JP7481622B2

JP7481622B2 - 物品搬送装置

Info

Publication number: JP7481622B2
Application number: JP2020094387A
Authority: JP
Inventors: 光正大久保; 大輔細木; 和彦辻田
Original assignee: Shiseido Co Ltd; Shibuya Corp
Current assignee: Shiseido Co Ltd; Shibuya Corp
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2024-05-13
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: JP2021187623A

Description

本発明は、物品をグリッパで把持して移送する物品搬送装置に関する。

ホイールの周囲に把持力を調整可能な一対のグリップアーム（フィンガ）からなるグリッパを多数設け、容器を各グリッパで把持して搬送するグリップ式容器搬送装置が知られている（特許文献１）。同グリップ式容器搬送装置において、一対のグリップアームは、各回転軸のピニオンの噛み合いにより、互いに反対方向に同じ角度だけ開閉するように構成される。

特開平１１－３２２０６７号公報

２台のグリップ式物品搬送装置の間において物品を受け渡す際には、物品受渡後に受渡側のグリッパが受渡後の物品に干渉することを防止する必要がある。ホイール式の搬送装置間であれば、両ホイールのグリッパは、互いに逆向きの円弧を描いて離間する方向へと移動するので、物品を受け渡し開放された状態のグリッパが受渡後の物品に干渉することは通常ない。

しかし、例えば、直線に沿って物品を搬送するグリップ式搬送装置からグリップ式搬送ホイールへと物品を受け渡す場合、前縁側のグリップアームが受渡後の物品に干渉し得る。受渡側前縁グリップアームの物品への干渉を防ぐには、受渡側のグリッパを大きく開く必要があり、その場合、前後のグリッパの干渉を防止するためグリッパ間の間隔が広くなり処理能力が低下する。

本発明は、グリッパを用いた物品の搬送において、グリッパ間の距離を広げることなく安定した物品の受け渡しを可能にすることを課題としている。

本発明の第１の発明である物品搬送装置は、物品を直線に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送手段に隣接して設けられ、前記搬送手段で搬送される物品を把持する第１グリッパと、前記搬送手段に隣接して配置された回転ホイールと、前記回転ホイールの円周方向に沿って設けられ、物品を把持する第２グリッパと、前記第１グリッパを前記搬送手段の搬送方向に沿って移動させる移動手段と、前記第１グリッパを開閉させる開閉手段とを備え、前記第１グリッパと前記第２グリッパとの間で物品を受け渡す物品搬送装置において、前記第１グリッパは、物品の後方に係合する第１フィンガと、物品の前方に係合する第２フィンガを備え、前記開閉手段は、前記第１フィンガを開閉させる第１開閉手段と、前記第２フィンガを開閉させる第２開閉手段とを備え、前記第１および第２フィンガは、前記第１および第２開閉手段により個別に開閉され、前記第１および第２開閉手段は、前記第１グリッパと前記第２グリッパとの間で物品を受け渡すとき、前記第１および第２フィンガと前記第２グリッパが把持する物品とが干渉しないように、前記第１および第２フィンガの開度を個別に変更することを特徴としている。

本発明の第２の発明である物品搬送装置は、第１の発明において、前記移動手段が、前記第１フィンガを移動させる第１移動手段と、前記第２フィンガを移動させる第２移動手段とを備え、前記第１および第２フィンガが、前記第１および第２移動手段により同期して搬送されることを特徴としている。

本発明によれば、グリッパを用いた物品の搬送において、グリッパ間の距離を広げることなく安定した物品の受け渡しを可能にすることができる。

本発明の一実施形態である物品搬送装置の配置を示す平面図である。処理装置周辺における搬送コンベヤとグリッパの構成を示す平面図である。グリッパの動作機構を図２の上側から見た縦断面図である。上流側フィンガの動作機構を搬送方向下流側からみた縦断面図である。下流側フィンガの動作機構を搬送方向下流側からみた縦断面図である。搬送コンベヤを駆動するチェーンおよびフィンガを移動する第１、第２チェーンの原動部の構成を示す水平断面図である。搬送コンベヤを駆動するチェーンおよびフィンガを移動する第１、第２チェーンの原動部の構成を示す縦断面図である。供給ホイールから物品受け取る区間におけるグリッパの開閉動作を示す平面図である。排出ホイールへ物品を受け渡す区間におけるグリッパの開閉動作を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である物品搬送装置の配置を示す平面図である。

