特許 7039920 物品処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-14

(45)【発行日】2022-03-23

(54)【発明の名称】物品処理装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 35/36 20060101AFI20220315BHJP

   B65B 5/04 20060101ALI20220315BHJP

   B65G 47/248 20060101ALI20220315BHJP

   B65G 47/30 20060101ALI20220315BHJP

【ＦＩ】

B65B35/36

B65B5/04

B65G47/248 G

B65G47/30 Z

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2017199666

(22)【出願日】2017-10-13

(65)【公開番号】P2019073300

(43)【公開日】2019-05-16

【審査請求日】2020-09-04

(73)【特許権者】

【識別番号】393027121

【氏名又は名称】シブヤパッケージングシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090169

【弁理士】

【氏名又は名称】松浦 孝

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】加藤 忠夫

(72)【発明者】

【氏名】中村 健吾

【審査官】金丸 治之

(56)【参考文献】

【文献】特許第５３１８０６８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１３－１２４１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４６１１７０５（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１３１３３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ ３５／３６

Ｂ６５Ｂ ５／０４

Ｂ６５Ｇ ４７／２４８

Ｂ６５Ｇ ４７／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物品を搬送する第１搬送手段と、
前記第１搬送手段の下流に配置され、物品を受け取る回転体と、
物品を前記回転体へ供給する物品供給手段と、
前記回転体上の物品に上方から容器を被せる容器供給手段と、
前記回転体を反転させる反転手段とを備え、
前記回転体上の物品に容器を被せた状態で前記回転体を反転させることにより容器内に物品を収容させて、下流の第２搬送手段に容器を受け渡す物品処理装置において、
前記物品供給手段が、
物品の搬送方向後方で進退動可能に配置されるとともに、物品の後端と係合して物品を移動させるプッシャと、
物品の搬送方向前方で進退動可能に配置されるとともに、プッシャによって移動する物品の前端と係合するガイドと、
前記プッシャを進退動させるプッシャ移動手段と、
前記ガイドを進退動させるガイド移動手段とを備え、
前記プッシャ移動手段と前記ガイド移動手段をそれぞれサーボモータとするとともに、これらサーボモータを制御する制御手段とを設け、
前記制御手段は、前記プッシャを加速させた後に減速させる制御を行うとともに、前記ガイドを前記プッシャが減速動作を行う前に前記プッシャの速度と同期させることにより、
前記プッシャによって移動される物品の前端を、後退する前記ガイドによって支持しながら物品を前記回転体上で停止させる
ことを特徴とする物品処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば固形塊状の物品を容器に収容して受け渡す物品処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のカップ麺製造ラインでは、搬送コンベヤからの麺塊を回転可能な台（物品反転体８１）へと移載し、台上の麺塊に容器を被せ、この容器を台とともに反転することで麺塊を容器内に収容するとともに、麺塊が収容された容器を下流の搬送コンベヤへと受け渡す物品処理装置が知られている（特許文献１参照）。台の上下面には、麺塊の位置決めを行う凹部（凹面８１Ａ、８１Ｂ）が設けられ、麺塊は水平方向に往復するプッシャ（引掛部材７５）によりその後縁を押され、搬送コンベヤから台上へと移載される。麺塊は、初め後縁を押すプッシャにより加速され、プッシャが減速され始めると自身の慣性により台上を滑走し、凹部に嵌り凹部の内周面に衝突して停止・位置決めされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５３１８０６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の構成においてラインの処理能力を上げるには、麺塊の台への供給速度を上げる必要があり、これにはプッシャによる搬送コンベヤから台への麺塊の移動速度も上げる必要がある。しかし、プッシャによる麺塊の移動速度を上げると、麺塊が凹部内周面に衝突する際の衝撃も大きくなり、麺塊が損傷する可能性が増大する。

