JP4822201B2

JP4822201B2 - スターホイール装置

Info

Publication number: JP4822201B2
Application number: JP2001296091A
Authority: JP
Inventors: さゆり岸上; 清治中島
Original assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Current assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003095431A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器を搬送するためのスターホイール装置に係り、特に、容器を吸着する吸着部を備え多数の容器を搬送することができるスターホイール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス壜やペットボトル等の容器を保持して所定の円弧状の搬送路に沿って搬送する装置として、スターホイール装置が知られている。このスターホイール装置には、容器が嵌まり込む複数のポケットを外周上に有するスターホイールと、ポケット毎に配置され容器の胴部を吸着する吸着パットと、吸着パットへの真空の供給を適宜に切り替える切換弁が配設された肉厚な円板状のバルブ本体と、真空源に連通する連通孔が内部に設けられた回転軸とを備えたものがある。
【０００３】
この種のスターホイール装置においては、スターホイールとバルブ本体は、回転軸と一体的に回転するように、それぞれ回転軸に固定されている。バルブ本体に配設された切換弁は吸着パットと同数だけ設置されており、切換弁と吸着パットとはそれぞれ配管を介して接続されている。そして、バルブ本体の内部には、バルブ本体が回転軸と接触する面である内周面から各切換弁にまで連通する複数の細くて長い孔が放射状に形成されている。回転軸に設けられた連通孔は、回転軸とバルブ本体との接触面で開口し、バルブ本体に設けられた前記複数の細くて長い孔に連通している。このようにして、真空源から吸着パットに至るまでの真空経路が形成されている。なお、回転軸とバルブ本体との気密性を確保するために、回転軸とバルブ本体との接触面にはＯリングが設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、生産性向上の要請から、多数の容器を吸着保持して搬送することのできるスターホイール装置が要望されている。上述したスターホイール装置においては、多数の容器を搬送するためには、スターホイールが保持することのできる容器の本数を増やせばよいが、同時に、バルブ本体に配設される切換弁の数も合わせて増やすことが必要となる。ここで、切換弁は、バルブの外周近傍で同一円周上に所定間隔をおいて配列されているので、切換弁の数が多くなるに従い、必然的に円板状のバルブ本体の外径が大きくなる。即ち、バルブ本体の外径は切換弁の数によってほぼ決定されることになる。従って、容器の搬送本数を多くするには、大径のバルブ本体を用いることが必要となるが、バルブ本体の外径が大きくなるに伴って、次のような問題が生じる。
【０００５】
第１に、バルブ本体の外径が大きくなると、回転軸から切換弁までの距離が長くなり、これに伴って、バルブ本体の内部に放射状に設けられている複数の細い孔も長くなる（深くなる）。しかしながら、孔径が小さくかつ非常に長い孔を形成することは加工技術上極めて困難である。
【０００６】
第２に、回転軸とバルブ本体との気密性を確保するために設けられたＯリングが、バルブの取外しの際に損傷しやすく、このため、損傷したＯリングにより気密性が失われて容器の吸着力が低下し、回転するスターホイールから容器が離脱して飛ばされてしまうおそれがあった。
第３に、バルブ本体の外径が大きくなるため、バルブ本体が重くなり、バルブ本体を含め、スターホイールを回転駆動するための所要動力を増大させていた。
