JP4332665B2 - 物品搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は物品搬送装置に関し、より詳しくは、大きさの異なる物品を把持可能なグリッパを備える物品搬送装置に関する。

従来、容器を把持することが可能なグリッパを備えた物品搬送装置として、例えば特許文献１が知られている。この特許文献１のグリッパは、ばねによって常時近接する方向に付勢された一対の把持部材を備えており、両把持部材の間に容器が挿入される際の押圧力により該容器を両把持部材で把持するようにしている。
また、その他の従来の物品搬送装置として、例えば特許文献２が知られている。この特許文献２においては、重合させて配置した上下のホイールの円周方向における相対位置を変更することで、両ホイールにわたって形成したポケットの大きさを変更するようにしている。それによって、大きさの異なる容器を移送できるようになっている。
さらに、その他の従来の物品搬送装置として、例えば特許文献３が知られている。この特許文献３のグリッパにおいては、重合させて配置した上下のホイールに、それぞれグリッパを構成する把持部材を配置し、各ホイールの回転駆動をサーボモータで制御することにより、容器の把持と移送とを行うようになっている。
特開平１１−３１４７５２号公報 実公平７−４８５６９号公報 特開２００２−２０６９９３号公報

ところで、上記特許文献１のグリッパにおいては、口部の大きさが異なるペットボトルを兼用することは出来ないという欠点があった。
また、上記特許文献２の物品搬送装置においては、比較的簡単な構成によって大きさが異なる容器を移送することが可能である。しかしながら、各ポケットは容器を把持する構成にはなっていないので、この特許文献２の物品搬送装置は、ＰＥＴ容器の首部を把持するようなネックグリッパには使用できないという欠点があった。
さらに、上記特許文献３に開示された従来技術においては、上下のホイールを相対移動させることにより全てのグリッパを一斉に開閉させるようにしている。つまり、各グリッパを個別に開閉させることはできないので、連続搬送されるＰＥＴ容器の首部を把持する場合には特許文献３の装置は適用できないという欠点があった。

上述した事情に鑑み、本発明は、回転方向において相対移動可能な第１ホイールおよび第２ホイールと、これら第１ホイールおよび第２ホイールを一体的に回転させる駆動源と、上記両ホイールにわたってそれらの円周方向の複数箇所に配設されて物品を把持するグリッパとを備えた物品搬送装置であって、
上記グリッパは、上記第１ホイールに移動可能に配設した一方の把持部材と、上記一方の把持部材と対向させて上記第２ホイールに移動可能に配設した他方の把持部材と、上記両把持部材を相互に近接する方向に付勢する付勢手段と、上記付勢手段によって付勢された上記両把持部材の停止位置を規制するストッパ手段とを備え、
上記ストッパ手段は、上記第１ホイールに設けられて上記一方の把持部材の停止位置を規制する第１のストッパ部材と、上記第２ホイールに設けられて上記他方の把持部材の停止位置を規制する第２のストッパ部材とからなり、
上記グリッパの両把持部材は、それらに作用する上記付勢手段の付勢力によって物品を把持するようにした物品搬送装置を提供するものである。

上述した構成によれば、付勢手段の付勢力によって物品を把持するように構成しているので、大きさの異なる物品であっても支障なく両把持部材で把持することが出来る。
したがって、製造コストが低く、かつ兼用性に優れたグリッパを提供することができる。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図３において、回転式の物品搬送装置１は、水平面で回転されるベースホイール２と、このベースホイール２の外周部に取り付けたリング状の第１ホイール３および第２ホイール４と、これら両ホイール３、４の円周方向等間隔位置に設けられて容器５の首部５Ａを把持する複数のグリッパ６とを備えている。なお、図面の煩雑さを避けるため、図１の平面図においては、全てのグリッパ６を表示せずに一部のグリッパ６のみを表示している。
図２に示すように、図示しないフレームに円筒部材７を鉛直方向に取り付けあり、この円筒部材７にベアリング８、８を介して回転軸１１を回転自在に軸支している。この回転軸１１の上端に上記ベースホイール２の中央部を嵌着するとともに、回転軸１１の下端部に駆動ギヤ１２の中央部を嵌着している。駆動ギヤ１２は図示しないギヤを介して図示しないモータと連動させてあり、このモータが回転駆動されると、ベースホイール２と両ホイール３，４およびそれらに設けた各グリッパ６が、図１における時計方向に回転されるようになっている。

