つぎに、本考案にかかる卵の選別包装装置の実施形態を添付図面に従って説明する。図1は、本考案にかかる卵の選別包装装置Tの概略平面図である。なお、本図では、各構成機器から制御部6へ出力される信号線は省略している。
図1に示すように、本考案にかかる卵の選別包装装置T(以降、単に装置Tと記す。)は、大略、卵Eを6列の複列状態でX方向に搬送する供給搬送部1と、前記供給搬送部1から卵Eを受け取った後、卵Eを単列状態でY方向に搬送する単列搬送部2と、単列搬送部2から放出される卵Eを卵重区分毎に選別集合させる選別集合部3と、選別された卵Eを包装容器に詰める包装部4と、選別集合部3に集められた卵Eを、一包装分の卵Eの個数を一単位として複数包装分取り出し、包装部4上に待機している包装容器に移し替える移し替え部5と、前記装置Tの各構成機器を制御する制御部6とから構成されている。
前記供給搬送部1は、卵Eの長軸を水平にして複列状態(本実施例では6列)でX方向に搬送する複列コンベア10と、前記複列コンベア10の排出端の各列に設けられ、卵Eの個々の重量を計量する計量器11とから構成されている。前記計量器11にて計量された重量データは、後述する制御部6に出力されて重量データに基づく重量選別がなされる。
前記単列搬送部2は、卵Eを1列で搬送する単列コンベア20と、前記計量器11にて計量済みの6個の卵Eを当該単列コンベア20の把持部材(図示せず)に移し替える移し替え装置21と、前記単列コンベア20の搬送経路の所定位置において前記把持部材から卵Eを下方に放出するシャッタ22とから構成されている。
また、前記単列コンベア20には、エンコーダ(図示せず)が設けられており、卵Eが所定距離搬送されるごとにパルス信号が後述する制御部6に出力されるとともに、その位置情報がリアルタイムで監視される。具体的に説明すると、計量器11にて卵Eの重量が計量された時に、当該卵Eが放出されるべき選別集合部30が決定され、単列コンベア20における所定の放出位置までのパルス数が制御部6に設定される。制御部6に設定された前記パルス数は、卵Eが単列コンベア20により所定距離搬送されるごとに減算され、パルス数がゼロになった時点で制御部6がシャッタ22を制御して当該卵Eを放出する。
前記選別集合部3は、図1に示すように、卵Eを卵重区分毎に集合させる3つの循環搬送コンベア30で構成されている。前記各循環搬送コンベア30のそれぞれは、同一構成であり、搬送幅方向に卵Eを例えば、6個収容できるカップCを搬送方向(Z方向)に多数搭載された無端状のコンベアで形成されている。
前記包装部4は、容器本体と折り曲げ部と蓋体からなる透明の樹脂製の卵パックP(以降、単にパックPと記す。)をZ方向に搬送するパック搬送コンベア40と、紙製のモールドトレーtrを同じくZ方向に搬送するトレー搬送コンベア41とから構成されている。また、パック搬送コンベア40の上流側には、パック供給装置が配置されており、トレー搬送コンベア41の上流側には、トレー供給装置が配置されている(共に図示せず。)。
前記パック供給装置にはパックPが、トレー供給装置にはモールドトレーtrがともに積層状態で収容されており、前記パック供給装置からパック搬送コンベア40の搬送面上にパックPが1枚ずつ剥離されて供給されるとともに、当該パックPがZ方向に搬送される。同様に、トレー供給装置からトレー搬送コンベア41の搬送面上にモールドトレーtrが1枚ずつ剥離されて供給されるとともに、当該モールドトレーtrがZ方向に搬送される。
前記移し替え部5は、各循環搬送コンベア30の終端部側に貯留しているカップCに収容された卵Eを取り出してパックPあるいはモールドトレーtrに移し替える吸着移載装置50と、前記吸着移載装置50を支持するとともに、各循環搬送コンベア30の上方を矢印方向に横断させるよう配置されたガイドレール51とから構成されている。
