JP2007106546A - 物品取出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】略円錐面状に構成され物品受面6を有する回転円盤4と、回転円盤4の外周側にて該回転円盤4と同心配置されて物品搬送面7を有するとともに該回転円盤4と逆回転する回転円環体5と、回転円盤4の周縁上方に配され該回転円盤4の回転により移動する物品受面6上の物品を支持案内するとともに物品を物品搬送面7へと導く物品送出部24を有する内ガイド壁20と、回転円環体5の上方に配され該回転円環体5の回転により搬送される物品1を支持案内する外ガイド壁30と、回転円環体5の略接線方向に延設され該回転円環体5の回転により搬送される物品1を所定位置に搬送する搬送装置と8を備える構成とした。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、必要な医療用品を自動的にピッキングできる医療用格納装置に関する技術が示されており、この装置には、アンプル等の医療用品を格納する容器の底部に上下動自在なロッドを取り付け、このロッドを上昇させてロッド上に物品を持ち上げて取り出す自動ピッキング装置が備えられている。このピッキング装置は、次のような構成となっている。容器内においてバラバラの状態で格納されている物品の下方から、上面に溝を有するロッドが上昇することにより物品が持ち上げられる。ロッドにより持ち上げられた物品は、吸着パッドを備える自動吸着装置により吸着され、ベルトコンベア上に落とし込まれて移送される。
すなわち、物品が格納される容器は、残り一本までもピッキングを行うことができるように底部中央に向かって勾配が設けられているが、例えば、容器内の物品の量が少なくなった場合など、ロッド上における溝に対する物品の納まり様によっては、ロッドの上昇過程で物品が落下する等して、上昇したロッド上に物品が乗らないことが考えられる。このため、ベルトコンベア上に落とし込まれる物品の量が不安定となり、物品1個あたりにかかるピッキングから移送までの時間が長くなってしまう。
本発明に係る物品取出装置は、アンプルやバイアル等の略円柱状の物品に用いて好適なものであり、多量に供給される物品を一本ずつ取り出すためのものである。
本発明に係る物品取出装置の全体的な構成について、図1〜図5を用いて説明する。図1は本発明に係る物品取出装置の一実施形態を示す平面図、図2は同じく側面図、図3は図1におけるA−A一部断面図、図4は本発明に係る物品取出装置の要部概略平面図、図5は同じく別構成を示す図である。
回転円盤4は、基板3を鉛直方向に貫通する回転軸9の上端部に固設され、回転軸9の回転にともなって回転する。回転軸9は、基板3に対して軸受部9a(図3)により支承され、基板3上に配置固定される回転円盤用モータ10により駆動される。ここで、回転円盤用モータ10からの回転駆動力は、該回転円盤用モータ10の駆動軸10aに固設されるプーリ11、回転軸9に固設されるプーリ12及びこれらプーリ11・12に巻回されるベルト13を介して伝達される。本実施形態においては、回転円盤用モータ10は、その駆動軸10aを鉛直方向として基板3の下方に突出させ、この駆動軸10aにプーリ11が固設され、回転軸9の基板3の下方に突出した部分にプーリ12が固設される。そして、これらプーリ11・12にベルト13が巻回される。
また、回転円環体5は、前記のとおり回転円盤4と反対方向に回転し、本実施形態においては、図1に示す平面視で反時計方向に回転する回転円盤4に対して回転円環体5は時計方向に回転する。
支持案内機構15は、基板3上に立設される支柱16と、回転円環体5の上面周縁部に当接する上ガイドローラ17と、回転円環体5の下面に当接する下ガイドローラ18とを備える。支柱16は、回転円環体5の下面位置と略同じ高さを有し、その上面が回転円環体5と平面視で少なくとも一部重なるように設けられ、回転円環体5を支持可能となっている。上ガイドローラ17は、支柱16に固設される略L字形のステー19を介して回転円環体5の径方向と略同一方向に設けられる支軸17a(図3)に支承されるとともに、回転円環体5の上面の外周端部に接するように設けられ、該回転円環体5の回転にともない回転する。下ガイドローラ18は、回転円環体5の下方において支柱16に支軸18a(図3)により回転自在に軸支され、回転円環体5の下面に底面視で円形状に形成されるガイド溝5a(図3)により嵌合するように設けられ、回転円環体5の回転にともない回転する。
