JP2007186271A

JP2007186271A - スターホイール装置

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Publication number: JP2007186271A
Application number: JP2006003566A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kanamori; 拓金森; Tatsuhiro Nakada; 竜弘中田
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2026-01-11
Also published as: JP4967342B2

Abstract

【課題】容器１６のサイズに応じてポケット１８の大きさを正確に調整することができ、しかも操作性のよいスターホイール装置を提供する。
【解決手段】上下の回転円板８、１０の外周に円周方向等間隔で、容器１６への当接部８ｂ、１０ｂが形成されており、各回転円板８、１０の一方の当接部８ｂ、１０ｂによって容器１６を保持するポケット１８が形成される。上下の回転円板８、１０の間に調整部材２０が配置され、その両端部が、連結ピン２２、２４によって回転円板８、１０にそれぞれ連結されており、調整部材２０を水平移動させると両回転円板８、１０が相対回転し、ポケット１８のサイズが変更される。調整部材２０の移動は、直立した調整軸３０の回転をベベルギヤを介して伝達して行う。調整軸３０の回転は計測手段５０によって計測されており、調整部材２０の移動を正確に行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、フィラやキャッパ等の容器処理装置に容器を供給し、または排出するスターホイール装置に係り、特に、異なるサイズ、形状の容器に兼用可能なスターホイール装置に関するものである。

フィラやキャッパ等の容器処理装置として、各種形状の容器を処理することができる異種容器兼用機が一般に用いられており、従来は、処理する容器を変更するごとに、スターホイール装置の容器保持ポケットが形成されている回転円板や、スターホイール装置によって搬送される容器の外周側をガイドするメインガイド等の部品を、それぞれの容器の専用部品に交換することにより対応していた。このように各部品の交換を行う場合には、交換に時間がかかるとともに、交換用の多数種類の部品を用意しておかなければならず、コストがかかるとともに、部品の保管用に広大なスペースを必要としていた。

そこで、部品の交換を行わずに各種形状の容器に兼用できるスターホイール装置が提案された（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４等参照）。これら各特許文献に記載されたスターホイール装置は、いずれも、外周に複数のポケットが形成された複数枚（２枚または２組）の回転円板を、上下に重ね合わせて相対回転可能に構成し、容器処理装置に供給する容器の形状やサイズに応じて上下の円板の位相をずらすことにより、容器を保持するポケットのサイズを変更して各種形状の容器に兼用できるようにしている。

前記特許文献１に記載されたスターホイール装置は、外周縁上に円周方向等間隔でほぼＶ字状の切り欠きが形成された４枚（２枚ずつ２組）の環状の回転板を備えており、相対回転機構を構成するガイドピンのナットを緩めた後、ガイド孔に挿通されたガイドピンを半径方向に移動させて、上下２組の回転板を相対回転させることにより、前記切り欠きによって形成されるポケット（容器の受け入れ部）の大きさを変更するようになっている。

また、特許文献２に記載された兼用式スターホイールは、相対回転可能な下方の第１スターホイール板と上方の第２スターホイール板を備えており、第２スターホイール板の上面に、両スターホイール板の位相を調整する位相調整手段が設置されている。この位相調整手段は、上下可能に構成された挿入ピンを第１スターホイールに設けた挿通孔に抜き差しすることにより、第１および第２スターホイール板の相対的な位相を調整できるようになっている。

特許文献３に記載された回転式物品移送装置は、第１回転板と第２回転板に形成された長孔を貫通し、両回転板の位相を調整するスライドピンが設けられており、このスライドピンを調整ねじの回転によって移動させるようになっている。この装置では、容器のサイズが変わった時には、第１回転板と第２回転板を固定するナットを緩めて、両回転板を位相調整可能な状態とする。そして、調整ねじを回転させてスライドピンを半径方向にスライドさせ、第１回転板と第２回転板を逆方向に回転させて必要な容器径に合わせた後、緩めたナットを締めて固定する。

