箱詰め装置
【課題】厚さが異なる複数種類の物品に共通に適用することができるとともに、物品把持位置を適宜設計することができる、箱詰め装置を提供する。
【解決手段】箱詰め装置の物品押込み装置は、複数の物品のそれぞれの上端部を把持する複数のチャック９０ａ〜９０ｄを有し、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのそれぞれは、左右方向（第１方向）に直線状に移動可能に構成された第１把持部２０２及び第２把持部２０４と、第１把持部２０２及び第２把持部２０４を互いに近接又は離間する方向に移動させるエアシリンダ２００とを有し、エアシリンダ２００を構成するシリンダ及びピストンは、左右方向（第１方向）に延びて配置され、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのうち、奇数番目に配置されたチャック９０ａ，９０ｃと、偶数番目に配置されたチャック９０ｂ，９０ｄとは、前後方向（第２方向）にずれて配置される。
【解決手段】箱詰め装置の物品押込み装置は、複数の物品のそれぞれの上端部を把持する複数のチャック９０ａ〜９０ｄを有し、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのそれぞれは、左右方向（第１方向）に直線状に移動可能に構成された第１把持部２０２及び第２把持部２０４と、第１把持部２０２及び第２把持部２０４を互いに近接又は離間する方向に移動させるエアシリンダ２００とを有し、エアシリンダ２００を構成するシリンダ及びピストンは、左右方向（第１方向）に延びて配置され、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのうち、奇数番目に配置されたチャック９０ａ，９０ｃと、偶数番目に配置されたチャック９０ｂ，９０ｄとは、前後方向（第２方向）にずれて配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自立可能な袋に内容物を充填した複数の物品を、段ボールケース等の外装箱の内部に収容する、箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャンプー及びパスタソース等の液状物の包装には、自立可能な袋（以下、「スタンディングパウチ」という。）が用いられることがある。このスタンディングパウチは、一般に、側面視形状が略三角形となる立体形状（円錐形状等）に形成されており、スタンディングパウチに内容物を充填した物品も、スタンディングパウチとほぼ同じ形状になっている。つまり、スタンディングパウチを用いた物品の上部は、上方に向けて楔状に尖っている。そのため、当該物品を真空吸着パッドで上方から吸着することは困難であり、従来の箱詰め装置では、当該物品を外装箱の内部に自然落下させる「自然落下方式」や、当該物品を把持手段で把持して外装箱の内部に押し込む「把持方式」が用いられていた。
【０００３】
特許文献１及び２には、「把持方式」を用いた箱詰め装置が記載されている。すなわち、特許文献１の図７には、複数の物品を同時に把持する複数の把持爪部（把持手段）を有する箱詰め装置が記載されており、特許文献２の図９には、複数の物品を同時に把持する複数のメカニカルチャック（把持手段）を有する箱詰め装置が記載されている。これらの箱詰め装置では、複数の把持爪部及び複数のメカニカルチャックが直線状に並んで配置されており、これらが同時に駆動されることによって、複数の物品が同時に把持される。
【０００４】
一方、特許文献３の第１図には、「把持手段」としての「揺動レバー方式」のハンドが記載されており、特許文献３の第５図には、「把持手段」としての「平行移動方式」のハンドが記載されている。「揺動レバー方式」のハンドは、一対の揺動レバーのそれぞれを、固定ピンを支点として揺動させることによって、揺動レバーに取り付けられたツメを開閉させるものである。「平行移動方式」のハンドは、一対のスライダのそれぞれを互いに平行方向に移動させることによって、スライダに取り付けられたグリッパを開閉させるものであり、スライダを摺動させるエアシリンダが摺動方向に延びて配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０８６０６号公報（図７）
【特許文献２】特開２０１０−６４１６号公報（図９）
【特許文献３】特開昭５９−８８２８５号公報（第１図、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
「揺動レバー方式」のハンドでは、ツメの開き幅によって揺動レバーの角度が変わり、物品に対するツメの接触角度が変わるため、或る厚さの物品に適するように設計されたハンドを、他の厚さの物品に適用した場合には、当該物品を確実に把持することができないおそれがあった。
【０００７】
一方、「平行移動方式」のハンドでは、一対のスライダのそれぞれが互いに平行方向に移動されるので、グリッパの開き幅が変化した場合でも、物品に対するグリッパの接触角度を一定に保持でき、１つのハンドを厚さが異なる複数種類の物品に適用できる。しかし、エアシリンダがスライダの摺動方向に延びて配置されていたので、摺動方向におけるハンド全体の長さが長くなっていた。したがって、このハンドを特許文献１及び２に記載された箱詰め装置に適用した場合には、隣り合うハンド間でエアシリンダどうしが干渉するおそれがあった。そのため、複数のハンドのそれぞれの物品把持位置を互いに近づけることが困難であり、例えば、物品のサイズが小さい場合には、ハンドで把持された物品間に隙間が生じ、コンパクトに箱詰めすることができないおそれがあった。
【０００８】
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、厚さが異なる複数種類の物品に共通に適用することができるとともに、複数のチャックのそれぞれの物品把持位置を互いに近づけることができる、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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の箱詰め装置は、複数の物品を第１方向に列状に並べて整列させる物品整列装置と、整列させられた前記複数の物品を、平面視で前記第１方向に対して直交する第２方向に同時に押し出す物品押出し装置と、前記物品押出し装置で押し出されてきた前記複数の物品を外装箱の内部に押し込む物品押込み装置とを備え、前記物品押込み装置は、複数の物品のそれぞれの上端部を把持する複数のチャックを有し、前記複数のチャックのそれぞれは、前記第１方向に直線状に移動可能に構成された第１把持部及び第２把持部と、前記第１把持部及び前記第２把持部を互いに近接又は離間する方向に移動させるエアシリンダとを有し、前記エアシリンダを構成するシリンダ及びピストンは、前記第１方向に延びて配置され、奇数番目に配置された前記チャックの前記エアシリンダと、偶数番目に配置された前記チャックの前記エアシリンダとは、前記第２方向にずれて配置される。
【００１０】
この構成では、エアシリンダを構成するシリンダ及びピストンが、第１方向に延びて配置され、第１把持部及び第２把持部が、エアシリンダによって第１方向に直線状に移動される。したがって、把持部の開き幅が変化した場合でも、物品に対する把持部の接触角度を一定に保持することが可能であり、１つのチャックを厚さが異なる複数の物品に適用することができる。また、奇数番目に配置されたチャックのエアシリンダと、偶数番目に配置されたチャックのエアシリンダとが、第２方向にずれて配置されるので、隣り合うチャック間でエアシリンダどうしが干渉するのを防止でき、複数のチャックのそれぞれの物品把持位置を互いに近づけることができる。
【００１１】
前記エアシリンダは、前記第１方向に延びて前記第２方向に並んで配置された第１シリンダ及び第２シリンダと、前記第１シリンダ及び前記第２シリンダのそれぞれの内部に往復移動可能に収容された第１ピストン及び第２ピストンと、前記第１ピストン及び前記第２ピストンのいずれか一方の動力を他方に逆方向に伝達する動力伝達部とを有し、前記第１ピストン及び前記第２ピストンのそれぞれに前記第１把持部及び前記第２把持部が接続されてもよい。
【００１２】
この構成では、第１ピストン及び第２ピストンの一方が一方向に駆動されると、他方がその逆方向に駆動され、第１把持部及び第２把持部が物品把持位置の両側で往復移動される。したがって、物品把持位置を、第１把持部及び第２把持部の移動範囲の中央部に位置決めでき、複数のチャックを、物品把持位置を基準としてバランスよく配置することができる。
【００１３】
前記複数のチャックのそれぞれを構成する前記第１把持部及び前記第２把持部は、互いに対向して前記第２方向に延びて配置された第１把持面及び第２把持面を有し、
全ての前記チャックにおいて、前記第１把持面及び前記第２把持面の前記第２方向における一方端部は、前記第１方向に延びる第１仮想直線上に配置され、前記第１把持面及び前記第２把持面の前記第２方向における他方端部は、前記第１方向に延びる第２仮想直線上に配置されてもよい。
【００１４】
この構成では、全てのチャックの第１把持面及び第２把持面において、第２方向における一方端部が第１仮想直線上に揃えられ、第２方向における他方端部が第２仮想直線上に揃えられる。したがって、全てのチャックについて、物品を把持する条件を均一化でき、箱詰め動作を安定させることができる。
【００１５】
全ての前記チャックにおいて、前記エアシリンダは、前記第１仮想直線と前記第２仮想直線とで囲まれた範囲内に配置されてもよい。
【００１６】
この構成では、第１仮想直線と第２仮想直線とで囲まれた範囲、すなわち物品を把持するために確保される必要最小限の範囲からエアシリンダがはみ出すことがなく、複数のチャックを有する部分（チャックユニット等）のサイズが大型化するのを防止できる。
【００１７】
前記物品押込み装置は、上下方向に移動可能に設けられた昇降アームと、前記昇降アームの下端部に着脱自在に取り付けられたチャックユニットとを有し、前記チャックユニットは、略板状の基台と、前記基台に取り付けられた前記複数のチャックとを有してもよい。
【００１８】
この構成では、複数のチャックがチャックユニットの基台に取り付けられるので、チャックユニットを昇降アームの下端部に取り付けるだけで、複数のチャックを所定位置に簡単に配置することができる。
【００１９】
前記物品押込み装置は、複数の物品を負圧により吸着する吸着ユニットを有し、前記チャックユニット及び前記吸着ユニットのいずれか一方が、前記昇降アームの下端部に選択的に取り付けられてもよい。
【００２０】
この構成では、チャックユニット及び吸着ユニットのいずれか一方が昇降アームの下端部に選択的に取り付けられるので、スタンディングパウチを用いた物品及び通常の物品の両方に適用できる。また、これらの使用態様において、吸気又は排気のシステムを共通に用いることができるので、使用態様の変更に伴うコスト負担を抑えることができる。
【００２１】
前記複数の物品のそれぞれの上端部を対応する前記チャックに前記第２方向から案内する複数のアッパーガイドを備えてもよい。
【００２２】
この構成では、複数の物品のそれぞれの上端部を複数のアッパーガイドによって対応するチャックに確実に案内することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の箱詰め装置によれば、厚さが異なる複数種類の物品に共通に適用できるとともに、複数のチャックのそれぞれの物品把持位置を互いに近づけることができる。したがって、例えば、物品のサイズが小さい場合でも、チャックで把持された物品間に隙間が生じるのを防止でき、複数の物品をコンパクトに箱詰めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る箱詰め装置の構成を示す正面図である。
