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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-22
(45)【発行日】2024-04-01
(54)【発明の名称】切り離し装置および切り離し方法
(51)【国際特許分類】
   B65B 35/44 20060101AFI20240325BHJP
【FI】
B65B35/44
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2020069570
(22)【出願日】2020-04-08
(65)【公開番号】P2021165165
(43)【公開日】2021-10-14
【審査請求日】2022-07-20
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】309036221
【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】土居川 範幸
(72)【発明者】
【氏名】吾川 二郎
【審査官】西塚 祐斗
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2012/0261233(US,A1)
【文献】特開平07-157056(JP,A)
【文献】特開平05-262419(JP,A)
【文献】特表2008-511517(JP,A)
【文献】特開2014-080266(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B65B 35/44
B65G 47/28 - 47/31
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上流から下流に向けた搬送方向に沿って物品が搬送される搬送路と、
前記物品を係止する複数の第1フィンガを前記搬送路の一方の縁に沿って移動させる第1駆動部と、
前記物品を係止する複数の第2フィンガを前記搬送路の他方の縁に沿って移動させる第2駆動部と、を備え、
前記第1駆動部は、
前記搬送路の加速領域を移動する際に、複数の前記第1フィンガを加速させ、
前記第2駆動部は、
前記搬送路の前記加速領域を移動する際に、複数の前記第2フィンガを加速させ、
前記加速領域よりも上流側の第1定速領域における前記第1フィンガおよび前記第2フィンガの移動速度を一定のV1、
前記加速領域における前記第1フィンガおよび前記第2フィンガの移動速度を加速するV3、
前記加速領域よりも下流側の第2定速領域における前記物品の搬送速度を一定のV2とすると、
前記搬送路の前記第1定速領域、前記加速領域および前記第2定速領域に亘る移動速度が前記V2であり、
V1V3V2が成り立
前記第1駆動部および前記第2駆動部は、
前記搬送路において、
少なくとも1つの前記第1フィンガと少なくとも1つの前記第2フィンガとを、前記搬送方向で一致する位置で移動させる、
切り離し装置。
【請求項2】
前記第1駆動部および前記第2駆動部は、
前記搬送路を移動する複数の前記第1フィンガの数および複数の前記第2フィンガの数が一定となるように、前記第1フィンガおよび前記第2フィンガを移動させる、
請求項1に記載の切り離し装置。
【請求項3】
前記第1駆動部および前記第2駆動部は、
密着した状態で前記搬送路に連続的に供給される複数の前記物品を、
1個ずつ間隔を設けるか、または、複数個の単位で間隔を設けるように、前記第1フィンガおよび前記第2フィンガを移動させる、
請求項1または請求項2に記載の切り離し装置。
【請求項4】
前記第1駆動部は、
水平方向Hに少なくとも2つの折り返しが形成される第1駆動ベルトと、前記第1駆動ベルトのそれぞれの前記折り返しに設けられる前記第1駆動ベルトが掛け回される軸線方向に間隔を隔てて配置される一対の第1プーリと、一対の前記第1プーリのそれぞれを回転駆動させる第1回転電機と、を備え、
前記第2駆動部は、
水平方向Hに少なくとも2つの前記折り返しが形成される第2駆動ベルトと、前記第2駆動ベルトのそれぞれの前記折り返しに設けられる前記第2駆動ベルトが掛け回される軸線方向に間隔を隔てて配置される一対の第2プーリと、一対の前記第2プーリのそれぞれを回転駆動させる第2回転電機と、を備える、
請求項に記載の切り離し装置。
【請求項5】
上流から下流に向けた搬送方向に沿って物品が搬送される搬送路と、
前記物品を係止する複数の第1フィンガを前記搬送路の一方の縁に沿って移動させる第1駆動部と、
前記物品を係止する複数の第2フィンガを前記搬送路の他方の縁に沿って移動させる第2駆動部と、を備え、
前記第1駆動部は、
水平方向Hに少なくとも2つの折り返しが形成される第1駆動ベルトと、前記第1駆動ベルトのそれぞれの前記折り返しに設けられる前記第1駆動ベルトが掛け回される軸線方向に間隔を隔てて配置される一対の第1プーリと、一対の前記第1プーリのそれぞれを回転駆動させる第1回転電機と、を備え、
前記第1駆動部において、
前記第1プーリは、前記軸線方向に複数の第1プーリ要素に区分され、
前記第1駆動ベルトは複数に区分された前記第1プーリ要素のそれぞれに対応する複数の第1ベルト要素に区分され、
前記第2駆動部は、
水平方向Hに少なくとも2つの前記折り返しが形成される第2駆動ベルトと、前記第2駆動ベルトのそれぞれの前記折り返しに設けられる前記第2駆動ベルトが掛け回される軸線方向に間隔を隔てて配置される一対の第2プーリと、一対の前記第2プーリのそれぞれを回転駆動させる第2回転電機と、を備え、
