ボール式切換弁およびスターホイール装置
【課題】 高速運転に対応することができ、バルブ内に液体が浸入しても動作不良を起こすことがなく、構造が簡単なボール式切換弁を提供する。
【解決手段】 バルブ本体２の内周面２ａは、複数のボールとの間でシール機能を有する弾性部材からなるシール面を構成し、複数のポートは、第１ポートＰ１と、第１ポートから離間して第１ポートを挟むように第１ポートの両側に設けられた第２ポートＰ２および第３ポートＰ３とを含み、複数のボールは、ボール収容孔２ｈ内で往復移動して第１ポートと第２ポートとの連通および第１ポートと第３ポートとの連通を選択的に行う第１シール用ボール３−１と、第１シール用ボールの一側にあり第２ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第２シール用ボール３−２と、第１シール用ボールの他側にあり第３ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第３シール用ボール３−３とを含む。
【解決手段】 バルブ本体２の内周面２ａは、複数のボールとの間でシール機能を有する弾性部材からなるシール面を構成し、複数のポートは、第１ポートＰ１と、第１ポートから離間して第１ポートを挟むように第１ポートの両側に設けられた第２ポートＰ２および第３ポートＰ３とを含み、複数のボールは、ボール収容孔２ｈ内で往復移動して第１ポートと第２ポートとの連通および第１ポートと第３ポートとの連通を選択的に行う第１シール用ボール３−１と、第１シール用ボールの一側にあり第２ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第２シール用ボール３−２と、第１シール用ボールの他側にあり第３ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第３シール用ボール３−３とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール式切換弁および該切換弁を備えたスターホイール装置に係り、特に隣接して設けられた複数のボールを往復移動させることにより流路を切り換えるボール式切換弁および容器を吸着する吸着カップを有し多数の容器を搬送することができるスターホイール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス壜やペットボトル等の容器を保持して所定の円弧状の搬送路に沿って搬送する装置として、スターホイール装置が知られている。このスターホイール装置は、容器がはまり込む複数のポケットを外周上に有するスターホイールと、各ポケットに設けられ容器の側面を吸着する吸着カップと、吸着カップと同数設けられ各吸着カップへの真空の供給を適宜に切り換える切換弁とを備えている。スターホイール装置で容器を取り扱う一例として、スターホイールのポケットに取り込んだ容器を移送中に自動検査をして、不良品を吸着カップにより吸着してラインから排除するものがある。この場合、容器はコンベヤ等の搬送装置によりスターホイールに供給され、スターホイールのポケットにはまり込んで移送され、移送の途中で容器がカメラにより検査される。良品はコンベヤ等の搬送装置に戻され、不良品は吸着カップにより吸着されて移送され、所定位置で排出される。不良品を吸着するときは、切換弁を作動させることにより、吸着カップは真空源に接続される。
【０００３】
図５は従来のスターホイール装置の一例を示す縦断面図である。図５に示すように、スターホイール装置は、ガラス壜等の容器２１がはまり込む複数のポケット５１ａを外周上に有するスターホイール５１と、ポケット毎に配置され容器２１の胴部を吸着する吸着カップ５２と、吸着カップ５２への真空の供給を適宜に切り換えるスプール式切換弁５３が配設された肉厚な円盤状のバルブ本体５４と、真空源（図示せず）に連通する連通孔５５ａが内部に設けられた回転軸５５とを備えている。この種のスターホイール装置においては、スターホイール５１とバルブ本体５４は、回転軸５５と一体的に回転するように、それぞれ回転軸５５に固定されている。バルブ本体５４に配設されたスプール式切換弁５３は吸着カップ５２と同数だけ配置されており、スプール式切換弁５３と吸着カップ５２とはそれぞれ配管５６を介して接続されている。そして、バルブ本体５４の内部には、各切換弁５３に連通する複数の連絡路５４ａが放射状に形成されている。
【０００４】
回転軸５５に設けられた連通孔５５ａは、回転軸５５とバルブ本体５４との接触面で開口し、バルブ本体５４に設けられた前記複数の連絡路５４ａに連通している。このようにして、真空源から吸着カップ５２に至るまでの真空経路が形成されている。スプール式切換弁５３はバルブ本体５４の円周上に形成されたスプール孔５４ｓ内に上下動可能に設けられたスプール５３ａから構成されている。スプール５３ａには、シール用のＯリング５９が装着されている。スプール式切換弁５３は、バルブ本体５４の外周近傍で同一円周上に所定間隔をおいて配列されている。容器２１が不良品の場合には、不良品信号によりバルブ本体５４の下方に配設されたエアシリンダ５８を作動させ、エアシリンダ５８のピストン５８ａで、スプール５３ａを上方に突き上げ、吸着カップ５２に真空を供給する。不良品（容器２１）は吸着カップ５２により真空吸着され、スターホイール５１によって移送される。不良品を吸着した吸着カップ５２が解除位置へ来ると、スプール５３ａを押し下げて元に戻し真空を遮断する。
【０００５】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、従来のスターホイール装置の他の例を示す縦断面図である。図６（ａ）に示すように、スターホイール装置は、容器２１がはまり込む複数のポケット６１ａを外周上に有するスターホイール６１と、ポケット毎に配置され容器２１の胴部を吸着する吸着カップ６２と、吸着カップ６２への真空の供給を適宜に切り換える玉弁式切換弁７０が固定されるとともにスターホイール６１と一体に回転する回転体６４と、真空源（図示せず）に連通する連通孔６５ａが内部に設けられるとともに回転体６４と摺接する固定体６５と、回転軸６６とを備えている。
【０００６】
この種のスターホイール装置においては、スターホイール６１と回転体６４は、回転軸６６と一体的に回転するように、それぞれ回転軸６６に固定されている。玉弁式切換弁７０は、吸着カップ６２と同数だけ配置されており、多面体から成る回転体６４の側面に取り付けられている。そして、玉弁式切換弁７０と吸着カップ６２とはそれぞれ配管６８を介して接続されている。図６（ｂ）に示すように、玉弁式切換弁７０は、バルブ本体７１と、バルブ本体７１内に設けられたスプール７２と、スプール７２の両端に設けられＯリング７６を装着したシール部材７３，７３と、シール部材７３の上下に設けられたボール７４，７４とを有している。ボール７４はリテーナ７５により抜け落ちないように保持されている。スプール７２にはＯリングが装着されておらず、バルブ本体７１の内径とスプール７２の外径とは、流体が漏れないように小さな間隙に設定されている。
【０００７】
円周方向の所定位置には、リテーナ７５に保持されたボール７４を押し上げてバルブ本体７１内のスプール７２を押し上げ、吸着カップ６２と真空源とを接続して吸着カップ６２に真空を供給するためのエアシリンダ７８が設けられている。円周方向の他の所定位置には、リテーナ７５内で押し上げられたボール７４を押し下げ、スプール７２を元に戻して真空を遮断するためのローラ７９が設けられている。
