(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】2023-10-03
(45)【発行日】2023-10-12
(54)【発明の名称】物品搬送装置
(51)【国際特許分類】
B65G 21/20 20060101AFI20231004BHJP
B65H 5/02 20060101ALN20231004BHJP
【ＦＩ】
B65G21/20 A
B65H5/02 D
B65H5/02 A
【請求項の数】
1
(21)【出願番号】P 2019139334
(22)【出願日】2019-07-30
(65)【公開番号】P2021020792
(43)【公開日】2021-02-18
【審査請求日】2022-05-20
(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】中村 健吾
(72)【発明者】
【氏名】金森 元成
【審査官】森林 宏和
(56)【参考文献】
【文献】実公昭３７－０１９６０７（ＪＰ，Ｙ１）
【文献】特開平１０－１５０２６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－０６２３０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３４８９２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４７－０１０４９５（ＪＰ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｇ １５／００ － ２１／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
積層された物品を搬送する一対のベルトコンベヤと、前記１対のベルトコンベヤの両側において平行に配置された一対の無端走行体と、
前記各無端走行体に突出した起立状態で取り付けられた複数の第１ガイドと、
前記各無端走行体に沿って設けられる複数の第２ガイドと、
前記一対の無端走行体を同期して駆動する駆動手段とを有し、
前記１対のベルトコンベヤと前記一対の無端走行体に設けられた前後一対の前記第１ガイドおよび前記第２ガイドに囲まれた領域を複数形成するとともに、前記領域に積層された物品を収容しつつ物品を前記領域から取り出す取出位置へ搬送する物品搬送装置であって、
前記取出位置において前記１対のベルトコンベヤの搬送面より低い位置、且つ、前記１対のベルトコンベヤの間で待機するとともに、積層された物品が前記取り出し位置へ搬送されてきたら当該積層された物品の底面と当接しつつ前記１対の第１ガイドの間を上昇することにより前記積層された物品を持ち上げるフォークを備え、
前記一対の無端走行体を複数組並列に配置するとともに、前記第１ガイドを前記起立状態から前記無端走行体と略平行となる倒立状態へと回動可能とし、
前記領域から物品が取り出された後、前記第１ガイドを上流へ戻す際には、前記第１ガイドを前記倒立状態へ回動させる
ことを特徴とする物品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、物品を積層した状態で搬送する物品搬送装置に関する。
【背景技術】
【0002】
紙片など、積み重ねた状態（積層状態）での自立搬送が困難な物品を、積層状態で搬送する装置として、周囲が側壁などで取り囲まれたキャリア内に物品を積層して搬送する構成が知られている（特許文献１）。特許文献１の装置では、紙片が積層されて収容されたキャリアを、供給コンベヤで取出位置まで搬送し、紙片をキャリア内から取り出した後、空のキャリアを供給コンベヤに並設されたコンベヤで元の位置にまで戻している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第３８１８２１４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の構成では、キャリアの往路となる供給コンベヤに加え、復路となるコンベヤが必要となる。そのため、例えば処理能力を上げるなどの理由から、複数列で物品を供給する場合、装置が大掛かりとなり広いスペースを必要とする。