前記第2駆動部において、
前記第2プーリは、前記軸線方向に複数の第2プーリ要素に区分され、
前記第2駆動ベルトは複数に区分された前記第2プーリ要素のそれぞれに対応する複数の第2ベルト要素に区分され、
前記第1駆動部は、
前記搬送路の所定範囲を移動する際に、複数の前記第1フィンガを加速させ、
前記第2駆動部は、
前記搬送路の所定範囲を移動する際に、複数の前記第2フィンガを加速させ、
前記所定範囲よりも上流側における前記第1フィンガおよび前記第2フィンガの移動速度を一定のV1、
前記所定範囲における前記第1フィンガおよび前記第2フィンガの移動速度を加速するV3、
前記搬送路の移動速度を一定のV2とすると、
V1<V3<V2が成り立ち、
前記第1駆動部および前記第2駆動部は、
密着した状態で前記搬送路に連続的に供給される複数の前記物品を、
1個ずつ間隔を設けるか、または、複数個の単位で間隔を設けるように、前記第1フィンガおよび前記第2フィンガを移動させる、切り離し装置。
【請求項6】
前記第1駆動部において、
複数の前記第1プーリ要素の一部は、前記第1回転電機の回転駆動に従って回転し、複数の前記第1プーリ要素の残部は空転し、
前記第2駆動部において、
複数の前記第2プーリ要素の一部は、前記第2回転電機の回転駆動に従って回転し、複数の前記第2プーリ要素の残部は空転する、
請求項に記載の切り離し装置。
【請求項7】
上流から下流に向けて密着した状態で搬送路を搬送方向に沿って搬送される複数の物品について、1個ずつ間隔を設けるか、または、複数個の単位で間隔を設ける切り離し方法であって、
前記切り離しは、
前記搬送路の一方の縁に沿って移動する複数の第1フィンガで前記物品を係止するとともに、
前記搬送路の他方の縁に沿って移動する複数の第2フィンガで前記物品を係止することにより行われ、
前記搬送路の加速領域を移動する際に、複数の前記第1フィンガおよび複数の前記第2フィンガが加速し、
前記加速領域よりも上流側の第1定速領域における前記第1フィンガおよび前記第2フィンガの移動速度を一定のV1、
前記加速領域における前記第1フィンガおよび前記第2フィンガの移動速度を加速するV3、
前記加速領域よりも下流側の第2定速領域における前記物品の搬送速度を一定のV2とすると、
前記搬送路の前記第1定速領域、前記加速領域および前記第2定速領域に亘る移動速度が前記V2であり
V1V3V2が成り立
前記搬送路において、
少なくとも1つの前記第1フィンガと少なくとも1つの前記第2フィンガとが、前記搬送方向で一致する位置で移動する、
切り離し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、密着して供給される複数の物品、例えば飲料が充填された容器に所定のピッチに間隔を設けることのできる切り離し装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、連続的にかつ互いに密着した状態で供給される飲料が充填された複数の容器を、所定の本数ごとにグルーピングして、後続の工程に向けて搬送することが行われている。例えば、特許文献1および特許文献2は、フィンガと称される部材を容器と容器の間に差し入れてグループを形成するグルーピング装置を開示する。特許文献1および特許文献2に開示されるグルーピング装置においては、相前後するグループとグループの間隔は離れているが、グループを構成する複数の容器は隣接するもの同士が密着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平11-292265号公報
【文献】特開2005-239226号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
連続的にかつ互いに密着した状態で搬送される物品をグルーピングする他に、例えば一つずつ間隔を設け、かつ、必要とされる定ピッチにして後に続く下流の工程に搬送する処理が存在する。この処理を行う装置は、切り離し装置と称される。
以上より、本開示は、フィンガと称される部材を用いて、切り離しを行うことができるのに加えて、グルーピングを行うことができる装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示に係る切り離し装置は、上流から下流に向けた搬送方向に沿って物品が搬送される搬送路と、物品を係止する複数の第1フィンガを搬送路の一方の縁に沿って移動させる第1駆動部と、物品を係止する複数の第2フィンガを搬送路の他方の縁に沿って移動させる第2駆動部と、を備える。
第1駆動部は、搬送路の所定範囲を移動する際に、複数の第1フィンガを加速させ、第2駆動部は、搬送路の所定範囲を移動する際に、複数の第2フィンガを加速させる。
【0006】
本開示に係る切り離し方法は、上流から下流に向けて密着した状態で搬送路を搬送される複数の物品について、1個ずつ間隔を設けるか、または、複数個の単位で間隔を設ける。
本開示に係る切り離しは、搬送路の一方の縁に沿って移動する複数の第1フィンガで物品を係止するとともに、搬送路の他方の縁に沿って移動する複数の第2フィンガで物品を係止することにより行われる。
本開示に係る切り離し方法は、搬送路の所定範囲を移動する際に、複数の第1フィンガおよび複数の第2フィンガが加速する。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、搬送路の所定範囲を移動する際に、複数の第1フィンガを加速させ、かつ、複数の第2フィンガを加速させることで、フィンガと称される部材を用いて、切り離しを行うことができるのに加えて、グルーピングも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本開示の実施形態に係る切り離し装置の基本的な動作を説明する平面図である。