本実施形態の物品搬送装置１０では、供給ホイール１２から供給される物品Ｍが、例えばトップチェーンを用いた搬送コンベヤ（搬送手段）１４の搬送面（トッププレート）上に載せられて搬送され、下流側において排出ホイール１６へと受け渡される。また、搬送コンベヤ１４上を搬送される物品Ｍは、例えば転倒を防止するために、搬送コンベヤ１４と並走する移動装置１８により移動される多数のグリッパ２０によって把持される。また、搬送コンベヤ１４を搬送される物品Ｍは、途中搬送コンベヤ１４に隣接して配置される処理装置２２において所定の処理が施される。

グリッパ２０は、一対のフィンガ２０Ａ、２０Ｂを備える（上流側フィンガ（第１フィンガ）２０Ａ、下流側フィンガ（第２フィンガ）２０Ｂ）。また、本実施形態のフィンガ２０Ａ、２０Ｂは個別に回動可能（開閉動作可能）とされる。図２～図５を参照して、本実施形態のグリッパ２０の構成について説明する。

なお、図２は、処理装置２２周辺における搬送コンベヤ１４とグリッパ２０の構成を示す平面図である。図３は、１つのグリッパ２０の動作機構を図２の上側から見た縦断面図である。図４は、上流側のフィンガ２０Ａの動作機構を搬送方向下流側からみた縦断面図であり、図５は、下流側のフィンガ２０Ｂの動作機構を搬送方向下流側からみた縦断面図である。

フィンガ２０Ａ、２０Ｂは、搬送コンベヤ１４のチェーン１４Ａに並列に掛け回される第１チェーン(第１移動手段)２２Ａ、第２チェーン（第２移動手段）２２Ｂにより、それぞれ搬送コンベヤ１４に沿って同期して移送される。上流側フィンガ２０Ａは、第１チェーン２２Ａに取り付けられたトッププレート２４Ａに設けられた垂直な軸２６Ａの周りに揺動自在に支持される。上流側フィンガ２０Ａは、軸２６Ａに回転自在に取り付けられ、径方向へ延出するレバー２８Ａにより回動される。レバー２８Ａの先端には第１カム３０Ａと係合するカムフォロワ３２Ａが設けられる。レバー２８Ａには、一端がトッププレート２４Ａに固定された付勢部材３４Ａの他端が取り付けられ、上流側フィンガ２０Ａを閉じる方向に付勢する（第１開閉手段）。

一方、下流側フィンガ２０Ｂは、第２チェーン２２Ｂに取り付けられたトッププレート２４Ｂに設けられた垂直な軸２６Ｂの周りに揺動自在に支持される。下流側フィンガ２０Ｂは、軸２６Ｂに回転自在に取り付けられ、径方向へ延出するレバー２８Ｂにより回動される。レバー２８Ｂの先端には、第２カム３０Ｂと係合するカムフォロワ３２Ｂが設けられる。レバー２８Ｂには、一端がトッププレート２４Ｂに固定された付勢部材３４Ｂの他端が取り付けられ、下流側フィンガ２０Ｂを閉じる方向に付勢する（第２開閉手段）。

フィンガ２０Ａ、２０Ｂは、搬送コンベヤ１４のチェーン１４Ａと同期駆動される第１、第２チェーン２２Ａ、２２Ｂの移動により、物品Ｍとともに搬送方向へと移動され、カムフォロワ３２Ａ、３２Ｂが係合する第１、第２カム３０Ａ、３０Ｂの形状に応じて軸２６Ａ、２６Ｂを中心に各々回転される。本実施形態において、搬送コンベヤ１４に並走するグリッパ２０は、供給ホイール１２、排出ホイール１６との間で物品Ｍの受け渡しを行う区間Ａ、Ｂ（後述）と、処理装置２２が設けられた処理区間Ｃにおいて開放される。本実施形態の処理装置２２は、例えば上流側における検査において不良と判定された物品Ｍをラインからリジェクトする装置である。

図６、図７は、搬送コンベヤ１４を駆動するチェーン１４Ａおよびフィンガ２０Ａ、２０Ｂを移動する第１、第２チェーン２２Ａ、２２Ｂの原動部の構成を示す水平断面図および縦断面図である。なお、図６において、各チェーン１４Ａ、２２Ａ、２２Ｂは、図６の上側に向けて架設され、図７は、図６において原動部を下側から見た断面図である。

