(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記物品回転手段における物品載置位置は、前記搬送路から物品を取り出す側の一端部が比較的高さが低く前記搬送路に物品を戻す側の他端部が比較的高さが高くなるよう傾斜している請求項1に記載された物品搬送装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態による物品搬送装置について添付図面により説明する。
図1及び
図2に示す物品搬送装置1の概略図において、本実施形態による物品搬送装置1は、例えば略四角形棒状の物品2を所定間隔で配列して搬送する搬送路としての搬送コンベア3と、搬送コンベア3の両側に設けられていて搬送コンベア3から取り出した物品2を180°水平回転させる物品回転手段4と、搬送コンベア3上の物品2を物品回転手段4に移動させる物品取り出し手段5Aと、物品2を搬送コンベア3上に戻す物品戻し手段5Bと、物品取り出し手段5A及び戻し手段5Bを駆動させる取り出し及び戻し駆動機構5Cとを概略で備えている。
【0015】
搬送コンベア3は無端周回形状に形成されており、コンベア用の駆動モータM1の出力軸6は伝動ベルト7aと伝動ローラ7bを介して搬送コンベア3の長手方向先端部に設けた駆動軸8を回転駆動させて搬送コンベア3を間欠的に高速回転させる。搬送コンベア3は所定間隔で仕切り壁10が配列され、各仕切り壁10毎に物品2が配列され、仕切り壁10の間隔は各物品2の長さより短い一定のピッチに設定されている。
【0016】
搬送コンベア3の長手方向に配列された仕切り壁10の間隔は物品2の幅より若干長く設定されていて物品2の取り出しと戻しを容易にしている。搬送コンベア3の先端側の下部には、搬送コンベア3の駆動モータM1,物品回転手段4、取り出し及び戻し駆動機構5Cを設置するための基板11が設置されている。
【0017】
図2乃至
図4に示すように、搬送コンベア3の搬送方向に直交する方向の両側にそれぞれ物品回転手段4とその駆動機構14が設けられている。
物品回転手段4は、
図5及び
図6に示すように、略円盤状の回転ターレット16が回転可能に支持され、その周囲に開口部15aを備えたガイド枠15が設けられている。回転ターレット16の下部に回転軸16aが設けられ、上部には円板状のホルダ17が設けられている。回転ターレット16の上部のホルダ17には、その回転中心を含む直径方向に物品2を載置するための凹溝18が形成されている。凹溝18はわずかに傾斜して形成され、その一端部18aは比較的高さが低く、他端部18bは比較的高さが高く形成されている。
回転ターレット16は180°水平回転可能とされ、水平回転した位置で凹溝18の一端部18aと他端部18bのいずれかがガイド枠15の開口15aに臨んで、搬送コンベア3に対して物品2の取り出しと戻しの動作が可能とされている。
【0018】
次に、回転ターレット16の駆動機構14について
図3及び
図4により説明する。
搬送コンベア3を挟んで両側に配設された一対の物品回転手段4の回転ターレット16の回転軸16aはそれぞれ回転ターレット16を回転自在に支持するホルダー20を介して可動板21の貫通孔を挿通して下方に突出し、可動板21の下方位置でギヤ22に同軸に固着されている。各回転軸16aのギヤ22は、基板11に固定されていて搬送コンベア3と平行な方向に延びる各ラック23にそれぞれ噛合している。
しかも、各可動板21の下面には例えば断面コの字形状のスライドガイド25がそれぞれ固定され、これらのスライドガイド25は基板11に固定されたスライドレール26にそれぞれ摺動可能に嵌合されている。各スライドレール26は搬送コンベア3及びラック23と平行に配列されているため、一対の物品回転手段4は搬送コンベア3と平行な方向に前後動する。
【0019】
また、2つの可動板21には長円形状のカム溝28がそれぞれ穿孔され、これらカム溝28にはそれぞれ例えば円柱状のカムフォロア29が摺動可能に嵌挿されている。一対のカムフォロア29はリンクアーム30の両端に植設されていて、リンクアーム30はその中央部で可動レバー31と連結されている。リンクアーム30と可動レバー31は支軸32によって一体に回転可能に支持されている。
