箱詰め装置及び箱詰め方法
【課題】物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することによって、箱詰め作業のトラブルを抑制する箱詰め装置及び箱詰め方法を提供する。
【解決手段】物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧ステップＳ３と、挟圧された物品群が載っている床を開放する開放ステップＳ７と、挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて物品群の上面を吸引して保持する保持ステップＳ４と、開放ステップＳ７後に吸引ヘッドを降下させることによって床の下方の外装箱に物品群を押し込む押し込みステップＳ８と、を有する、箱詰め方法であって、開放ステップＳ７の前に吸引ヘッドを物品群が床から離れる程度上昇させた状態とする上昇ステップＳ５を有する。
【解決手段】物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧ステップＳ３と、挟圧された物品群が載っている床を開放する開放ステップＳ７と、挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて物品群の上面を吸引して保持する保持ステップＳ４と、開放ステップＳ７後に吸引ヘッドを降下させることによって床の下方の外装箱に物品群を押し込む押し込みステップＳ８と、を有する、箱詰め方法であって、開放ステップＳ７の前に吸引ヘッドを物品群が床から離れる程度上昇させた状態とする上昇ステップＳ５を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばポテトチップ、豆、飴、スープ、洗剤などの内容物が袋詰めまたは箱詰めされた物品からなる物品群を、段ボールケースまたはダース箱などの外装箱の内部に収容する箱詰め装置に関する。さらに詳しくは、物品を整列させてなる物品群を、該物品群の下方の外装箱に押し込むことによって、外装箱の内部に物品を収容する箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧装置と、前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開閉装置と、前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持し、かつ、前記床が開放された状態において前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む吸引装置とを有する箱詰め装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３７０８１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の箱詰め装置では、床の開放動作によって物品群の下端が摩擦力を受ける。そして、場合によっては、物品群が崩壊し、箱詰め作業を中断せざるをえないというトラブルが発生してしまうので、改善の余地があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することによって、箱詰め作業のトラブルを抑制する箱詰め装置及び箱詰め方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、第１の本発明の箱詰め装置は、物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧装置と、
前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開閉装置と、
前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持し、かつ、前記床が開放された状態において前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む吸引装置と、
前記開閉装置、前記挟圧装置及び前記吸引装置を制御する制御装置と、を有する箱詰め装置であって、
前記制御装置は、前記吸引装置を制御して、前記床の開放動作の前に前記吸引ヘッドを前記物品群が前記床から離れる程度上昇させた状態とする。
【０００６】
このように構成すると、吸引装置の制御によって床の開閉動作の前に物品群を床から離すので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することができる。すなわち、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる。
【０００７】
第２の本発明の箱詰め装置は、前記床の上方において前記床の上面と平行に検出用光路が通るように配設された遮光型検出器を有し、
前記制御装置は、前記保持後前記開放前において、前記遮光型検出器を制御して、前記検出用光路の遮光を検出するとよい。
このように構成すると、遮光型検出器の配設によって、床の開閉動作前に物品群と床との接触の有無を検知することができるので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を確実に回避することができる。
【０００８】
第３の本発明の箱詰め方法は、挟圧装置が、物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧ステップと、
開閉装置が、前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開放ステップと、
吸引装置が、前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持する保持ステップと、
前記開放ステップ後に前記吸引装置が前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む押し込みステップと、を有する、箱詰め方法であって、
前記吸引装置が、前記開放ステップの前に前記吸引ヘッドを前記物品群が前記床から離れる程度上昇させた状態とする。
【０００９】
このように構成すると、上昇ステップによって床の開閉動作の前に物品群を床から離すので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することができる。すなわち、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる。
【００１０】
第４の本発明の箱詰め方法は、前記上昇ステップ後前記開放ステップ前において、遮光型検出器が、前記床の上方において前記床の上面と平行に配設された検出用光路の遮光を検出する検出ステップを有するとよい。
【００１１】
このように構成すると、検出ステップによって、床の開閉動作前に物品群と床との接触の有無を検知することができるので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を確実に回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の箱詰め装置及び箱詰め方法は、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することによって、箱詰め作業のトラブルを抑制するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態の箱詰め装置の概略を示す側面図である。図２は、図１の箱詰め装置の概略を示す上面図である。なお、説明の都合上、図１においては止め部材１７の支持体１７Ａを省略し、図２においては吸引装置１４及び外装箱搬送コンベア８０の一部を省略している。
【００１５】
図３は、図１の箱詰め装置の要部の概略を示す斜視図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本実施形態の箱詰め装置１００は、整列コンベア６と、押出装置７と、挟圧装置８と、開閉装置１３と、吸引装置１４と、外装箱Ｃを搬送する外装箱搬送コンベア８０と、外装箱搬送コンベア８０から外装箱Ｃを昇降させる外装箱昇降装置１５と、遮光型検出器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ、２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂと、これら装置６，７，８，１３，ｌ４，８０，１５、２Ａ〜５Ｂの動作を制御する制御装置３０と、これら構成要素６，７，８，１３，ｌ４，８０，１５、３０、２Ａ〜５Ｂ、１７、１９を所定の位置関係に配設する枠体１と、を有している。
【００１７】