【０００８】
容器２１が不良品の場合には、不良品信号によりエアシリンダ７８が作動し、ピストン７８ａがリテーナ７５に保持されたボール７４を押し上げてスプール７２を押し上げ、吸着カップ６２に真空を供給する。不良品（容器２１）は吸着カップ６２により真空吸着され、スターホイール６１によって移送される。不良品を吸着した吸着カップ６２が解除位置へ来ると、ローラ７９が押し上げられたボール７４を押し下げ、スプール７２を押し下げて元に戻し真空を遮断する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来のスプール式切換弁を備えたスターホイール装置においては、エアシリンダのピストンでスプールを突き上げる際に、突き上げのタイミングがずれてしまうと、スプールに斜めの力が加わりスプールが曲がってしまうという問題がある。また、スターホイールとともに回転しているスプールをエアシリンダのピストンで突き上げる必要があるため、スターホイールを高速で回転させるとエアシリンダのピストンがスプールを押すタイミングが取りにくく、高速運転に対応困難であるという問題点がある。さらに、切換弁の動作時に、スプールに装着されたＯリングがポートの穴部を通過するために、Ｏリングが破損するという問題点がある。しかも、Ｏリングがポートの穴部を通過する距離が長いという問題点がある。
【００１０】
一方、玉弁式切換弁を備えたスターホイール装置においては、容器にはビール等の液体が充填されているため、吸着カップにより容器を吸着する際に、液体を吸い込むことがあり、吸着カップから吸い込んだ液体がバルブ本体内に流入し、この液体がスプールとスプール穴との間隙に詰まって（固着して）しまい、スプールがスムーズに動かずに動作不良が生ずるという問題点がある。また、バルブの内部に浸入した液体により、バルブの内部が腐食し錆びが発生するという問題点がある。さらに、玉弁式切換弁は、バルブ本体内に収容される弁体が三つの部品、すなわちスプールとスプールの上下のシール部材とから構成されているため、高価であるという問題点がある。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、Ｏリング等のシール部材を不要とし、高速運転に対応することができ、バルブ内に液体が浸入しても動作不良を起こすことがなく、構造が簡単で安価なボール式切換弁および該ボール式切換弁を備えたスターホイール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するため、本発明のボール式切換弁は、円形断面を有し複数のボールを収容するボール収容孔と、該ボール収容孔に連通する複数のポートとを有するバルブ本体と、前記ボール収容孔内に往復移動可能に設けられ列状に並んだ複数のボールとを備え、前記バルブ本体の内周面は、前記複数のボールとの間でシール機能を有する弾性部材からなるシール面を構成し、前記複数のポートは、第１ポートと、第１ポートから離間して第１ポートを挟むように第１ポートの両側に設けられた第２ポートおよび第３ポートとを含み、前記複数のボールは、前記ボール収容孔内で往復移動して第１ポートと第２ポートとの連通および第１ポートと第３ポートとの連通を選択的に行う第１シール用ボールと、第１シール用ボールの一側にあり第２ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第２シール用ボールと、第１シール用ボールの他側にあり第３ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第３シール用ボールとを含むことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、複数のシール用ボールを一方向に移動させ、第１シール用ボールを第１ポートと第３ポートの間のシール面に密接させ、第２シール用ボールを第２ポートを挟んで第１ポートと第２ポートの間のシール面と反対側のシール面に密接させ、第３シール用ボールを第３ポートを挟んで第１ポートと第３ポートの間のシール面と反対側のシール面に密接させる。この場合、第１ポートと第２ポートの間のシール面は、いずれのシール用ボールとも接触せずにフリーの状態になる。したがって、第１ポートと第２ポートとは、隣接する２つのシール用ボール間の環状の連通路を介して連通する。そして、第３ポートは、第１シール用ボールと第１ポートと第３ポートの間のシール面および第３シール用ボールと第３ポートを挟んで第１ポートと第３ポートの間のシール面と反対側のシール面により密封される。
【００１４】
前記複数のシール用ボールを反対方向に移動させ、第１シール用ボールを第１ポートと第２ポートの間のシール面に密接させ、第２シール用ボールを第２ポートを挟んで第１ポートと第２ポートの間のシール面と反対側のシール面に密接させ、第３シール用ボールを第３ポートを挟んで第１ポートと第３ポートの間のシール面と反対側のシール面に密接させる。第１ポートと第３ポートの間のシール面は、いずれのシール用ボールとも接触せずにフリーの状態となる。したがって、第１ポートと第３ポートとは、隣接する２つのシール用ボール間の環状の連通路を介して連通する。そして、第２ポートは、第１シール用ボールと第１ポートと第２ポートの間のシール面および第２シール用ボールと第２ポートを挟んで第１ポートと第２ポートの間のシール面と反対側のシール面により密封される。
【００１５】
このように、本発明のボール式切換弁によれば、第１ポートと第２ポートとを連通させる流路と、第１ポートと第３ポートとを連通させる流路とを、複数のシール用ボールを往復移動させることにより、切り換えることができる。
【００１６】
また、前記シール用ボールを往復移動させるための２つの作動用ボールを備えたことを特徴とする。
また、前記バルブ本体の全体は、弾性部材からなることを特徴とする。
また、前記弾性部材はゴムからなることを特徴とする。
【００１７】
本発明のスターホイール装置は、容器がはまり込むポケットが円周上に複数あるスターホイールと、各ポケットに設けられ容器の側面を吸着する吸着カップと、吸着カップと同数設けられ真空源に接続され各吸着カップへの真空の供給を切り換える上述のボール式切換弁を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明のスターホイール装置によれば、小型のボール式切換弁を用いることができるため、多数のボール式切換弁を小さなスペースに設置することができ、スターホイール装置のポケット数を増加することができる。また、切換弁がスプールを用いていないため、スターホイールの高速運転に対応可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下に列挙する効果を奏することができる。
（１）バルブ本体のボール収容孔の内周面をシール機能を有する弾性部材で構成し、ボール収容孔内に収容された複数のボールを往復移動させて流路を切り換える構成であるため、Ｏリング等のシール部材を用いる必要がなく、またバルブ本体にシール部材を装着する円周溝を形成する必要がない。したがって、材料費の低減およびバルブ本体の加工コストの低減を図ることができる。また円周溝が不要なため、バルブ本体の寸法精度を高精度にする必要がなく、加工精度の点からも製造コストを低減できる。さらにスプールを用いていないため高速運転に対応することができる。