図３に示すように、第１ホイール３は平坦なリング状に形成してあり、その下面の内周側の部分をベースホイール２の外周部の上面に載置している。
他方、第２ホイール４は、平坦なリング状の本体部４Ａと、その内周部から軸方向の下方側に伸びる筒状部４Ｂとを備えている。本体部４Ａの半径方向の寸法は第１ホイール３の半径方向寸法と同じに設定してあり、筒状部４Ｂの外径は、上記第１ホイール３の内径と同じ寸法に設定している。
そして、第２ホイール４の本体部４Ａを第１ホイール３の上面に載置するとともに、第２ホイール４の筒状部４Ｂの外周部を第１ホイール３の内周面に接触させている。これにより、第１ホイール３と第２ホイール４は円周方向に相対移動可能となっている。
第２ホイール４の円周方向の等間隔位置に長穴４Ｃを穿設してあり、それらの長穴４Ｃの位置に合わせて、第１ホイール３にも長穴３Ａを穿設している。また、さらにベースホイール２にも両ホイール３，４の長穴３Ａ、４Ｃの中央部の位置に合わせて貫通孔２Ａを穿設している。そして、両ホイール３，４の長穴３Ａ、４Ｃおよびベースホイール２の貫通孔２Ａにわたってボルト１３を挿通して、このボルト１３の先端にナット１４を螺合することにより各ホイール２，３，４を連結している。ボルト１３にナット１４で強く締め付けることにより、各ホイール２，３，４が一体に連結されるようになっている。他方、ナット１４を緩めることにより、第１ホイール３の長穴３Ａの空間分だけ、第１ホイール３はベースホイール２に対して円周方向に相対移動することができるとともに、両ホイール３，４はそれらの長穴３Ａ、４Ｃの空間分だけ円周方向に相対移動できるようになっている。
これによって、グリッパ６が備える一対の把持部材１５，１５’の間隔を調整して、各グリッパ６によって大きさが異なる容器５を把持できるようにしている。

図１および図４に示すように、両ホイール３，４の外径は同一に設定されており、それらの外周縁は同一面上となるようにしている。上方側となる第２ホイール４の外周部には、円周方向等間隔位置に切欠き部４Ｄを形成している。この切欠き部４Ｄは第２ホイール４の放射方向に沿って概略Ｕ字形に形成している。
そして、各切欠き部４Ｄの位置に容器５の首部５Ａを把持する各グリッパ６を取り付けている。各グリッパ６は、両ホイール３，４の放射方向に沿って配置した左右一対の把持部材１５、１５’と、これら両把持部材１５、１５’を両ホイール３，４に連結する左右一対の板ばね１６、１６’と、上記両把持部材１５、１５’の内方側の端部と係合してそれらの各ホイール３，４上における停止位置を規制する左右一対のストッパ部材１７、１７’とを備えている。すなわち、上記両把持部材１５、１５’は容器５を把持していない場合、ストッパ部材１７、１７’と当接することにより、その閉鎖位置を規制されている。
両把持部材１５、１５’は相互に対向する同じ高さに配置されており、それらの部材における対向位置に円弧状の凹部を形成してあり、そこを係合部１５ａ、１５ａ’としている。両把持部材１５，１５’にわたって引っ張りばね１８を取り付けてあり、それによって、両把持部材１５，１５’を相互に近接する方向に付勢している。そのため、両係合部１５ａ、１５ａ’は、両板ばね１６、１６’の弾性および上記引張りばね１８によって相互に近接するように付勢されている。これら両係合部１５a、１５ａ’によって容器の５の首部５Ａを把持するようにしている。
各把持部材１５、１５’における係合部１５ａ、１５ａ’の隣接外方位置となる先端部は、各ホイール３，４の放射方向に対して傾斜させたガイド部１５ｂ、１５ｂ’としている。これら両ガイド部１５ｂ、１５ｂ’が隔てた概略Ｖ字形の空間部内に容器５の首部５Ａが案内されてから容器５の首部５Ａと両把持部材１５，１５’が近接する方向に相対移動されることで、首部５Ａが両ガイド部１５ｂ、１５ｂ’に係合した後、引っ張りばね１８および板ばね１６、１６’の弾発力に抗して両ガイド部１５，１５ｂ’が両ストッパ部材１７、１７’から離れて拡開され、その後、首部５Ａが係合部１５ａ、１５ａ’の間に挿入されて、それら両係合部１５ａ、１５ａ’によって把持されるようになっている。つまり、本実施例のグリッパ６においては、両板ばね１６，１６’の弾発力および引っ張りばね１８の引っ張り力を両把持部材１５，１５’に作用させて、それら両把持部材１５，１５’によって容器５の首部５Ａを把持するようにしている。

