JP4276069B2 - 回転移送装置および方法 - Google Patents

Description

１．発明の分野
本発明は、広義には、物品をピックアップし（取り上げ）、移送し、送り出すようになっている装置に関する。より詳細には、本発明は、ピックアップおよび送り出しの所定ポイントにおいて、長いインライン運動またはインライン近似運動を可能にするだけでなく、物品経路の上記以外の所定のポイントにおいて、物品に同じでない運動を行わせるようになっているオフセットカム機構を備える回転移送装置および方法に関する。

２．背景情報
製造、組み立ておよびパッケージ作業では、種々の形状および寸法の物品を信頼できる状態で精密かつ高速度でピックアップし、移送し、送り出すことが必要でり、かつ望ましい。回転移送装置は、一貫して、所望するピックアップおよび配置を行いうるが、その他のタイプのかかる装置も、従来開発されている。本願出願人に譲渡され、本明細書で参考例として援用する米国特許第4,643,633号には１つの回転移送装置が示されている。

物品をピックアップし、移送し、配置するための公知の装置および方法には、大きな限界と欠点がある。例えば、製造機器の構造は多数あり、製造し、または処理する物品の形状および寸法は種々あるため、これらの物品に損傷を与えることなく、物品を精密かつ確実にピックアップし、移送し、配置することは困難である。

深い嵌め合わせ物品、および比較的長い製品テール部を有する物品には、特別の問題がある。深い嵌め合わせ物品内に進入し、この物品に確実に接触させるためには、これら物品に対して、長いステムを使用することが望ましい。更に、ピックアップおよび送り出しの頂点の近くでは、これら深い嵌め合わせ物品、および長い製品テールを有する物品は、過度に急速に回転することはできず、またこれらの物品が、互いに接触して破損することがあり得る。従って、回転移送装置は、長いステムを有し、かつ配置および送り出しの頂点で、長いインライン運動をすることが望ましい。

この問題を解決するために、本願出願人に譲渡されており、本発明で参考例として援用する米国特許第4,273,242号には、インラインカム機構を備える回転移送装置が開示されている。

しかしこの技術には、大きな限界および欠点があることが判っている。欠点としては、装置のいくつかの停止点または位置が同じとなるか、またはほぼ同様となるということが挙げられるが、欠点は、このことだけに限られるものではない。１台の回転移送装置によって、物品取り扱い作業を２回以上実行することが望ましく、またそのようにしなければならないことが多い。

例えば、第１の頂点において、物品をピックアップし、第２の頂点において、物品がバーコードリーダーを通過するように物品をスイープし、第３の頂点において、物品を積み上げるか、またはコンベアに載せる。

ピックアップ用頂点および配置用頂点では、上記のように長いインライン運動をさせることが望ましいが、スイープ用頂点では、バーコードを読み取るのに、物品のライン外でのスイープ運動することが必要である。

本願出願人に譲渡され、本明細書で参考例として援用する米国特許第4,901,843号には、非二次運動の回転移送装置のための前進カム機構が示されている。また米国特許第4,273,242号は、この前進カム機構と二次運動回転移送装置との組み合わせを開示しているが、この組み合わせの結果得られる装置は、極めて複雑になっている。

本発明の回転移送装置は、現在の技術に対する改良をなしているものと考えられる。回転移送装置の二次運動に対して、オフセットカム機構が追加され、ピックアップおよび配置の所定ポイントにおいて、装置に長いインライン運動、またはインライン近似運動をさせるだけでなく、その他の所定の物品経路の頂点において、物品に同じでない運動をさせるようになっている。長いインライン運動は、移送機構と物品との間の精密な接触を促進し、更に移送装置が深い嵌め合わせ物品、および比較的長いテールを有する物品を、正しくピックアップし、配置できるようにするだけでなく、同じでない運動によって、物品に上記以外の同じでない作業を可能にしている。

本発明によれば、必要性を満たし、かつ背景となる技術に対する改良点をなすと考えられる回転ピックアップ、および配置装置が提供される。

本明細書では、引用したすべての米国特許、特許出願およびその他の公開明細書全体を、参考例として援用する。

本発明は、二次運動の回転ピックアップおよび配置装置および方法を提供するものである。本発明の利点および大きな特徴は、いくつかの（例えば３、４またはそれ以上の）ストッパーを、別々に構成できるという点にある。しかし、必ずしもこのことだけに限定されるものではない。

本発明は、物品をピックアップし、移送し、配置するようになっている回転移送装置を提供するものであり、この移送装置は、フレーム構造体と、第１遊星部材と、少なくとも１つの第２遊星部材と、物品移送機構と、関連するオフセットカム機構とを含んでいる。

フレーム構造体は、駆動源により駆動され、フレーム構造体に対して回転するようになっているメインシャフトを支持している。第１遊星部材は、メインシャフトに接続されており、このシャフトと共に回転する。第１遊星部材には、少なくとも１つの第１遊星シャフトが回転自在に接続されており、この第１遊星シャフトは、メインシャフトに対して回転する。第１遊星シャフトの数は、第２遊星部材の数に対応することが好ましい。

各第２遊星部材は、第１遊星シャフトのうちの１つに接続されており、このシャフトと共に回転する。各第２遊星部材には、１つの第２遊星シャフトが回転自在に接続されており、この第２遊星シャフトは、第１遊星シャフトに対して回転する。

各物品移送機構は、第２遊星シャフトのうちの１つに接続されており、所定位置で物品をピックアップし、移送し、送り出し／配置するようになっている。この物品移送機構は、遠端部を有するステムを有し、この遠端部の運動は、メインシャフトを中心とする経路を形成する。この経路は、インライン運動でステムの遠端部が移動する位置を定める少なくとも１つの頂点と、ステムの遠端部がインライン運動と同一でない運動で移動する少なくとも１つの頂点とを有する。

オフセットカム機構は、１つの頂点でインライン運動を延長させ、別の頂点で同一でない運動を生じさせる。

本明細書において、「インライン運動」なる用語は、近インライン運動またはインライン近似運動を含むものとする。

第１遊星部材は、一次運動で移動し、第２遊星部材は、二次運動で移動する。所望する一次運動、および二次運動を生じさせるのに、メインシャフト、第１遊星シャフトおよび第２遊星シャフトを駆動するよう、サーボモータのような正しいタイミングの、または正しいプログラムが組み込まれたモータを使用するのがよい。これらの運動を生じさせるための機械的手段については、後に図示し、説明する。フレームには、第１固定ギアが取り付けられているか、または他の態様で接続されており、メインシャフトがフレームを貫通し、第１固定ギアに対して回転する。

