CN101300180B - 物品排列装置，尤其用于排列容器盖子 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物品排列装置(10)，其通过以构成该内表面的下端的母线维持规定的倾斜角度的方式旋转具有圆锥台形状的内表面的排列器(11)，将盖子(1)放入由该内表面所形成的空间内，并将盖子(1)从一方搬送至另一方，从而将盖子(1)的朝向排列一致。

Description

物品排列装置,尤其用于排列容器盖子

技术领域

本发明涉及一种物品排列装置。

背景技术

以往，在用于对容器填充液体并加盖的填充加盖设备中，使用一种排列并移送各种各样的盖子例如无管的盖子、带管的盖子等的盖子排列装置(物品排列装置)。

日本特开昭51-47753(专利文献1)所述的物品排列装置，使圆筒状沟槽状物倾斜并旋转，向沟槽状物内放入箱状物品，从一侧搬送至另一侧，并将物品改变为稳定的姿势，从而将物品的朝向排列一致。

日本特开昭52-29078(专利文献2)所述的物品排列装置中，互相平行地配置两根圆柱且使其倾斜，按照互相相反的方向旋转圆柱，在两根圆柱上移送并搬运长柱状物品，并且，将每对包括两根圆柱的多对搬送组件多级地配置在其轴方向上，并将各搬送组件的圆柱的旋转数设定为不同值，从而分开排列长柱状物品。

专利文献1所述的物品排列装置是例如无管的盖子的箱状物品用的排列装置，并不处理例如带管的盖子的长柱状物品。在带管的盖子的情况下，盖子的管彼此之间相互干扰，容易妨碍排列，因此优选分开排列。

专利文献2所述的物品排列装置是用于例如带管的盖子的长柱状物品的排列装置，并不能处理例如无管的盖子的物品。虽然该装置能够将物品分开排列，但是，该装置需要一种将每对包括两根圆柱的多对搬送组件多级配置在其轴方向上，并将各搬送组件的圆柱的旋转数设定为不同值的复杂构成。

发明内容

本发明提供了一种将物品的朝向排列一致的物品排列装置，其至少包括一个具有圆锥台形状的内表面的排列器，其中，母线以规定的倾斜角度形成在内表面的底端。

附图说明

图1A～图1C是显示实施例1的物品排列装置的模式图。

图2A～图2C是显示排列器的内径对物品排列装置所造成的影响的模式图。

图3是显示实施例2的物品排列装置的模式图。

图4是显示实施例3的物品排列装置的模式图。

图5是显示实施例4的物品排列装置的模式图。

图6A、图6B是显示实施例5的物品排列装置的模式图。

图7A～图7C是显示物品排列装置的变形例的模式图。

图8是显示实施例6的物品排列装置的模式图。

图9是显示实施例7的物品排列装置的模式图。

具体实施方式

本发明提供了一种物品排列装置，其通过简单的构成，就可以分开排列或无间隔排列例如无管的盖子或带管的盖子的各种物品。

此外，本发明的物品排列装置所排列的物品不限定于盖子，也可应用于重心偏离的物品、除球状等容易滚动的形状之外的其他形状的物品等。

以下，说明并示范了本发明的实施方式，但是，其仅用于说明，不能被认为是对本发明的限定。

(实施例1)(图1A～图2C)

图1A～图1C的物品排列装置10将盖子(物品)1的朝向排列一致。如图1C所示，盖子1的排列目标姿势是顶面在下且开口面在上的姿势(盖子1的重心靠近顶面)。从上方看时，被排列的盖子1可以为任意形状。例如圆形、运动场跑道形、椭圆、长方形、多边形、或者由这些形状进行部分变形而形成的形状。优选从一侧看时，盖子1呈在顶面侧具有圆形的外周边的形状，且盖子1一般具有这样的圆形的形状。盖子1的半径优选为0.2mm以上，更优选为0.5mm以上。而且，盖子1也可以具有其顶面侧的外周边被斜着切下的形状。被切下的长度优选为0.1mm以上，更优选为0.4mm以上。通过将盖子1的顶面侧形成为如此的形状，可以在以顶面在下的方式放置盖子1时，减少后述的排列器11的影响。可以任意任何材料作为盖子1的材料。例如，盖子1可以由树脂例如聚丙烯、或者金属材料例如铝和铁制成。

