箱詰め装置
【課題】簡単かつ安価に製造することができるとともに、収納箱内における物品の整列状態を安定させることができる箱詰め装置を提供する。
【解決手段】箱詰め装置は、一対の第１羽根車６０と、一対の第１羽根車６０を互いに逆方向に回転させる第１回転手段とを有する第１羽根車装置４２を備え、一対の第１羽根車６０のそれぞれの第１羽根６６は、複数の物品１４のうちの１つを支持する第１支持部７４と、他の１つを第１支持部７４よりも供給方向の前方において支持する第２支持部８４とを有しており、第１支持部７４および第２支持部８４は、回転軸Ｌ１に対して交差する方向において段差８８を有するように２段に構成されており、第１羽根６６が複数の物品１４を支持する回転位置にあるとき、第１支持部７４が第２支持部８４よりも下方に位置する。
【解決手段】箱詰め装置は、一対の第１羽根車６０と、一対の第１羽根車６０を互いに逆方向に回転させる第１回転手段とを有する第１羽根車装置４２を備え、一対の第１羽根車６０のそれぞれの第１羽根６６は、複数の物品１４のうちの１つを支持する第１支持部７４と、他の１つを第１支持部７４よりも供給方向の前方において支持する第２支持部８４とを有しており、第１支持部７４および第２支持部８４は、回転軸Ｌ１に対して交差する方向において段差８８を有するように２段に構成されており、第１羽根６６が複数の物品１４を支持する回転位置にあるとき、第１支持部７４が第２支持部８４よりも下方に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、箱詰め対象たる物品（たとえば、ポテトチップ、豆、飴などの内容物が袋詰めにされた商品等）を箱の内部に収納する、箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された従来の箱詰め装置は、弾性包装体（１０）を搬送する包装体送りコンベア（１）と、包装体送りコンベア（１）によって順次送られてきた複数の弾性包装体（１０）を並べて停止させる整列停止台（４）と、整列停止台（４）の下方の箱詰め位置に包装体収容箱（３）を供給する送りコンベア（２）とを備えている。また、整列停止台（４）には、エア噴射孔（９）が形成されており、エア噴射孔（９）から噴射されるエアの摩擦低減効果により、弾性包装体（１０）が整列停止台（４）上を円滑に進むようになっている（特許文献１の段落［００２０］）。そして、箱詰め装置を用いて弾性包装体（１０）を箱詰めする際には、包装体送りコンベア（１）によって整列停止台（４）に複数の弾性包装体（１０）を供給するとともに、送りコンベア（２）によって箱詰め位置に包装体収容箱（３）を供給し、その後、開放手段（６）で整列停止台（４）を開くことによって、整列停止台（４）上に並べられた複数の弾性包装体（１０）を包装体収容箱（３）内に落下させるようにしていた。なお、上記括弧内数字は、特許文献１に記載された参照番号に対応する（以下同じ。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２９１１２号公報（特に段落［００２０］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の箱詰め装置では、エアの摩擦低減効果を用いて弾性包装体（１０）の滑り易さを安定させることによって、整列停止台（４）上における弾性包装体（１０）の位置の乱れを防止するようにしていたが、エアを噴射させるためにエアポンプおよびエアホース等が必要であるため、構成が煩雑になるとともに、製造コストが高くなるという問題があった。また、整列停止台（４）に対する弾性包装体（１０）の入射角が変動した場合には、整列停止台（４）上において弾性包装体（１０）の姿勢が乱れるため、包装体収容箱（３）内における弾性包装体（１０）の整列状態を安定させることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡単かつ安価に製造することができるとともに、収納箱内における物品の整列状態を安定させることができる、箱詰め装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の箱詰め装置は、物品供給装置から供給された複数の物品を供給方向に並べて支持する第１羽根を有し、その回転軸が前記供給方向に延びるようにして前記供給方向に対して直交方向に並べて配置された一対の第１羽根車と、前記第１羽根で支持された前記複数の物品を落下させるように前記一対の第１羽根車を互いに逆方向に回転させる第１回転手段とを有する第１羽根車装置を備え、前記一対の第１羽根車のそれぞれの前記第１羽根は、前記複数の物品のうちの１つを支持する第１支持部と、他の１つを前記第１支持部よりも前記供給方向の前方において支持する第２支持部とを有しており、前記第１支持部および前記第２支持部は、前記回転軸に対して交差する方向において段差を有するように２段に構成されており、前記一対の第１羽根車のそれぞれの前記第１羽根が前記複数の物品を支持する回転位置にあるとき、前記第１支持部が前記第２支持部よりも下方に位置する。
【０００７】
この構成では、第１羽根が複数の物品を支持する回転位置にあるとき、第１支持部が第２支持部よりも下方に位置するので、第１支持部と第２支持部との間には、第１支持部から第２支持部に向かって立ち上がる段差が生じる。したがって、物品供給装置から第１羽根に最初に供給された物品を、上記段差に係止させることによって第１支持部上に確実に位置決めすることができるとともに、当該物品の姿勢を上記段差で整えることができる。また、最初に供給された物品が第１支持部で支持された状態では、当該物品によって上記段差が解消されるので、後続する物品を、当該物品の上を滑らせて第２支持部に供給することができる。
【０００８】
前記段差の高さは、前記物品の高さと同じかそれよりも低くてもよい。
【０００９】
この構成では、第１支持部で支持された物品によって上記段差を確実に解消することができる。
【００１０】
前記第２支持部における前記供給方向の前端部またはその近傍には、前記第２支持部に供給された前記物品の前方への移動を阻止するストッパが設けられていてもよい。
【００１１】
この構成では、物品供給装置から第１羽根に最初に供給された物品を、上記段差によって第１支持部上に位置決めすることができ、後続する物品を、ストッパによって第２支持部上に位置決めすることができる。
【００１２】
前記第２支持部における前記供給方向の後端縁から前記ストッパまでの距離は、前記第２支持部で支持される前記物品の前記供給方向の長さよりも短く設計されていてもよい。
【００１３】
この構成では、第２支持部で支持された物品の後端部を第２支持部から後方にはみ出させることができるので、当該後端部を第１支持部で支持された物品の前端部に重ねることが可能であり、これらの物品を一部において重なる態様で箱詰めすることができる。なお、このような箱詰め態様は、一般には「差し身詰め」と称されている。
【００１４】
前記第１支持部における前記供給方向の後端部またはその近傍には、前記第１支持部に供給された前記物品の後方への移動を阻止する戻り防止部が設けられていてもよい。
【００１５】
この構成では、物品供給装置から第１羽根に最初に供給された物品を、上記段差と戻り防止部とによって第１支持部上に確実に位置決めすることができる。
【００１６】
前記第１羽根車の下方に配置され、前記第１羽根から落下された前記複数の物品を受ける第２羽根を有し、その回転軸が前記供給方向に延びるようにして前記供給方向に対して直交方向に並べて配置された一対の第２羽根車と、前記第２羽根で受けた前記複数の物品を落下させるように前記一対の第２羽根車を互いに逆方向に回転させる第２回転手段とを有する第２羽根車装置を備えていてもよい。
【００１７】
この構成では、複数の物品を、第１羽根から第２羽根に落下させた後に、第２羽根から収納箱内に落下させるようにしているので、収納箱が第２羽根の下方の箱詰め位置に到達するまで、複数の物品を第２羽根上で待機させることができる。また、複数の物品を、一対の第１羽根車の互いに逆方向の回転に伴って第１羽根の間から落下させるとともに、一対の第２羽根車の互いに逆方向の回転に伴って第２羽根の間から落下させることができるので、それらの姿勢を保持しながら収納箱内に収納することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１羽根に最初に供給された物品を、第１支持部と第２支持部との間の段差で姿勢を整えながら、第１支持部上に位置決めすることができる。また、後続する物品を、第１支持部で支持された物品の上を滑らせて第２支持部に供給することができる。したがって、第１羽根上における複数の物品の位置の乱れを防止することができ、収納箱内における複数の物品の整列状態を安定させることができる。さらに、第１羽根上における物品の位置を「段差」で規制することができるので、高価な位置決め装置（エア噴射装置等）は不要であり、簡単な構成で安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は第１実施形態に係る箱詰め装置を示す斜視図である。
【図２】図２は第１実施形態に係る箱詰め装置を示す正面図である。
【図３】図３は第１羽根車装置の一部と第１ストッパの構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部分断面図である。
【図４】図４は第２羽根車装置の一部と第２ストッパの構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部分断面図である。
【図５】図５は第１実施形態に係る箱詰め装置の動作を示す工程図であり、（Ａ）は第１羽根で物品を支持した状態を示す正面図、（Ｂ）は第１羽根から落下された物品を第２羽根で受けた状態を示す正面図、（Ｃ）は第２羽根から落下された物品を収納箱内に収納した状態を示す正面図である。
【図６】図６(Ａ)は第１支持部に物品を供給する工程を示す部分断面図、図６（Ｂ）は第２支持部に物品を供給する工程を示す部分断面図である。
【図７】図７（Ａ）は第２実施形態に係る箱詰め装置における第１羽根車を示す部分断面図であり、図７（Ｂ）は第２実施形態に係る箱詰め装置を用いて箱詰めされた物品の整列状態（差し身詰め）を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る箱詰め装置１０は、物品搬送装置１２によって搬送されてきた箱詰め対象たる物品１４を、収納箱搬送装置１６によって搬送されてきた収納箱１８内に整列させて収納するものであり、本実施形態では、箱詰め装置１０、物品搬送装置１２および収納箱搬送装置１６が一体となって箱詰めシステム２０が構成されている。
【００２２】
物品１４は、ポテトチップ、豆、飴などの内容物が縦ピロー袋および横ピロー袋等の包装材で包装された商品であり、箱詰め時の落下による衝撃によって内容物が破損しないものが箱詰め対象とされている。
【００２３】
