(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベアー又はシユート上で互いに外径を接触させながら連続的に連なった状態で搬送されている多数の円筒形物体を、所定の複数個を一群とする群れ毎に分離した後、次工程に供給する円筒形物体の供給装置であって、前記円筒形物体を連続的に連なった状態で搬送する前記コンベアー又はシュートを備え、供給された前記円筒形物体を互いに外径を接する状態で連続的に下流側のシュートに送り出す上流側のスターホイールと、上流側の前記スターホイールから開放された前記円筒形物体を搬送する上流側の前記スターホイールと下流側のスターホイールを結ぶ下流側の前記シュートと、一群を構成する所定の複数個に分離する下流側のスターホイールを設け、それぞれのスターホイールは、外周に設けた凹部に前記円筒形物体を嵌め合わせて回転により、下流に向けて前記円筒形物体を搬送し、両スターホイールを結ぶ下流側の前記シュートの内部で前記円筒形物体の外径が互いに接触しない前記円筒形物体の全長の１／２以下となる所定の隙間を常時確保し、下流側の前記スターホイールは凹部の個数が前記の所定の複数個に達する毎に、幅の広い凸部を一箇所の割合で設けたスターホイールとし、両スターホイールの平均的な円筒形物体の搬送速度が同一となるように同期回転可能に連結し、所定の複数個からなる群れと他の群れとの間に、前記幅の広い凸部により隙間を生じさせ、所定の複数個からなる群れ毎に分離して次工程に供給することを特徴とする円筒形物体の分離供給装置。
【請求項２】
下流側の前記シュート中の円筒形物体が下流側の前記スターホイールの幅の広い凸部に接触して瞬間的な停止後に、再びスムーズに走行速度を高めて凹部に導入され、さらに凹部に導入後の走行速度の急変と衝撃を避けるために、前記シュートの中心線と前記スターホイールのピッチ円の交点に於けるピッチ円に対する接線が前記シユートとのなす角度を４５°以下とし、且つ前記スターホイールの幅の広い凸部の頂部の形状をなだらかな曲線としたことを特徴とする請求項１記載の円筒形物体の分離供給装置。
【請求項３】
両スターホイールの回転駆動は、スターホイールにより所定の複数個からなる群毎に分離した円筒形物体を供給されるスターホイールの下流側に設けられた装置の駆動源から機械的にスターホイールに動力を伝達することを特徴とする請求項１記載の円筒形物体の分離供給装置。
【請求項４】
略円筒形物体が強磁性体からなる場合に於いては、上流側と下流側に設けた２つのスターホイールのうち、少なくとも一つは外周部に外径の小さな磁石を埋め込んだ円盤として、円筒形物体を円盤の外周に吸着保持して下流に向けて搬送する磁石埋め込み円盤から成ることを特徴とする請求項１記載の円筒形物体の分離供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
マンガン乾電池、アルカリ乾電池などの円筒形電池は、１個単位で市販される場合もあるが、最近では、２個、４個、６個、１２個などの電池をひとまとめとして包装し、販売される場合が一般的となってきた。本発明は上記のように２個、４個、６個、１２個などの円筒形物体をひとまとめとして包装する装置に対して、円筒形物体を、それらの個数からなる群れに分離し供給する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、円筒形電池用のシュリンク包装装置に於いて、広く一般的に用いられている分離供給装置の一例についてその主要部を図４に示す。図４ではシュート２によって左上方面から、互いに外径を接触させた状態で押し合いながら連続的に搬送されてきた円筒形物体としての単三形アルカリ乾電池１−ａを、左側に設けられたスターホイール５により、電池２個毎にその隙間を拡大して電池２個毎の群れに分離した後、右側に設けられたシュリンク包装装置の回転円盤６に供給する状態を示している。
【０００３】
