JP6084845B2

JP6084845B2 - 物品箱詰装置

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Publication number: JP6084845B2
Application number: JP2013001315A
Authority: JP
Inventors: 貴志原
Original assignee: Shibuya Seiki Co Ltd
Current assignee: Shibuya Seiki Co Ltd
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2033-01-08
Also published as: JP2014133573A

Description

本発明は複数の物品を集積して箱詰めする物品箱詰装置に係り、特に、一端部が他端部側よりも細いテーパ形状の物品を、前記一端部側が交互に逆方向を向くように集積して箱詰めを行う物品箱詰装置に関するものである。

一端部が細く他端部が次第に太くなったテーパ状の物品、例えば、円錐形状の物品等を集積して箱詰めを行う物品箱詰装置はすでに知られている（特許文献１または特許文献２参照）。特許文献１に記載された箱詰め装置では、円錐体（コーン）を、その小径の先端部が互いに逆方向を向くように交互に配置して複数個集積した後箱詰めをするようにしている。

この特許文献１に記載された箱詰め装置によりコーンを集積した状態では、コーンの大径側の平坦な底面が同一平面上に位置するように集積しているので、集積された物品群の両端部に位置するコーンの外側の面が、前記底面に対し傾斜した状態、つまり物品群の平面形状が平行四辺形になっている。

また、特許文献２に記載された装置は、複数のコーンを集積して箱詰めをする装置であり、前記特許文献１に記載された装置と同様に、コーンの底面を同一平面上に並ぶように集積した後、これら集積されたコーンの両端部を刃状壁４３で押圧して、物品群全体の配置をほぼ長方形となるようにしている。

特開昭５９−１１５２０２号公報ＵＳ４９０１５０２号公報

前記特許文献１に記載された発明の構成では、全体として平行四辺形の外形を有する物品を箱詰めするためには、箱のサイズに余裕を持たせるか、適度なサイズの箱に無理に押し込むことになる。余裕のあるサイズの箱に物品を収容した場合には、搬送中に物品が移動して破損するおそれがある。また、適度なサイズの箱に物品を無理に詰めようとすると、箱詰め時に物品が破損するおそれが生じる。

また、特許文献２に記載された発明の構成では、物品群の両側から刃状壁４３によって強制的に圧縮することにより集積形態を形成しているので、物品が破損する可能性が高いという問題があった。

本発明は、一端部が他端部よりも小さいテーパ形状を有する物品を複数個、横臥姿勢でその一端部と他端部が交互に位置するように配置した物品群を形成する物品群形成手段と、前記物品群を収容可能なケースを供給するケース供給手段と、前記物品群を保持して前記ケース内に挿入する物品群挿入手段とを備えた物品箱詰装置において、前記物品群形成手段が、前記他端部を上方へ向けた起立姿勢の複数個の物品からなる２列の物品列を、第１の物品列がこの列の一方の端部に位置する物品から他方の端部に位置する物品へ徐々に高くなるように、また、第２の物品列がこの列の一方の端部に位置する物品から他方の端部に位置する物品へ徐々に低くなるように整列させて保持する物品列保持手段と、前記物品列保持手段に保持された２列の物品列を、一方の列の他方の列に対する物品の配置が半ピッチ分ずれた状態で各列の前記一端部側を互いに対向する方向に向けて横臥姿勢にするとともに、２列の各物品を互いに接近する方向に移動させて交互に位置するように配置して前記物品群を形成する姿勢変更手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記物品群挿入手段は、保持した物品群を水平面内で所定角度回転させて、物品群の平面視形状を前記ケースの形状に合致させることを特徴とするものである。

さらに、第３の発明は、前記第１の発明または第２の発明において、前記物品は円錐形状または円錐台形状であることを特徴とするものである。

本発明の物品箱詰装置は、２列の物品列を、起立した姿勢で、各列の物品が逆方向に順次高さを異ならせた状態でホルダに保持させ、これら２列の物品を、細い一端部が互いに他方の列側を向くように横臥姿勢に変更した後、各物品を互いに接近させるようにしたので、箱詰めを行う際や搬送時の物品への衝撃を最小限として物品の破損を避けることができ、しかも、集積した物品群全体の外形を箱の形状に合わせた矩形形状とすることが可能になり、箱内へスムーズに物品群を挿入することができるという利点がある。

図１は本発明の一実施例に係る物品箱詰装置の全体の構成を示す側面図である。（実施例１）図２は移載装置の第２ヘッドを示す側面図である。図３は移載装置の第２ヘッドの第１列を示す正面図である。図４は移載装置の固定フレームおよび移動フレームを示す平面図である。図５は姿勢変更装置のホルダおよびその駆動部を示す平面図である。図６は姿勢変更装置の側面図であり、図５のＶＩ方向矢視図である。図７は姿勢変更装置の第２列のホルダを示す正面図であり、図５のＶＩＩ方向矢視図である。図８は姿勢変更装置の第１列のホルダを示す正面図であり、図５のＶＩＩ方向矢視図である。図９の（ａ）図は第１列のホルダに保持された物品を示す正面図、（ｂ）図は第２列のホルダに保持された物品を示す正面図であり、いずれも図１のＩＸ方向から見た図である。図１０はホルダに保持された物品を横臥姿勢にした状態を示す平面図である。図１１は図１０のＸＩ方向矢視図である。図１２は横臥姿勢にされた物品を所定角度回転させた状態を示す平面図である。図１３は箱詰め時の状態に集積された物品群を示す平面図である。