各第１遊星シャフトには、第１遊星ギアが取り付けられており、第１回転手段を介して、第１固定ギアと回転自在に連通するようになっている。第１遊星部材には、第２固定ギアが取り付けられているか、または他の態様で接続されており、この第１遊星部材を各第１遊星シャフトが貫通し、第２固定ギアのうちの１つに対して回転するようになっている。

各第２遊星シャフトには、第２遊星ギアが取り付けられており、第２回転手段を介して、第２固定ギアに回転自在に連通している。第１固定ギアを中心として第１遊星シャフトを回転させるための第１回転手段は、第１遊星シャフトと第１固定ギアとの間に噛合状態に配置された第１アイドルギア、またはこれら２つのギアのまわりに配置された連続ベルトのいずれかを含む。

第１固定ギアを中心として、第２遊星ギアを回転させるための第２手段は、同じように、これらギアの間に噛合した状態に配置された第２アイドルギア、または第２固定ギアと第２遊星ギアとの間に噛合した状態で配置された第２連続チェーンのいずれかから成っている。

各物品移送機構は、真空源からの真空力を所定のタイミングで印加するための中空シャフトと、ピックアップ位置にて物品に接触する、真空ホースまたは他のラインを介し、中空シャフトに連通した少なくとも１つの調節可能な真空カップとを有する。中空シャフトは、第２遊星シャフト、またはその一部、または第２遊星シャフトに同軸状に整合した別個のシャフトでよい。

ピックアップ位置から物品を除くのに真空力が加えられ、配置位置または送り出し位置へ移送する間、この真空力が維持され、配置位置にて物品を解放するのに真空力が除かれる。この物品移送機構は、第２遊星シャフトから外側に配置される。

回転移送装置は、一次運動および二次運動機構を有し、これら運動機構は、図示された機械式実施例のための適当な所定のギア比を使用することによって、タイミングがとられると、種々の利用できる移送経路、および利用できる物品ピックアップ位置および送り出し位置を提供できる。

第１遊星ギアと第２固定ギアとのギア比は、装置の他の外側要素のための走行路のうちの頂点位置の数を決定する。これら頂点の各々において、任意の数のプロセス固有の作業を実施できる。例えば、第１頂点で物品をピックアップし、第２頂点で物品を与え、物品にラベルを載せ、第３頂点において、物品を再び積み上げるか、または物品をコンベア上に載せることが好ましいことがある。これらの頂点で実行される別のプロセスとしては、例えばプリント、スコアリング、折りたたみ、糊付け、およびスキャニングが挙げられる。

第２遊星ギアと第２固定ギアとの間のギア比は、メインシャフトのまわりで走行する間に、物品移送機構が常に外側位置に向くようにし、もって、他の物品または装置に接触することなく、またはデバイス自体の物理的寸法を大きくすることなく、比較的大きい物品を効果的に移送できる。

深い嵌め合い物品、またはより長い製品テールを有する物品に対して、長くされたインライン運動またはより長いステム長さが望ましいことがあり、またそのようにしなければならないこともある。

４停止、二次運動の回転移送装置は、比較的長いステムを使用できるようにするものであり、ある程度のインライン運動を生じさせる。オフセットカム機構は、所定のオフセット運動を第２固定ギアに与え、これによって、製品経路の所定の頂点近くでのインライン運動を伸長させたり、大きくしたり、長くしたりできる。

同様に、オフセットカム機構は、製品経路の別の所定の頂点において、物品に対して、同一でない運動、例えばスイープ運動を加えるようになっている。長くされたインライン運動の利点としては、深い嵌め合い製品、または比較的長い製品テールを有する物品を、適切にピックアップし、これらの物品を、再び積み上げたり、または他の方法で、これら物品をマガジンに挿入したり、コンベアに載せたりすることができることが挙げられる。これら２つ以上の同一でない運動または機能を実行できる能力は、本装置の用途を広げると共に、ユニークな特徴となっている。

次の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図面を参照すれば、当業者には、本発明の特徴、利点および目的が明らかとなると思う。

（詳細な説明）
本発明は、二次運動の回転ピックアップ、および配置装置、ならびにその方法を提供するものである。本発明の利点および重大な特徴としては、数個（例えば３、４またはそれ以上の）のストッパーを別々に構成できるということが挙げられるが、必ずしも、このことに限定されるものではない。

例えば、１つのストッパーがインライン運動をし、別のストッパーがスイープ運動をし、更に別のストッパーが異なる運動または機能を実行してもよい。更に、２つ以上のストッパーが同じ運動をし、別のストッパーが異なる運動をしてもよい。更に、装置のすべてのストッパーが、同じ運動をするように構成してもよい。オフセットしていることが好ましく、特別な位置に設けられたカムにより、更に特別なギア比で可能な運動、すなわち機能が得られる。

図３には、４停止構造となっている本発明の一実施例が示されている。１０は全体を示す。

まず、メインな構造要素の点で回転移送装置１０について説明し、次に、一次運動および二次運動に関して、装置１０について説明し、最後に、二次運動の回転移送装置およびカム機構のより詳細な構造または機能的要素に関して、装置１０について説明する。これら回転移送装置とカム機構とは、物品を精密にピックアップし、移送し、ある位置から別の位置へ送り出すように協働する。

図４および図７〜図１０は、容易に適合できる別のストッパーおよびヘッドの変形例を有する装置の別の実施例を示す。本発明によると、３つ、４つおよびそれ以上のストッパーシステムの間で容易に適合することもできる。簡潔にするため、３ストッパーシステムおよび４ストッパーシステムに関連させて、本発明を説明する。

メイン構造要素
図３および図４を参照する。回転移送装置１０は、フレーム構造体１２と、第１遊星部材１４と、少なくとも１つの第２遊星部材１６と、物品移送機構１８と、関連するオフセットカム機構２０とを有する。フレーム構造体１２は、メインシャフト２２を支持している。このシャフトは、駆動源２４、例えばチェーンドライブを有するモータによって駆動され、メインシャフト２２は、フレーム構造体１２に対して回転するようになっている。