特許文献４に記載された物品受け渡し装置は、回転軸の上部に設けた回転体が、２枚の同一径の円板から構成してあり、上方の円板が回転軸に連結固定され、下方の円板は軸受けを介して回転軸に回転自在に取り付けられている。容器を保持するポケットは、容器の回転中心側を支持する棒状の第１支持部材と、容器の搬送方向後方側を支持する第２支持部材から構成されている。これら両支持部材のカムフォロアが下方の円板のカム溝に係合しており、サーボモーターの駆動により上下の回転板を相対的に回転させることによって両支持部材を移動させ、ポケットのサイズを変更するようになっている。
実公平２０８３４号公報（第２−３頁、図１）特許第３７０３２２０号公報（第３−４頁、図４）特許第３３９０３２６号公報（第２−３頁、図１）特許第２５９５６１７号公報（第２−４頁、図２）

前記特許文献１ないし特許文献３に記載されたスターホイール装置は、いずれも上下の回転板を相対的に回転させることにより容器を保持するポケットのサイズを変更することができる。ところが、これらの装置では、容器を保持するポケットのサイズを変更するために上下の回転板を相対回転させるための調整機構が、いずれもスターホイール装置を構成する回転板に直接設けられているため操作性が悪いという問題があった。また、特許文献１の構成では、ガイドピンをガイド孔の端部に位置させた時には正確な位置決めが可能であるが、その中間では正確な位置決めは困難であった。さらに、特許文献２の構成では、挿入ピンの位置が、予め設定された挿入孔の位置だけに限定されていた。また、特許文献３の構成も、調整ねじの回転によりスライドピンをスライドさせるもので、正確な位置決めが困難であった。

さらに、特許文献４の構成では、ポケットのサイズについて無段階の調整を正確に行うことができるが、サーボモーターを用いているため、制御構成が複雑で、しかもコスト高になるという問題があった。

本発明は、外周部に円周方向等間隔で容器への当接部が形成された回転板を上下に複数枚重ね、異なる回転板の当接部を用いて容器を保持するポケットを形成し、容器の外形寸法に応じて回転板を相対回転させることにより、ポケットの寸法を変更するようにしたスターホイール装置において、回転駆動軸の上部に取り付けられ、前記複数の回転板がその外周部に回転自在に支持された環状部材と、この環状部材の上方に向けて直立して配置された回転自在な調整軸と、前記環状部材の内部から外周部に向けて配置された水平なねじ軸と、前記調整軸の回転をねじ軸に伝達するベベルギヤと、上下の回転板の間に挟まれ、前記ねじ軸の回転に応じて水平方向に移動する調整部材と、前記回転板の中心を挟んで対向する位置で、調整部材と上下の回転板の各々と連結する連結部材とを備え、調整軸の回転をねじ軸を介して調整部材に伝達して水平移動させることにより、各回転体を相互に逆方向に回転させるようにしたものである。

また、請求項２に記載の発明は、調整軸の回転量を計測する計測手段を設けたことを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載の発明は、ポケットに保持された容器の内周側を支持する支持ブロックを設け、この支持ブロックを前記回転板の相対回転に応じて半径方向に進退動させることを特徴とするものである。

本発明のスターホイール装置は、簡単かつ低コストな構成により、各種容器を保持するためのポケットのサイズを無段階で、しかも、正確に調整することができる。また、調整軸を上方で操作することにより、ポケットのサイズの変更ができるので、極めて操作性が優れている。

上下の回転板の外周部に容器への当接部が形成され、これら当接部によってポケットを形成し、このポケットによって容器を保持して搬送する。ポケットは、上下の回転板を相対回転させることにより寸法を変更することができる。上下の回転板は、その中間に配置された調整部材の、回転板の中心を挟んで対向する位置にそれぞれ連結されており、調整部材を移動させると、回転円板が相対回転してポケットの寸法が変わる。調整部材は、直立した調整軸の回転をベベルギヤを介して伝達されて移動される。前記構成によって、操作性の良いスターホイール装置を得るという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るスターホイール装置の縦断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は上下の回転板によって形成されるポケットの形状の変化（図３の右側参照）と、容器の口部を保持する口部ガイドホイールの構成（図３の左側参照）を示す説明図である。なお、図１も回転軸線を中心として左右が異なる断面を示している。

