JP5822480B2 - 箱詰め装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の物品を並べた状態で箱詰めする箱詰め装置に関する。

従来、複数の物品を並べた状態で箱詰めする箱詰め装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この箱詰め装置は、物品を移送する移送装置と、搬送方向に一列に並んだ物品収納部を有し、物品移送装置から移送される物品を物品収納部に収納して荷下し部に向けて搬送する搬送装置と、物品収納部に収納された物品の高さ寸法を検知する検知部と、搬送装置によって荷下し部に搬送された物品を側方に設けられた包装機に向けて押し出す押出部と、を備える。そして、高さ寸法が高すぎて包装に適さない異常物品を検知部が検知すると、後の工程において当該物品を排除する。

米国特許第４７６８６４２号明細書

特許文献１は、上述の通り後の工程において異常物品を排除すると言及しているのみであり、異常物品を排除する具体的な構成について全く言及していない。

そこで、検知部が異常物品を検知したときは、箱詰め装置を停止させて作業者に通知し、通知を受けた作業者が異常物品を箱詰め装置から排除することが考えられる。しかし、そうすると、箱詰め装置への物品の移送を停止させるため、計量器、袋詰め機、検査器等、箱詰め装置の上流に設けられる機器も同時に停止させる必要があり、その結果、ライン全体の処理能力が低下してしまうという課題が生じることとなる。

上記課題を解決するために、本発明のある形態(aspect)に係る箱詰め装置は、物品を移送する物品移送装置と、搬送路を有し、前記搬送路の一方の端部において前記物品移送装置から間欠的に移送される前記物品を、整列された所定数の物品からなる整列物品群に整列し、且つ該整列物品群を該搬送路上を該搬送路の他方の端部に向けて搬送する物品整列搬送装置と、上面が開口した空の箱を箱待機位置に搬送する箱搬送装置と、前記搬送路を搬送される前記整列物品群を該搬送路の側方の物品押込位置へ押し出す押出部、及び該物品押込位置から前記箱待機位置に待機している箱に押し込む押込部を有する箱詰機構と、前記搬送路の一方の端部にある前記整列物品群の欠品及び物品の姿勢異常を検知する整列物品群異常検知器と、前記箱待機位置に箱が待機しているか否かを検知する箱待機検知器と、前記箱詰機構及び前記物品整列搬送装置を制御する制御器と、を備え、前記整列物品群異常検知器は、それぞれ前記搬送路の一方の側に配設された投光器と、搬送路の他方の側に配設された受光器とを有し、前記投光器及び前記受光器間の光路が遮られることによって、物品の有無を検出する遮光型検出器である第１検出器及び第２検出器を有し、前記第１検出器の光路は、姿勢が正常な状態で前記搬送路に載置された物品及び姿勢が異常な状態で前記搬送路に載置された物品の何れも検知する高さ位置に設けられ、前記搬送路に物品が載置されているか否かを検知するよう構成され、前記第２検出器の光路は、姿勢が正常な状態で前記搬送路に載置された物品又は姿勢が異常な状態で前記搬送路に載置された物品の何れかを検知する高さ位置に設けられ、前記搬送路に姿勢が正常な状態で物品が載置されているか否かを検知するよう構成され、前記制御器は、前記整列物品群異常検知器で整列物品群の欠品及び姿勢異常の少なくともいずれかを検知した場合、又は箱待機検知器で前記箱待機位置に箱が待機していないことを検知した後所定の条件が満たされない場合に、前記押出部が前記整列物品群を前記搬送路の側方へ押し出さないようにして、前記搬送路の一方の端部にある前記整列物品群を該搬送路の他方の端部まで搬送するよう、前記箱詰機構及び前記物品整列搬送装置を制御する。

この構成によれば、整列物品群異常検知器で整列物品群の欠品及び姿勢異常の少なくともいずれかを検知した場合、又は箱待機検知器で箱待機位置に箱が待機していないことを検知した後所定の条件が満たされない場合に、整列物品群の箱詰めを行わずに、整列物品群を搬送路の他方の端部から排出することができる。これによって、ラインの停止を防ぐことができ、ライン全体の処理能力が低下することを防ぐことができる。また、構造が簡易であり、製造に有利、且つ、製造コストも安価となる。

他の形態に係る箱詰め装置は、前記搬送路の他方の端部に搬送されて来た前記整列物品群を該端部から排出するための排出機構を備える。

この構成によれば、物品の落下による損壊を防ぐことができる。

本発明は、以上に説明したように構成され、所定の異常が生じた場合に、ライン全体の処理能力が低下することを防ぐことができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る箱詰め装置の構成例を示す斜視図である。 図１の箱詰め装置の整列物品群異常検知器の構成例を示す斜視図であり、（ａ）は、正常な姿勢の物品に対する第１検出器及び第２検出器の高さ位置を示す図、（ｂ）は、異常な姿勢の物品に対する第１検出器及び第２検出器の高さ位置を示す図である。 図１の箱詰め装置の制御系統の構成例を概略的に示すブロック図である。 図１の箱詰め装置の動作例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同じ参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

［全体構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る箱詰め装置１００の構成例を示す斜視図である。箱詰め装置１００は、例えば、ピロー袋等の包装材で包装された１以上の物品Ｗを整列させた状態で箱詰めする装置である。本実施の形態に係る箱詰め装置１００は、例えば、外装箱１１０に整列された状態の４個の物品Ｗを詰める。