第１遊星部材１４は、メインシャフト２２に接続されており、このシャフト２２を中心として回転する。第１遊星部材１４には、少なくとも１つの第１遊星シャフト２６が回転自在に接続されており、このシャフト２６は、メインシャフト２２に対して回転するようになっている。第１遊星シャフト２６の数は、第２遊星部材１６の数に対応していることが好ましい。各第２遊星部材１６は、第１遊星シャフト２６の１つに接続されており、このシャフトと共に回転するようになっている。

各第２遊星部材１６には、第２遊星シャフト２８が回転自在に接続されており、このシャフトは、第１遊星シャフト２６に対して回転する。第２遊星シャフト２８の１つには、各物品移送機構１８が接続されており、この移送機構１８は、所定の位置で物品をピックアップし、転送し、送り出し／配置するようになっている。

物品移送機構１８は、遠端部３２を備えたステム３０を有し、遠端部３２の運動は、メインシャフト２２を中心とする経路３４を構成する。経路３４は、少なくとも１つの頂点３６を有し、ステム３０の遠端部３２は、この頂点の位置において、別々に定めることができる所定の運動で移動する。この所定の運動は、スイープ運動でもよいし、またはインライン運動でもよい。

本願のためのインライン運動は、物品運動の径方向の成分がメインシャフト２２を中心とする回転成分よりもかなり大きくなるように、ステム３０のインライン運動、またはインライン近似運動を含む。カム機構２０は、各経路の頂点３６で、別々に構成可能な選択された運動を行う。

本願の要旨の範囲内では、ベルトとチェーンとは、互いに協働するプーリーとスプロケットのような一般的な均等物である。

図示の実施例では、第１遊星部材１４は、一次運動で移動し、第２遊星部材１６は、二次運動で移動する。フレーム構造体１２には、第１固定ギア３８が取り付けられており、この第１固定ギア３８をメインシャフト２２が貫通し、メインシャフト２２は、第１固定ギア３８に対して回転する。

各第１遊星シャフト２６には、第１遊星ギア４０が取り付けられており、第１遊星ギア４０は、第１回転手段を介して、第１固定ギア３８に回転自在に結合している。第１遊星部材１４には、少なくとも１つの第２固定ギア４２が取り付けられている。第１遊星シャフト２６の１つは、各第２固定ギア４２を貫通し、この第２固定ギア４２に対して回転する。

各第２遊星シャフト２８には、第２遊星ギア４４が取り付けられており、第２遊星ギア４４は、第２回転手段を介して第２固定ギア４２と回転結合している。第１固定ギア３８を中心として第１遊星ギア４０を回転させるための第１回転手段には、これらの間に噛合した状態に配置された第１アイドルギア４６またはギア３８および４０のまわりに配置された連続チェーンのいずれかが含まれる。第２固定ギア４２を中心として第２遊星ギア４４を回転させるための第２手段も、同じように、ギア４２と４４のまわりに噛合状態に配置された第２連続チェーン４８または両者の間に係合自在に配置された第２アイドルギアのいずれかから成っている。

各物品移送機構１８は、真空源から真空を所定のタイミングで印加するための中空シャフト５０と、ピックアップ位置で物品に接触する、中空シャフト５０に連通した少なくとも１つの調節自在な真空カップ５２を有する。この中空シャフト５０は、第２遊星シャフト２８でもよいし、その一部でもよいし、または第２遊星シャフト２８に同軸状に整合した別個のシャフトでもよい。

ピックアップ位置から物品５４を取り出すために、真空力が加えられ、配置位置または送り出し位置まで移送する間、この真空力が維持され、配置位置において、物品５４を解放するために真空力が除かれる。物品移送機構１８全体は、第２遊星シャフト２８から外側に配置されている。

一次運動および二次運動
上記のように、回転移送装置１０は、所望する結果を得るよう、すなわち、移送経路を通るよう、一次運動および二次運動で移動する。二次運動を伴わない一次運動については、既に詳細に説明したとおりであり、先の米国特許第6,273,242号には、一次運動しか使用しない物品取り扱い装置の欠点が記載されている。

例えば、二次運動１０ｂ、１０ｃを有する回転移送装置によって発生されるような二次運動は、図１および図２の時間−位置のグラフによって示されている。これらの図では、３つのセグメントが示されている。これらの図は、４ヘッド回転装置に関するものである。本発明の要旨と一致する限り、別の数のヘッドも使用できる。

第１本体のラインセグメント５６の組は、メインシャフト２２の中心から、第１遊星シャフト２６の中心までの長さを示す。第２本体ラインセグメント６２の組は、第１遊星シャフト２６の中心から第２遊星シャフト２８、すなわち真空シャフト５０までの長さを示す。ステムラインセグメント５８の組は、吸引カップ５２の先端から真空シャフト５０の中心までの長さを示す。

３ストッパーの非二次運動装置に関する問題は、二次運動を追加することによって、少なくともいくらか軽減できる。例えば、一次固定ギア４２と二次遊星ギア４４との間のギア比が１：１の場合、物品５４は、メインシャフト２２から離間して配向された状態に留まる。このような二次運動装置は、特に比較的大きい物品、例えばより長いテール６０を有するカートンまたは物品を移動し、配置するのに有効である。その理由は、装置の内部でのこれら大きい物品の移動に適合させるのに、回転移送装置１０の寸法上の条件が不要であるからである。

第１遊星ギア４０と第１固定ギア３８との間のギア比が３：１となっている、図１に示された３ストッパー装置の場合、物品５４は、メインシャフト２２を中心に１２０度走行するごとに、１２０度回転するだけである。その結果、製品全体の運動が小さくなり、頂点３６である程度のインライン運動が行われ、その結果、配置ポイントおよびピックアップポイントの近くでの製品の回転が小さくなり、最終的に、物品の破損が少なくなり、全体の精度が高くなる。

図２に示すように、第１遊星ギア４０と第１固定ギア比３８との間のギア比が４：１となっている４停止二次運動回転移送装置１０ｃは、頂点３６におけるインラインの運動度をより大きくし、配置ポイントおよびピックアップポイントの近くの製品の回転を小さくしている。インライン運動がより長くなることに加え、４停止二次運動回転移送装置は、深い嵌め合わせ物品に確実に接触することが望ましい、より長いステム長さ３０および５８を有することができる。

図示の実施例が、矢印の方向に回転した場合、９時の位置で物品５４がピックアップされ、６時の位置で配置される。本装置は、別方向にも回転でき、別のピックアップポイントおよび配置位置も使用できる。

