(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じ搬送速度の複数列のスラットコンベヤで成る入口コンベヤと、この入口コンベヤに一部が併走するように隣接し、搬送速度が順次大きくなるとともに前記入口コンベヤのスラットコンベヤよりも大きい複数列のスラットコンベヤで成る速度差コンベヤと、この速度差コンベヤに一部が併走するように隣接する搬送速度が速度差コンベヤより大きい１列のスラットコンベヤで成る出口コンベヤと、これらのコンベヤの上側に配設され搬送方向に斜めに走り入口コンベヤの巾から出口コンベヤの巾に狭まる２本のガイドとより構成されるコンバイナであって、速度差コンベヤの上流側端から下流側端までの範囲の前記３つのコンベヤの傾斜角度αを、水平面に対して前下がりにコンベヤの摩擦角より小さい角度で傾斜させたことを特徴とするコンバイナ。
【請求項２】
前記３つのコンベヤの傾斜角度αを、前記３つのコンベヤが傾斜していない場合に比べて搬送力が２倍近くになるように前記コンベヤの摩擦角に近づけたことを特徴とする請求項１記載のコンバイナ。
【請求項３】
搬送する容器の直径をｄ、容器の重心の高さをｈとしたとき、前記３つのコンベヤの傾斜角度αを
α＜ａｒｃｔａｎ（ｄ／２ｈ）
の範囲で傾斜させることを特徴とする請求項１記載のコンバイナ。
【請求項４】
前記入口コンベヤと前記速度差コンベヤ中の最低搬送速度のスラットコンベヤとの速度差及び前記傾斜角度αを、搬送する容器が入口コンベヤ上から速度差コンベヤ上に移動する際に搬送上流側に転倒しない組み合わせに設定することを特徴とする請求項１記載のコンバイナ。
【請求項５】
前記速度差コンベヤ中の最高搬送速度のコンベヤと前記出口コンベヤとの速度差及び前記傾斜角度αを、搬送する容器が速度差コンベヤ上から出口コンベヤ上に移動する際に搬送上流側に転倒しない組み合わせに設定することを特徴とする請求項１記載のコンバイナ。
【請求項６】
同じ搬送速度の複数列のスラットコンベヤで成る入口コンベヤと、この入口コンベヤに一部が併走するように隣接し、搬送速度が順次大きくなるとともに前記入口コンベヤのスラットコンベヤよりも大きい複数列のスラットコンベヤで成る速度差コンベヤと、この速度差コンベヤに一部が併走するように隣接する搬送速度が速度差コンベヤより大きい１列のスラットコンベヤで成る出口コンベヤと、これらのコンベヤの上側に配設され搬送方向に斜めに走り入口コンベヤの巾から出口コンベヤの巾に狭まる２本のガイドとより構成されるコンバイナを用いて、該３つのコンベヤ上に載置されて走行する容器をガイドによって順次速度の大きいコンベヤに移送させて増速させ、複数列で受け入れた容器を１列に整列させて排出するコンバイナによる容器の搬送方法において、速度差コンベヤの上流側端から下流側端までの範囲の前記３つのコンベヤの傾斜角度αを、水平方向に対して搬送方向に前下りにコンベヤの摩擦角より小さい傾斜角度で傾斜させ、傾斜によって生ずる容器にはたらく重力の搬送方向への分力とコンベヤから受ける摩擦力とによって、容器を移送先のコンベヤの搬送速度まで加速することを特徴とするコンバイナによる容器の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流の入口コンベヤ上に横方向に隣接し直立して供給される瓶や缶等の複数列の容器を下流の出口コンベヤから１列に整列させて排出するコンバイナ及びコンバイナによる容器の搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバイナは、特許文献２に開示されているように、充填装置や、ラベラ装置や、検査装置などの壜や缶などの縦長の容器を扱う装置の上流に設置し、上流側から複数列のコンベヤによって前後左右を互いに接触しながら供給される容器を、間隔をあけて１列に並べて下流側に送出する搬送装置である。
【０００３】
代表的な従来のコンバイナの構成を図５（特許文献１の第４図に相当する）及び図６によって説明する。
図５はその従来のコンバイナの平面図、図６は図５におけるII矢視図である。