図１に示すように、本実施の形態の箱詰め装置１００は、移送コンベア２（物品移送装置）と、移送コンベア２から移送された物品Ｗを整列させて搬送する物品整列搬送装置６と、物品整列搬送装置６から４個の物品Ｗを整列状態で押し出す押出装置７と、押し出された物品Ｗと当接して停止させる止め部材１７と、押し出された１以上の物品Ｗからなる一群の物品を整列させる押さえ装置１８と、この一群の物品を挟持する挟持装置８と、挟持された一群の物品が載置されている面を開閉する床開閉装置１３と、挟持された一群の物品を外装箱１１０に押し込む押込装置１４と、外装箱を搬送する箱搬送装置２０と、箱詰め装置１００の動作を制御する制御装置３０（制御器）と、箱詰め装置１００の各構成要素を所定の位置関係に配置する枠体１と、を有している。ここで、所定の位置とは、本発明の箱詰め装置１００の箱詰め動作の実施に要する位置をいう。

そして、押出装置７、止め部材１７、押さえ装置１８、挟持装置８、床開閉装置１３及び押込装置１４が箱詰機構を構成する。

［移送コンベアの構成］
移送コンベア２は、いわゆるベルト式コンベアであり、その上に載置された物品Ｗを水平方向に搬送するように配設されている。移送コンベア２は、周知のベルト式コンベアで構成することができるので、これ以上の詳しい説明を省略する。本実施の形態において、物品Ｗは、移送コンベア２に平面視搬送方向に対して横長の姿勢、即ち、移送コンベア２の幅方向（平面視搬送方向と直交する方向）の寸法が搬送方向の寸法よりも長い姿勢で移送コンベア２に載置される。また、物品Ｗは、移送コンベア２上において安定するよう、寝た姿勢、即ち、搬送方向における水平方向の寸法が鉛直方向の寸法よりも長い姿勢で移送コンベア２に載置される。

［物品整列搬送装置の構成］
物品整列搬送装置６は、整列コンベア６０と、整列コンベア６０の搬送路を横切るようにして整列コンベア６０の搬送面上に直立している一群の整列板６１とを有している。一群の整列板６１間には、整列コンベア６０上に物品Ｗを収容できる収容部６２が複数連なって一群の収容部を形成している。本実施の形態では、整列板６１は５枚が一群となっている。したがって、４個の収容部６２が一群となって形成されている。

整列コンベア６０は、４本の環状ベルトが一対のスプロケット（ｓｐｒｏｃｋｅｔ）６３に巻き掛けられ、それらによって支持されている。したがって、整列コンベア６０は、往路部６０ａと、往路部６０ａの下方に対向して位置する復路部６０ｂと、往路部６０ａ及び復路部６０ｂのそれぞれの両端部の間、即ち、整列コンベア６０の両端部に形成された円弧状の反転部６０ｃとを備えている。整列板６１は、整列コンベア６０の搬送面上に直立しているので、反転部６０ｃにおいては、スプロケット６３から放射状に延びた形態を呈する。そして、４本の環状ベルトは２本ずつに分かれて第１ベルト群６４及び第２ベルト群６５を構成している。

第１ベルト群６４及び第２ベルト群６５にはそれぞれ、整列板６１が１連又は２連以上装着されている。本実施の形態では第１ベルト群６４及び第２ベルト群６５にはそれぞれ１連の整列板６１が装着されている。各整列板６１は、結合具６６によって第１ベルト群６４及び第２ベルト群６５の何れか一方に装着されている。そして、第１ベルト群６４は、駆動装置（図示せず）の駆動力により一方のスプロケット６３が回転駆動されることによって回転駆動されるように構成されている。また、第２ベルト群６５は、駆動装置（図示せず）の駆動力により他方のスプロケット６３が回転駆動されることによって回転駆動されるように構成されている。第１及び第２のベルト群６４，６５の駆動装置には公知のアクチュエータ（actuator）を用いることができ、本実施の形態ではサーボモータである。このように、第１及び第２のベルト群６４，６５の各収容部６２は、それぞれ第１及び第２のベルト群６４，６５の駆動装置の駆動力により、整列板６１が復路部６０ｂから搬送方向上流側の反転部６０ｃを通って往路部６０ａに向かい、その後、搬送方向下流側の反転部６０ｃを通って復路部６０ｂに再び向かうよう循環駆動される。また、第１及び第２のベルト群６４，６５の駆動装置は異なるので、第１ベルト群６４及び第２ベルト群６５を互いに独立して循環駆動することができる。

整列コンベア６０の側方には、物品取込検出装置６９が設けられている。物品取込検出装置６９は、遮光型検出装置であり、一対の投光器及び受光器を備えている。そして、物品取込検出装置６９は、その光路が整列コンベア６０の上流側の反転部６０ｃに設定されている物品取込待機位置Ｓを横切るように配設されている。この物品取込待機位置Ｓは、収容部６２を待機させる位置であり、この収容部６２の下方に隣接する整列板６１が斜め上方を向く位置、即ち、整列板６１の先端部が基端部よりも高く位置する位置に設定されている。そして、物品取込検出装置６９は、一対の投光器及び受光器間の光路が遮られている間、検出信号を出力する。これによって、取込待機位置Ｓに移送された物品Ｗの存在を検出することができる。