二次運動のこれら実施例は、図１および図２の時間−位置のグラフによって示されるように、物品経路３４の各頂点３６で、同じ運動または機能が実行されるという点で汎用性に欠ける。一次／二次運動装置１０の能力を増すために改良が加えられている。

二次運動回転移送装置の詳細な要素
図３、図４に示されている回転移送装置１０は、フレーム構造体１２と、駆動源２４と、真空ポンプ（図示せず）に接続された真空源導管６４とを有する。フレーム構造体１２は、剛性の管状金属構造体などであり、フレーム構造体１２は、所定の物品の除去、移送または配置を必要とする、種々の機械化された作業、マシン、または装置、例えば組み立てライン、パッケージング機器、またはコンベアシステムと協働するようにできる。

図示されているフレーム構造体１２は、コンベアシステムなどの近くにおいて、フロアまたはスタンドに設置された自立ユニットであるが、かかる機器の一部として構成することも可能である。

メインシャフト２２は、フレーム構造体１２にジャーナル支持されており、このシャフト２２は、モータまたは他の駆動源２４によって駆動され、回転自在となっている。図４に示すように、モータ（図示せず）によって回転される連続駆動チェーン２４は、メインシャフト２２に取り付けられ、このシャフトおよびこのシャフトに取り付けられた部品を駆動するようになっており、これら部品と結合している。

図には特に示されていないが、駆動シャフトを回転させるようになっている駆動源２４には、上記とは異なり、ギア、スプロケットおよびチェーンまたはプーリーとベルトの組み合わせが含まれる。

メインシャフト２２と共に回転できるように、このシャフトには、第１遊星部材１４が取り付けられている。この遊星部材１４は、２つの対向するサイドプレート部材７６および７４から構成されている。安定化および保護のために、別のサイドプレート部材７２を使用してもよい。フレーム構造体１２に、第１固定ギア３８が移動できないように固定または取り付けされている。従って、第１遊星部材１４は、メインシャフト２２と共に回転するが、一方メイン固定ギア３８は、固定位置に留まる。

第１遊星ギア４０と第１遊星シャフト２６とは、第１アイドルギア４６を介して、第１固定ギア３８を中心として、第１アイドルギア４６は第１固定ギア３８および第１遊星ギア４０と回転結合した状態で噛合する。

更に図示されているように、プレート７２と７６との間において、第１アイドルギア６４をアイドルシャフトが貫通しており、他方、第１遊星ギア４０を第１遊星シャフト２６が貫通し、これら同じ２つのプレート７２と７６の間に、第１遊星シャフト２６が取り付けられている。従って、メインシャフト２２によりプレート部材７２と７６とが回転すると、第１アイドルギア４６は、第１固定ギア３８との結合により、第１アイドルギア４６は駆動され、第１遊星ギア４０は、アイドルギア４６に対して逆方向に回転させられる。

第１遊星ギア４０と第１固定ギア３８との間のギア比、およびそれぞれの初期位置は、頂点３６の数および位置、または第１遊星ギア４０に固定されている要素の外側位置を決定する。例えばギア比が３：１となっている結果、頂点の位置は３つとなる。その理由は、第１固定ギア３８を中心とする各軌道に対し、第１遊星ギア４０は３回回転するからである。これら頂点位置の精密な繰り返し性により、これら位置、例えばピックアップ位置、スイープ位置、プリント位置、および糊付け位置において、所定の機能を本装置が実行できるようになっている。

第１アイドルギア４６の外周、すなわち歯の数は、頂点位置の数に影響しない。従って、異なるサイズの遊星ギア４０に適合するように、ギアの位置を単に変えるだけで、３：１の遊星ギアまたは４：１の遊星ギアに対して同じアイドルギア４６を使用できる。

第１遊星シャフト２６は、第１遊星ギア４０および第１遊星部材１４から内側に延びている。プレート部材８０および８２から構成される第２遊星部材１６は、第１遊星シャフト２６と共に回転できるように、これら部材に取り付けられている。第２固定ギア４２は、プレート８０の外側において、第１遊星シャフト２６のまわりに取り付けられている。第２固定ギア４２と第１遊星部材１４のプレート部材との間に剛性的に接続されたアンカー部材８２、又は同様のデバイスは、第１遊星部材１４に対して、第２固定ギア４２を保持している。

ギア４２および４４のまわりに噛合した状態に配置されている連続ベルト４８を介して、第２遊星ギア４４は、第１固定ギア４２を中心として回転する。第２遊星シャフト２８は、内側に延び、第２遊星ギア４４と共に回転する。物品移送機構１８は、第２遊星シャフト２８を形成するジャーナルを有する回転自在な中空移送シャフト５０と、真空マニホールド６８と、少なくとも１つの外側に延びる真空カップ５２とを含む。

真空カップ部材５２は、スロット付き取り付けプレートに調節自在に取り付けでき、これにより、真空カップ５２を調整することによって、この取り付けプレートによって移送すべき物品５４の条件を満たすことが可能となっている。物品移送機構１８内で使用される真空カップ５２の数および配置は、物品の寸法が必要とするように物品を正しく把持できるように変更してもよい。真空パック５２が正方形に配置されている場合、インライン運動によって、各カップ５２が物品５４に有効に接触できるようになっている。

真空カップ５２の端部と回転自在な移送シャフト５０との間の距離をステム長さと称し、深い嵌め合わせ物品に対してはステム長さをより長くすることが有利であり、かつそのようにすることが必要である。しかし、物品のサイズおよび形状、ならびに回転移送装置の寸法自体により、ステムの寸法は制限される。

図３に示す装置１０は、３つの物品移送機構１８を有しているが、第２遊星部材１６内のギアおよび連続チェーン４８を明瞭に示すために、第３の機構が省略されている。図示のように、第２遊星部材１６の一部として、第２固定ギア４２に対して移動する第２遊星ギア４４、および第２連続チェーン４８により移送機構１８が駆動され、第２遊星部材１６は、第１遊星部材１４に対して回転する。他の移送機構１８を駆動するのに、これと同じ回転手段が使用されている。

真空カップ５２、マニホールド６８および中空シャフト５０に、中空ステム３０が連通している。導管を介し、真空源に内側にスロットおよびポートが設けられた真空バルブ、すなわちポートが設けられた金属バルブ、および整合したスロットを有する回転ナイロンバルブが接続されている。これらのバルブは、カップ５２に加えられる真空度を交互に制御するようになっている。

