JP5792566B2

JP5792566B2 - グリップ式物品搬送装置

Info

Publication number: JP5792566B2
Application number: JP2011196240A
Authority: JP
Inventors: 和伸西川
Original assignee: 靜甲株式会社
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2015-10-14
Anticipated expiration: 2031-09-08
Also published as: JP2013056749A

Description

本発明は、グリップ式物品搬送装置に係り、特に回転しながら物品を把持したり開放したりして搬送するのに好適なグリップ式物品搬送装置に関する。

一般に、上流側から搬送されてくる物品を、搬送経路を変えて下流側に搬送したり、当該物品の性質に応じて少なくとも２方向に分けて下流側に搬送するために、グリップ式物品搬送装置が利用されている。

このグリップ式物品搬送装置においては、回転軌道上を周回するグリップフィンガによって上流側から搬送されてくる物品を把持して受け取り、所定位置まで回転した後に物品を開放して下流側に送出するようにして搬送している。

搬送すべき物品にはその外直径が大小に異なる場合があり、グリップフィンガの開放時の最大間隔が一定の場合には、当該最大間隔に合わない大きな外直径を有する物品は搬送不可能であった。

そこで、従来においては、円錐状のカム面を有する円錐カムをもってグリップフィンガを開閉駆動するとともに、当該円錐カムを軸方向に移動自在に形成して、１種の円錐カムによってグリップフィンガの開放時の最大間隔を変更自在として、外直径が異なる物品も搬送可能とし、更にグリップフィンガから解放された物品の搬送路の途中に押出し部材を突出入させて搬送経路を変更することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実公平０６−０４３０６７号公報

近年においては、物品に対する処理速度の高速化が要望されているために、物品を高速に搬送する必要がある。

ところが、前記従来例においては、グリップフィンガから解放された物品の下流側への搬出路の途中を遮るように押出し部材を突出入させて搬出経路を変更するように形成されているために、物品を高速に搬送することができないという不都合があった。その理由は、押出し部材を突出入させるアクチュエータの動作スピードに限りがあり、前記押出し部材を搬出路に出入させている動作中に次の物品を当該搬出路に投入すると、次のグリップフィンガが押出し部材に干渉して衝突することとなるので、前記押出し部材の搬出路への出入動作が終了するまで次のグリップフィンガが待機しなければならず、物理的に物品の搬送速度を高速化できないものであった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、物品を高速に搬送することができ、また、高速に経路を分けて下流側に搬送することができ、装置全体も小型に形成することのできるグリップ式物品搬送装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明のグリップ式物品搬送装置は、回転体に周方向等分配置されているとともに、物品を把持する開閉自在なグリップフィンガを有する複数の物品グリッパと、前記各物品グリッパのグリップフィンガを開閉駆動するカム面を有するとともに軸方向に移動自在な円錐カムとを備えたグリップ式物品搬送装置において、前記円錐カムを径方向および軸方向の少なくとも一方に複数配置したことを特徴とする。

このような構成によれば、径方向および軸方向の少なくとも一方に複数配置した円錐カムによって多数の物品グリッパのグリップフィンガを駆動できるので、１個の回転体に円錐カムの個数倍の物品グリッパを配置することができ、これによって各物品グリッパを高速回転させて物品を高速に搬送することができ、装置全体の小型化を図ることができる。

具体的には、前記複数の物品グリッパを前記円錐カムの個数と同数組に分けて交互に周方向等分に配置するとともに、各円錐カムによって相互に対応する各組の物品グリッパを駆動するように形成する。

このような構成によれば、複数の円錐カムのそれぞれに対応する複数の物品グリッパを１個の回転体に周方向に偏ることなく等分に配置することができ、各円錐カムによってそれぞれに対応する複数の物品グリッパを円滑に駆動することができ、回転体および物品グリッパの回転むらの発生を抑えることができ、装置の小型化を図ることができる。

また、本発明のグリップ式物品搬送装置は、前記各円錐カムは、カム面の一部を径方向に移動自在な移動カム面とされ、該移動カム面は、対応する物品グリッパのグリップフィンガを開放する開放位置と閉塞する閉塞位置とを移動自在に形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、移動カム面を開放位置に移動させることにより所望の物品を確実に開放して下流側へ高速に搬送させることができる。

