(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0016】
図1に、本発明の装置が姿勢を揃えることが可能な、羽根車9の一例を示す。
羽根車9は、ディスク状ハブ9aの一面に、突出した軸9bと複数の翼9cとを形成したものである。
羽根車9は、ハブ9aの翼9cを有する面を上向きにする(以下単に、翼9cを上向きにする、と略する場合がある)と、
図2(a)に示すように、ハブ9aの翼9cと反対側の面が、平面Sに当接した姿勢となり、ハブ9aの翼9cを有する面を下向きにする(以下単に、翼9cを下向きにする、と略する場合がある)と、
図2(b)に示すように、ハブ9aが面Sに対して傾いた姿勢となるか、あるいは、
図2(c)に示すように、軸9bが面Sに対して立った姿勢となる。
本発明の装置は、
図2(b)と
図2(c)に示すような、翼9cを下向きにした姿勢の羽根車9を反転し、
図2(a)に示すような、翼9cを上向きにした姿勢に揃えるものである。
【0017】
以下、本発明の羽根車の姿勢揃え装置の実施形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定するものではない。
以下の実施形態では、複数のコンベア面、複数のガイド面に加え、横コンベア面等、好ましい構成を具備する装置について説明している。しかし、本発明の装置は、羽根車を載置して移動するコンベア面を有するコンベアと、コンベア面の幅方向の一方端側から他端側に向かって、下流に傾斜して延長されたガイド面を有するガイド部材を具備していればよい。すなわち、本発明の装置は、羽根車を搬送する単独のコンベア面と、羽根車が接触する単独のガイド面を基本構成とするものである。
【0018】
[第1実施形態]
本実施形態の装置は、
図3に示すように、コンベア1と、ガイド部材2、3、4とを具備している、そして、コンベア1は、コンベア面1a、1bを有していて、ガイド部材2、3、4は、それぞれ、ガイド面2a、3a、4aを有している。
さらに、本実施形態の装置は、横コンベア5、6と、センサユニット7と、制御部8を具備していて、横コンベア5、6は、それぞれ、横コンベア面5a、6aを有している。
以下、本実施形態の装置の構成要素について詳細に説明する。
【0019】
(コンベア)
図3に示すように、コンベア1は、コンベア面1aとコンベア面1bを直列に接続していて、コンベア面1aとコンベア面1bを、モータ1cとモータ1dの駆動により、図中の太矢印方向に移動するようにしている。これにより、コンベア面1aを上流側のコンベア面、コンベア面1bを下流側のコンベア面としている。
そして、コンベア面1aとコンベア面1bの移動により、コンベア面1aの上流側に載置した羽根車9は、コンベア面1aの下流側に移動した後、コンベア面1aからコンベア面1bに受け渡され、引き続きコンベア面1bの上流側から下流側に移動される。なお、コンベア面1aを駆動するモータ1cは、制御部8に接続している。
【0020】
また、コンベア面1aとコンベア面1bは、それぞれ上方に、ガイド部材2、3とガイド部材4を配している。そして、コンベア面1aの側端1aaの、ガイド面2a、3aの先端2aa、3aaが対向する位置には、横コンベア面5a、6aを有する横コンベア5、6を配していて、コンベア面1aとコンベア面1bの接続部の両脇には、センサユニット7を配している。
【0021】
なお、コンベア面1a、1bの位置関係は、羽根車9を、コンベア面1aの下流側からコンベア面1bの上流側に受け渡しできる関係にあればよい。すなわち、コンベア面1aの移動方向とコンベア面1bの移動方法を平行にする必要はなく、例えば、コンベア面1aの移動方向とコンベア面1bの移動方向に角度をつけてもよい。