図４に示すように、協働するスロット付き真空バルブ、およびポート付き真空バルブに接続可能に真空源導管６４が連通している。内側にスロットが設けられたこのバルブは、当業者に知られているものであり、このバルブは、多数の中空シャフトに対して物品移送機構に加えられる所定の真空力を発生する。１対の点線は、真空源導管６４から種々の回転部品を通る真空経路７０を示す。物品移送機構１８の頂点位置３６における真空操作性の精密位置を微調節するために、これら協働するスロット付き真空バルブは、回転自在に調節できることが好ましい。

物品の供給に障害が生じたとき、または物品を載せるべき製品源が停止されたときに、回転装置の真空力を停止するようになっている協働機能をバルブに設けることが好ましい。ナイロンバルブに設けられた別のポート、電子アイ、マイクロスイッチのソレノイドバルブを使用することによって、これらの機能を奏することができる。

回転移送装置の性質および速度に応じては、スムーズで、かつ連続的な運動を行うのに、例えば図４に示すようなプレート部材８０、８２の内側上方部分に、カウンタバランスウェイト８６を取り付けることが必要となるか、またはそのようにすることが好ましいことがある。

停止位置機能のカム制御
二次運動の回転移送装置では、オフセットすることが好ましいカム機構２０が、第２遊星シャフト２８に対し、振動回転オフセット運動をすることにより、ステム３０のインライン運動を延長させている。この振動回転オフセット運動の利点は図示されている。

図５は、頂点３６に対し、第１固定ギア３８を中心として３０度進む二次運動の回転移送装置１０ｂの運動を示している。

図６は、頂点３６から第１固定ギア３８のまわりに３０度遅れるオフセットカム機構１０ｃを有する二次運動の回転移送装置の運動を示している。カム機構２０がない場合、ステム３０、５８は比較的大きな回転を行い、その結果、嵌め合い、または剛性物品を破壊させることがあるカップ５２は頂点に向かってテーパ付き経路８８に従うが、第２遊星シャフト２８、すなわちステムラインセグメント５８と二次本体ラインセグメント６２との間の接合部はインライン経路９０の反対側で延びている。カム機構２０がある場合、ステム３０、５８は、かなり小さい回転を行う。カップ５２はインライン経路９０に従い、第２遊星シャフト２８は、インライン経路９０により満つに整合した状態に留まる。

次に図７を参照する。この図には、２ヘッド、３停止の二次運動装置１０に対するカム機構２０、第２遊星部材１６および物品移送機構１８の側面が示されている。図７は、２つの第２遊星部材１６およびこれら部材の各々に対する関連する物品移送機構１８だけでなく、各第２遊星部材１６に接続された関連するオフセットカム機構２０も示している。

連続チェーン４８により第２固定ギア４２に回転結合する第２遊星ギア４４に、第２遊星シャフト２８が取り付けられている。オフセットカム機構２０は、第２固定ギア４２を振動させ、第２遊星シャフト２８に対し、所望する回転振動オフセット運動を行わせる。オフセットカム機構２０は、第２アイドルギア４６と共に回転するように接続されているか、または他の態様で、そのように回転するようになっているカム構造体９２を備えている。

図示のカム構造体９２は、所定のカム形状９４とカム構造体９２のカム形状９４と協働するようになっているカム従動子と、この従動子９６を第２固定ギア４２にリンクするようになっているカムリンク９８とを有する。矢印の方向へのカム従動子９６の上下運動により、第２固定ギア４２は振動する。例えば、各カムリンク９８は、レバーアーム１００とリンクアーム１０２とを含むことができる。レバーアーム１００は、第１遊星部材１４に枢着された第１部分１０４と、カム従動子９６で接続された第２部分１０６と、リンクアーム１０２にヒンジ留めされた第３部分１０８とを有する。

リンクアーム１０２は、第２固定ギア４２に作動的にリンクされており、カム従動子９６の所定の上下運動によって、レバーアーム１００が枢動する。この枢動によって、リンクアーム１０２は、第２固定ギア４２に所望する回転振動オフセット運動を行わせる。ギアを囲む連続チェーン４８が、この回転振動オフセット運動を第２遊星シャフト２８に伝えるようになっている。

図８には、３ヘッド３ストッパーの二次運動装置１０の同様の図が示されている。

これら二次運動装置１０のいずれにおいても、カム機構２０は、第１遊星部材１４が回転するごとに、カム構造体９２がカム従動子９６に対して１回転するようになっている。このような運動は、第１遊星部材１４が回転する毎に、同じように１回転する第１アイドルギア４６を設け、このギアに、カム構造体９２を剛性的に取り付けることによって達成できる。

第１遊星部材１４が１回転すると、所定の頂点３６から１つの完全な物品移送経路３４を通って、所定の頂点３６へ戻るように物品移送機構１８が移動される。

カム形状９４は、４つの形状セクターに分割されており、各セクターは各物品の経路の頂点３６の間で、第２遊星シャフト２８および取り付けられた物品移送機構１８に対し、所望する回転振動オフセット運動を行わせるようになっている。従って、３つの頂点（停止）経路に対して、各形状セクター９４ａ、９４ｂ、９４ｃは、図９に示されるように、全円形カム形状９３のうちの１２０度を占める。４頂点（停止）経路に対しては、各形状セクターは全円形カム形状９４のうちの９０度を占める。

図９の各形状セクター９４ａ、９４ｂ、９４ｃは同じであるので、各物品経路頂点の間で、第２遊星シャフト２８および取り付けられた物品移送機構１８に対し、同じ回転振動オフセット運動を与える。３つの物品経路の頂点３６において、物品移送機構１８の同一でない運動または機能を提供するために、２つの頂点３６に対する形状セクターは異なっていなければならない。例えば、ピックアップ頂点、スイープ頂点および配置頂点を有する３頂点（停止）経路は、各々が１２０度の３つの形状セクターを必要とし、この場合、ピックアップ形状セクターと配置形状セクターとは同一であるが、スイープ形状セクターは同一でない。