参考までに、簡単にシュリンク包装装置について説明すると、前記回転円盤６の外周部に電池外周を割付け、外周を支えられた円筒形電池のそれぞれを適当な角度だけ回転させて、円筒形電池１−ｃのラベルの向きを所定の方向にそろえた後、電池２個毎にひとまとめとして熱収縮性フィルムでその周囲を覆い、熱風を吹きつけて加熱することにより前記フィルムを収縮させ、シュリンク包装をする装置である。
【０００４】
図示を省略したコンベアーにより搬送されてきた多数の電池と搬送コンベアーとの間に働く摩擦力などの作用で、シュート２内の電池１−ａ外径相互間は互いに押し合った状態にあり、強い接触圧力が働いている。したがって、左上に設けられたシュート２の内部では、円筒形電池は後続の電池によりスターホイール５の外周に対して強く押しつけられ、スターホイール５の左回転に伴って、シュート２内の電池の位置とスターホイールの凹部７が一致すると電池は速やかに凹部７に嵌まり込み、シュリンク包装装置の回転円盤６に向けて搬送される。
【０００５】
なお、図４に示すシュリンク包装装置は、２個の円筒形電池１−ｃをひとまとめとして、シュリンク包装するためのものであり、事前に電池を２個毎の群れに分離して供給することが必要である。従って、スターホイール５の外周に設けた電池を嵌め込んで搬送する凹部７のそれぞれの間には、幅の狭い凸部８と幅の広い凸部９を交互に設けている。
【０００６】
そして、これらの凹部７に供給された電池は、凸部の幅の差を利用して、凸部の幅が狭く互いにその外径を接触させるように接近した電池２個を一群とし、凸部の幅が広く電池外径相互の間に隙間Ｗを設けた部分を、他の群れの電池との境界と見なし、群れ毎に区分してシュリンク包装装置に供給する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の分離供給装置により、高速での処理能力を有するシュリンク包装装置に単三形電池を２個ずつの群れに分離して供給する場合には、電池を連続的にシュートからスターホイールに対して、同期させて高速で供給する必要がある。
【０００８】
また、シュートの内部に長く連なり、外径を互いに接する状態となった電池には、シュート内部の電池の自重や、さらに上流側のコンベアー上にある多数の電池とコンベアーとの摩擦力などが加わり、スターホイール５外周に対して強い押し付け力が働いている。さらにシュートの方向は、ほぼスターホイールのピッチ円に対して直角方向を向いているので、スターホイールの凹部７に嵌まり込み、凹部の底に到達した電池は、急激にその走行速度を低下させて、瞬間的に停止状態のようになった後、直角方向に再び走行を開始することになるので大きな衝撃力が働き、電池の外周に巻きつけられた表面に印刷したアルミニウム箔又は、熱収縮性樹脂フィルムからなるラベルに傷や変形が発生する原因となる場合が多い。
【０００９】
また、コンベアーやシュート内に連なった多数の電池が一斉に、スターホイール５に向かって一定の周期で断続的な走行を繰り返すことにより、シュリンク包装装置の全体に衝撃や振動が発生し、騒音も大きくなり、品質、稼働率などのほか、職場環境などの面からも好ましくない状態となる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記のような課題を解決するために、搬送された円筒形物体が連続的に連なった状態で搬送されることによって働いている円筒形物体の外径間の押しつけ圧力の影響が及ばないように所定の隙間を常時確保し、その所定の隙間として円筒形物体の外径が互いに接触しない隙間を確保した状態にして搬送した後に、円筒形物体の搬送を一時的に停止状態にし、所定の複数個に構成する一つの群れと他の群れとの間隔を広く設定して分離し、その状態のままで連続的に円筒形物体を搬送して次工程に供給することを特徴としたもので、コンベアーやシュートなど円筒形物体の搬送経路の上流側と下流側の２箇所にスターホイールを配設し、そのスターホイールの間に下流側のシュートを備えている。コンベアーやシュートで互いに外径を接触させながら連続的に連なった状態で搬送されている多数の円筒形物体を、上流側の第１のスターホイールの外周に設けた凹部に円筒形物体を嵌め合わせて回転により、下流に向けて搬送し、上流側と下流側のスターホイールを結ぶ下流側のシュートの内部で円筒形物体の外径間の押しつけ圧力の影響が及ばないように、円筒形物体の外径が互いに接触しない部分としての所定の隙間を持たせる。