図2】本開示の実施形態に係る切り離し装置の概略構成を示す平面図(PV)である。
図3】本開示の実施形態に係る切り離し装置の概略構成を示す底面図(BV)である。
図4】本開示の実施形態に係る切り離し装置の概略構成を示す、図2のIV矢印で示す方向の視野による側面図である。
図5図2図4に示す切り離し装置を用いた切り離し動作の一例を示す図である。
図6図2図4に示す切り離し装置を用いた切り離し動作の他の例を示す図である。
図7図2図4に示す切り離し装置を用いた切り離し動作のさらに他の例を示す図である。
図8】本開示の実施形態に係る切り離し装置を用いてグルーピングを行う様子を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照しながら、実施形態に係る切り離し装置1について説明する。
切り離し装置1は、フィンガを用いて切り離し動作を行うことができるのに加えて、グルーピング動作を行うことができる。
また、切り離し装置1は、搬送される物品の寸法が変わったとしても、切り離しまたはグルーピングに実質的に関与するフィンガの数を変更することにより、型変えなどの作業を行う必要がない。この動作をフィンガ数の可変動作という。
【0010】
〔基本的動作の説明〕
はじめに、図1を参照して、切り離し装置1による基本的な動作を説明する。図1の切り離し装置1は、説明に最低限必要な要素である、例えばコンベア装置からなる搬送路3および複数のフィンガF,F1、F2…だけが示されている。切り離し装置1は、上流(U)から搬送路3を連続的に、かつ、隣り合うもの同士が密着して供給される複数の物品100が、定ピッチP1に間隔を設けて下流(D)に向けて搬送される。なお、図1の上段から下段に向けて切り離しの動作が進行する。
【0011】
切り離し装置1において、搬送路3は図示を省略する電動機により、白抜き矢印で示される搬送方向に沿って一定の速度で走行する。搬送路3で搬送される物品100は、図1に示すように、当初は下記の式(1)で示される一定の速度V1で搬送される定速の領域、速度V3で示されるように加速しながら搬送される加速領域、一定の速度V2で搬送される定速の領域を経て、下流(D)に向けて搬送される。一定の速度V1で搬送される領域において、隣り合う物品100A,100Bは密着している。速度V3で加速しながら搬送される領域において、密着していた物品100A,100Bは切り離され、一定の速度V2で搬送される領域に至ると、隣り合う物品100A,100Bの間には下流(D)の工程で必要とされる定ピッチP1が設けられる。
V1=D×BPM … (1)
D:物品100の搬送方向の寸法 BPM:次工程で単位時間に処理さる物品の数
【0012】
ここで、速度V3は以下の式(2)で定義され、速度V2は一例として式(3)で定義される。また、速度V1,V2,V3は以下の式(4)の関係を有する。
V3=V1+α×t … (2)
α:フィンガFの加速度,t:経過時間
V2=P×BPM … (3)
P:物品100と物品100の間のピッチ
V1≦V3≦V2 … (4)
【0013】
なお、搬送路3は、一体で構成してもよいし、別体として構成してもよい。搬送路3が一体で構成される場合には、搬送路3を最も速い速度V2で移動させればよい。また、搬送路3が別体として構成される場合には、一例として物品100A,100Bが密着している領域と、加速しながら搬送される領域と定ピッチP1で搬送される領域と、を異なるコンベア装置で構成することができる。前者に対応するコンベア装置は速度V1で移動し、後者に属するコンベア装置は速度V2で移動すればよい。
【0014】
前述した式(2)におけるα(フィンガFの加速度)は、物品100と搬送路3の間の摩擦係数を超えない値に設定されることが好ましい。仮に加速度αが物品100と搬送路3の間の摩擦係数を超えると、フィンガFの加速に物品100が追従できずにフィンガFによる係止状態が崩れ、フィンガFと物品100が隔離し、結果として定ピッチP1の切り離しが実現できなくなるおそれがあるためである。摩擦係数は条件によって変動するため、αはこの変動範囲の最小値またはそれ以下に設定されることが好ましく、そうすることにより安定したピッチP1の切り離しが実現される。
【0015】
複数のフィンガF,F1,F2は、図示を省略する無端状のベルトに固定されており、この無端状のベルトが図示を省略する駆動源により環状経路を移動することにより、この環状経路に沿って移動する。複数のフィンガF,F1,F2は、図1に示される搬送路3の両方の縁において、それぞれ独立して、かつ、加速しながら移動することができる。これが、速度V1,V2,V3という変遷を実現する要素の一つである。
【0016】
図1の上段に示すように、一定の速度V1で搬送される領域においては、隣接する物品100A,100Bは密着している。なお、物品100について、区別が必要なときには物品100A,100Bなどと表記するが、区別が必要ないときには物品100と表記する。フィンガFにつていても同様である。
それぞれ速度V1(<V2)で移動する第1フィンガF1および第2フィンガF2が下流(D)の側においてそれぞれ物品100A,100Bを係止し、物品100A,100Bの移動が拘束されることで密着状態が維持される。
【0017】
