JP2902308B2 - 物品充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、箱詰機などの自動包装
設備に設置された物品充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットハンドを用いて物品を把持し所
定箇所へその物品を搬送する装置として、特公平3-2637
号公報記載の発明（第一従来例）や特開昭63-74545号公
報記載の発明（第二従来例）などが提案されている。こ
れらの第一及び第二従来例では、物品を把持する複数の
把持機構（チャック）は幅寄せ機構に設置されている
が、この幅寄せ機構は、把持機構を１方向に直線移動可
能とし（第一従来例）、また直交する２方向に直線移動
可能としている（第二従来例）。

【０００３】また、搬送装置上を移動するダンボール箱
などの箱のフラップを拡開する装置として、特開昭60-2
17904 号公報記載の発明（第三従来例）が提案されてい
る。この装置は、フラップを拡開する開口板（フラップ
拡げ部）に収納物品を押し当ててこの開口板を作動さ
せ、フラップを拡開するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記第一あ
るいは第二従来例では、幅寄せ機構が把持機構を直線移
動させるだけであり、把持した物品の先端を接近させる
逆ハの字移動を実現できるものではないため、把持した
物品を箱へ搬入し充填する際、物品が箱に引っ掛かる虞
れがある。

【０００５】また、第三従来例の場合には開口板を収納
物品が押し拡げて作動させるものであるため、特に収納
物品が柔らかく変形し易い物品の場合には、収納物品が
変形したり損傷したりする虞れがある。

【０００６】本発明は上述の事情を考慮してなされたも
のであり、物品を損傷等させることなく、この物品を箱
へ容易に充填できる物品充填装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロボットアー
ムの先端に幅寄せ機構を介して物品を把持する把持機構
を備えた物品搬入装置と、開口板にて箱のフラップを拡
開するフラップ開口装置とを有し、上記幅寄せ機構は、
直線移動自在な複数のスライド部材と、それぞれのスラ
イド部材に回転可能に軸支して並設された複数のリンク
部材とを備え、各リンク部材の先端に上記把持機構が設
置されたものである。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のフラップ開口装置の開口板が、隣接する両フラップの
境界において両フラップに当接可能とされ、内側から外
側へ回動して、上記両フラップを押し開くものである。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の発明に係る物品充填装置によ
れば、物品搬入装置の幅寄せ機構がスライド自在な複数
のスライド部材と、それぞれのスライド部材に回動可能
に軸支された複数のリンク部材とを備えて成り、このリ
ンク部材の先端に把持機構が設置されたことから、把持
機構にて物品を把持した後、複数のスライド部材を互い
に接近させるように直線移動して、把持した物品を例え
ば水平方向に接近させ、同時に、リンク部材を回動して
逆ハの字状に移動させ、把持した物品の先端を接近させ
ることができる。これらの結果、物品搬入装置にて把持
された複数の物品を、それらの先端から箱の開口部へ搬
入させ易くなり、物品の箱への充填が容易化できる。

【００１０】また、フラップ開口装置の開口板にて箱の
フラップを開口させ、箱に充填（収納）される物品にて
フラップを開口させるものではないので、充填される物
品の変形や損傷を防止できる。

【００１１】また請求項２に記載の発明によれば、フラ
ップ開口装置の開口板は、箱の隣接する両フラップの境
界においてこれらの両フラップに当接し、これらの両フ
ラップを開口させることから、両フラップを一つの開口
板にて開口させることができる。さらに、開口時には隣
接する両フラップ間に開口板が配置されているので、物
品搬入装置による物品の箱への搬入時に開口板が案内と
なり、両フラップに物品が進入せず、したがって物品を
箱へ容易に搬入させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。図１は、本発明に係る物品充填装置の一実施例
が適用された充填装置を備えた自動包装設備を示す平面
図である。図２は、図１の自動包装設備の側面図であ
る。図３は、図１及び図２に示す充填装置の容器搬入装
置を示す側面図である。図４は、図３の容器搬入装置を
示す平面図である。図５は、図３におけるV 矢視図であ
る。図６は、図５のVI矢視図である。図７は、図５のVI
I 矢視図である。図８は、図７の一部を拡大して示す拡
大図である。図９は、図７に示すリンク部材の作動を示
す作動図であり、（Ａ）が容器取出時、（Ｂ）が容器搬
入時の図である。図１０は、図１及び図２に示す充填装
置のフラップ開口装置を示す平面図である。図１１は図
１０のXI矢視図である。図１２は図１１のXII 矢視図で
ある。

