特許 7558344 製品投入装置及び製品投入方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-19

(45)【発行日】2024-09-30

(54)【発明の名称】製品投入装置及び製品投入方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/90 20060101AFI20240920BHJP

【ＦＩ】

B65G47/90 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023112647

(22)【出願日】2023-07-07

【審査請求日】2023-07-10

(73)【特許権者】

【識別番号】524023815

【氏名又は名称】株式会社日阪プロダクツ

(74)【代理人】

【識別番号】100120226

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 知浩

(72)【発明者】

【氏名】相川 尚文

(72)【発明者】

【氏名】大沢 達哉

【審査官】内田 茉李

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２２－７１２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１７３２２３２１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０４５２８３７３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開平４－２７９４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２１３９８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ４７／９０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の位置の製品を第２の位置に投入する製品投入装置であって、
相互に開閉し、前記製品を支持する爪部と、
前記爪部に対して前記製品を押圧可能な押圧部と、
を有する、製品投入装置。

【請求項2】

前記爪部の先端同士が所定の離間部を設け、前記押圧部が前記製品を押圧することにより前記製品の一部が前記離間部に進入し又は押し付けられて位置決めされる、請求項１に記載の製品投入装置。

【請求項3】

前記製品の一部が前記離間部に進入し又は押し付けられて位置決めされた状態で、前記爪部の先端同士が相互に離れていき、前記製品が落下する、請求項２に記載の製品投入装置。

【請求項4】

前記押圧部の先端部に前記製品に対して吸着可能な吸着部を有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の製品投入装置。

【請求項5】

前記押圧部は、昇降可能な支持部に設けられる、請求項１乃至３のいずれか１項に製品投入装置。

【請求項6】

前記支持部は、エアシリンダで昇降可能になる、請求項５に記載の製品投入装置。

【請求項7】

前記押圧部は、前記支持部に形成された貫通孔に貫通し、
前記押圧部の先端部と前記支持部との間には、前記押圧部の先端部に対して弾性力を付与可能な弾性部材が介在する、請求項５に記載の製品投入装置。

【請求項8】

第１の位置の製品を第２の位置に投入する製品投入方法であって、
相互に開閉し、前記製品を支持する爪部と、
前記爪部に対して前記製品を押圧可能な押圧部と、
を用い、
前記押圧部が前記製品を前記爪部の方向に押圧した状態で、前記爪部が開いて前記製品が落下する、製品投入方法。

【請求項9】

前記爪部が開いて前記製品が落下する前に、前記爪部の先端同士に所定の離間部が設けられ、前記押圧部が前記製品を押圧することにより前記製品の一部が前記離間部に進入し又は押し付けられて位置決めされる、請求項８に記載の製品投入方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば加工食品等の製品を投入するための製品投入装置及び製品投入方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、コンベアで搬送される製品（例えば、加工食品等）を掴み、バケット上に移載する装置として、製品投入装置が用いられている。

【0003】

製品投入装置は、製品を左右から支持する一対の爪部を有している。一対の爪部が相互に開いてコンベア上の製品とコンベアとの間に挿入され、爪部が相互に閉じ上昇することで製品を持ち上げて支持し、コンベアの近傍に待機しているバケット上方に移動させる。爪部が左右に開くことで、爪部に支持されていた製品がバケット上に落下する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－４７０３１号公報

【文献】特開２０１４－２３１４０３号公報

【文献】特開２０１４－２５６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、爪部が開くとき、製品と爪部との間の摩擦力の作用等を受けて製品が爪部上を引きずられて移動しながら、バケット上に落下する。このため、バケット上における製品の落下位置が安定しない。この結果、下流工程で用意されているロボットや別の装置等で製品を安定して捕捉できず、工程不良の原因になっていた。

【0006】

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、簡易な構成で実現でき、製品がバケット上の所定の位置に安定的に落下する製品投入装置及び製品投入方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願の第１の発明は、第１の位置の製品を第２の位置に投入する製品投入装置であって、相互に開閉し、前記製品を支持する爪部と、前記爪部に対して前記製品を押圧可能な押圧部と、を有する。

【0008】

前記爪部の先端同士が所定の離間部を設け、前記押圧部が前記製品を押圧することにより前記製品の一部が前記離間部に進入し又は押し付けられて位置決めされることが好ましい。

