JP5075726B2 - 遠心脱水装置の脱水処理物保持装置 - Google Patents

Description

本発明は洗浄完了後の容器やケース等の脱水処理物を脱水処理するのに適する遠心脱水装置の脱水処理物保持装置に関する。

一般に、食料品等を入れて運ぶプラスチックで作られた容器やケース等にあっては定期的に洗浄され繰り返し使用される。

洗浄完了後の容器やケース等にあっては付着した水滴を取り除く手段として遠心脱水装置が用いられる。

遠心脱水装置の概要は、高速で回転する回転体に洗浄完了後の容器やケース等を固定セットし、回転体を高速回転させることで容器等に付着した水滴を遠心力の作用で外へ振り出し、水切りを行なう手段となっている。
特開２００４−２４９９４号公報

高速で回転する回転体の条件としては、高速回転が可能となるよう軽量化が図られていること、固定セットされた容器やケース等が回転体の中心位置に対して正しく正確に位置決めされていることが求められる。

この条件を満たさないと前者にあっては大型の動力を必要とする。後者にあっては重心位置の狂いによって振動が発生するようになるため、その振動に耐えられる剛性を備えた構造にすることで重量増につながる。重量増は軽量化と逆行し動力の大型化を招くと共に、高速回転が難しくなる等処理時間が長くなることにつながる。

特に、回転体は高速回転するところから容器やケース等を中心位置に対して正しく位置決めしないと振動の発生につながるため、手動による固定セットが一般的となっており、自動化のネックとなっていたものである。

そこで、本発明にあっては、正確な位置決めが自動的に迅速に行なえるようにすると共に大型の動力を必要とすることなく回転体の高速回転を可能とした遠心脱水装置の脱水処理物保持装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明にあっては、上下動可能な昇降テーブルの上昇時に、前記昇降テーブルの上面に載った矩形状の脱水処理物のコーナ部を上方から対角線上に保持する脱水処理物保持装置であって、前記脱水処理物保持装置は、駆動モータによって高速の回転動力が与えられる回転体と、前記回転体の中心を挟んで対向して配置され前記脱水処理物の対向する一対の対角のいずれか一方の各コーナ部を対角線上に保持する下向きに突出した一対の保持ピンと、前記回転体の中心を基準として左右対称に駆動されるクランク機構によって対向し合う一対の保持ピンを回転体の中心に対して同時に同一距離だけ前進及び後退させる保持ピン移動手段と、適宜位置に設定された前記各保持ピンの動きを拘束するピン拘束手段とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、保持ピン移動手段によって対角線上にコーナ部を保持する一対の対向し合う保持ピンを回転体の中心に対して同時に同一距離だけ前進又は後退させることができるため、昇降テーブルによって支持された脱水処理物に回転体の中心に対して位置づれがあったとしても、一対の対向し合う保持ピンによって回転体の中心位置へ移動させながら上方から保持するようになり、脱水処理物を正確に中心位置に位置決めした状態で確実に保持することができる。

脱水処理物の、いずれか一方の対角を一対の保持ピンで、脱水処理物を保持することが可能となることから、回転時のバランス崩れは起きず、そのため回転体を肉厚にする等して剛体に作る必要がなくなるため軽量化につながり、大型の動力を必要とすることなく高速回転が可能となる。

本発明を実施するにあたって、前記駆動モータは、脱水時の高速回転の外に大きさの異なる脱水処理物に対応して入力される操作スイッチからのスイッチ信号に基づき回転体を所定角度回転させる回転制御可能となることで、上昇テーブルによって上昇してくる大きさの異なる各脱水処理物の各コーナ部に対して、対向し合う一対の保持ピンを正しく保持できる位置に設定できるようにすることが望ましい。