そして、整列コンベア６０の上流側の反転部６０ｃは、移送コンベア２の下流側の端部と近接するように配設される。また、往路部６０ａは、移送コンベア２よりも下方に位置するように配設される。これによって、移送コンベア２は、物品Ｗを反転部６０ｃの物品取込待機位置Ｓに移送することができる。そして、移送コンベア２から寝た姿勢の物品Ｗが物品取込待機位置Ｓに移送されると、物品取込待機位置Ｓの下方に隣接する整列板６１上に寝た姿勢のまま載置される。この整列板６１が反転部６０ｃから往路部６０ａに移動すると、整列板６１の姿勢が寝た姿勢から往路部６０ａ上に直立した姿勢、即ち、鉛直方向の寸法が搬送方向における水平方向の寸法よりも長い姿勢となり、これに伴って移送された物品Ｗの姿勢も寝た姿勢から直立した姿勢に転換される。また、これに伴って、移送コンベア２における物品Ｗの搬送方向の寸法が、整列コンベア６０における物品Ｗの高さ寸法となる。

ところで、上述の通り、物品Ｗは、平面視搬送方向に対して横長の姿勢で移送コンベア２に載置されているので、この姿勢のまま整列コンベア６０に移送されると、往路部６０ａに搬送方向から見て横長、即ち、整列コンベア６０の幅方向の寸法が物品Ｗの高さ寸法（移送コンベア２における物品Ｗの搬送方向の寸法）よりも長い姿勢で載置される（図２（ａ）参照）。しかし、物品Ｗが移送コンベア２によって搬送されているときに、例えば物品Ｗが移送コンベア２の側壁に接触して移送コンベア２上で回転し、その結果、平面視搬送方向に対して縦長、即ち、搬送方向の寸法が移送コンベア２の幅方向（平面視搬送方向と直交する方向）の寸法よりも長い姿勢となることがある。この異常な姿勢にある物品Ｗが整列コンベア６０に移送されると、搬送方向から見て縦長の姿勢、即ち、物品Ｗの高さ寸法（移送コンベア２における物品Ｗの搬送方向の寸法）が整列コンベア６０の幅方向の寸法よりも長い姿勢で往路部６０ａに載置される（図２（ｂ）参照）。つまり、異常な姿勢で往路部６０ａに載置された物品Ｗの高さは、正常な姿勢で往路部６０ａに載置されたときに比べ高くなる。

図２は、箱詰め装置１００の異常検出装置４５の構成例を示す斜視図であり、（ａ）は、正常な姿勢の物品に対する上側検出部４６及び下側検出部４７の高さ位置を示す図、（ｂ）は、異常な姿勢の物品に対する上側検出部４６及び下側検出部４７の高さ位置を示す図である。

往路部６０ａの上流側の端部には、異常検出装置４５（整列物品群異常検知器）が設けられている。異常検出装置４５は、上側検出部４６（第２検出器）及び上側検出部４６の下方に配設された下側検出部４７（第１検出器）を備えている。上側検出部４６及び下側検出部４７は、それぞれ、遮光型検出装置であり、それぞれ、一対の往路部６０ａの一方の側に設けられた投光器と往路部６０ａの他方の側に設けられた受光器とを備えている。そして、上側検出部４６及び下側検出部４７は、一対の投光器及び受光器間の光路が遮られている間、検出信号を出力する。

図２に示すように、上側検出部４６は、その光路が往路部６０ａの上流側の端部に位置する正常な姿勢の物品Ｗの上方を横切り、且つ、異常な姿勢の物品Ｗを横切る高さ位置に位置するように配設される。したがって、上側検出部４６の光路は、正常な姿勢の物品Ｗによっては遮られないが、異常な姿勢の物品Ｗによっては遮られるように構成されている。下側検出部４７は、その光路が往路部６０ａの上流側の端部に位置する正常な姿勢の物品Ｗ及び異常な姿勢の物品Ｗを横切る高さ位置に位置するように配設される。したがって、下側検出部４７の光路は、正常な姿勢の物品Ｗ及び異常な姿勢の物品Ｗの何れによっても遮られるように構成されている。

よって、各収容部６２が上側検出部４６及び下側検出部４７の光路を横切る位置に設定される異常検出位置に位置したとき、上側検出部４６の光路が遮られたことを検出することによって、異常な姿勢の物品Ｗの存在を検出することができる。また、各収容部が異常検出位置に位置したとき、下側検出部４７の光路が遮られていないことを検出することによって、物品Ｗが収容部６２に収納されていないことを検出することができる。このように、異常検出装置４５は、構造が簡易であり、製造に有利、且つ、製造コストも安価となる。

往路部６０ａの中間部には、後述する押出装置７による物品Ｗの床開閉装置１３への押し出しが行われる停止位置Ｔが設定されている。

このように、物品整列搬送装置６は、収容部６２が移送コンベア２から移送された４個の物品Ｗを受け取ることによって、搬送方向に一列に整列された４個の物品から構成される物品群（整列された所定数の物品群）を構成することができる。そして、物品整列搬送装置６は、物品Ｗを反転部６０ｃの物品取込待機位置Ｓにおいて受け取り、収容部６２を往路部６０ａに位置させることによって、物品Ｗの姿勢を寝た姿勢から直立した姿勢に転換することができる。更に、物品整列搬送装置６は、この物品群を停止位置Ｔ（下流側の反転部６０ｃ（搬送路の他方の端部））に向けて搬送することができる。そして、停止位置Ｔに向けて搬送するとき、異常検出位置において、異常検出装置４５が異常な姿勢の物品Ｗの存在、及び収容部６２に物品が収納されているか否かを検出することができる。

