JP4452796B2 - 容器の搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、一対のチャック爪によって容器を掴むようにした容器の搬送装置に関する。

ビール壜の検査装置等に組み込まれる搬送装置として、壜が嵌り込む多数のポケットが外周に設けられたスターホイールと呼ばれる円盤を回転させつつ、各ポケットにおける壜の保持及び開放を切り替えてスターホイールの回転経路上の適宜の位置で壜の受け渡しを行えるようにしたスターホイール装置が知られている。スターホイール装置における壜の保持手段としては、例えば一対の開閉可能なチャック爪を利用するもの（特許文献１参照）が知られている。

特開平１０−７２４３号公報

壜をチャック爪で掴むチャック方式では、搬送対象の壜を確実に掴むことができるように、チャック爪の開閉量を搬送対象の壜の外径に適合するように設定している。このため、搬送対象の壜を異なる種類の壜に変更する際にはチャック装置の設計を見直し、チャック爪の開閉量を変更することが必要となる。従って、従来のチャック方式では、外径が相違する壜種の変更に迅速に対応することが困難であった。

そこで、本発明は、搬送対象となる容器の外径の変更に迅速に対応可能とした容器の搬送装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の搬送装置について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の搬送装置は、外径が相違する複数種類の容器を搬送する容器の搬送装置において、容器（ＢＴ）を受け入れる複数のポケット（２ａ、３ａ）が外周（２ｂ、３ｂ）に並べて設けられ、かつ搬送すべき容器の種類が変更された場合にその容器の種類に応じて交換されるとともに同じ中心周りに旋回駆動されるように設けられた上側のホイール（２）及び下側のホイール（３）と、前記ポケット毎に設けられ、前記下側のホイールの半径方向に沿って前記下側のホイールの中心側の待機位置と前記下側のホイールの外周側の掴み位置との間で進退可能かつ前記上側のホイール及び前記下側のホイールと一体回転可能なように前記下側のホイールに設けられているチャック装置（５）とを備え、前記チャック装置には、前記容器を把持すべく開閉可能な一対の掴み具（１０、２１）と、前記一対の掴み具を開方向へ付勢する付勢手段（２７）とが設けられているとともに、前記上側のホイールには、前記チャック装置が前記掴み位置へ移動する際に前記一対の掴み具に接して前記一対の掴み具を閉方向に移動させ、かつ搬送すべき容器の種類が変更された場合に前記上側のホイールとともにその容器の種類に応じて交換されるべきカム手段（３６）が設けられ、前記カム手段は、前記上側のホイールの半径方向に沿って前記上側のホイールの外周に向かうほど幅が漸次増加するカム面（３７）が形成されたカム部材（３６）を具備し、前記チャック装置が前記掴み位置に向かって前進する際には、前記カム面と前記一対の掴み具に設けられたカムフォロア（２５）とが接し、前記一対の掴み具の先端（１０ｂ）が互いに接近する方向へ移動するように構成され、前記掴み具は、前記チャック装置に回転可能に設けられた一対のアーム（２１）と、前記上側のホイールの外周側の前記アームの端部（２１ａ）に設けられたチャック爪（１０）とを具備し、前記カムフォロアが前記上側のホイールの中心側の前記アームの端部（２１ｂ）に設けられ、前記上側のホイールには、前記チャック装置が前記待機位置に移動した際に前記一対の掴み具が開閉不能なように各掴み具の前記カムフォロアをそれぞれ保持する待機位置決め部材（６）が設けられていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

この発明によれば、掴み位置におけるチャック爪の間隔を規定するカム手段が上側のホイールに設けられているため、ホイールに適したカム手段をホイール毎に用意しておけば容器の外径に合わせて上側及び下側のホイールを交換するだけで搬送対象の容器を確実に掴めるように掴み具を動作させることができる。従って、搬送対象の容器の外径が異なる容器に変更された場合であっても、チャック装置の設計を変更することなく搬送対象となる容器の外径の変更に迅速に対応することができる。