一端部が細く他端部に向かって次第に大径となるテーパ状の物品を、起立した状態で供給トレイに支持させ、トレイ供給コンベヤによって搬送して物品の抜き取り部へ供給する。供給トレイ上には複数列にそれぞれ複数個の物品（例えば、各列５個ずつ８列で合計４０個の物品）が整列されて支持されている。この物品箱詰装置には、前記抜き取り部に隣接して２台の姿勢変更装置を備えた集積部が配置され、さらに、この集積部に隣接して空のケース内に前記物品を複数個集積した物品群を挿入する挿入部が配置されている。これら抜き取り部、集積部および挿入部の３箇所の処理部の上方を移動可能な移載手段が設けられている。この移載手段は、複数の物品を保持する第１ヘッドと第２ヘッドを備えており、これら第１ヘッドと第２ヘッドが一体として前記各処理部上を往復移動する。

第１ヘッドは、供給トレイ内に支持されている複数列の物品から２列分の物品を保持して取り出すように、２列のメカチャックを備えている。例えば、各列５個ずつ２列のメカチャックは、供給トレイに支持されている物品列の一つおきの２列分（例えば、第１列と第３列）の物品を保持できるように、これらの物品の配置と同じ間隔で第１ヘッドに固定されている。この第１ヘッドによって物品を取り出して、集積部の姿勢変更装置に受け渡す。姿勢変更装置は、２列で各列５個のホルダが階段状に設けられており、これらホルダを起立した状態で物品を保持する受け入れ姿勢と、横臥姿勢にした受け渡し姿勢とに姿勢を変更可能であり、かつ、一方の列を他方の列に対し、物品の配置の半ピッチ分ずらすことができる。第１ヘッドから姿勢変更装置に受け渡された物品は、一方の列を半ピッチ分ずらした後、前記一端部を互いに他方の列に向けた横臥姿勢に変更される。

移載装置の第２ヘッドは、２列の物品を保持できるように２列の吸着チャック列を備えている。これらの吸着チャックは、各列を接近させることおよび各列内で互いに接近させることができ、さらに、全体として回動させることができる。この第２ヘッドによって前記横臥姿勢の物品を吸着し、回動させ、物品列を互いに接近させて２列の物品が逆向きで交互に、つまり互い違いに配置させた後、各物品の間隔を詰めることにより集積された物品の全体の外形をケースの形状と同じ矩形にすることができる。このような構成によって、前記形状の物品を集積させて箱詰めする際に、物品の破損を防止するとともに、ケースの形状に対応させた物品をスムーズに挿入するという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この実施例に係る物品箱詰装置は、供給トレイ２上に載せられた複数の物品４が、トレイ供給コンベヤ６によって搬送され、抜き取り部Ａまで供給される。供給トレイ２が抜き取り部Ａに停止している間に、上方に配置された移載手段８の第１ヘッド１０によって抜き取られる。複数本の物品４を抜き取った第１ヘッド１０は、抜き取り部Ａに隣接して配置された集積部Ｂの姿勢変更装置１２、１４にこれらの物品４を引き渡す。引き渡された物品４は、姿勢変更装置１２、１４で、複数の物品４をケース１６内に挿入される形態に集積するために姿勢を変更された後、前記移載手段８の第２ヘッド１８（物品群挿入手段）によって保持され、挿入部Ｃに配置されている空ケース供給コンベヤ２０によって搬送されてきたケース１６内に挿入される。内部に所定個数の物品４が収容された実ケース１６Ａは、実ケース排出コンベヤ２２に移されて排出される。この実施例では、前記抜き取り部Ａ、集積部Ｂおよび挿入部Ｃが、機枠２４内に順次配置されており、前記第１ヘッド１０および第２ヘッド１８を備えた移載手段８が、機枠２４の上部に固定されているＹビーム２６に沿ってＹ方向（図１の左右方向）に進退動して、物品４の受け渡しを行う。

この実施例に係る物品箱詰装置で扱われる物品４は、一端部４ａ側（図１の供給トレイ２に保持されている物品４の下部側）が細く、他端部４ｂ側（前記物品４の上部側）が太くなったテーパ状をしている円錐形の物品である。この物品４が、供給トレイ２に前記一端部４ａを下方に向けて直立した状態で支持されている。この実施例では、供給トレイ２に、それぞれ５個の物品４で構成される物品列が８列、合計４０個の物品４が保持されている。なお、図１の供給トレイ２の下方に物品列の数（第１列〜第８列）を記載している。