以下、図１乃至図７の図面を参照しながら本発明にかかる遠心脱水機の実施形態について具体的に説明する。

始めに、図６は本発明にかかる遠心脱水機全体の概要説明図を示している。

遠心脱水機１は、矩形に形成された容器やケース等の脱水処理物３を搬送する搬送装置５と、搬送装置５によって送られてくる脱水処理物３を脱水位置の中心軸線Ｚ上で停止させる位置決めストッパ７と、位置決めストッパ７によって停止した脱水処理物３を脱水位置となる脱水処理物保持装置９まで上昇させる上下動可能な昇降テーブル１１とを備えている。

搬送装置５は、駆動プーリ１３と従動プーリ１５とに搬送ベルト１７がエンドレスに掛け回された構造となっていて、図７に示す如く所定の幅を有して左右一対のフレーム１９にそれぞれ支持されている。

各駆動プーリ１３は駆動モータＭ１によってそれぞれ回転動力が与えられることで搬送ベルト１７に矢印イ方向へ駆動するもので、脱水中の搬送ベルト１７は常に作動状態にある。

搬送ベルト１７は、洗浄完了後の脱水処理物３を搬送するもので、その外側には脱水処理物３を搬送方向に沿って正しくガイドするガイド板２１がそれぞれ設けられている。ガイド板２１は搬送ベルト１７と共に大きさの異なる脱水処理物３に対応してガイド幅Ｌの調整が可能となっている。

具体的には、搬送装置５の左右のフレーム１９に可動台２３を設け、その可動台２３を幅方向（矢印ロ）への移動を可能とする一対のガイドレール２５と移動用のねじ杆２７とによって移動装置２９を構成する。ねじ杆２７の右ねじ部２７ａ及び左ねじ部２７ｂは前記可動台２３のナット部２３ａと螺合し合い、例えば、ねじ杆２７の正転で左右の可動台２３、即ち、ガイド板２１は拡がる方向への移動が可能となる。また、逆転で左右の可動台２３、即ち、ガイド板２１は互いに近づく方向への移動が可能となっている。ねじ杆２７は正転、逆転可能な駆動モータＭ２によって回転動力が与えられる。

移動装置２９は、前後２箇所にそれぞれ配置され、前記駆動モータＭ２の回転動力はベベルギヤ等の入ったギヤボックス３０から伝導軸３１を介して各ねじ杆２７に同時に伝達される。これにより、前後に長い搬送装置５を脱水処理物３の大きさに対応したサイズのガイド幅Ｌに支障なく調整が行なえるようになっている。

位置決めストッパ７は、搬送ベルト１７と搬送ベルト１７の間に位置し、図６に示す如く脱水位置の中心軸線Ｚに対してストッパ部７ａが前進したストッパ位置ａから後退したストッパ位置ｂまで前進、後退が可能で、かつ、ストッパ部７ａが搬送装置５から上昇した作動位置ｃと下降した待機位置ｄとに上下動自在となっている。

ストッパ部７ａの作動位置ｃと待機位置ｄは、油圧等の第１の駆動装置３５によって垂直ロッド３７を上下動自在に制御することで行なわれる。

この場合、ストッパ部７ａが作動位置ｃにある時、脱水処理物３は脱水位置の中心軸線Ｚ上で停止するため、後続の脱水処理物３は待機ストッパＳによって待機位置で待機停止状態におかれることが望ましい。

待機ストッパＳは、昇降テーブル１１が上昇した脱水中とストッパ部７ａが下降した待機位置ｄにある時、パレット停止状態にあって、昇降テーブル１１が下降した脱水完了時とストッパ部７ａが上昇した作動位置ｃにある時、下降してパレット停止状態を解除するようになっている。

ストッパ部７ａのストッパ位置ａからストッパ位置ｂまでは、油圧等の第２の駆動装置３７によって水平ロッド３９を水平方向に伸長制御可能となる。

昇降テーブル１１は搬送ベルト１７と搬送ベルト１７の間に位置し脱水位置の中心軸線Ｚ上に配置され、昇降装置４１によって搬送装置５の搬送面よりテーブル上面が下位に位置する下降位置（実線）と脱水処理物保持装置９まで上昇する上昇位置（二点鎖線）とに上下動自在となっている。昇降テーブル１１のテーブル上面は脱水作動中も含めて脱水処理物３を支持する支持面となっている。