【００１３】図１及び図２に示すように、シャンプーな
どの容器１を段ボール箱などの箱３に自動的に詰込む自
動包装設備１０は、箱３を把持して搬送する搬送装置１
１と、この箱搬送装置１１へ箱３を投入して供給する箱
供給装置１２と、袴２に嵌装された物品としての容器１
を２列搬送する容器搬送装置１３と、箱搬送装置１１上
における箱３のフラップを開口保持させ、容器搬送装置
１３から所定数の容器１を取出して上記箱３内へ詰込む
物品充填装置としての充填装置１４と、この充填装置１
４にて容器１が充填された箱３のフラップを折込んで圧
着し包装する包装装置１５と、この包装装置１５にて包
装された箱３を２個接着して集合包装箱（ペアケース）
４を製造する集合箱製造装置１６と、を有して構成され
る。

【００１４】充填装置１４は、容器１を容器搬送装置１
３から取出して、箱搬送装置１１上の箱３内へ搬入する
物品搬入装置としての容器搬入装置２０と（図３、図
４）、箱搬送装置１１上の箱３の長フラップ５及び短フ
ラップ６を拡開するフラップ開口装置２１と（図１０、
図１１及び図１２）、を有して構成される。

【００１５】Ａ、容器搬入装置 容器搬入装置２０は、図３に示すようにロボット機構２
３に幅寄せ機構２４を設置し、この幅寄せ機構２４に把
持機構としてのチャック２５を配設したものであり、複
数のチャック２５にて複数の容器１を個別に把持する。

【００１６】つまり、ロボット機構２３は、第１アーム
２６、第２アーム２７、第１ロッド２８、第３アーム２
９、第２ロッド３０及び第３ロッド３１を備えてなり、
ロボットアームとしての第２アーム２７の先端と、第３
ロッド３１の先端に、幅寄せ機構２４の基台３２が軸支
される。幅寄せ機構２４は、図５に示す様に、基台３２
と、この基台３２に対し直線移動可能な複数（６個）の
スライド部材としてのスライダ３３と、それぞれのスラ
イダ３３に回動可能に軸支して並設された複数本（例え
ば２本）のリンク部材としてのメインリンク３４及びサ
ブリンク３５と、を有して構成される。これらのメイン
リンク３４及びサブリンク３５の先端に上記チャック２
５がそれぞれ配設される。

【００１７】図３及び図４に示すロボット機構２３で
は、第１アーム２６の先端がピポットａにおいて第２ア
ーム２７に軸支され、第１アーム２６の基端が横移動用
モータ３６の回転シャフトｂに連結される。横移動用モ
ータ３６の駆動により第１アーム２６を介して第２アー
ム２７の先端が水平方向（Ｘ方向）に横移動可能とされ
る。また、第３ア−ム２９は、その基端部が縦移動用モ
ータ３７の回転シャフトｃに連結され、先端がピポット
ｄにおいて第１ロッド２８の一端に軸支される。第１ロ
ッド２８の他端は、ピポットｅにおいて第２アーム２７
の基端部に軸支される。縦移動用モータ３７の駆動によ
り、第３アーム２９及び第１ロッド２８を介して、第２
アーム２７がピポットａ回りに回動可能に設けられ、第
２アーム２７の先端が鉛直方向（Ｙ方向）に縦移動可能
とされる。