【０００７】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、バルブ本体の加工性が良好でかつ軽量であり、真空経路のシール性が良好であり、容器の搬送本数を増やすことを可能としたスターホイール装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明は、被搬送物が嵌まり込むポケットが外周に複数設けられたスターホイールと、前記ポケット毎に設置され被搬送物を吸着して保持する複数の吸着部と、前記スターホイールを回転させる回転軸と、前記複数の吸着部と同数の切換弁が組み込まれたバルブ本体とを備え、前記吸着部はバルブ本体および回転軸内部の孔を介して真空源に連通されているスターホイール装置において、前記バルブ本体を中空状に形成し該バルブ本体の内壁面と前記回転軸との間に半径方向の間隔を設けるとともに、該バルブ本体を前記スターホイールに取り付け、前記バルブ本体の内部に環状の空間部を形成するとともに、前記切換弁が装着される複数の切換弁用孔を前記バルブ本体に形成し、該切換弁用孔を前記空間部の一部を通って形成することにより前記切換弁用孔と前記空間部とを連通させ、前記回転軸内部の孔と前記吸着部とを、少なくとも一部がバルブ本体を通らないで前記空間部に連通する経路および前記空間部から前記切換弁を経由する経路により接続したことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記バルブ本体の内壁に形成された環状の溝に沿って環状の平板を当接し、更に、前記平板にＯリングを圧接し、前記空間部の内周側を密閉したことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、肉厚な円板状のバルブ本体の代わりに、回転軸とは半径方向の間隔が形成されるように中空状のバルブ本体を設け、このバルブ本体の内部に設けられた環状の空間部には回転軸内部の孔からバルブ本体を迂回する経路を介して真空圧が供給され、そして、この空間部を介して各切換弁に真空圧が供給されるので、回転軸の内部に設けられた孔から各切換弁にまで連通する細くて長い孔が不要になる。従って、細い径に対して非常に長い孔をあけるという技術的に極めて困難であった加工上の制約が無くなるため、バルブ本体の大径化が可能となり、これにより、切換弁の数を増やしてスターホイールの容器の搬送本数を増やすことが可能となる。
【００１０】
また、バルブ本体は回転軸に離間して取り付けられているため、バルブ本体と回転軸とのシール部材としてのＯリングが不要になり、Ｏリングの損傷によるシール不良が回避される。更に、バルブ本体には中心に中空部が形成された円筒体であるため、従来の回転軸の外周面に接触し半径方向に肉厚な円板状のバルブ本体に比べて軽量化が図れ、スターホイールを回転駆動するモータの負荷を軽減させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るスターホイール装置の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係るスターホイール装置の断面図であり、図２は図１のＡ部拡大断面図である。図３（ａ）は本実施形態に係るスターホイール装置に使用されるバルブ本体の断面図であり、図３（ｂ）は本実施形態に係るスターホイール装置に使用されるバルブ本体の断面図である。図４（ａ）は本実施形態に係るスターホイール装置に使用されるバルブ本体の平面図であり、図４（ｂ）は本実施形態に係るスターホイール装置に使用されるバルブ本体の底面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るスターホイール装置は、第１円板部材１ａと、第２円板部材１ｂと、第３円板部材１ｃとにより構成されるスターホイール１を備えている。このスターホイール１の外周縁には壜等の容器２が嵌まり込む複数のポケット３が等間隔に配置されており、それぞれのポケット３には容器２を吸着して保持するための吸着部を構成する吸着パット４が設けられている。
【００１３】
スターホイール１は、固定用ボルト５によって回転軸６に固定されており、回転軸６に連結されたモータ（図示せず）によって高速で回転されるようになっている。この回転軸６の内部には、真空源２０に連通する連通孔６ａが設けられており、連通孔６ａの端部は、回転軸６とスターホイール１の第１円板部材１ａとの接触面で開口している。一方、スターホイール１の第１円板部材１ａの内部には、連絡孔１ｄが形成されており、連絡孔１ｄの一端は、上述した連通孔６ａの端部に対向して開口している。そして、連通孔６ａと連絡孔１ｄとはリップパッキン７を介して連通している。なお、この連絡孔１ｄは回転軸６の軸心を中心に４つ形成されており、それぞれ連通孔６ａと接続されている。また、本実施形態では、真空源２０として真空ポンプが使用されている。
【００１４】