【図２】実施形態に係る箱詰め装置の構成を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る箱詰め装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図４】物品押込み装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図５】図５（Ａ）はチャックユニットの構成を示す正面図であり、図５（Ｂ）はチャックユニットの構成を示す底面図である。
【図６】チャックの構成を示す斜視図である。
【図７】チャックの構成を示す図６のVII-VII線断面図である。
【図８】ガイド装置の構成を示す平面図である。
【図９】ガイド装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図１０】チャックとアッパーガイドと物品と押出し部との位置関係を示す正面図である。
【図１１】チャックを閉じた状態を示す正面図である。
【図１２】チャックユニットに代えて用いられる吸着ユニットの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
［箱詰め装置の全体構成］
図１は実施形態に係る箱詰め装置１０の構成を示す正面図であり、図２は箱詰め装置１０の構成を示す平面図であり、図３は箱詰め装置１０の主要部の構成を示す斜視図である。なお、図面中の矢印で示すように、以下の説明で用いる「前、後、左、右、上、下」の方向は、箱詰め装置１０を正面（図１）から見たときの方向と一致し、奥側が「前」、手前側が「後」となっている。
【００２７】
図１に示すように、箱詰め装置１０は、複数（本実施形態では４個）の物品Ｔを整列させて物品集合体Ｘを構成するとともに、これらの物品Ｔを、物品集合体Ｘを単位として段ボールケースやダース箱等の外装箱Ｕの内部に自動収容するものである。ここで、物品Ｔは、シャンプー及びパスタソース等の液状物をスタンディングパウチで包装したものであり、物品Ｔの上部は上方に向けて楔状に尖っている。
【００２８】
図１及び図２に示すように、箱詰め装置１０は、縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から物品Ｔを導入する物品導入装置１２と、複数の物品Ｔを「第１方向」としての左右方向に列状に並べて整列させる物品整列装置１４と、整列させられた複数の物品Ｔからなる物品集合体Ｘを、平面視で左右方向（第１方向）に対して直交する「第２方向」の前方に押し出す物品押出し装置１６と、押し出されてきた物品集合体Ｘを外装箱Ｕの内部に押し込む物品押込み装置１８と、押し出されてきた複数の物品Ｔの上端部を、物品押込み装置１８の複数のチャック９０ａ〜９０ｄ（図５（Ａ），（Ｂ））に押出し方向（すなわち第２方向）から案内するガイド装置２０とを備えている。また、箱詰め装置１０は、これらの装置を支持するフレーム２２と、装置１２，１４，１６，１８を統一的に制御する制御装置２４（図１）とを備えている。
【００２９】
図１に示すように、フレーム２２は、パイプ状又は棒状の部材や板状の部材を互いに接合することによって構成されており、図２に示すように、フレーム２２の前部には、物品集合体Ｘが上から下に通過する開口Ｗが設けられている。そして、フレーム２２の後部には、物品導入装置１２及び物品整列装置１４が左右方向に並んで設けられており、フレーム２２の前部における開口Ｗと対応する部分には、物品押込み装置１８が設けられている。また、フレーム２２の上部における物品整列装置１４と物品押込み装置１８とに跨る領域には、物品押出し装置１６が設けられている。さらに、物品押出し装置１６における押出し経路Ｒには、ガイド装置２０が設けられている。制御装置２４（図１）は、ＣＰＵと、制御プログラム及び各種のデータを記憶する記憶装置とを有しており、ＣＰＵで制御プログラムが実行されることによって、装置１２，１４，１６，１８による一連の箱詰め動作が実行される。
【００３０】
［物品導入装置の構成］
図１に示すように、物品導入装置１２は、左右方向に間隔を隔てて配置された一対のローラ２６（右側のローラ２６は図示省略）と、一対のローラ２６間に掛け渡された無端ベルト２８と、一対のローラ２６のうち少なくとも一方を駆動するモータ（図示省略）とを有している。縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から物品導入装置１２に複数の物品Ｔが順次供給されると、これらの物品Ｔは、無端ベルト２８に載置されて左方に向けて搬送され、無端ベルト２８の左側の端部から物品整列装置１４に与えられる。
【００３１】
［物品整列装置の構成］
図１及び図２に示すように、物品整列装置１４は、複数の物品Ｔを立てた状態で一列に整列させるものであり、複数の物品Ｔを左右方向において一方向（本実施形態では左方向）に搬送する搬送面３０ａを有する無端軌道３０と、無端軌道３０の搬送面３０ａに搬送方向に間隔を隔てて設けられた複数のフィン３２とを有している。
【００３２】
図３に示すように、無端軌道３０は、前方から後方に向けて互いに平行に並んで配置された第１ベルト３４ａ、第２ベルト３４ｂ、第３ベルト３４ｃ及び第４ベルト３４ｄを有しており、これらのベルト３４ａ〜３４ｄの表面が搬送面３０ａとなっている。そして、第１ベルト３４ａ及び第３ベルト３４ｃが、左右方向に間隔を隔てて設けられた一対のプーリー３６（左側のプーリー３６は図示省略）間に掛け渡されており、第２ベルト３４ｂ及び第４ベルト３４ｄが、左右方向に間隔を隔てて設けられた一対のプーリー３８（左側のプーリー３８は図示省略）間に掛け渡されている。
【００３３】
図１に示すように、一対のプーリー３６（図３）のうち少なくとも一方には、第１駆動部３７が接続されており、一対のプーリー３８（図３）のうち少なくとも一方には、第２駆動部３９が接続されている。第１駆動部３７及び第２駆動部３９のそれぞれは、高精度の位置制御が可能なモータ（ステッピングモータ及びサーボモータ等）３７ａ，３９ａを有しており、これらのモータ３７ａ，３９ａが制御装置２４に電気的に接続されている。
【００３４】
図３に示すように、複数のフィン３２は、複数の物品Ｔを立てた状態で保持する板状部材であり、本実施形態では、４個の物品Ｔを保持する５枚のフィン３２が１組となって１つのフィン群４０が構成されており、複数のフィン郡４０が無端軌道３０の搬送面３０ａ上に所定の間隔を隔てて配置されている。２枚のフィン３２間に物品Ｔを立てた状態において、物品Ｔを後方又は前方から見たときの形状は略三角形（図１）であり、物品Ｔを左方又は右方から見たときの形状は略四角形（図３）であり、物品Ｔを上方又は下方から見たときの形状は略楕円形（図２）である。
【００３５】
各フィン郡４０において、隣接するフィン３２どうしの間隔は、物品Ｔの最大厚さよりも大きく設計されている。そして、搬送面３０ａ上に並ぶ複数のフィン郡４０に連続番号を付したと仮定すると、奇数番号が付されたフィン郡４０を構成する各フィン３２が、第１ベルト３４ａ及び第３ベルト３４ｃに取り付けられており、偶数番号が付されたフィン郡４０を構成する各フィン３２が、第２ベルト３４ｂ及び第４ベルト３４ｄに取り付けられている。したがって、奇数番目のフィン郡４０と偶数番目のフィン郡４０とを別々に駆動させることができる。例えば、図３に示すように、先行するフィン郡４０を物品整列位置Ｐ１で停止させた状態で、後続するフィン郡４０を物品受入れ位置Ｐ２で停止させたり、或いは、物品整列位置Ｐ１に向けて移動させたりすることができる。
【００３６】
［物品押出し装置の構成］
図２に示すように、物品押出し装置１６は、左右方向（第１方向）に列状に並べられた複数の物品Ｔを、物品整列位置Ｐ１から平面視で列の側方（本実施形態では前方）に向けて同時に押し出すものであり、直動機構４４と、押出し部４６と、ロアガイド４８と、ストッパ部５０とを有している。
【００３７】
図２に示すように、直動機構４４は、前後方向に延びて配置されたリニアレール５２と、リニアレール５２に対して往復移動可能に取り付けられた往復テーブル５４と、リニアレール５２の前端部及び後端部の近傍に配置された一対のプーリー５６ａ，５６ｂと、これらのプーリー５６ａ，５６ｂ間に掛け渡された無端ベルト５８と、一方のプーリー５６ａを駆動するモータ６０とを有している。そして、無端ベルト５８に対して往復テーブル５４が固定されている。モータ６０は、高精度の位置制御が可能なステッピングモータ及びサーボモータ等であり、モータ６０が制御装置２４（図１）に電気的に接続されている。したがって、モータ６０でプーリー５６ａを正転又は逆転させると、無端ベルト５８が正転又は逆転され、これに伴って往復テーブル５４が前方又は後方に往復移動される。
【００３８】
図３に示すように、押出し部４６は、複数の物品Ｔを物品押込み装置１８に向けて押し出すものであり、左右方向に延びる支持アーム６２と、支持アーム６２に取り付けられた複数（本実施形態では４枚）の押出しプレート６４とを有している。押出しプレート６４は、２枚のフィン３２間に収容された物品Ｔを前後方向（第２方向）の前方に押圧する略四角形の板状部材であり、隣り合う２枚の押出しプレート６４の間には、フィン３２が通るスリット６４ａが形成されている。そして、押出しプレート６４の上端部が、支持アーム６２に固定されており、支持アーム６２の端部が往復テーブル５４に固定されている。
【００３９】
図２に示すように、ロアガイド４８は、複数の物品Ｔ（物品集合体Ｘ）の下部を物品押込み装置１８に対して前後方向（第２方向）から案内するものであり、押出し部４６で押し出されてきた複数の物品Ｔ（物品集合体Ｘ）の列方向両側に配置された第１ロアガイド片４８ａ及び第２ロアガイド片４８ｂを有している。第１ロアガイド片４８ａ及び第２ロアガイド片４８ｂのそれぞれは、互いに対向して配置された略四角形の板状部材であり、第１ロアガイド片４８ａと第２ロアガイド片４８ｂとの間隔は、フィン群４０の両側に位置する２枚のフィン３２間の間隔とほぼ同じか、それよりも大きく、かつ、複数の押出しプレート６４の全体の幅（左右方向長さ）より大きく設計されている。図３に示すように、ストッパ部５０は、複数の物品Ｔ（物品集合体Ｘ）を受け止める板状部材であり、開口Ｗの前端縁に沿って配置されている。
【００４０】
［物品押込み装置の構成］
図４は、物品押込み装置１８の主要部の構成を示す斜視図であり、図５（Ａ）は、チャックユニット８４の構成を示す正面図であり、図５（Ｂ）は、チャックユニット８４の構成を示す底面図である。また、図６は、チャック９０ａの構成を示す斜視図であり、図７は、チャック９０ａの構成を示す断面図である。なお、チャック９０ａ〜９０ｄの基本的構成は同じであることから、図６及び図７についてはチャック９０ａを例に挙げて説明する。
【００４１】
図３に示すように、物品押込み装置１８は、シャッタ６６と、物品保持部６８と、複数の物品Ｔを把持して外装箱Ｕの内部に押し込む押込み部７０と、外装箱搬送装置７２とを備えている。
【００４２】
図３に示すように、シャッタ６６は、フレーム２２（図２）の開口Ｗを開閉するものであり、開口Ｗに移動可能に設けられた左右一対の開閉プレート７４ａ，７４ｂを有している。
【００４３】