また、本発明の搬送装置によれば、待機位置から掴み位置への移動によりカムフォロアがカム面に押し付けられて掴み具の後端を押し開き、それにより掴み具の先端を閉じる。従って、掴み位置においてはカムフォロアがカム面を挟みこんで動けなくなるので、掴み具の先端が開くおそれがない。

前記チャック装置は、前記待機位置においては前記掴み具の先端が前記上側のホイール及び前記下側のホイールのそれぞれの外周よりも内側の領域に収容されるようにしてもよい（請求項２）。

この態様によれば、容器を保持する必要がない待機位置においては掴み具の先端が各ホイールの外周よりも各ホイールの中心側に後退しているので、上側及び下側のホイールを利用して壜詰まりや壜の破損から掴み具を保護し、掴み具の変形や破損を抑えることができる。従って、掴み具の破損防止効果が高まる。また、掴み具の損傷を抑えることにより、搬送速度の高速化への対応も容易となる。

前記カム手段は、前記上側のホイールに対して着脱可能に設けられていてもよい（請求項３）。この場合は、一つのホイールに対してカム手段を交換できるので、掴み具の開閉量を迅速に変更できる。

また、前記カム手段が、前記上側のホイールと一体に形成されていてもよい（請求項４）。この場合は、カム手段を上側のホイールに対して精度よく設けることができる。

本発明によれば、搬送対象となる容器の外径の変更に迅速に対応可能とした容器の搬送装置を提供することができる。

図１〜図３は本発明の容器の搬送装置が適用されたスターホイール装置を示し、図１及び図２はスターホイール装置内部に設けられたチャック装置の平面図、図３はスターホイール装置及びその内部に設けられたチャック装置の側面図である。スターホイール装置１は、搬送対象の壜ＢＴを受け入れるポケット２ａ、３ａが周方向に一定のピッチで複数個並べて設けられた上下のホイール２、３と、チャック装置５とを備えている（図３を参照）。ホイール２、３は不図示のホイールの中心周りに旋回駆動される。ポケット２ａ、３ａはホイール２、３の外周に略半月状の凹部を形成することによって形成されている。上下のポケット２ａ、３ａの大きさは互いに等しく設定されるか、又は各ポケット２ａ、３ａに対する壜ＢＴの対向部分の形状、直径に応じてポケット２ａ、３ａが互いに異なる大きさや形状に形成される場合もある。本スターホイール装置１においては、上下のポケット２ａ、３ａの大きさは互いに等しい。また、図示はしていないが、本スターホイール装置１には、壜ＢＴの上部のくびれ部分を受け入れるため、上下のポケット２ａ、３ａの外径よりも小さい外径のポケットが形成されたホイールが設けられ、上下のホイール２、３と同様に旋回駆動される。

チャック装置５は、ホイール２、３に形成されたポケット２ａ、３ａ毎に設けられ、ホイール２、３の半径方向に沿って、ホイール２、３の中心側（図３の左側）の待機位置と、ホイール２、３の外周側（図３の右側）の掴み位置との間で進退可能に設けられている。チャック装置５の待機位置及び掴み位置における様子は、図１及び図２にそれぞれ示されている。また、チャック装置５は、ホイール２、３と一体回転可能にスターホイール装置１に組み込まれている。チャック装置５には、搬送対象の壜ＢＴを把持すべく開閉可能な一対の掴み具が設けられている。掴み具は、チャック装置５に回転可能に設けられた一対のアーム２１と、このアーム２１のホイール２、３の外周側の端部に設けられたチャック爪１０とを備えている。チャック爪１０はステンレス鋼板等の金属鋼板を板金加工して形成されている。一対の掴み具は、ポケット２ａ、３ａに保持されるべき壜ＢＴの中心Ｃｂとホイールの中心とを結ぶ基準線ＣＬを挟んで対称に配置されている。従って、チャック爪１０及びアーム２１もこの基準線ＣＬに関しそれぞれ対称に配置されている。

