JP6306930B2 - 物品集積排出装置 - Google Patents

Description

本発明は、物品の集積と、物品を集積して形成した集積物品の排出とを並行して実施可能な物品集積排出装置に関する。

この種の物品集積排出装置は、物品を間欠的に搬送する搬送コンベアと、該搬送コンベアの下流端から投入された物品を所定の個数ずつ鉛直方向に集積し、集積物品を形成する集積コンベアとを備え、該集積コンベア内にて形成された集積物品は集積コンベアの下部に規定された排出位置に順次位置付けられ、排出位置から集積コンベア外に排出される（例えば、以下の特許文献１、図５〜図８参照）。

特開平06-321318号公報

特許文献１の物品集積排出装置の場合、集積物品の形成と、集積物品の排出とを並行して実施可能とするために、搬送コンベアの終端は排出位置への集積物品の到達タイミングに応じて集積コンベアに沿って昇降し、搬送コンベアから集積コンベアへの物品の投入位置が可変されるようになっている。
このため、搬送コンベアからの物品の投入速度、つまり、集積物品の形成から排出までの１サイクルタイムが搬送コンベアの昇降速度に制約されることから、特許文献１の物品集積排出装置はサイクルタイムの短縮（高速化）が難しい。

本発明は上述の事情に基づいてなされ、その目的は搬送コンベアにおける終端の昇降速度に制約されず、集積物品の形成から排出までのサイクルタイムを短縮できる物品集積排出装置を提供することにある。

上述の目的は本発明の物品集積排出装置によって達成され、該物品集積排出装置は、
物品を間欠的に投入する搬送コンベアと、
前記物品の投入方向でみて前後に配置され、互いに独立して作動可能な一対の集積コンベアであって、
前記集積コンベアの各々が、前記搬送コンベアから投入された物品を順次受け取る一方、物品の受け取りの度に前記受け取った物品を鉛直な共通集積経路に沿い集積完了位置まで1個の物品の厚みに相当する分だけ間欠的に下降させることで、前記共通集積経路に沿って物品が集積した集積物品を形成する間欠下降動作と、前記集積物品を前記集積位置から前記共通集積経路に沿って排出位置まで連続して下降させる連続下降動作とを交互に実施する一対の集積コンベアと、
排出位置に下降した集積物品を共通集積経路外に排出する排出手段と
を具備し、
前記各集積コンベアは、
前記間欠及び連続下降動作に伴い前記共通集積経路内を下降し、前記物品の集積に使用される集積座と、
前記集積座から前記集積物品の高さに相当する間隔よりも長い間隔を存して位置付けられ、前記物品の集積過程の終期での前記集積座の間欠下降動作から前記連続下降動作の際に集積過程中の前記物品及び前記集積物品の浮き上がりを上方から抑制しながら、前記集積座に連動して下降する抑え部材と
を含み、
前記排出手段は、
前記排出位置を規定し、前記集積座から前記集積物品を受け取り可能で且つ前記集積座及び前記抑え部材の通過を許容する開口を有した水平なベース部材と、
前記ベース部材に受け取られた前記集積物品を前記ベース部材上にて前記排出位置から前記共通集積経路外に排出する排出プッシャと
を含み、
前記排出プッシャによる前記集積物品の排出動作は、前記排出位置にある前記集積物品が前記ベース部材と前記抑え部材との間に挟まれた状態で実施される（請求項１)。

上述の物品集積排出装置によれば、一方の集積コンベアの連続下降動作及び排出手段の作動中、他方の集積コンベアによる間欠下降動作が実施され、物品の集積と集積物品の排出とが並列処理が可能となる。

一方、物品の集積過程の終期での集積座の間欠下降動作から連続下降動作の際、抑え部材が集積座と連動して下降するので、集積過程中の物品や集積物品がこれら物品と抑え部材との間の隙間分だけ集積座から浮き上がっても、集積過程の物品や集積物品での集積の崩れは上方の抑え部材によって抑制される。

