JP5110481B2 - ホイール垂直調整装置を備えるスターホイール搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は物品搬送業に関連し、より詳細には容器製造／充填業に関する。

容器製造／充填業においては、容器は第１の動作（例えば成形等）が実行される第１の位置から第２の動作（例えば充填等）が実行される第２の位置まで高い速度率で搬送される場合が多い。

例えば特許文献１（Ｖａｌｌｅｓ）および特許文献２（Ｈｕｍｅｌｅ）に開示されているように、一般的に、容器搬送装置は複数の隣接する搬送装置を備え、当該搬送装置は容器を装填／解放する複数の容器把持部材を備える少なくとも１個の回転スターホイール搬送装置を備える。

高い速度率（最高で時間当たり容器数万個）を考慮すると、隣接する搬送装置が相互に対して適切および正確に配置されていることが重要である。でなければ、容器が搬送装置に不適切に装填され、その結果、容器輻輳および装置停止の原因となる。垂直方向の配置は、最重要事項の一つである。

従来の搬送装置においては、一般的に装置基盤に対して装置全体を移動することにより搬送装置の垂直方向の配置を調節する。搬送装置１個の重量（最高１トン）を考慮すると、上記のような解決方法は時間および労力を要する。更に、調節では、求められる用途に対して正確性において十分ではない。他の解決方法においては、垂直方向の配置はホイールおよび支持ハブ間において着脱可能な剥離可能なシムを介して実行される。上記のような解決方法によれば、正確な垂直調整が間違いなく可能である。しかしながら、ホイールをハブから分離する必要があり、同様に時間および労力を要する。

米国特許第５、６８３、７２９号 米国特許第６、５２０、３１８号

したがって、本発明の目的は、垂直方向の配置が容易に調節可能な物品搬送装置を提供することである。

本発明の他の目的は、垂直方向の配置を迅速に調節可能な物品搬送装置を提供することである。

本発明の他の目的は、垂直方向の配置を正確に調節可能な物品搬送装置を提供することである。

提案する物品搬送装置は、周縁において実装される複数の把持装置を有するスターホイールと、回転駆動軸と、前記ホイールを前記駆動軸に結合するハブと、前記スターホイールを前記ハブに結合する調節可能な係合装置とを備え、前記係合装置の各々は、前記ハブに設けられる孔内に締着されるネジ部を有し、前記ハブの上面から突出する構造体と、前記ハブの下面から突出するヘッド部と、中央孔とを有するドリフトボルトと、前記ドリフトボルトの前記ヘッド部および前記ハブの前記下面間に挿入され、所定の厚さを有し、それにより前記スターホイールが前記ハブに対する所定の間隙を介して前記ドリフトボルトの上面に配置されるよう構成されるワッシャと、前記孔内に実装され、前記ドリフトボルトから突出し、前記ホイールに設けられる孔内に締着されるネジ部を有し、これにより前記ホイールを前記ハブに係合するボルトとを有する。

本発明の上記およびその他の目的、および利点は、好ましい実施の形態の詳細な説明および添付の図面を参照すれば明らかである。

図１は、本発明によるスターホイール搬送装置の上面斜視図である。 図２は、本発明によるスターホイール搬送装置の底面斜視図である。 図３は、図１に示すスターホイール搬送装置の正面断面図である。 図４は、図３に示すスターホイール搬送装置における細部ＩＶの拡大断面図である。 図５は、図３に示すスターホイール搬送装置の線Ｖ−Ｖに沿った底面断面図である。

図を参照して、図は液体飲料用ボトル等の容器を、装填位置Ｐ１から解放位置Ｐ２まで搬送する物品搬送装置１を示す。前記搬送装置１は、例えば成形装置、充填装置およびキャッピング装置等、他の動作装置を備える容器搬送装置の一部をなしていてもよい。前記搬送装置１は、容器を所定の動作装置から他の動作装置へ確実に搬送するため、２個の連続する動作装置間に配置されてもよい。