図２及び図３に示すように、整列コンベア６は、無端軌道（コンベア）１６を横切るようにして無端軌道１６面上に直立する一群の仕切板１０によって仕切板１０間の無端軌道１６上に物品を収容できる収容部１１が複数連なって形成されている。本実施形態では、仕切板１０は５枚が一群となっている。したがって、４つの収容部１１が一群となって形成されている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、無端軌道１６は、４本の環状ベルトが一対のスプロケット（sprocket）１６Ｅによって支持されている。４本の環状ベルトは２本ずつに分かれて第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂを構成している。第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂにはそれぞれ、仕切板１０が１連又は２連以上装着されている。仕切板１０は結合具１０Ａによって第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂに装着されている。第１ベルト群１６Ａは、一方のスプロケット１６Ｅに軸体１６Ｆによって連結された一方の駆動装置１６Ｃによって回転駆動されるように構成されている。第２ベルト群１６Ｂは、他方のスプロケット１６Ｅに軸体１６Ｆによって連結された他方の駆動装置１６Ｄによって回転駆動されるように構成されている。これによって、第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂの駆動装置は互いに異なるので、第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂを互いに独立して循環駆動することができる。つまり、一方のベルト群が暫時停止を繰り返しながら収容部１１に物品Ｗを受け入れる動作と、他方のベルト群が整列位置Ｔにおいて停止して収容部１１から物品Ｗを押し出す動作とを同時に行うことができる。
【００１９】
駆動装置１６Ｃ，１６Ｄには公知のアクチュエータ（actuator）を用いることができる。
【００２０】
図２に示すように、軸体１６Ｆは、その両端が枠体１に軸回転自在に支持されて配設されている。より精確には、軸体１６Ｆの一端は駆動装置１６Ｃ，１６Ｄに接続され、駆動装置１６Ｃ，１６Ｄが枠体１に配設されている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、押出装置７は、整列コンベア６の整列位置Ｔに整列した一群の仕切板１０同士の間から複数の物品Ｗを仕切板１０に沿って押して、すなわち図３に示す押出方向Ｘに向かって押して、物品Ｗからなる物品群を形成するように構成されている。
【００２２】
ここで、整列位置Ｔは、無端軌道１６上の位置であって、一連の収容部１１が整列する位置をいう。すなわち、無端軌道１６が直線状となり、一連の仕切板１０が垂直に並立する位置を言う。
【００２３】
本実施形態では、図１及び図２に示すように、押出装置７は、駆動装置７Ｂによって押出部材７Ａがレール部材７Ｃに案内されて押出方向Ｘに進退駆動されるように構成されている。押出部材７Ａは、整列位置Ｔにおける一連の仕切板１０と抵触しないように細隙１２が形成されている。駆動装置７Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。レール部材７Ｃは、押出方向Ｘに沿って延びるようにして枠体１に支持されて配設されている。
【００２４】
また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、整列位置Ｔの押出方向Ｘの両脇に案内部材１９が配設されている。これによって、押出部材７Ａによって押し出された物品Ｗが一群の物品群となって押出方向Ｘに進むよう案内される。
【００２５】
挟圧装置８は、押出装置７によって押し出された物品群を物品Ｗの整列方向から挟圧するように構成されている。本実施形態では、図２及び図３に示すように、挟圧装置８は、押出方向Ｘに直交する方向において互いに対向する一対の板状の挟圧部材８Ｄと、それぞれの挟圧部材８Ｄの背面から該背面の垂直方向に延びている軸体８Ａと、軸体８Ａを軸方向に進退自在に支持する軸受け部材８Ｃと、軸体８Ａを軸方向に進退駆動する駆動装置８Ｂと、を有している。軸体８Ａの進出によって物品群が一対の挟圧部材８Ｄ間に挟圧されるので、物品群の物品Ｗ同士を密着させることができる。なお、駆動装置８Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。駆動装置８Ｂは枠体１に配設されている。軸受け部材８Ｃは、枠体１の一部である梁１Ａ，１Ｂに配設されている。
【００２６】
また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、整列位置Ｔの押出方向Ｘの突き当たりには、止め部材１７が押出部材７Ａに対向して配設されている。これによって、押出部材７Ａによって押し出された物品Ｗの散乱を防止することができる。止め部材１７は支持体１７Ａによって支持されている。支持体１７Ａは枠体１に配設されている。
【００２７】
さらに、図１乃至図３に示すように、押出部材７Ａの押し出し端近傍の上方には、押さえ装置１８が配設されている。押さえ装置１８は、押さえ部材１８Ａと、押さえ部材１８Ａを上下方向に揺動する駆動装置１８Ｂと、を有している。この揺動によって、押出部材７Ａの進退動作時における押出部材７Ａとの抵触を回避することができ、かつ、押し出された物品群の上部側面を押さえることによって、物品群の散乱を防止することができる。駆動装置１８Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。駆動装置１８Ｂは枠体１に配設されている。なお、押さえ装置１８は、押さえ部材１８Ａが駆動装置１８Ｂによって上下方向に進退自在に構成されていてもよい。
【００２８】
これら止め部材１７及び押さえ装置１８によって物品Ｗの散乱を防止することができるので、挟圧装置８による物品群の挟圧を円滑に行うことができる。
【００２９】
図１乃至図３に示すように、開閉装置１３は、挟圧装置８によって挟圧された物品群の床を開閉するように構成されている。本実施形態では、開閉装置１３は、一対の板状の床部材１３Ａと、一対の床部材１３Ａを進退駆動する駆動装置１３Ｂとを有している。この一対の床部材１３Ａが物品群を支持する床を構成する。床部材１３Ａは、水平方向に延びて、端面同士が接触及び離間するようにして枠体１に進退自在に支持されている。本実施形態では、床部材１３Ａは、その縁部が枠体１に配設された複数のローラ１３Ｃに支持されている。これによって、床部材１３Ａが後退駆動されると、開口部が形成され、吸引装置１４の吸引ヘッド１４Ｆが床部材１３Ａの下方の外装箱Ｃまで、物品群を押し込むことができる。駆動装置１３Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。駆動装置１３Ｂは枠体１に配設されている。
【００３０】
ここで本発明の箱詰め装置１００の特徴の一つである、遮光型検出器について説明する。
【００３１】
図１乃至図３に示すように、遮光型検出器は、床部材１３Ａ上に配設された４対の投光器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ及び受光器２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂを有している。
【００３２】
図４は、遮光型検出器の構成及び配設の概略を示す平面図である。
【００３３】
遮光型検出器は、物品群の物品Ｗによって検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の少なくとも１本が遮断されることによって、検出信号を発信するように構成されている。ここでは、４つの光透過型のセンサが並列されて構成されている。つまり、検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の両端に対向して一対の投光器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ及び受光器２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂを有して構成されている。
【００３４】
また、一対の投光器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ及び受光器２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂは、検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が物品群の形成位置において床部材１３Ａ上数ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の高さを床部材１３Ａと平行に延びるように配設されている。ここで、案内部材１９及び挟圧部材８Ｄの下端は、検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を遮断しないように構成されている。本実施形態では、案内部材１９及び挟圧部材８Ｄの下端が床部材１３Ａから約１５ｍｍ離れて配設されている。また、枠体１の一部である一対の梁１Ａ，１Ｂが、床部材１３Ａの上方であって、かつ図４に示すように、一対の案内部材１９及び一対の挟圧部材８Ｄを間にしてそれらの両側に押出方向Ｘに沿って延びるように構成されている。投光器２Ａ，４Ａ及び受光器３Ｂ，５Ｂは、梁１Ａの内側側面に配設され、投光器３Ａ，５Ａ及び受光器２Ｂ，４Ｂは、梁１Ｂの内側側面に配設されている。
【００３５】
図３に示すように、吸引装置１４は、挟圧装置８によって挟圧された物品群の上面に吸引ヘッド１４Ｆを接触させて物品群の上面を吸引することによって物品群を保持し、吸引ヘッド１４Ｆを降下させて床部材１３Ａの下方の外装箱Ｃに物品群を押し込むように構成されている。つまり、図１及び図２に示すように、吸引装置１４は、ブロア、排気ポンプのような吸気装置１４Ｈと、吸気装置１４Ｈの吸気口に一端が連結された吸気管１４Ｅと、吸気管１４Ｅの途中に配設された弁１４Ｇと、垂直方向に延びてその上端に吸気管１４Ｅの他端が連結された中空軸体１４Ａと、中空軸体１４Ａの上部に接合された昇降部材１４Ｃと、昇降部材１４Ｃが昇降自在に装着されている昇降タワー１４Ｄと、昇降タワー１４Ｄを駆動する駆動装置１４Ｂと、中空軸体１４Ａの下端がその上面に接合された吸引ヘッド１４Ｆと、を有している。
