特開 2024-70987 ワーク投入装置

(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】P2024070987

(43)【公開日】2024-05-24

(54)【発明の名称】ワーク投入装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 11/06 20060101AFI20240517BHJP

   B65G 47/14 20060101ALI20240517BHJP

【ＦＩ】

B65G11/06

B65G47/14 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022181660

(22)【出願日】2022-11-14

(71)【出願人】

【識別番号】522444313

【氏名又は名称】株式会社キーテック

(74)【代理人】

【識別番号】100092727

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 忠昭

(74)【代理人】

【識別番号】100146891

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 ひろ美

(72)【発明者】

【氏名】岸場 光希

(72)【発明者】

【氏名】今井 雅樹

【テーマコード（参考）】

3F011

3F080

【Ｆターム（参考）】

3F011AA03

3F011BA01

3F011BC03

3F080BA01

3F080BF04

3F080CF11

(57)【要約】

【課題】より簡易な構成で打痕を発生させることなくワークを投入できるワーク投入装置を提供する。
【解決手段】ワーク投入装置１は、シュート機構２と駆動機構４を備え、シュート機構２は、上下方向に延びる回転軸５と、回転軸５の周面に設けられたシュート部６を備える。 シュート部６に供給されたワークは、所定方向に回転しながら容器Ｂに対して相対的に所定ピッチで上昇するシュート部６を滑り落ちてシュート部６の下端６０から容器Ｂに排出される。シュート部６は、回転軸５の周りを螺旋状に延びる第１シュート６１と第２シュート６２を備え、第１シュート６１と第２シュート６２は、回転軸５の周りに二重螺旋を形成している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを容器に投入するためのワーク投入装置であって、
上下方向に延びる回転軸と、前記回転軸の周面に設けられたシュート部と、を備えるシュート機構と、
前記容器に対して相対的に、前記回転軸を中心に前記シュート機構を回転させながら所定ピッチで昇降させる駆動機構と、を備え、
前記シュート部に供給されたワークは、所定方向に回転しながら前記容器に対して相対的に所定ピッチで上昇する前記シュート部を滑り落ちて前記シュート部の下端から前記容器に排出され、
前記シュート部は、前記回転軸の周りを螺旋状に延びる第１シュートと第２シュートを備え、
前記第１シュートと前記第２シュートは、前記回転軸の周りに二重螺旋を形成しているワーク投入装置。

【請求項2】

前記シュート部は、前記第１シュートの上端から前記所定方向下流側に向かって延びる第１補助板と、前記第２シュートの上端から前記所定方向下流側に向かって延びる第２補助板と、を更に備え、
前記第１補助板及び前記第２補助板は、前記所定方向下流側に向かうに従い下方に傾斜
して延びる請求項１に記載のワーク投入装置。

【請求項3】

前記第１シュート及び前記第２シュートは、螺旋状に延びる複数本の線状部材が前記回転軸の径方向に沿って並列配置されて構成されている請求項１又は２に記載のワーク投入装置。

【請求項4】

前記シュート部は、前記回転軸の周りを螺旋状に延びる第３シュートを更に備え、
前記第１シュートと前記第２シュートと前記第３シュートは、前記回転軸の周りに三重螺旋を形成している請求項１又は２に記載のワーク投入装置。

【請求項5】

供給口を有するガイド部材を更に備え、
前記ガイド部材は、ワークを前記供給口から前記シュート部へ落下させて前記ワークを前記シュート部へ供給し、
前記供給口は、前記シュート部よりも上方に位置する請求項１又は２に記載のワーク投入装置。

【請求項6】

前記シュート機構は、前記シュート部の外周を覆う側壁を更に備え、
前記ガイド部材は、その基端部に設けられた揺動軸を中心に上下方向に揺動可能であって、
前記ガイド部材の自由端部は前記側壁の上縁に当接し、
前記ガイド部材は、前記シュート機構の昇降に伴い前記揺動軸を中心に前記上下方向へ揺動する請求項５に記載のワーク投入装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークを容器へ投入するためのワーク投入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、所定の形状に成形された成形品等のワークをパレット等の容器へ収容させる際には、ベルトコンベアによりワークを連続搬送させて容器内へ落下させる方法が採用されている。しかしながら、このように容器内へワークを連続落下させると、ワーク同士が衝突してワークに打痕等の傷がつき、歩留まりが低下するという問題があった。

