(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン軸に対して軸方向にのみ摺動可能に駆動側歯車を嵌合するとともに、その駆動側歯車に歯合した従動側歯車を物品把持手段を備えた回転支軸側に連係し、それらの両歯車により食違い軸歯車系を構成することによって、前記駆動側歯車を前記スプライン軸に対して軸方向に摺動させることにより物品間の拡縮動作を行うとともに、前記スプライン軸を回転して前記食違い軸歯車系及び前記回転支軸を介して前記物品把持手段を回転することにより、各物品の方向を変換して整列し得るように構成したことを特徴とする物品の方向変換整列装置。
【請求項２】
前記駆動側歯車と従動側歯車とからなる食違い軸歯車系をスプライン軸の軸方向に移動可能に配設された支持ブロックに組込むとともに、支持ブロック相互間の間隔を拡縮する駆動機構を設け、その作動基点を調整可能に配設するとともに、前記駆動機構の動作を規制する規制手段を設け、その規制位置を調整可能に配設したことを特徴とする請求項１記載の物品の方向変換整列装置。
【請求項３】
前記スプライン軸を平行に配設し、それらの各スプライン軸に対して物品間の拡縮及び各物品の方向を変換し得るように支持ブロックを配設するとともに、それらのスプライン軸の間隔を変更することにより前後の支持ブロック相互間の間隔を拡縮可能に構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の物品の方向変換整列装置。
【請求項４】
前記各スプライン軸を支持する軸支持ブロックを前後方向に移動する駆動機構を設け、その作動基点を調整可能に配設するとともに、前記駆動機構の動作を規制する規制手段を設け、その規制位置を調整可能に配設したことを特徴とする請求項３記載の物品の方向変換整列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の物品を把持し、それらの物品相互間の間隔を拡縮しながら方向を変換して整列する物品の方向変換整列装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記物品の方向変換整列装置に関しては、パンタグラフ機構を用いて物品間の拡縮動作を行うとともに溝カムとガイドピンとの組合せ機構により物品の向きを変換して整列するもの（特公昭５９−５２０８８号公報）や、各支持ブロック相互間をピニオンラック機構により連係し、その中の所定の可動支持ブロックを駆動することにより前記ピニオンラック機構を介して各物品把持手段の支軸を回転して物品の方向を変換しながら拡縮を行うもの（特開平７−３３２４６号公報）などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の従来の物品の方向変換整列装置を更に改良して、物品相互間の拡縮動作に独立して物品の方向を変換することができ、しかもアタッチメントの交換を伴うことなく方向の変換角度を任意かつ正確に設定できる技術手段を提供し、物品の特性や作業サイクルタイム等に応じて変換角度に加えて物品の回転速度や加速度に関しても最適状態に設定し得る環境を整えることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、請求項１の発明では、スプライン軸に対して軸方向にのみ摺動可能に駆動側歯車を嵌合するとともに、その駆動側歯車に歯合した従動側歯車を物品把持手段を備えた回転支軸側に連係し、それらの両歯車により食違い軸歯車系を構成することによって、前記駆動側歯車を前記スプライン軸に対して軸方向に摺動させることにより物品間の拡縮動作を行うとともに、前記スプライン軸を回転して前記食違い軸歯車系及び前記回転支軸を介して前記物品把持手段を回転することにより、各物品の方向を変換して整列し得るように構成するという技術手段を採用した。本発明によれば、前記スプライン軸を回転することにより、前記食違い軸歯車系及び回転支軸を介して、前記拡縮動作とは独立して物品の方向の変換動作を任意かつ正確に実行することができる。
【０００５】