また、上流側の第１のスターホイールは外周に幅の狭い凸部を挟んで等間隔に凹部を有する形状とし、一定の速度で連続的に回転させ、円筒形物体を凹部に嵌まり込んで連続的に下流に向かって搬送される。従って、コンベアー上やシュート内にある後続の円筒形物体も下流に向けて連続的に走行することになる。さらに、上流部の第１のスターホイールに接続された下流側のシュートで、所定の隙間を保ちながら一群の円筒形物体を下流側の第２のスターホイールに搬送する。
【００１１】
下流側の第２のスターホイールは、その外周に幅の狭い凸部と凹部を設けて、凹部の個数が、ほぼ外径が互いに接触状態となるように接近して一つの群れを構成する所定の複数個に達する毎に、幅の広い凸部を一箇所設けて、不等間隔に凹部を設けた形状とする。従って、外周に設けた凹部のそれぞれに円筒形物体を嵌め込んで、スターホイールを一定の速度で回転させることにより、スターホイールの回転にともなって、このスターホイールよりも上流側の円筒形物体は下流に向けて断続的に走行し搬送される。そして、凹部に嵌まり込んだ一つの群れと幅の広い凸部を挟む凹部に嵌まり込んだ他の群れとの円筒形物体間は、ほぼ外径が互いに接触状態となるように接近してなる群れ内の円筒形物体間の隙間よりも広い隙間となり、この部分を一つの群れと他の群れとの境界として、群れ毎に分離し次工程に供給される。
【００１２】
すなわち、上流側のスターホイールで次工程を受け持つ装置の処理能力に一致させるように円筒形物体の走行速度をコントロールし、且つ連続的な流れとして振動や騒音を軽減した後、下流に向けて搬送し、下流側のスターホイールでは、外周に不等間隔に設けた凹部を利用して、搬送される円筒形物体相互の間隔に差を設け、所定の複数個毎の群れに分離する。なお、円筒形物体がスターホイールやシュートなどから別のスターホイールなどに乗り移る際の走行方向や速度の変化を小さくし、衝撃を緩和するために、シュートの方向は可能な範囲でスターホイールのピッチ円に対する接線と同一の方向に向けることが望ましい。
【００１３】
さらに、両スターホイール間をつなぐ下流側のシュートの間を走行中の円筒形物体の個数が大きく変動すると、下流側のシュート内の円筒形物体を介して両スターホイールの動作が互いに干渉しあい、スターホイールの上記の機能を十分に発揮できなくなり、常時隙間Ｓを一定範囲内に保ち、下流側のシュート内の円筒形物体の個数をほぼ一定の範囲内に維持するように両スターホイールの円筒形物体の搬送能力を平均的には等しく設定する必要がある。
【００１４】
さらに次工程を受け持つ装置の処理能力とも等しく設定するため、これらの装置間の回転駆動用動力を機械的に、または電気的に連結し、同期運転させることが好ましい。
【００１５】
また、円筒形物体が強磁性体からなる場合には、上流側または下流側の少なくとも一つのスターホイールは、円盤の外周付近に小さな永久磁石を埋め込んだ円盤とし、円筒形物体をその外周部に吸着保持させて搬送させることも可能である。
【００１６】
このように磁石を利用する場合には、機械加工が非常に簡略化され、騒音も低下する。また異常に大きな力が円筒形物体に働いた場合には、磁石による吸着力を越えて円筒形物体は円盤の外周をスリップして搬送不能となり、装置の破損を未然に防止できるため、過負荷防止装置を省略することも可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図１は円筒形電池を２個一組からなる群れに分離して次工程に供給する円筒形物体の分離供給装置の一例として取り上げ、その主要部の正面図を示す。
【００１８】
図２は本発明の分離供給装置について、２個のスターホイール、及び次工程のシュリンク包装装置の回転円盤６などを同期運転させるための、動力の伝達方法を示した側面図である。
【００１９】