【0003】

そこで、このような傷の発生を防止できるワーク投入装置が種々提案されている。例えば、特許文献１に開示のワーク投入装置においては、搬送コンベアから落下したワークはワーク受体で受け止められ、ワーク受体はワーク収納体へ向けて下降する。ワーク受体がワーク収納体又は先に投入されたワークに当接すると、一旦停止した後に所定量だけ上昇し、回転する。これにより、ワーク受体からワーク収納体へワークが投入される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７－８１７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述のワーク投入装置は構成が複雑であった。また、ワーク受体を上下に往復させる必要があることから、ワークの投入速度に限界があった。

【0006】

本発明は、より簡易な構成でワークに打痕等の傷をつけることなくワークを投入できるワーク投入装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るワーク投入装置は、ワークを容器に投入するためのものであって、上下方向に延びる回転軸と、前記回転軸の周面に設けられたシュート部と、を備えるシュート機構と、前記容器に対して相対的に、前記回転軸を中心に前記シュート機構を回転させながら所定ピッチで昇降させる駆動機構と、を備え、前記シュート部に供給されたワークは、所定方向に回転しながら前記容器に対して相対的に所定ピッチで上昇する前記シュート部を滑り落ちて前記シュート部の下端から前記容器に排出され、前記シュート部は、前記回転軸の周りを螺旋状に延びる第１シュートと第２シュートを備え、前記第１シュートと前記第２シュートは、前記回転軸の周りに二重螺旋を形成している。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係るワーク投入装置によれば、シュート部に供給されたワークは、容器に対して所定方向に回転するシュート部を滑り落ちてシュート部の下端から容器に排出されるので、ワークを高所から容器へ落下させて投入するものと比較してワークに打痕等が発生するのを防止できる。また、回転するシュート部上をワークが滑降するので、ワーク受体を上下に往復させる従来の方式と比較して、装置全体をシンプルにできると共に、よりスムーズにワークを容器に投入できる。また、シュート部は回転しながら所定ピッチで上昇するので、シュート部の下方部位が投入されたワークで埋もれてしまうこともない。更に、シュート部は、回転軸の周りに二重螺旋を形成する第１及びシュートを備えるので、シュート部へ供給されるワークの落下距離を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係るワーク投入装置の概略正面図であって、シュート機構が下端位置に位置づけられた状態を示す図。

【図2】図１に示すワーク投入装置が備えるシュート機構を示す斜視図。

【図3】図２に示すシュート機構が備えるシュート部を示す斜視図。

【図4】図１に示すワーク投入装置の概略正面図であって、シュート機構が上端位置に位置づけられた状態を示す図。

【図5】図１に示すワーク投入装置が備えるガイド部材を示す斜視図。

【図6】シュート部へ供給されるワークの落下距離を示すグラフであって、（ａ）は単一のシュートのみを備えた比較例における落下距離を示し、（ｂ）は図１に示すワーク投入装置における落下距離を示すグラフ。

【図7】本発明の第２実施形態に係るワーク投入装置の概略正面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［第１実施形態］
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るワーク投入装置について説明する。図１を参照して、本実施形態に係るワーク投入装置１は、ワーク成形装置等が備える供給装置により連続搬送（又は間欠搬送）されてくるワークをパレット等の容器Ｂへ投入するための装置であって、ワーク成形装置等の付属装置として用いられる。図１の例では供給装置として搬送コンベアＣが用いられている。