左方の板ばね１６の外方側の端部は左方の把持部材１５の側部に連結してあり、この左方の板ばね１６の内方側の端部は第２ホイール４に固定した左方のストッパ部材１７の側面に固定されている。つまり、この左方の板ばね１６及びストッパ部材１７を介して左方の把持部材１５は第２ホイール４上に連結されるとともに、板ばね１６の弾発力および引っ張りばね１８によって左方の把持部材１５は、常時右方の把持部材１５’に向けて付勢されている。
他方、右方の板ばね１６’の外方側の端部は、右方の把持部材１５’の側部に連結してあり、板ばね１６’の内方側の端部は、上記切欠き部４Ｄの空間を介して下方側の第１ホイール３に固定したストッパ部材１７’の側部に連結されている。つまり、右方の板ばね１６’及びストッパ部材１７’を介して右方の把持部材１５’は第１ホイール３に連結されるとともに、板ばね１６’の弾発力および引っ張りばね１８によって左方の把持部材１５に向けて常時付勢されている。
このように対向位置の左右の把持部材１５，１５’は、各板ばね１６，１６’および引っ張りばね１８によって相互に当接する方向に常時付勢されているが、左右一対のストッパ部材１７、１７’によって、各ホイール３，４上における各把持部材１５，１５’の停止位置を規制している。
左方側のストッパ部材１７は、切欠き部４Ｄの隣接位置となる第２ホイール４上の放射方向に固定している。このストッパ部材１７の左方側の側部に板ばね１６の端部を連結してあり、それによって板ばね１６の先端に連結した把持部材１５における右方側の内方部がストッパ部材１７の先端側部に当接して、把持部材１５はその位置に停止している。つまり、ガイド部１５ｂに容器５の首部５Ａが係合しない状態では、把持部材１５は第２ホイール４の円周方向所定位置に、放射方向に沿って維持されている。
これと同様に、右方側のストッパ部材１７’は、切欠き部４Ｄの空間部を介して第１ホイール３の上面に、その放射方向に沿って固定されている。そして、このストッパ部材１７’の右方側の側面に板ばね１６’の端部を連結してあり、この板ばね１６’の付勢力によってストッパ部材１７’の先端部の側面に把持部材１５’の内方側の側面が当接している。これにより、把持部材１５’は、第１ホイール３の円周方向所定位置に位置決めされる。つまり、ガイド部１５ｂ’に容器５の首部５Ａが係合しない状態では、把持部材１５’は第２ホイール４の円周方向所定位置に放射方向に沿って維持されている。
そして、本実施例では、上述したように第１ホイール３と第２ホイール４は、円周方向に相対移動されるようになっており、それらの円周方向における相対移動量を調整することで、各グリッパ６の両把持部材１５，１５’の間隔を一斉に調整して、それらの両係合部１５ａ、１５ａ’の間隔を調整するようにしている。

