(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、この軸部に回転一体に設けられた本体部と、この本体部より突出して設けられた突出部とを有してなる物品を一定方向に整列させるに際し、
物品の搬送経路に沿って同一向きに走行し、物品の軸部を両側から挟むように配置され、走行速度を異ならせて軸部を回転させ、物品を回転させて搬送させる一対の作動ベルトと、
上記搬送経路に沿って延在され、作動ベルトにて回転された物品の突出部を係止して、物品の回転を規制し整列させる規制板とを有し、
上記作動ベルトの上方又は下方には、搬送経路に沿って搬送装置が設けられ、この搬送装置に物品が載置されて搬送される物品方向整列装置により物品を搬送する方法であって、
物品を搬送装置に載置させて上記一対の作動ベルトに該物品の軸部を挟持させることで物品を回転させつつ搬送経路に沿って搬送させる過程で、物品の突出部が規制板に接触することより物品の回転を規制することにより、物品を搬送させつつ整列させるにあたり、
搬送装置の搬送速度をｖcとし、一対の作動ベルトの走行速度をｖ1、ｖ2とするとき、ｖc、ｖ1及びｖ2の関係を以下の式(1)の関係となるように設定する物品を搬送する方法。
Ｖ＝（ｖ1＋ｖ2）／２＞ｖc      …(1)
【請求項２】
前記物品の軸部がディップチューブであり、本体部がトリガーを有するキャップ本体であり、突出部がトリガーレバーである請求項１に記載の物品を搬送する方法。
【請求項３】
前記物品の軸部がディップチューブであり、本体部がポンプを有するキャップ本体であり、突出部がポンプ式キャップのノズルである請求項１に記載の物品を搬送する方法。
【請求項４】
一対の上記作動ベルトの走行速度をｖ1、ｖ2とし、搬送装置の搬送速度をｖcとし、上記搬送装置にて搬送される隣接した物品の軸部間距離をＰとし、物品の搬送方向における本体部の軸部に対する最大張出量をＸとし、物品の軸部の直径をｄとすると、
【数１】
0004043083.tif 000006
が満たされる請求項１〜３のいずれかに記載の物品を搬送する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品、例えば非対称形状のキャップの向きを一定に整列させる物品方向整列装置及び物品方向整列方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実公平3-33687 号公報には、ボトルの口部に装着されるキャップであって、ノズル等の突出部が設けられたものを一定方向に整列させる物品方向整列装置が掲載されている。この物品方向整列装置は、搬送経路にて搬送されたキャップをスターホイールを用いて個々に分離して送り出し、搬送方向に走行するベルトとガイドとの間でキャップを挟持して、このキャップを回転させ、キャップの突出部を規制板に当接させて、キャップを一定方向に整列させている。
【０００３】
また、特公昭35-17375号公報記載のキャップ方向整列装置は、突起を備えた物品を、同一速度で走行する 2本のベルト（一方のベルトは凹入部を物品に接触させる段付ベルトであり、他方のベルトは平滑面を物品に接触させる平滑ベルトである）間に挟んで搬送し、この搬送中に、段付ベルト側に設けたガイド（垂直面）と平滑ベルトとの間に物品を搬入して、ガイドの摩擦により物品を回転させ、この物品の突起を段付ベルトの凹入部に挿入して物品の回転を規制し、物品を一定方向に整列させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記両公報記載の物品方向整列装置では、物品の形状や大きさに合わせて、スターホイールや段付ベルトの凹入部の形状や大きさを変更しなければならない。