【００３６】
図５は、吸引ヘッドと中空軸体との接合構造の概略を示す断面図（ａ）及び吸引ヘッドの下面図（ｂ）である。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、吸引ヘッド１４Ｆは、中空の略直方体の本体５０を有し、本体５０の上面には貫通孔５４が形成されている。中空軸体１４Ａの下端が、この貫通孔５４に中空軸体１４Ａの中空部が連通するようにして吸引ヘッド１４Ｆの上面に接合されている。ここでは、複数のボルト５２が貫通孔５４の周囲から上方に延びるようにして本体５０に植設されている。また、リブ６０が中空軸体１４Ａの下端に形成されている。ボルト５２がリブ６０に形成されたボルト孔に挿通されて、ナット５３によって貫通孔５４の周囲の本体５０にリブ６０が接合されている。
【００３８】
また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本体５０の下面には、２本の吸引口５１が形成されている。吸引口５１は、物品群の物品Ｗの整列方向に沿って延びる細隙状に形成されている。これによって、吸引口５１は物品群を構成する全ての物品Ｗの上面に接触することができるので、物品群の全ての物品Ｗを吸引することができる。なお、吸引口５１の形状は、吸引口５１は物品群を構成する全ての物品Ｗの上面に接触することができる形状であればよい。例えば、吸引口５１が蛇行する一本の細隙や多数の円孔であっても、本体５０の下面が格子状であってもよい。
【００３９】
以上のような吸気装置１４の構成によって、押し込み方向Ｚに吸引ヘッド１４Ｆを降下及び上昇させることができ、吸気装置１４Ｈによって吸気ヘッド１４Ｆの吸引口５１より空気を吸引することができ、かつ弁１４Ｇによって吸気装置１４Ｈの吸引力を遮断することができる。
【００４０】
なお、吸気管１４Ｅは、装着された吸気装置１４Ｈによる管内の減圧状態においても管路が閉塞せず、かつ、中空軸体１４Ａの昇降動作に追従可能な柔軟性を有する合成樹脂のような弾性材料から構成されている。これによって、吸引装置１４は、昇降動作においても、吸気ヘッド１４Ｆにおける吸引力を維持することができるので、吸引ヘッド１４Ｆに吸い付けた物品群を脱漏することなく、外装箱Ｃに押し込むことができる。
【００４１】
図１及び図３に示すように、外装箱搬送コンベア８０は、並列する多数の駆動ローラによって段ボール箱のような外装箱Ｃを水平方向に搬送するように構成されている。外装箱搬送コンベア８０は、床部材１３Ａの下方を通るように配設されている。
【００４２】
図１及び図３に示すように、外装箱昇降装置１５は、床部材１３Ａの下方の位置において、外装箱搬送コンベア８０上の外装箱Ｃを、床部材１３Ａに近づくように持ち上げるように構成されている。本実施形態では、外装箱昇降装置１５は、外装箱Ｃが載置される台部材１５Ａと、台部材１５Ａが昇降自在に装着されている昇降タワー１５Ｃと、昇降タワー１５Ｃを駆動する駆動装置１５Ｂと、を有している。台部材１５Ａは、外装箱搬送コンベア８０の駆動ローラの列間に埋没可能な櫛状の形状を有している。つまり、台部材１５Ａは外装箱搬送コンベア８０を下端位置として昇降自在に配設されている。
【００４３】
また、図示しないが、外装箱搬送コンベア８０は台部材１５Ａの上の位置において外装箱Ｃの移動を阻止して外装箱Ｃを暫時停止させるストッパーを有している。
【００４４】
このような外装箱昇降装置１５及び外装箱搬送コンベア８０の構成によって、外装箱Ｃを台部材１５Ａに搬入することができ、外装箱Ｃをストッパーにて停止させた状態で外装箱Ｃの下方から台部材１５Ａを上昇させることによって外装箱Ｃを床部材１３Ａの下方において持ち上げることができ、台部材１５Ａを並列する駆動ローラ同士の隙間まで下降させることによって物品Ｗを収容した外装箱Ｃを外装箱搬送コンベア８０上に戻すことができ、かつ物品Ｗを収容した外装箱Ｃを台部材１５Ａから搬出させることができる。
【００４５】
なお、駆動装置１５Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。ストッパーには外装箱Ｃの搬送方向前方に進退するゲート棒や外装箱Ｃの両側を挟圧する一対の挟圧板を用いることができる。
【００４６】
制御装置３０は、箱詰め装置１００の動作を制御するように構成されている。
【００４７】
また、制御装置３０は、注意情報を発信する表示部３０Ａを有している。例えば、表示部３０Ａは警報器あるいは表示灯が好適である。警報器は音を利用して作業者の注意を喚起することができる。表示灯は光を利用して作業者の注意を喚起することができる。
【００４８】
枠体１は、配設されたこれら構成要素６，７，８，１３，ｌ４，８０，１５、３０、１７，１９，２Ａ〜５Ｂが、相互に所要の位置関係となるように構成されている。ここで、所要の位置関係とは、本発明の箱詰め装置の箱詰め動作の実施に要する位置関係をいう。
【００４９】
次に、箱詰め装置１００の動作を説明する。これらの動作は、制御装置３０が箱詰め装置１００の各装置６，７，８，１３，ｌ４，８０，１５を制御することによって行う。
【００５０】
また、本実施形態では、箱詰め装置１００の周囲には、物品を供給する供給コンベア２００が所定の位置に配設されている。本実施形態では、図３に示すように、供給コンベア２００に載置されて搬送されてきた物品Ｗは供給コンベア２００の出口端２００Ａから送出される。出口端２００Ａは収容位置Ｒに対向するように配設されている。これによって、出口端２００Ａから落下する物品Ｗは、収容位置Ｒに暫時待機する仕切板１０上に案内されて収容部１１に収容される。供給コンベア２００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。
【００５１】
図６は、本発明の箱詰め装置の箱詰め動作を示すフロー図である。
【００５２】
ステップ（整列ステップ）Ｓ１において、供給コンベア２００より整列コンベア６に供給された物品Ｗは、整列コンベア６によって整列位置Ｔまで運ばれて、整列位置Ｔにおいて整列させられる。
【００５３】
次に、ステップ（形成ステップ）Ｓ２において、整列位置Ｔにおいて整列した物品Ｗは、押出装置７によって整列コンベア６から仕切板１０の板面に沿って押出方向Ｘに押し出される。そして一群の物品Ｗが床部材１３Ａ上において、止め部材１７，押さえ部材１８Ａ、一対の挟圧部材８Ｄに側方を囲まれて、物品群が形成される。なお、物品Ｗを押し出した後、押出部材７Ａは、押し出し動作前の位置まで後退する。
【００５４】
次に、ステップ（挟圧ステップ）Ｓ３において、物品群を挟圧する。
【００５５】
図７は、挟圧ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００５６】
図７に示すように、物品群は床部材１３Ａ上において一対の挟圧部材８Ｄによって物品Ｗ同士を密着させるように挟圧される。
【００５７】
次に、ステップ（保持ステップ）Ｓ４において、物品群を保持する。
【００５８】
図８は、保持ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００５９】
図８に示すように、挟圧された物品群の上面に吸引ヘッド１４Ｆを降下して接触させて弁１４Ｇを開き、吸引口５１に物品群を構成する全ての物品Ｗの上面を吸い付ける。これによって物品群が吸引ヘッド１４Ｆに保持される。なお、挟圧ステップＳ３によって物品Ｗ同士が密着しているので、吸引口５１は物品Ｗの上面によって覆われる。つまり、挟圧ステップＳ３によって物品Ｗの吸引力を高めることができる。
【００６０】
次に、ステップ（上昇ステップ）Ｓ５において、吸引ヘッド１４Ｆを物品群の物品Ｗの下端が床部材１３Ａから離れる程度上昇させた状態とする。
【００６１】
図９は、上昇ステップ及び検出ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００６２】
図９に示すように、吸引ヘッド１４Ｆを上昇させると、吸引ヘッド１４Ｆの吸引力が挟圧部材８Ｄとの間の摩擦力より勝るので、物品群両端の物品Ｗも脱落することなく、物品群両端の物品Ｗは挟圧部材８Ｄ表面上を滑る。これによって、物品群全体が床部材１３Ａから離れる程度上昇させることができる。
【００６３】
次に、ステップ（検出ステップ）Ｓ６において、検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の遮光の有無を遮光型検出器２Ａ〜５Ｂが検出する。
【００６４】
検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の少なくとも１本が遮光されて検出信号が有る場合には、箱詰め作業を中断する。この場合、制御装置３０は、検出信号を取得すると、箱詰め装置１００の箱詰め動作を停止させると共に、表示部３０Ａを表示させ、作業員の注意を喚起し、作業員が物品群の状態を確認し、異状を解消して、箱詰め装置１００の動作を再開させる。
【００６５】
検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の遮光がなく検出信号がない場合には、ステップＳ７（開放ステップ）に進む。
【００６６】
図１０は、開放ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００６７】
図１０に示すように、開閉装置１３によって、床部材１３Ａが撤去されて、物品群の床が開放される。ここでは、端面同士が接触している一対の床部材１３Ａが離隔する方向に水平移動する。なお、床部材１３Ａが動作中において、上昇ステップＳ４を維持する。