前記吸着移載装置50は、カップCに収容されている卵Eを一括して例えば、最大72個(12×6)を真空吸着することが可能な吸着部(図示せず)を備えている。前記吸着部のそれぞれの間隔は、各循環搬送コンベア30におけるカップCの間隔や、パック搬送コンベア40およびトレー搬送コンベア41における包装容器の間隔に従って可変できるように構成されている。
上述の構成により、吸着移載装置50は、制御部6から出力された制御信号に基づき、ガイドレール51に沿って該当する循環搬送コンベア30へ移行したのち、昇降機構(図示せず)の作動により当該循環搬送コンベア30に貯留している複数のカップCから卵Eを吸着ヘッド(図示せず)により真空吸着して当該卵Eを取り出す。そして、当該吸着移載装置50が例えば、パック搬送コンベア40の上方に移行するとともに、パック搬送コンベア40の所定の充填位置に待機しているパックPに卵Eを移し替えるよう作動する。
前記制御部6は、装置Tの各構成機器の作動を制御するものであり、主にCPU、記憶装置等からなるハードウェア部分と装置Tの作動プログラム等からなるソフトウェア部分とで構成されている。
次に、前記循環搬送コンベア30の詳細構成を図面に従って説明する。図4は、図1における各循環搬送コンベア30の始端部を説明する側面図であり、図5は図1における各循環搬送コンベア30の終端部を説明する側面図である。図6は、循環搬送コンベア30の始端部を説明する概略正面図、図7は、循環搬送コンベア30の終端部を説明する概略正面図である。また、図8は、カップCの斜視図である。
図4および図5に示すように、循環搬送コンベア30のそれぞれは、大略、カップCを所定方向に搬送するための第1無端コンベア31と、第2無端コンベア32とで構成されている。
前記第1無端コンベア31は、循環搬送コンベア30の上部に配置されており、搬送方向の前後に設けられた左右一対のプーリ31aと、当該プーリ31aに巻回された無端状のVベルト31bとで構成されており、始端部から終端部に向かって常時循環搬送している。また、前記第2無端コンベア32は、循環搬送コンベア30の下部に配置されており、搬送方向の前後に設けられた左右一対のプーリ32aと、当該プーリ32aに巻回された無端状のVベルト32bとで構成されており、終端部から始端部に向かって常時循環搬送している。
図8に示すように、カップCは、卵Eの長軸を鉛直にして搬送幅方向に6個収容可能に構成されている。このカップCは、四隅に位置するよう立設された保持用突起70aと、底部に卵Eの鋭端Eaを収める逆円錐台状の卵座70bと、保持用突起70aの周壁部に形成されるとともに、卵Eの側周部を保持しやすくするための略楕円状の切り欠き孔70cと、前記それらの構成体を6個1列の状態で連接したカップ本体70dと、当該カップ本体70dの長手方向の両端部に突設している保持用突起70aからそれぞれ長手方向およびカップ本体70dの底部に対して平行に突出させて固着された支持棒70fとからなり、前記支持棒70fの先端部には、回動自在な円筒状のローラ70eが取り付けられている。
これにより、カップCは、前記カップCのローラ70eが両側のVベルト31b(32b)上に跨った状態で第1無端コンベア31および第2無端コンベア32上に載置され、第1無端コンベア31では卵放出位置30aから卵取出位置30bへ送られ、第2無端コンベア32では循環搬送コンベア30の終端部側から始端部側へ送られて、循環搬送コンベア30上を循環搬送する。
図4および図6に示すように、循環搬送コンベア30の始端部には、円周方向に凸部と凹部とが交互に形成された円盤状歯車33が、循環搬送コンベア30の内側から左右両側のプーリ31aにそれぞれ近接させて、円盤状歯車33の最上面が第1無端コンベア31の両側のVベルト31bの始端面にそれぞれ沿うように取り付けられ、また、当該円盤状歯車33の最下面が第2無端コンベア32の両側のVベルト32bの終端面にそれぞれ沿うように左右一対取り付けられている。
これにより、円盤状歯車33は、カップCの支持棒70fが円盤状歯車33の凸部を挟んで嵌まる仕組みになっており、最上面にあるカップCが卵放出位置30aの下方に位置付けられるよう、駆動源(図示せず)により矢印A方向へ間欠回転してその凸部を卵放出位置30aの下方に位置付けて停止する。