［床開閉装置の構成］
床開閉装置１３は、物品整列搬送装置６の側方に配設され、水平方向に延びる一対の床板５０を備えている。床板５０は、その縁部が枠体１に配設された複数のローラに支持され、互いに対向する端面同士が接触及び離間するようにして進退自在に構成されている。そして、停止位置Ｔの側方の閉じた一対の床板５０上に物品押込位置Ａ（詳細は後述する。）が設定されている。そして、床板５０は、駆動装置（図示せず）の駆動力により開閉駆動するように構成されている。また、床板５０が後退駆動されると、開口部が形成される。この駆動装置には公知のアクチュエータを用いることができ、本実施の形態ではサーボモータである。

そして、通路部７３が物品整列搬送装置６の上面と床開閉装置１３の上面との間に設けられている。通路部７３上には、停止位置Ｔの一群の整列板６１のうち両端の整列板６１を延長するように配設されている案内部７４が設けられている。この案内部７４は、枠体１に固定され、後述する物品押込位置Ａの側まで延びている。

このように床開閉装置１３は、床板５０を後退駆動することによって物品載置部Ａの直下に開口部を形成することができる。

［押出装置の構成］
押出装置７は、平板状の押出部材７０（押出部）を備えている。そして、押出部材７０は、駆動装置（図示せず）の駆動力によって平板状の押出部材７０が枠体１に支持されて配設されているレール部材（図示せず）に案内されて、物品整列搬送装置６の一方の側に沿って位置する退避位置と、物品整列搬送装置６の他方の側及び通路部７３を通り後述する物品押込位置Ａの側に位置した進出位置との間で直線方向に進出及び退避動作するように構成されている。この押出部材７０は、退避位置と進出位置との間を進出及び退避動作する際に停止位置Ｔに位置する一連の整列板６１に接触しないよう、下端から中間部にかけて鉛直方向に延びる複数のスリット７１が形成されている。本実施の形態においては、停止位置Ｔに位置する各整列板６１の位置に対応して５つのスリット７１が形成されている。押出装置７の駆動装置には公知のアクチュエータを用いることができ、本実施の形態ではサーボモータである。したがって、停止位置Ｔに位置する一連の収容部６２に収容された複数の物品Ｗは、押出部材７０によって押し出され、物品整列搬送装置６の搬送方向に整列した一群の物品となり、閉じた床板５０上に設定された後述する物品押込位置Ａに位置する。

そして、通路部７３に案内部７４が設けられているので、押出部材７０によって押し出された一群の物品が整列方向に散乱することを防止することができる。

［止め部材の構成］
止め部材１７は、整列コンベア６０の延伸方向と同方向に延びる板状体であり、床板５０の上方に進出位置に位置する押出部材７０の物品押込位置Ａ（押出部材７０によって押し出された一群の物品）を介した反対側に枠体１に固定されて配設されている。したがって、押出部材７０によって押し出された物品Ｗは、止め部材１７と当接し、閉じた床板５０上で停止するよう構成されている。これによって、物品押込位置Ａに位置する物品Ｗの止め部材１７方向の位置を位置決めすることができる。

［押さえ装置の構成］
押さえ装置１８は、押さえ部材５５を備えている。押さえ部材５５は、駆動装置（図示せず）の駆動力によって物品押込位置Ａの押出部材７０側に位置させた押さえ位置と押さえ位置から押さえ部材５５を物品整列搬送装置６側に回動させた退避位置との間を揺動するよう構成されている。押さえ部材５５を退避位置に位置させることにより、押出部材７０の進退動作時における押出部材７０との抵触を回避することができる。一方、押出部材７０の後退後において、押さえ部材５５を押さえ位置に位置させることにより、押出部材７０により押し出された一群の物品の上部側面を押さえ、止め部材１７と共に挟持し、物品押込位置Ａに位置する一群の物品の幅方向の位置決めを行うことができる。押さえ装置１８の駆動装置には公知のアクチュエータを用いることができ、本実施の形態ではサーボモータである。この駆動装置は枠体１に設けられている。なお、押さえ装置１８は、駆動装置の駆動力によって押さえ部材５５を上下方向に進退駆動するよう構成されていてもよい。

［挟持装置の構成］
挟持装置８は、一対の平板状の挟持部材８０を備えている。一対の挟持部材８０は、床板５０の上方に一対の案内部７４を延長するように配設される。即ち、一対の挟持部材８０は、押出部材７０の移動方向と直交（交差）する方向に設けられている。そして、この一対の挟持部材８０は、止め部材１７の近傍にまで延伸している。即ち、床板５０の上には、止め部材１７、押さえ位置に位置する押さえ部材５５及び一対の挟持部材８０によって区画された領域が形成される。この領域が物品押込位置Ａを構成する。そして、一群の物品は、押出装置７によって、物品押込位置Ａ上に一対の挟持部材８０が対向する方向、即ち、物品整列搬送装置６の整列コンベア６０の延伸方向と同方向に整列状態で載置される。

そして、軸体８１が挟持部材８０の背面から延びて設けられている。軸体８１は挟持部材８０と共に駆動装置（図示せず）の駆動力により、挟持部材８０が互いに近づく方向及び互いに遠ざかる方向に進退動するように構成されている。挟持部材８０が互いに近づく方向に進出することによって、物品押込位置Ａに位置する一群の物品が一対の挟持部材８０の間に挟持されるので、物品押込位置Ａに位置する物品Ｗ同士を密着させることができる。なお、挟持部材８０の駆動装置には公知のアクチュエータを用いることができ、本実施の形態においては、サーボモータを用いている。この駆動装置は枠体１に設けられている。