このような構成により、回転円環体5は、各支持案内機構15による支持位置において、上ガイドローラ17及び下ガイドローラ18により上下から挟まれた状態で回転する。
なお、回転円環体5を回転させるための回転駆動力の伝達構成については後述する。
すなわち、本発明に係る物品取出装置においては、回転円盤4の物品受面6上に供給され内ガイド壁20により外周側への移動が規制されて物品受面6上に貯留される物品1群から、回転円盤4が回転することにより内ガイド壁20の物品送出部24を介して回転円環体5の物品搬送面7へと物品1が一個ずつ導かれ、回転円環体5の回転により外ガイド壁30により支持案内されて一個ずつ搬送される。以下、具体的に説明する。
また、内ガイド壁20の高さは、物品受面6の傾斜により該物品受面6の外周側に集まる物品1が複数(例えば2、3個)積み重なっても乗り越えられない程度に設定され、内ガイド壁20の下端と回転円盤4の上面との間は、該回転円盤4の回転を妨げることのないように若干の隙間が設けられる。
なお、摩擦部23は、内ガイド壁20に支持された状態で物品受面6上を移動する物品1に作用するため、物品受面6の少なくとも周縁部に設けられればよいが、例えば、物品受面6の略全面に構成したり、物品受面6上において点在させたり回転円盤4の回転方向に所定間隔毎に設けたりしてもよい。さらに、回転円盤4自体を物品1に対して所望の摩擦力が得られる素材で構成することもできる。
下流側ガイド26は、回転円環体5の矢印Y方向の回転による物品搬送面7の搬送方向においては上流側ガイド25に対して上流側となり、物品受面6の上方に設けられる内ガイド壁20から物品搬送面7にかけて延設され、物品受面6上の物品1を物品搬送面7へと導く。また、上流側ガイド25は、同じく物品搬送面7の搬送方向においては下流側ガイド26に対して下流側となり、物品送出部24から物品搬送面7へと導き出された物品1の搬送を妨げないように延設され、物品受面6上の物品1を物品搬送面7へと導く。
これらガイド25・26の間隔は、物品受面6上の物品1が二個以上同時に物品搬送面7へと導かれることがないように、最も狭い位置で物品1の長手方向の長さの一個分強の長さに設定される。
略円錐面状である物品受面6上に供給される物品1群は、物品受面6の傾斜により該物品受面6の外周側へと導かれる。この際、略円柱状の物品1は、物品受面6が略円錐面状であるため、通常は倒れた(横向きになった)状態で転がり、内ガイド壁20により支持されることとなる。ただし、複数の物品1同士が支持し合っている場合など物品1が立った状態で内ガイド壁20により支持されることがあるが、回転円盤4が矢印X方向に回転することにより、立っている状態の物品1も前記摩擦部23の作用や物品受面6の傾斜により倒れることとなる。このため、物品1は倒れている状態であるとして説明する。また、倒れている状態の物品1は、内ガイド壁20により支持された状態で複数積み重なることがある。
このように、物品受面6上の物品1は、回転円盤4が回転することにより、物品送出部24から確実に一個ずつ物品搬送面7へと導かれる。
外ガイド壁30は、物品受面6から物品送出部24を介して物品搬送面7上に導かれ該物品搬送面7の傾斜により回転円環体5の外周側に移動する物品1を支持するとともに、回転円環体5の回転により物品搬送面7上を搬送される物品1を案内するためのものである。つまり、回転円環体5の上面であって外ガイド壁30の内側の部分が物品搬送面7を構成する。
また、外ガイド壁30の高さは、物品送出部24から物品搬送面7に導かれる物品1や物品搬送面7上を搬送される物品1が、該物品搬送面7の傾斜により乗り越えられない程度に設定され、外ガイド壁30の下端と回転円環体5の上面との間は、該回転円環体5の回転を妨げることのないように若干の隙間が設けられる。
そして本構成においては、物品1を物品搬送面7・77上において渋滞させることなくスムーズに取り出す観点から、内側の回転円環体5よりも外側の回転円環体75の回転速度を速くすることが好ましい。
このように、回転円環体を複数設けることにより、物品1が物品受面6から物品送出部24を介して取り出されてから、搬送装置8に達するまでの搬送経路を長くすることができるので、多量の物品1を連続して取り出す場合にも、搬送途中で物品1を渋滞させることなく、確実に一個ずつ取り出すことが可能となる。
なお、図4及び図5において、白抜き矢印は回転円盤4及び回転円環体5(75)のそれぞれの回転方向を示し、太線矢印は物品1の移動経路(搬送経路)を示す。