脱水処理物保持装置９は、回転数が正確に管理できる、例えば、サーボモータ等の駆動モータＭ３によって高速回転可能な回転体４３を有する。

駆動モータＭ３は脱水時の高速回転の外に、図６に示す如く制御部４５からの信号に基づいて所定角度回転可能（後述する）となっている。

回転体４３は、図１に示す如く軽量化を図るためにバランスよく多数の打ち抜き孔４３ａが設けられた円板に形成され、中心の取付けボス部４７は図３に示すように回転シャフト４９に装着支持されている。

回転シャフト４９は本体フレーム５１に支持された軸受部材５３によって回転自在に支持され、回転プーリ５５を有している。回転プーリ５５は前記した駆動モータＭ３のモータプーリ５７と伝導ベルト５９を介して伝導連結し駆動モータＭ３からの回転動力が与えられる。

回転体４３には対向し合う一対の保持ピン６１、６１と保持ピン移動手段６３とピン拘束手段６５がそれぞれ設けられている。

一対の保持ピン６１は、回転体４３の中心Ｐを通る中心軸線Ｘ上に前記中心Ｐを挟んで対向配置され、脱水処理物３の一方の各コーナ部３ａを対角線上に上から保持するよう下向きに突出している。

対向し合う一対の保持ピン６１は、脱水処理物３の大きさに対応して前進及び後退移動が可能となる一方、昇降テーブル１１に支持されて上昇してくる脱水処理物３の一方の対角線上の各コーナ部３ａに対して保持できる位置に位置決め可能となっている。

脱水処理物３の各コーナ部３ａに対する一対の保持ピン６１の位置決めは、図６に示す如く制御部４５からの信号に基づき所定角度回転する駆動モータＭ３によって行なわれる。即ち、制御部４５は第１，第２の操作スイッチＳ１，Ｓ２を有し、第１の操作スイッチＳ１は駆動モータＭ３を高速回転させる脱水用となっている。第２の操作スイッチＳ２は駆動モータＭ３を所定角度回転させることで対向し合う一対の保持ピン６１となる回転体４３の中心軸線Ｘを脱水処理物３の各コーナ部３ａに対して対角線上に位置決めする回転体位置決め用となって、第２の操作スイッチＳ２のスイッチ操作によって回転体４３の所定角度の回転が可能となる。

特に、脱水処理物３は正方形と長方形のものがあり、図１に示す如く正方形の場合には二点鎖線で示すように各コーナ部３ａの対角線は、大きさに関係なく中心軸線Ｘに沿って変化するため各コーナ部３ａの対角線に対して回転体４３を所定角度回転させて一対の保持ピン６１の中心軸線Ｘを一致させることで、大きいものから小さいものまでの対応が可能となる。

また、図２に示す如く長方形の場合には二点鎖線で示すように各コーナ部３ａの対角線は大きさによって中心軸線Ｘからθ分変化するところから脱水処理物３の大きさに対応して回転体４３を変化したθ分回転させることで各コーナ部３ａの対角線と中心軸線Ｘを一致させることで、大きいものから小さいものまでの対応が可能となっている。

一方、一対の保持ピン６１は可動体６７にそれぞれ固定支持され、各可動体６７は平行なガイドレール６９に沿ってスライド自在に支持されている。

対向し合う可動体６７、６７は、保持ピン移動手段６３によって同時に同一距離だけ回転体４３の中心Ｐに対して前進及び後退が可能となっている。

保持ピン移動手段６３は、対向し合う一対の保持ピン６１を回転体４３の中心Ｐに対して同時に同一距離だけ移動できる手段となっていればよく、本実施形態にあっては回転体４３の中心Ｐを基準として左右対称に形成されたクランク機構となっている。