前記搬送装置１はスターホイール２を備え、前記スターホイール２はその周縁に各々が前記ホイール２の円弧に沿って枢動可能に実装される一対のフィンガ４を有する複数の把持装置３を備える。図１および図２においては、簡潔にすることを目的として前記把持装置３のうち数個のみを示す。前記把持装置３の各々はカムフォロワ５を有し、前記カムフォロワ５は１個のフィンガ４に固定され、前記装填位置Ｐ１もしくは前記解放位置Ｐ２に到達すると、支持アーム７の半径方向の先端間に設けられるカム経路６上を移動するよう構成され、これにより前記フィンガ４を開放し、前記把持装置３が容器１個を保持できる。

前記搬送装置１はまた、装置フレームに固定される同軸シリンダ９内に枢動可能に実装される垂直方向の中央回転駆動軸８と、前記ホイール２を前記駆動軸８に結合するハブ１０とを備える。これにより、前記駆動軸８は前記スターホイール２の中央回転軸を構成する。

前記ハブ１０は、溶接等により前記駆動軸８に強固に固定される円筒体１１と、厚さＴ１を有し、前記円筒体１１の上端において前記円筒体１１から半径方向に突出もしくは前記円筒体１１に強固に固定されるリング状フランジ１２とを有する。

図３および図４に示すように、前記ホイール２は、前記ハブ１０に固定される中央下プレート１３と、複数の留具１５により前記下プレート１３に固定される上プレート１４とを有し、前記留具１５は前記上プレート１４に締着され、前記下プレート１３の周縁に設けられる円弧形状の細長開口部１６に咬合する。前記留具１５の各々にはナット１７が締着され、これにより前記上プレート１４を、前記スターホイール２の前記中央回転軸に対して所定の角度位置で前記下プレート１３に係合する。角度調節は、前記装填位置Ｐ１および解放位置Ｐ２における前記把持装置３の開放および閉鎖を正確に同期する役目を果たす。

図４に示すように、前記下プレート１３は、前記ハブ１０の前記リング状フランジ１２を収容する中央円形陥凹１８を有する。前記陥凹１８の直径および前記リング状フランジ１２の直径は（所定の間隙を介して）略同一であるであり、これにより前記ハブ１０およびホイール２を同軸に保持する。

図４に示すように、前記搬送装置１は、前記ホイール２の前記ハブ１０および前記下プレート１３にそれぞれ設けられる２個の対向する孔２０および２１に咬合する少なくとも１個の係合ピン１９を備え、これにより前記ハブ１０に対する前記ホイール２の角度のずれを防止する。

前記搬送装置１は更に、前記スターホイール２を垂直方向において調整を加えつつ前記ハブ１０に結合する調節可能な係合装置２２を備える。前記係合装置２２の各々は、全長Ｌを有し、前記ハブ１０の前記フランジ１２に設けられるねじ孔２６に締着される上部ネジ部２５を有する構造体２４を備えるドリフトボルト２３を備える。図４に示すように、前記フランジ１２に完全に締着されると、前記構造体２４は２７において前記ハブ１０の上面２８から突出する。前記構造体２４は、直径が前記ネジ部２５より大きく、前記フランジ１２内において下面３１近傍に形成される対応する孔３０に収容される非ねじ下部２９を有する。前記ネジ部２５との接合部において、前記非ねじ下部２９はショルダ部３２を構成し、前記ショルダ部３２は、前記ドリフトボルト２３が前記フランジ１２に完全に締着されると前記ねじ孔２６および前記孔３０の結合部に形成される停止面３３に隣接してもよい。前記構造体２４の非ネジ部２９は、前記ドリフトボルト２３が前記フランジ１２に完全に締着されている場合でも、前記フランジ１２の前記下面３１から突出する。

前記ドリフトボルト２３は更に、厚さＴ２を有し、構造体２４の下方端において構造体２４の前記非ネジ部２９から半径方向に突出するナット形状のヘッド部３４を有する。ヘッド部３４は、前記フランジ１２の前記下面３１から突出する。前記ドリフトボルト２３は中央貫通孔３５を有する。