移載手段８は、抜き取り部Ａで供給トレイ２内に支持されている物品４を取り出して、隣接して配置された集積部Ｂの姿勢変更装置１２、１４に受け渡す第１ヘッド１０と、姿勢変更装置１２、１４で姿勢が変更され所定の形状に配置された複数の物品４を取り出して、箱詰め時の形状に集積した物品群４Ａ（後に説明する図１３参照）とした後、空ケース供給コンベヤ２０によって挿入部Ｃに搬送されてきた空のケース１６に挿入する第２ヘッド１８とを備えている。

第１ヘッド１０は、供給トレイ２によって供給されてきた物品４を保持して取り出すもので、この実施例では、２列分の物品４を同時に保持するために、２列各５個ずつの１０個のメカチャック２８を備えている。この実施例では、供給トレイ２に収容されている物品４を１列おきの２列分保持するように、２列のメカチャック２８は、供給トレイ２内に配置された物品４の、一列おきの２列の物品４の間隔（例えば、図１の供給トレイ２内の第１列と第３列の間隔）に取り付けられている。また、これらのメカチャック２８は、Ｘ方向（図１の紙面の手前から奥に向けた方向）に並ぶ５個が、供給トレイ２内の各列５個の物品４の間隔に対応した間隔で固定されている。

１０個のメカチャック２８を備えた第１ヘッド１０は、移載手段８のフレーム３０の縦方向の部材３０ａに鉛直方向を向けて固定された昇降シリンダ３２のピストンロッドに取り付けられており、この昇降シリンダ３２の作動によって昇降する。第１ヘッド１０の上昇時には、メカチャック２８が、搬送されてきた供給トレイ２内の物品４に干渉しない高さ（図１に示す高さ）に位置し、下降時には、供給トレイ２内の物品４を掴む高さと、姿勢変更装置１２、１４に引き渡す高さに位置するようになっている。各メカチャック２８は、前記テーパ形状の物品４に対応した複数の爪２８ａを有しており、これら複数の爪２８ａを開閉することにより物品４を保持し、また、解放する。

第２ヘッド１８は、第１ヘッド１０によって姿勢変更装置１２、１４に受け渡され、この姿勢変更装置１２、１４で姿勢が変更された物品４を取り出し、前記物品群４Ａの形態に集積した後ケース１６内に挿入するものであり、第１ヘッド１０と同様に、同時に１０個の物品４を保持するように、２列各５個の１０個の吸着チャック３４、３５を有している。この吸着チャック３４、３５は、第１ヘッド１０のメカチャック２８と異なり、ピッチを変更できるようになっている。つまり、図２の右側の吸着チャック列（以下、第１列３４Ａの吸着チャック３４と呼ぶ）と同図の左側の吸着チャック列（以下、第２列３５Ａの吸着チャック３５と呼ぶ）との間隔を調整可能である。また、各列のＸ方向に並んだ５個の吸着チャック３４、３５の間隔も調整可能である。

第２ヘッド１８は、前記移載装置１８のフレーム３０に直立して固定された昇降アクチュエータ３６によって全体として昇降できるようになっている。この昇降アクチュエータ３６に相対回転可能に連結されたロッド３８（図２および図３参照）の下端にベース４０が固定され、このベース４０の下方に、ステー４２を介して長方形の枠体から成る固定フレーム４４（図４参照）が取り付けられている。この固定フレーム４４の短辺４４ａ、４４ｂの内側に、両側の長辺４４ｃ、４４ｄ間に亘って２本のガイド軸４６が取り付けられ、これら両ガイド軸４６にそれぞれスライドブッシュ４８が摺動自在に嵌合している。この両側のスライドブッシュ４８に、前記固定フレーム４４の長辺４４ｃ、４４ｄと平行な可動フレーム５０が固定されている。

この可動フレーム５０の側面に、水平なレール５２（図２参照）が固定されている。このレール５２に第１列３４Ａの吸着チャック３４がそれぞれ取り付けられたブラケット５４のスライダ５６が係合しており、このレール５２に沿って各吸着チャック３４が移動（Ｘ方向の移動）できるようになっている。第１列３４Ａの吸着チャック３４が取り付けられている可動フレーム５０は、ブラケット５８（図４参照）を介して、固定フレーム４４の短辺４４ａ、４４ｂ上に固定された第１列移動用エアシリンダ６０のピストンロッド６０ａに連結されており、このエアシリンダ６０の作動によって可動フレーム５０が移動（Ｙ方向の移動）することにより、第１列３４Ａの吸着チャック３４を第２列３５Ｂの吸着チャック３５に接近、離隔させることができる。