搬送装置8は、前記のとおり回転円環体5の略接線方向に延設され、図1に示すように、前記内ガイド壁20の略接線方向に延設される内側壁31と、該内側壁31と略平行に配され前記外ガイド壁30の一端から連設される外側壁32との間に構成される。つまり、内側壁31と外側壁32とにより、物品搬送面7上から回転円環体5の略接線方向に経路を構成し、外ガイド壁30に支持案内されて物品搬送面7上を搬送される物品1が搬送装置8へと導かれる構成となっている。なお、図2においては、内側壁31及び外側壁32の図示は省略している。
本実施形態においてベルトコンベア33は、該搬送装置8による搬送方向に対して垂直方向に所定間隔を隔てて配される一対のベルト34・34を有し物品1を両ベルト34・34間上に載置した状態で搬送する構成となっている。
ベルトコンベア33を構成するベルト34・34は、コンベア用モータ36の駆動軸36aに固設される二連プーリ37・37と、回転円環体5の下方において駆動軸36aと平行に設けられる従動軸38に固設される二連プーリ39・39とに巻回される。従動軸38は、基板3上に立設される支柱27に支承されて設けられる。つまり、ベルトコンベア33は、回転円環体5の下方、即ち平面視で回転円環体5と重なる位置から、回転円環体5の略接線方向に延設され、搬送装置8を構成する。
そして、ベルトコンベア33は、二本のベルト34・34の間上に物品1を載置した状態で物品1を搬送する。このため、ベルト34・34間に隔てられる所定間隔は、長手方向を搬送方向とする略円柱状の物品1が載置可能な大きさ(物品1の短手方向の大きさよりも狭い間隔)に設定される。
つまり、以上のように構成される搬送装置8においては、物品搬送面7上を搬送されてきた物品1が、中継面41を介してベルトコンベア33に受け継がれ、ベルトコンベア33により搬送された物品1は物品搬送路42に受け継がれ、該物品搬送路42において物品1は、その自重により該物品搬送路42上を滑り落ち、物品取出部43において構成される所定の物品取出位置に取り出される。
そして、物品取出部43に取り出された物品1は、図示せぬピックアップ装置や別途設けられるベルトコンベア等の搬送装置により所定位置へと移送される。
ここで、「方向性のある」とは、物品1が略円柱状である場合に、その長手方向の一側に他側よりも細くなっている小径部1a(図7参照)を有することを意味するものとする。また、「所定方向」とは、長手方向を搬送方向とする物品1の小径部1a側が、搬送方向の後側となる方向を意味するものとする。例えば、物品1がアンプルである場合には、自立した状態で底となる側が搬送方向の前側となる方向が所定方向となる。
外ガイド壁30により支持案内されて長手方向を搬送方向として物品搬送面7上を搬送される物品1は、該外ガイド壁30により搬送装置8に導かれ、中継面41を下る。
ここで、図7に示すように、物品1が所定方向と反対方向である場合は、中継面41を下った物品1はその小径部1aがベルトコンベア33のベルト34・34間を貫通するとともに、小径部1aに対する大径側により物品1がベルト34・34間に引っかかった状態となる(図7(a)参照)。
つまり、ベルトコンベア33におけるベルト34・34間の間隔は、前記のとおり物品1が載置可能な大きさであり、かつ、物品1の小径部1aが貫通した状態で物品1が貫通して落下しない大きさに設定される。
小径部1aを方向修正ピン35に当接させた物品1は、この当接部分を支点として、小径部1aの反対側が搬送方向の前側となるように回転する(同図(c)参照)。
方向修正ピン35により回転された物品1は、所定方向(小径部1aが搬送方向後側である方向)となり、その状態でベルトコンベア33のベルト34・34間上に乗った状態で搬送される(同図(d)参照)。
一方、物品1が所定方向にベルトコンベア33上を搬送されてきた場合、物品1はその重心位置が前側となるので、自重により方向修正ピン35に当接することなくベルトコンベア33と方向修正ピン35との間から物品搬送路42上に落下して受け継がれる(同図(b)参照)。
回転円環体5は、前記コンベア用モータ36の回転駆動力が伝達されて回転する。前述したようにベルトコンベア33の従動軸38を支承する支柱27においては、従動軸38の上方に該従動軸38と平行方向に伝達軸44が固設されている。この伝達軸44に固設される接触ローラ45により回転円環体5が回転される。