図２に示すように、物品保持部６８は、開閉プレート７４ａ，７４ｂの上面に載置された複数の物品Ｔ（すなわち物品集合体Ｘ）を左右方向（第１方向）から保持するものであり、左右一対の保持プレート７６ａ，７６ｂと、保持プレート７６ａ，７６ｂを複数の物品Ｔ（物品集合体Ｘ）に押し当てる押圧装置７８ａ，７８ｂとを有している。
【００４４】
図１に示すように、押込み部７０は、フレーム２２に設けられた昇降タワー８０と、昇降タワー８０に上下方向に移動可能に設けられた昇降アーム８２と、昇降アーム８２の下端部に取り付けられたチャックユニット８４と、昇降アーム８２を昇降させる昇降装置（図示省略）と、フレーム２２に設けられ、エア供給口８６ａ，８６ｂを支持する支柱８８とを有している。
【００４５】
図４に示すように、昇降アーム８２は、上下方向に延びるパイプ状又は棒状のアーム本体８２ａと、アーム本体８２ａの下端部に取り付けられた接続部８２ｂとを有している。接続部８２ｂは、チャックユニット８４の上面に当接される略板状の部材であり、接続部８２ｂの上面の中央部にアーム本体８２ａの下端部が接続されている。また、接続部８２ｂにおけるアーム本体８２ａの左右方向（第１方向）両側に位置する部分には、取付ねじ８９の雄ねじ部（図示省略）が挿通されるスリット８２ｃが前後方向（第２方向）に延びて形成されており、スリット８２ｃの前端部は前方に向けて開かれている。したがって、チャックユニット８４の上面に取付ねじ８９が予め取り付けられている場合には、取付ねじ８９の雄ねじ部（図示省略）を、スリット８２ｃの前端部からスリット８２ｃの奥部に前方から導入することができる。
【００４６】
図４及び図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、チャックユニット８４は、物品押出し装置１６で押し出されてきた複数の物品Ｔ（図１）のそれぞれの上端部を個別に把持する複数（本実施形態では４つ）のチャック９０ａ〜９０ｄと、複数のチャック９０ａ〜９０ｄを支持する基台９２とを有している。
【００４７】
図６及び図７に示すように、チャック９０ａは、エアシリンダ２００と、エアシリンダ２００によって左右方向（第１方向）に駆動される第１把持部２０２及び第２把持部２０４とを有している。
【００４８】
図７に示すように、エアシリンダ２００は、左右方向（第１方向）に延びて前後方向（第２方向）に並んで配置された第１シリンダ２０６ａ及び第２シリンダ２０６ｂと、第１シリンダ２０６ａ及び第２シリンダ２０６ｂのそれぞれの内部に往復移動可能に収容された第１ピストン２０８ａ及び第２ピストン２０８ｂと、動力伝達部２１０とを有している。そして、第１シリンダ２０６ａ及び第２シリンダ２０６ｂのそれぞれの左右方向（第１方向）端部には、第１空気供給口２０７ａ及び第２空気供給口２０７ｂが形成されている。
【００４９】
動力伝達部２１０は、ピニオン２１０ａと、第１ピストン２０８ａに設けられた第１ラック２１０ｂと、第２ピストン２０８ｂに設けられた第２ラック２１０ｃとを有しており、前後方向（第２方向）におけるピニオン２１０ａの両側に、第１ラック２１０ｂ及び第２ラック２１０ｃが配置されている。第１空気供給口２０７ａから第１シリンダ２０６ａの内部に空気が供給されると、第１ピストン２０８ａ及び第１ラック２１０ｂが右方に移動される。そして、この動力が動力伝達部２１０のピニオン２１０ａを介して第２ラック２１０ｃに逆方向（左方）に伝達され、第２ピストン２０８ｂ及び第２ラック２１０ｃが左方に移動される。一方、第２空気供給口２０７ｂから第２シリンダ２０６ｂの内部に空気が供給されると、第２ピストン２０８ｂ及び第２ラック２１０ｃが右方に移動され、動力伝達部２１０の上記と逆の作用により、第１ピストン２０８ａ及び第１ラック２１０ｂが左方に移動される。
【００５０】
また、図６に示すように、エアシリンダ２００は、左右方向（第１方向）に延びるリニアレール２１２と、リニアレール２１２に対して左右方向（第１方向）に摺動可能に取り付けられた第１摺動部２１４ａ及び第２摺動部２１４ｂとを有しており、第１摺動部２１４ａと第１ピストン２０８ａ（図７）とが連結されており、第２摺動部２１４ｂと第２ピストン２０８ｂ（図７）とが連結されている。そして、第１把持部２０２が第１摺動部２１４ａに取り付けられており、第２把持部２０４が第２摺動部２１４ｂに取り付けられている。つまり、第１把持部２０２が、第１摺動部２１４ａを介して第１ピストン２０８ａ（図７）に接続されており、第２把持部２０４が、第２摺動部２１４ｂを介して第２ピストン２０８ｂ（図７）に接続されている。したがって、第１ピストン２０８ａ及び第２ピストン２０８ｂが駆動されると、第１把持部２０２及び第２把持部２０４が互いに近接又は離間する方向に移動され、物品Ｔを把持したり、放したりするための開閉動作が実行される。
【００５１】
図５（Ａ）に示すように、第１把持部２０２は、本体部２２０と緩衝部材２２２とを有している。本体部２２０は、第１摺動部２１４ａに接続される略板状の基部２２０ａと、基部２２０ａの左右方向（第１方向）端部から下方に延びて略板状に形成された支持部２２０ｂとを有しており、支持部２２０ｂにおける物品Ｔ側の面が、緩衝部材２２２が取り付けられる取付面となっている。また、基部２２０ａには、ボルト２２４が挿通される複数の孔（図示省略）が形成されている。そして、当該孔に挿通されたボルト２２４が第１摺動部２１４ａに形成された雌ねじ（図示省略）に螺合されることによって、本体部２２０が第１摺動部２１４ａに取り付けられている。
【００５２】
緩衝部材２２２は、物品Ｔの表面に当接する板状、棒状又はブロック状の部材であり、支持部２２０ｂの上記取付面に対して、ねじ、ボルト・ナット、嵌合構造及び接着剤等の取付手段を用いて取り付けられている。緩衝部材２２２の材質及び形状等は、物品Ｔを傷付けることなく把持できるように設計されており、本実施形態では、ウレタンゴムによって略板状に形成されている。そして、緩衝部材２２２の物品Ｔ側の面が、物品Ｔを把持するときに物品Ｔと接触する第１把持面２２２ａとなっている。
【００５３】
図５（Ａ）に示すように、第２把持部２０４は、本体部２３０と緩衝部材２３２とを有している。本体部２３０は、第１摺動部２１４ａに接続される略板状の基部２３０ａと、基部２３０ａの左右方向（第１方向）端部から下方に延びて略板状に形成された支持部２３０ｂとを有しており、支持部２３０ｂにおける物品Ｔ側の面が、緩衝部材２３２が取り付けられる取付面となっている。また、基部２３０ａには、ボルト２２４が挿通される複数の孔（図示省略）が形成されている。そして、当該孔に挿通されたボルト２２４が第２摺動部２１４ｂに形成された雌ねじ（図示省略）に螺合されることによって、本体部２３０が第２摺動部２１４ｂに取り付けられている。
【００５４】
緩衝部材２３２は、緩衝部材２２２と同様に、ウレタンゴム等によって略板状等に形成されており、支持部２３０ｂの取付面に対して、上記取付手段を用いて取り付けられている。そして、緩衝部材２３２の物品Ｔ側の面が、物品Ｔを把持するときに物品Ｔと接触する第２把持面２３２ａとなっている。
【００５５】
図５（Ｂ）に示すように、奇数番目に配置されたチャック９０ａ，９０ｃのエアシリンダ２００と、偶数番目に配置されたチャック９０ｂ，９０ｄのエアシリンダ２００とは、前後方向（第２方向）にずれて配置されている。したがって、エアシリンダ２００のサイズが左右方向（第１方向）に長いにもかかわらず、隣り合うチャック間でエアシリンダ２００どうしが干渉することはなく、左右方向（第１方向）における物品把持位置Ｐ５（図１１）や物品把持位置Ｐ５どうしの間隔Ｇ（図１１）を、物品Ｔのサイズ等に応じて適正に設計することができる。例えば、本実施形態のように、奇数番目に配置されたチャック９０ａ，９０ｃのエアシリンダ２００と、偶数番目に配置されたチャック９０ｂ，９０ｄのエアシリンダ２００とを、前後方向（第２方向）において互いの一部が重なるように配置すると、物品把持位置Ｐ５どうしの間隔Ｇ（図１１）を短くすることができ、小サイズの物品Ｔに適した設計を行うことができる。
【００５６】
また、図５（Ｂ）に示すように、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのそれぞれを構成する第１把持部２０２及び第２把持部２０４は、互いに対向して前後方向（第２方向）に延びて配置された第１把持面２２２ａ及び第２把持面２３２ａを有している。そして、全てのチャック９０ａ〜９０ｄにおいて、第１把持面２２２ａ及び第２把持面２３２ａの前後方向（第２方向）における一方端部（前端部）は、左右方向（第１方向）に延びる第１仮想直線Ｌ１上に配置されており、第１把持面２２２ａ及び第２把持面２３２ａの前後方向（第２方向）における他方端部（後端部）は、左右方向（第１方向）に延びる第２仮想直線Ｌ２上に配置されている。つまり、全てのチャック９０ａ〜９０ｄの第１把持面２２２ａ及び第２把持面２３２ａにおいて、前後方向（第２方向）における一方端部が第１仮想直線Ｌ１上に揃えられ、前後方向（第２方向）における他方端部が第２仮想直線Ｌ２上に揃えられている。したがって、全てのチャック９０ａ〜９０ｄについて、物品Ｔを把持する条件を均一化でき、箱詰め動作を安定させることができる。
【００５７】
さらに、図５（Ｂ）に示すように、全てのチャック９０ａ〜９０ｄにおいて、エアシリンダ２００は、第１仮想直線Ｌ１と第２仮想直線Ｌ２とで囲まれた範囲内に配置されている。したがって、物品Ｔを把持するために確保される必要最小限の範囲からエアシリンダ２００が前後方向（第２方向）にはみ出すことはなく、チャックユニット８４のサイズが前後方向（第２方向）において大型化するのを防止できる。
【００５８】
なお、エアシリンダ２００としては、市販されている一般的なものを使用でき、例えば、ＳＭＣ株式会社の商品名「薄形エアチャック、ＭＨＦ２Series」を使用できる。また、本実施形態において、第１把持部２０２及び第２把持部２０４の構成は適宜変更可能であり、本体部２２０，２３０の一部で物品Ｔを把持できる場合には、緩衝部材２２２，２３２は省略されてもよい。この場合には、本体部２２０，２３０における物品Ｔと接触する面が第１把持面及び第２把持面（図示省略）となる。
【００５９】
図４に示すように、基台９２は、複数のチャック９０ａ〜９０ｄを上方から支持する板状部材であり、基台９２の下面に複数のチャック９０ａ〜９０ｄがねじ等によって取り付けられている。また、基台９２の上面の周縁部には、継ぎ手部９４、第１エア分配部９６及び第２エア分配部９８が設けられており、基台９２の上面の中央部には、２つのねじ孔（図示省略）が左右方向（第１方向）に間隔を隔てて形成されており、これらのねじ孔に取付ねじ８９が螺合されている。そして、エア供給口８６ａ（図１）と、継ぎ手部９４と、第１エア分配部９６と、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのそれぞれの第１空気供給口２０７ａ（図７）とが、第１系統のエアチューブ（図示省略）を介して接続されており、エア供給口８６ｂ（図１）と、継ぎ手部９４と、第２エア分配部９８と、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのそれぞれの第２空気供給口２０７ｂ（図７）とが、第２系統のエアチューブ（図示省略）を介して接続されている。
【００６０】
図１に示すように、外装箱搬送装置７２は、外装箱昇降装置１００と、外装箱搬入装置１０２と、外装箱搬出装置１０４とを有している。外装箱昇降装置１００は、空の外装箱Ｕを開口Ｗの直下に位置する所定の箱詰位置Ｐ３まで上昇させるとともに、複数の物品Ｔが収容された外装箱Ｕを所定の降下位置Ｐ４まで降下させるものであり、外装箱Ｕを支持するテーブル１００ａと、テーブル１００ａを昇降させる昇降機構１００ｂとを有している。