除了上述形状外，被排列的盖子1也可以为上述形状的带管者。带管的盖子的排列目标姿势是管侧朝向排列器11的入口侧的使盖子1稳定的状态。

如图1A所示，物品排列装置10，通过旋转具有圆锥台形状的内表面的排列器11，并维持构成该内表面的下端的母线在规定的倾斜角度α，将盖子1放入由该内表面所形成的空间中，在重力作用下将盖子1从一方搬送至另一方，从而将盖子1的朝向排列一致。排列器11的上述倾斜角度α优选为3度至18度，更优选为5度至12度。如果倾斜角度α过大，则盖子1有可能不被排列且产生滚动。如果倾斜角度α过小，则在盖子1的重力作用下的移动速度下降，处理能力降低。排列器11的内表面的圆锥台形状具有向着行进方向下游侧增大的半径。排列器11的内表面的周速向着行进方向下游侧增大，并且内表面赋予盖子1的移送速度向着行进方向下游侧增大，从而向着行进方向下游侧分开排列盖子1。

排列器11的小径侧直径d1和大径侧直径d2以及排列器长度L依照被排列的对象的大小而被适当地设定。例如，在处理直径或宽度为20～80mm左右的盖子1时，从设置空间的观点出发，例如，优选排列器的大小为，小径侧直径d1为30～200mm，大径侧直径d2为150～500mm，排列器长度L为500～1000mm。

排列器11的内部周速依照被排列的对象的重量而被适当地设定。例如，对于小于40g左右的盖子1而言，大径侧直径d2部的周速被调整为0.2～1.5m/sec左右，优选为0.3～1.2m/sec。如果周速过小，则不出现旋转的效果，若周速过大，则曾经被排列好的盖子1有可能再次为无序的配置。以上述速度进行旋转时，由于周速与直径成比例，因此小径侧直径d1及大径侧直径d2被设定为，周速比率(＝大径侧直径d2的周速/小径侧直径d1的周速)为1.1～6.0，优选为1.5～3.0。通过适当地设定此周速比率，发挥出排列器11的圆锥台形状的效果。

物品排列装置10中，可以依照盖子1的种类来调整排列器11的内表面的性状。可以将排列器11的内表面形成为橡胶状以提高摩擦，或者对排列器11的内表面进行硅加工以降低摩擦。

物品排列装置10中，在两根并排配置且向着行进方向下游侧向下倾斜的驱动辊21、21之间的凹谷上，载置着排列器11并使其旋转。排列器11的外形是直径向着行进方向下游侧增大的圆锥台形状，每根驱动辊21是直圆筒状。相对于驱动辊21的驱动周速，排列器11的外表面速度在表面的各部分上不同，从而在排列器11上产生振动。

物品排列装置10中，可以采用内置马达的辊作为驱动辊21。通过在驱动辊21、21上可置换地载置排列器11，利用与驱动辊21、21的摩擦来驱动排列器11，可以依照盖子1的种类等，交换使用预先准备的各种排列器11。为了阻止排列器11沿着驱动辊21的倾斜而滑落，使止挡件13接触于排列器11的下端面(也可以使排列器11的下端面接触于驱动辊21下端的凸缘)。

通过本实施例，将发挥出以下的作用效果。

(a)在沿着旋转的排列器11的圆锥台形状的内表面搬送盖子1的过程中，使盖子1在该排列器11之内表面上倒下，从而使盖子1成为稳定的姿势。通过在驱动辊21上载置一级排列器11的简单构成，可以将盖子1的朝向排列一致。

(b)通过使排列器11的内表面的圆锥台形状的直径向着行进方向下游侧增大，使得排列器11的内表面赋予盖子1的移送速度在行进方向下游侧(内表面的周速增大)增大，从而向着行进方向分开排列盖子1，防止盖子或带管的盖子相互干扰。

(c)排列器11被载置于两根平行的驱动辊21、21上并进行旋转。此时，由于排列器11的外形是圆锥台形状，驱动辊21是圆筒状，因此相对于驱动辊21的驱动周速，排列器11的外表面速度在表面的各部分上不同，从而在排列器11上产生振动，该振动抑制了位于排列器11内的盖子1的相互干扰。

盖子1的上述(a)的翻倒的时机在排列器11的内表面的内径较小的位置出现。参照图2A～图2C，对直径34mm、高度28mm、从开口面至重心的高度19.5mm的盖子1(图2A)进行说明。

(1)图2B显示了在内径71mm和外径107mm的圆筒(相当于排列器11)内使相同尺寸的盖子1翻倒的状况。在使盖子1倾斜(图中为41度)到连结盖子1的重心G和旋转中心R(盖子1的开口面的边缘和圆筒的内面的接触点)的线为铅直方向的角度以上时，盖子1可以翻倒。如图2B所示，对于小圆筒直径而言，仅通过将盖子1提升很小的高度(图中为2.5mm)，就可以使盖子1到达翻倒的位置。