更に、排出プッシャによる集積物品の排出動作がベース部材と抑え部材との間に集積物品を上下に挟み込んで実施されるので、集積物品の高速排出もまた可能となる。

好ましくは、各集積コンベアは、集積座の半体をそれぞれ備え且つ一方向に走行可能な一対の無端状ベルトを更に含み、これら無端状ベルトは搬送コンベアの幅方向に互い離間し且つ鉛直に配置されている（請求項２）。この場合、各無端状ベルトにおける集積座の半体は互いに協働して集積座を形成する。また、各無端状ベルトには抑え部材の半体もまたそれぞれ備えられ（請求項３）、抑え部材の半体は互いに協働して抑え部材を形成する。
更に、各無端状ベルトは、集積座及び抑え部材の組みを２組み備えられているのが好ましい（請求項４）。この場合、一方の組みが共通集積経路内にあって使用状態にあるとき、他方の組みは共通集積経路外にて待機する。

請求項１〜６に係る本願発明の物品集積排出装置は、搬送コンベアの終端を不動にして集積物品の形成と排出とを並列に実施でき、集積物品の形成から排出までサイクルタイムの短縮が可能となる。

本発明の一実施形態に係る物品集積排出装置を示した概略正面図である。 図１の装置の平面図である。 図１の装置の側面図である。 図３中、IV-IV線に沿う断面図である。 物品の集積・排出手順を（Ａ）〜（Ｄ）の順に示す図である。

図１を参照すれば、一実施形態に係る物品集積排出装置は搬送コンベア１０を備えている。この搬送コンベア１０は水平に延び、集積すべき物品Ｘをその終端１０ｅに向けて間欠的に搬送する。本実施形態の場合、物品Ｘは薄い箱形状をなしている。
搬送コンベア１０の終端１０ｅにはその前方に共通集積経路１２が隣接して配置され、この共通集積経路１２は搬送コンベア１０の終端１０ｅから下方に向けて鉛直に延びている。なお、図１中、共通集積経路１２の軸線１２ａは１点鎖線で示されている。

共通集積経路１２は、前側ガイド１４、後側ガイド１６及び一対の集積コンベア１８，２０によって区画され、物品Ｘを受け入れ可能な横断面積を有する。詳しくは、前側ガイド１４及び後側ガイド１６は搬送コンベア１０の搬送方向でみて互いに前後に離間し、鉛直に延びている。
本実施形態では、図２から明らかなように前側及び後側ガイド１４，１６は一対ずつ備えられ、これら前側及び後側ガイド１４，１６は搬送コンベア１０の幅方向に互いに離間し、搬送方向に沿う共通集積経路１２の奥行きを規定する。

一対の集積コンベア１８，２０は搬送コンベア１０の搬送方向でみて前後に配置され、基本的に同様な構成を有する。それ故、ここでは前側の集積コンベア１８に着目し、この集積コンベア１８に関して説明する。
集積コンベア１８は一対の無端ベルト２２を備え、これら無端ベルト２２は搬送コンベア１０の幅方向（左右）に互いに離間し、搬送コンベア１０の幅方向に沿う共通集積経路１２の幅を規定する。即ち、無端ベルト２２は互いに対向するベルト面を有し、これらベルト面間にて共通集積経路１２の幅が規定されている。

図１から明らかなように各無端ベルト２２は上下のプーリ２４，２６間に掛け回され、本実施形態では、上側のプーリ２４が従動プーリ、下側のプーリ２６が駆動プーリである。それ故、プーリ２６のプーリ軸には例えばサーボモータ２８が接続されている。それ故、各無端ベルト２２は対応する側のサーボモータ２８の駆動を受けて一方向に連動して周回走行する。即ち、各無端ベルト２２は共通集積経路１２の幅を規定するベルト面が共通集積経路１２内を下降する方向（図１中の矢印Ｆの方向）に走行する。

図３に示されるように、各無端ベルト２２には例えば２つの集積座半体３０ｈが取り付けられ、これら集積座半体３０ｈは板状をなし、その無端ベルト２２の周回方向に互いに離間している。一対の無端ベルト２２の周回走行に伴い、一方の無端ベルト２２の１つの集積座半体３０ｈは、他方の無端ベルト２２の対応する１つの集積半体３０ｈと連動して共通集積経路１２内に上方から進入し、共通集積経路１２内に互いに協働して１つの集積座３０を形成する。