本発明のグリップ式物品搬送装置によれば、物品を高速に搬送することができ、また、高速に経路を分けて下流側に搬送することができ、装置全体も小型に形成することができるという優れた効果を発揮することができる。

本発明に係るグリップ式物品搬送装置の一実施形態を上下流側の搬送装置とともに示す平面図図１の２−２線に沿った拡大断面図本発明に係るグリップ式物品搬送装置における円錐カムの一実施形態を示し、内側の移動カム面がグリップフィンガの開放位置にあり、外側の移動カム面がグリップフィンガの閉塞位置にある状態の平面図本発明に係るグリップ式物品搬送装置における円錐カムの一実施形態を示し、内側の移動カム面がグリップフィンガの閉塞位置にあり、外側の移動カム面がグリップフィンガの開放位置にある状態の平面図本発明に係るグリップ式物品搬送装置におけるグリッパ駆動部の一実施形態を示す斜視図本発明に係るグリップ式物品搬送装置における物品グリッパ、内側の円錐カムおよび内側のグリッパ駆動部の一実施形態を示し、（ａ）はグリップフィンガの開放状態を示す平面図、（ｂ）はグリップフィンガの閉塞状態を示す平面図本発明に係るグリップ式物品搬送装置における物品グリッパ、外側の円錐カムおよび外側のグリッパ駆動部の一実施形態を示し、（ａ）はグリップフィンガの開放状態を示す平面図、（ｂ）はグリップフィンガの閉塞状態を示す平面図本発明に係るグリップ式物品搬送装置を用いて物品に対する処理を施すとともに処理結果に応じて物品を複数方向に分けて搬送する装置の全体を示す平面図

以下、本発明に係るグリップ式物品搬送装置の実施形態について、図１乃至図８を参照して説明する。

図１乃至図７は本発明の１実施形態を示す。

本実施形態のグリップ式物品搬送装置１は、図１の平面図に示すように、上流側の物品処理装置２から飲料用容器、調理用容器等からなる円筒状の外周面を有する物品Ｗを受取り、下流側の搬送装置３または４に搬出させるように形成されている。本実施形態のグリップ式物品搬送装置１、上流側の物品処理装置２および下流側の一方の搬送装置４は物品Ｗを回転軌道上に沿って搬送し、下流側の他方の搬送装置３は物品Ｗを直線に沿って搬送するように形成されている。

更に説明すると、本実施形態のグリップ式物品搬送装置１は、図２の断面図に示すように、適宜な架台（図示せず）に固定されている基板５に設置されている。基板５には装置の回転中心となる位置に合わせて長尺な固定筒７を鉛直方向に立設している。この固定筒７の内部には、同心にして回転軸６が軸受１０、１０をもって鉛直軸回りに回転自在に支持されている。回転軸６の基板５より下方への突出部分には回転力付与用の歯車８が固着されている。回転軸６の上端部には円盤状の第１回転体９が水平にして固着されている。この第１回転体９の下面には、固定筒７の外側に同心にして円筒状スリーブ１２が固着されており、当該円筒状スリーブ１２の下端部には外径を第１回転体９と同一とした環状の第２回転体１３が水平にして固着されている。固定筒７の下半部の外側には、カム移動用円筒１４が相互間に介装した回転止め用のキー１１をもって軸方向のみに移動自在に遊嵌されている。このカム移動用円筒１４の下端部には雄ねじ１４ａが形成されている。カム移動用円筒１４の下端部にはナット体１５が内面に形成された雌ねじ１５ａをカム移動用円筒１４の雄ねじ１４ａに螺合させられるとともに、軸受１６をもって固定筒７の基部上に回転自在に支持されている。このナット体１５の外周部分には回転力付与用のスプロケット１７が固着されている。カム移動用円筒１４の上端部と長手方向中間位置には、それぞれ環状の板部材からなる第１カム支持板１８および第２カム支持板１９が水平にして固着されている。

次に、本実施形態における物品グリッパと円錐カムとの構成を説明する。

本実施形態においては、物品Ｗを把持する開閉自在な一対のグリップフィンガ２１、２１を有する複数（本実施形態においては２０個、図１においては、半数の１０個を図示している。）の物品グリッパ２０を、第１回転体９に周方向等分に配置している。