（２）バルブ本体のボール収容孔の内周面をシール機能を有する弾性部材で構成し、ボール収容孔内に収容された複数のボールを往復移動させて流路を切り換える構成であるため、バルブ内に液体が浸入しても動作不良を起こすことがない。
【００２０】
（３）ボール収容孔の内周面がシール機能を有する弾性部材からなるバルブ本体とバルブ本体のボール収容孔内に往復移動可能に設けられた複数のボールとによって切換弁を構成することができるため、構造が簡単で安価で且つ小型のボール式切換弁とすることができる。
（４）シール用ボールとバルブ本体のボール収容孔の内周面との接触部で各ポート間の連通および遮断を行っているので、作動時のボール位置決め精度を高い精度にする必要がない。
（５）小型のボール式切換弁を用いることができるため、多数のボール式切換弁を小さなスペースに設置することができ、スターホイール装置のポケット数を増加することができる。また、切換弁がスプールを用いていないため、スターホイールの高速運転に対応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るボール式切換弁の実施形態を図１および図２を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係るボール式切換弁を示す断面図である。図１に示すように、ボール式切換弁１は、内部に円形のボール収容孔２ｈを有したバルブ本体２と、バルブ本体２内のボール収容孔２ｈに収容された複数（実施例においては３個）のシール用ボール３−１，３−２，３−３とを備えている。シール用ボール３−１，３−２，３−３は、本実施形態においては、規格品を使用しており、公称直径７ｍｍで±０．０１ｍｍの精度で加工されている。
【００２２】
バルブ本体２の内周面２ａは、ゴム等の弾性部材で構成されており、このバルブ本体２の内周面２ａは、シール用ボール３−１，３−２，３−３との間でシール機能を有するシール面２ｓを構成している。本実施形態において、バルブ本体２の全体はゴムから構成されており、ゴムの種類としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等、一般的な工業用ゴムを使用することができる。なお、ウレタンゴム、シリコンゴムは、強度が不足するため本実施形態には適さない。また、バルブ本体２のゴム硬度はショア硬度４０〜５０が好ましく、バルブ本体２の内周面２ａの直径の寸法は直径７ｍｍで、−０．１ｍｍ〜−０．２ｍｍの精度でシール用ボール３−１，３−２，３−３よりやや小さく加工されている。
【００２３】
バルブ本体２の上下端には略円筒状のリテーナ５が固定され、リテーナ５内には前記シール用ボール３−１，３−２，３−３を往復移動させるための作動用ボール６−１，６−２が収容されている。リテーナ５は、作動用ボール６−１，６−２がリテーナ５より脱落しないように、作動用ボール６−１，６−２の外径よりも小さい内径の開放端５ａを有している。バルブ本体２は、中心部に第１ポートＰ１を有し、第１ポートＰ１から離間して第１ポートＰ１を挟むように第２ポートＰ２および第３ポートＰ３をそれぞれ有している。各ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３はボール収容孔２ｈに連通されている。
【００２４】
シール用ボール３−１は第１シール用ボールを構成しており、ボール収容孔２ｈ内で往復移動して第１ポートＰ１と第２ポートＰ２の連通および第１ポートＰ１と第３ポートＰ３との連通を選択的に行うことができるようになっている。また、シール用ボール３−２は第２シール用ボールを構成し、この第２シール用ボール３−２は第２ポートＰ２が第１ポートＰ１の反対側の空間Ｓ１と連通することを防止している。さらに、シール用ボール３−３は第３シール用ボールを構成し、この第３シール用ボール３−３は第３ポートＰ３が第１ポートＰ１の反対側の空間Ｓ２と連通することを防止している。
【００２５】
なお、図１に示す実施形態では、バルブ本体２の全体をゴムで構成したが、バルブ本体２の内周面２ａから所定厚さだけゴムで構成し、バルブ本体２の外周面２ｂは金属等の剛性を有した円筒体で構成してもよい。
【００２６】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、図１に示すボール式切換弁の動作説明図である。
図２（ａ）に示すように、突き上げローラ１０により作動用ボール６−１を突き上げて、シール用ボール３−１，３−２，３−３および作動用ボール６−２をＡ方向（上向き）に移動させ、流路を切り換える。また、図２（ｂ）に示すように、押し下げローラ１１により、作動用ボール６−２を押し下げて、シール用ボール３−１，３−２，３−３および作動用ボール６−１をＢ方向（下向き）に移動させ、流路を切り換える。
【００２７】
１）図２（ａ）に示す状態では、第１シール用ボール３−１は第１ポートＰ１と第３ポートＰ３の間のシール面２ｓ−２に密接し、第２シール用ボール３−２は第２ポートＰ２の下方のシール面２ｓ−３に密接し、第３シール用ボール３−３は第３ポートＰ３の上方のシール面２ｓ−４に密接している。第１ポートＰ１と第２ポートＰ２の間のシール面２ｓ−１は、いずれのシール用ボールとも接触せずにフリーの状態にある。従って、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２とは、隣接する２つのシール用ボール３−１，３−２間の略三角形の断面を有する環状の第１連通路Ｆ１を介して連通する。そして、第３ポートＰ３は、第１シール用ボール３−１とシール面２ｓ−２および第３シール用ボール３−３とシール面２ｓ−４により密封される。
【００２８】
２）図２（ｂ）に示す状態では、第１シール用ボール３−１は第１ポートＰ１と第２ポートＰ２の間のシール面２ｓ−１に密接し、第２シール用ボール３−２は第２ポートの下方のシール面２ｓ−３に密接し、第３シール用ボール３−３は第３ポートＰ３の上方のシール面２ｓ−４に密接している。第１ポートＰ１と第３ポートＰ３の間のシール面２ｓ−２は、いずれのシール用ボールとも接触せずにフリーの状態にある。従って、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とは、隣接する２つのシール用ボール３−１，３−３間の略三角形の断面を有する環状の第２連通路Ｆ２を介して連通する。そして、第２ポートＰ２は、第１シール用ボール３−１とシール面２ｓ−１および第２シール用ボール３−２とシール面２ｓ−３により密封される。
【００２９】
以上のように、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すボール式切換弁によれば、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２とを連通させる流路と、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とを連通させる流路とを、シール用ボール３−１，３−２，３−３を上下に往復移動させることにより、切り換えることができる。
【００３０】
次に、本発明のボール式切換弁を組み込んだスターホイール装置を説明する。
図３は本発明のボール式切換弁を組み込んだスターホイール装置を用いた容器検査装置の全体構成を示す平面図である。ガラス壜等の容器２１は、コンベヤ２２でスターホイール装置３０のスターホイール３１に供給され、スターホイール３１のポケット３１ａにはまり込んで移送され、移送の途中で、例えば、容器２１の口部がカメラにより検査される。良品はコンベヤ２２の下流に戻され、不良品は吸着カップ（後述する）により吸着されて排出用ターンテーブル２５に移送される。なお、符号２６は容器２１の胴部に係合するベルトである。