固定フレーム４４の一方の長辺４４ｃ（図２の左側および図４の上方に示された辺）の内面に水平なレール６２が固定され、このレール６２に第２列３５Ａの吸着チャック３５がそれぞれ取り付けられたブラケット６４のスライダ６６が係合しており、このレール６２に沿って各吸着チャック３５が移動（Ｘ方向の移動）できるようになっている。前記第１列３４Ａの５個の吸着チャック３４がそれぞれ取り付けられているブラケット５４と、第２列３５Ａの５個の吸着チャック３５がそれぞれ取り付けられているブラケット６４が、それぞれリンク６８によって接続されており（図３に第１列３４Ａの吸着チャック３４を連結するリンク６８を示す）、水平に配置され、シリンダ本体とピストンロッドが両端のブラケット５４、６４に連結された吸着チャック拡縮用エアシリンダ７０（図３参照）の伸縮動作により、第１列３４Ａおよび第２列３５Ａのそれぞれ５個の吸着チャック３４、３５のピッチを変更することができる。なお、第１列３４Ａおよび第２列３５Ａの各吸着チャック３４、３５は、それぞれ前記ブラケット５４、６４に対してダンパ７１、７２を介在させて取り付けられている。

第２ヘッド１８の上面に直立して固定された回転ロッド３８が、前記移載手段８の第２ヘッド昇降アクチュエータ３６の基部７４に回転自在に支持されている。第２ヘッド１８のベース４０上には、L字状の取付部材７６（図２および図３参照）が固定され、この取付部材７６の上部に、水平方向を向けた回動用エアシリンダ７８の基端部７８ａ（図２参照）が、縦方向の支点ピン８０を中心に相対回転可能に連結されている。この回動用エアシリンダ７８のピストンロッド７８ｂにアーム８２の一端が相対回転可能に連結され、アーム８２の他端が前記昇降アクチュエータ３６の基部７４に相対回転可能に連結されている。従って、この回動用エアシリンダ７８を作動させると、回転ロッド３８を中心に第２ヘッド１８全体が回動する。この実施例では、図２の状態から回動用エアシリンダ７８のピストンロッド７８ｂを収縮させると、第２ヘッド１８が図中の矢印Ｒ方向に回転する。

この実施例では、集積部Ｂに２台の姿勢変更装置１２、１４が設置されている。２台の姿勢変更装置１２、１４は同一の構成で同一の作動を行うものであり、一方の姿勢変更装置１２についてだけ説明する。姿勢変更装置１２は、２列の姿勢変更部８４、８６を有しており（図５の上方を第１列の姿勢変更部８４、下方を第２列の姿勢変更部８６と呼ぶことにする）、前記第１ヘッド１０が保持した２列各５個ずつの物品４を受け取るために、各列８４、８６にそれぞれ５個のホルダ８８、８９が設けられている。各列のホルダ８８、８９は、前記移載手段８の第１ヘッド１０に設けられている各列のメカチャック２８の間隔と同じ間隔で配置されている。各ホルダ８８、８９は、Ｖ字状に開いた物品保持面８８ａ、８９ａを有しており、この物品保持面８８ａ、８９ａは保持する物品４の形状に合わせて下方に向かって次第に細くなるテーパ状をしている。

各姿勢変更部８４、８６は、それぞれベース９０上に底面９２ａ、９４ａおよび直立した両側壁９２ｂ、９２ｃ、９４ｂ、９４ｃを有する支持枠９２、９４が設置され（図７および図８参照）、両側壁９２ｂ、９２ｃ、９４ｂ、９４ｃ間にそれぞれ５個のホルダ８８、８９が配置されている。第１列の姿勢変更部８４（図８参照）は、支持枠９２の両側壁９２ｂ、９２ｃにそれぞれ軸受け９６を介して回転軸９８が支持されている。両側の回転軸９８は同じ高さに配置されており、これら両回転軸９８に前記ホルダ８８が取り付けられたブラケット１００が連結されている。ブラケット１００は、一端（図８の左端）が回転軸９８に回転可能に連結され、他端（同図の右端）は回動レバー１０２を介して回転軸９８に連結されている。従って、回動レバー１０２を下方に向けた状態ではブラケット１００が傾斜しており、このブラケット１００に取り付けられている５個のホルダ８８が、順次高さを異ならせて、つまり階段状に配置される。

また、第２列の姿勢変更部８６（図７参照）は、支持枠９４の両側壁９４ｂ、９４ｃに軸受け１０４を介して回転軸１０６が支持されている。両側の回転軸１０６は同じ高さに配置されており、これら両回転軸１０６に前記ホルダ８９が取り付けられたブラケット１０８が連結されている。ブラケット１０８は、一端（図７の右端）が回転軸１０６に回転可能に連結され、他端は回動レバー１１０を介して回転軸１０６に連結されている。従って、回動レバー１１０を下方に向けた状態ではブラケット１０８が傾斜しており、このブラケット１０８に取り付けられている５個のホルダ８９が、順次高さを異ならせて階段状に配置される。

第１列の姿勢変更部８４と第２列の姿勢変更部８６は、ブラケット１００、１０８の傾斜方向が逆になっており、図７に示す第２列の姿勢変更部８６では図の右端側のホルダ８９が最も高い位置に有り、各ホルダ８９は、左端側のホルダ８９に向かって順次低い位置に取り付けられている。また、図８に示す第１列の姿勢変更部８４では図の左端側のホルダ８８が最も高い位置に有り、右端側のホルダ８８に向かって順次低い位置に取り付けられている。