図1の中段に示すように、密着状態から加速領域に移行すると、第1フィンガF1および第2フィンガF2は、それぞれ物品100A,100Bに接してその移動を拘束しながら、式(1)に従って速度V3で移動する。ここで、先行する第1フィンガF1が後続の第2フィンガF2よりも先に加速される。このように、複数の第1フィンガF1および複数の第2フィンガF2が順に加速されるために、物品100Aと物品100Bの間には間隔が設けられる。加速領域の終端に至った時点で、物品100Aと物品100Bの間の間隔は定ピッチP1となる。
【0018】
図1の下段に示すように、加速領域を脱した物品100Aと物品100Bは、第1フィンガF1と第2フィンガF2による拘束が解かれるので、定ピッチP1を維持したままで搬送路3を速度V2で搬送される。速度V2は、前述した式(3)で示す通りであり、下流の工程で要求される速度であって、搬送路3の走行速度である。
【0019】
〔フィンガ数可変動作〕
以上の説明では、切り離しの基本的な動作を説明したが、次に、フィンガ数の可変動作を行うことのできる切り離し装置2について、図2図3および図4を参照してその構成を説明し、その後、図5図6および図7を参照してフィンガ数可変動作を説明する。
【0020】
[切り離し装置2の構成:図2図4参照]
切り離し装置2は、搬送路3を挟んで線対称の位置に対向して配置される第1駆動部5と第2駆動部7を備える。第1駆動部5および第2駆動部7は、それぞれ独立して駆動され、搬送路3を連続的に搬送される複数の物品100について切り離しの基本的な動作に加えて、フィンガ数の可変動作を行うことができる。
【0021】
[第1駆動部5:図2図4参照]
第1駆動部5は、三角形の頂点に対応する位置に設けられる第1プーリ11,12,13,14,15,16と、第1プーリ11~16のそれぞれを回転駆動させる第1回転電機31,32,33,34,35,36と、を備える。
第1プーリ11~13は鉛直方向Vの上側に配置され、第1プーリ14~16は鉛直方向Vの下側に配置される。第1プーリ11と第1プーリ14,第1プーリ12と第1プーリ15、第1プーリ13と第1プーリ16は、鉛直方向Vに間隔を隔てて同軸上に配置される。
第1回転電機31~33は、それぞれ対応する第1プーリ11~13の鉛直方向Vの上側に配置され、第1回転電機34~36は、それぞれ対応する第1プーリ14~16の鉛直方向Vの下側に配置される。第1回転電機31~36により、第1プーリ11~16はそれぞれ独立して回転駆動される。このように、第1プーリ11~13および第1プーリ14~16ならびに第1回転電機31~33および第1回転電機34~36を鉛直方向Vに間隔を設けて配置することにより、第1駆動部5が平面方向に占有するスペースを省くことができる。
【0022】
図2および図3に示すように、第1駆動部5は、第1プーリ11,12,13に掛け回される第1駆動ベルト50Aと、第1プーリ14,15,16に掛け回される第1駆動ベルト50Bと、を備えている。第1駆動ベルト50Aと第1駆動ベルト50Bは、第1プーリ11~16における3か所で折り返されることで循環経路を構成する。第1駆動ベルト50A,50Bは、失線矢印で示される向きに走行する。
【0023】
図4に示すように、第1駆動ベルト50Aは第1ベルト要素51,52,53に区分され、第1駆動ベルト50Bは第1ベルト要素54,55,56に区分される。第1ベルト要素51,52,53はそれぞれ独立して走行し、第1ベルト要素54,55,56もそれぞれ独立して走行する。この独立した走行について詳しくは後述する。第1回転電機31~36は、一例としてサーボモータから構成されるが、第1ベルト要素51~56を高精度で位置決めできるとともに、能力の範囲で走行速度を任意に変更できる。第2駆動部7の第2回転電機41~46も同様である。
【0024】
[第2駆動部7:図2図4参照]
第2駆動部7は、三角形の頂点に対応する位置に設けられる第2プーリ21,22,23,24,25,26と、第2プーリ21~26のそれぞれを回転駆動させる第2回転電機41,42,43,44,45,46と、を備える。
第2プーリ21~23は鉛直方向Vの上側に配置され、第2プーリ24~26は鉛直方向Vの下側に配置される。第2プーリ21と第2プーリ24,第2プーリ22と第2プーリ25、第2プーリ23と第2プーリ26は、鉛直方向Vに間隔を隔てて同軸上に配置される。
第2回転電機41~43は、それぞれ対応する第2プーリ21~23の鉛直方向Vの上側に配置され、第2回転電機44~46は、それぞれ対応する第2プーリ24~26の鉛直方向Vの下側に配置される。第2回転電機41~46により、第2プーリ21~26はそれぞれ独立して回転駆動される。
【0025】
図2および図3に示すように、第2駆動部7は、第2プーリ21,22,23に掛け回される第2駆動ベルト60Aと、第2プーリ24,25,26に掛け回される第2駆動ベルト60Bと、を備えている。第2駆動ベルト60Aと第2駆動ベルト60Bは、第2プーリ21~26における3か所で折り返されることで循環経路を構成する。第2駆動ベルト60A,60Bは、失線矢印で示される向きに走行する。
【0026】
図4に示すように、第2駆動ベルト60Aは第1ベルト要素61,62,63に区分され、第2駆動ベルト60Bは第2ベルト要素64,65,66に区分される。第2ベルト要素61,62,63はそれぞれ独立して走行し、第2ベルト要素64,65,66もそれぞれ独立して走行する。この独立した走行について詳しくは後述する。
【0027】
[フィンガF:図2図4参照]
