特開 2022-112660 非接触搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022112660

(43)【公開日】2022-08-03

(54)【発明の名称】非接触搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/06 20060101AFI20220727BHJP

   B65G 51/04 20060101ALI20220727BHJP

   B65G 51/16 20060101ALI20220727BHJP

【ＦＩ】

B25J15/06 Z

B65G51/04 101Z

B65G51/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021008539

(22)【出願日】2021-01-22

(71)【出願人】

【識別番号】000145611

【氏名又は名称】株式会社コガネイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 良祐

(72)【発明者】

【氏名】大類 彰浩

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707DS01

3C707FS04

3C707FT04

3C707FU05

3C707NS26

(57)【要約】

【課題】軟らかな被搬送物であっても、被搬送物を変形させることなく、搬送し得る非接触搬送装置を提供する。
【解決手段】
非接触搬送装置は、被搬送物に対向する平坦な対向面１１が形成された搬送ヘッド１０を有し、圧縮気体の供給源に接続される給気ポート１４を前記搬送ヘッド１０に設け、前記給気ポート１４に連通して前記搬送ヘッド１０に形成された複数の噴射路２１のそれぞれの噴出口２２を、前記対向面１１の保持中心点Ｐからそれぞれ開口距離だけ離した位置に設け、噴射路２１の前記対向面１１に対する傾斜角度を鋭角に設定し、それぞれの噴出口２２から噴出した圧縮気体が前記対向面１１に沿って流れて被搬送物を対向面１１に接触させることなく保持する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被搬送物を非接触で保持しながら搬送する非接触搬送装置であって、
被搬送物に対向する平坦な対向面が形成された搬送ヘッドを有し、
圧縮気体の供給源に接続される給気ポートを前記搬送ヘッドに設け、
前記給気ポートに連通して前記搬送ヘッドに形成された複数の噴射路のそれぞれの噴出口を、前記対向面の保持中心点からそれぞれ開口距離だけ離した位置に設け、
前記噴射路の前記対向面に対する傾斜角度を鋭角に設定し、
それぞれの前記噴出口から噴出した圧縮気体が前記対向面に沿って流れて被搬送物を対向面に接触させることなく保持する、非接触搬送装置。

【請求項2】

請求項１記載の非接触搬送装置において、
複数の前記噴出口は、前記保持中心点を通過して前記対向面に沿って延びる同一直線の位置にそれぞれ開口距離だけ離れた２つの前記噴出口により対をなす噴出口対を複数有する、非接触搬送装置。

【請求項3】

請求項２記載の非接触搬送装置において、
前記噴出口対を形成する２つの前記噴出口は、前記保持中心点からそれぞれ同一の開口距離だけ離れている、非接触搬送装置。

【請求項4】

請求項１～３項のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
前記噴出口を前記対向面の円周方向に一定間隔ずらして設けた、非接触搬送装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
それぞれの前記噴出口は前記保持中心点から同一の開口距離の位置に設けられている、非接触搬送装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１項に記載の非接触搬送装置において、
前記対向面より突出し被搬送物の搬送時に被搬送物と接触する突起部を、保持中心点と各噴出口の長径の中心を結ぶ直線上以外の範囲に設けた、非接触搬送装置。

【請求項7】

請求項６記載の非接触搬送装置において、
前記突起部を、前記噴出口よりも径方向内側に位置させた、非接触搬送装置。

【請求項8】

請求項６記載の非接触搬送装置において、
前記突起部を、前記対向面の径方向に延びる棒状突起部とした、非接触搬送装置。

【請求項9】

請求項８に記載の非接触搬送装置において、
前記突起部は、前記棒状突起部と、前記棒状突起部の径方向内方端部が一体となって形成する中心突起部からなる非接触搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は被搬送物を非接触で保持して搬送する非接触搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