請求項２の発明では、前記駆動側歯車と従動側歯車とからなる食違い軸歯車系をスプライン軸の軸方向に移動可能に配設された支持ブロックに組込むとともに、支持ブロック相互間の間隔を拡縮する駆動機構を設け、その作動基点を調整可能に配設するとともに、前記駆動機構の動作を規制する規制手段を設け、その規制位置を調整可能に配設するという技術手段を採用した。この技術手段の採用により、物品相互間の拡縮動作の動作範囲を簡単かつ正確に調整することができる。
【０００６】
請求項３の発明では、前記スプライン軸を平行に配設し、それらの各スプライン軸に対して物品間の拡縮及び各物品の方向を変換し得るように支持ブロックを配設するとともに、それらのスプライン軸の間隔を変更することにより前後の支持ブロック相互間の間隔を拡縮可能に構成するという技術手段を採用した。この技術手段の採用により、前記スプライン軸に沿って平行な２列の作業ラインを設置することができ、作業効率を向上できる。また、請求項４の発明では、前記各スプライン軸を支持する軸支持ブロックを前後方向に移動する駆動機構を設け、その作動基点を調整可能に配設するとともに、前記駆動機構の動作を規制する規制手段を設け、その規制位置を調整可能に配設するという技術手段を採用した。この技術手段の採用により、前記スプライン軸相互間の拡縮動作の動作範囲を簡単かつ正確に調整することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、楕円や長角状等の断面形状をもった方向性を有する各種の物品のケーサやアンケーサなどに好適であるが、断面形状が円形や正方形状のものでもラベル等の位置から方向性を有する物品の方向変換整列装置としても適用することができる。前記食違い軸歯車系としては、はすばねじ歯車対、ハイポイド歯車対、フェース歯車対あるいはウォームホイール歯車対などの適宜の歯車機構の採用が可能である。また、物品相互間の拡縮あるいはスプライン軸相互間の拡縮のための駆動機構としては、エアシリンダ等の流体アクチュエータや電磁アクチュエータ等の各種の駆動手段の採用が可能である。
【０００８】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１は本発明の一実施例の要部を示した平面図である。図示のように、本実施例では、装置の手前側に支持ブロック１〜３の３個の支持ブロックからなるグループを３組、また後方側に同様に支持ブロック４〜６からなるグループを３組、互いに平行になるように配設しており、６個ずつの物品をユニットして３組同時に取扱えるように構成されている。すなわち、支持ブロック１〜３からなるグループと支持ブロック４〜６からなるグループがそれぞれ３組ずつ前後に平行に配列され、それらの前後のグループが協働して６個ずつの物品をユニットとして方向変換して整列するように構成されている。なお、それらの各グループを構成する中央の支持ブロック２，５は固定状態に設置され、その両側に配設された支持ブロック１，３，４，６は移動可能に構成されている。図２に示したように、各支持ブロック１〜６には、それぞれ回転支軸７，８が垂直方向に配設されており、その下端部に設けられた適宜の把持手段９，１０を介して容器等の物品を把持し得るように構成されている。なお、回転支軸７，８は突上げ干渉でき、かつトルクを伝達し得るように滑りキー軸やスプライン軸に構成することができる。そして、後述するように、回転支軸７，８の回転により物品の方向変換を行い、中央の支持ブロック２に対して両側の支持ブロック１，３，４，６を対称的に移動することにより物品間の拡縮動作を行うように構成されている。図中、１１〜１４は回転支軸７，８の上下を支持する軸受部である。
【０００９】
図２に示したように、各支持ブロック１〜６の上部には案内ロッド１５，１６が貫通されており、下部にはスプライン軸１７，１８が貫通されている。なお、スプライン軸１７，１８は、図１に示したように、装置の前後に平行に設置されており、それぞれ前後の支持ブロック１〜６を貫通しているが、それらの支持ブロック１〜６とスプライン軸１７，１８の歯形とは係合しないように構成されている。また、前後の支持ブロック１，３，４，６には、それぞれ案内ロッド１９が貫通されており、いずれか一方の支持ブロック、本実施例では支持ブロック１，３は案内ロッド１９に対して固定され、他方の支持ブロック、本実施例では支持ブロック４，６は摺動可能に構成され、その案内ロッド１９上を摺動しながら前記把持手段９，１０相互間の間隔を拡縮できるように構成されている。