また、コンベア面1a、1bは、必ずしも水平にする必要はなく、コンベア面1a、1bの移動方向に登り勾配をつけてもよい。また、コンベア面1a、1bは、羽根車9が滑りにくい面にすることが好ましく、例えば、コンベア1をベルトコンベアにして、コンベア面1a、1bをゴム面にすることが好ましい。これらのようにすることで、後で説明するように、ガイド部材2、3、4に接触した羽根車9の姿勢が起きやすくなって、羽根車9を反転しやすくすることができる。
【0022】
(ガイド部材)
図3に示すように、ガイド部材2、3、4は、ガイド面2a、3a、4aを有する平板状の部材であって、ガイド面2a、3aは、コンベア面1aに対して立てられていて、ガイド面4aは、コンベア面1bに対して立てられている。そして、ガイド部材2、3、4は、コンベア面1a、1bの側端1aa、1baに隣接する、固定部2b、3b、4bに支持されている。
また、ガイド部材2、3、4は、ガイド面2a、3a、4aを、コンベア面1a、1bに対して略垂直にしていて、ガイド面2a、3a、4aは、コンベア面1a、1bの幅方向から移動方向に延長し、角度α、β、γに互い違いに傾斜した斜面を形成している。そして、ガイド面2a、3a、4aは、先端2aa、3aa、4aaと、コンベア面1a、1bの側端1aa、1baとの間に間隔を形成していて、羽根車9がその間隔を移動するようにしている。さらに、ガイド部材2、3、4は、コンベア面1a、1bに対向する面を、コンベア面1a、1bに接近あるいは摺動させていて、羽根車9が、ガイド部材2、3、4を乗り越えないよう、コンベア面1a、1bを基準とするガイド面2a、3a、4aの高さを、翼9cを下向きにした羽根車9の高さよりも十分高くしている。
【0023】
後で説明するように、これらガイド部材2、3、4には、翼9cを下向きにした羽根車9が、コンベア1a、1bとともに移動して接触する。その後、羽根車9は、ガイド面2a、3a、4aに沿って移動しながら反転する。
ここで、羽根車9は、ガイド面2a、3a、4aの傾斜角度α、β、γを小さくすると、ガイド面2a、3a、4aに滞りやすくなり、大きくするとガイド面2a、3a、4aに接触しても反転しにくくなる。
そこで、傾斜角度α、β、γは、羽根車9が、ガイド面2a、3a、4aに滞らずに反転できるよう、30度以上60度以下にすることが好ましい。
【0024】
また、ガイド面2a、3a、4aは、コンベア面1a、1bに対して略垂直に立てることが好ましく、垂直からコンベア面1a、1bの進行方向側に5度以内の角度で寝かすことがより好ましい。
このようにすることで、後で詳細に説明するように、ガイド面2a、3a、4aに接触した羽根車9は、ガイド面2a、3a、4aに滑り上って姿勢を起こしやすくなり、反転しやすくなる。
【0025】
なお、ガイド面2a、3a、4aは、羽根車9が滑りやすい面にすることが好ましい。このようにすることで、ガイド面2a、3a、4aに接触した羽根車9の姿勢が起きやすくなって、羽根車9が反転しやすくなる。羽根車9の反転については、後で詳細に説明する。
【0026】
また、ガイド面2a、3a、4aの先端2aa、3aa、4aaの位置は、側端1aa、1baから離れたコンベア面1a、b上にしている。そして、コンベア1の駆動により、羽根車9が、先端2aa、3aa、4aaを通過して、コンベア面1bの下流から排出されるようにしている。
しかし、羽根車9の揃えやすさによっては、先端2aa、3aa、4aaの位置を、コンベア面1a、1bの外まで伸ばし、コンベア面あbの下流から排出せずに、羽根車9が、コンベア面1a、1bの側方から排出されるようにしてもよい。なお、羽根車9を、ガイド面2a、3a、の先端2aa、3aaから排出する場合、横コンベア5、6は、排出の邪魔にならないようにする。
【0027】
(横コンベア)
本発明の装置は、
図3に示すように、横コンベアを具備することが好ましい。以下、横コンベアの例について説明する。
