(57)【要約】【課題】  装置の構成を簡易にすることができるとともに回転軸の回転操作と回転軸の回り止め操作とを極めて容易に行うことができる操作性の良好な回り止め機構を備えた回転軸を提供する。【解決手段】  回転軸１が回転しないように固定部（外輪２）に対して固定する回り止め機構を備えた回転軸１において、回転軸１に、回転軸１の軸端から軸心方向に延びる軸方向孔１ｇと、軸方向孔１ｇより半径方向または略半径方向に延びる半径方向孔１ｈとを形成し、半径方向孔１ｈにボールを収容するとともに軸方向孔１ｇに固定用軸６を収容し、固定用軸６を軸方向に移動させることによりボール５を押して半径方向外方に移動させ、ボール５を固定部（外輪２）に押圧するようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸が回転しないように固定部に対して固定する回り止め機構を備えた回転軸において、
回転軸に、回転軸の軸端から軸心方向に延びる軸方向孔と、該軸方向孔より半径方向または略半径方向に延びる半径方向孔とを形成し、
前記半径方向孔にボールを収容するとともに前記軸方向孔に固定用軸を収容し、固定用軸を軸方向に移動させることによりボールを押して半径方向外方に移動させ、ボールを前記固定部に押圧するようにしたことを特徴とする回り止め機構を備えた回転軸。
【請求項２】
前記半径方向孔は、回転軸の円周方向に複数あることを特徴とする請求項１に記載の回り止め機構を備えた回転軸。
【請求項３】
前記半径方向孔には、複数のボールが収容されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回り止め機構を備えた回転軸。
【請求項４】
前記固定用軸の先端と前記半径方向孔内のボールとの間にボールを介装し、このボールを介して半径方向孔内のボールを押すようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回り止め機構を備えた回転軸。
【請求項５】
前記固定用軸は先細状の円錐状部を有し、該円錐状部により、直接に半径方向孔内のボールを押すようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回り止め機構を備えた回転軸。
【請求項６】
前記回転軸の軸方向孔に雌ネジを形成し、固定用軸に雄ネジを形成し、固定用軸の回転により固定用軸を移動させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回り止め機構を備えた回転軸。
【請求項７】
前記固定用軸に操作用ノブが固定されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の回り止め機構を備えた回転軸。
【請求項８】
前記回転軸の端部に操作用ハンドルが固定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の回り止め機構を備えた回転軸。
【請求項９】
容器を搬送するコンベヤと、コンベヤにより搬送される容器をランプにより照明し容器からの光をカメラにより撮影する複数の撮影ステーションを備えた容器検査装置において、
前記ランプとカメラを支持する支持具と、支持具を昇降させる昇降用ネジと、昇降用ネジを回転させる請求項１乃至８のいずれか１項に記載の回り止め機構を備えた回転軸とを備えたことを特徴とする容器検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回り止め機構を備えた回転軸に係り、特に、各種機械や装置において回転軸が回転しないように固定するための回り止め機構を備えた回転軸に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種機械や装置においては、各種の要素を回転させたり移動させたりするために回転軸が多く用いられている。この回転軸を手動で回転させる場合には、回転軸の端部に操作用のハンドルが固定されている。また回転軸を自動で回転させる場合には、回転軸に、直接にまたは歯車等の伝達部材を介してモータが連結されている。回転軸を手動で回転させる場合および自動で回転させる場合のいずれの場合においても、回転軸を回転させた後に、回転軸の空転あるいは逆転を防止するために、回転軸を任意の位置に固定する必要があり、回り止め機構を備えた回転軸が採用されている。最も代表的な回り止め機構を備えた回転軸には、図７や図８に示すネジ機構を活用したものがある。
【０００３】
図７は、止めネジを用いた回り止め機構を備えた回転軸の断面図である。
図７に示すように、回転軸１０１は装置のフレーム等に固定された固定部１０２を貫通して延びている。固定部１０２には止めネジ１０３が螺合されている。回転軸１０１の端部にはハンドル１０４が固定されている。回転軸１０１を回転させた後に、回転軸１０１を固定する場合には、止めネジ１０３を締め込むことにより、止めネジ１０３の先端で回転軸１０１を押圧し、回転軸１０１の回り止めを行っている。
【０００４】
図８は、締結用のネジを用いた回り止め機構を備えた回転軸の断面図である。