ブラケット１００、１０８が回動レバー１０２、１１０を介して回転軸９８、１０６に連結されている側の側壁９２ｃ、９４ｂの外面に、姿勢変更用のエアシリンダ１１２、１１４が上方を向けて取り付けられている。この姿勢変更用エアシリンダ１１２、１１４のピストンロッド１１２ａ、１１４ａに、前記回転軸９８、１０６に一端が連結されたアーム１１６、１１８の他端が連結されている（図６には第１列の姿勢変更部８４のアーム１１６を示している）。第１列の姿勢変更部８４（図８参照）では、姿勢変更用エアシリンダ１１２のピストンロッド１１２ａが収縮した状態の時には、図８の右側に位置するホルダ８８が最も低く、左側に位置するホルダ８８が最も高い位置にある。この状態の時には、各ホルダ８８は下端部側をやや内側（第２列の姿勢変更部８６方向）に向けた状態になっている（図６の右側に実線で示すホルダ８８参照）。

このようにブラケット１００が傾斜してホルダ８８が縦方向を向いている状態の時に、前記第１ヘッド１０のメカチャック２８から物品４が供給され、起立した状態で保持するようになっており、ホルダ８８のこの状態を受け入れ姿勢と呼ぶことにする。また、第１姿勢変更部８４の前記姿勢変更用エアシリンダ１１２を作動させてピストンロッド１１２ａを伸張させると、アーム１１６が図６に破線で示す上方位置に移動し、側壁９２ｃの内側の回動レバー１０２がほぼ水平の状態になり、ブラケット１００および各ホルダ８８がほぼ水平の状態になる。ホルダ８８がこの姿勢のときに、移載手段８の第２ヘッド１８に設けられている吸着チャック３４によって物品４が吸着されて取り出されるようになっており、このように物品４を横臥姿勢で保持する状態を受け渡し姿勢と呼ぶことにする。

一方、第２列の姿勢変更部８６（図７参照）では、姿勢変更用エアシリンダ１１４のピストンロッド１１４ａが収縮した状態の時には、図７の左側に位置するホルダ８９が最も低く、右側に位置するホルダ８８が最も高い位置にある。この状態の時には、第１列の姿勢変更部８４のホルダ８８と同様に、各ホルダ８９は下端部側をやや内側に向けた状態になっている（図６の左側に実線で示すホルダ８９参照）。この下降した状態の時に、前記第１ヘッド１０のメカチャック２８から物品４が供給されるようになっており、ホルダ８９のこの状態が受け入れ姿勢である。また、第２列の姿勢変更部８６の前記姿勢変更用エアシリンダ１１４を作動させてピストンロッド１１４ａを伸張させると、第１列の姿勢変更部８４と同様に、側壁９４ｂの内側の回動レバー１１０がほぼ水平の状態になり、各ホルダ８９がほぼ水平の状態になる（図６の左側に破線で示すホルダ８９参照）。ホルダ８９がこの姿勢のときに、移載手段８の第２ヘッド１８に設けられている吸着チャック３５によって物品４が吸着されて取り出されるようになっており、この姿勢が受け渡し姿勢である。

第１列の姿勢変更部８４と第２列の姿勢変更部８６は、何れも姿勢変更用エアシリンダ１１２、１１４の作動によってピストンロッド１１２ａ、１１４ａを伸張させたときにホルダ８８、８９がほぼ水平な受け渡し姿勢になるが、両列のホルダ８８、８９に保持されている物品４の傾斜が異なっており、第１列のホルダ８８に保持された物品４は、上側母線４ｃが水平になり、第２列のホルダ８９に保持された物品４は、下側母線４ｄが水平になる（図６参照）。

移載手段８の第２ヘッド１８は、姿勢変更装置１２、１４によって起立姿勢からほぼ水平な姿勢に変更された物品４を保持して、所定の形態に集積した後ケース１６内に挿入するものであり、前記受け渡し姿勢の物品４を吸着するために、第１列３４Ａの吸着チャック３４は、上面４ｃがほぼ水平な物品４を吸着できるように２個の吸盤３４ａが真下を向いて同じ高さに位置している。また、第２列３５Ｂの吸着チャック３５は、下面４ｄ側がほぼ水平な状態で上面４ｃが傾斜した状態になった物品４を吸着するために、２個の吸盤３５ａを物品４の上面４ｃと同じ角度に傾斜させている。

第１列の姿勢変更部８４では、ホルダ８８を支持している支持枠９２の底面９２ａにスライダ１２０が固定されており、ベース９０上に設置されたレール１２２に嵌合し、このレール１２２に沿って支持枠９２が移動できるようになっている。一方の側壁９２ｂ（図８の左側の側壁）に、スライド用エアシリンダ１２４のピストンロッド１２４ａが連結されており、このスライド用エアシリンダ１２４の作動によって、第１列の姿勢変更部８４の５個のホルダ８８が第２列の姿勢変更部８６の５個のホルダ８９と互いに正面に向かい合う位置と、第１列のホルダ８８を第２列のホルダ８９に対して半ピッチ分スライドした位置とに往復移動できるようになっている。