【００３１】
図４は本発明のスターホイール装置の縦断面図である。スターホイール装置３０は、モータ（図示せず）に連結された主軸３２と、容器２１がはまり込むポケット３１ａが円周上に複数あるスターホイール３１と、各ポケット３１ａに設けられ容器２１の側面を吸着する吸着カップ３３と、主軸３２に固定されるとともにスターホイール３１の下面を支持する支持部材３４とを備えている。また、スターホイール装置３０は、スターホイール３１に固定されるとともに内部に連絡路３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有した環状部材３５と、環状部材３５の下方に位置するとともに主軸３２に固定された板状部材３６とを備えている。また、環状部材３５の外周面には、吸着カップ３３と同数の切換弁１が固定されている。切換弁１は、図１および図２に示すボール式切換弁から構成されている。
【００３２】
環状部材３５内に形成された吸着カップ３３と同数の第１連絡路３５ａは、環状部材３５の上面に開口するとともに外周面に開口し、ボール式切換弁１の第１ポートＰ１に連通している。環状部材３５内に形成された吸着カップ３３と同数の第２連絡路３５ｂは、環状部材３５の下面に開口するとともに外周面に開口し、ボール式切換弁１の第２ポートＰ２に連通している。環状部材３５内に形成された吸着カップ３３と同数の第３連絡路３５ｃは、環状部材３５の下面に開口するとともに外周面に開口し、ボール式切換弁１の第３ポートＰ３に連通している。そして、各第１連絡路３５ａは、配管３７を介して各吸着カップ３３に接続されている。また、各第２連絡路３５ｂは、板状部材３６内の連絡路３６ａおよび主軸３２内の連絡路３２ａを介して真空源（図示せず）に連通されている。さらに、第３連絡路３５ｃは、下端が大気に開放されている。
【００３３】
また、主軸３２を回転可能に支持するハウジング状の固定部３８の円周方向の所定位置には、ボール式切換弁１の下方に、突き上げローラ１０が固定されており、この突き上げローラ１０により、ボール式切換弁１の作動用ボール６−１を突き上げることができるようになっている。さらに、固定部３８の円周方向の所定位置には、逆Ｌ字状のサポート３９が固定されており、このサポート３９の上端には、ボール式切換弁１の作動用ボール６−２を押し下げるための押し下げローラ１１が固定されている。
【００３４】
次に、前述のように構成されたスターホイール装置の動作について説明する。
モータによって主軸３２が回転されるとスターホイール３１およびボール式切換弁１を保持した環状部材３５が一体に回転する。主軸３２の回転に伴い、容器２１は所定位置でスターホイール３１のポケット３１ａに取り込まれるとともに容器２１の側面は吸着カップ３３により吸着される。すなわち、図２（ａ）に示すように、突き上げローラ１０がボール式切換弁１の作動用ボール６−１を突き上げて、シール用ボール３−１，３−２，３−３および作動用ボール６−２をＡ方向に移動させることによって、吸着カップ３３は、配管３７、第１連絡路３５ａ、第１ポートＰ１、第１連通路Ｆ１、第２ポートＰ２、第２連絡路３５ｂ、板状部材３６の連絡路３６ａ、主軸３２の連絡路３２ａを介して真空源に接続される。
【００３５】
容器２１がスターホイール３１および吸着カップ３３により保持された状態で円弧状の搬送路に沿って所定位置まで搬送されると、図２（ｂ）に示すように、押し下げローラ１１がボール式切換弁１の作動用ボール６−２を押し下げて、シール用ボール３−１，３−２，３−３および作動用ボール６−１をＢ方向に移動させることによって、吸着カップ３３は、配管３７、第１連絡路３５ａ、第１ポートＰ１、第２連通路Ｆ２、第３ポートＰ３、第３連絡路３５ｃを介して大気に連通される。したがって、吸着カップ３３による容器２１の真空吸着が解除され、容器２１はスターホイール装置３０から排出される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るボール式切換弁を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、図１に示すボール式切換弁の動作説明図である。
【図３】図３は本発明のボール式切換弁を組み込んだスターホイール装置を用いた容器検査装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図４は本発明のスターホイール装置の縦断面図である。
【図５】図５は従来のスターホイール装置の一例を示す縦断面図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、従来のスターホイール装置の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ ボール式切換弁
２ バルブ本体
２ａ 内周面
２ｈ ボール収容孔
２ｓ−１，２ｓ−２，２ｓ−３，２ｓ−４ シール面
３−１，３−２，３−３ シール用ボール
５，７５ リテーナ
５ａ 開放端
６−１，６−２ 作動用ボール
１０ 突き上げローラ
１１ 押し下げローラ
２１ 容器
２２ コンベヤ
２５ 排出用ターンテーブル
２６ ベルト
３０ スターホイール装置
３１，５１，６１ スターホイール
３１ａ，５１ａ，６１ａ ポケット
３２ 主軸
３２ａ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３６ａ，５４ａ 連絡路
３３，５２，６２ 吸着カップ
３４ 支持部材
３５ 環状部材
３６ 板状部材
３７，５６ 配管
３８ 固定部
３９ サポート
５３ 切換弁
５３ａ スプール弁
５４ｓ スプール孔
５５，６６ 回転軸
５５ａ，６５ａ 連通孔
５８，７８ エアシリンダ
５８ａ，７８ａ ピストン
５９，７６ Ｏリング
６４ 回転体
６５ 固定体
７０ 玉弁式切換弁
７２ スプール
７４ ボール
７９ ローラ
Ｆ１，Ｆ２ 連通路
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ ポート
Ｓ１，Ｓ２ 空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール式切換弁および該切換弁を備えたスターホイール装置に係り、特に隣接して設けられた複数のボールを往復移動させることにより流路を切り換えるボール式切換弁および容器を吸着する吸着カップを有し多数の容器を搬送することができるスターホイール装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス壜やペットボトル等の容器を保持して所定の円弧状の搬送路に沿って搬送する装置として、スターホイール装置が知られている。このスターホイール装置は、容器がはまり込む複数のポケットを外周上に有するスターホイールと、各ポケットに設けられ容器の側面を吸着する吸着カップと、吸着カップと同数設けられ各吸着カップへの真空の供給を適宜に切り換える切換弁とを備えている。スターホイール装置で容器を取り扱う一例として、スターホイールのポケットに取り込んだ容器を移送中に自動検査をして、不良品を吸着カップにより吸着してラインから排除するものがある。この場合、容器はコンベヤ等の搬送装置によりスターホイールに供給され、スターホイールのポケットにはまり込んで移送され、移送の途中で容器がカメラにより検査される。良品はコンベヤ等の搬送装置に戻され、不良品は吸着カップにより吸着されて移送され、所定位置で排出される。不良品を吸着するときは、切換弁を作動させることにより、吸着カップは真空源に接続される。