【００６１】
［ガイド装置の構成］
図８はガイド装置２０の構成を示す平面図であり、図９はガイド装置２０の主要部の構成を示す斜視図である。また、図１０はチャック９０ａ〜９０ｄとアッパーガイド１１０と物品Ｔと押出し部４６との位置関係を示す正面図であり、図１１はチャック９０ａ〜９０ｄを閉じた状態を示す正面図である。
【００６２】
図８及び図９に示すように、ガイド装置２０は、複数のアッパーガイド１１０と、複数のアッパーガイド１１０を支持する支持部材１１２と、支持部材１１２に複数のアッパーガイド１１０を左右方向（第１方向）に移動可能に取り付ける取付部１１４とを有している。
【００６３】
図１に示すように、複数のアッパーガイド１１０のそれぞれは、物品押出し装置１６で押し出されてきた複数の物品Ｔの上端部を複数のチャック９０ａ〜９０ｄに前後方向（第２方向）から案内するものであり、図８に示すように、左右方向（第１方向）に間隔を隔てて配置された第１アッパーガイド片１１６ａ及び第２アッパーガイド片１１６ｂを有している。
【００６４】
図９に示すように、第１アッパーガイド片１１６ａは、物品Ｔの上端部を左方から受けて案内する板状の第１ガイド本体１１８ａと、第１ガイド本体１１８ａの下端縁から外側に突出して形成された第１補強部１２０ａと、第１ガイド本体１１８ａの外面に上下方向に延びて設けられた少なくとも１つ（本実施形態では２つ）の第１雌ねじ部材１２２ａとを有している。一方、第２アッパーガイド片１１６ｂは、物品Ｔの上端部を右方から受けて案内する板状の第２ガイド本体１１８ｂと、第２ガイド本体１１８ｂの下端縁から外側に突出して形成された第２補強部１２０ｂと、第２ガイド本体１１８ｂの外面に上下方向に延びて設けられた少なくとも１つ（本実施形態では２つ）の第２雌ねじ部材１２２ｂとを有している。第１アッパーガイド片１１６ａと第２アッパーガイド片１１６ｂとの間隔は、物品整列装置１４側（後側）の端部から物品押込み装置１８側（前側）の端部に向けて徐々に狭くなっている。
【００６５】
図９に示すように、第１雌ねじ部材１２２ａ及び第２雌ねじ部材１２２ｂのそれぞれは、上部内面に雌ねじが形成された管状の部材であり、第１雌ねじ部材１２２ａ及び第２雌ねじ部材１２２ｂの長さによって、支持部材１１２に対する第１ガイド本体１１８ａ及び第２ガイド本体１１８ｂの相対的な高さ方向位置が決められている。
【００６６】
図８に示すように、支持部材１１２は、左右方向（第１方向）に延びて互いに平行に配置された略棒状の第１部材１２４ａ及び第２部材１２４ｂと、前後方向（第２方向）に延びて互いに平行に配置された略棒状の第３部材１２４ｃ及び第４部材１２４ｄとによって、平面視略四角形の枠状に形成されている。そして、第１部材１２４ａ及び第２部材１２４ｂのそれぞれには、左右方向（第１方向）に延びる第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂが形成されている。また、第２部材１２４ｂと第３部材１２４ｃとで構成されたコーナ部、及び第２部材１２４ｂと第４部材１２４ｄとで構成されたコーナ部のそれぞれには、フレーム２２に固定される板状の固定部１２８が形成されており、固定部１２８には、ねじ孔１２８ａ（図９）が形成されている。
【００６７】
図８に示すように、フレーム２２は、ガイド装置２０の支持部材１１２を複数の物品Ｔの押出し経路Ｒ（図２）において着脱可能に支持する「ガイド支持部」としての機能を有している。つまり、フレーム２２は、固定部１２８に対して上方から当接する板状の当接部２２ａを有しており、当接部２２ａにおけるねじ孔１２８ａ（図９）と対応する位置には、貫通孔又はスリット（図示省略）が形成されている。そして、当該貫通孔又はスリットには、上方から固定ねじ１３０が挿通されており、この固定ねじ１３０がねじ孔１２８ａ（図９）に螺合されることによって、固定部１２８が当接部２２ａに着脱可能に固定されている。
【００６８】
図９に示すように、取付部１１４は、支持部材１１２に形成された第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂと、第１アッパーガイド片１１６ａ及び第２アッパーガイド片１１６ｂのそれぞれに形成された第１雌ねじ部材１２２ａ及び第２雌ねじ部材１２２ｂと、ボルト等の雄ねじ部材１３２とを有している。そして、第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂに上方から雄ねじ部材１３２が挿通され、この雄ねじ部材１３２が第１雌ねじ部材１２２ａに螺合されている。また、第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂに上方から他の雄ねじ部材１３２が挿通され、この雄ねじ部材１３２が第２雌ねじ部材１２２ｂに螺合されている。雄ねじ部材１３２を緩めた状態では、第１アッパーガイド片１１６ａ及び第２アッパーガイド片１１６ｂを、第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂに沿って第１方向に移動させることができ、これにより、第１アッパーガイド片１１６ａ及び第２アッパーガイド片１１６ｂの第１方向位置を個別に調整することができる。
【００６９】
［箱詰め装置の動作］
制御装置２４（図１）で制御プログラムが実行されると、物品導入工程、物品整列工程、物品押出し工程及び物品押込み工程がこの順に実行される。
【００７０】
図２に示すように、物品導入工程では、縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から供給された複数の物品Ｔが、物品導入装置１２によって物品整列装置１４に向けて順次搬送される。物品整列工程では、導入された複数の物品Ｔが左右方向（第１方向）に延びて列状に並べられ、物品集合体Ｘが構成される。図３に示すように、物品押出し工程では、物品押出し装置１６による複数の物品Ｔの押出し動作が実行され、複数の物品Ｔが前後方向（第２方向）の前方に押し出されて開閉プレート７４ａ，７４ｂの上面に配置される。図１０に示すように、このとき、複数の物品Ｔのそれぞれの上端部は、ガイド装置２０のアッパーガイド１１０によって対応するチャック９０ａ〜９０ｄに対して確実に案内される。
【００７１】
図１１に示すように、物品押込み工程では、まず、複数の物品Ｔが複数のチャック９０ａ〜９０ｄで把持される。また、図１中の二点鎖線で示すように、空の外装箱Ｕが、外装箱搬送装置７２の外装箱搬入装置１０２及び外装箱昇降装置１００によって箱詰位置Ｐ３まで搬送される。そして、開口Ｗが開かれるとともに昇降アーム８２及びチャックユニット８４が降下され、チャック９０ａ〜９０ｄで上端部を把持された複数の物品Ｔが外装箱Ｕの内部に押し込まれる。外装箱Ｕに所定数の物品Ｔが収容されると、外装箱Ｕが降下位置Ｐ４まで降下され、外装箱搬出装置１０４によって搬出される。
【００７２】
本実施形態では、奇数番目に配置されたチャック９０ａ，９０ｃのエアシリンダ２００と、偶数番目に配置されたチャック９０ｂ，９０ｄのエアシリンダ２００とを前後方向（第２方向）において互いの一部が重なるように配置し、物品把持位置Ｐ５どうしの間隔Ｇ（図１１）を短くしているので、チャック９０ａ〜９０ｄで把持された物品Ｔ間に隙間が生じるのを防止できる。また、複数の物品Ｔのそれぞれの上端部をアッパーガイド１１０によって対応するチャック９０ａ〜９０ｄに確実に案内することができるので、物品Ｔの整列の乱れを防止できる。したがって、複数の物品Ｔを外装箱Ｕの内部に整然とコンパクトに収容することができる。
【００７３】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、チャックユニット８４でスタンディングパウチを用いた複数の物品Ｔを把持するようにしているが、チャックユニット８４では、上部の厚みが大きい通常の物品を把持することは困難である。そこで、図１２に示すように、他の実施形態では、チャックユニット８４に代えて吸着ユニット１４０が選択的に用いられる。つまり、他の実施形態では、複数の物品を負圧により吸着する吸着ユニット１４０が予め準備される。そして、チャックユニット８４及び吸着ユニット１４０のいずれか一方が、物品の種類等に応じて自動又は手動により選択され、昇降アーム８２の下端部に自動又は手動により取り付けられる。この実施形態では、エア供給口８６ａ，８６ｂ（図１）を含む吸気又は排気のシステムを２つの使用態様において共通に用いることができるので、使用態様の変更に伴うコスト負担を抑えることができる。
【符号の説明】
【００７４】
Ｌ１，Ｌ２… 直線
Ｔ… 物品
１０… 箱詰め装置
１４… 物品整列装置
１６… 物品押出し装置
１８… 物品押込み装置
２２… フレーム（ガイド支持部）
４６… 押出し部
８４… チャックユニット
９０ａ〜９０ｄ… チャック
９２… 基台
２００… エアシリンダ
２０２… 第１把持部
２０４… 第２把持部
２０６ａ… 第１シリンダ
２０６ｂ… 第２シリンダ
２０８ａ… 第１ピストン
２０８ｂ… 第２ピストン
２１０… 動力伝達部
２２２ａ… 第１把持面
２３２ａ… 第２把持面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自立可能な袋に内容物を充填した複数の物品を、段ボールケース等の外装箱の内部に収容する、箱詰め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャンプー及びパスタソース等の液状物の包装には、自立可能な袋（以下、「スタンディングパウチ」という。）が用いられることがある。このスタンディングパウチは、一般に、側面視形状が略三角形となる立体形状（円錐形状等）に形成されており、スタンディングパウチに内容物を充填した物品も、スタンディングパウチとほぼ同じ形状になっている。つまり、スタンディングパウチを用いた物品の上部は、上方に向けて楔状に尖っている。そのため、当該物品を真空吸着パッドで上方から吸着することは困難であり、従来の箱詰め装置では、当該物品を外装箱の内部に自然落下させる「自然落下方式」や、当該物品を把持手段で把持して外装箱の内部に押し込む「把持方式」が用いられていた。
【０００３】
特許文献１及び２には、「把持方式」を用いた箱詰め装置が記載されている。すなわち、特許文献１の図７には、複数の物品を同時に把持する複数の把持爪部（把持手段）を有する箱詰め装置が記載されており、特許文献２の図９には、複数の物品を同時に把持する複数のメカニカルチャック（把持手段）を有する箱詰め装置が記載されている。これらの箱詰め装置では、複数の把持爪部及び複数のメカニカルチャックが直線状に並んで配置されており、これらが同時に駆動されることによって、複数の物品が同時に把持される。
【０００４】
一方、特許文献３の第１図には、「把持手段」としての「揺動レバー方式」のハンドが記載されており、特許文献３の第５図には、「把持手段」としての「平行移動方式」のハンドが記載されている。「揺動レバー方式」のハンドは、一対の揺動レバーのそれぞれを、固定ピンを支点として揺動させることによって、揺動レバーに取り付けられたツメを開閉させるものである。「平行移動方式」のハンドは、一対のスライダのそれぞれを互いに平行方向に移動させることによって、スライダに取り付けられたグリッパを開閉させるものであり、スライダを摺動させるエアシリンダが摺動方向に延びて配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０８６０６号公報（図７）
