JP4481406B2 - 箱詰めシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、箱詰めシステム、特に前工程から1列となって搬送されてくる製品を1列多段にして段ボール等の箱に箱詰めする箱詰めシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、工場等において製造された製品を卸売商や小売り店に出荷するときに、段ボール等の箱に所定の数量ずつ製品を箱詰めすることが行われている。この箱詰め作業は手作業で行われることが多いが、これを自動化するような箱詰めシステムが種々提案されている。
【0003】
例えば米国特許第5022218号、もしくは、図32に示す箱詰めシステム90である。この箱詰めシステム90は、前工程の製袋包装装置によって製造された袋詰めされた商品(製品)を段ボール箱Cに箱詰めするシステムである。
【0004】
前工程から搬送コンベア等により1列となって流れてきた商品は、まずコンベア91上にあるときに、袋のシールチェックを受ける。ここでは、製袋包装装置によって袋詰めされた商品が適正にシールされて袋詰めされているか否かがチェックされる。
【0005】
次に商品は、コンベア92上にあるときに、袋詰めされた商品が適正な重量となっているか否かがチェックされる。ここで適正な重量となっていないと判断された商品及びシールチェックで適正にシールされていないと判断された商品は、コンベア93を通り抜けて不良品として排出される。
【0006】
シールチェック及び重量チェックを通過した商品は、コンベア93上から姿勢変更機構94によってコンベア95に運ばれる。この姿勢変更機構94は、箱詰めに合った向きに商品の向きを変えることができる機構であって、コンベア93上から商品を吸引保持して、商品を旋回移動させながら必要な場合には商品の向きを90゜変更する。
【0007】
コンベア95上に所定の数の商品が並ぶと、今度は積み重ね機構96の吸引部96aが複数の商品を吸引移動させる。この積み重ね機構96は、側方が開口するように横倒しの状態にされたコンベア98上の段ボール箱Cの側方開口部の前において、商品を1列複数段に積み重ねていく。なお、段ボール箱Cは、図示しない製函機により組み立てられ底面がテーピングされたものであって、図示しない保持機構によって保持された後に保持部の姿勢を変えることによって横倒しの状態とされたものである。
【0008】
段ボール箱Cの側方開口部の前において複数段に積み重ねられた商品は、商品を挟んで段ボール箱Cと対向する位置に配置されたプッシャー97によって、段ボール箱Cの内部に押し込まれる。そして、再び保持機構によって保持及び姿勢変換されて直立状態となった段ボール箱Cは、コンベア99上で段ボール箱C中に適正な個数の商品が入っているか否かが重量によりチェックされ、後工程である封函装置やラベリング装置等に送られる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような箱詰めシステム90を採用すれば、それまで手作業で行っていた箱詰め作業が自動化できるようになり、箱詰め作業の効率化とスピードアップを図ることが可能である。
【0010】
しかし、前工程や後工程における処理能力(処理スピード)の向上や使用者側の要望に合わせるためには、箱詰め作業のさらなるスピードアップが求められている。
【0011】
ここで、上記の箱詰めシステム90の動作をスピードアップの観点から検討すると、複数段に積み重ねられた商品をプッシャー97によって段ボール箱Cの内部に押し込む押し込み作業が一因となって、他の部分のスピードが上げられない状態にあることが判明してきた。すなわち、プッシャー97を往復させる時間がコンベア95上に所定数の商品を並べる時間よりも長いため、プッシャー97の能力に合わせてコンベア95までのライン速度を最大能力未満に落とす制御が為されている。
【0012】
したがって、箱詰めシステム90全体の処理スピードを上げるためにはプッシャー97や積み重ね機構96の処理スピードを上げればよいということになるが、商品をきちんと整列させて段ボール箱Cに詰めなければならないことから、またコスト面からも、プッシャー97等の処理スピードを上げることは容易ではない。
【0013】
本発明の課題は、前工程から1列となって搬送されてくる製品を1列多段にして箱詰めする箱詰めシステムの処理スピードを向上させることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る箱詰めシステムは、前工程から1列となって搬送されてくる製品を1列多段にして箱詰めする箱詰めシステムにおいて、振り分け機構と、箱詰め機構とを備えている。振り分け機構は、前工程から1列となって搬送されてくる製品を、複数列に振り分ける。箱詰め機構は、振り分け機構によって複数列に振り分けられた複数列1段の製品を、1列多段にして箱詰めする。箱詰め機構は、ストック部と、箱詰め部とを有している。ストック部は、振り分け機構により複数列に振り分けられた複数列1段の製品が所定個数になるまで、製品をストックする。箱詰め部は、ストック部から所定個数の複数列1段の製品を受け取り、これらを1列多段にして箱詰めする。
【0015】
この請求項1に記載の箱詰めシステムでは、振り分け機構によって前工程から運ばれてくる製品が一旦複数列に振り分けられ、箱詰め機構は複数列1段となった製品を1列多段に積み換えて箱詰めを行う。
【0016】
ここでは、1列で運ばれてきた製品を1列多段で箱詰めを行うにもかかわらず、1列で運ばれてきた製品を一旦複数列に振り分けている。このため、製品が複数列1段の状態で揃った後に、箱詰め機構による積み換え及び箱詰めを行えばよいことになる。従来は1列で運ばれてきた製品を1列1段の状態で揃えて1列多段に積み換えているが、ここではその従来の場合に較べて製品を揃える時間が長くなる。すなわち、従来であれば箱詰め機構の処理スピードに合わせて箱詰め機構の前までの処理スピードを最大能力未満に抑えていたが、ここでは箱詰め機構までの処理スピードを最大まで上げても従来と同様の箱詰め機構の処理スピードで一連の処理を行うことが可能となる。
【0017】
言い換えれば、1列で運ばれてきた製品を一旦複数列に振り分けるようにしたことによって、箱詰めする前に複数列の状態で製品をストックすることが可能となり、箱詰め機構の1回当たりの処理スピードをそれほど上げることなく箱詰め機構までの処理スピードを上げることが可能となっている。すなわち、ここでは、箱詰め機構までの処理スピードを上げるとともに、箱詰め機構の処理頻度を上げることによって、箱詰めシステム全体の処理スピードの向上を図っている。
【0018】
これにより、前工程から1列となって搬送されてくる製品を1列多段にして箱詰めする箱詰めシステムにおいて、箱詰め機構の処理スピードを抑えつつ、全体の箱詰めシステムとしての処理スピードを向上させることができる。
【0019】
ここでは、ストック部において複数列1段の状態で所定個数まで製品がストックされるため、従来よりも箱詰め機構までの処理スピードが上がっても、従来と同様の箱詰め部の処理スピードで、ストック部に所定個数の製品が揃う前に箱詰め処理を完了させることが可能になっている。すなわち、複数列でストック部にストックされるようになるため、従来よりもストック部にストックできる製品の個数が多くなり、箱詰め機構までの処理スピードを上げた場合にも箱詰め部の処理スピードを上げることなくこれに対処することができるようになる。
【0020】
請求項2に係る箱詰めシステムは、請求項1に記載の箱詰めシステムであって、箱詰め機構の箱詰め部は、押し込み装置と、積み重ね装置とを有している。押し込み装置は、側面が開口している箱に、1列多段の製品を側方から押し込む。積み重ね装置は、側面が開口している箱の側方に、1列多段に製品を積み重ねる。
【0021】
ここでは、ストック部にストックされた複数列1段の製品を、まず積み重ね装置により箱の側方に1列多段に積み重ねていき、所定段まで積み重ねられると押し込み装置によって1列多段の製品が箱内に押し込まれる。
【0022】
請求項3に係る箱詰めシステムは、請求項2に記載の箱詰めシステムであって、積み重ね装置は、エレベータと、スライダーとを有している。エレベータは、側面が開口している箱の側方において、昇降する。スライダーは、エレベータの平面位置以外においてストック部から製品を受け取り、受け取った製品をスライドさせてエレベータに移載する。
【0023】
ここでは、ストック部にストックされた複数列1段の製品は、まず複数のスライダー(あるいは、1つのスライダー及びエレベータ)上に移載される。そして、スライダーが製品をスライドさせてエレベータに移載することによって、エレベータ上に製品が1列多段に積み重ねられていく。このときには、エレベータを下降させることによって、スライダーとエレベータ上の製品とが干渉しないようにすることができる。
【0024】
請求項4に係る箱詰めシステムは、請求項3に記載の箱詰めシステムであって、製品は袋詰めされたものである。そして、箱詰め機構は移載装置をさらに有している。箱詰め機構の移載装置は、複数列1段の前記製品を保持して、ストック部からスライダー(あるいは、スライダー及びエレベータ)に複数列1段の製品を移載する。また、移載装置は、製品をスライダー(あるいは、スライダー及びエレベータ)に移載するとともに、エレベータ上に積み重ねられる製品を上方から押さえつける。
【0025】
ここでは、移載装置によりエレベータ上に積み重ねられる製品が上方から押さえつけられるため、袋詰めされた製品の袋の変形等によって製品のかさ(高さ)が増加している場合にも、これが小さく戻って、箱詰め時に箱に入らないといった不具合が殆どなくなる。
【0026】
請求項5に係る箱詰めシステムは、請求項4に記載の箱詰めシステムであって、箱詰め機構のストック部はコンベアを有している。このストック部のコンベアは、箱詰め部の上方に配置されており、複数列1段の製品が所定個数になるまで製品の搬送を行う。また、このコンベアは、移載装置によって製品がストック部から箱詰め部に移載されるときに、その移載経路から外れるようにされている。
【0027】
ここでは、移載装置によって製品がストック部から箱詰め部に移載されるときにストック部のコンベアが移載経路から外れるため、移載装置はコンベアを回避して移載を行う必要がなくなり、最短コースを選択して移載を行うことが可能である。ストック部のコンベアは箱詰め部の上方に配置されているが、例えば移載装置がコンベア上の製品を保持した後にコンベアが製品の下方空間から外れるようにすれば、移載装置は保持した製品をそのまま下降させて箱詰め部に移載することが可能となる。
【0028】
請求項6に係る箱詰めシステムは、請求項2から5のいずれかに記載の箱詰めシステムであって、押し込み装置は、接触部材と、移動手段とを有している。接触部材には、1列多段の製品に接触する接触面が形成されている。移動手段は、接触部材を移動させる。また、ここでは、接触部材の接触面の上部が箱側に盛り上がっている、あるいは接触部材の接触面の上部の箱側に突出部材が装着されている。
【0029】
ここでは、接触部材を移動手段によって移動させることによって、接触部材により1列多段の製品を箱内に押し込む。そして、ここでは、接触部材の接触面の上部を箱側に盛り上げることにより、あるいは接触部材の接触面の上部の箱側に突出部材(箱側に突出する部材)を装着することにより、1列多段の製品のうち上段にある製品を中段や下段にある製品よりも箱の奥側まで押し込むようにしている。
【0030】