具体的には図１に示す如く回転体４３の中心軸７１に回動自在に装着されたＴ型アーム７３の左右両アーム端７３ａから左右対称にクランクロッド７５を延長し、その延長端を可動体６７の中間部位に対してそれぞれ回動自在に枢着した構造となっている。

これにより、Ｔ型アーム７３が反時計方向へ回動することで可動体６７、即ち、対向し合う一対の保持ピン６１、６１は同時に同一距離だけ回転体４３の中心Ｐへ向けて前進（二点鎖線）が可能となる。

また、Ｔ型アーム７３が時計方向へ回動することで可動体６７、即ち、対向し合う一対の保持ピン６１、６１は同時に同一距離だけ中心Ｐから離れるよう外側へ向けて後退（二点鎖線から実線）が可能となる。一方Ｔ型アーム７３の下方アーム端７３ｂにはＴ型アーム７３を時計方向及び反時計方向へ回動させた位置でＴ型アーム７３の動きを拘束するピン拘束手段６５が設けられている。

ピン拘束手段６５は、Ｔ型アーム７３を時計方向及び反時計方向へ回動させる駆動部を兼ねる手段となっている。構造についてはＴ型アーム７３を時計方向、反時計方向へ回動させた位置で拘束できればよく手動で操作する手動タイプ、あるいは、動力で操作する動力タイプいずれでもよい。本実施形態にあっては動力タイプとなっている。

具体的には図１に示す如くシリンダ７７とピストン７９とからなるエアシリンダ装置８０となっている。エアシリンダ装置８０は一箇所の配置となるところから回転体４３のバランスをとるためにエアシリンダ装置８０と対称位置にバランスウエイト８１を配置する手段をとっている。

シリンダ７７は内部が第１、第２シリンダ室（図示していない）となっていて、図３に示す如く電磁弁８３を切換制御することで回転軸４４の軸心通路４５ａを介して図外のコンプレッサからエアが、例えば、第１シリンダ室に送り込まれると、ピストン７９が伸長すると共に第２シリンダ室のエアは外へ排出されるようになる。

また、第２シリンダ室にエアが送り込まれると伸長したピストン７９が縮小すると共に、第１シリンダ室のエアは外へ排出されることでピストン７９が伸縮し、ピストン７９の伸縮でＴ型アーム７３の時計及び反時計方向の回転動力が確保される。

電磁弁８３は、エアの流れをロックすることで、例えば、ピストン７９を所定の伸縮位置、即ち、各保持ピン６１、６１を前進又は後退した適宜位置で拘束するロック機能を備えている。

この場合、ピン拘束手段６５は動力タイプとなっているところから故障が発生した非常時に、対向し合う一対の保持ピン６１、６１をロックする非常用拘束装置８５を設けるようにすることが望ましい。

非常用拘束装置８５は、図４、図５に示す如く一対の保持ピン６１が設けられた可動体６７側にアーム状のロック部材８７を、回転体４３側にロック部材８７の爪部８７ａと係合し合う鋸歯状の係合凹部８９を備えた構造となっている。

ロック部材８７は、取付軸９１を支点として回動自在に枢着され、取付軸９１から上端までのアーム長Ｌ１と、下端までのアーム長Ｌ２までのアーム比はＬ１＞Ｌ２の関係に設定されている。

したがって、回転停止時には長いアーム長Ｌ１の自重Ｗによって図４実線で示す如く爪部８７ａが係合凹部８９から常時外れるようになることで可動体６７、即ち、一対の保持ピン６１の拘束解除状態が得られるようになり、自由に前進、後退移動が可能となる。

一方、回転時には、遠心力の作用を受ける長いアーム長Ｌ１によってロック部材８７は実線から二点鎖線位置へ回動し、爪部８７ａと係合凹部８９が係合し合う非常時の拘束状態が確保される。