なお、スプライン軸１７，１８には、その歯形に係合して軸方向にのみ摺動可能な状態に駆動側歯車２０，２１が嵌合されているとともに、その駆動側歯車２０，２１に歯合した従動側歯車２２，２３が前記回転支軸７，８側に固定されている。すなわち、それらの駆動側歯車２０，２１と従動側歯車２２，２３により食違い軸歯車系を構成し、前記駆動側歯車２０，２１を前記スプライン軸１７，１８に対して軸方向に摺動させることにより物品間の拡縮動作を行うとともに、そのスプライン軸１７，１８を回転して駆動側歯車２０，２１と従動側歯車２２，２３とから構成される食違い軸歯車系及び前記回転支軸７，８を介して前記物品把持手段９，１０を回転することにより各物品の方向を変換し、さらに後方の支持ブロック４，６を案内ロッド１９上を摺動して所定の状態に整列することになる。
【００１０】
次に、前記支持ブロック１〜６の拡縮機構に関して説明する。図１及び図３に示したように、手前側の支持ブロック１〜３の前部に無端状のチェーン等からなる連動ベルト２４がフリー支持輪２５，２６間に張設された状態に配設されており、本実施例ではそれぞれの組を構成する支持ブロック１が連動ベルト２４の下側部分に固定され、同支持ブロック３が連動ベルト２４の上側部分に固定されている。したがって、連動ベルト２４の移動により固定された支持ブロック２を中心にして支持ブロック１，３が対称的に反対方向に移動して拡縮動作を行うことになる。そして、この拡縮動作は、前記案内ロッド１９を介して後方側の支持ブロック４，６にも伝達され、それらの支持ブロック４，６が支持ブロック５を中心に対称的に移動して拡縮動作を行う。なお、案内ロッド１９の手前側は移動可能に支持されており、後方側には、図１及び図４に示したように支持ブロック５を中心としたパンタグラフ状のリンク機構２７が配設され、拡縮動作をスムースに行えるように補佐している。
【００１１】
図５は支持ブロック１〜３の拡縮のための駆動機構を示した平面図、図６はその正面図である。図中、２８は行程量の大きい主シリンダで、その出力軸２９の先端部に行程量の小さい副シリンダ３０が設置されており、その副シリンダ３０のシリンダケース側が前記支持ブロック１に連結されている。なお、主シリンダ２８はモータ３１によって駆動される送りネジ３２に螺合する雌ネジ部３３を有する取付け用のブラケット３４を介して移動し得るように構成されており、その主シリンダ２８の位置を移動することにより該主シリンダ２８の作動基点を調整し得るように構成されている。また、前記主シリンダ２８の出力軸２９と副シリンダ３０の出力軸３５との連結部に係止ピン３６を突出し、その係止ピン３６を規制プレート３７に形成された長孔３８に係止することにより戻り端を規制するように構成されている。さらに、その規制プレート３７をモータ３９によって駆動される送りネジ４０に螺合する雌ネジ部４１を有する取付け用のブラケット４２を介して移動し得るように構成されており、その規制プレート３７の位置を移動することにより出力軸２９の戻り位置を調整し得るように構成されている。すなわち、支持ブロック１〜３相互間の間隔を拡縮する駆動機構を構成する主シリンダ２８の作動基点を調整可能に配設するとともに、その駆動機構の動作を規制する規制手段である規制プレート３７の規制位置を調整可能に構成することにより、拡縮の範囲を調整できるように構成している。なお、図７〜図９は各支持ブロック１〜３の周囲の配置状態を示した部分状態図である。なお、図中、４３は取付支持部、４４，４５は前記連動ベルト２４の固定部である。
【００１２】
次に、手前側の支持ブロック１〜３と後方側の支持ブロック４〜６との連動機構に関して説明する。図１に示したように、前記スプライン軸１７はサーボモータ４６により駆動されるように構成されている。また、前記スプライン軸１８は回転力伝達機構４７を介してスプライン軸１７の回転力が伝達されるように構成されている。図１０及び図１１はその回転力伝達機構４７を拡大して示したもので、図示のように、前記スプライン軸１７，１８は、回転自在に枢着された自在アーム４８，４９及び連結ピン５０により連結されるとともに、それらの自在アーム４８，４９に沿って設置された歯付ベルト等からなる連動ベルト５１，５２及び駆動側スプロケット５３、中間スプロケット５４、従動側スプロケット５５を介して回転力を伝達するように連結されている。これにより、スプライン軸１７，１８相互間の間隔が拡縮された場合にも回転力を正確に伝達できる。