これにより、箱内の押し込まれた1列多段の製品の上段から製品が側方に崩れ落ちる不具合を抑えることができる。すなわち、箱内から接触部材を引き戻すときや製品が箱詰めされた箱が側方が開口した状態で搬送されるとき等には箱が振動して箱内の製品が崩れ落ちることがあるが、ここでは上段の製品が中段や下段の製品よりも箱の奥に押し込まれているため、箱内の製品が崩れ落ちることが抑えられている。
【0031】
請求項7に係る箱詰めシステムは、請求項1から6のいずれかに記載の箱詰めシステムであって、振り分け機構は力付与装置を有している。この力付与装置は、1列で搬送されてくる製品に対して、その搬送方向に交差する向きに力を加える。この力付与装置が加える力は、水平方向の成分を含んでいる。
【0032】
ここでは、水平方向の成分を含む力を製品の搬送方向に交差する向きに加えるため、製品を平面的に見て左右に振り分けることが可能である。また、振り分け量を調整することにより、左右2列に限らず、3列以上の複数列に振り分けることも可能である。
【0033】
請求項8に係る箱詰めシステムは、請求項7に記載の箱詰めシステムであって、振り分け機構の力付与装置は、軸と、駆動手段と、偏芯部材とを有している。軸は、製品を載置して搬送している搬送手段の上面よりも下方に配置される。駆動手段は、軸を回動させる。偏芯部材は、軸の回動によって上端が搬送手段の上面よりも下方にある状態と上端が搬送手段の上面よりも上方にある状態とが生じるように、軸に装着されている。
【0034】
ここでは、駆動手段により回動させられる軸に偏芯部材を装着しているため、製品の搬送手段の上面よりも上方に出る偏芯部材の一部分を製品に接触させることによって製品に力を加えることができ、これにより製品を振り分けることができる。
【0035】
請求項9に係る箱詰めシステムは、請求項8に記載の箱詰めシステムであって、軸は概ね製品の搬送方向に沿って複数設けられている。そして、それぞれの軸に装着される偏芯部材は偏芯プーリである。また、それぞれの軸に装着される偏芯プーリには、ベルトが掛け渡されている。
【0036】
ここでは、製品の搬送方向に沿って設けられている複数の軸にそれぞれ偏芯プーリを装着し、これらの偏芯プーリにベルトを掛け渡している。これによって、軸の回動にしたがってベルトの上面が製品の搬送手段の上面の上方に出たり上面の下方に入ったりするように動くことになり、製品はこのベルトの上面から力を受けて振り分けられることになる。
【0037】
請求項10に係る箱詰めシステムは、請求項7から9のいずれかに記載の箱詰めシステムであって、振り分け機構は、浮上規制部材をさらに有している。この浮上規制部材は、偏芯部材及び搬送手段の上方に配置されている。また、浮上規制部材は、力付与装置が製品に加える力によって製品が所定の高さ以上に浮き上がらないように、製品の浮き上がりを規制する。
【0038】
力付与装置によって水平方向の成分を含む力を製品の搬送方向に交差する向きに加えると、加えた力に鉛直上向きの成分が含まれていた場合には、製品が浮き上がる恐れがあり製品を所定の位置に振り分けることが困難となる。これに鑑み、ここでは浮上規制部材を設けて、製品が所定の高さ以上に浮き上がらないように製品の浮き上がりを規制している。このように、力付与装置に加えて浮上規制部材を設けることにより、製品を所定位置に確実に振り分けることができるようになる。
【0039】
請求項11に係る箱詰めシステムは、請求項10に記載の箱詰めシステムであって、浮上規制部材は所定量の上下移動が可能とされている。
【0040】
ここでは、製品の浮き上がりを規制する浮上規制部材が所定量だけ上下移動可能とされており、製品が浮き上がったときに浮上規制部材が移動することができる。これにより、浮上規制部材との衝突によって製品が受けるダメージが小さく抑えられる。
【0041】
請求項12に係る箱詰めシステムは、請求項11に記載の箱詰めシステムであって、製品は袋詰めされたものである。そして、浮上規制部材は、自重によって製品に上方から力を加える。
【0042】
ここでは、浮上規制部材が、搬送されている製品、あるいは力付与装置により加えられる力によって浮き上がる製品に対して、自重により上方から力を加える。このため、袋詰めされた製品の袋の変形等によって製品のかさ(高さ)が増加している場合にも、これが小さく戻り、後の箱詰め時において製品が箱に入らないといった不具合が殆どなくなる。
【0043】
請求項13に係る箱詰めシステムは、請求項7から12のいずれかに記載の箱詰めシステムであって、振り分け機構は制御装置をさらに有している。制御装置は、製品に対してその搬送方向の左方及び右方に向けて交互に力が加わるように、力付与装置を制御する。
【0044】
ここでは、力付与装置により製品に加えられる力の向きが左右交互に変わる制御がされるため、1列となって送られてくる製品が左右交互に振り分けられる。したがって、振り分けた後の複数列になった製品が搬送方向に交差する方向に並んだ状態で効率よく箱詰め機構へと搬送されていくことになる。
【0045】
請求項14に係る箱詰めシステムは、請求項2から6のいずれかに記載の箱詰めシステムであって、押し込み装置は、接触部材と、移動手段とを有している。接触部材は、1列多段の製品に接触する接触面が形成された部材である。移動手段は、接触部材を移動させる。そして、接触部材の接触面は、箱に1列多段の製品を側方から押し込む際に、垂直面に対して上部が箱から離れるように傾斜している。この接触部材の接触面の姿勢は、垂直面に対して傾斜した状態で変更不能とされていてもよいし、垂直状態などの他の姿勢への変更が可能とされていてもよい。
【0046】
押し込み装置は、接触部材を移動手段によって移動させ、接触部材の接触面で1列多段の製品を箱内に押し込む。しかし、1列多段に積まれている製品を垂直な面で箱側に押していくとすると、上段にある製品が箱側に崩れ落ちる恐れがある。
【0047】
そこで、ここでは、1列多段の製品を側方から箱へと押し込む際に接触部材の接触面が傾斜しているようにした。傾斜の向きは、接触面の上部が下部に較べて箱から離れているような向きである。このように接触面を傾斜させることによって、1列多段に積まれた製品が接触面に寄りかかるような状態で押されることになり、上段の製品が箱側に崩れることが抑えられる。
【0048】
請求項15に係る箱詰めシステムは、請求項14に記載の箱詰めシステムであって、接触部材の接触面は、製品が箱の中に入るまでは垂直面に対して傾斜しており、製品が箱の中に入った後に垂直に姿勢変化する。
【0049】
ここでは、製品が箱に入るまでは、製品が箱の中に崩れ落ちることのないように、接触部材の接触面を傾斜させている。そして、製品が箱の中に入った後には、1列多段の製品が垂直になるように、接触部材の接触面を垂直に姿勢変化させる。これにより、押し込み装置による製品の搬送中において1列多段の製品の崩落が抑えられるとともに、箱内に入った後には1列多段の製品が収納状態である垂直状態に戻される。
【0050】
請求項16に係る箱詰めシステムは、請求項15に記載の箱詰めシステムであって、接触部材の接触面は、垂直に姿勢変化した後さらに、上部が箱の奥に近づくような傾斜姿勢に姿勢変化する。
【0051】
ここでは、まず、接触部材の接触面が垂直に姿勢変化して1列多段の製品を垂直とする。そして、その後、接触部材の接触面が上部のほうが下部よりも箱の奥に近づくような傾斜姿勢に姿勢変化して、1列多段の製品のうち上方にある製品を下方にある製品よりも箱の奥側まで押し込む。
【0052】
これにより、箱内の押し込まれた1列多段の製品の上段から製品が側方に崩れ落ちる不具合を抑えることができる。すなわち、箱内から接触部材を引き戻すときや製品が箱詰めされた箱が側方が開口した状態で搬送されるとき等には箱が振動して箱内の製品が崩れ落ちることがあるが、ここでは、上方の製品を下方の製品よりも箱の奥に押し込んで、わざと箱のサイド側(箱の奥側)に崩れかけさせ箱のサイド面(箱の奥の面)で製品を支えるようにしているため、実質的に箱内の製品の安定した積み重ね状態を保つことができている。
【0053】
請求項17に係る箱詰めシステムは、請求項2から6及び14から16のいずれかに記載の箱詰めシステムであって、押し込み装置は、1列多段の製品に接触する接触面が形成された接触部材と、接触部材を移動させる移動手段とを有している。また、この箱詰めシステムは、規制板をさらに備えている。規制板は、製品を左右から挟むように、接触部材の接触面から製品を押し込む方向に延びるものである。
【0054】
押し込み装置は、接触部材を移動手段によって移動させ、接触部材の接触面で1列多段の製品を箱内に押し込む。しかし、1列多段に積まれている製品を箱側に押していく途中で、上段にある製品が左右どちらかに崩れ落ちる恐れがある。
【0055】
そこで、ここでは、製品を左右から挟むような規制板を設け、これらの規制板を接触部材の接触面から製品を押し込む方向に延びるように配置した。これにより、押し込みの途中において1列多段に積まれた製品が左右に崩れるような力が製品に作用しても、規制板により製品が左右に崩れることが抑えられる。
【0056】
請求項18に係る箱詰めシステムは、請求項17に記載の箱詰めシステムであって、規制板は、接触面に対して、製品を押し込む方向に交差する方向に位置調整が可能である。
【0057】
ここでは、規制板の接触面に対する位置調整が可能であるため、製品の左右端の距離、すなわち製品の長さの違いに対応できるようになる。
【0058】
なお、位置調整を可能とする構造としては、例えば、接触面に設けられた長穴を使って規制板を接触面にネジ止め(あるいはボルト止め)する構造が考えられる。
【0059】
【発明の実施の形態】
本発明を含む箱詰めシステムの全体概略図を図1及び図2に示す。ここに示す箱詰めシステム1は、商品が袋詰めされた袋のシール不良・重量過不足をチェックして正良品のみを段ボール箱に自動的に箱詰めするシステムである。ここで箱詰めする袋(商品が入った袋)は、箱詰めシステム1の前工程に配備されている計量・袋詰めシステムの製袋包装機から出てくる製品であって、一定量に計量されたポテトチップス等の商品が製袋されたフィルムの袋に詰められてシールされたものである。
【0060】
<<箱詰めシステムの構成概略>>
この箱詰めシステム1は、図1及び図2に示すように、主として、袋の搬送経路に沿って上流側から並ぶ、搬送ユニット1a、重量チェックユニット1b、シールチェックユニット1c、振り分けユニット2、姿勢調整ユニット3、搬送調整コンベア4、箱詰めユニット5、及び段ボール箱移動ユニット6から構成されている。
【0061】
<<箱詰めシステムの動作概略>>
前工程の製袋包装機からシールされて出てくる袋は、まず、搬送ユニット1aにより重量チェックユニット1bに運ばれ、重量の過不足がないかチェックされる。次に、シールチェックユニット1cでは、袋が密封包装されているかがチェックされる。これらのチェックで不良品と判断された袋は、図示しない排出部から直ちに排出される。
【0062】
両チェックを通過した袋は、振り分けユニット2において交互に左右(図2の上下)に振り分けられる。これにより、1列となって搬送されてきた袋は、これ以降箱詰めユニット5に搬送されるまでの間、2列となって搬送されていくことになる。
【0063】
振り分けユニット2で二手に分かれた袋は、姿勢調整ユニット3において、段ボール箱に横立て詰めする場合には左右の位置調整が行われ、段ボール箱に縦立て詰めする場合には加えて袋の姿勢が90゜変えられる。ここで、横立て詰めとは段ボール箱を立てたときに袋のシール部分が箱の側面にくるような詰め方であり、縦立て詰めとは段ボール箱を立てたときに袋のシール部分が箱の底面及び上面にくるような詰め方(図32参照)である。
【0064】
