JP4726199B2 - 回転位置決め装置 - Google Patents

Description

従来から、コンベヤ上を一定間隔に配列されて搬送されて来る複数のワークを鉛直回転軸のまわりに回転させて一定方向に向ける回転位置決め装置が案出されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。この回転位置決め装置は、一定間隔に配列された複数のワークをローラーで把持する把持手段と、把持された複数のワークを鉛直中心軸のまわりに回転させる回転手段と、回転させられたワークが一定方向を向いた時に停止させる停止手段とを備えている。この回転位置決め装置によれば、複数のワークの一定間隔を維持しつつも、各ワークを一定の同じ方向に向けることができ、後工程でのワークに対する処理の効率化を図ることができる。しかし、この回転位置決め装置は、専ら、略円柱形状のワークを対象としていたため、より汎用性の高い回転位置決め装置が望まれていた。
特開２０００−８５９５０号公報 特開２００２−６００４９号公報

そこで、本発明は、略円柱形状のワークだけでなく、下へいくに従って細くなるテーパ形状のワークをも回転位置決めできる汎用性の高い回転位置決め装置を提供することを目的とする。ここで、本発明者により、従来の回転位置決め装置を用いて、テーパ形状のワークをローラーで把持して回転させようとしたところ、ワークが軸方向に持ち上がってしまい、又は、ワークが上下に揺動しながら不規則な回転運動をしてしまい、正確な位置決めができないという課題を見出すに至った。そこで、本発明者は、これらの課題を解決するべく鋭意研究を行なった結果、本発明に想到した。

本発明の回転位置決め装置は、円形の水平断面を有し一定間隔に配列されてコンベヤにより搬送されているワークを鉛直中心軸のまわりに回転させて一定の方向に向ける回転位置決め装置であり、前記ワークを挟持して把持する複数のローラー及び該複数のローラーが取り付けられたプレートを有し、該プレートを前記コンベヤの搬送方向へ移動させることにより、把持したワークを該コンベヤの搬送方向へ送る把持手段と、ワークを把持する前記ローラーを回転駆動させる回転駆動機構を有し、前記把持手段により把持されたワークを鉛直中心軸のまわりに回転させる回転手段と、前記ワークの外周側面の一定位置に付したマークを検知するセンサ、及び、該センサが該マークを検知した瞬間若しくは検知から一定時間経過後に、該ワークを把持して回転させる前記ローラーの回転を止める制御手段から構成され、回転させられる該ワークが一定方向に向いた時に停止させる停止手段と、前記把持手段により把持されたワークの上方に位置するように前記プレートに取り付けられ、回動中心軸のまわりに自由回動可能であり、該回動中心軸が前記ワークの鉛直中心軸と交叉若しくは一致するローラーを有し、該把持されたワークの上昇及び倒れを規制する規制手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の回転位置決め装置は、前記回転位置決め装置において、前記規制手段が、前記把持手段により把持されたワークの上方に位置する前記ローラーと、前記把持されたワークの側方に位置する自由回動可能なローラーとを備えて構成されたことを特徴とする。

また、本発明の回転位置決め装置は、前記回転位置決め装置において、前記把持手段により把持されたワークの上方に位置する前記ローラーの回動中心軸が、前記ワークの鉛直中心軸と直交することを特徴とする。

また、本発明の回転位置決め装置は、前記回転位置決め装置において、前記把持手段により把持されたワークの上方に位置する前記ローラーの回動中心軸が、前記ワークの鉛直中心軸と斜めに交叉することを特徴とする。

本発明の回転位置決め装置によれば、下へいくに従って細くなるテーパ形状のワークであっても、把持されたワークが回転中に上昇することを、規制手段により規制できる。また、規制手段の態様によっては、ワークが上下に揺動しながら不規則な回転運動をしてしまうこともない。このため、略円柱形状のワークだけでなく、テーパ形状のワークをも正確な回転位置決めを行なうことができる。これにより、回転位置決めを正確に行なえるとともに、汎用性を高めることができる。

また、規制手段がローラーである本発明の回転位置決め装置によれば、仮に、ワークが回転中に上昇してワークの上面がローラーに接触しても、ローラーが回動することにより、ワークが損傷することがない。なお、このローラーの回動中心軸が、ワークの鉛直中心軸と直交する態様であれば、このローラーはワークが接触した時に容易に回動する。