第1駆動部5の第1ベルト要素51~56および第2駆動部7の第2ベルト要素64~66のそれぞれには、フィンガFが3つずつ取り付けられている。つまり、第1駆動部5には18個の第1フィンガF1が取り付けられ、第2駆動部7にも18個の第2フィンガF2が取り付けられる。なお、それぞれのフィンガFを区別する必要があるときにはフィンガF1のように数字を添えて表記するが、区別を要しないときには単にフィンガFと表記する。
以下、第1駆動部5の第1ベルト要素51に取り付けられる第1フィンガF11A,F11B,F11Cおよび第2駆動部7の第2ベルト要素64に取り付けられる第2フィンガF25A,F25B,F25Cを例にして、フィンガFの取り付け状態について説明する。なお、図2および図3に示すように、第1フィンガF11A,F11B,F11C、第2フィンガF25A,F25B,F25Cを実線で示し、他のフィンガFを破線で示すことで、両者を区別する。
【0028】
図2に示すように、第1ベルト要素51には、第1フィンガF11A,F11B,F11Cが取り付けられている。第1フィンガF11A,F11B,F11Cは、第1ベルト要素51から外側に向けて突出する板状の部材であり、その先端部分が搬送路3を搬送される物品100に係止されることで、物品100の搬送を拘束する。第1フィンガF11A,F11B,F11Cは、第1ベルト要素51の総延長を3等分した位置に取り付けられている。第1フィンガF11A,F11B,F11Cは、例えば第1フィンガF11Aが搬送路3の縁に沿って移動し、搬送路3から退出する。そうすると、今度は後続の第1フィンガF11Bが搬送路3に進入し、物品100を係止しながら移動する。続いて第1フィンガF11Bが搬送路3から退出すると、今度は後続の第1フィンガF11Cが搬送路3に進入し、物品100を係止しながら移動する。3つの第1フィンガF11A,F11B,F11Cが順番に搬送路3に進入して物品100を処理できるように、第1ベルト要素51の総延長および第1フィンガF11A,F11B,F11Cの間隔が定められている。
【0029】
図3に示すように、第2ベルト要素64には、第2フィンガF25A,F25B,F25Cが取り付けられている。第2フィンガF25A,F25B,F25Cは、第2ベルト要素64から外側に向けて突出する板状の部材であり、その先端部分が搬送路3を搬送される物品100に係止されることで、物品100の搬送を拘束する。第2フィンガF25A,F25B,F25Cは、第2ベルト要素64の総延長を3等分した位置に取り付けられている。第2フィンガF25A,F25B,F25Cが順番に搬送路3に進入、退出を繰り返すのは、第1フィンガF11A,F11B,F11Cと同じである。3つの第2フィンガF25A,F25B,F25Cが順番に搬送路3に進入して物品100を処理できるように、第2ベルト要素64の総延長および第2フィンガF25A,F25B,F25Cの均等間隔が定められている。
【0030】
ここでは、第1ベルト要素51および第2ベルト要素64について第1フィンガF11A,F11B,F11C、第2フィンガF25A,F25B,F25Cについて説明したが、他の第1ベルト要素52~56、第2駆動ベルト61~63,65,66についてもフィンガFが3つずつ均等間隔で取り付けられている。したがって、第1駆動部5は合わせて18個のフィンガFを備え、第2駆動部7も併せて18個のフィンガFを備えている。
【0031】
[駆動ベルトの独立した移動:図4参照]
次に、図4を参照して、第1ベルト要素51~56、第2ベルト要素64~66が独立して走行できる構成例について説明する。ここでも、第1駆動部5の第1ベルト要素51と第2駆動部7の第2ベルト要素64を例にする。
【0032】
第1駆動部5に属する第1ベルト要素51が掛け回される第1プーリ11は第1回転電機31の第1出力軸31Aに取り付けられている。第1プーリ11は、第1出力軸31Aの軸線方向Cに第1プーリ要素11A,11B,11C,11D,11E,11Fの6つに区分されている。ここでの区分は、6等分である。その中で2つの第1プーリ要素11A,11Dだけが、例えばキーおよびキー溝を介在させることで、第1出力軸31Aに固定される。残りの4つの第1プーリ要素11B,11C,11E,11Fは、例えばラジアル軸受けを介在させることで第1出力軸31Aに対して空転するように設けられている。つまり、第1回転電機31が回転すると、第1プーリ要素11A,11Dはこの回転に追従して回転駆動されるが、第1プーリ要素11B,11C,11E,11Fは空転する。
【0033】
第1プーリ要素11A,11Dには、2つに区分される第1ベルト要素51,51が掛け回されており、この第1ベルト要素51,51に3つの第1フィンガF11A,F11B,F11Cが取り付けられる。したがって、第1回転電機31が回転すると、第1フィンガF11A,F11B,F11Cが移動する。3つの第1フィンガF11A,F11B,F11Cは、他の第1ベルト要素52,53と摺動しない程度に第1ベルト要素52,53から離されて第1ベルト要素51,51に取り付けられる。
【0034】
第1プーリ11とともに第1駆動ベルト50Aが掛け回される第1プーリ12,13についても、第1プーリ11と同様に6つの第1プーリ要素に区分される。加えて、対応する第1回転電動機32,33の回転に従って回転駆動する要素と空転する要素が設けられる。第1ベルト要素51,51は、第1プーリ12,13において、空転するプーリ要素に掛け回される。
【0035】