図３を参照すると、チャック装置５は、下側のホイール３に固定されたベース１２と、このベース１２に固定されたガイドブロック１３と、このガイドブロック１３によってホイール３の半径方向に摺動自在に支持された一対のロッド１４、１４と、ロッド１４、１４の先端（図３において右側）に取り付けられたスライダ１５とを備えている。また、チャック装置５は駆動手段としてエアーシリンダ１６を備え、このエアーシリンダ１６は基準線ＣＬに沿って配置されている。エアーシリンダ１６のピストンロッド１６ａは基準線ＣＬ上を往復移動する。このピストンロッド１６ａの先端はスイベルジョイント１７とボルト１８とを介してスライダ１５と連結されている。なお、エアーシリンダ１６は単動型でもよいし、複動型でもよい。図示の例では複動型のエアーシリンダが使用されている。

図１及び図２に示すように、スライダ１５には一対のアーム軸２０、２０が基準線ＣＬに関して対称となるように取り付けられている。アーム軸２０は不図示のホイール２、３の回転中心線と平行な方向に延びている。各アーム軸２０にはアーム２１が回転自在に取り付けられている。アーム２１の先端部（ホイール２、３の外周側の端部）２１ａには肉厚を薄くしたチャック受け部２３が設けられている。チャック受け部２３の基端部の内側には円柱状に窪んだ受け面２１ｃが形成され、その受け面２１ｃにはチャック爪１０の基端側に形成された湾曲部１０ａが円柱状の押え駒２４とボルト２４ａとを利用して固定されている。なお、湾曲部１０ａにはボルト２４ａを通すためのスリットが形成されており、それによりボルト２４ａを取り外すことなく湾曲部１０ａを押え駒２４と受け面２１ｃとの隙間に対して抜き差しすることができる。

アーム２１の後端部２１ｂはアーム軸２０を越えてホイール２、３の中心側（図１及び図２において左方）に突出している。図１〜図３に示すように、アーム２１の各後端部２１ｂにはカムフォロアとしてのローラ２５がアーム軸２０と平行なフォロア軸２６を中心として回転自在に取り付けられている。さらに、ローラ２５の上側にはアーム２１の後端部２１ｂ同士を互いに引き寄せる付勢手段としてコイルばね２７が掛け渡されている。このコイルばね２７の引張力により、アーム２１、２１はアーム軸２０を中心として互いのチャック受け部２３の開方向（基準線ＣＬから遠ざかる方向）に付勢されている。また、コイルばね２７により付勢されたアーム２１、２１の開方向の移動量を一定に制限するため、チャック装置５にはストッパ４が設けられている。そのストッパ４は、スライダ１５とスイベルジョイント１７との間に挟まれるようにボルト１８によってチャック装置５のスライダ１５に固定されている。ストッパ４は、開方向へ付勢されたアーム２１、２１が基準線ＣＬに関して対称に配置されるような形状及び個数とする。図示の例では、ストッパ４は、基準線ＣＬ上に一つ設けられており、ストッパ４の形状は、チャック装置の上面から見て基準線ＣＬに関して対称の円形状である。

図３を参照すると、上側のホイール２にはカム手段としてのカム部材３６が一対のボルト３３により固定され、カム部材３６がホイール２に対して着脱可能に設けられている。そのカム部材３６には、ホイール２、３の半径方向に沿ってホイール２の外周に向かうほど幅が漸次増加するカム面３７が形成されている。カム部材３６の形状は、壜ＢＴを掴むタイミングや壜ＢＴの形状等に合わせて適宜選択される。図示の例では、その幅が単調増加するように、中心がホイール２の中心側にある略扇形状のカム部材を用いている（図１及び図２も参照）。なお、上述したカム手段の変形例として、図６に示すように、スターホイール２に対して一体的にカム面１３７を形成するようにしてもよい。この様にすれば、カム手段をホイールに対して精度よく設けることができる。また、図６の態様では、アーム２１、２１の先端の開方向の移動量を一定に制限するためのストッパ１０４もホイール２に対して一体的に形成されている。ストッパ１０４は基準線ＣＬに対して対称かつ当該基準線ＣＬに沿って直線的に形成されている。なお、図６の態様のうち図１〜３に示したものと同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