【0005】

本発明は、処理能力を上げつつも物品に加わる衝撃を抑制できる物品処理装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の発明である物品処理装置は、物品を搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段の下流に配置され、物品を受け取る回転体と、物品を前記回転体へ供給する物品供給手段と、前記回転体上の物品に上方から容器を被せる容器供給手段と、前記回転体を反転させる反転手段とを備え、前記回転体上の物品に容器を被せた状態で前記回転体を反転させることにより容器内に物品を収容させて、下流の第２搬送手段に容器を受け渡す物品処理装置において、前記物品供給手段が、物品の搬送方向後方で進退動可能に配置されるとともに、物品の後端と係合して物品を移動させるプッシャと、物品の搬送方向前方で進退動可能に配置されるとともに、プッシャによって移動する物品の前端と係合するガイドと、前記プッシャを進退動させるプッシャ移動手段と、前記ガイドを進退動させるガイド移動手段とを備え、前記プッシャ移動手段と前記ガイド移動手段をそれぞれサーボモータとするとともに、これらサーボモータを制御する制御手段とを設け、
前記制御手段は、前記プッシャを加速させた後に減速させる制御を行うとともに、前記ガイドを前記プッシャが減速動作を行う前に前記プッシャの速度と同期させることにより、前記プッシャによって移動される物品の前端を、後退する前記ガイドによって支持しながら物品を前記回転体上で停止させることを特徴としている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、処理能力を上げつつも物品に加わる衝撃を抑制できる物品処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態であるカップ麺製造ラインの物品処理装置の構成を示す側面図である。

【図2】反転ボックス上に設けられる容器保持機構の構成およびその動作を示す平面図である。

【図3】物品処理装置の動作を説明するための側面図である。

【図4】物品処理装置の動作を説明するための側面図である。

【図5】物品処理装置の動作を説明するための側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であるカップ麺製造ラインの物品処理装置の構成を示す側面図である。

【0011】

本実施形態のカップ麺製造ラインの物品処理装置１０では、第１搬送コンベヤ（第１搬送手段）１２により麺塊Ｎなどの物品を多列で搬送・供給し、搬送コンベヤ１２の下流において、物品供給装置（物品供給手段）１４により回転可能な反転ボックス（回転体）１６へ麺塊Ｎを受け渡す。反転ボックス１６に受け渡された麺塊Ｎには、容器供給装置（容器供給手段）１８により上方から容器Ｃが被せられ、反転ボックス１６は、麺塊Ｎに容器Ｃを被せた状態で反転（１８０°回転）される。これにより容器Ｃは、正立されて麺塊Ｎは容器Ｃ内に収容され、その後、麺塊Ｎが収容され正立された容器Ｃは、容器受渡装置１９により第２搬送コンベヤ（第２搬送手段）２０へと受け渡される。なお、第２搬送コンベヤ２０の下流では、更にカップ麺の具材や粉末スープなどのその他の充填物が容器Ｃへと投入される。

【0012】

第１搬送コンベヤ１２の両側には、所定間隔で係合バー１２Ｂが架け渡される無端チェーン１２Ｃが配置される。無端チェーン１２Ｃの間には、無端チェーン１２Ｃに沿って搬送プレート１２Ｐが水平に配置され、麺塊Ｎは搬送プレート１２Ｐの上を搬送される。すなわち、搬送プレート１２Ｐ上に載置された麺塊Ｎの後縁は、係合バー１２Ｂにより押され、搬送プレート１２Ｐ上をスライドして下流側へと搬送される。

【0013】

搬送プレート１２Ｐの下流端の先には、同じ高さで渡板１５が隣接して配置され、渡板１５の更に先には、同じ高さで反転ボックス１６が隣接して配置される。第１搬送コンベヤ１２の下流端付近に達した麺塊Ｎは、その後、物品供給装置１４により渡板１５を介して反転ボックス１６の上に移載される。