【００６８】
次に、ステップ（押し込みステップ）Ｓ８において、吸引装置１４が、吸引ヘッド１４Ｆを降下させることによって、外装箱Ｃに物品群を押し込む。
【００６９】
図１１は、押し込みステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００７０】
図１１に示すように、外装箱Ｃは、台部材１５Ａに載置された状態で床部材１３Ａの下方に接近するように持ち上げられている。したがって、ステップＳ７によって物品群の床が開放されると、物品群の下方に外装箱Ｃが上方に開口した状態で出現することになる。そして、吸引ヘッド１４Ｆの下降によって、物品群は外装箱Ｃ内に押し込まれる。この際、物品群両端の物品Ｗは挟圧部材８Ｄ表面上を滑り抜ける。
【００７１】
ステップＳ８によって箱詰め動作は終了する。箱詰め動作終了後、制御装置３０は、箱詰め装置１００を元の状態に復帰させる。
【００７２】
すなわち、吸引装置１４は、弁１４Ｇを閉止して吸引ヘッド１４Ｆへの物品Ｗの吸い付きを解除した後、吸引ヘッド１４Ｆを物品群の形成位置の上方にまで上昇させる。吸引ヘッド１４Ｆの上昇後、開閉装置１３は、床部材１３Ａの端面同士が接合するように一対の床部材１３Ａを水平移動して閉じる。これによって、物品群の形成位置の床が構成される。外装箱昇降装置１５は、台部材１５Ａを外装箱搬送コンベア８０の駆動ローラ間まで下降して、物品群を収容した外装箱Ｃを外装箱搬送コンベア８０上に戻す。外装箱搬送コンベア８０は物品群を収容した外装箱Ｃを箱詰め装置１００から搬出し、かつ空箱の外装箱Ｃを台部材１５Ａ上まで搬入する。
【００７３】
そして、箱詰め動作が新たに繰り返される。
【００７４】
以上のようにして、本実施形態の箱詰め装置１００は、吸引装置１４の制御によって床の開閉動作の前に物品群を床から離すので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することができる。すなわち、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態の箱詰め装置１００は、遮光型検出器の配設によって、床の開閉動作前に物品群と床との接触の有無を検知することができるので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を確実に回避することができる。
【００７６】
一方、本発明の箱詰め方法Ｓ１〜Ｓ８は、上昇ステップＳ５によって開放ステップＳ７の前に物品群を床から離すので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することができる。すなわち、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる。
【００７７】
また、本発明の箱詰め方法Ｓ１〜Ｓ８は、検出ステップＳ６によって、床の開閉動作前に物品群と床との接触の有無を検知することができるので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を確実に回避することができる。
【００７８】
なお、上述した実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、遮光型検出装置は、光反射形のセンサを用いて構成することもできる。つまり、一対の投光器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの代わりに投受光器を配設し、受光器２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂの代わりに反射体を配設してもよい。
【００８０】
また、本実施形態の遮光型検出器は、４本の検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を構成しているが、検出用光路は４本に限られるものではない。検出用光路Ｌ４，Ｌ５を省略して検出用光路Ｌ２，Ｌ３のみによっても本発明を実施することができる。すなわち、投光器４Ａ，５Ａ及び受光器４Ｂ，５Ｂを省略して投光器２Ａ，３Ａ及び受光器２Ｂ，３Ｂのみとしても本発明を実施することができる。
【００８１】
さらに、外装箱搬送コンベア８０及び外装箱昇降装置１５は、床部材１３Ａの下方に外装箱Ｃを順次配置するための装置であるので、これら装置を省略してもよい。この場合、台部材１５Ａを固定して、作業員の人力によって外装箱Ｃの出し入れを行う。
【００８２】
さらに、整列コンベア６及び押出装置７を省略してその他の方法によって物品群を形成することもできる。すなわち、整列ステップＳ１及び形成ステップＳ２をその他の方法によって行うこともできる。例えば、作業員の人力によって物品Ｗを床部材１３Ａの上に整列させて物品群を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することによって、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる箱詰め装置及び箱詰め方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態の箱詰め装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１の箱詰め装置の概略を示す上面図である。
【図３】図１の箱詰め装置の要部の概略を示す斜視図である。
【図４】遮光型検出器の構成及び配設の概略を示す平面図である。
【図５】吸引ヘッドと中空軸体との接合構造の概略を示す断面図（ａ）及び吸引ヘッドの下面図（ｂ）である。
【図６】本発明の箱詰め装置の箱詰め動作を示すフロー図である。
【図７】挟圧ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【図８】保持ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【図９】上昇ステップ及び検出ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【図１０】開放ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【図１１】押し込みステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 枠体
１Ａ、１Ｂ 梁
２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ 投光器
２Ｂ、３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ 受光器
６ 整列コンベア
７ 押出装置
７Ａ 押出部材
７Ｂ 駆動装置
７Ｃ レール部材
８ 挟圧装置
８Ａ 軸体
８Ｂ 駆動装置
８Ｃ 軸受け部材
８Ｄ 挟圧部材
１０ 仕切板
１０Ａ 結合具
１１ 収容部
１２ 細隙
１３ 開閉装置
１３Ａ 床部材
１３Ｂ 駆動装置
１３Ｃ ローラ
１４ 吸引装置
１４Ａ 中空軸体
１４Ｂ 駆動装置
１４Ｃ 昇降部材
１４Ｄ 昇降タワー
１４Ｅ 吸気管
１４Ｆ 吸引ヘッド
１４Ｇ 弁
１４Ｈ 吸気装置
１５ 外装箱昇降装置
１５Ａ 台部材
１５Ｂ 駆動装置
１５Ｃ 昇降タワー
１６ 無端軌道
１６Ａ 第１ベルト群
１６Ｂ 第２ベルト群
１６Ｃ 第１駆動装置
１６Ｄ 第２駆動装置
１６Ｅ スプロケット
１６Ｆ 軸体
１７ 止め部材
１７Ａ 支持体
１８ 押さえ装置
１８Ａ 押さえ部材
１８Ｂ 駆動装置
１９ 案内部材
３０ 制御装置
３０Ａ 表示部
５０ 本体
５１ 吸引口
５２ ボルト
５３ ナット
５４ 貫通孔
６０ リブ
１００ 箱詰め装置
２００ 供給コンベア
２００Ａ 出口端
８０ 外装箱搬送コンベア
Ｃ 外装箱
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５ 検出器光路
Ｓ１〜Ｓ８ ステップ
Ｔ 整列位置
Ｗ 物品
Ｘ 押出方向
Ｚ 押し込み方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばポテトチップ、豆、飴、スープ、洗剤などの内容物が袋詰めまたは箱詰めされた物品からなる物品群を、段ボールケースまたはダース箱などの外装箱の内部に収容する箱詰め装置に関する。さらに詳しくは、物品を整列させてなる物品群を、該物品群の下方の外装箱に押し込むことによって、外装箱の内部に物品を収容する箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧装置と、前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開閉装置と、前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持し、かつ、前記床が開放された状態において前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む吸引装置とを有する箱詰め装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３７０８１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の箱詰め装置では、床の開放動作によって物品群の下端が摩擦力を受ける。そして、場合によっては、物品群が崩壊し、箱詰め作業を中断せざるをえないというトラブルが発生してしまうので、改善の余地があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することによって、箱詰め作業のトラブルを抑制する箱詰め装置及び箱詰め方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、第１の本発明の箱詰め装置は、物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧装置と、