それ故、搬送コンベア１０の終端１０ｅから共通集積経路１２内に物品Ｘが投入されたとき、集積座３０は投入された物品Ｘを受け取ることができ、そして、物品Ｘの投入が繰り返される度に物品Ｘは集積座３０上に集積され、集積物品Yが形成される。
なお、各無端ベルト２２の残りの集積座半体３０ｈもまた互いに協働して集積座３０を形成することは言うまでもない。

更に、各無端ベルト２２には各集積座半体３０ｈと組みをなす板状の抑え半体３２ｈもまたそれぞれ取り付けられている。一方の無端ベルト２２の抑え半体３２ｈ及び他方の無端ベルト２２の対応する抑え半体３２ｈは、少なくとも集積座３０上での物品Ｘの集積が完了する前に共通集積経路１２内に連動して進入し、集積座３０の上方に互いに協働して抑え部材３２を形成する。

例えば、組みをなす集積座半体３０ｈと抑え半体３２ｈとの間には無端ベルト２２の周回方向に沿い集積物品Yの高さに相当する間隔よりも長い間隔が確保されている。それ故、搬送コンベア１０の終端１０eから共通集積経路１２内に物品Xが投入される際、物品Xが引っ掛かることはなく、物品Xのスムーズな投入が可能となる。

後側の集積コンベア２０は前述したように集積コンベア１８と同様な構成を有するものの、集積コンベア１８との区別を明瞭にするため、集積コンベア１８の部位と同一の機能を発揮する集積コンベア２０の部位には集積コンベア１８側の対応する参照符号の数値に１を加えた符号でそれぞれ示し、以下には集積コンベア１８，２０の相違点のみを説明する。
図２及び図４を対比すれば明らかなように、集積座半体３０ｈ，３１ｈは互いに逆向きの形状を有し、また、抑え半体３２ｈ，３３ｈも同様に逆向きの形状を有する。これは、無端ベルト２２，２３が前後に配置されていることに起因する。

図１に示されるように集積コンベア１８，２０のサーボモータ２８，２９はコントローラ３４に電気的に接続され、このコントローラ３４はサーボモータ２８，２９、即ち、集積コンベア１８，２０の作動を個別に制御する。ここでの制御の詳細は図５に関する後述の説明から明らかとなる。
一方、集積コンベア１８，２０の下部、即ち、前述した前側及び後側ガイド１４，１６の下方には板状のベース部材３６が水平に配置されている。このベース部材３６は共通集積経路１２の底を形成し、この底と前側及び後側ガイド１４，１６との間には前述した集積物品Yの高さよりも大きく間隔が確保されている。また、ベース部材３６は共通集積経路１２の前方、つまり、前側ガイド１４の前方に向けて更に延出している。

共通集積経路１２の底を形成するベース部材３６の部位には、前述した集積座３０，３１や抑え部材３２，３３の通過を許容する開口（図示しない）が形成され、これにより、ベース部材３６は、共通集積経路１２の底にて、集積座３０又は３１上に形成された集積物品Yを集積座３０又は３１から受け取ることができる。

更に、後側ガイド１６の下側には排出手段としての排出プッシャ３８が配置され、この排出プッシャ３８は搬送コンベア１０の搬送方向に沿う前後方向（図１中の矢印Ｈの方向）に往復動可能である。それ故、共通集積経路１２の底に集積物品Yが乗り移った後、排出プッシャ３８が集積物品Yに向けて水平方向に往動することで、ベース部材３６上にて集積物品Yは共通集積経路１２外に排出される。

この際、図３及び図４を参照すれば明らかなように排出プッシャ３８は抑え部材３２又は３３を形成する抑え半体３２ｈ又は３３ｈ間を通過する。
共通集積経路１２外に排出された集積物品Ｙはこの後、例えばフィルム包装機に向けて移送され、このフィルム包装機にてフィルム包装される。