両図において、１は駆動モータ６で駆動され、搬送速度が同じ複数列（図では４列）のスラットチェンコンベヤ（以下単にコンベヤと呼ぶ）で成る入口コンベヤ、２は駆動モータ７で駆動され、搬送速度がそれぞれ異なる複数列（図では６列）のコンベヤで成る速度差コンベヤ、また、３は駆動モータ８で駆動される１列のコンベヤの出口コンベヤである。これらのコンベヤは図６に示すように何れも水平に設置されている。
速度差コンベヤ２は入口コンベヤ１の隣に、出口コンベヤ３は速度差コンベヤ２の隣に、それぞれの一部を相手のコンベヤと搬送方向に併走させている。
速度差コンベヤ２の各列の速度は、スプロケットトレイン９によって増速され、入口コンベヤ１から出口コンベヤ３の方向に順次大きくなっていて、入口コンベヤ１の速度より大きく、出口コンベヤ３より小さくなっている。図５の右側に示す矢印は、コンベヤ速度の大きさを示している。
４及び５は、それぞれコンベヤの上側の適宜の高さで、容器の搬送方向の両側に設けられた主ガイド及び副ガイドで、両者は入口コンベヤ１の上流側及び出口コンベヤ３の下流側では搬送方向に平行に、その間では搬送方向に斜交していて両者の間隔は下流側が狭くなっている。１０は容器で、図は缶の場合を示している。
【０００４】
上記構成の従来のコンバイナの作用を説明する。
入口コンベヤ１から前後及び左右を互いに接触させて複数列で供給された容器１０は、下流側に進んで鋭角で主ガイド４に当接し、主ガイド４の側面から受ける反力によって速度差コンベヤ２の方向に移動し、更に搬送速度の大きいコンベヤの方向に移動して速度を増す。このように速度を増した容器１０は互いの間隔を広げて出口コンベヤ３では１列となって下流側に送出される。なお、副ガイド５は容器１０が反対側に自由に広がるのを規制して、流れに淀みができたり容器１０が転倒するのを防いでいる。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１４３８２３号公報（第４図）
【特許文献２】特開昭６２−４２８０５号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コンバイナの下流に配設される充填装置や、ラベラ装置や、検査装置の能力向上に伴い、コンバイナもこれに対応して能力の向上が必要となっており、容器の搬送能力が大きく、機長が短く設置スペースの小さい装置の提供が望まれている。
しかし、上述の従来のコンバイナでは、搬送速度を大きくすると、容器がガイドと当接するときに受ける衝撃力によって、また搬送速度の大きいコンベヤに乗移るときにコンベヤから受ける摩擦力によって容器が転倒し易く、あるいは主ガイドと副ガイドの間に容器がブリッジ状に詰まり（ジャミング）を生じて運転を妨げるという問題がある。
本発明は容器の転倒やジャミングを防止すると共に、容器が隣の大きな搬送速度のコンベヤに移ったときの容器の加速力を増して、上述の問題点を解決したコンバイナ及びコンバイナによる容器の搬送方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点に対し、本発明は以下の各手段により課題の解決を図る。
（１）第１の手段のコンバイナは、同じ搬送速度の複数列のスラットコンベヤで成る入口コンベヤと、この入口コンベヤに一部が併走するように隣接し、搬送速度が順次大きくなるとともに前記入口コンベヤのスラットコンベヤよりも大きい複数列のスラットコンベヤで成る速度差コンベヤと、この速度差コンベヤに一部が併走するように隣接する搬送速度が速度差コンベヤより大きい１列のスラットコンベヤで成る出口コンベヤと、これらのコンベヤの上側に配設され搬送方向に斜めに走り入口コンベヤの巾から出口コンベヤの巾に狭まる２本のガイドとより構成されるコンバイナであって、速度差コンベヤの上流側端から下流側端までの範囲の前記３つのコンベヤの傾斜角度αを、水平面に対して前下がりにコンベヤの摩擦角より小さい角度で傾斜させたことを特徴とする。
【０００８】
前記コンバイナを形成する３つのコンベヤを、速度差コンベヤの上流側端から下流側端までの範囲で搬送方向上流側から下流側へ向けて下向き傾斜させることにより、傾斜によって生ずる容器にはたらく重力の搬送方向への分力と、コンベアから受ける摩擦力によって、容器を移送先のコンベアの搬送速度まで加速させることが可能となる。