前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開閉装置と、
前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持し、かつ、前記床が開放された状態において前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む吸引装置と、
前記開閉装置、前記挟圧装置及び前記吸引装置を制御する制御装置と、を有する箱詰め装置であって、
前記制御装置は、前記吸引装置を制御して、前記床の開放動作の前に前記吸引ヘッドを前記物品群が前記床から離れる程度上昇させた状態とする。
【０００６】
このように構成すると、吸引装置の制御によって床の開閉動作の前に物品群を床から離すので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することができる。すなわち、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる。
【０００７】
第２の本発明の箱詰め装置は、前記床の上方において前記床の上面と平行に検出用光路が通るように配設された遮光型検出器を有し、
前記制御装置は、前記保持後前記開放前において、前記遮光型検出器を制御して、前記検出用光路の遮光を検出するとよい。
このように構成すると、遮光型検出器の配設によって、床の開閉動作前に物品群と床との接触の有無を検知することができるので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を確実に回避することができる。
【０００８】
第３の本発明の箱詰め方法は、挟圧装置が、物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧ステップと、
開閉装置が、前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開放ステップと、
吸引装置が、前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持する保持ステップと、
前記開放ステップ後に前記吸引装置が前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む押し込みステップと、を有する、箱詰め方法であって、
前記吸引装置が、前記開放ステップの前に前記吸引ヘッドを前記物品群が前記床から離れる程度上昇させた状態とする。
【０００９】
このように構成すると、上昇ステップによって床の開閉動作の前に物品群を床から離すので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することができる。すなわち、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる。
【００１０】
第４の本発明の箱詰め方法は、前記上昇ステップ後前記開放ステップ前において、遮光型検出器が、前記床の上方において前記床の上面と平行に配設された検出用光路の遮光を検出する検出ステップを有するとよい。
【００１１】
このように構成すると、検出ステップによって、床の開閉動作前に物品群と床との接触の有無を検知することができるので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を確実に回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の箱詰め装置及び箱詰め方法は、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することによって、箱詰め作業のトラブルを抑制するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態の箱詰め装置の概略を示す側面図である。図２は、図１の箱詰め装置の概略を示す上面図である。なお、説明の都合上、図１においては止め部材１７の支持体１７Ａを省略し、図２においては吸引装置１４及び外装箱搬送コンベア８０の一部を省略している。
【００１５】
図３は、図１の箱詰め装置の要部の概略を示す斜視図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本実施形態の箱詰め装置１００は、整列コンベア６と、押出装置７と、挟圧装置８と、開閉装置１３と、吸引装置１４と、外装箱Ｃを搬送する外装箱搬送コンベア８０と、外装箱搬送コンベア８０から外装箱Ｃを昇降させる外装箱昇降装置１５と、遮光型検出器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ、２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂと、これら装置６，７，８，１３，ｌ４，８０，１５、２Ａ〜５Ｂの動作を制御する制御装置３０と、これら構成要素６，７，８，１３，ｌ４，８０，１５、３０、２Ａ〜５Ｂ、１７、１９を所定の位置関係に配設する枠体１と、を有している。
【００１７】
図２及び図３に示すように、整列コンベア６は、無端軌道（コンベア）１６を横切るようにして無端軌道１６面上に直立する一群の仕切板１０によって仕切板１０間の無端軌道１６上に物品を収容できる収容部１１が複数連なって形成されている。本実施形態では、仕切板１０は５枚が一群となっている。したがって、４つの収容部１１が一群となって形成されている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、無端軌道１６は、４本の環状ベルトが一対のスプロケット（sprocket）１６Ｅによって支持されている。４本の環状ベルトは２本ずつに分かれて第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂを構成している。第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂにはそれぞれ、仕切板１０が１連又は２連以上装着されている。仕切板１０は結合具１０Ａによって第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂに装着されている。第１ベルト群１６Ａは、一方のスプロケット１６Ｅに軸体１６Ｆによって連結された一方の駆動装置１６Ｃによって回転駆動されるように構成されている。第２ベルト群１６Ｂは、他方のスプロケット１６Ｅに軸体１６Ｆによって連結された他方の駆動装置１６Ｄによって回転駆動されるように構成されている。これによって、第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂの駆動装置は互いに異なるので、第１ベルト群１６Ａ及び第２ベルト群１６Ｂを互いに独立して循環駆動することができる。つまり、一方のベルト群が暫時停止を繰り返しながら収容部１１に物品Ｗを受け入れる動作と、他方のベルト群が整列位置Ｔにおいて停止して収容部１１から物品Ｗを押し出す動作とを同時に行うことができる。
【００１９】
駆動装置１６Ｃ，１６Ｄには公知のアクチュエータ（actuator）を用いることができる。
【００２０】
図２に示すように、軸体１６Ｆは、その両端が枠体１に軸回転自在に支持されて配設されている。より精確には、軸体１６Ｆの一端は駆動装置１６Ｃ，１６Ｄに接続され、駆動装置１６Ｃ，１６Ｄが枠体１に配設されている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、押出装置７は、整列コンベア６の整列位置Ｔに整列した一群の仕切板１０同士の間から複数の物品Ｗを仕切板１０に沿って押して、すなわち図３に示す押出方向Ｘに向かって押して、物品Ｗからなる物品群を形成するように構成されている。
【００２２】
ここで、整列位置Ｔは、無端軌道１６上の位置であって、一連の収容部１１が整列する位置をいう。すなわち、無端軌道１６が直線状となり、一連の仕切板１０が垂直に並立する位置を言う。
【００２３】
本実施形態では、図１及び図２に示すように、押出装置７は、駆動装置７Ｂによって押出部材７Ａがレール部材７Ｃに案内されて押出方向Ｘに進退駆動されるように構成されている。押出部材７Ａは、整列位置Ｔにおける一連の仕切板１０と抵触しないように細隙１２が形成されている。駆動装置７Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。レール部材７Ｃは、押出方向Ｘに沿って延びるようにして枠体１に支持されて配設されている。
【００２４】
また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、整列位置Ｔの押出方向Ｘの両脇に案内部材１９が配設されている。これによって、押出部材７Ａによって押し出された物品Ｗが一群の物品群となって押出方向Ｘに進むよう案内される。
【００２５】