第2駆動部7に属する第2ベルト要素64が掛け回される第2プーリ25は第2回転電機45の第2出力軸45Aに取り付けられている。第2プーリ25は、第2出力軸45Aの軸線方向Cに第2プーリ要素25A,25B,25C,26D,26E,26Fの6等分に区分されている。その中で2つの第2プーリ要素25A,25Dだけが、第2出力軸45Aに固定される。残りの4つの第2プーリ要素25B,25C,25E,25Fは第2出力軸45Aに対して空転するように配置されている。つまり、第2回転電機45が回転すると、第2プーリ要素25A,25Dはこの回転に追従して回転駆動されるが、第2プーリ要素25B,25C,25E,25Fは空転する。
【0036】
第2プーリ要素25A,25Dには、2つに区分される第2ベルト要素64,64が掛け回されており、この第2ベルト要素64,64に3つの第2フィンガF25A,F25B,F25Cが取り付けられる。したがって、第2回転電機45が回転すると、第2フィンガF25A,F25B,F25Cが移動する。3つの第2フィンガF25A,F25B,F25Cは、他の第2ベルト要素65,66と摺動しない程度に第2ベルト要素65,66から離れて第1ベルト要素51,51に取り付けられる。
【0037】
第2プーリ25とともに第2駆動ベルト60Bが掛け回される第1プーリ24,26についても、第2プーリ25と同様に6つの第2プーリ要素に区分される。加えて、対応する第2回転電動機44,46の回転に従って回転駆動する要素と空転する要素が設けられる。第2ベルト要素51,51は、第2プーリ24,26において、空転するプーリ要素に掛け回される。
【0038】
図4において、他の第1プーリ12,13,14,15,16、第2プーリ21,22,23,24,26についても軸線方向Cにおける6等分に区分される構成を備える。これにより、第1駆動部5および第2駆動部7における、駆動源としてのプーリと駆動されるベルト要素の対応例は以下の通りである。
【0039】
第1駆動部5
第1プーリ11(第1回転電機31)
第1ベルト要素51が走行、第1ベルト要素52,53は空走
第1プーリ12(第1回転電機32)
第1ベルト要素52が走行、第1ベルト要素53,51は空走
第1プーリ13(第1回転電機33)
第1ベルト要素53が走行、第1ベルト要素51,52は空走
第1プーリ14(第1回転電機34)
第1ベルト要素54が走行、第1ベルト要素55,56は空走
第1プーリ15(第1回転電機35)
第1ベルト要素55が走行、第1ベルト要素56,54は空走
第1プーリ16(第1回転電機36)
第1ベルト要素56が走行、第1ベルト要素54,55は空走
【0040】
第2駆動部7
第2プーリ21(第2回転電機41)
第2ベルト要素61が走行、第2ベルト要素62,63は空走
第2プーリ22(第2回転電機42)
第2ベルト要素62が走行、第2ベルト要素63,61は空走
第2プーリ23(第2回転電機43)
第2ベルト要素63が走行、第2ベルト要素61,62は空走
第2プーリ24(第2回転電機44)
第2ベルト要素64が走行、第2ベルト要素65,66は空走
第2プーリ25(第2回転電機45)
第2ベルト要素65が走行、第2ベルト要素66,64は空走
第2プーリ26(第2回転電機46)
第2ベルト要素66が走行、第2ベルト要素64,65は空走
【0041】
以上の通り、第1駆動部5において第1ベルト要素51~56が独立して移動されるので、それぞれに3つずつ取り付けられる第1フィンガF1は3個の単位で独立して移動される。また、第2駆動部7において第2ベルト要素64~66が独立して移動されるので、それぞれに3つずつ取り付けられる第2フィンガF2は3個の単位で独立して移動される。
【0042】
しかも、第1駆動部5および第2駆動部7のそれぞれにおいて、外観としては1つのプーリにより複数のベルト要素を走行できる構成を備えている。したがって、切り離し装置2は、鋼製部材を減らすことができるのに加えて、設置スペースを大幅に削減できる。
【0043】
[切り離し装置2の動作:図5図6および図7参照]
次に、以上の構成を備える切り離し装置2による物品100の切り離し動作を説明する。ここでは、図5図7の順に処理される物品100の寸法が大きくなる例を説明するが、異なる寸法の物品100が供給されても、切り離し装置2の構成要素に変更を加えることなく、切り離しができる。この切り離しは、先に言及した、フィンガ数可変動作に基づいて実現される。
【0044】
はじめに、小寸法の物品100Sについて示す図5においては、物品100Sのそれぞれについて第1フィンガF11~F16、第2フィンガF21~F26が係止しながら、物品100の切り離しが行われる。これは、先に説明した基本的な動作に該当し、第1フィンガF11~F16と第2フィンガF21~F26は、交互に搬送路3を移動する。
なお、図5に示す第1フィンガF11Aと第1フィンガF11Bは、同じ第1ベルト要素51に取り付けられていることを示しており、両者を第1フィンガF11と称することもある。第2フィンガF21Aと第2フィンガF21Bについても同じである。
【0045】
ここで、切り離し装置2おいて、第1駆動部5に属する6個の第1フィンガF11,F12,F13,F14,F15,F16が搬送路3を移動し、第2駆動部7に属する6個の第2フィンガF21,F22,F23,F24,F25,F26が搬送路3を移動する。つまり、切り離し動作を行う際に、切り離し装置2は、第1駆動部5と第2駆動部7を合わせて一定の数である12個のフィンガFが搬送路3を移動する。小寸法の物品100Sを切り離しする際には、物品100Sのそれぞれについて係止するように12個のフィンガFを異なる位相で移動させることができる。これは、小寸法の物品100Sが搬送路3に乗る個数に対応しているためである。