【0009】

前記製品の一部が前記離間部に進入し又は押し付けられて位置決めされた状態で、前記爪部の先端同士が相互に離れていき、前記製品が落下することが好ましい。

【0010】

前記押圧部の先端部に前記製品に対して吸着可能な吸着部を有してもよい。

【0011】

前記押圧部は、昇降可能な支持部に設けられることが好ましい。

【0012】

前記支持部は、エアシリンダで昇降可能になってもよい。

【0013】

前記押圧部は、前記支持部に形成された貫通孔に貫通し、前記押圧部の先端部と前記支持部との間には、前記押圧部の先端部に対して弾性力を付与可能な弾性部材が介在してもよい。

【0014】

本願の第２の発明は、第１の位置の製品を第２の位置に投入する製品投入方法であって、相互に開閉し、前記製品を支持する爪部と、前記爪部に対して前記製品を押圧可能な押圧部と、を用い、前記押圧部が前記製品を前記爪部の方向に押圧した状態で、前記爪部が開いて前記製品が落下する。

【0015】

前記爪部が開いて前記製品が落下する前に、前記爪部の先端同士に所定の離間部が設けられ、前記押圧部が前記製品を押圧することにより前記製品の一部が前記離間部に進入し又は押し付けられて位置決めされることが好ましい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、簡易な構成で、製品をバケット上の所定の位置に安定的に落下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の製品投入装置の作動前後を示した正面図である。

【図2】本発明の製品投入装置の側面図である。

【図3】本発明の製品投入装置の平面図である。

【図4】本発明の製品投入装置の爪部で製品を支持した状態の工程図である。

【図5】本発明の製品投入装置の爪部で支持されている製品が押圧部で押圧されかつ位置決めされた状態の工程図である。

【図6】本発明の製品投入装置の爪部が開く状態の工程図である。

【図7】本発明の製品投入装置の爪部が開き、製品収納バケットに製品が落下した状態の工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の一実施形態に係る製品投入装置及び製品投入方法について、図面を参照して説明する。

【0019】

図１乃至図３に示すように、製品投入装置１０は、土台フレーム１２と、土台フレーム１２に設けられた製品投入装置本体１４と、を有している。

【0020】

土台フレーム１２には、製品Ｔ（図４参照）を搬送するコンベアが例えば２列に並んで設けられている。製品投入装置本体１４は、一方のコンベアから搬送されてきた製品Ｔをピックアップして、他方のコンベア上に投入するものである。なお、コンベアの数は、２列に限定されるものではなく、３列、４列以上、配置されていてもよい。

【0021】

製品Ｔとは、例えば流動体状又は半流動体状の加工食品であり、特に限定されるものではない。

【0022】

製品投入装置本体１４は、主として、支持フレーム１６と、支持フレーム１６に吊り下げられた製品把持装置１８と、を有している。

【0023】

支持フレーム１６は、製品把持装置１８を支持するものであり、上下方向（鉛直方向、重力方向）又は左右方向（水平方向）に移動可能に構成されている。これにより、製品把持装置１８は、支持フレーム１６と共に、上下方向（鉛直方向、重力方向）又は左右方向（水平方向）に移動可能になる。この結果、土台フレーム１２上に複数のコンベアが配置されている構成では、支持フレーム１６は、製品把持装置１８と共に、上下方向（鉛直方向、重力方向）又は左右方向（水平方向）に移動して、両方のコンベアの上方に位置することができる。

【0024】

なお、支持フレーム１６の左右方向（水平方向）の移動は、図示しない駆動モータ（サーボモータ）によりレール上を上下方向（鉛直方向、重力方向）又は左右方向（水平方向）に沿って移動させることで実現されるが、移動機構はこれに限定されない。

【0025】

図４乃至図７に示すように、製品把持装置１８は、支持フレーム１６に対して上下方向（鉛直方向、重力方向）に沿って移動可能に設けられている。製品把持装置１８は、一対の爪部２０を備えている。一対の爪部２０は、左右方向に沿って相互に開閉可能であり、相互に対面するようにして配置されている。爪部２０は、製品を下方から支持するためのものである。詳細には、爪部２０は、直方体状の爪固定部２２と、面Ｌ字状の爪先端部２４と、爪固定部２２を開閉させる爪駆動部２６と、を備えている。

