段に載置された状態で搬送される。その際、箱は、回転ドラム内においてガイド面が一対の搬送手段の搬送面の対向方向と直交する方向で且つ回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対のガイド部材の当該ガイド面で案内される。ガイド部材によって案内されつつ搬送手段によって搬送されるうちに、回転駆動手段が回転ドラムをドラム中心軸線の回りに自転回転させることによって、箱が反転される。反転された箱は、一対の搬送手段のうちの他方の搬送手段に載置された状態で回転ドラムから搬出される。
【００１２】
この箱反転装置において、前記回転ドラム内には、前記一対の搬送手段と前記一対のガイド部材で囲まれるように、前記箱が通過可能な搬送通路が形成されている。前記搬送通路は、前記箱の下面（即ち、天面と底面）が前記一対の搬送手段のうち下方を占める搬送手段と接触し、且つ前記箱の左右側面が前記一対のガイド部材に接触するように、前記箱の搬送方向に直交する面での断面で矩形に形成するのが好ましい。搬送通路に送り込まれた箱は、回転ドラム内において、上下面が搬送手段で、また左右側面がガイド部材によって規制され、回転ドラムが１８０度回転することで、箱が反転されて搬出される。
【００１３】
この箱反転装置において、前記一対の搬送手段及び前記一対のガイド部材は、前記ドラム中心軸線に対して対称に配置することができる。
【００１４】
この箱反転装置において、前記搬送手段は、前記搬送面としてのベルト搬送面を互いに対向させたベルトコンベアであり、前記ガイド部材は、前記ガイド面としての板面を互いに対向させたガイド板であり、前記回転ドラムは、前記ドラム中心軸線方向の両端部に設けられて且つ開口が形成された回転円板を備えており、当該両回転円板は例えば連結ステーのような連結部材によって連結されることから成っている。ベルトコンベアとガイド板の組合せは、それぞれ、構造が簡単でありながら確実な搬送作用及びガイド作用を奏する。また、ベルトコンベアとガイド板とは、回転円板を連結する連結部材に取り付けることで、回転ドラムを簡素な構造とすることができる。
【００１５】
この箱反転装置において、前記回転駆動手段は、モータ等の駆動源の回転出力軸に設けられた駆動側係合部材、前記回転ドラムに取り付けられており周囲に前記駆動側係合部材が係合する従動側係合部材が設けられた駆動用回転円板とを備えていることができる。回転ドラムに駆動用回転円板を取り付けることで、回転ドラムの構造を利用して、モータ等の駆動源からの駆動力を伝達して、回転ドラムを駆動することができる。
【００１６】
この箱反転装置において、前記一対の搬送手段は、常に所定の搬送速度で運転状態にあるか、又は反転すべき前記箱が前記箱反転装置の手前まで搬送されてきたことに応答して、前記箱が前記箱反転装置に搬入されるときに前記所定の搬送速度で駆動されているようにすることができる。
【００１７】
この箱反転装置において、前記回転ドラムは時計方向と反時計方向とに交互に回転され、前記回転ドラムが前記時計方向又は前記反時計方向に半回転することにより、前記箱を反転することができる。回転ドラムが半回転（１８０度回転）すると、内部に収容している箱が反転される。回転ドラムを時計方向と反時計方向とに交互に回転することにより、そのどちらの回転方向で回転する場合であっても、箱が次々に反転され、効率良く箱の反転を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明による箱反転装置は、上記のように構成されており、搬送されてくる箱を停止させることなく、搬送を継続させながら箱を反転させるので、略連続の流れで反転処理を行なうため処理能力を高くすることができる。そして、直線の搬送ライン途中に設置でき、上下逆の状態で搬送されてくるダンボール箱を搬送しながら上下反転して高い処理能力を実現するとともに、シンプルな機構でスペースをとらない箱反転装置を提供することができる。更に、箱の搬入口と搬出口が一直線上にあるので、箱反転装置を同一搬送ライン上に設置でき、シンプルでコンパクトな機構であるため、箱反転装置の設置の際にも省スペースが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明による箱反転装置の一実施例の側面断面図である。
【図２】図２は、図１に示す箱反転装置のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】図３は、図１に示す箱反転装置における回転ドラムの回転円板とその関連構成を説明する図である。