ほぼ縦方向を向いた受け入れ姿勢にあるホルダ８８、８９の下方を向いている先端部８８ｂ、８９ｂの下方に、突き上げ手段１２６が配置されている（図６参照）。この突き上げ手段１２６は、水平プレート１２８上に固定された２枚の突き上げ板１３０と、水平プレート１２８を昇降させる突き上げ板昇降用エアシリンダ１３２を備えている。突き上げ板１３０は、各列８４、８６のホルダ８８、８９が受け入れ姿勢にあるときに、ホルダ８８、８９と直角方向を向いた突き上げ部１３０ａを有している。突き上げ板昇降用エアシリンダ１３２を作動させて突き上げ板１３０を上昇させると、その突き上げ部１３０ａが、ホルダ８８、８９内に保持されてその先端部８８ｂ、８９ｂから突出している物品４の細い一端部４ａ（先端）を押し上げて、メカチャック２８から投入された物品４のホルダ８８、８９への嵌り込みを解除する。

姿勢変更装置１２、１４を備えた集積部Ｂに隣接して、集積された物品４をケース１６内に挿入する挿入部Ｃが配置されている。この挿入部Ｃには、空ケース１６を供給する空ケース供給コンベヤ２０と、物品４が挿入された実ケース１６Ａを排出する実ケース排出コンベヤ２２が平行して配置されている。空ケース供給コンベヤ２０の下流端に物品４を空ケース１６内に挿入する挿入ポジションＳが設けられており、この挿入ポジションＳに空ケース１６を停止させるためのストッパ１３４が設けられている。このストッパ１３４は、ケース１６を挿入ポジションＳに停止させるとともに、物品４が挿入された実ケース１６Ａを押し出して、空ケース供給コンベヤ２０から隣接する実ケース排出コンベヤ２２へ乗り移らせるプッシャを兼ねている。

以上の構成に係る物品箱詰装置の作動について説明する。各列５個ずつ８列の物品４が起立した状態で載せられている供給トレイ２が、トレイ供給コンベヤ６によって搬送される。供給トレイ２が送られてくる時点では、移載手段８の第１ヘッド１０は昇降シリンダ３２によって上昇し、第２ヘッド１８も昇降アクチュエータ３６によって上昇した位置にある（図１に示す位置）。

供給トレイ２が搬送されて抜き取り部Ａに停止すると、移載装置８の昇降シリンダ３２を作動させて第１ヘッド１０を下降させ、開放した状態のメカチャック２８の爪２８ａにより物品４を囲んだ後、これらメカチャック２８の爪２８ａを閉じて物品４を保持する。第１ヘッド１０の２列のメカチャック２８は、供給トレイ２内の物品４の一列おきの間隔で配置されており、供給トレイ２上の第１列と第３列の物品４を保持する。２列のメカチャック２８が２列分の物品４を保持した後、昇降シリンダ３２によって第１ヘッド１０を上昇させる（図１に示す状態）。

第１ヘッド１０が２列分の物品４を保持すると、移載手段１８全体がＹビーム２６に沿ってＹ方向に移動し、第１ヘッド１０が２台の姿勢変更装置１２、１４のうち第１姿勢変更装置１２上に到達すると停止する。この位置で第１ヘッド１０を下降させ、ホルダ８８、８９に保持されている各物品４が、姿勢変更装置１２の第１列および第２列の姿勢変更部８４、８６の各ホルダ８８、８９に接近した位置でメカチャック２８を開放して物品４をホルダ８８、８９に投入する。

第１姿勢変更装置１２に物品４を供給した移載手段８の第１ヘッド１０は、以下に説明するように、第１姿勢変更装置１２で物品４の姿勢変更が行われている間に、供給トレイ２の上方に戻り、前記供給トレイ２上の第２列と第４列の物品４を把持する。その後、Ｙビーム２６に沿って移動して第２姿勢変更装置１４のホルダ８８、８９に物品４を投入する。

第１ヘッド１０から物品４が供給される時点では、姿勢変更装置１２の両姿勢変更部８４、８６は、姿勢変更用エアシリンダ１１２、１１４によって回動レバー１０２、１１０を下向きにして、ホルダ８８、８９が取り付けられているブラケット１００、１０８を傾斜した状態にしておく（図７および図８に示す状態）。この状態では、ブラケット１００、１０８に取り付けられている各ホルダ８８、８９は、先端８８ｂ、８９ｂが下向きでやや内方に傾斜した受け入れ姿勢になっている。また、第１列の姿勢変更部８４を、スライド用エアシリンダ１２４によって、そのホルダ８８が第２列の姿勢変更部８６の各ホルダ８９と互いに向かい合う状態に位置させておく（図５に示す位置）。この受け入れ姿勢のホルダ８８、８９内に前記メカチャック２８から物品４が投入される。受け入れ姿勢のホルダ８８、８９内に投入された物品４を図１のＩＸ方向から見ると、第１列の姿勢変更部８４のホルダ８８に保持された物品４が、図９（ａ）に示すように、左端の物品４が高く右側の物品４が次第に低くなる階段状になっている。また、第２列の姿勢変更部８６のホルダ８９に保持された物品４は、図９（ｂ）に示すように、右端の物品４が高く左側の物品４が次第に低くなる階段状になっている。