(2)图2C中，假定在内径71mm和外径107mm的圆筒(相当于排列器11)内，将盖子1的旋转中心R(盖子1的开口面的边缘和圆筒的内面的接触点)提升相同的角度(例如10度)。由于圆筒内面和盖子1的摩擦阻力，盖子1在圆筒内摇动3～45度左右。在圆筒直径较小的情况下，即使是很小的摇动(10度)，也可以使盖子本身大角度地倾斜(37度)，并容易翻倒。

通过利用此原理，可以在使用排列器11移送圆锥台形状的盖子时，使盖子1在任意移送位置翻倒。例如，在排列如图2A～图2C所示的盖子1的情况下，可将排列器11的形状设定为，小径侧直径d1小于71mm，而且大径侧直径d2大于107mm。按照此原理，可设定排列器11的直径的大致尺寸，但在实际应用中，翻倒的状况因周速、摩擦状况、倾斜角度、盖子形状或重量等而发生变化。因此，本发明的排列器11的形状范围不受此原理限定。

(实施例2)(图3)

图3的物品排列装置10A和图1A～图1C的物品排列装置10的不同点在于：在两根驱动辊21、21的凹谷上载置的排列器11的内表面的圆锥台形状的直径向着行进方向下游侧减小。排列器11的内表面的周速向着行进方向下游侧减小，使得内表面赋予盖子1的移送速度向着行进方向下游侧减小，盖子1向着行进方向下游侧而被彼此之间无间隔地排列。可以在有间隔时防止盖子1的移动。

(实施例3)(图4)

图4的物品排列装置10B和图1A～图1C的物品排列装置10的不同点在于：载置排列器11的两根驱动辊21、21的每一根均是在与排列器11的圆锥台形状的外形相反的方向上倾斜的圆锥台形状(直径向着行进方向下游侧减小)。可以减小或消除排列器11的外表面的各部的表面速度相对于驱动辊21的驱动周速的差，减小排列器11的振动。

(实施例4)(图5)

图5的物品排列装置10C和图1A～图1C的物品排列装置10的不同点在于：在排列器11的内表面的圆周方向的多个位置处配置有突起12。各突起12在排列器11的中心轴周围被配置为螺旋状。不优选在排列器11的排出口附近设置突起12，因为会破坏盖子1的排列。突起12被设置在排列器11的投入口和中间部之间的区域，对盖子1进行搅拌。

物品排列装置10C中，设置于排列器11的突起12的高度依照排列器11的直径或盖子1的形状而被适当地调整，优选为2mm～10mm，更优选为3mm～7mm。各突起12的形状并没有被特别地限定，但是，优选为从上方看时，是以排列器11的轴向作为长边方向的长方形、长圆、椭圆形等。优选长边方向的长度为从上方看时的盖子1的最大长度的20～150％，更优选为50～100％。如果各突起12的长边方向的长度过小，则突起12与盖子1冲突的机率减小，排列效率降低，因而需要多个突起12。如果突起12的长边方向的长度过长，则在配置多个突起12时，排列器11的长度变大，物品排列装置10C的体积增加。

物品排列装置10C中，设置于排列器11的突起12可以被配置为螺旋状，且下游的突起12被配置为，在旋转方向上比上游的突起12更靠前。下游的突起12被配置为，在旋转方向上比上游的突起12更靠前10°～90°，优选为30°～55°。如果配置角度过小，则突起12彼此几乎相连，上游及下游的突起12完全捧起盖子1，经常发生盖子1被弹飞的现象。如果配置角度适当，则盖子1的行进速度被下游的突起12稍微抑制，盖子1被翻转，因而盖子1的朝下的开口面朝上，以进行适当的盖子1之排列。如果配置角度过大，则无法通过上游及下游的两个突起12进行盖子排列处理，必须通过一个突起12来进行盖子1的翻转。因此，盖子排列的成功机率减小，从而必须设置多个突起12。

物品排列装置10C中，从上面看时，设置于排列器11的上游与下游的突起12的最短距离与盖子1的最短距离大致相等。优选从上面看时，上游与下游的突起12的最短距离为盖子1的最短距离的0.4～1.5倍，更优选为0.6～1.4倍。如果上游与下游的突起12的最短距离为0或过短，则上游及下游的突起12完全捧起盖子1，经常发生盖子1被弹飞的现象。如果从上面看时，上游与下游的突起12的最短距离与盖子1的最短距离大致相等，则盖子1的行进速度被下游的突起12稍微抑制，盖子1被翻转，因而盖子1的朝下的开口面朝上，以进行适当的盖子1的排列。如果上游与下游的突起12的最短距离过长，则无法通过上游及下游的两个突起12进行盖子排列处理，必须通过一个突起12来进行盖子的翻转。因此，盖子排列处理的成功机率降低，从而必须设置多个突起12。