直立して配置された回転駆動軸２の上端に、円盤状のベース４が取り付けられ、このベース４上に環状部材６が固定されている。環状部材６は、上下が開放した円筒部６ａの下端に水平なフランジ６ｃが形成されており、このフランジ６ｃが前記ベース４に固定されている。環状部材６の円筒部６ａの外周面に、上下２枚の回転板（回転円板）８、１０がベアリング１２、１４を介して回転可能に支持されている。これら２枚の回転円板８、１０の外周部には、それぞれ円周方向等間隔で複数の凹部８ａ、１０ａが形成されている。これら各凹部８ａ、１０ａの、回転方向後方側と前方側に、搬送する容器１６に当接する当接部８ｂ、１０ｂが設けられている。これら２枚の回転円板８、１０のうちの一方の回転円板（この実施例では上方の回転円板８）に形成されている凹部８ａの回転方向後方側の当接部８ｂと、他方の回転円板（下方の回転円板１０）に形成されている凹部１０ａの回転方向前方側の当接部１０ｂとによって、容器１６を保持するポケット１８が形成される。なお、このスターホイール装置による容器搬送経路の外周側には、回転円板８、１０に向かって接離調整可能に外周ガイド１９が配置されており、回転円板８、１０のポケット１８に保持されて搬送される容器１６の外周をガイドするようになっている。

上下に間隔を隔てて重ね合わせた２枚の回転円板８、１０の中間に、半円弧状の調整部材２０が配置されている。この調整部材２０の両端部に、連結用の挿入孔２０ａ、２０ｂが形成され、上下の回転円板８、１０にそれそれ取り付けた連結部材（連結ピン）２２、２４が係合して、調整部材２０と２枚の回転円板８、１０とを連結している。この実施例では、図２の上側に形成された挿入孔２０ａに、上方の回転円板８に取り付けられた連結ピン２２が挿入され、そして、図２の下側に形成された挿入孔２０ｂに、下方の回転円板１０に取り付けられた連結ピン２４が挿入されて連結されている。

調整部材２０は、両端に設けた連結ピン２２、２４を結ぶ線に対して直交する方向（図２の左右方向）に移動できるようになっており、この調整部材２０を移動させることによって上下の回転円板８、１０を互いに逆方向に回転させることができる。このように上下の回転円板８、１０を相対的に回転させると、一方の回転円板８の当接部８ｂと他方の回転円板１０の当接部１０ｂとによって形成されるポケット１８のサイズを変更することができる。なお、前記挿入孔２０ａ、２０ｂは、調整部材２０が移動した時に、挿入されている連結ピン２２、２４の移動を許容するように、連結ピン２２、２４との間にクリアランスが設けられている。

環状部材６の上面に、円筒状の支持部材２６が直立して固定されている。この支持部材２６は下端面にフランジ２６ａが形成されており、このフランジ２６ａが前記環状部材６の円筒部６ａ上に固定されている。この円筒状支持部材２６のフランジ２６ａの下面と、前記上方の回転円板８およびベアリング１２との間に環状のスペーサ２５が配置されている。円筒状支持部材２６の直立した円筒部２６ｂは、フランジ２６ａ寄りの下部２６ｂａが大径で、上部２６ｂｂは小径になっており、この小径部２６ｂｂの外周に断面Ｃ形状のスペーサ２８が嵌合されている。

円筒状の支持部材２６の内部に、直立した調整軸３０が回転自在に支持されている。調整軸３０は、下方に配置された回転駆動軸２と同一軸線上に配置されている。この調整軸３０の下端が前記環状部材６の円筒部６ａ内に伸びており、その下端部にベベルギヤ３２が取り付けられている。一方、前記半円弧状の調整部材２０の中央部に、前記回転駆動軸２および調整軸３０の軸心を通る水平なねじ筒２０ｃが設けられている。ねじ筒２０ｃの内面には雌ねじが形成されており、このねじ筒２０ｃ内に、水平に配置されたねじ軸３４が螺合している。また、ねじ軸３４の逆の端部にベベルギヤ３６が固定され、前記調整軸３０の下端に固定されたベベルギヤ３２と噛み合っている。従って、調整軸３０を回転させると、この回転がベベルギヤ３２、３６を介してねじ軸３４に伝えられ、ねじ軸３４が調整部材２０のねじ筒２０ｃ内で回転することにより、前記調整部材２０が両連結ピン２２、２４を結ぶ線に対して直交する方向に進退動する。