【0005】
本発明は、より狭い設置面積で、積層状態の物品を搬送可能な物品搬送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の発明である物品搬送装置は、積層された物品を搬送する一対のベルトコンベヤと、前記１対のベルトコンベヤの両側において平行に配置された一対の無端走行体と、前記各無端走行体に突出した起立状態で取り付けられた複数の第１ガイドと、前記各無端走行体に沿って設けられる複数の第２ガイドと、前記一対の無端走行体を同期して駆動する駆動手段とを有し、前記１対のベルトコンベヤと前記一対の無端走行体に設けられた前後一対の前記第１ガイドおよび前記第２ガイドに囲まれた領域を複数形成するとともに、前記領域に積層された物品を収容しつつ物品を前記領域から取り出す取出位置へ搬送する物品搬送装置であって、前記取出位置において前記１対のベルトコンベヤの搬送面より低い位置、且つ、前記１対のベルトコンベヤの間で待機するとともに、積層された物品が前記取り出し位置へ搬送されてきたら当該積層された物品の底面と当接しつつ前記１対の第１ガイドの間を上昇することにより前記積層された物品を持ち上げるフォークを備え、前記一対の無端走行体を複数組並列に配置するとともに、前記第１ガイドを前記起立状態から前記無端走行体と略平行となる倒立状態へと回動可能とし、前記領域から物品が取り出された後、前記第１ガイドを上流へ戻す際には、前記第１ガイドを前記倒立状態へ回動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、より狭い設置面積で、積層状態の物品を搬送可能な物品搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態である物品搬送装置の配置を示す平面図である。
【図2】物品搬送装置全体の構成および移載装置の配置を示す平面図である。
【図5】１つの搬送コンベヤの下流端近傍の模式的な平面図である。
【図6】無端チェーンに取り付けられた前後ガイド、側面ガイドの取り付け構造を示す拡大図である。
【図7】無端チェーン、前後ガイド、側面ガイドの構成を搬送方向下流側から見た拡大正面図である。
【図8】移載装置の平面図である。
【図9】移載装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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物品搬送装置の配置を示す平面図である。
【0010】
本実施形態の物品搬送装置１０は、例えば、紙片や袋など、支えなしでは積み重ねた状態で搬送（自立搬送）が困難な物品Ｍの搬送を行う。物品は、所定数の物品Ｍが積み重ねられた状態（積層物品群Ｇ）で、多列で物品搬送装置１０に供給され、物品搬送装置１０は、積層物品群Ｇを多列で搬送する。図１において、積層物品群Ｇは、図面上方から３列で供給され、３列で物品搬送装置１０上を搬送される。
【0011】
物品搬送装置１０の下流端には、後述する移載装置１２（図２、図８参照）が配置されるとともに、移載装置１２により移載された物品Ｍを排出する排出コンベヤ１４が配置される。排出コンベヤ１４は、物品搬送装置１０の搬送方向に直交する方向に搬送方向を向けて配置され、積層物品群Ｇから取り出された物品Ｍを１列にして搬送する。移載装置１２は、多列の積層物品群Ｇの一番上の物品Ａを１つずつ(一枚ずつ)行毎に（本実施形態では３つずつ）排出コンベヤ１４へと移載する。