通过物品排列装置10C，将发挥出以下的作用效果。

(a)通过在排列器11的内表面设置突起12，可以使盖子1接触于突起12，从而在排列器11的内表面上积极地搅拌并分散盖子，提高改变盖子1的姿势的效率。

(b)通过在排列器11螺旋状地配置突起12，并将位于行进方向下游侧的突起12配置为，在旋转方向上比位于行进方向上游侧的突起12更靠前合适的角度，能够以下游的突起12来抑制盖子1的移送速度，使盖子1的开口面的边缘接触于排列器11表面上的上游的突起12，从而可靠地翻转该盖子1，将开口面朝下的盖子1可靠地改变为稳定的姿势，稳定且可靠地将盖子1的朝向排列一致。特别是在带管的盖子的排列中，由于盖子重量大且形状复杂，因而难以仅通过摩擦使盖子1翻倒。如图5所示，通过将位于行进方向下游侧的突起12配置为，在旋转方向上比位于行进方向上游侧的突起12更靠前合适的角度，并使排列器11的直径向着行进方向下游侧增大，可以可靠地使带管的盖子1翻倒，加强分开排列盖子的效果。

(实施例5)(图6A、图6B、图7A～图7C)

图6A、图6B的物品排列装置10D与图1A～图1C的物品排列装置10的不同点在于：排列器11中，圆锥台形状的排列器本体11A(与图1A～图1C的排列器11相同)被同轴地固定，且被配置于直圆筒状的外装辊11B的中心部。外装辊11B被载置于直圆筒状的驱动辊21上，以外表面速度与驱动辊21的驱动周速相同的方式进行旋转。因此，外装辊11B与驱动辊21的外表面速度之间无差别，在期待防止排列器11的振动时有效。该情况下，在沿着与外装辊11B一起旋转的排列器本体11A的圆锥台形状的内表面搬送盖子1时，通过使盖子1在排列器本体11A的内表面上翻倒，从而使盖子1为稳定的姿势，进而将盖子1的朝向排列一致。

通过使排列器本体11A的内表面的圆锥台形状的直径向着行进方向下游侧增大，使得排列器本体11A的内表面的周速向着行进方向下游侧增大，并且内表面赋予盖子1的移送速度向着行进方向下游侧增大，从而向着行进方向下游侧分开排列盖子1，并防止盖子或带管的盖子相互干扰。

物品排列装置10D中，为了将盖子1的朝向排列一致而在排列器本体11A的内表面上使盖子1翻倒的时机，如参照图2A～图2C所进行的说明所示，在排列器本体11A的内表面的内径较小的位置出现，例如内径大致等于或小于图7A中的内径d的位置。然而，如果排列器本体11A的内径过度地小于d，则排列器本体11A的内表面赋予盖子1的翻转力变大，从而使在d的位置已被排列好的盖子1再次翻转。为了解除此问题，图7B中，增大排列器本体11A的轴向长度，减小直径从内径d的位置向着排出口侧的内表面减小的速度。图7C中，从排列器本体11A的内径d延伸出的排出口侧的内表面为直圆筒状。

图6A、图6B、图7A～图7C的实施例中，排列器11被配置为以适当的角度α倾斜。

(实施例6)(图8)

图8的物品排列装置10E与图6A、图6B的物品排列装置10D的不同点在于：排列器本体11A的内表面的圆锥台形状的直径向着行进方向下游侧减小。排列器本体11A的内表面的周速向着行进方向下游侧减小，内表面赋予盖子1的移送速度向着行进方向下游侧减小，从而向着行进方向无间隔地排列盖子1。可以在有间隔时，防止盖子1的移动。

(实施例7)(图9)

图9的物品排列装置10F与图6A、图6B的物品排列装置10D的不同点在于：在排列器本体11A的内表面的周方向的多个位置上设置有突起12。突起12以排列器本体11A的中心轴为中心而被配置为螺旋状。

通过使用物品排列装置10、10B～10F来实际排列物品的实施例1～7的结果如表1所示。

(实施例1-1、1-2)

图1A～图1C的构成中，通过使用物品排列装置10来排列圆形的盖子1及和带管的圆形的盖子1。圆形的盖子1的目标姿势是开口面在上的姿势，且大部分的盖子1可以被排列。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧增加，可以将盖子不重叠地分开。

带管的圆形的盖子1的目标姿势是管侧朝向排列器11的入口侧的姿势，可以获得使用上满意的排列成功率。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧增加，可以将盖子不重叠地分开。

