JP4239149B2

JP4239149B2 - 容器の搬送装置

Info

Publication number: JP4239149B2
Application number: JP2002382251A
Authority: JP
Inventors: 清治中島; 邦彦窪田; 圭一藤本
Original assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Current assignee: Omron Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004210478A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のチャック爪によって容器を掴むようにした容器の搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビール壜の検査装置等に組み込まれる搬送装置として、壜が嵌り込む多数のポケットが外周に設けられたスターホイールと呼ばれる円盤を回転させつつ、各ポケットにおける壜の保持及び開放を切り替えてスターホイールの回転経路上の適宜の位置で壜の受け渡しを行えるようにしたスターホイール装置が知られている。スターホイール装置における壜の保持手段としては、例えば吸着カップを利用したもの（特許文献１参照）、一対の開閉可能なチャック爪を利用するもの（特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０６０３９号公報
【特許文献２】
特開平１０−７２４３号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
吸着カップを利用する方式では、壜に付着した異物、ラベルかす、ラベルの接着剤等が吸着経路に吸い込まれて吸着力が低下し、吸着ミスを起こすおそれもある。破損した壜が紛れ込んだ場合に吸着パッドが損傷して吸着不能となるおそれもある。これらの理由から、スターホイールを高速化すると吸着カップ方式では容器の排出ミス等が多発し、検査装置の効率化に一定の制限が生じる。
【０００５】
一方、壜をチャック爪で掴む方式ではラベルかす等の付着の有無に拘わりなく壜を安定して保持できる。従って、スターホイールの高速化を図る場合にはチャック方式を利用することが有利と考えられている。しかしながら、搬送速度を高速化すると不良壜の転倒等の搬送不良が生じることがあり、壜詰まりや壜の破損の影響でチャック爪が変形してチャック装置の動作に支障を来すおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明はチャック爪の損傷防止効果を高めた容器の搬送装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明の搬送装置は、容器（ＢＴ）を受け入れるポケット（２ａ、３ａ）が設けられたホイール（２、３）と、前記ホイールと一体回転可能に設けられたチャック装置（５）とを備え、前記チャック装置には、前記容器を把持すべく開閉可能な一対のチャック爪（１０）と、前記一対のチャック爪を前記ホイールの中心側の待機位置と前記ホイールの外周側の掴み位置との間で進退させるとともに、前記待機位置では前記一対のチャック爪が開き、前記掴み位置では前記一対のチャック爪が閉じるように前記一対のチャック爪を開閉駆動するチャック駆動機構（１１）とが設けられ、前記待機位置においては前記チャック爪の先端が前記ホイールの外周よりも内側の領域に収容され、前記チャック駆動機構は、前記ホイール上にて半径方向に移動可能に支持された可動体（１５）と、前記可動体を前記ホイールの半径方向に駆動する駆動手段（１６）と、前記可動体に一対のアーム軸（２０）を介してそれぞれ回転自在に支持され、外周側の端部（２１ａ）に前記チャック爪が設けられた一対のアーム（２１）と、前記ホイールと前記アームとの間に配置されて前記駆動手段によって駆動される前記可動体の往復動作を前記一対のアームの前記アーム軸を中心とした回転運動に変換するカム機構（２５、３１）とを備えていることにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
この発明によれば、容器を保持する必要がない待機位置においてはチャック爪の先端がホイール外周よりもホイール中心側に後退しているので、ホイールを利用して壜詰まりや壜の破損からチャック爪を保護し、チャック爪の変形や破損を抑えることができる。従って、チャック爪の損傷防止効果が高まる。また、チャック爪の損傷を抑えることにより、搬送速度の高速化への対応も容易となる。さらに、駆動手段にて可動体をホイールの半径方向に駆動すると、アームが可動体と一体に半径方向に移動しつつ回転してチャック爪が開閉する。カムを利用して運動を変換しているので動作の確実性、信頼性が高い。
【００１２】