第１姿勢変更装置１２に供給された物品４は、この姿勢変更装置１２内で姿勢の変更が行われる。先ず、突き上げ手段１２６の昇降用エアシリンダ１３２を作動させて突き上げ板１３０を上昇させる。メカチャック２８から各ホルダ８８、８９内に投入された物品４がホルダ８８、８９に嵌り込んでしまう場合があるので、突き上げ板１３０によって物品４の細い一端部４ａ（先端部）を押し上げてホルダ８８、８９と物品４との係合を解除する。

次に、スライド用エアシリンダ１２４を作動させて第１列の姿勢変更部８４を、物品４の配列ピッチの半ピッチ分移動させる。半ピッチの移動により、第２列の姿勢変更部８６の各ホルダ８９の中間に、第１列の各ホルダ８８が位置する状態にした後、第１列の姿勢変更部８４と第２列の姿勢変更部８６の姿勢変更用エアシリンダ１１２、１１４を作動させ、ピストンロッド１１２ａ、１１４ａの先端に連結されているアーム１１６、１１８を上方へ回動させる。このアーム１１６、１１８の回動が回転軸９６、１０６を介して、ブラケット１００、１０８に連結されている回動レバー１０２、１１０をほぼ水平な状態まで回動させてブラケット１００、１０２をほぼ水平な状態にする。このブラケット１００、１０２の回動によって第１列と第２列のホルダ８８、８９が、ほぼ水平な受け渡し姿勢になる（図６の上部に破線で示すホルダ８８、８９参照）。

受け渡し姿勢になったホルダ８８、８９に保持されている物品４を上方から見ると、図１０に示すように、ほぼ水平になった各列の物品４が、その一端部４ａ（先端）の位置を順次ずらして並び、第１列の物品４と第２列の物品４の一端部４ａが互いに他方の列側を向き、しかも、その一端部４ａが交互に位置している。また、この受け渡し姿勢の物品４を図１０のＸＩ方向から見ると、図１１に示すように、第１列の物品４（図１１の右側の物品４）の上面４ｃがほぼ水平であり、第２列の物品４は下面４ｄがほぼ水平な状態になっている。従って、第１列の物品４と第２列の物品４は、小径側の一端部４ａが第１列と第２列で、大径側の他端部４ｂの径とほぼ同じ程度高さを異ならせている。このように第１列の姿勢変更部８４と第２列の姿勢変更部８６のホルダ８８、８９を上方へ向けて回転させる角度を変えることにより、後に第２ヘッド１８によって物品４を集積する際に、物品４の先端部４ａが段違いの状態で集積され、必要な集積寸法に寄せることが可能になる。

姿勢変更装置のホルダ８８、８９を上方へ向けて回転させて受け渡し姿勢にした後、移載手段８の第２ヘッド１８をこの第１姿勢変更装置１２の上方へ移動させ、昇降アクチュエータ３６によって下降させて、各吸着チャック３４、３５によってホルダ８８、８９内の物品４を吸着保持する。姿勢変更装置１２のホルダ８８、８９に保持されている物品４は、図１０に示すように、後に箱詰めを行う際の基準線（図示はしていないが、例えば、物品４が挿入される平面形状が長方形のケース１６の長手方向の両辺と平行なセンターライン）に対して水平面内で傾斜しているので、第２ヘッド１８は、この状態の物品４を保持するために、固定フレーム４４が回動した状態になっている（図４に示す状態）。この状態で下降させた吸着チャック３４、３５によって物品４を保持した後、第２ヘッド１８を上昇させる。

その後、第２ヘッド１８の上部に取り付けられている回動用エアシリンダ７８を作動させ、ピストンロッド７８ｂを収縮させる。ピストンロッド７８ｂの先端がアーム８２を介して昇降用アクチュエータ３６側の基部７４に連結されているので、第２ヘッド１８が図２および図４の矢印Ｒ方向に回動する。このように第２ヘッド１８が回転すると、第１列３４Ａおよび第２列３５Ａの吸着チャック３４、３５に保持されている物品４が回動する。なお、この実施例では、固定フレーム４４を箱詰めを行う位置からほぼ１０度回転させた状態で、吸着チャック３４、３５によって物品を保持し、その後、逆方向に１０度回転させるようになっている。前記のように姿勢変更装置１２のホルダ８８、８９を階段状に配置したことにより、第２ヘッド１８の吸着チャック３４、３５によって物品４を吸着した後第２ヘッド１８全体を回動させるだけで、集積される物品４をケース１６の形状に合致させることが可能になる。第２ヘッド１８の吸着チャック３４、３５によって１０個の物品４を保持した時点では、図１０に示すように、物品４の一端部４ａの位置が順次ずれており、これらを結ぶ線が箱詰めを行うケース１６の辺に対して傾斜しているが、第２ヘッド１８を回転させると、図１２に示すように、一端部４ａの位置が一直線になり、第１列の物品４の一端部４ａを結ぶ線と第２列の物品４の一端部４ａを結ぶ線とが、箱詰めをするケース１６の辺と平行な状態になる。