【0026】

なお、製品把持装置１８の支持フレーム１６に対する上下方向（鉛直方向、重力方向）に沿った移動は、図示しない伸縮部材の伸縮により実現可能になっている。伸縮部材としては、例えば、エアシリンダ又は油圧シリンダが使用される。

【0027】

爪固定部２２は、例えばプレート状の板部材で構成されている。爪固定部２２は、金属（例えば、鉄やアルミニウム等）で成形されている。

【0028】

爪先端部２４は、コンベア上の製品Ｔの下面に差し込まれて、製品Ｔを下方から持ち上げて支持するものである。爪先端部２４は、爪鉛直部２４Ａと、爪水平部２４Ｂと、で構成されている。爪鉛直部２４Ａは、固定具（ボルト及びナット等）等により爪固定部２２に取り付けられる。爪水平部２４Ｂは、製品Ｔを載置する。

【0029】

ここで、爪水平部２４Ｂは、爪鉛直部２４Ａとの接続部位から下り傾斜するように傾斜して成形されている。このため、爪水平部２４Ｂは、コンベア上の製品Ｔの下面に差し込み易くなる共に、爪水平部２４Ｂ同士が離間して製品Ｔをコンベア上に落下させる際に、爪水平部２４Ｂと製品Ｔとの間の摩擦力が小さくなり、製品Ｔが爪水平部２４Ｂの上面に引きずられ難いようになっている。

【0030】

爪先端部２４は、爪鉛直部２４Ａと爪水平部２４Ｂとが折り曲げ加工されて成形されているが、両者を別体で構成して固定具（ボルト及びナット等）等により固定してもよい。爪先端部２４は、金属（例えば、鉄やアルミニウム等）で成形されている。

【0031】

爪駆動部２６は、爪固定部２２を相互に接近又は離間する方向の開閉駆動を付与する。爪駆動部２６は、駆動源２８と、駆動源２８と機械的に連結され駆動源２８の駆動力により回転駆動する駆動ギア部３０と、を備えている。駆動源２８は、例えば、支持フレーム１６側に設けられている。駆動ギア部３０は、例えば、製品把持装置１８側に位置するように設けられている。

【0032】

駆動源２８として、例えば、サーボモータが使用される。

【0033】

爪固定部２２には、駆動源２８からの駆動力を受け爪固定部２２の開閉駆動を実現するための直線状に延びた伝動ギア部３２（例えば、ラック）が１本ずつ固定されている。伝動ギア部３２は、駆動源２８と機械的に接続された駆動ギア部（例えば、ピニオンギア）３０と噛み合い、駆動源２８からの回転駆動力を受けて左方向又は右方向に沿って移動する。

【0034】

ここで、一方の爪固定部２２に固定された伝動ギア部３２は、駆動ギア部３０の最下部の位置で当該駆動ギア部３０と噛み合い、他方の爪固定部２２に固定された伝動ギア部３０は、駆動ギア部３０の最上部の位置で当該駆動ギア部３０と噛み合っている。このため、駆動ギア部３０が正方向に回転すると、各々の爪固定部２２が駆動源側に接近するように移動して相互に近接する。また、駆動ギア部３０が逆方向に回転すると、各々の爪固定部２２が駆動源側と反対側に移動して相互の離間距離が開いていくように離れていく。

【0035】

製品把持装置１８は、押圧ロッド３４を備えている。押圧ロッド３４は、ロッド装着プレート３６に取り付けられている。詳細には、ロッド装着プレート３６には上下方向に貫通した貫通孔（図示省略）が形成されている。押圧ロッド３４は、ロッド装着プレート３６の貫通孔に挿通されて配置されている。押圧ロッド３４の先端部には、直径が大きく形成された拡径部３４Ａを備えている。押圧ロッド３４の拡径部３４Ａとロッド装着プレート３６の下面との間には、コイルばね３８が配置されている。換言すれば、押圧ロッドの径方向外側に、コイルばね３８が配置されている。

【0036】

押圧ロッド３４が製品Ｔと接触することなく、ロッド装着プレート３６から垂れ下がった状態では、コイルばね３８は、自然長になっている。押圧ロッド３４が下降して製品Ｔを押圧したときに、押圧ロッド３４が製品Ｔからの反作用力を受けてロッド装着プレート３６の貫通孔を通って上方向に移動するとともに、コイルばね３８が弾性力で抵抗しながら所定の長さだけ縮む。これにより、押圧ロッド３４から製品Ｔに対しても、所定の押圧力が付与された状態になる。