【0014】

物品供給装置１４は、第１搬送コンベヤ１２の下流側においてその上方に配置されるプッシャ移動装置（プッシャ移動手段）２２と、反転ボックス１６よりも下流側においてその上方に配置されるガイド移動装置（ガイド移動手段）２４とを備える。プッシャ移動装置２２には、無端チェーン１２Ｃよりも速く移動してて、搬送プレート１２Ｐ上の各列の麺塊Ｎの後縁に係合し、麺塊Ｎを反転ボックス１６に向けて押し出す複数のプッシャ２２Ｐが設けられる。一方、ガイド移動装置２４には、麺塊Ｎの前縁に係合して各列の麺塊Ｎを減速する複数のガイド２４Ｇが設けられる。

【0015】

プッシャ移動装置（プッシャ移動手段）２２は、サーボモータ２２Ｍにより回転されるボールネジ２２Ｂに螺合するナット２２Ｎと、ナット２２Ｎに設けられたロータリアクチュエータ２２Ｒとを備え、プッシャ２２Ｐは、その基端部がロータリアクチュエータ２２Ｒに取り付けられる。すなわち、プッシャ２２Ｐは、サーボモータ２２Ｍの回転により、麺塊Ｎの搬送方向に進退可能とされるとともに、ロータリアクチュエータ２２Ｒの回転により、その先端（下流側の端部）が上下に揺動可能である。

【0016】

一方、ガイド移動装置２４は、サーボモータ２４Ｍにより回転されるボールネジ２４Ｂに螺合するナット２４Ｎと、ナット２４Ｎに設けられたロータリアクチュエータ２４Ｒとを備え、ガイド２４Ｇは、その基端部がロータリアクチュエータ２４Ｒに取り付けられる。すなわち、ガイド２４Ｇは、サーボモータ２４Ｍの回転により、麺塊Ｎの搬送方向に進退可能とされるとともに、ロータリアクチュエータ２４Ｒの回転により、その先端（下流側の端部）が上下に揺動可能である。

【0017】

反転ボックス１６は、回転軸１６Ａの周りに回転可能であり、本実施形態では、１８０°を単位に回転される。反転ボックス１６の相対する２つの面には、物品供給装置１４により渡板１５を介して第１搬送コンベヤ１２から移載される麺塊Ｎの底部を収容し、反転ボックス１６上での麺塊Ｎの位置決めを行う位置決め凹部１６Ｒが搬送される麺塊Ｎの列数それぞれ分設けられる。

【0018】

反転ボックス１６の上方には、容器供給装置１８が配置される。容器供給装置１８は、積み重ねられた容器Ｃを保持するマガジン１８Ｃと、マガジン１８Ｃに保持される容器Ｃの底面を吸着・保持し、保持した容器Ｃを反転した後、反転ボックス１６に置かれた麺塊Ｎの上に被せる供給アーム１８Ａを備える。

【0019】

第１搬送コンベヤ１２および反転ボックス１６の下方には、容器受渡装置１９が配置され、その下方に第２搬送コンベヤ２０が配置される。容器受渡装置１９は、反転ボックス１６に保持され、麺塊Ｎが収容された容器Ｃを第２搬送コンベヤ２０に設けられるリテーナ２０Ｒへと受け渡すための装置であり、各容器Ｃを把持する開閉アーム１９Ａを備える。

【0020】

開閉アーム１９Ａは、アーム昇降機構１９Ｅにより昇降可能であり、反転ボックス１６に保持されていた容器Ｃを各々把持し下降して、第２搬送コンベヤ２０のリテーナ２０Ｒに設けられた穴にそれぞれ挿入可能である。第２搬送コンベヤ２０の容器Ｃの受渡位置には容器下降機構２０Ｅが設けられ、容器下降機構２０Ｅはリテーナ２０Ｒの穴に挿入された容器Ｃの底面を支持できるように配置される。容器Ｃは円錐台形状を呈し、リテーナ２０Ｒの穴の内径は、容器Ｃの最大外径よりも僅かに小さく、容器下降機構２０Ｅにより容器Ｃが下降されると、容器Ｃの側面がリテーナ２０Ｒに嵌合する。なお、反転ボックス１６上の麺塊Ｎに被せられた容器Ｃは、以下に説明する容器保持機構２６により、反転ボックス１６反転時においても反転ボックス１６上に保持される。

