JP5649845B2

JP5649845B2 - 選別装置

Info

Publication number: JP5649845B2
Application number: JP2010081977A
Authority: JP
Inventors: 英治朝井
Original assignee: アンリツ産機システム株式会社
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011212556A

Description

本発明は、回動軸を中心に回動可能に設けられたアーム部が回動して、物品を搬送方向に通過させる待機位置から物品を遮る選別位置へと動作し、更にアーム部が待機位置よりも物品の搬送路の幅方向外側まで回動した排出位置へと動作する選別手段（選別アーム）を備えた選別装置に関する。

前段に設置された検査装置による検査を終えて搬送されてきた物品を、その検査結果に応じて、そのまま通過させるか又は物品の搬送方向と異なる方向となる所定の排出方向に排出して、この物品を良品と不良品などに選別する選別装置がある。選別装置の中には、選別手段に選別アームを備え、選別アームによって物品を所定の排出方向に排出するいわゆるフリッパ式選別装置がある。

図７に示すように、従来のフリッパ式選別装置１００は、搬送手段となるベルトコンベア１０１を備えている。このベルトコンベア１０１は、二つのローラ１０２，１０２の間に搬送ベルト１０３が掛け回され、図示しない駆動モータでいずれか一方のローラ１０２を回転させて搬送ベルト１０３を所定の方向に循環させる。図７によれば、物品Ｗは、図中左方から右方へと搬送され、この方向が物品Ｗの搬送方向Ｙとなる。また、搬送ベルト１０３は物品Ｗが搬送される搬送路１０３ａを形成している。

ベルトコンベア１０１の搬送路１０３ａの幅方向外側における両側部には、基端部１０５が回動軸１０６に回動可能に軸支され、先端部１０７が回動軸を中心に搬送路１０３ａをその幅方向Ｘに横切るように回動するアーム部１０４ａを有する選別アーム１０４，１０４が設けられている。選別アーム１０４は、通常時は搬送路１０３ａに対して平行となり、物品Ｗを搬送方向Ｙに通過させる待機位置Ａにあるが、前段の検査装置から出力された物品Ｗの不良などの判別信号を受けると、選別アーム１０４は、アーム部１０４ａが回動軸１０６を中心に回動して物品Ｗを遮る選別位置Ｂへと動作する。選別アーム１０４が選別位置Ｂへと動作したことにより、選別アーム１０４は物品Ｗと対向する選別面１０４ｂに物品Ｗを沿わせて移動させながら、この物品Ｗを所定の排出方向、ここでは、搬送路１０３ａの幅方向外側（排出方向Ｚ１又はＺ２）に排出する。

選別装置１００の前段に設置された図示しない検査装置は、搬送される物品Ｗの重量や異物混入の有無などを検査する。例えば、検査装置が重量測定装置の場合には、物品Ｗの重量が設定範囲内にあるときは良品とする判別信号を出力し、また、物品Ｗの重量が設定範囲よりも軽量であれば軽量不良品とする判別信号、さらに、設定範囲よりも過量であれば過量不良品とする判別信号を出力する。

選別装置１００は、検査装置から良品とする判別信号が出力されたときには、二つの選別アーム１０４，１０４が共に待機位置Ａにあり、物品Ｗを搬送方向Ｙに通過させる。軽量不良品とする判別信号が出力されたときには、選別アーム１０４，１０４は、いずれか一方の選別アーム１０４のアーム部１０４ａが回動軸１０６を中心に回動して選別位置Ｂへと動作し、物品Ｗを排出方向Ｚ１（又はＺ２）に排出する。さらに、過量不良品とする判別信号が出力されたときには、他方の選別アーム１０４のアーム部１０４ａが回動軸１０６を中心に回動して選別位置Ｂへと動作し、物品Ｗを排出方向Ｚ２（又はＺ１）に排出する。

なお、フリッパ式選別装置の基本構成は、下記特許文献１などに開示されている。

特開２０００−２３８９１３号公報

ところで、上述した従来のフリッパ式選別装置１００は、搬送路１０３ａに搬送される物品Ｗを排出方向Ｚ１（Ｚ２）に排出するときには、選別アーム１０４が選別位置Ｂのときに物品Ｗを迎え、物品Ｗを選別アーム１０４の選別面１０４ｂに沿わせて移動させてからもとの待機位置Ａに復帰するが、このとき、図８に示すように、選別アーム１０４の回動軸１０５付近と搬送路１０３ａの幅方向外側に設けられた傾斜面（排出シュート）１０８の間に物品Ｗを挟み込んでしまい、そこに物品Ｗが残存することがあった。選別アーム１０４の回動軸１０５付近はアーム部１０４ａの回動速度が小さいため、回動動作では物品Ｗが振り払われず、この物品Ｗがいつまでも残ることがある。物品Ｗが排出されずに残存していると、次の物品Ｗの排出にも影響を及ぼすことになる。なお、このような排出の不具合は、物品Ｗが生肉などのように粘着性のあるもののときに多く発生する。

そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、選別手段（選別アーム）が物品を搬送路の幅方向外側に向けて確実に排出する選別装置を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明による請求項１記載の選別装置は、物品Ｗを所定の搬送方向Ｙに搬送する搬送路４ａを有する搬送手段２と、
基端部７に設けられた回動軸８を中心に先端部９が前記基端部７より上流側で前記搬送路をその幅方向Ｘに横切るように回動可能に設けられたアーム部６ａを有し、該アーム部６ａの前記回動軸８を中心とした回動により前記物品Ｗを通過させる待機位置Ａから前記物品Ｗを遮る選別位置Ｂへと動作し、該選別位置Ｂのときに前記物品Ｗを前記搬送路４ａの幅方向外側に排出する選別手段６とを備えた選別装置１において、
前記選別手段６は、前記アーム部６ａが前記回動軸８を中心に前記待機位置Ａよりも前記搬送路４ａの幅方向外側まで回動した排出位置Ｃを有し、前記選別位置Ｂから前記排出位置Ｃへと動作した後に該排出位置Ｃから前記待機位置Ａへと動作することを特徴としている。

請求項２記載の選別装置は、前記選別手段６は、一対からなり、前記搬送手段２の前記搬送路４ａの幅方向Ｘにおける両側部に設けられ、前記待機位置Ａ（Ａ₀，Ａ₁，Ａ₂）における前記アーム部６ａの前記搬送方向Ｙに対する角度を任意に設定可能に設けたことを特徴としている。

なお、上記請求項２記載の選別装置において、前記選別手段６が前記待機位置Ａ₀のときの前記アーム部６ａの前記先端部９は前記搬送路４ａ上にあり、物品Ｗが通過可能となる程度に互いに近接している。

請求項３記載の選別装置は、上記請求項２記載の選別装置において、前記一対の選別手段６，６は、一方の選別手段６が前記選別位置Ｂに動作するときの前記アーム部６ａの前記先端部９を避けるために、他方の選別手段６が前記待機位置Ａ₀よりも前記アーム部６ａが前記搬送路４ａの幅方向外側に回動した退避位置Ｄ（Ｃ）を有することを特徴としている。

本発明によれば、物品選別時にアーム部が回動して、選別手段が待機位置から選別位置へと動作した後に、更に選別手段が、アーム部が待機位置のときよりも搬送路の幅方向外側まで回動した排出位置へと動作することにより、排出対象の物品を強制的に搬送路の幅方向外側に向けて押し出すようになる。これにより、物品を確実に排出することができる。

また、選別手段が一対からなり、搬送手段の搬送路の幅方向外側における両側部に設けられ、待機位置のときのアーム部の搬送方向に対する角度を任意に設定可能に設けたことにより、例えば物品の大きさが小さく、この物品が搬送路の中央を搬送されている場合などに、一対の選別手段の互いのアーム部の先端部がこの物品を通過可能とする程度に近接するように待機位置を設定することができる。このような待機位置とすることにより、選別手段の動作ストロークを短縮することができ、高速選別が可能となる。

さらに、一方の選別手段が選別位置に動作するときのアーム部の先端部を避けるように、他方の選別手段が、待機位置からこの待機位置よりもアーム部が搬送路の幅方向外側に回動した排出位置へと動作することにより、互いのアーム部の先端部が近接するように待機位置を設定することができる。

本発明による選別装置の一実施の形態を示す正面からの斜視図である。同実施の形態を示す背面からの拡大斜視図である。同実施の形態におけるゲート駆動機構の説明図である。（ａ）〜（ｄ）同実施の形態におけるゲート動作の説明図である。（ａ）〜（ｃ）同実施の形態におけるゲートの待機位置の設定の説明図である。（ａ）〜（ｄ）他の実施の形態におけるゲート動作の説明図である。従来のフリッパ式選別装置を示す平面図である。同正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
選別装置は、商品の製造ラインにおいて、物品を検査する検査装置の後段に設けられ、検査を終えて搬送されてきた物品を、その検査結果に応じて、そのまま通過させるか又は所定の排出方向に排出して、この物品を良品、不良品などとして選別する装置である。