【0011】

ワーク投入装置１は、シュート機構２と、ガイド部材３と、駆動機構４と、フレーム（図示せず）と、駆動機構４の動作を制御するためのコントローラ（図示せず）と、を備える。図１及び図２に示すように、シュート機構２は、上下方向に延びる回転軸５と、回転軸５の周面に設けられたシュート部６と、シュート部６の外周を覆う側壁７と、を備える。

【0012】

図３に示す様に、シュート部６は、回転軸５の周りを螺旋状に延びる第１シュート６１及び第２シュート６２と、第１シュート６１の上端に設けられた第１補助板６３と、第２シュート６２の上端に設けられた第２補助板６４と、を備える。本実施形態においては、第１，第２シュート６１，６２の各々は、一巻き分の螺旋（螺旋回転角度＝３６０°）を描いて形成されている。

【0013】

第１シュート６１及び第２シュート６２は、回転軸５の周方向に相互に１８０°の角度位相差を有し、二重螺旋を形成している。また、第１及び第２シュート６１，６２は、螺旋状に延びる複数本の線状部材Ｌが回転軸５の径方向に沿って相互に間隔を空けて並列配置されて構成されている。なお、第１及び第２シュート６１，６２は回転軸５の周方向において傾斜する一方で、回転軸５の径方向においては傾斜することなく水平に延びている。

【0014】

第１，第２補助板６３、６４は、所定方向（本実施形態では反時計回り）Ｄ１において、第１，第２シュート６１，６２の上端から下流側に向かって延びると共に、第１，第２シュート６１，６２の上端から離れるに従い下方に傾斜して延びている。また、第１，第２補助板６３、６４の側縁には側壁６３ａ，６４ａが設けられている。

【0015】

図２に示す様に、側壁７は円筒状であって、水平な円環状の上縁７１を有する。また、側壁７の周面には第１，第２シュート６１，６２に対応して一対の切欠き７ａが設けられている。各切欠き７ａは対応のシュート６１、６２に沿って回転角度が１８０°の螺旋状に延び、相互に１８０°の角度位相差を有する。これにより、第１，第２シュート６１，６２の上方部位は側壁７の上部開口から視認可能であり、第１，第２シュート６１，６２の下方部位は対応の切欠７ａから視認可能になっている。

【0016】

駆動機構４は、回転軸５を中心にシュート機構２を回転させながら所定ピッチで昇降させるものであって、モータ４１と、モータ４１の回転をシュート機構２の回転軸５へ伝達するための伝達手段４２と、雌ねじ部を構成する貫通孔（図示せず）が設けられた支持体４３と、を備える。シュート機構２の回転軸５は支持体４３の当該貫通孔（図示せず）に挿通され、回転軸５の中途部に設けられた雄ねじ部５１が支持体４３の雌ねじ部と螺合している。かかる構成により、シュート機構２が回転軸５を中心に回転すると、シュート機構２全体が支持体４３に対し、図１に示す下端位置と図４に示す上端位置の間を回転しながら昇降する。

【0017】

伝達機構４２は、回転軸５に外嵌された長歯車４２ａと、長歯車４２ａと噛合する平歯車４２ｂと、を備え、平歯車４２ｂはモータ４１の出力軸４１ａに連結されている。長歯車４２ａは回転軸５の雄ねじ部５１よりも上方に位置しており、モータ４１の回転力は平歯車４２ｂと長歯車４２ａを介して回転軸５に伝達され、シュート機構２を回転させる。

【0018】

かかる構成により、モータ４１が所定方向に駆動すると、シュート機構２は図２に示す所定方向Ｄ１に回転しながら所定ピッチで上昇し、モータ４１が逆方向に駆動すると、シュート機構２は図２に示す逆方向（ここでは時計回り）Ｄ２に回転しながら所定ピッチで下降する。

【0019】

図１及び図５を参照して、ガイド部材３は、搬送コンベアＣから供給されたワーク（図示せず）を、シュート部６よりも上方位置からシュート部６へ落下させてシュート部６へ供給するものである。本実施形態のガイド部材３は半筒形状を有し、搬送コンベアＣの先端の下方に位置づけられ、搬送コンベアＣの先端から落下したワークを受け止める。