また、第1無端コンベア31のVベルト31bの始端面と第2無端コンベア32のVベルト32bの終端面との間には、円盤状歯車33の凸部に挟まったカップCのローラ70eの軌跡を沿うようにローラ70eの径よりも大の幅を有する半円弧状の案内路g1が形成された円弧状の案内板34が取り付けられている。すなわち、第2無端コンベア32のVベルト32bの終端面から第1無端コンベア31のVベルト31bの始端面にはカップCのローラ70eが通過できる半円弧状の案内路g1が形成されている。
図5および図7に示すように、循環搬送コンベア30の終端部には、カップCのローラ70eの径よりも大の幅を有する半円弧状の溝g2が形成された円弧状の案内板35a、35bが同心円状に隙間を設けてそれぞれ取り付けられている。すなわち、第1無端コンベア31のVベルト31bの終端面から第2無端コンベア32のVベルト32bの始端面にかけてカップCのローラ70eが通過できる案内路(溝g2)が形成され、カップCが、第1無端コンベア31から第2無端コンベア32へ送り込まれる際、当該カップCと第1無端コンベア31のVベルト31bとの載置状態が解除され、カップCの両端部が案内板35a、35bにより形成されている半円弧状の溝g2に沿って矢印B方向へ送り込まれる仕組みになっている。
循環搬送コンベアの卵取出位置30bには、エアシリンダ36aの作動により、第1無端コンベア31の搬送面の下方から上方に向かって上昇するストッパ36bが設けられており、カップCの進路をこのストッパ36bで遮ることにより卵Eを収容したカップCを卵取出位置30bに待機させる仕組みになっている。換言すれば、前記エアシリンダ36aおよびストッパ36bにより、卵Eが吸着移載装置50により取り出されるまでカップCを所定個数貯留させる所謂、貯留領域を形成するようになっている。
次に、前記各循環搬送コンベア30の作動について説明する。図4に示すように、循環搬送コンベア30の卵放出位置30aには、円盤状歯車33の間欠回転により送られてきたカップCが待機しており、放出される卵Eは、カップCの卵座70bへ卵Eの鋭端を下にした状態で収容される。カップC内に例えば、5個目の卵Eが投入される(本説明では5個で説明する。)と、制御部6から出力される信号に基づいて円盤状歯車33が矢印A方向に間欠回転する。
前記円盤状歯車33の間欠回転により、卵Eを収容したカップCのローラ70eがVベルト31bに載置され、当該カップCはVベルト31bに跨った状態で卵放出位置30aから卵取出位置30bへ移送される。その後、前記円盤状歯車33の間欠回転により、後続の空のカップCが卵放出位置30aの直下に待機する。
卵取出位置30bにおいては、図5に示すように、ストッパ36bが第1無端コンベア31の搬送面から突出しているため、カップCの進路はその位置で遮られるとともに、当該カップCの動きも制止される。これにより、この卵取出位置30bにおいて、卵Eを収納したカップCが何列にも連なって所定個数貯留することとなる。
前記卵取出位置30bにカップCが例えば、12個貯留すると、センサ(図示せず)を介してそれを検出した制御部6が吸着移載装置50に制御信号を出力する。吸着移載装置50は、制御部6から出力された制御信号に基づき、ガイドレール51に沿って循環搬送コンベアにおける卵取出位置30bの上方へ移行する。
その後、昇降機構(図示せず)の作動により当該循環搬送コンベア30の卵取出位置30bに貯留している12個のカップCから卵Eを吸着ヘッド(図示せず)により真空吸着して当該卵Eを取り出す。そして、当該吸着移載装置50が一のパック搬送コンベア40の上方に移行するとともに、当該パック搬送コンベア40の所定の充填位置に待機している例えば、10個詰め用のパックPに卵Eを移し替えるよう作動する。