【００１８】ピポットａにはレバー３８が軸支され、こ
のレバー３８がピポットｆにおいて第２ロッド３０の一
端に軸支される。第２ロッド３０の他端は、ピポットｇ
において静止台３９に軸支される。また、レバー３８
は、ピポットｈにおいて第３ロッド３１の基端に軸支さ
れる。第２アーム２７の先端、第３ロッド３１の先端
は、それぞれピポットｉ，ｊにおいて、幅寄せ機構２４
の基台３２に固着された支持プレート４０に軸支され
る。横移動用モータ３６による第１アーム２６の回動時
及び縦移動用モータ３７による第３アーム２９の回動時
に、第２アーム２７の先端が水平方向（Ｘ方向）及び鉛
直方向（Ｙ方向）へ移動する時、上記第２ロッド３０、
レバー３８及び第３ロッド３１により支持プレート４０
が常に鉛直方向（Ｙ方向）に保持される。

【００１９】上述のようにして、ロボット機構２３は、
横移動用モータ３６及び縦移動用モータ３７を駆動させ
ることにより、支持プレート４０を、つまり幅寄せ機構
２４及びチャック２５を常に鉛直方向に保持しつつ、こ
れらの幅寄せ機構２４及びチャック２５を容器搬送装置
１３の上方において昇降させ、さらに箱搬送装置１１の
上方において昇降可能とする。

【００２０】前記幅寄せ機構２４は図５、図６及び図７
に示す様に、基台３２の図５における上下部に、レール
４１Ａが形成され、６個のスライダ３３がローラ４１を
介して水平方向に移動可能とされている。基台３２に
は、２本のスライダ用シリンダ４２が対抗して配置され
るとともに、両端部にレバー４３が回転自在に軸支さ
れ、これらのレバー４３が、スライダ用シリンダ４２の
それぞれにより作動される。１本のレバー４３に３本の
連結バー４４を介して、３つのスライダ３３がそれぞれ
連結される。

【００２１】したがって、スライダ用シリンダ４２を作
動させることにより、スライダ３３が基台３２上を水平
方向に移動する。スライダ用シリンダ装置４２を伸長作
動させる時、スライダ３３が遠ざかる方向へ水平移動
し、スライダ用シリンダ装置４２を収縮作動させる時、
スライダ３３が接近する方向に水平移動する。２本のス
ライダ用シリンダ装置４２は、同時に伸長あるいは収縮
作動を実施する。

【００２２】各スライダ３３には、図６及び図７に示す
様に、リンク支持プレート４５が固着され、このリンク
支持プレート４５にメインリンク３４及びサブリンク３
５がそれぞれピポットＡ，Ｂを介して回動可能に軸支さ
れる。これらのメインリンク３４及びサブリンク３５
は、スライダ３３の水平移動方向に対し直角方向に並設
される。

【００２３】メインリンク３４及びサブリンク３５は、
スプリング４６による付勢力によって、それぞれピポッ
トＡ、Ｂを中心に矢印Ｍ、Ｎ方向に回動する様構成され
る。メインリンク３４は、図７における上方へ伸び、上
端部に係止ローラ４７が支持される。また、基台３２に
はリンク用シリンダ装置４８が設置される。このリンク
用シリンダ装置４８のピストンロッド４９に、６個のス
ライダ３３の配列方向に伸びた係止プレート５０が固着
される。リンク用シリンダ装置４８の伸長作動時に係止
プレート５０が係止ローラ４７を支持することにより、
メインリンク３４が図７の鉛直方向に位置され、リンク
用シリンダ装置４８のＰ方向の収縮作動時に、スプリン
グ４６の付勢力によってメインリンク３４がＭ方向に回
動する。

