JP4895764B2 - 容器制動装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンベアにて搬送中の容器を制動させる容器制動装置に関する。

従来から、コンベアにて搬送されているビール壜等の容器に対して回転体に設けられた係合部を係合させて容器を制動させる容器制動装置が知られている。このような容器制動装置は、容器を確実に制動できるようにするため、対象となる容器の大きさ、例えば容器胴部の外径に合わせて回転体の係合部が位置決めされている。このため、容器の大きさが変わった場合には、容器と係合部との位置関係が変化して係合部にて容器を確実に制動できない場合がある。

そこで、容器の大きさの変更に対応できる容器制動装置として、コンベアの側方に配置される回転体と、この回転体の回転中心から放射状に出没自在な状態で回転体に設けられた複数のストッパ部材とを有し、回転体からのストッパ部材の突出量を容器の種類に合わせて変更するとともに、コンベアに対する回転体の相対位置を変更するものがある（特許文献１）。この容器制動装置は、ストッパ部材の突出量を変更すると、回転体の回転中心からストッパ部材の先端までの距離が変わると同時に隣り合う二つのストッパ部材の間隔が変わるので、容器の大きさの変更に柔軟に対応することができる。

また、回転体の周縁部に等間隔で並べられ、かつ回転体に対して揺動自在に設けられた複数の係合爪を有し、隣り合う二つの係合爪の間隔を調整できるようにそれらの係合爪の傾きを変化させて容器の大きさの変更に対応できるようにした容器制動装置も知られている（特許文献２）。

特開平９−１２１４４号公報 特開平７−４１１６４号公報

これらの文献に記載された容器制動装置は、容器を制動する係合部としてのストッパ部材や係合爪を回転体に対して相対移動させる機構が不可欠であるため構造が複雑化する問題がある。

そこで、本発明は、簡素な構造で容器の大きさの変更に対応できる容器制動装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の容器制動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。

本発明の容器制動装置（４）は、コンベア（２）にて搬送される容器（ＢＴ）を制動できる複数の係合部（２５）が一定のピッチで外周に設けられ、かつ回転中心（Ｃ）から前記複数の係合部のそれぞれの先端までの距離が不変である回転体（１８）と、前記回転体の回転を制限できる回転制限手段（１９）と、前記回転体の前記回転中心から前記コンベアの中心線（ＣＬ）までの距離（Ｚ）を変更できるように前記回転体を移動させる回転体移動手段（７）と、前記コンベアの側方に配置されたベース（５）と、前記回転体を回転可能に支持し、かつ前記回転体の回転軸線（Ａｘ２）と平行な所定の軸線（Ａｘ１）の回りに回転可能な状態で前記ベースに設けられた支持部材（１５、１６、１７、２２）と、を備え、前記回転体移動手段は、前記支持部材を前記所定の軸線回りに回転させる支持部材駆動手段（３１）を備えることにより、上述した課題を解決する。

この容器制動装置によれば、回転体の移動によりその回転中心からコンベアの中心線までの距離が変わるので、コンベアに対する係合部の先端の相対位置を変更できる。これにより、容器の大きさが変わった場合でも、その相対位置を変更することで容器に対する係合状態を調整できるため、回転制限手段にて回転体の回転を制限することにより容器を確実に制動できる。回転体は複数の係合部が一定のピッチで外周に並べられ、かつ回転中心から複数の係合部の先端までの距離が不変であればよいので、簡素な構造で回転体を実現できる。つまり、この容器制動装置によれば、複数の係合部を回転体に対して相対移動できるようにするための格別な構造が不要である。なお、本発明において制動とは搬送中の容器の移動速度を減速させることを意味し、容器を停止させることも含む概念である。

回転体はどのような態様で実現してもよいが、例えば本発明の一態様として、前記回転体は、隣り合う二つの前記係合部がそれらの先端よりも前記回転中心側へ後退する湾曲面（２６）にて繋がれたスターホイール（２１）を備えていてもよい。この場合、隣り合うの係合部が湾曲面にて繋がれているのでそれぞれの係合部の強度が向上し、その結果回転体の耐久性が向上する。