［押込装置の構成］
押込装置１４は、鉛直方向に延びる軸体９０と、軸体９０の下端がその上面に接合された平板状の押込部材９１（押込部）とを有している。軸体９０は、枠体１に昇降自在に支持されている。そして、軸体９０は、押込部材９１と共に駆動装置（図示せず）の駆動力により物品押込位置Ａの鉛直方向に昇降するように構成されている。この駆動装置には公知のアクチュエータを用いることができ、本実施の形態ではサーボモータである。このように、押込装置１４は、押込部材９１を下降させて、押込部材９１が挟圧された状態の一群の物品の上面を下方に押して一群の物品を開放した一対の挟持部材８０の間の開口部に押し込み、更に、後述する箱待機位置Ｐに待機している外装箱１１０に押し込むことができるように構成されている。

［箱搬送装置の構成］
箱搬送装置２０は、外装箱１１０を搬送する外装箱搬送コンベア２２と、その搬送路上を移動する外装箱１１０を停止させる制止装置２３と、外装箱搬送コンベア２２上に停止している外装箱１１０を持ち上げる外装箱昇降装置２１と、箱待機検出装置２４（箱待機検知器）とを有している。

本実施の形態において、外装箱１１０は、いわゆるダンボール箱であり、上面に開口部を有する箱状体である。

また、本実施の形態において、外装箱搬送コンベア２２は、いわゆるローラ式コンベアであり、互いに平行に離間して配設された多数の駆動ローラを備えている。各駆動ローラは、駆動装置（図示せず）の駆動力によって駆動される。そして、外装箱搬送コンベア２２は、物品整列搬送装置６と平行に延びて設けられている。これによって、箱詰め装置１００をコンパクトに構成することができる。外装箱搬送コンベア２２は、周知のローラコンベアで構成することができるので、これ以上の詳しい説明を省略する。

制止装置２３は、外装箱搬送コンベア２２の搬送方向に直交するようにして水平方向に延びる棒体を備え、後述する連結材４０ｂ上に設けられている。即ち、制止装置２３は、外装箱搬送コンベア２２の側方に設けられ、後述する台座４０と共に昇降するように構成されている。そして、制止装置２３は、棒体の先端部を外装箱搬送コンベア２２の搬送路の外に位置させた退避位置と、棒体の先端部を退避位置から外装箱搬送コンベア２２の搬送路上に進出させた進出位置との間を進退動させることができるようになっており、棒体を進出位置に位置させることによって、外装箱搬送コンベア２２によって搬送される外装箱の下流方向への移動を規制することができる。これによって、制止装置２３は、外装箱１１０が物品押込位置Ａの下方の箱停止位置Ｕに位置するよう保持する。

外装箱昇降装置２１は、外装箱１１０が載置される台座４０を備えている。台座４０は、互いに平行に離間するように同一水平面上において延びる棒材４０ａと、各棒材４０ａの一方又は両方の端部を連結する連結材４０ｂとを備えている。この棒材４０ａは、箱停止位置Ｕの駆動ローラ間に形成されている隙間に埋没可能に構成されている。そして、台座４０は、枠体１に昇降自在に支持されている。そして、台座４０は、駆動装置（図示せず）の駆動力により昇降するように構成されている。この駆動装置には公知のアクチュエータを用いることができ、本実施の形態ではサーボモータである。そして、外装箱昇降装置２１は、台座４０を上昇させることによって箱停止位置Ｕに位置する外装箱１１０を持ち上げ、床板５０を開放することにより形成される開口部の下方に設定される箱待機位置Ｐに位置させることができるように構成されている。

箱待機検出装置２４は、下流側検出部３５及び上流側検出部３６を備えている。下流側検出部３５及び上流側検出部３６は、それぞれ、遮光型検出装置であり、一対の投光器及び受光器を備えている。本実施の形態においては、投光器は、一方の連結材４０ｂ上に設けられ、受光器は、他方の連結材４０ｂ上に設けられている。よって、箱待機検出装置２４は、台座４０と共に昇降する。下流側検出部３５は、その光路が箱停止位置Ｕ（台座４０が上昇した状態においては箱待機位置Ｐ）の下流側の端部を横切るように配設されている。上流側検出部３６は、その光路が箱停止位置Ｕ（台座４０が上昇した状態においては箱待機位置Ｐ）の上流側の端部を横切るように配設されている。そして、箱待機検出装置２４は、外装箱１１０が箱待機位置Ｕに位置し下流側検出部３５及び上流側検出部３６の光路が同時に遮られると、検出信号を出力する。また、箱待機検出装置２４の検出信号は、外装箱１１０が箱待機位置Ｕから搬出されると消滅する。これによって、箱停止位置Ｕ（又は箱待機位置Ｐ）に位置する外装箱１１０の存在を検出することができる。

このように箱搬送装置２０は、箱詰め装置１００に搬入された外装箱１１０を外装箱搬送コンベア２２によって搬送し、制止装置２３によって箱停止位置Ｕに位置させることができる。そして、箱搬送装置２０は、台座４０を上昇させることによって外装箱１１０を持ち上げ、箱待機位置Ｐに位置させることができる。そして、箱待機検出装置２４は、箱待機位置Ｐに外装箱１１０が位置しているか否かを検出することができる。そして、箱搬送装置２０は、台座４０を下降させることによって、この外装箱１１０を箱停止位置Ｕに再び戻し、更に、外装箱１１０を外装箱搬送コンベア２２によって搬送して箱詰め装置１００から搬出することができる。

