JP6771239B1 - 回転円板式の物品供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアを強制的に吹き付ければ、回転円板との接触面に大きな摩擦抵抗を生じさせる物品でも容易にばらけるが、多数の物品が旋回トラック上に重なり合って盛った状態で乗ってしまう。【解決手段】回転円板２５の外縁２７側の少なくとも物品Ｂ１個分の間隔を環状の乗移り待機域７９とし、誘導機構として、回転円板２５の外縁２７に向かって延びて、先縁５９が乗移り待機域７９の近傍まで延びた誘導片５７を備えている。誘導片５７の回転方向前側に位置した物品Ｂは誘導片５７の板面６１に後側から押されつつ遠心力を受けることになり、物品Ｂの山が崩れて回転円板２５の外縁２７に向かって徐々に押し出されて拡がっていく。外縁２７に乗っていた物品Ｂが旋回トラック２１に乗移ることでその場所が空くと、後続の物品Ｂが誘導片５７に押されて乗移り待機域７９に送り込まれる。【選択図】 図５

Description

本発明は、回転円板式の物品供給装置に係り、特に回転円板との接触面に大きな摩擦抵抗を生じさせる物品を整列供給するのに適した回転円板式の物品供給装置に関する。

回転円板式の物品供給装置は、特許文献１に記載のように、上方から見て平面環状の水平に旋回する旋回トラックと、旋回トラックの内側で傾斜した姿勢で回転する回転円板を備え、回転円板の外縁が最高位置に至ると旋回トラックの内縁と最接近するように構成されており、回転円板上に投入された物品は、遠心力を受けて、斜面を昇りながら外縁に向かって滑り移動し、更に前記最接近部またはその近傍で旋回トラックに乗移り、整列工程を経て、出口より排出されるようになっている。

特開２００５−８２３７８号公報 特公平６−５１５２９号公報

このタイプの回転円板式の物品供給装置では、回転円板上に多数の物品を纏めて投入するが、回転円板上でばらけて、旋回トラック上には物品が重なり合わず単独で順次乗移ることが好ましい。複数の物品が重なり合って盛った状態で旋回トラック上に乗ると、その後の整列工程で、上方の重なり合った物品が沢山落とされることになり、整列の効率が悪くなるだけでなく、強制的に落とされることにより物品によっては傷付く懸念があるからである。そのため、遠心力が必要以上に大きくならないよう、回転円板はできるだけゆっくりと回転させる必要がある。
而して、供給対象とする物品の形状・サイズや材質は様々であり、ポリエチレン製の円板のように回転円板との接触面に大きな摩擦抵抗を生じさせるものもある。このような物品を多数回転円板上に纏めて投入すると、なかなかばらけない。

これに対して、エアを強制的に吹き付ければ、このような物品の山でも容易にばらけるが、今度はそのばらけて吹き上げられた多数の物品が旋回トラック上に重なり合って盛った状態で乗ってしまう。すなわち、回転円板の回転速度を上げて遠心力を高めた場合と同様の結果に終わる。
特許文献２には、回転円板上の中心部に棒状の誘導片の一端部を回転自在に軸支させたものが記載されており、フリー状態になっている誘導片に物品が当たることで回転円板の外縁に誘導される仕組みになっている。しかしながら、大きな摩擦抵抗を生じさせる物品に対しては、この仕組みでは容易には誘導されない。

本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、回転円板式の物品供給装置の基本的な整列供給アイデアを踏襲しつつ、ポリエチレン製の円板のように回転円板との接触面に大きな摩擦抵抗を生じさせる物品でも整列の効率を落とさずに整列供給することを可能とする、新規且つ有用な回転円板式の物品供給装置を提供することを、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、上方から見て環状の水平に旋回する旋回トラックと、前記旋回トラックの内側で傾斜した姿勢で前記旋回トラックと上方から見て同じ方向に回転する回転円板を備え、前記回転円板の外縁が最高位置に至ると前記旋回トラックの内縁と最接近するように構成されており、前記回転円板上に投入された物品は、前記回転により遠心力を受けて、前記外縁に向かって滑り移動し、前記最接近部またはその近傍を乗移り点としてそこで前記旋回トラックに乗移る回転円板式の物品供給装置において、前記回転円板の外縁側の少なくとも物品１個分の間隔を環状の乗移り待機域とし、誘導機構として、前記回転円板の中心に軸支され、前記回転円板の外縁に向かって延びて先端が前記乗移り待機域の近傍まで延びた誘導片と、前記誘導片を無負荷状態では前記回転円板よりも速く同じ方向に回転させ、負荷の大きさに応じて減速させる回転手段を備え、前記誘導片に押されて、前記回転円板上の物品が前記乗移り待機域に順次送り込まれることを特徴とする回転円板式の物品供給装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した回転円板式の物品供給装置において、３つの誘導片が１２０°間隔で軸支されていることを特徴とする物品供給装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した回転円板式の物品供給装置において、回転手段は、モータと、前記モータに接続され、前記モータからのトルクをトルク調整可能に誘導片を軸支する誘導軸に伝達するパーマヒストルクコントローラとで構成されていることを特徴とする物品供給装置である。