図１０には、同一でない形状セクターを有する、カム形状９４を含むカム構造体９２の一例が示されている。

次に図６を参照する。選択された経路の頂点３６において、延長されたインライン運動を行うために、第２固定ギア４２、および最終的には第２遊星シャフト２８は、ステム３０が頂点３６から遅れるときの制御された運動、高調波運動およびステム３０が頂点３６よりも進む制御された運動により振動する。この制御された運動は、第２遊星シャフト２８に対する所定のオフセット運動であり、第２遊星シャフト２８はオフセットカム機構２０がない場合に、二次運動装置に対して生じるテーパ付き経路８８ではなく、インライン経路９０内で所望する延長されたインライン運動を生じさせる。

カム構造体９２、特にカム形状９４のセクター９４ａのプロフィル１１０は、頂点３６に接近したり離間したりする所望する制御された運動を生じさせるようになっている。例えば、４停止、二次運動回転移送装置では経路は４つの頂点を有する。各第２遊星シャト２８が連続する頂点３６の間で、第１固定ギア３８を中心として９０度移動する際に、各第２遊星シャフト２８は、完全に３６０度１回転する。従って、カム形状９４のセクター９４ａは、頂点から遅れたり、頂点に対して進むように、運動を制御するための部分を含む。

制御された部分を提供するカム形状９４のセクター９４ａに対する所望するカムプロフィル１１０は、所望するインライン運動から後方に作用させることにより、例えばインライン経路９０を発生するステムラインセグメント５８ｂに対して、テーパ付き経路８８を発生するステムラインセグメント５８ａからの必要なオフセット量を決定することによって決定される。

第２遊星シャフト２８に対する必要なオフセット角は、頂点近くの回転度ごとに、例えば第１固定ギア３８を中心とする３０度ごと、または４停止装置におけるカム形状９４のセクター９４ａの３３％ごとに決定できる。第１固定ギア３８を中心とする最初の１０°または１１°回転する間に最小量のオフセットが必要であるか、または全く必要ではない。従って、カムプロフィルの最初の１２％はカム従動子９６の上下運動がないドウェル部分でよい。しかし、その後、ステム３０が回転するのを防止し、カップをインライン経路９０内に維持するのに、第２遊星シャフト２８のかなり大きいオフセットが必要であるので、所定の制御部分が必要となる。

第２遊星シャフト２８の所望するオフセットは、カムプロフィルに対するカム従動子の所望する上昇運動に変換される。この関係は、カムリンク９８の形状、およびその内部に含まれるレバーの機械的利点に応じて決まる。インラインまたはインライン近似運動における頂点３６からステム３０を遅延させるようになっているカムプロフィルの鏡像関係は、同様なインラインまたはインライン近似運動において、頂点３６に対しステム３０を進ませるのにも使用できる。

従って、本発明の二次運動の回転移送装置１０は、各経路の頂点３６における特定の運動が、カム構造体９２の特殊なカム形状９４によって決定されるという点で、フレキシビリティを改善している。頂点での運動を変えるには、現在使用されているカム構造体／形状を、異なるカム形状９４を有するカム構造体９２に置換するだけでよい。

これまでの説明および添付資料は、単に説明のためのものであり、限定的に解するべきではない。本発明の好ましい実施例を参照して、本発明について開示したが、本発明の範囲内では、別の実施例も可能であることを理解するべきである。

３停止、二次運動、回転移送装置における物品の移送経路を示す幾何学的な時間−位置のグラフである。 ４停止、二次運動、回転移送装置における物品の移送経路を示す幾何学的な時間−位置のグラフである。 ４停止用として構成されているが、例えば３停止用にも適用できる、本発明の二次運動回転移送装置の一実施例の一部を切り欠き図にした側平面図である。 ３停止用として構成されているが、４停止用、例えば図３に示されているように適用できる、本発明の回転移送装置の一実施例の正面図である。 オフセットカム機構を有しない４停止、二次運動、回転移送装置において、頂点に向かって移動中の物品の移送経路を示す幾何学的な時間−位置のグラフである。 オフセットカム機構を有する４停止、二次運動回転移送装置から離間中の物品の延長されたインライン移送経路を示す幾何学的な時間−位置のグラフである。 ２ヘッド、３停止、二次運動の回転移送装置の側面図である。 ３ヘッド、３停止、二次運動の回転移送装置の側面図である。 ３停止、二次運動、回転移送装置に対し、同じカムセクターを有する、本発明のカム構造体の一実施例の平面図である。 本発明の、同一でないカム形状セクターを有するカム構造体の別の実施例の斜視図である。

符号の説明

１０ 回転移送装置
１２ フレーム構造体
１４ 第１遊星部材
１６ 第２遊星部材
１８ 物品移送機構
２０ オフセットカム機構
２２ メインシャフト
２４ 駆動源
２６ 第１遊星シャフト
２８ 第２遊星シャフト
３０ ステム
３２ 遠端部
３４ 経路
３６ 頂点
３８ 第１固定ギア
４０ 第１遊星ギア
４２ 第２固定ギア
４４ 第２遊星ギア
４６ 第１アイドルギア
４８ チェーン
５０ 中空シャフト
５２ 真空カップ
５４ 物品
５８ ステム長さ
６８ 真空マニホールド
７２、７４、７６ サイドプレート部材
８０、８２ プレート部材

Claims (22)