【図４】図４は、図１に示す箱反転装置における回転ドラムの駆動用回転円板とその関連構成を説明する図である。
【図５】図５は、図１に示す箱反転装置の回転ドラムのフレーム構造を示す斜視図である。
【図６】図６は、図１に示す箱反転装置の箱反転作用を説明する概略斜視図である。
【図７】図７は、図１に示す箱反転装置に用いられるセンサの種類と配置とを示す説明図である。
【図８】図８は、本発明による箱反転装置の運転制御ブロック図である。
【図９】図９は、本発明による箱反転装置の運転制御フロー図である。
【図１０】図１０は、本発明による箱反転装置の運転制御タイムチャートである。
【図１１】図１１は、本発明による箱反転装置回転ドラムの回転範囲を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明による箱反転装置の一実施例の反転動作を説明する図であって、箱が箱反転装置内に搬入された状態から反転されて搬出されるまでの変遷を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付した図面を参照してこの発明による箱反転装置の実施例について説明する。図１は本発明による箱反転装置の実施例の側面断面図、図２は図１に示す箱反転装置のＣ−Ｃ断面図である。また、図３は、図１に示す箱反転装置における回転ドラムの回転円板とその関連構成を説明する図であり、図３中、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図４は、図１に示す箱反転装置における回転ドラムの駆動用回転円板とその関連構成を説明する図であり、図４中、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。そして、図５は、図１に示す箱反転装置の回転ドラムのフレーム構造を示す斜視図である。
【００２１】
本発明による箱反転装置１は、図１及び図２に示すように、全体がボックス状の筐体２を備えており、筐体２の内部には、搬入された箱を通過させながら反転させるため、水平（横）方向に貫通するように搬送経路３が形成されている。筐体２の底面の四隅には脚４が設けられており、箱反転装置１は、脚４の長さを調節することにより、床面Ｂ上において傾斜がないように且つ高さ調節可能とされている。箱反転装置１には、反転すべき箱Ａ（図６参照）を搬入する側に搬入用ローラコンベア５が接続されており、反転した後の箱Ａを搬出する側には搬出用ローラコンベア６が接続されている。搬送経路３は、搬入側のローラコンベア５の搬送路と搬出側のローラコンベア６の搬送路とに同じ高さに繋がっている。
【００２２】
筐体２には、その内部に搬送経路３が形成される回転ドラム７が、水平方向（搬送経路３の中心を通る長手方向）に延びる仮想上の回転軸線８の回りに回転可能に設けられている。回転ドラム７は、図３に詳細に示すように、筐体２の搬入側の端面９の近傍に当該端面９に対して平行な面内で回転する回転円板１１を備えているとともに、筐体２の搬出側の端面１０との近傍に当該端面１０に対して平行な面内で回転するように、回転円板１２を備えている。回転円板１１，１２は、外周が円形に形成されており、中央に搬送経路３の断面形状と略整合した形（略矩形）に開口２４，２５が形成されている。搬入側の回転円板１１の内側近傍には、回転円板１１に平行に駆動用回転円板１３が配設されている。駆動用回転円板１３は、回転円板１１，１２と同様に外周が円形に形成されており、中央に搬送経路３の断面形状と略整合した形（略矩形）に開口２６が形成されている。なお、図２においては、駆動用回転円板１３を透過して描くことで、駆動用回転円板１３のための駆動機構を示している。
【００２３】
回転円板１１，１２は、それぞれ筐体２に対して、同じ構造を有するローラ支持機構によって自転回転可能に支持されているので、以下、回転円板１１の回転支持について説明する。回転円板１１は、その外周がローラ１４，１５によって支持されている。即ち、回転円板１１を支持するローラ支持機構は、回転円板１１の斜め上側に回転自在に配置されたローラ１４，１４と、回転円板１１の下側に互いに接近して回転自在に配置されたローラ１５，１５とから成っている。ローラ１４，１５は周面に溝が形成されているローラであって、その溝内に回転円板１１の円形外周端縁が嵌まり合うように係合している。したがって、回転円板１１は、その円形外周端縁がローラ１４，１５の溝内を通過することによって、安定して転がり支持されながら回転軸線８の回りに自転する。
【００２４】