このように、回転円環体5を接触ローラ45の回転による摩擦力のみによって回転させる構成とすることで、例えば、仮に物品送出部24や物品搬送面7上において物品1が引っかかり、物品1によって回転円環体5の回転が妨げられる事態が発生したとしても、接触ローラ45が空回りして回転円環体5は強制的に回転されることがないので、物品1が破損したり変形したりすること等を防止できる。
以上のような構成により、コンベア用モータ36の回転駆動力が、駆動軸36a、二連プーリ37・37、ベルト34・34、二連プーリ39・39、従動軸38、プーリ46、ベルト48、プーリ47、伝達軸44及び接触ローラ45を介して回転円環体5に伝達され、該回転円環体5が回転される。
このような速度関係とすることにより、物品搬送面7及び搬送装置8において物品1が滞ることなく、物品1の円滑な取り出しが可能となる。
また、前述したように、搬送装置8において方向修正ピン35を設けることにより、搬送方向に方向性のある物品1を確実に所定方向にして取り出すことができる。つまり、物品搬送路42を介して物品取出部43に取り出される物品1を、所定位置に所定姿勢(自立姿勢)で取り出すことができる。これにより、ピックアップ装置などを用いて物品1を所定位置へ移送する場合に、確実に物品1の所定位置を掴んだり吸着したりすることができるので、物品1を確実に所定位置へと移送することが可能となる。
分配供給装置50は、回転軸部を中心として略放射状に設けられる複数の仕切壁53・53・・・を有する回転仕切体52と、該回転仕切体52と平面視形状を略同じくし該回転仕切体52を回転自在に支持するとともに仕切壁53・53・・・の回転軌道面に対応する位置に物品を落下させる物品投入口55を有する固定底板体54とを備える。
そして、回転仕切体52と固定底板体54とにより、仕切壁53・53・・・により区画される複数の物品貯留室56・56・・・を構成する。
固定底板体54は、前記のとおり回転仕切体52と平面視形状を略同じくして円板状に構成され、回転仕切体52の下側を覆うように設けられる。
そして、回転仕切体52がその回転軸51を介して固定底板体54に回転自在に支持される。つまり、回転仕切体52は、回転軸51を下方に突出させ固定底板体54を貫通させた状態で支持される。
また、前記物品投入口55は、固定底板体54に切欠き54aが設けられることにより構成される。なお、物品投入口55は、固定底板体54に孔部を設けることによって構成してもよい。
ここで、分配供給装置50は、固定底板体54が基板3上に固定されることにより設けられる。固定底板体54は、基部3上に立設される複数の支柱57を介して基部3上に支持固定される(図2参照)。この固定底板体54上に回転仕切体52が回転自在に支持される。
そして、回転仕切体52が回転されることにより、物品貯留室56内に貯留されている物品1が、物品投入口55から順次落下して物品受面6上に投入される。
分配供給装置50を手動で操作する場合は、物品受面6上における物品1の量に応じて操作する。例えば、回転円盤4及び回転円環体5の回転によって物品1が取り出されることにより物品受面6上の物品1が減るにしたがい、回転仕切体52を適宜回転する。これにより、物品1を物品投入口55から投入して物品受面6上に供給する。
また、分配供給装置50をモータで作動させる場合は、供給装置用モータ(図示略)を別途設ける。該供給装置用モータを設ける場合は、例えば、固定底板体54の下面に供給装置用モータを、その駆動軸が回転軸51と平行方向(鉛直方向)となるように固設する。そして、該供給装置用モータの駆動軸の回転駆動力を、プーリやベルト等を用いて回転軸51に伝達する構成とする。これにより、分配供給装置50を連続的または間欠的に作動させる。
つまり、例えば袋や箱などによって包装されている多量の物品1が、分配供給装置50上にバラバラの状態で供給されると、物品1群は仕切壁53・53・・・により区画される物品貯留室56に適宜分配されることとなる。そして、回転仕切体52の回転により、物品投入口55を介して少量ずつ物品受面6上に供給されることとなる。ここで、回転仕切体52の軸支部52b上面は、物品1が該軸支部52bの上面に残らずにいずれかの物品貯留室56内へと入るように略円錐面状に形成される。
このように、分配供給装置50においては、多量の物品1をバラバラの状態で供給することができる。これにより、物品1を補給する回数を少なくすることができるので、物品1の補給作業による労力を軽減することができる。