図５は、前述したコントローラ３４による集積コンベア１８，２０の作動制御によって実施される物品Ｘの集積・排出手順を示す。
図５（Ａ）の状態は、共通集積経路１２の上部に例えば集積座３０が配置され、この集積座３０上にて物品Ｘが集積されている過程を示す。詳しくは、集積動作の実施に先立ち、集積座３０は搬送コンベア１０の終端上面よりも僅かに低い初期位置に位置付けられ、搬送コンベア１０の終端から共通集積経路１２に投入される物品Ｘを受け取る。

この後、集積座３０は集積コンベア１８の間欠作動を受け、１個の物品Ｘの厚みに相当する分だけ下降される。このような物品Ｘの受け取りと集積座３０の間欠下降動作が高速で繰り返されることで、集積座３０上に所定個数の物品Ｘを積み上げた集積物品Ｙが速やかに形成される（図５（Ｂ）参照）。本実施形態の場合、集積物品Ｙは５個の物品Ｘからなる。

また、上述の集積過程にて、集積座３０の上方には搬送コンベア１０の終端１０eよりも高い位置に抑え部材３２が配置される。このような抑え部材３２は、特に集積過程の終期にて集積座３０上の集積過程の物品Xそれぞれが集積座３０の間欠下降に伴い浮き上がるとしても、この浮き上がりを上方から抑え付け、物品Xの安定した移動に寄与する。

一方、集積座３０に対する物品Ｘの集積動作中、共通集積経路１２の下方、即ち、ベース部材３６上の排出位置には集積物品Ｙが既に受け取られていて、該集積物品Yの形成に使用された集積コンベア２０側の集積座３１はベース部材３６の下方に配置されている一方、その集積座３１と組みをなす抑え部材３３は集積物品Ｙの直上に配置されるので、下降動作で浮き上がりが生じたとしても、この浮き上がりが完全に収束し、排出位置の集積物品Yはベース部材３６と抑え部材３３との間にて挟み込まれた状態にある。なお、排出位置上の集積物品Yは集積座３１に対する前回の物品Ｘの集積動作にて形成されたものである。

この状態にて、排出プッシャ３８は待機位置から水平方向に往動し、排出位置上の集積物品Ｙを共通集積経路１２外に排出する。この際、集積物品Ｙの排出は該集積物品Yがベース部材３６と抑え部材３３との間に挟まれた状態にあるので、排出位置からの集積物品Ｙの排出を安定して実施できる。この後、排出プッシャ３８は復動し、待機位置に再び位置付けられる。

一方、集積物品Ｙの排出動作は集積座３０上での物品Ｘの集積動作と並列に実施され、そして、この後、図５（Ｂ）に示されるように集積座３０上での集積物品Ｙの形成が完了すると、集積座３０は集積完了位置に位置付けられる。この後、集積コンベア１８の間欠作動を受け、集積座３０は集積物品Ｙとともに集積完了位置から排出位置に向けて高速な連続下降動作を実施する（図５（Ｃ）参照）。この際、集積座３０から集積物品Ｙが浮き上がるとしても、抑え部材３２もまた集積座３０に連動して下降するので、集積物品Yの浮き上がりが抑え部材３２によって抑え込まれ、抑え部材３２は集積物品Ｙの荷崩れ（物品Ｘの段積みの崩れ）を防止する。

上述の集積座３０の連続下降動作と並行して集積コンベア２０が独立して間欠作動し、ここでの間欠作動は排出位置の上方に配置されていた抑え部材３３を共通集積経路１２の底から下方に抜け出させる一方（図５（Ｂ）参照）、その抑え部材３３と組みをなす集積座３１とは別の集積座３１を図５（Ｃ）に示されるように前述の初期位置に位置付ける。それ故、この後は、集積座３１に対して物品Ｘの集積が連続して継続される。