【００２４】メインリンク３４及びサブリンク３５は、
図８に示す同期作動機構５１を介して連結される。この
同期作動機構５１は、メインリンク３４に固着されて長
孔５２が形成された駆動プレート５３と、この駆動プレ
ート５３を両側から挟むようにしてサブリンク３５に固
着され、駆動ピース５４が支持された従動プレート５５
と、を備えてなり、駆動ピース５４が長孔５２に摺動自
在に配設される。したがって、メインリンク３４がＭ方
向に回動すると駆動ピース５４が駆動プレート５３の長
孔５２内を摺動しつつ、サブリンク３５をＮ方向にメイ
ンリンク３４と同一角度だけ回動させる。これらのメイ
ンリンク３４及びサブリンク３５のそれぞれのＭ、Ｎ方
向の回動により、図９（Ｂ）に示す様に、チャック２５
に把持された容器１の先端が接近する。

【００２５】上述のような幅寄せ機構２４により、ロボ
ット機構２３によって幅寄せ機構２４及びチャック２５
を容器搬送装置１３上へ移動させ、チャック２５にて容
器１を把持する時には、図５の左半分に示す様に、スラ
イダ用シリンダ装置４２を伸長作動させてスライダ３３
を離反位置に設置し、かつ図９（Ａ）に示すように、リ
ンク用シリンダ装置４８を伸長作動させて、メインリン
ク３４及びサブリンク３５を鉛直方向に設置する。チャ
ック２５にて容器１を把持した後、ロボット機構２３に
よって幅寄せ機構２４及びチャック２５を箱搬送装置１
１上へ移動させて、容器１を箱搬送装置１１上の箱３へ
搬入する際には、図５の右半分に示すように、スライダ
用シリンダ装置４２を収縮作動してスライダ３３を接近
位置に設定し、かつ、図９（Ｂ）に示す様に、リンク用
シリンダ装置４８をＰ方向に収縮移動させてメインリン
ク３４を矢印Ｍ方向に回動させ、同期作動機構５１の作
用でサブリンク３５を同時に矢印Ｎ方向に回動させて、
チャック２５にて把持した容器１の先端を接近させる。

【００２６】Ｂ、フラップ開口装置 フラップ開口装置２１は、図１０、図１１及び図１２に
示す様に、フレーム５６、昇降部５７、長手方向移動部
５８及び短手方向移動部５９を有して構成される。フレ
ーム５６には、フレーム基盤６０から２本のフレーム支
柱６１が立設され、これらのフレーム支柱６１に支持プ
レート６２を介して昇降用モータ６３が設置される。こ
の昇降モータ６３に、ギヤ６４及び６５を介して昇降用
スクリュー６６が連結される。

【００２７】昇降部５７は、水平方向へ延びた昇降基部
６７にナット部６８及び昇降ガイド部６９が固着され、
ナット部６８が昇降用スクリュー６６に、昇降ガイド部
６９がフレーム支柱６１に嵌合されて、上記昇降用スク
リュー６６の回転により、昇降基部６７がフレーム支柱
６１に沿って昇降可能にされたものである。この昇降基
部６７には長手方向移動用モータ７０が設置されるとも
に、この長手方向移動用モータ７０に、ギヤ７１及び７
２を介して長手方向移動用スクリュー７３が連結され
る。

【００２８】長手方向移動部５８は２個対向して配設さ
れる。それぞれの長手方向移動部５８は、長手方向移動
用スクリュー７３に螺合するナット部７４に基部７５が
固着されたものであり、長手方向移動用スクリュー７３
の回転により、ナット部７４及び基部７５が箱３の長手
方向に移動可能とされる。これにより、２個の長手方向
移動部５８が接近あるいは離反方向に移動可能とされ
る。基部７５に短手方向移動用モータ７６が設置され、
この短手方向移動用モータ７６に、ギア７７及び７８を
介して短手方向移動用スクリュー７９が連結される。