ドライバ60は、各モータ10・36に接続され、各モータ10・36に電力の供給を行うとともに各モータ10・36の駆動を制御する。また、前述したように、分配供給装置50をモータにより作動させる場合は、該ドライバ60に供給装置用モータが接続され、該供給装置用モータに対する電力供給などが行われる。
物品取出装置においては、各部の作動を制御する制御部63が備えられる。制御部63には、前記ドライバ60が接続され、該ドライバ60には、回転円盤4を駆動するための回転円盤用モータ10と、ベルトコンベア33及び回転円環体5を駆動するためのコンベア用モータ36とが接続される。また、分配供給装置50がモータにより作動される場合は、ドライバ60に供給装置用モータが接続される。
つまり、制御部63は、ドライバ60を直接の制御対象とし、ドライバ60に対して指令値などを与えることにより、間接的に各モータをそれぞれ制御する。
回転円盤用モータ10、コンベア用モータ36の駆動、即ち回転円盤4、回転円環体5及びベルトコンベア33の駆動により、物品受面6上の物品1が物品搬送面7及び搬送装置8を経て物品取出部43に取り出され、該物品取出部43においてセンサ61により物品1が存在することが検出されると、制御部63は、回転円盤用モータ10及びコンベア用モータ36の作動を停止させる。
そして、前述したようにピックアップ装置や別途設けられる搬送装置によって物品1が移送され、物品取出部43に物品1が存在しないことがセンサ61により検出されると、制御部63は、回転円盤用モータ10及びコンベア用モータ36を再び作動させ、物品1の取り出しを開始する。
このように制御することで、物品受面6から搬送装置8までの過程において物品1が滞留することを防止することができる。
このように、簡単な構成のセンサ61を一箇所(物品取出部43)設けることにより、多量に供給される物品1群から確実に連続的に物品1を一つずつ取り出すことができる。
4 回転円盤
5 回転円環体
6 物品受面
7 物品搬送面
8 搬送装置
9 回転軸
20 内ガイド壁
23 摩擦部
24 物品送出部
30 外ガイド壁
33 ベルトコンベア
34 ベルト
35 方向修正ピン
50 分配供給装置
51 回転軸
52 回転仕切体
53 仕切壁
54 固定底板体
55 物品投入口
56 物品貯留室
Claims (6)
- 略円錐面状に構成され供給される物品群を受ける物品受面を有する回転円盤と、
前記回転円盤の外周側にて該回転円盤と同心配置されて物品を搬送する物品搬送面を有するとともに該回転円盤と逆回転する回転円環体と、
前記回転円盤の周縁上方に配され該回転円盤の回転により移動する前記物品受面上の物品を支持案内するとともに該物品受面上の物品を前記物品搬送面へと導く物品送出部を有する内ガイド壁と、
前記回転円環体の上方に配され該回転円環体の回転により搬送される前記物品搬送面上の物品を支持案内する外ガイド壁と、
前記回転円環体の略接線方向に延設され該回転円環体の回転により搬送される前記物品搬送面上の物品を所定位置に搬送する搬送装置と、を備える物品取出装置。 - 前記物品受面の周縁部に摩擦部を設けたことを特徴とする請求項1記載の物品取出装置。
- 前記搬送装置は、物品の長手方向を搬送方向として搬送するベルトコンベアと、該ベルトコンベアの搬送方向に対して横架される方向修正ピンと、を備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の物品取出装置。
- 前記ベルトコンベアは、搬送方向に対して垂直方向に所定間隔を隔てて配される一対のベルトを有し、物品をベルト間上に載置した状態で搬送することを特徴とする請求項3記載の物品取出装置。
- 前記回転円盤の回転速度よりも前記回転円環体の回転速度を速くし、該回転円環体による物品の搬送速度よりも前記ベルトコンベアによる物品の搬送速度を速くしたことを特徴とする請求項3または請求項4記載の物品取出装置。
- 前記回転円盤の回転軸と略平行方向の回転軸を有し回転軸部を中心として略放射状に設けられる複数の仕切壁を有する回転仕切体と、該回転仕切体と平面視形状を略同じくし該回転仕切体を回転自在に支持するとともに前記仕切壁の回転軌道面に対応する位置に物品を落下させる物品投入口を有する固定底板体とにより、前記仕切壁により区画される複数の物品貯留室を構成する分配供給装置を、前記物品投入口が前記物品受面の上方に位置するように設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項記載の物品取出装置。
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