次に、本発明に係る回転位置決め装置の実施の形態について、図面に基づいて詳しく説明する。

図１及び図２において、符号１０は、本発明の回転位置決め装置である。回転位置決め装置１０は、円形の水平断面を有し一定間隔に配列されてコンベヤ１２により搬送されているワーク１４を鉛直中心軸１６のまわりに回転させて一定の方向に向けるように構成されている。

回転位置決め装置１０は、３個のワーク１４を把持してコンベヤ１２の搬送方向へ送る把持手段１８と、把持されたワーク１４を鉛直中心軸１６のまわりに回転させる回転手段２０と、回転させられるワーク１４が一定方向に向いた時に停止させる停止手段２２と、把持されたワーク１４の上昇及び倒れを規制する規制手段２４と、を備えて構成されている。

コンベヤ１２は、回転する図２のスターホイール２６によって一定間隔に配列された複数のワーク１４を、順次Ｘ軸方向へ連続的に搬送するように構成されている。ワーク１４は、下へいくに従って細くなるテーパ形状の容器である。

把持手段１８は、２枚のプレート２８（ａ）及び２８（ｂ）と、プレート２８(ａ)にアーム４０(ａ)等を介して取り付けられたローラー３０と、プレート２８(ｂ)にアーム４０(ｂ)等を介して取り付けられたローラー３２とを備え、ローラー３０及びローラー３２により３個のワーク１４を挟持できるように構成されている。ローラー３０は、１個のワーク１４に対して１個備えられ、合計３個備えられている。ローラー３２は、１個のワーク１４に対して２個備えられ、合計６個備えられている。ローラー３０及びローラー３２の外周は、弾性を有するシリコンゴムから構成されている。なお、ローラー３２は、自由回動可能である。

これらプレート２８（ａ）及び２８（ｂ）は、ワーク１４の転倒を防止するためのローラー３４が、アーム４０(ａ)又は４０(ｂ)等を介して取り付けられている。このローラー３４は、把持手段１８がワーク１４を挟持した時にワーク１４の側方に位置し、外周側面との間で隙間が生じる位置に設けられている。なお、ローラー３４は、自由回動可能である。

この把持手段１８のプレート２８（ａ）及び２８（ｂ）は、各々、図示しない関節アームに連結されて支持されており、各関節アームを制動することにより、プレート２８(ａ)は、図２にＡ（ａ），Ｂ（ａ），Ｃ（ａ），Ｄ（ａ）で示す方向に移動し、プレート２８(ｂ)は、図２にＡ(ｂ)，Ｂ(ｂ)，Ｃ(ｂ)，Ｄ(ｂ)で示す方向に移動するように構成されている。すなわち、プレート２８（ａ）及び２８（ｂ）が、コンベヤ１２の搬送方向と平行な略長方形の軌跡を描くように移動することにより、ワーク１４を挟持して搬送方向へ送ることができる。

回転手段２０は、ローラー３０と、ローラー３０を回転駆動させる図示しない回転駆動機構とから構成され、ローラー３０及びローラー３２によってワーク１４を挟持して、ローラ３０を回転駆動させることにより、ワーク１４を鉛直中心軸１６のまわりに水平面内で回転させることができる。よって、ローラー３０は、把持手段１８を構成するとともに、回転手段２０を構成している。

停止手段２２は、ワーク１４の外周側面の一定位置に付したマークを検知するセンサ３６と、ローラー３０の回転を止める図示しない制御手段とから構成されている。ローラー３０の回転の制御は、各ワーク１４毎に行なわれる。センサ３６によりマークを検知した瞬間若しくは検知から一定時間経過後に、ローラー３０の回転を止めて、ワーク１４の回転を停止することにより、ワーク１４が一定方向を向いた状態で停止させることができる。なお、センサ３６の態様は、反射式のファイバセンサ又は光電センサ等、特に限定されない。

規制手段２４は、プレート２８（ａ）及び２８（ｂ）にアーム４０(ａ)又は４０(ｂ)等を介して取り付けられ、把持手段１８によりワーク１４を挟持した時にワーク１４の上方に位置する自由回動可能なローラー３８と、上述のローラー３４とから構成されている。ローラー３８は、仮に、ワーク１４の回転運動時にワーク１４の上面が接触したとしても、容易に自由回動してワーク１４に損傷を与えないように、ローラー３８の回動中心軸１７がワーク１４の鉛直中心軸１６と直交する向きに取り付けられている。なお、ローラー３８は、図示しない上下微動手段により、プレート２８（ａ）及び２８（ｂ）に対して上下動させることができ、ローラー３８とワーク１４の上面との隙間高さを微調節できる。なお、上下微動手段は、長孔又は螺子機構等から構成されるが、その構成は特に限定されない。

