JP4001033B2 - エア搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボトル用キャップや各種のシート、カード、テープ、切符など小型軽量のワークをエア（圧縮空気）で搬送する際に適用するに好適なエア搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような小型軽量のワークを搬送する際には、合成樹脂製のワーク搬送管内に複数個のワークを連続的に供給し、これらのワークをブロワーで圧送していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これでは、各ワークが搬送中ずっとブロワーからの風圧を受けて乱舞することになる。その結果、ワークが別のワークやワーク搬送管の内壁に衝突して変形したり損傷したりするという工程面の不具合が生じるばかりか、ワーク搬送管の内壁をワークが侵食するため、ワーク搬送管内の搬送路に塵芥が発生して非衛生的となる恐れがあった。
【０００４】
本発明は、このような工程上および衛生上の問題を同時に解消し、ワークの搬送中の変形・損傷を防ぐとともに、塵芥の発生を回避して衛生度を高めることが可能なエア搬送装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
まず、請求項１に記載の本発明は、複数本のエア搬送ユニット（１１）からなるエア搬送装置（１）であって、前記各エア搬送ユニットとして、ワーク搬送ユニット管（１５）の内側に搬送路（４）を形成し、前記ワーク搬送ユニット管の周囲にエアプレナム室（２０）を形成し、前記ワーク搬送ユニット管にエア噴出孔（１５ａ）を前記搬送路と前記エアプレナム室とが連通する形でワーク移動方向に対して傾けて形成し、前記エアプレナム室にエアを供給しうる給気装置を設けたものを採用するとともに、各々の前記エア搬送ユニットの前記プレナム室（２０）にエアを供給し、かつ複数本の前記エア搬送ユニットを、その搬送路（４）が大気に開放されるように連結したことを特徴とするものである。
【００１０】
これらの構成を採用することにより、エア噴出孔から搬送路に向けてエアを噴き出した状態で搬送路にワーク（９）を載置すると、搬送路に沿ってワークがこのエアの動圧を受けて下流へ押し出されるとともに、ベルヌーイの定理に則って非接触で中央直進するため、ワークがワーク搬送ユニット管に衝突する事態が回避されることに加えて、ワークが噴流によるアスピレータ効果によって下流へ吸引されるので、ワークの移動が高速となるように作用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るエア搬送装置の第１の実施形態を示す図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその拡大縦断面図、（ｃ）はワーク搬送板（またはガイドレール）のエア噴出孔近傍の拡大断面図である。
【００１２】
このエア搬送装置１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、矩形断面形状の給気管２を有しており、給気管２内にはエアプレナム室１８が形成されている。また、給気管２の上側開放部には長方形枠状の基板３を介して平板状のワーク搬送板５が給気管２を閉塞する形で水平に載置されており、ワーク搬送板５上には搬送路４が矢印Ａ方向に形成されている。ワーク搬送板５には多数個のエア噴出孔５ａが搬送路４とエアプレナム室１８とを連通させる形でワーク移動方向（矢印Ａ方向）に沿って等間隔に並んで形成されており、各エア噴出孔５ａは、図１（ｃ）に示すように、ワーク移動方向に対して所定の傾斜角度θ１だけ傾いている。さらに、給気管２にはコンプレッサなどの給気装置（図示せず）が接続されており、この給気装置を駆動してエアプレナム室１８にエアを供給することができる。
【００１３】
また、基板３上には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、一対のガイドレール固定具６が互いに平行に搭載されており、各ガイドレール固定具６の内側には円環状のガイドレール７が搬送路４をその左右から包囲する形で互いに平行に嵌着されている。そして、各ガイドレール７内にはエアプレナム室１９が形成されている。また、各ガイドレール７には多数個のエア噴出孔７ａが搬送路４とエアプレナム室１９とを連通させる形でワーク移動方向に沿って等間隔に並んで形成されており、各エア噴出孔７ａは、図１（ｃ）に示すように、ワーク移動方向に対して所定の傾斜角度θ２だけ傾いている。さらに、一対のガイドレール７にはコンプレッサなどの給気装置（図示せず）が接続されており、この給気装置を駆動して各エアプレナム室１９にエアを供給することができる。