【０００９】
（２）搬送する容器の直径をｄ、容器の重心の高さをｈとしたとき、前記３つのコンベヤの傾斜角度αを
α＜ａｒｃｔａｎ（ｄ／２ｈ）
の範囲で傾斜させることを特徴とする。
【００１０】
傾斜角度αをα＜ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｈ）の範囲とすることで、容器の重心位置が、コンベアとの接触面であり搬送方向先端位置よりも搬送方向上流側に位置するようになるため、容器が搬送方向側に転倒しなくなる。
【００１１】
（３）前記入口コンベヤと前記速度差コンベヤ中の最低搬送速度のコンベヤとの速度差及び前記傾斜角度αを、搬送する容器が入口コンベヤ上から速度差コンベヤ上に移動する際に搬送上流側に転倒しない組み合わせに設定することを特徴とする。
このことにより、容器が入口コンベヤから速度差コンベヤに移動した際に、容器の転倒を防止しつつ移動先の速度差コンベアの搬送速度まで加速させることが可能となる。
【００１２】
（４）前記速度差コンベヤ中の最高搬送速度のコンベヤと前記出口コンベヤとの速度差及び前記傾斜角度αを、搬送する容器が速度差コンベヤ上から出口コンベヤ上に移動する際に搬送上流側に転倒しない組み合わせに設定することを特徴とする。
このことにより、容器が速度差コンベヤから出口コンベヤに移動した際に、容器の転倒を防止しつつ移動先の出口コンベヤの搬送速度まで加速させることが可能となる。
【００１３】
（５）第５の手段のコンバイナによる容器の搬送方法は、同じ搬送速度の複数列のスラットコンベヤで成る入口コンベヤと、この入口コンベヤに一部が併走するように隣接し、搬送速度が順次大きくなるとともに前記入口コンベヤのスラットコンベヤよりも大きい複数列のスラットコンベヤで成る速度差コンベヤと、この速度差コンベヤに一部が併走するように隣接する搬送速度が速度差コンベヤより大きい１列のスラットコンベヤで成る出口コンベヤと、これらのコンベヤの上側に配設され搬送方向に斜めに走り入口コンベヤの巾から出口コンベヤの巾に狭まる２本のガイドとより構成されるコンバイナを用いて、該３つのコンベヤ上に載置されて走行する容器をガイドによって順次速度の大きいコンベヤに移送させて増速させ、複数列で受け入れた容器を１列に整列させて排出するコンバイナによる容器の搬送方法において、速度差コンベヤの上流側端から下流側端までの範囲の前記３つのコンベヤの傾斜角度αを、水平方向に対して搬送方向に前下りにコンベヤの摩擦角より小さい傾斜角度で傾斜させ、傾斜によって生ずる容器にはたらく重力の搬送方向への分力とコンベヤから受ける摩擦力とによって、容器を移送先のコンベヤの搬送速度まで加速することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
以上記載のごとく本発明によれば、コンバイナの流れ方向への前下がりの傾斜をつけることにより、コンベア自体の高摩擦係数化に伴う容器の転倒やジャミングといったリスクを増大させることなく、同傾斜によって生ずる容器にはたらく重力の搬送方向への分力と、コンベアから受ける摩擦力によって、容器を移送先のコンベアの搬送速度まで加速させることが可能となり、従来と同等の機長で、高速化、高能力化を実現できるとともに、従来と同等の能力をコンバイナの機長を短縮したもので達成可能となり、省スペース化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【実施例１】
【００１６】
本発明のコンバイナの実施の形態を図１〜図５によって説明する。図１はコンバイナの正面図、図２は容器に作用する外力と反力の関係を示す説明図、図３は容器を加速する搬送方向の力と、コンベアの傾斜角の関係を示すダイヤグラム、図４は容器が１つのコンベヤから隣接する搬送速度の速いコンベヤに移動する状態を示す部分平面図である。この実施の形態のコンバイナは前述の従来例と同様の構成であり、平面図は従来例の図５とほぼ同様なので、図５を流用することとし、本実施の形態を表す場合は従来例の番号に５０を加えて表すこととする。