このような回転位置決め装置１０の作用について以下に説明する。

回転位置決め装置１０によりワーク１４の位置決めをする場合、まず、上下微動手段により、ローラー３８とワーク１４の上面との隙間高さを数ｍｍに調節する。なお、隙間高さを調節した後はローラー３８の高さは維持される。なお、ワーク１４の外周側面の一定位置には位置決め用のマークが予め付されている。

このような調節を行なった状態で、回転位置決め装置１０を含む回転位置決め工程を稼動させると、複数のワーク１４が図２に示すスターホイール２６によって一定間隔に配列されながらＸ軸正方向に送られて来る。そこで、プレート２８(ａ)及び２８(ｂ)に連結された関節アームが作動し、プレート２８(ａ)は図２にＡ(ａ)で示す方向（Ｘ軸負方向）に移動し、プレート２８(ｂ)は図２にＡ(ｂ)で示す方向（Ｘ軸負方向）に移動した後、プレート２８(ａ)はＢ(ａ)で示す方向（Ｙ軸負方向）に移動し、プレート２８(ｂ)はＢ(ｂ)で示す方向（Ｙ軸正方向）に移動することにより、把持手段１８が３個のワーク１４を挟持することとなる。把持手段１８がワーク１４を挟持した時、図１に示すように、ローラー３０及び３２がワーク１４の外周側面に接触し、各ワーク１４の上方に２個のローラー３８が位置することとなる。把持手段１８が３個のワーク１４を挟持する時、ローラー３８とワーク１４の上面との間には隙間が設けられているため、ローラー３８がワーク１４に干渉することはない。

次に、プレート２８(ａ)はＣ(ａ)で示す方向（Ｘ軸正方向）に移動し、プレート２８(ｂ)はＣ(ｂ)で示す方向（Ｘ軸正方向）に移動し、把持手段１８は３個のワーク１４をＸ軸正方向へ送る。ワーク１４がＸ軸正方向に送られている際には、ローラー３０が回転駆動してワーク１４がコンベヤ１２上で鉛直中心軸１６のまわりに回転させられる。

この時、図３に示すように、ローラー３０からワーク１４に対して押圧力Ｐが作用し、Ｚ軸正方向にはＰｃｏｓθ（θはＰとＺ軸との角度）が作用する。ローラー３２からもワーク１４に対して図示しない反力Ｎが作用し、Ｚ軸正方向には図示しないＮｃｏｓθが作用する。このため、ワーク１４がＺ軸正方向へ持ち上がってしまうことが考えられる。しかし、ローラー３８がワーク１４の上方に位置するためワーク１４の上昇は規制される。さらに、１個のワーク１４に対して２個ローラー３８によって規制するため、ワーク１４が上下に揺動しながら不規則な回転運動をしてしまうこともない。よって、ローラー３８は２個以上であることが望ましい。なお、特にワーク１４がテーパ形状の場合に、ワーク１４が持ち上がってしまうこと、又はワーク１４が不規則な回転運動をしてしまうことが多いと考えられるため、特にワーク１４がテーパ形状の場合に、より顕著且つより優れた本発明の効果が生じる。

次に、センサ３６がワーク１４の外周側面のマークを検知した瞬間若しくは検知から一定時間経過後にワーク１４の回転が停止させられ、３個のワーク１４が同一の一定方向に位置決めされる。ここで、上記のように、ワーク１４の上昇及び上下に揺動しながらの不規則な回転運動が防止されるため、正確に位置決めすることができる。

このようにして回転位置決めが行なわれた後、プレート２８(ａ)はＤ(ａ)で示す方向（Ｙ軸正方向）に移動し、プレート２８(ｂ)はＤ(ｂ)で示す方向（Ｙ軸負方向）に移動することにより、把持手段１８が３個のワーク１４を解放する。解放されたワーク１４はコンベヤ１２上を後工程へ送られて、種々の処理が行われる。ワーク１４は、正確に回転位置決めされているため、後工程における作業が容易である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態には限定されない。