円筒状支持部材２６の上端に、水平な取付板３８が固定されている。調整軸３０の取付板３８上に突出している部分に、この調整軸３０のロック機構４０が設けられている。このロック機構４０は、図３の中央部に示すように、調整軸３０の周囲を囲むＣ字状のロック部材４２と、このロック部材４２の両先端部に形成された逆方向の雌ねじに螺合されたねじ棒４４と、このねじ棒４４に取り付けられてねじ棒４４を回転させるロックレバー４６とを備えている。このロックレバー４６の操作によってねじ棒４４を一方向に回転させると、ロック部材４２の両端部が接近し、調整軸３０を締め付けて回転を規制する。また、ねじ棒４４を逆方向に回転させるとロック部材４２の両端部が離れて調整軸３０の回転を許容する。

調整軸３０の上端には、この調整軸３０を回転操作するハンドル４８が取り付けられており、このハンドル４８を操作することにより、調整軸３０を回転させて、前記半円弧状の調整部材２０を進退動させる。

調整軸３０の、前記ロック機構４０よりも上方でハンドル４８の取付部よりも下方に、計測手段（デジタルポジションインジケータ）５０が設けられており、ハンドル４８の操作による調整軸３０の回転量を計測している。従って、調整軸３０を回転させて上下の回転円板８、１０を相対的に回転させる際に、作業者がこのデジタルポジションインジケータ５０の測定値を確認することによって、上下の回転円板８、１０によって形成されるポケット１８のサイズを正確に設定することができる。

上下に重ね合わせた回転円板８、１０の中間の、半円弧状の調整部材２０よりも外周側に、幅の狭いリング部材５２が配置されている。このリング部材５２の中心は、前記回転駆動軸２および調整軸３０の回転軸心と一致するように配置されており、この位置で前記環状部材６に連結されている。このリング部材５２の外周面に、円周方向等間隔で複数本（回転円板８、１０に形成されている凹部８ａ、１０ａの数と同数）の支持ピン５４が半径方向外方を向けて取り付けられている。放射状に配置されたこれら各支持ピン５４に、このスターホイール装置によって搬送される容器１６の内周側（回転円板８、１０の回転中心側）の面を支持する支持ブロック５６が進退動可能に挿通されている。この支持ブロック５６の前面（容器支持面）５６ｃは、このスターホイール装置が搬送する最も大径の容器（図２中に符号１６Ａで示す）の外径とほぼ同じ内径を有している。

各支持ブロック５６には、前記放射方向を向いた支持ピン５４が挿通されている位置の両側に、この支持ピン５４の設けられた方向に対して傾斜した２本の長孔５６ａ、５６ｂが形成されている。これら２本の長孔５６ａ、５６ｂの前記回転中心側の端部は互いに接近しており、逆に半径方向外方側の端部が離隔している。下方の回転円板１０の上面に上向きの係合ピン５８が取り付けられ、上方の回転円板８の下面には下向きの係合ピン６０が設けられており、これら両係合ピン５８、６０が、前記支持ブロック５６に形成された２本の長孔５６ａ、５６ｂ内にそれぞれ係合している。この実施例では、下方の回転円板１０に設けられた係合ピン５８が、図２の下側に位置する長孔５６ａに、そして、上方の回転円板８に設けられた係合ピン６０が、図２の上側に位置する長孔５６ｂに係合している。