収納箱１８は、ダンボール等からなる外装箱であり、収納箱１８のサイズは、収納すべき物品１４のサイズ、数、収納態様等に応じて設計されている。本実施形態の収納箱１８は、合計１２個の物品１４を水平方向に２個並べて６段に積み重ねて収納するものであり、これら１２個の物品の全体サイズに合わせて収納箱１８のサイズが設計されている。また、収納箱１８には、フラップ１８ａが設けられており、箱詰め時には、フラップ１８ａが開かれることによって開口部が開放される。
【００２４】
［物品搬送装置の構成］
物品搬送装置１２は、図１に示すように、複数の物品１４を箱詰め装置１０に向けて順次搬送するものであり、本実施形態では、一般的な「ベルトコンベア」が物品搬送装置１２として用いられている。つまり、物品搬送装置１２は、駆動モータ２２によって駆動される主動ローラ２４と、主動ローラ２４に対して平行に配置された従動ローラ２６と、主動ローラ２４と従動ローラ２６との間に掛け渡された環状の搬送ベルト２８とを備えている。そして、箱詰めシステム２０においては、物品搬送装置１２が支持台（図示省略）によって所定の高さで水平に支持されており、搬送ベルト２８における物品１４の搬送方向の下流側端部の近傍には、物品１４が通過したことを検知する物品検知センサ３０が設けられている。
【００２５】
なお、物品搬送装置１２は、単に物品１４を搬送するだけではなく、物品１４を支持する回転位置にある第１羽根６６上に物品１４を供給する「物品供給装置」としても機能する。このため、物品搬送装置１２は、第１羽根６６上を物品１４が慣性で前方に移動するような搬送速度で運転される。ここでは、物品１４の「供給方向」は、物品搬送装置１２における物品１４の「搬送方向」と一致する。以下の説明では、物品１４の供給方向の前方を「前」といい、供給方向の後方を「後」という。したがって、以下の説明で用いる「前後方向」は「供給方向」と一致する。
【００２６】
［収納箱搬送装置の構成］
収納箱搬送装置１６は、図１に示すように、収納箱１８を箱詰め装置１０の下方に位置する箱詰め位置Ｐに向けて搬送するとともに、箱詰め位置Ｐにおいて停止させるものであり、本実施形態では、一般的な「ローラコンベア」が収納箱搬送装置１６として用いられている。つまり、収納箱搬送装置１６は、収納箱１８の搬送方向（以下、「収納箱搬送方向」という。）に間隔を隔てて互いに平行に配置された複数の搬送ローラ３２と、各搬送ローラ３２の両端部を回転自在に支持する支持枠３４と、各搬送ローラ３２に回転力を付与する回転機構（図示省略）とを備えている。そして、箱詰めシステム２０においては、収納箱搬送装置１６が箱詰め位置Ｐを通るようにして水平に配置されており、収納箱搬送装置１６における収納箱搬送方向の下流側端部またはその近傍には、収納箱１８が箱詰め位置Ｐに到達したことを検知する収納箱検知センサ３６が配置されている。本実施形態では、「物品１４の供給方向」と「収納箱搬送方向」とが一致しているため、物品搬送装置１２と収納箱搬送装置１６とを上下方向において対向させることが可能であり、箱詰めシステム２０をコンパクトに構成することができる。
【００２７】
［箱詰め装置の構成］
箱詰め装置１０は、図１および図２に示すように、フレーム４０と、第１羽根車装置４２と、第１ストッパ４４と、第２羽根車装置４６と、第２ストッパ４８と、制御部５０とを備えている。
【００２８】
＜フレームの構成＞
フレーム４０は、図１および図２に示すように、箱詰め装置１０の骨格となる部分であり、脚部５２と、脚部５２に第１羽根車装置４２を取り付ける第１取付板５４と、脚部５２に第２羽根車装置４６を取り付ける第２取付板５６とを有している。脚部５２は、収納箱搬送装置１６の収納箱搬送方向に対して直交する方向の一方側において、前後方向に間隔を隔てて上下方向に延びて配置された２本の棒材５２ａと、収納箱搬送方向に対して直交する方向の他方側において、前後方向に間隔を隔てて上下方向に延びて配置された２本の棒材５２ｂとを有している。そして、前側に位置する２本の棒材５２ａおよび５２ｂ間に第１取付板５４および第２取付板５６が上下２段に架け渡されている。
【００２９】
＜第１羽根車装置の構成＞
第１羽根車装置４２は、図１〜図３に示すように、物品搬送装置１２（図１）から供給された複数（本実施形態では２個）の物品１４（図３（Ｂ））を「所定供給方向」に並べて支持する一対の第１羽根車(first paddle wheel)６０と、一対の第１羽根車６０の第１羽根(first paddle)６６で支持された複数の物品１４を落下（実質的には同時に落下）させるように一対の第１羽根車６０のそれぞれを互いに逆方向に回転させる第１回転手段６２（図２）とを有している。つまり、この第１羽根車装置４２は、複数の物品１４を並べて下方に投下する物品整列投下装置として機能する。
【００３０】
ここで、「所定供給方向」は、物品１４を支持する回転位置にある第１羽根６６上に当該方向から物品１４が供給されると仮想した設計上の基準方向である。「所定供給方向」は、概ね水平な方向に定められる。すなわち、「所定供給方向」は基本的に「水平な方向」に定められるが、上下方向に多少傾いても構わない。上述の物品１４の供給方向（本実施形態では物品搬送方向に一致する。）は、この「所定供給方向」になるように設計される。したがって、「所定供給方向」は本実施形態では、上述の「前後方向」となる。
【００３１】
一対の第１羽根車６０のそれぞれは、図３に示すように、水平方向に延びる回転軸Ｌ１を有する軸部６４と、軸部６４に対して周方向に間隔（本実施形態では１２０度間隔）を隔てて取り付けられた複数（本実施形態では３枚）の第１羽根６６とを備えている。ここで、「回転軸」とは、第１羽根車６０の回転中心を通る観念的な「軸線」を意味する用語であり、本実施形態では、軸部６４の回転中心を通る「軸線（図３中の一点鎖線）」が回転軸Ｌ１となっている。
【００３２】
軸部６４は、略６角形の断面形状を有する棒状部材であり、軸部６４の６つの側面のうちの１つおきに位置する３つの側面には、ねじ部材６８が螺合される複数（本実施形態では４個）のねじ穴（図示省略）が長手方向（すなわち回転軸Ｌ１の延びる方向）に間隔を隔てて形成されており、軸部６４の長手方向の前端部には、第１回転手段６２（図２）の出力軸９０ａまたは９０ｂが接続される入力軸６４ａが形成されている。そして、一対の第１羽根車６０のそれぞれの軸部６４が、回転軸Ｌ１どうしが平行になるようにして、供給方向（すなわち前後方向）に対して直交方向に並んで配置されており、各軸部６４の前端部が第１取付板５４（図１、図２）に対して回転自在に取り付けられている。２本の軸部６４間の間隔は、物品１４の幅（すなわち前後方向に対して直交方向の長さ）よりも十分に長く設計されており、２本の軸部６４のそれぞれの長さは、２個の物品１４の全体の前後方向長さよりも十分に長く設計されている。したがって、物品搬送装置１２（図１）から供給された２個の物品１４を、供給方向から２本の軸部６４間に位置させることができる。そして、軸部６４には、複数（本実施形態では３つ）の第１羽根６６が回転軸Ｌ１に対して回転対称にかつ中央部から周辺部に延びるように取り付けられている。
【００３３】
３つの第１羽根６６のそれぞれは、複数の物品１４を供給方向に並べて支持するものであり、図３に示すように、第１物品支持部材７０と、第２物品支持部材７２とを有している。
【００３４】
＜第１物品支持部材の構成＞
第１物品支持部材７０は、図３に示すように、第１支持部７４と第１取付部材７６とを有している。第１支持部７４は、他の第１羽根車６０における第１支持部７４と協働して、物品搬送装置１２から供給される複数（本実施形態では２個）の物品１４のうちの１つを支持する略長方形の板状部材であり、第１支持部７４の回転軸Ｌ１側の表面が物品１４を支持する「支持面Ｍ１」となっている。第１支持部７４の後端部には、後方に向かうにつれて回転軸Ｌ１に近づくように傾斜する傾斜部７４ａが形成されており、この傾斜部７４ａが第１支持部７４に供給された物品１４の後方への移動を阻止する「戻り防止部」となっている。第１支持部７４（傾斜部７４ａを含む。）の幅は、２本の軸部６４間の距離の２分の１よりも短く設計されており、長さは、軸部６４の長さの２分の１程度、すなわち物品１４の前後方向長さよりもやや長めに設計されている。したがって、一対の第１支持部７４で物品１４を支持する際には、一対の第１支持部７４を２本の軸部６４の間に水平方向に並べて配置することが可能であり、物品搬送装置１２から供給された物品１４を、一対の第１支持部７４のそれぞれの支持面Ｍ１で支持することができる。なお、「戻り防止部」の構成は、上記傾斜部７４ａに限定されるものではなく、たとえば、第１支持部７４、第１取付部材７６（後述）および軸部６４のいずれかの後端部に設けられた「突起」や「突条」が、第１支持部７４における供給方向（すなわち前後方向）の後端部またはその近傍に設けられた「戻り防止部」として用いられてもよい。
【００３５】
第１取付部材７６は、第１支持部７４を軸部６４に取り付けるための断面略Ｌ状の部材であり、第１支持部７４に取り付けられる支持部側取付片７６ａと、軸部６４に取り付けられる軸部側取付片７６ｂとを有している。また、軸部側取付片７６ｂには、ねじ部材６８が挿通される複数（本実施形態では２個）の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、支持部側取付片７６ａが第１支持部７４における傾斜部（戻り防止部）７４ａを除いた部分（以下、「平坦部」という。）７４ｂに対して溶接等によって接合されており、軸部側取付片７６ｂが軸部６４に対して２個のねじ部材６８によって接合されている。
【００３６】
支持部側取付片７６ａの前後方向長さは、第１支持部７４における平坦部７４ｂの前後方向長さとほぼ同じに設計されており、支持部側取付片７６ａの幅は、溶接等による接合強度を十分に確保できるように設計されている。また、図３（Ｂ）に示すように、軸部側取付片７６ｂの前後方向長さは、第１支持部７４の全体の前後方向長さとほぼ同じに設計されており、軸部側取付片７６ｂにおける支持部側取付片７６ａに連続する部分の幅Ｗ１は、前後方向の全長に亘って一定に設計されている。したがって、第１羽根６６が複数の物品１４を支持する回転位置（図３）にあるときには、支持面Ｍ１は、回転軸Ｌ１に対して平行に延びて、上記幅Ｗ１に応じた距離だけ回転軸Ｌ１の下方に位置する。
【００３７】
＜第２物品支持部材の構成＞