【0020】

ガイド部材３の基端部３１には、水平方向に延びる揺動軸３２が設けられ、ガイド部材３は揺動軸３２を中心にフレーム（図示せず）に対して上下方向に揺動可能に支持されている。また、ガイド部材３の自由端部３３はシュート機構２の側壁７の上縁７１に当接している。これにより、ガイド部材３は、シュート機構２の昇降に伴って、揺動軸３２を中心に上下方向に揺動する。

【0021】

また、ガイド部材３の自由端部３３には供給口３４が設けられ、ガイド部材３は基端部３１から自由端部３３に向かうに従い常に下方に傾斜するようになっている。そして、シュート機構２が図４に示す上端位置に位置づけられた状態（即ち、自由端部３３が上端位置に位置づけられた状態）であっても、自由端部３３に設けられた供給口３４の方が基端部３１よりも下方に位置する傾斜状態が維持される。

【0022】

このように構成されたワーク投入装置１においては、ガイド部材３からシュート機構２へ供給されたワークは、所定方向Ｄ１に回転しながら所定ピッチで上昇するシュート部６を滑り落ちてシュート部６の下端６０から容器Ｂに排出される。

【0023】

より具体的に、ワーク投入装置１を用いてワークを容器Ｂへ投入するには、まず初めに容器Ｂをシュート機構２の下方の所定位置に位置づける。次に、モータ４１を駆動してシュート機構２を逆方向Ｄ２に回転させ、シュート機構２を図１に示す様に下端位置まで下降させる。これによりシュート部６の下端６０（即ち、第１，第２シュート６１，６２の下端６１ａ，６２ａ）は容器Ｂの底面に当接する（或いは、容器Ｂの底面付近に位置付けられる）。

【0024】

この状態で、搬送コンベアＣによるワークの搬送を開始すると共に、シュート機構２の所定方向Ｄ１への回転を開始する。これにより、搬送コンベアＣによって搬送されてきたワークはガイド部材３に落下し、ガイド部材３上を滑落して供給口３４からシュート部６（より具体的に、第１，第２シュート６１，６２又は第１，第２補助板６３，６２）へ落下すると共に、シュート機構２は所定方向Ｄ１へ回転しながら所定ピッチで上昇する。また、シュート機構２の上昇に伴い、ガイド部材３は揺動軸３２を中心に上方へ揺動する。これにより、シュート機構２に対するガイド部材３の供給口３４の高さ位置は実質的に維持され変化しない。

【0025】

そして、シュート部６のうち第１シュート６１に落下したワークは、第１シュート６１を滑り落ちて下端６１ａから容器Ｂへ排出（投入）される。同様に、第２シュート６２に落下したワークは、第２シュート６２を滑り落ちて下端６２ａから容器Ｂへ排出（投入）される。

【0026】

また、第１補助板６３に落下したワークは、第１補助板６３の下端６３ｂから第２シュート６２へ落下し、第２シュート６２を滑り落ちて第２シュート６２の下端６２ａから容器Ｂへ排出される。同様に、第２補助板６４に落下したワークは、第２補助板６４の下端６４ｂから第１シュート６１へ落下し、第１シュート６１を滑り落ちて第１シュート６１の下端６１ａから容器Ｂへ排出される。

【0027】

そして、シュート機構２の回転に伴いシュート部６の下端６０（第１，第２シュート６１，６２の下端６１ａ，下端６２ａ）は平面視において円形の軌跡を描くことから、シュート部６からのワークが一カ所のみに排出されることなく、ワークはより満遍なく容器Ｂ内へ排出（投入）される。また、ワークの排出に伴いシュート機構２が所定ピッチで上昇することから、シュート機構２が容器Ｂに集積されたワークで埋まってしまうのを防止できる。なお、シュート機構２の回転速度や上昇ピッチは、ワークの搬送速度や大きさ等に応じて適宜設定すれば良い。