この後、図５（Ｄ）に示されるように集積座３１に対する物品Ｘの集積動作が前述の場合と同様にして繰り返される一方、集積座３０は集積物品Ｙとともに排出位置、即ち、ベース部材３６上に配置される。この後、集積コンベア１８の更なる間欠作動を受け、集積座３０が組みをなす抑え部材３２とともに下降され、集積座３０がベース部材３６の下方に抜け出すことで、集積座３０上の集積物品Ｙはベース部材３６に受け取られ、一方、抑え部材３２は集積物品Yの直上に位置付けられ、図５（Ａ）と同様な状態に至り、この後、前述の集積・排出手順が同様に繰り返される。

上述の説明から既に明らかなように、本実施形態の物品集積排出装置は、搬送コンベア１０の昇降動作に制約されずに、物品Ｘの集積動作と集積物品Ｙの排出動作とを並列に行うことができるから、物品Ｘの集積から集積物品Ｙの排出までのサイクルタイムを大幅に短縮でき、高速な集積物品Yの形成が可能となる。

本発明は上述の一実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、集積コンベア１８，２０は１個の無端ベルトでも実現可能であり、集積コンベア１８，２０に備えられる集積座の数も２個に限らず、３個以上であってもよい。また、集積座や抑え部材を形成する半体の形状等も任意に変更可能である。
更に、物品Ｘは必ずしも箱形状をなす必要はなく、レトルト食品のような袋形態であってもよい。

１０ 搬送コンベア
１２ 共通集積経路
１４ 前側ガイド
１６ 後側ガイド
１８，２０ 集積コンベア
２２，２３ 無端ベルト
２８，２９ サーボモータ
３０，３１ 集積座
３０ｈ，３１ｈ 集積座半体
３２，３３ 抑え部材
３２ｈ，３３ｈ 抑え半体
３４ コントローラ
３６ ベース部材（排出位置）
３８ 排出プッシャ（排出手段）

Claims (4)

1. 物品を間欠的に投入する搬送コンベアと、
   前記物品の投入方向でみて前後に配置され、互いに独立して作動可能な一対の集積コンベアであって、
   前記集積コンベアの各々が、前記搬送コンベアから投入された物品を順次受け取る一方、物品の受け取りの度に前記受け取った物品を鉛直な共通集積経路に沿い集積完了位置まで１個の物品の厚みに相当する分だけ間欠的に下降させることで、前記共通集積経路に沿って物品が集積した集積物品を形成する間欠下降動作と、前記集積物品を前記集積完了位置から前記共通集積経路に沿って排出位置まで連続して下降させる連続下降動作とを交互に実施する一対の集積コンベアと、
   前記排出位置に下降した前記集積物品を前記共通集積経路外に排出する排出手段と
   を具備し、
   前記各集積コンベアは、
   前記間欠及び連続下降動作に伴い前記共通集積経路内を下降し、前記物品の集積に使用される集積座と、
   前記集積座から前記集積物品の高さに相当する間隔よりも長い間隔を存して位置付けられ、前記物品の集積過程の終期での前記集積座の間欠下降動作から前記連続下降動作の際に集積過程中の前記物品及び前記集積物品の浮き上がりを上方から抑制しながら、前記集積座に連動して下降する抑え部材と
   を含み、
   前記排出手段は、
   前記排出位置を規定し、前記集積座から前記集積物品を受け取り可能で且つ前記集積座及び前記抑え部材の通過を許容する開口を有した水平なベース部材と、
   前記ベース部材に受け取られた前記集積物品を前記ベース部材上にて前記排出位置から前記共通集積経路外に排出する排出プッシャと
   を含み、
   前記排出プッシャによる前記集積物品の排出動作は、前記排出位置にある前記集積物品が前記ベース部材と前記抑え部材との間に挟まれた状態で実施される、物品集積排出装置。
2. 前記各集積コンベアは、前記集積座の半体をそれぞれ備え且つ一方向に走行可能な一対の無端状ベルトを更に含み、これら無端状ベルトは前記搬送コンベアの幅方向に互い離間し且つ鉛直に配置されている、請求項１に記載の物品集積排出装置。
3. 前記各無端状ベルトは前記抑え部材の半体をそれぞれ備えている請求項２に記載の物品集積排出装置。
4. 前記各無端状ベルトは、前記集積座及び前記抑え部材の組みを２組み備えている請求項３に記載の物品集積排出装置。

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