【0046】
しかし、中寸法、大寸法の物品100M,100Lにおいては、搬送路3に乗る個数が小寸法の物品100Sに比べて少なくなる。したがって、図5に示すように12個のフィンガFの全てを異なる位相で移動させると、いずれかのフィンガFが物品100に干渉してしまう。このように、小寸法の物品100Sの切り離しにおいて、物品100Sの数にフィンガFの数が適合するが、中寸法、大寸法の物品100M,100Lの切り離しにおいては、余剰のフィンガFが生じる。そこで、切り離し装置2は、フィンガ数可変動作を機能させる。この機能は、フィンガFを支持する第1ベルト要素51~56、第2ベルト要素64~66が独立して移動することができ、隣り合うフィンガFとフィンガFの間隔が変更可能とされていることに基づいている。
【0047】
中寸法の物品100Mについて示す図6においては、一例として、第1フィンガF16と第2フィンガF25が、同じ物品100Mを係止しながら移動する。つまり、第1フィンガF16と第2フィンガF25は、搬送路3の搬送方向において、一致する位置、つまり同位相で移動する。第1フィンガF16と第2フィンガF25を除く、第1フィンガF11,12,13,14,15および第2フィンガF21,22,23,24,26は、物品100Mのそれぞれを係止している。なお、ここでいう一致する位置とは、物理的に完全に一致することまで要求されるものではなく、第1フィンガF16と第2フィンガF25の一方が微小量だけ物品100Mから離れていてもよい。
【0048】
前述したように、搬送路3には定まった数、ここでは12個のフィンガFの中で、同位相となって移動する2つの第1フィンガF16と第2フィンガF25のいずれか一方は、切り離しの動作に関与していないとみなすことができる。つまり、中寸法の物品100Mの切り離しに対して実質的に関与するフィンガFは全部で11個である。
【0049】
大寸法の物品100Lを切り離す際には、余剰となるフィンガFの数が中寸法の物品100Mの切り離しよりも多くなる。そこで、図7に示すように、一例として、第1フィンガF13と第2フィンガF22が同位相を移動するのに加えて、第1フィンガF16と第2フィンガF26も同位相となって移動し、切り離しが行われる。つまり、大寸法の物品100Lの切り離しに対して実質的に関与するフィンガFは全部で10個である。
【0050】
以上のように、切り離し装置2は、切り離しに対して実質的に関与するフィンガFを10個、11個および12個と変更できる。この変更はフィンガFを支持する第1ベルト要素51~56および第2ベルト要素61~66のいずれかの走行速度を調整すれば実現される。
【0051】
[切り離し装置2の効果]
次に、切り離し装置2が奏する効果を説明する。
切り離し装置2は、搬送路3の上を移動する複数のフィンガFが独立して任意に移動速度を変えることができる。これにより、密着された状態で供給される物品100を1個の単位でも定ピッチP1に切り離して下流に向けて搬送できる。1個の単位で切り離すと、フィンガFに加わる荷重が小さくて済むので、それぞれのフィンガFの荷重負担が小さくてすむ。
【0052】
また、切り離し装置2において、フィンガFは物品100との相対的な関係においては静止しているものとみなすことができる。したがって、物品100のフィンガFで係止される部分に傷がつきにくい。また、物品100にラベルが貼り付けられている場合には、フィンガFがラベルの部分を係止したとしても、ラベルを剥がすおそれはほとんどない。このことは、切り離し装置2が、ラベルの貼付けを行う装置の前後に係わらず適用できることを示唆している。
例えば、スクリュを用いた切り離し装置は、物品100に接するスクリュが回転するために、物品100とスクリュは摺動するため、傷がつきやすいのに加えて、ラベルと摺動するとラベルを剥がすおそれもある。
【0053】
さらに、式(2)において示される加速度αを、物品100と搬送路3の間の摩擦係数の変動範囲の最小値またはそれ以下に設定すれば、安定した定ピッチの切り離しが実現できる。
【0054】
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、上記実施形態については、物品を1個ずつ切り離す動作を説明したが、本開示はこれに限らず、図8に示すように、複数個、一例として2個の単位で物品100A,100Bを切り離すことができる。この複数個の単位の切り離しは、グルーピングを同時に実現する。2個の単位で切り離された物品100A,100Aと物品100B,100Bは、定ピッチP2の間隔を維持して下流に搬送される。
【0055】
また、上記実施形態の第1駆動部5および第2駆動部7は、平面視した外観が三角形状をなしているが、本開示はこれに限らない。搬送路3に対応する長さの直線部分を備えていれば足り、例えば長円形、矩形の平面視した外観形状であってもよい。
【0056】
また、上記実施形態においては、3個の単位でフィンガFを独立して移動させる例を示したが、本開示はこれに限らない。複数、例えば2個の単位でフィンガFを独立して移動させてもよいし、4個以上の単位でフィンガFを独立して移動させてもよい。
【0057】