前記係合装置２２の各々はまた、所定の厚さＴ３を有し、前記ドリフトボルト２３の前記ヘッド部３４および前記フランジ１２の前記下面３１間に挿入されるワッシャ３６を備える。

前記係合装置２２の各々は更に、前記貫通孔３５内に実装されるボルト３７を備える。前記ボルト３７は、前記ドリフトボルト２３の上端において前記ドリフトボルト２３から突出し、前記ホイール２の前記下プレート１３に設けられる孔３９内に締着されるネジ部３８を有する。

組立てると、前記スターホイール２は、前記陥凹１８の底部を構成する前記下プレート１３の下面４１および前記フランジ１２の前記上面２８間の所定の間隙Ｃを介して、前記ドリフトボルト２３の上端面４０上に前記下プレート１３を介して配置される。ワッシャ３６は、前記ドリフトボルト２３の前記ヘッド部３４および前記フランジ１２の前記下面３１間に強固に締着されるため、間隙Ｃは以下のように計算する。

［数式１］
Ｃ＝Ｌ−Ｔ１−Ｔ２−Ｔ３

長さＬおよび厚さＴ１およびＴ２は一定のため、間隙Ｃの値は厚さＴ３の値により決定される。つまり、前記スターホイール２の垂直方向の配置は、選択される前記ワッシャ３６に応じて決定される。

一方、間隙Ｃは、前記下プレート１３の前記下面４１に対して計測される前記ホイール２の高さＨ１（要設定）および前記ハブ１０の前記上面２８に対して計測される前記ハブ１０の高さＨ２（固定値）間の差分として計算する。

［数式２］
Ｃ＝Ｈ１−Ｈ２

前記ホイール２およびハブ１０は以下のように組立てる。

まず第一に、前記ホイール２の前記垂直方向の高さＨ１を前記装填位置Ｐ１および解放位置Ｐ２の高さに応じて正確に求める。

次に、間隙Ｃを数式２により計算する。

次に、前記ワッシャ３６の厚さＴ３を数式１を用いて以下のように計算する。

［数式３］
Ｔ３＝Ｌ−Ｔ１−Ｔ２−Ｃ

各種ワッシャからＴ３に等しい厚さを有するワッシャ３６を選択し、前記ドリフトボルト２３とともに前記ハブ１０に実装する。

「等しい」とは、必ずしも厳密に同一であることを意味しない。当然、前記ホイール２が前記ハブ１０に対して垂直方向に配置される際の精度によって、厚さＴ３近傍における例えば１／１０ｍｍ程度の所定の間隙は許容範囲である。

前記ワッシャ３６の各々を、ドリフトボルト２３の前記非ネジ部２９に実装する。

前記ドリフトボルト２３を、前記フランジ１２の下面３１から、前記ワッシャ３６が前記ドリフトボルト２３の前記ヘッド部３４および前記フランジ１２の前記下面３１間で強固に締着されるよう前記フランジ１２に締着する。各ドリフトボルト２３の締着を容易にするために、前記ヘッド部３４は捻転駆動を可能にするナット形状を有する。

この時点で、前記ドリフトボルト２３の前記突出部２７は、前記間隙Ｃに等しい長さを有する。次に、前記ホイール２を前記ハブ１０に実装するが、その際、前記ホイール２が前記ドリフトボルト２３の前記上端面４０に接触するよう、前記フランジ１２を前記陥凹１８に配置し、前記係合ピン１９を前記２個の対向する孔２０および２１に咬合する。