非接触搬送装置は、機械部品のみならず、食品を被搬送物として搬送するために使用されている。従来の非接触搬送装置としては、特許文献１に記載されるように、先端面に凹部が形成された搬送ヘッドと、凹部の中心に設けられた円板形状のノズルとを備えた形態がある。

【0003】

凹部は環状の保持面と中心部からこの保持面に向けてなだらかに湾曲して連なる気体案内面とを有しており、ノズルと搬送ヘッドの先端面との間のスリットから噴出された気体は、気体案内面に沿って保持面まで到達した後に径方向外方に流れる。搬送ヘッドの先端面前方には先端面に向かう気流により負圧状態となるので、搬送ヘッドの前方に被搬送物が配置されると、被搬送物は負圧によって搬送ヘッドに吸い寄せられて接近する。

【0004】

保持面にはこれに沿って流れる気流により被搬送物が直接接触することが防止され、被搬送物は搬送ヘッドに非接触状態で吸引保持される。搬送ヘッドを移動させることにより被搬送物を搬送することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００５－２１９９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

被搬送物のうちパイ生地やパン生地、餃子の皮のような軟質な食品材料を従来の非接触搬送装置により搬送する場合には、軟質の食品材料が搬送時に搬送ヘッドの湾曲した気体案内面に沿って変形し、食品材料の表面に環状の突起が形成される。食品材料の表面に環状の突起が形成されると、搬送終了後に形状の修正が必要になる場合がある。

【0007】

本発明の目的は、軟らかな被搬送物であっても、被搬送物を変形させることなく、搬送し得る非接触搬送装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の非接触搬送装置は、被搬送物を非接触で保持しながら搬送する非接触搬送装置であって、被搬送物に対向する平坦な対向面が形成された搬送ヘッドを有し、圧縮気体の供給源に接続される給気ポートを前記搬送ヘッドに設け、前記給気ポートに連通して前記搬送ヘッドに形成された複数の噴射路のそれぞれの噴出口を、前記対向面の保持中心点からそれぞれ開口距離だけ離した位置に設け、前記噴射路の前記対向面に対する傾斜角度を鋭角に設定し、それぞれの前記噴出口から噴出した圧縮気体が前記対向面に沿って流れて被搬送物を対向面に接触させることなく保持する。

【発明の効果】

【0009】

被搬送物を非接触で保持する対向面は平坦となっているので、軟らかな被搬送物であっても搬送ヘッドに保持されて搬送されるときに、変形することを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施の形態である非接触搬送装置の搬送ヘッドを示す斜視図である。

【図2】図１に示された搬送ヘッドの対向面を示す平面図である。

【図3】図２におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図4】噴出口から噴出した気体により対向面に沿って形成された気体層を示す搬送ヘッドの断面図である。

【図5】搬送ヘッドを備えた非接触搬送装置の一例を示す概略図である。

【図6】他の実施の形態である非接触搬送装置の搬送ヘッドを示す斜視図である。

【図7】図６に示された搬送ヘッドの対向面を示す平面図である。

【図8】図７におけるＢ－Ｂ線断面図である。

【図9】さらに他の実施の形態である非接触搬送装置の搬送ヘッドを示す斜視図である。

【図10】図９に示される搬送ヘッドの対向面を示す平面図である。

【図11】図９の右側面図である。

【図12】図１０におけるＣ－Ｃ線断面図である。

【図13】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ他の実施の形態である搬送ヘッドの対向面を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。実施の形態を示す図面においては、共通性を有する部材には同一の符号が付されている。

【0012】

図１～図３に示す非接触搬送装置の搬送ヘッド１０は、正面側に平坦な対向面１１が形成されたブロック材により形成されており、対向面１１とこれの反対側の背面１２は円形であり、外周面１３は円筒形状である。搬送ヘッド１０には給気ポート１４が形成されており、給気ポート１４は搬送ヘッド１０の背面１２に開口している。