1. （ａ）フレーム構造体と、
   （ｂ）前記フレーム構造体に支持された回転自在なメインシャフトと、
   （ｃ）前記メインシャフトに同軸的に回転自在に接続された第１遊星部材と、
   （ｄ）前記第１遊星部材に回転自在に接続され、前記メインシャフトに対して回転する複数の第１遊星シャフトと、
   （ｅ）その少なくとも１つが、前記各第１遊星シャフトに接続され、前記メインシャフトに対して回転し、前記対応する第１遊星シャフトに対して回転する第２遊星シャフトを含む複数の第２遊星部材、
   （ｆ）その少なくとも１つが、前記各第２遊星部材の第２遊星シャフトに接続されており、２つの経路の頂点において、同一でない経路内で移動する複数の各物品移送機構、及び
   （ｇ）その少なくとも１つが、各第２遊星部材に作動的に接続されており、その回転により、２つの経路の頂点で、同一でない機能の対応する物品移送機構の移動を生じさせる、前記第１遊星部材に回転自在に固定された複数の回転オフセットカム機構
   を備え、
   各カム機構は、対応する第１ギアとともに回転するよう構成されたカム構造を含み、各カム構造は、カム形状と、該カム構造のカム形状と協働するよう構成されたカム従動子を有し、
   該カム構造は、前記メインシャフトに対して、第１及び第２の遊星シャフトから放射状に位置し、
   第１遊星部材が１回転する間に、各第１ギアは１回転し、かつ
   各物品移送機構は、少なくとも３個の頂点を有し、各第２の遊星シャフトは連続する頂点間で１回の完全な３６０°回転を受けることを特徴とする回転移送装置。
2. （ａ）フレーム構造体と、
   （ｂ）前記フレーム構造体に支持された回転自在なメインシャフトと、
   （ｃ）前記メインシャフトに同軸的に回転自在に接続された第１遊星部材と、
   （ｄ）前記第１遊星部材に回転自在に接続され、前記メインシャフトに対して回転する複数の第１遊星シャフトと、
   （ｅ）その少なくとも１つが、前記各第１遊星シャフトに接続され、前記メインシャフトに対して回転し、前記対応する第１遊星シャフトに対して回転する第２遊星シャフトを含む複数の第２遊星部材、
   （ｆ）その少なくとも１つが、前記各第２遊星部材の第２遊星シャフトに接続されており、２つの経路の頂点において、同一でない経路内で移動する複数の各物品移送機構、及び
   （ｇ）その少なくとも１つが、各第２遊星部材に作動的に接続されており、その回転により、２つの経路の頂点で、同一でない機能の対応する物品移送機構の移動を生じさせる、前記第１遊星部材に回転自在に固定された複数の回転オフセットカム機構
   を備え、
   各カム機構は、第２の遊星シャフトに、少なくとも２個の別個で固有の振動回転オフセット動作を与えるように構成され、
   各カム機構は、対応する第１ギアとともに回転するよう構成されたカム構造を含み、各カム構造は、カム形状と、該カム構造のカム形状と協働するよう構成されたカム従動子を有し、
   該カム構造は、前記メインシャフトに対して、第１及び第２の遊星シャフトから放射状に位置し、かつ
   第１遊星部材が１回転する間に、各第１ギアは１回転することを特徴とする回転移送装置。
3. 各カム機構が、回転カム構造体と、協働するカム従動子とを含み、このカム従動子が、第１の選択された経路の頂点において、スイープ運動をするように、かつ第２の選択された経路の頂点において、ピックアップし、配置するように、対応する第２遊星シャフトを振動させるようになっている、請求項２記載の回転移送装置。
4. 各第２遊星シャフトが、第２遊星ギアに取り付けられており、前記第２遊星ギアが、第２固定ギアに回転自在に結合し、各カム機構が、対応する第２固定ギアを振動させ、対応する第２遊星シャフトに回転振動オフセット運動を行わせるようになっている、請求項１記載の回転移送装置。
5. 各カム機構が、前記カム構造体の前記カム形状と協働するようになっているカム従動子と、前記第２固定ギアに前記カム従動子をリンクさせるようになっているカムリンクとを有し、もって前記カム従動子の上下運動が、前記第２固定ギアを振動させるようになっている、請求項４記載の回転移送装置。
6. 各カムリンクがレバーアームとリンクアームとを含み、各レバーアームが、前記第１遊星部材に枢着された第１部分と、前記カム従動子に接続された第２部分と、前記リンクアームにヒンジ留めされた第３部分とを有する、請求項５記載の回転移送装置。
7. （ａ）フレーム構造体と、
   （ｂ）前記フレーム構造体に支持された回転自在なメインシャフトと、
   （ｃ）前記フレーム構造体に接続された第１固定ギアとを備え、前記メインシャフトが、前記第１固定ギアを貫通するとともに、この第１固定ギアに対して回転するようになっており、
   （ｄ）前記メインシャフトに同軸的に接続された第１遊星部材と、
   （ｅ）第１固定ギアに対して回転して連動するよう配置された複数の第１アイドルギア、
   （ｆ）前記第１遊星部材に回転自在に接続され、前記メインシャフトに対して回転する複数の第１遊星シャフトと、
   （ｇ）対応する第１のアイドルギアに回転自在に結合され、少なくとも１つの第２の遊星部材が各第１遊星シャフトに接続された複数の第１遊星ギアと、
   （ｈ）その少なくとも１つが各第１遊星シャフトに接続された複数の第２遊星部材と、
   （ｉ）その少なくとも１つが、前記第１遊星部材に接続されており、各第１遊星シャフトが、各第２固定ギアを貫通するとともに、各第２固定ギアに対して回転するようになっており、各第１遊星ギアに対応する複数の第２固定ギアと、
   （ｊ）その少なくとも１つが、各第２遊星部材に回転自在に接続された複数の第２遊星シャフトと、
   （ｋ）その少なくとも１つが、各第２固定ギアに回転自在に連通するとともに、各第２遊星シャフトに接続された複数の第２遊星ギアと、
   （ｌ）その少なくとも１つが、各第２遊星シャフトに接続された複数の物品移送機構を備え、各物品移送機構が物品を移送するようになっており、各物品移送機構が対応する第２遊星シャフトに接続された少なくとも１つのステムを有し、各ステムが遠方端を有し、この遠方端の運動が、前記メインシャフトを中心とする経路を構成し、前記経路が、少なくとも２つの頂点を有し、前記ステムの遠方端が、２つの頂点において同一でない構造または機能で運動するようになっており、
   （ｍ）前記第１遊星部材に回転自在に固定された複数のオフセットカム機構を更に備え、各カム機構が、対応する第２遊星部材に作動的に接続されており、その回転運動により各第２遊星シャフトに少なくとも２回の別個で固有の回転振動オフセット運動を行なわせ、もって２つの経路の頂点における同一でない経路の各ステムの前記遠方端の運動を生じさせるようになっており、