次に、図１、図４から図６によって、両ホイール３，４の円周方向における相対位置を決める位置決め手段２１について説明する。本実施例においては、位置決め手段２１は、各ホイール３，４に等ピッチで形成した複数の軸方向の係合溝３Ｂ、４Ｅと、これら係合溝３Ｂ，４Ｅに係合する係合爪２２とを備えている。
両ホイール３，４の内周部の２箇所に同一形状の切欠き部３Ｃ，４Ｆを形成してあり、それらの円周方向の周面に等ピッチで上記係合溝３Ｂ、４Ｅを形成している。両ホイール３，４の係合溝３Ｂ、４Ｅの寸法と円周方向におけるピッチは同じに設定している。
他方、係合爪２２の下端部は断面を楕円形とした嵌合部２２Ａとしてあり、この嵌合部２２Ａをベースホイール２に形成した放射方向の長穴２Ｂに摺動自在に係合させている。これにより、係合爪２２は各ホイール２，３，４の放射方向に進退移動できるようになっている。係合爪２２の先端部２２Ｂは、上記係合溝３Ｂ、４Ｅと係合出来るクサビ状に形成している。この係合爪２２とベースホイール２上のピン２３にわたってばね２４を弾装してあるので、係合爪２２は常時放射方向外方側に向けて付勢されて、先端部２２Ｂが両ホイール３、４の係合溝３Ｂ、４Ｅと係合するようになっている。
本実施例では、各ホイール３，４に各４個の係合溝３Ｂ、４Ｅをそれぞれ形成してあり、各ホイール３，４の何れの係合溝３Ｂ、４Ｅを係合爪２２に係合させるかによって、両ホイール３，４の円周方向の相対位置を決めるようになっている。
図５に示すように、第１ホイール３の左方端にある係合溝３Ｂと第２ホイール４の左方端にある係合溝４Ｅに係合爪２２が係合した状態では、各グリッパ６における両把持部材１５，１５’の係合部１５ａ、１５ａ’の間隔が最小となる。
つまり、首部５Ａの外径が最小の容器５をグリッパ６で把持する場合には、この状態とする。
他方、第１ホイール３の右方端にある係合溝３Ｂと第２ホイール４の左方端にある係合溝４Ｅとが係合爪２２に係合した状態では、各グリッパ６における両把持部材１５，１５’の係合部１５ａ、１５ａ’の間隔が最大となる。つまり、首部５Ａの外径が最大の容器５をグリッパ６で把持する場合にはこの状態にする。
係合爪２２に対して両ホイール３，４の各係合溝３Ｂ、４Ｅの何れを係合させるかによって、首部５Ａの大きさが異なる複数種の容器５を各グリッパ６で把持 出来るようになっている。
係合爪２２に対して係合する両ホイール３，４の各係合溝３Ｂ、４Ｅを変更する場合には、先ずボルト１３とナット１４を緩めてから両ホイール３，４を円周方向に所要量だけ相対移動させる。このように相対移動させると、係合溝３Ｂ，４Ｅに係合している状態の係合爪２２がばね２４に抗して半径方向内方に押し戻された後、順次隣接位置の係合溝３Ｂ、４Ｅと係合するようになっている。これにより、各グリッパ６の左右の把持部材１５，１５’の間隔を一斉に調整できるようになっている。
このように調整作業が終わったら、上記ボルト１３とナット１４を再度締め付けて、両ホイール３，４の円周方向における相対位置の位置決めが終了する。これにより、両ホイール３，４にわたって設けたグリッパ６の把持部材１５，１５’の間隔を、容器５の首部５Ａに応じた間隔に調整することが出来る。

上述したように、本実施例では、各グリッパ６の両把持部材１５，１５’はそれらを連結した付勢手段として両板ばね１６，１６’および引っ張りばね１８によって相互に近接する方向に付勢されており、ストッパ手段としての各一対のストッパ部材１７，１７’は、各把持部材１５，１５’と当接することにより、それらを両ホイール３，４上の所定方向に停止させるようになっている。
そして、各グリッパ６が備える把持部材１５、１５’の間隔は、両ホイール３，４を円周方向に相対移動させてから、位置決め手段２１の係合爪２２を両ホイール３，４における所要の係合溝３Ｂ、４Ｅと係合させることにより、容器５の首部５Ａの大きさに応じて調整できるようになっている。
上記構成のグリッパ６においては、各ホイール２、３、４の半径方向外方側から容器５がグリッパ６に向けて供給されると、容器５の首部５Ａは両把持部材１５，１５のガイド部１５ｂ、１５ｂ’に押し付けられる。これに伴い、両板ばね１６，１６’の付勢力および引っ張りばね１８に抗してガイド部１５ｂ、１５ｂ’が拡開されるので、容器５の首部５Ａはガイド部１５ｂ、１５ｂ’に係合したままその隣接内方位置の係合部１５ａ、１５ａ’まで送り込まれてそれらによって把持されるようになっている。
このように容器５の首部５Ａを把持した状態の各グリッパ６は、各ホイール２、３、４の時計方向の回転に伴って移動されるようになっている。
そして、容器５の首部５Ａを把持した状態のグリッパ６が所定の排出位置間で搬送されると、その位置に設けた取り出し用の係合部材に容器５の首部５Ａが係合するようになっている。それにより、両板ばね１６、１６’および引っ張りばね１８に抗して両把持部材１５，１５’の間隔が広げられて、両把持部材１５，１５’による容器５の首部５Ａの把持状態が解除されて、図示しない隣接位置の機械に向けて容器５が受け渡されるようになっている。

以上のように構成した本実施例においては、グリッパ６は付勢手段としての両板ばね１６、１６’および引っ張りばね１８を備えており、それらの付勢力に基づいて両把持部材１５，１５’によって容器５の首部５Ａを把持している。そして、容器５の大きさが異なる場合には、両ホイール３，４の円周方向における相対位置を変更することで、各グリッパ６が備える両把持部材１５，１５’の間隔を、容器５の大きさに応じた適切な間隔に調整することが出来る。
したがって、本実施例によれば、製造コストが低く、かつ兼用性に優れたグリッパ６を提供することができる。
なお、板ばね１６、１６’による付勢力が充分であれば、グリッパ６の引っ張りばね１８は省略しても良い。