【特許文献２】特開２０１０−６４１６号公報（図９）
【特許文献３】特開昭５９−８８２８５号公報（第１図、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
「揺動レバー方式」のハンドでは、ツメの開き幅によって揺動レバーの角度が変わり、物品に対するツメの接触角度が変わるため、或る厚さの物品に適するように設計されたハンドを、他の厚さの物品に適用した場合には、当該物品を確実に把持することができないおそれがあった。
【０００７】
一方、「平行移動方式」のハンドでは、一対のスライダのそれぞれが互いに平行方向に移動されるので、グリッパの開き幅が変化した場合でも、物品に対するグリッパの接触角度を一定に保持でき、１つのハンドを厚さが異なる複数種類の物品に適用できる。しかし、エアシリンダがスライダの摺動方向に延びて配置されていたので、摺動方向におけるハンド全体の長さが長くなっていた。したがって、このハンドを特許文献１及び２に記載された箱詰め装置に適用した場合には、隣り合うハンド間でエアシリンダどうしが干渉するおそれがあった。そのため、複数のハンドのそれぞれの物品把持位置を互いに近づけることが困難であり、例えば、物品のサイズが小さい場合には、ハンドで把持された物品間に隙間が生じ、コンパクトに箱詰めすることができないおそれがあった。
【０００８】
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、厚さが異なる複数種類の物品に共通に適用することができるとともに、複数のチャックのそれぞれの物品把持位置を互いに近づけることができる、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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の箱詰め装置は、複数の物品を第１方向に列状に並べて整列させる物品整列装置と、整列させられた前記複数の物品を、平面視で前記第１方向に対して直交する第２方向に同時に押し出す物品押出し装置と、前記物品押出し装置で押し出されてきた前記複数の物品を外装箱の内部に押し込む物品押込み装置とを備え、前記物品押込み装置は、複数の物品のそれぞれの上端部を把持する複数のチャックを有し、前記複数のチャックのそれぞれは、前記第１方向に直線状に移動可能に構成された第１把持部及び第２把持部と、前記第１把持部及び前記第２把持部を互いに近接又は離間する方向に移動させるエアシリンダとを有し、前記エアシリンダを構成するシリンダ及びピストンは、前記第１方向に延びて配置され、奇数番目に配置された前記チャックの前記エアシリンダと、偶数番目に配置された前記チャックの前記エアシリンダとは、前記第２方向にずれて配置される。
【００１０】
この構成では、エアシリンダを構成するシリンダ及びピストンが、第１方向に延びて配置され、第１把持部及び第２把持部が、エアシリンダによって第１方向に直線状に移動される。したがって、把持部の開き幅が変化した場合でも、物品に対する把持部の接触角度を一定に保持することが可能であり、１つのチャックを厚さが異なる複数の物品に適用することができる。また、奇数番目に配置されたチャックのエアシリンダと、偶数番目に配置されたチャックのエアシリンダとが、第２方向にずれて配置されるので、隣り合うチャック間でエアシリンダどうしが干渉するのを防止でき、複数のチャックのそれぞれの物品把持位置を互いに近づけることができる。
【００１１】
前記エアシリンダは、前記第１方向に延びて前記第２方向に並んで配置された第１シリンダ及び第２シリンダと、前記第１シリンダ及び前記第２シリンダのそれぞれの内部に往復移動可能に収容された第１ピストン及び第２ピストンと、前記第１ピストン及び前記第２ピストンのいずれか一方の動力を他方に逆方向に伝達する動力伝達部とを有し、前記第１ピストン及び前記第２ピストンのそれぞれに前記第１把持部及び前記第２把持部が接続されてもよい。
【００１２】
この構成では、第１ピストン及び第２ピストンの一方が一方向に駆動されると、他方がその逆方向に駆動され、第１把持部及び第２把持部が物品把持位置の両側で往復移動される。したがって、物品把持位置を、第１把持部及び第２把持部の移動範囲の中央部に位置決めでき、複数のチャックを、物品把持位置を基準としてバランスよく配置することができる。
【００１３】
前記複数のチャックのそれぞれを構成する前記第１把持部及び前記第２把持部は、互いに対向して前記第２方向に延びて配置された第１把持面及び第２把持面を有し、
全ての前記チャックにおいて、前記第１把持面及び前記第２把持面の前記第２方向における一方端部は、前記第１方向に延びる第１仮想直線上に配置され、前記第１把持面及び前記第２把持面の前記第２方向における他方端部は、前記第１方向に延びる第２仮想直線上に配置されてもよい。
【００１４】
この構成では、全てのチャックの第１把持面及び第２把持面において、第２方向における一方端部が第１仮想直線上に揃えられ、第２方向における他方端部が第２仮想直線上に揃えられる。したがって、全てのチャックについて、物品を把持する条件を均一化でき、箱詰め動作を安定させることができる。
【００１５】
全ての前記チャックにおいて、前記エアシリンダは、前記第１仮想直線と前記第２仮想直線とで囲まれた範囲内に配置されてもよい。
【００１６】
この構成では、第１仮想直線と第２仮想直線とで囲まれた範囲、すなわち物品を把持するために確保される必要最小限の範囲からエアシリンダがはみ出すことがなく、複数のチャックを有する部分（チャックユニット等）のサイズが大型化するのを防止できる。
【００１７】
前記物品押込み装置は、上下方向に移動可能に設けられた昇降アームと、前記昇降アームの下端部に着脱自在に取り付けられたチャックユニットとを有し、前記チャックユニットは、略板状の基台と、前記基台に取り付けられた前記複数のチャックとを有してもよい。
【００１８】
この構成では、複数のチャックがチャックユニットの基台に取り付けられるので、チャックユニットを昇降アームの下端部に取り付けるだけで、複数のチャックを所定位置に簡単に配置することができる。
【００１９】
前記物品押込み装置は、複数の物品を負圧により吸着する吸着ユニットを有し、前記チャックユニット及び前記吸着ユニットのいずれか一方が、前記昇降アームの下端部に選択的に取り付けられてもよい。
【００２０】
この構成では、チャックユニット及び吸着ユニットのいずれか一方が昇降アームの下端部に選択的に取り付けられるので、スタンディングパウチを用いた物品及び通常の物品の両方に適用できる。また、これらの使用態様において、吸気又は排気のシステムを共通に用いることができるので、使用態様の変更に伴うコスト負担を抑えることができる。
【００２１】
前記複数の物品のそれぞれの上端部を対応する前記チャックに前記第２方向から案内する複数のアッパーガイドを備えてもよい。
【００２２】
この構成では、複数の物品のそれぞれの上端部を複数のアッパーガイドによって対応するチャックに確実に案内することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の箱詰め装置によれば、厚さが異なる複数種類の物品に共通に適用できるとともに、複数のチャックのそれぞれの物品把持位置を互いに近づけることができる。したがって、例えば、物品のサイズが小さい場合でも、チャックで把持された物品間に隙間が生じるのを防止でき、複数の物品をコンパクトに箱詰めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係る箱詰め装置の構成を示す正面図である。
【図２】実施形態に係る箱詰め装置の構成を示す平面図である。
【図３】実施形態に係る箱詰め装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図４】物品押込み装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図５】図５（Ａ）はチャックユニットの構成を示す正面図であり、図５（Ｂ）はチャックユニットの構成を示す底面図である。
【図６】チャックの構成を示す斜視図である。
【図７】チャックの構成を示す図６のVII-VII線断面図である。
【図８】ガイド装置の構成を示す平面図である。
【図９】ガイド装置の主要部の構成を示す斜視図である。
【図１０】チャックとアッパーガイドと物品と押出し部との位置関係を示す正面図である。
【図１１】チャックを閉じた状態を示す正面図である。
【図１２】チャックユニットに代えて用いられる吸着ユニットの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
［箱詰め装置の全体構成］
図１は実施形態に係る箱詰め装置１０の構成を示す正面図であり、図２は箱詰め装置１０の構成を示す平面図であり、図３は箱詰め装置１０の主要部の構成を示す斜視図である。なお、図面中の矢印で示すように、以下の説明で用いる「前、後、左、右、上、下」の方向は、箱詰め装置１０を正面（図１）から見たときの方向と一致し、奥側が「前」、手前側が「後」となっている。
【００２７】
図１に示すように、箱詰め装置１０は、複数（本実施形態では４個）の物品Ｔを整列させて物品集合体Ｘを構成するとともに、これらの物品Ｔを、物品集合体Ｘを単位として段ボールケースやダース箱等の外装箱Ｕの内部に自動収容するものである。ここで、物品Ｔは、シャンプー及びパスタソース等の液状物をスタンディングパウチで包装したものであり、物品Ｔの上部は上方に向けて楔状に尖っている。
【００２８】
図１及び図２に示すように、箱詰め装置１０は、縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から物品Ｔを導入する物品導入装置１２と、複数の物品Ｔを「第１方向」としての左右方向に列状に並べて整列させる物品整列装置１４と、整列させられた複数の物品Ｔからなる物品集合体Ｘを、平面視で左右方向（第１方向）に対して直交する「第２方向」の前方に押し出す物品押出し装置１６と、押し出されてきた物品集合体Ｘを外装箱Ｕの内部に押し込む物品押込み装置１８と、押し出されてきた複数の物品Ｔの上端部を、物品押込み装置１８の複数のチャック９０ａ〜９０ｄ（図５（Ａ），（Ｂ））に押出し方向（すなわち第２方向）から案内するガイド装置２０とを備えている。また、箱詰め装置１０は、これらの装置を支持するフレーム２２と、装置１２，１４，１６，１８を統一的に制御する制御装置２４（図１）とを備えている。
【００２９】
図１に示すように、フレーム２２は、パイプ状又は棒状の部材や板状の部材を互いに接合することによって構成されており、図２に示すように、フレーム２２の前部には、物品集合体Ｘが上から下に通過する開口Ｗが設けられている。そして、フレーム２２の後部には、物品導入装置１２及び物品整列装置１４が左右方向に並んで設けられており、フレーム２２の前部における開口Ｗと対応する部分には、物品押込み装置１８が設けられている。また、フレーム２２の上部における物品整列装置１４と物品押込み装置１８とに跨る領域には、物品押出し装置１６が設けられている。さらに、物品押出し装置１６における押出し経路Ｒには、ガイド装置２０が設けられている。制御装置２４（図１）は、ＣＰＵと、制御プログラム及び各種のデータを記憶する記憶装置とを有しており、ＣＰＵで制御プログラムが実行されることによって、装置１２，１４，１６，１８による一連の箱詰め動作が実行される。
【００３０】
［物品導入装置の構成］
