(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品保持手段を有する保持ヘッドを備え、前記保持手段によって物品を保持して移動させる物品移載装置において、
平行に配置された第１駆動軸および第２駆動軸と、これら各駆動軸をそれぞれ回転させる駆動手段と、一対のリンク部材の端部同士を回転自在に連結してなる第１リンクおよび第２リンクならびに第３リンクとを備え、
前記第１リンクの一端を前記第１駆動軸に、第２リンクの一端を前記第２駆動軸にそれぞれ固定するとともに、第３リンクの一端を前記第２駆動軸に回転可能に連結し、これら第１リンクおよび第２リンクの他端を前記保持ヘッドに回転可能に連結するとともに、第３リンクの他端を第２リンクの他端の連結位置と同じ位置に回転可能に連結してリンク機構を構成し、かつ、第１リンクおよび第３リンクを中間リンクによって連結して常時平行状態を維持するようにし、さらに、これら第１リンクおよび第２リンクならびに第３リンクから成る前記リンク機構を複数組設けて所定の間隔で配置したことを特徴とする物品移載装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、物品を保持してある位置から他の位置に移す物品移載装置に係り、例えば、ケーサやアンケーサにおいて、ケース内の物品を保持して取り出し、または保持した物品をケース内に挿入する物品移載装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンベヤによって搬送されてきたボトル等の物品を、保持ヘッドに所定の配列で取り付けられたグリッパ（物品保持手段）によって保持し、別のコンベヤによって搬送されてきたケース内に挿入するケーサや、ケース内に収容されている物品をグリッパによって保持して取り出すアンケーサ、あるいは、ある位置の物品を保持して他の位置に移動させるその他の物品移載装置として、各種構成のものが従来から知られている。
【０００３】
例えば、特開平９−１００４４１０号公報には、多関節ロボットを用いたケーサ（容器類箱詰装置）が記載されている。この公報に記載されたケーサは、平行に配置された物品搬送コンベヤと箱コンベヤの側部に、前記多関節ロボットを設置し、多数のグリッパを備えたグリップヘッドを移動させて、物品搬送コンベヤ上の物品を箱コンベヤ上の箱内に挿入するようになっている。
【０００４】
また、特公平５−６７４８１号公報には、箱詰装置本体に昇降可能に装着された昇降装置と、この昇降装置のレール上で水平移動する水平移動車と、この水平移動車に取り付けられた装着台と、装着台に設けられたグリッパを有するグリップブロックを備えた箱詰装置が記載されている。この箱詰装置では、グリップブロックを下降させてグリッパにより物品群を把持し、上昇した後、水平移動して箱コンベヤの箱の上方に移動し、この位置で下降して箱内に物品を挿入するようになっている。
【０００５】
特開平５−１３２０１３号公報には、水平方向に往復移動可能な移載ヘッドに支持板が設けられ、この支持板にエアシリンダが固定され、さらに、このエアシリンダの作動ロッドの先端に複数の吸着カップが接続されて上下動する構成の箱詰装置が記載されている。この箱詰装置では、吸着カップを下降させて物品を保持し、上昇した後、移載ヘッドを水平移動して箱コンベヤ上に移動させ、この位置で吸着カップを下降させて箱内に挿入するようになっている。
【０００６】
さらに、特公昭５８−３９６９６号公報には、壜コンベヤと箱コンベヤとの間を、案内溝に沿って往復移動するように配置したグリップヘッドを備えた「ケーサ、アンケーサのグリップヘッド駆動装置」が記載されている。このグリップヘッド駆動装置をケーサとして使用するときには、壜コンベヤ上の壜を箱コンベヤ上の箱内に転送し、アンケーサとして使用するときには、箱コンベヤ上の箱内の壜を壜コンベヤ上に転送するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記第１の公報（特開平９−１００４４１０号）に記載された多関節ロボットを用いた容器類箱詰装置は、ロボット本体をコンベヤの側部に設置しているため、大きいスペースが必要であるという問題があった。また、グリップヘッドの中央部をロボットに取り付ける構造であるため、多数のボトルを一度に保持するような長尺のヘッドは、両端部が撓んでしまうため使用できないという問題があった。
【０００８】