【0028】

シュート機構２が図４に示す上端位置に到達したら、モータ４１の駆動を一時停止し、容器Ｂを空の容器と置き換えて、上記手順を繰り返す。

【0029】

このように、本実施形態においては、ワークは所定方向Ｄ１に回転しながら所定ピッチで上昇するシュート部６を滑り落ちて容器Ｂに排出（投入）されることから、ワークにおける打痕等の発生を防止できる。

【0030】

また、シュート部６は一対のシュート６１，６２及び一対の補助板６３，６４を備えることから、一方のシュート（例えば、第１シュート６１）のみを備えた場合と比較して、ガイド部材３からシュート部６までの高さ距離（即ち、ワークの落下距離）を小さくできる。

【0031】

即ち、シュート（第１シュート６１や第２シュート６２）の傾斜に沿ってワークを自重によりシュート上を滑落させるためには、シュートは十分な傾斜角度（例えば、３０°以上）を有する必要があるが、シュートの傾斜角度を大きくすればするほど、ガイド部材３からシュートまでの最大距離（最大落下距離）が大きくなる。そして、ガイド部材３からシュートまでの落下距離が大きすぎると、ワークがガイド部材３からシュートに落下した際にワークに衝撃が加わり、ワークが破損する虞が生じる。

【0032】

この点、本実施形態においては、シュート部６が一対のシュート６１，６２を備えることから、ガイド部材３からシュート部６までの最大高さ距離（ワークの最大落下距離）を小さくでき、一対の補助板６３，６４を更に備えることから、ガイド部材３からシュート部６までの最大高さ距離を更に小さくでき、これによってシュート部６に落下する際のワークへの衝撃を小さくできる。

【0033】

図６（ａ）に第１シュート６１のみを設けた比較例におけるガイド部材３からシュート部（第１シュート６１）までのワークの落下距離を示し、図６（ｂ）に本実施形態におけるガイド部材３からシュート部６までのワークの落下距離を示す。図６から理解されるとおり、本実施形態に係るワーク投入装置１においては、シュート部６を第１シュート６１のみから構成した場合と比較して、ガイド部材３からシュート部６までのワークの落下距離が半分以下になっている。

【0034】

本実施形態では、第１，第２シュート６１，６２を線状部材Ｌから構成しているので、第１，第２シュート６１，６２の製造を容易にできる。即ち、第１，第２シュート６１，６２の各々を１枚の板部材として形成しようとしても、内径と外径の差が大きすぎて、板材を加工して螺旋状にするのは極めて困難である。この点、第１，第２シュート６１，６２を複数本の線状部材Ｌから構成することで、第１，第２シュート６１，６２の製造を比較的容易にできる。また、これら複数本の線状部材Ｌを、間隔を空けて連結させることで、ワークと第１，第２シュート６１，６２の接触面積が小さくなる。これにより、ワークと第１，第２シュート６１，６２との摩擦抵抗が小さくなり、ワークはよりスムーズに第１，第２シュート６１，６２上を滑落する。

【0035】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るワーク投入装置について図７を参照して説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態のワーク投入装置１と実質同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明は省略する。

【0036】

図７に示すワーク投入装置１０１は、第１実施形態に係るワーク投入装置１と略同一であるが、第１実施形態ではシュート機構２が昇降するのに対し、本実施形態ではシュート機構２は昇降せず、容器Ｂを所定ピッチで昇降させる点において異なる。

【0037】

より具体的に、ワーク投入装置１０１は、シュート機構２と、駆動機構１０４と、シュート機構２を回転自在に保持するフレーム（図示せず）と、コントローラ（図示せず）と、を備える。

【0038】

駆動機構１０４は、回転軸５を中心にシュート機構２を回転させるためのモータ４１と、容器Ｂを昇降させるための昇降機８と、を備える。モータ４１の出力軸（図示せず）はシュート機構２の回転軸５に連結されており、モータ４１が所定方向に駆動すると、シュート機構２は所定方向に回転し、モータ４１が逆方向に駆動すると、シュート機構２は逆方向に回転する。昇降機８には容器Ｂが搭載可能であって、図７に示す上端位置と、図示しない下端位置の間を昇降可能に構成されている。