第１列３４Ａおよび第２列３５Ａの吸着チャック３４、３５に保持されている物品４を図１２に示す配置にした後、第１列移動用エアシリンダ６０を作動させて、吸着チャック３４、３５の第１列３４Ａを第２列３５Ａに接近させる。このように第１列３４Ａと第２列３５Ａの吸着チャック３４、３５を接近させた時点では、第１列３４Ａの吸着チャック３４に保持されている物品４の一端部４ａに隣接して、第２列３５Ａの吸着チャック３５に保持されている物品４の他端部４ｂが位置し、１０個の物品４が互いの向きを逆方向にして１列の状態になる。但し、この時点では、各物品４間に間隔が開いている。その後、第２ヘッド１８の拡縮用エアシリンダ７０を作動させ、第１列３４Ａの５個の吸着チャック３４および第２列３５Ａの５個の吸着チャック３５をそれぞれ接近させる。吸着チャック３４、３５を接近させて保持されている物品４を互いに接触した状態、または接近した状態に集合させると、図１３に示すように、物品群４Ａの両端部に位置する物品４の側面側母線４ｅと、各物品４の他端部４ｂ（大径側の端部）を結ぶ線とがほぼ直角の状態になった物品群４Ａが形成される。

図１３に示す形状の物品群４Ａに物品４を集積した後、空ケース供給コンベヤ２０によって搬送され、挿入ポジションＳでストッパ１３４により停止しているケース１６内に物品群４Ａを挿入する。この実施例では、ケース１６内に２列１０個の物品４を２段挿入するようになっており、第１姿勢変更装置１２で姿勢変更された物品群４Ａを第２ヘッド１８によってケース１６内に挿入した後、第２姿勢変更装置１４によって姿勢変更された物品群４Ａを第２ヘッド１８によって、すでに一段目の物品群４Ａが収容されているケース１６内に挿入する。このように２回の動作によって箱詰め動作が完了する。物品４が収容された実ケース１６Ａは、前記ストッパ１３４を兼ねたプッシャによって実ケース排出コンベヤ２２上に押し出されて排出され、図示しない封緘装置へ送られる。前記のように物品４を集積させて物品群４Ａを形成すると、物品群４Ａの外形がほぼ矩形になり、長方形のケース１６内に挿入する際に干渉することが無く物品４を破損するおそれがない。また、ケース１６内に収容した物品４が搬送中にケース１６内で動いてしまうことが無く破損するおそれもない。なお、前記実施例では、物品４の形状を円錐形状としたが、円錐形状に限るものではなく、例えば円錐台形状等、一端部が小さく他端部に向かって次第に大きくなる形状の物品であれば本発明を適用可能である。また、前記実施例では、第２ヘッド１８により物品群４Ａを回動させるようにしたが、姿勢変更装置１２、１４において物品群４Ａを回動させるようにしてもよい。

４物品
４ａ物品の一端部
４ｂ物品の他端部
４Ａ物品群
１８物品群挿入手段（第２ヘッド）
２０ケース供給手段（ケース供給コンベヤ）
８８物品列保持手段（ホルダ）
８９物品列保持手段（ホルダ）
１１２姿勢変更手段（エアシリンダ）
１１４姿勢変更手段（エアシリンダ）

Claims

一端部が他端部よりも小さいテーパ形状を有する物品を複数個、横臥姿勢でその一端部と他端部が交互に位置するように配置した物品群を形成する物品群形成手段と、前記物品群を収容可能なケースを供給するケース供給手段と、前記物品群を保持して前記ケース内に挿入する物品群挿入手段とを備えた物品箱詰装置において、
前記物品群形成手段が、前記他端部を上方へ向けた起立姿勢の複数個の物品からなる２列の物品列を、第１の物品列がこの列の一方の端部に位置する物品から他方の端部に位置する物品へ徐々に高くなるように、また、第２の物品列がこの列の一方の端部に位置する物品から他方の端部に位置する物品へ徐々に低くなるように整列させて保持する物品列保持手段と、
前記物品列保持手段に保持された２列の物品列を、一方の列の他方の列に対する物品の配置が半ピッチ分ずれた状態で各列の前記一端部側を互いに対向する方向に向けて横臥姿勢にするとともに、２列の各物品を互いに接近する方向に移動させて交互に位置するように配置して前記物品群を形成する姿勢変更手段と
を備えたことを特徴とする物品箱詰装置。
前記物品群挿入手段は、保持した物品群を水平面内で所定角度回転させて、物品群の平面視形状を前記ケースの形状に合致させることを特徴とする請求項１に記載の物品箱詰装置。
前記物品は円錐形状または円錐台形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の物品箱詰装置。