図１，２に示すように、この実施の形態の選別装置１は、搬送手段２と、選別手段６とを備えている。

搬送手段２は、この実施の形態では、物品Ｗの搬送方向Ｙに並んで配置された二つのローラ３，３の間に搬送ベルト４が掛け回されてなるベルトコンベアが採用されている。搬送手段としてのベルトコンベア２は、二つのローラ３，３のうちのいずれか一方が図示しない駆動モータによって回転されることで搬送ベルト４を搬送方向Ｙに循環させる。搬送ベルト４は、物品Ｗを搬送するための搬送路４ａを形成している。また、ベルトコンベア２の搬送路４ａの幅方向外側における両側部には選別手段６が設けられている。すなわち、選別手段６，６は一対からなる。

選別手段としての選別アーム６は、略矩形長体状のアーム部６ａを有している。また、アーム部６ａの基端部７は、鉛直方向に伸びた回動軸８に回動可能に軸支されている。選別アーム６は、アーム部６ａの先端部９が回動軸８を中心に搬送路４ａをその幅方向Ｘに横切るように回動動作する。なお、選別アーム６（アーム部６ａ）の物品Ｗと対向する面を選別面６ｂとしている。

さらに、選別装置１は、ベルトコンベア２の搬送路４ａの幅方向外側における両側部に、幅方向外側に向けて下り傾斜した傾斜面（排出シュート）１０，１０を備えている。

図２に示すように、選別アーム６のアーム部の６ａ基端部８側の下方には、選別アーム６を駆動するアーム駆動機構１１が設けられている。

ここで、アーム駆動機構１１について説明する。図３に示すように、選別アーム６のアーム部６ａの基端部７に設けられた回動軸８は、アーム駆動機構１１のステッピングモータ１２の出力軸１２ａに第一及び第二のリンク部材１３，１４を介して駆動連結されている。すなわち、ステッピングモータ１２は選別アーム６の駆動源となる。

ステッピングモータの出力軸１２ａには第一のリンク部材１３の一端部が連結されている。第一のリンク部材１３の他端部にはカムフォロア１３ａが設けられている。第一のリンク部材１３のカムフォロア１３ａは、第二のリンク部材１４に形成された長孔１４ａに嵌め込まれている。第二のリンク部材１４は、一端部が選別アーム６の回動軸８に固定されており、他端部が自由端となっている。したがって、ステッピングモータ１２の回転により、その駆動力は出力軸１２ａから第一のリンク部材１３を介して第二のリンク部材１４に伝達され、第二のリンク部材１４は所定角度範囲内で回動する。第二のリンク部材１４の回動により、第二のリンク部材１４に固定された回動軸８が同様に回動し、回動軸８に軸支されているアーム部６ａは所定角度範囲内で回動する。

このようなアーム駆動機構１１の構成によれば、ステッピングモータ１２（出力軸１２ａ）の回転角を制御することで選別アーム６のアーム部６ａの回動角の設定が可能となる。また、ステッピングモータ１２の出力軸１２ａと選別アーム６の回動軸８との軸間距離ｄを調整することで後述する選別アーム６の待機位置Ａの設定が可能となる。

この実施の形態では、選別アーム６は、ステッピングモータ１２の回転角の制御によりアーム部６ａの回動角が設定された三つの位置を有している。すなわち、図４に示すように、選別アーム６は、アーム部６ａが物品Ｗを通過させる待機位置Ａと、アーム部６ａが回動軸８を中心に搬送路４ａを幅方向Ｘに横切るように回動した選別位置Ｂと、アーム部６ａが待機位置Ａのときよりも搬送路４ａの幅方向外側まで回動した排出位置Ｃとを有している。そして、選別アーム６は、物品Ｗを排出するときには、まず、図４（ａ）に示す待機位置Ａから（ｂ）に示す選別位置Ｂへと動作し、次いで、選別位置Ｂから（ｃ）に示す排出位置Ｃへと動作し、次いで、排出位置Ｃからもとの待機位置Ａへと動作する。

なお、選別装置１の前段に設置される図示しない検査手段では、物品Ｗの重量や異物混入の有無などを検査し、その検査結果から物品Ｗの良／不良を判別し、各判別信号を出力する。この実施の形態では、検査装置を重量測定装置としている。重量測定装置は、物品Ｗを搬送するベルトコンベアを備えており、ベルトコンベアに搬送されている物品Ｗの重量を測定し、その測定値（物品Ｗの重量）が設定範囲内にあるときは良品判別信号を出力する。また、物品Ｗの重量が設定範囲よりも軽量であれば軽量不良判別信号、さらに、設定範囲よりも過量であれば過量不良判別信号を出力する。