また、上記実施例においては、グリッパ６によって容器５の首部５Ａを把持することを前提として説明したが、グリッパ６によって容器５の胴部を把持する場合にも本発明を適用することが出来る。
また、容器５以外の物品を搬送する物品搬送装置のグリッパにも本発明を適用することが出来る。

また、グリッパ６に関する第２実施例としては、図７に示したように両把持部材１５、１５’をコイルばね１８で相互に近接するように付勢した構成を採用しても良い。この図７に示したグリッパ６のに第２実施例においては、一方の把持部材１５の基部に貫通孔１５Ｃを穿設し、その貫通孔１５Ｃに挿通したピン３０を第２ホイール４に固定している。これにより、把持部材１５は、ピン３０を中心として第２ホイール４上で水平方向に揺動自在となっている。他方の把持部材１５’の基部にも貫通孔１５Ｃ’を穿設してあり、その貫通孔１５Ｃ’に挿通したピン３０’を第１ホイール３に固定している。これにより、把持部材１５’はピン３０’を中心として第１ホイール３上で水平方向に揺動自在となっている。上記両把持部材１５、１５’にわたってコイルばね１８を取り付けてあり、それによって両把持部材１５、１５’が相互に近接する方向に付勢されている。さらに、両把持部材１５、１５’の間に位置する第２ホイール４上の所定位置に一方のストッパ部材１７を連結するとともに、第１ホイール３上の所定位置に他方のストッパ部材１７’を連結している。
両把持部材１５、１５’によって容器５の首部５Ａを把持していない状態では、一方の把持部材１５がストッパ部材１７に当接するとともに、他方の把持部材１５’がストッパ部材１７’に当接することで、両ホイール４，３上での停止位置を規制されるようになっている。その他の構成は、上述した第１の実施例と同じである。
このような第２実施例のグリッパ６を用いた物品搬送装置１であっても上記第１の実施例と同様の作用・効果を得る事ができる。

さらに、上記実施例においては、両ホイール３、４に設けた係合溝３Ｂ、４Ｅとそれらに係合する係合爪２２とによって位置決め手段２１を形成していたが、それに限定されるものではない。例えば、上記実施例の位置決め手段の代わりに、外周部の所定位置に複数の係合溝を形成した円形の板カムと、上記両ホイール３，４に連結されて上記板カムの係合溝に係合可能な一対のピンとによって、位置決め手段を構成しても良い。

本発明の第１実施例を示す、一部のグリッパ６の表示を省略した平面図。 図１のＩＩ―ＩＩ線に沿う要部の断面図。 図１に示した各ホイール２、３、４の関係を示す斜視図。 図１の要部の拡大図。 図４の要部の拡大図。 図５の要部の斜視図。 本発明の第２実施例を示すグリッパの平面図。

符号の説明

５…容器（物品） ６…グリッパ
１５…把持部材 １５’…把持部材
１６…板ばね（付勢手段） １６’…板ばね（付勢手段）
１７…ストッパ部材（ストッパ手段）
１７’…ストッパ部材（ストッパ手段）

Claims (2)

1. 回転方向において相対移動可能な第１ホイールおよび第２ホイールと、これら第１ホイールおよび第２ホイールを一体的に回転させる駆動源と、上記両ホイールにわたってそれらの円周方向の複数箇所に配設されて物品を把持するグリッパとを備えた物品搬送装置であって、
   上記グリッパは、上記第１ホイールに移動可能に配設した一方の把持部材と、上記一方の把持部材と対向させて上記第２ホイールに移動可能に配設した他方の把持部材と、上記両把持部材を相互に近接する方向に付勢する付勢手段と、上記付勢手段によって付勢された上記両把持部材の停止位置を規制するストッパ手段とを備え、
   上記ストッパ手段は、上記第１ホイールに設けられて上記一方の把持部材の停止位置を規制する第１のストッパ部材と、上記第２ホイールに設けられて上記他方の把持部材の停止位置を規制する第２のストッパ部材とからなり、
   上記グリッパの両把持部材は、それらに作用する上記付勢手段の付勢力によって物品を把持することを特徴とする物品搬送装置。
2. 上記付勢手段は、第１ホイールに上記一方の把持部材を連結し、かつ、その把持部材を他方の把持部材に向けて付勢する第１の板ばねと、
   上記第２ホイールに上記他方の把持部材を連結し、かつ、その把持部材を上記一方の把持部材に向けて付勢する第２の板ばねとからなることを特徴とする請求項１に記載の物品搬送装置。

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