【0013】

搬送ヘッド１０は、図５に示されるように、例えば、第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの間を図示しない搬送機構により矢印Ｃで示されるように往復移動自在である。給気ポート１４のねじ孔に取り付けられる給気継手１５は、気体供給チューブ１６により圧縮空気つまり圧縮気体の供給源１７に接続されており、圧縮ポンプ等の供給源１７からの圧縮空気が給気ポート１４に供給される。気体供給チューブ１６には、開閉弁１８と可変絞り弁１９とが設けられており、開閉弁１８は供給源１７を給気ポート１４に連通させる開状態と、連通を遮断する閉状態とに切り換える。可変絞り弁１９は供給源１７から給気ポート１４に流れる圧縮空気の流量を調整する。図５に示すように、搬送ヘッド１０に圧縮空気を供給する給気機構と、搬送ヘッド１０を搬送移動する搬送機構とにより、非接触搬送装置が構成される。

【0014】

図２および図３に示されるように、対向面１１の中心位置は保持中心点Ｐであり、この保持中心点Ｐを貫通し外周面１３に沿って軸方向に延びる中心軸Ｏの位置に給気ポート１４が形成され、給気ポート１４の中心軸Ｏは搬送ヘッド１０の中心軸と同軸である。

【0015】

８つの噴射路２１が搬送ヘッド１０に形成されており、それぞれの噴射路２１は給気ポート１４に連通している。噴射路２１の中心線Ｑは径方向に延びるとともに対向面１１に角度αの傾斜角度で傾斜している。噴射路２１は、その中心線Ｑが給気ポート１４の中心軸Ｏに対して角度βの傾斜角度で傾斜している。図３に示される搬送ヘッド１０における角度αは２０度であり、角度βは７０度である。それぞれの噴射路２１の噴出口２２が対向面１１に開口しており、平坦な対向面１１には８つの噴出口２２が設けられている。噴射路２１が搬送ヘッド１０の半径方向に延びているので、噴出口２２は対向面１１の半径方向が長径となった長孔である。

【0016】

図２に示されるように、８つの噴出口２２の長径の中心は、保持中心点Ｐから同一の半径Ｒの開口距離離れている。さらに、それぞれの噴出口２２は円周方向に４５度ずつ等間隔ずれて対向面１１に配置されている。

【0017】

それぞれの噴射路２１の対向面１１に対する傾斜角度を鋭角に設定すると、噴出口２２は半径方向に長径となった長円形状になる。円周方向に１８０度ずれた２つの噴出口２２は、保持中心点Ｐを通過して対向面１１に沿って半径方向に延びる同一直線Ｓの位置に同一の開口距離Ｒだけ離れて対となっている。８つの噴出口２２が円周方向に４５度ずつ等間隔に配置されているので、搬送ヘッド１０は４対の噴出口対を備えている。直線Ｓは、対をなす２つの噴出口２２の長径の中心軸を結んでいる。対をなす２つの噴出口２２の開口距離Ｒとしては、相互に相違させてもよく、図２に示すように同一としてもよい。

【0018】

図４は対向面１１に沿って形成された気体層２３を示す搬送ヘッド１０の断面図であり、給気ポート１４に供給源１７から圧縮空気を供給すると、噴出口２２から噴出した空気により対向面１１に気体層２３が形成される。噴出口２２から噴出した圧縮空気は、噴射路２１が対向面１１に対して鋭角で傾斜しているので、対向面１１に沿って径方向外方に流れる。気体層２３に向けて対向面１１の前方から外気が吸引されるので、被搬送物に対向面１１を接近させると、被搬送物は対向面１１に向けて接近し、対向面１１に接触することなく、気体層２３を介して対向面１１に保持される。

【0019】

図１～図４に示した搬送ヘッド１０を備えた非接触搬送装置により、図５のように、第１の位置Ａから第２の位置Ｂに被搬送物Ｗを搬送する場合には、支持台３１の第１の位置Ａに配置された被搬送物Ｗに向けて搬送ヘッド１０を接近させる。所定の距離まで搬送ヘッド１０の対向面１１を接近させると、被搬送物Ｗは対向面１１に向けて引き寄せられ、気体層２３を介して支持台３１から離れて対向面１１に非接触で保持される。