第２物品支持部材７２は、図３に示すように、第２支持部８４と第２取付部材８６とを有している。第２支持部８４は、他の第１羽根車６０における第２支持部８４と協働して、物品搬送装置１２から供給される複数（本実施形態では２個）の物品１４のうちの他の１つを支持する略長方形の板状部材であり、第２支持部８４の回転軸Ｌ１側の表面が物品１４を支持する「支持面Ｍ２」となっている。第２支持部８４の後端部には、回転軸Ｌ１側とは反対側に向けて支持面Ｍ２に対して垂直に延びる垂下部８４ａが形成されており、この垂下部８４ａが第１支持部７４に供給された物品１４の前方への移動を阻止する「物品当接部」となっている。第２支持部８４（垂下部８４ａを含む。）の幅は、２本の軸部６４間の距離の２分の１よりも短く設計されており、長さは、軸部６４の長さの２分の１程度、すなわち物品１４の前後方向長さよりもやや長めに設計されている。したがって、一対の第２支持部８４で物品１４を支持する際には、一対の第２支持部８４を２本の軸部６４の間に水平方向に並べて配置することが可能であり、物品搬送装置１２から供給された物品１４を、一対の第２支持部８４のそれぞれの支持面Ｍ２で支持することができる。なお、「物品当接部」の構成は、上記垂下部８４ａに限定されるものではなく、たとえば、第２支持部８４、第２取付部材８６、第１支持部７４、第１取付部材７６および軸部６４のいずれかに設けられた「突起」や「突条」が「物品当接部」として用いられてもよいし、或いは、平坦な板状に構成された第２支持部８４の後端縁がそのまま「物品当接部」として用いられてもよい。
【００３８】
第２取付部材８６は、第２支持部８４を軸部６４に取り付けるための断面略Ｌ状の部材であり、第２支持部８４に取り付けられる支持部側取付片８６ａと、軸部６４に取り付けられる軸部側取付片８６ｂとを有している。また、軸部側取付片８６ｂには、ねじ部材６８が挿通される複数（本実施形態では２個）の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、支持部側取付片８６ａが第２支持部８４における垂下部（物品当接部）８４ａを除いた部分（以下、「平坦部」という。）８４ｂに対して溶接等によって接合されており、軸部側取付片８６ｂが軸部６４に対して２個のねじ部材６８によって接合されている。
【００３９】
支持部側取付片８６ａの前後方向長さは、第２支持部８４における平坦部８４ｂの前後方向長さとほぼ同じに設計されており、支持部側取付片８６ａの幅は、溶接等による接合強度を十分に確保できるように設計されている。また、図３（Ｂ）に示すように、軸部側取付片８６ｂの前後方向長さは、第２支持部８４の全体の前後方向長さとほぼ同じに設計されており、軸部側取付片８６ｂの幅Ｗ２は、軸部側取付片７６ｂの上記幅Ｗ１よりも小さく（Ｗ２＜Ｗ１）、かつ、前後方向の全長に亘って一定に設計されている。これにより、第１支持部７４と第２支持部８４とが回転軸Ｌ１に対して交差する方向において２段に構成され、第１支持部７４と第２支持部８４との間に段差８８が生じる。換言すると、第１支持部７４および第２支持部８４は、回転軸Ｌ１に対して交差する方向において段差８８を有するように（すなわち、支持面Ｍ１，Ｍ２が回転軸Ｌ１に対して交差する方向に離間するように）２段に構成されている。なお、段差８８の高さＨ１が第１支持部７４で支持された物品１４の高さＨ２よりも高い場合には、当該物品１４によって段差８８を解消することができず、この段差８８が後続する物品１４を第２支持部８４に供給する際の妨げになる。そこで、本実施形態では、かかる問題を防止するために、段差８８の高さＨ１が物品１４の高さＨ２と同じかそれよりも低く（Ｈ１≦Ｈ２）設計されている。また、箱詰めシステム２０においては、第１支持部７４で支持された物品１４に対して後続する物品１４が衝突するのを防止するために、物品搬送装置１２の搬送ベルト２８が第１支持部７４で支持された物品１４の上面よりも上方に配置されている。
【００４０】
本実施形態によれば、第１物品支持部材７０と第２物品支持部材７２とが互いに独立した部品として別々に構成されているので、第１物品支持部材７０だけを上記幅Ｗ１が異なるものに交換することが可能であり、物品１４の高さＨ２が変更された場合に迅速に対応することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、第１支持部７４、第１取付部材７６、第２支持部８４および第２取付部材８６が互いに独立した部品として別々に構成されているが、これらの２つ以上が１つの部品として一体的に構成されてもよい。
【００４２】
＜第１回転手段の構成＞
第１回転手段６２は、図２に示すように、一対の第１羽根車６０のそれぞれの入力軸６４ａ（図３）に接続される２つの出力軸９０ａ，９０ｂと、モータ軸９２ａを有する駆動モータ９２と、モータ軸９２ａに取り付けられた主動ギア９４ａおよび主動プーリ９６ａと、一方の出力軸９０ａに取り付けられた従動ギア９４ｂと、他方の出力軸９０ｂに取り付けられた従動プーリ９６ｂと、主動プーリ９６ａと従動プーリ９６ｂとの間に掛け渡されたベルト９８とを有している。主動ギア９４ａの歯数と従動ギア９４ｂの歯数とは同じ（１：１）に設計されており、主動プーリ９６ａの直径と従動プーリ９６ｂの直径とは同じ（１：１）に設計されている。したがって、駆動モータ９２を駆動して主動ギア９４ａおよび主動プーリ９６ａを回転させると、従動ギア９４ｂおよび従動プーリ９６ｂは、主動ギア９４ａおよび主動プーリ９６ａの回転速度と同じ回転速度で互いに逆方向に回転され、出力軸９０ａ，９０ｂおよびこれらに接続された２つの入力軸６４ａは、当該回転速度で互いに逆方向に回転される。
【００４３】
モータ軸９２ａの回転方向および回転角度は、駆動モータ９２に電気的に接続された制御部５０によって制御可能であり、第１羽根６６から物品１４を落下させる際には、支持面Ｍ１および支持面Ｍ２が物品１４を支持する位置から下方へ向けて１２０度回転するようにモータ軸９２ａの回転方向および回転角度が制御される。つまり、一対の第１羽根車６０は、互いに逆方向であって物品１４を落下させる方向に、３６０度を第１羽根６６の数で除した角度毎に停止させられながら、互いに同期して回転される。なお、第１羽根車６０の停止位置、すなわち、第１羽根６６が物品１４を支持する「回転位置」は、平面視における回転軸Ｌ１に垂直な方向（直交方向）において第１羽根６６が実質的に水平になる回転角度位置である。
【００４４】
＜第１ストッパの構成＞
第１ストッパ４４は、図３に示すように、物品搬送装置１２から供給された物品１４を一対の第２支持部８４（支持面Ｍ２）上に確実に停止させる円板状の部材であり、第１ストッパ４４の中央部には、軸部６４の入力軸６４ａが挿通される貫通孔４４ａ（図３（Ａ））が形成されている。そして、２つの第１ストッパ４４のそれぞれが、ねじ止め、かしめ、溶接等の適宜の接合手段で一対の第１羽根車６０のそれぞれの前端部に接合されることによって、これらが第２支持部８４における供給方向（すなわち前後方向）の前端部またはその近傍に設けられている。なお、第１ストッパ４４の形状は、特に限定されるものではなく、三角板状や六角板状であってもよい。また、本実施形態では、３つの第２支持部８４（支持面Ｍ２）の全てに対して１つの第１ストッパ４４を取り付けるようにしているが、３つの第２支持部８４（支持面Ｍ２）のそれぞれに対して３つの第１ストッパ（図示省略）を個別に取り付けるようにしてもよい。
【００４５】
＜第２羽根車装置の構成＞
第２羽根車装置４６は、図１、図２および図４に示すように、第１羽根車６０の下方に配置された一対の第２羽根車(second paddle wheel)１００と、一対の第２羽根車１００のそれぞれを互いに逆方向に回転させる第２回転手段１０２（図２）とを有している。
【００４６】
一対の第２羽根車１００のそれぞれは、図４に示すように、水平方向に延びる回転軸Ｌ２を有する軸部１０４と、軸部１０４に対して周方向に間隔（本実施形態では１２０度間隔）を隔てて取り付けられた複数（本実施形態では３枚）の第２羽根(second paddle)１０６とを備えている。
【００４７】
軸部１０４は、略６角形の断面形状を有する棒状部材であり、軸部１０４の６つの側面のうちの１つおきに位置する３つの側面には、ねじ部材１０８が螺合される複数（本実施形態では４個）のねじ穴（図示省略）が長手方向（すなわち回転軸Ｌ２の延びる方向）に間隔を隔てて形成されており、軸部１０４の長手方向の前端部には、第２回転手段１０２（図２）の出力軸９０ａまたは９０ｂが接続される入力軸１０４ａが形成されている。そして、一対の第２羽根車１００のそれぞれの軸部１０４が、回転軸Ｌ２どうしが平行になるようにして、前後方向（すなわち供給方向）に対して直交方向に並んで配置されており、各軸部１０４の前端部が第２取付板５６（図１、図２）に対して回転自在に取り付けられている。２本の軸部１０４間の間隔は、物品１４の幅よりも十分に長く設計されており、２本の軸部１０４のそれぞれの長さは、２個の物品１４の全体の前後方向長さよりも十分に長く設計されている。したがって、第１羽根６６から落下された２個の物品１４を、一対の第２羽根車１００の２本の軸部１０４間に収納することができる。そして、軸部１０４には、複数（本実施形態では３つ）の第２羽根１０６が回転軸Ｌ２に対して回転対称にかつ中央部から周辺部に延びるように取り付けられている。
【００４８】
３つの第２羽根１０６のそれぞれは、図４に示すように、受板１１０と取付部材１１２とを有している。受板１１０は、他の第２羽根車１００の受板１１０と協働して複数（本実施形態では２個）の物品１４（図４（Ｂ））を受ける略長方形の板状部材であり、受板１１０の回転軸Ｌ２側の表面が物品受面Ｎとなっている。受板１１０の幅は、２本の軸部１０４間の距離の２分の１よりも短く設計されており、長さは、軸部１０４の長さとほぼ同じに設計されている。したがって、受板１１０によって物品１４を受ける際には、２枚の受板１１０を２本の軸部１０４の間に並べて配置することが可能であり、第１羽根６６から落下された２個の物品１４を、２枚の受板１１０の物品受面Ｎによって受けることができる。
【００４９】
取付部材１１２は、受板１１０を軸部１０４に取り付けるための断面略Ｌ状の棒状部材であり、受板１１０に取り付けられる受板側取付片１１２ａと、軸部１０４に取り付けられる軸部側取付片１１２ｂとを有している。また、軸部側取付片１１２ｂには、ねじ部材１０８が挿通される複数（本実施形態では４個）の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、受板側取付片１１２ａが受板１１０に対して溶接等によって接合されており、軸部側取付片１１２ｂが軸部１０４に対して４個のねじ部材１０８によって接合されている。
【００５０】
受板側取付片１１２ａおよび軸部側取付片１１２ｂのそれぞれの長さは、受板１１０を軸部１０４に対して全長に亘ってほぼ均一な強度で取り付けるために、受板１１０および軸部１０４の長さとほぼ同じに設計されており、受板側取付片１１２ａの幅は、溶接等による接合強度を十分に確保できるように設計されている。また、軸部側取付片１１２ｂの幅は、全長に亘って均一に設計されている。したがって、物品受面Ｎを前後方向において水平に延ばすことができ、第１羽根６６から落下された２個の物品１４を前後方向においてほぼ均等に受けることができる。
【００５１】
第２回転手段１０２は、第１回転手段６２と同様に構成されているので、第１回転手段６２の構成要素と対応する箇所には、当該構成要素と同じ参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００５２】