スターホイール１の下面には円筒体からなるバルブ本体１１が固定されており、スターホイール１と一体的に回転するように、回転軸６の軸心とバルブ本体１１の中心とが一致するように取り付けられている。なお、図１及び図２に示すように、このバルブ本体１１の中心部に形成されている中空部の内周面と、回転軸６の外周面とは半径方向に所定間隔をおいて離間している。
【００１５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、バルブ本体１１は、円筒部材１１ａと、円筒部材１１ａの溝内に挿入されるとともに環状に成形された平板１８と、平板１８の内周側に配置されたＯリング１９とから構成されている。このバルブ本体１１の内部には、環状の空間部１２が形成されており、空間部１２は上述した４つの連絡孔１ｄと孔１１ｂを通じて連通している。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、バルブ本体１１の外周近傍には、複数の切換弁１３が装着される切換弁用孔１１ｃが同一円周上に均等な間隔で形成されている。これらの切換弁用孔１１ｃは吸着パット４と同数だけ設けられており、それぞれの切換弁用孔１１ｃは、空間部１２の一部を通って形成されていることにより、空間部１２と連通している。そして、それぞれの切換弁用孔１１ｃには切換弁１３が装着されている。
【００１６】
切換弁用孔１１ｃの外側には配管接続孔１１ｄが形成されており、切換弁用孔１１ｃと連通している。図１に示すように、この配管接続孔１１ｄには配管１４Ａが接続され、更に、配管１４Ａは，スターホイール１の第２円板部材１ｂと第３円板部材１ｃとの固着面でリップパッキン１５を介して配管１４Ｂに接続される。そして、配管１４Ｂは吸着部を構成する吸着パット４に接続されている。このようにして、真空源２０から、回転軸６を通り、バルブ本体１１を介して、各吸着パット４に至るまで連通する真空経路が形成されることになる。より詳しくは、回転軸６内部の連通孔６ａと吸着パット４とが、少なくとも一部がバルブ本体１１を通らずに回転軸６内部の連通孔６ａから空間部１２に連通する経路（スターホイール１に形成された連絡孔１ｄ）および空間部１２から切換弁１３を経由する経路により接続されている。なお、回転軸６内部の連通孔６ａとバルブ本体１１の空間部１２とをチューブ等により直接に接続してもよい。
【００１７】
前記切換弁１３の下方には、切換弁１３のスプール弁１３ａを押し上げるためのピストン１６が設けられており、切換弁１３の円周軌道の下方の所定位置に設置されている。切換弁１３がピストン１６の上方にくると、ピストン１６が作動して、切換弁１３のスプール弁１３ａを押し上げる。すると、切換弁１３が連通状態になり、真空ポンプの稼働中は常時真空圧になっている空間部１２から切換弁１３を通じて吸着パット４までの真空経路が形成され、吸着パット４が吸着可能な状態になる。また、ピストン１６と円周方向において離間する所定位置には、切換弁１３のスプール弁１３ａを押し下げて真空圧の供給を遮断するレバー１７が設けられている。このレバー１７の位置に切換弁１３がくると、スプール弁１３ａが押し下げられ、吸着パット４に通ずる真空経路が遮断され吸着パット４の吸着状態が解除される。
【００１８】
次に、上述したバルブ本体１１の内部に形成された空間部１２の形成方法について説明する。まず、図３（ｂ）に示すように、円筒部材１１ａの中心に形成されている中空部の内壁に全周に亘って環状の第１溝１２ａを形成し、更に、この第１溝１２ａと同一平面上に、第１溝１２ａよりも幅の広い環状の第２溝１２ｂを形成する。次に、図３（ａ）に示すように、第２溝１２ｂの幅とほぼ同じ幅をもつ環状に成形された平板１８を、第１溝１２ａと第２溝１２ｂとの段差部に全周に亘って当接し、更に、平板１８の外側からＯリング１９を圧接して平板１８を押さえつける。即ち、空間部１２は、環状の平板１８と、Ｏリング１９とにより内周側が密閉（シール）されることになる。このように構成された空間部１２には、上述したように、真空源２０（真空ポンプ）に連通するための孔１１ｂが設けられており、この孔１１ｂを介して真空源２０からの負圧が空間部１２に発生するので、環状の平板１８が空間部１２に向かって吸引されて空間部１２の内部の気密性が確保される。
【００１９】
次に、上述のように構成されたスターホイール装置の動作について説明する。