請求項４の発明は、請求項３に記載した回転円板式の物品供給装置において、誘導片は誘導軸に対して着脱自在になっていることを特徴とする物品供給装置である。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した回転円板式の物品供給装置において、物品投入部と、誘導軸の回転状態を検知する回転状態検知部と、前記回転状態検知部からの検知情報に基づいて前記物品投入部に投入動作させるコントローラとを備えることを特徴とする物品供給装置である。

本発明の回転円板式の物品供給装置によれば、回転円板式の物品供給装置の基本的な整列供給アイデアを踏襲しつつ、ポリエチレン製の円板のように回転円板との接触面に大きな摩擦抵抗を生じさせるような物品でも整列の効率を落とさずに整列供給することを可能とする。

本発明の実施の形態に係る回転円板式の物品供給装置の側面図である。 図１の要部の分解斜視図である。 図２の回転円板の上面図である。 図３に基づく物品送込み動作の説明図である。 図４に続く、物品送込み動作の説明図である。 図５に続く、物品送込み動作の説明図である。

本発明の実施の形態に係る回転円板式の物品供給装置１を図面にしたがって説明する。
図１で符号３は基台を示す。この基台３では脚部５によって台板部７が有る程度の高さに水平に持ち上げ支持されており、台板部７の下側には空間が形成されている。そして、台板部７に形成された丸い貫通孔にはボールベアリング９が備えられている。このボールベアリング９を利用して、図２、図３に示す回転容器１１が回転自在に支持されている。

この回転容器１１の円板状の底面部には中心に丸い連通孔１３が形成されており、その孔縁に連設された小筒部１５が下方に向かって延びている。この小筒部１５は直状になっており、回転容器１１の軸芯方向に沿っている。
回転容器１１の側面部１７は外方に向かって膨出して、その内面が環状の球面になっており、この内面が脱落防止壁１９として利用される。側面部１７はその上端部が最大に拡がっており、上方に向かって大きく開口している。上端部には外フランジ状に旋回トラック２１が連設されている。この旋回トラック２１は上方から見て環状になっており、その上面は平面になっている。回転容器１１の小筒部１５がボールベアリング９に軸周りに回転自在に支持されており、旋回トラック２１の上平面が水平面になっている。
台板部７の下面には回転容器駆動モータ２３が取付けられており、その回転容器駆動モータ２３からのトルクがタイミングベルト・プーリ伝達系を介して小筒部１５に伝達されることで、回転容器１１が軸周りに回転するようになっている。この回転により、旋回トラック２１は水平に旋回する。

回転容器１１内には真円形の回転円板２５が傾斜した姿勢で備えられており、回転円板２５の外縁２７が回転容器１１の側面部１７の内側面に近接している。この外縁２７の上面は傾斜して先端に向かうにつれて下がり勾配になっており、最高位置に上がっている外縁２７は、回転容器１１の内側面の上端部に当たる旋回トラック２１の内縁と最接近している。すなわち、外縁２７の下がった先端に旋回トラック２１の内縁が最接近している。
この回転円板２５の中心には回転円板駆動軸２９が貫通固定されており、この回転円板駆動軸２９の上端部は回転円板２５の上面から小さく突出している。一方、回転円板駆動軸２９は回転円板２５の下面からは大きく突出しており、この突出部分が小筒部１５の中空部分を通り抜けて台板部７の下側空間に至っている。