図3に示すように、横コンベア5、6は、横コンベア面5a、6aを有していて、横コンベア面5a、6aを、コンベア面1aに対して立てていて、ガイド面2a、3aの延長方向側に配している。そして、モータ5b、6bの駆動により、横コンベア面5a、6aが、コンベア面1aと逆向き(図中の矢印方向)に移動するようにしている。
また、横コンベア5、6は、羽根車9が、横コンベア5、6を乗り越えないよう、コンベア面1a、1bを基準とする横コンベア面5a、6aの高さを、翼9cを下向きにした羽根車9の高さよりも十分高くしている。
【0028】
これら横コンベア5、6は、羽根車9が、コンベア面1aから落下することを防止するとともに、後で説明するように、干渉した複数の羽根車9を解離して、個別に移動するようにしている。
ここで、干渉した複数の羽根車9は、横コンベア面5a、6aと、対向するガイド面2a、3aの先端2aa、3aaとの最短距離を広くすると、解離しにくくなり、狭くすると、間隔を塞ぎやすくなる。
そこで、横コンベア面5a、6aと、ガイド面2a、3aの延長方向の先端2aa、3aaとの最短距離は、干渉した複数の羽根車9を解離して個別に移動するよう、羽根車9の外径を超えて、かつ羽根車9の外径の2倍未満とすることが好ましい。
【0029】
また、横コンベア面5a、6aの移動速度を、コンベア面1aの移動速度より速くすると、干渉した羽根車9をより確実に解離できるが、羽根車9がコンベア面1aの移動に逆らって上流に移動し、横コンベア面5a、6aを越えてコンベア面1aの側端1aaから落下してしまうことがある。
そのような場合、
図9に示すような寄せ部10を配することが好ましい。寄せ部10は、コンベア面1aと略垂直な寄せ面10aを有するものであり、寄せ面10aがコンベア面1aの移動方向に対して傾斜面となっている。これにより、羽根車9をコンベア面1aの中央方向に移動させることができ、羽根車9の落下を防止することができる。
【0030】
なお、横コンベア面5a、6aは、羽根車9が滑りにくい面にすることが好ましく、例えば、コンベア面1a、1bをゴム面にすることが好ましい。このようにすることで、複数の干渉した羽根車9を、解離しやすくすることができる。干渉した複数の羽根車9の解離については、後で詳細に説明する。
【0031】
また、羽根車9のコンベア面1aからの落下は、横コンベア5、6を、コンベア面1aの側端1aaに沿う単純な板にしても防止できるので、横コンベア5、6を、単純な板に置き換えてもよい。ただし、横コンベア5、6のほうが、干渉した複数の羽根車9を解離する作用を有するので好ましい。
【0032】
(センサユニット)
本発明の装置は、
図3に示すようなセンサユニット7を有することが好ましい。センサユニット7は、羽根車9をコンベア1aからコンベア1bに受け渡す位置に配されていて、コンベア面1aの下流端の側端1aaに光電センサ7aを配し、コンベア面1bの上流端の側端1baに光電センサ7bを配している。そして、光電センサ7aが、コンベア1aがコンベア1bに受け渡す直前の羽根車9を検出し、光電センサ7bが、コンベア1aがコンベア1bに受け渡した直後の羽根車9を検出している。そして、センサユニット7は、制御部8に接続している。
【0033】
(制御部)
本発明の装置は、
図3に示すような制御部8を有することが好ましい。制御部8は、コンベア面1aを駆動するモータ1cと、センサユニット7に接続している。そして、制御部8は、センサユニット7の検出信号から、コンベア面1aの下流端、および、コンベア面1bの上流端における、羽根車9の有無を判断し、その判断に応じて、モータ1cの駆動を制御し、コンベア1aの間欠移動を可能にしている。
【0034】
次に、本実施形態の装置が、羽根車9の姿勢を揃える動作について、羽根車9の姿勢に応じ、場合分けしながら説明する。
まず、コンベアを駆動した状態で、コンベア面1aの上流に複数の羽根車9を載置すると、複数の羽根車9は、コンベア面1aとともに移動した後、ガイド部材2に到達する。そして、その際の羽根車9の形態は、個別にガイド部材2に到達する場合と、複数干渉した状態で、ガイド部材2に到達する場合とがある。