本発明においては、これらの各物品グリッパ２０のグリップフィンガ２１、２１を開閉駆動するためのカム面を有するとともに軸方向に移動自在な円錐カムを径方向および軸方向の少なくとも一方に複数配置するものである。

本実施形態においては、径方向に２種類および軸方向に２種類、合計４種類の円錐カム２２〜２５を配設している。具体的には、上方の第１カム支持板１８上に、円錐状外周面をカム面２２ｓとした第１内側円錐カム２２と、円錐状内周面をカム面２３ｓとした第１外側円錐カム２３とを固定し、下方の第２カム支持板１９上に、円錐状外周面をカム面２４ｓとした第２内側円錐カム２４と、円錐状内周面をカム面２５ｓとした第２外側円錐カム２５とを固定している。これらの円錐カム２２〜２５は、カム移動用円筒１４と一緒に軸方向に上下移動自在とされている。上下に配置されている一方の内側円錐カム２２、２４および他方の外側円錐カム２３、２５は互いに全く同一形状に形成されており周方向にも位相差を設けないで同一位置に配設されている。これらの円錐カム２２〜２５においては、図１に示すように、第１回転体９と一緒に回転する複数の物品グリッパ２０のグリップフィンガ２１の開閉を行わせるように各カム面２２ｓ〜２５ｓが形成されている。各物品グリッパ２０は第１回転体９と一緒に反時計方向に回転しつつ、受領位置Ａにおいて上流側の物品処理装置２から物品Ｗをグリップフィンガ２１によって把持することによって受領し、続いて開放位置Ｂまで回転して例えば良品と判断された物品をグリップフィンガ２１を開放することによって下流側の搬送装置３に開放し、良品でないと判断された物品Ｗをグリップフィンガ２１によって把持したままにして開放位置Ｂにおいて開放しないで回転を継続させ、次の送出位置Ｃにおいてグリップフィンガ２１を開放して下流側の搬送装置４に受け渡し、その後受領位置Ａまでグリップフィンガ２１を開放したまま移動して、当該受領位置Ａにおいて他の物品Ｗを新たに受領する。

このように各物品グリッパ２０を動作させるために、図１、図３および図４に示すように、一方の内側円錐カム２２、２４においては、送出位置Ｃから受領位置Ａを移動する物品グリッパ２０のグリップフィンガ２１を開放させるために、円錐状外周面からなるカム面２２ｓ、２４ｓを径方向外側に膨出する外側膨出部２２ｂ、２４ｂを設けている。更に、他方の外側円錐カム２３、２５においては、送出位置Ｃから受領位置Ａを移動する物品グリッパ２０のグリップフィンガ２１を開放させるために、円錐状内周面からなるカム面２３ｓ、２５ｓを径方向内側に膨出する内側膨出部２３ｂ、２５ｂを設けている。各膨出部２２ｂ〜２５ｂを更に説明すると、送出位置Ｃの若干手前からグリップフィンガ２１の開放動作を開始し、送出位置Ｃにおいては最大開放状態となるように次第に膨出し、その後は受領位置Ａの手前まで最大開放状態を維持し、受領位置Ａの若干手前からグリップフィンガ２１の閉塞動作を開始し、受領位置Ａにおいては閉塞状態となるように次第に膨出量を小さくするように形成されている。

各円錐カム２２〜２５によって各物品グリッパ２０のグリップフィンガ２１を駆動するために図５〜図７に示すようなグリッパ駆動部２６が各物品グリッパ２０毎に設置されている。一方の内側円錐カム２２、２４に対しては、図５および図６に示す内側用のグリッパ駆動部２６ａが配設され、他方の外側円錐カム２３、２５に対しては図７に示す外側用のグリッパ駆動部２６ｂが配設されている。