図１に示すように、物品導入装置１２は、左右方向に間隔を隔てて配置された一対のローラ２６（右側のローラ２６は図示省略）と、一対のローラ２６間に掛け渡された無端ベルト２８と、一対のローラ２６のうち少なくとも一方を駆動するモータ（図示省略）とを有している。縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から物品導入装置１２に複数の物品Ｔが順次供給されると、これらの物品Ｔは、無端ベルト２８に載置されて左方に向けて搬送され、無端ベルト２８の左側の端部から物品整列装置１４に与えられる。
【００３１】
［物品整列装置の構成］
図１及び図２に示すように、物品整列装置１４は、複数の物品Ｔを立てた状態で一列に整列させるものであり、複数の物品Ｔを左右方向において一方向（本実施形態では左方向）に搬送する搬送面３０ａを有する無端軌道３０と、無端軌道３０の搬送面３０ａに搬送方向に間隔を隔てて設けられた複数のフィン３２とを有している。
【００３２】
図３に示すように、無端軌道３０は、前方から後方に向けて互いに平行に並んで配置された第１ベルト３４ａ、第２ベルト３４ｂ、第３ベルト３４ｃ及び第４ベルト３４ｄを有しており、これらのベルト３４ａ〜３４ｄの表面が搬送面３０ａとなっている。そして、第１ベルト３４ａ及び第３ベルト３４ｃが、左右方向に間隔を隔てて設けられた一対のプーリー３６（左側のプーリー３６は図示省略）間に掛け渡されており、第２ベルト３４ｂ及び第４ベルト３４ｄが、左右方向に間隔を隔てて設けられた一対のプーリー３８（左側のプーリー３８は図示省略）間に掛け渡されている。
【００３３】
図１に示すように、一対のプーリー３６（図３）のうち少なくとも一方には、第１駆動部３７が接続されており、一対のプーリー３８（図３）のうち少なくとも一方には、第２駆動部３９が接続されている。第１駆動部３７及び第２駆動部３９のそれぞれは、高精度の位置制御が可能なモータ（ステッピングモータ及びサーボモータ等）３７ａ，３９ａを有しており、これらのモータ３７ａ，３９ａが制御装置２４に電気的に接続されている。
【００３４】
図３に示すように、複数のフィン３２は、複数の物品Ｔを立てた状態で保持する板状部材であり、本実施形態では、４個の物品Ｔを保持する５枚のフィン３２が１組となって１つのフィン群４０が構成されており、複数のフィン郡４０が無端軌道３０の搬送面３０ａ上に所定の間隔を隔てて配置されている。２枚のフィン３２間に物品Ｔを立てた状態において、物品Ｔを後方又は前方から見たときの形状は略三角形（図１）であり、物品Ｔを左方又は右方から見たときの形状は略四角形（図３）であり、物品Ｔを上方又は下方から見たときの形状は略楕円形（図２）である。
【００３５】
各フィン郡４０において、隣接するフィン３２どうしの間隔は、物品Ｔの最大厚さよりも大きく設計されている。そして、搬送面３０ａ上に並ぶ複数のフィン郡４０に連続番号を付したと仮定すると、奇数番号が付されたフィン郡４０を構成する各フィン３２が、第１ベルト３４ａ及び第３ベルト３４ｃに取り付けられており、偶数番号が付されたフィン郡４０を構成する各フィン３２が、第２ベルト３４ｂ及び第４ベルト３４ｄに取り付けられている。したがって、奇数番目のフィン郡４０と偶数番目のフィン郡４０とを別々に駆動させることができる。例えば、図３に示すように、先行するフィン郡４０を物品整列位置Ｐ１で停止させた状態で、後続するフィン郡４０を物品受入れ位置Ｐ２で停止させたり、或いは、物品整列位置Ｐ１に向けて移動させたりすることができる。
【００３６】
［物品押出し装置の構成］
図２に示すように、物品押出し装置１６は、左右方向（第１方向）に列状に並べられた複数の物品Ｔを、物品整列位置Ｐ１から平面視で列の側方（本実施形態では前方）に向けて同時に押し出すものであり、直動機構４４と、押出し部４６と、ロアガイド４８と、ストッパ部５０とを有している。
【００３７】
図２に示すように、直動機構４４は、前後方向に延びて配置されたリニアレール５２と、リニアレール５２に対して往復移動可能に取り付けられた往復テーブル５４と、リニアレール５２の前端部及び後端部の近傍に配置された一対のプーリー５６ａ，５６ｂと、これらのプーリー５６ａ，５６ｂ間に掛け渡された無端ベルト５８と、一方のプーリー５６ａを駆動するモータ６０とを有している。そして、無端ベルト５８に対して往復テーブル５４が固定されている。モータ６０は、高精度の位置制御が可能なステッピングモータ及びサーボモータ等であり、モータ６０が制御装置２４（図１）に電気的に接続されている。したがって、モータ６０でプーリー５６ａを正転又は逆転させると、無端ベルト５８が正転又は逆転され、これに伴って往復テーブル５４が前方又は後方に往復移動される。
【００３８】
図３に示すように、押出し部４６は、複数の物品Ｔを物品押込み装置１８に向けて押し出すものであり、左右方向に延びる支持アーム６２と、支持アーム６２に取り付けられた複数（本実施形態では４枚）の押出しプレート６４とを有している。押出しプレート６４は、２枚のフィン３２間に収容された物品Ｔを前後方向（第２方向）の前方に押圧する略四角形の板状部材であり、隣り合う２枚の押出しプレート６４の間には、フィン３２が通るスリット６４ａが形成されている。そして、押出しプレート６４の上端部が、支持アーム６２に固定されており、支持アーム６２の端部が往復テーブル５４に固定されている。
【００３９】
図２に示すように、ロアガイド４８は、複数の物品Ｔ（物品集合体Ｘ）の下部を物品押込み装置１８に対して前後方向（第２方向）から案内するものであり、押出し部４６で押し出されてきた複数の物品Ｔ（物品集合体Ｘ）の列方向両側に配置された第１ロアガイド片４８ａ及び第２ロアガイド片４８ｂを有している。第１ロアガイド片４８ａ及び第２ロアガイド片４８ｂのそれぞれは、互いに対向して配置された略四角形の板状部材であり、第１ロアガイド片４８ａと第２ロアガイド片４８ｂとの間隔は、フィン群４０の両側に位置する２枚のフィン３２間の間隔とほぼ同じか、それよりも大きく、かつ、複数の押出しプレート６４の全体の幅（左右方向長さ）より大きく設計されている。図３に示すように、ストッパ部５０は、複数の物品Ｔ（物品集合体Ｘ）を受け止める板状部材であり、開口Ｗの前端縁に沿って配置されている。
【００４０】
［物品押込み装置の構成］
図４は、物品押込み装置１８の主要部の構成を示す斜視図であり、図５（Ａ）は、チャックユニット８４の構成を示す正面図であり、図５（Ｂ）は、チャックユニット８４の構成を示す底面図である。また、図６は、チャック９０ａの構成を示す斜視図であり、図７は、チャック９０ａの構成を示す断面図である。なお、チャック９０ａ〜９０ｄの基本的構成は同じであることから、図６及び図７についてはチャック９０ａを例に挙げて説明する。
【００４１】
図３に示すように、物品押込み装置１８は、シャッタ６６と、物品保持部６８と、複数の物品Ｔを把持して外装箱Ｕの内部に押し込む押込み部７０と、外装箱搬送装置７２とを備えている。
【００４２】
図３に示すように、シャッタ６６は、フレーム２２（図２）の開口Ｗを開閉するものであり、開口Ｗに移動可能に設けられた左右一対の開閉プレート７４ａ，７４ｂを有している。
【００４３】
図２に示すように、物品保持部６８は、開閉プレート７４ａ，７４ｂの上面に載置された複数の物品Ｔ（すなわち物品集合体Ｘ）を左右方向（第１方向）から保持するものであり、左右一対の保持プレート７６ａ，７６ｂと、保持プレート７６ａ，７６ｂを複数の物品Ｔ（物品集合体Ｘ）に押し当てる押圧装置７８ａ，７８ｂとを有している。
【００４４】
図１に示すように、押込み部７０は、フレーム２２に設けられた昇降タワー８０と、昇降タワー８０に上下方向に移動可能に設けられた昇降アーム８２と、昇降アーム８２の下端部に取り付けられたチャックユニット８４と、昇降アーム８２を昇降させる昇降装置（図示省略）と、フレーム２２に設けられ、エア供給口８６ａ，８６ｂを支持する支柱８８とを有している。
【００４５】
図４に示すように、昇降アーム８２は、上下方向に延びるパイプ状又は棒状のアーム本体８２ａと、アーム本体８２ａの下端部に取り付けられた接続部８２ｂとを有している。接続部８２ｂは、チャックユニット８４の上面に当接される略板状の部材であり、接続部８２ｂの上面の中央部にアーム本体８２ａの下端部が接続されている。また、接続部８２ｂにおけるアーム本体８２ａの左右方向（第１方向）両側に位置する部分には、取付ねじ８９の雄ねじ部（図示省略）が挿通されるスリット８２ｃが前後方向（第２方向）に延びて形成されており、スリット８２ｃの前端部は前方に向けて開かれている。したがって、チャックユニット８４の上面に取付ねじ８９が予め取り付けられている場合には、取付ねじ８９の雄ねじ部（図示省略）を、スリット８２ｃの前端部からスリット８２ｃの奥部に前方から導入することができる。
【００４６】
図４及び図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、チャックユニット８４は、物品押出し装置１６で押し出されてきた複数の物品Ｔ（図１）のそれぞれの上端部を個別に把持する複数（本実施形態では４つ）のチャック９０ａ〜９０ｄと、複数のチャック９０ａ〜９０ｄを支持する基台９２とを有している。
【００４７】
図６及び図７に示すように、チャック９０ａは、エアシリンダ２００と、エアシリンダ２００によって左右方向（第１方向）に駆動される第１把持部２０２及び第２把持部２０４とを有している。
【００４８】
図７に示すように、エアシリンダ２００は、左右方向（第１方向）に延びて前後方向（第２方向）に並んで配置された第１シリンダ２０６ａ及び第２シリンダ２０６ｂと、第１シリンダ２０６ａ及び第２シリンダ２０６ｂのそれぞれの内部に往復移動可能に収容された第１ピストン２０８ａ及び第２ピストン２０８ｂと、動力伝達部２１０とを有している。そして、第１シリンダ２０６ａ及び第２シリンダ２０６ｂのそれぞれの左右方向（第１方向）端部には、第１空気供給口２０７ａ及び第２空気供給口２０７ｂが形成されている。
【００４９】
動力伝達部２１０は、ピニオン２１０ａと、第１ピストン２０８ａに設けられた第１ラック２１０ｂと、第２ピストン２０８ｂに設けられた第２ラック２１０ｃとを有しており、前後方向（第２方向）におけるピニオン２１０ａの両側に、第１ラック２１０ｂ及び第２ラック２１０ｃが配置されている。第１空気供給口２０７ａから第１シリンダ２０６ａの内部に空気が供給されると、第１ピストン２０８ａ及び第１ラック２１０ｂが右方に移動される。そして、この動力が動力伝達部２１０のピニオン２１０ａを介して第２ラック２１０ｃに逆方向（左方）に伝達され、第２ピストン２０８ｂ及び第２ラック２１０ｃが左方に移動される。一方、第２空気供給口２０７ｂから第２シリンダ２０６ｂの内部に空気が供給されると、第２ピストン２０８ｂ及び第２ラック２１０ｃが右方に移動され、動力伝達部２１０の上記と逆の作用により、第１ピストン２０８ａ及び第１ラック２１０ｂが左方に移動される。
【００５０】
また、図６に示すように、エアシリンダ２００は、左右方向（第１方向）に延びるリニアレール２１２と、リニアレール２１２に対して左右方向（第１方向）に摺動可能に取り付けられた第１摺動部２１４ａ及び第２摺動部２１４ｂとを有しており、第１摺動部２１４ａと第１ピストン２０８ａ（図７）とが連結されており、第２摺動部２１４ｂと第２ピストン２０８ｂ（図７）とが連結されている。そして、第１把持部２０２が第１摺動部２１４ａに取り付けられており、第２把持部２０４が第２摺動部２１４ｂに取り付けられている。つまり、第１把持部２０２が、第１摺動部２１４ａを介して第１ピストン２０８ａ（図７）に接続されており、第２把持部２０４が、第２摺動部２１４ｂを介して第２ピストン２０８ｂ（図７）に接続されている。したがって、第１ピストン２０８ａ及び第２ピストン２０８ｂが駆動されると、第１把持部２０２及び第２把持部２０４が互いに近接又は離間する方向に移動され、物品Ｔを把持したり、放したりするための開閉動作が実行される。