   各カム機構は、対応する第１ギアとともに回転するよう構成されたカム構造を含み、各カム構造は、カム形状と、該カム構造のカム形状と協働するよう構成されたカム従動子を有し、
   該カム構造は、前記メインシャフトに対して、第１及び第２の遊星シャフトから放射状に位置し、かつ
   第１遊星部材が１回転する間に、各第１ギアは１回転することを特徴とする二次運動の回転移送装置。
8. 少なくとも２つの形状セクターが同一でない、移送機構経路の各頂点と関 連する形状セクターを有するカム形状を含む、請求項１記載の回転移送装置。
9. 各カム形状セクターが、前記カム形状のうちの３６０ー／ｎ（ｎは、前記移送機構の経路内の頂点の数に等しい）を占めている、請求項８記載の回転移送装置。
10. （ａ）前記フレーム構造体に接続された第１固定ギアを更に備え、前記メインシャフトが第１固定ギアを貫通し、この第１固定ギアに対して回転するようになっており、
    （ｂ）前記第１固定ギアと回転自在に関連づけられ、かつ各第１遊星シャフトに接続された少なくとも１つの第１遊星ギアと、
    （ｃ）各第１遊星ギアに対応する第２固定ギアとを備え、各第２固定ギアは、前記第１遊星部材に接続されており、各第１遊星シャフトは、各第２固定ギアを貫通するとともに、各第２固定ギアに対して回転するようになっており、
    （ｄ）各第２固定ギアに回転自在に結合され、各第２遊星シャフトに接続された少なくとも１つの第２遊星ギアを、更に備える、請求項８記載の回転移送装置。
11. （ａ）フレーム構造体と、
    （ｂ）前記フレーム構造体に支持された回転自在なメインシャフトと、
    （ｃ）前記メインシャフトに同軸的に接続された第１遊星部材と、
    （ｄ）前記第１遊星部材に回転自在に接続され、前記メインシャフトに対して回転する複数の第１遊星シャフトと、
    （ｅ）その少なくとも１つが各第１遊星シャフトに接続され、かつメインシャフトに対して回転し、かつ各々が、対応する第１遊星シャフトに対して回転する第２の遊星シャフトを含む複数の第２遊星部材と、
    （ｆ）その少なくとも１つが、各第２遊星部材の第２遊星シャフトに接続され、かつ２つの頂点において同一でない経路中で運動するようになっている、複数の物品移送機構と、
    （ｇ）その少なくとも１つが、各第２遊星部材に作動的に接続されており、その回転により、２つの経路の頂点で、同一でない機能の対応する物品移送機構の移動を生じさせる、前記第１遊星部材に回転自在に固定された複数の回転オフセットカム機構と、
    （ｈ）メインシャフトが、第１固定ギアを貫通するとともに、この第１固定ギアに対して回転するようになっていて、前記フレーム構造体に接続された前記第１固定ギアと、
    （ｉ）第１の固定ギアに回転自在に結合され、各第１遊星シャフトに接続された少なくとも１個の第１遊星ギアと、
    （ｊ）各第１遊星ギアに対応する第２固定ギアが、各第２固定ギアを貫通するとともに、この第２固定ギアに対して回転するようになっている第１遊星部材に接続されている前記第２固定ギア、及び
    （ｋ）各第２固定ギアに回転自在に結合され、各第２遊星シャフトに接続された少なくとも１個の第２遊星ギアとを備え、
    各物品移送機構の経路は、少なくとも３個の頂点を有し、各第２の遊星シャフトは連続する頂点間で１回の完全な３６０°回転を受け、
    各オフセットカム機構は、移送機構の各頂点と連携するカム形状セクターを有するカム構造を有し、少なくとも２個のカム形状セクターが同一でなく、
    前記第１遊星部材と前記第２遊星部材の双方が、１対の平行プレートを有し、前記第１固定ギアと各第１遊星ギアとが、前記第１遊星部材のプレートの間に位置しており、かつ各第２固定ギアと各第２遊星ギアとが、前記第２遊星部材のプレートの外側に位置していることを特徴とする回転移送装置。
12. 各第２固定ギアと各第２遊星ギアとの間に、更に回転自在に結合された第２連続チェーン部材を備える請求項１０記載の回転移送装置。
13. 各第１ギアは、各第１固定ギアと各第１遊星ギアとの間に回転自在に位置する第１アイドルギアであり、各オフセットカムの回転カム構造が第１アイドルギアに保持されている請求項１２記載の回転移送装置。
14. 各第１遊星ギアと前記第１固定ギアとの間の第１ギア比が３対１であり、各第２遊星ギアと各第２固定ギアとの間の第２ギア比が１対１であり、もって、３停止 、二次運動の回転移送装置となっている、請求項１０記載の回転移送装置。
15. 各第１遊星ギアと前記第１固定ギアとの間の第１ギア比が４対１であり、各第２遊星ギアと各第２固定ギアとの間の第２ギア比が１対１であり、もって、４停止、二次運動の回転移送装置となっている、請求項１０記載の回転移送装置。
16. 前記第１遊星部材に、前記オフセットカム機構のリンクアームが枢動自在に固定されている、請求項１記載の回転移送装置。
17. 複数の第１遊星シャフトは３本の第１遊星シャフトを備え、複数の第２遊星部材は３個の第２遊星部材を備え、第２遊星シャフトは３本の第２遊星シャフトを備え、かつ複数の物品移送機構は３個の物品移送機構を備え、３本の第１遊星シャフトの各々は３個の第２遊星部材の１つに関連し、それは３本の第２遊星シャフトの１つに関連し、それは３個の物品移送機構の１つに関連している、請求項１記載の回転移送装置。
18. 各第２遊星シャフトは第２遊星ギアに取り付けられ、該第２遊星ギアは第２固定ギアと回転自在に接続され、各カム機構は、対応する第２固定ギアを振動させて対応する第２遊星シャフトに振動回転オフセット動作を与ええるよう構成されている、請求項１記載の回転移送装置。
19. 各カム機構は対応する第１アイドルギアと回転するカム構造を有し、各カム構造は、予め定められたカム形状と該カム形状と協働するカム従動子、及びカム従動子を対応する第２固定ギアにリンクさせるカムリンクを有し、これによりカム従動子の上下運動が第２固定ギアを振動させるようにした、請求項１８記載の回転移送装置。
20. 前記カムリンクがレバーアームとリンクアームとを含み、各レバーアームが、前記第１遊星部材に枢着された第１部分と、前記カム従動子に接続された第２部分と、前記リンクアームにヒンジ留めされた第３部分とを有する、請求項１９記載の回転移送装置。
21. 各物品移送機構の経路は少なくとも３個の頂点を有し、各第２遊星シャフトは連続する頂点間で１回の完全な３６０°回転を受ける、請求項３記載の回転移送装置。
22. 各物品移送機構の経路は少なくとも３個の頂点を有し、各第２遊星シャフトは連続する頂点間で１回の完全な３６０°回転を受ける、請求項７記載の回転移送装置。

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