そして、物品回転手段4の駆動機構14におけるターレット用の駆動モータM2が基板11に固定されている。この駆動モータM2の出力軸に固定された駆動レバー33と可動レバー31とがロッド34を介して連結され、これら駆動レバー33と可動レバー31はロッド34によって互いに平行な状態を維持して連動して所定角度範囲だけ回転可能とされたリンク機構を構成する。
【0020】
そのため、
図3及び
図4に示す物品回転手段4の駆動機構14によれば、駆動モータM2を駆動して駆動レバー33と可動レバー31を連動させると、リンクアーム30が支軸32回りに揺動するため一対の可動板21がスライドレール26に沿って反対方向に前後動することになる。しかも、一対の可動板21が前後動すると各回転ターレット16の回転軸16aに固着されたギヤ22がラック23に噛合して同一方向に回転するように設定されている。
そのため、駆動アーム33の揺動範囲に対応して回転軸16aに固着されたギヤ22の回転範囲を180°になるように設定しておくことで、回転ターレット16の回転範囲を凹溝18が180°半回転するように設定できる。
【0021】
しかも、駆動アーム33の揺動範囲に対して各回転ターレット16を有する物品回転手段4が前後動する距離を搬送コンベア3上の物品2の(1ピッチ+α)分に設定することができる。これにより、αは物品2の1ピッチより小さいわずかな距離とする。搬送コンベア3から物品2を回転ターレット16に取り出す際には物品2は仕切り壁10に接触しているが、回転ターレット16から物品2を搬送コンベア3へ戻す際、仕切り壁10から距離α分の間隙を開けた位置に戻されることになり、前後の仕切り壁10に接触しないので戻し作業が容易になる。なお、搬送コンベア3は、物品回転手段4が物品を180°回転させる間に1ピッチ移動する。
【0022】
つぎに搬送コンベア3上に所定ピッチで配列された物品2を物品回転手段4の回転ターレット16の凹溝18上に送り出す物品取り出し手段5Aと、物品2を180°水平回転後に搬送コンベア3に戻す物品戻し手段5Bとについて、
図1、
図7及び
図8により説明する。
搬送コンベア3の物品2の上方に可動プレート36が搬送コンベア3の長手方向に直交する方向に移動可能に配設され、可動プレート36の下面にはその移動方向両端に物品戻し手段5Bとして戻しプッシャ37a、37bが取り付けられ、中央部に物品取り出し手段5Aとして取り出しプッシャ37cが取り付けられている。
これら3つのプッシャ37a、37b、37cは等間隔であり、しかも隣接するプッシャ37a、37b、37c同士の間隔は、
図1及び
図2に示すように、物品2の長さよりも若干長い間隔に設定されている。
【0023】
なお、各プッシャ37a〜37cは、例えば
図1及び
図2に示すように段付きの拍子木状に形成され、その長さは搬送コンベア3上に所定ピッチで配列された2つの物品2の距離分の長さに相当し、各物品2の上部を押して取り出しと戻しの動作を行うようになっている。搬送コンベア3の両側には物品2の落下を防ぐサイドガイド39が設けられているが、物品の取り出しと戻しの領域には設置できない。
そのため、各プッシャ37a〜37cの長さを前後の2つの物品2の距離分の長さに設定することが好ましい。戻しプッシャ37a、37bと取り出しプッシャ37cの後部は搬送コンベア3から物品が落下しないようにするガイドとなっている。また、プッシャ37cの後部で物品2の取り出しを行い、プッシャ37a、37bの前部で物品2の戻しを行う。
可動プレート36はその下方に延びるアーム部を介して可動プレート36に平行な移動プレート38と連結されている。
【0024】
取り出し及び戻し駆動機構5Cにおいて、可動プレート36は搬送コンベア3の上方に位置し、移動プレート38は搬送コンベア3の下方に位置する。また、基板11には移動プレート38に対向する位置にスライドレール40が固定され、移動プレート38に固定された断面凹部形状のスライドガイド41がスライドレール40にガイドされて往復方向(A方向とB方向)に摺動可能に嵌合されている。また、基板11には、物品取り出し手段5A及び物品戻し手段5Bの駆動手段となるプッシャ用の駆動モータM3が固定されている。基板11の裏面には、貫通孔を通して裏面側に突出する駆動モータM3の出力軸に駆動プーリ43が連結され、更に基板11の裏面における可動プレート36の移動方向に従動プーリ44が取り付けられている。また、駆動プーリ43と従動プーリ44の間にはベルト45が巻回されて張架されている。そして、取り出し及び戻し駆動機構5Cの移動プレート38に連結された連結板47はベルト45に固定されている。