卵取出位置30bにおいて、卵Eを取り出された空のカップCは、制御部6から出力された制御信号に基づき、エアシリンダ36aが作動して第1無端コンベア31の搬送面から突出しているストッパ36bの遮断が解除される。これにより、空のカップCが再び第1無端コンベア31上を移送し、案内板35a、35bに形成されている半円弧状の溝g2に沿って第1無端コンベア31の終端面から第2無端コンベア32の始端面へ滑り落ち、逆さ向けになったカップCが第2無端コンベア32により循環搬送コンベアの始端部へ送られる。
つぎに、本考案にかかる装置Tの特徴的な構成について説明する。図1に示すように、各循環搬送コンベア30の搬送面上の略中央部には、複数個のカップCを上下方向に収納、取り出し可能な棚状のストッカー37が設けられている。
前記ストッカー37の構成について説明する。図2は、本考案にかかるストッカー37を説明する概略平面図であり、図3は、図2における搬送方向(矢印方向)から見た前記ストッカー37を模式的に説明する概略正面図である。
図2に示すように、各循環搬送コンベア30には、カップCをストッカー37へ案内するための案内用無端コンベア38が備えられており、この案内用無端コンベア38は、第1無端コンベア31のVベルト31bと同一搬送面上で、かつ、第1無端搬送コンベア31の両側のVベルト31bの内側に配置されている。
前記案内用無端コンベア38は、大略、循環搬送コンベア30の始端部側と終端部側とにそれぞれ設けられた回転軸38cと、前記各回転軸38cの両端部に設けられた左右一対のプーリ38aと、このプーリ38aに無端状に架け渡されたVベルト38bとから構成されている。さらに、案内用無端コンベア38の始端部側のプーリ38aと終端部側のプーリ38aとの間には、搬送方向の前後に設けられた各回転軸38eと、各回転軸38eの両端部に設けられた左右一対の昇降プーリ38dが配置されている。この案内用無端コンベア38は、始端部から終端部に向かって常時循環搬送している。
前記各回転軸38eは、二点鎖線で示す要素38fでサポートされている。そして、前記要素38fは例えば、エアシンリンダ(図示せず)等の昇降機構と接続されており、制御部6から出力される制御信号、すなわち、特定サイズの卵Eの発生頻度が一時的に高まり、これを受け入れる循環搬送コンベアが受け入れ不可能となる直前の状態であることを告知する信号に基づいて、昇降機構が前記要素38fを介して昇降プーリ38d、回転軸38eからなる各ユニットを紙面に対して垂直方向に上昇させる仕組みになっている。
そして、昇降プーリ38d、回転軸38eからなる各ユニットが所定の高さ(例えば、75mm〜90mm)に上昇することにより、当該案内用無端コンベア38の搬送路は平坦状から略台形状に変化することになる。すなわち、案内用無端コンベア38の搬送経路のD1部とD2部とに勾配が形成される。
これにより、当初、第1無端搬送コンベア31のVベルト31b上に載置されて所定方向に搬送されていたカップCが、前述の略台形状の搬送路に形成されたVベルト38b上に順次乗移り、当該カップCがストッカー37内の所定の待機位置(図示せず)へ送り込まれる。
図2に示すように、ストッカー37の出口側近傍(循環搬送コンベア30の終端部側)には、例えば、エアシリンダ(図示せず)等の昇降機構を介して取り付けられている第1ストッパ39aが設けられている。
この第1ストッパ39aは、上流側から送り込まれてくるカップCをストッカー37内に収納する際、制御部6から出力される制御信号に基づいて、当該第1ストッパ39aが案内用無端コンベア38の搬送面から上方(紙面に対して垂直方向)へ突出し、ストッカー37内の所定の位置でカップCの進路を遮る仕組みになっている。
また、前記ストッカー37から所定個数のカップCを下方に降ろして当該複数のカップCを卵取出位置30bへ送り込む際は、制御部6から出力されてくる制御信号に基づいて、第1ストッパ39aによる遮断が解除される(搬送面から下降する)仕組みになっている。