また、上記実施形態においては、プーリを軸線方向に区分し、かつ、プーリで駆動されるプーリ要素とプーリに対して空転するプーリ要素とを軸線方向に区分し、それぞれのプーリ要素に駆動ベルトを掛け回すことにより、複数の駆動ベルトの独立した移動が実現される。しかし、本開示において、複数の駆動ベルトの独立した移動の手段はこれに限定されず、例えば、リニアモータを利用することができる。つまり、循環する軌道上を移動する複数の可動子のそれぞれにフィンガFを支持させる。リニアモータにおける複数の可動子は独立して移動できるので、上記実施形態で説明した物品100の切り離しに係わる基本動作およびフィンガ数可変動作を実現できる。
【0058】
〔付記〕
以上で説明した切り離し装置および切り離し方法は、以下を開示する。
【0059】
(1)上流Uから下流Dに向けた搬送方向に沿って物品100が搬送される搬送路3と、物品100を係止する複数の第1フィンガF1を搬送路3の一方の縁に沿って移動させる第1駆動部5と、物品100を係止する複数の第2フィンガF2を搬送路3の他方の縁に沿って移動させる第2駆動部7と、を備える。第1駆動部5は、搬送路3の所定範囲を移動する際に、複数の第1フィンガF1を加速させ、第2駆動部7は、搬送路3の所定範囲を移動する際に、複数の第2フィンガF2を加速させる。
【0060】
(2)第1駆動部5および第2駆動部7は、搬送路3において、複数の第1フィンガF1と複数の第2フィンガF2とを、搬送方向に交互に移動させる。
【0061】
(3)第1駆動部5および第2駆動部7は、搬送路3において、少なくとも1つの第1フィンガF1と少なくとも1つの第2フィンガF2とを、搬送方向で一致する位置で移動させる。
【0062】
(4)第1駆動部5および第2駆動部7は、搬送路3を移動する複数の第1フィンガF1の数および複数の第2フィンガF2の数が一定となるように、第1フィンガおよび第2フィンガを動作させる。
【0063】
(5)第1駆動部5および第2駆動部7は、密着した状態で搬送路3に連続的に供給される複数の物品100を、1個ずつ間隔を設けるか、または、複数個の単位で間隔を設けるに、第1フィンガF1および第2フィンガF2を移動させる。
【0064】
(6)第1駆動部5は、水平方向Hに少なくとも2つの折り返しが形成される第1駆動ベルト50A,50Bと、第1駆動ベルト50A,50Bの折り返しに設けられ、軸線方向Cに間隔を隔てて配置される一対の第1プーリ11,12…と、一対の第1プーリ11,12…のそれぞれを回転駆動させる第1回転電機31,32…と、を備える。
第2駆動部7は、水平方向Hに少なくとも2つの折り返しが形成される第2駆動ベルト60A,60Bと、第2駆動ベルト60A,60Bの折り返しに設けられ、軸線方向Cに間隔を隔てて配置される一対の第2プーリ21,22…と、一対の第2プーリ21,22…のそれぞれを回転駆動させる第2回転電機41,42…と、を備える。
【0065】
(7)第1駆動部5において、第1プーリ11,12…は、軸線方向Cに複数の第1プーリ要素11A,11B…に区分され、第1駆動ベルト50A,50Bは複数に区分された第1プーリ要素のそれぞれに対応する複数の第1ベルト要素51,52…に区分される。
第2駆動部7において、第2プーリ21,22…は、軸線方向Cに複数の第2プーリ要素25A,25B…に区分され、第2駆動ベルト60A,60Bは複数に区分された第2プーリ要素のそれぞれに対応する複数の第2ベルト要素61,62…に区分される。
【0066】
(8)第1駆動部5において、複数の第1プーリ要素11A,11B…の一部は、第1回転電機31…の回転駆動に従って回転し、複数の第1プーリ要素の残部は空転する。
第2駆動部7において、複数の第2プーリ要素25A,25B…の一部は、第2回転電機の回転駆動に従って回転し、複数の第2プーリ要素の残部は空転する。
【0067】
(9)上流Uから下流Dに向けて密着した状態で搬送路3を搬送方向に沿って搬送される複数の物品100について、1個ずつ間隔を設けるか、または、複数個の単位で間隔を設ける切り離し方法である。切り離しは、搬送路3の幅方向の一方の縁に沿って移動する複数の第1フィンガF1で物品100を係止するとともに、搬送路3の幅方向の他方の縁に沿って移動する複数の第2フィンガF2で物品100を係止することにより行われる。搬送路3の所定範囲を移動する際に、複数の第1フィンガF1および複数の第2フィンガF2が加速する。
【0068】
(10)搬送路3において、複数の第1フィンガと複数の第2フィンガとが、搬送方向に交互に移動する。
【0069】
(11)搬送路3において、少なくとも1つの第1フィンガと少なくとも1つの第2フィンガとが、搬送方向で一致する位置で移動する。
【符号の説明】
【0070】
1,2 切り離し装置
3 搬送路
5 第1駆動部
7 第2駆動部
11,12,13,14,15,16 第1プーリ
11A,11B,11C,11D,11E,11F 第1プーリ要素
21,22,23,24,25,26 第2プーリ
25A,25B,25C,25D,25E,25F 第2プーリ要素
31,32,33,34,35,36 第1回転電機
31A 第1出力軸
41,42,43,44,45,46 第2回転電機
45A 第2出力軸
50A,50B 第1駆動ベルト
51,52,53,54,55,56 第1ベルト要素
60A,60B 第2駆動ベルト
61,62,63,64,65,66 第2ベルト要素
100,100A,100B,100L,100M,100S 物品
F フィンガ
F1,F11,F11A,F11B,F11C 第1フィンガ
F12,F13,F14,F15,F16 第1フィンガ
F2,F21,F21A,F22,F23,F24,F25,F26 第2フィンガ
F25A,F25B,F25C 第2フィンガ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8