下側空間には取付板部３１が傾斜した状態で固定されており、この取付板部３１に形成された丸い貫通孔にはボールベアリング３３が備えられている。取付板部３１は回転円板２５と平行になるように傾斜しており、このボールベアリング３３に回転円板駆動軸２９が軸周りに回転自在に支持されている。なお、取付板部３１にはホルダー部３５も連結されており、このホルダー部３５に備えられたボールベアリング３７に回転円板駆動軸２９が軸周りに回転自在に支持されており、上下に間隔をあけてそれぞれ支持されることで傾斜姿勢が安定化されている。

取付板部３１の下面には回転円板駆動モータ３９が取付けられており、その回転円板駆動モータ３９からのトルクがタイミングベルト・プーリ伝達系を介して回転円板駆動軸２９に伝達されることで、回転円板２５が軸周りに回転するようになっている。この回転により、回転円板２５の上面の各位置は外縁２７も含めて円軌道を辿って周回することになる。そして、回転容器１１の内側面のうち旋回トラック２１と回転円板２５との間で露出した内側面が脱落防止壁１９として働く。
回転円板駆動軸２９は円筒状になっており、その軸方向両端部は貫通して開口されている。上記したような支持やトルクの伝達は、回転円板駆動軸２９の外周面を利用して実現されており、その中空部分は軸挿通用に利用可能になっている。上下端の開口には軸受４１、４１がそれぞれ備えられている。

この中空部分に誘導片駆動軸４３が挿通されて、軸受４１、４１により軸回りに回転自在に支持されている。誘導片駆動軸４３の上端部は回転円板駆動軸２９の上端面から僅かに突出している。一方、下端部は回転円板駆動軸２９の下端面から大きく突出している。
取付板部３１の下面には誘導片駆動モータ４５が取付けられており、その誘導片駆動モータ４５の駆動軸にはパーマヒストルクコントローラ４７が連結されており、パーマヒストルクコントローラ４７の中心軸が、タイミングベルト・プーリ伝達系を介して誘導片駆動軸４３に連結されている。

パーマヒストルクコントローラ４７が伝達系に介挿されることで、誘導片駆動モータ４５からのトルクはそのままではなく調整されて誘導片駆動軸４３に伝達される。
誘導片駆動軸４３の下端部には回転状態検知部として速度検出用パルス発生装置４９が取付けられている。この速度検出用パルス発生装置４９では、誘導片駆動軸４３の回転数（回転速度）に相当するパルス信号を生成し、通信機能を利用して送出するようになっている。

符号５１は誘導片ユニットを示す。この誘導片ユニット５１の中心には取付ハブ５３が備えられている。この取付ハブ５３はキャップ状になっており、天面部が六角形になっており、その天面部の辺縁からそれぞれ平板状の側面部５５が垂直に立ちあがっている。従って、側面部５５、５５、……は６つの平面部が環状に連設されたものとなっている。
符号５７は誘導片を示し、この誘導片５７は細長い長方形の平板で構成されている。この誘導片５７の一方の短辺縁側が基端側となっており、当該基端側の板面が１つの側面部５５に重ね合され固定されている。当該基端側の縁はその重ね合せ側の側面部５５の角部に揃えられており、はみ出していない。
３つの誘導片５７、５７、５７が側面部５５、５５、……に一つおきに上記したように固定されており、互いに１２０°の間隔をあけて放射状に配置されている。

誘導片ユニット５１の取付ハブ５３を上方に突出した誘導片駆動軸４３のヘッドに被せてネジ止め固定すると、回転円板２５上に、３つの誘導片５７、５７、５７が垂直に立ち上がったように見える状態になる。誘導片５７の下縁となる長辺縁は回転円板２５と僅かな間隔をあけて相対している。
また、誘導片５７の先縁５９となる短辺縁は、回転円板２５の外縁２７に向かって延びているが、物品Ｂ、この実施の形態ではポリエチレン製の円板が２個程度並んで通り抜ける程度の隙間が外縁２７側に残されている。誘導片５７の板面６１の上縁の高さは、物品Ｂの厚みよりも僅かではあるが大きくなるように設定されている。

回転容器駆動モータ２３、回転円板駆動モータ３９、誘導片駆動モータ４５はいずれも独立して駆動可能になっている。なお、いずれのモータも可変速式になっている。
そして、回転容器１１、回転円板２５、誘導片５７のそれぞれの回転は互いに干渉されない。