ここでは一方の内側用のグリッパ駆動部２６ａの構成を詳細に説明して、外側用の説明を簡略にする。

内側用のグリッパ駆動部２６ａは円錐カム２２のカム面２２ｓに当接するカムフォロア３０の移動を回転として取出し、複数の軸および歯車群によってグリップフィンガ２１に開閉力として付与するものである。グリッパ駆動部２６における主たる軸は、第１回転体９および第２回転体１３を介して鉛直方向に回転自在に支承されている回転軸２７，この回転軸２７の下端部に対して並行に支持して配設されたカムフォロア軸２８、回転軸２７の上端部に対して並行に第１回転体９に配設されたグリッパ要軸２９である。カムフォロア軸２８の下端にはカムフォロア３０を先端下面側に有するレバー３１が固着されている。また、カムフォロア軸２８の上端と回転軸２７の下端とは互いに噛合する歯車３２、３３によって連結されている。回転軸２７の上端部に固着した歯車３４は中間歯車３５を介してグリッパ要軸２９の上端部に固着した歯車３６に連結されている。また、回転軸２７の上端部に固着した歯車３４は中間歯車３５の他に、グリッパ要軸２９に相対回転自在に装着されている歯車３７にも連結している。この歯車３７は中間歯車３５と噛合う部分を切り欠いてあるために噛合うことがない。更に、この歯車３７の下部にはグリッパ要軸２９の外側に同軸で遊嵌されている円筒状のスリーブ３８がが固着されている。そして、物品グリッパ２０の一方のグリップフィンガ２１がグリッパ要軸２９の下端部に固着され、他方のグリップフィンガ２１がスリーブ３８の下端部に固着されている。

このように形成されているグリッパ駆動部２６によれば、例えば図５および図６（ａ）に示すように、カムフォロア３０が内側円錐カム２２、２４のカム面２２ｓ、２４ｓの膨出部２２ｂ、２４ｂに向けて進行して、レバー３１が図５の矢印に示す通り、カムフォロア軸２８を中心として反時計方向に回転すると、その回転が、歯車３２、３３、３４、３５、３６、グリッパ要軸２９の順に伝達されて、一方のグリップフィンガ２１が開放方向（時計方向）に回転する。同時に、歯車３４、３７、スリーブ３８の順に伝達されて、他方のグリップフィンガ２１が開放方向（反時計方向）に回転する。

また、カムフォロア３０が内側円錐カム２２、２４のカム面２２ｓ、２４ｓの膨出部２２ｂ、２４ｂより遠ざかるよう進行すると、レバー３１が前記と逆に時計方向に回転して、一対のグリップフィンガ２１が閉じることとなる。

また、外側用のグリッパ駆動部２６ｂにおいては、カムフォロア３０が外側円錐カム２３、２５のカム面２３ｓ、２５ｓの膨出部２３ｂ、２５ｂに向けて進行する際に一対のグリップフィンガ２１が開放し（図７（ａ）参照）、カムフォロア３０が外側円錐カム２３、２５のカム面２３ｓ、２５ｓの膨出部２３ｂ、２５ｂより遠ざかるよう進行すると、レバー３１が前記と逆に回転して、一対のグリップフィンガ２１が閉じることとなる（図７（ｂ）参照）。

そして、本実施形態においては、４種類の円錐カム２２〜２５によって２０個の物品グリッパ２０を開閉させるものであるので、グリッパ駆動部２６も含めて構成を周方向に偏らせないようにするとよい。

即ち、複数（２０個）の物品グリッパ２０を円錐カム２２〜２５の個数（４個）と同数組（４組）に分けて交互に周方向等分に配置するとともに、各円錐カム２２〜２５によって相互に対応する各組の物品グリッパ２０を駆動する（同一の円錐カムによって４個おきに配置されている物品グリッパ２０が開閉駆動される）ように形成するとよい。

また、開放位置Ｂにおいて物品Ｗを選択的に開放させるために、本実施形態においては、図１、図３、図４に示すように、内外の円錐カム２２〜２５は、カム面２２ｓ〜２５ｓの一部を径方向に移動自在な移動カム面２２ｃ〜２５ｃとするとともに、対応する物品グリッパ２０のグリップフィンガ２１を開放する開放位置と閉塞する閉塞位置とを移動自在に形成している。ここで、図３においては、内側の移動カム面２２ｃ、２４ｃがグリップフィンガ２１の開放位置にあり、外側の移動カム面２３ｃ、２５ｃがグリップフィンガ２１の閉塞位置にあり、図４においては、内側の移動カム面２２ｃ、２４ｃがグリップフィンガ２１の閉塞位置にあり、外側の移動カム面２３ｃ、２５ｃがグリップフィンガ２１の開放位置にある。