【０００３】
図５は従来のスターホイール装置の一例を示す縦断面図である。図５に示すように、スターホイール装置は、ガラス壜等の容器２１がはまり込む複数のポケット５１ａを外周上に有するスターホイール５１と、ポケット毎に配置され容器２１の胴部を吸着する吸着カップ５２と、吸着カップ５２への真空の供給を適宜に切り換えるスプール式切換弁５３が配設された肉厚な円盤状のバルブ本体５４と、真空源（図示せず）に連通する連通孔５５ａが内部に設けられた回転軸５５とを備えている。この種のスターホイール装置においては、スターホイール５１とバルブ本体５４は、回転軸５５と一体的に回転するように、それぞれ回転軸５５に固定されている。バルブ本体５４に配設されたスプール式切換弁５３は吸着カップ５２と同数だけ配置されており、スプール式切換弁５３と吸着カップ５２とはそれぞれ配管５６を介して接続されている。そして、バルブ本体５４の内部には、各切換弁５３に連通する複数の連絡路５４ａが放射状に形成されている。
【０００４】
回転軸５５に設けられた連通孔５５ａは、回転軸５５とバルブ本体５４との接触面で開口し、バルブ本体５４に設けられた前記複数の連絡路５４ａに連通している。このようにして、真空源から吸着カップ５２に至るまでの真空経路が形成されている。スプール式切換弁５３はバルブ本体５４の円周上に形成されたスプール孔５４ｓ内に上下動可能に設けられたスプール５３ａから構成されている。スプール５３ａには、シール用のＯリング５９が装着されている。スプール式切換弁５３は、バルブ本体５４の外周近傍で同一円周上に所定間隔をおいて配列されている。容器２１が不良品の場合には、不良品信号によりバルブ本体５４の下方に配設されたエアシリンダ５８を作動させ、エアシリンダ５８のピストン５８ａで、スプール５３ａを上方に突き上げ、吸着カップ５２に真空を供給する。不良品（容器２１）は吸着カップ５２により真空吸着され、スターホイール５１によって移送される。不良品を吸着した吸着カップ５２が解除位置へ来ると、スプール５３ａを押し下げて元に戻し真空を遮断する。
【０００５】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、従来のスターホイール装置の他の例を示す縦断面図である。図６（ａ）に示すように、スターホイール装置は、容器２１がはまり込む複数のポケット６１ａを外周上に有するスターホイール６１と、ポケット毎に配置され容器２１の胴部を吸着する吸着カップ６２と、吸着カップ６２への真空の供給を適宜に切り換える玉弁式切換弁７０が固定されるとともにスターホイール６１と一体に回転する回転体６４と、真空源（図示せず）に連通する連通孔６５ａが内部に設けられるとともに回転体６４と摺接する固定体６５と、回転軸６６とを備えている。
【０００６】
この種のスターホイール装置においては、スターホイール６１と回転体６４は、回転軸６６と一体的に回転するように、それぞれ回転軸６６に固定されている。玉弁式切換弁７０は、吸着カップ６２と同数だけ配置されており、多面体から成る回転体６４の側面に取り付けられている。そして、玉弁式切換弁７０と吸着カップ６２とはそれぞれ配管６８を介して接続されている。図６（ｂ）に示すように、玉弁式切換弁７０は、バルブ本体７１と、バルブ本体７１内に設けられたスプール７２と、スプール７２の両端に設けられＯリング７６を装着したシール部材７３，７３と、シール部材７３の上下に設けられたボール７４，７４とを有している。ボール７４はリテーナ７５により抜け落ちないように保持されている。スプール７２にはＯリングが装着されておらず、バルブ本体７１の内径とスプール７２の外径とは、流体が漏れないように小さな間隙に設定されている。
【０００７】
円周方向の所定位置には、リテーナ７５に保持されたボール７４を押し上げてバルブ本体７１内のスプール７２を押し上げ、吸着カップ６２と真空源とを接続して吸着カップ６２に真空を供給するためのエアシリンダ７８が設けられている。円周方向の他の所定位置には、リテーナ７５内で押し上げられたボール７４を押し下げ、スプール７２を元に戻して真空を遮断するためのローラ７９が設けられている。
【０００８】
容器２１が不良品の場合には、不良品信号によりエアシリンダ７８が作動し、ピストン７８ａがリテーナ７５に保持されたボール７４を押し上げてスプール７２を押し上げ、吸着カップ６２に真空を供給する。不良品（容器２１）は吸着カップ６２により真空吸着され、スターホイール６１によって移送される。不良品を吸着した吸着カップ６２が解除位置へ来ると、ローラ７９が押し上げられたボール７４を押し下げ、スプール７２を押し下げて元に戻し真空を遮断する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来のスプール式切換弁を備えたスターホイール装置においては、エアシリンダのピストンでスプールを突き上げる際に、突き上げのタイミングがずれてしまうと、スプールに斜めの力が加わりスプールが曲がってしまうという問題がある。また、スターホイールとともに回転しているスプールをエアシリンダのピストンで突き上げる必要があるため、スターホイールを高速で回転させるとエアシリンダのピストンがスプールを押すタイミングが取りにくく、高速運転に対応困難であるという問題点がある。さらに、切換弁の動作時に、スプールに装着されたＯリングがポートの穴部を通過するために、Ｏリングが破損するという問題点がある。しかも、Ｏリングがポートの穴部を通過する距離が長いという問題点がある。
【００１０】
一方、玉弁式切換弁を備えたスターホイール装置においては、容器にはビール等の液体が充填されているため、吸着カップにより容器を吸着する際に、液体を吸い込むことがあり、吸着カップから吸い込んだ液体がバルブ本体内に流入し、この液体がスプールとスプール穴との間隙に詰まって（固着して）しまい、スプールがスムーズに動かずに動作不良が生ずるという問題点がある。また、バルブの内部に浸入した液体により、バルブの内部が腐食し錆びが発生するという問題点がある。さらに、玉弁式切換弁は、バルブ本体内に収容される弁体が三つの部品、すなわちスプールとスプールの上下のシール部材とから構成されているため、高価であるという問題点がある。
【００１１】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、Ｏリング等のシール部材を不要とし、高速運転に対応することができ、バルブ内に液体が浸入しても動作不良を起こすことがなく、構造が簡単で安価なボール式切換弁および該ボール式切換弁を備えたスターホイール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するため、本発明のボール式切換弁は、円形断面を有し複数のボールを収容するボール収容孔と、該ボール収容孔に連通する複数のポートとを有するバルブ本体と、前記ボール収容孔内に往復移動可能に設けられ列状に並んだ複数のボールとを備え、前記バルブ本体の内周面は、前記複数のボールとの間でシール機能を有する弾性部材からなるシール面を構成し、前記複数のポートは、第１ポートと、第１ポートから離間して第１ポートを挟むように第１ポートの両側に設けられた第２ポートおよび第３ポートとを含み、前記複数のボールは、前記ボール収容孔内で往復移動して第１ポートと第２ポートとの連通および第１ポートと第３ポートとの連通を選択的に行う第１シール用ボールと、第１シール用ボールの一側にあり第２ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第２シール用ボールと、第１シール用ボールの他側にあり第３ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第３シール用ボールとを含むことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、複数のシール用ボールを一方向に移動させ、第１シール用ボールを第１ポートと第３ポートの間のシール面に密接させ、第２シール用ボールを第２ポートを挟んで第１ポートと第２ポートの間のシール面と反対側のシール面に密接させ、第３シール用ボールを第３ポートを挟んで第１ポートと第３ポートの間のシール面と反対側のシール面に密接させる。