重量測定装置から良品判別信号が出力されたときは、選別アーム６は待機位置Ａにあり、物品Ｗを搬送方向Ｙに通過させる。また、重量測定装置から軽量又は過量のいづれかの不良判別信号が出力されたときは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、まず、選別アーム６は、待機位置Ａから選別位置Ｂへと動作し、物品Ｗを搬送路４ａの幅方向外側、すなわち、排出方向Ｚに排出する。次に、選別アーム６は、物品Ｗをその選別面６ｂに沿わせて移動させながら選別位置Ｂから排出位置Ｃへと動作する。これにより、物品Ｗを強制的に排出方向Ｚに押し出すようになる。最後に、選別アーム６は、排出位置Ｃから動作して待機位置Ａに復帰し、次の物品Ｗに備える。

なお、選別装置１は、重量測定装置からの判別信号が軽量不良判別信号のときは、物品Ｗを軽量不良判別信号に対応して設定された排出方向Ｚ１に排出し、判別信号が過量不良判別信号のときは、物品Ｗを過量不良判別信号に対応して設定された排出方向Ｚ２に排出する（図１参照）。これらの排出方向Ｚ１，Ｚ２は逆であってもよい。また、検査装置が金属検出装置などである場合は、選別装置１の選別アーム６は一つあればよい。図４では、重量測定装置からの各判別信号を受けて動作する選別アーム６を示しているが、一方の選別アーム６のみを示し、他方を省略している。

ここで、選別アーム６の待機位置Ａの設定について説明する。選別アーム６は、待機位置Ａにおけるアーム部６ａの搬送方向Ｙに対する角度を任意に設定可能に設けられている。すなわち、選別アーム６は、その待機位置Ａを任意に変更することができる。この実施の形態では、図５に示すように、ステッピングモータ１２の出力軸１２ａと選別アーム６の回動軸８との軸間距離ｄを調整することで、待機位置Ａを変更することができる。この設定変更を容易に行うために、第二のリンク部材１４を搬送路４ａのセンター線（図中に一点鎖線で示す線）と直交するように配置している。図５に示す選別アーム６の待機位置Ａは、（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す順にアーム部６ａの先端部９が搬送路４ａから離れた位置となる待機位置Ａ，Ａ₁，Ａ₂となるが、このときの軸間距離ｄは、ｄ₀＞ｄ₁＞ｄ₂となる。このように、軸間距離ｄを大きくすることで、アーム部６ａの先端部９が搬送路４ａのセンター線に近づいた待機位置Ａ₂となり、軸間距離ｄを小さくすることで、アーム部６ａの先端部９が搬送路４ａのセンター線から離れた待機位置Ａ₂となる。なお、待機位置Ａを設定するための軸間距離ｄの調整は、手動又は自動のどちらで行ってもよい。また、アーム部６ａの先端部９が搬送路４ａのセンター線に近い待機位置Ａほど選別アーム６（アーム部６ａ）の回動角は小さくなり、反対に、ステッピングモータ１２の回転角は大きくなる。さらに、アーム部６ａの先端部９が搬送路４ａのセンター線から遠い待機位置Ａ₂ほど選別アーム６（アーム部６ａ）の回動角は大きくなり、ステッピングモータ１２の回転角は小さくなる。

上述した実施の形態によれば、物品Ｗの選別時にアーム部６ａが回動して、選別アーム６が待機位置Ａから選別位置Ｂへと動作した後に、更に選別アーム６が、アーム部６ａが待機位置Ａのときよりも搬送路４ａの幅方向外側まで回動した排出位置Ｃへと動作することにより、排出対象の物品Ｗ、ここでは、軽量又は過量の不良品を強制的に搬送路４ａの幅方向外側に向けて押し出すようになる。これにより、不良品を確実に排出することができる。

なお、上述した実施の形態では、選別アーム６の駆動源としてステッピングモータ１２を用いているが、ブラシレスモータ、複数ポジション設定可能なエアシリンダやソレノイドなどを選別アーム６の駆動源に用いてもよい。これらを選別アーム６の駆動源として用いても、上述した実施の形態と同様に、選別アーム６が待機位置Ａ、選別位置Ｂに加えて排出位置Ｃを有する構成を実現することができる。

また、図６には上述した実施の形態の変形例を示している。図６に示すように、この例では、例えば物品Ｗの大きさが小さく、搬送路４ａの中央を搬送されている場合などに、選別アーム６の待機位置Ａのときのアーム部６ａの搬送方向Ｙに対する角度を変更して、待機位置Ａ（Ａ₀）が、アーム部６ａの先端部９が搬送路４ａ上に位置し、物品Ｗを通過可能とする程度に互いに近接するように設定されている。なお、この設定は、上述したように、ステッピングモータ１２の出力軸１２ａと選別アーム６の回動軸８との軸間距離ｄを調整して行う。