一方、搬入側近傍に設けられた回転駆動手段の駆動用回転円板１３は、図４に詳細に示すように、その外周に従動側係合部材としてのチェーン１６が巻き掛けられている。回転円板１３は連続回転をするのではなく、その回転範囲は後述するように半周に限られているので、チェーン１６の両端は回転円板１３に固定されている。筐体２には、ローラ１５，１５の位置に対応してローラ１９，１９が回転自在に設けられている。また、筐体２には、ブラケット２３を介して正逆回転可能な駆動源としてのインダクションモータ２０が取り付けられている。ローラ１９，１９間では、チェーン１６は回転円板１３から外側へ引き出されており、引き出されたチェーン１６は、インダクションモータ２０の出力軸に設けられた駆動側係合部材としての出力スプロケット２１に巻き掛けられている。したがって、インダクションモータ２０を駆動することにより、出力スプロケット２１及びチェーン１６を介して、回転円板１３を回転軸線８の回りに自転させることができる。
【００２５】
回転円板１１と回転円板１２との間には、回転軸線８を挟んで直径方向に互いに対向する位置に、搬送手段としての一対の搬送コンベア３０，３１が設けられている。搬送コンベア３０，３１は、回転軸線８の長さ方向に沿って延びていて、且つ回転軸線８に対して互いに点対称の構造であるので、以下、搬送コンベア３０についてのみ説明する。搬送コンベア３０は、この例ではベルトコンベアであり、回転円板１１，１２間に掛け渡されて且つ両端が回転円板１１，１２に固定されたフレーム３２と、フレーム３２に対して搬出側に取り付けられたコンベア駆動手段としてのインダクションモータ３３とを備えている。インダクションモータ３３の出力軸にはタイミングプーリ３４が取り付けられており、タイミングプーリ３４とベルトコンベア３０の搬出側のコンベアローラ３６と同軸のタイミングプーリ３８との間には、タイミングベルト３５が巻き掛けられている。
【００２６】
ベルトコンベア３０は、上記搬入側のコンベアローラ３７と、回転円板１２の搬送経路３の搬出寄りに配置された搬出側のコンベアローラ３６と、両コンベアローラ３６，３７に巻き掛けられたコンベアベルト３９とを備えている。コンベアベルト３９の回転軸線８側を向いたベルト面は、回転円板１１〜１３の開口２４〜２６の開口縁よりも回転軸線８側（径方向内側）に位置しているので、箱Ａの搬送経路３内への進入や通過を妨げることがない。また、下側のコンベアベルト３９の回転軸線８側を向いたベルト面、即ち、箱載置面が、搬入側及び搬出側のローラコンベア５，６の搬送面と面一になるように、筐体２に高さ調整が行われている。搬送コンベア３０，３１は、インダクションモータ３３，３３によって互いに逆方向であるが同期した速度で運転されるので、搬送経路３内に進入した箱Ａは、当該箱Ａを載置する搬送コンベアによって搬送される。
【００２７】
回転円板１１と回転円板１２との間には、案内手段としての一対のガイド板４０，４１が回転軸線８を挟んで直径方向に互いに対向し、且つ回転軸線８の長さ方向に沿って延びるように設けられている。一対のガイド板４０，４１の向かい合う向きは、ベルトコンベア３０，３１が互いに向い合う方向に対して直交している。ガイド板４０，４１は、回転軸線８に対して互いに対称の構造である。ガイド板４０，４１は、この例では平坦な板であり、回転円板１１，１２間に掛け渡されて且つ両端が回転円板１１，１２に固定されている。ガイド板４０，４１は、ステンレス製等の金属板であれば十分であるが、箱との滑りが良いように例えば、フッ素樹脂のような樹脂製の板であってもよい。ベルトコンベア３０，３１の向かい合うベルト面と、ガイド板４０，４１の向かい合うガイド面とで、断面略矩形の搬送経路３が形成されている。
【００２８】
図１及び図２に示す箱反転装置における回転ドラムの全体のフレーム構造が図５に斜視図として示されており、回転ドラムの全体図が斜視図として図６に示されている。回転ドラム７は、各円板１１〜１３を、その開口２４〜２６の角部に対応して長手方向（軸線８に平行）に延びるステー４２のような連結部材で連結することによって籠構造に構成されている。この実施例では、ガイド板４０，４１は、ステー４２に加えて、両回転円板１１，１２を連結する連結部材としても機能している。回転円板１１，１２間には、一対のベルトコンベア３０，３１が互いに向い合うように、また一対のガイド板４０，４１が、ベルトコンベア３０，３１とは直交する方向に互いに向い合うように配置されて回転ドラムが構成されており、これらベルトコンベア３０，３１とガイド板４０，４１とで、箱の断面形状に合致するような断面略矩形の搬送経路３が形成されている。回転ドラム７において、箱Ａは、ベルトコンベア３０，３１が上下位置にある搬送経路３内に進入し、その下面がベルトコンベア３１に接触した状態でガイド板４０，４１によって案内されつつベルトコンベア３１で搬送されながら、回転ドラム７が回転することにより反転される。反転された状態にある箱Ａは、ベルトコンベア３０に接触することになり、回転ドラム７の出口側において、ベルトコンベア３０によって搬出される。