前記２枚の回転円板８、１０の容器１６への当接部８ｂ、１０ｂによって容器１６を保持するポケット１８が形成されており、各ポケット１８内に容器１６の胴部を保持して回転搬送する。これら回転円板８、１０の上方に、胴部をポケット１８に保持されている容器１６の口部１６ａを保持する口部ガイドホイール６２が配置されている。この口部ガイドホイール６２の外周部には、円周方向等間隔で、複数の半円形の凹部６２ａ、６２ｂが形成されており、これら凹部６２ａ、６２ｂ内に容器１６の口部１６ａを保持するようになっている。この実施例では、２種類の異なる口径を有する容器１６を保持できるようになっており、２つのサイズの凹部６２ａ、６２ｂが交互に形成されている。各サイズの凹部６２ａ、６２ｂが、それぞれ、２枚の回転円板８、１０によって形成されるポケット１８と同じ間隔で配置されている。運転時には、口部ガイドホイール６２を回転させて、搬送される容器１６の口部１６ａに合致するサイズの凹部６２ａ、６２ｂを、前記ポケット１８と上下の位置を一致させるようにしている。なお、この口部ガイドホイール６２による口部１６ａの移動経路の外周側には、口部外周ガイド６３が高さ調整可能に配置されており、搬送される容器１６の口部１６ａの外周側を案内するようになっている。

口部ガイドホイール６２は、容器１６の高さに応じて上下の位置を変更できるようになっており、円筒状支持部材２６の小径部２６ｂｂの外周に嵌合している断面Ｃ形状のスペーサ２８を引き抜いて、別の長さのものに交換をすることにより、この口部ガイドホイール６２の高さを容器１６の口部１６ａの高さに一致させる。口部ガイドホイール６２の中心部寄りに、上下に貫通する貫通孔６２ｃが形成されており、円筒状支持部材２６の下端に設けられたフランジ２６ａと、上方の水平な取付板３８との間に固定された複数本の支柱６４が、これら貫通孔６２ｃに挿通されて、口部ガイドホイール６２の回転を規制している。なお、この実施例では、各支柱６４が挿通される貫通孔６２ｃは、２個の円孔を細い通路で接続した形状をしており、口部ガイドホイール６２を回転させて使用する凹部６２ａ、６２ｂを変更する際には、口部ガイドホイール６２を一旦上昇させて支柱６４の上端の小径の部分６４ａの高さに一致させた後、前記貫通孔６２ｃの接続部を通過させて、貫通孔６２ｃの二つの孔を入れ替えることにより、凹部６２ａ、６２ｂを切り換えるようになっている。

以上の構成に係るスターホイール装置の作動について説明する。この実施例では、半円弧状の調整部材２０が、回転中心寄りに最も後退した位置（この位置を基準位置と呼ぶ）にある時、つまり、図２に実線で示すように、２本の連結ピン２２、２４を結ぶ線が回転駆動軸２および調整軸３０の軸心を通る位置にある時、図３の右側に示すように、２枚の回転円板８、１０の凹部８ａ、１０ａの位置が僅かにずれて、上方の回転円板８の当接部８ｂと下方の回転円板１０の当接部１０ｂとにより形成されたポケット１８によって、最も大きいサイズの容器（図１ないし図３中に符号１６Ａで示す）を保持する状態になっている。

この状態の時には、上方の回転円板８に取り付けられている係合ピン５８と、下方の回転円板１０に取り付けられている係合ピン６０とが最も離隔した位置にあり、支持ブロック５６は最も後退した位置で、前記大きい容器１６Ａの搬送方向内周側の面に当接して支持した状態（図２の左側中央の支持ブロック５６参照）で搬送する。

前記容器１６Ａよりも小さい容器１６を搬送する場合には、ハンドル４８の操作によって調整軸３０を回転させ、その回転をベベルギヤ３２、３６を介して水平なねじ軸３４に伝達し、水平なねじ軸３４を回転させる。ねじ軸３４の回転によってこのねじ軸３４に螺合しているねじ筒２０ｃが水平方向に移動して、調整部材２０を図２の左方向に前進させる。調整部材２０が前記基準位置から図２の左方向へ移動すると、連結ピン２２、２４を介して調整部材２０に連結されている上下の回転円板８、１０が互いに逆方向に回転する。つまり、上方の回転円板８に連結されている連結ピン２２が図２の実線で示す位置から左方向へ移動して（想像線で示す連結ピン２２参照）、上方の回転円板８は図２中の反時計回り方向に回転する。一方、下方の回転円板１０に連結されている連結ピン２４が図２の実線で示す位置から左方向へ移動して（想像線で示す連結ピン２４参照）、下方の回転円板１０は図２中の時計回り方向に回転する。