また、ストッカー37の入口側近傍(循環搬送コンベア30の始端部側)には、前記ストッカー37内に送り込まれるカップCの通過個数を検出する投光器および受光器からなる個数センサS1、S2が設けられている。前記個数センサS1、S2のさらにその上流側には、前記第1ストッパ39aと同一構成の第2ストッパ39bが設けられている。
上述の構成により、前記個数センサS1、S2が、ストッカー37内に送り込まれるカップCの通過個数を順次検出し、例えば、5個目のカップCの通過を検出すると、その検出信号を制御部6に出力する。そして、制御部6が前記第2ストッパ39bを制御してストッカー37の手前でカップCの進路を遮断する。前記5個のカップCがストッカー37内に収容されると、制御部6が再び第2ストッパ39bを制御して搬送面から突出している当該第2ストッパ39bの遮断を解除する仕組みになっている。
次に、前記ストッカー37の構成について説明する。図3に示すように、前記ストッカー37は、上部と下部にそれぞれ設けられた回転軸37dと、前記回転軸37dの両端部に設けられたスプロケット37aと、前記スプロケット37aに無端状に架け渡されたチェーン37bとからなる送り機構が循環搬送コンベア30の搬送幅方向に対向配置されることで構成される。
また、前記それぞれのチェーン37bには、板状のリフタ37cが所定の間隔をもって配置されており、左右一対のリフタ37cが実線で示した矢印方向に推移することで下方に待機しているカップCの支持棒70fの先端部を掬い上げるようにして当該カップCを収納する仕組みになっている。
逆に、収納しているカップCを降ろす場合は、前記左右一対のリフタ37cが点線で示した矢印方向に推移することでリフタ37cとカップCの支持棒70fとの載置状態が徐々に解除されてゆき、当該カップCが案内用無端コンベア38のVベルト38b上に載置される仕組みになっている。
前記ストッカー37は、各リフタ37c一段当たり、例えば、カップCを5個連ねた状態で、これを垂直方向に最大9段(5個×9段=45個)まで重層的に収容可能に構成されている。
次に、本考案にかかるストッカー37の作動例を説明する。例えば、装置Tにて卵Eを処理中に所定サイズの卵Eの発生頻度が一時的に高まると、所定の循環搬送コンベア30の卵放出位置30aにおいては、カップCへ次々と卵Eが収容され、それらが当該循環搬送コンベア30の終端部へ絶え間なく送り込まれる。卵取出位置30bにおいては、次々と卵Eを貯留したカップCが貯留してゆく。
そして、前記循環搬送コンベア30の卵取出位置30bにおいて、卵Eを収容したカップCの貯留数が増大してゆくと、当該循環搬送コンベア30が受け入れ不可能となる直前の状態(オーバーフローの直前状態)であることを制御部6が検知するとともに、当該制御部6が昇降機構(図示せず)を制御して前記要素38fに支持されている回転軸38e、昇降プーリ38dからなる各ユニットを紙面に対して垂直方向に上昇させる。
前記制御部6からの制御信号に基づいて、前記回転軸38e、昇降プーリ38dからなる各ユニットは、所定高さに上昇するとともに、案内用無端コンベア38の搬送路は平坦状から略台形状の搬送路に変化することになる。このため、当該案内用無端コンベア38のD1部とD2部とに勾配が形成され、当初、第1無端搬送コンベア31のVベルト31b上に載置されて所定方向に搬送されていたカップCが、前述の略台形状の搬送路に形成されたVベルト38b上に順次乗移り、当該カップCがストッカー37へ送り込まれることになる。
前記ストッカー37の所定の待機位置(図示せず)では、第1ストッパ39aが案内用無端コンベア38の搬送面から突出しているため、順次送られてくるカップCの進路はその位置で遮断されるとともに、当該カップCの動きも制止される。また、前記所定の待機位置(図示せず)に例えば、5個目のカップCが送り込まれると、個数センサS1、S2がその検出信号を制御部6に出力するとともに、制御部6が前記第2ストッパ39bを制御して後続のカップCがストッカー37へ送り込まれないよう、その手前位置でカップCの進路を遮断する。