【０００５】
本発明の課題は、上述の事情を考慮してなされたものであり、物品を一定方向に整列させることができるとともに、形状や大きさの異なる種々の物品に対しても部品を交換することなく対応できて汎用性を向上させることができ、更に、物品の搬送速度を増速させることができる物品方向整列装置及び物品方向整列方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決する手段】
請求項１に記載の発明は、軸部と、この軸部に回転一体に設けられた本体部と、この本体部より突出して設けられた突出部とを有してなる物品を一定方向に整列させるに際し、物品の搬送経路に沿って同一向きに走行し、物品の軸部を両側から挟むように配置され、走行速度を異ならせて軸部を回転させ、物品を回転させて搬送させる一対の作動ベルトと、上記搬送経路に沿って延在され、作動ベルトにて回転された物品の突出部を係止して、物品の回転を規制し整列させる規制板とを有し、上記作動ベルトの上方又は下方には、搬送経路に沿って搬送装置が設けられ、この搬送装置に物品が載置されて搬送される物品方向整列装置により物品を搬送する方法であって、物品を搬送装置に載置させて上記一対の作動ベルトに該物品の軸部を挟持させることで物品を回転させつつ搬送経路に沿って搬送させる過程で、物品の突出部が規制板に接触することより物品の回転を規制することにより、物品を搬送させつつ整列させるにあたり、搬送装置の搬送速度をｖcとし、一対の作動ベルトの走行速度をｖ1、ｖ2とするとき、ｖc、ｖ1及びｖ2の関係を以下の式(1)の関係となるように設定する物品を搬送する方法である。
Ｖ＝（ｖ1＋ｖ2）／２＞ｖc      …(1)
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の基本構成を示す構成図、図２は本発明に係る物品方向整列装置の一つの実施の形態であって、キャップの整列が必要な場合を示す斜視図、図３は図１の物品方向整列装置であって、キャップの整列が不要な場合を示す斜視図、図４は図２のIV-IV 線に沿う断面図、図５は図２の作動ベルトによるキャップのチューブの回転作用を示す模式図、図６は整列されたキャップとそのキャップに後続するキャップとの位置関係を示す模式図、図７は図２の物品方向整列装置による整列の対象となるキャップを示す斜視図、図８は本発明に係る物品方向整列装置の他の実施の形態を示す図４に対応した断面図である。
【００１６】
図１〜図３に示す物品方向整列装置としてのキャップ方向整列装置２０は、キャップ１を一定方向に整列するものであり、搬送装置２１と、一対の作動ベルト２２及び２３を備えた作動ベルト装置２４と、規制部材としての規制板２５と、を有して構成される。
【００１７】
ここで、キャップ１は、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すトリガー式キャップ１Ａや、図７（Ｃ）、（Ｄ）に示すポンプ式キャップ１Ｂのように、突起部（後述のトリガーレバー６、ノズル１２）を有するものが対象である。
【００１８】
図７（Ａ）、（Ｂ）のキャップ１Ａは、ボトルの口部に螺合可能な装着筒２が、ポンプを内蔵したノズルヘッド３に取り付けられてなるキャップ本体部４と、このキャップ本体部４のノズルヘッド３から回転一体に延出された軸部としてのチューブ５とを有してなり、キャップ本体４のノズルヘッド３に突出部としてのトリガーレバー６が突出して設けられる。このように、トリガー式キャップ１Ａは、トリガーレバー６が突出して、キャップ本体部４がチューブ５に関し非対称形状に形成されている。