姿勢調整ユニット3で位置や姿勢が調整された袋は、2つのコンベア41,42から成る搬送調整コンベア4によって箱詰めユニット5に送られる。
【0065】
箱詰めユニット5では、2列となって順に並べられる袋を後述する積み重ね装置により1列多段に積み重ねて、段ボール箱移動ユニット6上にある段ボール箱に押し込まれる。
【0066】
袋が段ボール箱に押し込まれて箱詰めが完了すると、後述する箱立ておこし装置63によって段ボール箱が横倒し状態から立ておこし状態(直立状態)へと姿勢変更され、段ボール箱移動ユニット6の下流側に配置される段ボール箱封函機(図示せず)へと段ボール箱が送られていく。
<<箱詰めシステムの構成ユニットの詳細>>
以下、順に、箱詰めシステム1を構成する主要なユニットについて詳細に説明する。
【0067】
<振り分けユニット>
(振り分けユニットの構成)
振り分けユニット2を構成する各部品の斜視図を図3〜図6に示す。この振り分けユニット2は、主として、モータ22と、フィードローラ23と、ACサーボモータ24と、シャフト24b及び偏芯プーリ25と、Vベルト26と、ガイド27と、挟み込プレート28dと、フォトセンサー29とから構成されている。これらの構成部品は、それぞれフレーム21に固定又は支持されている。
【0068】
フィードローラ23は、上面に袋を載せて袋の搬送を行うために適当な間隔を開けて複数配備されているものであって、フレーム21の側面に両端が軸支されており、直交するシャフト22cとベルトで結ばれ、シャフト22cの回転にしたがって回転する(図4参照)。シャフト22cは、図3及び図4に示すように、フレーム21の前後面に軸支されており、タイミングプーリー22aやベルト22b等を介してモータ22と結ばれ、モータ22の回転によって回転する。
【0069】
ACサーボモータ24は、図3及び図5に示すように、ブラケットを介してフレーム21の側面に固定されている。このACサーボモータ24は、タイミングベルト24aを介して、フレーム21の前後面に軸支されている2本のシャフト24bを回転方向を変えながら回転させる。なお、2本のシャフト24bは、図7及び図8に明示するように、フィードローラ23よりも下方に配置され、フィードローラ23と干渉しないようにされている。
【0070】
それぞれのシャフト24bには、V溝を有する複数の偏芯プーリ25が、シャフト24bの回転中心に対して偏芯した状態で装着されている。シャフト24bに装着される偏芯プーリ25は他方のシャフト24bに装着される偏芯プーリ25と対になっており、それぞれの対の偏芯プーリ25には袋の搬送方向に直交する向きにVベルト26が掛け渡されている(図5参照)。このVベルト26の外周表面は、袋Pを搬送するのに十分な摩擦抵抗を有する材料もしくは加工が加えられている。例えば、材料にゴム材を使用したり、表面処理に凹凸加工等を施したりしている。また、シャフト24bに対する偏芯プーリ25の装着位置は、偏芯プーリ25及びVベルト26がフィードローラ23と干渉しないように、平面的に両者の位置がずれるように決められている(図7及び図8参照)。また、シャフト24bの回転により偏芯プーリ25が回転すると、ある回転領域で偏芯プーリ25の外周とVベルト26がフィードローラ23の上面より上の領域に露出し、他の回転領域で露出しないようになっている。
【0071】
ガイド27や挟み込プレート28dは、搬送方向において偏芯プーリ25及びVベルト26と同じ位置に配置されており、1対のブラケット27aを介してフレーム21の側面に支持されている。この挟み込プレート28dの下面は、袋Pの水平方向の移動をスムーズにするために、摩擦抵抗が低くなる加工が施されている。例えば、表面の凹凸を極力排除するようにバフ仕上げにする加工等が施されている。フレーム21の両側面に固定される1対のブラケット27aには、プレート28aが掛け渡され固定されている。このプレート28aには、水平プレート28c及び垂直方向に延びる長穴が開けられた垂直プレート28bから成る上下動部材が装着されている。この上下動部材は、プレート28aに対して上下動できるように、垂直プレート28bの長穴を貫通するボルトによってプレート28aに若干の隙間を開けて装着されている。また、上下動部材の水平プレート28cの下方には挟み込プレート28dが配置されており、筒状のロッドを介して両者28c,28dが互いに固定されている。この挟み込プレート28dも、水平プレート28cと同様に水平に配置されている(図7及び図8参照)。さらにこの挟み込プレート28dの水平の取りつけ高さは、偏芯プーリ25回転による外周面露出の上死点との距離が袋Pの厚みより若干狭くなるように取り付けられている。
【0072】
また、ガイド27は、左右1対設けられており、袋の搬送方向に沿って延びている。これらのガイドは、挟み込プレート28dを左右両側から挟むように、図7及び図8に示すように配置されている。ガイド27の上端は、挟み込プレート28dよりも高い位置にきている。これらのガイド27はブラケット27a上面に開けられている長穴を貫通するボルトによってブラケット27aに固定されるが、袋の種類や大きさ等に応じてブラケット27aに対するガイド27の左右位置を調整することが可能である。
【0073】
フォトセンサー29は、フレーム21の側面前側部分にブラケット29aを介して取り付けられており、振り分けユニット2のフィードローラ23にシールチェックユニット1cから袋が載り移ってきたことを検知する。この検知信号は、図示しない振り分けユニット2の制御部に送られる。振り分けユニット2の制御部は、各モータ、特にACサーボモータ24の駆動を制御するために設けられたもので、フォトセンサー29からの検知信号を受けて所定時間後に、ACサーボモータ24を所定量だけ所定回転方向に回す。
【0074】
(振り分けユニットの動作)
シールチェックユニット1cから振り分けユニット2に袋が1列となって搬送されてくると、袋はフィードローラ23に載り移り、フィードローラ23により搬送方向下流側に送られる。袋が振り分けユニット2に載り移るときには、フォトセンサー29がそれを検知して制御部に伝える。
【0075】
そして、制御部は、モータ22の回転速度及びフォトセンサー29から検知信号を受け取ってからの時間から、偏芯プーリ25及びVベルト26の上方であって挟み込プレート28dの下方の空間に袋が搬送されてきたことを割り出し、ACサーボモータ24を所定角度だけ一方の方向に回転させる。この所定角度は、偏芯プーリ25が1回転する量に設定されている。
【0076】
偏芯プーリ25が1回転する間には袋が側方からの力を受けて左右どちらかに振り分けられるが、その挙動を図7及び図8に示す。
【0077】
図7の(a)は、袋Pが偏芯プーリ25及びVベルト26の上方空間に送られてきた状態を示している。ここでは、偏芯プーリ25の上面及びVベルト26の上面がフィードローラ23の上面よりも下方にあり、袋Pはフィードローラ23の中央部分上面に載っている。
【0078】
偏芯プーリ25が回転して図7の(b)に示す状態になると、偏芯プーリ25に掛けられているVベルト26の上面が袋Pに当たり、袋Pに力を作用させる。この力は、袋Pのフィードローラ23による搬送方向に直交するVベルト26の移動軌跡に沿うものであって、水平方向の力の成分と垂直上向きの力の成分とから成る斜め上方向きの力である(図7(c)の白抜き矢印の向き参照)。
【0079】
Vベルト26が袋Pに当たることによって、袋Pは図7(C)に示すように斜め上方に押し上げられる。このときには、偏芯プーリ25の上面及びVベルト26の上面がフィードローラ23の上面よりも上方にきている。さらに回転すると、偏芯プーリ25の上面及びVベルト26の上面が、袋Pの下面を更に押し上げる。この時、挟み込プレート28dの取付けは固定であり、前述のように偏芯プーリ25の上死点との距離が袋Pの厚みより若干狭いため、袋Pは厚み方向に圧縮された状態になる。
【0080】
挟み込プレート28dの下面は袋Pの水平方向の移動を妨げない表面となっており、またVベルト26の表面は袋Pを搬送するのに十分な摩擦抵抗を有しているため、圧縮された袋Pは、図8(d)のように外方に移動していく。
【0081】
そして、図8(d)において実線で示されているように袋Pがガイド27に衝突すると、ガイド27によって袋Pの水平方向への移動が止められる。
【0082】
このようにしてフィードローラ23の中央部分上面から端部付近上面へとスライドした袋Pは、フィードローラ23によって姿勢調整ユニット3へと送られていく。
【0083】
このように、偏芯プーリ25が1回転する間に袋Pが左右どちらかに振り分けられるが、どちらに振り分けられるかは制御部によるACサーボモータ24の制御により決定される。ここでは、搬送されてくる袋Pが交互に左右に振り分けられるように、偏芯プーリ25が左に1回転した後には偏芯プーリ25が右に1回転し、偏芯プーリ25が右に1回転した後には偏芯プーリ25が左に1回転するようにACサーボモータ24が制御されている。
【0084】
上記のように、この振り分けユニット2では偏芯プーリ25に掛けられたVベルト26が袋Pに力を与えて袋Pを左右に交互にスライドさせるため、シールチェックユニット1cから1列で搬送されてきた袋Pが、振り分けユニット2を出るときには2列になって搬送されるようになる。
【0085】
(本振り分けユニットの特徴)
本振り分けユニット2では、袋Pに対してフィードローラ23による袋Pの搬送方向に概ね直交する向きに力を加えるという方法で振り分けを行うため、袋Pを吸着保持して移動させて吸引解除を行うような方法に較べて、振り分け処理の処理スピードが早くなっている。
【0086】
また、この振り分け動作は袋Pが圧縮された状態で行われるため、袋Pの重量が非常に軽い場合や袋Pの搬送方向の断面形状が円形の場合に起きる駆動伝達ロスによる振分けミスが防止される。
【0087】
また、ガイド27の存在により、袋Pが必要以上に外方にスライドしてしまうことが抑えられている。
【0088】
また、ここでは挟み込プレート28d及び上下動部材(28b,28c)が上下動しない場合についての動作の説明を行ったが、袋Pの内容物が割れやすいである場合には、挟み込プレート28dが上方に移動して内容物が割れるのを防ぐようにすることも可能である。更に、袋Pの内容物を整形したい場合には、挟み込プレート28dを下方に移動させ積極的に袋の整形を行うようにすることも可能である。
【0089】
<姿勢調整ユニット>
(姿勢調整ユニットの構成)
姿勢調整ユニット3を構成する各部品の斜視図を図9及び図10に示す。この姿勢調整ユニット3は、主として、モータ32と、ローラ33と、フラットベルト34と、前方サポート35と、後方サポート36とから構成されている。これらの構成部品は、それぞれフレーム31に固定又は支持されている。また、両サポート35,36に選択装着が可能な位置調整ガイド37及び姿勢変更ガイド40が用意されており、箱詰め形態に応じてどちらかのガイドが取り付けられる。
【0090】
ローラ33は、姿勢調整ユニット3の前部及び後部にそれぞれ配置されており、それらの両端はフレーム31に軸支されている。これらのローラ33は、タイミングプーリ32aやタイミングベルト32bを介してモータ32と結ばれており、モータ32の回転によって回転する。
【0091】
また、両ローラ33にはフラットベルト34が掛けられており、モータ32を回転させることによってフラットベルト34が上面に載った袋を搬送する。
【0092】
前方サポート35及び後方サポート36は、門型のサポートであって、両端下部がそれぞれフレーム31に固定されている。前方サポート35には2つの長穴35aが開けられており、後方サポート36には複数の雌ねじ36aが開けられている。
【0093】