本発明において回転体の回転を制限するとは、回転体の自由な回転を妨げることを意味し、回転体を完全に停止させることも、回転体の回転は許容するが回転体を所定速度を超えて回転しないようにすることも含まれる。本発明の一態様において、前記回転制限手段は、前記回転体の前記回転中心よりも径方向外側に、前記回転体と一体回転可能な状態で設けられた制動部材（２７）と、前記制動部材の通過範囲から離れる解除位置（図１の実線の位置）と前記通過範囲に干渉する制動位置（図１の想像線の位置）との間で移動する可動部材（２８）と、前記可動部材を移動させる可動部材駆動手段（２９）とを備えてもよい。この態様によれば、可動部材が制動位置に移動すると、可動部材が制動部材の通過範囲に干渉するため回転体と一体回転する制動部材が可動部材に突き当たり回転体の回転が停止される。そして、可動部材が解除位置に移動すると、制動部材の通過範囲から離れるため回転体の回転が許容される。

この態様においては、前記制動部材として、一定のピッチで前記回転中心を中心とした同一円周上に並べられた複数の制動部材が設けられており、前記可動部材が前記制動位置で保持される時間が調整されるように、前記可動部材駆動手段を制御する可動部材制御手段（３２）を更に備えてもよい。この場合、複数の制動部材が同一円周上に一定ピッチで並べられているため、可動部材が制動位置で保持される時間を調整することで、回転体を所望のピッチで間欠的に回転させることができる。これにより、コンベアにて複数の容器が連続的に搬送される場合には、回転体を間欠的に動作させることで容器相互間の間隔を整えて下流側に送り出すことができるようになる。

支持部材駆動手段及び可動部材駆動手段はどのような態様でもよく、例えば、前記支持部材駆動手段及び前記可動部材駆動手段の少なくとも一つが、圧縮空気にてそのピストンロッド（２９ａ、３１ａ）を進退させるとともに、前記ピストンロッドを所定の位置で保持できるエアシリンダ装置（２９、３１）として構成されていてもよい。一般にエアシリンダ装置は電動機などと比べて動作速度が速く、しかもピストンロッドを所定の位置で保持できるため、本発明に係る支持部材駆動手段や可動部材駆動手段の一態様として適している。なお、これらの駆動手段の少なくとも一つがエアシリンダ装置であればよいが、両方の駆動手段をエアシリンダ装置で構成した場合には、圧縮空気の供給源を共用できる利点がある。

以上説明したように、本発明によれば、回転体の移動によりその回転中心からコンベアの中心線までの距離が変わるので、コンベアに対する係合部の先端の相対位置を変更できる。これにより、容器の大きさが変わった場合でも、その相対位置を変更することで容器に対する係合状態を調整できるため、回転制限手段にて回転体の回転を制限することにより容器を確実に制動できる。回転体は複数の係合部が一定のピッチで外周に並べられ、かつ回転中心から複数の係合部の先端までの距離が不変であればよいので、簡素な構造で回転体を実現できる。また、容器の大きさに合わせた回転体をそれぞれ専用で用意し、容器の大きさが変わる場合に回転体を交換するという型替作業が不要となる。

図１は本発明の一形態に係る容器制動装置が組み込まれた容器搬送装置を示し、図２は図１の容器搬送装置を同図の矢印IIの方向から見た状態を示している。容器搬送装置１は円筒状の胴部の下端に底部が形成されたガラス製の壜ＢＴを搬送対象の容器とし、その壜として大中小の三種類の大きさを持つ大壜、中壜及び小壜を搬送することができる。図１及び図２は、容器搬送装置１が壜ＢＴとして最も大きい大壜を搬送する状態を示している。

容器搬送装置１は図１の左側から右側へ向かって一定速度で走行するコンベア２と、コンベア２の上方に配置され、搬送中の壜ＢＴをコンベア２の走行方向と同方向に案内する上下一対の壜ガイド３と、コンベア２の側方（図１の下方）に配置されて搬送中の壜ＢＴを制動する容器制動装置４とを備えている。容器制動装置４としては例えばロータリストッパが使用され、コンベア２の下流に位置する次工程に送り出される壜ＢＴの導入タイミングや、連続的に搬送される壜ＢＴの相互の間隔を調整するために搬送中の壜ＢＴに制動を加えることができるように構成されている。このような機能を実現するため、容器制動装置４は、コンベア２との位置関係が固定された状態でコンベア２の側方に配置されるベース５と、ベース５に回転可能な状態で取り付けられて壜ＢＴに制動を加える制動ユニット６と、制動ユニット６を移動させる回転体移動手段としての移動機構７とを備えている。ベース５は上下に水平に配置された上板１０及び下板１１が３本の円柱状の支柱１２（図２は両側の２本のみ示す。）にて連結されることにより構成されている。