【００１９】
このトリガー式キャップ１Ａをボトルに取り付けた際には、トリガーレバー６を操作することにより、ポンプの作用で、チューブ５を介してボトル内の液体を汲み上げ、この液体をノズルヘッド３のノズル３Ａから吐出させる。
【００２０】
一方、図７（Ｃ）、（Ｄ）のポンプ式キャップ１Ｂは、ボトルの口部に螺合可能な装着筒７が、ノズルヘッド８と一体化されたポンプ９に取り付けられてなるキャップ本体部１０と、このキャップ本体部１０のポンプ９から回転一体に延出された軸部としてのチューブ１１とを有してなり、ノズルヘッド８に突出部としてのノズル１２が突出して設けられる。このように、ポンプ式キャップ１Ｂは、ノズル１２が突出して、キャップ本体部１０がチューブ１１に関し非対称形状に形成されている。
【００２１】
このポンプ式キャップ１Ｂをボトルに取り付けた際には、ノズルヘッド８を押圧操作することにより、ポンプ９の作用で、チューブ１１を介してボトル内の液体を汲み上げ、この液体をノズル１２から吐出させる。
【００２２】
これらのキャップ１Ａ、１Ｂは、図２及び図３に示すように、キャップ本体部４、１０を下方とし、チューブ５、１１を上方とした倒立姿勢でキャップ方向整列装置２０へ搬入される。しかも、キャップ１Ａ、１Ｂの搬送方向がキャップ本体部４、１０の長手方向と一致するように搬入される。そして、上記キャップ方向整列装置２０は、トリガー式キャップ１Ａの場合には、ノズル３Ａ側を後方とする向きに整列させ、ポンプ式キャップ１Ｂの場合には、ノズル１２側を後方とする向きに整列させる。
【００２３】
ところで、図７に示すように、トリガー式キャップ１Ａでは、キャップ１Ａの搬送方向におけるキャップ本体部４のチューブ５に対する張出量は、ノズル３Ａからチューブ５の軸心５Ａまでの張出量Ｘが、その 180度反対側の張出量Ｙよりも大きく設定される。従って、上記張出量Ｘがキャップ１Ａの搬送方向におけるキャップ本体４の最大張出量となる。
【００２４】
また、ポンプ式キャップ１Ｂでは、キャップ１Ｂの搬送方向におけるキャップ本体部１０のチューブ１１に対する張出量は、ノズル１２先端からチューブ１１の軸心１１Ａまでの張出量Ｘが、その 180度反対側の張出量Ｙよりも大きく設定される。従って、上記張出量Ｘがキャップ１Ｂの搬送方向におけるキャップ本体部１０の最大張出量となる。
【００２５】
以下、上記キャップ方向整列装置２０では、トリガー式キャップ１Ａの整列の場合を述べる。
さて、上記搬送装置２１は、図２〜図４に示すように、キャップ１Ａの搬送経路に沿って設けられ、倒立して搬入されたキャップ１Ａのキャップ本体部４を搬送ベルト２６上に載置して、このキャップ１Ａを倒立状態で搬送する。
【００２６】
上記作動ベルト装置２４は、搬送装置２１の上方に配置され、複数のプーリ２７に巻き掛けられた無端形状の作動ベルト２２と、複数のプーリ２８に巻き掛けられた無端形状の作動ベルト２３とを有して構成される。プーリ２７の 1つ及びプーリ２８の 1つはそれぞれ駆動プーリであり、これらの駆動プーリにより作動ベルト２２、２３が駆動されて走行する。
【００２７】
作動ベルト装置２４の作動ベルト２２と２３は、キャップ１Ａの搬送経路に沿って互いに対向して配置され、搬送装置２１にて倒立して搬送されているキャップ１Ａのチューブ５を両側から挟持するとともに、同一向きに走行する。また、作動ベルト２２の走行速度ｖ1 と、作動ベルト２３の走行速度ｖ2 とは異なって設定される（ｖ1 ＞ｖ2 ）。この結果、作動ベルト２２及び２３にてチューブ５が挟持されたキャップ１Ａは、走行速度ｖ1 と走行速度ｖ2 の平均速度（ｖ1 ＋ｖ2 ）／２で搬送されるとともに、走行速度ｖ1 と走行速度ｖ2 との速度差が、チューブ５を周方向に回転させる回転力を生じさせるので、チューブ５を中心に図４の矢印Ｒ方向に回転する。