一方の外側の円錐カム２３、２５の場合には、図２の右半部および図４に示すように、第１カム支持板１８および第２カム支持板１９の中心寄り部分に固定したシリンダ３９の径方向の外側に向けて出入するピストン４０の先端に固着した連結ブラケット４１の先端部に前記移動カム面２３ｃ、２５ｃを有する移動カム体２３ｄ、２５ｄを固着して形成されている。前記連結ブラケット４１は内側の移動カム体２２ｄ、２４ｄの下方部分を通して径方向に往復動可能とするために、薄板状に形成されている。なお、図４においては、説明の弁のために、移動カム体２３ｄ、２５ｄを径方向に移動させるシリンダ３９等を矩形の鎖線で示している。

他方の内側の円錐カム２２、２４の場合には、図２の右半部および図３に示すように、第１カム支持板１８および第２カム支持板１９の中心寄り部分に固定したＬ字状のブラケット４２によって外側用のシリンダ３９の上部に内側用のシリンダ４３を固着し、更にその径方向の外側に向けて出入するピストン４４の先端部に前記移動カム面２２ｃ、２４ｃを有する移動カム体２２ｄ、２４ｄを固着して形成されている。なお、図３においては、説明の弁のために、移動カム体２２ｄ、２４ｄを径方向に移動させるシリンダ４３等を矩形の鎖線で示している。

次に、本実施形態の作用を説明する。

図８は本実施形態のグリップ式物品搬送装置１を用いて物品Ｗに対する処理を施すとともに処理結果に応じて物品を複数方向に分けて搬送する装置の全体を示している。本装置においては、空の飲料用容器としての物品Ｗに飲料を充填し、キャピングを施し、良品、充填不足、キャッピング不良に分けて搬出するように形成されている。具体的には、搬入搬送装置ａを通して直線状に物品Ｗを装置内に搬入し、続いて取出し搬送装置ｂによって物品Ｗを１個ずつ所定間隔で取出して充填機ｃに渡して飲料を物品Ｗ内に充填する。飲料が充填された物品Ｗは受け渡し用の搬送装置ｄによってキャッピングを施す物品処理装置２に受け渡される。物品処理装置２においては、キャッピングを施すとともに、飲料の充填量の計測とキャッピングの良否が測定され、各物品Ｗ毎に良品、充填不足、キャッピング不良のクラス分けが行われる。物品処理装置２から本実施形態のグリップ式物品搬送装置１に受け渡された物品Ｗは、良品の場合のみ搬送装置３に搬出され、充填不足およびキャッピング不良の物品Ｗは搬送装置４に受け渡される。続いて、搬送装置４に受け渡された物品Ｗは、充填不足の場合のみ搬送装置ｅに搬出され、キャッピング不良の物品Ｗは搬送装置ｆに受け渡される。続いて、搬送装置ｆに受け渡された充填不足の物品Ｗは搬送装置ｇに搬出される。

＜初期設定＞
図８に示す装置における物品処理を実行する前に、本実施形態のグリップ式物品搬送装置１により搬送する物品Ｗの外直径に合わせて各物品グリッパ２０の一対のグリップフィンガ２１の開放時の最大間隔を設定する。具体的には、高さ位置が一定とされている各グリッパ駆動部２６のカムフォロア３０に対して、図示しない駆動源によってスプロケット１７およびナット体１６を回転させてカム移動用円筒１４および両カム支持板１８、１９と一緒に各円錐カム２２〜２５の高さを移動調節する。これにより、各カムフォロア３０と接触する各円錐状のカム面２２ｓ〜２５ｓの高さ位置を調節して、各カムフォロア３０のカムフォロア軸２８回りの回転角度を適正位置とさせて、各物品グリッパ２０の一対のグリップフィンガ２１の開放時の最大間隔を適正値に設定する。図２において左半部が各円錐カム２２〜２５の高さを低くした状態を示し、右半部が各円錐カム２２〜２５の高さを高くした状態を示している。