【0025】
そのため、駆動モータM3を正逆回転させることで往復動するベルト45と連結板47を介して戻しプッシャ37a、37b、取り出しプッシャ37cが往復動することになる。可動プレート36の往復動によって、例えば搬送コンベア3上の物品2を取り出しプッシャ37cで取り出して一方の回転ターレット16の凹溝18上に移動させ、回転ターレット16で180°水平回転させた後で、戻しプッシャ37aまたは37bで取り出して搬送コンベア3上に戻すようにしている。
なお、搬送コンベア3の間欠搬送、戻しプッシャ37a、37b、取り出しプッシャ37cの各動作、各回転ターレット16の180°回転動作の各動作タイミングの間には微小な間隔が開けられている。この時間的な微小間隔によって各動作が落ち着いた後に次の動作が行われることになる。これによって、物品2の搬送時や取り出し及び戻し時等に物品2の詰まりが発生することを防止できる。
【0026】
また、搬送コンベア3の両側において、可動プレート36に対向する位置に一対のストッパー48が図示しないエアシリンダ等によって出没可能とされている。或いは、ストッパー48を突出位置で固定保持してもよい。そして取り出し対象となる物品2が取り出しプッシャ37cの後部領域に到達した時点でストッパー48が突出してその物品2を停止させると共に、取り出しプッシャ37cを作動させて停止させられた物品2を物品回転手段4上に取り出すようにしている。
【0027】
なお、取り出しプッシャ37cによる搬送コンベア3上の物品2の取り出し作業に際し、最初の物品2の取り出し時に先端側の1つの物品2を取り出しプッシャ37cの後部で一方の回転ターレット16に取り出す。この状態で、搬送コンベア3上の物品2を取り出した領域は空隙になるから、次に、搬送コンベア3上の次の物品2を取り出しプッシャ37aで他方の回転ターレット16に取り出すと同時に、先に一方の回転ターレット16に取り出された物品2は180°回転させられた後に、戻しプッシャ37aまたは37bの前部で戻されて搬送コンベア2の元の位置(空隙)に戻される。
【0028】
本実施形態による物品搬送装置1は上述の構成を備えており、次に搬送コンベア3で搬送する物品2の向きを180°反転させて搬送する物品搬送方法について、
図9を中心に説明する。
物品搬送装置1の搬送コンベア3には所定ピッチで物品2が同一方向に配列されている。コンベア用の駆動モータM1の回転によって搬送コンベア3を間欠的に作動させて物品2を搬送し、搬送の終了段階で物品2を逆向きに変えて搬送コンベア3に戻すようにする。
【0029】
まず、
図1および
図2に示す搬送コンベア3上の物品2は、仕切り壁10で位置決めされて所定間隔に配列された物品2が順次搬送され、両側に物品回転手段4が配列された位置において搬送コンベア3の両側でストッパー48が突出して物品2を停止させる。
このとき、物品回転手段4の駆動機構14によって一方の回転ターレット16(以下、これを符号16Aで示す)は後ろ側にあり、他方の回転ターレット16(以下、これを符号16Bで示す)は前方側にずれた位置にある。そして、ストッパー48は後方にある一方の回転ターレット16Aの凹溝18に対向する位置にある物品2をストッパー48で停止させる。
【0030】
なお、
図9(a)に示す例では、搬送コンベア3において取り出すべき物品2の前側の物品2の領域は空隙であるものとする。搬送コンベア3の空隙にあった物品2が前段階で取り出しプッシャ37cによって他方の回転ターレット16Bの凹溝18に取り出された後、物品2は他方の回転ターレット16Bによって180°水平回転されると共に回転ターレット16Bが前方に移動した位置にある。
図9(a)に示す状態で、取り出し及び戻し駆動機構5Cの可動プレート36は、他方の回転ターレット16Bの外側に戻しプッシャ37bが位置し、他方の回転ターレット16Bと搬送コンベア3との間に取り出しプッシャ37cが位置し、搬送コンベア3と一方の回転ターレット16Aとの間に戻しプッシャ37aが位置する。
【0031】
この位置から、
図7及び
図8に示すように、取り出し及び戻し駆動機構5Cのプッシャ用の駆動モータM3を駆動させることでベルト45をA方向に移動させ、取り出しプッシャ37cと戻しプッシャ37a、37bを同一方向に移動させる。これによって、