【0020】

この状態のもとで、搬送ヘッド１０は、図示しない搬送機構により、支持台３２の上方にまで水平移動した後に下降移動する。被搬送物Ｗが第２の位置Ｂの支持台３２に接触した状態のもとで、給気ポート１４に対する圧縮空気の供給を停止すると、被搬送物Ｗは支持台３１の第２の位置Ｂに配置される。

【0021】

搬送ヘッド１０の対向面１１は凹面となっておらず平坦となっているので、被搬送物Ｗは平坦な対向面１１に気体層２３を介して保持される。したがって、被搬送物Ｗは表面が湾曲することなく、平坦な状態で搬送される。これにより、パイ生地のような軟質な食品材料を被搬送物としても、搬送終了後に被搬送物Ｗに、突起等の湾曲変形した部位が形成されることがなくなり、搬送終了後に被搬送物の形状を修正する作業が不要となる。

【0022】

上述の搬送ヘッド１０においては、保持中心点Ｐが対向面１１の中心位置に設けられているが、円筒形状の外周面１３の中心軸と保持中心点Ｐとを一致させることなく、ずらしてもよい。また、対向面１１は円形であるが、被搬送物の種類に応じて、四角形や六角形等としてもよく、その場合においても、対向面の中心位置と保持中心点Ｐの位置とをずらしてもよい。

【0023】

傾斜角度αは鋭角であればよく、被搬送物の種類や重量等に応じて種々の角度に設定することができる。また、噴出口２２の数は、上述した８つに限られることなく、被搬送物の種類や重量等に応じて複数であれば種々に設定することができ、偶数個でも奇数個でもよい。

【0024】

図６～図８は、他の実施の形態である搬送ヘッド１０を示す。この搬送ヘッド１０の対向面１１には突起部２４が搬送ヘッド１０と一体になって設けられている。図６～８に示される突起部２４は円形であり、その中心点の位置は保持中心点Ｐの位置に設定されている。突起部２４の外周面は噴出口２２よりも径方向内側に位置している。対向面１１からの突出高さは、被搬送物を保持する時の対向面１１と被搬送物の距離以上の高さがあればよい。噴射路２１および噴出口２２の数は、上述した搬送ヘッド１０と同様に８つであり、噴出口２２は円周方向に等間隔毎に対向面１１に開口している。

【0025】

図９～図１２は、さらに他の実施の形態である搬送ヘッド１０を示す。この搬送ヘッド１０の対向面１１には、対向面１１の保持中心点Ｐから径方向に延びる４本の棒状突起部２５と、それぞれの棒状突起部２５の径方向内方端部が一体となって形成する中心突起部２６からなる突起部２４が搬送ヘッド１０と一体になって設けられている。

【0026】

噴出口２２の数は、上述した搬送ヘッド１０と同様に８つであり、円周方向の隣り合う２つの噴出口２２の間に位置させて、それぞれの棒状突起部２５と中心突起部２６からなる突起部２４が搬送ヘッド１０と一体になって対向面１１に突出して設けられている。

【0027】

このように、突起部２４を設けると、被搬送物Ｗを対向面１１に非接触状態で保持して搬送するときに、被搬送物Ｗが突起部２４に接触する。これにより、被搬送物Ｗは搬送時における突起部２４との接触摩擦により、対向面１１に対してこれに沿う方向にずれ移動することが抑制される。対向面１１は平坦となっているので、被搬送物Ｗが部分的に突起部２４に接触した状態で保持しても、適切な保持力に設定すれば被搬送物Ｗは湾曲変形しない。さらに、突起部２４を、搬送ヘッド１０と一体にすると、搬送ヘッド１０を分解することなく、搬送ヘッド１０を搬送機構から取り外すだけで容易に洗浄することができ、メンテナンス性が向上する。また、突起部２４が搬送ヘッド１０と一体に構成されているので、搬送ヘッド１０から突起部２４が外れることがないので、被搬送物への異物の混入を防止できる。