［制御系統の構成］
図３は、箱詰め装置１００の制御系統の構成例を概略的に示すブロック図である。以下、図３を参照しながら、箱詰め装置１００の制御系統について説明する。

箱詰め装置１００が備える制御装置３０は、例えば、ＣＰＵ等の演算器を有する制御部３１（制御器）と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリを有する記憶部３２とを備えている。制御部３１は、集中制御する単独の制御器で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御する複数の制御器で構成されてもよい。制御部３１は、物品整列搬送装置６、押出装置７、床開閉装置１３、押さえ装置１８、挟持装置８、押込装置１４、箱搬送装置２０の各駆動装置の動作を制御し、それによって各装置の動作を制御する。記憶部３２には所定の制御プログラムが記憶されていて、制御部３１がこれらの制御プログラムを読み出して実行することにより、箱詰め装置１００の動作が制御される。物品取込検出装置６９，異常検出装置４５，箱待機検出装置２４より出力された検出信号は、制御部３１に入力される。記憶部３２は、所定の制御プログラムを記憶している。なお、図中の矢印は信号の伝達方向を示す。

［動作例］
次に、箱詰め装置１００の動作例を説明する。これらの動作は、制御装置３０が物品整列搬送装置６、押出装置７、床開閉装置１３、押さえ装置１８、挟持装置８、押込装置１４、及び箱搬送装置２０の各駆動装置を制御することによって行う。

図４は、箱詰め装置１００の動作例を示すフローチャートである。

まず、制御部３１は、何れか一方のベルト群の一群の収容部６２のうち先頭の収容部６２を物品取込待機位置Ｓに位置させる。そして、移送コンベア２の下流側端部から物品取込待機位置Ｓに寝た姿勢の物品Ｗが移送され、物品取込検出装置６９がこの物品Ｗを検出すると、制御部３１は、一群の収容部の次の収容部６２を物品取込待機位置Ｓに待機させる。このとき、整列板６１の姿勢が寝た姿勢から往路部６０ａ上に直立した姿勢となり、これに伴って移送された物品Ｗの姿勢も寝た姿勢から直立した姿勢に転換される。これによって、複数の物品Ｗは、停止位置Ｔにおいて、整列状態で直立した姿勢となる。そして、物品取込検出装置６９が収容部の個数に応じた個数、即ち、４個の物品Ｗを検出すると、制御部３１は、このベルト群の一群の収容部６２を停止位置Ｔに向けて搬送する。このとき、制御部３１は、各収容部６２が異常検出位置に位置したときに入力された異常検出装置４５の検出信号を記憶部３２に収納する（ステップＳ１）。

そして、第１ベルト群６４及び第２ベルト群６５は、互いに独立して循環駆動することができるように構成されているので、制御部３１は、一方のベルト群の全ての収容部６２に物品Ｗが収容され、これらを停止位置Ｔに向けて搬送し始めると、他方のベルト群の一群の収容部６２のうち先頭の収容部６２を物品取込待機位置Ｓに位置させる。これによって、移送コンベア２による物品Ｗの物品取込待機位置Ｓへの移送を継続することができる。

一方、制御部３１は、ステップＳ１の処理と並行して、外装箱１１０を箱待機位置Ｐに位置させる（ステップＳ２）。即ち、制御部３１は、制止装置２３を進出位置に位置させて、外装箱１１０を箱停止位置Ｕに位置させる。これによって、箱待機検出装置２４は、外装箱１１０の検出信号を出力する。次に、制御部３１は、台座４０を上昇させ、箱停止位置Ｕに位置する外装箱１１０を箱待機位置Ｐに位置させる。これによって、後述するステップＳ６において床が開放されると、一群の物品の下方に外装箱１１０が上方に開口した状態で出現することになる。

次に、制御部３１は、記憶部３２に収納された異常検出装置４５の検出信号、及び箱待機検出装置２４の検出信号に基づき、異常が発生しているか否かを判定する（ステップＳ３）。

即ち、制御部３１は、各収容部６２が異常検出位置に位置したときに入力された上側検出部４６の検出信号が１回以上入力されている場合は、物品Ｗの姿勢に異常が発生したと判定する。他方で、制御部３１は、上側検出部４６の検出信号が入力されていない場合は、物品Ｗの姿勢に異常が発生していないと判定する。

また、制御部３１は、各収容部６２が異常検出位置に位置したときに入力された下側検出部４７の検出信号が４回（一群の収容部を構成する収容部６２の数に応じた回数）入力されていない場合は、物品の収容部６２への収納に異常が発生したと判定する。他方で、制御部３１は、各収容部６２が異常検出位置に位置したときに入力された下側検出部４７の検出信号が４回入力されている場合は、物品Ｗの収容部６２への収納に異常が発生していないと判定する。