一対の第２羽根車１００は、第２回転手段１０２によって、互いに逆方向であって物品１４を落下させる方向に、３６０度を第２羽根１０６の数（本実施形態では３）で除した角度毎に停止させられながら、互いに同期して回転される。第２羽根車１００の停止位置、すなわち、第２羽根１０６が物品１４を受け取る「回転位置」は、平面視における回転軸Ｌ２に垂直な方向において第２羽根１０６が実質的に水平になる回転角度位置である。なお、第１回転手段６２および第２回転手段１０２の動作態様は、第１羽根車６０および第２羽根車１００のそれぞれの機能を有効に発揮させることができるように、制御部５０によって個別に最適化されている。
【００５３】
＜第２ストッパの構成＞
第２ストッパ４８は、図４に示すように、物品受面Ｎ上を前方へ移動してきた物品１４の移動を受板１１０（物品受面Ｎ）の前端部において阻止する円板状の部材であり、第２ストッパ４８の中央部には、軸部１０４の入力軸１０４ａが挿通される貫通孔４８ａ（図４（Ａ））が形成されている。そして、２つの第２ストッパ４８のそれぞれが、ねじ止め、かしめ、溶接等の適宜の接合手段によって、一対の第２羽根車１００のそれぞれの前端部に接合されている。なお、第２ストッパ４８の形状は、特に限定されるものではなく、三角板状や六角板状であってもよい。また、３つの受板１１０（物品受面Ｎ）のそれぞれに対して３つの第２ストッパ（図示省略）を個別に取り付けるようにしてもよい。
【００５４】
＜制御部の構成＞
制御部５０（図１、図２）は、収納箱１８内に物品１４を箱詰めするために、箱詰めシステム２０（箱詰め装置１０を含む。）の動作を一括して制御するものであり、図示していないが、各種の演算処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、各種のデータまたはプログラムを記憶する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ）と、各種の条件を入力する入力装置とを備えており、これらの装置がケース５０ａ内に収納されている。そして、物品検知センサ３０、収納箱検知センサ３６、第１回転手段６２および第２回転手段１０２のそれぞれの駆動モータ９２等が電気配線（図示省略）を介して制御部５０に電気的に接続されている。
【００５５】
［箱詰め装置の動作］
以下には、制御部５０による箱詰め装置１０の箱詰め動作について説明する。制御部５０の開始スイッチを「ＯＮ」にすることによって箱詰め動作が開始されると、まず、図５（Ａ）に示すように、物品搬送装置１２（図１）から第１羽根車６０の第１羽根６６に対して２個の物品１４が順次供給され、図６（Ｂ）に示すように、最初に供給された物品１４が第１支持部７４の支持面Ｍ１で支持されるとともに、続いて供給された物品１４が第２支持部８４の支持面Ｍ２で支持される。
【００５６】
つまり、最初の物品１４が第１羽根６６に供給されると、図６（Ａ）に示すように、当該物品１４は第１支持部７４の支持面Ｍ１上を滑って前方に移動し、段差８８に係止される。したがって、最初に供給された物品１４は、段差８８で姿勢を矯正されるとともに、第１支持部７４上に確実に位置決めされる。本実施形態では、第２支持部８４の後端部に「物品当接部」としての垂下部８４ａが設けられているので、第１支持部７４で支持された物品１４の先端部が第２支持部８４の下方に入り込むことがなく、当該物品１４を落下させる際には、当該物品１４が第２支持部８４に引っ掛かるのを防止することができる。また、第１支持部７４の後端部に「戻り防止部」としての傾斜部７４ａが設けられているので、第１支持部７４で支持された物品１４が後方に移動するのを阻止することが可能であり、当該物品１４を段差８８と傾斜部（戻り防止部）７４ａとによって第１支持部７４上に確実に位置決めすることができる。
【００５７】
一方、後続する物品１４が第１羽根６６に供給されると、図６（Ｂ）に示すように、当該物品１４は最初に供給された物品１４の上を滑って第２支持部８４上に配置される。本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、段差８８の高さＨ１が物品１４の高さＨ２と同じかそれよりも低く（Ｈ１≦Ｈ２）設計されているので、最初に供給された物品１４によって段差８８が完全に解消される。したがって、後続する物品１４の姿勢が段差８８によって乱れるのを防止することができる。また、第１羽根車６０のそれぞれの前端部に第１ストッパ４４が設けられているので、第２支持部８４に供給された物品１４を第１ストッパ４４の後方に確実に位置決めすることができる。
【００５８】
２個の物品１４が第１羽根６６に供給されたことを物品検知センサ３０（図１）が検知すると、図５（Ｂ）に示すように、制御部５０によって第１回転手段６２が駆動され、一対の第１羽根車６０が互いに逆方向に回転されることによって２個の物品１４が第１羽根６６から落下される。このとき、一対の第２羽根車１００においては、第２羽根１０６が物品１４を受け取る回転位置にあり、平面視における回転軸Ｌ２（図４）に垂直な方向において第２羽根１０６が実質的に水平になっている。したがって、第２羽根１０６に２個の物品１４が落下されると、これらの物品１４は、物品受面Ｎで受けられて第２ストッパ４８の後方に前後方向に並んで位置決めされる。
【００５９】
また、以上の工程と並行して、収納箱搬送装置１６によって収納箱１８が箱詰め位置Ｐに向けて搬送され、収納箱１８が箱詰め位置Ｐに到達したことを収納箱検知センサ３６が検知すると、収納箱搬送装置１６による収納箱１８の搬送動作が停止される。そして、図５（Ｃ）に示すように、制御部５０によって第２回転手段１０２が駆動され、一対の第２羽根車１００が互いに逆方向に回転されることによって２個の物品１４が第２羽根１０６から収納箱１８内に落下される。
【００６０】
物品１４の１段目の収納が完了すると、上記工程により、２段目から６段目の収納動作が実行され、６段目の収納動作が完了すると、満杯となった収納箱１８が収納箱搬送装置１６によって箱詰め位置Ｐから排出され、空の収納箱１８が箱詰め位置Ｐに供給される。空の収納箱１８が箱詰め位置Ｐに到達するまでは、制御部５０によって第２羽根車１００の動作が停止され、２個の物品１４が第２羽根１０６の物品受面Ｎ上で待機される。したがって、この間でも第１羽根車６０の動作を停止させる必要がなく、箱詰め処理能力の低下を防止することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る箱詰め装置は、第１実施形態に係る箱詰め装置１０(図１、図２)における第１羽根車６０の第２物品支持部材７２を、図７（Ａ）に示す他の第２物品支持部材１２２に変更したものであり、他の部分は箱詰め装置１０と同様に構成されている。
【００６２】
第２物品支持部材１２２（図７（Ａ））は、第２支持部８４とほぼ同様に構成された第２支持部１２４と、第２取付部材８６とほぼ同様に構成された第２取付部材１２６とを有しており、第２支持部１２４における供給方向の後端縁から第１ストッパ４４までの距離Ｄ１は、第２支持部１２４で支持される物品１４の供給方向（すなわち左右方向）の長さＤ２よりも短く（Ｄ１＜Ｄ２）設計されている。
【００６３】
したがって、第２実施形態によれば、図７（Ａ）に示すように、第２支持部１２４で支持された物品１４の後端部１４ａを第２支持部１２４から後方にはみ出させて、第１支持部７４で支持された物品１４の前端部１４ｂに重ねることが可能であり、図７（Ｂ）に示すように、これらの物品１４を一部において重なる「差し身詰め」の態様で箱詰めすることができる。
【００６４】
なお、第１および第２実施形態では、「物品供給装置」を物品搬送装置１２で構成したが、「物品供給装置」はこれには限定されず、たとえば、ベルトコンベアと、このベルトコンベア上を搬送される物品を側方に押し出して第１羽根６６上に供給するプッシャーとを備えるような構成としてもよい。或いは、物品搬送装置１２から送出される物品１４を、シュートを介して第１羽根６６上に供給するような構成としてもよい。これらの構成においては、物品１４の「供給方向」は、物品１４の「搬送方向」と異なることとなる。
【符号の説明】
【００６５】
Ｌ１，Ｌ２… 回転軸
Ｍ１，Ｍ２… 支持面
Ｎ… 物品受面
Ｐ… 箱詰め位置
１０… 箱詰め装置
１２… 物品搬送装置（物品供給装置）
１４… 物品
１６… 収納箱搬送装置
１８… 収納箱
２０… 箱詰めシステム
３０… 物品検知センサ
３６… 収納箱検知センサ
４２… 第１羽根車装置
４４… 第１ストッパ
４６… 第２羽根車装置
４８… 第２ストッパ
５０… 制御部
６０… 第１羽根車
６６… 第１羽根
７０… 第１物品支持部材
７２… 第２物品支持部材
７４… 第１支持部
７４ａ… 傾斜部（戻り防止部）
７６… 第１取付部材
８０ａ，８０ｂ… 出力軸
８２ａ… モータ軸
８２… 駆動モータ
８４… 第２支持部
８４ａ… 垂下部（物品当接部）
８６… 第２取付部材
８８… 段差
１００… 第２羽根車
１０２… 第２回転手段
１０６… 第２羽根
１２２… 第２物品支持部材
１２４… 第２支持部
１２６… 第２取付部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、箱詰め対象たる物品（たとえば、ポテトチップ、豆、飴などの内容物が袋詰めにされた商品等）を箱の内部に収納する、箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された従来の箱詰め装置は、弾性包装体（１０）を搬送する包装体送りコンベア（１）と、包装体送りコンベア（１）によって順次送られてきた複数の弾性包装体（１０）を並べて停止させる整列停止台（４）と、整列停止台（４）の下方の箱詰め位置に包装体収容箱（３）を供給する送りコンベア（２）とを備えている。また、整列停止台（４）には、エア噴射孔（９）が形成されており、エア噴射孔（９）から噴射されるエアの摩擦低減効果により、弾性包装体（１０）が整列停止台（４）上を円滑に進むようになっている（特許文献１の段落［００２０］）。そして、箱詰め装置を用いて弾性包装体（１０）を箱詰めする際には、包装体送りコンベア（１）によって整列停止台（４）に複数の弾性包装体（１０）を供給するとともに、送りコンベア（２）によって箱詰め位置に包装体収容箱（３）を供給し、その後、開放手段（６）で整列停止台（４）を開くことによって、整列停止台（４）上に並べられた複数の弾性包装体（１０）を包装体収容箱（３）内に落下させるようにしていた。なお、上記括弧内数字は、特許文献１に記載された参照番号に対応する（以下同じ。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３２９１１２号公報（特に段落［００２０］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の箱詰め装置では、エアの摩擦低減効果を用いて弾性包装体（１０）の滑り易さを安定させることによって、整列停止台（４）上における弾性包装体（１０）の位置の乱れを防止するようにしていたが、エアを噴射させるためにエアポンプおよびエアホース等が必要であるため、構成が煩雑になるとともに、製造コストが高くなるという問題があった。また、整列停止台（４）に対する弾性包装体（１０）の入射角が変動した場合には、整列停止台（４）上において弾性包装体（１０）の姿勢が乱れるため、包装体収容箱（３）内における弾性包装体（１０）の整列状態を安定させることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡単かつ安価に製造することができるとともに、収納箱内における物品の整列状態を安定させることができる、箱詰め装置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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の箱詰め装置は、物品供給装置から供給された複数の物品を供給方向に並べて支持する第１羽根を有し、その回転軸が前記供給方向に延びるようにして前記供給方向に対して直交方向に並べて配置された一対の第１羽根車と、前記第１羽根で支持された前記複数の物品を落下させるように前記一対の第１羽根車を互いに逆方向に回転させる第１回転手段とを有する第１羽根車装置を備え、前記一対の第１羽根車のそれぞれの前記第１羽根は、前記複数の物品のうちの１つを支持する第１支持部と、他の１つを前記第１支持部よりも前記供給方向の前方において支持する第２支持部とを有しており、前記第１支持部および前記第２支持部は、前記回転軸に対して交差する方向において段差を有するように２段に構成されており、前記一対の第１羽根車のそれぞれの前記第１羽根が前記複数の物品を支持する回転位置にあるとき、前記第１支持部が前記第２支持部よりも下方に位置する。