このように構成された脱水処理物保持装置において、脱水処理物３が正方形の場合、昇降テーブル１１によって上昇支持された脱水処理物３に対して回転体４３を所定角度回転し、一方の各コーナ部３ａの対角線に対して対向し合う一対の保持ピン６１の中心軸線Ｘを位置合せした後、対向し合う一対の保持ピン６１を一杯に後退させた待機位置へ移動させる。

続いて対向し合う一対の保持ピン６１を回転体４３の中心Ｐに対して同時に同一距離だけ前進させることで脱水処理物３の各コーナ部３ａを対角線上に上から保持する。

この時、脱水処理物３は中心Ｐに対して位置ずれがあっても、同時に同一距離だけ前進する対向し合う一対の保持ピン６１により押されて中心へ向け移動し、脱水処理物３の大きさに関係なく中心位置に位置決めされた状態で確実に保持される。

一方、脱水処理物３が長方形の場合には、昇降テーブル１１によって上昇してくる脱水処理物３に対して回転体４３を所定角度回転し、各コーナ部３ａの対角線に対して対向し合う一対の保持ピン６１の中心軸線Ｘの位置合せを行なう。位置合せは脱水処理物３の大きさに対応して行なうと共に位置合せ完了後、対向し合う一対の保持ピン６１を一杯に後退させた待機位置とする。

続いて対向し合う一対の保持ピン６１を回転体４３の中心Ｐに対して同時に同一距離だけ前進させることで脱水処理物３の各コーナ部３ａを対角線上に保持する。

この時、脱水処理物３は中心Ｐに対して位置ずれがあっても、同時に同一距離だけ前進する対向し合う一対の保持ピン６１により押させて中心へ向かって移動し、脱水処理物３の大きさに関係なく中心位置に位置決めされた状態で確実に保持される。

この結果、回転時のバランス崩れは起こらず大型の動力を必要とすることなく高速回転による脱水が可能となり、脱水処理時間の短縮が図れる。

本発明にかかる脱水処理物保持装置の回転体を示した概要平面図。 長方形の脱水処理物の保持状態を示した図１と同様の回転体の概要平面図。 回転体を支持フレームによって支持した状態を示す概要説明図。 非常用拘束手段の概要側面図。 図４のＡ−Ａ線概要断面図。 本発明にかかる遠心脱水装置全体の概要説明図。 脱水処理物の大きさに対応して搬送装置を移動制御する移動装置の概要説明図。

符号の説明

３ 脱水処理物
３ａ コーナ部
４３ 回転体
６１ 保持ピン
６３ 保持ピン移動手段
６５ ピン拘束手段
Ｐ 中心
Ｍ３ 駆動モータ

Claims (2)

1. 上下動可能な昇降テーブルの上昇時に、前記昇降テーブルの上面に載った矩形状の脱水処理物のコーナ部を上方から対角線上に保持する脱水処理物保持装置であって、
   前記脱水処理物保持装置は、駆動モータによって高速の回転動力が与えられる回転体と、
   前記回転体の中心を挟んで対向して配置され前記脱水処理物の対向する一対の対角のいずれか一方の各コーナ部を対角線上に保持する下向きに突出した一対の保持ピンと、
   前記回転体の中心を基準として左右対称に駆動されるクランク機構によって対向し合う一対の保持ピンを回転体の中心に対して同時に同一距離だけ前進及び後退させる保持ピン移動手段と、
   適宜位置に設定された前記各保持ピンの動きを拘束するピン拘束手段とを備えていることを特徴とする遠心脱水装置の脱水処理物保持装置。
2. 前記クランク機構は、前記回転体の中心を中心にして回動自在に装着されたＴ型アームと、このＴ型アームの左右両アーム端から左右対称に延長された一対のクランクロッドと、前記一対の保持ピンを支持する可動体と、を有し、前記クランクロッドの延長端を前記可動体に回動自在に枢着して構成したことを特徴とする請求項１記載の遠心脱水装置の脱水処理物保持装置。

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