また、前記第２の公報（特公平５−６７４８１号）および第３の公報（特開平５−１３２０１３号）に記載された箱詰装置は、いずれも、上下方向または水平方向の駆動機構を、他の方向（水平方向または上下方向）に移動する部材に設けなければならないため、この移動部材が重くなり高速のハンドリングができないという問題があった。
【０００９】
さらに、前記第４の公報（特公昭５８−３９６９６号）に記載されたグリップヘッド駆動装置は、グリップヘッドを案内溝に沿って往復移動させるので、移動軌跡が固定されフレキシブルさに欠けるという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、小さいスペース内に設置することができ、しかも、長尺の保持ヘッドを使用することができる物品移載装置を提供することを目的とするものである。また、保持ヘッドを作動させる可動部分を軽量にして高速化を可能にした物品移載装置を提供することも目的とするものである。さらに、保持ヘッドの動作を自由に制御して可変軌道での動作を可能にした物品移載装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る物品移載装置は、複数の物品保持手段を有する保持ヘッドを備え、前記保持手段によって物品を保持して移動させるものであって、特に、平行に配置された第１駆動軸および第２駆動軸と、これら各駆動軸をそれぞれ回転させる駆動手段と、一対のリンク部材の端部同士を回転自在に連結してなる第１リンクおよび第２リンクならびに第３リンクとを備え、前記第１リンクの一端を前記第１駆動軸に、第２リンクの一端を前記第２駆動軸にそれぞれ固定するとともに、第３リンクの一端を前記第２駆動軸に回転可能に連結し、これら第１リンクおよび第２リンクの他端を前記保持ヘッドに回転可能に連結するとともに、第３リンクの他端を第２リンクの他端の連結位置と同じ位置に回転可能に連結してリンク機構を構成し、かつ、第１リンクおよび第３リンクを中間リンクによって連結して常時平行状態を維持するようにし、さらに、これら第１リンクおよび第２リンクならびに第３リンクから成る前記リンク機構を複数組設けて所定の間隔で配置したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る物品移載装置を備えたケーサの平面図、図２は物品移載装置の正面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１３】
多数のボトル２を所定の列数（この例では３列）で、図１の矢印Ｂ方向から搬送するボトルコンベヤ４と、前記ボトル２を所定本数（この例では各列４本で１２本）ずつ収容するケース６を、同図の矢印Ｃ方向から搬送するケースコンベヤ８とが平行に配置されている。
【００１４】
これら両コンベヤ４，８をまたいで門型のフレーム１０が設置されており、この門型のフレーム１０の上部に物品移載装置（全体として符号１２で示す）が設けられている。この物品移載装置１２によって、前記ボトルコンベヤ４上のボトル２を保持し、ケースコンベヤ８上のケース６内に挿入する。
【００１５】
前記物品移載装置１２の構成について説明する。門型フレーム１０の上端には、上流側（図１および図３の右側）と下流側（同図の左側）にそれぞれ両コンベヤ４，８上を横断する支持板１４、１６が設けられており、これら一対の支持板１４，１６間に、第１駆動軸１８および第２駆動軸２０が平行して回転自在に支持されている。第１駆動軸１８および第２駆動軸２０は、それぞれモータ２２，２４に連結されて独立して回転できるようになっている。
【００１６】
前記両駆動軸１８，２０と、ボトルグリッパ（物品保持手段）２６が所定の配置で設けられている保持ヘッド２８とが複数のリンク機構３０によって連結されている。この例では、両駆動軸１８，２０および保持ヘッド２８の上流側端部寄りと、下流側端部寄りとにそれぞれ一組のリンク機構３０，３０が設けられている。これら両リンク機構３０，３０は同一の構成を有しているので、図２および図３によって一方のリンク機構３０の構成についてだけ説明する。
【００１７】
このリンク機構３０は、第１上部リンク部材３２ａの下端部と第１下部リンク部材３２ｂの上端部とが回転可能に連結された第１リンク３２と、第２上部リンク部材３４ａの下端部と第２下部リンク部材３４ｂの上端部とが回転可能に連結された第２リンク３４とを備えており、前記第１リンク３２の上端（第１上部リンク部材３２ａの上端）が第１駆動軸１８に固定され、第１リンク３２の下端（第１下部リンク部材３２ｂの下端）が、前記保持ヘッド２８上に固定された取り付け部材３６に回転可能に連結されるとともに、第２リンク３４の上端（第２上部リンク部材３４ａの上端）が第２駆動軸２０に固定され、第２リンク３４の下端（第２下部リンク部材３４ｂの下端）が、前記取り付け部材３６に回転可能に連結されている。