フラットベルト34に載って搬送される袋の左右位置を調整し、必要な場合には袋の平面姿勢を90゜変更するために、図10(a)に示す位置調整ガイド37と図10(b)に示す姿勢変更ガイド40とが用意されている。これらのガイド37,40は、どちらかが選択されて両サポート35,36に装着されるものである。具体的には、段ボール箱に袋を横立て詰めする場合には位置調整ガイド37を装着し、段ボール箱に袋を縦立て詰めする場合には姿勢変更ガイド40を装着する。
【0094】
位置調整ガイド37は、左右1対の部材から構成されている。それぞれの部材は、傾斜面37aと、非傾斜面37bと、ブラケット37c,37eとを有している。傾斜面37aは、袋の搬送方向下流側にいくにしたがって内方に近づくように傾斜している。非傾斜面37bは、傾斜面37aの搬送方向下流端から袋の搬送方向に沿って延びている。ブラケット37c,37eは、傾斜面37a及び非傾斜面37bを垂直に立てた状態でこれらを両サポート35,36に取り付けるために設けられており、傾斜面37aあるいは非傾斜面37bから上方に延びている。ブラケット37cの上面には雌ねじ37dが開けられており、前方サポート35の長穴35aを貫通させたボルトを雌ねじ37dにねじ込むことによってブラケット37cが前方サポート35に取り付けられる。また、ブラケット37eの上面には長穴37fが開けられており、この長穴37fを貫通させたボルトを後方サポート36の雌ねじ36aにねじ込むことによってブラケット37eが後方サポート36に取り付けられる。
【0095】
このようにして位置調整ガイド37が両サポート35,36に取り付けられるが、長穴35a,37eを利用して装着させるため、位置調整ガイド37の左右位置、すなわち袋の搬送方向に直交する向きに沿った位置は、所定範囲で自由に調整することが可能である。
【0096】
姿勢変更ガイド40は、搬送方向上流側から見て右側に配置される右側姿勢変更ガイド38と搬送方向下流側から見て左側に配置される左側姿勢変更ガイド39とから構成されている。それぞれのガイド38,39は、傾斜面38a,39aと、第1衝突面38b,39bと、第2衝突面38c,39cと、ブラケット38d,39d,38e,39eとを有している。傾斜面38a,39aは、袋の搬送方向下流側にいくにしたがって内方に近づくように傾斜している。第1衝突面38b,39bは、傾斜面38a,39aの搬送方向下流端から袋の搬送方向に直交する方向に延びている。第2衝突面38c,39cは、第1衝突面38b,39bの内側の端部から袋の搬送方向に沿って搬送方向下流側に延びている。すなわち、第1衝突面38b,39bと第2衝突面38c,39cとは、図12〜図15に示すように平面的に直交している。ブラケット38d,39d,38e,39eは、傾斜面38a,39a、第1衝突面38b,39b、及び第2衝突面38c,39cを垂直に立てた状態でこれらを両サポート35,36に取り付けるために設けられており、傾斜面38a,39aあるいは第2衝突面38c,39cから上方に延びている。ブラケット38d,39d及びブラケット38e,39eの構成については、上述のブラケット37c及びブラケット37eの構成と同様である。また、前方サポート35及び後方サポート36への取り付け方についても同様である。したがって、右及び左姿勢変更ガイド38,39の左右位置、すなわち袋の搬送方向に直交する向きに沿った位置は、所定範囲で自由に調整することが可能である。
【0097】
位置調整ガイド37が選択して装着された姿勢調整ユニット3の平面図を図11に、右及び左姿勢変更ガイド38,39が選択して装着された姿勢調整ユニット3の平面図を図12に示す。
【0098】
図11に示すように、位置調整ガイド37の傾斜面37aは、それぞれ搬送方向(白抜きの矢印の向き参照)に対して異なる傾斜角度を持った2つの部分から構成されている。また、概略の斜視図である図10(a)では明瞭ではないが、実際には、図11に示すように、傾斜面37aと非傾斜面37bとの交線の平面位置が左右で搬送方向にずれている。フラットベルト34上に載って搬送される袋は、傾斜面37aに誘導されて左右位置、すなわち搬送方向に直交する方向に沿った位置が調整される。
【0099】
図12に示すように、右及び左姿勢変更ガイド38,39を装着した場合、右姿勢変更ガイド38の第1衝突面38bと左姿勢変更ガイド39の第1衝突面39bとは搬送方向にずれた位置にくる。ここでは、搬送方向に沿ったずれの距離dが、袋の長さよりも長くなるように設定されている。
【0100】
(姿勢変更ガイドを装着した場合の姿勢調整ユニットの動作)
姿勢変更ガイド40,すなわち右及び左姿勢変更ガイド38,39を装着した場合には姿勢調整ユニット3において傾斜面38a,39aによる袋の位置調整に加えて第1及び第2衝突面38b,39b,38c,39cによる袋の姿勢変更が行われる。以下、この袋の姿勢変更の動作について、図13及び図14を参照しながら説明を行う。
【0101】
箱詰めシステム1の前工程にある製袋包装機からシール部分が前後にある状態で排出されそのままの姿勢で搬送されてきた袋Pは、振り分けユニット2で2列の振り分けられた後、姿勢調整ユニット3の傾斜面38a,39aにより外側をガイドされながらフラットベルト34に載って第1衝突面38b,39bまで搬送されてくる(図13(a)参照)。
【0102】
この図13(a)に示す状態において袋Pが第1衝突面38b,39bに衝突するが、その衝突時の第1衝突面39b及び袋Pの相関図を図14に示す。袋Pの幅はPwであり、袋Pの前部Pfのうち第1衝突面39bに当たる一端Pf1側の部分の幅寸法はsである。袋Pの重量分布が均一な場合、これらの寸法比(s/Pw)を0.5未満に設定すればほぼ後述するように袋Pの姿勢が90゜変わることになる。しかし、袋Pの特性、姿勢変更の安定性を考慮すると、寸法比(s/Pw)を(1/4)〜(1/3)の範囲が望ましい。袋の特性とは袋の材質や形状、中に入っている商品等によって決まる特性であり、姿勢変更が確実に行われるようにするには、袋が柔らかい場合には寸法比(s/Pw)を比較的大きく設定し、袋が固い場合には寸法比(s/Pw)を比較的小さく設定すると良い。もし袋Pの重量分布が不均一な場合でも、寸法比(s/Pw)が1.0未満であれば、袋Pの姿勢が所望した状態で90゜変わる場合もある。
【0103】
図13(a)に示すようにフラットベルト34により搬送されている袋Pが第1衝突面38b,39bに衝突すると、袋Pには、フラットベルト34からの搬送方向下流側に向かう力と、第1衝突面38b,39bからの反力とが作用するようになる。これにより、図13(b)に示すように、袋Pは、第1衝突面38b,39bと第2衝突面38c,39cとの交線近傍を中心として平面的に回転する。
【0104】
そして、さらに回転が進むと、図13(c)に示すように、袋Pの前部Pfの他端Pf2(図14も参照)が第2衝突面38c,39cに衝突し、第2衝突面38c,39cからの反力を受ける。この反力により約90゜の回転で回転が止められた袋Pは、図13(d)に示すように、フラットベルト34の搬送によって、シール部分が側部にある状態となって、搬送調整コンベア4へと送られていく。
【0105】
(本姿勢調整ユニットの特徴)
本姿勢調整ユニット3では、右及び左姿勢変更ガイド38,39を装着した場合、2つの衝突面(第1衝突面38b,39b、第2衝突面38c,39c)を設けるという簡易な方法で袋Pの姿勢を90゜変更させており、袋を保持したり保持しながら移動したりするといった複雑で時間のかかる処理を行わないため、袋Pの姿勢を変更する処理スピードが早くなっている。そして、フラットベルト34よる袋Pの搬送を一時停止させる必要がなく、逆にフラットベルト34よる袋Pの搬送を袋Pの姿勢変更に利用しているため、フラットベルト34による袋Pの搬送スピードを落とすことなく簡易な構造で、袋Pの姿勢変更の処理を行うことができている。
【0106】
また、ここでは右姿勢変更ガイド38の第1衝突面38bと左姿勢変更ガイド39の第1衝突面39bとを袋Pの搬送方向にずれた位置に配置しているため、振り分けユニット2によって2列にされた各列の袋Pが回転する際に、となりの列の袋Pと干渉することが抑えられている。すなわち、ここでは図15(a)に示すように右側の袋Pに当たる第1衝突面38bと左側の袋Pに当たる第1衝突面39bとを搬送方向にずらしているので両袋Pが姿勢変更時に干渉する恐れはないが、もしも図15(b)に示すように右側の袋Pに当たる右姿勢変更ガイド138の第1衝突面138bと左側の袋Pに当たる第1衝突面39bとの搬送方向の位置が同じであれば、両袋Pが姿勢変更時に干渉する恐れが高くなる。このような干渉を回避できる点も、本姿勢調整ユニットの特徴の1つである。
【0107】
<搬送調整コンベア>
搬送調整コンベアは図1に示すように、平ベルトコンベア41,42で構成されている。各々のコンベアは独立したモーター(図示しない)によって駆動されており、また図示しない制御部によって各々が駆動制御される。本搬送調整コンベアは後述する箱詰めユニット5へ袋Pを受け渡すための、受け渡しタイミング調整の機能を有する。
【0108】
<箱詰めユニット>
箱詰めユニット5を裏面から見た図を図16に示す。この箱詰めユニット5は、図1及び図16に示すように、主として、2列となって搬送されてきた袋を並べて整列させる1対の袋整列コンベアユニット51と、袋整列コンベアユニット51上に2列で並べられた袋を1列多段に積み重ねる積み重ね装置と、1列多段に積み重ねられた袋を段ボール箱Cの中に押し込む押し込み装置55とから構成されている。また、これらのユニット及び装置は、箱詰めユニット5の制御装置59(図21参照)によってその動きが制御される。
【0109】
<袋整列コンベアユニットの構成>
袋整列コンベアユニット51は、図16に示すように、主として、一対のコンベア51a,51bと、それぞれの搬送モータ51e,51f(図21参照)と、コンベア51a,51bの姿勢を90゜変更させるためのリンク機構51cと、リンク機構の上端部を旋回させるモータ51dとから構成されている。
【0110】
一対のコンベア51a,51bは、搬送調整コンベア4から送られてくる袋を受け取り、間欠的に搬送を行うことによって上面に袋を整列させる。例えば、各コンベア51a,51bには、隙間が開かないように3つずつ袋が並べられる(図1参照)。
【0111】
また、これらのコンベア51a,51bは、モータ51dにより動くリンク機構51cによって、その姿勢が水平状態から垂直状態に変更させられるようになっている。このときには、水平状態のコンベア51a,51bの上下に位置している後述するバキューム部52aとエレベータ54a及び第1スライダー53aとを結ぶ空間(以下、移載経路という。)から、コンベア51a,51bが外れるようになる。
【0112】
(積み重ね装置の構成)
積み重ね装置は、袋整列コンベアユニット51のコンベア51a,51b上に並べられた2列の袋を吸引保持して、下方に位置するスライド装置53上に移載するバキューム式の移載装置52と、スライド装置53と、昇降装置54とから構成されている。
【0113】
(移載装置52の構成)
移載装置52は、主として、コンベア51a,51b上の袋に接触して吸引保持するバキューム部52aと、バキューム台52bと、真空ポンプ52cと、ロッド52dと、上下動ベルト52eと、上下1対のプーリ52f,52gと、一方のプーリ52fを回すモータ52hとから構成されている。
【0114】