【0035】
まず、羽根車9が、個別にガイド部材2に到達した場合について説明する。
個別に到達した羽根車9の姿勢が、
図2(a)に示すような、翼9cを上向きにした姿勢の場合、ガイド部材2に到達した羽根車9は、
図4に示すように、翼9cを上向きにしたまま、ガイド面2aに沿って回転しながら移動する。そして、羽根車9は、先端2aaにおいて、ガイド面2aから離れ、翼9cを上向きにしたまま、コンベア面1aとともに移動する。
その後、羽根車9は、ガイド部材3に到達し、ガイド部材2に到達した場合と同様に、翼9cを上向きにしたまま、ガイド面3aに沿って移動する。そして、羽根車9は、先端3aaにおいて、ガイド面3aから離れ、翼9cを上向きにしたまま、コンベア面1aの下流端に移動する。
【0036】
羽根車9がコンベア面1aの下流端に到達すると、
図5に示すように、コンベア面1aの間欠移動により、羽根車9はコンベア面1bに受け渡される。
【0037】
図5(a)に示すように、コンベア1aが、先行する羽根車9’を、コンベア1bに受け渡すと、光電センサ7a、7bがその受け渡しを検知し、制御部8が、その検知信号を受ける。そして、
図5(b)に示すように、後行する羽根車9が、コンベア1aの下流端に到達すると、制御部8が、光電センサ7aの検知信号を受け、コンベア面1aを駆動するモータ1cを停止し、
図5(c)に示すように、羽根車9を、光電センサ7aの位置、すなわち、コンベア面1aの下流端にて待機させる。そして、後行の羽根車9を、先行の羽根車9’に接触しない時間待機させた後、制御部8が、モータ1cを再駆動してコンベア面1aを移動し、
図5(d)に示すように、羽根車9をコンベア1bの上流端に受け渡す。
【0038】
上記のように、制御部8がモータ1cの駆動を制御し、コンベア面1aを間欠移動することにで、羽根車9は、前後の間隔を空けてガイド部材4に到達する。そして、ガイド部材4に到達した羽根車9は、翼9cを上向きにしたまま、ガイド面4aに沿って移動し、先端4aaにおいて、ガイド面4aから離れ、翼9cを上向きにしたまま、コンベア1aの下流端に排出される。
【0039】
次に、個別にガイド部材2に到達した羽根車9の姿勢が、
図2(b)に示すように、翼9cを下向きにした姿勢である場合について説明する。
この場合、ガイド部材2に到達した羽根車9は、
図6に示すように、ガイド面2aに沿って回転しながら、翼9cを下向きから上向きに反転する。
図7は、
図6における羽根車9の反転の様子を、コンベア面1aの幅方向から見た図であり、羽根車9の、
図7(a)から
図7(e)までの姿勢が、
図6の(a)から(e)の姿勢に対応する。
【0040】
羽根車9は、まず、
図7(a)に示すように、翼9cを下向きにしたまま、コンベア面1aとともにコンベア面1aの移動方向に移動し、ガイド部材2に到達してガイド面2aに接触する。そして、
図7(b)に示すように、コンベア1aがさらに移動すると、羽根車9とコンベア面1aとの接点P1が、ガイド面2a方向に移動し、翼9cとガイド面2aとの接点Pが高くなる。そして、羽根車9は、軸9bがコンベア面1aと水平になる方向に姿勢を起こされ、ガイド面2aに沿って移動しつつ、点線の矢印方向に回転する。
なお、コンベア面1aを、移動方向に対して登り勾配にしたり、羽根車9が滑りにくい面にしたり、ガイド面2aを、羽根車9が滑りやすい面にすると、上記の羽根車の動きが円滑になり、羽根車9は姿勢を起こしやすくなる。
【0041】
そして、羽根車9は、
図7(c)に示すように、軸9bがコンベア面1aと水平になる姿勢に起きると、接点P1を中心とする回転モーメントにより、
図7(d)に示すように反転し、
図7(e)に示すように、翼9cを上向きにされる。