次に、制御部6は、ストッカー37に制御信号を出力し、ストッカー37の送り機構を制御して、送り機構に設けられている左右一対のリフタ37cを実線で示した矢印方向に推移させる。そして、下方に待機しているカップCの支持棒70fの先端部を掬い上げるようにして5個のカップCを収納する。以降、上述の作動を繰り返し、当該ストッカー37に最大45個のカップを重層的に収容する。すなわち、卵Eを収容したカップCの過剰分をこのストッカー37に一時貯留して装置T全体が停止することを防止する。
その後、所定サイズの卵Eの発生頻度が一時的に高まる現象が徐々に解消されるに従って循環搬送コンベア30の卵取出位置30bに貯留しているカップCの数も次第に減少してゆく。そして、前記卵取出位置30bに貯留するカップCの数が例えば、12個未満なった時点で、制御部6がセンサ(図示せず)を介してそれを検知すると、当該制御部6は、ストッカー37の送り機構を制御して、送り機構に設けられている左右一対のリフタ37cを点線で示した矢印方向に推移させる。
そして、リフタ37cとカップCの支持棒70fの先端部との載置状態が徐々に解除されてゆき、5個のカップCが案内用無端コンベア38のVベルト上38bに載置される。なお、本動作時は、第2ストッパ39bは搬送面から突出したままである。
次に、制御部6は、第1ストッパ39aが搬送面から下降するよう当該第1ストッパ39aを制御して、ストッカー37から降ろされた5個のカップCを前記卵取出位置30bに送り込む。以降、この動作を繰り返す。
その後、前記卵取出位置30bに貯留するカップCの数が例えば、12個になると、前記制御部6が前記第2ストッパ39bを制御して当該第2ストッパ39bの遮断を解除する。それと同時に、当該制御部6が昇降機構(図示せず)を制御して循環搬送コンベア30の始端部側および終端部側の各要素38fに支持されている昇降プーリ38d、回転軸38eからなる各ユニットを紙面に対して垂直方向に下降させる。
その結果、前記案内用無端コンベア38は、第1無端コンベア31と同一搬送面上で、かつ、第1無端搬送コンベア31の内側に収納される。
上述のように、本考案にかかる卵の選別包装装置Tは、選別集合部3の各循環搬送コンベア30に所定数のカップCを重層的に収納可能なストッカー37が設けられているので、例えば、特定サイズの卵Eの発生頻度が一時的に高まった場合であっても、当該サイズの卵Eが収容されたカップCの過剰分をストッカー37に貯留することができる結果、装置T全体を停止させることなく操業を継続できるという効果を奏する。
また、前記ストッカー37は、装置Tの操業時に効果を発揮するだけでなく、例えば、一の循環搬送コンベア30にメンテナンスの必要性が発生した場合であっても、当該循環搬送コンベア30に搭載されているカップCを取り外す必要はなく、必要な数だけカップCをストッカー37に収納するようにして、該当する箇所のメンテナンスを実施することも可能である。
本実施例で説明した卵の選別包装装置Tは、各循環搬送コンベア30の全てにストッカー37を設けた構成で説明したが、本実施例に限定するものではなく、発生頻度の高いサイズ、例えば、Mサイズを担当する循環搬送コンベア30あるいはLサイズを担当する循環搬送コンベア30のうち、少なくとも一方の循環搬送コンベア30に設けてもよい。
今回、開示された実施の形態は単なる例示であってこれに制限されるものではない。本考案は、上記で説明した範囲ではなく、実用新案登録請求の範囲によって示され、実用新案登録請求の範囲と均等の意味および範囲での全ての変更が含まれることが意図される。
1 供給搬送部、2 単列搬送部、3 選別集合部、4 包装部、5 移し替え部、6 制御部、10 複列コンベア、20 単列コンベア、30 循環搬送コンベア、37 ストッカー、38 案内用無端コンベア、40 パック搬送コンベア、41 トレー搬送コンベア、50 吸着移載装置、51 ガイドレール、C カップ、E 卵、T 卵の選別包装装置