【００１３】
また、図１に示したように、装置の両サイドには前記スプライン軸１７，１８の両端部を支持する軸支持ブロック５６，５７が配設されており、その中のスプライン軸１７の両端部を支持した軸支持ブロック５６は固定された状態にあり、スプライン軸１８の両端部を支持した軸支持ブロック５７は摺動可能に構成されている。そして、図１２に示したように、それらの軸支持ブロック５６，５７の中間には、拡縮用シリンダ５８を支持した支持ブロック５９が配設されている。その拡縮用シリンダ５８の出力軸６０は前記軸支持ブロック５７に連結されており、その軸支持ブロック５７を案内ロッド６１に沿って摺動することによりスプライン軸１８を移動してスプライン軸１７，１８間を拡縮し得るように構成されている。
【００１４】
さらに、前記支持ブロック５９は、ベベルギヤ等の連結用歯車６２を介して図１に示したモータ６３に接続された駆動軸に連結され回転駆動されるように構成された両サイドの送りネジ６４に螺合しており、モータ６３を介して移動することにより、前記拡縮用シリンダ５８の作動基点を調整し得るように構成されている。また、拡縮用シリンダ５８の出力軸６０には係止ピン６５が突出されており、規制プレート６６に形成された長孔６７の端部に係止することにより拡張側端部を規制するように構成されている。なお、その規制プレート６６の雌ネジ部６８は、ベベルギヤ等の連結用歯車６９を介して図１に示したモータ７０に接続された駆動軸７１に連結され回転駆動されるように構成された両サイドの送りネジ７２に螺合しており、モータ７０を介して移動することにより、前記拡縮用シリンダ５８の拡張側端部を調整し得るように構成されている。すなわち、前記各スプライン軸１８を支持する軸支持ブロック５７を前後方向に移動する駆動機構を構成する拡縮用シリンダ５８を作動基点を調整可能に配設するとともに、前記拡縮用シリンダ５８の動作を規制する規制手段を構成する規制プレート６６を規制位置を調整可能に配設することにより、スプライン軸１７，１８間の拡縮範囲を調整し得るように構成している。
【００１５】
次に、図１３〜図１５の模式図を用いて、以上の実施例の動作の概略を説明する。なお、ここでは、長角状等の断面形状をもった３個の容器７３〜７５に着目して説明する。図１３に示した状態は、横長の状態に整列した容器７３〜７５をそれぞれ前記支持ブロック１〜３に設置された回転支軸７の下端部の把持手段９により把持した状態を示したものである。この場合、前述のように、容器７３が支持ブロック１を介して副シリンダ３０に連結されており、主シリンダ２８は伸長状態に、また副シリンダ３０は縮小状態にある。
【００１６】
図１４は容器７３〜７５の向きを回転している状態を示したものである。この場合には、先ず図示のように副シリンダ３０を伸長動作させる。これにより、前記支持ブロック１を介して容器７３が中央の容器７４に対して離間する方向に移動する。同時に、前述のように連動ベルト２４を介して支持ブロック３に設置された回転支軸７の下端部の把持手段９により把持された容器７５が反対側へ対称的に移動する。その結果、中央の容器７４に対して両側の容器７３，７５が対称的に離間して各容器の回転が可能になる。しかる後、前述のように、サーボモータ４６によりスプライン軸１７を所定量回転することにより、前記食違い軸歯車系を構成する駆動側歯車２０と従動側歯車２２との歯合により、前記回転支軸７及び物品把持手段９を介して各容器７３〜７５の向きが図示のように変換されることになる。
【００１７】