図２に示すように、制動ユニット６はベース５の上板１０と下板１１との間に配置され、かつ図の左側に位置する支柱１２の軸線Ａｘ１の回りに回転可能な状態で上下一対の軸受１４を介してベース５に取り付けられている。制動ユニット６は上下に水平に配置された上板１５及び下板１６を有し、上板１５及び下板１６は２本の円柱状の支柱１７（図２は右端の１本のみ示す。）にて連結されている。また、図１及び図２に示すように、制動ユニット６は搬送中の壜ＢＴを制動するための回転体としてのホイール装置１８と、ホイール装置１８の回転を制限するための回転制限手段としての回転制限機構１９とを備えている。なお図２では回転制限機構１９の主要部分の図示を省略した。

ホイール装置１８は、上板１５と下板１６の間に配置されて上下方向に延びる回転軸２０と、その回転軸２０対して固定された上下一対のスターホイール２１とを備えている。回転軸２０は軸線Ａｘ２の回りを回転可能な状態で、その両端部が上板１５及び下板１６に取り付けられた一対の軸受ユニット２２により支持されている。回転軸２０は断面六角形のホイール取付部２０ａを有し、そのホイール取付部２０ａはスターホイール２１に形成された六角穴２１ａと嵌り合うように構成されている。一対のスターホイール２１は回転軸２０の中央部に設けられた後述の制動部材２７を挟み込むようにして回転軸２０のホイール取付部２０ａに嵌め込まれており、ホイール取付部２０ａと六角穴２１ａとが嵌り合うことで回り止めされている。図２に詳しく示したように、一対のスターホイール２１の上下には押え板２３が設けられる。それらの押え板２３は回転軸２０と軸受けユニット２２との間に介在するスペーサ２４に突き当たり、これによりスターホイール２１の軸線Ａｘ２方向への移動が阻止される。上板１５、下板１６、支柱１７及び軸受ユニット２２の組み合わせにより本発明に係る支持手段が構成される。

図１に示すように、スターホイール２１は、回転中心Ｃに関する中心角が６０°である一定のピッチで外周に設けられた６つの係合部２５を有している。これらの係合部２５の先端は回転中心Ｃを中心とした同一円周上に並ぶ。つまりスターホイール２１は回転中心Ｃから各係合部２５の先端までの距離が不変となるように構成されている。隣り合う二つの係合部２５はこれらの先端よりも回転中心Ｃ側へ後退する湾曲面２６にて繋がれている。湾曲面２６は壜ＢＴを保持するポケットとして機能することもできる。図１に示すように、係合部２５の先端から壜ガイド３までの距離が壜ＢＴの外径よりも十分に狭くなるように位置決めされているため、コンベア２にて搬送された壜ＢＴは係合部２５に係合して制動される。

回転制限機構１９は、ホイール装置１８の回転を停止させることと、その回転を許容することとを切り替えて壜ＢＴの制動状態を制御する。この機能を実現するため、回転制限機構１９はホイール装置１８の回転中心Ｃよりも径方向外側に位置し、かつ一体回転可能な状態で回転軸２０に取り付けられた６つの制動部材２７と、これらの制動部材２７の通過範囲に出没するように移動する可動部材としての制動レバー２８と、制動レバー２８を移動させる可動部材駆動手段としての制動用エアシリンダ装置２９とを備えている。６つの制動部材２７は回転中心Ｃに関する中心角が６０°となる一定のピッチで、かつ回転中心Ｃを中心とする同一円周上に並べられるようにしてボルト等の締結手段を介して回転軸２０に取り付けられている。

図１に示すように、制動レバー２８は、上板１５と下板１６とを連結する支柱１７の軸線Ａｘ３の回りに回転できるように取り付けられるとともに、一対のスターホイール２１間に形成された隙間Ｇ（図２）に挿入できる板厚を持ち、かつその隙間Ｇに挿入できる高さに設置されている。制動用エアシリンダ装置２９は圧縮空気にてそのピストンロッド２９ａを進退させるとともに、そのピストンロッド２９ａを所定の位置で保持できる周知のものである。制動用エアシリンダ装置２９は、その一端部（図１の左側）が上板１５と下板１６との間に取り付けられたブラケット３０に、その他端部（図１の右側）が制動レバー２８の端部にそれぞれ回転自在に取り付けられている。制動用エアシリンダ装置２９のピストンロッド２９ａは図１の実線の位置と想像線の位置との間で進退する。これにより、制動レバー２８は制動部材２７の通過範囲から離れる図１の実線で示す解除位置と、その通過範囲に干渉する制動位置との間で移動する。制動レバー２８が制動位置に保持された場合、制動部材２７が制動レバー２８に突き当たるためホイール装置１８の回転が停止する。この場合、係合部２５の先端から壜ガイド３までの距離が最も狭くなる位置でホイール装置１８が停止するため、搬送中の壜ＢＴと係合部２５とが係合して壜ＢＴが停止する。制動レバー２８が制動位置から解除位置へ切り替えられると、ホイール装置１８の回転が許容されるので壜ＢＴの移動が再開される。コンベア２にて壜ＢＴが次々に搬送される場合、制動レバー２８が制動位置に保持される時間を調整することにより、容器制動装置４の下流側に送り出される壜ＢＴの間隔を整えることができる。