【０００７】
この構成では、第１羽根が複数の物品を支持する回転位置にあるとき、第１支持部が第２支持部よりも下方に位置するので、第１支持部と第２支持部との間には、第１支持部から第２支持部に向かって立ち上がる段差が生じる。したがって、物品供給装置から第１羽根に最初に供給された物品を、上記段差に係止させることによって第１支持部上に確実に位置決めすることができるとともに、当該物品の姿勢を上記段差で整えることができる。また、最初に供給された物品が第１支持部で支持された状態では、当該物品によって上記段差が解消されるので、後続する物品を、当該物品の上を滑らせて第２支持部に供給することができる。
【０００８】
前記段差の高さは、前記物品の高さと同じかそれよりも低くてもよい。
【０００９】
この構成では、第１支持部で支持された物品によって上記段差を確実に解消することができる。
【００１０】
前記第２支持部における前記供給方向の前端部またはその近傍には、前記第２支持部に供給された前記物品の前方への移動を阻止するストッパが設けられていてもよい。
【００１１】
この構成では、物品供給装置から第１羽根に最初に供給された物品を、上記段差によって第１支持部上に位置決めすることができ、後続する物品を、ストッパによって第２支持部上に位置決めすることができる。
【００１２】
前記第２支持部における前記供給方向の後端縁から前記ストッパまでの距離は、前記第２支持部で支持される前記物品の前記供給方向の長さよりも短く設計されていてもよい。
【００１３】
この構成では、第２支持部で支持された物品の後端部を第２支持部から後方にはみ出させることができるので、当該後端部を第１支持部で支持された物品の前端部に重ねることが可能であり、これらの物品を一部において重なる態様で箱詰めすることができる。なお、このような箱詰め態様は、一般には「差し身詰め」と称されている。
【００１４】
前記第１支持部における前記供給方向の後端部またはその近傍には、前記第１支持部に供給された前記物品の後方への移動を阻止する戻り防止部が設けられていてもよい。
【００１５】
この構成では、物品供給装置から第１羽根に最初に供給された物品を、上記段差と戻り防止部とによって第１支持部上に確実に位置決めすることができる。
【００１６】
前記第１羽根車の下方に配置され、前記第１羽根から落下された前記複数の物品を受ける第２羽根を有し、その回転軸が前記供給方向に延びるようにして前記供給方向に対して直交方向に並べて配置された一対の第２羽根車と、前記第２羽根で受けた前記複数の物品を落下させるように前記一対の第２羽根車を互いに逆方向に回転させる第２回転手段とを有する第２羽根車装置を備えていてもよい。
【００１７】
この構成では、複数の物品を、第１羽根から第２羽根に落下させた後に、第２羽根から収納箱内に落下させるようにしているので、収納箱が第２羽根の下方の箱詰め位置に到達するまで、複数の物品を第２羽根上で待機させることができる。また、複数の物品を、一対の第１羽根車の互いに逆方向の回転に伴って第１羽根の間から落下させるとともに、一対の第２羽根車の互いに逆方向の回転に伴って第２羽根の間から落下させることができるので、それらの姿勢を保持しながら収納箱内に収納することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１羽根に最初に供給された物品を、第１支持部と第２支持部との間の段差で姿勢を整えながら、第１支持部上に位置決めすることができる。また、後続する物品を、第１支持部で支持された物品の上を滑らせて第２支持部に供給することができる。したがって、第１羽根上における複数の物品の位置の乱れを防止することができ、収納箱内における複数の物品の整列状態を安定させることができる。さらに、第１羽根上における物品の位置を「段差」で規制することができるので、高価な位置決め装置（エア噴射装置等）は不要であり、簡単な構成で安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は第１実施形態に係る箱詰め装置を示す斜視図である。
【図２】図２は第１実施形態に係る箱詰め装置を示す正面図である。
【図３】図３は第１羽根車装置の一部と第１ストッパの構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部分断面図である。
【図４】図４は第２羽根車装置の一部と第２ストッパの構成を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は部分断面図である。
【図５】図５は第１実施形態に係る箱詰め装置の動作を示す工程図であり、（Ａ）は第１羽根で物品を支持した状態を示す正面図、（Ｂ）は第１羽根から落下された物品を第２羽根で受けた状態を示す正面図、（Ｃ）は第２羽根から落下された物品を収納箱内に収納した状態を示す正面図である。
【図６】図６(Ａ)は第１支持部に物品を供給する工程を示す部分断面図、図６（Ｂ）は第２支持部に物品を供給する工程を示す部分断面図である。
【図７】図７（Ａ）は第２実施形態に係る箱詰め装置における第１羽根車を示す部分断面図であり、図７（Ｂ）は第２実施形態に係る箱詰め装置を用いて箱詰めされた物品の整列状態（差し身詰め）を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る箱詰め装置１０は、物品搬送装置１２によって搬送されてきた箱詰め対象たる物品１４を、収納箱搬送装置１６によって搬送されてきた収納箱１８内に整列させて収納するものであり、本実施形態では、箱詰め装置１０、物品搬送装置１２および収納箱搬送装置１６が一体となって箱詰めシステム２０が構成されている。
【００２２】
物品１４は、ポテトチップ、豆、飴などの内容物が縦ピロー袋および横ピロー袋等の包装材で包装された商品であり、箱詰め時の落下による衝撃によって内容物が破損しないものが箱詰め対象とされている。
【００２３】
収納箱１８は、ダンボール等からなる外装箱であり、収納箱１８のサイズは、収納すべき物品１４のサイズ、数、収納態様等に応じて設計されている。本実施形態の収納箱１８は、合計１２個の物品１４を水平方向に２個並べて６段に積み重ねて収納するものであり、これら１２個の物品の全体サイズに合わせて収納箱１８のサイズが設計されている。また、収納箱１８には、フラップ１８ａが設けられており、箱詰め時には、フラップ１８ａが開かれることによって開口部が開放される。
【００２４】
［物品搬送装置の構成］
物品搬送装置１２は、図１に示すように、複数の物品１４を箱詰め装置１０に向けて順次搬送するものであり、本実施形態では、一般的な「ベルトコンベア」が物品搬送装置１２として用いられている。つまり、物品搬送装置１２は、駆動モータ２２によって駆動される主動ローラ２４と、主動ローラ２４に対して平行に配置された従動ローラ２６と、主動ローラ２４と従動ローラ２６との間に掛け渡された環状の搬送ベルト２８とを備えている。そして、箱詰めシステム２０においては、物品搬送装置１２が支持台（図示省略）によって所定の高さで水平に支持されており、搬送ベルト２８における物品１４の搬送方向の下流側端部の近傍には、物品１４が通過したことを検知する物品検知センサ３０が設けられている。
【００２５】
なお、物品搬送装置１２は、単に物品１４を搬送するだけではなく、物品１４を支持する回転位置にある第１羽根６６上に物品１４を供給する「物品供給装置」としても機能する。このため、物品搬送装置１２は、第１羽根６６上を物品１４が慣性で前方に移動するような搬送速度で運転される。ここでは、物品１４の「供給方向」は、物品搬送装置１２における物品１４の「搬送方向」と一致する。以下の説明では、物品１４の供給方向の前方を「前」といい、供給方向の後方を「後」という。したがって、以下の説明で用いる「前後方向」は「供給方向」と一致する。
【００２６】
［収納箱搬送装置の構成］
収納箱搬送装置１６は、図１に示すように、収納箱１８を箱詰め装置１０の下方に位置する箱詰め位置Ｐに向けて搬送するとともに、箱詰め位置Ｐにおいて停止させるものであり、本実施形態では、一般的な「ローラコンベア」が収納箱搬送装置１６として用いられている。つまり、収納箱搬送装置１６は、収納箱１８の搬送方向（以下、「収納箱搬送方向」という。）に間隔を隔てて互いに平行に配置された複数の搬送ローラ３２と、各搬送ローラ３２の両端部を回転自在に支持する支持枠３４と、各搬送ローラ３２に回転力を付与する回転機構（図示省略）とを備えている。そして、箱詰めシステム２０においては、収納箱搬送装置１６が箱詰め位置Ｐを通るようにして水平に配置されており、収納箱搬送装置１６における収納箱搬送方向の下流側端部またはその近傍には、収納箱１８が箱詰め位置Ｐに到達したことを検知する収納箱検知センサ３６が配置されている。本実施形態では、「物品１４の供給方向」と「収納箱搬送方向」とが一致しているため、物品搬送装置１２と収納箱搬送装置１６とを上下方向において対向させることが可能であり、箱詰めシステム２０をコンパクトに構成することができる。
【００２７】
［箱詰め装置の構成］
箱詰め装置１０は、図１および図２に示すように、フレーム４０と、第１羽根車装置４２と、第１ストッパ４４と、第２羽根車装置４６と、第２ストッパ４８と、制御部５０とを備えている。
【００２８】
＜フレームの構成＞