【0012】
図２は、物品搬送装置１０全体の構成および移載装置１２の配置を示す平面図である。また、図３は、図２の矢印Ａ方向からの模式的な矢視図、図４は、図２の矢印Ｂ方向からの模式的な矢視図である。図１～図４を参照して、本実施形態の物品搬送装置１０の全体的な構成について説明する。
【0013】
図２～図４に示されるように、物品搬送装置１０は、積層物品群Ｇを乗せて間欠搬送する搬送コンベヤ（載置部材）１６を備える。搬送コンベヤ１６は、積層物品群Ｇの各列に対して設けられ、各列の搬送コンベヤ１６は一対のベルトコンベヤ１６Ａ、１６Ｂから構成される。対をなすベルトコンベヤ１６Ａ、１６Ｂは、所定間隔を隔てて平行に配置され、搬送コンベヤ１６に載せられた積層物品群Ｇは、その両側縁が搬送コンベヤ１６Ａ、１６Ｂによって支持される。本実施形態では、積層物品群Ｇを３列で搬送するため、３対のベルトコンベヤ１６Ａ、１６Ｂが設けられる。なお、ベルトコンベヤ１６Ａ、１６Ｂの上流端は、１本の回転シャフト１６Ｃに取り付けられた原動スプロケットに各々掛け回され、モータ１６Ｄにより一体的に駆動される。
【0014】
物品搬送装置１０は、各搬送コンベヤ１６の両側辺の上方に、側辺に沿って上下２段、２対の無端チェーン（無端走行体）１８Ａ、１８Ｂを備える。下段の一対の無端チェーン１８Ａ、１８Ｂと上段の一対の無端チェーン１８Ａ、１８Ｂは、基本的に同一の構成であり、後述するように、搬送コンベヤ１６に載せられた各積層物品群Ｇの前後左右を支えるガイド部材３４（３４Ａ、３４Ｂ）が取り付けられる。
【0015】
各無端チェーン１８Ａ、１８Ｂは、略鉛直に配置された回転軸２０Ａ、２０Ｂの周りにそれぞれ駆動される。対をなす各段の無端チェーン１８Ａ、１８Ｂは、所定間隔を隔てて平行に配置され、各無端チェーン１８Ａ、１８Ｂが掛け回されるスプロケット２２Ａ、２２Ｂは互いに同期して反対向きに回転される。図３に、各無端チェーン１８Ａ、１８Ｂの原動スプロケット２２Ａ、２２Ｂの駆動系（駆動手段）の構成が模式的に示される。
【0016】
上流側の回転軸２０Ａに一体的に取り付けられた上下一対のスプロケット２２Ａ、および上流側の回転軸２０Ｂに一体的に取り付けられた上下一対のスプロケット２２Ｂは、回転軸２０Ａ、２０Ｂの回転により原動スプロケットとして一体的に回転駆動される。図３において、例えば、最も右側の回転軸２０Ａにチェーン駆動モータ２４が接続され、チェーン駆動モータ２４により直接回転可能である。各回転軸２０Ａ、２０Ｂの下端は傘歯車２５を介して一本の水平回転軸２０Ｃにそれぞれ係合される。傘歯車２５は、全ての回転軸２０Ａが同じ方向に同じ速度で回転するように配置されるとともに、全ての回転軸２０Ｂが、回転軸２０Ａとは逆向きに同じ速度で回転するように構成される。
【0017】
また、物品搬送装置１０の下流側には、図２に示されるように、各列の搬送コンベヤ１６の下流端（取出位置）に移送された積層物品群Ｇから１つずつ物品Ｍを取り出し、排出コンベヤ１４へ移載する移載装置１２が配置される。移載装置１２は、図８、図９を参照して後述するように、搬送コンベヤ１６の下流端(取出位置)まで移送された各積層物品群Ｇを垂直に持ち上げ、各々対応する固定ガイド２６内へと移動する第１リフト装置２８と、各固定ガイド２６内の積層物品群Ｇの最上部の物品Ｍを順次保持して排出コンベヤ１４上へと移載するロボット３０と、ロボット３０により取り出された物品Ｍの厚さ分、固定ガイド２６内の積層物品群Ｇを持ち上げる第２リフト装置３２を備える。
【0018】