図８に示すように、回転軸１０１の周囲には、二つ割りの環状クランプ片１０５，１０５が設けられており、これら二つ割りの環状クランプ片１０５，１０５は枢支部１０６において装置のフレーム等に枢着されている。回転軸１０１の端部には、図７と同様にハンドル（図示せず）が固定されている。回転軸１０１を回転させた後に、回転軸１０１を固定する場合には、ボルト１０７およびナット１０８を用いて、二つ割りの環状クランプ片１０５，１０５により回転軸１０１をクランプし、回転軸１０１の回り止めを行っている。
【０００５】
図８に示す回り止め機構を備えた回転軸の変形例としては、二つ割りの環状クランプ片に換えて、クランプ部材を一体に形成し、すり割りをクランプ部材の端部から枢支部近くまで形成し、ボルト１０７およびナット１０８によりすり割りを形成したクランプ部材を締め付けるようにしたものもある。また、ナット１０８を省略してクランプ部材の一方側に雌ネジを設け、レバー付のボルトで締め付けるようにしたものもある。
【０００６】
上述の操作用のハンドル付の回転軸を用いた装置の一例として容器検査装置がある。この容器検査装置は、ガラス壜やペットボトル等の容器を搬送するコンベヤと、コンベヤに隣接して側方または上方等に配置され容器を照明するランプと、容器からの透過光または反射光を撮影するＣＣＤカメラ等からなる撮像用カメラを備え、コンベヤにより搬送される容器にランプから投光し、容器からの透過光または反射光を撮像用カメラにより撮影し、容器の外観検査を行っている。
【０００７】
この場合、容器の検査部位は複数あるため、コンベヤに沿って複数の撮影ステーションが配置されている。複数の撮影ステーションにおける照明用ランプと撮像用カメラは高さの異なる容器に対応するため、それぞれ個別に昇降可能に構成しなければならないため、本件出願人は、先に特許文献１において、照明用ランプと撮像用カメラとを一つの支持具に支持させ、この支持具を昇降用ネジにより昇降できるようにした一つのユニットとして構成し、複数の撮影ステーションとも同一のユニットを使用する容器の外観検査装置を提案している。この検査装置においては、高さの異なる容器を検査する場合には、ハンドル付の回転軸を回転させて、昇降用ネジにより支持具を昇降させ、照明用ランプと撮像用カメラとを一体に昇降させ、照明用ランプと撮像用カメラの容器に対する高さ調整をすることができるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３１９５７５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７および図８に示すような回り止め機構を備えた回転軸は以下のような問題点を有している。すなわち、図７に示す回り止め機構を備えた回転軸は、構造は簡易ではあるが回転軸１０１の固定を止めネジ１０３の締め付け力のみによって行っているため、回転軸の回り止めが十分ではないという問題点がある。また、図８に示す回り止め機構を備えた回転軸においては、二つ割りの環状クランプ片１０５，１０５をボルト１０７およびナット１０８で締め付ける構成を採用しているため、構造が複雑であるという問題点がある。
【００１０】
さらに、図７および図８に示す回り止め機構を備えた回転軸の共通の問題点として、ハンドルにより回転軸を回転させる方向と、回転軸の回り止めを行う操作方向とが異なった方向であり、すなわち操作方向が全く異なるため、操作がしにくいという問題点がある。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、装置の構成を簡易にすることができるとともに回転軸の回転操作と回転軸の回り止め操作とを極めて容易に行うことができる操作性の良好な回り止め機構を備えた回転軸を提供することを目的とする。
また本発明は、検査ユニットを吊り下げ方式にして一体で昇降可能な構成にすることにより、照明用ランプと撮像用カメラの高さ調整を容易に行うことができるようにし、高さの異なる容器に極めて簡単に対応することができる容器検査装置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】
【００１２】
上述した目的を達成するため、本発明の回り止め機構を備えた回転軸は、回転軸が回転しないように固定部に対して固定する回り止め機構を備えた回転軸において、回転軸に、回転軸の軸端から軸心方向に延びる軸方向孔と、該軸方向孔より半径方向または略半径方向に延びる半径方向孔とを形成し、前記半径方向孔にボールを収容するとともに前記軸方向孔に固定用軸を収容し、固定用軸を軸方向に移動させることによりボールを押して半径方向外方に移動させ、ボールを前記固定部に押圧するようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、回転軸を回転させた後に、回転軸の空転あるいは逆転を防止するために、回転軸を固定して回り止めを行うには、固定用軸を軸方向に移動させることにより、半径方向孔内のボールを半径方向外方に移動させ、ボールを固定部に対して押圧する。その結果、回転軸はボールと固定部との間の摩擦力によって回り止めがなされる。再び回転軸を回転させるには、回り止め操作とは反対方向に固定用軸を移動させ、固定用軸を後退させて、ボールによる固定部への押圧を解除すればよい。
【００１４】
前記半径方向孔は、回転軸の円周方向に複数あることを特徴とする。
前記半径方向孔には、複数のボールが収容されていることを特徴とする。