フレーム４０は、図１および図２に示すように、箱詰め装置１０の骨格となる部分であり、脚部５２と、脚部５２に第１羽根車装置４２を取り付ける第１取付板５４と、脚部５２に第２羽根車装置４６を取り付ける第２取付板５６とを有している。脚部５２は、収納箱搬送装置１６の収納箱搬送方向に対して直交する方向の一方側において、前後方向に間隔を隔てて上下方向に延びて配置された２本の棒材５２ａと、収納箱搬送方向に対して直交する方向の他方側において、前後方向に間隔を隔てて上下方向に延びて配置された２本の棒材５２ｂとを有している。そして、前側に位置する２本の棒材５２ａおよび５２ｂ間に第１取付板５４および第２取付板５６が上下２段に架け渡されている。
【００２９】
＜第１羽根車装置の構成＞
第１羽根車装置４２は、図１〜図３に示すように、物品搬送装置１２（図１）から供給された複数（本実施形態では２個）の物品１４（図３（Ｂ））を「所定供給方向」に並べて支持する一対の第１羽根車(first paddle wheel)６０と、一対の第１羽根車６０の第１羽根(first paddle)６６で支持された複数の物品１４を落下（実質的には同時に落下）させるように一対の第１羽根車６０のそれぞれを互いに逆方向に回転させる第１回転手段６２（図２）とを有している。つまり、この第１羽根車装置４２は、複数の物品１４を並べて下方に投下する物品整列投下装置として機能する。
【００３０】
ここで、「所定供給方向」は、物品１４を支持する回転位置にある第１羽根６６上に当該方向から物品１４が供給されると仮想した設計上の基準方向である。「所定供給方向」は、概ね水平な方向に定められる。すなわち、「所定供給方向」は基本的に「水平な方向」に定められるが、上下方向に多少傾いても構わない。上述の物品１４の供給方向（本実施形態では物品搬送方向に一致する。）は、この「所定供給方向」になるように設計される。したがって、「所定供給方向」は本実施形態では、上述の「前後方向」となる。
【００３１】
一対の第１羽根車６０のそれぞれは、図３に示すように、水平方向に延びる回転軸Ｌ１を有する軸部６４と、軸部６４に対して周方向に間隔（本実施形態では１２０度間隔）を隔てて取り付けられた複数（本実施形態では３枚）の第１羽根６６とを備えている。ここで、「回転軸」とは、第１羽根車６０の回転中心を通る観念的な「軸線」を意味する用語であり、本実施形態では、軸部６４の回転中心を通る「軸線（図３中の一点鎖線）」が回転軸Ｌ１となっている。
【００３２】
軸部６４は、略６角形の断面形状を有する棒状部材であり、軸部６４の６つの側面のうちの１つおきに位置する３つの側面には、ねじ部材６８が螺合される複数（本実施形態では４個）のねじ穴（図示省略）が長手方向（すなわち回転軸Ｌ１の延びる方向）に間隔を隔てて形成されており、軸部６４の長手方向の前端部には、第１回転手段６２（図２）の出力軸９０ａまたは９０ｂが接続される入力軸６４ａが形成されている。そして、一対の第１羽根車６０のそれぞれの軸部６４が、回転軸Ｌ１どうしが平行になるようにして、供給方向（すなわち前後方向）に対して直交方向に並んで配置されており、各軸部６４の前端部が第１取付板５４（図１、図２）に対して回転自在に取り付けられている。２本の軸部６４間の間隔は、物品１４の幅（すなわち前後方向に対して直交方向の長さ）よりも十分に長く設計されており、２本の軸部６４のそれぞれの長さは、２個の物品１４の全体の前後方向長さよりも十分に長く設計されている。したがって、物品搬送装置１２（図１）から供給された２個の物品１４を、供給方向から２本の軸部６４間に位置させることができる。そして、軸部６４には、複数（本実施形態では３つ）の第１羽根６６が回転軸Ｌ１に対して回転対称にかつ中央部から周辺部に延びるように取り付けられている。
【００３３】
３つの第１羽根６６のそれぞれは、複数の物品１４を供給方向に並べて支持するものであり、図３に示すように、第１物品支持部材７０と、第２物品支持部材７２とを有している。
【００３４】
＜第１物品支持部材の構成＞
第１物品支持部材７０は、図３に示すように、第１支持部７４と第１取付部材７６とを有している。第１支持部７４は、他の第１羽根車６０における第１支持部７４と協働して、物品搬送装置１２から供給される複数（本実施形態では２個）の物品１４のうちの１つを支持する略長方形の板状部材であり、第１支持部７４の回転軸Ｌ１側の表面が物品１４を支持する「支持面Ｍ１」となっている。第１支持部７４の後端部には、後方に向かうにつれて回転軸Ｌ１に近づくように傾斜する傾斜部７４ａが形成されており、この傾斜部７４ａが第１支持部７４に供給された物品１４の後方への移動を阻止する「戻り防止部」となっている。第１支持部７４（傾斜部７４ａを含む。）の幅は、２本の軸部６４間の距離の２分の１よりも短く設計されており、長さは、軸部６４の長さの２分の１程度、すなわち物品１４の前後方向長さよりもやや長めに設計されている。したがって、一対の第１支持部７４で物品１４を支持する際には、一対の第１支持部７４を２本の軸部６４の間に水平方向に並べて配置することが可能であり、物品搬送装置１２から供給された物品１４を、一対の第１支持部７４のそれぞれの支持面Ｍ１で支持することができる。なお、「戻り防止部」の構成は、上記傾斜部７４ａに限定されるものではなく、たとえば、第１支持部７４、第１取付部材７６（後述）および軸部６４のいずれかの後端部に設けられた「突起」や「突条」が、第１支持部７４における供給方向（すなわち前後方向）の後端部またはその近傍に設けられた「戻り防止部」として用いられてもよい。
【００３５】
第１取付部材７６は、第１支持部７４を軸部６４に取り付けるための断面略Ｌ状の部材であり、第１支持部７４に取り付けられる支持部側取付片７６ａと、軸部６４に取り付けられる軸部側取付片７６ｂとを有している。また、軸部側取付片７６ｂには、ねじ部材６８が挿通される複数（本実施形態では２個）の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、支持部側取付片７６ａが第１支持部７４における傾斜部（戻り防止部）７４ａを除いた部分（以下、「平坦部」という。）７４ｂに対して溶接等によって接合されており、軸部側取付片７６ｂが軸部６４に対して２個のねじ部材６８によって接合されている。
【００３６】
支持部側取付片７６ａの前後方向長さは、第１支持部７４における平坦部７４ｂの前後方向長さとほぼ同じに設計されており、支持部側取付片７６ａの幅は、溶接等による接合強度を十分に確保できるように設計されている。また、図３（Ｂ）に示すように、軸部側取付片７６ｂの前後方向長さは、第１支持部７４の全体の前後方向長さとほぼ同じに設計されており、軸部側取付片７６ｂにおける支持部側取付片７６ａに連続する部分の幅Ｗ１は、前後方向の全長に亘って一定に設計されている。したがって、第１羽根６６が複数の物品１４を支持する回転位置（図３）にあるときには、支持面Ｍ１は、回転軸Ｌ１に対して平行に延びて、上記幅Ｗ１に応じた距離だけ回転軸Ｌ１の下方に位置する。
【００３７】
＜第２物品支持部材の構成＞
第２物品支持部材７２は、図３に示すように、第２支持部８４と第２取付部材８６とを有している。第２支持部８４は、他の第１羽根車６０における第２支持部８４と協働して、物品搬送装置１２から供給される複数（本実施形態では２個）の物品１４のうちの他の１つを支持する略長方形の板状部材であり、第２支持部８４の回転軸Ｌ１側の表面が物品１４を支持する「支持面Ｍ２」となっている。第２支持部８４の後端部には、回転軸Ｌ１側とは反対側に向けて支持面Ｍ２に対して垂直に延びる垂下部８４ａが形成されており、この垂下部８４ａが第１支持部７４に供給された物品１４の前方への移動を阻止する「物品当接部」となっている。第２支持部８４（垂下部８４ａを含む。）の幅は、２本の軸部６４間の距離の２分の１よりも短く設計されており、長さは、軸部６４の長さの２分の１程度、すなわち物品１４の前後方向長さよりもやや長めに設計されている。したがって、一対の第２支持部８４で物品１４を支持する際には、一対の第２支持部８４を２本の軸部６４の間に水平方向に並べて配置することが可能であり、物品搬送装置１２から供給された物品１４を、一対の第２支持部８４のそれぞれの支持面Ｍ２で支持することができる。なお、「物品当接部」の構成は、上記垂下部８４ａに限定されるものではなく、たとえば、第２支持部８４、第２取付部材８６、第１支持部７４、第１取付部材７６および軸部６４のいずれかに設けられた「突起」や「突条」が「物品当接部」として用いられてもよいし、或いは、平坦な板状に構成された第２支持部８４の後端縁がそのまま「物品当接部」として用いられてもよい。
【００３８】
第２取付部材８６は、第２支持部８４を軸部６４に取り付けるための断面略Ｌ状の部材であり、第２支持部８４に取り付けられる支持部側取付片８６ａと、軸部６４に取り付けられる軸部側取付片８６ｂとを有している。また、軸部側取付片８６ｂには、ねじ部材６８が挿通される複数（本実施形態では２個）の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、支持部側取付片８６ａが第２支持部８４における垂下部（物品当接部）８４ａを除いた部分（以下、「平坦部」という。）８４ｂに対して溶接等によって接合されており、軸部側取付片８６ｂが軸部６４に対して２個のねじ部材６８によって接合されている。
【００３９】
支持部側取付片８６ａの前後方向長さは、第２支持部８４における平坦部８４ｂの前後方向長さとほぼ同じに設計されており、支持部側取付片８６ａの幅は、溶接等による接合強度を十分に確保できるように設計されている。また、図３（Ｂ）に示すように、軸部側取付片８６ｂの前後方向長さは、第２支持部８４の全体の前後方向長さとほぼ同じに設計されており、軸部側取付片８６ｂの幅Ｗ２は、軸部側取付片７６ｂの上記幅Ｗ１よりも小さく（Ｗ２＜Ｗ１）、かつ、前後方向の全長に亘って一定に設計されている。これにより、第１支持部７４と第２支持部８４とが回転軸Ｌ１に対して交差する方向において２段に構成され、第１支持部７４と第２支持部８４との間に段差８８が生じる。換言すると、第１支持部７４および第２支持部８４は、回転軸Ｌ１に対して交差する方向において段差８８を有するように（すなわち、支持面Ｍ１，Ｍ２が回転軸Ｌ１に対して交差する方向に離間するように）２段に構成されている。なお、段差８８の高さＨ１が第１支持部７４で支持された物品１４の高さＨ２よりも高い場合には、当該物品１４によって段差８８を解消することができず、この段差８８が後続する物品１４を第２支持部８４に供給する際の妨げになる。そこで、本実施形態では、かかる問題を防止するために、段差８８の高さＨ１が物品１４の高さＨ２と同じかそれよりも低く（Ｈ１≦Ｈ２）設計されている。また、箱詰めシステム２０においては、第１支持部７４で支持された物品１４に対して後続する物品１４が衝突するのを防止するために、物品搬送装置１２の搬送ベルト２８が第１支持部７４で支持された物品１４の上面よりも上方に配置されている。
【００４０】