この場合、第１ポートと第２ポートの間のシール面は、いずれのシール用ボールとも接触せずにフリーの状態になる。したがって、第１ポートと第２ポートとは、隣接する２つのシール用ボール間の環状の連通路を介して連通する。そして、第３ポートは、第１シール用ボールと第１ポートと第３ポートの間のシール面および第３シール用ボールと第３ポートを挟んで第１ポートと第３ポートの間のシール面と反対側のシール面により密封される。
【００１４】
前記複数のシール用ボールを反対方向に移動させ、第１シール用ボールを第１ポートと第２ポートの間のシール面に密接させ、第２シール用ボールを第２ポートを挟んで第１ポートと第２ポートの間のシール面と反対側のシール面に密接させ、第３シール用ボールを第３ポートを挟んで第１ポートと第３ポートの間のシール面と反対側のシール面に密接させる。第１ポートと第３ポートの間のシール面は、いずれのシール用ボールとも接触せずにフリーの状態となる。したがって、第１ポートと第３ポートとは、隣接する２つのシール用ボール間の環状の連通路を介して連通する。そして、第２ポートは、第１シール用ボールと第１ポートと第２ポートの間のシール面および第２シール用ボールと第２ポートを挟んで第１ポートと第２ポートの間のシール面と反対側のシール面により密封される。
【００１５】
このように、本発明のボール式切換弁によれば、第１ポートと第２ポートとを連通させる流路と、第１ポートと第３ポートとを連通させる流路とを、複数のシール用ボールを往復移動させることにより、切り換えることができる。
【００１６】
また、前記シール用ボールを往復移動させるための２つの作動用ボールを備えたことを特徴とする。
また、前記バルブ本体の全体は、弾性部材からなることを特徴とする。
また、前記弾性部材はゴムからなることを特徴とする。
【００１７】
本発明のスターホイール装置は、容器がはまり込むポケットが円周上に複数あるスターホイールと、各ポケットに設けられ容器の側面を吸着する吸着カップと、吸着カップと同数設けられ真空源に接続され各吸着カップへの真空の供給を切り換える上述のボール式切換弁を備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明のスターホイール装置によれば、小型のボール式切換弁を用いることができるため、多数のボール式切換弁を小さなスペースに設置することができ、スターホイール装置のポケット数を増加することができる。また、切換弁がスプールを用いていないため、スターホイールの高速運転に対応可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下に列挙する効果を奏することができる。
（１）バルブ本体のボール収容孔の内周面をシール機能を有する弾性部材で構成し、ボール収容孔内に収容された複数のボールを往復移動させて流路を切り換える構成であるため、Ｏリング等のシール部材を用いる必要がなく、またバルブ本体にシール部材を装着する円周溝を形成する必要がない。したがって、材料費の低減およびバルブ本体の加工コストの低減を図ることができる。また円周溝が不要なため、バルブ本体の寸法精度を高精度にする必要がなく、加工精度の点からも製造コストを低減できる。さらにスプールを用いていないため高速運転に対応することができる。
（２）バルブ本体のボール収容孔の内周面をシール機能を有する弾性部材で構成し、ボール収容孔内に収容された複数のボールを往復移動させて流路を切り換える構成であるため、バルブ内に液体が浸入しても動作不良を起こすことがない。
【００２０】
（３）ボール収容孔の内周面がシール機能を有する弾性部材からなるバルブ本体とバルブ本体のボール収容孔内に往復移動可能に設けられた複数のボールとによって切換弁を構成することができるため、構造が簡単で安価で且つ小型のボール式切換弁とすることができる。
（４）シール用ボールとバルブ本体のボール収容孔の内周面との接触部で各ポート間の連通および遮断を行っているので、作動時のボール位置決め精度を高い精度にする必要がない。
（５）小型のボール式切換弁を用いることができるため、多数のボール式切換弁を小さなスペースに設置することができ、スターホイール装置のポケット数を増加することができる。また、切換弁がスプールを用いていないため、スターホイールの高速運転に対応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るボール式切換弁の実施形態を図１および図２を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係るボール式切換弁を示す断面図である。図１に示すように、ボール式切換弁１は、内部に円形のボール収容孔２ｈを有したバルブ本体２と、バルブ本体２内のボール収容孔２ｈに収容された複数（実施例においては３個）のシール用ボール３−１，３−２，３−３とを備えている。シール用ボール３−１，３−２，３−３は、本実施形態においては、規格品を使用しており、公称直径７ｍｍで±０．０１ｍｍの精度で加工されている。
【００２２】
バルブ本体２の内周面２ａは、ゴム等の弾性部材で構成されており、このバルブ本体２の内周面２ａは、シール用ボール３−１，３−２，３−３との間でシール機能を有するシール面２ｓを構成している。本実施形態において、バルブ本体２の全体はゴムから構成されており、ゴムの種類としては、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等、一般的な工業用ゴムを使用することができる。なお、ウレタンゴム、シリコンゴムは、強度が不足するため本実施形態には適さない。また、バルブ本体２のゴム硬度はショア硬度４０〜５０が好ましく、バルブ本体２の内周面２ａの直径の寸法は直径７ｍｍで、−０．１ｍｍ〜−０．２ｍｍの精度でシール用ボール３−１，３−２，３−３よりやや小さく加工されている。
【００２３】
バルブ本体２の上下端には略円筒状のリテーナ５が固定され、リテーナ５内には前記シール用ボール３−１，３−２，３−３を往復移動させるための作動用ボール６−１，６−２が収容されている。リテーナ５は、作動用ボール６−１，６−２がリテーナ５より脱落しないように、作動用ボール６−１，６−２の外径よりも小さい内径の開放端５ａを有している。バルブ本体２は、中心部に第１ポートＰ１を有し、第１ポートＰ１から離間して第１ポートＰ１を挟むように第２ポートＰ２および第３ポートＰ３をそれぞれ有している。各ポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３はボール収容孔２ｈに連通されている。
【００２４】