バキューム台52bは、コンベア51a,51bの上方に配置されており、内部が空洞となっている。このバキューム台52bの下面には、下方に延びる複数のバキューム部52aが接続されている。各バキューム部52aは、縦断面が蛇腹状の伸縮する筒状部材から成り、材質はゴム製あるいは樹脂製である。また、バキューム台52bの上面から延びるホース(図示せず)が真空ポンプ52cにつながっており、箱詰めユニット5の制御装置59(図21参照)からの指令があるとバキューム台52b内が負圧状態にされる。すると、バキューム部52a内も負圧となり、バキューム部52aの下端が袋に接触していればバキューム部52aが袋を吸引保持するようになる。
【0115】
ロッド52dは、下端がバキューム台52bに固定されており、上部が上下動ベルト52eに固定されている。モータ52hがプーリ52fを回すと、両プーリ52f,52gに掛け渡されている上下動ベルト52eが上方あるいは下方に移動し、これに固定されているロッド52dが昇降する。この昇降の向き及び距離は、モータ52hの駆動を司る箱詰めユニット5の制御装置59により制御される。このロッド52dの昇降にしたがい、バキューム部52aも昇降する。
【0116】
(スライド装置53の構成)
スライド装置53は、図16に示すように、水平状態のコンベア51a,51bの下方に位置している。このスライド装置53の側面図及び裏面図を図17に示す。スライド装置53は、主として、第1スライダー53aと、第2スライダー53bと、水平に延びる2本のロッド53c,53dと、2つの空気シリンダー53e,53fとから構成されている。
【0117】
第1スライダー53aは、コンベア51bに並べられる袋の真下に配置されるプレート部材であり、水平に配置されている。この第1スライダー53aは、スラストベアリングを介してロッド53cに支持されており、ロッド53cに沿った水平移動が可能となっている。そして、第1スライダー53aの水平移動は、空気シリンダー53eによって行われる。
【0118】
第2スライダー53bは、第1スライダー53aの外方において第1スライダー53aに載置される袋の側面に当接するプレート部材であって、垂直面を有している。第2スライダー53bの垂直面は、その上端が第1スライダー53aよりも高い位置にあり、第1スライダー53a上の袋に当接可能となっている。この第2スライダー53bは、スラストベアリングを介してロッド53dに支持されており、ロッド53dに沿った水平移動が可能となっている。そして、第2スライダー53bの水平移動は、空気シリンダー53fによって行われる。
【0119】
なお、空気シリンダー53e,53fへの空気の供給を切り替える切替弁53g,53hの制御も、箱詰めユニット5の制御装置59により行われる(図21参照)。
【0120】
(昇降装置54の構成)
昇降装置54は、図1、図16、図18、及び図19に示すように、エレベータ54aと、エレベータ54aを昇降させる電動ボールネジ機構とから構成されている。電動ボールネジ機構は、雄ねじが形成されている垂直ロッド54bと、垂直ロッド54bを回転させるためのモータ54dと、垂直ロッド54bに螺合している円筒部材54cとから成るもので、円筒部材55cにL字型サポートを介して固定されているエレベータ54aを昇降させる。この昇降の制御も、モータ54dの駆動を司る箱詰めユニット5の制御装置59により行われる。
【0121】
エレベータ54aは、図16に示すように、コンベア51aに並べられる袋の真下に配置されるプレート部材であり、水平に配置されている。このエレベータ54aの平面形状は図18に示すように中央部が切り欠かれた形状となっており、後述する押し込み装置55のプッシャー55aを支持する「コの字型」サポート部材との干渉が回避されるようになっている。また、エレベータ54aは、昇りきった状態において、図17に示すように、第1スライダー53aの下面よりも低い位置にくるようにされている。
【0122】
(押し込み装置55の構成)
押し込み装置55は、図16及び図19に示すように、プッシャー55aと、プッシャー55aを水平往復移動させる電動ボールネジ機構とから構成されている。電動ボールネジ機構は、雄ねじが形成されている水平ロッド55bと、水平ロッド55bを回転させるためのモータ55dと、水平ロッド55bに螺合している円筒部材55cとから成るもので、円筒部材55cに「コの字型」サポート部材を介して固定されているプッシャー55aを水平移動させる。このプッシャー55aの移動制御も、モータ55dの駆動を司る箱詰めユニット5の制御装置59により行われる。
【0123】
プッシャー55aは、エレベータ54a上に1列多段に積み重ねられた袋に対して側方から当接する垂直当接面(図16のプッシャー55aの左側の面)を有しており、その幅寸法はエレベータ54aの長手方向の寸法と概ね等しくなっている。また、プッシャー55aの高さ寸法は、段ボール箱Cの幅寸法W(図29参照)よりも若干小さい寸法となっている。
【0124】
また、プッシャー55aの垂直当接面の上部には、図16や図28(a)に示すように、段ボール箱移動ユニット6側(図16の左側)に突出する突出部材55eが装着されている。この突出部材55eは、図18に示すように、プッシャー55aの幅方向に等しい長さを有している。
【0125】
(箱詰めユニットの動作)
箱詰めユニット5では、2列となってコンベア51a,51b上に並べられた袋を積み重ね装置により1列多段に積み重ねて、段ボール箱移動ユニット6上の段ボール箱Cに押し込む。この動作の詳細について、以下説明を行う。
【0126】
搬送調整コンベア4から2列となって送られてくる袋は、袋整列コンベアユニット51のコンベア51a,51bの間欠搬送によってコンベア51a,51b上に整列して並べられる。
【0127】
そして、例えば各コンベア51a,51bに3つずつ計6つの袋が並べられると、バキューム部52aにより6つの袋が吸引保持される。この吸引保持と同時に制御装置59はモータ51dを駆動させ、リンク機構51cによってコンベア51a,51bを移載経路から外す。このときには、搬送調整コンベア4の搬送調整機能を使用して、袋整列コンベアユニット51への袋の搬入を待たせる。
【0128】
コンベア51a,51bが移載経路から外れると、制御部は、モータ52hを駆動してバキューム部52aを下降させ、エレベータ54a及び第1スライダー53a上に袋を置いて吸引を解除させる。袋を置いた後は、バキューム部52aを上昇させ、直ちにコンベア51a,51bを水平状態に戻す。なお、図示していないが、箱詰めユニット5の制御装置59は搬送調整コンベア4等の箱詰めユニット5の搬送方向上流側にある各ユニットの制御装置(あるいは制御部)とも信号のやりとりを行っており、コンベア51a,51bの姿勢と搬送調整コンベア4の動きとは連携している。また、既に幾つかの袋がエレベータ54a上に積み重ねられているときには、バキューム部52aは、その伸縮性を利用して、エレベータ54a上に積み重ねられている袋に対して上方から軽く力を加える。
【0129】
このようにしてエレベータ54a及び第1スライダー53a上に2列で計6つの袋が置かれることになるが、これらの袋は、次の2列6つの袋が移載装置52によって運ばれてくるまでの間にエレベータ54a上に積み重ねられる。この積み重ねの動作を、図22〜27を参照して説明する。
【0130】
まず、最初に2列の袋が置かれるときには、エレベータ54aは上昇端に位置しており、図22(a1)に示すようにエレベータ54a及び第1スライダー53a上に袋が置かれる。
【0131】
次に、図22(a2)に示すようにエレベータ54aが下降し、図22(a3)に示すように第1スライダー53a及び第2スライダー53bがエレベータ54aの上方にスライドする。そして、図22(a4)に示すように第1スライダー53aだけが先に元の位置に戻ると、第1スライダー53aに載っていた袋は、第2スライダー53bにより側方が押さえられているため、エレベータ54a上の袋の上に落下して袋が積み重ねられる。その後、図22(a5)に示すように第2スライダー53bも元の位置に戻り、次の2列6つの袋が移載装置52によって運ばれてくるのを待つ。
【0132】
図22(a6)に示すように、次の2列6つの袋がエレベータ54a及び第1スライダー53a上に移載されてくると、図23(a7)に示すように再びエレベータ54aが下降し、図23(a8)に示すように第1スライダー53a及び第2スライダー53bが第1スライダー53a上の袋をエレベータ54a上の袋の上にスライドさせて積み重ねる。
【0133】
さらに次の2列6つの袋がエレベータ54a及び第1スライダー53a上に移載されてくると(図23(a9))、再びエレベータ54aが下降し(図23(a7))、第1スライダー53a及び第2スライダー53bが第1スライダー53a上の袋をエレベータ54a上の袋の上にスライドさせて積み重ねる(図24(a11)。
【0134】
このようにしてエレベータ54a上に1列6段に袋が積み重ねられると、図24(a12)に示すように、エレベータ54aが下降端の位置まで下降する。すると、図24(a13)に示すように、プッシャー55aがエレベータ54a上の1列6段の袋(計18個の袋)を後述する箱セット装置62によりセットされた段ボール箱Cに押し込む。そして、図24(a14)に示すようにプッシャー55aが元の位置の戻されると、直ちにエレベータ54aが上昇端まで上昇し、次の2列6つの袋が移載されてくるのを待つ。
【0135】
上記のような図22(a1)から図24(a14)までの動作の繰り返しによって、袋が1列6段に積み重ねられて段ボール箱Cに箱詰めされていくことになる。
【0136】
(本箱詰めユニットの特徴)
この箱詰めユニット5では、バキューム部52aの伸縮性を利用して、エレベータ54a上に積み重ねられている袋に対して上方から軽く力を加えている。このため、袋の変形等によって袋のかさ(高さ)が増加している場合にも、これが小さく戻って、プッシャー55aによる段ボール箱Cへの1列多段の袋の押し込み時に袋が段ボール箱Cに入らないといった不具合が殆どなくなっている。
【0137】
また、この箱詰めユニット5では、移載装置52によって袋がコンベア51a,51bからエレベータ54a及び第1スライダー53a上に移載されるときに、コンベア51a,51bが移載経路から外れるようにしている。このため、移載装置52は、真下に下降するという最短コースを取って移載を行うことができ、移載装置52の処理スピードが短縮されている。
【0138】
さらに、本箱詰めユニット5では、図28(a)に示すように、突出部材55eが装着されたプッシャー55aで1列6段の袋を段ボール箱Cの中に押し込むことによって、1列6段の袋のうち一番上段にある袋をその他の袋よりも段ボール箱Cの奥側まで押し込んでいる。これにより、突出部材55eを装着しないプッシャーによって図28(b)に示すように段ボール箱C内に袋を押し込んだ場合に較べて、図28(c)に示すように袋が側方に崩れ落ちる不具合を抑えることができる。すなわち、段ボール箱C内からプッシャー55aを引き戻すときや段ボール箱Cを搬送していくとき等に段ボール箱Cが振動して図28(c)に示すように袋が崩れ落ちる恐れが懸念されるが、ここでは上段の袋を中段や下段の袋よりも段ボール箱Cの奥まで押し込んでいるため、袋が崩れ落ちることが抑えられている。
【0139】
<段ボール箱移動ユニット>
段ボール箱移動ユニット6を裏面から見た図を図16に、上方から見た図を図18に、側方から見た図を図19に示す。この段ボール箱移動ユニット6は、主として、箱搬送装置60と、箱横倒し装置61と、箱セット装置62と、箱立ておこし装置63とから構成されている。また、これらの装置は、段ボール箱移動ユニット6の制御装置69(図21参照)によってその動きが制御される。
【0140】