【0028】

突起部２４の形状は、被搬送物の種類に応じて四角形や多角形としたり、複数の突起部２４を設けたり、複数の棒状突起部のみからなる形状としたりしても良い。また、突起部２４を設ける位置は、噴出口２２から噴出した空気の流れを妨げない位置であれば、搬送物の種類に応じた位置とすればよい。噴出口２２から噴出した空気の流れを妨げないためには、少なくとも保持中心点Ｐと噴出口２２の長径の中心を結ぶ直線上を凹凸が存在しない平坦面とする必要がある。図１０に示されるように、棒状突起部２５は、保持中心点Ｐと各噴出口２２の長径の中心軸を結ぶ直線上以外の範囲に設けられている。

【0029】

また、保持力調整手段である可変絞り弁１９によって搬送ヘッド１０に供給する圧縮空気の流量を調節することで、被搬送物の種類や形状に応じて保持力を適切な強さに設定することができる。可変絞り弁１９に替えて、搬送ヘッド１０に供給する空気圧を調整する減圧弁を保持力調整手段としても良い。

【0030】

図１３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ他の実施の形態である搬送ヘッドの対向面を示す正面図である。

【0031】

図１３（Ａ）に示す搬送ヘッド１０においては、対向面１１に５つの噴出口２２が形成されており、それぞれの噴出口２２は保持中心点Ｐから同一の開口距離Ｒ離れており、円周方向に７２度ずつ一定間隔にずれている。このように、噴出口２２の数は上述した数に限られることなく、複数個であれば、任意の数に設定することができる。被搬送物を良好に保持するには、複数の噴出口２２を円周方向に一定間隔に設けることが好ましい。

【0032】

図１３（Ｂ）に示す搬送ヘッド１０においては、保持中心点Ｐから開口距離Ｒ１離れた４つの噴出口２２ａと、開口距離Ｒ２離れた４つの噴出口２２ｂとが対向面１１に形成されている。保持中心点Ｐを通る同一の直線の位置に配置されて円周方向に１８０度ずれている２つの噴出口２２ａが噴出口対を構成し、同様に径方向に延びる同一の直線の位置に配置されて円周方向にずれている２つの噴出口２２ｂが噴出口対を構成しており、合計４対の噴出口対が対向面１１に設けられている。噴出口対の数としては、４対に限られず、複数対であれば、被搬送物を保持することができる。

【0033】

上述のように、被搬送物Ｗを非接触で保持する対向面１１は平坦となっているので、軟らかな被搬送物であっても搬送ヘッド１０に保持されて搬送されるときに変形することを抑制することができる。これにより、パン生地やパイ生地、餃子の皮のような軟らかな食品を搬送する場合であっても、形状を変形させることなく搬送できる。搬送後に形状を修正する工程を不要とすることができる。特に、軟らかな食品を被搬送物とする場合は、メンテナンス性や異物の混入を防止できる点において好適である。もちろん、被搬送物Ｗは食品に限られず、量産品であれば、種々の製品を被搬送物とすることができる。

【0034】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施の形態においては、噴出口から圧縮空気を噴出するようにしているが、不活性ガスなどの他の正圧気体を噴出口から噴出するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１０ 搬送ヘッド
１１ 対向面
１２ 背面
１３ 外周面
１４ 給気ポート
１６ 気体供給チューブ
１７ 供給源
１８ 開閉弁
１９ 可変絞り弁（保持力調整手段）
２１ 噴射路
２２ 噴出口
２２ａ、２２ｂ 噴出口
２３ 気体層
２４ 突起部
２５ 棒状突起部
２６ 中心突起部
３１、３２ 支持台
Ｏ 中心軸
Ｐ 保持中心点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】