翼9cを上向きにした羽根車9は、ガイド面2aに沿って回転しながら移動し、先端2aaにおいて、ガイド面2aから離れ、翼9cを上向きにしたまま、コンベア1aとともにコンベア1の移動方向に移動する。
その後、羽根車9は、翼9cを上向きにしたままで、ガイド部材2に到達した場合と同様に移動し、コンベア1aの下流端に排出される。
【0042】
次に、個別にガイド部材2に到達した羽根車9の姿勢が、
図2(c)に示すように、翼9cを下向きにした姿勢である場合について説明する。
この場合、羽根車9は、
図8(a)に示すように、コンベア1aの移動により、ガイド部材2に到達すると、羽根車9とコンベア面1aとの接点P1が、ガイド面2a方向に移動して羽根車9が倒れ、
図8(b)に示すように、ハブ9aがコンベア面1aに対して傾いた姿勢となる。なお、コンベア面1aを滑りにくい面にし、ガイド面2aを滑りやすい面にすると、羽根車9はより倒れやすくなる。
【0043】
その後、羽根車9は、
図6、
図7に示すように、ガイド面2aに沿って回転しながら、翼9cを下向きから上向きに反転し、その後、ガイド面2aに沿って回転しながら移動する。そして、羽根車9は、先端2aaにおいて、ガイド面2aから離れ、翼9cを上向きにしたまま、コンベア1aとともにコンベア1の移動方向に移動する。
その後、羽根車9は、翼9cを上向きにしたまま、ガイド部材2に到達した場合と同様に移動し、コンベア1aの下流端に排出される。
【0044】
次に、複数の羽根車9が干渉してガイド部材2に到達した場合について説明する。
この場合、干渉した複数の羽根車9は、動きが拘束され、ガイド面に接触しても、反転されるべき羽根車9が反転されないときがある。その場合、複数の羽根車9は、干渉したままガイド面2aに沿って移動し、先端2aaに到達する。
【0045】
先端2aaに到達した複数の羽根車9は、横コンベア面5aと先端2aaとの最短距離が、羽根車9の外径を超え、かつ羽根車9の外径の2倍未満に設定されることにより、
図9(a)に示すように、干渉した羽根車9の一部が、横コンベア面5aに接触する。そして、横コンベア面5aの移動方向が、コンベア面1aの移動方向と逆向きなことから、
図9(b)に示すように、横コンベア面5aに接触した羽根車9は、コンベア面1aの移動方向と逆方向に移動し、横コンベア面5aに接触しない羽根車9は、コンベア面1aの移動方向に移動し、干渉した複数の羽根車9は解離される。
解離して個別になった羽根車9は、横コンベア面5aと先端2aaの間を通って、コンベア面1aとともに移動するか、あるいは、横コンベア面5aに接触しつつ、コンベア面1aと逆方向に移動する。コンベア面1aとともに移動した羽根車9は、個別にガイド部材3に到達し、個別にガイド部材2に到達した場合と同様に、ガイド面3cに接触して、翼9cを上向きにされ、コンベア面1aの下流端に到達する。そして、コンベア面1aと逆方向に移動した羽根車9は、移動の際に姿勢を崩すことにより、コンベア面1aの中央側に移動する。また、寄せ部10を配する場合には、寄せ面10aに接触して、コンベア面1aの中央側に移動する。そして、コンベア面1aの中央側に移動した羽根車9は、コンベア面1aとともに移動して、再びガイド面2aに接触する機会を得る。
【0046】
一方、先端2aaとコンベア面5aとの間を通過しても、解離が不十分な複数の羽根車9は、干渉したままガイド面3aに沿って移動する。そして、ガイド面3aの先端3aaに到達すると、横コンベア面6aと先端3aaとの間隔の設定、すなわち、羽根車9の外径を超え、かつ羽根車9の外径の2倍未満の間隔により、干渉した羽根車9の一部が横コンベア面6aに接触する。そして、横コンベア面6aの移動方向が、コンベア面1aの移動方向と逆向きなので、横コンベア面6aに接触した羽根車9が、コンベア面1aの移動方向と逆方向に移動され、横コンベア面6aに接触しない羽根車9が、コンベア1aの移動方向に移動され、解離が不十分であった複数の羽根車9は完全に解離される。そして、解離して個別になった羽根車9は、コンベア面1aとともに移動し、コンベア1aの下流端に到達する。