以上のように構成されたチャック装置５においては、エアーシリンダ１６によってスライダ１５をホイール３の半径方向に駆動することにより、ホイール２に設けられたカム部材３６のカム面３７に沿ってローラ２５を移動させてアーム２１、２１をチャック爪１０とともに一体的に開閉させることができる。

すなわち、ピストンロッド１６ａを格納した場合にはアーム２１がホイール２、３の中心側の待機位置に後退してローラ２５は待機位置決め部材６の凹部６ａに保持される（図４も参照）。このとき、開方向に付勢された一対のアーム２１は必要以上に開方向へ移動しないように、ストッパ４と接しながら互いに開かれた待機位置へ移動する（図１参照）。一方、ピストンロッド１６ａを伸ばした場合にはアーム２１がホイール３の外周側に前進し、ローラ２５がホイール２に設けられたカム部材３６のカム面３７に接しながら追従する。これによって、一対のアーム２１の後端部２１ｂは押し広げられ、アーム２１に設けられたチャック爪１０はホイール２、３の外側に突出しかつ互いに閉じられた掴み位置へ移動する（図２参照）。

なお、図４及び図５に示すように、待機位置決め部材６の凹部６ａの曲率半径はローラ２５の半径よりも大きく構成されている。従って、チャック装置５が待機位置にあるときは、ローラ２５と凹部６ａとの接触面Ｃは、凹部６ａの最深部に形成されるが（図５（ａ）参照）、チャック装置５が待機位置からホイール２、３の外周側への移動に転じる際には、前記最深部よりも内側（基準線ＣＬ側）に接触面Ｃを最初に形成することになる（図５（ｂ）参照）。

以上の構成のチャック装置５においては、待機位置及び掴み位置のそれぞれにおける掴み具としてのチャック爪１０の先端１０ｂの位置、及び両位置間を移動する際のチャック爪１０の動作は、カム面３７の形状、エアーシリンダ１６による駆動量、アーム２１やチャック爪１０の形状等の要素を調整することによって変化させることができる。掴み位置におけるチャック爪の先端１０ｂの位置は、掴むべき壜ＢＴの外径に合わせて設計される。

図１に示すように、チャック爪１０が待機位置にあるときには、その先端１０ｂがホイール２、３の外周２ｂ、３ｂよりもホイール中心側に位置決めされる。言い換えれば、チャック爪１０の先端１０ｂはホイールの外周２ｂ、３ｂよりも内側の領域に収容される。また、待機位置から掴み位置へチャック爪１０が移動する際には、把持すべき壜ＢＴの最大径部分をチャック爪１０の先端１０ｂが通過した後にチャック爪１０が閉じるように一対のチャック爪１０を動作させている。さらに、掴み位置から待機位置へチャック爪１０が移動する際には、把持すべき壜ＢＴがチャック爪１０から開放されるまで、チャック爪１０が開いた後にチャック爪１０の先端１０ｂがホイール２、３の外周２ｂ、３ｂの内側に後退するように一対のチャック爪１０を動作させている。

以上のスターホイール装置によれば、待機位置においてチャック爪１０の先端１０ｂがホイール２、３内に位置決めされているので、壜ＢＴの転倒等により壜詰まりや壜の破損が生じても、チャック爪１０をホイール２、３によって保護してチャック爪１０の損傷防止効果を高めることができる。