【００２９】
図７は、箱反転装置に用いられるセンサについて、その種類と配置とを示す説明図である。図７（ａ）は箱反転装置の回転円板について正面から見た図、図７（ｂ）は側面から見た図である。搬出側の回転円板１２について、最上点と最下点に、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０と下原点センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５１がそれぞれ配置されており、その中間上側位置と中間下側位置に上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）５２と下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）５３が配置されている。回転円板１２には探知板５４が取り付けられており、回転円板１２の回転に伴って探知板５４が各センサ（ＳＥＮ−Ａ〜Ｄ）５０〜５３に近接したときに、各センサ（ＳＥＮ−Ａ〜Ｄ）５０〜５３が検出信号を出力する。搬入側の回転円板１１については、箱探知センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５５が配置されている。
【００３０】
図８は、箱反転装置の運転制御ブロック図である。探知板５４の近接に応じて、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０が検出した上原点信号、下原点センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５１が検出した下原点信号、上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）５２が検出した上速度変更点信号、及び下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）５３が検出した下速度変更点信号、並びに箱探知センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５５が箱Ａの近接に応じて検出した箱探知信号は、それぞれ検出した時点で制御装置６０に入力される。制御装置６０は、これらの検出信号の入力を受けて次のように各種の駆動用のインダクションモータの制御を行う。即ち、コンベア駆動用のインダクションモータ３３，３３に対しては、コンベア起動マグネットリレー６１のコイル６２にコンベア起動信号を出力して、電源６４に繋がる接点６３をオンにして、両モータ３３，３３を起動する。また、ドラム回転用のインダクションモータ２０に対しては、当該インダクションモータ２０のコントローラ６５に対してドラム起動信号、ドラム速度選択及びドラム回転方向の各指令を出力して、それぞれ、インダクションモータ２０の回転／停止、低速／高速、時計方向（ＣＷ）／反時計方向（ＣＣＷ）を制御する。
【００３１】
図９は、図１及び図２に示す箱反転装置の運転制御の一例を示すフロー図であり、ここでは、回転ドラム７の原点復帰動作を説明している。回転ドラム７の原点復帰動作がスタートすると、制御装置６０は、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＮしているか否かが判定される（ステップ１；「Ｓ１」と略す。以下同じ）。Ｓ１の判定がＹＥＳ（「Ｙ」で示す。以下同じ）であると、コントローラ６５に指令をして、ドラム回転用のインダクションモータ２０を時計方向（ＣＷ方向）に低速で駆動する（Ｓ２）。回転ドラム７の時計方向の回転に伴い、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＦＦをしたか否かを判定する（Ｓ３）。Ｓ３の判定がＮＯ（「Ｎ」で示す。以下、同じ）であるときは、Ｓ３の判定を繰り返して、当該判定がＹとなるのを待つ。Ｓ１の判定がＮの場合、及びＳ３の判定がＹとなった場合には、上原点を離脱した状態なので逆方向に駆動するべく、インダクションモータ２０を反時計方向（ＣＣＷ方向）に低速で駆動する（Ｓ４）。上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＮしているか否かが判定される（Ｓ５）。Ｓ４の判定がＮであるときは、Ｓ３の判定を繰り返して、当該判定がＹとなるのを待つ。Ｓ５の判定がＹとなったときにインダクションモータ２０を停止させる（Ｓ６）ことで、回転ドラム７の原点復帰動作が終了する。