モータによって回転軸６が回転されると、スターホイール１及びバルブ本体１１が回転する。そして、所定位置にあるピストン１６によりスプール弁１３ａが押し上げられて切換弁１３が作動し、吸着パット４が吸着可能な状態になる。この状態で、図示しないコンベアや別のスターホイール装置等により搬送されてきた容器２は、順次スターホイール１のポケット３に取り込まれ、同時に、容器２の側面が吸着パット４により真空吸着される。そして、容器２が吸着パット４により保持された状態でスターホイール１及びバルブ本体１１がレバー１７の位置にまで回転すると、このレバー１７によりスプール弁１３ａが押し下げられて切換弁１３の作動が解除され真空経路が遮断される。すると、吸着パット４による容器２の吸着が解除され、容器２はスターホイール１から離脱する。
【００２０】
上述のように構成された本実施形態に係るスターホイール装置によれば、回転軸６の連通孔６ａからバルブ本体１１を迂回した経路（連絡孔１ｄ）を介して、バルブ本体１１の内部の空間部１２を負圧にし、この空間部１２から各切換弁１３に負圧を分配しているため、各切換弁１３に負圧を供給するための細くて長い孔を設けることが不要になる。この結果、バルブ本体１１を大径化させて切換弁１３の設置数を増やすことができ、スターホイール１が搬送することのできる容器２の本数を増やすことが可能になる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バルブ本体に設けられた環状の空間部には回転軸内部の孔からバルブ本体を迂回する経路を介して真空圧が供給され、そして、この空間部を介して各切換弁に真空圧（負圧）を供給するので、従来のように回転軸の内部に設けられた孔から各切換弁にまで連通する細くて長い孔が不要になる。従って、小さい直径に対して非常に長い孔をあけるという技術的に極めて困難であった加工上の制約が無くなるため、バルブ本体の大径化が可能となり、これにより、切換弁の数を増やしてスターホイールの容器の搬送本数を増やすことが可能となる。
【００２２】
また、バルブ本体の内周面は回転軸の外周面から離間して取り付けられているため、バルブ本体と回転軸とをシールするためのＯリングが不要になり、Ｏリングの損傷によるシール不良が回避される。更に、バルブ本体は中心に中空部が形成された円筒体であるため、従来の回転軸の外周面に接触し半径方向に肉厚な円板状のバルブ本体に比べて軽量化が図れ、スターホイールを回転駆動するモータの負荷を軽減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスターホイール装置の一実施形態の断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明に係るスターホイール装置の一実施形態に使用されるバルブ本体の断面図であり、図３（ｂ）は本発明に係るスターホイール装置の一実施形態に使用されるバルブ本体の断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明に係るスターホイール装置の一実施形態に使用されるバルブ本体の平面図であり、図４（ｂ）は本発明に係るスターホイール装置の一実施形態に使用されるバルブ本体の底面図である。
【符号の説明】
１スターホイール
２容器
３ポケット
４吸着パット
５固定用ボルト
６回転軸
７、１５リップパッキン
１１円筒体
１２空間部
１３切換弁
１４配管
１６ピストン
１７レバー
１８平板
１９Ｏリング

Claims

被搬送物が嵌まり込むポケットが外周に複数設けられたスターホイールと、前記ポケット毎に設置され被搬送物を吸着して保持する複数の吸着部と、前記スターホイールを回転させる回転軸と、前記複数の吸着部と同数の切換弁が組み込まれたバルブ本体とを備え、前記吸着部はバルブ本体および回転軸内部の孔を介して真空源に連通されているスターホイール装置において、
前記バルブ本体を中空状に形成し該バルブ本体の内壁面と前記回転軸との間に半径方向の間隔を設けるとともに、該バルブ本体を前記スターホイールに取り付け、前記バルブ本体の内部に環状の空間部を形成するとともに、前記切換弁が装着される複数の切換弁用孔を前記バルブ本体に形成し、該切換弁用孔を前記空間部の一部を通って形成することにより前記切換弁用孔と前記空間部とを連通させ、前記回転軸内部の孔と前記吸着部とを、少なくとも一部がバルブ本体を通らない前記回転軸内部の孔から前記空間部に連通する経路および前記空間部から前記切換弁を経由する経路により接続したことを特徴とするスターホイール装置。
前記バルブ本体の内壁に形成された環状の溝に沿って環状の平板を当接し、更に、前記平板にＯリングを圧接し、前記空間部の内周側を密閉し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。