【００１７】
このコンバイナは、複数列の同じ搬送速度のコンベヤ（スラットチエンコンベヤ）で成る入口コンベヤ５１と、この入口コンベヤ５１に隣接して一部が併走する順次に搬送速度を増す複数列のコンベヤで成る速度差コンベヤ５２と、この速度差コンベヤ５２に隣接し一部が併走する搬送速度が最大の１列のコンベヤの出口コンベヤ５３と、これらのコンベヤの上部を斜めに走り、下流側が狭くなる主ガイド５４及び副ガイド５５で構成されたコンバイナであって、速度差コンベヤ５２の上流側端Ａから下流側端Ｂまでの間にあるこれらの３つのコンベヤを、水平面に対して下流側が下がる摩擦角θより小さい角度αの勾配をつける。従って入口コンベヤ５１の下流側の一部、及び出口コンベヤ５３の上流側の一部の併走部分も傾斜することになる。
また、入口コンベヤ５１、速度差コンベヤ５２、及び出口コンベヤ５３の容器１０に対する摩擦角θは極力小さくする。なお、図１に示す速度差コンベヤ５２の駆動モータ５７は直交軸型駆動モータをコンベヤフレームに取付けた場合を示してあり、その他の駆動モータや変速用のスプロケットトレイン等は図示を省略してある。
【００１８】
ここで、前記入口コンベヤ５１を形成する各コンベアの搬送速度をｖ５１、前記速度差コンベヤ５２を形成するコンベヤの搬送速度を前記入口コンベヤと隣接するコンベヤから順にｖ５２１、ｖ５２２、ｖ５２３、ｖ５２４、ｖ５２５、ｖ５２６、前記出口コンベヤの搬送速度をｖ５３とすると、
ｖ５１＜ｖ５２１＜ｖ５２２＜ｖ５２３＜ｖ５２４＜ｖ５２５＜ｖ５２６＜ｖ５３
が成立する。
なお、各コンベアの搬送速度の関係は、これに限定するものではないが、後述する理由により、本実施例のように容器１０の移動に従って順次搬送速度を増すようにするとよい。
【００１９】
また、前記速度差コンベヤを形成する１つのスラットコンベヤと該スラットコンベヤと隣接する搬送速度の速いスラットコンベヤとの速度差及び前記傾斜角度αは、前記容器が速度差コンベヤを形成する１つのスラットコンベヤ上から隣接する搬送速度の速いスラットコンベヤ上に移動する際に搬送上流側に転倒しない組み合わせに設定する。
容器１０が缶のようにコンベヤとの相対摩擦係数が低く容器搬送上安定している容器である場合には、例えば速度０のコンベヤから隣接する速度１００ｍ／ｍｉｎという非常に高速のコンベヤに移動する際にも、その極端な速度差を容器はガイドに沿いながら自転することでエネルギーを開放しながら徐々に高速側のコンベヤの速度に加速していく。従って、容器の移動に従って順次搬送速度を増すようにすると、その速度差の大きさが原因によって容器が転倒しにくい。
【００２０】
上記構成のコンバイナの作用について説明する。
容器１０が入口コンベヤ５１の水平部分に載って移動しているときには、等速運動なので、図２（ａ）に示すように、容器に掛かる外力は重心に掛かる下向きの重力Ｗとコンベヤ５１から上向きに掛かる垂直力の反力Ｗのみで、互いに打消して合力は０となり、搬送方向の摩擦力（反力）は発生しない。
【００２１】
容器１０が入口コンベヤ５１の傾斜部に進むと、図２（ｂ）に示すように、重力Ｗはコンベヤ５１の搬送方向を向く分力Ｗｓｉｎαと、直角下方に向く分力Ｗｃｏｓαの２つの分力を持つ力として働き、コンベヤ５１からこれらに対する反力として反搬送方向に向く摩擦反力Ｗｓｉｎαと搬送方向に直角上方に向く直角反力Ｗｃｏｓαを受けて合力は０となる。この摩擦反力Ｗｓｉｎαは容器１０の底部が摩擦力の方向に回転する回転モーメントを生じるが、コンベヤ５１は直角反力Ｗｃｏｓαの作用線の位置を容器１０の底面の範囲内で移動させて抵抗モーメントを発生して回転モーメントを打消して容器１０は回転せずに静止している。
なお、角度αは角度β＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／２ｈ）より小さいものとする。（ｈは重心Ｗの高さ、ｄは容器１０の直径）
【００２２】