【００３２】
図１０には、図１及び図２に示す箱反転装置の運転について制御タイムチャートの一例が示されている。制御装置６０においてコンベア起動信号がコンベア起動マグネットリレー６１に対して出力される（時刻Ｔ１）と、停止していたコンベア駆動用のインダクションモータ３３，３３が運転開始され、ベルトコンベア３０，３１が駆動される。回転ドラム７は回転しておらず上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＮの状態にある。そうした状態で箱探知センサ５５が搬入されてくる箱Ａの通過を探知する（時刻Ｔ２）と、制御装置６０はコントローラ６５にドラム起動信号を出力し、インダクションモータ２０を駆動して回転ドラム７を低速で時計（ＣＷ）方向に駆動する。回転ドラム７の回転に伴って上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）５２がＯＮになる（時刻Ｔ３）と、制御装置６０はコントローラ６５にドラム速度選択を指令し、インダクションモータ２０を同じ方向に高速で駆動する。回転ドラム７の更なる回転に伴って下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）５３がＯＮになる（時刻Ｔ４）と、制御装置６０はコントローラ６５にドラム速度選択を指令し、インダクションモータ２０を低速で駆動する。下原点センサ（ＳＥＮ−Ｄ）５１がＯＮになる（時刻Ｔ５）と、インダクションモータ２０の駆動が停止され、回転ドラム７が下原点位置で停止する。このとき、箱Ａは反転された状態となり、継続されているベルトコンベア３０，３１の搬送動作によって搬出用ローラコンベア６に搬出される。
【００３３】
箱探知センサ５５によって次の箱Ａが搬入されてくるのが検出される（時刻Ｔ６）と、制御装置６０はコントローラ６５にドラム起動信号を出力し、インダクションモータ２０を反対方向に駆動して回転ドラム７を低速で反時計（ＣＣＷ）方向に駆動する。以下、下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）５３及び上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）５２の立ち下がり（時刻Ｔ７，Ｔ８）に応じて、時計方向回転の場合と同様に速度変更をして、上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ）５０がＯＮになる（時刻Ｔ９）と、インダクションモータ２０の駆動が停止され、回転ドラム７が上原点位置で停止する。このとき、箱Ａは反転された状態となり、継続されているベルトコンベア３０，３１の搬送動作によって搬出用ローラコンベア６に搬出される。
【００３４】
図１１は、回転ドラム７の回転範囲を示しており、センサ５０〜５３が配置されている側の半周のみが時計（ＣＷ）方向及び反時計（ＣＣＷ）方向に回転運転可能であり、その反対側の半周は禁止領域である。
【００３５】
図１２は、箱反転装置１の反転動作を説明する図であって、箱Ａが箱反転装置１内に搬入された状態から反転されて搬出されるまでの変遷を示す説明図である。図１２（ａ）に示すように、回転ドラム７が箱搬入待ちの回転角度位置を占めて停止している状態では、一対の搬送用のベルトコンベア３０，３１は回転ドラム７内の上下位置を占めており、一対のガイド板４０，４１は回転ドラム７内の左右位置を占めていて、箱反転装置１はダンボール箱（箱Ａ）を受け入れる用意が整っている状態にある。
この例では、箱Ａは、天地を逆にした状態で、搬入用ローラコンベア５によって搬送されてきて、箱反転装置１内に送り込まれる。
箱反転装置１の一対のベルトコンベア３０，３１は搬入用ローラコンベア５と同じ搬送速度となるように駆動されているので、搬入用ローラコンベア５によって搬送されてきた箱Ａは、箱反転装置１内に送り込まれたときに、ベルトコンベア３１による搬送状態にスムーズに移行する。
【００３６】
図１２（ｂ）には、箱反転装置１の回転ドラム７が、回転を開始して箱Ａが搬出側に到達する途中まで進み且つ９０度回転した状態が示されている。一対のガイド板４０，４１は、回転ドラム７が箱Ａと共に回転するときに、箱Ａが搬送通路３内から逸脱することがないように支えている。このとき、箱Ａはベルトコンベア３１の搬送面から離れ、慣性によってのみ搬出口方向に向かって前進する状態となる。
【００３７】