図３は分離供給される円筒形物体がスチール製やニッケル製などの強磁性体である場合に、スターホイールに変えて円盤の外周部に小さな永久磁石を埋め込んだ磁石埋め込み円盤に円筒形電池を外周部に吸着保持した状態を示す。なお、図示を簡略化するために、磁石の埋め込み個数を少なくし、埋め込みピッチも等間隔としている。
【００２０】
図１の上部に於いては、円筒形物体の一例としての単三形乾電池１−ａが、外径を相互に接触させた状態で、図示を省略したコンベアー上にある後続の多数の電池１−ａにより押されて、左上方面からシュート２内を上流側のスターホイール４に向かって搬送される。
【００２１】
上流側のスターホイール４はその外周に、狭い凸部を挟んで等間隔に凹部７が設けられた形状であり、この凹部７に電池１−ａを嵌め込んで、スターホイール４が定速回転することにより、電池を互いに外径を接する状態で連続的に下流側の下流側のシュートであるシュート１３に送り出し、スターホイール４から開放された電池１−ａは自由落下の速度でシュート１３内を落下して、下流側のスターホイール５に向かって進む。
【００２２】
スターホイール４よりも上流側にある電池１−ａと、スターホイール４の下流でスターホイール５の上流側にある電池が互いに干渉しないようにするために、前記の両スターホイールを結ぶシュート１３の内部では、常時ほぼ一定寸法の隙間Ｓを設け、常に一定個数の電池１−ａを下流側に向かって搬送する状態に設定する。従って、上流側と下流側に設けられた２個のスターホイール、さらに次工程のシュリンク包装装置の回転円盤も、同期回転するように設定されている。
【００２３】
このようにして、シュート１３の内部では、上流側のスターホイールから開放された電池は姿勢に対して規制のない状態で落下するので、転倒を防止するために、電池の全長の１／２〜１／３程度の寸法に設定した間隙間Ｓを確保し、上流側にあるコンベアーなどを、継続して走行してくる電池による押し圧力の影響を排除する。
【００２４】
また、シュート１３と下流側のスターホイール５のピッチ円との交点に於ける、交差角度αは図１に於いては約４５°程度に描かれているが、電池の走行速度を高速に設定する場合には、電池１−ａがシユート１３からスターホイール５の凹部７に嵌まり込んだ直後の、急激な方向転換による電池に働く衝撃力を緩和するために、可能な範囲で小さくすることが望ましい。
【００２５】
スターホイール５の外周には、幅の狭い凸部８を挟んでその両側に２個の凹部７が設けられ、次に幅の広い凸部９を１個設けて、再び幅の狭い凸部８を挟んでその両側に２個の凹部７が設けられるという、繰り返しで全周に凹部と凸部が交互に設けられている。
【００２６】
そして幅の狭い凸部８を挟む両側の２個の凹部７に嵌まり込んだ電池１−ｂは、ほぼ外径が互いに接触状態となるように接近して一つの群れとなり、幅の広い凸部９の部分では電池の外径間に隙間Ｗが生じるので、この部分がある群れと他の群れの境界となり分離される。なお、シュート１３の内部でスターホイール５の幅の広い凸部９に接触状態となった電池は、次の凹部７が回転してくるまで一時的に走行が停止状態となり、シユート１３の内部では電池は断続的な走行をするが、電池の個数も少なく、電池相互の接触圧力も僅かであるため、ラベルの傷や振動、騒音などの原因として問題となる程の悪い影響はない。
【００２７】
本発明の分離供給装置の各部に対する、動力の伝達方法は、スターホイール４とスターホイール５の間に設けられたシュート１３の部分で、上流部のベルトコンベアー上などを走行中の後続の電池による押し圧力の影響が、スターホイール５の回転に対しては及ばないようにするために、シユート１３内部に電池の外径が互いに接触しない部分として常時隙間Ｓを設けている。またシユート１３の隙間Ｓの部分では、電池の姿勢に対する規制が困難であるために、電池の転倒などの姿勢の乱れを防ぐためにＳの間隔は電池の長さの１／２以下が好ましい。
【００２８】
このように、シュート１３の内部に常時隙間Ｓを安定して確保するためには、スターホイール４とスターホイール５の電池搬送速度を等しく設定することが必要である。図２では、図示を省略したが、駆動源はシュリンク包装装置用回転円盤６のシャフト１７に取りつけられ、回転は順次ギヤー２２、２１、２０、を経由して中間軸１５に伝えられる。さらにスプロケット１９、チェーン２３、スプロケット１８、シャフト１４を経由して、スターホイール４に伝達される。