なお、この調整は、搬送する物品Ｗが変更される度に実行するとよい。

＜通常運転＞
初期設定を終えた後に、本実施例のグリップ式物品搬送装置１並びに図８に示す構成各部を稼働させ、物品Ｗを上流側より投入して通常運転を実行する。

本実施例のグリップ式物品搬送装置１は、通常運転においては、図示しない駆動源によって歯車８に回転力が付与され、回転軸６、両回転体９、１３と一緒に各物品グリッパ２０は反時計方向に回転しつつ、４種の円錐カム２２〜２５によって対応するグリッパ駆動部２６を介してグリップフィンガ２１を開閉制御されたり、シリンダ３９、４３によって移動カム体２２ｄ〜２５ｄを駆動することによって同様にグリップフィンガ２１を開閉制御される。

具体的には、図１において、受領位置Ａにおいて上流側の物品処理装置２から物品Ｗをグリップフィンガ２１によって把持することによって受領し、続いて開放位置Ｂまで回転して例えば良品と判断された物品Ｗをグリップフィンガ２１を開放することによって下流側の搬送装置３に開放し、良品でないと判断された物品Ｗをグリップフィンガ２１によって把持したままにして開放位置Ｂにおいて開放しないで、次の送出位置Ｃにおいてグリップフィンガ２１を開放して下流側の搬送装置４に受け渡し、その後受領位置Ａまでグリップフィンガ２１を開放したまま移動して、当該受領位置において他の物品Ｗを新たに受領する。

この通常運転においては、物品Ｗを高速で搬送することができる。

このように、本実施形態のグリップ式物品搬送装置１においては、径方向および軸方向の双方に２個ずつ配置した合計４種類の円錐カム２２〜２５によって第１回転体９に周方向に等分に配置した２０個（４×ｎ個に相当）の物品グリッパ２０のグリップフィンガ２１を駆動できる。これにより１個の第１回転体９に円錐カム２２〜２５の個数倍（４倍）の物品グリッパ２０を配置することができ、各物品グリッパ２０を高速回転させて物品Ｗを高速に搬送することができ、装置全体の小型化を図ることができる。

また、各円錐カム２２〜２５は、カム面２２ｓ〜２５ｓの一部を径方向に移動自在な移動カム面２２ｃ〜２５ｃとするとともに対応する物品グリッパ２０のグリップフィンガ２１を開放する開放位置と閉塞する閉塞位置とを移動自在に形成しているので、移動カム面２２ｃ〜２５ｃを開放位置に移動させることにより所望の物品Ｗを確実に開放して下流側へ高速に搬送させることができる。これらの移動カム面２２ｃ〜２５ｃの移動によっては下流側の搬送装置３の搬送経路を塞いで物品Ｗの移動の邪魔になることがないので、物品Ｗを確実に開放して下流側へ高速に搬送させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて変更することができる。

例えば、前記実施形態においては、円錐カムを径方向と軸方向の両方に２個設けているが、一方向に限ってもよく、更に内側の円錐カム同士または外側の円錐カム同士を複数配置してもよく、３個以上配置してもよい。

１グリップ式物品搬送装置
９回転体
２０物品グリッパ
２１グリップフィンガ
２２円錐カム
２２ｓカム面

Claims

回転体に周方向等分配置されているとともに、物品を把持する開閉自在なグリップフィンガを有する複数の物品グリッパと、
前記各物品グリッパのグリップフィンガを開閉駆動するカム面を有するとともに軸方向に移動自在な円錐カムと
を備えたグリップ式物品搬送装置において、
前記円錐カムを径方向および軸方向の少なくとも一方に複数配置し、前記複数の物品グリッパを前記円錐カムの個数と同数組に分けて交互に周方向等分に配置するとともに、各円錐カムによって相互に対応する各組の物品グリッパを駆動するように形成したことを特徴とするグリップ式物品搬送装置。
前記各円錐カムは、カム面の一部を径方向に移動自在な移動カム面とされ、該移動カム面は、対応する物品グリッパのグリップフィンガを開放する開放位置と閉塞する閉塞位置とを移動自在に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のグリップ式物品搬送装置。