【0037】

本実施形態では、複数の押圧ロッド３４が配置されているが、個数が限定されるものではない。特に複数の押圧ロッド３４を設けることにより、複数の製品Ｔを同時に押圧してコンベア上に落下させることができるため、製品Ｔの移載効率が向上する。

【0038】

押圧ロッド３４の拡径部３４Ａには、吸着パッド４０が取り付けられている。吸着パッド４０は、図示しない吸引装置と接続されており、吸引装置が駆動することで空気を吸引する機能を発揮する。吸着パッド４０で製品Ｔを押圧すると同時に、吸引効果により製品Ｔを吸着することにより、製品Ｔを爪水平部２４Ｂ上で確実に位置決めすることができる。

【0039】

なお、吸着パッド４０は、押圧ロッド３４に取り付けられている構成が最適であるが、吸着パッド４０が設けられていない構成でもよい。この構成では、押圧ロッド３４の拡径部３４Ａにゴム等の弾性部材（図示省略）が取り付けられ、弾性部材を介して製品Ｔを押圧してもよい。

【0040】

ロッド装着プレート３６は、上下方向（鉛直方向、重力方向）に沿って移動可能となるように設けられている。具体的には、ロッド装着プレート３６には、上下方向（鉛直方向、重力方向）に沿って伸縮する伸縮部材４２が接続されている。伸縮部材４２として、例えばエアシリンダが用いられるが、油圧シリンダ等、他の代替手段を利用してもよい。

【0041】

伸縮部材４２は、例えば、支持フレーム１６側に設けられている。

【0042】

これにより、ロッド装着プレート３６は、伸縮部材４２の伸縮動作により、爪固定部２２とは独立して、上下方向に沿って移動可能になる。換言すれば、押圧ロッド３４は、爪固定部２２に対して上下方向に沿った相対移動が可能となる。

【0043】

次に、本発明の一実施形態に係る製品投入装置及び製品投入方法の作用について説明する。

【0044】

図４に示すように、駆動源２８を駆動することにより、相互に離間している爪固定部２２が相互に接近され、一方のコンベア上を搬送される製品Ｔの下面とコンベアとの間に爪先端部２４の爪水平部２４Ｂが挿入される。これにより、製品Ｔが爪水平部２４Ｂ上に載置される。この状態で、製品把持装置１８が製品Ｔと共に上方向に向かって移動する。その後、製品把持装置１８は、支持フレーム１６と共に、他方のコンベア上に向かって左右方向（水平移動）する。

【0045】

この状態では、対向する爪先端部２４の爪水平部２４Ｂ同士の間には、離間部Ｘが設けられている。離間部Ｘの大きさ（大小）は、各爪先端部２４の爪水平部２４Ｂ同士の離間距離で決定され、爪部２０の水平方向に沿った移動距離の変更により調整可能になっている。

【0046】

また同時に、製品Ｔが爪水平部２４Ｂ上に載置された状態では、押圧ロッド３４がロッド装着プレート３６から垂れ下がった状態であるが、押圧ロッド３４の拡径部３４Ａに設けられた吸着パッド４０が製品Ｔに対して接触していない。このため、製品Ｔと吸着パッド４０との間には、所定の隙間が介在している。このとき、コイルばね３８は、自然長である。

【0047】

図５に示すように、伸縮部材４２の駆動により押圧ロッド３４が所定の距離だけ下降する。押圧ロッド３４の拡径部３４Ａに設けられた吸着パッド４０が下降していき、やがて爪水平部２４Ｂ上に載置された製品Ｔの上面に接触する。このとき、そのまま押圧ロッド３４が吸着パッド４０と共に下降していくと、吸着パッド４０が製品Ｔからの反作用力を受けてロッド装着プレート３６の貫通孔を通って上方向に移動するとともに、コイルばね３８が弾性力で抵抗しながら所定の長さだけ縮む。このときコイルばね３８は伸びようとする弾性力が発生して、押圧ロッド、換言すれば吸着パッド４０が製品Ｔを所定の圧力で押圧する。

【0048】

この状態では、対向する爪先端部２４の爪水平部２４Ｂ同士の間の離間部Ｘに、製品Ｔの一部が進入したり、又は製品Ｔが離間部Ｘに進入しなくても離間部側に押し付けられて、位置決めされる。このため、製品Ｔは、爪水平部２４Ｂ上で移動しない。