搬送コンベヤ１４の無端チェーン１４Ａは、原動スプロケット３６に掛け回され、原動スプロケット３６は搬送コンベヤ用モータ３８の回転軸に取り付けられたシャフト４０と一体的に回転される。一方、第１、第２チェーン２２Ａ、２２Ｂは、各々原動スプロケット４２Ａ、４２Ｂに掛け回され、原動スプロケット４２Ａ、４２Ｂは、ベアリングを介してシャフト４０に回転自在に支持される。原動スプロケット４２Ａ、４２Ｂには、それぞれギア４４Ａ、４４Ｂが一体的に設けられ、ギア４４Ａ、４４Ｂは、それぞれ第１チェーン用モータ４６Ａ、第２チェーン用モータ４６Ｂの回転軸に取り付けられたギア４８Ａ、４８Ｂと噛み合う。

第１、第２チェーン用モータ４６Ａ、４６Ｂは、第１、第２チェーン２２Ａ、２２Ｂが、搬送コンベヤ１４のチェーン１４Ａと同じ速度で移動するように、ギア比やスプロケット径を考慮して搬送コンベヤ用モータ３８と同期して駆動される。

次に図１、図８、図９を参照して、区間Ａ、Ｂにおける本実施形態のグリッパ開閉動作について説明する。図８は、供給ホイール１２から物品Ｍを受け取る区間Ａにおけるグリッパ２０の開閉動作を示す平面図であり、図９は、排出ホイール１６へ物品Ｍを受け渡す区間Ｂにおけるグリッパ２０の開閉動作を示す平面図である。

前述したように、グリッパ２０は搬送コンベヤ１４に伴走して移動するが、左右のフィンガ２０Ａ、２０Ｂの開閉動作は独立して行わる。供給ホイール１２において、物品Ｍは外周に沿って設けられた各グリッパ１２Ａにより把持されて搬送される。グリッパ１２Ａに把持される物品Ｍは、供給ホイール１２と搬送コンベヤ１４の接点Ｐ１（供給ホイール１２の外周円が搬送コンベヤ１４の搬送方向に沿って移動する位置）において、搬送コンベヤ１４へと受け渡される。

グリッパ２０は、接点Ｐ１の上流側の区間Ａにおいて開放された状態に維持され、接点Ｐ１において閉じられる。また、同時に、物品Ｍを把持していた供給ホイール１２のグリッパ１２Ａは接点Ｐ１において開かれる。本実施形態では、その後、処理装置２２による物品Ｍのリジェクト処理が行われる処理区間Ｃに至るまで、グリッパ２０は閉じられたままの状態に維持される。処理区間Ｃにおいてグリッパ２０は開放され、検査結果に応じて不良と判定された物品Ｍのリジェクト処理が行われる。処理区間Ｃが終了するとグリッパ２０は再び閉じられ、物品Ｍはグリッパ２０に把持された状態で搬送される。

その後、グリッパ２０は、搬送コンベヤ１４と排出ホイール１６の接点Ｐ２（排出ホイール１６の外周円が搬送コンベヤ１４の搬送方向に沿って移動する位置）において開かれる。また同時に、排出ホイール１６のグリッパ１６Ａは接点Ｐ２において閉じられ、物品Ｍは排出ホイール１６へと受け渡される。また、本実施形態において、グリッパ２０は、接点Ｐ２から下流側の区間Ｂに亘って開放された状態に維持される。

グリッパを備える搬送ホイール間において物品Ｍを受け渡す場合、両ホイールのグリッパの移動軌跡は隣接する円弧を描くため、開放された受け渡した側のグリッパは、受渡後の物品Ｍから速やかに離接する。一方、図８、図９に図示されるように、直線に沿って移動する本実施形態のグリッパ２０の場合、グリッパ２０を大きく開かないと、供給ホイール１２から物品Ｍを受け取る際には、接点Ｐ１の上流側の区間Ａにおいて上流側のフィンガ２０Ａが、排出ホイール１６へ物品Ｍを受け渡す際には、接点Ｐ２の下流側の区間Ｂにおいて下流側のフィンガ２０Ｂがホイールのグリッパ１２Ａ、１６Ａに保持される物品Ｍと干渉する。