シール用ボール３−１は第１シール用ボールを構成しており、ボール収容孔２ｈ内で往復移動して第１ポートＰ１と第２ポートＰ２の連通および第１ポートＰ１と第３ポートＰ３との連通を選択的に行うことができるようになっている。また、シール用ボール３−２は第２シール用ボールを構成し、この第２シール用ボール３−２は第２ポートＰ２が第１ポートＰ１の反対側の空間Ｓ１と連通することを防止している。さらに、シール用ボール３−３は第３シール用ボールを構成し、この第３シール用ボール３−３は第３ポートＰ３が第１ポートＰ１の反対側の空間Ｓ２と連通することを防止している。
【００２５】
なお、図１に示す実施形態では、バルブ本体２の全体をゴムで構成したが、バルブ本体２の内周面２ａから所定厚さだけゴムで構成し、バルブ本体２の外周面２ｂは金属等の剛性を有した円筒体で構成してもよい。
【００２６】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、図１に示すボール式切換弁の動作説明図である。
図２（ａ）に示すように、突き上げローラ１０により作動用ボール６−１を突き上げて、シール用ボール３−１，３−２，３−３および作動用ボール６−２をＡ方向（上向き）に移動させ、流路を切り換える。また、図２（ｂ）に示すように、押し下げローラ１１により、作動用ボール６−２を押し下げて、シール用ボール３−１，３−２，３−３および作動用ボール６−１をＢ方向（下向き）に移動させ、流路を切り換える。
【００２７】
１）図２（ａ）に示す状態では、第１シール用ボール３−１は第１ポートＰ１と第３ポートＰ３の間のシール面２ｓ−２に密接し、第２シール用ボール３−２は第２ポートＰ２の下方のシール面２ｓ−３に密接し、第３シール用ボール３−３は第３ポートＰ３の上方のシール面２ｓ−４に密接している。第１ポートＰ１と第２ポートＰ２の間のシール面２ｓ−１は、いずれのシール用ボールとも接触せずにフリーの状態にある。従って、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２とは、隣接する２つのシール用ボール３−１，３−２間の略三角形の断面を有する環状の第１連通路Ｆ１を介して連通する。そして、第３ポートＰ３は、第１シール用ボール３−１とシール面２ｓ−２および第３シール用ボール３−３とシール面２ｓ−４により密封される。
【００２８】
２）図２（ｂ）に示す状態では、第１シール用ボール３−１は第１ポートＰ１と第２ポートＰ２の間のシール面２ｓ−１に密接し、第２シール用ボール３−２は第２ポートの下方のシール面２ｓ−３に密接し、第３シール用ボール３−３は第３ポートＰ３の上方のシール面２ｓ−４に密接している。第１ポートＰ１と第３ポートＰ３の間のシール面２ｓ−２は、いずれのシール用ボールとも接触せずにフリーの状態にある。従って、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とは、隣接する２つのシール用ボール３−１，３−３間の略三角形の断面を有する環状の第２連通路Ｆ２を介して連通する。そして、第２ポートＰ２は、第１シール用ボール３−１とシール面２ｓ−１および第２シール用ボール３−２とシール面２ｓ−３により密封される。
【００２９】
以上のように、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すボール式切換弁によれば、第１ポートＰ１と第２ポートＰ２とを連通させる流路と、第１ポートＰ１と第３ポートＰ３とを連通させる流路とを、シール用ボール３−１，３−２，３−３を上下に往復移動させることにより、切り換えることができる。
【００３０】
次に、本発明のボール式切換弁を組み込んだスターホイール装置を説明する。
図３は本発明のボール式切換弁を組み込んだスターホイール装置を用いた容器検査装置の全体構成を示す平面図である。ガラス壜等の容器２１は、コンベヤ２２でスターホイール装置３０のスターホイール３１に供給され、スターホイール３１のポケット３１ａにはまり込んで移送され、移送の途中で、例えば、容器２１の口部がカメラにより検査される。良品はコンベヤ２２の下流に戻され、不良品は吸着カップ（後述する）により吸着されて排出用ターンテーブル２５に移送される。なお、符号２６は容器２１の胴部に係合するベルトである。
【００３１】
図４は本発明のスターホイール装置の縦断面図である。スターホイール装置３０は、モータ（図示せず）に連結された主軸３２と、容器２１がはまり込むポケット３１ａが円周上に複数あるスターホイール３１と、各ポケット３１ａに設けられ容器２１の側面を吸着する吸着カップ３３と、主軸３２に固定されるとともにスターホイール３１の下面を支持する支持部材３４とを備えている。また、スターホイール装置３０は、スターホイール３１に固定されるとともに内部に連絡路３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有した環状部材３５と、環状部材３５の下方に位置するとともに主軸３２に固定された板状部材３６とを備えている。また、環状部材３５の外周面には、吸着カップ３３と同数の切換弁１が固定されている。切換弁１は、図１および図２に示すボール式切換弁から構成されている。
【００３２】
環状部材３５内に形成された吸着カップ３３と同数の第１連絡路３５ａは、環状部材３５の上面に開口するとともに外周面に開口し、ボール式切換弁１の第１ポートＰ１に連通している。環状部材３５内に形成された吸着カップ３３と同数の第２連絡路３５ｂは、環状部材３５の下面に開口するとともに外周面に開口し、ボール式切換弁１の第２ポートＰ２に連通している。環状部材３５内に形成された吸着カップ３３と同数の第３連絡路３５ｃは、環状部材３５の下面に開口するとともに外周面に開口し、ボール式切換弁１の第３ポートＰ３に連通している。そして、各第１連絡路３５ａは、配管３７を介して各吸着カップ３３に接続されている。また、各第２連絡路３５ｂは、板状部材３６内の連絡路３６ａおよび主軸３２内の連絡路３２ａを介して真空源（図示せず）に連通されている。さらに、第３連絡路３５ｃは、下端が大気に開放されている。
【００３３】
また、主軸３２を回転可能に支持するハウジング状の固定部３８の円周方向の所定位置には、ボール式切換弁１の下方に、突き上げローラ１０が固定されており、この突き上げローラ１０により、ボール式切換弁１の作動用ボール６−１を突き上げることができるようになっている。さらに、固定部３８の円周方向の所定位置には、逆Ｌ字状のサポート３９が固定されており、このサポート３９の上端には、ボール式切換弁１の作動用ボール６−２を押し下げるための押し下げローラ１１が固定されている。
【００３４】
次に、前述のように構成されたスターホイール装置の動作について説明する。
モータによって主軸３２が回転されるとスターホイール３１およびボール式切換弁１を保持した環状部材３５が一体に回転する。主軸３２の回転に伴い、容器２１は所定位置でスターホイール３１のポケット３１ａに取り込まれるとともに容器２１の側面は吸着カップ３３により吸着される。すなわち、図２（ａ）に示すように、突き上げローラ１０がボール式切換弁１の作動用ボール６−１を突き上げて、シール用ボール３−１，３−２，３−３および作動用ボール６−２をＡ方向に移動させることによって、吸着カップ３３は、配管３７、第１連絡路３５ａ、第１ポートＰ１、第１連通路Ｆ１、第２ポートＰ２、第２連絡路３５ｂ、板状部材３６の連絡路３６ａ、主軸３２の連絡路３２ａを介して真空源に接続される。
【００３５】