図１２（ｃ）に示すように、回転ドラム７が１８０度回転することにより、箱Ａは上下が反転した状態となり、ベルトコンベア３０の搬送面に乗り移り、搬出側へと送られる。搬出側においては、一対のベルトコンベア３０，３１と同じ速度で駆動されている搬出用ローラコンベア６によって、そのまま搬出される。
【００３８】
このように、箱Ａは、箱反転装置１に送り込まれて反転処理がされる際に、停止することなくそのままの搬送速度で搬送され続けて、箱反転装置１を通過するので、高速な反転処理を行うことができる。また、箱反転装置１の回転ドラム７は、ベルトコンベア３０，３１やガイド板４０，４１が点対称に構成されているので、箱Ａを反転処理し終わった状態が、次の箱Ａの反転処理の開始できる状態になっている。したがって、回転ドラム７を反対方向に回転させることによって当該次の箱Ａの反転処理が可能であり、箱反転装置１の稼働率を大きく高めることができる。
【００３９】
回転ドラム７は、時計方向と反時計方向とに交互に回転されるので、回転円板１３に巻き掛けているチェーン１６は、その両端が回転円板１３自身に固定されており、出力スプロケット２１の回転駆動力はチェーン１６を介して回転円板１３に伝達することができる。また、回転ドラム７の交互回転により、インダクションモータ３３，３３への電力供給や制御信号用の配線も支障がない。更に、回転円板１３は、チェーン１６とスプロケット２１によって回転させていたが、歯車やタイミングベルト・プーリのような伝動装置であってもよいことは明らかである。
【００４０】
上記実施例では、箱Ａは、回転ドラム７をドラム回転軸線に沿って一方の端部から他方の端部へと貫通搬送されるうちに天地が反転されたが、搬送手段であるベルトコンベア３０，３１の回転方向をタイミングを取って変更することにより、搬入と搬出とを回転ドラム７の同じ側の端部で行うこともできる。この場合、箱反転装置の工場内レイアウトに適合させることができる。また、上記実施例では、搬送手段は、ベルトコンベアとしたが、ローラコンベア、ロープコンベア等の他の搬送コンベア手段でもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１ 箱反転装置 ２ 筐体
３ 搬送経路 ４ 脚
５ 搬入用ローラコンベア ６ 搬出用ローラコンベア
７ 回転ドラム ８ 回転軸線
９，１０ 端面
１１，１２，１３ 回転円板 １４，１５ ローラ
１６ チェーン １９ ローラ
２０ インダクションモータ ２１ 出力スプロケット
２３ ブラケット ２４，２５，２６ 開口
３０，３１ ベルトコンベア ３２ フレーム
３３ インダクションモータ ３４ タイミングプーリ
３５ タイミングベルト ３６ タイミングプーリ
３７ コンベアローラ ３８ コンベアローラ
３９ コンベアベルト
４０，４１ ガイド板 ４２ ステー（連結部材）
５０ 上原点センサ（ＳＥＮ−Ａ） ５１ 下原点センサ（ＳＥＮ−Ｄ）
５２ 上側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｂ）
５３ 下側速度変更点センサ（ＳＥＮ−Ｃ）
５４ 探知板 ５５ 箱探知センサ（ＳＥＮ−Ｄ）
６０ 制御装置６０ ６１ コンベア起動マグネットリレー
６２ コイル ６３ 接点
６４ 電源 ６５コントローラ６５
Ａ 箱 Ｂ 床面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム中心軸線の回りに回転可能に支持され且つ前記ドラム中心軸線方向の端部が開口している回転ドラムと、
前記回転ドラムを回転させる回転駆動手段と、
前記回転ドラム内において搬送面が前記回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対の搬送手段と、
前記回転ドラム内においてガイド面が前記一対の搬送手段の前記搬送面の対向方向と直交する方向で且つ前記回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対のガイド部材と、を備え、
前記回転ドラム内に前記開口から搬入された箱が、前記ガイド部材によって側面を案内されながら前記搬送手段によって搬送されるうちに、前記回転駆動手段によって前記回転ドラムを回転させることにより、前記箱を反転させることから成る箱反転装置。
【請求項２】
前記回転ドラム内には、前記一対の搬送手段と前記一対のガイド部材で囲まれるように、前記箱が通過可能な搬送通路が形成されていることから成る請求項１に記載の箱反転装置。
【請求項３】
前記一対の搬送手段及び前記一対のガイド部材は、前記ドラム中心軸線に対して対称に配置されていることから成る請求項１又は２に記載の箱反転装置。