【0021】

図２は、反転ボックス１６上に設けられる容器保持機構２６の構成およびその動作を示す平面図である。なお容器保持機構２６は、位置決め凹部１６Ｒが設けられた反転ボックス１６の各面に設けられ、本実施形態では相対する２つの面に設けられる。

【0022】

容器保持機構２６は、例えば反転ボックス１６の上下面に、それぞれピボット軸２６Ｐに軸支される支持アーム２６Ａが、麺塊Ｎの列数＋１個分設けられる。支持アーム２６Ａは、反転ボックス１６上に載置される容器Ｃの各々を間に挟むように配置され、ピボット軸２６Ｐの周りに回動自在である。また、支持アーム２６Ａの両端において反対側の側片には、例えば円弧形状の円弧部２６Ｃがそれぞれ設けられる。

【0023】

支持アーム２６Ａは、ピボット軸２６Ｐ周りに回転することで、両端の円弧部２６Ｃを、各支持アーム２６Ａの左右に載置された２つ容器Ｃに係合させることができる。容器Ｃの上端開口の周縁には、僅かに外方へ迫り出した外周縁部ＣＥが形成されており、支持アーム２６Ａが容器Ｃに係合されると、各容器Ｃは、両側の支持アーム２６Ａの円弧部２６Ｃにより、外周縁部ＣＥに隣接した側面が両側から把持され、反転ボックス１６上に固定される。すなわち、支持アーム２６Ａは、図２（ａ）に示される円弧部２６Ｃを容器Ｃに係合して反転ボックス１６上に保持する係合状態と、図２（ｂ）に示される容器Ｃから円弧部２６Ｃを離接させたリリース状態との間で切り替え可能である。

【0024】

支持アーム２６Ａの駆動機構は、反転ボックス１６の上下面下、反転ボックス１６内に、図２（ａ）、（ｂ）において破線で示されるように配置される。ピボット軸２６Ｐには、それぞれピボット軸２６Ｐ周りに回動可能なレバー２８Ａの一端が取り付けられ、支持アーム２６Ａはレバー２８Ａと一体的にピボット軸２６Ｐ周りに回動する。レバー２８Ａの他端は、反転ボックス１６の長手方向（回転軸１６Ａ方向）に延在するリンクバー２８Ｂにそれぞれ軸支される。

【0025】

リンクバー２８Ｂの一端は、ピボット軸２８Ｐを中心に回動する操作レバー２８Ｌの一方のアームに軸支され、同アームの先端には付勢部材としてのスプリング２８Ｓが取り付けられる。また、操作レバー２８Ｌにおいて、ピボット軸２８Ｐを挟んだ反対側のアームの先端には、プッシャ３０と係合可能なローラ２８Ｒが設けられる。

【0026】

スプリング２８Ｓは、図２において時計回りに操作レバー２８Ｌを付勢し、プッシャ３０が引き込まれた状態、すなわち、プッシャ３０とローラ２８Ｒが離れた状態では、スプリング２８Ｓの付勢力により操作レバー２８Ｌが時計周りに回転され、リンクバー２８Ｂは図面右側に動かされる。これにより各支持アーム２６Ａは時計回りに回転され、反転ボックス１６上の両端の支持アーム２６Ａを除く全ての支持アーム２６Ａの両端の円弧部２６Ｃが左右の容器Ｃの側面に押し当てられて係合状態（図２（ａ））となる。

【0027】

一方、プッシャ３０が押し出されると、プッシャ３０によりローラ２８Ｒが右側へと押し遣られ、スプリング２８Ｓの付勢力に抗して操作レバー２８Ｌが反時計周りに回転される。これによりリンクバー２８Ｂが図面左側に動かされるとともに、各支持アーム２６Ａが反時計回りに回転され、支持アーム２６Ａの円弧部２６Ｃが左右の側面から離接されてリリース状態（図２（ｂ））となる。