【００５１】
図５（Ａ）に示すように、第１把持部２０２は、本体部２２０と緩衝部材２２２とを有している。本体部２２０は、第１摺動部２１４ａに接続される略板状の基部２２０ａと、基部２２０ａの左右方向（第１方向）端部から下方に延びて略板状に形成された支持部２２０ｂとを有しており、支持部２２０ｂにおける物品Ｔ側の面が、緩衝部材２２２が取り付けられる取付面となっている。また、基部２２０ａには、ボルト２２４が挿通される複数の孔（図示省略）が形成されている。そして、当該孔に挿通されたボルト２２４が第１摺動部２１４ａに形成された雌ねじ（図示省略）に螺合されることによって、本体部２２０が第１摺動部２１４ａに取り付けられている。
【００５２】
緩衝部材２２２は、物品Ｔの表面に当接する板状、棒状又はブロック状の部材であり、支持部２２０ｂの上記取付面に対して、ねじ、ボルト・ナット、嵌合構造及び接着剤等の取付手段を用いて取り付けられている。緩衝部材２２２の材質及び形状等は、物品Ｔを傷付けることなく把持できるように設計されており、本実施形態では、ウレタンゴムによって略板状に形成されている。そして、緩衝部材２２２の物品Ｔ側の面が、物品Ｔを把持するときに物品Ｔと接触する第１把持面２２２ａとなっている。
【００５３】
図５（Ａ）に示すように、第２把持部２０４は、本体部２３０と緩衝部材２３２とを有している。本体部２３０は、第１摺動部２１４ａに接続される略板状の基部２３０ａと、基部２３０ａの左右方向（第１方向）端部から下方に延びて略板状に形成された支持部２３０ｂとを有しており、支持部２３０ｂにおける物品Ｔ側の面が、緩衝部材２３２が取り付けられる取付面となっている。また、基部２３０ａには、ボルト２２４が挿通される複数の孔（図示省略）が形成されている。そして、当該孔に挿通されたボルト２２４が第２摺動部２１４ｂに形成された雌ねじ（図示省略）に螺合されることによって、本体部２３０が第２摺動部２１４ｂに取り付けられている。
【００５４】
緩衝部材２３２は、緩衝部材２２２と同様に、ウレタンゴム等によって略板状等に形成されており、支持部２３０ｂの取付面に対して、上記取付手段を用いて取り付けられている。そして、緩衝部材２３２の物品Ｔ側の面が、物品Ｔを把持するときに物品Ｔと接触する第２把持面２３２ａとなっている。
【００５５】
図５（Ｂ）に示すように、奇数番目に配置されたチャック９０ａ，９０ｃのエアシリンダ２００と、偶数番目に配置されたチャック９０ｂ，９０ｄのエアシリンダ２００とは、前後方向（第２方向）にずれて配置されている。したがって、エアシリンダ２００のサイズが左右方向（第１方向）に長いにもかかわらず、隣り合うチャック間でエアシリンダ２００どうしが干渉することはなく、左右方向（第１方向）における物品把持位置Ｐ５（図１１）や物品把持位置Ｐ５どうしの間隔Ｇ（図１１）を、物品Ｔのサイズ等に応じて適正に設計することができる。例えば、本実施形態のように、奇数番目に配置されたチャック９０ａ，９０ｃのエアシリンダ２００と、偶数番目に配置されたチャック９０ｂ，９０ｄのエアシリンダ２００とを、前後方向（第２方向）において互いの一部が重なるように配置すると、物品把持位置Ｐ５どうしの間隔Ｇ（図１１）を短くすることができ、小サイズの物品Ｔに適した設計を行うことができる。
【００５６】
また、図５（Ｂ）に示すように、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのそれぞれを構成する第１把持部２０２及び第２把持部２０４は、互いに対向して前後方向（第２方向）に延びて配置された第１把持面２２２ａ及び第２把持面２３２ａを有している。そして、全てのチャック９０ａ〜９０ｄにおいて、第１把持面２２２ａ及び第２把持面２３２ａの前後方向（第２方向）における一方端部（前端部）は、左右方向（第１方向）に延びる第１仮想直線Ｌ１上に配置されており、第１把持面２２２ａ及び第２把持面２３２ａの前後方向（第２方向）における他方端部（後端部）は、左右方向（第１方向）に延びる第２仮想直線Ｌ２上に配置されている。つまり、全てのチャック９０ａ〜９０ｄの第１把持面２２２ａ及び第２把持面２３２ａにおいて、前後方向（第２方向）における一方端部が第１仮想直線Ｌ１上に揃えられ、前後方向（第２方向）における他方端部が第２仮想直線Ｌ２上に揃えられている。したがって、全てのチャック９０ａ〜９０ｄについて、物品Ｔを把持する条件を均一化でき、箱詰め動作を安定させることができる。
【００５７】
さらに、図５（Ｂ）に示すように、全てのチャック９０ａ〜９０ｄにおいて、エアシリンダ２００は、第１仮想直線Ｌ１と第２仮想直線Ｌ２とで囲まれた範囲内に配置されている。したがって、物品Ｔを把持するために確保される必要最小限の範囲からエアシリンダ２００が前後方向（第２方向）にはみ出すことはなく、チャックユニット８４のサイズが前後方向（第２方向）において大型化するのを防止できる。
【００５８】
なお、エアシリンダ２００としては、市販されている一般的なものを使用でき、例えば、ＳＭＣ株式会社の商品名「薄形エアチャック、ＭＨＦ２Series」を使用できる。また、本実施形態において、第１把持部２０２及び第２把持部２０４の構成は適宜変更可能であり、本体部２２０，２３０の一部で物品Ｔを把持できる場合には、緩衝部材２２２，２３２は省略されてもよい。この場合には、本体部２２０，２３０における物品Ｔと接触する面が第１把持面及び第２把持面（図示省略）となる。
【００５９】
図４に示すように、基台９２は、複数のチャック９０ａ〜９０ｄを上方から支持する板状部材であり、基台９２の下面に複数のチャック９０ａ〜９０ｄがねじ等によって取り付けられている。また、基台９２の上面の周縁部には、継ぎ手部９４、第１エア分配部９６及び第２エア分配部９８が設けられており、基台９２の上面の中央部には、２つのねじ孔（図示省略）が左右方向（第１方向）に間隔を隔てて形成されており、これらのねじ孔に取付ねじ８９が螺合されている。そして、エア供給口８６ａ（図１）と、継ぎ手部９４と、第１エア分配部９６と、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのそれぞれの第１空気供給口２０７ａ（図７）とが、第１系統のエアチューブ（図示省略）を介して接続されており、エア供給口８６ｂ（図１）と、継ぎ手部９４と、第２エア分配部９８と、複数のチャック９０ａ〜９０ｄのそれぞれの第２空気供給口２０７ｂ（図７）とが、第２系統のエアチューブ（図示省略）を介して接続されている。
【００６０】
図１に示すように、外装箱搬送装置７２は、外装箱昇降装置１００と、外装箱搬入装置１０２と、外装箱搬出装置１０４とを有している。外装箱昇降装置１００は、空の外装箱Ｕを開口Ｗの直下に位置する所定の箱詰位置Ｐ３まで上昇させるとともに、複数の物品Ｔが収容された外装箱Ｕを所定の降下位置Ｐ４まで降下させるものであり、外装箱Ｕを支持するテーブル１００ａと、テーブル１００ａを昇降させる昇降機構１００ｂとを有している。
【００６１】
［ガイド装置の構成］
図８はガイド装置２０の構成を示す平面図であり、図９はガイド装置２０の主要部の構成を示す斜視図である。また、図１０はチャック９０ａ〜９０ｄとアッパーガイド１１０と物品Ｔと押出し部４６との位置関係を示す正面図であり、図１１はチャック９０ａ〜９０ｄを閉じた状態を示す正面図である。
【００６２】
図８及び図９に示すように、ガイド装置２０は、複数のアッパーガイド１１０と、複数のアッパーガイド１１０を支持する支持部材１１２と、支持部材１１２に複数のアッパーガイド１１０を左右方向（第１方向）に移動可能に取り付ける取付部１１４とを有している。
【００６３】
図１に示すように、複数のアッパーガイド１１０のそれぞれは、物品押出し装置１６で押し出されてきた複数の物品Ｔの上端部を複数のチャック９０ａ〜９０ｄに前後方向（第２方向）から案内するものであり、図８に示すように、左右方向（第１方向）に間隔を隔てて配置された第１アッパーガイド片１１６ａ及び第２アッパーガイド片１１６ｂを有している。
【００６４】
図９に示すように、第１アッパーガイド片１１６ａは、物品Ｔの上端部を左方から受けて案内する板状の第１ガイド本体１１８ａと、第１ガイド本体１１８ａの下端縁から外側に突出して形成された第１補強部１２０ａと、第１ガイド本体１１８ａの外面に上下方向に延びて設けられた少なくとも１つ（本実施形態では２つ）の第１雌ねじ部材１２２ａとを有している。一方、第２アッパーガイド片１１６ｂは、物品Ｔの上端部を右方から受けて案内する板状の第２ガイド本体１１８ｂと、第２ガイド本体１１８ｂの下端縁から外側に突出して形成された第２補強部１２０ｂと、第２ガイド本体１１８ｂの外面に上下方向に延びて設けられた少なくとも１つ（本実施形態では２つ）の第２雌ねじ部材１２２ｂとを有している。第１アッパーガイド片１１６ａと第２アッパーガイド片１１６ｂとの間隔は、物品整列装置１４側（後側）の端部から物品押込み装置１８側（前側）の端部に向けて徐々に狭くなっている。
【００６５】
図９に示すように、第１雌ねじ部材１２２ａ及び第２雌ねじ部材１２２ｂのそれぞれは、上部内面に雌ねじが形成された管状の部材であり、第１雌ねじ部材１２２ａ及び第２雌ねじ部材１２２ｂの長さによって、支持部材１１２に対する第１ガイド本体１１８ａ及び第２ガイド本体１１８ｂの相対的な高さ方向位置が決められている。
【００６６】
図８に示すように、支持部材１１２は、左右方向（第１方向）に延びて互いに平行に配置された略棒状の第１部材１２４ａ及び第２部材１２４ｂと、前後方向（第２方向）に延びて互いに平行に配置された略棒状の第３部材１２４ｃ及び第４部材１２４ｄとによって、平面視略四角形の枠状に形成されている。そして、第１部材１２４ａ及び第２部材１２４ｂのそれぞれには、左右方向（第１方向）に延びる第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂが形成されている。また、第２部材１２４ｂと第３部材１２４ｃとで構成されたコーナ部、及び第２部材１２４ｂと第４部材１２４ｄとで構成されたコーナ部のそれぞれには、フレーム２２に固定される板状の固定部１２８が形成されており、固定部１２８には、ねじ孔１２８ａ（図９）が形成されている。
【００６７】
図８に示すように、フレーム２２は、ガイド装置２０の支持部材１１２を複数の物品Ｔの押出し経路Ｒ（図２）において着脱可能に支持する「ガイド支持部」としての機能を有している。つまり、フレーム２２は、固定部１２８に対して上方から当接する板状の当接部２２ａを有しており、当接部２２ａにおけるねじ孔１２８ａ（図９）と対応する位置には、貫通孔又はスリット（図示省略）が形成されている。そして、当該貫通孔又はスリットには、上方から固定ねじ１３０が挿通されており、この固定ねじ１３０がねじ孔１２８ａ（図９）に螺合されることによって、固定部１２８が当接部２２ａに着脱可能に固定されている。
【００６８】