また、以上の構成のチャック装置５においては、掴み位置におけるチャック爪１０の位置を決めるカム手段３６がホイール２に設けられ、一方、待機位置におけるチャック爪１０の位置を決めるストッパ４や待機位置決め部材６等とカム手段３６とが構造上分離されている。このため、掴み位置におけるチャック爪１０の位置を変更する場合には、ストッパ４や待機位置決め部材６の形状や配置位置、エアーシリンダ１６の駆動量等の設計を変更することなく、待機位置から掴み位置までのチャック爪１０の動作をカム手段３６の設計に依拠させることができる。従って、ホイールに適したカム手段３６をホイール毎に用意しておけば、掴むべき壜ＢＴの外径が変更された場合であっても容器の外径に合わせてホイールを交換するだけで足りるので、掴むべき壜ＢＴの外径が相違する壜種の変更に迅速に対応することができる。

本発明の一実施形態に係るスターホイール装置内部に設けられたチャック装置の待機位置における平面図。 本発明の一実施形態に係るスターホイール装置内部に設けられたチャック装置の掴み位置における平面図。 スターホイール装置及びその内部に設けられたチャック装置の側面図。 待機位置におけるチャック装置の平面図。 待機位置決め部材とローラとの接触関係を示した図。 カム手段の変形例を示した図。

符号の説明

１ スターホイール装置（搬送装置）
２、３ ホイール
２ａ、３ａ ポケット
２ｂ、３ｂ ホイールの外周
５ チャック装置
１０ チャック爪（掴み具）
２１ アーム（掴み具）
２１ａ 外周側のアームの端部
２１ｂ 中心側の前記アームの端部
２７ コイルばね（付勢手段）
３６ カム部材（カム手段）
３７ カム面
２５ ローラ（カムフォロア）
ＢＴ 壜（容器）

Claims (4)

1. 外径が相違する複数種類の容器を搬送する容器の搬送装置において、
   容器を受け入れる複数のポケットが外周に並べて設けられ、かつ搬送すべき容器の種類が変更された場合にその容器の種類に応じて交換されるとともに同じ中心周りに旋回駆動されるように設けられた上側のホイール及び下側のホイールと、前記ポケット毎に設けられ、前記下側のホイールの半径方向に沿って前記下側のホイールの中心側の待機位置と前記下側のホイールの外周側の掴み位置との間で進退可能かつ前記上側のホイール及び前記下側のホイールと一体回転可能なように前記下側のホイールに設けられているチャック装置とを備え、前記チャック装置には、前記容器を把持すべく開閉可能な一対の掴み具と、前記一対の掴み具を開方向へ付勢する付勢手段とが設けられているとともに、前記上側のホイールには、前記チャック装置が前記掴み位置へ移動する際に前記一対の掴み具に接して前記一対の掴み具を閉方向に移動させ、かつ搬送すべき容器の種類が変更された場合に前記上側のホイールとともにその容器の種類に応じて交換されるべきカム手段が設けられ、
   前記カム手段は、前記上側のホイールの半径方向に沿って前記上側のホイールの外周に向かうほど幅が漸次増加するカム面が形成されたカム部材を具備し、前記チャック装置が前記掴み位置に向かって前進する際には、前記カム面と前記一対の掴み具に設けられたカムフォロアとが接し、前記一対の掴み具の先端が互いに接近する方向へ移動するように構成され、
   前記掴み具は、前記チャック装置に回転可能に設けられた一対のアームと、前記上側のホイールの外周側の前記アームの端部に設けられたチャック爪とを具備し、前記カムフォロアが前記上側のホイールの中心側の前記アームの端部に設けられ、
   前記上側のホイールには、前記チャック装置が前記待機位置に移動した際に前記一対の掴み具が開閉不能なように各掴み具の前記カムフォロアをそれぞれ保持する待機位置決め部材が設けられていることを特徴とする容器の搬送装置。
2. 前記チャック装置は、前記待機位置においては前記掴み具の先端が前記上側のホイール及び前記下側のホイールのそれぞれの外周よりも内側の領域に収容されることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記カム手段が、前記上側のホイールに対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
4. 前記カム手段が、前記上側のホイールと一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。

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