旋回トラック２１上には外縁２７側にガイド壁６３が立ち上がっている。このガイド壁６３は、２つの周壁によって構成されており、それぞれの端部を利用して、整列機構が構成されている。すなわち、落とし片６５に当たることで、旋回トラック２１上に重なって盛られた物品Ｂのうち上段側のものが回転円板２５に落とされる。また、旋回トラック２１から外に排出される排出路６７が構成されている。
ガイド壁６３は、円筒形のハウジング６９に囲まれており、このハウジング６９には排出口７１が形成されている。排出路６７の排出方向先側に排出口７１が臨んでいる。

回転円板２５の上方には、投入部７３が設けられており、物品Ｂがその投入シュート７５を滑落して回転円板２５の上面に落下投入される。この投入部７３には、投入タイミングを規制するシャッタ機能（図示省略）が備えられており、上記した速度検出用パルス発生装置４９からの信号を受信し、コントローラがその速度が一定以上になったと判断したときには、シャッタ機能を開いて物品Ｂを投入するようになっている。なお、当然ながら物品Ｂは纏めて投入されるので、回転円板２５の上面に山盛りされた状態となる。

本発明の回転円板式の物品供給装置１は、上記のように構成されて、誘導片５７を利用した誘導機構を備えていることを特徴とする。
この物品供給動作を以下で説明する。
装置の稼働中は、回転容器１１、回転円板２５、誘導片５７はそれぞれモータ駆動により上方から見て時計回りに回転するようにトルクが伝達されている。回転容器１１と回転円板２５はそれぞれモータ側と固定的に連結されているので、設定された回転速度で回転する。これらの回転速度はほぼ同じで、必要以上に遠心力が大きくならないよう、低速度になっている。誘導片５７にも時計回りに回転するようにパーマヒストルクコントローラ４７を介してトルクが伝達されるようになっており、フリー状態では回転円板２５よりも早い速度で回転し、スリップ状態では回転円板２５と同じ速度で回転する。

上記の状態で、多数の物品Ｂが回転円板２５上に纏めて投入されると、図４で矢印に示すように時計回りに回転している回転円板２５上に落下した直後は山盛り状態になっているが、外縁２７側の環状の乗移り待機域７９に乗った物品Ｂは遠心力を受けて乗移り点７７で旋回トラック２１に滑り移動により乗移り、旋回トラック２１に乗った後は、旋回トラック２１の旋回走行に従って排出路６７までガイドされる。その際に、旋回トラック２１上に重なり合って乗ったときには、落とし片６５により上段の物品Ｂが落とされる。

上記と並行して、誘導片５７の回転方向前側に位置した物品Ｂは誘導片５７の板面６１に後側から押されつつ遠心力を受けることになり、図５、図６に示すように、次第に誘導片５７が物品Ｂ側の負荷に勝って太い矢印に示すように回転円板２５より早く回転するようになる。従って、物品Ｂの山が崩れて回転円板２５の外縁２７に向かって徐々に押し出されて拡がっていく。
外縁２７とそれに連なる内側の環状部分が乗移り待機域７９になっており、そこは誘導片５７の先縁５９の先方に位置する。乗移り待機域７９は物品Ｂが１個は十分に通り抜ける程度の幅寸法を有している。

誘導片５７はトルクを得て物品Ｂを乗移り待機域７９に送り込むようになっているが、パーマヒストルクコントローラ４７の介挿により、誘導片５７は速度を回転円板２５と同じ速度まで減ずることが可能となっているので、その送込み先となる乗移り待機域７９の場所が空いていれば物品Ｂを押し出すことで送り込むことが可能であるが、空いていなければ、その場所を既に占めている別の物品Ｂによって押し返され、当該物品Ｂを無理やり送り込んで重なり合った状態にすることはない。すなわち、乗移り待機域７９に乗っていた物品Ｂが旋回トラック２１に乗移ることでその場所が空くと、後続の物品Ｂが誘導片５７に押されて乗移り待機域７９に送り込まれてその空位を埋めることが可能となっており、乗移り待機域７９に物品Ｂが順次１個ずつ単独で送り込まれていく状態が実現される。