図９に示すように、取付部１１４は、支持部材１１２に形成された第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂと、第１アッパーガイド片１１６ａ及び第２アッパーガイド片１１６ｂのそれぞれに形成された第１雌ねじ部材１２２ａ及び第２雌ねじ部材１２２ｂと、ボルト等の雄ねじ部材１３２とを有している。そして、第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂに上方から雄ねじ部材１３２が挿通され、この雄ねじ部材１３２が第１雌ねじ部材１２２ａに螺合されている。また、第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂに上方から他の雄ねじ部材１３２が挿通され、この雄ねじ部材１３２が第２雌ねじ部材１２２ｂに螺合されている。雄ねじ部材１３２を緩めた状態では、第１アッパーガイド片１１６ａ及び第２アッパーガイド片１１６ｂを、第１長孔１２６ａ及び第２長孔１２６ｂに沿って第１方向に移動させることができ、これにより、第１アッパーガイド片１１６ａ及び第２アッパーガイド片１１６ｂの第１方向位置を個別に調整することができる。
【００６９】
［箱詰め装置の動作］
制御装置２４（図１）で制御プログラムが実行されると、物品導入工程、物品整列工程、物品押出し工程及び物品押込み工程がこの順に実行される。
【００７０】
図２に示すように、物品導入工程では、縦ピロー包装機等のような前段の装置（図示省略）から供給された複数の物品Ｔが、物品導入装置１２によって物品整列装置１４に向けて順次搬送される。物品整列工程では、導入された複数の物品Ｔが左右方向（第１方向）に延びて列状に並べられ、物品集合体Ｘが構成される。図３に示すように、物品押出し工程では、物品押出し装置１６による複数の物品Ｔの押出し動作が実行され、複数の物品Ｔが前後方向（第２方向）の前方に押し出されて開閉プレート７４ａ，７４ｂの上面に配置される。図１０に示すように、このとき、複数の物品Ｔのそれぞれの上端部は、ガイド装置２０のアッパーガイド１１０によって対応するチャック９０ａ〜９０ｄに対して確実に案内される。
【００７１】
図１１に示すように、物品押込み工程では、まず、複数の物品Ｔが複数のチャック９０ａ〜９０ｄで把持される。また、図１中の二点鎖線で示すように、空の外装箱Ｕが、外装箱搬送装置７２の外装箱搬入装置１０２及び外装箱昇降装置１００によって箱詰位置Ｐ３まで搬送される。そして、開口Ｗが開かれるとともに昇降アーム８２及びチャックユニット８４が降下され、チャック９０ａ〜９０ｄで上端部を把持された複数の物品Ｔが外装箱Ｕの内部に押し込まれる。外装箱Ｕに所定数の物品Ｔが収容されると、外装箱Ｕが降下位置Ｐ４まで降下され、外装箱搬出装置１０４によって搬出される。
【００７２】
本実施形態では、奇数番目に配置されたチャック９０ａ，９０ｃのエアシリンダ２００と、偶数番目に配置されたチャック９０ｂ，９０ｄのエアシリンダ２００とを前後方向（第２方向）において互いの一部が重なるように配置し、物品把持位置Ｐ５どうしの間隔Ｇ（図１１）を短くしているので、チャック９０ａ〜９０ｄで把持された物品Ｔ間に隙間が生じるのを防止できる。また、複数の物品Ｔのそれぞれの上端部をアッパーガイド１１０によって対応するチャック９０ａ〜９０ｄに確実に案内することができるので、物品Ｔの整列の乱れを防止できる。したがって、複数の物品Ｔを外装箱Ｕの内部に整然とコンパクトに収容することができる。
【００７３】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、チャックユニット８４でスタンディングパウチを用いた複数の物品Ｔを把持するようにしているが、チャックユニット８４では、上部の厚みが大きい通常の物品を把持することは困難である。そこで、図１２に示すように、他の実施形態では、チャックユニット８４に代えて吸着ユニット１４０が選択的に用いられる。つまり、他の実施形態では、複数の物品を負圧により吸着する吸着ユニット１４０が予め準備される。そして、チャックユニット８４及び吸着ユニット１４０のいずれか一方が、物品の種類等に応じて自動又は手動により選択され、昇降アーム８２の下端部に自動又は手動により取り付けられる。この実施形態では、エア供給口８６ａ，８６ｂ（図１）を含む吸気又は排気のシステムを２つの使用態様において共通に用いることができるので、使用態様の変更に伴うコスト負担を抑えることができる。
【符号の説明】
【００７４】
Ｌ１，Ｌ２… 直線
Ｔ… 物品
１０… 箱詰め装置
１４… 物品整列装置
１６… 物品押出し装置
１８… 物品押込み装置
２２… フレーム（ガイド支持部）
４６… 押出し部
８４… チャックユニット
９０ａ〜９０ｄ… チャック
９２… 基台
２００… エアシリンダ
２０２… 第１把持部
２０４… 第２把持部
２０６ａ… 第１シリンダ
２０６ｂ… 第２シリンダ
２０８ａ… 第１ピストン
２０８ｂ… 第２ピストン
２１０… 動力伝達部
２２２ａ… 第１把持面
２３２ａ… 第２把持面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品を第１方向に列状に並べて整列させる物品整列装置と、
整列させられた前記複数の物品を、平面視で前記第１方向に対して直交する第２方向に同時に押し出す物品押出し装置と、
前記物品押出し装置で押し出されてきた前記複数の物品を外装箱の内部に押し込む物品押込み装置とを備え、
前記物品押込み装置は、複数の物品のそれぞれの上端部を把持する複数のチャックを有し、
前記複数のチャックのそれぞれは、前記第１方向に直線状に移動可能に構成された第１把持部及び第２把持部と、前記第１把持部及び前記第２把持部を互いに近接又は離間する方向に移動させるエアシリンダとを有し、
前記エアシリンダを構成するシリンダ及びピストンは、前記第１方向に延びて配置され、
奇数番目に配置された前記チャックの前記エアシリンダと、偶数番目に配置された前記チャックの前記エアシリンダとは、前記第２方向にずれて配置される、箱詰め装置。
【請求項２】
前記エアシリンダは、
前記第１方向に延びて前記第２方向に並んで配置された第１シリンダ及び第２シリンダと、
前記第１シリンダ及び前記第２シリンダのそれぞれの内部に往復移動可能に収容された第１ピストン及び第２ピストンと、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンのいずれか一方の動力を他方に逆方向に伝達する動力伝達部とを有し、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンのそれぞれに前記第１把持部及び前記第２把持部が接続される、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記複数のチャックのそれぞれを構成する前記第１把持部及び前記第２把持部は、互いに対向して前記第２方向に延びて配置された第１把持面及び第２把持面を有し、
全ての前記チャックにおいて、前記第１把持面及び前記第２把持面の前記第２方向における一方端部は、前記第１方向に延びる第１仮想直線上に配置され、前記第１把持面及び前記第２把持面の前記第２方向における他方端部は、前記第１方向に延びる第２仮想直線上に配置される、請求項１又は２に記載の箱詰め装置。
【請求項４】
全ての前記チャックにおいて、前記エアシリンダは、前記第１仮想直線と前記第２仮想直線とで囲まれた範囲内に配置される、請求項３に記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記物品押込み装置は、上下方向に移動可能に設けられた昇降アームと、前記昇降アームの下端部に着脱自在に取り付けられたチャックユニットとを有し、
前記チャックユニットは、略板状の基台と、前記基台の下面に取り付けられた前記複数のチャックとを有する、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】
前記物品押込み装置は、複数の物品を負圧により吸着する吸着ユニットを有し、
前記チャックユニット及び前記吸着ユニットのいずれか一方が、前記昇降アームの下端部に選択的に取り付けられる、請求項５に記載の箱詰め装置。
【請求項７】
前記複数の物品のそれぞれの上端部を対応する前記チャックに前記第２方向から案内する複数のアッパーガイドを備える、請求項１ないし６のいずれかに記載の箱詰め装置。
【請求項１】
複数の物品を第１方向に列状に並べて整列させる物品整列装置と、
整列させられた前記複数の物品を、平面視で前記第１方向に対して直交する第２方向に同時に押し出す物品押出し装置と、
前記物品押出し装置で押し出されてきた前記複数の物品を外装箱の内部に押し込む物品押込み装置とを備え、
前記物品押込み装置は、複数の物品のそれぞれの上端部を把持する複数のチャックを有し、
前記複数のチャックのそれぞれは、前記第１方向に直線状に移動可能に構成された第１把持部及び第２把持部と、前記第１把持部及び前記第２把持部を互いに近接又は離間する方向に移動させるエアシリンダとを有し、
前記エアシリンダを構成するシリンダ及びピストンは、前記第１方向に延びて配置され、
奇数番目に配置された前記チャックの前記エアシリンダと、偶数番目に配置された前記チャックの前記エアシリンダとは、前記第２方向にずれて配置される、箱詰め装置。
【請求項２】
前記エアシリンダは、
前記第１方向に延びて前記第２方向に並んで配置された第１シリンダ及び第２シリンダと、
前記第１シリンダ及び前記第２シリンダのそれぞれの内部に往復移動可能に収容された第１ピストン及び第２ピストンと、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンのいずれか一方の動力を他方に逆方向に伝達する動力伝達部とを有し、
前記第１ピストン及び前記第２ピストンのそれぞれに前記第１把持部及び前記第２把持部が接続される、請求項１に記載の箱詰め装置。
【請求項３】
前記複数のチャックのそれぞれを構成する前記第１把持部及び前記第２把持部は、互いに対向して前記第２方向に延びて配置された第１把持面及び第２把持面を有し、
全ての前記チャックにおいて、前記第１把持面及び前記第２把持面の前記第２方向における一方端部は、前記第１方向に延びる第１仮想直線上に配置され、前記第１把持面及び前記第２把持面の前記第２方向における他方端部は、前記第１方向に延びる第２仮想直線上に配置される、請求項１又は２に記載の箱詰め装置。
【請求項４】
全ての前記チャックにおいて、前記エアシリンダは、前記第１仮想直線と前記第２仮想直線とで囲まれた範囲内に配置される、請求項３に記載の箱詰め装置。
【請求項５】
前記物品押込み装置は、上下方向に移動可能に設けられた昇降アームと、前記昇降アームの下端部に着脱自在に取り付けられたチャックユニットとを有し、
前記チャックユニットは、略板状の基台と、前記基台の下面に取り付けられた前記複数のチャックとを有する、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】
前記物品押込み装置は、複数の物品を負圧により吸着する吸着ユニットを有し、
前記チャックユニット及び前記吸着ユニットのいずれか一方が、前記昇降アームの下端部に選択的に取り付けられる、請求項５に記載の箱詰め装置。
【請求項７】
前記複数の物品のそれぞれの上端部を対応する前記チャックに前記第２方向から案内する複数のアッパーガイドを備える、請求項１ないし６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２０１３−２３２６０（Ｐ２０１３−２３２６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０５０６（Ｐ２０１１−１６０５０６）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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