JP2005145633A - エア搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送方向の調整が簡単にでき、各種のワークに個別に対応しながら、滑らかな湾曲区間を有する搬送経路の実現が可能なエア搬送装置を提供する。
【解決手段】ワーク搬送板５に搬送方向に傾斜したエア噴出孔１５ａを列設し、これらエア噴出孔からエアを斜め上方に向けて噴出することで、ワーク９を浮上させながら推力を与えて搬送するエア搬送装置において、湾曲区間におけるエア噴出孔１５ａを、ワーク搬送板５に対して回転可能に設けられたノズルピース１５に形成することで、エア噴出孔１５ａの向きを調整可能とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、軽量のワーク（ボトルのキャップや缶、シート、カード、テープなど）をエア噴流により浮上させつつ搬送するエア搬送装置に関する。

従来、上面を搬送面とするワーク搬送板（エア噴出板）に、搬送方向に傾斜したエア噴出孔を列設し、これらエア噴出孔からエアを斜め上方に向けて噴出することで、搬送面上に載せたワークを浮上させながら搬送するエア搬送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。その場合、ワークの搬送方向がエア噴出孔の向きによって設定されることも知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平８−２６４７７号公報 特開平８−３９１７４号公報

ところで、このようなエア搬送による搬送経路を設計・製作する場合、一般的には、先に搬送経路を決めておいて、次にその搬送経路に従ってエア噴出孔の傾斜の向きを定めるのが普通であり、そのため、エア噴出孔は、ワーク搬送板に固定的に加工しているのが通常であった。

ところが、従来のように固定的にエア噴出孔が加工してあると、あとから搬送方向を調整したいというような要望が出た場合に、その要望に簡単に応じられないという問題があった。

また、湾曲した経路に沿ってワークを搬送したい場合には、その湾曲に沿ってエア噴出孔の傾斜の方向の徐々に変えていかなければならないが、この加工が大変であり、結局、滑らかな湾曲に沿っての搬送は実現が難しかった。また、湾曲部分では、ワークの質量や速度によって、推力を与える向きを微妙に調整する必要性も出てくると考えられるが、従来のように固定的にエア噴出孔が加工してあると、その調整が不可能であり、各種のワークに個別に対応することには無理があった。

本発明は、上記事情を考慮し、搬送方向の調整が簡単にできると共に、湾曲した部分の設計・製作も簡単にでき、しかも、各種のワークに個別に対応しながら、滑らかな湾曲区間を有する搬送経路の実現が可能なエア搬送装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明のエア搬送装置は、上面を搬送面とするワーク搬送板に、搬送方向に傾斜したエア噴出孔を列設し、これらエア噴出孔からエアを斜め上方に向けて噴出することで、搬送面上に載せたワークを浮上させながら推力を与えて搬送するエア搬送装置において、少なくとも一部の搬送区間における前記エア噴出孔を、前記ワーク搬送板に対して回転可能に設けられたノズルピースに形成することで、エア噴出孔の向きを調整可能としたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のエア搬送装置であって、搬送経路の少なくとも一部に湾曲区間があり、その湾曲区間に前記ノズルピースが配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載のエア搬送装置であって、ワーク搬送板に円形の開口を設け、その開口に、前記ノズルピースを回転可能に設置すると共に、ワーク搬送板の下側に、各エア噴出孔へ加圧エアを供給するための給気室を設けたことを特徴とする。

請求項１〜３の発明によれば、ワーク搬送板に設けたノズルピースを回すことで、エア噴出孔の向きを自由に変えることができるので、搬送方向の調整を簡単に行うことができる。

また、搬送経路に湾曲区間を作る場合にも、請求項２の発明のように湾曲区間にノズルピースを配置すれば、各ノズルピースには同じ向きでエア噴出孔を加工しておけばよくなるので、エア噴出孔の向きを徐々に変えるなどの面倒な加工が不要であり、設計・製作が簡単にできる。

また、ノズルピースを回すことで、推力を与える方向を微妙に調整することができるから、各種のワークに個別に対応しながら、滑らかに湾曲した経路に沿ってのエア搬送を実現することができる。更に、ノズルピースを交換すれば、傾きの違うエア噴出孔に変更することも可能である。

また、請求項３の発明のように、ワーク搬送板に形成した円形の開口にノズルピースを回転可能に設置し、ワーク搬送板の下側に給気室を設ければ、構造の簡略化が可能であり、低コストで実現できる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、実験機として作製した本発明の実施形態のエア搬送装置の平面図、図２は同側面図、図３は図１のＩＩＩ部の拡大図、図４（ａ）は図３の一部を更に拡大した平面図、（ｂ）は（ａ）図のＩＶｂ−ＩＶｂ矢視断面図、図５（ａ）は図３のＶ−Ｖ矢視断面図、（ｂ）はその要部の拡大図である。また、図６は本エア搬送装置によるワークの非接触吸引の原理を示す側面図、図７はワークの中央直進の原理を示す平面図である。

図１、図２に示すように、このエア搬送装置１は、矩形断面形状の給気管２を有しており、給気管２内には給気室３が形成されている。また、給気管２の上面には、図５に示すように、給気管２の上側開放部２ａを閉塞する形で、平板状のワーク搬送板５が水平に載置固定されている。