容器１０がある搬送速度のコンベヤ２１から隣接する搬送速度の大きいコンベヤ２２に移動する時には、図４に示すように、容器１０は容器全体がコンベヤ２１上に位置する状態ａから、容器の一部がコンベヤ２１上であり残りの一部がコンベヤ２２上に位置する状態ｂを経て、容器全体がコンベヤ２２上に位置する状態ｃへと移動していく。状態ａから状態ｃへの移動の過程で容器１０にはたらく力は以下のように変化する。
【００２３】
容器１０がある搬送速度のコンベヤ（以下低速コンベヤと呼ぶ）から隣の搬送速度の大きいコンベヤ（以下高速コンベヤと呼ぶ）に乗移る時には、容器１０はその底面に高速コンベヤから搬送方向に向く摩擦力を、低速コンベヤからはこれを打消す逆向きの摩擦力を受け、容器１０の乗移りが進むに連れて逆向きの摩擦力は消滅し、搬送方向に向く摩擦力は増大して最大値のＷｃｏｓαｔａｎθに達する。最終の運動のみに着目すると、図２（ｃ）に示すように、この最大摩擦力Ｗｃｏｓαｔａｎθと重力の搬送方向の分力Ｗｓｉｎαとの合力が容器１０を高速コンベヤの搬送速度まで加速する搬送方向の力（Ｎ）として作用する。この合力のうち搬送方向の分力Ｗｓｉｎαは質量力であって容器１０の重心を通るので容器１０の回転には関らず、容器１０の底面に掛かる最大摩擦力Ｗｃｏｓαｔａｎθのみが容器の底部を搬送方向に回転させるモーメントを発生する。コンベヤの直角反力Ｗｃｏｓαは着力点を移動させてこれを打消すが、不足する場合には容器１０は転倒することになる。
【００２４】
図３は、摩擦係数ｔａｎθを０．２（θ＝１１．３°）、容器にはたらく重力Ｗを３．４３Ｎ（容器重量０．３５ｋｇ）としたときの、傾斜角α（０〜１１．３°）に対する容器１０を加速する加速力（搬送力）の大きさの関係を示してある。
【００２５】
以上述べたように、容器１０が高速コンベヤの方に方向を変えて移動したり、高速の搬送速度に増速したりする加速運動をする場合には、コンベヤから最大値の摩擦力Ｗｃｏｓαｔａｎθを受け、この摩擦力は容器１０を底部が摩擦力の方向に回る回転モーメントを生じて転倒の原因となるので、本発明のコンバイナのコンベヤの摩擦角θ（摩擦係数ｔａｎθ）は極力小さいものとする。この摩擦角θの低減は複数の容器１０が主ガイドと副ガイドの間に詰まるブリッジ現象を防止するのにも役立つ。容器１０を高速コンベヤの搬送速度まで増速する力として、コンベヤから受ける搬送方向に向いた最大値摩擦力（表面力）と、コンベヤを傾斜させて生ずる同方向を向く重力の搬送方向の分力（質量力）とを用いる。この分力は容器１０を回転させるモーメントを伴わない利点がある。この容器１０の搬送力は、図３に示すようにコンベヤの傾斜角αをコンベヤの摩擦角θに近づければ最大摩擦力の２倍近くとすることが出来、容器１０を高速コンベヤの搬送速度まで加速する時間と距離を短縮することができ、コンバイナの機長の短縮に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
容器の搬送能力が大きく、設置スペースの小さい容器の整列装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係るコンバイナの正面図である。
【図２】容器に作用する外力と反力の関係を示す説明図である。
【図３】容器を加速する搬送方向の力とコンベヤの傾斜角の関係を示すダイヤグラムである。
【図４】容器が１つのコンベヤから隣接する搬送速度の速いコンベヤに移動する状態を示す部分平面図である。
【図５】従来のコンバイナの平面図である。本図は図１の平面図としても流用する。
【図６】図５のII矢視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  容器
５１  入口コンベヤ
５２  速度差コンベヤ
５３  出口コンベヤ
５４  主ガイド
５５  副ガイド
５７  駆動モータ
α  角度（傾斜角度）
θ  摩擦角
【図１】
0005133644.tif 000002
【図２】
0005133644.tif 000003
【図３】
0005133644.tif 000004
【図４】
0005133644.tif 000005
【図５】
0005133644.tif 000006
【図６】
0005133644.tif 000007