【0028】

次に、図３～図５を参照して、本実施形態の物品処理装置１０の動作について説明する。図３～図５は、物品処理装置１０の時系列の変化を示す模式的な側面図である。

【0029】

図３（ａ）は、第１搬送コンベヤ１２上を多列で最初の麺塊Ｎが搬送されてきた状態を示す。図３（ａ）では、先頭の麺塊Ｎの前縁が、略第１搬送コンベヤ１２の下流端にまで達した状態が示される。このとき、プッシャ２２Ｐは、第１搬送コンベヤ１２の搬送方向上流側に位置し、その先端は持ち上げられた状態に維持される。一方、ガイド２４Ｇは、第１搬送コンベヤ１２の搬送方向の下流側に位置し、その先端は持ち上げられた状態に維持される。

【0030】

図３（ｂ）では、ロータリアクチュエータ２２Ｒ、２４Ｒが駆動され、プッシャ２２Ｐおよびガイド２４Ｇの先端が下降され、サーボモータ２２Ｍの駆動によりプッシャ２２Ｐが第１搬送コンベヤ１２の下流側へと移動されるとともに、サーボモータ２４Ｍの駆動によりガイド２４Ｇが第１搬送コンベヤ１２の上流側へと移動された後の状態が示される。プッシャ２２Ｐは、先頭の麺塊Ｎの後縁に係合する係合バー１２Ｂを追い越すとともに先頭の麺塊Ｎの後縁に当接し、先頭の麺塊Ｎを渡板１５へと押し出す。またサーボモータ２４Ｍは反転され、ガイド２４Ｇは、その先端が先頭の麺塊Ｎの前縁から僅かに下流側に位置した状態で第１搬送コンベヤ１２の搬送方向へと移動される。

【0031】

その後、加速・移動するプッシャ２２Ｐに押され搬送方向へと移動する麺塊Ｎはガイド２４Ｇに追いつき、図４（ｃ）に示されるように、麺塊Ｎの前縁がガイド２４Ｇに当接し、プッシャ２２Ｐとガイド２４Ｇは、同期した同じ速度で搬送方向（下流側）へと移動される。すなわち、先頭の麺塊Ｎはプッシャ２２Ｐとガイド２４Ｇに挟まれた状態で支持され更に加速・移動される。そして麺塊Ｎが渡板１５から反転ボックス１６に略移載される当たりからプッシャ２２Ｐおよびガイド２４Ｇが徐々に減速され、麺塊Ｎが反転ボックス１６上の位置決め凹部１６Ｒに嵌る辺りで停止する。これにより麺塊Ｎは、位置決め凹部１６Ｒの内周壁に衝突することなく停止・位置決めされて、その中に収容される。図４（ｄ）は、麺塊Ｎが位置決め凹部１６Ｒに収容され、プッシャ２２Ｐとガイド２４Ｇが停止された状態が示される。

【0032】

麺塊Ｎが位置決め凹部１６Ｒに収容されると、ロータリアクチュエータ２２Ｒ、２４Ｒが駆動され、プッシャ２２Ｐおよびガイド２４Ｇの先端が、麺塊Ｎと干渉しない高さにまで持ち上げられる。そしてサーボモータ２２Ｍ、２４Ｍにより両者ともに図３（ａ）の位置にまで戻される。すなわち、プッシャ２２Ｐは上流側へ、ガイド２４Ｇは下流側へと移動され、図５（ｅ）の状態となる。また、このとき容器供給装置１８の供給アーム１８Ａにより、マガジン１８Ｃに保持される容器Ｃの底面が吸着され、反転ボックス１６に置かれた麺塊Ｎの上に容器Ｃを被せるように反転される。