上面をワークの搬送面とするこのワーク搬送板５は、図１に示すように、直線部ＬＳと湾曲部ＬＣとを有するワーク搬送経路を構成しており、直線部ＬＳの一部には、図２に示すように傾斜が付けられている。また、湾曲部ＬＣは半円弧を描いている。給気室３は、直線部ＬＳと湾曲部ＬＣの境界で仕切壁３ａによって仕切られており、各給気室３に、それぞれ加圧エアを供給するエア供給管２０が接続されている。

ワーク搬送板５の幅方向の中央部には、多数のエア噴出孔５ａ、１５ａが搬送方向に沿って一定の間隔で一列に列設されている。搬送経路の直線部ＬＳにおいては、エア噴出孔５ａは、直接ワーク搬送板５に形成されているが、湾曲部ＬＣにおいては、図３、図４に示すように、エア噴出孔１５ａは、ワーク搬送板５に対して回転可能に嵌め込まれた円板状のノズルピース１５上に形成されている。

全てのエア噴出孔５ａ、１５ａは、搬送方向に（ワーク搬送板５の上面側に向かって漸次搬送側に位置するように）に傾けて直線状に形成されており、これらエア噴出孔５ａ、１５ａからエアを斜め上方に向けて噴出することで、搬送面上に載せたワーク９を所定量浮上させるとともに搬送面に吸引しながら推力を与えて搬送することができるようになっている。

特に、湾曲部ＬＣについては、回転可能に設けられたノズルピース１５にエア噴出孔１５ａが形成されていることにより、図３、図４（ａ）の矢印Ｎ方向のようにノズルピース１５を回転させることによって、エア噴出孔１５ａの向き（エア噴出の向き）を調整でき、ワーク９に対して推力を与える方向を微調整できるようになっている。また、ワーク搬送板５上に単列で並んだエア噴出孔５ａ、１５ａの両側にはガイドレール６、６が設けられている。

図４、図５に示すように、ワーク搬送板５には円形の開口５ｈが設けられており、その開口５ｈに、円板状のノズルピース１５が上方からシール材１６を介して回転可能に嵌め込むことにより設置されている。下方へのノズルピース１５の脱落は、開口５ｈ側の段部にノズルピース１５側の上端フランジが載ることで防止されている。

シール材１６としてのＯリングは、ノズルピース１５の外周に嵌合されている。ノズルピース１５には、２つのネジ孔１５ｃが開けられており、これらネジ孔１５ｃに下側から押さえ板１７に通したネジ１８の先端がねじ込まれている。

そして、このネジ１８を締め込むことで、押さえ板１７をノズルピース１５の下面に固定し、当該押さえ板１７によってノズルピース１５がワーク搬送板５の上方への抜け出しを防止するようになっている。この状態において、ワーク搬送板５と押さえ板１７とは、ノズルピース１５を回転可能な程度の圧力で当接しているか、あるいは若干の隙間が介在した状態になっている。ただ、このような若干の隙間があいた状態であっても、シール材１６の摩擦力により、ノズルピース１５が自然に回転することがない。

なお、ネジ１８を締め込むことで、押さえ板１７をワーク搬送板５に押しつけ、ノズルピース１５をワーク搬送板５に回転しないように確実に固定するように構成してもよい。この場合には、ネジ１８を緩めることで、ノズルピース１５をワーク搬送板５の板面内で回転させることができるようになる。

また、エア噴出孔１５ａは、上面開口が円形のノズルピース１５の中心に位置し、下面開口が押さえ板１７を避けた箇所に位置して給気室３内に連通している。

次に作用を説明する。
エア搬送装置１は以上のように構成されているので、ボトル用キャップなど小型軽量のワーク９をエア搬送装置１で搬送する際には、まず給気室３にエアを供給する。すると、このエアはワーク搬送板５の全エア噴出孔５ａ、１５ａから噴き出される。この状態で、ワーク搬送板５上に複数個のワーク９を連続的に載置する。そうすると、これらのワーク９は順に、エアの動圧を受けて下流へ押し出されるように移動する。

このとき、ワーク９は、図６に示すように、ベルヌーイの定理に則ってワーク搬送板５から一定の高さのところを浮上するとともにワーク搬送板５に吸引された状態で安定的に移動することになる。即ち、ワーク９は、図６（ａ）に示すように、ワーク搬送板５から一定の高さのところを安定的に移動することになる。

ここで、何らかの外因により、図６（ｂ）に示すように、ワーク９の位置が高くなっても、ワーク９とワーク搬送板５との間に常に働く吸引力により、元の高さ位置にすぐに引き戻され、逆に、図６（ｃ）に示すように、ワーク９の位置が低くなれば、ワーク９とワーク搬送板５との間の圧力が高くなることにより、元の高さ位置まですぐに押し戻されることになる。その結果、ワーク９はワーク搬送板５に接触することなく浮上した状態でワーク搬送板５上を搬送されることになる。