挟圧装置８は、押出装置７によって押し出された物品群を物品Ｗの整列方向から挟圧するように構成されている。本実施形態では、図２及び図３に示すように、挟圧装置８は、押出方向Ｘに直交する方向において互いに対向する一対の板状の挟圧部材８Ｄと、それぞれの挟圧部材８Ｄの背面から該背面の垂直方向に延びている軸体８Ａと、軸体８Ａを軸方向に進退自在に支持する軸受け部材８Ｃと、軸体８Ａを軸方向に進退駆動する駆動装置８Ｂと、を有している。軸体８Ａの進出によって物品群が一対の挟圧部材８Ｄ間に挟圧されるので、物品群の物品Ｗ同士を密着させることができる。なお、駆動装置８Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。駆動装置８Ｂは枠体１に配設されている。軸受け部材８Ｃは、枠体１の一部である梁１Ａ，１Ｂに配設されている。
【００２６】
また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、整列位置Ｔの押出方向Ｘの突き当たりには、止め部材１７が押出部材７Ａに対向して配設されている。これによって、押出部材７Ａによって押し出された物品Ｗの散乱を防止することができる。止め部材１７は支持体１７Ａによって支持されている。支持体１７Ａは枠体１に配設されている。
【００２７】
さらに、図１乃至図３に示すように、押出部材７Ａの押し出し端近傍の上方には、押さえ装置１８が配設されている。押さえ装置１８は、押さえ部材１８Ａと、押さえ部材１８Ａを上下方向に揺動する駆動装置１８Ｂと、を有している。この揺動によって、押出部材７Ａの進退動作時における押出部材７Ａとの抵触を回避することができ、かつ、押し出された物品群の上部側面を押さえることによって、物品群の散乱を防止することができる。駆動装置１８Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。駆動装置１８Ｂは枠体１に配設されている。なお、押さえ装置１８は、押さえ部材１８Ａが駆動装置１８Ｂによって上下方向に進退自在に構成されていてもよい。
【００２８】
これら止め部材１７及び押さえ装置１８によって物品Ｗの散乱を防止することができるので、挟圧装置８による物品群の挟圧を円滑に行うことができる。
【００２９】
図１乃至図３に示すように、開閉装置１３は、挟圧装置８によって挟圧された物品群の床を開閉するように構成されている。本実施形態では、開閉装置１３は、一対の板状の床部材１３Ａと、一対の床部材１３Ａを進退駆動する駆動装置１３Ｂとを有している。この一対の床部材１３Ａが物品群を支持する床を構成する。床部材１３Ａは、水平方向に延びて、端面同士が接触及び離間するようにして枠体１に進退自在に支持されている。本実施形態では、床部材１３Ａは、その縁部が枠体１に配設された複数のローラ１３Ｃに支持されている。これによって、床部材１３Ａが後退駆動されると、開口部が形成され、吸引装置１４の吸引ヘッド１４Ｆが床部材１３Ａの下方の外装箱Ｃまで、物品群を押し込むことができる。駆動装置１３Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。駆動装置１３Ｂは枠体１に配設されている。
【００３０】
ここで本発明の箱詰め装置１００の特徴の一つである、遮光型検出器について説明する。
【００３１】
図１乃至図３に示すように、遮光型検出器は、床部材１３Ａ上に配設された４対の投光器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ及び受光器２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂを有している。
【００３２】
図４は、遮光型検出器の構成及び配設の概略を示す平面図である。
【００３３】
遮光型検出器は、物品群の物品Ｗによって検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の少なくとも１本が遮断されることによって、検出信号を発信するように構成されている。ここでは、４つの光透過型のセンサが並列されて構成されている。つまり、検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の両端に対向して一対の投光器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ及び受光器２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂを有して構成されている。
【００３４】
また、一対の投光器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ及び受光器２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂは、検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５が物品群の形成位置において床部材１３Ａ上数ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の高さを床部材１３Ａと平行に延びるように配設されている。ここで、案内部材１９及び挟圧部材８Ｄの下端は、検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を遮断しないように構成されている。本実施形態では、案内部材１９及び挟圧部材８Ｄの下端が床部材１３Ａから約１５ｍｍ離れて配設されている。また、枠体１の一部である一対の梁１Ａ，１Ｂが、床部材１３Ａの上方であって、かつ図４に示すように、一対の案内部材１９及び一対の挟圧部材８Ｄを間にしてそれらの両側に押出方向Ｘに沿って延びるように構成されている。投光器２Ａ，４Ａ及び受光器３Ｂ，５Ｂは、梁１Ａの内側側面に配設され、投光器３Ａ，５Ａ及び受光器２Ｂ，４Ｂは、梁１Ｂの内側側面に配設されている。
【００３５】
図３に示すように、吸引装置１４は、挟圧装置８によって挟圧された物品群の上面に吸引ヘッド１４Ｆを接触させて物品群の上面を吸引することによって物品群を保持し、吸引ヘッド１４Ｆを降下させて床部材１３Ａの下方の外装箱Ｃに物品群を押し込むように構成されている。つまり、図１及び図２に示すように、吸引装置１４は、ブロア、排気ポンプのような吸気装置１４Ｈと、吸気装置１４Ｈの吸気口に一端が連結された吸気管１４Ｅと、吸気管１４Ｅの途中に配設された弁１４Ｇと、垂直方向に延びてその上端に吸気管１４Ｅの他端が連結された中空軸体１４Ａと、中空軸体１４Ａの上部に接合された昇降部材１４Ｃと、昇降部材１４Ｃが昇降自在に装着されている昇降タワー１４Ｄと、昇降タワー１４Ｄを駆動する駆動装置１４Ｂと、中空軸体１４Ａの下端がその上面に接合された吸引ヘッド１４Ｆと、を有している。
【００３６】
図５は、吸引ヘッドと中空軸体との接合構造の概略を示す断面図（ａ）及び吸引ヘッドの下面図（ｂ）である。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、吸引ヘッド１４Ｆは、中空の略直方体の本体５０を有し、本体５０の上面には貫通孔５４が形成されている。中空軸体１４Ａの下端が、この貫通孔５４に中空軸体１４Ａの中空部が連通するようにして吸引ヘッド１４Ｆの上面に接合されている。ここでは、複数のボルト５２が貫通孔５４の周囲から上方に延びるようにして本体５０に植設されている。また、リブ６０が中空軸体１４Ａの下端に形成されている。ボルト５２がリブ６０に形成されたボルト孔に挿通されて、ナット５３によって貫通孔５４の周囲の本体５０にリブ６０が接合されている。
【００３８】
また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本体５０の下面には、２本の吸引口５１が形成されている。吸引口５１は、物品群の物品Ｗの整列方向に沿って延びる細隙状に形成されている。これによって、吸引口５１は物品群を構成する全ての物品Ｗの上面に接触することができるので、物品群の全ての物品Ｗを吸引することができる。なお、吸引口５１の形状は、吸引口５１は物品群を構成する全ての物品Ｗの上面に接触することができる形状であればよい。例えば、吸引口５１が蛇行する一本の細隙や多数の円孔であっても、本体５０の下面が格子状であってもよい。
【００３９】
以上のような吸気装置１４の構成によって、押し込み方向Ｚに吸引ヘッド１４Ｆを降下及び上昇させることができ、吸気装置１４Ｈによって吸気ヘッド１４Ｆの吸引口５１より空気を吸引することができ、かつ弁１４Ｇによって吸気装置１４Ｈの吸引力を遮断することができる。
【００４０】
なお、吸気管１４Ｅは、装着された吸気装置１４Ｈによる管内の減圧状態においても管路が閉塞せず、かつ、中空軸体１４Ａの昇降動作に追従可能な柔軟性を有する合成樹脂のような弾性材料から構成されている。これによって、吸引装置１４は、昇降動作においても、吸気ヘッド１４Ｆにおける吸引力を維持することができるので、吸引ヘッド１４Ｆに吸い付けた物品群を脱漏することなく、外装箱Ｃに押し込むことができる。
【００４１】
図１及び図３に示すように、外装箱搬送コンベア８０は、並列する多数の駆動ローラによって段ボール箱のような外装箱Ｃを水平方向に搬送するように構成されている。外装箱搬送コンベア８０は、床部材１３Ａの下方を通るように配設されている。
【００４２】
図１及び図３に示すように、外装箱昇降装置１５は、床部材１３Ａの下方の位置において、外装箱搬送コンベア８０上の外装箱Ｃを、床部材１３Ａに近づくように持ち上げるように構成されている。本実施形態では、外装箱昇降装置１５は、外装箱Ｃが載置される台部材１５Ａと、台部材１５Ａが昇降自在に装着されている昇降タワー１５Ｃと、昇降タワー１５Ｃを駆動する駆動装置１５Ｂと、を有している。台部材１５Ａは、外装箱搬送コンベア８０の駆動ローラの列間に埋没可能な櫛状の形状を有している。つまり、台部材１５Ａは外装箱搬送コンベア８０を下端位置として昇降自在に配設されている。
【００４３】