【００２８】
図２及び図３に示すプーリ２７、２８のそれぞれの駆動プーリに作用する駆動力は、独立した 2台の駆動モータからそれぞれ作用させてもよく、又、歯車を介して 1台の駆動モータを用いて作用させてもよい。更に、搬送装置２１の搬送ベルト２６を駆動させる駆動モータから、プーリ２７、２８のそれぞれの駆動プーリに駆動力を作用させるようにして、作動ベルト２２、２３を走行させるための専用の駆動モータを不要としてもよい。
【００２９】
作動ベルト２２と作動ベルト２３にチューブ５が挟持されて搬送されるキャップ１Ａの搬送速度Ｖは、前述のように
Ｖ＝（ｖ1 ＋ｖ2 ）／２
に設定されるが、この搬送速度Ｖは、搬送装置２１によるキャップ１Ａの搬送速度ｖC よりも大きく設定されている。
Ｖ＝（ｖ1 ＋ｖ2 ）／２＞ｖc
【００３０】
このため、搬送装置２１の搬送ベルト２６にて搬送されたキャップ１は、チューブ５が作動ベルト２２と２３に挟まれて搬送されたときに、搬送装置２１の搬送ベルト２６上で隣接する後続のキャップ１Ａとの距離が大きくなって、この後続のキャップ１Ａから切り離されることになり、キャップ１Ａの反転（チューブ５を中心とする 180度の回転）のためのスペースが確保される。
【００３１】
上記規制板２５は、キャップ１Ａの搬送経路、つまり搬送装置２１の搬送ベルト２６に沿って延在され、作動ベルト装置２４における一対の作動ベルト２２及び２３にて回転されたキャップ１Ａのキャップ本体４のトリガーレバー６を、図４に示すように係止してキャップ１の回転を規制し、このキャップ１を一定の方向（ノズル３Ａを後向きとする方向）に整列させるものである。また、規制板２５の位置をキャップ１Ａの搬送方向に関して図４（Ａ）の位置とは反対側に取付ける（図４（Ｂ）参照）或いは作動ベルト２２、２３の走行速度をＶ1 ＜Ｖ2 とすれば、ノズルを前方とする向きに整列することも可能である。
【００３２】
つまり、図２に示すように、キャップ１Ａが搬送装置２１によりノズル３Ａを前向きにして搬送された場合には、キャップ１Ａのチューブ５が作動ベルト装置２４の作動ベルト２２及び２３に挟まれた時点で、このキャップ１Ａは矢印Ｒ（図４）方向の回転力が付与されて回転し、トリガーレバー６が規制板２５に係止してキャップ１Ａの回転が規制されるまで、チューブ５を中心に 180度回転（反転）する。これにより、キャップ１Ａは、ノズル３Ａを後向きとする方向に整列される。
【００３３】
また、図３に示すように、キャップ１Ａが搬送装置２１によりノズル３Ａを後向きにして搬送された場合には、キャップ１Ａのチューブ５が作動ベルト装置２４の作動ベルト２２及び２３に挟持されてキャップ１Ａに回転力が作用しても、このキャップ１Ａは、トリガーレバー６が規制板２５に係止されて回転が規制されているので、上述のような反転をせず、ノズル３Ａを後向きとした姿勢のまま搬送される。
【００３４】
ここで、上述のキャップ方向整列装置２０により、キャップ１Ａが反転開始から反転終了までに搬送方向に沿って移動する移動距離Ｌは、
【数３】
0004043083.tif 000002
である。また、上記キャップ方向整列装置２０は、整列すべきキャップ１Ａを、搬送装置２１上で隣接した後続のキャップ１Ａに干渉させないで搬送させる式▲２▼の条件を満たす。
【００３５】
【数４】
0004043083.tif 000003
【００３６】