【0047】
なお、横コンベア面5a、6aを、羽根車9が滑りにくい面にすると、横コンベア面5a、6aに接触した羽根車9は、コンベア1aの移動方向と逆向きに移動しやすくなるので、干渉した複数の羽根車9は解離しやすくなる。
【0048】
個別にコンベア面1aの下流端に到達した羽根車9は、コンベア面1bに受け渡される。そして、コンベア面1bを移動して、ガイド部材4に到達した羽根車9は、個別にガイド部材2に到達した場合と同様に、翼9cを上向きにしたまま、コンベア面1bの下流から排出される。
なお、羽根車9を、コンベア面1aからコンベア面1bに受け渡す際、センサユニット7と制御部8が、コンベア1aを間欠移動することにより、羽根車9を、間隔を空けて受け渡すことができる。これにより、羽根車9は、確実に個別になってガイド部材4に到達し、翼9cを下向きにした羽根車9は、確実に反転され、コンベア面1bの下流から排出される。
【0049】
以上のように、本実施形態の装置は、ガイド部材2に、羽根車9が個別に到達した場合であっても、複数の羽根車9が干渉して到達した場合であっても、翼9cを上向きに揃えて、コンベア面1bの下流から排出することができる。
そして、本実施形態の装置は、以上の説明のように、装置の微調整を必要とせず、羽根車9の姿勢を容易に揃えることができる。
【0050】
[第2実施形態]
次に、本発明の羽根車の姿勢揃え装置の第2実施形態について説明する。第2実施形態の装置は、第1実施形態の装置に、突起部を追加したものであり、装置全体の説明は省略する。そして、説明の図面では、第1実施形態と同じ構成について、同じ符号を付している。
【0051】
第1実施形態の装置では、羽根車9の軸9bが長いと、反転が難しいことがある。これは、
図10(a)に示すように、軸9bの長い羽根車9は、コンベア1aとともに移動してガイド部材2に到達し、
図10(b)のように姿勢を起こそうとしても、重心が軸9b側にずれているので、接点Pが一定の高さ以上滑り上がらず、接点P1を中心とする回転モーメントが、十分に得られないためである。そして、反転できない羽根車9は、
図10(c)に示すような姿勢で点線の矢印方向に回転し、ガイド面2aに沿って下流方向に動かそうとするコンベア面1aの作用より、回転によりコンベア面1aの上流方向に動こうとする自らの作用が支配的になり、ガイド面2aに沿って、コンベア面1aの移動方向と逆方向に移動するようになる。このように羽根車9が移動すると、羽根車9は、コンベア面1aの移動方向に搬送されず、ガイド面2a付近に滞ってしまうようになる。
【0052】
そこで、本実施形態の装置では、
図11に示すように、ガイド面2a上に、返し面2dを有する突起部2cを設けている。なお、図示してはいないが、ガイド面3a、4aにも、同様の突起部を設けている。
突起部2cは、返し面2dをガイド面2aとコンベア面1aに対して略垂直にしている。そして、返し面2dのガイド面2aに対する垂直長さを、羽根車9が反転する際に、軸9bの滑り上がりをガイドするのに十分な長さ以上、かつ、翼9cが突起部2cに接触する長さ未満とし、羽根車9の反転を妨げないようにしている。そして、突起部2cは、他の羽根車9の移動を妨げないように、ガイド部材2の基端側、すなわち、コンベヤ面の側端1aaに設けるようにしている。
【0053】
図11に示すように、突起部2cを設けると、羽根車9は、ガイド面2aに沿って、コンベア面1aの移動方向と逆方向に移動しても、軸9bが突起部2cと接触し、移動が堰き止められる。そして、羽根車9は、返し面2dに沿って軸9bが滑り上がり、前記の接点P1を中心とする回転モーメントにより、翼9cを上向きに反転できるようになる。
【0054】
以上のように、本実施形態の装置にすることで、軸9bの長い羽根車9であっても、装置の調整なしに姿勢を容易に揃えることができる。