図１の状態では、搬送対象の壜ＢＴが大壜から中壜に変わった場合でも、その中壜の外径よりも係合部２５の先端から壜ガイド３までの距離が十分に狭いため、コンベア２にて搬送中の中壜を制動することができる。しかし、壜ＢＴが小壜に変わった場合には係合部２５の先端から壜ガイド３までの距離が小壜の外径よりも十分に狭くないためその小壜を制動することができない。そこで、移動機構７は、制動ユニット６を軸線Ａｘ１の回りに回転移動させることにより、ホイール装置１８の回転中心Ｃからコンベア２の中心線ＣＬまでの距離Ｚを短くし、係合部２５の先端から壜ガイド３までの距離を小壜の外径よりも十分に狭くする。この機能を実現するため、移動機構７は支持部材駆動手段としての移動用エアシリンダ装置３１を備えている。移動用エアシリンダ装置３１は制動用エアシリンダ装置２９と同様に、圧縮空気にてピストンロッド３１ａを進退させるとともに、そのピストンロッド３１ａを所定の位置で保持できる周知のものである。移動用エアシリンダ装置３１は、その一端部（図１の下側）がベース５の上板１０に取り付けられたブラケット３５（図２）に、その他端部（図１の上側）が制動ユニット６の上板１５にそれぞれ回転自在に取り付けられている。なお、図１に示すように、移動用エアシリンダ装置３１と制動ユニット６との連結部と、ベース５の上板１０との干渉を避けるため、その上板１０には切り欠き部１０ａが形成されている。移動用エアシリンダ装置３１は図１に示した状態と図３に示した状態との間でピストンロッド３１ａを進退させる。これにより、制動ユニット６は図１に示した大壜及び中壜用の第１の位置と、図３に示した小壜用の第２の位置との間で軸線Ａｘ１の回りに回転移動する。図３に示した第２の位置は制動ユニット６が図１に示した第１の位置よりもコンベア２側に近い。つまり、第２の位置はホイール装置１８の回転中心Ｃからコンベア２の中心線ＣＬまでの距離Ｚが第１の位置の距離Ｚよりも短くなるため、係合部２５の先端から壜ガイド３までの距離が小壜である壜ＢＴの外径よりも十分に狭くなる。従ってコンベア２にて搬送された小壜である壜ＢＴを係合部２５にて制動できるようになる。

図１に示すように、制動用エアシリンダ装置２９及び移動用エアシリンダ装置３１の動作は制御ユニット３２にて制御される。制御ユニット３２は所定の圧力供給源１００から供給された圧縮空気を制動用エアシリンダ装置２９及び移動用エアシリンダ装置３１のそれぞれへ適宜分配し、かつ圧縮空気の供給状態を調整できるエア供給部３３と、エア供給部３３を操作してこれらのエアシリンダ装置２９、３１への圧縮空気の供給状態を制御する動作制御部３４とを備えている。動作制御部３４はハードウエア制御回路によって実現されてもよいし、コンピュータユニットによって実現されてもよい。動作制御部３４には搬送対象の壜ＢＴの壜種（大壜、中壜、小壜）に応じた壜種信号Ｓａが入力されるとともに、壜ＢＴを制動ユニット６にて停止させるべき停止時間に応じた停止信号Ｓｂが入力される。