前記カム機構は、前記ホイールの半径方向に沿ってカム面（３５）が形成されたカム部材（３１）と、前記アームに設けられて前記カム面と接するカムフォロア（２５）とを備えてもよい。この場合は、駆動手段による可動体の駆動方向に沿ってカム面が延びているので、カムフォロアをカム面に対して容易に追従させることができ、機構の簡素化に有利である。
【００１３】
前記ホイールの半径方向に沿った前記カム部材の両側縁部に前記カム面がそれぞれ設けられ、前記カムフォロアは前記アーム軸よりも前記ホイールの中心側に突出したアーム後端部（２１ｂ）に前記カム部材を挟み込むようにして設けられ、前記一対のアームの前記アーム後端部間にはこれらのアーム後端部を互いに引き寄せる付勢手段（２７）が設けられてもよい。
【００１４】
この場合には、付勢手段によってアームが互いに開く方向に付勢されると同時に、その付勢手段を利用してカムフォロアをカム面に押し付けることができる。従って、部品点数を減らしてチャック駆動機構の構成をさらに簡素化できる。
【００１５】
前記カム面は前記半径方向の外側に向かうほど前記ホイールの周方向に関して互いに離れる方向に突出する拡大部（３５ｂ）を備えてもよい。このような態様によれば、駆動手段によって可動体を半径方向外側に駆動するとカムフォロアが拡大部に乗り上げてアームの後端部が押し広げられる。これにより、アーム先端部のチャック爪を閉じることができる。
【００１６】
本発明の搬送装置において、前記チャック駆動機構は、前記待機位置から前記掴み位置へ前記一対のチャック爪が移動する際には把持すべき容器の最大径部分を前記チャック爪の先端が通過した後に前記チャック爪が閉じるように前記一対のチャック爪を動作させ、前記掴み位置から前記待機位置へ前記一対のチャック爪が移動する際には、把持すべき容器が前記チャック爪から開放された後に前記チャック爪の先端が前記ホイール内に収容されるように前記一対のチャック爪を動作させることが好ましい。このようにチャック爪を動作させることにより、チャック爪の先端で容器を引っ掛けることなく、容器をポケットに確実に取り込み、またポケットから確実に排出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明のチャック装置が適用されたビール壜搬送用のスターホイール装置を示し、図１はホイール内の構成を示す平面図、図２はホイールの情報から見たチャック装置の平面図、図３はチャック装置の側面図である。これらの図から明らかなように、スターホイール装置１は、搬送対象の壜ＢＴ（図３参照）を受け入れるポケット２ａ、３ａが周方向に一定のピッチで並べて設けられた上下のホイール２、３と、チャック装置５とを備えている。ホイール２、３は不図示のホイール中心の回りに旋回駆動される。ポケット２ａ、３ａはホイール２、３の外周に略半月状の凹部を形成することによって形成されている。上下のポケット２ａ、３ａの大きさは互いに等しく設定されるか、又は各ポケット２ａ、３ａに対する壜ＢＴの対向部分の形状、直径に応じてポケット２ａ、３ａが互いに異なる大きさや形状に形成される場合もある。上下のホイール２、３の外径は互いに等しい。
【００１８】
チャック装置５は、壜ＢＴを把持すべく開閉可能な一対のチャック爪１０、１０と、一対のチャック爪１０をホイール２、３の中心側の待機位置とホイール２、３の外周側の掴み位置との間で進退させるとともに、その進退に連動して開閉させるチャック駆動機構１１とを備えている。チャック爪１０はステンレス鋼板等の金属鋼板を板金加工して形成されている。左右のチャック爪１０は、ポケット２ａ、３ａに保持されるべき壜ＢＴの中心Ｃｂとホイール中心とを結ぶ基準線ＣＬを挟んで対称である。
【００１９】
図４及び図５にも示したように、チャック駆動機構１１は、下側のホイール３に固定されたベース１２と、そのベース１２に固定されたガイドブロック１３と、ガイドブロック１３によってホイール３の半径方向に摺動自在に支持された一対のロッド１４、１４と、ロッド１４、１４の先端（図４及び図５において右端）に取り付けられた可動体としてのスライダ１５とを備えている。また、チャック駆動機構１１には基準線ＣＬに沿って駆動手段としてのエアーシリンダ１６が設けられている。エアーシリンダ１６のピストンロッド１６ａは上方からみて基準線ＣＬ上を往復移動する。ピストンロッド１６ａの先端はスイベルジョイント１７とボルト１８とを介してスライダ１５と連結されている。なお、エアーシリンダ１６は単動型でもよいし、複動型でもよい。図示の例では複動型のエアーシリンダが使用されている。
【００２０】
図４に示すように、スライダ１５には一対のアーム軸２０、２０が基準線ＣＬに関して対称となるように取り付けられている。アーム軸２０はホイール２、３の回転中心線と平行な方向に延びている。各アーム軸２０にはアーム２１が回転自在に取り付けられている。アーム２１も基準線ＣＬに関して左右対称である。アーム２１の先端部（外周側の端部）２１ａには肉厚を薄くしたチャック受け部２３が設けられている。チャック受け部２３の基端部の内側には円柱状に窪んだ受け面２１ｃが形成され、その受け面２１ｃにはチャック爪１０の基端側に形成された湾曲部１０ａが円柱状の押え駒２４とボルト２４ａとを利用して固定されている。なお、湾曲部１０ａにはボルト２４ａを通すためのスリットが形成されており、それによりボルト２４ａを取り外すことなく湾曲部１０ａを押え駒２４と受け面２１ｃとの隙間に対して抜き差しすることができる。