【００２９】短手方向移動部５９は、一つの長手方向移
動部５８のそれぞれに、所定間隔で一対配設される。こ
の短手方向移動部５９は、ナット部８０及びロータリー
アクチュエータ８１が一体的に構成され、このロータリ
ーアクチュエータ８１に開口板としてのジョーゴ８２が
連結されたものである。一対の短手方向移動部５９は、
それらのナット部８０が一つの長手方向移動部５８の短
手方向移動用スクリュー７９に螺合され、この短手方向
移動用スクリュー７９の回転により、箱３の短手方向に
移動可能とされ、接近あるいは離反方向に移動される。

【００３０】また、上記ジョーゴ８２は、ロータリーア
クチュエータ８１の作動により内側から外側へ、図１１
の矢印Ｑ方向へ回動可能とされて、箱３の長フラップ５
及び短フラップ６を箱３の外側へ押し開く。ジョーゴ８
２は、箱３において隣接する長フラップ５と短フラップ
６との境界に配設されるため、これらの隣接する長フラ
ップ５及び短フラップ６に当接して、これらの両フラッ
プ５及び６を押し開く。

【００３１】上述のようなフラップ開口装置２１によ
り、箱３の種類に応じて、昇降用モータ６３を作動さ
せ、昇降部５７を昇降させてジョーゴ８２を箱３の高さ
に合わせ、長手移動用モータ７０を作動させ、長手方向
移動部５８を移動させてジョーゴ８２を箱３の長手方向
寸法に合わせ、さらに短手方向移動用モータ７６を作動
させ、短手方向移動部５９を移動させてジョーゴ８２を
箱３の短手方向寸法に合わせる。この状態で、４個の短
手方向移動部５９の各ロータリーアクチュエータ８１を
作動させて、４本のジョーゴ８２を矢印Ｑ方向に回動さ
せ、箱３の長フラップ５及び短フラップ６を拡開する。

【００３２】Ｃ、作用・効果 充填装置１４の容器搬入装置２０は、ロボット機構２３
により、幅寄せ機構２４及びチャック２５を容器搬送装
置１３上へ移動させ、この容器搬送装置１３上の複数
（６個×２列＝１２個）の容器１を複数（６個×２列＝
１２個）のチャックにてそれぞれ把持させた後、上記ロ
ボット機構２３にて、幅寄せ機構２４及びチャック２５
を箱搬送装置１１上へ移動させ、この間に、幅寄せ機構
２４のスライダ３３にて複数の容器を水平方向に接近さ
せ、幅寄せ機構２４のメインリンク３４及びサブリンク
３５にて把持した２本の容器１の先端を接近させる。充
填装置１４のフラップ開口装置２１は、箱３の型替時に
昇降部５７、長手方向移動部５８及び短手方向移動部５
９が作動されて、ジョーゴ８２が箱３に対し最適位置に
位置決めされているので、上述の容器搬入装置２０によ
る作動中に、ジョーゴ８２により箱３の長フラップ５及
び短フラップ６を拡開させ、箱３を開口させる。上記容
器搬入装置２０は、ロボット機構２３を作動させて、フ
ラップ開口装置２１にて開口された箱３内に複数（６個
×２列＝１２個）の容器１を搬入し、チャック２５を開
いて容器１を箱３内に充填する。

【００３３】上記実施例によれば、容器搬入装置２０の
幅寄せ機構２４がスライド自在な複数のスライダ３３
と、それぞれのスライダ３３に回動可能に軸支されたメ
インリンク３４及びサブリンク３５とを備えて成り、こ
れらのメインリンク３４及びサブリンク３５の先端にチ
ャック２５が設置されたことから、チャック２５にて容
器１を把持した後、複数のスライダ３３を互いに接近さ
せる様に直線移動して、把持した容器１を例えば水平方
向に接近させ、同時に、メインリンク３４及びサブリン
ク３５を回動して逆ハの字状に移動させ、把持した容器
１の先端を接近させることができる。これらの結果、容
器搬入装置２０に把持された複数の物品１の先端が箱３
の開口へ搬入され易くなり、容器１の箱３への充填を容
易化でき、特に高速充填を実施できる。