本実施形態によれば、第１物品支持部材７０と第２物品支持部材７２とが互いに独立した部品として別々に構成されているので、第１物品支持部材７０だけを上記幅Ｗ１が異なるものに交換することが可能であり、物品１４の高さＨ２が変更された場合に迅速に対応することができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、第１支持部７４、第１取付部材７６、第２支持部８４および第２取付部材８６が互いに独立した部品として別々に構成されているが、これらの２つ以上が１つの部品として一体的に構成されてもよい。
【００４２】
＜第１回転手段の構成＞
第１回転手段６２は、図２に示すように、一対の第１羽根車６０のそれぞれの入力軸６４ａ（図３）に接続される２つの出力軸９０ａ，９０ｂと、モータ軸９２ａを有する駆動モータ９２と、モータ軸９２ａに取り付けられた主動ギア９４ａおよび主動プーリ９６ａと、一方の出力軸９０ａに取り付けられた従動ギア９４ｂと、他方の出力軸９０ｂに取り付けられた従動プーリ９６ｂと、主動プーリ９６ａと従動プーリ９６ｂとの間に掛け渡されたベルト９８とを有している。主動ギア９４ａの歯数と従動ギア９４ｂの歯数とは同じ（１：１）に設計されており、主動プーリ９６ａの直径と従動プーリ９６ｂの直径とは同じ（１：１）に設計されている。したがって、駆動モータ９２を駆動して主動ギア９４ａおよび主動プーリ９６ａを回転させると、従動ギア９４ｂおよび従動プーリ９６ｂは、主動ギア９４ａおよび主動プーリ９６ａの回転速度と同じ回転速度で互いに逆方向に回転され、出力軸９０ａ，９０ｂおよびこれらに接続された２つの入力軸６４ａは、当該回転速度で互いに逆方向に回転される。
【００４３】
モータ軸９２ａの回転方向および回転角度は、駆動モータ９２に電気的に接続された制御部５０によって制御可能であり、第１羽根６６から物品１４を落下させる際には、支持面Ｍ１および支持面Ｍ２が物品１４を支持する位置から下方へ向けて１２０度回転するようにモータ軸９２ａの回転方向および回転角度が制御される。つまり、一対の第１羽根車６０は、互いに逆方向であって物品１４を落下させる方向に、３６０度を第１羽根６６の数で除した角度毎に停止させられながら、互いに同期して回転される。なお、第１羽根車６０の停止位置、すなわち、第１羽根６６が物品１４を支持する「回転位置」は、平面視における回転軸Ｌ１に垂直な方向（直交方向）において第１羽根６６が実質的に水平になる回転角度位置である。
【００４４】
＜第１ストッパの構成＞
第１ストッパ４４は、図３に示すように、物品搬送装置１２から供給された物品１４を一対の第２支持部８４（支持面Ｍ２）上に確実に停止させる円板状の部材であり、第１ストッパ４４の中央部には、軸部６４の入力軸６４ａが挿通される貫通孔４４ａ（図３（Ａ））が形成されている。そして、２つの第１ストッパ４４のそれぞれが、ねじ止め、かしめ、溶接等の適宜の接合手段で一対の第１羽根車６０のそれぞれの前端部に接合されることによって、これらが第２支持部８４における供給方向（すなわち前後方向）の前端部またはその近傍に設けられている。なお、第１ストッパ４４の形状は、特に限定されるものではなく、三角板状や六角板状であってもよい。また、本実施形態では、３つの第２支持部８４（支持面Ｍ２）の全てに対して１つの第１ストッパ４４を取り付けるようにしているが、３つの第２支持部８４（支持面Ｍ２）のそれぞれに対して３つの第１ストッパ（図示省略）を個別に取り付けるようにしてもよい。
【００４５】
＜第２羽根車装置の構成＞
第２羽根車装置４６は、図１、図２および図４に示すように、第１羽根車６０の下方に配置された一対の第２羽根車(second paddle wheel)１００と、一対の第２羽根車１００のそれぞれを互いに逆方向に回転させる第２回転手段１０２（図２）とを有している。
【００４６】
一対の第２羽根車１００のそれぞれは、図４に示すように、水平方向に延びる回転軸Ｌ２を有する軸部１０４と、軸部１０４に対して周方向に間隔（本実施形態では１２０度間隔）を隔てて取り付けられた複数（本実施形態では３枚）の第２羽根(second paddle)１０６とを備えている。
【００４７】
軸部１０４は、略６角形の断面形状を有する棒状部材であり、軸部１０４の６つの側面のうちの１つおきに位置する３つの側面には、ねじ部材１０８が螺合される複数（本実施形態では４個）のねじ穴（図示省略）が長手方向（すなわち回転軸Ｌ２の延びる方向）に間隔を隔てて形成されており、軸部１０４の長手方向の前端部には、第２回転手段１０２（図２）の出力軸９０ａまたは９０ｂが接続される入力軸１０４ａが形成されている。そして、一対の第２羽根車１００のそれぞれの軸部１０４が、回転軸Ｌ２どうしが平行になるようにして、前後方向（すなわち供給方向）に対して直交方向に並んで配置されており、各軸部１０４の前端部が第２取付板５６（図１、図２）に対して回転自在に取り付けられている。２本の軸部１０４間の間隔は、物品１４の幅よりも十分に長く設計されており、２本の軸部１０４のそれぞれの長さは、２個の物品１４の全体の前後方向長さよりも十分に長く設計されている。したがって、第１羽根６６から落下された２個の物品１４を、一対の第２羽根車１００の２本の軸部１０４間に収納することができる。そして、軸部１０４には、複数（本実施形態では３つ）の第２羽根１０６が回転軸Ｌ２に対して回転対称にかつ中央部から周辺部に延びるように取り付けられている。
【００４８】
３つの第２羽根１０６のそれぞれは、図４に示すように、受板１１０と取付部材１１２とを有している。受板１１０は、他の第２羽根車１００の受板１１０と協働して複数（本実施形態では２個）の物品１４（図４（Ｂ））を受ける略長方形の板状部材であり、受板１１０の回転軸Ｌ２側の表面が物品受面Ｎとなっている。受板１１０の幅は、２本の軸部１０４間の距離の２分の１よりも短く設計されており、長さは、軸部１０４の長さとほぼ同じに設計されている。したがって、受板１１０によって物品１４を受ける際には、２枚の受板１１０を２本の軸部１０４の間に並べて配置することが可能であり、第１羽根６６から落下された２個の物品１４を、２枚の受板１１０の物品受面Ｎによって受けることができる。
【００４９】
取付部材１１２は、受板１１０を軸部１０４に取り付けるための断面略Ｌ状の棒状部材であり、受板１１０に取り付けられる受板側取付片１１２ａと、軸部１０４に取り付けられる軸部側取付片１１２ｂとを有している。また、軸部側取付片１１２ｂには、ねじ部材１０８が挿通される複数（本実施形態では４個）の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、受板側取付片１１２ａが受板１１０に対して溶接等によって接合されており、軸部側取付片１１２ｂが軸部１０４に対して４個のねじ部材１０８によって接合されている。
【００５０】
受板側取付片１１２ａおよび軸部側取付片１１２ｂのそれぞれの長さは、受板１１０を軸部１０４に対して全長に亘ってほぼ均一な強度で取り付けるために、受板１１０および軸部１０４の長さとほぼ同じに設計されており、受板側取付片１１２ａの幅は、溶接等による接合強度を十分に確保できるように設計されている。また、軸部側取付片１１２ｂの幅は、全長に亘って均一に設計されている。したがって、物品受面Ｎを前後方向において水平に延ばすことができ、第１羽根６６から落下された２個の物品１４を前後方向においてほぼ均等に受けることができる。
【００５１】
第２回転手段１０２は、第１回転手段６２と同様に構成されているので、第１回転手段６２の構成要素と対応する箇所には、当該構成要素と同じ参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００５２】
一対の第２羽根車１００は、第２回転手段１０２によって、互いに逆方向であって物品１４を落下させる方向に、３６０度を第２羽根１０６の数（本実施形態では３）で除した角度毎に停止させられながら、互いに同期して回転される。第２羽根車１００の停止位置、すなわち、第２羽根１０６が物品１４を受け取る「回転位置」は、平面視における回転軸Ｌ２に垂直な方向において第２羽根１０６が実質的に水平になる回転角度位置である。なお、第１回転手段６２および第２回転手段１０２の動作態様は、第１羽根車６０および第２羽根車１００のそれぞれの機能を有効に発揮させることができるように、制御部５０によって個別に最適化されている。
【００５３】
＜第２ストッパの構成＞
第２ストッパ４８は、図４に示すように、物品受面Ｎ上を前方へ移動してきた物品１４の移動を受板１１０（物品受面Ｎ）の前端部において阻止する円板状の部材であり、第２ストッパ４８の中央部には、軸部１０４の入力軸１０４ａが挿通される貫通孔４８ａ（図４（Ａ））が形成されている。そして、２つの第２ストッパ４８のそれぞれが、ねじ止め、かしめ、溶接等の適宜の接合手段によって、一対の第２羽根車１００のそれぞれの前端部に接合されている。なお、第２ストッパ４８の形状は、特に限定されるものではなく、三角板状や六角板状であってもよい。また、３つの受板１１０（物品受面Ｎ）のそれぞれに対して３つの第２ストッパ（図示省略）を個別に取り付けるようにしてもよい。
【００５４】
＜制御部の構成＞
制御部５０（図１、図２）は、収納箱１８内に物品１４を箱詰めするために、箱詰めシステム２０（箱詰め装置１０を含む。）の動作を一括して制御するものであり、図示していないが、各種の演算処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、各種のデータまたはプログラムを記憶する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ）と、各種の条件を入力する入力装置とを備えており、これらの装置がケース５０ａ内に収納されている。そして、物品検知センサ３０、収納箱検知センサ３６、第１回転手段６２および第２回転手段１０２のそれぞれの駆動モータ９２等が電気配線（図示省略）を介して制御部５０に電気的に接続されている。
【００５５】
［箱詰め装置の動作］
以下には、制御部５０による箱詰め装置１０の箱詰め動作について説明する。制御部５０の開始スイッチを「ＯＮ」にすることによって箱詰め動作が開始されると、まず、図５（Ａ）に示すように、物品搬送装置１２（図１）から第１羽根車６０の第１羽根６６に対して２個の物品１４が順次供給され、図６（Ｂ）に示すように、最初に供給された物品１４が第１支持部７４の支持面Ｍ１で支持されるとともに、続いて供給された物品１４が第２支持部８４の支持面Ｍ２で支持される。
【００５６】
つまり、最初の物品１４が第１羽根６６に供給されると、図６（Ａ）に示すように、当該物品１４は第１支持部７４の支持面Ｍ１上を滑って前方に移動し、段差８８に係止される。したがって、最初に供給された物品１４は、段差８８で姿勢を矯正されるとともに、第１支持部７４上に確実に位置決めされる。本実施形態では、第２支持部８４の後端部に「物品当接部」としての垂下部８４ａが設けられているので、第１支持部７４で支持された物品１４の先端部が第２支持部８４の下方に入り込むことがなく、当該物品１４を落下させる際には、当該物品１４が第２支持部８４に引っ掛かるのを防止することができる。また、第１支持部７４の後端部に「戻り防止部」としての傾斜部７４ａが設けられているので、第１支持部７４で支持された物品１４が後方に移動するのを阻止することが可能であり、当該物品１４を段差８８と傾斜部（戻り防止部）７４ａとによって第１支持部７４上に確実に位置決めすることができる。