容器２１がスターホイール３１および吸着カップ３３により保持された状態で円弧状の搬送路に沿って所定位置まで搬送されると、図２（ｂ）に示すように、押し下げローラ１１がボール式切換弁１の作動用ボール６−２を押し下げて、シール用ボール３−１，３−２，３−３および作動用ボール６−１をＢ方向に移動させることによって、吸着カップ３３は、配管３７、第１連絡路３５ａ、第１ポートＰ１、第２連通路Ｆ２、第３ポートＰ３、第３連絡路３５ｃを介して大気に連通される。したがって、吸着カップ３３による容器２１の真空吸着が解除され、容器２１はスターホイール装置３０から排出される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るボール式切換弁を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、図１に示すボール式切換弁の動作説明図である。
【図３】図３は本発明のボール式切換弁を組み込んだスターホイール装置を用いた容器検査装置の全体構成を示す平面図である。
【図４】図４は本発明のスターホイール装置の縦断面図である。
【図５】図５は従来のスターホイール装置の一例を示す縦断面図である。
【図６】図６（ａ）および図６（ｂ）は、従来のスターホイール装置の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１ ボール式切換弁
２ バルブ本体
２ａ 内周面
２ｈ ボール収容孔
２ｓ−１，２ｓ−２，２ｓ−３，２ｓ−４ シール面
３−１，３−２，３−３ シール用ボール
５，７５ リテーナ
５ａ 開放端
６−１，６−２ 作動用ボール
１０ 突き上げローラ
１１ 押し下げローラ
２１ 容器
２２ コンベヤ
２５ 排出用ターンテーブル
２６ ベルト
３０ スターホイール装置
３１，５１，６１ スターホイール
３１ａ，５１ａ，６１ａ ポケット
３２ 主軸
３２ａ，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３６ａ，５４ａ 連絡路
３３，５２，６２ 吸着カップ
３４ 支持部材
３５ 環状部材
３６ 板状部材
３７，５６ 配管
３８ 固定部
３９ サポート
５３ 切換弁
５３ａ スプール弁
５４ｓ スプール孔
５５，６６ 回転軸
５５ａ，６５ａ 連通孔
５８，７８ エアシリンダ
５８ａ，７８ａ ピストン
５９，７６ Ｏリング
６４ 回転体
６５ 固定体
７０ 玉弁式切換弁
７２ スプール
７４ ボール
７９ ローラ
Ｆ１，Ｆ２ 連通路
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ ポート
Ｓ１，Ｓ２ 空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形断面を有し複数のボールを収容するボール収容孔と、該ボール収容孔に連通する複数のポートとを有するバルブ本体と、
前記ボール収容孔内に往復移動可能に設けられ列状に並んだ複数のボールとを備え、
前記バルブ本体の内周面は、前記複数のボールとの間でシール機能を有する弾性部材からなるシール面を構成し、
前記複数のポートは、第１ポートと、第１ポートから離間して第１ポートを挟むように第１ポートの両側に設けられた第２ポートおよび第３ポートとを含み、
前記複数のボールは、前記ボール収容孔内で往復移動して第１ポートと第２ポートとの連通および第１ポートと第３ポートとの連通を選択的に行う第１シール用ボールと、第１シール用ボールの一側にあり第２ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第２シール用ボールと、第１シール用ボールの他側にあり第３ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第３シール用ボールとを含むことを特徴とするボール式切換弁。
【請求項２】
前記シール用ボールを往復移動させるための２つの作動用ボールを備えたことを特徴とする請求項１に記載のボール式切換弁。
【請求項３】
前記バルブ本体の全体は、弾性部材からなることを特徴とする請求項１に記載のボール式切換弁。
【請求項４】
前記弾性部材はゴムからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のボール式切換弁。
【請求項５】
容器がはまり込むポケットが円周上に複数あるスターホイールと、
各ポケットに設けられ容器の側面を吸着する吸着カップと、
吸着カップと同数設けられ真空源に接続され各吸着カップへの真空の供給を切り換える請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボール式切換弁とを備えたことを特徴とするスターホイール装置。
【請求項１】
円形断面を有し複数のボールを収容するボール収容孔と、該ボール収容孔に連通する複数のポートとを有するバルブ本体と、
前記ボール収容孔内に往復移動可能に設けられ列状に並んだ複数のボールとを備え、
前記バルブ本体の内周面は、前記複数のボールとの間でシール機能を有する弾性部材からなるシール面を構成し、
前記複数のポートは、第１ポートと、第１ポートから離間して第１ポートを挟むように第１ポートの両側に設けられた第２ポートおよび第３ポートとを含み、
前記複数のボールは、前記ボール収容孔内で往復移動して第１ポートと第２ポートとの連通および第１ポートと第３ポートとの連通を選択的に行う第１シール用ボールと、第１シール用ボールの一側にあり第２ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第２シール用ボールと、第１シール用ボールの他側にあり第３ポートが第１ポートの反対側の空間と連通することを防止する第３シール用ボールとを含むことを特徴とするボール式切換弁。
【請求項２】
前記シール用ボールを往復移動させるための２つの作動用ボールを備えたことを特徴とする請求項１に記載のボール式切換弁。
【請求項３】
前記バルブ本体の全体は、弾性部材からなることを特徴とする請求項１に記載のボール式切換弁。
【請求項４】
前記弾性部材はゴムからなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のボール式切換弁。
【請求項５】
容器がはまり込むポケットが円周上に複数あるスターホイールと、
各ポケットに設けられ容器の側面を吸着する吸着カップと、
吸着カップと同数設けられ真空源に接続され各吸着カップへの真空の供給を切り換える請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボール式切換弁とを備えたことを特徴とするスターホイール装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−８５４４２（Ｐ２００７−８５４４２Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７４３７１（Ｐ２００５−２７４３７１）
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【出願人】（３９００１４６６１）株式会社キリンテクノシステム (126)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【出願人】（３９００１４６６１）株式会社キリンテクノシステム (126)
【Ｆターム（参考）】
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