また、ワーク９は、図７に示すように、ベルヌーイの定理に則ってワーク搬送板５上を中央直進するので、ガイドレール６に衝突する恐れはない。即ち、ワーク搬送板５の各エア噴出孔５ａからはエアが噴き出されているので、ワーク９は通常、図７（ａ）に示すように、このエアの流れに沿って矢印Ａ方向に進行する。

ここで、図７（ｂ）に示すように、ワーク９が進行方向に向かって右側に逸れると、ワーク９の左側を流れるエアの流速が速くなるため、ベルヌーイの定理により、ワーク９の左側の静圧が低くなり、ワーク９が左側の元の位置に引き戻される。逆に、図７（ｃ）に示すように、ワーク９が進行方向に向かって左側に逸れると、ワーク９の右側を流れるエアの流速が速くなるため、ベルヌーイの定理により、ワーク９の右側の静圧が低くなり、ワーク９が右側の元の位置に引き戻される。従って、ワーク９の軌跡は左右に逸れることなく、中央の位置を維持することになる。

このように、ワーク９はワーク搬送板５上を非接触で中央直進し、ワーク搬送板５やガイドレール６には衝突しないので、ワーク９が搬送中に変形したり損傷したりする恐れがなく、また、ワーク搬送板５上に塵芥が発生して非衛生的となる心配もない。しかも、エア噴出孔５ａ、１５ａから噴出するエアが各ワーク９間に流れることから、ワーク９同士が接触するのも防止することができる。

また、湾曲部ＬＣについては、ワーク搬送板５に嵌め込んだノズルピース１５を適当に回すことで、エア噴出孔１５ａの向きを自由に変えることができるので、搬送方向の微調整を簡単に行うことができる。従って、ワーク９の質量や速度が違っても、各種のワーク９に個別に対応しながら、滑らかに湾曲した経路に沿ってワーク９をエア噴流により搬送することができる。

この場合、湾曲部Ｌｃにおけるエア噴出孔１５ａの向きは、遠心力を考慮して、湾曲部ＬＣの接線方向よりもやや内向きに設定するのがよい。このようにエア噴出孔１５ａの向きを湾曲度に合わせて調節することにより、エアの力だけでワーク９を方向転換させることができる。

また、上記のように回転可能に設けたノズルピース１５にエア噴出孔１５ａを形成した場合、各ノズルピース１５には同じ向きでエア噴出孔１５ａを加工しておけばよくなるので、エア噴出孔１５ａの設計・製作が簡単にできることになる。また、ワーク搬送板５に形成した円形の開口５ｈに、シール材１６を介してノズルピース１５を嵌め込み、ワーク搬送板５の下側の給気室３から、ノズルピース１５のエア噴出孔１５ａに直接、加圧エアを供給するようにしているので、構造が簡素であり、低コストに実現できる。

また、エア噴出孔１５ａの傾き角度を違えた複数種類のノズルピース１５を用意しておけば、ノズルピース１５を交換することにより、傾きの違うエア噴出孔１５ａに変更することも可能であり、搬送経路の傾斜に合わせた対応も簡単にできるようになる。

なお、前記のガイドレール６にエア噴出孔を設け、ガイドレールからもエアを吹き出して、ワークに推力をプラスしてもよい。また、エア噴出孔５ａ、１５ａによる搬送指向性が安定して得られる場合には、ガイドレール６を省略することもできる。

本発明の実施形態のエア搬送装置の平面図である。 同エア搬送装置の側面図である。 図１のＩＩＩ部の拡大図である。 （ａ）は図３の一部を更に拡大した平面図、（ｂ）は（ａ）図のＩＶｂ−ＩＶｂ矢視断面図である。 （ａ）は図３のＶ−Ｖ矢視断面図、（ｂ）はその要部の拡大図である。 前記エア搬送装置によるワークの非接触吸引の原理を示す側面図である。 前記エア搬送装置によるワークの中央直進の原理を示す平面図である。

符号の説明

１ エア搬送装置
３ 給気室
５ ワーク搬送板
５ａ エア噴出孔
５ｈ 開口
９ ワーク
１５ ノズルピース
１５ａ エア噴出孔
１６ シール材

Claims (3)

1. 上面を搬送面とするワーク搬送板に、搬送方向に傾斜したエア噴出孔を列設し、これらエア噴出孔からエアを斜め上方に向けて噴出することで、搬送面上に載せたワークを浮上させながら推力を与えて搬送するエア搬送装置において、
   少なくとも一部の搬送区間における前記エア噴出孔を、前記ワーク搬送板に対して回転可能に設けられたノズルピースに形成することで、エア噴出孔の向きを調整可能としたことを特徴とするエア搬送装置。
2. 請求項１に記載のエア搬送装置であって、
   搬送経路の少なくとも一部に湾曲区間があり、その湾曲区間に前記ノズルピースが配置されていることを特徴とするエア搬送装置。
3. 請求項１または２に記載のエア搬送装置であって、
   前記ワーク搬送板に円形の開口を設け、その開口に、前記ノズルピースを回転可能に設置すると共に、前記ワーク搬送板の下側に、前記各エア噴出孔へ加圧エアを供給するための給気室を設けたことを特徴とするエア搬送装置。

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