なお、図２には、第１リフト装置２８のみが示される。第１リフト装置２８は、各搬送コンベヤ１６に対応する数（本実施形態では３本）のフォーク２８Ａを備え、各積層物品群Ｇは、下方から一対のベルトコンベヤ１６Ａ、１６Ｂの間に挿入された各フォーク２８Ａにより垂直に持ち上げられ、固定ガイド２６内へと移動される。
【0019】
次に図５、図６を参照して、各無端チェーン１８Ａ、１８Ｂに取り付けられるガイド部材３４の構成および機能について説明する。ガイド部材３４は、物品Ｍが積み重ねられた積層物品群Ｇの周囲を支え、積層物品群Ｇが崩れるのを防止する部材であり、積層物品群Ｇ前縁および後縁を支持する前後ガイド（第１ガイド）３４Ａと、側方を支持する側面ガイド（第２ガイド）３４Ｂを備える。
【0020】
図５は、１つの搬送コンベヤ１６の下流端近傍の模式的な平面図であり、図６は、無端チェーン１８Ｂに取り付けられた前後ガイド３４Ａ、側面ガイド３４Ｂの取り付け構造を示す拡大図である。また、図７は、無端チェーン１８Ｂ、前後ガイド３４Ａ、側面ガイド３４Ｂの構成を搬送方向下流側から見た拡大正面図である。なお、無端チェーン１８Ａは、無端チェーン１８Ｂと左右対称の構成を備えるので、無端チェーン１８Ａについての説明は省略する。
【0021】
側面ガイド３４Ｂは、例えば、無端チェーン１８Ｂの各外リンクから外側に突出するアタッチメント３６を介して上下一対の無端チェーン１８Ｂに取り付けられる。側面ガイド３４Ｂは、上下の無端チェーン１８Ｂに垂直方向に沿って掛け渡される縦長の平板部材であり、平板が無端チェーン１８Ｂの走行経路に沿うように配置される（平行に配置される）。側面ガイド３４Ｂの平板の幅は、スプロケット２２Ｂでの回転に支障が生じない大きさとされる。同構成により左右の無端チェーン１８Ａ、１８Ｂに取り付けられた側面ガイド３４Ｂは、搬送コンベヤ１６の両サイドに、搬送コンベヤ１６に追従して移動する側壁を形成する。
【0022】
一方、前後ガイド３４Ａは、所定の数の側面ガイド３４Ｂを挟んで上下の無端チェーン１８Ｂのアタッチメント３６に取り付けられる。前後ガイド３４Ａも縦長の平板部材であり、その幅は、左右の無端チェーン１８Ａ、１８Ｂ間の距離の半分よりも短く、搬送方向に対してそれぞれ左右の無端チェーン１８Ａ、１８Ｂの同じ位置に設けられる。また、前後ガイド３４Ａは、回転軸３８を介してアタッチメント３６に軸支される。
【0023】
前後ガイド３４Ａは、回転軸３８を軸に無端チェーン１８Ｂの走行方向に対して後ろ向き（倒立状態）から、無端チェーン１８Ｂに略直交する方向（起立状態）の間の約９０度の範囲で回動可能である。また、前後ガイド３４Ａは、図示しないバネ等の付勢部材により回転軸３８周りに倒立状態から起立状態に向けて回転付勢される。そのため、左右の無端チェーン１８Ａ、１８Ｂに設けられた前後ガイド３４Ａは、搬送コンベヤ１６に沿って移動するコンベヤの内側では直交位置に位置し、これにより、搬送コンベヤ１６の左右の無端チェーン１８Ａ、１８Ｂに挟まれる空間は搬送方向に、物品Ｍの搬送方向前後幅に合わせた所定間隔で仕切られる。
【0024】
これにより、搬送コンベヤ１６は、コンベヤベルト１６Ａ、１６Ｂに追従して走行される無端チェーン１８Ａ、１８Ｂに取り付けられた前後ガイド３４Ａ、側面ガイド３４Ｂにより４方が仕切られた空間（領域）が形成され、コンベヤベルト１６Ａ、１６Ｂに載せられた積層物品群Ｇは、前後ガイド３４Ａ、側面ガイド３４Ｂで仕切られた空間に収容されて搬送される。
【0025】
また、本実施形態の搬送コンベヤ１６では、各無端チェーン１８Ａ、１８Ｂの復路に沿ってガイド板４０が近接して設けられる。ガイド板４０は、復路を移動する前後ガイド３４Ａに係合し、付勢力に抗して、回転軸３８を中心に平行位置にまで前後ガイド３４Ａを回動させる。これにより、前後ガイド３４Ａは、復路では進行方向に沿って配置されるので幅を取らない。