【００１４】
エア搬送装置１は以上のような構成を有するので、ボトル用キャップなど小型軽量のワーク９をエア搬送装置１で搬送する際には、まずエアプレナム室１８、１９にエアを供給する。すると、このエアはワーク搬送板５の全エア噴出孔５ａおよび一対のガイドレール７の全エア噴出孔７ａから搬送路４に向けて噴き出される。この状態で、ワーク搬送板５上の搬送路４に複数個のワーク９を連続的に載置する。すると、これらのワーク９は順に、エアの動圧を受けて下流（矢印Ａ方向）へ押し出されるようにして搬送路４を移動する。
【００１５】
このとき、ワーク９は、図２に示すように、ベルヌーイの定理に則ってワーク搬送板５から一定の高さのところに浮いたまま非接触で搬送路４を移動するため、ワーク搬送板５に衝突することはない。すなわち、ワーク搬送板５の各エア噴出孔５ａからはエアが噴き出されているので、ワーク９は通常、図２（ａ）に示すように、このエアの動圧とワーク９の重量とが釣り合う高さを維持する。ここで、図２（ｂ）に示すように、ワーク９が高くなると、ベルヌーイの定理によってワーク９がワーク搬送板５側、つまり下側に吸引され、逆に、図２（ｃ）に示すように、ワーク９が低くなれば、ワーク搬送板５のエア噴出孔５ａから噴き出されるエアの動圧を受けてワーク９がワーク搬送板５から離反する側、つまり上側に押圧される。その結果、ワーク９はワーク搬送板５に接触することなく浮上した状態でワーク搬送板５上を搬送されることになる。
【００１６】
また、ワーク９は、図３に示すように、ベルヌーイの定理に則ってワーク搬送板５上の搬送路４を中央直進するので、ガイドレール７に衝突する恐れはない。すなわち、ワーク搬送板５の各エア噴出孔５ａからはエアが噴き出されているので、ワーク９は通常、図３（ａ）に示すように、このエアの流れに沿って矢印Ａ方向に進行する。ここで、図３（ｂ）に示すように、ワーク９が進行方向に向かって右側に逸れると、ワーク９の左側を流れるエアの流速が速くなるため、ベルヌーイの定理により、ワーク９の左側の空間が低圧となり、ワーク９が左側に引き戻される。逆に、図３（ｃ）に示すように、ワーク９が進行方向に向かって左側に逸れると、ワーク９の右側を流れるエアの流速が速くなるため、ベルヌーイの定理により、ワーク９の右側の空間が低圧となり、ワーク９が右側に引き戻される。したがって、ワーク９の軌跡は左右に逸れることなく中央の位置を維持することになる。
【００１７】
このように、ワーク９はワーク搬送板５上の搬送路４を非接触で中央直進し、ワーク搬送板５やガイドレール７には衝突しないので、ワーク９が搬送中に変形したり損傷したりする恐れがないのみならず、搬送路４に塵芥が発生して非衛生的となる心配もない。なお、ワーク９は搬送路４を非接触で整然と搬送されるため、たとえワーク９同士が衝突することがあっても、その衝突力は僅かであり、ワーク９の変形・損傷に至ることはない。しかも、このエア搬送装置１は構成が簡素であり、動力源（可動部）を必要としないので、工場のデッドスペースなどの狭小な空間に設置して使用することができ、使い勝手に優れる。
【００１８】
なお、上述の実施形態においては、給気管２の上にワーク搬送板５を水平に載置して搬送路４を水平とした場合について説明したが、図４に示すように、搬送路４が水平面に対して傾斜する場合においても、その傾斜に応じてワーク搬送板５や各ガイドレール７のエア噴出孔５ａ、７ａの傾斜角度θ１、θ２を適宜変更することにより、ワーク９の搬送を支障なく円滑に行うことができる。すなわち、上り坂では傾斜角度θ１、θ２を小さくしてワーク９を加速し、下り坂では傾斜角度θ１、θ２を大きくしてワーク９を減速することにより、上り坂であると下り坂であるとを問わずワーク９を平坦路と同じ速度で円滑に搬送することができる。このとき、下り坂の傾斜が緩い場合は、平坦路や上り坂と同様、エア噴出孔５ａ、７ａの傾斜角度θ１、θ２を鋭角とすることにより、エアを順方向に噴き出せばよい。他方、下り坂の傾斜がきつい場合には、エア噴出孔５ａ、７ａの傾斜角度θ１、θ２を鈍角とすることにより、エアを逆方向に噴き出せばよい。