但し、ｄがキャップ１Ａのチューブ５の直径であり、Ｐが搬送装置２１にて搬送される隣接したキャップ１Ａのチューブ５間距離であり、Ｘが前述の如くキャップ１Ａにおけるキャップ本体部４の最大張出量である。
【００３７】
上記式▲１▼を図５を用いて算出する。
キャップ１Ａにおけるチューブ５の接線方向速度をｖとし、上記チューブ５の回転角速度をωとすると、
ｖ1 ＝Ｖ＋ｖ  …▲３▼
ｖ2 ＝Ｖ−ｖ  …▲４▼
式▲３▼及び▲４▼から、作動ベルト装置２４の作動ベルト２２及び２３によるキャップ１Ａの搬送速度Ｖと、キャップ１Ａのチューブ５の接線方向速度ｖは、それぞれ式▲５▼、式▲６▼となる。
Ｖ＝（ｖ1 ＋ｖ2 ）／２  …▲５▼
ｖ＝（ｖ1 −ｖ2 ）／２  …▲６▼
【００３８】
よって、キャップ１Ａのチューブ５の角速度ωは、
ω＝２ｖ／ｄ＝（ｖ1 −ｖ2 ）／ｄ  …▲７▼
キャップ１Ａが 180度回転（π [rad]）するときの所要時間ｔは、
ｔ＝π／ω＝πｄ／（ｖ1 −ｖ2 ）  …▲８▼
従って、キャップ１Ａが 180度回転するときの移動距離Ｌは、式▲５▼及び式▲８▼から
【数５】
0004043083.tif 000004
として算出される。
【００３９】
次に、上記式▲２▼を図６を用いて算出する。
キャップ１Ａが後続のキャップ１Ａに干渉することなく反転（ 180度回転）して整列できるためには、キャップ１Ａが隙間なく連続して搬送される場合に、整列すべき前方のキャップ１Ａが反転する所要時間ｔの経過時に、後続のキャップ１Ａのノズル３Ａと、反転して整列した前述のキャップ１Ａのノズル３Ａとが干渉しなければよい。
【００４０】
図６中で、整列すべき前方のキャップ１Ａの反転開始時における後続のキャップ１Ａのチューブ５の位置を原点（ｔ＝０）とすると、上記所要時間ｔ経過時までに移動した後続のキャップ１Ａの搬送方向位置は
ｖc ・ｔ
となり、上記所要時間ｔ経過時までに移動して整列された前方のキャップ１Ａの搬送方向位置は、
Ｐ＋Ｖ・ｔ＝Ｐ＋Ｌ
となる。このとき、整列された前方のキャップ１Ａのノズル３Ａと後続のキャップ１Ａのノズル３Ａとが干渉しないためには、
ｖc ・ｔ＋Ｘ＜Ｐ＋Ｌ−Ｘ
Ｌ−ｖC ・ｔ＞２Ｘ−Ｐ    …▲９▼
この式▲９▼に式▲１▼及び▲８▼を代入すると、
【数６】
0004043083.tif 000005
が算出される。
【００４１】
従って、上記実施の形態によれば、次の (1)〜(4) の効果を奏する。
(1) キャップ１Ａを整列させるために、キャップ１Ａのチューブ５を、走行速度の異なる（ｖ1 ＞ｖ2 ）一対の作動ベルト２２、２３にて両側から挟持させてキャップ１Ａを回転させることから、形状や大きさの異なる種々のキャップ１Ａであっても、部品を交換することなく対応でき、キャップ１Ａの方向整列に関し汎用性を向上させることができる。
【００４２】
(2) 同一向きに走行し且つ走行速度の異なる（ｖ1 ＞ｖ2 ）一対の作動ベルト２２、２３がキャップ１Ａのチューブ５を両側から挟んで、このキャップ１Ａを回転させながら搬送するので、作動ベルト装置２４によるキャップ１Ａの搬送速度Ｖは、一対の作動ベルト２２、２３の走行速度ｖ1 、ｖ2 の平均値となる。このため、 1本の作動ベルトによりキャップ１Ａを搬送させる場合に比べ、キャップ１Ａの搬送速度Ｖを増速させることが容易である。
【００４３】
(3) キャップ１Ａのチューブ５を挟持する一対の作動ベルト２２、２３の走行速度ｖ1 、ｖ2 の平均値（ｖ1 ＋ｖ2 ）／２が搬送装置２１の搬送速度ｖc よりも大きく設定されたので、搬送装置２１によるキャップ１Ａの搬送中に、キャップ１Ａの方向を整列させることができるとともに、隣接したキャップ１Ａ間の距離を大きくしてキャップ１Ａの切り離しを実現できる。このため、特に、キャップの整列のために搬送中のキャップを切り離す物品切離し装置を別途設ける必要がない。