そして、各容器７３〜７５の向きの変換が完了したら、図１５に示したように、副シリンダ３０を縮小作動させるとともに、主シリンダ２８も縮小作動させる。これにより、図示のように、容器７３が支持ブロック１を介して中央の容器７４側へ移動するとともに、前記連動ベルト２４を介して容器７５も中央の容器７４側へ移動する。そして、予め設定した規制位置にある長孔３８の戻り側の端部に前記係止ピン３６が係止することにより戻り端が規制されて各容器７３〜７５が図示のように密接した状態に整列されることになる。なお、以上の動作が後方側の支持ブロック４〜６においても同時に行われるとともに、それらの前後の支持ブロック１〜３と支持ブロック４〜６との間の拡縮動作も行われることによって６個の物品をユニットした全体の方向変換整列作業が行われることになる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の各発明によれば、次の効果を得ることができる。
（１）請求項１の発明によれば、前記スプライン軸を回転することにより、前記食違い軸歯車系及び回転支軸を介して、前記拡縮動作とは独立して物品の方向の変換動作を任意かつ正確に実行することができる。
（２）請求項２の発明によれば、物品相互間の拡縮動作の動作範囲を簡単かつ正確に調整することができる。
（３）請求項３の発明によれば、前記スプライン軸に沿って平行な２列の作業ラインが設置されるので、作業効率を向上できる。
（４）請求項４の発明によれば、前記スプライン軸相互間の拡縮動作の動作範囲を簡単かつ正確に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例の要部を示した平面図である。
【図２】  同実施例の要部を示した部分側面図である。
【図３】  同実施例の要部を示した部分正面図である。
【図４】  同実施例の後部を示した部分正面図である。
【図５】  支持ブロック拡縮用の駆動機構を示した部分平面図である。
【図６】  図５と同じ部分を示した部分正面図である。
【図７】  支持ブロックの周囲の配置状態を示した部分状態図である。
【図８】  支持ブロックの周囲の配置状態を示した部分状態図である。
【図９】  支持ブロックの周囲の配置状態を示した部分状態図である。
【図１０】  回転力伝達機構を示した部分平面図である。
【図１１】  図１０の部分側面図である。
【図１２】  前後方向の支持ブロック拡縮用の駆動機構を示した部分側面図である。
【図１３】  動作説明用の模式図である。
【図１４】  動作説明用の模式図である。
【図１５】  動作説明用の模式図である。
【符号の説明】
１〜６…支持ブロック、７，８…回転支軸、９，１０…把持手段、１１〜１４…回転支軸、１５，１６…案内ロッド、１７，１８…スプライン軸、１９…案内ロッド、２０，２１…駆動側歯車、２２，２３…従動側歯車、２４…連動ベルト、２５，２６…フリー支持輪、２７…リンク機構、２８…主シリンダ、２９…出力軸、３０…副シリンダ、３１…モータ、３２…送りネジ、３３…雌ネジ部、３４…ブラケット、３５…出力軸、３６…係止ピン、３７…規制プレート、３８…長孔、３９…モータ、４０…送りネジ、４１…雌ネジ部、４２…ブラケット、４３…取付支持部、４４，４５…固定部、４６…サーボモータ、４７…回転力伝達機構、４８，４９…自在アーム、５０…連結ピン、５１，５２…連動ベルト、５３…駆動側スプロケット、５４…中間スプロケット、５５…従動側スプロケット、５６，５７…軸支持ブロック、５８…拡縮用シリンダ、５９…支持ブロック、６０…出力軸、６１…案内ロッド、６２…連結用歯車、６３…モータ、６４…送りネジ、６５…係止ピン、６６…規制プレート、６７…長孔、６８…雌ネジ部、６９…連結用歯車、７０…モータ、７１…駆動軸、７２…送りネジ、７３〜７５…容器
【図１】
0004132257.tif 000002
【図２】
0004132257.tif 000003
【図３】
0004132257.tif 000004
【図４】
0004132257.tif 000005
【図５】
0004132257.tif 000006
【図６】
0004132257.tif 000007
【図７】
0004132257.tif 000008
【図８】
0004132257.tif 000009
【図９】
0004132257.tif 000010
【図１０】
0004132257.tif 000011
【図１１】
0004132257.tif 000012
【図１２】
0004132257.tif 000013
【図１３】
0004132257.tif 000014
【図１４】
0004132257.tif 000015
【図１５】
0004132257.tif 000016