【００３４】また、フラップ開口装置２１のジョーゴ８
２にて箱３の長フラップ５及び短フラップ６を開口さ
せ、箱３に充填（収納）される容器１にて長フラップ５
及び短フラップ６を開口させるものではないので、充填
された容器１の変形や損傷を防止できる。

【００３５】更に、フラップ開口装置２１のジョーゴ８
２は、箱３の隣接する長フラップ５及び短フラップ６の
境界においてこれらの両フラップ５及び６に当接し、こ
れらの長フラップ５及び短フラップ６を開口させること
から、隣接した長フラップ５及び短フラップ６を一つの
ジョーゴ８２にて開口させることができる。

【００３６】また、開口時には、隣接した長フラップ５
及び短フラップ６間にジョーゴ８２が配設されているの
で、容器搬入装置２０による容器１の箱３への搬入時に
ジョーゴ８２が案内となり、隣接した長フラップ５及び
短フラップ６間に容器１が進入せず、したがって、容器
１を箱３内へ容易に搬入させ充填させることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る物品充填装
置によれば、物品を損傷させることなく、その物品を箱
へ容易に充填させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る物品充填装置の一実施例
が適用された充填装置を備えた自動包装設備を示す平面
図である。

【図２】図２は、図１の自動包装設備の側面図である。

【図３】図３は、図１及び図２に示す充填装置の容器搬
入装置を示す側面図である。

【図４】図４は、図３の容器搬入装置を示す平面図であ
る。

【図５】図５は、図３におけるV 矢視図である。

【図６】図６は、図５のVI矢視図である。

【図７】図７は、図５のVII 矢視図である。

【図８】図８は、図７の一部を拡大して示す拡大図であ
る。

【図９】図９は、図７に示すリンク部材の作動を示す作
動図であり、（Ａ）が容器取出時、（Ｂ）が容器搬入時
の図である。

【図１０】図１０は、図１及び図２に示す充填装置のフ
ラップ開口装置を示す平面図である。

【図１１】図１１は、図１０のXI矢視図である。

【図１２】図１２は、図１１のXII 矢視図である。

【符号の説明】

１ 容器 ３ 箱 ５ 長フラップ ６ 短フラップ １４ 充填装置 ２０ 容器搬入装置 ２１ フラップ開口装置 ２３ ロボット機構 ２４ 幅寄せ機構 ２５ チャック ２７ 第２アーム ３３ スライダ ３４ メインリンク ３５ サブリンク ５１ 同期作動機構 ５６ フレーム ５７ 昇降部 ５８ 長手方向移動部 ５９ 短手方向移動部 ８１ ロータリーアクチュエータ ８２ ジョーゴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤林 隆司 京都府宇治市折居台４−１−121 (56)参考文献 特開 平２−19218（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−84806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−307029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−203515（ＪＰ，Ａ) 特公 昭40−19078（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65B 5/00 - 5/12 B25J 15/00 - 15/12 B65B 35/16 B65B 35/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットアームの先端に幅寄せ機構を介
   して物品を把持する把持機構を備えた物品搬入装置と、 開口板にて箱のフラップを拡開するフラップ開口装置と
   を有し、 上記幅寄せ機構は、直線移動自在な複数のスライド部材
   と、それぞれのスライド部材に回転可能に軸支して並設
   された複数のリンク部材とを備え、各リンク部材の先端
   に上記把持機構が設置されたことを特徴とする物品充填
   装置。
2. 【請求項２】 フラップ開口装置の開口板は、隣接する
   両フラップの境界において両フラップに当接可能とさ
   れ、内側から外側へ回動して上記両フラップを押し開く
   ものである請求項１に記載の物品充填装置。