前記固定用軸の先端と前記半径方向孔内のボールとの間にボールを介装し、このボールを介して半径方向孔内のボールを押すようにしたことを特徴とする。
前記固定用軸は先端状の円錐状部を有し、該円錐状部により、直接に半径方向孔内のボールを押すようにしたことを特徴とする。
前記回転軸の軸方向孔に雌ネジを形成し、固定用軸に雄ネジを形成し、固定用軸の回転により固定用軸を移動させるようにしたことを特徴とする。
前記固定用軸に操作用ノブが固定されていることを特徴とする。
前記回転軸の端部に操作用ハンドルが固定されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の容器検査装置は、容器を搬送するコンベヤと、コンベヤにより搬送される容器をランプにより照明し容器からの光をカメラにより撮影する複数の撮影ステーションを備えた容器検査装置において、前記ランプとカメラを支持する支持具と、支持具を昇降させる昇降用ネジと、昇降用ネジを回転させる上記回り止め機構を備えた回転軸とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、各撮影ステーションにおいて、ランプおよびカメラの容器に対する距離を変える時は、回転軸を回転させて昇降用ネジを回転させ、ランプおよびカメラを支持する支持具を昇降させて支持具の高さ位置を変えればよい。そして、ランプおよびカメラを支持する支持具の高さ位置を決定した後に、回転軸を固定するには、前述したように、固定用軸を軸方向に移動させ、半径方向孔内のボールを半径方向外方に移動させ、ボールを固定部に押圧することにより、回転軸の回り止めがなされる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、回り止め機構の構成を簡単にすることができるとともに、回転軸の回転操作と回転軸の回り止め操作を同一方向から行うことができるので、操作性の極めて良好な回り止め機構を備えた回転軸とすることができる。
また本発明によれば、検査ユニットを吊り下げ方式にして一体で昇降可能な構成にすることにより、照明用ランプと撮像用カメラの高さ調整を容易に行うことができ、高さの異なる容器に極めて簡単に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る回り止め機構を備えた回転軸の実施形態を図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る回り止め機構を備えた回転軸を示す断面図である。図２は図１のII−II線断面図である。
図１に示すように、回転軸１は外輪２内のボールベアリング３，３によって回転可能に支持されている。外輪２は、機器や装置類のフレーム１０に固定されており、固定部を構成している。回転軸１の端部には、回転軸１を操作するためのハンドル４が固定されている。回転軸１は、中間部に、軸部より大きい外径を有する大径部１ａを有している。
【００１９】
図２に示すように、大径部１ａには、大径部１ａの軸心より外周まで半径方向又は略半径方向に延びる３つの半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈが形成されており、各半径方向孔１ｈには２つのボール５が収容されている。３個の半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈは、回転軸１の円周方向に等間隔で形成されている。また、図１に示すように、回転軸１には、回転軸１の端部（上側の端部）から前記半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈに達するとともに回転軸１の軸心方向に延びる軸方向孔１ｇが形成されており、この軸方向孔１ｇには固定用軸６が収容されている。そして、固定用軸６の先端部６ａと、前記半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向内側の３つのボール５との間には、単一のボール７が配置されている。なお、各半径方向孔１ｈは、回転軸１の軸心に対して直交して回転軸１の半径方向に延びているが、回転軸１の軸心に対して直交していなくても、軸方向の前後にある程度傾いて半径方向に延びていてもよい。また、固定用軸６の先端部６ａは、ボール７の球面に沿う凹球面になっている。
【００２０】
前記回転軸１の軸方向孔１ｇの端部には雌ネジ１ｓが形成され、固定用軸６の端部近傍には雌ネジ１ｓに螺合する雄ネジ６ｓが形成されている。また、固定用軸６の端部には操作用ノブ８が固定されている。
【００２１】
図１および図２に示す構成において、ハンドル４を手動で操作して回転軸１を回転させ、回転軸１の反ハンドル側の端部に直結された被回転体（図示せず）を直接に回転させることができる。また回転軸１の反ハンドル側の端部に歯車やスプロケット等の伝達要素を固定し、ハンドル４を手動で操作して回転軸１を回転させ、伝達要素（歯車、スプロケット、チェーン等）を介して被回転体（図示せず）を回転させることができる。
【００２２】