【００５７】
一方、後続する物品１４が第１羽根６６に供給されると、図６（Ｂ）に示すように、当該物品１４は最初に供給された物品１４の上を滑って第２支持部８４上に配置される。本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、段差８８の高さＨ１が物品１４の高さＨ２と同じかそれよりも低く（Ｈ１≦Ｈ２）設計されているので、最初に供給された物品１４によって段差８８が完全に解消される。したがって、後続する物品１４の姿勢が段差８８によって乱れるのを防止することができる。また、第１羽根車６０のそれぞれの前端部に第１ストッパ４４が設けられているので、第２支持部８４に供給された物品１４を第１ストッパ４４の後方に確実に位置決めすることができる。
【００５８】
２個の物品１４が第１羽根６６に供給されたことを物品検知センサ３０（図１）が検知すると、図５（Ｂ）に示すように、制御部５０によって第１回転手段６２が駆動され、一対の第１羽根車６０が互いに逆方向に回転されることによって２個の物品１４が第１羽根６６から落下される。このとき、一対の第２羽根車１００においては、第２羽根１０６が物品１４を受け取る回転位置にあり、平面視における回転軸Ｌ２（図４）に垂直な方向において第２羽根１０６が実質的に水平になっている。したがって、第２羽根１０６に２個の物品１４が落下されると、これらの物品１４は、物品受面Ｎで受けられて第２ストッパ４８の後方に前後方向に並んで位置決めされる。
【００５９】
また、以上の工程と並行して、収納箱搬送装置１６によって収納箱１８が箱詰め位置Ｐに向けて搬送され、収納箱１８が箱詰め位置Ｐに到達したことを収納箱検知センサ３６が検知すると、収納箱搬送装置１６による収納箱１８の搬送動作が停止される。そして、図５（Ｃ）に示すように、制御部５０によって第２回転手段１０２が駆動され、一対の第２羽根車１００が互いに逆方向に回転されることによって２個の物品１４が第２羽根１０６から収納箱１８内に落下される。
【００６０】
物品１４の１段目の収納が完了すると、上記工程により、２段目から６段目の収納動作が実行され、６段目の収納動作が完了すると、満杯となった収納箱１８が収納箱搬送装置１６によって箱詰め位置Ｐから排出され、空の収納箱１８が箱詰め位置Ｐに供給される。空の収納箱１８が箱詰め位置Ｐに到達するまでは、制御部５０によって第２羽根車１００の動作が停止され、２個の物品１４が第２羽根１０６の物品受面Ｎ上で待機される。したがって、この間でも第１羽根車６０の動作を停止させる必要がなく、箱詰め処理能力の低下を防止することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る箱詰め装置は、第１実施形態に係る箱詰め装置１０(図１、図２)における第１羽根車６０の第２物品支持部材７２を、図７（Ａ）に示す他の第２物品支持部材１２２に変更したものであり、他の部分は箱詰め装置１０と同様に構成されている。
【００６２】
第２物品支持部材１２２（図７（Ａ））は、第２支持部８４とほぼ同様に構成された第２支持部１２４と、第２取付部材８６とほぼ同様に構成された第２取付部材１２６とを有しており、第２支持部１２４における供給方向の後端縁から第１ストッパ４４までの距離Ｄ１は、第２支持部１２４で支持される物品１４の供給方向（すなわち左右方向）の長さＤ２よりも短く（Ｄ１＜Ｄ２）設計されている。
【００６３】
したがって、第２実施形態によれば、図７（Ａ）に示すように、第２支持部１２４で支持された物品１４の後端部１４ａを第２支持部１２４から後方にはみ出させて、第１支持部７４で支持された物品１４の前端部１４ｂに重ねることが可能であり、図７（Ｂ）に示すように、これらの物品１４を一部において重なる「差し身詰め」の態様で箱詰めすることができる。
【００６４】
なお、第１および第２実施形態では、「物品供給装置」を物品搬送装置１２で構成したが、「物品供給装置」はこれには限定されず、たとえば、ベルトコンベアと、このベルトコンベア上を搬送される物品を側方に押し出して第１羽根６６上に供給するプッシャーとを備えるような構成としてもよい。或いは、物品搬送装置１２から送出される物品１４を、シュートを介して第１羽根６６上に供給するような構成としてもよい。これらの構成においては、物品１４の「供給方向」は、物品１４の「搬送方向」と異なることとなる。
【符号の説明】
【００６５】
Ｌ１，Ｌ２… 回転軸
Ｍ１，Ｍ２… 支持面
Ｎ… 物品受面
Ｐ… 箱詰め位置
１０… 箱詰め装置
１２… 物品搬送装置（物品供給装置）
１４… 物品
１６… 収納箱搬送装置
１８… 収納箱
２０… 箱詰めシステム
３０… 物品検知センサ
３６… 収納箱検知センサ
４２… 第１羽根車装置
４４… 第１ストッパ
４６… 第２羽根車装置
４８… 第２ストッパ
５０… 制御部
６０… 第１羽根車
６６… 第１羽根
７０… 第１物品支持部材
７２… 第２物品支持部材
７４… 第１支持部
７４ａ… 傾斜部（戻り防止部）
７６… 第１取付部材
８０ａ，８０ｂ… 出力軸
８２ａ… モータ軸
８２… 駆動モータ
８４… 第２支持部
８４ａ… 垂下部（物品当接部）
８６… 第２取付部材
８８… 段差
１００… 第２羽根車
１０２… 第２回転手段
１０６… 第２羽根
１２２… 第２物品支持部材
１２４… 第２支持部
１２６… 第２取付部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品供給装置から供給された複数の物品を供給方向に並べて支持する第１羽根を有し、その回転軸が前記供給方向に延びるようにして前記供給方向に対して直交方向に並べて配置された一対の第１羽根車と、前記第１羽根で支持された前記複数の物品を落下させるように前記一対の第１羽根車を互いに逆方向に回転させる第１回転手段とを有する第１羽根車装置を備え、
前記一対の第１羽根車のそれぞれの前記第１羽根は、前記複数の物品のうちの１つを支持する第１支持部と、他の１つを前記第１支持部よりも前記供給方向の前方において支持する第２支持部とを有しており、
前記第１支持部および前記第２支持部は、前記回転軸に対して交差する方向において段差を有するように２段に構成されており、
前記一対の第１羽根車のそれぞれの前記第１羽根が前記複数の物品を支持する回転位置にあるとき、前記第１支持部が前記第２支持部よりも下方に位置する、箱詰め装置。
【請求項２】
前記段差の高さは、前記物品の高さと同じかそれよりも低い、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記第２支持部における前記供給方向の前端部またはその近傍には、前記第２支持部に供給された前記物品の前方への移動を阻止するストッパが設けられている、請求項１または２に記載の箱詰め装置。
【請求項４】
前記第２支持部における前記供給方向の後端縁から前記ストッパまでの距離は、前記第２支持部で支持される前記物品の前記供給方向の長さよりも短く設計されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記第１支持部における前記供給方向の後端部またはその近傍には、前記第１支持部に供給された前記物品の後方への移動を阻止する戻り防止部が設けられている、請求項１ないし４のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項６】
前記第１羽根車の下方に配置され、前記第１羽根から落下された前記複数の物品を受ける第２羽根を有し、その回転軸が前記供給方向に延びるようにして前記供給方向に対して直交方向に並べて配置された一対の第２羽根車と、前記第２羽根で受けた前記複数の物品を落下させるように前記一対の第２羽根車を互いに逆方向に回転させる第２回転手段とを有する第２羽根車装置を備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項１】
物品供給装置から供給された複数の物品を供給方向に並べて支持する第１羽根を有し、その回転軸が前記供給方向に延びるようにして前記供給方向に対して直交方向に並べて配置された一対の第１羽根車と、前記第１羽根で支持された前記複数の物品を落下させるように前記一対の第１羽根車を互いに逆方向に回転させる第１回転手段とを有する第１羽根車装置を備え、
前記一対の第１羽根車のそれぞれの前記第１羽根は、前記複数の物品のうちの１つを支持する第１支持部と、他の１つを前記第１支持部よりも前記供給方向の前方において支持する第２支持部とを有しており、
前記第１支持部および前記第２支持部は、前記回転軸に対して交差する方向において段差を有するように２段に構成されており、
前記一対の第１羽根車のそれぞれの前記第１羽根が前記複数の物品を支持する回転位置にあるとき、前記第１支持部が前記第２支持部よりも下方に位置する、箱詰め装置。
【請求項２】
前記段差の高さは、前記物品の高さと同じかそれよりも低い、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記第２支持部における前記供給方向の前端部またはその近傍には、前記第２支持部に供給された前記物品の前方への移動を阻止するストッパが設けられている、請求項１または２に記載の箱詰め装置。
【請求項４】
前記第２支持部における前記供給方向の後端縁から前記ストッパまでの距離は、前記第２支持部で支持される前記物品の前記供給方向の長さよりも短く設計されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記第１支持部における前記供給方向の後端部またはその近傍には、前記第１支持部に供給された前記物品の後方への移動を阻止する戻り防止部が設けられている、請求項１ないし４のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項６】
前記第１羽根車の下方に配置され、前記第１羽根から落下された前記複数の物品を受ける第２羽根を有し、その回転軸が前記供給方向に延びるようにして前記供給方向に対して直交方向に並べて配置された一対の第２羽根車と、前記第２羽根で受けた前記複数の物品を落下させるように前記一対の第２羽根車を互いに逆方向に回転させる第２回転手段とを有する第２羽根車装置を備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の箱詰め装置。
【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２０１１−１４３９３９（Ｐ２０１１−１４３９３９Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６１５４（Ｐ２０１０−６１５４）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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