【0026】
【0027】
前述したように、固定ガイド２６、移載装置１２は、第１リフト装置２８、ロボット３０、第２リフト装置３２を備える。第１リフト２８は、各搬送コンベヤ１６に設けられた一対のベルトコンベヤ１６Ａ、１６Ｂの間を下方から上方に向けて上昇し、各積層物品群Ｇを上方の固定ガイド２６内へと持ち上げる複数のフォーク２８Ａを備える。
【0028】
各フォーク２８Ａは、フォーク支持部材２８Ｂにより一体的に支持される。フォーク支持部材２８Ｂは、フォーク支持部材２８Ｂを搬送コンベヤ１６の搬送方向に沿って進退可能とするエアシリンダなどを用いた進退機構２８Ｃに接続される。進退機構２８Ｃは、ボールネジなどを用いた昇降機構２８Ｄにより昇降可能とされる。
【0029】
フォーク２８Ａは、始め搬送コンベヤ１６の搬送面よりも若干低い位置にあるとともに、搬送コンベヤ１６の下流端から僅かに離間した距離に位置する。積層物品群Ｇが、搬送コンベヤ１６の下流端に達すると、各フォーク２８Ａは、進退機構２８Ｃによりベルトコンベヤ１６Ａ、１６Ｂの間に向けて押し出され、更に昇降機構２８Ｄにより上昇され積層物品群Ｇの底面に当接される。
【0030】
続いて、フォーク２８Ａはそのまま上昇され、各積層物品群Ｇが固定ガイド２６内に各々収容される。固定ガイド２６は、積層物品群Ｇが崩れないようにその四方を支持するガイド部材であり、その下端は、搬送コンベヤ１６の下流端において積層物品群Ｇの四方を取り囲む前後ガイド３４Ａおよび側面ガイド３４Ｂの上端から僅かな距離を隔てて配置される。そのためフォーク２８Ａにより積層物品群Ｇが僅かに上昇されると、その積層物品群Ｇの上端部はすぐに固定ガイド２６内に挿入され、フォーク２８Ａが固定ガイド２６の下端部内まで上昇されると、積層物品群Ｇの全てが固定ガイド２６内に収容される。
【0031】
なお、図９には、ベルトコンベヤ１６Ａ、１６Ｂ上の積層物品群Ｇの底面に当接した位置のフォーク２８Ａ、フォーク支持部材２８Ｂ、進退機構２８Ｃが実線で描かれ、積層物品群Ｇを固定ガイド２６内に完全収容した位置のフォーク２８Ａ、フォーク支持部材２８Ｂ、進退機構２８Ｃが破線で描かれている。
【0032】
一方、第２リフト装置３２は、固定ガイド２６内に移動された積層物品群Ｇを保持するとともに、ロボット３０により積層物品群Ｇの物品Ｍが１つずつ排出コンベヤ１４に移されると、その分だけ積層物品群Ｇを上昇させる。すなわち、積層物品群Ｇにおいて最も上に位置する物品Ｍの高さを常に一定に維持し、ロボット３０が、常に同じ高さで物品Ｍを積層物品群Ｇから受け取れるようにする。
【0033】
第２リフト装置３２は、第１リフト装置２８と同様に、搬送コンベヤ１６の数に対応する複数のフォーク３２Ａと、フォーク３２Ａを一体的に支持するフォーク支持部材３２Ｂと、フォーク支持部材３２Ｂを進退自在に支持する進退機構３２Ｃと、進退機構３２Ｃを昇降自在に支持する昇降機構３２Ｄとを備える。だだし、第２リフト装置３２のフォーク３２Ａは、第１リフト装置２８のフォーク２８Ａと干渉しない相補的な２股形状を呈する。
【0034】
すなわち、固定ガイド２６内の積層物品群Ｇは、始め第１リフト装置２８のフォーク２８Ａにより底面の中心が支持されている。その後、第２リフト装置３２のフォーク３２Ａが進退機構３２Ｃにより固定ガイド２６に収容された積層物品群Ｇの底面下に前進されるとともに、昇降機構３２Ｄにより上昇されて、フォーク２８Ａを間に挟む形で積層物品群Ｇの底面に当接する。
【0035】