更に、制御部３１は、一群の収容部６２が停止位置Ｔに位置してから所定時間が経過した後も、箱待機位置Ｐに位置する台座４０上の箱待機検出装置２４から検出信号が入力されない場合は、外装箱１１０の箱待機位置Ｐへの配置に異常が発生したと判定する。他方で、一群の収容部６２が停止位置Ｔに位置したときに、箱待機位置Ｐに位置する台座４０上の箱待機検出装置２４から検出信号が入力されている場合、又は一群の収容部６２が停止位置Ｔに位置してから所定時間経過するまでに、箱待機位置Ｐに位置する台座４０上の箱待機検出装置２４から検出信号が入力された場合は、外装箱１１０の箱待機位置Ｐへの配置に異常が発生していないと判定する。上記所定時間は、一方のベルト群に係る一群の収容部が他方のベルト群に係る一群の収容部を停止位置Ｔに向けて搬送することを妨げない時間に応じて設定される。なお、本実施の形態においては、一群の収容部６２が停止位置Ｔに位置してから所定時間が経過した後も、箱待機検出装置２４から検出信号が入力されない場合は、外装箱１１０の箱待機位置Ｐへの配置に異常が発生したと判定する構成としている。しかし、これに限られるものではなく、例えば、一方のベルト群に係る一群の収容部６２が停止位置Ｔに位置した後、他方のベルト群に係る一群の収容部６２の所定の収容部６２（例えば、最後尾の収容部６２）に物品が収容された後も箱待機検出装置２４から検出信号が入力されない場合は、外装箱１１０の箱待機位置Ｐへの配置に異常が発生したと判定する構成としてもよい。

そして、制御部３１は、「物品の姿勢に異常が発生した」と判定したとき、「物品の収容部６２への収納に異常が発生した」と判定したとき、又は「外装箱１１０の箱停止位置Ｕへの配置に異常が発生した」と判定したときは、異常が発生したと判定する（ステップＳ３でＹＥＳ）。一方、何れにも異常が発生していないときは、制御部３１は、異常が発生していない（ステップＳ３でＮＯ）と判定する。

次に、制御部３１は、異常が発生していないと判定すると、押出装置７の押出部材７０を退避位置から進出位置に移動させて、停止位置Ｔに整列状態で位置する一群の物品を床板５０の物品押込位置Ａに整列状態で位置させる。そして、制御部３１は、押出部材７０を進出位置から退避位置に戻す（ステップＳ４）。

一方、制御部３１は、異常が発生したと判定する（ステップＳ３でＹＥＳ）と、排出処理（ステップＳ１０）を実行する。排出処理については、後述する。

次に、制御部３１は、押さえ部材５５を下方に揺動させ、押し出された一群の物品の上部側面を押さえる。次に、この状態において、制御部３１は、一対の挟持部材８０によって、一群の物品を挟持する（ステップＳ５）。

次に、制御部３１は、床板５０を後退駆動させる（ステップＳ６）。これによって、床板が開放され、物品押込位置Ａに位置する一群の物品の直下に開口部が形成される。
次に、制御部３１は、押込部材９１を下降させる（ステップＳ７）。これによって、押込部材９１は、挟圧された状態の一群の物品の上面を下方に押し、一群の物品を床板５０の間に形成された開口部に押し込む。この際、各物品Ｗの両端部は押出部材７０及び止め部材１７の表面を滑り抜ける。また、一群の物品の両端の物品Ｗは挟持部材８０表面を滑り抜ける。

次に、制御部３１は、押さえ部材５５、挟持部材８０、押込部材９１及び床板５０を元の状態に復帰させる（ステップＳ８）。

そして、制御部３１は、ステップＳ８と並行して、台座４０を下降させて箱詰めされた外装箱１１０を箱停止位置Ｕに位置させた後、外装箱搬送コンベア２２の下流側端部からこの外装箱１１０を箱詰め装置１００から搬出する（ステップＳ９）。これによって、箱待機検出装置２４の検知信号は消滅する。

そして、箱詰め動作が新たに繰り返される。

一方、制御部３１は、ステップＳ３において、異常が発生していると判定すると、一群の収容部６２を下流側の反転部６０ｃまで搬送する。そして、収容部６２が反転部６０ｃに位置し、整列板６１が斜め下方を向く位置、即ち、整列板６１の先端部が基端部よりも低く位置する位置に位置すると、物品Ｗは、整列板６１の表面上を滑り、下方に落下する。これによって、一群の収容部６２に収納された物品を排出することができる（ステップＳ１０）。そして、この一群の収容部６２は、復路部６０ｂを通って上流側の反転部６０ｃに再び向かうよう循環駆動される。これによって、収容部６２に再び物品Ｗを収納することができる。

以上のようにして、本発明の箱詰め装置１００は、物品の姿勢に異常が発生したとき、物品Ｗの収容部６２への収納に異常が発生したとき、又は外装箱１１０の箱待機位置Ｐへの配置に異常が発生したときは、一群の物品を物品載置部Ａに向けて押し出さず、下流側の反転部６０ｃに搬送し搬送路の他方の端部から排出することができる。これによって、ラインの停止を防ぐことができ、ライン全体の処理能力が低下することを防ぐことができる。

（その他の実施の形態）
上記実施の形態においては、搬送方向から見て縦長の姿勢、即ち、物品Ｗの高さ寸法が整列コンベア６０の幅方向の寸法よりも長い姿勢で往路部６０ａに載置された物品を異常な姿勢の物品としたがこれに限られるものではない。例えば、整列コンベア６０の幅方向の寸法が物品Ｗの高さ寸法（移送コンベア２における物品Ｗの搬送方向の寸法）よりも長い姿勢で往路部６０ａに載置された物品を異常な姿勢の物品としてもよい。この場合、異常な姿勢で往路部６０ａに載置された物品Ｗの高さは、正常な姿勢で往路部６０ａに載置されたときに比べ低くなる。したがって、上側検出部４６の光路は、正常な姿勢の物品Ｗによっては遮られるが、異常な姿勢の物品Ｗによっては遮られない。よって、制御部３１は、ステップＳ２において、上側検出部４６の検出信号が４回（一群の収容部を構成する収容部６２の数に応じた回数）入力されていない場合は、物品Ｗの姿勢に異常が発生したと判定するように構成される。