【００１９】
また、上述の実施形態では、ワーク搬送板５上の搬送路４を上方に開放した場合について説明したが、図５に示すように、一対のガイドレール固定具６上に支柱１０を介して平板状の天板８を冠着することにより、ワーク搬送板５上の搬送路４を覆うようにしてもよい。この場合、搬送路４内に塵芥が降り積もる事態が回避されるので、搬送路４が一層衛生的なものとなる。
【００２０】
また、上述の実施形態では、矩形断面形状の給気管２上にワーク搬送板５および一対のガイドレール７を載置した場合について説明したが、給気管２とワーク搬送板５とは必ずしも別個に形成する必要はなく、図６（ａ）に示すように、給気管２とワーク搬送板５とを一体に形成してもよい。また、給気管２の断面形状は矩形に限られず、図６（ｂ）に示すように、半円断面形状の給気管２を採用しても構わない。さらに、図７に示すように、合成樹脂などからなる円筒状の素材の外周部に矩形断面状の溝を形設することにより、ワーク搬送板５および一対のガイドレール７を同時に形成することもできる。或いはまた、上述したとおり、ワーク９はベルヌーイの定理に則ってワーク搬送板５上を中央直進するので、ガイドレール７を省いたり、図６、図７に示すように、ガイドレール７のエア噴出孔７ａを省略したりすることにより、エア搬送装置１を簡素化することも可能である。
【００２１】
さらに、上述の実施形態においては、ワーク９をほぼ水平方向に搬送する場合について説明したが、特にワーク９が円筒形または円柱形である場合には、図８に示すように、二重管構造のエア搬送ユニット１１を必要本数だけ連結したエア搬送装置１により、ベルヌーイの定理に加えて、噴流によるアスピレータ効果とエアの動圧を同時に利用してワーク９を垂直方向に高速で搬送することもできる。
【００２２】
すなわち、このエア搬送装置１では、図８（ａ）に示すように、必要本数（図８では２本）のエア搬送ユニット１１が互いに連結されており、これらエア搬送ユニット１１の連結部には所定厚さのスペーサ１３がエア抜き１４を形成するように介装されている。各エア搬送ユニット１１は、図８（ｂ）に示すように、小径円筒状のワーク搬送ユニット管１５を有しており、各ワーク搬送ユニット管１５の周囲には大径円筒状の給気ユニット管１２が同心状に配設されている。そして、各ワーク搬送ユニット管１５内には円柱状の搬送路４が矢印Ａ方向に形成されているとともに、各ワーク搬送ユニット管１５と各給気ユニット管１２との間には円筒状のエアプレナム室２０が形成されている。
【００２３】
また、各ワーク搬送ユニット管１５には、図８（ｂ）に示すように、多数個のエア噴出孔１５ａが搬送路４とエアプレナム室２０とを連通させる形でワーク移動方向（矢印Ａ方向）に沿って等間隔に並んで形成されており、各エア噴出孔１５ａはワーク移動方向に対して所定の傾斜角度θ３だけ傾いている。ここで、エア噴出孔１５ａは、図９に示すように、搬送路４の設置状況（傾斜具合）に応じて３列または４列に形成されている。すなわち、搬送路４が垂直な上り坂である部分では、図９（ｂ）に示すように、エア噴出孔１５ａがワーク搬送ユニット管１５の円周に沿って等角度間隔（９０°間隔）で４列に形成されており、搬送路４が水平または下り坂である部分では、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、エア噴出孔１５ａがワーク搬送ユニット管１５の下側および左右両側の３列に形成されている。
【００２４】
さらに、図８（ｂ）に示すように、各エア搬送ユニット１１のエア注入口１６にはコンプレッサなどの給気装置（図示せず）が接続されており、この給気装置を駆動して当該エア搬送ユニット１１のエアプレナム室２０にエアを供給することができる。なお、各エア搬送ユニット１１の搬送路４はワーク搬送ユニット管１５の両端およびエア抜き１４を経て大気に開放されている。
【００２５】
したがって、このエア搬送装置１でボトル用キャップなど小型軽量のワーク９を搬送する際には、まずエアプレナム室２０にエアを供給する。すると、このエアはワーク搬送ユニット管１５の全エア噴出孔１５ａから搬送路４に向けて噴き出される。この状態で、ワーク搬送ユニット管１５内の搬送路４に複数個のワーク９を連続的に載置する。すると、これらのワーク９は順に、噴流によるアスピレータ効果によって下流（矢印Ａ方向）へ吸引されると同時に、エアの動圧を受けて同方向へ押し出されるようにして搬送路４を高速で移動する。