第２リフト装置３２のフォーク３２Ａが積層物品群Ｇの底面を支えると、第１リフト装置２８のフォーク２８Ａは進退機構２８Ｃにより後退され、昇降機構２８Ｄにより下方の元の位置に戻される。なお、この後、搬送コンベヤ１６、無端チェーン１８Ａ、１８Ｂが駆動され、前後ガイド３４Ａ、側面ガイド３４Ｂにより四方が仕切られた次の空間に収容された積層物品群Ｇが、搬送コンベヤ１６の下流端へと移動される。
【0036】
第２リフト装置３２の昇降機構３２Ｄは、ロボット３０の動きに同期して、最上部の物品Ｍがロボット３０に受け渡されると、物品Ｍの厚さ分、フォーク３２Ａを上昇させ、積層物品群Ｇを上昇させる。フォーク３２Ａによって上昇される積層物品群Ｇが残り１０枚になると、第１リフト装置２８のフォーク２８Ａが取出位置に待機している次の積層物品群Ｇを、１番上に位置する物品Ｍがフォーク３２Ａの下端に当接するまで上昇させる。すると、フォーク３２Ａは進退機構３２Ｃにより後退される。その際、固定ガイド２６に収容されている全ての積層物品群Ｇはフォーク２８Ａによって支持された状態であり、第１リフト装置２８の昇降機構２８Ｄは、ロボット３０の動きに同期して、最上部の物品Ｍがロボット３０に受け渡されると、物品Ｍの厚さ分、フォーク２８Ａを上昇させ、積層物品群Ｇを上昇させる。
【0037】
一方、進退機構３２Ｃにより後退されたフォーク３２Ａは昇降機構３２Ｄにより元の高さまで下降され、続いて進退機構３２Ｃによって前進されるとともに、昇降機構３２Ｄによってフォーク２８Ａが支持する積層物品群Ｇの１番下の物品Ｍに当接する位置まで上昇する。その後、フォーク２８Ａは進退機構３２Ｃにより後退されるとともに、昇降機構２８Ｄにより元の高さまで下降され、固定ガイド２６に収容されている積層物品群Ｇの上昇は第２リフト装置３２によって制御される。なお、ロボット３０は、例えば先端に吸着ヘッドを備えるパラレルリンクロボットやアームロボットであり、積層物品群Ｇの最も上に載せられた物品Ｍを順次吸着し、排出コンベヤ１４の搬送面の上に移載する。
【0038】
以上のように、本実施形態の物品搬送装置よれば、無端走行体に取り付けられた複数のガイド部材で積層物品群を収容可能な領域を形成することで、物品をキャリア等に収容して搬送する必要がないため、キャリアを戻すための機構が不要となる。また、前後ガイドを直交位置と平行位置との間で移動可能としたことで、前後ガイドを戻すのに場所をとらない。これにより、本実施形態では、より狭い設置面積で積層状態の物品の周囲をガイドしながら搬送することができる。
【0039】
なお、本実施形態では、一対のベルトコンベヤ上に積層物品群を載せたが、積層物品群が摺動可能なプレート上に載せ、前後ガイドで押しながらプレート上を前進させる構成とすることもできる。
【0040】
また、本実施形態では、３組ある無端チェーン１８Ａ、１８Ｂを１つのモータで駆動させているが、各組にモータを配置してもよい。さらに、第１リフト装置２８に配置されている３本のフォーク２８Ａや第２リフト装置３２に配置されている３本のフォーク３２Ａについてもそれぞれのフォークにモータを配置して個別に制御してもよい。
【符号の説明】
【0041】
１０ 物品搬送装置
１２ 移載装置
１４ 排出コンベヤ
１６ 搬送コンベヤ
１６Ａ、１６Ｂ ベルトコンベヤ
１８Ａ、１８Ｂ 無端チェーン
２６ 固定ガイド
２８ 第１リフト装置
３０ ロボット
３２ 第２リフト装置
３４Ａ 前後ガイド（第１ガイド）
３４Ｂ 側面ガイド（第２ガイド）
Ｇ 積層物品群
Ｍ 物品
１２ 移載装置
１４ 排出コンベヤ
１６ 搬送コンベヤ
１６Ａ、１６Ｂ ベルトコンベヤ
１８Ａ、１８Ｂ 無端チェーン
２６ 固定ガイド
２８ 第１リフト装置
３０ ロボット
３２ 第２リフト装置
３４Ａ 前後ガイド（第１ガイド）
３４Ｂ 側面ガイド（第２ガイド）
Ｇ 積層物品群
Ｍ 物品
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】