なお、この段ボール箱移動ユニット6には、段ボール箱を組み立てて自動的に底面をテーピングする図示しない自動製函機から、図29に示すような段ボール箱Cが直立状態で送られてくる。段ボール箱Cは、直立状態において長手方向に沿った側面である第1面C1と、直立状態において底面である第2面C2と、直立状態において幅方向に沿った側面である第3面C3とを有している。また、この段ボール箱Cは本体MとフラップFとから構成されており、第1面や第3面も本体Mの一部である部分とフラップFの一部である部分とを有している。第2面は、自動製函機においてテーピングされたフラップFから構成されている。この段ボール箱Cの寸法は、長さL、幅W、高さHである。
【0141】
(箱搬送装置の構成)
箱搬送装置60は、主として、所定の間隔を開けて配置されている複数の搬送ローラ60aと、搬送ローラ60aの両端を軸支するフレーム60bと、搬送ローラ60aを回転させるモータ60c(図21参照)とから構成されている。この箱搬送装置60は、図示しない自動製函機から段ボール箱Cを受け取り、段ボール箱Cを箱横倒し装置61,箱セット装置62,箱立ておこし装置63へと順に搬送して、袋が箱詰めされた段ボール箱Cを図示しない段ボール箱封函機へと排出する。
【0142】
搬送ローラ60aは、ベルトの掛け渡しによって3本1組となっており、モータ60cによって回転させられる。各搬送ローラ60aは同じ高さレベルに配置されており、段ボール箱Cを水平方向に搬送する。
【0143】
制御装置69には、図21に示すように3つのセンサー69a,69b,69cがつながれており、これらからの信号を受け取るようになっている。センサー69aは搬送ローラ60aにより搬送されてきた段ボール箱Cが箱横倒し装置61の上方に来たことを検知するセンサーであり、センサー69bは搬送ローラ60aにより搬送されてきた段ボール箱Cが箱セット装置62の上方に来たことを検知するセンサーであり、センサー69cは搬送ローラ60aにより搬送されてきた段ボール箱Cが箱立ておこし装置63の上方に来たことを検知するセンサーである。
【0144】
制御装置69は、センサー69a,69b,69cからの検知信号を受け取ると、モータ60cの回転を一時停止させて、それぞれの装置61,62,63による処理や箱詰めユニット5の処理を待ち、それが終われば再びモータ60cを駆動して段ボール箱Cを搬送させる。
【0145】
(箱横倒し装置の構成及び動作)
箱横倒し装置61は、ロッド71b、シャフト71a、シャフト71c、及び空気シリンダー71dから成るロッド旋回機構71と、空気シリンダー72a及びローラ72cから成るローラ昇降機構72とから構成されている。この箱横倒し装置61の構成については、平面的な配置に違いがある(図18参照)だけで後述する箱立ておこし装置63の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【0146】
また、箱横倒し装置61では直立状態の段ボール箱Cを横倒し状態に変換させるが、その動作と箱立ておこし装置63の動作とは概ね同じ動作であるので、詳細な説明は後述する箱立ておこし装置63についての説明に譲る。
【0147】
(箱セット装置の構成)
箱セット装置62は、ロッド62bの上部及び丸棒62e以外の部分が搬送ローラ60aよりも下方に配置されており、主として、2本のロッド62bと、各ロッド62bの下端が固定されているシャフト62aと、各ロッド62bの中間部を結ぶシャフト62cと、シャフト62cを移動させる空気シリンダー62dとから構成されている。ロッド62bは、搬送ローラ60aによって搬送される段ボール箱Cの搬送方向に沿って2本設けられており、平面的には搬送ローラ60aの間に配置されている(図18参照)。また、各ロッド62bの上端には、段ボール箱Cに接触する側に丸棒62eが渡されている。シャフト62aは、搬送ローラ60aによって搬送される段ボール箱Cの搬送方向に沿って延びており、各ロッド62bの下端がこれに固定されている。シャフト62cは、2本のロッド62bの中間部の下端寄りの部分を結ぶもので、搬送ローラ60aによって搬送される段ボール箱Cの搬送方向に沿って延びている。空気シリンダー62dは、回転自在にサポートされているもので、空気供給源から供給される高圧空気を図21に示す切替弁62fによって切り替えて、シャフト62cを移動させることでシャフト62aを回転中心としてロッド62bを所定角度だけ旋回させる(図16参照)。
【0148】
(箱セット装置の動作)
箱横倒し装置61によって横倒し状態とされた段ボール箱Cが搬送ローラ60aに載って箱セット装置62のある位置まで搬送されてくると、センサー69bがそれを検知して制御装置69が搬送を停止させる。
【0149】
制御装置69は、段ボール箱Cの搬送を停止させた後、空気シリンダー62dを作動させてロッド62bを旋回させ、丸棒62eによって横倒し状態の段ボール箱Cの第2面C2を概ね水平方向に押す。すると、段ボール箱Cは搬送ローラ60aの長手方向(搬送ローラ60aによる搬送方向と直交する方向)に沿って水平移動し、図16において1点鎖線で示す位置に段ボール箱Cがセットされる。
【0150】
このセット位置は、プッシャー55aによってエレベータ54a上の1列多段の袋を押し込むことができる位置である。このセット位置にある段ボール箱Cに袋が詰められると、制御装置69が再び搬送ローラ60aを動かして、段ボール箱Cを箱立ておこし装置63へと搬送していく。
【0151】
(箱立ておこし装置の構成)
箱立ておこし装置63は、図18〜図20に示すように、主として、ロッド旋回機構73と、ローラ昇降機構74とから構成されている。
【0152】
(ロッド旋回機構73の構成)
ロッド旋回機構73は、ロッド73bの上部以外の部分が搬送ローラ60aよりも下方に配置されており、主として、4本のロッド73bと、各ロッド73bの下端が固定されているシャフト73aと、中間の2本のロッド73bの中間部を結ぶシャフト73cと、シャフト73cを移動させる空気シリンダー73dとから構成されている。ロッド73bは、搬送ローラ60aによって搬送される段ボール箱Cの搬送方向に沿って4本設けられており、平面的には搬送ローラ60aの間に配置されている。また、ロッド73bの上端は、図20に示すように丸められており、段ボール箱Cに傷が付くことを抑えている。シャフト73aは、搬送ローラ60aによって搬送される段ボール箱Cの搬送方向に沿って延びており、各ロッド73bの下端がこれに固定されている。シャフト73cは、2本のロッド73bの中間部の下端寄りの部分を結ぶもので、搬送ローラ60aによって搬送される段ボール箱Cの搬送方向に沿って延びている。空気シリンダー73dは、回転自在にサポートされているもので、空気供給源から供給される高圧空気を図21に示す切替弁63aによって切り替えて、シャフト73cを移動させることでシャフト73aを回転中心としてロッド73bを所定角度だけ旋回させる(図20参照)。
【0153】
(ローラ昇降機構74の構成)
ローラ昇降機構74は、主として、垂直に設置された空気シリンダー74aと、空気シリンダー74aのピストン74bの上端に軸支されたローラ74cとから構成されている。空気シリンダー74aは、空気供給源から供給される高圧空気を図21に示す切替弁63bによって切り替えて、ローラ74cが搬送ローラ60aよりも下方にある状態(図20の実線で示す位置にある状態)とローラ74cが搬送ローラ60aよりも上方にある状態(図20の点線で示す位置にある状態)とを切り替える。ローラ74cは、搬送ローラ60aによって搬送される段ボール箱Cの搬送方向に沿った回転軸を回転中心として回転するようにされており、段ボール箱Cに接触して段ボール箱Cを持ち上げるときに自転する。このローラ74cの自転により、段ボール箱Cに傷が付くことが抑えられる。
【0154】
(箱立ておこし装置の動作)
図20及び図30を参照して、箱立ておこし装置63の動作について説明する。
【0155】
搬送ローラ60aによって段ボール箱Cが箱セット装置62のある位置から箱立ておこし装置63のある位置まで搬送されてくると、センサー69cがそれを検知して制御装置69が搬送を停止させる。このときには、段ボール箱Cは、図20において点線で示すように、横倒し状態となっている。
【0156】
制御装置69は、段ボール箱Cの搬送を停止させた後、横倒し状態で底面となっている段ボール箱Cの第1面C1をローラ74cによって押し上げさせる。ローラ74cは、空気シリンダー74aの作動により、段ボール箱Cの第1面C1の中央部よりも他端C1b寄りの部分に接触し、段ボール箱Cを垂直上方に押し上げる(図30参照)。
【0157】
すると、段ボール箱Cが第1面の一端C1aを中心として図20において1点鎖線で示す姿勢のように傾斜する。このときには、段ボール箱Cが、搬送ローラ60a及びローラ74cによって支えられている状態となる。
【0158】
また、ローラ74cが段ボール箱Cを押し上げ始めると、制御装置69は空気シリンダー73dを作動させてロッド73bを旋回させる。ロッド73bを旋回させ始めるタイミングは、空気シリンダー74aを作動させてから空気シリンダー73dを作動し始めるまでの時間を調整するタイマー69d(図21参照)の設定によって決まる。ロッド73bは、図20において実線で示す状態から旋回を始め、ローラ74cが図20において1点鎖線で示す状態まで段ボール箱Cを押し上げたときに、図20において1点鎖線で示す状態まで旋回移動してくる。そして、この瞬間に、図30に示すように、第1面C1の一端C1aを中心とした傾斜状態で搬送ローラ60a及びローラ74cによって支えられている段ボール箱Cの第2面C2に対して、ロッド73bの上端が衝突する。
【0159】
図30に示す段ボール箱Cの第2面C2にロッド73bが衝突するときには、ロッド73bの先端が第2面C2の中央部よりも第1面C1の一端C1a寄りの部分に対して力を加える。この力は、図30において白抜きの矢印で示すように、主として第1面C1の一端C1aから他端C1bに向かう水平方向の力となっており、若干の鉛直下向きの力の成分を含んだものとなっている。すなわち、ほぼ水平方向の力であって若干の鉛直下向きの成分を含んだ力である。
【0160】
このような力がロッド73bの先端から段ボール箱Cの第2面C2に加わることによって、段ボール箱Cは第2面C2をすくわれるような格好となり、次の瞬間には、図20において2点鎖線で示すような直立状態となって段ボール箱Cが搬送ローラ60a上に着地することになる。このように段ボール箱Cが搬送ローラ60a上に着地するときには、ロッド73bはさらに旋回しており、図20において2点鎖線で示すようにロッド73bの先端は搬送ローラ60aの上面よりも下方に移動している。
【0161】
そして、段ボール箱Cが搬送ローラ60aによって搬送され箱立ておこし装置63のある位置から段ボール箱Cが外れた後に、ローラ74c及びロッド73bが元の位置に戻され、次の段ボール箱Cが搬送されてくるのを待つことになる。
【0162】
(本箱立ておこし装置の特徴)
この箱立ておこし装置63では、第1面C1が搬送ローラ60aの上面に接する状態の段ボール箱Cを、ローラ74cによって傾斜状態として、第2面C2をロッド73bで横に払うことによって、第2面C2が搬送ローラ60aの上面に接する状態へと移行させる。ここでは、段ボール箱C全体を保持するような部材を使用していないため、装置の構成が簡易でコンパクトなものとなっている。
【0163】
また、ロッド73bが段ボール箱Cの第2面C2に加える力の垂直方向の成分が小さくなるようにしており、段ボール箱Cの姿勢を確実に立ておこすことができている。そして、この力に若干の鉛直下向きの力が含まれているため、段ボール箱Cに作用する衝撃力が小さくなり、立ておこされた後の段ボール箱Cの位置のズレが小さくなっている。