【００２１】
アーム２１の後端部２１ｂはアーム軸２０を越えてホイール中心側（図４において左方）に突出している。図２及び図３に示すように、アーム２１の各後端部２１ｂにはカムフォロアとしてのローラ２５がアーム軸２０と平行なフォロア軸２６を中心として回転自在に取り付けられている。さらに、ローラ２５の上側にはアーム２１の後端部２１ｂ同士を互いに引き寄せる付勢手段としての一対のコイルばね２７、２７が架け渡されている。これらのコイルばね２７の引張力によりアーム２１、２１はアーム軸２０を中心として互いのチャック受け部２３が開く方向（基準線ＣＬから遠ざかる方向）に付勢されている。
【００２２】
図３及び図５に示すようにベース１２の上面には一対のステイ３０、３０が取り付けられ、それらのステイ３０の上端にはカム部材３１がボルト３２を利用して固定されている。カム部材３１の外周側の端部は上側のホイール２とボルト３３を介して連結されている。ホイール３の半径方向に沿ったカム部材３１の両側縁部にはカム面３５がローラ２５と接触できるようにして設けられている。カムフォロアとしてのローラ２５はコイルばね２７の力によりカム面３５に押し付けられる。各カム面３５は基準線ＣＬを挟んで対称である。カム面３５には基準線ＣＬと平行な平行部３５ａと、その平行部３５ａに対してホイール３の外周側に接続され、ホイール３の半径方向外側に向かうほどホイール３の周方向に関して互いに離れる方向に突出する拡大部３５ｂとを備えている。
【００２３】
以上のように構成されたチャック装置５においては、エアーシリンダ１６によってスライダ１５をホイール３の半径方向に駆動することによりローラ２５をカム面３５に沿って移動させてアーム２１、２１をチャック爪１０とともに一体的に開閉させることができる。
【００２４】
すなわち、ピストンロッド１６ａを格納した場合にはアーム２１がホイール中心側に後退してローラ２５がカム面３５の平行部３５ａと接触してアーム２１の先端部２１ａが互いに開かれる。このとき、チャック爪１０はアーム２１とともにホイール中心側に後退しかつ互いに開かれた待機位置（図１の実線で示す位置）に保持される。一方、ピストンロッド１６ａを伸ばした場合にはアーム２１がホイール３の外周側に進んでローラ２５がカム面３５の拡大部３５ｂに乗り上げる。これにより、左右のアーム２１の後端部２１ｂが押し広げられ、チャック爪１０はホイール２、３の外側に突出しかつ互いに閉じられた掴み位置（図１に想像線で示す位置）に移動する。
【００２５】
なお、エアーシリンダ１６に対する圧縮空気の供給及び排出は、吸着カップやエアーシリンダを利用する公知のスターホイール装置と同様の空気圧回路を利用してホイール２、３の周方向に関する任意の位置で行うことができる。圧縮空気の供給及び排出のための構造は本発明の要旨ではないので詳細は省略する。
【００２６】
以上の構成のチャック装置５においては、待機位置及び掴み位置のそれぞれにおけるチャック爪１０の先端１０ｂの位置、及び両位置間を移動する際のチャック爪１０の動作は、カム面３５の形状、エアーシリンダ１６による駆動量、アーム２１やチャック爪１０の形状等の様々な要素を調整することによって変化させることができる。本実施形態ではチャック爪１０が以下の通りに動作するようにカム面３５の形状等を設定している。
【００２７】
まず、図１に示すように、チャック爪１０が待機位置にあるときには、その先端１０ｂがホイール２、３の外周２ｂ、３ｂよりもホイール中心側に位置決めされる。言い換えれば、チャック爪１０の先端１０ｂはホイール外周２ｂ、３ｂよりも内側の領域Ａに収容される。また、待機位置から掴み位置へチャック爪１０が移動する際には、把持すべき壜ＢＴの最大径部分をチャック爪１０の先端１０ｂが通過した後にチャック爪１０が閉じるように一対のチャック爪１０を動作させている。さらに、掴み位置から待機位置へチャック爪１０が移動する際には、把持すべき壜ＢＴがチャック爪１０から開放されるまでチャック爪１０が開いた後にチャック爪１０の先端１０ｂがホイール２、３の外周２ｂ、３ｂの内側に後退するように一対のチャック爪１０を動作させている。
【００２８】
以上のスターホイール装置１によれば、待機位置においてチャック爪１０の先端１０ｂがホイール２、３内に位置決めされているので、壜ＢＴの転倒等により壜詰まりや壜の破損が生じても、チャック爪１０をホイール２、３によって保護してチャック爪１０の損傷防止効果を高めることができる。
【００２９】