また、図示しないが、外装箱搬送コンベア８０は台部材１５Ａの上の位置において外装箱Ｃの移動を阻止して外装箱Ｃを暫時停止させるストッパーを有している。
【００４４】
このような外装箱昇降装置１５及び外装箱搬送コンベア８０の構成によって、外装箱Ｃを台部材１５Ａに搬入することができ、外装箱Ｃをストッパーにて停止させた状態で外装箱Ｃの下方から台部材１５Ａを上昇させることによって外装箱Ｃを床部材１３Ａの下方において持ち上げることができ、台部材１５Ａを並列する駆動ローラ同士の隙間まで下降させることによって物品Ｗを収容した外装箱Ｃを外装箱搬送コンベア８０上に戻すことができ、かつ物品Ｗを収容した外装箱Ｃを台部材１５Ａから搬出させることができる。
【００４５】
なお、駆動装置１５Ｂには公知のアクチュエータを用いることができる。ストッパーには外装箱Ｃの搬送方向前方に進退するゲート棒や外装箱Ｃの両側を挟圧する一対の挟圧板を用いることができる。
【００４６】
制御装置３０は、箱詰め装置１００の動作を制御するように構成されている。
【００４７】
また、制御装置３０は、注意情報を発信する表示部３０Ａを有している。例えば、表示部３０Ａは警報器あるいは表示灯が好適である。警報器は音を利用して作業者の注意を喚起することができる。表示灯は光を利用して作業者の注意を喚起することができる。
【００４８】
枠体１は、配設されたこれら構成要素６，７，８，１３，ｌ４，８０，１５、３０、１７，１９，２Ａ〜５Ｂが、相互に所要の位置関係となるように構成されている。ここで、所要の位置関係とは、本発明の箱詰め装置の箱詰め動作の実施に要する位置関係をいう。
【００４９】
次に、箱詰め装置１００の動作を説明する。これらの動作は、制御装置３０が箱詰め装置１００の各装置６，７，８，１３，ｌ４，８０，１５を制御することによって行う。
【００５０】
また、本実施形態では、箱詰め装置１００の周囲には、物品を供給する供給コンベア２００が所定の位置に配設されている。本実施形態では、図３に示すように、供給コンベア２００に載置されて搬送されてきた物品Ｗは供給コンベア２００の出口端２００Ａから送出される。出口端２００Ａは収容位置Ｒに対向するように配設されている。これによって、出口端２００Ａから落下する物品Ｗは、収容位置Ｒに暫時待機する仕切板１０上に案内されて収容部１１に収容される。供給コンベア２００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。
【００５１】
図６は、本発明の箱詰め装置の箱詰め動作を示すフロー図である。
【００５２】
ステップ（整列ステップ）Ｓ１において、供給コンベア２００より整列コンベア６に供給された物品Ｗは、整列コンベア６によって整列位置Ｔまで運ばれて、整列位置Ｔにおいて整列させられる。
【００５３】
次に、ステップ（形成ステップ）Ｓ２において、整列位置Ｔにおいて整列した物品Ｗは、押出装置７によって整列コンベア６から仕切板１０の板面に沿って押出方向Ｘに押し出される。そして一群の物品Ｗが床部材１３Ａ上において、止め部材１７，押さえ部材１８Ａ、一対の挟圧部材８Ｄに側方を囲まれて、物品群が形成される。なお、物品Ｗを押し出した後、押出部材７Ａは、押し出し動作前の位置まで後退する。
【００５４】
次に、ステップ（挟圧ステップ）Ｓ３において、物品群を挟圧する。
【００５５】
図７は、挟圧ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００５６】
図７に示すように、物品群は床部材１３Ａ上において一対の挟圧部材８Ｄによって物品Ｗ同士を密着させるように挟圧される。
【００５７】
次に、ステップ（保持ステップ）Ｓ４において、物品群を保持する。
【００５８】
図８は、保持ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００５９】
図８に示すように、挟圧された物品群の上面に吸引ヘッド１４Ｆを降下して接触させて弁１４Ｇを開き、吸引口５１に物品群を構成する全ての物品Ｗの上面を吸い付ける。これによって物品群が吸引ヘッド１４Ｆに保持される。なお、挟圧ステップＳ３によって物品Ｗ同士が密着しているので、吸引口５１は物品Ｗの上面によって覆われる。つまり、挟圧ステップＳ３によって物品Ｗの吸引力を高めることができる。
【００６０】
次に、ステップ（上昇ステップ）Ｓ５において、吸引ヘッド１４Ｆを物品群の物品Ｗの下端が床部材１３Ａから離れる程度上昇させた状態とする。
【００６１】
図９は、上昇ステップ及び検出ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００６２】
図９に示すように、吸引ヘッド１４Ｆを上昇させると、吸引ヘッド１４Ｆの吸引力が挟圧部材８Ｄとの間の摩擦力より勝るので、物品群両端の物品Ｗも脱落することなく、物品群両端の物品Ｗは挟圧部材８Ｄ表面上を滑る。これによって、物品群全体が床部材１３Ａから離れる程度上昇させることができる。
【００６３】
次に、ステップ（検出ステップ）Ｓ６において、検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の遮光の有無を遮光型検出器２Ａ〜５Ｂが検出する。
【００６４】
検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の少なくとも１本が遮光されて検出信号が有る場合には、箱詰め作業を中断する。この場合、制御装置３０は、検出信号を取得すると、箱詰め装置１００の箱詰め動作を停止させると共に、表示部３０Ａを表示させ、作業員の注意を喚起し、作業員が物品群の状態を確認し、異状を解消して、箱詰め装置１００の動作を再開させる。
【００６５】
検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の遮光がなく検出信号がない場合には、ステップＳ７（開放ステップ）に進む。
【００６６】
図１０は、開放ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００６７】
図１０に示すように、開閉装置１３によって、床部材１３Ａが撤去されて、物品群の床が開放される。ここでは、端面同士が接触している一対の床部材１３Ａが離隔する方向に水平移動する。なお、床部材１３Ａが動作中において、上昇ステップＳ４を維持する。
【００６８】
次に、ステップ（押し込みステップ）Ｓ８において、吸引装置１４が、吸引ヘッド１４Ｆを降下させることによって、外装箱Ｃに物品群を押し込む。
【００６９】
図１１は、押し込みステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【００７０】
図１１に示すように、外装箱Ｃは、台部材１５Ａに載置された状態で床部材１３Ａの下方に接近するように持ち上げられている。したがって、ステップＳ７によって物品群の床が開放されると、物品群の下方に外装箱Ｃが上方に開口した状態で出現することになる。そして、吸引ヘッド１４Ｆの下降によって、物品群は外装箱Ｃ内に押し込まれる。この際、物品群両端の物品Ｗは挟圧部材８Ｄ表面上を滑り抜ける。
【００７１】
ステップＳ８によって箱詰め動作は終了する。箱詰め動作終了後、制御装置３０は、箱詰め装置１００を元の状態に復帰させる。
【００７２】
すなわち、吸引装置１４は、弁１４Ｇを閉止して吸引ヘッド１４Ｆへの物品Ｗの吸い付きを解除した後、吸引ヘッド１４Ｆを物品群の形成位置の上方にまで上昇させる。吸引ヘッド１４Ｆの上昇後、開閉装置１３は、床部材１３Ａの端面同士が接合するように一対の床部材１３Ａを水平移動して閉じる。これによって、物品群の形成位置の床が構成される。外装箱昇降装置１５は、台部材１５Ａを外装箱搬送コンベア８０の駆動ローラ間まで下降して、物品群を収容した外装箱Ｃを外装箱搬送コンベア８０上に戻す。外装箱搬送コンベア８０は物品群を収容した外装箱Ｃを箱詰め装置１００から搬出し、かつ空箱の外装箱Ｃを台部材１５Ａ上まで搬入する。
【００７３】
そして、箱詰め動作が新たに繰り返される。
【００７４】
以上のようにして、本実施形態の箱詰め装置１００は、吸引装置１４の制御によって床の開閉動作の前に物品群を床から離すので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することができる。すなわち、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態の箱詰め装置１００は、遮光型検出器の配設によって、床の開閉動作前に物品群と床との接触の有無を検知することができるので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を確実に回避することができる。
【００７６】
一方、本発明の箱詰め方法Ｓ１〜Ｓ８は、上昇ステップＳ５によって開放ステップＳ７の前に物品群を床から離すので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することができる。すなわち、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる。
【００７７】
また、本発明の箱詰め方法Ｓ１〜Ｓ８は、検出ステップＳ６によって、床の開閉動作前に物品群と床との接触の有無を検知することができるので、物品群の保持への床の開閉動作の影響を確実に回避することができる。
【００７８】