【0033】

図５（ｆ）は、容器供給装置１８の供給アーム１８Ａにより容器Ｃが反転ボックス１６上の麺塊に覆い被された状態が示される。この後、反転ボックス１６上の容器Ｃは、容器保持機構２６により反転ボックス１６に保持されるととともに反転ボックス１６が回転軸１６Ａを中心に１８０°回転されて正立し、麺塊Ｎは容器Ｃ内に落下する。また、これに並行して、プッシャ２２Ｐとガイド２４Ｇが、図３（ａ）の説明と同様に作動し、次の麺塊Ｎに対して第１搬送コンベヤ１２から反転ボックス１６への移載動作を開始する。なお、以後、容器供給装置１８は図３（ａ）～図５（ｆ）の動作を繰り返す。

【0034】

容器保持機構２６により反転ボックス１６の下面に保持された容器Ｃは、その後、容器受渡装置１９（図１参照）の開閉アーム１９Ａにより把持され、容器保持機構２６の支持アーム２６Ａにより保持される容器Ｃはリリースされる。すなわち、麺塊Ｎが収容された容器Ｃは、反転ボックス１６から容器受渡装置１９へと受け渡される。開閉アーム１９Ａはアーム昇降機構１９Ｅにより下降され、容器受取位置にある第２搬送コンベヤ２０のリテーナ２０Ｒの各穴に容器Ｃが挿入される。下降する容器Ｃの底面が容器下降機構２０Ｅの台座に載せられると、開閉アーム１９Ａが開かれ、容器Ｃは容器下降機構２０Ｅ上へと受け渡される。

【0035】

容器Ｃを受け取った容器下降機構２０Ｅは、台座を下降させ第２搬送コンベヤ２０のリテーナ２０Ｒの穴に容器Ｃを嵌合される。この間、第２搬送コンベヤ２０は停止されており、容器Ｃのリテーナ２０Ｒへの投入が完了すると駆動され、空の状態の次のリテーナ２０Ｒが容器受取位置まで移動され、次の容器Ｃの受渡が行われる。

【0036】

以上のように、本実施形態の物品処理装置によれば、麺塊の加速、減速を麺塊の前後に配置した物品供給装置のプッシャおよびガイドにより制御することで、処理能力を上げつつも麺塊に加わる衝撃を低減し、その破損を防止できる。

【0037】

本実施形態では、反転ボックスの上下面のみを麺塊（物品）の載置部として利用したが、１つの面のみ、あるいは３つ以上の面を載置部として利用することもできる。なお、第１搬送コンベヤ、物品供給装置、反転ボックス、容器供給装置、容器保持機構、容器受渡装置、第２搬送コンベヤの動作は図示しない制御部により同期され、上記一連の動作が繰り返される。なお、プッシャ移動装置およびガイド移動装置の駆動機構は、本実施形態のように麺塊（物品）の前後にプッシャおよびガイドを配置・移動することで物品供給の加減速を制御し、麺塊（物品）に加わる衝撃を抑制できる構成であれば本実施形態に限定されるものではない。

【0038】

また、本実施形態では、プッシャを加速させた後に減速させる制御を行い、ガイドをプッシャの加速動作中にプッシャの速度と同期させていたが、プッシャを加速させた後に等速で動作させ、それから減速させる制御を行い、ガイドをプッシャの等速動作中にプッシャの速度と同期させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0039】

１０ 物品処理装置
１２ 第１搬送コンベヤ（第１搬送手段）
１４ 物品供給装置（物品供給手段）
１６ 反転ボックス（回転体）
１８ 容器供給装置（容器供給手段）
１９ 容器受渡装置
１９Ａ 開閉アーム
１９Ｅ アーム昇降機構
２０ 第２搬送コンベヤ（第２搬送手段）
２０Ｅ 容器下降機構
２０Ｒ リテーナ
２２ プッシャ移動装置（プッシャ移動手段）
２２Ｐ プッシャ
２４ ガイド移動装置（ガイド移動手段）
２４Ｇ ガイド
Ｃ 容器
Ｎ 麺塊（物品）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】