従来のグリッパのように一対フィンガを対称に開閉する構成では、グリッパを大きく開くには、グリッパ同士の間の距離を広くとる必要があり、搬送能力が低下する。本実施形態では、上述したように、搬送コンベヤ１４の上流側フィンガ２０Ａと下流側フィンガ２０Ｂを独立して開閉可能としている。これにより、受け渡し時に物品Ｍと干渉する側のフィンガの開度のみを広げることで、フィンガと物品Ｍの干渉を防止しつつ、グリッパ間の距離の拡大を防止して搬送能力を高めている。

図８のように、供給ホイール１２から物品Ｍを受け取る際、区間Ａにおいて上流側フィンガ２０Ａを下流側フィンガ２０Ｂよりも大きく開方向に開き物品Ｍとの干渉を防止し、逆に排出ホイール１６へ物品Ｍを排出する際、区間Ｂにおいて下流側フィンガ２０Ｂを上流側フィンガ２０Ａよりも大きく開方向に開き物品Ｍとの干渉を防止する。なお、本実施形態において、各フィンガ２０Ａ、２０Ｂの開度は第１、第２カム３０Ａ、３０Ｂの形状により設定される。

以上のように、本実施形態によれば、グリッパの一対のフィンガを独立に開閉動作可能としたことにより、グリッパを用いた物品の搬送において、グリッパ間の距離を広げずに、フィンガと物品との干渉を防止し、処理能力の低下させることなく安定した物品の受け渡しができる。

なお、第１グリッパおよび第２グリッパは、各グリッパを移動するチェーンの間の位相をずらすことで両グリッパ間の間隔を変更可能である。これにより、チェーンの位相をずらすだけで容器の形状や径の大きさに合わせて両グリッパ間の間隔を調整できる。

また、本実施形態では、第１グリッパおよび第２グリッパを個別のチェーン（個別の移動手段）で移動したが、これを１つのチェーンなど単独または一体的な移動手段により移動する構成としてもよい。この場合、両グリッパ間の間隔は、移動手段への各グリッパの取り付け位置を変更することにより調整される。

１０物品搬送装置
１２供給ホイール
１４搬送コンベヤ（搬送手段）
１６排出コンベヤ
２０グリッパ
２０Ａ上流側フィンガ（第１フィンガ）
２０Ｂ下流側フィンガ（第２フィンガ）
２２Ａ第１チェーン（第１移動手段）
２２Ｂ第２チェーン（第２移動手段）
３０Ａ第１カム
３０Ｂ第２カム
３２Ａ第１カムフォロワ
３２Ｂ第２カムフォロワ
３４Ａ、３４Ｂ付勢部材
Ａ、Ｂ、Ｃ受渡区間
Ｍ物品

Claims

物品を直線に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に隣接して設けられ、前記搬送手段で搬送される物品を把持する第１グリッパと、
前記搬送手段に隣接して配置された回転ホイールと、
前記回転ホイールの円周方向に沿って設けられ、物品を把持する第２グリッパと、
前記第１グリッパを前記搬送手段の搬送方向に沿って移動させる移動手段と、
前記第１グリッパを開閉させる開閉手段とを備え、前記第１グリッパと前記第２グリッパとの間で物品を受け渡す物品搬送装置において、
前記第１グリッパは、物品の後方に係合する第１フィンガと、物品の前方に係合する第２フィンガを備え、
前記開閉手段は、前記第１フィンガを開閉させる第１開閉手段と、前記第２フィンガを開閉させる第２開閉手段とを備え、
前記第１および第２フィンガは、前記第１および第２開閉手段により個別に開閉され、
前記第１および第２開閉手段は、前記第１グリッパと前記第２グリッパとの間で物品を受け渡すとき、前記第１および第２フィンガと前記第２グリッパが把持する物品とが干渉しないように、前記第１および第２フィンガの開度を個別に変更する
ことを特徴とする物品搬送装置。
前記移動手段が、前記第１フィンガを移動させる第１移動手段と、前記第２フィンガを移動させる第２移動手段とを備え、前記第１および第２フィンガが、前記第１および第２移動手段により同期して搬送されることを特徴とする請求項１に記載の物品搬送装置。