次に、前記ボルト３７を前記ドリフトボルト２３の前記孔３０に挿入して前記下プレート１３に締着し、これにより前記ホイール２を前記ハブ１０に係合する。

前記スターホイール２の垂直方向の配置は、以下のようにして変更する。

間隙Ｃおよび前記ワッシャ３６の厚さＴ３を、上述した方法により再計算する。

前記ボルト３７を前記ホイール２から取外し、前記ドリフトボルト２３から分離する。前記スターホイール２は分離せずに、前記ドリフトボルト２３を前記ハブ１０の前記フランジ１２から取外し、分離する。元のワッシャ３６を各種ワッシャから選択した別のワッシャに変更し、前記ドリフトボルト２３を前記ハブ１０に締着し直す。前記ドリフトボルト２３が前記ねじ孔２６の先端に到達すると、前記ドリフトボルト２３の前記上端面４０が前記下プレート１３の前記下面４１を押圧し、これにより、前記ワッシャ３６が前記ヘッド部３４および前記フランジ１２の前記下面３１で強固に締着されるまで前記スターホイール２を上昇させる。次に、前記ボルト３７を前記ドリフトボルト２３内に挿入し直し、前記下プレート１３に再度締着する。

したがって、前記ホイール２の、前記ハブ１０に対する垂直方向の配置の調節は、迅速、容易、かつ単純に実行される。前記ホイール２を分離する必要はない。また、適切なワッシャ３６が入手可能であれば（つまり、要製造）、前記ホイール２の垂直方向への配置は正確に実行される。

更に、異なる厚さのワッシャ３６を同一のハブ１０に実装して前記ホイール２を回転軸に対してわずかに変位させることにより、前記ホイール２の垂直配置における不足や、前記装填位置Ｐ１および解放位置Ｐ２の水平配置における不足等を補正することが可能である。

Claims (5)

1. 周縁において実装される複数の把持装置（３）を有するスターホイール（２）と、回転駆動軸（８）と、前記ホイール（２）を前記駆動軸（８）に結合するハブ（１０）とを備える物品搬送装置（１）であって、前記スターホイール（２）を前記ハブ（１０）に結合する調節可能な係合装置（２２）を備え、前記係合装置（２２）の各々は、前記ハブ（１０）に設けられる孔（２６）内に締着されるネジ部（２５）を有し、前記ハブ（１０）の上面（２８）から突出する構造体（２４）と、前記ハブ（１０）の下面（３１）から突出するヘッド部（３４）と、中央孔（３０）とを有するドリフトボルト（２３）と、前記ドリフトボルト（２３）の前記ヘッド部（３４）および前記ハブ（１０）の前記下面（３１）間に挿入され、所定の厚さ（Ｔ３）を有し、それにより前記スターホイール（２）が前記ハブ（１０）に対する所定の間隙（Ｃ）を介して前記ドリフトボルト（２３）の上面（４０）に配置されるよう構成されるワッシャ（３６）と、前記孔（３０）内に実装され、前記ドリフトボルト（２３）から突出し、前記ホイール（２）に設けられる孔（３９）内に締着されるネジ部（３８）を有し、これにより前記ホイール（２）を前記ハブ（１０）に係合するボルト（３７）とを有することを特徴とする、装置（１）。
2. 前記ドリフトボルト（２３）の前記ヘッド部（３４）は捻転駆動を可能にするナット形状からなる、請求項１に記載の物品搬送装置。
3. 前記ハブ（１０）および前記ホイール（２）にそれぞれ設けられる２個の対向する孔（２０、２１）に咬合し、前記ホイール（２）の前記ハブ（１０）に対する角度のずれを防止する係合ピン（１９）を更に備える、請求項１もしくは請求項２に記載の物品搬送装置。
4. 前記スターホイール（２）は前記ハブ（１０）に固定される下プレート（１３）および前記下プレート（１３）に固定される上プレート（１４）を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の物品搬送装置。
5. 前記上プレート（１４）に締着され、前記下プレート（１３）に設けられる円弧形状の細長開口部（１６）に咬合する複数の留具（１５）と、前記留具（１５）の各々に締着され、これにより前記上プレート（１４）を所定の角度配置で前記下プレート（１３）に係合する複数のナット（１７）とを更に備える、請求項４に記載の物品搬送装置。

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