【0049】

特に吸着パッド４０の吸引力が作用している場合には、吸着パッド４０の吸引力で製品Ｔが吸着パッド４０に吸着される。これにより、製品Ｔの爪水平部２４Ｂ上での位置決めが強力になり、爪水平部２４Ｂ上を移動することを防止できる。

【0050】

図６に示すように、一対の爪固定部２２が相互に離れる方向に移動して、離間距離が広がっていく。同時に、爪水平部２４Ｂ同士の間に形成される離間部Ｘも広がり、やがて押圧ロッド３４により位置決めされていた製品Ｔは、爪水平部２４Ｂとの摩擦力により爪水平部２４Ｂに引きずられることなく、爪水平部２４Ｂの隙間部Ｘから下方に落下する。これにより、製品Ｔは、他方のコンベア上の所定の位置に落下する。

【0051】

以上のように、爪水平部２４Ｂが開く前に、押圧ロッド３４が製品Ｔを押圧するため、製品Ｔが押圧ロッド３４と爪水平部２４Ｂとの間で挟まれるようにして固定される。この状態では、製品Ｔの一部が爪水平部２４Ｂ同士の間の離間部Ｘに進入したり、又は製品Ｔが離間部Ｘに進入しなくても離間部側に押し付けられて位置決めされた状態になる。併せて、吸着パッド４０の吸引機能が作動することにより、製品Ｔは、爪水平部２４Ｂ上で強固に位置決めされる。

【0052】

図７に示すように、対向配置する爪固定部２２が相互に開き、爪水平部２４Ｂ同士の離間部Ｘが広くなれば、押圧ロッド３４又は吸着パッド４０により位置決めされているため、爪水平部２４Ｂとの間に発生する摩擦力により引きずられずに、そのまま下方に落下する。これにより、製品Ｔは、コンベア上に待機していた例えば、製品収納バケットＣ（図７参照）上の所定の位置に落下する。この結果、製品Ｔが落下する製品収納バケットＣ上の位置は、製品Ｔによって前後又は左右に大きく位置ずれすることがなく、製品Ｔの落下位置が安定する。

【0053】

押圧ロッド３４の径方向外側にはコイルばね３８が配置しており、コイルばね３８の下端が拡径部拡径部に当接し、コイルばね３８の上端がロッド装着プレート３６の下面に当接しているため、押圧ロッド３４が下降して製品Ｔに対して接触した時に、押圧ロッドが製品からの反作用力を受けてロッド装着プレート３６の貫通孔を通って上方向に移動するともに、コイルばね３８が弾性力に抗しながら所定の長さだけ縮む。このため、押圧ロッド３４の製品Ｔに対する押圧力が大きくなり過ぎず、製品Ｔを保護することができる。

【符号の説明】

【0054】

１０ 製品投入装置
１２ 土台フレーム
１４ 製品投入装置本体
１６ 支持フレーム
１８ 製品把持装置
２０ 爪部
２２ 爪固定部
２４ 爪先端部
２４Ａ 爪鉛直部
２４Ｂ 爪水平部
２６ 爪駆動部
２８ 駆動源
３０ 駆動ギア部
３２ 伝動ギア部
３４ 押圧ロッド（押圧部）
３４Ａ 拡径部
３６ ロッド装着プレート（支持部）
３８ コイルばね（弾性部材）
４０ 吸着パッド（吸着部）
４２ 伸縮部材
Ｃ 製品収納バケット
Ｘ 離間部
Ｔ 製品

【要約】

【課題】簡易な構成で実現でき、製品がコンベア又はバケット上の所定の位置に安定的に落下する製品投入装置及び製品投入方法を提供する。
【解決手段】第１の位置の製品Ｔを第２の位置に投入する製品投入装置１０であって、相互に開閉し製品Ｔを支持する爪部２０と、爪部２０に対して製品Ｔを押圧可能な押圧部３４と、を有し、爪部２０の先端同士が所定の離間部Ｘを設け、押圧部３４が製品Ｔを押圧することにより製品Ｔの一部が離間部Ｘに進入し又は押し付けられて位置決めされた状態で、爪部２０の先端同士が相互に離れていき、製品Ｔが落下する。
【選択図】 図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】