例えば、中間サイズの容器１６（図１ないし図３中に符号１６Ｂで示す容器参照）を保持して搬送する場合には、上下の回転円板８、１０の容器１６Ｂへの当接部８ｂ、１０ｂを接近させる（図３の右上部に想像線で示す当接部１０ｂ参照、なお、このときの上方の回転円板８の当接部８ｂは図示を省略）。このようにハンドル４８の操作によって調整軸３０を回転させることによって簡単にポケット１８のサイズを変更することができる。この実施例では、従来の構成のようにポケットのサイズを調整する手段が回転円板自体に設けられているものと異なり、調整軸３０を介して上方に設けられているので極めて操作性が優れている。また、ハンドル４８の下方にデジタルポジションインジケータ５０が設けられて、ハンドル４８の操作による調整軸３０の回転量を計測しており、作業者は調整軸３０の回転量を確認しつつハンドル操作を行うので、ポケット１８のサイズを正確に設定することができる。

前記のように調整部材２０の水平方向への移動により上下の回転円板８、１０が相対的に回転すると、これら各回転円板８、１０に取り付けられている係合ピン５８、６０も相対的に移動する。この実施例では、両係合ピン５８、６０が、支持ブロック５６に形成された各長孔５６ａ、５６ｂ内で互いに接近する方向に移動し、支持ブロック５６を支持ピン５４に沿って前進させる。支持ブロック５６が前進して、前記容器１６Ｂの搬送方向内周側の面に当接して支持する（図２の左下部の支持ブロック５６参照）。このように支持ブロック５６が前進することによって、サイズの異なる容器１６（１６Ａ、１６Ｂ）でもその中心が同一の搬送軌跡Ｒ上を通って搬送される。

さらに小型の容器１６（図１および図２中に符号１６Ｃで示す容器参照）を搬送する場合には、ハンドル４８の操作によって調整軸３０を回転させ、調整部材２０をさらに前進させる。すると、上下の回転円板８、１０の容器１６への当接部８ｂ、１０ｂがさらに接近して、ポケット１８の寸法が小さくなる。また、上下の回転円板８、１０の相対回転によりポケット１８のサイズが小さくなるのに連動して、支持ブロック５６がさらに前進し（図２の左上部の支持ブロック５６参照）、小型の容器１６Ｃの中心が前記搬送軌跡Ｒ上を通る位置でその搬送方向内周側を支持する。

スターホイール装置の縦断面図である。（実施例１）図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。右半分は、上下の回転円板の相対回転によってポケットのサイズを変更する状態を説明する図、左半分は、口部ガイドホイルの構成を示す平面図である。

符号の説明

６環状部材
８回転板（回転円板）
８ｂ当接部
１０回転板（回転円板）
１０ｂ当接部
１６容器
１８ポケット
２０調整部材
２２連結部材（連結ピン）
２４連結部材（連結ピン）
３０調整軸
３２ベベルギヤ
３４ねじ軸
３６ベベルギヤ

Claims

外周部に円周方向等間隔で容器への当接部が形成された回転板を上下に複数枚重ね、異なる回転板の当接部を用いて容器を保持するポケットを形成し、容器の外形寸法に応じて回転板を相対回転させることにより、ポケットの寸法を変更するようにしたスターホイール装置において、
回転駆動軸の上部に取り付けられ、前記複数の回転板がその外周部に回転自在に支持された環状部材と、この環状部材の上方に向けて直立して配置された回転自在な調整軸と、前記環状部材の内部から外周部に向けて配置された水平なねじ軸と、前記調整軸の回転をねじ軸に伝達するベベルギヤと、上下の回転板の間に挟まれ、前記ねじ軸の回転に応じて水平方向に移動する調整部材と、前記回転板の中心を挟んで対向する位置で、調整部材と上下の回転板の各々と連結する連結部材とを備え、調整軸の回転をねじ軸を介して調整部材に伝達して水平移動させることにより、各回転体を相互に逆方向に回転させることを特徴とするスターホイール装置。
前記調整軸の回転量を計測する計測手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のスターホイール装置。
前記ポケットに保持された容器の内周側を支持する支持ブロックを設け、この支持ブロックを前記回転板の相対回転に応じて、半径方向に進退動させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスターホイール装置。