例えば、図４に示す回転位置決め装置５０であっても良い。この回転位置決め装置５０は、２個のワーク１４を挟持して送りながら回転位置決めする態様である。２個のワーク１４を挟持した時、１個のワーク１４に対して２個のローラー３８が上方に位置することとなる。

また、図５に示す回転位置決め装置６０であっても良い。この回転位置決め装置６０は、ローラー３８の回動中心軸１７がワーク１４の鉛直中心軸１６と斜めに交叉している。この場合、キャップがドーム形状のワーク１４に使用することができる。ローラ３８によってワーク１４の転倒も防止できるため、ローラー３４を無くすことが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、本発明は図示したものには限定されない。例えば、本発明の回転位置決め装置により円柱形状のワークの回転位置決めを行なっても良い。その他、本発明の回転位置決め装置により回転位置決めするワークの形状は、円形の水平断面を有するものであれば、特に限定されない。また、本発明の回転位置決め装置により挟持するワークの個数は、２個又は３個には限定されず、１個又は４個以上であっても良い。また、規制手段は、把持されたワークの上方に位置する自由回動可能なローラーを備える場合であっても、回動中心軸が水平方向のローラーには限定されず、ワークの鉛直中心軸と一致する回動中心軸を備え、仮にワークが接触した場合にワークとともに回動可能なローラーであっても良い。

その他、本発明の技術的範囲には、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様も含まれる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、いずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。

本発明の回転位置決め装置によれば、ワークの回転位置決めを正確に行なうことができるとともに、汎用性を高めることができる。このため、円形の水平断面を有するワークの回転位置決め作業のために広く利用できる。

本発明の回転位置決め装置を示す正面図である。 図１の回転位置決め装置を示す平面図である。 図１の回転位置決め装置の作用を説明するための正面図である。 本発明の回転位置決め装置の他の実施形態を示す側面図である。 本発明の回転位置決め装置の更に他の実施形態を示す正面図である。

符号の説明

１０、５０、６０：回転位置決め装置
１２：コンベヤ
１４：ワーク
１６：鉛直中心軸
１７：回動中心軸
１８：把持手段
２０：回転手段
２２：停止手段
２４：規制手段
２６：スターホイール
２８(ａ)、２８(ｂ)：プレート
３０：ローラー
３２：ローラー
３４：ローラー
３６：センサ
３８：ローラー

Claims (4)

1. 円形の水平断面を有し一定間隔に配列されてコンベヤにより搬送されているワークを鉛直中心軸のまわりに回転させて一定の方向に向ける回転位置決め装置であり、
   前記ワークを挟持して把持する複数のローラー及び該複数のローラーが取り付けられたプレートを有し、該プレートを前記コンベヤの搬送方向へ移動させることにより、把持したワークを該コンベヤの搬送方向へ送る把持手段と、
   ワークを把持する前記ローラーを回転駆動させる回転駆動機構を有し、前記把持手段により把持されたワークを鉛直中心軸のまわりに回転させる回転手段と、
   前記ワークの外周側面の一定位置に付したマークを検知するセンサ、及び、該センサが該マークを検知した瞬間若しくは検知から一定時間経過後に、該ワークを把持して回転させる前記ローラーの回転を止める制御手段から構成され、回転させられる該ワークが一定方向に向いた時に停止させる停止手段と、
   前記把持手段により把持されたワークの上方に位置するように前記プレートに取り付けられ、回動中心軸のまわりに自由回動可能であり、該回動中心軸が前記ワークの鉛直中心軸と交叉若しくは一致するローラーを有し、該把持されたワークの上昇及び倒れを規制する規制手段と、
   を備えた回転位置決め装置。
2. 前記規制手段が、前記把持手段により把持されたワークの上方に位置する前記ローラーと、前記把持されたワークの側方に位置する自由回動可能なローラーとを備えて構成された請求項１に記載する回転位置決め装置。
3. 前記把持手段により把持されたワークの上方に位置する前記ローラーの回動中心軸が、前記ワークの鉛直中心軸と直交する請求項１又は請求項２に記載する回転位置決め装置。
4. 前記把持手段により把持されたワークの上方に位置する前記ローラーの回動中心軸が、前記ワークの鉛直中心軸と斜めに交叉する請求項１又は請求項２に記載する回転位置決め装置。

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