【００１８】
前記第１上部リンク部材３２ａと第２上部リンク部材３４ａとが等しい長さを有し、また、第１下部リンク部材３２ｂと第２下部リンク部材３４ｂとが等しい長さを有している。そして、第１リンク３２と第２リンク３４の取り付け部材３６への連結位置間の距離が、前記両駆動軸１８，２０間の距離に一致している。なお、上部リンク部材３２ａ，３４ａと下部リンク部材３２ｂ，３４ｂの長さは、同一でも良く、また、異なっていても良い。
【００１９】
さらに、このリンク機構３０は、第３上部リンク部材３８ａの下端部と第３下部リンク部材３８ｂの上端部とが回転可能に連結された第３リンク３８を備えており、この第３リンク３８の上端（第３上部リンク部材３８ａの上端）が第２駆動軸２０に回転可能に連結され、第３リンク３８の下端（第３下部リンク部材３８ｂの下端）が、前記保持ヘッド２８上に固定された取り付け部材３６の、前記第２リンク３４の連結位置と同じ位置に回転可能に連結されている。前記第３上部リンク部材３８ａは、前記第１および第２上部リンク部材３２ａ，３４ａと等しい長さを有し、また、第３下部リンク部材３８ｂは、前記第１および第２下部リンク部材３２ｂ，３４ｂと等しい長さを有している。
【００２０】
さらに、第１リンク３２の上下リンク部材３２ａ，３２ｂの連結部３２ｃと、第３リンク３８の上下リンク部材３８ａ，３８ｂの連結部３８ｃとの間が、前記両駆動軸１８，２０間の距離と等しい長さを有する中間リンク４０によって回転可能に連結されており、第１上部リンク部材３２ａと第３上部リンク部材３８ａおよび第１下部リンク部材３２ｂと第３下部リンク部材３８ｂとが常時平行状態を維持するようになっている。
【００２１】
この実施の形態では、ボトルコンベヤ４によって３列で搬送されてきたボトル２を、１２本入りのケース６内に、２ケース分ずつ同時に挿入するようになっており、前記保持ヘッド２８には、３×８＝２４個のボトルグリッパ２８が設けられている。この保持ヘッド２８は、前記リンク機構３０を介して両駆動軸１８，２０に取り付けられており、駆動軸１８，２０の回転に応じて昇降および横方向の移動が行われる。
【００２２】
以上の構成に係る物品移載装置１２の作動について説明する。ボトルコンベヤ４によって３列の状態で搬送されてきたボトル２は、保持ヘッド２８に設けられたボトルグリッパ２６によって、２ケース分（２４個）ずつ同時に保持されて一度に２個のケース６内に挿入するようになっており、ボトルコンベヤ４上の先頭にあるボトル２が、この物品移載装置１２の最も下流側に位置するボトルグリッパ２６（２６Ａ）（図３参照）の下方に到達したときにボトルコンベヤ４を停止させる。
【００２３】
ボトルコンベヤ４が停止した後、前記２台のモータ２２，２４により第１および第２の駆動軸１８，２０をそれぞれ回転させて、前記第１上部リンク部材３２ａおよび第２上部リンク部材３４ａを揺動させ、保持ヘッド２８をボトルコンベヤ４上に向けて横方向に移動させるとともに、下方のボトル２に向けて下降させる。保持ヘッド２８が下降すると、各ボトルグリッパ２６がそれぞれボトル４を保持する。両駆動軸１８，２０の回転によって第１および第２上部リンク部材３２ａ，３４ａを外側（下端部が離隔する方向）に向けて揺動させると保持ヘッド２８が上昇し、両リンク部材３２ａ，３４ａを内側（下端部が接近する方向）に向けて揺動させると保持ヘッド２８は下降する。また、両上部リンク部材３２ａ，３４ａの揺動角度を異ならせ、または、揺動角度と方向を異ならせることにより、保持ヘッド２８を横方向にも移動させることができる。
【００２４】
前記第１上部リンク部材３２ａおよび第１下部リンク部材３２ｂからなる第１リンク３２には、これらリンク部材３２ａ，３２ｂと平行に第３上部リンク部材３８ａおよび第３下部リンク部材３８ｂからなる第３リンク３８が設けられており、中間リンク４０を介して第１リンク３２と平行な状態を維持して揺動するので、保持ヘッド２８を横方向に移動させる場合でも、常に水平な状態を維持して移動させることができる。
【００２５】
ボトルコンベヤ４に並列して設けられたケースコンベヤ８は、前記ボトル２が３列で４本の計１２本ずつ収容可能なケース６を搬送しており、２個のケース６が、前記ボトルグリッパ２６の取り付けられている保持ヘッド２８と前後が一致した位置に到達すると停止する。
【００２６】