乗移り待機域７９に物品Ｂ、Ｂ、……が順次送り込まれてきて、その後は、その送り込まれてきた物品Ｂ、Ｂ、……が遠心力を受けて旋回トラック２１に順次１つずつ単独で乗移っていく。回転円板２５及び旋回トラック２１の低速回転のメリットを生かして、物品Ｂを単独で乗移りさせており、整列の効率を落とさずに整列供給することを可能とする。
また、３つの誘導片５７を利用しているので、物品Ｂ、Ｂ、……が回転円板２５上で３つの区域に分割されて乗せられており、負荷となる物品Ｂ、Ｂ、……の数に影響されるトルク変動の幅が小さく抑えられており、上記した優しい動作の実現を助けている。
回転容器駆動モータ２３、回転円板駆動モータ３９、誘導片駆動モータ４５とも設定速度が調整可能になっているので、物品Ｂの実際の形状・サイズ、材質に応じて、最適化することができる。

また、投入シュート７５による投入のタイミングを、速度検出用パルス発生装置４９を利用して行っており、回転円板２５上に乗った物品Ｂは透明なことから、光学式センサを利用して物品Ｂを検出するよりも精度の高い投入タイミングを図ることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、誘導片ユニットを交換することで、誘導片の数を増やすことも可能となっている。

１…回転円板式の物品供給装置 ３…基台 ５…脚部
７…台板部 ９…ボールベアリング １１…回転容器 １３…連通孔
１５…小筒部 １７…側面部 １９…脱落防止壁 ２１…旋回トラック
２３…回転容器駆動モータ ２５…回転円板 ２７…外縁
２９…回転円板駆動軸 ３１…取付板部 ３３…ボールベアリング
３５…ホルダー部 ３７…ボールベアリング
３９…回転円板駆動モータ ４１…軸受 ４３…誘導片駆動軸
４５…誘導片駆動モータ ４７…パーマヒストルクコントローラ
４９…速度検出用パルス発生装置 ５１…誘導片ユニット
５３…取付ハブ ５５…側面部 ５７…誘導片 ５９…先縁
６１…板面 ６３…ガイド壁 ６５…落とし片 ６７…排出路
６９…ハウジング ７１…排出口 ７３…投入部
７５…投入シュート ７７…乗移り点 ７９…乗移り待機域
Ｂ…物品

Claims (5)

1. 上方から見て環状の水平に旋回する旋回トラックと、前記旋回トラックの内側で傾斜した姿勢で前記旋回トラックと上方から見て同じ方向に回転する回転円板を備え、前記回転円板の外縁が最高位置に至ると前記旋回トラックの内縁と最接近するように構成されており、前記回転円板上に投入された物品は、前記回転により遠心力を受けて、前記外縁に向かって滑り移動し、前記最接近部またはその近傍を乗移り点としてそこで前記旋回トラックに乗移る回転円板式の物品供給装置において、
   前記回転円板の外縁側の少なくとも物品１個分の間隔を環状の乗移り待機域とし、
   誘導機構として、前記回転円板の中心に軸支され、前記回転円板の外縁に向かって延びて先端が前記乗移り待機域の近傍まで延びた誘導片と、前記誘導片を無負荷状態では前記回転円板よりも速く同じ方向に回転させ、負荷の大きさに応じて減速させる回転手段を備え、
   前記誘導片に押されて、前記回転円板上の物品が前記乗移り待機域に順次送り込まれることを特徴とする回転円板式の物品供給装置。
2. 請求項１に記載した回転円板式の物品供給装置において、
   ３つの誘導片が１２０°間隔で軸支されていることを特徴とする物品供給装置。
3. 請求項１または２に記載した回転円板式の物品供給装置において、
   回転手段は、モータと、前記モータに接続され、前記モータからのトルクをトルク調整可能に誘導片を軸支する誘導軸に伝達するパーマヒストルクコントローラとで構成されていることを特徴とする物品供給装置。
4. 請求項３に記載した回転円板式の物品供給装置において、
   誘導片は誘導軸に対して着脱自在になっていることを特徴とする物品供給装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した回転円板式の物品供給装置において、
   物品投入部と、誘導軸の回転状態を検知する回転状態検知部と、前記回転状態検知部からの検知情報に基づいて前記物品投入部に投入動作させるコントローラとを備えることを特徴とする物品供給装置。

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