(实施例2)

图3的构成中，通过使用物品排列装置10A来排列运动场跑道形的盖子1。目标姿势是开口面在上的姿势，且大部分的盖子1可以被排列。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧减小，可以无间隔地排列盖子1。

(实施例3)

图4的构成中，通过使用物品排列装置10B来排列椭圆形的盖子1。目标姿势是开口面在上的姿势，且大部分的盖子1可以被排列。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧增加，可以将盖子1不重叠地分开。根据振动减小的效果，可以获得排列的高成功率。

(实施例4-1、4-2)

图5的构成中，通过使用物品排列装置10C来排列长方形的盖子1及带管的圆形的盖子1。长方形的盖子1的目标姿势是开口面在上的姿势，且大部分的盖子1可以被排列。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧增大，可以将盖子1不重叠地分开。

带管的盖子1的目标姿势是管侧朝向排列器11的入口侧的姿势。通过在排列器11上设置突起12，与实施例1-2相比，可以提升排列成功率。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧增大，可以将盖子1不重叠地分开。

(实施例5)

图6A、图6B的构成中，通过使用物品排列装置10D来排列圆形的盖子1。目标姿势是开口面在上的姿势，且大部分的盖子1可以被排列。通过防止振动，与实施例1-1相比，可以提升排列成功率。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧增大，可以将盖子1不重叠地分开。

(实施例6)

图8的构成中，通过使用物品排列装置10E来排列运动场跑道形的盖子1。目标姿势是开口面在上的姿势，且大部分的盖子1可以被排列。通过防止振动，与实施例2相比，可以稍微提升排列成功率。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧增大，可以将盖子1无间隔地分开。而且，通过防止振动，与实施例2相比，可以减小盖子1的间隔。

(实施例7)

图9的构成中，通过使用物品排列装置10F来排列长方形的盖子1。目标姿势是开口面在上的姿势，且大部分的盖子1可以被排列。通过防止振动和在排列器11上设置突起12，与实施例4-1相比，可以稍微提升排列成功率。并且，通过使排列器11的直径向着行进方向下游侧增大，可以将盖子1不重叠地分开。

根据本发明，可以提供一种物品排列装置，其通过简单的构成，就可以分开排列或无间隔地排列例如无管的盖子或带管的盖子的各种物品。

Claims (10)

1.一种物品排列装置，用于将物品的朝向排列一致，其特征在于：

至少包括一个具有圆锥台形状的内表面的排列器，其中，母线以规定的倾斜角度形成在内表面的底端，所述排列器的内表面的圆锥台形状的直径向着行进方向下游侧增大，

所述倾斜角度是内表面的底端的母线与水平面之间的角度，

在所述排列器的内表面的一端和中间部之间的区域上设置有突起，且不在所述排列器的内表面的另一端附近设置突起，

所述突起被配置为螺旋状，并且，位于行进方向下游侧的突起的配置位置与位于行进方向上游侧的突起相比，在旋转方向上更靠前10°～90°。

2.根据权利要求1所述的物品排列装置，其特征在于：

所述排列器，通过将物品放入由该内表面所形成的空间内并旋转所述排列器来排列物品，从而使物品能够从所述排列器的一端移动至另一端。

3.根据权利要求1或2所述的物品排列装置，其特征在于：

所述排列器被载置在两根平行的驱动辊上，并进行旋转。

4.根据权利要求1或2所述的物品排列装置，其特征在于：

朝向被所述物品排列装置排列一致的物品是盖子。

5.根据权利要求3所述的物品排列装置，其特征在于：

朝向被所述物品排列装置排列一致的物品是盖子。

6.根据权利要求1所述的物品排列装置，其特征在于：

所述排列器的内表面赋予物品的移送速度在行进方向下游侧增大。

7.根据权利要求1所述的物品排列装置，其特征在于：

所述排列器被载置于两根平行的驱动辊上并进行旋转，所述排列器的外形是圆锥台形状，所述驱动辊是圆筒状。

8.根据权利要求1所述的物品排列装置，其特征在于：

大径侧直径的周速和小径侧直径的周速的比率为1.1～6.0。

9.根据权利要求8所述的物品排列装置，其特征在于：

大径侧直径的周速和小径侧直径的周速的比率为1.5～3.0。

10.一种将物品的朝向排列一致的方法，其特征在于，该方法使用如权利要求1～9中任一项所述的物品排列装置，并包括以下步骤：

将物品放入由排列器的内表面所形成的空间中，旋转所述排列器，在重力作用下将物品从一方搬送至另一方，从而将物品的朝向排列一致。

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