動作制御部３４は、壜種信号Ｓａが入力されると、その壜種信号Ｓａに基づいて制動ユニット６が図１に示した第１の位置又は図３に示した第２の位置のいずれかに保持されるように、エア供給部３３を操作して移動用エアシリンダ装置３１の動作を制御する。壜種信号Ｓａが壜種として大壜又は中壜を示している場合には制動ユニット６が第１の位置に保持され、壜種信号Ｓａが壜種として小壜を示している場合には制動ユニット６が第２の位置に保持される。また、動作制御部３４は、停止信号Ｓｂが入力されると、停止信号Ｓｂが指定する停止時間だけ回転制限機構１９の制動レバー２８が制限位置に保持され、かつその停止時間が過ぎれば制限位置から解除位置に切り替えられるように、エア供給部３３を操作して制動用エアシリンダ装置２９の動作を制御する。これにより制御ユニット３２は本発明に係る可動部材制御手段として機能する。動作制御部３４に対して停止信号Ｓｂが所定の周期で逐次入力されることで、ホイール装置１８の所望のピッチでの間欠的な回転運動が実現される。これによって搬送中の壜ＢＴの停止時間を調整することができるため、連続的に搬送される壜ＢＴの相互の間隔を調整することができる。

本発明は以上の形態に限定されず、種々の形態で実現できる。回転体移動手段は種々の形態で実現してよい。例えば、送りねじとそのねじに噛み合うナットを備えたねじ機構と、その送りねじを回転駆動する駆動手段とを移動機構７に置き換えてもよい。このような置換を行うことで、図１に示した第１の位置及び図３に示した第２の位置の二つの位置に限定されずに制動ユニット６を任意の位置に移動させることができる。

回転制限手段は上述した形態のように機械的な接触を生じさせて回転体を制動するものに限定されず、例えば、回転制限手段として、回転軸２０を回転駆動する電動機と、回転軸２０が所定の回転速度を超えて回転しないように電動機を制御する制御手段とを設けてもよい。この場合の回転軸２０の回転速度は、コンベア２にて搬送される壜ＢＴを制動できるように、係合部２５の先端の接線方向の速度がコンベア２の走行速度よりも遅くすることが望ましい。

本発明の一形態に係る容器制動装置が組み込まれた容器搬送装置を示した図。 図１の容器搬送装置を同図の矢印IIの方向から見た状態を示した図。 図１の移動機構によって制動ユニットが第２の位置に移動した状態を示した図。

符号の説明

２ コンベア
４ 容器制動装置
５ ベース
７ 移動機構（回転体移動手段）
１８ ホイール装置（回転体）
１９ 回転制限機構（回転制限手段）
２１ スターホイール
２５ 係合部
２６ 湾曲面
２７ 制動部材
２８ 制動レバー（可動部材）
２９ 制動用エアシリンダ装置（可動部材駆動手段）
３１ 移動用エアシリンダ装置（支持部材駆動手段）
３２ 制御ユニット（可動部材制御手段）
ＢＴ 壜（容器）
ＣＬ コンベアの中心線
Ｃ 回転中心
Ａｘ１ 軸線（所定の軸線）
Ａｘ２ 軸線（回転軸線）
Ｚ 回転中心からコンベアの中心線までの距離

Claims (5)

1. コンベアにて搬送される容器を制動できる複数の係合部が一定のピッチで外周に設けられ、かつ回転中心から前記複数の係合部のそれぞれの先端までの距離が不変である回転体と、前記回転体の回転を制限できる回転制限手段と、前記回転体の前記回転中心から前記コンベアの中心線までの距離を変更できるように前記回転体を移動させる回転体移動手段と、前記コンベアの側方に配置されたベースと、前記回転体を回転可能に支持し、かつ前記回転体の回転軸線と平行な所定の軸線の回りに回転可能な状態で前記ベースに設けられた支持部材と、を備え、
   前記回転体移動手段は、前記支持部材を前記所定の軸線回りに回転させる支持部材駆動手段を備えることを特徴とする容器制動装置。
2. 前記回転体は、隣り合う二つの前記係合部がそれらの先端よりも前記回転中心側へ後退する湾曲面にて繋がれたスターホイールを備えていることを特徴とする請求項１に記載の容器制動装置。
3. 前記回転制限手段は、前記回転体の前記回転中心よりも径方向外側に、前記回転体と一体回転可能な状態で設けられた制動部材と、前記制動部材の通過範囲から離れる解除位置と前記通過範囲に干渉する制動位置との間で移動する可動部材と、前記可動部材を移動させる可動部材駆動手段とを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器制動装置。
4. 前記制動部材として、一定のピッチで前記回転中心を中心とした同一円周上に並べられた複数の制動部材が設けられており、
   前記可動部材が前記制動位置で保持される時間が調整されるように、前記可動部材駆動手段を制御する可動部材制御手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の容器制動装置。
5. 前記支持部材駆動手段及び前記可動部材駆動手段の少なくとも一つが、圧縮空気にてそのピストンロッドを進退させるとともに、前記ピストンロッドを所定の位置で保持できるエアシリンダ装置として構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の容器制動装置。

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