回転軸１を回転させた後に、回転軸１の空転あるいは逆転を防止するために、回転軸１を固定して回り止めを行うには、固定用ノブ８を所定角度回転させ、固定用軸６を前進させてボール７により半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向内側の３つのボール５を押圧すると、３つのボール５は半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内を半径方向外側に移動する。そのため、半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向外側の３つのボール５は、外輪２の内周面２ａに所定の力で押圧される。その結果、回転軸１は、３つのボール５と外輪２の内周面２ａとの間の摩擦力によって回り止めがなされる。再び回転軸１を回転させるには、固定用ノブ８を回り止め動作とは反対方向に所定角度回転させ、固定用軸６を後退させてボール７による半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向内側の３つのボール５の押圧を解除し、半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向外側の３つのボール５による外輪２の内周面２ａの押圧を解除すればよい。
【００２３】
本実施形態の回り止め機構を備えたハンドル付回転軸によれば、ハンドル４の回転操作と、固定用ノブ８の回り止め操作とを同一方向から行うことができ、またハンドル４と固定用ノブ８の位置が極めて近いため、回転軸の回転操作と回転軸の回り止め操作とを極めて容易に行うことができる。
【００２４】
図３および図４は回り止め機構を備えた回転軸の第２の実施形態を示す図である。図３はハンドル付回転軸を示す断面図であり、図４は図３のIV−IV線断面図である。図３および図４に示す実施形態においては、３つの半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈには各々３つのボール５が収容されており、これら半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向最内側の３つのボール５に、固定用軸６の先端の円錐部６ｃが直接に接触可能になっている。すなわち、ボール５は、先細状の円錐部６ｃにより半径方向外方に押されるようになっている。図３および図４に示す回り止め機構を備えたハンドル付回転軸のその他の構成は図１および図２に示すものと同様である。
【００２５】
図３および図４に示す構成において、ハンドル４を手動で操作して回転軸１を回転させ、回転軸１の反ハンドル側の端部に直結された被回転体（図示せず）を直接に回転させることができる。また、回転軸１の反ハンドル側の端部に歯車やスプロケット等の伝達要素を固定し、ハンドル４を手動で操作して回転軸１を回転させ、伝達要素を介して被回転体（図示せず）を回転させることができる。
【００２６】
回転軸１を回転させた後に、回転軸１の空転あるいは逆転を防止するために、回転軸１を固定して回り止めを行うには、固定用ノブ８を所定角度回転させ、固定用軸６を前進させて固定用軸６の先端の円錐部６ｃにより半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向最内側の３つのボール５を押圧すると、３つのボール５は半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内を半径方向外側に移動する。そのため、半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向最外側の３つのボール５は、外輪２の内周面２ａに所定の力で押圧される。その結果、回転軸１は、３つのボール５と外輪２の内周面２ａとの間の摩擦力によって回り止めがなされる。
【００２７】
図１乃至図４に示す実施形態においては、半径方向孔が３個の場合を説明したが、この半径方向孔は１個であってもよい。また、半径方向孔内に収容されるボールが２個又は３個の場合を説明したが、このボールは１個であってもよい。
【００２８】
次に、図１および図２に示す回り止め機構を備えたハンドル付回転軸を具備した容器検査装置について図５および図６を参照して説明する。図５は容器検査装置の全体構成を示す立面図である。
図５に示すように、容器検査装置は、ガラス壜やペットボトル等の容器２１を搬送するコンベヤ２２と、容器２１の搬送方向に沿って配設された複数の撮影ステーションＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とから構成されている。各撮影ステーションＳ１〜Ｓ４は、照明用ランプと撮像用カメラとを備え、容器２１の複数の検査部位（胴部、口部等）を個別に検査することができるようになっている。
【００２９】
図６は図５に示す撮影ステーションＳ２を図５のVI方向から見た模式図である。図６に示すように、前記コンベヤ２２を挟んで、且つ搬送方向に沿ってフレーム２５が設置されている。フレーム２５は、鉛直方向に延びる４本の支柱２６（図５では前方の２本のみ示す）と、コンベヤ２２の搬送方向に沿いかつ前後２本の支柱２６の上部間を接続する２本の梁２７と、４本の支柱２６の下部で相隣接する２本の支柱間を接続する複数の横木２８とから構成されている。梁２７の位置はコンベヤ２２上を搬送される容器２１より上方に設定されている。