【0164】
さらに、図20において2点鎖線で示すように、段ボール箱Cが搬送ローラ60a上に着地するときにはロッド73bの先端が搬送ローラ60aの上面よりも下方に移動しているため、ロッド73bが段ボール箱Cの着地を妨げることが回避されている。
【0165】
また、制御装置69のタイマー69dの時間設定を調整することで、段ボール箱Cの種類や箱詰めする袋の特性に応じた最適な段ボール箱Cの立ておこし動作を見つけることが可能である。
【0166】
<<本箱詰めシステム全体としての特徴>>
この箱詰めシステム1では、前工程から1列で運ばれてきた袋を1列多段に積み重ねて箱詰めするシステムであるのにもかかわらず、1列で運ばれてきた袋を振り分けユニット2によって一旦2列に振り分けている。このため、袋が2列1段の状態でコンベア51a,51b上に並べられた後に、箱詰めユニット5による積み重ね及び箱詰めを行っている。したがって、2列に振り分けない場合に較べてコンベア51a,51b上にストックできる、あるいは搬送調整コンベア4上にストックできる袋の数を多く取ることができている。これにより、箱詰めユニット5の積み重ね装置や押し込み装置55の処理スピードを上げることなく箱詰めシステム1全体の処理スピードを上げることができている。
【0167】
[他の実施形態]
(A)
上記実施形態では振り分けユニット2によって1列で搬送されてきた袋を左右2列に振り分けていたが、1個毎に移送する動作と移送しない動作を繰り返すことにより2列に振り分けることが可能になる。その場合は箱詰めユニット5においてエレベータ54a取り付け位置の変更が必要になる。
【0168】
また、3列以上に振り分けるようにしてもよい。振り分けユニット2の構成を増やしたり、同様の振り分けユニットを追加設置することによって、3列以上の振り分けも可能である。
【0169】
また、1つの移送機構移送動作の制御にて3列振り分けを実現できる。例えば1列で搬送されてきた製品を3個1サイクルにて制御する。例えば1個目を右に移送し、2個目を移送せず、3個目を左に移送するというサイクルを繰り返す。前記サイクル動作の順番は変更可能であり、1個ずつ別々な方向に振り分けずに2個毎とか3個毎とかの応用は可能である。
【0170】
このときには、箱詰めユニット5においても3列以上に応じた構成を取ることになり、例えばエレベータ54aの両側にそれぞれスライド装置53に相当する装置を配することが必要となる。
【0171】
(B)
上記実施形態では、図7等に示すように挟み込プレート28dが平板であるが、このプレート28dを左右に駆動することが可能なベルトコンベア等の装置を追加すれば、これが下部の偏芯プーリ25及びVベルト26の移動と協働し、さらに効果的に袋Pを振り分けることが可能になる。また、挟み込プレート28dの上下動を袋Pの特性に最適なように予約設定することも可能である。
【0172】
さらに、挟み込プレート28dの上下動を振分け初期は最下点にし、徐々に上方に移動させるといった動作をさせることも可能である。このことにより、振り分け動作初期には袋Pに対する移送力伝達ミスを防ぎ、振分け動作終期においては袋左右における挟み込み力の違いによる内容物のかたよりや、偏移送を防ぐ効果が望める。
【0173】
また、Vベルト26を用いずに丸ベルトもしくは平ベルトでも本発明の実施は可能である。
【0174】
また、偏芯プーリ25を用いず複数のコンベアにすることも可能である。その場合はコンベア全体をモーターもしくはエアーシリンダー等で上限駆動させることで上記実施形態と同様の効果が得られる。また、偏芯プーリ25、Vベルト26の代わりに、実用新案公告昭和58年第44101号記載のようにベルト厚みを変化させたベルトでも同様の効果が得られる。
【0175】
(C)
上記実施形態においては、姿勢調整ユニット3で右及び左姿勢変更ガイド38,39を装着した場合には袋の姿勢変更が行われるが、各列の袋の回転方向が逆になっており、前工程から1列で搬送されてきた袋の向きが全て同じであれば、箱詰めするときに袋が交互に逆向きに積まれることになる。
【0176】
これを回避するために、姿勢調整ユニット3において、右及び左姿勢変更ガイド38,39の他に、図31に示すような左姿勢変更ガイド139を用意しておいてもよい。左姿勢変更ガイド139は、左姿勢変更ガイド39の傾斜面39aに相当する傾斜面139aと、第1衝突面39bに相当する第1衝突面139bと、第2衝突面39cに相当する第2衝突面139cと、ブラケット39d,39eに相当するブラケット139d等とを有しているものである。
【0177】
このような左姿勢変更ガイド139と右姿勢変更ガイド38とをセットすれば、図31に示すような平面配置をとることができ、どちらの列の袋も同じ向きに振り分けられることになる。
【0178】
また、第1衝突面が袋に当たる面積を袋の固さに応じて調整する方法としては、製品姿勢変更部材を装着するときに装着位置を変えることによって行ってもよいし、袋の固さに応じて第1衝突面の大きさや形状等が異なる製品姿勢変更部材を複数用意しておくようにしてもよい。
【0179】
(D)
上記実施形態においては、箱詰めユニット5によって2列で搬送されてきた袋を1列6段に積み重ねて段ボール箱Cに箱詰めしているが、これを1列5段に積み重ねて段ボール箱Cに箱詰めすることもできる。以下、図25〜図27を参照して、その動作を説明する。
【0180】
ここでは、図23(a9)に示す状態(図25(b9)と同じ状態)までは上記実施形態と同様にして袋をエレベータ54a上に積み重ねていく。そして、この状態において既にエレベータ54a上に1列5段に積み重ねられた袋が存在するため、スライド装置53を動かさずに、図25(b10)に示すように、そのままエレベータ54aを下降端まで下降させる。したがって、このときには第1スライダー53a上に袋が残った状態となっている。
【0181】
そして、図25(b11)に示すようにプッシャー55aでエレベータ54a上の1列5段の袋(計15個の袋)を段ボール箱Cに押し込み、プッシャー55aが元の位置の戻されると、エレベータ54aを上昇端よりも1段下がった高さ位置まで上昇させる(図25(b12))。
【0182】
次に、第1スライダー53a及び第2スライダー53bにより第1スライダー53a上の袋をエレベータ54a上にスライドさせる(図26(b13))。この状態から、移載装置52により2回袋が移載されてくると、図26(b14)及び図26(b15)の状態を経て、図26(b16)に示す状態となる。そして、ここで第1スライダー53a上の袋をエレベータ54a上に移すと、エレベータ54a上に1列5段の袋が積み重ねられた状態となる(図27(b17))。そして、図27(b18)に示すようにエレベータ54aを下降端まで下降させてプッシャー55aで箱詰めを行えば、次は再び図22(a1)の状態に戻ることになる。
【0183】
上記のように制御を行うことにより、1列奇数段に袋を積み重ねて箱詰めする場合にも、待ち時間を作ることなくスムーズに箱詰め処理を進めることができる。
【0184】
(E)
上記実施形態では、プッシャー55aの垂直当接面の上部に突出部材55eを装着しているが、これを必ずしも着脱できる別部材とする必要はなく、上部が段ボール箱C側に盛り上がるように形成されたプッシャーを採用してもよい。
【0185】
また、上記実施形態ではローラ昇降機構74の動作の次にロッド旋回機構73を動作させていたが、この動作は箱起こし動作中に連携していればよく、それ以外では各種条件に合わせて各々独立で動作してもよい。同様にローラ昇降機構72、ロッド旋回機構71との関係も同じである。さらにローラ昇降機構72とロッド旋回機構71もしくは、ローラ昇降機構74とロッド旋回機構73の役割を交換させることも可能である。
【0186】
また、箱の搬送方向もしくは箱サイズ等によりローラ昇降機構72とロッド旋回機構71もしくは、ローラ昇降機構74とロッド旋回機構73の位置関係が不適切な場合や、箱の搬送位置が不適切な場合には、ロッド旋回機構71もしくはロッド旋回機構73を用いて箱をスライドさせて適所に移動させても良い。もしくはローラ昇降機構72、ローラ昇降機構74、ロッド旋回機構71、ロッド旋回機構73を箱の搬送方向と直交する方向に移動可能な構成にし、各々を適所に移動させても良い。またはローラ昇降機構72、ローラ昇降機構74を傾動可能にしローラ72c、ローラ74cが箱の適所を捕らえるように動作させても良い。
【0187】
また、箱横倒し装置61、箱立ておこし装置63においてローラ昇降機構72、ローラ昇降機構74が押し上げ下げする箱の部位はフラップF(図29参照)よりもフラップF以外の箱側面であり、箱側面中央部からフラップFに至までの位置で、よりフラップFに近い位置が望ましい。そのため、ローラ昇降機構72、ローラ昇降機構74を箱の所望の位置にて押し当てられるように、ローラ昇降機構72、ローラ昇降機構74を箱の搬送方向と直交する方向に移動可能な構成にし、各々を適所に移動させても良い。またはローラ昇降機構72、ローラ昇降機構74を傾動可能にしローラ72c、ローラ74cが箱の側面を捕らえるように動作させても良い。
【0188】
(F)
上記実施形態では、段ボール箱Cへ押し込む1列6段に積み重ねられた袋に当接する面(以下、接触面という。)が垂直であるプッシャー55aを採用しているが、図33に示すような接触面が傾斜し得るプッシャー155aを用いれば、押し込み装置による1列多段の袋の搬送速度(押し込み速度)を上げた場合にも、1列多段の袋が崩落する現象を防ぐことが可能となる。
【0189】
ここでは、図33に示すように、プッシャー155aの接触面(図33の左側の面)が2つの姿勢をとれるようにしている。すなわち、プッシャー155aは、図示しないソレノイドの動きによって、図33(a)及び(b)に示す傾斜姿勢と、図33(c)に示す垂直姿勢とが切り替わる。図33(a)及び(b)に示す傾斜は、1列多段の袋を段ボール箱Cへと押し込むときに接触面の下部が上部よりも前方に位置するような傾斜である。
【0190】
そして、ここでは、1列6段の袋が段ボール箱C内に入るまではプッシャー155aの接触面を傾斜姿勢に保ち(図33(a),(b)参照)、その後プッシャー155aの接触面を垂直姿勢に変更させる制御が為される(図33(c)参照)。このため、図34に示すようにプッシャー155aの接触面の姿勢を垂直姿勢に保ったまま押し込み動作を行った場合に図34(b)に示すように1列多段の袋が崩落するような条件、例えば押し込み速度が速いとか積まれた袋が崩れやすい性質のものであるといった条件のときにも、押し込んでいるときの1列多段の袋の崩落を防ぐことができている。図33(a)に示すように、押し込んでいるときには各段の袋がプッシャー155aに寄りかかるような状態で搬送されるため、1列多段の袋が段ボール箱C側に崩れ落ちることがなくなる。また、最終的には図33(c)に示すようにプッシャー155aの接触面が垂直となるため、1列多段の袋は段ボール箱C内において垂直に安定して積み重ねられた状態となる。
【0191】
また、上記の傾斜姿勢及び垂直姿勢に加えて、プッシャー155aの接触面がさらに図35(c)に示すような逆傾斜姿勢をとれるようにすることも考えられる。ここでいう逆傾斜姿勢とは、図35(c)に示すような姿勢であり、接触面の上部が下部よりも段ボール箱Cの奥側に位置するような姿勢である。このような逆傾斜姿勢をとれるようにすれば、段ボール箱C内に1列多段の袋を押し込んだ後、プッシャー155aの接触面の姿勢を傾斜姿勢(図35(a)参照)から垂直姿勢(図35(b)参照)を経て逆傾斜姿勢(図35(c)参照)に変更することによって、1列多段の袋のうち上の方にある袋を下の方にある袋よりも段ボール箱Cの奥側まで押し込むことができる。これにより、段ボール箱C内からプッシャー155aを引き戻すときや段ボール箱Cを搬送していくとき等に段ボール箱Cが振動しても、積まれた袋が崩れ落ちる恐れは殆どなくなる。