図9(b)に示すように、可動プレート36がA方向に移動するため、戻しプッシャ37bで他方の回転ターレット16Bの凹溝18上の物品2を搬送コンベア3上の空隙である元の位置に戻すと共に、取り出しプッシャ37cによってストッパー48で停止させられた搬送コンベア3上の物品2を一方の回転ターレット16A上の凹溝18に取り出す。
【0032】
ここで、他方の回転ターレット16Bの凹溝18に載置された物品2は、凹溝18の搬送コンベア3側の他端部18bが搬送コンベア3側にあって高さが高いため、製造誤差や組立誤差等のために搬送コンベア3との間にわずかな段差があったとしてもスムーズに物品2を搬送コンベア3上に戻すことができる。また、搬送コンベア3から物品2を一方の回転ターレット16Aの凹溝18に向けて取り出す際、この凹溝18の搬送コンベア3側を向く一端部18aの高さが低いため、物品2はスムーズに搬送コンベア3から凹溝18内に取り出される。
【0033】
そして、
図9(c)に示すように、他方の回転ターレット16Bの凹溝18から搬送コンベア3へ物品2を戻すと共に、搬送コンベア3から一方の回転ターレット16Aの凹溝18内に物品2を取り出した後、駆動機構14におけるターレット用の駆動モータM2を駆動させる。
すると、
図3及び
図4に示すように、駆動モータM2の駆動レバー33が所定角度回動してロッド34を介して可動レバー31が連動するため、リンクアーム30が支軸32を中心に揺動して一対の可動板21がスライドレール26に沿って反対方向に前後動する。一対の可動板21が前後動すると、各回転ターレット16の回転軸16aに固着されたギヤ22がラック23に噛合して同一方向に回転しながら前後位置が入れ替わるように前後逆方向に移動する。
【0034】
これにより、
図9(c)〜(e)に示すように、一方の回転ターレット16Aを有する物品回転手段4は搬送コンベア3に沿って搬送コンベア3の物品2の(1ピッチ+α)の距離だけ前方に移動し、他方の回転ターレット16Bを有する物品回転手段4は搬送コンベア3に沿って搬送コンベア3の物品2の(1ピッチ+α)の距離だけ後方に移動する。しかも、凹溝18に物品2を載置した一方の回転ターレット16Aは180°水平回転して物品2の向きを変え、他方の回転ターレット16Bも180°水平回転して凹溝18の一端部18aが搬送コンベア3側に位置する。
【0035】
図9(c)〜(e)に示すように、物品2が配列された搬送コンベア3が物品2の1ピッチ分搬送される間に、回転ターレット16Aを有する物品回転手段4は(1ピッチ+α)の距離だけ前進するため、
図9(f)に示すように、回転ターレット16Aで180°回転された物品2を戻しプッシャ37aで搬送コンベア3の空隙に戻すことで、戻される物品2は搬送コンベア3の仕切り壁10に干渉することなくα分の間隙を開けて戻される。
こうして、一方の回転ターレット16Aと他方の回転ターレット16Bは前後位置が入れ替わり、搬送コンベア3の空隙の前進と同期して一方の回転ターレット16Aを有する物品回転手段4は前進し、他方の回転ターレット16Bを有する物品回転手段4は搬送コンベア3の空隙の次の物品2の位置に後退する。
【0036】
また、
図7及び
図8において、駆動モータM2の逆回転によって取り出し及び戻し駆動機構5Cの可動プレート36がB方向に移動すると、
図9(f)に示すように、戻しプッシャ37aで一方の回転ターレット16Aの凹溝18上の物品2が押されて搬送コンベア3の空間に戻される。これと同時に、搬送コンベア3上でストッパー48で止められた物品2が取り出しプッシャ37cによって取り出され、他方のターレット16Bの凹溝18内に取り出される。
次に物品回転手段4の駆動機構14の駆動モータM2を逆回転させることで、一対の回転ターレット16A,16Bを180°水平回転させると共に、一方の回転ターレット16Aを有する物品回転手段4を(1ピッチ+α)の距離だけ後退させると共に、他方の回転ターレット16Bを有する物品回転手段4を同一の距離だけ前進させる。
このような動作を順次繰り返すことで、所定速度で移動する搬送コンベア3上の物品2の向きを、その両側に配設された2つの回転ターレット16A,16Bによって180°回転させて並べ替えたものを搬送コンベア3に戻し、順次箱等に詰めていくことができる。
【0037】
上述のように本実施形態による物品搬送装置1によれば、搬送コンベア3による物品2の搬送時に取り出しプッシャ37cによって搬送コンベア3外に物品2を取り出し、回転ターレット16によって180°水平回転させて戻しプッシャ37a,37bによって物品2を搬送コンベア3上に戻すようにしたから、搬送コンベア3上で物品2の配列間隔を物品2の長さより短く設定して物品2同士が干渉することなく半回転させて搬送コンベア3上に戻すことができる。