また、下流側の反転部６０ｃにシュート（排出機構）を設け、下流側の反転部６０ｃに搬送されてきた物品をシュートを介して排出してもよい。これによって、物品Ｗの落下による損壊を防ぐことができる。

更に、上記実施の形態においては、箱搬送装置２０が外装箱１１０を箱待機位置Ｐに位置させたがこれに限られるものではなく、例えば、作業員が外装箱１１０を箱待機位置Ｐに位置させてもよい。

また、整列コンベア６０をローラコンベア等の他の搬送装置で構成してもよい。

更に、外装箱搬送コンベア２２をベルトコンベア等の他の搬送装置で構成してもよい。

また、床開閉装置１３は、上述の構成例に限定されず、床を開閉できればよい。例えば、床開閉装置１３を１枚の床板を一方向に進退させて床を開閉するよう構成してもよく、床板を下方及び上方に正逆回動させて床を開閉するよう構成してもよい。

更に、整列コンベア６０は、必ずしも一時停止するよう間欠的に循環動作させる必要はなく、例えば、押出部材７０を進退動作させている間、ゆっくり整列コンベア６０を循環動作させてもよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明の箱詰め装置は、製品の梱包を行うラインに有用である。

１ 枠体
２ 移送コンベア
６ 物品整列搬送装置
７ 押出装置
８ 挟持装置
１３ 床開閉装置
１４ 押込装置
１７ 止め部材
１８ 押さえ装置
２０ 箱搬送装置
２１ 外装箱昇降装置
２２ 外装箱搬送コンベア
２３ 制止装置
２４ 箱待機検出装置
３０ 制御装置
３１ 制御部
３２ 記憶部
３５ 下流側検出部
３６ 上流側検出部
４０ 台座
４０ａ 棒材
４０ｂ 連結材
４５ 異常検出装置
４６ 上側検出部
４７ 下側検出部
５０ 床板
５５ 押さえ部材
６０ 整列コンベア
６０ａ 往路部
６０ｂ 復路部
６０ｃ 反転部
６１ 整列板
６２ 収容部
６３ スプロケット
６４ 第１ベルト群
６５ 第２ベルト群
６６ 結合具
６９ 物品取込検出装置
７０ 押出部材
７１ スリット
７３ 通路部
７４ 案内部
８０ 挟持部材
８１ 軸体
９０ 軸体
９１ 押込部材
１００ 箱詰め装置
１１０ 外装箱

Claims (2)

1. 物品を移送する物品移送装置と、
   搬送路を有し、前記搬送路の一方の端部において前記物品移送装置から間欠的に移送される前記物品を、整列された所定数の物品からなる整列物品群に整列し、且つ該整列物品群を該搬送路上を該搬送路の他方の端部に向けて搬送する物品整列搬送装置と、
   上面が開口した空の箱を箱待機位置に搬送する箱搬送装置と、
   前記搬送路を搬送される前記整列物品群を該搬送路の側方の物品押込位置へ押し出す押出部、及び該物品押込位置から前記箱待機位置に待機している箱に押し込む押込部を有する箱詰機構と、
   前記搬送路の一方の端部にある前記整列物品群の欠品及び物品の姿勢異常を検知する整列物品群異常検知器と、
   前記箱待機位置に箱が待機しているか否かを検知する箱待機検知器と、
   前記箱詰機構及び前記物品整列搬送装置を制御する制御器と、を備え、
   前記整列物品群異常検知器は、それぞれ前記搬送路の一方の側に配設された投光器と、搬送路の他方の側に配設された受光器とを有し、前記投光器及び前記受光器間の光路が遮られることによって、物品の有無を検出する遮光型検出器である第１検出器及び第２検出器を有し、前記第１検出器の光路は、姿勢が正常な状態で前記搬送路に載置された物品及び姿勢が異常な状態で前記搬送路に載置された物品の何れも検知する高さ位置に設けられ、前記搬送路に物品が載置されているか否かを検知するよう構成され、前記第２検出器の光路は、姿勢が正常な状態で前記搬送路に載置された物品又は姿勢が異常な状態で前記搬送路に載置された物品の何れかを検知する高さ位置に設けられ、前記搬送路に姿勢が正常な状態で物品が載置されているか否かを検知するよう構成され、
   前記制御器は、前記整列物品群異常検知器で整列物品群の欠品及び姿勢異常の少なくともいずれかを検知した場合、又は箱待機検知器で前記箱待機位置に箱が待機していないことを検知した後所定の条件が満たされない場合に、前記押出部が前記整列物品群を前記搬送路の側方へ押し出さないようにして、前記搬送路の一方の端部にある前記整列物品群を該搬送路の他方の端部まで搬送するよう、前記箱詰機構及び前記物品整列搬送装置を制御する箱詰め装置。
2. 前記搬送路の他方の端部に搬送されて来た前記整列物品群を該端部から排出するための排出機構を備える、請求項１に記載の箱詰め装置。

Images