【００２６】
このときも、図１に示すエア搬送装置１と同様、ワーク９はベルヌーイの定理に則って搬送路４をワーク搬送ユニット管１５に接触することなく中央直進するので、ワーク９が搬送中に変形したり損傷したりする恐れがないのみならず、搬送路４に塵芥が発生して非衛生的となる心配もない。なお、ワーク９は搬送路４を非接触で整然と搬送されるため、たとえワーク９同士が衝突することがあっても、その衝突力は僅かであり、ワーク９の変形・損傷に至ることはない。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明によれば、搬送路にワークを載置し、エア噴出孔から搬送路に向けてエアを噴き出すと、搬送路に沿ってワークがこのエアの動圧を受けて下流へ押し出されるとともに、ベルヌーイの定理に則って非接触で中央直進するため、ワークがワーク搬送管に衝突する事態が回避されることに加えて、ワークが噴流によるアスピレータ効果によって下流へ吸引されるので、ワークの移動が高速となることから、ワークの搬送中の変形・損傷を防ぐとともに、塵芥の発生を回避して衛生度を高め、しかもワークを短時間で素早く搬送することが可能なエア搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエア搬送装置の第１の実施形態を示す図であって、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその拡大縦断面図、（ｃ）はワーク搬送板（またはガイドレール）のエア噴出孔近傍の拡大断面図である。
【図２】図１に示すエア搬送装置によるワークの非接触吸引の原理を示す正面図である。
【図３】図１に示すエア搬送装置によるワークの中央直進の原理を示す平面図である。
【図４】図１に示すエア搬送装置によるワークの搬送状態を示す図であって、（ａ）はワークの移動方向を示す正面図、（ｂ）はエアの噴出方向を示す平面図である。
【図５】本発明に係るエア搬送装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係るエア搬送装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明に係るエア搬送装置の第４の実施形態を示す図であって、（ａ）はその正断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図８】本発明に係るエア搬送装置の第５の実施形態を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）は各エア搬送ユニットの拡大断面図である。
【図９】図８に示すエア搬送装置によるワークの搬送状態を示す図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による拡大断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線による拡大断面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ線による拡大断面図である。
【符号の説明】
１……エア搬送装置
４……搬送路
５……ワーク搬送板
５ａ……エア噴出孔
７……ガイドレール
７ａ……エア噴出孔
９……ワーク
１１……エア搬送ユニット
１５……ワーク搬送ユニット管
１５ａ……エア噴出孔
１８、１９、２０……エアプレナム室

Claims (1)

1. 複数本のエア搬送ユニット（１１）からなるエア搬送装置（１）であって、
   前記各エア搬送ユニットとして、
   ワーク搬送ユニット管（１５）の内側に搬送路（４）を形成し、前記ワーク搬送ユニット管の周囲にエアプレナム室（２０）を形成し、前記ワーク搬送ユニット管にエア噴出孔（１５ａ）を前記搬送路と前記エアプレナム室とが連通する形でワーク移動方向に対して傾けて形成し、前記エアプレナム室にエアを供給しうる給気装置を設けたものを採用するとともに、
   各々の前記エア搬送ユニットの前記プレナム室（２０）にエアを供給し、かつ複数本の前記エア搬送ユニットを、その搬送路（４）が大気に開放されるように連結したことを特徴とするエア搬送装置。

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