しかも、搬送コンベア3の両側にそれぞれ回転ターレット16A,16Bを設置して交互に物品2の半回転を行うと共に前後動させることができるため、搬送コンベア3の搬送速度を従来の2倍に設定できる。
また、物品2は搬送コンベア3上の仕切り壁10に押されて所定ピッチで搬送され、しかもストッパー48で停止させられた位置が回転ターレット16A,16Bの凹溝18に対向する位置なので精度よく物品2の取り出しと戻しを行える。
【0038】
また、駆動機構14によって、一対の回転ターレット16A,16Bの半回転と搬送コンベア3に沿った物品回転手段4の前後動とを同時に行うことができると共に、3つのプッシャ37a〜37cによって搬送コンベア3上の物品2の取り出しと戻しの動作を行うことができるため、簡単な構成で容易に物品2の移動制御を行える。
また、回転ターレット16に設けた凹溝18が傾斜面に形成されているため、物品2の取り出しや戻しの動作に際して物品2が詰まりにくくスムーズに移動させることができる。
【0039】
なお、本発明による物品搬送装置1は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能である。次に、本発明の変形例等について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明する。
上述した実施形態では、搬送コンベア3の両側に物品回転手段5を設けて交互に搬送コンベア3から物品2を取り出して回転ターレット16で半回転させるようにしたが、この構成に代えて、搬送コンベア3のいずれか一方の側部に物品回転手段5を設けてもよい。この場合には、取り出し及び戻し駆動機構5Cの可動プレート36に設けるプッシャは戻しプッシャ37aと取り出しプッシャ37cを設ければよい。
この場合、プッシャ37a、37cの長さは1つの物品2の幅に相当する長さにすることが好ましい。
【0040】
また、上述した実施形態では、取り出し及び戻し駆動機構5Cの可動プレート36に設けたプッシャ37a〜37cによって搬送コンベア3上の物品2を取り出し及び戻し動作できるように構成したが、上記構成に代えて、プッシャ37a〜37cをエアシリンダ等によって搬送コンベア3上の物品2に対して出没可能に構成してもよい。この場合、プッシャ37a〜37cとストッパー48が出没可能になるので、搬送コンベア3上の物品2を取り出さない水平回転させない機構を選択することができる。そのため、物品2を180°水平回転させる方式とさせない方式とを選択的に採用することができる。
【0041】
また、本発明の変形例を
図10で説明する。
図10(a)において、物品搬送装置1の取り出し及び戻し駆動機構5Cを駆動させ、可動プレート36の取り出しプッシャ37cで搬送コンベア3上の物品2を回転ターレット16の凹溝18に取り出して、回転ターレット16を180°回転させる場合、物品2の横幅が一定以上の広さを有すると回転する物品2が取り出しプッシャ37cに干渉してしまうおそれがある。
このような場合、プッシャ用の駆動モータM3の制御手段によって、物品2を回転ターレット16の凹溝18に取り出した後、駆動モータM3をわずかに逆方向に回転させて停止させるよう制御するとよい。これによって、取り出しプッシャ37cと回転ターレット16の凹溝18に載置された物品2の端面とに間隙が形成されるため、回転ターレット16を回転させても物品2が取り出しプッシャ37cに当接して干渉することを防止できる。
【0042】
上述の実施形態では、物品回転手段4は回転ターレット16によって凹溝18上の物品2を半回転させながら搬送コンベア3に沿って前後動させる駆動機構14を設けているが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、搬送コンベア3から物品2を回転ターレット16の凹溝18上に取り出す際、搬送コンベア3を停止させるようにすれば回転ターレット16を移動させる必要がなく、駆動機構14の構成が一層簡単になる。
なお、本実施形態において、物品回転手段4は回転ターレット16とガイド枠15を備える構成としたが、ガイド枠15は省略してもよく、少なくとも回転ターレット16を備えていればよい。