【００３０】
前記２本の梁２７の間には、支持フレーム３０が掛け渡されている。撮影ステーションＳ２は、コンベヤ２２を挟んで一方に配置され、容器２１を照明するランプ３８と、他方に配置され容器２１を撮影するＣＣＤカメラ３９とを備えている。前記ランプ３８とＣＣＤカメラ３９とは一つの支持具３１に支持されている。支持具３１は、上部側の支持フレーム４０に昇降用ネジ３３により吊り下げられて支持されている。支持フレーム３０には２つのガイドリング３４が固定されており、これら２つのガイドリング３４には上部側の支持フレーム４０と支持具３１とを接続する２本のガイドバー４２が嵌合されている。昇降用ネジ３３には上部側の支持フレーム４０に固定されたナット４３が螺合しており、また昇降用ネジ３３の下端は支持フレーム３０に回転可能に支持されている。さらに、昇降用ネジ３３にはスプロケット４４が固定されている。
【００３１】
一方、図１および図２に示すハンドル付回転軸１の端部にはスプロケット４５が固定されており、２つのスプロケット４４，４５はチェーン４６によって連結されている。したがって、ハンドル４を回すことにより、２つのスプロケット４４，４５およびチェーン４６を介して昇降用ネジ３３が回転する。昇降用ネジ３３には、ナット４３が螺合しているため、昇降用ネジ３３の回転に伴い支持フレーム４０が昇降され、支持フレーム４０に連結された支持具３１が昇降される。支持具３１にはランプ３８とＣＣＤカメラ３９とが支持されているため、容器２１に対するランプ３８とＣＣＤカメラ３９の高さ調整を行うことができる。
【００３２】
本実施形態によれば、複数の撮影ステーションＳ１〜Ｓ４とも同一のユニットを使用するように構成されているため、各撮影ステーションＳ１〜Ｓ４において、ランプ３８およびＣＣＤカメラ３９の容器２１からの距離を変える時は、ハンドル４を操作して昇降用ネジ３３を回転させ、支持具３１を昇降させて支持具３１の高さ位置を変えればよい。そして、ランプ３８およびＣＣＤカメラ３９とを支持した支持具３１の高さ位置を決定した後に、ハンドル４および回転軸１を固定するには、前述したように、固定用ノブ８を所定角度回転させ、固定用軸６を前進させてボール７により半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向内側の３つのボール５を押圧し、３つのボール５を半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内を半径方向に移動させる。これにより、半径方向孔１ｈ，１ｈ，１ｈ内の半径方向外側の３つのボール５は、外輪２の内周面２ａに所定の力で押圧され、ハンドル４および回転軸１の回り止めがなされる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係る回り止め機構を備えた回転軸を示す断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線断面図である。
【図３】図３は本発明の第２の実施形態に係るハンドル付回転軸を示す断面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図５は容器検査装置の全体構成を示す立面図である。
【図６】図６は図５に示す撮影ステーションＳ２を図５のVI方向から見た模式図である。
【図７】図７は止めネジを用いた回り止め機構を備えた回転軸の断面図である。
【図８】図８は締結用のネジを用いた回り止め機構を備えた回転軸の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    回転軸
１ａ    大径部
１ｇ    軸方向孔
１ｈ    半径方向孔
１ｓ    雌ネジ
２    外輪
２ａ    内周面
３    ボールベアリング
４    ハンドル
５，７    ボール
６    固定用軸
６ａ    先端部
６ｃ    円錐部
６ｓ    雄ネジ
８    固定用ノブ
１０，２５    フレーム
２１    容器
２２    コンベヤ
２６    支柱
２７    梁
２８    横木
３０，４０    支持フレーム
３１    支持具
３３    昇降用ネジ
３４    ガイドリング
３８    ランプ
３９    ＣＣＤカメラ
４２    ガイドバー
４３，１０８    ナット
４４，４５    スプロケット
４６    チェーン
１０１    回転軸
１０２    固定部
１０３    止めネジ
１０５    二つ割り環状クランプ片
１０６    枢支部
１０７    ボルト
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４    撮影ステーション
【図１】
2005273726.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005273726.tif 000007
【図６】
2005273726.tif 000008
【図７】
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【図８】
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