【請求項４】
前記搬送手段は、前記搬送面としてのベルト搬送面を互いに対向させたベルトコンベアであり、前記ガイド部材は、前記ガイド面としての板面を互いに対向させたガイド板であり、前記回転ドラムは、前記ドラム中心軸線方向の両端部に設けられて且つ開口が形成された回転円板を備えており、当該両回転円板は連結部材によって連結されることから成る請求項１〜３のいずれか一項に記載の箱反転装置。
【請求項５】
前記回転駆動手段は、モータ等の駆動源の回転出力軸に設けられた駆動側係合部材、前記駆動側係合部材が係合する従動側係合部材、及び前記回転ドラムに取り付けられており周囲に前記従動側係合部材が設けられた駆動用回転円板を備えていることから成る請求項１に記載の箱反転装置。
【請求項６】
前記一対の搬送手段は、常に所定の搬送速度で運転状態にあるか、又は反転すべき前記箱が前記箱反転装置の手前まで搬送されてきたことに応答して、前記箱が前記箱反転装置に搬入されるときに前記所定の搬送速度で駆動されることから成る請求項１に記載の箱反転装置。
【請求項７】
前記回転ドラムは時計方向と反時計方向とに交互に回転され、前記回転ドラムが前記時計方向又は前記反時計方向に半回転することにより、前記箱を反転することから成る請求項１に記載の箱反転装置。
【請求項１】
ドラム中心軸線の回りに回転可能に支持され且つ前記ドラム中心軸線方向の端部が開口している回転ドラムと、
前記回転ドラムを回転させる回転駆動手段と、
前記回転ドラム内において搬送面が前記回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対の搬送手段と、
前記回転ドラム内においてガイド面が前記一対の搬送手段の前記搬送面の対向方向と直交する方向で且つ前記回転ドラムの直径方向に対向して配置された一対のガイド部材と、を備え、
前記回転ドラム内に前記開口から搬入された箱が、前記ガイド部材によって側面を案内されながら前記搬送手段によって搬送されるうちに、前記回転駆動手段によって前記回転ドラムを回転させることにより、前記箱を反転させることから成る箱反転装置。
【請求項２】
前記回転ドラム内には、前記一対の搬送手段と前記一対のガイド部材で囲まれるように、前記箱が通過可能な搬送通路が形成されていることから成る請求項１に記載の箱反転装置。
【請求項３】
前記一対の搬送手段及び前記一対のガイド部材は、前記ドラム中心軸線に対して対称に配置されていることから成る請求項１又は２に記載の箱反転装置。
【請求項４】
前記搬送手段は、前記搬送面としてのベルト搬送面を互いに対向させたベルトコンベアであり、前記ガイド部材は、前記ガイド面としての板面を互いに対向させたガイド板であり、前記回転ドラムは、前記ドラム中心軸線方向の両端部に設けられて且つ開口が形成された回転円板を備えており、当該両回転円板は連結部材によって連結されることから成る請求項１〜３のいずれか一項に記載の箱反転装置。
【請求項５】
前記回転駆動手段は、モータ等の駆動源の回転出力軸に設けられた駆動側係合部材、前記駆動側係合部材が係合する従動側係合部材、及び前記回転ドラムに取り付けられており周囲に前記従動側係合部材が設けられた駆動用回転円板を備えていることから成る請求項１に記載の箱反転装置。
【請求項６】
前記一対の搬送手段は、常に所定の搬送速度で運転状態にあるか、又は反転すべき前記箱が前記箱反転装置の手前まで搬送されてきたことに応答して、前記箱が前記箱反転装置に搬入されるときに前記所定の搬送速度で駆動されることから成る請求項１に記載の箱反転装置。
【請求項７】
前記回転ドラムは時計方向と反時計方向とに交互に回転され、前記回転ドラムが前記時計方向又は前記反時計方向に半回転することにより、前記箱を反転することから成る請求項１に記載の箱反転装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−９６８８８（Ｐ２０１２−９６８８８Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４５７４４（Ｐ２０１０−２４５７４４）
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（０００１４８１６２）株式会社川島製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（０００１４８１６２）株式会社川島製作所 (90)
【Ｆターム（参考）】
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