【0039】

コントローラ（図示せず）は、駆動機構１０４を制御するものであって、駆動機構１０４は、コントローラによる制御の下、モータ４１（即ち、シュート機構２）の回転と同期して昇降機８を所定ピッチで昇降させる。

【0040】

本実施形態ではガイド部材３が省略されており、搬送コンベアＣの先端がシュート部６の上方に位置づけられ、ワークは搬送コンベアＣの先端からシュート部６に落下するように構成されている。

【0041】

このように構成されたワーク投入装置１０１を用いてワークを容器へ投入するには、まず容器Ｂを昇降機８に載置する。次に、昇降機８を図７に示す上端位置まで上昇させる。これによりシュート部６の下端６０は容器Ｂの底面に当接する（或いは、底面付近に位置付けられる）。

【0042】

この状態で、搬送コンベアＣによるワークの搬送を開始すると共に、シュート機構２の所定方向への回転を開始し、更に昇降機８を所定ピッチで下降させていく。これにより、搬送コンベアＣの先端から落下したワークは、シュート部６により受け止められ、第１又は第２シュート６１，６２上を滑り落ちて、その下端６１ａ，６２ａから容器Ｂへ排出（投入）される。

【0043】

かかる構成によっても、シュート機構２の回転に伴いシュート部６の下端６０の軌跡は平面視において円を描くから、ワークが一カ所のみに排出されるのを防止して、ワークをより満遍なく容器Ｂへ排出することができる。また、ワークの排出に伴い容器Ｂが所定ピッチで下降する（換言すると、シュート機構２が容器Ｂに対して相対的に上昇する）ことから、シュート部６が容器Ｂに集積されたワークで埋まってしまうこともない。

【0044】

以上、本発明の実施形態に係るワーク投入装置について添付の図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。

【0045】

例えば、第１実施形態における駆動手段４は上述のものに限定されず、シュート機構２を回転させながら所定ピッチで昇降できるものであれば、どのような構成のものであっても構わない。また、第２実施形態において、容器Ｂを昇降させる機構も上述の昇降機８に限定されず、容器Ｂを昇降できるものであればどのような機構であっても構わない。

【0046】

上記実施形態においては、第１及び第２シュート６１，６２により回転軸５の周りに二重螺旋を形成したが、第３のシュートを設け、これら３個のシュートによって回転軸５の周りに三重螺旋を形成してもよい。この場合には、これら３個のシュートは回転軸５の周方向に１２０°の角度位相差を有するようにするのが良く、また３個目のシュートの上端にも第１補助板６３と同様の補助板を設けることもできる。更に、側壁７には、これら３個のシュートに対応させて切欠７ａを３カ所に１２０°の角度位相差で設けるのが好ましい。

【0047】

搬送コンベアＣからシュート部６へワークを供給するガイド部材３は上述のものに限定されず、シュート部６に対する所定の高さ位置からワークをシュート部６へ供給できればどのような構成のものであっても構わない。

【0048】

上記実施形態におけるシュート部６は、一対のシュート６１，６２及び一対の補助板６３，６４を備えるが、補助板６３，６４を省略することもできる。

【0049】

上記実施形態においては、第１及び第２シュート６１，６２は、螺旋状に延びる複数本の線状部材Ｌが回転軸５の径方向に沿って相互に間隔を空けて並列配置されて構成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数本の線状部材Ｌを間に間隔を空けずに配置しても良く、或いは第１及び第２シュート６１，６２の各々は一枚の板材から構成されてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１，１０１ ワーク投入装置
２ シュート機構
３ ガイド部材
４，１０４ 駆動機構
５ 回転軸
６ シュート部
８ 昇降機
６１ 第１シュート
６２ 第２シュート
６３ 第１補助板
６４ 第２補助板
Ｂ 容器
Ｃ 搬送コンベア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】