この例では、一対の選別アーム６，６は、それぞれ上述した待機位置Ａ₀、選別位置Ｂ、排出位置Ｃの他、一方の選別アーム６が選別位置Ｂのときにアーム部６ａの先端部９を避けるように、他方の選別アーム６が、待機位置Ａ₀のときよりもアーム部６ａが搬送路３ａの幅方向外側（排出方向Ｚ）まで回動した退避位置Ｄを有している。なお、退避位置Ｄを他の三つの位置Ａ₀，Ｂ，Ｃとは異なる位置とし、選別アーム６が四つの位置Ａ₀，Ｂ，Ｃ，Ｄを有するように構成してもよいが、この例では、退避位置Ｄを排出位置Ｃと同一位置（位置Ｃ＝位置Ｄ）としており、選別アーム６は、上述した実施の形態同様、三つの位置を有するものである。

この例の選別アーム６では、前段から物品Ｗが搬送されてくると、まず、図６（ａ），（ｂ）に示すように、一方の選別アーム６は、待機位置Ａ₀から選別位置Ｂへと動作する。同時に、他方の選別アーム６は、一方の選別アーム６のアーム部６ａの先端部９を避けるように、退避位置Ｄ（排出位置Ｃ）へと動作する。次に、図６（ｃ）に示すように、一方の選別アーム６は、物品Ｗをその選別面６ｂに沿わせて移動させながら選別位置Ｂから排出位置Ｃへと動作する。これにより、物品Ｗを強制的に排出方向Ｚに押し出すようになる。同時に、他方の選別アーム６は、退避位置Ｃから待機位置Ａ₀へと動作する。最後に、図６（ｄ）に示すように、一方の選別アーム６は、排出位置Ｃから待機位置Ａ₀へと動作し、一対の選別アーム６，６は次の物品Ｗに備える。

この例によれば、上述した実施の形態と同様の効果に加えて、例えば物品Ｗの大きさが小さく、搬送路４ａの中央を搬送されている場合などに、一対の選別アーム６，６は、それぞれのアーム部６ａの先端部９，９がこの物品Ｗを通過可能とする程度に近接するように待機位置Ａ₀を設定し、このような待機位置Ａ₀とすることで、選別アーム６の動作ストロークを短縮することができる。これにより、高速選別が可能となる。

１…選別装置
２…搬送手段としてのベルトコンベア
４ａ…搬送路
６…選別手段としての選別アーム
６ａ…アーム部
７…基端部
８…回動軸
９…先端部
Ａ（Ａ₀，Ａ₁，Ａ₂）…待機位置
Ｂ…選別位置
Ｃ…排出位置
Ｄ…退避位置
Ｗ…物品
Ｘ…搬送路の幅方向
Ｙ…搬送方向
Ｚ…搬送路の幅方向外側（排出方向）

Claims

物品（Ｗ）を所定の搬送方向（Ｙ）に搬送する搬送路（４ａ）を有する搬送手段（２）と、
基端部（７）に設けられた回動軸（８）を中心に先端部（９）が前記基端部より上流側で前記搬送路をその幅方向（Ｘ）に横切るように回動可能に設けられたアーム部（６ａ）を有し、該アーム部の前記回動軸を中心とした回動により前記物品を通過させる待機位置（Ａ）から前記物品を遮る選別位置（Ｂ）へと動作し、該選別位置のときに前記物品を前記搬送路の幅方向外側に排出する選別手段（６）とを備えた選別装置（１）において、
前記選別手段は、前記アーム部が前記回動軸を中心に前記待機位置よりも前記搬送路の幅方向外側まで回動した排出位置（Ｃ）を有し、前記選別位置から前記排出位置へと動作した後に該排出位置から前記待機位置へと動作することを特徴とする選別装置。
前記選別手段（６）は、一対からなり、前記搬送手段（２）の前記搬送路の幅方向（Ｘ）における両側部に設けられ、前記待機位置（Ａ）における前記アーム部（６ａ）の前記搬送方向（Ｙ）に対する角度を任意に設定可能に設けたことを特徴とする請求項１記載の選別装置。
請求項２記載の選別装置において、前記一対の選別手段（６，６）は、一方の選別手段が前記選別位置（Ｂ）に動作するときの前記アーム部（６ａ）の前記先端部（９）を避けるために、他方の選別手段が前記待機位置よりも前記アーム部が前記搬送路の幅方向外側に回動した退避位置（Ｄ）を有することを特徴とする選別装置。