本発明は以上の実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施してよい。例えば駆動手段はエアーシリンダに限らず適宜に変更してよい。駆動手段はホイールに設けられていることを必須としない。例えば、ホイールの周囲の定位置に配置され、チャック装置が特定の回転位置又は範囲にあるときにチャック駆動機構と係わり合って駆動力を入力するように駆動手段を構成してもよい。駆動手段から伝達される運動をチャック爪の開閉運動に変換する機構はカム機構に限らず、リンク機構等の種々の運動変換機構を用いてよい。搬送対象の容器は壜に限らず、種々の容器を本発明の搬送装置にて搬送してよい。
【００３０】
なお、直径が互いに異なる複数のホイールが設けられている場合、待機位置においてチャック爪の先端が最も径の大きいホイールよりも内側に収容されていれば本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、容器を保持する必要がない待機位置においてチャック爪の先端がホイール外周よりもホイール中心側に後退しているので、ホイールを利用して壜詰まりや壜の破損からチャック爪を保護し、チャック爪の変形や破損を抑えることができる。従って、チャック爪の損傷防止効果が高まる。チャック爪の損傷を抑えることにより、搬送速度の高速化への対応も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るスターホイール装置におけるホイール内の構成を示す平面図。
【図２】ホイールの上面側からみたチャック装置の平面図。
【図３】チャック装置の側面図。
【図４】図１の要部の拡大図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【符号の説明】
１スターホイール装置（搬送装置）
２、３ホイール
２ａ、３ａポケット
２ｂ、３ｂホイールの外周
５チャック装置
１０チャック爪
１０ｂチャック爪の先端
１１チャック駆動機構
１５スライダ（可動体）
１６エアーシリンダ（駆動手段）
２０アーム軸
２１アーム
２１ａアームの先端部
２１ｂアームの後端部
２３チャック受け部
２４押え駒
２５ローラ（カムフォロア、カム機構）
２７コイルばね（付勢手段）
３１カム部材（カム機構）
３５カム面
３５ｂカム面の拡大部
ＢＴ壜（容器）

Claims

容器を受け入れるポケットが設けられたホイールと、前記ホイールと一体回転可能に設けられたチャック装置とを備え、前記チャック装置には、前記容器を把持すべく開閉可能な一対のチャック爪と、前記一対のチャック爪を前記ホイールの中心側の待機位置と前記ホイールの外周側の掴み位置との間で進退させるとともに、前記待機位置では前記一対のチャック爪が開き、前記掴み位置では前記一対のチャック爪が閉じるように前記一対のチャック爪を開閉駆動するチャック駆動機構とが設けられ、前記待機位置においては前記チャック爪の先端が前記ホイールの外周よりも内側の領域に収容され、前記チャック駆動機構は、前記ホイール上にて半径方向に移動可能に支持された可動体と、前記可動体を前記ホイールの半径方向に駆動する駆動手段と、前記可動体に一対のアーム軸を介してそれぞれ回転自在に支持され、外周側の端部に前記チャック爪が設けられた一対のアームと、前記ホイールと前記アームとの間に配置されて前記駆動手段によって駆動される前記可動体の往復動作を前記一対のアームの前記アーム軸を中心とした回転運動に変換するカム機構とを備えていることを特徴とする容器の搬送装置。
前記カム機構は、前記ホイールの半径方向に沿ってカム面が形成されたカム部材と、前記アームに設けられて前記カム面と接するカムフォロアとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記ホイールの半径方向に沿った前記カム部材の両側縁部に前記カム面がそれぞれ設けられ、前記カムフォロアは前記アーム軸よりも前記ホイールの中心側に突出したアーム後端部に前記カム部材を挟み込むようにして設けられ、前記一対のアームの前記アーム後端部間にはこれらのアーム後端部を互いに引き寄せる付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
前記カム面が前記半径方向の外側に向かうほど前記ホイールの周方向に関して互いに離れる方向に突出する拡大部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
前記チャック駆動機構は、前記待機位置から前記掴み位置へ前記一対のチャック爪が移動する際には把持すべき容器の最大径部分を前記チャック爪の先端が通過した後に前記チャック爪が閉じるように前記一対のチャック爪を動作させ、前記掴み位置から前記待機位置へ前記一対のチャック爪が移動する際には、把持すべき容器が前記チャック爪から開放された後に前記チャック爪の先端が前記ホイール内に収容されるように前記一対のチャック爪を動作させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の搬送装置。