【0192】
(G)
上記実施形態で図16等に示すプッシャー55aに代えて、左右にガイドプレート83を備えた図36に示すプッシャー255aを使えば、押し込み装置55による1列多段に積み重ねられた袋の段ボール箱Cへの押し込み時において、1列多段の袋の左右への崩れを確実に抑えることができる。
【0193】
図36(a)にプッシャー255aを横から見た図を、図36(b)にプッシャー255aの下面図を示す。2点鎖線で示す形状は、袋の外形線である。ここに示すように、円筒部材55cに「コの字型」サポート部材80を介して固定されるプッシャー255aは、主として、垂直当接面81と、突出部材82と、左右一対のガイドプレート83とから構成されている。
【0194】
垂直当接面81は、薄板部材であり、エレベータ54a上に1列多段に積み重ねられた袋に対して側方から当接する。その幅寸法はエレベータ54aの長手方向の寸法と概ね等しく、その高さ寸法は段ボール箱Cの幅寸法W(図29参照)よりも若干小さい。
【0195】
突出部材82は、垂直当接面81の上部に、段ボール箱側(図36の左側)に突出するように装着されている。
【0196】
ガイドプレート83は、L字型の部材であり、突出部材82と干渉しないように上部が切り欠かれている(図36(a)参照)。これらのガイドプレート83は、それぞれ2組のボルト84及びナット85によって、垂直当接面81に固定される。
【0197】
なお、垂直当接面81の上下2箇所には左右方向(図36(b)の上下方向)に長い長穴が形成されており、これらの長穴を通るボルト84及びナット85によって、ガイドプレート83が垂直当接面81に固定される。したがって、ナット85を緩めて垂直当接面81の長穴に沿ってガイドプレート83を左右に動かすことが可能である。すなわち、垂直当接面81に対するガイドプレート83の位置調整が可能となっており、袋の長さが変わった場合でも、それに対応することができるようになっている。
【0198】
上記のようなプッシャー255aを採用すれば、1列多段に積み重ねられた袋を段ボール箱Cへと押し込んでいるときに袋を左右に崩すような力が袋に作用したとしても、ガイドプレート83が袋の左右への崩れを阻止する。このため、1列多段の袋は、左右に崩れることなく、確実に段ボール箱C内に押し込まれるようになる。
【0199】
また、上記(F)に記載した接触面が傾斜し得るプッシャー155aに対しても、袋の左右への崩れを防止するガイドプレートを装着することは同様に有効である。
【0200】
【発明の効果】
本発明では、1列で運ばれてきた製品を一旦複数列に振り分けるようにしたことによって、箱詰めする前に複数列の状態で製品をストックすることが可能となり、箱詰め機構の1回当たりの処理スピードを上げることなく箱詰め機構までの処理スピードを上げることが可能となる。これにより、前工程から1列となって搬送されてくる製品を1列多段にして箱詰めする箱詰めシステムにおいて、箱詰め機構の処理スピードを抑えつつ、全体の箱詰めシステムとしての処理スピードを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を含む箱詰めシステムの概略側面図。
【図2】 図1のII-II矢視図。
【図3】 振り分けユニットの斜視組立図(フレーム等)。
【図4】 振り分けユニットの斜視組立図(フィードローラ等)。
【図5】 振り分けユニットの斜視組立図(偏芯プーリ等)。
【図6】 振り分けユニットの斜視組立図(袋浮上規制プレート等)。
【図7】 振り分けユニットの動作図。
【図8】 振り分けユニットの動作図。
【図9】 姿勢調整ユニットの斜視組立図(フラットベルト等)。
【図10】 姿勢調整ユニットの斜視組立図(ガイド)。
【図11】 姿勢調整ユニットの平面図。
【図12】 姿勢調整ユニットの平面図。
【図13】 姿勢調整ユニットによる袋姿勢変更動作図。
【図14】 ガイド及び袋の衝突時の相関図。
【図15】 左右第1衝突面の配置による袋姿勢変更動作の比較図。
【図16】 箱詰めユニット及び段ボール箱移動ユニットの裏面図。
【図17】 スライド装置の側面図及び裏面図。
【図18】 図16のXVIII-XVIII矢視図。
【図19】 図16のXIX-XIX矢視図。
【図20】 図19のXX-XX矢視図。
【図21】 箱詰めユニット及び段ボール箱移動ユニットの制御装置のブロック図。
【図22】 積み重ね装置の動作図。
【図23】 積み重ね装置の動作図。
【図24】 積み重ね装置及び押し込み装置の動作図。
【図25】 積み重ね装置及び押し込み装置の別動作図。
【図26】 積み重ね装置及び押し込み装置の別動作図。
【図27】 積み重ね装置及び押し込み装置の別動作図。
【図28】 段ボール箱内の袋の詰め状態の比較図。
【図29】 段ボール箱の外観斜視図。
【図30】 箱立ておこしユニットの動作一状態図。
【図31】 他の実施形態の姿勢調整ユニットの平面図。
【図32】 従来の箱詰めシステムの概略斜視図。
【図33】 他の実施形態のプッシャーを用いた時の段ボール箱への袋の押し込み動作図。
【図34】 段ボール箱への袋の押し込み動作における袋の崩落例を示す図。
【図35】 他の実施形態のプッシャーを用いた時の段ボール箱への袋の押し込み動作図。
【図36】 他の実施形態のプッシャー255aの構成図。
【符号の説明】
1 箱詰めシステム
2 振り分けユニット(振り分け機構)
4 搬送調整コンベア
5 箱詰めユニット(箱詰め機構)
24b シャフト(軸)
24 ACサーボモータ(駆動手段)
25 偏芯プーリ
26 Vベルト(ベルト)
28d 袋浮上規制プレート(浮上規制部材)
51 袋整列コンベアユニット(ストック部)
51a,51b コンベア
52 移載装置(積み重ね装置)
53 スライド装置(積み重ね装置)
53a 第1スライダー(スライダー)
53b 第2スライダー
54 昇降装置(積み重ね装置)
54a エレベータ
55 押し込み装置
55a,155a.255a プッシャー(接触部材)
55e,82 突出部材
81 垂直当接面(接触面)
83 ガイドプレート(規制板)
P 袋(製品)
Claims (18)
- 前工程から1列となって搬送されてくる製品を1列多段にして箱詰めする箱詰めシステムにおいて、
前工程から1列となって搬送されてくる前記製品を複数列に振り分ける振り分け機構と、
前記振り分け機構により複数列に振り分けられた複数列1段の前記製品を1列多段にして箱詰めする箱詰め機構と、
を備え、
前記箱詰め機構は、
前記振り分け機構により複数列に振り分けられた複数列1段の前記製品が所定個数になるまでストックするストック部と、
前記ストック部から前記所定個数の複数列1段の前記製品を受け取り1列多段にして箱詰めする箱詰め部と、
を有している、
箱詰めシステム。 - 前記箱詰め機構の箱詰め部は、側面が開口している箱に1列多段の前記製品を側方から押し込む押し込み装置と、前記側面が開口している箱の側方に1列多段に前記製品を積み重ねる積み重ね装置とを有している、
請求項1に記載の箱詰めシステム。 - 前記積み重ね装置は、前記側面が開口している箱の側方で昇降するエレベータと、前記エレベータの平面位置以外において前記ストック部から前記製品を受け取り前記製品をスライドさせて前記エレベータに移載するスライダーとを有している、
請求項2に記載の箱詰めシステム。 - 前記製品は、袋詰めされたものであり、
前記箱詰め機構は、複数列1段の前記製品を保持して前記ストック部から前記スライダーあるいは前記スライダー及び前記エレベータに移載するとともに前記エレベータ上に積み重ねられる前記製品を上方から押さえつける移載装置をさらに有している、
請求項3に記載の箱詰めシステム。 - 前記箱詰め機構のストック部は、前記箱詰め部の上方に配置され複数列1段の前記製品が所定個数になるまで搬送を行うコンベアであって前記移載装置によって前記製品が前記箱詰め部に移載されるときにその移載経路から外れるコンベアを有している、
請求項4に記載の箱詰めシステム。 - 前記押し込み装置は、1列多段の前記製品に接触する接触面が形成された接触部材と、前記接触部材を移動させる移動手段とを有しており、
前記接触部材の接触面の上部が前記箱側に盛り上がっている、あるいは前記接触部材の接触面の上部の前記箱側に突出部材が装着されている、
請求項2から5のいずれかに記載の箱詰めシステム。 - 前記振り分け機構は、1列で搬送されてくる前記製品に対してその搬送方向に交差する向きに水平方向の成分を含んだ力を加える力付与装置を有している、
請求項1から6のいずれかに記載の箱詰めシステム。 - 前記振り分け機構の力付与装置は、前記製品を載置して搬送している搬送手段の上面よりも下方に配置された軸と、前記軸を回動させる駆動手段と、前記軸の回動によって上端が前記搬送手段の上面よりも下方にある状態と上端が前記搬送手段の上面よりも上方にある状態とが生じるように前記軸に装着される偏芯部材とを有している、
請求項7に記載の箱詰めシステム。 - 前記軸は概ね前記製品の搬送方向に沿って複数設けられており、
それぞれの前記軸に装着される前記偏芯部材は偏芯プーリであり、
それぞれの前記軸に装着される前記偏芯プーリにはベルトが掛け渡されている、
請求項8に記載の箱詰めシステム。 - 前記振り分け機構は、前記偏芯部材及び前記搬送手段の上方に配置され前記力付与装置が前記製品に加える力によって前記製品が所定の高さ以上に浮き上がらないように前記製品の浮き上がりを規制する浮上規制部材をさらに有している、
請求項7から9のいずれかに記載の箱詰めシステム。 - 前記浮上規制部材は所定量の上下移動が可能とされている、
請求項10に記載の箱詰めシステム。 - 前記製品は袋詰めされたものであり、
前記浮上規制部材は自重によって前記製品に上方から力を加える、
請求項11に記載の箱詰めシステム。 - 前記振り分け機構は、前記製品に対してその搬送方向の左方及び右方に向けて交互に力が加わるように前記力付与装置を制御する制御装置をさらに有している、
請求項7から12のいずれかに記載の箱詰めシステム。 - 前記押し込み装置は、1列多段の前記製品に接触する接触面が形成された接触部材と、前記接触部材を移動させる移動手段とを有しており、
前記接触部材の接触面は、箱に1列多段の前記製品を側方から押し込む際に、垂直面に対して上部が箱から離れるように傾斜している、
請求項2から6のいずれかに記載の箱詰めシステム。 - 前記接触部材の接触面は、前記製品が箱の中に入るまでは垂直面に対して傾斜しており、前記製品が箱の中に入った後に垂直に姿勢変化する、
請求項14に記載の箱詰めシステム。 - 前記接触部材の接触面は、垂直に姿勢変化した後さらに、上部が箱の奥に近づくような傾斜姿勢に姿勢変化する、
請求項15に記載の箱詰めシステム。 - 前記押し込み装置は、1列多段の前記製品に接触する接触面が形成された接触部材と、前記接触部材を移動させる移動手段とを有しており、
前記製品を左右から挟むように前記接触部材の接触面から前記製品を押し込む方向に延びる規制板をさらに備えた、
請求項2から6及び14から16のいずれかに記載の箱詰めシステム。 - 前記規制板は、前記接触面に対して、前記製品を押し込む方向に交差する方向に位置調整が可能である、
請求項17に記載の箱詰めシステム。
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