なお、上述した実施形態は一例であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、遮光型検出装置は、光反射形のセンサを用いて構成することもできる。つまり、一対の投光器２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａの代わりに投受光器を配設し、受光器２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂの代わりに反射体を配設してもよい。
【００８０】
また、本実施形態の遮光型検出器は、４本の検出用光路Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を構成しているが、検出用光路は４本に限られるものではない。検出用光路Ｌ４，Ｌ５を省略して検出用光路Ｌ２，Ｌ３のみによっても本発明を実施することができる。すなわち、投光器４Ａ，５Ａ及び受光器４Ｂ，５Ｂを省略して投光器２Ａ，３Ａ及び受光器２Ｂ，３Ｂのみとしても本発明を実施することができる。
【００８１】
さらに、外装箱搬送コンベア８０及び外装箱昇降装置１５は、床部材１３Ａの下方に外装箱Ｃを順次配置するための装置であるので、これら装置を省略してもよい。この場合、台部材１５Ａを固定して、作業員の人力によって外装箱Ｃの出し入れを行う。
【００８２】
さらに、整列コンベア６及び押出装置７を省略してその他の方法によって物品群を形成することもできる。すなわち、整列ステップＳ１及び形成ステップＳ２をその他の方法によって行うこともできる。例えば、作業員の人力によって物品Ｗを床部材１３Ａの上に整列させて物品群を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、物品群の保持への床の開閉動作の影響を排除することによって、箱詰め作業のトラブルを抑制することができる箱詰め装置及び箱詰め方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態の箱詰め装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１の箱詰め装置の概略を示す上面図である。
【図３】図１の箱詰め装置の要部の概略を示す斜視図である。
【図４】遮光型検出器の構成及び配設の概略を示す平面図である。
【図５】吸引ヘッドと中空軸体との接合構造の概略を示す断面図（ａ）及び吸引ヘッドの下面図（ｂ）である。
【図６】本発明の箱詰め装置の箱詰め動作を示すフロー図である。
【図７】挟圧ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【図８】保持ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【図９】上昇ステップ及び検出ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【図１０】開放ステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【図１１】押し込みステップにおける箱詰め装置の要部の概略を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 枠体
１Ａ、１Ｂ 梁
２Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ 投光器
２Ｂ、３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ 受光器
６ 整列コンベア
７ 押出装置
７Ａ 押出部材
７Ｂ 駆動装置
７Ｃ レール部材
８ 挟圧装置
８Ａ 軸体
８Ｂ 駆動装置
８Ｃ 軸受け部材
８Ｄ 挟圧部材
１０ 仕切板
１０Ａ 結合具
１１ 収容部
１２ 細隙
１３ 開閉装置
１３Ａ 床部材
１３Ｂ 駆動装置
１３Ｃ ローラ
１４ 吸引装置
１４Ａ 中空軸体
１４Ｂ 駆動装置
１４Ｃ 昇降部材
１４Ｄ 昇降タワー
１４Ｅ 吸気管
１４Ｆ 吸引ヘッド
１４Ｇ 弁
１４Ｈ 吸気装置
１５ 外装箱昇降装置
１５Ａ 台部材
１５Ｂ 駆動装置
１５Ｃ 昇降タワー
１６ 無端軌道
１６Ａ 第１ベルト群
１６Ｂ 第２ベルト群
１６Ｃ 第１駆動装置
１６Ｄ 第２駆動装置
１６Ｅ スプロケット
１６Ｆ 軸体
１７ 止め部材
１７Ａ 支持体
１８ 押さえ装置
１８Ａ 押さえ部材
１８Ｂ 駆動装置
１９ 案内部材
３０ 制御装置
３０Ａ 表示部
５０ 本体
５１ 吸引口
５２ ボルト
５３ ナット
５４ 貫通孔
６０ リブ
１００ 箱詰め装置
２００ 供給コンベア
２００Ａ 出口端
８０ 外装箱搬送コンベア
Ｃ 外装箱
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５ 検出器光路
Ｓ１〜Ｓ８ ステップ
Ｔ 整列位置
Ｗ 物品
Ｘ 押出方向
Ｚ 押し込み方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧装置と、
前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開閉装置と、
前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持し、かつ、前記床が開放された状態において前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む吸引装置と、
前記開閉装置、前記挟圧装置及び前記吸引装置を制御する制御装置と、を有する箱詰め装置であって、
前記制御装置は、前記吸引装置を制御して、前記床の開放動作の前に前記吸引ヘッドを前記物品群が前記床から離れる程度上昇させた状態とする、箱詰め装置。
【請求項２】
前記床の上方において前記床の上面と平行に検出用光路が通るように配設された遮光型検出器を有し、
前記制御装置は、前記保持後前記開放前において、前記遮光型検出器を制御して、前記検出用光路の遮光を検出する、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
挟圧装置が、物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧ステップと、
開閉装置が、前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開放ステップと、
吸引装置が、前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持する保持ステップと、
前記開放ステップ後に前記吸引装置が前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む押し込みステップと、を有する、箱詰め方法であって、
前記吸引装置が、前記開放ステップの前に前記吸引ヘッドを前記物品群が前記床から離れる程度上昇させた状態とする、上昇ステップを有する箱詰め方法。
【請求項４】
前記上昇ステップ後前記開放ステップ前において、遮光型検出器が、前記床の上方において前記床の上面と平行に配設された検出用光路の遮光を検出する検出ステップを有する、請求項３に記載の箱詰め方法。
【請求項１】
物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧装置と、
前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開閉装置と、
前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持し、かつ、前記床が開放された状態において前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む吸引装置と、
前記開閉装置、前記挟圧装置及び前記吸引装置を制御する制御装置と、を有する箱詰め装置であって、
前記制御装置は、前記吸引装置を制御して、前記床の開放動作の前に前記吸引ヘッドを前記物品群が前記床から離れる程度上昇させた状態とする、箱詰め装置。
【請求項２】
前記床の上方において前記床の上面と平行に検出用光路が通るように配設された遮光型検出器を有し、
前記制御装置は、前記保持後前記開放前において、前記遮光型検出器を制御して、前記検出用光路の遮光を検出する、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
挟圧装置が、物品を整列させてなる物品群を整列方向から挟圧する挟圧ステップと、
開閉装置が、前記挟圧された物品群が載っている床を開放する開放ステップと、
吸引装置が、前記挟圧された前記物品群の上面に吸引ヘッドを接触させて前記物品群の上面を吸引して保持する保持ステップと、
前記開放ステップ後に前記吸引装置が前記吸引ヘッドを降下させることによって前記床の下方の外装箱に前記物品群を押し込む押し込みステップと、を有する、箱詰め方法であって、
前記吸引装置が、前記開放ステップの前に前記吸引ヘッドを前記物品群が前記床から離れる程度上昇させた状態とする、上昇ステップを有する箱詰め方法。
【請求項４】
前記上昇ステップ後前記開放ステップ前において、遮光型検出器が、前記床の上方において前記床の上面と平行に配設された検出用光路の遮光を検出する検出ステップを有する、請求項３に記載の箱詰め方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−６２９６７（Ｐ２００８−６２９６７Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４２４３３（Ｐ２００６−２４２４３３）
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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