【００４４】
(4) 一対の作動ベルト２２及び２３の走行速度ｖ1 、ｖ2 及び搬送装置２１の搬送速度ｖC が式▲２▼を満たすよう構成されたので、キャップ１Ａをチューブ５まわりに反転して整列させる場合に、整列すべきキャップ１Ａを後続のキャップ１Ａと干渉させることなく整列させることができる。
【００４５】
尚、上記実施の形態では、キャップ方向整列装置２０がトリガー式キャップ１Ａを整列させるものを述べたが、ポンプ式キャップ１Ｂを整列させることもできる。この場合には、規制板２５がポンプ式キャップ１Ｂのノズル１２に係止して、このポンプ式キャップ１２のチューブ１１まわりの回転を規制し、このポンプ式キャップ１Ｂを整列させる。
【００４６】
更に、図８に示すように、キャップ１Ａ、１Ｂのキャップ本体部４、１０を上方とし、チューブ５、１１を下方とした正立姿勢で、キャップ方向整列装置３０へ搬入させても良い。この装置３０は搬送装置２１の下方に作動ベルト２２、２３が配置されたものであり、キャップ方向整列装置２０と同様な部分は同一の符号を符す。このキャップ方向整列装置３０もキャップ整列装置２０と同様な効果を奏する。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る物品方向整列装置及び方法によれば、物品を一定方向に整列させることができるとともに、形状や大きさの異なる種々の物品に対しても部品を交換することなく対応できて汎用性を向上させることができ、更に物品の搬送速度を増速させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の基本構成を示す構成図である。
【図２】図２は本発明に係る物品方向整列装置の一つの実施の形態であって、キャップの整列が必要な場合を示す斜視図である。
【図３】図３は図１の物品方向整列装置であって、キャップの整列が不要な場合を示す斜視図である。
【図４】図４は図２のIV-IV 線に沿う断面図である。
【図５】図５は図２の作動ベルトによるキャップのチューブの回転作用を示す模式図である。
【図６】図６は整列されたキャップとそのキャップに後続するキャップとの位置関係を示す模式図である。
【図７】図７は図２の物品方向整列装置による整列の対象となるキャップを示す斜視図である。
【図８】図８は本発明に係る物品方向整列装置の他の実施の形態を示す図４に対応した断面図である。
【符号の説明】
１  キャップ
１Ａ  トリガー式キャップ
１Ｂ  ポンプ式キャップ
４  キャップ本体部
５  チューブ（軸部）
６  トリガーレバー
１０  キャップ本体部
１１  チューブ（軸部）
１２  ノズル
２０  キャップ方向整列装置（物品方向整列装置）
２１  搬送装置
２２、２３  作動ベルト
２４  作動ベルト装置
２５  規制板（規制部材）
ｖ1 、ｖ2   作動ベルトの走行速度
ｖc   搬送装置の搬送速度
ｄ  キャップのチューブ直径
Ｐ  搬送中のキャップのチューブ間距離
Ｖ  作動ベルト装置による搬送速度
Ｘ  キャップの張出量
Ｒ  回転方向
【図１】
0004043083.tif 000007
【図２】
0004043083.tif 000008
【図３】
0004043083.tif 000009
【図４】
0004043083.tif 000010
【図５】
0004043083.tif 000011
【図６】
0004043083.tif 000012
【図７】
0004043083.tif 000013
【図８】
0004043083.tif 000014