【００２９】
また、ギヤー２１にはスターホイールの回転軸１６が固定されているので、スターホイール５にも回転が伝達される。また、上記のギヤーやスプロケットの歯数などは、シュリンク包装装置の処理能力、両スターホイールの凹部個数などを考慮して設定することにより、スターホイール４、スターホイール５、シユリンク包装装置の回転円盤６は同期運転が可能な構成となっている。
【００３０】
【発明の効果】
円筒形物体を搬送するコンベアー又はシュートの上流側と下流側の２箇所にスターホイールを設けて、外周に凹部を等間隔に有する上流側のスターホイールにより、シュート又はコンベアー上で外径を相互に接触させた状態で連なって押し合いながら走行している多数の円筒形電池を、連続的な下流に向けた流れとすることにより、衝撃、振動、騒音などを軽減すると共に、下流工程に供給する電池の搬送速度をコントロールする。
【００３１】
引き続き、下流側に設けられた外周に凹部を不等間隔に有するスターホイールにより電池外径間のすきまに差を設け、一つの群れと、他の群れとを構成する電池との間隔を広く設定することにより、電池を群れ毎に分離して下流工程に供給するので、両スターホイール間を搬送されている電池については、断続的な走行をするが、両スターホイール間を走行中の電池は常時５〜１０個程度の少数に限定されているうえに、電池相互間の接触圧力も非常に僅かなものに軽減されているので、ラベルに発生することの比較的多かった傷もほとんど皆無となり、品質面での大幅な改善のみならず、振動や騒音も低減し職場環境も合わせて改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分離供給装置の一実施例について、主要部を示す正面図
【図２】本発明の分離供給装置の主要部を同期運転させるための、動力伝達方法の一実施例を示す側面図
【図３】（ａ）円盤の外周付近に多数の小さな磁石を埋め込んで、円筒形物体を吸着して搬送する、磁石埋め込み円盤の正面図
（ｂ）同上の断面図
【図４】従来の分離供給装置を示す正面図
【符号の説明】
１−ａ    円筒形物体（群れに分割前）
１−ｂ    円筒形物体（スターホイールで２個ずつの群れに分割された状態）
１−ｃ    円筒形物体（後工程であるシュリンク包装装置に供給された状態）
２        シュート
３−ａ    円筒形物体の固定ガイド
３−ｂ    過負荷防止用開閉式ガイド
４        第１のスターホイール
５        第２のスターホイール
６        シュリンク包装装置の回転円盤
７        凹部
８        幅の狭い凸部
９        幅の広い凸部
１０      開閉式ガイドの支点
１１      レバー
１２      つるまきバネ
１３      シユート
１４      第１のスターホイール用シャフト
１５      中間軸シャフト
１６      第２のスターホイール用シャフト
１７      シュリンク包装装置用回転円盤のシャフト
１８      第１のスプロケット
１９      第２のスプロケット
２０      第３のギアー
２１      第２のギアー
２２      第１のギアー
２３      チエーン
２４      軸受け
２５      軸受け
２６      軸受け
２７      軸受け
２９      永久磁石
３０      空気抜き孔
３１      磁石埋め込み円盤
α        シュートとスターホイールのピッチ円との接線との成す角度
Ｓ        シユート内部における所定数の電池と後続の電池との間の隙間
Ｗ        第２のスターホイールでの一つの群れと他の群れとの間の隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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