再びモータ２２，２４を運転することにより、第１および第２駆動軸１８，２０をそれぞれ回転させ、保持ヘッド２８を上昇させてボトルグリッパ２６によってボトル２を吊り下げた状態にする。次に、この保持ヘッド２８をケースコンベヤ８上の２個のケース６の上方に向けて横方向に移動させた後、下降させることにより保持している２４本のボトル２を、２個のケース６内に１２本ずつ挿入する。
【００２７】
この実施の形態では、平行するボトルコンベヤ４とケースコンベヤ８をまたいで門型のフレーム１０を設置し、この門型フレーム１０の上部に物品移載装置１２を設けたので、ロボットを用いた前記従来の箱詰装置（特開平９−１０４４１０号）のように大きな設置スペースを必要とせず、装置（この実施の形態ではケーサ）全体をコンパクト化することが出来る。また、２組のリンク機構３０を設け、これらリンク機構３０を、両駆動軸１８，２０および保持ヘッド２８の両端部にそれぞれ結合したので、保持ヘッド２８を中央部一個所で支持する場合のように撓むおそれがないため、長尺の保持ヘッド２８を用いて多数のボトル２を同時に移載することができる。
【００２８】
従って、駆動軸１８，２０と保持ヘッド２８との間のリンク機構３０の数をさらに増やすことにより、前記実施の形態よりも長い保持ヘッド２８を支持することが可能であり、３ケース以上のボトル２を同時に保持してケース６内に挿入することもできる。この場合には、複数のリンク機構３０を等間隔に配置することが好ましい。なお、ボトルコンベヤ４によって搬送されるボトル２の列数やケース６内に収容されるボトル２の配列は前記のものに限定されないことはいうまでもない。
【００２９】
また、モータ２２，２４により駆動軸１８，２０を回転させてリンク機構３０を作動させる構成なので、可動部分が軽量であり高速化が可能である。さらに、両駆動軸１８，２０を別々のモータ２２，２４で独立して回転させるので、保持ヘッド２８の動作を任意に制御することができ、前記ロボットを用いた場合と同様に可変軌道での動作が可能である。
【００３０】
なお、前記実施の形態では、物品移載装置１２をケーサに適用した場合について説明したが、ケーサに限るものではなく、ケース内に収容されているボトル等の物品を取り出すアンケーサにも適用することができる。さらに、その他の物品移載装置としても用いることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、複数の物品保持手段を有する保持ヘッドを備え、前記保持手段によって物品を保持して移動させる物品移載装置において、平行に配置された第１駆動軸および第２駆動軸と、これら各駆動軸をそれぞれ回転させる駆動手段と、一対のリンク部材の端部同士を回転自在に連結してなる第１リンクおよび第２リンクならびに第３リンクとを備え、前記第１リンクの一端を前記第１駆動軸に、第２リンクの一端を前記第２駆動軸にそれぞれ固定するとともに、第３リンクの一端を前記第２駆動軸に回転可能に連結し、これら第１リンクおよび第２リンクの他端を前記保持ヘッドに回転可能に連結するとともに、第３リンクの他端を第２リンクの他端の連結位置と同じ位置に回転可能に連結してリンク機構を構成し、かつ、第１リンクおよび第３リンクを中間リンクによって連結して常時平行状態を維持するようにし、さらに、これら第１リンクおよび第２リンクならびに第３リンクから成る前記リンク機構を複数組設けて所定の間隔で配置したことにより、設置スペースの小さいコンパクトな物品移載装置を得ることができる。また、複数のリンク機構を適宜配置することにより、長尺の保持ヘッドを用いた場合でも、保持ヘッドの剛性を高くすることができるため、ケーシング等を高精度に行うことができ、しかも、高速動作が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る物品移載装置を備えたケーサの全体の構成を示す平面図である。
【図２】前記物品移載装置の側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２    物品（ボトル）
１２    物品移載装置
１８    第１駆動軸
２０    第２駆動軸
２２    駆動手段（モータ）
２４    駆動手段（モータ）
２６    物品保持手段（ボトルグリッパ）
２８    保持ヘッド
３０    リンク機構
３２    第１リンク
３４    第２リンク
【図１】
0004524828.tif 000002
【図２】
0004524828.tif 000003
【図３】
0004524828.tif 000004